(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応差分ＰＣＭ符号化された符号化音声信号と音声の有音区間と無音区間のいずれかを示す音声検出フラグとが多重変調され有声区間のみ送信された信号を受信して復調する受信復調器と、該受信復調器からの復調信号を前記符号化音声信号と前記音声検出フラグとに分離する多重分離器と、前記多重分離器から出力された音声検出フラグが有音区間を示すとき予測係数を用いて前記適応差分ＰＣＭ符号化信号を復号し再生音声として出力するとともに、前記音声検出フラグが無音区間を示すとき前記予測係数を用いて内部で発生させたランダム符号を復号し無音区間の再生雑音として擬似背景雑音を出力する適応差分ＰＣＭ復号器と、前記予測係数のフレーム毎の平均値を求めて更新保持する予測係数保持器を備えた音声復号装置において、 
前記音声検出フラグが無音区間から有音区間に変わったとき、予め定められた時間、前記予測係数保持器における前記予測係数のフレーム毎の平均値の更新保持を中止することを特徴とする音声復号装置。 
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は音声復号装置に関するもので、特に符号化方式に適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣＭ）方式を適応した受信信号を復号する音声復号装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音声による通信が行われている場合、どちらか一方が発声している時間率は約３５％であるといわれている。
近年、個人主体の通信であるパーソナルコミュニケーションがその範囲を拡大してきている。そこでは携帯に便利な端末を利用した音声通信が主体である。このような携帯端末に要求される事項として、第一に、コードレス化が挙げられる。第二に、携帯に便利なように電池が使用され長時間にわたる使用に耐える必要があるため回路消費電力の低減化が要求されている。
【０００３】
回路消費電力の従来以上の低減方法として、音声の発声時間率に着目し、発声している時のみ送信回路を動作させ、その他の送信時間は回路を休止状態にする方法がある。このような技術を実現するためには送信側に音声検出機能を設けて不連続送信装置を付加すれば良い。
その場合に問題となるのは受信側である。すなわち、受信側では再生音声が断続するために非常に不愉快な音声になる。この原因は音声を伝送しているときは音声に背景雑音が重畳されているが、音声が伝送されないときは背景雑音も伝送されず、背景雑音が音声信号の持続の時のみ変調されて伝送されるためであることが知られている。
【０００４】
このような問題点を解決する方法として、受信側で、音声信号が伝送されてこない間は送信側の背景雑音に類似した擬似雑音を発声させる方法が知られている。
図３は、上記の一例を説明する従来の音声復号装置のブロック図である。図３において、１はアンテナ、２は受信復調器であり、送信側符号化器の音声検出器で検出された音声の有り無しを示す音声検出フラグとＡＤＰＣＭ符号化データとが多重され変調された変調波を受信復調する。
３は受信復調された信号ａをＡＤＰＣＭ符号化データｃと音声検出フラグｂとに分離する多重分離器である。５は制御器であり、多重分離器３からの音声検出フラグｂを受け、制御信号（リセットパルス）ｄと、有音／無音を示す制御信号ｅを出力する。
【０００５】
４はＡＤＰＣＭ復号器であり、制御器５からの制御信号ｄによって予測係数が“０”にリセットされ、有音区間は多重分離器３からのＡＤＰＣＭ符号化データｃを復号し、無音区間は、擬似背景雑音用に内部発生させたランダムＡＤＰＣＭ符号化データを、予測係数保持器７から入力される予測係数によって復号する。７は予測係数保持器であり、ＡＤＰＣＭ復号器４の内部変数である予測係数を抽出し、フレーム毎に平均値を計算して記憶更新するとともに、制御器５からの制御信号ｅにより無音区間はその直前の予測係数を保持しながらＡＤＰＣＭ復号器４に与える。８はスピーカである。
