(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファと、
現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手段と、
現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手段と、
前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号手段で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手段と、
前記損失フレーム復号手段が復号した損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮手段と、
前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮手段で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号手段で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号手段が復号した現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算手段と、
を具備することを特徴とする音声復号装置。
【請求項２】
請求項１記載の音声復号装置を具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項３】
請求項１記載の音声復号装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
【請求項４】
フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファリング工程と、
現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号工程と、
現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償工程と、
前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号工程で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号工程と、
前記損失フレーム復号工程で復号された損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮工程と、
前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮工程で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号工程で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号工程で復号された現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算工程と、
を具備することを特徴とする音声復号方法。
【請求項５】
音声復号プログラムを格納し、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体であって、
前記音声復号プログラムは、フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファリング手順と、
現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手順と、
現フレーム符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手順と、
符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレーム符号化データを用いて音声復号を行うと共に復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手順と、
前記損失フレーム復号手順で復号された損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮手順と、
前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮手順で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号手順で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号手順で復号された現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算手順と、
を具備する、
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号を符号化して伝送する移動通信や有線通信システム等の用途に用いられる音声復号装置及び音声復号方法に関し、特に音声復号時の符号化データが損失した際に復号音声品質の劣化を抑えるフレーム補償機能を備えた音声復号装置及び音声復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタル移動通信や有線通信の分野においては、電波や有線回線の有効利用のために音声情報を圧縮し、低いビットレートで符号化する音声符号化装置が用いられている。そして、そのような通信システムにおいて、特にパケット単位で伝送を行うシステムでは、受信側（音声復号側）で受信するパケットが損失したり、時間的に遅れて到着して、音声復号を行うのに必要なデータが得られないこと（フレーム損失）があり、その際に復号音声品質の劣化を抑えるためのフレーム補償が行われる。
【０００３】
そのような従来の技術として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９（"Coding of speech at 8kbit/s using conjugate-structure algebraic-code-excited linear-prediction(CS-ACELP)"）のＣＳ−ＡＣＥＬＰ符号化方式に記載された誤り補償方法がある。
【０００４】
図１１は、ＣＳ−ＡＣＥＬＰ符号化方式のフレーム補償機能を備えた音声復号装置の構成を示すブロック図である。この図において、音声復号は１０ｍｓのフレーム単位で行われ、そのフレーム単位でフレーム損失の有無が音声復号器に通知されるものとする。
【０００５】
まず、フレーム損失が検出されないフレームにおいては、データ分離部１１０１において、復号に必要な各パラメータに分離される。そして、ラグパラメータ復号部１１０２により復号されたラグパラメータを用いて適応音源符号帳部１１０３により適応音源が、また固定音源符号帳部１１０４により固定音源が生成され、ゲインパラメータ復号部１１０５により復号されたゲインを用いて、乗算部１１０６による乗算および加算部１１０７による加算により駆動音源が生成され、ＬＰＣパラメータ復号部１１０８により復号されたＬＰＣパラメータを用いてＬＰＣ合成フィルタ１１０９およびポストフィルタ１１１０を経由して復号音声が生成される。
