JPH0263333A - 音声符号化・復号化装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は所定のフレーム単位で圧縮符号化し、パケット
伝送すると共に伝送される音声情報を効果的に再生する
ことのできる音声符号化・復号化装置に関する。

（従来の技術） 近年、高効率な情報伝送形態としてパケット伝送が注目
されており、音声情報の通信にあっても、この種のパケ
ット通信ネットワークを介して高効率な通信を行うこと
が試みられている。

そして、通常のデータ伝送におけるパケット通信にあっ
ては、ネットワーク内での伝送路の違いによるパケット
の追越し発生、すなわち、第４図に示すようにネットワ
ークＮ内では複数の伝送ルートかあり、複雑の度合いか
ら送出パケット毎に伝送ルートが異なる等のために端末
Ａよりの送信されるパケットの送出順序と受信端末Ｂで
の受信時のパケット順序が変わることが多々ある。そし
て、このようなパケット順序の入替わりに対処すべく、
バッファリングによるパケット順序の並べ替えや、パケ
ットの再送等の処置が講じられる。

ところで音声信号のパケット伝送においては、誤り再送
等を用いることによる伝送情報の正確性よりもむしろ会
話の自然性が重要であることとから、リアルタイム性を
維持すべくパケットの順序の入替わりが生じた場合には
送信順序の古い方を棄却することによって時間的に前後
のない状態でパケットデータを復号処理し、音声信号を
再生すると云ったことが行われる。つまり、ネットワー
ク上のメモリのオーバフローによるパケット抜けやネッ
トワーク内の伝送経路の違いによるパケットの追い越し
等を、パケットの再送やバッファリングによる順序再生
を行うよりも遅れたパケットは捨てて最新の音声パケッ
トを伝達する方が会話の自然性を保てるので、このよう
な方式を採用している。しかしこのようなパケットの棄
却を行った場合、棄却によるパケット抜けに起因して再
生音声信号波形に不連続部分が生じ、この不連続部分で
耳障りな音が発生したり、また再生音声の明瞭度が低下
する等の不具合が生じた。

そこで従来では、例えば第３図（ａ）に示すように入力
される音声信号Ｘ　　を所定の周期です（ｎ） ンブリングし、ディジタル化してＸ　　とし、こ（ｎ） のサンプリング音声信号Ｘ　　をＭ点毎にフレー（ｎ） 部分解し、連続するＬ個のフレームに亙って各フレーム
での音声信号Ｘ　　を１つづつ順に抽出しくｎ） てパケット化し、これを伝送するようにしている。

即ち、フレーム番号をＲ（０≦ｇ＜Ｌ）、各フレーム内
でのデータ・インデックスをｍ（０≦ｍ≦Ｍ）とし、フ
レーム化された信号をｘＦ（ＩＩ）、ｍ）と表わすもの
とすると、前述したサンプリング音声信号Ｘ　　は （ｎ） Ｘ ｘｒ（Ｒ、ｍ＞　　　　（Ｍ−ｆ）　＋ＩＩりとして会
←巧示すことができる。これらフレーム化された信号を
パケット化して伝送するときに、Ｍ点おきに抽出したデ
ータをもとに次のようにしてブロック化し、パケット送
信データ■、■、・・・■）と（７ている。

■　　’　ｘｒ（０，０）’　　　ｆ’（１，０）’　
　　　　［’（Ｌ−１，０）’・・・　・・・　Ｘ ■　’　ｘｒ（０，１）’　　ｆ（１，１）’　　　　
　ｆ’（Ｌ−１，１）’・・・　・・・　Ｘ ｅ　’　ｘｆ（０，Ｍ−１）’　ｘｆ（１，Ｍ−１）’
　”’　狗（Ｌ−１，Ｍ−１）’送信データ■、■、・
・・Ｏは第３図においてはフレームＮ、Ｎ＋１．Ｎ＋２
．・・・にあわせて、簡略化して表現してあり、例えば
、（Ｎ、０）。

