(57)【要約】【解決手段】それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信するように構成された音声デコーダ。この音声デコーダは、音声パラメータからスピーチを生成するスピーチジェネレータを含んでいる。フレーム消失キャンセルモジュールは、前のフレームの１つにおける音声パラメータ、及び、後のフレームの１つにおける音声パラメータから、フレームシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成されている。【選択図】      図３
2008529423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信し、かつ、前記音声パラメータからスピーチを生成するように構成されたスピーチジェネレータと、
１又は複数の前のフレームの音声パラメータ、及び１又は複数の後のフレームの音声パラメータから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成されたフレーム消失キャンセルモジュールと
を備えるデコーダ。
【請求項２】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記前のフレームの１つを含む複数の前記前のフレームにおける音声パラメータと、前記後のフレームの１つを含む複数の前記後のフレームからの音声パラメータとから、前記フレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項３】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは、前記前のフレームの１つと、前記後のフレームの１つとから、フレームレートが、しきい値よりも上にあるとの判定に応じて、前記前のフレームの１つにおける音声パラメータと、前記後のフレームの１つにおける音声パラメータとから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項４】
前記フレームを前記スピーチジェネレータに正確なシーケンスで提供するように構成されたジッタバッファを更に備える請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項５】
前記ジッタバッファは更に、前記前のフレームの１又は複数からの音声パラメータと、前記後のフレームの１又は複数からの音声パラメータとを前記フレーム消失キャンセルモジュールへ提供し、前記フレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成された請求項４に記載の音声デコーダ。
【請求項６】
前記フレーム消失を検出するように構成されたフレーム誤り検出器を更に備える請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項７】
前記フレームの各々における音声パラメータは、ラインスペクトルペアを含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記前のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアと、前記後のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアとの間を補間することによって、前記消失したフレームのラインスペクトルペアを再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項８】
前記フレームの各々における音声パラメータは、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差分を示す差分値を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記後のフレームの１つが次のフレームであり、かつ、前記フレーム消失キャンセルモジュールが、前記後のフレームの１つにおける差分値が範囲内であると判定した場合には、前記後のフレームの１つにおける差分値から、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項９】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記後のフレームの１つが前記次のフレームではない場合には、前記前のフレームの１つにおける遅延と、前記後のフレームの１つにおける遅延との間を補間することによって、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項８に記載の音声デコーダ。
【請求項１０】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記フレーム消失キャンセルモジュールが、前記後のフレームの１つにおける遅延値が、範囲外であると判定した場合には、前記前のフレームの１つにおける遅延と、前記後のフレームの１つにおける遅延との間を補間することによって、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項８に記載の音声デコーダ。
【請求項１１】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記前のフレームの１つにおける適応コードブック利得と、前記後のフレームの１つにおける適応コードブック利得との間を補間することにより、前記消失したフレームの前記適応コードブック利得を再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項１２】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差を示す差分値を含み、
フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記消失したフレームの遅延が、前記後のフレームの１つにおける差分値から決定できるのであれば、前記適応コードブック利得を、前記前のフレームの１つと前記後のフレームの１つとの間で補間された適応コードブック利得よりも大きい値に設定することによって、前記消失したフレームの適応コードブック利得を再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項１３】
前記フレームの各々における音声パラメータは、固定コードブック利得を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記消失したフレームの固定コードブック利得をゼロに設定することによって、前記消失したフレームの音声パラメータを再構築するように構成された請求項１に記載の音声デコーダ。
【請求項１４】
それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信することと、
少なくとも１つの前のフレームにおける音声パラメータ、及び少なくとも１つの後のフレームからの音声パラメータから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築することと、
前記フレームのシーケンスの音声パラメータからスピーチを生成することと
を備える音声復号方法。
【請求項１５】
前記フレーム消失の音声パラメータは、前記前のフレームのうちの１つを含む複数の前記前のフレームにおける音声パラメータと、前記後のフレームのうちの１つを含む複数の前記後のフレームにおける音声パラメータとから再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記前のフレームの１つと、前記後のフレームの１つとから、フレームレートが、しきい値より上にあることを判定することと、
その判定に応じて、前記前のフレームの１つからの音声パラメータと、前記後のフレームの１つからの音声パラメータとから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築することと
を備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
正確なシーケンスで受信されるように、前記フレームを再調整することを更に備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記フレーム消失を検出することを更に備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フレームの各々における音声パラメータは、ラインスペクトルペアを含み、
前記消失したフレームのラインスペクトルペアは、前記前のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアと、前記後のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアとの間を補間することによって再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記後のフレームの１つは、前記消失したフレームに続く次のフレームであり、
前記フレームの各々における音声パラメータは、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差分を示す差分値を含み、前記後のフレームの１つにおける前記差分値が範囲内であるとの判定に応じて、前記後のフレームの１つにおける差分値から、前記消失したフレームの遅延が再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記後のフレームの１つは、前記消失したフレームに続く次のフレームではなく、前記フレームの各々における音声パラメータは、遅延を含み、前記消失したフレームの遅延は、前記前のフレームの１つの遅延と、前記後のフレームの１つの遅延との間を補間することによって再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得を含み、
前記消失したフレームの前記適応コードブック利得は、前記前のフレームの１つにおける適応コードブック利得と、前記後のフレームの１つにおける適応コードブック利得との間を補間することにより再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差を示す差分値を含み、
前記消失したフレームの遅延が、前記後のフレームの１つにおける差分値から決定できるのであれば、前記適応コードブック利得を、前記前のフレームの１つと前記後のフレームの１つとの間で補間された適応コードブック利得よりも大きい値に設定することによって、前記消失したフレームの適応コードブック利得が再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記フレームの各々における音声パラメータは、固定コードブック利得を含み、
前記消失したフレームの音声パラメータは、前記消失したフレームの固定コードブック利得をゼロに設定することによって再構築される請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信するように構成された音声デコーダであって、
