(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアレイヤ符号化情報と拡張レイヤゲイン係数を含む拡張レイヤ符号化情報とを復号するスケーラブル復号化装置において、
コアレイヤ符号化情報から得られるコアレイヤ復号信号の、パワーの変動を検出する変動検出手段と、
検出されたパワーの変動に応じて可変に減衰強度を設定する設定手段と、
第１の期間の拡張レイヤ符号化情報が消失したとき、第１の期間よりも前の第２の期間の拡張レイヤゲイン係数を、設定された減衰強度に従って減衰して、第１の期間の拡張レイヤゲイン係数を補間する減衰手段と、
を有するスケーラブル復号化装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
コアレイヤ復号信号のパワーの増大が検出された場合とコアレイヤ復号信号のパワーの減少が検出された場合とで相互に異なる減衰強度を取得する、
請求項１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項３】
前記設定手段は、
コアレイヤ復号信号のパワーの減少が検出された場合は、コアレイヤ復号信号のパワーの増大が検出された場合に比べて減衰強度を強める、
請求項２記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項４】
前記設定手段は、
コアレイヤ復号信号のパワーの増大が検出された場合は、コアレイヤ復号信号のパワーの減少が検出された場合に比べて減衰強度を弱める、
請求項２記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項５】
前記変動検出手段は、
第１の期間のコアレイヤ符号化情報から得られるコアレイヤ復号信号のパワーと第２の期間のコアレイヤ符号化情報から得られるコアレイヤ復号信号のパワーとを比較して、パワーの変動を検出する、
請求項１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項６】
前記変動検出手段は、
コアレイヤ復号信号の短期平滑化パワーとコアレイヤ復号信号の長期平滑化パワーとを比較して、パワーの変動を検出する、
請求項１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項７】
第２の期間のコアレイヤ復号信号のパワーに対する第２の期間の拡張レイヤ復号信号のパワーの比を算出する算出手段をさらに有し、
前記設定手段は、
算出されたパワー比に応じて可変に減衰強度を設定する、
請求項１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項８】
前記設定手段は、
算出されたパワーの比が所定値よりも大きい場合は、算出されたパワーの比が所定値よりも小さい場合に比べて減衰強度を強める、
請求項７記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項９】
前記設定手段は、
算出されたパワーの比が所定値よりも小さい場合は、算出されたパワーの比が所定値よりも大きい場合に比べて減衰強度を弱める、
請求項７記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１０】
コアレイヤ符号化情報と拡張レイヤ符号化情報とを復号することによって得られる復号信号は音声信号であり、
拡張レイヤゲイン係数は、拡張レイヤのピッチ周期成分に対応する第１のゲイン係数と、拡張レイヤの背景雑音成分に対応する第２のゲイン係数と、を含み、
前記設定手段は、
第１のゲイン係数に対応する第１の減衰強度を、検出されたパワーの変動および算出されたパワーの比に応じて設定するとともに、第２のゲイン係数に対応する第２の減衰強度を、検出されたパワーの変動のみに応じて設定し、
前記減衰手段は、
第２の期間の第１のゲイン係数を、設定された第１の減衰強度に従って減衰するとともに、第２の期間の第２のゲイン係数を、設定された第２の減衰強度に従って減衰する、
請求項７記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１１】
コアレイヤ符号化情報と拡張レイヤ符号化情報とを復号することによって得られる復号信号の帯域変化を許容する許容区間を検出する区間検出手段と、
拡張レイヤ符号化情報の消失が終了した後の拡張レイヤパワー回復期間が許容区間内にある場合は、拡張レイヤパワー回復期間が許容区間外にある場合に比べて拡張レイヤ復号信号のパワーの回復を迅速化させる拡張レイヤゲイン係数を決定する決定手段と、
をさらに有する請求項１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１２】
復号信号は音声信号であり、
前記区間検出手段は、
無音区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１３】
前記区間検出手段は、
コアレイヤ復号信号のパワーが所定レベル以下である区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１４】
前記区間検出手段は、
拡張レイヤ復号信号のパワーが所定レベル以下である区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１５】
前記区間検出手段は、
コアレイヤ復号信号のパワーに対する拡張レイヤ復号信号のパワーの比が所定レベル以下である区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１６】
前記区間検出手段は、
前記変動検出手段によって検出されたパワーの変動が所定レベル以上である区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１７】
復号信号は音声信号であり
前記区間検出手段は、
音声の立ち上がり時を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１８】
復号信号は音声信号であり、
前記区間検出手段は、
音声信号に含まれる背景雑音の種類が変化する区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項１９】
復号信号は音声信号であり、
前記区間検出手段は、
音声信号のスペクトルの変化が所定レベル以上である区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項２０】
前記区間検出手段は、
コアレイヤ復号信号の補間が行われた直後の区間を許容区間として検出する、
請求項１１記載のスケーラブル復号化装置。
【請求項２１】
コアレイヤ符号化情報と拡張レイヤゲイン係数を含む拡張レイヤ符号化情報とを復号するスケーラブル復号化方法において、
コアレイヤ符号化情報から得られるコアレイヤ復号信号の、パワーの変動を検出する変動検出ステップと、
検出されたパワーの変動に応じて可変に減衰強度を設定する設定ステップと、
第１の期間の拡張レイヤ符号化情報が消失したとき、第１の期間よりも前の第２の期間の拡張レイヤゲイン係数を、設定された減衰強度に従って減衰して、第１の期間の拡張レイヤゲイン係数を補間する減衰ステップと、
