JP2003532354A - レート判定誤りとそのアーティファクトの低減方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、フレームのフレームレートの誤判定による影響を低減することによって、信号の音声品質を改善するための方法と装置を提供する。本方法は、現情報フレームのフレームレートが８分の１レートであることを判定する段階（３２４／３４０）と、前フレームがフルレートフレームであったことを判定する段階（３３４）と、音声復号器のフィルタ状態を初期化する段階（３３６）と、を含む。更に本方法は、フレームレートが同じである連続フレームの数に基づいて、他の選択肢としての記号誤り閾値を用いる段階（３０８／３２８）から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、一般的に通信システムに関し、特に、通信システムのレート判定誤
りを低減すると共に、残ったあらゆるレート判定誤りから生じるオーディオアー
ティファクトを軽減するための方法と装置に関する。

【０００２】 発明の背景 例えば、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）や他の種類の通信システムでは、通信
対象情報が、音声であれデータであれ、無線電話と基地局などの通信資源間で通
信チャネル上において搬送される。暫定標準規格ＩＳ−９５Ｂに準拠するＣＤＭ
Ａベースの通信システム等のブロードバンドスペクトル拡散通信システムにおい
ては、拡散符号が通信チャネルの定義に用いられる。

【０００３】 ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ情報を様々なレートで送信することができる。
例えば、音声呼出しの場合、各音声フレ−ムのデータレートは、音声アクティビ
ティに基づいて変化する。ユーザが通話中、音声情報は圧縮されフルレートで通
常送られる。単語と単語の間及び文と文の間では、データレートが通常８分の１
のレートになる。２分の１レートと４分の１レートもまた、通話状態から静音状
態への遷移の際や、信号情報を多重化したり、システム容量を増やしたりするた
めに、データレートを低減する必要がある場合に用いられる。データサービス呼
出しにおいて、フル、２分の１、４分の１、及び８分の１レートのフレームを、
ユーザ要求情報のデータレートに基づいて選択することができる。

【０００４】 大気インターフェイス上でデータ破損を防止するために、通常、移動通信シス
テムでは、順方向誤り訂正技術を用いる。順方向リンクと見なす基地局対移動局
加入者装置の方向では、ＩＳ−９５には、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビットの追加
、畳み込み符号化、データ再送、インターリーブが含まれる。データ再送は、畳
み込み符号化を行って、大気インターフェイス上のデータレートが一定になった
後、サブレートフレーム（２分の１、４分の１、８分の１レート）上で行われる
。

【０００５】 ＣＤＭＡ通信システムにおいて、受信器は、受信フレームのデータレートを推
測できない。受信器は、各許容フレームレートに対する復号化機構を適用し、受
信データフレームの何らかの特性に注目し、フレームがそれで送信された可能性
のあるフレームレートを判定する必要がある。通常用いられる特性は、記号誤り
レート（ＳＥＲ）、ＣＲＣ検証、ビタビ復号器品質ビットである。ＳＥＲとは、
畳み込み復号化によって修復された情報シーケンスを再符号化し、受信記号とは
異なることが判った再符号化チャネル記号の数を累積して得られる畳み込み符号
化データ中の記号誤り数の見積である。いくつかのフレームレート、すなわちＩ
Ｓ−９５の場合のフル及び２分の１レートは、ＣＲＣコードワードによって保護
されている。これらは、データに対してある種の縮退巡回符号化を行うことによ
って、送信器が生成する。その結果生じるＣＲＣは畳み込み符号化され、データ
と共に送信される。受信器はまた、受信された畳み込み復号化データのＣＲＣを
生成し、そのＣＲＣを送信器が付加したＣＲＣと比較する。通常、ビタビ復号器
は畳み込み復号化に用いる。復号化されたデータシーケンスに加えて、ビタビ復
号器は、復号化シーケンスが有効データシーケンスから大きくずれていないかど
うかを表す品質ビットを示す場合もある。

【０００６】 通常、送信器がどんなレートを用いたかに関する決定は、レート判定アルゴリ
ズム（ＲＤＡ）を用いる受信器のレート判定器が行う。判定器は、各復号器から
の復号化特性を用いて、どんなレートで受信フレームが送信されたか、及び／又
はそのフレームが使用可能であるかどうかを判定する。フレームに含まれるビッ
ト誤りが非常に多い場合やそのレートを判定できない場合、そのフレームは消失
フレームであると宣言する。通常、ＲＤＡは、一連の規則に従ってレートを判定
する。例えば、このような規則には以下のようなものがある。

