JP2010507121A - ピッチ周期訂正を用いたデジタルオーディオ信号の損失ブロックの合成 - Google Patents
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Abstract
Description
これは、そのような信号の送信/受信のために適した符号化/復号化システムに関する。より詳しくは、本発明は、データブロックが失われたときに復号化された信号の品質を向上させることを可能とする受信時の処理に関する。
・パルス符号変調(PCM)および適応的差分パルス符号変調(ADPCM)のような波形符号化方法。
・符号励振線形予測(CELP)符号化のような分析合成符号化法。
・サブバンド知覚符号化法または変換符号化。
・Feはサンプリング速度であり、
・F0は基本周波数である。
従って、ピッチ周期を含む長期予測LTPパラメータは(有声音で発音されるとき)音声信号の基本振動を表わし、短期予測LPCパラメータはこの信号のスペクトル包絡線を表わすことが想起される。
・ネットワークのルータが過負荷で、その待ち行列をダンプしたとき。
・リアルタイムで復号化する連続的なフローの間にブロックが遅延して受信された(従って、考慮されない)とき。
・受信したブロックが壊れていたとき(例えば、CRCパリティコードが検証されないとき)。
前記方法は、概して、次のステップ、
a) 少なくとも1つの有効なブロックにおいて前記デジタルオーディオ信号の繰り返し周期を決定するステップと、
b) 前記繰り返し周期のサンプルを少なくとも1つの置換ブロックに複製するステップと、を有する。
本発明による方法において、
ステップa)において、無効なブロックの直前の少なくとも1つの有効なブロックにおいて最後の繰り返し周期が決定され、
ステップb)において、前記最後の繰り返し周期において存在しうる過渡の信号の振幅を制限するために、前の繰り返し周期のサンプルに従って、前記最後の繰り返し周期のサンプルが訂正される。
従って、前記訂正されたサンプルは前記置換ブロックに複製される。
前記現在のサンプルの前の繰り返し周期に時間的に位置するサンプルの周辺に集中した近傍にサンプルの集合が構成され、
前記近傍のサンプルの絶対値における振幅から選択された振幅が決定され、
前記選択された振幅および前記現在のサンプルの振幅から絶対値における最小の振幅を前記現在のサンプルに割り当てるために、前記選択された振幅が前記現在のサンプルの振幅と絶対値において比較される。
前記最後の繰り返し周期の複数の現在のサンプルについて、現在のサンプルの振幅の、上記選択された(上記のように近傍において決定された)振幅との関係が絶対値で測定され、
上記関係が第1の所定の閾値(下記で述べるように、例えば、4付近の値)より大きい前記現在のサンプルについての発生数がカウントされ、
前記発生数が第2の所定の閾値より大きいならば(下記で述べるように、1より多くの事例が存在するならば)、過渡の信号の存在が検出される。
これら上記のステップは、ブロック損失の直前の繰り返し周期における過渡の音の検出の場合に、本発明による訂正ステップb)を引き起こすために使用することができる。
しかし、QMF合成フィルタバンクを通過した後、この直流成分は、耳に聞こえ、たいへん聞き苦しい8kHzの正弦波の形態を取る。
A(z)=a0+a1z−1+・・・+apz−p
の形式で、9個のLPC係数(以下、a0,a1,・・・,apと呼ぶ。)が得られる。
ブロック402は、基本周波数、または、その逆数、すなわち、ピッチ周期T0の推定(estimation)を実行する。この推定は、例えば、ピッチ分析(特に、標準化されたG.729符号化器において“オープンループ”と呼ばれる)と同様に実行される。
図5は、説明の目的のために、現状の技術で実現される簡単な励振の繰り返しの原理を表わす。励振は、単に最後のピッチ周期T0を繰り返すことによって、すなわち、過去の励振の連続した最後のサンプルを複製することによって補間することができ、この連続におけるサンプル数はピッチ周期T0を構成するサンプル数に対応する。
変形において、最後のピッチ周期Tjは元のままにされ、一方、その訂正T’jは次のピッチ周期Tj+1およびTj+2に複製される。
合成される少なくとも1つの現在のブロックに先立つ信号e(n)のブロックを受信する入力Iと、
合成された信号emod(n)を供給し、少なくともこの現在の合成されたブロックを含む出力Oとを備える。
本発明による合成装置SYNは、作業用記憶メモリMEMのような(または、上記コンピュータプログラムを記憶するための)手段と、このメモリMEMと協働する、本発明による方法を実現する、従って、信号e(n)の先立つブロックのうち少なくとも1つから現在のブロックを合成するプロセッサPROCとを備える。
変形の実施形態において、ピッチ周期の訂正のための、かつ/または、過渡の検出のためのパラメータは次の通りとすることができる。最後から2番目のピッチ周期において異なる数の3つのサンプルを含む間隔がとられる。例えば、全体で5つのサンプルを考慮するために、k=2とすることができる。同様に、過渡の検出のために閾値を適用することが可能である(上記の条件(1)の例において1/4)。さらに、検出条件がm≧1として少なくともm回確認されるならば、信号を過渡として宣言することが可能である。
例えば、(励振の範囲ではなく)信号の範囲において信号の検出および修正を実行することができる。典型的に、CELP復号化器(これはソースフィルタモデルに従って動作する)におけるフレーム損失の訂正のために、ピッチの繰り返し、および、選択肢として、ランダムな寄与の追加によって励振が補間され、この励振は1/A(z)型のフィルタによってフィルタリングされ、ここでA(z)は正しく受信された最後の予測フィルタから導き出される。
また、これはG.711標準に従う復号化器にも同様に適用することができる。
307、309 ・・・ スイッチ
308 ・・・ ハイパスフィルタ
400 ・・・ 線形予測分析
Claims (13)
