(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送媒体から符号化データ（Ｆ（１）−Ｆ（５））を受信し、当該データを音響信号（ｚ（ｔ））に復号する方法において、データが喪失あるいは損傷を受けたデータ（Ｆ（４））を受信した場合の前記方法は、
前に受信された損傷を受けていないデータ（Ｆ（３））の少なくともひとつのパラメータ（ｐ1；ｐ2）に基づき復元データ（Ｆrec（４））を生成するステップと、
前記復元データ（Ｆrec（４））から第１の復元信号（ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5））を生成するステップであって、当該第１の復元信号（ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5））が第１のスペクトル（Ｚ’4）を有する前記ステップと、
を含み、
前記第１の復元信号（ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5））に基づき、第２の復元信号（ｚE（ｔ4）−ｚE（ｔ5））のスペクトル（Ｚ4E）が前記第１のスペクトル（Ｚ’4）よりも、前の復元信号（ｚ（ｔ3）−ｚ（ｔ4））のスペクトル（Ｚ3）からスペクトル形に関する偏差が小さくなるように、前記第１のスペクトル（Ｚ’4）をスペクトル調整することによって、第２の復元信号（ｚE（ｔ4）−ｚE（ｔ5））を生成することを特徴とし、更に、前記スペクトル調整が、前記復元データから生成された前記第１のスペクトルの位相スペクトルを訂正スペクトル（Ｃn）と掛け合わせることを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記前の復元信号（ｚ（ｔ3）−ｚ（ｔ4））の前記スペクトル（Ｚ3）が、前記前に受信された損傷を受けていないデータ（Ｆ（３））から生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記第２の復元信号のスペクトル（ＺnE）が、数式：Ｃn・Ｙn／｜Ｙn｜によって得られること特徴とする、前記方法であって、
ここで、Ｃnは訂正スペクトルを表し、
Ｙnは第１のスペクトルを表し、
｜Ｙn｜は第１のスペクトルの振幅を表す、前記方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）は、
前の復元信号の前のスペクトルを生成するステップと、
当該前のスペクトルの振幅スペクトルを生成するステップと、
によって、生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記前の復元信号（ｚ（ｔ3）−ｚ（ｔ4））の前記スペクトル（Ｚ3）が、前記前に受信された損傷を受けていないデータ（Ｆ（３））から生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項６】
請求項３あるいは請求項４のいずれかひとつに記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）が、
前記前に受信された損傷を受けていないデータから生成された信号の前のスペクトルを生成するステップと、
前記前のスペクトルをろ波することによって、ろ波された前のスペクトルを生成するステップと、
前記ろ波された前のスペクトルの振幅スペクトルを生成するステップと、
によって生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記ろ波が低域ろ波を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法において、前記ろ波がケプストラム領域における平滑化を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法において、前記ろ波が、
前のスペクトルを少なくとも２つの周波数副帯域に分割するステップと、
前記各周波数副帯域に対して、前記各周波数副帯域内における元のスペクトル係数の平均係数値を計算するステップと、
前記各周波数副帯域に対して、元のスペクトル係数を対応する前記平均係数値に置き換えるステップと、
を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記周波数副帯域のそれぞれの帯域幅が等しいことを特徴とする、前記方法。
【請求項１１】
請求項９あるいは請求項１０に記載の方法において、前記周波数副帯域のそれぞれの領域が少なくとも部分的に重複することを特徴とする、前記方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記周波数副帯域が重複した領域が生じた結果、当該領域の係数値が、
前記各周波数帯域を窓関数と掛け合わせることによって、対応する窓周波数副帯域を生成するステップと、
各重複領域における隣接する前記窓周波数副帯域の係数値を合算するステップと、
によって生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記窓関数が、重複していない周波数領域においては一定の振幅を有し、隣接する周波数副帯域が重複している上下推移領域においては徐々に減少する振幅を有することを特徴とする、前記方法。
【請求項１４】
請求項３に記載の方法において、前記第２の復元信号の前記スペクトル（ＺnE）を、前記訂正スペクトル（Ｃn）の動的範囲を目標ミューティング・スペクトルに関して減少させることによって生成することを特徴とする、前記方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）を
0005193413.tif 000013
の関係に従って生成することを特徴とする、前記方法であって、
ここで、Ｙn-1は前の復元信号フレームのスペクトルを表し、
｜Ｙ0｜は目標ミューティング・スペクトルを表し、
ｋはベキ指数を表し、
ｃｏｍｐ（ｘ）は｜ｃｏｍｐ（ｘ）｜＜｜ｘ｜となるような圧縮関数を
表す、前記方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記圧縮関数が数式η・ｘによって表される減衰関数であることを特徴とする、前記方法であって、
ここで、ηは減衰因子＜１を表し、
ｘは圧縮される値を表す、前記方法。
【請求項１７】
請求項３に記載の方法において、前記第２の復元信号の前記スペクトル（ＺnE）を、前記訂正スペクトル（Ｃn）の動的範囲を標準化目標ミューティング・スペクトルに関して減少させることによって生成することを特徴とする、前記方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記訂正スペクトル(Ｃn)を
0005193413.tif 000014
の関係に従って生成することを特徴とする、前記方法であって、
ここで、‖Ｙn-1‖は、前の復元信号フレーム
0005193413.tif 000015
のスペクトルのＬk標準を表し、
ここで、｜Ｙ0｜は目標ミューティング・スペクトルを表し、
‖Ｙ0‖kはＬk標準に従った目標ミューティング・スペクトルの
ベキを表し、
ｋはベキ指数を表し、
ｃｏｍｐ（ｘ）は｜ｃｏｍｐ（ｘ）｜＜｜ｘ｜となるような圧
縮関数を表す前記方法。
【請求項１９】
請求項３に記載の方法において、前の復元信号の前のスペクトルの振幅を目標ミューティング・スペクトルのベキに関連して圧縮することによって、前記訂正スペクトル（Ｃn）を、生成することを特徴とする、前記方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）を
