(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成する第１符号化手段と、
前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成する第２符号化手段と、
前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化する多重化手段と、
を具備することを特徴とする音声信号送信装置。
【請求項２】
前記第１符号化手段は、
前記符号化対象フレームを符号化した際の復号信号を１フレーム遅延させ、前記第１内部状態を得る第１遅延部と、
前記第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し前記第１符号化情報を生成する第１符号化部と、を具備し、
前記第２符号化手段は、
前記第１内部状態をさらに１フレーム遅延させ、第３内部状態を得る第２遅延部と、
前記第３内部状態を用いて前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる復号信号を前記第２内部状態として出力するフレーム消失補償部と、
前記第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し前記第２符号化情報を生成する第２符号化部と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の音声信号送信装置。
【請求項３】
音声送信装置において、音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し生成された第１符号化情報と、前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し生成された第２符号化情報と、を受信する受信手段と、
復号化対象フレームが消失したか否かを検出する検出手段と、
前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化する復号化手段と、
を具備することを特徴とする音声信号受信装置。
【請求項４】
前記復号化手段は、
前記第１符号化情報または前記第２符号化情報のいずれか一方を復号する復号部と、
消失フレームにおいてフレーム消失補償処理を行うフレーム消失補償部と、
前記第１符号化情報または前記第２符号化情報のいずれか一方を復号した際の復号信号と、前記フレーム消失補償部で生成された復号信号と、のいずれか一方を選択する第１切替スイッチと、
前記第１切替スイッチによって選択された復号信号を１フレーム遅延させ、前記第１内部状態または前記第２内部状態に対応する第３内部状態を得る第１遅延部と、
を具備し、
前記第１切替スイッチは、現フレームが消失フレームである場合に、前記フレーム消失補償部で生成された復号信号を選択し、現フレームが消失フレームでない場合に、前記第１符号化情報または前記第２符号化情報のいずれか一方を復号して得られる復号信号を選択する、
ことを特徴とする請求項３記載の音声信号受信装置。
【請求項５】
請求項１若しくは請求項２に記載の音声信号送信装置又は請求項３若しくは請求項４に記載の音声信号受信装置を具備することを特徴とする移動局装置。
【請求項６】
請求項１若しくは請求項２に記載の音声信号送信装置又は請求項３若しくは請求項４に記載の音声信号受信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項７】
請求項１若しくは請求項２に記載の音声信号送信装置及び請求項３若しくは請求項４に記載の音声信号受信装置を具備することを特徴とする音声信号伝送システム。
【請求項８】
音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成するステップと、
前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成するステップと、
前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化するステップと、
復号化対象フレームが消失したか否かを検出するステップと、
前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化するステップと、
を具備することを特徴とする音声信号伝送方法。
【請求項９】
音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成するステップと、
前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成するステップと、
前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化するステップと、
復号化対象フレームが消失したか否かを検出するステップと、
前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化するステップと、
を実施することを特徴とする音声信号伝送処理プログラム。
