JP3166673B2 - ボコーダ符号化復号装置 - Google Patents
ボコーダ符号化復号装置Info
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- JP3166673B2 JP3166673B2 JP24260697A JP24260697A JP3166673B2 JP 3166673 B2 JP3166673 B2 JP 3166673B2 JP 24260697 A JP24260697 A JP 24260697A JP 24260697 A JP24260697 A JP 24260697A JP 3166673 B2 JP3166673 B2 JP 3166673B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は低ビットレートで音
声信号を効率良く符号化する装置に関する。
声信号を効率良く符号化する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、低ビットレートで音声を符号化す
る方法としてボコーダ方式がある。ボコーダ方式では、
入力した音声信号をフレーム単位で符号化する。各フレ
ームでは、入力音声から、そのスペクトル概形を表す線
形予測(LP)フィルタのLP係数と、その励振信号を
構成するパルス列信号と乱数信号を表す音源パラメータ
とを抽出し、それらを符号化する。音源パラメータはL
Pフィルタを用いて入力音声を逆フィルタリングして得
た残差信号から抽出する。モデルが簡単なため、2kbit
/s程度と低ビットレートでも了解性の高い音質が得られ
るが、自然性が低いという問題がある。符号化音声の自
然性を高める方法として、例えば、パルス列の代わり
に、P. Hedelinによる“A Glottal LPC-Vocoder,IEEE P
roc. ICASSPpp.1.6, 1984”(文献1)や“High Qualit
y Glottal LPC-Vocoder, IEEEP roc.ICASSP pp.9.9, 19
86”(文献2)に述べられている声帯音源モデルで生成
される声帯音源信号の微分信号を用いる方法がある。こ
れらの方法では、分析合成(A−b−S)法を用いて声
帯音源モデルのパラメータを符号化することで、パルス
列を用いた場合に比べて音質を向上している。
る方法としてボコーダ方式がある。ボコーダ方式では、
入力した音声信号をフレーム単位で符号化する。各フレ
ームでは、入力音声から、そのスペクトル概形を表す線
形予測(LP)フィルタのLP係数と、その励振信号を
構成するパルス列信号と乱数信号を表す音源パラメータ
とを抽出し、それらを符号化する。音源パラメータはL
Pフィルタを用いて入力音声を逆フィルタリングして得
た残差信号から抽出する。モデルが簡単なため、2kbit
/s程度と低ビットレートでも了解性の高い音質が得られ
るが、自然性が低いという問題がある。符号化音声の自
然性を高める方法として、例えば、パルス列の代わり
に、P. Hedelinによる“A Glottal LPC-Vocoder,IEEE P
roc. ICASSPpp.1.6, 1984”(文献1)や“High Qualit
y Glottal LPC-Vocoder, IEEEP roc.ICASSP pp.9.9, 19
86”(文献2)に述べられている声帯音源モデルで生成
される声帯音源信号の微分信号を用いる方法がある。こ
れらの方法では、分析合成(A−b−S)法を用いて声
帯音源モデルのパラメータを符号化することで、パルス
列を用いた場合に比べて音質を向上している。
【0003】次に、これらの従来符号化装置において母
音音声信号を符号化する場合の処理を簡単に説明する。
従来装置において、母音音声信号のスペクトル特性を、
声帯音源特性G(z)と声道特性Ha(z)と***放射
特性R(z)で表す。声帯音源特性G(z)は、その傾
き特性Gt(z)とそれ以外の詳細なスペクトル構造を
表す特性Gf(z)に分けて考える。典型的な母音音声
ではGt(z)とR(z)は各々−12dB/オクター
ブ及び6dB/オクターブ位の傾き特性を持つ。
音音声信号を符号化する場合の処理を簡単に説明する。
従来装置において、母音音声信号のスペクトル特性を、
声帯音源特性G(z)と声道特性Ha(z)と***放射
特性R(z)で表す。声帯音源特性G(z)は、その傾
き特性Gt(z)とそれ以外の詳細なスペクトル構造を
表す特性Gf(z)に分けて考える。典型的な母音音声
ではGt(z)とR(z)は各々−12dB/オクター
ブ及び6dB/オクターブ位の傾き特性を持つ。
