JPH0863193A - スペクトル包絡抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 包絡線が斜めとなってスペクトルピークの位
置がずれることなく、演算量を大幅に削減したスペクト
ル包絡抽出装置を提供すること。 【構成】 入力スペクトルＳのケプストラム分析を行
い、分析結果より入力スペクトルのスペクトル包絡ＳＥ
を生成するケプストラム分析器１１と、生成されたスペ
クトル包絡ＳＥを入力スペクトルＳとの差の結果により
加工して階段状スペクトル包絡ＤＳＥを生成する階段状
スペクトル包絡生成器１２と、入力スペクトルＳと階段
状スペクトル包絡ＤＳＥとの差を算出する加算器１３
と、加算器の出力結果の最小値を０でクリッピングする
最小値補正器１４とからなるペクトル包絡抽出装置単位
ユニット１５を組込み、ペクトル包絡抽出装置単位ユニ
ットから出力するスペクトル包絡を階段状にしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声信号のスペクトル
包絡抽出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル移動通信の需要の増加
により音声符号化の低ビットレート化が必要とされてお
り、数々の音声符号化装置が開発されている。その中
で、線スペクトルの和によって音声合成を行うＭＢＥ(M
ulti-Band Excitation)符号化装置は4.15kbpsのビット
レートで高音声品質を実現しており（ＩＭＢＥボコー
ダ：Improved Multi-Band Excitation）、さらに低ビッ
トレートでも高音声品質を実現できるものとして期待さ
れている。なかでも、スペクトル包絡を用いて線スペク
トルの振幅値の高能率符号化を行う手法は、ＭＢＥ音声
符号化装置の低ビットレート化において、有望視されて
いる。この手法において、効率良いスペクトル包絡の算
出法の出現が望まれている。

【０００３】以下、図９及び図１０を参照して、従来の
スペクトル包絡算出法の一つである改良ケプストラム法
を用いたスペクトル包絡抽出装置について説明する。図
９は従来の改良ケプストラム法によるスペクトル包絡抽
出装置単位ユニット（以下、単に、単位ユニット、とも
いう）４のブロック図である。図９において、１は入力
スペクトルＳのケプストラム分析を行い、その結果得ら
れたスペクトル包絡ＳＥを出力するケプストラム分析
器、２は入力スペクトルとスペクトル包絡ＳＥとの差を
計算してそれを出力する加算器である。

【０００４】３は加算器２の出力データを０でクリッピ
ングし（０以下のデータを０に置き換え）てスペクトル
包絡残差ＥＲを出力する最小値補正器である。すなわ
ち、この従来の単位ユニットは、スペクトル包絡を計算
する対象となるスペクトルＳを入力して、ケプストラム
分析によって得られた包絡ＳＥとスペクトル包絡残差Ｅ
Ｒとを出力する。この単位ユニットの出力ＥＲはさらに
次段の単位ユニットに入力される。

【０００５】図１０は複数の単位ユニット４を用いた改
良ケプストラム法によるスペクトル包絡抽出装置を示
す。図１０において、４は直列に接続されたｎ個の単位
ユニット、５はケプストラム分析器、６はｎ個の単位ユ
ニット４からのスペクトル包絡ＳＥ１−ＳＥｎと最後の
ケプストラム分析器５の出力であるスペクトル包絡ＳＥ
ｎ＋１とを加算して、スペクトル包絡ＳＳＥを出力する
加算器である。

【０００６】すなわち、この従来のスペクトル包絡抽出
装置はスペクトルＳＳを入力して、直列に接続されたｎ
個の単位ユニット４を通し、最後の単位ユニット４から
出力されたスペクトル包絡残差ＥＲｎを最終段のケプス
トラム分析器５に入力し、各単位ユニット４はそれぞれ
スペクトル包絡ＳＥ１、・・・、ＳＥｎを出力し、ケプ
ストラム分析器５はスペクトル包絡残差ＥＲｎの包絡Ｓ
Ｅｎ＋１を出力する。各単位ユニット４の包絡出力ＳＥ
１、・・・、ＳＥｎ及びケプストラム分析器５の出力Ｓ
Ｅｎ＋１は加算器６で加算され、入力音声スペクトルＳ
Ｓのスペクトル包絡ＳＳＥを得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のスペクトル包絡抽出装置においては、ケプ
ストラム分析によって得られた包絡をそのまま減算して
いたので、図３の（イ）に示すように、包絡線が急な角
度で斜めになっている場合などにおいては、図３の
（ロ）に示すように、減算後の入力音声スペクトルのピ
ークの位置がずれてしまうという欠点を有するものであ
った。また、ケプストラム分析を再帰的に行うため、演
算量が多くなってしまうという欠点をも有していた。

