(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、
前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて、前記高域成分の信号を符号化する第１の符号化手段と、
前記低域成分の信号を符号化する第２の符号化手段と、
前記第１及び第２の符号化手段で符号化される前に、前記ディジタル音声信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第１の抑圧手段と、
前記第２の符号化手段で符号化される前に、前記低域成分の信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第２の抑圧手段と、
前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記ディジタル音声信号に対して前記第２の符号化手段により前記低域成分の信号を符号化し、かつ前記第１の抑圧手段を動作させないように制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
前記ディジタル音声信号が無音信号であることを検出する検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記検出手段が無音信号を検出した場合に、前記第１の抑圧手段を動作させないように制御することを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、
前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて前記高域成分の信号を符号化すると共に、前記動作モード信号とは無関係に前記低域成分の信号を符号化する符号化手段と、
前記符号化手段に含まれて、前記ディジタル音声信号の前記高域成分の信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第１の抑圧手段及び前記低域成分の信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第２の抑圧手段を有する抑圧手段と、
前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記第１の抑圧手段を制御して前記高域成分の信号に対する抑圧処理を実行させないようにする制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項４】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、
前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて、前記高域成分の信号を符号化する第１の符号化手段と、
前記低域成分の信号を符号化する第２の符号化手段と、
前記第１及び第２の符号化手段で符号化される前に、受話音声信号に起因して生じ、前記ディジタル音声信号に含まれるエコー成分を抑圧する第１の抑圧手段と、
前記第２の符号化手段で符号化される前に、前記受話音声信号に起因して生じ、前記低域成分の信号に含まれるエコー成分を抑圧する第２の抑圧手段と、
前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記ディジタル音声信号に対して前記第２の符号化手段により前記低域成分の信号を符号化し、かつ前記第１の抑圧手段を動作させないように制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項５】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、
前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて前記高域成分の信号を符号化すると共に、前記動作モード信号とは無関係に前記低域成分の信号を符号化する符号化手段と、
受話音声信号に起因して生じ、前記ディジタル音声信号に含まれるエコー成分を抑圧する抑圧手段と、
前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記抑圧手段を制御して前記高域成分の信号に対する抑圧処理を実行させないようにする制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項６】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理方法において、
前記ディジタル音声信号の高域成分及び低域成分を符号化するか、又は前記ディジタル音声信号の低域成分のみを符号化するかを指示する動作モード信号に応じ、前記動作モード信号が高域成分及び低域成分の符号化を指示する場合は、前記ディジタル音声信号の高域成分及び低域成分に含まれるノイズ成分の抑圧処理を行い、前記動作モード信号が低域成分のみの符号化を指示する場合は、前記ディジタル音声信号の低域成分に含まれるノイズ成分のみの抑圧処理を行い、
