JP2008065344A - 受信器に於ける音声フレームの処理方法、及びこの方法を用いたデジタル通信システムの受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】音声コード処理に関し、送信コネクションの質を考慮して音声フレーム処理を行うことで通信音声を向上させることを目的とする。
【解決手段】送信コネクションの質は、品質モニタリング部409 により各受信フレームに於けるエラーの有無の仕分に基づいて決定される。送信コネクションの質を決定するために、それ以後の幾つかの音声フレームが走査される間、各フレームの仕分が実行される。置換装置402 内で実行されるエラー音声フレームの置換処理と、処理装置406 内で実行されるエラーなしフレームとして検出されたフレーム処理との両方が、送信コネクションの質に基づいて制御され、これによりデコード後の音声信号の品質に送信エラーの影響が殆ど残らなくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、音声コーディング処理に関し、特に、通信システムにおける受信器内で各音声コーディングパラメータを処理することに関する。

通信システムの送信経路内で幾らかの送信エラーが生じ、これらが受信器内でデコードされる音声信号の品質を悪化させるということが知られている。一般的にこのような送信エラーを回避するための対応が講じられており、特に、いくつかの音声コーディング用パラメータをこのようなエラーから保護するための対策が行われている。そのために、通常、送信されるべき最も重要なパラメータに対してエラー訂正コーディングが行われ、チャンネルコーディングと関連して送信側のチャンネルコーダにおいて実行される。このエラー訂正コーディングを行うことにより、送信経路内で発生しエラー訂正コーディングされたパラメータに影響を及したいくつかの送信エラーが検出され、その後、これらエラーが受信器内で実行されるチャンネルデコーディングによって訂正されるであろう。

このような方法は、文献「Ｅｕｒｏｓｐｅｅｃｈ−９１」のｐｐ．５９５−５９８のＤ．Ｓｅｒｅｎｏ氏による論文「音声コーディングにおけるフレーム置換及びポストフィルタリング」に示されている。もしチャンネルデコーダによって訂正することが不可能なエラーが送信経路内で発生した場合、このチャンネルデコーダは、受信される音声フレームがエラーを含んでいると指示する。以下において、エラーがある音声フレーム又はエラーがない音声フレームという場合、これは、各受信される音声フレームに対してエラー訂正コーディングに基づいて実行された各個々のエラー音声フレームの検出、及び恐らくはいくつかの他の手段によって実行されたエラー音声フレームの検出をいう。

エラーがあるフレームか、エラーがないフレームかの識別は、往々にしてうまく行かず、エラーがあるフレームが、エラーがないフレームとして判断されたり、又は反対にエラーがないフレームが、エラーがあるフレームとして判断されたりする状況が発生する。また場合によっては、送信エラーが検出されず、エラーがある音声コーディングパラメータを用いて音声信号がデコードされるという特に困難な状態があるが、この場合は、結果的に不正確なデコーディングが行われることになる。通常の送信チャンネルでは容量や情報帯域幅が制限されるので、エラー訂正コーディングによってすべてのパラメータを保護することは不可能であり、したがって受信器側においてすべての送信エラーが検出されることはない。

図１は、音声信号を送信する通信システムにおける公知の受信器の構成を概略的に示したブロック図である。受信されたデジタル情報フレーム１００がチャンネルデコーダ１０１内に送られる。音声コーディングパラメータ１０２は、どのような音声コーディング方法が用いられたにしても上記チャンネルデコーダから入力され、かつ各フレームにそのレベル又はエラーの指示１０３、すなわち、上記受信されたフレーム内で上記チャンネルデコーディングでは訂正できなかったエラーが検出されたかどうかに関する情報もまた上記チャンネルデコーダから入力される。

音声コーディングの各パラメータは、更にブロック１０４に入力される。このブロックでは各コーディングパラメータの処理が行われる。通常この処理は、不都合なフレームを取り除いたり、これを置換したりするための幾つかのシステムを含む。処理されたコーディングパラメータ１０５は、最終的に音声デコーダ１０６内に入力され、これらを基に音声信号１０７が合成される。

図２は、図１に示す各コーディングパラメータの処理ブロック１０４を詳細に示したものである。このブロックは図２において参照符号２００で示されている。上記チャンネルデコーダ１０１から同じく処理ブロック２００内に入力されるエラー情報２０２が、上記受信フレームの各パラメータ内に訂正されていないエラーが検出されないことを指示するか、又は、上記受信フレーム内の伝送エラーが上記音声コーディングディングの各パラメータ内で検出できないときは、チャンネルデコーダ１０１から受信される各受信フレームの音声コーディングディングパラメータ２０１が出力２０３に直接送られる。上記音声コーディングパラメータからの直接的な各伝送エラーの検出は、コーディングパラメータ処理ブロックの内にあるブロック２０６にて実行される。

