JPH06289898A - 音声信号処理装置 - Google Patents
音声信号処理装置Info
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- JPH06289898A JPH06289898A JP5072243A JP7224393A JPH06289898A JP H06289898 A JPH06289898 A JP H06289898A JP 5072243 A JP5072243 A JP 5072243A JP 7224393 A JP7224393 A JP 7224393A JP H06289898 A JPH06289898 A JP H06289898A
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- Japan
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- audio signal
- amplitude
- amplitude control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 音声を歪ませることのない良好な振幅制御が
できるようにする。 【構成】 音声信号入力端子１に得られる入力音声信号
を、ローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１３と
で、少なくともピッチ周波数と第１フォルマント成分と
を含む低域成分と、第２フォルマント成分を含む高域成
分とに分け、低域成分及び高域成分の少なくとも何れか
一方を振幅制御手段１２で振幅制御してから、加算器２
で両成分を加算するようにした。
できるようにする。 【構成】 音声信号入力端子１に得られる入力音声信号
を、ローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１３と
で、少なくともピッチ周波数と第１フォルマント成分と
を含む低域成分と、第２フォルマント成分を含む高域成
分とに分け、低域成分及び高域成分の少なくとも何れか
一方を振幅制御手段１２で振幅制御してから、加算器２
で両成分を加算するようにした。
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】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、再生装置のダイナミッ
クレンジが十分に広くない場合や、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、音声信号の振幅を圧縮させたり、或
るレベル以上の音声を一定のレベルに抑えるピーククリ
ッピングすることが行われている。
送路で音声信号を伝送させたり、再生装置のダイナミッ
クレンジが十分に広くない場合や、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、音声信号の振幅を圧縮させたり、或
るレベル以上の音声を一定のレベルに抑えるピーククリ
ッピングすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、単純に音声
信号の振幅を一定の比率で圧縮させる処理を行ったり、
単純に所定レベル以上の音声を一定のレベルに抑えるピ
ーククリッピングを行うと、音声信号に歪みが生じてし
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、単純に振幅制御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。
信号の振幅を一定の比率で圧縮させる処理を行ったり、
単純に所定レベル以上の音声を一定のレベルに抑えるピ
ーククリッピングを行うと、音声信号に歪みが生じてし
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、単純に振幅制御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。
【０００４】例えば、図４のＡに示す音声信号が入力し
た場合、この音声信号の振幅制御を単純に行うと、例え
ば図４のＣに示すように、元の音声信号の大振幅部分が
所定の一定レベルに抑えられ、この大振幅部分に含まれ
る情報が欠落してしまう。従って、このように振幅制御
された音声信号を再生させた場合には、音声の大振幅部
分が歪んだものになり、非常に聞き取り難い音声になっ
てしまう。
た場合、この音声信号の振幅制御を単純に行うと、例え
ば図４のＣに示すように、元の音声信号の大振幅部分が
所定の一定レベルに抑えられ、この大振幅部分に含まれ
る情報が欠落してしまう。従って、このように振幅制御
された音声信号を再生させた場合には、音声の大振幅部
分が歪んだものになり、非常に聞き取り難い音声になっ
てしまう。
【０００５】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
振幅制御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
振幅制御ができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【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、音声信号入力端子１に得られる入力音声信
号を、ローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１３と
で、少なくともピッチ周波数と第１フォルマント成分と
