JP3733588B2 - 音声復号化装置、及び、音声復号化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声復号化装置、及び、音声復号化方法に関し、特に、有音状態から無音状態に移行する過程で復号化音声信号をフィルタ処理する際の不快感を抑制する音声復号化装置、及び、音声復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声信号は、符号化されて送信され着信側で復号化される。音声信号が存在しない場合には、音声符号化情報の送信を停止することにより、消費電力の低減が図られている。このような送信技術では、受信側で符号化音声信号を復号化する際に、有音と無音との間の不連続感が顕著になる。そのような不連続感を解消するために、擬似的に背景雑音信号を符号化して生成して無音区間に挿入することが行われている。このような背景雑音挿入技術は、特開平９−２６１１８４号で述べられて知られている。
【０００３】
このような公知の背景雑音の挿入技術は、図５に示されるように、状態更新ユニットが追加されている。送信側から送信されてくる符号化音声信号１０１は、有音無音信号１０２とともに、励振信号生成部１０３で受信される。符号化音声信号１０１は、本明細書で、簡略に符号といわれる。励振信号生成部１０３は、有音無音信号１０２に基づいて符号化音声信号１０１を復号化し、励振信号１０４を生成する（図６のステップＢ１）。合成フィルタ処理を実行する合成フィルタ１０５は、有音無音信号１０２に従って、音声信号又は背景雑音信号を生成して合成信号１０６を生成する（ステップＢ２）。ポストフィルタ全体動作制御部１０７は、有音無音信号１０２に従って、合成信号１０６に対してポストフィルタ処理を実行するかどうかを決定する（ステップＢ３）。スイッチ１０８は、その決定に従って、回路を切り換える。ポストフィルタ処理は、ポストフィルタ１０９により実行される。
【０００４】
符号化音声信号１０１の状態が有音状態から無音状態に移行する過程で、スイッチ１０８は回路接続を切り換える。今、符号化音声信号１０１は、ｎ番目までが有音状態であり、ｎ＋１番目以降は無音であると仮定される。この場合、ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間は、有音状態から無音状態に移行する変化区間であるため、出力信号は補間処理を受ける。ｎ番目の符号は、ポストフィルタ処理を受ける。ｎ＋１番目〜ｎ＋α番目の符号は、ポストフィルタ処理を受ける。ｎ＋α＋１番目以降の符号は、ポストフィルタ処理を受けない。ポストフィルタ処理は、既述の公報で詳しく述べられているように、ピッチ強調フィルタ１１０によるピッチ強調フィルタ処理（ステップＢ４）、スペクトル補正フィルタ１１１によるスペクトル補正フィルタ処理（ステップＢ５）、高域補正フィルタ１１２による高域補正フィルタ処理（ステップＢ６）から構成されている。ポストフィルタ１０９によりポストフィルタ処理を受けたポストフィルタ処理済み信号１１３は、出力信号補間処理部１１４で補間処理を受ける。ポストフィルタ処理を実行しない場合には、状態更新部１１５は、スイッチ１０８の回路切換により有音無音信号１０２に基づいて、ポストフィルタ１０９の全てのフィルタの内部状態を更新する（ステップＢ７）。内部状態の更新は、各フィルタ１１０，１１１，１１２の伝達関数の係数を規定値（例示：０）に戻すことである。
【０００５】
出力信号制御部１１６は、有音無音信号１０２に基づいて、補間処理を行うかどうかを決定する（ステップＢ８）。ｎ番目までのポストフィルタ処理済み信号１１３に対しては、これが有音状態信号であるから、補間処理は実行されない。補間処理不実行信号１１３は、スイッチ１１８の第２選択端子１１９を介して出力端子１２０から出力される。ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間のポストフィルタ処理済み信号１１３は、これが有音状態から無音状態に移行する間の符号に対応しているから、補間処理が実行される。補間処理実行信号１２１は、スイッチ１１８の第１選択端子１２２を介して出力端子１２０から出力される。ｎ＋α＋１番目以降の合成信号１０６は、これが無音状態の符号に対応しているから、ポストフィルタ処理も補間処理も実行されない。合成信号１０６は、スイッチ１１８の第３選択端子１２３を介して出力端子１２０から出力される。
【０００６】
既述の公知技術では、次の２つの問題点がある。
（１）ポストフィルタ１０９の駆動時の出力信号とポストフィルタ１０９の停止時の出力信号との間で不連続感が強いことを回避するためにポストフィルタ１０９の駆動と停止を切り換える移行区間で、補間処理が必要であった。
（２）補間処理は、ポストフィルタ処理前の信号１２４とポストフィルタ処理後の信号１１３の両方に対して行わなければならないので、補間処理中にもポストフィルタ処理の実行が必要であり、ポストフィルタ１０９の駆動／停止の切り換えの際のポストフィルタ処理の演算量が多い。
【０００７】
ポストフィルタ処理演算量の削減が求められる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポストフィルタ処理演算量を削減することができる音声復号化装置、及び、音声復号化方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１０】
本発明による音声復号化装置は、受信する音声信号（３）が復号化された復号化信号（５）に対して合成フィルタ処理を行って合成フィルタ処理信号（６）を出力する合成フィルタ（１）と、合成フィルタ処理信号（６）に対して複数のフィルタ処理を実行する複数のフィルタを要素とするフィルタ群（８）と、音声信号（３）が有音状態と無音状態との間で遷移する過程で、音声信号（３）に対応する有音無音情報に基づいて、複数のフィルタ処理を別々に順次に段階的に実行する処理ユニットとから構成されている。その段階的処理は、有音状態から無音状態に移行する場合と、無音状態から有音状態に移行する場合とで実行されることが好ましい。
【００１１】
複数のフィルタ処理を同時に停止しないで順次に個別的に停止するので、背景音声の急激な変化が緩和される。この場合、補間処理が必要でなく、又は、補間処理を大雑把に行うことにより、補間処理のために必要な演算量を皆無にし、又は、その演算量を少なくすることができる。フィルタ処理が停止したフィルタ（８−１，２，３）はそれの内部状態が更新される。フィルタ処理を同時にスタートさせないで、段階的に順次にスタートさせることも好ましい。
【００１２】
処理停止ユニットは、フィルタ動作制御ユニット（１３）と、フィルタ動作制御ユニット（１３）が出力するスイッチ制御信号（１４）によりスイッチング制御されるスイッチ群（７）とから構成されている。スイッチング制御信号（１４）は、有音無音信号の時系列信号に基づいて生成される。スイッチ群（７）のスイッチング状態に対応して、複数のフィルタ処理が別々に順次に段階的に停止する。有音無音信号の時系列信号を用いることにより、フィルタ処理の段階的停止の制御を確実に実行することができる。
【００１３】
出力端子（１２）が当然に設けられている。更に詳細には、処理停止ユニットは、有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニット（１３）と、フィルタ動作制御ユニット（１３）が出力するスイッチ制御信号（１４）によりスイッチング制御されるスイッチ群（７）とを備え、スイッチ制御信号（１４）は、有音無音信号の時系列信号に基づいて生成され、スイッチ制御信号（１４）は、第１制御信号又は第２制御信号であり、スイッチ群（７）は、第１スイッチ（７−１）と、第２スイッチ（７−２）とから構成されている。フィルタ群（８）は、第１フィルタ（８−１）と、第２フィルタ（８−２）とから構成されている。第１スイッチ（７−１）は、第１制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第１フィルタ（８−１）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第２スイッチ（７−２）に接続し、第２スイッチ（７−２）は、第１制御信号に基づいて第１フィルタ（８−１）を第２フィルタ（８−２）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。スイッチ群（７）のスイッチング状態に対応して、第１フィルタ（８−１）の第１フィルタ処理と第２フィルタ（８−２）の第２フィルタ処理が別々に順次に段階的に停止する。別々の順次の段階的停止は、スイッチ群の連鎖構造とフィルタ群の連鎖構造の制御に基づいて、確実に円滑に高速に実行される。
【００１４】
第１フィルタ（８−１）としては、第１伝達関数で記述されるピッチ強調フィルタが好適に例示され、第２フィルタとしては第２伝達関数で記述されるスペクトル補正フィルタが好適に例示される。
【００１５】