【０００８】本発明は、上記２つの問題に鑑みてなされ
たもので、ケプストラム分析によって得られた従来の包
絡線を階段状に波形整形することによって、包絡線が斜
めになることを防止することにより、減算後の入力音声
スペクトルのピークの位置がずれることがないスペクト
ル包絡抽出装置を提供することを目的とする。

【０００９】更に、従来ＦＦＴ処理が含まれているケプ
ストラム分析によって途中過程で算出していたスペクト
ル包絡を、ピッチ周波数に基づく点数での移動平均によ
り求めるようにして、途中過程においてＦＦＴ処理をを
行なわず、演算量を削減したスペクトル包絡抽出装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるスペクトル
包絡抽出装置は、上記の目的を達成するため、スペクト
ル包絡計算器単位ユニット内において、ケプストラム分
析器で算出されたスペクトル包絡が入力スペクトルのピ
ークの前後で一定値となるようにスペクトル包絡を階段
状に波形整形する階段状スペクトル包絡生成器を、スペ
クトル包絡残差を計算する加算器の前に接続することを
特徴とするものである。

【００１１】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、スペクトル包絡抽出
装置単位ユニット内において、包絡線抽出のためＦＦＴ
処理が必要なケプストラム分析器に代え、ピッチ周波数
に基づく点数で移動平均を計算する移動平均計算器を配
置したことを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、入力スペクトルのケ
プストラム分析を行い、分析結果より入力スペクトルの
スペクトル包絡を生成するケプストラム分析器と、生成
されたスペクトル包絡を、入力スペクトルとの差の結果
により加工して階段状スペクトル包絡を生成する階段状
スペクトル包絡生成器と、入力スペクトルと階段状スペ
クトル包絡との差を算出する加算器と、加算器の出力結
果の最小値を０でクリッピングする最小値補正器とから
なり、出力するスペクトル包絡を階段状にしたことを特
徴とするものである。

【００１３】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、入力スペクトルのピ
ッチ周波数に基づく点数で入力スペクトルの移動平均を
計算してスペクトル包絡を出力する移動平均計算器と、
移動平均計算器から出力した移動平均スペクトル包絡と
入力スペクトルとの差を算出する加算器と、加算器の出
力結果の最小値を０でクリッピングする最小値補正器と
からなり、出力するスペクトル包絡を移動平均により計
算することを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、階段状スペクトル包
絡生成器により形成される階段状スペクトル包絡は方形
であることを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、ケプストラム分析器
において生成されたスペクトル包絡を、入力スペクトル
との差の結果により加工して階段状スペクトル包絡を生
成する階段状スペクトル包絡生成器を備えた直列に接続
された複数個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット
と、直列に接続された最終のスペクトル包絡抽出装置単
位ユニットからのスペクトル包絡残差出力をケプストラ
ム分析するケプストラム分析器と、複数個のスペクトル
包絡抽出装置単位ユニットからのスペクトル包絡出力と
ケプストラム分析器のスペクトル包絡出力との総和を計
算する加算器とからなり、階段状スペクトル包絡生成器
を有するスペクトル包絡抽出装置単位ユニットを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、ケプストラム分析器
に代え、入力スペクトルのピッチ周波数に基づく点数で
入力スペクトルの移動平均を計算してスペクトル包絡を
出力する移動平均計算器を備えた直列に接続された複数
個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットと、直列に接
続された最終のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットか
らのスペクトル包絡残差出力をケプストラム分析するケ
プストラム分析器と、複数個のスペクトル包絡抽出装置
単位ユニットからのスペクトル包絡出力とケプストラム
分析器のスペクトル包絡出力との総和を計算する加算器
とからなり、ケプストラム分析器に代わる移動平均計算
器を有するスペクトル包絡抽出装置単位ユニットを備え
たことを特徴とするものである。

