JP2003249957A - パケット構成方法及び装置、パケット構成プログラム、並びにパケット分解方法及び装置、パケット分解プログラム - Google Patents

パケット構成方法及び装置、パケット構成プログラム、並びにパケット分解方法及び装置、パケット分解プログラム

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JP2003249957A
JP2003249957A JP2002045839A JP2002045839A JP2003249957A JP 2003249957 A JP2003249957 A JP 2003249957A JP 2002045839 A JP2002045839 A JP 2002045839A JP 2002045839 A JP2002045839 A JP 2002045839A JP 2003249957 A JP2003249957 A JP 2003249957A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない情報量の付加でパケット消失による品質
劣化を低減するパケット構成方法、装置を提供する。 【解決手段】パターン分類部2は現フレームの音声信号
の繰り返し又は該符号の特徴量の外挿により前(後)フ
レームの補償信号を合成し、前(後)フレーム信号と比
較することにより現フレームから前(後)フレーム擬似
信号を作ることができるか否かを判断し、作ることがで
きないと判断された場合には前(後)フレーム信号をも
とに前(後)サブエンコーダ6-1(7-4)により前(後)
サブコードを生成し、パケット構成部4はメインエンコ
ーダ3で符号化した現フレームのメインコードに前
(後)サブコードを付加する。

Description

【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圧縮符号
化してパケットに収容する方法及び装置、もしくは伝送
されたパケットに収容された符号から音声信号を復号す
る方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信やVoIP(Voice over IP)に代
表されるように、パケット通信によって音声とデータを
統合的に扱う事が可能となる。パケット音声通信におけ
る問題点として、符号化による音声の劣化、遅延、パケ
ット消失があげられる。通信路が広帯域化、高速化され
ることにより、符号化による劣化、遅延は解消される
が、パケット消失は通信容量が増えても生じる可能性が
ありうる問題である。パケット消失が起こる原因として
次のものがあげられる。まず、パケット数が多い場合、
パケットどうしのコリジョン(衝突)によってパケット
が完全に消失してしまう場合がある。また符号ビット誤
りが伝送上のエラー等によってある閾値、例えば50%程
度に達した場合、そのパケット情報は全て失われたもの
とし、パケット消失と判定される。さらに、パケットの
到着遅延がゆらぎ吸収バッファよりも大きい場合にパケ
ット消失と判定される。これらの原因によってパケット
が消失し、音声の品質劣化が生じる。品質の劣化によっ
て聴覚に不快感を与えないために、失われたパケットの
部分は別の何らかの信号で補償する必要がある。符号化
方式によっては、過去の音声の特徴量を用いて符号化し
ているため、一度パケットが消失すると、復帰後しばら
くは品質が劣化することがある。その品質の劣化を目立
たないように補正することもパケット消失補償に含まれ
る。例えば、復号器において、前のパケット情報を用い
て、パラメータの補間や音量の制御を施すことにより、
たとえ一部のパケット情報が欠落しても、できるだけ劣
化を抑えるように処理をする。この処理は、パケットが
消失したという情報が利用可能であることが条件である
が、伝送条件の悪い場合、つまりパケット消失が起こり
やすい場合には、消失補償による劣化抑制処理の効果は
非常に大きい。
【0003】IP通信ではパケットを送信しても、ネット
ワークの状況によって、ある程度は届かない可能性があ
る。IP通信では送信したパケットの順番を判定し、復号
器側バッファ(ゆらぎ吸収バッファ)で希望するパケッ
トが再生すべき時に到着していないと判断された場合、
パケット消失と判定される。また伝送誤りによって、パ
ケット消失と判断される場合もIP上で誤り判定機能を持
たせることによってパケット消失の判定をする。
【0004】パケットが消失した場合の解決策として、
現在までにいくつかの手法が提案されてきた。低ビット
