JPH0449959B2 - - Google Patents

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JPH0449959B2
JPH0449959B2 JP59096039A JP9603984A JPH0449959B2 JP H0449959 B2 JPH0449959 B2 JP H0449959B2 JP 59096039 A JP59096039 A JP 59096039A JP 9603984 A JP9603984 A JP 9603984A JP H0449959 B2 JPH0449959 B2 JP H0449959B2
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Japan
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filter
coefficients
residual
coefficient
sampling
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JP59096039A
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Japanese (ja)
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Satoru Taguchi
Masanori Kobayashi
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は残差励振型ボコーダに関する。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 The present invention relates to a residual excitation type vocoder.

〔従来技術〕[Prior art]

入力音声信号をLPC(Linear Prediction
Coefficient、線形予測係数)分析して得られる
LPC係数とともに波形情報としての残差波形の
うち予め設定する領域の低域周波数成分に関する
情報を分析側から合成側に伝送し、合成側では入
力した低域周波数成分を利用して復元した高域周
波数成分とともに残差波形を合成し、これと
LPC係数とによつて合成フイルタを動作せしめ
て高品質の入力音声信号の再生を行なう残差励振
型ボコーダはRELP(Residual Exciting Linear
Prediction vocoder)の略称によつてもよく知ら
れている。
The input audio signal is converted to LPC (Linear Prediction).
Coefficient, linear prediction coefficient) obtained by analyzing
Along with the LPC coefficients, information regarding the low frequency components of a preset region of the residual waveform as waveform information is transmitted from the analysis side to the synthesis side, and the synthesis side uses the input low frequency components to restore the high frequency components. Synthesize the residual waveform along with the frequency component, and
RELP (Residual Exciting Linear) is a residual excitation type vocoder that operates a synthesis filter using LPC coefficients and reproduces high-quality input audio signals.
It is also known by the abbreviation ``Prediction Vocoder''.

このRELPは、LPC係数とともに、モデル化し
た残差波形を分析側から合成側に送出する従来の
一般的なボコーダに比して、残差波形の1部の低
域周波数成分をモデル化を介することなく分析側
から合成側に送出するという形式で波形の一部伝
送を行なつている点で基本的に再生音質が優れて
り、4.8Kb/s(キロビツト/秒)程度の従来タ
イプのボコーダの伝送ビツトレート帯域でも高品
質の再生音が得られるCODEC(COder
DECorder、コーデツク)として近時多用されつ
つある。
Compared to a conventional general vocoder, which sends a modeled residual waveform from the analysis side to the synthesis side together with the LPC coefficients, RELP sends a part of the low frequency components of the residual waveform through modeling. Basically, the playback quality is excellent in that part of the waveform is transmitted from the analysis side to the synthesis side without any noise, and it is comparable to conventional vocoders with a speed of about 4.8Kb/s (kilobits per second). CODEC (COder
It has recently become widely used as a DECorder (codec).

しかしながら、従来のこの種のRELPにあつて
は、分析側から合成側に供給する残差波形情報は
利用可能なデータビツトレートの関係から予め設
定する周波数領域の低域周波数成分に限定されて
おり、高域周波数成分はこの低域周波数成分を合
成側で非線形回路に印加してその高調波成分とし
て得られるものを位相情報は無視して単純加算す
るのが基本的手法となつており、位相の再現性が
得られないため再生音声の波形が入力音声信号と
異なつたいわゆるRELP音と言われる再生歪が発
生する欠点があることはよく知られている。
However, in conventional RELP of this type, the residual waveform information supplied from the analysis side to the synthesis side is limited to low frequency components in a preset frequency domain due to the available data bit rate. The basic method for high frequency components is to apply this low frequency component to a nonlinear circuit on the synthesis side and simply add the resulting harmonic components, ignoring phase information. It is well known that this method has the disadvantage that reproduction distortion, so-called RELP sound, occurs in which the waveform of the reproduced audio differs from the input audio signal due to the inability to obtain reproducibility.

このようなRELP音を改善するために分析側に
高域周波数再生手段を設けた残差励振型ボコーダ
が近時利用されつつある。これは合成側で残差波
形を再生するために使用されるトランスバーサル
型の高域再生フイルタのタツプ係数を分析側で推
定したうえ合成側に供給するものであり、合成側
で使用する高域再生フイルタと同じ構成のトラン
スバーサルフイルタを対象とし、低域周波数と合
成すべき高域周波数に対する位相条件を含むイン
パルスレスポンス特性の設定すなわちタツプ係数
の設定を実施したうえ、これを合成側に供給する
ものである。
In order to improve such RELP sound, residual excitation type vocoders equipped with high frequency reproduction means on the analysis side have recently been used. This is because the analysis side estimates the tap coefficient of the transversal high-frequency reproduction filter used to reproduce the residual waveform on the synthesis side, and then supplies it to the synthesis side. For a transversal filter with the same configuration as the reproduction filter, set the impulse response characteristics including the phase conditions for the low frequency and high frequency to be synthesized, that is, set the tap coefficient, and then supply this to the synthesis side. It is something.

しかしながら、従来のこの種の残差励振型ボコ
ーダにおいては、合成側で発生する高域周波数成
分は分析側から供給を受けた低域周波数成分を非
線回路に印加することによつて生成される高調波
分を利用しているため所望の高域周波数再生が得
難いことがしばしば発生するという欠点がある。
However, in conventional residual excitation vocoders of this type, the high frequency components generated on the synthesis side are generated by applying the low frequency components supplied from the analysis side to a non-linear circuit. Since harmonic components are used, it is often difficult to obtain the desired high frequency reproduction.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は上述した欠点を除去し、残差波
形低域周波数成分のダウンサンプル値を零レベル
サンプルの内挿を介して基準サンプリング変換標
本系列としてサンプルを利用しかつ非線形回路を
利用することなく高域再生フイルタのタツプ係数
を推定する手段を備えて入力音声信号の分析なら
びに合成を図ることにより、大幅なRELP音の改
善が安定かつ確実に図れる残差励振型ボコーダを
提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to use the down-sampled value of the low frequency component of the residual waveform as a reference sampling conversion sample sequence through interpolation of zero-level samples, and to utilize a nonlinear circuit. It is an object of the present invention to provide a residual excitation type vocoder that can stably and reliably achieve a significant improvement in RELP sound by analyzing and synthesizing an input audio signal using a means for estimating the tap coefficient of a high-frequency reproduction filter. .