【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音声符号化情報を生成しパケット化して伝送する音声信号伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット通信に代表されるパケット通信においては、伝送路においてパケット（又はフレーム）が消失するなどして復号器側で符号化情報を受信できない時に、消失補償（隠蔽）処理を行うのが一般的である。従来の音声信号伝送システムとして、図６に示すものがある。
【０００３】
図６に示すように、従来の音声信号伝送システムは、音声信号送信装置６０１及び音声信号受信装置６０２を具備している。
【０００４】
音声信号送信装置６０１は、入力装置６０３、ＡＤ変換装置６０４、音声符号化装置６０５、符号処理装置６０６、ＲＦ変調装置６０７、送信装置６０８及びアンテナ６０９を有している。
【０００５】
入力装置６０３は、音声信号６１０を受けて電気信号であるアナログの音声信号に変化してＡＤ変換装置６０４に与える。ＡＤ変換装置６０４は、入力装置６０３からのアナログの音声信号をディジタルの音声信号に変換し音声符号化装置６０５に与える。音声符号化装置６０５は、ＡＤ変換装置６０４からのディジタルの音声信号を符号化して音声符号化情報を生成して符号処理装置６０６に与える。符号処理装置６０６は、音声符号化装置６０５からの音声符号化情報にチャネル符号化処理、多重化処理及びパケット化処理を行って音声符号化情報をＲＦ変調装置６０７に与える。ＲＦ変調装置６０７は、符号処理装置６０６からの音声符号化信号を変調して送信装置６０８に与える。送信装置６０８は、ＲＦ変調装置１０７からの音声符号化信号をアンテナ６０９を介して音声符号化信号を電波（ＲＦ信号）６１１として送信する。
【０００６】
音声信号受信装置６０２は、アンテナ６１２、受信装置６１３、ＲＦ復調装置６１４、信号処理装置６１５、音声復号化装置６１６、ＤＡ変換装置６１７及び出力装置６１８を有している。
【０００７】
受信装置６１３は、アンテナ６１２を介して音声符号化信号である電波（ＲＦ信号）６１１’を受けてアナログ電気信号である受信音声信号を生成してＲＦ復調装置６１４に与える。電波（ＲＦ信号）６１１’は、伝送路において信号の減衰や雑音の重畳がなければ電波（ＲＦ信号）６１１と全く同じものとなる。ＲＦ復調装置６１４は、受信装置６１３からの受信音声信号を復調し信号処理装置６１５に与える。信号処理装置６１５は、ＲＦ復調装置６１４からの受信音声信号のパケト分離処理、多重分離処理及びチャネル復号化処理を行って受信音声信号を音声復号化装置６１６に与える。音声復号化装置６１６は、信号処理装置６１５からの受信音声信号を復号化して復号音声信号を生成してＤＡ変換装置６１７に与える。ＤＡ変換装置６１７は、音声復号化装置６１６からのデジタルの復号音声信号をアナログの復号音声信号に変換して出力装置６１８に与える。出力装置６１８は、ＤＡ変換装置６１７からのアナログの復号音声信号を空気の振動に変換し音波６１９として人間の耳に聴こえるように出力する。
【０００８】
音声復号化装置６１６は、音声復号化部６２１及びフレーム消失監視部６２２を有している。音声復号化部６２１及びフレーム消失監視部６２２の入力端子は、信号処理装置の出力端子に接続されている。音声復号化部６２１の出力端子は、ＤＡ変換装置６１７に接続されている。フレーム消失監視部６２２の出力端子は、音声復号化部６２１の他の入力端子に接続されている。フレーム消失監視部６２２は、受信音声信号のフレームの損失があるか否かを監視してフレームの損失を検出した時にフレーム損失信号を生成して音声復号化部６２１に与える。音声復号化部６２１は、フレーム損失信号を受けていない時に信号処理装置６１５からの受信音声信号に通常の復号化処理をして復号音声信号を生成する。また、音声復号化部６２１は、フレーム損失信号を受けている時に信号処理装置６１５からの受信音声信号にフレーム消失補償（隠蔽）処理をして復号音声信号を生成する。フレーム消失補償処理としては、音声符号化方式に応じて様々なものがあり、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９などでは復号化アルゴリズムの一部として規定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の音声信号伝送システムにおいては、伝送したフレーム（またはパケット）が伝送路上で消失した場合、音声復号化装置６１６が過去に受信済みの符号化情報を用いてフレーム（又はパケット）の消失補償処理を行う、このとき音声符号化装置６０５と音声復号化装置６１６との間で内部状態の同期がとれなくなるため、フレームの消失部分のみならずフレーム消失以降のフレームの復号化処理にパケット消失の影響が伝播して復号音声信号の品質を大きく劣化させる場合があるという問題がある。
【００１０】
