(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声符号化信号が伝送路誤りにより誤った場合にフレーム単位でパラメータを補間する補間装置において、伝送路から送られてきた受信信号を音声信号の特徴を示す特徴パラメータと音声信号の振幅情報であるパワパラメータと特徴パラメータおよびパワパラメータが誤っているか否かを個別に判定する誤り判定信号とに分離するデータアンパッキング手段と、過去のフレームの特徴パラメータを格納する過去特徴パラメータ格納手段と、前記データアンパッキング手段が出力した特徴パラメータと誤り判定信号と前記過去特徴パラメータ格納手段の出力である過去特徴パラメータから補正特徴パラメータを算出する特徴パラメータ補間手段と、前記特徴パラメータ補間手段が出力した補正特徴パラメータからそのフレームが有声か無声かを判定する有声無声判定手段と、過去のフレームのパワパラメータを格納する過去パワパラメータ格納手段と、前記データアンパッキング手段からの出力であるパワパラメータと前記有声無声判定手段で算出した有声無声フラグと前記過去パワパラメータ格納手段が出力した過去パワパラメータから復号化音声信号のパワを決定するパワ補正手段と、前記パラメータ補間手段からの出力である補正特徴パラメータと前記パワ補正手段で算出した補正パワパラメータを用いて復号化音声信号を算出する音声復号化手段とを備えたことを特徴とする補間装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送路において誤りが付加された音声符号化信号をフレーム単位でパラメータ補間して出力音声信号を算出する補間装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、伝送路において誤りが付加された音声符号化信号を過去のフレームのパラメータを用いて補間する補間装置は、”Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｐｅｅｃｈ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎ  Ｔｈｅ  Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  （ｂｙ  Ｍ．Ｊ．ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ，  電子情報通信学会、無線通信システム研究会、ＲＣＳ９０−２７）に記載されたものが知られている。
【０００３】
図３は従来の補間装置の構成例を示すブロック図である。図３において、この例では、データアンパッキング部１と、特徴パラメータ補間部２と、過去特徴パラメータ格納部３と、音声復号化部４とが設けられている。また、１ａは受信信号、１ｂは特徴パラメータ、１ｃは誤り判定信号、１ｄは過去特徴パラメータ、１ｅは補正特徴パラメータ、１ｊは復号化音声信号である。
【０００４】
以上のように構成された補間装置について以下にその動作について説明する。まずデータアンパッキング部１において、受信信号１ａを特徴パラメータ１ｂと誤り判定信号１ｃに分離し、それらを特徴パラメータ補間部２に伝送する。特徴パラメータ補間部２では、補正特徴パラメータ１ｅを算出する。特徴パラメータ１ｂが、特徴パラメータ補間部２に伝送されてきた誤り判定信号１ｃにより誤っていると判定された場合は、過去特徴パラメータ格納部３内に格納されている過去特徴パラメータ１ｄを補正特徴パラメータ１ｅとして音声復号化部７に出力する。特徴パラメータ１ｂが、特徴パラメータ補間部２に伝送されてきた誤り判定信号１ｃにより誤っていないと判定された場合は、特徴パラメータ１ｂを補正特徴パラメータ１ｅとして音声復号化部７に出力する。また、補正特徴パラメータ１ｅは、次フレームの処理に用いるために過去パラメータ補間部３に格納される。音声復号化部７は、補正特徴パラメータ１ｅから復号化音声信号１ｊを算出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の補間装置においては、特徴パラメータを一括して誤っているか否かを判定するため、たとえ誤っていない特徴パラメータが部分的に存在しても、それを用いずに過去の特徴パラメータを用いるため、特徴パラメータの誤っていない部分を有効に活用していないという問題点が存在した。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、音声の特徴パラメータ内の一部が伝送路誤りにより誤った場合でも、特徴パラメータ内の誤っていない部分を有効に活用し、復号化音声信号の歪を小さくすることのできる優れた補間装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の補間装置は、有声無声判定部において音声の特徴を示す補正特徴パラメータを用いて現在復号化を行っているフレームの音声が有声か無声かを判定し、その判定結果によってパワ補間部における補間方法を切り替えることにより、無声部分の振幅情報が誤っていても無声部分の振幅を有声部分の振幅を用いて復号化しないことにより、復号化音声信号に歪が発生しないようにしたものであり、音声の特徴パラメータ内の要素の一部が伝送路誤りにより