(57)【要約】【課題】音声復号化時にフレームの損失が発生した場合に、スペクトル領域でＬＳＰパラメータを復元することが可能な音声復号化装置を提供する。【解決手段】音声復号化装置は、励起信号を出力する励起信号復号化部３２０と、ＬＳＰパラメータを復号化するＬＳＰパラメータ復号化部３３０と、消去フレームがある場合に、以前の正常フレームのパラメータを利用して、線スペクトル対パラメータ及び励起信号を復元するフレーム消去隠匿ユニット３６０と、消去フレームがない場合に、現在のフレームのパラメータを励起信号復号化部３２０及びＬＳＰパラメータ復号化部３３０へ伝送し、消去フレームがある場合に、以前の正常フレームのパラメータをフレーム消去隠匿ユニット３６０へ伝送するパラメータ伝送部３１０と、ＬＳＰパラメータをＬＰＣに変換するＬＳＰ／ＬＰＣ変換部３４０と、ＬＰＣを利用して音声信号を出力する合成フィルタ３５０と、を備える。【選択図】図３
2006215569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法であって、
（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
（ｂ）得られた前記スペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、
（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項２】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを所定領域にスペクトルシフトすることにより復元されることを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項３】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係に基づいて決定された加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形することにより復元されることを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項４】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームのケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項５】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームのケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項６】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームのケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項７】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数をスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項８】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記ケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項９】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームの擬似ケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームの擬似ケプストラムを前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１０】
音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法であって、
（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータと、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータとをそれぞれスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
（ｂ）前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、
（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１１】
前記（ｂ）ステップは、
前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係と、前記消去されたフレームと前記次の正常フレームとの相関関係とに基づいて決定された第１加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形し、かつ、前記した二つの相関関係に基づいて決定された第２加重値を利用して、前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形するステップと、
変形された前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと、変形された前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを結合し、結合されたスペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして得るステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１２】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、動的計画法を使用して、以前の正常フレームのスペクトルバンドと次の正常フレームのスペクトルバンドとを非線形的に整合することにより復元されることを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１３】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれ以前の正常フレームのケプストラム及び次の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームのケプストラム及び前記次の正常フレームのケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１４】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１５】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１６】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを生成するステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１７】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれ以前の正常フレームのケプストラム及び次の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームのケプストラム及び前記次の正常フレームのケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、
前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１８】
前記（ａ）ステップは、
前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの擬似ケプストラム及び次の正常フレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、
前記以前の正常フレームの擬似ケプストラム及び前記次の正常フレームの擬似ケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、
