JPH09160597A - Analog post filter for voice decoder - Google Patents

Analog post filter for voice decoder

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Publication number
JPH09160597A
JPH09160597A JP7320400A JP32040095A JPH09160597A JP H09160597 A JPH09160597 A JP H09160597A JP 7320400 A JP7320400 A JP 7320400A JP 32040095 A JP32040095 A JP 32040095A JP H09160597 A JPH09160597 A JP H09160597A
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JP
Japan
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filter
output
signal
analog
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7320400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Watanabe
治 渡辺
Kenzo Urabe
健三 占部
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the amount of operations to reduce the power consumed by providing a post filter using an analog circuit. SOLUTION: Decoded aural signals of a decoder CPU 11 are converted into analog form by a D/A converter 12. The decoded aural signals converted into analog form are delayed by an analog delay circuit 13 for output to a plurality of taps as delayed signals. These plural outputs are weighted and synthesized by a weighting synthesizing circuit 14 by means of an auditory weighting factor for an LPO analytical filter, the factor being set by a decoder CPU 11. This weighted synthesized signal is added to the analog decoded aural signal by an adder 15, and from this total output, a post-filter output is subtracted by a subtractor 16, this subtracted output is delayed by a delay circuit 17, delayed signals are output to the plurality of taps, and weighting synthesis is carried out by a weighting synthesizing circuit 18 by means of an auditory weighting factor for an LPC synthesizing filter. This synthesized output serves as a post- filter output signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、音声符復号器に使
用されるポストフィルタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a post filter used in a speech codec.

【0002】[0002]

【従来の技術】音声符復号器に用いられるポストフィル
タは、出力音声信号のフォルマント情報を強調し、明瞭
性を向上させる働きを持つ。一般的にポストフィルタ
は、線形予測係数(以下LPC係数)に重み付けを行っ
た係数を用いたLPC分析フィルタであるFIRフィル
タとLPC合成フィルタであるIIRフィルタの直列接
続で実現する。具体的にポストフィルタを用いて音声の
フォルマントを強調させる手段は、以下の処理によって
実現される。
2. Description of the Related Art A post filter used in a voice codec has a function of enhancing formant information of an output voice signal and improving clarity. In general, a post filter is realized by serially connecting an FIR filter, which is an LPC analysis filter, and a IIR filter, which is an LPC synthesis filter, using coefficients obtained by weighting linear prediction coefficients (hereinafter, LPC coefficients). The means for specifically emphasizing the voice formant using the post filter is realized by the following processing.

【0003】図10に従来のポストフィルタの構成を挙
げる。音声復号器CPU1は、符号化された音声信号が
入力されると復号化部2においてフレーム毎(例えば2
0ms)に復号化処理を行い復号音声(タ)を出力する
と共に、符号化された音声信号情報の一部として受け取
ったLPC係数から以下の処理で、ポストフィルタに用
いるLPC分析フィルタ用、LPC合成フィルタ用の聴
感重み係数(カ)(ヨ)を算出する。
FIG. 10 shows the configuration of a conventional post filter. When the encoded audio signal is input, the audio decoder CPU1 causes the decoding unit 2 to perform frame-by-frame (for example, 2
(0 ms) to perform a decoding process to output a decoded voice (ta), and for the LPC analysis filter used for the post filter and LPC synthesis by the following process from the LPC coefficient received as a part of the encoded voice signal information. The perceptual weighting coefficient (f) (yes) for the filter is calculated.

【0004】この場合の音声符復号化方式が、LPC係
数を伝送しない方式であった場合は、LPC係数を求め
る公知の技術であるレビンソン−ダービン法を用いて前
記復号音声(タ)より導出することが可能である。
If the speech coding / decoding method in this case is a method in which the LPC coefficient is not transmitted, the LPC coefficient is derived from the decoded speech (ta) by using the known Levinson-Durbin method. It is possible.

【0005】LPC係数とポストフィルタ用聴感重み係
数の関係は、LPC係数n次の時、次の数1,数2で示
される。
The relationship between the LPC coefficient and the perceptual weighting coefficient for the post filter is expressed by the following equations 1 and 2 when the LPC coefficient is nth order.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】[0007]

【数2】 (Equation 2)

【0008】上記式によって導かれたポストフィルタに
用いるLPC分析フィルタ用、合成フィルタ用の聴感重
み係数(カ)(ヨ)は、それぞれポストフィルタを構成
するLPC分析フィルタ3、LPC合成フィルタ4に入
力される。
The perceptual weighting coefficients (f) and (f) for the LPC analysis filter and the synthesis filter used for the post filter derived by the above equation are input to the LPC analysis filter 3 and the LPC synthesis filter 4, which form the post filter, respectively. To be done.

【0009】復号音声(タ)は、LPC分析フィルタ3
に入力され、分析処理によりLPC残差信号(レ)とな
り出力される。
The decoded voice (ta) is sent to the LPC analysis filter 3
To the LPC residual signal (L) by the analysis processing and output.