【０００６】
一方、フレーム損失が検出されたフレームに対しては、ラグパラメータとして、誤りが検出されなかった前フレームのラグパラメータを用いて適応音源を生成し、また、固定音源符号帳部１１０４に対してランダムな固定音源符号を与えることで固定音源を生成し、ゲインパラメータとして、前フレームの適応音源ゲインおよび固定音源ゲインを減衰させた値を用いて駆動音源を生成し、ＬＰＣパラメータとして、前フレームＬＰＣパラメータを用いてＬＰＣ合成およびポストフィルタ処理を行い復号音声を得る。このように、フレーム損失時にフレーム補償処理を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の音声復号装置においては、次のような問題がある。
すなわち、損失フレームより過去のパラメータを用いてフレーム補償処理を行っているため、損失フレームの次の正常フレームにおける復号において、その復号に必要な過去の状態データ（適応符号帳やＬＳＰパラメータやゲインパラメータのＭＡ予測フィルタ状態など）が、本来の（フレーム損失がない場合の）値との相違が大きくなることがあり、それにより復号音声の品質が劣化する。
【０００８】
また、損失フレームが音声の立ち上がりなど過渡的な区間を含む場合には、その区間の再生が行われないことになり、復号音声の品質劣化が生じる。このように、フレーム補償時の復号音声品質劣化の改善に限界がある。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、フレーム損失が検出されたフレームにおいて、より改善された復号音声品質を実現することのできる音声復号装置及び音声符号化・復号装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声復号装置は、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファと、現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手段と、現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手段と、前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データとを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号手段で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って音声復号のために必要な状態データを更新し、その後現在の正常フレームの音声復号を行うことにより、より本来の値に近い状態データを用いた復号が可能となり、復号音声品質の劣化を抑えることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の音声復号装置は、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファと、現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手段と、現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手段と、前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号手段で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手段と、前記損失フレーム復号手段が復号した現フレームの復号音声信号と前記音声復号手段が復号した現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って状態データを更新し、その後、現在の正常フレームの音声復号を行って得られた復号音声信号と、損失フレームのフレーム補償処理により状態データを更新した後に音声復号を行って得られた現在の正常フレームの復号音声信号とを用いて、窓かけ加算を行うことにより、より滑らかな復号を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明の音声復号装置は、フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファと、現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手段と、現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手段と、前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号手段で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手段と、前記損失フレーム復号手段が復号した損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮手段と、前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮手段で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号手段で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号手段が復号した現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算手段と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データおよび現在の正常フレームの符号化データを用いて過去の損失フレームおよび現在の正常フレームの区間の音声復号を行い、符号化側で判定されたモード情報が過渡的区間であることを示す場合には、得られた復号信号を時間軸圧縮して正常フレームの復号音声として用いることにより、過渡区間でのフレーム損失に伴う復号音声品質の劣化を抑えることが可能となる。
【００１６】
本発明の基地局装置は、上記音声復号装置を具備する構成を採る。
【００１７】
本発明の通信端末装置は、上記音声復号装置を具備する構成を採る。
【００１８】
本発明の音声復号方法は、フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファリング工程と、現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号工程と、現フレームの符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償工程と、前記受信バッファが符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレームの符号化データを用いて音声復号を行うと共に前記音声復号工程で復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号工程と、前記損失フレーム復号工程で復号された損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮工程と、前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮工程で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号工程で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号工程で復号された現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算工程と、を具備する。
【００１９】
この方法によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って音声復号のために必要な状態データを更新し、その後、現在の正常フレームの音声復号を行うことにより、より本来の値に近い状態データを用いた復号が可能となり、復号音声品質の劣化を抑えることが可能となる。
【００２０】
本発明の記録媒体は、音声復号プログラムを格納し、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体であって、前記音声復号プログラムは、フレーム単位の音声の特性を表す音声モード情報を少なくとも含む、フレーム単位の符号化データを受け取り蓄積する受信バッファリング手順と、現フレームの符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う音声復号手順と、現フレーム符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う損失フレーム補償手順と、符号化データを時間的に遅れて受信した場合にその符号化データと現フレーム符号化データを用いて音声復号を行うと共に復号に必要な状態データを更新する損失フレーム復号手順と、前記損失フレーム復号手順で復号された損失フレームと現フレームの復号音声信号に対して時間軸圧縮する時間軸圧縮手順と、前記音声モード情報に応じて、前記時間軸圧縮手順で得られた復号音声信号又は前記損失フレーム復号手順で得られた現フレームの復号音声信号のいずれかを選択し、選択した復号音声信号と前記音声復号手順で復号された現フレームの復号音声信号とを用いて窓かけ加算を行う窓かけ加算手順と、を実行させるためのプログラムを記録した機械読み取り可能なものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って音声復号のために必要な状態データを更新し、その後現在の正常フレームの音声復号を行うことである。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る音声復号装置の構成を示すブロック図である。
この図において、本実施の形態の音声復号装置は、受信バッファ１０１と、音声復号部１０２と、状態データ保持部１０３と、損失フレーム補償部１０４と、損失フレーム復号部１０５と、切替え部１０６とを備えて構成される。
【００２４】
受信バッファ１０１は、送信側でフレーム単位で符号化されてパケット単位で伝送された符号化データを受信し、受信した符号化データを出力するとともに、受信したパケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解してフレーム損失が生じたか否かの情報（フレーム損失情報）を出力する。
【００２５】
音声復号部１０２は、現フレーム符号化データを正しく受信した場合にその符号化データを用いて通常の音声復号を行う。状態データ保持部１０３は、音声復号部１０２及び損失フレーム復号部１０５で使用される状態データを保持するものである。この状態データは、音声復号部１０２の具体構成に依存するが、ＣＥＬＰ型の復号器の場合には、適応符号帳やＬＳＰ・ゲインパラメータのＭＡ予測フィルタ状態などがある。
【００２６】
損失フレーム補償部１０４は、現フレーム符号化データが損失により受信できなかった場合に損失フレーム補償を行う。損失フレーム復号部１０５は、受信バッファ１０１が符号化データを時間的に遅れて受信した場合に、その符号化データと現フレーム符号化データを用いて音声復号を行うと共に、音声復号部１０２で復号に必要な状態データを更新する。切替え部１０６は、フレーム損失情報に応じて、音声復号部１０２の出力と、損失フレーム補償部１０４と、損失フレーム復号部１０５との切り替えを行う。
【００２７】
このような構成の音声復号装置においては、現時刻のフレームに対するフレーム損失情報によって異なる動作を行う。
まず、現時点のフレームに対する符号化データが損失や遅延なく正しく受信された場合には、音声復号部１０２にてその符号化データを用いて通常の音声復号を行い復号音声信号として出力する。その際、復号に必要な状態データが更新されて状態データ保持部１０３で保持される。
【００２８】
次に、現時点のフレームに対する符号化データを損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できない場合には、損失フレーム補償部１０４にて損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。この補償処理は任意であり、従来の方法による過去の符号化パラメータや復号データを用いた補償処理を行ってもよい。
【００２９】
次に、前フレームが損失フレームであり、かつ現時点においてその損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合は、その前フレーム符号化データと現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを損失フレーム復号部１０５に入力する。
【００３０】
損失フレーム復号部１０５では、入力された前フレーム及び現フレームの符号化データを順次用いて音声復号を行い（図２の（ａ）および（ｂ））、現フレームの符号化データに対する復号音声信号（図２の（ｂ））を出力する。また復号に必要な状態データが更新されて、状態データ保持部１０３で保持される。損失フレーム復号部１０５における音声復号処理は、音声復号部１０２と基本的には同じ処理でよい。切替え部１０６では、以上のフレーム損失情報に応じた切り替えを行って当該フレームの復号音声信号を出力する。
【００３１】
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る音声復号装置の動作を説明する。
【００３２】
