(57)【要約】【課題】  復号を行った音声信号に対応する音質を維持しつつ、復号のための演算負荷を適正化する。【解決手段】  検出部１２０が、音声信号のビットレートＢＴＲを検出し、検出結果を選択制御部２１３へ送る。選択制御部２１３は、ノイズ選択情報ＮＳＩを参照して、検出されたビットレートＢＴＲに予め関連付けられた個別のノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）を選択し、当該選択されたノイズ信号発生部２１２jに対して、ノイズ信号を発生すべき旨の選択制御信号ＮＧＣを送る。そして、選択されたノイズ発生部２１２j が、ノイズ信号を発生させる。引き続き、ビットレートＢＴＲに対応して選択されたノイズ信号を反映した加算用ノイズ信号ＮＣＰと、ハーモニック合成部から送られた信号とが、加算部１５３において加算され、当該加算結果に基づく復号音声信号が外部に出力される。【選択図】  図３
2013076796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化された音声信号の復号を行う音声復号装置であって、
前記音声信号に基づいて、有声音信号を生成する有声音生成部と；
互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号のうちから選択されたノイズ信号を、前記有声音信号に加算するノイズ合成部と；
前記ノイズ合成部におけるノイズ信号選択を制御する制御部と；
を備えることを特徴とする音声復号装置。
【請求項２】
前記音声信号のビットレートを検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出されたビットレートに予め関連付けられたノイズ信号を、前記ノイズ合成部に選択させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声復号装置。
【請求項３】
前記複数のノイズ信号は、乱雑度が相対的に高いノイズ信号ほど相対的に高いビットレートに関連付けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の音声復号装置。
【請求項４】
操作入力が行われる操作入力部を更に備え、
前記操作入力部に、選択されるべきノイズ信号を指定したノイズ選択指定入力が行われた場合に、前記制御部は、前記ノイズ選択指定入力において指定されたノイズ信号を、前記ノイズ合成部に優先的に選択させる、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の音声復号装置。
【請求項５】
操作入力が行われる操作入力部を更に備え、
前記操作入力部に、選択されるべきノイズ信号を指定したノイズ選択指定入力が行われた場合に、前記制御部は、前記ノイズ選択指定入力に従った選択制御を、前記ノイズ合成部に対して行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声復号装置。
【請求項６】
ノイズ信号選択を制御する制御部を備え、符号化された音声信号の復号を行う音声復号装置において使用される音声復号方法であって、
前記音声信号に基づいて、有声音信号を生成する有声音生成工程と；
前記制御部による制御に従って、互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号のうちから選択されたノイズ信号を、前記有声音信号に加算するノイズ合成工程と；
を備えることを特徴とする音声復号方法。
【請求項７】
請求項６に記載の音声復号方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする音声復号プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の音声復号プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声復号装置、音声復号方法、音声復号プログラム、及び、当該音声復号プログラムが記録された記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声符号化は、デジタル放送、音声通信、インターネット通信、オーディオのデータベース等の様々な分野で利用され、注目されている。そして、音声信号は、人間の心理聴覚特性に基づいた信号圧縮を行うことにより、低ビットレートで高音質の符号化が可能となっている。
【０００３】
こうした符号化された音声信号を復号する音声復号装置では、音声信号を復号する際に、白色ガウス雑音を発生させ、当該白色ガウス雑音を利用する技術が提案されている（特許文献１の段落［００２０］〜［００２２］、図５参照：以下、「従来例」という）。
【０００４】
この従来例に記載の技術では、ＭＰＥＧ−４（Moving Picture Experts Group-4）（非特許文献１参照）で定義されているスペクトル帯域複製（ＳＢＲ：Spectral Band Replication）符号化方式で符号化された信号の復号において、どの周波数帯域にトーン音（正弦波）を付加するかを表すトーン情報と、どの周波数にどのエネルギの白色雑音を付加するかを表すノイズ情報とを利用する。そして、トーン情報とノイズ情報とに基づいて、トーン音と白色雑音とを発生させて、トーン・ノイズ信号を生成し、当該トーン・ノイズ信号を使用して、高域成分の信号を生成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５３８９５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Fernando C. N. Pereira, and Touradj Ebrahimi, The MPEG-4 Book, Prentice Hall PTR, 2002
