(57)【要約】【課題】低遅延で高品位かつ伝送誤りに対して音質劣化の少ない音声符号化方法、音声復号化方法、音声符号化装置および音声復号化装置を提供する。【解決手段】符号化装置側では、音声信号を複数の周波数帯域に分割し、ダウンサンプリングした信号を各帯域ごとに適応差分符号化し、伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列に対してのみＣＲＣ符号を付加する。復号化装置３００では、ＣＲＣエラー検出器２０２によって誤りを検出したときは、符号語制限器２０４によって符号語に対して制限を行ない、また、ピッチ抽出器３０２によって基本周波数を逐次計算しておいて、過去のピッチ波形との重複加算を行ない、帯域合成フィルタバンク２０９によって音声信号を復号する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング周波数が所定の周波数以上の高品位音声信号を複数の周波数帯域に分割し、ダウンサンプリングした信号を帯域ごとに異なる情報ビット数で適応差分符号化し、適応差分符号化された符号語の各ビットを伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列と非重要ビット列とを生成し、前記重要ビット列に対してＣＲＣ符号を付加し、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とを含む伝送フレームを生成する音声符号化方法。
【請求項２】
請求項１記載の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、
前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語を制限する音声復号化方法。
【請求項３】
請求項１記載の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える音声復号化方法。
【請求項４】
請求項１記載の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する音声復号化方法。
【請求項５】
請求項１記載の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語の制限を行なうとともに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える音声復号化方法。
【請求項６】
請求項１記載の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語の制限を行なうとともに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する音声復号化方法。
【請求項７】
サンプリング周波数が所定の周波数以上の高品位音声信号を複数の周波数帯域に分割し、分割した各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を生成する帯域分割フィルタバンクと、
分割した前記各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を帯域ごとに異なる情報ビット数で適応差分符号化する複数のＡＤＰＣＭ符号器と、
前記適応差分符号化された符号語の各ビットを伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列と非重要ビット列とを生成するクラス分け器と、
前記重要ビット列に対してＣＲＣ符号を付加するＣＲＣ付加器と、
前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とを含む伝送フレームを生成するマルチプレクサと、
を有する音声符号化装置。
【請求項８】
請求項７記載の音声符号化装置により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とに分離するデマルチプレクサと、
前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列のＣＲＣ符号チェックを行なうＣＲＣエラー検出器と、
前記重要ビット列と非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成するクラス結合器と、
前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号するＡＤＰＣＭ復号器と、
復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する帯域合成フィルタバンクと、
前記ＣＲＣエラー検出器によって伝送誤りが検出されたときに前記符号語の制限を行なう符号語制限器と、
を有する音声復号化装置。
【請求項９】
請求項８記載の音声復号化装置であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングする手段と、
伝送誤りが検出されたときに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える手段とをさらに有する音声復号化装置。
【請求項１０】
請求項８記載の音声復号化装置であって、
過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングする手段と、
伝送誤りが検出されたときに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する手段とをさらに有する音声復号化装置。
【請求項１１】
