JP5011913B2 - 差分符号化信号復号装置 - Google Patents

Description

本発明は差分符号化信号復号装置に関し、例えば、適応差分パルス符号変調（以下、ＡＤＰＣＭ）方式に従って符号化された音声信号の復号装置に適用し得るものである。

近年、インターネットなどのＩＰネットワーク網を介した音声通信がさかんに行なわれるようになってきた。

このような音声通信では、音声品質やネットワーク網への負荷の軽減を考慮し、種々の音声符号化方式が使用されている。例えば、ＡＤＰＣＭ方式などが利用される。ＡＤＰＣＭ方式とは、過去の信号を元に現在の信号を予測し、この予測と実際の信号との差分を量子化する符号化方式である。また、当該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においては、伝送途中でパケットが失われるパケット損失や伝送遅延、符号誤りなどが発生することにより伝送データの一部が使用できない状況が生じる。上述したＡＤＰＣＭ方式などの差分を符号化する音声符号化方式では、当該パケット損失や伝送遅延が発生した場合、そのまま復号すると、音声の途切れが発生すると共に、信号の振幅が異常となる異音を発止する場合があった。

このような課題を解決する方法として、特許文献１や特許文献２に記載された技術が提案されている。

特許文献１の記載技術は、到着した符号誤りを含むデータと過去に到着した復号データとの相関性から過去に到着した復号データを決定し、ＡＤＰＣＭ符号のサインビット（符号ビット）を変換することにより、符号誤りを補償し、異常の発生を解決しようとしている。

特許文献２の記載技術は、復号信号の消失部分を、過去の復号信号から形成した代替信号で補間すると共に、その補間区間を消失部分の区間より長くして補間区間から戻したときの異音の発生を解決しようとしている。
特開平８−１３７４９７号公報 特開２００５−２７４９１７号公報

しかしながら、特許文献１の記載技術では、符号誤りを含む符号化データを過去のデータと置き換えることにより符号誤りを補償するため、必ずしも異音を発生しないデータに置き換えられず、復号により異音が発生してしまう場合があった。また、復号データの消失については、対処しきれていないという問題があった。

また、特許文献２の記載技術では、正常な復号信号から代替信号へ遷移する際に不連続となって異音を発生させてしまう問題があった。このような問題を解決しようとすると、過去の復号信号から形成する代替信号の精度を高めることになるが、代替信号の精度を高めるためには、多くの過去の復号信号を記憶し、消失区間との相関が高い過去の復号信号を高精度に探索しなければならない。しかし、このようにすると、処理遅延が大きくなり、音声信号のリアルタイム性が失われるため、相関に基づく、異音の抑圧方法を採用することはできない。

そのため、符号化信号が到来しない区間があっても、異音（音という用語を用いているが、音声信号以外の信号が対象となっている場合を含む）を発生させずに、しかも処理遅延なく、その区間を補償し得る差分符号化信号復号装置が望まれている。

本発明は、入力された差分符号化された符号化列を復号する差分符号化信号復号装置において、（１）通信による損失や誤りに基づいて、入力された符号化列の使用の可否を決定する使用可否決定部と、（２）入力された符号化列の代わりに復号させる、入力された符号化列に無関係な固有の擬似符号化列を生成する擬似符号生成器と、（３）入力された符号化列の使用の可否に応じ、入力された符号化列又は上記擬似符号化列を選択する切換器と、（４）上記切換器で選択された符号化列を復号する復号器と、（５）上記復号器で復号された過去の復号結果を蓄積し、入力された符号化列の使用の可否に応じて定まる期間、蓄積した復号結果を利用して代替信号を生成する代替信号生成部と、（６）入力された符号化列の使用の可否に応じ、上記復号器で復号された結果、又は、生成された上記代替信号を選択して出力する信号合成器とを有し、（７）上記信号合成器は、重み付け合成比率を変更することにより、復号結果から代替信号への移行、及び、代替信号から復号結果への移行を徐々に行うことを特徴とする。

本発明によれば、入力された符号化列が使用できる状態から使用できない状態になったときに、生成された擬似符号化列へ切り替えて復号するようにしたので、補間処理を待たずに復号結果を連続させることができ、その結果、処理遅延なく異音を抑えることができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による差分符号化信号復号装置を、ＡＤＰＣＭ符号化信号の復号装置に適用した第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図である。

図１において、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置１００は、復号処理部１１０及び信号合成部１２０を有する。ここで、復号処理部１１０は、擬似符号生成器１１、切換器１２及び復号器１３を内蔵する。また、信号合成部１２０は、合成器２１、代替信号生成器２２及び信号記憶器２３を内蔵する。

復号処理部１１０は、図示しない受信部に到着したデータ（例えばパケット）から受信部が抽出したＡＤＰＣＭ符号化データＣＤが入力され、それを復号し、復号結果ＤＣを出力するものである。この復号の際には、受信部に到着したデータが、使用不可能データか使用可能データかを判定した誤り判定情報ＥＲに基づいて、復号処理を、後述するように切り換えるものである。

