CN1898723A - 信号解码装置以及信号解码方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种对可分级编码的信息进行解码时，即使产生了传输差错，也可以抑制较大的异常噪音发生的信号解码装置。在该信号解码装置中，编码信息操作单元(601)对基本层编码信息、第1扩张层编码信息以及第2扩张层编码信息，利用传输差错检测比特来进行差错检测。解码动作控制单元(602)对应于表示差错检测结果和比特率的类型的类型信息，对控制开关(606、607)进行开/关控制，控制采样频率调整单元(608、609)的采样频率。基本层解码单元(603)、第1扩张层解码单元(604)以及第2扩张层解码单元(605)，对应于差错检测结果和比特率，进行编码信息的解码或者帧消失补偿处理。采样频率调整单元(608、609)调整解码信号的采样频率。

Description

信号解码装置以及信号解码方法
技术领域
本发明涉及将输入信号进行可分级编码处理而传输的通信系统所采用的信号解码装置以及信号解码方法。
背景技术
在数字无线通信、网络通信所代表的分组通信或是语音存储等领域中，为了有效地利用电波等的传输路径容量或存储媒体，语音信号的编解码技术不可缺少。对应该需求，至今已研究开发了许多的语音编解码方式。
进而言之，当前，CELP方式的语音编解码方式作为主流方式被实际应用(譬如，非专利文献1)。CELP方式的语音编码方式，基本上是一种存储语音模型并基于预先存储的语音模型将输入语音进行编码处理的方式。
近年，在语音信号、音乐信号的编码中，采用CELP方式，即使从编码信息的一部分中也可以将语音/音乐信号解码，即使在分组发生丢失的情况下也可以抑制音质的恶化的可分级编码技术被研究开发。
其中作为该可分级编码技术的代表，在第1阶层的编码单元将输入信号进行编码处理而取得编码信息。继而将关于上位阶层的残差信号作为第i阶层的输入信号，将其在第i阶层的编码单元进行编码处理而取得编码信息并重复这一步骤的方法广为人知，其中残差信号为第(i-1)阶层(i为大于等于2的整数)的编码单元的输入信号和第(i-1)阶层的编码信息的解码信号之间的差。
在解码经该方法编码的编码信息的解码装置中，依照与编码相反的处理步骤进行解码。
继而，在以往的可分级编码技术的解码装置中，当某阶层发生分组损失(检测出差错)时，采取将其相同阶层的编码信号处理成无声信号，或者使用其相同阶层的前一层以及后一层中至少一层的编码帧的分组所得出的解码结果进行解码处理的方法(譬如专利文献1)。
[专利文献1]日本公开第2003-241799号专利申请
[非专利文献1]M.R.Schroeder，B.S.Atal，“码激励线性预测：低比特率下的高质量语音”，IEEE proc.，ICASSP′85 pp.937-940
发明内容
但是，上述专利文献1的方法，在将差分信号作为对象的可分级编码方式中，因为发生传输差错的阶层与其上位的阶层所处理的信号失去了耦合性，所以会发生异常噪音，因而导致音质出现恶化的问题。
本发明的目的在于针对上述问题点，提供一种对可分级编码的信息进行解码时，具有即使产生了传输差错，也可以保证不产生较大的异常噪音功能的信号解码装置以及信号解码方法。
本发明的信号解码装置是将由n阶层(n为大于等于2的整数)构成的编码信息进行解码的信号解码装置，该装置包括：编码信息操作单元，对所述编码信息按每阶层进行差错检测；解码单元，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；采样频率调整单元，将生成的所有解码信号的采样频率调整为对应于传输时的传输模式的采样频率；加法单元，将经采样频率调整处理的所有解码信号相加。
另外，本发明的信号解码装置，是将由n阶层(n为大于等于2的整数)构成的编码信息进行解码的信号解码装置，包括：编码信息操作单元，对上述编码信息按每阶层进行差错检测的编码信息操作；解码单元，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；采样频率调整单元，将信号的采样频率进行调整；以及加法步骤，将经所述解码单元生成的解码信号与经所述采样频率单元调整采样频率的信号相加；其中所述采样频率调整单元调整信号的采样频率，该信号是第1阶层的解码信号以及从第2阶层开始到第n-1阶层的经所述加法单元相加得来的信号；其中所述加法单元将第i阶层(i为大于等于2小于等于n的整数)的解码信号与第i-1阶层的经采样频率调整的信号相加。
根据本发明，通过调整解码信号的采样频率，并将调整后的信号相加而生成输出信号，即使产生了传输差错，也可以保证不发生较大的异常噪音，并可以在保证充分质量的情况下解码语音/音乐等信号。
附图说明
图1表示包括本发明实施方式1涉及的信号解码装置的系统构成的图；
图2表示在本发明实施方式1涉及的信号解码装置中发送编码信息的信号编码装置的内部结构的方框图；
图3表示图2的信号编码装置的基本层编码单元的内部结构的方框图；
图4表示图2的信号编码装置的基本层解码单元的内部结构的方框图；
图5表示本发明实施方式1涉及的编码信息的数据结构图；
图6表示本发明实施方式1涉及的信号解码装置的内部结构的方框图；
图7表示存储于本发明实施方式1涉及的信号解码装置的编码信息操作单元的表格图；
图8表示存储于本发明实施方式1涉及的信号解码装置的解码动作控制单元的表格图；
图9表示本发明实施方式1涉及的信号解码装置中的编码信息操作单元的差错检测处理步骤的流程图；
图10表示图2的信号解码装置的基本层解码单元的内部结构的方框图；
图11表示在本发明实施方式2涉及的信号解码装置中发送编码信息的信号编码装置的内部结构的方框图；
图12表示本发明实施方式2涉及的信号解码装置的内部结构的方框图；
图13表示存储于本发明实施方式2涉及的信号解码装置的编码信息操作单元的表格图；
图14表示存储于本发明实施方式2涉及的信号解码装置的解码动作控制单元的表格图；
图15表示在本发明实施方式2涉及的对于在中继站中编码信息的阶层数发生变化时存储于信号解码装置的编码信息操作单元的表格图；
图16表示在本发明实施方式2涉及的对于在中继站中编码信息的阶层数发生变化时存储于信号解码装置的解码动作控制单元的表格图；
图17表示本发明实施方式3涉及的信号发送装置以及信号接收装置结构的方框图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，在本实施方式中，对依据3阶层构成的阶层式信号编解码方法进行CELP方式的语音编解码处理进行说明。另外，阶层式信号编码方法为：将下位层的输入信号和输出信号的差分信号进行编码，并输出编码信息，以此在上位层也多数存在来形成阶层结构的方法。另外，在下面的说明中，称最下层(第1阶层)为“基本层”，处于基本层上位的层为“扩展层”。
(实施方式1)
图1是表示包括本发明实施方式1涉及的信号解码装置的系统构成的图。
信号编码装置101根据传输模式信息，对输入信号利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“传输前编码信息”)经由传输路径102发送到信号解码装置103。
信号解码装置103，对接收来自信号编码装置101的经由传输路径102的编码信息(以下称“传输后编码信息”)，利用CELP方式的语音解码方法进行解码，并将经解码处理得来的解码信号作为输出信号输出。在此，传输路径102未发生传输差错时，传输前编码信息和传输后编码信息为同一编码信息。
下面，关于图1的信号编码装置101的结构，利用图2的方框图进行说明。另外，信号编码装置101将输入信号按N个样本(N为自然数)进行区分，将N个样本作为一个帧并对每个帧进行编码。
信号编码装置101主要由：传输比特率控制单元201、控制开关202～205、下采样处理单元206和211、基本层编码单元207、基本层解码单元208、上采样处理单元209和214、加法单元210和215、第1扩展层编码单元212、第1扩展层解码单元213、第2扩展层编码单元216、传输差错检测比特附加单元217以及编码信息合并单元218构成。
传输模式信息输入到传输比特率控制单元201。在此，传输模式信息为将输入信号进行编码而传输时的指示传输比特率的信息，从预先规定的多于等于2个的传输比特率中选择一个传输比特率作为传输模式信息。另外，在本实施方式中，传输模式信息可以从预先规定的3种传输比特率bitrate1、bitrate2、bitrate3(bitrate3＜bitrate2＜bitrate1)中选取。
传输比特率控制单元201，根据输入的传输模式信息进行对控制开关202～205的开/关控制。具体而言，传输比特率控制单元201，当传输模式信息为bitrate1时，使控制开关202～205全为开的状态。另外，传输比特率控制单元201，当传输模式信息为bitrate2时，使控制开关202以及203为开的状态，使控制开关204以及205为关的状态。另外，传输比特率控制单元201，当传输模式信息为bitrate3时，使控制开关202～205全为关的状态。另外，传输比特率控制单元201，将传输模式信息输出到传输差错检测比特附加单元217。如此，传输比特率控制单元201，根据传输模式信息对控制开关进行开/关控制，以此来决定用于输入信号编码的编码单元的组合。
输入信号输入到控制开关202以及下采样处理单元206。下面，将输入信号的采样频率称为“输入采样频率”。
下采样处理单元206将输入信号进行下采样处理，并输出到基本层编码单元207。下面，将经下采样处理单元206下采样处理后的采样频率称为“基本层采样频率”。
基本层编码单元207，对下采样处理单元206的输出信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“基本层编码信息”)发送到传输差错检测比特附加单元217信号以及控制开关203。另外，关于基本层编码单元207的内部结构将后述。
