CN1893284A - 声音再现装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够覆写所丢失的帧而不会使声音的品质降低、不会增大计算量的声音再现装置。该声音再现装置，具有：覆写缓冲器6，其按时间序列配置声音数据的多个正常样本，并反复覆写按时间序列接收的多个正常帧的后半帧；检测单元11，其检测声音数据的异常；逆帧生成单元12，生成具有前半补全样本的前半逆帧，该前半补全样本按时间序列的相反顺序配置紧接该异常的检测之前的正常帧的后半帧的正常样本；正帧生成单元13，其生成具有后半补全样本的后半正帧，该后半补全样本按时间序列的顺序配置后半帧的正常样本；输出单元14，其输出正常帧，其次输出前半逆帧，再次输出后半正帧。

Description

声音再现装置
技术领域
本发明涉及再现数字化的声音数据的声音再现装置。
背景技术
近年来，在数字通信中，由于不仅声音数据而且伴随着图像数据数据量增大了，故声音数据和图像数据都要压缩后再进行发送接收。因此，这样的声音数据称作数字声音压缩流，且当接收到这样的声音数据后，可以将其从图像数据中分离出来，相对压缩进行解码，并进行数模转换，而作为声音再现。
例如，在采样频率为48kHz的MPEG(Moving Picture Expert Group，运动图像专家组)声音的情况下，当数字声音压缩流从图像数据被分离出并被解码后，就转换成具有相当于24ms时间的多个PCM(Pulse CodedModulation，脉冲编码调制)数据的帧。在这里，在存在着数字声音压缩流内的声音数据未被正常地接收等异常的情况下，就不能生成PCM数据，结果就变成为会产生丢失含有该PCM数据的帧这样的帧的异常。
因此，为了补全该帧的异常，虽然采用了生成由电平为0的PCM数据构成的帧的方法，但是，在该方法中，因所再现的声音数据不连续地变化，而存在着产生爆裂声、喀哒声等声音噪声的可能性。为此，就存在着声音的品质降低这样的问题。于是，虽然存在着利用滤波器将该不连续的声音数据变换成将会成为平滑的声音波形的声音数据的方法，但是，由于会使处理装置的计算量增大，故存在着不实用这样的问题。此外，还提出有用在丢失发生之前记录的帧补全所丢失的帧的方法(例如，参见专利文献1)。
[专利文献1]特开平9-27757号公报。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够补全所丢失的帧而不会使声音的品质降低、不会增大计算量的声音再现装置。
根据本发明的一种方式，提供一种声音再现装置，其特征在于，具有：覆写缓冲器，其按时间序列配置声音数据的多个正常样本，并反复覆写按时间序列接收的多个正常帧的后半帧；检测单元，其检测声音数据的异常；逆帧生成单元，其生成具有前半补全样本的前半逆帧，该前半补全样本按时间序列的相反顺序配置紧接该异常的检测之前的正常帧的后半帧的正常样本；正帧生成单元，其生成具有后半补全样本的后半正帧，该后半补全样本按时间序列的顺序配置后半帧的正常样本；输出单元，其输出正常帧，其次输出上述前半逆帧，再次输出后半正帧。
如上所述，如果采用本发明的一种方式，则可以提供能够补全所丢失的帧而不会使声音的品质降低、不会增大计算量的声音再现装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的声音再现装置的结构图；
图2是本发明的一个实施例的声音再现方法的流程图；
图3是本发明的一个实施例的声音再现方法的出错恢复处理的流程图；
图4是覆写缓冲器的结构图；
图5是输出缓冲器的结构图；
图6是利用本发明的一个实施例的声音再现装置生成的声音的波形图；
图7是利用本发明的一个实施例的声音再现装置生成的声音的波形图；以及
图8是本发明的一个实施例的声音再现装置的输出缓冲器的结构图。
标号说明
1：声音再现装置；2：声音压缩流输入装置；3：流存储用缓冲器；4：声音解码器；5：输出PCM存储用缓冲器；6：覆写缓冲器；7：输出缓冲器；8：PCM输出处理单元；9：D/A转换器；10：补全单元；11：检测单元；12：逆帧生成单元；13：正帧生成单元；14：输出单元；15：淡出单元；16：淡入单元；17：出错次数阈值的设定单元；18：帧出错连续次数的设定单元；19：帧出错连续次数的判定单元；20：无音设定单元；21、31、41：获取用指针的设定单元；22、32、42：存储用指针的设定单元；23、33、43：获取单元；24、34、44：存储单元；25、45：弱音率的设定单元；26、46：求积单元。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施例进行说明。另外，以下虽然是根据附图说明本发明的实施例，但是，这仅是图解的目的，本发明并不限于这些附图。在以下的附图的记载中，对于那些相同或类似的单元，赋予相同或类似的标号。此外，还应当注意，附图是示意性的，其时间与平面尺寸之间的关系、各个时间的比例等与实际的是不同的。
如图1所示，实施例的声音再现装置1，具有：声音压缩流输入装置2、流存储用缓冲器3、声音解码器4、输出PCM存储用缓冲器5、PCM输出处理单元8、数模(D/A)转换器9和补全单元10。
声音压缩流输入装置2，是在以硬盘驱动器(HDD)、数字通用盘(DVD)等为代表的存储媒体、数字广播中，从图像数据分离出与图像数据的信号复用的声音压缩数据作为数字声音压缩流并输出数字声音压缩流的装置。
流存储用缓冲器3，存储并保持所输入的数字声音压缩流。