ここで、使用不可能データとは、受信部に到着したデータのうち符号誤りと判定されたデータ（例えば、図示しない誤り訂正回路で訂正できないと判定された受信データ）や、到着しなかったデータ（例えば、受信したパケットのシーケンス番号から判定し未到着と判定されたデータ）を言い、これら以外の正常な状態の受信データを使用可能データという。

復号処理部１１０における擬似符号生成器１１は、誤り判定情報ＥＲを受取り、符号化データＣＤが使用不可能データである場合に、擬似符号化データＺＤを出力するものである。

切換器１２は、誤り判定情報ＥＲが使用可能データを表しているときに、入力された符号化データＣＤを選択し、誤り判定情報ＥＲが使用不可能データを表しているときに、擬似符号生成器１１から出力された擬似符号化データＺＤを選択し、選択したデータを符号化系列Ｄとして出力するものである。

復号器１３は、入力された符号化系列Ｄを復号して復号結果系列ＤＣを出力するものである。復号器１３は、一般的なＡＤＰＣＭ方式の復号器の構成を有する。すなわち、復号器１３は、差分データを原データに戻すために、過去の原データ（復号データ）を記憶している記憶部を内蔵するものである。

信号合成部１２０は、入力された復号結果系列ＤＣと入力された誤り判定情報ＥＲに基づいて、最終的な復号結果系列（出力信号）Ｖを生成するものである。信号合成部１２０は、入力された復号結果系列ＤＣと、過去の出力信号Ｖとを、誤り判定情報ＥＲの変化タイミングで定まる合成比で合成し、出力信号Ｖを生成するものである。

信号記憶器２３は、合成器２１から出力される出力信号Ｖを記憶するものである。また、信号記憶器２３は、必要に応じて、代替信号生成器２２へ記憶している出力結果データＤＳを出力するものである。信号記憶器２３は、常に出力信号Ｖを受取り、入力があるたびに内部に記憶されている出力結果データを更新するものである。信号記憶器２３に記憶されているデータ量は、例えば、４５ｍｓ分のデータ量であるが、このデータ量は、代替信号生成器２２で使用するのに不足ないデータ量であれば良く、４５ｍｓ分に限定されるものではない。

代替信号生成器２２は、誤り判定情報ＥＲに基づいて、信号記憶器２３に記憶されている出力結果データＤＳを用いて、使用不可能データ区間もしくはその近傍区間で用いるのに適する代替信号ＤＤを作成し、合成器２１へ出力するものである。

合成器２１は、復号結果系列ＤＣと代替信号ＤＤとを受取り、誤り判定情報ＥＲの変化タイミングで定まる合成比で合成し、出力信号Ｖを生成するものである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の動作を、図１に加えて、図２を参照しながら説明する。

なお、以下では、フレーム長が１０ｍｓの音声フレーム（フレーム）単位で、各部が動作する場合を説明するが、固定的なフレーム単位の処理に限定されず、可変長のフレームやサンプル単位で処理を行なうこともできる。

第１の実施形態のＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置１００は、処理区間が後述する４種類のいずれの区間であるかによって、動作が異なる。以下では、これら４種類の処理区間ごとに動作を説明する。

図２は、使用可能データ、使用不可能データと、後述する処理区間の種類との関係を表した説明図である。また、図２において、破線で区切られたフレームＦ１〜Ｆ９は、理想的なネットワークにおいて一定時間間隔で受信される音声フレームを表している。さらに、図２において、Ｘ印で示したフレームは、使用不可能データとなったフレームを表している。第１の実施形態で用いる処理区間の種類は、図２に符号Ａ〜Ｄで示され、それぞれＡは通常復号区間、Ｂは補償処理移行区間、Ｃは補償処理区間、Ｄは通常復号移行区間を表している。これら４種類の処理区間は、現在のフレームが使用可能データか使用不可能データかだけでなく、過去のフレームの使用可能データか使用不可能データかによっても定まり、各部は、適宜、使用可能データか使用不可能データかを表す誤り判定情報ＥＲの履歴によって区間を判別している。以下では、補償処理移行区間及び通常復号移行区間が１フレームの場合で説明するが、これら区間は１フレームに限定されず、２フレーム以上の区間になっていても良く、また、フレーム長を変化させても良い。

（Ａ−２−１）通常復号区間での全体動作
まず、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の通常復号区間における動作を説明する。

ここで、通常復号区間は、復号化対象の符号化データＣＤが直前のフレーム及び現在のフレームにおいて使用可能データである区間をいう。この場合、誤り判定情報ＥＲは、使用可能データであることを示す情報を含み、この誤り判定情報ＥＲが復号処理部１１０の擬似符号生成器１１及び切換器１２、並びに、信号合成部１２０の代替信号生成器２２及び合成器２１に配信される。

