JP2008546350A - ボコーダ消去処理を容易にする方法および装置 - Google Patents

Abstract

劣化音声フレームを受信し（１０１）、受信した劣化音声フレームが消去フレームを含むことを検出する（１０２）際に、消去フレームを、少なくとも１つのエラー状態を有する有効フレームと自動的に交換する（１０３）。好ましいアプローチにおいて、このエラー状態は、受信目標プラットフォームが受信したときに有効フレームに対する対応した消去処理を起動させると知られる。

Description

本発明は、概して通信システムに関し、特に劣化音声の使用に関する。

様々な種類の通信システムが本技術分野において知られている。多くのそのようなシステムが音声の伝達をサポートしている。その無加工のまたは完全にデジタル化された形態において、音声は、相当な量の帯域幅を消費することがある。しかしながら、多くの通信システムにおける帯域幅の使用を制限し、それによって大きなユーザ基盤をサポートすることを可能にするための必要性が強く存在している。ボコーディング（劣化）技術は、これらの一致した、しかしながら場合によっては反対する必要性を充足するために多くの場合に使用される。

様々な形態のボコーディングが知られている。一般には、デジタル化された音声は、解析され、次に代表的なパラメータによって特徴づけられる。これらのパラメータは、オリジナル音声コンテンツの再現を達成するために使用可能であり、典型的には、それらの伝達を達成するのに必要な帯域幅は相当に少ない。

ボコーディング情報は伝達中に損傷することがあることも知られている。無線通信システムは、そのような現象に特に弱い。音声送信が多くの場合にはリアルタイム・セッションであるため、通常はボコーディング情報の損傷したパッケージ（ｐａｒｃｅｌ）が交換されることを可能にするための十分な時間は無いであろう。したがって、多くの現代のボコーディング・システムは、劣化音声の与えられたフレームが損傷を受けているか、または、伝達中に十分に（ボコーダ情報を確実に解読できないポイントまで）破損しているときに認識し、そのようなフレームを「消去された」と分類できる。与えられた劣化音声フレームが消去されていることを認識する際に、様々な技術のうちのいずれか（補間、雑音の挿入など）が、失われた情報の影響を最小化することを少なくとも試みるために使用できる。

残念ながら、全てのシステムがボコーダ情報の消去フレームの存在を確実に確認できるわけではない。特に、全ての移動局は、与えられた受信ボコーダ・フレームがいつ実際に消去されたかを確実に検出するように構成されているわけではない。このような問題は、たとえば、システム・プロトコルが時間と共に進歩するときに生じることがあり、遺物であるユーザ設備が全ての操作プロトコルと完全に最新の状態でいるための役には立たない。

上記の必要性は、特に図面と併せて検討されるときに、次の詳細な種類に記述されたボコーダ消去処理を容易にする方法および装置の提供を通じて少なくとも部分的に充足される。

当業者は、図における要素が単純さおよび明瞭さのために例示され、必ずしも実測するようには描かれていないことを認識するであろう。たとえば、図における幾つかの要素の寸法および相対的な位置決めのうちの少なくとも一つは、本発明の様々な実施形態についての理解を向上させることを助けるために、他の要素に対して誇張されていることがある。また、商業上実現可能な実施形態において有用または必要な、一般的であるが、よく理解されている要素が、多くの場合、本発明のこれらの様々な実施形態について、より妨げられない見方を容易にするためには図示されていない。更に、当然のことながら、或る作用および工程のうちの少なくとも一つが、特定の発生順に記述または図示されることがあるとともに、当業者は、順序に関するそのような特異性が実際には必要ではないことを理解するであろう。更に、ここで使用される用語および表現が、特定の意味がここで述べられていない場合を除いて、それらの対応する調査および研究の分野に対してそのような用語および表現に与えられるものに一致した通常の意味を有することが理解されるであろう。

概して言えば、これらの様々な実施形態に従って、少なくとも１つの劣化音声フレームを含む送信メッセージを受信し、且つ、この劣化音声フレームが消去フレームを含むことを検出する際に、その消去フレームを少なくとも１つのエラー状態を有する有効フレームに自動的に交換する。好ましい実施形態において、このエラー状態は、受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動すると知られているものを含む。その後、その有効フレームは受信目標プラットフォームに送信される。

好ましい方法において、これらの工程は、一または複数のシステム・インフラストラクチャ要素を介して実現される。これは換言すれば、潜在的に時代遅れの目標プラットフォームが消去劣化音声フレームのイベントに適切に応答することを可能にする。