【0010】LPC分析フィルタ3の伝達関数H(Z)
は、次の数3で表される。
Transfer function H (Z) of LPC analysis filter 3
Is expressed by the following equation 3.

【0011】[0011]

【数3】 (Equation 3)

【0012】ここで、LPC分析フィルタ3の内部ブロ
ックを図11に示す。図より明らかな通り、LPC分析
フィルタ3は、入力が復号音声(タ)で、係数がWbi
(i=1〜10)(カ)のFIRフィルタである。
The internal block of the LPC analysis filter 3 is shown in FIG. As is clear from the figure, the LPC analysis filter 3 has the input as decoded speech (ta) and the coefficient as Wbi.
It is an FIR filter of (i = 1-10) (f).

【0013】前記LPC残差信号(レ)は、LPC合成
フィルタ4に入力され、合成処理によりポストフィルタ
出力(ソ)となって出力される。
The LPC residual signal (L) is input to the LPC synthesizing filter 4 and is output as a post filter output (SO) by the synthesizing process.

【0014】このLPC合成フィルタ4の伝達関数H
(Z)は、次の数4で表される。
The transfer function H of this LPC synthesis filter 4
(Z) is expressed by the following equation 4.

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】ここで、LPC合成フィルタ4の内部ブロ
ックを図12に示す。図より明らかな通り、LPC合成
フィルタ4は、入力がLPC残差信号(レ)で、係数が
Wgi(i=1〜10)(ヨ)のIIRフィルタであ
る。
Here, the internal block of the LPC synthesis filter 4 is shown in FIG. As is apparent from the figure, the LPC synthesis filter 4 is an IIR filter whose input is the LPC residual signal (re) and whose coefficient is Wgi (i = 1 to 10) (yes).

【0017】前述した通り、ポストフィルタは、線形予
測係数(以下LPC係数)に重み付けを行った係数を用
いたLPC分析フィルタであるFIRフィルタとLPC
合成フィルタであるIIRフィルタの直列接続である。
よってポストフィルタ処理の伝達関数H(Z)は、数5
の通りとなる。
As described above, the post filter is a FIR filter and an LPC which are LPC analysis filters using coefficients obtained by weighting linear prediction coefficients (hereinafter referred to as LPC coefficients).
It is a series connection of IIR filters that are synthesis filters.
Therefore, the transfer function H (Z) of the post-filter processing is
It becomes as follows.

【0018】[0018]

【数5】 (Equation 5)

【0019】ここまでの処理で、ポストフィルタ出力
(ソ)が得られたが、この出力(ソ)は、伝送信号が電
話帯域信号であれば、例えば、サンプリング周波数8k
HzのD/A変換器5によってディジタルアナログ変換
がなされ最終的な合成音出力(ツ)となる。
By the processing up to this point, a post-filter output (SO) is obtained. If the transmission signal is a telephone band signal, this output (SO) is, for example, a sampling frequency of 8k.
Digital / analog conversion is performed by the Hz D / A converter 5, and a final synthesized sound output (T) is obtained.

【0020】以上説明した処理をフレーム毎に繰り返せ
ば、連続的に聴感的品質を向上させた合成音が得られる
ことになる。
By repeating the above-described processing for each frame, it is possible to continuously obtain a synthesized sound with improved perceptual quality.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成では、この一連のポストフィルタのフィルタリング処
理は、フィルタ係数が、フレーム毎に変化するために、
アナログ回路での実現は困難であり、すべてCPU内の
ソフトウェアによる演算処理によって実現してきた。
However, in the conventional configuration, in the filtering process of this series of post filters, the filter coefficient changes for each frame,
It is difficult to realize with an analog circuit, and all have been realized by arithmetic processing by software in the CPU.

【0022】例えば、ポストフィルタの演算量は、ここ
までの例に挙げたとおりLPC係数10次を用いて、1
フレーム20ms、サンプリング周波数8kHzのシス
テムを考えると、1秒間に処理しなければならない演算
数は、おおよそ次の通りに計算できる。
For example, the post-filter calculation amount is 1 using the LPC coefficient of the tenth order as described in the above examples.
Considering a system with a frame of 20 ms and a sampling frequency of 8 kHz, the number of operations to be processed in 1 second can be calculated as follows.

【0023】 積算 : 160000回 加減算 : 176000回 上記演算量だけでもそれぞれ1秒間に160000回以
上必要なことに加え実際に処理を行うには、データのリ
ード・ライトが必要となり、CPUにかなりの負荷を与
え、消費電力が増大するという問題がある。
Accumulation: 160000 times Addition / subtraction: 176000 times In addition to the above calculation amount of 160,000 times or more per second, in addition to actual processing, data read / write is required, and a considerable load on the CPU. Therefore, there is a problem that power consumption increases.

【0024】更に、演算能力の比較的低い安価なCPU
では、ポストフィルタを組み込むことは、困難である場
合もあり、またポストフィルタの組み込みが可能な場合
でもポストフィルタ演算の為に他の処理が制限を受ける
場合も少なくない。
Further, an inexpensive CPU having a relatively low computing capacity
Then, it may be difficult to incorporate the post filter, and even if the post filter can be incorporated, there are many cases where other processing is restricted due to the post filter calculation.

【0025】本発明の目的は、このポストフィルタをア
ナログ回路によって実現することで、演算量を削減し、
消費電力の少ない音声復号器のハードウェア化を容易に
することにある。
An object of the present invention is to realize the post filter by an analog circuit to reduce the amount of calculation,
It is to facilitate hardware implementation of a voice decoder that consumes less power.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】前記の目的は、符号化さ
れた音声信号を入力とし、復号音声信号を出力すると共
に、LPC分析フィルタ用及びLPC合成フィルタ用聴
感重み係数を算出する復号器CPUと、該CPUより出
力される復号音声信号をディジタルアナログ変換するD
/A変換器と、該D/A変換器によってアナログ変換さ
れた復号音声信号を入力とし、その信号を遅延させ複数
のタップ出力として出力する遅延回路と、該遅延回路の
それぞれのタップ出力を前記CPUによりセットされた
それぞれのLPC分析フィルタ用聴感重み付け係数によ
って重み付け合成して出力する重み付け合成回路と、前
記D/A変換器でアナログ変換された復号音声信号と前
記重み付け合成回路の出力を加算する加算器とによって
構成されるアナログFIRフィルタと、下記減算器出力
を入力とし、その信号を遅延させ複数のタップ出力とし
て出力する遅延回路と、該遅延回路のそれぞれのタップ
出力を前記CPUによりセットされたそれぞれのLPC
合成フィルタ用聴感重み付け係数によって重み付け合成
してポストフィルタ出力信号を出力する重み付け合成回
路と、前記FIRフィルタ出力信号より前記ポストフィ
ルタ出力信号を減算する減算器とによって構成されるア
ナログIIRフィルタとを備えて成ることによって達成
される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-described object is to provide a decoder CPU which receives an encoded voice signal as an input, outputs a decoded voice signal and calculates perceptual weighting coefficients for an LPC analysis filter and an LPC synthesis filter. And D for digital-analog converting the decoded audio signal output from the CPU
/ A converter, a delay circuit that receives the decoded voice signal analog-converted by the D / A converter as an input, delays the signal, and outputs a plurality of tap outputs, and the tap outputs of the delay circuits. A weighting synthesis circuit for performing weighted synthesis using the perceptual weighting coefficients for LPC analysis filters set by the CPU and outputting the result, a decoded speech signal analog-converted by the D / A converter, and the output of the weighting synthesis circuit are added. An analog FIR filter composed of an adder, a delay circuit that receives the output of the following subtractor, delays the signal, and outputs a plurality of tap outputs, and each tap output of the delay circuit is set by the CPU. Each LPC
An analog IIR filter configured by a weighting synthesis circuit that performs weighted synthesis using a perceptual weighting coefficient for a synthesis filter to output a post filter output signal, and a subtractor that subtracts the post filter output signal from the FIR filter output signal It is achieved by

【0027】前記の手段によると、復号音声信号はアナ
ログ変換され、このアナログ復号音声信号がアナログ遅
延回路によって遅延され複数のタップに遅延信号が出力
される。この複数の出力は重み付け合成回路によってL
PC分析フィルタ用聴感重み係数によって重み付けさ
れ、かつ、重み付けされた信号は全て合成される。この
重み付け合成された信号は加算器によって前記アナログ
変換された復号音声信号に加算され、LPC分析フィル
タの出力が得られる。
According to the above means, the decoded voice signal is converted into an analog signal, the analog decoded voice signal is delayed by the analog delay circuit, and the delay signal is output to the plurality of taps. The plurality of outputs are L by a weighting synthesis circuit.
The signals weighted by the perceptual weighting coefficient for the PC analysis filter and the weighted signals are all combined. The weighted and synthesized signal is added to the analog-converted decoded speech signal by an adder, and the output of the LPC analysis filter is obtained.

【0028】次に前記加算器の出力は減算器によってポ
ストフィルタ出力と減算され、減算出力を遅延回路に入
力して、遅延回路の遅延により複数のタップにそれぞれ
遅延信号が出力される。この複数の出力は重み付け合成
回路によってLPC合成フィルタ用聴感重み係数によっ
て重み付けされ、かつ、重み付けされた信号は全て合成
される。この重み付け合成回路の出力はポストフィルタ
出力信号となる。
Next, the output of the adder is subtracted from the post filter output by the subtractor, the subtracted output is input to the delay circuit, and the delay signal is output to each of the plurality of taps by the delay of the delay circuit. The plurality of outputs are weighted by the perceptual weighting coefficient for the LPC synthesis filter by the weighting synthesis circuit, and all the weighted signals are synthesized. The output of this weighting synthesis circuit becomes the post-filter output signal.

【0029】1フレーム分のポストフィルタ処理が完了
すると、次の継続するフレームの処理がフレーム毎に算
出されたLPC分析フィルタ用及びLPC合成フィルタ
用の聴感重み係数を各重み付け合成回路にセットして実
行される。
When the post-filter process for one frame is completed, the perceptual weighting coefficients for the LPC analysis filter and the LPC synthesis filter calculated for each frame for the next continuous frame are set in each weighting synthesis circuit. To be executed.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】図1は本発明のポストフィルタの
一実施形態の構成を示す。符号化信号(イ)が復号器C
PU11に入力され復号音声(ロ)及び聴感重み係数
(ホ)(ヌ)を導出するまでは、公知の方式で実現でき
る。フレーム毎に算出された聴感重み係数は、LPC分
析フィルタ用(ホ)、LPC合成フィルタ用(ヌ)共に
重み付け合成回路14、18に入力される。それぞれの
フィルタ係数(ホ)(ヌ)が重み付け合成回路14、1
8にセットされた後、復号音声(ロ)は、サンプリング
周波数8kHzのD/A変換器12を介して遅延回路1
3に入力される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the post filter of the present invention. The encoded signal (a) is the decoder C
It can be realized by a known method until it is input to the PU 11 and the decoded speech (b) and the perceptual weighting coefficient (e) (nu) are derived. The perceptual weighting coefficient calculated for each frame is input to the weighting synthesis circuits 14 and 18 for both the LPC analysis filter (e) and the LPC synthesis filter (n). The respective filter coefficients (e) and (e) are weighted synthesis circuits 14 and 1.
After being set to 8, the decoded voice (b) is delayed by the delay circuit 1 through the D / A converter 12 having a sampling frequency of 8 kHz.
3 is input.

【0031】ここで、アナログの遅延回路13について
簡単に説明する。この遅延回路13は、アナログシフト
レジスタによって実現されている。図2はアナログシフ
トレジスタの構成例であり、バッファ101,105
と、サンプルホールド回路102〜104とで構成され
ており、TP1〜TPnはシフトした信号の出力端子であ
る。入力信号Vinは、バッファ101を経由して1段目
のサンプルホールド回路102に入力される。1段目の
サンプルホールド回路102ではクロックCKの立ち上
がりに同期して入力信号をサンプル保持しTP1に出力
する。2段目のサンプルホールド回路103も同様に前
段のサンプルホールド回路102の出力をサンプルし
て、そのまま次段に1クロック遅らせてTP2に出力し
ている。3段目以降も同様に1段について1クロックず
つ信号をシフトさせn段のアナログシフトレジスタとし
て動作し、TP3〜TPnに出力する。
Here, the analog delay circuit 13 will be briefly described. The delay circuit 13 is realized by an analog shift register. FIG. 2 shows an example of the configuration of the analog shift register, which includes buffers 101 and 105.
And sample and hold circuits 102 to 104, and TP 1 to TP n are output terminals for shifted signals. The input signal V in is input to the sample-hold circuit 102 of the first stage via the buffer 101. The sample-hold circuit 102 of the first stage holds the input signal as a sample in synchronization with the rising edge of the clock CK and outputs it to TP 1 . Similarly, the second-stage sample-hold circuit 103 samples the output of the previous-stage sample-hold circuit 102 and delays it by 1 clock to the next stage and outputs it to TP 2 . 3 and subsequent stages likewise for one stage operates as an analog shift register having n stages by shifting the signal by one clock, and outputs the TP 3 to TP n.

【0032】図3はサンプルホールド回路の構成例を、
図4,図5はバッファの構成例を示している。図3はバ
ッファ201,204,207とCKがLの時にONに
なりHの時にOFFになるスイッチ202と、CKがH
の時にONになりLの時にOFFになるスイッチ205
と、コンデンサ203,206とで構成される。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the sample hold circuit.
4 and 5 show examples of buffer configurations. FIG. 3 shows buffers 201, 204, 207 and a switch 202 that is turned on when CK is L and turned off when H and CK is H.
Switch 205 that turns on when L and turns off when L
And capacitors 203 and 206.

【0033】図3のサンプルホールド回路の動作を図6
を用いて説明する。入力信号Sinはバッファ201を経
由し、クロックCKがLでスイッチ202がONの時は
コンデンサ203に信号が伝達され、クロックCKがH
でスイッチ202がOFFになるとコンデンサ203に
入力された信号は保持される。このときの入力信号Sin
に対するコンデンサ203の動作をバッファ204を経
由した出力をA点としている。同様にクロックCKがH
でスイッチ205がONの時はコンデンサ206に信号
が伝達され、クロックCKがLでスイッチ205がOF
Fになるとコンデンサ206に入力された信号は保持さ
れ、バッファ207を経由して出力信号Soutとなる。
The operation of the sample hold circuit of FIG. 3 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The input signal S in passes through the buffer 201, the signal is transmitted to the capacitor 203 when the clock CK is L and the switch 202 is ON, and the clock CK is H.
When the switch 202 is turned off, the signal input to the capacitor 203 is held. Input signal S in at this time
The output of the capacitor 203 via the buffer 204 is set to point A. Similarly, clock CK is H
When the switch 205 is ON, the signal is transmitted to the capacitor 206, the clock CK is L, and the switch 205 is OF.
When it becomes F, the signal input to the capacitor 206 is held and becomes the output signal S out via the buffer 207.

【0034】図4,図5はバッファの構成例で、図4は
オペアンプ301を用いたボルテージホロワ回路、図5
はインピーダンス素子401,402とオペアンプ40
3で構成した反転バッファである。
FIGS. 4 and 5 show an example of the structure of the buffer. FIG. 4 shows a voltage follower circuit using an operational amplifier 301.
Are impedance elements 401 and 402 and the operational amplifier 40
3 is an inversion buffer composed of 3.

【0035】これらバッファ,サンプルホールド回路
は、ともに公知の技術として知られている。アナログシ
フト回路は、これら公知の技術を組み合わせる事により
容易に構成が可能である。
Both of these buffers and sample hold circuits are known in the art. The analog shift circuit can be easily configured by combining these known techniques.

【0036】この遅延回路13は、前述したD/A変換
器12同様、8kHzの動作クロック(ck)を与えれ
ば、D/A変換器12にCPU11よりデータが送出さ
れる動作に同期してシフト動作を行うことが容易に理解
できる。
Like the D / A converter 12, the delay circuit 13 shifts in synchronization with the operation of sending data from the CPU 11 to the D / A converter 12 if an operation clock (ck) of 8 kHz is applied. It is easy to understand that the operation is performed.

【0037】遅延回路13によって遅延させられ複数の
タップ出力として出力された信号(ニ)は、あらかじめ
セットされているLPC分析フィルタ用聴感重み係数
(ホ)によって重み付け合成回路14で重み付け合成さ
れて出力される。
The signal (d) delayed by the delay circuit 13 and output as a plurality of tap outputs is weighted and synthesized by the weighting and synthesis circuit 14 by the preset perceptual weighting coefficient (e) for the LPC analysis filter and output. To be done.

【0038】ここで、重み付け合成回路14について簡
単に説明する。重み付け合成回路14は図7に示すよう
に、重み付け合成回路501,502,…510と合成
回路511より成り、前述したようにあらかじめセット
された重み付け係数(ホ)によって遅延回路13のそれ
ぞれのタップ出力(ニ)が重み付け回路501,50
2,…510によって重み付けされ、それぞれ重み付け
された信号(ヲ)は、合成回路511によってすべて加
算され重み付け合成回路14の出力(ヘ)となる。
Here, the weighting synthesis circuit 14 will be briefly described. As shown in FIG. 7, the weighting synthesis circuit 14 includes weighting synthesis circuits 501, 502, ... 510 and a synthesis circuit 511, and outputs the tap output of each delay circuit 13 by the preset weighting coefficient (e) as described above. (D) is a weighting circuit 501, 50
2, ..., 510, and the weighted signals (wo) are all added by the synthesis circuit 511 and become the output (f) of the weighted synthesis circuit 14.

【0039】この出力(ヘ)は、加算器15によって遅
延回路を通さないD/A変換器出力(ハ)に加算され
る。
This output (f) is added by the adder 15 to the D / A converter output (c) that does not pass through the delay circuit.

【0040】ここで、重み付け合成回路14における重
み付け合成回路501,502,…510の構成例を図
8に示す。(ニ)は重み付けされる入力であり、図7の
それに対応する。Zi(i=1,…,n)は入力側のイ
ンピーダンスであり、数6に示すようにコンデンサで構
成される。
Here, FIG. 8 shows a configuration example of the weighting synthesis circuits 501, 502, ... 510 in the weighting synthesis circuit 14. (D) is a weighted input and corresponds to that in FIG. Zi (i = 1, ..., N) is an impedance on the input side, and is composed of a capacitor as shown in Equation 6.

【0041】[0041]

【数6】 (Equation 6)

【0042】ここで、nはディジタルの重み付け制御信
号である聴感重み係数(ホ)のCPU内での精度に対応
し、例えばn=16とする。各コンデンサCi(ii=
1,…,n)の容量は聴感重み係数のMSBに近いほど
大きな値をもっている。重み付け係数(ホ)に対応して
各ビットの値によりスイッチSwi(i=1〜n)をO
N/OFFする。これにより、Zi(i=1,…,n)
またはCi(i=1,…,n)の総和の値を制御する。
図中のAMP601はアンプを示し、この出力(ヲ)に
対する帰還インピーダンスZfはコンデンサで構成され
数7で表現される。
Here, n corresponds to the accuracy of the perceptual weighting coefficient (e), which is a digital weighting control signal, in the CPU, and n = 16, for example. Each capacitor Ci (ii =
The capacity of 1, ..., N) has a larger value as it approaches the MSB of the perceptual weighting coefficient. The switch Swi (i = 1 to n) is turned on according to the value of each bit corresponding to the weighting coefficient (e).
N / OFF. By this, Zi (i = 1, ..., N)
Alternatively, the value of the sum of Ci (i = 1, ..., N) is controlled.
An AMP 601 in the figure indicates an amplifier, and a feedback impedance Zf for this output (wo) is composed of a capacitor and is expressed by Equation 7.

【0043】[0043]

【数7】 (Equation 7)

【0044】この重み付け回路の利得Gは、数8とな
る。
The gain G of this weighting circuit is given by Eq.

【0045】[0045]

【数8】 (Equation 8)

【0046】重み付けされた出力(ヲ)は、図7のそれ
に対応する。
The weighted output (wo) corresponds to that in FIG.

【0047】ここで、重み付け合成回路14における合
成回路511の構成例を図9に示す。(ヲ)は合成され
る入力であり、図7のそれに対応する。Zgは入力及び
帰還インピーダンスであり、数9に示すようにコンデン
サで構成される。
Here, FIG. 9 shows a configuration example of the combining circuit 511 in the weighting combining circuit 14. (O) is an input to be combined and corresponds to that in FIG. 7. Zg is an input and feedback impedance, and is composed of a capacitor as shown in equation 9.

【0048】[0048]

【数9】 (Equation 9)

【0049】各コンデンサCgの容量は合成回路内です
べての同一の値である。図中のAMP701はアンプを
示し、この合成回路511の利得Gは、数10となる。
The capacities of the capacitors Cg are all the same value in the combining circuit. The AMP 701 in the figure indicates an amplifier, and the gain G of this combining circuit 511 is given by the expression 10.

【0050】[0050]

【数10】 (Equation 10)

【0051】よってそれぞれの入力(ヲ)は、加算され
−1のゲインが乗算され合成回路511の出力(ヘ)と
なる。この出力(ヘ)は、図7のそれに対応する。
Therefore, the respective inputs (wo) are added and multiplied by the gain of -1, and become the output (f) of the synthesizing circuit 511. This output (f) corresponds to that of FIG. 7.

【0052】重み付け回路でも符号が反転しているの
で、合成回路の符号反転で総合的に符号反転は生じな
い。
Since the sign of the weighting circuit is also inverted, the sign inversion of the synthesizing circuit does not cause any sign inversion.

【0053】ここまで説明した遅延回路13、重み付け
合成回路14、加算器15によってポストフィルタの一
部のLPC分析フィルタであるFIRフィルタを構成し
ている。
The delay circuit 13, the weighting / synthesizing circuit 14, and the adder 15 described above constitute an FIR filter which is an LPC analysis filter which is a part of the post filter.

【0054】加算器15の出力(ト)は、減算器16で
重み付け合成回路18の出力(ル)を減算され、減算出
力(チ)を遅延回路17に入力する。遅延回路17によ
って遅延させられ複数のタップ出力として出力された信
号(リ)は、あらかじめセットされているLPC合成フ
ィルタ用聴感重み係数(ヌ)によって重み付け合成回路
18で合成されて出力される。重み付け合成回路出力
(ル)は、前記減算器入力となると共にポストフィルタ
出力信号となる。
The output (g) of the adder 15 is subtracted from the output (g) of the weighting synthesis circuit 18 by the subtractor 16, and the subtracted output (h) is input to the delay circuit 17. The signals (i) delayed by the delay circuit 17 and output as a plurality of tap outputs are combined and output by the weighting combining circuit 18 by the preset perceptual weighting coefficient (L) for the LPC combining filter. The weighted synthesis circuit output (R) serves as the subtractor input and the post-filter output signal.

【0055】ここで、減算器16、遅延回路17、重み
付け合成回路18によってポストフィルタの一部のLP
C合成フィルタであるIIRフィルタを構成している。
このの遅延回路17及び重み付け合成回路18の詳細構
成は、前記図2,図3,図4,図5,及び図7,図8,
図9と同様である。
Here, the subtractor 16, the delay circuit 17, and the weighting / synthesizing circuit 18 form a part of the post filter LP.
It constitutes an IIR filter which is a C synthesis filter.
The detailed configurations of the delay circuit 17 and the weighting / combining circuit 18 are shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG.
It is the same as FIG.

【0056】ここまでの説明で、1フレーム分の復号音
声(ロ)をCPU11がD/A変換器12に送出し終え
て1フレーム分のポストフィルタ処理が完了する。継続
するフレームの処理は、また新たにCPU11より重み
付け合成回路14,18に、フレーム毎に算出されたL
PC分析フィルタ用、合成フィルタ用の聴感重み係数
(ホ)(ヌ)をセットすることによって始まることとな
る。
In the above description, the CPU 11 finishes sending the decoded sound (b) for one frame to the D / A converter 12, and the post-filter process for one frame is completed. For the processing of the frames to be continued, the CPU 11 newly causes the weighting synthesis circuits 14 and 18 to calculate the L calculated for each frame.
It starts by setting the perceptual weighting factors (e) and (e) for the PC analysis filter and the synthesis filter.

【0057】また、遅延回路と重み付け合成回路によっ
て構成される回路13,14,及び17,18は、アナ
ログニューロ回路と呼ばれ、既に1チップICとして実
用化されているものである。
The circuits 13, 14 and 17, 18 composed of the delay circuit and the weighting / synthesizing circuit are called analog neuro circuits and have already been put to practical use as a one-chip IC.

【0058】これによりCPUがポストフィルタに必要
な処理量は、重み付け合成回路14,18にフレーム毎
に算出されたLPC分析フィルタ用、LPC合成フィル
タ用の聴感重み係数(ホ)(ヌ)をセットする事のみと
なり、ポストフィルタのLPC分析FIRフィルタ及び
LPC合成IIRフィルタの演算処理(従来の積算、加
減算のみでも336000回/秒)を全く必要としなく
なる。
As a result, the amount of processing required by the CPU for the post filter is set in the weighting synthesis circuits 14 and 18 for the perceptual weighting coefficients (e) and (e) for the LPC analysis filter and the LPC synthesis filter calculated for each frame. The calculation process of the LPC analysis FIR filter of the post filter and the LPC synthesis IIR filter (336000 times / sec even with conventional integration and addition / subtraction) is not required at all.

【0059】以上のように、従来技術では、困難であっ
たポストフィルタをアナログ回路を用いて可能とし、C
PUの演算負荷を大幅に低減する事が出来る。
As described above, the post filter, which has been difficult in the prior art, can be realized by using the analog circuit, and C
The calculation load on the PU can be greatly reduced.

【0060】また、ポストフィルタ用ICとして、前記
の遅延回路、重み付け合成回路、減算器、加算器、遅延
回路、重み付け合成回路を1チップにパッケージングす
る事は、現在の技術で実現可能であることはいうまでも
なく、汎用的なポストフィルタICとして有効である。
As a post filter IC, packaging of the delay circuit, the weighting synthesis circuit, the subtractor, the adder, the delay circuit, and the weighting synthesis circuit into one chip can be realized by the present technology. Needless to say, it is effective as a general-purpose post filter IC.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、音声復号器ポストフィルタに必要な処理を外部ア
ナログ回路での実現を可能とすることによりCPUの演
算負荷を大幅に低減し消費電力を削減することができ
る。また、CPUに新たな制御処理などを可能にした
り、比較的演算能力の少ない安価なCPUを用いても復
号音声の明瞭性を向上させるためのポストフィルタを容
易に構成できる効果がある。
As described in detail above, according to the present invention, the processing required for the speech decoder post filter can be realized by an external analog circuit, thereby significantly reducing the calculation load of the CPU. Power consumption can be reduced. Further, there is an effect that a new control process can be performed on the CPU, and a post filter for improving the clarity of the decoded voice can be easily configured even if an inexpensive CPU having a relatively small calculation ability is used.

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

【図1】本発明の一実施形態の音声復号器用アナログポ
ストフィルタ構成図。
FIG. 1 is a block diagram of an analog post filter for a speech decoder according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の遅延回路に用いられるアナログシフトレ
ジスタ構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of an analog shift register used in the delay circuit of FIG.

【図3】図2のサンプルホールド回路構成図。FIG. 3 is a block diagram of the sample hold circuit of FIG.

【図4】図2のバッファ構成図。FIG. 4 is a buffer configuration diagram of FIG. 2.

【図5】図2のバッファ構成図。5 is a buffer configuration diagram of FIG. 2;

【図6】図3のサンプルホールド回路の動作説明図。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the sample hold circuit of FIG. 3;

【図7】図1の重み付け合成回路構成図。FIG. 7 is a block diagram of the weighting synthesis circuit of FIG.

【図8】図7の重み付け合成回路構成図。8 is a configuration diagram of the weighting synthesis circuit of FIG. 7.

【図9】図7の合成回路の構成図。9 is a configuration diagram of the synthesis circuit of FIG. 7.

【図10】従来のポストフィルタ構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional post filter.

【図11】図10のLPC分析フィルタ構成図。11 is a configuration diagram of the LPC analysis filter of FIG.

【図12】図10のLPC合成フィルタ構成図。12 is a configuration diagram of the LPC synthesis filter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…復号器CPU、12…D/A変換器、13…遅延
回路、14…重み付け合成回路、15…加算器、16…
減算器、17…遅延回路、18…重み付け合成回路。
11 ... Decoder CPU, 12 ... D / A converter, 13 ... Delay circuit, 14 ... Weighting synthesis circuit, 15 ... Adder, 16 ...
Subtractor, 17 ... Delay circuit, 18 ... Weighting synthesis circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 17/02 615 9274−5J H03H 17/02 615B H03M 1/66 H03M 1/66 C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H03H 17/02 615 9274-5J H03H 17/02 615B H03M 1/66 H03M 1/66 C

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 符号化された音声信号を入力とし、復号
音声信号を出力すると共に、LPC分析フィルタ用及び
LPC合成フィルタ用聴感重み係数を算出する復号器C
PUと、 該CPUより出力される復号音声信号をディジタルアナ
ログ変換するD/A変換器と、 該D/A変換器によってアナログ変換された復号音声信
号を入力とし、その信号を遅延させ複数のタップ出力と
して出力する遅延回路と、 該遅延回路のそれぞれのタップ出力を前記CPUにより
セットされたそれぞれのLPC分析フィルタ用聴感重み
付け係数によって重み付け合成して出力する重み付け合
成回路と、 前記D/A変換器でアナログ変換された復号音声信号と
前記重み付け合成回路の出力を加算する加算器とによっ
て構成されるアナログFIRフィルタと、 下記減算器出力を入力とし、その信号を遅延させ複数の
タップ出力として出力する遅延回路と、 該遅延回路のそれぞれのタップ出力を前記CPUにより
セットされたそれぞれのLPC合成フィルタ用聴感重み
付け係数によって重み付け合成してポストフィルタ出力
信号を出力する重み付け合成回路と、 前記FIRフィルタ出力信号より前記ポストフィルタ出
力信号を減算する減算器とによって構成されるアナログ
IIRフィルタと、を備えて成ることを特徴とする音声
復号器用アナログポストフィルタ。
1. A decoder C which receives an encoded voice signal as an input, outputs a decoded voice signal, and calculates perceptual weighting coefficients for an LPC analysis filter and an LPC synthesis filter.
A PU, a D / A converter for digital-analog converting the decoded audio signal output from the CPU, and a decoded audio signal analog-converted by the D / A converter as inputs, and delays the signal to form a plurality of taps. A delay circuit for outputting as an output, a weighting / synthesizing circuit for weighting / combining the tap outputs of the delay circuit with the respective perceptual weighting coefficients for LPC analysis filters set by the CPU, and outputting the D / A converter. The analog FIR filter constituted by the decoded speech signal analog-converted by the above and the adder for adding the output of the weighting synthesis circuit, and the following subtractor output are input, and the signal is delayed and output as a plurality of tap outputs. A delay circuit and each tap output of the delay circuit set by the CPU. And an analog IIR filter configured by a weighting synthesis circuit that performs weighted synthesis using the perceptual weighting coefficient for LPC synthesis filter and outputs a post-filter output signal, and a subtractor that subtracts the post-filter output signal from the FIR filter output signal. An analog post filter for a speech decoder, comprising:
【請求項2】 アナログ変換された復号音声信号を入力
とし、その信号を遅延させ複数のタップ出力として出力
する遅延回路と、 該遅延回路のそれぞれのタップ出力をそれぞれのLPC
分析フィルタ用聴感重み付け係数によって重み付け合成
して出力する重み付け合成回路と、 前記アナログ変換された復号音声信号と前記重み付け合
成回路の出力を加算する加算器とによって構成されるア
ナログFIRフィルタと、 下記減算器出力を入力とし、その信号を遅延させ複数の
タップ出力として出力する遅延回路と、 該遅延回路のそれぞれのタップ出力をそれぞれのLPC
合成フィルタ用聴感重み付け係数によって重み付け合成
してポストフィルタ出力信号を出力する重み付け合成回
路と、 前記FIRフィルタ出力信号より前記ポストフィルタ出
力信号を減算する減算器とによって構成されるアナログ
IIRフィルタとを1チップのICにパッケージングし
て成ることを特徴とする音声復号器用アナログポストフ
ィルタ。
2. A delay circuit which receives an analog-converted decoded speech signal as an input, delays the signal, and outputs the delayed signal as a plurality of tap outputs, and each tap output of the delay circuit is provided in each LPC.
An analog FIR filter configured by a weighting synthesis circuit that performs weighted synthesis using the perceptual weighting coefficient for the analysis filter and outputs, and an adder that adds the analog-converted decoded speech signal and the output of the weighting synthesis circuit, and the following subtraction Circuit which receives the output of the delay circuit as an input, delays the signal and outputs as a plurality of tap outputs, and each tap output of the delay circuit
An analog IIR filter configured by a weighting synthesis circuit that performs weighted synthesis using a perceptual weighting coefficient for a synthesis filter to output a post filter output signal, and a subtractor that subtracts the post filter output signal from the FIR filter output signal An analog post filter for a voice decoder, characterized by being packaged in a chip IC.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012041856A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 Denso Corp Fuel injection control device

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