例えば、音声符号化方式として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９に示すＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）方式を用いる場合に、過去の復号駆動音源信号を用いて音声の符号化及び復号化処理が行われるため、フレーム消失処理によって符号器と復号器とで異なる駆動音源信号が合成されてしまうとその後しばらくの間において符号器と復号器の内部状態が一致せず、復号音声信号の品質が大きく劣化してしまう場合があるという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、フレーム消失の直後の復号音声信号の品質を向上させることができる音声信号送信装置、音声信号受信装置及び音声信号伝送システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声信号送信装置は、音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成する第１符号化手段と、前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成する第２符号化手段と、前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化する多重化手段と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、音声信号送信装置の側において音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成して送信するから、音声信号受信装置の側においてフレーム消失直後のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化することができるため、フレーム消失直後における音声信号送信装置及び音声信号受信装置の内部状態を一致させることができるから、フレーム消失直後の復号音声信号の品質を向上させることができる。
【００１４】
本発明の音声信号受信装置は、音声送信装置において、音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し生成された第１符号化情報と、前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し生成された第２符号化情報と、を受信する受信手段と、復号化対象フレームが消失したか否かを検出する検出手段と、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化する復号化手段と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、音声信号送信装置の側において過去にフレームの消失が生じたことを前提として音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成して送信するから、音声信号受信装置の側においてフレーム消失直後のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化することができるため、フレーム消失直後における音声信号送信装置及び音声信号受信装置の内部状態を一致させることができるから、フレーム消失直後の復号音声信号の品質を向上させることができる。
【００１８】
本発明の移動局装置は、前記音声信号送信装置又は前記音声信号受信装置を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、前記効果を有する移動局装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の基地局装置は、前記音声信号送信装置又は前記音声信号受信装置を具備する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、前記効果を有する基地局装置を得ることができる。
【００２２】
本発明の音声信号伝送システムは、前記音声信号送信装置及び前記音声信号受信装置を具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、前記効果を有する音声信号伝送システムを得ることができる。
【００２４】
本発明の音声信号伝送方法は、音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成するステップと、前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成するステップと、前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化するステップと、復号化対象フレームが消失したか否かを検出するステップと、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化するステップと、を具備するようにした。
【００２５】
この方法によれば、音声信号送信装置の側において音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成して送信し、かつ、音声信号受信装置の側においてフレーム消失直後のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化するため、フレーム消失直後における音声信号送信装置及び音声信号受信装置の内部状態を一致させることができるから、フレーム消失直後の復号音声信号の品質を向上させることができる。
【００２６】