様々なそのようなエラー状態のうちの任意のものが、エラー状態が受信目標プラットフォームによって気付かれる際に所望の挙動（つまり、在来のボコーダ消去処理能力の使用を通じた消去フレームとしてのその特定の劣化音声フレームの処理）を促進する限り利用できる。したがって、これらの教示は、任意の加入者ユニットの再プログラムを要求すること無く既存のシステム内で容易に実施できる。更に、当然のことながら、これらの教示が、受信劣化音声フレームの評価に基づくことがある電源制御技術および戦略と干渉せず、また、高度に互換性を有する。

これらのおよび他の利点は、次の詳細な記述の綿密な検査および検討をする際に明らかになることが可能である。さて、図面、特に図１を参照して、典型的な処理１００は、少なくとも１つの劣化音声フレームの受信１０１から開始可能である。下により詳細に示されるように、この劣化音声フレームは、たとえば、ソース移動局（携帯電話機または他の双方向無線装置など）によって、無線メッセージとして伝えられることが可能である。これは、群としての複数の劣化音声フレームの送信、または、１つの分離した劣化音声フレームの送信を含むメッセージの受信を含むことが可能である。更に、これらの教示は、単一の劣化音声フレームのコンテンツが、複数の独立した送信のイベントに亘って解析および分散される場合に適用可能である。

受信１０１に続いて、その後、この処理１００は、その劣化音声フレームがいつ消去フレームを含むかを検出する１０２（ここでは、再び、技術的な表現「消去された」は、この文脈において、その有用な、効果的に正常な機能を阻害された復号化を提供するために、伝達中に十分に破損されているデータフレームを称するように理解される）。この工程は、受信が複数の劣化音声フレームを受信することを含むときに、複数の劣化音声フレームのうちのいずれかが消去されている（もしあれば）ことを検出することを含むことができ、その結果、この工程は、たとえば、複数の劣化音声フレームのうちの少なくとも１つであるが全てではない劣化音声フレームが、消去フレームを含むことを検出することを含むことができる。他の可能性も勿論可能である。

その後、消去劣化音声フレームを検出する際に、この処理１００は、消去フレームの、少なくとも１つのエラー状態を有する有効フレームとの自動交換１０３を提供し、ここで、エラー状態は、受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動すると知られている。換言すれば、消去フレームは、受信の際に受信プラットフォームのその部分の所望の消去挙動を促す少なくとも１つの意図的なエラー状態をそれにも拘わらず含む有効フレームと交換される。複数の消去劣化音声フレームを受信および検出するときには、この工程は、勿論、各々のそのような検出された消去フレームを、示されたエラー状態を有する対応する有効フレームと自動的に交換することを含むことができる。

そのように構成されているため、消去劣化音声フレームを実際には消去フレームとしてでなければ認識できない受信プラットフォームは、それにも拘わらずその在来の消去フレーム処理能力の使用を通じてそのフレームを適切に処理可能となる。これは、受信プラットフォームは、オリジナル消去劣化音声フレームが消去フレームであることを（どの様な理由であっても）認識できるが、受信プラットフォームは、生じていたであろうものと同一の応答が、受信プラットフォームが消去フレームをそういうものとして認識できたことを自動的に引き起こす代わりに、または、その際に認識される特定のエラー状態を本質的に定義では認識可能である。

好ましい実施形態において、この有効フレームは、非ＮＵＬＬトラフィック・チャネル・フレームを含む。これは、少なくとも部分的に、電源制御問題を回避することを助ける。劣化音声フレームを含む有効フレームを代わりに使用することによって、普通および通常の電源制御は、引き続き優勢となるであろう。これは、典型的には、所望の有益な結果を含むであろう。

エラー状態の正確な性質は、用途設定が変わるのと共に勿論変わるであろう。既に規定されるように、エラー状態は、受信プラットフォームが消去処理応答を認識し、消去処理応答に応答するものでなければならない。幾つかの用途設定については、エラー状態は、たとえば、不正な線スペクトル対符号化を含むことができる。たとえば、不正な線スペクトル対符号化は、少なくとも幾つかの用途設定（増強可変レート・コード（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｄｅ）の第８レート・フレーム仕様を採用する用途設定など。しかしながら、これに限定されるものではない）においては、値優位性要求に違反する少なくとも１つの線スペクトル対値の存在を含むことができる。