【０００７】 ＩＦ ＣＲＣ_full＝＝ＴＲＵＥ ＡＮＤ ＳＥＲ_full＜＝ＳＥＲ_{fullthreshol d} ＴＨＥＮ ＦＲＡＭＥ＿ＲＡＴＥ＝ＦＵＬＬ ＩＦ ＣＲＣ_full＝＝ＦＡＬＳＥ ＡＮＤ ＳＥＲ_full＞ＳＥＲ_{fullthreshol d} ＡＮＤ ＣＲＣ_half＝＝ＦＡＬＳＥ ＡＮＤ ＳＥＲ_half＞
ＳＥＲ_{fullthreshold} ＡＮＤ ＳＥＲ_eighth＜ＳＥＲ_{eighththreshold} ＴＨＥＮ ＦＲＡＭＥ＿ＲＡＴＥ＝ＥＩＧＨＴＨ

【０００８】 通常、ＲＤＡはフレームレート間の識別については有効に機能するが、それで
も誤りを犯しやすい。例えば、８分の１レートフレームとして送信したフレーム
が、受信器ではフルレートフレームと誤って解釈されることがある。これらの誤
判定レートの影響は深刻であり、時には音声呼出しにおいて深刻なオーディオア
ーティファクトが生じたり、データ呼出しの場合データスループットが減少した
りすることがある。このレート誤判定は、送信されるフレームの内容、大気イン
ターフェイス上の干渉条件及び受信器の判定器の性能とを含む多くの様々な要因
に依存することがわかっている。ＩＳ−９５で用いられ又この技術分野では既知
のＦＥＣプロトコルもまた、送信されるサブレートフレームと可能な限りフルレ
ートに近いフレームの間で適切な符号距離を提供する上で最適ではないことがわ
かっている。例えば、無音状態において、ＣＤＭＡシステムで用いられる強化型
可変レートコーデック（ＥＶＲＣ）は、１６ビットの８分の１レートフレーム０
７４０Ｈに収束し、このフレームを何度も再送することが確認されている。ＩＳ
−９５ＦＥＣ方式のシミュレーションによって、この８分の１レートフレームは
、８分の１レート畳み込み符号器とデータ中継器を通過する場合、フルレート復
号器によって、非常に小さいＳＥＲで復号化されることがわかる。符号化フレー
ムが、パワー制御ビットによって穿刺され、大気インターフェイス上で幾つかの
ビット誤りの影響を受ける場合、ＣＲＣもまた通過できることが確認されている
。上述の判定器の規則に示すように、通常、ＣＲＣ通過と低ＳＥＲの条件は、受
信フレームが有効なフルレートフレームであると宣言するのに充分である。

【０００９】 この結果生じる音声への影響がどれ程重大であるかは、主として、受信された
誤フルレートフレームの内容と、音声復号化後それらが高い音声利得や高周波等
に対応しているかどうかに依存する。しかしながら、大気インターフェイス消失
の音声への影響を減ずるために用いる誤り軽減技術もまた音声アーティファクト
に悪い影響を及ぼすことがわかっている。 従って、通信システムにおけるレート判定誤りとそれらの音声への影響を低減
するための方法と装置が必要である。

【００１０】 好適な実施形態の詳細な説明 本発明は、音声信号の品質を改善するための方法と装置を通信システムに提供
する。本方法は、音声フレームのフレームレートの有効性を判定し、その有効性
の判定に基づき少なくとも１つの音声復号器フィルタ状態の変更を含む。適用可
能な音声復号器フィルタは、これらに限定はしないが、ピッチフィルタ、声域フ
ィルタ、ポストフィルタを含む。有効性判定は、現フレームのフレームレートと
前受信フレームのそれとの比較に基づくことができる。特に、信号情報を含まな
いフルレートフレームの後で８分の１レートフレームを受信する場合、そのフレ
ームは無効であると見なされる。また本発明によって、同一フレームレートの連
続フレーム数に基づいて記号誤り閾値を調整できる。これらの閾値を調整するこ
とによって、レート判定誤りの数が減り、従ってその結果生じる音声の音声品質
が改善される。

【００１１】 本発明は、フレームレートの有効性を判定する手段と、その有効性の判定に基
づきそのフィルタの状態を、初期化を含み、変更できる音声復号器を含む装置を
提供する。本発明はまた、フレームレートが同じである連続フレーム数に基づき
記号誤り閾値を調整する手段も提供する。

【００１２】 図１は、本発明の好適な実施形態に基づく通信システムの概略を示す。図１に
示すように、基地局制御装置（ＢＳＣ）１０は、移動交換局（ＭＳＣ）１２と通
信状態にあり、ＭＳＣ１２は更にＰＳＴＮ８と通信状態にある。好適な実施形態
において、本通信システムは符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）セルラ無線電話シス
テムを採用しているが、然るべきどのような通信システムでも本発明の利用が可
能なことを当業者は認識し得るであろう。

