JPH0863196A - ポストフィルタ - Google Patents
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- JPH0863196A JPH0863196A JP6196563A JP19656394A JPH0863196A JP H0863196 A JPH0863196 A JP H0863196A JP 6196563 A JP6196563 A JP 6196563A JP 19656394 A JP19656394 A JP 19656394A JP H0863196 A JPH0863196 A JP H0863196A
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 claims description 12
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 6
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- 241001123248 Arma Species 0.000 claims 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech 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
- G10L19/04—Speech 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 using predictive techniques
- G10L19/26—Pre-filtering or post-filtering
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
- G10L25/03—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters
- G10L25/06—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being correlation coefficients
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- Multimedia (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低いビットレートで符号化された音声信号の再
生音質を良好にする。 【構成】エンコーダから出力されるスペクトルパラメー
タを基に所定の線形予測係数を分子係数計算回路２５で
生成する。この線形予測係数とスペクトルパラメータと
から所定の補正係数を補正フィルタ係数計算回路３５で
生成する。スペクトルポストフィルタ２０はスペクトル
パラメータと線形予測係数に基いて所定の伝達特性を生
成し入力された再生信号をフィルタリングする。補正フ
ィルタ３０は上記の補正係数に基づいた所定の伝達特性
を形成しスペクトルポストフィルタの出力を補正する。
補正フィルタの出力はゲィン調整回路４０によりそのレ
ベルが調整され外部に補正された再生信号を出力する。
生音質を良好にする。 【構成】エンコーダから出力されるスペクトルパラメー
タを基に所定の線形予測係数を分子係数計算回路２５で
生成する。この線形予測係数とスペクトルパラメータと
から所定の補正係数を補正フィルタ係数計算回路３５で
生成する。スペクトルポストフィルタ２０はスペクトル
パラメータと線形予測係数に基いて所定の伝達特性を生
成し入力された再生信号をフィルタリングする。補正フ
ィルタ３０は上記の補正係数に基づいた所定の伝達特性
を形成しスペクトルポストフィルタの出力を補正する。
補正フィルタの出力はゲィン調整回路４０によりそのレ
ベルが調整され外部に補正された再生信号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポストフィルタに関し、
特に音声信号を低いビットレート、特に４．８ｋｂ／ｓ
以下で高品質に符号化再生するためのポストフィルタに
関する。
特に音声信号を低いビットレート、特に４．８ｋｂ／ｓ
以下で高品質に符号化再生するためのポストフィルタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】音声信号を低いビットレートで符号化す
ると、量子化雑音がより知覚されるようになり、音質が
劣化してくる。再生音の聴感的なＳ／Ｎ（信号対雑音
比）を向上させ、音質を改善する方法として、通常、受
信側においてポストフィルタを使用することが知られて
いる。
ると、量子化雑音がより知覚されるようになり、音質が
劣化してくる。再生音の聴感的なＳ／Ｎ（信号対雑音
比）を向上させ、音質を改善する方法として、通常、受
信側においてポストフィルタを使用することが知られて
いる。
【０００３】すなわち、符号化された音声信号をデコー
ダにより再生し、その出力をポストフィルタに加え、音
質を改善した信号として取り出している。
ダにより再生し、その出力をポストフィルタに加え、音
質を改善した信号として取り出している。
【０００４】ポストフィルタは、ピッチポストフィル
タ、スペクトルポストフィルタ、補正フィルタから構成
される。
タ、スペクトルポストフィルタ、補正フィルタから構成
される。
【０００５】具体的な構成は、例えば、チェン（Ｃｈｅ
ｎ）氏らによる「１９８７年、アイ・イー・イー・イー
・プロスィーディングス・アイ・シー・エィ・エス・エ