請求項１記載の音声符号化方法を実行する手段を有する無線通信装置。
【請求項１２】
請求項２乃至６のいずれかに記載の音声復号化方法を実行する手段を有する無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１記載の音声符号化方法を実行する手段を有するワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置。
【請求項１４】
請求項２乃至６のいずれかに記載の音声復号化方法を実行する手段を有するワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送誤り時に復号音声の劣化が少ない、高品位で低遅延な音声符号化方法、音声復号化方法、音声符号化装置および音声復号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の音声復号化方法および装置の例として、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を例に説明する。図８は従来の音声符号化・復号化方法における復号器（復号化装置）のブロック図である。ＰＨＳにおける従来の復号器（復号化装置）は、ＣＲＣ検出器４０１、ＡＤＰＣＭ復号器４０２、ミュート手段４０３で構成されており、受信フレームを受け取り、ＣＲＣ検出器４０１にて伝送誤りを検出した場合、ミュート手段４０３にミュートするように命令する作用を持つ。また、ＡＤＰＣＭ復号器４０２は受信した圧縮符号語を音声信号に復号する作用を持つ。送信側は、伝送フレームごとにＡＤＰＣＭ方式によって符号化圧縮した音声信号のすべてにＣＲＣチェック符号ビットを付加して伝送する。受信側は、伝送誤りがあった場合、復号化される音声を無音にミュートする（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８２８１号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サンプリング周波数の高い高品位の音声・音響信号をごく低遅延で（エンコード＋デコードで例えば６ｍｓ以内）、しかも無線通信などのような厳しい伝送路条件を通して符復号する場合、従来のように適応差分符号化（ＡＤＰＣＭ）をそのまま使用すると、サンプリング周波数が高いので、１伝送フレームの時間長は短いため、ＣＲＣ検出の処理量が増えるという問題があり、さらに誤りを検知したときに伝送フレーム分の時間ミュートされてしまうため、復号音声品質が悪くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、サンプリング周波数の比較的高い高品位な音声・音響信号の符号化において、ＣＲＣ符号などの冗長ビット付加が少なく、伝送効率のよい音声符号化方法、音声復号化方法、音声符号化装置および音声復号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る音声符号化方法は、サンプリング周波数が所定の周波数以上の高品位音声信号を複数の周波数帯域に分割し、ダウンサンプリングした信号を帯域ごとに異なる情報ビット数で適応差分符号化し、適応差分符号化された符号語の各ビットを伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列と非重要ビット列とを生成し、前記重要ビット列に対してＣＲＣ符号を付加し、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とを含む伝送フレームを生成する。
【０００７】
本発明に係る音声符号化方法は、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができる。
【０００８】
本発明に係る音声復号化方法は、上記の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語を制限する。
【０００９】
本発明に係る音声復号化方法は、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができ、ＣＲＣ検出の演算量を削減できる。
【００１０】
また、本発明に係る音声復号化方法は、上記の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える。
【００１１】
これにより、伝送誤り時における音質劣化を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明に係る音声復号化方法は、上記の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する。
【００１３】
これにより、伝送誤り時に１ピッチ前の波形と復号波形を滑らかにつなぐことができ、音質が向上することとなる。
【００１４】
また、本発明に係る音声復号化方法は、上記の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語の制限を行なうとともに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える。
【００１５】
これにより、伝送誤りの種類によっては、符号語の制限のみを行なう場合や波形フレームの置き換えのみを行なう場合よりも伝送誤り時の復号音声の劣化を抑えることとなる。
【００１６】
