JPH06289897A - 音声信号処理装置 - Google Patents
音声信号処理装置Info
- Publication number
- JPH06289897A JPH06289897A JP7463693A JP7463693A JPH06289897A JP H06289897 A JPH06289897 A JP H06289897A JP 7463693 A JP7463693 A JP 7463693A JP 7463693 A JP7463693 A JP 7463693A JP H06289897 A JPH06289897 A JP H06289897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- frequency
- filter
- formant
- audio signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 音声信号の強調やノイズ除去を行う場合に、
音声を歪ませることのない良好な処理ができるようにす
る。 【構成】 入力音声信号から抽出した第１フォルマント
成分と第２フォルマント成分とを、この第１フォルマン
ト成分及び第２フォルマント成分の検出周波数などに基
づいて強調，減衰などの処理を行い、処理された各帯域
の信号を合成するようにした。
音声を歪ませることのない良好な処理ができるようにす
る。 【構成】 入力音声信号から抽出した第１フォルマント
成分と第２フォルマント成分とを、この第１フォルマン
ト成分及び第２フォルマント成分の検出周波数などに基
づいて強調，減衰などの処理を行い、処理された各帯域
の信号を合成するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、補聴器，電話機，拡声
器などの各種音声信号処理を行う機器に適用して好適な
音声信号処理装置に関する。
器などの各種音声信号処理を行う機器に適用して好適な
音声信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電話回線のように比較的帯域幅の
狭い伝送路で音声信号を伝送させたり、記録させるとき
の記録系のＳＮ比が比較的悪い場合や、再生装置のダイ
ナミックレンジが十分に広くない場合、或いは難聴者が
使用する補聴器の場合のように受聴可能なダイナミック
レンジが狭い場合には、元の音声信号の中のレベルの小
さい高域成分を強調してから伝送や記録などの処理を行
い、再生時に高域成分が欠落しないようにしている。
狭い伝送路で音声信号を伝送させたり、記録させるとき
の記録系のＳＮ比が比較的悪い場合や、再生装置のダイ
ナミックレンジが十分に広くない場合、或いは難聴者が
使用する補聴器の場合のように受聴可能なダイナミック
レンジが狭い場合には、元の音声信号の中のレベルの小
さい高域成分を強調してから伝送や記録などの処理を行
い、再生時に高域成分が欠落しないようにしている。
【０００３】また、このような音声信号の伝送，記録，
再生等を行う場合に、ノイズが再生されるのを防止する
ために、音声信号からノイズ成分を除去する信号処理方
法が各種開発されている。
再生等を行う場合に、ノイズが再生されるのを防止する
ために、音声信号からノイズ成分を除去する信号処理方
法が各種開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、単純に高域
成分を強調させる高域補正を行うと、音声の音色などが
変化して、再生される音声に歪みが生じてしまう不都合
があった。特に、何らかの話し声が音声信号化された場
合には、この音声信号で伝えられる言語の明晰度が低下
して、この処理が行われた音声信号を再生させても、言
葉を判別するのが困難になることが多々あった。特に、
難聴者が使用する補聴器の場合には、この点が非常に重
要で、単純に高域強調などを行うと非常に聞き取り難い
音声が再生されてしまう。
成分を強調させる高域補正を行うと、音声の音色などが
変化して、再生される音声に歪みが生じてしまう不都合
があった。特に、何らかの話し声が音声信号化された場
合には、この音声信号で伝えられる言語の明晰度が低下
して、この処理が行われた音声信号を再生させても、言
葉を判別するのが困難になることが多々あった。特に、
難聴者が使用する補聴器の場合には、この点が非常に重
要で、単純に高域強調などを行うと非常に聞き取り難い
音声が再生されてしまう。
【０００５】また、何らかの話し声が音声信号化された
場合には、音声の高域成分とノイズとしての高域成分と
を完全に分離するのは困難で、例えば単純に一定周波数
以上の高域成分をカットすると、音声情報としての高域
成分もカットされ、音声信号で伝えられる言語の明晰度
が低下して、この点からも聞き取り難い音声になってし
まう。
場合には、音声の高域成分とノイズとしての高域成分と
を完全に分離するのは困難で、例えば単純に一定周波数
以上の高域成分をカットすると、音声情報としての高域
成分もカットされ、音声信号で伝えられる言語の明晰度
が低下して、この点からも聞き取り難い音声になってし
まう。
【０００６】本発明はかかる点に鑑み、この種の音声信
号処理を行う場合に、音声を歪ませることのない良好な
処理ができるようにすることを目的とする。
号処理を行う場合に、音声を歪ませることのない良好な
処理ができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、入力端子１に得られる入力音声信号から、
少なくとも第１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽
出する第１のフィルタ１２と、少なくとも第２フォルマ
ント成分を含む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１
３と、第１のフィルタ１２の出力が供給される第１の強
調回路４０と、第２のフィルタ１３の出力が供給される
第２の強調回路５０と、入力音声信号から、第１フォル
マント成分の周波数を検出する第１の検出回路４０と、
第２フォルマント成分の周波数を検出する第２の検出回
路５０とを設け、第１及び第２の検出回路４０及び５０
の検出周波数に基づいて、それぞれの強調回路４０，５
０で第１フォルマント成分又は第２フォルマント成分を
強調し、それぞれの強調回路４０，５０の出力を加算す
るようにしたものである。
示すように、入力端子１に得られる入力音声信号から、
少なくとも第１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽
出する第１のフィルタ１２と、少なくとも第２フォルマ
ント成分を含む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１
３と、第１のフィルタ１２の出力が供給される第１の強
調回路４０と、第２のフィルタ１３の出力が供給される
第２の強調回路５０と、入力音声信号から、第１フォル
マント成分の周波数を検出する第１の検出回路４０と、
第２フォルマント成分の周波数を検出する第２の検出回
路５０とを設け、第１及び第２の検出回路４０及び５０
の検出周波数に基づいて、それぞれの強調回路４０，５
０で第１フォルマント成分又は第２フォルマント成分を
強調し、それぞれの強調回路４０，５０の出力を加算す
るようにしたものである。
【０００８】また本発明は、例えば図１に示すように、
入力端子１に得られる入力音声信号から、少なくとも第
１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１の
フィルタ１２と、少なくとも第２フォルマント成分を含
む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１３と、第１の
フィルタ１２の出力が供給される第１の減衰回路４０
と、第２のフィルタ１３の出力が供給される第２の減衰
回路５０とを設け、それぞれの減衰回路４０，５０で経
時的にレベルが大きい成分を減衰させ、それぞれの減衰
回路４０，５０の出力を加算するようにしたものであ
る。
入力端子１に得られる入力音声信号から、少なくとも第
１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１の
フィルタ１２と、少なくとも第２フォルマント成分を含
む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１３と、第１の
フィルタ１２の出力が供給される第１の減衰回路４０
と、第２のフィルタ１３の出力が供給される第２の減衰
回路５０とを設け、それぞれの減衰回路４０，５０で経
時的にレベルが大きい成分を減衰させ、それぞれの減衰
回路４０，５０の出力を加算するようにしたものであ
る。
【０００９】また本発明は、例えば図１に示すように、
入力端子１に得られる入力音声信号から、少なくとも第
１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１の
フィルタ１２と、少なくとも第２フォルマント成分を含
む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１３と、第１の
フィルタ１２の出力が供給される第１の減衰回路４０
と、第２のフィルタの出力が供給される第２の減衰回路
５０と、入力音声信号より何れかのフォルマント成分の
周波数の変動を検出する検出回路４，５を設け、この検
出回路４，５の検出周波数の変動に同期していない成分
を、それぞれの減衰回路４０，５０で減衰させ、それぞ
