JPH0480799A - 音声分析方法と音声分析装置 - Google Patents
音声分析方法と音声分析装置Info
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- JPH0480799A JPH0480799A JP2195363A JP19536390A JPH0480799A JP H0480799 A JPH0480799 A JP H0480799A JP 2195363 A JP2195363 A JP 2195363A JP 19536390 A JP19536390 A JP 19536390A JP H0480799 A JPH0480799 A JP H0480799A
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- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はデジタル音声信号処理分野において、任意の音
声波形から求められた線形予測係数から線形予測ケプス
トラム係数を求める新しい音声分析方法及び音声分析装
置に関するものである。
声波形から求められた線形予測係数から線形予測ケプス
トラム係数を求める新しい音声分析方法及び音声分析装
置に関するものである。
従来の技術
線形予測ケプストラム係数(訳 線形予測分析法による
分析スペクトルを比較的少数の係数で効率よく表現した
ものであり、近年線形予測係数から線形予測ケプストラ
ム係数を求める音声分析方法あるいは装置は 音声認識
等の前処理方法あるいは装置として重要な役割を果たし
ている。
分析スペクトルを比較的少数の係数で効率よく表現した
ものであり、近年線形予測係数から線形予測ケプストラ
ム係数を求める音声分析方法あるいは装置は 音声認識
等の前処理方法あるいは装置として重要な役割を果たし
ている。
以下数式を参照しながら、上述した従来の音声分析方法
の一例について説明する。従来の音声分析装置に関する
記述(よ 以下に述べる音声分析方法の一例から容易に
推測されるので省略する。なお簡単のた嵌 以下上記線
形予測係数のことをC係数、線形予測ケプストラム係数
のことをC係数と呼ぶことにする。
の一例について説明する。従来の音声分析装置に関する
記述(よ 以下に述べる音声分析方法の一例から容易に
推測されるので省略する。なお簡単のた嵌 以下上記線
形予測係数のことをC係数、線形予測ケプストラム係数
のことをC係数と呼ぶことにする。
J、 D、 マーケル(Markel)吉ん 几グ
レイ(Gray)によると、 C係数とC係数との関係
は下記の第4式で与えられている。 (「音声の線形予
測」コロナネ玉 鈴木久喜訳、p、284より抜粋)。
レイ(Gray)によると、 C係数とC係数との関係
は下記の第4式で与えられている。 (「音声の線形予
測」コロナネ玉 鈴木久喜訳、p、284より抜粋)。
一般にはn−に=mなる変数変換によってこの式を変形
して得られる下記の第5式をもって表現することが多し
℃ 発明が解決しようとする課題 ところで上記第5式の総和記号内部の各項(表自然数m
と、第m次C係数C−と、第n−m次a係数an−m
との合計3種の変数の積になっている。
して得られる下記の第5式をもって表現することが多し
℃ 発明が解決しようとする課題 ところで上記第5式の総和記号内部の各項(表自然数m
と、第m次C係数C−と、第n−m次a係数an−m
との合計3種の変数の積になっている。
これを音声信号処理分野で広く一般に用いられている2
変数入力型の乗算器で求める際に(表 上記3変数の内