ス・ピー、第２１８５〜２１８８頁（ＩＥＥＥ Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ，１９８７，ｐｐ２１８５〜２１８
８，１９８７）」に記載の「リアルタイム・ベクトル・
エイピーシー・スピーチ・コーディング・アト・４８０
０・ピーピーエス・ウィズ・アダプティブ・ポストフィ
ルタリング（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｖｅｃｔｏｒＡＰＣ
ｓｐｅｅｃｈ ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ４８００ｂｐｓ
ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｐｏｓｔｆｉｌｔｅｒ
ｉｎｇ）と題した論文あるいは、チェン氏らによる特開
昭６４−１３２００号公報記載のように、従来方式にお
けるポストフィルタ全体の伝達特性はＺ座標変換後に以
下の式（１）で示されるようになる。
ｎ）氏らによる「１９８７年、アイ・イー・イー・イー
・プロスィーディングス・アイ・シー・エィ・エス・エ
ス・ピー、第２１８５〜２１８８頁（ＩＥＥＥ Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＡＳＳＰ，１９８７，ｐｐ２１８５〜２１８
８，１９８７）」に記載の「リアルタイム・ベクトル・
エイピーシー・スピーチ・コーディング・アト・４８０
０・ピーピーエス・ウィズ・アダプティブ・ポストフィ
ルタリング（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｖｅｃｔｏｒＡＰＣ
ｓｐｅｅｃｈ ｃｏｄｉｎｇ ａｔ ４８００ｂｐｓ
ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｐｏｓｔｆｉｌｔｅｒ
ｉｎｇ）と題した論文あるいは、チェン氏らによる特開
昭６４−１３２００号公報記載のように、従来方式にお
けるポストフィルタ全体の伝達特性はＺ座標変換後に以
下の式（１）で示されるようになる。
【０００６】
【０００７】ここで、Ｈp （ｚ）、Ｈs （ｚ）、Ｈ
t （ｚ）は、それぞれ、ピッチポストフィルタ、スペク
トルポストフィルタ、補正フィルタの伝達特性を示し、
それぞれ、以下の式で表せる。
t （ｚ）は、それぞれ、ピッチポストフィルタ、スペク
トルポストフィルタ、補正フィルタの伝達特性を示し、
それぞれ、以下の式で表せる。
【０００８】すなわち、ピッチポストフィルタの伝達特
性は、
性は、
【０００９】
【００１０】で与えられる。
【００１１】ここで、γおよびλは、重み付け係数であ
り、Ｔは適応コードブックの遅延を示す。
り、Ｔは適応コードブックの遅延を示す。
【００１２】なお、フレーム（たとえば、２０ｍｓｅ
ｃ）ごとに、そのフレームに対応づけて、Ｔと後述する
線形予測係数ａi の値とが対応づけられたテーブルであ
るコードブックが作成され記憶されている。
ｃ）ごとに、そのフレームに対応づけて、Ｔと後述する
線形予測係数ａi の値とが対応づけられたテーブルであ
るコードブックが作成され記憶されている。
【００１３】また、スペクトルポストフィルタの伝達特
性はＨs （ｚ）は、通常ＡＲＭＡ（自己回帰移動平均）
型であり、以下の式（３）で表わされる。
性はＨs （ｚ）は、通常ＡＲＭＡ（自己回帰移動平均）
型であり、以下の式（３）で表わされる。
【００１４】
【００１５】ここで、ａi とｐはそれぞれ、スペクトル
パラメータおよび線形予測係数の次数を示す。
パラメータおよび線形予測係数の次数を示す。
【００１６】ｐは通常、１０次に選ばれることが多い。
また、γ1 、γ2 は重み係数であり、通常０〈γ1 〈γ
2 〈１の関係に選ぶ。
また、γ1 、γ2 は重み係数であり、通常０〈γ1 〈γ
2 〈１の関係に選ぶ。
【００１７】補正フィルタは以下の式（４）で示される
伝達特性を有する。
伝達特性を有する。
【００１８】
【００１９】ここで、係数ηの値は、０〈η〈１の範囲
で選ぶ。
で選ぶ。
【００２０】また、「１９９０年、アイ・イー・イー・
イー、プロスィーディングス、アイ・シー・エィ・エス
・エス・ピー、第４６１〜４６４頁（ＩＥＥＥ，Ｐｒｏ
ｃ．，ＩＣＡＳＳＰ，１９９０）」に記載されているポ
ストフィルタにおいては、前述のピッチポストフィルタ
およびスペクトルポストフィルタの代りに、以下の式で
示される特性を持つピッチポストフィルタおよびスペク
トルポストフィルタをそれぞれ用いている。
イー、プロスィーディングス、アイ・シー・エィ・エス
・エス・ピー、第４６１〜４６４頁（ＩＥＥＥ，Ｐｒｏ
ｃ．，ＩＣＡＳＳＰ，１９９０）」に記載されているポ
ストフィルタにおいては、前述のピッチポストフィルタ
およびスペクトルポストフィルタの代りに、以下の式で
示される特性を持つピッチポストフィルタおよびスペク
トルポストフィルタをそれぞれ用いている。
【００２１】すなわち、ピッチポストフィルタの特性と
しては、以下に示す式（５）の特性を持つものを使用す
る。
しては、以下に示す式（５）の特性を持つものを使用す
る。
【００２２】
【００２３】ここで、βは適応コードブックのゲィンで
ある。
ある。
【００２４】また、スペクトルポストフィルタとして
は、以下の式（６）の特性を持つものを使用する。
は、以下の式（６）の特性を持つものを使用する。
【００２５】
【００２６】ここで、式（６）の右辺の分子は、分母に
よるスペクトル傾斜をキャンセルするものである。
よるスペクトル傾斜をキャンセルするものである。
【００２７】通常は、分母のｐ次のフィルタのインパル