れの減衰回路４０，５０の出力を加算するようにしたも
のである。
入力端子１に得られる入力音声信号から、少なくとも第
１フォルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１の
フィルタ１２と、少なくとも第２フォルマント成分を含
む周波数帯域を抽出する第２のフィルタ１３と、第１の
フィルタ１２の出力が供給される第１の減衰回路４０
と、第２のフィルタの出力が供給される第２の減衰回路
５０と、入力音声信号より何れかのフォルマント成分の
周波数の変動を検出する検出回路４，５を設け、この検
出回路４，５の検出周波数の変動に同期していない成分
を、それぞれの減衰回路４０，５０で減衰させ、それぞ
れの減衰回路４０，５０の出力を加算するようにしたも
のである。
【００１０】また、これらの場合に入力音声信号のピッ
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算するようにしたもので
ある。
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算するようにしたもので
ある。
【００１１】さらに、これらの場合にフィルタの出力の
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断するようにしたものである。
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断するようにしたものである。
【００１２】さらに、これらの場合に入力音声信号のピ
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断するようにしたものである。
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断するようにしたものである。
【００１３】さらにまた、これらの場合に第１及び第２
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
るようにしたものである。
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
るようにしたものである。
【００１４】また、経時的にレベルが大きい成分を減衰
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたものである。
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたものである。
【００１５】さらに、フォルマント成分の周波数の変動
に同期していない成分を減衰させる場合において、第１
フォルマント成分の周波数の変動を検出して、各フォル
マント成分の減衰処理を行うようにしたものである。
に同期していない成分を減衰させる場合において、第１
フォルマント成分の周波数の変動を検出して、各フォル
マント成分の減衰処理を行うようにしたものである。
【００１６】
【作用】本発明によると、第１フォルマント成分や第２
フォルマント成分を強調して出力させることで、音声に
よる言語認識に必要な高域の成分が強調され、良好な音
声認識が可能になる。
フォルマント成分を強調して出力させることで、音声に
よる言語認識に必要な高域の成分が強調され、良好な音
声認識が可能になる。
【００１７】また本発明によると、経時的にレベルが大
きい成分を減衰させることで、通常の会話などによる音
声では現れないハウリングなどのノイズ成分が良好に減
衰され、ノイズ除去が良好に行える。
きい成分を減衰させることで、通常の会話などによる音
声では現れないハウリングなどのノイズ成分が良好に減
衰され、ノイズ除去が良好に行える。
【００１８】また本発明によると、フォルマント成分の
周波数の変動に同期していない成分を減衰させること
で、高域成分として音声成分であるフォルマント成分だ
けが残り、高域のノイズ除去が良好に行われる。
周波数の変動に同期していない成分を減衰させること
で、高域成分として音声成分であるフォルマント成分だ
けが残り、高域のノイズ除去が良好に行われる。
【００１９】また、これらの場合に入力音声信号のピッ
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算することで、ピッチ周
波数成分と各フォルマント成分とで構成される音声構造
が保たれる。
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算することで、ピッチ周
波数成分と各フォルマント成分とで構成される音声構造
が保たれる。
【００２０】さらに、これらの場合にフィルタの出力の
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断することで、各フォルマント周波数の判
断が容易にできる。
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断することで、各フォルマント周波数の判
断が容易にできる。
【００２１】さらに、これらの場合に入力音声信号のピ
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断することで、男性，女性，子供の区別など
の音声種類に応じた適切なフォルマント成分の抽出処理
が行われるようになる。
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断することで、男性，女性，子供の区別など
の音声種類に応じた適切なフォルマント成分の抽出処理
が行われるようになる。
【００２２】さらにまた、これらの場合に第１及び第２
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
ることで、強調や減衰などの処理により生じた高調波成
分が加算前のフィルタで除去され、より高音質な音声が
再生できるようになる。
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
ることで、強調や減衰などの処理により生じた高調波成
分が加算前のフィルタで除去され、より高音質な音声が
再生できるようになる。
【００２３】また、経時的にレベルが大きい成分を減衰
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたことで、経時的にレベルが大きい成分の判断が簡
単な構成の回路で実現できる。さらに、フォルマント成
分の周波数の変動に同期していない成分を減衰させる場
合において、第１フォルマント成分の周波数の変動を検
出して、各フォルマント成分の減衰処理を行うようにし
たことで、最も適切に処理が行われる。
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたことで、経時的にレベルが大きい成分の判断が簡
単な構成の回路で実現できる。さらに、フォルマント成
分の周波数の変動に同期していない成分を減衰させる場
合において、第１フォルマント成分の周波数の変動を検
出して、各フォルマント成分の減衰処理を行うようにし
たことで、最も適切に処理が行われる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２５】本例においては、人間の話し声などの音声
を処理する音声信号処理回路として構成したものであ
り、図１に示すように構成する。図１において１は音声
信号入力端子を示し、この入力端子１に得られる音声信
号を、ピッチ周波数検出回路２に供給する。このピッチ
周波数検出回路２は、供給される音声信号のピッチ周波
数を検出する回路である。
を処理する音声信号処理回路として構成したものであ
り、図１に示すように構成する。図１において１は音声
信号入力端子を示し、この入力端子１に得られる音声信
号を、ピッチ周波数検出回路２に供給する。このピッチ
周波数検出回路２は、供給される音声信号のピッチ周波
数を検出する回路である。
【００２６】ここで、音声信号のピッチ周波数について
説明すると、人間が話す会話の音声は、主として母音の
場合にピッチ周波数成分と第１フォルマント成分，第２
フォルマント成分‥‥とに解析することができる。即
ち、例えば図９に「あ」と発音した音声のパワースペク
トルを示すと、周波数の低い方から順にピッチ周波数成
分Ｐ，第１フォルマント成分Ｆ1 ，第２フォルマント成
分Ｆ2 ，第３フォルマント成分Ｆ3 ‥‥とエネルギーの
集中している箇所が存在する。この場合、通常はピッチ
周波数成分Ｐ，第１フォルマント成分Ｆ1 ，第２フォル
マント成分Ｆ2 ‥‥と周波数が高くなるに従ってエネル
ギーが減少する。なお、ピッチ周波数成分や各フォルマ
ント成分が存在する周波数位置は、発音する音により異
なる。従って通常の会話では、各成分の周波数位置は逐
次変化している。また、同じ音でも、発生する者（男
女，子供の区別など）によって変化する。
説明すると、人間が話す会話の音声は、主として母音の
場合にピッチ周波数成分と第１フォルマント成分，第２
フォルマント成分‥‥とに解析することができる。即
ち、例えば図９に「あ」と発音した音声のパワースペク
トルを示すと、周波数の低い方から順にピッチ周波数成
分Ｐ，第１フォルマント成分Ｆ1 ，第２フォルマント成
分Ｆ2 ，第３フォルマント成分Ｆ3 ‥‥とエネルギーの
集中している箇所が存在する。この場合、通常はピッチ
周波数成分Ｐ，第１フォルマント成分Ｆ1 ，第２フォル
マント成分Ｆ2 ‥‥と周波数が高くなるに従ってエネル
ギーが減少する。なお、ピッチ周波数成分や各フォルマ
ント成分が存在する周波数位置は、発音する音により異