を含む低域成分と、第２フォルマント成分を含む高域成
分とに分け、低域成分及び高域成分の少なくとも何れか
一方を振幅制御手段１２で振幅制御してから、加算器２
で両成分を加算するようにしたものである。
示すように、音声信号入力端子１に得られる入力音声信
号を、ローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１３と
で、少なくともピッチ周波数と第１フォルマント成分と
を含む低域成分と、第２フォルマント成分を含む高域成
分とに分け、低域成分及び高域成分の少なくとも何れか
一方を振幅制御手段１２で振幅制御してから、加算器２
で両成分を加算するようにしたものである。
【０００７】またこの場合に、振幅制御として、入力信
号が所定レベルに達するまでは所定の状態での振幅制御
を行い、所定レベル以上では一定レベルに圧縮させるよ
うにしたものである。
号が所定レベルに達するまでは所定の状態での振幅制御
を行い、所定レベル以上では一定レベルに圧縮させるよ
うにしたものである。
【０００８】さらにこの場合に、図７に示すように、入
力音声信号のピッチ周波数検出手段５１を設け、この検
出手段５１で検出したピッチ周波数に応じて低域成分と
高域成分の抽出帯域を変化させるようにしたものであ
る。
力音声信号のピッチ周波数検出手段５１を設け、この検
出手段５１で検出したピッチ周波数に応じて低域成分と
高域成分の抽出帯域を変化させるようにしたものであ
る。
【０００９】さらにまたこの場合に、振幅制御された信
号を、高調波を除去するフィルタを通過させてから、他
の帯域の信号と加算するようにしたものである。
号を、高調波を除去するフィルタを通過させてから、他
の帯域の信号と加算するようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明によると、ピッチ周波数と第１フォルマ
ント成分とが含まれる低域成分と、少なくとも第２フォ
ルマント成分が含まれる高域成分とに分けて、それぞれ
の帯域毎に振幅制御を行うことで、第２フォルマント成
分などの言語認識に必要な成分が欠落しなくなり、良好
な音声認識が可能になる。
ント成分とが含まれる低域成分と、少なくとも第２フォ
ルマント成分が含まれる高域成分とに分けて、それぞれ
の帯域毎に振幅制御を行うことで、第２フォルマント成
分などの言語認識に必要な成分が欠落しなくなり、良好
な音声認識が可能になる。
【００１１】この場合、振幅制御として、入力信号が所
定レベルに達するまでは所定の状態での振幅制御を行
い、所定レベル以上では一定レベルに圧縮させること
で、入力レベルに応じた適切な振幅制御が行われるよう
になる。
定レベルに達するまでは所定の状態での振幅制御を行
い、所定レベル以上では一定レベルに圧縮させること
で、入力レベルに応じた適切な振幅制御が行われるよう
になる。
【００１２】また、検出したピッチ周波数に応じて低域
成分と高域成分の抽出帯域を変化させることで、男性，
女性の区別などの音声種類に応じた適切な処理が行われ
るようになる。
成分と高域成分の抽出帯域を変化させることで、男性，
女性の区別などの音声種類に応じた適切な処理が行われ
るようになる。
【００１３】さらに、振幅制御された信号を、高調波を
除去するフィルタを通過させてから、他の帯域の信号と
加算することで、振幅制御により生じた高調波成分が出
力されなくなり、より高音質な音声が再生できるように
なる。
除去するフィルタを通過させてから、他の帯域の信号と
加算することで、振幅制御により生じた高調波成分が出
力されなくなり、より高音質な音声が再生できるように
なる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を、図１〜図４
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１５】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ローパスフィ
ルタ１１及びハイパスフィルタ１３に供給する。この場
合、ローパスフィルタ１１では、供給される音声信号の
ピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とに相当する
低域の周波数帯域を通過させるフィルタとしてある。ま
た、ハイパスフィルタ１３では、供給される音声信号の
第２フォルマント成分及びこの第２フォルマントよりも
高域のフォルマント成分に相当する高域の周波数成分を
通過させるフィルタとしてある。このローパスフィルタ
１１及びハイパスフィルタ１３としては、例えばＦＩＲ
型フィルタやＩＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタ
を使用し、このフィルタの係数の選定によりカットオフ
周波数を決める。
を処理する音声信号処理回路としてあり、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ローパスフィ
ルタ１１及びハイパスフィルタ１３に供給する。この場
合、ローパスフィルタ１１では、供給される音声信号の
ピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とに相当する
低域の周波数帯域を通過させるフィルタとしてある。ま
た、ハイパスフィルタ１３では、供給される音声信号の
第２フォルマント成分及びこの第２フォルマントよりも
高域のフォルマント成分に相当する高域の周波数成分を
通過させるフィルタとしてある。このローパスフィルタ
１１及びハイパスフィルタ１３としては、例えばＦＩＲ
型フィルタやＩＩＲ型フィルタなどのデジタルフィルタ
を使用し、このフィルタの係数の選定によりカットオフ
周波数を決める。
