JPH0223744A - Sound packet interpolation system - Google Patents

Sound packet interpolation system

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JPH0223744A
JPH0223744A JP63172653A JP17265388A JPH0223744A JP H0223744 A JPH0223744 A JP H0223744A JP 63172653 A JP63172653 A JP 63172653A JP 17265388 A JP17265388 A JP 17265388A JP H0223744 A JPH0223744 A JP H0223744A
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JP
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signal
packet
input
interpolation
missing
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阿部 政美
Takao Suzuki
孝夫 鈴木
Osamu Noguchi
修 野口
Yasuo Shoji
庄司 保夫
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Abstract

PURPOSE:To attain interpolation without damaging the praticality of a sound packet even if a packet lacks by using the weighing mean value of a prediction value and an interpolation value as the sample value of a connection part before and after the lack packet. CONSTITUTION:If a PCM signal x(m) being being the sound packet is inputted from an input terminal 101 to a waveform substitution switching part 16 when the signal x(m) is not the lack packet and so is the preceding packet, a signal x(m) is outputted to an output terminal 103 and a processing switching part 11. The switching part 11 executes the processing of a non-normalized processing part 19, a period detection part 18 and an amplitude correction coefficient introduction part in correspondence with the sample number (m) of the inputted packet. Thus, a signal considered to be optimum for interpolation and an amplitude correction coefficient are calculated. An amplitude correction part 14 multiplies said signal and the coefficient and outputs them to a weighing mean value arithmetic part 15. Furthermore, the prediction value is outputted to the arithmetic part 15. It calculates the interpolation signal from it and output the signal to a switching part 16. It outputs the interpolation signal which does not damage practicality.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はパケット交換機、より具体的には音声パケット
交換機における欠落音声パケットの音声パケット補間方
式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a packet switch, and more specifically to a voice packet interpolation method for missing voice packets in a voice packet switch.

(従来の技術) 音声パケット通信において、通信の実時間性は通信品質
の重要な要素である。このため、所定の制限時間を越え
ても音声パケットが到着しない場合には、その音声パケ
ットを欠落したものとして扱い、通信の実時間性を保証
している。音声パケットの欠落はまた、たとえば交換機
の処理能力を越える負荷が発生した場合にも生じる。こ
のような音声パケットの欠落が生じると、その部分の音
声が再生されないため通信品質が劣化する。したがって
音声パケットが欠落した場合には、欠落した音声パケッ
トを想定して欠落部分に音声パケットを補間し、通信品
質の劣化を防ぐことが望ましい。
(Prior Art) In voice packet communication, real-time communication is an important element of communication quality. Therefore, if a voice packet does not arrive even after a predetermined time limit has passed, the voice packet is treated as lost, thereby guaranteeing real-time communication. Loss of voice packets also occurs, for example, when a load exceeds the processing capacity of the switch. When such a loss of audio packet occurs, the audio of that portion is not reproduced, resulting in deterioration of communication quality. Therefore, when a voice packet is lost, it is desirable to assume that the voice packet is lost and interpolate the voice packet in the missing portion to prevent deterioration in communication quality.

このような欠落音声パケットの補間方式として、たとえ
ばり、J、Goodman、 et al、Wavef
ormSubstitution Technique
s for RecoveringMissing 5
peech Segments in Packet 
VoiceCommunications   IEE
E Transactions onAcoustic
s、 5peech、 and Signal Pro
cessing、第ASSP−34巻、第6号、第14
40〜1447頁(1988,12)に記載されるもの
がある。これには、パターンマンチング法あるいはピッ
チ検出法により、欠落部に波形を補間する際に非欠落部
と欠落パケットとのつなぎめがなめらかになるように欠
落部前後の波形を変形する従来技術が示されている。具
体的には欠落部に補間する波形の直前および直後の波形
に重みづけ係数Knを乗じた値と、欠落部直前および直
後の波形に重みづけ係数(1−Kn)を乗じた値とを加
算する。ここで係数Knは欠落部にそのまま補間する波
形部から離れるに従ってrOJに近づく係数であり、こ
こではraised −cosine曲線を用いている
As an interpolation method for such missing voice packets, for example, J. Goodman, et al., Wavef.
ormSubstition Technique
s for Recovering Missing 5
peach Segments in Packet
Voice Communications IEE
E Transactions on Acoustic
s, 5peech, and Signal Pro
cessing, Volume 34, Issue 6, No. 14
There is one described on pages 40-1447 (1988, 12). Conventional technology uses pattern munching or pitch detection to transform the waveform before and after the missing part so that the connection between the non-missing part and the missing packet is smooth when interpolating the waveform to the missing part. It is shown. Specifically, add the value obtained by multiplying the waveforms immediately before and after the waveform to be interpolated to the missing part by a weighting coefficient Kn, and the value obtained by multiplying the waveforms immediately before and after the missing part by a weighting coefficient (1-Kn). do. Here, the coefficient Kn is a coefficient that approaches rOJ as it moves away from the waveform part directly interpolated into the missing part, and here a raised-cosine curve is used.