【0004】ここで、音声信号の特性S(z)は全体で
T’(z)=Gt(z)R(z)のスペクトル傾きを持
つ。この傾き特性は次式で近似的に表す。
T’(z)=Gt(z)R(z)のスペクトル傾きを持
つ。この傾き特性は次式で近似的に表す。
【0005】 T’(z)=1/(1−αz)-1 (1) αは0.95〜1.0程度の固定値を用いる。
【0006】式(1)の逆フィルタである式(2)の高
域強調フィルタT(z)を施した入力音声信号をLP分
析することによって、スペクトル概形特性が平坦な声道
特性Ha(z)を表すLP係数を近似的に抽出すること
ができる。
域強調フィルタT(z)を施した入力音声信号をLP分
析することによって、スペクトル概形特性が平坦な声道
特性Ha(z)を表すLP係数を近似的に抽出すること
ができる。
【0007】 T(z)=1−αz-1 (2) この時、合成音声信号の特性は次式になる。
【0008】 S(z)=R(z) Ha(z) Gf(z) Gt(z) =Ha(z)Gf(z) T'(z) (3) ここで改めて、 Gd(z)=Gf(z)T’(z) (4) とすると次式を得る。
【0009】 S(z)=Ha(z)Gd(z) (5) Gd(z)は声帯音源信号に時間領域での微分に対応す
る一回差分フィルタを施した信号であるため、微分声帯
音源信号と呼ばれる。符号化の際、まず、LPフィルタ
Ha(z)のLP係数を量子化する。次に、式(4)で
得られる合成音声信号と入力音声信号との歪みが最小に
なるように、微分声帯音源信号Gd(z)を生成する微
分声帯音源パラメータを決定し、符号化する。この時、
前記量子化したLP係数を用いて合成を行なう。
る一回差分フィルタを施した信号であるため、微分声帯
音源信号と呼ばれる。符号化の際、まず、LPフィルタ
Ha(z)のLP係数を量子化する。次に、式(4)で
得られる合成音声信号と入力音声信号との歪みが最小に
なるように、微分声帯音源信号Gd(z)を生成する微
分声帯音源パラメータを決定し、符号化する。この時、
前記量子化したLP係数を用いて合成を行なう。
【0010】次に、従来のボコーダ方式に基づく音声符
号化装置の構成例を図2(a)を用いて説明する。入力
端子1は、入力した音声信号をフレーム分割回路2に渡
す。フレーム分割回路2は、入力端子1から渡された音
声信号を予め定めた長さのフレーム単位(例えば20mS
ec)に分割し、分割した音声信号をゲイン計算回路3、
U/V判定回路4、高域強調回路5、残差計算回路8、
及び誤差検定回路13に渡す。
号化装置の構成例を図2(a)を用いて説明する。入力
端子1は、入力した音声信号をフレーム分割回路2に渡
す。フレーム分割回路2は、入力端子1から渡された音
声信号を予め定めた長さのフレーム単位(例えば20mS
ec)に分割し、分割した音声信号をゲイン計算回路3、
U/V判定回路4、高域強調回路5、残差計算回路8、
及び誤差検定回路13に渡す。
【0011】ゲイン計算回路3は、フレーム分割回路2
から渡された音声信号のゲイン(平均パワー)を計算
し、ゲイン符号化回路18に渡す。
から渡された音声信号のゲイン(平均パワー)を計算
し、ゲイン符号化回路18に渡す。
【0012】ゲイン符号化回路18は、ゲイン計算回路
3から渡されたゲインを符号化し、その符号をマルチプ
レクサ14に渡す。ゲインの符号化は、例えばゲインを
Log領域に変換した後にスカラー量子化することでで
きる。
3から渡されたゲインを符号化し、その符号をマルチプ
レクサ14に渡す。ゲインの符号化は、例えばゲインを
Log領域に変換した後にスカラー量子化することでで
きる。
【0013】V/U判定回路4は、フレーム分割回路2
から渡された音声信号を用いて入力音声が母音部と子音
部のどちらであるかを判定する。その判定結果を高域強
調回路5に渡し、符号をマルチプレクサ14に渡す。判
定法は、例えば入力音声から計算した正規化自己相関値
の閾値を用いて判定する方法がある。相関値が閾値(例
えば0.6)よりも小さい場合は子音部と判定できる。
から渡された音声信号を用いて入力音声が母音部と子音
部のどちらであるかを判定する。その判定結果を高域強
調回路5に渡し、符号をマルチプレクサ14に渡す。判
定法は、例えば入力音声から計算した正規化自己相関値
の閾値を用いて判定する方法がある。相関値が閾値(例
えば0.6)よりも小さい場合は子音部と判定できる。
【0014】高域強調フィルタ回路5は、V/U判定回
路4から渡された判定結果に対応する係数で構成される
式(2)の1次FIR(有限インパルス応答)フィルタ
を用いてフレーム分割回路2から渡された音声信号から