【００１６】ここで、音声信号のピッチ周波数成分と各
フォルマント成分と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２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。従って、第１フォルマント成分Ｆ1 と第２フォルマ
ント成分Ｆ2 との間の周波数で、ローパスフィルタ１１
及びハイパスフィルタ１３のカットオフ周波数を選定す
ることで、上述した条件を満足する。但し、発音する音
や発音する者の変化により各成分の周波数位置は変化
し、実際にはカットオフ周波数を８００〜１４００Ｈｚ
の範囲内で選定するのが好ましい。
フォルマント成分と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２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。従って、第１フォルマント成分Ｆ1 と第２フォルマ
ント成分Ｆ2 との間の周波数で、ローパスフィルタ１１
及びハイパスフィルタ１３のカットオフ周波数を選定す
ることで、上述した条件を満足する。但し、発音する音
や発音する者の変化により各成分の周波数位置は変化
し、実際にはカットオフ周波数を８００〜１４００Ｈｚ
の範囲内で選定するのが好ましい。
【００１７】そして、ローパスフィルタ１１が出力する
音声信号を、振幅制御アンプ１２に供給する。この振幅
制御アンプ１２は、供給される音声信号の振幅を制限す
るリミッタとして機能するアンプで、例えば図３に実線
ａで示すように入出力特性を制御する。即ち、或る入力
レベルに達するまでは、入力レベルに対する出力レベル
の調整を曲線ａに従って行い、或る入力レベル以上では
出力レベルを一定値Ｘに制限するピーククリッピングを
行う。なお、入力レベルに対する出力レベルの曲線に従
った調整として、図３に破線ｂ，ｃで示すような他の制
御（入出力レベルが一定の比率で調整される直線的な調
整も考えられる）を行うようにしても良い。
音声信号を、振幅制御アンプ１２に供給する。この振幅
制御アンプ１２は、供給される音声信号の振幅を制限す
るリミッタとして機能するアンプで、例えば図３に実線
ａで示すように入出力特性を制御する。即ち、或る入力
レベルに達するまでは、入力レベルに対する出力レベル
の調整を曲線ａに従って行い、或る入力レベル以上では
出力レベルを一定値Ｘに制限するピーククリッピングを
行う。なお、入力レベルに対する出力レベルの曲線に従
った調整として、図３に破線ｂ，ｃで示すような他の制
御（入出力レベルが一定の比率で調整される直線的な調
整も考えられる）を行うようにしても良い。
【００１８】そして、この振幅制御アンプ１２が出力す
る音声信号と、ハイパスフィルタ１３が出力する音声信
号とを、加算器２に供給して加算する。そして、この加
算器２で加算された音声信号を音声信号出力端子３に供
給し、この出力端子３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。
る音声信号と、ハイパスフィルタ１３が出力する音声信
号とを、加算器２に供給して加算する。そして、この加
算器２で加算された音声信号を音声信号出力端子３に供
給し、この出力端子３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。
【００１９】このように構成される回路によると、出力
端子３に得られる振幅制限された音声信号に、第１フォ
ルマント成分よりも高域のフォルマント成分がそのまま
残り、音声の明瞭度が確保される。即ち、振幅制限が行
われるのはピッチ周波数成分と第１フォルマント成分だ
けであるので、入力端子１に図４のＡに示す音声信号が
入力したとき、出力端子３に得られる振幅制限された音
声信号として、図４のＢに示すように、第２フォルマン
ト成分や第３フォルマント成分等がほぼ元のままで残
り、図４のＣに示すように単純にピーククリッピングし
た従来例に場合に比べ、高域成分が入力に忠実な信号に
なる。このため、この回路で処理された音声信号を再生
させると、各フォルマント成分がそのまま残っているの
で音声の明瞭度が確保された高音質な音声が再生され、
会話などの内容の判断がし易くなる。特に、このような
効果は難聴者が音声を聞き取る場合に顕著で、本例の回
路を難聴者が使用する補聴器の振幅制御回路に適用する
ことで、きわめて良好な効果が得られる。
端子３に得られる振幅制限された音声信号に、第１フォ
ルマント成分よりも高域のフォルマント成分がそのまま
残り、音声の明瞭度が確保される。即ち、振幅制限が行
われるのはピッチ周波数成分と第１フォルマント成分だ
けであるので、入力端子１に図４のＡに示す音声信号が
入力したとき、出力端子３に得られる振幅制限された音
声信号として、図４のＢに示すように、第２フォルマン
ト成分や第３フォルマント成分等がほぼ元のままで残
り、図４のＣに示すように単純にピーククリッピングし
た従来例に場合に比べ、高域成分が入力に忠実な信号に
なる。このため、この回路で処理された音声信号を再生
させると、各フォルマント成分がそのまま残っているの
で音声の明瞭度が確保された高音質な音声が再生され、
会話などの内容の判断がし易くなる。特に、このような
効果は難聴者が音声を聞き取る場合に顕著で、本例の回
路を難聴者が使用する補聴器の振幅制御回路に適用する
ことで、きわめて良好な効果が得られる。
【００２０】なお、本例の回路で処理した図４のＢに示
す音声信号と、従来の単純なピーククリッピングで処理
した図４のＣに示す音声信号とは、エネルギー的には同
じであり、同じ特性（帯域幅など）の伝送経路を使用で
きる。
す音声信号と、従来の単純なピーククリッピングで処理
