JP2973966B2 - 音声通信装置 - Google Patents
音声通信装置Info
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- JP2973966B2 JP2973966B2 JP9045345A JP4534597A JP2973966B2 JP 2973966 B2 JP2973966 B2 JP 2973966B2 JP 9045345 A JP9045345 A JP 9045345A JP 4534597 A JP4534597 A JP 4534597A JP 2973966 B2 JP2973966 B2 JP 2973966B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声通信装置に係
り、特に線形予測符号化（ＬＰＣ）分析・合成方式を用
いた音声通信装置に関する。
り、特に線形予測符号化（ＬＰＣ）分析・合成方式を用
いた音声通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＰＣ係数と残差信号を用いたＬＰＣ分
析・合成方式の音声通信装置として、従来よりピッチ励
振型ＬＰＣボコーダが知られている。図２はこの従来の
音声通信装置としてのピッチ励振型ＬＰＣボコーダの一
例のブロック図を示す。同図中、入力音声信号は音声帯
域制限用ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１により例えば
３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの電話音声帯域に制限された
後、Ａ／Ｄ変換器２２に供給されて所定の標本化周波数
で標本化された、所定量子化ビット数の音声データに変
換される。
析・合成方式の音声通信装置として、従来よりピッチ励
振型ＬＰＣボコーダが知られている。図２はこの従来の
音声通信装置としてのピッチ励振型ＬＰＣボコーダの一
例のブロック図を示す。同図中、入力音声信号は音声帯
域制限用ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１により例えば
３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの電話音声帯域に制限された
後、Ａ／Ｄ変換器２２に供給されて所定の標本化周波数
で標本化された、所定量子化ビット数の音声データに変
換される。
【０００３】この音声データは、線形予測分析器（ＬＰ
Ｃ分析器）２３に供給され、ここで公知の線形予測分析
によりｋパラメータ、αパラメータ等の８ケ〜１２ケ程
度のＬＰＣ係数に変換される。音源分析器２４はこのＬ
ＰＣ係数を用いて公知の方法で残差信号を抽出し、更に
これを２乗和して音源信号（電力）を算出する。また、
上記の音声データは、ピッチ抽出器２５に供給されて、
音源データのピッチ周波数（声帯振動数）が抽出され
る。以上のＬＰＣ分析器２３から出力されたＬＰＣ係数
と、音源分析器２４から出力された音源信号（電力）
と、ピッチ抽出器２５から出力されたピッチ周波数と
は、それぞれ多重化器２６に供給され、ここで多重化さ
れた後、伝送路を介して合成側へ送出される。
Ｃ分析器）２３に供給され、ここで公知の線形予測分析
によりｋパラメータ、αパラメータ等の８ケ〜１２ケ程
度のＬＰＣ係数に変換される。音源分析器２４はこのＬ
ＰＣ係数を用いて公知の方法で残差信号を抽出し、更に
これを２乗和して音源信号（電力）を算出する。また、
上記の音声データは、ピッチ抽出器２５に供給されて、
音源データのピッチ周波数（声帯振動数）が抽出され
る。以上のＬＰＣ分析器２３から出力されたＬＰＣ係数
と、音源分析器２４から出力された音源信号（電力）
と、ピッチ抽出器２５から出力されたピッチ周波数と
は、それぞれ多重化器２６に供給され、ここで多重化さ
れた後、伝送路を介して合成側へ送出される。
【０００４】合成側（受信側）では入力された信号を分
離器２７で上記のＬＰＣ係数、音源信号（電力）及びピ
ッチ周波数をそれぞれ分離する。パルス列発生器２８は
分離器２７よりのピッチ周波数に応じたインパルス列を
発生する。有声／無声判定器２９は分離器２７よりのピ
ッチ周波数及び電力から有声音声か無声音声かを判定