誤った場合でも、復号化音声信号の歪を小さくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、音声符号化信号が伝送路誤りにより誤った場合にフレーム単位でパラメータを補間する補間装置において、伝送路から送られてきた受信信号を音声信号の特徴を示す特徴パラメータと音声信号の振幅情報であるパワパラメータと特徴パラメータおよびパワパラメータが誤っているか否かを個別に判定する誤り判定信号とに分離するデータアンパッキング手段と、過去のフレームの特徴パラメータを格納する過去特徴パラメータ格納手段と、前記データアンパッキング手段が出力した特徴パラメータと誤り判定信号と前記過去特徴パラメータ格納手段の出力である過去特徴パラメータから補正特徴パラメータを算出する特徴パラメータ補間手段と、前記特徴パラメータ補間手段が出力した補正特徴パラメータからそのフレームが有声か無声かを判定する有声無声判定手段と、過去のフレームのパワパラメータを格納する過去パワパラメータ格納手段と、前記データアンパッキング手段からの出力であるパワパラメータと前記有声無声判定手段で算出した有声無声フラグと前記過去パワパラメータ格納手段が出力した過去パワパラメータから復号化音声信号のパワを決定するパワ補正手段と、前記パラメータ補間手段からの出力である補正特徴パラメータと前記パワ補正手段で算出した補正パワパラメータを用いて復号化音声信号を算出する音声復号化手段とを備えたものであり、音声の特徴パラメータ内の一部が伝送路誤りにより誤った場合でも、特徴パラメータ内の誤っていない部分を有効に活用し、特に音声の特徴パラメータ内の要素の一部である音声の振幅情報が伝送路誤りにより誤った場合でも、復号化音声信号の歪を小さくできるという作用を有する。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における補間装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は入力信号列を複数の信号に分離するデータアンパッキング部、２は符号化音声信号を必要に応じて補間する特徴パラメータ補間部、３は過去のフレームの符号化音声信号を格納する過去特徴パラメータ格納部、４は現在復号化しようとしているフレームの音声が有声か無声かを判定する有声無声判定部、５は振幅情報を必要に応じて補間するパワ補間部、６は過去のフレームの振幅情報を格納する過去パワ格納部、７は音声を復号化する音声復号化部である。
【００１１】
また、１ａは受信信号、１ｂは特徴パラメータ、１ｃは誤り判定信号、１ｄは過去特徴パラメータ、１ｅは補正特徴パラメータ、１ｆは有声無声フラグ、１ｇはパワパラメータ、１ｈは過去パワパラメータ、１ｉは補正パワーパラメータ、１ｊは復号化音声信号である。
【００１２】
以上のように構成された補間装置について、以下、その動作を説明する。まず、データアンパッキング部１において、受信信号１ａを特徴パラメータ１ｂ、誤り判定信号１ｃ、パワパラメータ１ｇに分離する。図４に示すように、特徴パラメータ１ｂは複数の要素の集合体であり、誤り判定信号１ｃは特徴パラメータ１ｂ内の個々の要素が誤っているかいないかを示す信号の集合体である。
【００１３】
特徴パラメータ補間部２においては、補正特徴パラメータ１ｅを算出する。このとき、特徴パラメータ補間部２に伝送されてきた誤り判定信号１ｃにより誤っていると判定された特徴パラメータ１ｂ内の要素は、過去特徴パラメータ格納部３内に格納されている過去特徴パラメータ１ｄの対応しているそれぞれの要素に置換される。誤り判定信号１ｃによって誤っていないと判断された特徴パラメータ１ｂの各要素は、そのまま補正特徴パラメータ１ｅとして出力される。また、補正特徴パラメータ１ｅは、次フレームの処理に用いるために過去パラメータ補間部３に格納される。
【００１４】
有声無声判定部４においては、現在復号化中のフレームの音声信号が有声か無声かを判定し、有声無声フラグ１ｆを算出する。判定は補正特徴パラメータ１ｅを用いて、例えば、補正特徴パラメータ１ｅ内に音声のピッチあるいはそれに類する情報があるならば、現在復号化しているフレームのピッチが定常的であるかどうか、また周波数応答に関する情報があるならば、現在復号化しているフレームの周波数が雑音に近いものかどうか、という方法で行う。
【００１５】
パワ補間部５においては、パワパラメータ１ｇの補間を行う。誤り判定信号１ｃにおいてパワパラメータ１ｇが誤っていないと判定された場合、パワパラメータ１ｇを補間パワパラメータ１ｉとして出力する。誤り判定信号１ｃにおいてパワパラメータ１ｇが誤っていると判定され、かつ有声無声フラグ１ｆが有声を示した場合、パワ補間部５は過去パワ格納部６に格納されている過去パワパラメータ１ｈを補正パワパラメータ１ｉとして出力する。誤り判定信号１ｃにおいてパワパラメータ１ｇが誤っていると判定され、かつ有声無声フラグ１ｆが無声を示した場合、パワ補間部５は無音に非常に近い振幅値を補正パワパラメータ１ｉとして出力する。また、補正パワパラメータ１ｉは次フレームの処理に用いるために過去パワ格納部６に格納される。
【００１６】
音声符号化部７は、補正特徴パラメータ１ｅおよび補正パワパラメータ１ｉを用いて復号化音声信号１ｊを算出する。
【００１７】
