JP2002182697A - ピッチポストフィルタ - Google Patents
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Abstract
将来及び過去の情報を使用するピッチポストフィルタ及
び方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係るピッチポストフィルタは、
合成された音声のフレームを受け入れ、合成された音声
のフレームの各サブフレームに対して、現在サブフレー
ム並びに先行及び未来の合成音声のウインドの関数であ
る信号を発生する。各ウインドは、それがサブフレーム
に対して許容できる一致を与えるときにだけ使用され
る。
Description
理装置に関連し、特にポストフィルタリング装置に関連
する。
あり、記憶あるいは伝送のために入力音声信号を圧縮す
るためにしばしば使用される。この処理は典型的には入
力音声信号のフレームへの分割と、フレームの要素を決
定するための各フレームの解析を含んでいる。そして、
要素は記憶あるいは伝送のために符号化される。
各フレームは解読され、典型的には近似的な逆解析操作
である合成が実行される。このようにして生成された合
成音声は、通常は原信号と完全に同一ではない。従っ
て、信号音声を“より改善”するために通常はポストフ
ィルタリング操作が実行される。
れた信号をフィルタするために解読器から出力されるピ
ッチ情報が使用されるピッチポストフィルタリングであ
る。先行技術のピッチポストフィルタにおいては、合成
された音声信号の一部であるピッチ値p0 の早期サンプ
ルが検討されている。現在のサブフレームと最も良く一
致するより早期の音声のサブフレームは、典型的には
1:0.25の比で(即ち、過去信号は3/4減衰され
て)現在のサブフレームと結合される。
を有していはいない。これは単語の終わりあるいは始ま
りの単語間の場合であり、ピッチが変わり得る。先行技
術のピッチポストフィルタは早期の音声を現在の音声と
混合するために、また早期の音声は現在のサブフレーム
と同一のピッチを有していないために、単語の始めにお
いて、このようなピッチポストフィルタの出力は貧弱な
ものとなり得る。話された単語が終了するサブフレーム
に対しても上記は正しい。もしサブフレームの大部分が
沈黙あるいは雑音であれば(即ち、単語が終了していれ
ば)、過去の信号のピッチは意味を持たない。
トフィルタは音声信号のサブフレームに対してだけ作用
するけれども、音声解読器は通常その効力を有する要素
間で音声フレームを出力することを承知している。従っ
て、サブフレームのいくつかに対しては、将来音声パタ
ーンに関する情報が利用可能である。
かに対して将来及び過去の情報を使用するピッチポスト
フィルタ及び方法を提供することが本発明の目的であ
る。
によれば、ピッチポストフィルタは、合成された音声の
フレームを受け入れ、合成された音声のフレームの各サ
ブフレームに対してサブフレーム並びに早期及び後期の
合成音声のウインドの関数である信号を発生する。各ウ
インドは、それがサブフレームに対して許容できる一致
を与えるときにだけ使用される。
ッチポストフィルタは早期の合成音声のウインドをサブ
フレームと一致させ、サブフレームとウインドの重み付
けされたものとの誤差が小さいときだけ早期の合成音声
の一致ウインドを受け入れる。もし十分に遅れの大きい
合成音声があれば、ピッチポストフィルタはまた後期の
合成音声を一致させ、誤差が小さければそれを受け入れ
る。従って、出力信号はサブフレームと、それらが受け
入れられたならばより早期及びより後期の合成音声のウ
インドの関数である。
ば、マッチングは、より早期及びより後期の合成音声の
ウインドのそれぞれに対する早期及び後期の利得の決定
を含んでいる。
れば、出力信号に対する関数は、サブフレーム、早期の
利得及び第一の可能化荷重によって重み付けされた合成
音声のより早期のウインド及び後期の利得及び第二の可
能化荷重によって重み付けされた合成された音声の後期
のウインドの合計である。
ば、第一及び第二の可能化荷重は受け入れのステップの
結果に依存する。
タの動作を理解するために有効な図1、2及び3〜5が
今参照される。
発明に係るピッチポストフィルタは、線型予測係数(L
PC)合成フィルタのような合成フィルタ12からの合
成音声のフレームを受け入れる。ピッチポストフィルタ
10はまた、音声符号化器から受信されたピッチ値も受
