JPH0777999A - 音声時間軸圧縮伸長方法 - Google Patents
音声時間軸圧縮伸長方法Info
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- Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
さい音声波形が得られる音声圧縮伸長方式。 【構成】 音声信号の圧縮時、入力音声信号波形の現在
のポインタの位置P1と該ポインタより1ピッチ周期進
んだ位置P2の両方から1ピッチ長の波形B、Cを切り
出し、切り出された一対の波形を重みW1、W2をつけ
加算し、2つの波形を圧縮した波形Eを生成し、次に現
在ポインタP1を圧縮率に応じて入力波形上あるいは生
成音声信号上で移動させポインタP4として同様の操作
を行い圧縮音声信号を得、信号の伸長時入力信号波形の
現在のポインタの位置P1と該ポインタから1ピッチ周
期遅れた位置の両方から2ピッチ長の切り出された波形
を重みづけ加算し、2つの波形を伸長した1つの波形を
生成し、現在ポインタを伸長率に応じ入力波形上あるい
は生成音声信号上で移動させポインタP5として同様の
操作を行い伸長された音声信号を得る。
Description
いて、音声を処理する場合の発声速度を制御する音声の
発声速度変換方法、及び音声ICレコーダ等に用いられ
るデジタルの音声信号を主として符号化する音声の時間
軸圧縮伸長方法に関する。
長する方法として、IEEE Trans.Acoust.Speech,Signal
Processing,vol.ASSP-27,pp.121-133,Apr.'79 "Time-do
main algorithms for harmonic bandwidth reduction a
nd time scaling of speech signals" D.Malah著に開示
されたTDHS(Time-Domain Harmonic Scaling)や
「自己相関法による音声の時間軸での伸縮方式とその評
価」電子通信学会春季講演予稿集pp.9-16,1986.5.21 森
田直孝、 板倉文忠著に開示されたPICOLA(Pointe
r Interval Control OverLap and Add)等が提唱されて
いる。
ピッチ抽出器を用いて抽出されたピッチ周期をT、圧縮
伸長率をrとするとき、例えば圧縮の場合、図5(a)
(b)の波形図に示すように現在のポインタ位置P1
と、これに対してピッチ周期Tだけ進んだ時点P2から
夫々長さNc 、
は1から0へ直線的に向かう重み(図中破線F1で示す
窓関数)を、一方の波形Bには逆に0から1へ直線的に
向かう重み(図中破線F2で示す窓関数)を付与して、
両者を加え合わせることにより長さNc の波形Cを得
る。次にポインタを前記入力波形(図5(a))上で、
の2つの波形を切り出し、これらに重みをつけて加え合
わせることにより、次の長さNc の波形を得る。以後こ
の操作を繰り返すことにより長さNc +Tの入力波形か
ら長さNc の出力波形が連続して作り出される。しかも
この長さNc の波形は長さNc +Tの入力波形に対して
圧縮率rを満足したものとなっている。
形図に示すように現在のポインタ位置P1とこれに対し
てピッチ周期Tだけ遅れた時点P4から夫々長さNs 、
は0から1へ直線的に向かう重み(図中破線F3で示す
窓関数)を、一方の波形Bには逆に1から0へ直線的に
向かう重み(図中破線F4で示す窓関数)を付与して、
両者を加え合わせることにより長さNs の波形Cを得
る。次にポインタを前記入力波形(図6(a))上で、
の2つの波形を切り出し、これらに重みをつけて加え合
わせることにより、次の長さNs の波形を得る。以後こ
の操作を繰り返すことにより長さNs −Tの入力波形に
対し伸長率rの出力波形が連続して得られる。しかもこ
の長さNs の波形は長さNs −Tの入力波形に対して伸
長率rを満足したものとなっている。
長に適用すると、上述のように圧縮伸長率rが1に近い
場合、波形長Nc やNs がピッチ周期Tよりも大きくな
り過ぎてしまい、加え合わせる音声波形内でピッチ周期
の揺らぎによる波形のずれが生じ、歪みの原因になると
いう問題点があった。
長に適用すると、音声波形を圧縮し、これをまた伸長し
て元に戻した場合、元の音声波形と比較して歪みが大き
くなるという問題点があった。
にTDHSを時間軸の圧縮伸長に適用すると圧縮伸長率
rが1に近い場合、Nc やNs がTより大きく加え合わ
せる音声波形内でピッチ周期の揺らぎによる波形のずれ
が生じ、歪みの原因となり、またPICOLAを時間軸
の圧縮伸長に適用すると、音声波形を一旦圧縮してそれ
を伸長して元に戻した場合に元の音声波形と比較して歪
みが大きいという従来の問題点に鑑み、圧縮伸長率が1
に近い時でもずれや歪みの小さい音声波形が得られる音
声圧縮伸長方式を開発することを目的とする。
縮時において、入力された音声信号波形の現在のポイン
タの位置と該ポインタに対して1ピッチ周期だけ進んだ
位置との両方から夫々長さ1ピッチ長の音声信号波形を
切り出し、切り出された一対の音声信号波形を適当な重
みをつけて加算し、前記2つの音声信号波形を圧縮した
1つの信号波形を生成し、次に前記現在ポインタを圧縮
率に応じて前記入力された音声信号波形上あるいは生成
された音声信号上で移動せしめて同様の操作を行い圧縮
された音声信号を得ると共に、音声信号の伸長時におい
て、入力された音声信号波形の現在のポインタの位置と
該ポインタに対して1ピッチ周期だけ遅れた位置との両
方から夫々長さ2ピッチ長の音声信号波形を切り出し、
切り出された一対の音声信号波形を重みをつけて加算