の2変数の積の結果を一旦乗算器出力から取り出し こ
れを再び残りの1変数と同時に乗算器に人力することに
よって最終の積を得るという手順を経なければならなl
、% また以上の操作は前記総和記号内の各積項の何
れについても必要であ4 このような手順を実施する際
に1よ 単一の乗算器を繰り返し利用すること叡 複数
個の乗算器を各積項毎に別個に利用することも可能であ
る。しかし前者の場合には全ての乗算を終了するまでに
時間がかかるという問題点があり、後者の場合は乗算器
の個数が多いため装置規模か大きくなるという問題点か
あっ?。
変数入力型の乗算器で求める際に(表 上記3変数の内
の2変数の積の結果を一旦乗算器出力から取り出し こ
れを再び残りの1変数と同時に乗算器に人力することに
よって最終の積を得るという手順を経なければならなl
、% また以上の操作は前記総和記号内の各積項の何
れについても必要であ4 このような手順を実施する際
に1よ 単一の乗算器を繰り返し利用すること叡 複数
個の乗算器を各積項毎に別個に利用することも可能であ
る。しかし前者の場合には全ての乗算を終了するまでに
時間がかかるという問題点があり、後者の場合は乗算器
の個数が多いため装置規模か大きくなるという問題点か
あっ?。
まL C係数、 C係数はそれらの値の範囲が原理的
に限定されていないので、有限語長かつ固定小数点表現
の加算器と乗算器とを用いて算出する際に(よ 係数そ
れ自体のあるいは演算途中のオバフロー防止に留意する
必要かある。従来はC係数、 C係数の値の統計的な出
現頻度を勘案し 各係数を1/4程度に縮小して2の補
数表現し 下記第6式で計算を行っていた しかしこの
式には右辺第2項に定数4による乗算か付加されており
、その演算の実施は上記第5式の場合よりさらに煩雑で
あるという問題点を有してい?、:O(bノ 本発明は上記問題点に鑑べ 所要乗算回数か少なく、か
つ簡潔な手続きで線形予測ケプストラム係数を求めるこ
とのできる新しい音声分析方法を提供するものである。
に限定されていないので、有限語長かつ固定小数点表現
の加算器と乗算器とを用いて算出する際に(よ 係数そ
れ自体のあるいは演算途中のオバフロー防止に留意する
必要かある。従来はC係数、 C係数の値の統計的な出
現頻度を勘案し 各係数を1/4程度に縮小して2の補
数表現し 下記第6式で計算を行っていた しかしこの
式には右辺第2項に定数4による乗算か付加されており
、その演算の実施は上記第5式の場合よりさらに煩雑で
あるという問題点を有してい?、:O(bノ 本発明は上記問題点に鑑べ 所要乗算回数か少なく、か
つ簡潔な手続きで線形予測ケプストラム係数を求めるこ
とのできる新しい音声分析方法を提供するものである。
課題を解決するための手段
下記第7式に基づいて第n次線形予測係数anから第n
次代理変数A。を求める手順と、下記第8式に示す漸化
式に基づいて第n次代理変数F9を求める手順と、下記
第9式に基づいて第n次線形予測ケプストラム係数C・
を上記第n次代理変数F0から求める手順とから構成す
る。
次代理変数A。を求める手順と、下記第8式に示す漸化
式に基づいて第n次代理変数F9を求める手順と、下記
第9式に基づいて第n次線形予測ケプストラム係数C・
を上記第n次代理変数F0から求める手順とから構成す
る。
n
・F。
但し
ao:第0次線形予測係数
Cハ:第9次線形予測ケプストラム係数また 何れの式
においても 1≦n≦p p : 線形予測分析の最大次数 である。
においても 1≦n≦p p : 線形予測分析の最大次数 である。
作用
本発明は上記した構成によって新たに代理変数An(!
