JPH05113798A - 音声復号方法 - Google Patents

音声復号方法

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JPH05113798A
JPH05113798A JP3173793A JP17379391A JPH05113798A JP H05113798 A JPH05113798 A JP H05113798A JP 3173793 A JP3173793 A JP 3173793A JP 17379391 A JP17379391 A JP 17379391A JP H05113798 A JPH05113798 A JP H05113798A
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Hiroto Suda
博人 須田
Kazunori Mano
一則 間野
Takehiro Moriya
健弘 守谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 復号駆動線形予測符号化(CELP)の復号
方法において伝送誤りにより再生音声レベルを低下する
方式において、そのレベル低下の直後に符号誤りが生じ
ない状態(状態歪フレーム)で歪が急増するのを押え
る。 【構成】 適応符号帳28から過去の駆動音源ベクトル
を入力されたピッチ周期で繰返して出力し、雑音符号帳
29から入力された雑音符号を読出して出力し、これら
を加算して合成フィルタ27に駆動信号として供給し、
その合成フィルタ27からの再生された音声を乗算器3
4で利得Sを乗算し、その乗算出力を電力計算部42へ
供給して平均電力を計算する。状態歪フラグ41から状
態フレームを示すフラグが利得修正部43に入力された
状態で、電力計算部42の計算した現フレームの電力P
n が前フレームの電力Pp に対し、a倍より大であれ
ば、修正利得S=√a×Pp /Pn を乗算器35に与え
て出力音声レベルを下げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、伝送路上で
符号誤りが頻発する移動無線システムへ適用され、符号
誤り制御技術(誤り訂正/検出符号化処理等)が施され
た音声符号化情報と過去の復号状態とを用いて音声を復
号し、特に伝送符号誤りが生じたフレームで復号される
音声電力を低下させる音声復号方法に関する。
【0002】
【従来の技術】移動無線のように符号誤りが頻発する応
用分野に適用される音声伝送方式では、誤り訂正符号化
技術を用いて、符号誤りによる伝送音声の品質劣化を押
さえている。しかし、バースト誤りが頻発する移動無線
のような適用領域では、強力な誤り訂正符号を用いたと
しても、十分な適用効果が得られないのが実情である。
これは、バースト内での誤りの密度が高いため、たとえ
強力な誤り訂正符号を用いても誤りを除去することが難
しいことに起因する。そのため、誤り訂正符号を適用し
ていても、結果として誤りを訂正しきれない場合がかな
り多く発生することになる。
【0003】訂正しきれない誤りを残したままの符号化
情報から音声を復号すると、大きな歪みを復号音声に生
じてしまう。歪みを小さく押さえるため、誤り検出機能
を持たせておき、誤りが検出された場合には通常の復号
法とは異なる処理、即ち波形修復処理を行ない符号誤り
の影響を極力押さえる工夫がとられている。従来この波
形修復処理は、図4Aに示すように誤り検出情報のみを
基にして行なわれていた。過去の復号情報を用いて符号
化する高能率音声符号化方式として符号駆動線形予測符
号化(Code−Excited Linear Pr
ediction Coding:CELP)がある。
この復号側に誤り検出情報にもとずく波形修復処理を施
した場合を図5を参照して説明する。この場合は音声符
号化情報として線形予測パラメータ符号と、周期(ピッ
チ)符号と、雑音符号と、重み符号とが1フレームごと
に送られて受信され、線形予測パラメータ符号が線形予
測パラメータ復号化部26で復号化され、その予測パラ
メータが線形予測合成フィルタ27にフィルタ係数とし
て設定される。それまでに得られた直前の過去(前フレ
ーム)の駆動音源ベクトル(残差波形)と、入力された
周期符号とを用いて適応符号帳28からその周期で過去
の駆動音源ベクトルを切り出し、これをフレーム分繰り
返した時系列符号ベクトルが出力され、また入力された
雑音符号が示す符号ベクトルが雑音符号帳29から時系
列ベクトルとして読み出される。これら時系列ベクトル
は乗算器31,32で入力された重み符号に応じて、そ
