JPS58211794A - 線スペクトル対型ボコ−ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は線スペクトル対型ボコーダに胸し、特に合成側
において補間補正されたＬＡＦパラメータに対応して正
規化予測残差電力を算出することによ９合声音の振幅再
現性を改善した線スペクトル対型ボコーダに関する。

従来の線スペクトル対型ボコーダの一例のブロック図を
第１図に示す。図において分析側には低域フィルタ／Ａ
−Ｄ変換器１．ウィンドウ処理器判別器７．ピッチ抽出
器８および符号化器９を備え、合成側には復号化器１０
．線スペクトル対補間器１１．残差電力補間器１２．音
源情報乗算器１３、ピッチ周期補間器１４．ピッチパル
ス列発生器１５　、Ｖ／ＵＶ切替スイッチ１６．線スペ
クトル対合成フィルタ１７．雑音発生器１８および低域
フィルタ／Ｄ−Ａ変換器１９を備えている。

分析側において端子１０１から入力された音声波形信号
は、低域フィルタ／Ａ−Ｄ変換器１において音声信号の
部域成分は遮断周波数３４００Ｈｚの低域フィルタにニ
ジカットされ、３ｋＨｚのサンブリングパルスによシｌ
パルス１２ビットル−トでＡ−Ｄ変換される。Ａ−１）
変換された出力は、ウィンドウ処理器２において３９ｒ
ｒ＋ｓｅｃ程度の時開帳で波形切出しが行われ、その出
力は自己相関計測器３、Ｖ／ＵＶ判別器７およびピッチ
抽出器８に出力される。自己相関計測器３においては、
ウィンドウ処理器２の出力信号を入力して自己相関係数
を計算し線形予測分析器４に出力するとともに、音声信
号゛電力を算出し７２気電力婁出器６に出力する。線形
予測分析器４においては前記自己相関係数を入力して線
形予測係数αパラメータを計算し、このαパラメータを
線スペクトル対算出器５に出力するとともに、このαパ
ラメータをする。線スペクトル対算出器５に２いては前
記αパラメータを入力して線スペクトル対パラメータ即
ちＬ８Ｐパラメータを算出して符号化器９に出力する。

また自己相関計測器３より出力された前記音声信号電力
と線形予測分析器４より出力され力算出器６において音
声信号の分析結果によ詣差電力を算出し符号化器９に出
力する。

以上は音声のスペクトル包絡に関する分析側の説明であ
るが、音源情報についてはウィンドウ処理器２の出力信
号はｖ／Ｕ■判別器７およびピッチ抽出器８に入力され
る。Ｖ／ＵＶ判別器７においては、−例として前記にパ
ラメータと前記正規化予測残差電力とを参照して音声信
号の有声音および無声音の有無を判別し、その判別信号
を符号化器９に出力する。またピッチ抽出器８において
は、音声信号の中からピッチ周期を検出して符号化器１
０に出力する。符号化器１０においては、前述のＬＡＰ
パラメータ、残差電力、Ｖ／ＵＶ判別信号およびピッチ
周期を符号化し伝送線路５０を介して合成側に送出する
。

合成側においては、復号化器１０において前述の分析側
よシ送られてきた符号化信号が復号される。その中のＬ
ＡＦパラメータは線スペクトル対補間器１１において補
間補正され、補間Ｌ８Ｐパラメータとして線スペクトル
対合成フィルタフに出力され、その係数を制御するｉ差
電力Ｒ差電力補間器１２に入力されて補間補正され音声
情報乗算器１３に出力される。Ｖ／ＵＶ判別信号はＶ／
ＵＶ切替スイッチ１６に入力され、ピッチ周期はピッチ
周期補間器１４において補間補正されてピッチパルス列
発生器１５に入力される。ピッチパルス列発生器１５に
おいては、入力されたピッチ周期と同一周期のパルス列
信号を発生し、このパルス列信号はＶ／ＵＶ切替スイッ
チ１６を経由して有声音に対応する分析音として音源情
報乗算器１３に入力される。また雑音発生器１８の雑音
出力は、Ｖ／ＵＶ切替スイッチ１６を経由して無声音に
対応する分析音として音源情報乗算器１３／ＵＶ切替ス
イツチ１６より入力されるピッチパルス列信号もしくは
雑音信号とを乗算し、線スペクトル対合成フィルタ１７
に出力する。即ち、復号化器１０よりＶ／ＵＶ切替スイ
ッチ１６に入力されるＶ／ＵＶ判別信号により音声信号
の有声音。