を有するスケーラブル復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階層符号化された信号を復号するスケーラブル復号化装置およびスケーラブル復号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば音声信号に対して階層的な符号化・復号化を行う技術においては、ある階層（レイヤ）の符号化データが失われても他の階層の符号化データから音声信号を復号することができる。このような符号化技術は、一般に、スケーラブル音声符号化（または、スケーラブル音声コーデック）と呼ばれる。スケーラブル音声符号化の中には、帯域スケーラブル音声符号化と呼ばれるものがある。帯域スケーラブル音声符号化では、狭帯域信号に対して符号化、復号化を行う処理層と、狭帯域信号を高品質化、広帯域化させるための符号化、復号化を行う処理層と、が用いられる。以下、前者の処理層をコアレイヤと言い、後者の処理層を拡張レイヤと言う。
【０００３】
帯域スケーラブル音声符号化を、例えば、伝送帯域が保証されず符号化データが消失や遅延によって部分的に欠落（以下の説明では、符号化データが欠落することを「消失」と言う）し得る通信ネットワーク上での音声データ通信に適用したとする。この場合、受信側では、コアレイヤおよび拡張レイヤの双方の符号化データ（コアレイヤ符号化データおよび拡張レイヤ符号化データ）を受信できるときもあれば、コアレイヤ符号化データのみを受信できるときもある。
【０００４】
伝送路上で消失した情報を補間するための方法としては、例えば非特許文献１に記載されたものがある。この文献に記載された方法は、単層のＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）を用いた音声コーデックにおいて用いられる。また、この方法は、音声フレームの消失が発生した場合に、音声を合成する上で必要な各パラメータを過去の情報に基づいて補間するものである。特にゲイン係数に関して、補間されるゲイン係数は、過去の正常受信時のゲイン係数に対して単調減少の関数によって表される。
【非特許文献１】"AMR Speech Codec; Error Concealment of lost frames", 3GPP TS26.091 V5.0.0, 2002-06
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の方法においては、音声フレーム消失期間中は過去の情報のみに基づき補間ゲインを基本的に減少させている。これは、補間が長引くと復号補間音声が本来の復号音声とかけ離れることになるため、異音を防ぐために必要な措置である。ところが、この処理をスケーラブル音声コーデックに単純に適用すると、下記の問題が生じ得る。すなわち、拡張レイヤの信号が消失したときにその信号を上記方法によって補間した場合、コアレイヤ復号音声信号のパワー変動や拡張レイヤ復号音声信号のゲイン減衰量によっては、受聴者に異音感や帯域変動感を与え主観品質を劣化させてしまうという問題がある。
【０００６】
例えば、拡張レイヤの信号が消失したときに、コアレイヤ復号音声信号のパワーが急激に減少し且つ拡張レイヤ復号音声信号のゲインが非常に緩やかに減衰した場合、補間によって劣化した拡張レイヤ復号音声が目立つ。また、例えば、拡張レイヤの信号が消失したときに、コアレイヤ復号音声信号のパワーがほぼ変動しておらず且つ拡張レイヤ復号音声信号のゲインが急激に減衰した場合、帯域変動感が発生する。
【０００７】
よって、本発明の目的は、受聴者の主観品質の劣化を回避することができるスケーラブル復号化装置およびスケーラブル復号化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスケーラブル復号化装置は、コアレイヤ符号化情報と拡張レイヤゲイン係数を含む拡張レイヤ符号化情報とを復号するスケーラブル復号化装置において、コアレイヤ符号化情報から得られるコアレイヤ復号信号の、パワーの変動を検出する変動検出手段と、検出されたパワーの変動に応じて可変に減衰強度を設定する設定手段と、第１の期間（例えば、フレーム）の拡張レイヤ符号化情報が消失したとき、第１の期間よりも前の第２の期間の拡張レイヤゲイン係数を、設定された減衰強度に従って減衰して、第１の期間の拡張レイヤゲイン係数を補間する減衰手段と、を有する構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受聴者の主観品質の劣化を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１のスケーラブル復号化装置１００は、コアレイヤ復号部１０２、信号調整部１０４、音声分析部１０６、拡張レイヤ復号部１０８、拡張レイヤ消失検出部１１０および復号音声加算部１１２を有する。
【００１３】
コアレイヤ復号部１０２には、コアレイヤ符号化データが入力される。コアレイヤ復号部１０２は、コアレイヤ符号化データを復号して、コアレイヤ復号音声信号を生成する。
【００１４】
ここで、コアレイヤ符号化データは、図示されないスケーラブル符号化装置が音声信号を階層符号化することによって生成された符号化データのうち、狭帯域に対応するコアレイヤの符号化データである。また、スケーラブル符号化装置での階層符号化によって生成された符号化データは、コアレイヤ符号化データのほかに拡張レイヤ符号化データを含む。拡張レイヤ符号化データは、狭帯域の音声信号を広帯域化・高品質化するための拡張レイヤの符号化データである。
【００１５】
拡張レイヤ消失検出部１１０は、拡張レイヤ符号化データが復号可能であるか否か、換言すれば、拡張レイヤ符号化データが消失したか否かを検出する。検出結果は、拡張レイヤ消失情報として拡張レイヤ復号部１０８に出力される。なお、以下の説明では、拡張レイヤ消失情報はloss[t]として表され、loss[t]=0は、拡張レイヤ符号化データの消失を表し、loss[t]=1は、拡張レイヤ符号化データの正常受信（非消失）を表す。ここで、tはフレーム番号である。
【００１６】
拡張レイヤ符号化データの復号可否の検出方法としては、例えば、拡張レイヤ符号化データとは別に、誤りの発生を知らせる情報である誤り情報を受信する方法が挙げられる。あるいは、拡張レイヤ符号化データに付加されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などの誤り検査符号を用いて誤り検出を行う。あるいは、復号時間までに拡張レイヤ符号化データが未着であることを判断する。あるいは、拡張レイヤ復号部１０８での拡張レイヤ符号化データの復号過程において、拡張レイヤ符号化データ内に含まれる誤り検出符号などにより重大な誤りが検出されたときに、その旨の情報を拡張レイヤ復号部１０８から取得する。あるいは、拡張レイヤの復号にコアレイヤの情報が不可欠であるようなスケーラブル音声コーデックが採用されている場合は、コアレイヤの誤りが検出されたときに、拡張レイヤの誤りが検出されたと判断する。
【００１７】
音声分析部１０６は、復号音声信号の分析、具体的には、コアレイヤ復号部１０２によって生成されたコアレイヤ復号音声信号のパワー変動を分析、検出する。パワー変動の分析結果を含む分析情報は拡張レイヤ復号部１０８に出力される。音声分析部１０６の、より具体的な内部構成については後述する。
【００１８】