基本层解码单元208，在控制开关203处于开的状态时，对由基本层编码单元207输出的基本层编码信息，利用CELP方式的语音解码方法进行解码，并将经解码处理得来的解码信号(以下称“基本层解码信号”)输出到上采样处理单元209。另外，基本层解码单元208，在控制开关203处于关的状态时，不实行任何动作。另外，关于基本层解码单元208的内部结构将后述。
上采样处理单元209，在控制开关203处于开的状态时，将由基本层解码单元208输出的基本层解码信号经上采样处理为输入采样频率，并将经上采样处理后的信号输出到加法单元210。另外，上采样处理单元209，在控制开关203处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元210在控制开关202、203处于开的状态时，将上采样处理单元209的输出信号的极性反转并与输入信号相加，并将加法结果的第1差分信号输出到下采样处理单元211以及控制开关204。另外，加法单元210，在控制开关202、203处于关的状态时，不实行任何动作。
下采样处理单元211在控制开关202、203处于开的状态时，将由加法单元210输出的第1差分信号的采样频率进行下采样处理，并将下采样后的第1差分信号输出到第1扩展层编码单元212。下面，将经下采样处理单元211实行下采样处理后的采样频率称为“第1扩展层采样频率”。另外，下采样单元211，在控制开关202、203处于关的状态时，不实行任何动作。
第1扩展层编码单元212，在控制开关202、203处于开的状态时，对下采样处理单元211的输出信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“第1扩展层编码信息”)输出到控制开关205以及传输差错检测比特附加单元217。另外，第1扩展层编码单元212，在控制开关202、203处于关的状态时，不实行任何动作。
第1扩展层解码单元213，在控制开关205处于开的状态时，对从第1扩展层编码单元212输出的第1扩展层编码信息，利用CELP方式的语音解码方法进行解码，并将经解码处理得来的解码信号(以下称“第1扩展层解码信号”)输出到上采样处理单元214。另外，第1扩展层解码单元213，在控制开关205处于关的状态时，不实行任何动作。
上采样处理单元214，在控制开关205处于开的状态时，将从第1扩展层解码单元213输出的第1扩展层解码信号经上采样处理为输入采样频率，并将经上采样处理后的信号输出到加法单元215。另外，上采样处理单元214，在控制开关205处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元215在控制开关204、205处于开的状态时，将上采样处理单元214的输出信号的极性反转并与输入信号相加，并将加法结果的第2差分信号输出到第2扩展层编码单元216。另外，加法单元215，在控制开关204、205处于关的状态时，不实行任何动作。
第2扩展层编码单元216，在控制开关204、205处于开的状态时，对加法单元215的输出的第2差分信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“第2扩展层编码信息”)输出到传输差错检测比特附加单元217。另外，第2扩展层编码单元216，在控制开关204、205处于关的状态时，不实行任何动作。
传输差错检测比特附加单元217，由传输比特率控制单元201输入传输模式信息，利用传输模式信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于传输模式信息并输出到编码信息合并单元218。另外，传输差错检测比特附加单元217，由基本层编码单元207输入基本层编码信息，利用基本层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于基本层编码信息并输出到编码信息合并单元218。另外，传输差错检测比特附加单元217，在传输模式信息为bitrate1或bitrate2时，由第1扩展层编码单元212输入第1扩展层编码信息，利用第1扩展层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于第1扩展层编码信息并输出到编码信息合并单元218。另外，传输差错检测比特附加单元217，在传输模式信息为bitrate1时，从第2扩展层编码单元216将第2扩展层编码信息输入，利用第2扩展层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于第2扩展层编码信息并输出到编码信息合并单元218。
编码信息合并单元218，将从传输差错检测比特附加单元217输出的编码信息和传输模式信息合并在一起，并将其作为传输前编码信息输出到传输路径102。
以上说明了实施方式1涉及的信号编码装置101的结构。
下面，关于图2的基本层编码单元207的内部结构，利用图3来说明。在此，说明在基本层编码单元207进行CELP方式的语音编码的情形。
前处理单元301，对由下采样处理单元206输出的输入采样频率的信号，进行去掉DC成分的高通滤波处理或有助于后续编码处理的性能改善的波形整形处理或预加重处理，将经这些处理后的信号(Xin)输出到LPC分析单元302以及加法单元305。
LPC分析单元302利用Xin进行线性预测分析，并将分析结果(线性预测系数)输出到LPC量化单元303。LPC量化单元303，对由LPC分析单元302输出的线性预测系数(LPC)进行量化处理，将量化LPC输出到合成滤波器304，同时将表示量化LPC的符号(L)输出到复用单元314。
合成滤波器304根据基于量化LPC的滤波器系数，通过对由后述加法单元311输出的驱动声源进行滤波合成来生成合成信号，并将合成信号输出到加法单元305。
加法单元305，反转合成信号的极性并加到Xin上，由此算出误差信号，并将误差信号输出到听觉加权单元312。
自适应声源码本306将过去的经加法单元311输出的驱动声源存储于缓冲器，从根据由参数决定单元313输出的信号而确定的过去的驱动声源中，将1帧分量的采样作为自适应声源矢量取出并输出到乘法单元309。
量化增益生成单元307，根据由参数决定单元313输出的信号而确定的量化自适应声源增益和量化固定声源增益分别输出到乘法单元309和乘法单元310。
固定声源码本308将固定声源矢量输出到乘法单元310，该固定声源矢量是在根据由参数决定单元313输出的信号而确定的具有形状的脉冲声源矢量上乘上扩频矢量而得来的。
乘法单元309将由量化增益生成单元307输出的量化自适应声源增益与由自适应声源码本306输出的自适应声源矢量相乘，并输出到加法单元311。乘法单元310将由量化增益生成单元307输出的量化固定声源增益与由固定声源码本308输出的固定声源矢量相乘，并输出到加法单元311。
加法单元311，将经增益乘法处理后的自适应声源矢量和固定声源矢量分别由乘法单元309和乘法单元310输入，将它们进行矢量加法处理，并将加法结果的驱动声源输出到合成滤波器304以及自适应声源码本306。另外，输入到自适应声源码本306的驱动声源被存储于缓冲器。
听觉加权单元312，对由加法单元305输出的误差信号进行听觉加权处理，并作为编码失真输出到参数决定单元313。
参数决定单元313，将使由听觉加权单元312输出的编码失真变为最小的自适应声源矢量、固定声源矢量以及量化增益，分别从自适应声源码本306、固定声源码本308以及量化增益生成单元307中选择，并将表示选择结果的自适应声源矢量码(A)、固定声源矢量码(F)以及声源增益码(G)输出到复用单元314。
复用单元314由LPC量化单元303输入表示量化LPC的码(L)，由参数决定单元313输入表示自适应声源矢量的码(A)、表示固定声源矢量的码(F)以及表示量化增益的码(G)，并将这些信息复用，作为基本层编码信息输出。
以上说明了实施方式1涉及的基本层编码单元207的内部结构。
另外，因为图2中的第1扩展层编码单元212以及第2扩展层编码单元216的内部结构和基本层编码单元207相同，只是输入的信号的种类、输入的信号的采样频率以及输出的编码信息的种类不同，所以省略对其说明。
下面，关于图2的基本层解码单元208的内部结构，利用图4来说明。在此，说明在基本层编码单元207进行CELP方式的语音解码的情形。
在图4中，输入到基本层解码单元208的基本层编码信息通过复用分离单元401分离成个别的码(L、A、G、F)。被分离的LPC码(L)输出到LPC解码单元402，被分离的自适应声源矢量码(A)输出到自适应声源码本405，被分离的声源增益码(G)输出到量化增益生成单元406，被分离的固定声源矢量码(F)输出到固定声源码本407。
LPC解码单元402利用由复用分离单元401输出的编码(L)将量化LPC解码，并输出到合成滤波器403。
自适应声源码本405从复用分离单元401输出的编码(A)所指定的过去的驱动声源中，将1帧分量的采样作为自适应声源矢量取出并输出到乘法单元408。
量化增益生成单元406将由复用分离单元401输出的声源增益码(G)指定的量化自适应声源增益和量化固定声源增益进行解码处理，并输出到乘法单元408以及乘法单元409。
固定声源解码簿407生成由复用分离单元401输出的编码(F)所指定的固定声源矢量，并输出到乘法单元409。
乘法单元408将自适应声源矢量乘上量化自适应声源增益，并输出到加法单元410。乘法单元409将固定声源矢量乘上量化固定声源增益，并输出到加法单元410。
加法单元410将由乘法单元408、409输出的经增益乘法处理后的自适应声源矢量和固定声源矢量进行加法处理，生成驱动声源，并将其输出到合成滤波器403以及自适应声源码本405。
合成滤波器403利用由LPC解码单元402解码的滤波器系数，进行由加法单元410输出的驱动声源的滤波合成，并将合成的信号输出到后处理单元404。