け入れる。ピッチポストフィルタ10は最初のポストフ
ィルタであるべきではなく、ポストフィルタされた合成
音声フレームを受け入れることができる。フィルタ10
は、現在フレームバッファ25、先行フレームバッファ
26、進み/遅れ決定器27及びポストフィルタ28か
ら構成される。現在フレームバッファ25は合成音声の
現在フレームを記憶し、サブフレームに分割する。先行
フレームバッファ26は合成音声の先行フレームを記憶
する。進み/遅れ決定器27はピッチ値p0 から進み及
び遅れインデックスを決定する。ポストフィルタ28は
現在フレームバッファ25からサブフレームs〔n〕と
未来ウインドs〔n+LEAD〕を受け入れ、過去フレ
ームバッファ26から過去ウインドs〔n−LAG〕を
受け入れ、それらからポストフィルタされた信号を発生
する。
合成し、ピッチポストフィルタ10にそれらを出力する
ことが望ましい。本発明に係るフィルタは、先行技術の
ピッチポストフィルタのように、合成音声のサブフレー
ムに作用する。しかし、出願人が実現したように、サブ
フレームを処理したときに合成音声の全フレームが現在
フレームバッファ25で利用可能であるため、本発明に
係るピッチポストフィルタ10は、さらにサブフレーム
の少なくともいくつかに対して未来情報を使用する。
5及び先行フレームバッファ26に記憶されている2つ
のフレーム22a及び22bの8つのサブフレーム20
a−20hを示す図2に描かれている。さらに、データ
の類似サブフレームが後期サブフレーム20e−20h
に対して取られ得る位置も示されている。矢印24eで
示されているように、第一のサブフレーム20eに対し
てデータは、過去サブフレーム20d、20c及び20
bと未来サブフレーム20e、20f及び20gから取
られる。矢印24fで示されているように、第二のサブ
フレーム20fに対してデータは、先行サブフレーム2
0e、20d及び20cと未来サブフレーム20f、2
0g及び20hから取られる。未来サブフレーム20g
及び20hに対しては使用され得る未来データは少なく
なり(実際サブフレーム20hに対してはなにもない)
が、使用され得る過去のデータは同量であることが承知
される。
び未来の合成された音声信号を探索し、それらに対し遅
れおよび進みサンプルで始まる過去及び未来の信号のサ
ブフレーム長さウインドが現在のサブフレームに最もよ
く一致する遅れ及び進みサンプル位置あるいはインデッ
クスを決定する。よく一致していなければ、ウインドは
使用されない。典型的には探索範囲は、矢印24に示さ
れるように現在フレームの前後20−146サンプル以
内である。探索範囲は、未来データ(即ち、サブフレー
ム20g及び20h)に対しては少なくなる。
ウインドの一方あるいは両方を使用して合成された音声
信号をポストフィルタする。
施例は、一つのサブフレームに対する作用のフローチャ
ートである図3〜5に示されている。ステップ30−7
4は進み/遅れ決定器27によって実行され、ステップ
76及び78はポストフィルタ28によって実行され
る。
るが、そこで最小及び最大遅れ/進み値が最小標準値と
して設定される。本実施例においては、最小遅れ/進み
は(ピッチ値−デルタ,20)の最小値、最大遅れ/進
みは(ピッチ値+デルタ,146)の最大値である。本
実施例では、デルタは3である。
テップ60−70はそれがあれば進み値を決定する。両
方のセクションは同様の操作を行うが、前者は先行フレ
ームバッファ26に記憶された過去のデータに、後者は
現在フレームバッファ25に記憶された未来データに操
作を行う。従って以下では操作は一度だけ記載される。
しかしながら、式は以下に述べるように相違する。
gは最小値に設定され、ステップ34及び36におい
て遅れインデックスM gに対応する利得g g及びそ
の遅れインデックスに対する標準値E gが決定され
る。利得g gは以下に示すように、サブフレームs
〔n〕と先行ウインドs〔n−M g〕の相互相関と先
行ウインドs〔n−M g〕の自己関相の比である。
〔n〕−g g*s〔n−M g〕中のエネルギであ
る。
された最小値よりも小であれば(ステップ38)、現在
の遅れインデックスM g及び利得g gは記憶され、
最小値は現在の利得に設定される(ステップ40)。遅
れインデックスは1増加され(ステップ42)、そして
この処理は最大遅れ値に到達するまで繰り返される。
結果はステップ34−44で決定された遅れ利得が、例
