JPH021661A - パケット補間方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は音声パケット通信における・母ケット補間方式
、たとえば高能率音声符号化による帯域圧縮を用いて有
利に適用される音声・９ケツトの廃棄パケットのパケッ
ト補間方式に関するものである。

（従来の技術） ディジタル通信網の発展に伴い音声とデータを統一的に
扱う・母ケット通信方式が検討されている。

パケット通信方式による音声通信では、電話会話におい
てバースト的に発生する音声信号の有音区間のみを効率
的に伝達することが可能となり、ディジタル統合網が経
済的に構築できる。しかし、パケット通信は本来データ
通信に適した蓄積系の通信形態であり、即時系の音声通
信を行う場合、蓄積に伴う伝搬遅延と網内トラヒックの
過負荷又は輻榛時に有限の蓄積バッファ量に伴うノ９ケ
ット廃棄が発生し、通話品質上問題となる。従って、パ
ケット廃棄に起因する音声の品質劣化を補償する方法が
必要とされている。

音声パケットの）Ｊ？ケット廃棄補償法であるパケット
補間方式に関しては、たとえばり、　Ｊ、Ｇｏｏｄｆｎ
ａｎらによる［音声パケット通信における欠落音声部分
を補償するための波形置換法（ＷａｖｅｆｏｒｍＳｕｂ
ｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　
Ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ　ＭｉｓｓｉｎｇＳｐｅｅｃｈ　
Ｓｅｇｍｅｎｔｓ　ｉｎ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｖｏｉｃｅ　
Ｃｏｒｒｒｎｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ月Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇ　ＩＣＡＳＳＰ　８６　、　ＩＥＥＥ　、第１０５
〜１０８頁（１９８６年４月）に記載されたものがあり
、以下波形置換法について説明する。

従来の電話網で実用化されている音声符号化方式である
６　４　ｋｂｉｔ／ｓ　ＰＣＭ符号化では、３００　Ｈ
ｚから３．４　ｋＨｚまでの電話帯域信号の音声信号は
１２５μｓのサンプル周期（８ｋＨｚのサンプリング周
波数に相当）でサンプル毎に８　ｂｉｔのＰＣＭ符号化
が行われる。音声ｉＪｊケット化において、ＰＣＭ符号
化を用いたパケット（以下、ＰＣＭパケットと称す）で
はたとえば６４サンプルを１パケツトトシて扱うと１ノ
ぐケラトの時間長は３　ｍａである。

従来、音声パケットのパケット補間方式はＰＣＭ・ぐケ
ラトを対象としており、波形置換法は廃棄されたＰＣＭ
パケットのサンプルを廃棄パケットの発生以前の音声信
号波形と置換する方法である。具体的には、廃棄パケッ
ト直前の一定サンプルＭ（以下、テンプレートと称す）
と最も類似するサンプルを過去の一部すンプルＮ（以下
、サーチウィンドウと称す）の中からテンプレート移動
によすＡ’ターンマツチングで探索し、テングレートと
最も類似したサンプル直後の１パケツト長の波形をパケ
ット置換する。

第２図は従来のＰＣＭ　パケットの波形置換法における
パケット欠損の一例を示す図で、音声信号波形が各々Ｌ
サンプルから成る第１から第５までのパケットに分割さ
れ、第４パケツトが欠損し、その直前のＭサンプルが置
換すべきパケットを探索するためのテンブレ、−トに相
当している。

第３図は、第２図で示したテンプレートが波形の最も類
似するサンプルを見出すためにＮサンプルから成るサー
チウィンドウに沿って移動する状態を示している。

第４図は、第３図のテンプレート移動の結果、テンプレ
ートに波形の最も良くパターンマツチングするＭサンプ
ル部分に後続するＬサングル部分が置換ノＪ？ケットと
して、第２図の第４ノぐケラトの欠損区間に割当てられ
た状態を示している。

ＰＣＭ　／ｆケットの波形置換法におけるパターンマツ
チングの方法の一例としては、Ｍサンプルから成るテン
プレートの波形の各サンプルの振幅とサーチウィンドウ
内の各サンブタの振幅との差分の絶対値の総和Ｄ　（ｎ
）を次の（１）式で表わし、このＤ（ｎ）が最小の時に
最も類似した成形とする算法を用いている。