后处理单元404对由合成滤波器403输出的信号，实行共振峰增强或音调增强等的改善语音主观音质的处理，改善静态噪音的主观音质的处理等，并作为基本层解码信息输出。
以上说明了实施方式1涉及的基本层解码单元208的内部结构。
另外，因为图2中的第1扩展层解码单元213的内部结构和基本层解码单元208的内部结构相同，只是输入的信号的种类、输入的信号的采样频率以及输出的编码信息的种类不同，所以省略对其说明。
接下来，关于传输差错检测比特附加单元217将附加于基本层编码信息的传输差错检测比特的算出方法的一例进行说明。在本例之中，基本层编码信息的比特数为C比特，作为传输差错检测比特使用10比特的CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)码。
将基本层编码信息P[i]用下式(1)来表示，基本层编码信息P[i]取“0”或“1”的任一个值。
[式1]
P [ i ] = 0 1 ( i = 0 , Λ , C - 1 ) . . . ( 1 )
另外，CRC的生成多项式g crc(x)用下式(2)来表示。
[式2]
gcrc(x)＝1+x+x4+x5+x9+x10        …(2)
传输差错检测比特附加单元217根据式(3)算出剩余R(x)。在此，式(3)中的Q(x)为用生成多项式g crc(x)除P[i]时的商。
[式3]
x 10 · Σ i = 0 C - 1 P [ i ] · x i = Q ( x ) · g crc ( x ) + R ( x ) . . . ( 3 )
继而，利用剩余R(x)依据下式(4)，求出10比特的CRC码CRC[x]。
[式4]
R ( x ) = Σ i = 0 9 CRC [ i ] · x i . . . ( 4 )
另外，传输差错检测比特附加单元217对于第1扩展层编码信息、第2扩展层编码信息以及传送模式信息也利用同样的方法来算出传输差错检测比特。
接下来，对传输前编码信息的数据结构(比特流)，利用图5进行说明。
传输模式信息为bitrate3时，传输前编码信息如图5(a)所示包括：传输模式信息501、附加于传输模式信息的传输差错检测比特502、基本层编码信息503以及附加于基本层编码信息的传输差错检测比特504。
另外，传输模式信息为bitrate2时，传输前编码信息如图5(b)所示包括：传输模式信息501、附加于传输模式信息的传输差错检测比特502、基本层编码信息503、附加于基本层编码信息的传输差错检测比特504、第1扩展层编码信息505以及附加于第1扩展层编码信息的传输差错检测比特506。
另外，传输模式信息为bitrate1时，传输前编码信息如图5(c)所示包括：传输模式信息501、附加于传输模式信息的传输差错检测比特502、基本层编码信息503、附加于基本层编码信息的传输差错检测比特504、第1扩展层编码信息505、附加于第1扩展层编码信息的传输差错检测比特506、第2扩展层编码信息507以及附加于第2扩展层编码信息的传输差错检测比特508。
下面，关于图1的信号解码装置103的结构，利用图6进行说明。
信号解码装置103主要包括：编码信息操作单元601、解码动作控制单元602、基本层解码单元603、第1扩展层解码单元604、第2扩展层解码单元605、控制开关606、607以及采样频率调整单元608、609。
编码信息操作单元601分离包含于所接收的传送后编码信息的传输模式信息、基本层编码信息、第1扩展层编码信息、第2扩展层编码信息以及它们的传输差错检测比特，并依照规定的步骤对基本层编码信息、第1扩展层编码信息以及第2扩展层编码信息利用传输差错检测比特进行差错检测。继而，编码信息操作单元601只在对各个信息未检测出差错时，才分别将基本层编码信息输出到基本层解码单元603、将第1扩展层编码信息输出到第1扩展层解码单元604、将第2扩展层编码信息输出到第2扩展层解码单元605。另外，关于编码信息操作单元601的差错检测的处理步骤以及传输差错的检测方法将后述。
另外，编码信息操作单元601存储如图7所示的表格，将表示对应于传输模式信息和差错检测结果的类型的信息(以下称为“类型信息”)输出到解码动作控制单元602。另外，在图7中，对各个信息，当检测出差错时表示为“1”，当未检测出差错时表示为“0”，当检测差错处理未进行时表示为“-”。譬如，在图7，传输模式信息为bitrate1，在基本层编码信息以及第1扩展层编码信息中未检测出差错，第2扩展层编码信息检测出差错时，编码信息操作单元601将类型信息“B”输出到解码动作控制单元602。
解码动作控制单元602存储如图8所示表格图，对应由编码信息操作单元601输出的类型信息，对控制开关606、607进行开/关控制。另外，关于控制开关群的动作，在图8中，“开”表示被控制为“开的状态”，“关”表示被控制为“关的状态”。
另外，解码动作控制单元602控制采样频率调整单元608、609的输出信号的的采样频率。另外，关于采样频率，在图8中，SRinput表示输入采样频率，SRenh1表示第1扩展层采样频率。
另外，解码动作控制单元602对应类型信息来检测是否再次利用用于上次解码的码(LPC码、自适应声源矢量码、固定声源矢量码、声源增益码)进行解码处理(以下称为“帧消失补偿处理”)。将表示检测结果的信息(以下称为“帧消失补偿信息”)输出到基本层解码单元603、第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605。另外，在图8中，帧消失补偿信息的值为“0”时，表示在该解码单元不进行帧消失补偿处理，另外当该值为“1”时，表示在该解码单元进行帧消失补偿处理。
基本层解码单元603将由编码信息操作单元601输出的基本层编码信息进行解码处理，生成基本层解码信号。另一方面，当由解码动作控制单元602输出的帧消失补偿信息为“1”时，也就是对基本层编码信息检测出了差错时。另外，编码信息操作单元601未输出基本层编码信息时，基本层解码单元603进行帧消失补偿处理，生成基本层解码信号。继而，基本层解码单元603将基本层解码信号输出到采样频率调整单元608。另外，关于基本层解码单元603的内部结构将后述。
第1扩展层解码单元604将由编码信息操作单元601输出的第1扩展层编码信息进行解码处理，生成第1扩展层解码信号。另外，第1扩展层解码单元604，当由解码动作控制单元602输出的帧消失补偿信息为“1”时，进行帧消失补偿处理，生成第1扩展层解码信号。继而，第1扩展层解码单元604将第1扩展层解码信号输出到采样频率调整单元609。另外，第1扩展层解码单元604，当编码信息操作单元601未输出第1扩展层编码信息，由解码动作控制单元602输出的第1扩展层的帧消失补偿信息为“0”时，则不做任何动作。
第2扩展层解码单元605将由编码信息操作单元601输出的第2扩展层编码信息进行解码处理，生成第2扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元605，当由解码动作控制单元602输出的第2扩展层的帧消失补偿信息为“1”时，进行帧消失补偿处理，生成第2扩展层解码信号。继而，第2扩展层解码单元605将第2扩展层解码信号输出到控制开关607。另外，第2扩展层解码单元605，当由编码信息操作单元601未输出第2扩展层编码信息，由解码动作控制单元602输出的第2扩展层的帧消失补偿信息为“0”时，则不做任何动作。
采样频率调整单元608，基于解码动作控制单元602的控制，调整由基本层解码单元603输出的基本层解码信号的采样频率。
采样频率调整单元609，基于解码动作控制单元602的控制，调整由第1扩展层解码单元604输出的第1扩展层解码信号的采样频率。
加法单元610，在控制开关606、607处于开的状态时，将由第2扩展层解码单元605输出的第2扩展层解码信号和由采样频率调整单元609输出的第1扩展层解码信号相加，并将经加法处理后的信号输出到加法单元611。另外，加法单元610当控制开关607为关的状态而控制开关606为开的状态时，将由采样频率调整单元609输出的第1扩展层解码信号输出到加法单元611。另外，加法单元610，在控制开关606、607处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元611，将由采样频率调整单元608输出的基本层解码信号和加法单元610的输出信号相加，将经加法处理后的信号作为输出信号输出。另外，加法单元611在控制开关606、607处于关的状态时，将由采样频率调整单元608输出的基本层解码信号作为输出信号输出。
以上说明了实施方式1涉及的信号解码装置103的结构。
下面，关于编码信息操作单元601的差错检测的处理步骤，利用图9的流程图进行说明。
首先，编码信息操作单元601，对基本层编码信息利用传输差错检测比特进行差错检测(S901)。
S901的结果，当检测出差错时(S902：Yes)，编码信息操作单元601，当传输模式信息为bitrate3时将类型信息“I”；当传输模式信息为bitrate2时将类型信息“G”；当传输模式信息为bitrate1时将类型信息“D”，分别输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S903～S907)。
另一方面，S901的结果，当未检测出差错时(S902：No)，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603(S908)。
继而，当传输模式信息为bitrate3时(S909：Yes)，编码信息操作单元601，将类型信息“H”输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S910)。
