JP5817011B1 - Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method - Google Patents
Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5817011B1 JP5817011B1 JP2014251228A JP2014251228A JP5817011B1 JP 5817011 B1 JP5817011 B1 JP 5817011B1 JP 2014251228 A JP2014251228 A JP 2014251228A JP 2014251228 A JP2014251228 A JP 2014251228A JP 5817011 B1 JP5817011 B1 JP 5817011B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- audio signal
- filter
- prefilter
- frequency
- encoding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
【課題】ノイズが与える悪影響を小さくし、元の音声信号の再現性を保持し、システム損傷を抑止できる音声信号符号化装置、復号装置、符号化方法を提供する。【解決手段】音声信号の符号化を行う符号化部4と共に用いられ、高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有するプレフィルタ5を有する音声信号符号化装置1のプレフィルタ5は、符号化部4と共に用いられ、高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する第一のプレフィルタ6と、高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有する第二のプレフィルタ7とを直列接続させて構成され、第一のプレフィルタ6は、特定の周波数が極となり、第二のプレフィルタ7は、前記特定の周波数が零点となるように構成される。【選択図】図1An audio signal encoding apparatus, decoding apparatus, and encoding method capable of reducing adverse effects of noise, maintaining reproducibility of an original audio signal, and suppressing system damage. A pre-filter 5 of a speech signal encoding apparatus 1 having a pre-filter 5 having a characteristic of amplifying a high-frequency signal component is used together with an encoding unit 4 that encodes an audio signal. A first pre-filter 6 that is used together with the unit 4 and has a characteristic of amplifying a high-frequency signal component and a second pre-filter 7 that has a characteristic of attenuating a high-frequency signal component are connected in series. The first prefilter 6 is configured such that a specific frequency is a pole, and the second prefilter 7 is configured such that the specific frequency is a zero point. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、音声信号の符号化において音声信号の周波数特性を変換させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for converting frequency characteristics of an audio signal in encoding of the audio signal.
従来、音声信号の伝送等にあたり、伝送対象の音声信号を符号化する技術が知られている。そして、符号化の目的や符号化の対象となる音声信号の性質により、さまざまなフィルタが用いられることが知られている。例えば、電話帯域の音声信号を高能率に圧縮符号化する音声符号化技術において聴感上の音質を改善するために符号に重み付けを行う聴感重みフィルタを用いる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for encoding an audio signal to be transmitted is known for transmitting an audio signal. It is known that various filters are used depending on the purpose of encoding and the nature of the audio signal to be encoded. For example, in an audio coding technique that compresses and encodes an audio signal in a telephone band with high efficiency, a configuration using an auditory weight filter that weights codes in order to improve auditory sound quality is known (for example, Patent Documents). 1).
ここで、音声信号にはさまざまなノイズが混入する場合がある。しかし、上記特許文献1に記載の発明は、音声信号自体の聴感上の音質を改善することはできても、混入するノイズの影響を小さくすることはできない。
Here, various noises may be mixed in the audio signal. However, although the invention described in
ここで、自然な音響に基づく音声信号は信号成分が周波数帯によって一定ではなく、特に、低域周波数帯に比べて高域周波数帯の信号成分が少なくなる傾向にある。これにより、音声信号は、低域周波数帯に比べて高域周波数帯の方が信号の持つエネルギー量が小さくなる傾向がある。そして、このような音声信号に対し、全周波数帯にわたって一様に歪みが生ずるような処理、例えば、歪みデータ圧縮のような符号化や、有線通信や無線通信のような伝送を行う場合、信号成分とエネルギー量の少ない高域周波数帯の音声信号の方が、信号の歪みに起因するノイズの影響を受けやすくなる。そして、このような周波数帯のS/N比が低下して、音質劣化の一因となっている。 Here, the sound component based on natural sound has signal components that are not constant depending on the frequency band, and in particular, the signal components in the high frequency band tend to be smaller than those in the low frequency band. As a result, the audio signal tends to have a smaller energy amount in the high frequency band than in the low frequency band. Then, when processing such as such that an audio signal is uniformly distorted over the entire frequency band, for example, encoding such as distortion data compression, or transmission such as wired communication or wireless communication, An audio signal in a high frequency band with a small amount of components and energy is more susceptible to noise caused by signal distortion. And the S / N ratio of such a frequency band falls and it contributes to sound quality degradation.
