TW416044B - Adaptive filter and filtering method for low bit rate coding - Google Patents
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Description
416044 A7 ________B7 五、發明説明（,） 本發明是在國防部授與的合約下，得到政府支持而完 成，政府對本發明擁有一定的權利。 癸明的技術領域 本發明是關於語音的編碼，特别是關於低位元率語音 編碼的自請調渡波(adaptive filtering)。
相Μ的申請IT A-McCree的名稱為"分數音高之混合激發線性預測，，之 於1994年3月3日提申之申請案序號〇8/218 〇〇3以及名 稱為分數音南之混合激發線性預測”之於1994年11月9 曰提申之申請案序號08/336,593係與本申請案相關，並且 於此援引為參考。 發明的背景 經濟部智慈財產局8工消費合作杜印製 I I - It t -- 1 - In I I ' 一aj (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 人類的聲音是由頻率範圍大約到兩萬赫茲的聲訊流所 組成。然而，大約在100赫茲到5000赫茲間的波段包含 了巨量的聲能。人類語音的電話傳輸原本包含了類比的聲 訊流到類比的電訊流的轉換(例如使用麥克風），類比的電 訊流的傳輸，以及類比的電訊流回到聲訊流的轉換（例如 使用揚聲器）。電訊將被帶通濾波以保持僅僅300赫茲到 4000赫茲的頻率波段，用以限制頻寬並避免低頻問題。然 而，在1960年代初期，數位訊號傳輸的優點啟發了數位 電話傳輸的變遷。數位電話訊號一般是以8000赫茲將類 ______ -3-_ 度 用中國 率（CNS > Λ4 規格（210X297 公楚1 86220A(9TI) ~ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416044 A7 ____B7__ 五、發明説明（2 ) 比訊號取樣並且以8位元碼根據"-law(脈碼調變-PCM)非 線性地將取樣量化而取得。配合時脈之數位-類比轉換器 和縮張(companding)放大器由八位元的取樣流重建類比電 訊流"這樣的訊號要求64Kbps(每秒千位元）的傳輸率，超 過了以前的類比訊號傳輸頻寬。 以類比的方式儲存語音資訊（例如存放在電話答錄機 内的磁帶）同樣地可以用數位儲存來取代。然而，記憶體 的需求會變得難以克服:1〇分鐘8位元在8000赫茲下的 PCM取樣需要5MB(百萬位元組)來儲存。 較低的傳輸率以及儲存要求導致語音訊號壓縮的發 展。一種語音的壓縮方式是仿效生理學上語音而產生，並 且因此減低了需要被傳輸或儲存的必要資訊，特別是，線 性語音產生模型假設一可變濾波器（粗略的說，此濾波器 扮演聲道(vocal tract)的角色)被一連串音高週期為p的脈 衝(有聲）或者白雜訊（無聲）激發，並且緊接著被放大以調 整響度。1/A(z)傳統上表示濾波器的轉換函數中的z轉 換。此模型簡單地藉由週期地決定有聲/無聲加上調整濾 波係數和增益而產生聲音流。請參看Markd和Gray的"語 音之線性預測"(Springer-Verlag 1976)。 為了減低位元率，可以内插方式產生連續音框之係 數°然而，為了改善聲音品質，可從語音裡取出更多的資 訊壓縮並傳送或者儲存。例如，密碼本激發線性預測 (fELP)方法先分析語音音框以找丨A(z)並將語音渡波，接 著決疋曰问週期，並以梳形(c〇mb)濾波器移除此週期性以 本紙張尺度適—---
In ι^ϋ . 1 1^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 41^044 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 產生看起來像雜訊的激發訊號，然後用密碼本編碼激發訊 號《因此’ CELP傳送LPC濾波係數、音高和激發的密碼 本索引。 另一種方式是混合有聲和無聲的激發，用於LPC濾 波器。例如，1992年八月McCree在喬治亞理工學院的博 士論文"低位元率語音編碼的新LPC音碼器（Vocoder)模型” 把激發頻率分成頻帶，在各頻帶中個別地決定有聲/無聲 之混合，並亙把結果結合起來成為整個激發。A. McCree 的文章”低位元率語音編碼之混合激發LPC Vocoder模型 "(IEEE Trans. On Speech and Audio Proc., Vol.3, No.4, July 1995)有描述混合激發線性預測(MELP)係數vocoder。之前 援引的申請案序號08/218,003和08/336,593有描述混合激 發線性預測語音編碼器。這些資料於此援引為參考資料。 大部分的低位元率語音編碼器利用一些自諧調頻譜加 強?