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来例の技術では、信号を復号するに際して、白色雑音を発生させている。しかしながら、復号装置において白色雑音を発生させるには、演算負荷の高い処理が必要となり、組み込み系のプロセッサではその影響を無視することはできない。
【０００８】
ところで、白色雑音の付加は、ＭＰＥＧ−４に準拠する全ての音声信号の復号結果に対応する音質を向上させることが可能である。ここで、本発明者が研究の結果から得られた知見によれば、音声信号のビットレートが低くなるほど、音声信号に付加されるノイズ信号の乱雑度が低くなっても、当該ノイズ信号を使用して復号した音声信号に対応する音質と、白色雑音を使用して復号した音声信号に対応する音質との間に違いが生じない傾向にある。また、発生するノイズ信号の乱雑度が低くなるほど、ノイズ音発生のための演算負荷が低くなる。
【０００９】
このため、符号化された音声信号を復号する際に、復号される音声信号に対応する音質の低下を抑制しつつ、演算負荷の適正化を図ることができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、復号を行った音声信号に対応する音質を維持しつつ、復号のための演算負荷を適正化することができる新たな音声復号装置及び音声復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、符号化された音声信号の復号を行う音声復号装置であって、前記音声信号に基づいて、有声音信号を生成する有声音生成部と；互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号のうちから選択されたノイズ信号を、前記有声音信号に加算するノイズ合成部と；前記ノイズ合成部におけるノイズ信号選択を制御する制御部と；を備えることを特徴とする音声復号装置である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、ノイズ信号選択を制御する制御部を備え、符号化された音声信号の復号を行う音声復号装置において使用される音声復号方法であって、前記音声信号に基づいて、有声音信号を生成する有声音生成工程と；前記制御部による制御に従って、互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号のうちから選択されたノイズ信号を、前記有声音信号に加算するノイズ合成工程と；を備えることを特徴とする音声復号方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の音声復号方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする音声復号プログラムである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の音声復号プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る音声復号装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の有声音合成部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のノイズ生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３のノイズ選択情報の内容を説明するための図である。
【図５】図３の選択制御部によるノイズ選択制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５の選択指定に従ったノイズ選択処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図５のビットレートに基づいたノイズ選択処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
本実施形態においては、ＭＰＥＧ−４オーディオ（Part 3）で採用されている線形予測符号化（ＬＰＣ：Linear predictive coding）をベースにしたＨＶＸＣ（Harmonic Vector eXcitation Coding）で符号化された音声信号を復号する装置を例示して説明する。ここで、ＨＶＸＣとは、入力信号が有声音の場合は、ＬＰＣ残差を求めてハーモニック符号化を行い、入力信号が無声音の場合は、予め用意されたノイズ源の確率的コードブックを用いて符号励起線形予測（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Prediction）符号化を行う方式である。
【００１８】
［構成］
図１には、一実施形態に係る音声復号装置１００の概略的な構成がブロック図にて示されている。この音声復号装置１００は、ビットストリーム信号ＢＳＴを、入力端子１９１を介して受信し、音声信号の復号処理を施して、出力端子１９２から復号音声信号ＶＳＤを出力する装置である。
【００１９】