前記消去されたフレームの擬似ケプストラムを前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の線スペクトル対パラメータ復元方法。
【請求項１９】
音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元装置であって、
受信した音楽パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを受信し、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームのスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第１変換部と、
前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するスペクトル復元部と、
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換する第２変換部と、
を備えることを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２０】
前記スペクトル復元部は、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを所定領域にスペクトルシフトすることにより、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元することを特徴とする請求項１９に記載の線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２１】
前記スペクトル復元部は、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係に基づいて決定された加重値を利用して、前記第１変換部により得られた前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形し、変形された前記スペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして出力することを特徴とする請求項１９に記載の線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２２】
音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元装置であって、
受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第１変換部と、
前記受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第２変換部と、
前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する復元ユニットと、
復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換する第３変換部と、
を備えることを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２３】
前記復元ユニットは、
前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係と、前記消去されたフレームと前記次の正常フレームとの相関関係とに基づいて決定された第１加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形する第１変形部と、
前記した二つの相関関係に基づいて決定された第２加重値を利用して、前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形する第２変形部と、
変形された前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと変形された前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを結合して、結合されたスペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして得る結合部と、
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２４】
前記復元ユニットは、
動的計画法を使用して、以前の正常フレームのスペクトルバンドと次の正常フレームのスペクトルバンドとを非線形的に整合することにより、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元することを特徴とする請求項２２に記載の線スペクトル対パラメータ復元装置。
【請求項２５】
現在のフレームのパラメータを復号化して励起信号を出力する励起信号復号化部と、
前記現在のフレームの線スペクトル対パラメータを復号化する線スペクトル対パラメータ復号化部と、
受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがある場合に、前記消去されたフレームの消去を隠匿するために、前記消去されたフレームの以前の正常フレームのパラメータ、または以前の正常フレームのパラメータと次の正常フレームのパラメータとを利用して、消去されたフレームの線スペクトル対パラメータ及び励起信号を復元するフレーム消去隠匿ユニットと、
前記受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがない場合に、現在のフレームのパラメータを前記励起信号復号化部及び前記線スペクトル対パラメータ復号化部へそれぞれ伝送し、前記受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがある場合に、前記以前の正常フレームのパラメータ、または前記以前の正常フレームのパラメータと前記次の正常フレームのパラメータとを前記フレーム消去隠匿ユニットへ伝送するパラメータ伝送部と、
前記線スペクトル対パラメータ復号化部から伝送される復号化された線スペクトル対パラメータ、または前記フレーム消去隠匿ユニットから出力される線スペクトル対パラメータを線形予測係数に変換する変換部と、
前記励起信号復号化部から出力される励起信号、または前記フレーム消去隠匿ユニットから出力される励起信号を受信し、前記変換部から出力される線形予測係数を利用して合成された音声信号を出力する合成フィルタと、
を備えることを特徴とする音声復号化装置。
【請求項２６】
音声復号化時にコンピュータに線スペクトル対パラメータを復元させる線スペクトル対パラメータ復元プログラムであって、
（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
（ｂ）得られた前記スペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、
（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元プログラム。
【請求項２７】
音声復号化時にコンピュータに線スペクトル対パラメータを復元させる線スペクトル対パラメータ復元プログラムであって、
（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータと、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータとをそれぞれスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、
（ｂ）前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、
