Artificial bandwidth extension of speech excitation

Abstract

In this paper, a new approach that extends narrowband excitation signals to synthesize wide-band speech have been proposed. Bandwidth extension problem is analyzed using source-filter separation framework where a speech signal is decomposed into two independent components. For spectral envelope extension, our former work based on hidden Markov model have been used. For excitation signal extension, the proposed method moves the spectrum based on correlation analysis where the distance between the harmonics and the structure of the excitation signal are preserved in high-bands. In experimental studies, we also apply two other well-known extension techniques for excitation signals comparatively and evaluate the overall performance of proposed system using the PESQ metric. Our findings indicate that the proposed extension method outperforms other two techniques.

Öz: Bu çalışmada dar bantlı kaynak sinyallerinin bant genişliği artırılarak geniş bantlı konuşma sentezleyen yeni bir yaklaşım önerilmektedir. Bant genişletme problemi kaynak süzgeç analizinin yardımıyla iki bağımsız bileşen üzerinde ayrı ayrı ele alınmıştır. Süzgeç yapısını şekillendiren izgesel zarfı, saklı Markov modeli tabanlı geçmiş çalışmamızı kullanarak iyileştirirken, dar bantlı kaynak sinyalinin genişletilmesi için izgesel kopyalamaya dayalı yeni bir yöntem öneriyoruz. Bu yeni yöntemde dar bantlı kaynak sinyalinin yüksek frekans bileşenlerindeki harmonik yapısını, ilinti analizi ile genişletip geniş bantlı kaynak sinyali sentezlemekteyiz. Öne sürülen bu iyileştirmenin başarımını ölçebilmek için literatürde sıklıkla kullanılan iki ayrı genişletme yöntemi de karşılaştırmalı olarak degerlendirilmekte- dir. Deneysel çalışmalarda öne sürdüğümüz genişletmenin PESQ ölçütüyle nesnel başarımı gösterilmiştir.