JP2629762B2 - ピッチ抽出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピッチ抽出装置に関し、特にディジタル音声
通信で符号化速度を変換する場合に必要なピッチ情報
を、音声合成フィルタによる合成波形を介さずに抽出す
ることを可能としたピッチ抽出装置に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル音声通信においては、回線効率の改善その
他もろもろの動機で合理的に符号化速度を変換する必要
が生ずる。音源情報としてマルチパルスを利用し、これ
とLPC係数によるスペクトル包絡情報にもとづいて行わ
れるディジタル音声通信にあっても、たとえば16Kb/S
（キロビット／秒）程度の中速の符号化速度を4.8Kb/S
程度の低速の符号化速度のものに変換する必要性がしば
しば発生する。

かかる符号化速度変換処理にあって不可欠なピッチ情
報の確保に関しては、通常、LPC係数とマルチパルス列
とを利用して構成する音声合成フィルタによって得られ
る合成波形から自己相関法やAMDF（Average Multitude
Difference Function,平均振幅差関数）法等の相関領域
処理、もしくは各種の波形領域処理、あるいはケプスト
ラム等を利用できるスペクトル領域処理等の各種の公知
の抽出手法を利用するピッチ抽出装置が利用されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のこの種のピッチ抽出装置は、一旦合成
波形として再生した波形を再びディジタル化し、これか
ら公知の手法でピッチを抽出しているので、得られる抽
出ピッチ周期のＳ（信号）/N（雑音）が劣化し易いとい
う欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、合成波形を介
さずにピッチ情報を抽出してS/Nを大幅に改善しうるピ
ッチ抽出装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のピッチ抽出装置は、音声パラメータとして入
力したマルチパルス列とLPC係数を受け前記LPC係数にも
とづいて分析フレームごとに決定されるフィルタ係数を
有する音声合成フィルタのインパルス応答の自己相関と
して得られる波形素片を前記マルチパルス列の振幅と時
間位置に対応せしめて形成する波形素片列におけるそれ
ぞれの波形素片を逐次連結しつつ合成した波形からピッ
チ周期を抽出する手段を備えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。第１図
は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であり、第
１図に示す実施例は、音声パラメータとしての量子化LP
C係数とマルチパルスを受けるデマルチプレクサ1,量子
化LPC係数を受けて分析フレームごとの波形素片を得る
回路としてのLPC係数復号化器2,減衰係数印加器3,イン
パルス応答算出器4,自己相関算出器５および6,量子化マ
ルチパルスと自己相関算出器６から受ける波形素片にも
とづいて、マルチパルスの各パルスの振幅と位置に対応
せしめた波形素片を発生しこれを合成した波形からピッ
チ周期を抽出する回路としてのマルチパルス復号化器7,
素片合成器8,AMDF処理器９を備えて構成され、第１図に
はなお、符号化装置10を併記して示す。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

符号化装置10から伝送路を介してデマルチプレクサ１
に供給される音声パラメータは、量子化LPC係数と量子
化マルチパルスが多重化された状態を分離され、量子化
LPC係数はLPC係数復号化器２へ、また量子化マルチパル
スは量子化マルチパルス復号化器７に供給され、LPC係
数復号化器２からは復号化LPC係数としてｉ次のαパラ
メータα_ｉが、またマルチパルス復号器７からは復号化
したマルチパルスがそれぞれ分析フレームごとに出力さ
れる。

減衰係数印加器３は、入力したLPC係数α_ｉに対して
減衰係数γ_ｉを乗算する減衰係数印加を行なうが、減衰
係数γは、０＜γ1.0の条件の下であらかじめ設定さ
れる。この処理は、ピッチ抽出のために必要とする波形
生成時における処理冗長性を排除すべく、知覚特性を考
慮して実施される公知のものであり、かくして減衰係数
γを印加されたαパラメータγ^ｉα_ｉはインパルス応答
算出器４に供給され、このγ^ｉα_ｉをフィルタ係数とし
て構成されるディジタルフィルタのフィルタ係数として
分析フレームごとに提供される。

