(57)【要約】デコーダにおいて受信される符号化されたビットストリームの部分としての音声シーケンスにおける１または２以上の不良フレームのエラーを隠蔽するための方法およびシステム。音声シーケンスが有声である場合、不良フレームのＬＴＰパラメータが最終のフレームの対応するパラメータに置き換えられる。音声フレームが無声である場合、不良フレームのＬＴＰパラメータが適応的に制限されるランダム項とともにＬＴＰヒストリーにもとづいて計算された値に置き換えられる。
2004526173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声デコーダに受信された音声信号を示す符号化されたビットストリームにおけるエラーを隠蔽するための方法であって、該符号化されたビットストリームが、音声シーケンスにより構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームによって先行される少なくとも１つの部分的に劣化したフレームを含み、該部分的に劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、
前記方法が、
前記第２の長期予測ラグ値に基づいて上限と下限とを与える工程と、
前記第１の長期予測ラグ値が、前記上限および下限の範囲内または前記上限および下限の範囲の外側にあるかどうかを決定する工程と、
前記第１の長期予測ラグ値が前記上限および下限の範囲の外側にある場合、前記部分的に劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換する工程と、
前記第１の長期予測ラグ値が前記上限および下限の範囲内にある場合、前記部分的に劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を保持する工程
とを含む方法。
【請求項２】
前記第１の長期ラグ値が前記上限および下限の範囲の外側にある場合、前記部分的に劣化したフレームにおける前記第１の長期予測利得値を第３の利得値と交換する工程をさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第３のラグ値が、前記第２の長期予測ラグ値および前記第２の長期予測ラグ値に基づいて決定されたさらなる限界に拘束される適応的に制限されたランダムラグジッタにもとづいて計算される請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第３のラグ値が、前記第２の長期予測利得値および前記第２の長期予測利得値にもとづいて決定された限界に拘束される適応的に制限されたランダム利得ジッタにもとづいて計算される請求項２記載の方法。
【請求項５】
音声デコーダに受信された音声信号を示す符号化されたビットストリームにおけるエラーを隠蔽するための方法であって、該符号化されたビットストリームが音声シーケンスにおいて構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームによって先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが定常的音声シーケンスと非定常的音声シーケンスとを含み、前記劣化したフレームが全体的に劣化したフレームか、または部分的に劣化したフレームであり得て、
前記方法が、
前記劣化したフレームが、部分的に劣化したのか、または全体的に劣化したのかを決定する工程と、
前記劣化したフレームが全体的に劣化している場合、当該劣化したフレームにおける第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換する工程と、
前記劣化したフレームが部分的に劣化している場合、当該劣化したフレームにおける第１の長期予測ラグ値を第４のラグ値と交換する工程
とを含んでなる方法。
【請求項６】
前記部分的に劣化したフレームが構成される音声シーケンスが定常的か非定常的かを判断する工程と、
前記音声シーケンスが定常的である場合、前記第４のラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に等しく設定する工程と、
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームに先立つ非劣化フレームに関係する適合コードブックから検索される復号された長期予測ラグ値にもとづいて前記第４のラグ値を設定する工程と
をさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
完全に劣化したフレームにおいて構成された音声シーケンスが定常的か、非定常的かを判断する工程と、
前記音声シーケンスが定常的である場合、前記第３のラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に等しく設定する工程と、
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記第２の長期予測値および適応的に制限されるランダムラグジッタにもとづいて第３のラグ値を決定する工程と
をさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記第２の長期予測ラグ値が、最終から２番目の長期予測ラグ値と最終から３番目の長期予測予測ラグ値とを含み、前記第２の長期予測利得値が、最終から２番目の長期予測利得値と最終から３番目の長期予測利得値とをさらに含み、
前記方法が、
前記第２の長期予測ラグ値の中で最小の値であるｍｉｎＬａｇを決定する工程と、
前記第２の長期予測ラグ値の中で最大の値であるｍａｘＬａｇを決定する工程と、
前記第２の長期予測ラグ値の平均であるｍｅａｎＬａｇを決定する工程と、
ｍａｘＬａｇとｍｉｎＬａｇとの差であるｄｉｆＬａｇを決定する工程と、
前記第２の長期予測利得値の中で最小の値であるｍｉｎＧａｉｎを決定する工程と、
前記第２の長期予測利得値の中で最大の値であるｍａｘＧａｉｎを決定する工程と、
前記第２の長期予測利得値の平均であるｍｅａｎＧａｉｎを決定する工程
とをさらに含み、
ｄｉｆＬａｇ＜１０であり、かつ（ｍｉｎＬａｇ−５）＜第４のラグ値＜（ｍａｘＬａｇ＋５）である場合、または
前記最終の長期予測利得値が０．５より大きく、前記最終から２番目の長期予測利得値が０．５より大きく、前記第４のラグ値が前記最終の長期予測値と１０との和より小さく、当該第４のラグ値と１０との和が前記最終の長期予測値より大きい場合、または
ｍｉｎＧａｉｎ＜０．４であり、かつ前記長期予測利得値がｍｉｎＧａｉｎに等しく、前記第４のラグ値がｍｉｎＬａｇより大きくｍａｘＬａｇより小さい場合、または
ｄｉｆＬａｇ＜７０であり、かつ第４のラグ値がｍｉｎＬａｇより大きくｍａｘＬａｇより小さい場合、または
前記第４のラグ値がｍｅａｎＬａｇより大きくｍａｘＬａｇより小さい場合、
前記劣化したフレームが部分的に劣化していると決定される
請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記音声シーケンスが非定常的であり、前記方法が、音声フレームのフレーム誤り率を決定する工程をさらに含み、
該フレーム誤り率が決められた値に達すると、前記第４のラグ値が前記復号された長期予測ラグ値に基づいてきめられ、かつ
該フレーム誤り率が決められた値より小さい場合、前記第４のラグ値が前記最終の長期予測ラグ値に等しく設定されてなる
請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記定常的音声シーケンスが有声シーケンスを含み、前記非定常的音声シーケンスが無声シーケンスを含む請求項５記載の方法。
【請求項１１】
音声信号を符号化されたビットストリームに符号化し、該符号化されたビットストリームを合成された音声に復号するための音声信号の送信および受信システムであって、前記符号化されたビットストリームが、音声シーケンスで構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、前記第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが、定常的音声シーケンスおよび非定常的音声シーケンスを含み、前記劣化したフレームを示すために、第１の信号が用いられ、
前記システムが、
