JPH09146596A - 音声信号合成方法 - Google Patents

音声信号合成方法

Info

Publication number
JPH09146596A
JPH09146596A JP7302945A JP30294595A JPH09146596A JP H09146596 A JPH09146596 A JP H09146596A JP 7302945 A JP7302945 A JP 7302945A JP 30294595 A JP30294595 A JP 30294595A JP H09146596 A JPH09146596 A JP H09146596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
length
ref
smz
basic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7302945A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Nakahara
聡宏 中原
Osamu Hattori
修 服部
Yoshikatsu Matsunaga
良勝 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP7302945A priority Critical patent/JPH09146596A/ja
Publication of JPH09146596A publication Critical patent/JPH09146596A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声の微細構造を再現可能にする。 【解決手段】 スムージングされたピッチ周期P
smz [n]に同期して(108)、線スペクトル対係数
smz [n]及びフレームパワーGsmz [n]を生成す
る(116)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、短波用ボコーダ等
にて使用される音声信号合成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電波法により占有帯域≦3kHzという
制約が課されているため、短波帯伝送路に適するボコー
ダを開発するに際しては、低ビットレート化が必要であ
る。他方、短波帯伝送路はフェージングや混信が生じや
すいという特質を有しているため、低ビットレート化に
際しては、誤り耐性を考慮する必要がある。
【0003】図1には、第1及び第2の短波用低ビット
レートボコーダを伝送路10を介して接続した状態が示
されている。但し、図示の簡略化のため、第1のボコー
ダに関しては分析部10のみを、第2のボコーダに関し
ては合成部30のみを示している。第1のボコーダの分
析部10は、入力される音声信号を分析する分析処理部
21と、分析処理部21の出力を符号化する符号化器2
3−1〜23−4と、各符号化器の出力を多重するマル
チプレクサ22とを有しており、第2のボコーダの合成
部30は、伝送路を介し第1のボコーダから受信した信
号を多重分離するデマルチプレクサ31、多重分離され
た信号を復号化する復号器32−1〜32−4、復号器
32−1〜32−4の出力に基づき補間処理を実行する
補間処理部33及び補間処理部33の出力から音声信号
を合成する合成処理部34を有している。
【0004】分析処理部21では、低ビットレート化の
要請に応えるべくその長さが長め(例えば30mse
c)に設定された分析区間(フレーム)毎に、ベクトル
量子化等の方法を用いて入力音声信号を分析し、その結
果得られる情報を出力する。このとき生成される情報に
は、ピッチ周期、線スペクトル対係数、フレームパワ
ー、有声音/無声音情報等がある。これらの情報は符号
化/多重化/伝送路伝送/多重分離/復号化を経て、補
間処理部33に供給される。補間処理部33は、前述の
ようにフレーム長を長めに設定したために失われている
情報を回復すべく、1個のフレーム(以下基本フレーム
と呼ぶ)を複数個のフレーム(以下サブフレームと呼
ぶ)に均等分割し、各サブフレーム毎に、ピッチ周期、
線スペクトル対係数、フレームパワー等を線形内挿す
る。合成処理部34は、この結果得られるピッチ周期、
線スペクトル対係数、フレームパワー等に基づき、音声
信号を合成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、音声信号を忠実に再現するために必要な
各種の情報、例えばフレーム内のスペクトル包絡やスペ
クトル微細構造の時間的推移等を、再現することができ
ない。本発明の目的は、ピッチ周期に関する処理によ
り、かかる情報を再現可能な音声信号合成方法を実現す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】このよう
な目的を達成するために、本発明の第1の構成は、所定
長Fanl の基本フレームを単位とした分析にて得られる