なる。従って通常の会話では、各成分の周波数位置は逐
次変化している。また、同じ音でも、発生する者（男
女，子供の区別など）によって変化する。
【００２７】ここで、本例の回路の説明に戻ると、ピッ
チ周波数検出回路２では、最も低い周波数帯域でエネル
ギーの集中している箇所であるピッチ周波数成分Ｐの検
出を行う。このピッチ周波数検出回路２でのピッチ周波
数の検出方法としては、線形予測分析法，ＰＡＲＣＯＲ
方式（偏自己相関方式），ケプスペクトラム法，解析信
号法などの従来から知られた各種処理による検出方法が
適用できる。
チ周波数検出回路２では、最も低い周波数帯域でエネル
ギーの集中している箇所であるピッチ周波数成分Ｐの検
出を行う。このピッチ周波数検出回路２でのピッチ周波
数の検出方法としては、線形予測分析法，ＰＡＲＣＯＲ
方式（偏自己相関方式），ケプスペクトラム法，解析信
号法などの従来から知られた各種処理による検出方法が
適用できる。
【００２８】そして、このピッチ周波数検出回路２で検
出されたピッチ周波数の情報を、フィルタ通過帯域制御
回路３に供給する。このフィルタ通過帯域制御回路３で
は、供給されるピッチ周波数の情報に基づいて、第１フ
ォルマント成分，第２フォルマント成分や子音成分が存
在する周波数を予測し、予測した結果に基づいて後述す
る各バンドパスフィルタ４，１１，１２，１３，１４，
２１，２２，２３，２４の係数を制御させ、各バンドパ
スフィルタ４，１１，１２，１３，１４，２１，２２，
２３，２４で抽出させる周波数帯域を制御させる。
出されたピッチ周波数の情報を、フィルタ通過帯域制御
回路３に供給する。このフィルタ通過帯域制御回路３で
は、供給されるピッチ周波数の情報に基づいて、第１フ
ォルマント成分，第２フォルマント成分や子音成分が存
在する周波数を予測し、予測した結果に基づいて後述す
る各バンドパスフィルタ４，１１，１２，１３，１４，
２１，２２，２３，２４の係数を制御させ、各バンドパ
スフィルタ４，１１，１２，１３，１４，２１，２２，
２３，２４で抽出させる周波数帯域を制御させる。
【００２９】この具体的な通過帯域の制御について説明
すると、ここではピッチ検出回路２で検出されたピッチ
周波数が、男性の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合と、女性の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合と、子供の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合とで、各フィルタ４，１１，１２，１３，１４，
２１，２２，２３，２４の通過帯域を変化させるように
してある。それぞれの場合での通過帯域の制御の一例を
次の〔表１〕に示す。
すると、ここではピッチ検出回路２で検出されたピッチ
周波数が、男性の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合と、女性の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合と、子供の話し声のピッチ周波数であると判断し
た場合とで、各フィルタ４，１１，１２，１３，１４，
２１，２２，２３，２４の通過帯域を変化させるように
してある。それぞれの場合での通過帯域の制御の一例を
次の〔表１〕に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】なお、最も高域を通過させるフィルタ１
４，２４の高域側のカットオフ周波数は、この回路で処
理される周波数帯域の上限に対応した周波数とする。
４，２４の高域側のカットオフ周波数は、この回路で処
理される周波数帯域の上限に対応した周波数とする。
【００３２】また、入力端子１に得られる音声信号をバ
ンドパスフィルタ４に供給し、上述したフィルタ通過帯
域制御回路３からの制御に基づいて、このバンドパスフ
ィルタ４で第１フォルマント成分を抽出させる。この場
合、このバンドパスフィルタ４は、ＦＩＲ型フィルタや
ＩＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタで構成され、
フィルタの係数の選定により、通過帯域が決まる。そし
て、このバンドパスフィルタ４で抽出した第１フォルマ
ント成分を、瞬時周波数検出回路５に供給する。この瞬
時周波数検出回路５は、供給される第１フォルマント成
分の帯域の音声信号からヒルベルト変換対を作成し、こ
のヒルベルト変換対のデータを使用して第１フォルマン
トＦ1 の瞬時周波数ｆ（ｔ）を検出する回路である。
ンドパスフィルタ４に供給し、上述したフィルタ通過帯
域制御回路３からの制御に基づいて、このバンドパスフ
ィルタ４で第１フォルマント成分を抽出させる。この場
合、このバンドパスフィルタ４は、ＦＩＲ型フィルタや
ＩＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタで構成され、
フィルタの係数の選定により、通過帯域が決まる。そし
て、このバンドパスフィルタ４で抽出した第１フォルマ
ント成分を、瞬時周波数検出回路５に供給する。この瞬
時周波数検出回路５は、供給される第１フォルマント成
分の帯域の音声信号からヒルベルト変換対を作成し、こ
のヒルベルト変換対のデータを使用して第１フォルマン
トＦ1 の瞬時周波数ｆ（ｔ）を検出する回路である。
【００３３】そして、検出した第１フォルマントＦ1 の
瞬時周波数のデータを、重み係数算出回路６に供給し、
この重み係数算出回路６での演算処理で、第１フォルマ
ントＦ1 の変動（ゆらぎ）の重み係数ｗｆｌ（ｔ）を得
る。そして、この重みデータｗｆｌ（ｔ）を、後述する
各フォルマント成分及び子音成分の音声処理回路４０，
５０，６０に供給する。
瞬時周波数のデータを、重み係数算出回路６に供給し、
この重み係数算出回路６での演算処理で、第１フォルマ
ントＦ1 の変動（ゆらぎ）の重み係数ｗｆｌ（ｔ）を得
る。そして、この重みデータｗｆｌ（ｔ）を、後述する
各フォルマント成分及び子音成分の音声処理回路４０，
５０，６０に供給する。
【００３４】また、入力端子１に得られる音声信号をバ
ンドパスフィルタ１１，１２，１３，１４に供給する。
このそれぞれのバンドパスフィルタ１１，１２，１３，
１４は、上述したフィルタ通過帯域制御回路３からの制
御に基づいて、通過帯域が決まるフィルタで、上述した
バンドパスフィルタ４と同様に、ＦＩＲ型フィルタやＩ
ＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタで構成され、フ
ィルタの係数の選定により、通過帯域が決まる。そし
て、フィルタ通過帯域制御回路３による制御で、バンド
パスフィルタ１１ではピッチ周波数成分の周波数帯域の
抽出が行われ、バンドパスフィルタ１２では第１フォル
マント成分の周波数帯域の抽出が行われ、バンドパスフ
ィルタ１３では第２フォルマント成分の周波数帯域の抽
出が行われ、バンドパスフィルタ１４では子音成分の周
波数帯域の抽出が行われる。
ンドパスフィルタ１１，１２，１３，１４に供給する。
このそれぞれのバンドパスフィルタ１１，１２，１３，
１４は、上述したフィルタ通過帯域制御回路３からの制
御に基づいて、通過帯域が決まるフィルタで、上述した
バンドパスフィルタ４と同様に、ＦＩＲ型フィルタやＩ
ＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタで構成され、フ
ィルタの係数の選定により、通過帯域が決まる。そし
て、フィルタ通過帯域制御回路３による制御で、バンド
パスフィルタ１１ではピッチ周波数成分の周波数帯域の
抽出が行われ、バンドパスフィルタ１２では第１フォル
マント成分の周波数帯域の抽出が行われ、バンドパスフ
ィルタ１３では第２フォルマント成分の周波数帯域の抽
出が行われ、バンドパスフィルタ１４では子音成分の周
波数帯域の抽出が行われる。
【００３５】そして、バンドパスフィルタ１１で抽出し
たピッチ周波数成分を含む音声信号を音声処理回路３０
に供給し、バンドパスフィルタ１２で抽出した第１フォ
ルマント成分を含む音声信号を音声処理回路４０に供給
し、バンドパスフィルタ１３で抽出した第２フォルマン
ト成分を含む音声信号を音声処理回路５０に供給し、バ
ンドパスフィルタ１４で抽出した子音成分を含む音声信
号を音声処理回路６０に供給する。このそれぞれの音声
処理回路３０，４０，５０，６０は、該当する帯域内の
主要成分（ピッチ周波数成分，各フォルマント成分，子
音成分）を強調すると共に、ノイズ成分を減衰させる回
路で、各音声処理回路３０〜６０はほぼ同様に構成され
る。
たピッチ周波数成分を含む音声信号を音声処理回路３０
に供給し、バンドパスフィルタ１２で抽出した第１フォ
ルマント成分を含む音声信号を音声処理回路４０に供給
し、バンドパスフィルタ１３で抽出した第２フォルマン
ト成分を含む音声信号を音声処理回路５０に供給し、バ
ンドパスフィルタ１４で抽出した子音成分を含む音声信
号を音声処理回路６０に供給する。このそれぞれの音声
処理回路３０，４０，５０，６０は、該当する帯域内の
主要成分（ピッチ周波数成分，各フォルマント成分，子
音成分）を強調すると共に、ノイズ成分を減衰させる回
路で、各音声処理回路３０〜６０はほぼ同様に構成され
る。
【００３６】このは、各音声処理回路３０〜６０の構成
を図２に示すと、入力端子３０ａに得られる該当する帯
域の音声信号を、ヒルベルト変換対作成回路３１に供給
する。このヒルベルト変換対作成回路３１は、図３に示
すように構成される。即ち、入力端子３１ａに得られる
帯域分割音声信号ｓ（ｔ）をＩＩＲ型フィルタ３１ｂ，