慮政器或後;慮波器（adaptive spectral enhancement filter or postfilter)的形式改善處理過的語音訊號品質。例如在 McCree等人的混合激發線性預測(MELP)語音編碼器裡使 用了以LPC頻譜(spectrum)為基礎的自諧調極/零加強濾波 器（adaptive pole/zero enhancement fi丨ter)。自諸調頻譜加強 濾波器有助於帶通濾波之語音在共振峯區域内符合自然語 音波形。上述的自諧調濾波器只能在輸入訊號無雜訊的情 形下改善語音品質，而在有雜訊存在的情形下，這種濾波 器實際上會降低其性能。這種加強濾波器易於增加聲音的 背景雜sil之功率頻譜(p〇wer Spectrum)的變動(fiuctuati〇n)， _ -5- 本紙張纽it财CNS ) 44規格（2丨0X297公釐) 一
n ϋϋ ^1.1 n 1 ... ^^1 - s- ^^1 ^^1 U3--β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416044 A7 B7 _ 五、發明説明（4 ) 造成一種對聽者來說非常煩擾的渦漩(Swirling)效應。在 CELP語音編碼器的後濾波器(postfiIter)也有類似的效應出 現。 依據本發明其中一項目的，對於這種CELP的自諧調 頻譜加強濾波器或者後濾波器提供了改良’導致在雜訊存 在的情形下有更好的效能’而對無雜訊的語音訊號則維持 現有方法所擁有的品質改善。 發明概要 根據本發明其中一項實例’本發明提供一種濾波方 法，用於改善在低位元率的語音或音頻訊號(audio signal) 之數位處理語音，其中，濾波是由線性預測係數參數 (linear predictive coefficient parameters)以及估計輸入音框 是語音而非背景雜訊的機率所控制。在此方式下’對於無 雜訊的語音訊號，實踐了濾波的優點，而沒有引入額外雜 訊至已處理之背景雜訊。 熟悉此技術人士自以下配合所附圖式之本發明詳細說 明，即能瞭解本發明的此等以及其他特色。 圈式說明 圖1係一般語音通訊系統之方塊圖。 圖2係圖I之語音分析器的方塊圖。 圖3係合成器之方塊圖。 圖4a-d為自然語音與衰退波形之比較，其中4a為自 -6- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨〇X'297公t ) ^ TJ <^^ 、-0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 416044 經濟部智慧財產局8工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 然語音母音之第一共振峯，4b為合成的指數衰退共振，4c 為此共振之極/零加強濾波脈衝響應，4d為加強衰退共 振。 圏5係根據本發明一項實例之自諧調頻譜加強的方塊 圖。 圖6係訊號機率估算器之流程圖。 較佳實施例洋細說明 圖1圖示了整個低位元率語音通訊系統，輸入語音在 此是由類比-數位轉換器所取樣，把參數編碼並傳送到分 析器600,再藉由儲存及傳輸通道傳送到合成器5〇〇<>從 合成器500出來之解瑪訊號接著由數位_類比轉換器(dAc) 轉換成為送給揚聲器之訊號。圖2所示為分析器之略圖。 轉換器620把類比輸入語音轉換成數位語音，並將之應用 於語音分析器，此語音分析器包含了一個LPC操取器 (extractor)602、一個音高週期擷取器604、一個顫動(jitter) 擷取器606，一個有聲/無聲混合控制擷取器608，一個增 益擷取器610，以及一個編碼器612，此編碼器係用於聚 集從602到610的五個輸入以及輸出，並配合時脈將編碼 之語音送出至傳輸通道。合成器500有一個解碼器536， 將來自編碼器612的編碼語音進行解碼，以提供LPC參 數 '音尚週期、混音(mix)，jitter旗標以及增益。 圖3為根據本發明之一項實例且描述於1994年3月 25日提申之美國專利申請序號08/218,003，以及類似前述 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS ) A4規格（2丨0X 297公釐） — •n n I n - n n n> n HI ntn T --3 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 416044 A7 _________B7 五、發明説明（6 ) 所援引McCree等人之論文之MELP vocoder。合成器500 包含一個由解碼器536出來之音高週期輸入所控制的週期 脈衝串產生器502、一個由解碼器536出來之增益輸入所 控制的脈衝串放大器504、一個由解喝器536的顏動輸出 之旗標輸入所控制的脈衝顫動產生器506、一個由解碼器 536出來的五頻道有聲/無聲混音輸入所控制的脈衝濾波器 508。