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JP2897551B2 - 音声復号化装置 - Google Patents

音声復号化装置

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JP2897551B2
JP2897551B2 JP4272173A JP27217392A JP2897551B2 JP 2897551 B2 JP2897551 B2 JP 2897551B2 JP 4272173 A JP4272173 A JP 4272173A JP 27217392 A JP27217392 A JP 27217392A JP 2897551 B2 JP2897551 B2 JP 2897551B2
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    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/012Comfort noise or silence coding
    • GPHYSICS
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    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0316Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation by changing the amplitude
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
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  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音声信号の有無に応じて
送信出力を制御するVOX(Voice Operat
ed Transmitter)を使用した音声符号復
号化装置に関し、特に音声復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術は、“GSM full−r
ate speech transcoding”(E
TSI/PT 12,GSM Recommendat
ion06.10 January 1990)と題す
る勧告書(文献1)や、“GSM full−rate
speech transcoding”(ETSI
/PT 12,GSM Recommendation
06.31 January 1990)と題する勧
告書(文献2)に詳細に述べられている。ここでは図2
を用いて簡単に説明する。尚、「VOX」とは、文献2
で述べられている「DTX(Discontinuou
s Transmission)」と同一である。
【0003】送信機において入力音声が無い、即ち無声
の時、送信機は背景雑音を符号化し、その符号列を音声
復号化装置を備えた受信機に送信すると、その後一定時
間ΔTの間は送信を一時停止する。ここで「背景雑音」
とは前述の「文献2」中の「Comfortable
Noise」と同一である。受信機に備えた音声復号化
装置は、励振信号生成回路2と、合成フィルタ係数生成
回路8と、合成フィルタ4と、音声出力回路5とを有
し、受信した符号列が入力端子1より入力され、励振信
号生成回路2で励振信号を生成する。又、前述の符号列
より合成フィルタ係数生成回路8で合成フィルタの係数
を生成し、その励踏信号と合成フィルタ係数を合成フィ
ルタ4に入力する事により、背景雑音が再生され、その
背景雑音をΔT時間の間、音声出力回路5より出力し続
ける。
【0004】そして、送信機より符号化された背景雑音
を受信してからΔT時間後に、再び背景雑音の符号列が
送信機から受信機に送られ、受信機出力の背景雑音が更
新されると、受信機はその時点からΔT時間の間、再び
更新された背景雑音を出し続ける。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の音声復号化
装置では、無声の場合、送信機がΔT時間毎に受信側に
送る背景雑音の符合列を更新するため、音声復号化装置
は、ΔT時間の間は、同一の符合列から再生された背景
雑音を出力する事になる。一方、合成フィルタとは、文
献1から解るように音声のスペクトル包絡を表すフィル
タであり、音声の特徴を示すものである。また、周知の
ようにQ値が高いフィルタとは、周波数スペクトルが平
坦では無く、特定の周波数成分が高いという特徴を持っ
ているフィルタという事になる。すなわち、無音の際に
