JP4733939B2 - 信号復号化装置及び信号復号化方法 - Google Patents

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Description

本発明は、入力信号をスケーラブル符号化して伝送する通信システムに使用される信号復号化装置及び信号復号化方法に関する。
ディジタル無線通信、インターネット通信に代表されるパケット通信あるいは音声蓄積などの分野では、電波などの伝送路容量や記憶媒体の有効利用を図るため、音声信号の符号化／復号化技術が不可欠であり、これまでに多くの音声符号化／復号化方式が開発されてきた。
そして、現在では、ＣＥＬＰ方式の音声符号化／復号化方式が主流の方式として実用化されている（例えば、非特許文献１）。ＣＥＬＰ方式の音声符号化方式は、主に発声音のモデルを記憶し、予め記憶された音声モデルに基づいて入力音声をコード化するものである。
そして、近年、音声信号、楽音信号の符号化において、ＣＥＬＰ方式を応用し、符号化情報の一部からでも音声・楽音信号を復号化でき、パケット損失が発生するような状況においても音質劣化を抑制することができるスケーラブル符号化技術が開発されている。
このスケーラブル符号化技術の代表的なものとして、第１階層の符号化部で入力信号を符号化して符号化情報を取得し、さらに上位の階層について第（ｉ−１）階層（ｉは２以上の整数）の符号化部の入力信号と第（ｉ−１）階層の符号化情報の復号化信号との差である残差信号を第ｉ階層の入力信号としてこれを第ｉ階層の符号化部で符号化して符号化情報を取得することを繰り返す方法が知られている。
この方法で符号化された符号化情報を復号する復号化装置では、符号化と逆の処理手順により復号化を行う。
そして、従来のスケーラブル符号化技術における復号化装置では、ある階層においてパケット損失が起こった（誤りが検出された）場合、同一階層の復号化信号を無音信号とする、または、同一階層の直前及び直後の少なくとも一方の符号化フレームにおけるパケットでの復号結果を用いて復号化する方法を採る（例えば、特許文献１）。
特開２００３−２４１７９９号公報 M.R.Schroeder, B.S.Atal, "Code Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rate", IEEE proc., ICASSP'85 pp.937-940
しかしながら、上記特許文献１の方法では、差分信号を対象とするスケーラブル符号化方式においては、伝送誤りが発生した階層と、それよりも上位の階層で扱う信号の整合性が失われるため、異音が発生してしまい、音質が劣化してしまうという課題を有していた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スケーラブル符号化の情報の復号化の際に、伝送誤りが生じた場合であっても、大きな異音が発生しないことを保証する機能を有する信号復号化装置及び信号復号化方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係る信号復号化装置は、ｎ階層（ｎは２以上の整数）で構成された符号化情報を復号化する信号復号化装置であって、前記符号化情報に対して階層ごとに誤り検出を行う符号化情報操作手段と、誤りが検出されなかった階層の符号化情報を復号化して復号化信号を生成する復号化手段と、生成された全ての復号化信号のサンプリング周波数を伝送時の伝送モードに応じたサンプリング周波数に調整するサンプリング周波数調整手段と、サンプリング周波数を調整された全ての復号化信号を加算する加算手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明の第２の態様に係る信号復号化装置は、ｎ階層（ｎは２以上の整数）で構成された符号化情報を復号化する信号復号化装置であって、前記符号化情報に対して階層ごとに誤り検出を行う符号化情報操作手段と、誤りが検出されなかった階層の符号化情報を復号化して復号化信号を生成する復号化手段と、信号のサンプリング周波数を調整するサンプリング周波数調整手段と、前記復号化手段にて生成された復号化信号と前記サンプリング周波数調整手段にてサンプリング周波数を調整された信号とを加算する加算手段と、を具備し、前記サンプリング周波数調整手段は、第１階層の復号化信号及び第２階層から第（ｎ−１）階層の前記加算手段にて加算された信号のサンプリング周波数を調整し、前記加算手段は、第ｉ階層（ｉは２以上ｎ以下の整数）の復号化信号と、第（ｉ−１）階層のサンプリング周波数を調整された信号とを加算する構成を採る。
本発明によれば、復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を加算して出力信号とすることにより、伝送誤りが生じた場合にであっても、大きな異音が発生しないことを保証し、十分な品質の音声・楽音等の信号を復号化することができる。
本発明の骨子は、第ｉ階層で伝送誤りが生じた場合に、第１階層から第ｉ−１階層までの復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を加算して出力信号とすることである。さらに、全ての階層においてパケット損失が起こった場合、全ての階層においてフレーム消失補償制御を行い、この制御によって得られた各復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を加算して出力信号とすることである。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、各本実施の形態では、３階層で構成された階層的な信号符号化／復号化方法によりＣＥＬＰタイプの音声符号化／復号化を行う場合について説明する。なお、階層的な信号符号化方法とは、下位レイヤでの入力信号と出力信号との差分信号を符号化し、符号化情報を出力する信号符号化方法が、上位レイヤに複数存在して階層構造を成している方法である。また、以下の説明において、最下のレイヤ（第１階層）を「基本レイヤ」とし、基本レイヤより上位に存在するレイヤを「拡張レイヤ」とする。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る信号復号化装置を含むシステム構成を示す図である。
信号符号化装置１０１は、伝送モード情報に応じて、入力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「伝送前符号化情報」という）を、伝送路１０２を介して信号復号化装置１０３に送信する。
信号復号化装置１０３は、信号符号化装置１０１から伝送路１０２を介して受信した符号化情報（以下、「伝送後符号化情報」という）に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号を出力信号として出力する。ここで、伝送路１０２において伝送誤りが無い場合、伝送前符号化情報と伝送後符号化情報とは同一のものとなる。
次に、図１の信号符号化装置１０１の構成について、図２のブロック図を用いて説明する。なお、信号符号化装置１０１は、入力信号をＮサンプルずつ区切り（Ｎは自然数）、Ｎサンプルを１フレームとしてフレーム毎に符号化を行う。
信号符号化装置１０１は、伝送ビットレート制御部２０１と、制御スイッチ２０２〜２０５と、ダウンサンプリング処理部２０６、２１１と、基本レイヤ符号化部２０７と、基本レイヤ復号化部２０８と、アップサンプリング処理部２０９、２１４と、加算部２１０、２１５と、第１拡張レイヤ符号化部２１２と、第１拡張レイヤ復号化部２１３と、第２拡張レイヤ符号化部２１６と、伝送誤り検出ビット付加部２１７と、符号化情報統合部２１８とから主に構成される。
伝送モード情報は、伝送ビットレート制御部２０１に入力される。ここで、伝送モード情報とは、入力信号を符号化し伝送する際の伝送ビットレートを指示する情報であり、予め定められた２つ以上の伝送ビットレートの中から一つの伝送ビットレートが伝送モード情報として選択される。なお、本実施の形態においては、伝送モード情報は、予め定められた３種類の伝送ビットレートbitrate1、bitrate2、bitrate3（bitrate3＜bitrate2＜bitrate1）の値を取り得るものとする。
伝送ビットレート制御部２０１は、入力した伝送モード情報に応じて、制御スイッチ２０２〜２０５のオン／オフ制御を行う。具体的には、伝送ビットレート制御部２０１は、伝送モード情報がbitrate1である場合、制御スイッチ２０２〜２０５を全てオン状態にする。また、伝送ビットレート制御部２０１は、伝送モード情報がbitrate2である場合、制御スイッチ２０２及び２０３をオン状態にし、制御スイッチ２０４及び２０５をオフ状態にする。また、伝送ビットレート制御部２０１は、伝送モード情報がbitrate3である場合、制御スイッチ２０２〜２０５を全てオフ状態にする。また、伝送ビットレート制御部２０１は、伝送モード情報を伝送誤り検出ビット付加部２１７に出力する。このように、伝送ビットレート制御部２０１が伝送モード情報に応じて制御スイッチをオン／オフ制御することにより、入力信号の符号化に用いる符号化部の組み合わせが決定される。
入力信号は、制御スイッチ２０２及びダウンサンプリング処理部２０６に入力される。以下、入力信号のサンプリング周波数を「入力サンプリング周波数」という。
ダウンサンプリング処理部２０６は、入力信号をダウンサンプリングし、基本レイヤ符号化部２０７に出力する。以下、ダウンサンプリング処理部２０６におけるダウンサンプリング後のサンプリング周波数を「基本レイヤサンプリング周波数」という。
基本レイヤ符号化部２０７は、ダウンサンプリング処理部２０６の出力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「基本レイヤ符号化情報」という）を伝送誤り検出ビット付加部２１７及び制御スイッチ２０３に出力する。なお、基本レイヤ符号化部２０７の内部構成については後述する。
基本レイヤ復号化部２０８は、制御スイッチ２０３がオン状態の場合、基本レイヤ符号化部２０７から出力された基本レイヤ符号化情報に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「基本レイヤ復号化信号」という）をアップサンプリング処理部２０９に出力する。なお、基本レイヤ復号化部２０８は、制御スイッチ２０３がオフ状態の場合には何も動作しない。なお、基本レイヤ復号化部２０８の内部構成については後述する。
アップサンプリング処理部２０９は、制御スイッチ２０３がオン状態の場合、基本レイヤ復号化部２０８から出力された基本レイヤ復号化信号を入力サンプリング周波数にアップサンプリングし、アップサンプリング後の信号を加算部２１０に出力する。なお、アップサンプリング処理部２０９は、制御スイッチ２０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
加算部２１０は、制御スイッチ２０２、２０３がオン状態の場合、入力信号に、アップサンプリング処理部２０９の出力信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第１差分信号をダウンサンプリング処理部２１１及び制御スイッチ２０４に出力する。なお、加算部２１０は、制御スイッチ２０２、２０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