また、本発明に係る音声復号化方法は、上記の音声符号化方法により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と前記非重要ビット列とに分離し、前記重要ビット列と前記非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成し、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号し、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する音声復号化方法であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングし、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列の誤り検出を行ない、前記重要ビット列に誤りが検出されたときは、前記符号語の制限を行なうとともに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する。
【００１７】
これにより、伝送誤りの種類によっては、符号語の制限のみを行なう場合や重複加算のみを行なう場合よりも伝送誤り時の復号音声の劣化を抑えることとなる。
【００１８】
本発明に係る音声符号化装置は、サンプリング周波数が所定の周波数以上の高品位音声信号を複数の周波数帯域に分割し、分割した各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を生成する帯域分割フィルタバンクと、分割した前記各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を帯域ごとに異なる情報ビット数で適応差分符号化する複数のＡＤＰＣＭ符号器と、前記適応差分符号化された符号語の各ビットを伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列と非重要ビット列とを生成するクラス分け器と、前記重要ビット列に対してＣＲＣ符号を付加するＣＲＣ付加器と、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とを含む伝送フレームを生成するマルチプレクサと、を有する。
【００１９】
本発明に係る音声符号化装置は、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができる。
【００２０】
本発明に係る音声復号化装置は、上記の音声符号化装置により符号化された伝送フレームに対して、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とに分離するデマルチプレクサと、前記ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列のＣＲＣ符号チェックを行なうＣＲＣエラー検出器と、前記重要ビット列と非重要ビット列とから各帯域ごとの符号語を生成するクラス結合器と、前記各帯域ごとの符号語に基づいて各帯域の逆量子化信号を復号するＡＤＰＣＭ復号器と、復号した前記各帯域の逆量子化信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する帯域合成フィルタバンクと、前記ＣＲＣエラー検出器によって伝送誤りが検出されたときに前記符号語の制限を行なう符号語制限器と、を有する。
【００２１】
本発明に係る音声復号化装置は、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができ、ＣＲＣ検出の演算量を削減できる。
【００２２】
また、上記の音声復号化装置であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングする手段と、伝送誤りが検出されたときに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形フレームと置き換える手段とをさらに有する。
【００２３】
この構成により、伝送誤り時における音質劣化を抑えることができる。
【００２４】
また、上記の音声復号化装置であって、過去に復号された音声の低域に割り当てた帯域で表れるピッチ周期単位での繰り返し波形を抽出してバッファリングする手段と、伝送誤りが検出されたときに、過去に復号された前記ピッチ周期単位での繰り返し波形と現行復号音声とを重複加算する手段とをさらに有する。
【００２５】
この構成により、伝送誤り時に１ピッチ前の波形と復号波形を滑らかにつなぐことができ、音質が向上する。
【００２６】
本発明は、上記の音声符号化方法を実行する手段を有する無線通信装置を提供する。この構成によれば、伝送誤り時に音質劣化の少ない無線通信装置を実現できる。
【００２７】
本発明は、上記いずれかに記載の音声復号化方法を実行する手段を有する無線通信装置を提供する。この構成によれば、伝送誤り時に音質劣化の少ない無線通信装置を実現できる。
【００２８】
本発明は、上記の音声符号化方法を実行する手段を有するワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置を提供する。この構成によれば、伝送誤り時に音質劣化の少ないワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置を実現できる。
【００２９】