前記動作モード信号が高域成分及び低域成分の符号化を指示する場合に、前記ノイズ成分が抑圧されたディジタル音声信号の高域成分及び低域成分を符号化し、
前記動作モード信号が低域成分のみの符号化を指示する場合に、前記ノイズ成分が抑圧されたディジタル音声信号の低域成分を符号化する
ことを特徴とする音声信号処理方法。
【請求項７】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を複数の帯域の信号に分割する分割手段と、
前記分割手段によって分割された帯域毎のディジタル音声信号において、符号化を指示する動作モード信号に応じて少なくとも一つの帯域の信号を符号化する符号化手段と、
受話音声信号に起因して生じ、前記ディジタル音声信号に含まれるエコー成分を抑圧する抑圧手段と、
前記抑圧手段を制御して、前記符号化手段によって符号化される帯域を除く帯域の信号に対する抑圧処理を実行させないようにする制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項８】
ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、
前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、
前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて、前記高域成分の信号を符号化する第１の符号化手段と、
前記低域成分の信号を符号化する第２の符号化手段と、
前記第１及び第２の符号化手段で符号化される前に、前記ディジタル音声信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第１の抑圧手段と、
前記第２の符号化手段に含まれ、符号化される前に、前記低域成分の信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第２の抑圧手段と、
前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記ディジタル音声信号に対して前記第２の符号化手段により前記低域成分の信号を符号化し、かつ前記第１の抑圧手段を動作させないように制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする音声信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には例えば携帯電話等の移動通信分野のディジタル音声通信方式に適用する音声信号処理装置に関し、特に、音声符号化処理でのノイズ抑圧機能およびエコー抑圧機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、例えば携帯電話などの移動通信分野では、ディジタル音声通信方式が応用されている。ディジタル音声通信方式では、音声データを圧縮して伝送するために、音声符号化（圧縮符号化）方式が利用されている。
【０００３】
移動通信分野では、代表的な音声符号化方式としてＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）方式と呼ばれる低ビットレート符号化方式が周知である。このような方式により音声符号化を行なう場合に、音声信号だけでなく、高周囲雑音と呼ぶノイズ成分を含む音声信号を符号化することになる。しかし、ノイズ成分やエコー成分を含む音声信号をそのまま符号化すると、品質が劣化した音声符号化データを生成することが知られている。このため、一般的には、音声符号化回路には、ノイズ成分を抑圧した音声信号のみが入力されるように、ノイズキャンセラと呼ぶノイズ抑圧回路が使用されたり、エコー成分を抑圧した音声信号が入力されるように、エコーキャンセラやボイススイッチといったエコー抑圧回路が使用される。
【０００４】
ノイズキャンセラは、例えば音声信号がないとき、即ち周囲ノイズ信号のみ状態を判定して、その特徴を分析し、音声信号とノイズ成分とが混合している区間で当該特徴を用いてノイズ成分を抑圧するように構成されている。エコーキャンセラは、例えば受話側に音声信号が到来しかつ送話側は何も通話していないとき、即ち受話のシングルトーク状態を判定して、受話から送話への回り込みの音響特性を学習し、当該音響特性を用いて送話側の信号に混入したエコー成分を抑圧するように構成されている。ボイススイッチは、例えば受話と送話で信号パワーを比較してパワーの小さい方にロスを入れて、エコー成分を抑圧するように構成されている。
【０００５】
また、現在の携帯電話で使用されている音声符号化方式は、主として音声信号が存在する帯域に制限されている。近年では、更なる高品質を求めるために、音声信号帯域より広い帯域で音声符号化を行う高域音声符号化方式も標準化されつつある。このような広帯域音声符号化方式においても、ＣＥＬＰ方式を利用することになり、高周囲雑音であるノイズ成分を抑圧するためのノイズキャンセラが必要となったり、エコー成分を抑圧するためのエコーキャンセラやボイススイッチが必要となる。
