JPH09146598A - 音声符号化における雑音抑圧方法 - Google Patents
音声符号化における雑音抑圧方法Info
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- JPH09146598A JPH09146598A JP7304683A JP30468395A JPH09146598A JP H09146598 A JPH09146598 A JP H09146598A JP 7304683 A JP7304683 A JP 7304683A JP 30468395 A JP30468395 A JP 30468395A JP H09146598 A JPH09146598 A JP H09146598A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＣＥＬＰ方式の音声符号化方式における雑音の
低減。 【解決手段】音声符号化器の前に振幅調整用の乗算器を
儲け、符号化した結果から音声復号器により復号信号系
列を生成し、復号信号系列と振幅調整された信号系列と
の歪みを歪み計算器で計算し、歪みの大きさにより乗算
器のゲインをゲイン調整器により調整することにより、
音声符号化により歪みの大きくなる信号系列を抑圧す
る。
低減。 【解決手段】音声符号化器の前に振幅調整用の乗算器を
儲け、符号化した結果から音声復号器により復号信号系
列を生成し、復号信号系列と振幅調整された信号系列と
の歪みを歪み計算器で計算し、歪みの大きさにより乗算
器のゲインをゲイン調整器により調整することにより、
音声符号化により歪みの大きくなる信号系列を抑圧す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル化され
た音声信号を少ない情報量で符号化するＣＥＬＰ（符号
励起線形予測符号化）と呼ばれる高能率音声符号化方法
に適用されるものであり、ＣＥＬＰにおいて、符号化す
ることにより耳障りな音に変化してしまう雑音を低減す
る方法に関するものである。
た音声信号を少ない情報量で符号化するＣＥＬＰ（符号
励起線形予測符号化）と呼ばれる高能率音声符号化方法
に適用されるものであり、ＣＥＬＰにおいて、符号化す
ることにより耳障りな音に変化してしまう雑音を低減す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＥＬＰ方式は、過去の励起信号をコー
ドとする適応コードブックと、雑音信号をコードとする
雑音コードブックにより励起信号を生成し、その励起信
号を線形予測合成フィルタに通して合成音声を得る音声
符号化方式である。
ドとする適応コードブックと、雑音信号をコードとする
雑音コードブックにより励起信号を生成し、その励起信
号を線形予測合成フィルタに通して合成音声を得る音声
符号化方式である。
【０００３】その合成器の構成を図６に示す。この図に
おいて１０は過去の励起信号を記憶し、その信号をコー
ドとする適応コードブック、１１は複数の雑音信号をコ
ードとする雑音コードブック、１２は線形予測合成フィ
ルタ、１３はそれぞれのコードブック１０、１１のゲイ
ンを調整する乗算器、１４は乗算器１３により２つのゲ
イン調整されたコードブック出力を足しあわせる加算器
である。
おいて１０は過去の励起信号を記憶し、その信号をコー
ドとする適応コードブック、１１は複数の雑音信号をコ
ードとする雑音コードブック、１２は線形予測合成フィ
ルタ、１３はそれぞれのコードブック１０、１１のゲイ
ンを調整する乗算器、１４は乗算器１３により２つのゲ
イン調整されたコードブック出力を足しあわせる加算器
である。
【０００４】この符号化方式では、２０ｍｓから４０ｍ
ｓのフレームと呼ばれる単位で符号化が行われる。符号
化されるパラメータは、線形予測合成フィルタ１２の係
数、適応コードブック１０のインデックス、雑音コード
ブック１１のインデックス、それぞれのコードブック出
力のゲイン等である。
ｓのフレームと呼ばれる単位で符号化が行われる。符号
化されるパラメータは、線形予測合成フィルタ１２の係
数、適応コードブック１０のインデックス、雑音コード
ブック１１のインデックス、それぞれのコードブック出
力のゲイン等である。
【０００５】この符号化方式は、音声信号の生成モデル