ピッチ周期情報Pref 並びに線スペクトル対係数Lref
及び/又はフレームパワー情報Gref を、第1のボコー
ダの分析部から伝送路を介し受信したとき、第2のボコ
ーダの合成部により実行される音声信号合成方法におい
て、下記各ステップを上記基本フレーム毎に繰り返し実
行することを特徴とする: (1)現在の基本フレームに対応する拡張フレーム内
に、当該拡張フレームの長さFpre 、現在の基本フレー
ムに係るピッチ周期情報Pref 及び前回の拡張フレーム
内の最終サブフレームの長さPpst に基づき、各サブフ
レームに係るピッチ周期を示すサブフレーム長P
smz [n]がnに対して滑らかに変化するよう、N個の
サブフレームを設定する第1ステップ(Nは2以上の自
然数、nは0≦n≦N−1を満たす整数); (2)現在の基本フレームに係る線スペクトル対係数L
ref 及び/又はフレームパワー情報Gref に基づき、か
つ各サブフレーム毎に、線スペクトル対係数L
smz [n]及び/又はフレームパワー情報Gsmz [n]
を生成する第2ステップ; (3)ピッチ周期情報Psmz [n]並びに線スペクトル
対係数Lsmz [n]及び/又はフレームパワー情報G
smz [n]に基づき、音声信号を合成する第3ステッ
プ;及び (4)サブフレーム長Psmz [n]のnについての総和
syn に対する上記拡張フレーム長Fpre の余剰分ΔF
を基本フレーム長Fanl に加算し、その結果得られる値
nxt を、次に到来する基本フレームに対応する拡張フ
レームの長さFpre に設定する第4ステップ。
【0007】このように、本構成においては、合成に先
立ち第1ステップにてスムージングされたピッチ周期情
報Psmz [n]にいわば同期して、第2のステップにお
いて線スペクトル対係数Lsmz [n]及び/又はフレー
ムパワー情報Gsmz [n]が生成され(補間)、その結
果に基づき第3のステップにおいて音声信号が合成され
る。従って、スペクトル包絡やスペクトル微細構造の時
間的推移等の特徴を再現することが可能になり、合成に
より得られる音声信号の品質を改善できる。
【0008】本発明の第2の構成は、所定長Fanl の基
本フレームを単位とした分析にて得られるピッチ周期情
報Pref 、線スペクトル対係数Lref 及び/又はフレー
ムパワー情報Gref 、並びに現在の基本フレームが有声
音フレームであるのかそれとも無声音フレームであるの
かを示す有声音/無声音情報を、第1のボコーダの分析
部から伝送路を介し受信したとき、第2のボコーダの合
成部により実行される音声信号合成方法において、下記
各ステップを上記基本フレーム毎に繰り返し実行するこ
とを特徴とする: (0)受信した有声音/無声音情報に基づき現在の基本
フレームが有声音フレームであるのかそれとも無声音フ
レームであるのかを判定する第0ステップ; (6)第0ステップにて有声音フレームであると判定し
た場合に、第1の構成に係る音声信号合成方法に移行す
る第6ステップ;及び (7)第0ステップにて無声音フレームであると判定し
た場合に、現在の基本フレーム又はこれに直前の有声音
フレームに係る余剰分ΔFを加算した長さのフレーム
を、上記拡張フレームと見なした上で、第2乃至第4の
ステップに移行する第7ステップ。本構成によれば、無
声音フレームにも対処できる。
【0009】本発明の第3の構成は、第2の構成におい
て、第7ステップが、前回の基本フレームが有声音フレ
ームでありかつ現在の基本フレームが無声音フレームで
あった場合に、前回の拡張フレームにおける余剰分ΔF
を均等区分に係るサブフレーム長に加算した値を、今回
の基本フレームに対応する拡張フレームの冒頭サブフレ
ームの長さに設定するステップを含むことを特徴とす
る。本構成によれば、有声音から無声音への移行に当た
って格別の矛盾が生じないよう、調整が可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、本発明は図1に示さ
れる装置にて実施できるため以下の説明では図1の装置
を前提とするが、本発明は装置の機能構成の細部に限定
を要するものではない。同様に、以下に説明する手順の
細部にも限定を要さない。
【0011】図2には、本発明の一実施形態に係る装置
において補間処理部33により実行される処理の手順が
示されている。この手順においては、補間処理部33
は、まず、基本フレーム長Fanl 、拡張フレーム長F
pre 、ピッチ周期プリセット値Ppst 、線スペクトル対
係数プリセット値Lpst 、フレームパワー(合成側ゲイ
ン)プリセット値Gpst 、拡張フレーム内に収容可能な
ピッチ周期個数N、無声音時の均等分割個数NUV等の変
数を、システム設計等に従い、初期設定する(10
0)。補間処理部33は、次に、デマルチプレクサ31
により多重分離された情報のうち復号器32−1により
復号化される有声音/無声音情報を入力し、これに基づ
き、第2のボコーダの合成部30が回線10等を介し第
1のボコーダの分析部20から受信したフレームが有声
音フレームであるか否かを判定する(102)。