【００１７】また、本発明によるスペクトル包絡抽出装
置は、上記の目的を達成するため、ケプストラム分析器
に代え、入力スペクトルのピッチ周波数に基づく点数で
入力スペクトルの移動平均を計算してスペクトル包絡を
出力する移動平均計算器と、移動平均計算器において生
成されたスペクトル包絡を、入力スペクトルとの差の結
果により加工して階段状スペクトル包絡を生成する階段
状スペクトル包絡生成器とを備えた直列に接続された複
数個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットと、直列に
接続された最終のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット
からのスペクトル包絡残差出力をケプストラム分析する
ケプストラム分析器と、複数個のスペクトル包絡抽出装
置単位ユニットからのスペクトル包絡出力とケプストラ
ム分析器のスペクトル包絡出力との総和を計算する加算
器とからなり、ケプストラム分析器に代わる移動平均計
算器と階段状スペクトル包絡生成器とを有するスペクト
ル包絡抽出装置単位ユニットを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１８】

【作用】本発明によるペクトル包絡抽出装置は、上記の
ように構成して、階段状スペクトル包絡生成器を備える
ようにしたことにより、ケプストラム分析器によって算
出されたスペクトル包絡が急な角度を持つ場合において
も、スペクトル包絡抽出装置単位ユニット内の加算器に
より計算されるスペクトル包絡残差のスペクトルピーク
が入力スペクトルのスペクトルピークからずれることな
く、入力スペクトルのピークを正確に通る良質なスペク
トル包絡を抽出することができる。

【００１９】また、本発明によるペクトル包絡抽出装置
は、上記のように構成して、ケプストラム分析器の代わ
りに処理速度が速い移動平均計算器を備えるようにした
ことにより、ＦＦＴ処理を不要とし、一つの単位ユニッ
トでの演算量を４割〜７割に減らすことができる。

【００２０】

【実施例】実施例１ 以下、図１及び図２に基づき、本発明の第１の実施例に
よるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット及びスペクト
ル包絡抽出装置について詳細に説明する。図１は本発明
の第１の実施例によりスペクトルピークを正確に通るス
ペクトル包絡線を抽出するスペクトル包絡抽出装置単位
ユニット１５のブロック図、図２は図１に示すスペクト
ル包絡抽出装置単位ユニットを用いて構成されたスペク
トル包絡抽出装置のブロック図である。

【００２１】図１において、１１は入力スペクトルのケ
プストラム分析を行うケプストラム分析器、１２はケプ
ストラム分析によって得られたスペクトル包絡を階段状
に波形整形する階段状スペクトル包絡生成器、１３は入
力スペクトルから階段状スペクトル包絡を減じるための
加算器、１４は入力スペクトルから階段状スペクトル包
絡を減算したスペクトル包絡残差の最小値を０でクリッ
ピングする最小値補正器である。

【００２２】次に、図１を参照して、上記のように構成
されたスペクトル包絡抽出装置単位ユニット１５につい
て、その動作を説明する。図１において、ケプストラム
分析器１１は入力スペクトルＳのケプストラム分析を行
いスペクトル包絡ＳＥを出力する。階段状スペクトル包
絡生成器１２はスペクトル包絡ＳＥと入力スペクトルＳ
を用いて図４に示すような階段状スペクトル包絡ＤＳＥ
を生成する。加算器１３は入力スペクトルＳから階段状
スペクトル包絡ＤＳＥを減算する。最小値補正器１４は
加算器１３の出力の０以下の値を０に置き換えてスペク
トル包絡残差ＥＲを出力する。このスペクトル包絡抽出
装置単位ユニットは入力スペクトルＳを入力として、階
段状スペクトル包絡ＤＳＥとスペクトル包絡残差ＥＲを
出力する。