無声音の区別を判別し、有声音の場合にはパルス列信号
が、無声音の場合には雑音信号が音源情報乗算器に入力
されるようＫＶ／ＵＶ切替スイッチ１６は機能している
。線スペクトル対合成フィルタ１７においては、前記補
間Ｌ８Ｐパラメータにより係数を制御され、有声音、無
声音に対応する前記音源情報を入力してデジタル合成音
声信号を出力し、低域フィルタ／Ｄ−Ａ変換器１９にお
いてＤ−Ａ変換されて遮断周波数３４００Ｈｚの低域フ
ィルタを経由して端子１０２より合成音として出力され
る。

即ち、従来の線スペクトル対型ボコーダにおいては、Ｌ
ＳＰパラメータの利点を活用して合成側においてＬＡＰ
パラメータの補間値を求めスペクトル包絡の近似度の向
上を計っているが１分析側を求める方法を用いている。

一般にＬ８Ｐノくラメータの利点の一つに補間特性が他
の線形予測パラ、　メータに比較して優れている点があ
げられ、その意味においてＬ８Ｐパラメータの補間値を
求めて音声合成フィルタの係数制御に反映させることは
、音声スペクトル包絡の近似度の改善に対して効果ある
手法であるがｙＷ差電力については合成側において補間
値を求める方法は電力の伝送上好まし側よシ伝送鉢、き
Ｒ差−。カよシ補閾値を算出する場合とではｈ差電力補
間値に差異を生じることに起因する。いま音声信号の観
測時刻ｔｌおよびｔ重におけるＬＳＰパラメータを（ω
ｉ　（ｔｘ　）　）および（ωｉ　（ｈ　）　）とし、
これに対応するにヂラメータを（Ｋｉ（を皿））および
（Ｋｉ（ｈ））とする。

（ω１）と（Ｋ目とは相互に変換が可能であり［Ｋｉ（
１１月およびＫｉ（ｔ、月よシは観測時刻ｔ１およびｔ
２に対応する正規化予測残差電力Ｕ（ｔｓ）およびＵ（
ｈ）の算出が可能である。従って、時刻ｔ１およびｔ！
の中間時点における補間値はＵ（ｔｒ）”Ｕ（ｈ）とな
る。一方、ＬＳＰパラメータω量の時刻ｔ１およびｔ２
の中間時点における補閾値はｉ（（ω１（ｔｓ））十（
ω１（ｈ）））となシ、これよシ求められる正規化予測
残差電力はｕ　＜　ｆｌ　＋　ｔ２　）となり、前記ｆ
百ゴＤτＵ（ｔｓ）とは一般的には一致しない。この傾
向はにパラメータを用いる場合に比してＬＳＰパラメー
タを用いる場合においてよシ著しいと考えられる。即ち
問題は合成側におギル けるＬ８Ｐパラメータの補間値に対応する残差電力補間
値の設定の方法に拘わる。従来の線スペクトル対型ボコ
ーダにおいては、前述のとおシ分析側よシ観測時刻に対
応すｌ蕾ｉ電力を合成側に伝りの補間値とは相対応せず
、結果として分析側よシ合成側に対する電力伝送上の障
害問題が介在し合成音声の振幅再現特性を劣化させると
いう欠点がある。

本発明の目的は上記の欠°点を除去し、Ｌ８Ｐパラメー
タの補間値に対応する手′段によシ、合成音における振
幅再現性劣化の欠点を改善する線スペクトル対型ボコー
ダを提供することにある。

本発明の線スペクトル対型ボコーダは、線形予測パラメ
ータとしてＬ８Ｐパラメータを用いる線スペクトル対型
ボコーダにおいて、分析側における線形予測分析によっ
て抽出され２合成側に伝送されてくるＬＡＰパラメータ
と合成側において抽出される前記ＬＳＰパラメータの補
間値とより正規化予測残差電力を求める正規化予測残差
電力算出器を合成側において備えて構成される。

