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JP2974059B2 - ピッチポストフィルタ装置 - Google Patents
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JP2974059B2 - ピッチポストフィルタ装置 - Google Patents

ピッチポストフィルタ装置

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JP2974059B2
JP2974059B2 JP8189750A JP18975096A JP2974059B2 JP 2974059 B2 JP2974059 B2 JP 2974059B2 JP 8189750 A JP8189750 A JP 8189750A JP 18975096 A JP18975096 A JP 18975096A JP 2974059 B2 JP2974059 B2 JP 2974059B2
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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、音声符号化復号装
置において用いられるピッチポストフィルタ装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のピッチポストフィルタ装
置は、例えば“ITU−T Recommendati
on G.723−Dual Rate Speech
Coder for Multimedia Com
munications Transmitting
at 5.3 and 6.3 kbit/s”(3.
6節,pp.23−25,1995年7月)に示される
ように、音声符号化復号装置の復号器において復号励振
信号のピッチ表現を改善することにより、再生音声の音
質を向上させる目的で用いられている。
【0003】図6は、従来のピッチポストフィルタ装置
の一例を示すブロック図である。
【0004】前向きシフト信号生成回路121は、入力
端子10を介して復号励振信号e(n)を入力し、入力
端子31を介して最適前向きピッチラグMfoptを入力
し、前記復号励振信号e(n)を時間長Mfopt未来にシ
フトした信号(最適前向きシフト信号e(n+
fopt))を生成し、出力する。
【0005】後向きシフト信号生成回路221は、入力
端子10を介して復号励振信号e(n)を入力し、入力
端子32を介して最適後向きピッチラグMboptを入力
し、前記復号励振信号e(n)を時間長Mbopt過去にシ
フトした信号(最適後向きシフト信号e(n−
bopt))を生成し、出力する。
【0006】スイッチ20は、入力端子23を介して制
御信号を入力し、前記制御信号に応じて入力を切り替え
る。これにより前記最適前向きシフト信号e(n+M
fopt)または前記最適後向きシフト信号e(n−
bopt)をピッチポストフィルタ信号生成回路180、
相互相関回路150、自己相関回路160に入力する。
【0007】スイッチ20による入力の切り替えによ
り、以下の2通りの場合がある。
【0008】1.最適前向きシフト信号e(n+
fopt)を入力する場合 出力端子21と接続される場合には、スイッチ20は前
記最適前向きシフト信号e(n+Mfopt)をピッチポス
トフィルタ信号生成回路180、相互相関回路150、
自己相関回路160に入力する。
【0009】相互相関回路150は、前記復号励振信号
e(n)と前記最適前向きシフト信号e(n+Mfopt
を入力し、式(1)に示す相互相関Cfoptを計算し、出
力する。Nは分析区間長(例えばサブフレーム長)であ
る。
【0010】
【数1】 自己相関回路160は、前記最適前向きシフト信号e
(n+Mfopt)を入力し、式(2)に示す自己相関D
foptを計算し、出力する。
【0011】
【数2】 最適ゲイン計算回路170は、前記相互相関Cfoptと前
記自己相関Dfoptを入力し、式(3)により前向き最適
ゲインgfoptを計算し、出力する。
【0012】
【数3】 ピッチポストフィルタ信号生成回路180は、前記復号
励振信号e(n)と前記最適前向きシフト信号e(n+
fopt)と前記前向き最適ゲインgfoptを入力し、式
(4)によりピッチポストフィルタ信号eppff(n)を
計算し、出力する。ゲインgpfは、式(6)により計算
される。
【0013】
【数4】 2.最適後向きシフト信号e(n−Mbopt)を入力する
場合 出力端子22と接続される場合には、スイッチ20は前
記最適後向きシフト信号e(n−Mbopt)をピッチポス
トフィルタ信号生成回路180、相互相関回路150、
自己相関回路160に入力する。
【0014】相互相関回路150は、前記復号励振信号
e(n)と前記最適後向きシフト信号e(n−Mbopt
を入力し、式(7)に示す相互相関Cboptを計算し、出
力する。
【0015】
【数5】 自己相関回路160は、前記最適後向きシフト信号e
(n−Mbopt)を入力し、式(8)に示す自己相関D
boptを計算し、出力する。
【0016】
【数6】 最適ゲイン計算回路170は、前記相互相関Cboptと前
記自己相関Dboptを入力し、式(9)により後向き最適
ゲインgboptを計算し、出力する。
【0017】
【数7】 ピッチポストフィルタ信号生成回路180は、前記復号
励振信号e(n)と前記最適後向きシフト信号e(n−
bopt)と前記後向き最適ゲインgboptを入力し、式
(10)によりピッチポストフィルタ信号eppfb(n)
を計算し、出力する。ゲインgpbは、式(12)により
計算される。
【0018】
【数8】
【0019】
【数9】