【0012】有声音フレームであると判定したときに
は、補間処理部33は、復号器32−2〜32−4から
それぞれピッチ周期Pref 、線スペクトル対係数Lref
及びフレームパワーGref を入力する(104)。補間
処理部33は、次の式
【数1】 に従い、拡張フレーム(後述)内に収まるピッチ周期の
個数Nを演算する(106)。すなわち、1個の拡張フ
レームをN個のサブフレームに分割する。但し、上式で
は入力したピッチ周期Pref と初期設定したピッチ周期
プリセット値Pps t の単純平均値を分母に用いている
が、加重平均値等を用いても構わない。
【0013】補間処理部33は、さらに、次の式
【数2】 に従い線形内挿演算を行うことにより、拡張フレーム内
のN個のサブフレームそれぞれについてピッチ周期P
smz [n]を求める(108)。補間処理部33は、求
めたピッチ周期Psmz [n]に係る全てのサブフレーム
が拡張フレーム内に収まることを確認すべく、次の式
【数3】 に従い合成フレーム長Fsyn を求め(110)、拡張フ
レーム長Fpre と比較する(112)。収まらない場合
(すなわちFsyn >Fpre の場合)、補間処理部33
は、サブフレームの個数Nを1減らして(114)、ス
テップ108に戻る。逆に収まる場合(すなわちFsyn
≦Fpre の場合)、補間処理部33は、式(2)と同様
の式
【数4】 により、すなわちピッチ周期の線形内挿と同期した演算
により、各サブフレームについて線スペクトル対係数L
smz [n]及びフレームパワーGsmz [n]を求める
(116)。
【0014】ステップ116実行後、補間処理部33
は、拡張フレーム長Fpre に対する合成フレーム長F
syn の残余ΔF=Fpre −Fsyn を求め(118)、求
めた残余フレーム長ΔFを基本フレーム長、すなわち分
析部20において使用しているフレーム長Fanl に加算
することにより次の基本フレームに係る拡張フレーム長
pre を求め(120)、各プリセット値Ppst 、L
pst 及びGpst に最終サブフレームのピッチ周期Psmz
[N−1]、線スペクトル対係数Lsmz [N−1]及び
フレームパワーGsmz [N−1]をそれぞれ設定し(1
22)、ステップ102に戻る。すなわち、上の説明に
て使用した拡張フレームとは、前回の拡張フレームの長
さのうちいずれのサブフレームにも属さなかった残余分
ΔFにて、基本フレームを拡張したフレームである。
【0015】ステップ102にて無声音フレームである
と判定したときには、補間処理部33は、サブフレーム
長を、基本フレーム長Fanl を均等分割数NUVにて除し
た長さに設定する。また、直前のフレームが有声音フレ
ームであった場合、当該有声音フレームにて一般に非ゼ
ロの残余ΔFが生じているから、補間処理部33は、第
1サブフレームを残余分ΔFにて拡張する。補間処理部
33は、ステップ116〜122と同様の処理を実行し
(128〜134)、ステップ102に戻る。但し、ス
テップ128〜134では、NをNUVに置換し、ΔFを
0として扱う。また、無声音時には、ピッチ周期に係る
演算は実行しない。Pref としては、分析部20にて計
算したピッチトラッキング値にて、有声音になるまで毎
フレーム更新する。
【0016】図3には、本実施形態における補間状態が
類型図示されている。特に図3(a)は有声音フレーム
の場合であり、1個の拡張フレームが複数個のサブフレ
ームに区分されている。また、この場合、各サブフレー
ムの長さは、線形内挿により定められている。次に、図
3(b)は無声音フレームの場合であり、1個の基本フ
レームが複数個のサブフレームに区分されている。この
場合、各サブフレームの長さは、均等分割により定めら
れているため互いに等しい。そして、図3(c)は有声
音フレームから無声音フレームに移行した直後の例であ
り、第1サブフレームに残余ΔFが加算されている点で
図3(b)と相違している。
【0017】このように、本実施形態では、ステップ1
08にてスムージングされたピッチ周期Psmz [n]に
同期して、ステップ116にて線スペクトル対係数L
smz [n]及びフレームパワーGsmz [n]が生成さ
れ、その結果に基づき合成処理部34が音声信号を合成
する。従って、スペクトル包絡やスペクトル微細構造の
時間的推移等の特徴を再現することが可能になり、合成
により得られる音声信号の品質を改善できる。また、均
等分割を採用しているため、無声音フレームにも対処で
きる。さらに、有声音フレームから無声音フレームへの
移行の際に、残余ΔFを第1サブフレーム長に加算して
いるため、有声音から無声音への移行に当たって格別の
矛盾が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ボコーダの一例構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 本発明の一実施形態における補間処理部の動
作の流れを示すフローチャートである。
【図3】 この実施形態における補間状態を示す図であ