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明の残差励振型ボコーダは、予め設定する
基準サンプリング周波数に対応して入力音声信号
の残差波形の基準サンプル系列を求める第1の手
段と、前記基準サンプリング周波数を予め設定す
る割合で減周したダウンサンプリング周波数に対
応して前記残差波型の低域周波数成分のダウンサ
ンプル系列を求める第2の手段と、前記基準サン
プリング周波数のタイミングで前記ダウンサンプ
ル系列に零レベルの内挿点を設定しつつ形成する
前記残差波形の前記低域周波数成分の基準サンプ
リング変換標本系列と前記残差波形の前記基準サ
ンプル系列とにもとづきかつ非線形回路を介する
ことなく合成側に備えるべきトランスバーサル型
の高域再生フイルタの係数を推定する第3の手段
とを備える。
The residual excitation type vocoder of the present invention includes a first means for determining a reference sample sequence of a residual waveform of an input audio signal corresponding to a preset reference sampling frequency; a second means for determining a down-sampling sequence of low frequency components of the residual wave type corresponding to the repeated down-sampling frequency; and a second means for determining a zero-level interpolation point in the down-sampling sequence at the timing of the reference sampling frequency. a transversal type that should be provided on the synthesis side based on the reference sampling conversion sample sequence of the low frequency component of the residual waveform that is formed while setting and the reference sample sequence of the residual waveform and without going through a nonlinear circuit; and third means for estimating coefficients of the high frequency reproduction filter.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図Aは本発明による残差励振型ボコーダの第
一の実施例の分析側の構成を示すブロツク図、第
1図Bは合成側の構成を示すブロツク図である。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a block diagram showing the structure of the analysis side of a first embodiment of the residual excitation type vocoder according to the present invention, and FIG. 1B is a block diagram showing the structure of the synthesis side.

第1図Aに示す分析側はA/Dコンバータ1、
LPC分析器2、量子化/復号化器3、LPC逆フ
イルタ4、LPF(Low Pass Filter、ローパスル
イルタ)5、ダウンサンプラ6,量子化/復号化
器7、フイルタ係数推定器(1)8、量子化器9、電
力算出器10、量子化器11および多重化器12
を備えて構成され、また第1図Bに示す合成側は
多重分離・復号化器13、高域再生フイルタ1
4、乗算器15、LPC合成フイルタ16および
D/Aコンバータ17を備えて構成される。
The analysis side shown in FIG. 1A is an A/D converter 1,
LPC analyzer 2, quantizer/decoder 3, LPC inverse filter 4, LPF (Low Pass Filter) 5, down sampler 6, quantizer/decoder 7, filter coefficient estimator (1) 8 , quantizer 9, power calculator 10, quantizer 11 and multiplexer 12
The synthesis side shown in FIG.
4, a multiplier 15, an LPC synthesis filter 16, and a D/A converter 17.

入力端子101から入力した音声信号は、A/
Dコンバータ1に供給され予め設定する高域周波
数、本実施例では3.4KHz以上の成分をカツトす
る低域フイルタリングを実施したのち、予め設定
する基準サンプリング周波数8KHzでサンプリン
グしたうえ所定のビツト数のデジタル量に変換し
量子化入力音声データとしてLPC分析器2およ
びLPC逆フイルタ4に送出される。8KHzのサン
プリング周波数は入力音声信号の最高周波数を
3.4KHzと設定した条件のもとでナイキストレー
トを勘案して決定されたものである。LPC分析
器2は、このようにして入力する量子化入力音声
データに対し予め設定する窓関数を乗算するウイ
ンドウ処理を基本フレーム周期ごとに次次に実施
したうえ基本フレームごとに計測する自己相関係
数を利用しよく知られるAuto Correlation(自己
相関)法による手法で所定の次数のLPC係数を
抽出するLPC分析を行なう。
The audio signal input from the input terminal 101 is
After performing low-pass filtering to cut out components of a preset high frequency, in this example, 3.4KHz or higher, which is supplied to the D converter 1, sampling is performed at a preset reference sampling frequency of 8KHz, and a predetermined number of bits is sampled. It is converted into a digital quantity and sent as quantized input audio data to an LPC analyzer 2 and an LPC inverse filter 4. The 8KHz sampling frequency matches the highest frequency of the input audio signal.
This was determined by considering the Nyquist rate under the conditions set at 3.4KHz. The LPC analyzer 2 sequentially performs window processing in which the input quantized input audio data is multiplied by a preset window function for each basic frame period, and then measures the autocorrelation for each basic frame. LPC analysis is performed to extract LPC coefficients of a predetermined order using the well-known Auto Correlation method.

このよにしてLPC分析器2から出力される
LPC係数は量子化/復号化器3によつて量子化
され多重化器12に供給されるとともに、またこ
の量子化LPC係数データをいつたん復号化した
うえLPC逆フイルタ4に供給する。
In this way, the output from LPC analyzer 2 is
The LPC coefficients are quantized by the quantizer/decoder 3 and supplied to the multiplexer 12, and this quantized LPC coefficient data is once decoded and supplied to the LPC inverse filter 4.

LPC逆フイルタ4は、第1図Bに示す合成側
のLPC合成フイルタ16とはインパルス応答特
性が逆特性のフイルタであり、かつLPC合成フ
イルタ16と量子化誤差による影響を同一のもの
とするため量子化/復号化器3でいつたん復号化
したLPC係数データを受け、これによりA/D
コンバータ1の出力から受ける量子化入力音声デ
ータの残差波形に関するデータのみを抽出し、こ
れをLPF5、フイルタ係数推定器(1)8、電力算
出器10に供給する。
The LPC inverse filter 4 is a filter whose impulse response characteristic is opposite to that of the LPC synthesis filter 16 on the synthesis side shown in FIG. The quantizer/decoder 3 receives the decoded LPC coefficient data, and then the A/D
Only data related to the residual waveform of the quantized input audio data received from the output of the converter 1 is extracted and supplied to the LPF 5, filter coefficient estimator (1) 8, and power calculator 10.

LPF5はボコーダのデータビツトレートその
他の条件を勘案して設定する高域遮断特性を有す
るローパスフイルタであり、LPC逆フイルタ4
から受ける残差波形のうち1KHzを高域遮断周波
数として残差波形のうち1KHz以下の低域周波数
成分をダウンサンプラ6に供給する。
LPF5 is a low-pass filter with high-frequency cutoff characteristics that is set taking into consideration the data bit rate of the vocoder and other conditions.
1 KHz of the residual waveform received from is set as a high cutoff frequency, and low frequency components of 1 KHz or less of the residual waveform are supplied to the down sampler 6.

ダウンサンプラ6は、入力した1KHz以下の低
域周波数成分を基準サンプリング周波数を予め設
定する割合、本実施例では1/4にダウンしたダウ
ンサンプリング周波数2KHzによつてサンプリン
グしてこれを量子化/復号化器7に送出する。
The down sampler 6 samples the input low frequency components of 1KHz or less at a preset rate of the reference sampling frequency, in this example, the downsampling frequency is 2KHz, which is down to 1/4, and quantizes/decodes this. It is sent to the converter 7.

量子化/復号化器7は、こうして入力した残差
波形低域周波数成分を量子化してこれを多重化器
12に送出するとともに、これを復号化したデー
タをフイルタ係数推定器(1)8に供給する。このフ
イルタ係数推定器(1)8に供給するダウンサンプリ
ングデータを量子化/復号化器7による復号化処
理ずみのデータとすのは、合成側における高域再
生フイルタ14における量子化誤差の影響とフイ
ルタ係数推定器(1)8における量子化誤差の影響と
をほぼ同一の状態とするためである。
The quantizer/decoder 7 quantizes the input residual waveform low frequency component and sends it to the multiplexer 12, and also sends the decoded data to the filter coefficient estimator (1) 8. supply The reason why the downsampled data supplied to the filter coefficient estimator (1) 8 is the data that has been decoded by the quantizer/decoder 7 is to avoid the influence of quantization errors in the high frequency reproduction filter 14 on the synthesis side. This is to make the influence of the quantization error on the filter coefficient estimator (1) 8 almost the same.

