(57)【要約】【課題】従来よりも分析精度が高い線形予測分析技術を提供することを目的とする。【解決手段】自己相関計算部２１が、入力信号から自己相関RO(i)を計算する。予測係数計算部２３が、係数wO(i)と自己相関RO(i)とが乗算されたものである変形自己相関R'O(i)を用いて線形予測分析を行う。ここで、少なくとも一部の各次数iに対して、各次数iに対応する係数wO(i)が、現在又は過去のフレームにおける入力信号の基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加する場合と、現在又は過去のフレームにおけるピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とが含まれているとする。係数は、基本周波数と負の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、互いに異なる２以上の係数テーブルから取得される。【選択図】図１
2018028700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記係数決定ステップは、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する、
線形予測分析方法。
【請求項２】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)周期が短くピッチゲインが大きい場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)周期が長くピッチゲインが小さい場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)周期が短くピッチゲインが中程度の場合、(3)周期が短くピッチゲインが小さい場合、(4)周期が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)周期が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)周期が長くピッチゲインが大きい場合、(8)周期が長くピッチゲインが中程度の場合、には前記係数決定ステップで係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、
(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt1から係数が取得されるとし、
k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である、
線形予測分析方法。
【請求項３】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記係数決定ステップは、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する、
線形予測分析方法。
【請求項４】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n)とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)基本周波数が高くピッチゲインが大きい場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)基本周波数が低くピッチゲインが小さい場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)基本周波数が高くピッチゲインが中程度の場合、(3)基本周波数が高くピッチゲインが小さい場合、(4)基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)基本周波数が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)基本周波数が低くピッチゲインが大きい場合、(8)基本周波数が低くピッチゲインが中程度の場合、には前記係数決定ステップで係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、
(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には前記係数決定ステップで係数テーブルt1から係数が取得されるとし、
k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である、
線形予測分析方法。
【請求項５】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析装置であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算部と、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算部と、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定部を更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記係数決定部は、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する、
線形予測分析装置。
【請求項６】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析装置であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算部と、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算部と、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定部を更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)周期が短くピッチゲインが大きい場合には前記係数決定部で係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)周期が長くピッチゲインが小さい場合には前記係数決定部で係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)周期が短くピッチゲインが中程度の場合、(3)周期が短くピッチゲインが小さい場合、(4)周期が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)周期が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)周期が長くピッチゲインが大きい場合、(8)周期が長くピッチゲインが中程度の場合、には前記係数決定部で係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、
(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には前記係数決定部で係数テーブルt1から係数が取得されるとし、
k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定部で係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である、
線形予測分析装置。
【請求項７】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析装置であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算部と、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算部と、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定部を更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記係数決定部は、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する前記３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する、
線形予測分析装置。
【請求項８】
入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析装置であって、
少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n)とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算部と、
係数と前記自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算部と、を含み、
係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて前記係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定部を更に含み、
i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの前記以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、
前記基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)基本周波数が高くピッチゲインが大きい場合には前記係数決定部で係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)基本周波数が低くピッチゲインが小さい場合には前記係数決定部で係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)基本周波数が高くピッチゲインが中程度の場合、(3)基本周波数が高くピッチゲインが小さい場合、(4)基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)基本周波数が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)基本周波数が低くピッチゲインが大きい場合、(8)基本周波数が低くピッチゲインが中程度の場合、には前記係数決定部で係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、
(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には前記係数決定部で係数テーブルt1から係数が取得されるとし、
k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定部で係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である、
線形予測分析装置。
【請求項９】
請求項１から４の何れかの線形予測分析方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項１から４の何れかの線形予測分析方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声信号、音響信号、心電図、脳波、脳磁図、地震波等のディジタル時系列信号の分析技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号、音響信号の符号化では、入力された音声信号や音響信号を線形予測分析して得た予測係数に基づいて符号化する手法が広く用いられている（例えば、非特許文献１，２参照。）。
【０００３】
非特許文献１から３では、図１６に例示する線形予測分析装置により予測係数が計算されている。線形予測分析装置１は、自己相関計算部１１、係数乗算部１２及び予測係数計算部１３を備えている。
【０００４】
入力された時間領域のディジタル音声信号やディジタル音響信号である入力信号は、Nサンプルのフレーム毎に処理される。現時刻で処理対象とするフレームである現フレームの入力信号をXO(n)(n=0,1,…,N-1)とする。nは入力信号における各サンプルのサンプル番号を表し、Nは所定の正の整数である。ここで、現フレームの１つ前のフレームの入力信号はXO(n)(n=-N,-N+1,…,-1)であり、現フレームの１つ後のフレームの入力信号はXO(n)(n=N,N+1,…,2N-1)である。
【０００５】
[自己相関計算部１１]
線形予測分析装置１の自己相関計算部１１は、入力信号XO(n)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax,Pmaxは予測次数)を式(11)により求めて出力する。Pmaxは、N未満の所定の正の整数である。
【数１】
2018028700.tif 000003
【０００６】
［係数乗算部１２］
次に、係数乗算部１２が、自己相関計算部１１から出力された自己相関RO(i)に予め定めた係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)を同じiごとに乗じることにより、変形自己相関R' O(i)を求める。すなわち、変形自己相関R' O(i)を式(12)により求める。
【数２】
2018028700.tif 000004
【０００７】
［予測係数計算部１３］
そして、予測係数計算部１３が、係数乗算部１２から出力された変形自己相関R'O(i)を用いて例えばLevinson-Durbin法などにより、1次から予め定めた予測次数であるPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める。線形予測係数に変換可能な係数とは、PARCOR係数KO(1),KO(2),…,KO(Pmax)や線形予測係数aO(1),aO(2),…,aO(Pmax)等である。
【０００８】
非特許文献１である国際標準ITU-T G.718や非特許文献２である国際標準ITU-T G.729等では、係数wO(i)として予め求めておいた60 Hzのバンド幅の固定の係数を用いている。
【０００９】
具体的には、係数wO(i)は式(13)のように指数関数を用いて定義されており、式(13)の中ではf0=60 Hzという固定値が使われている。fsはサンプリング周波数である。
【数３】
2018028700.tif 000005
【００１０】
非特許文献３には、上述の指数関数以外の関数に基づく係数を用いる例が記載されている。しかし、ここで用いられている関数は、サンプリング周期τ(fsに対応する周期に相当）と所定の定数aとに基づく関数であり、やはり固定値の係数が使われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ITU-T Recommendation G.718, ITU, 2008.
【非特許文献２】ITU-T Recommendation G.729, ITU, 1996
【非特許文献３】Yoh'ichi Tohkura, Fumitada Itakura, Shin'ichiro Hashimoto, "Spectral Smoothing Technique in PARCOR Speech Analysis-Synthesis", IEEE Trans. on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-26, No.6, 1978
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の音声信号、音響信号の符号化で用いられている線形予測分析方法では、自己相関関数RO(i)に固定の係数wO(i)が乗算して得られる変形自己相関R'O(i)を用いて線形予測係数に変換可能な係数を求めていた。よって、自己相関RO(i)への係数wO(i)の乗算による変形を必要としないような、すなわち、変形自己相関R'O(i)ではなく自己相関RO(i)そのものを用いて線形予測係数に変換可能な係数を求めたとしても、線形予測係数に変換可能な係数に対応するスペクトル包絡においてスペクトルのピークが大きくなりすぎることがないような入力信号の場合には、自己相関RO(i)への係数wO(i)の乗算によって、変形自己相関R'O(i)により求まる線形予測係数に変換可能な係数に対応するスペクトル包絡が、入力信号XO(n)のスペクトル包絡を近似する精度が下がってしまう、すなわち、線形予測分析の精度が下がってしまう、可能性があった。
【００１３】
この発明は、従来よりも分析精度が高い線形予測分析方法、装置、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の一態様による線形予測分析方法は、入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、係数と自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、係数決定ステップは、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が取り得る範囲を構成する３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が大きいときに決定される係数が周期、または、周期の推定値、または、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、が小さいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する。
【００１５】
この発明の一態様による線形予測分析方法は、入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、係数と自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、周期、または、周期の推定値、周期の量子化値、または、基本周波数と負の相関関係にある値、及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)周期が短くピッチゲインが大きい場合には係数決定ステップで係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)周期が長くピッチゲインが小さい場合には係数決定ステップで係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)周期が短くピッチゲインが中程度の場合、(3)周期が短くピッチゲインが小さい場合、(4)周期が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)周期が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)周期が長くピッチゲインが大きい場合、(8)周期が長くピッチゲインが中程度の場合、には係数決定ステップで係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定ステップで係数テーブルt1から係数が取得されるとし、k=1,2,…,9として、(k)の場合に係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【００１６】
この発明の一態様による線形予測分析方法は、入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n) とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、係数と自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、係数決定ステップは、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲が大きいときに決定される係数以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲のうちの少なくとも２つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を取得する。
【００１７】
