JP3095340B2 - 音声復号化装置 - Google Patents

音声復号化装置

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JP3095340B2
JP3095340B2 JP07258021A JP25802195A JP3095340B2 JP 3095340 B2 JP3095340 B2 JP 3095340B2 JP 07258021 A JP07258021 A JP 07258021A JP 25802195 A JP25802195 A JP 25802195A JP 3095340 B2 JP3095340 B2 JP 3095340B2
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田 幸 司 吉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伝送路上で符号誤りが
生じる移動通信システムにおいて、復号側で、符号誤り
を検出したフレームに対して音声信号の補間を行なう音
声復号化装置に関し、特に、過去の駆動音源を蓄える適
応コードブックおよび雑音音源等の固定の音源ベクトル
を保持する固定コードブックを有し、適応コードブック
音源ゲイン、固定コードブック音源ゲインが独立に復号
され、駆動音源が生成されるCELP(Code Excited L
inear Prediction) 型音声復号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル移動通信システムの実
用化が急速に進められている。移動通信システムにおい
て、伝送路上での符号誤りが生じ、誤り訂正でも訂正し
きれない、すなわち誤り検出された場合、過去の音声符
号化パラメータを用いて音声復号を行なうフレーム補間
がよく用いられている。
【0003】以下、従来の音声復号化装置について説明
する。図2は従来のCELP型の音声復号化装置のブロ
ック図を示すものである。図2において、201は符号
器から送信されてきた音声の一定区間(フレーム)毎の
符号化情報を表す受信データを各々の音声符号化パラメ
ータに分離するとともに、当該フレームが補間フレーム
かどうかを判定するパラメータ分離・補間判定器、20
2は前フレームで復号に用いた符号化パラメータと現フ
レーム符号化パラメータと補間情報とを用いて現フレー
ムの復号に使用する符号化パラメータを決定する符号化
パラメータ補間器、203はLPC符号からLPC係数
を復号するLPC係数復号器、204は過去の駆動音源
を蓄える適応コードブック、205は適応コードブック
ゲインを復号する適応コードブックゲイン復号器、20
6は雑音音源等の固定音源ベクトルを保持する固定コー
ドブック、207は固定コードブックゲインを復号する
固定コードブックゲイン復号器、208は適応コードブ
ック204および固定コードブック206から生成され
た信号にゲイン復号器205、207からのゲインをそ
れぞれ乗じる乗算器、209は各乗算器208の出力を
加算して駆動音源を生成する加算器、210は加算器2
09で生成された駆動音源およびLPC係数復号器20
3で復号されたLPC係数によりLPC合成を行なうL
PC合成器である。
【0004】以上のように構成された音声復号化装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、パラメ
ータ分離・補間判定器201において、符号器から送信
されてきた送信データを受信し、現フレームの符号化パ
ラメータおよび現フレームが補間フレームか否かを表す
フレーム補間情報を出力する。そして、符号化パラメー
タ補間器202において、現フレームが補間フレームで
ない場合は現フレーム符号化パラメータをそのまま出力
する。補間フレームの場合は、符号化により大きな音声
品質劣化を生じるような現フレーム符号化パラメータを
前フレームで復号化に用いた符号化パラメータにより置
き換え、現フレーム符号化パラメータとして出力する。
次に、適応コードブック204から適応コードブック符
号LAGにより適応コードブック音源を復号し、固定コ
ードブック206から固定コードブック符号IDXによ
り固定コードブック音源を復号し、それぞれ音源に対し
適応コードブックゲイン復号器205および固定コード
ブックゲイン復号器207により復号された適応コード
ブックゲインβおよび固定コードブックゲインγを乗算
器208により乗算し、乗算後の各音源を加算器209
により加算して駆動音源を生成する。そして、LPC係
数復号器203により復号されたLPC係数および駆動
音源により、LPC合成器210によりLPC合成を行
ない復号音声を出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音声復号化装置では、補間フレームの直後のフレー
ムにおいて、適応コードブックゲイン復号器により復号
された適応コードブックゲインが、復号化側で過去の駆
動音源に依存する形で符号化されているため、正しい復
号ゲインではあるものの、符号化側と復号側での不整合
により、復号音声に急激なパワ増加を生じる場合がある