音声復号装置１００を備える装置としては、ＤＲＭ（Digital Radio Mondiale）方式のラジオ受信機が挙げられる。ここで、ＤＲＭ方式は、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）「ＥＳ２０１  ９８０」等で規定されている規格である。なお、音声復号装置１００においては、後述する検出部１２０及びノイズ生成部１５２以外の要素は、上述した非特許文献１の記載と同様の処理を行うようになっている。
【００２０】
図１に示されるように、音声復号装置１００は、ビットストリーム分離部１１０と、検出部１２０と、ＬＳＰ反転ベクトル量子化（ＶＱ）部１３０と、ＬＳＰ補間部１３５とを備えている。また、音声復号装置１００は、スペクトル包絡成分反転ベクトル量子化（ＶＱ）部１４０と、有声音合成部１５０と、無声音合成部１６０と、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０とを備えている。さらに、音声復号装置１００は、操作入力部１８０を備えている。
【００２１】
上記のビットストリーム分離部１１０は、入力端子１９１に入力したビットストリーム信号ＢＳＴを受ける。そして、ビットストリーム分離部１１０は、ビットストリーム信号ＢＳＴを、信号ＬＳＰ、判定信号Ｖ／ＵＶ、信号ＥＶＬ、ピッチ信号ＰＴＣ及び無声音信号ＵＶＤに分離する。
【００２２】
ここで、信号ＬＳＰは、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０のフィルタ係数として使用される線形予測係数を、量子化に適した線スペクトル対（ＬＳＰ：Line Spectral Pair）パラメータに変換し、ベクトル量子化した（インデックス）信号である。この信号ＬＳＰは、ＬＳＰ反転ＶＱ部１３０へ送られる。また、判定信号Ｖ／ＵＶは、入力信号が有声音であるか、無声音であるかを判定する際に利用される信号である。この判定信号Ｖ／ＵＶは、有声音合成部１５０及び無声音合成部１６０へ送られる。
【００２３】
また、信号ＥＶＬは、各ハーモニクスの振幅及びその集合であるスペクトル包絡線を、ベクトル量子化した（インデックス）信号である。この信号ＥＶＬは、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０へ送られる。また、ピッチ信号ＰＴＣは、ハーモニクス構造を有するスペクトルの基本周波数であり、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０及び有声音合成部１５０へ送られる。さらに、無声音信号ＵＶＤは、シェープパラメータとゲインパラメータと含む（インデックス）信号であり、無声音合成部１６０へ送られる。
【００２４】
上記の検出部１２０は、入力端子１９１に入力したビットストリーム信号ＢＳＴを受ける。そして、検出部１２０は、音声信号のビットレートＢＴＲを検出する。こうして検出されたビットレートＢＴＲは、有声音合成部１５０へ送られる。
【００２５】
上記のＬＳＰ反転ＶＱ部１３０は、ビットストリーム分離部１１０から送られた信号ＬＳＰを受ける。そして、ＬＳＰ反転ＶＱ部１３０は、信号ＬＳＰに含まれるインデックスの反転ベクトル量子化を行い、ＬＳＰパラメータを再生する。こうして再生されたＬＳＰパラメータは、信号ＰＲＭとして、ＬＳＰ補間部１３５へ送られる。
【００２６】
上記のＬＳＰ補間部１３５は、ＬＳＰ反転ＶＱ部１３０から送られた信号ＰＲＭを受ける。そして、ＬＳＰ補間部１３５は、ＬＳＰパラメータ間の補間を施し、ＬＳＰ−ＬＰＣパラメータ変換を行い、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０において使用されるフィルタ係数Ｋを決定する。こうして決定されたフィルタ係数Ｋは、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送られる。
【００２７】
上記のスペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０は、ビットストリーム分離部１１０から送られた信号ＥＶＬを受ける。そして、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０は、信号ＥＶＬに含まれるインデックスの反転ベクトル量子化を行い、スペクトル包絡線を再生し、ハーモニクスのスペクトルの振幅ＡＭを算出する。こうして算出された振幅ＡＭは、有声音合成部１５０へ送られる。
【００２８】
上記の有声音合成部１５０は、ビットストリーム分離部１１０から送られた判定信号Ｖ／ＵＶ及びピッチ信号ＰＴＣを受けるとともに、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０から送られた振幅ＡＭを受ける。また、有声音合成部１５０は、検出部１２０から送られたビットレートＢＴＲ及び操作入力部１８０から送られた操作入力データＩＰＤを受ける。そして、有声音合成部１５０は、これらの信号に基づいて、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送る有声音成分信号ＶＣＰを生成する。有声音合成部１５０の構成については、後述する。
【００２９】
上記の無声音合成部１６０は、ビットストリーム分離部１１０から送られた無声音信号ＵＶＤを受ける。そして、無声音合成部１６０は、不図示の確率的コードブックの中から、シェープパラメータに適切な値を読み出し、当該値に対して、ゲインパラメータにより指定された増幅を行う。引き続き、無声音合成部１６０は、有声音と無声音とのつなぎ部分を滑らかにするための窓かけ処理を行い、無声音成分信号ＵＣＰを再生する。こうして再生された無声音成分信号ＵＣＰは、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送られる。