Q値の高い合成フィルタを使用していると、ΔTの間、
特定の周波数成分が高い,例えばビープ音の様な「ある
特徴を持った音声」が連続して出力される事になる。通
常の音声では、音声のスペクトル包絡は時々刻々変化す
るものであり、上述した様に、「ある特徴を持った音
声」がΔTもの間、連続している事はあり得ない。これ
が、背景雑音が受信者に不自然な感じを与える原因であ
る。
【0006】このため、無声の際、音声出力回路5から
出力される背景雑音が、受信者に不自然な感じを与える
ものである場合、次の更新された背景雑音が受信機にお
いて受信されるまでのΔT時間の間、受信者に不自然な
感じを与える背景雑音が出力され続ける可能性がある。
従って、合成フィルタのQ値を低くすれば、周波数スペ
クトルが平坦(白色雑音)に近づき、Q値の高い合成フ
ィルタを使用した時の様な、「ある特徴を持った音声」
が出力されにくくなる。すなわち、合成フィルタのQ値
を低くする事により、「ある特徴を持った音声」がΔT
の間、連続して出力する事がなくなり、そのため、受信
者が感じる背景雑音の不自然さが低減される。
【0007】本発明の目的は、音声復号化装置において
無声の際、背景雑音の不自然さを低減するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の音声復号化装置
は、音声信号の有無に応じて送信出力を制御するVOX
を使用した音声符号復号化装置において、音声復号化装
置に、合成フィルタのQ値を測定する測定手段と、この
測定手段により測定されたQ値に応じて前記合成フィル
タのQ値を減少させる補正手段とを備える構成である。
【0009】
【実施例】次に本発明について、図面を参照して説明す
る。
【0010】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。本発明の音声復号化装置は、図2の従来例に対し、
合成フィルタ係数生成回路8の代わりに、入力端子1か
ら入力される符号列より合成フィルタ係数を生成しその
合成フィルタ係数を有声状態で有れば合成フィルタ4へ
無声状態であれば後述するQ値測定回路6へ出力する機
能を持つ合成フィルタ係数生成回路3と、この合成フィ
ルタ係数生成回路3より算出された合成フィルタのQ値
を測定するQ値測定回路6と、この測定されたQ値に基
づき合成フィルタ係数生成回路3で求められた合成フィ
ルタ係数を変化させる合成フィルタ係数補正回路7とを
有する。尚、本明細書で述べられている「Q値」は、
「高周波・発振・変調・復調」(菊地憲太郎著 東京電
機大学出版局 昭和61年5月 第1版)のpp.26
〜27(文献3)に記載されているものである。
【0011】有声の場合は、従来例と同様に、励振信号
生成回路2で出力される励振信号と、合成フィルタ係数
生成回路3より出力される合成フィルタ係数を、合成フ
ィルタ4に入力する事により、音声出力を得る。
【0012】ここでは、合成フィルタとして例えば全極
型フィルタを用いるとすると、合成フィルタの伝達関数
H(z)はZ変換を用いて、
【0013】
【0014】と表される。ここでNは、予め定められた
フィルタの次数、αi は合成フィルタ係数である。ま
た、Z変換については、例えば「制御工学」(正田英介
著 培風館 昭和57年9月発行 第1版)のpp.1
80〜182(文献4)を参照する事が出来る。
【0015】合成フィルタとしては、全極型フィルタ、
全極全零型フィルタ等の他のフィルタを用いる事も出
来、他のフィルタを使用した場合でも、Q値測定回路6
や、合成フィルタ係数補正回路7の方式を代えるだけ
で、本発明が適応できる。
【0016】以下、合成フィルタ係数生成回路3で生成
された合成フィルタ係数を{αi }と表記する。
【0017】無声の場合は、励振信号については、励振
信号生成回路2の出力を従来例同様、合成フィルタ4に
入力する。一方、合成フィルタ係数生成回路3で出力さ
れた合成フィルタ係数は、Q値測定回路6に入力され、
ここで合成フィルタのQ値が測定される。その測定方法
として、ここでは一例として「予測ゲイン」を使用した
Q値の測定法を示す。
【0018】まず、予測ゲインについて説明する。「デ
ィジタル音声処理」(古井貞おき著東海大学出版会 1
985年9月発行 第1版)のp.73〜76(文献
5)にPARCOR分析について記載されているが、こ
のPARCOR係数{km }が合成フィルタ係数{α
i }に相当する。そして、音声を入力し、合成フィルタ
係数{αi }を求めるフィルタの正規化平均2乗誤差σ
2 は、{αi }を用いて求められる事がわかる。ここ
で、「文献5」のフィルタは、本明細書の合成フィルタ
4の逆フィルタとなっている事に注意したい。故に、合
成フィルタ4のゲインは上記σ2 で表される。このゲイ