另一方面，当传输模式信息为bitrate3以外的情形时(S909：No)，编码信息操作单元601，对第1扩展层编码信息利用传输差错检测比特进行差错检测(S911)。
S911的结果，当检测出差错时(S912：Yes)，编码信息操作单元601，当传输模式信息为bitrate2时将类型信息“F”；当传输模式信息为bitrate1时将类型信息“C”，分别输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S913～S915)。
另一方面，S911的结果，当未检测出差错时(S912：No)，编码信息操作单元601，将第1扩展层编码信息输出到第1扩展层解码单元604(S916)。
继而，当传输模式信息为bitrate2时(S917：Yes)，编码信息操作单元601，将类型信息“E”输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S918)。
另一方面，当传输模式信息为bitrate1时(S917：No)，编码信息操作单元601，对第2扩展层编码信息利用传输差错检测比特进行差错检测(S919)。
S919的结果，当检测出差错时(S920：Yes)，编码信息操作单元601，将类型信息“B”输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S921)。
另一方面，S919的结果，当未检测出差错时(S920：No)，编码信息操作单元601，将第2扩展层编码信息输出到第2扩展层解码单元605(S922)，将类型信息“A”输出到解码动作控制单元602，并结束差错检测处理(S923)。
接下来，关于编码信息操作单元601的基本层编码信息的传输差错检测方法进行说明。
将基本层编码信息p’[i]用下式(5)来表示。另外，p’[i]取“0”或“1”中任一个值。
[式5]
P ′ [ i ] = 0 1 ( i = 0 , Λ , C - 1 ) . . . ( 5 )
另外，CRC的生成多项式g crc(x)用下式(6)来表示。
[式6]
gcrc(x)＝1+x+x4+x5+x9+x10        …(6)
编码信息操作单元601根据式(7)算出剩余R’(x)。在此，式(7)中的Q(x)为用g crc(x)除时的商。
[式7]
x 10 · Σ i = 0 C - 1 P ′ [ i ] · x i = Q ′ ( x ) · g crc ( x ) + R ′ ( x ) . . . ( 7 )
继而，利用剩余R’(x)依据下式(8)，对所传输的基本层编码信息求出10比特的CRC码CRC’[x]。
[式8]
R ′ ( x ) = Σ i = 0 9 CR C ′ [ i ] · x i . . . ( 8 )
接下来，编码信息操作单元601，将CRC’[x]和附加于基本层编码信息的传输差错检测比特的CRC码CRC[x]进行比较，当它们一致时判断为未发生传输差错，当不一致时判断为发生了传输差错。
另外，编码信息操作单元601除了对基本层编码信息，对第1扩展层编码信息以及第2扩展层编码信息也利用同样的方法来进行差错检测。
下面，关于图6的基本层解码单元603，利用图10来说明。在此，说明在基本层解码单元603，进行CELP方式的语音解码的情形。
在图10中，输入到基本层解码单元603的基本层解码信息通过复用分离单元1001分离成个别的码(L、A、G、F)。被分离的LPC码(L)输出到LPC解码单元1002，被分离的自适应声源矢量码(A)输出到自适应声源码本1005。另外，被分离的声源增益码(G)输出到量化增益生成单元1006，被分离的固定声源矢量码(F)输出到固定声源码本1007。
LPC解码单元1002利用由复用分离单元1001输出的编码(L)将量化LPC解码，并输出到合成滤波器1003。
自适应声源码本1005从复用分离单元1001输出的编码(A)所指定的过去的驱动声源中，将1帧分量的样本作为自适应声源矢量取出并输出到乘法单元1008。
量化增益生成单元1006将由复用分离单元1001输出的声源增益码(G)指定的量化自适应声源增益和量化固定声源增益进行解码处理，并输出到乘法单元1008以及乘法单元1009。
固定声源解码簿1007生成由复用分离单元1001输出的编码(F)所指定的固定声源矢量，并输出到乘法单元1009。
乘法单元1008将自适应声源矢量乘上量化自适应声源增益，并输出到加法单元1010。乘法单元1009将固定声源矢量乘上量化固定声源增益，并输出到加法单元1010。
加法单元1010将由乘法单元1008、1009输出的经增益乘法处理后的自适应声源矢量和固定声源矢量进行加法处理，生成驱动声源，并将其输出到合成滤波器1003以及自适应声源码本1005。
合成滤波器1003利用由LPC解码单元1002解码的滤波器系数，进行由加法单元1010输出的驱动声源的滤波合成，并将合成的信号输出到后处理单元1004。
后处理单元1004对由合成滤波器1003输出的信号，实行共振峰增强或音调增强等的改善语音主观音质的处理，或改善静态噪音的主观音质的处理等，并作为基本层解码信息输出。
帧消失补偿控制单元1011，由解码动作控制单元602输入基本层的帧消失补偿信息，当基本层的帧消失补偿信息为“1”时，对自适应声源码本1005、量化增益生成单元1006、固定声源码本1007、LPC解码单元1002以及后处理单元1004指示实行帧消失补偿处理。接收了帧消失补偿控制单元1011发出的实行帧消失补偿处理指令，自适应声源码本1005、量化增益生成单元1006、固定声源码本1007、LPC解码单元1002以及后处理单元1004，再次利用用于上次解码的编码(LPC码、自适应声源矢量码、固定声源矢量码、声源增益码)进行解码处理，将得到的基本层解码信息输出到采样频率调整单元608。此时，为了减少异常噪音，在连续进行帧消失补偿处理时，一般会进行将增益阶段性地减小的处理。该算法的详细内容披露于ARIB(Association of Radio Industries andBusinesses，电波产业会)的数码方式机动车电话系统标准规程(RCRSTD-27 J版，5.3.4.3 pp1138-1139)等处。另外，帧消失补偿控制单元1011在基本层的帧消失补偿信息为“0”时，则不实行任何动作。
以上说明了实施方式1涉及的基本层解码单元603的内部结构。
另外，图6的第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605的内部结构，与基本层解码单元603的内部结构相同，关于该结构的说明如上述所述。另外，第1扩展层解码单元604的结构，是将图10的基本层编码信息置换成第1扩展层编码信息，图10的基本层解码信号置换成第1扩展层解码信号而成的。另外，第2扩展层解码单元605的结构，是将图10的基本层编码信息置换成第2扩展层编码信息，图10的基本层解码信号置换成第2扩展层解码信号而成的。
接下来，关于信号解码装置103的动作，按每个类型来分别说明。
(类型A)
首先，编码信息操作单元601将基本层编码信息输出到基本层解码单元603，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元604，将第2扩展层解码信号输出到第2扩展层解码单元605。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606、607成为开的状态，采样频率调整单元608、609的采样频率设定为SRinput。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号；第1扩展层解码单元604进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号；第2扩展层解码单元605进行解码处理，并输出第2扩展层解码信号。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput；采样频率调整单元609将第1扩展层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。
继而，将基本层解码信号、第1扩展层解码信号以及第2扩展层解码信号相加，使该信号成为输出信号。
(类型B)
首先，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元604。另外，编码信息操作单元601，对第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606成为开的状态，控制开关607成为关的状态，采样频率调整单元608、609的采样频率设定为SRinput。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号；第1扩展层解码单元604进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元605不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput；频率调整单元609将第1扩展层解码信号进行上采样处理，并使采样频率成为SRinput。
继而，将基本层解码信号以及第1扩展层解码信号相加，并使该信号成为输出信号。
(类型C)
首先，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603。另外，编码信息操作单元601，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606、607成为关的状态，采样频率调整单元608的采样频率设定为SRinput。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。另外，采样频率调整单元609不实行任何动作。