合成器500更進一步包含一個白雜訊(whhe noise)產 生器512、一個受到同樣增益輸入所控制的增益放大器、 一個也受到相同的五頻道有聲/無聲混音輸入所控制的雜 訊濾波器（noise filter)518、以及一個用於結合濾波後的脈 衝和雜訊的加法器520。加法器輸出混合的激發訊號 e(n) ’此激發訊號輸出到自諧調頻譜加強濾波器（adaptive spectral enhancement filter)530, 530 會在共振峯（formant) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^1 I 1^1 II - - -II 1· ioi. —i - - -i n I 、τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 内加入強調(emphasis)以產生e’(n)。此輸出被應用到由1〇 個LPC係數控制的LPC合成濾波器532。532的輸出由放 大器533用解碼器536出來的增益加以放大，然後再傳送 到脈衝分散濾波器（pulse dispersion filter)534以得到數位 合成語音。此數位化的語音繼而利用數位-類比轉換器540 轉換成類比語音以提供給揚聲器·^根據本發明之另一個實 例，加法器的輸出e(n)是被用在由1〇個LPC係數控制的 合成濾波器532, LPC濾波器的輸出再被用在自諧調加強 濾波器530，在共振峯内加入強調以產生e，(n) 〇 根據本發明的一項實例，本發明改善自諧調頻譜加強 濾波器530。在MELP編碼器裡的自諧調頻譜加強濾波器 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公楚） 41&044 A7 ___B7 五、發明説明（7 ) 530是一個以LPC濾波器係數為基礎的極/零濾波器。此 自諧調濾波器有助於帶通濾波的合成語音在共振峯區域内 符合自然語音波形。不是在自然語音裡就是在合成語音 裡’典型的共振峯共振通常不會在音高脈衝間的時間内完 全地衰退’然而合成語音波形在波峰間達到比較低的波 谷’而不像自然語音波形那樣9這可能是由於LPC合成 濾波器的極點無法重製人類語音裡共振峯共振的特色所造 成。對這個問a題有兩個可能的理由，一個理由可能是LPC 極點頻寬不合適；因為LPC極點共振比真正的共振峯 弱’故合成的時間訊號可能衰退太快。另一個可能的解釋 是真正的共振峯頻寬可能在音高週期内稍微改變，而合成 6吾音無法模仿這種作用。 經濟部智"財產局員工消費合作社印製 --------r 裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之前所援引McCree在1995年的文章裡的自諧調頻譜 加強濾波器對於匹配共振峯波形的問題提供了—個簡單的 解決之道》自諧調極/零濾波器被廣泛的使用在CELP編碼 器’意囷在於減低共振峯頻率間的量化雜訊(qUantizati〇n noise) »請參看陳等人之文章"具自諧調後濾波在480ObpS 下的即時向量APC語音編碼"(在proc. IEEE Int. Conf.. Accost, Speech Signal Processing, Dallas 1987, 2185-2188 頁）’以及 Compbell 等人的"The DOD 4.8kps Standard(Prop〇sed Federal Standard 1016)"(in Advances in
Speech Coding，Nowell, MA: Kluwer，1991，第 121 至 133 頁）。這些參考資料在此被援引為參考。極是由LPC合成 ;慮波器的一個頻寬擴充版用α等於3產生。根據McCree 本紙張尺度_適用中國國家標準（CNS)Λ4規格（2丨0X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416044 A7 __B7______ 五、發明説明（8 ) 的文章，此全極濾波器因為增加頻譜傾斜而引入擾動的低 通濾波效應，因此用一個以α等於0.5計算出的較弱之全 零濾波器，以降低整體濾波器的傾斜而沒有減低共振峯的 加強。除此而外，一個簡單的一階FIR濾波器更進一步的 被用於減低低通覆蓋效應(low pass muffling effect)。在混 合激發LPC vocoder裡，減少量化雜訊並不被重視，然而 此濾波器在時間方面的性質產生了一個類似於音高同步極 頻寬調變(pitch-synchronous pole bandwidth modu丨ation)之 效應》如圖4所示，當使用此加強濾波器時，衰退的共振 在時間方面比較不會有陡峭的衝擊。圖4描繪自然語音與 衰退共振波形之比較，其中X轴係時間，而Y軸係振 幅。圖4a描繪自然語音母音之第一共振峯β圖4b描繪合 成的指數衰退共振。圖4c描繪此共振之極/零加強濾波 器脈衝響應。圖4d描繪加強之衰退共振。