前記音声パラメータからスピーチを生成する手段と、
少なくとも１つの前のフレームにおける音声パラメータと、少なくとも１つの後のフレームにおける音声パラメータとから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築する手段と
を備える音声デコーダ。
【請求項２６】
前記フレームを前記スピーチ生成手段へ正確なシーケンスで提供する手段を更に備える請求項２５に記載の音声デコーダ。
【請求項２７】
受信機と、
それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを前記受信機から受信するように構成された音声デコーダであって、
前記音声パラメータからスピーチを生成するように構成されたスピーチジェネレータと、
１又は複数の前のフレームの音声パラメータと、１又は複数の後のフレームの音声パラメータとから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成されたフレーム消失キャンセルモジュールとを備える音声デコーダと
を備える通信端末。
【請求項２８】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは、前記前のフレームのうちの１つと、前記後のフレームのうちの１つとから、フレームレートが、しきい値よりも上にあるとの判定に応じて、前記前のフレームのうちの１つにおける音声パラメータと、前記後のフレームのうちの１つにおける音声パラメータとから、前記フレームのシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【請求項２９】
前記音声デコーダは更に、前記フレームを前記スピーチジェネレータに正確なシーケンスで提供するように構成されたジッタバッファを備える請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３０】
前記ジッタバッファは更に、前記前のフレームの１つからの音声パラメータと、前記後のフレームの１つからの音声パラメータとを前記フレーム消失キャンセルモジュールへ提供し、前記フレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成された請求項２９に記載の通信端末。
【請求項３１】
前記音声デコーダは、前記フレーム消失を検出するように構成されたフレーム誤り検出器を更に備える請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３２】
前記フレームの各々における音声パラメータは、ラインスペクトルペアを含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記前のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアと、前記後のフレームの１つにおけるラインスペクトルペアとの間を補間することによって、前記消失したフレームのラインスペクトルペアを再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３３】
前記フレームの各々における音声パラメータは、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差分を示す差分値を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記後のフレームの１つが次のフレームであり、かつ、前記フレーム消失キャンセルモジュールが、前記後のフレームの１つにおける差分値が範囲内であると判定した場合には、前記後のフレームの１つにおける差分値から、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３４】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記後のフレームの１つが前記次のフレームではない場合には、前記前のフレームの１つにおける遅延と、前記後のフレームの１つにおける遅延との間を補間することによって、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項３３に記載の通信端末。
【請求項３５】
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記フレーム消失キャンセルモジュールが、前記後のフレームの１つにおける遅延値が、範囲外であると判定した場合には、前記前のフレームの１つにおける遅延と、前記後のフレームの１つにおける遅延との間を補間することによって、前記消失したフレームの遅延を再構築するように構成された請求項３３に記載の通信端末。
【請求項３６】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記前のフレームの１つにおける適応コードブック利得と、前記後のフレームの１つにおける適応コードブック利得との間を補間することにより、前記消失したフレームのための前記適応コードブック利得を再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３７】
前記フレームの各々における音声パラメータは、適応コードブック利得、遅延、及び、前記遅延と最も最近の前のフレームの遅延との差を示す差分値を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記消失したフレームの遅延が、前記後のフレームの１つにおける差分値から決定できるのであれば、前記適応コードブック利得を、前記前のフレームの１つと前記後のフレームの１つとの間で補間された適応コードブック利得よりも大きい値に設定することによって、前記消失したフレームの適応コードブック利得を再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【請求項３８】
