[发明专利]线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法

说明书

本发明涉及线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法。目的在于，以较少的运算量对变换了内部采样频率后的线性预测合成滤波器进行估计。线性预测系数变换装置将利用第一采样频率计算出的第一线性预测系数变换成与第一采样频率不同的第二采样频率的第二线性预测系数，该线性预测系数变换装置具有如下的单元：根据第一线性预测系数或者其等价的参数，在单位圆的实轴上计算与第二采样频率下的第二线性预测系数对应的功率谱的单元；根据功率谱，在单位圆的实轴上计算自相关系数的单元；以及将自相关系数变换成第二采样频率的第二线性预测系数的单元。

本申请是申请日为2015年4月16日，国家申请号为201580021060.4(国际申请号为PCT/JP2015/061763)，发明名称为“线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及线性预测系数变换装置和线性预测系数变换方法。

背景技术

全极型的自回归模型是将声音音响编码方式中的短时间频谱包络常常用于模型化的方法，按照某个统一的单位或者所决定的长度的每帧来求出所输入的信号，对模型的参数进行编码，与其他参数一同作为传送信息发送给解码器。关于自回归模型，通过通常线性预测法来进行估计，且表示为线性预测合成滤波器。

作为最新的典型的声音音响编码方式，可列举出ITU-T建议G.718。在该建议中详细地记载了使用了线性预测合成滤波器的编码的典型的帧结构、线性预测合成滤波器的估计方法、编码方法、插值方法以及利用方法。另外，关于基于线性预测的声音音响编码方式，在参考文献2中也有详细记载。

于是，在能够对各种输入输出的采样频率进行处理、且以广泛的比特率进行工作、并且以帧为单位对它们进行切换的声音音响编码方式中，通常需要变更编码器的内部采样频率。此时，由于在解码器中也需要相同的动作，因此以与编码器相同的内部采样频率进行解码处理。图1中示出内部采样频率发生变化的例子。在该例子中，在帧i中内部采样频率为16000Hz，在紧挨着的前一帧i-1中为12800Hz。此时表示紧挨着的前一帧i-1的输入信号的特征的上述线性预测合成滤波器在以变更后的内部采样频率16000Hz对输入信号进行重采样时必须重新再次估计、或者必须变换成变更后的内部采样频率16000Hz。需要这样以变更后的内部采样频率求出线性预测合成滤波器的理由如下：为了得到当前的输入信号的某部分的线性预测合成滤波器的正确的内部状态、或为了得到在时间上更平稳的模型而进行插值。

如图2所示，作为根据某线性预测合成滤波器的特性而得到其他线性预测合成滤波器的方法有如下的方法：根据在频域中变换后的期望的频率响应，计算变换后的线性预测合成滤波器。在该例子中，首先，作为表示线性预测合成滤波器的参数，将LSF系数作为输入。这里，作为与线性预测系数等价的参数，也可以是一般公知的LSP系数、ISF系数、ISP系数、反射系数。首先，为了求出第一内部采样频率下的线性预测合成滤波器的功率谱Y(ω)，而计算线性预测系数(001)。在线性预测系数是已知的情况下该阶段可以省略。接着，计算由所求出的线性预测系数决定的线性预测合成滤波器的功率谱Y(ω)(002)。接着，修正所求出的功率谱以使其成为期望的功率谱Y’(ω)(003)。根据修正后的功率谱，求出自相关系数(004)。根据自相关系数，计算线性预测系数(005)。关于自相关系数与线性预测系数之间的关系，公知的是Yule-Walker方程式，作为其解法公知有Levinson-Durbin法。

该方法在上述线性预测合成滤波器的采样频率的变换中是有效的。一般在线性预测分析中，对于预读取来说利用与要编码的帧的信号相比在时间上未来的信号，但在利用解码器重新进行线性预测分析的情况下，无法使用该预读取信号。

如以上说明的那样，在具有2个不同的内部采样频率的声音音响编码方式中，要想对已知的线性预测合成滤波器的内部采样频率进行变换优选使用功率谱。然而，由于功率谱的计算为复数运算，因此存在运算量大的问题。

现有技术文献

非专利文献