まず、ステップ１０１において、送信側でフレーム単位で符号化されてパケット単位で伝送された符号化データを受信して蓄積し、さらに蓄積したパケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解し、フレーム損失が生じたか否かを示す情報（フレーム損失情報）と共に出力する。
【００３３】
次いで、ステップ１０２において、現時点のフレームに対するフレーム損失情報を判定する。この判定において、現時点のフレームに対する符号化データが損失や遅延なく正しく受信できたと判断すると、ステップ１０３に進み、その符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号として出力する。これに対して、現時点のフレームに対する符号化データが損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できないと判断すると、ステップ１０４に進み、損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。
【００３４】
また、前フレームが損失フレームであり、かつ現時刻においてその損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信したと判断すると、ステップ１０５に進み、前フレームの符号化データと現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを順次用いて音声復号を行い、現フレーム符号化データに対する復号音声信号を出力する。この復号音声信号を出力した後は、ステップ１０６で復号に必要な状態データを更新する。
ステップ１０３、ステップ１０４又はステップ１０６の処理を行った後、ステップ１０７で復号音声信号を出力信号として出力する。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合には、フレーム補償で復号音声を出力した後、その符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って音声復号のために必要な状態データを更新し、その後現在の正常フレームの音声復号を行うようにしたので、より本来の値に近い状態データを用いた復号が可能となり、復号音声品質の劣化を抑えることが可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る音声復号装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００３７】
この図において、本実施の形態の音声復号装置は、実施の形態１の音声復号装置と同一の構成に加えて、窓かけ加算部１０７を備えている。
受信バッファ１０１において、送信側でフレーム単位で符号化され、パケット単位で伝送された符号化データを受信する。そして、パケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解して、フレーム損失が生じたか否かの情報（フレーム損失情報）と共に出力する。そして、以降の動作は現時刻のフレームに対するフレーム損失情報によって異なる。
【００３８】
まず、現時点のフレームに対する符号化データが損失や遅延なく正しく受信された場合には、音声復号部１０２において、その符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号として出力する。その際、復号に必要な状態データが更新されて状態データ保持部１０３で保持される。
【００３９】
次に、現時点のフレームに対する符号化データが損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できない場合には、損失フレーム補償部１０４において損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。なお、この補償処理は任意であり、従来の方法による過去の符号化パラメータや復号データを用いた補償処理を行ってもよい。
【００４０】
次に、前フレームが損失フレームであり、かつ現時刻においてその損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合には、その前フレーム符号化データと現時刻の正しく受信された現フレーム符号化データを損失フレーム復号部１０５に入力する。
【００４１】
損失フレーム復号部１０５では、入力された前フレーム及び現フレーム符号化データを順次用いて音声復号を行い（図５の（ａ）および（ｂ））、現フレーム符号化データに対する復号音声信号（図５の（ｂ））を出力する。また、復号に必要な状態データが更新されて状態データ保持部１０３で保持される。損失フレーム復号部１０５における音声復号処理は音声復号部１０２と基本的には同じ処理でよい。また、現時点の正しく受信された現フレーム符号化データを用いて、音声復号部１０２において音声復号を行い、復号音声信号（図５の（ｃ））を出力する。
【００４２】
窓かけ加算部１０７では、損失フレーム復号部１０５からの出力信号（図５の（ｂ））および音声復号部１０２からの出力信号（図５の（ｃ））を用いて、当該フレームの開始端では音声復号部１０２の出力が、終了端では損失フレーム復号部１０５の出力が支配的になるような窓かけ加算を行い、復号音声信号として出力する。そして、切替え部１０６において、以上のフレーム損失情報に応じた切り替えが行われて、当該フレームの復号音声信号が出力される。
【００４３】
次に、図６のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る音声復号装置の動作を説明する。
【００４４】
まず、ステップ２０１において、送信側でフレーム単位で符号化されパケット単位で伝送された符号化データを受信し、さらに受信したパケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解して、フレーム損失が生じたか否かを示す情報（フレーム損失情報）と共に出力する。次いで、ステップ２０２において、現時刻のフレームに対するフレーム損失情報を判定する。
【００４５】
この判定において、現時点のフレームに対する符号化データを損失や遅延なく正しく受信できたと判断すると、ステップ２０３に進み、その符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号として出力する。これに対して、現時点のフレームに対する符号化データが損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できないと判断すると、ステップ２０４に進み、損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。
【００４６】
また、前フレームが損失フレームであり、かつ現時刻においてその損失フレームの符号化データを時間的に遅れて受信したと判断すると、ステップ２０５に進み、前フレームの符号化データと現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを順次用いて音声復号を行い、現フレームの符号化データに対する復号音声信号を出力する。そして、ステップ２０６で復号に必要な状態データを更新する。
