JPH0441840B2 - - Google Patents

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JPH0441840B2
JPH0441840B2 JP60061313A JP6131385A JPH0441840B2 JP H0441840 B2 JPH0441840 B2 JP H0441840B2 JP 60061313 A JP60061313 A JP 60061313A JP 6131385 A JP6131385 A JP 6131385A JP H0441840 B2 JPH0441840 B2 JP H0441840B2
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JP
Japan
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pattern
pattern matching
lpc
analysis
standard
Prior art date
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Application number
JP60061313A
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Japanese (ja)
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JPS61219998A (en
Inventor
Satoru Taguchi
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPH0441840B2 publication Critical patent/JPH0441840B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパタンマツチングボコーダに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a pattern matching vocoder.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

入力音声信号をLPC分析して得られる特徴パ
ラメータのベクトルパタンと、音声資料の特徴パ
ラメータの分布に関する標準パタンとの照合を介
して入力音声信号の分析、合成を行なうパタンマ
ツチングボコーダはよく知られている。
A pattern matching vocoder that analyzes and synthesizes an input audio signal by comparing a vector pattern of feature parameters obtained by LPC analysis of the input audio signal with a standard pattern regarding the distribution of feature parameters of audio materials is well known. ing.

このLPC分析は入力音声信号の特徴パラメー
タをそのスペクトル包絡を全極型モデルで近似せ
しめて得るものであり、この場合入力音声信号や
音声資料は定常的と見做して分析フレームごとに
αパラメータやKパラメータ等のLPC係数を抽
出している。
This LPC analysis obtains the characteristic parameters of the input audio signal by approximating its spectral envelope with an all-pole model. In this case, the input audio signal and audio material are assumed to be stationary, and the α parameter is calculated for each analysis frame LPC coefficients such as and K parameters are extracted.

パタンマツチングボコーダでは、分析側で入力
音声信号に最もよくマツチングした標準パタンの
指定番号だけを合成側に伝送し、合成側ではこの
情報にもとづいて音声合成フイルタの係数とすべ
き特徴パラメータを分析フレームごとに用意する
という形式で伝送ビツトレートの低減を図つてい
る。
In a pattern matching vocoder, the analysis side transmits only the specified number of the standard pattern that best matches the input audio signal to the synthesis side, and the synthesis side analyzes the characteristic parameters that should be used as coefficients of the speech synthesis filter based on this information. The transmission bit rate is reduced by preparing the data for each frame.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、このLPC分析によつて得られ
る特徴パラメータは、入力音声信号あるいは音声
資料のスペクトル包絡の近似値であつてフオルマ
ント帯域幅の過小推定を生起し易いことが数多く
の資料で知られている。このフオルマント帯域幅
の過小評価は特に、第1フオルマントで起り易
く、これは第1フオルマント等のエネルギーの集
中する周波数に極が過度に集中することにもとづ
くためと考えられている。このことをスペクトル
包絡について言えばその極周波数帯域幅、特に低
周波数領域における第1の極周波数帯域が極端に
狭いものとして表現されることがしばしば起りう
ることを意味し、従つてこのような特徴パラメー
タを介して行なうパタン照合は必らずしも常に最
良のパタン選択を行うことが出来ずこの分再生音
質を劣化せしめるという欠点がある。
However, it is known from many sources that the feature parameters obtained by this LPC analysis are approximate values of the spectral envelope of the input audio signal or audio material, and are likely to cause underestimation of the formant bandwidth. This underestimation of the formant bandwidth is particularly likely to occur in the first formant, and this is thought to be due to excessive concentration of poles at frequencies where energy is concentrated, such as in the first formant. Regarding the spectral envelope, this means that its polar frequency bandwidth, especially the first polar frequency band in the low frequency region, can often be expressed as extremely narrow, and therefore such characteristics Pattern matching performed via parameters has the disadvantage that it is not always possible to select the best pattern, and the quality of reproduced sound deteriorates accordingly.