声音解码器4，从流存储用缓冲器3以被称为基本流(ES)的声音数据的形式输入数字声音压缩流。声音解码器4生成对ES相对压缩进行解码后的PCM声音数据D1。在例如采样频率为48kHz的MPEG声音的情况下，ES变换成相当于每帧时间为24ms的声音波形的PCM声音数据D1的多个样本。该每帧时间的变换后的PCM声音数据D1的多个样本的样本束称作帧。在帧内，PCM声音数据D1的多个样本按时间序列进行配置。此外，因声音波形的连续性，声音解码器4必须按时间序列接收多个帧，并对每一帧都在24ms的帧时间以内完成解码。此外，声音解码器4也可以通过在上一次帧的解码时同时生成并保持中间数据，在下一次帧的解码时使用该中间数据，而以使帧间的声音波形平滑地连续的方式生成PCM声音数据D1的多个样本。
输出PCM存储用缓冲器5，存储并保持所生成的PCM声音数据D1的多个样本。输出PCM存储用缓冲器5，具有覆写缓冲器6和输出缓冲器7。覆写缓冲器6按照其时间序列的顺序反复覆写按时间序列接收的多个帧的后半帧。输出缓冲器7存储为了向PCM输出处理单元8输出而补全的所生成的PCM声音数据D1，并向PCM输出处理单元8输出。
PCM输出处理单元8对PCM声音数据D1，进行例如声音的音量调整、使声音具有各种各样的效果、现场感等的过滤、3D处理等。
D/A转换器9，对PCM声音数据D1进行数模转换，生成具有模拟的声音波形的声音信号D2。声音信号D2作为声音从扬声器输出。
补全单元10具有：检测单元11、逆帧生成单元12、正帧生成单元13、输出单元14、淡出单元15和淡入单元16。
检测单元11，检测声音数据的正常和异常。例如，在广播电台使用的数据发送器或传送系统中存在某种异常的情况下，ES数据就会不能正常地在解码开始预定时刻到达。此外，有时候还会出现应当作为输入提供给声音再现装置1的数字声音压缩流不足、出错等情况。在这些情况下，由于不能用声音解码器4进行解码处理，故不能生成帧，从而检测单元11将检测出帧的丢失这样的帧的异常。此外，检测单元11，能够在帧的异常的检测之后，检测出不包括异常的正常帧。
逆帧生成单元12，具有：获取用指针的设定单元21、存储用指针的设定单元22、获取单元23和存储单元24。逆帧生成单元12，生成前半逆帧，该前半逆帧具有前半补全样本，该前半补全样本是按时间序列的逆顺序配置紧接检测单元11的异常的检测之前的正常帧的后半帧的正常样本而构成的。
正帧生成单元13，具有：获取用指针的设定单元31、存储用指针的设定单元32、获取单元33和存储单元34。正帧生成单元13，生成前半正帧，该前半正帧具有前半补全样本，该前半补全样本是按时间序列的顺序配置紧接检测单元11的异常的检测之前的正常帧的后半帧的正常样本而构成的。
输出单元14，输出正常帧，其次输出前半逆帧，再次输出后半正帧。此外，当检测单元11在声音数据的异常的检测之后检测出声音数据的正常时，输出单元14，接着后半正帧，输出在异常的检测之后接收到的正常帧。输出单元14具有：出错次数阈值的设定单元17、帧出错连续次数的设定单元18、帧出错连续次数的判定单元19和无音设定单元20。输出单元14，在交替地反复输出前半逆帧和后半正帧之后，输出相当于无音的样本。
淡出单元15，具有弱音率(mute rate)的设定单元25和求积单元26。淡出单元15，使前半逆帧的前半补全样本和后半正帧的后半补全样本淡出。
淡入单元16，具有获取用指针的设定单元41、存储用指针的设定单元42、获取单元43、存储单元44、弱音率的设定单元45和求积单元46。淡入单元16，使有在异常的检测之后接收的正常帧的多个正常样本淡入。
实施例的声音再现方法，使用图1的声音再现装置来实现。如图2和图3所示，在步骤S1，声音压缩流输入装置2，输入数字声音压缩流，并使之存储在流存储用缓冲器3内。声音解码器4，从流存储用缓冲器3读出数字声音压缩流，并生成正常帧。如图4所示，覆写缓冲器6可以存储帧的后半帧的所有样本a1～an。样本a1～an可按照反映时间序列的排列进行存储。具体地说，每次各一个地从上开始设定写入指针P1，且每当进行该设定时，从时间序列较早的样本开始依次进行存储。此外，当声音解码器4生成接着的正常帧后，覆写缓冲器6将该接着的正常帧的后半帧的样本a1～an覆写到前边的正常帧的后半帧的样本a1～an上，进行存储。
在步骤S2，当检测单元11检测到声音数据的数字声音压缩流的异常后，在步骤S3，出错次数阈值的设定单元17设定作为声音解码器4不能连续地生成正常帧的帧出错连续次数所允许的最大值的出错次数阈值。例如，设定1～100，作为出错次数阈值。帧出错连续次数的设定单元18将初始值零(0)设定为帧出错连续次数。帧出错连续次数的判定单元19判定帧出错连续次数是否大于出错次数阈值。如果大于则前进到步骤S25，生成无音帧，如果不大于则前进到步骤S4，生成补全帧。
在步骤S4，帧出错连续次数的判定单元19，判定帧出错连续次数是否为0。如果帧出错连续次数为0，则前进到步骤S6，且在步骤S6，弱音率的设定单元25将弱音率设定为1。如果帧出错连续次数不为0，则前进到步骤S5。
在步骤S5，弱音率的设定单元25，将弱音率设定为在上一次的帧的异常检测时的最后所使用的弱音率。
在步骤S7，弱音率的设定单元25，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量是弱音率的初始值1除以出错次数阈值与帧样本数之积所得到的值。
在步骤S8，获取用指针的设定单元21，将图4的获取用指针P2设定到覆写缓冲器6的最后的样本an。此外，存储用指针的设定单元22，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S9，循环A开始。在循环A中，利用图1的逆帧生成单元12生成前半逆帧。循环A由步骤S9和S14间的步骤S10～S13构成。循环次数是帧样本数的一半n。