【０００６】
図４は送信側の源音と音声復号装置の各部の信号波形を示すタイムチャートである。
図の最上段は送信側の源音の波形であり、音声と背景雑音が重畳されている。２段目は送信側から送られ多重分離器３で分離した音声検出フラグｂであり、有音区間は“１”、無音区間は“０”である。この例では、無音区間中に誤って短時間有音を示している。３段目は制御器５から出力されるリセット信号ｄを示す。
４段目のｘは、源音（音声＋背景雑音）に対する予測係数のうち２次の予測係数ａｌ（ｔ）の時間変化を示す波形である。次の段のｊは、ＡＤＰＣＭ復号器４の予測係数ａｌ（ｔ）の時間変化を示す波形であり、有音区間はｘと同じであるが、無音区間は予測係数保持器７から入力され擬似背景雑音を復号する予測係数の時間変化を示す。
【０００７】
図３と図４を用いて従来の装置の動作を説明する。
音声検出フラグとＡＤＰＣＭ符号化データが多重化された変調波をアンテナ１で受け、受信復調器２で受信復調して多重分離器３に復調信号ａを送る。ここでいう音声検出フラグとは送信側符号化器の入力音声の音声が有る部分（有音区間）と無い部分（無音区間）を音声検出器で検出した結果を示す信号である。
多重分離器３では、音声検出フラグｂとＡＤＰＣＭ符号化データｃに分離する。この場合ＡＤＰＣＭ符号化データｃは５ｍｓｅｃを１フレームとしている。５ｍｓｅｃ毎に音声検出フラグｂが制御器５に送られる。
【０００８】
制御器５では、音声検出フラグｂを受けて、有音区間から無音区間に移行するときと、無音区間から有音区間に移行するときにＡＤＰＣＭ復号器４に対して制御信号（リセットパルス）ｄを出力する。この制御信号ｄは、ＡＤＰＣＭ復号器４内の予測係数等の決められた変数を初期化するためのもので、ここでは音声検出による送信停止時及び、送信開始時の送信側符号化器の内部の状態と、受信側復号器の内部の状態を同じにするために各移行時にリセットをかける。このリセットがないと、音声検出による送信断後、符号化器と復号器との内部状態が異なり、復号器で復号した再生音声の音質を劣化させてしまう。制御信号ｄによりＡＤＰＣＭ復号器４にリセットがかかる。また、ＡＤＰＣＭ復号器４は無音区間では変調信号が途絶えてしまうため、自ら擬似背景雑音を生成するためにＡＤＰＣＭ符号化データｃが取り得る範囲のランダムなデータを内部生成してそのデータを予測係数保持器７から入力される予測係数によって復号する。
【０００９】
予測係数保持器７は、送信断時のＡＤＰＣＭ復号器４で生成した擬似背景雑音に実際の雑音のスペクトラム情報を付加するために、ＡＤＰＣＭ復号器４内の予測係数を抽出してフレーム毎に平均値を計算して更新保持し、制御信号ｅにより無音区間を検知したとき有音区間の最後のフレームの予測係数の平均値を保持して擬似背景雑音に与える。この効果でランダムなデータを用いて復号しても実際の符号化器側の音声に重畳されている背景雑音と似た音色を持つ擬似背景雑音が生成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、図４のｘは、源音（音声＋背景雑音）に対する予測係数のうち、例えば２次の予測係数ａ１（ｔ）の時間変化を示す。
音声検出フラグが音声検出器の判定誤りや、伝送路上でのフェージング等の影響により誤り、図４の音声検出フラグｂのように無声区間中のＢ区間が有声区間として処理された場合、図４のｊのＡ区間の最後でリセットがかかる。このリセットにより“０”になった予測係数はＢ区間で背景雑音に対する値に立ち上がっていく。ここでＢ区間が極めて短い区間（例えば５フレーム）ののち再び無音区間になると、次のＣ区間（無音区間）で、予測係数が立ち上がる前の値を保持して擬似背景雑音を作るため、区間Ｃでは実際の背景雑音とは異なった音色の雑音になっしまい、受話者が違和感を感じてしまう。すなわち図４の区間Ａと区間Ｃの擬似背景雑音が異なった音質になってしまい耳障りであるという欠点がある。
【００１１】
本発明の目的は、ＡＤＰＣＭ音声符号化方式における従来技術の問題点である受信側の再生音声信号に挿入される擬似背景雑音の不自然さを解消した音声復号装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声復号装置は、適応差分ＰＣＭ符号化された符号化音声信号と音声の有音区間と無音区間のいずれかを示す音声検出フラグとが多重変調され有声区間のみ送信された信号を受信して復調する受信復調器と、該受信復調器からの復調信号を前記符号化音声信号と前記音声検出フラグとに分離する多重分離器と、前記多重分離器から出力された音声検出フラグが有音区間を示すとき予測係数を用いて前記適応差分ＰＣＭ符号化信号を復号し再生音声として出力するとともに、前記音声検出フラグが無音区間を示すとき前記予測係数を用いて内部で発生させたランダム符号を復号し無音区間の再生雑音として擬似背景雑音を出力する適応差分ＰＣＭ復号器と、前記予測係数のフレーム毎の平均値を求めて更新保持する予測係数保持器を備えた音声復号装置において、 
前記音声検出フラグが無音区間から有音区間に変わったとき、予め定められた時間、前記予測係数保持器における前記予測係数のフレーム毎の平均値の更新保持を中止することを特徴とするものである。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明の音声復号装置の構成例図である。
図１において、アンテナ１、受信復調器２、多重分離器３、ＡＤＰＣＭ復号器４、制御器５、予測係数保持器７、スピーカ８は従来と同じである。
６は、制御器５からの制御信号を受けて予測係数保持器７の動作を制御する補助制御器である。
７は、ＡＤＰＣＭ復号器４の内部変数である予測係数ｇを抽出してフレーム毎に平均値を計算し、制御器５、及び補助制御器６からの制御信号ｆにより平均値の記憶と更新を行い、その値ｈをＡＤＰＣＭ復号器４に与える予測係数保持器である。
【００１４】
次に、図１の本発明の実施例の動作について説明する。
補助制御器６及び予測係数保持器７の動作以外は従来技術と同じであるため、図４を参照して従来技術と異なるところを説明する。
制御器５から音声検出フラグによる有音，無音のいずれかを示す制御信号ｅを受けた補助制御器６は、有音区間から有音区間に切り変わったとき、リセットされた予測係数が立ち上がるまでの間、予測係数保持器７の更新を中止させたままにしておく保持器更新信号ｆ、即ち無音区間を示す音声検出フラグを予測係数保持器７に出力する。予測係数保持器７は保持器更新信号ｆに従って更新／中止の動作を行う。
【００１５】
図２は本発明の要部をなす補助制御器６の詳細ブロック図である。図において、６１は制御信号ｅを受けて有音区間カウンタ６２の更新及びリセットをするカウンタ制御器である。６２は有音区間をカウントする有音区間カウンタである。６３は、有音カウンタのカウント値と決められた定数の値を比較して結果を保持器更新制御器６４に出力する比較器である。６４は比較器６３の比較結果を受けて保持器更新信号ｆを出力する保持器更新制御器である。
【００１６】
次に、補助制御器６の動作について説明する。
補助制御器６は、制御器５から入力される制御信号ｅ（音声検出フラグ）が無音区間から有音区間に変わったときの短時間を除き、有音区間中および無音区間中を示している間はその音声検出フラグｅに対応した保持器更新信号ｆを出力する。さらに、無音区間から有音区間に変わったとき、その有音区間に変わった時点からフレーム数のカウントを開始し、短時間、例えば５フレーム区間内は引き続き無音区間を示す信号を保持器更新信号ｆとして出力する。従って、保持器更新信号ｆを受ける予測係数保持器７では、有音区間に変わった時点から５フレーム以内の間は予測係数の記憶更新が中止されたままになる。