拡張レイヤ復号部１０８は、音声分析部１０６から入力された分析情報および拡張レイヤ消失検出部１１０から入力された拡張レイヤ消失情報に従って、拡張レイヤ符号化データを復号して、拡張レイヤ復号音声信号を生成する。拡張レイヤ復号部１０８の、より具体的な内部構成については後述する。
【００１９】
信号調整部１０４は、コアレイヤ復号部１０２および拡張レイヤ復号部１０８でそれぞれ生成されたコアレイヤ復号音声信号および拡張レイヤ復号音声信号のサンプリングレート、遅延、位相を合わせる調整処理を行う。本実施の形態では、信号調整部１０４は、コアレイヤ復号音声信号のサンプリングレート、遅延、位相を、拡張レイヤ復号音声信号のそれらに合わせる。調整されたコアレイヤ復号音声信号は復号音声加算部１１２に出力される。
【００２０】
復号音声加算部１１２は、拡張レイヤ復号部１０８で生成された拡張レイヤ復号音声信号および信号調整部１０４で調整されたコアレイヤ復号音声信号を加算する。加算後の音声信号は、スケーラブル復号化装置１００の出力音声信号として出力される。
【００２１】
ここで、音声分析部１０６の内部構成について具体的に説明する。図２に示すように、
音声分析部１０６は、現フレームパワー算出部１２０、過去フレームパワー記憶部１２２およびパワー変動比算出部１２４を有する。
【００２２】
現フレームパワー算出部１２０は、例えば次の式（１）を用いて、コアレイヤ復号音声信号の現フレームのパワーを算出する。算出された現フレームパワーは、過去フレームパワー記憶部１２２およびパワー変動比算出部１２４に出力される。
【数１】
0004846712.tif 000002
ここで、POWcore[t]をフレームあたりのパワーとし、tをフレーム番号とし、L_FRAMEをフレーム長とし、iをサンプル番号とし、Oc[t]をコアレイヤ復号音声信号とする。
【００２３】
過去フレームパワー記憶部１２２は、現フレームパワー算出部１２０から入力された現フレームパワーを、必要なフレーム数分だけ記憶する。記憶された現フレームパワーは、過去フレームパワーとしてパワー変動比算出部１２４に参照される。
【００２４】
パワー変動比算出部１２４は、現フレームパワー算出部１２０で算出された現フレームパワーと過去フレームパワー記憶部１２２に記憶された過去フレームパワーとを比較して、コアレイヤ復号音声信号のパワー変動を検出する。より具体的には、パワー変動比算出部１２４は、現フレームパワー算出部１２０から現フレームパワー、例えばPOWcore[t]が入力されたときに、過去フレームパワー記憶部１２２に記憶されている過去フレームパワー、例えばPOWcore[t-1]を参照して、例えば次の式（２）を用いてパワー変動比を算出する。
【数２】
0004846712.tif 000003
ここで、PCratio[t]は、過去フレームに対する現フレームのパワーの比を振幅比に換算したものである。
【００２５】
なお、パワー変動の検出方法は上記のものだけに限定されない。例えば、パワー変動が過度に変動するのを抑え、復号音声の変動を抑えるために、複数の異なる平滑係数を用いて現フレームパワーや過去フレームパワーを平滑化し、例えば次の式（３）で表されるコアレイヤ復号音声信号の長期平滑化パワーと例えば次の式（４）で表される短期平滑化パワーとを比較し、次の式（５）を用いてパワー変動比を算出しても良い。
【数３】
0004846712.tif 000004
【数４】
0004846712.tif 000005
【数５】
0004846712.tif 000006
ここで、POWLongは、長期平滑化パワーであり、過去フレームのパワーからより強い影響を受けている。また、POWShortは、短期平滑化パワーであり、現フレームのパワーから
より強い影響を受けるように計算される。また、βLを長期平滑化係数とし、βSを短期平滑化係数とし、βLとβSは0.0≦βS＜βL＜1.0の関係を有する。
【００２６】
次に、拡張レイヤ復号部１０８の内部構成について具体的に説明する。拡張レイヤ復号部１０８は、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）方式をベースとした音声符号化方式を用いるものであり、また、図３に示すように、符号化データ分離部１３０、拡張レイヤゲイン復号部１３１、拡張レイヤ適応符号帳復号部１３２、拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３、拡張レイヤＬＰＣ復号部１３４、ピッチゲイン増幅部１３５、コードゲイン増幅部１３６、音源加算部１３７および拡張レイヤ合成フィルタ部１３８を有する。
【００２７】
符号化データ分離部１３０は、拡張レイヤ符号化データを、ゲイン係数（拡張レイヤゲイン係数）の符号化データ、適応ベクトル（拡張レイヤ適応ベクトル）の符号化データ、雑音ベクトル（拡張レイヤ雑音ベクトル）の符号化データ、ＬＰＣ係数の符号化データ、に分離する。拡張レイヤゲイン係数の符号化データは拡張レイヤゲイン復号部１３１に、拡張レイヤ適応ベクトルの符号化データは拡張レイヤ適応符号帳復号部１３２に、拡張レイヤ雑音ベクトルの符号化データは拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３に、ＬＰＣ係数の符号化データは拡張レイヤＬＰＣ復号部１３４に、それぞれ出力される。
【００２８】
拡張レイヤ適応符号帳復号部１３２は、過去に生成した音源信号を内部の記憶領域に記憶しており、符号化データ分離部１３０から入力された符号化データにより指定されたラグに基づいて、ピッチ周期分の音源信号を切り出す。切り出された音源信号は、拡張レイヤ適応ベクトルとしてピッチゲイン増幅部１３５に出力される。なお、拡張レイヤ消失検出部１１０から入力された拡張レイヤ消失情報によって、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、拡張レイヤ適応符号帳復号部１３２は、過去のラグまたはコアレイヤの復号情報などを利用して拡張レイヤ適応ベクトルを補間する。
【００２９】
拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３は、拡張レイヤ適応符号帳で表現されるピッチ周期成分では表しきれない雑音的な信号成分を表現するための拡張レイヤ雑音ベクトルを生成する。具体的には、拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３は、符号化データ分離部１３０から入力された符号化データに従って代数的に拡張レイヤ雑音ベクトルを生成し、生成した拡張レイヤ雑音ベクトルをコードゲイン増幅部１３６に出力する。拡張レイヤ消失検出部１１０から入力された拡張レイヤ消失情報によって、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３は、過去の拡張レイヤの復号情報、コアレイヤの復号情報または乱数値などを利用して拡張レイヤ雑音ベクトルを補間する。
【００３０】
拡張レイヤＬＰＣ復号部１３４は、符号化データ分離部１３０から入力された符号化データを復号して拡張レイヤＬＰＣ係数を得る。ＬＰＣ係数は拡張レイヤ合成フィルタ部１３８に出力される。なお、拡張レイヤ消失検出部１１０から入力された拡張レイヤ消失情報によって、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、拡張レイヤＬＰＣ復号部１３４は、過去の拡張レイヤＬＰＣ係数復号結果またはコアレイヤのＬＰＣ係数などを用いて拡張レイヤＬＰＣ係数を補間する。なお、コアレイヤのＬＰＣ係数を用いてＬＰＣ係数を補間する場合であって、コアレイヤと拡張レイヤとの線形予測の分析次数が異なる場合は、コアレイヤのＬＰＣ係数の次数を拡張し、次数拡張後のＬＰＣ係数を用いて補間を行うようにする。
