JPH0650439B2 - マルチパルス駆動形音声符号化器 - Google Patents
マルチパルス駆動形音声符号化器Info
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- JPH0650439B2 JPH0650439B2 JP61168901A JP16890186A JPH0650439B2 JP H0650439 B2 JPH0650439 B2 JP H0650439B2 JP 61168901 A JP61168901 A JP 61168901A JP 16890186 A JP16890186 A JP 16890186A JP H0650439 B2 JPH0650439 B2 JP H0650439B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
- G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation
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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、音声信号をフレーム単位で分析し、その特徴
パラメータを抽出することによって音声を符号化する符
号化器に関する。特に、音源を複数個のパルスの組合わ
せで表し、このパルス列と合成フィルタのパラメータに
よって音声信号を符号化するマルチパルス駆動形音声符
号化器に関する。
パラメータを抽出することによって音声を符号化する符
号化器に関する。特に、音源を複数個のパルスの組合わ
せで表し、このパルス列と合成フィルタのパラメータに
よって音声信号を符号化するマルチパルス駆動形音声符
号化器に関する。
本発明は、マルチパルス駆動的音声符号化器の相互相関
器において、 逆フィルタと、自己相関器の出力をインパルス応答とで
構成することにより、 パルス探索処理の制御を簡単化することができるように
したものである。
器において、 逆フィルタと、自己相関器の出力をインパルス応答とで
構成することにより、 パルス探索処理の制御を簡単化することができるように
したものである。
マルチパルス法は、第２図に示すように、特徴パラメー
タ分析器21と、聴感的重みづけフィルタ22と、パルス探
知器23と、合成フィルタ24と、パルス生成器25とで構成
される（文献１参照）。
タ分析器21と、聴感的重みづけフィルタ22と、パルス探
知器23と、合成フィルタ24と、パルス生成器25とで構成
される（文献１参照）。
入力音声Ｓ(n) と合成音声 の誤差ｅ(n) は になる。ここでｋは、音源パルスの個数、βｉは音源パ
ルスの振幅、ｌiは音源パルスの位置、ｈ(n) は合成フ
ィルタのインパルス応答を表す。
ルスの振幅、ｌiは音源パルスの位置、ｈ(n) は合成フ
ィルタのインパルス応答を表す。
聴感的重みづけされた誤差の２乗和Ｅｋは で表される。ここで、Ｎはサンプル数、ｗ(n) は聴感的
重みづけフィルタのインパルス応答、＊は畳み込み演算
を表す。
重みづけフィルタのインパルス応答、＊は畳み込み演算
を表す。
また、聴感的重みづけフィルタの伝達関数Ｗ(z) は である。Ｅｋを最小とするパルス位置ｌｋと、振幅βｋ
は になる。ただし、 である。
は になる。ただし、 である。
以上の処理を実現する従来のマルチパルス駆動形音声符
号化器の具体例を第３図に示す（文献２参照）。入力音
声信号を特徴パラメータ分析器31に入力し、Ｎサンプル
を１フレームとして切り出し、例えばＬＰＣ分析を行い
PARCOR係数を求める。量子化器32で量子化されたPARCOR
係数はさらに逆量子化器33で逆量子化され、聴感的重み
づけをされて重みづけ合成フィルタ34の係数になる。重
みづけ合成フィルタ34からインパルス応答を自己相関器
35に入力し、自己相関関数ψhhを求める。一方、ＬＰＣ
分析に用いたＮサンプル（１フレーム）と後続するフレ
ームからＭサンプルを切り出し聴感的重みづけフィルタ
36に入力し、さらに重みづけ合成フィルタ34の出力する
インパルス応答との相互相関関数ψshを求め、パルス探
索器38で式Ａを用いてパルスを探索する。特願昭59−80
239 号によれば、相互相関器37の出力ψshから前のフレ
ームのパルスの影響を補正して新たにψsh′とし、ψhh
とψsh′によりパルスの探索を行う。このときにパルス
の探索区間は第７図に示すようにｌ＝０〜Ｎ−１＋Ｍの