スペクトル傾き成分を除去する。係数αは、例えば母音
部で0.95、子音部で0である。更に、除去した音声
信号をLP分析回路6に渡す。
路4から渡された判定結果に対応する係数で構成される
式(2)の1次FIR(有限インパルス応答)フィルタ
を用いてフレーム分割回路2から渡された音声信号から
スペクトル傾き成分を除去する。係数αは、例えば母音
部で0.95、子音部で0である。更に、除去した音声
信号をLP分析回路6に渡す。
【0015】LP分析回路6は、高域強調フィルタ回路
5から渡された音声信号を線形予測(LP)分析して得
たLP係数をLP係数量子化回路7に渡す。
5から渡された音声信号を線形予測(LP)分析して得
たLP係数をLP係数量子化回路7に渡す。
【0016】LP係数量子化回路7は、LP分析回路6
から渡されたLP係数を量子化し、量子化LP係数を残
差計算回路8と合成回路12に渡す。また、量子化で得
た符号をマルチプレクサ14に渡す。量子化方法とし
て、例えば、線スペクトル対(LSP)に変換した後
に、ベクトル量子化する方法がある。量子化方法の詳細
は、例えばK.K.Paliwal等による“Efficient Vector Q
uantization of LPC Parameters at 24Bits/Frame”
(文献3)を参照できる。
から渡されたLP係数を量子化し、量子化LP係数を残
差計算回路8と合成回路12に渡す。また、量子化で得
た符号をマルチプレクサ14に渡す。量子化方法とし
て、例えば、線スペクトル対(LSP)に変換した後
に、ベクトル量子化する方法がある。量子化方法の詳細
は、例えばK.K.Paliwal等による“Efficient Vector Q
uantization of LPC Parameters at 24Bits/Frame”
(文献3)を参照できる。
【0017】残差計算回路8は、LP係数量子化回路7
から渡された量子化LP係数で構成したフィルタを用い
て、フレーム分割回路2から渡された音声信号を逆フィ
ルタリングして残差信号を計算する。更に計算した残差
信号をピッチ周期抽出回路9と位相抽出回路10に渡
す。
から渡された量子化LP係数で構成したフィルタを用い
て、フレーム分割回路2から渡された音声信号を逆フィ
ルタリングして残差信号を計算する。更に計算した残差
信号をピッチ周期抽出回路9と位相抽出回路10に渡
す。
【0018】ピッチ周期抽出回路9は、残差計算回路8
から渡された残差信号を用いてピッチ周期を抽出し、ピ
ッチ周期を微分音源生成回路11と位相抽出回路10に
渡す。更に、そのピッチ周期に対応する符号をマルチプ
レクサ14に渡す。ピッチ周期は残差信号の正規化自己
相関が最大となる相関ラグとして抽出することができ
る。
から渡された残差信号を用いてピッチ周期を抽出し、ピ
ッチ周期を微分音源生成回路11と位相抽出回路10に
渡す。更に、そのピッチ周期に対応する符号をマルチプ
レクサ14に渡す。ピッチ周期は残差信号の正規化自己
相関が最大となる相関ラグとして抽出することができ
る。
【0019】位相抽出回路10は、残差計算回路8から
渡された残差信号とピッチ周期抽出回路9から渡された
ピッチ周期を用いて、残差信号に含まれているパルス列
成分の初期位相を抽出する。初期位相を抽出する方法に
は、例えば、ピッチ周期で生成したパルス列との相関が
最大となるパルス列の初期位相を用いることができる。
渡された残差信号とピッチ周期抽出回路9から渡された
ピッチ周期を用いて、残差信号に含まれているパルス列
成分の初期位相を抽出する。初期位相を抽出する方法に
は、例えば、ピッチ周期で生成したパルス列との相関が
最大となるパルス列の初期位相を用いることができる。
【0020】微分音源生成回路11は、位相抽出回路1
0から渡された初期位相とピッチ周期抽出回路9から渡
されたピッチ周期と誤差検定回路13から順次渡される
微分声帯音源パラメータを用いて、微分声帯音源信号を
生成し、合成回路12に渡す。微分声帯音源パラメータ
は使用する声帯モデルによって異なるが、例えば、Klat
tモデルでは声門開放指数(OQ)がある。Klattモデル
の詳細は、例えばd. H. Klattによる“Analysis, Synth
esis, and perception of voice quality variations a
mongfemale and male talkers, J. Acoust. Soc. Ameri
c. vol.82, 1987”を参照できる。
0から渡された初期位相とピッチ周期抽出回路9から渡
されたピッチ周期と誤差検定回路13から順次渡される
微分声帯音源パラメータを用いて、微分声帯音源信号を