した図４のＣに示す音声信号とは、エネルギー的には同
じであり、同じ特性（帯域幅など）の伝送経路を使用で
きる。
【００２１】また、本例の回路で第２フォルマント成分
以上の高域を抽出するフィルタ１３としては、単に低域
のカットを行うハイパスフィルタとして説明したが、こ
のハイパスフィルタは、或る周波数以上の高域（例えば
可聴帯域外の高域）を通過させないバンドパスフィルタ
として構成させても良いことは勿論である。
以上の高域を抽出するフィルタ１３としては、単に低域
のカットを行うハイパスフィルタとして説明したが、こ
のハイパスフィルタは、或る周波数以上の高域（例えば
可聴帯域外の高域）を通過させないバンドパスフィルタ
として構成させても良いことは勿論である。
【００２２】次に、本発明の第２の実施例を、図５を参
照して説明する。この図５において、第１の実施例で示
した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。
照して説明する。この図５において、第１の実施例で示
した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。
【００２３】本例においては、ローパスフィルタ１１が
出力するピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とが
含まれた低域の音声信号を振幅制御アンプ１２で振幅制
御させると共に、ハイパスフィルタ１３が出力する第２
フォルマント成分或いはそれ以上のフォルマント成分が
含まれた高域の音声信号を振幅制御アンプ１４で振幅制
御させる。この振幅制御アンプ１２，１４は、振幅制御
特性をほぼ等しくしてある（即ち図３の曲線ａで示す特
性）。そして、それぞれの振幅制御アンプ１２，１４で
振幅制御された低域及び高域の音声信号を加算器２で加
算して、音声信号出力端子３に供給する。その他の部分
は、図１に示した音声信号処理回路と同様に構成する。
出力するピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とが
含まれた低域の音声信号を振幅制御アンプ１２で振幅制
御させると共に、ハイパスフィルタ１３が出力する第２
フォルマント成分或いはそれ以上のフォルマント成分が
含まれた高域の音声信号を振幅制御アンプ１４で振幅制
御させる。この振幅制御アンプ１２，１４は、振幅制御
特性をほぼ等しくしてある（即ち図３の曲線ａで示す特
性）。そして、それぞれの振幅制御アンプ１２，１４で
振幅制御された低域及び高域の音声信号を加算器２で加
算して、音声信号出力端子３に供給する。その他の部分
は、図１に示した音声信号処理回路と同様に構成する。
【００２４】このように構成される本例の回路による
と、ハイパスフィルタ１３が出力する第２フォルマント
成分や第３フォルマント成分などにも振幅制御が行わ
れ、第１の実施例の場合よりも、より良好な振幅制御が
行われた音声信号が出力端子３に得られる。
と、ハイパスフィルタ１３が出力する第２フォルマント
成分や第３フォルマント成分などにも振幅制御が行わ
れ、第１の実施例の場合よりも、より良好な振幅制御が
行われた音声信号が出力端子３に得られる。
【００２５】次に、本発明の第３の実施例を、図６を参
照して説明する。この図６において、第１の実施例で示
した図１及び第２の実施例で示した図５に対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
照して説明する。この図６において、第１の実施例で示
した図１及び第２の実施例で示した図５に対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００２６】本例においては、ローパスフィルタ１１が
出力するピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とが
含まれた低域の音声信号を振幅制御アンプ１２で振幅制
御させた後、この振幅制御アンプ１２の出力をローパス
フィルタ１５に供給し、このローパスフィルタ１５の出
力を加算器２に供給する。この場合、ローパスフィルタ
１５はローパスフィルタ１１と同様の特性のフィルタと
する。また、ハイパスフィルタ１３が出力する第２フォ
ルマント成分或いはそれ以上のフォルマント成分が含ま
れた高域の音声信号を振幅制御アンプ１４で振幅制御さ
せた後、この振幅制御アンプ１４の出力をハイパスフィ
ルタ１６に供給し、このハイパスフィルタ１６の出力を
加算器２に供給する。そして、加算器２で供給されるそ
れぞれの帯域の音声信号を加算して、音声信号出力端子
３に供給する。なお、この例ではハイパスフィルタ１３
及び１６は、所定周波数以上の高域をカットするバンド
パスフィルタとして構成させる。その他の部分は、図５
に示した音声信号処理回路と同様に構成する。
出力するピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とが
含まれた低域の音声信号を振幅制御アンプ１２で振幅制
御させた後、この振幅制御アンプ１２の出力をローパス
フィルタ１５に供給し、このローパスフィルタ１５の出
力を加算器２に供給する。この場合、ローパスフィルタ
１５はローパスフィルタ１１と同様の特性のフィルタと
する。また、ハイパスフィルタ１３が出力する第２フォ
ルマント成分或いはそれ以上のフォルマント成分が含ま
れた高域の音声信号を振幅制御アンプ１４で振幅制御さ
せた後、この振幅制御アンプ１４の出力をハイパスフィ
ルタ１６に供給し、このハイパスフィルタ１６の出力を
加算器２に供給する。そして、加算器２で供給されるそ
れぞれの帯域の音声信号を加算して、音声信号出力端子
３に供給する。なお、この例ではハイパスフィルタ１３
及び１６は、所定周波数以上の高域をカットするバンド