本発明の音声信号伝送処理プログラムは、音声信号の符号化対象フレームの１つ前のフレームに対して符号化処理を行って得られる第１内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第１符号化情報を生成するステップと、前記符号化対象フレームの１つ前のフレームに対してフレーム消失補償処理を行って得られる第２内部状態を用いて前記符号化対象フレームを符号化し、第２符号化情報を生成するステップと、前記第１符号化情報と前記第２符号化情報とを多重化するステップと、復号化対象フレームが消失したか否かを検出するステップと、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失しなかった場合には、前記第１符号化情報を復号化し、前記復号化対象フレームの１つ前のフレームが消失した場合には、前記第２符号化情報を復号化するステップと、を実施するようにした。
【００２７】
このプログラムによれば、音声信号送信装置の側において音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成して送信し、かつ、音声信号受信装置の側においてフレーム消失直後のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化するため、フレーム消失直後における音声信号送信装置及び音声信号受信装置の内部状態を一致させることができるから、フレーム消失直後の復号音声信号の品質を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、音声信号送信装置が、音声信号に過去にフレームの消失が生じてないことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第１の音声符号化情報を生成し、前記音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成し、前記第１の音声符号化情報及び前記第１の音声符号化情報を多重化して音声符号化情報を生成してフレームに入れて前記音声符号化情報をアンテナを介して送信し、前記音声信号受信装置が、アンテナを介して前記音声符号化情報を受信して受信音声信号を生成し、前記受信音声信号のフレームの消失を検出していない時に前記第１の音声符号化情報を復号化し、前記受信音声信号のフレームの消失を検出した時に消失したフレームの次のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化することである。
【００２９】
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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係る音声信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
音声信号伝送システムは、音声信号送信装置１０１及び音声信号受信装置１０２を具備している。
【００３２】
音声信号送信装置１０１は、入力装置１０３、ＡＤ変換装置１０４、音声符号化装置１０５、符号処理装置１０６、ＲＦ変調装置１０７、送信装置１０８及びアンテナ１０９を有している。ＡＤ変換装置１０４は、入力装置１０３に接続されている。音声符号化装置１０５の入力端子は、ＡＤ変換装置１０４の出力端子に接続されている。符号処理装置１０６の入力端子は、音声符号化装置１０５の出力端子に接続されている。ＲＦ変調装置１０７の入力端子は、符号処理装置１０６の出力端子に接続されている。送信装置１０８の入力端子は、ＲＦ変調装置１０７の出力端子に接続されている。アンテナ１０９は、送信装置１０８の出力端子に接続されている。
【００３３】
入力装置１０３は、音声信号１１０を受けて電気信号であるアナログの音声信号に変化してＡＤ変換装置１０４に与える。ＡＤ変換装置１０４は、入力装置１０３からのアナログの音声信号をディジタルの音声信号に変換し音声符号化装置１０５に与える。音声符号化装置１０５は、ＡＤ変換装置１０４からのディジタルの音声信号を符号化して音声符号化情報を生成して符号処理装置１０６に与える。符号処理装置１０６は、音声符号化装置１０５からの音声符号化情報にチャネル符号化処理、多重化処理及びパケット化処理を行って音声符号化情報をＲＦ変調装置１０７に与える。ＲＦ変調装置１０７は、符号処理装置１０６からの音声符号化信号を変調して送信装置１０８に与える。送信装置１０８は、ＲＦ変調装置１０７からの処理単位時間あたりの音声符号化情報をフレームに入れてアンテナ１０９を介して音声符号化情報を電波（ＲＦ信号）１１１として送信する。
【００３４】
音声信号送信装置１０１においては、入力されるディジタルの音声信号に対して数十ｍｓのフレーム単位で処理が行われ、１フレーム又は数フレームの符号化データを１つのパケットに入れこのパケットがパケット網に送出される。本明細書では、伝送遅延を最小限にするために、１フレームを１パケットで伝送することを想定している。したがって、パケット損失はフレーム消失に相当する。
【００３５】
音声信号受信装置１０２は、アンテナ１１２、受信装置１１３、ＲＦ復調装置１１４、信号処理装置１１５、音声復号化装置１１６、ＤＡ変換装置１１７及び出力装置１１８を有している。受信装置１１３の入力端子は、アンテナ１１２に接続されている。ＲＦ復調装置１１４の入力端子は、受信装置１１３の出力端子に接続されている。信号処理装置１１５の入力端子は、ＲＦ復調装置１１４の出力端子に接続されている。音声復号化装置１１６の入力端子は、信号処理装置１１５の出力端子に接続されている。ＤＡ変換装置１１７の入力端子は、音声復号化装置１１６の出力端子に接続されている。出力装置１１８の入力端子は、ＤＡ変換装置１１７の出力端子に接続されている。