本発明の目的は上述した欠点を除去し、正規化
予測残差電力を判定条件に利用して常に最良のパ
タン選択を可能とするパタンマツチングボコーダ
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern matching vocoder which eliminates the above-mentioned drawbacks and which makes it possible to always select the best pattern by using normalized prediction residual power as a determination condition.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の装置は、パタンマツチングボコーダに
おいて、入力信号のLPCパラメータにもとづき
もしくはLPC分析に付随して算出しうる正規化
予測残差電力と標準パタンに関する正規化予測残
差電力との比を算出したうえこの比が予め設定さ
れた範囲内の標準パタンのみを対象としてパタン
照合を行なう選択パタン照合手段を備えて構成さ
れる。
In a pattern matching vocoder, the device of the present invention calculates the ratio between the normalized predicted residual power that can be calculated based on the LPC parameter of the input signal or in conjunction with LPC analysis and the normalized predicted residual power regarding the standard pattern. In addition, the apparatus is configured to include a selected pattern matching means for performing pattern matching only on standard patterns whose ratios are within a preset range.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明のパタンマツチングボコーダの第
一の実施例の構成を示すブロツク図である。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a first embodiment of a pattern matching vocoder of the present invention.

第1図に示す実施例の構成は分析側1と合成側
2とより成り、また分析側1はLPC分析器11、
音源分析器12、パタン照合器13、標準パタン
メモリ14およびマルチプレクサ15を備えて構
成され、また合成側2はデマルチプレクサ21、
パタン復号器22、標準パタンメモリ23、音源
合成器24、音声合成フイルタ25、D/Aコン
バータ26およびLPE27を備えて構成される。
The configuration of the embodiment shown in FIG. 1 consists of an analysis side 1 and a synthesis side 2, and the analysis side 1 includes an LPC analyzer 11,
The composition includes a sound source analyzer 12, a pattern matching device 13, a standard pattern memory 14, and a multiplexer 15, and the synthesis side 2 includes a demultiplexer 21,
The device includes a pattern decoder 22, a standard pattern memory 23, a sound source synthesizer 24, a speech synthesis filter 25, a D/A converter 26, and an LPE 27.

入力ライン101を介して入力した入力音声信
号はLPC分析器11と音源分析器12とに供給
される。
An input audio signal input via an input line 101 is supplied to an LPC analyzer 11 and a sound source analyzer 12.

LPC分析器11は入力音声信号をLPF(Low
Pass Filter)に通して不要な高域遮断を行ない、
次にA/Dコンバータによつて所定のサンプリン
グ周波数でサンプリングしつ所定のビツト数で量
子化する。この量子化音声信号はさらに所定の分
析周期ごとに窓関数との乗算によるウインドウ処
理が施されたのちこの分析周期を分析フレーム単
位とし公知の処理技術、たとえば、Auto−
correlation法やPARCOR法等を利用してLPC分
析を行ないスペクトル包絡特性としてのLPC係
数を抽出する。
The LPC analyzer 11 converts the input audio signal into an LPF (Low
Pass Filter) to cut off unnecessary high frequencies,
Next, the A/D converter samples the data at a predetermined sampling frequency and quantizes it with a predetermined number of bits. This quantized audio signal is further subjected to window processing by multiplying it with a window function at every predetermined analysis cycle, and then this analysis cycle is used as an analysis frame unit using a known processing technique such as Auto-
Perform LPC analysis using correlation method, PARCOR method, etc. and extract LPC coefficients as spectral envelope characteristics.

本実施例ではLPC係数として所定の次数のK
パラメータ(偏自己相関関数)を利用している
が、これは他のαパラメータあるいはこれら
LPCパラメータから誘導される他の特徴パラメ
ータを利用しても差支えない。
In this embodiment, K of a predetermined order is used as the LPC coefficient.
parameter (partial autocorrelation function), but this is based on other α parameters or these
Other feature parameters derived from the LPC parameters may also be used.

LPC分析器11から分析フレームごとに抽出
されるLPC係数はパタン照合器13で標準パタ
ンとの実時間照合を行なう。
The LPC coefficients extracted from the LPC analyzer 11 for each analysis frame are checked in real time against a standard pattern by the pattern checker 13.