れぞれ重み付けがなされた後、加算器33で加算され、
その加算出力が駆動音源ベクトルとして合成フィルタ2
7へ供給され、合成フィルタ27から再生音声が得られ
る。この再生音声に乗算器34で利得Sが乗算され、更
に乗算器35で修正利得部36からの修正S利得が乗算
されて最終出力される。修正利得部36は端子37から
誤り検出情報が入力されると、乗算器35の利得を1以
下にする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように高
能率音声符号化方式では、過去の状態が現在の波形に影
響を及ぼすため、前のフレームに誤りが重畳すると次の
フレームの復号音声に、たとえそのフレームの情報には
全く誤りが重畳していないとしても、聴感上重大な歪み
を生じてしまうことがある。即ち前述したようにCEL
P方式に代表される高能率音声符号化方式では、過去の
復号状態を現在のフレームの合成フィルタ27に対する
駆動源の一部として用いる構成をとるため、過去の状態
の歪みが現在の復号音声に影響し、なおかつそれは、合
成フィルタ27で増幅されて加算されることになる。以
下では表現を簡略化するため、前のフレームにおいて誤
りが重畳したと判断され現フレームにおいては誤りがな
いまたは誤りの影響が無視できると判断された場合に、
その現フレームを状態歪フレームと呼ぶこととして説明
を行なう。
【0005】種々の実験研究の結果、次のことが判明し
た。状態歪フレームにおいては、常に聴感上重大な歪み
を生じるのではなく、以下の場合においてこの歪みの発
生が顕著になる。前フレームの音声電力と比べて状態歪
フレームの音声電力が顕著に大きくなる場合に歪が大き
くなる。すなわち、音声が立ち上がる所(語頭など)に
状態歪フレームが重なると聴感上重大な歪みが発生しや
すくなる。そのため、状態歪フレームであれば常に波形
修正処理を適用することにしてしまうと、ほとんど劣化
していない復号音声波形まで波形修正されることにな
り、かえって波形修正に起因する劣化を生じてしまう。
しかし、一方で、全く波形修正処理を適用しないとする
と、上記の説明のように、聴感上重大な歪みが発生する
場合が生じることになる。そこで、この発明はこれらの
問題を解決するため、以下の手段から構成される。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明によれば状態歪
フレームを検出し、その状態歪フレームであり、かつ聴
感上重大な歪みが発生する可能性の高いものを選別し、
選別された状態歪フレームについてその波形修正処理、
つまりレベル低下を行なう。状態歪フレームの中から波
形修正処理を行なうフレームを選別する方法の基本は、
復号音声電力情報、または合成フィルタ内の電力の状
態、適応符号帳から時系列ベクトルおよび雑音符号帳か
らの時系列ベクトルのそれぞれの電力の変動量を用い
て、これが増加する方向に所定値以上変化した場合を検
出する。この選別された状態歪フレームの波形修正処理
の基本は、そのフレームの音声電力を小さく押さえるこ
とである。音声電力を小さく押さえる方法として、再生
された音声電力そのものを小さくする処理、前フレーム
からの影響を小さく押さえつつ音声電力も小さくする。
【0007】
【実施例】以下では、高能率音声符号化方式としてのC
ELP方式をとりあげ、CELP方式へのこの発明の適
用例を説明する。この発明は、CELP方式と類似の方
式または類似の構成を含む方式に対しても、適用が可能
である。図1にCELP方式の復号法にこの発明を適用
した例を示し、図5と対応する部分に同一符号を付けて
ある。この実施例では状態歪フレームが検出されるとレ
ジスタ41に状態歪フラグがセットされる。また乗算器
34からの再生音声信号が電力計算部42へも供給さ
れ、電力計算部42で再生音声信号の音声電力が計算さ
れる。この計算された音声電力と状態歪フラグとが利得
修正部43へ供給される。利得修正部43は状態歪フラ
グが立っている状態で、音声電力が前フレームに対し、
所定値以上大となった場合は乗算器35に対する利得を
低下するように修正する。なお利得修正部43には端子
37から誤り検出情報が直接入力され、伝送誤りが所定
値以上生じた場合は従来と同様に乗算器35に対する利
得修正を行うようにされている。つまり利得修正部43
は従来の利得修正部36と同一機能を含むものである。
【0008】利得修正部43における新しく加わった機
能は次のように行われる。例えば図3Aに示すように、
状態歪フレームかがチェックされ(S1 )、状態歪フレ
ームの場合、つまり状態歪フラグが立っている場合は前
フレームの音声平均電力Pp に定数a、例えばa=9.