ダウンサンプリング処理部２１１は、制御スイッチ２０２、２０３がオン状態の場合、加算部２１０から出力される第１差分信号のサンプリング周波数をダウンサンプリングし、ダウンサンプリング後の第１差分信号を第１拡張レイヤ符号化部２１２に出力する。以下、ダウンサンプリング処理部２１１におけるダウンサンプリング後のサンプリング周波数を「第１拡張レイヤサンプリング周波数」という。なお、ダウンサンプリング処理部２１１は、制御スイッチ２０２、２０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
第１拡張レイヤ符号化部２１２は、制御スイッチ２０２、２０３がオン状態の場合、ダウンサンプリング処理部２１１の出力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「第１拡張レイヤ符号化情報」という）を制御スイッチ２０５及び伝送誤り検出ビット付加部２１７に出力する。なお、第１拡張レイヤ符号化部２１２は、制御スイッチ２０２、２０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
第１拡張レイヤ復号化部２１３は、制御スイッチ２０５がオン状態の場合、第１拡張レイヤ符号化部２１２から出力された第１拡張レイヤ符号化情報に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「第１拡張レイヤ復号化信号」という）をアップサンプリング処理部２１４に出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部２１３は、制御スイッチ２０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
アップサンプリング処理部２１４は、制御スイッチ２０５がオン状態の場合、第１拡張レイヤ復号化部２１３から出力された第１拡張レイヤ復号化信号を入力サンプリング周波数にアップサンプリングし、アップサンプリング後の信号を加算部２１５に出力する。なお、アップサンプリング処理部２１４は、制御スイッチ２０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
加算部２１５は、制御スイッチ２０４、２０５がオン状態の場合、入力信号に、アップサンプリング処理部２１４の出力信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第２差分信号を第２拡張レイヤ符号化部２１６に出力する。なお、加算部２１５は、制御スイッチ２０４、２０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
第２拡張レイヤ符号化部２１６は、制御スイッチ２０４、２０５がオン状態の場合、加算部２１５から出力される第２差分信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「第２拡張レイヤ符号化情報」という）を伝送誤り検出ビット付加部２１７に出力する。なお、第２拡張レイヤ符号化部２１６は、制御スイッチ２０４、２０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
伝送誤り検出ビット付加部２１７は、伝送ビットレート制御部２０１から伝送モード情報を入力し、伝送モード情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを伝送モード情報に付加して符号化情報統合部２１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部２１７は、基本レイヤ符号化部２０７から基本レイヤ符号化情報を入力し、基本レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを基本レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部２１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部２１７は、伝送モード情報がbitrate1もしくはbitrate2である場合には第１拡張レイヤ符号化部２１２から第１拡張レイヤ符号化情報を入力し、第１拡張レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを第１拡張レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部２１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部２１７は、伝送モード情報がbitrate1である場合には第２拡張レイヤ符号化部２１６から第２拡張レイヤ符号化情報を入力し、第２拡張レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを第２拡張レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部２１８に出力する。
符号化情報統合部２１８は、伝送誤り検出ビット付加部２１７から出力された符号化情報と伝送モード情報とを統合し、これを伝送前符号化情報として伝送路１０２に出力する。
以上が、実施の形態１に係る信号符号化装置１０１の構成の説明である。
次に、図２の基本レイヤ符号化部２０７の内部構成について図３を用いて説明する。ここでは、基本レイヤ符号化部２０７において、ＣＥＬＰタイプの音声符号化を行う場合について説明する。
前処理部３０１は、ダウンサンプリング処理部２０６から出力された入力サンプリング周波数の信号に対し、ＤＣ成分を取り除くハイパスフィルタ処理や後続する符号化処理の性能改善につながるような波形整形処理やプリエンファシス処理を行い、これらの処理後の信号（Xin）をＬＰＣ分析部３０２および加算部３０５に出力する。
ＬＰＣ分析部３０２は、Xinを用いて線形予測分析を行い、分析結果（線形予測係数）をＬＰＣ量子化部３０３に出力する。ＬＰＣ量子化部３０３は、ＬＰＣ分析部３０２から出力された線形予測係数（ＬＰＣ）の量子化処理を行い、量子化ＬＰＣを合成フィルタ３０４に出力するとともに量子化ＬＰＣを表す符号（Ｌ）を多重化部３１４に出力する。
合成フィルタ３０４は、量子化ＬＰＣに基づくフィルタ係数により、後述する加算部３１１から出力される駆動音源に対してフィルタ合成を行うことにより合成信号を生成し、合成信号を加算部３０５に出力する。
加算部３０５は、合成信号の極性を反転させてXinに加算することにより誤差信号を算出し、誤差信号を聴覚重み付け部３１２に出力する。
適応音源符号帳３０６は、過去に加算部３１１によって出力された駆動音源をバッファに記憶しており、パラメータ決定部３１３から出力された信号により特定される過去の駆動音源から１フレーム分のサンプルを適応音源ベクトルとして切り出して乗算部３０９に出力する。
量子化利得生成部３０７は、パラメータ決定部３１３から出力された信号によって特定される量子化適応音源利得と量子化固定音源利得とをそれぞれ乗算部３０９と乗算部３１０とに出力する。
固定音源符号帳３０８は、パラメータ決定部３１３から出力された信号によって特定される形状を有するパルス音源ベクトルに拡散ベクトルを乗算して得られた固定音源ベクトルを乗算部３１０に出力する。
乗算部３０９は、量子化利得生成部３０７から出力された量子化適応音源利得を、適応音源符号帳３０６から出力された適応音源ベクトルに乗じて、加算部３１１に出力する。乗算部３１０は、量子化利得生成部３０７から出力された量子化固定音源利得を、固定音源符号帳３０８から出力された固定音源ベクトルに乗じて、加算部３１１に出力する。
加算部３１１は、利得乗算後の適応音源ベクトルと固定音源ベクトルとをそれぞれ乗算部３０９と乗算部３１０とから入力し、これらをベクトル加算し、加算結果である駆動音源を合成フィルタ３０４および適応音源符号帳３０６に出力する。なお、適応音源符号帳３０６に入力された駆動音源は、バッファに記憶される。
聴覚重み付け部３１２は、加算部３０５から出力された誤差信号に対して聴覚的な重み付けをおこない符号化歪みとしてパラメータ決定部３１３に出力する。
パラメータ決定部３１３は、聴覚重み付け部３１２から出力された符号化歪みを最小とする適応音源ベクトル、固定音源ベクトル及び量子化利得を、各々適応音源符号帳３０６、固定音源符号帳３０８及び量子化利得生成部３０７から選択し、選択結果を示す適応音源ベクトル符号（Ａ）、固定音源ベクトル符号（Ｆ）及び音源利得符号（Ｇ）を多重化部３１４に出力する。
多重化部３１４は、ＬＰＣ量子化部３０３から量子化ＬＰＣを表す符号（Ｌ）を入力し、パラメータ決定部３１３から適応音源ベクトルを表す符号（Ａ）、固定音源ベクトルを表す符号（Ｆ）および量子化利得を表す符号（Ｇ）を入力し、これらの情報を多重化して基本レイヤ符号化情報として出力する。
以上が、実施の形態１に係る基本レイヤ符号化部２０７の内部構成の説明である。
なお、図２の第１拡張レイヤ符号化部２１２及び第２拡張レイヤ符号化部２１６の内部構成は、基本レイヤ符号化部２０７と同一であり、入力される信号の種類、入力される信号のサンプリング周波数及び出力される符号化情報の種類のみが異なるので、その説明は省略する。
次に、図２の基本レイヤ復号化部２０８の内部構成について図４を用いて説明する。ここでは、基本レイヤ復号化部２０７において、ＣＥＬＰタイプの音声復号化を行う場合について説明する。
図４において、基本レイヤ復号化部２０８に入力された基本レイヤ符号化情報は、多重化分離部４０１によって個々の符号（Ｌ、Ａ、Ｇ、Ｆ）に分離される。分離されたＬＰＣ符号（Ｌ）はＬＰＣ復号化部４０２に出力され、分離された適応音源ベクトル符号（Ａ）は適応音源符号帳４０５に出力され、分離された音源利得符号（Ｇ）は量子化利得生成部４０６に出力され、分離された固定音源ベクトル符号（Ｆ）は固定音源符号帳４０７に出力される。
ＬＰＣ復号化部４０２は、多重化分離部４０１から出力された符号（Ｌ）から量子化ＬＰＣを復号化し、合成フィルタ４０３に出力する。
適応音源符号帳４０５は、多重化分離部４０１から出力された符号（Ａ）で指定される過去の駆動音源から１フレーム分のサンプルを適応音源ベクトルとして取り出して乗算部４０８に出力する。
量子化利得生成部４０６は、多重化分離部４０１から出力された音源利得符号（Ｇ）で指定される量子化適応音源利得と量子化固定音源利得を復号化し乗算部４０８及び乗算部４０９に出力する。
固定音源符号帳４０７は、多重化分離部４０１から出力された符号（Ｆ）で指定される固定音源ベクトルを生成し、乗算部４０９に出力する。
乗算部４０８は、適応音源ベクトルに量子化適応音源利得を乗算して、加算部４１０に出力する。乗算部４０９は、固定音源ベクトルに量子化固定音源利得を乗算して、加算部４１０に出力する。
加算部４１０は、乗算部４０８、４０９から出力された利得乗算後の適応音源ベクトルと固定音源ベクトルとの加算を行い、駆動音源を生成し、これを合成フィルタ４０３及び適応音源符号帳４０５に出力する。
合成フィルタ４０３は、ＬＰＣ復号化部４０２によって復号化されたフィルタ係数を用いて、加算部４１０から出力された駆動音源のフィルタ合成を行い、合成した信号を後処理部４０４に出力する。
後処理部４０４は、合成フィルタ４０３から出力された信号に対して、ホルマント強調やピッチ強調といったような音声の主観的な品質を改善する処理や、定常雑音の主観的品質を改善する処理などを施し、基本レイヤ復号化情報として出力する。
以上が、実施の形態１に係る基本レイヤ復号化部２０８の内部構成の説明である。