上記受信フレームは、仕分ブロック２０７において、種々のエラー情報に基づいてエラーがあるもの又はエラーがないものに仕分される。この仕分結果に基づいてスイッチ２０８が制御され、これによりエラーがないフレームとして上記音声フレームが仕分された場合にはスイッチ２０３が位置２の状態となり、上記受信パラメータ２０１が出力２０３に直接送られる。また反対に、上記音声フレーム内にエラーが検出されたときは、上記スイッチは位置１に切り換えられる。その結果、エラーがあるフレームの置換ブロック２０４内において、エラーがある各フレームに対する置換によって得られた各パラメータが出力２０３に送られる。この置換ブロックにおいては、エラー音声フレームのパラメータが直近に受信したエラーがないフレームのパラメータ、又はこのパラメータに基づいて適当な方法で外挿によって決定された新しいパラメータによって置換される。図２に示す遅延ブロック２０５は、置換されるべき各フレームのパラメータが先行するフレームのパラメータに依存することを示す。

受信された音声フレームがエラーを含んでいるという情報が得られた場合には、このエラーがある音声コーディングパラメータは音声デコーダに送るのに値しないが、そのような場合には、損失フレームに替えて、例えば先に述べたような置換されたフレームを送ることが望ましい。損失フレームに対する置換を行うための良く知られた方法の一つは、受信されたエラーがあるパラメータを用いる代わりに、出力を完全にサイレント状態とすることである。しかしながら、このような手続は非常に良い、すなわち実践的いうわけではない。なぜならば、合成された音声信号の品質を明らかに損なう中断を起こすからである。

もう一つのよく知られた置換方法は、上に述べた音声信号デコーディングをサイレント状態にする方法よりも優れている。この方法においては、損失パラメータに代えて直近に受信されたエラーがない音声フレームのパラメータの一部又は全部を用いる。この置換手続の効率は、音声信号の音の大部分が、音声コーディングにおいて典型的に使用されるフレーム長である２０ｍｓよりも長い間持続するかどうか、すなわち音声信号の特性の変化が十分遅いかどうかにかかっている。このような手続は、例えば英国特許出願第２，２３８，９３３号に記載されている。最善の状態では、損失音声フレームにかなり良く対応する音声信号を置換手続によって形成することができる。しかしながら、この置換は、何回も繰り返して行うことができないという欠点がある。例えば、この置換を数個の連続する損失フレームについて行った場合には、置換後の信号が徐々に不自然かつ機械的な音声となってしまう。

音声の音の持続時間は、典型的には最も長くて数百ｍｓであり、この時間長を超えて置換手続を継続することは無意味である。連続する数個のエラーがあるフレームについて置換を行う場合には、音声信号がある有限の時間内に次第に小さくなって消滅するように音声コーディングのパラメータを処理して置換を行うのがよい。このようにすれば、エラーがある音声フレームだけが連続して長い期間にわたって受信された場合でも、音が連続的に鳴り続けることがない。

図３は、この技術分野においてはよく知られているエラーがあるフレームの置換手続を示すフローチャートである。この手続は、図２に示すシステムに適用することができる。このフローチャートにおける状態０は、エラーがないフレームであると仕分されたフレームが受信されたので置換の必要がないという状態を表す。この場合には、図２に示すスイッチが位置２に切り換えられ、受信されたフレームの音声コーディングパラメータがそのまま音声デコーダに送られる。受信されたフレームがエラーを含んでいないということが指示されるたびに状態０になり、したがってエラーがないフレームは全部音声デコーダに送られる。エラーがないフレームに続いてエラーがあるフレームが最初に受信された場合には、エラーがあるフレームを置換するための置換手続３０１が開始され、それによって図２のスイッチが位置１に切り換えられる。このエラーがあるフレームに続くフレームが、エラーがあるフレームであった場合には、状態２、状態３などの信号が入力される。置換手続３０１においては、エラーを含んで受信されたフレームのパラメータが、直近に受信されたエラーがないフレームのパラメータによって置換される。直近に受信されたエラーがないフレームのパラメータを用いるこの置換手続は、最大でＭ−１個の連続するエラーがあるフレームについて行われる。ここで、Ｍは正の整数である。

この後、状態Ｍに達すると、この状態Ｍではその出力を完全にサイレント状態にするパラメータが音声デコーダに入力される。置換手続において、典型的にパラメータの処理は、これらのパラメータによって生じる音声信号が、連続するエラーがあるフレームに対し次第に減衰するような態様で行われる。すなわち、図３に示すフローチャートにおいて、到達した状態の番号が大きければ大きいほど減衰の程度が大きくなる。