この発明の一態様による線形予測分析方法は、入力時系列信号に対応する線形予測係数に変換可能な係数を、所定時間区間であるフレームごとに求める、線形予測分析方法であって、少なくともi=0,1,…,Pmaxのそれぞれについて、現在のフレームの入力時系列信号XO(n)とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)またはiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する自己相関計算ステップと、係数と自己相関RO(i)とが対応するiごとに乗算されたものである変形自己相関R' O(i)を用いて、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める予測係数計算ステップと、を含み、係数テーブルt0には係数wt0(i)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i)が格納されているとして、現在又は過去のフレームにおける入力時系列信号に基づく基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて係数テーブルt0,t1,t2の中の１個の係数テーブルから係数を取得する係数決定ステップを更に含み、i=0以外のiのうちの少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、i=0以外のiのうちの残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であり、基本周波数と正の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、(1)基本周波数が高くピッチゲインが大きい場合には係数決定ステップで係数テーブルt0から係数が取得されるとし、(9)基本周波数が低くピッチゲインが小さい場合には係数決定ステップで係数テーブルt2から係数が取得されるとし、(2)基本周波数が高くピッチゲインが中程度の場合、(3)基本周波数が高くピッチゲインが小さい場合、(4)基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きい場合、(5)基本周波数が中程度でありピッチゲインが中程度の場合、(6)基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さい場合、(7)基本周波数が低くピッチゲインが大きい場合、(8)基本周波数が低くピッチゲインが中程度の場合、には係数決定ステップで係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるとし、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定ステップで係数テーブルt1から係数が取得されるとし、k=1,2,…,9として、(k)の場合に係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【発明の効果】
【００１８】
従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一実施形態及び第二実施形態の線形予測装置の例を説明するためのブロック図。
【図２】線形予測分析方法の例を説明するためのフローチャート。
【図３】第二実施形態の線形予測分析方法の例を説明するためのフローチャート。
【図４】第二実施形態の線形予測分析方法の例を説明するためのフローチャート。
【図５】基本周波数及びピッチゲインと係数との関係の例を示す図。
【図６】周期及びピッチゲインと係数との関係の例を示す図。
【図７】第三実施形態の線形予測装置の例を説明するためのブロック図。
【図８】第三実施形態の線形予測分析方法の例を説明するためのフローチャート。
【図９】第三実施形態の具体例を説明するための図。
【図１０】基本周波数及びピッチゲインと選択される係数テーブルとの関係の例を示す図。
【図１１】変形例を説明するためのブロック図。
【図１２】変形例を説明するためのブロック図。
【図１３】変形例を説明するためのフローチャート。
【図１４】第四実施形態の線形予測分析装置の例を説明するためのブロック図。
【図１５】第四実施形態の変形例の線形予測分析装置の例を説明するためのブロック図。
【図１６】従来の線形予測装置の例を説明するためのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、線形予測分析装置及び方法の各実施形態を説明する。
【００２１】
［第一実施形態］
第一実施形態の線形予測分析装置２は、図１に示すように、自己相関計算部２１、係数決定部２４、係数乗算部２２及び予測係数計算部２３を例えば備えている。自己相関計算部２１、係数乗算部２２及び予測係数計算部２３の動作は、従来の線形予測分析装置１の自己相関計算部１１、係数乗算部１２及び予測係数計算部１３における動作とそれぞれ同じである。
【００２２】
線形予測分析装置２には、所定時間区間であるフレームごとの時間領域のディジタル音声信号やディジタル音響信号や心電図、脳波、脳磁図、地震波等のディジタル信号である入力信号XO(n)が入力される。入力信号は、入力時系列信号である。現フレームの入力信号をXO(n)(n=0,1,…,N-1)とする。nは入力信号における各サンプルのサンプル番号を表し、Nは所定の正の整数である。ここで、現フレームの１つ前のフレームの入力信号はXO(n)(n=-N,-N+1,…, -1)であり、現フレームの１つ後のフレームの入力信号はXO(n)(n=N,N+1,…, 2N-1)である。以下では、入力信号XO(n)がディジタル音声信号やディジタル音響信号である場合について説明する。入力信号XO(n) (n=0,1,…,N-1)は、収音された信号そのものであってもよいし、分析のためにサンプリングレートが変換された信号でもよいし、プリエンファシス処理された信号でもよいし、窓かけされた信号でもよい。
【００２３】
また、線形予測分析装置２には、フレームごとのディジタル音声信号やディジタル音響信号の基本周波数についての情報とピッチゲインについての情報も入力される。基本周波数についての情報は、線形予測分析装置２外にある基本周波数計算部９３０で求められる。ピッチゲインについての情報は、線形予測分析装置２外にあるピッチゲイン計算部９５０で求められる。
【００２４】
ピッチゲインは、フレームごとの入力信号の周期性の強さのことである。ピッチゲインは、例えば、入力信号やその線形予測残差信号ついてのピッチ周期分だけ時間差がある信号間の正規化された相関である。
【００２５】
[基本周波数計算部９３０]
基本周波数計算部９３０は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から基本周波数Pを求める。基本周波数計算部９３０は、例えば、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)の全部または一部を含む信号区間のディジタル音声信号やディジタル音響信号の基本周波数Pを求め、基本周波数Pを特定可能な情報を基本周波数についての情報として出力する。基本周波数を求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。また、求めた基本周波数Pを符号化して基本周波数符号を得る構成とし、基本周波数符号を基本周波数についての情報として出力してもよい。さらに基本周波数符号に対応する基本周波数の量子化値^Pを得る構成とし、基本周波数の量子化値^Pを基本周波数についての情報として出力してもよい。以下、基本周波数計算部９３０の具体例について説明する。
【００２６】
＜基本周波数計算部９３０の具体例１＞
基本周波数計算部９３０の具体例１は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)が複数個のサブフレームで構成されている場合、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも先に基本周波数計算部９３０が動作される場合、の例である。基本周波数計算部９３０は、まず、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXOs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XOsM(n)(n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれの基本周波数であるPs1, …, PsMを求める。NはMで割り切れるとする。基本周波数計算部９３０は、現フレームを構成するM個のサブフレームの基本周波数であるPs1, …, PsMのうちの最大値max(Ps1, …, PsM)を特定可能な情報を基本周波数についての情報として出力する。
【００２７】
＜基本周波数計算部９３０の具体例２＞
基本周波数計算部９３０の具体例２は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1) （ただし、Nnは、Nn<Nという関係を満たす所定の正の整数。）とで、先読み部分を含む信号区間が現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも後に基本周波数計算部９３０が動作される場合、の例である。基本周波数計算部９３０は、現フレームの信号区間について、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1)のそれぞれの基本周波数であるPnow, Pnextを求め、基本周波数Pnextを基本周波数計算部９３０に記憶する。基本周波数計算部９３０は、また、１つ前のフレームの信号区間について求めて基本周波数計算部９３０に記憶されていた基本周波数Pnext、すなわち、１つ前のフレームの信号区間のうちの現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn-1)について求めた基本周波数、を特定可能な情報を基本周波数についての情報として出力する。なお、具体例１と同様に、現フレームについては複数のサブフレームごとの基本周波数を求めてもよい。
【００２８】
＜基本周波数計算部９３０の具体例３＞
基本周波数計算部９３０の具体例３は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)そのものが現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも後に基本周波数計算部９３０が動作される場合、の例である。基本周波数計算部９３０は、現フレームの信号区間である現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)の基本周波数Pを求め、基本周波数Pを基本周波数計算部９３０に記憶する。基本周波数計算部９３０は、また、１つ前のフレームの信号区間、すなわち、１つ前のフレームの入力信号XO(n) (n=-N, -N+1, …, -1)について求めて基本周波数計算部９３０に記憶されていた基本周波数Pを特定可能な情報を基本周波数についての情報として出力する。
【００２９】
[ピッチゲイン計算部９５０]
ピッチゲイン計算部９５０は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部からピッチゲインGを求める。ピッチゲイン計算部９５０は、例えば、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)の全部または一部を含む信号区間のディジタル音声信号やディジタル音響信号のピッチゲインGを求め、ピッチゲインGを特定可能な情報をピッチゲインについての情報として出力する。ピッチゲインを求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。また、求めたピッチゲインGを符号化してピッチゲイン符号を得る構成とし、ピッチゲイン符号をピッチゲインについての情報として出力してもよい。さらにピッチゲイン符号に対応するピッチゲインの量子化値^Gを得る構成とし、ピッチゲインの量子化値^Gをピッチゲインについての情報として出力してもよい。以下、ピッチゲイン計算部９５０の具体例について説明する。
【００３０】
＜ピッチゲイン計算部９５０の具体例１＞
ピッチゲイン計算部９５０の具体例１は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)が複数個のサブフレームで構成されている場合、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも先にピッチゲイン計算部９５０が動作される場合、の例である。ピッチゲイン計算部９５０は、まず、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXOs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XOsM(n)(n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれのピッチゲインであるGs1,…,GsMを求める。NはMで割り切れるとする。ピッチゲイン計算部９５０は、現フレームを構成するM個のサブフレームのピッチゲインであるGs1,…, GsMのうちの最大値max(Gs1,…,GsM)を特定可能な情報をピッチゲインについての情報として出力する。
【００３１】
＜ピッチゲイン計算部９５０の具体例２＞
ピッチゲイン計算部９５０の具体例２は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1)とで、先読み部分を含む信号区間が現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも後にピッチゲイン計算部９５０が動作される場合、の例である。ピッチゲイン計算部９５０は、現フレームの信号区間について、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1)のそれぞれのピッチゲインであるGnow, Gnextを求め、ピッチゲインGnextをピッチゲイン計算部９５０に記憶する。ピッチゲイン計算部９５０は、また、１つ前のフレームの信号区間について求めてピッチゲイン計算部９５０に記憶されていたピッチゲインGnext、すなわち、１つ前のフレームの信号区間のうちの現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn-1)について求めたピッチゲイン、を特定可能な情報をピッチゲインについての情報として出力する。なお、具体例１と同様に、現フレームについては複数のサブフレームごとのピッチゲインを求めてもよい。
【００３２】
＜ピッチゲイン計算部９５０の具体例３＞
ピッチゲイン計算部９５０の具体例３は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)そのものが現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、線形予測分析装置２よりも後にピッチゲイン計算部９５０が動作される場合、の例である。ピッチゲイン計算部９５０は、現フレームの信号区間である現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)のピッチゲインGを求め、ピッチゲインGをピッチゲイン計算部９５０に記憶する。ピッチゲイン計算部９５０は、また、１つ前のフレームの信号区間、すなわち、１つ前のフレームの入力信号XO(n) (n=-N, -N+1, …, -1)について求めてピッチゲイン計算部９５０に記憶されていたピッチゲインGを特定可能な情報をピッチゲインについての情報として出力する。
【００３３】
以下、線形予測分析装置２の動作について説明する。図２は、線形予測分析装置２による線形予測分析方法のフローチャートである。
【００３４】
[自己相関計算部２１］
自己相関計算部２１は、入力されたNサンプルのフレーム毎の時間領域のディジタル音声信号やディジタル音響信号である入力信号XO(n)(n=0,1,…,N-1)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を計算する（ステップＳ１）。Pmaxは、予測係数計算部２３が求める線形予測係数に変換可能な係数の最大次数であり、N未満の所定の正の整数である。計算された自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)は、係数乗算部２２に提供される。
【００３５】
自己相関計算部２１は、入力信号XO(n)を用いて、例えば式(14A)により定義される自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を計算して出力する。すなわち、現在のフレームの入力時系列信号XO(n)とiサンプルだけ過去の入力時系列信号XO(n-i)との自己相関RO(i)を計算する。
【数４】
2018028700.tif 000006
【００３６】
または、自己相関計算部２１は、入力信号XO(n)を用いて、例えば式(14B)により自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を計算する。すなわち、現在のフレームの入力時系列信号XO(n)とiサンプルだけ未来の入力時系列信号XO(n+i)との自己相関RO(i)を計算する。
【数５】
2018028700.tif 000007
【００３７】
または、自己相関計算部２１は、入力信号XO(n)に対応するパワースペクトルを求めてからWiener-Khinchinの定理に従って自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を計算してもよい。また、何れの方法においても、入力信号XO(n) (n=-Np, -Np+1,…, -1, 0,1,…,N-1, N,…, N-1+Nn)というように前後のフレームの入力信号の一部も用いて自己相関RO(i)を計算してもよい。ここで、Np,Nnはそれぞれ、Np<N, Nn<Nという関係を満たす所定の正の整数である。もしくは、ＭＤＣＴ系列をパワースペクトルの近似として代用し、近似されたパワースペクトルから自己相関を求めてもよい。このように自己相関の算出方法は世の中で使われている公知技術の何れかを用いればよい。
【００３８】
［係数決定部２４］
係数決定部２４は、入力された基本周波数についての情報及び入力されたピッチゲインについての情報を用いて、係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定する（ステップＳ４）。係数wO(i)は、自己相関RO(i)を変形するための係数である。係数wO(i)は、信号処理の分野においては、ラグ窓wO(i)又はラグ窓係数wO(i)とも呼ばれているものである。係数wO(i)は正の値であるので、係数wO(i)が所定の値よりも大きい／小さいことを、係数wO(i)の大きさが所定の値よりも大きい／小さいと表現することがある。また、wO(i)の大きさとは、そのwO(i)の値を意味するものとする。
【００３９】
係数決定部２４に入力される基本周波数についての情報は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まった基本周波数を特定する情報である。すなわち、係数wO(i)の決定に用いる基本周波数は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まった基本周波数である。
【００４０】
係数決定部２４に入力されるピッチゲインについての情報は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まったピッチゲインを特定する情報である。すなわち、係数wO(i)の決定に用いるピッチゲインは、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まったピッチゲインである。
【００４１】
基本周波数についての情報に対応する基本周波数、及び、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインは、同じフレームにおける入力信号から計算されたものであってもよいし、異なるフレームにおける入力信号から計算されたものであってもよい。
【００４２】
係数決定部２４は、0次からPmax次の全てまたは一部の次数について、基本周波数についての情報に対応する基本周波数及びピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインの取り得る範囲のうち全てまたは一部で、基本周波数についての情報に対応する基本周波数が大きいほど小さいことがあり、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインが大きいほど小さいことがある値を係数wO(0), wO(1), …, wO(Pmax)として決定する。また、係数決定部２４は、基本周波数の代わりに基本周波数と正の相関関係にある値を用いて、及び／又は、ピッチゲインの代わりにピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて、このような係数wO(0), wO(1), …, wO(Pmax)として決定してもよい。
【００４３】
すなわち、係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)は、少なくとも一部の予測次数iに対して、その次数iに対応する係数wO(i)の大きさが、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間の基本周波数と正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とが含まれているように決定される。言い換えれば、後述するように、次数iによっては、係数wO(i)の大きさが基本周波数の増加とともに単調減少しない場合、及び／又は、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少しない場合が含まれていてもよい。
【００４４】
また、基本周波数と正の相関関係にある値の取り得る範囲には、係数wO(i)の大きさが基本周波数と正の相関関係にある値の増加に関わらず一定の範囲があってもよいが、その他の範囲では係数wO(i)の大きさが基本周波数と正の相関関係にある値の増加とともに単調減少するものとする。さらに、ピッチゲインと正の相関関係にある値の取り得る範囲には、係数wO(i)の大きさがピッチゲインと正の相関関係にある値の増加に関わらず一定の範囲があってもよいが、その他の範囲では係数wO(i)の大きさがピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少するものとする。
