(57)【要約】【課題】本発明の目的は、伝送誤りが発生する劣悪な伝搬環境にも対応可能であり、かつ、伝搬環境が良好な場合には再生音声の更なる品質向上させることである。【解決手段】本発明の音声通信システムの音声復号手段は、高品質再生用ビットである第２の拡張レイヤのビット列に対する誤り検出処理の結果、誤りが検出されない場合、高品質再生用ビットと通常再生用ビットを使用して音声復号を行い、誤りが検出された場合、高品質再生用ビットは使用せずに通常再生用ビットのみを使用して音声復号し、通常再生用ビットに対しては、コアレイヤに対する誤り検出処理の結果、誤りが検出された場合、記通常再生用ビットを過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生することを特徴とする。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間単位であるフレーム毎に音声信号を符号化処理し、音声情報ビット列を出力する音声符号化手段と、
前記音声情報ビット列のうち所定のビットに対して誤り検出符号を付加した後、該音声情報ビット列と該付加された誤り検出符号のうち所定のビットに対して誤り訂正符号化したビット列を送出する誤り検出／誤り訂正符号化手段と、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列の中の前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対しては誤り訂正復号を行い、前記誤り検出符号を付加したビットに対しては誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力する誤り訂正復号／誤り検出手段と、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段からの出力である前記誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列から音声信号を再生し、その際、前記誤り訂正符号化を適用しないビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出されない場合のみ、該誤り訂正符号化を適用しないで誤り検出のみ行ったビット列を音声信号の再生に使用し、前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出された場合、前記誤り訂正復号後の音声情報ビット列、および、誤り訂正符号化と誤り検出符号を適用しないビット列を過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する音声復号手段と、
を備え、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列を通常再生用ビットと高品質再生用ビットに分類し、該通常再生用ビットに対しては、誤った時の聴感上の影響の大きさである重要度に応じて分類し、重要度の高いビットのグループをコアレイヤとし、高くないビットのグループを第１の拡張レイヤとし、該高品質再生用ビットを第２の拡張レイヤとし、前記コアレイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化を行ったビット列を送出し、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号の付加と誤り訂正符号化は行わずにビット列を送出し、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号を付加し、誤り訂正符号化は行わずにビット列を送出し、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、前記コアレイヤのビット列については、誤り訂正復号、誤り検出処理を行い、前記第２の拡張レイヤのビット列については、誤り検出処理を行い、
前記音声復号手段は、前記高品質再生用ビットである前記第２の拡張レイヤのビット列に対する誤り検出処理の結果、誤りが検出されない場合、前記高品質再生用ビットと前記通常再生用ビットを使用して音声復号を行い、誤りが検出された場合、前記高品質再生用ビットは使用せずに前記通常再生用ビットのみを使用して音声復号し、前記通常再生用ビットに対しては、前記コアレイヤに対する誤り検出処理の結果、誤りが検出された場合、前記通常再生用ビットを過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する
音声通信システム。
【請求項２】
請求項１の音声通信システムにおいて、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段と第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段と第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段を備え、
前記音声符号化手段は、スペクトル包絡情報と、低周波数帯域の有声／無声識別情報と、高周波数帯域の有声／無声識別情報と、ピッチ周期情報と、第１のゲイン情報と、第２のゲイン情報と、ハーモニックス振幅情報および帯域毎の有声性情報を求め、それらを符号化した結果である音声情報ビット列を出力し、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列のうちスペクトル包絡情報と、低周波数帯域の有声／無声識別情報と、高周波数帯域の有声／無声識別情報と、ピッチ周期情報と、第１のゲイン情報と、第２のゲイン情報のビット列を通常再生用音声情報ビット列、ハーモニックス振幅情報および帯域毎の有声性情報のビット列を高品質再生用ビット列として分類し、
前記第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記第２のゲイン情報のビット列を除く前記通常再生用音声情報ビット列の全てまたは一部に対して誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化したビット列を出力し、
前記第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記第２のゲイン情報のビット列に対して誤り検出／訂正符号化したビット列を送出し、
前記第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記高品質再生用音声情報ビット列に対して誤り検出符号を付加した後、該誤り検出符号に対し訂正符号化したビット列を送出する。
【請求項３】
請求項１の音声通信システムにおいて、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は第１の誤り訂正復号／誤り検出手段と第２の誤り訂正復号／誤り検出手段と第３の誤り訂正復号／誤り検出手段を備え、
前記第１の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段により誤り保護されたビット列に対して、誤り訂正復号と誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の通常再生用音声情報ビット列を出力し、
前記音声復号手段は、前記誤り訂正復号／誤り検出後の通常再生用音声情報ビット列に含まれる前記スペクトル包絡情報と、前記低周波数帯域の有声／無声識別情報と、前記高周波数帯域の有声／無声識別情報と、前記ピッチ周期情報および前記第１のゲイン情報の各パラメータとを分離して復号し、
前記第２の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段により保護された前記第２のゲイン情報のビット列に対し、訂正復号と誤り検出を行った後、前記音声復号手段が、前記第２のゲイン情報を復号し、
前記第３の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段により保護された、前記高品質再生用ビット列と誤り訂正符号化された誤り検出符号を抽出し、該誤り検出符号を誤り訂正復号し、該誤り訂正復号された誤り検出符号を使用して、前記高品質再生用ビット列に対し誤り検出を行った後、前記音声復号手段が、前記高品質再生用ビットである前記ハーモニックス振幅情報と、前記帯域毎の有声性情報を復号し、
さらに前記音声復号手段は、
前記高品質再生用ビットの誤り検出の結果、誤りが検出されなかった場合、前記低周波数帯域の有声／無声識別情報および前記帯域毎の有声性情報に基づいて、周波数軸上で分割された帯域毎に、ピッチ周期情報が示すピッチ周期でハーモニックス振幅情報を使用して発生させたピッチパルスと白色雑音のどちらを使用するかを決定し、全ての帯域のピッチパルス成分または白色雑音成分を加算して混合音源信号を作成し、
前記高品質再生用ビットの誤り検出の結果、誤りが検出された場合、低周波数帯域では、該低周波数帯域の有声／無声識別情報に基づいて、ピッチ周期情報が示すピッチ周期で発生させたピッチパルスと白色雑音を混合する際の混合比を決定して低周波数帯域の混合信号を作成し、高周波数帯域では、前記スペクトル包絡情報からスペクトル包絡振幅を求め、周波数軸上で分割された帯域毎にスペクトル包絡振幅の平均値を求め、前記スペクトル包絡振幅の平均値が最大となる帯域を決定した結果と、前記高周波数帯域の有声／無声識別情報に基づいて帯域毎に前記ピッチパルスと白色雑音を混合する際の混合比を決定して混合信号を生成し、高周波数帯域で分割された全ての帯域の混合信号を加算して高周波数帯域の混合信号を生成し、前記低周波数帯域の混合信号と前記高周波数帯域の混合信号を加算して混合音源信号を生成し、
該混合音源信号に対し前記スペクトル包絡情報を付加した後、前記第２のゲイン情報の誤り検出の結果、誤りが検出されない場合は、前記第１のゲイン情報と前記第２のゲイン情報を両方付加して再生音声を生成し、誤りが検出された場合は、前記第１のゲイン情報のみを付加して再生音声を生成する。
【請求項４】
所定の時間単位であるフレーム毎に音声信号を符号化処理し、音声情報ビット列を出力する音声符号化手段と、
前記音声情報ビット列のうち所定のビットに対して誤り検出符号を付加した後、該音声情報ビット列と該付加された誤り検出符号のうち所定のビットに対して誤り訂正符号化したビット列を出力する誤り検出／誤り訂正符号化手段と、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から入力されたビット列をデジタル変調処理し、デジタル変調後の信号を送出するデジタル変調手段と、
前記デジタル変調手段から送出された信号を受信し、該受信した信号をデジタル復調処理したビット列を出力するデジタル復調手段と、
前記デジタル復調手段から出力されたビット列を受信し、該受信したビット列の中の前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対しては誤り訂正復号を行い、前記誤り検出符号を付加したビットに対しては誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力する誤り訂正復号／誤り検出手段と、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段からの出力である前記誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列から音声信号を再生し、その際、前記誤り訂正符号化を適用しないビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出されない場合のみ、該誤り訂正符号化を適用しないで誤り検出のみ行ったビット列を音声信号の再生に使用し、前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出された場合、前記誤り訂正復号後の音声情報ビット列、および、誤り訂正符号化と誤り検出符号を適用しないビット列を過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する音声復号手段と、
を備え、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列を通常再生用のビットと高品質再生用のビットに分類し、該通常再生用ビットに対しては、誤った時の聴感上の影響の大きさである重要度に応じて分類し、重要度の高いビットのグループをコアレイヤとし、高くないビットのグループを第１の拡張レイヤとし、前記高品質再生用ビットを第２の拡張レイヤとし、前記コアレイヤに分類されたビットの全部または一部に対して誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化を行ったビット列を出力し、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットに対しては、誤り検出符号の付加と誤り訂正符号化は行わずにビット列を出力し、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットに対しては、誤り検出符号を付加し、誤り訂正符号化は行わずにビット列を出力し、
前記デジタル変調手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段からのビット列を入力し、前記コアレイヤに分類された誤り検出／誤り訂正符号化後のビットについては、変調多値数を最小値に設定してデジタル変調処理を行い、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットについては、変調多値数を前記コアレイヤのビットに適用した値以上の値に設定しデジタル変調処理を行い、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットとそれに付加された前記誤り検出符号については、変調多値数を前記第１の拡張レイヤのビットに適用した値以上の値に設定しデジタル変調処理を行い、デジタル変調後の信号を送出し、