【００４７】
データの更新を行った後、ステップ２０７において、現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号を出力する。次いで、ステップ２０８において、ステップ２０４における出力信号およびステップ２０５における出力信号を用いて窓かけ加算を行い、復号音声信号として出力する。
ステップ２０３、ステップ２０４又はステップ２０８の処理を行った後、ステップ２０９で復号音声信号を出力信号として出力する。
【００４８】
このように、本実施の形態に係る音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合には、フレーム補償で復号音声を出力した後、そのときの符号化データを用いて過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って状態データを更新し、その後、現在の正常フレームの音声復号を行って得られた復号音声信号と損失フレームのフレーム補償処理により状態データを更新した後に音声復号を行って得られた現在の正常フレームの復号音声信号とを用いて、窓かけ加算を行うようにしたので、より滑らかな復号を行うことが可能となる。
【００４９】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る音声符号化・復号装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図１又は図４と共通する部分には同一の符号を付けている。
【００５０】
この図において、本実施の形態の音声符号化・復号装置の符号化側は、音声モード判定部１１０と、音声符号化部１１１と、多重化部１１２とを備えて構成され、復号側は、受信バッファ１０１と、分離部１１３と、音声復号部１０２と、状態データ保持部１０３と、損失フレーム補償部１０４と、損失フレーム復号部１０５と、時間軸圧縮部１１４と、切替え部１１５と、切替え部１０６と、窓かけ加算部１０７とを備えて構成される。
【００５１】
音声符号化部１１１では、フレーム単位の入力音声に対して音声符号化を行い、符号化データを出力する。音声モード判定部１１０では、フレーム単位の入力音声の音声モードを判定する。ここで、音声モードとは、フレーム単位の入力音声が定常的区間か立ち上がり等の過渡的な区間かという特性を表すものである。
多重化部１１２は、音声符号化部１１１から出力される符号化データと音声モード判定部１１０で得られた音声モードを多重化して音声モード情報込みの符号化データとして出力する。
【００５２】
受信バッファ１０１では、送信側でフレーム単位で符号化され、パケット単位で伝送された符号化データを受信する。さらに、受信したパケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解して、フレーム損失が生じたか否かの情報（フレーム損失情報）と共に出力する。分離部１１３では、音声モード情報込みの符号化データから音声モード情報と音声符号化データに分離する。そして、以降の動作は、現時刻のフレームに対するフレーム損失情報によって異なる動作となる。
【００５３】
現時点のフレームに対する符号化データが、損失や遅延なく正しく受信された場合には、音声復号部１０２において、その符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号として出力する。その際、復号に必要な状態データが更新されて状態データ保持部１０３で保持される。
【００５４】
ここで、状態データとは音声復号部１０２の具体構成に依存するが、ＣＥＬＰ型の復号器の場合には、適応符号帳やＬＳＰ・ゲインパラメータのＭＡ予測フィルタ状態などがある。
【００５５】
一方、現時点のフレームに対する符号化データが、損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できない場合には、損失フレーム補償部１０４において損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。この補償処理は任意であり、従来の方法による過去の符号化パラメータや復号データを用いた補償処理を行ってもよい。
【００５６】
また、前フレームが損失フレームであり、かつ現時点においてその損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合は、その前フレーム符号化データと現時刻の正しく受信された現フレーム符号化データを損失フレーム復号部１０５に入力する。
【００５７】
損失フレーム復号部１０５では、入力された前フレーム及び現フレームの符号化データを順次用いて音声復号を行い（図８の（ａ）および（ｂ））、現フレーム符号化データに対する復号音声信号（図８の（ｂ））を切替え部１１５に、前フレーム及び現フレームの符号化データに対する復号音声信号（図８の（ａ）と（ｂ））を時間軸圧縮部１１４に出力する。また、復号に必要な状態データが更新され状態データ保持部１０３で保持される。この損失フレーム復号部１０５における音声復号処理は、音声復号部１０２と基本的には同じ処理で良い。
【００５８】
時間軸圧縮部１１４では、前フレーム及び現フレームの符号化データに対する復号音声信号（図８の（ａ）と（ｂ））を１フレームの区間の信号となるように時間軸圧縮を行い、圧縮後の信号（図８の（ｄ））を切替え部１１５に出力する。また、現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを用いて、音声復号部１０２において音声復号を行い復号音声信号（図８の（ｃ））を出力する。そして、切替え部１１５において、分離部１１３から得られた損失フレームである前フレームの音声モード情報が過渡的モードを示す場合には、時間軸圧縮部１１４の出力を、そうでない場合即ち定常モード場合には、損失フレーム復号部１０５の出力を窓かけ加算部１０７に出力する。
【００５９】
窓かけ加算部１０７では、切替え部１１５を通過した出力信号（図８の（ｂ）または（ｄ））および音声復号部１０２における出力信号（図８の（ｃ））を用いて、当該フレームの開始端では音声復号部１０２の出力が、終了端では切替え部１１５を通過した出力信号が支配的になるような窓かけ加算を行い、復号音声信号として出力する。そして、切替え部１０６において、以上のフレーム損失情報に応じた切り替えが行われ当該フレームの復号音声信号が出力される。
【００６０】
次に、本実施の形態に係る音声復号装置の動作を説明する。
図９は、符号化側の動作を示すフローチャートである。
ステップ３０１において、フレーム単位の入力音声に対して音声符号化を行い符号化データを出力する。次いで、ステップ３０２においてフレーム単位の入力音声の音声モードを判定する。そして、ステップ３０３においてステップ３０１で得られる符号化データとステップ３０２で得られた音声モードを多重化して音声モード情報込みの符号化データとして出力する。