【００３０】
上記のＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、有声音合成部１５０から送られた有声音成分信号ＶＣＰを受けるとともに、無声音合成部１６０から送られた無声音成分信号ＵＣＰを受ける。また、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、ＬＳＰ補間部１３５から送られたフィルタ係数Ｋを受ける。そして、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、有声音成分信号ＶＣＰに対して、有声音用のフィルタ係数Ｋを用いてＬＰＣ合成処理を行い、有声音成分の時間波形信号を生成する。
【００３１】
また、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、無声音成分信号ＵＣＰに対して、無声音用のフィルタ係数Ｋを用いてＬＰＣ合成処理を行い、無声音成分の時間波形信号を生成する。引き続き、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、音質を整えるために、有声音信号に対してポストフィルタ処理を施すとともに、無声音信号に対してポストフィルタ処理を施し、ポストフィルタ処理を施した双方の信号を加算する。こうして加算された信号は、復号音声信号ＶＳＤとして、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【００３２】
上記の操作入力部１８０は、音声復号装置１００の本体部に設けられたキー部、及び／又はキー部を備えるリモート入力装置等により構成される。この操作入力部１８０を利用者が操作することにより、後述する選択されるべきノイズ信号を指定したノイズ選択指定入力が行われる。こうした入力内容は、操作入力データＩＰＤとして、有声音合成部１５０へ向けて送られる。
【００３３】
次に、上記の有声音合成部１５０の構成について説明する。有声音合成部１５０は、図２に示されるように、有声音生成部としてのハーモニック合成部１５１と、ノイズ生成部１５２と、加算部１５３とを備えている。
【００３４】
上記のハーモニック合成部１５１は、ビットストリーム分離部１１０から送られた判定信号Ｖ／ＵＶ及びピッチ信号ＰＴＣを受けるとともに、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０から送られたスペクトルの振幅ＡＭを受ける。そして、ハーモニック合成部１５１は、判定信号Ｖ／ＵＶに基づいて入力信号が有声音であると判定される場合に、ピッチ信号ＰＴＣが対応するハーモニクス構造を有するスペクトルの基本周波数、及び、スペクトルの振幅ＡＭに合わせた正弦波を発生する。こうして発生した正弦波は、信号ＨＣＰとして、加算部１５３へ送られる。
【００３５】
上記のノイズ生成部１５２は、ビットストリーム分離部１１０から送られた判定信号Ｖ／ＵＶ及びピッチ信号ＰＴＣを受けるとともに、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０から送られた振幅ＡＭを受ける。また、ノイズ生成部１５２は、検出部１２０から送られたビットレートＢＴＲ及び操作入力部１８０から送られた操作入力データＩＰＤを受ける。そして、ノイズ生成部１５２は、操作入力データＩＰＤの内容を参照しつつ、加算用ノイズ信号ＮＣＰを生成し、加算部１５３へ送る。ノイズ生成部１５２の構成については、後述する。
【００３６】
上記の加算部１５３は、ハーモニック合成部１５１から送られた信号ＨＣＰ、及び、ノイズ生成部１５２から送られた加算用ノイズ信号ＮＣＰを受ける。そして、加算部１５３は、信号ＨＣＰ及び加算用ノイズ信号ＮＣＰを加算して、有声音成分信号ＶＣＰを生成する。こうして生成された有声音成分信号ＶＣＰは、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送られる。
【００３７】
次に、上記のノイズ生成部１５２の構成について説明する。ノイズ生成部１５２は、図３に示されるように、ノイズ合成部の一部としてのノイズ振幅出力部２１１と、ノイズ合成部の一部としてのノイズ発生部２１２と、制御部としての選択制御部２１３とを備えている。また、ノイズ生成部１５２は、ノイズ合成部の一部としてのＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１４と、ノイズ合成部の一部としての乗算部２１５と、ノイズ合成部の一部としてのＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２１６とを備えている。
【００３８】
上記のノイズ振幅出力部２１１は、ビットストリーム分離部１１０から送られた判定信号Ｖ／ＵＶ及びピッチ信号ＰＴＣを受けるとともに、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０から送られたスペクトルの振幅ＡＭを受ける。そして、ノイズ振幅出力部２１１は、判定信号Ｖ／ＵＶに基づいて入力信号が有声音であると判定される場合に、ピッチ信号ＰＴＣ及び振幅ＡＭに基づき、信号ＨＣＰに重畳されるべきノイズ信号の振幅値（ノイズ振幅値）を算出する。こうして算出されたノイズ振幅値は、乗算部２１５へ送られる。
【００３９】