図示の例として、増強可変比率コーデックの第８レート・フレームに対する次の１０線スペクトル対値を考慮する：
ＯｘＦ： ０．０６１３７８２１１，０．０９８６０２７７２，０．１４７９３３３２０，０．１９２８３１９００，０．２３１５６５０９０
０ｘ６： ０．２１３７７５９５０，０．３３１４０４１８０，０．３４０６７６８７０，０．３８２２２０７７０，０．４０９３９０２１０。

この図示の例において、それぞれが５線スペクトル対のベクトルを表わす２つのインデックス（ＯｘＦおよび０ｘ６）によって量子化されたベクトルである１０線スペクトル対がある。この例において、第１ベクトルにおける最終線スペクトル対（０．２３１５６５０９０の値を有する）は、第２ベクトルにおける第１線スペクトル対（０．２１３７７５９５０の値を有する）よりも意図的に大きい値を有する。これは、それぞれの次の値が前の値よりも小さくなることができないと規定する値優位性要求に違反する。この違反は、換言すれば、適切にプログラムされた受信プラットフォームによって検出されるときに、この無効な情報を含むフレームの消去処理に帰着するであろう。

潜在的に有用なエラー状態の別の例として、エラー状態は、有効フレームを有効な第８レート・フレームとして構成するように含むことができるが、ここで、この有効な第８レート・フレームは、全レート・フレームの送信直後に送信される。少なくとも幾つかのシステムは、符号器が、全レート・フレームの直後に第８レート・フレームを送信しないが、その代りに少なくとも１つの介在する半レート・フレームに続かなければならないことを要求する。そのようなイベントがそのようなシステムにおいて生じるときには、受信プラットフォームは、再び、典型的には、その在来のボコーダ消去処理の使用を通じて第８レート・フレームの消去を達成するようにプログラムされる。

その後、この処理１００は、意図した受信目標プラットフォームへの有効フレームの送信１０４で本質的に終了する（つまり、対応するボコーダ消去処理で意図的に生じたエラー状態に応答すると予想される目標プラットフォーム）。そのように構成されていることから、特定の消去イベントをさもなければ識別できないモバイル・プラットフォームが、それにも拘わらずそのイベントに対するその消去処理能力を無事利用できることは、当業者にとっては明白に違いない（ここでは、たとえばモバイル・プラットフォームは、解読するのに適していないそのフレームを与える劣化音声フレームの特定の条件または状態を認識するようにはプログラムされていない）。

本技術分野において公知であるような部分的または全体的にプログラム可能なプラットフォーム、または、幾つかの用途にとって望ましいことがあるような専用目的のプラットフォームを含む、広い種類の利用可能および／または容易に構成されたプラットフォームうちのいずれかを使用して上記の処理が容易に有効になることを当業者は認識するであろう。さて、図２を参照して、そのようなプラットフォームへの例示的アプローチが今から提供されるであろう。

これらの教示を達成する例示の装置２００は、概して、受信器２０１、劣化音声フレーム消去検出器２０２、消去劣化音声フレーム交換ユニット２０３、および送信器２０４から構成できる。受信器２０１は、少なくとも部分的に、一または複数の送信を、たとえばソース移動局（図示せず）から受信する作用をなす。この受信器２０１は、対応するシステムの必要性およびアーキテクチャに依存する無線および有線のうちの少なくとも一つの受信器を備えることが可能である。好ましいアプローチにおいて、受信した送信は、少なくとも部分的に、前述されるような劣化音声フレームを含む。一般に、受信器は、良く理解された活動分野のものを備える。更に、これらの教示は、受信器の如何なる特定の型または方法の使用もしくは選択に関して特に敏感ではない。したがって、付加的な詳述は、簡潔さのためにここでは提供されないであろう。

受信器２０１の受信メッセージ出力は、劣化音声フレーム消去検出器２０２の入力に操作可能に結合される。後者は、受信劣化音声フレームを評価し、いずれかのそのような劣化音声フレームが消去フレームをいつ含むかを検出するように作用する。消去が定義される特定および特段の基準は、勿論、システム間で、そして、プロトコル間で変化するであろう。これらの教示は、全ての現在知られている消去判断基準での使用に一般に適用可能であり、今後開発されるような他の消去判断基準と恐らく同様に良く機能するであろう。当業者は、この装置２００がインフラストラクチャ要素を備えるときに、装置２００は、展開されている一群のモバイル・ユーザ要素をアップグレードする課題と比較して、新しい消去判断基準で比較的容易にアップグレード可能であることを認識するであろう。

