JP2002366172A - ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予測分析回路 - Google Patents
ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予測分析回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトル分析における推定精度が向上し
た、ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予
測分析回路を提供する。スペクトル分析する際に入力信
号に含まれる外乱信号により、スペクトル分析の推定精
度が低下するため、外乱として考えられるピッチ成分の
信号を抑圧し、推定精度の向上した線形予測分析回路を
提供する。 【解決手段】 ブロック化された入力信号から予測残差
信号を生成するフィルタ手段（LPC逆フィルタ１０２）
と、ピッチ情報分析手段（ピッチ抽出回路１０３）と、
ピッチ信号生成手段（適応符号帳１０４、利得推定回路
１０５、乗算器１０６）と、残差信号を生成する信号処
理手段（減算器１０７）と、残差信号をフィルタ駆動し
復号音声信号を生成するフィルタ手段（合成フィルタ１
０８）と、復号音声信号をスペクトル分析するスペクト
ル分析手段（LPC分析回路１０９）を設けている。
た、ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予
測分析回路を提供する。スペクトル分析する際に入力信
号に含まれる外乱信号により、スペクトル分析の推定精
度が低下するため、外乱として考えられるピッチ成分の
信号を抑圧し、推定精度の向上した線形予測分析回路を
提供する。 【解決手段】 ブロック化された入力信号から予測残差
信号を生成するフィルタ手段（LPC逆フィルタ１０２）
と、ピッチ情報分析手段（ピッチ抽出回路１０３）と、
ピッチ信号生成手段（適応符号帳１０４、利得推定回路
１０５、乗算器１０６）と、残差信号を生成する信号処
理手段（減算器１０７）と、残差信号をフィルタ駆動し
復号音声信号を生成するフィルタ手段（合成フィルタ１
０８）と、復号音声信号をスペクトル分析するスペクト
ル分析手段（LPC分析回路１０９）を設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声符号化や音声認
識における線形予測分析方法及び線形予測分析回路に関
し、特にピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線
形予測分析回路に関する。
識における線形予測分析方法及び線形予測分析回路に関
し、特にピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線
形予測分析回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような、線形予測分析回路は、電波
産業会（ARIB：Association of RadioIndustries and B
usinesses）のＲＣＲ ＳＴＤ−２７ において、第５
章 音声符号化方式で記載されているＶＳＥＬＰ（Ｖｅ
ｃｔｏｒ Ｓｕｍ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ）で公知の様に、入
力信号から自己相関を求め、その後自己相関から反射係
数を求めた後、ＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔ
ｉｖｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）へと変換する処理を
回路にしたものである。反射係数からＬＰＣへの変換に
は、一般にＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎアルゴリズ
ムがよく用いられている。このアルゴリズムは、当業者
にとってよく知られている技術なので説明は省略する。
産業会（ARIB：Association of RadioIndustries and B
usinesses）のＲＣＲ ＳＴＤ−２７ において、第５
章 音声符号化方式で記載されているＶＳＥＬＰ（Ｖｅ
ｃｔｏｒ Ｓｕｍ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ）で公知の様に、入
力信号から自己相関を求め、その後自己相関から反射係
数を求めた後、ＬＰＣ（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔ
ｉｖｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）へと変換する処理を
回路にしたものである。反射係数からＬＰＣへの変換に
