JPH08202399A - 復号音声の後処理方法 - Google Patents
復号音声の後処理方法Info
- Publication number
- JPH08202399A JPH08202399A JP7011576A JP1157695A JPH08202399A JP H08202399 A JPH08202399 A JP H08202399A JP 7011576 A JP7011576 A JP 7011576A JP 1157695 A JP1157695 A JP 1157695A JP H08202399 A JPH08202399 A JP H08202399A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】線形予測分析に基づく音声符号化方式の復号音
声の品質を改善する。 【構成】線形予測分析に基づく音声符号化方式におい
て、復号音声の品質を改善するために用いられるポスト
フィルタ内の、音声の明るさを強調する高域強調フィル
タの係数を適応的に制御する。
声の品質を改善する。 【構成】線形予測分析に基づく音声符号化方式におい
て、復号音声の品質を改善するために用いられるポスト
フィルタ内の、音声の明るさを強調する高域強調フィル
タの係数を適応的に制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線形予測分析に基づく
音声符号化方式の復号音声の品質改善に関するものであ
る。
音声符号化方式の復号音声の品質改善に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、中低ビットレートの音声符号化方
式の代表的な方式として、線形予測分析に基づくＣＥＬ
Ｐ（Code Excited Linear Prediction）と呼ばれている
方式が広く用いられている。しかし、この方式でも、低
ビットレート化による音質劣化は避けられない。そこ
で、音声符号化方式とは別に復号音声の品質を改善する
ために復号音声に対して、ピッチ強調、ホルマント強
調、高域強調処理などを施すことが多い。
式の代表的な方式として、線形予測分析に基づくＣＥＬ
Ｐ（Code Excited Linear Prediction）と呼ばれている
方式が広く用いられている。しかし、この方式でも、低
ビットレート化による音質劣化は避けられない。そこ
で、音声符号化方式とは別に復号音声の品質を改善する
ために復号音声に対して、ピッチ強調、ホルマント強
調、高域強調処理などを施すことが多い。
【０００３】ディジタル移動体通信の日本方式（ＰＤ
Ｃ）においてはＶＳＥＬＰ（Vector Sum Excited Linea
r Prediction）という線形予測分析に基づくＣＥＬＰ方
式の改良型の音声符号化方式が標準として採用されてい
る。この方式での音声復号器の構成を図５に示す。この
図中で３０は長期フィルタ状態、３１はコードブック、
３２は適応ピッチプリフィルタ、３３は合成フィルタ、
３４は適応スペクトルフィルタ、３５は加算器、３６は
乗算器、３７は長期予測係数、３８は量子化利得であ
る。
Ｃ）においてはＶＳＥＬＰ（Vector Sum Excited Linea
r Prediction）という線形予測分析に基づくＣＥＬＰ方
式の改良型の音声符号化方式が標準として採用されてい
る。この方式での音声復号器の構成を図５に示す。この
図中で３０は長期フィルタ状態、３１はコードブック、
３２は適応ピッチプリフィルタ、３３は合成フィルタ、
３４は適応スペクトルフィルタ、３５は加算器、３６は
乗算器、３７は長期予測係数、３８は量子化利得であ
る。
【０００４】この方式では、コードブック３１に格納さ
れた４０サンプルのベクトルと、音声の基本周期による
高調波構造を作り出す長期フィルタ３０出力にそれぞれ
のゲインを掛けて加算することにより励起信号が生成さ
れる。この励起信号に対して音声の高調波構造を強調す
るための適応ピッチプリフィルタ３２による処理が施さ
れた後、合成フィルタ３３によりスペクトルエンベロー
プが付加され音声が合成される。さらに適応スペクトル
フィルタ３４により音声のホルマントの強調、明瞭度
（明るさ）の強調が行われる。
れた４０サンプルのベクトルと、音声の基本周期による
高調波構造を作り出す長期フィルタ３０出力にそれぞれ
のゲインを掛けて加算することにより励起信号が生成さ
れる。この励起信号に対して音声の高調波構造を強調す
るための適応ピッチプリフィルタ３２による処理が施さ
れた後、合成フィルタ３３によりスペクトルエンベロー
プが付加され音声が合成される。さらに適応スペクトル
フィルタ３４により音声のホルマントの強調、明瞭度
（明るさ）の強調が行われる。
【０００５】次に適応スペクトルフィルタの内部の構成
を図６に示す。４１はホルマント強調フィルタ、４２は
高域を強調するための高域通過フィルタ、４３は入出力
のパワーを調整するパワー利得補正部である。この中の
高域強調処理を行っている高域通過フィルタ４２は固定
係数のフィルタである。
を図６に示す。４１はホルマント強調フィルタ、４２は
高域を強調するための高域通過フィルタ、４３は入出力