（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする線スペクトル対パラメータ復元プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声復号化時に線スペクトル対（ＬＳＰ；Line Spectrum Pair）パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法、線スペクトル対パラメータ復元装置、音声復号化装置及び線スペクトル対パラメータ復元プログラムに係り、特に、フレーム損失時にＬＳＰパラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法、線スペクトル対パラメータ復元装置、音声復号化装置及び線スペクトル対パラメータ復元プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
帯域幅が制限された伝送環境でもデータの伝送を可能にするために、最近の音声符号化装置は、音声信号を直接伝送する代わりに音声信号を表すパラメータを抽出し、抽出されたパラメータを符号化し、符号化されたパラメータを含む音声パケットを生成する。音声復号化装置は、生成された音声パケットを受信し、受信した音声パケットに含まれている、符号化されたパラメータを復号化し、復号化されたパラメータを利用して音声信号を復元する。
【０００３】
ＬＳＰパラメータは、音声信号を表すパラメータの一つである。ＬＳＰパラメータは、音声の周波数と密接に関連しているため、良好な符号化特性を有している。したがって、従来の音声符号化装置及び音声復号化装置のほとんどでは、音声符号化装置が、ＬＳＰパラメータを生成し、生成されたＬＳＰパラメータを符号化しており、音声復号化装置が、符号化されたＬＳＰパラメータを受信し、受信したＬＰＳパラメータを復号化している。
【０００４】
しかし、受信した音声パケットからエラーを除去するために、音声復号化装置は、通常、受信した音声パケットをチェックしており、受信した音声パケットがエラーを有すると判定された場合に、前記音声パケットを消去する。かかる音声パケットの消去が、ＬＳＰパラメータの損失及び復元された音声信号の破壊を引き起こしてしまう。
【０００５】
かかる問題を解決するために、音声復号化時に損失されたＬＳＰパラメータを復元するための技術が提案されている。
【０００６】
図１は、ＩＴＵ（International Telecommunication Union）Ｇ．７２９標準に基づいた、ＬＳＰパラメータを復元する従来技術を説明するための図である。図１に示された従来技術は、以前の正常フレーム（ＰＧＦ；Previous Good Frame）のＬＳＰパラメータＬＳＰ（ｍ）（またはＬＳＰベクトル）を修正せずに、Ｌ個の連続する消去されたフレーム（erased frame）で使用する外挿法（extrapolation method）である。
【０００７】
しかし、かかる従来技術では、Ｌ個の連続するフレーム期間に同じ音声信号が復元されるので、Ｌ個の連続する消去されたフレームの期間に復元された音声信号と、次の正常フレーム（ＮＧＦ；Next Good Frame）に基づいて復元された音声信号との連続性が低下してしまう。
【０００８】
図２は、ＬＳＰパラメータを復元する他の従来技術を説明するための図である。図２に示された従来技術は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータと、Ｌ個の連続する消去されたフレームを使用した後に受信されるＮＧＦのＬＳＰパラメータとをいずれも使用する内挿法（interpolation method）である。
【０００９】
図２において、ｗは加重値（weight）である。加重値ｗは、消去されたフレームの個数と、消去されたフレームの伝送位置がＰＧＦとＮＧＦのどちらに近接しているかによって、０から１までの値の一つとして定義される。
したがって、ＰＧＦ及びＮＧＦのＬＳＰパラメータを利用して生成されたＬ個の消去されたフレームのＬＳＰパラメータは、相異なる値ＬＳＰ（ｍ＋１），…，ＬＳＰ（ｍ＋ｘ），…，ＬＳＰ（ｍ＋Ｌ）を有している。
【００１０】
しかし、ＬＳＰパラメータがＬＳＰパラメータ領域で復元されるので、スペクトル領域を定義することが困難である。したがって、アルゴリズムの開発が困難であり、前記従来技術を多様な技術に適用することは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、音声復号化時にフレームの損失が発生した場合に、スペクトル領域でＬＳＰパラメータを復元することが可能な線スペクトル対パラメータ復元方法、線スペクトル対パラメータ復元装置、音声復号化装置及び線スペクトル対パラメータ復元プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元方法は、音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法であって、（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、（ｂ）得られた前記スペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを所定領域にスペクトルシフトすることにより復元される構成でも良い。
【００１４】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係に基づいて決定された加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形することにより復元される構成でも良い。
【００１５】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、前記以前の正常フレームのケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００１６】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数をスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００１７】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数を以前の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、前記ケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００１８】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、前記以前の正常フレームの擬似ケプストラムをスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、前記消去されたフレームの擬似ケプストラムを前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００１９】
また、前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元方法は、音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元方法であって、（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータと、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータとをそれぞれスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、（ｂ）前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記（ｂ）ステップは、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係と、前記消去されたフレームと前記次の正常フレームとの相関関係とに基づいて決定された第１加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形し、かつ、前記した二つの相関関係に基づいて決定された第２加重値を利用して、前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形するステップと、変形された前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと、変形された前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを結合し、結合されたスペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして得るステップと、を含んでいても良い。