状態更新ユニット群（９）が更に追加される。状態更新ユニット群（９）は、第１フィルタ（８−１）に接続する第１状態更新ユニット（９−１）と、第２フィルタ（８−２）に接続する第２状態更新ユニット（９−２）とから構成されている。第１スイッチ（７−１）は、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第１状態更新ユニット（９−１）に更に接続し、第１フィルタ（８−１）は、第１状態更新ユニット（９−１）によりそれの状態更新の処理を受け、第２フィルタ（８−２）は、第２状態更新ユニット（９−２）によりそれの状態更新の処理を受ける。状態更新の処理は、第１フィルタの第１伝達関数の係数と第２フィルタの第２伝達関数の係数とを零に初期設定することが、好適に例示される。このような更新は、次に有音状態に移行するまで、フィルタの完全停止を確実にする。
【００１６】
スイッチ群には、更に、第３スイッチが追加される。その増加数は、任意である。フィルタ群には、第３フィルタが追加される。その増加数は、任意である。この増加に伴って、第３スイッチ（７−３）は、第１制御信号に基づいて第２フィルタ（８−２）を第３フィルタ（８−３）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。第３フィルタとして、第３伝達関数で記述される高域補正フィルタが好適に例示される。同様に、第３状態更新ユニットが追加される。
【００１７】
第１スイッチ（８−１）は、第１制御信号に基づいて入力端子を第１フィルタ（８−１）に接続し、第２制御信号に基づいて入力端子（８−１）を合成フィルタ（１）に接続し、第１フィルタ（８−１）の出力側は合成フィルタ（１）に接続することが可能である。この場合、第２スイッチは、第１制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第２フィルタ（８−２）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。
【００１８】
本発明による音声復号化方法は、音声信号を復号化信号に変換して復号化信号を出力するステップと、復号化信号に背景雑音処理と複数のフィルタ処理を実行するステップと、音声信号の時系列的有音無音情報に基づいて、音声信号が有音状態から無音状態に移行する過程で、複数のフィルタ処理を個別的に順次に停止するステップとから構成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による音声復号化装置の実施の形態は、状態更新ユニット群が、信号合成フィルタとポストフィルタ群とともに設けられている。その合成フィルタ１には、図１に示されるように、励振信号生成ユニット２が接続している。励振信号生成ユニット２は、送信側から送信されてくる符号化音声信号３と有音無音信号４とを受信する。励振信号生成ユニット２は、有音無音信号４に基づいて符号化音声信号３を復号化し、励振信号５を生成する（図２のステップＡ１）。励振信号生成ユニット２は、有音無音信号４に基づいて、有音用励振信号又は無音用励振信号を生成する。励振信号５は、合成フィルタ１に入力する。
【００２０】
合成フィルタ１は、有音無音信号４が有音情報であれば、励振信号５を有音用合成フィルタに通して、音声信号を生成し、有音無音信号４が無音情報であれば、励振信号５を無音用合成フィルタに通して、背景雑音信号を生成する（ステップＡ２）。このような音声信号又は背景雑音信号は、以下、復号化音声信号６といわれる。合成フィルタ１は、合成用伝達関数Ｆ０（ｚ）で記述される。
【００２１】
合成フィルタ１は、スイッチ群７に接続している。スイッチ群７は、第１スイッチ７−１と第２スイッチ７−２と第３スイッチ７−３の集合である。スイッチ群７は、ポストフィルタ群８又は状態更新ユニット群９に接続している。ポストフィルタ群８は、第１ポストフィルタ（例示：ピッチ強調フィルタ）８−１と、第２ポストフィルタ（例示：スペクトル補正フィルタ）８−２と、第３ポストフィルタ（例示：高域補正フィルタ）８−３とから形成される連鎖フィルタ要素の集合である。状態更新ユニット群９は、第１状態更新ユニット９−１と、第２状態更新ユニット９−２と、第３状態更新ユニット９−３とから形成される連鎖更新ユニット要素の集合である。
【００２２】
第１スイッチ７−１は、第１フィルタ側端子１１−１−１と第２スイッチ側端子１１−１−２を有している。第１フィルタ側端子１１−１−１は第１ポストフィルタ８−１に接続し、第２スイッチ側端子１１−１−２は第２スイッチ７−２と第１状態更新ユニット９−１とに接続している。第２スイッチ７−２は、第２フィルタ側端子１１−２−１と第３スイッチ側端子１１−２−２を有している。第２フィルタ側端子１１−２−１は第２ポストフィルタ８−２に接続し、第３スイッチ側端子１１−２−２は第３スイッチ７−３と第２状態更新ユニット９−２とに接続している。第３スイッチ７−３は、第３フィルタ側端子１１−３−１と出力側端子１１−３−２を有している。第３フィルタ側端子１１−３−１は第３ポストフィルタ８−３に接続し、出力側端子１１−３−２は出力端子１２と第３状態更新ユニット９−３とに接続している。
【００２３】
スイッチ群７の接続端子切換は、有音無音信号４に基づいて動作するポストフィルタ個別動作制御ユニット１３により制御される。ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３は、有音無音信号４に基づいて復号化信号６のポストフィルタ処理の段階的処理を判断する。ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３は、有音無音信号４に基づいて、段階的処理信号群１４を出力する。段階的処理信号群１４は、第１処理信号１４−１と第２処理信号１４−２と第３処理信号１４−３の連鎖信号要素の集合である。第１処理信号１４−１は、第１フィルタ側端子１１−１−１又は第２スイッチ側端子１１−１−２を切換自在に選択する。第２処理信号１４−２は、第２フィルタ側端子１１−２−１又は第３スイッチ側端子１１−２−２を切換自在に選択する。第３処理信号１４−３は、第３フィルタ側端子１１−３−１又は出力側端子１１−３−２を切換自在に選択する。
【００２４】
今、符号化音声信号３は、ｎ番目までが有音状態であり、ｎ＋１番目以降は無音状態であると仮定される。この場合、ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間は、有音状態から無音状態に遷移して移行する変化区間であるとされる。
【００２５】
ｎ番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ番目の符号の有音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行するための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第２フィルタ側端子１１−２−１を選択し、第３処理信号１４−３は第３フィルタ側端子１１−３−１を選択する。
【００２６】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（図２のステップＡ４）。第１ポストフィルタ８−１は、第１伝達関数Ｆ１（ｚ）で記述される。第１フィルタ処理ずみ信号１５は、第２ポストフィルタ８−２に入力する。第２ポストフィルタ８−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６を出力する（図２のステップＡ７）。第２ポストフィルタ８−２は、第２伝達関数Ｆ２（ｚ）で記述される。第２フィルタ処理ずみ信号１６は、第３ポストフィルタ８−３に入力する。第３ポストフィルタ８−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６を第３フィルタ処理して第３フィルタ処理ずみ信号１７を出力する（図４のステップＡ１０’）。第３ポストフィルタ８−３は、第３伝達関数Ｆ３（ｚ）で記述される。第３フィルタ処理ずみ信号１７は、出力端子１２を介して出力される。
【００２７】
ｎ＋１番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋１番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第２フィルタ側端子１１−２−１を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００２８】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（図２のステップＡ４）。第２ポストフィルタ８−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６を出力する（図２のステップＡ７）。第２フィルタ処理ずみ信号１６は、第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ９）、出力端子１２から出力される。第３状態更新ユニット９−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６又は第２フィルタ処理ずみ信号１６に対応する信号に基づいて動作し、第３ポストフィルタ８−３の内部状態を更新する（ステップＡ１１）。その状態の更新は、第３伝達関数の係数を零にすることである。