３１ｃに供給し、それぞれのフィルタ３１ｂ，３１ｃで
の処理により原信号ｓ（ｔ）と位相の合ったヒルベルト
変換対ｓh （ｔ）を作成して、両信号を出力端子３１
ｄ，３１ｅに得る。ここでは、ＩＩＲ型フィルタ３１
ｂ，３１ｃ内の各係数乗算器ａ0 〜ａn 及びｂ0 〜ｂn
（ここではａn はａ6 ，ｂn はｂ6 ）の係数を、次の
〔表２〕に示すように選定する。
を図２に示すと、入力端子３０ａに得られる該当する帯
域の音声信号を、ヒルベルト変換対作成回路３１に供給
する。このヒルベルト変換対作成回路３１は、図３に示
すように構成される。即ち、入力端子３１ａに得られる
帯域分割音声信号ｓ（ｔ）をＩＩＲ型フィルタ３１ｂ，
３１ｃに供給し、それぞれのフィルタ３１ｂ，３１ｃで
の処理により原信号ｓ（ｔ）と位相の合ったヒルベルト
変換対ｓh （ｔ）を作成して、両信号を出力端子３１
ｄ，３１ｅに得る。ここでは、ＩＩＲ型フィルタ３１
ｂ，３１ｃ内の各係数乗算器ａ0 〜ａn 及びｂ0 〜ｂn
（ここではａn はａ6 ，ｂn はｂ6 ）の係数を、次の
〔表２〕に示すように選定する。
【００３７】
【表２】
【００３８】そして、このヒルベルト変換対作成回路３
１で得た信号ｓ（ｔ）及びヒルベルト変換対ｓh （ｔ）
を、瞬時周波数検出回路３２と包絡線検出回路３３とに
供給する。この音声信号ｓ（ｔ）及びそのヒルベルト変
換対ｓh （ｔ）が供給される瞬時周波数検出回路３２
は、図４に示すように構成する。即ち、入力端子３２
ａ，３２ｂに得られるヒルベルト変換対ｓ（ｔ），ｓh
（ｔ）を、直接演算回路３２ｅに供給すると共に、遅延
回路３２ｃ，３２ｄを介して演算回路３２ｅに供給す
る。そして、この演算回路３２ｅで、次の〔数１〕式に
基づいた演算処理を行い、該当する帯域内での瞬時周波
数ｆ（ｔ）を算出し、出力端子３２ｆにこの瞬時周波数
ｆ（ｔ）を得る。
１で得た信号ｓ（ｔ）及びヒルベルト変換対ｓh （ｔ）
を、瞬時周波数検出回路３２と包絡線検出回路３３とに
供給する。この音声信号ｓ（ｔ）及びそのヒルベルト変
換対ｓh （ｔ）が供給される瞬時周波数検出回路３２
は、図４に示すように構成する。即ち、入力端子３２
ａ，３２ｂに得られるヒルベルト変換対ｓ（ｔ），ｓh
（ｔ）を、直接演算回路３２ｅに供給すると共に、遅延
回路３２ｃ，３２ｄを介して演算回路３２ｅに供給す
る。そして、この演算回路３２ｅで、次の〔数１〕式に
基づいた演算処理を行い、該当する帯域内での瞬時周波
数ｆ（ｔ）を算出し、出力端子３２ｆにこの瞬時周波数
ｆ（ｔ）を得る。
【００３９】
【数１】
【００４０】また、包絡線検出回路３３では、音声信号
ｓ（ｔ）及びそのヒルベルト変換対ｓh （ｔ）より、包
絡線データｅ（ｔ）を検出する。この包絡線データｅ
（ｔ）の検出は、次の〔数２〕式に基づいた演算処理で
行われる。
ｓ（ｔ）及びそのヒルベルト変換対ｓh （ｔ）より、包
絡線データｅ（ｔ）を検出する。この包絡線データｅ
（ｔ）の検出は、次の〔数２〕式に基づいた演算処理で
行われる。
【００４１】
【数２】
【００４２】そして、このようにして検出される包絡線
データｅ（ｔ）を、後述する乗算処理回路３９に供給
し、この乗算処理回路３９に供給される各係数を乗算す
る。
データｅ（ｔ）を、後述する乗算処理回路３９に供給
し、この乗算処理回路３９に供給される各係数を乗算す
る。
【００４３】そして、瞬時周波数検出回路３２で検出さ
れた瞬時周波数ｆ（ｔ）のデータを、長時間平均周波数
検出回路３４と短時間平均周波数検出回路３５とに供給
し、それぞれの回路で帯域内の長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）及び短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を得る。ここ
で、長時間平均周波数検出回路３４の構成を図６に示す
と、入力端子３４ａに得られる瞬時周波数ｆ（ｔ）のデ
ータを、直列に接続された遅延回路３４ｂ，３４ｃ，３
４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇに供給し、入力端子３４
ａに得られるデータ及び各遅延回路３４ｂ〜３４ｇの出
力データを加算器３４ｈで加算させた後、アンプ３４ｉ
で１／７のレベルとして、長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）を出力端子３４ｊに得る。従って、直列に接続さ
れた遅延回路３４ｂ〜３４ｇによる遅延時間に相当する
時間だけ平均化されることになる。ここでは、この検出
時間を数十ｍ秒程度（但し短時間平均周波数検出回路３
５での検出時間よりも十分に長い時間）とする。
れた瞬時周波数ｆ（ｔ）のデータを、長時間平均周波数
検出回路３４と短時間平均周波数検出回路３５とに供給
し、それぞれの回路で帯域内の長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）及び短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を得る。ここ
で、長時間平均周波数検出回路３４の構成を図６に示す
と、入力端子３４ａに得られる瞬時周波数ｆ（ｔ）のデ
ータを、直列に接続された遅延回路３４ｂ，３４ｃ，３
４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇに供給し、入力端子３４
ａに得られるデータ及び各遅延回路３４ｂ〜３４ｇの出
力データを加算器３４ｈで加算させた後、アンプ３４ｉ
で１／７のレベルとして、長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）を出力端子３４ｊに得る。従って、直列に接続さ
れた遅延回路３４ｂ〜３４ｇによる遅延時間に相当する
時間だけ平均化されることになる。ここでは、この検出
時間を数十ｍ秒程度（但し短時間平均周波数検出回路３
５での検出時間よりも十分に長い時間）とする。
【００４４】また、短時間平均周波数検出回路３５の構
成を図７に示すと、入力端子３５ａに得られる瞬時周波
数ｆ（ｔ）のデータを、直列に接続された遅延回路３５
ｂ，３５ｃ，３５ｄに供給し、入力端子３５ａに得られ
るデータ及び各遅延回路３５ｂ〜３５ｄの出力データを
加算器３５ｅで加算させた後、アンプ３４ｆで１／４の
レベルとして、短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を出力端
子３５ｇに得る。従って、直列に接続された遅延回路３
５ｂ〜３５ｄによる遅延時間に相当する時間だけ平均化
されることになる。ここでは、この検出時間を０．５ｍ
秒〜２０ｍ秒程度とする。ここでは、このようにして得
た短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を、該当する帯域内の
主要周波数成分とする。
成を図７に示すと、入力端子３５ａに得られる瞬時周波
数ｆ（ｔ）のデータを、直列に接続された遅延回路３５
ｂ，３５ｃ，３５ｄに供給し、入力端子３５ａに得られ
るデータ及び各遅延回路３５ｂ〜３５ｄの出力データを
加算器３５ｅで加算させた後、アンプ３４ｆで１／４の
レベルとして、短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を出力端
子３５ｇに得る。従って、直列に接続された遅延回路３
５ｂ〜３５ｄによる遅延時間に相当する時間だけ平均化
されることになる。ここでは、この検出時間を０．５ｍ
秒〜２０ｍ秒程度とする。ここでは、このようにして得
た短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）を、該当する帯域内の
主要周波数成分とする。
【００４５】そして、このようにして得た帯域内の長時
間平均周波数ｆｌａ（ｔ）と短時間平均周波数ｆｓａ
（ｔ）とを、重み係数検出回路３６に供給する。この重
み係数検出回路３６では、図７のフローチャートに示す
処理が行われる。即ち、まず長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）が“０”か否かの判断を行い、“０”の場合には
重み係数ｗl （ｔ）＝０とする。そして、長時間平均周
波数ｆｌａ（ｔ）が“０”でない場合には、次の〔数
３〕式に基づいた演算処理を行い、重み係数ｗl （ｔ）
を算出する。
間平均周波数ｆｌａ（ｔ）と短時間平均周波数ｆｓａ
（ｔ）とを、重み係数検出回路３６に供給する。この重
み係数検出回路３６では、図７のフローチャートに示す
処理が行われる。即ち、まず長時間平均周波数ｆｌａ
（ｔ）が“０”か否かの判断を行い、“０”の場合には
重み係数ｗl （ｔ）＝０とする。そして、長時間平均周
波数ｆｌａ（ｔ）が“０”でない場合には、次の〔数
３〕式に基づいた演算処理を行い、重み係数ｗl （ｔ）
を算出する。
【００４６】
【数３】
【００４７】このような処理で求まる重み係数ｗ
l （ｔ）は、長時間平均周波数ｆｌａ（ｔ）と短時間平
均周波数ｆｓａ（ｔ）とが等しい場合、継続的に大きな
振幅を持つ成分がこの帯域内に存在すると判断し、音声
の主要周波数成分（ピッチ周波数や各フォルマント成
分）ではないと見なして、係数値が小さくなるようにし
てあり、両平均周波数の差が大きい場合には音声の主要
周波数成分であると見なして係数値が大きくなる。そし
て、この重み係数ｗl （ｔ）を乗算処理回路３９に供給
し、上述した包絡線データｅ（ｔ）に乗算させる。
l （ｔ）は、長時間平均周波数ｆｌａ（ｔ）と短時間平
均周波数ｆｓａ（ｔ）とが等しい場合、継続的に大きな
振幅を持つ成分がこの帯域内に存在すると判断し、音声