【００１３】 ＢＳＣ１０は、音声符号器２０、プロセッサ２２、多重化装置（ＭＵＸ）２４
を含む。音声符号器２０は、音声サンプルをデータレート６４キロビット／秒で
ＭＳＣ１２から受信し、本技術分野では良く知られている、強化型可変レートコ
ーデック（ＥＶＲＣ）等の音声圧縮アルゴリズムを用いてデータレートを低減す
る。音声符号器２０は、受信音声の各２０ｍＳ部分が符号化される適切なデータ
レートを選択するレートセレクタ２６を含む。通常、その結果生じた圧縮音声フ
レームのデータレートは、サンプリングされた音声内での音声アクティビティレ
ベルに依存する。ＥＶＲＣの場合、有効フレームレートとして、フルレート、２
分の１レート、８分の１レートの３つがある。通常、フルレートフレームは、有
効音声の発話時生成され、８分の１レートフレームは、静音時に生成される。通
常、２分の１レートフレームは、通話状態から静音状態への遷移中又はＭＵＸ２
４が命令した場合に生成される。ＥＶＲＣの場合、フルレート音声フレームの後
に８分の１レート音声フレームが続くことはできないため、通話状態から静音状
態への遷移は全て２分の１レート音声フレームを含む。

【００１４】 プロセッサ２２は、移動局装置７０との信号メッセージを生成及び終了する役
割を担う。これらの信号メッセージは、ＭＵＸ２４によって、音声符号器２０か
らの符号化済音声フレームと、いくつかの追加制御情報とで多重化され、フル、
２分の１、又は８分の１レートトラフィックフレームを形成する。この追加制御
情報は、トラフィックフレームレートを規定するパラメータを含む。次に、その
トラフィックフレームは、通信リンク２８を介して、送信器局（ＢＴＳ）３０に
送られる。

【００１５】 パケット終端器３２は、そのトラフィックフレームを受信し、トラフィックフ
レームレートを示す制御信号３４を生成する。制御信号３４によって制御される
スイッチ３６は、フルレートＣＲＣ３８、２分の１レートＣＲＣ４０、又は無Ｃ
ＲＣ４１がトラフィックフレームに付加されるかどうかを判定する。次に、トラ
フィックフレームは、データ中継器４４に渡される前に１／２レート畳み込み符
号器４２を通過する。データ中継器は、２分の１や８分の１レートフレーム等の
サブレートフレームを選択し、全フレームが同じビット数を含むようにそれらを
アップサンプリングする。８分の１レートフレームの場合、各受信ビットは７回
繰返される。同様に、２分の１レートフレームの場合、各ビットは１回繰返され
る。データ中継器４２を通過した後、各フレームには３８４ビット含まれる。

【００１６】 次に、フレームは、所定の順番でデータをスクランブルするデータインターリ
ーバ４６を通過する。これによって、大気インターフェイス６０上のバースト誤
りに対するフレームの復元力が改善される。次に、フレーム内の所定位置の３２
ビットが、パワー制御情報ビットによって置き換えられる。このプロセスは、パ
ワー制御穿刺機能４８によって実行される。その結果生じるフレームは、大気イ
ンターフェイス６０上での送信用としてパワー増幅器５０に渡される。フレーム
に用いる送信パワーは、部分的に制御信号３４に依存する。次に、フレームは、
ビット誤りを含む可能性のある状態で、移動局装置７０が受信する。

【００１７】 図２は、図１の移動局装置７０内における誤り訂正機能を示す。デインターリ
ーバ１０２は、ＲＦフロントエンド１００から３８４個の記号を受信する。各記
号は、対応する送信ビットが０又は１のいずれであったかに関する信頼水準であ
る。これらの信頼水準は、ソフト決定値であると見なされる。例えば、４ビット
のソフト決定システムにおいて、００００は、送信ビットが０であったという非
常に高い確率を表し、１１１１は、ビットが１であったという非常に高い確率を
表す。１００１は、送信ビットが１であったことを連想させるが、ＲＦフロント
エンド１００の信頼度は低い。デインターリーバ１０２は記号のスクランブルを
解除し、そのフレームを複数の復号経路に渡す。復号経路は、図１のＭＵＸ２４
によって受信フレームが元々送られた各トラフィックフレームレートに対して存
在している。複数の復号経路が必要な理由は、受信器がトラフィックフレームレ
ートを推定で知ることができないためである。ＥＶＲＣ場合、フルレート、２分
の１レート、８分の１レートの３つのフレームレートが可能である。