（ただし、ｎ　＝　１　、２　、　・・−、Ｎ−Ｍ＋１
　）ここで、（１）式のＸ（１）、！（２）、・・・Ｘ
（財）はテングレートの各サンプルであり、ｙ（ｎ＋１
）、）’（ｎ＋２Ｌ・・・ｙ（ｎ十Ｍ）はｎサンプル分
シフトされたサーチウィンドウ内の各サンプルである。

この（１）式のＤ（ｎ）を最小値とするｎの値が選定さ
れて、最良のパターンマツチングされたＭサンプル部分
に後続するＬサンプル分の波形が置換ノ９ケットとなる
。

以上のように、従来のＰＣＭ　ｚｆチケットよるパケッ
ト補間（以下、’　ＰＣＭ補間と称す）方式としてＡ’
ターンマツチングによる波形置換法を説明したが、音声
符号化方式は最近のディジタル信号処理技術と半導体集
積回路技術の進歩によシ高性能で経済的なものが実用化
されつつある。特に、電話帯域の音声信号に帯域圧縮技
術を用いた高能率符号化が可能となり、６４　ｋｂｉｔ
／ａ　ＰＣＭ符号化方式のビットレートを輪に圧縮する
３　２　ｋｂ　ｉ　ｔ／ｓ　ＡＤＰＣＭ（Ａｄａｐｔｉ
ｖｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ＰＣＭ　）符号化方
式がＣＣＩＴＴ　（国際電信電話諮問委員会）で標準化
され、従来のＰＣＭの音声品質と同程度であるため各種
の音声通信システムに導入されつつある。

音声通信システムにおいて従来のＰＣＭの代りに高能率
符号化のＡＤＰＣＭを導入すると、帯域圧縮によシ情報
量が捧に削減されシステムの高効率化が図れる。以下、
ＡＤＰＣＭ符号化方式について説明する。

第５図はＡＤＰＣＭの符号器と復号器の一構成例を示す
図である。符号器は、入力信号ａ　（ｋ）と予測信号８
（呻との差分である残差信号ｅ　（ｋ）を生成する第１
の加算器５ノと、残差信号ｅ　（ｋ）を入力してＡＤＰ
ＣＭ符号Ｉ　（ｋ）を出力する適応量子化器５２と、Ａ
ＤＰＣＭ符号Ｉ　（ｋ）を入力して量子化残差信号ｅ　
（ｋ）を出力する適応逆量子化器５３と、量子化残差信
号ｅ　（ｋ）と予測信号ｓ　（ｋ）とを加算して再生信
号ｓ　（ｋ）を生成する第２の加算器５４と％再生信号
ｓ　（ｋ）を入力して予測信号ｓ　（ｋ）を出力する適
応予測器５５とから構成される。符号化の動作としては
、過去の入力信号から現在の入力信号を予測し、この予
測信号と現在の入力信号との差を可変量子化ステップ幅
で量子化し、ＡＤＰＣＭ符号を得る。一方、復号器は、
ＡＤＰＣＭ符号Ｉ　（ｋ）を入力して量子化残差信号？
（ｋ）を出力する適応逆量子化器５６と、量子化残差信
号ｅ（粉と予測信号ｓ　（ｋ）とを加算して再生信号ｓ
、（ｋ）を生成する第３の加算器５７と、再生信号５（
ｋ）’ｅ大入力て予測信号ｓ　（ｋ）を出力する適応予
測器５８とから構成される。復号化の動作としては、Ａ
ＤＰＣＭ符号を逆量子化し、この逆量子化信号と過去の
逆量子化信号から生成した予測信号とを加算して復最北
信号を得る。

・以上、ＡＤＰＣＭ符号化方式の構成と動作について説
明したが、基本的にＡＤＰＣＭ符号の１サンプル（８ｋ
Ｈｚサンプリング）当りの符号化ビット数は４　ｂｉｔ
であシ、サンプル単位゛の逐次処理による符号化で処理
遅延が少ない手法である。

（発明が解決しようとする課題） 音声パケット通信システムにおいて高能率符号化のＡＤ
ＰＣＭを用いたパケット（以下、ＡＤＰＣＭ　パケット
と称す）を適用する場合、ＡＤＰＣＭ符号化の動作原理
上現在の復号信号が過去の復号信号により影響を受ける
ため、パケット欠損による音声品質の劣化は従来のＰＣ
Ｍバケツ、トに比較して著しく太きいという問題点があ
った。