し、その判定結果をスイッチ回路３１へスイッチング信
号として供給する。
離器２７で上記のＬＰＣ係数、音源信号（電力）及びピ
ッチ周波数をそれぞれ分離する。パルス列発生器２８は
分離器２７よりのピッチ周波数に応じたインパルス列を
発生する。有声／無声判定器２９は分離器２７よりのピ
ッチ周波数及び電力から有声音声か無声音声かを判定
し、その判定結果をスイッチ回路３１へスイッチング信
号として供給する。
【０００５】スイッチ回路３１は、有声音声判定時は上
記のスイッチング信号に基づき、パルス列発生器２８か
らピッチ周期に対応した固定周期（固定間隔）で取り出
されたインパルス列を選択して音源復調器３２へ供給
し、無声音声判定時は声帯振動が無くピッチ周波数が存
在しないため、前記ピッチ周波数に基づき固定周期的に
励振されるインパルス列の代わりに、上記のスイッチン
グ信号に基づき、雑音発生器３０から取り出された白色
雑音信号に応じたランダムパルス列を選択して音源復調
器３２へ供給する。
記のスイッチング信号に基づき、パルス列発生器２８か
らピッチ周期に対応した固定周期（固定間隔）で取り出
されたインパルス列を選択して音源復調器３２へ供給
し、無声音声判定時は声帯振動が無くピッチ周波数が存
在しないため、前記ピッチ周波数に基づき固定周期的に
励振されるインパルス列の代わりに、上記のスイッチン
グ信号に基づき、雑音発生器３０から取り出された白色
雑音信号に応じたランダムパルス列を選択して音源復調
器３２へ供給する。
【０００６】音源復調器３２は、スイッチ回路からのパ
ルス列と分離器２７により分離された電力とに基づいて
音源信号を復調する。ＬＰＣ合成フィルタ３３はこの復
調音源信号に励振され、分離器２７により分離されたＬ
ＰＣ係数により係数が制御されてディジタル合成音声信
号を出力する。このディジタル合成音声信号は、Ｄ／Ａ
変換器３４に供給されてアナログ信号に変換された後、
ＬＰＦ３５により不要周波数成分が除去されて電話音声
帯域の音声信号とされて出力される。
ルス列と分離器２７により分離された電力とに基づいて
音源信号を復調する。ＬＰＣ合成フィルタ３３はこの復
調音源信号に励振され、分離器２７により分離されたＬ
ＰＣ係数により係数が制御されてディジタル合成音声信
号を出力する。このディジタル合成音声信号は、Ｄ／Ａ
変換器３４に供給されてアナログ信号に変換された後、
ＬＰＦ３５により不要周波数成分が除去されて電話音声
帯域の音声信号とされて出力される。
【０００７】このように、従来の音声通信装置では、有
声音声の合成に際し、音源情報を電話音声帯域（３００
Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）で一括分析し、その結果得られた
ピッチ周波数に応じた固定周期でパルス列発生器２８か
らインパルス列を発生している。
声音声の合成に際し、音源情報を電話音声帯域（３００
Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）で一括分析し、その結果得られた
ピッチ周波数に応じた固定周期でパルス列発生器２８か
らインパルス列を発生している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本来の自然音
声（有声音声）声帯振動は、一定（固定周期）ではな
く、肉声の変化に応じた時間的、周波数的揺らぎ、瞬時
変動を伴う準周期的な動作をしている。しかるに、上記
の従来の音声通信装置では、音源情報（ピッチ周波数）
を分析するにあたって、上述した肉声の周波数的揺ら
ぎ、時間的揺らぎを無視して、電話音声帯域（３００Ｈ
ｚ〜３．４ｋＨｚ）を定常信号とみなし、全帯域を一括
して分析しているため、その肉声の変動に伴う時間的、
周波数的な揺らぎを表現し得ず、このため、自然性に乏
しい機械的合成音声しか生成できないという問題があ
る。
声（有声音声）声帯振動は、一定（固定周期）ではな
く、肉声の変化に応じた時間的、周波数的揺らぎ、瞬時
変動を伴う準周期的な動作をしている。しかるに、上記
の従来の音声通信装置では、音源情報（ピッチ周波数）
を分析するにあたって、上述した肉声の周波数的揺ら
ぎ、時間的揺らぎを無視して、電話音声帯域（３００Ｈ
ｚ〜３．４ｋＨｚ）を定常信号とみなし、全帯域を一括
して分析しているため、その肉声の変動に伴う時間的、