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置では、ピッチ周期や位相が変化する過渡部におけるピ
ッチ強調の性能が不十分である。その理由は、ピッチ周
期や位相が変化する過渡部においては、現分析区間に対
して過去と未来の双方の信号に含まれるピッチ周期や位
相が共存するが、従来装置では、現分析区間に対して過
去の励振信号か未来の励振信号かどちらか一方しか考慮
されていないためである。
【0021】このような場合には、過去の信号と未来の
信号両者が持つピッチ周期と位相を考慮してピッチ強調
を行なう必要がある。
【0022】それ故に本発明の課題は、良好なピッチ構
造をもつ信号が得られるピッチポストフィルタ装置を提
供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
るピッチポストフィルタ装置は、入力信号と第1の遅延
時間と第2の遅延時間を入力し、前記入力信号を前記第
1の遅延時間未来にシフトすることで得られる第1の信
号と前記入力信号から第1の相互相関を計算する手段
(図1の370)と、前記入力信号を前記第2の遅延時
間過去にシフトすることで得られる第2の信号と前記入
力信号から第2の相互相関を計算する手段(図1の38
0)と、前記第1の信号と前記第2の信号から第3の相
互相関を計算する手段(図1の390)と、前記第1の
信号から第1の自己相関を計算する手段(図1の40
0)と、前記第2の信号から第2の自己相関を計算する
手段(図1の410)と、前記第1の相互相関と前記第
2の相互相関と前記第3の相互相関と前記第1の自己相
関と前記第2の自己相関から第1のゲインと第2のゲイ
ンを計算する手段(図1の420)と、第1の信号と前
記第2の信号と前記第1のゲインと前記第2のゲインを
用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行う手段(図
1の430)とを有する。
【0024】本発明の第2の態様によるピッチポストフ
ィルタ装置は、入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
することで得られる第1の信号と前記入力信号をあらか
じめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間過去に
シフトすることで得られる第2の信号とを用いて前記第
1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間との全
てあるいは一部の組合せに対して評価値を計算する手段
(図2の350)と、前記評価値が最良となる前記第1
の遅延時間と前記第2の遅延時間を選択する手段(図2
の360)と、前記入力信号と前記選択された前記第1
の遅延時間に対応する前記第1の信号との第1の相互相
関を計算する手段(図2の370)と、前記入力信号と
前記選択された前記第2の遅延時間に対応する前記第2
の信号との第2の相互相関を計算する手段(図2の38
0)と、前記選択された前記第1の遅延時間に対応する
前記第1の信号と前記選択された前記第2の遅延時間に
対応する前記第2の信号との第3の相互相関を計算する
手段(図2の390)と、前記選択された前記第1の遅
延時間に対応する前記第1の信号の第1の自己相関を計
算する手段(図2の400)と、前記選択された前記第
2の遅延時間に対応する前記第2の信号の第2の自己相
関を計算する手段(図2の410)と、前記第1の相互
相関と前記第2の相互相関と前記第3の相互相関と前記
第1の自己相関と前記第2の自己相関から第1のゲイン
と第2のゲインを計算する手段(図2の420)と、前
記選択された前記第1の遅延時間に対応する前記第1の
信号の前記選択された前記第2の遅延時間に対応する前
記第2の信号と前記第1のゲインと前記第2のゲインを
用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行う手段(図
2の430)とを有する。
【0025】本発明の第3の態様によるピッチポストフ
ィルタ装置は、入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
することで得られる第1の信号と記憶手段に保持されて
いる過去に求められたピッチポストフィルタ出力信号を
あらかじめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間
過去にシフトすることで得られる第2の信号とを用いて
前記第1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間
との全てあるいは一部の組合せに対して評価値を計算す
る手段(図3の350)と、前記評価値が最良となる前
記第1の遅延時間と前記第2の遅延時間を選択する手段
(図3の360)と、前記入力信号と前記選択された前
記第1の遅延時間に対応する前記第1の信号との第1の
相互相関を計算する手段(図3の370)と、前記入力
信号と前記選択された前記第2の遅延時間に対応する前
記第2の信号との第2の相互相関を計算する手段(図3
の380)と、前記選択された前記第1の遅延時間に対
応する前記第1の信号と前記選択された前記第2の遅延
時間に対応する前記第2の信号との第3の相互相関を計
算する手段(図3の390)と、前記選択された前記第
1の遅延時間に対応する前記第1の信号の第1の自己相
関を計算する手段(図3の400)と、前記選択された
前記第2の遅延時間に対応する前記第2の信号の第2の
自己相関を計算する手段(図3の410)と、前記第1
の相互相関と前記第2の相互相関と前記第3の相互相関
と前記第1の自己相関と前記第2の自己相関から第1の
ゲインと第2のゲインを計算する手段(図3の420)
と、前記選択された前記第1の遅延時間に対応する前記
