JP4744438B2 - エラー隠蔽装置およびエラー隠蔽方法 - Google Patents
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Description
I. Kauppinen他著「Audio Signal Extrapolation - Theory and Applications」Proc. of 5th Int. Conf. on Digital Audio Effect、2000年9月
まず、メインのフレームワークについて説明する。図5は、実施の形態1におけるエラー隠蔽アルゴリズムの詳細なステップを示すフローチャートである。受信フレームは、非エラー・フレーム、音声としてのエラー・フレーム、またはオーディオとしてのエラー・フレームに分類される。
y(n) = - a1y(n-1) - a2y(n-2) - … - apy(n-p) …(式1)
ここでy(n)は現行外挿サンプル、y(n-i)は過去の出力サンプル、aiは外挿係数、pは予測子次数である。予測可能性レベルを使用して外挿信号に影響を与える方法の1つは、次のとおりである。
y(n) = (- a1y(n-1) - a2y(n-2) - … - apy(n-p))×αlog(Prsb) …(式2)
ここでαは、外挿信号への影響の量を制御する因数である。
(1a) 受信したフレームがエラー・フレームまたは非エラー・フレームのいずれであるかを検出するステップと、
(1b) 前記受信フレームが、先行非エラー・フレームと呼ばれる前記非エラー・フレームとして検出される場合、前記非エラー・フレームを将来の処理に備えて保存するステップと、
(1c) 前記受信フレームが前記エラー・フレームとして検出される場合、可能な音声フレームまたはオーディオ・フレームと呼ばれる非音声フレームとして前記エラー・フレームを分類するステップと、
(1d) 前記エラー・フレームが前記音声フレームとして分類される場合、前記エラー・フレームを置き換えるための置換音声フレームを生成するステップと、
(1e) 前記エラー・フレームが前記オーディオ・フレームとして分類される場合、前記エラー・フレームを置き換えるための置換オーディオ・フレームを生成するステップと、
(1f) 前記置換フレームに対して信号処理を実行するステップと、
(1g) 前記置換フレームに対して境界スムージングを実行するステップと、
(1h) 将来の処理に備えて前記置換フレームを保存するステップと、
を含むエラー隠蔽方法である。
(5a) 前記先行非エラー・フレームを複製するステップと、
(5b) 前記複製フレームのピッチ周期を前記非エラー・フレームの前記ピッチ周期に合わせて境界の非連続性の問題を解消するステップと、
(5c) 前記複製処理および前記位置合わせ処理を前記置換フレームの1つのフレームが形成されるまで繰り返すステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
(6a) 前記エラー・フレームの前の前記先行フレームがアタック信号であるかどうかを検出するステップと、
(6b) フィルタバンク分析のために前記先行フレームから適切な領域を選択するステップと、
(6c) フィルタバンク分析を前記先行フレームからの前記選択領域に実行して、K個の先行サブバンドと呼ばれるK個のサブバンドを取得するステップと、
(6d) エラー・サブバンドと呼ばれる、エラー・フレームの各前記エラー・サブバンドの重要度を判定するステップと、
(6e) 外挿フィルタ次数と呼ばれる、外挿に使用されるフィルタの次数を判定するステップと、
(6f) 外挿フィルタ係数と呼ばれる、外挿処理に使用される前記先行サブバンドを使用してフィルタ係数を算出するステップと、
(6g) 予測可能性レベルPrと呼ばれる、前記先行サブバンドがどの程度予測可能であるかを判定するステップと、
(6h) 外挿フィルタ次数FOと呼ばれる、前記予測可能性レベルに基づいて外挿フィルタの前記フィルタ次数を調整するステップと、
(6i) 前記エラー・サブバンドの置換サブバンドを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
(16a) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(6d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値を超える場合に、サブバンド外挿と呼ばれる信号外挿を使用して前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(16b) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(6d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値をわずかに下回るがこれに近接する場合に、サブバンド反復と呼ばれる、前記エラー・サブバンドを前記先行非エラー・フレームからの対応する前記先行サブバンドに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(16c) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(6d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが他の値である場合に、ノイズ置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをノイズに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(16d) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(6d)において重要ではないと分類される場合に、無音置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをゼロに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