レートの音声符号化に使用されるCELP(Code Excited Li
near Prediction:符号励振線形予測)方式でのパケット
消失補償では、パケット内の音声信号を周期的成分と非
周期的成分に分析しておき、消失パケットに格納された
信号波形のピッチ周波数が周期性であれば、適応符号帳
の励振信号を用い、非周期性であれば、白色雑音をラン
ダムに使用するという手法がよく用いられる。その他に
も合成フィルタ係数を反復させる、適応・固定コードブ
ックゲインを減衰させる、ゲイン予測を減衰させるとい
う手法があげられる。また、PCM(Pulse Code Modulatio
n)のような波形符号化の場合は、過去の信号からピッチ
周期を解析し適当な波形を取り出し、それを繰り返すこ
とによって、擬似的な信号を作る手法がある。この波形
繰り返し補償で最も劣化の原因となりやすいのは波形の
不連続によるものである。その波形の不連続が発生しや
すいのは消失パケットの代わりに生成された補償信号と
前後のパケットの信号波形との繋ぎ合わせの部分であ
る。この不連続性を目立たなくするために、ピッチ周期
を消失から復帰後と連続になるように調整する、あるい
はOLA(Overlap add)によって、合成信号と復帰後の信号
を除々に変化させていくという手法がある。また、連続
でパケットが消失した場合(バースト消失)、合成信号
のパワーを除々に減衰させることにより、聴覚に不快に
ならないような工夫をしている。
【0005】これらの手法は聴覚に不快な信号を抑制す
る効果に関しては有効な手法であった。しかし、あくま
で擬似的な合成信号の再生であり常に原音に近い音を再
生することが困難である場合が多い。パケット間におい
て、ピッチやパワーが急速に変わったりする場合、ある
いはピッチ間隔の不一致による波形の不連続性や無理な
調整によって音質が著しく劣化する場合があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、従来のパ
ケット消失補償技術の欠点を解消し、パケット消失によ
る音声の品質劣化を改善することを課題としている。従
来技術ではパケットが消失している区間で、急激な音声
信号の変化によって、劣化が目立つことがあった。また
常にパケット消失に備えて前後のフレームの符号を補助
情報として付加すると帯域の有効活用はできない。本発
明では補助情報を効率よく付加し、パケットが消失する
ことによる音声信号の劣化を抑えることのできるパケッ
ト構成方法及び装置、パケット構成プログラム、並びに
パケット分解方法及び装置、パケット分解プログラムを
提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のパケット構成方法及び装置は、音声信号を
フレームごとに符号化した符号をパケットに格納するパ
ケット構成方法及び装置において、現フレームの音声信
号の繰り返しまたは該符号の特徴量の外挿により前フレ
ーム及び後フレームの補償信号を合成し、前フレームの
信号波形と前記前フレームの補償信号との歪が所定の閾
値より大きく、後フレームの信号波形と前記後フレーム
の補償信号との歪が所定の閾値より大きい場合、現フレ
ームと、前フレームと後フレームの符号を含めてパケッ
トを構成し、前フレームの信号波形と前記前フレームの
補償信号との歪が所定の閾値より大きく、後フレームの
補償信号との歪が所定の閾値より小さい場合、現フレー
ムと前フレームの符号と前フレームを示す符号を含めて
パケットを構成し、前フレームの信号波形と前記前フレ
ームの補償信号との歪が所定の閾値より小さく、後フレ
ームの信号波形と前記後フレームの補償信号との歪が所
定の閾値より大きい場合、現フレームと後フレームの符
号と後フレームを示す符号を含めてパケットを構成する
ことを特徴とする。
【0008】また、本発明のパケット分解方法及び装置
は、パケット毎に格納されたフレーム毎の符号を復号化
して音声信号を再生するパケット分解方法及び装置にお
いて、パケットが消失したか否かを判定し、現パケット
が消失した場合、前パケットが後フレーム符号を含むと
き、当該後フレーム符号を復号して現パケットの音声信
号を再生し、後パケットが前フレーム符号を含むとき、
当該前フレーム符号を復号して現パケットの音声信号を
再生し、前パケットも後パケットも前フレーム符号も後
フレーム符号も含まず現フレーム符号を含むとき、前後
いずれか一方のパケットの当該現フレーム符号の復号信
号の繰り返し又は該信号の特徴量の補間もしくは外挿に
より現パケットの音声信号を再生することを特徴とす