ス応答を求め、これをｐ次の自己相関関数に変換し、自
己相関上で平滑化のためにラグ窓を乗じた後に、自己相
関法を解いて、ｐ次の係数ｂi を計算する。
ス応答を求め、これをｐ次の自己相関関数に変換し、自
己相関上で平滑化のためにラグ窓を乗じた後に、自己相
関法を解いて、ｐ次の係数ｂi を計算する。
【００２８】ここでラグ窓とは、自己相関関数に乗ずる
重み係数のことであり、次式中のｗ（ｉ）のことであ
る。
重み係数のことであり、次式中のｗ（ｉ）のことであ
る。
【００２９】たとえば、ラグ窓を乗じた後の自己相関関
数をＲ' （ｉ）はラグ窓ｗ（ｉ）を乗ずる前の自己相関
関数Ｒ（ｉ）に対して次のような関係がある、すなわ
ち、Ｒ' （ｉ）＝ｗ（ｉ）・Ｒ（ｉ）となる。
数をＲ' （ｉ）はラグ窓ｗ（ｉ）を乗ずる前の自己相関
関数Ｒ（ｉ）に対して次のような関係がある、すなわ
ち、Ｒ' （ｉ）＝ｗ（ｉ）・Ｒ（ｉ）となる。
【００３０】ただし、ｉ＝１−ｐである。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のポスト
フィルタの内で、式（３）で示される伝達特性を持つス
ペクトルポストフィルタにおいては、第１に、分母、分
子全体で２×ｐ次のフィルタリングが必要なため、演算
量が多いこと、第２に、母音部のように予測ゲインの高
いフレームでは、スペクトルポストフィルタの持つ伝達
特性Ｈs （ｚ）により、式（３）の分母側のフィルタの
スペクトル傾斜特性を分子側のフィルタで十分にキャン
セルできず、全体として、スペクトルに高域降下型の傾
斜を有することである。
フィルタの内で、式（３）で示される伝達特性を持つス
ペクトルポストフィルタにおいては、第１に、分母、分
子全体で２×ｐ次のフィルタリングが必要なため、演算
量が多いこと、第２に、母音部のように予測ゲインの高
いフレームでは、スペクトルポストフィルタの持つ伝達
特性Ｈs （ｚ）により、式（３）の分母側のフィルタの
スペクトル傾斜特性を分子側のフィルタで十分にキャン
セルできず、全体として、スペクトルに高域降下型の傾
斜を有することである。
【００３２】伝達特性が式（４）で示される補正フィル
タがこの傾斜を除去するために用いられているが、重み
係数値は通常一定値であり、この傾斜量とは無関係に重
み係数値が設定されている。
タがこの傾斜を除去するために用いられているが、重み
係数値は通常一定値であり、この傾斜量とは無関係に重
み係数値が設定されている。
【００３３】従って、ポストフィルタ全体として、スペ
クトルの傾斜を十分に除去できず、全体として高域降下
型の傾斜を有することになり、再生音声にポストフィル
タを適用すると、量子化雑音は抑圧されるものの、音質
がこもりがちになり明瞭性を欠くという問題点がある。
クトルの傾斜を十分に除去できず、全体として高域降下
型の傾斜を有することになり、再生音声にポストフィル
タを適用すると、量子化雑音は抑圧されるものの、音質
がこもりがちになり明瞭性を欠くという問題点がある。
【００３４】これを防ぐために、補正フィルタにおい
て、ηの値を大きくすると、子音部や周囲雑音が重畳し
ている部分などでは、もともとスペクトルの傾斜が少な
いために、補正フィルタによりかえって高域が強調され
すぎてしまい、再生音声の音質が不自然になるという問
題点がある。
て、ηの値を大きくすると、子音部や周囲雑音が重畳し
ている部分などでは、もともとスペクトルの傾斜が少な
いために、補正フィルタによりかえって高域が強調され
すぎてしまい、再生音声の音質が不自然になるという問
題点がある。
【００３５】そのために、ピッチポストフィルタの伝達
特性として前述の式（５）を持つもので、スペクトルポ
ストフィルタの伝達特性として式（６）を与えたものが
あるが、このような伝達特性を持つポストフイルタによ
っても、式（６）の分子により、分母のスペクトル傾斜
がある程度除去できるものの、不十分であり、Ｈ
s （ｚ）全体として依然として傾斜特性を有している。
特性として前述の式（５）を持つもので、スペクトルポ
ストフィルタの伝達特性として式（６）を与えたものが
あるが、このような伝達特性を持つポストフイルタによ
っても、式（６）の分子により、分母のスペクトル傾斜
がある程度除去できるものの、不十分であり、Ｈ
s （ｚ）全体として依然として傾斜特性を有している。
【００３６】従って、式（３）の伝達特性を持つスペク
トルポストフィルタと同様な欠点を有している。
トルポストフィルタと同様な欠点を有している。
【００３７】さらに、式（６）の伝達特性を有するスペ
クトルポストフィルタを含むポストフィルタにおいて
は、ｐ次（通常１０次）の自己相関法を解く必要がある
ため、多くの演算量を有するという問題点がある。
クトルポストフィルタを含むポストフィルタにおいて
は、ｐ次（通常１０次）の自己相関法を解く必要がある
ため、多くの演算量を有するという問題点がある。
【００３８】
【課題を解決するための手段】本発明のポストフィルタ
は、符号化された音声データをデコーダにより再生され
た音声信号である再生信号についてその補正を行うポス
トフィルタにおいて、エンコーダより供給されるスペク
トルパラメータを基に所定の線形予測係数を生成し出力
する分子係数計算回路と、前記スペクトルパラメータを
分母の係数とし前記線形予測係数を分子の係数として入
力し前記分子の次数が前記分母の次数未満である所定の
ＡＲＭＡ型の伝達特性を入力に対して形成し前記再生信
号を入力とするスペクトルポストフィルタと、前記スペ
クトルパラメータと前記線形予測係数の値に応じた所定
の補正係数を生成し出力する補正フィルタ係数計算回路
と、前記補正係数を基に所定の伝達特性を生成し前記ス