第1の信号と前記選択された前記第2の遅延時間に対応
する前記第2の信号と前記第1のゲインと前記第2のゲ
インを用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行うこ
手段(図3の430)とを有する。
【0026】本発明の第4の態様によるピッチポストフ
ィルタ装置は、入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
することで得られる第1の信号と前記入力信号をあらか
じめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間過去に
シフトすることで得られる第2の信号とを用いて前記第
1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間との全
てあるいは一部の組合せに対して誤差エネルギーを計算
する手段(図4の350)と、前記誤差エネルギーを最
小値から値の小さい順に複数個選択し、前記選択された
複数個の前記誤差エネルギーの各々に対して前記第1の
遅延時間と前記第2の遅延時間を選択する手段(図4の
360)と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間
に対応する複数の前記第1の信号の各々と前記入力信号
との複数の第1の相互相関を計算する手段(図4の37
0)と、前記選択された複数の前記第2の遅延時間に対
応する複数の前記第2の信号の各々と前記入力信号との
複数の第2の相互相関を計算する手段(図4の380)
と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間に対応す
る複数の前記第1の信号と前記選択された複数の前記第
2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号との複数
の第3の相互相関を計算する手段(図4の390)と、
前記選択された複数の前記第1の遅延時間に対応する複
数の前記第1の信号の複数の第1の自己相関を計算する
手段(図4の400)と、前記選択された複数の前記第
2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号の複数の
第2の自己相関を計算する手段(図4の410)と、前
記複数の第1の相互相関と前記複数の第2の相互相関と
前記複数の第3の相互相関と前記複数の第1の自己相関
と前記複数の第2の自己相関から複数の第1のゲインと
複数の第2のゲインを計算する手段(図4の420)
と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間に対応す
る複数の前記第1の信号と前記選択された複数の前記第
2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号と前記複
数の第1のゲインと前記複数の第2のゲインを用いて前
記入力信号に対してピッチ強調を行う手段(図4の43
0)とを有する。
【0027】本発明の第5の態様によるピッチポストフ
ィルタ装置は、入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
することで得られる第1の信号と記憶手段に保持されて
いる過去に求められたピッチポストフィルタ出力信号を
あらかじめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間
過去にシフトすることで得られる第2の信号とを用いて
前記第1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間
との全てあるいは一部の組合せに対して誤差エネルギー
を計算する手段(図5の350)と、前記誤差エネルギ
ーを最小値から値の小さい順に複数個選択し、前記選択
された複数個の前記誤差エネルギーの各々を与える前記
第1の遅延時間と前記第2の遅延時間を選択する手段
(図5の360)と、前記選択された複数の前記第1の
遅延時間に対応する複数の前記第1の信号の各々と前記
入力信号との複数の第1の相互相関を計算する手段(図
5の370)と、前記選択された複数の前記第2の遅延
時間に対応する複数の前記第2の信号の各々と前記入力
信号との複数の第2の相互相関を計算する手段(図5の
380)と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間
に対応する複数の前記第1の信号と前記選択された複数
の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号
との複数の第3の相互相関を計算する手段(図5の39
0)と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間に対
応する複数の前記第1の信号の複数の第1の自己相関を
計算する手段(図5の400)と、前記選択された複数
の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号
の複数の第2の自己相関を計算する手段(図5の41
0)と、前記複数の第1の相互相関と前記複数の第2の
相互相関と前記複数の第3の相互相関と前記複数の第1
の自己相関と前記複数の第2の自己相関から複数の第1
のゲインと複数の第2のゲインを計算する手段(図5の
420)と、前記選択された複数の前記第1の遅延時間
に対応する複数の前記第1の信号と前記選択された複数
の前記第2のの遅延時間に対応する複数の前記第2の信
号と前記複数の第1のゲインと前記複数の第2のゲイン
を用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行う手段
(図5の430)とを有する。