そこで、符号化の前に、プレフィルタを用いて、音声信号の高域周波数帯を元の信号よりも増幅させたのちに符号化や伝送や復号等の処理を行い、復号後に、ポストフィルタを用いて、音声信号の増幅された高域周波数帯を減衰させて元の状態に戻すことで、ノイズの影響を減少させることが考えられる。 Therefore, before encoding, the pre-filter is used to amplify the high frequency band of the audio signal from the original signal, and then perform processing such as encoding, transmission, and decoding. It can be considered that the influence of noise is reduced by attenuating the amplified high frequency band of the audio signal and returning it to the original state.
しかし、このような構成においては、特定の周波数(例えば、システムで処理される音声信号のとりうる最も高い周波数)にプレフィルタの極(信号の増幅率が理論上無限大になる部分のこと。)が形成される場合が多い。この場合、フィルタリング前の音声信号において、極や極近傍の周波数のノイズが混入した場合、プレフィルタにおいてノイズがほぼ無限大に増幅され、元の音声信号の再現が困難になり、システムに損傷を与え得るという問題がある。 However, in such a configuration, the pole of the pre-filter (the signal amplification factor is theoretically infinite) at a specific frequency (for example, the highest frequency that can be taken by the audio signal processed by the system). ) Is often formed. In this case, if noise with a frequency near or near the pole is mixed in the audio signal before filtering, the noise is amplified to almost infinite in the pre-filter, making it difficult to reproduce the original audio signal and damaging the system. There is a problem that can be given.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、音声信号に対しノイズが与える悪影響を小さくしつつ、元の音声信号の再現性を保持し、システムの損傷を抑止できる音声信号符号化装置、音声信号復号装置、音声符号化方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an audio signal encoding device capable of reducing the adverse effect of noise on an audio signal while maintaining the reproducibility of the original audio signal and suppressing system damage, An object of the present invention is to provide an audio signal decoding device and an audio encoding method.
かかる課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、音声信号の符号化を行う符号化手段と共に用いられ、高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有するプレフィルタを有する音声信号符号化装置であって、前記プレフィルタは、符号化手段と共に用いられ、前記高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する第一のプレフィルタと、前記高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有する第二のプレフィルタとを直列接続させて構成され、前記第一のプレフィルタは、特定の周波数が極となり、前記第二のプレフィルタは、前記特定の周波数が零点となるように構成されたことを特徴とする。
In order to solve such a problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記第一のプレフィルタは、最大周波数が前記極となるように構成され、前記第二のプレフィルタは、前記最大周波数が前記零点となるように構成されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the first pre-filter is configured such that a maximum frequency is the pole, and the second pre-filter is the maximum frequency. Is configured to be the zero point.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記第一のプレフィルタは、伝達関数をZ変換した際に、該Z変換後の前記伝達関数の分母のみにZが存在する分数値として構成されると共に、前記Z変換後の前記第一のプレフィルタの伝達関数と前記Z変換後の前記第二のプレフィルタの前記伝達関数とを乗算したときに、分母のみにZが存在する分数値として構成されることを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, when the first prefilter performs a Z-transform on the transfer function, only the denominator of the transfer function after the Z-transform Z is configured as a fractional value in which Z exists, and when the transfer function of the first pre-filter after Z conversion is multiplied by the transfer function of the second pre-filter after Z conversion, It is configured as a fractional value in which only Z exists.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の音声信号符号化装置によって符号化された音声信号を復号させる音声信号復号装置であって、音声信号の復号を行う復号手段と共に用いられ、高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有するポストフィルタを備え、ポストフィルタは、前記音声信号符号化装置の前記第一のプレフィルタの逆フィルタとして構成されたことを特徴とする。