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では符号器において入力さ
れた音声信号を一定のサンプル数のフレームごとに符号
化を行う。現在注目する区間を現フレーム、その信号を
符号化するメインエンコーダを備え、これによって符号
化されたデータをメインコードと称す。なお、現フレー
ムよりも時間的に直前または直後のフレームをそれぞれ
前フレーム、後フレームと称す。それらの信号をそれぞ
れ符号化する前サブコーデック、後サブコーデックを備
える。符号化されたデータを各々前サブコード、後サブ
コードと称す。後フレームは現フレームよりも時間的に
未来の信号であるので、その信号を扱うには符号器側に
おいて、1フレーム分以上の入力音声信号をバッファリ
ングする必要がある。本発明ではその各フレーム分の符
号を1パケットに詰めて送信する。
【0010】VoIPをはじめとする、パケットによる音声
通信においては、ネットワークの状態によって、受信側
に音声パケットが送信時刻順に届くとは限らない。ネッ
トワークの状況によって、前のパケットとの到着時間間
隔が大きくなったり小さくなったりと揺らいで到着す
る。この揺らぎを復号化側で吸収(解消)するために揺
らぎ吸収バッファが設けられる。一般にパケットに含ま
せる音声フレームが短ければ短いほど、1つのパケット
が消失したときの音声の劣化が小さい。ただし、1つの
パケットに含ませる音声フレームが短ければ短いほどオ
ーバーヘッドの占める割合が大きい。これは、音声をパ
ケット化して送る場合においては、音声データ以外にも
IPのヘッダ、RTP(Real-time Transport Protocol)のヘ
ッダ等がパケット毎に付加されるためである。本発明に
おいては現フレームを符号化するメインエンコーダは高
品質符号化(64kbit/s以上)を用いる。よって1パケッ
トに含ませる音声長として10ms程度が望ましい。音声波
に周期性があるため、前後のパケットにある音声信号と
相関がある場合が多い。本発明ではその特性を利用し、
現フレームを符号化したメインコードに、その周辺の信
号から作成した後フレームの合成信号あるいは前フレー
ムの合成信号と、後フレームあるいは前フレーム信号を
比較することによって、補助情報の必要性を判断し、
前、後のサブコードをパケット消失時の対策として符号
器側において付加する。
【0011】VoIpにおいては揺らぎ吸収バッファにおけ
る最大待機時間よりも到着が遅れて届かなかったパケッ
トは破棄されたと判断される。(パケットが消失する原
因は他にもパケット同士のコリジョン、伝送上のエラー
等があげられる。)復号器側では、パケット消失と判定
されない場合は揺らぎ吸収バッファに蓄積されたメイン
コードをメインデコーダに出力しデコードする。パケッ
ト消失の判定がされた場合は揺らぎ吸収バッファに届い
ている後サブコードとメインコードを組み合わせたビッ
トストリーム、あるいは後に届く前サブコードとメイン
コードを組み合わせたビットストリームを使って劣化の
非常に少ないパケット消失補償を行うことができる。こ
こでメインエンコーダは圧縮率が比較的低い、高品質の
符号化方式(例えばPCM,64kbit/s)を用い、またサブコ
ーデックにはメインエンコーダより高圧縮、そして演算
量の比較的小さい符号化方式(例えばADPCM,32kbit/s)
コーデックを選ぶ。このようにすることによって、メイ
ンコードに対して少ない情報量の付加で効率の良いパケ
ット消失補償を行うことができる。
【0012】(符号器)本発明の符号器を図1〜図7を
参照して説明する。図1に符号器のブロック図を示す。
入力された音声信号はフレーム形成部1において例えば
音声長10ms毎にフレームが形成され、パターン分類部2
に入力される。パターン分類部2においては、次の処理
が行われる。 (I)無音または無声子音の判断が行われる。本発明で
は、現フレームの無音または無声子音の判断方法として
フレームにわたって波形の振幅が予め定められた閾値
(例えば、量子化16ビットのうち256(28))以下の場合
をもって判断する。なお、無音区間は周知の手段により
検出することができる。 (II)無音または無声子音区間と判断されない場合(有声
音区間)は、 (i)現フレーム、(あるいは前フレームと後フレーム)
から“波形繰り返し補償”により前フレーム、後フレー
ム(現フレーム)の合成波形(信号)を生成する。合成
信号列の具体例については近過去の信号のピッチ成分を
抽出し、それを繰り返して外挿する。ただし、フレーム
間の波形のつなぎあわせの部分は不連続とならないよう