前記フレームの各々における音声パラメータは、固定コードブック利得を含み、
前記フレーム消失キャンセルモジュールは更に、前記消失したフレームの固定コードブック利得をゼロに設定することによって、前記消失したフレームの音声パラメータを再構築するように構成された請求項２７に記載の通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、音声通信に関し、更に詳しくは、音声通信用のフレーム消失キャンセル技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル音声通信は、回線交換ネットワーク上で行なわれてきた。回線交換ネットワークは、通話が持続している間、２つの端末間で物理的経路が確立されるネットワークである。回線交換用途では、送信端末が、音声情報を含むパケットのシーケンスを、物理的経路を介して受信端末へ送る。受信端末は、パケットに含まれている音声情報を使用してスピーチを合成する。パケットが送信中に失われる場合、受信端末は、失われた情報を隠蔽することを試みるかもしれない。これは、以前に受信されたパケット内の情報から、失われたパケットに含まれる音声情報を再構築することにより達成されうる。
【０００３】
最近の技術の進歩は、パケット交換ネットワークによるデジタル音声通信への道を開いた。パケット交換ネットワークは、パケットが、宛先アドレスに基づいて、ネットワークを介して経路付けられるネットワークである。パケット交換通信を用いて、ルータは、各パケットのための経路を個別に決定し、目的地に到達するために利用可能な任意の経路に沿ってパケットを送る。その結果、パケットは、受信端末に、同時にあるいは同じ順番で到着しない。ジッタバッファは、パケットを順番通りに戻し、それらを連続的なシーケンシャル様式で再生するために受信端末で使用されうる。
【発明の開示】
【０００４】
ジッタバッファの存在は、失われたパケットのために再構築された音声情報の品質を改善するユニークな機会を提供する。ジッタバッファは、受信端末によって受信されたパケットを、再生される前に格納するので、音声情報は、失われたパケットについて、再生シーケンスにおいて、失われたパケットの前後のパケット内の情報から再構築される。
【０００５】
音声デコーダが開示される。この音声デコーダは、それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信し、音声パラメータからスピーチを生成するように構成された音声ジェネレータを含む。音声デコーダはまた、前のフレームの１つにおける音声パラメータ、及び、後のフレームの１つにおける音声パラメータから、フレームシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成されたフレーム消失キャンセルモジュールを含む。
【０００６】
音声復号方法が開示される。この方法は、それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信することと、前のフレームの１つにおける音声パラメータ、及び、後のフレームの１つからの音声パラメータから、フレームシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築することと、フレームシーケンスにおける音声パラメータからスピーチを生成することとを含む。
【０００７】
フレームシーケンスを受信するように構成された音声デコーダが開示される。フレームの各々は、音声パラメータを含んでいる。この音声デコーダは、音声パラメータからスピーチを生成する手段と、前のフレームの１つにおける音声パラメータ、及び、後のフレームの１つにおける音声パラメータから、フレームシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築する手段とを含む。
【０００８】
通信端末もまた開示される。この通信端末は、受信機と、それぞれが音声パラメータを有するフレームのシーケンスを受信機から受信するように構成された音声デコーダとを含む。音声デコーダは、音声パラメータからスピーチを生成するように構成されたスピーチジェネレータと、前のフレームの１つにおける音声パラメータ、及び、後のフレームの１つにおける音声パラメータから、フレームシーケンスにおけるフレーム消失の音声パラメータを再構築するように構成されたフレーム消失キャンセルモジュールとを含む。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、本発明の様々な実施形態が示され、例示によって記述されている以下の詳細記述から、当業者に容易に明白になるであろうことが理解される。理解されるように、本発明は、その精神及び範囲から逸脱することなく、その他及び異なる実施形態となることができ、かつ、幾つかの詳細は、その他様々な観点において変形することができる。従って、これら図面及び詳細記述は、本来例示的なものとして見なされ、限定的と見なされるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の局面は、添付図面において例として示されており、限定として示されているものではない。
【００１１】