生成し、合成回路12に渡す。微分声帯音源パラメータ
は使用する声帯モデルによって異なるが、例えば、Klat
tモデルでは声門開放指数(OQ)がある。Klattモデル
の詳細は、例えばd. H. Klattによる“Analysis, Synth
esis, and perception of voice quality variations a
mongfemale and male talkers, J. Acoust. Soc. Ameri
c. vol.82, 1987”を参照できる。
【0021】合成回路12は、LP係数量子化回路7か
ら渡される量子化LP係数で構成されるフィルタを用い
て、微分音声生成回路11から渡された微分声帯音源信
号をフィルタリングし、得た合成音声を誤差検定回路1
3に渡す。
ら渡される量子化LP係数で構成されるフィルタを用い
て、微分音声生成回路11から渡された微分声帯音源信
号をフィルタリングし、得た合成音声を誤差検定回路1
3に渡す。
【0022】誤差検定回路13は、フレーム分析回路2
から渡された音声信号と合成回路12から渡された合成
音声信号との二乗誤差を計算し、計算した二乗誤差を保
持する。また、予め蓄積している前記微分声帯音源パラ
メータを微分音源生成回路11に順次渡し、前記二乗誤
差を計算し、誤差が最小となる微分声音源パラメータに
対応する符号をマルチプレクサ14に渡す。
から渡された音声信号と合成回路12から渡された合成
音声信号との二乗誤差を計算し、計算した二乗誤差を保
持する。また、予め蓄積している前記微分声帯音源パラ
メータを微分音源生成回路11に順次渡し、前記二乗誤
差を計算し、誤差が最小となる微分声音源パラメータに
対応する符号をマルチプレクサ14に渡す。
【0023】マルチプレクサ14は、ゲイン計算回路3
とU/V判定回路4とLP係数量子化回路7とピッチ周
期抽出回路9と誤差検定回路13から渡される前記符号
列を出力端子15から出力する。
とU/V判定回路4とLP係数量子化回路7とピッチ周
期抽出回路9と誤差検定回路13から渡される前記符号
列を出力端子15から出力する。
【0024】次に、従来のボコーダ方式に基づく音声復
号装置の構成例を図2(b)を用いて説明する。
号装置の構成例を図2(b)を用いて説明する。
【0025】入力端子31は、前記符号列を入力し、デ
マルチプレクサ32に渡す。デマルチプレクサ32は、
入力端子31から得た符号から、ゲイン、V/U判定結
果、量子化LP係数、ピッチ周期及び微分声帯音源パラ
メータの符号を分離する。更に、ゲインの符号をゲイン
復号回路38に、V/U判定結果の符号を乱数音源回路
34と音源合成回路37に、LP係数の符号をLP係数
復号回路36に、ピッチ周期と微分声帯音源パラメータ
の符号を微分音源生成回路33に、ピッチ周期の符号を
位相制御回路30に各々渡す。
マルチプレクサ32に渡す。デマルチプレクサ32は、
入力端子31から得た符号から、ゲイン、V/U判定結
果、量子化LP係数、ピッチ周期及び微分声帯音源パラ
メータの符号を分離する。更に、ゲインの符号をゲイン
復号回路38に、V/U判定結果の符号を乱数音源回路
34と音源合成回路37に、LP係数の符号をLP係数
復号回路36に、ピッチ周期と微分声帯音源パラメータ
の符号を微分音源生成回路33に、ピッチ周期の符号を
位相制御回路30に各々渡す。
【0026】ゲイン復号回路38は、デマルチプレクサ
から渡されたゲインの符号からゲインを復号し、ゲイン
調整回路39に渡す。
から渡されたゲインの符号からゲインを復号し、ゲイン
調整回路39に渡す。
【0027】LP係数復号回路36は、デマルチプレク
サ32から渡されたLP係数の符号からLP係数を復号
し、合成回路37に渡す。
サ32から渡されたLP係数の符号からLP係数を復号
し、合成回路37に渡す。
【0028】乱数音源回路34は、デマルチプレクサ3
2から渡されたV/U判定結果の符号が子音部を示す場
合は、乱数信号を生成し、音源合成回路35に渡す。
2から渡されたV/U判定結果の符号が子音部を示す場
合は、乱数信号を生成し、音源合成回路35に渡す。
【0029】位相制御回路30は、デマルチプレクサ3
2から渡されるピッチ周期の符号からピッチ周期を復号
する。更に、このピッチ周期を用いて微分声帯音源信号
の位相がフレーム間で連続となる初期位相を計算し、微
分音源生成回路33に渡す。初期位相を計算する方法と
して、例えば各フレームにおいて初期位相の位置からピ
ッチ周期で複数回切り取っていき、そのフレームを越え
た時の越えた長さを次のフレームの初期位相とする方法
がある。
2から渡されるピッチ周期の符号からピッチ周期を復号