標準パタンメモリ14は予め用意した音声資料
のLPC係数、この場合はKパラメータの分布に
関する標準パタンを備えており、パタン照合器1
3は標準パタンメモリ14から読出すLPC係数
の標準パタン群とのスペクトル距離を計測しつつ
このスペクトル距離を尺度としてこれが最小の標
準パタンを選択しその指定番号をマルチプレクサ
15に送出する。また、この標準パタンの選択に
おいてはLPC分析器11によつて分析フレーム
ごとに抽出されるLPC係数を利用して、LPC分
析器11で算出するか、もしくはLPC分析の過
程でLPC分析器11で得られる正規化予測残差
電力と標準パタンに関する正規化予測残差電力と
の比を算出しつつこれが予め設定した範囲内にあ
る標準パタンとのみ照合を行なう。
The standard pattern memory 14 includes a standard pattern regarding the distribution of the LPC coefficients of the audio material prepared in advance, in this case the K parameter, and the pattern matching device 1
3 measures the spectral distance between the LPC coefficient read from the standard pattern memory 14 and the standard pattern group, selects the standard pattern with the minimum value using this spectral distance as a measure, and sends its designated number to the multiplexer 15. In addition, in selecting this standard pattern, either the LPC analyzer 11 calculates it using the LPC coefficients extracted by the LPC analyzer 11 for each analysis frame, or the LPC analyzer 11 calculates it in the process of LPC analysis. While calculating the ratio between the obtained normalized predicted residual power and the normalized predicted residual power regarding the standard pattern, only the standard patterns whose ratio is within a preset range are compared.

正規化予測残差電力は次の(1)式に示すUで定義
される。
The normalized prediction residual power is defined by U shown in the following equation (1).

U=p πj=1 (1−k2 j) ……(1) (1)式においてkはKパラメータを示し、pは
LPC分析におけるKパラメータの分析次数であ
る。照合すべきLPC係数がαパラメータ等の、
他のLPC係数であるときはこれをKパラメータ
に変換したうえで(1)式によるUを演算すればよ
い。またαパラメータを求めるレビンソン法等、
処理法によつてはLPC分析に付随して(1)式のU
が算出される場合もある。なお、標準パタンメモ
リ14は、内蔵する各標準パタンに関する正規化
予測残差電力を本実施例の如く標準パタンととも
に予め記憶しておいてもよく、また照合の都度(1)
式にもとづいて算出しつつパタン照合器13に供
給する利用形式としても差支えない。
U= p π j=1 (1−k 2 j ) ...(1) In equation (1), k represents the K parameter, and p is
This is the analysis order of the K parameter in LPC analysis. The LPC coefficient to be matched is the α parameter, etc.
If it is another LPC coefficient, it is sufficient to convert it into a K parameter and then calculate U according to equation (1). Also, the Levinson method to find the α parameter, etc.
Depending on the processing method, U in equation (1) may be added to LPC analysis.
may be calculated. Note that the standard pattern memory 14 may store the normalized predicted residual power for each built-in standard pattern together with the standard pattern in advance, as in this embodiment, or store the normalized predicted residual power for each built-in standard pattern in advance (1).
There is no problem in using the method in which the data is calculated based on a formula and then supplied to the pattern matching unit 13.

この正規化予測残差電力はスペクトル包絡の示
す各ピーク値波形の尖鋭さ、つまりスペクルト包
絡の極周波数帯域幅と逆比例的に対応し、極周波
数の現れるスペクトル包絡波形の選択度Qの逆数
1/Qとほぼ同じ物理的意味をもつ。従つてUが
小さいものほど極周波数を中心とするスペクトル
包絡波形が尖鋭なものとなり、この条件を考慮に
入れてLPC分析によつて得られるスペクトル包
絡の極周波数帯域幅過小評価の問題排除を行なつ
ている。
This normalized predicted residual power corresponds inversely to the sharpness of each peak value waveform shown by the spectral envelope, that is, the polar frequency bandwidth of the spectral envelope, and is the reciprocal of the selectivity Q of the spectral envelope waveform in which the polar frequency appears. /Q has almost the same physical meaning. Therefore, the smaller U is, the sharper the spectral envelope waveform centered on the polar frequency becomes. Taking this condition into account, we can eliminate the problem of underestimating the polar frequency bandwidth of the spectral envelope obtained by LPC analysis. It's summery.