【０００６】
図１７は、ノイズキャンセラを使用した広帯域音声符号化方式を採用した音声信号処理装置の一般的構成を示すブロック図である。
【０００７】
音声処理装置は、マイクロホン１０に入力された音声信号をＡ／Ｄ変換器１１でディジタル音声信号に変換して、当該ディジタル音声信号から音声符号化データ（ＴＸ）を生成する符号化系と、音声符号化データ（ＲＸ）をＤ／Ａ変換器２１でアナログ信号に変換して、スピーカ２０から音声出力を行なう再生系（復号化系）とに大別される。
【０００８】
符号化系は、マイクロホン１０とＡ／Ｄ変換器１１以外に、ノイズキャンセラ７０、エンコーダ７１及びマルチプレクサ（データ多重部）１４を有する。ノイズキャンセラ７０は、ディジタル音声信号から高周囲雑音であるノイズ成分を抑圧する回路である。エンコーダ７１は、ノイズ成分を抑圧されたディジタル音声信号に対して、所定のアルゴリズム（例えばＣＥＬＰ方式）で圧縮符号化する音声符号化回路である。一方、再生系は、通常ではメモリに格納された音声符号化データを元の音声データに復号化するために、ディマルチプレクサ２３及びデコーダ（音声復号化回路）２２を有する。
【０００９】
ここで、特に広帯域方式のエンコーダ７１は、低域用音声符号化器（Ｌコーダと表記する場合がある）７００と、高域用音声符号化器（Ｈコーダと表記する場合がある）７０１とに分かれている。ところで、ノイズキャンセラ７０を経由したディジタル音声信号は、音声信号としてパワーがなく情報的にもさほど重要でない高域音声信号成分と、その他の低域音声信号成分とに分けられる。ある符号化モード時には、高域の音声信号成分は不要であり、予め音声符号化データから除去する方式がある。このため、マルチプレクサ１４は、低域音声信号成分のみの音声符号化データを出力したり、また高域の音声信号成分も含む音声符号化データを出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、低域用音声符号化器７００と、高域用音声符号化器７０１とに分かれているエンコーダでは、符号化モードに従って、Ｌコーダ７００のみが動作することがある。このような符号化モードでは、ノイズキャンセラ７０は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力される全ての帯域のディジタル音声信号に対してノイズ抑圧処理を実行する必要は無く、低域の音声信号成分のみに対するノイズ抑圧処理でよい。
【００１１】
しかしながら、従来の方式では、低域用音声符号化器７００のみが動作するモード時においても、ノイズキャンセラ７０は全ての帯域のディジタル音声信号に対して処理を実行する。ここで、通常では、ノイズキャンセラ７０、エンコーダ７１、及びマルチプレクサ１４は、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）により構成されている。このため、従来の方式では、ＤＳＰに対して、ノイズキャンセラ７０の機能を実現する上で、過大なデータ処理量やメモリ量が要求されている問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、音声品質の低下を招くことなく、特に符号化系でのノイズキャンセラの機能に要するデータ処理量やメモリ量を削減できるようにして、結果として音声信号処理効率を向上できる音声信号処理装置を提供することにある。
【００１３】
図１８はエコーキャンセラ７２を使用した広帯域音声符号化方式を採用した音声信号処理装置の一般的構成を示すブロック図であるが、Ｌコーダ７００のみが動作する場合は、低域の音声信号成分のみに対するエコー抑圧処理でよく、同様に、データ処理量やメモリ量の削減が望まれる。
【００１４】
また、図１９のようにボイススイッチ７３についても同様のことが望まれる。そこで、エコー抑圧機能に要するデータ処理量やメモリ量についても、これらを削減して音声信号処理効率を向上することを本発明の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の観点は、特に広帯域の音声符号化回路（エンコーダ）とノイズキャンセラとを有する音声信号処理装置において、当該エンコーダに含まれる高域用音声符号化器を動作させないモード時には、高域用ノイズキャンセラ機能を無効する音声信号処理装置に関する。換言すれば、低域用音声符号化器のみを動作させるモード時には、低域用ノイズキャンセラ機能を有効にする音声信号処理装置である。
【００１６】
本発明の観点に従った音声信号処理装置は、ディジタル音声信号を符号化する音声信号処理装置において、前記ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて、前記高域成分の信号を符号化する第１の符号化手段と、前記低域成分の信号を符号化する第２の符号化手段と、前記第１及び第２の符号化手段で符号化される前に、前記ディジタル音声信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記第２の符号化手段で符号化される前に、前記低域成分の信号に含まれるノイズ成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記ディジタル音声信号に対して前記第２の符号化手段により前記低域成分の信号を符号化し、かつ前記第１の抑圧手段を動作させないように制御する制御手段とを備えた構成である。