以上の処理を行うことにより、特徴パラメータ内の誤っていない部分を有効に活用し、特に音声信号の無声部分の振幅情報が伝送路誤りで失われた場合でも、無声部分を増幅して復号化しないことにより、波形情報が歪まない復号化音声信号を得ることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における補間装置構成を示すブロック図である。図２において、１は入力信号列を複数の信号に分離するデータアンパッキング部、２は符号化音声信号を必要に応じて補間する特徴パラメータ補間部、３は過去のフレームの符号化音声信号を格納する過去特徴パラメータ格納部、７は音声を復号化する音声復号化部、８は長期予測遅延を補間する長期予測遅延補間部、９は過去のフレームの長期予測遅延を格納する過去長期予測遅延格納部である。
【００１９】
また、１ａは受信信号、１ｂは特徴パラメータ、１ｃは誤り判定信号、１ｄは過去特徴パラメータ、１ｅは補正特徴パラメータ、１ｊは復号化音声信号、１ｋは長期予測遅延パラメータ、１ｌは過去長期予測遅延パラメータ群、１ｍは補正長期予測遅延パラメータである。
【００２０】
以上のように構成された補間装置について、以下、その動作を説明する。まず、データアンパッキング部１において、受信信号１ａを特徴パラメータ１ｂ、誤り判定信号１ｃ、長期予測遅延パラメータ１ｋに分離する。図４に示すように、特徴パラメータ１ｂは複数の要素の集合体であり、誤り判定信号１ｃは特徴パラメータ１ｂ内の個々の要素が誤っているかいないかを示す信号の集合体である。
【００２１】
特徴パラメータ補間部２においては、補正特徴パラメータ１ｅを算出する。このとき、特徴パラメータ補間部２に伝送されてきた誤り判定信号１ｃにより誤っていると判定された特徴パラメータ１ｂ内の要素は、過去特徴パラメータ格納部３内に格納されている過去特徴パラメータ１ｄの対応しているそれぞれの要素に置換される。誤り判定信号１ｃによって誤っていないと判断された特徴パラメータ１ｂの各要素は、そのまま補正特徴パラメータ１ｅとして出力される。また、補正特徴パラメータ１ｅは、次フレームの処理に用いるために過去パラメータ補間部３に格納される。
【００２２】
長期予測遅延補間部８においては、長期予測遅延１ｋの補間を行う。誤り判定信号１ｃにおいて長期予測遅延１ｋが誤っていないと判定された場合、長期予測遅延パラメータ１ｋを補間長期予測遅延パラメータ１ｍとして出力する。誤り判定信号１ｃにおいて長期予測遅延パラメータ１ｋが誤っていると判定された場合、長期予測遅延補間部８は、過去長期予測遅延格納部９に格納されている複数個の過去長期予測遅延パラメータ群１ｌの平均値を求め、その平均値に最も近い長期予測遅延パラメータ群１ｌ内の１つの数値を補正長期予測遅延パラメータ１ｍとして出力する。また、補正長期予測遅延パラメータ１ｍは、次フレームの処理に用いるために過去長期予測遅延格納部９に格納され、過去長期予測遅延パラメータ群のうち最も時間的に古いデータを廃棄する。
【００２３】
音声符号化部７は、補正特徴パラメータ１ｅおよび補正長期予測遅延パラメータ１ｍを用いて復号化音声信号１ｊを算出する。
【００２４】
以上の処理を行うことにより、特徴パラメータ内の誤っていない部分を有効に活用し、特に長期予測遅延パラメータが伝送路誤りで失われた場合でも、半ピッチや倍ピッチのデータで補間しないことにより、波形情報が歪まない復号化音声信号を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、伝送路により音声の特徴パラメータが部分的に誤っていても、誤っていない部分を有効に活用し、特に音声の振幅情報が誤っている場合に、音声の特徴パラメータから有声か無声かを判定し、その結果により振幅情報の補間方法を切り替える手段を設けることにより、音声信号の無声部分の振幅情報が伝送路誤りで失われた場合でも、無声部分を増幅して復号化しないことにより、波形情報が歪まない復号化音声信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における補間装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における補間装置の構成を示すブロック図
【図３】従来の実施の形態における補間装置の構成を示すブロック図
【図４】特徴パラメータおよび誤り判定情報の概念図
【符号の説明】
１  データアンパッキング部
２  特徴パラメータ補間部
３  過去特徴パラメータ格納部
４  有声無声判定部
５  パワ補間部
６  過去パワ格納部
７  音声復号化部
８  長期予測遅延補間部
９  過去長期予測遅延格納部
１ａ  受信信号
１ｂ  特徴パラメータ
１ｃ  誤り判定信号
１ｄ  過去特徴パラメータ
１ｅ  補正特徴パラメータ
１ｆ  有声無声フラグ
１ｇ  パワパラメータ
１ｈ  過去パワパラメータ
１ｉ  補正パワパラメータ
１ｊ  復号化音声信号
１ｋ  長期予測遅延パラメータ
１ｌ  過去長期予測遅延パラメータ群
１ｍ  補正長期予測遅延パラメータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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