し、前記2つの音声信号波形を合成した1つの信号波形
を生成し、次に前記現在ポインタを伸長率に応じて前記
入力された音声信号波形上あるいは生成された音声信号
上で移動せしめて同様の操作を行い伸長された音声信号
を得るものである。
さは、圧縮伸長率に関わり無く圧縮の場合は1ピッチ
長、伸長の場合は2ピッチ長であり、ポインタの移動量
によって圧縮伸長の調整が行われるため、常に最も似通
った波形同士が加え合わされ、圧縮伸長率が1に近づく
に従って歪みは小さくなる。
て元に戻した場合、元の音声波形と比較すると歪みは小
さく抑えられる。
一実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
側の回路ブロック図、図2は同じく復号化側の回路ブロ
ック図を示す。図1においてアナログ音声信号s(t)
はA/D変換器1によりデジタル音声データs(n)に
変換される。次にピッチ抽出器2によりデジタル音声デ
ータs(n)のピッチ周期Tが抽出され、抽出されたピ
ッチ情報を用いて時間軸圧縮器3により音声データs
(n)の時間軸圧縮が行われ、結果として圧縮された音
声信号sc(n)を得る。
音声信号sc(n)をマルチプレクサ4を通じて伝送路あ
るいはメモリに送る。図2の復号化側では前記伝送路あ
るいはメモリよりデマルチプレクサ5を介してピッチ周
期情報Tと圧縮された音声信号sc(n)を受け取り、時
間軸伸長器6によりピッチ周期情報Tを用いて時間軸伸
長が行われ、この結果復号化された信号s'(n)を得る。
変換器7によりアナログ音声信号s'(t)として出力さ
れる。以下に前記図1及び図2における時間軸圧縮器3
並びに時間軸伸長器6の詳細な働きを図3(a)(b)
及び図4(a)(b)を用いて説明する。
ように夫々現在のポインタP1とこれに対してピッチ周
期Tだけ進んだ時点P2から、夫々長さTの音声波形B
とCを切り出し、波形Bには1から0へ向かう重み(窓
関数W1)をつけ、波形Cには逆に0から1へ向かう重
み(窓関数W2)をつけてこれら両波形を加え合わせ、
長さTの音声波形Eを得る(図3(b)参照)。なお、
ここでの重みW1、W2は音声波形Eの前後の接続点で
の波形の連続性を保つために設けたものである。
力音声上でLc +Tだけ移動)させてポインタP4とし
て上記と同様の操作を行う。以上の操作によって長さL
c +Tの入力波形から長さLc の出力波形が作られてお
り、圧縮率rが満足されている。なお図3(a)(b)
は圧縮率r=2/3の場合を示している。
(b)に示すように前記図3(b)の音声波形を元にし
て現在のポインタP1と、このポインタP1に対してピ
ッチ周期Tだけ遅れた時点P3から夫々長さ2Tの音声
波形F(波形A+波形E)及び音声波形G(波形E+波
形D)を切り出し、波形Fには0から1へ向かう重みW
3を、波形Gには1から0へ向かう重みW4をつけて加
え合わせ、図4(b)に示す長さ2Tの音声波形Hを作
成する。この時の重みW3、W4は前記時間軸圧縮器3
の場合と同様に音声波形Hの前後の接続点での連続性を
保つために設けるものである。
T+Ls だけ移動)させてポインタP5として同様の操
作を行う。以上の操作では長さLs の入力波形から長さ
Ls +Tの出力波形が作られており、伸長率rが満足さ
れていることが解る。なお、図4(a)(b)は伸長率
r=3/2の場合を示している。
圧縮時または伸長時に加え合わせる音声波形の長さは圧
縮伸長率に関わり無く夫々1ピッチ長または2ピッチ長
であり、ポインタの移動量によって圧縮伸長の調整が行
われるため、ピッチ周期の揺らぎによる波形のずれが抑
えられ、結果的に圧縮伸長時の音声波形の歪みが小さく
なる効果が期待できる。
に近づくに従って歪みが小さくなる効果も期待できる。
さらに音声波形を圧縮し、これを伸長して元に戻す際
に、元の音声波形と比較して歪みが小さくなる効果が期
待できる。例えばサンプル音声波形を2/3に圧縮して
本発明方法により3/2に伸長して元に戻した場合、従
来のPICOLA方式に比べてセグメンタルSN比で3
dB向上した。
側ブロック回路図である。
側ブロック回路図である。
出力波形(b)を示す図である。
出力波形(b)を示す図である。
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 音声信号の圧縮時において、入力された
音声信号波形の現在のポインタの位置と該ポインタに対
して1ピッチ周期だけ進んだ位置との両方から夫々長さ
1ピッチ長の音声信号波形を切り出し、切り出された一
対の音声信号波形を適当な重みをつけて加算し、前記2
つの音声信号波形を圧縮した1つの信号波形を生成し、
次に前記現在ポインタを圧縮率に応じて前記入力された
音声信号波形上あるいは生成された音声信号上で移動せ
しめて同様の操作を行い圧縮された音声信号を得ると共
に、音声信号の伸長時において、入力された音声信号波
形の現在のポインタの位置と該ポインタに対して1ピッ
チ周期だけ遅れた位置との両方から夫々長さ2ピッチ長
の音声信号波形を切り出し、切り出された一対の音声信
号波形を重みをつけて加算し、前記2つの音声信号波形
を合成した1つの信号波形を生成し、次に前記現在ポイ
ンタを伸長率に応じて前記入力された音声信号波形上あ
るいは生成された音声信号上で移動せしめて同様の操作
を行い伸長された音声信号を得ることを特徴とする音声
時間軸圧縮伸長方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224451A JP2957861B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 音声時間軸圧縮伸長装置 |