の主要周波数成分（ピッチ周波数や各フォルマント成
分）ではないと見なして、係数値が小さくなるようにし
てあり、両平均周波数の差が大きい場合には音声の主要
周波数成分であると見なして係数値が大きくなる。そし
て、この重み係数ｗl （ｔ）を乗算処理回路３９に供給
し、上述した包絡線データｅ（ｔ）に乗算させる。
【００４８】また、短時間平均周波数検出回路３５で得
た短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）と、瞬時周波数検出回
路３２で検出された瞬時周波数ｆ（ｔ）とを、重み係数
検出回路３７に供給する。この重み係数検出回路３７で
は、図８のフローチャートに示す処理が行われる。即
ち、まず短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）が“０”か否か
の判断を行い、“０”の場合には重み係数ｗs （ｔ）＝
１とする。そして、短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）が
“０”でない場合には、次の〔数４〕式に基づいた演算
処理を行い、重み係数ｗs （ｔ）を算出する。
た短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）と、瞬時周波数検出回
路３２で検出された瞬時周波数ｆ（ｔ）とを、重み係数
検出回路３７に供給する。この重み係数検出回路３７で
は、図８のフローチャートに示す処理が行われる。即
ち、まず短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）が“０”か否か
の判断を行い、“０”の場合には重み係数ｗs （ｔ）＝
１とする。そして、短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）が
“０”でない場合には、次の〔数４〕式に基づいた演算
処理を行い、重み係数ｗs （ｔ）を算出する。
【００４９】
【数４】
【００５０】このようにして求まる重み係数ｗs （ｔ）
は、瞬時周波数ｆ（ｔ）が短時間平均周波数ｆｓａ
（ｔ）から離れている場合には、主要周波数成分でない
と見なして係数値が小さくなり、瞬時周波数ｆ（ｔ）が
短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）に近い場合には、主要周
波数成分であると見なして係数値が大きくなる。そし
て、この重み係数ｗs （ｔ）を乗算処理回路３９に供給
し、上述した包絡線データｅ（ｔ）に乗算させる。
は、瞬時周波数ｆ（ｔ）が短時間平均周波数ｆｓａ
（ｔ）から離れている場合には、主要周波数成分でない
と見なして係数値が小さくなり、瞬時周波数ｆ（ｔ）が
短時間平均周波数ｆｓａ（ｔ）に近い場合には、主要周
波数成分であると見なして係数値が大きくなる。そし
て、この重み係数ｗs （ｔ）を乗算処理回路３９に供給
し、上述した包絡線データｅ（ｔ）に乗算させる。
【００５１】また、瞬時周波数検出回路３２で検出され
た瞬時周波数ｆ（ｔ）を、ＦＭ成分検出回路３８に供給
する。このＦＭ成分検出回路３８では、次の〔数５〕式
に基づいた演算処理で、ＦＭ成分ｆｍ（ｔ）を算出す
る。
た瞬時周波数ｆ（ｔ）を、ＦＭ成分検出回路３８に供給
する。このＦＭ成分検出回路３８では、次の〔数５〕式
に基づいた演算処理で、ＦＭ成分ｆｍ（ｔ）を算出す
る。
【００５２】
【数５】
【００５３】そして、このようにして得られるＦＭ成分
ｆｍ（ｔ）を、乗算処理回路３９に供給する。また、上
述した重み係数算出回路６が出力する第１フォルマント
Ｆ1の変動（ゆらぎ）の重み係数ｗｆｌ（ｔ）を、乗算
処理回路３９に供給する。そして、この乗算処理回路３
９では、供給される各データを乗算処理して、処理され
た音声信号を出力端子３０ｃに得る。即ち、この乗算処
理回路３９には、包絡線データｅ（ｔ）と、ＦＭ成分ｆ
ｍ（ｔ）と、第１フォルマントＦ1 の変動の重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）と、長時間平均周波数及び短時間平均周波数
に基づいた重み係数ｗl （ｔ）と、瞬時周波数と短時間
平均周波数とに基づいた重み係数ｗs （ｔ）とが供給さ
れ、それぞれを乗算（即ちｅ（ｔ）×ｆｍ（ｔ）×ｗｆ
ｌ（ｔ）×ｗl （ｔ）×ｗs （ｔ）を求める）させる。
ｆｍ（ｔ）を、乗算処理回路３９に供給する。また、上
述した重み係数算出回路６が出力する第１フォルマント
Ｆ1の変動（ゆらぎ）の重み係数ｗｆｌ（ｔ）を、乗算
処理回路３９に供給する。そして、この乗算処理回路３
９では、供給される各データを乗算処理して、処理され
た音声信号を出力端子３０ｃに得る。即ち、この乗算処
理回路３９には、包絡線データｅ（ｔ）と、ＦＭ成分ｆ
ｍ（ｔ）と、第１フォルマントＦ1 の変動の重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）と、長時間平均周波数及び短時間平均周波数
に基づいた重み係数ｗl （ｔ）と、瞬時周波数と短時間
平均周波数とに基づいた重み係数ｗs （ｔ）とが供給さ
れ、それぞれを乗算（即ちｅ（ｔ）×ｆｍ（ｔ）×ｗｆ
ｌ（ｔ）×ｗl （ｔ）×ｗs （ｔ）を求める）させる。
【００５４】そして、この出力端子３０ｃに得られる音
声信号を、音声処理回路３０の出力とする。なお、ピッ
チ周波数を含む帯域の音声信号を処理する音声処理回路
３０の場合には、重み係数算出回路６からの重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）は供給されず、この重み係数ｗｆｌ（ｔ）の
乗算処理回路３９での乗算処理は行われない。他の音声
処理回路４０，５０，６０では、図２に示すように、重
み係数ｗｆｌ（ｔ）が乗算される。
声信号を、音声処理回路３０の出力とする。なお、ピッ
チ周波数を含む帯域の音声信号を処理する音声処理回路
３０の場合には、重み係数算出回路６からの重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）は供給されず、この重み係数ｗｆｌ（ｔ）の
乗算処理回路３９での乗算処理は行われない。他の音声
処理回路４０，５０，６０では、図２に示すように、重
み係数ｗｆｌ（ｔ）が乗算される。
【００５５】そして、各音声処理回路３０，４０，５
０，６０が出力する各帯域の音声信号を、それぞれの帯
域のバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４を通過
させた後、加算器７で加算させて各帯域を合成し、音声
信号出力端子８に供給する。そして、この出力端子８か
ら後段の音声処理回路（再生系回路，伝送系回路など）
に供給する。この場合、加算器７の前段に配されたそれ
ぞれのバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４は、
各音声処理回路３０，４０，５０，６０の前段に配され
たバンドパスフィルタ１１，１２，１３，１４と同じ帯
域を通過させるフィルタとなるように、フィルタ通過帯
域制御回路３で制御を行うようにしてある。このため、
各音声処理回路３０，４０，５０，６０の後に設けられ
たバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４では、各
音声処理回路３０〜６０での処理で発生した高調波を除
去する処理が行われる。
０，６０が出力する各帯域の音声信号を、それぞれの帯
域のバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４を通過
させた後、加算器７で加算させて各帯域を合成し、音声
信号出力端子８に供給する。そして、この出力端子８か
ら後段の音声処理回路（再生系回路，伝送系回路など）
に供給する。この場合、加算器７の前段に配されたそれ
ぞれのバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４は、
各音声処理回路３０，４０，５０，６０の前段に配され
たバンドパスフィルタ１１，１２，１３，１４と同じ帯
域を通過させるフィルタとなるように、フィルタ通過帯
域制御回路３で制御を行うようにしてある。このため、
各音声処理回路３０，４０，５０，６０の後に設けられ
たバンドパスフィルタ２１，２２，２３，２４では、各
音声処理回路３０〜６０での処理で発生した高調波を除
去する処理が行われる。
【００５６】このように処理されて出力端子８に得られ
る音声信号によると、音声を構成する各成分毎に適切な
強調処理やノイズの除去処理が行われ、音声言語の認識
が良好にできる音声信号となる。
る音声信号によると、音声を構成する各成分毎に適切な
強調処理やノイズの除去処理が行われ、音声言語の認識
が良好にできる音声信号となる。
【００５７】この強調やノイズ除去処理を説明すると、
音声処理回路３０内の乗算処理回路３９での乗算処理乗
算処理により帯域内の音声信号中の主要成分が強調され
ると共に、ノイズ成分の抑圧が行われる。即ち、瞬時周
波数と短時間平均周波数との差に基づいた重み係数ｗs
（ｔ）の乗算により、瞬時周波数と短時間平均周波数と
の差が少ない場合には、主要成分（ピッチ成分，フォル
マント成分，子音成分）であると見なして強調する処理
が行われる。従って、例えば図１０に実線で示すパワー
スペクトルの音声信号Ｓ1 がこの回路に入力した場合、
出力信号としては破線で示すパワースペクトルの音声信
号Ｓ2 となり、ピッチ周波数Ｐや各フォルマント成分Ｆ
1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 が強調される。