は、一般にＬｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎアルゴリズ
ムがよく用いられている。このアルゴリズムは、当業者
にとってよく知られている技術なので説明は省略する。
【０００３】近年、趙奇方、島村哲也、鈴木誠史らが
「雑音補正による音声のLPC分析の改善」と題して電子
情報通信学会論文誌A VOL．J８１−A No.11 pp.1583
-1591１９９８年１１月の論文発表により公知であるよ
うに、線形予測分析の耐雑音特性は音声の低ビットレー
ト伝送、音声認識などの分野において重要な課題とされ
ている。雑音が含まれることによる分析精度の劣化によ
り、品質低下を起こすことは、雑音のみならず声道の特
性分析に対する全ての外乱信号においても同様である。
「雑音補正による音声のLPC分析の改善」と題して電子
情報通信学会論文誌A VOL．J８１−A No.11 pp.1583
-1591１９９８年１１月の論文発表により公知であるよ
うに、線形予測分析の耐雑音特性は音声の低ビットレー
ト伝送、音声認識などの分野において重要な課題とされ
ている。雑音が含まれることによる分析精度の劣化によ
り、品質低下を起こすことは、雑音のみならず声道の特
性分析に対する全ての外乱信号においても同様である。
【０００４】CELP（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎ
ｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ）方式の
音声符号化では、伝送する情報の制限から声道のスペク
トルを表すパラメータも自ずと制限が発生する。音声に
含まれるピッチ成分に信号電力が集中すると、パラメー
タに占められる情報量が多くなり、他の周波数に対する
情報が少なくなり推定されるスペクトルの精度が低下す
る。その外乱を低減する方法の一手法として、ピッチ成
分を差し引いた後にスペクトル分析する方法が考えられ
る。
ｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ）方式の
音声符号化では、伝送する情報の制限から声道のスペク
トルを表すパラメータも自ずと制限が発生する。音声に
含まれるピッチ成分に信号電力が集中すると、パラメー
タに占められる情報量が多くなり、他の周波数に対する
情報が少なくなり推定されるスペクトルの精度が低下す
る。その外乱を低減する方法の一手法として、ピッチ成
分を差し引いた後にスペクトル分析する方法が考えられ
る。
【０００５】例えば、特開昭６２−１３５８９９号公報
に開示されているように、ピッチ予測音声符号化方法と
それを実現する装置が提案されている。
に開示されているように、ピッチ予測音声符号化方法と
それを実現する装置が提案されている。
【０００６】この先行技術文献に開示された手法は、音
声符号化方式全般について提案されているものである
が、LPC分析をする部分に注目すると、図４の概略ブロ
ック図で示すようにブロック化した音声信号を入力し、
その信号からピッチ予測分析回路２０２にて、自己相関
など利用してピッチ周期や利得などのビッチ情報を抽出
し、そのピッチ情報に基づきピッチ予測フィルタ２０３
によりピッチ成分を生成し、ブロック化した音声信号か
ら差し引いた後、LPC分析をするLPC分析回路２０５の構
成を取っている。
声符号化方式全般について提案されているものである
が、LPC分析をする部分に注目すると、図４の概略ブロ
ック図で示すようにブロック化した音声信号を入力し、
その信号からピッチ予測分析回路２０２にて、自己相関
など利用してピッチ周期や利得などのビッチ情報を抽出
し、そのピッチ情報に基づきピッチ予測フィルタ２０３
によりピッチ成分を生成し、ブロック化した音声信号か
ら差し引いた後、LPC分析をするLPC分析回路２０５の構
成を取っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術では、入力信号を直にピッチ予測し残差信号を求め
ているため、ピッチ成分のみならず声道の特性の一部を
も差し引いた信号となり、この残差信号をスペクトル分
析すると音声のスペクトル成分の推定精度が低下すると
いう問題がある。
技術では、入力信号を直にピッチ予測し残差信号を求め
ているため、ピッチ成分のみならず声道の特性の一部を
も差し引いた信号となり、この残差信号をスペクトル分
析すると音声のスペクトル成分の推定精度が低下すると
いう問題がある。
【０００８】本発明の主な目的は、スペクトル分析にお
ける推定精度が向上した、ピッチ成分を抑圧した線形予
測分析方法及び線形予測分析回路を提供することにあ
る。
ける推定精度が向上した、ピッチ成分を抑圧した線形予
測分析方法及び線形予測分析回路を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるピッチ成分
を抑圧した線形予測分析回路は、予測残差信号を生成す
るフィルタ手段（LPC逆フィルタ）と、ピッチ情報分析
