JPH0865275A - 音声信号の受信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化音声信号とこの符号化音声信号の全部
または一部に対応した誤り検出符号とをフレーム化して
伝送する通信方法において、受信側装置において誤りが
検出された場合に最終的に再生される音声信号の品質向
上を図る。 【構成】 上記受信側装置において、誤り検出回路８
は、受信したフレーム毎に誤り検出符号に基づいて符号
化音声信号の誤りの有無を検出し、補間信号生成器１１
は、符号化音声信号の誤りが検出された場合に、過去に
受信した符号化音声信号に基づいて補間信号を生成し、
第１デコーダ９および第２デコーダ１２は上記符号化音
声信号および補間信号から音声信号を各々復号する。そ
して、選択合成回路１３は、符号化音声信号から復号さ
れた音声信号の正確さを表す情報を取得し、この情報に
基づいて符号化音声信号から復号された音声信号または
補間信号から復号された音声信号のいずれかを選択し、
または合成して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声信号を符号化し、
この結果得られる符号化音声信号に誤り検出情報を付加
し、フレーム化して伝送する通信方法に係り、特にこの
フレーム化された信号を受信し、受信信号に対し、誤り
検出処理、補間処理を施すことにより音声信号を再生す
る音声信号の受信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を符号化し、この結果得られる
符号化音声信号を一定長のフレームとして伝送する通信
方式において、その途中の伝送路に無線区間があるよう
な場合、伝送途中で符号化音声信号に誤りが生じること
がある。この誤った符号化音声信号を受信側装置がその
まま復号した場合、異音が発生し著しく通話品質を低下
させることとなる。このため、従来、受信側装置におい
て符号化音声信号の誤りが検出された場合、復号後の音
声出力レベルをサプレスしたり、誤りが検出されたフレ
ーム内の音声信号についての音声補間処理、すなわち、
当該音声信号を無音信号または前フレームの音声信号と
置き換える処理を行うことにより、誤り発生時における
異音の発生を防止していた。

【０００３】図５は従来の音声信号の受信方法を実施す
る装置の構成を示すブロック図である。この図におい
て、１は受信信号が入力される入力端子、２は受信信号
の誤り検出を行う誤り検出回路、３は受信信号中の符号
化音声信号から音声信号を復号するデコーダ、４はスイ
ッチである。また、５は補間信号生成器であり、デコー
ダ３から出力される音声信号を保持し、補間信号として
出力する。

【０００４】このような構成において、入力端子１を介
して入力される受信信号は、誤り検出回路２に入力さ
れ、受信信号中の誤り検出信号を用いた誤り検出処理が
受信信号に対して施される。誤り検出回路２を通過した
受信信号はデコーダ３に与えられ、受信信号中の符号化
音声信号から音声信号が復号される。通常、スイッチ４
はデコーダ３の出力端子に接続されており、デコーダ３
によって復号された音声信号がスイッチ４を介して出力
端子６へ出力される。誤り検出回路２によって受信信号
の誤りが検出されると、スイッチ４は補間信号生成器５
側に切り換えられる。この結果、デコーダ３が出力する
誤りを含んだ音声信号に代えて、補間信号生成器５が生
成される補間音声信号がスイッチ４により選択され、出
力端子６に出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のうち、受信側装置にて受信信号の誤りを検出した際
に無音信号の挿入を行う技術は、誤りが連続した場合に
著しく通話レベルが低下したり、無音信号の挿入により
音切れが発生したりするという問題を有していた。ま
た、受信信号の誤り検出時に補間処理を行う技術を適用
した場合においては、補間処理により単純に同じ信号が
繰り返えされると却って不自然な音が発生するなどし
て、充分な品質の改善は困難であった。誤り発生時の品
質低下を防ぐには、誤りを検出した場合に何らかの処理
を施して音声信号を出力する必要がある。一方、伝送過
程で符号化音声信号に誤りが加わる場合、想定される系
でのビット誤り率は最悪系でも数％のオーダーである。
これは、受信側で誤りが検出された場合でも、そのフレ
ーム中に含まれるエラーは数ビット程度の場合もあり、
これは音声信号の情報を全く失っているわけでは無いこ
とを意味している。

【０００６】そこで本発明の目的は、誤りが検出された
場合に補間信号を生成して音声を復号することに加え、
受信した符号化音声信号をそのまま復号し、これら両方
の復号出力を用いて誤り発生時の通話品質を改善するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、受信側で誤り検出を行い、誤り
が検出された場合に、受信した符号化音声信号をそのま
ま復号化した音声信号と補間処理により生成された補間
信号を用いた復号音声信号をそのときの状態に応じて選
択または合成することにより音声信号の再生を行う。