在步骤S10，获取单元23对获取用指针P2所指示的样本an进行1个样本获取，且获取用指针设定单元21使获取用指针P2向反方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本an-1。
在步骤S11，求积单元26，计算将弱音率与样本an的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S12，弱音率的设定单元25，将从弱音率中减去了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。
在步骤S13，存储单元24将步骤S11的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。存储用指针的设定单元22使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
在步骤S14，由于循环A的第1次循环结束，故以后使循环A同样地循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数第2个样本an-1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数第3个样本an-2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第3个存储区域b3内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数为第n个从上数为第1个的样本a1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数的一半第n个存储区域bn内。
在步骤S15，循环B开始。在循环B中，利用图1的正帧生成单元13生成后半正帧。循环B由步骤S15与S20之间的步骤S16～S19构成。循环次数是帧样本数的一半n。
在步骤S16，获取单元33对获取用指针P2所指示的从上开始第1个样本a1进行1个样本获取，获取用指针的设定单元31使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本a2。
在步骤S17，求积单元26，计算将弱音率与样本a1的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S18，弱音率的设定单元25，将从弱音率中减去弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。
在步骤S19，存储单元34将步骤S17的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域bn+1内。存储用指针的设定单元32使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域bn+2。
在步骤S20，由于循环B的第1次循环结束，故以后使循环B同样地循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上开始数第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第n+2个存储区域bn+2内。将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上开始数第3个样本a3的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第n+3个存储区域bn+3内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上开始数为第n个从下开始数为第1个的样本an的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。
在步骤S21，帧出错连续次数的设定单元18，将已对帧出错连续次数加1后的值重新设定为帧出错连续次数。
在步骤S22，输出缓冲器7将读取指针P4设定到开头的存储区域b1，读出存储在存储区域b1内的声音数据，并输出到PCM输出处理单元8。以下同样地，从存储区域b1到bm依次设定读取指针P4。从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都读出存储在读取指针P4所设定的存储区域b1到bm内的声音数据。
在步骤S23，检测单元11判定是否检测到了不包括异常的正常帧。在检测到了正常帧的情况下，前进到步骤S24的出错恢复处理。出错恢复处理的内容在图3中详细地进行说明。在步骤S24的出错恢复处理之后，返回到步骤S1。在未检测到正常帧的情况下，返回到步骤S3。
另外，在前进到步骤S25的情况下，在步骤S25，循环C开始。在循环C中，利用图1的无音设定单元20生成无音帧。循环C由步骤S25和步骤S27之间的步骤S26构成。循环次数是帧样本数。
在步骤S26，无音设定单元20将存储用指针P3设定到开头的存储区域b1，并在存储区域b1内存储0。以下同样地，从存储区域b1到bm依次设定存储用指针P3。从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都在存储用指针P3所设定的存储区域b1～bm内存储0。
下面，详细地说明步骤S24的出错恢复处理。出错恢复处理可用图1的淡入单元16来实现。另外，设覆写缓冲器6的存储区域具有帧样本数2n个的量。设覆写缓冲器6将最近所检测到的正常帧整个存储为1帧。
首先，在步骤S31，弱音率的设定单元45，将在步骤S17中上一次最后使用的弱音率设定为弱音率的初始值。