手段（ピッチ抽出回路、ピッチ予測分析回路）と、ピッ
チ信号生成手段（適応符号帳、利得推定回路、乗算器、
ピッチ予測フィルタ）と、残差信号を生成する信号処理
手段（減算器）と、残差信号をフィルタ駆動し復号音声
信号を生成するフィルタ手段（合成フィルタ）と、復号
音声信号をスペクトル分析するスペクトル分析手段（LP
C分析回路）を設けたことを特徴としている。
を抑圧した線形予測分析回路は、予測残差信号を生成す
るフィルタ手段（LPC逆フィルタ）と、ピッチ情報分析
手段（ピッチ抽出回路、ピッチ予測分析回路）と、ピッ
チ信号生成手段（適応符号帳、利得推定回路、乗算器、
ピッチ予測フィルタ）と、残差信号を生成する信号処理
手段（減算器）と、残差信号をフィルタ駆動し復号音声
信号を生成するフィルタ手段（合成フィルタ）と、復号
音声信号をスペクトル分析するスペクトル分析手段（LP
C分析回路）を設けたことを特徴としている。
【００１０】このピッチ成分を抑圧した線形予測分析回
路は、ブロック化した音声信号からフィルタ手段（LPC
逆フィルタ）により、信号を駆動することで予測残差信
号を得る。
路は、ブロック化した音声信号からフィルタ手段（LPC
逆フィルタ）により、信号を駆動することで予測残差信
号を得る。
【００１１】予測残差信号からピッチ情報を抽出するピ
ッチ情報分析手段（ピッチ抽出回路、ピッチ予測分析回
路）によりピッチ周期や利得などの情報を分析し、ピッ
チ情報分析手段より得たピッチ情報からピッチ成分を生
成するピッチ信号生成手段（適応符号帳、利得推定回
路、乗算器、ピッチ予測フィルタ）によりピッチ信号を
生成し、予測残差信号からピッチ成分を信号処理手段
（減算器）により差し引くことによりピッチ成分を抑圧
した残差信号を生成し、ピッチ成分を抑圧した残差信号
をフィルタ手段（合成フィルタ）でフィルタ駆動して復
号音声信号を生成し、復号音声信号をスペクトル分析手
段（LPC分析回路）に入力してスペクトル分析するとい
う動作を実行する。
ッチ情報分析手段（ピッチ抽出回路、ピッチ予測分析回
路）によりピッチ周期や利得などの情報を分析し、ピッ
チ情報分析手段より得たピッチ情報からピッチ成分を生
成するピッチ信号生成手段（適応符号帳、利得推定回
路、乗算器、ピッチ予測フィルタ）によりピッチ信号を
生成し、予測残差信号からピッチ成分を信号処理手段
（減算器）により差し引くことによりピッチ成分を抑圧
した残差信号を生成し、ピッチ成分を抑圧した残差信号
をフィルタ手段（合成フィルタ）でフィルタ駆動して復
号音声信号を生成し、復号音声信号をスペクトル分析手
段（LPC分析回路）に入力してスペクトル分析するとい
う動作を実行する。
【００１２】従って、スペクトル分析する際に、ピッチ
成分の影響を低減させることにより、声道の特性をより
忠実に分析することが出来る。
成分の影響を低減させることにより、声道の特性をより
忠実に分析することが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の上記および他の目的、特
徴および利点を明確にすべく、以下添付した図面を参照
しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
徴および利点を明確にすべく、以下添付した図面を参照
しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
【００１４】（本発明の第１の実施の形態）図１を参照
すると、本発明の第１の実施の形態としてのピッチ成分
を抑圧した線形予測分析回路が示されている。本ピッチ
成分を抑圧した線形予測分析回路は、LPC逆フィルタ１
０２とピッチ抽出回路１０３と適応符号帳１０４と利得
推定回路１０５と乗算器１０６と減算器１０７と合成フ
ィルタ１０８とLPC分析回路１０９とから構成される。
すると、本発明の第１の実施の形態としてのピッチ成分
を抑圧した線形予測分析回路が示されている。本ピッチ
成分を抑圧した線形予測分析回路は、LPC逆フィルタ１
０２とピッチ抽出回路１０３と適応符号帳１０４と利得
推定回路１０５と乗算器１０６と減算器１０７と合成フ
ィルタ１０８とLPC分析回路１０９とから構成される。
【００１５】まずブロック化した音声信号をLPC逆フィ
ルタ１０２によって信号を駆動することで予測残差信号
１を得る。LPC逆フィルタ１０２の出力信号である予測
残差信号１を、ピッチ抽出回路１０３と利得推定回路１
０５と減算器１０７に各々入力する。ピッチ抽出回路１
０３は、予測残差信号１を入力し、ピッチ情報を抽出し
て適応符号帳１０４にピッチ情報を出力する。適応符号
帳１０４は、ピッチ抽出回路１０３からのピッチ情報を
得てピッチ成分の信号を生成し、利得推定回路１０５と
乗算器１０６に信号出力する。利得推定回路１０５は、
LPC逆フィルタ１０２からの予測残差信号１と適応符号
帳１０４からのピッチ成分の信号を入力して利得情報を
乗算器１０６に出力する。乗算器１０６は、適応符号帳
１０４からのピッチ成分の信号を利得推定回路１０５か