範囲で行われるが、ｌ＝０〜Ｎ−１の範囲内で既定数の
パルスが求められるまで探索を続ける。パルスが求めら
れたらパルスの情報（位置と振幅）を量子化し、音声パ
ラメータと多重化して送出する。
号化器の具体例を第３図に示す（文献２参照）。入力音
声信号を特徴パラメータ分析器31に入力し、Ｎサンプル
を１フレームとして切り出し、例えばＬＰＣ分析を行い
PARCOR係数を求める。量子化器32で量子化されたPARCOR
係数はさらに逆量子化器33で逆量子化され、聴感的重み
づけをされて重みづけ合成フィルタ34の係数になる。重
みづけ合成フィルタ34からインパルス応答を自己相関器
35に入力し、自己相関関数ψhhを求める。一方、ＬＰＣ
分析に用いたＮサンプル（１フレーム）と後続するフレ
ームからＭサンプルを切り出し聴感的重みづけフィルタ
36に入力し、さらに重みづけ合成フィルタ34の出力する
インパルス応答との相互相関関数ψshを求め、パルス探
索器38で式Ａを用いてパルスを探索する。特願昭59−80
239 号によれば、相互相関器37の出力ψshから前のフレ
ームのパルスの影響を補正して新たにψsh′とし、ψhh
とψsh′によりパルスの探索を行う。このときにパルス
の探索区間は第７図に示すようにｌ＝０〜Ｎ−１＋Ｍの
範囲で行われるが、ｌ＝０〜Ｎ−１の範囲内で既定数の
パルスが求められるまで探索を続ける。パルスが求めら
れたらパルスの情報（位置と振幅）を量子化し、音声パ
ラメータと多重化して送出する。
１．小沢他「マルチパルス駆動形音声符号化法の検討」
電子通信学会 回路とシステム研究会資料ＣＡＳ82−20
2 （1983年３月）。
電子通信学会 回路とシステム研究会資料ＣＡＳ82−20
2 （1983年３月）。
２．和気他「マルチパルス音声符号化装置の試作」電子
通信学会通信方式研究会資料ＣＳ84−186 （1985年３
月）。
通信学会通信方式研究会資料ＣＳ84−186 （1985年３
月）。
３．特願昭59−80239 号（特開昭60−225200号公報）。
４．古井「ディジタル音声処理」東海大学出版会ディジ
タルテクノロジーシリーズ、特に、21頁〜22頁、115
頁〜118 頁。
タルテクノロジーシリーズ、特に、21頁〜22頁、115
頁〜118 頁。
しかし、従来のマルチパルス駆動形音声符号化器は、パ
ルスの探索を行う際に前のフレームの補正処理を行うの
で、処理が複雑になり、また、パルスの探索区間がｌ＝
０〜Ｎ−１＋Ｍとなっているので、パルスの探索処理、
パルス数のカウントが複雑になり、また、処理が２フレ
ームにわたっているので、入力音声を格納するメモリ領
域が２フレーム分必要になる。さらに、ψshおよびψhh
をパルスの探索に用いており、ψshおよびψhhは通１よ
りかなり大きくなるので、広いダイナミックレンジが必
要になり、固定小数点で計算を行うと計算精度が悪くな
り、音質の劣化の原因になる欠点がある。
ルスの探索を行う際に前のフレームの補正処理を行うの
で、処理が複雑になり、また、パルスの探索区間がｌ＝
０〜Ｎ−１＋Ｍとなっているので、パルスの探索処理、
パルス数のカウントが複雑になり、また、処理が２フレ
ームにわたっているので、入力音声を格納するメモリ領
域が２フレーム分必要になる。さらに、ψshおよびψhh
をパルスの探索に用いており、ψshおよびψhhは通１よ
りかなり大きくなるので、広いダイナミックレンジが必
要になり、固定小数点で計算を行うと計算精度が悪くな
り、音質の劣化の原因になる欠点がある。
本発明はこのような欠点を除去するもので、パルス探索
処理の制御が簡単化され、入力信号を格納するメモリ領
域が狭くてすみ、かつ固定小数点で計算を行っても計算
精度が良好であるマルチパルス駆動形音声符号化器を提
供することを目的とする。
処理の制御が簡単化され、入力信号を格納するメモリ領
域が狭くてすみ、かつ固定小数点で計算を行っても計算
精度が良好であるマルチパルス駆動形音声符号化器を提
供することを目的とする。
本発明は、音声信号が入力される特徴パラメータ分析器
と、この音声信号が入力される相互相関器と、上記特徴
パラメータ分析器の出力が入力される自己相関器と、上
記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力さ
れるパルス探索器とを備えたマルチパルス駆動形音声符
号化器において、上記相互相関器は、逆フィルタと、こ
の逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関器
の出力をインパルス応答とするフィルタと、このフィル