【００２９】
ｎ＋２番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋２番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行しないで第２状態更新を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第３スイッチ側端子１１−２−２を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００３０】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（ステップＡ４）。第１フィルタ処理ずみ信号１５は、第２フィルタ処理と第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ６）、出力端子１２から出力される。第２状態更新ユニット９−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５又は第１フィルタ処理ずみ信号１５に対応する信号に基づいて、第２ポストフィルタ８−２の内部状態を更新する（ステップＡ８）。その状態の更新は、第２伝達関数の係数を零にすることである。第３ポストフィルタ８−３の内部状態は、既に更新ずみである。
【００３１】
ｎ＋３番目以降の符号の処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋３番目以降の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行しないための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第２スイッチ側端子１１−１−２を選択し、第２処理信号１４−２は第３スイッチ側端子１１−２−２を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００３２】
復号化信号６は、第１フィルタ処理と第２フィルタ処理と第３フィルタ処理とを受けないで（ステップＡ３）、出力端子１２から出力される。第１状態更新ユニット９−１は、復号化信号６又は復号化信号６に対応する信号に基づいて、第１ポストフィルタ８−１の内部状態を更新する（ステップＡ５）。その状態の更新は、第１伝達関数の係数を零にすることである。他の内部状態は、既に更新ずみである。
【００３３】
実施の既述の形態のフィルタ処理群は、順次に１つずつが次の信号で行われなくなって内部状態がその順で更新されているが、急速な無音化を回避することによる不快感の解消することができる点では、その複数の処理は順不同であり得る。その場合のフィルタ処理を停止するフィルタの停止の組合せは自由である。３つのフィルタ処理を１，２，３で表せば、次の組合せが例示される：
（１）１＋２＋３→１＋２→１＋３→２→２→０
（２）１＋２＋３→１＋２→１＋３→３→３→０
（３）１＋２＋３→１＋２→１＋２→２→２→０
（４）１＋２＋３→１＋３→１＋２→２→２→０
（５）１＋２＋３→１＋３→１＋２→３→３→０
（６）１＋２＋３→３→３→３→０
（７）１＋２＋３→３→２＋３→２→０
一般的には、第３フィルタ処理に次いで第２フィルタ処理を実行し、第２フィルタ処理に次いで第１フィルタ処理を実行し、第１フィルタ処理に次いで第０フィルタ処理を実行することが、有音から無音に円滑に移行する点で好ましい。
【００３４】
順次にフィルタ処理を停止していくので、公知の補間処理が必要ではなく、補間処理の際の演算が省略され得る。又は、補間処理が簡素化され得る。
【００３５】
図３は、本発明による音声復号化装置の実施の他の形態を示している。プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３’は、ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３に同効である。実施の本形態は、背景雑音信号を生成する合成フィルタ１’が第１フィルタ（プリフィルタ）８’−１により第１フィルタ処理を受けた後の第１フィルタ処理ずみ信号１５’に対して合成フィルタ処理を実行する点で、合成フィルタ１が第１フィルタ８−１により第１フィルタ処理を受ける前の励振信号５に対して合成フィルタ処理を実行する実施の既述の形態と異なっている。有音状態から背景雑音が挿入されていない完全無音状態に移行する過程で、３つのフィルタ処理が段階的に停止していく点では、実施の本形態は実施の既述の形態に同じである。第１フィルタ８’−１が第１伝達関数Ｆ１（ｚ）により記述され、第２フィルタ８’−２が第２伝達関数Ｆ２（ｚ）により記述され、第３フィルタ８’−３が第３伝達関数Ｆ３（ｚ）により記述され、合成フィルタ１’が合成用伝達関数Ｆ０（ｚ）で記述される点も実施の既述の形態に同じである。
【００３６】
既述の仮定は、実施の本形態で同じである。フィルタ処理のプロセスは、以下の通りである。
ｎ番目の符号のフィルタ処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３’が出力する段階的処理信号群１４’は、有音無音信号４のｎ番目の符号の有音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４’−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４’−２と、第３フィルタ処理を実行するための第３処理信号１４’−３とを出力する。
【００３７】
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ８’−２に入力する。第２フィルタ８’−２は、復号化信号６’を第２フィルタ処理して、第２フィルタ処理ずみ信号１６’を出力する（図４のステップＡ６’，７’）。第２フィルタ処理ずみ信号１６’は、第３フィルタ８’−３に入力する。第３フィルタ８’−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６’を第３フィルタ処理して第３フィルタ処理ずみ信号１７’を出力する（図４のステップＡ９’，１０’）。第３フィルタ処理ずみ信号１７’は、出力端子１２を介して出力される。
【００３８】
ｎ＋１番目の符号のフィルタ処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４’は、有音無音信号４のｎ＋１番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４’−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４’−２と、第３フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第３処理信号１４’−３とを出力する。
【００３９】
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ８’−２に入力する。第２フィルタ８’−２は、復号化信号６’を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６’を出力する（図４のステップＡ７’）。第２フィルタ処理ずみ信号１６’は、第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ９’）、出力端子１２から出力される。第３フィルタ８’−３は、その伝達関数Ｆ３（ｚ）の係数が零に更新される（ステップＡ１１’）。
【００４０】
ｎ＋２番目の符号のフィルタ処理：
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ処理を受けないで（ステップＡ６’）、出力端子１２から出力される。第２フィルタ８’−２は、その伝達関数Ｆ２（ｚ）の係数が零に更新される（ステップＡ８’）。第３フィルタ８’−３の伝達関数Ｆ３（ｚ）は既に更新ずみである。
【００４１】
ｎ＋３番目以降の符号の処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋３番目以降の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行せず、第２フィルタ処理を実行せず、且つ、第３フィルタ処理を実行しないで第１状態更新を実行するための処理信号１４’−１，２，３を出力する。
【００４２】