The invention described in claim 4 is the audio signal decoding apparatus for decoding an audio signal encoded by the speech signal coding apparatus according to any one of
請求項5に記載の発明は、音声信号の符号化を行う符号化手順と共に用いられる、高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する周波数特性変換手順を有する音声信号符号化方法であって、前記周波数特性変換手順においては、前記符号化手順と共に用いられ、前記高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する第一のプレフィルタにおいて行われる第一の変換手順と、前記高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有する第二のプレフィルタにおいて行われる第二の変換手順とによって構成され、前記第一の変換手順は、特定の周波数が極となった前記第一のプレフィルタにおいて処理が行われ、前記第二の変換手順は、前記特定の周波数が零点となるように構成された前記第二のプレフィルタにおいて処理が行われることを特徴とする。
The invention according to
請求項1、及び請求項5に記載の発明によれば、特定の周波数が極である第一のプレフィルタに特定の周波数が零点である第二のプレフィルタが直列に接続されていることにより、第一のプレフィルタの極や極近傍においてほぼ無限大の信号値に増幅された音声信号やノイズを第二のプレフィルタが減衰させる。このため、信号値やノイズが無限大の信号値として出力されて、元の音声信号が再現できなくなったり、信号値が無限大の音声信号により、システムが損傷を被ったりすることは抑止される。これにより、音声信号に対しノイズが与える悪影響を小さくしつつ、元の音声信号の再現性を保持し、システムの損傷を抑止できる。 According to the first and fifth aspects of the present invention, the second prefilter whose specific frequency is zero is connected in series to the first prefilter whose specific frequency is a pole. The second prefilter attenuates the audio signal and noise amplified to an almost infinite signal value in the pole of the first prefilter and in the vicinity of the pole. For this reason, signal values and noise are output as infinite signal values, and the original audio signal cannot be reproduced, or the system is prevented from being damaged by an infinite signal value. . As a result, the reproducibility of the original audio signal can be maintained, and damage to the system can be suppressed while reducing the adverse effect of noise on the audio signal.
請求項2に記載の発明によれば、音声信号の最大周波数やその近傍でほぼ無限大の信号値に増幅される、簡易な構成の第一のプレフィルタに対し、簡易な構成の第二のプレフィルタによって、ほぼ無限大に増幅された信号やノイズを的確に減衰させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the second pre-filter having a simple configuration is amplified with respect to the first pre-filter having a simple configuration, which is amplified to an infinite signal value at or near the maximum frequency of the audio signal. With the prefilter, it is possible to accurately attenuate signals and noise amplified to almost infinite.
請求項3に記載の発明によれば、第一のプレフィルタのZ変換後の伝達関数と、第一のプレフィルタ及び第二のプレフィルタのZ変換後の伝達関数の乗算結果とが、分母のみにZが存在する分数値として構成されることにより、第一のプレフィルタ、第二のプレフィルタを、簡素なフィルタ構成で容易に制御を行えるものとして形成できる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、ポストフィルタを伝達関数が第一のプレフィルタの逆数として形成されるものとして構成できるので、プレフィルタの増幅特性に対応する減衰特性を備えた、簡素な構成のポストフィルタによって、高域周波数の信号成分が増幅された音声信号を確実に元の特性の音声信号に戻すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the post filter can be configured such that the transfer function is formed as the reciprocal of the first pre-filter, the post filter has a simple attenuation characteristic corresponding to the amplification characteristic of the pre-filter. With the post filter having the configuration, the audio signal in which the signal component of the high frequency is amplified can be reliably returned to the audio signal having the original characteristic.
[基本構成]
図1乃至図4にこの発明の実施の形態を示す。
[Basic configuration]
1 to 4 show an embodiment of the present invention.
図1は、この実施の形態に係る符号化・復号装置の全体構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration of the encoding / decoding apparatus according to this embodiment.