のパワーを調整するパワー利得補正部である。この中の
高域強調処理を行っている高域通過フィルタ４２は固定
係数のフィルタである。
【０００６】音声信号の母音部は、一般的に基本周期の
高調波構造を持つことが知られている。このため、ＣＥ
ＬＰ方式においては、この高調波構造を再現するように
長期予測器が用いられている。しかし、基本周期は微妙
に変動するため、低域の高調波構造は比較的精度よく再
現されるが、高域の高調波構造はそれほど精度よく再現
されない。このため、高域の高調波構造が精度よく再現
されていない部分でも、適応スペクトルフィルタ３４の
固定係数の高域通過フィルタ４３により高域が強調され
るため、耳障りな雑音、歪として聞こえてしまう
高調波構造を持つことが知られている。このため、ＣＥ
ＬＰ方式においては、この高調波構造を再現するように
長期予測器が用いられている。しかし、基本周期は微妙
に変動するため、低域の高調波構造は比較的精度よく再
現されるが、高域の高調波構造はそれほど精度よく再現
されない。このため、高域の高調波構造が精度よく再現
されていない部分でも、適応スペクトルフィルタ３４の
固定係数の高域通過フィルタ４３により高域が強調され
るため、耳障りな雑音、歪として聞こえてしまう
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、線形予測分
析に基づく音声符号化方式における復号音声の品質改善
において、高域の耳障りな雑音を生じることなくその品
質を改善することを目的とする。
析に基づく音声符号化方式における復号音声の品質改善
において、高域の耳障りな雑音を生じることなくその品
質を改善することを目的とする。
【０００８】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、復号音声の明瞭度（明るさ）を改善する
ために用いられる高域強調処理における高域通過フィル
タの係数を適応的に制御する構成とした。
に本発明では、復号音声の明瞭度（明るさ）を改善する
ために用いられる高域強調処理における高域通過フィル
タの係数を適応的に制御する構成とした。
【０００９】
【作用】本発明によれば、音声符号化処理において高域
の高調波構造が正確に再現されておらず、音声の高域部
分において生じる耳障りな雑音を含む復号音声に対して
は、高域強調の度合いを下げるように高域強調フィルタ
の係数が制御されることにより、前記雑音部を強調する
ことなく、全体的に明瞭な音質の復号音声を得ることが
できる。
の高調波構造が正確に再現されておらず、音声の高域部
分において生じる耳障りな雑音を含む復号音声に対して
は、高域強調の度合いを下げるように高域強調フィルタ
の係数が制御されることにより、前記雑音部を強調する
ことなく、全体的に明瞭な音質の復号音声を得ることが
できる。
【００１０】
【実施例】次に図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明にかかる第１の実施例である適応ポス
トフィルタである。図１において１はホルマント強調フ
ィルタ、２は係数可変の高域通過フィルタ、３はパワー
利得補正部、４はフィルタ係数制御部である。一般的に
ＣＥＬＰ系のような線形予測を用いた分析／合成系の音
声符号化方式では、量子化による雑音を音声のパワース
ペクトルの大きい部分にマスキングしている。このた
め、高域のパワーが強い部分では、高域に量子化ノイズ
がマスクされるため、高域の強調波構造がさらに再現さ
れにくいと考えられる。このため本発明の第１の実施例
は、復号音声の高域のパワーにより高域強調用の高域通
過フィルタの係数を制御するものである。
る。図１は本発明にかかる第１の実施例である適応ポス
トフィルタである。図１において１はホルマント強調フ
ィルタ、２は係数可変の高域通過フィルタ、３はパワー
利得補正部、４はフィルタ係数制御部である。一般的に
ＣＥＬＰ系のような線形予測を用いた分析／合成系の音
声符号化方式では、量子化による雑音を音声のパワース
ペクトルの大きい部分にマスキングしている。このた
め、高域のパワーが強い部分では、高域に量子化ノイズ
がマスクされるため、高域の強調波構造がさらに再現さ
れにくいと考えられる。このため本発明の第１の実施例
は、復号音声の高域のパワーにより高域強調用の高域通
過フィルタの係数を制御するものである。
【００１１】図１においてフィルタ係数制御部は、入力
音声のパワーに対する高域のパワーの割合を算出し、そ
の値によりフィルタ係数を制御する。図２にフィルタ係
数制御部の構成を示す。図２において１０は高域通過フ
ィルタ、１１、１２はパワー算出部、１３はパワー比算
出部、１４はフィルタ係数決定部である。また、図３に
高域通過フィルタ２の実施例を示す。図３において１５
は１サンプルの遅延器、１６は乗算器、１７は加算器、
１８はこのフィルタの係数である。
音声のパワーに対する高域のパワーの割合を算出し、そ
の値によりフィルタ係数を制御する。図２にフィルタ係
数制御部の構成を示す。図２において１０は高域通過フ
ィルタ、１１、１２はパワー算出部、１３はパワー比算
出部、１４はフィルタ係数決定部である。また、図３に