0のような正の実数を乗算した値よりも、現フレームの
音声平均電力Pn が大になったかをチェックし
(S2 )、大の場合は利得S′を√(a×Pp /Pn
とする(S3 )。その他の場合はS′=1とする。この
ようにして状態歪フレームの平均電力がその1フレーム
前の平均電力のa倍よりも必ず小さくなるように平均電
力の上限を制限している。
【0009】あるいは図3Bに示すように状態歪フレー
ムであり、かつaPp <Pn の場合は、修正利得S′を
√(1/b)としてもよい。bは正の実数である。ある
いは図4Aに示すように、状態歪フレームの場合は、T
<Pn −Pp (T:正の実数)をチェックし(S2 )、
前フレームの平均電力Pp よりも現フレームの平均電力
n の方が所定値Tより大きければ修正利得S′を√
〔(T+Pp )/Pn 〕とする(S3 )。
【0010】図1では再生音声の電力の変化と状態歪フ
ラグとにより修正利得S′を制御したが、適応符号帳、
雑音符号帳の各出力時系列ベクトルについて同様の利得
修正をするようにしてもよい。例えば図2に図1と対応
する部分に同一符号を付けて示すように、乗算器31の
出力は電力計算部44にも供給され、ここで平均電力が
計算され、その計算された平均電力と状態歪フラグとが
利得修正部45へ供給され、その計算された電力が状態
歪フレームにおいて前フレームに対し、急に増加してい
ると、乗算器31の出力側に挿入された乗算器46に対
する利得Pが低下される。同様に乗算器32の出力は電
力計算部47にも供給され、ここで平均電力が計算さ
れ、その計算された平均電力が利得修正部48へ供給さ
れ、その計算された電力が状態歪フレームにおいて、前
フレームに対し、急に増加していると、乗算器32の出
力側に挿入された乗算器49に対する利得rが低下され
る。P、rの制御は図3A、B、図4Aに示すように行
い、その定数a、b、Tなどはそれぞれ独立に決めるこ
とも可能であり、お互いに影響しない値とすることもで
きる。
【0011】更に図に示していないが合成フィルタ27
の内部において何れかの単位遅延素子の出力の平均電力
を計算し、その計算した電力が状態歪フレームで前フレ
ームに対し急に増加している場合は、そのフィルタ内部
の電力の利得を低下させるようにすることもできる。ま
た上述では修正利得制御として、利得を単に下げたが、
利得を下げると共にその利得を1フレーム内で徐々に増
加させるように時間軸上で三角又は台形状に利得を変化
させてもよい。上述において前フレームの電力と比較し
たが、1フレーム以上過去の平均電力を用いてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、状
態歪フレームにおいて、平均電力が前フレームより急に
大になると、利得を抑圧するため、音声符号化ビットに
伝送路の符号誤りが残留した場合に、復号音声に重畳す
る耳障りな歪の増加を押さえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。
【図2】この発明の他の実施例を示すブロック図。
【図3】利得修正部にこの発明により付加された機能の
処理例を示す流れ図。
【図4】Aは図3の処理の他の例を示す流れ図、Bは従
来の復号方法を示すブロック図である。
【図5】従来のCELP方式の復号法を示すブロック
図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームごとに受信される音声符号化情
    報と過去の復号状態とから音声波形を復号し、上記受信
    された音声符号化情報に符号誤りが検出されると上記復
    号される音声の電力を低下させる音声復号方法におい
    て、 前フレームに符号誤りがあって上記電力低下を行いかつ
    現フレームには符号誤りがなかった状態(状態歪フレー
    ム)を検出し、 前フレームに対する現フレームの音声電力情報または復
    号処理の状態における電力情報の変動量を算出し、 その変動量が所定値以上か否かを検出し、 その変動量が所定値以上でかつ上記状態歪フレームで現
    フレームの通常の復号処理により得られる音声よりも低
    い電力の復号音声を生成することを特徴とする音声復号
    方法。
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