:Fnとを導入し 第6式におけるようなC係数、 C
係数の縮小操作と総和記号内の3変数及び1定数による
煩雑な乗算操作とを除去することができる。
:Fnとを導入し 第6式におけるようなC係数、 C
係数の縮小操作と総和記号内の3変数及び1定数による
煩雑な乗算操作とを除去することができる。
実施例
以下、請求項1に記載の音声分析方法の一実施例になる
音声分析手順について、図面及び数式を参照しながら説
明する。
音声分析手順について、図面及び数式を参照しながら説
明する。
第1図は上記音声分析方法を、データ表現形式及びデー
タ演算形式が有限語長かつ固定小数点型である汎用のデ
ジタルシグナルプロセサ(簡便のた教 これ以降DSP
と略称する)で実施する際の演算手順を示し7た手順図
である。
タ演算形式が有限語長かつ固定小数点型である汎用のデ
ジタルシグナルプロセサ(簡便のた教 これ以降DSP
と略称する)で実施する際の演算手順を示し7た手順図
である。
同図中の1は上記第7式に基づいて第n次C係数anか
ら第n次代理変数Anを求める手順 2は上記第8式に
示す漸化式に基づいて第n次代理変数F・を求める手順
3は上記第9式に基づいて第n次C係数cnを上記第
n次代理変数Fnから求める手順である。何れの手順も
次数n1ilから線形予測分析の最大次数pまでを流れ
る。
ら第n次代理変数Anを求める手順 2は上記第8式に
示す漸化式に基づいて第n次代理変数F・を求める手順
3は上記第9式に基づいて第n次C係数cnを上記第
n次代理変数Fnから求める手順である。何れの手順も
次数n1ilから線形予測分析の最大次数pまでを流れ
る。
以上のように構成された演算手順について、以下に数式
を用いてその原理及び動作を説明する。
を用いてその原理及び動作を説明する。
下記の式1表 既に述べた従来のC係数算出式である。
既に述べたようにこの式は煩雑であるのでミ なんらか
の式変形によってDSP上での演算手順か簡潔になるよ
うに工夫を加えることが望ましシも そこで、−旦こ
の式の辺々をn 78倍して次式を焦さらに代理変数A
・、Fnを導入して 第6式は となって総和記号内が2変数のみの積項の累積となり、
DSPによって高速かつ簡潔に計算できる式となる。こ
の式力丈 課題を解決するための手段の項で既に述べた
第8式と同一であり、この式により代理変数Fnを順次
計算することかできることが理解される。な耘 同式中
の8による除算は被除数を3ビツトだけLSBS同方向
へトすれば容易に実現できるので、実施上の支障はな(
■ 最後に第9式によって代理変数FnからC係数を求
める。この際のnによる除算は nが2の車乗の数の場
合は右ビットシフトで代用し それ以外の場合は予め1
/ nなる数を求めておきこれを乗じることにより、
比較的短時間に計算することかできる。
の式変形によってDSP上での演算手順か簡潔になるよ
うに工夫を加えることが望ましシも そこで、−旦こ
の式の辺々をn 78倍して次式を焦さらに代理変数A
・、Fnを導入して 第6式は となって総和記号内が2変数のみの積項の累積となり、
DSPによって高速かつ簡潔に計算できる式となる。こ
の式力丈 課題を解決するための手段の項で既に述べた
第8式と同一であり、この式により代理変数Fnを順次
計算することかできることが理解される。な耘 同式中
の8による除算は被除数を3ビツトだけLSBS同方向
へトすれば容易に実現できるので、実施上の支障はな(
■ 最後に第9式によって代理変数FnからC係数を求
める。この際のnによる除算は nが2の車乗の数の場
合は右ビットシフトで代用し それ以外の場合は予め1
/ nなる数を求めておきこれを乗じることにより、
比較的短時間に計算することかできる。
以上のように本実施例によれは 上記第7式に示す第n
次線形予測係数anから第n次代理変数A・を求める手
順と、上記第8式に示す漸化式に基づいて第n次代理変
数F・を求める手順と、上記第9式に基づいて第n次線
形予測ケプストラム係数cnを上記第n次代理変数F。
次線形予測係数anから第n次代理変数A・を求める手
順と、上記第8式に示す漸化式に基づいて第n次代理変
数F・を求める手順と、上記第9式に基づいて第n次線
形予測ケプストラム係数cnを上記第n次代理変数F。
から求める手順とを設けることにより、従来の線形予測
ケプストラム係数算出時に必要であった総和記号内の3
変数以上からなる積項を不要とLDSPによって高速か
つ簡潔に計算できる2変数のみの積項の累積を主体とし