此特性容許 LPC vocoder語音輸出較匹配在共振峯内自然語音的帶通 波形特性’並且增加了合成語音的品質。 就如之前所討論的，加強濾波器的極就是LPC濾波 器的極往z平面上的單位圓偏移0.8的因子。 根據本發明，由於全極據波器本身會在處理過的語音 訊號裡引入覆蓋(muffled)的特色，因此串接一個較弱的全 零濾波器以補償由極所引入的頻譜傾斜。此外，濾波器内 還包含另外一個零以更進一步的削減頻譜傾斜。陳等人在 美國專利號碼第4,969,192號，題目為"語音及音響之向量 自諧調預測編碼"裡，在CELP語音編碼器的一個後濾波 _______-10· 玉紙張尺度適用中國國家標準_( CNS > A4規格（ 270^97公釐） ---- 1 ^^^^1 % n^i (1 t J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 41β〇44 Α7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Β7 、發明說明（) 9 器内使用了第二個濾波器。 此現存方法的問題是會增加已存在的背景雜訊之波 % °我們在此所提的新方法根據估算現在的輸入訊號是語 5而不是背景雜訊的機率來加以改變頻譜加強濾波器的強 度。機率的估算是藉由比較現在的語音音框之功率和雜訊 率的長期估算。為避免開關加強渡波器所造成的不連 續减波器的強度在訊號機率的範圍内緩慢的由完全沒有 滅攻到全頻加強。 11 62，此濾波器的轉移函數是 ---------—装------訂 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 圖5所示為根據本發明所作出改良後的加強濾波器之 方塊圖。混合激發訊號e(n)輸入由u>c係數p控制的濾波 ΙΗζ) = Τ^Γ^)0<β<α<λ ，處的ζ是單位延遲運算元Ζ·1的倒數，^及沒是經驗所 件的係數，在頻譜峰造成吱喳聲及未達到頻譜加強間做取 捨預測濾波係數丨-ρ(ζ)等於分析濾波係數α(ζ)。以赫茲 為單位的頻率響應等於兩個全極濾波器之頻率響應的差值 2〇l〇g|//(e7，")|= 20 log- —20t〇g- …-— 丨1-尸(叫| |1-Ρ(^)| 在先前McCree的文章裡，加強遽波器裡第一個滤波 器的值是0=〇.5’ 的轉移函數是 。根據本發明的第—個濾波器，從訊號機率估算器 63得到的訊號機率值(sig.pr〇b)會被乘進㈣〇5裡以及: 的〇』裡’換言之，在遽波器62裡，㈣5*sig_pr〇b(訊 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格{ 210x297-^^ ) f 416044 A7 B7 五、發明説明（10 ) 號機率是在估算器得到）以及a =0.8*sig-prob。渡波器62 的輸出被耦合到第二個濾波器仍，此第二個濾波器的轉移 函數是1-# z-1乘上sig-prob ’其值通常是0.5乘上1ς(1)， k(l)項是第一個反射係數(first reflection coefficient)。訊號 機率估算器63對分析器出來的增益（圖2的610，由圏3 的536所解碼)反應，以比較現在音框的功率和長期佑算 的雜訊功率。圖6所示為估算器的流程圖。估算器63先 設定時間常數和刻度大小，然後比較增益的對數值和雜訊 增益加30dB的大小。如果增益水平大於雜訊增益加 30dB ’便將sig-prob設定為1 ;如果小於雜訊增益加 UdB，便將sig-prob設定為零以取消濾波。在此方式下， 如果是訊號’濾波器便作用；如果是雜訊，濾波器便不作 用。如果增益是在這兩者之間，則sig_prob的值等於(對數 增益-12dB-雜訊增益)/18。此值在12dB到30dB之間從0 到1線性變化。sig-pr〇b變成是α，沒和v的乘數 (multipli♦時間常數是被選擇用於平均聲訊並逼近雜訊 底值（floor) 〇 在TMS320C31的數位訊號處理器(Dsp)晶片上施用的 即I2.4kb/S之MELP編碼器上，對於有雜訊輸入的語 音，此改良後的自譜調頻譜加強方法導致語音品質明顯的 改善，對於無雜訊的輸入訊號則維持原方法所擁有的相同 品質。 估算器63也可以是執行以下虛擬碼的處理器晶片之 ______ -12- 本紙展尺度適财關家標準（CNS ) A4规格（2似297公釐1 ~~~ ______ (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝. 