えば0.625である予め定められたしきい値以上であ
るときにだけ受け入れられる。ステップ46において遅
れ可能化フラグは0に初期化され、ステップ48におい
て遅れ利得g gがしきい値に対して検査される。ステ
ップ50において、遅れ可能化フラグを1に設定するこ
とによって、結果は受け入れられる。このように現在の
サブフレームと同一でない過去音声信号に対して、例え
ば現在サブフレームが音声を有しており過去サブフレー
ムが音声を有していなければ、過去サブクレームからの
データは使用されない。
フラグは、現在位置N、サブフレームの長さ(典型的に
は60サンプル長)及び最大遅れ/進み値の合計がフレ
ーム長(典型的には240サンプル長)以下であるとき
にだけ設定される。この方法において、将来データは、
その大部分が利用可能であるときだけ使用される。ステ
ップ52は進み可能化フラグを0に設定し、ステップ5
4は合計が許容できれるか否かを検査し、もし許容でき
ればステップ56は進み可能化フラグを1に設定する。
され、進みインデックスは最小遅れ値に設定される。上
述したように、ステップ60−70はステップ34−4
4と同一であり、対象のサブフレームに最もよく一致す
る進みインデックスを決定する。進みはM dと記述さ
れ、利得はg dと記述され、基準値はE dと記述さ
れ、それらは以下に示すように式3及び式4で定義され
る。
ップ62は基準値E dを決定し、ステップ64は基準
値E dが最小値より小さいかを検査し、ステップ66
は進みM d及び進み利得g dを記憶し、最小値をE
dに更新する。ステップ68は進みインデックスを1
増加し、ステップ70は進みインデックスが最大インデ
ックス値以上であるか否かを決定する。
ップ60−70で決定された進み利得がステップ72で
実行される検査で非常に小であれば(即ち予め定められ
たしきい値以下であれば)、進み可能化フラグは不可能
化される(ステップ74)。
w g及びw dが遅れ及び進み可能化フラグからそれ
ぞれ決定される。荷重w g及びw dは、もしあれ
ば、将来及び過去のデータによって与えられる寄与を定
義する。
れ可能−(0.5*進み可能))と0の最大値の0.2
5倍である。進み荷重w dは(進み可能−(0.5*
遅れ可能))と0の最大値の0.25倍である。言い換
えれば、荷重w g及びw dは、将来及び過去のデータ
がともに利用可能であり現在のサブフレームと一致して
いれば0.125であり、一方のみが一致しているとき
は0.25であり、一致していないときは0である。
数である出力信号p〔n〕、早期ウインドs〔n−M
g〕及び未来ウインドs〔n+M g〕が生成される。
M g及びM dは、記憶されている遅れ及び進みインッ
デクスである。式5及び6は本実施例において信号p
〔n〕に対する関数を与える。
対して繰り返される。
べてのピッチポストフィルタを包含することが望まし
い。
に限定されないことが当該技術分野において技術を有す
る者にとって望ましい。
も導出される。
成音声のフレームとフレームに付随するピッチ値を受信
し、合成音声の前記フレームの前記サブフレームに対し
て、前記ピッチ値に基づく遅れインデックスによって現
在のサブフレームから遅延した合成音声の先行データお
よび前記ピッチ値に基づく進みインデックスによって現
在のサブフレームから進んだ合成音声の未来データなら
びに合成音声の該未来データから構成されるグループの
選択された一つでフィルタされた現在のサブフレームの
ピッチポストフィルタされたものである出力信号を発生
するステップを具備する合成された音声のピッチポスト
フィルタリング方法であって、該発生ステップが、前記
遅れインデックスにおいて始まる、前記合成音声のサブ
フレーム長の先行ウインドを前記サブフレームに一致さ
せ、前記サブフレームと前記先行ウインドの重み付けさ
れたものとの差が所定のしきい値以下であるときだけ、
前記一致した先行ウインドを受け入れ、もし十分な未来
の合成された音声があるならば、前記進みインデックス
において始まる、前記合成音声のサブフレーム長の未来
ウインドを前記サブフレームに一致させ、前記サブフレ
ームと前記未来ウインドの重み付けされたものとの差が
所定のしきい値以下であるときだけ、前記一致した未来
ウインドを受け入れ、前記先行および未来ウインドなら
びに前記未来ウインドから構成されるグループの選択さ
れた一つで前記サブフレームをポストフィルタリングす
ることによって出力信号を生成するステップを具備する