0005193413.tif 000016
の関係に従って生成することを特徴とする、前記方法であって、
ここで、｜Ｙn-1｜は前の復元信号フレームのスペクトルの振幅を表し、
‖Ｙ0‖kは目標ミューティング・スペクトルのＬk標準を表し、
ｋはベキ指数を表し、
ｃｏｍｐ（ｘ）は｜ｃｏｍｐ（ｘ）｜＜｜ｘ｜となるような圧縮関数を
表す前記方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）をη・｜Ｙn-1｜の関係に従って生成することを特徴とする、前記方法であって、
ここで、ηは減衰因子＜１を表し、
｜Ｙn-1｜は前の復元信号フレームのスペクトルの振幅を表す前記方法。
【請求項２２】
請求項１６あるいは請求項２１のいずれかひとつに記載の方法において、前記減衰因子ηが７つの状態を有する状態機械によって与えられ、η（ｓ）の関係によって表されることを特徴とする、前記方法であって、
ここで、η（ｓ）は状態変数に依存し、
ｓ＝０        に対して  η（ｓ）＝１、
ｓ∈［１，５］に対して  η（ｓ）＝０．９８、
ｓ＝６        に対して  η（ｓ）＝０．７、を与えられ、
状態変数は損傷を受けていないデータを受信すると０に設定され、
状態変数は損傷を受けたデータの１区画を受信すると１に設定され、
状態変数は損傷を受けたデータの最初の区画を受信した後に受信する損傷データの後続の各区画毎に１状態増加され、
状態６において、損傷を受けたデータを受信すると状態変数は６に維持され、損傷を受けていないデータを受信すると状態変数は状態５に設定される、前記方法。
【請求項２３】
請求項３に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）を、
前の復元信号フレームのスペクトルを生成するステップと、
前記前の復元信号フレームの前記スペクトルの振幅を生成するステップと、
前記振幅スペクトルの少なくともひとつの周波数帯域を、少なくともひとつの適応ミューティング因子と掛け合わせるステップと、
によって生成するステップを特徴とし、
更に、前記少なくともひとつの適応ミューティング因子が、前記前の復元信号フレームから得られ、前記前の復元信号フレームの前記スペクトルの少なくともひとつの周波数副帯域に関して生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記少なくともひとつの適応ミューティング因子が、
0005193413.tif 000017
の式に従って得られることを特徴とする、前記方法であって、
ここで、“ｌｏｗ（ｍ）”は復元データから復号された信号のスペクトルの副帯
域ｆmの低周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、
“ｈｉｇｈ（ｍ）”は復元データから復号された信号のスペクトルの副
帯域ｆmの高周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、
｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表す
係数の振幅を表し、
｜Ｙn-1（ｋ）｜は前のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表す係
数の振幅を表す前記方法。
【請求項２５】
請求項９、請求項２３あるいは請求項２４のいずれかひとつに記載の方法において、前記前のスペクトルおよび前記第１のスペクトルがそれぞれ、バーク・スケール周波帯域分割に従って少なくとも２つの周波数副帯域に分割されることを特徴とする、前記方法。
【請求項２６】
請求項９、請求項２３あるいは請求項２４のいずれかひとつに記載の方法において、前記前のスペクトルおよび前記第１のスペクトルがそれぞれ、メル・スケール周波帯域分割に従って少なくとも２つの周波数副帯域に分割されることを特徴とする、前記方法。
【請求項２７】
請求項３に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）が、特定の閾値係数に対応する、閾値周波数より上の周波数成分のみに影響を与えることを特徴とする、前記方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）が、
Ｃn（ｋ）＝｜Ｙn（ｋ）｜          ｋ  ≦  閾値係数  の場合、
Ｃn（ｋ）＝γ・｜Ｙn-1（ｋ）｜    ｋ  ＞  閾値係数  の場合、
によって表されることを特徴とする、前記方法であって、
ここで、Ｃn（ｋ）は訂正スペクトル（Ｃn）におけるｋ番目の周波数成分を表す
係数の振幅を表し、
｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表す係数
の振幅を表し、
｜Ｙn-1（ｋ）｜は前のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表す係数の
振幅を表し、
γmは適応ミューティング因子＜１を表す、前記方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、適応ミューティング因子が、
0005193413.tif 000018
の式によって得られることを特徴とする、前記方法であって、
ここで、“ｌｏｗ”は復元データから復号された信号のスペクトルの低周波数
帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、
“ｈｉｇｈ”は復元データから復号された信号のスペクトルの高周波
帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、
｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表
す係数の振幅を表し、
｜Ｙn-1（ｋ）｜は前のスペクトルにおけるｋ番目の周波数成分を表す
係数の振幅を表す前記方法。
【請求項３０】
請求項２７から請求項２９のいずれかに記載の方法において、前記訂正スペクトル（Ｃn）の少なくともひとつの副帯域のパワーが、閾値周波数より上の周波数成分を表す係数に関して、前記前に受信された損傷を受けていないデータの少なくともひとつの副帯域のパワーに制限されることを特徴とする、前記方法。
【請求項３１】
請求項１から請求項３０のいずれかひとつに記載の方法において、前記第１の復元信号（ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5））および前記第２の復元信号（ｚE（ｔ4）−ｚE（ｔ5））が音響信号（ａ）であることを特徴とする、前記方法。
【請求項３２】
請求項１から請求項３０のいずれかひとつに記載の方法において、前記第１の復元信号（ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5））および前記第２の復元信号（ｚE（ｔ4）−ｚE（ｔ5））が励振信号（ｅ）であることを特徴とする、前記方法。
【請求項３３】