前記デジタル復調手段は、前記デジタル変調手段から送出された信号を受信し、該受信した信号に対し、変調された多値数により復調処理し、その結果である前記コアレイヤ、前記第１の拡張レイヤおよび前記第２の拡張レイヤのビット列を出力し、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記デジタル復調手段から出力されたビット列を入力し、前記コアレイヤのビット列に対しては、誤り訂正復号、誤り検出処理を行い、前記第２の拡張レイヤのビット列に対しては、誤り検出処理を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力し、
前記音声復号手段は、前記高品質再生用ビットである前記第２の拡張レイヤのビット列に対する誤り検出処理の結果、誤りが検出されない場合、前記高品質再生用ビットと前記通常再生用ビットを使用して音声復号を行い、誤りが検出された場合、前記高品質再生用ビットは使用せずに、前記通常再生用ビットのみを使用して音声復号し、前記通常再生用ビットに対しては、前記コアレイヤに対する誤り検出処理の結果、誤りが検出された場合、前記通常再生用ビットを過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する
音声通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１および非特許文献１に示された音声情報速度1.6kbpsの音声符号化復号方法について、図１〜図９を用いて説明する。
図１に従来方式の音声符号化器と誤り検出／誤り訂正符号化器の構成を示す。ここで、図１において、誤り検出／誤り訂正符号化(200)を除く全てのブロックは音声符号化器の構成要素である。
フレーム化(111)は、100〜3800Hzで帯域制限された後、8kHzで標本化され、少なくとも12ビットの精度で量子化された入力音声サンプル(a1)を蓄えるバッファであり、１音声符号化フレーム（20ms）毎に音声サンプル（160サンプル）を取り込み、音声符号化処理部へ(b1)として出力する。以下では１音声符号化フレーム毎に実行される処理について説明する。
【０００３】
ゲイン計算器(112)は(b1)のレベル情報であるＲＭＳ(Root  Mean  Square)値の対数を計算し、その結果である(c1)を出力する。量子化器１(113)は(c1)を５ビットで線形量子化し、その結果である(d1)をビットパッキング器(125)へ出力する。
線形予測分析器(114)は、(b1)をDurbin-Levinson法を用いて線形予測分析し、スペクトル包絡情報である10次の線形予測係数(e1)を出力する。ＬＳＦ係数計算器(115)は、10次の線形予測係数(e1)を10次のＬＳＦ（Line  Spectrum  Frequencies）係数(f1)に変換する。量子化器２(116)は、3段（7，6，5bit）の多段ベクトル量子化を用い、無記憶ベクトル量子化と予測（記憶）ベクトル量子化を切り替えて使用する構成とし、その切替えに1bit割り当てことにより10次のＬＳＦ係数(f1)を19(=1+7+6+5) ビットで量子化し、その結果であるＬＳＦパラメータインデックス(g1)をビットパッキング器(125)へ出力する。
【０００４】
ＬＰＦ（ローパスフィルタ）(120)は(b1)をカットオフ周波数1000Hzでフィルタリングし、(k1)を出力する。ピッチ検出器(121)は、(k1)からピッチ周期を求め、（m1）として出力する。ピッチ周期は正規化自己相関関数が最大となる遅延量として与えられるが、この時の正規化自己相関関数の最大値(l1)も出力される。
正規化自己相関関数の最大値の大きさは、入力信号(b1)の周期性の強さを表す情報であり、非周期フラグ発生器(122)（後で説明）で用いられる。また正規化自己相関関数の最大値(l1)は、相関係数補正器(119)（後で説明）で補正された後、有声／無声判定器(126)における有声／無声判定に用いられる。
そこでは、補正後の正規化自己相関関数の最大値(j1)が閾値（=0.6）以下であれば無声、そうでなければ有声と判定され、その結果である有声／無声フラグ(s1)が出力される。ここで、有声／無声フラグは請求項での低周波数帯域の有声／無声識別情報に相当する。量子化器３(123)は(m1)を入力し対数変換した後、99レベルで線形量子化し、その結果であるピッチインデックス(o1)を周期／非周期ピッチおよび有声／無声情報コード発生器(127)へ出力する。
【０００５】
図２に量子化器３(123)への入力であるピッチ周期（20〜160サンプルの範囲をとる）とその出力であるインデックスの値（0〜98の範囲をとる）の関係を示す。非周期フラグ発生器(122)は、正規化自己相関関数の最大値(l1)を入力し、閾値（=0.5）より小さければ非周期フラグをONにセット、そうでなければOFFにセットして、非周期フラグ（１ビット）(n1)を非周期ピッチインデックス生成器(124)および、周期／非周期ピッチおよび有声／無声情報コード発生器(127)へ出力する。非周期フラグ(n1)がONであれば、現フレームが非周期性をもつ音源であることを意味する。ＬＰＣ分析フィルタ(117)は10次の線形予測係数(e1)を係数として用いる全零型フィルタであり、入力音声（b1）からスペクトル包絡情報を除去し、その結果である残差信号(h1)を出力する。ピーキネス計算器(118)は、残差信号(h1)を入力し、ピーキネス値を計算し(i1)として出力する。ピーキネス値とは、信号中にピークをもつパルス的な成分（スパイク）が存在する可能性を表すパラメータであり次式の（式１）で与えられる。
【数１】
2017097326.tif 000003
【０００６】
ここで、Nは1フレーム中のサンプル数、ｅｎは残差信号である。上式(1)の分子は分母に比べ大きな値の影響を受けやすいので、ｐは残差信号中に大きなスパイクが存在する時に大きな値となる。
従って、ピーキネス値が大きいほど、そのフレームが、過渡部に多くみられるジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームである可能性が大きくなる（これらのフレームでは、部分的にスパイク（鋭いピーク）を持つが、その他の部分は、白色雑音に近い性質の信号になっているため）。相関係数補正器(119)は、ピーキネス値(i1)が1.34より大きければ、正規化自己相関関数の最大値(l1)を1.0（有声を示す）にセットし(j1)を出力する。
上に述べたピーキネス値の計算および相関関数補正処理は、ジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームを検出し、正規化自己相関関数の最大値を1.0（有声を示す値）に補正するための処理である。ジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームでは、部分的にスパイク（鋭いピーク）を持つが、その他の部分は、白色雑音に近い性質の信号になっているため、補正される前の正規化自己相関関数は0.5より小さくなる可能性が大きい（つまり、非周期フラグがONにセットされている可能性が大きい）。
【０００７】
一方、ピーキネス値は大きくなる。従って、ピーキネス値によりジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームを検出して正規化自己相関関数を1.0に補正すると、その後の有声／無声判定器(126)における有声／無声判定おいて有声と判定され、復号の際に非周期パルス音源を用いられることになるため、ジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームの音質は改善される。
非周期ピッチインデックス生成器(124)は、非周期フレームにおけるピッチ周期(m1)を28レベルで不均一量子化しインデックス(p1)を出力する。その処理内容を以下に示す。
【０００８】
まず、有声／無声フラグ(s1)が有声、かつ、非周期フラグ(n1)がONになっているフレーム（過渡部でのジッタを有する有声フレーム、または破裂音フレームに対応）に対し、ピッチ周期の度数を調べた結果を図３に、その累積度数を図４に示す。これらは男女各４名（６音声サンプル／各１名）で構成される合計112.12[s]（5606フレーム）の音声データについて測定した結果である。上記の条件（有声／無声フラグ(s1)が有声、かつ、非周期フラグ(n1)がON）を満たすフレームは、5606フレーム中425フレーム存在した。同図より、その条件を満たすフレーム（以後、非周期フレームと記す）におけるピッチ周期の分布はおよそ25〜100に集中していることが分かる。よって、度数（出現頻度）に基づく不均一量子化を行えば、すなわち、度数が大きなピッチ周期ほど細かく、それが小さいピッチ周期ほど荒く量子化すれば高能率に伝送できる。
【０００９】
また、復号器では、非周期フレームのピッチ周期は次式の（式２）により計算される。
非周期フレームのピッチ周期＝伝送されたピッチ周期(1.0＋0.25×乱数値)
・・・  （式２）
上式の（式２）で、伝送されたピッチ周期とは、非周期ピッチインデックス生成器(124)の出力であるインデックスにより伝送されるピッチ周期であり、(1.0＋0.25×乱数値)を乗算することによりピッチ周期毎にジッタが付加される。したがって、ピッチ周期が大きいほど、ジッタの量も大きくなるため、荒い量子化が許される。
上記の考えに基づいた非周期フレームのピッチ周期に対する量子化テーブルを表１に示す。同表では、入力ピッチ周期が20〜24の範囲を１レベル、25〜50の範囲を13レベル（２ステップ幅）、51〜95の範囲う９レベル（5ステップ幅）、96〜135の範囲を４レベル（10ステップ幅）、136〜160の範囲を１レベルで量子化し、インデックス（非周期0〜27）を出力する。通常のピッチ周期の量子化は、64レベル以上必要であるのに対し、非周期フレームのピッチ周期の量子化は、度数、復号方法を考慮することにより、28レベルで量子化することが可能となる。
【表１】
2017097326.tif 000004
【００１０】
周期／非周期ピッチおよび有声／無声情報コード生成器(127)は、有声／無声フラグ(s1)、非周期フラグ(n1)、ピッチインデックス(o1)、非周期的ピッチインデックス(p1)を入力し、７ビット（128レベル）の周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(t1)を出力する。ここでの処理を以下に述べる。有声／無声フラグ(s1)が無声を示す場合は、７ビットの符号（128種類の符号語を持つ）うち、７ビットが全て０の符号語を割り当てる。同フラグが有声を示す場合は、残りの符号語（127種類）を非周期フラグ(n1)に基づき、ピッチインデックス(o1)または非周期ピッチインデックス(p1)に割り当てる。
非周期フラグ(n1)がONの時は、非周期ピッチインデックス(p1)（非周期０〜27）を７ビット中１ビットおよび２ビットが１となる符号語（28種類）を割り当てる。その他の符号語（99種類）は周期的なピッチインデックス(o1) （周期0〜98）に割り当てる。以上に基づく周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コードの生成テーブルを表２に示す。通常、伝送誤りにより有声／無声情報に誤りが発生し、無声フレームが誤って有声フレームとして復号された場合、周期的音源が使用されるため再生音声の品質は著しく劣下する。非周期ピッチインデックス(p1)（非周期０〜27）を７ビット中１ビットおよび２ビットが１となる符号語（28種類）に割り当てることにより、無声の符号語（0x0）が伝送誤りにより１または２ビット誤ったとしても、非周期的なピッチパルスにより音源信号が作られるため、伝送誤りによる影響を軽減することが出来る。
【表２】
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【００１１】
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）(128)は(b1)をカットオフ周波数1000Hzでフィルタリングし、高周波数成分（1000Hz以上の成分）(u1)を出力する。相関係数計算器(129)は、(u1)に対してピッチ周期（m1）で与えられる遅延量における正規化自己相関関数（v1）を計算し出力する。有声／無声判定器(130)は、正規化自己相関関数(v1)が閾値（=0.5）以下であれば無声、そうでなければ有声と判定し、その結果である高域有声／無声フラグ(w1)を出力する。ここで、高域有声／無声フラグは請求項での高周波数帯域の有声／無声識別情報に相当する。
ビットパッキング器(125)は、量子化されたＲＭＳ値（ゲイン情報）(d1)、ＬＳＦパラメータインデックス(g1)、周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(t1)および高域有声／無声フラグ(w1)を入力して、１フレーム（20ms）当たり32ビットの音声情報ビット列(q1)を出力する（表３）。
【表３】
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【００１２】
音声情報ビット列(q1)に対し、誤り検出／誤り訂正符号化(200)により、以下のように誤り検出と誤り訂正符号化の処理が施される。