【００２１】
前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープは、動的計画法を使用して、以前の正常フレームのスペクトルバンドと次の正常フレームのスペクトルバンドとを非線形的に整合することにより復元されても良い。
【００２２】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれ以前の正常フレームのケプストラム及び次の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、前記以前の正常フレームのケプストラム及び前記次の正常フレームのケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換するステップと、前記消去されたフレームのケプストラムを消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００２３】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００２４】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの線形予測係数及び次の正常フレームの線形予測係数に変換するステップと、前記以前の正常フレームの線形予測係数及び前記次の正常フレームの線形予測係数を、それぞれ以前の正常フレームのケプストラム及び次の正常フレームのケプストラムに変換するステップと、前記以前の正常フレームのケプストラム及び前記次の正常フレームのケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの自動相関係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの自動相関係数を消去されたフレームの線形予測係数に変換するステップと、前記消去されたフレームの線形予測係数を前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００２５】
前記（ａ）ステップは、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータ及び前記次の正常フレームの線スペクトル対パラメータを、それぞれ以前の正常フレームの擬似ケプストラム及び次の正常フレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、前記以前の正常フレームの擬似ケプストラム及び前記次の正常フレームの擬似ケプストラムを、それぞれスペクトル領域に変換して前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、を含み、前記（ｃ）ステップは、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの擬似ケプストラムに変換するステップと、前記消去されたフレームの擬似ケプストラムを前記消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、を含んでいても良い。
【００２６】
また、前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元装置は、音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元装置であって、受信した音楽パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを受信し、前記以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータを以前の正常フレームのスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第１変換部と、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するスペクトル復元部と、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換する第２変換部と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
前記スペクトル復元部は、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを所定領域にスペクトルシフトすることにより、前記消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元しても良い。
【００２８】
前記スペクトル復元部は、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係に基づいて決定された加重値を利用して、前記第１変換部により得られた前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形し、変形された前記スペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして出力しても良い。
【００２９】
また、前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元装置は、音声復号化時に線スペクトル対パラメータを復元する線スペクトル対パラメータ復元装置であって、受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第１変換部と、前記受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得る第２変換部と、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する復元ユニットと、復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換する第３変換部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
前記復元ユニットは、前記消去されたフレームと前記以前の正常フレームとの相関関係と、前記消去されたフレームと前記次の正常フレームとの相関関係とに基づいて決定された第１加重値を利用して、前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形する第１変形部と、前記した二つの相関関係に基づいて決定された第２加重値を利用して、前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを変形する第２変形部と、変形された前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープと変形された前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープとを結合して、結合されたスペクトルエンベロープを前記消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして得る結合部と、を備えていても良い。
【００３１】
前記復元ユニットは、動的計画法を使用して、以前の正常フレームのスペクトルバンドと次の正常フレームのスペクトルバンドとを非線形的に整合することにより、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元しても良い。
【００３２】