ペクトルポストフィルタの出力を入力とする補正フィル
タとを備えて構成されている。
は、符号化された音声データをデコーダにより再生され
た音声信号である再生信号についてその補正を行うポス
トフィルタにおいて、エンコーダより供給されるスペク
トルパラメータを基に所定の線形予測係数を生成し出力
する分子係数計算回路と、前記スペクトルパラメータを
分母の係数とし前記線形予測係数を分子の係数として入
力し前記分子の次数が前記分母の次数未満である所定の
ＡＲＭＡ型の伝達特性を入力に対して形成し前記再生信
号を入力とするスペクトルポストフィルタと、前記スペ
クトルパラメータと前記線形予測係数の値に応じた所定
の補正係数を生成し出力する補正フィルタ係数計算回路
と、前記補正係数を基に所定の伝達特性を生成し前記ス
ペクトルポストフィルタの出力を入力とする補正フィル
タとを備えて構成されている。
【００３９】また、本発明の別のポストフィルタは、符
号化された音声データをデコーダによりアナログ信号に
再生された音声信号である再生信号についてその補正を
行うポストフィルタにおいて、前記再生信号に応じた所
定のスペクトルパラメータを生成し出力するフィルタ係
数計算回路と、前記スペクトルパラメータを基に所定の
線形予測係数を生成し出力する分子係数計算回路と、前
記スペクトルパラメータを分母の係数とし前記線形予測
係数を分子の係数として入力し前記分子の次数が前記分
母の次数未満である所定のＡＲＭＡ型の伝達特性を入力
に対して形成し前記音声信号を入力とするスペクトルポ
ストフィルタと、前記スペクトルパラメータと前記線形
予測係数の値に応じた所定の補正係数を生成し出力する
補正フィルタ係数計算回路と、前記補正係数を基に所定
の伝達特性を生成し前記スペクトルポストフィルタの出
力を入力とする補正フィルタとを備えている。
号化された音声データをデコーダによりアナログ信号に
再生された音声信号である再生信号についてその補正を
行うポストフィルタにおいて、前記再生信号に応じた所
定のスペクトルパラメータを生成し出力するフィルタ係
数計算回路と、前記スペクトルパラメータを基に所定の
線形予測係数を生成し出力する分子係数計算回路と、前
記スペクトルパラメータを分母の係数とし前記線形予測
係数を分子の係数として入力し前記分子の次数が前記分
母の次数未満である所定のＡＲＭＡ型の伝達特性を入力
に対して形成し前記音声信号を入力とするスペクトルポ
ストフィルタと、前記スペクトルパラメータと前記線形
予測係数の値に応じた所定の補正係数を生成し出力する
補正フィルタ係数計算回路と、前記補正係数を基に所定
の伝達特性を生成し前記スペクトルポストフィルタの出
力を入力とする補正フィルタとを備えている。
【００４０】
【作用】本発明では、ピッチポストフィルタの構成は、
従来技術と同様なため、説明は省略する。
従来技術と同様なため、説明は省略する。
【００４１】スペクトルポストフィルタＨs （ｚ）は、
従来例と同じＡＲＭＡ型である。
従来例と同じＡＲＭＡ型である。
【００４２】スペトルポストフィルタにおけるフィルタ
リングの演算量を低減するために、分母と分子のフィル
タの次数を異なる次数とする。
リングの演算量を低減するために、分母と分子のフィル
タの次数を異なる次数とする。
【００４３】以下では、分母の次数をｐ、分子をＭ次と
する例について説明する。
する例について説明する。
【００４４】ここで、Ｍの値は１以上であり、ｐの値に
比べてＭの値は十分小である。
比べてＭの値は十分小である。
【００４５】本発明による、スペクトルポストフィルタ
の伝達特性は下式のようになる。
の伝達特性は下式のようになる。
【００４６】
【００４７】ここで、ａi (ｉ＝１−ｐ）は線形予測係
数を表し、スペクトルパラメータの一例として周知であ
る。
数を表し、スペクトルパラメータの一例として周知であ
る。
【００４８】式（７）中の分子の係数は、次数が少ない
ことと、前述の式（６）中のｂi のように、自己相関法
を解いて計算する必要はないので、演算量は式（６）の
演算量に比べ少ないだけでなく、Ｍをより小さくとれ
ば、式（３）の演算量よりも少なくなる。
ことと、前述の式（６）中のｂi のように、自己相関法
を解いて計算する必要はないので、演算量は式（６）の
演算量に比べ少ないだけでなく、Ｍをより小さくとれ
ば、式（３）の演算量よりも少なくなる。
【００４９】さらに、補正フィルタの伝達特性において
は、Ｈs （ｚ）全体の有するスペクトル傾斜を適応的に
除去するため、下式の構成を用いる。
は、Ｈs （ｚ）全体の有するスペクトル傾斜を適応的に
除去するため、下式の構成を用いる。
【００５０】
【００５１】ここで、ｑi 、Ｌは、それぞれ、補正係数
と次数であり、Ｌの値は１以上で、かつｐの値より十分
小である。
と次数であり、Ｌの値は１以上で、かつｐの値より十分
小である。
【００５２】補正フィルタの係数は、スペクトルポスト
フィルタの伝達特性に応じて適応的に決定し、次のよう
に求める。
フィルタの伝達特性に応じて適応的に決定し、次のよう
に求める。
【００５３】すなわち、Ｈs （ｚ）全体のインパルス応
答をｒ点求め、これをＬ次の自己相関Ｒに変換し、Ｌ次
の自己相関法を解いて求める。
答をｒ点求め、これをＬ次の自己相関Ｒに変換し、Ｌ次
の自己相関法を解いて求める。
【００５４】ここで、Ｈs （ｚ）全体の有するスペクト
ル傾斜はそれほど顕著でないので、Ｌ＝１次としても十
分な性能が得られる。
ル傾斜はそれほど顕著でないので、Ｌ＝１次としても十
分な性能が得られる。
【００５５】Ｌが1 次のときは、係数の計算は極めて簡
単であり、下式から計算される。
単であり、下式から計算される。
【００５６】