この実施の形態の符号化・復号装置1Aは、音声信号の符号化や復号に用いられる。この実施の形態においては、符号化・復号装置1Aによって処理される時系列信号として、ディジタル信号として生成された音声信号が適用される。なお、符号化・復号装置1Aがアナログ・ディジタル変換部(図示せず)を備え、アナログ信号として供給された複数系列の音声信号をディジタル信号に変換したのちに圧縮処理を行い、また、解凍されたディジタルの音声信号をアナログ変換して出力する構成であってもよい。
The encoding /
この符号化・復号装置1Aは、音声信号符号化装置1、音声信号復号装置2を備えている。音声信号符号化装置1と音声信号復号装置2とは、通信部3によって相互に信号やデータの送受信が可能となっている。
The encoding /
音声信号符号化装置1は、少なくとも一のCPU等の制御手段を備え、音声信号の符号化処理、例えば音声信号の信号量を減らすための各種処理を行う。音声信号復号装置2は、少なくとも一のCPU等の制御手段を備え、音声信号符号化装置1によって符号化された音声信号を復号し、符号化前の音声信号を復元するための各種処理を行う。通信部3は、信号やデータの送受信に用いられるシールド、ケーブル、無線通信装置などの伝送路や伝送機器、及び、音声信号符号化装置1や音声信号復号装置2の通信インターフェース等であって、音声信号符号化装置1、音声信号復号装置2相互間の信号やデータの送受信を行う。
The audio
音声信号符号化装置1は、「符号化手段」としての符号化部4とプレフィルタ5とを備えている。符号化部4は、音声信号の符号化を行う。具体的には、入力された音声信号を所定の方法で符号量を減少させて出力させる。
The audio
プレフィルタ5は、音声信号符号化装置1に入力された音声信号のフィルタリングを行う。即ち、入力された音声信号の周波数特性を変換させて出力し、符号化部4に音声信号を供給する。プレフィルタは、CPUにおいてプログラムが実行されることで機能を実現するものでもよいし、ハードウェアロジック等により実現されるものでもよい。
The pre-filter 5 performs filtering of the audio signal input to the audio
プレフィルタ5は、第一のプレフィルタ6と第二のプレフィルタ7とを備える。第一のプレフィルタ6と第二のプレフィルタ7とは、それぞれのフィルタ特性が直列に接続された態様でプレフィルタ5の機能が実現されるように構成されている。
The
音声信号復号装置2は、「復号手段」としての復号部8と、ポストフィルタ9とを備える。復号部8は、音声信号を復号する。具体的には、符号化部4によって符号化された音声信号の符号量を、元の音声信号と同じ(又はほぼ同等の)の符号量とし、符号化前の音声信号を復元するための処理を行う。ポストフィルタ9は、復号部8において復号された音声信号のフィルタリングを行い、フィルタリングされた音声信号復号装置2の外部に出力させる。ポストフィルタは、CPUにおいてプログラムが実行されることで機能を実現するものでもよいし、ハードウェアロジック等により実現されるものでもよい。
The audio
[プレフィルタのフィルタ特性]
プレフィルタ5を構成する第一のプレフィルタ6は、一次のディジタルフィルタである。第一のプレフィルタ6の伝達関数fs(z)は、下記式(1)で表される。
この伝達関数に示す特性を有することにより、第一のプレフィルタ6は、Z平面上で、ナイキスト周波数に相当するZ=−1に極を持つ。そして、第一のプレフィルタ6は、入力された音声信号の高域周波数の信号成分を入力時よりも増幅して出力させる特性を有する。具体的には、図2に示す、伝達関数fs(z)(点線表示)である第一のプレフィルタ6の周波数特性102は、「0.5」の位置の示す、音声信号符号化装置1で処理可能な音声信号の最も高い周波数(つまり、A/D処理時のサンプリング周波数の半分の周波数)である最高周波数(以下単に「最高周波数」と称する。本明細書において同じ。)において、増幅度が理論上無限大になるように構成される。つまり、第一のプレフィルタ6のみによって音声信号を増幅した場合、最高周波数近傍においては、音声信号や混入したノイズは、ほぼ無限大の値に増幅されて出力されてしまう。
[Filter characteristics of pre-filter]
The first prefilter 6 constituting the
By having the characteristics shown in this transfer function, the first prefilter 6 has a pole at Z = −1 corresponding to the Nyquist frequency on the Z plane. The first prefilter 6 has a characteristic of amplifying and outputting a high frequency signal component of the input audio signal as compared with the input. Specifically, the
一方、プレフィルタ5を構成する第二のプレフィルタ7は、下記式(2)に示す定数τ
τ∈(0,1)・・・(2)
をパラメータとするディジタルフィルタである。第二のプレフィルタ7の伝達関数ft(z)は、下記式(3)で表される。
この伝達関数に示す特性を有することにより、第二のプレフィルタ7は、Z=−1に零点を有する。また、第二のプレフィルタ7は、ローパスフィルタとして機能する。そして、図3に示すように、伝達関数ft(z)である第二のプレフィルタ7の周波数特性103は、大半の周波数帯(同図における、横軸の値が0〜4.5あたりまで)は増幅量(縦軸の値)が「1.0」で一定であり、高域(同図における、横軸の値が4.5あたり〜5.0まで)において増幅量が減少し、「0.5」の位置の示す最高周波数において、増幅度が0になるように構成される。