【００１８】 ８分の１レート復号経路は、１／８レート結合器１０４と畳み込み復号器１０
６から成る。この８分の１レート結合器１０４は、８個の連続記号の各グループ
を１つの記号に結合して、図１のデータ中継器４４が導入するデータの繰返しを
補償する。畳み込み復号器１０６は、フレームの誤り訂正に用いられるが、１６
個のデータビットと記号誤りレートＳＥＲ_eighthの見積を出力する。２分の１レ
ート復号経路は、２分の１レート結合器１１０、畳み込み復号器１１２、ＣＲＣ
検査器１１４から成る。畳み込み復号器１１２は、８０のデータビット、ＳＥＲ_half 、受信ＣＲＣを出力する。そのＣＲＣをＣＲＣ検査器１１４が検査し、その
結果であるＣＲＣ_halfは判定器のレート判定アルゴリズム（ＲＤＡ）に渡される
。フルレート復号経路は、畳み込み復号器１２０とＣＲＣ検査器１２２から成る
。畳み込み復号器１２０は、１７２のデータビット、ＳＥＲ_full、受信ＣＲＣを
出力する。そのＣＲＣをＣＲＣ検査器１２２が検査し、その結果であるＣＲＣ_{fu ll} は判定器１５０に渡される。判定器１５０は、送信フレームのレートを判定し
、音声復号器１５５への送信用として然るべく復号されたフレームを選択する。
音声復号器１５５は、この技術分野では既知の音声アルゴリズムを用いて受信音
声を復元する役割を果たす。復元アルゴリズムは、フレームレートに依存する。

【００１９】 ＳＥＲ及びＣＲＣのパラメータ並びにフレームのレートを判定する際のそれら
の使用方法は、この技術分野では既知である。しかしながら、既述したように、
判定器１５０は誤りが生じやすく、フレームのレートを誤判定する場合がある。
本発明の好適な実施形態に基づいて、判定器１５０は、誤判定を低減し、また誤
判定発生時の音声への影響を低減するための他の論理回路を含む。本発明の好適
な実施形態に基づき、判定器１５０から音声復号器１５５へ制御信号が提供され
る。判定器１５０が、以前受信したフレームが誤判定されたと確証した場合、制
御信号１６０は、音声復号器１５５にその内蔵デジタルフィルタを初期化するよ
うに命令する。

【００２０】 ＥＶＲＣ並びにこの技術分野では既知の他の可変レートボコーダでは、フルレ
ートから８分の１レートに直接遷移することはできない。標準規格によれば、少
なくとも１つの２分の１レートフレームを、フルレートから８分の１レートに遷
移する間のどこかで送信しなければならない。例として図３は、フルレートから
８分の１レートへの一般的な遷移並びにフレームレートの判定誤りに起因する遷
移を示す。一連のフルレートフレーム２００−２０６は、音声アクテビティに対
応して、ＢＴＳ３０が送信し、判定器１５０が正確に受信する。静音状態への遷
移中、ボコーダアルゴリズムが課すレート遷移規則を満たすために、音声符号器
２０が２分の１レートフレーム２０８を生成して、判定器１５０が正確に受信す
る。２分の１レートフレーム２０８に続いて、一連の８分の１レートフレーム２
１０−２２０が正確に受信される。フレーム２２２は、元々８分の１レートフレ
ームとして音声符号器２０が生成するが、判定器１５０がフルレートフレームで
あると誤判定している。判定器１５０がフレームレートを誤判定した場合、音声
復号器１５２に、一連の８分の１レートフレーム２１０−２２０の後、単一フル
レートフレーム２２２が渡され、その後、次の一連の８分の１レートフレーム２
２６−２３２が続く。しかしながら、音声復号器１５２は、フルレートから８分
の１レートに遷移する間のどこかで、２分の１レートフレーム２２４の受信を要
求する。その結果、この技術分野では既知のように、音声復号器１５２は、それ
に続く有効８分の１レートフレーム２２６を消失フレームとして宣言する。他の
実施形態において、判定器１５０は、レート低減違反を検知し、フレームが消失
フレームであると宣言する場合がある。この技術分野では既知のボコーダ消去処
理が、消失フレームの前に受信されたフレームからのパラメータ情報を使用する
段階を含むことから、ボコーダアルゴリズムによる強制消去によって、元々の誤
判定から変則的に生成されるあらゆる音声を長引かせるという影響を及ぼす。誤
判定の場合、繰り返し用いられるパラメータは、不正な誤判定フレームから生じ
、従って不正フレームの影響が拡大する。

