JP4093174B2 - 受信装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は受信装置および方法に関し、例えば、広帯域の音声帯域を２分割して伝送する場合などに適用して好適なものである。

現在、ＶｏＩＰ技術を用いてインターネット等のネットワークを利用した音声通信が盛んにおこなわれている。

インターネットなどの通信品質が保証されていないネットワークを介する通信では、伝送途中でパケットが失われるパケット損失に起因して、本来、時系列に受信されるはずの音声データの一部が欠損する現象（音声消失）が頻繁に発生し得る。音声消失が発生した場合、そのまま復号すると、音声の途切れなどが頻発し、音声品質が劣化するが、この劣化に対する補償方法として、例えば、下記の非特許文献１の技術がすでに知られている。

この方法は、復号処理単位である音声フレーム（パケット）毎に音声消失の発生を監視し、音声消失が発生する度に補償処理を実行する。この補償処理では、符号化列を復号した後の音声データを内部メモリなどに記憶しておき、音声消失が生じた場合には、当該内部メモリから読み出した音声データをもとに、音声消失の起きた付近での基本周期を求める。そして、音声消失により音声データの補間（補償）が必要となったフレームに対し、そのフレームの開始位相がその直前フレームの終了位相と合って波形周期（基本周期）での連続性が確保できるように内部メモリから音声データを取り出して補間をおこなう。

一方、ネットワークを介した音声通信の方式として、下記の非特許文献２および３に記載された技術が知られている。

非特許文献２の技術では、音声データを単一の帯域で伝送するが、非特許文献３の技術は、高品質の音声通信を実現するため、従来よりも広帯域（例えば、８ｋＨｚ帯域）の音声帯域を二分割して伝送させる帯域分割方式（ＳＢ−ＡＤＰＣＭ）に関するものである。
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１ Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｉ ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１ ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２２

ところで、上述した非特許文献３の帯域分割方式をそのまま音声データの受信処理装置に適用した場合、当該受信処理装置内で、帯域ごとに同様な処理を行う処理系統を独立に設けることが必要となり、時間計算量と領域計算量が大きくなってしまう。

例えば、この処理系統を汎用的なＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で構成すると、メモリ量や演算処理量が大きくなるため、消費電力の増加、装置規模の増大、コストアップが避けられない。

しかも、単に、独立な処理系統を２つ設けただけでは、音声消失により双方の帯域で同じ前記基本周期を重複して算出することになって不必要な時間計算量や領域計算量の増大が発生する。また、いずれか一方の帯域に雑音が多いために前記基本周期が得られないと、その処理系統では、前記補間を行うことができないため、通信品質が低下してしまう。

結局、前記非特許文献３の帯域分割方式をそのまま受信処理装置に適用すると、時間計算量と領域計算量が大きい割に通信品質が低く、効率の悪い構成となってしまう。

かかる課題を解決するために、第１の本発明では、送信装置側で、所定の発生源から発生した元周期性信号を各論理チャネルに合わせて複数の要素周期性信号に分割し、分割によって得た各要素周期性信号の符号化結果である複数の符号化要素周期性信号を伝送単位信号に収容して送信したものを、所定の伝送路経由で受信し、伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号に応じた再生出力を行う受信装置において、（１）前記伝送路における伝送中、時系列に受信される前記伝送単位信号のうちのいずれかに、収容している符号化要素周期性信号を再生出力に使用することを妨げる所定の妨害事象が発生したことを検出する妨害事象検出手段を設けると共に、（２）当該妨害事象検出手段が妨害事象の発生を検出した場合、その伝送単位信号に収容されていた符号化要素周期性信号の替わりとなる代替要素周期性信号を、所定の周期をもとに生成して、要素周期性信号の系列中に挿入する補間手段を、前記論理チャネルの数だけ設け、（３）前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段は、該当する論理チャネルで受信された伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号を記憶する要素周期性信号記憶部を備え、（４）前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段のうち少なくともいずれか１つは、前記要素周期性信号記憶部に記憶してある要素周期性信号から、前記代替要素周期性信号の生成の基礎となる情報であって、同じ元周期性信号を分割して得られた各要素周期性信号に共通する前記周期の値を算出する周期算出部と、（５）算出した周期の値を他の補間手段に通知する周期通知部とを有することを特徴とする。