今 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416044 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7_ 五、發明説明（η ) 一部分： *從現在音框的時間常數/尺度大小之對數增益估算平均雜 訊增益 up = 0.0675; down = -0.27; min = 10； max= 80; if(l〇g—gain^oise—gain+up) noise—gain = noise—gain+up; else if(log—gain<noise—gain+down) noise_gain; noise—gain+down; else noise_gain=log_gain; /*限制noise_gain的全部範圍*/ if(noise_gain<min) noise_gain=min; if(noise_gain>max) noise_gain=max; *藉由比較雜訊功率來估算現在音框的訊號機率 if(log—gain>noise—gain+30dB) sig_prob=1.0; else if (log_gain<noise_gain+12dB) sig_prob=0.0; else -13- ^^1· In 1^1 1^1 . ^^1 In «n ^^1 (讀先閲讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 416044 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（12 ) sig_prob=(I og_gain-12 -noisegain)/18; *計算後濾波器係數 pf_num=bw_expand (lpc_coeff, sig_prob*0.5); pf_den=bw_expand (lpc coeff, sig_prob*0.8); tilt_cof= [1，-sig—prob*k [1 first reflection coefficient]] *應用自諧調頻譜加強濾波器到激發訊號上 filter (excitation, pf num, pf_den); filter (excitation, tilt cof); 我們注意到本方法可以輕易的應用到其他需要頻譜加 強或後濾波的語音編碼應用上。 陳等人在之前援引的美國專利號碼4 969 192裡，描 述了第一個濾波器為/9 =0.5和α =0.8以及第二濾波器轉移 函數為Ι-yz·1的後遽波器。為了估算訊號是語音而不是背 景雜訊的機率，根據本發明，短暫延遲後濾波器（sh〇rt delay post filter)32a如以上所討論地修改成石=〇 5*sig pr〇b 及α 0.8 sig-prob。第二;慮波器的轉移函數為# 2-1*化_ prob，此處的#為〇.5*k(i)，而k〇)則為第一反射係數。 其他的實施例 雖…:本發明以及其優點已有詳細的描述，然而必須了解， 在不偏離彳脑巾請專__㈣的本發賴神纽範圍下， 可為各種改變、取代以及變更。 木纸張又度顏中_家梯準（CNS ) ---------裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- .S, ^; -'^資質内容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製專利申請案第86107998號 ROC Patent Appln. No.86107998 中文申諳專利範圍修正本-附件三 Amended Claims in Chinese - Encl.IIT (氏國88年11月30曰送幻〜 (Submitted on November 30, 1999) 1 . 一種用於改善數位化處理之語音訊號的據波方 含： 比較現在音框之上述訊號的訊號功率和長期估算的雜訊 功率並以此為基礎產生訊號機率估算值； 第一濾波，-將上述訊號濾波，其中濾波係由線性預測係 數及上述訊號機率值所控制； 第二濾波’利用形式為1-/ZZ-1*訊號機率值的轉移函 數’此處的Θ是比例調整因子，z·1是單位延遲運算 元。 2. 如申請專利範圍第1項的濾波方法，其中若訊號之訊號 功率的對數增益大於雜訊功率加30dB，則訊號機率值是 1 ° 3. 如申請專利範圍第2項的遽波方法，其中若訊號功率小 於雜訊功率加12dB，則訊號機率值是〇。 4. 如申請專利範圍第3項的濾波方法，其中若訊號功率大 於雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加30dB,則訊號 機率值等於(對數增益-12-雜訊增益)/18。 5. 如申請專利範圍第4項的濾波方法，其中第一濾波步驟 1-P(———-) 的轉移函數是——，此處的p是預測係數， 1 —尸(-?-) a * sig - prob α與Θ是比例調整因子，且Z是單位延遲Z·1的倒數 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 86220b(9Tl) c靖先閲婧背面之注意事項再填寫本頁) .S, ^; -'^資質内容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製專利申請案第86107998號 ROC Patent Appln. No.86107998 中文申諳專利範圍修正本-附件三 Amended Claims in Chinese - Encl.IIT (氏國88年11月30曰送幻〜 (Submitted on November 30, 1999) 1 . 