【００４５】
係数決定部２４は、例えば、入力された基本周波数についての情報及び入力されたピッチゲインにそれぞれ対応する基本周波数及びピッチゲインの重み付き和についての単調非増加関数を用いて、係数wO(i)を決定する。例えば、以下の式(1)により係数wO(i)を決定する。以下の式(1)において、f(G)はピッチゲインGと正の相関関係にある周波数を求める関数であり、Hは基本周波数Pとf(G)にそれぞれ重みδとεをかけて足したもの、すなわち、H=δ×P+ε×f(G)である。なお、重み係数δ及びεは正の数とする。すなわち、Hは、基本周波数及びピッチゲインの重み付き和を意味する。
【数６】
2018028700.tif 000008
【００４６】
または、０より大きい予め定めた値であるαを用いた、以下の式(2)により係数wO(i)を決定してもよい。αは、係数wO(i)をラグ窓としてとらえたときのラグ窓の幅、言い換えればラグ窓の強さを調整するための値である。予め定めるαは、例えば、複数のαの候補値について線形予測分析装置２を含む符号化装置とその符号化装置に対応する復号装置とで音声信号や音響信号を符号化復号して、復号音声信号や復号音響信号の主観品質や客観品質が良好である候補値をαとして選択することにより定めればよい。
【数７】
2018028700.tif 000009
【００４７】
または、基本周波数PとピッチゲインGの双方についての予め定めた関数f(P, G)を用いた以下の式(2A)により係数wO(i)を決定してもよい。関数f(P, G)は、基本周波数Pと正の相関関係となり、かつ、ピッチゲインGと正の相関関係となる関数である。言い換えれば、関数f(P, G)は、基本周波数Pに対して単調非減少となり、かつ、ピッチゲインGに対して単調非減少となる関数である。例えば、関数fP(P)をfP(P)＝αP×P＋βP（αPは正の数、βPは任意の数）、fP(P)＝αP×P2＋βP×P+γP（αPは正の数、βP、γPは任意の数）などとし、関数fG(G)をfG(G)＝αG×G＋βG（αGは正の数、βGは任意の数）、fG(G)＝αG×G2＋βG×G＋γG（αGは正の数、βG、γGは任意の数）などとしたとき、関数f(P, G)はf(P, G)＝δ×fP(P)＋ε×fG(G)などである。
【数８】
2018028700.tif 000010
【００４８】
また、基本周波数P及びピッチゲインGを用いて係数wO(i)を決定する式は、上述の式(1),(2),(2A)に限らず、基本周波数と正の相関関係にある値の増加に対して単調非増加の関係とピッチゲインと正の相関関係にある値の増加に対して単調非増加の関係とを記述できるものであれば他の式であってもよい。例えば、係数wO(i)を、以下の(3)から(6)の何れかの式により決定してもよい。以下の(3)から(6)の式において、aを基本周波数及びピッチゲインの重み付き和に依存して決まる実数とし、mを基本周波数及びピッチゲインの重み付き和に依存して決まる自然数とする。例えば、aを基本周波数及びピッチゲインの重み付き和と負の相関関係にある値とし、mを基本周波数及びピッチゲインの重み付き和と負の相関関係にある値とする。τはサンプリング周期である。
【数９】
2018028700.tif 000011
【００４９】
式(3)はBartlett windowと呼ばれる形式の窓関数であり、式(4)は二項係数により定義されるBinomial windowと呼ばれる形式の窓関数であり、式(5)はTriangular in frequency domain windowと呼ばれる形式の窓関数であり、式(6)はRectangular in frequency domain windowと呼ばれる形式の窓関数である。
【００５０】
式(1)から式(6)のいずれの例においても、基本周波数及びピッチゲインの重み付き和Hが小さいときの係数wo(i)の値は、Hが大きいときの係数wo(i)よりも大きいことがわかる。
【００５１】
なお、0≦i≦Pmaxの各iではなく、少なくとも一部の次数iについてのみ、係数wO(i)が基本周波数と正の相関関係にある値の増加とともに単調減少したり、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少してもよい。言い換えれば、次数iによっては、係数wO(i)の大きさが基本周波数と正の相関関係にある値の増加とともに単調減少しなくてもよく、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少しなくてもよい。
【００５２】
例えば、i=0の場合は、上述の式(1)から式(6)の何れかを用いて係数wO(0)の値を決定してもよいし、ITU-T G.718等でも用いられているようなwO(0)＝1.0001,wO(0)＝1.003といった、基本周波数と正の相関関係にある値やピッチゲインと正の相関関係にある値には依存しない、経験的に得られた固定値を用いてもよい。すなわち、1≦i≦Pmaxの各iについては、係数wO(i)は基本周波数と正の相関関係にある値やピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいほど小さな値を取るが、i=0の係数についてはこの限りではなく固定値を用いてもよい。
【００５３】
また、基本周波数及びピッチゲインの重み付き和に限らず、基本周波数とピッチゲインとを乗じた値など、基本周波数及びピッチゲインの両方に対して正の相関関係にある値を用いてもよい。要するに、基本周波数とピッチゲインの両方に基づいて、基本周波数が大きいほど係数wO(i)が小さいか、ピッチゲインが大きいほど係数wO(i)が小さいかの少なくとも何れかとなるような係数wO(i)を用いればよい。
【００５４】
[係数乗算部２２]
係数乗算部２２は、係数決定部２４で決定した係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)と、自己相関計算部２１で求めた自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)とを同じiごとに乗じることにより、変形自己相関R'O(i) (i=0,1,…,Pmax)を求める（ステップＳ２）。すなわち、係数乗算部２２は、以下の式(7)により自己相関R'O(i)を計算する。計算された自己相関R'O(i)は、予測係数計算部２３に提供される。
【数１０】
2018028700.tif 000012
【００５５】
[予測係数計算部２３]
予測係数計算部２３は、係数乗算部２２から出力された変形自己相関R'O(i)を用いて線形予測係数に変換可能な係数を求める（ステップＳ３）。
【００５６】
例えば、予測係数計算部２３は、変形自己相関R'O(i)を用いて、Levinson-Durbin法などにより、1次から予め定めた予測次数であるPmax次までのPARCOR係数KO(1),KO(2),…,KO(Pmax)や線形予測係数aO(1),aO(2),…,aO(Pmax)を計算して出力する。
【００５７】
第一実施形態の線形予測分析装置２によれば、基本周波数及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、少なくとも一部の予測次数iに対して、その次数iに対応する係数wO(i)の大きさが、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間の基本周波数と正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とが含まれている係数wO(i)を自己相関に乗算して変形自己相関を求めて線形予測係数に変換可能な係数を求めることにより、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが低いときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも高い分析精度を実現することができる。したがって、第一実施形態の線形予測分析装置２を含む符号化装置とその符号化装置に対応する復号装置とで音声信号や音響信号を符号化復号して得られる復号音声信号や復号音響信号の品質は、従来の線形予測分析装置を含む符号化装置とその符号化装置に対応する復号装置とで音声信号や音響信号を符号化復号して得られる復号音声信号や復号音響信号の品質よりも、良い。
【００５８】
＜第一実施形態の変形例＞
第一実施形態の変形例は、係数決定部２４が、基本周波数及びピッチゲインと正の相関関係にある値ではなく、基本周波数と負の相関関係にある値、及び、ピッチゲインと正の相関関係にある値に基づいて係数wO(i)を決定するものである。
【００５９】
基本周波数と負の相関関係にある値とは、例えば周期、周期の推定値又は周期の量子化値である。例えば、周期T、基本周波数P、サンプリング周波数fsとすると、T=fs/Pとなるため、周期は基本周波数と負の相関関係にあるものである。基本周波数と負の相関関係にある値、及び、ピッチゲインと正の相関関係にある値に基づいて係数wO(i)を決定する例を第一実施形態の変形例として説明する。
【００６０】
第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２の機能構成と線形予測分析装置２による線形予測分析方法のフローチャートは、第一実施形態と同じ図１と図２である。第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第一実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【００６１】
線形予測分析装置２には、フレームごとのディジタル音声信号やディジタル音響信号の周期についての情報も入力される。周期についての情報は、線形予測分析装置２外にある周期計算部９４０で求められる。
【００６２】
[周期計算部９４０]
周期計算部９４０は、現フレームの入力信号XOおよび／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から周期Tを求める。周期計算部９４０は、例えば、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間のディジタル音声信号やディジタル音響信号の周期Tを求め、周期Tを特定可能な情報を周期についての情報として出力する。周期を求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。また、求めた周期Tを符号化して周期符号を得る構成とし、周期符号を周期についての情報として出力してもよい。さらに周期符号に対応する周期の量子化値^Tを得る構成とし、周期の量子化値^Tを周期についての情報として出力してもよい。以下、周期計算部９４０の具体例について説明する。
【００６３】
＜周期計算部９４０の具体例１＞
周期計算部９４０の具体例１は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)が複数個のサブフレームで構成されている場合、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも先に周期計算部９４０が動作される場合、の例である。周期計算部９４０は、まず、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXOs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XOsM(n)(n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれの周期であるTs1, …, TsMを求める。NはMで割り切れるとする。周期計算部９４０は、現フレームを構成するM個のサブフレームの周期であるTs1, …, TsMのうちの最小値min(Ts1, …, TsM)を特定可能な情報を周期についての情報として出力する。
【００６４】
＜周期計算部９４０の具体例２＞
周期計算部９４０の具体例２は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1)（ただし、Nnは、Nn<Nという関係を満たす所定の正の整数。）とで、先読み部分を含む信号区間が現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも後に周期計算部９４０が動作される場合、の例である。周期計算部９４０は、現フレームの信号区間について、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)と１つ後のフレームの一部の入力信号XO(n) (n=N, N+1, …, N+Nn-1)のそれぞれの周期であるTnow, Tnextを求め、周期Tnextを周期計算部９４０に記憶する。周期計算部９４０は、また、１つ前のフレームの信号区間について求めて周期計算部９４０に記憶されていた周期Tnext、すなわち、１つ前のフレームの信号区間のうちの現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn-1)について求めた周期、を特定可能な情報を周期についての情報として出力する。なお、具体例１と同様に、現フレームについては複数のサブフレームごとの周期を求めてもよい。
【００６５】
＜周期計算部９４０の具体例３＞
周期計算部９４０の具体例３は、現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)そのものが現フレームの信号区間として構成されている場合であり、かつ、同一のフレームについては線形予測分析装置２よりも後に周期計算部９４０が動作される場合、の例である。周期計算部９４０は、現フレームの信号区間である現フレームの入力信号XO(n) (n=0, 1, …, N-1)の周期Tを求め、周期Tを周期計算部９４０に記憶する。周期計算部９４０は、また、１つ前のフレームの信号区間、すなわち、１つ前のフレームの入力信号XO(n) (n=-N, -N+1, …, -1)について求めて周期計算部９４０に記憶されていた周期Tを特定可能な情報を周期についての情報として出力する。
【００６６】
また、第一実施形態と同様に、線形予測分析装置２には、ピッチゲインについての情報も入力される。ピッチゲインについての情報は、第一実施形態と同様に、線形予測分析装置２外にあるピッチゲイン計算部９５０で求められる。
【００６７】
以下、第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２の動作のうち、第一実施形態の線形予測分析装置２と異なる部分である係数決定部２４の処理について説明する。
【００６８】
［変形例の係数決定部２４］
第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２の係数決定部２４は、入力された周期についての情報及び入力されたピッチゲインについての情報を用いて、係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定する（ステップＳ４）。
【００６９】
係数決定部２４に入力される周期についての情報は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まった周期を特定する情報である。すなわち、係数wO(i)の決定に用いる周期は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まった周期である。
【００７０】
係数決定部２４に入力されるピッチゲインについての情報は、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まったピッチゲインを特定する情報である。すなわち、係数wO(i)の決定に用いるピッチゲインは、現フレームの入力信号および／または現フレームの近傍のフレームの入力信号の全部または一部から求まったピッチゲインである。
【００７１】
周期についての情報に対応する周期、及び、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインは、同じフレームにおける入力信号から計算されたものであってもよいし、異なるフレームにおける入力信号から計算されたものであってもよい。
【００７２】
係数決定部２４は、0次からPmax次の全てまたは一部の次数について、周期についての情報に対応する周期及びピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインの取り得る範囲のうち全てまたは一部で、周期についての情報に対応する周期が大きいほど大きいことがあり、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインが大きいほど小さいことがある値を係数wO(0), wO(1), …, wO(Pmax)として決定する。また、係数決定部２４は、周期の代わりに周期と正の相関関係にある値を用いて、及び／又は、ピッチゲインの代わりにピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて、このような係数wO(0), wO(1), …, wO(Pmax)として決定してもよい。
【００７３】
すなわち、係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)は、少なくとも一部の予測次数iに対して、その次数iに対応する係数wO(i)の大きさが、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間の基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加する関係にある場合と、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間のピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とが含まれているように決定する。
【００７４】
言い換えれば、次数iによっては、係数wO(i)の大きさが基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加しない場合、及び／又は、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少しない場合が含まれていてもよい。
【００７５】
また、基本周波数と負の相関関係にある値の取り得る範囲には、係数wO(i)の大きさが基本周波数と負の相関関係にある値の増加に関わらず一定の範囲があってもよいが、その他の範囲では係数wO(i)の大きさが基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加するものとする。さらに、ピッチゲインと正の相関関係にある値の取り得る範囲には、係数wO(i)の大きさがピッチゲインと正の相関関係にある値の増加に関わらず一定の範囲があってもよいが、その他の範囲では係数wO(i)の大きさがピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少するものとする。
【００７６】
係数決定部２４は、例えば、上述の式(1)や式(2)におけるHを、以下のH´に置き換えたこれらの式により係数wO(i)を決定する。
【００７７】
H´= ζ×fs/T +ε×F(G)
ここで、ζ及びεは、重み係数であり、正の数とする。つまり、Tが大きいほどH´の値は小さく、F(G)が大きいほどH´の値は大きくなる。
【００７８】
または、周期TとピッチゲインGの双方についての予め定めた関数f(T, G)を用いた、以下の式(2B)により係数wO(i)を決定してもよい。関数f(T, G)は、周期Tと負の相関関係となり、かつ、ピッチゲインGと正の相関関係となる関数である。言い換えれば、関数f(T, G)は、周期Tに対して単調非増加となり、かつ、ピッチゲインGに対して単調非減少となる関数である。例えば、関数fT(T)をfT(T)＝αT×T＋βT（αTは正の数、βTは任意の数）、fT(T)＝αT×T2＋βT×T+γT（αTは正の数、βT、γTは任意の数）などとし、関数fG(G)をfG(G)＝αG×G＋βG（αGは正の数、βGは任意の数）、fG(G)＝αG×G2＋βG×G＋γG（αGは正の数、βG、γGは任意の数）などとしたとき、関数f(T, G)はf(T, G)＝ζ×fs/fT(T) ＋ε×fG(G)などである。
【数１１】
2018028700.tif 000013
【００７９】
なお、0≦i≦Pmaxの各iではなく、少なくとも一部の次数iについてのみ、係数wO(i)が基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加したり、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少してもよい。言い換えれば、次数iによっては、係数wO(i)の大きさが基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加しなくてもよく、ピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少しなくてもよい。
【００８０】