する。更に、このピッチ周期を用いて微分声帯音源信号
の位相がフレーム間で連続となる初期位相を計算し、微
分音源生成回路33に渡す。初期位相を計算する方法と
して、例えば各フレームにおいて初期位相の位置からピ
ッチ周期で複数回切り取っていき、そのフレームを越え
た時の越えた長さを次のフレームの初期位相とする方法
がある。
【0030】微分音源生成回路33は、デマルチプレク
サ32から渡されるピッチ周期と微分声帯音源パラメー
タの符号からピッチ周期と微分声帯音源パラメータを復
号し、位相制御回路30から渡される初期位相に従って
微分声帯音源信号を生成し、音源合成回路35に渡す。
サ32から渡されるピッチ周期と微分声帯音源パラメー
タの符号からピッチ周期と微分声帯音源パラメータを復
号し、位相制御回路30から渡される初期位相に従って
微分声帯音源信号を生成し、音源合成回路35に渡す。
【0031】音源合成回路35は、乱数音源回路34か
ら渡される乱数信号と微分音源生成回路33から渡され
る微分声帯音源信号とを、デマルチプレクサ32から渡
されるV/U判定結果の符号に従って切替えることによ
って励振信号を生成する。更に励振信号を合成回路37
に渡す。
ら渡される乱数信号と微分音源生成回路33から渡され
る微分声帯音源信号とを、デマルチプレクサ32から渡
されるV/U判定結果の符号に従って切替えることによ
って励振信号を生成する。更に励振信号を合成回路37
に渡す。
【0032】合成回路37は、LP係数復号回路36か
ら渡されるLP係数で構成される合成フィルタを用い
て、音源合成回路35から渡される励振信号をフィルタ
リングする。更に得た合成信号をゲイン調整回路39に
渡す。
ら渡されるLP係数で構成される合成フィルタを用い
て、音源合成回路35から渡される励振信号をフィルタ
リングする。更に得た合成信号をゲイン調整回路39に
渡す。
【0033】ゲイン調整回路39は、ゲイン復号回路3
8から渡されたゲインと合成回路37から渡された合成
信号のゲインとが一致するように、合成信号のゲインを
調整して再生音声信号を生成する。更に再生音声信号を
出力端子40に渡す。
8から渡されたゲインと合成回路37から渡された合成
信号のゲインとが一致するように、合成信号のゲインを
調整して再生音声信号を生成する。更に再生音声信号を
出力端子40に渡す。
【0034】出力端子40は、ゲイン調整回路39から
渡された再生音声信号を出力する。
渡された再生音声信号を出力する。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
音声符号化装置では、母音音声を符号化する際に、スペ
クトル傾きを補正する高域強調フィルタの係数は固定値
であった。また、高域強調フィルタの係数を可変にする
場合、高域強調回路5の後にLP分析と量子化を行なっ
ているため、各係数でLP分析とLP量子化を行なう必
要があった。従って、高域強調フィルタの係数を変更す
る場合は多くの演算量を必要とするという問題があっ
た。
音声符号化装置では、母音音声を符号化する際に、スペ
クトル傾きを補正する高域強調フィルタの係数は固定値
であった。また、高域強調フィルタの係数を可変にする
場合、高域強調回路5の後にLP分析と量子化を行なっ
ているため、各係数でLP分析とLP量子化を行なう必
要があった。従って、高域強調フィルタの係数を変更す
る場合は多くの演算量を必要とするという問題があっ
た。
【0036】本発明の目的は、上記問題に関して、ボコ
ーダ符号化復号装置において、音声の母音部でのスペク
トル傾き補正の係数を可変にして符号化する場合の演算
量を削減することにある。
ーダ符号化復号装置において、音声の母音部でのスペク
トル傾き補正の係数を可変にして符号化する場合の演算
量を削減することにある。
【0037】
【課題を解決するための手段】本発明の符号化装置は、
従来符号化装置においてLP分析を行なう音声信号を高
域強調する代わりに、微分声帯音源を生成する回路(図
1の11)と合成回路(図1の12)の間にスペクトル
傾き補正を行なう補正回路(図1の16)を具備する。
従来符号化装置においてLP分析を行なう音声信号を高
域強調する代わりに、微分声帯音源を生成する回路(図
1の11)と合成回路(図1の12)の間にスペクトル
傾き補正を行なう補正回路(図1の16)を具備する。
【0038】本発明の復号装置は、微分音源を生成する
回路(図1の33)と音源合成回路(図1の35)の間
にスペクトル傾き補正を行なう補正回路(図1の41)
を具備する。
回路(図1の33)と音源合成回路(図1の35)の間