尚、量子化/復号化器7における残差波形低域
周波数成分の量子化、復号化処理は本実施例では
後述する電力算出器10より供給される電力デー
タにより正規化して実行される、正規化処理によ
り残差波形低域周波数成分の量子化を効率よく行
なつている。
Incidentally, in this embodiment, the quantization and decoding processing of the residual waveform low frequency component in the quantization/decoder 7 is performed by normalizing the power data supplied from the power calculator 10, which will be described later. The quantization process efficiently quantizes the low frequency components of the residual waveform.

フイルタ係数推定器(1)8はLPC逆フイルタ4
からは8KHzの基準サンプリング周波数による残
差波形のサンプル系列を入力し、また量子化/復
号化器7からは2LHzのダウンサンプリング周波
数による残差波形低域周波数成分のダウンサンプ
ル系列を入力し次のようにして合成側に備えるべ
き高域再生フイルタのタツプ係数の推定を実施す
る。
Filter coefficient estimator (1) 8 is LPC inverse filter 4
A sample sequence of the residual waveform with a reference sampling frequency of 8KHz is input from the quantizer/decoder 7, and a downsample sequence of the residual waveform low frequency component with a downsampling frequency of 2LHz is input from the quantizer/decoder 7. In this way, the tap coefficient of the high frequency reproduction filter to be provided on the synthesis side is estimated.

第2図aは第1図A,Bに示す本発明第一の実
施例において入力音声信号の残差波形を基準サン
プリング周波数でサンプリングした残差波形の一
例を示す残差波形基準サンプル標本図、第2図b
は残差波形の低域周波数成分をダウンサンプリン
周波数でサンプリングしたダウンサンプルの一例
を示すダウンサンプル標本図、第2図cは第2図
bに示す残差波形低域周波数成分のダウンサンプ
ル標本に対し基準サンプリング周波数に対応する
基準サンプリング変換を実施した残差波形低域周
波数成分基準サンプリング変換標本系列である。
以下に第2図a,bおよびcを参照しつつ第1図
A,Bの実施例について説明する。
FIG. 2a is a residual waveform reference sample diagram showing an example of the residual waveform obtained by sampling the residual waveform of the input audio signal at the reference sampling frequency in the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and B; Figure 2b
is a down-sampling sample diagram showing an example of down-sampling in which the low-frequency components of the residual waveform are sampled at the down-sampling frequency, and Figure 2c is a down-sampling sample of the low-frequency components of the residual waveform shown in Figure 2b. On the other hand, it is a residual waveform low frequency component reference sampling conversion sample sequence that has undergone reference sampling conversion corresponding to the reference sampling frequency.
The embodiments shown in FIGS. 1A and 1B will be described below with reference to FIGS. 2A, 2B, and 2C.

第2図aに示す残差波形標本列は、LPC逆フ
イルタ4からの8KHzサンプリング出力であり、
第2図bに示す残差波形低域周波数成分ダウンサ
ンプル標本は量子化/復号化器7による2KHzサ
ンプリング出力で、これをさらに8KHzの基準サ
ンプリング周波数による標本に変換したのが第2
図cに示すa1,a2,a3,a4,a5,a6およびb1〜b5
の標本群である。これらの標本群のうちa1〜a6
は第2図bに示す標本に対応するものであり、ま
たb1〜b5は標本a1〜a6間に内挿され全体として
8KHzの基準サンプリング変換を図るために等間
隔に配列された零レベルの標本点であり、このよ
うにして恰も8KHzの基準サンプリング周波数に
よる標本と同様なイメージで残差波形低域周波数
成分のダウンサンプル標本の基準サンプリング変
換が図れる。
The residual waveform sample sequence shown in FIG. 2a is the 8KHz sampling output from the LPC inverse filter 4,
The residual waveform low frequency component down-sampled sample shown in Figure 2b is the 2KHz sampling output from the quantizer/decoder 7, which is further converted into a sample with a reference sampling frequency of 8KHz as the second sample.
a 1 , a 2 , a 3 , a 4 , a 5 , a 6 and b1 to b5 shown in figure c
This is the sample group. a1 to a6 of these sample groups
corresponds to the sample shown in Figure 2 b, and b1 to b5 are interpolated between samples a1 to a6, and the overall result is
These are zero-level sampling points arranged at equal intervals in order to convert the standard sampling frequency to 8KHz, and in this way, the low-frequency components of the residual waveform can be down-sampled with an image similar to that of a sample using the standard sampling frequency of 8KHz. Standard sampling conversion of samples can be achieved.

フイルタ係数推定器(1)8はこのようにして2K
Hzのダウンサンプル周波数によるダウンサンプル
標本化列を8KHzの基準サンプリング周波数によ
る標本化イメージで系列化し、これを合成側に備
えるべき高域再生フイルタとしてのトランスバー
サルフイルタと同様な内蔵フイルタの入力として
供給する。このトランスバーサルフイルタのタツ
プ係数は音声資料等にもとづいて予め設定する初
期値から次のようにして学習同定法あるいはA−
b−S(Analysis−by−Synthesis)法等の手法
にもとづき分析フレームごとに制御されつつ決定
される。
The filter coefficient estimator (1)8 is thus 2K
A downsampling sampling sequence with a downsampling frequency of Hz is converted into a sequence of sampling images with a reference sampling frequency of 8KHz, and this is supplied as an input to a built-in filter similar to the transversal filter as a high-frequency reproduction filter that should be provided on the synthesis side. do. The tap coefficients of this transversal filter are determined using the learning identification method or the A-
It is controlled and determined for each analysis frame based on a method such as the b-S (Analysis-by-Synthesis) method.

すなわち、フイルタ係数推定器(1)8に第2図b
に示す2KHzサンプリングの残差波形低域周波数
成分の標本化系列が入力されるこれは第2図bに
示す8KHzサンプリングイメージ標本化系列に変
換されて内蔵トランスバーサルフイルタに印加さ
れ、音声資料等にもとづいて予め設定するタツプ
係数初期値を付与したトランスバーサルフイルタ
出力と、別に入力する第2図aに示す如き残差波
形の8KHzサンプリング標本化系列とを比較する
ことによつて得られる誤差出力を得る。本実施例
の場合はこの誤差出力の電力を算出しこの誤差電
力の大きさに対応してトランスバーサルフイルタ
の係数を分析フレームごとに制御しつつ誤差電力
の最小化が図れるようなフイルタ係数の推定を学
習同定法やA−b−S法等の手法によつて実施す
る。
That is, in the filter coefficient estimator (1) 8,
The sampling sequence of the low frequency component of the residual waveform of 2KHz sampling shown in Figure 2b is input.This is converted into the 8KHz sampling image sampling sequence shown in Figure 2b, which is applied to the built-in transversal filter, and is used as audio material, etc. The error output obtained by comparing the output of the transversal filter to which the initial value of the tap coefficient set in advance is given and the 8KHz sampling sequence of the residual waveform as shown in Figure 2a, which is input separately, is obtained. obtain. In the case of this embodiment, the power of this error output is calculated, and the filter coefficients are estimated so that the error power can be minimized while controlling the transversal filter coefficients for each analysis frame in accordance with the magnitude of the error power. is carried out using methods such as the learning identification method and the A-b-S method.