上記のノイズ発生部２１２は、選択制御部２１３から送られる選択制御信号ＮＧＣによる指定に従って、時間領域のノイズ信号を発生し、当該ノイズ信号をＦＦＴ部２１４へ送る。かかる機能を有するノイズ発生部２１２は、本実施形態では、３個の第１〜第３ノイズ発生部２１２1〜２１２3を備えている。上記の第１〜第３ノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）のそれぞれは、選択制御部２１３から送られる個別選択制御信号ＮＧＣjによる指定に従って、互いに乱雑度が異なるノイズ信号を発生する。
【００４０】
ここで、本実施形態では、第１ノイズ発生部２１２1は、ホワイトノイズ信号を発生するようになっている。また、第２ノイズ発生部２１２2は、ホワイトノイズ信号よりも乱雑度が低い、例えば、メルセンヌ・ツイスタ法を用いたノイズ信号（以下、「第２ノイズ信号」とも記す）を発生するようになっている。さらに、第３ノイズ発生部２１２3は、第２ノイズ発生部２１２2が発生するノイズ信号よりも乱雑度が低いノイズ信号（以下、「第３ノイズ信号」とも記す）を発生するようになっている。そして、これらのノイズ信号を発生する際の演算負荷は、高い方から順に、第１ノイズ発生部２１２1、第２ノイズ発生部２１２2、第３ノイズ発生部２１２3となっている。
【００４１】
上記の選択制御部２１３は、ビットストリーム分離部１１０から送られた判定信号Ｖ／ＵＶ及び検出部１２０から送られたビットレートＢＴＲを受けるとともに、操作入力部１８０から送られた操作入力データＩＰＤを受ける。また、選択制御部２１３は、後述する内容のノイズ選択情報ＮＳＩを記憶している。そして、選択制御部２１３は、ノイズ選択情報ＮＳＩ及びビットレートＢＴＲ、並びに、操作入力データＩＰＤに基づいて、ノイズ信号を生成する第１〜第３ノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）の選択制御を行う。選択制御部２１３による第１〜第３ノイズ発生部２１２jの選択制御処理については、後述する。
【００４２】
上記のＦＦＴ部２１４は、ノイズ発生部２１２から送られた時間領域のノイズ信号を受ける。そして、ＦＦＴ部２１４は、時間領域のノイズ信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、ノイズ信号を生成する。こうして生成されたノイズ信号は、乗算部２１５へ送られる。
【００４３】
上記の乗算部２１５は、ノイズ振幅出力部２１１から送られたノイズ振幅値、及び、ＦＦＴ部２１４から送られたノイズ信号を受ける。そして、乗算部２１５は、当該ノイズ信号とノイズ振幅値とを乗算し、乗算結果をＩＦＦＴ部２１６へ送る。
【００４４】
上記のＩＦＦＴ部２１６は、乗算部２１５から送られた乗算結果を受ける。そして、ＩＦＦＴ部２１６は、当該乗算結果に対して、逆高速フーリエ変換処理を行い、時間領域の加算用ノイズ信号ＮＣＰを生成する。こうして生成された加算用ノイズ信号ＮＣＰは、加算部１５３へ送られる。
【００４５】
次に、上述した選択制御部２１３に記憶されたノイズ選択情報ＮＳＩについて説明する。このノイズ選択情報ＮＳＩは、図４に示されるように、相対的に高いビットレートほど乱雑度が相対的に高いノイズ信号を発生させることになるように、音声信号のビットレート範囲と、第１〜第３ノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）とが関連付けられて登録された情報である。
【００４６】
［動作］
以上のようにして構成された音声復号装置１００の動作について、選択制御部２１３による第１〜第３ノイズ発生部の選択処理に主に着目して説明する。
【００４７】
入力端子１９１に入力したビットストリーム信号ＢＳＴを受けると、ビットストリーム分離部１１０は、ビットストリーム信号ＢＳＴを、信号ＬＳＰ、判定信号Ｖ／ＵＶ、信号ＥＶＬ、ピッチ信号ＰＴＣ及び無声音信号ＵＶＤに分離する。そして、ビットストリーム分離部１１０は、信号ＬＳＰを、ＬＳＰ反転ＶＱ部１３０へ送り、判定信号Ｖ／ＵＶを、有声音合成部１５０及び無声音合成部１６０へ送る。また、ビットストリーム分離部１１０は、信号ＥＶＬを、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０へ送り、ピッチ信号ＰＴＣを、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０及び有声音合成部１５０へ送る。さらに、ビットストリーム分離部１１０は、無声音信号ＵＶＤを、無声音合成部１６０へ送る（図１参照）。
【００４８】
また、ビットストリーム信号ＢＳＴを検出部１２０が受けると、検出部１２０は、音声信号のビットレートＢＴＲを検出して、有声音合成部１５０へ送る（図１参照）。
【００４９】
信号ＬＳＰを受けたＬＳＰ反転ＶＱ部１３０は、当該信号の反転ベクトル量子化を行い、ＬＳＰパラメータを再生して、ＬＳＰ補間部１３５へ送る。そして、ＬＳＰ補間部１３５が、ＬＳＰパラメータ間の補間、ＬＳＰ−ＬＰＣパラメータ変換を行い、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０において使用されるフィルタ係数Ｋを決定する（図１参照）。
【００５０】
無声音信号ＵＶＤを受けた無声音合成部１６０は、無声音信号ＵＶＤに含まれるシェープパラメータ及びゲインパラメータに基づいて、無声音成分信号ＵＣＰを再生する。そして、無声音合成部１６０は、再生された無声音成分信号ＵＣＰをＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送る。
【００５１】