周波数的な揺らぎを表現し得ず、このため、自然性に乏
しい機械的合成音声しか生成できないという問題があ
る。
【０００９】また、従来、音声信号（残差信号）の帯域
内信号を一括して有声・無声と判定しているが、帯域内
すべてが同じ状態（有声・無声）でいることは無く、周
波数帯域毎に有声・無声が混在することがある。また、
有声音声時においても、各周波数帯域毎にピッチ周期が
異なることがある。
内信号を一括して有声・無声と判定しているが、帯域内
すべてが同じ状態（有声・無声）でいることは無く、周
波数帯域毎に有声・無声が混在することがある。また、
有声音声時においても、各周波数帯域毎にピッチ周期が
異なることがある。
【００１０】更に、上記の従来の音声通信装置では、Ｌ
ＰＣ分析は帯域内スペクトルを一括して表現させるた
め、通常使用する８ケ〜１２ケ程度のＬＰＣ係数では、
エネルギーが集中している低域周波数帯に割り当てら
れ、高域周波数帯の表現精度が不十分になるため、フォ
ルマント帯域幅の過小推定、高次（第３次）フォルマン
トの近似性に劣り、忠実なスペクトルの再現ができない
場合がある。
ＰＣ分析は帯域内スペクトルを一括して表現させるた
め、通常使用する８ケ〜１２ケ程度のＬＰＣ係数では、
エネルギーが集中している低域周波数帯に割り当てら
れ、高域周波数帯の表現精度が不十分になるため、フォ
ルマント帯域幅の過小推定、高次（第３次）フォルマン
トの近似性に劣り、忠実なスペクトルの再現ができない
場合がある。
【００１１】なお、スペクトル精度の向上を図るため、
ＬＰＣ係数を増加させることも考えられるが、ＬＰＣ係
数の増加は、通信情報量の増加にもつながるため、１２
ケを越えるＬＰＣ係数の使用は望ましくなく、実際に狭
帯域通信を行う音声通信装置においては、１２ケを越え
るＬＰＣ係数の使用は現状では困難である。
ＬＰＣ係数を増加させることも考えられるが、ＬＰＣ係
数の増加は、通信情報量の増加にもつながるため、１２
ケを越えるＬＰＣ係数の使用は望ましくなく、実際に狭
帯域通信を行う音声通信装置においては、１２ケを越え
るＬＰＣ係数の使用は現状では困難である。
【００１２】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
より自然性の高い音声合成が再現できる音声通信装置を
提供することを目的とする。
より自然性の高い音声合成が再現できる音声通信装置を
提供することを目的とする。
【００１３】また、本発明の他の目的は、ＬＰＣ係数を
増加させることなく、情報量の増加を伴わずにより忠実
なスペクトルの再現（高品質音声）ができる音声通信装
置を提供することにある。
増加させることなく、情報量の増加を伴わずにより忠実
なスペクトルの再現（高品質音声）ができる音声通信装
置を提供することにある。
【００１４】また、本発明の更に他の目的は、ＬＰＣ係
数及び音源情報をベクトル量子化により情報量を更に圧
縮することにより、従来方式と同じ音質を実現するの
に、より少ない情報、すなわち狭帯域型の音声通信装置
を提供することにある。
数及び音源情報をベクトル量子化により情報量を更に圧
縮することにより、従来方式と同じ音質を実現するの
に、より少ない情報、すなわち狭帯域型の音声通信装置
を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、予め定めた音声帯域を第１の分割数の帯
域に分割してその分割帯域のそれぞれについて入力音声
信号を線形予測分析して線形予測係数を出力する線形予
測分析手段と、前記線形予測分析手段から出力された分
割帯域毎の前記線形予測係数を別々にベクトル量子化す
る第１の量子化手段と、前記線形予測分析手段から出力
された分割帯域毎の前記線形予測係数と前記入力音声信
号とを受け、残差信号を抽出する逆フィルタと、前記逆
フィルタからの残差信号を第２の分割数の帯域に分割
し、その分割帯域のそれぞれの残差信号に基づいて分割
帯域毎に音源信号を抽出する音源分析手段と、前記音源
分析手段から出力された分析帯域毎の前記音源信号をベ
クトル量子化する第２の量子化手段と、前記第１の量子
化手段から出力された分割帯域毎の前記線形予測係数と
前記第２の量子化手段から出力された分割帯域毎の前記
音源信号とをそれぞれ多重化して伝送路へ出力する多重
化器と、前記伝送路を経て入力された信号から前記分割