また、従来のＰＣＭ補間に用いられていたパターンマツ
チングによる波形置換法では音声信号波形の類似性を利
用しているが、この波形置換法をＡＤＰＣＭパケットの
Ａ’ケット補間（以下、ＡＤＰＣＭ補間と称す）に適用
する場合、ＡＤＰＣＭ符号のため残差信号波形の類似性
を直接利用するこ゛とが著しく困難であるという問題点
があった。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、ＡＤＰＣ
Ｍパケットを用いた高効率な音声パケット通信システム
の設計に際し、通信トラヒックの過負荷又はＭｅによる
パケット廃棄に起因する音声品質の劣化を未然に回避可
能なパケット補間方式を提供することを目的とする。

また、本発明はノ母ケット補間方式におけるＡＤＰＣＭ
補間の方法として、ＡＤＰＣＭ符号の復号信号に相当す
る波形情報を用いて精度の良いかつ処理遅延の少ない波
形置換法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解決するために、ＡＤＰＣＭ／
ぞケラトを用いる音声パケット通信システムの通信トラ
ヒックの過負荷又は輻榛時に発生するパケット廃棄を補
償するパケット補間方式に関する。

本発明は、ＡＤＰＣＭ補間において、ＡＤＰＣＭ符号で
あるＡＤＰＣＭ補間入力信号とＡＤＰＣＭ補間生成信号
とを入力しノクケット欠損指示信号により制御されたＡ
ＤＰＣＭ補間出力信号を出力する波形置換切替手段と、
該出力信号を入力しＡＤＰＣＭ符号の復号信号を出力す
る復号手段と、該復号信号を入力しバッファメモリ信号
を出力するバッファメモリ更新手段と、該バッファメモ
リ信号を入力し自己−相関値信号を出力する自己相関演
算手段と、該自己相関値信号を入力しピッチ周期推定値
信号を出力するピンチ抽出判定手段と、前記バッファメ
モリ信号を入力し該ピッチ周期推定値信号と前記ノクケ
ット欠損指示信号との両者により制御された復号化補間
信号を出力するバッファメモリポインタ指定手段と、該
復号化補間信号を入力し前記ＡＤＰＣＭ補間生成信号を
出力する符号手段とを有する。

前記波形置換切替手段は出力のＡＤＰＣＭ補間出力信号
に対しパケット欠損なしのとき入力のＡＤＰＣＭ補間入
力信号を置換しノＪ？ケット欠損ありのとき処理生成さ
れたＡＤＰＣＭ補間生成信号を置換するように制御する
。

前記自己相関演算手段は所定の処理対象区間におけるＡ
ＤＰＣＭ符号の復号信号波形の平均パワ値と自己相関値
を該処理対象区間毎に算出し、さらに前記ピッチ抽出判
定手段は自己相関演算手段の出力である平均パワ値と自
己相関値の最大値とを一各各所定の閾値と比較し、所定
の処理対象区間中にピッチに相当するノクルス波形が存
在するか否かを判定し、平均パワ値と自己相関値の最大
値との両者共に所定の閾゛値よシ大きい場合ピッチ周期
推定値を更新し、両者のいずれかが所定の閾値よシ小さ
い場合ピッチ周期を更新せずに前回の値を保持するよう
に制御する。

前記バッファメモリ更新手段はＡＤＰＣＭ補間出力信号
を入力して常に最新のＡＤＰＣＭ符号の復号信号を蓄積
し、その出力のバッファメモリ信号を前記自己相関演算
手段へ送出すると同時にバッファメモリポインタ指定手
段へ送出し、さらに前記バッファメモリポインタ指定手
段は前記ピッチ周期推定値信号と前記パケット欠損指示
信号との両者によシ前記バッファメモリ信号を前記復号
化補間信号へ変換するときの先頭位置と配列位置を指定
するように制御する。

（作用） 本発明によれば、パケット補間方式におけるＡＤＰＣＭ
補間は、ＡＤＰＣＭ符号の復号信号波形に含まれる音声
のピッチ周期を利用し、その復号信号波形の自己相関演
算によるピッチ抽出判定により常に最新のピッチ周期を
推定し、そのピッチ位置に対応する復号信号波形を常に
蓄積し、パケット欠損発生時直ちに波形置換するように
したので、前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 本発明の詳細な説明に先立って、本発明の理解を容易と
するために、第６図を参照して特にＡＤＰＣＭ　／ｆチ
ケット用いた音声パケット通信システムの構成について
説明する。この通信システムは、音声パケット送信端末
とパケット網を介して対向に設けられる音声パケット受
信端末から構成される。なお図では片方向通話のみを示
している。送信端末ではアナログ音声入力信号を入力し
ＰＣＭ符号器６ノでＰＣＭ　８　ｂｉｔに符号化され、
ＡＤＰＣＭ符号器６２でＡＤＰＣＭ　４　ｂｉｔに符号
化され、パケット組立部６３によりＡＤＰＣＭ　ノｆケ
ットの出力信号が生成され伝送路を介してパケット網６
４へ送出される。