請求項１から請求項３２のいずれかひとつに記載の方法において、前記データは複数の信号フレーム（Ｆ（１）−Ｆ（５））に分割され、当該複数の信号フレーム（Ｆ（１）−Ｆ（５））の中の特定の信号フレームが喪失したかあるいは少なくともひとつのエラーを伴って受信されたかによって前記データが損傷を受けたデータかどうかが決定されることを特徴とする、前記方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、ひとつの前記信号フレームがひとつの音声コーデック・フレームを構成することを特徴とする、前記方法。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法において、ひとつの前記信号フレームがひとつの音声コーデック・サブ・フレームを構成することを特徴とする、前記方法。
【請求項３６】
コンピュータの内部記憶装置に直接ロード可能なコンピュータ・プログラムであって、当該プログラムがコンピュータ上で実行するとき、請求項１から請求項３５のいずれかひとつに記載の方法を実行するためのソフトウェアを含む、前記コンピュータ・プログラム。
【請求項３７】
コンピュータ読取り可能媒体であって、プログラムを記憶し、当該プログラムが請求項１から請求項３５のいずれかひとつに記載の方法をコンピュータに実行させるように作られている、前記コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項３８】
データが喪失したりあるいは損傷を受けたデータを受信した場合に、受信した符号化データから復号した信号を拡張するためのエラー隠匿装置であって、
該エラー隠匿装置は、
受信データ（Ｆ（ｎ））から復号した第１の復元信号（ｙn）を受信するための入力と、第１の復元周波数変換（Ｙn）を提供するための出力と、を有する第１の変成器（１０１）と、
前記第１の復元周波数変換（Ｙn）を受信するための入力と、第２の復元スペクトル（ＺnE）を提供するための出力と、を有するスペクトル訂正装置（１０２）と、
前記第２の復元スペクトル（ＺnE）を受信するための入力と、第２の復元信号（ｚnE）を提供するための出力と、を有する第２の変成器（１０３）と、
を含み、
前記スペクトル訂正装置（１０２）は、前記第２の復元スペクトル信号（ＺnE）が前記第１の復元信号（ｙn）に基づくスペクトル（Ｚ’4）よりも前の復元信号（ｙn-1）のスペクトル（Ｚ3）からのスペクトル形に関する偏差が小さくなるような前記第１の復元信号（ｙn）に基づいて、前記第２の復元スペクトル信号（ＺnE）を生成し、前記第２の復元スペクトル信号（ＺnE）は前記第１のスペクトル（Ｚ’4）のスペクトル調整を実行することによって生成され、該スペクトル調整は、前記復元データから生成された前記第１のスペクトルの位相スペクトルを訂正スペクトル（Ｃn）と掛け合わせることを含むことを特徴とする、前記エラー隠匿装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載のエラー隠匿装置において、前の復元信号（ｚ（ｔ3）−ｚ（ｔ4））のスペクトル（Ｚ3）が、前記前に受信された損傷を受けていないデータ（Ｆ（３））から生成されることを特徴とする、前記エラー隠匿装置。
【請求項４０】
受信した符号化データから音響信号を生成するための復号器であって、
該復号器は、
少なくともひとつのパラメータ（ｐ1）を生成し出力するための第１のエラー隠匿装置（６０３）と、
音声コーデック・フレーム（Ｆ）を受信するための第１の入力と、前記少なくともひとつのパラメータ（ｐ1）を受信するための第２の入力と、前記少なくともひとつのパラメータ（ｐ1）に応答して音響信号（ａ）を提供するための出力とを有する音声復号器（６０２）と、
を含み、
更に、前記復号器は請求項３８に記載のエラー隠匿装置を含み、前記第１の復元信号（ｙn）が前記音声復号器（６０２）によって生成された復号された音声信号を構成し、前記第２の復元信号（ｚnE）が拡張音響信号を構成することを特徴とする、前記復号器。
【請求項４１】
受信した符号化データから音響信号を生成するための復号器であって、
該復号器は、
少なくともひとつのパラメータ（ｐ2）を生成し出力するための第１のエラー隠匿装置（７０３）と、
音声コーデック・パラメータ（Ｓ）を受信するための第１の入力と、前記少なくともひとつのパラメータ（ｐ2）を受信するための第２の入力と、前記少なくともひとつのパラメータ（ｐ2）に応答して励振信号（ｅ）を提供するための出力と、を有する励振生成器（７０２）と、
を含み、
更に、前記復号器は請求項３８に記載のエラー隠匿装置を含み、前記第１の復元信号（ｙn）が前記励振生成器（７０２）によって生成された励振信号を構成し、前記第２の復元信号（ｚnE）が、前記第１の復元信号のスペクトルよりも、損傷を受けていない音声フレームから生成された前記励振信号（ｅ）からの偏差が、前記第２の復元信号のスペクトル形に関しては、小さくなるようにスペクトル調整された拡張励振信号を構成することを特徴とする、前記復号器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景および従来技術）
本発明は、概して、部分的に喪失あるいは損傷を受けた音響信号を表す符号化データによって引き起こされた、復号音響信号におけるエラーの隠匿（ｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ）に関するものである。特に、本発明は、伝送媒体から符号化された情報の形でデータを受信する方法およびエラー隠匿装置に関するものである。これらは上記請求項１および３９にそれぞれ記載されている。本発明は、また、上記請求項４０および４１にそれぞれ記載されている、符号化された情報の形で受信したデータから音響信号を生成するための復号器、および、上記請求項３６に記載のコンピュータ・プログラム、上記請求項３７に記載のコンピュータ読取り可能媒体、に関するものである。
【０００２】
音響および音声コーデック（ｃｏｄｅｃ＝ｃｏｄｅｒ  ａｎｄ  ｄｅｃｏｄｅｒ、符号器および復号器）に対しては多くの応用がある。符号化および復号化体系は、例えば、テレビ会議システムや固定および移動通信システムにおける音響信号のビット速度効率伝送に使用されている。音声コーデックは安全な電話技術および音声保存のために使用することができる。
【０００３】
特に、移動通信応用においては、コーデックは、困難なチャネル条件のもとで動作しなければならないことがある。最適でない伝送条件においては、音声信号を表す符号化ビットが伝送器と受信器との間のどこかで乱されるかあるいは喪失することがある。現在の移動通信システムとインターネット応用技術との音声コーデックの大部分は、ブロックに関連して動作している。例えば、ＧＳＭ（汎ヨーロッパデジタル移動通信システム）、ＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）およびＩＳ９５（国際標準９５）等がそうである。ブロック関連動作とは、音響源信号が、例えば２０ｍｓの特定の長さの音声コーデック・フレームに分割されることを意味する。音声コーデック・フレームにおける情報は、それから、ひとつの単位として符号化される。しかし、音声コーデック・フレームは通常、例えば５ｍｓの長さのサブ・フレームにさらに分割される。サブ・フレームは、ＧＳＭ  ＦＲコーデック（ＦＲ＝フル・レート）、ＧＳＭ  ＥＦＲコーデック（ＥＦＲ＝拡張フル・レート）、ＧＳＭ  ＡＭＲコーデック（ＡＭＲ＝適応マルチ・レート）、ＩＴＵ  Ｇ．７２９コーデック（ＩＴＵ＝国際電気通信連合）およびＥＶＲＣ（拡張フルレート・コーデック）における合成ろ波器励振の符号化のような、特定のパラメータに対する符号化単位となる。
【０００４】