第3図は第1図Aに示すフイルタ係数推定器(1)
8の構成を詳細に示すブロツク図である。
Figure 3 shows the filter coefficient estimator (1) shown in Figure 1A.
FIG. 8 is a block diagram showing in detail the configuration of FIG.

フイルタ係数推定器(1)8は合成側に備えるべき
高域再生フイルタと基本的に同一構成のトランス
バーサルフイルタ81、減算器82および電力算
出器83を備えて構成され、トランスバーサルフ
イルタ81には量子化/復号化器7の出力のうち
第2図bに示す如き残差波形低域周波数成分ダウ
ンサンプルが入力され、また8KHzサンプリング
周波数の供給をうけつつ次のようにしてフイルタ
係数の推定を行なう。
The filter coefficient estimator (1) 8 includes a transversal filter 81, a subtracter 82, and a power calculator 83, which have basically the same configuration as the high-frequency reproduction filter to be provided on the synthesis side. Out of the output of the quantizer/decoder 7, the down-sampled residual waveform low frequency component as shown in Figure 2b is input, and while receiving the 8KHz sampling frequency, the filter coefficients are estimated as follows. Let's do it.

すなわち、トランスバーサルフイルタ81は、
第2図bに示すような残差波形低域周波数成分ダ
ウンサンプルを入力するとこれにもとづいて第2
図cの如き残差波形低域周波数成分の基準サンプ
リング変換標本化系列に変換、初期設定タツプ係
数によるトランスバーサルフイルタ出力を出力ラ
イン811を介して減算器82に送出、LPC逆
フイルタ4の出力する残差波形との差をとりこの
誤差出力を出力ライン821を介して電力算出器
83に供給、その電力を算出する。
That is, the transversal filter 81 is
When the residual waveform low frequency component down sample as shown in Figure 2b is input, the second
Convert the residual waveform low frequency component into a reference sampling conversion sampling sequence as shown in Figure c, send the transversal filter output based on the initial setting tap coefficient to the subtracter 82 via the output line 811, and output it to the LPC inverse filter 4. The difference from the residual waveform is taken, and this error output is supplied to a power calculator 83 via an output line 821, and its power is calculated.

フイルタ係数推定器(1)8はこうして算出された
誤差電力にもとづいてトランスバーサルフイルタ
81のタツプ係数の制御を実施しつつ誤差電力の
最小化が図れたときのタツプ係数を推定フイルタ
係数として出力し量子化器9によつて量子化デー
タとしたのち多重化器12に供給する。
The filter coefficient estimator (1) 8 controls the tap coefficient of the transversal filter 81 based on the error power calculated in this way and outputs the tap coefficient when the error power is minimized as an estimated filter coefficient. The quantized data is converted into quantized data by the quantizer 9 and then supplied to the multiplexer 12.

このようにして残差波形の低域周波数成分のダ
ウンサンプルの8KHzサンプリングイメージ標本
化系列を図つたうえ学習同定法やA−b−S法に
もとづき非線形回路を用いることなくフイルタの
係数の推定が可能となる。
In this way, the 8KHz sampling image sampling sequence of down-sampling of the low frequency component of the residual waveform is created, and the coefficients of the filter can be estimated without using a nonlinear circuit based on the learning identification method or the A-b-S method. It becomes possible.

電力算出器10は残差波形を入力し、分析フレ
ームごとの短時間平均音声電力を算出しこれを量
子化器11と量子化/復号化器7とに供給する。
The power calculator 10 inputs the residual waveform, calculates the short-term average audio power for each analysis frame, and supplies this to the quantizer 11 and the quantizer/decoder 7.

この短時間平均音声電力は、合成側でLPC合
成フイルタ16によつて入力音声信号を再生する
場合、再生すべき音声のレベル設定のために利用
されるが、入力音声信号のレベルが長時間にわた
つてほぼ一定であるときなどはこのデータ送出は
不要である。
This short-time average audio power is used to set the level of the audio to be reproduced when the input audio signal is reproduced by the LPC synthesis filter 16 on the synthesis side. This data transmission is not necessary when the value is approximately constant over time.

多重化器12はこうして供給された各量子化デ
ータを予め設定する方式で多重化して伝送路を介
して合成側に送出する。
The multiplexer 12 multiplexes each of the quantized data thus supplied using a preset method and sends the multiplexed data to the combining side via a transmission path.

第1図Bの合成側では多重化されて分析側から
供給された各量子化データを多重分離・復号化器
13によつて多重化分離し、さらに復号化したう
え、第2図bに示す如き残差波形低域周波数成分
のダウンサンプリング標本化データは出力ライン
1301を介して高域再生フイルタ14に、また
推定フイルタ係数データも出力ライン1302を
介して高域再生フイルタ14に供給される。また
短時間平均音声電力データは入力ライン1303
を介して乗算器16に、さらにLPC係数データ
は入力ライン1304を介してLPC合成フイル
タ16にそれぞれ供給される。
On the synthesis side in Figure 1B, each quantized data that has been multiplexed and supplied from the analysis side is demultiplexed and demultiplexed by the demultiplexer/decoder 13, and further decoded, as shown in Figure 2B. The downsampled sampled data of the low frequency component of the residual waveform is supplied to the high frequency reproduction filter 14 via an output line 1301, and the estimated filter coefficient data is also supplied to the high frequency reproduction filter 14 via an output line 1302. In addition, the short-time average audio power data is input to the input line 1303.
The LPC coefficient data is supplied to the multiplier 16 via an input line 1304, and the LPC coefficient data is supplied to the LPC synthesis filter 16 via an input line 1304.

高域再生フイルタ14は、推定フイルタ係数を
タツプ係数とするトランスバーサルフイルタを内
蔵し、入力したダウンサンプリング標本化サンプ
ルをいつたん第2図cに示す如く8KHzサンプリ
ングイメージの標本に変換してこれをフイルタ入
力として第2図aに示す如き8KHzサンプリング
の残差波形データを再生する。この残差波形デー
タは乗算器15に供給され、入力ライン1303
を介して入力する短時間平均音声電力との乗算を
介して再生残差波形データのレベル修正を行なつ
たうえこれをLPC合成フイルタ16に供給する。
The high frequency reproduction filter 14 has a built-in transversal filter that uses the estimated filter coefficients as tap coefficients, and converts the input downsampling sample into an 8KHz sampling image sample as shown in Figure 2c. As a filter input, residual waveform data of 8KHz sampling as shown in FIG. 2a is reproduced. This residual waveform data is supplied to the multiplier 15 and input line 1303
The level of the reproduced residual waveform data is corrected through multiplication with the short-term average voice power inputted via the LPC synthesis filter 16.