【0028】
【作用】前向きピッチラグだけ未来にシフトした信号と
後向きピッチラグだけ過去にシフトした信号の双方を用
いてピッチポストフィルタ信号を表現することにより、
過去の信号と未来の信号双方が持つピッチ周期と位相を
ピッチポストフィルタ信号に反映させることが可能とな
る。このため、音声信号の過渡部のような、現分析区間
に対して過去の信号に含まれるピッチ周期や位相と未来
の信号に含まれるピッチ周期や位相の双方が当該分析区
間に共存する信号に対して、良好なピッチ強調が可能と
なる。
【0029】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態によるピッチポストフィルタ装置を示すブロック図で
ある。
【0030】前向きシフト信号生成回路121は、入力
端子10を介して復号励振信号e(n)を入力し、入力
端子31を介して最適前向きピッチラグMfoptを入力
し、前記復号励振信号e(n)を時間長Mfopt未来にシ
フトした信号(最適前向きシフト信号e(n+
fopt))を生成し、出力する。
【0031】後向きシフト信号生成回路221は、入力
端子10を介して復号励振信号e(n)を入力し、入力
端子32を介して最適後向きピッチラグMboptを入力
し、前記復号励振信号e(n)を時間長Mbopt過去にシ
フトした信号(最適後向きシフト信号e(n−
bopt))を生成し、出力する。
【0032】第1の相互相関計算回路370は、復号励
振信号e(n)と前記最適前向きシフト信号e(n+M
fopt)を入力し、式(1)に示す相互相関Cfoptを計算
し、出力する。Nは分析区間長(例えばサブフレーム
長)である。
【0033】第2の相互相関計算回路380は、復号励
振信号e(n)と前記最適後向きシフト信号e(n−M
bopt)を入力し、式(7)に示す相互相関Cboptを計算
し、出力する。
【0034】第3の相互相関計算回路390は、前記最
適前向きシフト信号e(n+Mfopt)と前記最適後向き
シフト信号e(n−Mbopt)を入力し、式(13)に示
す相互相関Cfoptを計算し、出力する。
【0035】
【数10】 第1の自己相関計算回路400は、前記最適前向きシフ
ト信号e(n+Mfopt)を入力し、式(2)に示す自己
相関Dfoptを計算し、出力する。
【0036】第2の自己相関計算回路410は、前記最
適後向きシフト信号e(n−Mbopt)を入力し、式
(8)に示す自己相関Dboptを計算し、出力する。
【0037】最適ゲイン計算回路420は、前記相互相
関Cfopt,Cbopt,Cfbopt と前記自己相関Dfopt、D
boptを入力し、式(14),(15)により、式(1
6)に示す誤差エネルギーEfbが最小の場合のゲイン
(最適ゲインgfopt,gbopt)を計算し、出力する。
【0038】
【数11】 ただし、gf ,gb :ゲイン、N:分析区間長である。
【0039】ピッチポストフィルタ信号生成回路430
は、前記復号励振信号e(n)と前記最適前向きシフト
信号e(n+Mfopt)と前記最適後向きシフト信号e
(n−Mbopt)と前記最適ゲインgfopt,gboptを入力
し、式(17)に基づいてピッチポストフィルタ信号e
ppffb (n)を計算し、出力端子11より出力する。こ
こで、gpfb はゲインであり、式(19)により計算さ
れる。
【0040】
【数12】 以上により、本発明の第1の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置についての説明を終える。
【0041】本発明の第2の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置を図2に示す。
【0042】ここでは、ピッチラグを計算するための評
価値として誤差エネルギーを用いる。
【0043】前向きシフト回路110は、入力端子10
を介して復号励振信号e(n)を入力し、ピッチラグ探
索範囲の下限値M1 とピッチラグ探索範囲の上限値M2
により定まるピッチラグ探索範囲内の前向きピッチラグ
f (M1 f 2 )だけ未来にシフトした信号
(前向きシフト信号e(n+Mf ))を生成し、出力す
る。
【0044】後向きシフト回路210は、入力端子10
を介して復号励振信号e(n)を入力し、ピッチラグ探
索範囲の下限値M1 とピッチラグ探索範囲の上限値M2
により定まるピッチラグ探索範囲内の後向きピッチラグ
b (M1 b 2 )だけ過去にシフトした信号
(後向きシフト信号e(n−Mb ))を生成し、出力す
る。
【0045】誤差エネルギー計算回路350は、前記復
号励振信号e(n)を入力し、前記前向きシフト信号e
(n+Mf )を入力し、前記後向きシフト信号e(n−
b)を入力し、前記ピッチラグ探索範囲の下限値M1
から上限値M2 の範囲にある前向きピッチラグMf と後
ろ向きピッチラグMb について、現分析区間に対する誤
差エネルギーEfbを式(16)により計算し、出力す
る。ここで、Mf >0,Mb >0とする。
【0046】ピッチラグ選択回路360は、前記ピッチ
ラグ探索範囲の下限値M1 から上限値M2 の範囲にあ
る、前向きピッチラグMf と後向きピッチラグMb の組
合せ数だけ存在する前記誤差エネルギーEfbを最小にす
る前向きピッチラグMf の最適値(最適前向きピッチラ
グMfopt)と後向きピッチラグMb の最適値(最適後向
きピッチラグMbopt)を選択し、出力する。
【0047】前向きシフト信号選択回路220は、前記
前向きシフト信号e(n+Mf )と最適前向きピッチラ
グMfoptを入力し、最適前向きシフト信号e(n+M
fopt)選択し、出力する。
【0048】後向きシフト信号選択回路220は、前記
後前き向きe(n−Mb )と最適後向きピッチラグM
boptを入力し、最適後向きシフト信号e(n−Mbopt