上に述べた置換手続においては、通常、置換されるべき最初の音声フレーム（すなわち、状態１である場合）だけが、エラーがないフレームのパラメータでそのまま置換される。置換されるべきフレームのうち少なくとも２番目のもの以後、すなわち状態２以後については、合成された音声信号が減衰し始めるようにパラメータの処理が行われる。合成されるべき音声信号の減衰は、線形予測コーディング手法（ＬＰＣ）を用いて、例えば、フレーム毎に励起信号の強度を減じるなどの方法で行うことができる。

システムの動作を以下に説明するが、この説明においては次のような記号が用いられる。
ｒrec： チャンネルデコーダから受信されるパラメータであって、合成されるべき音声信号の振幅を伝えるパラメータ
ｒdec： 音声デコーダに入力されるパラメータであって、合成されるべき音声信号の振幅を伝えるパラメータ
ｒdec,prev： 先行する音声フレームの受信中に音声デコーダに入力されたパラメータであって、合成されるべき音声信号の振幅を伝えるパラメータ
step： 引き続いてエラーがあるフレームが存在する場合、置換信号を減衰させるための定数
状態０：ｒdec＝ｒrec
状態１：ｒdec＝ｒdec,prev
状態２，……，状態Ｍ−１：ｒdec＝ｒdec,prev−step
状態Ｍ：音声デコーダ出力が完全にサイレントな状態

上述の置換手続を用いる公知の音声コーディングシステムにおいては、置換手続が送信コネクションの品質を考慮することなく行われる。したがって、チャンネル状態が非常に悪い場合にも、置換手続はチャンネル状態が比較的良い場合と同様に強く行われる。ここで「強い」という用語は、置換が行われる期間が長い、及び／又は置換信号の強度が強いことを意味する。したがって、主としてエラーがあるフレームをいくつかの部分に含む品質の悪い送信コネクションの期間中に品質の良いフレームが連続して受信された場合には、置換手続が開始されてこれが数個のフレームにわたって継続される。したがって、品質の悪い送信コネクションの期間中に音声デコーダによって合成された音声の大部分は、置換手続によって発生した音声のみとなる。送信コネクションの品質が悪いということが判明したときに強い置換手続を行うことによって、たとえ受信されたエラーがないフレームの数が少なくて、全体として合理的な理由に基づいて置換手続を開始させるための情報が十分でなくても、音声信号の持続期間を人為的に長くすることができる。それによって、損失音声フレームに対する置換が十分に行われる。送信コネクションの状態が悪いときにエラーがないと判断された一つのフレームに基づいて強い置換手続が開始されると、人間の耳には音声であるとはとても感じられないような機械的な音が音声信号中に生じ、音声の品質が損なわれる。

公知の音声コーディングシステムにおいては、エラーがない音声フレームが、送信コネクションの状態に関係なく音声デコーダに入力される。送信コネクションの品質が悪い期間中においては、音声の品質に関する限り、エラーがないフレームであると判断されたフレームのパラメータをそのまま音声デコーダに入力することは合理的ではない。しかしながら、何らかの適切な方法で置換手続からの遷移、すなわち音声デコーダの出力を完全に減衰させる状態から、音声フレームパラメータを使用する状態にすることを緩やかにするのは有意義である。このことは、いくつかの要因による。第１に、送信コネクションが長期間続いた後、音声デコーダを作動させると音声信号に突発的な変化が生じ、それによって音声の品質が悪くなることがある。音声コーディングのパラメータにエラーが含まれていなかったとしても、中断によって音声デコーダは以後の音声デコーディングに使用されるべき先行音声フレームに関する情報を失い、音声デコーディングを正しい内部状態から開始することができない。内部状態は、例えば、音声デコーダに設けられたフィルターの状態変数の値などによって悪い影響を受ける。その結果、置換手続が長く継続した後においては、この内部状態はもはや正しいものではなくなる。第２に、送信コネクションの品質が悪い期間中においてはそうでない場合に比べて、エラーがないと判断されたフレームにおいてエラー訂正コーディングが失敗しており、音声フレームにおけるエラーレベルの指示が間違っている可能性が高い。受信されたフレームが、エラーがないフレームであると判断された場合であっても、このフレームに伝送エラーが含まれている可能性がある。