【００３１】
拡張レイヤゲイン復号部１３１は、符号化データ分離部１３０から入力された符号化データから拡張レイヤゲイン係数を復号する。また、拡張レイヤ消失検出部１１０から入力された拡張レイヤ消失情報によって、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、拡張レイヤゲイン復号部１３１は、過去の拡張レイヤゲイン係数復号
結果および音声分析部１０６から入力された分析情報を用いて後述の拡張レイヤゲイン係数の制御を行うことにより、拡張レイヤゲイン係数の補間を行う。拡張レイヤゲイン係数は、拡張レイヤのピッチ周期成分に対応するピッチゲイン係数Gepと、拡張レイヤの背景雑音成分に対応するコードゲイン係数Gecと、を含む。ピッチゲイン係数Gepはピッチゲイン増幅部１３５に、コードゲイン係数Gecはコードゲイン増幅部１３６に、それぞれ出力される。なお、拡張レイヤゲイン復号部１３１の、より具体的な内部構成については、後述する。
【００３２】
ピッチゲイン増幅部１３５は、拡張レイヤ適応符号帳復号部１３２から入力された拡張レイヤ適応ベクトルを、拡張レイヤゲイン復号部１３１から入力されたピッチゲイン係数Gepを用いて増幅し、増幅後の拡張レイヤ適応ベクトルを音源加算部１３７に出力する。
【００３３】
コードゲイン増幅部１３６は、拡張レイヤ雑音符号帳復号部１３３から入力された拡張レイヤ雑音ベクトルを、拡張レイヤゲイン復号部１３１から入力されたコードゲイン係数Gecを用いて増幅し、増幅後の拡張レイヤ雑音ベクトルを音源加算部１３７に出力する。
【００３４】
音源加算部１３７は、ピッチゲイン増幅部１３５から入力された拡張レイヤ適応ベクトルと、コードゲイン増幅部１３６から入力された拡張レイヤ雑音ベクトルと、を加算して、拡張レイヤ音源信号を生成する。生成された拡張レイヤ音源信号は、拡張レイヤ合成フィルタ部１３８に出力される。
【００３５】
拡張レイヤ合成フィルタ部１３８は、拡張レイヤＬＰＣ復号部１３４から入力された拡張レイヤＬＰＣ係数を用いて合成フィルタを構成するとともに、音源加算部１３７から入力された拡張レイヤ音源信号を駆動音源信号として用いることにより、拡張レイヤ復号音声信号を生成する。生成された拡張レイヤ復号音声信号は、復号音声加算部１１２に出力される。なお、拡張レイヤ復号音声信号に対してポストフィルタリング処理が行われるようにしても良い。
【００３６】
続いて、拡張レイヤゲイン復号部１３１の内部構成および拡張レイヤゲイン係数の制御について具体的に説明する。図４に示すように、拡張レイヤゲイン復号部１３１は、ゲイン減衰率算出部１４０、拡張レイヤゲイン符号帳復号部１４１、ゲイン選択部１４２、ゲイン減衰部１４３および過去ゲイン蓄積部１４４を有する。
【００３７】
拡張レイヤゲイン符号帳復号部１４１は、符号化データ分離部１３０から符号化データが入力されたとき、入力された符号化データを復号して、現フレームの拡張レイヤのピッチゲイン係数DGep[t]およびコードゲイン係数DGec[t]を得る。得られたピッチゲイン係数DGep[t]およびコードゲイン係数DGec[t]は、ゲイン選択部１４２に出力される。
【００３８】
ゲイン選択部１４２は、拡張レイヤ消失情報によって拡張レイヤ符号化データの正常受信つまりloss[t]=1が通知されたときは、拡張レイヤゲイン符号帳復号部１４１での復号によって得られたピッチゲイン係数DGep[t]およびコードゲイン係数DGec[t]を、それぞれ現フレームのピッチゲイン係数Gep[t]および現フレームのコードゲイン係数Gec[t]としてゲイン減衰部１４３に出力する。
【００３９】
また、ゲイン選択部１４２は、拡張レイヤ消失情報によって拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、過去ゲイン蓄積部１４４に記憶されている過去フレームのピッチゲイン係数、例えばGep[t-1]、および、過去ゲイン蓄積部１４４に記憶されている過去フレームのコードゲイン係数、例えばGec[t-1]を、それぞれ現フレームのピッチゲイン係数Gep[t]および現フレームのコードゲイン係数Gec[t]としてゲイン減衰部１４３に出力する。
【００４０】
ゲイン減衰率算出部１４０は、ゲイン減衰部１４３で行われる減衰、つまりピッチゲイン係数Gep[t]およびコードゲイン係数Gec[t]の減衰の強度を、拡張レイヤ消失情報loss[t]および分析情報として入力されたパワー変動比PCratio[t]に基づいて設定する。減衰強度の設定は、ゲイン減衰率Gatt[t]の算出によって実現される。ゲイン減衰率Gatt[t]はゲイン減衰部１４３に出力される。
【００４１】
より具体的には、拡張レイヤ符号化データの正常受信つまりloss[t]=1が通知されたときは、ゲイン減衰率算出部１４０は、ゲイン減衰率Gatt[t]を「1.0」に決定する。また、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知され、且つ、コアレイヤ復号音声信号のパワーの増大つまりPCratio[t]≧1.0が検出されたときは、ゲイン減衰率算出部１４０は、ゲイン減衰率Gatt[t]を「1.0」に決定する。また、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知され、且つ、コアレイヤ復号音声信号のパワーの減少つまりPCratio[t]<1.0が検出されたときは、ゲイン減衰率算出部１４０は、ゲイン減衰率Gatt[t]をPCratio[t]と同じ値に決定する。よって、コアレイヤ復号音声信号のパワーの増大が検出された場合は、コアレイヤ復号音声信号のパワーの減少が検出された場合に比べて減衰を弱める減衰強度が取得される。一方、コアレイヤ復号音声信号のパワーの減少が検出された場合は、コアレイヤ復号音声信号のパワーの増大が検出された場合に比べて減衰を強める減衰強度が取得される。前述したゲイン減衰率決定方法は、次の式（６）によって表すこともできる。
【数６】
0004846712.tif 000007
【００４２】
ゲイン減衰部１４３は、ゲイン選択部１４２から入力されたピッチゲイン係数Gep[t]およびコードゲイン係数Gec[t]に、ゲイン減衰率算出部１４０から入力されたゲイン減衰率Gatt[t]を乗算して、乗算後のピッチゲイン係数Gep[t]およびコードゲイン係数Gec[t]をピッチゲイン増幅部１３５およびコードゲイン増幅部１３６にそれぞれ出力する。また、乗算後のピッチゲイン係数Gep[t]およびコードゲイン係数Gec[t]は、過去ゲイン蓄積部１４４に蓄積される。過去ゲイン蓄積部１４４に蓄積されたピッチゲイン係数およびコードゲイン係数は、後続のフレームに対するピッチゲイン係数およびコードゲイン係数の補間が行われるときに、過去フレームのピッチゲイン係数およびコードゲイン係数として参照される。
【００４３】
