(57)【要約】【課題】  ピーク部の振幅特性とディップ部の振幅特性を夫々独立に制御することが可能なくし型フィルタを提供する。【解決手段】  基本周波数（ピッチ）及びその高調波を強調するくし型フィルタ１であって、入力信号を所定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延手段２と、この遅延手段２の遅延信号と入力信号を加算して加算信号を出力する第１加算手段３と、入力信号から遅延信号を減算して減算信号を出力する減算手段４と、加算信号に定数αを乗算して出力する第１乗算手段５と、減算信号に定数βを乗算して出力する第２乗算手段６と、第１乗算手段５の出力信号と第２乗算手段６の出力信号を加算して出力する第２加算手段７と、この第２加算手段７の出力信号に０．５を乗算して出力する第３乗算手段８からなる。【選択図】        図１
2010239240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本周波数及びその高調波を強調するくし型フィルタであって、入力信号を所定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延手段と、この遅延手段の遅延信号と前記入力信号を加算して加算信号を出力する第１加算手段と、前記入力信号から前記遅延信号を減算して減算信号を出力する減算手段と、前記加算信号に定数αを乗算して出力する第１乗算手段と、前記減算信号に定数βを乗算して出力する第２乗算手段と、前記第１乗算手段の出力信号と前記第２乗算手段の出力信号を加算して出力する第２加算手段と、この第２加算手段の出力信号に０．５を乗算して出力する第３乗算手段からなることを特徴とするくし型フィルタ。
【請求項２】
前記定数αが１以上で、前記定数βが０以上１以下であることを特徴とする請求項１記載のくし型フィルタ。
【請求項３】
前記定数αが０以上１以下で、前記定数βが１以上であることを特徴とする請求項１記載のくし型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基本周波数（ピッチ）及びその高調波を強調するくし型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のくし型フィルタとしては、遅延手段、加算手段、乗算手段などから構成されるフィードフォワード型とフィードバック型が知られている（例えば、非特許文献１参照）。フィードフォワード型の長所は、フィルタの安定性が常に保障されることである。また、ピッチ周波数の高調波以外を急峻に落としたい場合（遅延信号に適用する倍率αが正値の場合）には有効である。また、フィードバック型の長所は、ピーク部の幅は厳密には制御できないがフィードフォワード型に比べてくしの幅が狭く、形状が鋭いことである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】A.V.Oppenheimら、’Evaluation of an adaptive comb filtering method for enhancing speech degraded by white noise addition,’ IEEE Trans, ASSP, 1978, pp.354-365
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のフィードフォワード型くし型フィルタにおいては、成分強調とそれ以外の成分抑圧が独立に行えない。更に、ピッチの高調波を強調する場合、くし型の幅を制御できず、ピーク部を急峻にできない。従来のフィードバック型くし型フィルタにおいても、フィードフォワード型と同様、成分強調とそれ以外の成分抑圧が独立に行えない。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ピーク部の振幅特性とディップ部の振幅特性を夫々独立に制御することが可能なくし型フィルタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明は、基本周波数（ピッチ）及びその高調波を強調するくし型フィルタであって、入力信号を所定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延手段と、この遅延手段の遅延信号と前記入力信号を加算して加算信号を出力する第１加算手段と、前記入力信号から前記遅延信号を減算して減算信号を出力する減算手段と、前記加算信号に定数αを乗算して出力する第１乗算手段と、前記減算信号に定数βを乗算して出力する第２乗算手段と、前記第１乗算手段の出力信号と前記第２乗算手段の出力信号を加算して出力する第２加算手段と、この第２加算手段の出力信号に０．５を乗算して出力する第３乗算手段からなるものである。