【００２３】次に、図２を参照して、本発明の第１の実
施例によるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット１５を
用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置について説明
する。図２において、１５はスペクトル包絡残差信号Ｅ
Ｒ１〜ＥＲｎを介して直列にｎ段接続された図１に示す
スペクトル包絡抽出装置単位ユニット、１６はｎ段目の
スペクトル包絡抽出装置単位ユニット１５の出力である
スペクトル包絡残差ＥＲｎを受けてそのケプストラム分
析を行い、スペクトル包絡ＳＥを出力するケプストラム
分析器である。１７は各スペクトル包絡抽出装置単位ユ
ニット１５から出力された階段状スペクトル包絡ＤＳＥ
１〜ＤＳＥｎと最終段のケプストラム分析器１６で出力
されたスペクトル包絡ＳＥとの総和をとり、最終的なス
ペクトル包絡ＳＳＥを得る加算器である。

【００２４】次に、図２を参照して、上記のように構成
されたスペクトル包絡抽出装置についてその動作を説明
する。図２において、スペクトル包絡抽出装置単位ユニ
ット１５はまずその初段のスペクトル包絡抽出装置単位
ユニット１５で入力音声のスペクトルＳＳを入力して、
そのスペクトル包絡残差ＥＲ１と階段状スペクトル包絡
ＤＳＥ１を出力する。スペクトル包絡残差ＥＲ１は２段
目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット１５へ入力さ
れ、２段目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット１５
は初段のスペクトル包絡残差ＥＲ１のスペクトル包絡残
差ＥＲ２と階段状スペクトル包絡ＤＳＥ２とを出力す
る。

【００２５】このように、各段のスペクトル包絡抽出装
置単位ユニット１５の出力であるスペクトル包絡残差Ｅ
Ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．，ｎ）は次段のユニット
の入力となる。ケプストラム分析器１６は最後のスペク
トル包絡残差ＥＲｎのケプストラム分析を行いそのスペ
クトル包絡ＳＥを出力する。加算器１７は各段のスペク
トル包絡抽出装置単位ユニット１５の出力である階段状
スペクトル包絡ＤＳＥｉ（ｉ＝１，２，３，．．．，
ｎ）と最終段のケプストラム分析器１６の出力であるス
ペクトル包絡ＳＥとの総和をとり、入力音声のスペクト
ルＳＳの最終的なスペクトル包絡ＳＳＥを出力する。

【００２６】このように、階段状スペクトル包絡生成器
１２をケプストラム分析器１１の出力に配置することに
よって、入力スペクトルＳのピークがずれるのを防止可
能なスペクトル包絡抽出装置を提供することができる。

【００２７】次に、図４の（イ）を参照して、本発明の
第１の実施例による階段状スペクトル包絡生成器１２に
よる階段状スペクトル包絡生成手順の一例を説明する。 入力したスペクトルＳとスペクトル包絡ＳＥの差（Ｓ
−ＳＥ）が負から正に変化する点 （３１、３２および
３３）を求める。 スペクトルＳの値が、で求めた点におけるスペクト
ル包絡ＳＥの値と同じ値をとる点のうち、最も近い右隣
の点（４１、４２および４３）を求める。 及びで求められた点を順番に直線で結んだものを
階段状スペクトル包絡ＤＳＥとする。この例では、直線
が斜めになる部分が生じることになるが、斜めの直線で
ある必要はなく、図４の（ロ）の５０に示すように、斜
めの直線の両端のうち小さい方の端を大きい方に合わせ
て方形としても良い。

【００２８】実施例２ 以下、図５及び図６に基づき、本発明の第２の実施例に
よるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット及びスペクト
ル包絡抽出装置について詳細に説明する。まず、図５を
参照して、本発明の第２の実施例によるスペクトル包絡
抽出装置単位ユニット２４について説明する。図５は本
実施例によりケプストラム分析器を用いずに、それに代
わり、移動平均計算器を使用したスペクトル包絡抽出装
置単位ユニットのブロック図である。