誤り判定情報ＥＲは、図示しない受信部に到着するデータの符号誤りやデータの不到着を図示しない判定器により判定した結果を表している。誤り判定情報ＥＲは、例えば、使用可能データである符号化データである場合に０、使用不可能データである場合に１をとるものである。但し、当該誤り判定情報ＥＲは、符号誤りや符号化データの不到着の情報が分かれば、どのような情報を用いても良いので、例えば、使用可能データの場合は、シーケンスナンバーを送信し、使用不可能データの場合は、シーケンスナンバーの正負符号を反転させたものを用いるようにしても良い。また、符号誤りの判定については、一般的に用いられる手法が適用でき、例えば、送信側で誤り検出符号を付与し、受信側で当該符号を判定するなどの手法が利用できる。さらに、符号化データの不到着や順序の置換についても同様に一般的な手法が適用でき、例えば、ＲＴＰパケットなどで用いられるシーケンス番号の欠落や順序の入れ違いを不到着とみなしている。また、受信側で許容する遅延時間を越えて到着したデータについても不到着とみなして良い。いずれにしても、使用不可能データの判定方法については、既存の種々の方法を適用しても良い。

復号処理部１１０において、誤り判定情報ＥＲが使用可能データを表していると、切換器１２が符号化データＣＤをそのまま通過させ、切換器１２から出力された符号化系列Ｄは、符号化データＣＤと同じデータとなる。従って、復号器１３には符号化データＣＤと同じデータが入力される。なお、誤り判定情報ＥＲが使用可能データを表しているときには、擬似符号生成器１１は、擬似符号化データＺＤの生成を行なわない。復号器１３は、符号化系列ＤをＡＤＰＣＭ符号化方式に従って復号し、当該結果を復号結果系列ＤＣとして出力する。

信号合成部１２０においては、入力された復号結果系列Ｄが合成器２１に入力される。このとき、代替信号化成器２２では、使用可能データを表している誤り判定情報ＥＲの連続により、代替信号の生成をしない。従って、合成器２１から出力される出力信号Ｖは、復号結果系列ＤＣと同じ信号となる。当該出力信号Ｖは、信号記憶器２３に記憶され、出力信号Ｖが生成されるたびに記憶されている出力結果データを更新する。この信号記憶器２３に記憶されている出力結果データのデータ量は、代替信号生成器２２で使用されるのに十分なデータ量であれば良く、例えば、４５ｍｓの時間であれば良い。但し、この時間に限定されるものではない。信号記憶器２３は、所定時間分の常に出力信号Ｖの信号を記憶しておく。

以上のように、通常復号区間においては、入力された復号化対象の符号化データＣＤを復号して得た復号データがそのまま出力信号Ｖとなって出力される。

（Ａ−２−２）補償処理移行区間での全体動作
次に、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の補償処理移行区間における動作を説明する。

ここで、補償処理移行区間は、直前のフレームが通常復号区間又は通常復号移行区間であり、現在のフレームが使用不可能データである区間である。この場合、誤り判定情報ＥＲが、使用不可能データであること示す情報を含み、この誤り判定情報ＥＲが復号処理部１１０の切換器１２、擬似符号生成器１１、及び信号合成部１２０の代替信号生成器２２、合成器２１に配信される。

復号処理部１１０において、切換器１２は、選択する入力を符号化データＣＤから擬似符号化データＺＤに切換え、これにより、切換器１２から出力される符号化系列Ｄは、擬似符号化データＺＤと同じデータとなる。ここで、擬似符号生成器１１は、使用不可能データとなった符号化データＣＤの代わりに復号器１３を動作させるための擬似符号化データＺＤを生成する。擬似符号化データＺＤとして、例えば、絶対値が最小となる正数の符号化データを適用できる。なお、擬似符号化データＺＤを、出力信号Ｖが最良となるように設計者が任意に設計しても良い。復号器１３は、符号化系列Ｄ（ＺＤ）を復号し、復号結果系列ＤＣを生成する。

以上のように、擬似符号化データＺＤを生成し、復号器１３を継続して動作させて復号結果系列ＤＣを生成することにより、使用可能データから使用不可能データへ移行した際にも、復号結果系列ＤＣを連続的に変化させて連続した信号とすることができる。すなわち、復号結果系列ＤＣがとぎれることがない。

ＡＤＰＣＭ符号化方式は差分符号化方式の１種類であるので、復号器１３内には、差分データを原データに戻すために、過去の原データ（復号データ）を記憶している記憶部を有し、復号器１３においては、擬似符号化データＺＤに係る差分データが、過去の原データ（復号データ）と加算されて新たな復号データが形成される。擬似符号化データＺＤとして、例えば、絶対値が最小となる正数の符号化データを適用した場合であると、新たな復号データに対する差分データと過去の原データとの寄与率は過去の原データの方が大きく、擬似符号化データＺＤに切り替えても、復号結果系列ＤＣを連続的に変化させることができる。

