[發(fā)明專利]借助于映射矩陣的寬頻帶語音合成

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00802584.3
• 申請日: 2000-11-01
• 公開（公告）號: CN1335980A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·米特;A·格里茨
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳霽,梁永

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字傳輸系統(tǒng)且尤其涉及一種允許在接收端將窄頻帶接收的語音信號例如電話信號頻帶(300-3400Hz)擴展到一個較寬頻帶(例如100-7000Hz)的擴展語音信號的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大多數(shù)現(xiàn)有的電信系統(tǒng)傳送語音帶寬限制在300-3400Hz(窄頻帶語音)。這足以滿足電話會談但是自然語音帶寬要更寬一些(100-7000Hz)。實際上，低頻帶(100-300Hz)和高頻帶(3400-7000Hz)對于聽覺舒適、語音自然度和更好地分辨講話者的聲音是非常重要的。因而這些頻段在電話受話器的再生將能強有力地改進電信系統(tǒng)的語音質(zhì)量。而且，在電話會談中，尤其當使用移動電話的時候，語音經(jīng)常被背景噪音干擾破壞。還有，電話網(wǎng)可以傳送由交換臺播放的音樂。因此，生成低頻帶和高頻帶的系統(tǒng)將都盡可能多地適合于語音而且將能減少噪音和提高音樂的主觀質(zhì)量。

專利號為5,581,652的美國專利描述了一種電碼本映射方法用于朝著低頻方向擴展語音信號的頻譜包絡(luò)。依照這個方法，由于利用如在Y.Linde，A.Buzo，R.M.Gray的論文“An?algorithm?for?Vector?Quantizer?Design”(IEEE?Transactions?on?Communications，Vol.COM-28，No?1，January?1980)中描述的矢量量化的訓(xùn)練過程，低頻帶綜合型濾波器系數(shù)生成于窄頻帶解析濾波器系數(shù)。這個訓(xùn)練過程能計算兩種不同的電碼本：一個用于擴展頻帶的擴展電碼本和一個用于窄頻帶的窄電碼本。所述窄電碼本是利用矢量量化從擴展電碼本計算而來以致擴展電碼本的每個矢量都和窄頻帶電碼本的矢量相聯(lián)系。于是低頻帶綜合型濾波器系數(shù)由這些電碼本計算而來。

但是，這個方法存在一些缺陷，它是導(dǎo)致卡嗒卡嗒背景音的原因。首先綜合型濾波器波形數(shù)局限于電碼本的大小。其次在擴展頻帶的擴展矢量不是非常地和從窄頻帶語音信號線性預(yù)測獲取的矢量相關(guān)。因此另一個被稱為擴展矩陣的方法得到了發(fā)展以便改進接收端信號質(zhì)量。

發(fā)明簡介

本發(fā)明的一個目的是提供一種方法用于在接收端把窄頻帶語音信號擴展為較寬頻帶的語音信號以便增加信號自然度和聽覺舒適度，由此得到更好的信號質(zhì)量。本發(fā)明尤其有益于電話系統(tǒng)(telephony?systems)。

依照本發(fā)明，在擴展矩陣法被應(yīng)用于語音信號之前檢測被接收到的語音信號的語音特性，所述擴展矩陣法具有取決于所述被檢測到的語音特性的系數(shù)。

在本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例中，所述具體特性被稱為調(diào)聲(voicing)，關(guān)系到濁音/清音在接收到的語音信號中的檢測存在，其可被已知方法檢測，已知方法的一個例子披露在W.B.Kleijn和K.K.Paliwal編寫的由Elsevier在1995年出版的手冊“Speech?Coding?and?Synthesis”中。然后從數(shù)據(jù)庫中計算矩陣，應(yīng)用如C.L.Lawson和R.J.Hanson在“Solving?Least?Squares?Problems”(Prentice-Hall，1974)中所描述的基于最小平方差準則的算法線性預(yù)測編碼(LPC)參數(shù)，或者基于在P.E.Gill，W.Murray和M.H.Wright的“Practical?Optimization”(Academic?Press出版，倫敦1981)中描述的約束最小平方的算法，根據(jù)檢測到的調(diào)聲劃分所述數(shù)據(jù)庫。

附圖簡要描述

本發(fā)明和附加的特征，可以隨意地用于實施本發(fā)明，從下文繪出的圖來看是明白的而且將被參照下文繪出的圖闡述。

圖1是表示依照本發(fā)明所述系統(tǒng)的總的示意圖。

圖2是說明依照本發(fā)明所述寬頻帶合成的接收機總的方框圖。

圖3是依照本發(fā)明一個優(yōu)先實施例所述的接收機總的方框圖。

圖4是說明依照本發(fā)明所述一個方法的方框圖。

圖5是表示在窄頻帶和擴展頻帶空間的連續(xù)的LSF的路徑示意圖。

附圖詳細描述

依照本發(fā)明所述系統(tǒng)的一個例子表示在圖1中。該系統(tǒng)是移動電話系統(tǒng)而且包括至少一個發(fā)射部分1(例如基站)和至少一個接收部分2(例如移動電話)，該移動電話系統(tǒng)能通過傳輸媒介3傳送語音信號。

本發(fā)明還包含在接收部分2改進傳送語音信號的聲頻質(zhì)量的接收機(圖2和3)和方法(圖4)。