一種用於改善數位化處理之語音訊號的據波方 含： 比較現在音框之上述訊號的訊號功率和長期估算的雜訊 功率並以此為基礎產生訊號機率估算值； 第一濾波，-將上述訊號濾波，其中濾波係由線性預測係 數及上述訊號機率值所控制； 第二濾波’利用形式為1-/ZZ-1*訊號機率值的轉移函 數’此處的Θ是比例調整因子，z·1是單位延遲運算 元。 2. 如申請專利範圍第1項的濾波方法，其中若訊號之訊號 功率的對數增益大於雜訊功率加30dB，則訊號機率值是 1 ° 3. 如申請專利範圍第2項的遽波方法，其中若訊號功率小 於雜訊功率加12dB，則訊號機率值是〇。 4. 如申請專利範圍第3項的濾波方法，其中若訊號功率大 於雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加30dB,則訊號 機率值等於(對數增益-12-雜訊增益)/18。 5. 如申請專利範圍第4項的濾波方法，其中第一濾波步驟 1-P(———-) 的轉移函數是——，此處的p是預測係數， 1 —尸(-?-) a * sig - prob α與Θ是比例調整因子，且Z是單位延遲Z·1的倒數 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 86220b(9Tl) c靖先閲婧背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 416044 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第5項的濾波方法’其中α =〇_8 ’召 =0.5 〇 7. 如申請專利範圍第6項的濾波方法，其中β^0·5*1^1) ’ 此處的k(l)是第一反射係數。 8. 如申請專利範圍第1項的濾波方法，其中第一濾波步称 1_ 尸(·---) 的轉移函數是一ilsiS-Prot，此處的P是預測係數’ ——Γ> a* sig-prob α與0是比例調整因子，且z是單位延遲z·1的倒數。 9. 如申請專利範圍第8項的濾波方法’其中α =0.8，召 =0.5，仁=〇.5*k(l)，此處的k(l)是第一反射係數。 1〇_ —種用於加強數位處理語音或音頻訊號濾波的方法，包 含： 將上述語音或音頻訊號緩衝形成向量音框，各向量有K 個連續取樣； 對預定區塊内被緩衝之語音或音頻訊號的音框進行分 析，以計算現在音框的線性預測係數及訊號功率； 基於現在音框的訊號功率與長期估算的雜訊功率之比 較，產生訊號機率估算值sig-prob ; 利用由前述線性預測係數及訊號機率估算值控制的延遲 對每個向量進行第一次濾波，此處的濾波是由轉移函數 1_ 尸—~) -〈泠<α <1所達成，此處的1-Ρ是LPC 1-P(-?_) ^ a* sig-prob -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） — — — — — — 111 — !. I i 1---I ^--11 —--線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 留308 416044 六、申請專利範圍 係數’ Z是用於轉移函數的轉換表示之單位延遲運算元 的倒數，α與泠是比例調整因子；以及 藉由轉移函數l-jczz-^sig-prob做第二次濾波，此處的以 是比例調整因子》 11·如申請專利範圍第1〇項的濾波方法，其中若訊號功率 大於雜訊增益加30dB，則前述之訊號機率值為t。 12. 如申請專利範圍第I】項的濾波方法’其中若訊號功率 小於雜訊增1 益加12dB ’則前述之訊號機率值為〇。 13. 如申請專利範圍第12項的濾波方法，其中若訊號功率 大於雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加3〇dB，則訊 號機率值設定為(對數增益-12-雜訊增益)/18。 14. 如申請專利範圍第10項的濾波方法，其中召=〇5，^ =0.8 ’ #=〇.5k(l) ’此處的k(l)是第一反射係數。 15. 如申請專利範圍第14項的濾波方法，其中若對數增益 大於雜訊增益加3〇dB，則前述之sig-prob等於1。 16. 如申請專利範圍第15項的濾波方法，其中若對數增益 小於雜sfl增盈加12<JB，則前述之sig-prob等於〇。 Π.如申請專利範圍第16項的濾波方法，其中若訊號功率 大於雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加3〇dB，則 sig-prob設定為（對數增益―〗2·雜訊增益)/18。 