選択し、出力する。
【0049】第1の相互相関回路370、第2の相互相
関回路380、第3の相互相関回路390、第1の自己
相関回路400、第2の自己相関回路410、最適ゲイ
ン計算回路420、ピッチポストフィルタ信号生成回路
430の構成は第1の実施の形態によるピッチポストフ
ィルタ装置と同様であるので、説明を省略する。
【0050】以上により、本発明の第2の実施の形態に
よるピッチポストフィルタ装置について説明を終える。
【0051】本発明の第3の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置を図3に示す。
【0052】ここでは、ピッチラグを計算するための評
価値として誤差エネルギーを用いる。
【0053】図2と異なる点は、記憶手段440が加わ
ったこと、後向きシフト回路210の入力が前記記憶手
段440の出力であることである。
【0054】記憶手段440は、ピッチポストフィルタ
信号eppffb2(n)を保持する。
【0055】後向きシフト回路210は、前記記憶手段
440より、現分析区間に対して過去のピッチポストフ
ィルタ信号eppffb2(n)を読みだし、これを入力し,
ピッチラグ探索範囲の下限値M1 とピッチラグ探索範囲
の上限値M2 により定まるピッチラグ探索範囲内の後向
きピッチラグMb (M1 b 2 )だけ過去にシフ
トした信号(後向きシフト信号eppffb2(n−Mb ))
を生成し、出力する。ここで、Mb <N(Nは分析区間
長)の場合には、記憶手段440の保持されている後向
きシフト信号eppffb2(n)の区間N−Mb <n<Nを
取り出し、これを繰り返すことで長さNの系列を生成す
ることができる。
【0056】前向きシフト回路110は、前向きシフト
信号選択回路120の構成は、第2の実施の形態による
ピッチポストフィルタ装置と同様である。
【0057】誤差エネルギー計算回路350は、前記復
号励振信号e(n)を入力し、前向きシフト信号e(n
+Mf )を入力し、前記後向きシフト信号eppffb2(n
−Mb )を入力し、前記ピッチラグ探索範囲の下限値M
1 から上限値M2 の範囲にある前向きピッチラグMf
後向きピッチラグMb について、現分析区間に対する誤
差エネルギーEfb2 を式(20)により計算し出力す
る。ここで、Mf >0,Mb >0とする。
【0058】
【数13】 後向きシフト信号選択回路220は、前記後向きシフト
信号eppffb2(n−Mb )と最適後向きピッチラグM
boptを入力し、最適後向きシフト信号eppffb2(n−M
bopt)を選択し、出力する。
【0059】以下、本発明の第2の実施の形態によるピ
ッチポストフィルタ装置において、e(n−Mbopt)を
ppffb2(n−Mbopt)で置換することで、本発明の第
2の実施の形態によるピッチポストフィルタ装置と同様
の手順により、式(21)に示すピッチポストフィルタ
信号eppffb2(n)を得る。
【0060】
【数14】
【0061】
【数15】 以上により、本発明の第3の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置についての説明を終える。
【0062】本発明の第4の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置を図4に示す。前向きシフト回路11
0、後向きシフト回路210、誤差エネルギー計算回路
350の構成は第2の実施の形態によるピッチポストフ
ィルタ装置と同様である。
【0063】ピッチラグ選択回路360は、ピッチラグ
探索範囲の下限値M1 から上限値M2 の範囲にある、前
向きピッチラグMf と後向きピッチラグMb の組合せ数
だけ存在する式(16)に示す誤差エネルギーEfbが最
小となるものから値の小さい順に上位Lこについて、前
向きピッチラグMf,m (m=0,…,L−1)後向きピ
ッチラグMb,m (m=0,…,L−1)を選択し、出力
する。
【0064】前向きシフト信号選択回路120は、前向
きシフト信号e(n+Mf )と前記前向きピッチラグM
f,m (m=0,…,L−1)を入力し、前向きシフト信
号e(n+Mf,m )(m=0,…,L−1)を選択し、
出力する。
【0065】後向きシフト信号選択回路120は、後向
きシフト信号e(n−Mb )と前記後向きピッチラグM
b,m (m=0,…,L−1)を入力し、後向きシフト信
号e(n−Mb,m )(m=0,…,L−1)を選択し、
出力する。
【0066】
【数16】 第1の相互相関計算回路370は、復号励振信号e
(n)と前記前向きシフト信号e(n+Mf,m )(m=
0,…,L−1)を入力し、式(24)に示す相互相関
f,m を計算し、出力する。
【0067】第2の相互相関計算回路380は、復号励
振信号e(n)と前記後向きシフト信号e(n−
b,m )(m=0,…,L−1)を入力し、式(25)
に示す相互相関Cb,m を計算し、出力する。
【0068】
【数17】 第3の相互相関計算回路390は、前記前向きシフト信
号e(n+Mf,l )(m=0,…,L−1)と前記後向
きシフト信号e(n−Mb,m )(m=0,…,L−1)
を入力し、式(26)に示す相互相関Cfb,l,mを計算
し、出力する。
【0069】
【数18】 第1の自己相関計算回路400は、前記前向きシフト信
号e(n+Mf,m )(m=0,…,L−1)を入力し、
式(27)に示す自己相関Df,m を計算し、出力する。
【0070】
【数19】 第2の自己相関計算回路410は、前記後向きシフト信
号e(n+Mb,m )(m=0,…,L−1)を入力し、
式(28)に示す自己相関Db,m を計算し、出力する。
【0071】
【数20】 最適ゲイン計算回路420は、前記第1の相互相関C
f,m 、前記第2の相互関数Cb,m 、前記第3の相互相関