【００１７】
このような構成により、高域音声信号成分に対する音声符号化処理を実行せずに、低域音声信号成分のみに対する音声符号化処理を実行するときに、低域音声信号成分に対してのみノイズ抑圧処理を実行できる。従って、例えばＤＳＰによりノイズ抑圧処理を実行するような構成では、高域音声符号化処理を実行しないモード時には、ノイズキャンセラの機能に要するデータ処理量やメモリ量を削減することができる。従って、結果として音声信号処理効率を向上できる音声信号処理装置を提供できる。
【００１８】
また、別の本発明の観点は、広帯域のエンコーダとエコー抑圧手段（エコーキャンセラ、ボイススイッチ）とを有する音声信号処理装置において、当該エンコーダに含まれる高域用音声符号化器を動作させないモード時には、高域用エコー抑圧手段の機能を無効する音声信号処理装置に関する。換言すれば、低域用音声符号化器のみを動作させるモード時には、低域用エコー抑圧手段の機能を有効にする音声信号処理装置である。
【００１９】
本発明の観点に従った音声信号処理装置は、ディジタル音声信号を高域成分の信号と低域成分の信号に分割する分割手段と、前記高域成分の信号の符号化を指示する動作モード信号に応じて、前記高域成分の信号を符号化する第１の符号化手段と、前記低域成分の信号を符号化する第２の符号化手段と、受話音声信号に起因して生じ、前記ディジタル音声信号に含まれるエコー成分を抑圧する第１の抑圧手段と、前記受話音声信号に起因して生じ、前記低域成分の信号に含まれるエコー成分を抑圧する第２の抑圧手段と、前記動作モード信号により前記高域成分の信号の符号化が指示されない場合には、前記ディジタル音声信号に対して前記低域成分の信号を符号化し、かつ前記第１の抑圧手段を動作させないように制御する制御手段とを備えた構成である。
【００２０】
このような構成により、高域音声信号成分に対する音声符号化処理を実行せずに、低域音声信号成分に対してのみ音声符号化処理を実行するときに、低域音声信号成分に対してのみエコー抑圧処理を実行できる。従って、例えばＤＳＰによりエコー抑圧処理を実行するような構成では、高域音声符号化処理を実行しないモード時には、エコーキャンセラやボイススイッチの機能に要するデータ処理量やメモリ量を削減することができる。従って、結果として音声信号処理効率を向上できる音声信号処理装置を提供できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の主要構成は、図１６の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように４つのパターンに分類される。図１６（Ａ）は、帯域分割手段によって符号化系の信号を帯域分割した後に低域信号に対して補正を行った後に、高域と低域の各々を符号化する。（Ｂ）は帯域分割手段によって符号化系の信号を帯域分割して、さらに高域と低域の各々を符号化した後に高域符号について補正を行う。（Ｃ）は（Ａ）において低域符号化系の信号を補正する際に、低域復号化後の信号も参照する。（Ｄ）は（Ｂ）において高域符号化系の信号を補正する際に、高域復号化後の信号も参照する。
【００２２】
以上のような構成パターンとすることで、帯域分割前よりも低いサンプリングレートで補正処理を行うことができ、データ処理量やメモリ量を削減することができる。
【００２３】
これを踏まえた上で、以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図である。
【００２５】
本装置は、図１に示すように、大別してディジタル音声信号から音声符号化データ（ＴＸ）を生成する符号化系と、通常ではメモリ１５に格納された音声符号化データ（ＲＸ）を元の音声信号に復号化する再生系（復号化系）とから構成される。
【００２６】
復号化系は、マイクロホン１０に入力された音声信号をディジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、ノイズキャンセラ１２と、エンコーダ１３と、マルチプレクサ（データ多重部）１４とを有する。一方、再生系は、スピーカ２０と、Ｄ／Ａ変換器２１と、デコーダ（音声復号化回路）２２と、ディマルチプレクサ２３とを有する。なお、再生系は、図１に示す従来のものと同様のため説明を省略する。また、符号化系において、ノイズキャンセラ１２、エンコーダ１３、及びマルチプレクサ１４は、通常では、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）により構成されている。
【００２７】