y(n) = (- a1y(n-1) - a2y(n-2) - … - apy(n-p))×αlog(Pr) …(式3)
(18a) 前記エラー・フレームの前の前記先行フレームがアタック信号であるかどうかを検出するステップと、
(18b) 分析のために前記先行フレームから適切な領域を選択するステップと、
(18c) フィルタバンク分析を前記先行フレームからの前記選択領域に実行して、K個の先行サブバンドと呼ばれるK個のサブバンドを取得するステップと、
(18d) エラー・サブバンドと呼ばれる、エラー・フレームの各前記エラー・サブバンドの重要度を判定するステップと、
(18e) 外挿フィルタ次数と呼ばれる、外挿に使用されるフィルタの次数を判定するステップと、
(18f) 外挿フィルタ係数と呼ばれる、外挿処理に使用される前記先行サブバンドを使用してフィルタ係数を算出するステップと、
(18g) 予測可能性レベルと呼ばれる、前記先行サブバンドがどの程度予測可能であるかを判定するステップと、
(18h) 前記予測可能性レベルに基づいて外挿フィルタの前記フィルタ次数を調整するステップと、
(18i) 前記エラー・サブバンドの置換サブバンドを生成するステップと、
を含む方法である。
(26a) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(16d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値を超える場合に、サブバンド外挿と呼ばれる信号外挿を使用して前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(26b) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(16d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値をわずかに下回るがこれに近接する場合に、サブバンド反復と呼ばれる、前記エラー・サブバンドを前記先行非エラー・フレームからの対応する前記先行サブバンドに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(26c) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(16d)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが他の値である場合に、ノイズ置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをノイズに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(26d) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(16d)において重要ではないと分類される場合に、無音置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをゼロに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
y(n) = (- a1y(n-1) - a2y(n-2) - … - apy(n-p))×αlog(Pr) …(式4)
(28a) 前記エラー・サブバンドが重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値を超える場合に、サブバンド外挿と呼ばれる信号外挿を使用して前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(28b) 前記エラー・サブバンドが重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値をわずかに下回るがこれに近接する場合に、サブバンド反復と呼ばれる、前記エラー・サブバンドを前記先行非エラー・フレームからの対応する前記先行サブバンドに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(28c) 前記エラー・サブバンドが重要として分類され、前記予測可能性レベルが他の値である場合に、ノイズ置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをノイズに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
(28d) 前記エラー・サブバンドが重要ではないと分類される場合に、無音置換と呼ばれる、前記エラー・サブバンドをゼロに置き換える操作によって前記エラー・サブバンドの前記置換サブバンドを生成するステップと、
を含む方法である。
y(n) = (- a1y(n-1) - a2y(n-2) - … - apy(n-p))×αlog(Pr) …(式5)
(30a) 前記非エラー・フレーム内のアタック信号の突然の開始を検索するステップと、
(30b) 前記フィルタバンク分析のための領域を選択するステップと、
を含む方法である。
(32a) 非エラー・フレーム内のアタック信号の突然の開始を検索するステップと、
(32b) フィルタ次数を導き出すための長さを算出するステップと、
(32c) 前記長さをフィルタバンク分析のサブバンドの数で除算することにより前記フィルタ次数を算出するステップと、
を含む方法である。
(34a) 外挿フィルタ次数と呼ばれる、外挿に使用されるフィルタの初期次数を設定するステップと、
(34b) 外挿フィルタ係数と呼ばれる、サブバンドの外挿処理に使用されるフィルタ係数を算出するステップと、
(34c) 予測可能性レベルPrと呼ばれる、前記サブバンドがどの程度予測可能であるかを判定するステップと、
(34d) 外挿フィルタ次数FOと呼ばれる、前記予測可能性レベルに基づいて外挿フィルタの前記フィルタ次数を調整するステップと、
を含む方法である。