た音声分析方法を実現することができも 以下、請求項2に記載の音声分析装置の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
ケプストラム係数算出時に必要であった総和記号内の3
変数以上からなる積項を不要とLDSPによって高速か
つ簡潔に計算できる2変数のみの積項の累積を主体とし
た音声分析方法を実現することができも 以下、請求項2に記載の音声分析装置の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
第2図は上記音声分析装置を、データ表現形式及びデー
タ演算形式が有限語長かつ固定小数点型である汎用のデ
ジタルシグナルプロセサ(簡便のた八 これ以降DSP
と略称する)で実現する際のブロック図である。
タ演算形式が有限語長かつ固定小数点型である汎用のデ
ジタルシグナルプロセサ(簡便のた八 これ以降DSP
と略称する)で実現する際のブロック図である。
同図中の21はa係数の組(an 1n=1、2、p
)を記憶する第1の記憶手段、 22は代理変数A。の
組(An、ln=1、2、 ・・・、p)を記憶する第
2の記憶手段、 23は代理変数Fnの組(F−ln=
1、2、 ・・・、 p)を記憶する第3の記憶手段、
24はC係数の組(CIIn=1、2、 ・・・ p
)を記憶する第4の記憶手段、 25は第n次a係数a
nから上記第7式に従って第n次代理変数Anを求める
第1の演算手段、 26は上記第8式に従って代理変数
Fnを求める第2の演算手段、 27は上記第8式に従
って第n次代理変数F・から第n次C係数C,を求める
第3の演算手段である。何れの手段においても次数ni
;11から線形予測分析の最大次数pまでを流れる。
)を記憶する第1の記憶手段、 22は代理変数A。の
組(An、ln=1、2、 ・・・、p)を記憶する第
2の記憶手段、 23は代理変数Fnの組(F−ln=
1、2、 ・・・、 p)を記憶する第3の記憶手段、
24はC係数の組(CIIn=1、2、 ・・・ p
)を記憶する第4の記憶手段、 25は第n次a係数a
nから上記第7式に従って第n次代理変数Anを求める
第1の演算手段、 26は上記第8式に従って代理変数
Fnを求める第2の演算手段、 27は上記第8式に従
って第n次代理変数F・から第n次C係数C,を求める
第3の演算手段である。何れの手段においても次数ni
;11から線形予測分析の最大次数pまでを流れる。
以上のように構成された音声分析装置におけるその原理
及び動作は 請求項1に記載の音声分析方法の一実施例
になる音声分析手順に関して既に述べたその原理及び動
作と同一であるので、ここで再度述べることはしなu%
また本実施例により、従来の線形予測ケプストラム
係数算出時に必要てあった総和記号内の3変数以上から
なる積項を不要とL DSPによって高速かつ簡潔に
計算できる2変数のみの積項の累積を主体とした優れた
音声分析装置を実現することができるのも同様に明白で
ある。
及び動作は 請求項1に記載の音声分析方法の一実施例
になる音声分析手順に関して既に述べたその原理及び動
作と同一であるので、ここで再度述べることはしなu%
また本実施例により、従来の線形予測ケプストラム
係数算出時に必要てあった総和記号内の3変数以上から
なる積項を不要とL DSPによって高速かつ簡潔に
計算できる2変数のみの積項の累積を主体とした優れた
音声分析装置を実現することができるのも同様に明白で
ある。
発明の効果
本発明によれは 従来の線形予測ケプストラム係数算出
時に必要であった総和記号内の3変数以上からなる積項
を不要とL DSPによって高速かつ簡潔に計算でき
る2変数のみの積項の累積を主体とした音声分析方法を
実現することができる。
時に必要であった総和記号内の3変数以上からなる積項
を不要とL DSPによって高速かつ簡潔に計算でき
る2変数のみの積項の累積を主体とした音声分析方法を
実現することができる。
第1図は本発明の一実施例における音声分析方法の演算
手順医 第2図は本発明の一実施例における音声分析装
置のブロック図である。 11・・・第n次a係数a・から第n次代理変数A・を
求める手順 12・・・第n次代理変数F。を求める手
順 13・・・第5次C係数(nを上記第n次代理変数
Fnから求める手順 21・・・a係数の組(an
1n=1、2、 ・・・ p)を記憶する第1の記憶手
段、 22・・・代理変数A。の組(A。 n=1、2、 ・・・、 p)を記憶する第2の記憶手
段、 23−・・代理変数Fnの組(Fo 1n=1.