パスフィルタとして構成させる。その他の部分は、図５
に示した音声信号処理回路と同様に構成する。
【００２７】このように構成される本例の回路による
と、振幅制御アンプ１２或いは振幅制御アンプ１４での
処理により、高調波等が発生した場合でも、この高調波
等が振幅制御アンプ１２，１４の後段に接続されたフィ
ルタ１５，１６で除去され、出力端子３に得られる音声
信号に高調波などの不要な成分が含まれなくなり、より
良好な音質の音声の再生が可能な音声信号が得られるよ
うになる。
と、振幅制御アンプ１２或いは振幅制御アンプ１４での
処理により、高調波等が発生した場合でも、この高調波
等が振幅制御アンプ１２，１４の後段に接続されたフィ
ルタ１５，１６で除去され、出力端子３に得られる音声
信号に高調波などの不要な成分が含まれなくなり、より
良好な音質の音声の再生が可能な音声信号が得られるよ
うになる。
【００２８】次に、本発明の第４の実施例を、図７を参
照して説明する。この図７において、第１の実施例で示
した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。
照して説明する。この図７において、第１の実施例で示
した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明は省略する。
【００２９】本例においては、音声信号入力端子１に得
られる音声信号を、ローパスフィルタ２１，バンドパス
フィルタ３１，ハイパスフィルタ４１に供給し、それぞ
れのフィルタ２１，３１，４１で対応した周波数帯域の
信号を抽出させる。ここで、本例においてはそれぞれの
フィルタ２１，３１，４１の通過帯域が、後述する帯域
制御回路５２によりリアルタイムで制御されるようにし
てあり、この制御によりローパスフィルタ２１では入力
音声のピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とを抽
出させ、バンドパスフィルタ３１では第２フォルマント
成分を抽出させ、ハイパスフィルタ４１では第３フォル
マント成分及びより高域のフォルマント成分を抽出させ
る。そして、それぞれのフィルタ２１，３１，４１の出
力を、振幅制御アンプ２２，３２，４２に供給して所定
の振幅制御を行う。この振幅制御状態は、上述した第１
の実施例の振幅制御アンプ１２の場合と同様である。
られる音声信号を、ローパスフィルタ２１，バンドパス
フィルタ３１，ハイパスフィルタ４１に供給し、それぞ
れのフィルタ２１，３１，４１で対応した周波数帯域の
信号を抽出させる。ここで、本例においてはそれぞれの
フィルタ２１，３１，４１の通過帯域が、後述する帯域
制御回路５２によりリアルタイムで制御されるようにし
てあり、この制御によりローパスフィルタ２１では入力
音声のピッチ周波数成分と第１フォルマント成分とを抽
出させ、バンドパスフィルタ３１では第２フォルマント
成分を抽出させ、ハイパスフィルタ４１では第３フォル
マント成分及びより高域のフォルマント成分を抽出させ
る。そして、それぞれのフィルタ２１，３１，４１の出
力を、振幅制御アンプ２２，３２，４２に供給して所定
の振幅制御を行う。この振幅制御状態は、上述した第１
の実施例の振幅制御アンプ１２の場合と同様である。
【００３０】そして、各振幅制御アンプ２２，３２，４
２の出力を、ローパスフィルタ２３，バンドパスフィル
タ３３，ハイパスフィルタ４３に供給し、それぞれのフ
ィルタ２３，３３，４３で対応した周波数帯域の信号を
抽出させる。このそれぞれのフィルタ２３，３３，４３
も、通過帯域が後述する帯域制御回路５２によりリアル
タイムで制御されるようにしてある。そして、各フィル
タ２３，３３，４３の出力を加算器５３に供給して加算
する。
２の出力を、ローパスフィルタ２３，バンドパスフィル
タ３３，ハイパスフィルタ４３に供給し、それぞれのフ
ィルタ２３，３３，４３で対応した周波数帯域の信号を
抽出させる。このそれぞれのフィルタ２３，３３，４３
も、通過帯域が後述する帯域制御回路５２によりリアル
タイムで制御されるようにしてある。そして、各フィル
タ２３，３３，４３の出力を加算器５３に供給して加算
する。
【００３１】なお、各フィルタ２１，２３，３１，３
３，４１，４３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せ、係数の選定により
通過帯域が変化するようにしてある。
３，４１，４３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せ、係数の選定により
通過帯域が変化するようにしてある。
【００３２】そして、加算器５３の加算出力を振幅制御
アンプ５４に供給し、この振幅制御アンプ５４で再度振
幅制御処理を行い、処理された音声信号を音声信号出力
端子３に供給する。
アンプ５４に供給し、この振幅制御アンプ５４で再度振
幅制御処理を行い、処理された音声信号を音声信号出力
端子３に供給する。
【００３３】また、音声信号入力端子１に得られる音声
信号を、ピッチ検出回路５１に供給する。このピッチ検
出回路５１は、供給される音声信号のピッチ周波数（図
２のピッチ周波数Ｐ）を検出する回路である。このピッ
チ検出回路５１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。
信号を、ピッチ検出回路５１に供給する。このピッチ検
出回路５１は、供給される音声信号のピッチ周波数（図
２のピッチ周波数Ｐ）を検出する回路である。このピッ
チ検出回路５１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。
【００３４】そして、このピッチ検出回路５１で検出さ