信号ＥＶＬを受けたスペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０は、当該信号の反転ベクトル量子化を行い、スペクトル包絡線を再生して、スペクトルの振幅ＡＭを算出する。そして、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０は、算出された振幅ＡＭを有声音合成部１５０へ送る（図１参照）。
【００５２】
判定信号Ｖ／ＵＶ、ピッチ信号ＰＴＣ、振幅ＡＭ、及び、ビットレートＢＴＲを受けた有声音合成部１５０では、ハーモニック合成部１５１が、ピッチ信号ＰＴＣ、及び、スペクトルの振幅ＡＭに合わせた正弦波を発生し、信号ＨＣＰとして、加算部１５３へ送る（図２参照）。
【００５３】
また、有声音合成部１５０では、ノイズ生成部１５２が、信号ＨＣＰに加算する加算用ノイズ信号ＮＣＰを生成する。かかる加算用ノイズ信号ＮＣＰの生成に際して、ノイズ生成部１５２では、ノイズ振幅出力部２１１が、ピッチ信号ＰＴＣ及び振幅ＡＭに基づいて、ノイズ振幅値を算出する（図３参照）。
【００５４】
また、ノイズ生成部１５２では、選択制御部２１３が、以下のようにして、第１〜第３ノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）のうちから１個のノイズ発生部を選択するノイズ選択制御を実行する。
【００５５】
＜ノイズ選択制御処理＞
かかるノイズ発生部の選択に際して、図５に示されるように、まず、ステップＳ１１において、選択制御部２１３が、判定信号Ｖ／ＵＶに基づいて、入力信号が、有声音であるか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１１：Ｎ）には、ステップＳ１１の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１１における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１１：Ｙ）には、処理はステップＳ１２へ進む。
【００５６】
ステップＳ１２では、選択制御部２１３が、操作入力データＩＰＤの内容により、第１〜第３ノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）のうちから１個のノイズ発生部を指定したノイズ選択指定が行われているか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ１２：Ｙ）には、処理はステップＳ１３へ進む。このステップＳ１３では、利用者の選択指定に従ったノイズ信号選択処理が実行される。そして、処理はステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１３における処理の詳細については、後述する。
【００５７】
一方、ステップＳ１２における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１２：Ｎ）には、処理はステップＳ１４へ進む。このステップＳ１４では、ビットレートに基づいたノイズ信号選択処理が実行される。そして、処理はステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１４における処理の詳細については、後述する。
【００５８】
次に、上記のステップＳ１３における選択指定に従ったノイズ信号選択処理について説明する。かかるノイズ信号選択処理に際しては、図６に示されるように、まず、ステップＳ２１において、選択制御部２１３が、選択指定の内容が相対的に乱雑度の高いノイズ信号を発生させる第１ノイズ発生部２１２1を指定したものであるか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ２１：Ｙ）には、処理はステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、選択制御部２１３が、第１ノイズ発生部２１２1に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ1を送る。この結果、第１ノイズ発生部２１２1が、ホワイトノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００５９】
一方、ステップＳ２１における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２１：Ｎ）には、ステップＳ２３へ進む。そして、ステップＳ２３では、選択制御部２１３が、選択指定の内容が第２ノイズ発生部２１２2を指定したものであるか否かを判定する。この判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ２３：Ｙ）には、処理はステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、選択制御部２１３が、第２ノイズ発生部２１２2に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ2を送る。この結果、第２ノイズ発生部２１２2が、第２ノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００６０】