On the other hand, the
τ∈ (0,1) (2)
Is a digital filter whose parameter is. The transfer function f t (z) of the
By having the characteristic indicated by this transfer function, the
なお、第二のプレフィルタ7は、定数τが1に近いほどカットオフ周波数が高くなり、ナイキスト周波数付近の原信号の特性が保たれるが、その一方でフィルタリング後の信号のパワーが大きくなってしまう(即ち無限大近くに増幅されたノイズを抑制しにくくなる)というトレードオフの関係にあるため、プレフィルタ5の構成や用途に応じて定数τを適切な値に設定することが望ましい。
Incidentally, the
そして、プレフィルタ5は、第一のプレフィルタ6と第二のプレフィルタ7が直列に接続されて構成されている。そのため、プレフィルタ5の伝達関数fe(z)は、第一のプレフィルタの伝達関数fs(z)と第二のプレフィルタ7の伝達関数ft(z)とを乗じた値となり、すなわち、式(4)で表されるものとなる。
これにより、プレフィルタ5は、双1次ディジタルフィルタを形成することになる。図2に、伝達関数fe(z)のプレフィルタ5の周波数特性101を示す。同図に示すように、プレフィルタ5の周波数特性101は、第一のプレフィルタ6の周波数特性102と同様、入力された音声信号の高域周波数の信号成分を入力時よりも増幅して出力させる特性を有する。ただし、図2に示す通り、プレフィルタ5(周波数特性101参照)は、第一のプレフィルタ6(周波数特性102参照)よりも高域周波数帯の増幅度が低くなり、最高周波数においても、増幅度が理論上無限大に至ることがないように構成されている。
The
Thereby, the
このような周波数特性101を有することにより、プレフィルタ5によってフィルタリングされた音声信号は、第一のプレフィルタ6のみでフィルタリングした場合と同様に、高域周波数の信号成分を入力時よりも増幅して出力されるが、第一のプレフィルタ6のみでフィルタリングされた場合と異なり、最高周波数においても信号成分がほぼ無限大まで増幅されることはない。
By having such a frequency characteristic 101, the audio signal filtered by the
なお、プレフィルタ5の増幅度は、式(4)に示す定数τの値を変化させることで適宜調節可能である。図2においては、この実施の形態の音声信号符号化装置1おける最適値として、式(4)に示す定数τを15/16に設定した、伝達関数fe(z)の周波数特性101が表示されているが、定数τはこの値より上でも下でもよい。
Note that the degree of amplification of the
この実施の形態においては、符号化部4で符号化する音声信号を上述のプレフィルタ5によってフィルタリングすることにより、音声信号の信号成分とエネルギー量が少ない高域周波数帯におけるS/N比の改善を図りつつ、理論値がほぼ無限大に増幅されたノイズ等によって元の音声信号の再現が困難になったり、システムが損傷されたりする事態を抑止できる。
In this embodiment, the audio signal encoded by the encoding unit 4 is filtered by the above-mentioned
また、プレフィルタ5は、式(4)に示すような簡素な式の双1次ディジタルフィルタとして構成されていることにより、簡素な構成で、かつ、音声信号符号化装置1の処理負荷を小さくしつつ、フィルタリング処理を行うことができる。
Further, the
[ポストフィルタのフィルタ特性]
一方、ポストフィルタ9は、第一のプレフィルタ6の逆フィルタである。ポストフィルタ9の伝達関数fa(z)は、下記式(5)で表される。
fa(z)=1+z−1・・・(5)
このポストフィルタ9もローパスフィルタとして機能する。具体的には、図4に示すとおり、伝達関数fa(z)のポストフィルタ9の周波数特性104は、周波数が上がる(同図の右側にいくにつれて)増幅度が漸減し、「0.5」の位置の示す最高周波数において、増幅度が0になるように構成される。
[Filter characteristics of post filter]
On the other hand, the
f a (z) = 1 + z −1 (5)
This
このポストフィルタ9は、上記式(5)に示す通り、1次のフィルタであり、(“Z”に対応する値の)単純な加算によって実現されるため、フィルタリング時における、音声信号復号装置2の処理負荷が小さくて済む。また、単純な加算によって実現されることにより、フィルタリングの対象となる音声信号の少数点以下の値が整数に丸められた後であっても適用できるため、このポストフィルタ9において、整数丸めの量子化雑音も除去することができ、フィルタリング後の音声信号の音質を向上させることができる。
The
[処理手順]
次に、この実施の形態の符号化・復号装置1Aの処理手順について説明する。
[Processing procedure]
Next, a processing procedure of the encoding /
まず、符号化・復号装置1Aに入力された音声信号は、音声信号符号化装置1に供給され、音声信号符号化装置1にて「音声信号符号化方法」の手順が行われる。
First, the audio signal inputted to the encoding and
音声信号符号化装置1において、音声信号は、プレフィルタ5において周波数特性が変換される(周波数特性変換手順)。具体的には、プレフィルタ5を構成する、第一のプレフィルタ6において高域周波数の信号成分を増幅させ(第一の変換手順)、第二のプレフィルタ7において高域周波数の信号成分を減衰させる(第二の変換手順)。プレフィルタ5は、式(4)に示す伝達関数を有するので、プレフィルタ5の周波数特性変換手順を経た音声信号は、元の音声信号よりも高域周波数の信号成分が増幅された状態でプレフィルタ5から出力される。