インパルス応答算出器４は、分析フレームごとに提供
される減衰係数印加αパラメータγ^ｉα_ｉをフィルタ係
数とするディジタルフィルタのインパル応答Imを算出
し、これを自己相関算出器５に供給する。なお、上述し
たディジタルフィルタは、これをマルチパルスで駆動す
れば、いわゆる合成音声が得られる特性を有する。

自己相関算出器５は、入力したインパルス応答の自己
相関関数を分析フレームごとに算出し、この自己相関関
数ρを自己相関算出器６に供給する。こうして、インパ
ルス応答の自己相関という形式で得られる出力の波形
は、γ^ｉα_ｉをフィルタ係数とするディジタルフィルタ
のインパルスに対する短時間応答波形すなわちインパル
スによって得られる分析フレームごとの波形素片という
ことになる。

本実施例ではさらに、この波形素片を対象とする自己
相関処理を自己相関算出器６で行ない、自己相関性を強
調してより尖鋭な立上がりと立下がりの特性を有する自
己相関関数Ｒとしての波形素片を得ているが、ピッチ抽
出の運用目的、精度等を勘案して可能な場合はこれを自
己相関算出器５のみを利用するものとしても差支えな
く、この場合は自己相関算出器６は不要となる。

素片合成器８は、マルチパルス復号化器７からマルチ
パルスを分析フレームごとに入力し、また自己相関算出
器６からは波形素片を分析フレームごとに受け、マルチ
パルス列の各パルスの振幅に応答せしめた波形素片列を
それぞれのパルス位置に形成し、これら波形素片を時間
領域で連結合成しつつ分析フレームごとの波形を得る。

第２図は第１図の実施例における波形素片の合成を説
明するための波形図である。

第２図において、マルチパルスP1〜P7は分析フレーム
のマルチパルスの一例を示し、波形Ｗは、インパルス応
答の二重自己相関関数波形として得られる波形素片を７
個の各マルチパルスの時間位置でそれぞれマルチパルス
の振幅に対応せしめて形成する７個の各波形素片を連結
合成して得られる。

AMDF処理器９は、こうして得られる分析フレームごと
の波形に対して公知のピッチ抽出手法としてAMDF,すな
わち、相関処理手法として平均振幅差関数を利用する手
法を利用して波形の周期性を検出しピッチ周期を求め
る。本実施例では、AMDFを介して波形の周期性を検出し
ているが、これは自己相関法等の他の公知の手段を用い
てもよく、または波形処理もしくはスペクトル処理等の
他の公知の処理手法を利用しても差支えない。

このようにして、LPC合成フィルタを音源データを駆
動して得られる合成波形という形式の波形ではなく、マ
ルチパルスの時間位置と振幅に直接対応してLPC係数か
ら形成する波形素片の集合としての波形を対象としてピ
ッチ情報を抽出することにより、抽出過程でのS/N劣化
を著しく抑圧しうるピッチ抽出が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、LPC係数をフィル
タ係数とするフィルタのインパルス応答の自己相関を介
して得られる波形素片を利用してパルスの時間位置と振
幅に対応した波形素片の集合として得る波形を対象とし
てピッチ抽出を行なうことにより、著しくS/Nを改善し
たピッチ抽出装置が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の実施例における波形素片の合成を説明す
るための波形図である。 １……デマルチプレクサ、２……LPC係数復号化器、３
……減衰係数印加器、４……インパルス応答算出器、5,
6……自己相関算出器、７……マルチパルス復号化器、
８……素片合成器、９……AMDF処理器、10……符号化装
置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音声パラメータとして入力したマルチパル
   ス列とLPC係数を受け前記LPC係数にもとづいて分析フレ
   ームごとに決定されるフィルタ係数を有する音声合成フ
   ィルタのインパルス応答の自己相関として得られる波形
   素片を前記マルチパルス列の各パルスの振幅と時間位置
   に対応せしめて形成する波形素片列におけるそれぞれの
   波形素片を逐次連結しつつ合成した波形からピッチ周期
   を抽出する手段を備えて成ることを特徴とするピッチ抽
   出装置。