なお、図２の第１拡張レイヤ復号化部２１３の内部構成は、基本レイヤ復号化部２０８の内部構成と同一であり、入力される信号の種類、入力される信号のサンプリング周波数及び出力される符号化情報の種類のみが異なるので、その説明は省略する。
次に、伝送誤り検出ビット付加部２１７が、基本レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビットを算出する方法の一例について説明する。本例では、基本レイヤ符号化情報のビット数がＣビットであり、伝送誤り検出ビットとして１０ビットのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用いるものとする。
基本レイヤ符号化情報Ｐ[i]を以下の式（１）のように表し、基本レイヤ符号化情報Ｐ[i]は「０」もしくは「１」のどちらかの値をとる。
Figure 0004733939
 また、ＣＲＣの生成多項式ｇcrc(x)は、以下の式（２）で表される。
Figure 0004733939
 伝送誤り検出ビット付加部２１７は、式（３）により剰余R(x)を算出する。ここで、式（３）中のQ(x)はＰ[i]を生成多項式ｇcrc(x)で除算した場合の商である。
Figure 0004733939
 そして、剰余R(x)を用いて以下の式（４）により、１０ビットのＣＲＣ符号CRC[x]を求める。
Figure 0004733939
 なお、伝送誤り検出ビット付加部２１７は、第１拡張レイヤ符号化情報、第２拡張レイヤ符号化情報及び伝送モード情報についても同様の方法を用いて伝送誤り検出ビットを算出する。
次に、伝送前符号化情報のデータ構造（ビットストリーム）について図５を用いて説明する。
伝送モード情報がbitrate3である場合、伝送前符号化情報は、図５（ａ）に示すように、伝送モード情報５０１、伝送モード情報に付加する伝送誤り検出ビット５０２、基本レイヤ符号化情報５０３及び基本レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０４から構成される。
また、伝送モード情報がbitrate2である場合、伝送前符号化情報は、図５（ｂ）に示すように、伝送モード情報５０１、伝送モード情報に付加する伝送誤り検出ビット５０２、基本レイヤ符号化情報５０３、基本レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０４、第１拡張レイヤ符号化情報５０５及び第１拡張レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０６から構成される。
また、伝送モード情報がbitrate1である場合、伝送前符号化情報は、図５（ｃ）に示すように、伝送モード情報５０１、伝送モード情報に付加する伝送誤り検出ビット５０２、基本レイヤ符号化情報５０３、基本レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０４、第１拡張レイヤ符号化情報５０５、第１拡張レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０６、第２拡張レイヤ符号化情報５０７及び第２拡張レイヤ符号化情報に付加する伝送誤り検出ビット５０８から構成される。
次に、図１の信号復号化装置１０３の構成について図６を用いて説明する。
信号復号化装置１０３は、符号化情報操作部６０１と、復号化動作制御部６０２と、基本レイヤ復号化部６０３と、第１拡張レイヤ復号化部６０４と、第２拡張レイヤ復号化部６０５と、制御スイッチ６０６、６０７と、サンプリング周波数調整部６０８、６０９とから主に構成される。
符号化情報操作部６０１は、受信した伝送後符号化情報に含まれる伝送モード情報、基本レイヤ符号化情報、第１拡張レイヤ符号化情報、第２拡張レイヤ符号化情報及びこれらの伝送誤り検出ビットを分離し、所定の手順に従って基本レイヤ符号化情報、第１拡張レイヤ符号化情報及び第２拡張レイヤ符号化情報について伝送誤り検出ビットを用いて誤り検出を行う。そして、符号化情報操作部６０１は、各情報について誤りが検出されなかった場合のみ、それぞれ基本レイヤ符号化情報を基本レイヤ復号化部６０３に出力し、第１拡張レイヤ符号化情報を第１拡張レイヤ復号化部６０４に出力し、第２拡張レイヤ符号化情報を第２拡張レイヤ復号化部６０５に出力する。なお、符号化情報操作部６０１における誤り検出の処理手順及び伝送誤りの検出方法については後述する。
また、符号化情報操作部６０１は、図７に示すテーブルを記憶し、伝送モード情報と誤り検出結果に対応するパターンを示す情報（以下、「パターン情報」という）を復号化動作制御部６０２に出力する。なお、図７では、各情報について、誤りが検出された場合を「１」、誤りが検出されなかった場合を「０」、誤り検出処理が行われなかった場合を「−」で表す。例えば、図７において、伝送モード情報がbitrate1で、基本レイヤ符号化情報及び第１拡張レイヤ符号化情報には誤りが検出されず、第２拡張レイヤ符号化情報に誤りが検出された場合、符号化情報操作部６０１は、パターン情報「Ｂ」を復号化動作制御部６０２に出力する。
復号化動作制御部６０２は、図８に示すテーブル図を記憶し、符号化情報操作部６０１から出力されたパターン情報に応じて、制御スイッチ６０６、６０７のオン／オフ制御を行う。なお、制御スイッチ群の動作について、図８では、「オン」が「オン状態」に制御されること示し、「オフ」が「オフ状態」に制御されることを示す。
また、復号化動作制御部６０２は、サンプリング周波数調整部６０８、６０９における出力信号のサンプリング周波数を制御する。なお、サンプリング周波数について、図８では、SRinputが入力サンプリング周波数を示し、SRenh1が第１拡張レイヤサンプリング周波数を示す。
また、復号化動作制御部６０２は、パターン情報に応じて前回復号化に用いた符号（ＬＰＣ符号、適応音源ベクトル符号、固定音源ベクトル符号、音源利得符号）を再利用して復号化する処理（以下、「フレーム消失補償処理」という）を行うか否かを検出し、検出結果を示す情報（以下、「フレーム消失補償情報」という）を基本レイヤ復号化部６０３、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に出力する。なお、図８では、フレーム消失補償情報の値が「０」の場合、その復号化部においてフレーム消失補償処理を行わないことを示し、またその値が「１」の場合、その復号化部においてフレーム消失補償処理を行うことを示す。
基本レイヤ復号化部６０３は、符号化情報操作部６０１から出力された基本レイヤ符号化情報を復号化し、基本レイヤ復号化信号を生成する。一方、復号化動作制御部６０２から出力されたフレーム消失補償情報が「１」である場合、すなわち、基本レイヤ符号化情報について誤りが検出され、符号化情報操作部６０１から基本レイヤ符号化情報が出力されなかった場合、基本レイヤ復号化部６０３は、フレーム消失補償処理を行い、基本レイヤ復号化信号を生成する。そして、基本レイヤ復号化部６０３は、基本レイヤ復号化信号をサンプリング周波数調整部６０８に出力する。なお、基本レイヤ復号化部６０３の内部構成については後述する。
第１拡張レイヤ復号化部６０４は、符号化情報操作部６０１から出力された第１拡張レイヤ符号化情報を復号化し、第１拡張レイヤ復号化信号を生成する。また、第１拡張レイヤ復号化部６０４は、復号化動作制御部６０２から出力されたフレーム消失補償情報が「１」である場合、フレーム消失補償処理を行い、第１拡張レイヤ復号化信号を生成する。そして、第１拡張レイヤ復号化部６０４は、第１拡張レイヤ復号化信号をサンプリング周波数調整部６０９に出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部６０４は、符号化情報操作部６０１から第１拡張レイヤ符号化情報が出力されず、復号化動作制御部６０２から出力された第１拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「０」である場合、何も動作しない。
第２拡張レイヤ復号化部６０５は、符号化情報操作部６０１から出力された第２拡張レイヤ符号化情報を復号化し、第２拡張レイヤ復号化信号を生成する。また、第２拡張レイヤ復号化部６０５は、復号化動作制御部６０２から出力された第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「１」である場合、フレーム消失補償処理を行い、第２拡張レイヤ復号化信号を生成する。そして、第２拡張レイヤ復号化部６０５は、第２拡張レイヤ復号化信号を制御スイッチ６０７に出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部６０５は、符号化情報操作部６０１から第２拡張レイヤ符号化情報が出力されず、復号化動作制御部６０２から出力された第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「０」である場合、何も動作しない。
サンプリング周波数調整部６０８は、復号化動作制御部６０２の制御に基づいて、基本レイヤ復号化部６０３から出力された基本レイヤ復号化信号のサンプリング周波数を調整する。
サンプリング周波数調整部６０９は、復号化動作制御部６０２の制御に基づいて、第１拡張レイヤ復号化部６０４から出力された第１拡張レイヤ復号化信号のサンプリング周波数を調整する。
加算部６１０は、制御スイッチ６０６、６０７がオン状態である場合、第２拡張レイヤ復号化部６０５から出力された第２拡張レイヤ復号化信号とサンプリング周波数調整部６０９から出力された第１拡張レイヤ復号化信号とを加算し、加算後の信号を加算部６１１に出力する。また、加算部６１０は、制御スイッチ６０７がオフ状態であり、かつ、制御スイッチ６０６がオン状態である場合、サンプリング周波数調整部６０９から出力された第１拡張レイヤ復号化信号を加算部６１１に出力する。なお、加算部６１０は、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態である場合、何も動作しない。
加算部６１１は、サンプリング周波数調整部６０８から出力された基本レイヤ復号化信号と加算部６１０の出力信号とを加算し、加算後の信号を出力信号として出力する。また、加算部６１１は、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態である場合、サンプリング周波数調整部６０８から出力された基本レイヤ復号化信号を出力信号として出力する。
以上が、実施の形態１に係る信号復号化装置１０３の構成の説明である。
次に、符号化情報操作部６０１における誤り検出の処理手順について図９のフロー図を用いて説明する。
まず、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ符号化情報について伝送誤り検出ビットを用いて誤り検出を行う（Ｓ９０１）。
Ｓ９０１の結果、誤りが検出された場合（Ｓ９０２：Ｙｅｓ）、符号化情報操作部６０１は、伝送モード情報がbitrate3である場合にはパターン情報「Ｉ」を、伝送モード情報がbitrate2である場合にはパターン情報「Ｇ」を、伝送モード情報がbitrate1である場合にはパターン情報「Ｄ」を、それぞれ復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９０３〜Ｓ９０７）。
一方、Ｓ９０１の結果、誤りが検出されなかった場合（Ｓ９０２：Ｎｏ）、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ符号化情報を基本レイヤ復号化部６０３に出力する（Ｓ９０８）。