タの出力を上記パルス探索器に入力する回路手段とを備
えたことを特徴とする。
と、この音声信号が入力される相互相関器と、上記特徴
パラメータ分析器の出力が入力される自己相関器と、上
記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力さ
れるパルス探索器とを備えたマルチパルス駆動形音声符
号化器において、上記相互相関器は、逆フィルタと、こ
の逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関器
の出力をインパルス応答とするフィルタと、このフィル
タの出力を上記パルス探索器に入力する回路手段とを備
えたことを特徴とする。
入力音声信号Ｓ(n) を聴感的重みづけされた入力音声信
号Ｓw(n)に変換する聴感的重みづけフィルタに第４図の
ように入力音声信号Ｓ(n) を入力して残差ｅ(n) を出力
する逆フィルタ41と、残差ｅ(n) を入力して聴感的重み
づけされた入力音声信号Ｓw(n)を出力する重みづけ合成
フィルタ42に分解し、第５図のように逆フィルタ51の出
力である残差ｅ(n) を重みづけフィルタ42のインパルス
応答の自己相関関数 をインパルス応答とするフィルタ52をとおして の演算を行い、相互相関関数 を求め、これらの および に基づいてパルスの探索を行う。
号Ｓw(n)に変換する聴感的重みづけフィルタに第４図の
ように入力音声信号Ｓ(n) を入力して残差ｅ(n) を出力
する逆フィルタ41と、残差ｅ(n) を入力して聴感的重み
づけされた入力音声信号Ｓw(n)を出力する重みづけ合成
フィルタ42に分解し、第５図のように逆フィルタ51の出
力である残差ｅ(n) を重みづけフィルタ42のインパルス
応答の自己相関関数 をインパルス応答とするフィルタ52をとおして の演算を行い、相互相関関数 を求め、これらの および に基づいてパルスの探索を行う。
以下、本発明の実施例装置を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック構成
図である。1 フレームはＮサンプル、ＬＰＣ分析の次数
をＰ次、重みづけ合成フィルタのインパルス応答長をＬ
サンプルとする。特徴パラメータ分析器11は例えばＬＰ
Ｃ分析器とすると、入力音声信号をハミング窓かけし、
１フレームに切り出し、ＬＰＣ分析を行い、PARCOR係数
を求める。量子化器12で、特徴パラメータ分析器１で求
められたPARCOR係数を量子化し、多重化装置に送出す
る。逆量子化器13で、量子化器12で量子化されたPARCOR
係数を逆量子化する。自己相関器14は逆量子化器13で求
められたPARCOR係数を線形予測係数（以下、αパラメー
タという。）に変換し、聴感的重みづけをしたαパラメ
ータを係数とするＬＰＣ合成フィルタのインパルス応答
の正規化自己相関関数 を求める。また、 伝達関数 で表されるＰタップのＦＩＲフィルタ15に音声Ｓ(n) を
入力して残差ｅ(n) ｅ(n) ＝Ｓ(n) ＊Ｐ(n) を出力する。このときＦＩＲフィルタ15の遅延素子は前
フレームの最終値をそのまま使用する。自己相関器14で
求められた −Ｌ≦ｌ≦Ｌ、をインパルス応答にするような（２Ｌ＋
１）タップのＦＩＲフィルタ16に残差ｅ(n) を入力とす
る。出力は、 であり、これは聴感的に重みづけされた音声信号と重み
づけ合成フィルタのインパルス応答との正規化相互相関
関数になる。
図である。1 フレームはＮサンプル、ＬＰＣ分析の次数
をＰ次、重みづけ合成フィルタのインパルス応答長をＬ
サンプルとする。特徴パラメータ分析器11は例えばＬＰ
Ｃ分析器とすると、入力音声信号をハミング窓かけし、
１フレームに切り出し、ＬＰＣ分析を行い、PARCOR係数
を求める。量子化器12で、特徴パラメータ分析器１で求
められたPARCOR係数を量子化し、多重化装置に送出す
る。逆量子化器13で、量子化器12で量子化されたPARCOR
係数を逆量子化する。自己相関器14は逆量子化器13で求
められたPARCOR係数を線形予測係数（以下、αパラメー
タという。）に変換し、聴感的重みづけをしたαパラメ
ータを係数とするＬＰＣ合成フィルタのインパルス応答
の正規化自己相関関数 を求める。また、 伝達関数 で表されるＰタップのＦＩＲフィルタ15に音声Ｓ(n) を
入力して残差ｅ(n) ｅ(n) ＝Ｓ(n) ＊Ｐ(n) を出力する。このときＦＩＲフィルタ15の遅延素子は前
フレームの最終値をそのまま使用する。自己相関器14で
求められた −Ｌ≦ｌ≦Ｌ、をインパルス応答にするような（２Ｌ＋