表４に示すように、音声符号化フレーム（20ms）当り32bitの音声情報ビット列(q1)を誤り感度（重要度）に基づいて3つの感度クラス（クラス0〜クラス2）に分類する。ここでは、誤り感度が最も高いクラス（クラス2）に12bit、クラス1に7bit、クラス0に13bitを割当てる。同表において、ＬＳＦパラメータのSwitch inf.は前述したＬＳＦの量子化器２(116)での無記憶ベクトル量子化と予測（記憶）ベクトル量子化の切替情報である。また、Stage1、Stage2、Stage3は、3段（7，6，5 bit）の多段ベクトル量子化におけるインデックスである。この3段ベクトル量子化は以下の通り3つの量子化ステージで実行される。
【００１３】
ここで、以下の説明における量子化ターゲットベクトルとは、無記憶ベクトル量子化では10次のＬＳＦ係数(f1)ベクトルに対応し、予測（記憶）ベクトル量子化では、10次のＬＳＦ係数(f1)ベクトルを前フレームのＬＳＦ係数の再生ベクトルを用いて予測した時の予測残差ベクトルに対応する。まず、量子化ステージ1において、128個のベクトルを有するコードブック1を用いて、量子化ターゲットベクトルを7ビットで量子化しインデックス(Stage1)を出力する。ここでは、コードブックに含まれる128個のベクトルのうち、量子化ターゲットベクトルとの距離が最小となるベクトルのインデックスがStage1として選定される。次に量子化ステージ2において、量子化ターゲットベクトルからインデックス(Stage1)に対応するコードブック1内のベクトルを差し引いた差分ベクトル1を64個のベクトルを有するコードブック2を用いて6ビットで量子化し、インデックス(Stage2)を出力する。ここでは、コードブックに含まれる64個のベクトルのうち、上記差分ベクトル1との距離が最小となるベクトルのインデックスがStage2として選定される。さらに、量子化ステージ3において、量子化ターゲットベクトルからインデックス(Stage1)に対応するコードブック1内のベクトルとインデックス(Stage2) に対応するコードブック2内のベクトルの和を差し引いた差分ベクトル2を32個のベクトルを有するコードブック3を用いて5ビットで量子化しインデックス(Stage3)を出力する。ここでは、コードブックに含まれる32個のベクトルのうち、上記差分ベクトル2との距離が最小となるベクトルのインデックスがStage3として選定される。また、同表のbit欄において、bit0はLSB（Least  Significant  Bit、最下位ビット)を意味する。例えば、ゲイン情報(5ビット)において、bit0は最下位ビット、bit4が最上位ビットを意味する。bit4、bit3は重要度が“高”であるため、クラス2に割当てられ、bit2、bit1は重要度が“中”であるため、クラス1に割当てられ、bit0は重要度が“低”であるため、クラス0に割当てられている。
【表４】
2017097326.tif 000007
【００１４】
次に、40ms毎に2フレーム分の音声データをまとめ、CRC (Cyclic  Redundancy  Check)符号による誤り検出符号の付加とRCPC（Rate  Compatible  Punctured  Convolutional）符号による誤り訂正符号化を行う。
表５に誤り検出／誤り訂正符号化の諸元を示す。誤り感度が最も低いクラス（クラス0）に対しては誤り保護は行わない。クラス2を保護する4bitのCRC符号と8bitのテールビット（Convolutional符号化(畳込み符号化)／ビタビ復号で必要となるゼロ終端用のビット）を含めたRCPC符号の符号化率は4/9、誤り感度が中程度のクラス１符号化率は2/3であり、RCPC符号器の出力ビット数は128bit/40msとなり、ビットレートは3.2kbpsとなる。上記処理により誤り検出／誤り訂正符号化の処理が施されたビット列(r1)が出力される。図１での図示は省略しているが、送信ビット列(r1)はその後、インターリーブ処理、デジタル変調処理、無線部、送信アンテナを介して受信側に送出される。
【表５】
2017097326.tif 000008
【００１５】
次に図５従来の音声復号器と誤り訂正復号／誤り検出器の構成について説明する。ここで、図５において、誤り訂正復号／誤り検出(201)を除く全てのブロックは音声復号器の構成要素である。
図１に示す送信側からの送信信号は、受信アンテナ、無線部、デジタル復調処理、デインターリーブ処理（図５においてこれらの図示は省略している）を介して受信され、信号(d3)として誤り訂正復号／誤り検出(201)に入力され、以下の通り誤り訂正復号と誤り検出処理が施される。誤り訂正復号では、誤り訂正符号化フレーム40ms毎に軟判定ビタビ復号を実行し、音声符号化フレーム(20ms)2つ分(32bit×2)の音声情報ビット列(a2)を出力する。また、誤り訂正復号されたクラス2の音声情報ビット列に対し誤り検出が行われ、その結果である誤り検出フラグ(e3)が出力される。
【００１６】
音声情報ビット列(a2)と誤り検出フラグ(e3)は、音声復号器のビット分離器(131)に入力され、以下の通り、１つの音声符号化フレーム(20ms)(32bit)毎に音声復号処理される。ビット分離器(131)は１音声符号化フレーム毎に受信した32ビットの音声情報ビット列(a2)をパラメータ毎に分離し、周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(b2)、高域有声／無声フラグ(f2)、ゲイン情報(m2)およびＬＳＦパラメータインデックス(h2)を出力する。
ここで、誤り検出フラグ(e3)が“誤り有り”を示している場合は、音声情報ビット列(a2)を過去の誤りの無いフレームのそれにより置き換えた後に音声信号を行う。有声／無声情報・ピッチ周期復号器(132)は周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(b2)を入力し、表２に基づき、無声／周期的／非周期的のうちどれであるかを求め、無声ならば、ピッチ周期(c2)を50にセット、有声／無声フラグ(d2)を0にセットして出力する。周期的および非周期的の場合は、ピッチ周期(c2)を復号処理（非周期的の場合は表１を用いる）して出力し、有声／無声フラグ(d2)を1.0にセットして出力する。
【００１７】
ジッタ設定器(133)は、周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(b2)を入力し、表２に基づき、無声／周期的／非周期的のうちどれであるかを求め、無声または非周期的を示す場合は、ジッタ値(e2)を0.25にセットして出力する。周期的を示す場合は、ジッタ値(e2)を0にセットして出力する。
ＬＳＦ復号器(138)はＬＳＦパラメータインデックス(h2) から10次のＬＳＦ係数(i2)を復号し出力する。
傾斜補正係数計算器(137)は、10次のＬＳＦ係数(i2)から傾斜補正係数(j2)を計算する。
傾斜補正係数は、後述の通り、適応スペクトルエンハンスメントフィルタ(145)において、スペクトルの傾きを補正して音のこもりを低減するための係数である。
ゲイン復号器(139)はゲイン情報(m2)を復号し、ゲイン(n2)を出力する。
線形予測係数計算器１(136)は、ＬＳＦ係数(i2)を線形予測係数に変換し、線形予測係数(k2)を出力する。スペクトル包絡振幅計算器(135)は、線形予測係数(k2)からスペクトル包絡振幅(l2)を計算する。ここで、有声／無声フラグ(d2)、 高域有声／無声フラグ(f2)はそれぞれ請求項での、低周波数帯域の有声／無声識別情報、高周波数帯域の有声／無声識別情報に相当する。
【００１８】
以下にパルス音源／雑音音源混合比計算器(134)の構成について図６を用いて説明する。
図６はパルス音源／雑音音源混合比計算器の構成を示しており、図５における有声／無声フラグ(d2)、スペクトル包絡振幅(l2)、および高域有声／無声フラグ(f2)を入力し、各帯域（サブバンド）の混合比(g2)を決定し出力する。図６での混合比決定および図５での復号処理においては、周波数軸上で４つの帯域に分割して、それぞれの帯域でパルス音源と雑音音源の混合比と混合信号を求める。４つの帯域としては、サブバンド１（0〜1kHz）、サブバンド２（1kHz〜2kHz）、サブバンド３（2kHz〜3kHz）、およびサブバンド４（3kHz〜4kHz）を設定する。
サブバンド１は、請求項において低周波数帯域、サブバンド２，３，４は請求項において高周波数の各帯域に対応する。
図６のサブバンド１有声強度設定器(160)は、有声／無声フラグ(d2)を入力し、サブバンド１の有声強度(a4)を設定する。ここでは有声／無声フラグ(d2)が1.0であれば有声強度(a4)を1.0、有声／無声フラグ(d2)が0であれば有声強度(a4)を0と設定する。
サブバンド２，３，４平均振幅計算器(161)は、スペクトル包絡振幅(l2)を入力しサブバンド２，３，４におけるスペクトル包絡振幅の平均値を計算し、それぞれ(b4)、(c4)および(d4)として出力する。
【００１９】
サブバンド選択器(162)は、(b4)、(c4)および(d4)を入力し、スペクトル包絡振幅の平均値が最大となるサブバンド番号(e4)を出力する。サブバンド２，３，４有声強度テーブル(有声用)(163)は、３つの3次元ベクトル（(f41)、(f42)、(f43)）を記憶しており、それぞれの３次元ベクトルは、有声フレーム時のサブバンド２，３，４の有声強度から構成されている。切替え器１(165)はサブバンド番号(e4)に応じて３つの3次元ベクトルから１ベクトル(h4)を選択し出力する。サブバンド２，３，４有声強度テーブル(無声用)(164)は、同様に３つの3次元ベクトル（(g41)、(g42)、(g43)）を記憶しており、それぞれの３次元ベクトルは、無声フレーム時のサブバンド２，３，４の有声強度から構成されている。
切替え器２(166)はサブバンド番号(e4)に応じて３つの3次元ベクトルから１ベクトル(i4)を選択し出力する。切替え器３(167)は高域有声／無声フラグ(f2)を入力し、それが有声を示す場合は(h4)を、無声を示す場合は(i4)を選択し(j4)として出力する。混合比計算器(168)はサブバンド１の有声強度(a4)、サブバンド２，３，４の有声強度(j4)を入力し、各サブバンドの混合比(g2)を出力する。混合比(g2)は、各サブバンドでのパルス音源の割合を示すsb1_p、sb2_p、sb3_p、sb4_pと、雑音音源の割合を示すsb1_n、sb2_n、sb3_n、sb4_nにより構成される（ここで、sbx_yにおいてxはサブバンド番号を示し、yがpの時はパルス音源、yがnの時は雑音音源を示す）。sb1_p、sb2_p、sb3_p、sb4_pとしては、サブバンド１の有声強度(a4)、サブバンド２，３，４の有声強度(j4)の値をそれぞれそのまま使用する。sbx_n（x=1,・・・4）については、sbx_n＝（1.0−sbx_p）  （x=1,・・・4）と設定する。
【００２０】
次に、サブバンド２，３，４有声強度テーブル(有声用)(163)の決定方法について説明する。同テーブルの値は図７の有声フレームにおけるサブバンド２，３，４の有声強度測定結果を基に決定した。同図の測定方法を以下に示す。入力音声に対しフレーム（20ms）毎に各サブバンド２，３，４におけるスペクトル包絡振幅の平均値を計算し、サブバンド２のそれが最大になるフレームのグループ（fg_sb2と表す）、サブバンド３のそれが最大になるフレームのグループ（fg_sb3と表す）、およびサブバンド４のそれが最大になるフレームのグループ（fg_sb4と表す）の３つのフレームグループに分類する。次に、フレームグループfg_sb2に属する音声フレームについてサブバンド２，３，４に対応するサブバンド信号に分割し、それぞれのサブバンド信号についてピッチ周期における正規化自己相関関数を求め、サブバンド毎にその平均値を求めた。図７の横軸は、そのサブバンド番号を示す。正規化自己相関関数は入力信号の周期性の強さ、つまり有声性の強さを示すパラメータであるため有声強度を意味する。図７の縦軸は、各サブバンド信号の有声強度（正規化自己相関）を示す。同図の◆印の曲線は、fg_sb2について測定した結果を示す。同様に、フレームグループfg_sb3について測定した結果を■印の曲線、フレームグループfg_sb4について測定した結果を▲印の曲線で示している。この測定で使用した入力音声信号は、音声データベースＣＤ-ＲＯＭからの音声とＦＭ放送から録音した音声で構成されている。同図より以下の傾向があることが分かる。
【００２１】
(1)サブバンド２または３におけるスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（◆印および■印）では、サブバンドの周波数が高くなるに従って有声強度は単調に減少する。
(2)サブバンド４におけるスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（▲印）では、サブバンドの周波数が高くなるに従って有声強度は単調に減少せず、サブバンド４の有声強度が比較的強くなる。また、サブバンド２、３の有声強度は弱くなる（サブバンド２または３におけるスペクトル包絡振幅の平均値が最大になる場合（◆印および■印）と比較して）。
(3)サブバンド２のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（◆印）のサブバンド２の有声強度は、■印および▲印におけるサブバンド２の有声強度よりも大きくなる。
同様に、サブバンド３のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（■印）のサブバンド３の有声強度は、◆印および▲印におけるサブバンド３の有声強度よりも大きくなる。同様に、サブバンド４のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（▲印）のサブバンド３の有声強度は、◆印および■印におけるサブバンド４の有声強度よりも大きくなる。