添付図面に関連して述べられた詳細説明は、本発明の様々な実施形態の説明として意図されており、本発明が実現される唯一の実施形態を示すとは意図されていない。この詳細説明は、本発明の完全な理解を与えることを目的とした具体的な詳細を含んでいる。しかしながら、本発明は、これら具体的詳細なく実現されうることが当業者に明らかになるであろう。幾つかのインスタンスでは、本発明の概念を不明瞭にしないために、良く知られた構成及びコンポーネントがブロック図形式で示される。
【００１２】
図１は、送信媒体を介した送信端末１０２と受信端末１０４との例を示す概念ブロック図である。送信端末１０２及び受信端末１０４は、電話、コンピュータ、オーディオブロードキャスト及び受信機器、ビデオ会議機器等を含む音声通信をサポートすることができる任意のデバイスでありうる。１つの実施形態では、送信端末１０２及び受信端末１０４は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）機能を用いて実現されるが、実際には、任意の多元接続技術で実現されうる。ＣＤＭＡは、当該技術において周知のスペクトル拡散通信に基づく変調及び多元接続スキームである。
【００１３】
送信端末１０２は、音声エンコーダ１０６を備えて示されており、受信端末１０４は、音声デコーダ１０８を備えて示されている。音声エンコーダ１０６は、人間のスピーチ生成モデルに基づいてパラメータを抽出することによって、ユーザインタフェース１１０からのスピーチを圧縮するために使用されうる。送信機１１２は、これらパラメータを含むパケットを、送信媒体１１４を介して送信するために使用されうる。送信媒体１１４は、例えばインターネット、企業イントラネット、又はその他任意の送信媒体のようなパケットベースのネットワークでありうる。送信媒体１１２のもう１つの終端にある受信機１１６は、パケットを受信するために使用されうる。音声デコーダ１０８は、パケット内のパラメータを使用して、スピーチを合成する。そして、合成されたスピーチは、受信端末１０４のユーザインタフェース１１８に提供されうる。図示していないが、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ）機能、インタリーブ、デジタル変調、及びスペクトル拡散処理を含む畳み込み符合化のような様々な信号処理機能が、送信機１１２及び受信機１１６の両方において実行されうる。
【００１４】
ほとんどの用途では、通信に対する各パーティは、受信のみならず送信も行う。従って、各端末は、音声エンコーダ及び音声デコーダを必要とするだろう。音声エンコーダ及び音声デコーダは、個別のデバイスであるか、あるいは、「ボーコーダ」として知られている単一のデバイスに統合されうる。次に示す詳細説明では、端末１０２，１０４は、送信媒体１１４の一方の終端において音声エンコーダ１０６を備えて記述され、もう一方の終端において音声デコーダ１０８を備えて記述される。当業者は、本明細書で記述した概念を、どのようにして２方向通信へ拡張するかを容易に認識するであろう。
【００１５】
送信端末１０２の少なくとも１つの実施形態では、スピーチは、ユーザインタフェース１１０から音声エンコーダ１０６へフレームで入力される。各フレームは更に、サブフレームに分割されている。これら任意のフレーム境界は、一般に、本明細書における場合もそうであるが、幾つかのブロック処理が実行されるところで使用される。しかしながら、ブロック処理以外の連続処理が実施されるのであれば、スピーチサンプルは、フレーム（及びサブフレーム）に分割される必要はない。当業者であれば、以下に示すブロック技術をどのようにして連続処理に拡張できるかを容易に認識するであろう。記述した実施形態では、送信媒体１１４を介して送信される各パケットは、具体的な用途及び全体の設計制約に依存して１又は複数のフレームを含みうる。
【００１６】
音声エンコーダ１０６は、可変レート又は固定レートのエンコーダでありうる。可変レートエンコーダは、スピーチ内容に依存して、フレームからフレームへと多くのエンコーダモード間を動的に切り換える。音声デコーダ１０８はまた、フレームからフレームへと、対応するデコーダモード間を動的に切り換える。受信端末１０４において、許容可能な信号再生成を維持しながら、各フレームについて、利用可能な最も低いビットレートを達成するために、特定のモードが選択される。一例として、アクティブなスピーチが、フルレート又はハーフレートで符合化される。背景雑音は、一般に、１／８レートで符号化される。可変レートエンコーダ及び固定レートエンコーダともに、当該技術において良く知られている。
【００１７】
音声エンコーダ１０６及び音声デコーダ１０８は、線形予測符号化（ＬＰＣ：Linear Predictive Coding）を使用しうる。ＬＰＣ符合化の背景にある基本概念は、スピーチは、その強度及びピッチによって特徴付けられ、スピーチソース（声帯）によってモデル化されうることである。声帯からのスピーチは、声道（喉と口）を通って移動し、「フォルマント」と称される共振によって特徴付けられる。ＬＰＣ音声エンコーダ１０６は、フォルマントを推定し、スピーチからその効果を取り除き、残りのスピーチの強度およびピッチを推定することにより、スピーチを分析する。受信端におけるＬＰＣ音声デコーダ１０８は、処理を逆にすることによりスピーチを合成する。特に、ＬＰＣ音声デコーダ１０８は、残りのスピーチを使用してスピーチソースを生成し、フォルマントを使用してフィルタ（声道を表わす）を生成し、フィルタを介してスピーチソースを走らせてスピーチを合成する。
【００１８】