在步骤S32，弱音率的设定单元45，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量，是1减去弱音率的初始值后的值除以帧样本数所得到的值。
在步骤S33，获取用指针的设定单元41，将图4的获取用指针P2设定到覆写缓冲器6的开头的样本a1。此外，存储用指针的设定单元42，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S34，循环D开始。在循环D中，利用图1的淡入单元16生成紧接之后的正常帧。循环D由步骤S34和S39之间的步骤S35～S38构成。循环次数是帧样本数。
在步骤S35，获取单元43对获取用指针P2所指示的样本a1进行1个样本获取，且获取用指针设定单元41使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本a2。
在步骤S36，求积单元46，计算弱音率与样本a1的样本值相乘后的求积值。
在步骤S37，弱音率的设定单元45，将弱音率加上弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。
在步骤S38，存储单元44将步骤S36的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。存储用指针的设定单元42使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
在步骤S39，由于循环D的第1次循环结束，故以后使循环D同样地循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第3个样本a3的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第3个存储区域b3内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2n个样本a2n的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。
在步骤S40，输出缓冲器7将读取指针P4设定到开头的存储区域b1，读出存储在存储区域b1内的声音数据，并输出到PCM输出处理单元8。以下同样地，从存储区域b1到bm依次设定读取指针P4。从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都读出存储在读取指针P4所设定的存储区域b1到bm内的声音数据。
另外，在图2的步骤S2中，每当对图5的缓冲器5输入帧时，特别是在检测到正常帧的情况下，也可以将帧的样本a1～a2n存储到输出缓冲器7的存储区域b1～bm内。若如此，在循环D中，通过将覆写缓冲器6看作是输出缓冲器7，将获取用指针P2看作是存储用指针P3，而在循环D中就可以不使用覆写缓冲器6。因此，实施例中的覆写缓冲器6只要具有帧样本数的一半的存储区域即可。
[实施例1]
在实施例1中，对使用图1的声音再现装置和图2及图3的声音再现方法的声音再现方法进行说明。如图6所示，向图1的缓冲器5输入输出多个正常帧，在帧中发生异常紧接之前的正常帧，是紧接之前的正常帧。因异常的发生，而生成了补全帧1～4和无音帧。在这些补全帧1～4和无音帧的生成之后，检测到正常帧，并将该正常帧作为紧接之后的正常帧从缓冲器5输出。
在向图1的缓冲器5输入了正常帧的情况下，在图2的步骤S1，覆写缓冲器6存储正常帧的后半帧的所有样本a1～an。假设接着也输入进来正常帧。在紧接之前的正常帧输入到缓冲器5中时，在步骤S1，覆写缓冲器6将紧接之前的正常帧的后半帧的全部样本a1～an覆写存储到正常帧的后半帧的所有样本a1～an上。
假定在步骤S2，检测单元11在紧接之前的正常帧之后，检测到帧的异常。
在步骤S3，将出错次数阈值设定为4。将初始值0设定为帧出错连续次数。判定帧出错连续次数0是否大于出错次数阈值4。由于不大于，故前进到步骤S4，此后生成补全帧1。
在步骤S4，判定帧出错连续次数0是否为0。由于帧出错连续次数为0，故前进到步骤S6，并在步骤S6将弱音率设定为1。
在步骤S7，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量是弱音率的初始值1除以出错次数阈值4与帧样本数2n的积所得到的值。
在步骤S8，将图4的获取用指针P2设定到覆写缓冲器6的最后的样本an。此外，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S9，循环A开始。在循环A中，生成补全帧1的前半逆帧。
在步骤S10，对获取用指针P2所指示的样本an进行1个样本获取，并使获取用指针P2向反方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本an-1。
在步骤S11，计算将弱音率1与样本an的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S12，将从弱音率1中减去了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。如果如上所述地使弱音率变化，则弱音率，如图6所示，对于每一个存储区域b1～bm都各减小一个弱音率的变化量，从而与和出错次数阈值的值4相同数的补全帧的最后的补全帧4的最后的存储区域bm对应的弱音率的大小，将变成为0或弱音率的变化量。
在步骤S13，将步骤S11的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