【００３６】
受信装置１１３は、アンテナ１１２を介して音声符号化情報である電波（ＲＦ信号）１１１’を受けてアナログの電気信号である受信音声信号を生成してＲＦ復調装置１１４に与える。電波（ＲＦ信号）１１１’は、伝送路において信号の減衰や雑音の重畳がなければ電波（ＲＦ信号）１１１と全く同じものとなる。ＲＦ復調装置１１４は、受信装置１１３からの受信音声信号を復調し信号処理装置１１５に与える。信号処理装置１１５は、ＲＦ復調装置１１４からの受信音声信号のパケト分離処理、多重分離処理及びチャネル復号化処理を行って受信音声信号を音声復号化装置１１６に与える。音声復号化装置１１６は、信号処理装置１１５からの受信音声信号を復号化して復号音声信号を生成してＤＡ変換装置１１７に与える。ＤＡ変換装置１１７は、音声復号化装置１１６からのデジタルの復号音声信号をアナログの復号音声信号に変換して出力装置１１８に与える。出力装置１１８は、ＤＡ変換装置１１７からのアナログの復号音声信号を空気の振動に変換し音波１１９として人間の耳に聴こえるように出力する。
【００３７】
次に、音声符号化装置１０５について図１及び図２を参照して詳細に説明する。図２は音声符号化装置１０５の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図１に示すように、音声符号化装置１０５は、通常フレーム符号化部１２０、フレーム消失後符号化部１２１及び多重化部１２２を有している。通常フレーム符号化部１２０の入力端子は、ＡＤ変換装置１０４の出力端子に接続されている。フレーム消失後符号化部１２１の入力端子は、ＡＤ変換装置１０４及び通常フレーム符号化部１２０の出力端子に接続されている。多重化部１２２は、通常フレーム符号化部１２０及びフレーム消失後符号化部１２１の出力端子と符号処理装置１０６の入力端子との間に接続されている。
【００３９】
通常フレーム符号化部１２０は、ＡＤ変換装置１０４からの音声信号を受けて、この音声信号に過去にフレームの消失が生じていないことを前提として音声信号の音声符号化処理を行って音声符号化情報Ｃを生成して多重化部１２２に与える。また、通常フレーム符号化部１２０は、適応符号帳、合成フィルタの状態及びその他符号化アルゴリズムにおいて必要な更新すべき内部状態情報を消失フレーム後符号化部１２１に与える。
【００４０】
フレーム消失後符号化部１２１は、ＡＤ変換装置１０４からの音声信号を受けて、この音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として音声信号の音声符号化処理を行って音声符号化情報Ｃ’を生成して多重化部１２２に与える。この場合に、フレーム消失後符号化部１２１は、直前のフレームにおいてフレーム消失補償処理を行った状態で現フレームの符号化処理を行う。
【００４１】
より詳細には、フレーム消失後符号化部１２１は、通常フレーム符号化部１２０の２フレーム前の内部状態情報（適応符号帳、合成フィルタ状態、その他の音声符号化パラメータ並びに各パラメータの量子化器及び予測器の内部状態の情報など）を通常フレーム符号化部１２０から受け取って、当該内部状態情報を用いて直前レームのフレーム消失補償処理を行って内部状態情報を更新した後に、現在のフレームの符号化処理を行う。多重化部１２２は、通常フレーム符号化部１２０からの音声符号化情報Ｃとフレーム消失後符号化部１２１からの音声符号化情報Ｃ’とを多重化して多重化信号を生成して音声符号化情報として出力する。
【００４２】
次に、音声符号化装置１０５の通常フレーム符号化部１２０及びフレーム消失後符号化部１２１について図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図２に示すように、通常フレーム符号化部１２０は、符号化部２０１及び遅延部２０２を有している。フレーム消失後符号化部１２１は、符号化部２０３、遅延部２０４及びフレーム消失補償処理部２０５を有している。
【００４４】
符号化部２０１の入力端子は、ＡＤ変換装置１０４の出力端子と多重化部１２２の入力端子との間に接続されている。遅延部２０２は、符号化部２０１の出力端子に接続されている。符号化部２０３の入力端子は、ＡＤ変換装置１０４の出力端子と多重化部１２２の入力端子との間に接続されている。遅延部２０４の入力端子は、遅延部２０２の出力端子に接続されている。フレーム消失補償処理部２０５の入力端子は、遅延部２０４の出力端子に接続されている。フレーム消失補償処理部２０５の出力端子は、符号化部２０３の他の入力端子に接続されている。
【００４５】
符号化部２０１は、ＡＤ変換装置１０４からの音声信号を受けて、この音声信号に過去にフレームの消失が生じていないことを前提として所定の内部状態情報に基づいて音声信号の音声符号化処理を行って音声符号化情報Ｃを生成して多重化部１２２に与える。遅延部２０２は、符号化部２０１の内部状態情報を更新するためのものある。遅延部２０２は、現フレームの符号化の終了後に、次フレームの符号化に用いるための符号化部２０１の内部状態情報（適応符号帳又は合成フィルタ状態の情報等）を更新する。