励振信号５は、第１フィルタ処理と第２フィルタ処理と第３フィルタ処理とを受けないで出力端子１２から出力される。第２フィルタ８’−２と第３フィルタ８’−３の内部状態は、既に更新ずみである。励振信号５又は励振信号５に対応する信号に基づいて、その状態が更新される（ステップＡ５’）。第１フィルタ８’−１は、その内部状態が更新され、第１伝達関数の係数が零に更新される。
【００４３】
実施の本形態では、有音無音信号４が無音情報を持つ無音区間では、背景雑音に対応する励振信号５に関してピッチ強調フィルタ処理を省略することが可能であり、全体の演算量は、ピッチ強調フィルタの演算量分だけ更に減少する。
【００４４】
実施の既述の形態は、有音状態から無音状態に遷移して移行する時間帯のプロセスが述べられている。そのプロセスを形成するステップの時系列的進行を時間的に逆向きにすることにより、無音状態から有音状態に遷移して移行するステップに容易に編成し直すことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による音声復号化装置、及び、音声復号化方法は、フィルタ処理の段階的停止により不快感を減少させることができる。特に、補間処理の省略又はその簡略化により、補間処理の演算量を皆無に又は減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による音声復号化装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明による音声復号化方法の実施の形態を示す動作フロー図である。
【図３】図３は、本発明による音声復号化装置の実施の他の形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図４は、本発明による音声復号化方法の実施の他の形態を示す動作フロー図である。
【図５】図５は、公知の音声復号化装置を示す回路ブロック図である。
【図６】図６は、公知の音声復号化方法を示す動作フロー図である。
【符号の説明】
１…合成フィルタ
３…音声信号
５…復号化信号
６…合成フィルタ処理信号
７…スイッチ群
７−１…第１スイッチ
７−２…第２スイッチ
７−３…第３スイッチ
８…フィルタ群
８−１…第１フィルタ
８−２…第２フィルタ
８−３…第３フィルタ
９…状態更新ユニット群
９−１…第１状態更新ユニット
９−２…第２状態更新ユニット
１２…出力端子
１３…フィルタ動作制御ユニット
１４…スイッチ制御信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声復号化装置、及び、音声復号化方法に関し、特に、有音状態から無音状態に移行する過程で復号化音声信号をフィルタ処理する際の不快感を抑制する音声復号化装置、及び、音声復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声信号は、符号化されて送信され着信側で復号化される。音声信号が存在しない場合には、音声符号化情報の送信を停止することにより、消費電力の低減が図られている。このような送信技術では、受信側で符号化音声信号を復号化する際に、有音と無音との間の不連続感が顕著になる。そのような不連続感を解消するために、擬似的に背景雑音信号を符号化して生成して無音区間に挿入することが行われている。このような背景雑音挿入技術は、特開平９−２６１１８４号で述べられて知られている。
【０００３】
このような公知の背景雑音の挿入技術は、図５に示されるように、状態更新ユニットが追加されている。送信側から送信されてくる符号化音声信号１０１は、有音無音信号１０２とともに、励振信号生成部１０３で受信される。符号化音声信号１０１は、本明細書で、簡略に符号といわれる。励振信号生成部１０３は、有音無音信号１０２に基づいて符号化音声信号１０１を復号化し、励振信号１０４を生成する（図６のステップＢ１）。合成フィルタ処理を実行する合成フィルタ１０５は、有音無音信号１０２に従って、音声信号又は背景雑音信号を生成して合成信号１０６を生成する（ステップＢ２）。ポストフィルタ全体動作制御部１０７は、有音無音信号１０２に従って、合成信号１０６に対してポストフィルタ処理を実行するかどうかを決定する（ステップＢ３）。スイッチ１０８は、その決定に従って、回路を切り換える。ポストフィルタ処理は、ポストフィルタ１０９により実行される。
【０００４】
符号化音声信号１０１の状態が有音状態から無音状態に移行する過程で、スイッチ１０８は回路接続を切り換える。今、符号化音声信号１０１は、ｎ番目までが有音状態であり、ｎ＋１番目以降は無音であると仮定される。この場合、ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間は、有音状態から無音状態に移行する変化区間であるため、出力信号は補間処理を受ける。ｎ番目の符号は、ポストフィルタ処理を受ける。ｎ＋１番目〜ｎ＋α番目の符号は、ポストフィルタ処理を受ける。ｎ＋α＋１番目以降の符号は、ポストフィルタ処理を受けない。ポストフィルタ処理は、既述の公報で詳しく述べられているように、ピッチ強調フィルタ１１０によるピッチ強調フィルタ処理（ステップＢ４）、スペクトル補正フィルタ１１１によるスペクトル補正フィルタ処理（ステップＢ５）、高域補正フィルタ１１２による高域補正フィルタ処理（ステップＢ６）から構成されている。ポストフィルタ１０９によりポストフィルタ処理を受けたポストフィルタ処理済み信号１１３は、出力信号補間処理部１１４で補間処理を受ける。ポストフィルタ処理を実行しない場合には、状態更新部１１５は、スイッチ１０８の回路切換により有音無音信号１０２に基づいて、ポストフィルタ１０９の全てのフィルタの内部状態を更新する（ステップＢ７）。内部状態の更新は、各フィルタ１１０，１１１，１１２の伝達関数の係数を規定値（例示：０）に戻すことである。
【０００５】
出力信号制御部１１６は、有音無音信号１０２に基づいて、補間処理を行うかどうかを決定する（ステップＢ８）。ｎ番目までのポストフィルタ処理済み信号１１３に対しては、これが有音状態信号であるから、補間処理は実行されない。補間処理不実行信号１１３は、スイッチ１１８の第２選択端子１１９を介して出力端子１２０から出力される。ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間のポストフィルタ処理済み信号１１３は、これが有音状態から無音状態に移行する間の符号に対応しているから、補間処理が実行される。補間処理実行信号１２１は、スイッチ１１８の第１選択端子１２２を介して出力端子１２０から出力される。ｎ＋α＋１番目以降の合成信号１０６は、これが無音状態の符号に対応しているから、ポストフィルタ処理も補間処理も実行されない。合成信号１０６は、スイッチ１１８の第３選択端子１２３を介して出力端子１２０から出力される。
【０００６】
既述の公知技術では、次の２つの問題点がある。
（１）ポストフィルタ１０９の駆動時の出力信号とポストフィルタ１０９の停止時の出力信号との間で不連続感が強いことを回避するためにポストフィルタ１０９の駆動と停止を切り換える移行区間で、補間処理が必要であった。
（２）補間処理は、ポストフィルタ処理前の信号１２４とポストフィルタ処理後の信号１１３の両方に対して行わなければならないので、補間処理中にもポストフィルタ処理の実行が必要であり、ポストフィルタ１０９の駆動／停止の切り換えの際のポストフィルタ処理の演算量が多い。
【０００７】
ポストフィルタ処理演算量の削減が求められる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ポストフィルタ処理演算量を削減することができる音声復号化装置、及び、音声復号化方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１０】
本発明による音声復号化装置は、受信する音声信号（３）が復号化された復号化信号（５）に対して合成フィルタ処理を行って合成フィルタ処理信号（６）を出力する合成フィルタ（１）と、合成フィルタ処理信号（６）に対して複数のフィルタ処理を実行する複数のフィルタを要素とするフィルタ群（８）と、音声信号（３）が有音状態と無音状態との間で遷移する過程で、音声信号（３）に対応する有音無音情報に基づいて、複数のフィルタ処理を別々に順次に段階的に実行する処理ユニットとから構成されている。その段階的処理は、有音状態から無音状態に移行する場合と、無音状態から有音状態に移行する場合とで実行されることが好ましい。
【００１１】
複数のフィルタ処理を同時に停止しないで順次に個別的に停止するので、背景音声の急激な変化が緩和される。この場合、補間処理が必要でなく、又は、補間処理を大雑把に行うことにより、補間処理のために必要な演算量を皆無にし、又は、その演算量を少なくすることができる。フィルタ処理が停止したフィルタ（８−１，２，３）はそれの内部状態が更新される。フィルタ処理を同時にスタートさせないで、段階的に順次にスタートさせることも好ましい。
【００１２】