以下同样地，使循环A循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数第2个样本an-1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数为第n个从上数为第1个的样本a1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数的一半第n个存储区域bn内。这样，由于在补全帧1的前半逆帧中弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧1的前半逆帧的声音波形D2，将成为使紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2折返回来的波形。因此，补全帧1的前半逆帧的声音波形D2，就会与紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2连续。
在步骤S15，循环B开始。在循环B中，生成补全帧1的后半正帧。
在步骤S16，对图4的获取用指针P2所指示的、从上数第1个样本a1进行1个样本获取，并使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本a2。
在步骤S17，计算将弱音率与样本a1的样本值相乘后的求积值。
在步骤S18，将从弱音率中减去了弱音率的变化量后的值，重新设定为弱音率。由此，弱音率在后半正帧中也将继续下降。
在步骤S19，将步骤S17的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域bn+1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域bn+2。
以下同样地，使循环B循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上数第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第n+2个存储区域bn+2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上数为第n个从下数为第1个的样本an的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。这样，由于在补全帧1的后半正帧中弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧1的后半正帧的声音波形D2，是将紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2平行移动后的波形，成为使补全帧1的前半逆帧折返回来的波形。因此，补全帧1的后半正帧的声音波形D2，就会与紧接之前的补全帧1的前半逆帧的声音波形D2连续。
在步骤S21，将已对帧出错连续次数0加上了1后的值1重新设定为帧出错连续次数。
在步骤S22，读出补全帧1的声音数据D2。由于补全帧1的声音数据D2逐渐地变小，而且与紧接之前的正常帧的声音数据连续，故难于产生噪音。
在步骤S23，在帧的异常的检测之后，判定是否已检测到不包括异常的正常帧。由于未检测到正常帧，故返回到步骤S3。
接着，再次执行步骤S3～S23，生成补全帧2。补全帧2与补全帧1同样具有前半逆帧和后半正帧。在补全帧2的前半逆帧中，由于弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧2的前半逆帧的声音波形D2，是使紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2折返回来的波形，成为使补全帧1的后半正帧折返回来的波形。因此，补全帧2的前半逆帧的声音波形D2，就会与紧接之前的补全帧1的后半正帧的声音波形D2连续。在补全帧2的后半正帧中，由于弱音率将逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧2的后半正帧的声音波形D2，是将紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2平行移动后的波形，成为使补全帧2的前半逆帧折返回来的波形。因此，补全帧2的后半正帧的声音波形D2就将与紧接之前的补全帧2的前半逆帧的声音波形D2连续。在步骤S23，由于未检测到正常帧，故再次返回到步骤S3。
此外，执行步骤S3～S23，生成补全帧3。补全帧3也具有前半逆帧和后半正帧。补全帧3的前半逆帧的声音波形D2，将与紧接之前的补全帧2的后半正帧的声音波形D2连续。补全帧3的后半正帧的声音波形D2将与紧接之前的补全帧3的前半逆帧的声音波形D2连续。在步骤S23，由于未检测到正常帧，故将再次返回到步骤S3。
此外，执行步骤S3～S23，生成补全帧4。补全帧4也具有前半逆帧和后半正帧。补全帧4的前半逆帧的声音波形D2，将与紧接之前的补全帧3的后半正帧的声音波形D2连续。补全帧4的后半正帧的声音波形D2将与紧接之前的补全帧4的前半逆帧的声音波形D2连续。因此，补全帧4的后半正帧的声音波形D2的强度，最后将变成为0。在步骤S23，由于未检测到正常帧，故将再次返回到步骤S3。
在步骤S3，帧出错连续次数到此为止变成为5，判定帧出错连续次数5是否大于出错次数阈值4。由于大于，故前进到步骤S25。
在步骤S25，将图5的存储用指针P3设定到开头的存储区域b1，并在存储区域b1内存储0。以下同样，从存储区域b1到bm，依次设定存储用指针P3。从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都在存储用指针P3所设定的存储区域b1～bm内存储0。由此，生成图6的无音帧。之后，前进到步骤S23。
在步骤S23，在帧的异常的检测之后，判定是否检测到不包括异常的正常帧。如图6所示，由于检测到了正常帧，故前进到步骤S24，然后，进而前进到图3的步骤S31。
在步骤S31，将在步骤S17中上一次最后使用的弱音率的0设定为弱音率的初始值。
在步骤S32，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量是作为弱音率的最大值的最终值1减去弱音率的初始值0后的值除以帧样本数所得到的值。
在步骤S33，将图4的获取用指针P2设定到覆写缓冲器6的开头的样本a1。此外，存储用指针的设定单元42，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S35，对获取用指针P2所指示的样本a1进行1个样本获取，并使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针P2设定到样本a2。
在步骤S36，计算将弱音率与样本a1的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S37，将弱音率加上了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。当这样地使弱音率变化时，弱音率，如图6所示，对于每一个存储区域b1～bm都各增加一个弱音率的变化量，从而与紧接之后的正常帧的最后的存储区域bm对应的弱音率的大小，将变成为作为弱音率的最大值的最终值1。
在步骤S38，将步骤S36的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
以下同样，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2n个样本a2n的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。
在步骤S40，从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都读出存储在读取指针P4所设定的存储区域b1～bm中的声音数据D2。由以上，生成图6的紧接之后的正常帧。在紧接之后的正常帧中，由于弱音率从0逐渐增大到1，故样本值也将从0逐渐增大到小于弱音率的大小。因此，紧接之后的正常帧的声音波形D2，就与无音帧的声音波形D2连续。图2的步骤S24的出错恢复处理结束，返回到步骤S1。
以上，如图6所示，当检测到帧的异常时，声音波形D2淡出，变成为无音波形。此外，当检测到正常帧时，声音波形D2从无音波形淡入。从淡出到淡入为止，这些声音波形D2连续起来。进行实施例1的数字声音压缩流的解码的声音再现装置，在声音压缩数据输入中存在着异常的情况下，可以生成输出PCM数据，该输出PCM数据比起使用滤波器等来计算量减少、而且不存在因声音波形D2成为不连续而引起的声音品质降低。
[实施例2]
在实施例2中，也对使用图1的声音再现装置和图2及图3的声音再现方法的声音再现方法进行说明。如图7所示，向图1的缓冲器5输入输出多个正常帧，在帧中发生异常之前的正常帧，是紧接之前的正常帧。因异常的发生，而生成了补全帧1和2。在这些补全帧1和2的生成之后，检测到正常帧，并将该正常帧作为紧接之后的正常帧从缓冲器5输出，并继续向缓冲器5输入输出正常帧。
在向图1的缓冲器5输入了正常帧的情况下，在图2的步骤S1，覆写缓冲器6存储正常帧的后半帧的所有样本a1～an。接着，当紧接之前的正常帧输入到缓冲器5中时，在步骤S1，覆写缓冲器6将紧接之前的正常帧的后半帧的所有样本a1～an覆写存储到正常帧的后半帧的所有样本a1～an上。
假定在步骤S2，在紧接之前的正常帧的输入之后，检测到帧的异常。
在步骤S3，将出错次数阈值设定为4。将初始值零(0)设定为帧出错连续次数。判定帧出错连续次数0是否大于出错次数阈值4。由于不大于，故前进到步骤S4，结果成为，在之后首先生成补全帧1。
在步骤S4，判定帧出错连续次数0是否为0。由于帧出错连续次数为0，故前进到步骤S6，并在步骤S6将弱音率设定为1。
在步骤S7，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量是弱音率的初始值1除以出错次数阈值4与帧样本数2n之积所得到的值。
在步骤S8，将图4的获取用指针P2设定到覆写缓冲器6的最后的样本an。此外，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S9，循环A开始。在循环A中，生成补全帧1的前半逆帧。
在步骤S10，对获取用指针P2所指示的样本an进行1个样本获取，并使获取用指针P2向反方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本an-1。
在步骤S11，计算将弱音率1与样本an的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S12，将从弱音率1中减去了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。如果如上所述地使弱音率变化，则弱音率，如图7所示，对于每一个存储区域b1～bm都各减小一个弱音率的变化量，从而与和出错次数阈值的值4相同数的补全帧的最后的补全帧4的最后的存储区域bm对应的弱音率的大小，将变成为0或弱音率的变化量。此外，与和出错次数阈值的值4的一半的2相同序号的补全帧2的最后的存储区域bm对应的弱音率的大小将变成为1/2。
在步骤S13，将步骤S11的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