本発明は、上記いずれかに記載の音声復号化方法を実行する手段を有するワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置を提供する。この構成によれば、伝送誤り時に音質劣化の少ないワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができ、ＣＲＣ検出の演算量を削減できるという効果を有する音声符号化方法、音声復号化方法、音声符号化装置、音声復号化装置、無線通信装置、ワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置および受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明に係る音声符号化方法を適用した音声符号化装置のブロック図である。図１に示す音声符号化装置１００は、サンプリング周波数が１６ＫＨｚ以上の高品位音声信号を複数（４つ）の周波数帯域に分割し、分割した各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を生成する帯域分割フィルタバンク１０１と、分割した各帯域ごとにダウンサンプリングした信号を帯域ごとに異なる情報ビット数で適応差分符号化する複数（４個）のＡＤＰＣＭ符号器１０２〜１０５と、適応差分符号化された符号語の各ビットを伝送誤り発生時における復号音声の劣化度合に応じて重要ビットと非重要ビットとにクラス分けし、重要ビット列と非重要ビット列とを生成するクラス分け器１０６と、重要ビット列に対してＣＲＣ符号を付加するＣＲＣ付加器１０７と、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列と非重要ビット列とを含む伝送フレームを生成するマルチプレクサ１０８と、を有して構成されている。
【００３３】
この音声符号化装置１００においては、離散化された音声信号が帯域分割フィルタバンク１０１に入力される。帯域分割フィルタバンク１０１では、等分割帯域でバンドパスフィルタが掛けられ、分割数に対応した４：１の間引き率で間引き（ダウンサンプリング）が行なわれる。間引きされた各帯域における信号は、各ＡＤＰＣＭ符号器１０２〜１０５にてそれぞれ適応差分符号化される。このとき、各帯域ごとのＡＤＰＣＭ符号器１０２〜１０５における符号化情報ビット数は、不均一に割り当てされており、適応的に割り当てを行なってもよい。
【００３４】
各帯域ごとのＡＤＰＣＭ符号語は、いくつかの符号語をまとめて、音質的に重要なビットとそうでないビット（非重要ビット）に分けるクラス分け器１０６において、分別される。分別されたもののうち、重要ビット列に関してはＣＲＣ付加器１０７により、ＣＲＣ符号が付加される。ＣＲＣ符号を付加した重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）はそれぞれマルチプレクサ１０８に供給され、伝送フレームが形成される。伝送フレームは、通常、プリアンブルや同期符号などが付加され、受信側へ送信される。
【００３５】
図２は本発明に係る音声復号化方法を適用した音声復号化装置のブロック図である。図２に示す音声復号化装置２００は、受信した伝送フレームをＣＲＣ符号が付加された重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）とに分離するデマルチプレクサ２０１と、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列のＣＲＣ符号チェックを行うＣＲＣエラー検出器２０２と、重要ビット列とそうでないビット列（非重要ビット列）とから各帯域ごとの圧縮符号語を生成するクラス結合器２０３と、第１バンドにおいて、伝送誤りを検知したら、その伝送フレームでの符号語の制限を行う符号語制限器２０４と、符号語を受けて各帯域の逆量子化信号を復号する複数（４個）のＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８と、復号した各帯域の信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する帯域合成フィルタバンク２０９と、を有して構成されている。
【００３６】
受信側である音声復号化装置２００側では、伝送フレームからプリアンブルや同期符号などが取り除かれた情報が、デマルチプレクサ２０１に送られ、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列およびそれ以外のビット列（非重要ビット列）に分解される。ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列は、ＣＲＣエラー検出器２０２にて、伝送誤りを含むかチェックが行われる。さらにＣＲＣ符号と重要ビット列はここで分離される。重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）は、クラス結合器２０３に入力され、各帯域ごとのＡＤＰＣＭ符号語に戻される。次にＡＤＰＣＭ符号語は、符号語制限器２０４において、エラーが検出されたときに、重要ビットを含む帯域におけるＡＤＰＣＭ符号語の制限を行う。
【００３７】
図２では例として第１サブバンドのみのＡＤＰＣＭ符号語の制限を行っているが、サンプリング周波数や、帯域分割数などによって、第２サブバンドや第３サブバンドのＡＤＰＣＭ符号語に符号語制限を行っても良い。符号語制限は、以下のような（式１）のような形で行われる。
ＩM ＝ＩREP       if（ＩM ≦ＩMth ）      （式１）
ただし
ＩM   ：受信符号語のマグニチュードビット（スケールファクタ適応にかかわるビット。通常ＡＤＰＣＭ符号語のＭＳＢを除いたビット）
ＩREP ：置換えマグニチュードビット（ＩREP ＞ＩMth ）
ＩMth ：スレッショルド値
【００３８】
エラー発生時に符号制限されたＡＤＰＣＭ符号語および符号制限されないＡＤＰＣＭ符号語は、みな帯域ごとのＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８に送られる。このとき、各帯域のＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８は、符号器と同じ情報ビット数で復号する。復号後の帯域ごとの信号は、帯域合成フィルタバンク２０９に送られ、復号音声として出力される。