該第１の信号に応答して、前記劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的または非定常的であるかの決定と、当該決定を表示する第２の信号の提供とを行なうための第１の手段と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレーム中の前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値と交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレーム中の第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換するための第２の手段
とを備えたシステム。
【請求項１２】
前記第３のラグ値が、前記第２の長期予測ラグ値および適応的に制限されるランダムラグジッタにもとづいて決定される請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記第２の手段が、さらに劣化したフレームにおける第１の長期予測利得値を第３の利得値と交換する請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記第３の利得値が、前記第２の長期予測利得値および適応的に制限されるランダム利得ジッタにもとづいて決定される請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記定常的音声シーケンスが有声シーケンスを含み、前記非定常的音声シーケンスが無声シーケンスを含む請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
符号化されたビットストリームから音声を合成するためのデコーダであって、前記符号化されたビットストリームが、音声シーケンスで構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化したフレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、前記第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが、定常的音声シーケンスおよび非定常的音声シーケンスを含み、前記劣化したフレームを示すために、第１の信号が用いられ、
前記デコーダが、
該第１の信号に応答して、前記劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的かまたは非定常的であるかの決定と、当該決定を表示する第２の信号の提供とを行なうための第１の手段と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレーム中の前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値と交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレーム中の第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換するための第２の手段
とを備えたデコーダ。
【請求項１７】
前記ラグ値が前記第２長期予測ラグ値および適応的に制限されたランダムラグジッタにもとづいて決定される請求項１６記載のデコーダ。
【請求項１８】
前記第２の手段が、前記音声シーケンスが非定常的である場合、さらに劣化したフレームにおける前記第１の長期利得値を第３の利得値と交換する請求項１６記載のデコーダ。
【請求項１９】
前記第３の利得値が、前記第２の長期予測利得値および適応的に制限されるランダム利得ジッタにもとづいて決定される請求項１８記載のデコーダ。
【請求項２０】
前記定常的音声シーケンスが有声シーケンスを含み、前記非定常的音声シーケンスが無声シーケンスを含む請求項１６記載のデコーダ。
【請求項２１】
音声信号を示す音声データを含む符号化されたビットストリームを受信するように構成された移動局であって、前記符号化されたビットストリームが、音声シーケンスで構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、前記第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが、定常的音声シーケンスおよび非定常的音声シーケンスを含み、前記劣化したフレームを示すために、第１の信号が用いられ、
前記移動局が、
該第１の信号に応答して、前記劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的または非定常的であるかの決定と、当該決定を表示する第２の信号の提供とを行なうための第１の手段と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレーム中の前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値と交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレーム中の第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換するための第２の手段
とを備えた移動局。
【請求項２２】
前記第３のラグ値が、前記第２の長期予測ラグ値および適応的に制限されたランダムラグジッタにもとづいて決定される請求項２１記載の移動局。
【請求項２３】
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記第２の手段が、劣化したフレームにおける第１の長期利得値を第３の利得値と交換する請求項２１記載の移動局。
【請求項２４】
前記第３の利得値が、前記第２の長期予測利得値および適応的に制限されたランダム利得ジッタにもとづいて決定される請求項２３記載の移動局。
【請求項２５】
前記定常的音声シーケンスが有声シーケンスを含み、非定常的音声シーケンスが無声シーケンスを含む請求項２１記載の移動局。
【請求項２６】
移動局から音声データを含む符号化されたビットストリームを受信するように構成された電気通信ネットワークにおける要素であって、前記音声データが、音声シーケンスで構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、前記非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、前記第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが、定常的音声シーケンスおよび非定常的音声シーケンスを含み、前記劣化したフレームを示すために、第１の信号が用いられ、
前記要素が、
該第１の信号に応答して、前記劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的または非定常的であるかの決定と、当該決定を表示する第２の信号の提供とを行なうための第１の手段と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレーム中の前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値と交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレーム中の第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値と交換するための第２の手段
とを備えた要素。
【請求項２７】
前記第３の長期予測ラグ値が、前記第２の長期予測ラグ値および適応的に制限されたランダムラグジッタにもとづいて決定される要素。
【請求項２８】
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記第３の手段がさらに前記第１の長期予測利得値を第３の利得値と交換する請求項２６記載の要素。
【請求項２９】
前記第３の利得値が、前記第２の長期予測利得値および適応的に制限されるランダム利得ジッタにもとづいて決定される請求項２８記載の要素。
【請求項３０】
前記定常的音声シーケンスが有声シーケンスを含み、非定常的音声シーケンスが無声シーケンスを含む請求項２６記載の要素。
【請求項３１】
前記第２の長期予測利得値が最終から２番目の長期予測利得値をさらに含み、かつ
ｄｉｆＬａｇ＜１０であり、かつ（ｍｉｎＬａｇ−５）＜ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇ＜（ｍａｘＬａｇ＋５）である場合、または
ｌａｓｔＧａｉｎ＞０．５であり、かつｓｅｃｏｎｄｌｓａｓｔＧａｉｎ＞０．５であり、かつ（ｌａｓｔＬａｇ−１０）＜ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇ＜（ｌａｓｔＬａｇ＋１０）である場合、または