【００５７】ここで、Ｒ（０）、Ｒ（１）は、それぞ
れ、０次目、１次目の自己相関である。
れ、０次目、１次目の自己相関である。
【００５８】第２の発明では、スペクトルパラメータを
再生信号から計算する点が第１の発明である図１で示し
たポストフィルタと異なる。
再生信号から計算する点が第１の発明である図１で示し
たポストフィルタと異なる。
【００５９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００６０】図１は本発明のポストフィルタの一実施例
を示すブロック図である。図において、ポストフィルタ
は、音声データを符号化する図示されていないエンコー
ダから出力される係数であるスペクトルパラメータａi
を入力とし、分子の係数である線形予測係数ｃi を算出
する分子係数計算回路２５と、スペクトルパラメータａ
i と分子係数計算回路２５の出力する線形予測係数ｃi
とを入力とし補正係数を算出する補正フィルタ係数計算
回路３５と、図示されていないデコーダからの再生信号
Ｓ（ｎ）と図示されていないエンコーダから出力される
スペクトルパラメータａi と分子係数計算回路２５の出
力とを入力とするスペクトルポストフィルタ２０とを備
えている。
を示すブロック図である。図において、ポストフィルタ
は、音声データを符号化する図示されていないエンコー
ダから出力される係数であるスペクトルパラメータａi
を入力とし、分子の係数である線形予測係数ｃi を算出
する分子係数計算回路２５と、スペクトルパラメータａ
i と分子係数計算回路２５の出力する線形予測係数ｃi
とを入力とし補正係数を算出する補正フィルタ係数計算
回路３５と、図示されていないデコーダからの再生信号
Ｓ（ｎ）と図示されていないエンコーダから出力される
スペクトルパラメータａi と分子係数計算回路２５の出
力とを入力とするスペクトルポストフィルタ２０とを備
えている。
【００６１】なお、上述のエンコーダは、上記の音声デ
ータを符号化するときに使用されるものである。
ータを符号化するときに使用されるものである。
【００６２】さらにこのポストフィルタは、スペクトル
ポストフィルタ２０の出力と補正フィルタ係数計算回路
３５の出力とを入力とする補正フィルタ３０と、補正フ
ィルタ３０の出力を入力とするゲイン調整回路４０とを
備えている。
ポストフィルタ２０の出力と補正フィルタ係数計算回路
３５の出力とを入力とする補正フィルタ３０と、補正フ
ィルタ３０の出力を入力とするゲイン調整回路４０とを
備えている。
【００６３】図１のポストフィルタにおいて、あらかじ
め定められた時間間隔（たとえば、５ｍｓ乃至１０ｍ
ｓ）ごとに、入力端子１０１、１０３からそれぞれスペ
クトルパラメータａi （ｉ＝１−ｐ，ｐは次数）、再生
信号Ｓ（ｎ）を入力する。
め定められた時間間隔（たとえば、５ｍｓ乃至１０ｍ
ｓ）ごとに、入力端子１０１、１０３からそれぞれスペ
クトルパラメータａi （ｉ＝１−ｐ，ｐは次数）、再生
信号Ｓ（ｎ）を入力する。
【００６４】以下では、スペクトルパラメータａi とし
て線形予測係数ａi を用いることとし、次数ｐは１０と
する。
て線形予測係数ａi を用いることとし、次数ｐは１０と
する。
【００６５】分子係数計算回路２５は、１０次の線型予
測係数ａi を入力し、Ｍ次、（Ｍの値は１以上で、か
つ、ｐの値にくらべて十分小）の線型予測係数ｃi （ｉ
＝１−Ｍ）を計算する。
測係数ａi を入力し、Ｍ次、（Ｍの値は１以上で、か
つ、ｐの値にくらべて十分小）の線型予測係数ｃi （ｉ
＝１−Ｍ）を計算する。
【００６６】図３は、図１に示した分子係数計算回路２
５の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
５の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【００６７】図において、分子係数計算回路２５は、ス
ペクトルパラメータａi を入力とし、ｋパラメータを出
力するｋパラメータ計算回路２５１と、ｋパラメータを
入力とし、ｋパラメータ上で次数をＭ次に低減する次数
低減回路２５２と、次数低減回路２５２の出力を基に線
形予測係数ｃi を算出し出力する変換回路２５３とを備
えている。
ペクトルパラメータａi を入力とし、ｋパラメータを出
力するｋパラメータ計算回路２５１と、ｋパラメータを
入力とし、ｋパラメータ上で次数をＭ次に低減する次数
低減回路２５２と、次数低減回路２５２の出力を基に線
形予測係数ｃi を算出し出力する変換回路２５３とを備
えている。
【００６８】ｋパラメータ計算回路２５１は、周知の下
式を用いて、スペクトルパラメータである１０次の線形
予測係数をａi をまず、式（１０）および式（１１）に
従い一旦、１０次のｋパラメータに変換する。
式を用いて、スペクトルパラメータである１０次の線形
予測係数をａi をまず、式（１０）および式（１１）に
従い一旦、１０次のｋパラメータに変換する。
【００６９】
【００７０】
【００７１】ここで、ｍ＝ｐ，ｐ−１，…，２，１の順
に式（１０）と式（１１）の処理を繰り返す。
に式（１０）と式（１１）の処理を繰り返す。
【００７２】次に、次数低減回路２５２により、ｋパラ
メータ上で、次数をＭ次に低減化し、その後、変換回路
２５３により以下の式（１２）と式（１３）に従い、Ｍ
次のｋパラメータから線型予測係数ｃi （ｉ＝１−Ｍ）
に変換し出力する。
メータ上で、次数をＭ次に低減化し、その後、変換回路
２５３により以下の式（１２）と式（１３）に従い、Ｍ
次のｋパラメータから線型予測係数ｃi （ｉ＝１−Ｍ）
に変換し出力する。
【００７３】
【００７４】