劣化音声フレーム消去検出器２０２の検出された消去劣化音声フレーム出力は、消去劣化音声フレーム交換ユニット２０３に操作可能に結合する。後者のユニット２０３は、消去フレームの検出に応答し、少なくとも１つのエラー状態を有する代替の有効フレームの意図的な提供を通じて反応する（それは、前述したように、受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動する既知の結果を有するであろう）。上で示唆したように、これは、好ましいアプローチにおいて、各々の検出された消去フレームが、エラー状態を担持する対応した代替の有効フレームと交換されるように、１対１の対応を生じさせる。

その後、消去劣化音声フレーム交換ユニット２０３の出力は、代替の有効フレームを目標受信者に転送する作用をなす送信器２０４の入力に操作可能に結合される。好ましいアプローチにおいては、勿論、これは、前述した交換処理を引き起こすことなく装置２００を通過する全ての非消去劣化音声フレームを送ることを更に含む。受信器２０１でのように、送信器２０４は、有線および無線のうちの少なくとも一つの送信器を備えることが可能であり、そのようなプラットフォームは全て、本技術分野においてよく理解され、それ以上の説明はここでは必要ない。

当業者は、上記の装置２００が、示されるように物理的に設計された専用目的のプラットフォームを備えることが可能であるか、または、部分的または全体的にプログラム可能なプラットフォームを備える（ここでは、図２において提供される表現が、サポートされた機能性についての論理的な見方としての役目をむしろなしている）ことが可能であることを認識するであろう。統合したプラットフォームを介して、または、分散型アーキテクチャを介してこれらの機能を実現することも可能である。そのようなアーキテクチャ上の変形は、当業者にとってはよく理解され、それ以上の詳述はここでは必要ないであろう。

さて、図３を参照して、幾つかの特定の図示の例が今から提供されるであろう。
この図示において、ソース移動局３０１（携帯電話機などであるが、これに限定されない）は、送信される劣化音声フレーム（各々がここでは文字「Ｖ」で表わされる）を生じさせる。この例において、送信中に、劣化音声フレームのうちの１つは、無線送信経路３０２に対する摂動によって消去される（ここでは文字「Ｅ」で表わされている）。ソース基地送信器サイト３０３は、この送信を受信し、本技術分野において公知であるように、所謂「ソース・トラフィック・チャネル・チャネル要素（ＴＣＨ ＣＥ）」３０４への適切に受信した劣化音声フレームと、消去劣化音声フレーム（「Ｅ」）との両方を含む受信情報を送る。

この図示の実施形態において、ソースＴＣＨ ＣＥ３０４は、ソース選択分散ユニット（ＳＤＵ）３０５とボコーディング要素３０６を備える。前者は、着信を少なくとも部分的に送るか、または、さもなければ転送するような作用をなし、後者は、選択の都度、着信劣化情報をたとえば代替表現（ＴＣＨ ＣＥ３０４が地上通信線目標受信者に移動通信制御局（ＭＳＣ）３０７を介して着信を転送するときのようなパルス符号変調（ＰＣＭ）表現のような）にトランスコードするような作用をなす。この例において、ソース移動局３０１からの通信は、別の無線要素（つまり、目標移動局３１２）に対して意図されている。したがって、着信した劣化コンテンツは、目標ＴＣＨ ＣＥ３０８に変更、復号、またはトランスコードされること無しに渡される。

更に目標ＴＣＨ ＣＥ３０８は、この図示の実施形態において、目標選択分散ユニット３０９とボコーディング要素３１０を備える。（当業者は、これらのＴＣＨ ＣＥ要素がボコーディング要素３０６および３１０を介して変更無しの劣化コンテンツの転送をネゴシエートするときには、多くの場合に本処理はタンデム・フリーな送信と称されるのに対し、これらのＴＣＨ ＣＥ要素が選択分散ユニット３０５および３０９を介して同様の結果をネゴシエートするときには、多くの場合に本処理はトランスコーダ・フリーな動作と称されることを認識するであろう。）この図示の実施形態において、それは、上述した教示を達成する目標ＴＣＨ ＣＥ３０８のボコーディング要素３１０である。特に、それは、消去劣化音声フレームを検出し、そのような消去フレームを、選択されたエラー状態を有する有効フレームと交換するこのボコーディング要素３１０である。

その後、目標ＴＣＨ ＣＥ３０８は、意図した目標移動局３１２に自身のコンテンツを次に送信する目標基地送信器サイト３１１に、交換ボコーダ音声フレーム（ここでは文字「Ｘ」で表わされる）を転送する。後者は、そのプログラミング毎などに交換ボコーダ音声フレームに関するようなエラー状態を注意喚起し、その交換フレームに対するさらなる処理に代えてその消去処理を達成するであろう。したがって、最終結果として、目標移動局は、消去フレームに対する消去処理を適切に達成すると見られ、さもなければ、この例においては消去フレームを実際には含むように識別できる。