に重ね合わせる(OLA:Overlap add)。 (ii)それぞれの合成波形と前フレームと後フレーム(あ
るいは現フレーム)の波形と比べてどの程度の波形歪が
あるかを調べる。前フレームのコードを伝送する必要性
の有無(現フレームから前フレームの波形を作ることが
できる)、後フレームのコードを伝送する必要の有無
(現フレームから後フレームの波形を作ることができ
る)を判断する。ここで伝送の必要性は前(後)フレー
ムの信号波形と現フレームの波形を繰り返し又は外挿補
間等により波形合成した合成信号列との信号雑音比(SN
R)又は歪(ケプストラム距離値(Cepstrum Distance mea
sure:CD)等)が各々所定の閾値以上(または以下)で
あることをもって判断する。
【0013】SNR、CDは以下のように表される。
【数1】
【0014】無音、無声子音、波形歪の測定によって次
に挙げる6つのパターンに分類できる。 (1)無声区間である。 (2)無声子音である。 (3)現フレームから前フレームの波形も後フレームの波
形も作ることができる。 (4)現フレームから前フレームの波形を作ることができ
るが、後フレームの波形は作ることができない。 (5)現フレームから後フレームの波形を作ることができ
るが、前フレームの波形は作ることができない。 (6)現フレームから前フレームの波形も後フレームの波
形も作ることができない。 上記パターン情報(1)〜(6)は前サブエンコーダ6-1、後
サブエンコーダ7-4に入力される。現フレームはメイン
エンコーダ3でメインコードが生成されパケット構成部
5に出力される。 前フレームは前サブエンコーダ6-1に
入力されパターン情報に基づき前サブコードが生成され
パケット構成部5に入力される。後フレームは後サブエ
ンコーダ3-4に入力されパターン情報に基づき後サブコ
ードが生成されパケット構成部5に入力される。
【0015】パケット構成部5は、図6に示すようにメ
インコードに前、後サブコードを付加してビットストリ
ーム(パケット)を構成する。図2に現フレームから前
フレームの擬似信号を生成する例を示す。 (図2を参照して手順を示すと、現フレームから波形
繰り返しにより前フレームの合成信号を生成し、前フ
レームの音声信号と比較して所定の閾値以下である場
合、現フレームから前フレームの擬似信号を作ること
ができる。) 図3に現フレームから前フレームの擬似信号を生成しな
い例を示す。 (図3を参照して手順を示すと、現フレームから波形
繰り返しにより前フレームの合成信号を生成し、前フ
レームの音声信号と比較して所定の閾値以下でない場
合、この場合において、前フレームの信号を圧縮して
前サブコードを生成する。) 図4に現フレームから後フレームの擬似信号を生成する
例を示す。図5に現フレームから後フレームの擬似信号
を生成しない例を示す。この場合において後フレームの
信号を圧縮して後サブコードを生成する。
【0016】パターン(1)、(2)のように無音、無声子音
は、一般に周期性の無い信号であり前後のパケットに相
関がなく、繰り返しによる補間を行うと音声が劣化して
しまう。また、無声子音は比較的長い時間現れることが
多い。しかし、無声子音はパワーが小さく前、後サブエ
ンコーダ6-1、7-4において量子化ビットのビット数を少
なくして量子化し(例えば8bitで量子化)、サブコー
ド(無音、無声子音コード)を出力する。つまり情報量
を少なくすることによって、同じ情報量で多くのフレー
ムの重複伝送が可能となり、パケット消失に耐性を持た
せることができる。このようにしてもパワーが小さいの
で劣化が顕著となることはない。パターン(3)の場合、
フレームが例え欠落しても前後のパケットから補間して
音声劣化のほとんどない補償を行うことができる。この
場合はパケットが消失しても劣化の少ない消失補償が前
後の信号によって行えるため補助情報を必要としない
(つまり、サブコードは付加する必要はない)。パター
ン(4)の場合はメインフレームから後フレームの波形を
作ることができない。よってこの後フレームの消失によ
って音声が著しく劣化する可能性がある。よって後フレ
ームをサブコーデックで圧縮し、組み合わせて送信する
と良い。また、パターン(5)の場合はメインフレームか
ら前フレームの波形を作ることができない。よってこの
前フレームの消失によって音声が著しく劣化する可能性
がある。よって前フレームをサブコーデックで圧縮し、
組み合わせて送信すると良い。ここでサブコーデックに
圧縮コーデックを持たせる場合は通常前フレームの内部
情報を引き続き用いて符号化される場合が多い。また圧
縮コーデックは演算量が多くなりコーデックの負荷が大