また、第２の本発明では、信装置側で、所定の発生源から発生した元周期性信号を各論理チャネルに合わせて複数の要素周期性信号に分割し、分割によって得た各要素周期性信号の符号化結果である複数の符号化要素周期性信号を伝送単位信号に収容して送信したものを、所定の伝送路経由で受信し、伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号に応じた再生出力を行う受信方法において、（１）前記伝送路における伝送中、時系列に受信される前記伝送単位信号のうちのいずれかに、収容している符号化要素周期性信号を再生出力に使用することを妨げる所定の妨害事象が発生したことを、妨害事象検出手段が検出し、（２）当該妨害事象検出手段が妨害事象の発生を検出した場合、その伝送単位信号に収容されていた符号化要素周期性信号の替わりとなる代替要素周期性信号を、（３）記論理チャネルの数だけ設けられた各補間手段が所定の周期をもとに生成して、要素周期性信号の系列中に挿入する場合、前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段は、該当する論理チャネルで受信された伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号を要素周期性信号記憶部に記憶し、（４）前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段のうち少なくともいずれか１つでは、前記要素周期性信号記憶部に記憶してある要素周期性信号から、前記代替要素周期性信号の生成の基礎となる情報であって、同じ元周期性信号を分割して得られた各要素周期性信号に共通する前記周期の値を、周期算出部で算出し、（５）算出した周期の値を、周期通知部が他の補間手段に通知することを特徴とする。

本発明によれば、時間計算量と領域計算量が少ない割に通信品質を高め、効率的な構成を実現することができる。

（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかる受信装置および方法を、ＶｏＩＰを用いた音声通信に適用した場合を例に、実施形態について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム２０の全体構成例を図４に示す。

図４において、当該通信システム２０は、ネットワーク２１と、通信端末２２，２３とを備えている。

このうちネットワーク２１はインターネットであってもよく、通信事業者が提供し、ある程度、通信品質が保証されたＩＰネットワークなどであってもよい。

また、通信端末２２は例えばＩＰ電話機のような音声通話をリアルタイムで実行することのできる通信装置である。ＩＰ電話機は、ＶｏＩＰ技術を利用し、ＩＰプロトコルを用いるネットワーク上で音声データをやり取りして通話を行うことを可能にする。通信端末２３も、当該通信端末２２と同じ通信装置である。

通信端末２２はユーザＵ１によって利用され、通信端末２３はユーザＵ２によって利用される。通常、ＩＰ電話機ではユーザ間の会話を成立させるために双方向に音声がやり取りされるものであるが、ここでは、通信端末２２から音声フレーム（音声パケット）ＰＫ１１〜ＰＫ１３などが送信され、これらのパケットがネットワーク２１経由で通信端末２３に受信される方向に注目して説明を進める。

これらのパケットＰＫ１１〜ＰＫ１３にはユーザＵ１が発話した内容（音声情報）を示す音声データが含まれているので、この方向に関する限り、通信端末２３は受信処理のみを行い、ユーザＵ２はユーザＵ１が発話した音声の聴取のみを行う。

これらのパケットのうちＰＫ１１〜ＰＫ１３のあいだでは送信の順番（これは、受信側における再生出力の順番に対応）が決まっている。すなわち、ＰＫ１１〜ＰＫ１３のあいだでは、ＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３，…の順番で送信が行われる。

本実施形態では、前記非特許文献３の帯域分割方式を採用するが、この帯域分割方式により広帯域を二分割することによって得られる各帯域は論理的な別チャネルとみなすことができる。例えば、８ｋＨｚの帯域幅を有する広帯域の音声情報を周波数軸上の４ｋＨｚの位置で二分割すれば、より狭い４ｋＨｚ幅の２つの帯域（狭帯域）ごとに音声情報が得られる。この場合、例えば、周波数軸上で０〜４ｋＨｚの範囲に位置する狭帯域ＷＡと、４〜８ｋＨｚの範囲に位置する狭帯域ＷＢが得られ、これら２つの狭帯域ＷＡ、ＷＢの音声情報がそれぞれ論理チャネルＣＡ、ＣＢで伝送されることになる。ここで、周波数が低いほうの狭帯域ＷＡが論理チャネルＣＡに対応し、高いほうの狭帯域ＷＢが論理チャネルＣＢに対応する。