一方、ステップＳ２３における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２３：Ｎ）には、処理はステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５では、選択制御部２１３が、第３ノイズ発生部２１２3に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ3を送る。この結果、第３ノイズ発生部２１２3が、第３ノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００６１】
次に、上記のステップＳ１４におけるビットレートに基づいたノイズ信号選択処理について説明する。かかるノイズ信号選択処理に際しては、図７に示されるように、まず、ステップＳ３１において、選択制御部２１３が、検出されたビットレートＢＴＲが、値ＢＲAよりも大きいか否かを判定する。なお、本実施形態では、ＢＲA＞４ｋｂｐｓ（kilobit per second）となっている。
【００６２】
このステップＳ３１における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ３１：Ｙ）には、処理はステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、上述したステップＳ２２と同様に、選択制御部２１３が、第１ノイズ発生部２１２1に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ1を送る。この結果、第１ノイズ発生部２１２1が、ホワイトノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００６３】
一方、ステップＳ３１における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ３１：Ｎ）には、ステップＳ３３へ進む。そして、ステップＳ３３では、選択制御部２１３が、検出されたビットレートＢＴＲが、値ＢＲB（＜値ＢＲA）よりも大きいか否かを判定する。なお、本実施形態では、２ｋｂｐｓ＜ＢＲB＜４ｋｂｐｓとなっている。
【００６４】
このステップＳ３３における判定の結果が肯定的であった場合（ステップＳ３３：Ｙ）には、処理はステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では、上述したステップＳ２４と同様に、選択制御部２１３が、第２ノイズ発生部２１２2に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ2を送る。この結果、第２ノイズ発生部２１２2が、第２ノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００６５】
一方、ステップＳ３３における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ３３：Ｎ）には、処理はステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、上述したステップＳ２５と同様に、選択制御部２１３が、第３ノイズ発生部２１２3に対してノイズ信号を発生すべき旨の個別選択制御信号ＮＧＣ3を送る。この結果、第３ノイズ発生部２１２3が、第３ノイズ信号を発生して、ＦＦＴ部２１４へ送る。そして、処理は、上述した図５におけるステップＳ１１へ戻る。
【００６６】
以上のようにしてステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を実行することにより、ノイズ発生部２１２で発生された時間領域のノイズ信号が、ＦＦＴ部２１４へ送られる。当該ノイズ信号を受けたＦＦＴ部２１４は、ノイズ信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、ノイズ信号を生成する。そして、ＦＦＴ部２１４は、生成されたノイズ信号を乗算部２１５へ送る（図３参照）。
【００６７】
引き続き、乗算部２１５が、ノイズ振幅出力部２１１が算出したノイズ振幅値と、ＦＦＴ部２１４から送られたノイズ信号とを乗算し、乗算結果をＩＦＦＴ部２１６へ送る。そして、ＩＦＦＴ部２１６は、当該乗算結果に対して、逆高速フーリエ変換処理を行い、時間領域の加算用ノイズ信号ＮＣＰを生成する。そして、ＩＦＦＴ部２１６は、生成された加算用ノイズ信号ＮＣＰを加算部１５３へ送る（図３参照）。
【００６８】
次いで、加算部１５３が、ハーモニック合成部１５１から送られた信号ＨＣＰと、ノイズ生成部１５２（より詳しくは、ＩＦＦＴ部２１６）から送られた加算用ノイズ信号ＮＣＰとを加算する。そして、加算部１５３は、加算結果である有声音成分信号ＶＣＰを、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送る（図２参照）。
【００６９】
こうして有声音成分信号ＶＣＰがＬＰＣ合成フィルタ部１７０へ送られると、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０が、有声音成分信号ＶＣＰに対して、有声音用のフィルタ係数Ｋを用いてＬＰＣ合成処理を行い、有声音成分の時間波形信号を生成する。また、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、無声音成分信号ＵＣＰに対して、無声音用のフィルタ係数Ｋを用いてＬＰＣ合成処理を行い、無声音成分の時間波形信号を生成する。引き続き、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、有声音信号及び無声音信号に対してポストフィルタ処理を施し、双方の信号を加算する。そして、ＬＰＣ合成フィルタ部１７０は、加算結果である復号音声信号ＶＳＤを、出力端子１９２を介して、外部へ出力する。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態では、ビットストリーム信号ＢＳＴが、信号ＬＳＰ、判定信号Ｖ／ＵＶ、信号ＥＶＬ、ピッチ信号ＰＴＣ及び無声音信号ＵＶＤに分離されると、分離された信号のうち、信号ＥＶＬ及びピッチ信号ＰＴＣは、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０へ送られる。そして、スペクトル包絡成分反転ＶＱ部１４０は、スペクトルの振幅ＡＭを算出して、振幅ＡＭを有声音合成部１５０へ送る。また、分離された信号のうち、判定信号Ｖ／ＵＶ及びピッチ信号ＰＴＣが、有声音合成部１５０へ送られるとともに、ビットストリーム信号ＢＳＴのビットレートＢＴＲが、有声音合成部１５０へ送られる。