り、(a)は有声音時を、(b)は無声音時を、(c)
は有声音から無声音への移行時を、それぞれ示してい
る。
【符号の説明】
10 伝送路、20 分析部、30 合成部、33 補
間処理部、34 合成処理部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定長Fanl の基本フレームを単位とし
    た分析にて得られるピッチ周期情報Pref 並びに線スペ
    クトル対係数Lref 及び/又はフレームパワー情報G
    ref を、第1のボコーダの分析部から伝送路を介し受信
    したとき、第2のボコーダの合成部により実行される音
    声信号合成方法において、下記各ステップを上記基本フ
    レーム毎に繰り返し実行することを特徴とする音声信号
    合成方法:現在の基本フレームに対応する拡張フレーム
    内に、当該拡張フレームの長さFpre 、現在の基本フレ
    ームに係るピッチ周期情報Pref 及び前回の拡張フレー
    ム内の最終サブフレームの長さPpst に基づき、各サブ
    フレームに係るピッチ周期を示すサブフレーム長Psmz
    [n]がnに対して滑らかに変化するよう、N個のサブ
    フレームを設定する第1ステップ(Nは2以上の自然
    数、nは0≦n≦N−1を満たす整数);現在の基本フ
    レームに係る線スペクトル対係数Lref 及び/又はフレ
    ームパワー情報Gref に基づき、かつ各サブフレーム毎
    に、線スペクトル対係数Lsmz [n]及び/又はフレー
    ムパワー情報Gsmz [n]を生成する第2ステップ;ピ
    ッチ周期情報Psmz [n]並びに線スペクトル対係数L
    smz [n]及び/又はフレームパワー情報Gsmz [n]
    に基づき、音声信号を合成する第3ステップ;及びサブ
    フレーム長Psmz [n]のnについての総和Fsyn に対
    する上記拡張フレーム長Fpre の余剰分ΔFを基本フレ
    ーム長Fanl に加算し、その結果得られる値Fnxt を、
    次に到来する基本フレームに対応する拡張フレームの長
    さFpre に設定する第4ステップ。
  2. 【請求項2】 所定長Fanl の基本フレームを単位とし
    た分析にて得られるピッチ周期情報Pref 、線スペクト
    ル対係数Lref 及び/又はフレームパワー情報Gref
    並びに現在の基本フレームが有声音フレームであるのか
    それとも無声音フレームであるのかを示す有声音/無声
    音情報を、第1のボコーダの分析部から伝送路を介し受
    信したとき、第2のボコーダの合成部により実行される
    音声信号合成方法において、下記各ステップを上記基本
    フレーム毎に繰り返し実行することを特徴とする音声信
    号合成方法:受信した有声音/無声音情報に基づき現在
    の基本フレームが有声音フレームであるのかそれとも無
    声音フレームであるのかを判定する第0ステップ;第0
    ステップにて有声音フレームであると判定した場合に、
    請求項1記載の音声信号合成方法に移行する第6ステッ
    プ;及び第0ステップにて無声音フレームであると判定
    した場合に、現在の基本フレーム又はこれに直前の有声
    音フレームに係る余剰分ΔFを加算した長さのフレーム
    を、上記拡張フレームと見なした上で、第2乃至第4の
    ステップに移行する第7ステップ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の音声信号合成方法におい
    て、第7ステップが、前回の基本フレームが有声音フレ
    ームでありかつ現在の基本フレームが無声音フレームで
    あった場合に、前回の拡張フレームにおける余剰分ΔF
    を均等区分に係るサブフレーム長に加算した値を、今回
    の基本フレームに対応する拡張フレームの冒頭サブフレ
    ームの長さに設定するステップを含むことを特徴とする
    音声信号合成方法。
JP7302945A 1995-11-21 1995-11-21 音声信号合成方法 Pending JPH09146596A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7302945A JPH09146596A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 音声信号合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7302945A JPH09146596A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 音声信号合成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09146596A true JPH09146596A (ja) 1997-06-06

Family