そこで本発明に係る第１の形態によれば、受信器における音声フレームの処理方法であって、受信された音声フレームをエラーがあるフレーム又はエラーがないフレームに仕分け、かつエラーがあるフレームを以前受信したエラーがない各音声フレームに対応するフレームを用いて置換するために、エラーがあるフレームを幾つかの置換状態（状態Ｄ₁，状態Ｄ₂，…状態Ｄ_M）の１つに対応付ける方法において、送信コネクションの品質を、上記エラー有無の仕分によって、エラーがあるフレームの数が増えるほど品質が悪いと判断し、エラーがあるフレームの置換を、送信コネクションの品質に依存させて、その品質が悪い場合には置換の継続期間及び置換信号の強度を減少させ、エラーがないフレームの信号強度を、品質の悪い送信コネクションに対しては減少させ、品質の良好な送信コネクションに対しては減衰させないようにした音声フレームの処理方法が提供される。

また、本発明に係る第２の形態によれば、受信器における音声フレームを処理するための方法であって、受信された音声フレームをエラーがあるフレーム又はエラーがないフレームに仕分け、第１の状態Ｄ₁を、エラーがあるフレームを以前受信したエラーがないフレームに対応する音声フレームを用いて置換する状態と規定し、その後のエラーがある音声フレームの出現に対応する第１の一連の状態Ｄ₂…Ｄ_Mを、その後のエラーがある音声フレームを以前に受信したエラーがない音声フレームに対応する音声フレームを用いて１つの特定の状態Ｄ₂…Ｄ_Mに対応して連続的に増大する減衰性を持たせながら置換する状態と規定し、第２の一連の状態Ｕ₀…Ｕ_M-1を、各状態Ｄ₁…Ｄ_Mの間に受信されるエラーがないフレームにそれぞれ対応するように規定し、エラーがないフレームが更に出現すると、上記第２の一連の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）におけるよりＵ₀に近い位置にある状態に遷移するように規定し、かつエラーがあるフレームの出現が、対応する第１の状態（Ｄ₁…Ｄ_M）に遷移するように規定する、音声フレーム処理方法が提供される。

更に、本発明に係る第３の形態によれば、デジタル通信システムの受信器であって、受信されたチャンネルのデコードされた音声フレームをエラーがあるフレーム又はエラーがないフレームに仕分けるための仕分手段と、各エラーがあるフレームを以前に受信したエラーがない各音声フレームに対応するフレームを用いて置換するための置換手段と、上記仕分手段から与えられる制御信号に応答して、置換されたフレーム又はエラーがない音声フレームのいずれか一方を音声デコーダに結合するための結合手段であって、各音声フレームを受信するために各受信されたフレームを処理し、その処理した各フレームを上記結合手段に結合するフレーム処理手段を更に具備する結合手段と、上記制御信号に応答して送信コネクションの品質を指示する信号を生成する品質監視手段であって、上記送信コネクションの品質が悪い間は、良好な送信コネクションの際に実行される置換と比較して、上記置換手段が各エラーがあるフレームの置換の期間及び置換信号の強度を減少させる品質監視手段と、上記の各フレームを、品質の悪い送信コネクションに対しては、上記音声デコーダによって生成される音声信号が減衰させ、かつ品質が良好な送信コネクションに対しては、上記各フレームを処理しないフレーム処理手段とを具備するデジタル通信システムの受信器が提供される。

本発明の利点は、音声の品質を改善できることにある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明するが、この説明はあくまでも例示的なものである。

図４に示す音声コーディングパラメータを処理するための処理システム４００は、例えば図２に示すような公知のシステムと以下の点において異なっている。すなわち、図４に示されるシステムにおいては、送信コネクションの品質がブロック４０９によって推定され、このブロック４０９の出力によって音声コーディングパラメータの処理が制御される。エラーがあるフレームの置換部４０４、及びブロック４０６によって行われるエラーがないフレームの処理は、両方とも送信コネクションの品質に従って制御される。

このシステムにおいては、置換手続によって形成されたパラメータ（スイッチ４０８が位置１にあるとき）、又はエラーがないとして指示された受信フレームのパラメータ（スイッチが位置２にあるとき）が出力に送られる。送信コネクションの品質は、ブロック４０９において、受信フレームの個々のエラー情報に基づいて判定される。エラーの指示は、ブロック４１０においてチャンネルデコーダから受信された情報４０２に基づいて、及び恐らくは例えばブロック４０７において音声コーディングパラメータによって直接識別されたエラーのような他の手段によって検出されたフレームエラーに基づいて行われる。

ブロック４０９において、送信コネクションの状態が不良であると判断され、受信フレームが、エラーがあるフレームであると仕分された場合には、エラーがあるフレームの置換部４０４において置換するフレームのパラメータの処理が、送信コネクションの状態が良好であると判断された場合に比べて、デコードされた音声信号がより早くフェードアウトされるように行われる。