(発明が解決しようとする課題) しかしながらこのような従来技術では、欠落部前部の変
形を行なう場合、パケットの欠落が生じてからメモリに
入力しているサンプル値を変更する。このため、後に続
くパケットが欠落しているかどうかを確認してからでな
いとサンプル値の出力ができず、処理遅延が生じて音声
パケットの実時間性が損なわれるという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such conventional techniques, when deforming the front part of the missing part, the sample value input to the memory after the packet loss occurs is changed. For this reason, sample values cannot be output until it is confirmed whether or not subsequent packets are missing, resulting in a processing delay that impairs the real-time nature of voice packets.

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、欠落パケ
ットの補間処理および欠落部と非欠落部とをなめらかつ
なげる処理を、処理遅延を生ずることなく行なう音声パ
ケット補間方式を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an audio packet interpolation method that eliminates the drawbacks of the prior art and performs interpolation processing for missing packets and processing for smoothly connecting missing portions and non-missing portions without causing any processing delay. shall be.

(課題を解決するための手段) 本発明は上述の課題を解決するために、欠落した音声パ
ケットを、欠落以前に入力した音声パケットの信号によ
り欠落部に補間する音声パケット補間方式は、音声パヶ
−/ トの欠落に備え、最新に入力した音声パケットの
次に入力する音声パケットの補間信号を、補間サンプル
値としてあらかじめ入力された音声パケットの中から選
択するとともに、あらかじめ入力された音声パケットの
信号の中の所定の信号により、次に入力する音声パケッ
トの信号を予測サンプル値として求め、予測サンプル値
と補間サンプル値とにより補間信号の平均値領域におけ
る重みづけ平均値を算出し、音声パケットの欠落が生じ
ると、算出した重みづけ平均値を平均値領域に含む補間
信号を音声パケットの欠落部に補間する。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an audio packet interpolation method in which a lost audio packet is interpolated into the missing part using a signal of an audio packet input before the audio packet is lost. In preparation for the loss of audio packets, the interpolation signal of the audio packet to be input next to the latest input audio packet is selected from among the audio packets input in advance as the interpolation sample value, and the interpolated signal of the audio packet input in advance is The signal of the next input audio packet is determined as a predicted sample value using a predetermined signal among the signals of When a packet is missing, an interpolation signal containing the calculated weighted average value in the average value area is interpolated to the missing part of the audio packet.

(作 用) 本発明によれば、音声パケットのサンプルを入力すると
、最新に入力した音声パケットの次に入力する音声パケ
ットの補間信号を、補間サンプル値としてあらかじめ入
力された音声パケットの中から選択する。また、あらか
じめ入力された音声パケットの信号の中の所定の信号に
より、次に入力する音声パケットの信号を予測サンプル
値として求める。そして、予測サンプル値と補間サンプ
ル値とにより補間信号の平均値領域における重みづけ平
均値を算出する。音声パケットの欠落が生じると、算出
した重みづけ平均値を平均値領域に割り当て、これを補
間信号として音声パケットの欠落部に補間する。
(Function) According to the present invention, when a sample of an audio packet is input, an interpolation signal of an audio packet to be input next to the latest input audio packet is selected from audio packets input in advance as an interpolation sample value. do. Furthermore, the signal of the next input audio packet is determined as a predicted sample value using a predetermined signal among the audio packet signals input in advance. Then, a weighted average value in the average value region of the interpolated signal is calculated using the predicted sample value and the interpolated sample value. When a voice packet is missing, the calculated weighted average value is assigned to the average value area, and this is used as an interpolation signal to be interpolated to the missing portion of the voice packet.

(実施例) 次に添付図面を参照して本発明による音声パケット補間
方式の実施例を詳細に説明する。
(Example) Next, an example of the audio packet interpolation method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図を参照すると、本発明による音声パケット補間方
式を、音声パケット交換機のパケット受信側に設けられ
るPCM補間処理装置に適用した実施例が示されている
。補間処理装置lは、音声パケットのPCM信号を入力
する入力端子lotおよび音声パケットの欠落を知らせ
る制御端子102に接続され、音声パケットが欠落する
とその部分を補間し、補間処理を行なったPCM信号を
出力端子103より出力する装置である。
Referring to FIG. 1, there is shown an embodiment in which the voice packet interpolation method according to the present invention is applied to a PCM interpolation processing device provided on the packet receiving side of a voice packet switch. The interpolation processing device l is connected to an input terminal lot for inputting a PCM signal of an audio packet and a control terminal 102 for notifying the loss of an audio packet. This is a device that outputs from an output terminal 103.