れたピッチ周波数の情報を、帯域制御回路５２に供給す
る。この帯域制御回路５２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，第３フォルマント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各フィルタ２１，２
３，３１，３３，４１，４３の係数を制御させ、各フィ
ルタ２１，２３，３１，３３，４１，４３で抽出させる
周波数帯域を制御させる。
れたピッチ周波数の情報を、帯域制御回路５２に供給す
る。この帯域制御回路５２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，第３フォルマント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各フィルタ２１，２
３，３１，３３，４１，４３の係数を制御させ、各フィ
ルタ２１，２３，３１，３３，４１，４３で抽出させる
周波数帯域を制御させる。
【００３５】この具体的な制御について説明すると、例
えばピッチ検出回路５１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場合には、ローパス
フィルタ２１，２３で８００Ｈｚ以上をカットさせ、バ
ンドパスフィルタ３１，３３で８００Ｈｚ以下及び２．
４ｋＨｚ以上をカットさせ、ハイパスフィルタ４１，４
３で２．４ｋＨｚ以下をカットさせる。また、検出され
たピッチ周波数が女性の話し声のピッチ周波数である場
合には、ローパスフィルタ２１，２３で１．２ｋＨｚ以
上をカットさせ、バンドパスフィルタ３１，３３で１．
２ｋＨｚ以下及び３．２ｋＨｚ以上をカットさせ、ハイ
パスフィルタ４１，４３で３．２ｋＨｚ以下をカットさ
せる。さらに、検出されたピッチ周波数が、子供の話し
声のピッチ周波数である場合には、ローパスフィルタ２
１，２３で１．４ｋＨｚ以上をカットさせ、バンドパス
フィルタ３１，３３で１．４ｋＨｚ以下及び３．６ｋＨ
ｚ以上をカットさせ、ハイパスフィルタ４１，４３で
３．６ｋＨｚ以下をカットさせる。
えばピッチ検出回路５１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場合には、ローパス
フィルタ２１，２３で８００Ｈｚ以上をカットさせ、バ
ンドパスフィルタ３１，３３で８００Ｈｚ以下及び２．
４ｋＨｚ以上をカットさせ、ハイパスフィルタ４１，４
３で２．４ｋＨｚ以下をカットさせる。また、検出され
たピッチ周波数が女性の話し声のピッチ周波数である場
合には、ローパスフィルタ２１，２３で１．２ｋＨｚ以
上をカットさせ、バンドパスフィルタ３１，３３で１．
２ｋＨｚ以下及び３．２ｋＨｚ以上をカットさせ、ハイ
パスフィルタ４１，４３で３．２ｋＨｚ以下をカットさ
せる。さらに、検出されたピッチ周波数が、子供の話し
声のピッチ周波数である場合には、ローパスフィルタ２
１，２３で１．４ｋＨｚ以上をカットさせ、バンドパス
フィルタ３１，３３で１．４ｋＨｚ以下及び３．６ｋＨ
ｚ以上をカットさせ、ハイパスフィルタ４１，４３で
３．６ｋＨｚ以下をカットさせる。
【００３６】このようにして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るこ
とで、ローパスフィルタ２１，２３でのピッチ周波数成
分と第１フォルマント成分の抽出と、バンドパスフィル
タ３１，３３での第２フォルマント成分の抽出と、ハイ
パスフィルタ４１，４３での第３フォルマント成分の抽
出とが、高い精度で正確に行えるようになり、それぞれ
の信号成分に対する振幅制限処理が良好に行われるよう
になる。従って、加算器５３で加算された音声信号とし
て、良好に振幅制御された音声信号となる。また、本例
の場合には第２フォルマント成分と第３フォルマント成
分とを、別の回路で振幅制御するようにしたので、この
点からも処理精度が向上する。
域を入力音声信号のピッチ周波数に応じて変化させるこ
とで、ローパスフィルタ２１，２３でのピッチ周波数成
分と第１フォルマント成分の抽出と、バンドパスフィル
タ３１，３３での第２フォルマント成分の抽出と、ハイ
パスフィルタ４１，４３での第３フォルマント成分の抽
出とが、高い精度で正確に行えるようになり、それぞれ
の信号成分に対する振幅制限処理が良好に行われるよう
になる。従って、加算器５３で加算された音声信号とし
て、良好に振幅制御された音声信号となる。また、本例
の場合には第２フォルマント成分と第３フォルマント成
分とを、別の回路で振幅制御するようにしたので、この
点からも処理精度が向上する。
【００３７】また本例においては、加算器５３で合成さ
れた音声信号を、振幅制御アンプ５４で再度振幅制御処
理してから出力端子３に供給するようにしたことで、加
算器５３での合成で振幅が大きくなり過ぎることがない
ように、最終的な保護処理が行われ、出力端子３に得ら
れる音声信号が、どのような場合でも規定された振幅以
下の信号となる。
れた音声信号を、振幅制御アンプ５４で再度振幅制御処
理してから出力端子３に供給するようにしたことで、加
算器５３での合成で振幅が大きくなり過ぎることがない
ように、最終的な保護処理が行われ、出力端子３に得ら
れる音声信号が、どのような場合でも規定された振幅以
下の信号となる。
【００３８】なお、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。
【００３９】
【発明の効果】本発明によると、ピッチ周波数と第１フ
ォルマント成分とが含まれる低域成分と、少なくとも第
２フォルマント成分が含まれる高域成分とに分けて、そ
れぞれの帯域毎に振幅制御を行うことで、第２フォルマ
ント成分などの音声による言語認識に必要な成分が欠落