にスペクトル傾き補正を行なう補正回路(図1の41)
を具備する。
【0039】本発明において、母音音声を符号化する際
の作用を説明する。LP分析では、前述の高域強調を施
さない入力母音音声から次式の特性を得る。
の作用を説明する。LP分析では、前述の高域強調を施
さない入力母音音声から次式の特性を得る。
【0040】 H(z)=Gt(z)Ha(z)R(z) (6) この時、合成音声信号S(z)は次式で表される。
【0041】 S(z)=H(z)Gf(z) (7) 式(4)を式(7)に代入し、T’(z)=1/T
(z)であることを考慮すると次式を得る。
(z)であることを考慮すると次式を得る。
【0042】 S(z)=H(z)Gd(z)T(z) (8) 更に、固定係数を持つフィルタT(z)を可変係数を持
つ式(9)の新たなフィルタF(z)に置き換えると式
(10)を得る。
つ式(9)の新たなフィルタF(z)に置き換えると式
(10)を得る。
【0043】 F(z)=1−αz-1 (9) S(z)=H(z)Gd(z)F(z) (10) 符号化では、従来装置と同様にできる。まず、LPフィ
ルタH(z)のLP係数を量子化する。次に、式(1
0)で得られる合成音声信号と入力音声信号との歪みが
最小になるように、微分声帯音源特性Gd(z)のパラ
メータとスペクトル傾き特性F(z)のパラメータを決
定し、符号化する。
ルタH(z)のLP係数を量子化する。次に、式(1
0)で得られる合成音声信号と入力音声信号との歪みが
最小になるように、微分声帯音源特性Gd(z)のパラ
メータとスペクトル傾き特性F(z)のパラメータを決
定し、符号化する。
【0044】従って、Ga(z)のパラメータとF
(z)のパラメータを変更しても、LP分析とLP係数
の量子化を改めて行なう必要がない。
(z)のパラメータを変更しても、LP分析とLP係数
の量子化を改めて行なう必要がない。
【0045】
【発明の実施の形態】本発明のボコーダ方式に基づく音
声符号化装置の構成例を図1(a)を用いて説明する。
従来装置との差分のみを説明する。
声符号化装置の構成例を図1(a)を用いて説明する。
従来装置との差分のみを説明する。
【0046】高域強調回路5は削除し、LP分析回路6
がフレーム分割回路2から直接音声信号を渡される。微
分音源生成回路11と合成回路42の間に前述の補正フ
ィルタF(z)からなる補正回路16を挿入する。
がフレーム分割回路2から直接音声信号を渡される。微
分音源生成回路11と合成回路42の間に前述の補正フ
ィルタF(z)からなる補正回路16を挿入する。
【0047】補正回路16は、誤差検定回路17から渡
される傾き補正係数で構成される1次IIRフィルタを
用いて、微分音源生成回路11から渡された声帯音源を
フィルタリングし、その出力信号を合成回路12に渡
す。
される傾き補正係数で構成される1次IIRフィルタを
用いて、微分音源生成回路11から渡された声帯音源を
フィルタリングし、その出力信号を合成回路12に渡
す。
【0048】誤差検定回路17は、フレーム分析回路2
から渡された音声信号と合成回路12から渡された合成
音声信号との二乗誤差を計算し、計算した二乗誤差を保
持する。また、予め蓄積している前記微分声帯音源パラ
メータを微分音源生成回路11に順次渡し、予め蓄積し
ている前記傾き補正係数を補正回路16に順次渡す。蓄
積している微分声帯音源パラメータと傾き補正係数の組
み合わせ全てに対し前記二乗誤差を計算し、誤差が最小
となる各符号をマルチプレクサ14に渡す。
から渡された音声信号と合成回路12から渡された合成
音声信号との二乗誤差を計算し、計算した二乗誤差を保
持する。また、予め蓄積している前記微分声帯音源パラ
メータを微分音源生成回路11に順次渡し、予め蓄積し
ている前記傾き補正係数を補正回路16に順次渡す。蓄
積している微分声帯音源パラメータと傾き補正係数の組
み合わせ全てに対し前記二乗誤差を計算し、誤差が最小
となる各符号をマルチプレクサ14に渡す。
【0049】尚、誤差検定回路17では、フレーム分割
回路2から渡された入力音声信号と合成回路12から渡
された合成音声信号との誤差を検定しているが、残差計
算回路8から出力される残差信号と補正回路16から出
力される出力信号との誤差を検定しても良い。
回路2から渡された入力音声信号と合成回路12から渡
された合成音声信号との誤差を検定しているが、残差計
算回路8から出力される残差信号と補正回路16から出
力される出力信号との誤差を検定しても良い。
【0050】次に、本発明のボコーダに基づく音声復号
装置の構成例を図1(b)を用いて説明する。従来装置
との差分のみを説明する。