信号合成部１２０においては、代替信号生成器２２が、信号記憶器２３に記憶した出力結果データＤＳを取得し、代替信号ＤＤを生成する。この代替信号ＤＤの生成方法は、一般的な波形補間の手法を用いることができる。例えば、信号記憶器２３に記憶しされている出力結果データＤＳの最新の波形から周期を計算し、当該周期の最新１周期分の出力結果データＤＳの信号を繰り返し出力するようにしても良い。また、波形を繰り返すことにより発生するビープ音を抑制するために、例えば、繰り返し利用する波形の最新１／４周期分の波形と最古部分より更に１／４周期分古い波形に対して重みをつけてオーバーラップさせて加算することにより、繰り返しによる変化を緩やかにするようにしても良い。但し、使用する波形の量については、１／４周期分に限定しない。

合成器２１は、入力される復号結果系列ＤＣと代替信号ＤＤへそれぞれ重み係数α、（１−α）を掛けた後、加算することにより、出力信号Ｖを生成するものであり、合成器２１は、上述した重み係数αを１から０へ連続的に変化させ、すなわち、復号結果系列ＤＣから代替信号ＤＤへの切替を徐々に行い、出力信号Ｖに不連続が発生しないようにしている。

すなわち、復号結果系列ＤＣのｉサンプル目のデータをＤＣ（ｉ）、代替信号ＤＤのｉサンプル目のデータをＤＤ（ｉ）、出力信号Ｖのｉサンプル目のデータをＶ（ｉ）とすると、Ｖ（ｉ）＝α・ＤＣ（ｉ）＋（１−α）・ＤＤ（ｉ）に従って出力信号Ｖを生成する。

上述した重み係数αを１から０へ変化させる期間は、任意に設定しても良く、例えば、１０ｍｓを適用できるが、これに限定されない。また、重み係数αは、線形的に単調減少させても良く、対数的に単調減少させても良い。

以上のように、復号結果系列ＤＣと代替信号ＤＤの合成比率を徐々に変化させることにより、直前の通常復号区間から連続的に補償処理区間へと移行することができる。正常な信号（復号結果系列ＤＣ）から代替させる信号（代替信号ＤＤ）へ連続的に移行させるためには、直前の正常な信号と重ね合わせることが必要であり、常に遅延を付加させて処理を行なわなくてはならないが、この第１の実施形態では、擬似符号化データを復号し、正常な信号に近似した信号を復号器から出力させていることにより、正常な復号結果から連続した復号信号を得ることができ、代替信号に置き換える際の処理遅延の付加を回避することができる。

すなわち、従来の補間では、代替信号を適用する区間では復号信号が存在せず、直前区間の復号信号から現区間の代替信号に切り替えたときには、切替前後でレベル差が生じたり、波形の連続性が損なわれたりするために異音が生じることがあり、また、これを避けようとすると、直前区間の復号信号レベルと現区間の代替信号レベルとを連続させるためのレベル調整処理が必要となるが、このようなレベル調整処理には長い処理遅延が生じてしまう。

第１の実施形態では、代替信号を適用する区間（補償処理移行区間）でも、擬似符号化データに基づいた復号信号が存在するので、復号信号から代替信号への切替を徐々に行うことができる。補償処理移行区間の復号信号は、時間経過が長くなればなるほど、擬似符号化データＺＤを適用している時間が長くなるので精度は落ちるが、重み付け合成の割合が低下するので、その影響は小さくなる。

（Ａ−２−３）補償処理区間での全体動作
次に、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の補償処理区間における動作を説明する。

ここで、補償処理区間は、直前のフレーム及び現在のフレームが使用不可能データである区間である。この場合、誤り判定情報ＥＲが、使用不可能データであること示す情報を含み、この誤り判定情報ＥＲが復号処理部１１０の擬似符号生成器１１及び切換器１２、並びに、信号合成部１２０の代替信号生成器２２及び合成器２１に配信される。

復号処理部１１０においては、擬似符号生成器１１が擬似符号化データＺＤの生成を停止し、切換器１２は、入力された符号化データＣＤも擬似符号化データＺＤも選択しない。これにより、復号処理部１１０からの復号結果系列ＤＣの出力も停止する。なお、補償処理移行区間の終了時点において、合成器２１が代替信号ＤＤをそのまま選択する状態になっているので、この補償処理区間では、復号処理部１１０からの出力が必要ではなく、復号処理部１１０から出力される復号結果系列ＤＣが停止しても、信号合成部１２０の処理に影響を与えない。

信号合成部１２０においては、代替信号生成器２２が代替信号ＤＤを生成し、この代替信号ＤＤが合成器２１へ出力される。この際、代替信号ＤＤを生成するのに利用する出力結果データＤＳの範囲は、直前のフレームで利用した範囲と異なる範囲を用いても良い。例えば、直前フレームが補償処理移行区間であれば、当該周期の最新２周期分の出力結果データＤＳの信号を繰り返し出力するようにしても良く、また、出力結果データＤＳの範囲をフレーム毎に１周期ずつ増やすように範囲を指定するようにしても良い。合成器２１では、代替信号ＤＤをそのまま出力信号Ｖとして出力する。