LPC合成フイルタ16は、入力ライン130
4を介して入力するLPC係数をフイルタ係数と
し、再生残差波形データを駆動音源情報として入
力音声信号をデジタル的に再生してこれをD/A
コンバータ17に供給、アナログ量に変換したう
えさらに内蔵LPFによつて所定の低域周波数成
分だけを出力端子1701に出力する。
The LPC synthesis filter 16 is connected to the input line 130.
The input audio signal is digitally reproduced using the LPC coefficients inputted through 4 as filter coefficients, and the reproduced residual waveform data as driving sound source information, and this is used as a D/A.
The signal is supplied to the converter 17, which converts it into an analog quantity, and further outputs only a predetermined low frequency component to the output terminal 1701 using the built-in LPF.

第4図は本発明第二の実施例における分析側の
構成を示すブロツク図である。第4図に示す分析
側の構成はフイルタ係数推定器(2)18の内容のみ
が第1図A、第3図と異なるのみであり、他の同
一記号のものは全く同様であるのでこれらに関す
る詳細な説明は省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the analysis side in the second embodiment of the present invention. The configuration of the analysis side shown in FIG. 4 differs from FIGS. 1A and 3 only in the contents of the filter coefficient estimator (2) 18, and the other components with the same symbols are exactly the same, so we will not be concerned about these. Detailed explanation will be omitted.

また第二の実施例における合成側は第1図Bに
示す第一の実施例における合成側と同一の構成で
あるのでこれについても詳細な説明は省略する。
Further, since the composition side in the second embodiment has the same configuration as the composition side in the first embodiment shown in FIG. 1B, detailed explanation thereof will also be omitted.

第4図に示す第二の実施例におけるフイルタ係
数推定器(2)18は、第1図Aに示すフイルタ係数
推定器(1)8がいわゆる学習同定法やA−b−S法
等によつて入力音声信号の残差波形との差を最小
ならしめるインパルス応答をもつトランスバーサ
ルフイルタのフイルタ係数を推定しようとするも
のであるのに対し、フイルタ係数を連続的に決定
しつつ最適インパルス応答をもつトランスバーサ
ルフイルタを決定しようとする、いわゆるフオワ
ード的フイルタ係数設定手法によつてフイルタ係
数を推定する点が異なる。
The filter coefficient estimator (2) 18 in the second embodiment shown in FIG. 4 is similar to the filter coefficient estimator (1) 8 shown in FIG. This method attempts to estimate the filter coefficients of a transversal filter that has an impulse response that minimizes the difference from the residual waveform of the input audio signal. The difference is that the filter coefficients are estimated by a so-called forward filter coefficient setting method, which attempts to determine a transversal filter.

第5図は第4図に示すフイルタ係数推定器(2)1
8の構成を詳細に示すブロツク図である。
Figure 5 shows the filter coefficient estimator (2) 1 shown in Figure 4.
FIG. 8 is a block diagram showing in detail the configuration of FIG.

第5図のフイルタ係数推定器(2)18は、相互相
関回路181、自己相関回路182および最大値
検索回路183を備えて構成される。
The filter coefficient estimator (2) 18 in FIG. 5 includes a cross-correlation circuit 181, an autocorrelation circuit 182, and a maximum value search circuit 183.

第2図bに示すような残差波形低域周波数成分
ダウンサンプルが量子化/復号化器7から相互相
関回路181と自己相関回路182に供給される
と、相互相関回路181は2KHzのダウンサンプ
リング周波数によるこのダウンサンプルを第2図
cの如く零レベルサンプルを内挿させながら見掛
上8KHzサンプリング標本化系列に変換したうえ
これとLPC逆フイルタ4から出力される第2図
aに示すような8KHzサンプリングの残差波形と
の相互相関係数を算出しこれを最大値検索回路1
83に送出する。
When the residual waveform low frequency component downsampling as shown in FIG. This down-sampling by frequency is converted to an apparent 8KHz sampling sequence while interpolating zero-level samples as shown in Figure 2c, and then the output from the LPC inverse filter 4 as shown in Figure 2a is Calculate the cross-correlation coefficient with the residual waveform of 8KHz sampling and use this as maximum value search circuit 1
83.

また自己相関回路182は、2KHzのダウンサ
ンプリング周波数によるダウンサンプル波形の零
レベル内挿による8KHzサンプルイメージ化を図
つて第2図cに示す如き標本化系列を発生したう
え、この8KHzイメージ化サンプルの自己相関係
数列を算出する。これら相互相関係数列と自己相
関係数列の算出には8KHzサンプリング周波数が
利用される。
Further, the autocorrelation circuit 182 generates a sampling sequence as shown in FIG. Calculate the autocorrelation coefficient sequence. An 8KHz sampling frequency is used to calculate these cross-correlation coefficient sequences and autocorrelation coefficient sequences.

さて、最大値検索回路183に供給される相互
相関係数列は予め設定する限定された遅れ時間内
でその最大値を検索する。この場合前記遅れ時間
に対応するタツプ位置がたとえばタツプγであり
かつこのタツプγにおける相互相関係を数φγと
し、また自己相関回路182において得られる自
己相関係数列の遅れ零における自己相関係数を
ψοとすると、φγをψοで除した値Cγ=φγ/ψο

トランスバーサルフイルタのタツプγにおけるタ
ツプ係数となる。
Now, the cross-correlation coefficient sequence supplied to the maximum value search circuit 183 searches for its maximum value within a preset limited delay time. In this case, the tap position corresponding to the delay time is, for example, tap γ, and the mutual correlation at this tap γ is taken as a number φγ, and the autocorrelation coefficient at zero delay of the autocorrelation coefficient sequence obtained in the autocorrelation circuit 182 is If ψο, then the value of φγ divided by ψο is Cγ = φγ/ψο
is the tap coefficient at tap γ of the transversal filter.

次いで、前述した相互相関係数列からCγ倍さ
れた前記自己相関係数列をタツプ位置γを自己相
関値ψοの位置に一致して減ずる演算を実施し、
このような演算を繰返しつつCγを次次に求めて
トランスバーサルフイルタの全フイルタ係数を決
定しこれを推定フイルタ係数として出力する。第
5図に示す補正メツセージはこのようにしてCγ
を次次に演算、出力するために必要とするデータ
である。
Next, an operation is performed to subtract the autocorrelation coefficient sequence multiplied by Cγ from the cross-correlation coefficient sequence described above so that the tap position γ coincides with the position of the autocorrelation value ψο,
While repeating such calculations, Cγ is successively obtained, all filter coefficients of the transversal filter are determined, and these are output as estimated filter coefficients. In this way, the correction message shown in FIG.
This is the data required to perform subsequent calculations and outputs.

こうしてトランスバーサルフイルタの係数の連
続的変化のもとに最大インパルス応答を得るフオ
ワード的係数設定が実施でき、RELP音を大幅に
抑圧した残差励振型ボコーダの分析と合成処理が
安定、確実に行なうことができる。
In this way, forward coefficient settings can be performed to obtain the maximum impulse response based on continuous changes in the coefficients of the transversal filter, and the analysis and synthesis processing of the residual excitation type vocoder, which significantly suppresses RELP sound, can be performed stably and reliably. be able to.