装置の構成例を図1(b)を用いて説明する。従来装置
との差分のみを説明する。
【0051】デマルチプレクサ29は、デマルチプレク
サ32の動作に加えて、入力された符号列からスペクト
ル傾きパラメータの符号を分離し、補正回路41に渡
す。
サ32の動作に加えて、入力された符号列からスペクト
ル傾きパラメータの符号を分離し、補正回路41に渡
す。
【0052】補正回路41は、微分音源生成回路33と
音源合成回路35との間に挿入され、デマルチプレクサ
29から渡された符号からスペクトル傾きパラメータを
復号し、このパラメータを用いて、微分音源生成回路2
9から渡された声帯音源信号のスペクトル傾きを補正
し、補正した信号wを音源合成回路35に渡す。
音源合成回路35との間に挿入され、デマルチプレクサ
29から渡された符号からスペクトル傾きパラメータを
復号し、このパラメータを用いて、微分音源生成回路2
9から渡された声帯音源信号のスペクトル傾きを補正
し、補正した信号wを音源合成回路35に渡す。
【0053】
【発明の効果】本発明により、音声の母音部におけるス
ペクトル傾き補正の係数を可変にして符号化する場合の
演算量を削減できる。その理由は、入力信号に高域強調
フィルタの代わりに微分音源信号にスペクトル傾きを補
正するフィルタを入れるため、LP分析と量子化をスペ
クトル傾きパラメータ毎に行なう必要がないためであ
る。
ペクトル傾き補正の係数を可変にして符号化する場合の
演算量を削減できる。その理由は、入力信号に高域強調
フィルタの代わりに微分音源信号にスペクトル傾きを補
正するフィルタを入れるため、LP分析と量子化をスペ
クトル傾きパラメータ毎に行なう必要がないためであ
る。
【図1】本発明に基づく符号化装置の構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】従来の復号装置を実現する構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
1,31 入力端子 2 フレーム分割回路 3 ゲイン計算回路 4 V/U判定回路 5 高域強調回路 6 LP分析回路 7 LP係数量子化回路 8 残差計算回路 9 ピッチ周期抽出回路 10 位相抽出回路 11,33 微分音源生成回路 12 合成回路 13 誤差検定回路 14 マルチプレクサ 16,41 補正回路 15,40 出力端子 17 誤差検定回路 18 ゲイン符号化回路 30 位相制御回路 32,29 デマルチプレクサ 34 乱数音源回路 35 音源合成回路 36 LP係数復号回路 37 合成回路 38 ゲイン復号回路 39 ゲイン調整回路
Claims (3)
- 【請求項1】入力した音声信号から線形予測係数を抽出
する回路と、前記係数を量子化する回路と、量子化した
前記係数で構成したフィルタを用いて前記音声信号の残
差信号を計算する回路と、前記残差信号から前記音声信
号のピッチ周期を抽出する回路と、前記残差信号からピ
ッチの位相を抽出する回路と、順次渡される微分声帯音
源パラメータと前記位相と前記ピッチ周期とを用いて微
分声帯音源信号を生成する生成回路と、順次渡されるス
ペクトル傾きパラメータを用いて前記声帯音源信号にス
ペクトル傾き補正を施す補正回路と、補正された前記微
分声帯音源信号を前記フィルタでフィルタリングして合
成信号を計算する回路と、予め定めた前記微分声帯音声
パラメータと前記スペクトル傾きパラメータを順次前記
生成回路と前記補正回路に各々渡し前記音声信号と前記
合成音声との歪みを検定し歪みが最小となる前記両パラ
メータの符号を出力する誤差検定回路と、前記ゲインと
量子化した前記線形予測係数と前記両パラメータと前記
ピッチ周期とからなる符号列を出力する回路とを有する
ことを特徴とするボコーダ符号化装置。 - 【請求項2】入力した符号列からピッチ周期を得てピッ
チの位相を計算する回路と、前記ピッチ周期と前記位相
と前記符号列から得た微分声帯音源パラメータとを用い
て微分声帯音源信号を生成する回路と、前記符号列から
得たスペクトル傾きパラメータに従って前記微分声帯音
源信号に傾き補正を行なう補正回路と、乱数信号を生成
する回路と、前記乱数信号と前記微分声帯音源信号を切
替えて励振信号を生成する回路と、前記符号列から得た
線形予測係数で構成したフィルタを用いて前記励振信号
をフィルタリングし合成信号を生成する回路と、前記符
号列から得たゲインを用いて合成信号の振幅を調整して
再生音声信号を生成する回路とを有することを特徴とす
るボコーダ復号装置。 - 【請求項3】ボコーダ符号化装置とボコーダ復号装置と
から構成されるボコーダ符号化復号装置において、 前記ボコーダ符号化装置は、前記入力した音声信号から