送信コネクションの状態が良好であると判断され、かつエラーがあるフレームが受信された場合には、強い置換手続が行われる。

送信コネクションの状態が特に悪いと判断され、かつエラーがあるフレームと仕分されたフレームが受信された場合には、直近に受信されたエラーがないフレームから得られたパラメータを用いる置換動作は結果的に全く行われず、エラーがあるフレームであると判断された最初のフレームについて音声デコーダの出力が完全に減衰される。

エラーがないフレームであると判断された受信フレームは、そのままの状態で、又は送信コネクションの品質の判断結果に基づいて処理された後、出力に送られる（スイッチ４０８が位置２にあるとき）。この場合これらのフレームは、監視ブロック４０９によって行われる送信コネクションの品質の予測結果に従って減衰される。この場合、チャンネルデコーダからエラーがないフレームであると指示されたフレームが受信されたとき、送信コネクションの品質が悪いほど大きな減衰が行われる。

ブロック４０９において送信コネクションの品質が最良の状態であると判断されたときにのみ、コーディングパラメータが直接出力４０３に送られ、音声デコーダによって音声信号が合成される。そうでないときは、音声コーディングパラメータは、エラーがないと指示されたフレームが受信されたときこれらのパラメータによって音声デコーダにおいて形成される音声信号が、送信コネクションの品質が悪いほど大きな減衰が生じるように処理される。

音声デコーダからの出力が完全に減衰されたとき、中断状態から受信フレームのパラメータを使用する状態への遷移は、このようにして緩やかに行われる。なぜならば、送信コネクションの中断が長く続いた後、音声デコーダを作動させた場合には、音声信号の突発的な変化が生じ、それによって音声の品質が悪くなるからである。また、上記の遷移を緩やかに行うことのもう一つの理由は、送信コネクションの状態が悪い期間中においては、エラーがないフレームであると判断されたフレームについてのエラー訂正コーディングが失敗しており、エラーがないと判断されたこのフレームが実際にはエラーがあるフレームであるという可能性がより高いからである。

図５には、本発明に係るシステムを実現するフローチャートの一例が示されている。このフローチャートにおいては、エラーがあるフレームの置換に用いられる状態系列５０２と、エラーがないフレームの処理に用いられる状態系列５０１とがそれぞれ別個のものとして示されている。エラーがあるフレームの置換を行うために図３に示す公知の類似の状態系列３０１を用いることもできる。しかし、状態系列３０１においては、状態１〜Ｍ（エラーがあるフレームの置換状態）においてエラーのないフレームが受信されると直ちに状態０に移行し、置換手続は行われなくなる。このような直接の移行は、前述のとおり問題を生じることがある。また再度置換手続が行われるためには、状態０、１、２の順に進む必要がある。これに対して本願発明によれば、状態Ｄ₂〜Ｄ_M（エラーがあるフレームの置換状態）においてエラーのないフレームが受信されると、状態Ｕ₁〜Ｕ_M-1に移行して置換手続を開始できる。

図３に示す公知のシステムにおけると同様に、先行するエラーがないフレームのパラメータをそのまま用いて行う置換は、最初の音声フレームに対してのみ適用される。２番目のフレーム以後の処理におけるパラメータの置換は、置換されるフレームの数が多くなればなるほど、合成音声信号の減衰の度合いが大きくなるように行われる。直近に受信されたエラーがないフレームのパラメータを用いるこの置換手続は、音声デコーダの出力が完全に減衰されて状態Ｄ_Mが入力されるまで継続される。

送信コネクションの状態が悪い場合におけるエラーがないフレームの減衰は、状態Ｕ_M-1，Ｕ_M-2，……，Ｕ₁の期間中にエラーがないフレームの処理５０１の中で次のように行われる。すなわち、送信コネクションの品質が十分改善されたときにのみ、状態０になる。すなわち、図４の処理ブロック４００に到達した、チャンネルデコーダから入力された音声コーディングパラメータ４０１は、出力４０３に直接送られ、音声デコーダに入力される。状態０の場合においてのみ、すなわち、送信コネクションの状態が最良に分類されているときにのみ、受信フレームが音声デコーダにおいてそのまま使用されるようにこの音声デコーダに入力される。状態Ｕ_M-1においては、エラーがないと指示されたフレームの音声コーディングパラメータの処理が行われ、この処理においてはデコードされるべき信号が最大限まで減衰される。減衰の程度は、状態Ｕ₁に向かって徐々に減少する。チャンネルの状態が最も悪い分類状態、すなわち、音声デコーダの出力が完全に減衰された状態（すなわち、システムが状態Ｄ_Mにある時）でエラーがないフレームが受信されたときに強い減衰が行われる。また、一つの実施例では公知のシステムと類似して、一連の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）においてエラーがないフレームに対して減衰を行わないこともできる。