【００７５】ここで、ｉ＝１，２，…，Ｍの繰り返しを
行い、ｃm 、（ただし、ｍ＝１−Ｍ）を求め、スペクト
ルポストフィルタ２０と補正フィルタ係数回路３５へ出
力する。
行い、ｃm 、（ただし、ｍ＝１−Ｍ）を求め、スペクト
ルポストフィルタ２０と補正フィルタ係数回路３５へ出
力する。
【００７６】スペクトルポストフィルタ２０は、ａi 、
（ただしｉ＝１−ｐ）と、ｃi 、（ただし、ｉ＝１−
Ｍ）とを入力して、すでに説明した式（７）の処理を行
い、スペクトルポストフィルタの伝達関数Ｈs （ｚ）を
生成する。
（ただしｉ＝１−ｐ）と、ｃi 、（ただし、ｉ＝１−
Ｍ）とを入力して、すでに説明した式（７）の処理を行
い、スペクトルポストフィルタの伝達関数Ｈs （ｚ）を
生成する。
【００７７】そしてこのスペクトルポストフィルタ２０
により、再生信号Ｓ（ｎ）に対して、以下に示す式（１
４）に従いポストフィルタリングを行う。
により、再生信号Ｓ（ｎ）に対して、以下に示す式（１
４）に従いポストフィルタリングを行う。
【００７８】
【００７９】ここで式（１４）中の重み付け係数である
γ1 およびγ2 の値としては、０〈γ1 〈γ2 〈１の範
囲でそれぞれの値を設定しておく。
γ1 およびγ2 の値としては、０〈γ1 〈γ2 〈１の範
囲でそれぞれの値を設定しておく。
【００８０】すなわち、図示されていないデコーダによ
り再生され出力される再生信号Ｓ（ｎ）に対しスペクト
ルポストフィルタ２０によりポストフィルタリングが成
され、補正フィルタ３０に加えられる。
り再生され出力される再生信号Ｓ（ｎ）に対しスペクト
ルポストフィルタ２０によりポストフィルタリングが成
され、補正フィルタ３０に加えられる。
【００８１】図４は、図１に示した補正フィルタ係数計
算回路３５の詳細な一実施例を示したブロック図であ
る。
算回路３５の詳細な一実施例を示したブロック図であ
る。
【００８２】図において、補正フィルタ係数計算回路３
５は、線形予測係数ａi とｃi とを入力としスペクトル
ポストフィルタのインパルス応答を算出し出力するイン
パルス応答計算回路３５１と、このインパルス応答を入
力とし、自己相関関数を算出し、出力する自己相関関数
計算回路３５２および、この自己相関関数を基に、Ｌ次
の線形予測係数ｑi を算出し出力する補正係数計算回路
３５３とを備えている。
５は、線形予測係数ａi とｃi とを入力としスペクトル
ポストフィルタのインパルス応答を算出し出力するイン
パルス応答計算回路３５１と、このインパルス応答を入
力とし、自己相関関数を算出し、出力する自己相関関数
計算回路３５２および、この自己相関関数を基に、Ｌ次
の線形予測係数ｑi を算出し出力する補正係数計算回路
３５３とを備えている。
【００８３】インパルス応答計算回路３５１は、スペク
トルパラメータａi を基に式（７）の伝達特性を表わす
スペクトルポストフィルタのインパルス応答ｈw （ｎ）
を予め定められたサンプル数Ｑ（Ｑの値は２０乃至４０
でよい）だけ求める。
トルパラメータａi を基に式（７）の伝達特性を表わす
スペクトルポストフィルタのインパルス応答ｈw （ｎ）
を予め定められたサンプル数Ｑ（Ｑの値は２０乃至４０
でよい）だけ求める。
【００８４】自己相関関数計算回路３５２は、インパル
ス応答計算回路３５１の出力を受け取ると、以下の式
（１５）に従った処理を行い、次数Ｌの自己相関関数Ｒ
（ｍ）を計算する。
ス応答計算回路３５１の出力を受け取ると、以下の式
（１５）に従った処理を行い、次数Ｌの自己相関関数Ｒ
（ｍ）を計算する。
【００８５】
【００８６】次に、補正係数計算回路３５３は、自己相
関関数計算回路３５２の出力を基に、周知の自己相関法
に従った処理を行い、Ｌ次の補正係数ｑi 、（ただし、
ｉ＝１−Ｌ）を計算し出力する。
関関数計算回路３５２の出力を基に、周知の自己相関法
に従った処理を行い、Ｌ次の補正係数ｑi 、（ただし、
ｉ＝１−Ｌ）を計算し出力する。
【００８７】すでに説明したように、Ｌを１次とするこ
とも可能である。Ｌが１の場合には、式（９）を用いて
簡単に補正係数ｑi を算出することができる。
とも可能である。Ｌが１の場合には、式（９）を用いて
簡単に補正係数ｑi を算出することができる。
【００８８】補正フィルタ３０は、スペクトルポストフ
ィルタ２０の出力について、前述の補正係数ｑi を基に
式（１６）に従った処理を行い出力する。
ィルタ２０の出力について、前述の補正係数ｑi を基に
式（１６）に従った処理を行い出力する。
【００８９】
【００９０】ただし、ｇ（ｎ）とｙ（ｎ）はそれぞれ、
補正フィルタ３０の出力信号および入力信号であり、ε
i は予め定められた重み係数であり、εi の値は０より
大で、かつ１以下に選ぶ。
補正フィルタ３０の出力信号および入力信号であり、ε
i は予め定められた重み係数であり、εi の値は０より
大で、かつ１以下に選ぶ。
【００９１】ゲイン調整回路４０は、外部の図示されて
いないデコーダからの再生信号Ｓ（ｎ）の電力と、その
出力の電力とが等しくなるようにゲインを調整する。
いないデコーダからの再生信号Ｓ（ｎ）の電力と、その
出力の電力とが等しくなるようにゲインを調整する。
【００９２】図２は、本発明の別の実施例を示すブロッ
ク図である。図において、分子係数計算回路２５、補正
フィルタ係数計算回路３５、スペクトルポストフィルタ
２０、補正フィルタ３０およびゲイン調整回路４０の動
作は図１ですでに説明したと同一なので説明を省略す
る。
ク図である。図において、分子係数計算回路２５、補正
フィルタ係数計算回路３５、スペクトルポストフィルタ
２０、補正フィルタ３０およびゲイン調整回路４０の動
作は図１ですでに説明したと同一なので説明を省略す
