JP3207927B2 - 無音処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無音処理装置に関し、特
に雑音挿入機能を有する音声符号化・復号化装置におけ
る無音処理装置に関するものである。

【０００２】音声のようにその発生がバースト的な情報
に対し、図５に示すように例えば３回線の音声信号＃１
〜＃３にはそれぞれ斜線で示す有音区間（話している期
間）とブランクの無音区間があり、無音区間（話してい
ない期間）は帯域圧縮が可能な部分であるため、これら
音声信号＃１〜＃３を統計的多重化することにより使用
伝送周波数帯域の有効利用を図ることができる。

【０００３】このため、有音区間と無音区間を検出して
その検出状態（話しているか／いないか）を通知（伝
送）する必要がある。

【０００４】

【従来の技術】図６は一般的な音声符号化・復号化装置
（ＣＯＤＥＣ）の機能ブロック図を示したもので、この
装置は電話機（図示せず）と伝送路（図示せず）との間
に設置されており、電話機側には音声信号を入出力する
インタフェース回路１１とエコーキャンセラ部１２とが
設けられ、伝送路側にもインタフェース回路１６が設け
られている。

【０００５】そして、エコーキャンセラ部１２とインタ
フェース回路１６との間には送信側において無音検出器
１３ａと音声符号器１４とが設けられて、受信側には音
声復号器１５と無音処理装置１３ｂとが設けられてい
る。

【０００６】そして無音検出器１３ａは無音検出部１３
１と有音／無音情報発生部１３２とで構成されており、
この無音検出器１３ａにおいては、図７に示すようにエ
コーキャンセラ部１２からの音声信号入力より話者の有
音／無音を検出する。そして、この検出結果に基づき有
音／無音情報発生部１３２が有音／無音情報を発生して
伝送路に送出する。

【０００７】また、伝送路からの符号化された音声信号
に対しては、インタフェース回路１６を通ったのち、音
声復号器１５で音声の復号化を行って無音処理装置１３
ｂに送ると、この無音処理装置１３ｂでは、受信した有
音／無音情報に基づき出力信号選択部１３３がスイッチ
部１３４を制御して復号化された音声信号か又は白色雑
音発生部１３５からの白色雑音を選択してエコーキャン
セラ部１２及びインタフェース回路１１より音声信号出
力を得ている。

【０００８】この動作の原理を説明すると、通常環境に
おいて、話者の背景には環境雑音等何らかの雑音が存在
するが、無音時の帯域圧縮によりこれらの雑音も伝送さ
れなくなる。この状態で通話を行った場合、話者の無音
時に雑音が全く無くなってしまい、環境によっては聴覚
的に非常に違和感を感じる場合がある。

【０００９】そこで、無音区間（圧縮用区間）には何ら
かの雑音を挿入して上記の違和感による通話品質の劣化
を抑える方法を採用したもので、図８のタイムチャート
にも示す如く、有音／無音の検出状態を情報として受信
側へ伝送し、受信側では、『有音』と判定された区間に
ついては復号化した音声信号を再生し、『無音』と判定
された区間については単純に白色雑音を挿入していた。
これは通常の電話回線において受信側で聞こえる背景雑
音が、白色雑音の音質と似ているからである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが話者の背景雑
音のレベルが受信側で挿入する雑音のレベルと異なって
いると、単純な雑音挿入方法では切り替え時（図８の時
点Ａ１〜Ａ７…）のレベル差（図では特にレベル差を示
していない）により不自然さを生じてしまう。

【００１１】これを解決するために、有音／無音区間に
関わらず受信側にて常に一定の雑音を音声信号に重畳し
続けることにより、切替時の不連続性を軽減する方法が
特開昭６２−２５４５３９号公報で提案されているが、
雑音の挿入回路が複数必要となり、また常に雑音を加え
ていることによる音声品質の劣化が問題となってしま
う。