従って、図６の(f41)として◆印の曲線の有声強度の値、(f42)として■印の曲線の有声強度の値、(f43)として▲印の曲線の有声強度の値を記憶しておき、(e4)が示すサブバンド番号に基づき選択すればスペクトル包絡振幅に応じて適切な有声強度が設定できる。表４にサブバンド２，３，４有声強度テーブル(有声用)(163)の内容を示す。
【表６】
2017097326.tif 000009
【００２２】
サブバンド２，３，４有声強度テーブル(無声用)(164)は、図８の無声フレームにおけるサブバンド２，３，４の有声強度測定結果を基に決定した。同図の測定方法、テーブル内容の決定方法は、上述した有声フレームの場合と全く同様である。同図より以下の傾向があることが分かる。
(1)サブバンド２のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（◆印）のサブバンド２の有声強度は、■印および▲印におけるサブバンド２の有声強度よりも小さくなる。同様に、サブバンド３のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（■印）のサブバンド３の有声強度は、◆印および▲印におけるサブバンド３の有声強度よりも小さくくなる。同様に、サブバンド４のスペクトル包絡振幅の平均値が最大になるフレーム（▲印）のサブバンド３の有声強度は、◆印および■印におけるサブバンド４の有声強度よりも小さくなる。
同テーブルの内容を表７に示す。
【表７】
2017097326.tif 000010
【００２３】
パラメータ補間器(140)は、各パラメータ(c2)、(e2)、(g2)、(j2)、(i2)および(n2)についてそれぞれピッチ周期に同期して線形補間し、(o2)、(p2)、(r2)、(s2)、(t2)および(u2)を出力する。ここでの線形補間処理は、次式の（式３）により実施される。
補間後のパラメータ 
＝現フレームのパラメータ×int＋前フレームのパラメータ×(1.0−int)
・・・  （式３）
ここで、現フレームのパラメータは(c2)、(e2)、(g2)、(j2)、(i2)および(n2)のそれぞれに対応し、補間後のパラメータは(o2)、(p2)、(r2)、(s2)、(t2)および(u2)のそれぞれに対応する。前フレームのパラメータは、前フレームにおける(c2)、(e2)、(g2)、(j2)、(i2)および(n2)を保持しておくことにより与えられる。intは補間係数であり、次式の（式４）で求める。
int＝to／160          ・・・  （式４）
ここで、160は音声復号フレーム長（20ms）当たりのサンプル数、toは、復号フレームにおける１ピッチ周期の開始サンプル点であり、１ピッチ周期分の再生音声が復号される毎にそのピッチ周期が加算されることにより更新される。toが160を超えるとそのフレームの復号処理が終了したことになり、toから160が減算される。
【００２４】
ピッチ周期計算器(141)は、補間されたピッチ周期(o2)およびジッタ値(p2)を入力し、ピッチ周期(q2)を次式の（式５）により計算する。
ピッチ周期(q2)＝ピッチ周期(o2)×（1.0−ジッタ値(p2)×乱数値）
・・・  （式５）
ここで、乱数値は-1.0〜1.0の範囲の値をとる。ピッチ周期(q2)は小数を持つが、四捨五入され整数に変換される。整数に変換されたピッチ周期(q2)を以下では、整数ピッチ周期(q2)と表す。上式の（式５）より、無声または非周期的フレームではジッタ値が0.25にセットされているのでジッタが付加され、完全な周期的フレームではジッタ値が0にセットされているのでジッタは付加されない。
但し、ジッタ値はピッチ毎に補間処理されているので、0〜0.25の範囲をとるため中間的なジッタ量が付加されるピッチ区間も存在する。このように非周期ピッチ（ジッタが付加されたピッチ）を発生することは、過渡部、破裂音で生じる不規則な（非周期的な）声門パルスを表現することにより、トーン的雑音を低減する効果がある。１ピッチ波形復号器(150)は、整数ピッチ周期(q2)毎の再生音声(b3)を復号し出力する。従って、このブロックに含まれる全てのブロックは整数ピッチ周期(q2)を入力し、それに同期して動作する。
パルス音源発生器(142)は、整数ピッチ周期(q2)期間内に単一パルス信号(v2)を出力する。雑音発生器(143)は整数ピッチ周期(q2)の長さを持つ白色雑音(w2)を出力する。混合音源発生器(144)は、補間後の各サブバンドの混合比(r2)に基づき、単一パルス信号(v2)と白色雑音(w2)を混合して混合音源信号(x2)を出力する。
【００２５】
混合音源発生器(144)の構成を図９に示す。まず、サブバンド１の混合信号(q5)を生成する過程を説明する。
LPF１(170)は単一パルス信号(v2)を0〜1kHzで帯域制限して(a5)を出力する。LPF２(171)は白色雑音(w2)を0〜1kHzで帯域制限して(b5)を出力する。乗算器１(178)、乗算器２(179)は、それぞれ(a5)、(b5)に混合比情報(r2)に含まれるsb1_p、sb1_nを乗算し、(i5)、(j5)を出力する。加算器１(186)は、(i5)と(j5)を加算し、サブバンド１の混合信号(q5)を出力する。サブバンド２の混合信号(r5)も同様にして、BPF１(172)、BPF２(173)、乗算器３(180)、乗算器４(181)、および加算器２(189)を用いて作られる。サブバンド３の混合信号(s5)も同様にして、BPF３(174)、BPF４(175)、乗算器５(182)、乗算器６(183)、および加算器３(190)を用いて作られる。サブバンド４の混合信号(t5)も同様にして、HPF１(176)、HPF２(177)、乗算器７(184)、乗算器８(185)、および加算器４(191)を用いて作られる。加算器５(192)は、各サブバンドの混合信号(q5)、(r5)、(s5)および(t5)を加算し混合音源信号(x2)を合成する。
【００２６】
線形予測係数計算器２(147)は、補間後のＬＳＦ係数(t2)を線形予測係数に変換し、線形予測係数(c3)を出力する。適応スペクトルエンハンスメントフィルタ(145)は、線形予測係数(c3)に帯域幅拡張処理を施したものを係数とする適応極／零フィルタであり、ホルマントの共振を鋭くし、自然音声のホルマントに対する近似度を改善することにより再生音声の自然性を向上させる。さらに、補間された傾斜補正係数(s2)を用いてスペクトルの傾きを補正して音のこもりを低減する。混合音源信号(x2)は適応スペクトルエンハンスメントフィルタ(145)によりフィルタリングされその結果である(y2)が出力される。ＬＰＣ合成フィルタ(146)は、線形予測係数(c3)を係数として用いる全極型フィルタであり、音源信号(y2)に対しスペクトル包絡情報を付加して、その結果である信号(z2)を出力する。ゲイン調整器(148)は(z2)に対しゲイン情報(u2)を用いてゲイン調整を行い、(a3)を出力する。パルス拡散フィルタ(149)は、自然音声の声門パルス波形に対するパルス音源波形の近似度を改善するためのフィルタであり、(a3)をフィルタリングして自然性が改善された再生音声(b3)を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特許登録第３２９２７１１号公報
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】佐々木誠司，麓照夫，“混合励振線形予測符号化を用いた業務用移動通信向け低ビットレート音声コーデック，”信学論（D-2）, Vol.J84-D-2, No.4, pp.629-640, April 2001.
【非特許文献２】L.  M.  Supplee,  R.  P.  Cohn,  J.  S.  Collura,  and  A.  V.  McCree,  “MELP:  The  New  Federal  Standard  at  2400  bps,  ”Proc.  ICASSP,  pp.1591-1594,  Munich,  Germany,  April  1997.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上記先行技術文献にも述べられている通り、従来技術の誤り訂正を含め3.2kbps音声符号化符復号技術を無線通信に用いることにより、7%の伝送誤りが発生しても単音明瞭度80%以上が維持できる。しかし、伝送誤り率が7%を超える場合には、誤り訂正が有効に機能しなくなり再生音声の品質劣化が著しくなり、伝送誤り率がさらに高くなると、誤訂正（誤り訂正が有効に機能しなくなることによる誤りの悪化）が多発し、音声復号が困難になる。
この課題を解決するため、本発明では、高い伝送誤りが発生する劣悪な伝搬環境にも対応可能であり、かつ、伝搬環境が良好な場合には再生音声の更なる品質向上を可能とするロバストな音声通信システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記課題を解決するために、本発明の音声通信システムは、
所定の時間単位であるフレーム毎に音声信号を符号化処理し、音声情報ビット列を出力する音声符号化手段と、
前記音声情報ビット列のうち所定のビットに対して誤り検出符号を付加した後、該音声情報ビット列と該付加された誤り検出符号のうち所定のビットに対して誤り訂正符号化したビット列を送出する誤り検出／誤り訂正符号化手段と、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列の中の前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対しては誤り訂正復号を行い、前記誤り検出符号を付加したビットに対しては誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力する誤り訂正復号／誤り検出手段と、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段からの出力である前記誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列から音声信号を再生し、その際、前記誤り訂正符号化を適用しないビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出されない場合のみ、該誤り訂正符号化を適用しないで誤り検出のみ行ったビット列を音声信号の再生に使用し、前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出された場合、前記誤り訂正復号後の音声情報ビット列、および、誤り訂正符号化と誤り検出符号を適用しないビット列を過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する音声復号手段と、
を備え、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列を通常再生用ビットと高品質再生用ビットに分類し、該通常再生用ビットに対しては、誤った時の聴感上の影響の大きさである重要度に応じて分類し、重要度の高いビットのグループをコアレイヤとし、高くないビットのグループを第１の拡張レイヤとし、該高品質再生用ビットを第２の拡張レイヤとし、前記コアレイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化を行ったビット列を送出し、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号の付加と誤り訂正符号化は行わずにビット列を送出し、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットについては、誤り検出符号を付加し、誤り訂正符号化は行わずにビット列を送出し、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、前記コアレイヤのビット列については、誤り訂正復号、誤り検出処理を行い、前記第２の拡張レイヤのビット列については、誤り検出処理を行い、
前記音声復号手段は、前記高品質再生用ビットである前記第２の拡張レイヤのビット列に対する誤り検出処理の結果、誤りが検出されない場合、前記高品質再生用ビットと前記通常再生用ビットを使用して音声復号を行い、誤りが検出された場合、前記高品質再生用ビットは使用せずに前記通常再生用ビットのみを使用して音声復号し、前記通常再生用ビットに対しては、前記コアレイヤに対する誤り検出処理の結果、誤りが検出された場合、前記通常再生用ビットを過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生することを特徴とする。
【００３１】
上記の音声通信システムにおいて、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段と第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段と第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段を備え、
前記音声符号化手段は、スペクトル包絡情報と、低周波数帯域の有声／無声識別情報と、高周波数帯域の有声／無声識別情報と、ピッチ周期情報と、第１のゲイン情報と、第２のゲイン情報と、ハーモニックス振幅情報および帯域毎の有声性情報を求め、それらを符号化した結果である音声情報ビット列を出力し、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列のうちスペクトル包絡情報と、低周波数帯域の有声／無声識別情報と、高周波数帯域の有声／無声識別情報と、ピッチ周期情報と、第１のゲイン情報と、第２のゲイン情報のビット列を通常再生用音声情報ビット列、ハーモニックス振幅情報および帯域毎の有声性情報のビット列を高品質再生用ビット列として分類し、