ｍｉｎＧａｉｎ＜０．４であり、かつｌａｓｔＧａｉｎ＞０．５であり、ｍｉｎＬａｇ＜ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇ＜ｍａｘＬａｇである場合、または
ｄｉｆＬａｇ＜７０であり、かつｍｉｎＬａｇ＜ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇ＜ｍａｘＬａｇである場合、または
ｍｅａｎＬａｇ＜ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇ＜ｍａｘＬａｇである場合、
第４の値がｄｅｃｏｄｅｄＬａｇに等しく設定され、
ｍｉｎＬａｇが前記第２の長期予測ラグ値の中でもっとも小さいラグ値であり、
ｍａｘＬａｇが前記第２の長期予測ラグ値の中でもっとも大きいラグ値であり、
ｍｅａｎＬａｇが前記第２の長期予測ラグ値の平均であり、
ｄｉｆＬａｇがｍａｘＬａｇとｍｉｎＬａｇとの差であり、
ｍｉｎＧａｉｎが前記第２の長期予測利得値の中でもっとも小さい利得値であり、
ｍｅａｎＧａｉｎが前記第２の長期予測利得値の平均であり、
ｌａｓｔＧａｉｎが前記最終の長期予測利得値であり、
ｌａｓｔＬａｇが前記最終の長期予測ラグ値であり、
ｓｅｃｏｎｄｌａｓｔＧａｉｎが前記最終から２番目の長期予測ラグ値であり、かつ
ｄｅｃｏｄｅｄＬａｇが復号された長期予測ラグであり、該復号された長期予測ラグが、劣化したフレームに先行する非劣化フレームに関連する適応するコードブックから検索される請求項５記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の長期予測利得値
がＵｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎと交換され、
ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５ ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９ ＡＮＤ ｓｕｂＢＦ＝１であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝（ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎ＋ｔｈｉｒｄＬａｓｔＧａｉｎ）／２であり、
ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５ ＡＮＤ ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９ ＡＮＤ  ｓｕｂＢＦ＝２であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ＋ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍａｘＧａｉｎ−ｍｅａｎＧａｉｎ）であり、
ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５ ＡＮＤ ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９ ＡＮＤ ｓｕｂＢＦ＝３であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ− ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍｅａｎＧａｉｎ−ｍｉｎＧａｉｎ）であり、
ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５ ＡＮＤ ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９ ＡＮＤ ｓｕｂＢＦ＝４であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ＋ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍａｘＧａｉｎ−ｍｅａｎＧａｉｎ）である。
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎが、ｌａｓｔＧａｉｎと等しいか、またはｌａｓｔＧａｉｎより小である場合、
または、
ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５であれば、Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｌａｓｔＧａｉｎであり、
（８）ｇａｉｎＤｉｆ＜０．５ ＡＮＤ ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎであれば、Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎであり、
（９）ｇａｉｎＤｉｆ＜０．５であれば、Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｌａｓｔＧａｉｎであり、
そのときＵｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎはｌａｓｔＧａｉｎより大きく、
ｒａｎｄＶａｒは、０と１とのあいだの乱数であり、
ｇａｉｎＤｉｆは、もっとも大きい長期予測利得値ともっとも小さい長期予測利得値との差であり、
ｌａｓｔＧａｉｎは、最終の長期予測利得値であり、
ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎは、最終から２番目の長期予測利得値であり、
ｔｈｉｒｄＬａｓｔＧａｉｎは、最終から３番目の長期予測利得値であり、かつ
ｓｕｂＢＦは、サブフレームの次数である請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、概して符号化されたビット・ストリームからの音声信号の復号に関し、より特定的には、音声の復号中に音声フレームにおいてエラーが検出された場合の劣化した音声パラメータの隠蔽に関する。
【０００２】
［発明の背景］
音声および音響の符号化アルゴリズム（ｃｏｄｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）は、通信、マルチメディアおよび記憶のシステムにおいて広範なアプリケーションを有している。符号化アルゴリズムの開発は、合成された信号の高い品質を維持しつつ送信および記憶容量を節約する必要に迫られている。コーダの複雑さは、たとえばアプリケーション・プラットフォーム（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ）の処理パワーによって制限される。たとえば音声記憶のようなあるアプリケーションでは、符号器はきわめて複雑でよいが、復号器（デコーダ）はできるだけ単純でなければならない。
【０００３】
近頃の音声コーデック（ｃｏｄｅｃ）は、音声信号をフレームと呼ばれる短いセグメントで処理して動作する。音声コーデックの典型的なフレーム長は２０ｍｓであり、これは、サンプリング周波数を８ｋＨｚと仮定した場合、１６０個の音声サンプルに相当する。広帯域コーデックでは、この２０ｍｓの典型的なフレーム長は、サンプリング周波数１６ｋＨｚを仮定すると３２０個の音声サンプルに相当する。フレームは、さらに多数のサブフレームに分割されてもよい。符号器（エンコーダ）は、全てのフレームについて入力信号のパラメータ表示を決定する。パラメータは量子化され、通信チャネルを介してデジタル形式で送信される（または、記憶媒体に記憶される）。デコーダは図１に示されるように、受信されたパラメータに基づいて合成された音声信号を生成する。
【０００４】
抽出される符号化パラメータの典型的なセットは、信号の短期予測に使用されるスペクトルパラメータ（線形予測符号化（ＬＰＣ）パラメータ等）、信号の長期予測（ＬＴＰ）に使用されるパラメータ、様々な利得パラメータおよび励振パラメータを含んでいる。ＬＴＰパラメータは、音声信号の基本周波数に密接に関連している。このパラメータは、しばしばいわゆるピッチラグ（ｐｉｔｃｈ−ｌａｇ）パラメータとして知られ、音声サンプルについての本的周期性を記述している。また、利得パラメータの１つはこの基本的周期性に高度に関連づけられていて、ＬＴＰ利得と呼ばれる。ＬＴＰ利得は、音声をできるだけ自然なものにする上できわめて重要なパラメータである。前記の符号化パラメータに関する記載は、おおまかには、かねてより最も成功している音声コーデックであるいわゆるコード励振線形予測（ＣＥＬＰ）コーデックを含む様々な音声コーデックに当てはまる。