（Ｎ＋１．、Ｏ）、・・・（Ｎ＋Ｌ−１，Ｏ）はｘｒ（
０，０）＝　　ｒ（１，０）’　”’　ｘｆ’（Ｌ−１
，０）”対応し′ＣＩ、ゝる。

尚、第３図（ｂ）はＮ時点以降のブロックをまとめて示
している。復号化部では、伝送されてきたデータＸｆ’
（１）、Ｉ）からデータの並び替えを行−・てＸ　　を
生成する。この様にすると、第３図（ｈ）（ｎ） に示しているように、送信データ■が抜けてしまっても
第３図（Ｃ）に示すように各再生されたフレーム内では
「１データサンプルの抜け」にとどまり、前後データサ
ンプルから抜けた部分を適切に補間処理を行うことによ
り良好な音声が得られる。

しかしながら、 （１）パケット伝送では受信先アドレス、ヘッダ等のオ
ーバーヘッドがあるため、伝送の効率上、］パケット長
をあまり短かくできず、従って従来の方法では音声フレ
ームの個数りを大きくする必要がある。この場合、伝送
する前にＬ個の音声フレームを蓄積する必要があり、入
力から復号までの遅延時間が長くなる。

（２）ＡＤＰＣＭ、ＡＤＭ等の送信データが全て同じ意
味の情報である圧縮符号化（これらは圧縮比率がｌ／２
程度である）にしか適用できず、この場合では復号音声
の劣化は少なくない。

（３）第５図は、フレーム処理を行う圧縮符号化（圧縮
比率が１／４以下が可能）の送信データのフレーム構成
を示しており、この圧縮符号化による送信を利用すると
高効率で伝送可能となる。

しかし、このようなフレーム処理が施された音響データ
のパケット伝送にあっては、各パケットはフィールド毎
に異なる意味の情報を持つことになる。それ故、パケッ
ト抜けが生じても前述した捕間処理等の対策を全く講じ
ることができないと云う問題がある。

（発明が解決しようとする課８） 音声のパケット伝送においては、リアルタイム性が重要
であることから、送信順序と異なる順序でパケットが着
信する場合、送信順序の古い方を棄却することによって
時間的に前後のない状態でパケットデータを復号処理し
、音声信号を再生すると云ったことが行われる。つまり
、ネットワーク上のメモリのオーバフローによるパケッ
ト抜（）やネットワーク内の伝送経路の違いによるパケ
ットの追い越し等を、パケットの再送やバッファリング
による順序再生よりも遅れたパケットは捨てて最新の音
声パケットを伝達する方が会話の自然性を保てるので、
このような方式を採用している。しかしこのようなパケ
ットの棄却を行った場合、棄却によるパケット抜けに起
因して再生音声信号波形に不連続部分が生じ、この不連
続部分で耳障りな音が発生したり、また再生音声の明瞭
度が低下する等の不具合が生じる。

そこで従来では、例えば第３図（ａ）に示すように人力
される音声信号Ｘ　　を所定の周期です（ｎ） ンブリングし、ディジタル化してＸ　　とし、こ（ｎ） のサンプリング音声信号Ｘ　　をＭ点毎にフレー（ｎ） 部分解し、連続するＬ個のフレームに亙って各フレーム
での音声信号Ｘ　　を１つづつ順に抽出しくｎ） てパケット化し、これを伝送するようにしている。

そして、受信側（復号装置）では、このようにしてパケ
ット伝送されるデータをＭパケットについて並替えし、
前述した音声データの系列を復元した後、その音声信号
の再生を行っている。すなわち、複数のフレームタイミ
ングに分散させ、一つのパケットには複数フレームそれ
ぞれにおけるある順位の音声サンプルを集めたかたちで
まとめ、段数フレームをそれぞれの１音声サンプルずつ
を単位に複数回にわたって送ることによって伝送を完成
させることによりパケット抜けの影響を１音声サンプル
分の抜は程度で済むようにしている。

このような対策を施すことにより、例えばその一部にパ
ケット抜けか生じても再生データ・フレムでの音声信号
Ｘ　　の欠落は各フレームにお（ｎ） いてそれぞれ１サンプルに止まり、その前後のデータか
ら補間処理等により補うことが可能となる。

この結果、パケット伝送した音声の品質を確保すること
が可能となり、また前述したような耳障りな音の発生を
防ぐことが可能となる。

然１＝、乍ら、パケット伝送にあっては受信先アドレス
やヘッダ等のオーバーヘッドがあることから、伝送効率
上、その１パケツト長をあまり短くすることはできない
。従って上述した手法を採用する為には、伝送効率のう
えから成る程度音声フレームの個数りを大きく設定する
と、パケット伝送に際してＬフレームに亙る音声データ
を蓄積する必要があるので、入力音声をパケット送信す
るまで、また受信パケットを復号して音声信号を再生す
るまでに多大な時間遅延が生じることが否めない。