そして、伝送モード情報がbitrate3である場合（Ｓ９０９：Ｙｅｓ）、符号化情報操作部６０１は、パターン情報「Ｈ」を復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９１０）。
一方、伝送モード情報がbitrate3以外である場合（Ｓ９０９：Ｎｏ）、符号化情報操作部６０１は、第１拡張レイヤ符号化情報について伝送誤り検出ビットを用いて誤り検出を行う（Ｓ９１１）。
Ｓ９１１の結果、誤りが検出された場合（Ｓ９１２：Ｙｅｓ）、符号化情報操作部６０１は、伝送モード情報がbitrate2である場合にはパターン情報「Ｆ」を、伝送モード情報がbitrate1である場合にはパターン情報「Ｃ」を、それぞれ復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９１３〜Ｓ９１５）。
一方、Ｓ９１１の結果、誤りが検出されなかった場合（Ｓ９１２：Ｎｏ）、符号化情報操作部６０１は、第１拡張レイヤ符号化情報を第１拡張レイヤ復号化部６０４に出力する（Ｓ９１６）。
そして、伝送モード情報がbitrate2である場合（Ｓ９１７：Ｙｅｓ）、符号化情報操作部６０１は、パターン情報「Ｅ」を復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９１８）。
一方、伝送モード情報がbitrate1である場合（Ｓ９１７：Ｎｏ）、符号化情報操作部６０１は、第２拡張レイヤ符号化情報について伝送誤り検出ビットを用いて誤り検出を行う（Ｓ９１９）。
Ｓ９１９の結果、誤りが検出された場合（Ｓ９２０：Ｙｅｓ）、符号化情報操作部６０１は、パターン情報「Ｂ」を復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９２１）。
一方、Ｓ９１９の結果、誤りが検出されなかった場合（Ｓ９２０：Ｎｏ）、符号化情報操作部６０１は、第２拡張レイヤ符号化情報を第２拡張レイヤ復号化部６０５に出力し（Ｓ９２２）、パターン情報「Ａ」を復号化動作制御部６０２に出力して誤り検出処理を終了する（Ｓ９２３）。
次に、符号化情報操作部６０１における基本レイヤ符号化情報の伝送誤り検出方法について説明する。
基本レイヤ符号化情報p'[i]を以下の式（５）のように表す。また、p'[i]は「０」もしくは「１」のどちらかの値をとる。
Figure 0004733939
 また、ＣＲＣの生成多項式ｇcrc(x)は、以下の式（６）で表される。
Figure 0004733939
 符号化情報操作部６０１は、以下の式（７）により剰余R'(x)を算出する。ここで、式（７）中のQ(x)はｇcrc(x)で除算した場合の商である。
Figure 0004733939
 そして、剰余R'(x)を用いて以下の式（８）により伝送された基本レイヤ符号化情報に対する１０ビットのＣＲＣ符号CRC'[x]を求める。
Figure 0004733939
 次に、符号化情報操作部６０１は、CRC'[x]と、基本レイヤ符号化情報に付加された伝送誤り検出ビットのＣＲＣ符号CRC[x]とを比較し、それらが一致する場合には伝送誤りが生じていないと判断し、一致しない場合には伝送誤りが生じたと判断する。
なお、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ符号化情報の他に、第１拡張レイヤ符号化情報、第２拡張レイヤ符号化情報についても同様の方法を用いて誤り検出を行う。
次に、図６の基本レイヤ復号化部６０３について図１０を用いて説明する。ここでは、基本レイヤ復号化部６０３において、ＣＥＬＰタイプの音声復号化を行う場合について説明する。
図１０において、基本レイヤ復号化部６０３に入力された基本レイヤ符号化情報は、多重化分離部１００１によって個々の符号（Ｌ、Ａ、Ｇ、Ｆ）に分離される。分離されたＬＰＣ符号（Ｌ）はＬＰＣ復号化部１００２に出力され、分離された適応音源ベクトル符号（Ａ）は適応音源符号帳１００５に出力され、分離された音源利得符号（Ｇ）は量子化利得生成部１００６に出力され、分離された固定音源ベクトル符号（Ｆ）は固定音源符号帳１００７に出力される。
ＬＰＣ復号化部１００２は、多重化分離部１００１から出力された符号（Ｌ）から量子化ＬＰＣを復号化し、合成フィルタ１００３に出力する。
適応音源符号帳１００５は、多重化分離部１００１から出力された符号（Ａ）で指定される過去の駆動音源から１フレーム分のサンプルを適応音源ベクトルとして取り出して乗算部１００８に出力する。
量子化利得生成部１００６は、多重化分離部１００１から出力された音源利得符号（Ｇ）で指定される量子化適応音源利得と量子化固定音源利得とを復号化し乗算部１００８及び乗算部１００９に出力する。
固定音源符号帳１００７は、多重化分離部１００１から出力された符号（Ｆ）で指定される固定音源ベクトルを生成し、乗算部１００９に出力する。
乗算部１００８は、適応音源ベクトルに量子化適応音源利得を乗算して、加算部１０１０に出力する。乗算部１００９は、固定音源ベクトルに量子化固定音源利得を乗算して、加算部１０１０に出力する。
加算部１０１０は、乗算部１００８、１００９から出力された利得乗算後の適応音源ベクトルと固定音源ベクトルとの加算を行い駆動音源を生成し、これを合成フィルタ１００３及び適応音源符号帳１００５に出力する。
合成フィルタ１００３は、ＬＰＣ復号化部１００２によって復号化されたフィルタ係数を用いて、加算部１０１０から出力された駆動音源のフィルタ合成を行い、合成した信号を後処理部１００４に出力する。
後処理部１００４は、合成フィルタ１００３から出力された信号に対して、ホルマント強調やピッチ強調といったような音声の主観的な品質を改善する処理や、定常雑音の主観的品質を改善する処理などを施し、基本レイヤ復号化情報として出力する。
フレーム消失補償制御部１０１１は、復号化動作制御部６０２から基本レイヤのフレーム消失補償情報を入力し、基本レイヤのフレーム消失補償情報が「１」である場合、適応音源符号帳１００５、量子化利得生成部１００６、固定音源符号帳１００７、ＬＰＣ復号化部１００２、及び後処理部１００４に対してフレーム消失補償処理の実行を指示する。フレーム消失補償制御部１０１１よりフレーム消失補償処理を実行することを指示された適応音源符号化帳１００５、量子化利得生成部１００６、固定音源符号帳１００７、ＬＰＣ復号化部１００２、及び後処理部１００４は、前回復号化に用いた符号（ＬＰＣ符号、適応音源ベクトル符号、固定音源ベクトル符号、音源利得符号）を再利用して復号化を行い、基本レイヤ復号化信号を得た後、これをサンプリング周波数調整部６０８に出力する。その際、異音感を低減するために、フレーム消失補償処理が連続して行われる場合、利得を段階的に小さくするという処理を行うことが一般的であり、このアルゴリズムの詳細はARIBのディジタル方式自動車電話システム標準規格書(RCR STD-27 J版、5.3.4.3 pp1138-1139)等において開示されている。また、フレーム消失補償制御部１０１１は、基本レイヤのフレーム消失補償情報が「０」である場合、何も動作をしない。
以上が、実施の形態１に係る基本レイヤ復号化部６０３の内部構成の説明である。
なお、図６の第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５の内部構成については、基本レイヤ復号化部６０３の内部構成と同じであり、その構成についての説明は上述されている。また、第１拡張レイヤ復号化部６０４の構成は、図１０における基本レイヤ符号化情報を、第１拡張レイヤ符号化情報に置き換えたものとし、図１０における基本レイヤ復号化信号を、第１拡張レイヤ復号化信号に置き換えたものとする。また、第２拡張レイヤ復号化部６０５の構成は、図１０における基本レイヤ符号化情報を、第２拡張レイヤ符号化情報に置き換えたものとし、図１０における基本レイヤ復号化信号を、第２拡張レイヤ復号化信号に置き換えたものとする。
次に、信号復号化装置１０３の動作について、パターン毎に説明する。
（パターンＡ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部６０５に第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオン状態になり、サンプリング周波数調整部６０８、６０９のサンプリング周波数がSRinputに設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部６０５は復号化処理を行って第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにし、サンプリング周波数調整部６０９が第１拡張レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。
そして、基本レイヤ復号化信号、第１拡張レイヤ復号化信号及び第２拡張レイヤ復号化信号を加算した信号が出力信号とされる。
（パターンＢ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、符号化情報操作部６０１は、第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６がオン状態になり、制御スイッチ６０７がオフ状態になり、サンプリング周波数調整部６０８、６０９のサンプリング周波数がSRinputに設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにし、サンプリング周波数調整部６０９が第１拡張レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。
そして、基本レイヤ復号化信号及び第１拡張レイヤ復号化信号を加算した信号が出力信号とされる。
（パターンＣ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部６０１は、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態になり、サンプリング周波数調整部６０８のサンプリング周波数がSRinputに設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。なお、サンプリング周波数調整部６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
（パターンＤ）
この場合、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ復号化部６０３、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオン状態になり、サンプリング周波数調整部６０８、６０９のサンプリング周波数がSRinputに設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４はフレーム消失補償処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部６０５はフレーム消失補償処理を行って第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにし、サンプリング周波数調整部６０９が第１拡張レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。
そして、基本レイヤ復号化信号、第１拡張レイヤ復号化信号及び第２拡張レイヤ復号化信号を加算した信号が出力信号とされる。