例えば、i=0の場合は、上述の式(1)、式(2)、式(2B)を用いて係数wO(0)の値を決定してもよいし、ITU-T G.718等でも用いられているようなwO(0)＝1.0001,wO(0)＝1.003といった、基本周波数と負の相関関係にある値やピッチゲインと正の相関関係にある値には依存しない、経験的に得られた固定値を用いてもよい。すなわち、1≦i≦Pmaxの各iについては、係数wO(i)は基本周波数と負の相関関係にある値が大きいほど大きな値を取り、ピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいほど小さな値を取るが、i=0の係数についてはこの限りではなく固定値を用いてもよい。
【００８１】
要するに、周期とピッチゲインの両方に基づいて、周期が大きいほど係数wO(i)が大きいか、ピッチゲインが大きいほど係数wO(i)が小さいかの少なくとも何れかとなるような係数wO(i)を用いればよい。
【００８２】
第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２によれば、基本周波数と負の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じて、少なくとも一部の予測次数iに対して、その次数iに対応する係数wO(i)の大きさが、現フレームの入力信号XO(n)の全部または一部を含む信号区間の基本周波数と負の相関関係にある値の増加とともに単調増加する場合と同信号区間のピッチゲインと正の相関関係にある値の増加とともに単調減少する関係にある場合とが含まれている係数wO(i)を自己相関関数に乗算して変形自己相関関数を求めて線形予測係数に変換可能な係数を求めることにより、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが低いときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。したがって、第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２を含む符号化装置とその符号化装置に対応する復号装置とで音声信号や音響信号を符号化復号して得られる復号音声信号や復号音響信号の品質は、従来の線形予測分析装置を含む符号化装置とその符号化装置に対応する復号装置とで音声信号や音響信号を符号化復号して得られる復号音声信号や復号音響信号の品質よりも、良い。
【００８３】
［第二実施形態］
第二実施形態は、現在又は過去のフレームにおける入力信号の基本周波数と正又は負の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、それらの比較結果に応じて係数wO(i)を決定するものである。第二実施形態は、係数決定部２４における係数wO(i)の決定方法のみが第一実施形態と異なり、他の点については第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一実施形態と同様の部分については重複説明を省略する。
【００８４】
ここではまず、基本周波数と正の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、その後、ピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値と比較し、それらの比較結果に応じて係数wO(i)を決定する例について説明し、基本周波数と負の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、その後、ピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値と比較し、その比較結果に応じて係数wO(i)を決定する例は第二実施形態の第一変形例で説明する。
【００８５】
第二実施形態の線形予測分析装置２の機能構成と線形予測分析装置２による線形予測分析方法のフローチャートは、第一実施形態と同じ図１と図２である。第二実施形態の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第一実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【００８６】
第二実施形態の係数決定部２４の処理の流れの例を図３に示す。第二実施形態の係数決定部２４は、図３の各ステップＳ４１Ａ、ステップＳ４２、ステップＳ４３、ステップＳ４４、ステップＳ４５の処理を例えば行う。
【００８７】
係数決定部２４は、入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値と所定の第一閾値とを比較し（ステップＳ４１Ａ）、また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の第二閾値とを比較する（ステップＳ４２）。
【００８８】
入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値とは、例えば、入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数そのものである。また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値とは、例えば、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインそのものである。
【００８９】
係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値以上である場合には基本周波数が高いと判断し、そうでない場合には基本周波数が低いと判断する。また、係数決定部２４は、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値以上である場合にはピッチゲインが大きいと判断し、そうでない場合にはピッチゲインが小さいと判断する。
【００９０】
そして、係数決定部２４は、基本周波数が高く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４３）。また、基本周波数が高く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合、または、基本周波数が低く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４４）。また、基本周波数が低く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４５）。
【００９１】
ここで、wh(i),wm(i),wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)<wl(i)という関係を満たすよう決定する。ここで、少なくとも一部の各iとは、例えば0以外のi（つまり、1≦i≦Pmax）のことである。または、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)≦wl(i)、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i)<wl(i)、残り少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i)≦wl(i)という関係を満たすよう決定する。wh(i),wm(i),wl(i)のそれぞれは、iが大きくなるにつれてそれぞれwh(i),wm(i),wl(i)の値が小さくなるように決定される。例えば、wh(i), wm(i), wl(i)は、基本周波数がP1でありピッチゲインがG1であるときのHであるH1=δ×P1+ε×f(G1)が式(1)のHであるときのwO(i)をwh(i)として求め、基本周波数がP2（ただしP1>P2）でありピッチゲインがG2（ただしG1>G2）であるときのHであるH2=δ×P2+ε×f(G2)が式(1)のHであるときのwO(i)をwm(i)として求め、基本周波数がP3（ただしP2>P3）でありピッチゲインがG3（ただしG2>G3）であるときのHであるH3=δ×P3+ε×f(G3)が式(1)のHであるときのwO(i)をwl(i)として求めるという予め定めた規則により求める。
【００９２】
なお、これらの何れかの規則により予め求めたwh(i), wm(i), wl(i)をテーブルに記憶しておき、基本周波数と正の相関関係にある値と所定の閾値との比較及びピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値との比較によりwh(i), wm(i), wl(i)の何れかをテーブルから選択する構成としてもよい。なお、wh(i)とwl(i)を用いて、その間の係数wm(i)を決定しても良い。すなわち、wm(i)=β'×wh(i)+(1-β')×wl(i)によりwm(i)を決定しても良い。ここでβ'は、0≦β'≦1であり、基本周波数PやピッチゲインGが大きい値であるほどβ'の値も大きくなり、基本周波数PやピッチゲインGが小さい値であるほどβ'の値も小さくなる関数β'=c(P,G)により、基本周波数P及びピッチゲインGから求める値である。このようにwm(i)を求めることにより、係数決定部２４にはwh(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwl(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、基本周波数Pが高くかつピッチゲインGが小さいと判断された場合や基本周波数Pが低くかつピッチゲインGが大きいと判断された場合のうちの基本周波数が高いときやピッチゲインが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に基本周波数が高くかつピッチゲインが小さいと判断された場合や基本周波数が低くかつピッチゲインが大きいと判断された場合のうちの基本周波数が低いときやピッチゲインが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【００９３】
なお、i=0の係数wh(0), wm(0), wl(0)については、wh(0)≦wm(0)≦wl(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wh(0)>wm(0)または／およびwm(0)>wl(0)の関係を満たす値を用いてもよい。
【００９４】
第二実施形態によっても、第一実施形態と同様に、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが小さいときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。
【００９５】
なお、上述の説明では、係数の種類は、係数wh(i), wm(i), wl(i)の３個であったが、係数の種類は２個でもよい。例えば、２種類の係数wh(i), wl(i)のみを用いてもよい。言い換えれば、上述の説明において、wm(i)が、wh(i)又はwl(i)と等しくてもよい。
【００９６】
例えば、係数決定部２４は、基本周波数が高く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合は係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。それ以外の場合は係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。
【００９７】
係数決定部２４は、基本周波数が低く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合は係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とし、それ以外の場合は係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)としてもよい。その他の処理については、上述の説明と同様である。
【００９８】
＜第二実施形態の第一変形例＞
第二実施形態の第一変形例は、基本周波数と正の相関関係にある値ではなく、基本周波数と負の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値とを比較し、それらの比較結果に応じて係数wO(i)を決定するものである。第二実施形態の第一変形例において基本周波数と負の相関関係にある値と比較される所定の閾値は、第二実施形態において基本周波数と正の相関関係にある値と比較される所定の閾値とは異なる。
【００９９】
第二実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第一実施形態の変形例と同じ図１と図２である。第二実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２と同じである。
【０１００】
第二実施形態の第一変形例の係数決定部２４の処理の流れの例を図４に示す。第二実施形態の第一変形例の係数決定部２４は、図４の各ステップＳ４１Ｂ、ステップＳ４２、ステップＳ４３、ステップＳ４４、ステップＳ４５の処理を例えば行う。
【０１０１】
係数決定部２４は、入力された周期についての情報に対応する基本周波数と負の相関関係にある値と所定の第三閾値とを比較し（ステップＳ４１Ｂ）、また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の第四閾値とを比較する（ステップＳ４２）。
【０１０２】
入力された周期についての情報に対応する基本周波数と負の相関関係にある値とは、例えば、入力された周期についての情報に対応する周期そのものである。また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値とは、例えば、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインそのものである。
【０１０３】
係数決定部２４は、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値以下である場合には周期が短いと判断し、そうでない場合は周期が長いと判断する。また、係数決定部２４は、ピッチゲインが所定の第四閾値以上の場合にはピッチゲインが大きいと判断し、そうでない場合はピッチゲインが小さいと判断する。
【０１０４】
そして、係数決定部２４は、周期が短く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４３）。また、周期が短く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合、または、周期が長く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４４）。また、周期が長く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合には、予め定めた規則により係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする（ステップＳ４５）。
【０１０５】
ここで、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)<wl(i)という関係を満たすよう決定する。ここで、少なくとも一部の各iとは、例えば0以外のi（つまり、1≦i≦Pmax）のことである。または、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)≦wl(i)、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i)<wl(i)、残り少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i) ≦wl(i)という関係を満たすよう決定する。wh(i),wm(i),wl(i)のそれぞれは、iが大きくなるにつれてそれぞれwh(i),wm(i),wl(i)の値が小さくなるように決定される。
【０１０６】
例えば、wh(i), wm(i), wl(i)は、周期がT1でありピッチゲインがG1であるときのH´であるH1´=ζ×fs/T1+ε×f(G1)が式(1)のHであるときのwO(i)をwh(i)として求め、周期がT2（ただしT1<T2）でありピッチゲインがG2（ただしG1>G2）であるときのH´であるH2´=ζ×fs/T2+ε×f(G2)が式(1)のHであるときのwO(i)をwm(i)として求め、周期がT3（ただしT2<T3）でありピッチゲインがG3（ただしG2>G3）であるときのH´であるH3´=ζ×fs/T3+ε×f(G3)が式(1)のHであるときのwO(i)をwl(i)として求めるという予め定めた規則により求める。
【０１０７】
なお、これらの何れかの規則により予め求めたwh(i), wm(i), wl(i)をテーブルに記憶しておき、基本周波数と負の相関関係にある値と所定の閾値との比較及びピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値との比較によりwh(i), wm(i), wl(i)の何れかをテーブルから選択する構成としてもよい。なお、wh(i)とwl(i)を用いて、その間の係数wm(i)を決定しても良い。すなわち、wm(i)=(1-β)×wh(i)+β×wl(i)によりwm(i)を決定しても良い。ここでβは、0≦β≦1であり、かつ、周期Tが長いときやピッチゲインGが小さいときほどβの値が大きくなり、周期Tが短いときやピッチゲインGが大きいときほどβの値が小さくなる関数β=b(T,G)により、周期T及びピッチゲインGから求める値である。このようにwm(i)を求めれば、係数決定部２４にはwh(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwl(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、周期が短くかつピッチゲインが小さいと判断された場合や周期が長くかつピッチゲインが大きいと判断された場合のうちの周期が短いときやピッチゲインが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に周期が短くかつピッチゲインが小さいと判断された場合や周期が長くかつピッチゲインが大きいと判断された場合のうちの周期が長いときやピッチゲインが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【０１０８】
なお、i=0の係数wh(0), wm(0), wl(0)については、wh(0)≦wm(0)≦wl(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wh(0)>wm(0)または／およびwm(0)>wl(0)の関係を満たす値を用いてもよい。
【０１０９】
第二実施形態の第一変形例によっても、第一実施形態の変形例と同様に、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが小さいときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。
【０１１０】
なお、上述の説明では、３種類の係数wh(i), wm(i), wl(i)を用いたが、係数の種類は２個でもよい。例えば、２種類の係数wh(i), wl(i)のみを用いてもよい。言い換えれば、上述の説明において、wm(i)が、wh(i)又はwl(i)と等しくてもよい。
【０１１１】
例えば、係数決定部２４は、周期が短く、かつ、ピッチゲインが大きいと判断された場合は係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。それ以外の場合は係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。
【０１１２】
係数決定部２４は、周期が長く、かつ、ピッチゲインが小さいと判断された場合は係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とし、それ以外の場合は係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)としてもよい。その他の処理については、上述の説明と同様である。
【０１１３】
＜第二実施形態の第二変形例＞
上述の第二実施形態では、基本周波数と正の相関関係にある値を１個の閾値と比較し、また、ピッチゲインと正の相関関係にある値を１個の閾値と比較することにより係数wO(i)を決定したが、第二実施形態の第二変形例は、これらの値のそれぞれを２個以上の閾値と比較することにより係数wO(i)を決定するものである。以下、基本周波数と正の相関関係にある値を２個の閾値fth1',fth2'と比較し、ピッチゲインと正の相関関係にある値を２個の閾値gth1,gth2と比較することにより係数wO(i)を決定する方法を例に挙げて説明する。
【０１１４】
閾値fth1',fth2'は、0<fth1'<fth2'という関係を満たし、閾値gth1, gth2は、0<gth1<gth2という関係を満たすとする。
【０１１５】
係数決定部２４は、入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値と閾値fth1',fth2'とを比較し、また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値と閾値gth1, gth2とを比較する。
【０１１６】
入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値とは、例えば、入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数そのものである。また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値とは、例えば、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインそのものである。
【０１１７】
係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きい場合には、基本周波数が高いと判断し、基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下の場合には、基本周波数が中程度と判断し、基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下の場合には、基本周波数が低いと判断する。また、係数決定部２４は、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2よりも大きい場合には、ピッチゲインが大きいと判断し、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下の場合にはピッチゲインが中程度と判断し、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合にはピッチゲインが小さいと判断する。
【０１１８】
そして、係数決定部２４は、基本周波数が低い場合は、ピッチゲインの大きさに関わらず、予め定めた規則により係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、基本周波数が中程度で、かつ、ピッチゲインが小さい場合には、予め定めた規則により係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｌ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、基本周波数が中程度で、かつ、ピッチゲインが大きい又は中程度の場合には、予め定めた規則により係数wｍ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｍ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、基本周波数が高く、ピッチゲインが小さい又は中程度の場合には、予め定めた規則により係数wｍ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｍ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、基本周波数が高く、ピッチゲインが大きい場合には、予め定めた規則により係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wｈ(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。
【０１１９】
ここで、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)<wl(i)という関係を満たすよう決定する。ここで、少なくとも一部の各iとは、例えば0以外のi（つまり、1≦i≦Pmax）のことである。または、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)≦wl(i)、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i)<wl(i)、残り少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i) ≦wl(i)という関係を満たすよう決定する。wh(i), wm(i), wl(i)のそれぞれは、iが大きくなるにつれてそれぞれwh(i), wm(i), wl(i)の値が小さくなるように決定される。
【０１２０】
なお、i=0の係数wh(0), wm(0), wl(0)については、wh(0)≦wm(0)≦wl(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wh(0)>wm(0)または／およびwm(0)>wl(0)の関係を満たす値を用いてもよい。
【０１２１】
以上の関係をまとめた図を、図５に示す。なお、この例では、基本周波数が低い場合はピッチゲインの大きさに関わらず同じ係数を選択する例を示しているが、これに限らず、基本周波数が低い場合に、ピッチゲインが小さいほど係数が大きくなるように係数を決定してもよい。要するに、ピッチゲインが取り得る値の範囲を構成する３個の範囲の少なくとも２個の範囲について、少なくとも一部の各iについて、基本周波数が低い場合に決定される係数が基本周波数が高い場合に決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、基本周波数が取り得る値の範囲を構成する３個の範囲の少なくとも２個の範囲について、ピッチゲインが小さいときに決定される係数がピッチゲインが大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれる。
【０１２２】
なお、これらの何れかの規則により予め求めたwh(i), wm(i), wl(i)をテーブルに記憶しておき、基本周波数と正の相関関係にある値と所定の閾値との比較及びピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値との比較によりwh(i), wm(i), wl(i)の何れかをテーブルから選択する構成としてもよい。なお、wh(i)とwl(i)を用いて、その間の係数wm(i)を決定しても良い。すなわち、wm(i)=β'×wh(i)+(1-β')×wl(i)によりwm(i)を決定しても良い。ここで、β'は0≦β'≦1であり、基本周波数PやピッチゲインGが大きい値であるほどβ'の値も大きくなり、基本周波数PやピッチゲインGが小さい値であるほどβ'の値も小さくなる関数β'=c(P,G)により、基本周波数P及びピッチゲインGから求める値である。このように、wm(i)を求めることにより、係数決定部２４にはwh(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwl(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、基本周波数Pが中程度かつピッチゲインGが大きい又は中程度の場合や基本周波数Pが高くかつピッチゲインGが小さい又は中程度の場合のうちの基本周波数Pが高くピッチゲインGが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に基本周波数Pが中程度かつピッチゲインGが大きい又は中程度の場合や基本周波数Pが高くかつピッチゲインGが小さい又は中程度の場合のうちの基本周波数Pが低くピッチゲインGが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【０１２３】
第二実施形態の第二変形例によっても、第二実施形態と同様に、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが低いときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。
【０１２４】
＜第二実施形態の第三変形例＞
上述の第二実施形態の第一変形例では、基本周波数と負の相関関係にある値を１個の閾値と比較し、また、ピッチゲインと正の相関関係にある値を１個の閾値と比較することにより係数wO(i)を決定したが、第二実施形態の第三変形例はこれらの値のそれぞれを２個以上の閾値を用いて係数wO(i)を決定するものである。以下、これらの値のそれぞれを２個の閾値fth1,fth2,gth1,gth2を用いて係数を決定する方法を例に挙げて説明する。
【０１２５】
第二実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第二実施形態の第一変形例と同じ図１と図２である。第二実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第二実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２と同じである。
【０１２６】
閾値fth1,fth2は、0<fth1<fth2という関係を満たし、閾値gth1, gth2は、0<gth1<gth2という関係を満たすとする。
【０１２７】
係数決定部２４は、入力された周期についての情報に対応する基本周波数と負の相関関係にある値と、閾値fth1,fth2とを比較し、また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値と閾値gth1, gth2とを比較する。
【０１２８】
入力された周期についての情報に対応する基本周波数と負の相関関係にある値とは、例えば、入力された周期についての情報に対応する周期そのものである。また、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値とは、例えば、入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインそのものである。
【０１２９】
係数決定部２４は、基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1未満の場合には、周期が短いと判断し、基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上、かつ、閾値fth2未満の場合には周期の長さが中程度と判断し、基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上の場合には周期が長いと判断する。また、係数決定部２４は、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合には、ピッチゲインが大きいと判断し、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下の場合にはピッチゲインが中程度と判断し、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合にはピッチゲインが小さいと判断する。
【０１３０】
そして、係数決定部２４は、周期が長い場合は、ピッチゲインの大きさに関わらず、予め定めた規則により係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、周期の長さが中程度で、かつ、ピッチゲインが小さい場合には、予め定めた規則により係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wl(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、周期の長さが中程度で、かつ、ピッチゲインが大きい又は中程度の場合には、予め定めた規則により係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、周期が短く、ピッチゲインが小さい又は中程度の場合には、予め定めた規則により係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wm(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。また、周期が短く、ピッチゲインが大きい場合には、予め定めた規則により係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、この決定された係数wh(i) (i=0,1,…,Pmax)をwO(i) (i=0,1,…,Pmax)とする。
【０１３１】
ここで、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)<wl(i)という関係を満たすよう決定する。ここで、少なくとも一部の各iとは、例えば0以外のi（つまり、1≦i≦Pmax）のことである。または、wh(i), wm(i), wl(i)は、少なくとも一部の各iについてwh(i)<wm(i)≦wl(i)、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i)<wl(i)、残り少なくとも一部の各iについてwh(i)≦wm(i) ≦wl(i)という関係を満たすよう決定する。wh(i), wm(i), wl(i)のそれぞれは、iが大きくなるにつれてそれぞれwh(i), wm(i), wl(i)の値が小さくなるように決定される。
【０１３２】
なお、i=0の係数wh(0), wm(0), wl(0)については、wh(0)≦wm(0)≦wl(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wh(0)>wm(0)または／およびwm(0)>wl(0)の関係を満たす値を用いてもよい。
【０１３３】
なお、これらの何れかの規則により予め求めたwh(i), wm(i), wl(i)をテーブルに記憶しておき、基本周波数と負の相関関係にある値と所定の閾値との比較及びピッチゲインと正の相関関係にある値と所定の閾値との比較によりwh(i), wm(i), wl(i)の何れかをテーブルから選択する構成としてもよい。なお、wh(i)とwl(i)を用いて、その間の係数wm(i)を決定しても良い。すなわち、wm(i)=(1-β)×wh(i)+β×wl(i)によりwm(i)を決定しても良い。ここで、βは0≦β≦1であり、周期Tが長いときやピッチゲインGが小さいときほどβの値が大きくなり、周期Tが短いときやピッチゲインGが大きいときほどβの値が小さくなる関数β=b(T,G)により、周期T及びピッチゲインGから求める値である。このように、wm(i)を求めることにより、係数決定部２４にはwh(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwl(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、周期Tが中程度かつピッチゲインGが大きい又は中程度の場合や周期Tが短くかつピッチゲインGが小さい又は中程度の場合のうちの周期Tが短くピッチゲインGが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に周期Tが中程度かつピッチゲインGが大きい又は中程度の場合や周期Tが短くかつピッチゲインGが小さい又は中程度の場合のうちの周期Tが長くピッチゲインGが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【０１３４】
以上の関係をまとめた図を、図６に示す。なお、この例では、周期が長い場合はピッチゲインの大きさに関わらず同じ係数を選択する例を示しているが、これに限らず、周期が長い場合に、ピッチゲインが小さいほど係数が大きくなるように係数を決定してもよい。要するに、ピッチゲインが取り得る値の範囲を構成する３個の範囲の少なくとも２個の範囲について、少なくとも一部の各iについて、周期が長い場合に決定される係数が周期が短い場合に決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、周期が取り得る値の範囲を構成する３個の範囲の少なくとも２個の周期の範囲について、ピッチゲインが小さいときに決定される係数がピッチゲインが大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれる。
【０１３５】
第二実施形態の第三変形例によっても、第二実施形態の第一変形例と同様に、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが高いときであってもピッチ成分に起因するスペクトルのピークの発生を抑えた線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、かつ、入力信号の基本周波数及びピッチゲインが低いときであってもスペクトル包絡を表現可能な線形予測係数に変換可能な係数を求めることができ、従来よりも分析精度の高い線形予測を実現することができる。
【０１３６】
［第三実施形態］
第三実施形態は、複数個の係数テーブルを用いて係数wO(i)を決定するものである。第三実施形態は、係数決定部２４における係数wO(i)の決定方法のみが第一実施形態と異なり、他の点については第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一実施形態と同様の部分については重複説明を省略する。
【０１３７】
第三実施形態の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なり、図７に例示するように、係数テーブル記憶部２５を更に備えている以外は、第一実施形態の線形予測分析装置２と同じである。係数テーブル記憶部２５には、２個以上の係数テーブルが記憶されている。以下では、まず係数テーブル記憶部２５に３個以上の係数テーブルが記憶されている例について説明する。
【０１３８】
第三実施形態の係数決定部２４の処理の流れの例を図８に示す。第三実施形態の係数決定部２４は、図８のステップＳ４６、ステップＳ４７の処理を例えば行う。
【０１３９】
まず、係数決定部２４は、入力された基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値及び入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて、係数テーブル記憶部２５に記憶された３個以上の係数テーブルから、その基本周波数と正の相関関係にある値とそのピッチゲインと正の相関関係にある値とに応じた１個の係数テーブルtを選択する（ステップＳ４６）。例えば、基本周波数についての情報に対応する基本周波数と正の相関関係にある値は、基本周波数についての情報に対応する基本周波数であり、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値は、ピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインである。
【０１４０】
例えば、係数テーブル記憶部２５に、異なる３個の係数テーブルt0, t1, t2が記憶されており、係数テーブルt0には係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されており、係数テーブルt1には係数wt1(i) (i=0,1,…,Pmax)、係数テーブルt2には係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されているとする。３個の係数テーブルt0, t1, t2のそれぞれには、少なくとも一部の各iについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)となるように定められた係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)と係数wt1(i) (i=0,1,…,Pmax) と係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されているとする。
【０１４１】
このとき、係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値以上であれば係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択し、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値以上である場合、又は、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値より小さい場合には係数テーブルt1を係数テーブルtとして選択し、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値より小さい場合には係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１４２】
すなわち、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値以上である場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが大きいと判断された場合には、各ｉについての係数が最も小さいの係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択し、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値より小さい場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが小さいと判断された場合には、各ｉについての係数が最も大きい係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１４３】