继而，使基本层解码信号成为输出信号。
(类型D)
在该情况下，编码信息操作单元601，对基本层解码单元603、第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606、607成为开的状态，采样频率调整单元608、609的采样频率设定为SRinput。另外，解码动作控制单元602，将“1”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号。第1扩展层解码单元604进行帧消失补偿处理，并输出第1扩展层解码信号。第2扩展层解码单元605进行帧消失补偿处理，并输出第2扩展层解码信号。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput；频率调整单元609将第1扩展层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。
继而，将基本层解码信号、第1扩展层解码信号以及第2扩展层解码信号相加，使该信号成为输出信号。
(类型E)
首先，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元604。另外，编码信息操作单元601，对第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，分别设定控制开关606成为开的状态、控制开关607成为关的状态，并分别将采样频率调整单元608、609的采样频率设定为SRenh1。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号。第1扩展层解码单元604进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元605不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。另外，采样频率调整单元609不实行任何动作。
继而，将基本层解码信号以及第1扩展层解码信号相加，并使该信号成为输出信号。
(类型F)
首先，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603。另外，编码信息操作单元601，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，分别设定控制开关606、607成为关的状态，并分别将采样频率调整单元608的采样频率设定为SRenh1。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。另外，采样频率调整单元609不实行任何动作。
继而，使基本层解码信号成为输出信号。
(类型G)
在该情况下，编码信息操作单元601，对基本层解码单元603、第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，分别设定控制开关606成为开的状态、控制开关607成为关的状态，并分别将采样频率调整单元608采样频率设定为SRenh1。另外，解码动作控制单元602，将“1”代入基本层以及第1扩展层的帧消失补偿信息并输出；将“0”代入第2扩展层的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号。第1扩展层解码单元604进行帧消失补偿处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元605不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元608将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。另外，采样频率调整单元609不实行任何动作。
继而，将基本层解码信号以及第1扩展层解码信号相加，并使该信号成为输出信号。
(类型H)
首先，编码信息操作单元601，将基本层编码信息输出到基本层解码单元603。另外，编码信息操作单元601，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606、607成为关的状态。另外，解码动作控制单元602，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，采样频率调整单元608、609不实行任何动作。
继而，使基本层解码信号成为输出信号。
(类型I)
在该情况下，编码信息操作单元601，对基本层解码单元603、第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不输出任何信号。
另外，如图8所示，通过解码动作控制单元602的控制，控制开关606、607成为关的状态。另外，解码动作控制单元602，将“1”代入基本层的帧消失补偿信息并输出；将“0”代入第1扩展层以及第2扩展层的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元603进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元604以及第2扩展层解码单元605不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元608、609不实行任何动作。
继而，使基本层解码信号成为输出信号。
如上所述，在本实施方式中，在第i阶层(i为大于等于2的整数)传输发生差错时(类型B、C、F)，调整从第1阶层到第(i-1)阶层为止的解码信号的采样频率，将调整后的信号相加并作为输出信号。另外，在基本层未检测出差错时(类型D、G、I)，在生成了编码信息的所有的阶层进行帧消失补偿处理，调整通过该控制得到的各个解码信号的采样频率，将调整后的信号相加并作为输出信号。由此，在解码可分级编码的语音/音乐等信号时，即使在编码信息的一部分产生了传输差错时，也可以保证不发生较大的异常噪音。
(实施方式2)
因为包含本发明实施方式2涉及的信号解码装置的系统结构，与已经说明的图1相同，所以在此省略对其说明。
下面，关于实施方式2涉及的信号编码装置101的结构，利用图11的方框图进行说明。另外，信号编码装置101将输入信号按N个样本(N为自然数)进行区分，将N个样本作为一个帧并按每个帧进行编码。
信号编码装置101主要由：传输比特率控制单元1101、控制开关1102～1105、下采样处理单元1106和1110、基本层编码单元1107、基本层解码单元1108、上采样处理单元1109和1114、加法单元1111和1115、第1扩展层编码单元1112、第1扩展层解码单元1113、第2扩展层编码单元1116、传输差错检测比特附加单元1117以及编码信息合并单元1118构成。
传输模式信息输入到传输比特率控制单元1101。在此，传输模式信息为指示对输入信号进行编码而传输时的传输比特率的信息，从预先规定的多于等于2个的传输比特率中选择一个传输比特率作为传输模式信息。另外，在本实施方式中，传输模式信息可以从预先规定的3种传输比特率bitrate1、bitrate2、bitrate3(bitrate3＜bitrate2＜bitrate1)中选取。
传输比特率控制单元1101，根据输入的传输模式信息进行对控制开关1102～1105的开/关控制。具体而言，传输比特率控制单元1101，当传输模式信息为bitrate1时，使控制开关1102～1105全为开的状态。另外，传输比特率控制单元1101，当传输模式信息为bitrate2时，使控制开关1102以及1103为开的状态，使控制开关1104以及1105为关的状态。另外，传输比特率控制单元1101，当传输模式信息为bitrate3时，使控制开关1102～1105全为关的状态。另外，传输比特率控制单元1101，将传输模式信息输出到传输差错检测比特附加单元1117。如此，传输比特率控制单元1101，根据传输模式信息对控制开关进行开/关控制，以此决定用于输入信号编码的编码单元的组合。
输入信号输入到控制开关1102以及下采样处理单元1106。下面，将输入信号的采样频率称为“输入采样频率”。
下采样处理单元1106将输入信号进行下采样处理，并输出到基本层编码单元1107。下面，将经下采样处理单元1106进行下采样处理后的采样频率称为“基本层采样频率”。
基本层编码单元1107，对下采样处理单元1106的输出信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“基本层编码信息”)发送到传输差错检测比特附加单元1117信号以及控制开关1103。
基本层解码单元1108，在控制开关1103处于开的状态时，对从基本层编码单元1107输出的基本层编码信息，利用CELP方式的语音解码方法进行解码，并将经解码处理得来的解码信号(以下称“基本层解码信号”)输出到上采样处理单元1109。另外，基本层解码单元1108，在控制开关1103处于关的状态时，不实行任何动作。
上采样处理单元1109，在控制开关1103处于开的状态时，将由基本层解码单元1108输出的基本层解码信号进行上采样处理，并将经上采样处理后的信号输出到加法单元1111。下面，将经上采样处理单元1109进行上采样处理后的采样频率称为“第1扩展层采样频率”。另外，上采样处理单元1109，在控制开关1103处于关的状态时，不实行任何动作。
下采样处理单元1110，在控制开关1102处于开的状态时，将输入信号进行下采样处理，使其成为第1扩展层采样频率，并输出到加法单元1111。
加法单元1111在控制开关1102、1103处于开的状态时，将上采样处理单元1109的输出信号的极性反转并与由下采样频率处理单元1110得到的信号相加，并将加法结果的第1差分信号输出到第1扩展层编码单元1112。另外，加法单元1111，在控制开关1102、1103处于关的状态时，不实行任何动作。