【００２１】 ２つの部分から構成される改善した判定器１５０を導入する。第１部分は、フ
レームレート履歴に基づき判定器１５０が用いるＳＥＲ閾値の調整から成る。連
続８分の１レートフレーム期間Ｔ₈ の後、フルレートフレームのＳＥＲ閾値をＳ
ＥＲ_FT1 からＳＥＲ_FT2 まで下げて、フルレート畳み込み復号器１２０から受信
したＳＥＲ_fullによって測定される高いフレーム品質で、次のフルレートフレー
ムを受信する必要がある。更に８分の１レートＳＥＲ閾値をＳＥＲ_ET1 からＳＥ
Ｒ_ET2 まで上げて、８分の１畳み込み復号器１０６から受信したＳＥＲ_E によっ
て測定される、より低いフレーム品質で次の８分の１レートフレームを受信する
必要がある。改善された判定器１５０の第２部分は、音声復号器１５２への制御
経路を導入し、ボコーダアルゴリズム内においてフィルタ状態をクリーンにする
ことができる。これは、存続するあらゆる誤判定の音声への影響を最小限にする
のに有益である。

【００２２】 図４は、改善された判定器１５０の動作を更に詳細に示すフロー図である。ス
テップ３００から開始するが、ここでは、フルレートＣＲＣ検査器１２２から受
信したフルレートＣＲＣの合／否状態をテストする。ＣＲＣ_fullが有効性テスト
に不合格であったと判定される場合、フレームは、フルレートフレームとしての
可能性を持った候補から除外され、論理フローはステップ３１６に進み、他のフ
レームレートの有効性を検査する。ＣＲＣ_fullが有効性テストに合格したと判定
される場合、論理フローはステップ３０２に進み、ここで、フルレート畳み込み
復号器１２０から受信したＳＥＲ_fullが評価される。ＳＥＲ_fullが公称閾値ＳＥ
Ｒ_FT1 を超える場合、フレームは、フルレートフレームとしての可能性を持った
候補から除外され、論理フローはステップ３１６に進み、他のフレームレートの
有効性を検査する。ＳＥＲ_fullが公称閾値ＳＥＲ_FT1 以下である場合、論理フロ
ーはステップ３０４に進み、ここで、そのフレームは評価され、信号トラフィッ
クを含むかどうか判定される。このことは、ステップ３０８において、より厳し
いＳＥＲ_FT2 閾値テストを受ける信号トラフィックの形態でクリティカル呼出し
処理情報を含むフレームを回避するために必要である。ＩＳ−９５ＢのＣＤＭＡ
標準規格の場合、この情報は、混合型ビット（ＭＭビット）、トラフィック型ビ
ット（ＴＴビット）、一対のトラフィック型ビット（ＴＭビット）の形態で、畳
み込み復号化フレームの最初の数ビットに含まれる。これらのビットの定義及び
使用方法は、この技術分野では良く知られている。

【００２３】 ステップ３０４に戻ると、フレームが信号情報を含むと判定される場合、その
フレームは有効フルレートフレームと見なされ、論理フローは、ステップ３１２
に進む。フレームが信号情報を含まないと判定される場合は、論理フローはステ
ップ３０６に進み、ここで、連続８分の１レートフレームカウンタＣ₈ が閾値Ｔ₈ と比較される。Ｃ₈ が閾値Ｔ₈ よりも大きい場合、より厳しい２次ＳＥＲ閾値
ＳＥＲ_FT2 は検査されず、論理フローはステップ３１０に進み、ここで、フレー
ムは有効フルレートフレームであると宣言される。Ｃ₈ が閾値Ｔ₈ 以下である場
合、論理フローはステップ３０８に進み、ここで、フルレート畳み込み復号器１
２０から受信したＳＥＲ_fullは、より厳しい２次閾値ＳＥＲ_FT2 と比較される。
この２次閾値は、許容記号誤り数の点で、無信号フルレートフレームが有効であ
るとの宣言を更に困難にするために用いられる。このことによって、第１フルレ
ートフレーム又は非フルレートフレーム間隔に続く一連のフルレートフレームが
通常要求されるより低い記号誤りレートを有することが必要である。

【００２４】 ステップ３０８において、ＳＥＲ_fullが閾値ＳＥＲ_FT2 を超える場合、フレー
ムはフルレートフレームとして見なしことから除外され、論理フローはステップ
３１６に進み、ここで、他のフレームレートが検査される。ＳＥＲ_fullがＳＥＲ_FT2 以下である場合、論理フローはステップ３１０に進み、ここで、連続８分の
１レートフレームカウンタＣ₈ がゼロに初期化され、連続フルレートカウンタが
インクリメントされる。論理フローはステップ３１２まで続き、ここで、フレー
ムレートはフルレートに設定される。