【００１２】また、比較的伝送帯域の高い音声符号器は
品質劣化が少ないため雑音の音質に関しても変化が少な
く、白色雑音を挿入しても聴感的に感じにくく違和感は
抑えられていたが、近年では更に伝送効率を向上させる
ため、各種の高圧縮符号化技術が導入されている。この
ため、音声符号器によって高圧縮符号化処理されて劣化
した雑音の音質と受信側にて挿入する劣化していない雑
音との音質が異なり、やはり有音／無音による音声信号
再生／雑音挿入の相互切替時に音質差による違和感を感
じるため、装置全体として高圧縮による音質変化以上の
品質劣化を感じてしまうといった問題を生じていた。

【００１３】更には、音声符号化方式が異なると、その
方式特有の音質が存在し、背景雑音もまた方式毎に音質
が異なって来るので、この点での有音／無音切替時の違
和感も問題になっていた。

【００１４】従って本発明は、有音／無音切替時の音質
の違いによる違和感の発生を抑え、聴覚的に音質変化
（劣化）を最小限に止めることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は上記の目的を達成
するための本発明に係る無音処理装置の構成を原理的に
示したもので、本発明は、音声符号データから音声信号
を復号化する音声復号器１と、有音／無音情報に従って
無音区間より広く有音区間とオーバーラップする雑音挿
入区間制御信号を発生する無音検出部２と、雑音信号を
発生する雑音発生部３と、該雑音挿入区間制御信号に従
った該雑音信号と該音声信号とを合成して出力する合成
部４と、を備えている。

【００１６】また本発明では、該雑音発生部３が、各種
符号化方式特有の音質を考慮した該雑音信号を発生する
ものとすることができる。

【００１７】

【作用】本発明の作用を図２を用いて説明すると、雑音
発生部３は常に雑音信号ｄを発生して合成部４に与えて
おり、また音声復号器１も受信した音声符号データを復
号化して得た音声信号ｃを合成部４に与えている。

【００１８】これと共に受信した有音／無音情報ａを基
に無音検出部２が雑音挿入区間制御信号ｂを合成部４に
与えると、合成部４は、有音区間から無音区間への変化
があると無音区間開始より前方に雑音挿入区間を広げ、
無音から有音への変化があると無音区間の後方に雑音挿
入区間を広げた出力信号ｅを発生している。従って、有
音／無音切替部分では音声信号と雑音信号とが重なりあ
うオーバーラップ区間ｆが生じて有音部分と無音部分の
つながりがスムーズになる。

【００１９】また、挿入する雑音としてその符号化方式
特有の音質のものを用意した場合には、更に音質の変化
が感じられ難くなる。

【００２０】

【実施例】図３は本発明に係る無音処理装置の一実施例
を示したもので、この実施例では、図１に示した無音検
出部２は有音／無音情報を受けて無音信号ｂを発生する
信号変換部２１と、無音検出処理長信号ａを生成するラ
ッチタイミング生成部２２と、無音検出処理長信号ａを
受けて信号変換部２１からの無音信号ｂをラッチし出力
信号及びにそれぞれ対応する信号ｃ及びｄを発生す
るＤ−フリップフロップ（以下、ＦＦと略称する）を２
段構成したＦＦ２３と、これらの信号ｂ〜ｄの論理和を
とるＯＲゲート２４とで構成されている。

【００２１】また、合成部４は、無音検出処理長信号ａ
に基づき音声復号器１で復号された音声信号ｇを遅らせ
た音声信号ｈを発生するバッファ４１と、雑音発生部３
からの無音区間に挿入されるべき雑音信号をＯＲゲート
２４からの雑音挿入区間制御信号ｅにより開閉制御する
ゲート４２と、音声信号ｈとゲート４２からの雑音信号
ｆとの論理和をとって出力信号ｉを発生するＯＲゲート
４３とで構成されている。

【００２２】このような実施例の動作を図４に示したタ
イムチャートを参照して以下に説明する。

【００２３】まず、信号変換部２１は有音／無音情報を
基に有音区間には「０」を、無音区間には「１」を無音
信号ｂとして出力する。そして、ラッチタイミング生成
部２２からの無音検出処理長信号ａがＤ−ＦＦ２３に与
えられることにより、信号変換部２１で変換された無音
信号ｂが図４に示す如く最高２フレーム分遅延させられ
た２つの出力信号及びとなりそれぞれ信号ｃ及びｄ
として無音信号ｂと共にＯＲゲート２４に与えられる。