しかもこのような方式での音声パケットの伝送は、ＡＤ
ＰＣＭ、ＡＤＭ等の送信データがフレーム内で同じ意味
を持つ情報での圧縮符号化（圧縮比率が１／２程度）に
しか適用することができず、また予測残差信号に対して
従来方式を適用しても、その予測残差信号の補間の効率
が小さく、復号音声の劣化が無視できない。

一方、第５図に示すようなフレーム構成を採用して音声
情報をフレーム単位で圧縮符号化し、これをパケット伝
送することが考えられている。このような形態を採用す
れば各フレーム毎に高効率な圧縮符号化方式が可能とな
り、例えばフレーム単位で圧縮比率１／４以下の圧縮符
号化を実現することが可能となる。しかしこのようなフ
レーム処理が施された音声データのパケット伝送にあっ
ては、各パケットはフィールド毎に異なる意味の情報を
持つことになる。これ故、パケット抜けが生じても前述
した補間処理等の対策を全く講じることができないと云
う問題がある。

そこでこの発明の目的とするところは、パケット抜けに
対応できると共に遅延時間を少なくして、しかも音声信
号の効率的なパケット伝送を可能とする実用性の高い音
声復号化装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
。すなわち、所定の周期でサンプ・リングされた音声信
号を所定のサンプリング数からなるフレーム単位で圧縮
符号化してパケット伝送に供すると共にパケット伝送さ
れた情報を受けて、復号し前記音声信号を再生する音声
符号化・復号化装置において、 フレーム単位の音声信号圧縮符号化データを複数のフレ
ームタイミングに分けると共にこれらを他のフレームの
分割データと組合わせたフレーム構成として出力し、パ
ケット伝送に供する符号化部と、 パケット伝送された圧縮符号化データの系列を複数フレ
ームにまたがって連続的に予測し、該予測したデータを
出力するフレーム間予測部と、受信パケットの連続性か
らパケット抜けを検出する検出手段と、この検出手段に
よりパケット抜けが検出されたとき、受信データに代え
て前記フレーム間予測部にて予測されたデータ系列を用
い、パケット抜けが検出されないときは受信データを用
いるように制御する制御手段と、 前記受信された圧縮符号化データと前記フレーム間予測
部の出力データのうち前記制御手段の制御により定まる
一つを用いて音声信号の復号再生を行う復号再生手段と
を具備して構成する。

（作用） このような構成において、送信すべき音声信号は、所定
周期でサンプリングし、圧縮符号化すると共に符号化部
はこの圧縮符号化データを複数のフレームタイミングに
分けて送出し、パケット伝送する。そして、パケット伝
送され受信された圧縮符号化データの系列をフレーム間
予測部により？Ｕ　ｆｉフレームにまたがって連続的に
予測し、該予測したデータを出力すると共にまた検出手
段により受信パケットの連続性からパケット抜けを検出
し、一方、制御手段は、この検出手段によりパケット抜
けが検出されたとき、受信データに代えて前記フレーム
間予測部にて予測されたデータ系列を用い、パケット抜
けが検出されないときは受信データを用いるように制御
出力を発生する。そして、復号再生手段は前記受信した
圧縮符号化データと前記フレーム間予測部の出力データ
のうち前記制御手段の制御により定まる一つを用いて音
声信号の復号再生を行う。

このように符号化部では送信すべき音声信号は１フレ一
ム単位でデータを圧縮符号化し、これを分割して複数フ
レームタイミングに分けると共にこれらを他のフレーム
の分割したデータと組合わせたフレーム構成として送出
するようにし、また復号化部では、フレーム間予測手段
により受信データのフレームにまたがってデータの系列
を子、ｌ＋ｊ１１し、出力しく具体的には受信データの
補間パラメータから復号あるいは、合成パラメータを生
成する）、またパケットの監視をしてパケット抜けを調
べる制御手段によりパケット抜けかを判定し、パケット
抜けならばフレーム間予測手段からの補間パラメータと
受信データのパラメータとから音声を復号あるいは合成
させ、パケット抜けが無いならば送出された複数フレー
ムの受信データの復号パラメータから音声を復号させる
よう復号再生手段を制御するようにしたものである。