すなわち、LPC分析器11では分析フレーム
ごとのKパラメータとともにこのKパラメータを
利用して(1)式によるUを算出、また標準パターン
メモリ14には標準パターンごとに予め算出した
Uも標準パタンとともに記憶しておき、パタン照
合器13はパタン照合を行うごとにパタン照合に
先立つて2つの正規化予測残差電力の比を求め、
この比が予じめ設定した判定域値内にあるものの
みパタン照合を行なう標準パタンと判定する。こ
の場合の判定域値は照合すべき2つのパタンの正
規化予測残差電力の差がLPC合成上許容される
べき誤差範囲内のものに限定する観点で設定さ
れ、このような判定域値内にある標準パタンとの
み照合を行なうことによつて前述した従来の
LPC分析による特徴パラメータを介してのパタ
ンマツチングにおける問題点、すなわちスペクト
ル包絡の極周波数帯域幅の過小評価にもとづく問
題点の発生を根本的に排除した効率的な照合処理
を行うことができる。なお、本実施例では標準パ
タンはその正規化予測残差電力Uを予め(1)式によ
つて求めたうえUの昇幕順に分類した配列で標準
パタンメモリ14に記憶している。
That is, the LPC analyzer 11 uses this K parameter as well as the K parameter for each analysis frame to calculate U according to equation (1), and the standard pattern memory 14 also stores U calculated in advance for each standard pattern together with the standard pattern. In advance, each time pattern matching is performed, the pattern matching unit 13 calculates the ratio of the two normalized predicted residual powers prior to pattern matching,
Only those whose ratio is within a predetermined judgment range are determined to be standard patterns for pattern matching. In this case, the decision threshold value is set from the perspective of limiting the difference in the normalized predicted residual power of the two patterns to be matched to be within the error range that should be allowed for LPC synthesis, and within such a decision threshold value. By performing matching only with the standard pattern in
It is possible to perform efficient matching processing that fundamentally eliminates problems in pattern matching using feature parameters based on LPC analysis, that is, problems based on underestimation of the polar frequency bandwidth of the spectral envelope. In the present embodiment, the normalized predictive residual power U of the standard pattern is obtained in advance using equation (1), and is stored in the standard pattern memory 14 in an array sorted in the ascending order of U.

さて、音源分析器12は入力音声信号から公知
の手法で音源情報を抽出する。この音源情報とし
てはピツチ周期情報、有声/無声/無音の判別情
報、および音源の強さに関する情報でそれぞれ分
析フレームごとに抽出されマルチプレクサ15に
供給される。本実施例では音源情報としてこれら
の情報を利用してモデル化した音源情報を分析側
1から合成側2に送出しているが、音源情報とし
て波形情報を利用するマルチパルスもしくは残差
励振型などの形式のものとしても勿論差支えな
い。
Now, the sound source analyzer 12 extracts sound source information from the input audio signal using a known method. This sound source information includes pitch period information, voiced/unvoiced/silent discrimination information, and information regarding the strength of the sound source, which are each extracted for each analysis frame and supplied to the multiplexer 15. In this embodiment, sound source information modeled using this information is sent from analysis side 1 to synthesis side 2 as sound source information, but multi-pulse or residual excitation type that uses waveform information as sound source information, etc. Of course, there is no problem with it being in the form of .

マルチプレクサ15はこうして入力する標準パ
タン指定番号ならびに音源情報を符号化したうえ
所定の形式で多重化したうえ伝送路102を介し
て合成側2に送出する。
The multiplexer 15 encodes the input standard pattern designation number and sound source information, multiplexes them in a predetermined format, and sends them out to the synthesis side 2 via the transmission line 102.

合成側2では分析側1から供給された多重化信
号をデマルチプレクサ21で多重化分離したうえ
復号化を行ない標準パタン指定番号はパタン復号
器22に、また音源情報は音源合成器24にそれ
ぞれ供給する。
On the synthesis side 2, the multiplexed signal supplied from the analysis side 1 is demultiplexed and decoded by a demultiplexer 21, and the standard pattern designation number is supplied to the pattern decoder 22, and the sound source information is supplied to the sound source synthesizer 24. do.