きくなるのでサブコーデックはできるだけ演算量が少な
いものを選ぶと良い。(サブコーデックで圧縮してサブ
コードを生成する場合の例を図3、5、6に示す。)
【0017】パケット構成部5でパケット(ビットスト
リーム)を構成する際に現フレームのコード(メインコ
ード)の他に伝送する必要があるコード(サブコード)
を次のように判定する。(i)前フレームだけなら前方付
加、(ii)後フレームだけならば後方付加、(iii)前後両
方ならば両方付加、(iv)必要なし(パターン(3))の場
合にはメインコードのみとする。これにより、常に1パ
ケットに3フレーム収容するのではなく、メインコード
1フレーム分のみ、前後サブコードいずれかを加えた2
フレームだけのことがある。(iii),(iv)は情報量の大き
さで識別できるものの(i),(ii)は単に情報量で識別でき
ないので互いの違いを区別するための識別情報を符号化
側で付与し、復号側で何れかの状態を区別する必要があ
る。
【0018】即ち、従来技術では常に「サブコードを付
加する」に対して本発明では「必要がある時だけサブコ
ードを付加する」ことによって、品質は同等でも平均伝
送情報量を削減することが可能となる。例えば、PCM(64
kbps)をメインコーダ(デコーダ)、ADPCM(32kbps)をサ
ブコーダ(デコーダ)として用いた場合、1パケットに
収容される情報量は、(1)前サブコード付加(32kbps+64
kbps=96kbps)、(2)後サブコード付加(32kbps+64kbps
=96kbps)、(3)両サブコード付加(32kbps+64kbps+32k
bps=128kbps)、(4)サブコード必要なし(64kbps)、(5)
無音または無声子音(32kbps)となる。符号器側にて、十
分な品質をとれる場合には補助情報なしとし、補償でき
ない場合のみサブコードによる補助情報を付与するの
で、サブコードを常に付加する場合と比べて、サブコー
デックに圧縮率は低いが演算量の小さいコーデックを使
用できる。
【0019】内部状態について説明する。内部状態の生
成はサブコードを例えばPCM(Pulse Code Modulation)に
より符号化する場合には必要としない。しかし、サブコ
ードをADPCM(Adaptive Differential PCM)、LDCELP(Low
Delay Code Excited Linear Prediction)により符号化
する場合においては必要となる。ここで、内部状態とは
内部状態特徴量のことで、符号化に必要な特徴量を指
す。例えばADPCMでは、予測フィルタ係数、適応フィル
タ係数、予測係数、ステップ幅、またLDCELPでは聴覚重
み付けフィルタ係数、合成フィルタ係数、予測フィルタ
係数、予測係数等があげられる。サブコードが必要であ
ると判定されればその信号をADPCMで符号化するための
内部状態が必要となる。ADPCMは量子化ステップ幅と予
測係数の両方を適応的に逐次更新する手法であり、内部
状態を生成するために、CELP符号化方式ほど多くの過去
の信号を必要としない点で有利である。よって内部状態
は、前サブコードにおいては、メインエンコーダ3とメ
インローカルデコーダ6-3で符号化、復号化して、この
信号に基づいて内部状態生成部6-2において生成し、こ
の信号と前フレーム信号により前サブエンコーダ6-1に
より前サブコードを生成することができる。後サブコー
ドにおいては図7に示すように同様の操作を内部状態生
成部7-3で時間軸において逆向きに符号化することによ
り内部状態を生成し、この信号と後フレーム信号により
後サブエンコーダ7-4で後サブコードを作成することが
できる。このような構成によりADPCMによりサブコード
を生成することができる。
【0020】パターン(6)の場合はメインフレームから
後フレーム、前フレームのどちらの信号も波形を復元す
ることはできない。よってこの後フレーム、前フレーム
の消失によって音声が著しく劣化する可能性がある。こ
のような場合は帯域に余裕があれば前フレーム、後フレ
ームのどちらかの信号もサブコードとして出力させると
良い。(図6参照) 上記のように分類する上で、ペイロード(ヘッダを除い
た符号化列)がどのサブコードを含むか判別できない場
合は識別情報(数ビット)も必要となる。例えば、10ms
の女性音声の場合において、再生信号と補間信号のSN値
が正(0を閾値とする場合)であるとき良いフレームと
判断した場合、前後いずれのパケットから補間可能15
%、無音区間40%、無声子音20%、前後パケットから補間
不能25%程度になる。つまり、無音、無声子音を除く37.