以下同样地，使循环A循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数第2个样本an-1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从下数为第n个从上数为第1个的样本a1的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数的一半第n个存储区域bn内。这样，由于在补全帧1的前半逆帧中弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧1的前半逆帧的声音波形D2，将成为使紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2折返回来的波形。因此，补全帧1的前半逆帧的声音波形D2，就会与紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2连续。
在步骤S15，循环B开始。在循环B中，生成补全帧1的后半正帧。
在步骤S16，对图4的获取用指针P2所指示的、从上数第1个样本a1进行1个样本获取，并使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针设定到样本a2。
在步骤S17，计算将弱音率与样本a1的样本值相乘后的求积值。
在步骤S18，将从弱音率中减去了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。由此，弱音率在后半正帧中也将继续下降。
在步骤S19，将步骤S17的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域bn+1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域bn+2。
以下同样地，使循环B循环规定的次数。由此，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上数第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第n+2个存储区域bn+2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的从上数为第n个从下数为第1个的样本an的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。这样，由于在补全帧1的后半正帧中弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧1的后半正帧的声音波形D2，是将紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2平行移动后的波形，成为使补全帧1的前半逆帧折返回来的波形。因此，补全帧1的后半正帧的声音波形D2，就会与紧接之前的补全帧1的前半逆帧的声音波形D2连续。
在步骤S21，将已对帧出错连续次数0加上了1后的值1重新设定为帧出错连续次数。
在步骤S22，读出补全帧1的声音数据D2。由于补全帧1的声音数据D2逐渐地变小，而且与紧接之前的正常帧的声音数据连续，故难于产生噪音。
在步骤S23，在帧的异常的检测之后，判定是否已检测到不包括异常的正常帧。由于未检测到正常帧，故返回到步骤S3。
接着，再次执行步骤S3～S23，生成补全帧2。补全帧2与补全帧1同样具有前半逆帧和后半正帧。在补全帧2的前半逆帧中，由于弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧2的前半逆帧的声音波形D2，是使紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2折返回来的波形，成为使补全帧1的后半正帧折返回来的波形。因此，补全帧2的前半逆帧的声音波形D2，就会与紧接之前的补全帧1的后半正帧的声音波形D2连续。在补全帧2的后半正帧中，由于弱音率逐渐变小，故样本值也将逐渐变小。此外，补全帧2的后半正帧的声音波形D2，是将紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2平行移动后的波形，成为使补全帧2的前半逆帧折返回来的波形。因此，补全帧2的后半正帧的声音波形D2就将与紧接之前的补全帧2的前半逆帧的声音波形D2连续。在步骤S23，在帧的异常的检测之后，判定是否检测到不包括异常的正常帧。如图7所示，由于检测到正常帧，故前进到步骤S24，进而前进到图3的步骤S31。在步骤S31，相继地将正常帧的样本值存储到输出缓冲器7的存储区域b1～bm内。
在步骤S31，将在步骤S17中上一次最后使用的弱音率的1/2设定为弱音率的初始值。
在步骤S32，计算弱音率的变化量。弱音率的变化量，是作为弱音率的最大值的最终值1减去弱音率的初始值的1/2后的值除以帧样本数所得到的值。
在步骤S33，将图4的获取用指针P2设定到图5的输出缓冲器7的开头的存储区域b1。此外，将图5的存储用指针P3设定到输出缓冲器7的开头的存储区域b1。
在步骤S35，获取获取用指针P2所指示的存储区域b1的样本值，并使获取用指针P2向正方向前进1个样本，从而将获取用指针P2设定到存储区域b2。
在步骤S36，计算将弱音率的1/2与所获取的存储区域b1的样本值相乘所得到的求积值。