高域通過フィルタ２の実施例を示す。図３において１５
は１サンプルの遅延器、１６は乗算器、１７は加算器、
１８はこのフィルタの係数である。
【００１２】第１の実施例ではＶＳＥＬＰのサブフレー
ム単位で高域通過フィルタの係数を制御するものとす
る。これは符号器がサブフレームという５ｍｓｅｃ（４
０サンプル）の区間毎に音声信号の残差信号をベクトル
量子化しているためである。適応ポストフィルタに入力
された復号音声は、ホルマント強調フィルタ１によりそ
のホルマントが強調される。これと並列して復号音声は
フィルタ係数制御部４へ入力される。フィルタ係数制御
部４では、入力信号の高域成分が高域通過フィルタ１０
により取り出される。そして、パワー算出部１１、１２
によりそれぞれ高域通過フィルタの出力と、入力のパワ
ーを算出する。
ム単位で高域通過フィルタの係数を制御するものとす
る。これは符号器がサブフレームという５ｍｓｅｃ（４
０サンプル）の区間毎に音声信号の残差信号をベクトル
量子化しているためである。適応ポストフィルタに入力
された復号音声は、ホルマント強調フィルタ１によりそ
のホルマントが強調される。これと並列して復号音声は
フィルタ係数制御部４へ入力される。フィルタ係数制御
部４では、入力信号の高域成分が高域通過フィルタ１０
により取り出される。そして、パワー算出部１１、１２
によりそれぞれ高域通過フィルタの出力と、入力のパワ
ーを算出する。
【００１３】次にパワー比算出部１３によりパワー比を
算出し、そのパワー比によりフィルタ係数算出部１４が
そのサブフレームに用いる高域通過フィルタ２の係数を
決定する。第１の実施例におけるフィルタ係数決定部１
４は、サブフレーム間での急激な係数の変化による歪を
抑えるために次のように動作する。
算出し、そのパワー比によりフィルタ係数算出部１４が
そのサブフレームに用いる高域通過フィルタ２の係数を
決定する。第１の実施例におけるフィルタ係数決定部１
４は、サブフレーム間での急激な係数の変化による歪を
抑えるために次のように動作する。
【００１４】 εi ＞ＴＨ１ ならば αi ＝αi-1 ＋Δα （条件
１） εi ≦ＴＨ２ ならば αi ＝αi-1 −Δα （条件
２） ただし αi ≦Ｃ１ ならば αi ＝Ｃ１ （条件３） αi ≧Ｃ２ ならば αi ＝Ｃ２ （条件４） ここで、αi はｉサブフレームの高域通過フィルタ２の
係数、Δαは係数更新のステップサイズ、ＴＨ１、ＴＨ
２は条件判定用のしきい値、Ｃ１、Ｃ２はフィルタ係数
の下限、上限を決める値である。この場合は、その下
限、上限は０から−０．４程度で十分である。また、Ｐ
tiはパワー算出部１２の出力、Ｐhiはパワー算出部１１
の出力、εi はパワー比算出部１３の出力であり次式の
数１のように定義される。 εi ＝Ｐti／Ｐhi ・・・数１ 高域通過フィルタ２はフィルタ係数制御部４で決定され
た係数を用いてホルマント強調フィルタ１の出力をフィ
ルタリングする。そして、パワー利得調整部において、
適応ポストフィルタの入出力のパワーの変化を滑らかに
調整し適応ポストフィルタ出力とする。
１） εi ≦ＴＨ２ ならば αi ＝αi-1 −Δα （条件
２） ただし αi ≦Ｃ１ ならば αi ＝Ｃ１ （条件３） αi ≧Ｃ２ ならば αi ＝Ｃ２ （条件４） ここで、αi はｉサブフレームの高域通過フィルタ２の
係数、Δαは係数更新のステップサイズ、ＴＨ１、ＴＨ
２は条件判定用のしきい値、Ｃ１、Ｃ２はフィルタ係数
の下限、上限を決める値である。この場合は、その下
限、上限は０から−０．４程度で十分である。また、Ｐ
tiはパワー算出部１２の出力、Ｐhiはパワー算出部１１
の出力、εi はパワー比算出部１３の出力であり次式の
数１のように定義される。 εi ＝Ｐti／Ｐhi ・・・数１ 高域通過フィルタ２はフィルタ係数制御部４で決定され
た係数を用いてホルマント強調フィルタ１の出力をフィ
ルタリングする。そして、パワー利得調整部において、
適応ポストフィルタの入出力のパワーの変化を滑らかに
調整し適応ポストフィルタ出力とする。
【００１５】次に本発明の第２の実施例を説明する。第
２の実施例は音声の高調波構造に着目し、中域から高域
における高調波構造が比較的精度よく再現されている場
合に復号音声の高域を強調するものである。第２の実施
例におけるフィルタ係数制御部の構成を図４に示す。図
４において２０は振幅スペクトル算出部、２１は対数変
換部、２２は低中域逆フーリエ変換部、２３は中高域逆
フーリエ変換部、２４はピーク比較部、２５はフィルタ
係数決定部である。
２の実施例は音声の高調波構造に着目し、中域から高域
における高調波構造が比較的精度よく再現されている場
合に復号音声の高域を強調するものである。第２の実施
例におけるフィルタ係数制御部の構成を図４に示す。図
４において２０は振幅スペクトル算出部、２１は対数変
換部、２２は低中域逆フーリエ変換部、２３は中高域逆
フーリエ変換部、２４はピーク比較部、２５はフィルタ
係数決定部である。
【００１６】第２の実施例におけるフィルタ係数制御部
は、第１の実施例と同様な入力信号から振幅スペクトル
算出部２０においてフーリエ変換を用いて入力信号の振
幅スペクトルを求める。その振幅スペクトルを対数変換