【００２９】図５において、２１は入力した入力スペク
トルＳのピッチ周波数Ｐに基づいた点数で入力スペクト
ルＳの移動平均を算出する移動平均計算器、２２は入力
スペクトルＳから入力スペクトルの移動平均ＳＥmaを減
算するための加算器、２３は入力スペクトルＳから移動
平均入力スペクトルＳＥmaを減じた結果の最小値を０で
クリッピングする最小値補正器、２４はスペクトル包絡
抽出装置単位ユニットである。

【００３０】上記のように構成されたスペクトル包絡抽
出装置単位ユニット２４の動作について説明する。図５
において、移動平均計算器２１は入力スペクトルＳの移
動平均の計算を入力スペクトルＳのピッチ周波数Ｐに基
づく点数で行い移動平均スペクトルＳＥmaを出力する。
加算器２２は入力スペクトルＳから移動平均スペクトル
ＳＥmaを減算する。最小値補正器２３は加算器２２の出
力の０以下の値を０に置き換えてスペクトル包絡残差Ｅ
Ｒを出力する。このスペクトル包絡抽出装置単位ユニッ
ト２４は入力スペクトルＳを入力として、移動平均スペ
クトルＳＥmaとスペクトル包絡残差ＥＲを出力する。

【００３１】次に、図６を参照して、本発明の第２の実
施例によるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット２４を
用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置について説明
する。図６において、２４は順次スペクトル包絡残差信
号ＥＲ１〜ＥＲｎを介して、直列にｎ段接続された、図
５に示すスペクトル包絡抽出装置単位ユニットである。

【００３２】２５はｎ段目のスペクトル包絡抽出装置単
位ユニット２４の出力であるスペクトル包絡残差ＥＲｎ
のケプストラム分析を行いそのスペクトル包絡ＳＥを出
力するケプストラム分析器である。２６は各スペクトル
包絡抽出装置単位ユニット２４から出力された移動平均
スペクトルＳＥma１〜ＳＥmaｎと最終段のケプストラム
分析器２５で出力されたスペクトル包絡ＳＥとの総和を
とり、最終的なスペクトル包絡ＳＳＥを得る加算器であ
る。

【００３３】次に、図６を参照して、上記のように構成
されたスペクトル包絡抽出装置について、その動作を説
明する。図６において、スペクトル包絡抽出装置単位ユ
ニット２４はまずその初段のスペクトル包絡抽出装置単
位ユニット２４に入力音声のスペクトルＳＳを入力し、
別に入力したピッチ周波数情報Ｐに基づき計算して、そ
のスペクトル包絡残差ＥＲ１と移動平均スペクトル包絡
ＳＥma１とを出力する。スペクトル包絡残差ＥＲ１は２
段目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット２４へ入力
され、２段目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット２
４は初段のスペクトル包絡残差ＥＲ１のスペクトル包絡
残差ＥＲ２と移動平均スペクトル包絡ＳＥma２とを出力
する。

【００３４】このように、各段のスペクトル包絡抽出装
置単位ユニット２４の出力であるスペクトル包絡残差Ｅ
Ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．，ｎ）は次段のスペクト
ル包絡抽出装置単位ユニット２４の入力となる。ケプス
トラム分析器２５は最後のスペクトル包絡残差ＥＲｎの
ケプストラム分析を行いそのスペクトル包絡ＳＥを出力
する。加算器２６は各段のスペクトル包絡抽出装置単位
ユニットの出力である移動平均スペクトルＳＥmaｉ（ｉ
＝１，２，３，．．．，ｎ）及び最終段のケプストラム
分析器２５の出力であるスペクトル包絡ＳＥの総和をと
り、入力音声のスペクトルＳＳの最終的なスペクトル包
絡ＳＳＥを出力する。

【００３５】このようにスペクトル包絡抽出過程におい
て、ピッチ周波数情報Ｐと移動平均計算器を用いること
によって、演算量を４割から７割に削減することが可能
となるスペクトル包絡抽出装置を提供することができ
る。

【００３６】実施例３ 以下、図７及び図８に基づき、本発明の第３の実施例に
よるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット及びスペクト
ル包絡抽出装置について詳細に説明する。まず、図７を
参照して、本発明の第３の実施例によるスペクトル包絡
抽出装置単位ユニット５４について説明する。図７は本
実施例によりケプストラム分析器に代わる移動平均計算
器と階段状スペクトル包絡生成器とを使用したスペクト
ル包絡抽出装置単位ユニット５４のブロック図である。