る。
【００９３】フィルタ係数計算回路４５は、再生信号Ｓ
（ｎ）を予め定められたサンプル数だけ蓄積する。
（ｎ）を予め定められたサンプル数だけ蓄積する。
【００９４】さらに、蓄積した、再生信号Ｓ（ｎ）か
ら、ｐ次の自己相関関数を計算し、自己相関法を用いて
ｐ次の線形予測係数であるスペクトルパラメータａi 、
（ただし、ｉ＝１−ｐ）を求め、分子係数計算回路２５
とスペクトルポストフィルタ２０および補正フィルタ係
数計算回路３５へ出力する。
ら、ｐ次の自己相関関数を計算し、自己相関法を用いて
ｐ次の線形予測係数であるスペクトルパラメータａi 、
（ただし、ｉ＝１−ｐ）を求め、分子係数計算回路２５
とスペクトルポストフィルタ２０および補正フィルタ係
数計算回路３５へ出力する。
【００９５】なお、上述した実施例で使用しているスペ
クトルパラメータとしては、線形予測係数以外にも、他
の周知な係数を用いることができる。
クトルパラメータとしては、線形予測係数以外にも、他
の周知な係数を用いることができる。
【００９６】また、補正係数ｑi は、すでに説明した実
施例においては、自己相関法により求めているが、スペ
クトルポストフィルタの伝達特性を近似する他の周知な
方法によって求めてもよい。
施例においては、自己相関法により求めているが、スペ
クトルポストフィルタの伝達特性を近似する他の周知な
方法によって求めてもよい。
【００９７】たとえば、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）を
用いてＨz （ｚ）周波数スペクトラムを求め、この結果
について、フーリエ逆変換を行なって、補正フィルタの
インパルス応答を計算し、計算結果から補正フィルタの
補正係数を求めてもよい。
用いてＨz （ｚ）周波数スペクトラムを求め、この結果
について、フーリエ逆変換を行なって、補正フィルタの
インパルス応答を計算し、計算結果から補正フィルタの
補正係数を求めてもよい。
【００９８】上述の実施例において、補正フィルタ３０
の伝達関数は式（８）を有しているが、他の伝達関数を
持たせることもできる。
の伝達関数は式（８）を有しているが、他の伝達関数を
持たせることもできる。
【００９９】たとえば、補正フィルタ３０の伝達特性と
してＡＲＭＡ型の伝達関数を持たせることも可能であ
る。
してＡＲＭＡ型の伝達関数を持たせることも可能であ
る。
【０１００】また、前述の実施例では、ピッチポストフ
ィルタについての説明をしなかったが、本発明のポスト
フィルタとして、ピッチポストフィルタを含んだ構成と
することも可能である。この場合、ピッチポストフィル
タの構成は、たとえば、前述の特開昭６４−１３２００
号公報に記載されているピッチポストフィルタや式
（５）で示される伝達特性を持つピッチポストフィルタ
を使用することができる。
ィルタについての説明をしなかったが、本発明のポスト
フィルタとして、ピッチポストフィルタを含んだ構成と
することも可能である。この場合、ピッチポストフィル
タの構成は、たとえば、前述の特開昭６４−１３２００
号公報に記載されているピッチポストフィルタや式
（５）で示される伝達特性を持つピッチポストフィルタ
を使用することができる。
【０１０１】また、ピッチポストフィルタの係数を再生
信号から計算して使用することができる。
信号から計算して使用することができる。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のポストフ
ィルタは、線形予測係数を入力される再生信号およびス
ペクトラムパラメータの値に対応して生成し、同様に補
正係数も再生信号と線形予測係数の値に応じて補正係数
を変化させフィルタリングを行わせるので、スペクトル
ポストフィルタで発生するスペクトルのレベルの傾斜量
を従来より精度よく適応的に除去することが可能であ
り、再生音質の明瞭性を向上させることが可能となると
言う効果を有している。
ィルタは、線形予測係数を入力される再生信号およびス
ペクトラムパラメータの値に対応して生成し、同様に補
正係数も再生信号と線形予測係数の値に応じて補正係数
を変化させフィルタリングを行わせるので、スペクトル
ポストフィルタで発生するスペクトルのレベルの傾斜量
を従来より精度よく適応的に除去することが可能であ
り、再生音質の明瞭性を向上させることが可能となると
言う効果を有している。
【０１０３】また、ポストフィルタで処理する演算量を
従来のこの種のポストフィルタによる演算量よりも小と
することができるという効果がある。
従来のこの種のポストフィルタによる演算量よりも小と
することができるという効果がある。
【図１】本発明のポストフィルタの一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明のポストフィルタの別の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】図１および図２の分子係数計算回路の詳細な構
成の一例を示すブロック図である。
成の一例を示すブロック図である。
【図４】図１および図２の補正フィルタ係数計算回路の
詳細な構成の一例を示すブロック図である。
詳細な構成の一例を示すブロック図である。
２０ スペクトルポストフィルタ ２５ 分子係数計算回路 ３０ 補正フィルタ ３５ 補正フィルタ係数計算回路 ４０ ゲイン調整回路 ４５ フィルタ係数計算回路
Claims (4)
- 【請求項１】 符号化された音声データをデコーダによ
り再生された音声信号である再生信号についてその補正
を行うポストフィルタにおいて、エンコーダより供給さ
れるスペクトルパラメータを基に所定の線形予測係数を