エンコーダ１３は、ディジタル音声信号に対して、所定のアルゴリズム（例えばＣＥＬＰ方式）で圧縮符号化処理して、音声符号化データを生成する音声符号化回路である。エンコーダ１３は広帯域方式の音声符号化回路であり、低域用音声符号化器１３０と、高域用音声符号化器（Ｈコーダと表記する場合がある）１３１とに分かれている。マルチプレクサ１４は、エンコーダ１３により生成された音声符号化データを、伝送路、モデム部または誤り訂正部等の特性に応じた形態に変換してメモリ１５に出力する。
【００２８】
ノイズキャンセラ１２は、エンコーダ１３の動作モードを設定するモード信号（ＨＭ）に従って、ノイズ抑圧機能の有効又は無効を制御される。このモード信号（ＨＭ）は、例えば携帯電話のＣＰＵから出力される信号であり、高域用音声符号化器（Ｈコーダ）１３１を動作させるか否かを決定する。ここでは、便宜的に、「ＨＭ＝１」のときにＨコーダ１３１を動作させて、また「ＨＭ＝０」のときにＨコーダ１３１を動作させないものと想定する。
【００２９】
ノイズキャンセラ１２は、「ＨＭ＝１」のときには動作して、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号に対してノイズ成分を抑圧する。一方、ノイズキャンセラ１２は、「ＨＭ＝０」のときにはノイズ抑圧処理を実行せずに、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号（ＶＳ）をそのまま通過させる。
【００３０】
低域用音声符号化器１３０は、図２に示すように、ダウンサンプル部２０１及び低域符号化器（Ｌコーダ）２０２を含むモジュール２００と、ノイズキャンセラ部２０３とを有する。ダウンサンプル部２０１は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されるディジタル音声信号（ＶＳ）に対して低域処理を行うために所定のサンプル数を削減するようにダウンサンプルする。
【００３１】
ノイズキャンセラ部２０３は、「ＨＭ＝０」のときには、ダウンサンプル部２０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行して、Ｌコーダ２０２に出力する。一方、「ＨＭ＝１」のときには、ノイズキャンセラ部２０３は、ダウンサンプル部２０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行せずに、そのままＬコーダ２０２に通過させる。
【００３２】
（第１の実施形態の動作）
以下図１及び図２を参照して、本実施形態の符号化系の動作を説明する。
【００３３】
例えば携帯電話のＣＰＵからモード信号ＨＭが出力されて、エンコーダ１３の動作モード（ＨＭ＝１／０）が設定される。Ａ／Ｄ変換器１１は、マイクロホン１０に入力された音声信号をディジタル音声信号に変換する。
【００３４】
ここで、高域用音声符号化器（Ｈコーダ）１３１を動作させる動作モードが設定された場合を想定する（ＨＭ＝１）。ノイズキャンセラ１２は、「ＨＭ＝１」のときには動作して、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号に対してノイズ成分を抑圧した後に、エンコーダ１３に出力する。
【００３５】
エンコーダ１３では、Ｈコーダ１３１は高域音声信号に対する符号化処理を実行する。一方、低域用音声符号化器１３０では、「ＨＭ＝１」のときには、ノイズキャンセラ部２０３は、ダウンサンプル部２０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行せずに、そのままＬコーダ２０２に通過させる。但し、ダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）は、前段のノイズキャンセラ１２によりノイズ抑圧処理されている。Ｈコーダ１３１及びＬコーダ２０２の各出力（音声符号化データ）は、マルチプレクサ１４により多重化されてメモリ１５に格納される。
【００３６】
一方、高域用音声符号化器（Ｈコーダ）１３１を動作させない動作モードを設定された場合を想定する（ＨＭ＝０）。ノイズキャンセラ１２は、「ＨＭ＝０」のときにはノイズ抑圧処理を実行せずに、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号（ＶＳ）をそのまま通過させる。Ｈコーダ１３１は非動作状態である。
【００３７】
低域用音声符号化器１３０では、「ＨＭ＝０」のときには、ノイズキャンセラ部２０３は、ダウンサンプル部２０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行して、Ｌコーダ２０２に出力する。Ｌコーダ２０２は、低域用の音声符号化データを生成してマルチプレクサ１４に出力する。
【００３８】
以上のように本実施形態によれば、符号化系の動作モードがＨコーダ１３１を動作させない場合（ＨＭ＝０）、エンコーダ１３の前段に設けられたノイズキャンセラ１２も動作しない状態となる。従って、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号（ＶＳ）をそのまま通過して、エンコーダ１３の低域用音声符号化器１３０に与えられる。
【００３９】