したがって、ゲイン減衰部１４３は、拡張レイヤ符号化データの正常受信時は、現フレームの符号化データを復号することによって得られたピッチゲイン係数DGep[t]およびコードゲイン係数DGec[t]を減衰せずにそのまま出力する。一方、ゲイン減衰部１４３は、拡張レイヤ符号化データの消失時は、過去フレームのピッチゲイン係数Gep[t-1]およびコードゲイン係数Gec[t-1]を、算出されたゲイン減衰率Gatt[t]を用いて減衰してから出力する。この減衰処理は、次の式（７）によって表される。
【数７】
0004846712.tif 000008
ここで、β、γはそれぞれ減衰量を調整するための係数である。
【００４４】
次いで、上記構成を有するスケーラブル復号化装置１００の拡張レイヤゲイン復号部１３１による拡張レイヤゲイン係数制御動作について説明する。ここでは、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを用いて、３つの動作例について説明する。
【００４５】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにおいて、横軸は時間軸である。各図において描かれた波形は、復号音声信号（コアレイヤ復号音声信号または拡張レイヤ復号音声信号）のパワーの変動を示すものであり、時間軸の下にある波形は、拡張レイヤ消失情報の値の変動を示すものである。
【００４６】
図５Ａに示された例を参照すると、拡張レイヤは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までは正常受信状態にあり、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までは消失状態にある。また、拡張レイヤが正常受信状態から消失状態に切り替わった時、コアレイヤパワー（POWcore）はほぼ一定の状態、つまり不変の状態もしくは軽微な減少傾向または増加傾向にある。従来技術では、拡張レイヤが消失状態にあるとき、コアレイヤのパワー変動の状態とは無関係に、前フレームの拡張レイヤゲイン係数に定数（例えば、０．９など）を乗算して単調減少させる。一方、本実施の形態では、拡張レイヤが消失状態にあるとき、前フレームの拡張レイヤゲイン係数に乗算される減衰率Gattは可変に設定される。ただし、この例では、拡張レイヤが消失状態にあるときのコアレイヤパワー（POWcore）がほぼ一定の状態にあるため、本実施の形態に係る拡張レイヤパワー（POWenh）の波形と従来技術に係る拡張レイヤパワーの波形はほぼ同様となる。
【００４７】
図５Ｂに示された例を参照すると、拡張レイヤは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ３までは正常受信状態にあり、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までは消失状態にある。また、拡張レイヤが正常受信状態から消失状態に切り替わった時、コアレイヤパワー（POWcore）は急激な増加傾向にある。この場合、拡張レイヤゲイン係数を減衰させなくとも、コアレイヤ復号音声信号に対する拡張レイヤ復号音声信号の影響度は小さくなる。よって、拡張レイヤゲイン係数の減衰強度を弱めるゲイン係数Gattが設定される。その結果、本実施の形態に係る拡張レイヤパワー（POWenh）を、コアレイヤのパワー変動の状態とは無関係に単調減少する従来技術に係る拡張レイヤパワーに比べて、緩やかに減少させることができる。
【００４８】
図５Ｃに示された例を参照すると、拡張レイヤは、時刻Ｔ０から時刻Ｔ５までは正常受信状態にあり、時刻Ｔ５以降は消失状態にある。また、拡張レイヤが正常受信状態から消失状態に切り替わった時、コアレイヤパワー（POWcore）は急激な減少傾向にある。この場合、コアレイヤ復号音声信号に対する拡張レイヤ復号音声信号の影響度が大きくなる。よって、拡張レイヤゲイン係数の減衰強度を強めるゲイン係数Gattが設定される。その結果、本実施の形態に係る拡張レイヤパワー（POWenh）を、コアレイヤのパワー変動の状態とは無関係に単調減少する従来技術に係る拡張レイヤパワーに比べて、急激に減少させることができる。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、現フレームの拡張レイヤ符号化データが消失したとき、過去フレームの拡張レイヤゲイン係数を、コアレイヤ復号音声信号のパワー変動に応じて可変設定された減衰率を用いて減衰することにより、現フレームの拡張レイヤゲイン係数を補間するため、拡張レイヤ消失に伴う異音感や帯域変動感を受聴者に与えることを防止することができ、主観品質の劣化を回避することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、コアレイヤ復号音声信号のパワーが増大傾向にある場合とコアレイヤ復号音声信号のパワーが減少傾向にある場合とで、相互に異なるゲイン減衰率を設定する。具体的には、コアレイヤ復号音声信号のパワーの減少が検出された場合は、コアレイヤ復号音声信号のパワーの増大が検出された場合に比べて減衰強度を強める減衰率が設定され、コアレイヤ復号音声信号のパワーの増大が検出された場合は、コアレイ
ヤ復号音声信号のパワーの減少が検出された場合に比べて減衰強度を弱める減衰率が設定される。このため、コアレイヤのパワー変動の状態に応じて適切に拡張レイヤのパワーを調整することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、コアレイヤのパワー変動を検出するためのパラメータとしてパワー変動比が用いられているが、使用可能なパラメータはこれだけに限定されず、復号音声信号のパワーに関係する任意のパラメータ、変数を用いることができる。例えば、コアレイヤの音声符号化方式としてＣＥＬＰ方式が用いられている場合は、コアレイヤのゲイン係数や音源信号のパワー変動比を、コアレイヤのパワー変動検出用パラメータとして用いても良い。
【００５２】
また、本実施の形態では、音声符号化処理の時間単位であるフレームを拡張レイヤゲイン係数補間処理の時間単位として用いているが、フレームよりも短いサブフレームを拡張レイヤゲイン係数補間処理の時間単位として用いても良い。
【００５３】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するスケーラブル復号化装置は、実施の形態１で説明したスケーラブル復号化装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図６のスケーラブル復号化装置２００は、スケーラブル復号化装置１００の音声分析部１０６および拡張レイヤ復号部１０８を、音声分析部２０２および拡張レイヤ復号部２０４に置き換えた構成を有する。
【００５５】
音声分析部２０２は、実施の形態１で説明した音声分析部１０６と異なる内部構成を有する。具体的には、音声分析部２０２は、図７に示すように、実施の形態１で説明した現フレームパワー算出部１２０、過去フレームパワー記憶部１２２およびパワー変動比算出部１２４に加えて、現拡張レイヤフレームパワー算出部２１０、拡張レイヤ影響度算出部２１２および拡張レイヤ影響度記憶部２１４を有する。
【００５６】
現拡張レイヤフレームパワー算出部２１０は、次の式（８）を用いて、現フレームの拡張レイヤ復号音声信号のパワーを算出する。
【数８】
0004846712.tif 000009
ここで、POWenh[t]はフレームtにおける拡張レイヤ復号音声信号のパワーを表す。また、Oe[i]はサンプル番号iにおける拡張レイヤ復号音声信号を表す。