【０００５】
音声パラメータは、通信チャネルを介してデジタル形式で送信される。通信チャネルの条件はときおり変化し、これがビット・ストリームのエラーの原因となる場合がある。これはフレーム・エラー（ｂａｄ ｆｒａｍｅ ：不良フレーム）を引き起こす。即ち、特定の音声セグメント（典型的には２０ｍｓ）を記述するパラメータの幾つかが劣化される。フレーム・エラーには、全体的に劣化したフレーム（ｔｏｔａｌｌｙ ｃｏｒｒｕｐｔｅｄ ｆｒａｍｅ）と部分的に劣化したフレーム（ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｃｏｒｒｕｐｔｅｄ ｆｒａｍｅ）の２種類がある。これらのフレームは、デコーダで全く受信されない場合もある。パケットベースの送信システムでは、通常のインターネット接続のように、データパケットが全く受信機に到達しない、または該データパケットの到達が遅過ぎて、話し言葉の同時性のゆえに、データパケットが使用され得ないような状況が発生する可能性もある。部分的に劣化したフレームは、受信機に到達し、しかもエラーでないパラメータを幾つか含む可能性のあるフレームである。これは、通常、既存のＧＳＭ接続の場合のような回路切替接続（ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）における状況である。部分的に劣化したフレームにおけるビット・エラー率（ＢＥＲ）は、典型的には約０．５〜５％である。
【０００６】
前記の説明から、不良フレームまたは劣化したフレームという２つのケースは、音声パラメータの損失に起因する再構成された音声の劣化（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）に対応する際に異なるアプローチを必要とすることが分かる。
【０００７】
失われた、もしくはエラーのある音声フレームは、ビット・ストリームのエラーの原因となる通信チャネルの悪条件の結果である。受信された音声フレームにエラーが検出されると、エラー修正手順が開始される。エラー修正手順は通常、代替手順とミューティング手順とを含んでいる。従来技術では、不良フレームの音声パラメータが先行する優良な（ｇｏｏｄ）フレームからの減衰された、または変更された値に交換される。しかしながら、劣化したフレームにおけるいくつかのパラメータ（ＣＥＬＰにおける励振パラメータ等）には、依然として復号化に使用することができるものがある。
【０００８】
図２は、従来技術による方法の原理を示している。図２に示されるように、「パラメータヒストリー」と標識されたバッファは、最終の優良フレーム（ｇｏｏｄ ｆｒａｍｅ）の音声パラメータを格納するために使用される。不良フレームが検出されると、不良フレームインジケータ（ＢＦＩ）が１に設定され、エラー隠蔽手順が開始される。ＢＦＩが設定されなければ（ＢＦＩ＝０）、パラメータヒストリーは更新され、音声パラメータはエラー隠蔽なしで復号化に使用される。従来技術システムでは、エラー隠蔽手順は、劣化したフレームにおける失われた、もしくはエラーのあるパラメータを隠蔽するためにパラメータヒストリー（履歴）を使用する。受信されたフレームからの音声パラメータの中には、そのフレームが不良フレーム（ＢＦＩ＝１）として分類されていても、使用することができるものがある。たとえば、ＧＳＭ適応型マルチレート（ＡＭＲ）音声コーデック（ＥＴＳＩ仕様０６．９１）では、必ずそのチャネルからの励振ベクトルが使用される。（たとえば、幾つかのＩＰベースの送信システムにおいて）音声フレームが全体的に損失したフレームであるときは、受信された不良フレームからのパラメータは全く使用されない。場合によっては、フレームが全く受信されない、もしくはフレームの到着が遅すぎて失われたフレームとして分類されざるを得ないこともある。
【０００９】
ある先行技術システムでは、ＬＴＰラグ隠蔽は僅かに変更された分数部を有する最終の優良ＬＴＰラグ値を使用し、スペクトルパラメータは定数平均に向かい僅かにシフトされた最終の優良パラメータに交換される。利得（ＬＴＰおよび固定コードブック）は通常、減衰された最終の優良値に、または最終の幾つかの優良値の中央値（ｍｅｄｉａｎ）に交換される。全てのサブフレームに対して、同じ置換された音声パラメータが使用されるが、パラメータのいくつかには僅かな変更が加えられる。
【００１０】
従来技術によるＬＴＰ隠蔽は、定常的な音声信号、たとえば有声音声または定常的音声に関しては十分であると言える。しかしながら非定常的な音声信号に関しては、従来技術の方法では不快かつ可聴性のアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）を引き起こすかも知れない。たとえば、音声信号が無声または非定常的である場合には、不良フレーム内のラグ値を単純に最終の優良ラグ値に置換すると、無声音声バーストの中央に短い有声音声セグメントが発生するという効果が出る（図１０参照）。「ビング（ｂｉｎｇ）」アーチファクトとして周知のこの効果は、煩わしいものになり得る。
【００１１】
音声の復号において、音声品質を向上させるためエラーを隠蔽する方法およびシステムを提供することが有益でありかつ望ましい。
【００１２】
［発明の要旨］
本発明は、音声信号における長期予測（ＬＴＰ）パラメータ間に認識できる関係性が存在するという事実を利用するものである。特にＬＴＰラグは、ＬＴＰ利得とのあいだに強い相関性を有している。ＬＴＰ利得が高くかつ十分に安定していれば、ＬＴＰラグは、典型的にはきわめて安定し、隣接するラグ値間の変動は小さい。その場合、音声パラメータは有声音声シーケンスを表わす。ＬＴＰ利得が低いか、または不安定であるとき、ＬＴＰラグは典型的には無声であり、音声パラメータは無声音声シーケンスを表す。いったん音声シーケンスが定常的（有声）または非定常的（無声）として分類されると、シーケンス内の劣化したフレームまたは不良フレームは異なる処理を施されることが可能である。
【００１３】
したがって、本発明の第１の態様は音声復号器（デコーダ）において受信された音声信号を示す符号化されたビット・ストリームにおけるエラーを隠蔽するための方法であって、該符号化されたビット・ストリームが音声シーケンスで構成された複数の音声フレームを含み、該音声フレームが１または２以上の非劣化フレームによって先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、かつ該非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値は最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値は最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスは定常的および非定常的音声シーケンスを含み、前記劣化したフレームは部分的に劣化したか、または全体的に劣化したものであり得る。本方法は、
前記第１の長期予測ラグ値が、前記第２の長期予測ラグ値に基づいて決定された上限および下限の範囲内にあるか該範囲の外側にあるかを決定する工程と、
前記第１の長期予測ラグ値が該上限および下限の範囲の外側にある場合、前記部分的に劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値に交換する工程と、
前記第１の長期予測ラグ値が該上限および下限の範囲内にある場合、前記部分的に劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を保持する工程
とを含んでいる。
【００１４】
あるいはこれに代えて、本方法は、
前記第２の長期予測利得値に基づいて、前記劣化したフレームが構成される前記音声シーケンスが定常的であるか非定常的であるかを判断する工程と、
前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に交換する工程と、
前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を、前記第２の長期予測ラグ値と適応的に制限された（ａｄａｐｔｉｖｅｌｙ−ｌｉｍｉｔｅｄ）ランダムラグジッタ（ｒａｎｄｏｍ ｌａｇ ｊｉｔｔｅｒ）とに基づいて決定された第３の長期予測ラグ値に交換し、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測利得値を、前記第２の長期予測利得値と適応的に制限されたランダム利得ジッタ（ｒａｎｄｏｍ ｇａｉｎ ｊｉｔｔｅｒ）とに基づいて決定された第３の長期予測利得値に交換する工程とを含んでいる。
【００１５】