パタン復号器22は、入力した標準パタン指定
番号にもとづき標準パタンメモリ23から対応標
準パタンを読出しこの標準パタンによつて指定さ
れるLPCパラメータを音声合成フイルタ25に
供給する。本実施例の場合標準パタンメモリ23
には標準パタンメモリ14に記憶されている標準
パタンと同内容のものが記憶されているが、合成
側に備える標準パタンは必らずしも分析側に備え
る標準パタンと完全に同一内容、同一配列である
必要はなく、同一分析フレームのスペクトル包絡
を他のLPC係数で表現したもの、あるいはパタ
ン復号に好都合の配列としたものなどを利用して
もよい。
The pattern decoder 22 reads a corresponding standard pattern from the standard pattern memory 23 based on the input standard pattern designation number and supplies the LPC parameter designated by this standard pattern to the speech synthesis filter 25. In this embodiment, the standard pattern memory 23
The same content as the standard pattern stored in the standard pattern memory 14 is stored in the standard pattern memory 14, but the standard pattern prepared for the synthesis side does not necessarily have the same content and the same content as the standard pattern prepared for the analysis side. It is not necessary to use an array, but it is also possible to use an array in which the spectral envelope of the same analysis frame is expressed using other LPC coefficients, or an array convenient for pattern decoding.

さて、分析次数と同次数の全極型デイジタルフ
イルタによつて構成する音声合成フイルタ25は
パタン復号器22から供給されるLPCパラメー
タをフイルタ係数として利用し、音源合成器24
から受ける合成音源で駆動されデイジタル量の入
力音声信号を再生する。
Now, the speech synthesis filter 25, which is constituted by an all-pole digital filter of the same order as the analysis order, uses the LPC parameters supplied from the pattern decoder 22 as filter coefficients.
It is driven by a synthesized sound source received from a digital input audio signal.

音源合成器24は、ピツチ周期情報、有声/無
声/無音判別情報、音源の強さ情報を利用し有声
および無声の有声のときはピツチ周期情報で、ま
た無音のときは白色雑音で音源をモデル化したう
え音源の強さに対応したレベル付与した音源を合
成しこれを音声合成フイルタ25に供給する。
The sound source synthesizer 24 uses pitch period information, voiced/unvoiced/silent discrimination information, and sound source strength information to model the sound source with pitch period information when voiced and unvoiced, and with white noise when silent. The synthesized sound source is synthesized with a level corresponding to the strength of the sound source and is supplied to a speech synthesis filter 25.

音声合成フイルタ25から出力されるデイジタ
ル量の再生入力音声信号は次にD/Aコンバータ
26でアナログ量に変換されたのちLPF27で
不要な高域成分を遮断したうえ出力ライン201
に送出される。
The digital playback input audio signal output from the voice synthesis filter 25 is then converted into an analog signal by the D/A converter 26, and after cutting off unnecessary high-frequency components by the LPF 27, it is sent to the output line 201.
sent to.

第2図は本発明のパタンマツチングボコーダの
第2の実施例の構成を示すブロツク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the structure of a second embodiment of the pattern matching vocoder of the present invention.

第2図に示す第2の実施例は第1図に示す第1
の実施例のLPC分析器11をLSP分析器16に
変更し、また標準パタンメモリ17,28がLSP
パラメータを登録している点のみが異つており他
の内容はすべて同一なのでこれら共通内容に関し
ては詳細な説明を省略する。
The second embodiment shown in FIG. 2 is similar to the first embodiment shown in FIG.
The LPC analyzer 11 in the embodiment is changed to the LSP analyzer 16, and the standard pattern memories 17 and 28 are changed to the LSP analyzer 16.
The only difference is that parameters are registered, and all other contents are the same, so a detailed explanation of these common contents will be omitted.

第2図に示す第2の実施例はパタンマツチング
に利用するLPCパラメータとして、LPCパラメ
ータから誘導されるLSPパラメータを利用するも
のである。LSPパラメータはよく知られるように
スペクトル包絡を複数の線スペクトル対で表現し
たもので、LPC係数からニユートンの反復法を
利用した高次方程式を解く方法や零点探索法など
の公知の方法で求めることができ、音声合成にお
いてスペクトル領域での補間特性が優れているな
どの観点から重用されている。
The second embodiment shown in FIG. 2 uses LSP parameters derived from LPC parameters as LPC parameters used for pattern matching. As is well known, the LSP parameter is a spectral envelope expressed by multiple line spectral pairs, and can be determined from the LPC coefficients using known methods such as solving higher-order equations using Newton's iterative method or zero point search method. It is widely used in speech synthesis due to its excellent interpolation characteristics in the spectral domain.