各論理チャネルＣＡ、ＣＢの音声情報を別個のパケットに収容して送信することも考えられるが、ここでは、前記非特許文献３の規定にしたがい、各論理チャネルＣＡ、ＣＢの音声情報を同一のパケットに収容して送信するものとする。

帯域分割により狭帯域ＷＡ側に配置される音声情報に対応する符号化済みの音声データの系列をＣＤ１１、ＣＤ１２，ＣＤ１３，…とし、狭帯域ＷＢ側に配置される音声情報に対応する符号化済みの音声データの系列をＣＤ２１、ＣＤ２２，ＣＤ２３，…とする。ここで、ＣＤ１１とＣＤ２１はユーザＵ１により同時に発話された音声に対応し、ＣＤ１２とＣＤ２２はユーザＵ１により同時に発話された音声に対応し、ＣＤ１３とＣＤ２３はユーザＵ１により同時に発話された音声に対応する。そして、ＣＤ１１とＣＤ２１の組は前記パケットＰＫ１１に収容され、ＣＤ１２とＣＤ２２の組は前記パケットＰＫ１２に収容され、ＣＤ１３とＣＤ２３の組は前記パケットＰＫ１３に収容される。

通常の音声通信が例えば前記狭帯域ＷＡに相当する帯域幅の音声情報のみを伝えるものであるとすると、前記非特許文献３の帯域分割方式を用いることにより、狭帯域ＷＢに相当する帯域幅の音声情報を伝えることができる分だけ、通常の音声通信よりも通信品質が高くなる。

前記狭帯域ＷＡとＷＢは周波数帯域で分割されてはいるものの、通常のユーザＵ１が発話する音声は周波数軸方向に広がりを持っているため、同じ（または類似した）波形が狭帯域ＷＡにおける音声情報と狭帯域ＷＢにおける音声情報に共通して存在する可能性が高い。このため、例えば、前記基本周期に対応する波形も両狭帯域ＷＡ、ＷＢに共通して存在し得る。

前記パケットがＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３，…の順番で送信されると、多くの場合、この順番で欠けることなく全パケットが通信端末２３に受信されるが、ネットワーク２１上におけるルータ（図示せず）の輻輳などの事象に起因してパケット損失が発生することがある。パケット損失で失われたパケットは、例えば、ＰＫ１２であってもよい。

本実施形態の特徴は受信側の機能にあるため、以下では、前記通信端末２３に注目して説明する。通信端末２３の主要部の構成例を図１に示す。前記通信端末２２が受信処理を行うためにこれと同じ構成を備えていてよいことは当然である。

（Ａ−１−１）通信端末の構成例
図１において、当該通信端末２３は、復号器１１Ａ、１１Ｂと、消失判定器１２と、補間器１３Ａ、１３Ｂと、帯域結合器１４とを備えている。

このうち復号器１１Ａは、前記論理チャネルＣＡのための復号器で、当該通信端末２３が受信したパケット（例えば、ＰＫ１１など）ごとにそのパケットから抽出された音声データＣＤ１を復号し、復号結果ＤＣ１を出力する部分である。ここで、ＣＤ１は、前記論理チャネルＣＡに対応する各音声データＣＤ１１〜ＣＤ１３を総称するための符号である。以下でも、ＣＤ１１〜ＣＤ１３を区別する必要がないときには、このＣＤ１を用いる。

１つの音声データ（例えば、ＣＤ１１）に含まれるサンプル数は任意に決めることができるが、一例として、１６０サンプル程度であってもよい。

また、復号器１１Ａによる音声データＣＤ１１の復号結果はＤＣ１１であり、音声データＣＤ１２の復号結果はＤＣ１２であり、音声データＣＤ１３の復号結果はＤＣ１３である。復号結果に関しても、ＤＣ１１〜ＤＣ１３を区別する必要がないときには、総称して符号ＤＣ１を用いる。

前記復号器１１Ｂは、それ自体の機能は前記復号器１１Ａとまったく同じものである。ただしこの復号器１１Ｂは、論理チャネルＣＢのための復号器で、音声データＣＤ２１〜ＣＤ２３を復号し、復号結果としてＤＣ２１〜ＤＣ２３を出力する。復号器１１Ｂの入出力に関連する符号ＣＤ２は、前記ＣＤ１に対応し、符号ＤＣ２は前記ＤＣ１に対応する。