しなくなり、音声の明瞭度が確保され、良好な音声認識
が可能になる。
ォルマント成分とが含まれる低域成分と、少なくとも第
２フォルマント成分が含まれる高域成分とに分けて、そ
れぞれの帯域毎に振幅制御を行うことで、第２フォルマ
ント成分などの音声による言語認識に必要な成分が欠落
しなくなり、音声の明瞭度が確保され、良好な音声認識
が可能になる。
【００４０】この場合、振幅制御として、入力信号が所
定レベルに達するまでは所定の状態での線形又は非線形
の振幅制御を行い、所定レベル以上では一定レベルに圧
縮させることで、入力レベルに応じた適切な振幅制御が
行われ、再生音質の高音質化が計れる。
定レベルに達するまでは所定の状態での線形又は非線形
の振幅制御を行い、所定レベル以上では一定レベルに圧
縮させることで、入力レベルに応じた適切な振幅制御が
行われ、再生音質の高音質化が計れる。
【００４１】また、検出したピッチ周波数に応じて低域
成分と高域成分の抽出帯域を変化させることで、男性，
女性の区別などの音声種類に応じた適切な処理が行わ
れ、どのような種類の音声が入力しても良好な処理が可
能になる。
成分と高域成分の抽出帯域を変化させることで、男性，
女性の区別などの音声種類に応じた適切な処理が行わ
れ、どのような種類の音声が入力しても良好な処理が可
能になる。
【００４２】さらに、振幅制御された信号を、高調波を
除去するフィルタを通過させてから、他の帯域の信号と
加算することで、振幅制御により生じた高調波成分が出
力されなくなり、より高音質な音声が再生できるように
なる。
除去するフィルタを通過させてから、他の帯域の信号と
加算することで、振幅制御により生じた高調波成分が出
力されなくなり、より高音質な音声が再生できるように
なる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】第１の実施例の説明に供する音声信号のパワー
スペクトル特性図である。
スペクトル特性図である。
【図３】第１の実施例の振幅制御状態を示す特性図であ
る。
る。
【図４】第１の実施例による音声信号処理例を示す波形
図である。
図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す構成図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す構成図である。
１ 音声信号入力端子 ２，５３ 加算器 ３ 音声信号出力端子 １１，２１，２３ ローパスフィルタ １２，１４，２２，３２，４２，５４ 振幅制御アンプ １３，４１，４３ ハイパスフィルタ ３１，３３ バンドパスフィルタ ５１ ピッチ検出回路 ５２ 帯域制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 入力音声信号を、少なくともピッチ周波
数と第１フォルマント成分とを含む低域成分と、第２フ
ォルマント成分を含む高域成分とに分け、 上記低域成分及び高域成分の少なくとも何れか一方を振
幅制御してから、両成分を加算するようにした音声信号
処理装置。 - 【請求項２】 上記振幅制御として、入力信号が所定レ
ベルに達するまでは所定の状態での振幅制御を行い、上
記所定レベル以上では一定レベルに圧縮させるようにし
た請求項１記載の音声信号処理装置。 - 【請求項３】 入力音声信号のピッチ周波数検出手段を
設け、該検出手段で検出したピッチ周波数に応じて上記
低域成分と上記高域成分の抽出帯域を変化させるように
した請求項１記載の音声信号処理装置。 - 【請求項４】 上記振幅制御された信号を、高調波を除
去するフィルタを通過させてから、他の帯域の信号と加
算するようにした請求項１記載の音声信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072243A JPH06289898A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 音声信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072243A JPH06289898A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 音声信号処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06289898A true JPH06289898A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13483663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5072243A Pending JPH06289898A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 音声信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06289898A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002009091A1 (fr) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Dispositif d'amincissement de frequence et procede servant a comprimer des informations par amincissement de composantes de frequence du signal |