しかしながら、このLSPパラメータもLPCパ
ラメータから誘導されるものである以上やはりス
ペクトル包絡の極周波数帯域幅が過小評価され極
端に狭くなることがしばしば起り得る性質を有
し、その結果必らずしも最良のパタンの選択がで
きなくなることがしばしば発生するという問題が
ある。
However, since this LSP parameter is derived from the LPC parameter, it has the property that the polar frequency bandwidth of the spectral envelope is often underestimated and becomes extremely narrow, and as a result, it is not always the best There is a problem in that it often becomes impossible to select a pattern.

LSP型のパタンマツチングボコーダでは入力音
声信号を分析して求めたLSPパラメータの分布
と、標準パタンとしてフアイルされているLSPパ
ラメータとのリアルタイム照合を介してマツチン
グを図るが、マツチングの尺度としてのスペクト
ル距離は次の(2)式で示されるDijが利用され、こ
のDijを最小とする標準パタンがパタンマツチン
グがとれたものとして選択される。
LSP type pattern matching vocoders perform matching through real-time comparison between the distribution of LSP parameters found by analyzing the input audio signal and the LSP parameters stored as standard patterns. Dij expressed by the following equation (2) is used as the distance, and the standard pattern that minimizes this Dij is selected as a pattern matching pattern.

DijpK=1 WK(ωiK−ωjK2 ……(2) (2)式においてi,jはLSP分析における処理フ
レームナンバー、ωikおよびωjkはフレームi,j
のP次のLSP係数、WkはP次のLSPスペクトル
感度でLSP周波数ω1,ω2,……ωk等に対応して
決定される。
Dij pK=1 W KiK −ω jK ) 2 ...(2) In equation (2), i, j are processing frame numbers in LSP analysis, ω ik and ω jk are frames i, j
The P-order LSP coefficient W k is determined by the P-order LSP spectral sensitivity corresponding to the LSP frequencies ω 1 , ω 2 , . . . ω k , etc.

LSPパラメータは、隣接する周波数たとえば
ω1とω2との間隔がある程度以上接近する場合に
はこれから算出されるスペクトル包絡の周波数帯
域幅が極端に狭くなるように過小評価し、従つて
(2)式によるパタン照合では最良のパタン選択を行
えないこととなる。
LSP parameters underestimate the frequency bandwidth of the spectral envelope calculated from this when the distance between adjacent frequencies, for example, ω 1 and ω 2 , becomes extremely narrow.
Pattern matching using equation (2) cannot select the best pattern.

このような問題を避けるためLSP分析器15は
分析フレームごとに(1)式に示す正規化予測残差電
力Uを分析フレームごとに算出し、また標準パタ
ンメモリ16に登録されている標準パタンはLSP
パラメータの分布に関する標準パタンを用意する
とともに、これら標準パタンごとの正規化予測残
差電力も予め算出し記憶している。パタン照合器
13ではパタン照合に先立つてこれら2つの正規
化予測残差電力の比を算出しこの比が予め設定し
た判定域値内の標準パタンだけを対象としてLSP
パラメータの分布の照合を(2)式のスペクトル距離
を尺度として実施する。
In order to avoid such problems, the LSP analyzer 15 calculates the normalized predicted residual power U shown in equation (1) for each analysis frame, and the standard pattern registered in the standard pattern memory 16 LSP
Standard patterns regarding the distribution of parameters are prepared, and normalized predicted residual power for each of these standard patterns is also calculated and stored in advance. Prior to pattern matching, the pattern matcher 13 calculates the ratio of these two normalized predicted residual powers, and uses LSP only for standard patterns within a preset decision threshold value.
The parameter distribution is verified using the spectral distance in equation (2) as a measure.

LSPパラメータを対象とする正規化予測残差電
力の算出は、LSPパラメータω1,ω2……ωkから
αパラメータを求めたあとさらにαパラメータを
Kパラメータに変換する手順でKパラメータを求
めUを算出する。
Calculation of the normalized prediction residual power for LSP parameters is performed by first calculating the α parameter from the LSP parameters ω 1 , ω 2 ...ω k , and then converting the α parameter into the K parameter to calculate the K parameter. Calculate.

その他の動作はほぼ第1の実施例と同様にして
LSPパラメータを介してのパタンマツチングによ
る入力音声信号の分析および合成が行なわれる。
Other operations are almost the same as in the first embodiment.
Analysis and synthesis of the input audio signal is performed by pattern matching via LSP parameters.