（パターンＥ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、符号化情報操作部６０１は、第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６がオン状態になり、制御スイッチ６０７がオフ状態になり、サンプリング周波数調整部６０８、６０９のサンプリング周波数がSRenh1に設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。なお、サンプリング周波数調整部６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号及び第１拡張レイヤ復号化信号を加算した信号が出力信号とされる。
（パターンＦ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部６０１は、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態になり、サンプリング周波数調整部６０８のサンプリング周波数がSRenh1に設定される。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。なお、サンプリング周波数調整部６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
（パターンＧ）
この場合、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ復号化部６０３、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６がオン状態になり、制御スイッチ６０７がオフ状態になり、サンプリング周波数調整部６０８のサンプリング周波数がSRenh1に設定される。また、復号化動作制御部６０２は、基本レイヤ及び第１拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力し、第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部６０４はフレーム消失補償処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。なお、サンプリング周波数調整部６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号及び第１拡張レイヤ復号化信号を加算した信号が出力信号とされる。
（パターンＨ）
まず、符号化情報操作部６０１が、基本レイヤ復号化部６０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部６０１は、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態になる。また、復号化動作制御部６０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８、６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
（パターンＩ）
この場合、符号化情報操作部６０１は、基本レイヤ復号化部６０３、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５に対して何も出力しない。
また、図８に示すように、復号化動作制御部６０２の制御により、制御スイッチ６０６、６０７がオフ状態になる。また、復号化動作制御部６０２は、基本レイヤのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力し、第１拡張レイヤ及び第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部６０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部６０４及び第２拡張レイヤ復号化部６０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部６０８、６０９は何も動作しない。
そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
このように、本実施の形態では、第ｉ階層（ｉは２以上の整数）で伝送誤りが生じた場合（パターンＢ、Ｃ、Ｆ）、第１階層から第（ｉ−１）階層までの復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を加算して出力信号とする（ｉは２以上の自然数）。また、基本レイヤにおいて誤りが検出された場合（パターンＤ、Ｇ、Ｉ）、符号化情報が生成された全ての階層においてフレーム消失補償処理を行い、この制御によって得られた各復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を加算して出力信号とする。これにより、スケーラブル符号化された音声・楽音等の信号を復号化する際に、符号化情報の一部に伝送誤り等が生じた場合でも、大きな異音が発生しないことを保証することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る信号復号化装置を含むシステム構成は、既に説明した図１と同一であるため、説明を省略する。
以下、実施の形態２に係る信号符号化装置１０１の構成について、図１１のブロック図を用いて説明する。なお、信号符号化装置１０１は、入力信号をＮサンプルずつ区切り（Ｎは自然数）、Ｎサンプルを１フレームとしてフレーム毎に符号化を行う。
信号符号化装置１０１は、伝送ビットレート制御部１１０１と、制御スイッチ１１０２〜１１０５と、ダウンサンプリング処理部１１０６、１１１０と、基本レイヤ符号化部１１０７と、基本レイヤ復号化部１１０８と、アップサンプリング処理部１１０９、１１１４と、加算部１１１１、１１１５と、第１拡張レイヤ符号化部１１１２と、第１拡張レイヤ復号化部１１１３と、第２拡張レイヤ符号化部１１１６と、伝送誤り検出ビット付加部１１１７と、符号化情報統合部１１１８とから主に構成される。
伝送モード情報は、伝送ビットレート制御部１１０１に入力される。ここで、伝送モード情報とは、入力信号を符号化し伝送する際の伝送ビットレートを指示する情報であり、予め定められた２つ以上の伝送ビットレートの中から一つの伝送ビットレートが伝送モード情報として選択される。なお、本実施の形態においては、伝送モード情報は、予め定められた３種類の伝送ビットレートbitrate1、bitrate2、bitrate3（bitrate3＜bitrate2＜bitrate1）の値を取り得るものとする。
伝送ビットレート制御部１１０１は、入力した伝送モード情報に応じて、制御スイッチ１１０２〜１１０５のオン／オフ制御を行う。具体的には、伝送ビットレート制御部１１０１は、伝送モード情報がbitrate1である場合、制御スイッチ１１０２〜１１０５を全てオン状態にする。また、伝送ビットレート制御部１１０１は、伝送モード情報がbitrate2である場合、制御スイッチ１１０２及び１１０３をオン状態にし、制御スイッチ１１０４及び１１０５をオフ状態にする。また、伝送ビットレート制御部１１０１は、伝送モード情報がbitrate3である場合、制御スイッチ１１０２〜１１０５を全てオフ状態にする。また、伝送ビットレート制御部１１０１は、伝送モード情報を伝送誤り検出ビット付加部１１１７に出力する。このように、伝送ビットレート制御部１１０１が伝送モード情報に応じて制御スイッチをオン／オフ制御することにより、入力信号の符号化に用いる符号化部の組み合わせが決定される。
入力信号は、制御スイッチ１１０２及びダウンサンプリング処理部１１０６に入力される。以下、入力信号のサンプリング周波数を「入力サンプリング周波数」という。
ダウンサンプリング処理部１１０６は、入力信号をダウンサンプリングし、基本レイヤ符号化部１１０７に出力する。以下、ダウンサンプリング処理部１１０６におけるダウンサンプリング後のサンプリング周波数を「基本レイヤサンプリング周波数」という。
基本レイヤ符号化部１１０７は、ダウンサンプリング処理部１１０６の出力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「基本レイヤ符号化情報」という）を伝送誤り検出ビット付加部１１１７及び制御スイッチ１１０３に出力する。
基本レイヤ復号化部１１０８は、制御スイッチ１１０３がオン状態の場合、基本レイヤ符号化部１１０７から出力された基本レイヤ符号化情報に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「基本レイヤ復号化信号」という）をアップサンプリング処理部１１０９に出力する。なお、基本レイヤ復号化部１１０８は、制御スイッチ１１０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
アップサンプリング処理部１１０９は、制御スイッチ１１０３がオン状態の場合、基本レイヤ復号化部１１０８から出力された基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングし、アップサンプリング後の信号を加算部１１１１に出力する。以下、アップサンプリング処理部１１０９におけるアップサンプリング後のサンプリング周波数を「第１拡張レイヤサンプリング周波数」という。なお、アップサンプリング処理部１１０９は、制御スイッチ１１０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
ダウンサンプリング処理部１１１０は、制御スイッチ１１０２がオン状態の場合、入力信号を第１拡張レイヤサンプリング周波数にダウンサンプリングし、加算部１１１１に出力する。
加算部１１１１は、制御スイッチ１１０２、１１０３がオン状態の場合、ダウンサンプリング処理部１１１０から得られる信号に、アップサンプリング処理部１１０９の出力信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第１差分信号を第１拡張レイヤ符号化部１１１２に出力する。なお、加算部１１１１は、制御スイッチ１１０２、１１０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
第１拡張レイヤ符号化部１１１２は、制御スイッチ１１０２、１１０３がオン状態の場合、加算部１１１１の出力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「第１拡張レイヤ符号化情報」という）を制御スイッチ１１０５、及び伝送誤り検出ビット付加部１１１７に出力する。なお、第１拡張レイヤ符号化部１１１２は、制御スイッチ１１０２、１１０３がオフ状態の場合には何も動作しない。
第１拡張レイヤ復号化部１１１３は、制御スイッチ１１０５がオン状態の場合、第１拡張レイヤ符号化部１１１２から出力された第１拡張レイヤ符号化情報に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「第１拡張レイヤ復号化信号」という）をアップサンプリング処理部１１１４に出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１１１３は、制御スイッチ１１０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