(38a) フレームに対する各前記エラー・サブバンドの重要度を判定するステップと、
(38b) 予測可能性レベルPrと呼ばれる、前記先行サブバンドがどの程度予測可能であるかを判定するステップと、
(38c) サブバンド置換方法を選択するステップと、
を含む方法である。
(41a) 前記サブバンドが、ステップ(38a)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値を超える場合に、信号外挿方法を選択するステップと、
(41b) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(38a)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが所定の閾値をわずかに下回るがこれに近接する場合に、サブバンド反復方法を選択するステップと、
(41c) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(38a)において重要として分類され、前記予測可能性レベルが他の値である場合に、ノイズ置換方法を選択するステップと、
(41d) 前記エラー・サブバンドが、ステップ(38a)において重要ではないと分類される場合に、無音置換方法を選択するステップと、
を含むことを特徴とする方法である。
Claims (9)
- エラー・フレームが発生した場合に当該エラー・フレームよりも前の非エラー・フレームを検出する検出手段と、
検出された非エラー・フレームが音声フレームであるかオーディオ・フレームであるか判断する判断手段と、
音声フレームと判断された非エラー・フレームから、音声フレームに適した処理によって前記エラー・フレームの置換フレームを生成する置換音声フレーム生成手段と、
オーディオ・フレームと判断された非エラー・フレームから、オーディオ・フレームに適した処理によって前記エラー・フレームの置換フレームを生成する置換オーディオ・フレーム生成手段と、
前記置換音声フレーム生成手段または前記置換オーディオ・フレーム生成手段によって生成された置換フレームを前記エラー・フレームと置換して、前記エラー・フレームを隠蔽する置換手段と、を具備し、
前記置換オーディオ・フレーム生成手段は、
前記非エラー・フレームに含まれる過渡信号の開始位置を検出する過渡信号検出手段と、
前記置換フレームの生成において、前記非エラー・フレームの中から、前記過渡信号検出手段によって検出された過渡信号の開始位置よりも前の部分を除外する除外手段と、を具備する、
エラー隠蔽装置。 - 前記置換オーディオ・フレーム生成手段は、
前記オーディオ・フレームと判断された非エラー・フレームを複数の周波数帯域の信号に分割する分割手段と、
前記複数の周波数帯域の信号に対し外挿を行うことによって、前記置換フレームを生成する生成手段と、
を具備する請求項1記載のエラー隠蔽装置。 - 前記置換オーディオ・フレーム生成手段は、
前記オーディオ・フレームと判断された非エラー・フレームを複数の周波数帯域の信号に分割する分割手段と、
前記複数の周波数帯域の信号のそれぞれについて、周期性の程度を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された周期性の程度に対応した処理を、前記複数の周波数帯域の信号のそれぞれに施すことによって、前記置換フレームを生成する生成手段と、
を具備する請求項1記載のエラー隠蔽装置。 - 前記生成手段は、
前記算出手段によって算出された周期性の程度が低い場合、当該信号をノイズで置換、または前記分割手段によって得られた他の信号で置換し、
前記算出手段によって算出された周期性の程度が高い場合、当該信号に対し外挿を行う、
請求項3記載のエラー隠蔽装置。 - 前記置換音声フレーム生成手段は、
前記非エラー・フレームの一部の複製を生成する複製手段と、
前記複製のピッチ周期が前記非エラー・フレームのピッチ周期と一致するように、前記複製の前記エラー・フレームに対する置換位置を調整する調整手段と、
を具備する請求項1記載のエラー隠蔽装置。 - 前記置換音声フレーム生成手段は、
前記非エラー・フレームの一部を複製する複製手段と、
前記複製手段によって得られた複製のピッチ周期が前記非エラー・フレームのピッチ周期と一致するように、前記複製手段における複製区間を調整する調整手段と、
前記複製手段によって得られた複製を用いて前記置換フレームを生成する生成手段と、
を具備する請求項1記載のエラー隠蔽装置。 - 前記置換手段は、
前記置換音声フレーム生成手段または前記置換オーディオ・フレーム生成手段によって生成された置換フレームのフレーム境界のスムージングを行う、
請求項1記載のエラー隠蔽装置。 - 請求項1記載のエラー隠蔽装置を具備する通信端末装置。
- エラー・フレームが発生した場合に当該エラー・フレームよりも前の非エラー・フレームを検出する検出ステップと、
検出された非エラー・フレームが音声フレームであるかオーディオ・フレームであるか判断する判断ステップと、
音声フレームと判断された非エラー・フレームから、音声フレームに適した処理によって前記エラー・フレームの置換フレームを生成する置換音声フレーム生成ステップと、
オーディオ・フレームと判断された非エラー・フレームから、オーディオ・フレームに適した処理によって前記エラー・フレームの置換フレームを生成する置換オーディオ・フレーム生成ステップと、
前記置換音声フレーム生成ステップまたは前記置換オーディオ・フレーム生成ステップによって生成された置換フレームを前記エラー・フレームと置換して、前記エラー・フレームを隠蔽する置換ステップと、を具備し、
前記置換オーディオ・フレーム生成ステップは、
前記非エラー・フレームに含まれる過渡信号の開始位置を検出する過渡信号検出ステップと、
前記置換フレームの生成において、前記非エラー・フレームの中から、前記過渡信号検出ステップにおいて検出された過渡信号の開始位置よりも前の部分を除外する除外ステップと、を具備する、
エラー隠蔽方法。
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