部２１にて対数変換しその低中域と中高域のスペクトル
を逆フーリエ変換部２２、２３により求める。この操作
は、一般的にケプストラムを求める操作であり、第２の
実施例では、復号音声の低中域と中高域の高調波構造を
ケプストラム領域で検出し、その検出結果により制御す
るものである。
は、第１の実施例と同様な入力信号から振幅スペクトル
算出部２０においてフーリエ変換を用いて入力信号の振
幅スペクトルを求める。その振幅スペクトルを対数変換
部２１にて対数変換しその低中域と中高域のスペクトル
を逆フーリエ変換部２２、２３により求める。この操作
は、一般的にケプストラムを求める操作であり、第２の
実施例では、復号音声の低中域と中高域の高調波構造を
ケプストラム領域で検出し、その検出結果により制御す
るものである。
【００１７】音声の高調波構造の基本周期を検出するに
は、ケプストラムのピッチ周期が存在する可能性のある
範囲でそのピークを求めることにより実現される。この
ため高域まで、正確に高調波構造が再現されている場合
は、その低中域、中高域からそれぞれ別々にケプストラ
ムを求めても、そのピーク位置はほぼ同じ付近に存在す
る。そこで第２の実施例では逆フーリエ変換部２２、２
３により求められた低中域と中高域のケプストラムをピ
ーク比較器により、音声のピッチ間隔の存在する可能性
のある範囲内でそれぞれのピークを検出し、そのピーク
位置、大きさを比較する。この結果、ほぼ同じ位置にあ
る程度の大きさのピークが検出されたときはフィルタ係
数決定部２５において、高域通過フィルタ２の係数を高
域を強調する方向に制御する。逆に、ピーク位置がずれ
ていたり、また、そのピークの大きさが小さいような時
はフィルタ係数決定部２５により高域通過フィルタ２の
係数を高域を強調しない方向に制御する。
は、ケプストラムのピッチ周期が存在する可能性のある
範囲でそのピークを求めることにより実現される。この
ため高域まで、正確に高調波構造が再現されている場合
は、その低中域、中高域からそれぞれ別々にケプストラ
ムを求めても、そのピーク位置はほぼ同じ付近に存在す
る。そこで第２の実施例では逆フーリエ変換部２２、２
３により求められた低中域と中高域のケプストラムをピ
ーク比較器により、音声のピッチ間隔の存在する可能性
のある範囲内でそれぞれのピークを検出し、そのピーク
位置、大きさを比較する。この結果、ほぼ同じ位置にあ
る程度の大きさのピークが検出されたときはフィルタ係
数決定部２５において、高域通過フィルタ２の係数を高
域を強調する方向に制御する。逆に、ピーク位置がずれ
ていたり、また、そのピークの大きさが小さいような時
はフィルタ係数決定部２５により高域通過フィルタ２の
係数を高域を強調しない方向に制御する。
【００１８】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
線形予測分析を用いた音声符号化方式において、復号音
声の明瞭度（明るさ）を強調するための高域通過フィル
タの係数を適応的に制御することにより、高域の耳障り
な雑音、歪を強調することなくその明瞭度（明るさ）を
制御することができ、品質の高い復号音声を得ることが
できる。
線形予測分析を用いた音声符号化方式において、復号音
声の明瞭度（明るさ）を強調するための高域通過フィル
タの係数を適応的に制御することにより、高域の耳障り
な雑音、歪を強調することなくその明瞭度（明るさ）を
制御することができ、品質の高い復号音声を得ることが
できる。
【図１】本発明にかかる適応ポストフィルタの実施例を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】本発明にかかる第１の実施例の高域通過フィル
タの係数制御部を示すブロック図。
タの係数制御部を示すブロック図。
【図３】高域通過フィルタの一実施例を示す図。
【図４】本発明にかかる第２の実施例の高域通過フィル
タの係数制御部を示すブロック図。
タの係数制御部を示すブロック図。
【図５】線形予測を用いた音声符号化方式の復号器を示
すブロック図。
すブロック図。
【図６】従来の適応ポストフィルタのブロック図。
１ ホルマント強調フィルタ ２ 係数可変の高域通過フィルタ ３ パワー利得補正部 ４ フィルタ係数制御部 １０ 高域通過フィルタ １１、１２ パワー算出部 １３ パワー比算出部 １４ フィルタ係数決定部 １５ １サンプルの遅延器 １６ 乗算器 １７ 加算器 １８ フィルタの係数 ２０ 振幅スペクトル算出部 ２１ 対数変換部 ２２ 低中域逆フーリエ変換部 ２３ 中高域逆フーリエ変換部 ２４ ピーク比較部 ２５ フィルタ係数決定部 ３０ 長期フィルタ状態 ３１ コードブック ３２ 適応ピッチプリフィルタ ３３ 合成フィルタ ３４ 適応スペクトルフィルタ ３５ 加算器 ３６ 乗算器 ３７ 長期予測係数 ３８ 量子化利得 ４１ ホルマント強調フィルタ ４２ 高域通過フィルタ ４３ パワー利得補正部
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０３Ｍ 7/30 Ｚ 9382−5Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】線形予測分析に基づく音声符号化方式にお