（Ａ−２−４）通常復号移行区間での全体動作
次に、第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の通常復号移行区間における動作を説明する。

ここで、通常復号移行区間は、直前のフレームが補償処理区間であり、現在のフレームが使用可能データである区間である。この場合、誤り判定情報ＥＲが、使用可能データであることを示す情報を含み、この誤り判定情報ＥＲが復号処理部１１０の擬似符号生成器１１及び切換器１２、並びに、信号合成部１２０の代替信号生成器２２及び合成器２１に配信される。

復号処理部１１０においては、切換器１２が入力された符号化データＣＤを選択するように切換えられ、符号化系列Ｄは、符号化データＣＤと同じデータとなる。復号器１３では、入力される符号化系列Ｄを復号し、その結果を復号結果系列ＤＣとして出力する。復号器１３は、補償処理区間では動作していなかったため、通常復号移行区間へは補償処理移行区間の終了時の状態から移行する。補償処理移行区間においては、絶対値が最小となる正数である擬似符号化データＺＤを復号していたため、この通常復号移行区間の開始時には、内部変数を安定的な状態に遷移しており、復号処理を再開しても、復号結果系列ＤＣが急激に変化することはない。すなわち、通常復号移行区間に遷移した直後でも異常な波形が生成されないようになされている。

なお、符号化データＣＤに対する復号処理が進んでいけば、擬似符号化データＺＤを復号に用いていた際の影響が徐々になくなっていく。

信号合成部１２０においては、合成器２１に、復号結果系列ＤＣと代替信号ＤＤが入力され、重み付け合成が実行され、出力信号Ｖが生成される。この通常復号移行区間においては、上述した補償処理移行区間の場合とは逆に、重み係数αを０から１へ連続的に変化させ、出力信号Ｖにおける比率を代替信号ＤＤから復号結果系列ＤＣへ徐々に切替え、所定時間後には、復号結果系列ＤＣがそのまま出力信号Ｖになるようにする。なお、重み係数αを０から１へ連続的に変化させる期間も、任意に定めて良く、例えば、１０ｍｓを適用できる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、使用不可能データの区間では、代替信号を生成することにより、復号できない期間の音声を生成することができ、聴感的な違和感をなくすことができる。

この際、入力される符号化データに連続する擬似符号化データを生成して、復号器を動作させ、連続している復号信号から代替信号へ連続的かつ徐々に移行させることができ、代替信号の生成の処理遅延や代替信号への切替遅延などの問題を回避することができる。

また、連続する擬似符号化データの復号器への入力により、復号器を安定な状態に近付けることができ、入力される符号化データに対する復号を再開したときの異音を抑制することが可能となり、聴取者に異音を感じさせることを抑制できる。

以上のような結果として、使用不可能データの区間が生じても、聴取者が受取る出力信号の品質を従来より高めることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による差分符号化信号復号装置を、ＡＤＰＣＭ符号化信号の復号装置に適用した第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図３は、第２の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一符号を付して示している。

以下では、第２の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置１００Ａの構成について、第１の実施形態との違いを中心に説明する。

第２の実施形態のＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置１００Ａは、復号結果判定器３１及び波形調整器３２を有する調整部１３０が、第１の実施形態の構成に付加されている点が、第１の実施形態と異なっている。図３では、調整部１３０が、復号処理部１１０及び信号合成部１２０の中間に設けられたものを示したが、調整部１３０が、信号合成部１２０の後段に設けられたものであっても良い。

調整部１３０は、入力された復号結果系列ＤＣの波形の正常、異常を判定し、復号結果系列ＤＣの波形を適宜調整した調整結果系列Ｕを出力するものである。なお、この調整部１３０としては、例えば、特開２００５−３７６０８８に記載のものを適用できる。

復号結果判定器３１は、誤り判定情報ＥＲと復号結果系列ＤＣを受取り、復号結果系列ＤＣが正常な波形であるか異常な波形であるかを判定し、出力波形情報ＲＳを出力するものである。

波形調整器３２は、復号結果系列ＤＣを受取り、出力波形情報ＲＳを基に、復号結果系列ＤＣに対して適宜波形を調整し、調整結果系列Ｕを出力するものである。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態のＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置における調整部１３０の動作を説明する。なお、復号処理部１１０及び信号合成部１２０の動作は、第１の実施形態のものと同様であるので、基本的には、その説明を省略する。

この第２の実施形態においては、第１の実施形態で示した４種類の区間に加え、通常復号移行継続区間という種類を導入しており、区間の種類は５種類になっている。通常復号移行継続区間は、通常復号移行区間の直後の区間であり、上述した図２でＥで表す区間であり、フレームＦ８に対応している。なお、第２の実施形態では、通常復号移行継続区間を１フレームとしているが、複数フレームを当該区間としても良く、可変長のフレームとしても良い。以下、調整部１３０の動作を、区間に分けて説明する。