以下本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第２図は本発明の線スペクトル対型ボコーダの一実施例
を示すブロック図である。本実施例においては、分析側
において低域フィルタ／Ａ−Ｄ変換器２１．ウィンドウ
処理器２２．自己相関計測器２３．線形予測分析器２４
．線スペクトル対算出器２５　、Ｖ／ＵＶ判別器２６．
ピッチ抽出器２７および符号化器２８を備え、合成側に
おいて復号化器２９．線スペクトル対補間器３０．αパ
ラメータ算出器３１．にパラメータ算出器３２．正規化
予測残差電力算出器３３．電力補間器３４．予測残差電
力算出器３５．音源情報乗算器３６．ピッチ周期補間器
３７．ピッチパルス列発生器３８゜Ｖ／ＵＶ切替スイッ
チ３９．線スペクトル対合成フィルタ４０．雑音発生口
４１および低域フィルタ／Ｄ−Ａ変換器４２を備えてい
る。

分析側において、端子１０３より入力された音声波形信
号は、低域フィルタ／△−ｐ変換器２１において高域成
分をカットされＡ−Ｄ変換される。

Ａ−Ｄ変換された出力はウィンドウ処理器２２において
３０ｍ５ｅｃ程度の時間幅で波形切出しが行われ、その
出力は自己相関計測器２３　、　Ｖ／ＵＶ判別器２６お
よびピッチ抽出器２７に出力される。

以上のプロセスは、前述の従来の線スペクトル対型ボコ
ーダの一例の場合と略々同様である。自己相関計測器２
３においては、ウィンドウ処理器２２の出力信号を入力
して自己相関係数を計算し線形予測分析器２４に出力す
るとともに、ウィンドウ処理層の音声信号の短時間平均
電力を算出し符号化器２８に送出する。線形予測分析器
２４においては前記自己相関係数を入力して線形予測係
数′（αパラメータ）を計算し線スペクトル対算出器２
５に出力する。線スペクトル対算出器２５においては前
記αパラメータを入力してＬＳＰパラメータを算出し符
号化器２８に出力する。

以上は音声スペクトル包絡に関する分析側の説明である
が、音源情報については前述の従来の線スペクトル対型
ボコーダの一例の場合と同様で、Ｖ／ＵＶ判別器２６に
おいてはウィンドウ処理器２２の出力信号を入力し、音
声信号について有声音および無声音の有無を判別し、そ
の判別信号を符号化器２８に出力する。またピッチ抽出
器２７においては、音声信号の中からピッチ周期を検出
して符号化器２８に出力する。符号化器２８においては
、前述のＬＡＰパラメータ、短時間平均電力、Ｖ／ＵＶ
判別信号およびピッチ周期を入力して符号化し伝送線路
５１を介して合成側に送出する。

合成側においては、復号化器２９において前述の分析側
よシ送られてきた符号化信号が復号される。その中のＬ
ＳＰパラメータは線スペクトル対補間器３０において補
間補正された稜線スペクトル対合成フィルタに出力され
、その係数を制御する。また線スペクトル対補間器３０
より出力される補間ＬＳＰパラメータは同時にαパラメ
ータ算出器３１に入力され、ここにおいてαパラメータ
に変換され、更ににパラメータ算出器３２においてαパ
ラメータからにパラメータに変換される。

とのにパラメータは正規化予測残差電力算出器３３正の
整数で線形予測係数の次数）より正規化予測残差電力を
算出し予測残差電力算出器３５に出力する。即ち、音声
スペクトル包絡の近似度の指標としての意味を有する正
規化予測残差電力を、合成側において補間補正された線
形予測係数を用いて計算している。この手法は本発明の
主要点である。一方、復号化器２９よシ出力される前記
短詩差電力算出器３５においては、この補間短時間平均
電力と前記正規化予測残差電力とを入力して乗算作用に
より予測残差電力を算出し音源情報乗算器３６に出力す
る。他方、前記Ｖ／ＵＶ判別信号は符号化器２９よｆｉ
Ｖ／ＵＶ切替スイッチ３９に入力され、音声信号の有無
前、無声音の判別に対応して切替スイッチの接点を制御
し、前記ピッチ周期はピッチ周期補間器３７において補
間補正された後ピッチパルス列発生器３８に入力される
。