第2図には本実施例における各種のパラメータ値が示さ
れている。同図に示すように本実施例では、音声パケッ
トを32バイト、欠落したパケットの類似信号を検出す
る基本信号であるテンプレートの長さを30パイ) (
3,75m5)、欠落したパケットの類似信号を検出す
る検索範囲であるサーチウィンドウを128バイ) (
1Bms)とした。サーチウィンドウ長は音声の平均的
ピッチ周期および演算量を考慮し、またテンプレート長
は最適マツチング波形の誤検出防止および演算量よりそ
れぞれ適切な数値を決めたものである。また、本実施例
では欠落パケットの前部重みづけ平均領域長を4バイト
、欠落パケットに続くパケットの先頭部である後部重み
づけ平均領域長を8バイトとした。なお、これら数値は
一実施例を示したものであり、勿論本発明がとくにこれ
らの値に限定されるものではない。
FIG. 2 shows various parameter values in this embodiment. As shown in the figure, in this embodiment, the length of the audio packet is 32 bytes, and the length of the template, which is the basic signal for detecting similar signals of missing packets, is 30 bytes) (
3,75m5), and the search window, which is the search range for detecting similar signals of the missing packet, is 128 bytes) (
1Bms). The search window length is determined by taking into account the average pitch period of the voice and the amount of calculation, and the template length is determined to be an appropriate value based on the prevention of false detection of the optimal matching waveform and the amount of calculation. Further, in this embodiment, the front weighted average area length of the missing packet is 4 bytes, and the rear weighted average area length, which is the head of the packet following the missing packet, is 8 bytes. Note that these numerical values indicate one example, and of course the present invention is not particularly limited to these values.

また、本実施例では音声パケットを32サンプル(1バ
イ)=1サンプル)とし、1つのパケットの伺番目のサ
ンプルかをサンプル番号mで、また入力したパケット信
号のm番目のサンプル値をx(m)、さらにサーチウィ
ンドウ内の(n+m−1)番目のサンプル値をy(n+
m−1)でそれぞれ示す。なお、本実施例では最新に入
力したパケットの初めから30サンプルまでをテンプレ
ートとし、これより前に入力した4パケツトをサーチウ
ィンドウとした。
In addition, in this embodiment, the audio packet is 32 samples (1 byte = 1 sample), the sample number m indicates whether it is the sample of one packet, and the m-th sample value of the input packet signal is x ( m), and further converts the (n+m-1)th sample value in the search window to y(n+
m-1) respectively. In this embodiment, the first 30 samples of the most recently inputted packet are used as a template, and the four packets inputted before this are used as a search window.

第1図に戻って波形置換切換部16は、入力150を介
し入力端子101に、また入力152を介し制御端子1
02に、さらに入力158を介し重みづけ平均値演算部
15にそれぞれ接続されている。切換部18は、制御端
子102からのLO3S信号により音声パケットの欠落
の有無を判断し、パケットが欠落したときには補間処理
を行なう。すなわち、切換部16は、入力したパケット
が欠落信号であると判断した場合、重みづけ平均値演算
部15より入力した前部重みづけ処理を施した欠落パケ
ットの補間信号で波形置換し、出力154を介し出力端
子103に出力する。切換部1Bはまた、パケットの欠
落の有無を記憶し、欠落パケットの次のパケットにはそ
の先頭部分に後部重みづけ処理を行なった信号を演算部
15より入力し、この信号により波形置換して出力端子
103に出力する。切換部1Bは、入力したパケットが
欠落パケットでなく、また欠落パケットに続くパケット
でもない場合には入力端子101より入力したPCM信
号をそのまま出力端子103に出力する。出力154は
処理切換部11にも接続され、出力端子103に出力さ
れた信号は切換部11に入力される。
Returning to FIG. 1, the waveform replacement switching section 16 connects the input terminal 101 via the input 150 and the control terminal 1 via the input 152.
02 and further connected to the weighted average value calculation unit 15 via an input 158. The switching unit 18 determines whether or not a voice packet is lost based on the LO3S signal from the control terminal 102, and performs interpolation processing when a packet is lost. That is, when the switching unit 16 determines that the input packet is a missing signal, the switching unit 16 replaces the waveform with the interpolated signal of the missing packet that has been subjected to the front weighting process input from the weighted average value calculation unit 15, and outputs 154. The signal is output to the output terminal 103 via. The switching unit 1B also stores whether or not a packet is missing, inputs a signal whose leading part is subjected to rear weighting processing to the packet following the missing packet from the calculation unit 15, and replaces the waveform with this signal. It is output to the output terminal 103. The switching unit 1B outputs the PCM signal input from the input terminal 101 as it is to the output terminal 103 if the input packet is not a missing packet or a packet following the missing packet. The output 154 is also connected to the processing switching unit 11 , and the signal output to the output terminal 103 is input to the switching unit 11 .

処理切換部11は、入力したパケットのサンプル番号m
に応じて、非規格化差分演算処理部18、周期検出部1
8および振幅補正係数導出部17を実行する。すなわち
切換部11は、入力したテンプレートのサンプル番号m
がm=1〜30の場合には差分演算処理部19を、m=
31のときは周期検出部18を、m−32のときは振幅
補正係数導出部17およびサンプル値予測部20をそれ
ぞれ実行する。
The processing switching unit 11 selects the sample number m of the input packet.
According to
8 and the amplitude correction coefficient deriving section 17 are executed. That is, the switching unit 11 selects the sample number m of the input template.
When m=1 to 30, the difference calculation processing unit 19
When m-31, the period detecting section 18 is executed, and when m-32, the amplitude correction coefficient deriving section 17 and the sample value predicting section 20 are executed.