低域用音声符号化器１３０では、「ＨＭ＝０」のときには、ノイズキャンセラ部２０３は動作状態になり、ダウンサンプル部２０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行して、Ｌコーダ２０２に出力する。これにより、低域用音声符号化器１３０は、ノイズ成分が抑圧された低域用ディジタル音声信号から低域用音声符号化データを生成する。
【００４０】
従って、高域用音声符号化器１３１を動作させない動作モード時には、エンコーダ１３の前段に設けられたノイズキャンセラ１２を非動作状態にするため、当該ノイズキャンセラの機能に必要なＤＳＰでのデータ処理量やメモリ量を削減することができる。一方、低域用音声符号化器１３０では、低域用のノイズキャンセラ部２０３が機能するため、音声品質の劣化を招くことなく、低域用音声符号化データを生成することができる。この場合、低域用のノイズキャンセラ部２０３は、ダウンサンプルされた（サンプル数が削減された）ディジタル音声信号に対してノイズ抑圧処理を実行する。従って、ノイズキャンセラ部２０３の機能に必要なＤＳＰでのデータ処理量やメモリ量は、高域のノイズキャンセラ１２を機能させる場合と比較して相対的に削減することができる。
【００４１】
（第２の本実施形態）
図３は、第２の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図である。
【００４２】
本実施形態の符号化系は、高域ノイズキャンセラが無く、低域用ノイズキャンセラ（ＬＮＣ）を含む低域用音声符号化器３００と、高域用ノイズキャンセラ（ＨＮＣ）を含む高域用音声符号化器３０１とを有するエンコーダ３０を備えたものである。なお、再生系（復号化系）は、第１の実施形態（図１を参照）と同様であるため説明を省略する。
【００４３】
当該エンコーダ３０において、低域用音声符号化器３００は、図４に示すように、低域符号化器（Ｌコーダ）４００、ダウンサンプル部４０１、及び低域用ノイズキャンセラ部（ＬＮＣ）４０２を有する。ダウンサンプル部４０１は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されるディジタル音声信号（ＶＳ）に対して低域処理を行うために所定のサンプル数を削減するようにダウンサンプルする。ＬＮＣ４０２は、ダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対して、主に低域の高周囲雑音を抑圧するノイズ抑圧処理を実行する。Ｌコーダ４００は、ＬＮＣ４０２によりノイズ抑圧されたディジタル音声信号（ダウンサンプルされた信号）から低域用の音声符号化データを生成してマルチプレクサ１４に出力する。
【００４４】
一方、高域用音声符号化器３０１は、高域符号化器（Ｈコーダ）５００及び高域用ノイズキャンセラ部（ＨＮＣ）５０１を有する。Ｈコーダ５００は、前述のモード信号ＨＭにより設定される動作モード（ＨＭ＝１／０）に応じて動作するか否かが決定される。即ち、「ＨＭ＝１」のときには、Ｈコーダ５００は動作し、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディジタル音声信号（ＶＳ）の高域音声信号に対する符号化処理を実行する。ＨＮＣ５０１は、高域の高周囲雑音を抑圧するノイズ抑圧処理を実行する。ＨＮＣ５０１及びＬコーダ４００の各出力（音声符号化データ）は、マルチプレクサ１４により多重化されてメモリ１５に格納される。
【００４５】
ここで、「ＨＭ＝０」のときには、Ｈコーダ５００は非動作状態となる。この動作モードでは、低域用音声符号化器３００のみが動作して、Ｌコーダ４００の出力である音声符号化データをマルチプレクサ１４に送出する。
【００４６】
以上のように本実施形態によれば、符号化系の動作モードがＨコーダ５００を動作させない場合（ＨＭ＝０）、高域用音声符号化器３０１は非動作状態となり、低域用音声符号化器３００のみが動作する。従って、「ＨＭ＝０」のときには、低域用音声符号化器３００に含まれるＬＮＣ４０２のみが動作して、ダウンサンプル部４０１でダウンサンプルされたディジタル音声信号（ＶＳ）に対するノイズ抑圧処理を実行する。従って、高域用音声符号化器３０１を動作させない動作モード時には、当該ノイズキャンセラの機能に必要なＤＳＰでのデータ処理量やメモリ量を削減することができる。
【００４７】
（ＶＡＤ機能）
ところで、低域用音声符号化器３００は、図４に示すように、ディジタル音声信号（ＶＳ）から入力された音声が有音または無音を判定するＶＡＤ（Voice Activity  Detection）機能を有し、無音を検出したときに所定のフラグ（ＶＡＤＦ）を高域用音声符号化器３０１に出力する。
【００４８】
高域用音声符号化器３０１では、Ｈコーダ５００の出力は、主として音声信号の高域ゲインに関する音声符号化データである。ＨＮＣ５０１は、当該音声符号化データを処理することにより簡易的にノイズをキャンセルするノイズ抑圧部である。ＨＮＣ５０１は、無音（ＶＡＤＦ＝０）のときには、高域のゲインが雑音信号（ノイズ）のゲインと判断し、Ｈコーダ５００からの出力信号から当該ゲインに応じた値を引き、その結果をマルチプレクサ１４に出力する。一方、ＨＮＣ５０１は、有音（ＶＡＤＦ＝１）のときには、無音（ＶＡＤＦ＝０）のときに差し引いた値をＨコーダ５００の入力から差し引き、その結果をマルチプレクサ１４に出力する。
【００４９】
ここで、低域用音声符号化器３００では、ＶＡＤ機能は、Ｌコーダ４００の内部に設けられている。具体的には、Ｌコーダ４００は、図５（Ａ）に示すように、ＶＡＤ部５０と、有音コーダ部５１と、無音コーダ部５２とを有する。無音コーダ部５２は、ＶＡＤ部５０から無音を示すフラグ（ＶＡＤＦ＝０）が出力されたときに機能する。また、有音コーダ部５１は、ＶＡＤ部５０から有音を示すフラグ（ＶＡＤＦ＝１）が出力されたときに機能する。ＶＡＤ部５０は、当該フラグ（ＶＡＤＦ＝１／０）を高域用音声符号化器３０１のＨＮＣ５０１に出力する。
【００５０】
また、Ｌコーダ４００は、図５（Ｂ）に示すように、ＶＡＤ部５０と、有音コーダ部５１と、無音コーダ部５２と、スイッチ部５３を有する構成でもよい。スイッチ部５３は、ＶＡＤ部５０から無音を示すフラグ（ＶＡＤＦ＝０）が出力されたときに、ディジタル音声信号（ＶＳ）を無音コーダ部５２に転送する。
【００５１】
また、スイッチ部５３は、ＶＡＤ部５０から有音を示すフラグ（ＶＡＤＦ＝１）が出力されたときに、ディジタル音声信号（ＶＳ）を有音コーダ部５１に転送する。ＶＡＤ部５０は、当該フラグ（ＶＡＤＦ＝１／０）を高域用音声符号化器３０１のＨＮＣ５０１に出力する。
【００５２】
（変形例）
図６は、第２の実施形態の変形例に関するブロック図である。
【００５３】
本変形例は、高域用音声符号化器３０１において、例えば携帯電話のＣＰＵからの動作モード信号（ＭＳ）に応じてＨＮＣ５０１の動作を制御する構成である。具体的には、動作モード信号（ＭＳ）としては、例えば音楽用の音声信号を処理するモードを設定する信号である。
【００５４】
高域用音声符号化器３０１では、ＣＰＵから音楽用の音声信号に対する高域符号化処理を実行するときには、ＨＮＣ５０１は動作モード信号（ＭＳ＝１）に応じて動作し、音楽用として有効な高域ノイズの抑圧処理を実行する。
【００５５】
なお、ＣＰＵから設定される動作モード信号（ＭＳ）としては、音楽用に限定されず、各種のモードを設定する場合にも適用できる。
【００５６】
（第３の本実施形態）
図７は、第３の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図であり、図８は図７の低域用音声符号化器１７２及び低域用音声復号化器２２２の構成を示すブロック図である。
【００５７】
本実施形態は、図１と図７の比較、図２と図８の比較からも分かるように、第１の実施形態において、ノイズキャンセラをエコーキャンセラで置き換え、エンコーダ２２から広帯域エコーキャンセラ１６への受話音声信号（ＢＲ信号）入力を加え、低域用音声復号化器２２２から低域用音声符号化器１７２（エコーキャンセラ２０４）へのＬＢＲ信号入力を加えたものである。
【００５８】
エコーキャンセラ１６と２０４はどちらか一方が動作し、高域用音声符号化器１７１の動作時は１６のみが動作し、１７１の非動作時は２０４のみが動作する。従って、高域用音声符号化器１７１の非動作時には、当該エコーキャンセラの機能に必要なＤＳＰでのデータ処理量やメモリ量を削減することができる。
【００５９】
（第４の本実施形態）
図９は、第４の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図であり、図１０は図９のエンコーダ３１の構成を示すブロック図である。
【００６０】
本実施形態は、図３と図９の比較、図４と図１０の比較からも分かるように、第２の実施形態において、ノイズキャンセラをエコーキャンセラで置き換え、低域用音声復号化器２２２から低域用音声符号化器３１２（低域用エコーキャンセラ４０３）へのＬＢＲ信号入力を加え、高域用音声復号化器２２１から高域用音声符号化器３１３（高域用エコーキャンセラ５０２）へのＨＢＲ信号入力を加えたものである。
【００６１】
高域音声符号化器５００が非動作時、高域用エコーキャンセラ５０２は非動作状態となり、低域用エコーキャンセラ４０３のみが動作する。従って、高域用音声符号化器５００が非動作時には、当該エコーキャンセラの機能に必要なＤＳＰでのデータ処理量やメモリ量を削減することができる。
【００６２】
（変形例）
図１１は、第４の実施形態の変形例に関するブロック図である。
【００６３】
本変形例は、高域用音声符号化器３１３において、例えば携帯電話のＣＰＵからの動作モード信号（ＲＢＴ）に応じてＨＥＣ５０２の動作を制御する構成である。具体的には、動作モード信号（ＲＢＴ）としては、例えば電話のプッシュ音、着信メロディーもしくはアラーム音のように周波数的に極端に偏りのある信号を処理するモードを設定する信号である。
【００６４】
ＨＥＣ５０２は動作モード信号（ＲＢＴ＝１）に応じて動作し、ＨＥＣ５０１およびＬＥＣ４０３の学習を停止する。
【００６５】