fb,l,m(l=0,…,L−1,m=0,…,L−1)
と前記第1の自己相関Df,m 、前記第2の自己相互関数
b,m (m=0,…,L−1)を入力し、式(29)に
示す誤差エネルギーEfb3 が最小となるゲイン(最適ゲ
インgf,m ,gb,m (m=0,…,L−1))を計算
し、出力する。式(30),(31)より得られる。式
(32),(33)をgf,m ,gb,m(m=0,…,L
−1)について解くことで求められる。
【0072】
【数21】
【0073】
【数22】 ピッチポストフィルタ信号生成回路430は、前記復号
励振信号e(n)と前記前向きシフト信号e(n+M
f,m )(m=0,…,L−1)と前記後向きシフト信号
e(n−Mb,m )(m=0,…,L−1)と前記最適ゲ
インgf,m ,gb,m (m=0,…,L−1)を入力し、
式(34)に基づいてピッチポストフィルタ信号e
ppffb3を計算し、出力端子11より出力する。ここでg
pfb3はゲインであり、式(36)により計算される。
【0074】
【数23】
【0075】
【数24】 以上により、本発明の第4の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置についての説明を終える。
【0076】本発明の第5の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置を図5に示す。図4と異なる点は、記
憶手段440が加わったこと、後向きシフト回路210
の入力が前記記憶手段440の出力であることである。
【0077】記憶手段440は、ピッチポストフィルタ
信号eppffb4(n)を保持する。
【0078】後向きシフト回路210は、前記記憶手段
440より、現分析区間に対して過去のピッチポストフ
ィルタ信号eppffb4(n)を読みだし、これを入力し、
ピッチラグ探索範囲の下限値M1 とピッチラグ探索範囲
の上限値M2 により定まるピッチラグ探索範囲内の後向
きピッチラグMb (M1 b 2 )だけ過去にシフ
トした信号(後向きシフト信号eppffb4(n−Mb ))
を生成し、出力する。ここで、Mb <N(Nは分析区間
長)の場合には、記憶手段440に保持されている後向
きシフト信号eppffb4(n)の区間N−Mb <n<Nを
取り出し、これを繰り返すことで長さNの系列を生成す
ることができる。
【0079】誤差エネルギー計算回路350は、前記復
号励振信号e(n)を入力し、前記前向きシフト信号e
(n+Mf )を入力し、前記後向きシフト信号eppffb4
(n−Mb )を入力し、前記ピッチラグ探索範囲の下限
値M1 から上限値M2 の範囲にある前向きピッチラグM
f と後向きピッチラグMb について、現分析区間に対す
る誤差エネルギーEfb4 を式(37)により計算し出力
する。ここで、Mf >0,Mb >0とする。
【0080】
【数25】 前向きシフト回路110、前向きシフト信号選択回路1
20の構成は、第4の実施の形態によるピッチポストフ
ィルタ装置と同様である。
【0081】ピッチラグ選択回路360は、ピッチラグ
探索範囲の下限値M1 から上限値M2 の範囲にある。前
向きピッチラグMf と後向きピッチラグMb の組合せ数
だけ存在する式(37)に示す誤差エネルギーEfb4
最小となるものから値の小さい順に上位L個について、
前向きピッチラグMf,m (m=0,…,L−1)と後向
きピッチラグMb,m (m=0,…,L−1)を選択し、
出力する。
【0082】後向きシフト信号選択回路220は、前記
後向きシフト信号eppffb4(n−Mb )と後向きピッチ
ラグMb,m (m=0,…,L−1)を入力し、後向きシ
フト信号eppffb4(n−Mb,m )を選択し、出力する。
【0083】以下、本発明の第4の実施の形態によるピ
ッチポストフィルタ装置において、e(n−Mb,m )を
ppffb4(n−Mb,m )で置換することで、本発明の第
4の実施の形態によるピッチポストフィルタ装置と同様
の手順により、式(38)に示すピッチポストフィルタ
信号eppffb4(n)を得る。
【0084】
【数26】 以上により、本発明の第5の実施の形態によるピッチポ
ストフィルタ装置について説明を終える。
【0085】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ピッチ周期や位相が変化する音声信号の過渡部におい
て、従来方式に比べてより良好なピッチ強調が可能とな
る。その理由は、音声信号の過渡部では、現分析区間に
対して過去の信号に含まれるピッチ周期や位相と未来の
信号に含まれるピッチ周期や位相の双方が当該分析区間
に共存するが、前向きピッチラグだけ未来にシフトした
信号と後向きピッチラグだけ過去にシフトした信号の双
方を用いてピッチポストフィルタ信号を表現することに
より、過去の信号と未来の信号双方がもつピッチ周期と
位相をピッチポストフィルタ信号に反映させることが可
能となるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるピッチポスト
フィルタ装置を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態によるピッチポスト
フィルタ装置を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態によるピッチポスト
フィルタ装置を示すブロック図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態によるピッチポスト
フィルタ装置を示すブロック図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態によるピッチポスト