上記のコーデックは、励振パラメータの他に、例えば、ＬＰＣパラメータ（ＬＰＣ＝線形予測符号化）、ＬＴＰ遅れ（ＬＴＰ＝長期予測）および様々な利得パラメータのような他のパラメータによって、音響信号をモデル化する。これらのパラメータの特定のビットは、復号音響信号の知覚音質に関して非常に重要な情報を表す。このようなビットが伝送中に乱された場合、復号音響信号の音質は、少なくとも一時的に、人間の聞き手には比較的音質が悪いと知覚される。従って、対応する音声コーデック・フレームのパラメータにエラーがある場合、これらのパラメータを使用せずに先に受信された正しいパラメータを代わりに使用することが有益である。このエラー隠匿技術は、最適でない条件のチャネルによって音響信号が伝送される多くのシステムにおいて、様々な形式で応用されている。
【０００５】
エラー隠匿方法は、通常、比較的ゆっくり変化する音声コーデック・パラメータを止めることによって、喪失あるいは損傷された音声コーデック・フレームの影響を緩和することを目的としている。このようなエラー隠匿は、例えば、ＧＳＭ  ＥＦＲコーデックおよびＧＳＭ  ＡＭＲコーデックにおけるエラー隠匿装置によって実現される。例えば、音声コーデック・フレームが喪失したあるいは損傷を受けて、ＬＰＣ利得およびＬＰＣ遅れパラメータを繰り返す場合である。しかし、複数の連続する音声コーデック・フレームが喪失したあるいは損傷を受けた場合、減衰因子を持つ利得パラメータを繰り返すことや、長期平均に近づけられたＬＰＣパラメータを繰り返すことを含む、様々なミューティング技術が適用される。さらに、ひとつ以上の損傷を受けたフレームを受信した後に最初に正しく受信したフレームのパワー・レベルは、損傷を受けたフレームを受信する前の最新の正しく受信したフレームのパワー・レベルに制限される。このことにより、音声合成ろ波器および適応コードブックが損傷を受けたフレームを受信する間に誤った状態に設定されることにより起こることがある、復号音声信号における望ましくない影響が緩和される。
【０００６】
以下に、送信器と受信器の間を伝送される際に喪失あるいは損傷を受けた音声コーデック・フレームの望ましくない影響を緩和する他の手段および態様を述べる。
【０００７】
米国特許第５，９０７，８２２号は、デジタル音声フレーム・エラーを隠すために、過去の信号履歴データを失われたデータ・セグメントに挿入する、損失耐久音声復号器を開示している。音声圧縮パラメータの１ステップ外挿のための逆伝搬法によって訓練された多層フィードフォワード型人工神経回路網は、フレームが喪失した場合に必要なパラメータを抽出し、代替フレームを生成する。
【０００８】
欧州特許第Ｂ１，０  ６６５  １６１号は、音声復号器における喪失フレームの影響を隠すための装置および方法を開示している。この文献は、フレームが失われた場合に背景の音を決定するための閾値の更新を制限するための、音声アクティベート検知器の使用を提案している。事後ろ波器は通常、復号信号のスペクトルを偏向させる。しかし、フレームが失われた場合、事後ろ波器の係数は更新されない。
【０００９】
米国特許第５，９０９，６６３号は、複数の連続する損傷音声フレームを受信した際に同じパラメータを繰り返し使用することを避けることによって、復号音声信号の知覚音質を高める、音声符号器を開示している。このことは、励振信号に雑音構成要素を加えること、励振信号の代わりに雑音構成要素を使用すること、あるいは、複数の励振信号を含む雑音コードブックから励振信号を任意に読むことによって、実現される。
【００１０】
狭帯域コーデックのための既知のエラー隠匿方法は、一般に、乱された音声コーデック・フレームの間、単に、最新の損傷を受けていない受信音声コーデック・フレームからの特定のスペクトル・パラメータを繰り返すことによって、ほとんどの環境において満足のいく結果をもたらしている。実際には、この処理は、損傷を受けていない音声コーデック・フレームが新たに受信されるまで、復号音声信号のスペクトルの振幅および形を暗黙に維持している。音声信号のスペクトルの振幅および形をこのように保存することによって、復号器における励振信号がスペクトル的に平らである（あるいは白色（ｗｈｉｔｅ））こともまた暗黙に推定される。
【００１１】
しかし、このことはいつも正しいとは限らない。代数的符号励振線形予測コーデック（ＡＣＥＬＰ；Ａｌｇｅｂｒｉｃ  Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｃ）は、例えば、白色ではない励振信号を生成する。さらに、励振信号のスペクトル形は、音声コーデック・フレームによって様々に変化することがある。最新の損傷を受けていない受信音声コーデック・フレームからのスペクトル・パラメータを単純に繰り返すことは、復号音響信号のスペクトルに突然の変化をもたらし、音質を低めることになる可能性がある。
【００１２】
特に、ＣＥＬＰ符号化規範に従った広帯域音声コーデックには、上記の問題があることが知られている。これらのコーデックにおいて、合成ろ波器励振のスペクトル形は、音声コーデック・フレームによってさらに大きく変化することがあるからである。
【００１３】
（発明の概要）
本発明の目的は、上記の問題を軽減する音声符号化を提供することである。
【００１４】
本発明のひとつの態様によると、本発明の目的は、符号化された情報の形でデータを受信し、上記のような方法でそのデータを復号して音響信号を生成することによって達成される。この方法は、損傷を受けたデータを受信した場合、第１の復元信号に基づいて第２の復元信号を生成することを特徴とする。第２の復元信号は、第１の復元信号のスペクトルを調整した形のスペクトルを有し、そのスペクトルと先の復元信号のスペクトルとの間のスペクトル形に関する偏差は、第１の復元信号のスペクトルと先の復元信号のスペクトルとの間の対応する偏差より小さい。
【００１５】
本発明の他の態様によると、本発明の目的は、コンピュータの内部記憶装置に直接ロード可能なコンピュータ・プログラムによって達成される。このプログラムは、コンピュータ上で実行するとき上記の方法を実現するソフトウェアを有している。
【００１６】
本発明のさらなる態様によると、本発明の目的は、コンピュータに上記の方法を実行させるプログラムを記憶した、コンピュータ読取り可能媒体によって達成される。
【００１７】
本発明の他の態様によると、本発明の目的は、始めに述べたエラー隠匿装置によって達成される。このエラー隠匿装置は、損傷を受けたデータを受信した場合、スペクトル訂正装置が第１の復元信号に基づいて、第２の復元スペクトルのスペクトル形が、第１の復元信号に基づくスペクトルよりも先の復元信号のスペクトルからのスペクトル形に関する偏差が小さくなるように、第２の復元スペクトルを生成することを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の態様によると、本発明の目的は、符号化された情報の形で受信したデータから音響信号を生成するための復号器によって達成される。復号器は、少なくともひとつのパラメータを生成する第１のエラー隠匿装置を含む。復号器はまた、音声コーデック・フレ−ムと第１のエラー隠匿装置からの少なくともひとつのパラメータを受信し、それらに応答して音響信号を生成する音声復号器を含む。さらに、復号器は、上記のエラー隠匿装置を含み、ここで、第１の復元信号は音声復号器によって生成された復号音声信号を構成し、第２の復元信号は拡張音響信号を構成する。
【００１９】