【００１７】
この引き続き無音区間を示す保持器更新信号ｆを出力する時間としては、適応差分ＰＣＭ復号器４において０にリセットされた予測係数の値が立ち上がって、当該有音区間に変わる直前の無音区間における背景雑音の予測係数の値にほぼ等しくなるまでの時間が設定される。背景雑音を符号化および復号するときの予測係数の分布，レベルが背景雑音の音色によって異なり、一般的には背景雑音の予測係数の値はさほど大きくないので、この設定時間は５フレーム（２５ｍｓｅｃ）程度でよいが、背景雑音の音色によってその予測係数の値が大きい場合は１０フレーム（５０ｍｓｅｃ）にすると効果が良好である。しかし、これより長い時間を設定するときには有音区間の話頭切れの影響を考慮する必要がある。
【００１８】
以下、図２の詳細回路について説明する。
制御信号ｅを受けたカウンタ制御器６１は、フレーム単位の制御信号ｅが有音区間を示している間はカウンタ更新信号ｋを出力して有音区間カウンタ６２を順次１づつ更新させ、無音区間を示している間はカウンタリセット信号ｍを出力して有音区間カウンタ６２を“０”にリセットする。そして有音区間カウンタ６２はその都度比較器６３にカウンタ値を出力する。比較器６３には、適応差分ＰＣＭ復号器４において０にリセットされた予測係数の値が立ち上がって、当該有音区間に変わる直前の無音区間の背景雑音の予測係数の値にほぼ等しくなるまでの時間を示す数値が比較定数として設定される。例えば、５フレーム（２５ｍｓｅｃ）の場合は５が設定される。従って、比較器６３は、入力されるカウンタ値が０〜５の範囲内かまたは５を超えたかを判定し、その比較結果を保持器更新制御器６４に出力する。
【００１９】
保持器更新制御器６４は、上記比較結果に従って、結果が５を超えたときは有音区間を示す保持器更新信号ｆを出力して予測係数保持器７の予測係数の更新記憶を行わせ、０〜５の範囲内のときは無音区間を示す保持器更新信号ｆを出力して予測係数保持器７の予測係数の更新を中止させる。すなわち、予測係数保持器７は、無音区間中および無音区間から有音区間に変わっても５フレーム（２５ｍｓｅｃ）は予測係数の保持を続ける。即ち、図４の（ｆ）のような保持器更新信号ｆが出力されるので従来のｊの区間Ｂの間は更新が中止されたままとなり、ｈのように無音区間ＡとＣの予測係数の値が連続して同じ値になり、背景雑音は変化しないので耳障りな雑音が解消される。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、誤った有音区間を示す音声検出フラグを受信しても、リセットによる予測係数の立ち上がり時間を考慮した時間、保持している予測係数を擬似背景雑音に与えることにより聴感上の不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音声復号器の構成例図である。
【図２】本発明の要部をなす補助制御器の構成例図である。
【図３】従来の音声復号器の構成例図である。
【図４】各信号の時間変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  受信復調器
３  多重分離器
４  ＡＤＰＣＭ復号器
５  制御器
６  補助制御器
７  予測係数保持器
８  スピーカ
ａ  復調信号
ｂ  音声検出フラグ
ｃ  ＡＤＰＣＭ符号化信号
ｄ  制御信号
ｅ  制御信号
ｆ  保持器更新制御信号
ｇ  予測係数
ｈ  保持されていた予測係数
ｉ  予測係数
ｋ  カウンタ計算信号
ｍ  カウンタリセット信号
６１  カウンタ制御器
６２  有音区間カウンタ
６３  比較器
６４  保持器更新制御器
【図１】
0003593183.tif 000002
【図２】
0003593183.tif 000003
【図３】
0003593183.tif 000004
【図４】
0003593183.tif 000005