【００４６】
符号化部２０３は、ＡＤ変換装置１０４からの音声信号を受けて、この音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として所定の内部状態情報に基づいて音声信号の音声符号化処理を行って音声符号化情報Ｃ’を生成して多重化部１２２に与える。遅延部２０４は、遅延部２０２からの内部状態情報を受けて現フレームから２フレーム前の符号化において更新される内部状態を取り出すためのものである。遅延部２０４は、１フレーム前の符号化時に用いられる内部状態情報（適応符号長及び合成フィルタ状態の情報及び２フレーム前の符号化パラメータの情報等）をフレーム消失補償処理部２０５に与える。
【００４７】
フレーム消失補償処理部２０５は、２フレーム前の符号化パラメータと２フレーム前の符号化処理によって得られた１フレーム前の符号化処理で利用される符号化の内部状態情報を用いて、１フレーム前においてフレーム消失補償処理が行われた場合の符号化の内部状態情報を生成する。
【００４８】
これによって、１フレーム前のフレームにおいてフレーム消失補償処理が行われた場合の音声符号化情報Ｃ’をフレーム消失後符号化部１２１で生成することができるから、音声復号化装置１１６で１フレーム前のフレームが消失した場合に対応した復号化処理を行うことができる。フレーム消失補償処理部２０５は、１フレーム前にフレーム消失補償処理が行われた場合の内部状態情報を符号化部２０３に与える。符号化部２０３は、フレーム消失補償処理部２０５から受けた内部状態情報を用いて現フレームの符号化処理を行って音声符号化情報Ｃ’を生成して多重化部１２２に与える。
【００４９】
次に、音声復号化装置１１６について図１及び図３を参照して詳細に説明する。図３は音声復号化装置１１６の構成を示すブロック図である。
【００５０】
図１に示すように、音声復号化装置１１６は、多重化情報分離部１２３、フレーム消失監視部１２４、遅延部１２５、切替スイッチ１２６及び音声復号化部１２７を有している。
【００５１】
多重化情報分離部１２３の入力端子は、信号処理装置１１５の出力端子に接続されている。また、フレーム消失監視部１２４の入力端子も、信号処理装置１１５の出力端子に接続されている。遅延部１２５の入力端子は、フレーム消失監視部１２４の出力端子に接続されている。切替スイッチ１２６の入力端子は、多重化情報分離部１２３の２つの出力端子に接続されている。また、切替スイッチ１２６の他の入力端子は、遅延部１２５の出力端子に接続されている。音声復号化部１２７の入力端子は、フレーム消失監視部１２４及び切替スイッチ１２６の出力端子に接続されている。音声復号化部１２７の出力端子は、ＤＡ変換装置１１７の入力端子に接続されている。
【００５２】
多重化情報分離部１２３及びフレーム消失監視部１２４は、信号処理装置１１５からの受信音声信号を受ける。多重化情報分離部１２３は、受信音声信号を分離して２つの音声符号化情報Ｃ、Ｃ’を生成して切替スイッチ１２６に与える。フレーム消失監視部１２４は、伝送されてきた受信音声信号におけるフレーム（パケット）が正常に受信されているか否かをチェックする。フレーム消失監視部１２４は、フレームが到着していない時にフレームが消失していることを示すフレーム消失検出信号を生成して遅延部１２５を介して切替スイッチ１２６に与え、かつ、音声復号化部１２７に与える。遅延部１２５は、フレーム消失監視部１２４からフレーム消失検出信号を受けて１フレーム遅延してフレーム消失検出信号を切替スイッチ１２６に与える。切替スイッチ１２６に入力するフレーム消失検出信号は、遅延部１２５を介しているので、１フレーム前がフレーム消失であったことを示す情報である。切替スイッチ１２６は、フレーム消失監視部１２４からフレーム消失検出信号を受けていない時に多重化情報分離部１２３からの音声符号化情報Ｃを選択して音声復号化部１２７に与える。また、切替スイッチ１２６は、フレーム消失監視部１２４からフレーム消失検出信号を受けている時に多重化情報分離部１２３からの音声符号化情報Ｃ’を選択して音声復号化部１２７に与える。したがって、音声復号化部１２７は、フレーム消失検出信号を受けていない時に音声符号化情報Ｃを復号化し、フレーム消失検出信号を受けると消失したフレームのフレーム消失補償処理を行って復号音声信号を生成し、その後に消失したフレームの次のフレームにおいて音声符号化情報Ｃ’を復号化する。
【００５３】
次に、音声復号化装置１１６の音声復号化部１２７について図１及び図３を参照して詳細に説明する。
【００５４】
図３に示すように、音声復号化部１２７は、復号化部３０１、フレーム消失補償処理部３０２、遅延部３０３、切替スイッチ３０４及び切替スイッチ３０５を有している。復号化部３０１の入力端子は、切替スイッチ１２６の出力端子に接続されている。切替スイッチ３０４及び切替スイッチ３０５の一方の入力端子は、復号化部３０１の出力端子に接続されている。切替スイッチ３０４及び切替スイッチ３０５の他の入力端子は、フレーム消失補償処理部３０２出力端子に接続されている。また、切替スイッチ３０４及び切替スイッチ３０５の他の入力端子は、は、フレーム消失監視部１２４の出力端子に接続されている。切替スイッチ３０４の出力端子は、ＤＡ変換装置１１７の入力端子に接続されている。切替スイッチ３０５の出力端子は、遅延部３０３の入力端子に接続されている。遅延部３０３の出力端子は、復号化部３０１及びフレーム消失補償処理部３０２の入力端子に接続されている。