１）タップのＦＩＲフィルタ16に残差ｅ(n) を入力とす
る。出力は、 であり、これは聴感的に重みづけされた音声信号と重み
づけ合成フィルタのインパルス応答との正規化相互相関
関数になる。
このＦＩＲフィルタ16の出力の は第６図で示されるようにｌ＝０〜（Ｎ−１＋２Ｌ）の
範囲になる。パルス探索器17で自己相関器14およびＦＩ
Ｒフィルタ16で求められたψhhおよびψshから式Ａにも
とづいてパルスの探索を行う。このときに、パルスの探
索区間は第６図に示すＡからＡ′の部分で、この範囲内
に規定数のパルスが求められたパルスの情報（位置およ
び振幅）を量子化し、多重化装置に送出する。
範囲になる。パルス探索器17で自己相関器14およびＦＩ
Ｒフィルタ16で求められたψhhおよびψshから式Ａにも
とづいてパルスの探索を行う。このときに、パルスの探
索区間は第６図に示すＡからＡ′の部分で、この範囲内
に規定数のパルスが求められたパルスの情報（位置およ
び振幅）を量子化し、多重化装置に送出する。
本発明は、以上説明したように、前フレームの補正処理
の必要がなくなり、パルス探索区間もＮサンプルについ
て行えばよいので、パルス探索処理の制御が簡単化さ
れ、また、フレームがオーバーラップすることがないの
で、入力信号を格納するメモリ領域が半減される。さら
に、正規化された自己相関関数、相互相関関数を用いる
ことにより、ダイナミックレンジが広がらず、固定小数
点で計算を行う場合にも良好な計算精度が保たれる効果
がある。
の必要がなくなり、パルス探索区間もＮサンプルについ
て行えばよいので、パルス探索処理の制御が簡単化さ
れ、また、フレームがオーバーラップすることがないの
で、入力信号を格納するメモリ領域が半減される。さら
に、正規化された自己相関関数、相互相関関数を用いる
ことにより、ダイナミックレンジが広がらず、固定小数
点で計算を行う場合にも良好な計算精度が保たれる効果
がある。
第１図は本発明実施例装置の構成を示すブロック構成
図。 第２図はマルチパルス法の原理図。 第３図は従来例装置の構成を示すブロック構成図。 第４図は従来例装置の聴感的重みづけフィルタを分解し
たときの構成を示すブロック構成図。 第５図は実施例装置における入力信号からψsh(L) を求
める手段の構成を示すブロック構成図。 第６図は実施例のパルス探索範囲を示す波形図。 第７図は従来例のパルス探索範囲と補正処理を示す波形
図。 11、21、31……特徴パラメータ分析器、12、18、32、39
……量子化器、13、33……逆量子化器、14、35……自己
相関器、15、16……ＦＩＲフィルタ、17、23、38……パ
ルス探索器、22、36……聴感的重みづけフィルタ、24…
…合成フィルタ、25……パルス生成器、34、42……重み
づけ合成フィルタ、37……相互相関器、41、51……逆フ
ィルタ、52……インパルス応答ψhhのフィルタ。
図。 第２図はマルチパルス法の原理図。 第３図は従来例装置の構成を示すブロック構成図。 第４図は従来例装置の聴感的重みづけフィルタを分解し
たときの構成を示すブロック構成図。 第５図は実施例装置における入力信号からψsh(L) を求
める手段の構成を示すブロック構成図。 第６図は実施例のパルス探索範囲を示す波形図。 第７図は従来例のパルス探索範囲と補正処理を示す波形
図。 11、21、31……特徴パラメータ分析器、12、18、32、39
……量子化器、13、33……逆量子化器、14、35……自己
相関器、15、16……ＦＩＲフィルタ、17、23、38……パ
ルス探索器、22、36……聴感的重みづけフィルタ、24…
…合成フィルタ、25……パルス生成器、34、42……重み
づけ合成フィルタ、37……相互相関器、41、51……逆フ
ィルタ、52……インパルス応答ψhhのフィルタ。
Claims (1)
- 【請求項１】音声信号が入力される特徴パラメータ分析
器（11）と、 この音声信号が入力される相互相関器と、 上記特徴パラメータ分析器の出力が入力される自己相関
器（14）と、 上記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力
されるパルス探索器（17）と を備えたマルチパルス駆動形音声符号化器において、 上記相互相関器は、 逆フィルタ（15）と、 この逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関
器の出力をインパルス応答とするフィルタ（16）と、 このフィルタの出力を上記パルス探索器に入力する回路