| KR1019940022599A KR100372208B1 (ko) | 1993-09-09 | 1994-09-08 | 음성신호의시간축압축/신장방법 |
| US08/888,527 US5781885A (en) | 1993-09-09 | 1997-07-07 | Compression/expansion method of time-scale of sound signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224451A JP2957861B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 音声時間軸圧縮伸長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777999A true JPH0777999A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2957861B2 JP2957861B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16813985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5224451A Expired - Lifetime JP2957861B2 (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 音声時間軸圧縮伸長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957861B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6115687A (en) * | 1996-11-11 | 2000-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sound reproducing speed converter |
| JP2002368624A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Sakai Yasue | 圧縮装置及び方法、伸長装置及び方法、圧縮伸長システム、プログラム、記録媒体 |
| JP2011043654A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Casio Computer Co Ltd | データ変換装置およびデータ変換プログラム |
| JP2011043655A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Casio Computer Co Ltd | データ変換装置およびデータ変換プログラム |
| US8484018B2 (en) | 2009-08-21 | 2013-07-09 | Casio Computer Co., Ltd | Data converting apparatus and method that divides input data into plural frames and partially overlaps the divided frames to produce output data |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP5224451A patent/JP2957861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6115687A (en) * | 1996-11-11 | 2000-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sound reproducing speed converter |
| JP2002368624A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Sakai Yasue | 圧縮装置及び方法、伸長装置及び方法、圧縮伸長システム、プログラム、記録媒体 |
| JP2011043654A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Casio Computer Co Ltd | データ変換装置およびデータ変換プログラム |
| JP2011043655A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Casio Computer Co Ltd | データ変換装置およびデータ変換プログラム |
| US8484018B2 (en) | 2009-08-21 | 2013-07-09 | Casio Computer Co., Ltd | Data converting apparatus and method that divides input data into plural frames and partially overlaps the divided frames to produce output data |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2957861B2 (ja) | 1999-10-06 |
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