らの利得情報で信号に重み付けをして信号を減算器１０
７に出力する。減算器１０７は、LPC逆フィルタ１０２
からの予測残差信号１から乗算器１０６で重み付けられ
たピッチ成分の信号を差し引き、その信号（ピッチ成分
を抑圧した予測残差信号２）を合成フィルタ１０８に出
力する。合成フィルタ１０８は、ピッチ成分を抑圧した
予測残差信号２を入力し、フィルタ駆動して合成信号を
生成し、LPC分析回路１０９に出力する。LPC分析回路１
０９は、LPC分析を実行する。
ルタ１０２によって信号を駆動することで予測残差信号
１を得る。LPC逆フィルタ１０２の出力信号である予測
残差信号１を、ピッチ抽出回路１０３と利得推定回路１
０５と減算器１０７に各々入力する。ピッチ抽出回路１
０３は、予測残差信号１を入力し、ピッチ情報を抽出し
て適応符号帳１０４にピッチ情報を出力する。適応符号
帳１０４は、ピッチ抽出回路１０３からのピッチ情報を
得てピッチ成分の信号を生成し、利得推定回路１０５と
乗算器１０６に信号出力する。利得推定回路１０５は、
LPC逆フィルタ１０２からの予測残差信号１と適応符号
帳１０４からのピッチ成分の信号を入力して利得情報を
乗算器１０６に出力する。乗算器１０６は、適応符号帳
１０４からのピッチ成分の信号を利得推定回路１０５か
らの利得情報で信号に重み付けをして信号を減算器１０
７に出力する。減算器１０７は、LPC逆フィルタ１０２
からの予測残差信号１から乗算器１０６で重み付けられ
たピッチ成分の信号を差し引き、その信号（ピッチ成分
を抑圧した予測残差信号２）を合成フィルタ１０８に出
力する。合成フィルタ１０８は、ピッチ成分を抑圧した
予測残差信号２を入力し、フィルタ駆動して合成信号を
生成し、LPC分析回路１０９に出力する。LPC分析回路１
０９は、LPC分析を実行する。
【００１６】以下、本発明の第１の実施の形態の動作に
つき説明する。まず、図１のLPC逆フィルタ１０２は、
時刻ｎの入力信号をｘ（ｎ）、出力信号をｙ（ｎ）、次
数ｉのフィルタ係数をａｉとすると次式の様に表せる。
つき説明する。まず、図１のLPC逆フィルタ１０２は、
時刻ｎの入力信号をｘ（ｎ）、出力信号をｙ（ｎ）、次
数ｉのフィルタ係数をａｉとすると次式の様に表せる。
【００１７】
【数１】
【００１８】フィルタ係数は、入力音声信号の過去１ブ
ロック前に求めたLPC係数を用いる。勿論、過去数ブロ
ックのLPC係数に変換しうるパラメータ（反射係数やLS
P：LineSpectral Pair等）を補間したのちLPC係数に再
変換して使用することもできる。音声信号では、特性変
化が緩やかに起きる。そのため、過去のLPC係数を用い
ることにより、LPC逆フィルタで出力される残差信号
は、声道の特性以外の信号成分となる。つまり、予測残
差信号にはピッチ成分の信号や無相関な雑音の信号とな
る。ピッチ抽出回路１０３は、入力された予測残差信号
の自己相関からピッチ周期を抽出する。ピッチ周期は、
自己相関を求める際に位相をずらしながら相関のピーク
を検出することで知ることが出来る。適応符号帳１０４
は、ピッチ情報を入力し、その情報を元にピッチ成分の
信号を出力する。適応符号帳１０４は、当業者にとって
よく知られており、また本発明とは直接関係しないの
で、その詳細な構成は省略し、図２の一般的なCELP方式
の符号器のブロック図を用いて適応符号帳の概略を説明
する。入力音声信号は、まずスペクトル分析回路３０２
に入力され、LPC分析によりLPC係数が求められる。LPC
分析につづいて、量子化回路３０３で、スカラ量子化や
ベクトル量子化される。適応符号帳３０４と固定符号帳
３０６から出力されるあるインデックスで表されるベク
トル信号に乗算器３０５、３０７で各々利得が乗算され
た後、加算器３０８で加算され励振信号となる。このあ
るインデックスの組み合わせで作られた励振信号は、合
成フィルタ３０９で駆動されて合成信号となり出力され
る。この合成信号と音声入力信号を減算器３１０で引き
算し、聴覚重み付けフィルタ３１１で駆動した信号を生
成する。この信号を聴感上の誤差最小と評価されるデー
タの組み合わせを探し、そのインデックスを復号器へと
伝送する。この時の、誤差最小になるインデックスにお
ける励振信号で適応符号帳を更新する。適応符号帳は、
通常初期値０のメモリで、各処理単位で得られる励振信
号をメモリに保存することで、信号の繰り返し成分を作
り出している。図１の利得推定回路１０５は、LPC逆フ
ィルタから出力された残差信号と適応符号帳１０４から
出力されたピッチ成分の信号の電力値を一定にするため
に、各々の信号電力を計算し、その電力比を利得情報と
して乗算器１０６に出力する。乗算器１０６は、適応符
号帳１０４から出力されたピッチ成分の信号を利得推定
回路１０５からの利得情報により重み付けを行う。減算
器１０７は、予測残差信号１から乗算器１０６の出力信
号を差し引くことにより、ピッチ成分を低減した予測残
差信号を生成する。図１の合成フィルタ１０８は、時刻
ｎの入力信号をｘ（ｎ）、出力信号をｙ（ｎ）、次数ｉ