フィルタ装置を示すブロック図である。
【図6】従来のピッチポストフィルタ装置を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
10,23,31,32 入力端子 11,21,22 出力端子 110 前向きシフト回路 210 後向きシフト回路 120 前向きシフト信号選択回路 220 後向きシフト信号選択回路 121 前向きシフト信号生成回路 221 後向きシフト信号生成回路 350 誤差エネルギー計算回路 360 ピッチラグ選択回路 20 スイッチ 170,420 最適ゲイン計算回路 180,430 ピッチポストフィルタ信号生成回路 150,370,380,390 相互相関計算回路 160,400,410 自己相関計算回路 440 記憶手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G10L 3/00 - 9/20 H03H 17/00 - 17/02 H03M 7/30 H04B 14/04 JICSTファイル(JOIS)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号と第1の遅延時間と第2の遅延
    時間を入力し、前記入力信号を前記第1の遅延時間未来
    にシフトすることで得られる第1の信号と前記入力信号
    から第1の相互相関を計算し、前記入力信号を前記第2
    の遅延時間過去にシフトすることで得られる第2の信号
    と前記入力信号から第2の相互相関を計算し、前記第1
    の信号と前記第2の信号から第3の相互相関を計算し、
    前記第1の信号から第1の自己相関を計算し、前記第2
    の信号から第2の自己相関を計算し、前記第1の相互相
    関と前記第2の相互相関と前記第3の相互相関と前記第
    1の自己相関と前記第2の自己相関から第1のゲインと
    第2のゲインを計算し、前記第1の信号と前記第2の信
    号と前記第1のゲインと前記第2のゲインを用いて前記
    入力信号に対してピッチ強調を行うことを特徴とするピ
    ッチポストフィルタ装置。
  2. 【請求項2】 入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
    めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
    することで得られる第1の信号と前記入力信号をあらか
    じめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間過去に
    シフトすることで得られる第2の信号とを用いて前記第
    1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間との全
    てあるいは一部の組合せに対して評価値を計算し、前記
    評価値が最良となる前記第1の遅延時間と前記第2の遅
    延時間を選択し、前記入力信号と前記選択された前記第
    1の遅延時間に対応する前記第1の信号との第1の相互
    相関を計算し、前記入力信号と前記選択された前記第2
    の遅延時間に対応する前記第2の信号との第2の相互相
    関を計算し、前記選択された前記第1の遅延時間に対応
    する前記第1の信号と前記選択された前記第2の遅延時
    間に対応する前記第2の信号との第3の相互相関を計算
    し、前記選択された前記第1の遅延時間に対応する前記
    第1の信号の第1の自己相関を計算し、前記選択された
    前記第2の遅延時間に対応する前記第2の信号の第2の
    自己相関を計算し、前記第1の相互相関と前記第2の相
    互相関と前記第3の相互相関と前記第1の自己相関と前
    記第2の自己相関から第1のゲインと第2のゲインを計
    算し、前記選択された前記第1の遅延時間に対応する前
    記第1の信号と前記選択された前記第2の遅延時間に対
    応する前記第2の信号と前記第1のゲインと前記第2の
    ゲインを用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行う
    ことを特徴とするピッチポストフィルタ装置。
  3. 【請求項3】 入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
    めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
    することで得られる第1の信号と記憶手段に保持されて
    いる過去に求められたピッチポストフィルタ出力信号を
    あらかじめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間
    過去にシフトすることで得られる第2の信号とを用いて
    前記第1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間
    との全てあるいは一部の組合せに対して評価値を計算
    し、前記評価値が最良となる前記第1の遅延時間と前記
    第2の遅延時間を選択し、前記入力信号と前記選択され
    た前記第1の遅延時間に対応する前記第1の信号との第
    1の相互相関を計算し、前記入力信号と前記選択された
    前記第2の遅延時間に対応する前記第2の信号との第2
    の相互相関を計算し、前記選択された前記第1の遅延時
    間に対応する前記第1の信号と前記選択された前記第2
    の遅延時間に対応する前記第2の信号との第3の相互相
    関を計算し、前記選択された前記第1の遅延時間に対応
    する前記第1の信号の第1の自己相関を計算し、前記選