受信端末では伝送路を介してパケット網６４からのＡＤ
ＰＣＭ　、ｅケラトの入力信号を入力し、パケット分解
部６５でＡＤＰＣＭ　４　ｂｉｔのＡＤＰＣＭ符号Ｉ　
（ｋ）が生成され、ＡＤＰＣＭ符号の欠損部分を補間す
るＡＤＰＣＭ補間部６６によりＡＤＰＣＭ符号Ｉ’（ｋ
）が出力され、ＡＤＰＣＭ復号器６７でＰＣＭ　８　ｂ
ｉｔに復号化され、ＰＣＭ復号器６８でアナログ音声出
力信号が出力される。

以上のように音声ｉＪ？ケット受信端末におけるＡＤＰ
ＣＭパケットの欠損部分を補間するＡＤＰＣＭ補間は、
ＡＤＰＣＭ符号そのものを処理の対象とし、入力信号Ｉ
　（ｋ）が補間された出力信号■。（ｋ）に変換される
処理を意味している。

次に添付図面を参照して本発明によるパケット補間方式
の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のパケット補間方式におけるＡＤＰＣＭ
補間の処理構成の一実施例を示す図であって、ＡＤＰＣ
Ｍ補間においては入力端子１０　Ｊ　ｆ７ｈらＡＤＰＣ
Ｍ補間入力信号Ｉ　（ｋ）を入力し、制御端子１０２か
らパケット欠損指示信号Ｌ（ｋ）を入力し、出力端子１
０３からＡＤＰＣＭ補間出力信号工。（ｋ）を出力する
ものである。ＡＤＰＣＭ補間に幹ける処理部の接続構成
を以下に示す。

ＡＤＰＣＭ補間入力信号Ｉ　（ｋ）とＡＤＰＣＭ補間生
成信号Ｉ赫ｋ）とを入力しパケット欠損指示信号Ｌ　（
ｋ）にょシ制御されたＡＤＰＣＭ補間出力信号Ｉ　、（
ｋ）を出力する波形置換切替部１５と、該出ハ信号Ｉ’
（ｋ）を入力しＩｏ（ｋ）の復号信号ｑ　（ｋ）を出力
する復号部１１と、該復号信号ｑ　（ｋ）を入力しバッ
ファメモリ信号ＩＢＵＦＦを出力するバッファメモリ更
新部１２と、該バッフアメそり信号Ｉ　ＢＵＦＦを入力
し自己相関値信号Ｒを出力する自己相関演算部１６と、
該自己相関値信号Ｒを入力しピッチ周期推定値信号ＰＩ
Ｔを出力するピッチ抽出判定部１７と、前記該バッファ
メモリ信号Ｉ　ＢＵＦＦを入力し該ピッチ周期推定値信
号ＰＩＴと前記該・ぐケラト欠損指示信号Ｌ　（ｋ）の
両者によシ制御された復号化補間信号Ｉ　ＢＵＦＦ　（
Ｐ　Ｉ　Ｔ　）を出力するバッファメモリポインタ指定
部１３と、該復号化補間信号ＩＢＵＦＦ　（ＰＩＴ　）
を入力し前記該ＡＤＰＣＭ補間生成信号■Ｒつ［有］）
を出力する符号部１４とから構成される装 置 Ｌ（ｋ）の指示により、以下の規則（ｉ）　、　（ｉｉ
）に従って制御される。

（ｉ）ノ臂ケット欠損なしのとき、　　Ｉ　ｏ　（ｋ）
　＝　Ｉ　（ｋ）（１０　　パケット欠損ありのとき、
　　Ｉｏ　（ｋ）　＝　Ｉ　ＲＥ（ｋ）復号部１ノでは
工。＜ｋ）なるＡＤＰＣＭ符号を復号化して残差波形に
相当する復号信号τ（ｋ）を得る。この復号信号ｑ　（
ｋ）はバッファメモリ更新部１２に蓄積され、その出力
のバッファメモリ信号Ｉ　ＢＵＦＦを用いて自己相関演
算部１６で自己相関値Ｒが計算される。