（Ｂ−２−１）通常復号区間〜補償処理区間での調整部動作
まず、通常復号区間における調整部１３０の動作を説明する。

通常復号区間においては、復号結果判定器３１は判定動作を行なわず、出力波形情報ＲＳとして、正常波形を示す情報を出力する。正常波形を示す情報は、明示的に正常波形であるという情報でも良いし、情報を送らないことで正常波形であることを伝達するようにしても良い。波形調整器３２は、正常波形を示す出力波形情報ＲＳが与えられることにより、入力される復号結果系列ＤＣをそのまま調整結果系列Ｕとして信号合成部１２０に出力する。

補償処理移行区間においても、復号結果判定器３１及び波形調整器３２は、通常復号区間と同様の動作を行なう。なお、直前フレームが後述する通常復号移行継続区間であっても、誤り判定情報ＥＲが使用不可能データを表した場合には、補償処理移行区間に遷移させ、同様の処理を行なう。

補償処理区間においては、復号処理部１１０から復号結果系列ＤＣが出力されないため、復号結果判定器３１及び波形調整器３２は動作を停止させる。この場合、復号結果判定器３１が出力波形情報ＲＳに動作停止の情報を出力し、この情報に従い、波形調整器３２が動作を停止するようにしても良い。なお、仮に、復号処理部１１０からの出力がある場合には、通常復号区間と同様の動作を行なうようにすれば良い。

（Ｂ−２−２）通常復号移行区間での調整部動作
次に、通常復号移行区間における調整部１３０の動作を説明する。

通常復号移行区間において、調整部１３０の復号結果判定器３１は、入力が再開された復号結果系列ＤＣが正常な波形であるか異常な波形（異常な振幅）であるかを判定し、その判定結果を表す出力波形情報ＲＳを出力する。

復号結果系列ＤＣが異常な波形である場合は、出力波形情報ＲＳを異常波形として出力し、通常復号移行継続区間に遷移する。また、復号結果系列ＤＣが正常な波形である場合は、出力波形情報ＲＳを正常波形として出力し、通常復号区間に遷移する。

復号結果判定器３１は以下のように判定する。通常復号区間において、通常復号区間の波形の包絡線を最新の一定量だけ記憶しておき、通常復号移行区間になったときに、記憶しておいた通常復号区間での最新の包絡線の値と、当該通常復号移行区間での包絡線とを比較し、記憶しておいた通常復号区間での最新の包絡線の値を基準として、当該通常復号移行区間での包絡線に、予め定めた閾値を超える増幅がある場合を異常な波形と判定する。この第２の実施形態においては、上記閾値を、記憶しておいた包絡線の値の１．５倍の値としているが、閾値は、これに限定されるものではない。

復号結果判定器３１は、異常な波形のときは、波形調整器３２で必要となる情報も、出力波形情報ＲＳに含める。例えば、出力波形情報ＲＳに含める情報は、上述した包絡線の比較により得られた包絡線の差分である。包絡線の値として、入力される波形の絶対値を５ｍｓごとに平均したものを適用できる。平均に供する時間間隔は５ｍｓに限定されず、２ｍｓごと等の他の時間間隔にしても良い。また、包絡線の計算方法も、上記の方法に限定されない。例えば、入力される波形を一次の低域通過フィルタを通過させた結果を、包絡線の値とするようにしても良い。

波形調整器３２は、異常な波形が通知されたときには、入力された復号結果系列ＤＣに対し、波形調整処理を行い、その結果Ｕを信号合成部１２０へ出力する。波形調整処理では、（１）式に示すように、復号結果判定器３１で得られた２つの包絡線の差分を係数とし、この係数を入力された復号結果系列ＤＣに乗算する。調整する振幅と同時刻の包絡線の値をｅ（ｎ）、基準となる包絡線の値をｅｂとすると、係数ｇは（１）式のように表される。ここで、基準となる包絡線の値ｅｂは、上述したように、例えば、最新の補償処理移行区間の直前の包絡線の値として良い。

ｇ＝ｅｂ／ｅ（ｎ） …（１）
上記では、振幅が通常の振幅よりも異常に大きくなってしまう場合を異常な振幅（波形）とする場合を説明したが、復号に使用する符号化形式などの違いにより、異音の種類が異なる場合は、別の判定方法や波形調整方法を適用するようにしても良い。

（Ｂ−２−３）通常復号移行継続区間での調整部動作
次に、通常復号移行継続区間における調整部１３０の動作を説明する。

通常復号移行継続区間は、直前のフレームが通常復号移行区間若しくは通常復号移行継続区間であって、現在の区間の波形が異常な波形と判定された場合である。この通常復号移行継続区間において、信号合成部１２０及び復号処理部１１０は、通常復号区間と同様の動作を行なう。

通常復号移行継続区間において、復号結果判定器３１は、引き続き入力された復号結果系列ＤＣが正常な波形であるか異常な波形であるかを判定し、異常な波形である場合は、出力波形情報ＲＳにより、異常波形であることと、調整に必要な情報を波形調整器３２へ出力し、通常復号移行継続区間を継続する。