のフィルタ係数をａｉとすると次式の様に表せる。
ロック前に求めたLPC係数を用いる。勿論、過去数ブロ
ックのLPC係数に変換しうるパラメータ（反射係数やLS
P：LineSpectral Pair等）を補間したのちLPC係数に再
変換して使用することもできる。音声信号では、特性変
化が緩やかに起きる。そのため、過去のLPC係数を用い
ることにより、LPC逆フィルタで出力される残差信号
は、声道の特性以外の信号成分となる。つまり、予測残
差信号にはピッチ成分の信号や無相関な雑音の信号とな
る。ピッチ抽出回路１０３は、入力された予測残差信号
の自己相関からピッチ周期を抽出する。ピッチ周期は、
自己相関を求める際に位相をずらしながら相関のピーク
を検出することで知ることが出来る。適応符号帳１０４
は、ピッチ情報を入力し、その情報を元にピッチ成分の
信号を出力する。適応符号帳１０４は、当業者にとって
よく知られており、また本発明とは直接関係しないの
で、その詳細な構成は省略し、図２の一般的なCELP方式
の符号器のブロック図を用いて適応符号帳の概略を説明
する。入力音声信号は、まずスペクトル分析回路３０２
に入力され、LPC分析によりLPC係数が求められる。LPC
分析につづいて、量子化回路３０３で、スカラ量子化や
ベクトル量子化される。適応符号帳３０４と固定符号帳
３０６から出力されるあるインデックスで表されるベク
トル信号に乗算器３０５、３０７で各々利得が乗算され
た後、加算器３０８で加算され励振信号となる。このあ
るインデックスの組み合わせで作られた励振信号は、合
成フィルタ３０９で駆動されて合成信号となり出力され
る。この合成信号と音声入力信号を減算器３１０で引き
算し、聴覚重み付けフィルタ３１１で駆動した信号を生
成する。この信号を聴感上の誤差最小と評価されるデー
タの組み合わせを探し、そのインデックスを復号器へと
伝送する。この時の、誤差最小になるインデックスにお
ける励振信号で適応符号帳を更新する。適応符号帳は、
通常初期値０のメモリで、各処理単位で得られる励振信
号をメモリに保存することで、信号の繰り返し成分を作
り出している。図１の利得推定回路１０５は、LPC逆フ
ィルタから出力された残差信号と適応符号帳１０４から
出力されたピッチ成分の信号の電力値を一定にするため
に、各々の信号電力を計算し、その電力比を利得情報と
して乗算器１０６に出力する。乗算器１０６は、適応符
号帳１０４から出力されたピッチ成分の信号を利得推定
回路１０５からの利得情報により重み付けを行う。減算
器１０７は、予測残差信号１から乗算器１０６の出力信
号を差し引くことにより、ピッチ成分を低減した予測残
差信号を生成する。図１の合成フィルタ１０８は、時刻
ｎの入力信号をｘ（ｎ）、出力信号をｙ（ｎ）、次数ｉ
のフィルタ係数をａｉとすると次式の様に表せる。
【００１９】
【数２】
【００２０】合成フィルタ１０８は、減算器１０７のか
らの出力信号をフィルタ駆動することにより合成信号を
生成する。この合成信号は、ピッチ成分を低減した信号
である。LPC逆フィルタと合成フィルタは、可逆の処理
であるため、予測残差信号からピッチ成分が差し引かれ
た信号が合成フィルタにより合成される。要するに、こ
の合成フィルタ出力が、音声入力信号からピッチ成分が
差し引かれた信号となる。この合成信号をLPC分析回路
１０９に入力してLPC分析を実行することにより、ピッ
チ成分の影響が低減されたスペクトル分析が実行され
る。LPC分析回路１０９は、例えば２４０サンプルの分
析窓で入力信号を切り出して処理される。切り出された
入力信号に対して、ハミング窓をかけ境界の影響が出な
いようにして分析が開始される。ハミング窓をかけた信
号から、自己相関を求め、その後自己相関から反射係数
を求めた後、ＬＰＣへと変換する。反射係数からＬＰＣ
への変換には、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎアルゴ
リズムを用いればよい。（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態として、その基本的構成は上
記の通りであるが、ピッチ成分の信号生成について、第
２の実施の形態の構成で実施する場合の実施例を図３に
示す。本図において、LPC逆フィルタ４０２とピッチ予
測分析回路４０３とピッチ予測フィルタ４０４と減算器
４０５と合成フィルタ４０６とLPC分析回路４０７とか
ら構成される。まずブロック化した音声信号をLPC逆フ
ィルタ４０２によって信号を駆動することで予測残差信
号１を得る。LPC逆フィルタ４０２の出力信号である予
測残差信号１を、ピッチ予測分析回路４０３とピッチ予
測フィルタ４０４と減算器４０５に各々入力する。ピッ
チ予測分析回路４０３は、予測残差信号１を入力し、ピ
ッチ情報を抽出してピッチ予測フィルタ４０４にピッチ
情報を出力する。ピッチ予測フィルタ４０４は、ピッチ
予測分析回路４０３からのピッチ情報を得てピッチ成分
の信号を生成して出力する。減算器４０５は、LPC逆フ