図２は、ＬＰＣ音声エンコーダ１０６の一例を示す概念ブロック図である。ＬＰＣ音声エンコーダ１０６は、ＬＰＣモジュール２０２を含んでいる。それは、スピーチからフォルマントを推定する。基本的な解法は、前のスピーチサンプル（スピーチサンプルの短い項に関連）の一次結合としてフレーム内の各スピーチサンプルを示す微分方程式である。この微分方程式の係数は、フォルマントを特徴付ける。また、これらの係数を計算する様々な方法は、当技術において周知である。ＬＰＣ係数は、スピーチからフォルマントの効果を取り除く逆フィルタ２０６に適用されうる。スピーチを受信端において再構築できるように、残りのスピーチは、ＬＰＣ係数とともに、送信媒体を介して送信される。ＬＰＣ音声エンコーダ１０６の少なくとも１つの実施形態では、より良い送信及び数学的操作の効率化のために、ＬＰＣ係数が、ラインスペクトルペア（ＬＳＰ）に変換される（２０４）。
【００１９】
冗長なマテリアルを除去し、スピーチを表すのに必要な情報を動的に低減するために、更なる圧縮技術が使用される。これは、人間の声帯の周期的振動によって引き起こされる一定の基本周波数が存在するという事実を利用することにより達成されうる。これらの基本周波数はしばしば「ピッチ」と称される。ピッチは、（１）スピーチセグメントの自己相関関数を最大にする多くのスピーチサンプルにおける「遅延」と、（２）「適応コードブック利得」とを含む「適応コードブックパラメータ」によって定量化される。適応コードブック利得は、スピーチの長期的な周期性がサブフレームベースでどれだけ強いのかを測定する。この長期的な周期性は、受信端末への送信前に、残りのスピーチから引かれる（２１０）。
【００２０】
減算器２１０からの残りのスピーチは、更に、任意の数の方法で符号化されうる。より一般的な方法の１つは、システム設計者によって作成されるコードブック２１２を用いる。コードブック２１２は、パラメータを、最も典型的な残りのスピーチ信号へ割り当てるテーブルである。動作では、減算器２１０からの残りのスピーチが、コードブック２１２内の全てのエントリと比較される。エントリに対して、最も近い一致を持つパラメータが選択される。固定コードブックパラメータは、「固定コードブック係数」および「固定コードブック利得」を含む。固定コードブック係数は、フレームのための新たな情報（エネルギー）を含む。それは、基本的には、フレーム間の相違の符号化表示である。固定コードブック利得は、スピーチの現在のサブフレームに新たな情報（固定コードブック係数）を適用するために、受信端末１０４の音声デコーダ１０８が使用すべき利得を表す。
【００２１】
また、ピッチ推定器２０８も、「デルタ遅延」あるいは「Ｄ遅延」と称される付加的な適応コードブックパラメータを生成するために使用されうる。このＤ遅延は、現在のフレームと、前のフレームとの間で測定された遅延差である。しかしながら、それは、限定範囲を有しており、２つのフレーム間の遅延差がオーバーフローする場合、０に設定されうる。このパラメータは、スピーチを合成するために受信端末１０４内の音声デコーダ１０８によって使用されない。代わりに、それは、喪失したフレーム又は損失したフレームのためのスピーチサンプルのピッチを計算するために使用される。
【００２２】
図３は、図１に示す受信端末１０４におけるより詳細な概念ブロック図を示す。この構成では、音声デコーダ１０８は、ジッタバッファ３０２、フレーム誤り検出器３０４、フレーム消失キャンセルモジュール３０６、及びスピーチジェネレータ３０８を含む。音声デコーダ１０８は、ボーコーダの一部として、スタンドアロンエンティティとして実現されるか、あるいは、受信端末１０４内の１又は複数のエンティティにわたって分散される。音声デコーダ１０８は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、あるいはそれらの任意の組合せとして実現されうる。一例として、音声デコーダ１０８は、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジック、専用ハードウェア、又は、その他任意のハードウェア及び／又はソフトウェアベースの処理エンティティで実現されうる。音声デコーダ１０８は、その機能の観点から以下のように説明される。それが実装される方法は、特定のアプリケーション、および設計全体に課された設計制約に依存するだろう。当業者であれば、これら状況下におけるハードウェア構成、ファームウェア構成、及びソフトウェア構成の相互置換性と、各特定用途のために、説明した機能をどのように最良に実現するかを認識するであろう。
【００２３】
ジッタバッファ３０２は、音声デコーダ１０８のフロントエンドに位置しうる。ジッタバッファ３０２は、ネットワーク混雑、タイミングドリフト、及びルート変更によるパケット到着時における変化によって引き起こされたジッタを除去するハードウェアデバイス又はソフトウェア処理である。ジッタバッファ３０２は、全てのパケットが、正しい順序でスピーチジェネレータ３０８へ連続的に提供され、結果として、非常に少ないオーディオ歪みでのクリアな関係になるように、到着パケットを遅延させる。ジッタバッファ３０２は、固定式あるいは適応式でありうる。固定式ジッタバッファは、パケットに固定遅延を導入する。一方、適応式ジッタバッファは、ネットワーク遅延における変化に適合する。固定式及び適応式の両ジッタバッファは、当該技術において周知である。
【００２４】