【００３７】本実施例は、ケプストラム分析器を用いず
に、移動平均計算器を用いてスペクトルピークを正確に
通るスペクトル包絡を抽出するスペクトル包絡抽出装置
単位ユニットの一実施例を示すものである。図７におい
て、６１は入力した入力スペクトルＳのピッチ周波数Ｐ
に基づいた点数で入力スペクトルＳの移動平均を算出す
る移動平均計算器、６２は移動平均計算器６１によって
得られたスペクトル包絡を階段状に波形整形する階段状
スペクトル包絡生成器、６３は入力スペクトルＳから入
力スペクトルの移動平均ＤＳＥmaを減算するための加算
器、６４は入力スペクトルＳから移動平均入力スペクト
ルＤＳＥmaを減じた結果の最小値を０でクリッピングす
る最小値補正器である。

【００３８】次に、図７を参照して、上記のように構成
されたスペクトル包絡抽出装置単位ユニット５４につい
て、その動作を説明する。図７において、移動平均計算
器６１は入力スペクトルＳの移動平均の計算を入力スペ
クトルＳのピッチ周波数Ｐに基づく点数で行い移動平均
スペクトルＳＥmaを出力する。階段状スペクトル包絡生
成器６２はスペクトル包絡ＳＥmaと入力スペクトルＳを
用いて図４の様に階段状スペクトル包絡ＤＳＥmaを生成
する。

【００３９】加算器６２は入力スペクトルＳから階段状
スペクトル包絡ＤＳＥmaを減算する。最小値補正器６４
は加算器６３の出力の０以下の値を０に置き換えてスペ
クトル包絡残差ＥＲを出力する。このスペクトル包絡抽
出装置単位ユニット５４は入力スペクトルＳを入力とし
て、階段状スペクトル包絡ＤＳＥmaとスペクトル包絡残
差ＥＲとを出力する。

【００４０】次に、図８を参照して、本発明の第３の実
施例によるスペクトル包絡抽出装置単位ユニット５４を
用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置について説明
する。図８において、５４は順次スペクトル包絡残差信
号ＥＲ１〜ＥＲｎを介して、直列にｎ段接続された、図
７に示すスペクトル包絡抽出装置単位ユニットである。

【００４１】６５はｎ段目のスペクトル包絡抽出装置単
位ユニット５４の出力であるスペクトル包絡残差ＥＲｎ
を受けてそのケプストラム分析を行い、スペクトル包絡
ＳＥを出力するケプストラム分析器である。６６は各ス
ペクトル包絡抽出装置単位ユニット５４から出力された
階段状スペクトル包絡ＤＳＥma１〜ＤＳＥmaｎと最終段
のケプストラム分析器６５で出力されたスペクトル包絡
ＳＥとの総和をとり、最終的なスペクトル包絡ＳＳＥを
得る加算器である。

【００４２】次に、図８を参照して、上記のように構成
されたスペクトル包絡抽出装置について、その動作を説
明する。図８において、スペクトル包絡抽出装置単位ユ
ニット５４はまずその初段のスペクトル包絡抽出装置単
位ユニット５４に入力音声のスペクトルＳＳを入力し、
別に入力したピッチ周波数情報Ｐに基づき計算して、そ
のスペクトル包絡残差ＥＲ１と階段状スペクトル包絡Ｄ
ＳＥma１とを出力する。スペクトル包絡残差ＥＲ１は２
段目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット５４へ入力
され、２段目のスペクトル包絡抽出装置単位ユニット５
４は初段のスペクトル包絡残差ＥＲ１のスペクトル包絡
残差ＥＲ２と階段状スペクトル包絡ＤＳＥma２とを出力
する。