18.—種用於傳送語音訊號之低位元率語音通訊系統，包 括： 用於將前述之語音訊號緩衝形成向量音框的裝置，各向 量有連續之取樣； 本紙浪尺度適用中關家標準<CNS)A4規格（21G X 297公爱） II I---In - I - . · I I--I I I I illllll — (請先閱讀背面之注意i項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416044 A8SC8D8 六、申請專利範圍 對預定區塊内被緩衝的語音或音頻訊號的音框進行分析 以計算包含現在音框的線性預測係數及功率之編碼語音 的裝置； 在傳輸通道上傳送前述編碼語音的裝置； —個柄合到前述傳送裝置並將前述編碼語音解碼成數位 訊號之合成器； 一個數位-類比轉換器裝置，轉換來自前述合成器之數 位訊號’谈提供語音訊號， 前述之合成器包含加強數位處理語音的裝置，此加強數 位處理S吾音的裝置包含： 以現在音框的訊號功率與長期雜訊功率的估算之比較為 基礎’產生出訊號機率估算值sig_prob的裝置； 利用由前述線性預測係數及訊號機率估算值控制的延遲 對每個向量進行第一次濾波的裝置，此處的濾波是由轉 l-P( ~ 移函數所達成，此處的 a^sig -prol) — — — ml — — — !. — — — — — — ^ . I---I *--•錄 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 是LPC係數’ z是用於轉移函數的轉換表示之單位延遲 運算元的倒數’ α與万是比例調整因子；以及 藉由轉移函數l，VZ-i*sig_prob來作第二次濾波的裝 置’此處的私是比例調整因子。 19·如申請專利範圍第18項的系統，其中若訊號功率大於 雜訊增益加30dB，則前述之訊號機率值sig_pr〇b為j。 20.如申請專利範圍第19項的系統，其中若訊號功率小於 • 18 - Μ氏張尺度適用中國国家標準（CNS〉A4規格(210 X 297^F A8B8C8D8 416044 六、申請專利範圍 雜訊增益加12dB，則前述之訊號機率值sig-prob為〇。 21. 如申請專利範圍第20項的系統，其中若訊號功率大於 雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加30dB，則訊號機 率值sig-prob設定為(對數增益-12-雜訊增益)/18。 22. 如申請專利範圍第18項的系統，其中冷=〇.5，〇； =0.8，//=0.5k(l)，此處的k(l)是第一反射係數。 23. 如申請專利範圍第18項的系統，其中合成器包含一個 由LPC係數控制的LPC濾波器。 24. 如申請專利範圍第23項的系統，其中用於加強之前述 裝置是在前述的LPC濾波器之前。 25‘如申請專利範圍第23項的系統，其中用於加強之前述 裝置是在前述的LPC濾波器之後 26. 如申請專利範圍第π項的系統，其中前述系統是 MELP編碼器。 27. —種用於改良數位化處理的語音訊號之濾波器，包含： 以現在音框内前述訊號的訊號功率與長期估算的雜訊功 率之比較為基礎，產生訊號機率估算值的裝置； 利用由線性預測係數及前述訊號機率值之控制，對前述 訊號濾波的第一濾波器； 轉移函數為1-/ZZ·1乘上訊號機率值的第二濾波器，此 處的#是比例調整因子，ζ·ι是單位延遲運算元。 28. 如申請專利範圍第27項的濾波器，其中若前述訊號的 訊號功率之對數增益大於雜訊功率加3〇dB，則前述之 訊號機率值為1。 19 - .紙張尺度適用中國國家森準（CNS)A4規格（2】〇χ297公釐 I 丨. ! I 丨！ 訂·1!_ 緩 {請先《讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8B8C8D8 416044 六、申請專利範圍 29. 如申請專利範圍第28項的濾波器’其中若前述訊號功 率小於雜訊功率加12dB ’則前述之訊號機率值為〇。 30. 如申請專利範圍第29項的濾波器，其中若前述訊號功 率大於雜訊增益加12dB並且小於雜訊增益加30dB，則 訊號機率值等於(對數增益-12-雜訊增益V18。 31. 如申請專利範圍第30項的濾波器，其中前述之第一濾 ~r) 波器的轉移^函數為一β slg_pro -,此處的P是預測係 a* sig- prob 數，α與/?是比例調整因子，z是單位延遲β的倒數。 32. 如申請專利範圍第31項的濾波器，其中α=0.8 ’沒 =0.5。 33. 如申請專利範圍第32項的濾波器，其中以二0·5*1^1) ’此處 的k(l)是第一反射係數。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐)
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