ID=17915039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7302945A Pending JPH09146596A (ja) 1995-11-21 1995-11-21 音声信号合成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09146596A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103562994A (zh) * 2011-03-18 2014-02-05 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 音频编码中的帧元素长度传输

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103562994A (zh) * 2011-03-18 2014-02-05 弗兰霍菲尔运输应用研究公司 音频编码中的帧元素长度传输
US9524722B2 (en) 2011-03-18 2016-12-20 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Frame element length transmission in audio coding
US9773503B2 (en) 2011-03-18 2017-09-26 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Audio encoder and decoder having a flexible configuration functionality
US9779737B2 (en) 2011-03-18 2017-10-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Frame element positioning in frames of a bitstream representing audio content

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7394833B2 (en) Method and apparatus for reducing synchronization delay in packet switched voice terminals using speech decoder modification
JP5925742B2 (ja) 通信システムにおける隠蔽フレームの生成方法
JP2746033B2 (ja) 音声復号化装置
US5873059A (en) Method and apparatus for decoding and changing the pitch of an encoded speech signal
US4821324A (en) Low bit-rate pattern encoding and decoding capable of reducing an information transmission rate
JP3522012B2 (ja) コード励振線形予測符号化装置
KR20050042020A (ko) 스펙트럼 대역 복사에 의한 오디오 디코딩 장치 및 오디오디코딩 방법
JPH01155400A (ja) 音声符号化方式
JP4558205B2 (ja) スピーチコーダパラメータの量子化方法
JPH0730496A (ja) 音声信号復号化装置
US7302385B2 (en) Speech restoration system and method for concealing packet losses
US20110040557A1 (en) Transmitter and receiver for speech coding and decoding by using additional bit allocation method
JP3416331B2 (ja) 音声復号化装置
JPH09146596A (ja) 音声信号合成方法
JP2006503323A (ja) 位相の更新による正弦波オーディオコーディング
JP3303580B2 (ja) 音声符号化装置
JP3050978B2 (ja) 音声符号化方法
US20100131276A1 (en) Audio signal synthesis
JP3649854B2 (ja) 音声符号化装置
JPH0588697A (ja) 欠落音声補間方式
JP3085347B2 (ja) 音声の復号化方法およびその装置
JP3364827B2 (ja) 音声符号化方法、音声復号化方法及び音声符号化復号化方法並びにそれ等の装置
JP3107620B2 (ja) 音声符号化方法
JP4826580B2 (ja) 音声信号の再生方法及び装置
JPH0990997A (ja) 音声符号化装置、音声復号化装置、音声符号化復号化方法および複合ディジタルフィルタ