この結果、パケット抜けが生じた場合であっても、次の
パケットで補うことができ、また、連続してパケットが
抜けて１フレ一ム分のデータが欠落してもその欠落部分
の音声符号を効果的に補うことができ、耳障りな音の発
生を防いで復号再生音声の品質を確保することが可能と
なる。また所定のフレーム単位で圧縮符号化されたデー
タ・パケットに個々に対処してその復号化処理を行うの
で、複数のパケットに亙ってデータ系列の並替え笠の処
理を施す必要がないことから、時間的な遅延が問題とな
ることもなくなる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

尚、本文では音声の圧縮符号化データから出力音声を再
生する際に、予７１１１］残差系列を量子化し、そのｍ
子化データを逆量子化して音声を再生することを復号と
記し、予測残差系列を音声の生成機構に基づき、パルス
列あるいは白色雑音にモデル化し、これらから音声を再
生することを合成と記すものとする。

第１図は本発明の一実施例に係る音声復号化装置を備え
て構成される音声パケット伝送システムの概略構成図で
あり、１は符号化装置を備えたパケット送信部部、２は
復号化装置を備えたパケット受信部である。このパケッ
ト送信部１とパケット受信部２とは所定のパケット伝送
路３を介して相互に接続される。尚、パケット伝送路３
は、バケット交換機や種々のパケット通信網により構築
されることば云うまでもない。

この第１図において、音声のパケット伝送の根底となる
パケット送信部１について先ず説明すると、このパケッ
ト送信部１では入力音声信号をＡ／Ｄ変換器１１を介し
て所定の周期でサンプリングしてディジタル化し、所定
のフレーム単位での圧縮符号化とそのパケット送信に供
せられる音声データＸ　　の系列として取込んでいる。

（ｎ） パケット送信部］−における符号化部は、ピッチ分析部
１２にて上記音声データＸ　　の基本周波（ｎ） 数成分をピッチ情報として分析し、その分析結果に従い
ピッチ予Ｍ１部１３にて長時間での音程を予測し、冗長
成分の除去を行う。つまり音声の長時間に亙る相関に従
ってその冗長成分の除去を行う。

次に音声の近接（短時間）相関を除去すべく、ＬＰＧ分
析部１４にて近接予測係数を分析し、その結果に従って
近接予測部　１５にて近接予測を行う。

以上のピッチ予測および近接予測により除去することの
できなかった音声の冗長成分（予測残差）に対して、次
に電力分析部］６にて所定のフレーム内（所定のサンプ
ル数のまとまり）でその電力情報を求め、この電力情報
を用いて正規化部１７にて」−２予測残差を正規化（１
／Δ倍）する。しかる後、この正規化された予測残差を
量子化部１８にてご子化し、その量子化コードｅ　　を
求（ｎ） める。更にこの量子化コードを遅延部１０により所定の
遅延を加えてマルチプレクサ１９に送る。

このような一連の処理により求められた前記ピッチ情報
、近接予測係数、電力情報（以上３情報をサイド情報と
呼ぶ）、正規化予測残差信号の量子化コードｅ　　をマ
ルチプレクサ（ＭＰＸ）（ｎ） 〕９にて、第５図に示すフレーム構成に多重化し、第６
図に示すようにパケットＪにはその予測残差部に一つ前
のフレームＪ−１の予測残差を、また、パケットＪ＋１
には一つ前のフレームＪの予測残差をと云った具合に一
つ前のフレームの予測残差を入れたかたちでパケット化
される。そしてこの圧縮符号化された情報が１つのパケ
ット・データとして前記伝送路３を介して送信される。

尚、以上の音声の符号化処理は、所定のフレーム単位で
圧縮符号化処理を実行する従来の音声コーデックと基本
的に同様なものであるが、ヒ述のようなパケット構成と
するために遅延部１０を設けた点のみ異なる。

さて、このようにして所定のフレーム単位で圧縮符号化
されて上記パケット送信部１から順に上記形式のデータ
と化されてパケット伝送されてくるデータから前記音声
信号Ｘ　　を復号再生する（ｎ） パケット受信部２の復号化装置の構成は次のようになっ
ている。