音声処理回路３０内の乗算処理回路３９での乗算処理乗
算処理により帯域内の音声信号中の主要成分が強調され
ると共に、ノイズ成分の抑圧が行われる。即ち、瞬時周
波数と短時間平均周波数との差に基づいた重み係数ｗs
（ｔ）の乗算により、瞬時周波数と短時間平均周波数と
の差が少ない場合には、主要成分（ピッチ成分，フォル
マント成分，子音成分）であると見なして強調する処理
が行われる。従って、例えば図１０に実線で示すパワー
スペクトルの音声信号Ｓ1 がこの回路に入力した場合、
出力信号としては破線で示すパワースペクトルの音声信
号Ｓ2 となり、ピッチ周波数Ｐや各フォルマント成分Ｆ
1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 が強調される。
【００５８】このようにして主要成分の強調処理が行わ
れることで、時間的に変化する音声のピッチやフォルマ
ント成分に追随しながら強調処理が行われ、常に音声の
フォルマント構造が保たれ、自然な音質による明瞭度の
高い音声が再生される。また、このように主要な成分だ
けが強調されることで、ノイズレベルが相対的に下が
り、ノイズがそれだけ抑圧されたことになる。
れることで、時間的に変化する音声のピッチやフォルマ
ント成分に追随しながら強調処理が行われ、常に音声の
フォルマント構造が保たれ、自然な音質による明瞭度の
高い音声が再生される。また、このように主要な成分だ
けが強調されることで、ノイズレベルが相対的に下が
り、ノイズがそれだけ抑圧されたことになる。
【００５９】また、乗算処理回路３９での長時間平均周
波数及び短時間平均周波数に基づいた重み係数ｗ
l （ｔ）の乗算により、時間的に周波数が変化しない主
要成分がある場合には減衰され、ハウリングなどの継続
的に周波数が同じノイズ成分が混入した場合には、この
ノイズ成分が減衰処理される。この場合、このノイズ減
衰処理により、音声のフォルマント構造を乱すことがな
いので、このノイズが音声の明瞭度を低下させることは
ない。
波数及び短時間平均周波数に基づいた重み係数ｗ
l （ｔ）の乗算により、時間的に周波数が変化しない主
要成分がある場合には減衰され、ハウリングなどの継続
的に周波数が同じノイズ成分が混入した場合には、この
ノイズ成分が減衰処理される。この場合、このノイズ減
衰処理により、音声のフォルマント構造を乱すことがな
いので、このノイズが音声の明瞭度を低下させることは
ない。
【００６０】さらに、ピッチ成分以外の帯域では、第１
フォルマントＦ1 の変動の重み係数ｗｆｌ（ｔ）の乗算
により、この第１フォルマントＦ1 の変動（ゆらぎ）に
同期していない成分が減衰され、ピッチ成分と第１フォ
ルマント成分との間のノイズ成分や、各フォルマント成
分間のノイズ成分が減衰され、音声のフォルマント構造
を乱すことなくノイズだけを良好に除去できる。例えば
図１０に示すように、ピッチＰと第１フォルマントＦ1
との間や、各フォルマント間のパワーが、入力信号Ｓ1
に比べ出力信号Ｓ2 では減衰している。
フォルマントＦ1 の変動の重み係数ｗｆｌ（ｔ）の乗算
により、この第１フォルマントＦ1 の変動（ゆらぎ）に
同期していない成分が減衰され、ピッチ成分と第１フォ
ルマント成分との間のノイズ成分や、各フォルマント成
分間のノイズ成分が減衰され、音声のフォルマント構造
を乱すことなくノイズだけを良好に除去できる。例えば
図１０に示すように、ピッチＰと第１フォルマントＦ1
との間や、各フォルマント間のパワーが、入力信号Ｓ1
に比べ出力信号Ｓ2 では減衰している。
【００６１】この点を詳しく説明すると、例えば入力し
た音声信号（「み」と喋った場合の音声信号）の全帯域
の包絡線が図１１に示す状態であるとき、この全帯域の
包絡線は、第１フォルマント成分Ｆ1 等のフォルマント
成分の変化に連動してレベルが上下する。そして、第１
フォルマント成分の瞬時周波数の変化も、図１２に示す
ように同様に上下する。従って、この瞬時周波数の変動
に同期した成分が音声の主要なフォルマント成分である
と判断でき、この瞬時周波数の変動に同期していない成
分を減衰させることで、音声のフォルマント構造を乱す
ことなくノイズだけを良好に除去できる。但し、図１１
から判るように、ピッチ成分には、このような変動はな
く、ピッチ成分を扱う音声処理回路３０では重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）の乗算によるノイズ除去を行わない。
た音声信号（「み」と喋った場合の音声信号）の全帯域
の包絡線が図１１に示す状態であるとき、この全帯域の
包絡線は、第１フォルマント成分Ｆ1 等のフォルマント
成分の変化に連動してレベルが上下する。そして、第１
フォルマント成分の瞬時周波数の変化も、図１２に示す
ように同様に上下する。従って、この瞬時周波数の変動
に同期した成分が音声の主要なフォルマント成分である
と判断でき、この瞬時周波数の変動に同期していない成
分を減衰させることで、音声のフォルマント構造を乱す
ことなくノイズだけを良好に除去できる。但し、図１１
から判るように、ピッチ成分には、このような変動はな
く、ピッチ成分を扱う音声処理回路３０では重み係数ｗ
ｆｌ（ｔ）の乗算によるノイズ除去を行わない。
【００６２】また本例においては、各フィルタで抽出さ
せる帯域を入力音声信号のピッチ周波数に応じて変化さ
せようにしたことで、ピッチ周波数成分の抽出と、第１
フォルマント成分の抽出と、第２フォルマント成分の抽
出とが高い精度で正確に行え、上述した強調やノイズ除
去などの処理が高精度にできるようになる。
せる帯域を入力音声信号のピッチ周波数に応じて変化さ
せようにしたことで、ピッチ周波数成分の抽出と、第１
フォルマント成分の抽出と、第２フォルマント成分の抽
出とが高い精度で正確に行え、上述した強調やノイズ除
去などの処理が高精度にできるようになる。
【００６３】なお、本例の回路での処理で、ピッチ成分
や各フォルマント成分などの主要成分が強調されると共
にノイズ成分が減衰されることで、会話などの内容の判
断がし易くなる効果は、難聴者が音声を聞き取る場合に
顕著に表れる。従って、本例の回路を難聴者が使用する
補聴器の音声処理回路に適用することで、きわめて大き
な効果が得られる。但し、各種記録・再生装置や伝送装
置などの他の音声処理装置にも適用できることは勿論で
ある。
や各フォルマント成分などの主要成分が強調されると共
にノイズ成分が減衰されることで、会話などの内容の判
断がし易くなる効果は、難聴者が音声を聞き取る場合に
顕著に表れる。従って、本例の回路を難聴者が使用する
補聴器の音声処理回路に適用することで、きわめて大き
な効果が得られる。但し、各種記録・再生装置や伝送装
置などの他の音声処理装置にも適用できることは勿論で
ある。
【００６４】また、上述実施例では第１フォルマントの
変動の重み係数を乗算して、第１フォルマントの変動に
同期していない成分を減衰させるようにしたが、第２フ
ォルマントなどの他のフォルマント成分の変動状態を検
出して、この検出した変動状態に同期していない成分を
減衰させるようにしても良い。但し、第１フォルマント
が最も高いレベルなので、最も制御し易い。
変動の重み係数を乗算して、第１フォルマントの変動に
同期していない成分を減衰させるようにしたが、第２フ
ォルマントなどの他のフォルマント成分の変動状態を検
出して、この検出した変動状態に同期していない成分を
減衰させるようにしても良い。但し、第１フォルマント
が最も高いレベルなので、最も制御し易い。
【００６５】また、上述実施例で示したフィルタのカッ
トオフ周波数の値は、一例を示したもので、他の値に選
定するようにしても良い。
トオフ周波数の値は、一例を示したもので、他の値に選
定するようにしても良い。
【００６６】さらに、上述実施例ではピッチ周波数成分
と第１フォルマント成分と第２フォルマント成分と子音
成分とを、それぞれ別の音声処理回路で処理するように
したが、近い周波数帯域の信号を同じ音声処理回路で処
理するようにしても良い。例えば、第２フォルマント成
分と子音成分とを同じ系の回路で処理して、音声処理回
路やバンドパスフィルタを１系統削減させるようにして
も良い。但し、図１に示すように分けて処理するのが、
音質を確保する上からは最も好ましい。
と第１フォルマント成分と第２フォルマント成分と子音
成分とを、それぞれ別の音声処理回路で処理するように
したが、近い周波数帯域の信号を同じ音声処理回路で処
理するようにしても良い。例えば、第２フォルマント成
分と子音成分とを同じ系の回路で処理して、音声処理回
路やバンドパスフィルタを１系統削減させるようにして
も良い。但し、図１に示すように分けて処理するのが、
音質を確保する上からは最も好ましい。
【００６７】
【発明の効果】本発明によると、第１フォルマント成分
や第２フォルマント成分を強調して出力させることで、
音声による言語認識に必要な高域の成分が強調され、良
好な音声認識が可能になる。
や第２フォルマント成分を強調して出力させることで、
音声による言語認識に必要な高域の成分が強調され、良
好な音声認識が可能になる。
【００６８】また本発明によると、経時的にレベルが大
きい成分を減衰させることで、通常の会話などによる音
声では現れないハウリングなどのノイズ成分が良好に減
衰され、ノイズ除去が良好に行える。
きい成分を減衰させることで、通常の会話などによる音
声では現れないハウリングなどのノイズ成分が良好に減
衰され、ノイズ除去が良好に行える。
【００６９】また本発明によると、フォルマント成分の
周波数の変動に同期していない成分を減衰させること