また、前記した課題を解決するために、本発明の音声複合化装置は、現在のフレームのパラメータを復号化して励起信号を出力する励起信号復号化部と、前記現在のフレームの線スペクトル対パラメータを復号化する線スペクトル対パラメータ復号化部と、受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがある場合に、前記消去されたフレームの消去を隠匿するために、前記消去されたフレームの以前の正常フレームのパラメータ、または以前の正常フレームのパラメータと次の正常フレームのパラメータとを利用して、消去されたフレームの線スペクトル対パラメータ及び励起信号を復元するフレーム消去隠匿ユニットと、前記受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがない場合に、現在のフレームのパラメータを前記励起信号復号化部及び前記線スペクトル対パラメータ復号化部へそれぞれ伝送し、前記受信した符号化された音声パケットに消去されたフレームがある場合に、前記以前の正常フレームのパラメータ、または前記以前の正常フレームのパラメータと前記次の正常フレームのパラメータとを前記フレーム消去隠匿ユニットへ伝送するパラメータ伝送部と、前記線スペクトル対パラメータ復号化部から伝送される復号化された線スペクトル対パラメータ、または前記フレーム消去隠匿ユニットから出力される線スペクトル対パラメータを線形予測係数に変換する変換部と、前記励起信号復号化部から出力される励起信号、または前記フレーム消去隠匿ユニットから出力される励起信号を受信し、前記変換部から出力される線形予測係数を利用して合成された音声信号を出力する合成フィルタと、を備えることを特徴とする。
【００３３】
また、前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元プログラムは、音声復号化時にコンピュータに線スペクトル対パラメータを復元させる線スペクトル対パラメータ復元プログラムであって、（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータをスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、（ｂ）得られた前記スペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３４】
また、前記した課題を解決するために、本発明の線スペクトル対パラメータ復元プログラムは、音声復号化時にコンピュータに線スペクトル対パラメータを復元させる線スペクトル対パラメータ復元プログラムであって、（ａ）受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合に、前記消去されたフレームの以前の正常フレームの線スペクトル対パラメータと、前記消去されたフレームの次の正常フレームの線スペクトル対パラメータとをそれぞれスペクトル領域に変換して以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び次の正常フレームのスペクトルエンベロープを得るステップと、（ｂ）前記以前の正常フレームのスペクトルエンベロープ及び前記次の正常フレームのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元するステップと、（ｃ）復元された前記スペクトルエンベロープを消去されたフレームの線スペクトル対パラメータに変換するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、復元された音声信号の質を向上させ、アルゴリズムの開発が容易であり、かつ多様な技術に適用が可能なＬＳＰパラメータ復元技術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】
【００３６】
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、線スペクトル対をＬＳＰ（Line Spectrum Pair）、線形予測係数をＬＰＣ（Linear Predictive Coefficient）、自動相関係数をＡＣＣ（Auto-Correlation Coefficient）、以前の正常フレームをＰＧＦ（Previous Good Frame）、次の正常フレームをＮＧＦ（Next Good Frame）と称する。
【００３７】
図３は、本発明の実施形態に係るＬＰＣパラメータ復元装置を備える音声復号化装置の機能ブロック図である。図３に示すように、音声復号化装置は、パラメータ伝送部（parameter transmitter）３１０と、励起信号復号化部（excitation signal decoder）３２０と、ＬＳＰパラメータ復号化部（Line Spectrum Pair parameter decoder）３３０と、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部（Line Spectrum Pair/Linear Predictive Coefficient converter）３４０と、合成フィルタ（combination filter）３５０と、フレーム消去隠匿ユニット（frame erasure concealment unit）３６０と、を備える。
【００３８】
パラメータ伝送部３１０に入力される符号化された音声パケット（以下、「符号化済音声パケット」と記載する。）は、エラーチェックが行われたパケットであり、エラーが発生したフレームが消去された状態である。
【００３９】
パラメータ伝送部３１０は、入力された符号化済音声パケットをフレーム単位でチェックし、フレームの消去（または損失）の有無を判定した結果に応じて、音声パケットに含まれているパラメータを伝送する。所定時間内に音声パケットを受信しない場合には、パラメータ伝送部３１０は、前記所定時間に相当する区間に含まれるフレームが消去されたと判定することができる。
【００４０】
入力された符号化済音声パケットが正常フレーム（good frame）である場合には、パラメータ伝送部３１０は、受信した音声パケットに含まれているパラメータのうち、励起信号（excitation signal）を復号化（デコード）するために必要なパラメータを励起信号復号化部３２０へ伝送し、１０個の根（root）を有するＬＳＰパラメータ（またはＬＳＰ係数）をＬＳＰパラメータ復号化部３３０へ伝送する。
【００４１】
音声復号化装置がＣＥＬＰ（Code-Excited Linear Prediction）音声復号化装置である場合には、励起信号を復号化するために必要なパラメータは、適応コードブック（adaptive codebook）で利用されるピッチ（pitch）と、固定コードブック（fixed codebook）で利用されるコードブックインデックス（codebook index）と、適応コードブックの利得値ｇｐと、固定コードブックの利得値ｇｃと、含むことが望ましい。
【００４２】
励起信号復号化部３２０は、入力されたパラメータを復号化し、励起信号を出力する。出力された励起信号は、合成フィルタ３５０へ伝送される。ＬＳＰパラメータ復号化部３３０は、入力されたＬＳＰパラメータを復号化する。復号化されたＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部３４０へ伝送される。ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部３４０は、復号化されたＬＳＰパラメータをＬＰＣパラメータに変換する。変換されたＬＰＣパラメータは、合成フィルタ３５０へ伝送される。
【００４３】
合成フィルタ３５０は、ＬＰＣパラメータを利用して励起信号を合成フィルタリングし、合成音声信号（synthesis speech signal）を出力する。出力された合成音声信号は、復元された音声信号である。
【００４４】
しかし、フレームが消去された（または損失された）と判定された場合には、消去されたフレーム（または損失されたフレーム）のＬＳＰパラメータを復元するために、パラメータ伝送部３１０は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータ、または、ＰＧＦ及びＮＧＦのＬＳＰパラメータならびに励起信号を復号化するために必要なパラメータをフレーム消去隠匿ユニット３６０へ伝送する。
【００４５】
フレーム消去隠匿ユニット３６０は、励起信号を復元するとともに、外挿法または内挿法により消去されたフレームのＬＳＰパラメータを復元することができる。
【００４６】