第1扩展层编码单元1112，在控制开关1102、1103处于开的状态时，对加法单元1111的输出信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“第1扩展层编码信息”)发送到控制开关1105以及传输差错检测比特附加单元1117。另外，第1扩展层编码单元1112，在控制开关1102、1103处于关的状态时，不实行任何动作。
第1扩展层解码单元1113，在控制开关1105处于开的状态时，对从第1扩展层编码单元1112输出的第1扩展层编码信息，利用CELP方式的语音解码方法进行解码，并将经解码处理得来的解码信号(以下称“第1扩展层解码信号”)输出到上采样处理单元1114。另外，第1扩展层解码单元1113，在控制开关1105处于关的状态时，不实行任何动作。
上采样处理单元1114，在控制开关1105处于开的状态时，将由第1扩展层解码单元1113输出的第1扩展层解码信号经上采样处理为输入采样频率，并将经上采样处理后的信号输出到加法单元1115。另外，上采样处理单元1114，在控制开关1105处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元1115在控制开关1104、1105处于开的状态时，将上采样处理单元1114的输出信号的极性反转并与输入信号相加，并将加法结果的第2差分信号输出到第2扩展层编码单元1116。另外，加法单元1115，在控制开关1104、1105处于关的状态时，不实行任何动作。
第2扩展层编码单元1116，在控制开关1104、1105处于开的状态时，对加法单元1115的输出的第2差分信号，利用CELP方式的语音编码方法进行编码，并将经编码处理得来的编码信息(以下称“第2扩展层编码信息”)发送到传输差错检测比特附加单元1117。另外，第2扩展层编码单元1116，在控制开关1104、1105处于关的状态时，不实行任何动作。
传输差错检测比特附加单元1117，由传输比特率控制单元1101输入传输模式信息，利用传输模式信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于传输模式信息并输出到编码信息合并单元1118。另外，传输差错检测比特附加单元1117，由基本层编码单元1107输入基本层编码信息，利用基本层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于基本层编码信息并输出到编码信息合并单元1118。另外，传输差错检测比特附加单元1117，在传输模式信息为bitrate1或bitrate2时，由第1扩展层编码单元1112输入第1扩展层编码信息，利用第1扩展层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于第1扩展层编码信息并输出到编码信息合并单元1118。另外，传输差错检测比特附加单元1117，在传输模式信息为bitrate1时，由第2扩展层编码单元1116输入第2扩展层编码信息，利用第2扩展层编码信息算出传输差错检测比特，将传输差错检测比特附加于第2扩展层编码信息并输出到编码信息合并单元1118。
编码信息合并单元1118，将由传输差错检测比特附加单元1117输出的编码信息和传输模式信息合并在一起，并将其作为传输前编码信息输出到传输路径102。
以上说明了实施方式2涉及的信号编码装置101的结构。
另外，图11的基本层编码单元1107的内部结构，因为与图2、图3的基本层编码单元207的内部结构相同，所以省略对其说明。另外，图11的基本层解码单元1108的内部结构，因为与图2、图4的基本层解码单元208的内部结构相同，所以也省略对其说明。
另外，关于第1扩展层编码单元1112、第1扩展层解码单元1113、第2扩展层编码单元1116以及传输差错检测比特附加单元1117，因为在前已经说明，所以省略对其说明。
下面，关于实施方式2涉及的信号解码装置103的结构，利用图12的方框图进行说明。
信号解码装置103主要包括：编码信息操作单元1201、解码动作控制单元1202、基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204、第2扩展层解码单元1205、控制开关1206～1210以及采样频率调整单元1211、1213。
编码信息操作单元1201分离包含于接收的传送后编码信息的传输模式信息、基本层编码信息、第1扩展层编码码信息、第2扩展层编码信息以及它们的传输差错检测比特，并依照规定的步骤对基本层编码信息、第1扩展层编码信息以及第2扩展层编码信息利用传输差错检测比特进行差错检测。继而，编码信息操作单元1201只在对各个信息未检测出差错时，才分别将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203、将第1扩展层编码信息输出到第1扩展层解码单元1204、将第2扩展层编码信息输出到第2扩展层解码单元1205。另外，关于编码信息操作单元1201的差错检测的处理步骤以及传输差错的检测方法将后述。
另外，编码信息操作单元1201存储如图13所示的表格，将表示对应于传输模式信息和差错检测结果的类型的信息(以下称为“类型信息”)输出到解码动作控制单元1202。另外，在图13中，关于各个信息，当检测出差错时表示为“1”，当未检测出差错时表示为“0”，当检测差错处理未进行时表示为“-”。譬如，在图11，传输模式信息为bitrate1，在基本层编码信息以及第1扩展层编码信息中未检测出差错，第2扩展层编码信息检测出差错时，编码信息操作单元1201将类型信息“B”输出到解码动作控制单元1202。
解码动作控制单元1202存储如图14所示的表格图，对应由编码信息操作单元1201输出的类型信息，对控制开关1206～1210进行开/关控制。另外，关于控制开关群的动作，在图14中，“开”表示被控制为“开的状态”，“关”表示被控制为“关的状态”，另外，关于控制开关1210，“基本层端开”表示开关连接在基本层解码单元1203端上，“第1扩展层端开”表示开关连接在第1扩展层解码单元1204端上，“第2扩展层端开”表示开关连接在第2扩展层解码单元1205端上。
另外，解码动作控制单元1202对应类型信息，检测是否再次利用用于上次解码的码(LPC码、自适应声源矢量码、固定声源矢量码、声源增益码)进行解码处理(以下称为“帧消失补偿处理”)，并将表示检测结果的信息(以下称为“帧消失补偿信息”)输出到基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205。另外，在图14中，帧消失补偿信息的值为“0”时，表示在该解码单元不进行帧消失补偿处理，另外当该值为“1”时，表示在该解码单元进行帧消失补偿处理。
基本层解码单元1203将由编码信息操作单元1201输出的基本层编码信息进行解码处理，生成基本层解码信号。另一方面，当由解码动作控制单元1202输出的帧消失补偿信息为“1”时，也就是在基本层编码信息中检测出了差错，由编码信息操作单元1201未输出基本层编码信息时，基本层解码单元1203进行帧消失补偿处理，生成基本层解码信号。继而，基本层解码单元1203将基本层解码信号输出到控制开关1206、1210。另外，关于基本层解码单元1203的内部结构将后述。
第1扩展层解码单元1204将由编码信息操作单元1201输出的第1扩展层编码信息进行解码处理，生成第1扩展层解码信号。另外，第1扩展层解码单元1204，当由解码动作控制单元1202输出的帧消失补偿信息为“1”时，进行帧消失补偿处理，生成第1扩展层解码信号。继而，第1扩展层解码单元1204将第1扩展层解码信号输出到控制开关1207。另外，第1扩展层解码单元1204，当由编码信息操作单元1201未输出第1扩展层编码信息，而由解码动作控制单元1202输出的第1扩展层的帧消失补偿信息为“0”时，不做任何动作。
第2扩展层解码单元1205将由编码信息操作单元1201输出的第2扩展层编码信息进行解码处理，生成第2扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元1205，当由解码动作控制单元1202输出的第2扩展层的帧消失补偿信息为“1”时，进行帧消失补偿处理，生成第2扩展层解码信号。继而，第2扩展层解码单元1205将第2扩展层解码信号输出到控制开关1209。另外，第2扩展层解码单元1205，当编码信息操作单元1201未输出第2扩展层编码信息，而由解码动作控制单元1202输出的第2扩展层的帧消失补偿信息为“0”时，不做任何动作。
采样频率调整单元1211，在控制开关1206处于开的状态时，将由基本层解码单元1203输出的基本层解码信号的采样频率进行上采样处理，使其从基本层采样频率成为第1扩展层采样频率。另外，采样频率调整单元1211，在控制开关1206处于关的状态时，不实行任何动作。
采样频率调整单元1213，在控制开关1209处于开的状态时，将由加法单元1212输出的信号的采样频率进行上采样处理，使其从第1扩展层采样频率采样频率成为输入采样频率。另外，采样频率调整单元1211，在控制开关1206处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元1212，在控制开关1206、1207处于开的状态时，将由采样频率调整单元1211输出的信号和由第1扩展层解码单元1204输出的第1扩展层解码信号相加，并将经加法处理后的信号输出到控制开关1208、1210。另外，加法单元1212当控制开关1207为关的状态而控制开关1206为开的状态时，将由采样频率调整单元1211输出的信号输出到控制开关1208、1210。另外，加法单元1212，在控制开关1206、1207处于关的状态时，不实行任何动作。