このようにしてスペクトル包絡の極周波数帯域
幅の過小評価の問題を回避した効率的なパタン照
合を行なうことができる。
In this way, efficient pattern matching can be performed that avoids the problem of underestimation of the polar frequency bandwidth of the spectrum envelope.

なお、前述した第1および第2の実施例では固
定長フレームによる分析、合成を実施している
が、これを可変長フレームとしても容易に実施し
うることは明らかである。
Note that in the first and second embodiments described above, analysis and synthesis are performed using fixed-length frames, but it is clear that this can also be easily performed using variable-length frames.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、パタンマ
ツチングボコーダにおいて、入力音声信号と標準
パタンに関する正規化予測残差電力の比をパタン
に先立つて求め、スペクトル包絡における極周波
数帯域幅と間接的に対応したこの比が予め設定域
値内に含まれる標準パタンだけを対象としてパタ
ン照合を実施するという手段を備えることによ
り、スペクトル包絡の極周波数帯域幅の過小評価
というLPC分析における欠点を大幅に改善した
パタンマツチングボコーダが実現できるという効
果がある。
As explained above, according to the present invention, in a pattern matching vocoder, the ratio of the normalized predicted residual power regarding the input audio signal and the standard pattern is determined before the pattern is determined, and the ratio is indirectly calculated from the polar frequency bandwidth in the spectral envelope. By providing a means to perform pattern matching only on standard patterns whose corresponding ratios are within a preset threshold, the shortcoming in LPC analysis of underestimating the polar frequency bandwidth of the spectral envelope is greatly improved. This has the advantage that a pattern matching vocoder can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のパタンマツチングボコーダの
第1の実施例の構成を示すブロツク図、第2図は
本発明のパタンマツチングボコーダの第2の実施
例の構成を示すブロツク図である。 1……分析側、2……合成側、11…LPC分
析器、12……音源分析器、13……パタン照合
器、14……標準パタンメモリ、15……マルチ
プレクサ、16……LSP分析器、17……標準パ
タンメモリ、21……デマルチプレクサ、22…
…パタン復号器、23……標準パタンメモリ、2
4……音源合成器、25……音源合成フイルタ、
26……D/Aコンバータ、27……LPF、2
8……標準パタンメモリ。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a first embodiment of a pattern matching vocoder of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the structure of a second embodiment of the pattern matching vocoder of the present invention. 1... Analysis side, 2... Synthesis side, 11... LPC analyzer, 12... Sound source analyzer, 13... Pattern collation device, 14... Standard pattern memory, 15... Multiplexer, 16... LSP analyzer , 17... Standard pattern memory, 21... Demultiplexer, 22...
...Pattern decoder, 23...Standard pattern memory, 2
4... Sound source synthesizer, 25... Sound source synthesis filter,
26...D/A converter, 27...LPF, 2
8...Standard pattern memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 パタンマツチングボコーダにおいて、入力音
声のLPC(Linear Prediction Coefficient,線形
予測係数)パラメータにもとづきもしくはLPC
分析に付随して算出しうる正規化予測残差電力と
標準パタンに関する正規化予測残差電力との比を
算出したうえこの比が予め設定された範囲内の標
準パタンのみを対象としてパタン照合を行なう選
択パタン照合手段を備えて成ることを特徴とする
パタンマツチングボコーダ。 2 パタン照合をLSP(Line Spectrum Pairs,
線スペクトル対)パラメータを介して実施するこ
とを特徴とする特許請求範囲第1項記載のパタン
マツチングボコーダ。
[Scope of Claims] 1. In a pattern matching vocoder, based on LPC (Linear Prediction Coefficient) parameters of input speech,
After calculating the ratio between the normalized predicted residual power that can be calculated along with the analysis and the normalized predicted residual power regarding the standard pattern, pattern matching is performed only for standard patterns for which this ratio is within a preset range. A pattern matching vocoder comprising a selected pattern matching means for performing selected pattern matching. 2 Pattern matching is performed using LSP (Line Spectrum Pairs).
2. The pattern matching vocoder according to claim 1, wherein the pattern matching vocoder is implemented via a line spectrum pair) parameter.
JP60061313A 1985-03-26 1985-03-26 Pattern matching vocoder Granted JPS61219998A (en)

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