好適には、前記第３の長期予測ラグ値は、少なくとも部分的に前記第２の長期予測ラグ値の加重中央値に基づいて計算され、前記適応的に制限されたランダムラグジッタは、前記第２の長期予測ラグ値に基づいて決定された限定値に拘束された値である。
【００１６】
好適には、前記第３の長期予測利得値は、少なくとも部分的に前記第２の長期予測利得値の加重中央値に基づいて計算され、前記適応的に制限されたランダム利得ジッタは、前記第２の長期予測利得値に基づいて決定された限定値に拘束された値である。
【００１７】
あるいはこれに代えて、本方法は、
前記劣化したフレームが部分的に劣化しているか、全体的に劣化しているかを決定する工程と、
前記劣化フレームが全体的に劣化している場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を第３のラグ値に交換する工程とを含み、前記全体的に劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的であるときは、前記第３のラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に等しく設定し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記第２の長期予測値と適応的に制限されたランダムラグジッタとに基づいて前記第３のラグ値を決定し、
前記劣化したフレームが部分的に劣化していれば、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を第４のラグ値に交換する工程を含み、前記部分的に劣化したフレームが構成されている音声シーケンスが定常的である場合、前記第４のラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に等しく設定し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームに先行する非劣化フレームに関連づけられた適応型コードブックから検索される復号された長期予測ラグ値に基づいて前記第４のラグ値を設定する。
【００１８】
本発明の第２の態様は、音声信号を符号化されたビット・ストリームに符号化し、かつ符号化されたビット・ストリームを合成音声に復号するための音声信号送受信機システムであって、当該システムにおいては、符号化されたビット・ストリームが音声シーケンスに配列された複数の音声フレームを含み、音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の信号で表示されかつ第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、該非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが定常的および非定常的音声シーケンスを含んでいる。当該システムは、
前記第１の信号に応答して、前記第２の長期予測利得値に基づく、劣化したフレームが構成される音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかの決定、および音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかを表示する第２の信号の供給とを行なうための第１の機構と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを各々第３の長期予測ラグ値と第３の長期予測利得値とに交換するための第２の機構とを備え、該第３の長期予測ラグ値が前記第２の長期予測ラグ値と適応的に制限されたランダムラグジッタとに基づいて決定され、該第３の長期予測利得値が前記第２の長期予測利得値と適応的に制限されたランダム利得ジッタとに基づいて決定される。
【００１９】
好適には、前記第３の長期予測ラグ値は、少なくとも部分的に前記第２の長期予測ラグ値の加重中央値に基づいて計算され、前記適応的に制限されたランダムラグジッタは、前記第２の長期予測ラグ値に基づいて決定された限定値に拘束された値である。
【００２０】
好適には、前記第３の長期予測利得値は、少なくとも部分的に前記第２の長期予測利得値の加重中央値に基づいて計算され、前記適応的に制限されたランダム利得ジッタは、前記第２の長期予測利得値に基づいて決定された限定値に拘束された値である。
【００２１】
本発明の第３の態様は、符号化されたビット・ストリームから音声を合成するためのデコーダであって、当該デコーダにおいては、符号化されたビット・ストリームは音声シーケンスに構成された複数の音声フレームを含み、音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の信号で表示されかつ第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、該非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが定常的および非定常的音声シーケンスを含んでいる。当該デコーダは、
前記第１の信号に応答して、前記第２の長期予測利得値に基く、前記劣化したフレームが構成された音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかの決定、および音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかを表示する第２の信号を供給とを行なうための第１の機構と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値と前記第１の長期予測利得値とを各々第３の長期予測ラグ値と第３の長期予測利得値とに交換するための第２の機構とを備え、該第３の長期予測ラグ値は前記第２の長期予測ラグ値と適応的に制限されたランダムラグジッタとに基づいて決定され、該第３の長期予測利得値は前記第２の長期予測利得値と適応的に制限されたランダム利得ジッタとに基づいて決定される。
【００２２】
本発明の第４の態様は、音声信号を表示する音声データを含む符号化されたビット・ストリームを受信するように構成された移動局であって、当該移動局においては、符号化されたビット・ストリームが音声シーケンスに構成された複数の音声フレームを含み、音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の信号で表示されかつ第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、該非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値が最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値が最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスが定常的および非定常的音声シーケンスを含んでいる。当該移動局は、
前記第１の信号に応答して、前記第２の長期予測利得値に基く、前記劣化したフレームが構成された音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかの決定、および音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかを表示する第２の信号を供給とを行なうための第１の機構と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値と前記第１の長期予測利得値とを各々第３の長期予測ラグ値と第３の長期予測利得値とに交換するための第２の機構とを備え、該第３の長期予測ラグ値は前記第２の長期予測ラグ値と適応的に制限されたランダムラグジッタとに基づいて決定され、該第３の長期予測利得値は前記第２の長期予測利得値と適応的に制限されたランダム利得ジッタとに基づいて決定される。
【００２３】
本発明の第５の態様は、音声データを含む符号化されたビット・ストリームを移動局から受信するように構成された電気通信網における要素であって、当該要素においては、音声データが音声シーケンスに構成された複数の音声フレームを含み、音声フレームが１または２以上の非劣化フレームに先行される少なくとも１つの劣化したフレームを含み、該劣化したフレームが第１の信号で表示されかつ第１の長期予測ラグ値と第１の長期予測利得値とを含み、該非劣化フレームが第２の長期予測ラグ値と第２の長期予測利得値とを含み、該第２の長期予測ラグ値は最終の長期予測ラグ値を含み、該第２の長期予測利得値は最終の長期予測利得値を含み、前記音声シーケンスは定常的および非定常的音声シーケンスを含んでいる。本要素は、