ィルタ４０２からの予測残差信号１からピッチ予測フィ
ルタ４０４の出力信号を差し引き、その信号（ピッチ成
分を抑圧した予測残差信号２）を合成フィルタ４０６に
出力する。合成フィルタ４０６は、ピッチ成分を抑圧し
た予測残差信号２を入力し、フィルタ駆動して合成信号
を生成し、LPC分析回路４０７に出力する。LPC分析回路
４０７は、LPC分析を実行する。ピッチ予測フィルタ
は、ピッチ分析回路４０３で得た、ピッチ周期と利得情
報を入力し１ピッチ前の信号にピッチ利得を乗じて予測
信号を生成するというものである。ピッチ予測フィルタ
は、適応符号帳と比較すると構成が簡単であり回路規模
も比較的小さくすることが出来る。第１の実施の形態の
適応符号帳１０４の変わりにピッチ予測フィルタ４０４
を用いることによりピッチ成分の信号を生成し、予測残
差信号１からピッチ成分を差し引き、合成フィルタ４０
６で合成信号を生成する。この合成信号をLPC分析回路
４０７に入力することにより、ピッチ成分の外乱信号を
抑圧した信号をLPC分析するという動作が得られ、本発
明の目的が達成される。
らの出力信号をフィルタ駆動することにより合成信号を
生成する。この合成信号は、ピッチ成分を低減した信号
である。LPC逆フィルタと合成フィルタは、可逆の処理
であるため、予測残差信号からピッチ成分が差し引かれ
た信号が合成フィルタにより合成される。要するに、こ
の合成フィルタ出力が、音声入力信号からピッチ成分が
差し引かれた信号となる。この合成信号をLPC分析回路
１０９に入力してLPC分析を実行することにより、ピッ
チ成分の影響が低減されたスペクトル分析が実行され
る。LPC分析回路１０９は、例えば２４０サンプルの分
析窓で入力信号を切り出して処理される。切り出された
入力信号に対して、ハミング窓をかけ境界の影響が出な
いようにして分析が開始される。ハミング窓をかけた信
号から、自己相関を求め、その後自己相関から反射係数
を求めた後、ＬＰＣへと変換する。反射係数からＬＰＣ
への変換には、Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎアルゴ
リズムを用いればよい。（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態として、その基本的構成は上
記の通りであるが、ピッチ成分の信号生成について、第
２の実施の形態の構成で実施する場合の実施例を図３に
示す。本図において、LPC逆フィルタ４０２とピッチ予
測分析回路４０３とピッチ予測フィルタ４０４と減算器
４０５と合成フィルタ４０６とLPC分析回路４０７とか
ら構成される。まずブロック化した音声信号をLPC逆フ
ィルタ４０２によって信号を駆動することで予測残差信
号１を得る。LPC逆フィルタ４０２の出力信号である予
測残差信号１を、ピッチ予測分析回路４０３とピッチ予
測フィルタ４０４と減算器４０５に各々入力する。ピッ
チ予測分析回路４０３は、予測残差信号１を入力し、ピ
ッチ情報を抽出してピッチ予測フィルタ４０４にピッチ
情報を出力する。ピッチ予測フィルタ４０４は、ピッチ
予測分析回路４０３からのピッチ情報を得てピッチ成分
の信号を生成して出力する。減算器４０５は、LPC逆フ
ィルタ４０２からの予測残差信号１からピッチ予測フィ
ルタ４０４の出力信号を差し引き、その信号（ピッチ成
分を抑圧した予測残差信号２）を合成フィルタ４０６に
出力する。合成フィルタ４０６は、ピッチ成分を抑圧し
た予測残差信号２を入力し、フィルタ駆動して合成信号
を生成し、LPC分析回路４０７に出力する。LPC分析回路
４０７は、LPC分析を実行する。ピッチ予測フィルタ
は、ピッチ分析回路４０３で得た、ピッチ周期と利得情
報を入力し１ピッチ前の信号にピッチ利得を乗じて予測
信号を生成するというものである。ピッチ予測フィルタ
は、適応符号帳と比較すると構成が簡単であり回路規模
も比較的小さくすることが出来る。第１の実施の形態の
適応符号帳１０４の変わりにピッチ予測フィルタ４０４
を用いることによりピッチ成分の信号を生成し、予測残
差信号１からピッチ成分を差し引き、合成フィルタ４０
６で合成信号を生成する。この合成信号をLPC分析回路
４０７に入力することにより、ピッチ成分の外乱信号を
抑圧した信号をLPC分析するという動作が得られ、本発
明の目的が達成される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、ブロック化された音声入力信号をLPC逆フィルタで
駆動することで予測残差信号を生成し、その予測残差信
号からピッチ情報を抽出、ピッチ情報からピッチ成分の
信号を生成した後、予測残差信号から生成したピッチ成
分の信号を差し引いた予測残差信号を生成し、その予測
残差信号を合成フィルタにより合成音声信号を生成し、
その信号をLPC分析するという基本構成に基づくこと
で、LPC分析する際に、ピッチ成分の信号を抑圧した信
号を入力することが出来、ピッチ成分のスペクトル情報