In the audio
プレフィルタ5から出力された音声信号は、符号化部4において符号化が行われ、信号量の少ない音声信号が生成される(符号化手順)。
The audio signal output from the
符号化された音声信号は、音声信号符号化装置1から出力されて、通信部3を経て、音声信号復号装置2に供給される。
The encoded audio signal is output from the audio
音声信号復号装置2において、符号化された音声信号は、復号部8において復号され、符号化される前の信号量の音声信号が生成される(復号手順)。
In the audio
復号された音声信号は、ポストフィルタ9に供給される。ポストフィルタ9において、音声信号は、周波数特性が変換されて高域周波数の信号成分が減衰され、符号化・復号装置1Aに入力された際とほぼ同様の周波数特性となる。そして、音声信号は符号化・復号装置1Aから外部に出力される。
The decoded audio signal is supplied to the
このような処理により、この実施の形態の符号化・復号装置1Aにおいては、プレフィルタ5のフィルタリングによって高域周波数帯の信号成分を強調し、ポストフィルタ9によって高域周波数帯の信号成分を減衰させて音声信号の信号成分をほぼ元通りに復元させることにより、理論値がほぼ無限大に増幅されたノイズ等の発生による弊害を抑止しつつ音声のS/N比の改善を図ることができる。しかも、プレフィルタ5、ポストフィルタ9とも簡素な1次フィルタで構成されるので、少ない演算量でフィルタリングできるので符号化・復号装置1Aが小さくて済む。
By such processing, in the encoding /
以上、この実施の形態においては、特定の周波数が極である第一のプレフィルタ6に特定の周波数が零点である第二のプレフィルタ7が直列に接続されていることにより、第一のプレフィルタ6の極や極近傍においてほぼ無限大の信号値に増幅された音声信号やノイズを第二のプレフィルタ7が減衰させる。このため、信号値やノイズが無限大の信号値として出力されて、元の音声信号が再現できなくなったり、信号値が無限大の音声信号により、システムが損傷を被ったりすることは抑止される。これにより、音声信号に対しノイズが与える悪影響を小さくしつつ、元の音声信号の再現性を保持し、システムの損傷を抑止できる。
As described above, in this embodiment, the first prefilter 6 having a specific frequency is a pole, and the
この実施の形態においては、音声信号の最大周波数やその近傍でほぼ無限大の信号値に増幅される、簡易な構成の第一のプレフィルタ6に対し、簡易な構成の第二のプレフィルタ7によって、ほぼ無限大に増幅された信号やノイズを的確に減衰させることができる。
In this embodiment, the
この実施の形態においては、第一のプレフィルタ6のZ変換後の伝達関数と、第一のプレフィルタ6及び第二のプレフィルタ7のZ変換後の伝達関数の乗算結果とが、分母のみにZが存在する分数値として構成されることにより、第一のプレフィルタ6、第二のプレフィルタ7を、簡素なフィルタ構成で容易に制御を行えるものとして形成できる。
In this embodiment, the transfer function after the Z conversion of the first prefilter 6 and the multiplication result of the transfer functions after the Z conversion of the first prefilter 6 and the
この実施の形態においては、ポストフィルタ9を伝達関数が第一のプレフィルタ6の逆数として形成されるものとして構成できるので、プレフィルタの増幅特性に対応する減衰特性を備えた、簡素な構成のポストフィルタによって、高域周波数の信号成分が増幅された音声信号を確実に元の特性の音声信号に戻すことができる。
In this embodiment, the
なお、上記実施の形態においては、音声信号をディジタル信号とし、プレフィルタ5、ポストフィルタ9をそれぞれディジタルフィルタとして構成したが、これに限定されず、符号化・復号装置1Aで処理する音声信号をアナログ信号とし、プレフィルタ5、ポストフィルタ9をアナログフィルタとして構成してもよい。
In the above embodiment, the audio signal is a digital signal, and the
上記実施の形態においては、符号化・復号装置1Aで処理する信号を音声信号としたが、これに限定されず、例えば動画の画像信号等、どのような信号であってもよい。
In the above embodiment, the signal processed by the encoding /
上記実施の形態において、音声信号は、音声信号符号化装置1から音声信号復号装置2に通信部3を経て通信されるものとしたが、これに限らず、例えば、音声信号符号化装置1と音声信号復号装置2とがデータベース等に接続されて、外部から入力されてデータベースに記録する音声信号を音声信号符号化装置1で処理し、データベースから取り出して外部に出力する音声信号を音声信号復号装置2で処理する構成としてもよい。
In the above embodiment, the audio signal is communicated from the audio