合成された音声のピッチポストフィルタリング方法。
来ウインドのそれぞれに対し先行および未来利得を決定
するものである態様1に記載の方法。
ーム、前記先行利得および第一の可能化荷重によって重
み付けされた合成音声の前記先行ウインド、ならびに前
記未来利得および第二の可能化荷重によって重み付けさ
れた合成音声の前記未来ウインドの和である信号を決定
するものである態様2に記載の方法。
前記受け入れステップの出力に依存するものである態様
3に記載の方法。
成音声のフレームとフレームに付随するピッチ値とを受
信する手段と、合成音声の前記フレームの前記サブフレ
ームに対して、前記ピッチ値に基づく遅れインデックス
によって現在サブフレームから遅延した合成音声の先行
データ及び前記ピッチ値に基づく進みインデックスによ
って現在のサブフレームから進んだ未来データ、ならび
に合成音声の該未来データから構成されるグループの選
択された1つでフィルタされた現在のサブフレームのピ
ッチポストフィルタされたものである出力信号を発生す
る発生手段を具備する合成された音声のピッチポストフ
ィルタリングするためのピッチポストフィルタであっ
て、該発生手段が、前記遅れインデックスにおいて始ま
る、前記合成音声のサブフレーム長の先行ウインドを前
記サブフレームに一致させる第一の一致手段と、前記サ
ブフレームと前記先行ウインドの重み付けされたものと
の差が所定のしきい値以下であるときだけ、前記一致さ
せられた先行ウインドを受け入れるための第一の比較手
段と、もし十分な未来の合成された音声があるならば、
前記進みインデックスにおいて始まる、前記合成音声の
サブフレーム長の未来ウインドを前記サブフレームに一
致させる第二の一致手段と、前記サブフレームと前記未
来ウインドの重み付けされたものとの差が所定のしきい
値以下であるときだけ、前記一致させられた未来ウイン
ドを受け入れるための第二の比較手段と、前記先行およ
び未来ウインドならびに前記未来ウインドから構成され
るグループの選択された一つで前記サブフレームをポス
トフィルタリングすることによって前記出力信号を生成
するフィルタリング手段と、を具備する合成された音声
のピッチポストフィルタリングするためのピッチポスト
フィルタ。
先行および未来ウインドのそれぞれに対し先行および未
来利得を決定する利得決定手段である態様5に記載のフ
ィルタ。
ブフレーム、前記先行利得によって重み付けされた合成
された音声の前記先行ウインドおよび先行荷重、ならび
に前記未来利得によって重み付けされた合成された音声
の前記未来ウインドおよび未来荷重の和である信号を決
定する手段である態様6に記載のフィルタ。
および第二の比較手段の出力に依存するものである態様
7に記載のフィルタ。
ロック図である。
効な図である。
ーチャート(1/3)である。
ーチャート(2/3)である。
ーチャート(3/3)である。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のサブフレームに分解される合成音
声のフレームとフレームに付随するピッチ値を受信し、 合成音声の前記フレームの前記サブフレームに対して、
前記ピッチ値に基づく遅れインデックスによって現在の
サブフレームから遅延した合成音声の先行データおよび
前記ピッチ値に基づく進みインデックスによって現在の
サブフレームから進んだ合成音声の未来データ、ならび
に合成音声の該未来データから構成されるグループの選
択された一つでフィルタされた現在のサブフレームのピ
ッチポストフィルタされたものである出力信号を発生す
るステップを具備する合成された音声のピッチポストフ
ィルタリング方法。 - 【請求項2】 複数のサブフレームに分解される合成音
声のフレームとフレームに付随するピッチ値とを受信す
る手段と、 合成音声の前記フレームの前記サブフレームに対して、
前記ピッチ値に基づく遅れインデックスによって現在サ
ブフレームから遅延した合成音声の先行データ及び前記
ピッチ値に基づく進みインデックスによって現在のサブ
フレームから進んだ未来データ、ならびに合成音声の該
未来データから構成されるグループの選択された一つで
フィルタされた現在のサブフレームのピッチポストフィ
ルタされたものである出力信号を発生する発生手段を具
備する合成された音声のピッチポストフィルタリングす
るためのピッチポストフィルタ。
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