に影響されず線形分析することが出来るという効果を得
て、スペクトル分析精度を向上させた、ピッチ成分を抑
圧した線形予測分析回路が提供される。なお、本発明が
上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範
囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは
明らかである。
ば、ブロック化された音声入力信号をLPC逆フィルタで
駆動することで予測残差信号を生成し、その予測残差信
号からピッチ情報を抽出、ピッチ情報からピッチ成分の
信号を生成した後、予測残差信号から生成したピッチ成
分の信号を差し引いた予測残差信号を生成し、その予測
残差信号を合成フィルタにより合成音声信号を生成し、
その信号をLPC分析するという基本構成に基づくこと
で、LPC分析する際に、ピッチ成分の信号を抑圧した信
号を入力することが出来、ピッチ成分のスペクトル情報
に影響されず線形分析することが出来るという効果を得
て、スペクトル分析精度を向上させた、ピッチ成分を抑
圧した線形予測分析回路が提供される。なお、本発明が
上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範
囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは
明らかである。
【図１】本発明によるピッチ成分を抑圧した線形予測分
析回路の第１の実施の形態を示す図である。
析回路の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】代表的なCELP方式の符号化器のブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明によるピッチ成分を抑圧した線形予測分
析回路の第２の実施の形態を示す図である。
析回路の第２の実施の形態を示す図である。
【図４】従来の実施例におけるブロック図である。
１０２、４０２ LPC逆フィルタ １０３ ピッチ抽出回路 １０４、３０４ 適応符号帳 １０５ 利得推定回路 １０６、３０５、３０７ 乗算器 １０７、２０４、３１０、４０５ 減算器 １０８、３０９、４０６ 合成フィルタ １０９、２０５、４０７ LPC分析回路 ２０２、４０３ ピッチ予測分析回路 ２０３、４０４ ピッチ予測フィルタ ３０２ スペクトル分析回路 ３０３ 量子化回路 ３０８ 加算器 ３１１ 聴覚重み付けフィルタ ３１２ 誤差最小
Claims (4)
- 【請求項１】 音声信号を入力してブロック化し、ブロ
ック化した音声信号をスペクトル分析する線形予測分析
方法において、 ブロック化した音声信号をLPC（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅ
ｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）逆フィルタ
で駆動して得られた予測残差信号を、ピッチ抽出回路と
利得推定回路と減算器とに各々入力し、 前記ピッチ抽出回路にて、前記予測残差信号からピッチ
情報を抽出し、適応符号帳にピッチ情報を出力し、 前記適応符号帳にて、前記ピッチ情報を入力して、適応
符号帳ベクトル信号を前記利得推定回路と乗算器とに各
々出力し、 前記利得推定回路にて、前記予測残差信号と前記適応符
号帳ベクトル信号との電力比より利得を推定し、前記乗
算器に前記利得を出力し、 前記乗算器にて、前記適応符号帳ベクトル信号の利得が
調整された適応符号帳ベクトル信号が前記減算器に出力
され、 前記減算器にて、前記予測残差信号から前記適応符号帳
ベクトル信号を差し引くことにより、ピッチ成分を抑圧
した予測残差信号を合成フィルタに出力し、 前記合成フィルタにて、前期予測残差信号を入力し、駆
動してピッチ成分を抑圧した音声信号を得て、LPC分析
回路に出力し、 前記LPC分析回路にて、前記音声信号をスペクトル分析
することを特徴とするピッチ成分を抑圧した線形予測分
析方法。 - 【請求項２】 音声信号を入力してブロック化し、ブロ
ック化した音声信号をスペクトル分析する線形予測分析
方法において、 ブロック化した音声信号をLPC逆フィルタで駆動して得
られた予測残差信号を、ピッチ予測分析回路とピッチ予
測フィルタと減算器とに各々入力し、 前記ピッチ予測分析回路にて、前記予測残差信号からピ
ッチ情報を抽出し、前記ピッチ予測フィルタにピッチ情
報を出力し、 前記ピッチ予測フィルタにて、前記ピッチ情報と前記予
測残差信号とを入力して、ピッチ予測信号を減算器に出
力し、 前記減算器にて、前記予測残差信号から前記ピッチ予測
信号を差し引くことにより、ピッチ成分を抑圧した予測
残差信号を合成フィルタに出力し、 前記合成フィルタにて、前期予測残差信号を入力し、駆
動してピッチ成分を抑圧した音声信号を得て、LPC分析
回路に出力し、 前記LPC分析回路にて、前記音声信号をスペクトル分析
することを特徴とするピッチ成分を抑圧した線形予測分