図４は、外挿法により消去されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。図４に示すように、フレーム消去隠匿ユニット３６０（図３参照）は、励起信号復元部（excitation signal recovering unit）４０１と、ＬＳＰ／スペクトル変換部（Line Spectrum pair/spectrum converter）４０２と、スペクトル復元部（spectrum recovering unit）４０３と、スペクトル／ＬＳＰ変換部（spectrum/Line Spectrum Pair converter）４０４と、を備える。
【００４７】
励起信号復元部４０１は、パラメータ伝送部３１０（図３参照）から伝送されたＰＧＦの励起信号を生成するためのパラメータを受信し、受信したパラメータを利用して消去されたフレームの励起信号を復元する。励起信号復元部４０１は、例えばＩＴＵ  Ｇ．７２９標準に基づいて励起信号を復元することができる。復元された励起信号は、合成フィルタ３５０（図３参照）へ伝送される。
【００４８】
ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２は、パラメータ伝送部３１０（図３参照）からＰＧＦの１０個の根を有するＬＳＰパラメータを受信し、受信したＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換してＰＧＦのスペクトルエンベロープ（spectrum envelope；スペクトル包絡、スペクトル包絡線などともいう。）を得る。得られたＰＧＦのスペクトルエンベロープは、スペクトル復元部４０３へ伝送される。
【００４９】
スペクトル復元部４０３は、ＰＧＦのスペクトルエンベロープを所定の方式により変形して消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する。消去されたフレームは、現在のフレーム（current frame）であっても良い。前記した所定の方式は、例えば、ＰＧＦのスペクトルエンベロープを所定領域にスペクトルシフトするように定義することができる。前記した所定領域は、低周波数領域または高周波数領域に次第にシフトすることが可能な領域である。
【００５０】
スペクトル復元部４０３は、ＰＧＦのスペクトルエンベロープをスムーズに変化させる方式により消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元することができる。
【００５１】
また、スペクトル復元部４０３は、消去されたフレームとＰＧＦとの相関関係に基づいて決定された加重値（weight）を利用して、ＰＧＦのスペクトルエンベロープを変形し、変形されたスペクトルエンベロープを消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープとして出力することができる構成でも良い。
【００５２】
スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４は、消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープを受信し、受信したスペクトルエンベロープを消去されたフレームのＬＳＰパラメータに変換する。スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４から出力されたＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部３４０（図３参照）へ伝送される。
【００５３】
ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータをＬＰＣパラメータに変換し、ＬＰＣパラメータをＰＧＦのケプストラムに変換し、かかるケプストラムをスペクトル領域に変換することができる。この場合には、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４は、消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープを消去されたフレームのケプストラムに変換し、かかるケプストラムを消去されたフレームのＬＰＣパラメータに変換し、ＬＰＣパラメータを消去されたフレームのＬＳＰパラメータに変換することができる。
【００５４】
また、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータをＬＰＣパラメータに変換し、ＬＰＣパラメータをスペクトル領域に変換することができるように構成されても良い。この場合には、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４は、消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープを消去されたフレームのＡＣＣ（Auto-Correlation Coefficients）パラメータに変換し、かかるＡＣＣパラメータを消去されたフレームのＬＰＣパラメータに変換し、かかるＬＰＣパラメータを消去されたフレームのＬＳＰパラメータに変換することができるように構成される。
【００５５】
また、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータをＬＰＣパラメータに変換し、かかるＬＰＣパラメータをＰＧＦのケプストラムに変換し、かかるケプストラムをスペクトル領域に変換することができるように構成されても良い。この場合には、スペクトル／ＬＰＣ変換部４０４は、消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープを消去されたフレームのＡＣＣパラメータに変換し、かかるＡＣＣパラメータを消去されたフレームのＬＰＣパラメータに変換し、かかるＬＰＣパラメータを消去されたフレームのＬＳＰパラメータに変換することができるように構成される。
【００５６】
また、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２は、ＰＧＦのＬＳＰパラメータを擬似ケプストラム（ＰＣＥＰ；Pseudo CEPstrum）に変換し、かかるＰＣＥＰをスペクトル領域に変換することができるように構成されても良い。この場合には、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４は、消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープを消去されたフレームのＰＣＥＰに変換し、かかるＰＣＥＰを消去されたフレームのＬＳＰパラメータに変換することができるように構成される。
【００５７】
図４において、本発明の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元装置は、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２と、スペクトル復元部４０３と、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４と、を備える。
【００５８】
図５は、励起信号を復元するとともに、内挿法により損失されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。図５に示すように、フレーム消去隠匿ユニット３６０は、励起信号復元部（excitation signal recovering unit）５０１と、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部（first Line Spectrum Pair converter）５０２と、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部（second Line Spectrum Pair converter）５０３と、復元ユニット（recovering unit）５０４と、スペクトル／ＬＳＰ変換部（spectrum/Line Spectrum Pair converter）５０５と、を備える。
【００５９】
図５において、本発明の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元装置は、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２と、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３と、復元ユニット５０４と、スペクトル／ＬＳＰ変換部５０５と、を備える。