5%前後のパケットから補間可能となることがわかる。SN
値の閾値を変える、つまり歪の許容範囲を変えることに
よって帯域を制御することができる。
【0021】(復号器)図8を参照して復号器を説明す
る。復号器側では届いたパケットをパケット分解部10に
おいて、補助情報、識別情報によりメインコード、後サ
ブコード、前サブコード、無音、無声子音コードに分配
する。メインコードはメインデコーダ11に入力され復号
される。また、前、後サブコードはそれぞれ前、後サブ
デコーダ14-1,15-1に入力される。
【0022】図9に示すように、 パケットロス時のサブコードが無音、無声子音コード
であれば、メインデコーダ11の符号化に用いた量子化ビ
ット、すなわち、少ない量子化ビット(例えば8bit)
に戻して再生する。 パケットの消失がない場合はメインコードを再生す
る。 パケットが消失した場合は、後サブコード、前サブコ
ードの場合は符号器と同様な手法によって内部状態生成
部14-2,15-2により内部状態を生成する。メインデコー
ダ11でメインコードをデコードし、この信号に基づき内
部状態を得ることができる。また、その信号を用いて前
サブデコーダ14-1、後サブデコーダ15-1によりサブコー
ドを復号することができる。なお、サブコードをPCMで
符号化した場合には内部状態の生成は行わない。
【0023】パケットロスがあれば、出力コントローラ
12で前後に対応する前フレームまたは後フレームに対応
するサブコードをサブデコーダで復号して復号音声を再
生する。該当信号がなければ以前の消失のないパケット
のメインコードに基づいて波形合成による消失補償、例
えば上記のように繰り返し波形を合成して重ね合わせ再
生する。つまり出力コントローラにおいて、パケットが
消失した時点で、 ・既に入力したパケットにサブコードがある場合、該サ
ブコードに基づく信号を再生する。 ・次に入力したパケットにサブコードがある場合、該サ
ブコードに基づく信号を再生する。 ・どちらのパケットにもサブコードがない場合、過去の
復号信号を用いた波形繰り返し補償を適用するように制
御する。ここで、出力コントローラは揺らぎ吸収バッフ
ァに上記のような判別機能が含まれているものである。
このような構成にすることで常にサブコードを付加する
場合と比べてほぼ同等の情報量で、演算量が遙かに改善
されかつ品質の良い復号音声信号を得ることができる。
特にパケットが2つ連続で消失した場合においても図9
のように消失補償がされ品質向上が期待できる。なお、
上記の例においてメインコードはパケット毎に格納され
ているが、1つのパケットに複数フレーム分のメインコ
ード、サブコードを格納することは任意である。
【0024】本発明手法と従来手法の符号化方式による
平均ビットレートの例を示す。(メインコーデックはG.