差分演算処理部19は、テンプレートのサンプルとメモ
リ更新部12に蓄積されたパケットのPCM信号との最
適マツチング波形の検出をするための非規格化差分演算
処理を行なう処理部である。演算処理部18は、式(1
)の演算処理をm=1〜30まで繰返し実行する。
The difference calculation processing unit 19 is a processing unit that performs non-standardized difference calculation processing for detecting the optimal matching waveform between the template sample and the PCM signal of the packet stored in the memory update unit 12. The arithmetic processing unit 18 calculates the formula (1
) is repeatedly executed until m=1 to 30.

D(n)=Σl x(m)−y(n+m−1)I (n
=1.、、、、N−M+1)但し、 !(In)  :
テンプレート内の各サンプル値M:テンプレートのサン
プル数 y(n+m−1) :サーチウィンドウ内の各サンプル
値N:サーチウィンドウのサンプル数 式(1)の演算処理により求められたD(n)は出力1
80を介し周期検出部18に送られる。
D(n)=Σl x(m)−y(n+m−1)I (n
=1. ,,,,N-M+1) However, ! (In):
Each sample value M in the template: Number of samples in the template y (n+m-1) : Each sample value N in the search window N: Sample in the search window D(n) obtained by the calculation process of formula (1) is output 1
The signal is sent to the period detection section 18 via 80.

周期検出部18は、処理切換部11より起動されると、
メモリ更新部22より入力したD(n)、すなわちD(
1)〜D(9?)の最小値となるnを選択する。そして
、選択したnの値を129から引いた値がテンプレート
と最適マツチング波形との時間間隔、すなわち音声波形
の基本周期PITCHである。検出部18は、出力18
2を介しバッファメモリポインタ指定部13に、また出
力186を介し振幅補正係数導出部17にそれぞれ基本
周期PITCHを出力する。
When the period detection unit 18 is activated by the processing switching unit 11,
D(n) input from the memory update unit 22, that is, D(
1) Select n that is the minimum value of D(9?). Then, the value obtained by subtracting the selected value of n from 129 is the time interval between the template and the optimal matching waveform, that is, the fundamental period PITCH of the audio waveform. The detection unit 18 outputs an output 18
The fundamental period PITCH is outputted to the buffer memory pointer designation unit 13 via the output 186 and to the amplitude correction coefficient derivation unit 17 via the output 186.

通常、音声波形は包絡線の振幅が変化するので、波形置
換処理の際に振幅を補正してから波形置換することによ
り、音声に不自然さを感じさせない効果が期待できる。
Normally, the amplitude of the envelope of a speech waveform changes, so by correcting the amplitude during waveform replacement processing and then performing waveform replacement, it can be expected that the sound will not feel unnatural.

振幅補正に用いる振幅補正係数KLVLは、たとえば式
(2)に示されるようにテンプレートと最適マツチング
波形の振幅の絶対値和の比をとることが考えられる。
It is conceivable that the amplitude correction coefficient KLVL used for amplitude correction takes the ratio of the sum of absolute values of the amplitudes of the template and the optimal matching waveform, as shown in equation (2), for example.

Σ1x(i) KLVL=   z2(2) Σ1YII(i)l ただし、 x(i)  :テンプレートのサンプル値ylI(i)
 :サーチウインドウ内の最適マツチング波形のサンプ
ル値 係数導出部17は、処理切換部11より起動されると、
検出部18より入力した基本周期PITCHに対応する
サーチウィンドウ内の最適マツチング波形のサンプル値
ylI(i)、 (i=1.・・・、32)およびテン
プレートのサンプル値x(i)、 (i=L・・・、3
2)を入力する。導出部17は、テンプレート部のパワ
とサーチウィンドウ内の最適マツチング波形部のパワと
の比である振幅補正係数KLVLを算出し、補正係数K
LVLを出力184を介し振幅補正部14に出力する。
Σ1x(i) KLVL= z2(2) Σ1YII(i)l where, x(i): template sample value ylI(i)
: When the optimum matching waveform sample value coefficient deriving unit 17 in the search window is activated by the processing switching unit 11,
Sample values ylI(i), (i=1..., 32) of the optimal matching waveform in the search window corresponding to the fundamental period PITCH input from the detection unit 18 and sample values x(i), (i = L..., 3
2) Enter. The derivation unit 17 calculates an amplitude correction coefficient KLVL, which is the ratio between the power of the template part and the power of the optimal matching waveform part in the search window, and calculates the amplitude correction coefficient KLVL.
The LVL is outputted to the amplitude correction section 14 via the output 184.