【００５７】
拡張レイヤ影響度算出部２１２は、スケーラブル復号化装置２００から出力される出力音声信号に対する、拡張レイヤ復号音声信号の影響度を算出する。本実施の形態では、拡張レイヤ影響度算出部２１２は、現フレームのコアレイヤ復号音声信号のパワーPOWcore[t]に対する、現フレームの拡張レイヤ復号音声信号のパワーPOWenh[t]の比を算出する。すなわち、この比の値が大きいほど、前述の影響度は大きい。影響度の算出には、次の式（９）が用いられる。
【数９】
0004846712.tif 000010
ここで、PI[t]はフレームtにおける拡張レイヤの影響度を表す。
【００５８】
拡張レイヤ影響度記憶部２１４は、拡張レイヤ影響度算出部２１２によって算出された影響度を記憶する。拡張レイヤ影響度記憶部２１４に記憶された影響度は、パワー変動比算出部１２４によって算出されたパワー変動比とともに、分析情報として拡張レイヤ復号部２０４に出力される。拡張レイヤ影響度記憶部２１４に記憶された影響度は、後続のフレームにおいて過去の影響度例えばPI[t-1]として参照される。
【００５９】
拡張レイヤ復号部２０４は、実施の形態１で説明した拡張レイヤ復号部１０８と異なる内部構成を有する。図８に示すように、拡張レイヤ復号部２０４は、拡張レイヤ復号部１０８の構成要素のうち拡張レイヤゲイン復号部１３１を拡張レイヤゲイン復号部２２０で置き換えた構成を有する。
【００６０】
拡張レイヤゲイン復号部２２０は、実施の形態１で説明した拡張レイヤゲイン復号部１３１と異なる内部構成を有する。図９に示すように、拡張レイヤゲイン復号部２２０は、拡張レイヤゲイン復号部１３１の構成要素のうちゲイン減衰率算出部１４０をゲイン減衰率算出部２３０で置き換えた構成を有する。
【００６１】
ゲイン減衰率算出部２３０は、拡張レイヤ符号化データの正常受信つまりloss[t]=1が通知されたときは、ゲイン減衰率Gatt[t]を「1.0」に決定する。
【００６２】
また、ゲイン減衰率算出部２３０は、拡張レイヤ符号化データの消失つまりloss[t]=0が通知されたときは、ゲイン選択部１４２から入力されたコードゲイン係数Gec[t]およびピッチゲイン係数Gep[t]の各減衰強度を、拡張レイヤ消失情報loss[t]および分析情報に基づいて設定する。減衰強度の設定は、実施の形態１と同様にゲイン減衰率Gatt[t]の算出によって実現される。好ましくは、ゲイン減衰率算出部２３０は、コードゲイン係数Gec[t]についての減衰強度を、パワー変動比PCratio[t]に基づいて設定し、ピッチゲイン係数Gep[t]についての減衰強度を、パワー変動比PCratio[t]だけでなく影響度PI[t-1]にも基づいて設定する。
【００６３】
具体的には、拡張レイヤ復号音声信号の影響度が高く且つ拡張レイヤ復号音声信号の音質が補間によって劣化していた場合は、異音感発生の可能性が高いので、拡張レイヤ復号音声信号のパワーを減衰させる必要がある。また、拡張レイヤ復号音声信号の影響度が高い場合は、コアレイヤ復号音声信号にパワーが集中していないので、音声区間には、ピッチ周期成分がはっきりと出現するような母音区間ではなく背景雑音区間や子音区間が主に含まれる。したがって、このような場合、過去の音源信号を繰り返し使用する適応符号帳出力に対するゲイン係数であるピッチゲイン係数を減衰させることが好ましい。よって、例えば、影響度PI[t-1]が所定値以上の場合、ゲイン減衰率算出部２３０は、ピッチゲイン係数Gep[t]についての減衰強度を、影響度PI[t-1]が所定値未満の場合に比べて強める。そして、このような制御を実現するべくピッチゲイン係数Gep[t]について設定されたゲイン減衰率Gatt[t]をゲイン減衰部１４３に出力する。
【００６４】
一方、拡張レイヤ復号音声信号の影響度が低い場合は、コアレイヤ復号音声信号にパワーが集中しているため、拡張レイヤ復号音声信号の音質が補間によって劣化していたとしても、その劣化は目立たない。また、コアレイヤ復号音声信号にパワーが集中しているときは、音声区間には母音区間が含まれる。この場合、コアレイヤで表現しきれなかったピ
ッチ周期成分を表現するために、拡張レイヤにおいてもピッチ周期成分がはっきりと出現する。このような場合、異音感発生の可能性は低い。よって、影響度PI[t-1]が所定値未満の場合、ゲイン減衰率算出部２３０は、ピッチゲイン係数Gep[t]についての減衰強度を、影響度PI[t-1]が所定値以上の場合に比べて弱める。そして、このような制御を実現するべくピッチゲイン係数Gep[t]について設定されたゲイン減衰率Gatt[t]をゲイン減衰部１４３に出力する。
【００６５】
なお、拡張レイヤ復号音声信号の影響度PI[t-1]が所定値未満の場合、ゲイン減衰率算出部２３０は、ピッチゲイン係数Gep[t]についてのゲイン減衰率Gatt[t]を設定してゲイン減衰部１４３に出力する代わりに、次の式（１０）に示された演算が実現されるように演算変更の指示をゲイン減衰部１４３に出力するようにしても良い。
【数１０】
0004846712.tif 000011
ここで、εを閾値とし、γを1.0未満の定数とし、Kを拡張レイヤ符号化データの連続消失のフレーム数とする。γを1.0に近い値に設定すると、ピッチゲイン係数Gep[t]の減衰を抑制することができる。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、拡張レイヤ復号音声信号の影響度に応じて可変に減衰強度を設定する。このため、拡張レイヤ復号音声信号の音質が補間によって劣化しているときには、拡張レイヤ復号音声信号のパワーがコアレイヤ復号音声信号のパワーに対して相対的に低減するように拡張レイヤゲイン係数を減衰させることができ、異音感の発生を防止することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、音声符号化処理の時間単位であるフレームを拡張レイヤゲイン係数補間処理の時間単位として用いているが、フレームよりも短いサブフレームを拡張レイヤゲイン係数補間処理の時間単位として用いても良い。
【００６８】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するスケーラブル復号化装置は、実施の形態１で説明したスケーラブル復号化装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
図１０のスケーラブル復号化装置３００は、スケーラブル復号化装置１００の音声分析部１０６および拡張レイヤ復号部１０８を、音声分析部３０２および拡張レイヤ復号部３０４に置き換えた構成を有する。
【００７０】
音声分析部３０２は、実施の形態１で説明した音声分析部１０６と異なる内部構成を有する。具体的には、音声分析部３０２は、図１１に示すように、実施の形態１で説明した現フレームパワー算出部１２０、過去フレームパワー記憶部１２２およびパワー変動比算出部１２４に加えて、帯域急変許容区間検出部３１０を有する。
【００７１】
帯域急変許容区間検出部３１０は、コアレイヤ復号部１０２から入力されたコアレイヤ復号音声信号を分析し、分析結果に基づいて許容区間を検出する。許容区間検出結果は、分析情報として拡張レイヤ復号部３０４に出力される。
【００７２】