【００４３】このように、各段のスペクトル包絡抽出装
置単位ユニット５４の出力であるスペクトル包絡残差Ｅ
Ｒｉ（ｉ＝１，２，３，．．．，ｎ）は次段のスペクト
ル包絡抽出装置単位ユニット５４の入力となる。ケプス
トラム分析器６５は最後のスペクトル包絡残差ＥＲｎの
ケプストラム分析を行いそのスペクトル包絡ＳＥを出力
する。加算器６６は各段のスペクトル包絡抽出装置単位
ユニットの出力である階段状スペクトル包絡ＤＳＥmaｉ
（ｉ＝１，２，３，．．．，ｎ）及び最終段のケプスト
ラム分析器２５の出力であるスペクトル包絡ＳＥの総和
をとり、入力音声のスペクトルＳＳの最終的なスペクト
ル包絡ＳＳＥを出力する。

【００４４】このように、スペクトル包絡抽出過程にお
いて、ピッチ周波数情報Ｐ用いた移動平均計算器６１を
使用することによって、演算量を４割から７割に削減す
ることが可能であり、更に、階段状スペクトル包絡生成
器６２を移動平均計算器６１の出力に配置することによ
って、入力スペクトルＳＳのピークがずれるのを防止可
能なスペクトル包絡抽出装置を提供することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によるスペクトル包絡抽出装置
は、以上説明したように構成して、ケプストラム分析器
の出力に階段状スペクトル包絡生成器を組み込むように
したことによって、スペクトル包絡がスペクトルピーク
からずれるのを防止して、音声信号のスペクトルピーク
を正確に通る良質なスペクトル包絡を抽出することを可
能とする。

【００４６】本発明によるスペクトル包絡抽出装置は、
以上説明したように構成して、ケプストラム分析器の代
わりにピッチ周波数情報を用いた移動平均計算器を組み
込むようにしたことにより、ＦＦＴ処理を不要として、
演算量を大幅に削減することを可能とする。

【００４７】本発明によるスペクトル包絡抽出装置は、
以上説明したように構成して、ピッチ周波数情報を用い
た移動平均計算器と、階段状スペクトル包絡生成器とを
組み込むことによって、音声信号のスペクトルピークを
正確に通る包絡線を従来より非常に少ない演算量で抽出
することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例により階段状スペクトル
包絡生成器を使用したスペクトル包絡抽出装置単位ユニ
ットのブロック図

【図２】図１に示すスペクトル包絡抽出装置単位ユニッ
トを用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置のブロッ
ク図

【図３】従来のスペクトル包絡抽出におけるスペクトル
ピークのずれの模式図

【図４】本発明の階段状スペクトル包絡生成器による階
段状スペクトル包絡生成の手順を示すスペクトル包絡の
模式図

【図５】本発明の第２の実施例により移動平均計算器を
使用したスペクトル包絡抽出装置単位ユニットのブロッ
ク図

【図６】図５に示すスペクトル包絡抽出装置単位ユニッ
トを用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置のブロッ
ク図

【図７】本発明の第３の実施例により移動平均計算器及
び階段状スペクトル包絡生成器を使用したスペクトル包
絡抽出装置単位ユニットのブロック図

【図８】図７に示すスペクトル包絡抽出装置単位ユニッ
トを用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置のブロッ
ク図