いて、その復号器において復号された音声に対して、係
数が適応的に制御される高域強調フィルタ処理を施すこ
とを特徴とする復号音声の後処理方法。 - 【請求項２】前記高域強調フィルタの係数の制御は、音
声信号の高域のパワーに基づいて制御されることを特徴
とした請求項１記載の復号音声の後処理方法。 - 【請求項３】前記高域強調フィルタの係数の制御は、復
号音声信号の高調波構造に基づいて制御されることを特
徴とした請求項１記載の復号音声の後処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011576A JPH08202399A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 復号音声の後処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011576A JPH08202399A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 復号音声の後処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08202399A true JPH08202399A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11781749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7011576A Pending JPH08202399A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 復号音声の後処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08202399A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001272998A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-10-05 | Lucent Technol Inc | 通信方法とワイヤレス呼接続装置 |
| EP1944760A2 (en) | 2000-08-09 | 2008-07-16 | Sony Corporation | Voice data processing device and processing method |
| US7580834B2 (en) | 2002-02-20 | 2009-08-25 | Panasonic Corporation | Fixed sound source vector generation method and fixed sound source codebook |
| WO2013108343A1 (ja) | 2012-01-20 | 2013-07-25 | パナソニック株式会社 | 音声復号装置及び音声復号方法 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7011576A patent/JPH08202399A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001272998A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-10-05 | Lucent Technol Inc | 通信方法とワイヤレス呼接続装置 |
| EP1944760A2 (en) | 2000-08-09 | 2008-07-16 | Sony Corporation | Voice data processing device and processing method |
| EP1944759A2 (en) | 2000-08-09 | 2008-07-16 | Sony Corporation | Voice data processing device and processing method |
| US7580834B2 (en) | 2002-02-20 | 2009-08-25 | Panasonic Corporation | Fixed sound source vector generation method and fixed sound source codebook |
| WO2013108343A1 (ja) | 2012-01-20 | 2013-07-25 | パナソニック株式会社 | 音声復号装置及び音声復号方法 |
| US9390721B2 (en) | 2012-01-20 | 2016-07-12 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Speech decoding device and speech decoding method |
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