処理停止ユニットは、フィルタ動作制御ユニット（１３）と、フィルタ動作制御ユニット（１３）が出力するスイッチ制御信号（１４）によりスイッチング制御されるスイッチ群（７）とから構成されている。スイッチング制御信号（１４）は、有音無音信号の時系列信号に基づいて生成される。スイッチ群（７）のスイッチング状態に対応して、複数のフィルタ処理が別々に順次に段階的に停止する。有音無音信号の時系列信号を用いることにより、フィルタ処理の段階的停止の制御を確実に実行することができる。
【００１３】
出力端子（１２）が当然に設けられている。更に詳細には、処理停止ユニットは、有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニット（１３）と、フィルタ動作制御ユニット（１３）が出力するスイッチ制御信号（１４）によりスイッチング制御されるスイッチ群（７）とを備え、スイッチ制御信号（１４）は、有音無音信号の時系列信号に基づいて生成され、スイッチ制御信号（１４）は、第１制御信号又は第２制御信号であり、スイッチ群（７）は、第１スイッチ（７−１）と、第２スイッチ（７−２）とから構成されている。フィルタ群（８）は、第１フィルタ（８−１）と、第２フィルタ（８−２）とから構成されている。第１スイッチ（７−１）は、第１制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第１フィルタ（８−１）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第２スイッチ（７−２）に接続し、第２スイッチ（７−２）は、第１制御信号に基づいて第１フィルタ（８−１）を第２フィルタ（８−２）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。スイッチ群（７）のスイッチング状態に対応して、第１フィルタ（８−１）の第１フィルタ処理と第２フィルタ（８−２）の第２フィルタ処理が別々に順次に段階的に停止する。別々の順次の段階的停止は、スイッチ群の連鎖構造とフィルタ群の連鎖構造の制御に基づいて、確実に円滑に高速に実行される。
【００１４】
第１フィルタ（８−１）としては、第１伝達関数で記述されるピッチ強調フィルタが好適に例示され、第２フィルタとしては第２伝達関数で記述されるスペクトル補正フィルタが好適に例示される。
【００１５】
状態更新ユニット群（９）が更に追加される。状態更新ユニット群（９）は、第１フィルタ（８−１）に接続する第１状態更新ユニット（９−１）と、第２フィルタ（８−２）に接続する第２状態更新ユニット（９−２）とから構成されている。第１スイッチ（７−１）は、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第１状態更新ユニット（９−１）に更に接続し、第１フィルタ（８−１）は、第１状態更新ユニット（９−１）によりそれの状態更新の処理を受け、第２フィルタ（８−２）は、第２状態更新ユニット（９−２）によりそれの状態更新の処理を受ける。状態更新の処理は、第１フィルタの第１伝達関数の係数と第２フィルタの第２伝達関数の係数とを零に初期設定することが、好適に例示される。このような更新は、次に有音状態に移行するまで、フィルタの完全停止を確実にする。
【００１６】
スイッチ群には、更に、第３スイッチが追加される。その増加数は、任意である。フィルタ群には、第３フィルタが追加される。その増加数は、任意である。この増加に伴って、第３スイッチ（７−３）は、第１制御信号に基づいて第２フィルタ（８−２）を第３フィルタ（８−３）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。第３フィルタとして、第３伝達関数で記述される高域補正フィルタが好適に例示される。同様に、第３状態更新ユニットが追加される。
【００１７】
第１スイッチ（８−１）は、第１制御信号に基づいて入力端子を第１フィルタ（８−１）に接続し、第２制御信号に基づいて入力端子（８−１）を合成フィルタ（１）に接続し、第１フィルタ（８−１）の出力側は合成フィルタ（１）に接続することが可能である。この場合、第２スイッチは、第１制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を第２フィルタ（８−２）に接続し、第２制御信号に基づいて合成フィルタ（１）を出力端子（１２）に接続する。
【００１８】
本発明による音声復号化方法は、音声信号を復号化信号に変換して復号化信号を出力するステップと、復号化信号に背景雑音処理と複数のフィルタ処理を実行するステップと、音声信号の時系列的有音無音情報に基づいて、音声信号が有音状態から無音状態に移行する過程で、複数のフィルタ処理を個別的に順次に停止するステップとから構成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による音声復号化装置の実施の形態は、状態更新ユニット群が、信号合成フィルタとポストフィルタ群とともに設けられている。その合成フィルタ１には、図１に示されるように、励振信号生成ユニット２が接続している。励振信号生成ユニット２は、送信側から送信されてくる符号化音声信号３と有音無音信号４とを受信する。励振信号生成ユニット２は、有音無音信号４に基づいて符号化音声信号３を復号化し、励振信号５を生成する（図２のステップＡ１）。励振信号生成ユニット２は、有音無音信号４に基づいて、有音用励振信号又は無音用励振信号を生成する。励振信号５は、合成フィルタ１に入力する。
【００２０】
合成フィルタ１は、有音無音信号４が有音情報であれば、励振信号５を有音用合成フィルタに通して、音声信号を生成し、有音無音信号４が無音情報であれば、励振信号５を無音用合成フィルタに通して、背景雑音信号を生成する（ステップＡ２）。このような音声信号又は背景雑音信号は、以下、復号化音声信号６といわれる。合成フィルタ１は、合成用伝達関数Ｆ０（ｚ）で記述される。
【００２１】
合成フィルタ１は、スイッチ群７に接続している。スイッチ群７は、第１スイッチ７−１と第２スイッチ７−２と第３スイッチ７−３の集合である。スイッチ群７は、ポストフィルタ群８又は状態更新ユニット群９に接続している。ポストフィルタ群８は、第１ポストフィルタ（例示：ピッチ強調フィルタ）８−１と、第２ポストフィルタ（例示：スペクトル補正フィルタ）８−２と、第３ポストフィルタ（例示：高域補正フィルタ）８−３とから形成される連鎖フィルタ要素の集合である。状態更新ユニット群９は、第１状態更新ユニット９−１と、第２状態更新ユニット９−２と、第３状態更新ユニット９−３とから形成される連鎖更新ユニット要素の集合である。
【００２２】
第１スイッチ７−１は、第１フィルタ側端子１１−１−１と第２スイッチ側端子１１−１−２を有している。第１フィルタ側端子１１−１−１は第１ポストフィルタ８−１に接続し、第２スイッチ側端子１１−１−２は第２スイッチ７−２と第１状態更新ユニット９−１とに接続している。第２スイッチ７−２は、第２フィルタ側端子１１−２−１と第３スイッチ側端子１１−２−２を有している。第２フィルタ側端子１１−２−１は第２ポストフィルタ８−２に接続し、第３スイッチ側端子１１−２−２は第３スイッチ７−３と第２状態更新ユニット９−２とに接続している。第３スイッチ７−３は、第３フィルタ側端子１１−３−１と出力側端子１１−３−２を有している。第３フィルタ側端子１１−３−１は第３ポストフィルタ８−３に接続し、出力側端子１１−３−２は出力端子１２と第３状態更新ユニット９−３とに接続している。
【００２３】
スイッチ群７の接続端子切換は、有音無音信号４に基づいて動作するポストフィルタ個別動作制御ユニット１３により制御される。ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３は、有音無音信号４に基づいて復号化信号６のポストフィルタ処理の段階的処理を判断する。ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３は、有音無音信号４に基づいて、段階的処理信号群１４を出力する。段階的処理信号群１４は、第１処理信号１４−１と第２処理信号１４−２と第３処理信号１４−３の連鎖信号要素の集合である。第１処理信号１４−１は、第１フィルタ側端子１１−１−１又は第２スイッチ側端子１１−１−２を切換自在に選択する。第２処理信号１４−２は、第２フィルタ側端子１１−２−１又は第３スイッチ側端子１１−２−２を切換自在に選択する。第３処理信号１４−３は、第３フィルタ側端子１１−３−１又は出力側端子１１−３−２を切換自在に選択する。
【００２４】
今、符号化音声信号３は、ｎ番目までが有音状態であり、ｎ＋１番目以降は無音状態であると仮定される。この場合、ｎ＋１番目からｎ＋α番目の間は、有音状態から無音状態に遷移して移行する変化区間であるとされる。
【００２５】
ｎ番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ番目の符号の有音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行するための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第２フィルタ側端子１１−２−１を選択し、第３処理信号１４−３は第３フィルタ側端子１１−３−１を選択する。