帯域毎の線形予測係数と分割帯域毎の音源信号とをそれ
ぞれ分離すると共にスカラー値に復元する分離器と、前
記分離器からの前記線形予測係数と音源信号とから合成
音声信号を再生する合成手段とを有する構成としたもの
である。
め、本発明は、予め定めた音声帯域を第１の分割数の帯
域に分割してその分割帯域のそれぞれについて入力音声
信号を線形予測分析して線形予測係数を出力する線形予
測分析手段と、前記線形予測分析手段から出力された分
割帯域毎の前記線形予測係数を別々にベクトル量子化す
る第１の量子化手段と、前記線形予測分析手段から出力
された分割帯域毎の前記線形予測係数と前記入力音声信
号とを受け、残差信号を抽出する逆フィルタと、前記逆
フィルタからの残差信号を第２の分割数の帯域に分割
し、その分割帯域のそれぞれの残差信号に基づいて分割
帯域毎に音源信号を抽出する音源分析手段と、前記音源
分析手段から出力された分析帯域毎の前記音源信号をベ
クトル量子化する第２の量子化手段と、前記第１の量子
化手段から出力された分割帯域毎の前記線形予測係数と
前記第２の量子化手段から出力された分割帯域毎の前記
音源信号とをそれぞれ多重化して伝送路へ出力する多重
化器と、前記伝送路を経て入力された信号から前記分割
帯域毎の線形予測係数と分割帯域毎の音源信号とをそれ
ぞれ分離すると共にスカラー値に復元する分離器と、前
記分離器からの前記線形予測係数と音源信号とから合成
音声信号を再生する合成手段とを有する構成としたもの
である。
【００１６】この発明では、分割帯域のそれぞれについ
て入力音声信号を線形予測分析して線形予測係数（ＬＰ
Ｃ係数）を得るようにしたため、従来のＬＰＣ分析の欠
点といわれていたフォルマント帯域幅の過小推定、
第３フォルマントの近似性の悪さをそれぞれ改善でき、
このＬＰＣ係数を用いて逆フィルタにより高精度の残差
信号を抽出することができる。
て入力音声信号を線形予測分析して線形予測係数（ＬＰ
Ｃ係数）を得るようにしたため、従来のＬＰＣ分析の欠
点といわれていたフォルマント帯域幅の過小推定、
第３フォルマントの近似性の悪さをそれぞれ改善でき、
このＬＰＣ係数を用いて逆フィルタにより高精度の残差
信号を抽出することができる。
【００１７】また、本発明は、この高精度の残差信号を
更に帯域分割し、それぞれについて音源分析手段にて音
源信号を得るようにしたため、各帯域毎に混在している
有声音声／無声音声を分離し、有声音声においては各帯
域毎に最適な音源情報の抽出ができる。従って、この発
明では、個々の特性に合わせた精度の良い音源情報を抽
出することができるため、本来の人間の発声機構に忠実
な音声分析・合成ができる。更に、本発明は、第１及び
第２の量子化手段により、ＬＰＣ係数及び音源情報をそ
れぞれベクトル量子化することにより、情報量を更に圧
縮できる。
更に帯域分割し、それぞれについて音源分析手段にて音
源信号を得るようにしたため、各帯域毎に混在している
有声音声／無声音声を分離し、有声音声においては各帯
域毎に最適な音源情報の抽出ができる。従って、この発
明では、個々の特性に合わせた精度の良い音源情報を抽
出することができるため、本来の人間の発声機構に忠実
な音声分析・合成ができる。更に、本発明は、第１及び
第２の量子化手段により、ＬＰＣ係数及び音源情報をそ
れぞれベクトル量子化することにより、情報量を更に圧
縮できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。
て図面と共に説明する。
【００１９】図１は本発明になる音声通信装置の一実施
の形態のブロック図を示す。同図において、入力音声信
号は音声帯域制限用ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１によ
り例えば３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの電話音声帯域に制
限された後、Ａ／Ｄ変換器２に供給されて所定の標本化
周波数（例えば８ｋＨｚ）で標本化された、所定量子化
ビット数（例えば１６ビット）の音声データに変換され
る。
の形態のブロック図を示す。同図において、入力音声信
号は音声帯域制限用ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１によ