この復号化装置は、基本的には−に連した如くフレーム
単位で圧縮符号化された情報を復号すべく、デマルチプ
レクサ（以下、ＤＥＭＰＸと称する）２１にて受信パケ
ットから前記ピッチ情報、近接予測係数、電力情報、正
規化予測残差信号の量子化コードｅ　　をそれぞれ分解
抽出し、逆量子化（ｎ） 部２２に上記量子化コードｅ　　を与えて正規化（ｎ） 予測残差信号を求める。そしてこの再生された正規化予
測残差信号と前記電力情報とから正規化復元部２３にて
残差信号を復元し、この残差信号に対して近接予測合成
部２４およびピッチ合成部２５にて前記近接予測係数お
よびピッチ情報を合。

成して前記音声信号Ｘ　　を再生復元し、これを（ｎ） Ｄ／Ａ変換器２６にてアナログ音声信号に復元して再生
出力する如く構成される。これらの基本構成については
、従来の復号化装置と全く同様である。

そしてこの復号化装置にあっては、受信パケットデータ
を分解して分配する前記ＤＥＭＰＸ２１により分配され
た「ピッチ情報」、「近接予測係数」、「電力情報」、
および前記逆量子化部２２により、予測残差である「量
子化コードｉ　　」（ｎ） から求められた正規化予測残差信号に従い、フレーム単
位で将来の受信データを複数のフレーム間に亙って予測
するフレーム間予測部３１、および前記ＤＥＭＰＸ２１
を介して所定の時間内に次のパケットが受信されるか否
かを検出し、その検出結果に従ってセレクタ３３や前記
ピッチ情報、近接予測係数、電力情報に対する処理部３
４，３５゜３６をそれぞれ動作制御する制御部３２、そ
して各処理部３４，３５．３６に入力する上記ピッチ情
報、近接予測係数、電力情報をそれぞれ一時的に保持し
、フレーム毎にずれていたこれら保持した情報と予測残
差の情報とを合わせるための第１〜第３の遅延部３７〜
３９を設けている点を特徴としている。

遅延部３７，３８．３９はそれぞれ入力されたデータを
記憶する記憶要素で構成され、復号化処理に当って１フ
レームタイミング分ずらして読み出すことにより、デー
タの対応をとるがその制御は制御部３２が受は持ってい
る。

パケット伝送される音声情報の受信時には成る時間間隔
内で連続的にパケットが伝送されると云う性質から、制
御部３２では、成るタイミングでのパケットの受信から
次のパケットが受信されるまでの時間を監視し、パケッ
ト抜けが生じたか否かを検出している。

そしてパケット抜けが検出されたとき、制御部３２は前
記セレクタ３３や処理部３４，３５゜３６をそれぞれ切
替制御し、前述した受信パケット・データからの音声デ
ータの復号処理に代えて上記フレーム間予測部３１によ
り予測したパラメータを各処理部２３，２４．２５に入
力し、これによって得られる擬似予測残差信号、擬似ピ
ッチ情報、擬似近接予測係数、擬似電力情報の合成パラ
メータと、受信データからの出力信号を復号したパラメ
ータを用いて音声データを復号処理するように制御する
ものとなっている。

さてこのような擬似予測残差信号、擬似ピッチ情報、擬
似近接予測係数、擬似電力情報をそれぞれ複数フレーム
に亙って予ＤＩするフレーム間予測部３１は、基本的に
は音声情報の統計的な性質が２０〜３０　ｍ５ｅｃ程度
の時間、離れた音声信号間を比較した場合、両者は殆ん
ど変化することがないと云う性質を利用して、現在およ
び過去の受信データから将来（次のフレーム）の受信デ
ータを予測するものである。この予測処理は学習的に行
われる。