手段と を備えたことを特徴とするマルチパルス駆動形音声符号
化器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168901A JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
| US07/074,193 US4873724A (en) | 1986-07-17 | 1987-07-16 | Multi-pulse encoder including an inverse filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168901A JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324298A JPS6324298A (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0650439B2 true JPH0650439B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15876661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61168901A Expired - Lifetime JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4873724A (ja) |
| JP (1) | JPH0650439B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3879664D1 (de) * | 1988-01-05 | 1993-04-29 | British Telecomm | Sprachkodierung. |
| US5138661A (en) * | 1990-11-13 | 1992-08-11 | General Electric Company | Linear predictive codeword excited speech synthesizer |
| US6925131B2 (en) * | 2001-08-03 | 2005-08-02 | Lucent Technologies Inc. | Determining channel characteristics in a wireless communication system that uses multi-element antenna |
| EP1691348A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-16 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Parametric joint-coding of audio sources |
| US8311840B2 (en) * | 2005-06-28 | 2012-11-13 | Qnx Software Systems Limited | Frequency extension of harmonic signals |
| US7912729B2 (en) | 2007-02-23 | 2011-03-22 | Qnx Software Systems Co. | High-frequency bandwidth extension in the time domain |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225200A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | 日本電気株式会社 | 音声符号化器 |
-
1986
- 1986-07-17 JP JP61168901A patent/JPH0650439B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-07-16 US US07/074,193 patent/US4873724A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4873724A (en) | 1989-10-10 |
| JPS6324298A (ja) | 1988-02-01 |
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