本発明のさらなる態様によると、本発明の目的は、符号化された情報の形で受信したデータから音響信号を生成するための復号器によって達成される。復号器は、少なくともひとつのパラメータを生成する第１のエラー隠匿装置を含む。復号器はまた、音声コーデック・パラメータと少なくともひとつのパラメータを受信し、第１のエラー隠匿装置からの少なくともひとつのパラメータに応答して励振信号を生成する、励振生成器を含む。最後に、復号器は、上記のエラー隠匿装置をふくみ、ここで、第１の復元信号は励振生成器によって生成された励振信号を構成し、第２の復元信号は拡張励振信号を構成する。
【００２０】
データが喪失したり損傷を受けたデータを受信した場合に上記のように復元スペクトルを明白に生成することによって、損傷を受けていないデータを受信する期間と損傷を受けたデータを受信する期間との間のスペクトルの移行を円滑に行うことができる。このことは、例えばＡＣＥＬＰ符号化体系を含む高度な広帯域コーデックの場合特に、復号信号の拡張知覚音質を高めることになる。
【００２１】
本発明を、付随する図面を参照しながら、例示として開示される好ましい実施例によって以下に詳細に説明する。
【００２２】
（本発明の好ましい実施例の説明）
図１は、本発明によるエラー隠匿装置１００を表すブロック図である。エラー隠匿装置１００の目的は、受信データが損傷を受けていたり喪失している場合に、受信データから復号した拡張信号ｚnEを生成することである。拡張復号信号ｚnEは、励振パラメータのような音声信号のパラメータを表すか、あるいは、拡張復号信号ｚnEそれ自体が音響信号である。装置１００は、受信データから得られた第１の復元信号ｙnを受信する第１の変成器１０１を含む。第１の復元信号ｙnは時間領域における信号とみなされ、第１の変成器１０１は、第１の復元信号ｙnの最新の受信時間セグメントの第１の復元周波数変成Ｙnを、第１のスペクトルの形で規則的に生成する。通常、各セグメントは受信信号の信号フレームに対応する。
【００２３】
第１のスペクトルＹnは、スペクトル訂正装置１０２に送られ、スペクトル訂正装置１０２は、第１のスペクトルＹnに基づき第２の復元スペクトルＺnEを生成する。第２の復元スペクトルＺnEは、スペクトル形に関して、第１の復元信号ｙnに基づくスペクトルよりも先の復元信号のスペクトルからの差異が小さくなるように、生成される。
【００２４】
このことを説明するために、図２を参照されたい。図２において、音響信号を表す符号化された情報を含む連続する信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）が示されている。信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）は、それぞれ規則的な間隔ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4、ｔ5で送信器によって生成される。
【００２５】
しかし、信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）は同じ規則的な間隔で受信器に到着する必要はなく、また、受信器が信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）を復号する前に正しい順序に再編成することができる程の小さい遅れで到着する限り、同じ順序で到着する必要もない。しかし簡便化のために、ここでは信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）は送信器によって生成されたのと同じ順序で規則正しく到着するものと仮定する。最初の３つの信号フレームＦ（１)−Ｆ（３)は、損傷されることなく、つまりそれらが含む情報において何のエラーも無く到着する。しかし第４のフレームＦ（４）は損傷を受け、あるいは復号装置に到着する前に完全に失われている。次に続く信号フレームＦ（５）はまた、損傷なしに到着する。
【００２６】
図３は、図２における信号フレームＦ（１）−Ｆ（５）に基づく復号音響信号ｚ（ｔ）を示している。時間領域ｔにおける音響信号ｚ（ｔ）は、第１の時間事例ｔ1と第２の時間事例ｔ2との間の第１の信号フレームＦ（１）に含まれる情報に基づき生成されている。同様に、音響信号ｚ（ｔ）は、第２の信号フレームＦ（２）と第３の信号フレームＦ（３）と、における情報に基づき第４の時間事例ｔ4まで生成される。実際の場合、送信器側における間隔ｔ1からｔ5と、受信器側における対応する時間事例ｔ1からｔ5の間には、符号化の遅れ、伝送時間および復号の遅れがあるためにずれが存在する。しかし、簡便化のため、この事実もまたここでは無いものとする。
【００２７】
しかし、第４の時間事例ｔ4においては、音響信号ｚ（ｔ）の基となる受信情報が存在しない、あるいは、信頼できる情報が存在しない。従って、音響信号ｚ’(t4）−ｚ’（ｔ5）は、第４の時間事例ｔ4と第５の時間事例ｔ5との間に第１のエラー隠匿装置によって生成された復元信号フレームＦrec（４）に基づいている。図３に示されるように、復元信号フレームＦrec（４）から得られた音響信号ｚ（ｔ）は、隣接する信号フレームＦ（３）およびＦ（５）から得られた音響信号ｚ（ｔ）の部分とは異なる波形性質を示している。
【００２８】
図４は、１組のスペクトルＺ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ’4  およびＺ5を示している。これらのスペクトルは、図３における復号音響信号ｚ（ｔ）の各セグメントｚ（ｔ1）−ｚ（ｔ2）、ｚ（ｔ2）−ｚ（ｔ3）、ｚ（ｔ3）−ｚ（ｔ4）、ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5）に対応している。復号音響信号ｚ（ｔ）は、第３の時間事例ｔ3と第４の時間事例ｔ4との間の時間領域ｔにおいて比較的平らであり、従って、比較的強い低周波成分を有している。これは、エネルギーの大部分を低周波数領域に持つ、対応するスペクトルＺ3によって表されている。対照的に、復元信号フレームＦrec（４）に基づく音響信号ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5）のスペクトルは、比較的より多くのエネルギーを高周波数帯域に持ち、時間領域ｔにおける信号ｚ’（ｔ4）−ｚ’（ｔ5）は比較的速い振幅の変化を示している。最新の損傷を受けていない受信信号フレームＦ（３）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ3と、復元信号フレームＦrec（４）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ’4との対照的なスペクトル形は、音響信号において望ましくない影響を及ぼし、人間の聴き手は音質が悪いと感じる。
【００２９】
図５はスペクトルを表す拡大図であり、最新の損傷を受けていない受信信号フレームＦ（３）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ3と、復元信号フレームＦrec（４）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ’4とがそれぞれ実線で示されている。スペクトル訂正装置１０２によって生成された第２の復元スペクトルＺnEはこの図において、点線で示されている。スペクトルＺnEのスペクトル形は、復元信号フレームＦrec（４）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ’4よりも最新の損傷を受けていない受信信号フレームＦ（３）に基づく復号音響信号のスペクトルＺ3からの偏差が小さい。例えば、スペクトルＺnEは、より低周波数領域に近い位置にある。