【００５５】
復号化部３０１は、切替スイッチ１２６から音声符号化情報Ｃ又は音声符号化情報Ｃ’を受けて音声符号化情報Ｃ又は音声符号化情報Ｃ’の復号化処理を行って復号音声信号を生成し切替スイッチ３０４を介してＤＡ変換装置１１７に与える。また、復号化部３０１は、内部状態情報（適応符号帳、合成フィルタ状態及び符号化パラメータの情報等）を切替スイッチ３０５を介して遅延部３０３に与える。
【００５６】
遅延部３０３は、復号化部３０１の内部状態情報を更新するためのものである。遅延部３０３は、前フレームの復号化情報及び入力情報を現フレームの復号化処理又はフレーム消失補償処理の内部状態情報を復号化部３０１及びフレーム消失補償処理部３０２に与える。復号化部３０１又はフレーム消失補償処理部３０２は、内部状態情報に関するパラメータを切替スイッチ３０５を介して遅延部３０３に与える。
【００５７】
切替スイッチ３０４は、復号音声信号を切替えるためのスイッチである。切り替スイッチ３０５は、復号化部３０１及びフレーム消失補償処理部３０２の内部状態を更新するためのスイッチである。これらの２つの切替スイッチ３０４、３０５は、フレーム消失監視部１２４からのフレーム消失検出信号によって連動して切り替わる。具体的には、２つの切替スイッチ３０４、３０５は、フレーム消失検出信号を受けていない時に復号化部３０１の出力端子に接続され、かつ、フレーム消失検出信号を受けている時にフレーム消失補償処理部３０２の出力端子に接続される。
【００５８】
次に、音声符号化装置１０５の動作について図１及び図２と共に図４を参照して詳細に説明する。図４は、音声符号化装置１０５の動作を説明するためのフロー図である。
【００５９】
図４に示すように、まず、ステップＳＴ４０１において通常フレーム符号化部１２０により通常の符号化処理が行われる。次に、通常フレーム符号化部１２０の内部状態情報（適応符合帳、合成フィルタ状態変数、符号化パラメータ並びにその他のパラメータ量子化器及び予測器の状態変数などの情報）を現在のフレームの符号化処理の結果を反映するように更新する処理が行われる。
【００６０】
次に、ステップＳＴ４０２において、フレーム消失後符号化部１２１により直前のフレームにおいてフレーム消失補償処理が行われた場合のフレーム消失後符号化処理が行われる。この場合に、まず、直前のフレームにおいてフレーム消失補償処理を行った場合に得られるフレーム消失後符号化部１２１の内部状態情報を生成する処理を行って、その内部状態情報を用いてフレーム消失後符号化処理が行われる。ステップＳＴ４０２におけるフレーム消失後符号化処理は、ステップＳＴ４０１において行われる符号化処理と全く同じであっても良いが、フレーム消失による影響が大きい音源パラメータのみの符号化に限定すれば、伝送する情報量や符号化に要する演算量を抑えることができる。より具体的には、ＬＳＰパラメータなどのスペクトルパラメータは符号化せず（ＳＴ４０１で符号化したスペクトルパラメータ符号化情報を利用することを想定）、音源パラメータである適応符号帳、固定符号帳、両符号帳に対するゲイン量子化情報を符号化する。音源パラメータの符号化方法は、従来からある方法と同様に行えば良いが、全ての音源パラメータの符号化を行っても良いし、フレーム消失の影響を受けやすい一部の音源パラメータのみに限定した符号化を行っても良い。例えば、固定符号帳は符号化せず（ＳＴ４０１で符号化した固定符号帳符号化情報を利用することを想定）、適応符号帳とゲイン情報のみの符号化処理を行う構成とすれば伝送する情報量や演算量の増加を最小限に抑えることが可能となる。またさらに、適応符号帳（ピッチ）の探索範囲をＳＴ４０１で符号化された適応符号帳（ピッチ）の近傍に限定する構成を備えれば、さらに伝送する情報量や符号化演算量の増加を削減することも可能となる。
【００６１】
なお、直前のフレームのみが消失フレームであるとする前提で符号化処理を行う場合に加えて、連続して数フレームが消失した場合又は過去の数フレームにおけるフレーム消失のパターンを複数種類だけ想定し、それぞれに対する符号化情報を伝送するようにすれば色々なケースへの対応が可能となり、フレーム消失に対するロバスト性が高まる。
【００６２】
次に、ステップＳＴ４０３において、ステップＳＴ４０１の符号化処理で得られた音声符号化情報ＣとステップＳＴ４０２の符号化処理で得られた音声符号化情報Ｃ’との多重化及びパケット化処理が行われる。多重化及びパケット化処理においては、ＣＲＣなどを用いた誤り保護処理及び誤り訂正符号などが付加されるチャネル符号化処理が施される。
【００６３】
次に、音声復号化装置１１６の動作について図１及び図３と共に図５を参照して詳細に説明する。図５は、音声復号化装置１１６の動作を説明するためのフロー図である。
【００６４】
図５に示すように、まず、ステップＳＴ５０１において、フレーム消失監視部１２４により復号するフレームが消失フレームか否かの判定が行われる。フレーム消失監視部１２４は、受信パケットをバッファリングしているバッファに次のフレームの符号化情報が格納されているパケットが到着していれば正常フレームであると判定し、パケットが到着していなければ消失フレームと判定する。ステップＳＴ５０１において消失フレームであれば、ステップＳＴ５０２へ進み、正常フレームであればステップＳＴ５０３へ進む。