加法单元1214，在控制开关1208、1209处于开的状态时，将由采样频率调整单元1213输出的信号和由第2扩展层解码单元1205输出的第2扩展层解码信号相加，并将经加法处理后的信号输出到控制开关1210。另外，加法单元1214当控制开关1209为关的状态而控制开关1208为开的状态时，将由采样频率调整单元1213输出的信号输出到控制开关1210。另外，加法单元1214，在控制开关1208、1209处于关的状态时，不实行任何动作。
以上说明了实施方式2涉及的信号解码装置103的结构。
下面，关于编码信息操作单元1201的差错检测的处理步骤，因为和图9的流程图相同，所以省略对其说明。另外，关于编码信息操作单元1201的传输差错检测方法以及基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204、第2扩展层解码单元1205的解码方法，因为和在实施方式1中分别说明的方法相同，所以省略对其说明。
接下来，关于信号解码装置103的动作，按每个类型来分别说明。
(类型A)
首先，编码信息操作单元1201将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元1204，将第2扩展层解码信号输出到第2扩展层解码单元1205。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207、1208、1209成为开的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号。第1扩展层解码单元1204进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号。第2扩展层解码单元1205进行解码处理，并输出第2扩展层解码信号。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1；频率调整单元1213将由加法单元1212得来的信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。继而，使由加法单元1214输出的信号成为输出信号。
(类型B)
首先，编码信息操作单元1201，将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元1204。另外，编码信息操作单元1201，对第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207、1208成为开的状态，1209成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号；第1扩展层解码单元1204进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元1205不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1；频率调整单元1213将由加法单元1212得来的信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。继而，使由加法单元1214输出的信号成为输出信号。
(类型C)
首先，编码信息操作单元1201，将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203。另外，编码信息操作单元1201，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1208成为开的状态，同时1207、1209成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1；频率调整单元1213将由加法单元1212得来的信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。继而，使由加法单元1214输出的信号成为输出信号。
(类型D)
在该情况下，编码信息操作单元1201，对基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207、1208、1209成为开的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“1”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号。第1扩展层解码单元1204进行帧消失补偿处理，并输出第1扩展层解码信号。第2扩展层解码单元1205进行帧消失补偿处理，并输出第2扩展层解码信号。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1；采样频率调整单元1213将由加法单元1212得来的信号进行上采样处理，使采样频率成为SRinput。继而，使由加法单元1214输出的信号成为输出信号。
(类型E)
首先，编码信息操作单元1201，将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203，将第1扩展层解码信号输出到第1扩展层解码单元1204。另外，编码信息操作单元1201，对第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207成为开的状态，控制开关1208、1209成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号；第1扩展层解码单元1204进行解码处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元1205不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。继而，使由加法单元1212得来的信号成为输出信号。
(类型F)
首先，编码信息操作单元1201，将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203。另外，编码信息操作单元1201，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206或为开的状态，同时1207、1208、1209成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。继而，使由加法单元1212得来的信号成为输出信号。
(类型G)
在该情况下，编码信息操作单元1201，对基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207成为开的状态，控制开关1208、1209成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“1”代入基本层以及第1扩展层的帧消失补偿信息并输出；将“0”代入第2扩展层的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号；第1扩展层解码单元1204进行帧消失补偿处理，并输出第1扩展层解码信号。另外，第2扩展层解码单元125不实行任何动作。
另外，采样频率调整单元1211将基本层解码信号进行上采样处理，使采样频率成为SRenh1。继而，使由加法单元1212得来的信号成为输出信号。
(类型H)
首先，编码信息操作单元1201，将基本层编码信息输出到基本层解码单元1203。另外，编码信息操作单元1201，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207、1208、1209全都成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“0”代入所有的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行解码处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。继而，使基本层解码信号成为输出信号。
(类型I)
在该情况下，编码信息操作单元1201，对基本层解码单元1203、第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。
另外，如图14所示，通过解码动作控制单元1202的控制，控制开关1206、1207、1208、1209全都成为关的状态。另外，解码动作控制单元1202，将“1”代入基本层的帧消失补偿信息并输出；将“0”代入第1扩展层以及第2扩展层的帧消失补偿信息并输出。
其结果，基本层解码单元1203进行帧消失补偿处理，并输出基本层解码信号。另外，对第1扩展层解码单元1204以及第2扩展层解码单元1205不输出任何信号。继而，使基本层解码信号成为输出信号。
如上所述，在本实施方式中，在第i阶层(i为大于等于2的整数)方式传输差错时(类型B、C、F)，调整从第1阶层到第(i-1)阶层为止的解码信号的采样频率，将调整后的信号作为输出信号。另外，在基本层未检测出差错时(类型D、G、I)，在生成了编码信息的所有的阶层进行帧消失补偿处理，调整通过该控制得到的各个解码信号的采样频率，将调整后的信号作为输出信号。由此，在解码可分级编码的语音/音乐等信号时，即使在编码信息的一部分产生了传输差错时，也可以保证不发生较大的异常噪音。
另外，本实施方式的信号解码装置，并不仅限于利用了在传输编码信息的过程中发生的传输差错时所进行的解码处理，对应于线路的使用状况(利用率等)等，在中继站传输的阶层减少时也同样可以采用。该情形中，在中继站，更新减少后的传输模式信息以及编码信息，并在编码信息的冗长段中，附加原有的传输模式信息(调整前的传输模式信息)。在信号解码装置中，编码信息操作单元在编码信息中检测是否包含调整前传输模式信息，当检测出包含该信息时，对应将调整前传输模式信息和传输模式信息进行比较的结果来进行解码动作。