ピッチ抽出判定部１７では自己相関＋ｉ　Ｒに基づくピ
ッチ周期の抽出と判定によシピッチ周期推定値ＰＩＴが
出力される。このピッチ周期推定値ＰＩＴとパケット欠
損指示信号Ｌ　（ｋ）の制御によシバラフアメモリポイ
ンタ指定部１３ではバッファメモリ信号ＩＢＵＦＦを変
換するときの復号化補間信号ＩＢＵＦＦ（ＰＩＴ）の先
頭位置と配列位置を指定する。

符号部１４ではこの復号化補間信号Ｉ　ＢＵＦＦ（ＰＩ
Ｔ）を符号化してＡＤＰＣＭ補間生成信号Ｉａｇ（ｋ）
を出力する。

以上ＡＤＰＣＭ補間の処理構成を説明したが、従来めＰ
ＣＭ補間は音声波形の類似性を利用したパターンマツチ
ングによる波形置換法であるのに対して、ＡＤＰＣＭ補
間ではＡＤＰＣＭ符号化された音声の残差波形に含まれ
るピッチ周期を利用し、その残差波形自己相関によるピ
ッチ抽出判定により常に最新のピッチ周期を推定し、そ
のピッチ位置に対応する残差波形をパケット欠損発生時
に波形置換するものである。

第７図は第１図に関連する本発明のＡ？チケット間方式
におけるＡＤＰＣＭ補間の処理タイムチャートの一実施
例を示す図である。横軸はサンプル時間軸であシ、１パ
ケツト当シロ４サンプルのパケットが第１パケツト、第
２パケツト、第３パケツトの順に進行している。図示さ
れているように前述したピッチ周期推定値ＰＩＴの出力
周期は１パケツトの捧の３２サンプル毎であり、この例
では第３パケツトの前半の３２サンプルを処理の対象と
しているがテンル−）　ＴＥＭＰは３１サンプル、分析
フレームＩ　ＢＵＦＦ　ａは第１パケツトまで含めて１
５９サンプル、バッファメモリ更新部１２に記憶されて
いるバッファ信号Ｉ　ＢＵＦＦは２パケツト分の１２８
サンプルとした。処理対象のテングレート区間では、ｊ
軸で示したようにｊ＝１〜３１で自己相関演算処理を行
い、ｊ＝３２でピッチ抽出判定処理を行う。

前述したようにＡＤＰＣＭ桶間では残差波形のピッチ周
期を求めるため、テンプレートには少なくとも一つのピ
ッチに相当するパルス波形が含まれていることが要求さ
れる。また、特性上最適なテンプレート長はピッチ周期
程度の長さである。一般に音声のピッチ周期は２〜１６
ｍ５と広範囲に分布しており、長いピッチ周期に対して
テングレート中のパルス波形の存在を保証し、かつ短か
いピッチ周期に対して良好な特性を得ることが必要とな
る。従って、本発明のパケット補間方式におけるＡＤＰ
ＣＭ補間では、広範囲のピッチ周期の音声に対して良好
な特性を得ることを他の目的とする。

第８図は第１図及び第７図に関連する本発明のパケット
補間方式におけるＡＤＰＣＭ補間の処理フローチャート
の一実施例を示す図である。前述したように、広範囲な
音声のピッチ周期に対応するために、現在のテングレー
ト中に／ＩＰルス波形が含まれているか否かを判定する
ため、平均・ぐワと自己相関の最大値の両者について各
々所定の闇値と比較する。両者共に所定の閾値上り大き
い場合、ピッチ周期が正しく検出されたと判定してピッ
チ周期推定値ＰＩＴを更新する。逆に両者のいずれかが
所定の閾値より小さい場合、ピッチ周期なしと判定して
ピッチ周期推定値ＰＩＴを更新せず前回の値を保持する
。以上の処理動作を具体的に第８図のフローチャートで
示した。

次に自己相関演算処理とピッチ抽出判定処理について数
式を用いて、以下説明する。

自己相関は有限サンプルに対して用いられる変形短時間
自己相関関数Ｒ（ｔ）を用いるが、この定義と説明につ
いては、Ｌ、　Ｒ，、Ｒａｂｉｎｅｒらによる［音声の
ディジタル信号処理（上）」鈴木久喜訳、コロナ社、第
１５４頁（昭和５８年４月）に記載されている。