これに対して、正常な波形である場合には、出力波形情報ＲＳにより、正常な波形であることと、後述する終了処理に必要な情報を波形調整器３２へ出力し、通常復号区間へ移行させる。

また、この通常復号移行継続区間の最大継続期間を予め定めておき、最大継続期間を超えても異常波形である場合には、超えたときから、上述した正常な波形の場合のときと同様の動作を行い、通常復号区間へ移行させる。例えば、最大継続期間として１００ｍｓを適用できるが、これに限定されない。

この通常復号移行継続区間における復号結果判定器３１での判定方法として、上述した通常復号移行区間と同様の判定方法を適用できる。なお、判定の際に、上述の閾値を変化させるようにしても良い。例えば、所定数のサンプル毎に、閾値の値を０．０５ずつ減少させるようにしても良い。

波形調整器３２の動作は、復号結果判定器３１の判定結果によって異なる。

出力波形情報ＲＳが異常な波形である場合、入力される復号結果系列ＤＣに対し、波形調整処埋を行い、その結果を調整結果系列Ｕとして出力する。このときの波形調整処理は、上述した通常復号移行区間と同様に、復号結果判定器３１で比較した２つの包絡線の差分を係数として、当該係数を入力される復号結果系列ＤＣに乗算する処理である。

出力波形情報ＲＳが正常な波形である場合、入力される復号結果系列ＤＣに対し、終了処理を行い、その結果を、調整結果系列Ｕとして出力する。この終了処理は、直前のフレームで実施された波形調整処理で最後に用いた係数値を用いて、係数が、当該係数値から連続的に（徐々に）１となるように変化させ、このような係数を入力される復号結果系列ＤＣに乗算し、その結果を調整結果系列Ｕとして出力する。この終了処理で用いる直前のフレームでの係数は、出力波形情報ＲＳにより、直前の包絡線の値、若しくは、現在のフレームでの包絡線の値から算出しても良く、波形調整器３２内部で直前の係数を保持するようにしても良い。波形調整器３２内部で係数を保持しない場合には、復号結果判定器３１は、出力波形情報ＲＳに、直前の包絡線の値、若しくは、現在の包絡線の値を付加して、出力する。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。

第２の実施形態では、復号処理部の後段に、復号結果判定器及び波形調整器を有する調整部を配置し、使用不可能データから使用可能データに復帰した際の復号信号波形の正常異常を、使用不可能データになる前の使用可能データに係る復号信号の波形を基準として判定し、異常のときに波形調整すると共に、復号信号波形が正常に戻ったとき、又は、十分な期間波形調整を行った場合には、波形調整を終了させるようにしたので、使用不可能データから使用可能データに復帰した際に、第１の実施形態でも除去しきれなかった異音があっても、そのような異音を抑えることができる。

（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による差分符号化信号復号装置を、ＡＤＰＣＭ符号化信号の復号装置に適用した第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

図４は、第３の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図であり、第２の実施形態に係る図３との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

第３の実施形態のＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置１００Ｂも、第２の実施形態と同様に、復号処理部１１０Ｂ、調整部１３０Ｂ及び信号合成部１２０を有している。しかし、この第３の実施形態の場合、復号処理部１１０Ｂの復号器１２Ｂと、調整部１３０Ｂの復号結果判定器３１Ｂが、第２の実施形態のものと異なっている。

第３の実施形態の復号器１２Ｂは、第２の実施形態と同様な機能に加え、復号結果判定器３１Ｂから、異常波形を示す出力波形情報ＲＳ０が与えられたとき、当該復号器１２Ｂ内の内部変数を初期化させた後、再度、異常波形と判定された際の符号化系列Ｄを復号し、復号結果系列ＤＣを再び復号結果判定器３１Ｂに出力するものである。

第３の実施形態の復号結果判定器３１Ｂは、第２の実施形態と同様に、通常復号移行区間や通常復号移行継続区間において、復号結果系列Ｄの波形が異常か正常かを判定するものである。

復号結果判定器３１Ｂは、入力された符号化データＣＤに基づいた復号が再開された復号結果系列Ｄの波形判定で、異常波形と判定したときには、波形調整器３２による調整に先立ち、復号器１２Ｂに、出力波形情報ＲＳ０を介して、内部変数を初期化させた上での再度の復号を実行させ、その再度の復号による復号結果系列Ｄに対する波形判定でも、異常なときに、出力波形情報ＲＳ１を介して、波形調整器３２による調整を指示するものである。

以下では、第２の実施形態と異なる動作を行う区間動作を説明する。なお、通常復号区間、補償処理移行区間及び補償処理区間の動作は、第２の実施形態と同様である。

通常復号移行区間において、復号結果判定器３１Ｂでの判定結果である出力波形情報ＲＳ０は、復号器１２Ｂへも出力される。復号器１２Ｂは、入力された出力波形情報ＲＳ０が異常波形を表している場合には、当該復号器１２Ｂの内部変数を初期化させた後、再度、符号化系列Ｄを復号し、復号結果系列ＤＣを再び出力する。