り例えば３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚの電話音声帯域に制
限された後、Ａ／Ｄ変換器２に供給されて所定の標本化
周波数（例えば８ｋＨｚ）で標本化された、所定量子化
ビット数（例えば１６ビット）の音声データに変換され
る。
【００２０】この音声データは、バンドパスフィルタ群
３に供給されて１．２ｋＨｚを中心に帯域を２分割され
る。すなわち、音声データはバンドパスフィルタ群３を
構成するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１及び３２に
それぞれ供給され、ＢＰＦ ３１から帯域が３００Ｈｚ〜
１．２ｋＨｚとされて取り出される一方、ＢＰＦ３２か
ら帯域が１．２ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚとされて取り出さ
れる。
３に供給されて１．２ｋＨｚを中心に帯域を２分割され
る。すなわち、音声データはバンドパスフィルタ群３を
構成するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１及び３２に
それぞれ供給され、ＢＰＦ ３１から帯域が３００Ｈｚ〜
１．２ｋＨｚとされて取り出される一方、ＢＰＦ３２か
ら帯域が１．２ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚとされて取り出さ
れる。
【００２１】ＢＰＦ３１及び３２から出力された帯域分
割音声データは、分割帯域毎に対応して設けられた線形
予測分析器（ＬＰＣ分析器）４１及び４２に供給され、
公知の線形予測分析によりＬＳＰパラメータ、αパラメ
ータ等のＬＰＣ係数に変換された後、ＬＰＣ逆フィルタ
６にＡ／Ｄ変換器２の出力音声データと共に入力され
る。
割音声データは、分割帯域毎に対応して設けられた線形
予測分析器（ＬＰＣ分析器）４１及び４２に供給され、
公知の線形予測分析によりＬＳＰパラメータ、αパラメ
ータ等のＬＰＣ係数に変換された後、ＬＰＣ逆フィルタ
６にＡ／Ｄ変換器２の出力音声データと共に入力され
る。
【００２２】また、ＬＰＣ分析器４1及び４2からのＬＰ
Ｃ個数（ここではαパラメータを使用）は、ベクトル量
子化器５1及び５2に供給されて圧縮・量子化され、それ
ぞれのベクトル量子化されたＬＰＣ係数が多重化器１０
に供給される。
Ｃ個数（ここではαパラメータを使用）は、ベクトル量
子化器５1及び５2に供給されて圧縮・量子化され、それ
ぞれのベクトル量子化されたＬＰＣ係数が多重化器１０
に供給される。
【００２３】ＬＰＣ逆フィルタ６はＡ／Ｄ変換器２の出
力音声データに対し、ＬＰＣ分析器４１及び４２からの
２つの分割帯域のＬＰＣ係数を用いて線形予測分析のス
ペクトル包絡特性とは逆のフィルタ特性を付与し、残差
信号を出力する。この残差信号は、バンドパスフィルタ
群７に供給されて１．５ｋＨｚと２．５ｋＨｚを境にし
て帯域が３分割される。すなわち、残差信号は、バンド
パスフィルタ群７を構成するＢＰＦ７1、７2及び７3に
それぞれ供給され、ＢＰＦ７1から３００Ｈｚ〜１．５
ｋＨｚの周波数成分が取り出され、ＢＰＦ７2から１．
５ｋＨｚ〜２．５ｋＨｚの周波数成分が取り出され、Ｂ
ＰＦ７3から２．５ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの周波数成分
が取り出される。
力音声データに対し、ＬＰＣ分析器４１及び４２からの
２つの分割帯域のＬＰＣ係数を用いて線形予測分析のス
ペクトル包絡特性とは逆のフィルタ特性を付与し、残差
信号を出力する。この残差信号は、バンドパスフィルタ
群７に供給されて１．５ｋＨｚと２．５ｋＨｚを境にし
て帯域が３分割される。すなわち、残差信号は、バンド
パスフィルタ群７を構成するＢＰＦ７1、７2及び７3に
それぞれ供給され、ＢＰＦ７1から３００Ｈｚ〜１．５
ｋＨｚの周波数成分が取り出され、ＢＰＦ７2から１．
５ｋＨｚ〜２．５ｋＨｚの周波数成分が取り出され、Ｂ
ＰＦ７3から２．５ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの周波数成分
が取り出される。
【００２４】ＢＰＦ７1、７2及び７3からそれぞれ取り
出された帯域分割残差信号は、分割帯域毎に対応して設