【００２５】 フルレートフレームとしてフレームの有効性が実証できない場合、論理フロー
は経路の１つに従ってステップ３１６へ進み、ここで、フレームの２分の１レー
トの有効性が検討される。ステップ３１６において、２分の１レートＣＲＣ検査
器１１４から受信した２分の１レートＣＲＣの合／否状態がテストされる。ＣＲ
Ｃ_halfが有効性テストで不合格になったと判定される場合、フレームは、２分の
１レートフレームとしての可能性を持った候補から除外され、論理フローはステ
ップ３２４に進み、他のフレームレートの有効性を検査する。ＣＲＣ_halfが有効
性テストに合格したと判定される場合、論理フローはステップ３１８に進み、こ
こで、フルレート畳み込み復号器１２０から受信したＳＥＲ_halfが評価される。
ＳＥＲ_halfが閾値ＳＥＲ_HT以下である場合、論理フローはステップ３３０に進み
、ここで、連続８分の１レートフレーム及び連続フルレートフレームカウンタが
ゼロに初期化される。次に、論理フローはステップ３２２に進み、ここで、フレ
ームレートは２分の１レートに設定される。ステップ３１８において、ＳＥＲ_{ha lf} が閾値ＳＥＲ_HTを超える場合、フレームは２分の１レートフレームとして見な
すことから除外され、論理フローはステップ３２４に進み、ここで、他のフレー
ムレートが検査される。

【００２６】 フルレート又は２分の１レートフレームとしてフレームの有効性を確認できな
い場合、論理フローはステップ３２４に至る経路の１つに従って進む。ステップ
３２４において、８分の１レート畳み込み復号器から受信したＳＥＲ_eighthが評
価される。ＳＥＲ_eighthが通常の閾値ＳＥＲ_ET1 以下である場合、論理フローは
、ステップ３３４に進む。ＳＥＲ_eighthが通常の閾値ＳＥＲ_ET1 を超える場合、
論理フローはステップ３２６に進み、ここで、連続８分の１レートフレームカウ
ンタＣ₈ が閾値Ｔ₈ と比較される。Ｃ₈ がＴ₈ 以下である場合、論理フローがス
テップ３３０に進むと、フレームは、フルレートフレーム、２分の１レートフレ
ーム、８分の１レートフレームのいずれかであると当然見なすことができないた
め、消失フレームとして宣言される。Ｃ₈ が閾値Ｔ₈ を超える場合、論理フロー
はステップ３２８に進み、ここで、ＳＥＲ_eighthは緩和された閾値ＳＥＲ_ET2 と
比較される。ＳＥＲ_eighthが緩和された閾値ＳＥＲ_ET2 を超える場合、論理フロ
ーはステップ３３０に進み、ここで、連続フルレートフレームカウンタがゼロに
初期化され、そしてステップ３３２に進み、ここで、フレームが消失フレームと
して宣言される。ＳＥＲ_eighthが緩和された閾値ＳＥＲ_{ET 2} 以下である場合、
連続フルレートカウンタ値が評価されるステップ３３４を初めとして、論理フロ
ーが進み、フレームレートは８分の１レートとして宣言される。

【００２７】 この好適な本実施形態において、フルレートカウンタＣ_F の値が、単一フルレ
ートフレームだけが現８分の１レートフレームの前に受信されたことを表す値１
に設定された場合、論理フローはステップ３３６に進み、ここで、ボコーダフィ
ルタ初期化指示が起動される。このことは、前に受信したフレームがフルレート
フレームであると誤って宣言した可能性のある判定によるものである。ＣＦが１
以外の値である場合、論理フローはステップ３３６を飛び越してステップ３３８
に進み、ここで、連続フルレートカウンタＣＦはゼロに初期化され、連続８分の
１レートカウンタはインクリメントされる。論理フローはステップ３４０まで続
き、ここで、フレームレートが８分の１レートであると宣言される。

【００２８】 他の実施形態では、ＳＥＲ_fullとＳＥＲ_eighthの重み付けした値を用いて、フ
ルレートフレーム２２２又は８分の１レートフレーム２２６が誤判定されたかど
うか決定する。この場合、パラメータＷＳＥＲ_{f ull}とＷＳＥＲ_eighthの計算と
比較を行うことができる。例えば、ＷＳＥＲ_fullについては、ＷＳＥＲ_full＝Ｗ_full ＊ＳＥＲ_fullと計算し、ＷＳＥＲ_eighthについては、ＷＳＥＲ_eighth＝Ｗ_{ei ghth} ＊ＳＥＲ_eighthと計算することができる。ＷＳＥＲ_fullの値がＷＳＥＲ_{eigh th} の値を超える場合、誤判定フレームが８分の１レートフレーム２２６ではなく
フルレートフレーム２２２であるという決定をし、「フィルタ初期化」のフラグ
を「真」に設定することができる。ＷＳＥＲ_fullの値がＷＳＥＲ_eighth以下であ
る場合、誤判定フレームが、現８分の１レートフレーム２２６であるという決定
をし、「フィルタ初期化」のフラグを設定せず、現８分の１レートフレームを消
失フレームとして宣言することができる。