前記第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記第２のゲイン情報のビット列を除く前記通常再生用音声情報ビット列の全てまたは一部に対して誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化したビット列を出力し、
前記第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記第２のゲイン情報のビット列に対して誤り検出／訂正符号化したビット列を送出し、
前記第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記高品質再生用音声情報ビット列に対して誤り検出符号を付加した後、該誤り検出符号に対し訂正符号化したビット列を送出することを特徴とする。
【００３２】
また、上記の音声通信システムにおいて、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は第１の誤り訂正復号／誤り検出手段と第２の誤り訂正復号／誤り検出手段と第３の誤り訂正復号／誤り検出手段を備え、
前記第１の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段により誤り保護されたビット列に対して、誤り訂正復号と誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の通常再生用音声情報ビット列を出力し、
前記音声復号手段は、前記誤り訂正復号／誤り検出後の通常再生用音声情報ビット列に含まれる前記スペクトル包絡情報と、前記低周波数帯域の有声／無声識別情報と、前記高周波数帯域の有声／無声識別情報と、前記ピッチ周期情報および前記第１のゲイン情報の各パラメータとを分離して復号し、
前記第２の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段により保護された前記第２のゲイン情報のビット列に対し、訂正復号と誤り検出を行った後、前記音声復号手段が、前記第２のゲイン情報を復号し、
前記第３の誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から送出されたビット列を受信し、該受信したビット列のうち前記第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段により保護された、前記高品質再生用ビット列と誤り訂正符号化された誤り検出符号を抽出し、該誤り検出符号を誤り訂正復号し、該誤り訂正復号された誤り検出符号を使用して、前記高品質再生用ビット列に対し誤り検出を行った後、前記音声復号手段が、前記高品質再生用ビットである前記ハーモニックス振幅情報と、前記帯域毎の有声性情報を復号し、
さらに前記音声復号手段は、
前記高品質再生用ビットの誤り検出の結果、誤りが検出されなかった場合、前記低周波数帯域の有声／無声識別情報および前記帯域毎の有声性情報に基づいて、周波数軸上で分割された帯域毎に、ピッチ周期情報が示すピッチ周期でハーモニックス振幅情報を使用して発生させたピッチパルスと白色雑音のどちらを使用するかを決定し、全ての帯域のピッチパルス成分または白色雑音成分を加算して混合音源信号を作成し、
前記高品質再生用ビットの誤り検出の結果、誤りが検出された場合、低周波数帯域では、該低周波数帯域の有声／無声識別情報に基づいて、ピッチ周期情報が示すピッチ周期で発生させたピッチパルスと白色雑音を混合する際の混合比を決定して低周波数帯域の混合信号を作成し、高周波数帯域では、前記スペクトル包絡情報からスペクトル包絡振幅を求め、周波数軸上で分割された帯域毎にスペクトル包絡振幅の平均値を求め、前記スペクトル包絡振幅の平均値が最大となる帯域を決定した結果と、前記高周波数帯域の有声／無声識別情報に基づいて帯域毎に前記ピッチパルスと白色雑音を混合する際の混合比を決定して混合信号を生成し、高周波数帯域で分割された全ての帯域の混合信号を加算して高周波数帯域の混合信号を生成し、前記低周波数帯域の混合信号と前記高周波数帯域の混合信号を加算して混合音源信号を生成し、
該混合音源信号に対し前記スペクトル包絡情報を付加した後、前記第２のゲイン情報の誤り検出の結果、誤りが検出されない場合は、前記第１のゲイン情報と前記第２のゲイン情報を両方付加して再生音声を生成し、誤りが検出された場合は、前記第１のゲイン情報のみを付加して再生音声を生成することを特徴とする。
【００３３】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の音声通信システムは、
所定の時間単位であるフレーム毎に音声信号を符号化処理し、音声情報ビット列を出力する音声符号化手段と、
前記音声情報ビット列のうち所定のビットに対して誤り検出符号を付加した後、該音声情報ビット列と該付加された誤り検出符号のうち所定のビットに対して誤り訂正符号化したビット列を出力する誤り検出／誤り訂正符号化手段と、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段から入力されたビット列をデジタル変調処理し、デジタル変調後の信号を送出するデジタル変調手段と、
前記デジタル変調手段から送出された信号を受信し、該受信した信号をデジタル復調処理したビット列を出力するデジタル復調手段と、
前記デジタル復調手段から出力されたビット列を受信し、該受信したビット列の中の前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対しては誤り訂正復号を行い、前記誤り検出符号を付加したビットに対しては誤り検出を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力する誤り訂正復号／誤り検出手段と、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段からの出力である前記誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列から音声信号を再生し、その際、前記誤り訂正符号化を適用しないビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出されない場合のみ、該誤り訂正符号化を適用しないで誤り検出のみ行ったビット列を音声信号の再生に使用し、前記誤り訂正符号化を適用したビット列に対する誤り検出の結果、誤りが検出された場合、前記誤り訂正復号後の音声情報ビット列、および、誤り訂正符号化と誤り検出符号を適用しないビット列を過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生する音声復号手段と、
を備え、
前記誤り検出／誤り訂正符号化手段は、前記音声情報ビット列を通常再生用のビットと高品質再生用のビットに分類し、該通常再生用ビットに対しては、誤った時の聴感上の影響の大きさである重要度に応じて分類し、重要度の高いビットのグループをコアレイヤとし、高くないビットのグループを第１の拡張レイヤとし、前記高品質再生用ビットを第２の拡張レイヤとし、前記コアレイヤに分類されたビットの全部または一部に対して誤り検出符号を付加した後、誤り訂正符号化を行ったビット列を出力し、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットに対しては、誤り検出符号の付加と誤り訂正符号化は行わずにビット列を出力し、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットに対しては、誤り検出符号を付加し、誤り訂正符号化は行わずにビット列を出力し、
前記デジタル変調手段は、前記誤り検出／誤り訂正符号化手段からのビット列を入力し、前記コアレイヤに分類された誤り検出／誤り訂正符号化後のビットについては、変調多値数を最小値に設定してデジタル変調処理を行い、前記第１の拡張レイヤに分類されたビットについては、変調多値数を前記コアレイヤのビットに適用した値以上の値に設定しデジタル変調処理を行い、前記第２の拡張レイヤに分類されたビットとそれに付加された前記誤り検出符号については、変調多値数を前記第１の拡張レイヤのビットに適用した値以上の値に設定しデジタル変調処理を行い、デジタル変調後の信号を送出し、
前記デジタル復調手段は、前記デジタル変調手段から送出された信号を受信し、該受信した信号に対し、変調された多値数により復調処理し、その結果である前記コアレイヤ、前記第１の拡張レイヤおよび前記第２の拡張レイヤのビット列を出力し、
前記誤り訂正復号／誤り検出手段は、前記デジタル復調手段から出力されたビット列を入力し、前記コアレイヤのビット列に対しては、誤り訂正復号、誤り検出処理を行い、前記第２の拡張レイヤのビット列に対しては、誤り検出処理を行い、誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列を出力し、
前記音声復号手段は、前記高品質再生用ビットである前記第２の拡張レイヤのビット列に対する誤り検出処理の結果、誤りが検出されない場合、前記高品質再生用ビットと前記通常再生用ビットを使用して音声復号を行い、誤りが検出された場合、前記高品質再生用ビットは使用せずに、前記通常再生用ビットのみを使用して音声復号し、前記通常再生用ビットに対しては、前記コアレイヤに対する誤り検出処理の結果、誤りが検出された場合、前記通常再生用ビットを過去の誤りの無いフレームでの音声情報ビット列により置き換えた後に音声信号を再生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、音声通信無線システムを劣悪な電波環境（例えば、伝送誤り率が7%を超えるような環境）で使用する際、変調多値数が可変なデジタル変復調を適用し、伝送誤り感度（重要度）が高いビットに対しては変調多値数を小さく設定し、再生音声を高品質化するためのビットに対しては変調多値数を大きく設定して伝送することにより、高い伝送誤りが発生する劣悪な伝搬環境にも対応可能であり、かつ、伝搬環境が良好な場合には再生音声の更なる品質向上を可能とするロバストな音声通信システムが実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来方式の音声符号化器と誤り検出／誤り訂正符号化器の一例を示す図である。
【図２】ピッチ周期とインデックスの関係を示図である（従来方式）。
【図３】ピッチ周期の度数を示す図である（従来方式）。
【図４】ピッチ周期の累積度数を示す図である（従来方式）。
【図５】従来方式の音声復号器と誤り訂正復号／誤り検出器の一例を示す図である。
【図６】パルス音源／雑音音源混合比計算器を示す図である（従来方式）。
【図７】サブバンド２，３，４の有声強度（有声時）を示すグラフである（従来方式）。
【図８】サブバンド２，３，４の有声強度（無声時）を示すグラフである（従来方式）。
【図９】混合音源発生器を示す図である（従来方式）。
【図１０】本発明の無線通信システムである。
【図１１】本発明の音声符号化器と誤り検出／誤り訂正符号化器である。
【図１２】本発明の音声復号器と誤り訂正復号／誤り検出器である。
【図１３】本発明のビット分離器/スケーラブル復号制御器の動作を示すフローチャート（実施形態）である。
【図１４】本発明の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態について図１０から図１４を用いて説明する。図１０に本実施形態の音声通信システムを示す。同図の(400)〜(407)は送信側での処理、(408)〜(415)は受信側での処理を示す。
音声符号化(400)では、100〜3800Hzで帯域制限された後、8kHzで標本化され、少なくとも１２ビットの精度で量子化された入力音声サンプル(a7)に対し音声符号化処理を行い、その結果である音声情報ビット列(b7)を出力する。誤り検出／誤り訂正符号化(401)は、音声情報ビット列(b7)に対し、誤り保護を行い、その結果である誤り訂正後のビット列(c7)を出力する。
ここで、音声符号化(400)と誤り検出／誤り訂正符号化(401)の動作を図１１と表８を用いて説明する。図１１の(a1)は図１０の(a7)、図１１の(d8)は図１０の(b7) 、図１１の(e8)は図１０の(c7)にそれぞれ対応する。従来技術の音声符号化器と誤り検出／誤り訂正符号化器(図１)に対する変更点を以下に纏める。
【００３７】
(1)図１１の音声符号化器では、音声符号化フレーム長を図１での20msから40msに変更し、表８の音声情報ビットのレイヤ割当での「1フレーム（40ms）当りのビット数」欄に示すように40ms当り71bitの音声情報ビットを出力する。したがって、図１１の音声符号化器の各ブロックは、音声符号化フレーム40ms毎に符号化処理するように動作し、ビットパッキング器２(313)からは40ms当り71bit（音声符号化速度1.775kbps）の音声情報ビット列(d8)が出力される。