この定義を適用し、本発明の実施例の場合、変形短時間
自己相関関数Ｒ（ｔ）は次の（２）式のようになる。

ここで、Ｎはテングレート長のサンプル数、Ｉ　ＢＵＦ
Ｆ　（ｉ）はｉ番目のバッファメモリのサンプル値、ｔ
は自己相関演算の範囲に相当するサンプル数を示す。

本発明の実施例である第１図、第７図、第８図を参照し
て、自己相関演算を以下に示すが、前述したようにテン
プレート長を３１サンプルとし、音声のピッチ周期を３
　ｍｓ〜１６ｍ５とすると、変形短時間自己相関関数Ｒ
（ｔ）は、Ｎ＝　３１（＃４ｍ５）。

Ｌ＝２４〜１２８（＝３ｍｓ〜１６ｍ５）として次の（
３）式（４）式で示される。

Ｒ（ｏ）＝ΣＩ　ＢＵＦＦａ（ｉ）・ＩＢＵＦＦａ（ｉ
）　　　　　　（３）ｉ＝１ Ｒ（ｔ）＝写ＩＢＵＦＦａ（ｉ）弓ＢＵＦＦａ（ｉ　十
ｔ）　　　　　　　（Ｊ１＝１ （ただし、２４≦ｔ≦１２８） ここで、（３）式のＲ（０）は自己相関関数の特性上か
ら平均パワに等しい。

前記（３）式、（４）式の積和演算をテンプレート長の
処理対象区間に分散して演算させると、次の（５）式、
（６）式のようになる。

Ｒ（ｏ）ｊ＝Ｒ（ｏ）ｊ−ｔ　＋ＩＢＵＦＦ（１）　・
ＩＢＵＦＦ（１）　　　　（５ンｊ＝１のとき、 Ｒ（０）、　Ｒ（２４）〜Ｒ（１２８）を０”にクリア
する。

・にヶノト欠損発生時には次の（力式によりＡＤＰＣＭ
補間入力信号Ｉ　（ｋ）を補間する。

ｌ０ｃ）＝　Ｑ−’　（ＩＢＵＦＦ（ＰＩＴ））ここで
、Ｑ”　（ＩＢＵＦＦ（ＰＩＴ））は復号化補間信号Ｉ
　ＢＵＦＦ　（Ｐ　Ｉ　Ｔ　）の符号化信号を示す。

■　Ｉ　（ｋ）を出力する。

■　Ｉ　ＢＵＦＦを字の（８）式に従って更新する。

（ただし、１　＜　ｊ　＜　３１　） この（５）式、（６）式に従った分散処理演算による処
理過程の一実施例を以下の（１）からＧｖ）までに示す
。

（ただし、２≦ｉ≦１２９） ここで、Ｑ（Ｉ（ｋ））はＩ　（ｋ）の復号化信号を示
す。

■　・前記（５）式、（６）式の１０６個の積和演算を
実行する。

（ｉｉ）　　２≦ｊ≦３０のとき、 前記（１）の■から■までを実行する。

（ｉｉＤｊ＝ａｘのとき、 前記（ｉ）の■から■までを実行後、次の処理を実行す
る。

■　Ｒ（１２８）〜Ｒ（９７）の最大値及びそのときの
ｔの値を求める。

（ＩＶ）　　　ｊ　＝　３２のとき、 前記（１）の■から■までを実行後、次の処理を実行す
る。

■　前記■の処理を続行して、Ｒ（９６）〜Ｒ（２４）
の最大値及びそのときのｔの値を求める。

■　前記■と■の処理で最終的に求まるＲ（２４）〜Ｒ
（１２８）に対して最大のＲ（ｔ）を与えるｔの値をピ
ッチ周期の候補値ＰＩＴＥとする。

■　Ｒ（０）によるパワＰＷＲ及びＲ（／＝）の最大値
ＲＭＡＸを算出し、各々のＰＷＲの閾値α及びＲＭＡＸ
の閾値βと比較して、ピッチ周期ＰＩＴの更新の可否を
次の規則（ａ）　、　（ｂ）に従って決定する。