アップサンプリング処理部１１１４は、制御スイッチ１１０５がオン状態の場合、第１拡張レイヤ復号化部１１１３から出力された第１拡張レイヤ復号化信号を入力サンプリング周波数にアップサンプリングし、アップサンプリング後の信号を加算部１１１５に出力する。なお、アップサンプリング処理部１１１４は、制御スイッチ１１０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
加算部１１１５は、制御スイッチ１１０４、１１０５がオン状態の場合、入力信号に、アップサンプリング処理部１１１４の出力信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第２差分信号を第２拡張レイヤ符号化部１１１６に出力する。なお、加算部１１１５は、制御スイッチ１１０４、１１０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
第２拡張レイヤ符号化部１１１６は、制御スイッチ１１０４、１１０５がオン状態の場合、加算部１１１５から出力される第２差分信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた符号化情報（以下、「第２拡張レイヤ符号化情報」という）を伝送誤り検出ビット付加部１１１７に出力する。なお、第２拡張レイヤ符号化部１１１６は、制御スイッチ１１０４、１１０５がオフ状態の場合には何も動作しない。
伝送誤り検出ビット付加部１１１７は、伝送ビットレート制御部１１０１から伝送モード情報を入力し、伝送モード情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを伝送モード情報に付加して符号化情報統合部１１１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部１１１７は、基本レイヤ符号化部１１０７から基本レイヤ符号化情報を入力し、基本レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを基本レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部１１１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部１１１７は、伝送モード情報がbitrate1もしくはbitrate2である場合には第１拡張レイヤ符号化部１１１２から第１拡張レイヤ符号化情報を入力し、第１拡張レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを第１拡張レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部１１１８に出力する。また、伝送誤り検出ビット付加部１１１７は、伝送モード情報がbitrate1である場合には第２拡張レイヤ符号化部１１１６から第２拡張レイヤ符号化情報を入力し、第２拡張レイヤ符号化情報を用いて伝送誤り検出ビットを算出し、伝送誤り検出ビットを第２拡張レイヤ符号化情報に付加して符号化情報統合部１１１８に出力する。
符号化情報統合部１１１８は、伝送誤り検出ビット付加部１１１７から出力された符号化情報と伝送モード情報とを統合し、これを伝送前符号化情報として伝送路１０２に出力する。
以上が、実施の形態２に係る信号符号化装置１０１の構成の説明である。
なお、図１１の基本レイヤ符号化部１１０７の内部構成は、図２、図３の基本レイヤ符号化部２０７の内部構成と同一であるため説明を省略する。また、図１１の基本レイヤ復号化部１１０８の内部構成は、図２、図４の基本レイヤ復号化部２０８の内部構成と同一であるため説明を省略する。
なお、第１拡張レイヤ符号化部１１１２、第１拡張レイヤ復号化部１１１３、第２拡張レイヤ符号化部１１１６、及び伝送誤り検出ビット付加部１１１７についても、その説明は上述されているため省略する。
次に、実施の形態２に係る信号復号化装置１０３の構成について図１２を用いて説明する。
信号復号化装置１０３は、符号化情報操作部１２０１と、復号化動作制御部１２０２と、基本レイヤ復号化部１２０３と、第１拡張レイヤ復号化部１２０４と、第２拡張レイヤ復号化部１２０５と、制御スイッチ１２０６〜１２１０と、サンプリング周波数調整部１２１１、１２１３とから主に構成される。
符号化情報操作部１２０１は、受信した伝送後符号化情報に含まれる伝送モード情報、基本レイヤ符号化情報、第１拡張レイヤ符号化情報、第２拡張レイヤ符号化情報及びこれらの伝送誤り検出ビットを分離し、所定の手順に従って基本レイヤ符号化情報、第１拡張レイヤ符号化情報及び第２拡張レイヤ符号化情報について伝送誤り検出ビットを用いて誤り検出を行う。そして、符号化情報操作部１２０１は、各情報について誤りが検出されなかった場合のみ、それぞれ基本レイヤ符号化情報を基本レイヤ復号化部１２０３に出力し、第１拡張レイヤ符号化情報を第１拡張レイヤ復号化部１２０４に出力し、第２拡張レイヤ符号化情報を第２拡張レイヤ復号化部１２０５に出力する。なお、符号化情報操作部１２０１における誤り検出の処理手順及び伝送誤りの検出方法については後述する。
また、符号化情報操作部１２０１は、図１３に示すテーブルを記憶し、伝送モード情報と誤り検出結果に対応するパターンを示す情報（以下、「パターン情報」という）を復号化動作制御部１２０２に出力する。なお、図１３では、各情報について、誤りが検出された場合を「１」、誤りが検出されなかった場合を「０」、誤り検出処理が行われなかった場合を「−」で表す。例えば、図１１において、伝送モード情報がbitrate1で、基本レイヤ符号化情報及び第１拡張レイヤ符号化情報には誤りが検出されず、第２拡張レイヤ符号化情報に誤りが検出された場合、符号化情報操作部１２０１は、パターン情報「Ｂ」を復号化動作制御部１２０２に出力する。
復号化動作制御部１２０２は、図１４に示すテーブル図を記憶し、符号化情報操作部１２０１から出力されたパターン情報に応じて、制御スイッチ１２０６〜１２１０のオン／オフ制御を行う。なお、制御スイッチ群の動作について、図１４では、「オン」が「オン状態」に制御されること示し、「オフ」が「オフ状態」に制御されることを示し、また、制御スイッチ１２１０に関しては、「基本レイヤ側オン」が基本レイヤ復号化部１２０３側にスイッチが接続されることを示し、「第１拡張レイヤ側オン」が第１拡張レイヤ復号化部１２０４側にスイッチが接続されることを示し、「第２拡張レイヤ側オン」が第２拡張レイヤ復号化部１２０５側にスイッチが接続されることを示す。
また、復号化動作制御部１２０２は、パターン情報に応じて前回復号化に用いた符号（ＬＰＣ符号、適応音源ベクトル符号、固定音源ベクトル符号、音源利得符号）を再利用して復号化する処理（以下、「フレーム消失補償処理」という）を行うか否かを検出し、検出結果を示す情報（以下、「フレーム消失補償情報」という）を基本レイヤ復号化部１２０３、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に出力する。なお、図１４では、フレーム消失補償情報の値が「０」の場合、その復号化部においてフレーム消失補償処理を行わないことを示し、またその値が「１」の場合、その復号化部においてフレーム消失補償処理を行うことを示す。
基本レイヤ復号化部１２０３は、符号化情報操作部１２０１から出力された基本レイヤ符号化情報を復号化し、基本レイヤ復号化信号を生成する。一方、復号化動作制御部１２０２から出力されたフレーム消失補償情報が「１」である場合、すなわち、基本レイヤ符号化情報について誤りが検出され、符号化情報操作部１２０１から基本レイヤ符号化情報が出力されなかった場合、基本レイヤ復号化部１２０３は、フレーム消失補償処理を行い、基本レイヤ復号化信号を生成する。そして、基本レイヤ復号化部１２０３は、基本レイヤ復号化信号を制御スイッチ１２０６、１２１０に出力する。なお、基本レイヤ復号化部１２０３の内部構成については後述する。
第１拡張レイヤ復号化部１２０４は、符号化情報操作部１２０１から出力された第１拡張レイヤ符号化情報を復号化し、第１拡張レイヤ復号化信号を生成する。また、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は、復号化動作制御部１２０２から出力されたフレーム消失補償情報が「１」である場合、フレーム消失補償処理を行い、第１拡張レイヤ復号化信号を生成する。そして、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は、第１拡張レイヤ復号化信号を制御スイッチ１２０７に出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は、符号化情報操作部１２０１から第１拡張レイヤ符号化情報が出力されず、復号化動作制御部１２０２から出力された第１拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「０」である場合、何も動作しない。
第２拡張レイヤ復号化部１２０５は、符号化情報操作部１２０１から出力された第２拡張レイヤ符号化情報を復号化し、第２拡張レイヤ復号化信号を生成する。また、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は、復号化動作制御部１２０２から出力された第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「１」である場合、フレーム消失補償処理を行い、第２拡張レイヤ復号化信号を生成する。そして、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は、第２拡張レイヤ復号化信号を制御スイッチ１２０９に出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は、符号化情報操作部１２０１から第２拡張レイヤ符号化情報が出力されず、復号化動作制御部１２０２から出力された第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報が「０」である場合、何も動作しない。
サンプリング周波数調整部１２１１は、制御スイッチ１２０６がオン状態の場合、基本レイヤ復号化部１２０３から出力された基本レイヤ復号化信号のサンプリング周波数を基本レイヤサンプリング周波数から第１拡張レイヤサンプリング周波数にアップサンプリングを行う。また、サンプリング周波数調整部１２１１は、制御スイッチ１２０６がオフ状態の場合、何も動作しない。
サンプリング周波数調整部１２１３は、制御スイッチ１２０９がオン状態の場合、加算部１２１２から出力された信号のサンプリング周波数を第１拡張レイヤサンプリング周波数から入力サンプリング周波数までアップサンプリングを行う。また、サンプリング周波数調整部１２１１は、制御スイッチ１２０６がオフ状態の場合、何も動作しない。
加算部１２１２は、制御スイッチ１２０６、１２０７がオン状態である場合、サンプリング周波数調整部１２１１から出力された信号と第１拡張レイヤ復号化部１２０４から出力された第１拡張レイヤ復号化信号とを加算し、加算後の信号を制御スイッチ１２０８，１２１０に出力する。また、加算部１２１２は、制御スイッチ１２０７がオフ状態であり、かつ、制御スイッチ１２０６がオン状態である場合、サンプリング周波数調整部１２１１から出力された信号を制御スイッチ１２０８、１２１０に出力する。なお、加算部１２１２は、制御スイッチ１２０６、１２０７がオフ状態である場合、何も動作しない。