2、 ・・・ p)を記憶する第3の記憶手段、 24
− C係数の組(cnln=]、 2、− p)を記
憶する第4の記憶手段、 25・・・第n次a係数an
から上記第7式に従って第n次代理変数Ahを求める第
1の演算手段、26・・・上記第8式に従って代理変数
Fnを求める第2の演算手段、 27・・・上記第8式
に従って第n次代理変数F。から第n次C係数cnを求
める第3の演算手北代理人の氏名 弁理士 粟野重孝
はか1名第n;賃a係教Qnから% n iズ代理g数
Anを讃め31哨 軍n;lド理変数Fnに求め名手順 ¥nTC係*Cnを」:記蔦n六バ岬 第 図
手順医 第2図は本発明の一実施例における音声分析装
置のブロック図である。 11・・・第n次a係数a・から第n次代理変数A・を
求める手順 12・・・第n次代理変数F。を求める手
順 13・・・第5次C係数(nを上記第n次代理変数
Fnから求める手順 21・・・a係数の組(an
1n=1、2、 ・・・ p)を記憶する第1の記憶手
段、 22・・・代理変数A。の組(A。 n=1、2、 ・・・、 p)を記憶する第2の記憶手
段、 23−・・代理変数Fnの組(Fo 1n=1.
2、 ・・・ p)を記憶する第3の記憶手段、 24
− C係数の組(cnln=]、 2、− p)を記
憶する第4の記憶手段、 25・・・第n次a係数an
から上記第7式に従って第n次代理変数Ahを求める第
1の演算手段、26・・・上記第8式に従って代理変数
Fnを求める第2の演算手段、 27・・・上記第8式
に従って第n次代理変数F。から第n次C係数cnを求
める第3の演算手北代理人の氏名 弁理士 粟野重孝
はか1名第n;賃a係教Qnから% n iズ代理g数
Anを讃め31哨 軍n;lド理変数Fnに求め名手順 ¥nTC係*Cnを」:記蔦n六バ岬 第 図
Claims (2)
- (1)任意の音声波形から求められた線形予測係数の組
から線形予測ケプストラム係数の組を有限語長の加算器
と乗算器とを用いて算出する方法であって、その算出過
程において下記第a−1式に基づいて第n次線形予測係
数a_nから第n次代理変数A_nを求める手順と、下
記第a−2式に示す漸化式に基づいて第n次代理変数F
_nを求める手順と、下記第a−3式に基づいて第n次
線形予測ケプストラム係数c_nを上記第n次代理変数
F_nから求める手順とを有することを特徴とする音声
分析方法。 A_n=a_n/4・・・・・・・・・・・・(a−1
)▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・(a−2) c_n=8/n・F_n・・・・・・・・・(a−3)
但し a_n:第n次線形予測係数 c_n:第n次線形予測ケプストラム係数 また、何れの式においても 1≦n≦p p:線形予測分析の最大次数 である。 - (2)任意の音声波形から求められた線形予測係数の組
から線形予測ケプストラム係数の組を有限語長の加算器
と乗算器とを用いて算出する装置であって、その算出過
程において下記第c−1式に基づいて第n次線形予測係
数a_nから第n次代理変数A_nを求める手段と、下
記第c−2式に示す漸化式に基づいて第n次代理変数F
_nを求める手段と、下記第c−3式に基づいて第n次
線形予測ケプストラム係数c_nを上記第n次代理変数
F_nから求める手段とを有することを特徴とする音声
分析装置。 A_n=a_n/4・・・・・・・・・・・・(b−1
)▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・(b−2) c_n=8/n・F_n・・・・・・・・・(b−3)
但し、 a_n:第n次線形予測係数 c_n:第n次線形予測ケプストラム係数 また、何れの式においても 1≦n≦p p:線形予測分析の最大次数 である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2195363A JP2553745B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 音声分析方法と音声分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2195363A JP2553745B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 音声分析方法と音声分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0480799A true JPH0480799A (ja) | 1992-03-13 |
JP2553745B2 JP2553745B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16339932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2195363A Expired - Fee Related JP2553745B2 (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 音声分析方法と音声分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2553745B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP2195363A patent/JP2553745B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2553745B2 (ja) | 1996-11-13 |
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