前記第１の信号に応答して、前記第２の長期予測利得値に基く、前記劣化したフレームが構成された音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかの決定、および音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかを表示する第２の信号を供給とを行なうための第１の機構と、
該第２の信号に応答して、前記音声シーケンスが定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値を前記最終の長期予測ラグ値に交換し、前記音声シーケンスが非定常的である場合、前記劣化したフレームにおける前記第１の長期予測ラグ値と前記第１の長期予測利得値とを各々第３の長期予測ラグ値と第３の長期予測利得値とに交換するための第２の機構とを備え、該第３の長期予測ラグ値は前記第２の長期予測ラグ値と適応的に制限されたランダムラグジッタとに基づいて決定され、該第３の長期予測利得値は前記第２の長期予測利得値と適応的に制限されたランダム利得ジッタとに基づいて決定される。
【００２４】
本発明は、図３ないし１１ｃに関連して行う説明を読めば明らかになるであろう。
【００２５】
［発明を実施するための最良の形態］
図３は、復号モジュール２０とエラー隠蔽モジュール３０とを含む復号器（デコーダ）１０を示している。復号モジュール２０は、通常は音声合成のための音声パラメータ１０２を示す信号１４０を受信する。この復号モジュール２０は、技術上周知である。エラー隠蔽モジュール３０は、符号化されたビット・ストリーム１００を受信するように構成されている。符号化されたビット・ストリーム１００は、音声シーケンス中で構成された複数の音声ストリームを含む。不良フレーム検出デバイス３２は、音声シーケンス中の劣化したフレームを検出するため、および劣化したフレームが検出された場合、不良フレームインジケータ（ＢＦＩ）フラグを表すＢＦＩ信号１１０を提供するために使用される。ＢＦＩもまた、技術上周知である。ＢＦＩ信号１１０は、２つのスイッチ４０および４２を制御するために使用される。通常、音声フレームは劣化されず、ＢＦＩフラグは０である。スイッチ４０および４２では、端子Ｓが端子０に動作可能なように接続されている。音声パラメータ１０２はバッファすなわち「パラメータヒストリー」記憶装置５０、および音声合成のための復号モジュール２０に伝達される。不良フレーム検出デバイス３２によって不良フレームが検出されると、ＢＦＩフラグは１に設定される。スイッチ４０および４２では、端子Ｓが端子１に接続される。したがって、音声パラメータ１０２はアナライザ７０に供給され、音声合成に必要な音声パラメータがパラメータ隠蔽モジュール６０により復号モジュール２０へ供給される。音声パラメータ１０２は、典型的には、短期予測のためのＬＰＣパラメータ、励振パラメータ、長期予測（ＬＴＰ）ラグ・パラメータ、ＬＴＰ利得パラメータおよび他の利得パラメータを含んでいる。パラメータヒストリー記憶装置５０は、多数の非劣化音声フレームのＬＴＰラグおよびＬＴＰ利得を格納するために使用される。パラメータヒストリー記憶装置５０の内容は絶えず更新され、記憶装置５０に格納された最終のＬＴＰ利得パラメータおよび最終のＬＴＰラグパラメータは、最終の非劣化音声フレームのＬＴＰ利得パラメータおよびＬＴＰラグパラメータである。音声シーケンスにおける劣化したフレームが復号器１０に受信されると、ＢＦＩフラグが１に設定され、劣化したフレームの音声パラメータ１０２はスイッチ４０を介してアナライザ７０へ伝達される。アナライザ７０は、劣化したフレームにおけるＬＴＰ利得パラメータと記憶装置５０に記憶されたＬＴＰ利得パラメータとを比較することにより、隣接フレームにおけるＬＴＰ利得パラメータの大きさおよびその変動に基づいて、音声シーケンスが定常的であるか、非定常的であるかを決定することができる。典型的には、定常的シーケンスでは、図７が示すように、ＬＴＰ利得パラメータは高い値でかなり安定しており、ＬＴＰラグ値は安定していて、隣接するＬＴＰラグ値の変動は小さい。これに対して非定常的シーケンスでは、図８が示すように、ＬＴＰ利得パラメータは低い値で不安定であり、ＬＴＰラグも不安定である。ＬＴＰラグ値は、多少はランダムに変化する。図７は、単語「ｖｉｉｎｉａ」の音声シーケンスを示している。図８は、単語「ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ」の音声シーケンスを示している。
【００２６】
もし劣化したフレームを含む音声シーケンスが有声または定常的であれば、記憶装置５０から最終の優良ＬＴＰラグが検索され、パラメータ隠蔽モジュール６０に伝達される。検索された優良ＬＴＰラグは、劣化したフレームのＬＴＰラグと交換するために使用される。定常的音声シーケンスにおけるＬＴＰラグは安定していてその変動は小さいため、劣化したフレームにおける対応パラメータを隠蔽するため、先行するＬＴＰラグを僅かに変更して使用することが妥当である。続いて、ＲＸ信号１０４により、参照数字１３４が示す交換パラメータがスイッチ４２を介して復号モジュール２０に伝達される。
【００２７】
もし劣化したフレームを含む音声シーケンスが無声または非定常的であれば、アナライザ７０は、パラメータ隠蔽のための交換ＬＴＰラグ値および交換ＬＴＰ利得値を計算する。非定常的音声シーケンスにおけるＬＴＰラグは不安定であり、かつ隣接フレームにおけるその変動は典型的にはきわめて大きいため、パラメータの隠蔽は、エラーを隠蔽される非定常的シーケンスにおけるＬＴＰラグがランダムに変動することを許容するものでなければならない。劣化したフレームにおけるパラメータが、損失フレームの場合のように全体的に劣化していれば、交換ＬＴＰラグが、先行する優良ＬＴＰラグ値の加重中央値および適応的に制限されたランダムジッタ（ａｄａｐｔｉｖｅｌｙ−ｌｉｍｉｔｅｄ ｒａｎｄｏｍ ｊｉｔｔｅｒ）を使用して計算される。適応的に制限されたランダムジッタは、ＬＴＰ値のヒストリから計算された限界内で変化することができるため、エラー隠蔽セグメントにおけるパラメータ変動は、同じ音声シーケンスの先行する優良部分に類似している。
【００２８】
ＬＴＰラグ隠蔽のための例示的規則は、下記のような条件セットによって規定される。
もし、
ｍｉｎＧａｉｎ＞０．５  かつ  ＬａｇＤｉｆ＜１０；または
ｌａｓｔＧａｉｎ＞０．５  かつ  ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎ＞０．５
であれば、全体的に劣化したフレームに関して最終に受信された優良ＬＴＰラグが使用される。
そうでなければ、全体的に劣化したフレームに関して、ランダム化によるＬＴＰラグバッファの加重平均であるＵｐｄａｔｅ＿ｌａｇが使用される。Ｕｐｄａｔｅ＿ｌａｇは、以下に述べる方法で計算される。
【００２９】
ＬＴＰラグバッファはソートされ、３つの最大バッファ値が検索される。これらの３つの最大値の平均は加重平均ラグ（ＷＡＬ）と呼ばれ、これらの最大値との差は加重ラグ差（ＷＬＤ）と呼ばれる。
ＲＡＮＤをスケール（−ＷＬＤ／２，ＷＬＤ／２）を有するランダム化（ｒａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎ）であるとすると、
Ｕｐｄａｔｅ＿ｌａｇ＝ＷＡＬ＋ＲＡＮＤ（−ＷＬＤ／２，ＷＬＤ／２）
となる。ここで、
ｍｉｎＧａｉｎは、ＬＴＰ利得バッファの最小値であり、
ＬａｇＤｉｆは、最小および最大ＬＴＰラグ値の差であり、
ｌａｓｔＧａｉｎは、受信された最終の優良ＬＴＰ利得であり、
ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎは、受信された最終から２番目の優良ＬＴＰ利得である。
【００３０】
劣化したフレームにおけるパラメータが部分的に劣化していれば、該劣化したフレームにおけるＬＴＰラグ値が適宜交換される。フレームが部分的に劣化していることは、以下に与えられる典型的ＬＴＰ特徴基準のセットによって決定される。
もし、
（１）ＬａｇＤｉｆ＜１０  かつ  （ｍｉｎＬａｇ−５）＜Ｔｂｆ＜（ｍａｘＬａｇ＋５）；または
（２）ｌａｓｔＧａｉｎ＞０．５  かつ  ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎ＞０．５  かつ  （ｌａｓｔＬａｇ−１０）＜Ｔｂｆ＜（ｌａｓｔＬａｇ＋１０）；または
（３）ｍｉｎＧａｉｎ＜０．４  かつ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍｉｎＧａｉｎ  かつ  ｍｉｎＬａｇ＜Ｔｂｆ＜ｍａｘＬａｇ；または