【００２９】 一般的なボコーダアルゴリズムは、通常１つ以上のデジタルフィルタから成る
音声生成モデルを実現する。音声符号器で用いるモデルとして１つ考えられるも
のは、この技術分野で既知の多くのアルゴリズムが基づく符号励起型線形予測モ
デル（ＣＥＬＰ）である。ＣＥＬＰに基づくこのようなボコーダアルゴリズムの
１つには、ＥＶＲＣボコーダアルゴリズムがある。図５は、ＥＶＲＣ音声復号器
の音声生成構成要素を示すが、然るべきどのような音声復号器でも本発明の利用
が可能なことを当業者は認識し得るであろう。励起信号シーケンスは、音声フレ
ーム内で送信されたパラメータ並びにそれ以前の復号化フレームからの情報に部
分的に基づきそれぞれの励起成分を生成する固定励起４００と適応励起４１２か
ら構成される。固定コードブック励起４００は、多重パルス励起方式に基づいて
音声復号器が再度生成する。パルス情報４０２は、固定コードブック励起４００
が、所定の間隔でいくつかのパルスから成る対応する励起シーケンスに変換する
。次に、このシーケンスは、単一タップ有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
を用いてフィルタ処理し（４０６）、励起シーケンスのピッチ性能を強化する。
その次に、その結果生じるシーケンスは、利得係数４０８で乗算し（４１０）、
総固定励起シーケンスを生成する。適応コードブック励起４１２は、音声モデル
のピッチ成分を生成する役割を果たす。この励起は、以前結合された励起サンプ
ルの履歴から、音声フレームで送信されるピッチ周期遅延パラメータを用いて音
声復号器によって生成される。次に、その結果生じるシーケンスは、音声フレー
ムの一部として送信される利得パラメータ４１６で乗算し（４１４）、励起シー
ケンスの総適応コードブック成分を生成する。その２つの励起成分は加算され（
４１８）、総励起シーケンスを生成する。励起シーケンスを一旦生成すると、人
間の音声生成システムである声域をモデル化した全極型フィルタ１／Ａ（Ｚ）４
２０を用いてそれをフィルタ処理する。次に、その結果生じる合成音声シーケン
スは、合成音声シーケンスの知覚品質を強化するようにしたポストフィルタＷ（
Ｚ）４２２によってフィルタ処理される。

【００３０】 図５は、誤判定フレームの音声への影響を軽減するために、強化判定器１５０
から受信したフィルタ初期化制御を用いて、フィルタ状態を如何に初期化できる
かを示す。フィルタ初期化指示４３０を判定器１５０から受信すると、音声復号
器は、各種のフィルタ４１２／４２０／４２２の状態を初期化する。この動作に
よれば、消去処理によって、元々の誤判定の影響が後続のフレームとフィルタ状
態メモリへ拡大しないことが保証される。

【００３１】 適応コードブック励起４１２は、合成音声シーケンスのピッチ成分を生成する
ために用いるピッチフィルタを含む。このフィルタは、フィルタ初期化指示４３
０が受信されるとクリアされる以前結合された励起サンプルのメモリから成る。
声域フィルタ４２０とポストフィルタ４２２もまた、初期誤判定から音声への影
響を拡大し得る何らかのフィルタメモリを含んでおり、これらのフィルタも初期
化される。前フレームからのメモリは用いないことから、固定コードブックピッ
チ強化フィルタを初期化する必要があることに留意されたい。フィルタ初期化動
作に加えて、音声復号器は、判定器１５０が前フルレートフレームを誤って復号
したとの認識に基づき、課されたレート遷移規則を無視する。

【００３２】 フィルタ初期化制御動作については、好適な実施形態で説明したが、他の実施
形態の１つとして、新たに励起利得パラメータ４０８／４１６を初期化し、レー
ト遷移規則を通常通り実行できる。利得パラメータ４０８／４１６を初期化する
ことにより、音声復号器は、確実に声域フィルタ４２０への励起信号を完全に無
効にし、これによって誤判定とレート遷移起因の消去処理とによる音声への影響
を軽減する。

【００３３】 更に他の実施形態によれば、誤判定フレームによって生成される音声と予測さ
れる背景信号間において更に知覚的に良好な遷移を生成する状態にフィルタ４１
２／４２０／４２２を初期設定することができる。このようなフィルタ状態初期
化の１つとして、フィルタ状態をフレーム誤判定前に存在する状態にリロードす
ることができる。