【００２６】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（図２のステップＡ４）。第１ポストフィルタ８−１は、第１伝達関数Ｆ１（ｚ）で記述される。第１フィルタ処理ずみ信号１５は、第２ポストフィルタ８−２に入力する。第２ポストフィルタ８−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６を出力する（図２のステップＡ７）。第２ポストフィルタ８−２は、第２伝達関数Ｆ２（ｚ）で記述される。第２フィルタ処理ずみ信号１６は、第３ポストフィルタ８−３に入力する。第３ポストフィルタ８−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６を第３フィルタ処理して第３フィルタ処理ずみ信号１７を出力する（図４のステップＡ１０’）。第３ポストフィルタ８−３は、第３伝達関数Ｆ３（ｚ）で記述される。第３フィルタ処理ずみ信号１７は、出力端子１２を介して出力される。
【００２７】
ｎ＋１番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋１番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第２フィルタ側端子１１−２−１を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００２８】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（図２のステップＡ４）。第２ポストフィルタ８−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６を出力する（図２のステップＡ７）。第２フィルタ処理ずみ信号１６は、第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ９）、出力端子１２から出力される。第３状態更新ユニット９−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６又は第２フィルタ処理ずみ信号１６に対応する信号に基づいて動作し、第３ポストフィルタ８−３の内部状態を更新する（ステップＡ１１）。その状態の更新は、第３伝達関数の係数を零にすることである。
【００２９】
ｎ＋２番目の符号のフィルタ処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋２番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行しないで第２状態更新を実行するための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第１フィルタ側端子１１−１−１を選択し、第２処理信号１４−２は第３スイッチ側端子１１−２−２を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００３０】
復号化信号６は、第１ポストフィルタ８−１に入力する。第１ポストフィルタ８−１は、復号化信号６を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５を出力する（ステップＡ４）。第１フィルタ処理ずみ信号１５は、第２フィルタ処理と第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ６）、出力端子１２から出力される。第２状態更新ユニット９−２は、第１フィルタ処理ずみ信号１５又は第１フィルタ処理ずみ信号１５に対応する信号に基づいて、第２ポストフィルタ８−２の内部状態を更新する（ステップＡ８）。その状態の更新は、第２伝達関数の係数を零にすることである。第３ポストフィルタ８−３の内部状態は、既に更新ずみである。
【００３１】
ｎ＋３番目以降の符号の処理：
ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋３番目以降の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第１処理信号１４−１と、第２フィルタ処理を実行しないための第２処理信号１４−２と、第３フィルタ処理を実行しないための第３処理信号１４−３とを出力する。このとき、第１処理信号１４−１は第２スイッチ側端子１１−１−２を選択し、第２処理信号１４−２は第３スイッチ側端子１１−２−２を選択し、第３処理信号１４−３は出力側端子１１−３−２を選択する。
【００３２】
復号化信号６は、第１フィルタ処理と第２フィルタ処理と第３フィルタ処理とを受けないで（ステップＡ３）、出力端子１２から出力される。第１状態更新ユニット９−１は、復号化信号６又は復号化信号６に対応する信号に基づいて、第１ポストフィルタ８−１の内部状態を更新する（ステップＡ５）。その状態の更新は、第１伝達関数の係数を零にすることである。他の内部状態は、既に更新ずみである。
【００３３】
実施の既述の形態のフィルタ処理群は、順次に１つずつが次の信号で行われなくなって内部状態がその順で更新されているが、急速な無音化を回避することによる不快感の解消することができる点では、その複数の処理は順不同であり得る。その場合のフィルタ処理を停止するフィルタの停止の組合せは自由である。３つのフィルタ処理を１，２，３で表せば、次の組合せが例示される：
（１）１＋２＋３→１＋２→１＋３→２→２→０
（２）１＋２＋３→１＋２→１＋３→３→３→０
（３）１＋２＋３→１＋２→１＋２→２→２→０
（４）１＋２＋３→１＋３→１＋２→２→２→０
（５）１＋２＋３→１＋３→１＋２→３→３→０
（６）１＋２＋３→３→３→３→０
（７）１＋２＋３→３→２＋３→２→０
一般的には、第３フィルタ処理に次いで第２フィルタ処理を実行し、第２フィルタ処理に次いで第１フィルタ処理を実行し、第１フィルタ処理に次いで第０フィルタ処理を実行することが、有音から無音に円滑に移行する点で好ましい。
【００３４】
順次にフィルタ処理を停止していくので、公知の補間処理が必要ではなく、補間処理の際の演算が省略され得る。又は、補間処理が簡素化され得る。
【００３５】
図３は、本発明による音声復号化装置の実施の他の形態を示している。プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３’は、ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３に同効である。実施の本形態は、背景雑音信号を生成する合成フィルタ１’が第１フィルタ（プリフィルタ）８’−１により第１フィルタ処理を受けた後の第１フィルタ処理ずみ信号１５’に対して合成フィルタ処理を実行する点で、合成フィルタ１が第１フィルタ８−１により第１フィルタ処理を受ける前の励振信号５に対して合成フィルタ処理を実行する実施の既述の形態と異なっている。有音状態から背景雑音が挿入されていない完全無音状態に移行する過程で、３つのフィルタ処理が段階的に停止していく点では、実施の本形態は実施の既述の形態に同じである。第１フィルタ８’−１が第１伝達関数Ｆ１（ｚ）により記述され、第２フィルタ８’−２が第２伝達関数Ｆ２（ｚ）により記述され、第３フィルタ８’−３が第３伝達関数Ｆ３（ｚ）により記述され、合成フィルタ１’が合成用伝達関数Ｆ０（ｚ）で記述される点も実施の既述の形態に同じである。
【００３６】
既述の仮定は、実施の本形態で同じである。フィルタ処理のプロセスは、以下の通りである。
ｎ番目の符号のフィルタ処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３’が出力する段階的処理信号群１４’は、有音無音信号４のｎ番目の符号の有音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４’−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４’−２と、第３フィルタ処理を実行するための第３処理信号１４’−３とを出力する。
【００３７】
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ８’−２に入力する。第２フィルタ８’−２は、復号化信号６’を第２フィルタ処理して、第２フィルタ処理ずみ信号１６’を出力する（図４のステップＡ６’，７’）。第２フィルタ処理ずみ信号１６’は、第３フィルタ８’−３に入力する。第３フィルタ８’−３は、第２フィルタ処理ずみ信号１６’を第３フィルタ処理して第３フィルタ処理ずみ信号１７’を出力する（図４のステップＡ９’，１０’）。第３フィルタ処理ずみ信号１７’は、出力端子１２を介して出力される。
【００３８】
