音声のスペクトル遷移特性を考慮した知的フィルタリングと低品質音声からの波形再生

• Project/Area Number: 07455422
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計測・制御工学
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 小畑 秀文 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 教授 (80013720)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Keywords: 音声復元 / 低品質音声 / 雑音除去 / ウィナーフィルタ / コードブック / speech enhancement

Research Abstract

本研究の目的は雑音に乱された音声波形から原音声波形をできるだけ忠実に再生するための基礎的な手法の開発にある。雑音による音声のスペクトルの主な変化としては、(1)ホルマントの慣れ、(2)偽のホルマントの出現、(3)ダイナミックレジンの縮小、がある。本研究では、雑音に乱された音声から作成したコードブックIと雑音の影響を受けていない音声から作成したコードブックIIを用いる手法を開発した。コードブックIとIIはそれぞれのコードが一対一に対応づけられている。従って、雑音を含む音声をコードブックIでまずコード化し、そのコードに対応するコードをコードブックIIから求めれば、雑音に影響されない音声のコードが得られる。雑部除去には、このコードを用いて作成したウィナーフイルタを原信号にかけ、雑音低減をはかる方法を採用した。
本研究では、コードブックIIは通常広く用いられている方法により、作成したものを用いる。コードブックIは、雑音によるコードブックIIの各コードの乱れの具合を観測し、その平均値をそのコードとした。低品質音声の符号化の際の距離尺度にはホルマントに加重を置いた方法が効果的であり、それを採用した。実験により、コードブックIとのIIの併用が効果的であること、およびウィナーフィルタの時間軸上での平滑化の効果を確認し、波形レベルで約10dBのSN比の改善が図られることを明らかにした。また、SN比に応じたコードブックの作成は現実的ではないことから、コードブックIを用いずに、コードブックIIだけを用い、LPCケプストラム係数のSN比に応じた補正方法を開発し、それにより雑音低減効果の著しいことを確認した。これらの成果により、音声波形の再生のための基礎的な手法の開発が進み、今後の研究の基礎を確立することができたものと思われる。