711(PCM)符号化方式(64kb/s)、サブコーデックは演算量
が比較的小さいG.726(ADPCM)方式(32kb/s)を用いる。)
【表1】 ITU-Tで勧告された客観評価法PESQ(Perceptual Evaluat
ion of Speech Quality)を実施して以下の結果が得られ
た。ただし、従来法として特願2001−18541の発明と比
較し、いずれも単一パケット消失率、2連続パケット消
失率3,5,10パーセントのときのPESQ値を表に示す。そ
の結果、本発明では補償無しのときは勿論、従来法より
も高いPESQ値(PESQ値が高い方が主観的品質に優れ
る)、つまり主観評価値が得られた。
【表2】
【0025】本発明の符号器及び復号器は、CPUやメ
モリ等を有するコンピュータと、アクセス主体となる端
末と、記録媒体とから構成することができる。記録媒体
は、CD−ROM、磁気ディスク装置、半導体メモリ等
の機械読み取り可能な記録媒体であり、ここに記録され
たパケット構成プログラム及びパケット復号プログラム
制御用プログラムはコンピュータに読み取られ、コンピ
ュータの動作を制御し、コンピュータ上に前述した実施
の形態における各構成要素を実現する。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、従来法に比較して、少
ない情報量の付加で、パケット消失による品質の劣化を
抑え、原音に忠実な消失部分の補償をすることが可能と
なる。また、演算量に関しても軽くすることが可能とな
り、メインであるフレームの前後の補助情報をもつた
め、パケットが連続で消失した場合においても従来手法
よりも優れた性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例である符号器のブロック図。
【図2】現フレームから前フレームの擬似信号を生成す
る例を説明するための図。
【図3】現フレームから前フレームの擬似信号が生成し
ない例を説明するための図。
【図4】現フレームから後フレームの擬似信号が生成す
る例を説明するための図。
【図5】現フレームから後フレームの擬似信号が生成し
ない例を説明するための図。
【図6】符号器のパケット構成を説明するための図。
【図7】後サブコードにおける内部状態の生成を説明す
るための図。
【図8】本発明の1実施例である復号器のブロック図。
【図9】復号器の機能を説明するための図。
【符号の説明】
1・・・フレーム形成部 2・・・パターン分類部 3・・・メインエンコーダ 4・・・パケット構成部 6・・・前サブコーデック 6-1・・・前サブエンコーダ、6-2・・・内部状態生成
部、6-3・・・メインローカルデコーダ 7・・・後サブコーデック 7-1・・・後メインエンコーダ、7-2・・・メインローカ
ルデコーダ、7-3・・・内部状態生成部 10・・・パケット分解部 11・・・メインデコーダ 12・・・出力コントローラ 14・・・前サブコーデック 14-1・・・前サブデコーダ、14-2・・・内部状態生成部 15・・・後サブコーデック 15-1・・・後サブデコーダ、15-2・・・内部状態生成部
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Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音声信号をフレームごとに符号化した符号
    をパケットに格納するパケット構成方法において、 現フレームの音声信号の繰り返しまたは該符号の特徴量
    の外挿により前フレーム及び後フレームの補償信号を合
    成する過程と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より大きく、後フレームの信号波形と前
    記後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きい
    場合、現フレームと、前フレームと後フレームの符号を
    含めてパケットを構成する過程と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より大きく、後フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より小さい場合、現フレームと前フレー
    ムの符号と前フレームを示す符号を含めてパケットを構
    成する過程と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より小さく、後フレームの信号波形と前
    記後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きい
    場合、現フレームと後フレームの符号と後フレームを示
    す符号を含めてパケットを構成する過程と、を有するこ
    とを特徴とするパケット構成方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のパケット構成方法におい
    て、 前記前フレーム又は後フレームの符号は、前記現フレー
    ムに対する符号化方法とは異なる符号化方法で前記前フ
    レーム又は後フレームの音声信号に対して前記現フレー
    ムの符号化による復号信号に基づく内部状態変数を用い
    て生成することを特徴とするパケット構成方法。
  3. 【請求項3】音声信号をフレームごとに符号化した符号
    をパケットに格納するパケット構成装置において、 現フレームの音声信号の繰り返しまたは該符号の特徴量
    の外挿により前フレーム及び後フレームの補償信号を合
    成する手段と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より大きく、後フレームの信号波形と前
    記後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きい
    場合、現フレームと、前フレームと後フレームの符号を
    含めてパケットを構成し、前フレームの信号波形と前記