【００３９】
図１に示した音声符号化装置１００および図２に示した音声復号化装置２００、ならびにこのような音声符号化方法および音声復号化方法によれば、比較的高品位なサンプリング周波数の高い音声・音響信号を帯域分割し、さらに音質的に重要なビットを抽出して、ビット列を形成し、重要ビットを誤り検出することにより、少ないＣＲＣ符号の付加のみで、単一時間あたりの冗長ビット数を抑えることができるため、伝送効率を上げることができる。さらにビタビ復号などの誤り訂正処理を行わない方式のため、演算量を大幅に削減できる。
【００４０】
次に、本発明に係る他の音声復号化方法について説明する。図３は本発明に係る他の音声復号化方法を適用した音声復号化装置のブロック図である。図３に示す音声復号化装置３００は、受信フレームを受信し、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）とに分離するデマルチプレクサ２０１と、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列のエラー検出および重要ビット列の抽出を行うＣＲＣエラー検出器２０２と、重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）から各帯域のＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８の受信符号語を生成するクラス結合器２０３と、第１バンドにおいて、伝送誤りを検知したら、その伝送フレームでの符号語の制限を行う符号語制限器２０４と、符号語を受けて各帯域の逆量子化信号を復号するＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８と、過去の復号した第１サブバンドの復号波形をバッファリングする波形バッファ３０１と、復号波形のピッチ抽出を行うピッチ抽出器３０２と、伝送誤り時にピッチ抽出器３０２の情報を受けて、波形バッファ３０１から１ピッチ前の波形を抽出する置換波形抽出器３０３と、過去の復号波形と現在の復号波形とをスムーズにつなぐために波形に重付けするための、各乗算器３０４，３０５と、重複加算のための加算器３０６と、加算器３０６の結果である重複加算波形か、ＡＤＰＣＭ復号器２０５の復号波形かを切り替える切り替えスイッチ３０７と、切り替えスイッチ３０７をＣＲＣエラー検出器２０２からの情報をもとに、タイマー制御を行うカウンタ３０８と、各帯域の復号信号をフィルタリングし、復号音声信号を生成する帯域合成フィルタバンク２０９と、を有して構成されている。
【００４１】
以上のように構成された音声復号化装置３００についてその動作を説明する。まず、受信した伝送フレームからプリアンブルや同期符号などが取り除かれた情報が、デマルチプレクサ２０１に送られ、ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列およびそれ以外のビット列（非重要ビット列）とに分解される。ＣＲＣ符号が付加された重要ビット列は、ＣＲＣエラー検出器２０２にて、伝送誤りを含むかチェックが行われる。さらにＣＲＣ符号と重要ビット列はここで分離される。重要ビット列とそれ以外のビット列（非重要ビット列）は、クラス結合器２０３に入力され、各帯域ごとのＡＤＰＣＭ符号語に戻される。
【００４２】
次に、符号語制限器２０４は、ＣＲＣエラー検出器２０２において、エラーが検出されたときに、重要ビットを含む帯域におけるＡＤＰＣＭ符号語の制限を行う。図３では、例として第１サブバンドのみのＡＤＰＣＭ符号語の制限を行っているが、サンプリング周波数や、帯域分割数などによって、第２サブバンドや第３サブバンドのＡＤＰＣＭ符号語に符号語制限を行っても良い。符号語制限は、前述した（式１）を用いる。エラー発生時に符号制限されたＡＤＰＣＭ符号語および符号制限されないＡＤＰＣＭ符号語は、みな帯域ごとのＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８に送られる。このとき、各帯域のＡＤＰＣＭ復号器２０５〜２０８は、符号化装置１００と同じ情報ビット数で復号する。
【００４３】
第１サブバンドにおけるＡＤＰＣＭ復号波形については、常に伝送フレームごとに生成されるサンプル分のバッファリングが波形バッファ３０１においてなされる。波形バッファ３０１にバッファリングされた復号波形はピッチ抽出器３０２にてピッチ検出がなされる。ピッチ検出はエラーを検出したときにのみ、過去のエラーを含まない波形バッファを用いて行う。置換波形抽出器３０３では、ピッチ抽出器３０２でのピッチ情報を用いて、波形バッファ３０１から１ピッチ前に復号された１フレーム分の波形の抽出を行う。抽出された波形は、乗算器３０４により重み付けをされて、加算器３０６により足しあわされた波形（重複加算波形）として、しばらく第１サブバンドの復号波形として出力が行われ、カウンタ３０８にてエラー検出から一定時間τ後に、通常のＡＤＰＣＭ復号音声に切り替えスイッチ３０７により切り替えられる。αの値は、図４に示すように、随時減少していく形をとる。図４では、重みαを直線的に変化させる例を示したが、重みαを曲線的に変化させてもよい。復号後の帯域ごとの信号は、帯域合成フィルタバンク２０９に送られ、復号音声として出力される。
【００４４】
以上のように図３に示した音声復号化装置３００によれば、過去に復号した信号波形からピッチ周期を検出し、エラー発生時に波形置換えを重複加算を交えて行うことにより、符号語制限による利点に加え、処理量は増加するが、誤り発生時の復号音声劣化をさらに抑えることができる。