【図９】従来のスペクトル包絡週出装置単位ユニットの
ブロック図

【図１０】図９に示す従来のスペクトル包絡週出装置単
位ユニットを用いて構成されたスペクトル包絡抽出装置
のブロック図

【符号の説明】

１ ケプストラム分析器 ２ 加算器 ３ 最小値補正器 ４ 単位ユニット ５ ケプストラム分析器 ６ 加算器 １１ ケプストラム分析器 １２ 階段状スペクトル包絡生成器 １３ 加算器 １４ 最小値補正器 １５ スペクトル包絡抽出装置単位ユニット １６ ケプストラム分析器 １７ 加算器 ２１ 移動平均計算器 ２２ 加算器 ２３ 最小値補正器 ２４ スペクトル包絡抽出装置単位ユニット ２５ ケプストラム分析器 ２６ 加算器 ３１ Ｓ−ＳＥが正に転換する点 ３２ Ｓ−ＳＥが正に転換する点 ３３ Ｓ−ＳＥが正に転換する点 ４１ 最も近い右隣りの点 ４２ 最も近い右隣りの点 ４３ 最も近い右隣りの点 ５０ 方形にしたスペクトル包絡ＤＳＥ ５４ スペクトル包絡抽出装置単位ユニット ６１ 移動平均計算器 ６２ 階段状スペクトル包絡生成器 ６３ 加算器 ６４ 最小値補正器 ６５ ケプストラム分析器 ６６ 加算器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力スペクトルのケプストラム分析を行
   い、分析結果より入力スペクトルのスペクトル包絡を生
   成するケプストラム分析器と、 前記生成されたスペクトル包絡を、前記入力スペクトル
   との差の結果により加工して階段状スペクトル包絡を生
   成する階段状スペクトル包絡生成器と、 前記入力スペクトルと前記階段状スペクトル包絡との差
   を算出する加算器と、 前記加算器の出力結果の最小値を０でクリッピングする
   最小値補正器とからなり、 出力するスペクトル包絡を階段状にしたことを特徴とす
   るスペクトル包絡抽出装置単位ユニット。
2. 【請求項２】入力スペクトルのピッチ周波数に基づく点
   数で入力スペクトルの移動平均を計算してスペクトル包
   絡を出力する移動平均計算器と、 前記移動平均計算器から出力した移動平均スペクトル包
   絡と入力スペクトルとの差を算出する加算器と、 前記加算器の出力結果の最小値を０でクリッピングする
   最小値補正器とからなり、 出力するスペクトル包絡を移動平均により計算すること
   を特徴とするスペクトル包絡抽出装置単位ユニット。
3. 【請求項３】前記生成されたスペクトル包絡を、前記入
   力スペクトルとの差の結果により加工して階段状スペク
   トル包絡を生成する階段状スペクトル包絡生成器を備え
   たことを特徴とする請求項２記載のスペクトル包絡抽出
   装置単位ユニット。
4. 【請求項４】前記階段状スペクトル包絡生成器により形
   成される階段状スペクトル包絡は方形であることを特徴
   とする請求項１、又は３記載のスペクトル包絡抽出装置
   単位ユニット。
5. 【請求項５】直列に接続した複数個の請求項１記載のス
   ペクトル包絡抽出装置単位ユニットと、 前記直列に接続された最終のスペクトル包絡抽出装置単
   位ユニットからのスペクトル包絡残差出力をケプストラ
   ム分析するケプストラム分析器と、 前記複数個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットから
   のスペクトル包絡出力と前記ケプストラム分析器のスペ
   クトル包絡出力との総和を計算する加算器とからなり、 階段状スペクトル包絡生成器を有するスペクトル包絡抽
   出装置単位ユニットを備えたことを特徴とするスペクト
   ル包絡抽出装置。
6. 【請求項６】直列に接続した複数個の請求項２記載のス
   ペクトル包絡抽出装置単位ユニットと、 前記直列に接続された最終のスペクトル包絡抽出装置単
   位ユニットからのスペクトル包絡残差出力をケプストラ
   ム分析するケプストラム分析器と、 前記複数個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットから
   のスペクトル包絡出力と前記ケプストラム分析器のスペ
   クトル包絡出力との総和を計算する加算器とからなり、 ケプストラム分析器に代わる移動平均計算器を有するス
   ペクトル包絡抽出装置単位ユニットを備えたことを特徴
   とするスペクトル包絡抽出装置。
7. 【請求項７】直列に接続した複数個の請求項３記載のス
   ペクトル包絡抽出装置単位ユニットと、 前記直列に接続された最終のスペクトル包絡抽出装置単
   位ユニットからのスペクトル包絡残差出力をケプストラ
   ム分析するケプストラム分析器と、 前記複数個のスペクトル包絡抽出装置単位ユニットから
   のスペクトル包絡出力と前記ケプストラム分析器のスペ
   クトル包絡出力との総和を計算する加算器とからなり、 ケプストラム分析器に代わる移動平均計算器と階段状ス
   ペクトル包絡生成器とを有するスペクトル包絡抽出装置
   単位ユニットを備えたことを特徴とするスペクトル包絡
   抽出装置。