ここで、許容区間とは、出力音声信号の帯域が急激に変化しても聴感上の影響が少ない区間、すなわち、出力音声信号の帯域変化が受聴者に知覚されにくい区間である。逆に、許容区間以外の区間は、出力音声信号の帯域変化が受聴者に知覚されやすい区間である。したがって、許容区間は、出力音声信号の帯域の急激な変化を許容する区間である。
【００７３】
帯域急変許容区間検出部３１０は、許容区間として、（ａ）無音区間、（ｂ）パワー変動区間、（ｃ）音質変化区間、（ｄ）拡張レイヤパワー微小区間、などを検出する。
【００７４】
（ａ）無音区間は、コアレイヤ復号音声信号のパワーが非常に小さい区間である。無音区間においては、拡張レイヤ復号音声信号のゲインを急速に変化させてもその変化を知覚されにくい。無音区間の検出は、コアレイヤ復号音声信号のパワーが所定の閾値以下である区間の検出によって実現できる。無音区間の検出には、例えば次の式（１１）が用いられる。式（１１）を用いる場合、その算出結果に基づいて許容区間検出結果d(t)が出力される。許容区間検出結果d(t)は、次の式（１２）に示される。
【数１１】
0004846712.tif 000012
【数１２】
0004846712.tif 000013
ここで、tはフレーム番号、Pc(t)はフレームtにおけるコアレイヤ復号音声信号のパワー、L_FRAMEはフレーム長、iはサンプル番号、Oc(i)はコアレイヤ復号音声信号、d(t)はフレームtにおける帯域急変許容区間、εは閾値をそれぞれ表す。なお、d(t)=1は許容区間が検出されたことを表し、d(t)=0は非許容区間が検出されたことを表す。
【００７５】
（ｂ）パワー変動区間は、コアレイヤ復号音声信号のパワーが大きく変動する区間である。パワー変動区間においては、多少の変化（例えば、出力音声信号の音色の変化や帯域感の変化）は、聴感的に知覚されにくい。あるいは、知覚されても受聴者に違和感を持たせない。したがって、拡張レイヤ復号音声信号のゲインを急速に変化させてもその変化を知覚されにくい。パワー変動区間の検出は、パワー変動比算出部１２４によって算出されたパワー変動比が所定の閾値以上である区間の検出によって実現できる。あるいは、パワー変動区間は、例えば次の式（１３）、（１４）を用いて短期および長期の平滑化パワーを算出した結果に基づいて検出できる。この場合、許容区間検出結果d(t)は式（１５）に従って出力される。
【数１３】
0004846712.tif 000014
【数１４】
0004846712.tif 000015
【数１５】
0004846712.tif 000016
ここで、Ps(t)は短期平滑化パワー、αは短期平滑化係数、Pl(t)は長期平滑化パワー、β（0.0≦α＜β＜1.0）は長期平滑化係数、γは調整係数をそれぞれ表す。
【００７６】
あるいは、パワー変動区間の検出は、音声の立ち上がり時の検出によって実現できる。
【００７７】
（ｃ）音質変化区間は、コアレイヤ復号音声信号（または拡張レイヤ復号音声信号）の音質が大きく変動する区間である。音質変化区間においては、コアレイヤ復号音声信号（または拡張レイヤ復号音声信号）自体が、聴感的に時間的連続性を失っている状態となっている。この場合、拡張レイヤ復号音声信号のゲインを急速に変化させてもその変化を知覚されにくい。音質変化区間の検出は、コアレイヤ復号音声信号（または拡張レイヤ復号音声信号）に含まれる背景雑音信号の種類の急変の検出によって実現できる。
【００７８】
あるいは、音質変化区間の検出は、コアレイヤ符号化データのスペクトルパラメータ（例えば、ＬＳＰ）の変化の検出によって実現できる。例えばＬＳＰの変化を検出するためには、過去のＬＳＰの各要素と現在のＬＳＰの各要素との間の距離の合計を所定の閾値と比較した結果として、その距離の合計が閾値以上であることを検出する。この場合、音質変化区間の検出には、例えば次の式（１６）が用いられる。式（１６）を用いる場合、その算出結果に基づいて許容区間検出結果d(t)が出力される。許容区間検出結果d(t)は、次の式（１７）に示される。
【数１６】
0004846712.tif 000017
【数１７】
0004846712.tif 000018
ここで、lspはコアレイヤのＬＳＰ係数、Mはコアレイヤの線形予測係数の分析次数、mはＬＳＰの要素番号、dlspは隣り合う要素間の距離、Aは閾値をそれぞれ表す。
【００７９】
あるいは、帯域急変許容区間検出部３１０は、コアレイヤフレーム誤り（または拡張レイヤフレーム誤り）に起因してコアレイヤ復号音声信号（または拡張レイヤ復号音声信号）に対して補間処理が行われた後の所定数のフレームを、音質変化区間として検出しても良い。
【００８０】
（ｄ）拡張レイヤパワー微小区間は、拡張レイヤ復号音声信号のパワーが非常に小さい区間である。拡張レイヤパワー微小区間においては、出力音声信号の帯域を急速に変化させてもその変化を知覚されにくい。したがって、拡張レイヤ復号音声信号のゲインを急速に変化させてもその変化を知覚されにくい。拡張レイヤパワー微小区間は、拡張レイヤ復号音声信号のパワーが所定の閾値以下であるときに検出できる。
【００８１】
あるいは、拡張レイヤパワー微小区間の検出は、コアレイヤ復号音声信号のパワーに対する拡張レイヤ復号音声信号のパワーの比が所定値以下である区間の検出によって実現できる。この場合、拡張レイヤパワー微小区間の検出には、例えば次の式（１８）が用いられる。式（１８）を用いる場合、その算出結果に基づいて許容区間検出結果d(t)が出力される。許容区間検出結果d(t)は、次の式（１９）に示される。
【数１８】
0004846712.tif 000019
【数１９】
0004846712.tif 000020
ここで、Oe(i)は拡張レイヤ復号音声信号、Pe(t)は拡張レイヤ復号音声信号のパワー、BおよびCは閾値をそれぞれ表す。
【００８２】
拡張レイヤ復号部３０４は、実施の形態１で説明した拡張レイヤ復号部１０８と異なる内部構成を有する。図１２に示すように、拡張レイヤ復号部３０４は、拡張レイヤ復号部１０８の構成要素のうち拡張レイヤゲイン復号部１３１を拡張レイヤゲイン復号部３２０で置き換えた構成を有する。
【００８３】
拡張レイヤゲイン復号部３２０は、実施の形態１で説明した拡張レイヤゲイン復号部１３１と異なる内部構成を有する。図１３に示すように、拡張レイヤゲイン復号部３２０は、拡張レイヤゲイン復号部１３１の内部構成のうちゲイン選択部１４２をゲイン選択部３３０で置き換えた構成を有する。
【００８４】
ゲイン選択部３３０は、拡張レイヤ符号化データの消失が終了し拡張レイヤ符号化データの正常受信状態が復帰した後の拡張レイヤパワー回復期間においてのみ、ゲイン選択部１４２と異なる動作を実行する。
【００８５】
ゲイン選択部３３０は、拡張レイヤパワー回復期間においては、帯域急変許容区間検出部３１０の出力である許容区間検出結果d(t)の値に応じて、出力する拡張レイヤゲイン係数を切り替える。
【００８６】
許容区間検出結果d(t)の値が１の場合、つまり、許容区間が検出された場合は、帯域の急変が知覚されにくいので、ゲイン選択部３３０は、許容区間検出結果d(t)の値が０の場合（つまり非許容区間が検出された場合）に比べて拡張レイヤ復号音声信号のパワーの回復を迅速化させる拡張レイヤゲイン係数を決定する。
【００８７】