（ａ）　　ＰＷＲ≧αかツＲＭＡＸ≧βのとき、ＰＩＴ
＝ＰＩＴＥとして更新する。

（ｂ）　　ＰＷＲ＜　ａ又はＲＭＡＸ（βのとき、ＰＩ
Ｔ＝ＰＩＴとして更新せず、前回の値を保持する。

以上処理過程の一実施例を説明したが、（７）式と（８
）式に示したＱ　とＱについては、第９図で示されるＡ
ＤＰＣＭ符号と補間値の関係を用いている。

ＡＤＰＣＭ補間入力信号Ｉ　（ｋ）の復号化信号Ｑ（Ｉ
（ｋ））の値は、ＡＤＰＣＭ符号の逆量子化値をｎ倍し
整数化した値である。ｎの値は（４）式においてＩ　Ｂ
ＵＦＦＯ値が最大値を連続的に取シ続けてもオーバフロ
ーしないように決定する。この実施例では、Ｉ　（ｋ）
とＱ（Ｉ（ｋ））及びＩＢＵＦＦ　（ＰＩＴ　）とＱ−
１（ＩＢＵＦＦ（ＰＩＴ）　）の数値の関係は一例であ
って限定するものではない。

ところで、音声は母音のような有声音と子音のような無
声音に分類されるが、前述したようにＡＤＰＣＭ符号１
　（ｋ）は予測残差信号であシ、有声音ではピッチ周期
に対応したパルス波形となり、無声音では白色雑音とな
ることが知られている。前述したＡＤＰＣＭ補間におい
てはピッチ周期の推定値により波形置換しているが、音
声成形のピッチ周期の遷移区間におけるｌ？ルス位置や
話題、語尾におけるノソルス振幅が適切でないと過渡的
に大きなインパルス雑音が発生する。このインパルス雑
音を低減する必要がある。

従って、本発明のパケット補間方式におけるＡＤＰＣＭ
補間では、前記インパルス雑音を低減して良好な音声品
質を得ることを他の目的とする。

第１０図は前述したＡＤＰＣＭ補間の説明で用いた第９
図のＡＤＰＣＭ符号と補間値の関係を修正したものであ
シ、ＡＤＰＣＭ符号Ｉ　（ｋ）の復号化信号Ｑ（Ｉ（ｋ
））の波形振幅についてその正と負の最大レベル値を各
々所定の値に制限したものである。この制限によシ、前
述のインパルス雑音が低減される。この実施例では、正
の最大値であるＩ　（ｋ）＝　７のときＩ　（ｋ）＝６
と同値であるＱ（Ｉ（ｋ）　）　＝　２２に設定し、負
の最大値であるＩ（ｋ）＝　１５のときＩ（ｋ）＝１４
と同値であるＱ（Ｉ（ｋ））＝−２２に設定している。