第6図A,Bはそれぞれ本発明の第三の実施例
における分析側Aおよび合成側Bの構成を示すブ
ロツク図である。
FIGS. 6A and 6B are block diagrams showing the configurations of analysis side A and synthesis side B, respectively, in a third embodiment of the present invention.

第6図Aにおいてはフイルタ係数推定器(3)19
が、また第6図Bにおいては係数再生器(1)20お
よび高域再生フイルタ21がそれぞれ第1図A,
Bにおけるものと異なかもしくは追加されている
のみで、他はすべで同一であるのでこれらに関す
る詳細な説明は省略する。
In FIG. 6A, filter coefficient estimator (3) 19
However, in FIG. 6B, the coefficient regenerator (1) 20 and the high frequency regeneration filter 21 are the same as those in FIG. 1A, respectively.
The only difference from or addition to that in B is that everything else is the same, so a detailed explanation regarding these will be omitted.

第6図Aに示すフイルタ係数推定器(3)19は、
第1図Aに示すフイルタ係数推定器(1)8のほかに
零位相化回路等を備えて構成され、前者で得られ
た合成側の高域再生フイルタの推定係数をさらに
位相線形フイルタの係数に変換し、零位相化をは
かつたうえ出力する。
The filter coefficient estimator (3) 19 shown in FIG. 6A is
In addition to the filter coefficient estimator (1) 8 shown in FIG. The signal is converted to zero phase and then output.

第7図Aは第6図Aに示す第三の実施例の分析
側において形成する高域再生フイルタ予測係数特
性図、第7図Bは第7図Aの零位相化予測係数特
性図である。以下第7図A,Bを参照しながら第
6図A,Bの実施例を説明する。
FIG. 7A is a high-frequency reproduction filter prediction coefficient characteristic diagram formed on the analysis side of the third embodiment shown in FIG. 6A, and FIG. 7B is a zero-phase prediction coefficient characteristic diagram of FIG. 7A. . The embodiment shown in FIGS. 6A and 6B will be described below with reference to FIGS. 7A and 7B.

フイルタ係数推定器(3)19は、まず第1図Aに
示すフイルタ係数推定器(1)8とほぼ同様にして第
7図Aに示すような推定フイルタ係数を発生す
る。次にこの推定フイルタ係数はトランスバーサ
ルフイルタによる複素スペクトルとしての係数群
からほぼ同じインパルス応答特性を示す位相線形
フイルタによるパワースペクトルとしての第7図
Bに示す係数群に変換される。この変換によつて
形成される係数群は位相情報は失つてしまうが第
7図Aにおけるトランスバーサルフイルタ係数同
一のタツプ間隔でエネルギー中心位置は不変、か
つ左右対象なタツプ係数すなわちインパルス応答
列が得られる。このようにエネルギー中心位置が
不変であれば位相情報を失つても高域再生フイル
タの係数として実用上殆んど問題はない。
The filter coefficient estimator (3) 19 first generates estimated filter coefficients as shown in FIG. 7A in substantially the same manner as the filter coefficient estimator (1) 8 shown in FIG. 1A. Next, the estimated filter coefficients are converted from a group of coefficients as a complex spectrum by a transversal filter to a group of coefficients shown in FIG. 7B as a power spectrum by a phase linear filter having substantially the same impulse response characteristics. Although the coefficient group formed by this conversion loses phase information, the transversal filter coefficients in FIG. It will be done. In this way, if the energy center position remains unchanged, even if phase information is lost, there is practically no problem as a coefficient of a high frequency reproduction filter.

さて第7図Bに示す位相線形フイルタ係数群は
左右対称性を有するのでエネルギー中心位置から
左右いずれか、全体のほぼ1/2のみを推定係数と
して合成側に送出しても容易に全体を再生するこ
とが可能である。フイルタ係数推定器(3)19から
はこのような理由から全体係数群のほぼ1/2の係
数群のみが量子化器9に送出され、所定の量子化
を施されて多重化器12に供給され他の量子化デ
ータとともに多重化されて第6図Bの合成側に伝
送される。
Now, the phase linear filter coefficient group shown in Figure 7B has left-right symmetry, so even if only approximately 1/2 of the total is sent to the synthesis side as estimated coefficients from either the left or right of the energy center position, the whole can be easily reproduced. It is possible to do so. For this reason, from the filter coefficient estimator (3) 19, only approximately half of the coefficient group of the entire coefficient group is sent to the quantizer 9, where it is subjected to predetermined quantization and supplied to the multiplexer 12. The quantized data is multiplexed with other quantized data and transmitted to the combining side in FIG. 6B.

第6図Bに示す合成側では多重分離・復号化器
13から出力ライン1301を介して多重分離、
復号化した推定係数データを係数再生器(1)20に
供給する。このようにして供給される推定係数デ
ータは第6図Bに示す係数群の中心タツプ位置ぶ
んを含みほぼ1/2である。係数再生器(1)20はこ
の係数群にもとづき再び第7図Bに示す対称化係
数群を再生したのちこれら係数群をタツプ係数と
して構成されるトランスバーサルフイルタを利用
する高域再生フイルタ21に供給し、他は第1図
B等によつて説明したとほぼ同様にして再生入力
音声信号を出力端子1701に出力し、かくして
推定係数の伝送データビツトレートを大幅に低減
した分析、合成が可能となる。
On the synthesis side shown in FIG.
The decoded estimated coefficient data is supplied to the coefficient regenerator (1) 20. The estimated coefficient data thus supplied is approximately 1/2 including the center tap position of the coefficient group shown in FIG. 6B. The coefficient regenerator (1) 20 regenerates the symmetrization coefficient group shown in FIG. The reproduction input audio signal is outputted to the output terminal 1701 in substantially the same manner as described with reference to FIG. becomes.

第8図A,Bは本発明の第四の実施例における
分析側Aおよび合成側Bの構成を示すブロツク図
である。
FIGS. 8A and 8B are block diagrams showing the configurations of analysis side A and synthesis side B in a fourth embodiment of the present invention.

第8図Aはフイルタ係数推定器(4)22が、また
第8図Bは係数再生器(2)23および高域再生フイ
ルタ24以外はそれぞれ第1図A,Bと同様であ
るのでこれらに関する詳細な説明は省略する。
Figure 8A is the same as Figure 1A and B except for the filter coefficient estimator (4) 22, and Figure 8B is the same as Figure 1A and B except for the coefficient regenerator (2) 23 and the high frequency reproduction filter 24, Detailed explanation will be omitted.

第8図A,Bに示す第四の実施例は、第1図A
に示すフイルタ係数推定器(1)8と同様にして得ら
れる高域再生フイルタのタツプ係数群をこれとほ
ぼ同一の電力スペクトルを有しかつエネルギー中
心位置は不変である三角形包絡配列の推定係数列
となるように変換し、分析側から合成側にはこの
三角形包絡を構成する変換推定係数列と実変換系
数列との差の成分のみを伝送するという方法で伝
送データレートの減少を図るものである。
The fourth embodiment shown in FIGS. 8A and 8B is as shown in FIG. 1A.
The tap coefficient group of the high-frequency reproducing filter obtained in the same manner as the filter coefficient estimator (1) 8 shown in Fig. 8 is an estimated coefficient sequence of a triangular envelope array having almost the same power spectrum and the energy center position unchanged. This method aims to reduce the transmission data rate by converting the equation so that be.