以上に述べた実施例においては、エラーがあるフレームの置換及びエラーがないフレームの減衰の大きさが図５のフローチャートのレベルによって決定される。すなわち、この大きさは、受信器に入力された先行フレームの内、エラーがあるフレームであると指示されたフレームの占める割合によって決定される。上に述べた実施例においては、送信コネクションの状態が状態機械構成によって予測される。これにおいては、エラーがあるフレーム又はエラーがないフレームが到来することによってシステムの状態を一方向又は他方向に遷移させ、このようにして送信コネクションの品質が各フレームのエラー情報に基づいてフレーム毎に決定される。本発明による送信コネクションの品質の決定は、このように各フレームのエラー情報に基づいて行われるが、図５に示される状態機械構成以外の手段によってこれを行うこともできる。例えば、一連の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）においてエラーがあるフレームが受信されたとき、そのときの状態にかかわらず状態Ｄ₁に遷移する実施例もあり得る。

本発明のシステムにおけるエラーがあるフレームの置換を行う置換手続は、公知の手続のいずれであっても良い。例えば、図３について説明したような公知のシステムを置換手続のために用いても良い。このシステムにおいては、励起信号の強度を伝達するパラメータの値が、段階的に減少される。送信コネクションの品質が悪いほど減少のステップ幅dstep（状態Ｄ_i）（ｉ＝２，…，Ｍ−１）を大きくすることによって、送信コネクションの品質が悪い場合には、置換信号をより早く減衰することができる。このようにして、送信コネクションの品質と置換信号の強度とに関する強い相関性、
減少幅dstep（状態Ｄ_i）＞dstep（状態Ｄ_i+1），ｉ＝２，…Ｍ−２
が得られる。これは次のようにして実現することが可能である。
状態Ｄ₁：ｒdec＝ｒdec,prev
状態Ｄ_i；ｉ＝２，…Ｍ−１：ｒdec＝ｒdec,prev−dstep（状態Ｄ_i）
状態Ｄ_M：音声デコーダの出力を完全に減衰
また、送信コネクションの品質が急速に悪化する場合に、置換信号の減衰を早めるために上述のようにステップ幅dstepを大きくする代わりに、いくつかの状態をスキップさせるような実施例も可能である。

エラーがないフレームを受信することによって、エラーがないフレームの処理５０１が開始される。この処理は、上記したエラーがあるフレームの置換の強さを制御する以外の処理を行うもので、同時に送信コネクションが作動状態になったとき、生じる音声信号の変化が大きくなり過ぎないようにするものである。エラーがないフレームであると判断された音声フレームが受信されたときには、送信コネクションの品質が悪いほど、音声コーディングパラメータが直接音声デコーダに入力される前（すなわち、状態０となる前）に経過するエラーがないフレームの処理５０１における状態数が多くなり、受信された音声コーディングパラメータを用いるモードへの変化がより緩やかに行われる。

エラーがないフレームの処理５０１の各状態における音声コーディングパラメータの減衰量を決定する方法として、いくつかの異なった方法を用いることができる。例えば、一つの方法においては、合成音声に影響する音声コーディングパラメータの変化の割合について上限値ustep（状態Ｕ_i）がシステムの状態に応じて設定される。
状態Ｕ_i；ｉ＝Ｍ−１，Ｍ−２，…１：
If ｒdec＞ｒdec,prev＋ustep（状態Ｕ_i）
then ｒdec＝ｒdec,prev＋ustep（状態Ｕ_i）；
else ｒdec＝ｒrec

置換信号の強さに影響するこれらのパラメータは、また値mplier（状態Ｕ_i）を用いて状態に応じて直接減衰量を決定することができる。
状態Ｕ_i；ｉ＝Ｍ−１，Ｍ−２，…１：
ｒdec＝ｒrec*mplier（状態Ｕ_i）
状態０においては、音声コーディングパラメータがそのまま音声デコーダに入力される。すなわち、下記の式が満足される。
状態０：ｒdec＝ｒrec

図６に、送信コネクションの品質に応じて動作するシステムにおける状態の変化の一例を示す。この例においては、図５に示す構成が用いられており、エラーがあるフレームの処理のために６個のレベル（Ｍ＝６）が設定されており、またエラーがないフレームの処理のために５個のレベルが設定されている。図６の左側の列において、連続するフレームが継続する数によって示されている。次の列においては、各フレームの仕分が示されており、具体的にいうとエラーがあるフレームにはマークＢが、またエラーがないフレームにはマークｇが付されている。この図においては、上から下に向かって時間が経過するような時間系列で示されており、したがって一番下の行には直近に受信器に到達したフレームに関する指示が示されている。この図に示すエラーの表示から、この例においては、送信コネクションの劣化が時間の関数として生じていること、すなわち時間がたつほどマークＢで示すフレームの数が増大していることがわかる。