という問題点を有していた。
【0006】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であり、補間フレーム直後の復号音声において復号音声
の急激なパワ増加を抑えることのできる優れた音声復号
化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、符号器から送信されてきた音声の一定区
間(フレーム)毎の符号化情報を表す受信データを各々
の符号化パラメータに分離するとともに、当該フレーム
が補間フレームかどうかを判定するパラメータ分離・補
間判定器と、前フレームで復号に用いた符号化パラメー
タと現フレーム符号化パラメータと補間情報とを用いて
現フレームの復号に使用する符号化パラメータを決定す
る符号化パラメータ補間器と、符号化パラメータ補間器
の出力の一つであるLPC符号からLPC係数を復号す
るLPC係数復号器と、LPC係数からLPC正規化予
測残差パワを算出するLPC正規化予測残差パワ算出器
と、過去の駆動音源を蓄える適応コードブックと、適応
コードブックゲイン符号とLLPC正規化予測残差パワ
と補間情報とから適応コードブックゲインを復号する適
応コードブックゲイン復号器と、雑音音源等の固定の音
源ベクトルを保持する固定コードブックと、固定コード
ブックゲイン符号から固定コードブックゲインを復号す
る固定コードブックゲイン復号器と、適応コードブック
および固定コードブックから生成された信号に復号され
た適応コードブックゲインおよび固定コードブックゲイ
ンをそれぞれ乗じる乗算器と、各乗算器の出力を加算し
て駆動音源を生成する加算器と、加算器で生成された駆
動音源およびLPC係数復号器で復号されたLPC係数
によりLPC合成を行なうLPC合成器を備えた構成と
なっている。
【0008】
【作用】本発明は、上記の構成により、現フレームが補
間フレーム直後の通常フレームの場合に、適応コードブ
ックゲイン復号器が前フレームおよび現フレームのLP
C正規化予測残差パワを用いて適応コードブックゲイン
を制御することにより、現フレーム復号音声の急激なパ
ワ増加を抑えることができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における音
声復号化装置の構成を示したものである。図1におい
て、101は符号器から送信されてきた音声の一定区間
(フレーム)毎の符号化情報を表す受信データを各々の
音声符号化パラメータに分離するとともに、当該フレー
ムが補間フレームかどうかを判定するパラメータ分離・
補間判定器、102は前フレームで復号に用いた符号化
パラメータと現フレーム符号化パラメータと補間情報と
を用い、現フレームの復号に使用する符号化パラメータ
を決定する符号化パラメータ補間器、103はLPC符
号からLPC係数を復号するLPC係数復号器、104
はLPC係数からLPC正規化予測残差パワを算出する
LPC正規化予測残差パワ算出器、105は過去の駆動
音源を蓄える適応コードブック、106は適応コードブ
ックゲインを復号する適応コードブックゲイン復号器、
107は雑音音源等の固定の音源ベクトルを保持する固
定コードブック、108は固定コードブックゲインを復
号する固定コードブックゲイン復号器、109は適応コ
ードブックおよび固定コードブックから生成された信号
にゲイン復号器106、108からのゲインをそれぞれ
乗じる乗算器、110は各乗算器109の出力を加算し
て駆動音源を生成する加算器、111は加算器110で
生成された駆動音源およびLPC係数復号器103で復
号されたLPC係数によりLPC合成を行なうLPC合
成器である。
【0010】以上のように構成された音声復号化装置に
ついて、以下にその動作について説明する。まず、パラ
メータ分離・補間判定器101において、符号器から送
信されてきた送信データを受信し、現フレームの符号化
パラメータおよび現フレームが補間フレームか否かを表
すフレーム補間情報を出力する。そして、符号化パラメ
ータ補間器102において、現フレームが補間フレーム
でない場合は現フレーム符号化パラメータをそのまま出
力する。補間フレームの場合は、復号化により大きな音
声品質劣化を生じるような現フレーム符号化パラメータ
を前フレームで復号化に用いた符号化パラメータにより
置き換え、現フレーム符号化パラメータとして出力す
る。次に、適応コードブック105から適応コードブッ
ク符号LAGにより適応コードブック音源を復号し、固
定コードブック107から固定コードブック符号IDX
により固定コードブック音源を復号し、それぞれの音源
に対し適応コードブックゲイン復号器106および固定
コードブックゲイン復号器108により復号された適応
コードブックゲインβおよび固定コードブックゲインγ
を乗算器109により乗算し、乗算後の各音源を加算器
110により加算して駆動音源を生成する。そして、L
PC係数復号器103により復号されたLPC係数およ
び加算器110からの駆動音源により、LPC合成器1
11によりLPC合成を行ない復号音声を出力する。
【0011】ここで、適応コードブックゲイン復号器1
06における処理について、以下に詳しく説明する。ま