【００６１】
図１０は、復号側の動作を示すフローチャートである。
まず。ステップ３０４において、送信側でフレーム単位で符号化され、パケット単位で伝送された符号化データを受信する。さらに受信したパケット単位のデータをフレーム単位の符号化データに分解して、フレーム損失が生じたか否かの情報（フレーム損失情報）と共に出力する。次いで、ステップ３０５において音声モード情報込みの符号化データから音声モード情報と音声符号化データに分離する。
【００６２】
次いで、ステップ３０６において、現時点のフレームに対するフレーム損失情報を判定する。まず、現時刻のフレームに対する符号化データが損失や遅延なく正しく受信できたと判断すると、ステップ３０７に進み、その符号化データを用いて通常の音声復号を行い、復号音声信号として出力する。
【００６３】
一方、現時点のフレームに対する符号化データが損失フレーム即ち損失または遅延のため正しく受信できないと判断すると、ステップ３０８に進み、損失フレーム補償を行い、それにより得られた復号音声信号を出力する。
【００６４】
また、前フレームが損失フレームであり、かつ現時刻においてその損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信したと判断すると、ステップ３０９に進み、前フレームの符号化データと現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを順次用いて音声復号を行い、前フレーム及び現フレーム符号化データに対する復号音声信号を出力する。次いで、ステップ３１０において、復号に必要な状態データを更新する。
【００６５】
次いで、ステップ３１１において、ステップ３０９で得られた前フレーム及び現フレームの符号化データに対する復号音声信号を１フレームの区間の信号となるように時間軸圧縮を行い、圧縮後の信号を出力する。次いで、ステップ３１２において、現時点の正しく受信された現フレームの符号化データを用いて通常の音声復号を行い復号音声信号を出力する。
【００６６】
次いで、ステップ３１３において、ステップ３０５で得られた、損失フレームである前フレームの音声モード情報を判定する。この判定において、音声モード情報が過渡的モードであると判断すると、ステップ３１４に進み、ステップ３１１の処理の出力とステップ３１２の処理の出力を用いた窓かけ加算を行い、復号音声信号として出力する。
一方、音声モード情報が過渡的モードでないと判断すると、ステップ３１５に進み、ステップ３０９の処理で得られた現フレームの符号化データに対する復号音声信号とステップ３１２の処理の出力を用いた窓かけ加算を行い、復号音声信号として出力する。
ステップ３０７、ステップ３０８、ステップ３１４又はステップ３１５の処理を行った後、ステップ３１６で復号音声信号を出力信号として出力する。
【００６７】
このように、本実施の形態に係る音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信した場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データおよび現在の正常フレームの符号化データを用いて、過去の損失フレームおよび現在の正常フレームの区間の音声復号を行い、符号化側で判定されたモード情報が過渡的区間であることを示す場合には、得られた復号信号を時間軸圧縮して正常フレームの復号音声として用いるので、過渡区間でのフレーム損失に伴う復号音声品質の劣化を抑えることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて、過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って音声復号のために必要な状態データを更新した後に、現在の正常フレームの音声復号を行うことにより、より本来の値に近い状態データを用いた復号が可能となり、復号音声品質の劣化を抑えることができる。
【００６９】
また、本発明の音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データを用いて、過去の損失フレームに相当する区間の音声復号を行って状態データを更新した後に、現在の正常フレームの音声復号を行って得られた復号音声信号と、損失フレームのフレーム補償処理により状態データを更新した後に音声復号を行って得られた現在の正常フレームの復号音声信号とを用いて、窓かけ加算を行うことにより、より滑らかな復号を行うことができる。
【００７０】
また、本発明の音声復号装置によれば、損失フレームの符号化データが時間的に遅れて受信された場合に、フレーム補償で復号音声を出力後、その符号化データおよび現在の正常フレームの符号化データを用いて、過去の損失フレームおよび現在の正常フレームの区間の音声復号を行い、符号化側で判定されたモード情報が過渡的区間であることを示す場合には、得られた復号信号を時間軸圧縮して正常フレームの復号音声として用いることにより、過渡区間でのフレーム損失に伴う復号音声品質の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る音声復号装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る音声復号装置において損失フレームの符号化データが遅延して受信された場合の処理を説明する図
【図３】実施の形態１に係る音声復号装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２に係る音声復号装置の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態２に係る音声復号装置において損失フレームの符号化データが遅延して受信された場合の処理を説明する図
【図６】実施の形態２に係る音声復号装置の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態３に係る音声符号化・復号装置の構成を示すブロック図
【図８】実施の形態３に係る音声符号化・復号装置における損失フレームの符号化データが遅延して受信された場合の処理を説明する図
【図９】実施の形態３に係る音声符号化・復号装置の動作を示すフローチャート
【図１０】実施の形態３に係る音声符号化・復号装置の動作を示すフローチャート
【図１１】従来の音声復号装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１  受信バッファ
１０２  音声復号部
１０３  状態データ保持部
１０４  損失フレーム補償部
１０５  損失フレーム復号部
１０６、１１５  切替え部
１０７  窓かけ加算部
１１０  音声モード判定部
１１１  音声符号化部
１１２  多重化部
１１３  分離部
１１４  時間軸圧縮部
【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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