消失判定器１２は、基礎情報ＳＴ１に基づいて前記パケット損失（音声消失）の発生を検出し、消失状態検出結果ＥＲ１を出力する部分である。パケット損失が発生すると、前記補間器１３Ａ、１３Ｂによる補間が必要となるので、その旨を当該消失状態検出結果ＥＲ１で通知する。

パケット損失の検出方法には様々な方法を使用可能であるが、例えば、各パケットに含まれるＲＴＰヘッダなどが持つ、連番となるはずのシーケンス番号（通信端末２２がパケット送信時に付与した連続番号）に抜けが発生した場合に、パケット損失が発生したものと判定してもよく、当該ＲＴＰヘッダなどが持つタイムスタンプ（通信端末２２がパケット送信時に付与した送信時刻情報）の値をもとに、遅延が大きすぎるパケットは、パケット損失により失われたものと判定するようにしてもよい。シーケンス番号を用いる場合には、前記基礎情報ＳＴ１は当該シーケンス番号となり、タイムスタンプを用いる場合には、前記基礎情報ＳＴ１はタイムスタンプとなる。

いったんパケット損失により失われたと判定されたパケットが、後から受信されることも起こり得るが、そのような場合、受信したパケットは廃棄するものであってよい。リアルタイム通信では、受信されるべきタイミングまでに受信されなかった音声データを音声出力に利用することができないからである。

ただし、シーケンス番号をもとにパケット損失を判定するケースでは、音声出力までに間に合うタイミングでそのパケットが受信された場合、受信したパケットの順番を通信端末２３内で入れ替えることにより、音声出力に利用できる可能性があるので、このような入れ替えを行う場合には、前記消失状態検出結果ＥＲ１でパケット損失を通知するタイミングが早くなりすぎないように配慮したほうがよい。

補間器１３Ａは、前記復号器１１Ａから出力された復号結果ＤＣ１の系列に対し、受け取った消失状態検出結果ＥＲ１に応じて補間音声（補間音声情報）を挿入し、補間結果ＩＮ１を出力する部分である。すなわち当該補間器１３Ａは、前記消失状態検出結果ＥＲ１が音声消失を示したときに、前記基本周期の値（これをＰＳとする）をもとに作成した補間音声を、前記音声消失に対応する区間に挿入して補間を行い、前記消失状態検出結果ＥＲ１が音声消失を示さないときには、補間を行うことなく、受け取った復号結果ＤＣ１を透過的に通過させる。補間を行うか否かにかかわらず、補間器１３Ａの出力は補間結果ＩＮ１とする。

また、補間音声を生成するために、補間器１３Ａは、つねに最新の復号結果（例えば、ＤＣ１１）を記憶している。補間にも様々な方法を用いることができる可能性があるが、ここでは、前記非特許文献１の方法を用いるものとする。前記非特許文献１の方法で補間を行うとき、基本周期値ＰＳは必須のパラメータである。

ここまでの機能に関する限り、補間器１３Ｂと補間器１３Ａは同じであるが、両者には機能上、重要な相違がある。

すなわち、補間器１３Ａのほうは記憶している最新の復号結果（例えば、ＤＣ１１）をもとに基本周期値ＰＳを生成した上で他方の補間器１３Ｂに通知する機能を備えているが、補間器１３Ｂのほうは通知を受けた基本周期値ＰＳに基づいて補間音声を作成して、前記挿入を行う機能を持つだけである。

新たな復号結果（例えば、ＤＣ１１）を受け取るたびに補間器１３Ａが基本周期値ＰＳを生成して他方の補間器１３Ｂに通知する構成を取ること等も可能であるが、通信端末２３の処理能力にかかる負荷を低減し、計算量を抑制するためには、消失判定器１２が消失状態検出結果ＥＲ１で音声消失の発生を示したときに補間器１３Ａが基本周期値ＰＳを算出する構成とするのが効率的である。

本実施形態の場合、同じパケット（例えば、ＰＫ１１）に論理チャネルＣＡとＣＢの音声データ（例えば、ＣＤ１１とＣＤ２１）を収容しているため、補間器１３Ａ側で補間が必要なときには当然、補間器１３Ｂ側でも補間が必要である。したがって、補間器１３Ａが算出した基本周期値ＰＳは、自身で補間音声を生成するために使用されるほか、補間器１３Ｂで補間音声を生成するためにも使用される。ただし補間器１３Ｂで使用するには後述する通知が必要である。

補間器１３Ｂ側では消失状態検出結果ＥＲ１を受け取るようにしてもよく、しなくてもよいが、いずれにしても当該補間器１３Ｂは、補間器１３Ａから基本周期値ＰＳが通知されると、その基本周期値ＰＳを用いて補間音声を生成して復号結果ＤＣ２の系列に対する補間を行う。

図２に示すように、補間器１３Ａは、制御部３０と、復号波形記憶部３１と、
波形周期算出部３２と、周期通知部３３と、補間実行部３４とを備えている。

このうち制御部３０は補間器１３Ａ内の各構成要素３１〜３４を制御する部分である。

補間実行部３４は、復号器１１Ａから受け取った復号結果ＤＣ１の系列に対し、必要に応じて、補間を実行する部分で、補間結果ＩＮ１を帯域結合器１４へ出力する。この補間結果ＩＮ１は、ほとんど復号結果ＤＣ１の系列と同じものであるが、補間が実行された場合には、該当区間（音声消失が発生している区間）に補間音声が挿入されている点が相違する。

当該補間実行部３４が前記復号器１１Ａから時系列に受け取る復号結果ＤＣ１のうち少なくとも最新のものは、復号波形記憶部３１に記憶されている。当該復号波形記憶部３１に記憶される復号結果ＤＣ１の量は、補間音声の生成に必要なだけでよい。

復号波形記憶部３１における記憶領域の管理では、新しい復号結果（例えば、ＤＣ１２）が供給されるたびに、同じサイズの記憶データを、例えば古いもの（例えば、ＤＣ１１）から順番に削除（または無効化）して、その新しい復号結果を記憶するための記憶領域を確保するようにしてもよい。
波形周期算出部３２は、必要が生じたときに、復号波形記憶部３１内に記憶されている最新の復号結果（例えば、ＤＣ１２）をもとに基本周期値ＰＳを生成する部分である。この算出では様々な方法を使用できる可能性があるが、例えば、最新の当該復号結果ＤＣ１２を用いて公知の自己相関関数を計算し、計算結果が極大になるような遅延量を基本周期値ＰＳとする方法を使用してもよい。算出した基本周期値ＰＳは、当該補間器１３Ａ内で行う補間のために利用されるほか、他の補間器１３Ｂ内で行う補間のためにも利用される点はすでに説明した通りである。

他の補間器１３Ｂ内で行う補間のため、周期通知部３３を用いて、当該基本周期値ＰＳを他の補間器１３Ｂに通知する必要があるが、当該補間器１３Ａ内で行う補間のために利用する場合には、当該基本周期値ＰＳは制御部３０を介して、前記補間実行部３４に渡されることになる。補間音声を生成するとき、当該基本周期値ＰＳは、前記復号波形記憶部４３に記憶されているどの時刻の復号波形を補間音声に利用するかを決めるために用いられる。

一方、補間器１３Ｂのほうは、図３に示すように、制御部４０と、通知受付部４１と、補間実行部４２と、復号波形記憶部４３とを備えている。

このうち制御部４０は前記制御部３０に対応し、補間実行部４２は前記補間実行部３４に対応し、復号波形記憶部４３は前記復号波形記憶部３１に対応するので、その詳しい説明は省略する。

通知受付部４１は、前記周期通知部３３に対向する部分で、周期通知部３３が通知してくる基本周期値ＰＳを受け取って制御部４０に渡す。制御部４０を介して当該基本周期値ＰＳを受け取った補間実行部４２は、その基本周期値ＰＳをもとに補間音声を生成する。

図２と図３を対比すれば明らかなように、補間器１３Ｂ内には前記波形周期算出部３２に相当する構成要素が存在しないため、作業用の記憶領域をほとんど必要としない点で領域計算量を節約でき、必要な処理能力がわずかである点で時間計算量を節約できる。

補間器１３Ａから出力される補間結果ＩＮ１と、補間器１３Ｂから出力される補間結果ＩＮ２は、図１に示す帯域結合器１４に供給される。当該帯域結合器１４は、これら補間結果ＩＮ１とＩＮ２を結合し、ユーザＵ１が発話したものを通信端末２２側で集音した直後と同等の広帯域の音声Ｖに復元して出力する。

なお、本来、同時刻に処理するはずの上述した同じ音声データの組（例えば、ＣＤ１１とＣＤ２１の組）に対応する各復号結果の組（例えば、ＤＣ１１とＤＣ２１の組）が、厳密には同時に得られない場合には、各復号結果を例えばメモリに一時的に蓄積して遅延を付与することによりタイミング調整を行い、同じ組に属する各復号結果を補間器１３Ａと１３Ｂに同時に供給する構成とすることも望ましい。このようなタイミング調整は、同じ組を構成する音声データ（例えば、ＣＤ１１とＣＤ２１）のサイズが異なる場合などにも有効である。

以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。

（Ａ−２）実施形態の動作
前記非特許文献３の帯域分割方式を用いると、ユーザＵ１の発話した音声は狭帯域ＷＡとＷＢに分割されるため、各狭帯域ＷＡ、ＷＢに対応する音声情報は符号化によって別な音声データ（例えば、ＣＤ１１とＣＤ２１）とされ、同じパケット（例えば、ＰＫ１１）に収容されて通信端末２２から送信される。

通信端末２２から各パケットの送信される順番は、上述したように、ＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３，…の順番である。

パケットＰＫ１１〜ＰＫ１３がネットワーク２１を伝送されるときにパケット損失が発生しなければ、通信端末２３内の図１に示した消失判定器１２が出力する消失状態検出結果ＥＲ１が、音声消失の発生を示すことがないから、補間器１３Ａ、１３Ｂは補間音声の挿入を行うことなく、復号器１１Ａ、１１Ｂから受け取った復号結果ＤＣ１、ＤＣ２を透過的に（補間結果ＩＮ１，ＩＮ２として）帯域結合器１４に通過させる。

このような状態がつづき、通信品質を劣化させるその他の要因（大きなジッタの発生など）もなければ、通信端末２３は高い音声品質で音声出力を継続することができる。

ところが、いずれかのパケット（ここでは、ＰＫ１２とする）がパケット損失によって失われると、前記消失状態検出結果ＥＲ１が音声消失の発生を示すため、補間器１３Ａがすでに復号波形記憶部３１内に記憶してある復号結果（ここでは、ＤＣ１１（必要に応じてＤＣ１１以前の復号結果も含む））をもとに波形周期算出部３２に基本周期値ＰＳを算出させる。ここで、算出した基本周期値ＰＳは、音声損失直前の波形の基本周期に対応するものとなっている。

この基本周期値ＰＳは当該補間器１３Ａ内で使用するほか、補間器１３Ｂへ通知される。

補間器１３Ａ内では当該基本周期値ＰＳをもとに復号波形記憶部３１に記憶されているどの時刻の復号波形を利用するかを決め、その復号波形をもとに補間音声を生成し、当該補間音声を復号結果ＤＣ１の系列中に挿入することによって、補間を実行する。

この挿入は、復号結果ＤＣ１の系列中、もしも前記パケットＰＫ１２のパケット損失がなければ、当該ＰＫ１２に収容されていた音声データＣＤ１２の復号結果であるＤＣ１２が存在したずの位置、すなわち、復号結果ＤＣ１１とＤＣ１３のあいだの位置に対して実行される。

補間器１３Ａから前記基本周期値ＰＳの通知を受けた補間器１３Ｂ内でも、補間器１３Ａ内と同様の補間が行われる。すなわち、当該基本周期値ＰＳをもとに復号波形記憶部４３に記憶されているどの時刻の復号波形を利用するかを決め、その復号波形をもとに補間音声を生成し、復号結果ＤＣ２の系列中、前記復号結果ＤＣ２２が存在したはずの位置に対して当該補間音声を挿入する。

当該補間音声を含む補間結果ＩＮ２の系列は、当該補間器１３Ｂから帯域結合器１４に供給されて、補間器１３Ａから帯域結合器１４へ供給される補間結果ＩＮ１の系列と結合され、広帯域の音声Ｖとして出力される。通信端末２３側のユーザＵ２はこの音声Ｖを聴取することになる。

この場合、復号結果ＤＣ１２とＤＣ２２の組に対応する音声Ｖが出力されたはずの時刻には、ユーザＵ２は、結合された補間音声を聴取することになる。

補間音声は擬似的な音声情報であるから、本来の復号結果であるＤＣ１２やＤＣ２２が得られた場合に比べると、ユーザＵ２が聴取する音声Ｖの品質が低下することは避けられないが、音声消失が発生しているにもかかわらず補間音声の挿入さえ実行できないケースに比較すると、音声品質が高いといえる。

しかも本実施形態では、補間音声の生成に必要な基本周期値ＰＳをつくるための構成要素である波形周期算出部３２は、２つの補間器１３Ａ、１３Ｂのうち補間器１３Ａ側にのみ設けておけばよいため、音声品質が高い割に時間計算量も領域計算量も少なく、装置規模も小さい。

（Ａ−３）実施形態の効果
本実施形態によれば、一方の論理チャネル（ＣＡ）側でのみ基本周期値（ＰＳ）を算出するため、その算出に必要な時間計算量と領域計算量を節約することができ、時間計算量と領域計算量が少ない割に通信品質が高く効率的な構成の通信端末（２３）を提供することが可能である。

時間計算量や領域計算量が少ないことは具体的な実装において、メモリ量、演算処理量、装置規模、消費電力の低減、縮小につながり、コストアップの抑制が可能となる。

（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態にかかわらず、周波数が高いほうの狭帯域ＷＢに対応する論理チャネルＣＢを処理する補間器１３Ｂに、図２の構成を用い、周波数が低いほうの狭帯域ＷＡに対応する論理チャネルＣＡを処理する補間器１３Ａに、図３の構成を用いるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、狭帯域ＷＡとＷＢは周波数軸上で接触していたが、接触していない２つの狭帯域（例えば、０〜４ｋＨｚの狭帯域と４．５〜８ｋＨｚの狭帯域）を設定してもかまわない。

また、設定する狭帯域の数は、３つ以上であってもよいことは当然である。狭帯域の数が３つ以上の場合、１つの通信端末に含まれる補間器の数も３つ以上になる。

さらに、図２に示した構成要素３１，３２，３３を持つ補間器が、１つの通信端末内に複数存在する構成を取ることも有効である。

実際には、分割したいずれかの帯域（いずれかの論理チャネル）にのみ雑音が多く基本周期値が得られないことが起こり得るが、そのような場合、１つの通信端末内に図２の構成の補間器を複数設けておくことが有効である。ただしこの場合、各補間器には、図２の構成に加えて図３中の通知受付部４１に相当する構成要素も用意し、補間器相互間で基本周期の値を通知しあう構成とする。

複数の論理チャネルに対応する複数の補間器で基本周期の値を算出して他の補間器に通知できるように構成しておけば、いずれか１つでも雑音の少ない論理チャネルがあると、その論理チャネルに対応する補間器で算出した基本周期の値を他の補間器で利用することが可能になり、有効な補間を実行することができるからである。これにより、すべての論理チャネルで有効な補間を行うことのできない状態が発生する確率を低減し、通信品質のいっそうの向上をはかることができる。

また、上述したように、各論理チャネル（例えば、ＣＡ、ＣＢ）の音声情報を別個のパケットに収容して送信するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、周波数軸上で分割した音声情報を異なる論理チャネルに伝送させたが、異なる論理チャネルで伝送させる音声情報は必ずしも周波数軸上で分割したものである必要はない。例えば、時間軸上で分割した音声情報を異なる論理チャネルで伝送させること等も可能である。時間軸上で分割しても、分割の単位が十分に短時間であれば、リアルタイム性のある通信を行うことが可能である。

また、上記実施形態では、パケット損失（音声消失）が発生したときに補間器による補間を行わせたが、パケット損失が発生していないときにも補間を行うことができる可能性がある。

例えば、あるパケット（フレーム）について伝送誤りの発生を検出した場合や雑音の混入を検出した場合などに、補間を実行するようにしてもよい。パケットを受信することはできても、伝送誤りが検出された場合や雑音が検出された場合などには、そのパケット中の音声データが壊れているか、品質が低いために、補間音声と置き換えたほうがよいこともあり得るからである。

また、上記実施形態では、電話（ＩＰ電話）による音声情報を例に本発明を説明したが、本発明は、電話による音声情報以外の音声情報にも適用可能である。例えば、音声・トーン信号などの周期性を用いた処理を並列して行う場合に広く適用することができる。