生成し出力する分子係数計算回路と、前記スペクトルパ
ラメータを分母の係数とし前記線形予測係数を分子の係
数として入力し前記分子の次数が前記分母の次数未満で
ある所定のＡＲＭＡ型の伝達特性を入力に対して形成し
前記再生信号を入力とするスペクトルポストフィルタ
と、前記スペクトルパラメータと前記線形予測係数の値
に応じた所定の補正係数を生成し出力する補正フィルタ
係数計算回路と、前記補正係数を基に所定の伝達特性を
生成し前記スペクトルポストフィルタの出力を入力とす
る補正フィルタとを備えることを特徴とするポストフィ
ルタ。 - 【請求項２】 符号化された音声データをデコーダによ
り再生された音声信号である再生信号についてその補正
を行うポストフィルタにおいて、前記再生信号に応じた
所定のスペクトルパラメータを生成し出力するフィルタ
係数計算回路と、前記スペクトルパラメータを基に所定
の線形予測係数を生成し出力する分子係数計算回路と、
前記スペクトルパラメータを分母の係数とし前記線形予
測係数を分子の係数として入力し前記分子の次数が前記
分母の次数未満である所定のＡＲＭＡ型の伝達特性を入
力に対して形成し前記音声信号を入力とするスペクトル
ポストフィルタと、前記スペクトルパラメータと前記線
形予測係数の値に応じた所定の補正係数を生成し出力す
る補正フィルタ係数計算回路と、前記補正係数を基に所
定の伝達特性を生成し前記スペクトルポストフィルタの
出力を入力とする補正フィルタとを備えることを特徴と
するポストフィルタ。 - 【請求項３】 前記分子係数計算回路は、前記スペクト
ルパラメータを所定のｋパラメータに変換するｋパラメ
ータ計算回路と、前記ｋパラメータを基に所定の次数に
低減した係数に変換する次数低減回路と、前記次数低減
回路の出力を前記線形予測係数に変換する変換回路とを
備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記
載のポストフィルタ。 - 【請求項４】 前記補正フィルタ計数計算回路は、前記
スペクトルパラメータと前記線形予測計数とを入力しこ
れらの入力に応じたインパルス応答を算出するインパル
ス応答計算回路と、前記インパルス応答を基に自己相関
関数を算出する自己相関関数計算回路と、前記自己相関
関数を基に前記補正係数を算出する補正係数計算回路と
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２
もしくは請求項３記載のポストフィルタ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196563A JP2964879B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ポストフィルタ |
| CA002156593A CA2156593C (en) | 1994-08-22 | 1995-08-21 | Postfilter and method of postfiltering |
| EP95113114A EP0698877B1 (en) | 1994-08-22 | 1995-08-21 | Postfilter and method of postfiltering |
| US08/517,357 US5774835A (en) | 1994-08-22 | 1995-08-21 | Method and apparatus of postfiltering using a first spectrum parameter of an encoded sound signal and a second spectrum parameter of a lesser degree than the first spectrum parameter |
| DE69526007T DE69526007T2 (de) | 1994-08-22 | 1995-08-21 | Postfilter und Verfahren zur Postfilterung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196563A JP2964879B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ポストフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863196A true JPH0863196A (ja) | 1996-03-08 |
| JP2964879B2 JP2964879B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16359820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196563A Expired - Fee Related JP2964879B2 (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | ポストフィルタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5774835A (ja) |
| EP (1) | EP0698877B1 (ja) |
| JP (1) | JP2964879B2 (ja) |
| CA (1) | CA2156593C (ja) |
| DE (1) | DE69526007T2 (ja) |
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