A Study on an Improvement of the Performance by Spectrum Analysis with Variable Window in CELP Vocoder

CELP 부호화기에서 가변 윈도우 스펙트럼 분석에 의한 성능 향상에 관한 연구

In general CELP(Code Excited Linear Prediction) type vocoders provide good speech qualify around 4.8kbps. Among them, G.723.1 developed for Internet Phone and video-conferencing includes two vocoders, 5.3kbps ACELP(Algebraic-CELP) and 6.3kbps MP-MLQ(Multi-Pulse Maximum Likelihood Quantization) In order to improve the speech qualify in CELP vocoder, in this paper. we proposed a new spectrum analysis algorithm with variable window In CELP vocoder, the spectrum of the synthesised speech signal is distorted because the fixed size windows is used for spectrum analysis. So we have measured the spectral leakage and in order to minimize the spectral leakage have adjusted the window size. Applying this method G.723.1 ACELP, we can got SD(Spectral Distortion) reduction 0.084(dB), residual energy reduction 6.3$\%$ and MOS(Mean Opinion Score) improvement 0.1.

CELP 계열 음성부호화기는 대략 4.8kbps의 전송률로 음질 면에서 우수한 특성을 지닌다. 이중에서 인터넷폰과 화상회의를 위해 개발되어진 G.723.1 음성부호화기는 5.3kbps ACELP와 6.3kbps MP-MLQ 이중 전송률로 구성된다. 본 논문에서는 CELP 계열 음성부호화기의 음질 개선을 위해 가변 윈도우를 이용한 새로운 스펙트럼 분석 알고리즘을 제안한다. 기존의 방법에서는 스펙트럼 분석시 고정 윈도우를 사용하기 때문에 합성음의 스펙트럼의 경우 왜곡이 발생한다. 그러므로 스펙트럼 누설을 최소화하기 위해 조절되어진 윈도우를 사용하였다. 제안한 알고리즘을 G.723.1 ACELP에 적용한 실험결과에서 스펙트럼 왜곡은 0.084dB 정도 감소, 잔차 에너지는 6.3$\%$ 감소하였으며 이에 반해 MOS는 0.1 정도 개선되었다.