言い換えれば、係数テーブル記憶部２５に記憶されている３個の係数テーブルの中の、基本周波数と正の相関関係にある値が第一値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt0を第一係数テーブルt0とし、係数テーブル記憶部２５に記憶されている３個の係数テーブルの中の、基本周波数と正の相関関係にある値が第一値よりも小さい第二値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値よりも小さい第四値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt2を第二係数テーブルt2として、少なくとも一部の各次数iに対して、第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数の大きさは、第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数の大きさよりも大きい。ここで、第二値＜所定の第一閾値≦第一値であり、第四値＜所定の第二閾値≦第三値であるとする。
【０１４４】
また、第一係数テーブルt0及び第二係数テーブルt2が選択されない場合に選択される係数テーブルである係数テーブルt1を第三係数テーブルt1として、少なくとも一部の各次数iに対して、第三係数テーブルt1における前記各次数iに対応する係数は、第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数よりも大きく、かつ、第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数よりも小さい。
【０１４５】
そして、係数決定部２４は、その選択された係数テーブルtに格納された各次数iの係数wt(i)を係数wO(i)とする（ステップＳ４７）。すなわち、wO(i)=wt(i)とする。言い換えれば、係数決定部２４は、選択された係数テーブルtから各次数iに対応する係数wt(i)の大きさを取得し、取得された各次数iに対応する大きさの係数wt(i)をwO(i)とする。
【０１４６】
第三実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態とは異なり、基本周波数及びピッチゲインと正の相関関係にある式に基づいて係数wO(i)を計算する必要がないため、より少ない演算処理量でを行うことができる。
【０１４７】
なお、係数テーブル記憶部２５に記憶されている係数テーブルの個数は２個でもよい。
【０１４８】
例えば、係数テーブル記憶部２５に２個の係数テーブルt0, t2が記憶されているとする。この場合、係数決定部２４は、以下のようにして、これらの２個の係数テーブルt0, t2に基づいて係数wO(i)を決定する。
【０１４９】
例えば、係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値以上である場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択する。それ以外の場合は係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１５０】
係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が所定の第一閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第二閾値より小さい場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択し、それ以外の場合は係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択してもよい。
【０１５１】
この係数テーブル記憶部２５に２個の係数テーブルt0, t2が記憶されいる場合においても、基本周波数と正の相関関係にある値が第一値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt0である第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数の大きさよりも、基本周波数と正の相関関係にある値が第一値よりも小さい第二値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値よりも小さい第四値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt2である第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数の大きさは、大きいと言える。ここで、第二値＜所定の第一閾値≦第一値であり、第四値＜所定の第二閾値≦第三値であるとする。
【０１５２】
＜第三実施形態の第一変形例＞
第三実施形態の第一変形例は、係数決定部２４は、入力された基本周波数と負の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて、係数テーブル記憶部２５に記憶された２個以上の係数テーブルから、その入力された基本周波数と負の相関関係にある値及びピッチゲインと正の相関関係にある値に応じた１個の係数テーブルtを選択するものである。
【０１５３】
第三実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第三実施形態と同じ図７と図８である。第三実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第三実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【０１５４】
以下では、まず係数テーブル記憶部２５に記憶されている３個の係数テーブルt0, t1, t2の中から１個の係数テーブルｔを選択する例について説明する。
【０１５５】
まず、係数決定部２４は、入力された周期についての情報に対応する基本周波数と負の相関関係にある値及び入力されたピッチゲインについての情報に対応するピッチゲインと正の相関関係にある値を用いて、係数テーブル記憶部２５に記憶された３個の係数テーブルから、その基本周波数と負の相関関係にある値とそのピッチゲインと正の相関関係にある値とに応じた１個の係数テーブルtを選択する（ステップＳ４６）。この場合、係数決定部２４は、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値未満であれば係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択し、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値未満の場合、又は、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値以上である場合には係数テーブルt１を係数テーブルｔとして選択し、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値以上である場合には係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択する。
【０１５６】
すなわち、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値未満であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値以上である場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが大きいと判断された場合には、各ｉについての係数が最も小さい係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択し、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値より小さい場合、すなわち周期が長くピッチゲインが小さいと判断された場合には、各ｉについての係数が最も大きい係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１５７】
言い換えれば、係数テーブル記憶部２５に記憶されている３個の係数テーブルの中の、基本周波数と負の相関関係にある値が第一値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt0を第一係数テーブルt0とし、係数テーブル記憶部２５に記憶されている３個の係数テーブルの中の、基本周波数と負の相関関係にある値が第一値よりも大きい第二値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値よりも小さい第四値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt2を第二係数テーブルt2として、少なくとも一部の各次数iに対して、第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数の大きさは、第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数の大きさよりも大きい。ここで、第一値＜所定の第三閾値≦第二値であり、第四値＜所定の第四閾値≦第三値であるとする。
【０１５８】
また、第一係数テーブルt0及び第二係数テーブルt2が選択されない場合に選択される係数テーブルである係数テーブルt1を第三係数テーブルとして、少なくとも一部の各次数iに対して、第三係数テーブルt1における前記各次数iに対応する係数は、第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数よりも大きく、かつ、第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数よりも小さい。
【０１５９】
第三実施形態の第一変形例は、第一実施形態の変形例及び第二実施形態の第一変形例とは異なり、基本周波数と負の相関関係にあり、ピッチゲインと正の相関関係にある式に基づいて係数wO(i)を計算する必要がないため、より少ない演算処理量でを行うことができる。
【０１６０】
第三実施形態の第一変形例においても、係数テーブル記憶部２５に記憶されている係数テーブルの個数は２個でもよい。
【０１６１】
例えば、係数テーブル記憶部２５に２個の係数テーブルt0, t2が記憶されているとする。この場合、係数決定部２４は、以下のようにして、これらの２個の係数テーブルt0,t2に基づいて係数wO(i)を決定する。
【０１６２】
例えば、係数決定部２４は、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値以上である場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択する。それ以外の場合は係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１６３】
係数決定部２４は、基本周波数と負の相関関係にある値が所定の第三閾値以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が所定の第四閾値より小さい場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択し、それ以外の場合は係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択してもよい。
【０１６４】
この係数テーブル記憶部２５に２個の係数テーブルt0, t2が記憶されいる場合においても、基本周波数と負の相関関係にある値が第一値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt0である第一係数テーブルt0における各次数iに対応する係数の大きさよりも、基本周波数と負の相関関係にある値が第一値よりも大きい第二値であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が第三値よりも小さい第四値である場合に係数決定部２４により選択される係数テーブルt2である第二係数テーブルt2における各次数iに対応する係数の大きさは、大きいと言える。ここで、第一値＜所定の第三閾値≦第二値であり、第四値＜所定の第四閾値≦第三値であるとする。
【０１６５】
＜第三実施形態の第二変形例＞
第三実施形態では、基本周波数と正の相関関係にある値を１個の閾値と比較し、また、ピッチゲインと正の相関関係にある値を１個の閾値と比較することにより係数テーブルを決定したが、第三実施形態の第二変形例はこれらの値のそれぞれを２個以上の閾値と比較し、これらの比較結果に応じて係数wO(i)を決定するものである。
【０１６６】
第三実施形態の第二変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第三実施形態と同じ図７と図８である。第三実施形態の第二変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第三実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【０１６７】
係数テーブル記憶部２５には、係数テーブルt0, t1, t2が記憶されている。３個の係数テーブルt0, t1, t2には、少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であるように定められた係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)、係数wt1(i) (i=0,1,…,Pmax)、係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)がそれぞれ格納されている。ただし、i=0の係数wt0(0), wt1(0), wt2(0)については、wt0(0)≦wt1(0)≦wt2(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wt0(0)>wt1(0)または／およびwt1(0)>wt2(0)の関係にある値であってもよい。
【０１６８】
ここで、0<fth1'<fth2'という関係を満たす閾値fth1',fth2'と、0<gth1<gth2という関係を満たす閾値gth1, gth2とが定められているとする。
【０１６９】
係数決定部２４は、基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲の少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲の少なくとも２つの範囲について、基本周波数と正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数が基本周波数と正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を係数wO(i)として得る。
【０１７０】
基本周波数と正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲とは、例えば、基本周波数と正の相関関係にある値>fth2'の範囲（すなわち、基本周波数と正の相関関係にある値が大きい範囲）、fth1'<基本周波数と正の相関関係にある値≦fth2'の範囲（すなわち、基本周波数と正の相関関係にある値が中程度の範囲）、fth1'≧基本周波数と正の相関関係にある値の範囲（すなわち、基本周波数と正の相関関係にある値が小さい範囲）、の３つの範囲のことである。
【０１７１】
また、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲とは、例えば、ピッチゲインと正の相関関係にある値≦gth1の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さい範囲）、gth1<ピッチゲインと正の相関関係にある値≦gth2の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が中程度の範囲）、gth2<ピッチゲインと正の相関関係にある値の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が大きい範囲）、の３つの範囲のことである。
【０１７２】
係数決定部２４は、例えば、
(1) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0の各係数wt0(i)が係数wO(i)として選択され、
(2) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(3) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(4) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(5) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(6) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(7) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(8) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(9) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt2の各係数wt2(i)が係数wO(i)として選択されるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルから係数wO(i)を選択する。
【０１７３】
言い換えれば、(1)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0から係数が取得され、(9)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt2から係数が取得され、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得される。
【０１７４】
また、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定部２４により係数テーブルt1から係数が取得される。
【０１７５】
さらに、k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【０１７６】
＜第三実施形態の第二変形例の具体例＞
以下、第三実施形態の第二変形例の具体例について説明する。
【０１７７】
線形予測分析装置２には、ハイパスフィルタを通り、12.8 kHzにサンプリング変換され、プリエンファシス処理をされた１フレームあたりNサンプルのディジタル音響信号である入力信号XO(n) (n=0,1,…,N-1)と、基本周波数についての情報として現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn)（ただし、Nnは、Nn<Nという関係を満たす所定の正の整数。）について基本周波数計算部９３０で求めた基本周波数Pと、ピッチゲインについての情報として現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn)についてピッチゲイン計算部９５０で求めたピッチゲインGとが入力される。
【０１７８】
自己相関計算部２１は、入力信号XO(n)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を下記の式(8)で求める。
【数１２】
2018028700.tif 000014
【０１７９】
係数テーブル記憶部２５には、係数テーブルt0と、係数テーブルt1と、係数テーブルt2とが記憶されているものとする。
【０１８０】
係数テーブルt0は、式(13)の従来法のf0=60Hzと同様の係数テーブルであり、各次数の係数wtO(i)が次のように定められている。
【０１８１】
wt0(i)=[1.0001, 0.999566371, 0.998266613, 0.996104103, 0.993084457, 0.989215493, 0.984507263, 0.978971839, 0.972623467, 0.96547842, 0.957554817, 0.948872864, 0.939454317, 0.929322779, 0.918503404, 0.907022834, 0.894909143]
係数テーブルt1には、式(13)の従来法のf0=40Hzのテーブルであり、各次数の係数wt1(i)が次のように定められている。
【０１８２】
wt1(i)=[ 1.0001, 0.999807253, 0.99922923, 0.99826661, 0.99692050, 0.99519245, 0.99308446, 0.99059895, 0.98773878, 0.98450724, 0.98090803, 0.97694527, 0.97262346, 0.96794752, 0.96292276, 0.95755484, 0.95184981]
係数テーブルt2には、式(13)の従来法のf0=20Hzのテーブルであり、各次数の係数wt2(i)が次のように定められている。
【０１８３】
wt2(i)=[ 1.0001, 0.99995181, 0.99980725, 0.99956637, 0.99922923, 0.99879594, 0.99826661, 0.99764141, 0.99692050, 0.99610410, 0.99519245, 0.99418581, 0.99308446, 0.99188872, 0.99059895, 0.98921550, 0.98773878]