| WO2003023961A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Neuro Solution Corp. | Dispositif de reglage de la qualite sonore et dispositif de filtre utilise a cet effet, procede de reglage de la qualite sonore et procede de conception d'un filtre |
| JP2005164988A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Xanavi Informatics Corp | 周波数切替装置および情報処理装置 |
| GB2466668A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-07 | Skype Ltd | Speech filtering |
| JP2010191302A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 音声出力装置 |
| JP2011133906A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-07-07 | Yamaha Corp | オーディオ再生の効果付加方法およびその装置 |
| JP2013137385A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Yamaha Corp | 音声明瞭化装置 |
| JP2014219567A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 日本放送協会 | 音声強調装置、及びプログラム |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP5072243A patent/JPH06289898A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002009091A1 (fr) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Dispositif d'amincissement de frequence et procede servant a comprimer des informations par amincissement de composantes de frequence du signal |
| US7184961B2 (en) | 2000-07-21 | 2007-02-27 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Frequency thinning device and method for compressing information by thinning out frequency components of signal |
| WO2003023961A1 (fr) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Neuro Solution Corp. | Dispositif de reglage de la qualite sonore et dispositif de filtre utilise a cet effet, procede de reglage de la qualite sonore et procede de conception d'un filtre |
| CN100391102C (zh) * | 2001-09-10 | 2008-05-28 | 神经网路处理有限公司 | 音质调整装置以及滤波器装置 |
| JP2005164988A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Xanavi Informatics Corp | 周波数切替装置および情報処理装置 |
| GB2466668A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-07 | Skype Ltd | Speech filtering |
| US8352250B2 (en) | 2009-01-06 | 2013-01-08 | Skype | Filtering speech |
| JP2010191302A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Sharp Corp | 音声出力装置 |
| JP2011133906A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-07-07 | Yamaha Corp | オーディオ再生の効果付加方法およびその装置 |
| JP2013137385A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Yamaha Corp | 音声明瞭化装置 |
| US9318126B2 (en) | 2011-12-28 | 2016-04-19 | Yamaha Corporation | Voice clarification apparatus |
| JP2014219567A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 日本放送協会 | 音声強調装置、及びプログラム |
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