【００３４】 図６は、本発明のアーティファクト軽減部が実現する音声への影響の改善を示
す。各グラフは、３つの音声フレームを含む時間線から構成されている。第１グ
ラフは、アーティファクト軽減方式を用いない場合のフルレートフレーム誤判定
の音声への影響を示す。３つの音声フレームは、誤判定フレーム５００のフレー
ム、レート遷移規則５０２により生じる消去処理のフレーム、及びフィルタ状態
メモリ５０４の延長影響のフレームから成る。

【００３５】 第２グラフは、本発明の好適な実施形態によるアーティファクト軽減方式を用
いて実現する音声改善例を示す。第１フレーム５０６は、ＲＤＡ検出段をすり抜
けた誤判定の影響を示す。第２フレーム５０８と第３フレーム５１０は、フィル
タ状態を初期化し、検出された誤判定に対するレート遷移規則を音声復号器に無
視させることによって、そのすり抜けた誤判定の影響がどの程度含まれているか
を示す。これによって、アーティファクトの継続期間が全体的に改善されること
になり、また人間の聴覚器官に対して不快な音声の影響が小さくなる。

【００３６】 いくつかの好適な実施形態を参照して本発明の説明を行った。これらの好適な
実施形態は、以下の請求項で述べる本発明を説明するためのものであって、本発
明の広い範囲を制限しようとするものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 無線通信システムのブロック図である。

【図２】 本発明の好適な実施形態に基づく無線装置内の誤り訂正機能のブ
ロック図である。

【図３】 本発明の好適な実施形態に基づく可変レートデータストリームの
図である。

【図４】 本発明の好適な実施形態に基づくレート判定と誤り軽減アルゴリ
ズムの動作のフロー図である。

【図５】 本発明の好適な実施形態に基づく音声復号器初期化機構のブロッ
ク図である。

【図６】 本発明の好適な実施形態による場合とそうでない場合の、判定誤
り後に受ける音声アーティファクトを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＪＰ (72)発明者 ウォン、ナイ スン アメリカ合衆国 60067 イリノイ州 パ ラタイン ダブリュ． セント ジョーン ズ プレイス 885 (72)発明者 モーガン、ウィリアム ケー． アメリカ合衆国 60120 イリノイ州 エ ルジン プレーリー 430 Ｆターム(参考） 5D045 AB26 DA20 5K014 AA01 BA06 FA12 HA10 5K067 AA23 BB04 CC10 DD04 DD54 EE02 EE10 KK13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１フレームを受信する段階と、 前記第１フレームの第１フレームレートを判定する段階と、 誤り判定を生成するために、前記第１フレームレートが誤っているかどうか判
   定する段階と、 前記誤り判定に基づき音声復号器フィルタの状態を更新する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、前記第１フレームレートが
   誤っているかどうか判定する段階は、 第２フレームを受信する段階と、 前記第２フレームの第２フレームレートを判定する段階と、 比較値を生成するために、前記第２フレームレートを前記第１フレームレート
   と比較する段階と、 前記比較値に基づき、前記第１フレームレートが誤っているかどうか判定する
   段階と、 を含むことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、前記比較値に基づき、前記
   第１フレームレートが誤っているかどうか判定する段階は、 前記第１フレームレートから前記第２フレームレートへの遷移が無効であるか
   どうかを判定する段階を含むことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の方法であって、前記第１フレームレートを
   判定する段階は、フルレートフレームを判定する段階を含み、また、前記第２フ
   レームレートを判定する段階は、８分の１レートフレームを判定する段階を含む
   ことを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法であって、前記第１フレームレートを
   判定する段階は、フル、２分の１、４分の１、８分の１フレームレートから成る
   群から、前記第１フレームレートを判定する段階を含むことを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法であって、前記音声復号器フィルタの
   状態を更新する段階は、前記音声復号器フィルタの状態をゼロに設定する段階を
   含むことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法であって、前記音声復号器フィルタの
   状態を更新する段階は、ピッチフィルタ、声域フィルタ、及びポストフィルタか
   ら成る群から、フィルタの状態を更新する段階を含むことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法であって、前記第１フレームが信号フ
   レームであるかどうか判定する段階を含むことを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 フレームレートの有効性を判定する手段と、 前記フレームレートの有効性に基づきフィルタの状態を変更するための、前記
   判定手段に接続された音声復号器と、 を含むことを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項１５に記載の装置であって、 情報フレームのフレームレートの有効性を判定する前記手段は、前記フレーム
    レートを前情報フレームのフレームレートと比較する手段を含むことを特徴とす
    る装置。