线性预测分析装置、方法、程序以及记录介质制造方法及图纸

自相关计算部(21)根据输入信号而计算自相关RO(i)。预测系数计算部(23)使用系数wO(i)和自相关RO(i)相乘得到的变形自相关R'O(i)而进行线性预测分析。在此，假设对于至少一部分的各阶数i，包含以下情况，即与各阶数i对应的系数wO(i)，具有随着与当前或者过去的帧中的输入信号的基本频率处于负的相关关系的值的增加而单调增加的关系。

Linear Predictive Analysis Device, Method, Program and Recording Media

【技术实现步骤摘要】
线性预测分析装置、方法、程序以及记录介质本专利技术是以下专利申请的分案申请：申请号：201480040536.4，申请日：2014年7月16日，专利技术名称：线性预测分析装置、方法、程序以及记录介质。
本专利技术涉及声音信号、音响信号、心电图、脑电波、脑磁图、地震波等数字时间序列信号的分析技术。
技术介绍
在声音信号、音响信号的编码中，广泛使用基于对所输入的声音信号或音响信号进行线性预测分析而得到的预测系数进行编码的方法(例如，参照非专利文献1、2)。在非专利文献1至3中，由图15中例示的线性预测分析装置计算预测系数。线性预测分析装置1具备自相关计算部11、系数乘法部12以及预测系数计算部13。作为所输入的时域的数字声音信号或数字音响信号的输入信号，按N个样本的每个帧而进行处理。将在当前时刻设为处理对象的帧即当前帧的输入信号设为XO(n)(n＝0,1,…,N-1)。n表示输入信号中的各样本的样本号，N是预定的正整数。在此，当前帧的前一帧的输入信号是XO(n)(n＝-N,-N+1,…,-1)，当前帧的后一帧的输入信号是XO(n)(n＝N,N+1,…,2N-1)。[自相关计算部11]线性预测分析装置1的自相关计算部11根据输入信号XO(n)，通过式(11)求出自相关RO(i)(i＝0,1,…,Pmax)。Pmax是小于N的预定的正整数。[数1][系数乘法部12]接着，系数乘法部12通过按每个相同的i对自相关RO(i)乘以预先决定的系数wO(i)(i＝0,1,…,Pmax)，从而求出变形自相关R'O(i)(i＝0,1,…,Pmax)。即，通过式(12)求出变形自相关R'O(i)。[数2]R'O(i)＝RO(i)×wO(i)(12)[预测系数计算部13]然后，预测系数计算部13使用R'O(i)，例如通过莱文森-德宾(Levinson-Durbin)法等，求出能够变换为从一阶到预先决定的最大阶数即Pmax阶为止的线性预测系数的系数。能够变换为线性预测系数的系数是指，PARCOR系数KO(1),KO(2),…,KO(Pmax)或线性预测系数aO(1),aO(2),…,aO(Pmax)等。在作为非专利文献1的国际标准ITU-TG.718或作为非专利文献2的国际标准ITU-TG.729中，作为系数wO(i)而使用预先求出的60Hz的带宽的固定系数。具体而言，系数wO(i)如式(13)那样使用指数函数而定义，在式(3)中使用了f0＝60Hz这样的固定值。fs是采样频率。[数3]在非专利文献3中记载了使用基于上述的指数函数以外的函数的系数的例子。但是，此处使用的函数是基于采样周期t(相当于与fs对应的周期)和预定的常数a的函数，仍然使用固定值的系数。[现有技术文献][非专利文献][非专利文献1]ITU-TRecommendationG.718,ITU,2008.[非专利文献2]ITU-TRecommendationG.729,ITU,1996[非专利文献3]Yoh'ichiTohkura,FumitadaItakura,Shin'ichiroHashimoto,"SpectralSmoothingTechniqueinPARCORSpeechAnalysis-Synthesis",IEEETrans.onAcoustics,Speech,andSignalProcessing,Vol.ASSP-26,No.6,1978
技术实现思路
专利技术要解决的课题在以往的声音信号、音响信号的编码中使用的线性预测分析方法中，使用对自相关RO(i)乘以固定的系数wO(i)而得到的变形自相关R'O(i)，求出了能够变换为线性预测系数的系数。从而，在如不需要基于对自相关RO(i)乘以系数wO(i)的变形的、即就算不是使用变形自相关R'O(i)而是使用自相关RO(i)其本身而求出了能够变换为线性预测系数的系数，在与能够变换为线性预测系数的系数对应的频谱包络中频谱的峰值也不会变得过大的输入信号的情况下，通过对自相关RO(i)乘以系数wO(i)，与通过变形自相关R'O(i)求出的能够变换为线性预测系数的系数对应的频谱包络近似于输入信号XO(n)的频谱包络的精度可能会降低，即线性预测分析的精度可能会降低。本专利技术的目的在于提供一种与以往相比分析精度高的线性预测分析方法、装置、程序以及记录介质。用于解决课题的方案本专利技术的一个方式的线性预测分析方法是，按作为预定时间区间的每个帧，求出与输入时间序列信号对应的能够变换为线性预测系数的系数的线性预测分析方法，该线性预测分析方法包括：自相关计算步骤，至少关于i＝0,1,…,Pmax的每一个，计算当前的帧的输入时间序列信号XO(n)和i样本以前的输入时间序列信号XO(n-i)或者i样本以后的输入时间序列信号XO(n+i)的自相关RO(i)；以及预测系数计算步骤，使用系数wO(i)和自相关RO(i)按对应的每个i相乘得到的变形自相关R’O(i)，求出能够变换为1阶到Pmax阶为止的线性预测系数的系数，对于至少一部分的各阶数i，包含以下情况：与各阶数i对应的系数wO(i)，具有随着基于当前或者过去的帧中的输入时间序列信号的周期、或者周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值的增加而单调增加的关系。本专利技术的一个方式的线性预测分析方法是，按作为预定时间区间的每个帧，求出与输入时间序列信号对应的能够变换为线性预测系数的系数的线性预测分析方法，该线性预测分析方法包括：自相关计算步骤，至少关于i＝0,1,…,Pmax的每一个，计算当前的帧的输入时间序列信号XO(n)和i样本以前的输入时间序列信号XO(n-i)或者i样本以后的输入时间序列信号XO(n+i)的自相关RO(i)；系数决定步骤，设为在两个以上的系数表格的每一个中i＝0,1,…,Pmax的各阶数i和与各阶数i对应的系数wO(i)相关联而存储，使用基于当前或者过去的帧中的输入时间序列信号的周期、或者周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值，从两个以上的系数表格中的一个系数表格取得系数wO(i)；以及预测系数计算步骤，使用所取得的系数wO(i)和自相关RO(i)按对应的每个i相乘得到的变形自相关R'O(i)，求出能够变换为1阶到Pmax阶为止的线性预测系数的系数，将两个以上的系数表格中的、在周期、或者周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值为第一值的情况下在系数决定步骤中取得系数wO(i)的系数表格作为第一系数表格，将两个以上的系数表格中的、在周期、或者周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值为大于第一值的第二值的情况下在系数决定步骤中取得系数wO(i)的系数表格作为第二系数表格，对于至少一部分的各阶数i，第二系数表格中的与各阶数i对应的系数，大于第一系数表格中的与各阶数i对应的系数。本专利技术的一个方式的线性预测分析方法是，按作为预定时间区间的每个帧，求出与输入时间序列信号对应的能够变换为线性预测系数的系数的线性预测分析方法，该线性预测分析方法包括：自相关计算步骤，至少关于i＝0,1,…,Pmax的每一个，计算当前的帧的输入时间序列信号XO(n)和i样本以前的输入时间序列信号XO(n-i)或者i样本以后的输入时间序列信号XO(n+i)的自相关RO(i本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性预测分析方法，按作为预定时间区间的每个帧，求出与输入时间序列信号对应的能够变换为线性预测系数的系数，该线性预测分析方法包括：自相关计算步骤，至少关于i＝0,1,…,Pmax的每一个，计算当前的帧的输入时间序列信号XO(n)和i样本以前的输入时间序列信号XO(n‑i)或者i样本以后的输入时间序列信号XO(n+i)的自相关RO(i)；以及预测系数计算步骤，使用系数和所述自相关RO(i)按对应的每个i相乘得到的变形自相关R'O(i)，求出能够变换为1阶到Pmax阶为止的线性预测系数的系数，该线性预测分析方法还包括：系数决定步骤，设为在系数表格t0中存储了系数wt0(i)，在系数表格t1中存储了系数wt1(i)，在系数表格t2中存储了系数wt2(i)，使用基于当前或者过去的帧中的输入时间序列信号的周期、周期的估计值、周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值，从所述系数表格t0,t1,t2中的一个系数表格取得系数，设为根据所述周期、周期的估计值、周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值，分类为周期短的情况、周期为中等程度的情况、周期长的情况中的其中一个情况，将周期短的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t0，将周期为中等程度的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t1，将周期长的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t2，从而关于至少一部分i为wt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)，关于除此以外的i中的至少一部分的各i为wt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)，关于剩余的各i为wt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)。...