さらにm=32の場合、係数導出部17による処理終了
後、サンプル値予測部20が処理切換部11により起動
される。予測部20はメモリ更新部12内のサンプル値
より次に入力すると予測される値を算出する。予測値の
計算式としてはたとえば、K(Ilpre) = x(
m−1) あるいは K(mpre) = 2 X x(m−1) −x(m
−2)+ KLVLX  (z(m)−2X z(m−
1)+z(m−2)  )   (3)あるいは x(mpre)  −x(m−1)+(x(m−1)−
xc加−2))x (z(m)−z(m−1)) / 
(z(m−1) −z(m−2))  (4)ただし、 x(mpre):入力サンプルの予測値x(m−i) 
:入力サンプルのi個前のサンプル値 2(Il+):入力サンプルの1ピッチ周期前のサンプ
ル値 z(m−i)・2 (m)のi個前のサンプル値などが
ある。このように直前に入力したサンプル値を基に予測
値X(mpre)が決定されるため、この予測値X(m
pre)を欠落パケントに補間する補間信号の前部重み
づけ平均領域のパラメータとすることで、欠落パケット
直前のパケットとマツチングの良い適切な補間信号を算
出することができる。
Furthermore, in the case of m=32, after the coefficient deriving section 17 finishes processing, the sample value prediction section 20 is activated by the processing switching section 11. The prediction unit 20 calculates a value predicted to be input next from the sample values in the memory update unit 12. For example, the formula for calculating the predicted value is K(Ilpre) = x(
m-1) or K(mpre) = 2 X x(m-1) -x(m
-2)+ KLVLX (z(m)-2X z(m-
1)+z(m-2) ) (3) Or x(mpre) -x(m-1)+(x(m-1)-
xc addition-2))x (z(m)-z(m-1))/
(z(m-1) -z(m-2)) (4) However, x(mpre): Predicted value x(m-i) of the input sample
: Sample value i times before the input sample 2 (Il+): Sample value z(m−i)·2 (m) i times before the input sample, etc. In this way, the predicted value X(mpre) is determined based on the sample value input immediately before, so this predicted value X(mpre)
By using pre) as a parameter of the front weighted average region of the interpolation signal to be interpolated to the missing packet, it is possible to calculate an appropriate interpolation signal that matches well with the packet immediately before the missing packet.

予測部20は算出した予測値X (mp r e )を
出力182を介して重みづけ平均値演算部15に出力す
る。
The prediction unit 20 outputs the calculated predicted value X (mp r e ) to the weighted average value calculation unit 15 via the output 182.

なお、切換部11は最初の2パケツトについては上記処
理を行なわない。切換部11は入力152を介し制御端
子102に接続され、これよりパケットのPSYNC信
号を受信する。PSYNG信号はLoss信号とともに
、入力サンプル値に対応する制御信号に含まれており、
PSYNC信号が1であるとき、入力サンプルがパケッ
トの先頭サンプルであることを示す。切換部11は、こ
のPSYNC信号を数えることによりパケットが連続し
て3パケツト以上入力したかどうかを監視する。最初の
3パケツトのうちいずれかが欠落した場合には基本周期
PITCHの初期値が32であることから前置補間を行
なう。処理切換部11は、出力160を介しバッファメ
モリ更新部12に接続され、波形置換切換部16より入
力した信号X (m)をメモリ更新部12に出力する。
Note that the switching unit 11 does not perform the above processing for the first two packets. The switching unit 11 is connected to the control terminal 102 via an input 152, from which it receives the PSYNC signal of the packet. The PSYNG signal is included in the control signal corresponding to the input sample value along with the Loss signal,
When the PSYNC signal is 1, it indicates that the input sample is the first sample of the packet. The switching unit 11 monitors whether three or more packets have been input in succession by counting the PSYNC signals. If any of the first three packets is lost, pre-interpolation is performed since the initial value of the basic period PITCH is 32. The processing switching section 11 is connected to the buffer memory updating section 12 via an output 160 and outputs the signal X (m) inputted from the waveform replacement switching section 16 to the memory updating section 12 .

バッファメモリ更新部12は、4パケツト分のサーチウ
ィンドウ、1パケツト分のテンプレート、および1サン
プル分の最新入力サンプルを蓄積可能なたとえば5パケ
ツトと1サンプル分の音声パケットのPCM信号を蓄積
する記憶部である。
The buffer memory update unit 12 is a storage unit that can store a search window for 4 packets, a template for 1 packet, and the latest input sample for 1 sample, and stores PCM signals of, for example, 5 packets and an audio packet for 1 sample. It is.

更新部12は、lサンプル入力毎にサンプル値を更新し
ていき、蓄積容量を越えると入力した順に蓄積したPC
M信号を廃棄する。
The update unit 12 updates the sample value every l sample input, and when the storage capacity is exceeded, the update unit 12 updates the sample value in the order of input.
Discard M signal.

八ツフッメモリポインタ指定部13は、欠落した音声パ
ケットを補間するPCM信号を、同期検出部18より入
力した基本周期PITCHを基に、メモリ更新部12か
ら探し出し、これを信号x(mOpt)として振幅補正
部14に出力する。
The eight-point memory pointer designation unit 13 searches the memory update unit 12 for a PCM signal for interpolating the missing audio packet based on the basic cycle PITCH input from the synchronization detection unit 18, and uses this as a signal x (mOpt). It is output to the amplitude correction section 14.

振幅補正部14は、信号x(mopt)および補正係数
KLVLをそれぞれ入力し、これら入力信号を乗算して
音声波形包絡に応じて振幅補正を施した補開信号KLV
LX X(lDopt)を計算し、これを信号KLVL
 X x(mopt)として重みづけ平均値演算部15
に出力する。
The amplitude correction unit 14 inputs the signal x (mopt) and the correction coefficient KLVL, and multiplies these input signals to generate a compensated signal KLV that is subjected to amplitude correction according to the audio waveform envelope.
Calculate LX
Weighted average value calculation unit 15 as X x (mopt)
Output to.