これらＩ（ｋ）とＱ（Ｉ（ｋ））及びＩＢＵＦＦ（ＰＩ
Ｔ）とＱ−’　（Ｉ　ＢＵＦＦ（ＰＩＴ　）　）の−竺
の関係は一例であって限定するものではない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、ノクケット
補間方式におけるＡＤＰＣＭ補間は、　ＡＤＰＣＭ符号
の復号信号波形に含まれる音声のピッチ周期を検出する
手段を設け、広範囲な音声のピッチ周期に追従できるよ
うに短時間の処理対象区間を設定し、自己相関演算とピ
ッチ抽出判定をその処理対象区間に分散処理し、常に最
新のピッチ周期を高精度に推定でき、そのピッチ位置に
基づいて常に最新の復号信号波形を蓄積し、パケット欠
損発生時直ちに波形置換することが可能となる。このた
め、通信トラヒックの過負荷又は輻饋時に発生するパケ
ット廃棄による音声信号の欠損部分を高精度かつ高速に
補間でき、音声品質の劣化と通信困難を回避することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパケット補間方式におけるＡＤＰＣＭ
補間の処理構成の一実施例を示す機能ブロック図・ 第２図は従来のＰＣＭ　／４′ケットの波形置換法にお
けるパケット欠損を示す波形図、 第３図は第２図に関連した従来のＰＣＭパケットの波形
置換法におけるテンプレート移動を示す波形図、 第４図は第２図及び第３図に関連した従来のＰＣＭパケ
ットの波形置換法におけるノ母ケット置換を示す波形図
、 第５図は従来技術によるＡＤＰＣＭ符号器とＡＤＰＣＭ
復号器の一構成例を示す機能ブロック図、第６図は本発
明に関連するＡＤＰＣＭ　／Ｊ？ケットを用いた音声パ
ケット通信システムの一構成例を示す機能ブロック図、 第７図は第１図に関連する本発明のパケット補間方式に
おけるＡＤＰＣＭ補間の処理タイムチャートの一実施例
を示すタイムチャート図、 第８図は第１図及び第７図に関連する本発明のノＪ？ケ
ット補間方式におけるＡＤＰＣＭ補間の処理フローチャ
ートの一実施例を示すフローチャート図、第９図は第１
図、第７図及び第８図に関連する本発明のパケット補間
方式のＡＤＰＣＭ福間における補間値の一実施例を示す
テーブル図。 第１０図は第１図、第７図、第８図及び第９図に関連す
る本発明のパケット補間方式のＡＤＰＣＭ補間における
修正された補間（ｌの一実施例を示すテーブル図である
。 １）・・・復号部、１２・・・バッファメモリ更新部、
１３・・・バッファメモリポインタ指定部、１４・・・
符号部、１５・・・波形置換切替部、１６・・・自己相
関演算部、１７・・・ピッチ抽出判定部、１０１・・・
入力端子、１０２・・・制御端子、１０３・・・出力端
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音声信号を入力し該音声信号を符号化した音声符号
   化信号の音声パケットを伝送路に送出する音声パケット
   送信端末と、該伝送路を介し該送信端末に対向して設け
   られ前記音声パケットを受信した後前記音声符号化信号
   を復号化して前記音声信号に再生する音声パケット受信
   端末とを有する音声パケット通信システムの音声パケッ
   トのパケット廃棄を該受信端末のパケット分解後に補償
   するパケット補間方式において、 前記音声符号化信号である被補間入力信号と処理生成さ
   れた補間生成信号とを入力し、前記パケット廃棄の発生
   時に指示されるパケット欠損指示信号により制御され、
   補間出力信号を出力する波形置換切替手段と、 該補間出力信号を入力し復号信号を出力する復号手段と
   、 該復号信号を入力しバッファメモリ信号を出力するバッ
   ファメモリ更新手段と、 該バッファメモリ信号を入力し自己相関値信号を出力す
   る自己相関演算手段と、 該自己相関値信号を入力しピッチ周期推定値信号を出力
   するピッチ抽出判定手段と、 前記バッファメモリ信号を入力し該ピッチ周期推定値信
   号と前記パケット欠損指示信号とにより制御された復号
   化補間信号を出力するバッファメモリポインタ指定手段
   と、 該復号化補間信号を入力し前記補間生成信号を出力する
   符号手段とを有することを特徴とするパケット補間方式
   。 ２、請求項１に記載のパケット補間方式において、前記
   波形置換切替手段は前記補間出力信号としてパケット欠
   損なしのとき前記被補間入力信号を置換しパケット欠損
   ありのとき処理生成された前記補間生成信号を置換する
   よりに制御し、前記自己相関演算手段は所定の処理対象
   区間における前記補間出力信号の復号信号の平均パワ値
   と自己相関値を該処理対象区間毎に算出するように制御
   し、 前記ピッチ抽出判定手段は該自己相関演算手段による平
   均パワ値を所定の第１の閾値と比較し自己相関値の最大
   値を所定の第２の閾値と比較し、前記所定の処理対象区
   間中にピッチに相当するパルス波形が存在するか否かを
   判定し、該平均パワ値及び該自己相関値の最大値が共に
   各々所定の第１の閾値及び第２の閾値を越えるとき前記
   ピッチ周期推定値を更新し、該平均パワ値又は該自己相
   関値の最大値いずれかが各々該第１の閾値又は該第２の
   閾値を越えないとき前記ピッチ周期推定値を更新せずに
   前回の値を保持するように制御し、前記バッファメモリ
   更新手段は前記復号信号を入力し常に最新の値に更新さ
   れた前記バッファメモリ信号を蓄積し、前記バッファメ
   モリ信号を前記自己相関演算手段へ送出すると同時に前
   記バッファメモリポインタ指定手段へ送出するように制
   御し、 前記バッファメモリポインタ指定手段は前記ピッチ周期
   推定信号と前記パケット欠損指示信号の両者により前記
   バッファメモリ信号を前記復号化補間信号へ変換すると
   きの先頭位置と配列位置を指定するように制御すること
   を特徴とするパケット補間方式。 ３、請求項１又は請求項２に記載のパケット補間方式に
   おいて、前記音声符号化信号は所定のビット数に圧縮す
   る高能率音声符号化であってサンプル毎に符号化ビット
   を逐次処理する符号化を用いた信号であることを特徴と
   するパケット補間方式。 ４、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のパケッ
   ト補間方式において、前記音声符号化信号である前記被
   補間入力信号の数値に対応する前記復号信号の数値は該
   復号信号の波形振幅の正と負の最大レベル値を各々所定
   の値に制限し設定することを特徴とするパケット補間方
   式。