さらに、図１１の本発明の音声符号化器と誤り検出／誤り訂正符号化器において、音声符号化フレーム長が20msから40msに変更された点以外で機能的に図１と異なるのは、ゲイン計算器(112)がゲイン計算器２(310)に、量子化器１(113)が量子化器４(311)に、量子化器２(116)が量子化器５(312)に、ビットパッキング器(125)がビットパッキング器２(313)に、誤り検出／誤り訂正符号化(200)が誤り検出／誤り訂正符号化２(331)にそれぞれ置き換えられている点、また、ハーモニックス振幅を算出、量子化するための機能ブロックである線形予測係数計算機(314)、LPC分析フィルタ２(315)、ハーモニックス振幅検出器(316)、および量子化器６(317)と、帯域毎の有声性を算出するための機能ブロックであるバンドパスフィルタ(BPF)(318〜321)、自己相関計算器(322〜325)、有声／無声フラグ発生器(326〜329)、および相関関数補正器２(330)が追加されている点である。これらの図１と異なる機能ブロックの動作について以下に説明する。
【００３８】
(2)図１１のゲイン計算器２(310)では、従来技術で計算しているゲイン情報と共に、ゲイン補助情報も計算し、(a8)として出力する。ゲイン情報では計算対象範囲の中心点を音声符号化フレームの中心位置に置くのに対し、ゲイン補助情報では計算対象範囲の中心点を音声符号化フレームの中心位置から1/4フレーム分過去方向にずらして計算する。それにより、ゲイン情報を１フレーム当り２回抽出して伝送することになり、フレーム長が2倍の40msになることに起因する電力変化の表現精度の低下を抑えることが可能となる。量子化器４(311)では、ゲイン情報とゲイン補助情報(a8)を入力し、ゲイン情報を5bit、ゲイン補助情報を4bitで量子化し、(b8)として出力する。ここで、上記のゲイン情報とゲイン補助情報(a8)は、請求項２、３における第１のゲイン情報、第２のゲイン情報にそれぞれ対応する。
【００３９】
(3)図１１の量子化器５(312)はＬＳＦ係数用の量子化器であり、本実施形態では従来技術に対し以下の変更を行う。
・無記憶ベクトル量子化と予測（記憶）ベクトル量子化の切替を行わず、無記憶ベクトル量子化のみを使用する。それにより、前フレームによる予測と切替という要素を取り除くことにより誤り伝搬を無くし、伝送誤り耐性を向上させることが出来る。
・無記憶ベクトル量子化の多段数を3段から4段に増加し、4段（8，6，6，6bit）としている。それにより、ＬＳＦ係数の量子化ビット数が従来技術での19bit（Switch  inf.  +  3段（7，6，5 bit））から26bit（4段（8，6，6，6bit））に増加するが、予測（記憶）ベクトル量子化を使用しないこと、フレーム長を20msから40msに変更したことによる量子化精度の低下を防ぐことが可能となる。4段（8，6，6，6bit）の多段ベクトル量子化の動作については、前述した3段（7，6，5bit）の多段ベクトル量子化の説明を4段に拡張すれば良いので、説明を省略する。
・上記より、表８の音声情報ビットのレイヤ割当での「1フレーム（40ms）当りのビット数」欄のＬＳＦパメータにおいて、Switch inf.は削除され、Stage1、Stage2、Stage3、Stage4が設定されている。また、Stage2のビットをコアレイヤ2に追加することにより誤り耐性を向上させている。
【００４０】
以下にハーモニックス振幅と帯域毎の有声性を算出、伝送するための機能ブロックについて説明する。これらのパラメータの算出方法は、非特許文献２に示されている2.4kbps標準MELP方式で使用されている手法と同じである。ハーモニックス振幅を音声復号に使用することにより、再生音声におけるスペクトル表現をより正確にすることにより、鼻音の品質、話者識別の性能および広帯域雑音がある時の母音の品質を向上できる。また、帯域毎の有声性を適用し、周波数帯毎に有声／無声判定を行うことにより、再生音声におけるbuzz音（ブンブンと唸るような音）を従来方式に比べて更に低減できる。
【００４１】
(4)ハーモニックス振幅を算出、量子化するための機能ブロックである線形予測係数計算機(314)、LPC分析フィルタ２(315)、ハーモニックス振幅検出器(316)、および量子化器６(317)の動作について以下に説明する。線形予測係数計算器(314)は、量子化器５(312)の出力である量子化後のＬＳＦ係数を線形予測係数に変換し、量子化後の線形予測係数(f8)を出力する。LPC分析フィルタ２(315)は、(f8)を係数として入力信号(b1)からスペクトル包絡成分を除去し、残差信号(g8)を出力する。ハーモニックス振幅検出器(316)は(g8)における10次のハーモニックス（基本ピッチ周波数の高調波成分）の振幅を抽出し、その結果である(h8)を出力する。量子化器６(317)は、(h8)を８ビットでベクトル量子化し、そのインデックス(i8)をビットパッキング器２(313)へ出力する。ハーモニックス振幅情報は、残差信号(g8)に残っているスペクトル包絡情報に相当する。本実施形態では、ハーモニックス振幅情報は、40ms毎に2回、すなわち、20ms毎に算出、量子化する。よって、1フレーム（40ms）当りのビット数は16（=8×2）bitとなる。
【００４２】
(5)帯域毎の有声性を算出するための機能ブロックであるバンドパスフィルタ(BPF)(318〜321)、自己相関計算器(322〜325)、有声／無声フラグ発生器(326〜329)、および相関関数補正器２(330) の動作について以下に説明する。4つのバンドパスフィルタ(BPF) (318)、(319)、(320)および(321)は、(b1)をそれぞれ500〜1000Hz、1000〜2000Hz、2000〜3000Hz、3000〜4000Hzで帯域制限し、(j8)、(k8)、(l8)および(m8)を出力する。4つの自己相関計算器(322)、(323)、(324)および(325)は、それぞれ(j8)、(k8)、(l8)および(m8)に対し、小数ピッチ周期（m1）に対応する遅延量における正規化自己相関関数を計算し、(n8)、(o8)、(p8)および(q8)として出力する。次に4つの有声／無声フラグ発生器(326)、(327)、(328)および(329)は、それぞれ(n8)、(o8)、(p8)および(q8)の値が、閾値（=0.6）以下であれば無声、そうでなければ有声と判定し、有声／無声を示すフラグ（１ビット）を(r8)、(s8)、(t8)および(u8)として相関関数補正器２(330)へ出力する。相関関数補正器(330)は、ピーキネス値(i1)の値により、有声／無声フラグ(r8)および(s8)の値を補正する。ピーキネス値(i1)が1.6より大きければ有声／無声フラグ(r8)および(s8)を有声にセットする。なお、相関関数補正器(330)は(t8)および(u8)も入力するが補正処理は行わずに出力する。これらの各帯域の有声／無声フラグ(r8)、(s8)、(t8)および(u8)は、復号器において混合音源を生成するのに用いられる。補正後の有声／無声フラグ(r8)、(s8)、(t8)および(u8)は帯域毎の有声性情報(v8)として出力される。ここで、本実施形態では、帯域毎の有声性情報は、40ms毎に2回、すなわち、20ms毎に算出する。よって、1フレーム（40ms）当りの(v8)のビット数は8（=4×2）bitとなる。
【００４３】
(6)誤り検出／誤り訂正符号化２(331)の機能を以下に示す。
音声情報ビット列(図１０のb7、図１１のd8)を表８の「通常再生用／高品質再生用」欄に示す通り、パラメータ単位で通常再生用ビット列と高品質再生用ビット列に分類する。通常再生用ビット列に対しては、従来技術と同様に、誤り感度（重要度）に基づいて3つの感度クラス（クラス0〜クラス2）に分類する。ここでは、誤り感度が最も高いクラス（クラス2）に12bit、クラス1に13bit、クラス0に22bitを割当てる。高品質再生用ビット列については、本実施形態で新たに設けたクラスであるクラス0’に設定する。クラス0’では、誤り訂正符号化は行わず、誤り検出のみを行う。クラス0’としては24bitを割当てる。
また、音声情報ビット列(図１０のb7、図１１のd8)の中のゲイン補助情報に対し、BCH(7,4)符号と偶数パリティ1bitにより、誤り検出／誤り訂正符号化を施し、8bitのビット列を送出する（この機能は、請求項２の第２の誤り検出／誤り訂正符号化手段に対応する）。BCH(7,4)符号と偶数パリティ1bitを適用することにより、1重誤り訂正、2重誤り検出が可能となる。このようにゲイン補助情報を単独で誤り保護することにより、ゲイン補助情報は伝送誤り感度が高いにも関わらず、表８に示す通り、8bitのゲイン補助情報（BCH(7,4)+偶数パリティ1bit 適用後）を誤り感度が最も低いクラス0に割当てることが出来る。受信側では、ゲイン補助情報に誤りが検出されない場合に限り音声復号に使用する。
【００４４】
さらに、本発明、本実施形態では、音声情報ビット列(図１０のb7、図１１のd8)に対し、以下に説明するレイヤ割当を行う。各レイヤへの音声情報ビットの割当について表８を用いて説明する。同表に示す通り、通常再生用ビット列に対しては、音声情報パラメータの各ビットを誤った時の聴感上の影響の大きさである重要度（高、中、低）に応じて分類し、重要度が“高”のビットのグループをコアレイヤ1、重要度が“中”のビットのグループをコアレイヤ2、重要度が“低”のビットのグループを拡張レイヤ1とする。高品質再生用ビット列については拡張レイヤ2に設定する。拡張レイヤ2は、回線品質が良好な時のみ、すなわち、受信側での誤り検出の結果、誤りが検出されない場合のみ、再生音声の高品質化のために使用される情報である。なお、請求項２、請求項３、および本実施形態では、高品質再生用ビット列として、ハーモニックス振幅と帯域毎の有声性を算出し伝送しているが、これに限定するものではなく、高品質再生用ビット列として他の特徴パラメータを用いても良い。
【００４５】
この例では、クラス2をコアレイヤ1、クラス1をコアレイヤ2、クラス0を拡張レイヤ1、クラス0’を拡張レイヤ2にそれぞれ割当てている。ここで、クラス割当とレイヤ割当の違いについて説明する。
クラス割当は、伝送誤り保護を行う際に各ビットの重要度に応じて誤り訂正の強さを切り替えるためのビットの分類（但し、クラス0’は例外であり、前述の通り、誤り訂正符号化は行わず、誤り検出のみ行うビット列として分類）であるのに対し、レイヤ割当は、後述する変調多値数可変型のデジタル変復調で多値数を設定する単位としての分類、および受信側での音声復号に使用するビット列を規定するための分類（後述するスケーラブル復号を実現するための分類）である。したがって、クラス割当とレイヤ割当は異なるビットを割当てても良い。
【表８】
2017097326.tif 000011
【００４６】
次に、表９の「CRC」欄および「RCPC」欄に示す通り、クラス割当に基づき、40ms毎に、CRC(Cyclic  Redundancy  Check)符号による誤り検出符号の付加とRCPC（Rate  Compatible  Punctured  Convolutional）符号による誤り訂正符号化を行い、その結果である誤り保護後のビット列(図１０のc7、図１１のe8)を出力する。同表に示す通り、クラス2（コアレイヤ1に対応）とクラス1（コアレイヤ2に対応）の音声情報ビットに対して、誤り検出／誤り訂正(RCPC)符号化を実行する（この機能は、請求項２の第１の誤り検出／誤り訂正符号化手段に対応する）。
【００４７】
クラス2を保護する4bitのCRC符号と8bitのテールビットを含めたRCPC符号の符号化率は1/3、誤り感度が中程度のクラス１符号化率は13/37とする。
クラス0（拡張レイヤ1に対応）については誤り訂正符号化は適用しない（よって、符号化率を1とする）。クラス0’（拡張レイヤ2に対応）については、誤り検出符号CRC4bitを適用する（この機能は、請求項２の第３の誤り検出／誤り訂正符号化手段に対応する）。そして、そのCRC4bitに対し、BCH(7,4)符号と偶数パリティ1bitを適用し、誤り保護されたCRC8bitを出力する。これによりCRC に対し、1重誤り訂正、2重誤り検出が可能となる。クラス0’（拡張レイヤ2に対応）については、誤り訂正符号化は適用しない（よって、符号化率を1とする）。
RCPC符号器の出力ビット数は163bit/40ms（ビットレートは4.075kbps）となり、誤り検出／誤り訂正符号化２(331)から(e8)（図１０では(c7)）として出力される。
【００４８】
これ以降の本実施形態の動作（フレーム処理）については、図１４も用いて説明する。図１４(A)には、誤り訂正フレームの構成を示す。
誤り訂正フレームには、図１０の誤り検出／誤り訂正符号化(401)の出力である誤り保護されたビット列(c7)が挿入されている。誤り訂正フレーム(FR1_1)は、RCPC 符号器出力（163bit／40ms、ビットレート4.075kbps）であり、コアレイヤ2(37bit)とコアレイヤ1(72bit)の合計109bit(A1)、拡張レイヤ1のビット22bit(A2) 、拡張レイヤ2のビット32bit(A3)で構成されている。それに続く誤り訂正フレーム（FR1_2、FR1_3、・・・）も同様である。
【表９】
2017097326.tif 000012
【００４９】
次に、図１０のインターリーブ(402)は、誤り保護されたビット列(c7)に対しインターリーブを実行し、その結果である(d7)を出力する。
本実施形態でのインターリーブは、図１４(B)に示すように、80ms毎にコアレイヤ2とコアレイヤ1のみを対象として実行する。インターリーブフレームFR2_1では(B1)と(B2)（それぞれコアレイヤ2とコアレイヤ1の合計109bit）について実行する。それに続く誤り訂正フレーム（FR2_2）も同様である。
図１０のシンボル変換(403)は、変調多値数可変型のデジタル変調(405)で適用される多値数に基づき、ビット列(d7)をシンボル列に変換し(e7)を出力する。表９の「変調多値数」欄に各レイヤに適用する変調多値数、「送信シンボル数」欄にシンボル変換後の各レイヤのシンボル数を示す。