- サンプルの連続したブロックによって表わされるデジタルオーディオ信号を合成する方法であって、
デジタルオーディオ信号を受信すると、少なくとも1つの無効なブロックを置換するために、該無効なブロックに先立つ少なくとも1つの有効なブロックのサンプルから置換ブロックが生成され、
前記方法は、
a) 少なくとも1つの有効なブロックにおいて繰り返し周期を決定するステップ(402)と、
b) 前記繰り返し周期のサンプルを少なくとも1つの置換ブロックに複製するステップ(403)と、を有し、
ステップa)において、無効なブロックの直前の少なくとも1つの有効なブロックにおいて最後の繰り返し周期(Tj)が決定され、
ステップb)において、前記最後の繰り返し周期における過渡信号の振幅を制限するために、前記最後の繰り返し周期に先立つ前の繰り返し周期(Tj−1)のサンプル(e(2−T0),e(3−T0),e(4−T0))に従って、前記最後の繰り返し周期(Tj)のサンプル(e(3))が訂正され、該訂正されたサンプルは前記置換ブロック(Tj+1,Tj+2)に複製されることを特徴とする方法。 - 前記デジタルオーディオ信号は発声された音声信号であり、
前記繰り返し周期は、前記デジタルオーディオ信号の基本周波数の逆数に対応するピッチ周期であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - ステップb)において、前記最後の繰り返し周期の現在のサンプル(e(3))は、
前記現在のサンプルの絶対値における振幅と、前記現在のサンプルの前の繰り返し周期に時間的にほぼ位置する少なくとも1つのサンプル(e(2−T0))の絶対値における振幅とを比較し、
これら2つの振幅のうち絶対値における最小の振幅を前記現在のサンプルに割り当てることによって訂正されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記最後の繰り返し周期の現在のサンプル(e(3))について、
前記現在のサンプルの前の繰り返し周期に時間的に位置するサンプル(e(3−T0))の周辺に集中した近傍にサンプルの集合(75)が構成され、
前記近傍のサンプルの絶対値における振幅から選択された振幅(76)が決定され、
前記選択された振幅および前記現在のサンプルの振幅から絶対値における最小の振幅を前記現在のサンプル(e(3))に割り当てる(77)ために、前記選択された振幅が前記現在のサンプルの振幅と絶対値において比較されることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記近傍のサンプルの振幅から選択された振幅は、絶対値における最大の振幅(M)であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記デジタルオーディオ信号は音声信号であり、
前記音声信号における発声の程度が検出され(71)、
前記音声信号が発声されていない、または、弱く発声されたならば、ステップa)からb)が実行されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記置換ブロックにおけるサンプルの振幅の減衰が適用され、
前記最後の繰り返し周期における前記デジタルオーディオ信号の過渡の特徴が検出され、適用可能ならば、定常の信号のための減衰より迅速な減衰が適用されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記最後の繰り返し周期の複数の現在のサンプルについて、現在のサンプルの振幅の前記選択された振幅との関係が絶対値で測定され、
前記関係が第1の所定の閾値より大きい前記現在のサンプルについての発生数がカウントされ、
前記発生数が第2の所定の閾値より大きいならば、過渡の特徴の存在が検出されることを特徴とする請求項3または4を引用する請求項7に記載の方法。 - 少なくとも1つの繰り返し周期にわたって広がる複数の連続した無効なブロックの繰り返しの場合に、前記最後の繰り返し周期の全てのサンプルに、現在のサンプルとして個々に、前記ステップb)のサンプル訂正が適用されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- いくつかの繰り返し周期にわたって広がる複数の連続した無効なブロックの繰り返しの場合に、前記複数の無効なブロックを置換するために、ステップb)において訂正された繰り返し周期は前記置換ブロックを形成するために、いくつかの回数、複製されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- デジタルオーディオ信号の合成装置のメモリに記憶されるコンピュータプログラムにおいて、
前記合成装置のプロセッサによって実行されるとき、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法を実現するための命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 合成される少なくとも1つの現在のブロックに先立つ信号e(n)のブロックを受信する入力Iと、
合成された信号(emod(n))を供給し、少なくとも前記現在のブロックを含む出力Oと、を備える、連続したブロックによって構成されるデジタルオーディオ信号の合成装置において、
前記先立つブロックのうち少なくとも1つから前記現在のブロックを合成するために、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法を実現するための手段(MEM,PROC)を備えることを特徴とする合成装置。 - 連続したブロックによって構成されるデジタルオーディオ信号の復号化器において、
無効なブロックを合成するために、請求項12に記載の合成装置(403)をさらに備えることを特徴とする復号化器。
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