ピッチパルス列発生器３８においては、ピッチ補間器３
７よ多入力されたピッチ周期と同一周期のパルス列信号
を発生し、前記Ｖ／ＵＶ判別信号により制御されるＶ／
ＵＶ切替スイッチ３９を経由して有声音に対応する分析
音として音源情報乗算器３６に入力される。また雑音発
生器４１の雑音出力は、Ｖ／ＵＶ切替スイッチ３９を経
由して無声音に対応する分析音として音源情報乗算器３
６に入力される。音源情報乗算器３６においては、予測
残差電力算出器３５より人力される前記予測残差電力と
Ｖ／ＵＶ切替スイッチ３９よ多入力されるピッチパルス
列信号もしくは雑音信号とを乗算し、線スペクトル対合
成フィルタ４０に出力する。これらＶ／ＵＶ切替スイッ
チ３９．ピッチパルス列発生器３８．雑音発生器４１お
よび音源情報乗算器３６の作用については前述の従来の
線スペクトル対型ボコーダの一例の場合と同様である。

線スペクトル対合成フィルタ４０は線スペクトル対補間
器３０より入力される前記補間ＬＡＰパラメータによっ
てその係数を制御され、有声音および無声音に対応する
前記音源情報を入力してデジタル合成音声信号を出力す
る。この合成音声信号は低域フィルｌ／Ｄ　−Ａ変換器
４２においてＤ−Ａ変換され、遮断周波数３４００Ｈｚ
の低域フィルタによシサンプリング周波数の折返し成分
がカットされて端子１０４よシ合成音として出力される
。

即ち、本発明の線スペクトル対型ボコーダは、従来の線
スペクトル対型ボコーダと異なシ、合成側において補間
補正された補間ＬＡＰパラメータを用いて正規化予測残
差電力を算出し、この正規化予測残差電力と分析側よシ
伝送された短時間平均電力の補間補正値との乗算によシ
予測残差電力を求めて、音源情報の振幅の上に反映させ
ているところにその特徴を有している。

以上詳細に説明したように本発明の線スペクトル対型ボ
コーダは、合成側において補間Ｌ８Ｐパラメータを用い
て正規化予測残差電力を算出し、分析側よシ合成側に送
られる短時間平均電力の補間補正値との乗算によシ予測
残差電力を求めて音源情報の振幅に反映させることによ
り、線スペクトル対型ボコーダの合成音における振幅再
現性特性を改善できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の紳スペクトル対型ボコーダの一例のブロ
ック図、第２図は本発明の一実施例のブロック図である
。図において、 １．２１・・・・・・低域フィルタ／Ｄ−Ａ変換器、２
゜２２・・・・・・ウィンドウ処理器、３．２３・・・
・・・自己相関計測器、４．２４・・・・・・線形予測
分析器、５．２５・・・・・・線〜ペクト一対算出器Ｔ
ｈ　　ｇ、９．電力算出器、７．２６・・・・・・Ｖ／
ＵＶ判別器、８．２７・・・・・・ピッチ抽出器、９．
２８・・・・・・符号化器、１０．２９・・・・・・復
号化器、１１．３０・・・・・・線スペクトル対補間器
、１２・・・・・・残差電力補間器、１３．３６・・・
・・・音源情報乗算器、１４．３７・・・・・・ピッチ
周期補間器、１５゜３８・・・・・・ピッチパルス列発
生器、１６．３９・旧・・■／ＵＶ切替スイッチ、１７
，４０・・・・・・線スペクトル対合成フィルタ、１８
．４１・・団・雑音発生器、１９゜４２・・・・・・低
域フィルタ／Ｄ−Ａ変換器、３１・旧・・αパラメータ
算出器、３２・・・・・・Ｋパラメータ算出器、３３・
・・・・・正規化予測残差電力算出器、３４・・・・・
・電力補間器、１０１−１０４・山・・端子。 第　１　〆 集７　凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線形予測パラメータとしてＬＡＰパラメータを用いる線
   スペクトル対型ボコーダにおいて、分析側における線形
   予測分析によって抽出され合成側に仮燃されるＬ８Ｐパ
   ラメータと合成側において抽出される前記ＬＡＰパラメ
   ータの補間値とよシ正規化予測残差電力を求める正規化
   予測残差電力算出器を合成側に備えることを特徴とする
   線スペクトル対型ボコーダ。