１フレーム当たりの送信シンボル数は128symbols/40ms(シンボル速度3.2ksps)となる。シンボル変換後のフレーム構成は、図１４(C)に示すように、フレームFR3_1には、シンボル変換後のコアレイヤ2とコアレイヤ1の合計109symbol(C1)、拡張レイヤ1の11symbol(C2) 、拡張レイヤ2の8symbol(C3)が挿入される。図１４(D)には、同図(C)のシンボル変換に適用される変調多値数を示す。(C1)には(D1)、(C2)には(D2)、(C2)には(D2) の変調多値数をそれぞれ適用する。それに続く誤り訂正フレーム（FR3_2、FR3_3、・・・）も同様である。
【００５０】
図１０のフレーム組立(404)では、シンボル変換(403)からの出力(e7)を伝送フレームのデータスロットに挿入し、(f7)を出力する。
伝送フレームは、同期ビット、制御ビット、およびデータを挿入して伝送するデータスロットから構成される。
データスロットでのデータ伝送能力は、128symbol／40ms(シンボル速度3.2ksps)である。ここでは、同期ビット、制御ビットのビット数や内容については規定せず任意とする。
図１４(E)に示すように、伝送フレーム(FR4_1)のデータスロット(E1)には(D1)(D2)(D3)が挿入され、伝送フレーム(FR4_2)のデータスロット(E2)には(D4)(D5)(D6)が挿入される。
図１０のフレーム組立(404)の出力データ(f7)は、デジタル変調(405)され、その出力(g7)は無線部１(406)に入力される。
前述の通り、デジタル変調(405)は変調多値数可変型であり、表９の「変調多値数」欄と図１４(D)に示す通り、コアレイヤ2とコアレイヤ1には変調多値数2のπ/2-DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying)、拡張レイヤ1には変調多値数4のπ/4-DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)、拡張レイヤ2には変調多値数16の16DPSK(Differential Phase Shift Keying)が適用される（この変調多値数可変型の変調機能は、請求項４に対応する）。図１４には図示していないが、伝送フレーム内の同期ビット、制御ビットにはπ/4-DQPSKを適用する。
【００５１】
図１０の無線部１(406)は、その内部構成の図示は省略するが、変調された信号(g7)に対し、送信フィルタ処理、キャリア周波数にアップコンバートする直交変調処理を行い、パワーアンプにより増幅した信号(h7)を出力する。(h7)は送信アンテナ(407)を通し、受信側に送出される。
上記のように重要度の高い情報（コアレイヤ1とコアレイヤ2）に変調多値数2(π/2-DBPSK)を適用することにより、従来技術での変調多値数4(π/4-DQPSK)に比べ、復調結果は、BER（Bit Error Rate）特性において搬送波対雑音比（C/N）が3dB改善するため、伝送誤りに対するロバスト性が向上できる。
受信側では、送信側から送られた電波を、図１０の受信アンテナ(408)により受信し(i7)、無線部２(409)により処理し、受信された伝送フレーム(j7)を出力する。無線部２(409)は、その内部構成の図示は省略するが、LNA、ベースバンド周波数にダウンコンバートするための直交復調処理、受信フィルタ処理、同期処理、およびキャリア再生処理の機能を含んでいるものとする。
【００５２】
図１０のデジタル復調(410)では、受信信号(j7)に対し、デジタル変調(405)に対応した変調多値数で復調処理を行いシンボル列(k7)を出力する。フレーム分解(411)では、復調処理されたシンボル列(k7)の伝送フレームからデータスロット部分のみを抽出し、データシンボル列(l7)を出力する。ビット変換(412)では、各レイヤに適用された変調多値数（表９の「変調多値数」欄 参照）に基づき、シンボル列(l7)をビット列に変換し(m7)を出力する。(m7)のフレーム構成を図１４(F)に示す。フレーム(FR4_1)は、コアレイヤ2(37bit)とコアレイヤ1(72bit)の合計109bit(F1)、拡張レイヤ1のビット22bit(F2) 、拡張レイヤ2のビット32bit(F3)で構成されており、合計163bit／40ms（ビットレート4.075kbps）となる。それに続く誤り訂正フレーム（FR4_2）も同様である。
【００５３】
図１０のデインターリーブ(413)では、ビット列(m7)に対しデインターリーブを行い、その結果である(n7)を出力する。デインターリーブは、図１４(G)に示すように、80ms毎にコアレイヤ2とコアレイヤ1のみを対象として実行する。デインターリーブフレームFR5_1では(G1)と(G2)（それぞれコアレイヤ2とコアレイヤ1の合計109bit）について実行する。
図１０の誤り訂正復号／誤り検出(414)では、デインターリーブ後のビット列(n7)に対し、誤り訂正復号、誤り検出を施し、その結果である音声情報ビット列(o7)、コアレイヤ1（クラス2の音声情報ビット列）に対し誤り検出を行った結果である誤り検出フラグ(p7)、ゲイン補助情報に対し誤り検出を行った結果である誤り検出フラグ(q7)、および拡張レイヤ2情報に対し誤り検出を行った結果である誤り検出フラグ(r7)を音声復号(415)に出力する。その後、音声復号(415)では、入力された(o7)に対し、 (p7) (q7) (r7)を用いて音声復号処理を行い、再生音声(s7)を出力する。
【００５４】
ここで、本発明の特徴の１つであるスケーラブル復号について表１０を用いて説明する（このスケーラブル復号の機能は、請求項１，２，３に対応する）。
同表には、本実施形態での各スケーラブル復号モードに使用するレイヤを示す。同表の「拡張レイヤ2情報」欄、「ゲイン補助情報」欄に示すように、拡張レイヤ2情報とゲイン補助情報の使用／不使用により4つのスケーラブル復号モードを切り替えて使用する。拡張レイヤ2情報が使用される条件は、（拡張レイヤ2情報に誤りが検出されない場合）かつ（拡張レイヤ2情報に適用したCRCに2重誤りが検出されない場合）であり、ゲイン補助情報が使用される条件は、受信側での誤り検出の結果、ゲイン補助情報に2重誤りが検出されない場合である。スケーラブル復号により、伝送誤りの影響を軽減した音声復号が可能となる。
【表１０】
2017097326.tif 000013
【００５５】
ここで、誤り訂正復号／誤り検出と音声復号の動作について図１２を用いて説明する。
図１０での(n7) (o7) (p7) (q7) (r7)(s7)は、図１２での(a9) (b9) (c9) (d9) (i9)(b3)に対応する。
図１２において従来技術(図５)と異なる点は、図５での誤り訂正復号／誤り検出(201)が誤り訂正復号／誤り検出２(420)に、ビット分離器(131)がビット分離器/スケーラブル復号制御器(421)に、ＬＳＦ復号器(138)がＬＳＦ復号器２(422) に、ゲイン復号器(139)がゲイン復号器２(423)に、パルス音源／雑音音源混合比計算器(134)がパルス音源／雑音音源混合比計算器２(426)に、パラメータ補間器(140)がパラメータ補間器２(424)に、パルス音源発生器(142)がパルス音源発生器２(427)に、混合音源発生器(144)が混合音源発生器２(428)に置き換わった点、およびハーモニックス振幅復号器(425)が追加された点である。
【００５６】
以下にそれらの動作について説明する。
誤り訂正復号／誤り検出２(420)は、図１１の送信側から送出されたビット列(e8)を(a9)として受信し、誤り訂正符号化フレーム40ms毎に以下に示す誤り訂正復号と誤り検出処理を実行する。
(a9)の中のコアレイヤ1とコアレイヤ2のビットに対し、軟判定ビタビ復号による誤り訂正復号を実行し、誤り訂正復号後の音声情報ビット列を出力すると共に、誤り訂正復号後の音声情報ビット列のうちコアレイヤ1情報に対し、誤り検出を行い、コアレイヤ1情報に対する誤り検出フラグ(c9)を出力する。ここで、(c9)は１ならば誤り有、0ならば誤り無とする。
また、誤り保護を施されていない拡張レイヤ1情報（ゲイン補助情報以外）に対しては処理を行わずにスルーして音声情報ビット列として出力する。（上記の機能は、請求項３の第１の誤り訂正復号／誤り検出手段に対応する。）
【００５７】
(a9)の中のBCH(7,4)符号と偶数パリティ1bitで保護されたゲイン補助情報についても誤り訂正復号と誤り検出処理が実行を実行し、誤り訂正復号後のゲイン補助情報ビット列を音声情報ビット列として出力すると共に、2重誤りが検出された場合にはゲイン補助情報に対する誤り検出フラグ(d9)を1に検出されない場合は0にセットして出力する。（上記の機能は、請求項３の第２の誤り訂正復号／誤り検出手段に対応する。）
(a9)の中の拡張レイヤ2のビットについては、まず、拡張レイヤ2情報に適用されBCH(7,4)符号と偶数パリティ1bit により保護されたCRC符号に対し、誤り訂正と誤り検出を行った後、誤り訂正復号後のCRC符号を用いて、拡張レイヤ2情報に対し、誤り検出を行う。そして、拡張レイヤ2情報ビットを音声情報ビット列として出力すると共に、（拡張レイヤ2情報に誤りが検出されない場合）かつ（拡張レイヤ2情報に適用したCRCに2重誤りが検出されない場合）は拡張レイヤ2情報に対する誤り検出フラグ(i9)を0に、そうでなければ1にセットして出力する。（上記の機能は、請求項３の第３の誤り訂正復号／誤り検出手段に対応する。）
上記の処理により、誤り訂正復号／誤り検出２(420)からは、40ms毎に誤り訂正復号／誤り検出後の音声情報ビット列71bit(b9)、コアレイヤ1情報に対する誤り検出フラグ(c9)、ゲイン補助情報に対する誤り検出フラグ(d9)、および拡張レイヤ2情報に対する誤り検出フラグ(i9)が出力され、ビット分離器／スケーラブル復号制御器(421)へ入力される。
【００５８】
次に、図１２と図１３を用いてビット分離器/スケーラブル復号制御器(421)の動作について説明する。
ビット分離器/スケーラブル復号制御器(421)では、まず、入力した音声情報ビット列(b9)を各パラメータに分離する(S101)。ここでは、パラメータとして、周期／非周期ピッチ・有声／無声情報コード(後に(b2)として出力)、ハーモニックス振幅情報(後に(j9)として出力)、高域有声／無声フラグと帯域毎の有声性情報(後に(i9)によりどちらかが選択され、(m9)として出力)、ＬＳＦパラメータインデックス(後に(e9)として出力)、ゲイン情報とゲイン補助情報(後に(f9)として出力、但し、(d9)によりゲイン補助情報を含めるか否かが決定される)が分離される。
処理ステップ(S102)では、コアレイヤ1情報に対する誤り検出フラグ(c9)が誤り有(1)を示す場合は、全パラメータの情報ビットを誤りが検出されなかった1フレーム前のパラメータの情報ビットで置換(S113)し終了する（ここで、全パラメータとは、各フラグ(c9)(d9)(i9)も含む）。(c9)が誤り無(0)を示す場合は、次の処理ステップ(S103)へ進む。
処理ステップ(S103)では、ゲイン補助情報に対する誤り検出フラグ(d9)と拡張レイヤ2情報に対する誤り検出フラグ(i9)により、スケーラブル復号モードを決定する。
【００５９】
(d9)=0かつ(i9)=0の場合は、ゲイン補助情報と拡張レイヤ2情報を使用するスケーラブル復号モード1とし、以下の処理を実施する。
・S104：ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)をONにセットして出力する。また、ゲイン情報とゲイン補助情報(f9)を出力する。
・S105：拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)をONにセットして出力する。また、ハーモニックス振幅情報(j9)と帯域毎の有声性情報(m9)を出力する。
(d9)=1かつ(i9)=0の場合は、ゲイン補助情報を使用せず、拡張レイヤ2情報を使用するスケーラブル復号モード2とし、以下の処理を実施する。
・S106：ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)をOFFにセットして出力する。また、ゲイン情報のみを(f9)として出力する。
・S107：拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)をONにセットして出力する。また、ハーモニックス振幅情報(j9)と帯域毎の有声性情報(m9)を出力する。
(d9)=0かつ(i9)=1の場合は、ゲイン補助情報を使用し、拡張レイヤ2情報を使用しないケーラブル復号モード3とし、以下の処理を実施する。
・S108：ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)をONにセットして出力する。また、ゲイン情報とゲイン補助情報(f9)を出力する。
・S109：拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)をOFFにセットして出力する。また、ハーモニックス振幅情報と帯域毎の有声性情報を破棄し、高域有声／無声フラグを(m9)として出力する。
【００６０】
(d9)=1かつ(i9)=1の場合は、ゲイン補助情報と拡張レイヤ2情報を使用しないケーラブル復号モード4とし、以下の処理を実施する。
・S110：ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)をOFFにセットして出力する。また、ゲイン情報のみを(f9)として出力する。
・S111：拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)をOFFにセットして出力する。また、ハーモニックス振幅情報と帯域毎の有声性情報を破棄し、高域有声／無声フラグを(m9)として出力する。
【００６１】