【技术特征摘要】
2013.07.18 JP 2013-1491601.一种线性预测分析方法，按作为预定时间区间的每个帧，求出与输入时间序列信号对应的能够变换为线性预测系数的系数，该线性预测分析方法包括：自相关计算步骤，至少关于i＝0,1,…,Pmax的每一个，计算当前的帧的输入时间序列信号XO(n)和i样本以前的输入时间序列信号XO(n-i)或者i样本以后的输入时间序列信号XO(n+i)的自相关RO(i)；以及预测系数计算步骤，使用系数和所述自相关RO(i)按对应的每个i相乘得到的变形自相关R'O(i)，求出能够变换为1阶到Pmax阶为止的线性预测系数的系数，该线性预测分析方法还包括：系数决定步骤，设为在系数表格t0中存储了系数wt0(i)，在系数表格t1中存储了系数wt1(i)，在系数表格t2中存储了系数wt2(i)，使用基于当前或者过去的帧中的输入时间序列信号的周期、周期的估计值、周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值，从所述系数表格t0,t1,t2中的一个系数表格取得系数，设为根据所述周期、周期的估计值、周期的量化值、或者与基本频率处于负的相关关系的值，分类为周期短的情况、周期为中等程度的情况、周期长的情况中的其中一个情况，将周期短的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t0，将周期为中等程度的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t1，将周期长的情况下在所述系数决定步骤中取得系数的系数表格作为系数表格t2，从而关于至少一部分i为wt0(i)<wt1(i)≦wt2(i)，关于除此以外的i中的至少一部分的各i为wt0(i)≦wt1(i)<wt2(i)，关于剩余的各i为wt0(i)≦wt1(i)≦wt2(i)。2.一种线性预测分析装置，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：镰本优，守谷健弘，原田登，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP