JPH0677911A - 比較減衰器付音声符復号器 - Google Patents

比較減衰器付音声符復号器

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JPH0677911A
JPH0677911A JP11903591A JP11903591A JPH0677911A JP H0677911 A JPH0677911 A JP H0677911A JP 11903591 A JP11903591 A JP 11903591A JP 11903591 A JP11903591 A JP 11903591A JP H0677911 A JPH0677911 A JP H0677911A
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裕樹 後藤
Seiji Sasaki
誠司 佐々木
Masayasu Miyake
正泰 三宅
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 適応差分PCM方式の音声符復号器を無線伝
送区間を有する通信網の装置に利用する場合に、無線伝
送路の影響による誤り率低下を軽減して再生音声品質を
向上することを目的とする。 【構成】 適応差分PCM音声符号化器の適応予測器7
に与える再生信号を比較減衰器8によってインパルス性
の音声信号を所定のしきい値で抑圧した再生信号e′と
し、復号器の再生音声信号jを比較減衰器10によって
インパルス性信号を抑圧した信号j′にして適応予測器
11に与えるように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声符号化方式におけ
る音声符復号器の伝送誤り対策に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりデータ伝送はアナログ方式,デ
ィジタル方式ともに有線網の使用が主であり、有線網に
おける伝送時の誤りは非常に少なく、誤り率10-4〜1
-8といわれている。そのような背景のもと、音声符復
号器は有線網におけるディジタルデータ伝送に適用する
ことを目的に開発されてきた。一例を挙げると、適応差
分PCM(ADPCM)方式の音声符復号器は、誤り率
10-4以下を想定して開発されてきた。近年、有線網の
一部を無線伝送に置き換える応用がなされている(例え
ばコードレス電話等)。この場合、有線網との整合性を
考慮すると従来方式の音声符復号器、例えば、ADPC
M方式等の使用が妥当である。しかし、無線伝送は伝送
誤りの発生が避けられない。これは実時間性を無視すれ
ば再送等の技術である程度小さくできるが、会話等の音
声信号処理では実時間性(遅延時間10〜20ms以
内)が必須であるため再送技術は適用できない。図4は
伝送誤りの影響の一例として、32kbpsADPCM
音声符復号器での再生音声信号の波形を示す波形図であ
る。図4(A)は誤りがない場合、図4(B)は誤り率
10-2の誤りが発生した場合の波形である。図4(B)
には図4(A)にみられない非常に振幅の大きいインパ
ルス状の信号(同図中の主なものを矢印で示す)が重畳
しているのが観測される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
有線網の一部を無線区間としたシステムへの音声符復号
器の応用には何らかの誤り対策が必要となってくる。こ
の一つの方法として誤り訂正符号を用いることが考えら
れるが、誤り訂正符号を使用すると伝送情報量が増える
という欠点がある。従って、音声符復号器自体で誤り対
策が可能になればその利用価値は大きい。従来ここで述
べたような有線網に使用する音声符復号器を無線網に使
用することはないため、このような技術は知られていな
い。本発明の目的は、従来技術の問題点である無線区間
の伝送誤りの再生音への影響を低減し、符復号器の再生
音声の品質の劣化を軽減することのできる比較減衰器付
音声符復号器を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の比較減衰器付音
声符復号器は、適応予測器からの予測値と入力音声信号
との差をレベルにあわせて適応量子化器によって量子化
して符号化信号を送出する差分符号化方式の符号化器
と、受信した符号化信号を適応逆量子化器により逆量子
化して得られる残差信号と適応予測器からの予測値とか
ら再生音声信号を出力する復号器とから構成される音声
符復号器において、前記符号化器と前記復号器の両方又
はいずれか一方に、入力音声信号又は再生音声信号の振
幅を所定のしきい値以下になるように減衰させて前記適
応予測器に与える比較減衰器を備えたことを特徴とする
ものである。
【0005】
【実施例】図2は本発明の要部をなす比較減衰器のブロ
ック図である。まず、入力された再生信号Sr(k)と
しきい値を比較器1で比べ、再生信号Sr(k)のレベ
ルがしきい値を超えたとき減衰器2を通して減衰させた
再生信号Sr′(k)を出力するように切替え器3で出
力を切換え、しきい値を超えないときは入力された再生
信号Sr(k)をそのまま出力するように切り換える。
以上のように最終的に出力される再生信号Sr″(k)
の振幅はあるレベル以内に制限されたものとなる。この
比較減衰器を音声符号化器と復号器のいずれか一方また
は両方に組み込むことにより、比較減衰器付音声符復号
器が構成される。即ち、符号化器でもインパルス性の音
声信号をあるレベルに減衰させて復号器での伝送誤りに
起因するインパルス状の雑音を検知しやすくする。この
ようにすると、符号化器でインパルス性の音声信号を抑
圧することになるが一般の通話音声ではこのようなケー
スは稀であり、また、比較減衰器の減衰量を加減するこ
とによる差は感じられず、本発明の比較減衰器を設ける
ことによる再生音質の劣化は殆どない。
【0006】次に、本発明の実施例として、ADPCM
方式による音声符復号器の符号化器と復号器の両方に上
述の比較減衰器を組み込んだ場合について述べる。図1
は本発明の比較減衰器付ADPCM音声符復号器のブロ
ック図である。その処理の流れを以下に示す。まず、符
号化器では、 入力音声信号と1ステップ前の再生信号すなわち予測
信号fとの差(残差信号a)をとる。 入力残差信号aを適応量子化器4で適応的にレベルに
あわせて量子化し、符号化出力cとして伝送する。 その際に使用する量子化幅、すなわち量子化スケール
ファクタbは、量子化スケールファクタ適応部5で導出
する。 適応量子化器4で量子化された値(符号化出力c)を
もとに適応逆量子化器6で再生残差dを再生出力する。 その再生残差dと1ステップ前の予測信号fとによ
り再生信号eを再生する。 その再生信号eを本発明で付加した比較減衰器8に入
力し、しきい値以上の値のときは再生信号eの値を減衰
させて再生信号e′として出力する。 この再生信号e′は適応予測器7に入力されて次のス
テップでの予測に使用される予測信号fを生成する。 適応予測器7から出力された予測信号fと次のステッ
プの入力音声との差を以上の手順で量子化する。 これが符号化器側での処理の流れである。
【0007】復号器側では、 符号化器から符号化出力cが伝送され伝送路(例えば
無線回線)の影響をうけた符号c′をもとに量子化スケ
ールファクタ適応部9で量子化幅、つまり量子化スケー
ルファクタY(k)gを算出して出力する。 その量子化スケールファクタgと符号c′を入力とし
て適応逆量子化器10で残差hを復号する。 復号された残差hと1ステップ前の再生音声j′を使
って適応予測器11で予測信号iを出力する。 この予測信号iと再生残差hを加え、再生音声jを合
成する。 再生音声jを本発明で付加した比較減衰器12に入力
し、しきい値以上のときは伝送誤りが含まれていると見
なして再生音声jを減衰して出力する。これが再生音声
信号j′である。 符号化器と同様にこの再生音声j′を適用予測器11
に入力して次のステップでの予測に使用される予測信号
iを生成する。 という処理を行う。図3は本発明の要部である比較減衰
器のブロック図である。ADPCM方式のような適応的
に符号化する方式の場合、しきい値を不変とするのでは
なく量子化スケールのような再生音声との関係の大きな
変数から決めたほうが良い結果をもたらす。
【0008】以下に具体例として、しきい値を量子化ス
ケールファクタY(k)をもとに決定した時の実施結果
を示す。図5は本発明の効果を示す波形図であり、32
kbps比較減衰器付ADPCM音声符復号器の実施結
果を示すものである。図5(A)は比較減衰器を使用し
ない従来の場合、図5(B)は比較減衰器を挿入した本
発明の場合の結果である。この時のしきい値は、量子化
スケールファクタY(k)を利用し、7×2Y(k)とし、
減衰量の係数は0.9とした。図示するように再生音声
波形でみても比較減衰器を設けることにより伝送誤りの
影響が低減されている(図5(A)で雑音の低減がみら
れた部分を矢印で示す)。定量的には、本発明によるセ
グメンタルSNRで約1.7dB、ケプストラム距離
(スペクトル包絡歪み)で約0.2dBの向上を実現す
ることができた。聴感上でもインパルス状のバチバチと
いう不快音が低減された。さらに、本発明の処理量は
0.11MIPSと小さく、ADPCM符復号器の処理
量(約4.4MIPS)の2.5%程度で実現すること
ができた。以上の実施例はADPCM方式の音声符復号
器の場合であるが、他の方式の音声符復号器にも適用す
ることができる。
【0009】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、音声符復号
器に比較減衰器を組み込むことで伝送誤り発生時に生じ
るインパルス性の雑音を減少させ、再生音声の品質をセ
グメンタルSNRで約21%、ケプストラム距離で約1
4%向上することができる。これにより伝送誤りが発生
しやすい無線区間を有するシステムで、より高品質な通
信が可能となる。また、処理量も極めて小さいため比較
減衰器を付加しても消費電力の増加は少なく、低消費電
力が要求される無線装置に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図
【図2】本発明の要部を示すブロック図
【図3】本発明の要部を示すブロック図
【図4】32kbpsADPCM音声符復号器の再生波
形図
【図5】本発明の効果を示す再生波形図
【符号の説明】
1 比較器 2 減衰器 3 切替器 4 適応量子化器 5,9 量子化スケールファクタ適応部 6,10 適応逆量子化器 7,11 適応予測器 8,12 比較減衰器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図1】
【図3】
【図4】
【図5】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適応予測器からの予測値と入力音声信号
    との差をレベルにあわせて適応量子化器によって量子化
    して符号化信号を送出する差分符号化方式の符号化器
    と、受信した符号化信号を適応逆量子化器により逆量子
    化して得られる残差信号と適応予測器からの予測値とか
    ら再生音声信号を出力する復号器とから構成される音声
    符復号器において、 前記符号化器と前記復号器の両方又はいずれか一方に、
    入力音声信号又は再生音声信号の振幅を所定のしきい値
    以下になるように減衰させて前記適応予測器に与える比
    較減衰器を備えたことを特徴とする比較減衰器付音声符
    復号器。
  2. 【請求項2】 適応予測器からの予測値と入力音声信号
    との差を量子化スケールファクタ適応部からの量子化ス
    ケールファクタに従ってレベルにあわせて適応量子化器
    によって量子化して符号化信号を送出する差分符号化方
    式の符号化器と、受信した符号化信号を適応逆量子化器
    により量子化スケールファクタ適応部からの量子化スケ
    ールファクタに従って逆量子化して得られる残差信号と
    適応予測器からの予測値とから再生音声信号を出力する
    復号器とから構成される音声符復号器において、 前記符号化器と前記復号器の両方又はいずれか一方に、
    入力音声信号又は再生音声信号の振幅を前記量子化スケ
    ールファクタ適応部からの量子化スケールファクタに従
    ったしきい値以下になるように減衰させて前記適応予測
    器に与える比較減衰器を備えたことを特徴とする比較減
    衰器付音声符復号器。
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