左から数えて３番目の列には、図５に示す構成によって２番目の列に示されるエラー情報に基づいて行われた音声フレームの処理の進行状況が示されている。各フレームの処理の状態は、状態の番号の前に状態に関連する記号をつけることによって表示されている。例えば、Ｄ₃という表示は、エラーがあるフレームの置換手続の状態Ｄ₃にこのフレームがあることを示している。比較のために図３に示す公知のシステムにおける対応する処理状態、すなわちエラーがあるフレームの置換手続において経過した状態の数、を同じ図の一番右の列に示す。この場合には、処理は、エラーがないフレームが受信されるとすぐに、置換状態からエラーがないフレームのパラメータを送信する状態（状態０）に直接切り換えられる。

図６右側の２つの列を比較すれば、従来のシステムと本発明のシステムとの違いは明らかである。「本発明による処理の状態」と示される列は、チャンネルの状態が悪くなって来たときには、エラーがないフレームのパラメータによる置換操作が長い時間にわたって行われない、ということを明確に示している。フレーム番号１６から一連のエラーがあるフレームが発生しており、音声デコーダの出力の減衰が行われる前に、最新のエラーがないフレームのパラメータを用いた置換手続が５つのフレームについてすべて行われている。送信コネクションの状態が悪くなるほどエラーがあるフレームの置換動作の期間が短くされる。フレーム番号２４から始まる一連のエラーがあるフレームについては、音声デコーダの出力が完全に減衰される前に置換操作がただ１つのフレームについてしか行われていない。送信コネクションの状態が更に悪くなると、置換手続が完全に停止されて状態Ｄ₆となり、この状態においてデコーダの出力が完全にサイレントな状態となる。エラーがないフレームであると指示されているフレーム番号３０で示されるフレームにおいて入力された音声コーディングパラメータは、音声デコーダに入力されるが、このエラーがないフレームのパラメータを用いた置換動作は全く開始されず、フレーム番号３１において音声デコーダの出力を完全に減衰するパラメータの使用がすぐに開始される。

置換手続が、送信コネクションの状態がかなり良い場合にのみ強く行われること（図６の上側部分）に加えて、エラーがないフレームの音声デコーダへの伝達も送信コネクションの状態が良い時（状態０）にのみ行われる。図６の下側に向かって送信コネクションの状態が悪化しつつある場合には、たとえこの音声フレームがエラーがないフレームであると指示されていたとしても、音声フレームのパラメータは突然音声デコーダに入力されることがないように処理が行われる。

上記の記載から本発明の範囲内で様々な修正や変形をなし得ることが当業者には明らかであろう。

通信システムにおける受信器の原理を概略的に示したブロック図である。 従来におけるエラーがあるフレームの置換手続を示す。 従来におけるエラーがあるフレームの置換手続を示したフローチャートである。 本発明に係るエラーがあるフレームの置換手続と、エラーがないフレームの処理との双方が送信コネクションの品質に依存して実行される受信器の構成を示したブロック図である。 本発明に係るシステムのフローチャートである。 本発明に係る動作中のシステムにおける各状態の変化を示した説明図である。

符号の説明

３０１ 従来におけるエラーがあるフレームの置換に用いられる状態系列
４００ 音声コーディングパラメータ処理システム
４０１ 音声コーディングパラメータ入力
４０２ エラー情報
４０３ 出力
４０４ エラーがあるフレームの置換部
４０６ エラーがないフレームの処理部
４０７ エラーがあるフレームの認識部
４０８ スイッチ
４０９ 送信コネクションの品質監視部
４１０ エラー仕分部
５０１ エラーがないフレームの処理に用いられる状態系列
５０２ エラーがあるフレームの置換に用いられる状態系列

Claims (12)