上記実施の形態においては、音声信号符号化装置1から音声信号復号装置2へ、通信部3を経て一方向に音声信号を送信するものとしたが、これに限らず、音声信号符号化装置1と音声信号復号装置2との機能を併有する構成が通信部3で接続され、それぞれ、通信部3に送信する信号を音声信号符号化装置1の構成で処理し、通信部3から受信した信号を音声信号復号装置2の構成で処理するものとしてもよい。
In the above embodiment, the audio signal is transmitted in one direction from the audio
上記実施の形態においては、第一のプレフィルタ6の極と第二のプレフィルタ7の極とが、それぞれ最高周波数である構成としたが、これに限定されず、第一のプレフィルタ6の極と第二のプレフィルタ7の零点とが最高周波数以外の特定の周波数であってもよい(つまり、第一のプレフィルタ6と第二のプレフィルタ7とが、それぞれ、極や零点となる周波数が同一のバンドパスフィルタの構成であってもよい)。また、この実施の形態では、第一のプレフィルタ6、第二のプレフィルタ7がそれぞれ1次のディジタルフィルタで、プレフィルタ5が双1次ディジタルフィルタである構成としたが、フィルタの次数はこれに限定されず、例えば第一のプレフィルタ6、第二のプレフィルタがそれぞれ2次のディジタルフィルタで、プレフィルタ5が双2次ディジタルフィルタである構成などであってもよい。
In the above-described embodiment, the poles of the first prefilter 6 and the poles of the
上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。 The above embodiment is an exemplification of the present invention, and it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment.
1・・・音声信号符号化装置
2・・・音声信号復号装置
4・・・符号化部(符号化手段)
5・・・プレフィルタ
6・・・第一のプレフィルタ
7・・・第二のプレフィルタ
8・・・復号部(復号手段)
9・・・ポストフィルタ
101,102,103,104・・・周波数特性
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
9:
Claims (5)
前記プレフィルタは、符号化手段と共に用いられ、前記高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する第一のプレフィルタと、前記高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有する第二のプレフィルタとを直列接続させて構成され、
前記第一のプレフィルタは、特定の周波数が極となり、前記第二のプレフィルタは、前記特定の周波数が零点となるように構成されたことを特徴とする音声信号符号化装置。 An audio signal encoding device having a prefilter having a characteristic of amplifying a high frequency signal component, used together with an encoding means for encoding an audio signal,
The pre-filter is used together with an encoding unit, and a first pre-filter having a characteristic of amplifying the high-frequency signal component and a second pre-filter having a characteristic of attenuating the high-frequency signal component Are connected in series,
It said first prefilter specific frequency becomes extremely, the second prefilter, features and be Ruoto voice signal coding device that the specific frequency is configured to be zero.
音声信号の復号を行う復号手段と共に用いられ、高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有するポストフィルタを備え、
ポストフィルタは、前記音声信号符号化装置の前記第一のプレフィルタの逆フィルタとして構成されたことを特徴とする音声信号復号装置。 An audio signal decoding device for decoding an audio signal encoded by the audio signal encoding device according to any one of claims 1 to 3,
Used with decrypt hand stage to perform decrypt the audio signal, comprises a post-filter having a characteristic of attenuating the signal components of the high frequency,
The speech signal decoding apparatus, wherein the post filter is configured as an inverse filter of the first pre-filter of the speech signal encoding apparatus.