【００３０】
図１に戻って説明すると、第２の変成器１０３は第２の復元スペクトルＺnEを受信し、逆周波数変成を実行し、時間領域における拡張復号信号を構成する対応する第２の復元信号ｚnEを生成する。図３は、この信号ｚE（ｔ4）−ｚE（ｔ5）を、波形性質を表す点線で示している。この信号の波形性質は、復元信号フレームＦrec（４）に基づく音響信号ｚ’(t4)−ｚ’（ｔ5）よりも、最新の損傷を受けていない受信信号フレームＦ（３）から復号された音響信号ｚ(t3)−ｚ（ｔ4）に似ている。
【００３１】
第２の復元スペクトルＺnEは、復元信号フレームＦrec（４）に対応する第１のスペクトルＹnの位相、つまり、Ｙn／｜Ｙn｜（Ｙnは第１のスペクトルを表し、｜Ｙn｜は第１のスペクトルの振幅を表す）を訂正スペクトルＣnと掛け合せることによって生成される。実際にはこの計算は、数式：ＺnE＝Ｃn・Ｙn／｜Ｙn｜に従って実行することができる。
【００３２】
本発明の望ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、先に受信された損傷を受けていないデータＦ（ｎ−１）から以下のように生成される。スペクトル訂正装置１０２は、第１に、図４および図５におけるＺ3、図３におけるＦ（３）に対応する、先に受信された損傷を受けていないデータＦ（ｎ−１）から生成された信号の先のスペクトルＹn-1を生成する。それから、スペクトル訂正装置１０２は、先のスペクトルＹn-1の振幅スペクトル｜Ｙn-1｜を生成する。
【００３３】
本発明の他の好ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、先に受信された損傷を受けていないデータＦ（ｎ−１）から生成された信号の先のスペクトルＹn-1を生成することによって生成される。生成されたスペクトルはそれから、ろ波器にかけられ、ろ波された先のスペクトルＨ（Ｙn-1）となる。最後に、ろ波された先のスペクトルＨ（Ｙn-1）の振幅スペクトル｜Ｈ（Ｙn-1）｜が生成される。
【００３４】
ろ波により、先のスペクトルＹn-1に多くの代替的修正を行うことができる。しかし、ろ波の全体的な目的は常に、先の損傷を受けていない信号フレームから復号された信号のスペクトルの平滑化された繰返しである対応するスペクトルを持つ信号を、生成することである。低域ろ波は、従って、適当な代替方法のひとつである。他の方法は、ケプストラム領域における平滑化である。この方法は、先の振幅スペクトル｜Ｙn-1｜（対数でも可能）をケプストラム領域に変成し、特定の大きさ(例えば５から７)から上のケプストラム係数を捨てて、周波数領域に再び変成することを含むことができる。他の非線形ろ波方法は、先のスペクトルＹn-1を少なくとも２つの周波数副帯域ｆ1−fMに分割し、それぞれの周波数帯域ｆ1−fM内の元のスペクトル係数の平均係数値を計算することである。最後に、元のスペクトル係数は、それぞれの平均係数値で置き換えられる。結果として、周波数帯域全体が平滑化される。周波数副帯域ｆ1−fMは、先のスペクトルＹn-1を等しい大きさのセグメントに分割した等距離であってもよいし、あるいは、（例えばバークあるいはメル・スケール周波帯域分割に従って）非等距離であってもよい。人間の聴覚は、周波数解析および音の大きさの知覚に関してほぼ対数的であるので、スペクトルＹn-1の非等距離対数分割が望ましい。
【００３５】
さらに、周波数副帯域は、互いに部分的に重複していてもよい。その結果の重複領域の係数値は、この場合、まず各周波数副帯域を窓関数と掛け合せ、次に各重複領域における窓関数で計算された隣接する周波数副帯域の係数値を合算することによって得られる。窓関数は、重複していない周波数領域においては一定の振幅を有し、隣接する周波数副帯域が重複する上下推移領域においては振幅は徐々に減少する。
【００３６】
本発明の他の好ましい実施例において、第２の復元信号のスペクトルＺnEは、いわゆる目標ミューティング・スペクトル｜Ｙ0｜と関連して訂正スペクトルＣnの動的範囲を減少させることによって生成される。目標ミューティング・スペクトル｜Ｙ0｜は、例えば、音響源信号の長期平均値を表す。
【００３７】
目標ミューティング・スペクトル｜Ｙ0｜に関連して訂正スペクトルＣnの動的範囲を減少させることは、以下の数式に従って実行することができる。
【数１】
0005193413.tif 000002
ここで、Ｙn-1は先の復元信号フレーム（このフレームは必ずしも損傷を受けていない信号フレームである必要はなく、先に復元された損傷あるいは喪失した信号フレームであってもよいことに注意されたい）のスペクトルを表し、｜Ｙ0｜は目標ミューティング・スペクトルを表し、ｋはベキ指数、例えば２を表し、ｃｏｍｐ（ｘ）は圧縮関数を表す。圧縮関数は、入力変数の絶対値よりも小さい絶対値を持つことを特徴とする。つまり、｜ｃｏｍｐ（ｘ）｜＜｜ｘ｜である。従って、減衰因子η＜１は圧縮関数ｃｏｍｐ（ｘ）＝η・ｘの単純な例を構成する。
【００３８】
減衰因子ηは、ＧＳＭ  ＡＭＲ標準におけるように７つの異なる状態を持つことができる状態機械によって与えられることが望ましい。減衰因子ηは、以下の値を持つ状態変数ｓ、η（ｓ）の関数として説明することができる。
【表１】
0005193413.tif 000003
状態変数は、損傷を受けていないデータの１区画を受信すると０に設定され、損傷を受けたデータの最初の１区画を受信すると１に設定される。損傷を受けたデータの最初の１区画を受信した後に、損傷を受けたデータの後続の区画を受信した場合、状態変数ｓは受信した損傷を受けたデータの各区画毎に、状態６まで１状態づつ増やされる。状態６において損傷を受けたデータのさらなる区画が受信された場合、状態変数は状態６のままである。状態６において損傷を受けていないデータの１区画が受信されると、状態変数は状態５に設定され、状態５において損傷を受けていないデータの後続の１区画が受信されると、状態変数は０にリセットされる。
【００３９】
本発明の他の好ましい実施例によると、第２の復元信号のスペクトルＺnEは、標準化目標ミューティング・スペクトルに関連して訂正スペクトルＣnの動的範囲を減少させることによって生成される。このことは以下の数式を計算することによって実行することができる。
【数２】
0005193413.tif 000004
ここで‖Ｙn-1‖は、先の復元信号フレームのスペクトルのＬk標準を表す。ベクトルＹn-1＝｛ｙ1，ｙ2，．．．，ｙm｝のＬk標準‖Ｙn-1‖は、以下の数式によって得られる。
【数３】
0005193413.tif 000005
ここで、kはベキ指数であり、ｙiはＹn-1のｉ番目のスペクトル係数である。さらに、Ｃsnは、以下の数式に従って得られる。
【数４】
0005193413.tif 000006
ここで、｜Ｙ0｜は目標ミューティング・スペクトルを表し、‖Ｙ0‖kは使用されるＬk標準に従った目標ミューティング・スペクトルのベキを表し、ｋはベキ指数、例えば２であり、ｃｏｍｐ（ｘ）は圧縮関数を表す。
【００４０】
本発明の好ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、線形標準Ｌkに従った目標ベキ‖Ｙ0‖kに関連して先の復元信号フレームのスペクトルの振幅を圧縮することによって生成される。ここでベキ指数ｋは例えば２である。
【００４１】
一般に、この圧縮は以下の数式を計算することによって達成される。
【数５】
0005193413.tif 000007