ｎ＋１番目の符号のフィルタ処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４’は、有音無音信号４のｎ＋１番目の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行するための第１処理信号１４’−１と、第２フィルタ処理を実行するための第２処理信号１４’−２と、第３フィルタ処理を実行しないで第３状態更新を実行するための第３処理信号１４’−３とを出力する。
【００３９】
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ８’−２に入力する。第２フィルタ８’−２は、復号化信号６’を第２フィルタ処理して第２フィルタ処理ずみ信号１６’を出力する（図４のステップＡ７’）。第２フィルタ処理ずみ信号１６’は、第３フィルタ処理を受けないで（ステップＡ９’）、出力端子１２から出力される。第３フィルタ８’−３は、その伝達関数Ｆ３（ｚ）の係数が零に更新される（ステップＡ１１’）。
【００４０】
ｎ＋２番目の符号のフィルタ処理：
励振信号５は、第１フィルタ８’−１に入力する。第１フィルタ８’−１は、励振信号５を第１フィルタ処理して第１フィルタ処理ずみ信号１５’を出力する（図４のステップＡ３’，４’）。第１フィルタ処理ずみ信号１５’は、合成フィルタ１’に入力する。合成フィルタ１’は、第１フィルタ処理ずみ信号１５’を合成フィルタ処理して、合成フィルタ処理ずみ信号６’を出力する（図４のステップＡ２’）。復号化信号６’は、第２フィルタ処理を受けないで（ステップＡ６’）、出力端子１２から出力される。第２フィルタ８’−２は、その伝達関数Ｆ２（ｚ）の係数が零に更新される（ステップＡ８’）。第３フィルタ８’−３の伝達関数Ｆ３（ｚ）は既に更新ずみである。
【００４１】
ｎ＋３番目以降の符号の処理：
プリフィルタ／ポストフィルタ個別動作制御ユニット１３が出力する段階的処理信号群１４は、有音無音信号４のｎ＋３番目以降の符号の無音情報に基づいて、第１フィルタ処理を実行せず、第２フィルタ処理を実行せず、且つ、第３フィルタ処理を実行しないで第１状態更新を実行するための処理信号１４’−１，２，３を出力する。
【００４２】
励振信号５は、第１フィルタ処理と第２フィルタ処理と第３フィルタ処理とを受けないで出力端子１２から出力される。第２フィルタ８’−２と第３フィルタ８’−３の内部状態は、既に更新ずみである。励振信号５又は励振信号５に対応する信号に基づいて、その状態が更新される（ステップＡ５’）。第１フィルタ８’−１は、その内部状態が更新され、第１伝達関数の係数が零に更新される。
【００４３】
実施の本形態では、有音無音信号４が無音情報を持つ無音区間では、背景雑音に対応する励振信号５に関してピッチ強調フィルタ処理を省略することが可能であり、全体の演算量は、ピッチ強調フィルタの演算量分だけ更に減少する。
【００４４】
実施の既述の形態は、有音状態から無音状態に遷移して移行する時間帯のプロセスが述べられている。そのプロセスを形成するステップの時系列的進行を時間的に逆向きにすることにより、無音状態から有音状態に遷移して移行するステップに容易に編成し直すことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による音声復号化装置、及び、音声復号化方法は、フィルタ処理の段階的停止により不快感を減少させることができる。特に、補間処理の省略又はその簡略化により、補間処理の演算量を皆無に又は減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による音声復号化装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明による音声復号化方法の実施の形態を示す動作フロー図である。
【図３】図３は、本発明による音声復号化装置の実施の他の形態を示す回路ブロック図である。
【図４】図４は、本発明による音声復号化方法の実施の他の形態を示す動作フロー図である。
【図５】図５は、公知の音声復号化装置を示す回路ブロック図である。
【図６】図６は、公知の音声復号化方法を示す動作フロー図である。
【符号の説明】
１…合成フィルタ
３…音声信号
５…復号化信号
６…合成フィルタ処理信号
７…スイッチ群
７−１…第１スイッチ
７−２…第２スイッチ
７−３…第３スイッチ
８…フィルタ群
８−１…第１フィルタ
８−２…第２フィルタ
８−３…第３フィルタ
９…状態更新ユニット群
９−１…第１状態更新ユニット
９−２…第２状態更新ユニット
１２…出力端子
１３…フィルタ動作制御ユニット
１４…スイッチ制御信号
Claims (14)
- 受信された音声信号を復号化した復号化信号に対し、合成フィルタ処理を行って合成フィルタ処理信号を出力する合成フィルタと、
前記合成フィルタ処理信号に対して複数のフィルタ処理を実行する複数のフィルタを要素とするフィルタ群と、
前記音声信号が有音状態と無音状態との間を遷移する過程で、前記音声信号が有音であったか無音であったかを示す有音無音情報に基づいて、前記複数のフィルタ処理を実行する処理ユニットとを具える音声復号化装置であって、
前記処理ユニットは、
前記複数のフィルタと１対１に対応し、対応するフィルタ処理の制御を行う複数のスイッチを要素とするスイッチ群を備え、
前記複数のスイッチは、スイッチ制御信号により所定の制御がなされ、
前記所定の制御とは、
前記有音無音情報に基づき測定される前記音声信号が有音から無音に移行する間の経過時間に応じて、前記複数のフィルタ処理が順次に個別的に停止されるように制御され、
または、前記音声信号が無音から有音に移行する間の経過時間に応じて、前記複数のフィルタ処理が順次に個別的にスタートさせるように制御されるものである
音声復号化装置。 - 前記処理ユニットは、
前記複数のフィルタ処理を順次に個別的に停止させた場合、
フィルタ処理を停止した前記フィルタは、フィルタ処理を行わない時に、フィルタの伝達関数の係数を設定し直す
請求項１の音声復号化装置。 - 前記処理ユニットは、さらに、
フィルタ動作制御ユニットを備え、
前記フィルタ動作制御ユニットは、前記スイッチ制御信号を生成して前記スイッチ群に出力する
請求項１の音声復号化装置。 - 出力端子を更に具え、
前記処理ユニットは、
前記有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニットと、
前記フィルタ動作制御ユニットが出力するスイッチ制御信号によりスイッチング制御されるスイッチ群とを備え、
前記スイッチ制御信号は、前記有音無音情報の時系列信号に基づいて生成され、前記スイッチ制御信号は、第１制御信号又は第２制御信号であり、
前記スイッチ群は、
第１スイッチと、
第２スイッチとを備え、
前記フィルタ群は、
第１フィルタと、
第２フィルタとを備え、
前記第１スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記合成フィルタの出力が前記第１フィルタへの入力となるように、かつ、第１フィルタの出力が第２スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記合成フィルタの出力が前記第２スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第２フィルタの入力となるように、かつ、第２フィルタの出力が出力端子への入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記スイッチ群のスイッチング状態に対応して、前記第１フィルタの第１フィルタ処理と前記第２フィルタの第２フィルタ処理が順次に個別的に停止される
請求項１の音声復号化装置。 - 前記第１フィルタは第１伝達関数で記述されるピッチ強調フィルタであり、
前記第２フィルタは第２伝達関数で記述されるスペクトル補正フィルタである
請求項４の音声復号化装置。 - 状態更新ユニット群を更に具え、
前記状態更新ユニット群は、
前記第１フィルタに接続する第１状態更新ユニットと、
前記第２フィルタに接続する第２状態更新ユニットとを備え、
前記第１スイッチは、前記第２制御信号に基づいて前記合成フィルタの出力が前記第１状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第１フィルタは、前記第１状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受け、
前記第２スイッチは、前記第２制御信号に基づいて前記第２スイッチへの入力が前記第２状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第２フィルタは、前記第２状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受ける
請求項４又は５の音声復号化装置。 - 前記状態更新の処理は、前記第１フィルタの第１伝達関数の係数と前記第２フィルタの第２伝達関数の係数とを新たに設定し直す
請求項６の音声復号化装置。 - 出力端子を更に具え、
前記処理ユニットは、
前記有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニットと、