に従った符号化方式であり、２つのコードブック１０、
１１により声帯での信号を励起信号として生成する。特
に、母音における特徴的なピッチ周期の波形を適応コー
ドブック１０により生成する。２つのコードブックによ
り生成された励起信号は、声道をモデル化した線形予測
合成フィルタ１２によりスペクトルエンベロープが付加
され音声信号として合成される。
に従った符号化方式であり、２つのコードブック１０、
１１により声帯での信号を励起信号として生成する。特
に、母音における特徴的なピッチ周期の波形を適応コー
ドブック１０により生成する。２つのコードブックによ
り生成された励起信号は、声道をモデル化した線形予測
合成フィルタ１２によりスペクトルエンベロープが付加
され音声信号として合成される。
【０００６】このようにＣＥＬＰ方式の高能率音声符号
化方式は、２０ｍｓから４０ｍｓの音声信号系列を少な
いパラメータで表すことにより、その情報量を削減し、
符号化している。また、現在では中・低ビットレートに
おける代表的な符号化方式として知られており、ディジ
タル方式の自動車電話システムの標準方式もＣＥＬＰ方
式を基本とした方式である。
化方式は、２０ｍｓから４０ｍｓの音声信号系列を少な
いパラメータで表すことにより、その情報量を削減し、
符号化している。また、現在では中・低ビットレートに
おける代表的な符号化方式として知られており、ディジ
タル方式の自動車電話システムの標準方式もＣＥＬＰ方
式を基本とした方式である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＥＬ
Ｐ方式の高能率音声符号化方式は、音声の生成モデルに
あった符号化方式であり、用いるパラメータの量子化テ
ーブルも音声信号に対してチューニングされたものであ
るため、音声以外の信号、例えば車の騒音、街中での騒
音等の信号を符号化すると、符号化による歪みが大きく
なり、その信号が耳障りな信号となってしまい、復号さ
れた信号を聞いている側に違和感を与えてしまう。
Ｐ方式の高能率音声符号化方式は、音声の生成モデルに
あった符号化方式であり、用いるパラメータの量子化テ
ーブルも音声信号に対してチューニングされたものであ
るため、音声以外の信号、例えば車の騒音、街中での騒
音等の信号を符号化すると、符号化による歪みが大きく
なり、その信号が耳障りな信号となってしまい、復号さ
れた信号を聞いている側に違和感を与えてしまう。
【０００８】本発明の目的は、ＣＥＬＰ方式において雑
音を低減する方法を提供することにある。
音を低減する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、ＣＥＬＰ方
式の符号化器において、符号化器の前に入力信号の振幅
を調整する振幅調整器を設け、符号化の途中で用いられ
るローカルデコーダで生成される復号信号系列、もしく
は符号化されたパラメータから復号した復号信号系列
と、入力となる信号系列の歪みを常時観測し、その歪み
があるしきい値以上となったとき、ゲイン調整器により
入力系列の振幅を調整する制御手段を設けるようにし
た。
式の符号化器において、符号化器の前に入力信号の振幅
を調整する振幅調整器を設け、符号化の途中で用いられ
るローカルデコーダで生成される復号信号系列、もしく
は符号化されたパラメータから復号した復号信号系列
と、入力となる信号系列の歪みを常時観測し、その歪み
があるしきい値以上となったとき、ゲイン調整器により
入力系列の振幅を調整する制御手段を設けるようにし
た。
【００１０】このように、符号化により歪みの大きくな
る信号を符号化器の入力段において抑圧することによ
り、復号信号における耳障りな音を抑圧することができ
る。
る信号を符号化器の入力段において抑圧することによ
り、復号信号における耳障りな音を抑圧することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に本発明を用いた雑音抑圧方
式のブロック図を示す。図１において、１は乗算器、２
はＣＥＬＰ方式の音声符号化器、３は音声符号化器２か
らの符号化データを入力として復号音声を生成する音声
復号器、４は音声復号器３により復号された信号系列
と、乗算器１によりゲイン調整された入力信号系列との
歪みを計算する歪み計算器、５は、歪み計算器４により
計算された歪みの値から乗算器１のゲインを調整するた
めのゲイン調整器である。
式のブロック図を示す。図１において、１は乗算器、２
はＣＥＬＰ方式の音声符号化器、３は音声符号化器２か
らの符号化データを入力として復号音声を生成する音声
復号器、４は音声復号器３により復号された信号系列
と、乗算器１によりゲイン調整された入力信号系列との
歪みを計算する歪み計算器、５は、歪み計算器４により
計算された歪みの値から乗算器１のゲインを調整するた
めのゲイン調整器である。
【００１２】本発明の実施形態では、時間軸における波
形の歪みである短区間ＳＮＲを用いる場合を説明する。
ここで用いる短区間ＳＮＲは２つの系列から短区間の系
列を抜き出し、その系列間の２乗誤差を入力信号のパワ
ーで割ったものである。
形の歪みである短区間ＳＮＲを用いる場合を説明する。
ここで用いる短区間ＳＮＲは２つの系列から短区間の系
列を抜き出し、その系列間の２乗誤差を入力信号のパワ
ーで割ったものである。
【００１３】図２は雑音の加わった音声信号の例を示す
波形図であり、図３はそのときの短区間ＳＮＲの変化の
様子を示す波形図である。この場合の音声信号系列のサ
ンプリング周波数は８ＫＨｚであり、１６ビットで量子
化されている。また、音声符号化方式はＣＥＬＰ方式の
改良方式であるＶＳＥＬＰ（ベクトル和励起線形予測符
号化）を用いている。短区間ＳＮＲの計算は５ｍｓ（４
０サンプル）で行われている。
波形図であり、図３はそのときの短区間ＳＮＲの変化の
様子を示す波形図である。この場合の音声信号系列のサ
ンプリング周波数は８ＫＨｚであり、１６ビットで量子
化されている。また、音声符号化方式はＣＥＬＰ方式の
改良方式であるＶＳＥＬＰ（ベクトル和励起線形予測符
号化）を用いている。短区間ＳＮＲの計算は５ｍｓ（４
０サンプル）で行われている。
【００１４】図３及び図４をみてもわかるように、雑音
のみの区間では短区間ＳＮＲは低い値であり、音声のあ
る区間では短区間ＳＮＲの値が高くなっている。これ
は、ＶＳＥＬＰが音声信号系列に対しては少ない歪で符
号化していることがわかる。
のみの区間では短区間ＳＮＲは低い値であり、音声のあ
る区間では短区間ＳＮＲの値が高くなっている。これ
は、ＶＳＥＬＰが音声信号系列に対しては少ない歪で符
号化していることがわかる。
【００１５】次に具体的な動作について説明する。
【００１６】ディジタル化された音声信号は乗算器１に
より振幅を調整される。ここで、振幅調整のためのゲイ
ンの初期値は１とする。次に、振幅を調整された入力信
号系列は音声符号化器２により、ＣＥＬＰ系の音声符号
化アルゴリズムにより符号化される。符号化されたパラ
メータは、伝送または記憶されるとともに、音声復号器
３に入力され、復号される。復号器３により復号された
復号音声系列と、振幅調整された入力音声系列は歪み計
算器４により２つの系列の間の歪みを計算される。ここ
では、先に説明したように、歪みとして短区間のＳＮＲ
を計算する。歪み計算器４にて計算された短区間ＳＮＲ
はゲイン調整器５に入力され、ここで、次のフレームに
おける振幅調整のゲインが決定される。
より振幅を調整される。ここで、振幅調整のためのゲイ
ンの初期値は１とする。次に、振幅を調整された入力信
号系列は音声符号化器２により、ＣＥＬＰ系の音声符号
化アルゴリズムにより符号化される。符号化されたパラ
メータは、伝送または記憶されるとともに、音声復号器
３に入力され、復号される。復号器３により復号された
復号音声系列と、振幅調整された入力音声系列は歪み計
算器４により２つの系列の間の歪みを計算される。ここ
では、先に説明したように、歪みとして短区間のＳＮＲ
を計算する。歪み計算器４にて計算された短区間ＳＮＲ
はゲイン調整器５に入力され、ここで、次のフレームに
おける振幅調整のゲインが決定される。
【００１７】次にゲインの決定方法の一例を示す。
【００１８】図４にゲイン調整器５の一構成例を示す。
この図において６、７は移動平均計算部、８はゲイン決
定部である。歪み計算器４により計算された歪みは、移
動平均計算部６、７にそれぞれ入力される。移動平均計
算部６は雑音のみの入力を検出するために用いられ、１
０〜３０区間の程度の長い区間の歪みの平均を求めるも
のである。移動平均計算部７は音声を検出するために用
いられるものであり、２〜５区間程度の比較的短い区間
の歪みの平均を計算するものである。ゲイン決定部８
は、移動平均計算部６、７からの移動平均の値を読み込
み、その値により次のフレームでの振幅調整のためのゲ
インを決定する。実際の動作としては、移動平均計算部
６からの長い区間での短区間ＳＮＲの移動平均値がある
しきい値以下であれば、音声以外の雑音が入力されたと
判断し、ゲインを下げるようにする。逆に移動平均計算
部７からの短い区間での短区間ＳＮＲの移動平均値があ
るしきい値を上回れば、音声が入力されていると判断し
ゲインを上げるようにする。ここで、振幅調整値の最大
値は、１（入力をそのまま通す）とする。
この図において６、７は移動平均計算部、８はゲイン決
定部である。歪み計算器４により計算された歪みは、移
動平均計算部６、７にそれぞれ入力される。移動平均計
算部６は雑音のみの入力を検出するために用いられ、１
０〜３０区間の程度の長い区間の歪みの平均を求めるも
のである。移動平均計算部７は音声を検出するために用
いられるものであり、２〜５区間程度の比較的短い区間
の歪みの平均を計算するものである。ゲイン決定部８
は、移動平均計算部６、７からの移動平均の値を読み込
み、その値により次のフレームでの振幅調整のためのゲ
インを決定する。実際の動作としては、移動平均計算部
６からの長い区間での短区間ＳＮＲの移動平均値がある
しきい値以下であれば、音声以外の雑音が入力されたと
判断し、ゲインを下げるようにする。逆に移動平均計算
部７からの短い区間での短区間ＳＮＲの移動平均値があ
るしきい値を上回れば、音声が入力されていると判断し
ゲインを上げるようにする。ここで、振幅調整値の最大
値は、１（入力をそのまま通す）とする。
【００１９】ここで決定されたゲインにより次のフレー
ムの入力系列の振幅を乗算器１により、歪みの大きい入
力系列に対しては、振幅を小さくし、歪みの小さな入力
系列に対しては振幅を変えないように処理される。
ムの入力系列の振幅を乗算器１により、歪みの大きい入
力系列に対しては、振幅を小さくし、歪みの小さな入力
系列に対しては振幅を変えないように処理される。
【００２０】これらの処理は音声符号化器２のフレーム
毎に行うが、ゲインの調整は入力信号系列のサンプル毎
に行うこともできる。これは、入力音声の振幅調整をサ
ンプル単位で緩やかに変化させることにより, 聴感上違
和感のないようにすることができる。
毎に行うが、ゲインの調整は入力信号系列のサンプル毎
に行うこともできる。これは、入力音声の振幅調整をサ
ンプル単位で緩やかに変化させることにより, 聴感上違
和感のないようにすることができる。
【００２１】本発明の第２実施例を図５を用いて説明す
る。図５において、１は乗算器、２はＣＥＬＰ方式の音
声符号化器、８は音声符号化器２の符号化の過程で計算
した歪みの値から乗算器１のゲインを調整するためのゲ
イン調整器である。
る。図５において、１は乗算器、２はＣＥＬＰ方式の音
声符号化器、８は音声符号化器２の符号化の過程で計算
した歪みの値から乗算器１のゲインを調整するためのゲ
イン調整器である。
【００２２】ＣＥＬＰ系の音声符号方式における符号化
器２では、入力音声系列と、符号化により合成される復
号音声系列の聴感的に重みづけされた歪みがもっとも小
さくなるように符号化される。このため、第１実施例に
おいて復号器を用いないで、音声符号化器２内の符号化
の過程において評価された歪みを用いてゲイン調整を行
うことができる。
器２では、入力音声系列と、符号化により合成される復
号音声系列の聴感的に重みづけされた歪みがもっとも小
さくなるように符号化される。このため、第１実施例に
おいて復号器を用いないで、音声符号化器２内の符号化
の過程において評価された歪みを用いてゲイン調整を行
うことができる。
【００２３】第２実施例においてゲイン調整器８の動作
は第１実施例と同じである。
は第１実施例と同じである。
【００２４】ここでは、歪みとして短区間ＳＮＲの値を
用いた場合を説明したが、当然のことながら、スペクト
ル距離、ケプストラム距離といった周波数軸での歪みを
用いてゲインを調整することもできる。
用いた場合を説明したが、当然のことながら、スペクト
ル距離、ケプストラム距離といった周波数軸での歪みを
用いてゲインを調整することもできる。
【００２５】
【発明の効果】このように、本発明では、ＣＥＬＰ方式
の高能率音声符号化方式において、雑音のような符号化
による歪みが大きく、耳障りな音に変わってしまうよう
な入力に対して、音声符号化器の入力段において、振幅
を調整することにより、復号音声における耳障りな雑音
を低減することができる。
の高能率音声符号化方式において、雑音のような符号化
による歪みが大きく、耳障りな音に変わってしまうよう
な入力に対して、音声符号化器の入力段において、振幅
を調整することにより、復号音声における耳障りな雑音
を低減することができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図。
【図２】雑音の加わった音声波形の波形図。
【図３】短区間ＳＮＲの変化の様子を示す波形図。
【図４】本発明に用いるゲイン調整器のブロック図。
【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図６】ＣＥＬＰ方式における音声合成器のブロック
図。
図。
１ 乗算器 ２ 音声符号化器 ３ 音声復号器 ４ 歪み計算器 ５ ゲイン調整器 ６ 移動平均計算部 ７ 移動平均計算部 ８ ゲイン決定部 １０ 適応コードブック １１ 雑音コードブック １２ 線形予測合成フィルタ １３ 乗算器 １４ 加算器
Claims (1)
- 【請求項１】ＣＥＬＰ方式の符号化器において、符号化
器の前に入力信号の振幅を調整する振幅調整器を設け、
符号化の途中で用いられるローカルデコーダで生成され
る復号信号系列、もしくは符号化されたパラメータから
復号した復号信号系列と、入力となる信号系列の歪みを
常時観測し、その歪みがあるしきい値以上となったと
き、ゲイン調整器により入力系列の振幅を調整する制御
手段を設けるようにしたことを特徴とする音声符号化に
おける雑音抑圧方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304683A JPH09146598A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 音声符号化における雑音抑圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7304683A JPH09146598A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 音声符号化における雑音抑圧方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09146598A true JPH09146598A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17935972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7304683A Pending JPH09146598A (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 音声符号化における雑音抑圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09146598A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106023998A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 北京奇虎科技有限公司 | 摄像头音频输入装置、去噪方法和摄像头 |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP7304683A patent/JPH09146598A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106023998A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 北京奇虎科技有限公司 | 摄像头音频输入装置、去噪方法和摄像头 |
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