当業者は、（たとえば、不連続送信（ＤＴＸ）動作と対比されるように）交換フレームが実際の物理的に送信されたフレームを含むことを更に気付き、また、認識するであろう。したがって、電源制御特性および動作は、これらの教示によっては影響を受けない。これは、ＤＴＸ動作のアプローチは、目標移動局がその電力を人為的に高めさせることができる目標移動局によって観察されるフレーム誤り率を人為的に増加させることによっても知られているため、目標移動局での消去フレームの受信を強要するように利用できる不連続送信アプローチと好対照をなす。

当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに前述した実施形態に対する種々多様な修正、変更、および組合せをなすことができ、また、そのような修正、変更、および組合せが本発明概念の範囲内にあるものとして見られることを認識するであろう。

本発明の様々な実施形態に従って構成されるフローチャート。 本発明の様々な実施形態に従って構成されるブロック図。 本発明の様々な実施形態に従って構成されるブロック図。

Claims (14)

1. ・少なくとも１つの劣化音声フレームを含む送信メッセージを受信することと、
   ・前記少なくとも１つの劣化音声フレームが消去フレームを含むことを検出することと、
   ・前記消去フレームを、少なくとも１つのエラー状態を有する有効フレームと自動的に交換することであって、前記少なくとも１つのエラー状態は受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動すると知られていることと、
   ・前記受信目標プラットフォームに有効フレームを送信することと
   を有する方法。
2. 前記送信メッセージは複数の劣化音声フレームを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記検出は、前記複数の劣化音声フレームのうちの少なくとも１つであるが全てよりは少ない音声フレームが、消去フレームを含むことを検出することを更に有する、請求項２記載の方法。
4. 前記自動的交換は、消去フレームを含まない前記複数の劣化音声フレームのうちのいずれかを含まずに消去フレームを含む少なくとも１つの劣化音声フレームだけを、自動的に交換することを更に有し、前記有効フレームは少なくとも１つのエラー状態を有する、請求項３記載の方法。
5. 前記有効フレームは非ＮＵＬＬトラフィック・チャネル・フレームを含む、請求項１記載の方法。
6. 前記少なくとも１つのエラー状態は、不正な線スペクトル対符号化を含む、請求項１記載の方法。
7. 前記不正な線スペクトル対符号化は、値優位性要求に違反する少なくとも１つの線スペクトル対値を含む、請求項６記載の方法。
8. 前記少なくとも１つのエラー状態は、有効な第８レート・フレームとして有効フレームを構成することを含み、前記有効な第８レート・フレームは全レート・フレームの送信直後に送信される、請求項１記載の方法。
9. ・受信メッセージ出力を有する受信器と、
   ・前記受信メッセージ出力に操作可能に結合された入力と、検出された消去劣化音声フレーム出力とを有する劣化音声フレーム消去検出器と、
   ・前記検出された消去劣化音声フレーム出力に応答する消去劣化音声フレーム交換ユニットであって、前記消去劣化音声フレーム交換ユニットは少なくとも１つのエラー状態を有する代替の有効フレームを提供する出力を有し、前記少なくとも１つのエラー状態は受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動すると知られていることと、
   ・前記消去劣化音声フレーム交換ユニットの前記出力に操作可能に結合された入力を有する送信器と
   を備える装置。
10. 前記代替の有効フレームは非ＮＵＬＬトラフィック・チャネル・フレームを含む、請求項９記載の装置。
11. 前記少なくとも１つのエラー状態は、不正な線スペクトル対符号化を含む、請求項９記載の装置。
12. 前記不正な線スペクトル対符号化は、値優位性要求に違反する少なくとも１つの線スペクトル対値を含む、請求項１１記載の装置。
13. 前記少なくとも１つのエラー状態は、有効な第８レート・フレームとして前記代替の有効フレームを構成することを含み、前記有効な第８レート・フレームは全レート・フレームの送信直後に送信される、請求項９記載の装置。
14. 前記消去劣化音声フレーム交換ユニットは、検出された消去劣化音声フレームを、前記少なくとも１つのエラー状態を有する有効フレームと自動的に交換する手段を含み、
    前記少なくとも１つのエラー状態は、受信目標プラットフォームにおけるボコーダ消去処理を起動すると知られている、請求項９記載の装置。

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