重みづけ平均値演算部15は、補間信号KLVLX x
(mopt)および予測値x(mpre)をそれぞれ入
力し、たとえば式(5)により前部重みづけ平均領域に
重みづけを行なった信号値を含む補間値、すなわち欠落
パケットの補間信号x(mlnew)を算出する。演算
部15はまた、入力150を介し入力端子lotに接続
され、これより信号x (m)を入力する。
The weighted average value calculation unit 15 calculates the interpolation signal KLVLX x
(mopt) and the predicted value x (mpre) are respectively input, and the interpolated value containing the signal value weighted in the front weighted average region by Equation (5), that is, the interpolated signal x (mlnew) of the missing packet is obtained. Calculate. The calculation unit 15 is also connected to an input terminal lot via an input 150, from which the signal x(m) is input.

演算部15は、たとえば式(6)により後部重みづけ平
均領域に重みづけを行なった信号値を含む補間値、すな
わち欠落パケ・ントに続く補間信号x(m2new)を
算出する。
The calculation unit 15 calculates an interpolated value including a signal value obtained by weighting the rear weighted average region using, for example, equation (6), that is, an interpolated signal x (m2new) following the missing packet.

x(mlnew)−に+ (i) X x(mpre)
 + (1−に+ (+) )XKLVLXx(mop
t)  (i=1.、、、、s+)KLVLXx(mo
pt)  (i=s++1.、、、.32)(+=1.
−、−.81 ) Sl:前部重みづけ平均領域長である。
x(mlnew)−+ (i) X x(mpre)
+ (+ (+) to 1-)XKLVLXx(mop
t) (i=1.,,,s+)KLVLXx(mo
pt) (i=s++1.,,.32)(+=1.
−、−. 81) Sl: Front weighted average region length.

x(mopt): 1ピッチ周期前のサンプル値x(+
o2new)=  K2(i) Xi(m)+ (+−
に2(i) )XKLVLXx(m(、ptp)  (
i=1.、、、、s2)x(m)      (i=s
2+1.、、、.32)(i=1.、、、、s2 ) S2:後部重みづけ平均値領域長 x(moptp) :前パケット部での1ピッチ周期前
のサンプル値 である。なお、本実施例では前述のように31=4サン
プル、52=8サンプルである。すなわち、補間信号x
(mlnew)はサンプル番号iが1〜4の範囲では補
間信号x(mlnew)は、x(mlnew)= Kl
 (i) X x(mpre) + (1−に+ (i
) )X KLVLX x(mopt) となり、サンプル番号iが5〜32の範囲では、x(m
lne++)= KLVLX x(mopt)となる。
x (mopt): Sample value x (+
o2new) = K2(i) Xi(m)+ (+-
2(i) )XKLVLXx(m(,ptp) (
i=1. ,,,,s2)x(m) (i=s
2+1. ,,,. 32) (i=1.,..., s2) S2: Rear weighted average value region length x (moptp): Sample value one pitch period before in the previous packet section. Note that in this embodiment, as described above, 31=4 samples and 52=8 samples. That is, the interpolated signal x
(mlnew) is the interpolated signal x (mlnew) when the sample number i is in the range of 1 to 4, x(mlnew) = Kl
(i) X x (mpre) + (1-to + (i
) )X KLVLX
lne++)=KLVLX x(mopt).

同様に補間信号x(m2new)は、サンプル番号iが
1〜8の範囲では、 x(m2new)−に2(i) Xi(m)+ (1−
に2(i) )X KLVLX x(moptp) となり、サンプル番号iが9〜32の範囲では、!(m
2new)−x(m)となる。平均演算部15は、算出
した補間信号x(mlnew)およびx(m2new)
を出力158を介し波形置換切換部16に出力する。
Similarly, the interpolated signal x(m2new) is expressed as x(m2new)-2(i) Xi(m)+(1-
2(i) ) (m
2new)-x(m). The average calculation unit 15 calculates the calculated interpolation signals x (mlnew) and x (m2new).
is output to the waveform replacement switching unit 16 via the output 158.

動作を説明する。入力端子101より入力150を介し
音声パケットであるPCM信号X (m)が波形置換切
換部16に入力されると、切換部16は、この信号が欠
落パケットかどうかをLO3S信号により判断し、欠落
パケットでない場合には直前に入力したパケットが欠落
パケットかどうかを確認する。信号x (m)が欠落パ
ケットでなく、直前のパケットが欠落パケ・ストでない
ときには、この入力信号x(m)は切換部16により出
力端子103および処理切換部11に出力される。
Explain the operation. When the PCM signal X (m), which is an audio packet, is input from the input terminal 101 to the input 150 to the waveform replacement switching unit 16, the switching unit 16 determines whether or not this signal is a missing packet based on the LO3S signal. If it is not a packet, check whether the packet input immediately before is a missing packet. When the signal x(m) is not a missing packet and the previous packet is not a missing packet, this input signal x(m) is outputted by the switching section 16 to the output terminal 103 and the processing switching section 11.