図１に関して以前説明したように、例えば、ＣＲＣ機能、インタリーブ、デジタル変調、及びスペクトル拡散処理を含む畳み込み符号化のような様々な信号処理機能が、送信端末１０２によって実行される。ＣＲＣチェック機能を行なうために、フレーム誤り検出器３０４が使用されうる。あるいは、又はそれに加えて、２〜３名前を挙げると、チェックサムやパリティビットを含むその他のフレーム誤り検出技術が使用されうる。何れの場合であれ、フレーム誤り検出器３０４は、フレーム消失が生じたかどうかを判定する。「フレーム消失」は、フレームが喪失したか、あるいは損失したかの何れかを意味する。現在のフレームが消失していないとフレーム誤り検出器３０４が判定すると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、スピーチジェネレータ３０８に、ジッタバッファ３０２からのフレーム用の音声パラメータを発行するだろう。一方、フレーム誤り検出器３０４は、現在のフレームが消失したと判定すると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６へ「フレーム消失フラグ」を与えるだろう。後でより詳細に説明するように、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、消失したフレームの音声パラメータを再構築するために使用されうる。
【００２５】
ジッタバッファ３０２から発行されたか、あるいは、フレーム消失キャンセルモジュール３０６によって再構築された音声パラメータは、スピーチジェネレータ３０８に提供される。特に、逆コードブック３１２は、固定コードブック係数を残りのスピーチに変換し、かつ、固定コードブック利得を、その残りのスピーチに適用するために使用される。次に、ピッチ情報が、残りのスピーチに加え戻される（３１８）。このピッチ情報は、「遅延」から、ピッチデコーダ３１４によって計算される。ピッチデコーダ３１４は、本質的には、スピーチサンプルの前のフレームを生成した情報のメモリである。適応コードブック利得は、残りのスピーチへ加えられる３１８前に、ピッチデコーダ３１４によって各サブフレーム内のメモリ情報へ加えられる。そして、残りのスピーチは、スピーチにフォルマントを加えるために、逆変換３２２からのＬＰＣ係数を用いてフィルタ３２０に通される。そして、生の合成スピーチが、スピーチジェネレータ３０８からポストフィルタ３２４へ提供されうる。ポストフィルタ３２４は、スピーチを平滑化し、帯域外成分を低減する傾向があるオーディオ帯域内のデジタルフィルタである。
【００２６】
フレーム消失キャンセル処理の品質は、音声パラメータを再構築する際の精度で改善する。再構築されたスピーチパラメータの精度が高くなることは、フレームのスピーチ内容が高い場合に達成される。これは、フレーム消失キャンセル技術を経た最大の音声品質利得は、音声エンコーダ及び音声デコーダがフルレート（最大スピーチ内容）で動作された場合に得られることを意味する。フレーム消失の音声パラメータを再構築するために、ハーフレートフレームを使用することは、幾つかの音声品質ゲインを提供するが、利得は限定されている。一般に、１／８レートフレームは、どのスピーチ内容も含まず、もって、どの音声品質利得も与えない。従って、音声デコーダ１０８の少なくとも１つの実施形態では、フレームレートが十分に高い場合に限り、将来のフレームにおける音声パラメータが使用され、音声品質利得が達成される。一例として、音声デコーダ１０８は、前のフレームと将来のフレームとの両方が、フルレート又はハーフレートで符号化されるのであれば、消失したフレームにおける音声パラメータを再構築するために、前のフレームと将来のフレームとの両方における音声パラメータを使用しうる。そうでない場合には、消失したフレーム内の音声パラメータは、前のフレームからのみ再構築される。音声品質利得の尤度が低い場合、このアプローチは、フレーム消失キャンセル処理の複雑さを低減する。フレーム誤り検出器３０４からの「レート決定」は、フレーム消失の前のフレームと将来のフレームとのための符号化モードを示すために使用されうる。
【００２７】
図４は、フレーム消失キャンセルモジュール３０６の動作を例示するフロー図である。フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、ステップ４０２において動作を開始する。動作は、一般に、ネットワーク上の２つの端末間のコール設定手順の一部として開始される。一旦動作可能になると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、音声セグメントの第１のフレームがジッタバッファ３０２から発行されるまで、ステップ４０４においてアイドル状態を維持する。第１のフレームが発行されると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、ステップ４０６において、フレーム誤り検出器３０４からの「フレーム消失フラグ」を監視する。「フレーム消失フラグ」がクリアされるのであれば、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、ステップ４０８において、次のフレームを待ち、その後、処理を繰り返す。一方、ステップ４０６において、「フレーム消失フラグ」が設定された場合には、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、そのフレームのためのスピーチパラメータを再構築するだろう。
【００２８】
フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、先ず、将来のバッファからの情報が、ジッタバッファ３０２内において利用可能であるかを判定することによって、そのフレームのためのスピーチパラメータを再構築する。ステップ４１０では、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、フレーム誤り検出器３０４によって生成された「利用可能な将来のフレームのフラグ」を監視することにより、この判定を行う。「利用可能な将来のフレームのフラグ」がクリアされると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、ステップ４１２において、将来のフレーム内の情報の恩恵なしで、前のフレームからスピーチパラメータを再構築しなければならない。一方、「利用可能な将来のフレームのフラグ」が設定されると、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、前のフレームと将来のフレームとの両方からの情報を用いることにより、増強されたキャンセルを提供しうる。しかしながら、フレームレートが音声品質利得を達成するのに十分に高い場合のみ、この処理は行なわれる。フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、ステップ４１３において、この判定を行う。何れにせよ、フレーム消失キャンセルモジュール３０６が一旦現在のフレームのスピーチパラメータを再構築すると、ステップ４０８において次のフレームを待ち、次に、この処理を繰り返す。
【００２９】
ステップ４１２では、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、前のフレームからの情報を用いて、消失したフレームのスピーチパラメータを再構築する。喪失フレームのシーケンスにおける第１のフレーム消失の場合、フレーム消失キャンセルモジュール３０６は、最後に受信したフレームからの「遅延」とＬＳＰとをコピーして適応コードブック利得を、最後に受信したフレームのサブフレームにわたった平均利得に設定し、固定コードブック利得をゼロに設定する。電力（適応コードブック利得）が低い場合、適応コードブック利得もフェードし、ランダムな要素はＬＳＰ及び「遅延」である。
【００３０】
上述したように、将来のフレームからの情報が利用可能であり、かつ、フレームレートが高い場合、改善された誤りキャンセルが達成される。ステップ４１４では、フレーム消失シーケンスのＬＳＰは、前のフレーム及び将来のフレームから直線的に補間されうる。ステップ４１６では、将来のフレームからのＤ遅延を用いて遅延が計算されうる。そして、もしもＤ遅延が０であれば、遅延は、前のフレーム及び将来のフレームから直線的に補間されうる。ステップ４１８では、適応コードブック利得が計算されうる。少なくとも２つの異なるアプローチが使用されうる。第１のアプローチは、ＬＳＰ及び「遅延」と似た方法で適応コードブック利得を計算する。すなわち、適応コードブック利得は、前のフレーム及び将来のフレームから直線的に補間される。もしも「遅延」が既知である場合、すなわち、将来のフレームのＤ遅延がゼロではなく、現在のフレームの遅延が正確であり、推定されない場合には、第２のアプローチが、適応コードブック利得を高い値に設定する。非常に積極的なアプローチは、適応コードブック利得を１に設定することにより用いられうる。あるいは、適応コードブック利得は、前のフレーム及び将来のフレームの間の補間値と、１との間の何れかに設定されうる。何れの場合であれ、将来のフレームからの情報が利用可能ではないのであれば、経験したほど適応コードブック利得のフェージングはない。将来からの情報を持つことは、消失されたフレームが、何れかのスピーチコンテンツを持つかを消失キャンセルモジュール３０６に伝えるので、これは単純に可能である（ユーザは、消失フレームの送信直前に通話をやめているかもしれない）。最後に、ステップ４２０では、固定コードブック利得が０に設定される。
【００３１】
ここで開示された実施形態に関連して記述された様々の説明的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、又は上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現又は実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはこのような任意の構成である計算デバイスの組み合わせとして実現することも可能である。
【００３２】
ここで開示された実施形態に関連して記述された方法やアルゴリズムは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。
【００３３】
開示された実施形態における上述の記載は、当該技術分野におけるいかなる人であっても、本発明の活用または利用を可能とするように提供される。これらの実施形態への様々な変形例もまた、当該技術分野における熟練者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲を逸脱せずに他の実施形態にも適用されうる。このように、本発明は、ここで示された実施形態に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した最も広い範囲に相当するものを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、送信媒体を介した送信端末及び受信端末の一例を示す概念ブロック図である。
【図２】図２は、送信端末における音声エンコーダの一例を示す概念ブロック図である。
【図３】図３は、図１に示す受信端末のより詳細な概念ブロック図である。
【図４】図４は、音声デコーダにおけるフレーム消失キャンセルモジュールの機能を例示するフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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