JPH0576639B2 - - Google Patents
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- JPH0576639B2 JPH0576639B2 JP59192113A JP19211384A JPH0576639B2 JP H0576639 B2 JPH0576639 B2 JP H0576639B2 JP 59192113 A JP59192113 A JP 59192113A JP 19211384 A JP19211384 A JP 19211384A JP H0576639 B2 JPH0576639 B2 JP H0576639B2
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- residual
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明はPARCOR方式やLPC方式などの線形
予測法による音声再生方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to an audio reproduction method using a linear prediction method such as the PARCOR method or the LPC method.
[背景技術]
現在PARCOR方式などの線形予測法を用いた
音声合成ICが各種市販されている。この種の線
形予測法による音声合成は、合成音S(n)を
S(n)=p
〓k=1i
Ak・S(n−k)+Zn
として、残差Znの2乗平均値が最小となるよう
な予測係数Akを求め、予測次数pが充分大きい
(p≧8)場合には、残差Znが有声音区間では音
源ピツトに対応したインパルス列、無声音区間で
は白色雑音に近くなることを利用し、残差波形を
有声音区間ではピツチ周期と平均残差強度をもつ
インパルス列(場合によつては三角波、1ピツチ
残差波形なども用いられる)で、無声音区間では
平均残差強度をもつ白色雑音でそれぞれ置き換え
ることによつて、良好な音質を保ちながら情報圧
縮を行なうものである。[Background Art] Currently, various speech synthesis ICs using linear prediction methods such as the PARCOR method are commercially available. Speech synthesis using this type of linear prediction method assumes that the synthesized sound S(n) is S(n) = p 〓 k=1i Ak・S(n−k)+Zn, and that the root mean square value of the residual Zn is the minimum. Find the prediction coefficient Ak such that if the prediction order p is sufficiently large (p≧8), the residual Zn will be an impulse train corresponding to the sound source pit in the voiced section, and close to white noise in the unvoiced section. The residual waveform is an impulse train with a pitch period and an average residual intensity (in some cases, a triangular wave, a 1-pitch residual waveform, etc. is also used) in a voiced interval, and an average residual intensity in an unvoiced interval. By replacing each with white noise, information is compressed while maintaining good sound quality.
第2図は残差波形を模型的に示したもので、a
の無声音区間においては白色雑音状の残差の2乗
平均値を最小にするように音声パラメータが決定
されるが、bの有声音区間においてはインパルス
状の残差が加わつているので、この場合の音声パ
ラメータはインパルスと白色雑音とを含んだ全体
の残差の2乗平均値を最小にするように決定され
る。しかしインパルス部分は振幅が大きいので2
乗平均値のかなりの部分を占めるものと考えら
れ、したがつてb図において、零レベルがa図の
場合よりも2乗平均値のインパルス分Dだけ嵩上
げされて実線位置にくるように音声パラメータが
決定されるので、白色雑音状残差のみの2乗平均
値は最小にはならなくなる。 Figure 2 schematically shows the residual waveform, a
In the unvoiced sound section of b, the speech parameters are determined to minimize the root mean square value of the white noise-like residual, but in the voiced sound section of b, an impulse-like residual is added, so in this case The speech parameters of are determined to minimize the root mean square value of the entire residual including impulses and white noise. However, since the impulse part has a large amplitude, 2
Therefore, in figure b, the voice parameters are set so that the zero level is raised by the impulse D of the root mean value than in figure a, and comes to the position of the solid line. is determined, so the root mean square value of only the white noise-like residual will no longer be the minimum.
しかし音声パラメータが抽出される過程では1
周期の大部分を占める白色雑音状部分に相関性が
残存しており、この白色雑音状の残差を最小にす
ることによつて、この部分から声道の特徴を抽出
するのであるから、インパルスのために白色雑音
状残差が最小でなくなるのでは不合理であり、そ
の分だけ原音の復元性が悪くなると考えられる。
また音声を合成する際には、有声音区間では音源
波形としてインパルス列のみを使用するので、そ
の意味からも分析の段階で白色雑音残差が零にな
るように音声パラメータを決定しておくことが望
ましい。 However, in the process of extracting audio parameters, 1
Correlation remains in the white noise-like part that occupies most of the period, and vocal tract features are extracted from this part by minimizing this white noise-like residual, so the impulse It would be unreasonable for the white noise-like residual to be no longer at its minimum because of this, and it is thought that the restoration of the original sound would deteriorate accordingly.
Furthermore, when synthesizing speech, only the impulse train is used as the sound source waveform in the voiced section, so from this point of view it is important to determine the speech parameters so that the white noise residual becomes zero at the analysis stage. is desirable.