信号x (m)が処理切換部11に入力されると、処理
切換部11は、信号x (m)のサンプル番号mが1〜
30のときにはこの信号!(+I+)をテンプレートと
して差分演算処理部19を、サンプル番号mが31のと
きには周期検出部18を、サンプル番号mが32のとき
には振幅補正係数導出部17およびサンプル値予測部2
0を実行する。これにより、テンプレートと最適マツチ
ング波形との時間間隔である音声波形の基本周期PIT
CHが求められ、信号x(m)を含むパケットの次に入
力するパケットが欠落パケットである場合に、これを補
間するのに最適であると考えられる信号x(11opt
)がバッファメモリ更新部12に蓄積されたサーチウィ
ンドウ内より選択される。また、この信号x(IIlo
pt)が音声波形の包絡に適するように振幅補正係数K
LVLが算出される。
When the signal x (m) is input to the processing switching unit 11, the processing switching unit 11 determines that the sample number m of the signal x (m) is 1 to
This signal at 30! (+I+) as a template, the difference calculation processing unit 19, when the sample number m is 31, the period detection unit 18, and when the sample number m is 32, the amplitude correction coefficient derivation unit 17 and the sample value prediction unit 2.
Execute 0. As a result, the fundamental period PIT of the audio waveform, which is the time interval between the template and the optimal matching waveform,
CH is calculated, and when the input packet next to the packet containing the signal x(m) is a missing packet, the signal x(11opt
) is selected from within the search window stored in the buffer memory updating unit 12. Also, this signal x(IIlo
pt) is suitable for the envelope of the audio waveform.
LVL is calculated.

信号x(lopt)および補正係数KLVLが振幅補正
部14に入力されると、補正部14は信号x (m、 
p t )に振幅補正係数KLVLを乗算し、その信号
KLVLX x(mopt)を重みづけ平均値演算部1
5に出力する。さらにサンプル番号mが32の場合、サ
ンプル値予測部20が切換部11により実行される。こ
れにより予測部20は、メモリ更新部12内のサンプル
値より、信号!(32)の次に入力するパケットの信号
を前部重みづけのパラメータとして算出し、これを予測
値x(mpre)として平均値演算部15に出力する。
When the signal x (lopt) and the correction coefficient KLVL are input to the amplitude correction section 14, the correction section 14 converts the signal x (m,
p t ) by the amplitude correction coefficient KLVL, and the resulting signal KLVLX x (mopt) is weighted and average value calculation unit 1
Output to 5. Further, when the sample number m is 32, the sample value prediction section 20 is executed by the switching section 11. As a result, the prediction unit 20 uses the sample value in the memory update unit 12 to determine the signal! The signal of the next input packet after (32) is calculated as a front weighting parameter, and this is output to the average value calculation unit 15 as a predicted value x (mpre).

信号KLVLX x(mopt)および予測値X(”P
re)が演算部15に入力されると、演算部15はこれ
らから欠落パケットが発生したときの補間信号x(ml
new)を算出し波形置換切換部16に出力する。補間
信号x(mlnew)は入力した信号が欠落パケットで
あることを切換部18が確認したほぼ同時に切換部16
に入力されるため、切換部16はパケットが欠落しても
この信号x(mlnew)により実時間性を損なうこと
なく補間信号X (m In e w )を出力端子1
03に出力することができる。また信号z(mines
)には、前部重みづけ平均領域4バイトに重みづけが施
されているため、以前に入力した信号x(m)との接続
部がなめらかになる。
Signal KLVLX x(mopt) and predicted value X(”P
re) is input to the arithmetic unit 15, the arithmetic unit 15 calculates an interpolated signal x(ml
new) and outputs it to the waveform replacement switching unit 16. The interpolated signal x (mlnew) is output to the switching unit 16 almost at the same time that the switching unit 18 confirms that the input signal is a missing packet.
Therefore, even if a packet is lost, the switching unit 16 uses this signal x (mlnew) to send the interpolated signal
It can be output to 03. Also, the signal z(mines
), the 4 bytes of the front weighted average area are weighted, so the connection with the previously input signal x(m) becomes smooth.

波形置換切換部16が欠落パケットに続く非欠落パケッ
トに含まれる信号x (m)を入力すると、置換切換部
16はこの信号x(m)の代わりに、重みづけ平均値演
算部15より入力する補間信号x(m2nei+)を出
力端子103に出力する。欠落パケットに続く非欠落パ
ケットに含まれる信号x(m)が平均値演算部15に入
力されると、演算部15は信号x(m)と前欠落パケッ
ト部での1ピッチ周期前のサンプル値X(Illopt
p)との重みづけ処理を行ない、補間信号x(m2ne
w)を算出する。補間信号x(m2neJの値は算出順
に波形置換切換部16に出力され、波形切換部がこの信
号を入力すると出力端子103に出力する。信号x(m
2new)には欠落パケットと接続される部分、すなわ
ち後部重みづけ平均値領域8バイトに重みづけが施され
るため、欠落パケットと次に続く補間信号x(m2ne
w)との接続部がなめらかになる。
When the waveform replacement switching unit 16 inputs the signal x (m) included in the non-missing packet following the missing packet, the replacement switching unit 16 inputs the signal x (m) from the weighted average value calculation unit 15 instead of this signal x (m). The interpolated signal x (m2nei+) is output to the output terminal 103. When the signal x(m) included in the non-missing packet following the missing packet is input to the average value calculation unit 15, the calculation unit 15 calculates the signal x(m) and the sample value one pitch period before in the previous missing packet part. X(Illopt
p), and interpolation signal x(m2ne
w) is calculated. The values of the interpolated signal x (m
2new), weighting is applied to the part connected to the missing packet, that is, the 8-byte rear weighted average value area, so that the missing packet and the next interpolated signal x(m2new) are weighted.
The connection with w) becomes smooth.