（４）ＬａｇＤｉｆ＜７０  かつ  ｍｉｎＬａｇ＜Ｔｂｆ＜ｍａｘＬａｇ；または
（５）ｍｅａｎＬａｇ＜Ｔｂｆ＜ｍａｘＬａｇ
が真であれば、劣化したフレームにおけるＬＴＰラグの交換にＴｂｆが使用される。真でなければ、上述のように劣化したフレームは全体的に劣化したフレームとして処理される。上記条件において、
ｍａｘＬａｇは、ＬＴＰラグバッファの最大値であり、
ｍｅａｎＬａｇは、ＬＴＰラグバッファの平均値であり、
ｍｉｎＬａｇは、ＬＴＰラグバッファの最小値であり、
ｌａｓｔＬａｇは、受信された最終の優良ＬＴＰラグ値であり、
Ｔｂｆは、ＢＦＩが設定されているときに、ＢＦＩがあたかも設定されていないかのように適応型コードブックから検索される復号化されたＬＴＰラグである。
【００３１】
図９および１０は、パラメータ隠蔽の２つの例を示したものである。図が示すように、従来技術による不良フレームにおける交換ＬＴＰラグ値のプロファイルはどちらかといえば平坦であるが、本発明による交換のプロファイルは、エラーのないプロファイルと同様幾分かの変動を許容する。従来技術のアプローチと本発明との相違は、図１１ａに示されているようなエラーのないチャネルにおける音声信号に基づいて、各々図１１ｂおよび１１ｃにさらに詳しく示されている。
【００３２】
劣化したフレームにおけるパラメータが部分的に劣化している場合は、パラメータ隠蔽をさらに最適化することができる。部分的に劣化したフレームでは、劣化したフレームにおけるＬＴＰラグは、依然として許容される合成音声セグメントをもたらすことができる。ＧＳＭ仕様にしたがって、ＢＦＩフラグがサイクリック冗長検査（ＣＲＣ）機構または他のエラー検出機構により設定される。これらのエラー検出機構は、チャネル復号プロセスにおいて最上位（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）のビットにおけるエラーを検出する。したがって、ほんの僅かのビットにエラーがあってもエラーが検出され得て、その結果ＢＦＩフラグが設定される。従来技術によるパラメータ隠蔽アプローチでは、フレーム全体が放棄される。その結果、正常なビットに含まれる情報が捨てられる。
【００３３】
典型的には、チャネル復号プロセスでは、フレーム当たりのＢＥＲがチャネル状態の良い指針となる。チャネル状態が良ければ、フレーム当たりのＢＥＲは小さく、エラーのあるフレームにおけるＬＴＰラグ値は高い率で適正である。たとえば、フレームエラー率（ＦＥＲ）が０．２％のとき、７０％を超えるＬＴＰラグ値は適正である。ＦＥＲが３％に届くような場合でも、ＬＴＰラグ値の約６０％は依然として適正であろう。ＣＲＣは、不良フレームを正確に検出して適宜ＢＦＩフラグを設定することができる。しかしながらＣＲＣは、フレームにおけるＢＥＲの推定値を供給しない。ＢＦＩフラグがパラメータ隠蔽に関する唯一の基準として使用されれば、適正なＬＴＰラグ値の多くの割合が廃棄される可能性がある。大量の適正なＬＴＰラグが放棄されることを防ぐためには、パラメータ隠蔽の決定基準をＬＴＰヒストリに基づいて適合化することが可能である。また、たとえばＦＥＲを決定基準として使用することも可能である。ＬＴＰラグが決定基準に適合すれば、パラメータ隠蔽の必要はない。この場合、アナライザ７０は、スイッチ４０を介して受信した通りの音声パラメータ１０２をパラメータ隠蔽モジュール６０に伝え、パラメータ隠蔽モジュール６０は次にこれをスイッチ４２を介して復号モジュール２０に伝える。もしＬＴＰラグが上記決定基準に適合していなければ、劣化したフレームはパラメータ隠蔽のため、上述のようにＬＴＰ特徴基準を使用してさらに調べられる。
【００３４】
定常的音声シーケンスでは、ＬＴＰラグはきわめて安定している。劣化したフレームにおけるＬＴＰラグ値の大部分が適正であるかエラーであるかは、高い確率で正確に予測することができる。したがって、きわめて厳密な基準をパラメータ隠蔽用に適応させることが可能である。非定常的音声シーケンスでは、ＬＴＰパラメータの非安定的性質により、劣化したフレームにおけるＬＴＰラグ値が適正であるかどうかの予測は困難であると言える。しかしながら、非定常的音声の場合、予測が正しいか誤りかということは定常的音声の場合ほど重要ではない。エラーのあるＬＴＰラグ値を定常的音声の復号に使用できるようにすることは、合成された音声を認識できないものにしてしまうかも知れない一方、エラーのあるＬＴＰラグ値を非定常的音声の復号に使用できるようすることは、通常可聴アーチファクトを増大させるだけである。したがって、非定常的音声におけるパラメータ隠蔽の決定基準は、比較的緩いものであり得る。
【００３５】
前述のとおり、ＬＴＰ利得は非定常的音声において大きく変動する。もし最終の優良フレームからの同じＬＴＰ利得値が、音声シーケンスにおける１または２以上の劣化したフレームのＬＴＰ利得値に置換するため繰り返し使用されると、利得を隠蔽されたセグメントにおけるＬＴＰ利得プロファイルは（図７および８が示すように、従来技術によるＬＴＰラグの交換と同様に）平らになり、非劣化フレームの変動するプロファイルとは全く対照的である。ＬＴＰ利得プロファイルの突然の変化は、不快な可聴アーチファクトをもたらす可能性がある。これらの可聴アーチファクトを最小限に抑えるために、エラー隠蔽セグメントにおいて交換ＬＴＰ利得値を変動させることが可能である。この目的に沿ってアナライザ７０を限界値を決定するために使用することもできる。交換ＬＴＰ利得値は、ＬＴＰヒストリにおける利得値に基づき、該限界値のあいだで変動できる。
【００３６】
ＬＴＰ利得の隠蔽は、以下のようなやり方で実行することができる。ＢＦＩが設定されると、ＬＴＰ利得隠蔽規則のセットにしたがって交換ＬＴＰ利得値が計算される。交換ＬＴＰ利得は、Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎで表される。
（１）ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５  ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９  ＡＮＤ  ｓｕｂＢＦ＝１であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝（ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎ＋ｔｈｉｒｄＬａｓｔＧａｉｎ）／２であり、
（２）ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５  ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９  ＡＮＤ  ｓｕｂＢＦ＝２であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ＋ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍａｘＧａｉｎ−ｍｅａｎＧａｉｎ）であり、
（３）ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５  ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９  ＡＮＤ  ｓｕｂＢＦ＝３であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ−ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍｅａｎＧａｉｎ−ｍｉｎＧａｉｎ）であり、
（４）ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５  ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎ＞０．９  ＡＮＤ  ｓｕｂＢＦ＝４であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎ＋ｒａｎｄＶａｒ＊（ｍａｘＧａｉｎ−ｍｅａｎＧａｉｎ）である。
前の条件では、Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎはｌａｓｔＧａｉｎより大きくなることはできない。前の条件が満たされ得ない場合は、以下の条件が使用される。
（５）ｇａｉｎＤｉｆ＞０．５であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｌａｓｔＧａｉｎであり、
（６）ｇａｉｎＤｉｆ＜０．５  ＡＮＤ  ｌａｓｔＧａｉｎ＝ｍａｘＧａｉｎであれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｍｅａｎＧａｉｎであり、
（７）ｇａｉｎＤＩＦ＜０．５であれば、
Ｕｐｄａｔｅｄ＿ｇａｉｎ＝ｌａｓｔＧａｉｎである。
ここで、
ｍｅａｎＧａｉｎは、ＬＴＰ利得バッファの平均であり、
ｍａｘＧａｉｎは、ＬＴＰ利得バッファの最大値であり、
ｍｉｎＧａｉｎは、ＬＴＰ利得バッファの最小値であり、
ｒａｎｄＶａｒは、０と１のあいだのランダム値であり、
ｇａｉｎＤＩＦは、ＬＴＰ利得バッファにおける最小ＬＴＰ利得値と最大ＬＴＰ利得値との差であり、
ｌａｓｔＧａｉｎは、受信された最終の優良ＬＴＰ利得であり、
ｓｅｃｏｎｄＬａｓｔＧａｉｎは、受信された最終から２番目の優良ＬＴＰ利得であり、
ｔｈｉｒｄＬａｓｔＧａｉｎは、受信された最終から３番目の優良ＬＴＰ利得であり、
ｓｕｂＢＦは、サブフレームの次数である。
【００３７】
図４は、本発明によるエラー隠蔽の方法を示している。工程（ステップ）１６０で符号化されたビット・ストリームが受信されると、工程１６２でフレームが劣化しているかどうかがチェックされる。フレームが劣化していなければ、工程１６４で音声シーケンスのパラメータヒストリーが更新され、工程１６６で現行フレームの音声パラメータが復号される。手順は、次に工程１６２に戻る。フレームが不良フレームであるか、または劣化していれば、工程１７０でパラメータがパラメータヒストリー記憶装置から検索される。工程１７２では、劣化したフレームが定常的音声シーケンスの一部であるか、または非定常的音声シーケンスの一部であるかが決定される。音声シーケンスが定常的であれば、工程１７４で最終の優良フレームのＬＴＰラグを使用して劣化したフレームにおけるＬＴＰラグが交換される。音声シーケンスが非定常的であれば、工程１８０でＬＴＰヒストリーに基づいて新たなラグ値と新たな利得値とが計算され、工程１８２でこれら新たなラグ値と新たな利得値を使用して劣化したフレームにおける対応するパラメータが交換される。
【００３８】
図５は、本発明の典型的な一実施形態による移動局２００のブロック図である。本移動局は、マイクロフォン２０１、キーパッド２０７、ディスプレイ２０６、イヤホン２１４、送信／受信スイッチ２０８、アンテナ２０９および制御ユニット２０５など、本デバイスの典型的部品を備えている。さらに本図は、移動局にとって典型的な送信機および受信機ブロック２０４、２１１を示している。送信機ブロック２０４は、音声信号を符号化するためのコーダ２２１を備えている。送信機ブロック２０４はまた、チャネル符号化、解読および変調並びにＲＦ機能に必要なオペレーションも備えているが、明瞭化のために図５には描かれていない。受信機ブロック２１１もまた、本発明による復号ブロック２２０を備えている。復号ブロック２２０は、図３が示すパラメータ隠蔽モジュール３０のようなエラー隠蔽モジュール２２２を備えている。マイクロフォン２０１から着信する信号は、増幅ステージ２０２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器でデジタル化されて送信機ブロック２０４に送られ、典型的には送信ブロックに含まれる音声符号化デバイスに送られる。送信ブロックによって処理され、変調されかつ増幅された送信信号は、送信／受信スイッチ２０８を介してアンテナ２０９に送られる。受信される信号はアンテナから送信／受信スイッチ２０８を介して受信機ブロック２１１へ送られ、受信機ブロック２１１は受信された信号を復調し、解読およびチャネルコーディングを復号する。結果的に得られる音声信号は、Ｄ／Ａ変換器２１２を介して増幅器２１３に、さらにイヤホン２１４にと送られる。制御ユニット２０５は、移動局２００の動作を制御し、ユーザによってキーパッド２０７から与えられる制御コマンドを読取り、かつディスプレイ２０６によりユーザにメッセージを与える。
【００３９】
本発明によるパラメータ隠蔽モジュール３０はまた、一般的な電話網のような電気通信網３００において、またはＧＳＭ網のような移動局網においても使用することができる。図６は、こうした電気通信網のブロック図の一例である。たとえば、電気通信網３００は電話交換機（ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ）または対応する交換システム（ｓｗｔｉｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）３６０を備えることが可能であり、これに電気通信網の通常の電話３７０、基地局３４０、基地局コントローラ３５０および他の中央デバイス３５５が結合されている。移動局３３０は、基地局３４０を介して電気通信網への接続を確立することができる。図３に示されるエラー隠蔽モジュール３０に類似するエラー隠蔽モジュール３２２を含む復号ブロック３２０は、たとえば基地局３４０に特に有利に配置されることが可能である。しかし復号ブロック３２０は、たとえば基地局コントローラ３５０または他の中央または交換デバイス３５５にも配置されることが可能である。移動局システムが、たとえば基地局と基地局コントローラとのあいだで別個のトランスコーダ（ｔｒａｎｓｃｏｄｅｒ）を使用して、無線チャネル上で取りこまれた符号化された信号を電気通信システム内で転送される典型的な毎秒６４キロビットの信号に変換する場合、かつ、この逆の変換を行う場合には、復号ブロック３２０をそのようなトランスコーダ内に配置することもできる。概して、パラメータ隠蔽モジュール３２２を含む復号ブロック３２０は、符号化されたデータストリームを符号化されていないデータストリームに変換する電気通信網３００の任意の要素内に配置されることが可能である。復号ブロック３２０は、移動局３３０から着信する符号化された音声信号を復号して濾波し、音声信号はその後、電気通信網３００内の前方向へ圧縮されずに通常の方法で転送される。
【００４０】
本発明のエラー隠蔽方法は、定常的および非定常的の音声シーケンスに関連して説明されていること、および定常的音声シーケンスは一般に有声であり、非定常的音声シーケンスは一般に無声であることは留意されなければならない。したがって、開示された本方法は、有声および無声の音声シーケンスにおけるエラー隠蔽に適用可能である点は理解されるであろう。
【００４１】
本発明は、ＣＥＬＰ型の音声コーデックに適用可能であり、かつ他のタイプの音声コーデックにも適応させることができる。したがって、本発明はその好適な実施形態に関連して説明されているが、当業者には、その形式および詳細に関して、本発明の精神および範囲を逸脱することなく上述の、および他の様々な変更、省略および偏向を実行可能であることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
音声データを含む符号化されたビット・ストリームが符号器から通信チャネルまたは記憶媒体を介して復号器（デコーダ）へ伝達される、総称的な分散音声コーデックを示すブロック図である。
【図２】
受信機における従来技術によるエラー隠蔽装置を示すブロック図である。
【図３】
受信機における本発明によるエラー隠蔽装置を示すブロック図である。
【図４】
本発明によるエラー隠蔽方法を示すフローチャートである。
【図５】
本発明によるエラー隠蔽モジュールを含む移動局のダイヤグラム表示である。
【図６】
本発明によるデコーダを使用する電気通信網のダイヤグラム表示である。
【図７】
有声音声シーケンスにおけるラグおよび利得プロファイルを示すＬＴＰパラメータのプロットである。
【図８】
無声音声シーケンスにおけるラグおよび利得プロファイルを示すＬＴＰパラメータのプロットである。
【図９】
従来技術によるエラー隠蔽アプローチと本発明によるアプローチとの相違を示す、一連のサブフレームにおけるＬＴＰラグ値のプロットである。
【図１０】
先行技術によるエラー隠蔽アプローチと本発明によるアプローチとの相違を示す、一連のサブフレームにおける他のＬＴＰラグ値のプロットである。
【図１１ａ】
図１１ｂおよび１１ｃに示されるような音声チャネルの不良フレームのロケーションを有するエラーのない音声シーケンスを示す音声信号のプロットである。
【図１１ｂ】
従来技術のアプローチによる不良フレームにおけるパラメータの隠蔽を示す音声信号のプロットである。
【図１１ｃ】
本発明による不良フレームにおけるパラメータの隠蔽を示す音声信号のプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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１１Ａ−Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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