ピッチゲイン係数Gep[t]に関しては、ゲイン選択部３３０は、拡張レイヤパワー回復期間が許容区間内にある場合、拡張レイヤゲイン符号帳復号部１４１での復号によって得られたピッチゲイン係数DGep[t]を、現フレームのピッチゲイン係数Gep[t]として決定する。一方、拡張レイヤパワー回復期間が許容区間外にある場合は、ピッチゲイン係数DGep[t]および過去ゲイン蓄積部１４４に記憶されている過去フレームのピッチゲイン係数例えばGep[t-1]の重み付け加算結果が、現フレームのピッチゲイン係数Gep[t]として決定される。この決定方法は、次の式（２０）によって表すことができる。
【数２０】
0004846712.tif 000021
【００８８】
コードゲイン係数Gec[t]に関しては、ゲイン選択部３３０は、拡張レイヤパワー回復期
間が許容区間内にある場合、拡張レイヤゲイン符号帳復号部１４１での復号によって得られたコードゲイン係数DGec[t]および過去ゲイン蓄積部１４４に記憶されている過去フレームのコードゲイン係数例えばGec[t-1]の重み付け加算結果を、現フレームのコードゲイン係数Gec[t]として決定する。一方、拡張レイヤパワー回復期間が許容区間外にある場合は、復号によって得られたコードゲイン係数Gec[t]および過去フレームのコードゲイン係数例えばGec[t-1]のうちより小さい値を有するものが、現フレームのコードゲイン係数Gec[t]として決定される。この決定方法は、次の式（２１）によって表すことができる。
【数２１】
0004846712.tif 000022
【００８９】
次いで、上記構成を有するスケーラブル復号化装置３００の拡張レイヤゲイン復号部３２０による拡張レイヤゲイン係数制御動作について説明する。ここでは、図１４Ａ、図１４Ｂを用いて、２つの動作例について説明する。
【００９０】
図１４Ａ、図１４Ｂにおいて、横軸は時間軸である。各図において描かれた波形は、復号音声信号（コアレイヤ復号音声信号または拡張レイヤ復号音声信号）のパワーの変動を示すものであり、時間軸の下にある波形の一方は、拡張レイヤ消失情報の値の変動を示すものであり、他方は、許容区間検出結果の値の変動を示すものである。
【００９１】
図１４Ａに示された例を参照すると、拡張レイヤは、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７においてのみ消失状態にある。また、時刻Ｔ７から相当な時間が経過した後の時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までの区間は、帯域急変の許容区間である。この例では、時刻Ｔ７以降の拡張レイヤパワー回復期間Ｄ１は、非許容区間に属し、許容区間外にある。したがって、拡張レイヤゲイン復号部３２０においては、ゲイン選択部３３０が、拡張レイヤ復号音声信号のパワーが比較的緩やかに回復するように拡張レイヤゲイン係数を決定する。
【００９２】
図１４Ｂに示された例を参照すると、拡張レイヤは、前述した例と同様に時刻Ｔ６から時刻Ｔ７においてのみ消失状態にある。また、時刻Ｔ１０から時刻１１までの区間は、帯域急変の許容区間であり、前述した消失状態の期間の後半と重複している。つまり、この例では、時刻Ｔ７以降の拡張レイヤパワー回復期間Ｄ２は、許容区間内にある。したがって、拡張レイヤゲイン復号部３２０においては、ゲイン選択部３３０が、拡張レイヤ復号音声信号のパワーの回復が迅速化されるように拡張レイヤゲイン係数を決定する。このため、拡張レイヤパワー回復期間Ｄ２は、拡張レイヤパワー回復期間Ｄ１よりも期間の長さが短くなる。
【００９３】
このように、本実施の形態によれば、拡張レイヤパワー回復期間が帯域急変の許容区間内にある場合は、拡張レイヤパワー回復期間が許容区間外にある場合に比べて拡張レイヤ復号音声信号のパワーの回復を迅速化させる拡張レイヤゲイン係数を決定する。これにより、帯域急変が許容される期間においては、拡張レイヤ復号音声信号のパワーを急回復させることができるため、受聴者に帯域変動感や異音感を与えることなく出力音声信号の帯域を狭帯域から広帯域に急回復させることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、許容区間内か許容区間外かに応じて拡張レイヤゲイン係数を制御するという特徴を持つ構成を実施の形態１で説明した構成に組み込んだ場合を例に挙げて説明したが、この特徴を持つ構成を実施の形態２で説明した構成に組み込むこともできる。
【００９５】
また、本実施の形態では、音声符号化処理の時間単位であるフレームを拡張レイヤゲイ
ン係数制御処理の時間単位として用いているが、フレームよりも短いサブフレームを拡張レイヤゲイン係数制御処理の時間単位として用いても良い。
【００９６】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【００９７】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００９８】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００９９】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１００】
本明細書は、２００５年３月１４日出願の特願２００５−０７１５０４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のスケーラブル復号化装置およびスケーラブル復号化方法は、階層符号化された信号（音声信号、オーディオ信号など）の復号において有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る音声分析部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る拡張レイヤ復号部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る拡張レイヤゲイン復号部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る拡張レイヤゲイン係数制御動作を説明するための図
【図６】本発明の実施の形態２に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る音声分析部の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係る拡張レイヤ復号部の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る拡張レイヤゲイン復号部の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３に係るスケーラブル復号化装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態３に係る音声分析部の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る拡張レイヤ復号部の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態３に係る拡張レイヤゲイン復号部の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３に係る拡張レイヤゲイン係数制御動作を説明するための図
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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