【００６０】
励起信号復元部５０１は、パラメータ伝送部３１０（図３参照）から伝送されたＰＧＦ及びＮＧＦの励起信号を生成するためのパラメータをそれぞれ受信し、受信したパラメータを利用して消去されたフレームの励起信号を復元する。励起信号復元部５０１は、例えばＩＴＵ  Ｇ．７２９標準に基づいて励起信号を復元することができる。復元された励起信号は、合成フィルタ３５０（図３参照）へ伝送される。
【００６１】
第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２は、パラメータ伝送部３１０（図３参照）からＰＧＦの１０個の根を有するＬＳＰパラメータを受信し、受信したＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換してＰＧＦのスペクトルエンベロープを得る。このとき、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２は、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２（図４参照）と同様に、前記した四つの変換方式の一つによりＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換することができる。得られたＰＧＦのスペクトルエンベロープは、復元ユニット５０４へ伝送される。
【００６２】
第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３は、パラメータ伝送部３１０（図３参照）からＮＧＦの１０個の根を有するＬＳＰパラメータを受信し、受信したＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換してＮＧＦのスペクトルエンベロープを得る。このとき、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３は、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２（図４参照）と同様に、前記した四つの変換方式の一つによりＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換することができる。第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２及び第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３は、同じ変換方式を使用する。得られたＮＧＦのスペクトルエンベロープは、復元ユニット５０４へ伝送される。
【００６３】
復元ユニット５０４は、第１スペクトルエンベロープ変形部（first spectrum envelope transformer）５０６と、第２スペクトルエンベロープ変形部（second spectrum envelope transformer）５０７と、結合部（combiner）５０８と、を備える。
【００６４】
第１スペクトルエンベロープ変形部５０６は、消去されたフレームとＰＧＦとの相関関係と、消去されたフレームとＮＧＦとの相関関係と、消去されたフレームの個数とに基づいて決定された加重値を利用して、ＰＧＦのスペクトルエンベロープを変形する。
【００６５】
前記した相関関係は、消去されたフレームのＰＧＦ及びＮＧＦへの近接の度合いに基づいて決定されており、加重値は、０〜１の値を有する。消去されたフレームがＰＧＦに近接している場合には、第１スペクトルエンベロープ変形部５０６に入力される加重値が第２スペクトルエンベロープ変形部５０７に入力される加重値より大きい値を有する。例えば、第１スペクトルエンベロープ変形部５０６に入力される加重値がｗであれば、第２スペクトルエンベロープ変形部５０７に入力される加重値は１−ｗである。
【００６６】
第２スペクトルエンベロープ変形部５０７は、加重値を利用してＮＧＦのスペクトルエンベロープを変形する。
【００６７】
結合部５０８は、第１スペクトルエンベロープ変形部５０６から受信した変形されたＰＧＦのスペクトルエンベロープと、第２スペクトルエンベロープ変形５０７から受信した変形されたＮＧＦのスペクトルエンベロープとを結合する。かかる結合は、二つの変形されたスペクトルエンベロープの和を得ることにより行われる構成であっても良い。連結されたスペクトルエンベロープは、対応する消去されたフレームの復元されたスペクトルエンベロープである。
【００６８】
スペクトル／ＬＳＰ変換部５０５は、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを受信し、かかるスペクトルエンベロープをＬＳＰパラメータに変換する。かかるＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部３４０へ伝送される。スペクトル／ＬＳＰ変換部５０５は、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４（図４参照）のように、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２及び第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３の逆動作を行う。
【００６９】
図６は、図５のＬＳＰパラメータ復元装置の動作を説明するための図である。図６に示すように、ＰＧＦとＮＧＦとの間にＬ個の消去されたフレームが存在する場合に、ＰＧＦのＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換し（ステップＳ６０１）、ＮＧＦのＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換し（ステップＳ６０２）、ＰＧＦのスペクトルエンベロープとＮＧＦのスペクトルエンベロープとをそれぞれ変形して結合することによって、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する（ステップＳ６０３）。復元されたスペクトルエンベロープはＬＳＰパラメータに変換され、かかるＬＳＰパラメータが消去されたフレームのＬＳＰパラメータとして提供（出力）される。このとき、ＰＧＦのスペクトルエンベロープ及びＮＧＦのスペクトルエンベロープは、消去されたフレームとＰＧＦ／ＮＧＦとの相関関係と、消去されたフレームの個数とに基づいて決定されたフレーム当たりの加重値を利用して変形される。前記した相関関係は、消去されたフレームのＰＧＦ及びＮＧＦへの近接の度合いに基づいて決定される。
【００７０】
図７は、内挿法により損失されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。図７の励起信号復元部７０１、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部７０２、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部７０３及びスペクトル／ＬＳＰ変換部７０５は、それぞれ図５の励起信号復元部５０１、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部５０２、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部５０３及びスペクトル／ＬＳＰ変換部５０５と同一の構成であるので、これについての説明を省略する。
【００７１】
図７に示すように、復元ユニット７０４は、動的計画法（dynamic programming method）を利用して、第１ＬＳＰ／スペクトル変換部７０２から出力されたＰＧＦのスペクトルエンベロープのバンドと、第２ＬＳＰ／スペクトル変換部７０３から出力されたＮＧＦのスペクトルエンベロープのバンドとを非線形的に整合（マッチング）して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する。
【００７２】