接下来，关于该情形的编码信息操作单元以及解码动作控制单元的处理进行说明。编码信息操作单元1201存储如图15所示的表格，将表示对应于传输模式信息和调整前传输模式信息的类型的信息(以下称为“类型信息”)输出到解码动作控制单元1202。
解码动作控制单元1202存储如图16所示的表格图，对应由编码信息操作单元1001输出的类型信息，对控制开关1206～1210进行开/关控制。
关于基本层解码单元、第1扩展层解码单元、第2扩展层解码单元、采样频率调整单元等的处理，和上述的说明相同。其中，关于帧消失补偿处理在此不做考虑。
另外，在上述各个实施方式中，说明了进行CELP方式的语音编解码的情形，但是本发明并不限于此，对于静止图像、活动画像等的语音/音乐信号之外的信号也同样可以采用本技术。
另外，本发明不限定阶层，在由多个阶层构成的阶层式信号编解码方法中，可以适用于将残差信号在上位阶层进行编码的情形，其中残差信号为下位阶层的输入信号和输出信号之间的差。
另外，在上述各个实施方式中，说明了使用CRC码作为传输差错检测比特的情形，但是本发明对传输差错检测或纠错时使用的码没有任何限制。另外在算出CRC码之后，利用算出卷积编码等的多种传输差错检测比特也不存在任何问题。另外，因为传输模式信息是可分级编解码方式中非常重要的信息，所以最好附加不光具有传输差错的检测功能，还具有纠错功能的编码。
另外，对于在存储器、磁盘、磁带、CD、DVD等的机械性读取可能的记录媒体上进行记录、写入、动作，也可采用本发明的如实施方式1的图6或实施方式2的图12所示的结构。
(实施方式3)
图17是表示包含在上述实施方式1以及实施方式2说明了的信号编码装置以及信号解码装置的信号发送装置以及信号接收装置结构的方框图。下面，利用图17，说明接发语音信号的情形。
在图17中，语音信号通过输入装置1701转换成电信号并输入到A/D转换装置1702。A/D转换装置1702将由输入装置1701输入的(模拟)信号转换成数字信号，并输出到语音编码装置1703。语音编码装置1703装配了图1所示的信号编码装置101，将由A/D转换装置1702输出的数字语音信号进行编码，并将编码信息输出到RF调制装置1704。RF调制装置1704将由语音编码装置1703输出的编码信息转换成装载到电波等的传播媒体上而送出的信号，并输出到发送天线1705。发送天线1705将由RF调制装置1704输出的输出信号作为电波(RF信号)发送出去。另外，图中的RF信号1706表示由发送天线1705发送出去的电波(RF信号)。
RF信号1707通过接收天线1708接收，并被输出到RF解调装置1709。另外，图中的RF信号1707表示通过接收天线1708接收的电波，传播路径中如果不出现信号的衰减或噪声的叠加，则其与RF信号1706相同。
RF解调装置1709通过经由接收天线1708输出的RF信号将编码信息进行解调处理，并输出到语音解码装置1710。语音解码装置1710装配了图1所示的信号解码装置103，利用RF解调装置1709输出的语音编码信息将语音信号进行解码处理，并将得到的数字解码语音信号输出到D/A转换装置1711。D/A转换装置1711将由语音解码装置1710输出的数字语音信号转换成模拟电信号，并输出到输出装置1712。
输出装置1712将电信号转换成空气的振动作为声波输出使人耳可以听见。
在无线通信系统的基站装置以及通信终端装置上，通过设置类似上述的语音信号发送装置以及语音信号接收装置，可以得到高品质的输出信号。
另外，虽然本实施方式选择语音信号作为输入信号加以说明，但是本发明对于语音信号以外的信号也同样适用。
本说明书根据2004年1月8日申请的日本第2004-003402号专利申请以及2004年7月30日申请的2004-224240专利申请。其内容通过引用并入本文。
工业实用性
本发明非常适用于：在网络通信所代表的分组通信系统、非分组通信系统、移动通信系统、机动车自动导航系统等领域使用的信号解码装置。

Claims (11)

1.一种信号解码装置，用于将n阶层构成的编码信息进行解码，其中n为大于等于2的整数，该装置包括：
编码信息操作单元，对所述编码信息按每阶层进行差错检测；
解码单元，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；
采样频率调整单元，将生成的所有解码信号的采样频率调整为对应于传输时的传输模式的采样频率；以及
加法单元，将经采样频率调整处理的所有解码信号相加。
2.一种信号解码装置，用于将由n阶层构成的编码信息进行解码，其中n为大于等于2的整数，该装置包括：
编码信息操作单元，对所述编码信息按每阶层进行差错检测；
解码单元，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；
采样频率调整单元，将信号的采样频率进行调整，以及
加法单元，将经所述解码单元生成的解码信号与经所述采样频率调整单元调整采样频率的信号相加，
其中所述采样频率调整单元调整信号的采样频率，该信号是第1阶层的解码信号以及从第2阶层开始到第n-1阶层的经所述加法单元相加得来的信号，
其中所述加法单元将第i阶层的解码信号与第i-1阶层的经采样频率调整的信号相加，其中i为大于等于2小于等于n的整数。
3.如权利要求1所述的信号解码装置，其中所述解码单元在第i阶层发生帧消失时，将对从第1阶层开始到第i-1阶层为止的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号。
4.如权利要求1所述的信号解码装置，在所述编码信息操作单元从第1阶层的编码信息中检测出差错时，所述解码单元在所有的阶层进行帧消失补偿处理，生成解码信号。
5.一种信号解码装置，用于将由n阶层构成的编码信息进行解码，其中n为大于等于2的整数，该装置包括：
编码信息操作单元，检测所述编码信息的阶层数；
解码单元，将检测出各个阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；
采样频率调整单元，将信号的采样频率进行调整；以及
加法单元，将经所述解码单元生成的解码信号与经所述采样频率调整单元调整采样频率的信号相加；
其中所述采样频率调整单元调整信号的采样频率，该信号是第1阶层的解码信号以及从第2阶层开始到第n-1阶层的经所述加法单元相加得来的信号；
其中所述加法单元将第i阶层的解码信号与第i-1阶层的经采样频率调整的信号相加，其中i为大于等于2小于等于n的整数。
6.如权利要求1所述的信号解码装置，编码信息为将语音信号编码的编码信息，所述解码单元通过码激励线性预测的解码方法将编码信息进行解码而生成解码信号。
7.一种接收装置，具备将由n阶层构成的编码信息进行解码的信号解码装置，其中n为大于等于2的整数，
所述信号解码装置包括：编码信息操作单元，对所述编码信息按每阶层进行差错检测；解码单元，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；采样频率调整单元，将生成的所有解码信号的采样频率调整为对应于传输时的传输模式的采样频率；加法单元，将经采样频率调整处理的所有解码信号相加。
8.用来在计算机中执行以下步骤的程序：
编码信息操作的步骤，对由n阶层构成的编码信息按每阶层进行差错检测，其中n为大于等于2的整数；
解码步骤，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码，生成解码信号；
采样频率调整步骤，将生成的所有解码信号的采样频率调整为对应于传输时的传输模式的采样频率；以及
加法步骤，将经采样频率调整处理的所有解码信号相加。
9.用来在计算机中执行以下步骤的程序：
对由n阶层构成的编码信息按每阶层进行差错检测的编码信息操作的步骤，其中n为大于等于2的整数；
解码步骤，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码，生成解码信号；
采样频率调整步骤，将信号的采样频率进行调整；以及
加法步骤，将经所述解码步骤生成的解码信号与经所述采样频率调整步骤调整采样频率的信号相加；
其中所述采样频率调整步骤调整信号的采样频率，该信号是第1阶层的解码信号以及从第2阶层开始到第n-1阶层的经所述加法步骤相加得来的信号；
其中所述加法步骤将第i阶层的解码信号与第i-1阶层的经采样频率调整的信号相加，其中i为大于等于2小于等于n的整数。
10.一种信号解码方法，包括：
编码信息操作的步骤，对由n阶层构成的编码信息按每阶层进行差错检测，其中n为大于等于2的整数；
解码步骤，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；
采样频率调整步骤，将生成的所有解码信号的采样频率调整为对应于传输时的传输模式的采样频率；以及
加法步骤，将经采样频率调整处理的所有解码信号相加。
11.一种信号解码方法，包括：
编码信息操作的步骤，对由n阶层构成的编码信息按每阶层进行差错检测，其中n为大于等于2的整数；
解码步骤，将未检测出差错的阶层的编码信息进行解码而生成解码信号；
采样频率调整步骤，将信号的采样频率进行调整；以及
加法步骤，将经所述解码步骤生成的解码信号与经所述采样频率调整步骤调整采样频率的信号相加；
其中所述采样频率调整步骤调整信号的采样频率，该信号是第1阶层的解码信号以及从第2阶层开始到第n-1阶层的经所述加法步骤相加得来的信号；
其中所述加法步骤将第i阶层的解码信号与第i-1阶层的经采样频率调整的信号相加，其中i为大于等于2小于等于n的整数。
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