さらに、本発明の適用範囲は必ずしも音声やトーンなどに限定されない。例えば、動画像などの画像情報に適用できる可能性もある。

また、本発明を適用する通信プロトコルは、上述したＩＰプロトコルに限定する必要はないことは当然である。

以上の説明では主としてハードウエア的に本発明を実現したが、本発明はソフトウエア的に実現することも可能である。

実施形態で使用する通信端末の主要部の構成例を示す概略図である。 実施形態の通信端末に含まれる補間器の構成例を示す概略図である。 実施形態の通信端末に含まれる他の補間器の構成例を示す概略図である。 実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。

符号の説明

１１Ａ、１１Ｂ…復号器、１２…消失判定器、１３Ａ、１３Ｂ…補間器、１４…帯域結合器、２０…通信システム、２１…ネットワーク、２２、２３…通信端末、３０，４０…制御部、３１、４３…復号波形記憶部、３２…波形周期算出部、３３…周期通知部、３４，４２…補間実行部、４１…通知受付部、ＰＫ１１〜ＰＫ１３…パケット、ＣＤ１，ＣＤ２，ＣＤ１１〜ＣＤ１３，ＣＤ２１〜ＣＤ２３…音声データ、ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ１１〜ＤＣ１３，ＤＣ２１〜ＤＣ２３…復号結果、ＰＳ…基本周期。

Claims (3)

1. 送信装置側で、所定の発生源から発生した元周期性信号を各論理チャネルに合わせて複数の要素周期性信号に分割し、分割によって得た各要素周期性信号の符号化結果である複数の符号化要素周期性信号を伝送単位信号に収容して送信したものを、所定の伝送路経由で受信し、伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号に応じた再生出力を行う受信装置において、
   前記伝送路における伝送中、時系列に受信される前記伝送単位信号のうちのいずれかに、収容している符号化要素周期性信号を再生出力に使用することを妨げる所定の妨害事象が発生したことを検出する妨害事象検出手段を設けると共に、
   当該妨害事象検出手段が妨害事象の発生を検出した場合、その伝送単位信号に収容されていた符号化要素周期性信号の替わりとなる代替要素周期性信号を、所定の周期をもとに生成して、要素周期性信号の系列中に挿入する補間手段を、前記論理チャネルの数だけ設け、
   前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段は、該当する論理チャネルで受信された伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号を記憶する要素周期性信号記憶部を備え、
   前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段のうち少なくともいずれか１つは、
   前記要素周期性信号記憶部に記憶してある要素周期性信号から、前記代替要素周期性信号の生成の基礎となる情報であって、同じ元周期性信号を分割して得られた各要素周期性信号に共通する前記周期の値を算出する周期算出部と、
   算出した周期の値を他の補間手段に通知する周期通知部とを有することを特徴とする受信装置。
2. 請求項１の受信装置において、
   前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段のうち少なくとも２つ以上が、
   前記要素周期性信号記憶部と、前記周期算出部と、前記周期通知部とを備えることを特徴とする受信装置。
3. 送信装置側で、所定の発生源から発生した元周期性信号を各論理チャネルに合わせて複数の要素周期性信号に分割し、分割によって得た各要素周期性信号の符号化結果である複数の符号化要素周期性信号を伝送単位信号に収容して送信したものを、所定の伝送路経由で受信し、伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号に応じた再生出力を行う受信方法において、
   前記伝送路における伝送中、時系列に受信される前記伝送単位信号のうちのいずれかに、収容している符号化要素周期性信号を再生出力に使用することを妨げる所定の妨害事象が発生したことを、妨害事象検出手段が検出し、
   当該妨害事象検出手段が妨害事象の発生を検出した場合、その伝送単位信号に収容されていた符号化要素周期性信号の替わりとなる代替要素周期性信号を、
   前記論理チャネルの数だけ設けられた各補間手段が所定の周期をもとに生成して、要素周期性信号の系列中に挿入する場合、
   前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段は、該当する論理チャネルで受信された伝送単位信号から取り出した符号化要素周期性信号の復号結果である要素周期性信号を要素周期性信号記憶部に記憶し、
   前記各論理チャネルごとに設けられた複数の補間手段のうち少なくともいずれか１つでは、
   前記要素周期性信号記憶部に記憶してある要素周期性信号から、前記代替要素周期性信号の生成の基礎となる情報であって、同じ元周期性信号を分割して得られた各要素周期性信号に共通する前記周期の値を、周期算出部で算出し、
   算出した周期の値を、周期通知部が他の補間手段に通知することを特徴とする受信方法。

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