ここで、上述のwtO(i), wt1(i), wt2(i)のリストは、Pmax=16として、i=0,1,2,…,16の順に左からiに対応する係数の大きさを並べたものである。すなわち上述の例では、例えばwt0(0)=1.001であり、wt0(3)=0.996104103である。
【０１８４】
図９に係数テーブルt0, t1, t2の係数wt0(i), wt1(i), wt2(i)の大きさをグラフで表す。図９のグラフの点線は係数テーブルt0の係数wt0(i)の大きさを表し、図９のグラフの一点鎖線は係数テーブルt1の係数wt1(i)の大きさを表し、図９のグラフの実線は係数テーブルt2の係数wt2(i)の大きさを表す。図９のグラフの横軸は次数iを意味し、図９のグラフの縦軸は係数の大きさを表す。このグラフからも分かるように、各係数テーブル内では、iの値が大きくなるにしたがって、係数の大きさが単調減少する関係にある。また、同じiの値に対応する異なる係数テーブルの係数の大きさを比較すると、i≧1に対して、wt0(i)<wt1(i)<wt2(i)の関係を満たしている。係数テーブル記憶部２５に記憶される複数の係数テーブルは、このような関係を持つものであれば、上述の例に限らない。
【０１８５】
また、非特許文献１や非特許文献２に記載されているように、i=0の係数だけ特別扱いをして、wt0(0)=wt1(0)=wt2(0)=1.0001やwt0(0)=wt1(0)=wt2(0)=1.003という経験的な値を用いてもよい。なお、i=0についてはwt0(i)<wt1(i)<wt2(i)の関係を満たしている必要はなく、また、wt0(0),wt1(0),wt2(0)が必ずしも同じ値でなくともよい。例えば、wt0(0)=1.0001, wt1(0)=1.0, wt2(0)=1.0のように、i=0に関してのみwt0(0), wt1(0), wt2(0)のうちの2つ以上の値の大小関係がwt0(i)<wt1(i)<wt2(i)の関係を満たさなくてもよい。
【０１８６】
本具体例では、閾値fth1'は80であり、閾値fth2'は160であり、閾値gth1は0.3であり、閾値gth2は0.6である。
【０１８７】
係数決定部２４には、基本周波数PとピッチゲインGとが入力される。
【０１８８】
係数決定部２４は、基本周波数が閾値fth1'=80Hz以下の場合には、すなわち基本周波数が低い場合には、係数テーブルt2を係数テーブルｔとして選択する。
【０１８９】
また、係数決定部２４は、基本周波数が閾値fth1'=80Hzより大きくかつfth2'=160Hz以下、かつ、ピッチゲインが閾値gth1=0.3以下の場合には、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt2を係数テーブルtとして選択する。
【０１９０】
また、係数決定部２４は、基本周波数が閾値fth1'=80Hzより大きくかつfth2'=160Hz以下、かつ、ピッチゲインが閾値gth1=0.3より大きい場合には、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きい又は中程度である場合には、係数テーブルt1を係数テーブルtとして選択する。
【０１９１】
また、係数決定部２４は、基本周波数が閾値fth2'=160Hzより大きく、かつ、ピッチゲインが閾値gth2=0.6以下の場合には、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが中程度又は小さい場合には、係数テーブルt1を係数テーブルtとして選択する。
【０１９２】
さらに、係数決定部２４は、基本周波数が閾値fth2'=160Hzより大きく、かつ、ピッチゲインが閾値gth1=0.6より大きい場合には、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0を係数テーブルtとして選択する。
【０１９３】
基本周波数及びピッチゲインと選択されるテーブルとの関係を図１０に示す。
【０１９４】
そして、係数決定部２４は、その選択された係数テーブルtの各係数wt(i)を係数wO(i)とする。すなわち、wO(i)=wt(i)とする。言い換えれば、係数決定部２４は、選択された係数テーブルtから各次数iに対応する係数wt(i)の大きさを取得し、取得された各次数iに対応する係数wt(i)をwO(i)とする。
【０１９５】
その後、係数決定部２４は、第一実施形態と同様にして、係数wO(i)を自己相関RO(i)に乗じることにより、変形自己相関R'O(i)を求める。
【０１９６】
＜第三実施形態の第三変形例＞
第三実施形態の第一変形例では、基本周波数と負の相関関係にある値を１個の閾値と比較し、また、ピッチゲインと正の相関関係にある値を１個の閾値と比較することにより係数テーブルを決定したが、第三実施形態の第三変形例はこれらの値のそれぞれを２個以上の閾値と比較し、これらの比較結果に応じて係数wO(i)を決定するものである。
【０１９７】
第三実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第三実施形態と同じ図７と図８である。第三実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なる部分以外は、第三実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【０１９８】
係数テーブル記憶部２５には、係数テーブルt0, t1, t2が記憶されている。３個の係数テーブルt0, t1, t2には、少なくとも一部のiについてwt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)であり、それ以外のiのうちの少なくとも一部の各iについてwt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)であり、残りの各iについてwt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)であるように定められた係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)、係数wt1(i) (i=0,1,…,Pmax)、係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)がそれぞれ格納されている。ただし、i=0の係数wt0(0), wt1(0), wt2(0)については、wt0(0)≦wt1(0)≦wt2(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wt0(0)>wt1(0)または／およびwt1(0)>wt2(0)の関係にある値であってもよい。
【０１９９】
ここで、0<fth1<fth2という関係を満たす閾値fth1,fth2と、0<gth1<gth2という関係を満たす閾値gth1, gth2とが定められているとする。
【０２００】
係数決定部２４は、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲の少なくとも２つの範囲について、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さいときに決定される係数がピッチゲインと正の相関関係にある値が大きいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれ、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲の少なくとも２つの範囲について、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が大きいときに決定される係数が周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が小さいときに決定される係数よりも大きい場合が含まれるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルを選択して、選択された係数テーブルに格納されている係数を係数wO(i)として得る。
【０２０１】
ここで、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲とは、例えば、基本周波数と負の相関関係にある値<fth1の範囲（すなわち、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が小さい範囲）、fth1≦基本周波数と負の相関関係にある値<fth2の範囲（すなわち、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が中程度の範囲）、fth2≦基本周波数と負の相関関係にある値の範囲（すなわち、周期又は周期の量子化値又は基本周波数と負の相関関係にある値が大きい範囲）、の３つの範囲のことである。
【０２０２】
また、ピッチゲインと正の相関関係にある値が取り得る範囲を構成する３つの範囲とは、例えば、ピッチゲインと正の相関関係にある値≦gth1の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が小さい範囲）、gth1<ピッチゲインと正の相関関係にある値≦gth2の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が中程度の範囲）、gth2<ピッチゲインと正の相関関係にある値の範囲（すなわち、ピッチゲインと正の相関関係にある値が大きい範囲）、の３つの範囲のことである。
【０２０３】
係数決定部２４は、例えば、
(1) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0の各係数wt0(i)が係数wO(i)として選択され、
(2) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(3) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(4) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(5) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(6) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(7) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(8) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択され、
(9) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt2の各係数wt2(i)が係数wO(i)として選択されるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルから係数wO(i)を選択する。
【０２０４】
言い換えれば、(1)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0から係数が取得され、(9)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt2から係数が取得され、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0,t1,t2の何れかの係数テーブルから係数が取得される。
【０２０５】
また、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定部２４により係数テーブルt1から係数が取得される。
【０２０６】
さらに、k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【０２０７】
＜第三実施形態の第三変形例の具体例＞
以下、第三実施形態の第三変形例の具体例について説明する。ここでは、第三実施形
態の第二変形例の具体例と異なる部分を中心に説明する。
【０２０８】
線形予測分析装置２には、ハイパスフィルタを通り、12.8 kHzにサンプリング変換され、プリエンファシス処理をされた１フレームあたりNサンプルのディジタル音響信号である入力信号XO(n) (n=0,1,…,N-1)と、周期についての情報として現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn)（ただし、Nnは、Nn<Nという関係を満たす所定の正の整数。）について周期計算部９４０で求めた周期Tと、ピッチゲインについての情報として現フレームの一部の入力信号XO(n) (n=0, 1, …, Nn)についてピッチゲイン計算部９５０で求めたピッチゲインGとが入力される。
【０２０９】
本具体例では、閾値fth1は80であり、閾値fth2は160であり、閾値gth1は0.3であり、閾値gth2は0.6である。
【０２１０】
係数決定部２４には、周期TとピッチゲインGとが入力される。
【０２１１】
係数決定部２４は、周期Tが閾値fth1=80より小さく、かつ、ピッチゲインGが閾値gth2=0.6より大きい場合には、すなわち、周期が短くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0を係数テーブルｔとして選択する。
【０２１２】
また、係数決定部２４は、周期Tが閾値fth1=80より小さく、かつ、ピッチゲインGが閾値gth2=0.6以下の場合には、すなわち、周期が短くピッチゲインが中程度又は小さい場合には、係数テーブルt1を係数テーブルｔとして選択する。
【０２１３】
また、係数決定部２４は、周期Tが閾値fth1=80以上かつfth2=160未満、かつ、ピッチゲインGが閾値gth1=0.3より大きい場合には、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが大きい又は中程度である場合には、係数テーブルt1を係数テーブルｔとして選択する。
【０２１４】
また、係数決定部２４は、周期Tが閾値fth1=80以上かつfth2=160未満、かつ、ピッチゲインGが閾値gth1=0.3以下の場合には、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt2を係数テーブルｔとして選択する。
【０２１５】
さらに係数決定部２４は、周期Tが閾値fth2=160以上の場合には、すなわち周期が長い場合には、係数テーブルt2を係数テーブルｔとして選択する。
【０２１６】
＜第三実施形態の第四変形例＞
第三実施形態では複数個の係数テーブルのうち何れか１つのテーブルに記憶された係数を係数wO(i)として決定したが、第三実施形態の第四変形例はこれに加えて複数個の係数テーブルに記憶された係数に基づく演算処理により係数wO(i)を決定する場合を含む。
【０２１７】
第三実施形態の第四変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第三実施形態と同じ図７と図８である。第三実施形態の第四変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なり、係数テーブル記憶部２５に記憶されている係数テーブルが異なる部分以外は、第三実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【０２１８】
係数テーブル記憶部２５には、係数テーブルt0とt2のみが記憶されており、係数テーブルt0には係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されている。２個の係数テーブルt0, t2のそれぞれには、少なくとも一部の各iについてwt0(i)<wt2(i)であり、残りの各iについてwt0(i)≦wt2(i)となるように定められた係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)と係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されている。ただし、i=0の係数wt0(0), wt2(0)については、wt0(0)≦wt2(0)の関係を満たしていることは必須ではなく、wt0(0)>wt2(0)の関係にある値であってもよい。
【０２１９】
ここで、0<fth1'<fth2'という関係を満たす閾値fth1',fth2'と、0<gth1<gth2という関係を満たす閾値gth1, gth2とが定められているとする。
【０２２０】
係数決定部２４は、例えば、
(1) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0の各係数wt0(i)が係数wO(i)として選択され、
(2) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(3) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth2'より大きく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が高くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(4) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(5) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(6) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'よりも大きく閾値fth2'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が中程度でありピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(7) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが大きいと判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(8) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが中程度と判断された場合には、係数テーブルt0,t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(9) 基本周波数と正の相関関係にある値が閾値fth1'以下であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、基本周波数が低くピッチゲインが小さいと判断された場合には、係数テーブルt2の各係数wt2(i)が係数wO(i)として選択されるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルから係数wO(i)を選択し、または、求める。
【０２２１】
言い換えれば、(1)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0から係数が取得され、(9)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt2から係数が取得され、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるか、係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数が求められ、また、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定部２４により係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数が求められる。
【０２２２】
さらに、k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【０２２３】
係数テーブルt0とt2から取得した各係数からの係数を求める方法としては、例えば、係数テーブルt0の各係数wt0(i)と係数テーブルt2の各係数wt2(i)とを用いて、wO(i)=β'×wt0(i)+(1-β')×wt2(i)により係数wO(i)を決定する方法がある。
【０２２４】
ここで、β'は0≦β'≦1であり、基本周波数Pが高くピッチゲインGが大きいほどβ'の値も大きくなり、基本周波数Pが小さくピッチゲインGが小さいほどβ'の値も小さくなる関数β'=c(P,G)により、基本周波数P及びピッチゲインGから求める値である。
【０２２５】
このように、w0(i)を求めることにより、係数決定部２４にはwt0(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwt2(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数を得る場合のうちの基本周波数Pが高くピッチゲインGが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数を得る場合のうちの基本周波数Pが低くピッチゲインGが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【０２２６】
＜第三実施形態の第五変形例＞