けられた音源分析器８1、８2及び８3にそれぞれ供給さ
れ、ここで２乗和されて分割帯域毎の音源信号（電力）
として取り出される。更に、音源分析器８1、８2及び８
3の出力音源信号は、第２のベクトル量子化器であるベ
クトル量子化器９1、９2及び９3に供給される。多重化
器１０は、ベクトル量子化器９1、９2及び９3からそれ
ぞれ取り出された分割帯域毎の音源信号（電力）と、も
う一つのベクトル量子化器５1及び５2からそれぞれ取り
出された２つの分割帯域のＬＰＣ係数とをそれぞれ多重
化して伝送路へ出力する。
出された帯域分割残差信号は、分割帯域毎に対応して設
けられた音源分析器８1、８2及び８3にそれぞれ供給さ
れ、ここで２乗和されて分割帯域毎の音源信号（電力）
として取り出される。更に、音源分析器８1、８2及び８
3の出力音源信号は、第２のベクトル量子化器であるベ
クトル量子化器９1、９2及び９3に供給される。多重化
器１０は、ベクトル量子化器９1、９2及び９3からそれ
ぞれ取り出された分割帯域毎の音源信号（電力）と、も
う一つのベクトル量子化器５1及び５2からそれぞれ取り
出された２つの分割帯域のＬＰＣ係数とをそれぞれ多重
化して伝送路へ出力する。
【００２５】合成側（受信側）では入力された多重化信
号を、分離器１２で上記の３つの分割帯域の音源信号
（電力）と２つの分割帯域のＬＰＣ係数にそれぞれ分離
すると共に、ベクトル値を通常の線形計算に扱えるスカ
ラー値に復元する。このうち、ＬＰＣ係数はＬＰＣ補間
器１３に供給され、ここで一定周期（例えば２０ｍｓｅ
ｃ）毎に入力されるＬＰＣ係数の前回の入力値と今回の
入力値とを利用した線形補間値から、例えば５ｍｓｅｃ
単位のＬＰＣ係数に修正される（換言すると、２０ｍｓ
ｅｃ単位で変化するＬＰＣ係数が、５ｍｓｅｃ単位で変
化するＬＰＣ係数に変換される。）。
号を、分離器１２で上記の３つの分割帯域の音源信号
（電力）と２つの分割帯域のＬＰＣ係数にそれぞれ分離
すると共に、ベクトル値を通常の線形計算に扱えるスカ
ラー値に復元する。このうち、ＬＰＣ係数はＬＰＣ補間
器１３に供給され、ここで一定周期（例えば２０ｍｓｅ
ｃ）毎に入力されるＬＰＣ係数の前回の入力値と今回の
入力値とを利用した線形補間値から、例えば５ｍｓｅｃ
単位のＬＰＣ係数に修正される（換言すると、２０ｍｓ
ｅｃ単位で変化するＬＰＣ係数が、５ｍｓｅｃ単位で変
化するＬＰＣ係数に変換される。）。
【００２６】また、分離器１２により分離された分割帯
域毎の音源信号（電力）は音源復調器１４に供給され、
ここで帯域毎の音源信号（電力）を補間処理して全帯域
（３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）のピッチ情報（音源情
報）に復元される。ＬＰＣ合成フィルタ１５は、ＬＰＣ
補間器１３から出力された修正後のＬＰＣ係数をフィル
タ係数とし、音源復調器１４から出力された復調後のピ
ッチ情報を入力エネルギーとしたディジタル合成音声デ
ータを再生する。
域毎の音源信号（電力）は音源復調器１４に供給され、
ここで帯域毎の音源信号（電力）を補間処理して全帯域
（３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）のピッチ情報（音源情
報）に復元される。ＬＰＣ合成フィルタ１５は、ＬＰＣ
補間器１３から出力された修正後のＬＰＣ係数をフィル
タ係数とし、音源復調器１４から出力された復調後のピ
ッチ情報を入力エネルギーとしたディジタル合成音声デ
ータを再生する。
【００２７】このディジタル合成音声データは、Ｄ／Ａ
変換器１６に供給されてディジタル・アナログ変換され
てアナログ信号の合成音声信号として取り出され、次段
のＬＰＦ１７により不要周波数成分を除去された後、再
生合成音声信号として出力される。
変換器１６に供給されてディジタル・アナログ変換され
てアナログ信号の合成音声信号として取り出され、次段
のＬＰＦ１７により不要周波数成分を除去された後、再
生合成音声信号として出力される。
【００２８】このように、この実施の形態では、音声信
号帯域を２分割して得られたＬＰＣ係数を用いてＬＰＣ
逆フィルタ６により抽出した高精度の残差信号を更に３
つの帯域に分割し、それぞれについて音源分析器８１、
８２及び８３にて音源信号を得ることにより、各帯域毎