前記周波数特性変換手順においては、前記符号化手順と共に用いられ、前記高域周波数の信号成分を増幅させる特性を有する第一のプレフィルタにおいて行われる第一の変換手順と、前記高域周波数の信号成分を減衰させる特性を有する第二のプレフィルタにおいて行われる第二の変換手順とによって構成され、
前記第一の変換手順は、特定の周波数が極となった前記第一のプレフィルタにおいて処理が行われ、前記第二の変換手順は、前記特定の周波数が零点となるように構成された前記第二のプレフィルタにおいて処理が行われることを特徴とする音声信号符号化方法。 A speech signal encoding method having a frequency characteristic conversion procedure having a characteristic of amplifying a high-frequency signal component, which is used together with an encoding procedure for encoding a speech signal ,
In the frequency characteristic conversion procedure, a first conversion procedure used in the first pre-filter having the characteristic of amplifying the high-frequency signal component, which is used together with the encoding procedure, and the high-frequency signal A second conversion procedure performed in a second prefilter having the characteristic of attenuating the component,
The first conversion procedure is performed in the first prefilter having a specific frequency as a pole, and the second conversion procedure is configured such that the specific frequency becomes a zero point. A speech signal encoding method, wherein processing is performed in a second prefilter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014251228A JP5817011B1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014251228A JP5817011B1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5817011B1 true JP5817011B1 (en) | 2015-11-18 |
JP2016114666A JP2016114666A (en) | 2016-06-23 |
Family
ID=54602129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014251228A Active JP5817011B1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5817011B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04134400A (en) * | 1990-09-26 | 1992-05-08 | Nec Corp | Voice encoding device |
JPH1063297A (en) * | 1996-08-16 | 1998-03-06 | Toshiba Corp | Method and device for voice coding |
-
2014
- 2014-12-11 JP JP2014251228A patent/JP5817011B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04134400A (en) * | 1990-09-26 | 1992-05-08 | Nec Corp | Voice encoding device |
JPH1063297A (en) * | 1996-08-16 | 1998-03-06 | Toshiba Corp | Method and device for voice coding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016114666A (en) | 2016-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101610662B1 (en) | Systems and methods for reconstructing decomposed audio signals | |
JP5984943B2 (en) | Improving stability and ease of listening to sound in hearing devices | |
US8620005B2 (en) | All-digital speaker system device | |
KR102318581B1 (en) | Digital encapsulation of audio signals | |
US10325584B2 (en) | Active noise cancelling device and method of actively cancelling acoustic noise | |
CN101715158A (en) | Apparatus and method for processing audio signal | |
US9076437B2 (en) | Audio signal processing apparatus | |
CN102652336A (en) | Speech signal restoration device and speech signal restoration method | |
KR20070085532A (en) | Stereo encoding apparatus, stereo decoding apparatus, and their methods | |
US20180152167A1 (en) | System and method for distortion limiting | |
JP2018531557A6 (en) | System and method for limiting distortion | |
WO2013183185A1 (en) | Frequency characteristic transformation device | |
JP4413480B2 (en) | Voice processing apparatus and mobile communication terminal apparatus | |
KR20120109576A (en) | Improved method for encoding/decoding a stereo digital stream and associated encoding/decoding device | |
US10080084B2 (en) | Digital correcting network for microelectromechanical systems microphone | |
WO2013121749A1 (en) | Echo canceling apparatus, echo canceling method, and telephone communication apparatus | |
CN102176312A (en) | System and method for reducing burst noise through wavelet trapped wave | |
CN111796790A (en) | Sound effect adjusting method and device, readable storage medium and terminal equipment | |
EP3471273A1 (en) | Approximation of samples of a digital signal reducing a number of significant bits according to values of the samples | |
JP5817011B1 (en) | Audio signal encoding apparatus, audio signal decoding apparatus, and audio signal encoding method | |
US20160323669A1 (en) | Audio signal amplification device | |
US11316719B2 (en) | Transmitting apparatus, receiving apparatus, and transmitting-receiving system | |
JPH07147566A (en) | Sound signal transmitter | |
JP2001324989A (en) | Device for shaping signals, especially audio signals | |
JP5241373B2 (en) | Harmonic generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150825 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150903 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5817011 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |