JPS6324298A - マルチパルス駆動形音声符号化器 - Google Patents
マルチパルス駆動形音声符号化器Info
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- JPS6324298A JPS6324298A JP61168901A JP16890186A JPS6324298A JP S6324298 A JPS6324298 A JP S6324298A JP 61168901 A JP61168901 A JP 61168901A JP 16890186 A JP16890186 A JP 16890186A JP S6324298 A JPS6324298 A JP S6324298A
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- Japan
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
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- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
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- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
- G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
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- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (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、音声信号をフレーム単位で分析し、その特徴
パラメータを抽出することによって音声を符号化する符
号化器に関する。特に、音源を複数個のパルスの組合わ
せで表し、このパルス列と合成フィルタのパラメータに
よって音声信号を符号化するマルチパルス駆動形音声符
号化器に関する。
パラメータを抽出することによって音声を符号化する符
号化器に関する。特に、音源を複数個のパルスの組合わ
せで表し、このパルス列と合成フィルタのパラメータに
よって音声信号を符号化するマルチパルス駆動形音声符
号化器に関する。
本発明は、マルチパルス駆動的音声符号化器の相互相関
器において、 逆フィルタと、自己相関器の出力をインパルス応答とで
構成することにより、 パルス探索処理の制御を簡単化することができるように
したものである。
器において、 逆フィルタと、自己相関器の出力をインパルス応答とで
構成することにより、 パルス探索処理の制御を簡単化することができるように
したものである。
マルチパルス法は、第２図に示すように、特徴パラメー
タ分析器２１と、聴感的重みづけフィルタ２２と、パル
ス探知器２３と、合成フィルタ２４と、パルス生成器２
５とで構成される（文献１参照）。
タ分析器２１と、聴感的重みづけフィルタ２２と、パル
ス探知器２３と、合成フィルタ２４と、パルス生成器２
５とで構成される（文献１参照）。
入力音声Ｓ。、と合成音声Ｓ。）の誤差ｅ（、。
は
ｅ （ｎ） −３（Ｆｌ） Ｓ （ｎｌにな
る。ここでｋは、音源パルスの個数、β、は音源パルス
の振幅、１１は音源パルスの位ＩＸｈい。
る。ここでｋは、音源パルスの個数、β、は音源パルス
の振幅、１１は音源パルスの位ＩＸｈい。
は合成フィルタのインパルス応答を表す。
聴感的重みづけされた誤差の２乗和Ｅｋはで表される。
ここで、Ｎはサンプル数、Ｗい、は聴感的重みづけフィ
ルタのインパスル応答、＊は畳み込み演算を表す。
ルタのインパスル応答、＊は畳み込み演算を表す。
また、聴感的重みづけフィルタの伝達関数Ｗ（２）は
である。Ｅｋを最小とするパルス位置！□と、振幅βつ
は −−−−−−・式Ａ になる。ただし、 ０≦２．≦Ｎ−１ ・）１ｗ（ｎ−１１ ０≦β１．ｌ、≦ＮＩ Ｓｗ（ｎ）＝Ｓ（１＊Ｗ＋、１）・ ｈ ｗ ＩＩ ＝ ｈ（ｎ） ＊Ｗ ＜＋１１である。
は −−−−−−・式Ａ になる。ただし、 ０≦２．≦Ｎ−１ ・）１ｗ（ｎ−１１ ０≦β１．ｌ、≦ＮＩ Ｓｗ（ｎ）＝Ｓ（１＊Ｗ＋、１）・ ｈ ｗ ＩＩ ＝ ｈ（ｎ） ＊Ｗ ＜＋１１である。
以上の処理を実現する従来のマルチパルス駆動形音声符
号化器の具体例を第３図に示す（文献２参照）。入力音
声信号を特徴パラメータ分析器３１に入力し、Ｎサンプ
ルを１フレームとして切り出し、例えばＬＰＧ分析を行
いＰＡＲＣＯＲ係数を求める。
号化器の具体例を第３図に示す（文献２参照）。入力音
声信号を特徴パラメータ分析器３１に入力し、Ｎサンプ
ルを１フレームとして切り出し、例えばＬＰＧ分析を行
いＰＡＲＣＯＲ係数を求める。
量子化器３２で量子化されたＰＡＲＣＯＲ係数はさらに
逆量子化器３３で逆量子化され、聴感的重みづけをされ
て重みづけ合成フィルタ３４の係数になる。重みづけ合
成フィルタ３４からインパルス応答を自己相関器３５に
入力し、自己相関関数ψいを求める。−方、ＬＰＧ分析
に用いたＮサンプル（１フレーム）と後続するフレーム
からＭサンプルを切り出し聴感的重みづけフィルタ３６
に入力し、さらに重みづけ合成フィルタ３４の出力する
インパルス応答との相互相関関数ψいを求め、パルス探
索器３８で弐Ａを用いてパルスを探索する。特願昭５９
−８０２３９号によれば、相互相関器３７の出力ψいか
ら前のフレームのパルスの影響を補正して新たにψい′
とし、ψいとψ５．′によりパルスの探索を行う。この
ときにパルスの探索区間は第７図に示すように２−〇〜
Ｎ−１＋Ｍの範囲で行われるが、２−〇〜Ｎ−１の範囲
内で既定数のパルスが求められるまで探索を続ける。パ
ルスが求められたらパルスの情報（位置と振幅）を量子
化し、音声パラメータと多重化して送出する。
逆量子化器３３で逆量子化され、聴感的重みづけをされ
て重みづけ合成フィルタ３４の係数になる。重みづけ合
成フィルタ３４からインパルス応答を自己相関器３５に
入力し、自己相関関数ψいを求める。−方、ＬＰＧ分析
に用いたＮサンプル（１フレーム）と後続するフレーム
からＭサンプルを切り出し聴感的重みづけフィルタ３６
に入力し、さらに重みづけ合成フィルタ３４の出力する
インパルス応答との相互相関関数ψいを求め、パルス探
索器３８で弐Ａを用いてパルスを探索する。特願昭５９
−８０２３９号によれば、相互相関器３７の出力ψいか
ら前のフレームのパルスの影響を補正して新たにψい′
とし、ψいとψ５．′によりパルスの探索を行う。この
ときにパルスの探索区間は第７図に示すように２−〇〜
Ｎ−１＋Ｍの範囲で行われるが、２−〇〜Ｎ−１の範囲
内で既定数のパルスが求められるまで探索を続ける。パ
ルスが求められたらパルスの情報（位置と振幅）を量子
化し、音声パラメータと多重化して送出する。
１、小沢他「マルチパルス駆動形音声符号化法の検討」
電子通信学会 回路とシステム研究会資料ＣＡ ５８２
−２０２ （１９８３年３月）。
電子通信学会 回路とシステム研究会資料ＣＡ ５８２
−２０２ （１９８３年３月）。
２、和気他「マルチパルス音声符号化装置の試作」電子
通信学会通信方式研究会資料Ｃ３８４−１８６（１９８
５年３月）。
通信学会通信方式研究会資料Ｃ３８４−１８６（１９８
５年３月）。
３、特願昭５９−８０２３９号（特開昭６０−２２５２
００号公報）。
００号公報）。
４、古井′「ディジクル音声処理」東海大学出版会ディ
ジタルテクノロジーシリーズ■、特に、２１頁〜２２頁
、１１５頁〜１１８頁。
ジタルテクノロジーシリーズ■、特に、２１頁〜２２頁
、１１５頁〜１１８頁。
しかし、従来のマルチパルス駆動形音声符号化器ハ、パ
ルスの探索を行う際に前のフレームの補正処理を行うの
で、処理が複雑になり、また、パルスの探索区間が２−
０〜Ｎ−１＋Ｍとなっているので、パルスの探索処理、
パルス数のカウントが複雑になり、また、処理が２フレ
ームにわたっているので、入力音声を格納するメモリ領
域が２フレ一ム分必要になる。さらに、ψいおよびψい
をパルスの探索に用いており、ψいおよびψいは通常１
よりかなり大きくなるので、広いダイナミックレンジが
必要になり、固定小数点で計算を行うと計算精度が悪く
なり、音質の劣化の原因になる欠点がある。
ルスの探索を行う際に前のフレームの補正処理を行うの
で、処理が複雑になり、また、パルスの探索区間が２−
０〜Ｎ−１＋Ｍとなっているので、パルスの探索処理、
パルス数のカウントが複雑になり、また、処理が２フレ
ームにわたっているので、入力音声を格納するメモリ領
域が２フレ一ム分必要になる。さらに、ψいおよびψい
をパルスの探索に用いており、ψいおよびψいは通常１
よりかなり大きくなるので、広いダイナミックレンジが
必要になり、固定小数点で計算を行うと計算精度が悪く
なり、音質の劣化の原因になる欠点がある。
本発明はこのような欠点を除去するもので、パルス探索
処理の制御が簡単化され、入力信号を格納するメモリ領
域が狭くてすみ、かつ固定小数点で計算を行っても計算
精度が良好であるマルチパルス駆動形音声符号化器を提
供することを目的とする。
処理の制御が簡単化され、入力信号を格納するメモリ領
域が狭くてすみ、かつ固定小数点で計算を行っても計算
精度が良好であるマルチパルス駆動形音声符号化器を提
供することを目的とする。
本発明は、音声信号が入力される特徴パラメータ分析器
と、この音声信号が入力される相互相関器と、上記特徴
パラメータ分析器の出力が入力される自己相関器と、上
記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力さ
れるパルス探索器とを備えたマルチパルス駆動形音声符
号化器において、上記相互相関器は、逆フィルタと、こ
の逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関器
の出力をインパルス応答とするフィルタと、このフィル
タの出力を上記パルス探索器に入力する回路手段とを備
えたことを特徴とする。
と、この音声信号が入力される相互相関器と、上記特徴
パラメータ分析器の出力が入力される自己相関器と、上
記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力さ
れるパルス探索器とを備えたマルチパルス駆動形音声符
号化器において、上記相互相関器は、逆フィルタと、こ
の逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関器
の出力をインパルス応答とするフィルタと、このフィル
タの出力を上記パルス探索器に入力する回路手段とを備
えたことを特徴とする。
入力音声信号Ｓ（１，を聴感的重みづけされた入力音声
信号Ｓ。（。に変換する聴感的重みづけフィルタに第４
図のように入力音声信号Ｓ （ｎｌ を入力して残差ｅ
。、を出力する逆フィルタ４１と、残差ｅ（７） を入
力して聴感的重みづけされた入力音声信号Ｓｗ（、、ｌ
を出力する重みづけ合成フィルタ４２に分解し、第５図
のように逆フィルタ５１の出力である残差ｅ （、、ｌ
を重みづけフィルタ４２のインパルス応答の自己相関
関数ψい、７．をインパルス応答とするフィルタ５２を
とおしてｅ＜ｎ、＊７’いい、の演算を行い、相互相関
関数７．、、を求め、これらのマｈｈおよびψいに基づ
いてパルスの探索を行う。
信号Ｓ。（。に変換する聴感的重みづけフィルタに第４
図のように入力音声信号Ｓ （ｎｌ を入力して残差ｅ
。、を出力する逆フィルタ４１と、残差ｅ（７） を入
力して聴感的重みづけされた入力音声信号Ｓｗ（、、ｌ
を出力する重みづけ合成フィルタ４２に分解し、第５図
のように逆フィルタ５１の出力である残差ｅ （、、ｌ
を重みづけフィルタ４２のインパルス応答の自己相関
関数ψい、７．をインパルス応答とするフィルタ５２を
とおしてｅ＜ｎ、＊７’いい、の演算を行い、相互相関
関数７．、、を求め、これらのマｈｈおよびψいに基づ
いてパルスの探索を行う。
以下、本発明の実施例装置を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック構成
図である。１フレームはＮサンプル、ＬＰＧ分析の次数
をＰ次、重みづけ合成フィルタのインパルス応答長をＬ
サンプルとする。特徴パラメータ分析器１１は例えばＬ
ＰＧ分析器とすると、入力音声信号をハミング窓かけし
、１フレームに切り出し、ＬＰＧ分析を行い、ＰＡＲＣ
ＯＲ係数を求める。量子化器１２で、特徴パラメータ分
析器１で求められたＰＡＲＣＯＲ係数を量子化し、多重
化装置に送出する。逆量子化器１３で、量子化器１２で
量子化されたＰＡＲＣＯＲ係数を逆量子化する。自己相
関器１４は逆量子化器１３で求められたＰＡＲＣＯＲ係
数を線形予測係数（以下、αパラメータという、）に変
換し、ｌｃ！ｉ惑的重みづけをしたαパラメータを係数
とするＬＰＧ合成フィルタのインパルス応答の正規化自
己相関関数ψい。、を求める。また、 で表されるＰタップのＦＩＲフィルタ１５に音声Ｓい。
図である。１フレームはＮサンプル、ＬＰＧ分析の次数
をＰ次、重みづけ合成フィルタのインパルス応答長をＬ
サンプルとする。特徴パラメータ分析器１１は例えばＬ
ＰＧ分析器とすると、入力音声信号をハミング窓かけし
、１フレームに切り出し、ＬＰＧ分析を行い、ＰＡＲＣ
ＯＲ係数を求める。量子化器１２で、特徴パラメータ分
析器１で求められたＰＡＲＣＯＲ係数を量子化し、多重
化装置に送出する。逆量子化器１３で、量子化器１２で
量子化されたＰＡＲＣＯＲ係数を逆量子化する。自己相
関器１４は逆量子化器１３で求められたＰＡＲＣＯＲ係
数を線形予測係数（以下、αパラメータという、）に変
換し、ｌｃ！ｉ惑的重みづけをしたαパラメータを係数
とするＬＰＧ合成フィルタのインパルス応答の正規化自
己相関関数ψい。、を求める。また、 で表されるＰタップのＦＩＲフィルタ１５に音声Ｓい。
を入力して残差ｅ（。。
ｅｆ） ＝ Ｓ （ｎ） ＊Ｐ （九）を出力する
。このときＦＩＲフィルタＸ５の遅延素子は前フレーム
の最終値をそのまま使用する。自己相関器１４で求めら
れたψい（Ｌ）、Ｌ≦β≦Ｌ１をインパルス応答にする
ような（２Ｌ −１−１’）タップのＦＩＲフィルタ１
６に残差ｅい、を入力とする。
。このときＦＩＲフィルタＸ５の遅延素子は前フレーム
の最終値をそのまま使用する。自己相関器１４で求めら
れたψい（Ｌ）、Ｌ≦β≦Ｌ１をインパルス応答にする
ような（２Ｌ −１−１’）タップのＦＩＲフィルタ１
６に残差ｅい、を入力とする。
出力は、
ｅｆＨ＊ψい（、。
−ψｓｈ＋１１
であり、これは聴感的に重みづけされた音声信号と重み
づけ合成フィルタのインパルス応答との正規化相互相関
関数になる。
づけ合成フィルタのインパルス応答との正規化相互相関
関数になる。
このＦＩＲフィルタ１６の出力のψ、１Ｌ、は第６図で
示されるようにＡ＝Ｏ〜（Ｎ−１＋２Ｌ）の範囲になる
。パルス探索器１７で自己相関器１４およびＦＩＲフィ
ルタ１６で求められたψいおよびψｓｋから式Ａにもと
づいてパルスの探索を行う。このときに、パルスの探索
区間は第６図に示すＡからＡ′の部分で、この範囲内に
既定数のパルスが求められたらパルスの情報（位置およ
び振幅）を量子化し、多重化装置に送出する。
示されるようにＡ＝Ｏ〜（Ｎ−１＋２Ｌ）の範囲になる
。パルス探索器１７で自己相関器１４およびＦＩＲフィ
ルタ１６で求められたψいおよびψｓｋから式Ａにもと
づいてパルスの探索を行う。このときに、パルスの探索
区間は第６図に示すＡからＡ′の部分で、この範囲内に
既定数のパルスが求められたらパルスの情報（位置およ
び振幅）を量子化し、多重化装置に送出する。
本発明は、以上説明したように、前フレームの補正処理
の必要がなくなり、パルス探索区間もＮサンプルについ
て行えばよいので、パルス探索処理の制御が簡単化され
、また、フレームがオーバーランプすることがないので
、入力信号を格納するメモリ領域が半減される。さらに
、正規化された自己相関関数、相互相関関数を用いるこ
とにより、ダイナミックレンジが広がらず、固定小数点
で計算を行う場合にも良好な計算精度が保たれる効果が
ある。
の必要がなくなり、パルス探索区間もＮサンプルについ
て行えばよいので、パルス探索処理の制御が簡単化され
、また、フレームがオーバーランプすることがないので
、入力信号を格納するメモリ領域が半減される。さらに
、正規化された自己相関関数、相互相関関数を用いるこ
とにより、ダイナミックレンジが広がらず、固定小数点
で計算を行う場合にも良好な計算精度が保たれる効果が
ある。
第１図は本発明実施例装置の構成を示すブロック構成図
。 第２図はマルチパルス法の原理図。 第３図は従来例装置の構成を示すブロック構成図。 第４図は従来例装置の聴感的重みづけフィルタを分解し
たときの構成を示すブロック構成図。 第５図は実施例装置における入力信号からψ、〈、）を
求める手段の構成を示すブロック構成図。 第６図は実施例のパルス探索範囲を示す波形図。 第７図は従来例のパルス探索範囲と補正処理を示す波形
図。 １１．２１．３１・・・特徴パラメータ分析器、１２．
１８．３２．３９・・・量子化器、１３．３３・・・逆
量子化器、１４．３５・・・自己相関器、１５．１６・
・・ＦＩＲフィルタ、１７．２３．３８・・・パルス探
索器、２２．３６・・・聴感的重みづけフィルタ、２４
・・・合成フィルタ、２５・・・パルス生成器、３４．
４２・・・重みづけ合成フィルタ、３７・・・相互相関
器、４１．５１・・・逆フィルタ、５２・・・インパル
ス応答ψいのフィルタ。
。 第２図はマルチパルス法の原理図。 第３図は従来例装置の構成を示すブロック構成図。 第４図は従来例装置の聴感的重みづけフィルタを分解し
たときの構成を示すブロック構成図。 第５図は実施例装置における入力信号からψ、〈、）を
求める手段の構成を示すブロック構成図。 第６図は実施例のパルス探索範囲を示す波形図。 第７図は従来例のパルス探索範囲と補正処理を示す波形
図。 １１．２１．３１・・・特徴パラメータ分析器、１２．
１８．３２．３９・・・量子化器、１３．３３・・・逆
量子化器、１４．３５・・・自己相関器、１５．１６・
・・ＦＩＲフィルタ、１７．２３．３８・・・パルス探
索器、２２．３６・・・聴感的重みづけフィルタ、２４
・・・合成フィルタ、２５・・・パルス生成器、３４．
４２・・・重みづけ合成フィルタ、３７・・・相互相関
器、４１．５１・・・逆フィルタ、５２・・・インパル
ス応答ψいのフィルタ。
Claims (1)
- （１）音声信号が入力される特徴パラメータ分析器（１
１）と、 この音声信号が入力される相互相関器と、 上記特徴パラメータ分析器の出力が入力される自己相関
器（１４）と、 上記相互相関器の出力と上記自己相関器の出力とが入力
されるパルス探索器（１７）と を備えたマルチパルス駆動形音声符号化器において、 上記相互相関器は、 逆フィルタ（１５）と、 この逆フィルタの出力が入力に接続され、上記自己相関
器の出力をインパルス応答とするフィルタ（１６）と、 このフィルタの出力を上記パルス探索器に入力する回路
手段と を備えたことを特徴とするマルチパルス駆動形音声符号
化器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168901A JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
| US07/074,193 US4873724A (en) | 1986-07-17 | 1987-07-16 | Multi-pulse encoder including an inverse filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168901A JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6324298A true JPS6324298A (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0650439B2 JPH0650439B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15876661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61168901A Expired - Lifetime JPH0650439B2 (ja) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | マルチパルス駆動形音声符号化器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4873724A (ja) |
| JP (1) | JPH0650439B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3879664T4 (de) * | 1988-01-05 | 1993-10-07 | British Telecomm | Sprachkodierung. |
| US5138661A (en) * | 1990-11-13 | 1992-08-11 | General Electric Company | Linear predictive codeword excited speech synthesizer |
| US6925131B2 (en) * | 2001-08-03 | 2005-08-02 | Lucent Technologies Inc. | Determining channel characteristics in a wireless communication system that uses multi-element antenna |
| EP1691348A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-16 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne | Parametric joint-coding of audio sources |
| US8311840B2 (en) * | 2005-06-28 | 2012-11-13 | Qnx Software Systems Limited | Frequency extension of harmonic signals |
| US7912729B2 (en) * | 2007-02-23 | 2011-03-22 | Qnx Software Systems Co. | High-frequency bandwidth extension in the time domain |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225200A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | 日本電気株式会社 | 音声符号化器 |
-
1986
- 1986-07-17 JP JP61168901A patent/JPH0650439B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-07-16 US US07/074,193 patent/US4873724A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4873724A (en) | 1989-10-10 |
| JPH0650439B2 (ja) | 1994-06-29 |
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