1. 受信器に於ける音声フレームの処理方法であって、
   受信された音声フレームをエラーのあるフレームとエラーのないフレームとに仕分けする段階と、エラーのあるフレームを幾つかの置換状態（状態Ｄ₁,状態Ｄ₂,…状態Ｄ_M ）の１つに配置し、該エラーフレームを以前受信したエラーのない各音声フレームに対応するフレームを用いて置換する段階とを具備し、
   送信コネクションの質に関し、前記エラー有無の仕分けによりエラーフレームの数が増えるほど質が悪いと判断し、
   各エラーフレームの置換を前記送信コネクションの質に依存させることで、前記質が悪い場合、前記置換の継続期間及び強度が減少されるようにし、
   質の悪い送信コネクションに対しては、エラーのない各フレームが強度に於いて減少され、質の良好な送信コネクションに対しては、エラーのない各フレームが減衰されないようにした、受信器に於ける音声フレーム処理方法。
2. エラーがあると指示される音声フレームの到来時には、前記置換状態（Ｄ₁,…Ｄ_M ）を前記送信コネクションの品質の最悪である方向（Ｄ_M ）に動かし、エラーがないと指示される音声フレームの到来時には、前記置換状態を前記送信コネクションの状態の良い方向に動かすようにした、請求項１に記載の方法。
3. 前記送信コネクションの品質は、前記最も悪い置換フレームがその置換状態（状態Ｄ_M ）にて完全に減衰されることで決定される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記送信コネクションの決定段階に於いて、１つのフレームのエラー有無情報に加えて幾つかの他の情報が用いられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記送信コネクションの品質に従って、エラーフレームの置換制御、及びエラーのないフレームの加工制御の内のいずれか一方だけが実行される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 受信されたチャンネルのデコードされた音声フレーム(401) がエラーのあるものであるか否かを仕分けるための仕分手段(410) と、
   各エラーフレームを以前に受信したエラーのない各音声フレームに対応するフレームを用いて置換するための置換手段(402) と、
   前記仕分手段(410) から与えられる制御信号に応答して、置換されたフレーム及びエラーのない音声フレームのいずれか一方を音声デコーダに結合するための結合手段(408) とを具備し、更に、
   前記各音声フレーム(401) を受信して該各受信されたフレームを処理し、該処理した各フレームを前記結合手段(408) 内に結合するフレーム処理手段(406) と、
   前記制御信号に応答して送信コネクションの品質を指示する信号を生成する品質制御手段(409) とを具備し、
   前記送信コネクションの品質が良好な送信コネクションの際に実行される前記置換と比較して低下する場合には、前記置換手段(402) が各エラーフレームの置換の期間及び強度を減少し、且つ、
   品質の悪い送信コネクションに対しては、前記音声デコーダによって生成される音声信号が減衰されるように前記フレーム処理手段(406) が各フレームを処理し、良好な送信コネクションに対しては、各フレームが前記フレーム処理手段(406) によって処理されないように構成された、デジタル通信システムの受信器。
7. 前記品質制御手段(409) は、エラーフレームとして指示される音声フレームが受信器に到来した時には前記送信コネクションの質が悪いことを指示し、エラーのないフレームであると指示される音声フレームが受信器に到来した時には前記送信コネクションの質が良いことを指示する、請求項６に記載の受信器。
8. 前記置換制御手段(405) は、前記送信コネクションの質が急速に低下するときには１個又は複数の置換状態を飛び越して置換を行う、請求項６又は７に記載の受信器。
9. 受信器に於ける音声フレームを処理するための方法であって、
   受信される音声フレームをエラーのあるフレームと、エラーのないフレームとに仕分けする段階と、
   第１の状態（Ｄ₁）を規定して前記エラーのあるフレームを以前受信したエラーのないフレームに対応する音声フレームを用いて置換する段階と、
   エラーのある音声フレームのその後の出現に対応する一連の更なる第１の状態（Ｄ₂…Ｄ_M）を規定し、前記その後の各エラー音声フレームを１つの特定の状態（Ｄ₂…Ｄ_M）に対応して連続的に増大する減衰性をもたせながら以前に受信したエラーのない音声フレームに対応する前記音声フレームを用いて置換する段階と、
   前記各状態（Ｄ₁…Ｄ_M）の間に受信されるエラーのないフレームに対応してそれぞれ第２の一連の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）を規定する段階とを具備し、
   エラーのないフレームの更なる出現により、前記一連の第２の状態（Ｕ₀…Ｕ_N-1）に於ける一連の位置を１つの低い位置に規定し、エラーのあるフレームの出現により、前記第１の状態の対応する１つの状態（Ｄ₁…Ｄ_M）を規定する、受信器に於ける音声フレーム処理方法。
10. 前記一連の第２の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）が、該各状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）の階級的順位に対応して前記エラーなしフレームを減衰させ、尚、Ｕ₀は減衰ゼロを示す、請求項９に記載の方法。
11. 前記一連の第２の状態（Ｕ₀…Ｕ_M-1）の各状態では、前記エラーなしフレームに対して減衰は行わない、請求項９に記載の方法。
12. エラーなしフレームの出現以降のエラーフレームの出現により前記状態Ｄ₁となる、請求項９に記載の方法。

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