第9図Aは第8図Aに示す第四の実施例の分析
側において形成する高域再生フイルタ予測係数特
性図であり、第7図Aと基本的にほぼ同一の内容
を示し、第9図Bは第9図Aの推定係数群をほぼ
同一電力スペクトルに保ちつつ得られる三角形包
絡分布変換特性図である。
FIG. 9A is a high frequency reproduction filter prediction coefficient characteristic diagram formed on the analysis side of the fourth embodiment shown in FIG. 8A, and shows basically the same contents as FIG. FIG. 9B is a triangular envelope distribution transformation characteristic diagram obtained while keeping the estimated coefficient group of FIG. 9A in substantially the same power spectrum.

第9図Bは第9図Aの係数群に対し、その概略
的な包絡線が所望の三角形状となるように変換さ
れる。この変換は第9図Aに示す係数群をフーリ
エ変換し、所望の三角形状の係数が有する位相推
移に一致するように、第9図Aのフーリエ変換値
を位相調整することにより実現される。
In FIG. 9B, the coefficient group in FIG. 9A is transformed so that its approximate envelope becomes a desired triangular shape. This transformation is realized by Fourier transforming the coefficient group shown in FIG. 9A, and adjusting the phase of the Fourier transformed value in FIG. 9A so as to match the phase shift of the desired triangular coefficient.

変換係数群の包絡が三角形状となるようにする
動機は、一般的に声帯振動波形が三角形の波形を
とることにもとづいて配慮したものであり、この
ような変換によつて位相情報を喪失しても、この
包絡形状とエネルギー中心位置不変の係数配列特
性から合成による再生音声品質には殆んど影響を
与えないで済む。
The motivation for making the envelope of the transformation coefficient group triangular is based on the fact that the vocal fold vibration waveform generally takes a triangular waveform, and this kind of transformation causes loss of phase information. However, due to this envelope shape and the characteristic of the coefficient array in which the energy center position remains unchanged, there is almost no effect on the quality of the reproduced audio by synthesis.

こうして、三角形の包絡分布を示しかつほぼ同
一の電力スペクトルを有するような係数系列に変
換されたあと、所望の三角形状との差成分のみを
フイルタ係数推定器(4)22から出力し、量子化器
9を介して合成側に伝送する。
In this way, after being converted into a coefficient series that shows a triangular envelope distribution and has almost the same power spectrum, only the difference component from the desired triangular shape is output from the filter coefficient estimator (4) 22, and quantized. It is transmitted to the synthesis side via the device 9.

第8図Bに示す合成側は、多重分離・復号化器
13によつて復号再生した所望の三角形状との差
成分を出力ライン1301を介して係数再生器(2)
23に供給し、これにより分析側で減じた所望の
三角形状を付加して係数群を再生、これらを高域
再生フイルタ24に供給する。
On the synthesis side shown in FIG.
23, thereby adding the desired triangular shape subtracted on the analysis side to reproduce the coefficient group, and supplying these to the high frequency reproduction filter 24.

高域再生フイルタ24は、これら係数群をその
タツプ係数とし、かつ出力ライン1302を介し
て8KHzサンプリングイメージ化を図つた残差波
形低域周波数成分を入力として高域周波数成分を
含む全残差波形を再生する。
The high-frequency reproduction filter 24 uses these coefficient groups as its tap coefficients, and inputs the residual waveform low-frequency component that is converted into an 8KHz sampling image via the output line 1302, and generates the total residual waveform including the high-frequency component. Play.

合成側はこのあと、第1図Bに示す内容と同一
の再生動作を実施して入力音声信号を再生し、か
くしてRELP音を基本的に除去するとともに高域
再生フイルタのタツプ係数の伝送データビツトレ
ートを著しく低減した分析、合成処理が可能とな
る。
The synthesis side then performs the same playback operation as shown in Figure 1B to play back the input audio signal, thus basically removing the RELP sound and also changing the transmission data bits of the tap coefficient of the high-frequency playback filter. Analysis and synthesis processing can be performed at significantly reduced rates.