このように本実施例によれば、予測値と補間値の重みづ
け平均値を新たな補間値を用いることで音声パケットが
欠落した場合でも違和感の無い適切なPCM信号を欠落
部に補間することが可能である。また、本実施例ではパ
ケットの先頭サンプルが入力するタイミングでは常に補
間すべき音声波形が決定されているため、パケットが欠
落しても音声パケットの実時間性を損なうことない補間
が可能である。
As described above, according to this embodiment, by using a new interpolation value of the weighted average value of the predicted value and the interpolation value, even when an audio packet is missing, an appropriate PCM signal that does not give an unnatural feeling can be interpolated into the missing part. is possible. Furthermore, in this embodiment, the audio waveform to be interpolated is always determined at the timing when the first sample of a packet is input, so even if a packet is lost, interpolation can be performed without impairing the real-time nature of the audio packet.

なお、本実施例では本発明を欠落した音声パケットを補
間するPCM補間処理装置に適用したが、本発明は必ず
しもこれに限定されるものではなく、たとえばイメージ
情報などを伝送する伝送装置の受信側、またはデジタル
音声信号の再生装置などにも適用可能である。
In this embodiment, the present invention is applied to a PCM interpolation processing device that interpolates missing audio packets, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, the present invention is applied to the receiving side of a transmission device that transmits image information etc. , or a digital audio signal reproducing device.

(発明の効果) このように本発明によれば、欠落パケット前後の接続部
のサンプル値として予測値と補間値の重みづけ平均値を
用いる方法を導入した。このため、欠落パケットが生じ
た場合でも、パケットの実時間性を損なうことなく欠落
パケットの補間およびパケットの欠落部と非欠落部とを
なめらかにつなげる処理を行なうことができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a method is introduced in which the weighted average value of the predicted value and the interpolated value is used as the sample value of the connection portion before and after the missing packet. Therefore, even if a missing packet occurs, it is possible to interpolate the missing packet and smoothly connect the missing part and the non-missing part of the packet without impairing the real-time nature of the packet.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による音声パケット補間方式の実施例を
PCM補間処理装置に適用した機能ブロック図、 第2図は、第1図に使用した各種パラメータの構成を示
すパラメータ構成図でbx。 主要部分の符号の説明 PCM補間処理装置 処理切換部 バッファメモリ更新部 バッファメモリポインタ指定部 振幅補正部 重みづけ平均値演算部 波形置換切換部 振幅補正係数導出部 周期検出部 非規格化差分演算処理部 サンプル値予測部
FIG. 1 is a functional block diagram in which an embodiment of the audio packet interpolation method according to the present invention is applied to a PCM interpolation processing device. FIG. 2 is a parameter configuration diagram showing the configuration of various parameters used in FIG. Explanation of symbols of main parts PCM interpolation processing device Processing switching section Buffer memory updating section Buffer memory pointer specifying section Amplitude correction section Weighted average value calculation section Waveform replacement switching section Amplitude correction coefficient derivation section Period detection section Non-standardized difference calculation processing section Sample value prediction part

Claims (1)

【特許請求の範囲】 欠落した音声パケットを、該欠落以前に入力した音声パ
ケットの信号により該欠落部に補間する音声パケット補
間方式において、該方式は、音声パケットの欠落に備え
、最新に入力した音声パケットの次に入力する音声パケ
ットの補間信号を、補間サンプル値としてあらかじめ入
力された音声パケットの中から選択するとともに、該あ
らかじめ入力された音声パケットの信号の中の所定の信
号により、次に入力する音声パケットの信号を予測サン
プル値として求め、 該予測サンプル値と前記補間サンプル値とにより前記補
間信号の平均値領域における重みづけ平均値を算出し、 前記音声パケットの欠落が生じると、該算出した重みづ
け平均値を前記平均値領域に含む補間信号を該音声パケ
ットの欠落部に補間することを特徴とする音声パケット
補間方式。
[Claims] In an audio packet interpolation method that interpolates a missing audio packet to the missing part using a signal of an audio packet input before the audio packet is missing, the method is configured to interpolate a missing audio packet into the missing part using a signal of an audio packet input before the audio packet is lost. The interpolated signal of the audio packet to be input next to the audio packet is selected from among the audio packets input in advance as an interpolation sample value, and the next A signal of an input audio packet is obtained as a predicted sample value, and a weighted average value in the average value region of the interpolated signal is calculated using the predicted sample value and the interpolated sample value. A voice packet interpolation method characterized in that an interpolation signal containing the calculated weighted average value in the average value region is interpolated into the missing portion of the voice packet.
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