ここで｜Ｙn-1｜は先の復元信号フレームのスペクトルの振幅を表し、‖Ｙ0‖kはＬk標準に従った目標ミューティング・ベキを表し、ｋは例えば２であるベキ指数であり、ｃｏｍｐ（ｘ）は圧縮関数を表す。
【００４２】
本発明の好ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、以下の関係式によって表される。
【数６】
0005193413.tif 000008
ここでηは減衰因子＜１を表し、｜Ｙn-1｜は先の復元信号フレームのスペクトルの振幅をあらわす。
【００４３】
この場合においても、減衰因子ηは７つの異なる状態０から６を有する状態機械によって与えられることが望ましい。さらに、上記と同様のη（ｓ）の値および状態機械の規則を適用することができる。
【００４４】
本発明の好ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、まず、先の復元信号フレームのスペクトルＹn-1を生成し、それから、対応する振幅スペクトル｜Ｙn-1｜を生成し、最後に、振幅スペクトル｜Ｙn-1｜の部分ｍ（つまりｍ番目の副帯域）を適応ミューティング因子γmと掛け合わせることによって、生成される。単純な例として、完全なスペクトルを有するひとつの帯域（つまりｍ＝１）のみを使用することがある。
【００４５】
適応ミューティング因子γmは、以下の数式に従って、先の復元信号フレームおよび損傷を受けた受信データＦ（ｎ）から得ることができる。
【数７】
0005193413.tif 000009
ここで、“ｌｏｗ（ｍ）”は復元データから復号された信号のスペクトルの副帯域ｆmの低周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、“ｈｉｇｈ（ｍ）”は復元データから復号された信号のスペクトルの副帯域ｆmの高周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数の振幅を表し、｜Ｙn-1（ｋ）｜は先のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数の振幅を表す。
【００４６】
さらに、スペクトルを細分する必要はない。従ってスペクトルは、復元データから復号された信号の全周波数帯域の境界に対応する係数指数を持つ、ひとつの副帯域fmのみを持つことができる。しかし、副帯域が分割される場合、バーク・スケール周波帯域分割あるいはメル・スケール周波帯域分割に従って分割されることが望ましい。
【００４７】
本発明の好ましい実施例によると、訂正スペクトルＣnは、閾値周波数より上の周波数要素のみに影響を与える。実行する際の便宜のために、この閾値周波数は、特定の閾値係数に対応するように選択される。訂正スペクトルＣnは、従って、以下の式によって表される。
【数８】
Ｃn（ｋ）＝｜Ｙn（ｋ）｜          ｋ≦閾値係数  の場合
Ｃn（ｋ）＝γ・｜Ｙn-1（ｋ）｜     ｋ＞閾値係数  の場合
ここで、Ｃn（ｋ）は訂正スペクトルＣnにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数ｋの振幅を表し、｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数ｋの振幅を表し、｜Ｙn-1（ｋ）｜は先のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数の振幅を表し、γは適応ミューティング因子＜１を表す。
【００４８】
適応ミューティング因子γは、例えば、第１のスペクトルＹnのベキ｜Ｙn|2と先のスペクトルＹn-1のベキ｜Ｙn-1｜2の比率の平方根として選択することができる。つまり、以下の式のようになる。
【数９】
0005193413.tif 000010
【００４９】
適応ミューティング因子γはまた、特定の周波数帯域に対して、以下の式に従って得ることができる。
【数１０】
0005193413.tif 000011
ここで、“ｌｏｗ”は復元データから復号された信号のスペクトルの低周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、“ｈｉｇｈ”は復元データから復号された信号のスペクトルの高周波数帯域境界に対応する周波数係数指数を表し、｜Ｙn（ｋ）｜は第１のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数の振幅を表し、｜Ｙn-1（ｋ）｜は先のスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数の振幅を表す。通常、低周波数帯域境界は０ｋＨｚであり、高周波数帯域境界は２ｋＨｚである。訂正スペクトルＣn（ｋ）を表す上記数式における閾値周波数は、高周波数帯域境界に一致してもよいが、必ずしも一致する必要はない。本発明の好ましい実施例では、閾値周波数は３ｋＨｚである。
【００５０】
第１のエラー隠匿装置は一般に、周波数帯域の低周波数部分において最も効果的であるので、本発明によるミューティング動作もこの帯域において最も効果的である。従って、第１のスペクトルＹnにおける高周波数帯域パワーと低周波数帯域パワーとの比率を、先の信号フレームの対応する比率と等しくなるよう強制することによって、第１のエラー隠匿装置からのミューティングを周波数帯域のより高い部分に拡張することができる。
【００５１】
最新技術によるエラー隠匿方法においては、喪失あるいは損傷を受けたフレームの後の最初のフレームのパワーレベルを、エラーあるいは喪失が起こる前に受信した最新の損傷を受けていない信号フレームのパワーレベルに限定することが共通の特徴である。本発明においても同様の原則を適用することが有益であり、従って、訂正スペクトルＣnの副帯域のパワーは、先に受信された損傷を受けていないデータＦ（ｎ−１）の対応する副帯域のパワーに制限される。副帯域は、例えば、（閾値係数ｋによって表される）閾値周波数より上の周波数要素を表す係数として定義することができる。このように振幅を制限することによって、フレームが消去された後の最初のフレームにおいて高周波数帯域から低周波数帯域へのエネルギー比率が誤って生成されないことが保証される。振幅の制限は、以下の式によって表すことができる。
【数１１】
0005193413.tif 000012
ここで、σh,prevgoodは、最新に受信された損傷を受けていない信号フレームＦ（Ｎ−１）から得られた信号フレームのパワーの根を表し、σh,nは現在の信号フレームから得られた信号フレームのパワーの根を表し、｜Ｙn（ｋ）｜は現在の信号フレームから得られたスペクトルにおけるｋ番目の周波数要素を表す係数ｋの振幅を表す。
【００５２】
本発明は主に音声信号の符号化に関して使用するよう意図しているので、第１の復元信号は音響信号であることが望ましい。さらに、符号化された音声信号は信号フレーム、より正確にはいわゆる音声コーデック・フレームに分割される。音声コーデック・フレームは、さらに音声コーデック・サブ・フレームに分割され、これらのサブ・フレームもまた、本発明によるエラー隠匿装置の動作に対する基礎となる。損傷を受けたデータは、特定の音声コーデックあるいは音声コーデック・サブ・フレームが喪失したかあるいは少なくともひとつのエラーを伴って受信されたかによって、決定される。
【００５３】
図６は、音響信号ａが第１の復元信号ｙとして提供されるエラー隠匿装置１００を含むＣＥＬＰ復号器を表すブロック図である。
【００５４】