再度復号された復号結果系列Ｄは、復号結果判定器３１Ｂで再度判定が行なわれる。この際判定でも異常な波形である場合には、波形調整器３２で波形調整処理を行い、調整結果系列Ｕを出力する。

なお、波形調整器３２と復号器１２Ｂに対し、復号結果判定器３１Ｂが、同じ出力波形情報ＲＳを出力し、受け側で処理を実行するか否かを判別するようにしても良い。

通常復号移行継続区間においても、通常復号移行区間と同様に、復号結果判定器３１での判定結果が異常波形であった場合に、復号器１２Ｂの内部変数を初期化させるようにする。再度復号された復号結果系列Ｄに対する判定で異常判定された場合の調整処理や、調整の終了処理は、第２の実施形態と同様である。

ここで、通常復号移行区間において、復号結果判定器３１Ｂが、異常波形の判定を連続して出力しないようにし、初期化を連続して実行させないようにして、通常復号移行継続区間を設定しないようにしても良い。

さらに、通常復号移行区間において、波形調整器３２による波形調整と、復号器１２Ｂにおける内部変数の初期化とを並行して行うようににし、初期化は、次のフレームの復号で反映されるようにしても良い。

（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、第２の実施形態の効果に加え、異常波形であった場合に復号器の初期化をするようにしたため、復号器の安定性を高めることが可能となり、結果として他の要因で生じる可能性のある異音を抑えることが可能となる、という効果をも奏する。

（Ｄ）他の実施形態
上記実施形態では、ＡＤＰＣＭ符号化データを復号するものを示したが、他の差分符号化方式に従っている符号化データの復号にも本発明を適用することができる。

また、符号化方式及び信号の特性に応じて、先に示した４つ及び５つの区間分けに対応するフレーム区間や回数などを変更し得る構成を設けるようにしても良い。

さらに、上記各実施形態は、音声信号に対する復号装置を意図したものであるが、音声信号以外の周期性信号の符号化データに対する復号装置に本発明を適用することができる。

また、上記各実施形態では、復号装置がハードウェア的に構成されているように説明したが、本発明の復号装置は、ソフトウェア処理を中心に構成されたものであっても良い。

第１の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における処理区間の種類と、受信データの使用可能、不可能との関係を示す説明図である。 第２の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係るＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００、１００Ａ、１００Ｂ…ＡＤＰＣＭ符号化信号復号装置、
１１０、１１０Ｂ…復号処理部、１１…擬似符号生成器、１２、１２Ｂ…切換器、１３…復号器、
１２０…信号合成部、２１…合成器、２２…代替信号生成器、２３…信号記憶器、
１３０、１３０Ｂ…調整部、３１、３１Ｂ…復号結果判定器、３２…波形調整器。

Claims (5)

1. 入力された差分符号化された符号化列を復号する差分符号化信号復号装置において、
   通信による損失や誤りに基づいて、入力された符号化列の使用の可否を決定する使用可否決定部と、
   入力された符号化列の代わりに復号させる、入力された符号化列に無関係な固有の擬似符号化列を生成する擬似符号生成器と、
   入力された符号化列の使用の可否に応じ、入力された符号化列又は上記擬似符号化列を選択する切換器と、
   上記切換器で選択された符号化列を復号する復号器と、
   上記復号器で復号された過去の復号結果を蓄積し、入力された符号化列の使用の可否に応じて定まる期間、蓄積した復号結果を利用して代替信号を生成する代替信号生成部と、
   入力された符号化列の使用の可否に応じ、上記復号器で復号された結果、又は、生成された上記代替信号を選択して出力する信号合成器とを有し、
   上記信号合成器は、重み付け合成比率を変更することにより、復号結果から代替信号への移行、及び、代替信号から復号結果への移行を徐々に行うことを特徴とする差分符号化信号復号装置。
2. 上記復号器の後段又は上記信号合成部の後段に、その前段要素の出力信号の波形が異常であるかどうかを判定する信号波形判定器と、
   上記前段要素の出力信号波形が異常のときに、その波形の異常を抑える波形調整器とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の差分符号化信号復号装置。
3. 上記信号波形判定器は、上記前段要素の出力信号に係る包絡線を用いて波形の異常判定を行い、
   上記波形調整器は、上記包絡線が、入力された符号化列が使用可であった使用不可の直前における包絡線と同程度になるように調整する
   ことを特徴とする請求項２に記載の差分符号化信号復号装置。
4. 上記復号器は、上記信号波形判定器の判定結果に応じて、初期化を実行することを特徴とする請求項３に記載の差分符号化信号復号装置。
5. 入力された符号化列は、適応差分パルス符号変調方式に従って符号化されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の差分符号化信号復号装置。

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