【００４５】
なお、以上の説明では、過去の復号波形を重複加算により置き換える方法を示したが、伝送誤り発生時のフレームにのみ波形置換えを行う簡易的な方法についても同様に実施可能である。
【００４６】
図５は本発明の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図である。図５に示す無線通信装置５００は、マイクロホン５０１で集音した音声信号を低周波増幅器５０２で増幅し、Ａ／Ｄ変換器５０３でデジタル音声信号に変換して音声符号化装置１００へ供給する。図１に示した音声符号化装置１００によってサブバンド符号化され、伝送フレームとして形成されたビットストリームを送信部５０４へ供給し、送信部５０４で所定のデジタル変調を施し、電力増幅を行なってアンテナ共有器５０５を介してアンテナ５０６から電波として送信する。
【００４７】
アンテナ５０６で受信した信号は、アンテナ共有器５０５を介して受信部５０７へ供給され、受信部５０７で高周波増幅された後に復調がなされ、音声復号化装置３００に供給される。図３に示した音声復号化装置３００によって復号されたデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換器５０８でアナログ音声信号へ変換され、電力増幅器５０９で増幅され、スピーカ５１０で再生される。
【００４８】
図６は本発明の実施の形態に係るワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置のブロック図である。図６に示すワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置６００は、マイクロホン６０１で集音した音声信号を低周波増幅器６０２で増幅し、Ａ／Ｄ変換器６０３でデジタル音声信号に変換して音声符号化装置１００へ供給する。図１に示した音声符号化装置１００によってサブバンド符号化され、伝送フレームとして形成されたビットストリームを送信部６０４へ供給し、送信部５０４で所定のデジタル変調を施し、電力増幅を行なってアンテナ６０５から電波として送信する。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態に係るワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置のブロック図である。図７に示すワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置７００は、アンテナ７０１で受信した信号は受信部７０２へ供給され、受信部７０２で高周波増幅された後に復調がなされ、音声復号化装置３００に供給される。図３に示した音声復号化装置３００によって復号されたデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換器７０３でアナログ音声信号へ変換され、電力増幅器７０４で増幅され、スピーカ７０５で再生される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、伝送誤りによる音質劣化を抑えながら、少ないＣＲＣ検出符号の付加のみで伝送効率を上げることができ、ＣＲＣ検出の演算量を削減できるという効果を有し、音声符号化方法、音声復号化方法、音声符号化装置、音声復号化装置、無線通信装置、ワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置および受信装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る音声符号化方法を適用した音声符号化装置のブロック図
【図２】本発明に係る音声復号化方法を適用した音声復号化装置のブロック図
【図３】本発明に係る他の音声復号化方法を適用した音声復号化装置のブロック図
【図４】図３に示した音声復号化装置において重複加算における時間と重みの関係を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態に係る無線通信装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態に係るワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態に係るワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置のブロック図
【図８】従来の音声符号化・復号化方法における復号器のブロック図
【符号の説明】
【００５２】
１００  音声符号化装置
１０１  帯域分割フィルタバンク
１０２〜１０５  ＡＤＰＣＭ符号器
１０６  クラス分け器
１０７  ＣＲＣ付加器
１０８  マルチプレクサ
２００，３００  音声復号化装置
２０１  デマルチプレクサ
２０２  ＣＲＣエラー検出器
２０３  クラス結合器
２０４  符号語制限器
２０５〜２０８  ＡＤＰＣＭ復号器
２０９  帯域合成フィルタバンク
３０１  波形バッファ
３０２  ピッチ抽出器
３０３  置換波形抽出器
３０４，３０５  乗算器
３０６  加算器
３０７  切り替えスイッチ
３０８  カウンタ
５００  無線通信装置
６００  ワイヤレスマイクロホンシステムの送信装置
７００  ワイヤレスマイクロホンシステムの受信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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