で、高域成分として音声成分であるフォルマント成分だ
けが残り、高域のノイズ除去が良好に行われる。
周波数の変動に同期していない成分を減衰させること
で、高域成分として音声成分であるフォルマント成分だ
けが残り、高域のノイズ除去が良好に行われる。
【００７０】また、これらの場合に入力音声信号のピッ
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算することで、ピッチ周
波数成分と各フォルマント成分とで構成される音声構造
が保たれる。
チ周波数成分を、第１フォルマント成分と同様に処理し
た後、各フォルマント成分と加算することで、ピッチ周
波数成分と各フォルマント成分とで構成される音声構造
が保たれる。
【００７１】さらに、これらの場合にフィルタの出力の
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断することで、各フォルマント周波数の判
断が容易にできる。
ＦＭ変調成分の短時間平均周波数を、フォルマント成分
の周波数と判断することで、各フォルマント周波数の判
断が容易にできる。
【００７２】さらに、これらの場合に入力音声信号のピ
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断することで、男性，女性，子供の区別など
の音声種類に応じた適切なフォルマント成分の抽出処理
が行われるようになる。
ッチ周波数の検出により、各フォルマント成分の存在す
る帯域を判断することで、男性，女性，子供の区別など
の音声種類に応じた適切なフォルマント成分の抽出処理
が行われるようになる。
【００７３】さらにまた、これらの場合に第１及び第２
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
ることで、強調や減衰などの処理により生じた高調波成
分が加算前のフィルタで除去され、より高音質な音声が
再生できるようになる。
のフィルタの出力を加算する前に、それぞれの帯域で第
１又は第２のフィルタと同じ特性のフィルタを通過させ
ることで、強調や減衰などの処理により生じた高調波成
分が加算前のフィルタで除去され、より高音質な音声が
再生できるようになる。
【００７４】また、経時的にレベルが大きい成分を減衰
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたことで、経時的にレベルが大きい成分の判断が簡
単な構成の回路で実現できる。さらに、フォルマント成
分の周波数の変動に同期していない成分を減衰させる場
合において、第１フォルマント成分の周波数の変動を検
出して、各フォルマント成分の減衰処理を行うようにし
たことで、最も適切に処理が行われる。
させる場合の経時的にレベルが大きい成分の判断を、フ
ィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよう
にしたことで、経時的にレベルが大きい成分の判断が簡
単な構成の回路で実現できる。さらに、フォルマント成
分の周波数の変動に同期していない成分を減衰させる場
合において、第１フォルマント成分の周波数の変動を検
出して、各フォルマント成分の減衰処理を行うようにし
たことで、最も適切に処理が行われる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】一実施例の音声処理回路を示す構成図である。
【図３】一実施例のヒルベルト変換対作成回路を示す構
成図である。
成図である。
【図４】一実施例の瞬時周波数検出回路を示す構成図で
ある。
ある。
【図５】一実施例の長時間平均周波数検出回路を示す構
成図である。
成図である。
【図６】一実施例の短時間平均周波数検出回路を示す構
成図である。
成図である。
【図７】一実施例の瞬時周波数と短時間平均周波数との
差の重み係数の算出処理を示すフローチャート図であ
る。
差の重み係数の算出処理を示すフローチャート図であ
る。
【図８】一実施例の短時間平均周波数と長時間平均周波
数との差の重み係数の算出処理を示すフローチャート図
である。
数との差の重み係数の算出処理を示すフローチャート図
である。
【図９】音声信号のパワースペクトルを示す特性図であ
る。
る。
【図１０】一実施例による音声信号のパワースペクトル
の変化を示す特性図である。
の変化を示す特性図である。
【図１１】一実施例による各帯域の包絡線検出状態を示
す波形図である。
す波形図である。
【図１２】一実施例による第１フォルマントの瞬時周波
数の検出例を示す波形図である。
数の検出例を示す波形図である。
１ 音声信号入力端子 ２ ピッチ周波数検出回路 ３ フィルタ通過帯域制御回路 ４，１２，２２ 第１フォルマント成分抽出用バンドパ
スフィルタ ５ 瞬時周波数検出回路 ６ 重み係数算出回路 ７ 加算器 ８ 音声信号出力端子 １１，２１ ピッチ成分抽出用バンドパスフィルタ １３，２３ 第２フォルマント成分抽出用バンドパスフ
ィルタ １４，２４ 子音成分抽出用バンドパスフィルタ ３０，４０，５０，６０ 音声処理回路 ３１ ヒルベルト変換対作成回路 ３２ 瞬時周波数検出回路 ３３ 包絡線検出回路 ３４ 長時間平均周波数検出回路 ３５ 短時間平均周波数検出回路 ３６，３７ 重み係数検出回路 ３８ ＦＭ成分検出回路 ３９ 乗算処理回路
スフィルタ ５ 瞬時周波数検出回路 ６ 重み係数算出回路 ７ 加算器 ８ 音声信号出力端子 １１，２１ ピッチ成分抽出用バンドパスフィルタ １３，２３ 第２フォルマント成分抽出用バンドパスフ
ィルタ １４，２４ 子音成分抽出用バンドパスフィルタ ３０，４０，５０，６０ 音声処理回路 ３１ ヒルベルト変換対作成回路 ３２ 瞬時周波数検出回路 ３３ 包絡線検出回路 ３４ 長時間平均周波数検出回路 ３５ 短時間平均周波数検出回路 ３６，３７ 重み係数検出回路 ３８ ＦＭ成分検出回路 ３９ 乗算処理回路
Claims (9)
- 【請求項１】 入力音声信号から、少なくとも第１フォ
ルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１のフィル
タと、少なくとも第２フォルマント成分を含む周波数帯
域を抽出する第２のフィルタと、 上記第１のフィルタの出力が供給される第１の強調回路
と、上記第２のフィルタの出力が供給される第２の強調
回路と、 上記入力音声信号から、第１フォルマント成分の周波数
を検出する第１の検出回路と、第２フォルマント成分の
周波数を検出する第２の検出回路とを設け、 上記第１及び第２の検出回路の検出周波数に基づいて、
上記それぞれの強調回路で第１フォルマント成分又は第
２フォルマント成分を強調し、それぞれの強調回路の出
力を加算するようにした音声信号処理装置。 - 【請求項２】 入力音声信号から、少なくとも第１フォ
ルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１のフィル
タと、少なくとも第２フォルマント成分を含む周波数帯
域を抽出する第２のフィルタと、 上記第１のフィルタの出力が供給される第１の減衰回路
と、上記第２のフィルタの出力が供給される第２の減衰
回路とを設け、 上記それぞれの減衰回路で経時的にレベルが大きい成分
を減衰させ、それぞれの減衰回路の出力を加算するよう
にした音声信号処理装置。 - 【請求項３】 入力音声信号から、少なくとも第１フォ
ルマント成分を含む周波数帯域を抽出する第１のフィル
タと、少なくとも第２フォルマント成分を含む周波数帯
域を抽出する第２のフィルタと、 上記第１のフィルタの出力が供給される第１の減衰回路
と、上記第２のフィルタの出力が供給される第２の減衰
回路と、 上記入力音声信号より何れかのフォルマント成分の周波
数の変動を検出する検出回路を設け、 該検出回路の検出周波数の変動に同期していない成分
を、上記それぞれの減衰回路で減衰させ、それぞれの減
衰回路の出力を加算するようにした音声信号処理装置。 - 【請求項４】入力音声信号のピッチ周波数成分を、第１
フォルマント成分と同様に処理した後、各フォルマント
成分と加算するようにした請求項１，２又は３記載の音
声信号処理装置。 - 【請求項５】 フィルタの出力のＦＭ変調成分の短時間
平均周波数を、フォルマント成分の周波数と判断するよ
うにした請求項１，２又は３記載の音声信号処理装置。 - 【請求項６】 入力音声信号のピッチ周波数の検出によ
り、各フォルマント成分の存在する帯域を判断するよう
にした請求項１，２又は３記載の音声信号処理装置。 - 【請求項７】 第１及び第２のフィルタの出力を加算す
る前に、それぞれの帯域で第１又は第２のフィルタと同
じ特性のフィルタを通過させるようにした請求項１，２
又は３記載の音声信号処理装置。 - 【請求項８】 経時的にレベルが大きい成分の判断を、
フィルタの出力のＦＭ変調成分の平均周波数より行うよ
うにした請求項２記載の音声信号処理装置。 - 【請求項９】 検出回路で、第１フォルマント成分の周
波数の変動を検出するようにした請求項３記載の音声信