次に、ＬＳＦ復号器２(422)は、ビット分離器/スケーラブル復号制御器(421)からＬＳＦパラメータインデックス(e9)を入力し、図１１の量子化器５(312)に対応する復号処理を行い、10次のＬＳＦ係数(i2)を出力する。
ゲイン復号器２(423)は、ビット分離器／スケーラブル復号制御器(421)からゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)を入力し、それがONを示している場合は、(f9)としてゲイン情報とゲイン補助情報を入力し、復号処理を行い、復号されたゲイン情報とゲイン補助情報(h9)を出力し、 (g9)がOFFを示している場合は、(f9)としてゲイン情報のみを入力し、復号処理を行い、復号されたゲイン情報(h9)を出力する。
ハーモニックス振幅復号器(425)は、ビット分離器／スケーラブル復号制御器(421)から拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)を入力し、それがONを示している場合、ハーモニックス振幅情報(j9)を入力し、復号処理を行い、復号されたハーモニックス振幅情報(l9)を出力し、(k9)がOFFを示している場合、パラメータの復号処理は行わない。
【００６２】
パルス音源／雑音音源混合比計算器２(426)は、ビット分離器／スケーラブル復号制御器(421)から拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)を入力し、それがOFFを示している場合、図５の従来技術と同じ動作により、有声／無声フラグ(d2)、スペクトル包絡振幅(l2)、および(m9)として高域有声／無声フラグを入力し、各帯域（サブバンド）の混合比(n9)を決定し出力する。(k9)がONを示している場合、有声／無声フラグ(d2)と、(m9)として帯域毎の有声性情報を入力し、(d2)と(m9)が有声を示しているサブバンドの有声強度（パルス音源の割合）を1.0、無声を示しているサブバンドの有声強度（パルス音源の割合）を0とするように各帯域（サブバンド）の混合比(n9)を設定して出力する。ここで、有声／無声フラグ(d2)はサブバンド（0〜0.5kHz）、帯域毎の有声性情報は、4つのサブバンド（0.5kHz〜1kHz、1kHz〜2kHz、2kHz〜3kHz、3kHz〜4kHz）の混合比(n9)を与える。
【００６３】
パラメータ補間器２(424)は、各パラメータ(c2)、(e2)、(l9)、(n9)、(j2)、(i2)および(ｈ9)と、ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)および拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)を入力し、各パラメータについてそれぞれピッチ周期に同期して線形補間し、(o2)、(p2)、(o9)、(q9)、(s2)、(t2)および(u2)を出力する。ここでの線形補間処理は、次式の（式６）により実施される。
補間後のパラメータ
＝現フレームのパラメータ×int＋前フレームのパラメータ× (1.0−int)
・・・  （式６）
【００６４】
ここで、現フレームのパラメータは(c2)、(e2)、(l9)、(n9)、(j2)、(i2)および(ｈ9)のそれぞれに対応し、補間後のパラメータは(o2)、(p2)、(o9)、(q9)、(s2)、(t2)および(u2)のそれぞれに対応する。前フレームのパラメータは、前フレームにおける(c2)、(e2)、(l9)、(n9)、(j2)、(i2)および(ｈ9)を保持しておくことにより与えられる。intは補間係数であり、次式の（式７）で求める。
int＝to／320                ・・・  （式７）
ここで、320は音声復号フレーム長（40ms）当たりのサンプル数、toは、復号フレームにおける１ピッチ周期の開始サンプル点であり、１ピッチ周期分の再生音声が復号される毎にそのピッチ周期が加算されることにより更新される。toが320を超えるとそのフレームの復号処理が終了したことになり、toから320が減算される。
【００６５】
本実施形態でのパラメータ補間器２(424)の動作としては、従来技術に対し、上記の通り音声復号フレーム長が40msに変更された処理になっている点に加え、以下の２点が異なる。
(1)ゲイン情報の補間処理の仕方が異なる。
パラメータ補間器２(424)は、ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)がOFFを示している場合は、従来技術と同様に、以下の式で補間後のゲイン情報を求める。ここで、現フレームのゲイン情報はゲイン情報(h9)に対応する。
補間後のゲイン情報
＝現フレームのゲイン情報×int＋前フレームのゲイン情報×(1.0−int)
・・・  （式８）
それに対し、ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)がONを示している場合は、ゲイン情報(h9)に含まれるゲイン補助情報も利用して以下の式で補間後のゲイン情報を求める。
【００６６】
to＜160の場合：
int2=to/160          ・・・  （式９）
補間後のゲイン情報 
＝現フレームのゲイン補助情報×int2＋前フレームのゲイン情報×(1.0−int2)
・・・  （式１０）
【００６７】
to≧160の場合：
int2=(to-160)/160    ・・・  （式１１）
補間後のゲイン 
＝現フレームのゲイン情報×int2＋現フレームのゲイン補助情報×(1.0−int2)
・・・  （式１２）
【００６８】
上式の（式９）〜（式１２）でint2は補間係数である。
上式の（式９）〜（式１２）に示すように、ゲイン2_ON/OFF制御信号(g9)がONを示している場合には、フレームの前半は前フレームのゲイン情報と現フレームのゲイン補助情報、後半は現フレームのゲイン補助情報とゲイン情報を使用して補間することにより、音声信号の電力の変化をより高い精度で表現することが可能となる。
【００６９】
(2)パラメータ補間器２(424)は、拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9) がONを示している場合のみハーモニックス振幅情報(l9)の線形補間処理を行い、(k9) がOFFを示している場合にはハーモニックス振幅情報(l9)の線形補間処理を行わない。
次に、パルス音源発生器２(427)は、拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)がOFFを示している場合、従来技術と同様に、整数ピッチ周期(q2)期間内に単一パルス信号(p9)を出力する。(k9)がONを示している場合には、補間されたハーモニックス振幅(o9)を入力し、そのハーモニックス情報が付加された単一パルスを有するパルス音源(p9)を発生する。
ここでは、拡張レイヤ２情報のハーモニックス情報を音声復号に使用することにより、再生音声の高品質化を図っている（このハーモニックス情報を使用したパルス音源発生の手法は、非特許文献2に示されている2.4kbps標準MELP方式で使用されている手法と同じである）。
【００７０】
混合音源発生器２(428)は、拡張レイヤ2_ON/OFF制御信号(k9)がOFFを示している場合、従来技術と同様に、補間後の各サブバンドの混合比(q9)に基づき、単一パルス信号(p9)と白色雑音(w2)を混合して混合音源信号(r9)を出力する。
ここで、従来技術では、図９に示すように、４つのサブバンド構成とし、各帯域(サブバンド)の周波数は、サブバンド１を0〜1kHz、サブバンド２を1kHz〜2kHz、サブバンド３を2kHz〜3kHz、サブバンド４を3kHz〜4kHzと設定している。(k9)がONを示している場合には、５つのサブバンド構成とし、各帯域(サブバンド)の周波数は、サブバンド１を0〜0.5kHz、サブバンド２を0.5kHz〜1kHz、サブバンド３を1kHz〜2kHz、サブバンド４を2kHz〜3kHz、サブバンド５を3kHz〜4kHzと設定して混合音源信号(r9)を発生する。ここで、(k9)がONの場合には、５つのサブバンド構成とし、拡張レイヤ２情報である帯域毎の有声性情報を音声復号に使用することにより、再生音声の高品質化を図っている（この帯域毎の有声性を使用した混合音源発生手法は、非特許文献2に示されている2.4kbps標準MELP方式で使用されている手法と同じである）。
上記で説明をしなかった処理ブロックの動作は、従来技術(図５)と同じである。
【００７１】
本発明は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）によって容易に実現可能である。
【００７２】
本発明の実施形態である音声通信システムは、高い伝送誤りが発生する劣悪な伝搬環境にも対応可能であり、かつ、伝搬環境が良好な場合には再生音声の更なる品質向上を可能となる。
【００７３】
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
音声通信無線システムを劣悪な電波環境で使用する際、変調多値数が可変なデジタル変復調を適用し、伝送誤り感度（重要度）が高いビットに対しては変調多値数を小さく設定し、再生音声を高品質化するためのビットに対しては変調多値数を大きく設定して伝送することによって、高い伝送誤りが発生する劣悪な伝搬環境の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
111：フレーム化器、112：ゲイン計算器、113：量子化器１、114：線形予測分析器、115：ＬＳＦ係数計算器、116：量子化器２、117：ＬＰＣ分析フィルタ、118：ピーキネス計算器、119：相関関数補正器、120：ＬＰＦ(1000Hz)、121：ピッチ検出器、122：非周期フラグ発生器、123：量子化器３、124：非周期ピッチインデックス生成器、126：有声／無声判定器１、127：周期／非周期ピッチおよび有声／無声情報コード生成器、128：ＨＰＦ1000Hz、129：相関関数計算器、130：有声／無声判定器２、131：ビット分離器、132：有声／無声情報・ピッチ周期復号器、133：ジッタ設定器、134：パルス音源／雑音音源混合比計算器、135：スペクトル包絡振幅計算器、136：線形予測係数計算器、137：傾斜補正係数計算器、138：ＬＳＦ復号器、139：ゲイン復号器、140：パラメータ補間器、141：ピッチ周期計算器、142：パルス音源発生器、143：雑音発生器、144：混合音源発生器、145：適応スペクトルエンハンスメントフィルタ、146：ＬＰＣ合成フィルタ、147：線形予測係数計算器２、148：ゲイン調整器、149：パルス拡散フィルタ、150：１ピッチ波形復号器、160：サブバンド１有声強度設定器、161：サブバンド２，３，４平均振幅計算器、162：サブバンド選択器、163：サブバンド２，３，４有声強度テーブル（有声用）、164：サブバンド２，３，４有声強度テーブル（無声用）、165：切替え器１、166：切替え器２、167：切替え器３、168：混合比計算器、170：ＬＰＦ１(0〜1kHz)、171：ＬＰＦ２(0〜1kHz)、172：ＢＰＦ１(1〜2kHz)、173：ＢＰＦ１(1〜2kHz)、173：ＢＰＦ２(1〜2kHz)、174：ＢＰＦ３(2〜3kHz)、175：ＢＰＦ４(2〜3kHz)、176：ＨＰＦ１(3〜4kHz)、177：ＨＰＦ２(3〜4kHz)、178：乗算器１、179：乗算器２、180：乗算器３、181：乗算器４、182：乗算器５、183：乗算器６、184：乗算器７、185：乗算器８、186：加算器１、189：加算器２、190：加算器３、191：加算器４、192：加算器５、200：誤り検出／誤り訂正符号化、201：誤り訂正復号／誤り検出、400：音声符号化、401：誤り検出／誤り訂正符号化、402：インターリーブ、403：シンボル変換、404：フレーム組立、405：デジタル変調、406：無線部１、407：送信アンテナ、408：受信アンテナ、409：無線部２、410：デジタル復調、411：フレーム分解、412：ビット変換、413：デインターリーブ、414：誤り訂正復号／誤り検出、415：音声復号、310：ゲイン計算器２、311：量子化４、312：量子化５、313：ビットパッキング器２、314：線形予測係数計算器、315：ＬＰＣ分析フィルタ２、316：ハーモニックス振幅検出器、317：量子化６、318：ＢＰＦ(500〜1000Hz)、319：ＢＰＦ(1000〜2000Hz)、320：ＢＰＦ(2000〜3000Hz)、321：ＢＰＦ(3000〜4000Hz)、322〜325：自己相関計算器、326〜329：有声／無声フラグ発生器、330：相関関数補正器２、331：誤り検出／誤り訂正符号化２、420：誤り訂正復号／誤り検出２、421：ビット分離／スケーラブル復号制御器、422：ＬＳＦ復号器２、423：ゲイン復号器２、424：パラメータ補間器２、425：ハーモニックス振幅復号器、426：パルス音源／雑音音源混合比計算器２、427：パルス音源発生器２、428：混合音源発生器２。
【図１】
2017097326.tif 000014
【図２】
2017097326.tif 000015
【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】
2017097326.tif 000020
【図８】
2017097326.tif 000021
【図９】
2017097326.tif 000022
【図１０】
2017097326.tif 000023
【図１１】
2017097326.tif 000024
【図１２】
2017097326.tif 000025
【図１３】
2017097326.tif 000026
【図１４】
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