ず、現フレームが補間フレームの直後のフレームでない
場合には、符号化パラメータ補間器102の出力の一つ
である適応コードブックゲイン符号を用いてそのまま復
号を行ない、適応コードブックゲインβとする。一方、
現フレームが補間直後のフレームの場合、まず、LPC
正規化予測残差パワ算出器104において、LPC係数
α(i)(i=0,1,...NP−1;NPはLPC
予測次数)を反射係数r(i)(i=0,1,...,
NP−1)に変換後、下記式により正規化予測残差パワ
σを求める。
【0012】
【数1】 次に、適応コードブックゲイン復号器106において、
現フレームおよび前フレームの正規化予測残差パワσ、
σp、および適応コードブックゲイン符号を用いてその
まま復号したゲイン値βcを用いて、下記式により現フ
レームの適応コードブックゲインβを決定する。
【0013】
【数2】
【0014】LPC正規化予測残差パワにより復号音声
パワの推定が行なえ、過去の駆動音源か復元された適応
コードブック音源に対するゲインとして、前フレームと
現フレームのLPC正規化予測残差パワの比Rの平方根
をゲインβcに乗じることにより、現フレームの復号音
声信号のパワが前フレーム復号音声パワに近いものとな
り、現フレームの復号音声が前フレームの復号音声に比
べ急激なパワ増加を生じないようにすることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、上記の構成により、現フレー
ムが補間フレーム直後の通常フレームの復号の場合に、
適応コードブックゲイン復号器が、前フレームおよび現
フレームのLPC正規化予測残差パワを用いて適応コー
ドブックゲインを制御することにより、現フレーム復号
音声の急激なパワ増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における音声復号化装置のブ
ロック図
【図2】従来例における音声復号化装置のブロック図
【符号の説明】
101 パラメータ分離・補間判定器 102 符号化パラメータ補間器 103 LPC係数復号器 104 LPC正規化予測残差パワ算出器 105 適応コードブック 106 適応コードブックゲイン復号器 107 固定コードブック 108 固定コードブックゲイン復号器 109 乗算器 110 加算器 111 LPC合成器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10L 19/00 - 19/14 H03M 7/30 H04B 14/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過去の駆動音源を蓄える適応コードブッ
    クおよび雑音音源等の固定の音源ベクトルを保持する固
    定コードブックを有し、適応コードブック音源ゲイン、
    固定コードブック音源ゲインが独立に復号され、駆動音
    源が生成されるCELP(Code Excited Linear Predic
    tion) 型音声復号化装置において、現フレームが補間フ
    レーム直後の通常フレームの場合に、前フレームおよび
    現フレームのLPC正規化予測残差パワを用いて適応コ
    ードブックゲインを制御する適応コードブックゲイン復
    号器を備え、現フレーム復号音声の急激なパワ増加を抑
    えるようにした音声復号化装置。
  2. 【請求項2】 符号器から送信されてきた音声の一定区
    間(フレーム)毎の符号化情報を表す受信データを各々
    の符号化パラメータに分離するとともに、当該フレーム
    が補間フレームかどうかを判定するパラメータ分離・補
    間判定器と、前フレームで復号に用いた符号化パラメー
    タと現フレーム符号化パラメータと補間情報とを用いて
    現フレームの復号化に使用する符号化パラメータを決定
    する符号化パラメータ補間器と、符号化パラメータ補間
    器の出力の一つであるLPC符号からLPC係数を復号
    するLPC係数復号器と、前記LPC係数からLPC正
    規化予測残差パワを算出するLPC正規化予測残差パワ
    算出器と、過去の駆動音源を蓄える適応コードブック
    と、適応コードブックゲイン符号と前記LPC正規化予
    測残差パワと補間情報とから適応コードブックゲインを
    復号する適応コードブックゲイン復号器と、雑音音源等
    の固定の音源ベクトルを保持する固定コードブックと、
    固定コードブックゲイン符号から固定コードブックゲイ
    ンを復号する固定コードブックゲイン復号器と、前記適
    応コードブックおよび固定コードブックから生成された
    信号に前記復号された適応コードブックゲインおよび固
    定コードブックゲインをそれぞれ乗じる乗算器と、前記
    各乗算器の出力を加算して駆動音源を生成する加算器
    と、前記加算器で生成された駆動音源および前記LPC
    係数復号器で復号されたLPC係数によりLPC合成を
    行なうLPC合成器とを備えた音声復号化装置。
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