第三実施形態では複数個の係数テーブルのうち何れか１つのテーブルに記憶された係数を係数wO(i)として決定したが、第三実施形態の第五変形例はこれに加えて複数個の係数テーブルに記憶された係数に基づく演算処理により係数wO(i)を決定する場合を含む。
【０２２７】
第三実施形態の第五変形例の線形予測分析装置２の機能構成とフローチャートは、第三実施形態と同じ図７と図８である。第三実施形態の第五変形例の線形予測分析装置２は、係数決定部２４の処理が異なり、係数テーブル記憶部２５に記憶されている係数テーブルが異なる部分以外は、第三実施形態の線形予測分析装置２と同じである。
【０２２８】
係数テーブル記憶部２５には、係数テーブルt0とt2のみが記憶されており、係数テーブルt0には係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されており、係数テーブルt2には係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されている。２個の係数テーブルt0,t2のそれぞれには、少なくとも一部の各iについてwt0(i)<wt2(i)であり、残りの各iについてwt0(i)≦wt2(i)となるように定められた係数wt0(i) (i=0,1,…,Pmax)と係数wt2(i) (i=0,1,…,Pmax)が格納されている。
【０２２９】
ここで、0<fth1<fth2という関係を満たす閾値fth1,fth2と、0<gth1<gth2という関係を満たす閾値gth1, gth2とが定められているとする。
【０２３０】
係数決定部２４は、例えば、
(1) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0の各係数wt0(i)が係数wO(i)として選択され、
(2) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(3) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が短くピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(4) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(5) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(6) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth1以上であり閾値fth2より小さく、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が中程度でありピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(7) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth2より大きい場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが大きい場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(8) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1よりも大きく閾値gth2以下である場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが中程度である場合には、係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルの各係数が係数wO(i)として選択されるか、係数テーブルt0とt2の各係数から求まる係数が係数wO(i)とされ、
(9) 基本周波数と負の相関関係にある値が閾値fth2以上であり、かつ、ピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値gth1以下の場合、すなわち、周期が長くピッチゲインが小さい場合には、係数テーブルt2の各係数wt2(i)が係数wO(i)として選択されるように、係数テーブル記憶部２５に記憶された係数テーブルから係数wO(i)を選択し、または、求める。
【０２３１】
言い換えれば、(1)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0から係数が取得され、(9)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt2から係数が取得され、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の場合には係数決定部２４により係数テーブルt0, t2の何れかの係数テーブルから係数が取得されるか、係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数が求められ、
また、(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8)の少なくとも１つの場合には係数決定部２４により係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数が求められる。
【０２３２】
さらに、k=1,2,…,9として、(k)の場合に前記係数決定ステップで係数が取得される係数テーブルtjkの番号をjkとして、j1≦j2≦j3であり、j4≦j5≦j6であり、j7≦j8≦j9であり、j1≦j4≦j7であり、j2≦j5≦j8であり、j3≦j6≦j9である。
【０２３３】
係数テーブルt0とt2から取得した各係数からの係数を求める方法としては、例えば、係数テーブルt0の各係数wt0(i)と係数テーブルt2の各係数wt2(i)とを用いて、wO(i)=(1-β)×wt0(i)+β×wt2(i)により係数wO(i)を決定する方法がある。
【０２３４】
ここで、βは0≦β≦1であり、周期Tが長くピッチゲインGが小さいほどβの値が大きくなり、周期Tが短くピッチゲインGが大きいほどβの値が小さくなる関数β=b(T,G)により、周期T及びピッチゲインGから求める値である。
【０２３５】
このように、w O (i)を求めることにより、係数決定部２４にはwt0(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルとwt2(i) (i=0,1,…,Pmax)を記憶したテーブルの２つのテーブルだけを記憶しておくことで、係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数を得る場合のうちの周期Tが短くピッチゲインGが大きいときにはwh(i)に近い係数を得ることができ、逆に係数テーブルt0とt2から取得した各係数から係数を得る場合のうちの周期Tが長くピッチゲインGが小さいときにはwl(i)に近い係数を得ることができる。
【０２３６】
［第一実施形態から第三実施形態に共通の変形例］
図１１及び図１２に示すように、上述の全ての実施形態及び変形例において、係数乗算部２２を含まず、予測係数計算部２３において係数wO(i)と自己相関RO(i)とを用いて線形予測分析を行ってもよい。図１１と図１２は、それぞれ図１と図７に対応する線形予測分析装置２の構成例である。この場合は、予測係数計算部２３は、図１３に示すように、係数wO(i)と自己相関RO(i)とが乗算されたものである変形自己相関R'O(i)ではなく、係数wO(i)と自己相関RO(i)とを直接用いて線形予測分析を行う（ステップＳ５）。
【０２３７】
[第四実施形態］
第四実施形態は、入力信号XO(n)に対して従来の線形予測分析装置を用いて線形予測分析を行い、その線形予測分析の結果を用いて基本周波数計算部及びピッチゲイン計算部でそれぞれ基本周波数及びピッチゲインを得て、得られた基本周波数及びピッチゲインに基づく係数wO(i)を用いて本発明の線形予測分析装置により線形予測係数に変換可能な係数を求めるものである。
【０２３８】
第四実施形態の線形予測分析装置３は、図１４に示すように、第一線形予測分析部３１、線形予測残差計算部３２、基本周波数計算部３３、ピッチゲイン計算部３６、第二線形予測分析部３４を例えば備えている。
【０２３９】
[第一線形予測分析部３１］
第一線形予測分析部３１は、従来の線形予測分析装置１と同じ動作をする。すなわち、第一線形予測分析部３１は、入力信号XO(n)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を求め、自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)と予め定めた係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)とを同じiごとに乗じることにより変形自己相関R' O(i) (i=0,1,…,Pmax)を求め、変形自己相関R' O(i) (i=0,1,…,Pmax)から1次から予め定めた最大次数であるPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める。
【０２４０】
[線形予測残差計算部３２］
線形予測残差計算部３２は、入力信号XO(n)に対して、1次からPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数に基づく線形予測や線形予測と等価なまたは類似したフィルタリング処理を行って線形予測残差信号XR(n)を求める。フィルタリング処理は重み付け処理とも言えるので、線形予測残差信号XR(n)は重み付け入力信号であるともいえる。
【０２４１】
[基本周波数計算部３３]
基本周波数計算部３３は、線形予測残差信号XR(n)の基本周波数Pを求め、基本周波数についての情報を出力する。基本周波数を求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。基本周波数計算部３３は、例えば、現フレームの線形予測残差信号XR (n) (n=0, 1, …, N-1)を構成する複数個のサブフレームのそれぞれについて基本周波数を求める。すなわち、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXRs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XRsM(n) (n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれの基本周波数であるPs1, …, PsMを求める。NはMで割り切れるとする。基本周波数計算部３３は、次に、現フレームを構成するM個のサブフレームの基本周波数であるPs1, …, PsMのうちの最大値max(Ps1, …, PsM)を特定可能な情報を基本周波数についての情報として出力する。
【０２４２】
[ピッチゲイン計算部３６]
ピッチゲイン計算部３６は、線形予測残差信号XR(n)のピッチゲインGを求め、ピッチゲインについての情報を出力する。ピッチゲインを求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。ピッチゲイン計算部３６は、例えば、現フレームの線形予測残差信号XR (n) (n=0, 1, …, N-1)を構成する複数個のサブフレームのそれぞれについてピッチゲインを求める。すなわち、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXRs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XRsM(n) (n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれのピッチゲインであるGs1, …, GsMを求める。NはMで割り切れるとする。ピッチゲイン計算部３６は、次に、現フレームを構成するM個のサブフレームのピッチゲインであるGs1, …, GsMのうちの最大値max(Gs1, …, GsM)を特定可能な情報をピッチゲインについての情報として出力する。
【０２４３】
[第二線形予測分析部３４］
第二線形予測分析部３４は、本発明の第一実施形態の線形予測分析装置２、第二実施形態の線形予測分析装置２、第二実施形態の第二変形例の線形予測分析装置２、第三実施形態の線形予測分析装置２、第三実施形態の第二変形例の線形予測分析装置２、第三実施形態の第四変形例の線形予測分析装置２、第一実施形態から第三実施形態に共通の変形例の線形予測分析装置２、の何れかと同じ動作をする。すなわち、第二線形予測分析部３４は、入力信号XO(n)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を求め、基本周波数計算部３３が出力した基本周波数についての情報及びピッチゲイン計算部３６が出力したピッチゲインについての情報に基づいて係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)と決定した係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)とを用いて1次から予め定めた最大次数であるPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める。
【０２４４】
＜第四実施形態の変形例＞
第四実施形態の変形例は、入力信号XO(n)に対して従来の線形予測分析装置を用いて線形予測分析を行い、その線形予測分析の結果を用いて周期計算部及びピッチゲイン計算部でそれぞれ周期及びピッチゲインを得て、得られた周期及びピッチゲインに基づく係数wO(i)を用いて本発明の線形予測分析装置により線形予測係数に変換可能な係数を求めるものである。
【０２４５】
第四実施形態の変形例の線形予測分析装置３は、図１５に示すように、第一線形予測分析部３１、線形予測残差計算部３２、周期計算部３５、ピッチゲイン計算部３６、第二線形予測分析部３４を例えば備えている。第四実施形態の変形例の線形予測分析装置３の第一線形予測分析部３１と線形予測残差計算部３２はそれぞれ、第四実施形態の線形予測分析装置３と同様である。以下、第四実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０２４６】
[周期計算部３５]
周期計算部３５は、線形予測残差信号XR(n)の周期Tを求め、周期についての情報を出力する。周期を求める方法としては、様々な公知の方法が存在するので、公知の何れの方法を用いてもよい。周期計算部３５は、例えば、現フレームの線形予測残差信号XR (n) (n=0, 1, …, N-1)を構成する複数個のサブフレームのそれぞれについて周期を求める。すなわち、2以上の整数であるM個のサブフレームであるXRs1(n) (n=0, 1, …, N/M-1), …, XRsM(n)(n= (M-1)N/M, (M-1)N/M+1, …, N-1)のそれぞれの周期であるTs1, …, TsMを求める。NはMで割り切れるとする。周期計算部３５は、次に、現フレームを構成するM個のサブフレームの周期であるTs1, …, TsMのうちの最小値min(Ts1 …, TsM)を特定可能な情報を周期についての情報として出力する。
【０２４７】
[変形例の第二線形予測分析部３４］
第四実施形態の変形例の第二線形予測分析部３４は、本発明の第一実施形態の変形例の線形予測分析装置２、第二実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２、第二実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２、第三実施形態の第一変形例の線形予測分析装置２、第三実施形態の第三変形例の線形予測分析装置２、第三実施形態の第五変形例の線形予測分析装置２、第一実施形態から第三実施形態に共通の変形例の線形予測分析装置２、の何れかと同じ動作をする。すなわち、第二線形予測分析部３４は、入力信号XO(n)から自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)を求め、周期計算部３５が出力した周期についての情報及びピッチゲイン計算部３６が出力したピッチゲインについての情報に基づいて係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)を決定し、自己相関RO(i) (i=0,1,…,Pmax)と決定した係数wO(i) (i=0,1,…,Pmax)とを用いて1次から予め定めた最大次数であるPmax次までの線形予測係数に変換可能な係数を求める。
【０２４８】
＜基本周波数と正の相関関係にある値について＞
第一実施形態において基本周波数計算部９３０の具体例２として説明した通り、基本周波数と正の相関関係にある値として、前のフレームの信号処理においてLook-aheadとも呼ばれる先読みして利用するサンプル部分のうち現フレームのサンプルに対応する部分の基本周波数を用いてもよい。
【０２４９】
また、基本周波数と正の相関関係にある値として、基本周波数の推定値を用いてもよい。例えば、過去の複数フレームの基本周波数から予測される現在のフレームについての基本周波数の推定値や、過去の複数フレームについての基本周波数の平均値や最小値や最大値を、基本周波数の推定値として用いてもよい。また、複数サブフレームについての基本周波数の平均値や最小値や最大値を、基本周波数の推定値として用いてもよい。
【０２５０】
また、基本周波数と正の相関関係にある値として、基本周波数の量子化値を用いてもよい。すなわち、量子化前の基本周波数を用いてもよいし、量子化後の基本周波数を用いてもよい。
【０２５１】
さらに、基本周波数と正の相関関係にある値として、ステレオなどの複数チャネルの場合には何れか分析済みのチャネルについての基本周波数を用いてもよい。
【０２５２】
＜基本周波数と負の相関関係にある値について＞
第一実施形態において周期計算部９４０の具体例２として説明した通り、基本周波数と負の相関関係にある値として、前のフレームの信号処理においてLook-aheadとも呼ばれる先読みして利用するサンプル部分のうち現フレームのサンプルに対応する部分の周期Tを用いてもよい。
【０２５３】
また、基本周波数と負の相関関係にある値として、周期Tの推定値を用いてもよい。例えば、過去の複数フレームの基本周波数から予測される現在のフレームについての周期Tの推定値や、過去の複数フレームについての周期Tの平均値や最小値や最大値を、周期Tの推定値として用いてもよい。また、複数サブフレームについての周期Tの平均値や最小値や最大値を、周期Tの推定値として用いてもよい。もしくは過去の複数フレームの基本周波数およびLook-aheadとも呼ばれる先読みして利用するサンプル部分のうち現フレームのサンプルに対応する部分により予測される現フレームについての周期Tの推定値を用いてもよいし、同様に、過去の複数フレームの基本周波数およびLook-aheadとも呼ばれる先読みして利用するサンプル部分のうち現フレームのサンプルに対応する部分についての平均値や最小値や最大値を推定値として用いてもよい。
【０２５４】
また、基本周波数と負の相関関係にある値として、周期Tの量子化値を用いてもよい。すなわち、量子化前の周期Tを用いてもよいし、量子化後の周期Tを用いてもよい。
【０２５５】
さらに、基本周波数と負の相関関係にある値として、ステレオなどの複数チャネルの場合には何れか分析済みのチャネルについての周期Tを用いてもよい。
【０２５６】
＜ピッチゲインと正の相関関係にある値について＞
第一実施形態においてピッチゲイン計算部９５０の具体例２として説明した通り、ピッチゲインと正の相関関係にある値として、前のフレームの信号処理においてLook-aheadとも呼ばれる先読みして利用するサンプル部分のうち現フレームのサンプルに対応する部分のピッチゲインを用いてもよい。
【０２５７】
なお、上記の各実施形態及び各変形例の基本周波数と正の相関関係にある値や基本周波数と負の相関関係にある値やピッチゲインと正の相関関係にある値と閾値との比較においては、基本周波数と正の相関関係にある値や基本周波数と負の相関関係にある値やピッチゲインと正の相関関係にある値が閾値と同じ値である場合には、閾値を境として隣接する二つの場合の何れか一方に場合分けされるように設定すればよい。すなわち、ある閾値以上の場合としているところを当該閾値より大きい場合とするとともに、当該閾値より小さい場合としているところを当該閾値以下の場合としてもよい。また、ある閾値より大きい場合としているところを当該閾値以上の場合とするとともに、当該閾値以下の場合としているところを当該閾値より小さい場合としてもよい。
【０２５８】
上記装置及び方法において説明した処理は、記載の順にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。
【０２５９】
また、線形予測分析方法における各ステップをコンピュータによって実現する場合、線形予測分析方法が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、その各ステップがコンピュータ上で実現される。
【０２６０】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
【０２６１】
また、各処理手段は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【０２６２】
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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