復号器は、損傷を受けた音声フレームＦが受信された場合あるいは音声フレームＦが喪失した場合に、少なくともひとつのパラメータｐ1を生成する、第１のエラー隠匿装置６０３を含む。データ品質決定装置６０１は、全ての入力音声フレームＦを、例えば巡回冗長チェック（ＣＲＣ）によって検査し、特定の音声フレームＦが正しく受信されたか誤って受信されたかを決定する。損傷を受けていない音声フレームＦは、データ品質決定装置６０１を通って音声復号器６０２に進み、そこで音響信号ａがその出力上に生成され閉鎖スイッチ６０５を通る。
【００５５】
データ品質決定装置６０１が損傷あるいは喪失した音声フレームＦを検知した場合、装置６０１は、第１のエラー隠匿装置６０３を起動し、エラー隠匿装置６０３は損傷を受けた音声フレームＦの第１の復元の基礎となるパラメータｐ1を少なくともひとつ生成する。音声復号器６０２は、それから、復元音声フレームに応答して第１の復元音声信号ａを生成する。データ品質決定装置は６０１はまた、エラー隠匿装置１００を起動し、スイッチ６０５を開く。従って、第１の復元音声信号ａは、信号ｙとしてエラー隠匿装置１００へと渡り、上記方法に従って音響信号ａは更に改良される。その結果の改良音響信号ａは、そのスペクトルがスペクトル形に関して、第１の復元音声信号のスペクトルよりも、先に受信された損傷を受けていない音声フレームＦから生成された音響信号ａからの偏差が小さくなるようにスペクトル的に調整された信号ＺEとして出力される。
【００５６】
図７は、本発明によるエラー隠匿装置の他の応用を表すブロック図である。ここで、データ品質決定装置７０１は、音響源信号の重要な性質を表す入力パラメータＳを受信する。パラメータＳが損傷を受けていない場合（例えばＣＲＣによって決定される）、それらの信号は励振生成器７０２に渡される。励振生成器７０２は、励振信号ｅをスイッチ７０５を通して合成ろ波器７０４に配信し、合成ろ波器７０４は音響信号ａを生成する。
【００５７】
しかし、データ品質決定装置７０１がパラメータＳが損傷あるいは喪失していると判断すると、第１のエラー隠匿装置７０３を起動し、エラー隠匿装置７０３は少なくともひとつのパラメータｐ2を生成する。励振生成器７０２は、少なくともひとつのパラメータｐ2を受信し、それに応答して第１の復元励振信号ｅを生成する。データ品質決定装置７０１はまた、スイッチ７０５を開き、エラー隠匿装置１００を起動する。この結果、励振信号ｅは、第１の復元信号ｙとしてエラー隠匿装置１００に受信される。エラー隠匿装置１００は、これに応答し、そのスペクトルがスペクトル形に関して、第１の復元励振信号のスペクトルよりも、先に受信された損傷を受けていない音声フレームＦから生成された励振信号ｅからの偏差が小さくなるようにスペクトル的に調整された第２の復元信号ＺEを生成する。
【００５８】
本発明の好ましい実施例によると、第１のエラー隠匿装置７０３はまた、少なくともひとつのパラメータｃiをエラー隠匿装置１００に渡す。この転送は、データ品質決定装置７０１によって制御される。
【００５９】
要約のために、本発明の方法の概要を、図８における流れ図を参照して説明する。データは第１のステップ８０１において受信される。続くステップ８０２で受信データが損傷を受けているかいないかを検査し、データが損傷を受けていない場合、処理はステップ８０３へと続く。このステップで、後に使用するためにデータが保存される。それから続くステップ８０４で、データは源信号それ自体、パラメータ、あるいは励振信号のような源信号に関連する信号の推定に復号される。この後、処理は新しいデータを受信するためにステップ８０１に戻る。
【００６０】
ステップ８０２において受信データが損傷を受けていると検知された場合、処理はステップ８０５に続き、ステップ８０３において先に保存されていたデータが取出される。実際、多くの連続するデータ区画が損傷を受けたり喪失していることがあり、取出すデータは、現在の喪失あるいは損傷されたデータの直前のデータである必要はない。しかし、取出すデータは最新の損傷を受けていない受信データである。このデータは、続くステップ８０６で使用され、第１の復元信号が生成される。第１の復元信号は、（もしあれば）現在の受信データと、保存された先のデータの少なくともひとつのパラメータに基づく。最後に、ステップ８０７は、第１の復元信号に基づき、そのスペクトル形が、第１の復元信号のスペクトルよりも、先に受信された損傷を受けていないデータのスペクトルからの偏差が小さくなるように、第２の復元信号を生成する。
【００６１】
他の可能性として、ステップ８０８を含むことができる。ステップ８０８は、現在の復元フレームに基づくデータを生成し保存する。このデータは、直後のフレームが消去されている場合、ステップ８０５において取出すことができる。
【００６２】
本発明の上記方法および上記実施例は、コンピュータの内部記憶装置に直接ロード可能なコンピュータ・プログラムによって実行することができる。このようなプログラムは、コンピュータ上で実行する際に上記ステップを実行するためのソフトウェアを含んでいる。コンピュータは、当然ながら、どんな読取り可能媒体上にも保存することができる。
【００６３】
さらに、本発明によるエラー隠匿装置１００を、周波数領域においてろ波を実行する音声コーデックのためのいわゆる拡張装置と共に配置することが有益である。これらの装置は共に、周波数領域において同様に動作し、時間領域への逆周波数変換を含む。
【００６４】
上記の第２の復元信号は、周波数領域におけるろ波操作によって得られた訂正振幅スペクトルＣnを使用して生成されるが、対応する時間領域ろ波器を代わりに使用することによって、同様のろ波を時間領域において実行することができる。訂正振幅スペクトルＣnに近い周波数応答を有するろ波器を得るために、既知の他の方法を適用することができる。
【００６５】
本明細書において文言“含む”あるいは“含んでいる”が使用されるとき、記述されている特徴、整数、ステップあるいは構成要素の存在を示すものと理解されたい。しかし、この文言はひとつ以上の他の特徴、整数、ステップあるいは構成要素の存在を排除するものではない。
【００６６】
本発明は、図示された上記実施例に限定されるものではなく、本発明の請求項の範囲内において自由に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるエラー隠匿装置を表す概要ブロック図である。
【図２】  音響信号を表す符号化された情報を含む連続した信号フレームを表す図である。
【図３】  図２に示された信号フレームにおける符号化された情報に基づく、復号音響信号を表す図である。
【図４】  図２に示された信号フレームに対応する図３に示された復号音響信号のセグメントに対する一連のスペクトルを表す図である。
【図５】  本発明により、先の損傷を受けていないデータ、損傷を受けたデータの第１の復元および損傷を受けたデータの第２の復元に基づき生成されたスペクトルを表す図である。
【図６】  本発明によるエラー隠匿装置の第１の実施例を表すブロック図である。
【図７】  本発明によるエラー隠匿装置の第２の実施例を表すブロック図である。
【図８】  本発明による方法の概要を表す流れ図である。
【図１】
0005193413.tif 000019
【図２】
0005193413.tif 000020
【図３】
0005193413.tif 000021
【図４】
0005193413.tif 000022
【図５】
0005193413.tif 000023
【図６】
0005193413.tif 000024
【図７】
0005193413.tif 000025
【図８】
0005193413.tif 000026