析方法。 - 【請求項３】 音声信号を入力してブロック化し、ブロ
ック化した音声信号をスペクトル分析する線形予測分析
回路において、 ブロック化した音声信号から駆動して得られた予測残差
信号を、ピッチ抽出回路と利得推定回路と減算器とに各
々入力するLPC逆フィルタと、 前記予測残差信号からピッチ情報を抽出し、適応符号帳
にピッチ情報を出力する前記ピッチ抽出回路と、 前記ピッチ情報を入力して、適応符号帳ベクトル信号を
前記利得推定回路と乗算器とに各々出力する前記適応符
号帳と、 前記予測残差信号と前記適応符号帳ベクトル信号との電
力比より利得を推定し、前記乗算器に前記利得を出力す
る前記利得推定回路と、 前記適応符号帳ベクトル信号の利得が調整された適応符
号帳ベクトル信号を前記減算器に出力する前記乗算器
と、 前記予測残差信号から前記適応符号帳ベクトル信号を差
し引くことにより、ピッチ成分を抑圧した予測残差信号
を合成フィルタに出力する前記減算器と、 前期予測残差信号を入力し、駆動してピッチ成分を抑圧
した音声信号を得て、LPC分析回路に出力する前記合成
フィルタと、 前記音声信号をスペクトル分析する前記LPC分析回路と
を有することを特徴とするピッチ成分を抑圧した線形予
測分析回路。 - 【請求項４】 音声信号を入力してブロック化し、ブロ
ック化した音声信号をスペクトル分析する線形予測分析
回路において、 ブロック化した音声信号から駆動して得られた予測残差
信号を、ピッチ予測分析回路とピッチ予測フィルタと減
算器とに各々入力するLPC逆フィルタと、 前記予測残差信号からピッチ情報を抽出し、前記ピッチ
予測フィルタにピッチ情報を出力する前記ピッチ予測分
析回路と、 前記ピッチ情報と前記予測残差信号とを入力して、ピッ
チ予測信号を減算器に出力する前記ピッチ予測フィルタ
と、 前記予測残差信号から前記ピッチ予測信号を差し引くこ
とにより、ピッチ成分を抑圧した予測残差信号を合成フ
ィルタに出力する前記減算器と、 前期予測残差信号を入力し、駆動してピッチ成分を抑圧
した音声信号を得て、LPC分析回路に出力する前記合成
フィルタと、 前記音声信号をスペクトル分析する前記LPC分析回路と
を有することを特徴とするピッチ成分を抑圧した線形予
測分析回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001169766A JP2002366172A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予測分析回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001169766A JP2002366172A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予測分析回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002366172A true JP2002366172A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19011801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001169766A Pending JP2002366172A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ピッチ成分を抑圧した線形予測分析方法及び線形予測分析回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002366172A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150332024A1 (en) * | 2010-11-12 | 2015-11-19 | Google Inc. | Syndication Including Melody Recognition and Opt Out |
-
2001
- 2001-06-05 JP JP2001169766A patent/JP2002366172A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150332024A1 (en) * | 2010-11-12 | 2015-11-19 | Google Inc. | Syndication Including Melody Recognition and Opt Out |
| US9396312B2 (en) * | 2010-11-12 | 2016-07-19 | Google Inc. | Syndication including melody recognition and opt out |
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