JP3365360B2 - 音声信号復号方法および音声信号符号化復号方法とその装置 - Google Patents

音声信号復号方法および音声信号符号化復号方法とその装置

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    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/08—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号を低ビッ
トレートでするための符号化装置および復号装置に関
し、特に、無音部での音質を改善する音声信号復号方
法、音声信号復号装置、音声信号符号化復号方法及び音
声信号符号化復号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】音声信号を中低ビットレートで高能率に
符号化する方法として、音声信号を線形予測フィルタと
その駆動音源信号（音源信号）に分離して符号化する方
法が広く用いられている。その代表的な方法の一つにCE
LP（Code Excited Linear Prediction）がある。CELPで
は、入力音声の周波数特性を表す線形予測係数が設定さ
れた線形予測フィルタを、音声のピッチ周期を表すピッ
チ信号と乱数やパルスから成る音源信号との和で表され
る励振信号により駆動することで、合成音声信号（再生
信号）が得られる。CELPに関してはM. Schroederらによ
る「Code excitedlinear prediction: High quality sp
eech at very low bit rates」（Proc. of IEEE Int. C
onf. on Acoust., Speech and Signal Processing, pp.
937-940,1985）（文献１）を参照できる。
【０００３】携帯電話などの移動体通信では、繁華街の
雑踏や走行中の自動車内に代表される雑音環境下での良
好な通話品質が要求されるが、前述のCELPに基づく音声
符号化では、雑音が重畳した音声（背景雑音音声）に対
する音質が著しく劣化することが問題となっている。背
景雑音音声の符号化品質改善に関して、復号器において
音源信号のゲインを平滑化する方法が提案されている。
【０００４】音源信号のゲインを平滑化する方法に関し
ては、「Digital Cellular Telecommunication System;
Adaptive Multi-Rate Speech Transcoding」 (ETSI Te
chnical Report, GSM 06.90 version 2.0.0)（文献２）
を参照できる。
【０００５】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、受
信した信号から少なくとも音源信号とゲインとフィルタ
係数の情報を復号し、前記音源信号に前記ゲインを乗じ
て得られる励振信号により前記フィルタ係数で構成する
フィルタを駆動することによって音声信号を復号する音
声信号復号方法において、前記復号した情報を用いて前
記受信した信号について有音部と無音部との識別を行な
い、前記無音部にて前記情報のうち前記ゲインと前記フ
ィルタ係数の少なくとも一つに対して前記情報に基づく
平滑化処理を施した結果を用いて前記音声信号の復号を
行うことを特徴とする。
【００１３】本願の第２の発明は、受信した信号から少
なくとも音源信号とゲインとフィルタ係数の情報を復号
し、前記音源信号に前記ゲインを乗じて得られる励振信
号により前記フィルタ係数で構成するフィルタを駆動す
ることによって音声信号を復号する音声信号復号方法に
おいて、前記復号した情報を用いて前記受信した信号に
ついて有音部と無音部との識別を行うとともに前記復号
した情報により無音部を分類し、前記無音部にて前記情
報のうち前記ゲインと前記フィルタ係数の少なくとも一
つに対して前記分類に応じて平滑化処理を施した結果を
用いて前記音声信号の復号を行うことを特徴とする。
【００１４】本願の第３の発明は、第１の発明または第
２の発明において、前記フィルタ係数とその長時間平均
との差分に基づく変動量を長時間平均した値を用いて前
記識別と前記分類の少なくとも一つを行なうことを特徴
とする。本願の第４の発明は、第１、第２の発明または
第３の発明において、前記受信した信号から入力信号の
ピッチ周期性とパワーの情報を復号し、前記識別及び前
記分類の少なくとも一つにて前記ピッチ周期性と前記パ
ワーの情報の少なくとも一つを用いることを特徴とす
る。
【００１５】本願の第５の発明は、第１、第２の発明ま
たは第３の発明において、復号した前記励振信号と前記
音声信号から入力信号のピッチ周期性とパワーの情報を
推定し、前記識別及び前記分類の少なくとも一つにて前
記推定したピッチ周期性と前記推定したパワーの情報の
少なくとも一つを用いることを特徴とする。
【００１６】本願の第６の発明は、第２の発明におい
て、前記復号した情報のうち前記フィルタ係数の情報と
その長時間平均に基づく値から得られる値を予め定めら
れた閾値と比較することにより前記無音部を分類するこ
とを特徴とする。
【００１７】本願の第７の発明は、受信した信号から少
なくとも音源信号とゲインとフィルタ係数の情報を復号
し、前記音源信号に前記ゲインを乗じて得られる励振信
号により前記フィルタ係数で構成するフィルタを駆動す
ることによって音声信号を復号する音声信号復号装置に
おいて、前記復号した情報を用いて前記受信した信号に
ついて有音部と無音部との識別を行なう有音/無音識別
回路と、前記有音/無音識別回路で識別された前記無音
部にて前記情報のうち前記ゲインと前記フィルタ係数の
少なくとも一つに対して前記情報に基づく平滑化処理を
施す平滑化回路と、前記平滑化回路によって平滑化処理
を施した結果を用いて前記音声信号の復号を行う復号回
路を含んで構成されることを特徴とする。
【００１８】本願の第８の発明は、受信した信号から少
なくとも音源信号とゲインとフィルタ係数の情報を復号
し、前記音源信号に前記ゲインを乗じて得られる励振信
号により前記フィルタ係数で構成するフィルタを駆動す
ることによって音声信号を復号する音声信号復号装置に
おいて、前記復号した情報を用いて前記受信した信号に
ついて有音部と無音部との識別を行なう有音/無音識別
回路と、前記復号した情報により無音部を分類する雑音
分類回路と、前記有音/無音識別回路で識別された前記
無音部にて前記情報のうち前記ゲインと前記フィルタ係
数の少なくとも一つに対して前記雑音分類回路による前
記分類に応じて平滑化処理を施す平滑化回路と、前記平
滑化回路によって平滑化処理を施した結果を用いて前記
音声信号の復号を行う復号回路を含んで構成されること
を特徴とする。
【００１９】本願の第９の発明は、第７の発明または第
８の発明において、前記フィルタ係数とその長時間平均
との差分に基づく変動量を長時間平均した値を用いて前
記識別と前記分類の少なくとも一つを行なうことを特徴
とする。本願の第１０の発明は、第７、第８の発明また
は第９の発明において、前記受信した信号から入力信号
のピッチ周期性とパワーの情報を復号し、前記識別及び
前記分類の少なくとも一つにて前記ピッチ周期性と前記
パワーの情報の少なくとも一つを用いることを特徴とす
る。
【００２０】本願の第１１の発明は、第７、第８の発明
または第９の発明において、復号した前記励振信号と前
記音声信号から入力信号のピッチ周期性とパワーの情報
を推定し、前記識別及び前記分類の少なくとも一つにて
前記推定したピッチ周期性と前記推定したパワーの情報
の少なくとも一つを用いることを特徴とする。本願の第
１２の発明は、第８の発明において、前記復号した情報
のうち前記フィルタ係数の情報とその長時間平均に基づ
く値から得られる値を予め定められた閾値と比較するこ
とにより前記無音部を分類することを特徴とする。
【００２１】本願の第１３の発明は、入力音声を少なく
とも音源信号とゲインとフィルタ係数とで表現すること
により符号化を行い、請求項１、2、3、４、５または６
記載の音声信号復号方法で復号を行うことを特徴とす
る。本願の第１４の発明は、入力音声を少なくとも音源
信号とゲインとフィルタ係数とで表現することにより符
号化を行う音声信号符号化装置と、請求項７、８、９、
１０、１１または１２記載の音声信号復号装置を含んで
構成されることを特徴とする。
【００２２】［作用］
【００２３】
【発明の実施の形態】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【発明の効果】