即ち、フレーム間予測部３１はピッチ情報、近接予測係
数、ｒｉ電力情報ついては Ａ（Ｎ＋１）　”　ｆ（Ａ（Ｎ）　”（Ｎ−１）　”（
Ｎ−ｋ）　”’（Ｎ）　）Ｅ　　　　閣Ａ　　　　　−
Ａ （Ｎ）　　　　　（Ｎ）　　　　　（Ｎ）Ａ（Ｎ＋１）
　　’現時点Ｎに耐する（Ｎ＋１）時点の予測 ｆ（Ａ、Ａ、　　・・・Ａ、Ｅ） （Ｎ）　　　　　（Ｎ−１）　　　　　　（Ｎ−ｋ）　
　　　　（Ｎ）；現時点および過去の受信データから （Ｎ＋１）時点を予測する線形関数 Ｅ　　　；予測値と受信データとの差 （Ｎ） としてフレーム間での予測を行う。また正規化残差信号
については、現在および過去の受信データから、パルス
列、白色雑音、或いはその両者の線形結合にモデル化し
たものと、実際の受信データとから学習して予測する。

このフレーム間予測について更に詳しく説明すると、音
声信号はその生成機構から２変換面上で次のように表現
することができる。

Ｓ　　朧σＥＡＰ （ｚ）　　　　　　（ｚ）　　　（ｚ）　　　（ｚ）Ｓ
（ｚ）；音声信号Ｓ　　の２変換 （ｎ） ａ２　　；残差信号の電力 Ｅ　　；残差信号ｅ　　の２変換 （ｚ）　　　　　　　（ｎ） Ａ　　：近接予測係数列の２変換 （ｚ） Ｐ　　；ピッチ予７ＩＰ＋係数の２変換（ｚ） ここで、上記σ、Ｅ　　　、Ａ　　　、Ｐ　　　のそ（
ｚ）　　　（ｚ）　　　（ｚ） れぞれについて過去の受信フレームのデータから現在の
フレーム・データを予測する場合について述べる。尚、
受信フレームをメモリに蓄積することにより、過去、将
来の受信フレームからパケット抜けの生じたフレーム・
データを予測する場合にも同様に適用できる。

過去の受信フレームのデータから現フレームして受信さ
れるであろう残差信号Ｅ　　　［ｎ−０〜Ｌ（ｎ） ｎ−１］を予測するには過去の残差信号ｅ１、−１（ｎ
）から次のようにして予測できる。

ｅＬ（ｎ）″ａ１．．８ｐ（ｎ）＋βＬ　５ｎ（ｎ）　
　”’　”’　（１）但し、Ｓ　　は白色雑音（係数列
） ｎ（ｎ） そして、ｋ　　からｋ　　までのｅＬ−１（。）につｉ
ａｘ　　　　　　　　ｍｉｎ いての正規化自己相関の最大値αＬは β　−（１−ｅＬ）βＬ−１ Ｓ−１（ｎ−０）；インパルス信号 ｐ（ｎ） ０（ｎｏ） この残差信号ｅ　　は有声か無声かによりその（ｎ） 性質を異にし、有声音の場合にはインバ少ス性の信号と
して、また無声音の場合には白色雑音に近似される。ま
た前記αＬの計算に用いられる残差信号ｅＬ−１（ｎ）
は、実際には前記逆量子化部２２で求められる逆量子化
値ｅＬ−Ｌ（ｎ）であり、デマルチプレクサ２１によっ
て抽出され、メモリに絨積された量子化符号からプロセ
ッサにより逆量子化して求められる。逆量子化の手順は
公知であるため、ここでは説明はしない。尚、逆量子化
値ｅＬ−１（。）は上記残差信号ｅＬ−１（□）の有声
音の度合いを示すパラメータである。そしてこのノくラ
メータαＬは上述したｅＬ、−］（ｎ）とαＩ、−１と
から求められることになる。

またβ　は↑　　　の無声音の度合いを示すバＬ　　　
Ｌ−１（ｎ） ラメータであり、αＩ、とβＬとから求められる。

一方、前記残差信号の電力σ　　は ＋Δσ　　　　　　　・・・・・・　（２）１、　　Ｌ
−Ｉ　　　　Ｌ−１ として計算される。但し、Δσ　　は、σ　　とＬ−Ｉ
　　　　Ｌ−２ σｌ７−１　との差分てあり、（σＬ−２Ｌ−１）から
−σ 求められる。