    前フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きく、
    後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より小さい場
    合、現フレームと前フレームの符号と前フレームを示す
    符号を含めてパケットを構成し、前フレームの信号波形
    と前記前フレームの補償信号との歪が所定の閾値より小
    さく、後フレームの信号波形と前記後フレームの補償信
    号との歪が所定の閾値より大きい場合、現フレームと後
    フレームの符号と後フレームを示す符号を含めてパケッ
    トを構成する手段と、を備えたことを特徴とするパケッ
    ト構成装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のパケット構成装置におい
    て、 前記前フレーム又は後フレームの符号は、前記現フレー
    ムに対する符号化方法とは異なる符号化方法で前記前フ
    レーム又は後フレームの音声信号に対して前記現フレー
    ムの符号化による復号信号に基づく内部状態変数を用い
    て生成することを特徴とするパケット構成装置。
  5. 【請求項5】音声信号をフレームごとに符号化した符号
    をパケットに格納する処理をコンピュータに実行させる
    パケット構成プログラムにおいて、 現フレームの音声信号の繰り返しまたは該符号の特徴量
    の外挿により前フレーム及び後フレームの補償信号を合
    成する処理と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より大きく、後フレームの信号波形と前
    記後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きい
    場合、現フレームと、前フレームと後フレームの符号を
    含めてパケットを構成する処理と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より大きく、後フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より小さい場合、現フレームと前フレー
    ムの符号と前フレームを示す符号を含めてパケットを構
    成する処理と、 前フレームの信号波形と前記前フレームの補償信号との
    歪が所定の閾値より小さく、後フレームの信号波形と前
    記後フレームの補償信号との歪が所定の閾値より大きい
    場合、現フレームと後フレームの符号と後フレームを示
    す符号を含めてパケットを構成する処理と、をコンピュ
    ータに実行させるパケット構成プログラム。
  6. 【請求項6】請求項5に記載のパケット構成プログラム
    において、 前記前フレーム又は後フレームの符号は、前記現フレー
    ムに対する符号化方法とは異なる符号化方法で前記前フ
    レーム又は後フレームの音声信号に対して前記現フレー
    ムの符号化による復号信号に基づく内部状態変数を用い
    て生成することを特徴とするパケット構成プログラム。
  7. 【請求項7】パケット毎に格納されたフレーム毎の符号
    を復号化して音声信号を再生するパケット分解方法にお
    いて、 パケットが消失したか否かを判定する過程と、 現パケットが消失した場合、 前パケットが後フレーム符号を含むとき、当該後フレー
    ム符号を復号して現パケットの音声信号を再生する過程
    と、 後パケットが前フレーム符号を含むとき、当該前フレー
    ム符号を復号して現パケットの音声信号を再生する過程
    と、 前パケットも後パケットも前フレーム符号も後フレーム
    符号も含まず現フレーム符号を含むとき、前後いずれか
    一方のパケットの当該現フレーム符号の復号信号の繰り
    返し又は該信号の特徴量の補間もしくは外挿により現パ
    ケットの音声信号を再生する過程と、を有することを特
    徴とするパケット分解方法。
  8. 【請求項8】パケット毎に格納されたフレーム毎の符号
    を復号化して音声信号を再生するパケット分解装置にお
    いて、 パケットが消失したか否かを判定する手段と、 現パケットが消失した場合、 前パケットが後フレーム符号を含むとき、当該後フレー
    ム符号を復号して現パケットの音声信号を再生し、後パ
    ケットが前フレーム符号を含むとき、当該前フレーム符
    号を復号して現パケットの音声信号を再生し、前パケッ
    トも後パケットも前フレーム符号も後フレーム符号も含
    まず現フレーム符号を含むとき、前後いずれか一方のパ
    ケットの当該現フレーム符号の復号信号の繰り返し又は
    該信号の特徴量の補間もしくは外挿により現パケットの
    音声信号を再生する手段と、を備えたことを特徴とする
    パケット分解装置。
  9. 【請求項9】パケット毎に格納されたフレーム毎の符号
    を復号化して音声信号を再生する処理をコンピュータに
    実行させるパケット分解プログラムにおいて、 パケットが消失したか否かを判定する処理と、 現パケットが消失した場合、 前パケットが後フレーム符号を含むとき、当該後フレー
    ム符号を復号して現パケットの音声信号を再生する処理
    と、 後パケットが前フレーム符号を含むとき、当該前フレー
    ム符号を復号して現パケットの音声信号を再生する処理
    と、 前パケットも後パケットも前フレーム符号も後フレーム
    符号も含まず現フレーム符号を含むとき、前後いずれか
    一方のパケットの当該現フレーム符号の復号信号の繰り
    返し又は該信号の特徴量の補間もしくは外挿により現パ
    ケットの音声信号を再生する処理と、をコンピュータに
    実行させるパケット分解プログラム。
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