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音声信号復号装置の第１の実施の形態
を示すブロック図である。
【図２】本発明の音声信号復号装置の第２の実施の形態
を示すブロック図である。。
【図３】本発明の音声信号符号化装置一実施の形態を示
すブロック図である。
【図４】従来の音声信号復号装置を説明するブロック図
である。
【図５】従来の音声信号符号化装置を説明するブロック
図である。
【符号の説明】
10,30 入力端子 20,40 出力端子 1010,2010 符号入力回路 1020 LSP復号回路 1030,5030 線形予測係数変換回路 1040 合成フィルタ 1050 加算器 1110 音源信号復号回路 1210 ピッチ信号復号回路 1120,2120 第２のゲイン復号回路 1220,2220 第１のゲイン復号回路 1130 第２のゲイン回路 1230 第１のゲイン回路 1240 記憶回路 1310 平滑化係数計算回路 1320 平滑化回路 2020 有音/無音識別回路 2030 雑音分類回路 2040 フレームパワー復号回路 2050 音声モード復号回路 2110 第１の切替回路 2150 第１のフィルタ 2160 第2のフィルタ 2170 第３のフィルタ 2210 第２の切替回路 2250 第４のフィルタ 2260 第５のフィルタ 2270 第６のフィルタ 3040 フレームパワー計算回路 3050 音声モード決定回路 5510 線形予測係数計算回路 5520 LSP変換/量子化回路 5040 重み付け合成フィルタ 5050 重み付けフィルタ 5060 差分器 5070 最小化回路 5540 フレームパワー計算回路 5550 音声モード決定回路 5210 ピッチ信号生成回路 5110 音源信号生成回路 5220,6220 第1のゲイン生成回路 5120,6120 第2のゲイン生成回路 5010,6010 符号出力回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/06 G10L 11/02

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信した信号から少なくとも音源信号
    とゲインとフィルタ係数の情報を復号し、前記音源信号
    に前記ゲインを乗じて得られる励振信号により前記フィ
    ルタ係数で構成するフィルタを駆動することによって音
    声信号を復号する音声信号復号方法において、前記復号
    した情報を用いて前記受信した信号について有音部と無
    音部との識別を行ない、前記無音部にて前記情報のうち
    前記ゲインと前記フィルタ係数の少なくとも一つに対し
    て前記情報に基づく平滑化処理を施した結果を用いて前
    記音声信号の復号を行うことを特徴とする音声信号復号
    方法。
  2. 【請求項２】 受信した信号から少なくとも音源信号
    とゲインとフィルタ係数の情報を復号し、前記音源信号
    に前記ゲインを乗じて得られる励振信号により前記フィ
    ルタ係数で構成するフィルタを駆動することによって音
    声信号を復号する音声信号復号方法において、前記復号
    した情報を用いて前記受信した信号について有音部と無
    音部との識別を行うとともに前記復号した情報により無
    音部を分類し、前記無音部にて前記情報のうち前記ゲイ
    ンと前記フィルタ係数の少なくとも一つに対して前記分
    類に応じて平滑化処理を施した結果を用いて前記音声信
    号の復号を行うことを特徴とする音声信号復号方法。
  3. 【請求項３】 前記フィルタ係数とその長時間平均と
    の差分に基づく変動量を長時間平均した値を用いて前記
    識別と前記分類の少なくとも一つを行なうことを特徴と
    する請求項１または２記載の音声信号復号方法。
  4. 【請求項４】 前記受信した信号から入力信号のピッ
    チ周期性とパワーの情報を復号し、前記識別及び前記分
    類の少なくとも一つにて前記ピッチ周期性と前記パワー
    の情報の少なくとも一つを用いることを特徴とする請求
    項１、２または3記載の音声信号復号方法。
  5. 【請求項５】 復号した前記励振信号と前記音声信号
    から入力信号のピッチ周期性とパワーの情報を推定し、