前記フィルタ動作制御ユニットが出力するスイッチ制御信号によりスイッチング制御されるスイッチ群とを備え、
前記スイッチ制御信号は、前記有音無音情報の時系列信号に基づいて生成され、前記スイッチ制御信号は、第１制御信号又は第２制御信号であり、
前記スイッチ群は、
第１スイッチと、
第２スイッチと、
第３スイッチとを備え、
前記フィルタ群は、
第１フィルタと、
第２フィルタと、
第３フィルタとを備え、
前記第１スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記合成フィルタの出力が前記第１フィルタへの入力となるように、かつ、前記第１フィルタの出力が前記第２スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記合成フィルタの出力が前記第２スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第２フィルタへの入力となるように、かつ、前記第２フィルタの出力が前記第３スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第３スイッチへの入力となるように制御され、
前記第３スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第３スイッチへの入力が前記第３フィルタへの入力となるように、かつ、前記第３フィルタの出力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第３スイッチへの入力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記スイッチ群のスイッチング状態に対応して、前記第１フィルタの第１フィルタ処理と前記第２フィルタの第２フィルタ処理が順次に個別的に停止される
請求項１の音声復号化装置。 - 前記第１フィルタは第１伝達関数で記述されるピッチ強調フィルタであり、
前記第２フィルタは第２伝達関数で記述されるスペクトル補正フィルタであり、
前記第３フィルタは第３伝達関数で記述される高域補正フィルタである
請求項８の音声復号化装置。 - 状態更新ユニット群を更に具え、
前記状態更新ユニット群は、
前記第１フィルタに接続する第１状態更新ユニットと、
前記第２フィルタに接続する第２状態更新ユニットと、
前記第３フィルタに接続する第３状態更新ユニットとを備え、
前記第１スイッチは、前記第２制御信号に基づいて前記合成フィルタの出力が前記第１状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第１フィルタは、前記第１状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受け、
前記第２スイッチは、前記第２制御信号に基づいて前記第２スイッチへの入力が前記第２状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第２フィルタは、前記第２状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受け、
前記第３スイッチは、前記第２制御信号に基づいて前記第３スイッチへの入力が前記第３状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第３フィルタは、前記第３状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受ける
請求項８又は９の音声復号化装置。 - 前記状態更新の処理は、前記第１フィルタの第１伝達関数の係数と前記第２フィルタの第２伝達関数の係数と前記第３フィルタの第３伝達関数の係数とを零に初期設定することである
請求項１０の音声復号化装置。 - 前記復号化信号が入力される入力端子と、
出力端子とを更に具え、
前記処理ユニットは、
前記有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニットと、
前記フィルタ動作制御ユニットが出力するスイッチ制御信号によりスイッチング制御されるスイッチ群とを備え、
前記スイッチ制御信号は、前記有音無音情報の時系列信号に基づいて生成され、前記スイッチ制御信号は、第１制御信号又は第２制御信号であり、
前記スイッチ群は、
第１スイッチと、
第２スイッチとを備え、
前記フィルタ群は、
第１フィルタと、
第２フィルタとを備え、
前記第１スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記入力端子からの復号化信号が前記第１フィルタに入力されるように、かつ、前記第１フィルタの出力が前記合成フィルタへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記入力端子からの復号化信号が前記合成フィルタに入力されるように制御され、
前記合成フィルタの出力が、前記第２スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第２フィルタへの入力となるように、かつ、前記第２フィルタの出力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記スイッチ群のスイッチング状態に対応して、前記第１フィルタの第１フィルタ処理と前記第２フィルタの第２フィルタ処理が順次に個別的に停止される
請求項１の音声復号化装置。 - 前記復号化信号が入力される入力端子と、
出力端子とを更に具え、
前記処理ユニットは、
前記有音無音情報が入力されるフィルタ動作制御ユニットと、
前記フィルタ動作制御ユニットが出力するスイッチ制御信号によりスイッチング制御されるスイッチ群とを備え、
前記スイッチ制御信号は、前記有音無音情報の時系列信号に基づいて生成され、前記スイッチ制御信号は、第１制御信号又は第２制御信号であり、
前記スイッチ群は、
第１スイッチと、
第２スイッチと、
第３スイッチとを備え、
前記フィルタ群は、
第１フィルタと、
第２フィルタと、
第３フィルタとを備え、
前記第１スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記入力端子からの復号化信号が前記第１フィルタに入力されるように、かつ、前記第１フィルタの出力が前記合成フィルタへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記入力端子からの復号化信号が前記合成フィルタへの入力となるように制御され、
前記合成フィルタの出力が、前記第２スイッチへの入力となるよう制御され、
前記第２スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第２フィルタへの入力となるように、かつ、前記第２フィルタの出力が前記第３スイッチへの入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第３スイッチへの入力となるように制御され、
前記第３スイッチは、
前記第１制御信号に基づいて、前記第３スイッチへの入力が前記第３フィルタへの入力となるように制御され、かつ、第３フィルタの出力が前記入力端子への入力となるように制御され、
前記第２制御信号に基づいて、前記第３スイッチへの入力が前記出力端子への入力となるように制御され、
前記スイッチ群のスイッチング状態に対応して、前記第１フィルタの第１フィルタ処理と前記第２フィルタの第２フィルタ処理が順次に個別的に停止される
請求項１の音声復号化装置。 - 状態更新ユニット群を更に具え、
前記状態更新ユニット群は、
前記第１フィルタに接続する第１状態更新ユニットと、
前記第２フィルタに接続する第２状態更新ユニットと、
前記第３フィルタに接続する第３状態更新ユニットとを備え、
前記第１スイッチは、前記第２制御信号に基づいて、前記入力端子からの復号化信号が前記第１状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第１フィルタは、前記第１状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受け、
前記第２スイッチは、前記第２制御信号に基づいて、前記第２スイッチへの入力が前記第２状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第２フィルタは、前記第２状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受け、
前記第３スイッチは、前記第２制御信号に基づいて、前記第３スイッチへの入力が前記第３状態更新ユニットへの入力ともなるように更に制御され、前記第３フィルタは、前記第３状態更新ユニットによりそれの状態更新の処理を受ける
請求項１３の音声復号化装置。
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