これに対して近接予測係数ａ［ｎ−０〜Ｐ；Ｌ（ｎ） Ｐは予１４１１１次数］は、フレーム間での予測を行い
易いパラメータであるＬＳＰパラメータに変換し、この
ＬＳＰパラメータにより予測を行い、その後、α１．（
。）に再変換する方法をとる。近接予測係数とＬＳＰパ
ラメータとの間の変換操作については、“斉藤、中田著
「音声情報処理の基礎ｊオーム社刊”等に述べられてお
り、必要ならばこれを参照することとして、ここでは触
れない。ＬＳＰパラメータの予測は下式で行える。

ＬＳＰ　　　　　−α　　（ＬＳＰ　　　　　　　−Ｌ
ＳＰ　　　　　　）Ｌ、ｍ　　　　　Ｌ　　　　　Ｌ−
１，ＩＩＩ＋ｌ　　　　　　Ｉ、−１＋ｎ＋βＬΔＬ　
Ｓ　Ｐ　Ｌ−１＋ｍ　　・・・・・・　（３）但し、上
式においてＬＳＰＬ−、。は（Ｌ−１）番目のフレーム
におけるｍ番目のＬＳＰパラメータであり、またΔＬ　
Ｓ　Ｐ　Ｌ−１＋。はＬＳＰ　　　　とＬ−２，ｍ ＬＳＰ　　　　との差分である。尚、ｍｍＱ〜ＰでＬ−
１，ω ある ここで上記ＬＳＰパラメータは“電子通信学会論文誌（
Ａ）捩合はか「線スペクトル対（ＬＳＰ）音声分析合成
方式による音声情報圧縮」　（昭５６−０８）”にもあ
るように声音の場合には、隣接したＬＳＰパラメータｒ
ＬＳＰ　　　　Ｊとり、ｍ＋１ ｒＬＳＰ　　　Ｊ（あるｍについて）が非常に近いり、
ｍ 値となり、無声の場合には各ｍについて隣接のＬＳＰパ
ラメータは近い値とならないと云う性質があることが知
られている。上述した第（３）式に示す予測処理におけ
る第１項は有声音の場合の予測であり、第２項は無声音
の場合の予測であって、当該第（３）式はその線形結合
となっている。

そのため、有声ｙから無声音に推移するまたはその逆の
ケースのように有声音と無声音の両方の性質を持った場
合では、良好な予測を行うことかできる。

更にピッチ情報（ピッチゲインＧ、ピッチ周期ｍ）につ
いては、そのピッチゲインＧをＧ　　−Ｇ　　　＋ΔＧ
Ｌ−１・・・・・・　（４）Ｌ　　　Ｌ−１ として予測し、またそのピッチ周期ｍについては＋６ｍ
　　　　　　・・・・・・　（５）Ｌ　　　Ｌ−Ｉ　　
　　Ｌ−１ として予ＩＪＩする。但し、 ΔＧ　　　−Ｇ　　　−Ｇ Ｌ−Ｌ　　　　Ｌ−２Ｌ−１ ’　ｍＬ−Ｉ　　　　Ｌ−２Ｌ−１ −ｍ　　　　　　　−ｍ である。

第２図は上述した予測処理の処理手順を示すもので、先
ずデマルチプレクサ２１を介して受信されたパケット・
データを取込むことから予測処理か開始される（ステッ
プＳ１）、そして逆量子化部２２で求められた子側残差
信号ｅ　　から正規化自己相関を計算しくステップＳ２
）、その最大値を求める（ステップＳ３）。その後前述
したようにα　およびβＬを求め、第（１）式に従って
残差信号の予測値ｅ　　を求める（ステップＳ４）。

Ｌ（ｎ） その後、更に前述した第（２）式、第（３）式。

第（４）式、第（５）式にそれぞれ従ってσＬ。

ＬＳＰ　　　、Ｇ、ｍ　　をそれぞれ予測する（スＬ、
Ｉｌｌ　　　Ｌ　　　Ｌ チップＳ５〜Ｓ７）。

以上の予測処理をフレーム単位で順次実行する。

そして前記制御部３２でパケット抜けが検出されたか否
かを判定しくステップＳ８）、パケット抜は検出時には
上述した如く予測された情報を用いて音声データの復号
処理を実行する（ステップＳ９）。