在步骤S37，将弱音率加上了弱音率的变化量后的值重新设定为弱音率。当这样地使弱音率变化时，弱音率，如图7所示，对于每一个存储区域b1～bm都各增加一个弱音率的变化量，从而与紧接之后的正常帧的最后的存储区域bm对应的弱音率的大小，将变成为作为弱音率的最大值的最终值1。
在步骤S38，将步骤S36的求积值存储到输出缓冲器7的存储用指针P3所设定的存储区域b1内。使存储用指针P3向正方向前进1个区域，从而将存储用指针P3设定到区域b2。
以下同样，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2个样本a2的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的第2个存储区域b2内。最后，将使之变化了变化量那样的量的弱音率与覆写缓冲器6的第2n个样本a2n的样本值相乘后的求积值存储到输出缓冲器7的帧样本数第2n个存储区域bm内。
在步骤S40，从存储区域b1到bm，每当进行设定时，都读出存储在读取指针P4所设定的存储区域b1～bm中的声音数据D2。以上，图2的步骤S24结束，返回到步骤S1。在步骤S1进行正常帧的覆写。
图7的紧接之后的帧，本来应接在紧接之前的正常帧之后生成，有时却由于某种原因而延迟生成。在该情况下，如果将紧接之后的正常帧配置在紧接之前的正常帧之后，则紧接之后的帧的声音波形D2，就会与紧接之前的正常帧的声音波形D2连续。在这里，由于紧接之后的帧之前的补全帧2的后半正帧的声音波形D2是使紧接之前的正常帧的后半帧的声音波形D2平行移动后的波形，故紧接之后的帧的声音波形D2，就会与补全帧2的后半正帧的声音波形D2连续。另外，该连续即便是加进弱音率也成立。这是因为，如图7所示，与紧接之后的帧的开头的样本值相乘的弱音率，与和补全帧2的后半正帧的最后的样本值相乘的弱音率相等的缘故。在紧接之后的帧中，由于弱音率从1/2逐渐增大到1，故样本值也从1/2逐渐增大到不大于弱音率的大小。因此，紧接之后的帧的声音波形D2，就会与补全帧2的声音波形D2连续。此外，紧接之后的帧的声音波形D2，还将与紧接之后的帧的后面的正常帧的声音波形D2连续。图2的步骤S24的出错恢复处理结束，返回到步骤S1。
以上，如图7所示，当对帧检测到异常时，声音波形D2淡出，然后，当检测到正常帧时，声音波形D2淡入。从淡出到淡入为止，这些声音波形D2连续起来。进行实施例2的数字声音压缩流的解码的声音再现装置，在声音压缩数据输入中存在着异常的情况下，可以生成输出PCM数据，该输出PCM数据比起使用滤波器等来计算量减少、而且不存在因声音波形D2成为不连续而引起的声音品质降低。
[实施例3]
在实施例3中，对可代替实施例1和2的覆写缓冲器6和输出缓冲器7的输出缓冲器进行说明。
如图8所示，输出缓冲器具有写入指针、读取指针、获取用指针和存储用指针。
输出缓冲器，使用写入指针从上开始按照顺序存储所生成的多个正常帧的样本值。与正常帧同样，紧接之前的正常帧的样本值也按照顺序存储到正常帧的样本值之后。特别地，紧接之前的正常帧的后半帧的样本值a1～an，如图8所示那样进行存储。存储有该样本值a1～an的存储区域相当于实施例1和2的覆写缓冲器6。也就是说，可以考虑在输出缓冲器内生成覆写缓冲器6，从而输出缓冲器具有覆写缓冲器6。但是，究竟在输出缓冲器的哪个存储区域生成覆写缓冲器6，取决于检测到帧的异常的时期而变动。
在样本值an下面的存储区域b1～bm中，确保补全帧的样本值的存储区域。生成前半逆帧和后半正帧。在前半逆帧的生成中，首先，将获取用指针设定到存储有样本值an的存储区域，从而成为将存储用指针设定到存储区域b1。以下，可以与实施例1同样地生成前半逆帧。在后半正帧的生成中，首先，将获取用指针设定到存储有样本值a1的存储区域，从而成为将存储用指针设定到存储区域bn+1。以下可以与实施例1同样地生成后半正帧。
在帧的异常之后检测到正常帧的情况下，将写入指针设定到补全帧或无音帧之下的存储区域，并利用该写入指针从上开始按照顺序存储在异常之后检测到的正常帧的样本值。与实施例1同样，在该存储的同时实现淡入。
从用于输出声音波形的输出缓冲器进行的读出，利用读取指针来进行。读取指针从输出缓冲器的最上部的存储区域每次一个地依次向下面的存储区域移动。每当进行移动时，都读出读取指针所设定的存储区域的样本值。
通过采用实施例3的输出缓冲器，而不需要准备与输出缓冲器分开的覆写缓冲器。

Claims (5)

1.一种声音再现装置，其特征在于，具有：
覆写缓冲器，其按时间序列配置声音数据的多个正常样本，并反复覆写按时间序列接收的多个正常帧的后半帧；
检测单元，其检测上述声音数据的异常；
逆帧生成单元，其生成具有前半补全样本的前半逆帧，该前半补全样本按上述时间序列的相反顺序配置紧接上述异常的检测之前的上述正常帧的上述后半帧的上述正常样本；
正帧生成单元，其生成具有后半补全样本的后半正帧，该后半补全样本按上述时间序列的顺序配置上述后半帧的上述正常样本；
输出单元，其输出上述正常帧，其次输出上述前半逆帧，再次输出上述后半正帧。
2.根据权利要求1所述的声音再现装置，其特征在于，还具有：
淡出单元，其使上述前半补全样本和上述后半补全样本淡出。
3.根据权利要求1或2所述的声音再现装置，其特征在于，
上述检测单元，在上述异常的检测之后，检测上述声音数据的正常；
上述输出单元，接着上述后半正帧，输出在上述异常的检测之后接收的上述正常帧。
4.根据权利要求3所述的声音再现装置，其特征在于，还具有：
淡入单元，其使在上述异常的检测之后接收的上述正常帧所具有的多个上述正常样本淡入。
5.根据权利要求1所述的声音再现装置，其特征在于，
上述输出单元，在交替地反复输出上述前半逆帧和上述后半正帧之后，输出相当于无音的样本。
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