【００７１】
そして、有声音合成部１５０におけるノイズ生成部１５２では、選択制御部２１３が、検出されたビットレートＢＴＲに予め関連付けられたノイズ発生部２１２j（ｊ＝１〜３）を選択し、当該選択されたノイズ発生部２１２jに対して、ノイズ信号を発生すべき旨の選択制御信号ＮＧＣを送る。この結果、選択されたノイズ発生部２１２j が、ビットレートＢＴＲに予め関連付けられたノイズ信号を発生させる。そして、ビットレートＢＴＲに対応して選択されたノイズ信号を反映した加算用ノイズ信号ＮＣＰと、ハーモニック合成部１５１から送られた信号ＨＣＰとが、加算部１５３において加算され、当該加算結果に基づく復号音声信号ＶＳＤが出力される。
【００７２】
このため、本実施形態によれば、符号化された音声信号を復号する際に、復号される音声信号に対応する音質の低下を抑制しつつ、演算負荷の適正化を実現することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、選択されるべきノイズ信号を指定したノイズ選択指定入力が、利用者により行われた場合には、当該ノイズ選択指定入力において指定されたノイズ信号を、優先的に選択させる。
【００７４】
このため、本実施形態によれば、符号化された音声信号を復号するに際して、消費電力を抑制する等の理由から、復号された音声信号に対応する音質が劣化することになったとしてもプロセッサの演算負荷を軽減させる、又は、ロングライフバッテリを搭載している等の理由から、プロセッサに演算負荷の高い処理を実行させてでも高音質の音声を再生させる等を、利用者が決定することができる。
【００７５】
したがって、本実施形態によれば、復号を行った音声信号に対応する音質を維持しつつ、復号のための演算負荷を適正化し、利用者の利便性を向上させることができる。
【００７６】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７７】
例えば、上記の実施形態では、ＨＶＸＣで符号化された音声信号を復号する装置に本発明を適用した。これに対して、ＨＶＸＣ以外の符号化アルゴリズムで符号化された信号であっても、ノイズ信号を発生させて符号化された信号を復号する装置に、本発明を適用することができる。
【００７８】
また、上記の実施形態では、互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号を選択するに際して、音声信号のビットレートに基づきつつ、選択されるべきノイズ信号を指定したノイズ選択指定入力が、利用者により行われた場合には、当該ノイズ選択指定入力において指定されたノイズ信号を、優先的に選択させるようにした。これに対して、互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号を選択するに際して、音声信号のビットレートのみに基づくようにしてもよい。この場合には、操作入力部を省略することができる。
【００７９】
さらに、互いに乱雑度が異なる複数のノイズ信号を選択するに際して、利用者による選択指定入力の内容のみに基づくようにしてもよい。この場合には、検出部を省略することができる。
【００８０】
また、上記の実施形態では、３個の個別のノイズ発生部を備えることとしたが、個別のノイズ発生部の数は、２個、又は、４個以上であってもよいことは勿論である。
【００８１】
また、上記の実施形態では、ＤＲＭ方式のラジオ受信機に本発明を適用したが、携帯電話機、インターネット電話機、インターネット通信を行う音声通信装置等に本発明を適用してもよい。
【００８２】
なお、上記の実施形態における音声復号装置１００を、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えた演算手段を備えるコンピュータシステムとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータシステムで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１００  …  音声復号装置
１２０  …  検出部
１５１  …  ハーモニック合成部（有声音生成部）
１８０  …  操作入力部
２１１  …  ノイズ振幅出力部（ノイズ合成部の一部）
２１２  …  ノイズ発生部（ノイズ合成部の一部）
２１３  …  選択制御部（制御部）
２１４  …  ＦＦＴ部（ノイズ合成部の一部）
２１５  …  乗算部（ノイズ合成部の一部）
２１６  …  ＩＦＦＴ部（ノイズ合成部の一部）
【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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