[発明の目的]
本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであ
り、線形予測法による残差波形をインパルス系列
および白色ランダム雑音で近似する音声再生方法
の予測分析において、有声音区間での白色雑音状
残差のみの2乗平均値を最小とするように音声パ
ラメータを決定し、それによつて音声復元性を向
上することを目的とするものである。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a method for predicting a voice reproduction method in which a residual waveform obtained by a linear prediction method is approximated by an impulse sequence and white random noise. The objective is to determine speech parameters so as to minimize the root mean square value of only the white noise-like residual of , thereby improving speech restoration performance.
[発明の開示]
しかして本発明は、線形予測による残差波形を
インパルス系列および白色雑音で近似する音声再
生方法において、まず原音声波形を線形予測分析
し、得られた残差波形情報を用いてインパルス列
と白色雑音のみからなる残差波形を生成し、この
残差波形を原音声波形から差し引いた波形につい
て再度線形予測分析を行なつて各音声パラメータ
を求め、これらの音声パラメータと上記残差波形
情報とを用いて音声波形を合成するようにしたも
のであり、予測に先立つてインパルスのみの2乗
平均値すなわち第2図bにおけるDを相殺してお
くようにしたものである。[Disclosure of the Invention] Accordingly, the present invention provides a speech reproduction method in which a residual waveform obtained by linear prediction is approximated by an impulse sequence and white noise. A residual waveform consisting only of an impulse train and white noise is generated, and this residual waveform is subtracted from the original speech waveform to perform linear predictive analysis again to obtain each speech parameter. The speech waveform is synthesized using the difference waveform information, and the root mean square value of only the impulses, ie, D in FIG. 2b, is canceled out prior to prediction.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、原音声は低域フイルタ1を
通つてA/D変換2されたのち、メモリ3に記憶
される。次にこの原音声波形S0はメモリ3から読
み出され、マイクロコンピユータ4によつて線形
予測分析が行なわれる。1回目の予測5によつて
音声パラメータAkが抽出されると共に残差情報
としてピツチパラメータPおよび振幅パラメータ
Uが得られるが、この時の音声パラメータAkお
よび残差波形Z0は捨てられ、残差情報PおよびU
のみが利用される。これらのPおよびUが音源発
生回路6に加えられて、純粋のインパルス列と白
色雑音のみからなる残差波形Z1が生成される。こ
の残差波形がメモリ3から読み出された原音声波
形S0から引き算され、こうして得られた波形S1に
より2回目の予測7が行なわれる。2回目の予測
7で得られた音声パラメータAkとPおよびUパ
ラメータ(前回得られたPおよびUでも同じ)が
音声情報として記憶または電送8される。再生側
ではPおよびUを音源発生回路9に加えてZ1と全
く同じ音源波形Z2を生成し、これをデイジタルフ
イルタ10に加えて音声パラメータAkにより音
声波形S2を合成し、D/A変換器11および低域
フイルタ12を通して合成音声とする。 FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, the original sound is passed through a low-pass filter 1, A/D converted 2, and then stored in a memory 3. Next, this original speech waveform S 0 is read out from the memory 3 and subjected to linear predictive analysis by the microcomputer 4. In the first prediction 5, the audio parameter Ak is extracted and the pitch parameter P and amplitude parameter U are obtained as residual information, but the audio parameter Ak and the residual waveform Z 0 at this time are discarded, and the residual Information P and U
only is used. These P and U are added to the sound source generation circuit 6 to generate a residual waveform Z 1 consisting only of a pure impulse train and white noise. This residual waveform is subtracted from the original speech waveform S 0 read out from the memory 3, and the second prediction 7 is performed using the waveform S 1 thus obtained. The audio parameters Ak, P, and U parameters obtained in the second prediction 7 (the same applies to P and U obtained in the previous time) are stored or transmitted 8 as audio information. On the playback side, P and U are added to the sound source generation circuit 9 to generate a sound source waveform Z 2 that is exactly the same as Z 1 , and this is added to the digital filter 10 to synthesize the sound waveform S 2 using the sound parameter Ak. It passes through a converter 11 and a low-pass filter 12 to produce synthesized speech.
このように原音声波形S0から残差波形Z1を差し
引いた波形S1によつて2回目の予測を行なつた場
合に、インパルスの2乗平均値すなわち第2図b
におけるDが相殺されるのは次の理由による。い
ま音源(残差)波形Z1のみを入力として予測を行
なつたとすると、Z1は有声音区間ではインパルス
列のみで構成されており、インパルスの1周期に
占める時間は小さいので殆どサンプリングにかか
らず、そのためにすべての音声パラメータは実質
的に零となり、その残差は音源と同一のインパル
ス列となる。したがつて音源波形Z1を反転した波
形(−Z1)を原音声波形S0に重畳した波形S1(=
S0−Z1)を入力として予測を行なうと、残差には
インパルス列の反転した波形が重畳されるので、
元のインパルスの2乗平均値が相殺されることに
なり、純粋の誤差成分である白色雑音状残差のみ
を2乗平均値を最小にすることにより、この部分
に残存する相関性をほぼ完全に除去できるのであ
る。 When the second prediction is made using the waveform S 1 obtained by subtracting the residual waveform Z 1 from the original speech waveform S 0 , the root mean square value of the impulse, that is, Fig. 2b
The reason why D in is canceled out is as follows. Assuming that prediction is performed using only the sound source (residual) waveform Z 1 as input, Z 1 consists only of impulse trains in the voiced sound section, and since the time occupied by one impulse period is small, it is hardly used for sampling. Therefore, all sound parameters become substantially zero, and the residual becomes the same impulse train as the sound source. Therefore , the waveform S 1 ( =
When prediction is performed using S 0 −Z 1 ) as input, the inverted waveform of the impulse train is superimposed on the residual, so
The root mean square value of the original impulse is canceled out, and by minimizing the root mean square value of only the white noise-like residual, which is a pure error component, the correlation remaining in this part is almost completely eliminated. It can be removed.