加算部１２１４は、制御スイッチ１２０８、１２０９がオン状態である場合、サンプリング周波数調整部１２１３から出力された信号と第２拡張レイヤ復号化部１２０５から出力される第２拡張レイヤ復号化信号とを加算し、加算後の信号を制御スイッチ１２１０に出力する。また、加算部１２１４は、制御スイッチ１２０９がオフ状態であり、かつ、制御スイッチ１２０８がオン状態である場合、サンプリング周波数調整部１２１３から出力された信号を制御スイッチ１２１０に出力する。なお、加算部１２１４は、制御スイッチ１２０８、１２０９がオフ状態である場合、何も動作しない。
以上が、実施の形態２に係る信号復号化装置１０３の構成の説明である。
符号化情報操作部１２０１における誤り検出の処理手順は、図９のフロー図と同一であるため、その説明を省略する。また、符号化情報操作部１２０１における伝送誤り検出方法、及び基本レイヤ復号化部１２０３、第１拡張レイヤ復号化部１２０４、第２拡張レイヤ復号化部１２０５における復号化方法についても、それぞれ実施の形態１に述べられている方法と同一であるため説明を省略する。
次に、信号復号化装置１０３の動作について、パターン毎に説明する。
（パターンＡ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部１２０５に第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７、１２０８、１２０９がオン状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は復号化処理を行って第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にし、サンプリング周波数調整部１２１３が加算部１２１２から得られる信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。そして、加算部１２１４から出力される信号が出力信号とされる。
（パターンＢ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、符号化情報操作部１２０１は、第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７、１２０８がオン状態になり、制御スイッチ１２０９がオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にし、サンプリング周波数調整部１２１３が加算部１２１２から得られる信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。そして、加算部１２１４から出力される信号が出力信号とされる。
（パターンＣ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部１２０１は、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０８がオン状態になり、また制御スイッチ１２０７、１２０９がオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にし、サンプリング周波数調整部１２１３が加算部１２１２から得られる信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。そして、加算部１２１４から出力される信号が出力信号とされる。
（パターンＤ）
この場合、符号化情報操作部１２０１は、基本レイヤ復号化部１２０３、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７、１２０８、１２０９がオン状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４はフレーム消失補償処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力し、第２拡張レイヤ復号化部１２０５はフレーム消失補償処理を行って第２拡張レイヤ復号化信号を出力する。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にし、サンプリング周波数調整部１２１３が加算部１２１２から得られる信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRinputにする。そして、加算部１２１４から出力される信号が出力信号とされる。
（パターンＥ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４に第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、符号化情報操作部１２０１は、第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７がオン状態になり、制御スイッチ１２０８、１２０９がオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４は復号化処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。そして、加算部１２１２から得られる信号が出力信号とされる。
（パターンＦ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部１２０１は、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６がオン状態になり、また、制御スイッチ１２０７、１２０８、１２０９がオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。そして、加算部１２１２から得られる信号が出力信号とされる。
（パターンＧ）
この場合、符号化情報操作部１２０１は、基本レイヤ復号化部１２０３、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７がオン状態になり、制御スイッチ１２０８、１２０９がオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、基本レイヤ及び第１拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力し、第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力し、第１拡張レイヤ復号化部１２０４はフレーム消失補償処理を行って第１拡張レイヤ復号化信号を出力する。なお、第２拡張レイヤ復号化部１２５は何も動作しない。
また、サンプリング周波数調整部１２１１が基本レイヤ復号化信号をアップサンプリングしてサンプリング周波数をSRenh1にする。そして、加算部１２１２から得られる信号が出力信号とされる。
（パターンＨ）
まず、符号化情報操作部１２０１が、基本レイヤ復号化部１２０３に基本レイヤ符号化情報を出力する。なお、符号化情報操作部１２０１は、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７、１２０８、１２０９が全てオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、全てのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３は復号化処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
（パターンＩ）
この場合、符号化情報操作部１２０１は、基本レイヤ復号化部１２０３、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５に対して何も出力しない。
また、図１４に示すように、復号化動作制御部１２０２の制御により、制御スイッチ１２０６、１２０７、１２０８、１２０９が全てオフ状態になる。また、復号化動作制御部１２０２は、基本レイヤのフレーム消失補償情報に「１」を代入して出力し、第１拡張レイヤ及び第２拡張レイヤのフレーム消失補償情報に「０」を代入して出力する。
この結果、基本レイヤ復号化部１２０３はフレーム消失補償処理を行って基本レイヤ復号化信号を出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部１２０４及び第２拡張レイヤ復号化部１２０５は何も動作しない。そして、基本レイヤ復号化信号が出力信号とされる。
このように、本実施の形態では、第ｉ階層（ｉは２以上の整数）で伝送誤りが生じた場合（パターンＢ、Ｃ、Ｆ）、第１階層から第（ｉ−１）階層までの復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を出力信号とする（ｉは２以上の自然数）。また、基本レイヤにおいて誤りが検出された場合（パターンＤ、Ｇ、Ｉ）、符号化情報が生成された全ての階層においてフレーム消失補償処理を行い、この制御によって得られた各復号化信号のサンプリング周波数を調整し、調整後の信号を出力信号とする。これにより、スケーラブル符号化された音声・楽音等の信号を復号化する際に、符号化情報の一部に伝送誤り等が生じた場合でも、大きな異音が発生しないことを保証することができる。
なお、本実施の形態における信号復号化装置は、符号化情報に対する伝送中の伝送誤り発生を利用した復号化に限られず、回線の使用状況（利用率など）などに応じて、中継局において伝送する階層数を減少した場合についても同様に適用することができる。この場合、中継局において、減少後の伝送モード情報、及び符号化情報を更新し、符号化情報の冗長部に、元の伝送モード情報（調整前伝送モード情報）を付加する。信号復号化装置では、符号化情報操作部において、符号化情報中に調整前伝送モード情報が含まれているかを検知し、含まれていた場合、調整前伝送モード情報と伝送モード情報を比較した結果に応じて復号化動作を行う。
次に、この場合における符号化情報操作部、及び復号化動作制御部の処理について説明する。符号化情報操作部１２０１は、図１５に示すテーブルを記憶し、伝送モード情報と調整前伝送モード情報に対応するパターンを示す情報（以下、「パターン情報」という）を復号化動作制御部１２０２に出力する。
復号化動作制御部１２０２は、図１６に示すテーブル図を記憶し、符号化情報操作部１００１から出力されたパターン情報に応じて、制御スイッチ１２０６〜１２１０のオン／オフ制御を行う。
基本レイヤ復号化部、第１拡張レイヤ復号化部、第２拡張レイヤ復号化部、サンプリング周波数調整部などの処理については、上述した説明と同様である。但し、フレーム消失補償処理についてはここでは考慮しないものとする。
なお、上記各実施の形態ではＣＥＬＰタイプの音声符号化／復号化を行う場合について説明したが、本発明はこれに限られず、静止画像、動画像等の音声・楽音信号以外の信号についても同様に適用することができる。
また、本発明は階層を限定するものではなく、複数階層で構成された階層的な信号符号化／復号化方法において、下位レイヤでの入力信号と出力信号との差である残差信号を上位レイヤで符号化する場合について適用することができる。
また、上記各実施の形態では伝送誤り検出ビットとしてＣＲＣ符号を用いる場合について説明したが、本発明は、伝送誤りを検出する、または、訂正する符号に制限はない。またＣＲＣ符号を算出した後に、畳み込み符号を算出する等、複数の伝送誤り検出ビットを用いても構わない。なお、伝送モード情報は、スケーラブル符号化／復号化方式において非常に重要な情報であるため、伝送誤りの検出機能だけでなく、訂正機能まで有する符号を付加するのが望ましい。