尚、上述の説明では第1図A、第4図、第6図
A、第8図Aに各々電力算出器10を備え、第1
図B、第6図B、第8図Bに各々乗算器15を備
えていたが、量子化/復号化器7の残差波形低域
周波数成分の量子化、復号化処理に関する電力デ
ータによる正規化処理を行なわず、絶対レベルの
量子化、復号化処理を行なうのであれば、前記電
力算出器10と乗算器15とは不要である。
In the above explanation, the power calculators 10 are provided in each of FIGS. 1A, 4, 6A, and 8A, and the first
Although multipliers 15 were provided in each of FIG. B, FIG. 6B, and FIG. If absolute level quantization and decoding processing are performed without performing quantization processing, the power calculator 10 and multiplier 15 are unnecessary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く本発明によれば、残差波形低
域周波数成分のダウンサンプル値を零レベルサン
プルの内挿を介して基準サンプリング変換標本系
列としたサンプルを利用しかつ非線形回路を利用
することなく高域再生フイルタのタツプ係数を推
定する手段を備えて入力音声信号の分析ならびに
合成を図ることにより、大幅なRELP音の改善が
きわめて安定かつ確実に図れる残差励振型ボコー
ダが実現できるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, the down-sampled value of the low-frequency component of the residual waveform is used as the reference sampling-converted sample sequence through interpolation of the zero-level sample, and without using a nonlinear circuit. By providing a means for estimating the tap coefficient of the high-frequency reproduction filter and analyzing and synthesizing the input audio signal, it is possible to realize a residual excitation type vocoder that can significantly improve the RELP sound in an extremely stable and reliable manner. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図Aは本発明第一の実施例における分析側
の構成を示すブロツク図、第1図Bは合成側の構
成を示すブロツク図、第2図aは第1図A,Bに
示す本発明第一の実施例において入力音声信号の
残差波形を基準サンプリング周波数でサンプリン
グした残差波形の一例を示す残差波形基準サンプ
ル標本図、第2図bは残差波形の低域周波数成分
をダウンサンプリング周波数でサンプリングした
ダウンサンプルの一例を示すダウンサンプル標本
図、第2図cは第2図bに示す残差波形低域周波
数成分のダウンサンプル標本に対し基準サンプリ
ング周波数に対応する基準サンプリング変換を実
施した残差波形低域周波数成分の基準サンプリン
グ変換標本系列、第3図は第1図Aに示す第一の
実施例における分析側のフイルタ係数推定器(1)8
の構成を詳細に示すブロツク図、第4図は本発明
の第二の実施例における分析側の構成を示すブロ
ツク図、第5図は第4図に示す本発明の第二の実
施例におけるフイルタ係数推定器(2)18の構成を
詳細に示すブロツク図、第6図Aは本発明第三の
実施例における分析側の構成を示すブロツク図、
第6図Bは合成側の構成を示すブロツク図、第7
図AとBは第6図Aに示す本発明の第三の実施例
の分析側において形成する高域再生フイルタ予測
係数特性図Aおよびその零位相化予測係数特性図
B、第8図A,Bは本発明の第四の実施例におけ
る分析側Aおよび合成側Bの構成を示すブロツク
図、第9図A,Bは第8図Aの第四の実施例にお
ける分析側において形成する高域再生フイルタ予
測係数特性図Aおよびその同一電力スペクトルに
よる三角形包絡分布変換特性図Bである。 1……A/Dコンバータ、2……LPC分析器、
3……量子化/復号化器、4……LPC逆フイル
タ、5……LPF、6……ダウンサンプラ、7…
…量子化/復号化器、8……フイルタ係数推定器
(1)、9……量子化器、10……電力算出器、11
……量子化器、12……多重化器、13……多重
分離・復号化器、14……高域再生フイルタ、1
5……乗算器、16……LPC合成フイルタ、1
7……D/Aコンバータ、18……フイルタ係数
推定器(2)、19……フイルタ係数推定器(3)、20
……係数再生器(1)、21……高域再生フイルタ、
22……フイルタ係数推定器(4)、23……係数再
生器(2)、24……高域再生フイルタ、81……ト
ランスバーサルフイルタ、82……減算器、83
……電力算出器、181……相互相関回路、18
2……自己相関回路、183……最大値検索回
路。
FIG. 1A is a block diagram showing the configuration on the analysis side in the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a block diagram showing the configuration on the synthesis side, and FIG. A residual waveform standard sample diagram showing an example of a residual waveform obtained by sampling the residual waveform of an input audio signal at a standard sampling frequency in the first embodiment of the invention, FIG. 2b shows a low frequency component of the residual waveform. A down-sampling sample diagram showing an example of down-sampling sampled at the down-sampling frequency, Fig. 2 c is a reference sampling conversion corresponding to the reference sampling frequency for the down-sampling sample of the residual waveform low frequency component shown in Fig. 2 b. FIG. 3 shows the reference sampling conversion sample sequence of the low frequency component of the residual waveform obtained by performing the following steps.
4 is a block diagram showing the configuration of the analysis side in the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the filter in the second embodiment of the present invention shown in FIG. A block diagram showing in detail the configuration of the coefficient estimator (2) 18, FIG. 6A is a block diagram showing the configuration of the analysis side in the third embodiment of the present invention,
Figure 6B is a block diagram showing the configuration of the synthesis side, Figure 7
Figures A and B are a high frequency reproduction filter prediction coefficient characteristic diagram A formed on the analysis side of the third embodiment of the present invention shown in Figure 6A, its zero-phase prediction coefficient characteristic diagram B, Figure 8A, B is a block diagram showing the configuration of the analysis side A and the synthesis side B in the fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and B are the high regions formed on the analysis side in the fourth embodiment of FIG. They are a reproduction filter prediction coefficient characteristic diagram A and a triangular envelope distribution transformation characteristic diagram B based on the same power spectrum. 1...A/D converter, 2...LPC analyzer,
3...Quantizer/decoder, 4...LPC inverse filter, 5...LPF, 6...Down sampler, 7...
...quantizer/decoder, 8...filter coefficient estimator
(1), 9...Quantizer, 10...Power calculator, 11
... Quantizer, 12 ... Multiplexer, 13 ... Demultiplexer/decoder, 14 ... High frequency reproduction filter, 1
5... Multiplier, 16... LPC synthesis filter, 1
7...D/A converter, 18...Filter coefficient estimator (2), 19...Filter coefficient estimator (3), 20
... Coefficient regenerator (1), 21 ... High frequency regeneration filter,
22... Filter coefficient estimator (4), 23... Coefficient regenerator (2), 24... High frequency reproduction filter, 81... Transversal filter, 82... Subtractor, 83
...Power calculator, 181...Cross correlation circuit, 18
2...Autocorrelation circuit, 183...Maximum value search circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 予め設定する基準サンプリング周波数に対応
して入力音声信号の残差波形の基準サンプル系列
を求める第1の手段と; 前記基準サンプリング周波数を予め設定する割
合で減周したダウンサンプリング周波数に対応し
て前記残差波形の低域周波数成分のダウンサンプ
ル系列を求める第2の手段と; 前記基準サンプリング周波数のタイミングで前
記ダウンサンプル系列に零レベルの内挿点を設定
しつつ形成する前記残差波形の前記低域周波数成
分の基準サンプリング変換標本系列と前記残差波
形の前記基準サンプル系列とにもとづきかつ非線
形回路を介することなく合成側に備えるべきトラ
ンスバーサル型の高域再生フイルタの係数を推定
する第3の手段と; を備えることを特徴とする残差励振型ボコーダ。 2 前記第3の手段によつて行なわれる高域再生
フイルタの係数の推定が合成側に備えるべき高域
再生フイルタの出力と前記入力音声信号の前記残
差波形との差を最小ならしめるように連続的に係
数を変化せしめつつ最適インパルス応答を得ると
きの係数として求めるフオワード的係数設定手法
によるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の残差励振型ボコーダ。 3 前記第3の手段による高域再生フイルタの推
定係数をこれとほぼ等価なインパルス応答をもつ
位相線形フイルタ係数として変換し出力すること
を特徴とする特許請求範囲第1項記載の残差励振
型ボコーダ。 4 前記第3の手段による高域再生フイルタの推
定係数をこれとほぼ同一の電力スペクトルを有し
かつエネルギー中心位置の不変な三角形包絡配列
の推定係数に変換して出力することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の残差励振型ボコー
ダ。
[Claims] 1. A first means for determining a reference sample sequence of a residual waveform of an input audio signal corresponding to a preset reference sampling frequency; a second means for obtaining a down-sampled sequence of low-frequency components of the residual waveform corresponding to a sampling frequency; a transversal type high frequency reproduction filter to be provided on the synthesis side based on the reference sampling conversion sample sequence of the low frequency component of the residual waveform and the reference sample sequence of the residual waveform and without going through a nonlinear circuit; A residual excitation type vocoder comprising: third means for estimating coefficients of; 2. The estimation of the coefficients of the high frequency reproduction filter performed by the third means minimizes the difference between the output of the high frequency reproduction filter to be provided on the synthesis side and the residual waveform of the input audio signal. The residual excitation type vocoder according to claim 1, characterized in that the residual excitation type vocoder is based on a forward coefficient setting method in which coefficients are determined as coefficients when obtaining an optimum impulse response while continuously changing the coefficients. 3. The residual excitation type according to claim 1, characterized in that the estimated coefficients of the high frequency reproduction filter by the third means are converted and output as phase linear filter coefficients having an approximately equivalent impulse response. vocoder. 4. A patent characterized in that the estimated coefficients of the high-frequency reproduction filter according to the third means are converted into estimated coefficients of a triangular envelope array having almost the same power spectrum as the third means and whose energy center position is unchanged and output. A residual excitation type vocoder according to claim 1.
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