    択された前記第2の遅延時間に対応する前記第2の信号
    の第2の自己相関を計算し、前記第1の相互相関と前記
    第2の相互相関と前記第3の相互相関と前記第1の自己
    相関と前記第2の自己相関から第1のゲインと第2のゲ
    インを計算し、前記選択された前記第1の遅延時間に対
    応する前記第1の信号と前記選択された前記第2の遅延
    時間に対応する前記第2の信号と前記第1のゲインと前
    記第2のゲインを用いて前記入力信号に対してピッチ強
    調を行うことを特徴とするピッチポストフィルタ装置。
  4. 【請求項4】 入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
    めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
    することで得られる第1の信号と前記入力信号をあらか
    じめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間過去に
    シフトすることで得られる第2の信号とを用いて前記第
    1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間との全
    てあるいは一部の組合せに対して誤差エネルギーを計算
    し、前記誤差エネルギーを最小値から値の小さい順に複
    数個選択し、前記選択された複数個の前記誤差エネルギ
    ーの各々に対して前記第1の遅延時間と前記第2の遅延
    時間を選択し、前記選択された複数の前記第1の遅延時
    間に対応する複数の前記第1の信号の各々と前記入力信
    号との複数の第1の相互相関を計算し、前記選択された
    複数の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の
    信号の各々と前記入力信号との複数の第2の相互相関を
    計算し、前記選択された複数の前記第1の遅延時間に対
    応する複数の前記第1の信号と前記選択された複数の前
    記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号との
    複数の第3の相互相関を計算し、前記選択された複数の
    前記第1の遅延時間に対応する複数の前記第1の信号の
    複数の第1の自己相関を計算し、前記選択された複数の
    前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号の
    複数の第2の自己相関を計算し、前記複数の第1の相互
    相関と前記複数の第2の相互相関と前記複数の第3の相
    互相関と前記複数の第1の自己相関と前記複数の第2の
    自己相関から複数の第1のゲインと複数の第2のゲイン
    を計算し、前記選択された複数の前記第1の遅延時間に
    対応する複数の前記第1の信号と前記選択された複数の
    前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信号と
    前記複数の第1のゲインと前記複数の第2のゲインを用
    いて前記入力信号に対してピッチ強調を行うことを特徴
    とするピッチポストフィルタ装置。
  5. 【請求項5】 入力信号と前記入力信号をあらかじめ定
    めた第1の範囲の値をもつ第1の遅延時間未来にシフト
    することで得られる第1の信号と記憶手段に保持されて
    いる過去に求められたピッチポストフィルタ出力信号を
    あらかじめ定めた第2の範囲の値をもつ第2の遅延時間
    過去にシフトすることで得られる第2の信号とを用いて
    前記第1の範囲の遅延時間と前記第2の範囲の遅延時間
    との全てあるいは一部の組合せに対して誤差エネルギー
    を計算し、前記誤差エネルギーを最小値から値の小さい
    順に複数個選択し、前記選択された複数個の前記誤差エ
    ネルギーの各々を与える前記第1の遅延時間と前記第2
    の遅延時間を選択し、前記選択された複数の前記第1の
    遅延時間に対応する複数の前記第1の信号の各々と前記
    入力信号との複数の第1の相互相関を計算し、前記選択
    された複数の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記
    第2の信号の各々と前記入力信号との複数の第2の相互
    相関を計算し、前記選択された複数の前記第1の遅延時
    間に対応する複数の前記第1の信号と前記選択された複
    数の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の信
    号との複数の第3の相互相関を計算し、前記選択された
    複数の前記第1の遅延時間に対応する複数の前記第1の
    信号の複数の第1の自己相関を計算し、前記選択された
    複数の前記第2の遅延時間に対応する複数の前記第2の
    信号の複数の第2の自己相関を計算し、前記複数の第1
    の相互相関と前記複数の第2の相互相関と前記複数の第
    3の相互相関と前記複数の第1の自己相関と前記複数の
    第2の自己相関から複数の第1のゲインと複数の第2の
    ゲインを計算し、前記選択された複数の前記第1の遅延
    時間に対応する複数の前記第1の信号と前記選択された
    複数の前記第2のの遅延時間に対応する複数の前記第2
    の信号と前記複数の第1のゲインと前記複数の第2のゲ
    インを用いて前記入力信号に対してピッチ強調を行うこ
    とを特徴とするピッチポストフィルタ装置。
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