[発明の効果]
上述のように本発明は、まず原音声波形を予測
して得られた残差波形情報を用いてインパルス列
と白色雑音のみからなる残差波形を生成し、この
残差波形を原音声波形から差し引いた波形につい
て再度予測を行なつて各音声パラメータを求め、
これらの音声パラメータと上記残差波形情報とを
用いて音声波形を合成するものであるから、有声
音区間と無声音区間とを問わず白色雑音状の残差
の2乗平均値を最小とするように音声パラメータ
の抽出を行なうことができ、したがつて音源波形
をインパルス列と白色雑音とで近似して音声を再
生する場合の原音復元性をきわめて簡単な構成に
よつて改善し得るという利点がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention first generates a residual waveform consisting of only an impulse train and white noise using residual waveform information obtained by predicting an original speech waveform, and then generates a residual waveform consisting of only an impulse train and white noise. is subtracted from the original speech waveform, and the prediction is performed again to obtain each speech parameter.
Since the speech waveform is synthesized using these speech parameters and the residual waveform information, the root mean square value of the white noise-like residual is minimized regardless of whether it is a voiced sound section or an unvoiced sound section. The advantage of this method is that it is possible to extract speech parameters in a very simple manner, and that it is possible to improve the original sound restoration performance when reproducing speech by approximating the sound source waveform with an impulse train and white noise. be.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク回路
図、第2図a,bは同上の動作を示す波形図であ
る。
1は低域フイルタ、2はA/D変換器、3はメ
モリ、4はマイクロコンピユータ、5は第1の予
測回路、6は音源発生回路、7は第2の予測回
路、8は記憶または伝送回路、9は音源発生回
路、10はデイジタルフイルタ、11はD/A変
換器、12は低域フイルタ、S0は原音声波形、S1
は重畳された波形、S2は再生音声波形、Z0は残差
波形、Z1およびZ2は近似された音源(残差)波
形。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2a and 2b are waveform diagrams showing the same operation. 1 is a low-pass filter, 2 is an A/D converter, 3 is a memory, 4 is a microcomputer, 5 is a first prediction circuit, 6 is a sound source generation circuit, 7 is a second prediction circuit, and 8 is storage or transmission. circuit, 9 is a sound source generation circuit, 10 is a digital filter, 11 is a D/A converter, 12 is a low-pass filter, S 0 is an original audio waveform, S 1
is the superimposed waveform, S2 is the reproduced audio waveform, Z0 is the residual waveform, and Z1 and Z2 are the approximated sound source (residual) waveforms.
Claims (1)
白色雑音で近似する音声再生方法において、まず
原音声波形を線形予測分析し、得られた残差波形
情報を用いてインパルス列と白色雑音のみからな
る残差波形を生成し、この残差波形を原音声波形
から差し引いた波形について線形予測分析を行な
つて各音声パラメータを求め、これらの音声パラ
メータと上記残差波形情報とを用いて音声波形を
合成することを特徴とする音声再生方法。1. In a speech reproduction method that approximates a residual waveform resulting from linear prediction using an impulse train and white noise, the original speech waveform is first subjected to linear predictive analysis, and the obtained residual waveform information is used to generate a residual waveform consisting only of an impulse train and white noise. Generate a difference waveform, subtract this residual waveform from the original audio waveform, perform linear predictive analysis on the waveform to obtain each audio parameter, and synthesize the audio waveform using these audio parameters and the residual waveform information. An audio reproduction method characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192113A JPS6170599A (en) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Voice reproduction system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192113A JPS6170599A (en) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Voice reproduction system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170599A JPS6170599A (en) | 1986-04-11 |
| JPH0576639B2 true JPH0576639B2 (en) | 1993-10-25 |
Family
ID=16285878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192113A Granted JPS6170599A (en) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | Voice reproduction system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170599A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239800A (en) * | 1984-05-14 | 1985-11-28 | 日本電気株式会社 | Residual excitation type vocoder |
-
1984
- 1984-09-13 JP JP59192113A patent/JPS6170599A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6170599A (en) | 1986-04-11 |
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