    前記識別及び前記分類の少なくとも一つにて前記推定し
    たピッチ周期性と前記推定したパワーの情報の少なくと
    も一つを用いることを特徴とする請求項１、２または３
    記載の音声信号復号方法。
  6. 【請求項６】 前記復号した情報のうち前記フィルタ係
    数の情報とその長時間平均に基づく値から得られる値を
    予め定められた閾値と比較することにより前記無音部を
    分類することを特徴とする請求項２記載の音声信号復号
    方法。
  7. 【請求項７】 受信した信号から少なくとも音源信号
    とゲインとフィルタ係数の情報を復号し、前記音源信号
    に前記ゲインを乗じて得られる励振信号により前記フィ
    ルタ係数で構成するフィルタを駆動することによって音
    声信号を復号する音声信号復号装置において、前記復号
    した情報を用いて前記受信した信号について有音部と無
    音部との識別を行なう有音/無音識別回路と、前記有音/
    無音識別回路で識別された前記無音部にて前記情報のう
    ち前記ゲインと前記フィルタ係数の少なくとも一つに対
    して前記情報に基づく平滑化処理を施す平滑化回路と、
    前記平滑化回路によって平滑化処理を施した結果を用い
    て前記音声信号の復号を行う復号回路を含んで構成され
    ることを特徴とする音声信号復号装置。
  8. 【請求項８】 受信した信号から少なくとも音源信号
    とゲインとフィルタ係数の情報を復号し、前記音源信号
    に前記ゲインを乗じて得られる励振信号により前記フィ
    ルタ係数で構成するフィルタを駆動することによって音
    声信号を復号する音声信号復号装置において、前記復号
    した情報を用いて前記受信した信号について有音部と無
    音部との識別を行なう有音/無音識別回路と、前記復号
    した情報により無音部を分類する雑音分類回路と、前記
    有音/無音識別回路で識別された前記無音部にて前記情
    報のうち前記ゲインと前記フィルタ係数の少なくとも一
    つに対して前記雑音分類回路による前記分類に応じて平
    滑化処理を施す平滑化回路と、前記平滑化回路によって
    平滑化処理を施した結果を用いて前記音声信号の復号を
    行う復号回路を含んで構成されることを特徴とする音声
    信号復号装置。
  9. 【請求項９】 前記フィルタ係数とその長時間平均と
    の差分に基づく変動量を長時間平均した値を用いて前記
    識別と前記分類の少なくとも一つを行なうことを特徴と
    する請求項７または８記載の音声信号復号装置。
  10. 【請求項１０】 前記受信した信号から入力信号のピ
    ッチ周期性とパワーの情報を復号し、前記識別及び前記
    分類の少なくとも一つにて前記ピッチ周期性と前記パワ
    ーの情報の少なくとも一つを用いることを特徴とする請
    求項７，８または９記載の音声信号復号装置。
  11. 【請求項１１】 復号した前記励振信号と前記音声信
    号から入力信号のピッチ周期性とパワーの情報を推定
    し、前記識別及び前記分類の少なくとも一つにて前記推
    定したピッチ周期性と前記推定したパワーの情報の少な
    くとも一つを用いることを特徴とする請求項７，８また
    は９記載の音声信号復号方法。
  12. 【請求項１２】 前記復号した情報のうち前記フィルタ
    係数の情報とその長時間平均に基づく値から得られる値
    を予め定められた閾値と比較することにより前記無音部
    を分類することを特徴とする請求項８記載の音声信号復
    号装置。
  13. 【請求項１３】 入力音声を少なくとも音源信号とゲ
    インとフィルタ係数とで表現することにより符号化を行
    い、請求項１、2、3、４、５または６記載の音声信号復
    号方法で復号を行う音声信号符号化復号方法。
  14. 【請求項１４】 入力音声を少なくとも音源信号とゲ
    インとフィルタ係数とで表現することにより符号化を行
    う音声信号符号化装置と、請求項７、８、９、１０、１
    １または１２記載の音声信号復号装置を含んで構成され
    ることを特徴とする音声信号符号化復号装置。
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