すなわち、復元ユニット７０４は、ＤＦＷ（Dynamic Frequency Warping）法を利用して、ＰＧＦ及びＮＧＦのスペクトルバンドを非線形的に整合してワーピング経路（warping path）を得て、かかるワーピング経路に基づいて消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する。
【００７３】
図８は、図７の復元ユニットにおいてＤＦＷ法を利用して得たワーピング経路及びワーピング範囲のグラフである。図８に示すように、ワーピング範囲がワーピング経路により設定される。
【００７４】
図９は、本発明の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元方法の動作フローチャートである。図９に示すように、音声復号化時に、受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合には（ステップＳ９０１で「はい」）、ＰＧＦのＬＳＰパラメータをスペクトル領域に変換してＰＧＦのスペクトルエンベロープを得る（ステップＳ９０２）。
【００７５】
続いて、ＰＧＦのスペクトルエンベロープを、スペクトル復元部４０３（図４参照）に関して説明した方式の一つにより変形して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する（ステップ９０３）。
【００７６】
続いて、復元されたスペクトルエンベロープをＬＳＰパラメータに変換し（ステップＳ９０４）、かかるＬＳＰパラメータを消去されたフレームの復元されたＬＳＰパラメータとして提供（出力）する（ステップＳ９０５）。
【００７７】
ステップＳ９０２を実行するために、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２（図４参照）に関して説明した四つの変換方式の一つが用いられ、ステップＳ９０４を実行するために、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４（図４参照）に関して説明した四つの変換方式の一つが用いられる。そして、ステップＳ９０２で用いられる方式が、ステップＳ９０４で用いられる方式を決定する。
【００７８】
一方、受信した音声パケットに消去されたフレームがないと判定された場合には（ステップＳ９０１で「いいえ」）、現在のフレームのＬＳＰパラメータを復号化し（ステップＳ９０６）、復号化されたＬＳＰパラメータを現在のフレームのＬＳＰパラメータとして提供（出力）する（ステップＳ９０７）。
【００７９】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元方法の動作フローチャートである。図１０に示すように、音声復号化時に、受信した音声パケットに消去されたフレームがあると判定された場合には（ステップＳ１００１で「はい」）、ＰＧＦのＬＳＰパラメータとＮＧＦのＬＳＰパラメータとをそれぞれスペクトル領域に変換して、ＰＧＦのスペクトルエンベロープとＮＧＦのスペクトルエンベロープとをそれぞれ得る（ステップＳ１００２）。
【００８０】
続いて、ＰＧＦのスペクトルエンベロープ及びＮＧＦのスペクトルエンベロープを利用して、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元する（ステップＳ１００３）。すなわち、復元ユニット５０４（図５参照）や復元ユニット７０４（図７参照）に関してで説明した方式の一つにより、消去されたフレームのスペクトルエンベロープを復元することができる。
【００８１】
続いて、復元されたスペクトルエンベロープをＬＳＰパラメータに変換し（ステップＳ１００４）、かかるＬＳＰパラメータを消去されたフレームの復元されたＬＳＰパラメータとして提供（出力）する（ステップＳ１００５）。
【００８２】
ステップＳ１００２を実行するために、ＬＳＰ／スペクトル変換部４０２（図４参照）に関して説明した四つの変換方式の一つが用いられ、ステップＳ１００４を実行するために、スペクトル／ＬＳＰ変換部４０４（図４参照）に関して説明した四つの変換方式の一つが用いられる。そして、ステップＳ１００２で用いられる方式が、ステップＳ１００４で用いられる方式を決定する。
【００８３】
一方、受信した音声パケットに消去されたフレームがないと判定された場合には（ステップＳ１００１で「いいえ」）、現在のフレームのＬＳＰパラメータを復号化し（ステップＳ１００６）、復号化されたＬＳＰパラメータを現在のフレームのＬＳＰパラメータとして提供（出力）する（ステップＳ１００７）。
【００８４】
本発明に係る線スペクトル対パラメータ復元方法は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコード（またはプログラム）として具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータを記憶するあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ記憶装置などがあり、また搬送波（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに接続されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが記憶されて実行されうる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは当然である。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前記した説明ではなく、特許請求の範囲に表れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれていると解釈されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、線スペクトル対パラメータ復元方法、線スペクトル対パラメータ復元装置及び音声復号化装置関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】ＩＴＵ（International Telecommunication Union）Ｇ．７２９標準に基づいた、ＬＳＰパラメータを復元する従来技術を説明するための図である。
【図２】ＬＳＰパラメータを復元する他の従来技術を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元装置を備える音声復号化装置の機能ブロック図である。
【図４】外挿法により消去されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。
【図５】励起信号を復元するとともに、内挿法により損失されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。
【図６】図５での本発明によるＬＳＰパラメータの復元装置の動作概念図である。
【図７】内挿法により損失されたフレームのＬＳＰパラメータを復元する場合におけるフレーム消去隠匿ユニットの機能ブロック図である。
【図８】図７の復元ユニットにおいてＤＦＷ法を利用して得たワーピング経路及びワーピング範囲のグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係るＬＳＰパラメータ復元方法の動作フローチャートである。
【図１０】本発明の望ましい他の実施形態によるＬＳＰパラメータの復元方法の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
３１０  パラメータ伝送部
３２０  励起信号復号化部
３３０  ＬＳＰパラメータ復号化部
３４０  ＬＳＰ／ＬＰＣ変換部
３５０  合成フィルタ
３６０  フレーム消去隠匿ユニット
【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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【図９】
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【図１０】
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