なお、ＣＰＵから設定される動作モード信号（ＲＢＴ）としては、プッシュ音、着信メロディもしくはアラーム音に限定されず、符号化モード等の各種モードを設定する場合にも適用できる。
【００６６】
また、図７〜図１０におけるエコーキャンセラをボイススイッチに置き換えて、図１２〜図１５に示すような実施形態も考えられる。図１２、図１３は低域ボイススイッチＬＶＳ８１と高域ボイススイッチＨＶＳ８２を組み合わせたものであり、図１４、図１５は高域ボイススイッチと低域ボイススイッチを組み合わせたものである。いずれも高域用音声符号化器が動作しないときに、低域のみのボイススイッチを動作させることにより、データ処理量およびメモリ量を削減することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、特に広帯域の音声符号化回路（エンコーダ）とノイズキャンセラ、エコーキャンセラもしくはボイススイッチのいずれか一つ以上とを有する音声信号処理装置において、音声品質の低下を招くことなく、特に符号化系でのノイズキャンセラ、エコーキャンセラもしくはボイススイッチの機能に要するデータ処理量やメモリ量を削減できる。従って、結果として音声信号処理効率を向上できる音声信号処理装置を提供することができる。
【００６８】
具体的には、高域音声信号成分に対する音声符号化処理を実行せずに、低域音声信号成分のみに対する音声符号化処理を実行するときに、低域音声信号成分に含まれるノイズ成分あるいはエコー成分の抑圧処理を実行できる。従って、例えばＤＳＰによりノイズあるいはエコーの抑圧処理を実行するような構成では、高域音声符号化処理を実行しないモード時には、ノイズキャンセラ、エコーキャンセラもしくはボイススイッチの機能に要するデータ処理量やメモリ量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図２】同実施形態に関する低域用音声符号化器の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図４】同実施形態に関するエンコーダの構成を示すブロック図。
【図５】同実施形態に関するＶＡＤ機能を説明するためのブロック図。
【図６】第２の実施形態の変形例に関するブロック図。
【図７】本発明の第３の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図８】同実施形態に関する低域用音声符号化器の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第４の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図１０】同実施形態に関するエンコーダの構成を示すブロック図。
【図１１】第４の実施形態の変形例に関するブロック図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図１３】同実施形態に関する低域用音声符号化器の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の第６の実施形態に関する音声信号処理装置の要部を示すブロック図。
【図１５】同実施形態に関するエンコーダの構成を示すブロック図。
【図１６】主要構成を示すブロック図。
【図１７】従来の第１の音声信号処理装置の一般的構成を示すブロック図。
【図１８】従来の第２の音声信号処理装置の一般的構成を示すブロック図。
【図１９】従来の第３の音声信号処理装置の一般的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…帯域分割手段
２…補正手段
３…低域符号化手段
４…高域符号化手段
５…低域復号化手段
１０…マイクロホン
１１…Ａ／Ｄ変換器
１２…ノイズキャンセラ
１３，１７，３０，３２，７１…エンコーダ（音声符号化器）
１４…マルチプレクサ
１５…メモリ
１６，７２…広域用エコーキャンセラ
２０…スピーカ
２１…Ｄ／Ａ変換器
２２，２４…デコーダ（音声復号化回路）
２３…ディマルチプレクサ
５０…ＶＡＤ部
７３，８２…広域用ボイススイッチ
８０…高域用ボイススイッチ
８１…低域用ボイススイッチ
１３０，１７３，２０２，２４２，３２０，４００…低域符号化器（Ｌコーダ）
１３１，１７１，２４１，３２１，５００…高域符号化器（Ｈコーダ）
１７２，３００，３１０…低域用音声符号化器
２００，２０５…モジュール
２０１，４０１…ダウンサンプル部
２０３…ノイズキャンセラ部
２０４…低域用エコーキャンセラ部
２２１，７０１…高域復号化器（Ｈデコーダ）
２２２，２２３，２３０，７０２…低域復号化器（Ｌデコーダ）
２３１…アップサンプル部
３０１，３１１…高域用音声符号化器
４０２…低域用ノイズキャンセラ部（ＬＮＣ）
４０３…低域用エコーキャンセラ部（ＬＥＣ）
５０１…高域用ノイズキャンセラ部（ＨＮＣ）
５０２…高域用エコーキャンセラ部（ＨＥＣ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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