【０００７】
前記定数αを１以上に設定し、前記定数βを０以上１以下に設定することができる。また、前記定数αを０以上１以下に設定し、前記定数βを１以上に設定することもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パラメータαを設定することにより、ピーク部の振幅特性を独立に制御することができる。また、パラメータβを設定することにより、ディップ部の振幅特性を独立に制御することができる。また、従来のくし型フィルタで同等の機能をもたせた場合に比べて、構成をシンプルにできるので、計算量が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るくし型フィルタの構成図
【図２】ピッチ周波数が１ｋＨｚの場合のくし型フィルタの周波数特性で、（ａ）はパラメータαをα≧１の範囲で可変させた場合（β＝１で固定）、（ｂ）はパラメータβを０≦β≦１の範囲で可変させた場合（α＝２で固定）
【図３】ピッチ周波数が１ｋＨｚの場合のくし型フィルタの周波数特性で、パラメータαを０≦α≦１の範囲で可変させた場合（β＝１で固定）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係るくし型フィルタ１は、図１に示すように、入力信号ｘ（ｎ）を所定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延手段２と、この遅延手段２の遅延信号と入力信号ｘ（ｎ）を加算して加算信号を出力する第１加算手段３と、入力信号ｘ（ｎ）から遅延信号を減算して減算信号を出力する減算手段４と、加算信号に定数αを乗算して出力する第１乗算手段５と、減算信号に定数βを乗算して出力する第２乗算手段６と、第１乗算手段５の出力信号ｙ１（ｎ）と第２乗算手段６の出力信号ｙ２（ｎ）を加算して出力する第２加算手段７と、この第２加算手段７の出力信号に０．５を乗算して出力信号ｙ（ｎ）を出力する第３乗算手段８からなる。固定小数点演算の場合、１ビットシフトで実現できる。
【００１１】
くし型フィルタ１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成することができる。
【００１２】
くし型フィルタ１は、３つのパラメータＬ，α，βを有しており、各値を適宜変更することにより、特性を制御することが可能である。ここで、パラメータＬは、ピッチ周期に相当するサンプル数を表わしており、サンプリング周期Ｔとサンプル数Ｌの積ＴＬがピッチ周期（sec）となる。従って、ＴＬの逆数がピッチ周波数であり、その周波数の整数倍にピーク特性を有するくし型フィルタ１を構成する。
【００１３】
パラメータαは、ピーク部の振幅制御パラメータであり、１以上の値に設定する（α≧１）。この時、ピーク部の振幅値は、２０ｌｏｇ１０α[ｄＢ]となる。パラメータβは、ディップ部の振幅制御パラメータであり、０以上１以下の値に設定する（０≦β≦１）。この時、ディップ部の振幅値は、２０ｌｏｇ１０β[ｄＢ]となる。そして、パラメータαによるピーク部の振幅値及びパラメータβによるディップ部の振幅値を、夫々独立して制御することができる。
【００１４】
図２はピッチ周波数が１ｋＨｚの場合のくし型フィルタ１の周波数特性を示す。パラメータαをα≧１の範囲で可変させた場合（β＝１で固定）のくし型フィルタ１の周波数特性は、図２（ａ）に示すように、パラメータαを可変させることによりピッチ周波数の整数倍に生成されるピーク部の極大値が２０ｌｏｇ１０α[ｄＢ]に等しいことが分かる。一方、各ピークの間に存在するディップ部の極小値は変化していない。
【００１５】
パラメータβを０≦β≦１の範囲で可変させた場合（α＝１０６／２０≒２で固定）のくし型フィルタ１の周波数特性は、図２（ｂ）に示すように、パラメータβを可変させることによりディップ部の極小値が２０ｌｏｇ１０β[ｄＢ]に等しいことが分かる。一方、ピーク部の極大値はパラメータα＝２で決定された約６ｄＢで固定されている。
【００１６】
以上の結果から、パラメータα及びパラメータβの値を適宜設定する（α≧１、０≦β≦１）ことにより、ピーク部の極大値及びディップ部の極小値を夫々独立に制御できることが分かる。
【００１７】
次に、くし型フィルタ１を数式化することで、一般化を試みる。図１において、くし型フィルタ１の出力信号ｙ（ｎ）は、以下に示す式（１）で表わされる。
【００１８】
【数１】
2010239240.tif 000003
【００１９】
式（１）を、ｚ領域で書き直すと、次に示す式（２）となる。
【００２０】
【数２】
2010239240.tif 000004
【００２１】
ここで、Ｙ１（ｚ）及びＹ２（ｚ）は、図１より明らかに次に示す式（３），（４）のように記載することができる。
【００２２】
【数３】
2010239240.tif 000005
【００２３】
式(３)及び式（４）を、式（２）へ代入し、くし型フィルタ１の伝達関数をＨ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）と定義すると、次に示す式（５）となる。
【００２４】
【数４】
2010239240.tif 000006
【００２５】
式（５）の振幅周波数特性を調べるため、ｚ＝ｅｊωＴとしてｚ領域からフーリエ領域に変換すると、次に示す式（６）となる。ここで、Ｔはサンプリング周期である。
【００２６】
【数５】
2010239240.tif 000007
【００２７】
また、ピッチ周波数ｆＬ＝１／ＴＬ[Ｈｚ]の整数倍に相当するくし型特性のピーク部の角周波数ωＰは、次に示す式（７）で表わされる。
【００２８】
【数６】
2010239240.tif 000008
【００２９】
一方、ピッチ周波数ｆＬの場合のくし型特性のディップ部の角周波数ωＤは、次に示す式（８）で表わされる。
【００３０】
【数７】
2010239240.tif 000009
【００３１】
式（６）及び式（７）より、ピーク部の振幅特性は、次に示す式（９）で表わされる。
【００３２】
【数８】
2010239240.tif 000010
【００３３】
ここで、明らかに、ｅ−ｊ２πｍ＝１、ｍ＝１，２，…であるから、式（９）は次に示す式(１０)のように記載することができる。
【００３４】
【数９】
2010239240.tif 000011
【００３５】
式（１０）から、くし型フィルタ１のピーク部の振幅特性は、パラメータβの値に依存せず、パラメータαの絶対値のみで決定されることが分かる。一方、式（６）及び式（８）より、ディップ部の振幅特性は、次に示す式（１１）で表わされる。
【００３６】
【数１０】
2010239240.tif 000012
【００３７】
ここで、明らかに、ｅ−ｊπ・（２ｍ−１）＝−１、ｍ＝１，２，…であるから、式（１１）は次に示す式(１２)のように記載することができる。
【００３８】
【数１１】
2010239240.tif 000013
【００３９】
式（１２）から、くし型フィルタ１のディップ部の振幅特性は、パラメータαの値に依存せず、パラメータβの絶対値のみで決定されることが分かる。
【００４０】
この方式を応用すれば、ピッチ及びその高調波の振幅を強調するだけでなく、抑制することも可能である。この場合、パラメータαの値を０≦α≦１の範囲に、パラメータβの値をβ≧１の範囲に設定すれば良い。図３は、パラメータβの値をβ＝１に固定し、パラメータαを０≦α≦１の範囲で可変させた場合を示す。同図より、ピッチ及びその高周波に相当する周波数にディップが形成されていること、ディップの振幅はパラメータαの値により独立に制御できていることが分かる。
【００４１】
以上のように、くし型フィルタ１を数式化することで、２つのパラメータα，βによって、くし型フィルタ１のピーク部の振幅特性とディップ部の振幅特性が夫々独立に制御可能であることを示すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、ピーク部の振幅特性及びディップ部の振幅特性を夫々独立に制御することができ、くし型フィルタの利用拡大に寄与する。
【符号の説明】
【００４３】
１…くし型フィルタ、２…遅延手段、３…第１加算手段、４…減算手段、５…第１乗算手段、６…第２乗算手段、７…第２加算手段、８…第３乗算手段。
【図１】
2010239240.tif 000014
【図２】
2010239240.tif 000015
【図３】
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