ンを予測ゲインと称する。この予測ゲインと合成フィル
タのQ値との間には、「Q値が高ければ、予測ゲインも
大きい」という関係があると考えられる。そこで逆に、
予測ゲインが大きければ、Q値も大きい可能性があると
いえる。この事より、合成フィルタのQ値を、「文献
5」より求められる予測ゲインにより推定することが出
来る。
【0019】さて、Q値の代わりに上記Q値測定回路6
で求められた予測ゲイン(以下、「pg0 」と表記す
る)は、合成フィルタ係数生成回路3の出力である合成
フィルタ係数{αi }と共に合成フィルタ係数補正回路
7に入力される。ここでは、pg0 と予め定められたし
きい値(以下「pgth」と表記)とを比較し、pg0
pgthならば、合成フィルタ係数{αi }にある補正を
掛ける事により、合成フィルタのQ値、即ち予測ゲイン
を落とす。予測ゲインを減少させる方法としては、例え
ば、合成フィルタ係数{α}各々に、0<g<1を満た
す重み付け係数gを掛ける方法が一例として挙げられ
る。そして、この様にして補正された合成フィルタ係数
(以下「{αg }」と表記)を合成フィルタ4に入力す
る事により背景雑音を再生する。
【0020】この場合、合成フィルタの伝達関数Hw
(z)は、前述した合成フィルタ係数{αi }、重み付
け係数gを用いて、以下のように表される。
【0021】
【0022】それに対して、pg0 <pgthの場合は、
合成フィルタ係数補正回路7において、合成フィルタ係
数生成回路3の出力{αi }に対していかなる操作も行
わず、従来例と同じく、合成フィルタ係数{αi }が合
成フィルタ4に入力され、背景雑音が出力される。
【0023】以上は、本発明の一実施例である。この他
にも例えば、Q値測定回路6、並びに合成フィルタ係数
補正回路7において、予測ゲインではなく、直接、合成
フィルタのQ値を求める方法もある。例えば、合成フィ
ルタが前述のような全極型で構成されている場合は、合
成フィルタにZ変換を掛け、周波数スペクトルを求めた
後、「文献3」の方法によりQ値を算出する。この場
合、合成フィルタ係数補正回路7で用いられていた予測
ゲインのしきい値pgthは、Q値のしきい値Qthと変更
する。
【0024】又、合成フィルタ係数補正回路7での補正
において次のような方法も取り得る。即ち、合成フィル
タ係数{αi }に対して、“Spectral Smo
othing Technique in PARCO
R Speech Analysis−Synthes
is”(IEEE Trans on Acousti
cs,Speech and Signal Proc
essing,Vol.ASSP−26,No.6,p
p.587〜596,December 1978.)
(文献6)に記載されているSST(Spectrum
Smoothing Technique)を施して
補正する方法である。
【0025】又、合成フィルタ係数補正回路7で用いら
れる予測ゲインのしきい値pgth、Q値のしきい値Qth
においても、一定値に固定するのではなく、その時々の
状況によって可変にする方式も考えられる。
【0026】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、VOXを有
する音声符号復号化装置において無声の状態が生じた場
合、音声復号化装置で合成フィルタのQ値を測定し、こ
の測定したQ値に応じて合成フィルタ係数を制御する様
にした事により、音声復号化装置において、受信者が享
受する背景雑音の不自然さを低減できるという効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】従来の音声復号化装置の構成図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 励振信号発生回路 3,8 合成フィルタ係数生成回路 4 合成フィルタ 5 音声出力回路 6 Q値測定回路 7 合成フィルタ係数補正回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声信号の有無に応じて送信出力を制御
    するVOXを使用した音声符号復号化装置において、音
    声復号化装置に、合成フィルタのQ値を測定する測定手
    段と、この測定手段により測定されたQ値に応じて前記
    合成フィルタのQ値を減少させる補正手段とを備えるこ
    とを特徴とする音声復号化装置。
JP4272173A 1992-10-12 1992-10-12 音声復号化装置 Expired - Fee Related JP2897551B2 (ja)

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