線形予測係数を抽出する回路と、前記係数を量子化する
回路と、量子化した前記係数で構成したフィルタを用い
て前記音声信号の残差信号を計算する回路と、前記残差
信号から前記音声信号のピッチ周期を抽出する回路と、
前記残差信号からピッチの位相を抽出する回路と、順次
渡される微分声帯音源パラメータと前記位相と前記ピッ
チ周期とを用いて微分声帯音源信号を生成する生成回路
と、順次渡されるスペクトル傾きパラメータを用いて前
記声帯音源信号にスペクトル傾き補正を施す補正回路
と、補正された前記微分声帯音源信号を前記フィルタで
フィルタリングして合成信号を計算する回路と、予め定
めた前記微分声帯音声パラメータと前記スペクトル傾き
パラメータを順次前記生成回路と前記補正回路に各々渡
し前記音声信号と前記合成音声との歪みを検定し歪みが
最小となる前記両パラメータの符号を出力する誤差検定
回路と、前記ゲインと量子化した前記線形予測係数と前
記両パラメータと前記ピッチ周期とからなる符号列を出
力する回路とを有し、 前記ボコーダ復号装置は、前記符号列からピッチ周期を
得てピッチの位相を計算する回路と、前記ピッチ周期と
前記位相と前記符号列から得た微分声帯音源パラメータ
とを用いて微分声帯音源信号を生成する回路と、前記符
号列から得たスペクトル傾きパラメータに従って前記微
分声帯音源信号に傾き補正を行なう補正回路と、乱数信
号を生成する回路と、前記乱数信号と前記微分声帯音源
信号を切替えて励振信号を生成する回路と、前記符号列
から得た線形予測係数で構成したフィルタを用いて前記
励振信号をフィルタリングし合成信号を生成する回路
と、前記符号列から得たゲインを用いて合成信号の振幅
を調整して再生音声信号を生成する回路とを有すること
を特徴とするボコーダ符号化復号装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24260697A JP3166673B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ボコーダ符号化復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24260697A JP3166673B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ボコーダ符号化復号装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1185198A JPH1185198A (ja) | 1999-03-30 |
JP3166673B2 true JP3166673B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=17091559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24260697A Expired - Fee Related JP3166673B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ボコーダ符号化復号装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3166673B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7395202B2 (en) * | 2005-06-09 | 2008-07-01 | Motorola, Inc. | Method and apparatus to facilitate vocoder erasure processing |
JP4970371B2 (ja) * | 2008-07-16 | 2012-07-04 | 株式会社東芝 | 情報処理装置 |
JP7092324B2 (ja) * | 2017-08-17 | 2022-06-28 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 声門流成分推定装置、プログラムおよび方法 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24260697A patent/JP3166673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1185198A (ja) | 1999-03-30 |
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