に混在している有声音声／無声音声を分離し、個々の特
性に合わせた精度の良い音源情報を抽出することができ
る。従って、本来の人間の発声機構に忠実な音声分析・
合成ができる。また、ベクトル量子化器５1、５2及び９
1〜９3により、情報量の更なる圧縮を可能にしている。
号帯域を２分割して得られたＬＰＣ係数を用いてＬＰＣ
逆フィルタ６により抽出した高精度の残差信号を更に３
つの帯域に分割し、それぞれについて音源分析器８１、
８２及び８３にて音源信号を得ることにより、各帯域毎
に混在している有声音声／無声音声を分離し、個々の特
性に合わせた精度の良い音源情報を抽出することができ
る。従って、本来の人間の発声機構に忠実な音声分析・
合成ができる。また、ベクトル量子化器５1、５2及び９
1〜９3により、情報量の更なる圧縮を可能にしている。
【００２９】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えばバンドパスフィルタ群３及び
７の各ＢＰＦの特性は固定として説明したが、入力情報
を基に中心周波数を可変することもでき、また、分割数
も２分割から４分割程度まで可能であることが実験的に
確認されている。
れるものではなく、例えばバンドパスフィルタ群３及び
７の各ＢＰＦの特性は固定として説明したが、入力情報
を基に中心周波数を可変することもでき、また、分割数
も２分割から４分割程度まで可能であることが実験的に
確認されている。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分割帯域のそれぞれについて入力音声信号を線形予測分
析して線形予測係数（ＬＰＣ係数）を用いて逆フィルタ
により高精度の残差信号を抽出した後、この高精度の残
差信号を更に帯域分割し、それぞれについて音源分析手
段にて音源信号を得ることにより、各帯域毎に混在して
いる有声音声／無声音声を分離するようにしたため、個
々の特性に合わせた（各周波数帯域毎に最適な）精度の
良い音源情報を抽出することができ、本来の人間の発声
機構に忠実な音声分析・合成ができ、より自然性の高い
合成音声を得ることができる。
分割帯域のそれぞれについて入力音声信号を線形予測分
析して線形予測係数（ＬＰＣ係数）を用いて逆フィルタ
により高精度の残差信号を抽出した後、この高精度の残
差信号を更に帯域分割し、それぞれについて音源分析手
段にて音源信号を得ることにより、各帯域毎に混在して
いる有声音声／無声音声を分離するようにしたため、個
々の特性に合わせた（各周波数帯域毎に最適な）精度の
良い音源情報を抽出することができ、本来の人間の発声
機構に忠実な音声分析・合成ができ、より自然性の高い
合成音声を得ることができる。
【００３１】また、本発明によれば、ＬＰＣ係数を増加
させることなく、より忠実なスペクトルの再現ができ、
しかも、ＬＰＣ係数及び音源情報をそれぞれベクトル量
子化により情報量を更に圧縮しているため、より情報の
圧縮度が高い狭帯域音声通信を行うことができる。
させることなく、より忠実なスペクトルの再現ができ、
しかも、ＬＰＣ係数及び音源情報をそれぞれベクトル量
子化により情報量を更に圧縮しているため、より情報の
圧縮度が高い狭帯域音声通信を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】従来の一例のブロック図である。
１ 音声帯域制限用ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ２ Ａ／Ｄ変換器 ３、７ パンドパスフィルタ群 ３１、３２、７１、７２、７３ パンドパスフィルタ
（ＢＰＦ） ４１、４２ ＬＰＣ分析器 ５１、５２、９1〜９3 ベクトル量子化器 ６ ＬＰＣ逆フィルタ ８１、８２、８３ 音源分析器 １０ 多重化器 １２ 分離器 １３ ＬＰＣ補間器 １４ 音源復調器 １５ ＬＰＣ合成フィルタ １６ Ｄ／Ａ変換器 １７ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