このように本装置は符号化部では送信すべき音声信号は
１フレ一ム単位でサイド情報と予測残差よりなる圧縮符
号に変換し、これをサイド情報と予測残差に分けると共
にこれらのうち、一方を次のパケットタイミングに分け
て送出する。これはサイド情報、予測残差の両方につい
てフレーム間予測するよりも、一方はフレーム間予測、
他方は受信データの方が復号あるいは合成音声が向上す
るからである。また復号化部では、フレーム間予側手段
により受信データのフレームにまたがってデータの系列
を予ｅｌ　Ｌ、出力しく具体的には受信データの補間パ
ラメータから復号あるいは、合成パラメータを生成する
）、またパケットの監視をしてパケット抜けを調べる制
御手段によりパケット抜けかを判定し、パケット抜けな
らばフレーム間予側手段からの補間パラメータと受信デ
ータのパラメータとから音声を復号あるいは合成させ、
パケット抜けが無いならば送出された複数フレームの受
信データの復号パラメータから音声を復号させるように
復号再生手段を制御するようにしたものである。

この結果、パケット抜けが生じた場合であっても、その
欠落部分の音声符号を効果的に補うことができ、耳障り
な音の発生を防いで復号再生音声の品質を確保すること
が可能となる。また所定のフレーム単位で圧縮符号化さ
れたデータ・パケットに個々に対処してその復号化処理
を行なうので、複数のパケットに亙ってデータ系列の並
び替え等の処理を施す必要がないので、時間的な遅延が
問題となることもない。

また前述した従来例に示されるように複数フレームに亙
ってパケット・データを蓄積した後に復号処理を行う必
要がないので、時間的な遅延の問題がなく、会話の自然
性を良好に保つことが可能となる。また上述した復号化
方式におけるフレーム間予測、所謂ボコーダにおけるパ
ラメータ生成である為、その処理量の増大はさほどでは
ない。

しかも少工のハードウェアによって簡易に実現すること
ができる等の実用上多大なる効果が得られる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、例えばパケット抜けが生じたときは復号音声と合成音
声との接続部分で不連続点が生じるが、両者の音声を適
宜に処理して不連続部分を生じないようにしても良く、
また、フレーム間予測のアルゴリズム等はその旨を逸脱
しない範囲で種々変形可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、遅延時間の問題を
効果的に回避し、フレーム単位での圧縮符号化による音
声のパケット伝送を可能とし、しかもパケット抜けを効
果的に補って品質の高い音声情報の復号再生を可能とす
る等の実用上多大なる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る音声復号化装置を用い
て構成されるパケット伝送システムの概略的な構成図、
第２図は実施例装置において特徴的な作用を呈するフレ
ーム間予測部の概略的な処理手続きの流れを示す図、第
３図は従来の音声パケット伝送における問題点を説明す
る為の図、第４図はパケット通信網の概略を示す図、第
５図はフレーム単位での圧縮符号化による伝送パケット
のフレーム構成を示す図、第６図はパケットのフレーム
接続構成を示す図である。 １・・・パケット送信部、２・・・パケット受信部、１
０．３７，３８．３９・・・遅延部、２１・・・デマル
チプレクサ、２２・・・逆量子化部、３１・・・フレー
ム間予測部、３２・・・制御部、３３・・・セレクタ、
３４゜３５゜ ３６・・・処理部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の周期でサンプリングされた音声信号を所定のサン
   プリング数からなるフレーム単位で圧縮符号化してパケ
   ット伝送に供すると共にパケット伝送された情報を受け
   て、復号し前記音声信号を再生する音声符号化・復号化
   装置において、フレーム単位の音声信号圧縮符号化デー
   タを複数のフレームタイミングに分けると共にこれらを
   他のフレームの分割したデータと組合わせたフレーム構
   成として出力し、パケット伝送に供する符号化部と、 パケット伝送された圧縮符号化データの系列を複数フレ
   ームにまたがって連続的に予測し、該予測したデータを
   出力するフレーム間予測部と、受信パケットの連続性か
   らパケット抜けを検出する検出手段と、この検出手段に
   よりパケット抜けが検出されたとき、受信データに代え
   て前記フレーム間予測部にて予測されたデータ系列を用
   い、パケット抜けが検出されないときは受信データを用
   いるよう制御する制御手段と、 前記受信された圧縮符号化データと前記フレーム間予測
   部の出力データのうち前記制御手段の制御により定まる
   一つを用いて音声信号の復号再生を行う復号再生手段と
   を具備したことを特徴とする音声符号化・復号化装置。