号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7463693A JPH06289897A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 音声信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7463693A JPH06289897A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 音声信号処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06289897A true JPH06289897A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13552898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7463693A Pending JPH06289897A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 音声信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06289897A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09294168A (ja) * | 1996-04-26 | 1997-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 拡声通話装置 |
| WO2003019535A1 (fr) * | 2000-02-28 | 2003-03-06 | Linguamaster Corporation | Structure de donnees, procede de production, procede de lecture, procede d'enregistrement, support d'enregistrement et procede de distribution de donnees vocales, et procede de lecture de donnees multimedia |
| WO2003019530A1 (fr) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Kenwood Corporation | Dispositif et procede de generation d'un signal a forme d'onde affecte d'un pas ; programme |
| JP2004507141A (ja) * | 2000-08-14 | 2004-03-04 | クリアー オーディオ リミテッド | 音声強調システム |
| JP2005070779A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Microsoft Corp | 調波モデルに基づくフロントエンドを使用する頑強な音声認識のための方法および装置 |
| JP2010191302A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 音声出力装置 |
| JP2015177602A (ja) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | 株式会社東芝 | 列車制御車上装置 |
| JP6177480B1 (ja) * | 2016-12-08 | 2017-08-09 | 三菱電機株式会社 | 音声強調装置、音声強調方法、及び音声処理プログラム |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP7463693A patent/JPH06289897A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09294168A (ja) * | 1996-04-26 | 1997-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 拡声通話装置 |
| WO2003019535A1 (fr) * | 2000-02-28 | 2003-03-06 | Linguamaster Corporation | Structure de donnees, procede de production, procede de lecture, procede d'enregistrement, support d'enregistrement et procede de distribution de donnees vocales, et procede de lecture de donnees multimedia |
| JP2004507141A (ja) * | 2000-08-14 | 2004-03-04 | クリアー オーディオ リミテッド | 音声強調システム |
| WO2003019530A1 (fr) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Kenwood Corporation | Dispositif et procede de generation d'un signal a forme d'onde affecte d'un pas ; programme |
| JP2005070779A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Microsoft Corp | 調波モデルに基づくフロントエンドを使用する頑強な音声認識のための方法および装置 |
| JP4731855B2 (ja) * | 2003-08-25 | 2011-07-27 | マイクロソフト コーポレーション | 調波モデルに基づくフロントエンドを使用する頑強な音声認識のための方法およびコンピュータ可読記録媒体 |
| JP2010191302A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 音声出力装置 |
| JP2015177602A (ja) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | 株式会社東芝 | 列車制御車上装置 |
| JP6177480B1 (ja) * | 2016-12-08 | 2017-08-09 | 三菱電機株式会社 | 音声強調装置、音声強調方法、及び音声処理プログラム |
| WO2018105077A1 (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | 三菱電機株式会社 | 音声強調装置、音声強調方法、及び音声処理プログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5757937A (en) | Acoustic noise suppressor | |
| KR101989062B1 (ko) | 오디오 신호를 향상시키기 위한 장치 및 방법 및 음향 향상 시스템 | |
| US8582792B2 (en) | Method and hearing aid for enhancing the accuracy of sounds heard by a hearing-impaired listener | |
| US6246773B1 (en) | Audio signal processors | |
| US8306821B2 (en) | Sub-band periodic signal enhancement system | |
| US5572593A (en) | Method and apparatus for detecting and extending temporal gaps in speech signal and appliances using the same | |
| KR20160113224A (ko) | 오디오 신호를 압축하는 오디오 압축 시스템 | |
| JP2002015522A (ja) | 音声帯域拡張装置及び音声帯域拡張方法 | |
| JPH06289897A (ja) | 音声信号処理装置 | |
| JPH0968997A (ja) | 音声処理方法及び装置 | |
| JP4070835B2 (ja) | オーディオ信号のフィルタリングのための方法及び装置 | |
| JP2002189498A (ja) | デジタル音声処理装置及びコンピュータプログラム記録媒体 | |
| JP3888239B2 (ja) | デジタル音声処理方法及び装置、並びにコンピュータプログラム | |
| JP4147445B2 (ja) | 音響信号処理装置 | |
| JP5058844B2 (ja) | 音声信号変換装置、音声信号変換方法、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| JPH06289898A (ja) | 音声信号処理装置 | |
| JP2003131686A (ja) | 音声と音楽の混合比推定方法及び装置並びにそれを用いたオーディオ装置 | |
| JP3303446B2 (ja) | 音声信号処理装置 | |
| JP5202021B2 (ja) | 音声信号変換装置、音声信号変換方法、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| KR100754558B1 (ko) | 주기 신호 향상 시스템 | |
| KR100883896B1 (ko) | 음성명료도 향상장치 및 방법 | |
| JP3128870B2 (ja) | ノイズ低減装置 | |
| JP3847989B2 (ja) | 信号抽出装置 | |
| JPH06334457A (ja) | 自動音量制御装置 | |
| JP3596580B2 (ja) | 音声信号の処理回路 |