（ＢＰＦ） ４１、４２ ＬＰＣ分析器 ５１、５２、９1〜９3 ベクトル量子化器 ６ ＬＰＣ逆フィルタ ８１、８２、８３ 音源分析器 １０ 多重化器 １２ 分離器 １３ ＬＰＣ補間器 １４ 音源復調器 １５ ＬＰＣ合成フィルタ １６ Ｄ／Ａ変換器 １７ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 3/00 - 9/20 H03M 7/30 H04B 14/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 予め定めた音声帯域を第１の分割数の帯
域に分割してその分割帯域のそれぞれについて入力音声
信号を線形予測分析して線形予測係数を出力する線形予
測分析手段と、 前記線形予測分析手段から出力された分割帯域毎の前記
線形予測係数を別々にベクトル量子化する第１の量子化
手段と、 前記線形予測分析手段から出力された分割帯域毎の前記
線形予測係数と前記入力音声信号とを受け、残差信号を
抽出する逆フィルタと、 前記逆フィルタからの残差信号を第２の分割数の帯域に
分割し、その分割帯域のそれぞれの残差信号に基づいて
分割帯域毎に音源信号を抽出する音源分析手段と、 前記音源分析手段から出力された分析帯域毎の前記音源
信号をベクトル量子化する第２の量子化手段と、 前記第１の量子化手段から出力された分割帯域毎の前記
線形予測係数と前記第２の量子化手段から出力された分
割帯域毎の前記音源信号とをそれぞれ多重化して伝送路
へ出力する多重化器と、 前記伝送路を経て入力された信号から前記分割帯域毎の
線形予測係数と分割帯域毎の音源信号とをそれぞれ分離
すると共にスカラー値に復元する分離器と、 前記分離器からの前記線形予測係数と音源信号とから合
成音声信号を再生する合成手段とを有することを特徴と
する音声通信装置。 - 【請求項２】 前記合成手段は、前記分離器からのスカ
ラー値とされた前記分割帯域毎の音源信号に対して信号
間の補間処理をして前記予め定めた音声帯域の音源情報
を復元する音源復調器と、前記分離器により分離された
前記線形予測係数をフィルタ係数とし、前記音源復調器
からの音源情報を入力エネルギーとして前記合成音声信
号を再生する合成フィルタとを有することを特徴とする
請求項１記載の音声通信装置。 - 【請求項３】 前記分離器により分離された前記分割帯
域毎の線形予測係数を入力信号として受け、該入力信号
の前回の値と今回の値との線形補間値から入力信号間隔
よりも短い時間間隔で値が変化する線形予測係数に修正
して前記合成フィルタへ前記フイルタ係数として出力す
るＬＰＣ補間器を有することを特徴とする請求項２記載
の音声通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045345A JP2973966B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 音声通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045345A JP2973966B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 音声通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10240296A JPH10240296A (ja) | 1998-09-11 |
| JP2973966B2 true JP2973966B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=12716706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9045345A Expired - Fee Related JP2973966B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 音声通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973966B2 (ja) |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9045345A patent/JP2973966B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10240296A (ja) | 1998-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |