JPH0727398B2 - 定数可変型聴感的重み付けフイルタ - Google Patents
定数可変型聴感的重み付けフイルタInfo
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- JPH0727398B2 JPH0727398B2 JP60023449A JP2344985A JPH0727398B2 JP H0727398 B2 JPH0727398 B2 JP H0727398B2 JP 60023449 A JP60023449 A JP 60023449A JP 2344985 A JP2344985 A JP 2344985A JP H0727398 B2 JPH0727398 B2 JP H0727398B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入力音声信号に聴感的重み付けを行う聴感的フ
ィルタに関し，特に，音声を符号化する際に発生する白
色性雑音に入力音声の周波数特性を持たせ，聴感上の信
号対雑音比を向上させるために設定される聴感的重み付
けフィルタに関するものである。
ィルタに関し，特に，音声を符号化する際に発生する白
色性雑音に入力音声の周波数特性を持たせ，聴感上の信
号対雑音比を向上させるために設定される聴感的重み付
けフィルタに関するものである。
従来，この種の聴感的重み付けフィルタは，例えば，第
３図に示すごとく，Z-iのレジスタ21と，加算器22と，
αiを乗算する乗算器23と，γを乗算する固定定数乗算
器24とを有し，入力音声信号より算出されるスペクトル
情報例えば，予測係数，パーコール係数などにより，
式を達成するように，構成されていた。
３図に示すごとく，Z-iのレジスタ21と，加算器22と，
αiを乗算する乗算器23と，γを乗算する固定定数乗算
器24とを有し，入力音声信号より算出されるスペクトル
情報例えば，予測係数，パーコール係数などにより，
式を達成するように，構成されていた。
式において，αiは予測係数,Mは分析次数，Z-iは時間
遅れ要素，γは０γ１の固定定数を示す。
遅れ要素，γは０γ１の固定定数を示す。
このフィルタは，音声信号をディジタルで扱う場合，生
じる白色性雑音に入力音声の周波数特性を持たせ，雑音
が入力信号によって最も効果的にマスクされるように定
数γの値を決定し，雑音の妨害を聴覚的に最も少なくす
るためのものであった。
じる白色性雑音に入力音声の周波数特性を持たせ，雑音
が入力信号によって最も効果的にマスクされるように定
数γの値を決定し，雑音の妨害を聴覚的に最も少なくす
るためのものであった。
入力音声が定常的である場合，すなわち入力音声のスペ
クトルが時間的にほぼ一定の場合には，式による量子
化雑音の聴覚的マスキング効果は十分期待できるもので
あった。しかし，入力音声は，時間的にかなり大きな変
化を伴うものであり，過渡部においてはスペクトル抽出
を行う時間内においてもかなりな変化が認められる。こ
のような音声の過渡部においては式によって与えられ
る雑音のスペクトルと，信号のスペクトルが合わないた
め聴覚的マスキング効果は期待できず逆に雑音が耳につ
くという欠点があった。
クトルが時間的にほぼ一定の場合には，式による量子
化雑音の聴覚的マスキング効果は十分期待できるもので
あった。しかし，入力音声は，時間的にかなり大きな変
化を伴うものであり，過渡部においてはスペクトル抽出
を行う時間内においてもかなりな変化が認められる。こ
のような音声の過渡部においては式によって与えられ
る雑音のスペクトルと，信号のスペクトルが合わないた
め聴覚的マスキング効果は期待できず逆に雑音が耳につ
くという欠点があった。
本発明の目的は，音声の過渡部における従来技術の欠点
を除去し，従来よりさらに聴感上の信号対雑音比を向上
させ，高品質の音声を得るのに適した聴感的重み付けフ
ィルタを提供することにある。
を除去し，従来よりさらに聴感上の信号対雑音比を向上
させ，高品質の音声を得るのに適した聴感的重み付けフ
ィルタを提供することにある。
本発明によれば、入力音声信号に聴感的重み付けを行う
聴感的重み付けフィルタにおいて、入力音声のスペクト
ル情報を抽出し、予測係数（αi）及びパーコールパラ
メータ（ki）を出力するスペクトル抽出手段（１）と、
前記パーコールパラメータより予測利得を求め、かつ該
予測利得が所定のしきい値より小さい場合、２つの定数
のうちの小さい方の定数（γ＝0.7）を出力し、前記予
測利得が前記しきい値より大きい場合、前記２つの定数
のうちの大きい方の定数（γ＝0.9）を出力する定数決
定手段（３）とが、前記聴感的重み付けフィルタに接続
され、該聴感的重み付けフィルタは、前記予測係数と前
記定数決定手段から出力された定数との積（αi×γ）
と、該予測係数（αi）とを、それぞれ、フィルタ重み
付け係数として、前記入力音声信号に聴感的重み付けを
行うことを特徴とする定数可変型聴感的重み付けフィル
タが得られる。
聴感的重み付けフィルタにおいて、入力音声のスペクト
ル情報を抽出し、予測係数（αi）及びパーコールパラ
メータ（ki）を出力するスペクトル抽出手段（１）と、
前記パーコールパラメータより予測利得を求め、かつ該
予測利得が所定のしきい値より小さい場合、２つの定数
のうちの小さい方の定数（γ＝0.7）を出力し、前記予
測利得が前記しきい値より大きい場合、前記２つの定数
のうちの大きい方の定数（γ＝0.9）を出力する定数決
定手段（３）とが、前記聴感的重み付けフィルタに接続
され、該聴感的重み付けフィルタは、前記予測係数と前
記定数決定手段から出力された定数との積（αi×γ）
と、該予測係数（αi）とを、それぞれ、フィルタ重み
付け係数として、前記入力音声信号に聴感的重み付けを
行うことを特徴とする定数可変型聴感的重み付けフィル
タが得られる。
本発明はまず，入力音声よりスペクトル情報を抽出し、
予測係数及びパーコールパラメータを出力し、このパー
コールパラメータより予測利得を算出し，予め設定した
しきい値と前記予測利得を比較し予測利得がしきい値よ
り小さい場合には入力音声を定常とみなし，逆に大きい
場合には過渡部とみなす。上述のように入力音声が定常
的であるか過渡的であるかの判断に基づき，式で表わ
されるフィルタの定数γを変化させるものである。
予測係数及びパーコールパラメータを出力し、このパー
コールパラメータより予測利得を算出し，予め設定した
しきい値と前記予測利得を比較し予測利得がしきい値よ
り小さい場合には入力音声を定常とみなし，逆に大きい
場合には過渡部とみなす。上述のように入力音声が定常
的であるか過渡的であるかの判断に基づき，式で表わ
されるフィルタの定数γを変化させるものである。
たとえば，スペクトル情報を抽出する手段として偏自己
相関方式を用いパーコールパラメータkiを求めた場合，
予測利得Ｇは式で表わされる。
相関方式を用いパーコールパラメータkiを求めた場合，
予測利得Ｇは式で表わされる。
ここで，R(0)は入力音声信号のスペクトル抽出区間長の
パワー， kiはパーコールパラメータ， Ｍは分析次数 を示す。
パワー， kiはパーコールパラメータ， Ｍは分析次数 を示す。
式により求めた予測利得Ｇと予め設定してあるしきい
値Gthを比較し，もし,G＜Gthならば，例えばγ＝0.7,G
＞Gthならば，例えばγ＝0.9とする。
値Gthを比較し，もし,G＜Gthならば，例えばγ＝0.7,G
＞Gthならば，例えばγ＝0.9とする。
入力音声のスペクトル情報から算出された予測利得に
は，音声の定常部では小さく，過渡部では大きくなると
いう性質がある。本発明によれば，前述の予測利得を監
視する手段により，容易に音声の過渡部を検出でき，こ
の検出情報に基き，聴感的重み付けフィルタ内の定数乗
算器の定数γを変化させることが可能となるため、従来
技術の欠点を除去でき，聴感上の信号対雑音比が向上す
るという効果がある。
は，音声の定常部では小さく，過渡部では大きくなると
いう性質がある。本発明によれば，前述の予測利得を監
視する手段により，容易に音声の過渡部を検出でき，こ
の検出情報に基き，聴感的重み付けフィルタ内の定数乗
算器の定数γを変化させることが可能となるため、従来
技術の欠点を除去でき，聴感上の信号対雑音比が向上す
るという効果がある。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は参照すると，本発明の第１の実施例による定数
可変型聴感的重み付けフィルタ100を用いたマルチパル
ス駆動型音声符号化装置が示されている。本実施例によ
る定数可変型聴感的重み付けフィルタ100は，スペクト
ル抽出器１と，重み付け定数決定器３と，聴感的重み付
けフィルタ２とを含む。
可変型聴感的重み付けフィルタ100を用いたマルチパル
ス駆動型音声符号化装置が示されている。本実施例によ
る定数可変型聴感的重み付けフィルタ100は，スペクト
ル抽出器１と，重み付け定数決定器３と，聴感的重み付
けフィルタ２とを含む。
第１図において，入力端子８より入力された音声信号ｘ
は，スペクトル抽出器１と，聴感的重み付けフィルタ２
の一方の入力端子に入力される。スペクトル抽出器１の
出力は予測係数αiとインパルス応答ｈとパーコールパ
ラメータkiである。このうち予測係数αiは，聴感的重
み付けフィルタ２に，フィルタ係数として入力され，パ
ーコールパラメータkiは，予測利得算出用として重み付
け定数γ決定器３と，ライン送出用として多重化器７へ
入力される。この定数決定器３は，〔原理と作用〕の項
で述べたとおり，予測利得を求め，かつ該予測利得によ
って複数の定数γ＝0.7,γ＝0.9のうちの一つを選択的
に出力する。即ち、定数決定器３は、予測利得が所定の
しきい値より小さい場合、２つの定数のうちの小さい方
の定数γ＝0.7を出力し、予測利得がしきい値より大き
い場合、２つの定数のうちの大きい方の定数γ＝0.9を
出力する。重み付け定数γ決定器３の出力は聴感的重み
付けフィルタ２の定数乗算器に入力される。聴感的重み
付けフィルタ２では，上述のαiとγにより，音声信号
ｘとインパルス応答ｈにそれぞれ重み付けが行なわれ
る。重み付きインパルス応答hwは自己相関算出器５に入
力され，自己相関Rhhが求められパルス探索器６に入力
される。また重み付きインパルス応答hwと重み付き音声
信号xwは相互相関算出器４に入力され，相互相関hxが
求められ，パルス探索器６へ入力される。パルス探索器
６では自己相関Rhhと相互相関hxに基づきパルスが求
められ，ライン送出用多重化器７に出力され，パルスと
パーコールパラメータは，多重化され出力端子９に出力
される。
は，スペクトル抽出器１と，聴感的重み付けフィルタ２
の一方の入力端子に入力される。スペクトル抽出器１の
出力は予測係数αiとインパルス応答ｈとパーコールパ
ラメータkiである。このうち予測係数αiは，聴感的重
み付けフィルタ２に，フィルタ係数として入力され，パ
ーコールパラメータkiは，予測利得算出用として重み付
け定数γ決定器３と，ライン送出用として多重化器７へ
入力される。この定数決定器３は，〔原理と作用〕の項
で述べたとおり，予測利得を求め，かつ該予測利得によ
って複数の定数γ＝0.7,γ＝0.9のうちの一つを選択的
に出力する。即ち、定数決定器３は、予測利得が所定の
しきい値より小さい場合、２つの定数のうちの小さい方
の定数γ＝0.7を出力し、予測利得がしきい値より大き
い場合、２つの定数のうちの大きい方の定数γ＝0.9を
出力する。重み付け定数γ決定器３の出力は聴感的重み
付けフィルタ２の定数乗算器に入力される。聴感的重み
付けフィルタ２では，上述のαiとγにより，音声信号
ｘとインパルス応答ｈにそれぞれ重み付けが行なわれ
る。重み付きインパルス応答hwは自己相関算出器５に入
力され，自己相関Rhhが求められパルス探索器６に入力
される。また重み付きインパルス応答hwと重み付き音声
信号xwは相互相関算出器４に入力され，相互相関hxが
求められ，パルス探索器６へ入力される。パルス探索器
６では自己相関Rhhと相互相関hxに基づきパルスが求
められ，ライン送出用多重化器７に出力され，パルスと
パーコールパラメータは，多重化され出力端子９に出力
される。
第２図を参照すると，本発明の第２の実施例による定数
可変型聴感的重み付けフィルタ200を用いた適応予測音
声符号化装置が示されている。本実施例による定数可変
型聴感的重み付けフィルタ200は，第１図のものと同様
のスペクトル抽出器１及び重み付け定数決定器３と，上
述した式の分子と分母とを分離して求める構成の聴感
的重み付けフィルタ（11と12を含む）とを含む。11は分
子を求めるのに用いる予測フィルタ,12は分母を求める
のに用いるノイズシェーピングフィルタである。
可変型聴感的重み付けフィルタ200を用いた適応予測音
声符号化装置が示されている。本実施例による定数可変
型聴感的重み付けフィルタ200は，第１図のものと同様
のスペクトル抽出器１及び重み付け定数決定器３と，上
述した式の分子と分母とを分離して求める構成の聴感
的重み付けフィルタ（11と12を含む）とを含む。11は分
子を求めるのに用いる予測フィルタ,12は分母を求める
のに用いるノイズシェーピングフィルタである。
第２図においては，入力端子８より入力された音声信号
は，予測フィルタ11とスペクトル抽出器１に入力され
る。スペクトル抽出器１の出力は予測係数αiとパーコ
ールパラメータkiである。予測係数αiでは予測フィル
タ11とノイズ・シェーピングフィルタ12のフィルタ係数
としてそれぞれに入力される。パーコールパラメータki
は予測利得算出用として重み付け定数γ決定器３に入力
され，この出力γはノイズ・シェーピング・フィルタ12
の係数として入力される。またパーコールパラメータki
はライン送出用多重化器15に入力される。予測フィルタ
11の出力である残差信号ｅはノイズ・シェーピング・フ
ィルタ12に入力される。その出力は量子化器14に入力さ
れ，量子化残差が求められる。上述ののとｅから量
子化雑音が求められ，この量子化雑音がノイズ・シェー
ピング・フィルタ12に入力され，重み付けが行なわれ
る。量子化残差はライン送出用多重化器15に入力され
る。ライン送出用多重化器15で，量子化残差とパーコー
ルパラメータは多重化され，出力端子17に出力される。
は，予測フィルタ11とスペクトル抽出器１に入力され
る。スペクトル抽出器１の出力は予測係数αiとパーコ
ールパラメータkiである。予測係数αiでは予測フィル
タ11とノイズ・シェーピングフィルタ12のフィルタ係数
としてそれぞれに入力される。パーコールパラメータki
は予測利得算出用として重み付け定数γ決定器３に入力
され，この出力γはノイズ・シェーピング・フィルタ12
の係数として入力される。またパーコールパラメータki
はライン送出用多重化器15に入力される。予測フィルタ
11の出力である残差信号ｅはノイズ・シェーピング・フ
ィルタ12に入力される。その出力は量子化器14に入力さ
れ，量子化残差が求められる。上述ののとｅから量
子化雑音が求められ，この量子化雑音がノイズ・シェー
ピング・フィルタ12に入力され，重み付けが行なわれ
る。量子化残差はライン送出用多重化器15に入力され
る。ライン送出用多重化器15で，量子化残差とパーコー
ルパラメータは多重化され，出力端子17に出力される。
第１図及び第２図で示したように，本発明による定数可
変型聴感的重み付けフィルタを有した音声符号化装置に
おいて，加わる雑音は入力音声の定常性，過渡性に基づ
いた周波数特性を有した雑音になり，合成した音声は従
来のものに比べ格段に聞き易いものとなる。
変型聴感的重み付けフィルタを有した音声符号化装置に
おいて，加わる雑音は入力音声の定常性，過渡性に基づ
いた周波数特性を有した雑音になり，合成した音声は従
来のものに比べ格段に聞き易いものとなる。
ここで、聴感上の信号対雑音比の向上、高品質の音声を
得るための本発明の特徴について述べる。
得るための本発明の特徴について述べる。
人間の聴覚特性には、雑音に敏感な部分とそうでない部
分とがある。例えば、母音の周波数スペクトルで、均一
な雑音が重なった場合、パワーの大きい部分に重畳され
る雑音については鈍感であるが、スペクトルの谷間など
パワーの小さい部分には敏感である。
分とがある。例えば、母音の周波数スペクトルで、均一
な雑音が重なった場合、パワーの大きい部分に重畳され
る雑音については鈍感であるが、スペクトルの谷間など
パワーの小さい部分には敏感である。
本発明のフィルタは、音声を符号化する際、予め入力音
声と逆のスペクトルを持ち、このフィルタリングを入力
音声に対してかけることにより、フィルタ出力音声をフ
ラットにし、これに対し、符号化（量子化雑音の重畳）
を行った後、合成する。これにより合成された音声の雑
音は、入力音声に応じたスペクトルを持ち、聴感上の信
号対雑音比が向上される。
声と逆のスペクトルを持ち、このフィルタリングを入力
音声に対してかけることにより、フィルタ出力音声をフ
ラットにし、これに対し、符号化（量子化雑音の重畳）
を行った後、合成する。これにより合成された音声の雑
音は、入力音声に応じたスペクトルを持ち、聴感上の信
号対雑音比が向上される。
特に本発明は、入力音声に応じ、母音等のスペクトルが
定常的な部分は、雑音の特性をより強調するフィルタと
し、過渡的な所は弱いフィルタとすることにより、音声
の時間的変化に対応した雑音の重み付けを行うことがで
きる。
定常的な部分は、雑音の特性をより強調するフィルタと
し、過渡的な所は弱いフィルタとすることにより、音声
の時間的変化に対応した雑音の重み付けを行うことがで
きる。
第１図は本発明の第１の実施例による定数可変型聴感的
重み付けフィルタを用いたマルチパルス駆動型音声符号
化装置のブロック図，第２図は本発明の第２の実施例に
よる定数可変型聴感的重み付けフィルタを用いた適応予
測音声符号化装置のブロック図，第３図は従来の聴感的
重み付けフィルタのブロック図である。 １……スペクトル抽出器,2……聴感的重み付けフィル
タ,3……重み付け定数決定器,4……相互相関算出器,5…
…自己相関算出器,6……パルス探索器,7……多重化器,8
……入力端子,9……出力端子,11……予測フィルタ（聴
感的重み付けフィルタの分子）,12……ノイズシェーピ
ングフィルタ（聴感的重み付けフィルタの分母）,14…
…量子化器,15……多重化器,17……出力端子,100及び20
0……定数可変型聴感的重み付けフィルタ。
重み付けフィルタを用いたマルチパルス駆動型音声符号
化装置のブロック図，第２図は本発明の第２の実施例に
よる定数可変型聴感的重み付けフィルタを用いた適応予
測音声符号化装置のブロック図，第３図は従来の聴感的
重み付けフィルタのブロック図である。 １……スペクトル抽出器,2……聴感的重み付けフィル
タ,3……重み付け定数決定器,4……相互相関算出器,5…
…自己相関算出器,6……パルス探索器,7……多重化器,8
……入力端子,9……出力端子,11……予測フィルタ（聴
感的重み付けフィルタの分子）,12……ノイズシェーピ
ングフィルタ（聴感的重み付けフィルタの分母）,14…
…量子化器,15……多重化器,17……出力端子,100及び20
0……定数可変型聴感的重み付けフィルタ。
Claims (1)
- 【請求項１】入力音声信号に聴感的重み付けを行う聴感
的重み付けフィルタにおいて、入力音声のスペクトル情
報を抽出し、予測係数（αi）及びパーコールパラメー
タ（ki）を出力するスペクトル抽出手段（１）と、前記
パーコールパラメータより予測利得を求め、かつ該予測
利得が所定のしきい値より小さい場合、２つの定数のう
ちの小さい方の定数（γ＝0.7）を出力し、前記予測利
得が前記しきい値より大きい場合、前記２つの定数のう
ちの大きい方の定数（γ＝0.9）を出力する定数決定手
段（３）とが、前記聴感的重み付けフィルタに接続さ
れ、該聴感的重み付けフィルタは、前記予測係数と前記
定数決定手段から出力された定数との積（αi×γ）
と、該予測係数（αi）とを、それぞれ、フィルタ重み
付け係数として、前記入力音声信号に聴感的重み付けを
行うことを特徴とする定数可変型聴感的重み付けフィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023449A JPH0727398B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 定数可変型聴感的重み付けフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60023449A JPH0727398B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 定数可変型聴感的重み付けフイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184912A JPS61184912A (ja) | 1986-08-18 |
| JPH0727398B2 true JPH0727398B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=12110810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60023449A Expired - Lifetime JPH0727398B2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 定数可変型聴感的重み付けフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727398B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4813001A (en) * | 1987-05-29 | 1989-03-14 | Schlumberger Systems, Inc. | AC calibration method and device by determining transfer characteristics |
| JP3074680B2 (ja) * | 1988-04-13 | 2000-08-07 | ケイディディ株式会社 | 音声復号器のポスト雑音整形フィルタ |
| JP2976430B2 (ja) * | 1988-12-14 | 1999-11-10 | ソニー株式会社 | デイジタル信号処理方法 |
| MX2009008055A (es) * | 2007-03-02 | 2009-08-18 | Ericsson Telefon Ab L M | Metodo y arreglos en una red de telecomunicaciones. |
| WO2012111512A1 (ja) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、復号方法、符号化装置、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP60023449A patent/JPH0727398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61184912A (ja) | 1986-08-18 |
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