また、実施の形態１の図６あるいは実施の形態２の図１２に示した構成を、メモリ、ディスク、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ等の機械読み取り可能な記録媒体に記録、書き込みをし、動作を行う場合についても本発明を適用することができる。
（実施の形態３）
図１７は、上記実施の形態１及び実施の形態２で説明した信号符号化装置及び信号復号化装置を含む信号送信装置及び信号受信装置の構成を示すブロック図である。以下、図１７を用いて、音声信号を送受信する場合について説明する。
図１７において、音声信号は、入力装置１７０１によって電気的信号に変換されＡ／Ｄ変換装置１７０２に出力される。Ａ／Ｄ変換装置１７０２は入力装置１７０１から出力された（アナログ）信号をディジタル信号に変換し音声符号化装置１７０３に出力する。音声符号化装置１７０３は、図１に示した信号符号化装置１０１を実装し、Ａ／Ｄ変換装置１７０２から出力されたディジタル音声信号を符号化し符号化情報をＲＦ変調装置１７０４に出力する。ＲＦ変調装置１７０４は音声符号化装置１７０３から出力された符号化情報を電波等の伝播媒体に載せて送出するための信号に変換し送信アンテナ１７０５に出力する。送信アンテナ１７０５はＲＦ変調装置１７０４から出力された出力信号を電波（ＲＦ信号）として送出する。なお、図中のＲＦ信号１７０６は送信アンテナ１７０５から送出された電波（ＲＦ信号）を表す。
ＲＦ信号１７０７は受信アンテナ１７０８によって受信されＲＦ復調装置１７０９に出力される。なお、図中のＲＦ信号１７０７は受信アンテナ１７０８に受信された電波を表し、伝播路において信号の減衰や雑音の重畳がなければＲＦ信号１７０６と全く同じものになる。
ＲＦ復調装置１７０９は受信アンテナ１７０８から出力されたＲＦ信号から符号化情報を復調し音声復号化装置１７１０に出力する。音声復号化装置１７１０は、図１に示した信号復号化装置１０３を実装し、ＲＦ復調装置１７０９から出力された音声符号化情報から音声信号を復号化し、得られたディジタル復号化音声信号を、Ｄ／Ａ変換装置１７１１に出力する。Ｄ／Ａ変換装置１７１１は音声復号化装置１７１０から出力されたディジタル音声信号をアナログの電気的信号に変換し出力装置１７１２に出力する。
出力装置１７１２は電気的信号を空気の振動に変換し音波として人間の耳に聴こえるように出力する。
無線通信システムにおける基地局装置及び通信端末装置に、上記のような音声信号送信装置及び音声信号受信装置を備えることにより、高品質な出力信号を得ることができる。
なお、本実施の形態では、入力信号として音声信号を対象とした場合について説明したが、本発明は、音声信号以外の信号についても同様に適用することができる。
本発明は、インターネット通信に代表されるパケット通信システム、非パケット通信システム、移動通信システム、カーナビゲーションシステム等の分野に使用される信号復号化装置に用いるに好適である。
本発明の実施の形態１に係る信号復号化装置を含むシステム構成を示す図 上記実施の形態に係る信号復号化装置に符号化情報を送信する信号符号化装置の内部構成を示すブロック図 図２の信号符号化装置の基本レイヤ符号化部の内部構成を示すブロック図 図２の信号符号化装置の基本レイヤ復号化部の内部構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る符号化情報のデータ構造図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の内部構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の符号化情報操作部に記憶されるテーブル図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の復号化動作制御部に記憶されるテーブル図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の符号化情報操作部における誤り検出の処理手順を示すフロー図 図２の信号復号化装置の基本レイヤ復号化部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る信号復号化装置に符号化情報を送信する信号符号化装置の内部構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の内部構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の符号化情報操作部に記憶されるテーブル図 上記実施の形態に係る信号復号化装置の復号化動作制御部に記憶されるテーブル図 上記実施の形態に係る、中継局において符号化情報の階層数が変化した場合に対する信号復号化装置の符号化情報操作部に記憶されるテーブル図 上記実施の形態に係る、中継局において符号化情報の階層数が変化した場合に対する信号復号化装置の復号化動作制御部に記憶されるテーブル図 本発明の実施の形態３に係る信号送信装置及び信号受信装置の構成を示すブロック図
符号の説明
１０１ 信号符号化装置
１０３ 信号復号化装置
２０１、１１０１ ビットレート制御部
２０２〜２０５、６０６、６０７、１１０２〜１１０５、１２０６〜１２１０ 制御スイッチ
２０６、２１１、１１０６、１１１０ ダウンサンプリング処理部
２０７、１１０７ 基本レイヤ符号化部
２０８、６０３、１１０８、１２０３ 基本レイヤ復号化部
２０９、２１４、１１０９、１１１４ アップサンプリング処理部
２１０、２１５、６１０、６１１、１１１１、１１１５、１２１２、１２１４ 加算部
２１２、１１１２ 第１拡張レイヤ符号化部
２１３、６０４、１１１３、１２０４ 第１拡張レイヤ復号化部
２１６、１１１６ 第２拡張レイヤ符号化部
２１７、１１１７ 伝送誤り検出ビット付加部
２１８、１１１８ 符号化情報統合部
６０１、１２０１ 符号化情報操作部
６０２、１２０２ 復号化動作制御部
６０５、１２０５ 第２拡張レイヤ復号化部
６０８、６０９、１２１１、１２１３ サンプリング周波数調整部

Claims (4)

  1. ｎ階層（ｎは２以上の整数）で構成された符号化情報を復号化する信号復号化装置であって、
    前記符号化情報に対して階層ごとに誤り検出を行う符号化情報操作手段と、
    各階層の符号化情報に対して、復号化処理を行うか否か、及び、フレーム消失補償処理を行うか否かを、誤り検出結果、および、前記符号化情報に用いられる伝送モードのパターン情報に基づいて判断する復号化動作制御手段と、
    前記復号化動作制御手段の判断結果に従って各階層の符号化情報に対して復号化処理あるいはフレーム消失補償処理を行って復号化信号を生成する復号化手段と、
    信号のサンプリング周波数を調整するサンプリング周波数調整手段と、
    前記復号化手段にて生成された復号化信号と前記サンプリング周波数調整手段にてサンプリング周波数を調整された信号とを加算する加算手段と、を具備し、
    前記サンプリング周波数調整手段は、階層数ｎが２の場合には第１階層の復号化信号のサンプリング周波数を調整し、階層数ｎが３以上の場合には第１階層の復号化信号及び第２階層から第（ｎ−１）階層の前記加算手段にて加算された信号のサンプリング周波数を調整し、
    前記加算手段は、第ｉ階層（ｉは２以上ｎ以下の整数）の復号化信号と、第（ｉ−１）階層のサンプリング周波数を調整された信号とを加算し、
    前記復号化動作制御手段は、第１階層の符号化情報に誤りが検出されずに第ｉ階層の符号化情報に誤りが検出された場合には第１から第（ｉ−１）までの階層の符号化情報に対して復号化処理を行い、第ｉ階層以上の符号化情報に対して復号化処理及びフレーム消失補償処理を行わないように判断し、第１階層の符号化情報に誤りが検出された場合には全ての階層においてフレーム消失補償処理を行うように判断する、
    信号復号化装置。
  2. 符号化情報は音声信号を符号化したものであり、
    前記復号化手段は、ＣＥＬＰタイプの復号化方法により符号化情報を復号化して復号化信号を生成する、
    請求項１記載の信号復号化装置。
  3. ｎ階層（ｎは２以上の整数）で構成された符号化情報に対して階層ごとに誤り検出を行う符号化情報操作工程と、
    各階層の符号化情報に対して、復号化処理を行うか否か、及び、フレーム消失補償処理を行うか否かを、誤り検出結果、および、前記符号化情報に用いられる伝送モードのパターン情報に基づいて判断する復号化動作制御工程と、
    前記復号化動作制御工程の判断結果に従って各階層の符号化情報に対して復号化処理あるいはフレーム消失補償処理を行って復号化信号を生成する復号化工程と、
    信号のサンプリング周波数を調整するサンプリング周波数調整工程と、
    前記復号化工程にて生成された復号化信号と前記サンプリング周波数調整工程にてサンプリング周波数を調整された信号とを加算する加算工程と、を具備し、
    前記サンプリング周波数調整工程は、階層数ｎが２の場合には第１階層の復号化信号のサンプリング周波数を調整し、階層数ｎが３以上の場合には第１階層の復号化信号及び第２階層から第（ｎ−１）階層の前記加算工程にて加算された信号のサンプリング周波数を調整し、
    前記加算工程は、第ｉ階層（ｉは２以上ｎ以下の整数）の復号化信号と、第（ｉ−１）階層のサンプリング周波数を調整された信号とを加算し、
    前記復号化動作制御工程は、第１階層の符号化情報に誤りが検出されずに第ｉ階層の符号化情報に誤りが検出された場合には第１から第（ｉ−１）までの階層の符号化情報に対して復号化処理を行い、第ｉ階層以上の符号化情報に対して復号化処理及びフレーム消失補償処理を行わないと判断し、第１階層の符号化情報に誤りが検出された場合には全ての階層においてフレーム消失補償処理を行うように判断する、
    信号復号化方法。
  4. コンピュータに、
    ｎ階層（ｎは２以上の整数）で構成された符号化情報に対して階層ごとに誤り検出を行う符号化情報操作手順と、
    各階層の符号化情報に対して、復号化処理を行うか否か、及び、フレーム消失補償処理を行うか否かを、誤り検出結果、および、前記符号化情報に用いられる伝送モードのパターン情報に基づいて判断する復号化動作制御手順と、
    前記復号化動作制御手順の判断結果に従って各階層の符号化情報に対して復号化処理あるいはフレーム消失補償処理を行って復号化信号を生成する復号化手順と、
    信号のサンプリング周波数を調整するサンプリング周波数調整手順と、
    前記復号化手順にて生成された復号化信号と前記サンプリング周波数調整手順にてサンプリング周波数を調整された信号とを加算する加算手順と、を実行させ、
    前記サンプリング周波数調整手順は、階層数ｎが２の場合には第１階層の復号化信号のサンプリング周波数を調整し、階層数ｎが３以上の場合には第１階層の復号化信号及び第２階層から第（ｎ−１）階層の前記加算手順にて加算された信号のサンプリング周波数を調整し、
    前記加算手順は、第ｉ階層（ｉは２以上ｎ以下の整数）の復号化信号と、第（ｉ−１）階層のサンプリング周波数を調整された信号とを加算し、
    前記復号化動作制御手順は、第１階層の符号化情報に誤りが検出されずに第ｉ階層の符号化情報に誤りが検出された場合には第１から第（ｉ−１）までの階層の符号化情報に対して復号化処理を行い、第ｉ階層以上の符号化情報に対して復号化処理及びフレーム消失補償処理を行わないと判断し、第１階層の符号化情報に誤りが検出された場合には全ての階層においてフレーム消失補償処理を行うように判断する、
    プログラム。
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