【００６５】
ステップＳＴ５０１において消失フレームである時に、ステップＳＴ５０２において、音声復号化部１２７がフレーム消失補償処理を行う。音声復号化部１２７は、一般的には直前のフレームで受信した符号化パラメータを繰り返し用いたり、又は、直前の復号化パラメータを繰り返し用いたりするような処理を行う。具体的なフレーム消失補償処理については、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２９などに開示されている。音声復号化部１２７は、フレーム消失補償処理によって現フレームの復号音声信号を生成し、次フレームのための内部状態情報の更新処理を行って復号化処理を終了する。
【００６６】
ステップＳＴ５０１において正常フレームであると判定された時に、ステップＳＴ５０３において多重化情報分離部１２３により受信した多重化情報（パケット情報）の分離を行う。この処理によって、音声符号化情報Ｃ、Ｃ’が取り出される。次に、ステップＳＴ５０４において音声復号化部１２７がフレーム消失直後であるか否かの判定を行う。ステップＳＴ５０４においてフレーム消失直後である時にステップＳＴ５０５へ進み、フレーム消失直後でない時にステップＳＴ５０６へ進む。
【００６７】
なお、音声復号化装置１１６において、過去の数フレームのフレーム消失状況を判定するようにして、複数種類のフレーム消失パターンに対応するようにすればロバスト性がより高まる。
【００６８】
ステップＳＴ５０４においてフレーム消失直後である時に、ステップＳＴ５０５において音声復号化部１２７が消失後フレーム復号化処理を行う。この消失後フレーム復号化処理は、音声符号化情報Ｃ’を用いる復号化処理のことである。音声復号化部１２７は、復号化処理後に次フレームの復号化処理に必要となる内部状態情報の更新を行って復号化処理を終了する。
【００６９】
ステップＳＴ５０４においてフレーム消失直後でない時に、ステップＳＴ５０６において音声復号化部１２７が通常フレーム復号化処理を行う。この通常フレーム復号化処理は、音声符号化情報Ｃを用いる復号化処理のことである。音声復号化部１２７は、通常フレーム復号化処理後に次フレームの復号化処理に必要となる内部状態情報の更新を行って復号化処理を終了する。
【００７０】
なお、本発明は、前記音声信号送信装置及び前記音声信号受信装置の少なくとも１つを具備する移動通信システムにおける基地局装置及び移動局装置を得ることができる。また、本発明は、前記音声信号送信装置及び前記音声信号受信装置の動作を実行する音声信号伝送プログラムを含んでいる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、音声信号送信装置の側において音声信号に過去にフレームの消失が生じたことを前提として前記音声信号の音声符号化処理を行って第２の音声符号化情報を生成して送信し、かつ、音声信号受信装置の側においてフレーム消失直後のフレームにおいて前記第２の音声符号化情報を復号化するため、フレーム消失直後における音声信号送信装置及び音声信号受信装置の内部状態を一致させることができるから、フレーム消失直後の復号音声信号の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る音声信号伝送システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る音声伝送システムの音声符号化装置を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る音声伝送システムの音声復号化装置を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態に係る音声伝送システムの音声符号化装置の動作を説明するためのフロー図
【図５】本発明の一実施の形態に係る音声信号伝送システムの音声復号化装置の動作を説明するためのフロー図
【図６】従来の音声信号伝送システムの構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１  音声信号送信装置
１０２  音声信号受信装置
１０３  入力装置
１０４  ＡＤ変換装置
１０５  音声符号化装置
１０６  符号処理装置
１０７  ＲＦ変調装置
１０８  送信装置
１０９  アンテナ
１１０  音声信号
１１１、１１１’  電波
１１２  アンテナ
１１３  受信装置
１１４  ＲＦ復調装置
１１５  信号処理装置
１１６  音声復号化装置
１１７  ＤＡ変換装置
１１８  出力装置
１１９  音波
１２０  通常フレーム符号化部
１２１  フレーム消失後符号化部
１２２  多重化部
１２３  多重化情報分離部
１２４  フレーム消失監視部
１２５  遅延部
１２６  切替スイッチ
１２７  音声復号化部
２０１  符号化部
２０２  遅延部
２０３  符号化部
２０４  遅延部
２０５  フレーム消失補償処理部
３０１  復号化部
３０２  フレーム消失補償処理部
３０３  遅延部
３０４、３０５  切替スイッチ
【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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