【００２４】従って、ＯＲゲート２４からは雑音挿入区
間制御信号ｅが生成されることとなり、ゲート４２から
は雑音信号ｆが出力されてＯＲゲート４３に与えられ
る。

【００２５】一方、音声符号器１は受信した音声符号デ
ータを音声信号ｇへ復号してバッファ４１に与えてお
り、このバッファ４１はラッチタイミング生成部２２か
らの無音検出処理長信号ａを受けて１フレーム分だけ遅
延させた音声信号ｈをＯＲゲート４３に出力している。

【００２６】従って、ＯＲゲート４３からはオーバーラ
ップ区間ｊを有する出力信号ｉが得られることとなる。
この例では、無音検出処理単位長で１フレーム分のみ、
無音区間を前後に広げて有音区間とオーバーラップする
場合を示している。

【００２７】上述の実施例では、幾つかのハードウェア
ブロックで構成しているが、その一部もしくは全体をプ
ロセッサ処理によって実現してもよい。

【００２８】また、音声復号器１の処理遅延時間が無音
検出単位時間（１フレーム分）よりも長く、雑音挿入区
間制御信号ｅの方が先に生成されてしまう場合には、バ
ッファ４１を省略し、信号変換部２１からの無音信号ｂ
の出力タイミングを遅らすことにより、ＯＲゲート２４
での位相を調整することも可能である。また、音声信号
と雑音信号との重なり合う時間は１フレーム長分に限定
されない。

【００２９】更に、雑音発生部３では通常白色雑音を発
生しているが、前記のように予め白色雑音を使用する音
声ＣＯＤＥＣを用いて採取し、方式特有の音質となった
雑音を発生することにより、有音時の背景雑音と無音時
の雑音との音質の差を少なくすることが可能となり、更
に切替時のつながりがスムーズとなる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る無音
処理装置によれば、有音／無音情報に従って無音区間よ
り広く有音区間とオーバーラップする雑音挿入区間制御
信号を発生し、この雑音挿入区間制御信号に従った該雑
音信号と該音声信号とを合成して出力するように構成し
たので、音声信号再生処理と雑音挿入処理との切替がス
ムーズになり、聴覚的に違和感が無くなる。

【００３１】また、雑音信号を各種符号化方式特有の音
質を考慮したものとすることにより、高圧縮符号器で発
生する雑音と挿入する雑音との音質が同等となる効果を
奏し、聴感的に違和感を抑えることが出来、音声符号化
装置全体として高圧縮化に伴う音質劣化感を最小限に止
めることに寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無音処理装置の構成を原理的に示
したブロック図である。

【図２】本発明に係る無音処理装置の作用を示したタイ
ムチャート図である。

【図３】本発明に係る無音処理装置の実施例を示したブ
ロック図である。

【図４】本発明に係る無音処理装置の実施例の動作を示
したタイムチャート図である。

【図５】音声信号の統計的多重化の原理を示したタイム
チャート図である。

【図６】一般的な音声符号化・復号化装置（ＣＯＤＥ
Ｃ）を機能的に示したブロック図である。

【図７】従来の無音検出器及び無音処理装置の構成を示
したブロック図である。

【図８】従来例の動作タイムチャート図である。

【符号の説明】

１：音声復号器 ２：無音検出部 ３：雑音発生部 ４：合成部 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤野 尚司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 岡崎 晃二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 西山 直美 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 松尾 直司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−4065（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53653（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 15/00 H04J 3/17 H04L 11/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声符号データから音声信号を復号化す
   る音声復号器(1) と、 有音／無音情報に従って無音区間より広く有音区間とオ
   ーバーラップする雑音挿入区間制御信号を発生する無音
   検出部(2）と、 雑音信号を発生する雑音発生部(3) と、 該雑音挿入区間制御信号に従った該雑音信号と該音声信
   号とを合成して出力する合成部(4) と、 を備えたことを特徴とする無音処理装置。
2. 【請求項２】 該雑音発生部(3) が、各種符号化方式特
   有の音質を考慮した該雑音信号を発生することを特徴と
   した無音処理装置。