【０００８】

【作用】本発明によれば、誤りが検出された場合におい
ても、補間処理により得られた補間信号のみならず、受
信した符号化音声信号をも可能な限り使用して音声信号
を構成するので、送信側から送信した音声信号を受信側
にて正確に再生することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照し本発明の実施例について
説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本発明を適用した音声信号復号
回路の一例を示すものである。本実施例においては、送
信される全てのデータに対し誤り検出符号が付加されて
いる。また、この音声信号復号回路において扱うデータ
は一定数のデータ毎にフレーム化されており、以後の処
理もフレーム単位で行われる。図２にフレーム構成の一
例を示す。

【００１０】図１において、受信信号は入力端子７より
入力される。誤り検出回路８は、受信信号に含まれる誤
り検出符号を用い、受信信号内の符号化音声信号の誤り
の有無を検出する。また、誤り検出回路８からは誤りの
有無を示す誤り検出情報と誤り検出符号が取り除かれた
符号化音声信号が各々出力され、これらのうち符号化音
声信号は第１デコーダ９及び補間バッファ１０へ与えら
れる。また、誤り検出情報は、補間信号生成回路１１、
第２デコーダ１２、選択／合成回路１３及び補正回路１
４へ出力される。

【００１１】第１デコーダ９は、常時、誤り検出回路８
から供給される符号化音声信号を用いて音声信号を復号
することにより、量子化された音声信号、すなわち、Ｐ
ＣＭ信号を出力する。このＰＣＭ信号は、選択・合成回
路１３へ出力される。補間バッファ１０は、誤り検出回
路８から出力される誤り検出符号の取り除かれた符号化
音声信号を一旦蓄積する。補間信号生成回路１１は、誤
り検出回路８によって誤りが検出された場合、誤りの無
い直前のフレームの符号化音声信号を補間バッファ１０
から読み出し、この符号化音声信号を補間信号として第
２デコーダ１２へ出力する。第２デコーダ１２は、誤り
が検出された場合に、補間信号生成回路１１からの補間
信号を用いて音声信号を復号する。

【００１２】選択・合成回路１３は、誤りが検出されな
い状態では第１デコーダ９から出力される音声信号を選
択し出力する。一方、誤りが検出された場合は、符号化
音声信号から復号される音声信号の正確さを表す情報を
取得し、この情報に基づいて第１デコーダ９からの出力
信号と第２デコーダ１２からの出力信号のうちいずれか
一方を選択するか、若しくは両方を合成して出力する。
選択・合成回路１３に選択を行わせるか合成を行わせる
かは、例えば使用者が所定の操作子の操作によりいずれ
かの動作を指定する。以下、選択・合成回路１３の動作
例について説明する。

【００１３】（１）選択動作の例 選択・合成回路１３は、上記符号化音声信号から復号さ
れる音声信号の正確さを表す情報として第２デコーダの
予測ゲインを利用し、この予測ゲインに基づいて第１デ
コーダ９の出力信号もしくは第２デコーダ１２の出力信
号の何れか一方を選択する。予測ゲインは、デコーダに
おける実際の信号と予測信号との差（予測残差）の程度
を表すものであり、この値が大きいほどデコーダの予測
が正確である。そこで、補間信号を用いて復号する第２
デコーダ１２の予測ゲインが、所定の閾値以上であれば
第２デコーダ１２の出力信号を選択し、閾値未満であれ
ば第１デコーダ９の出力信号を選択する。

【００１４】なお、第１デコーダ９の予測ゲインと、第
２デコーダ１２の予測ゲインとの比較を行い、より予測
ゲインの大きいデコーダの出力信号を選択するようにし
てもよい。また、予測ゲインの代わりにピッチゲインを
用いてもよい。このピッチゲインも予測ゲインと同様に
デコーダにおける予測の正確さを表す情報であり、これ
が大きいほど予測が正確である。その他、受信信号の信
頼度情報により出力信号を選択することも出来る。すな
わち、誤りが検出された状態でも受信信号の信頼度があ
る場合は第１デコーダ９の出力信号を選択し、信頼度が
低い場合は第２デコーダ１２の出力信号を選択する。

【００１５】（２）合成動作の例 第２デコーダ１２の予測ゲインによって決まる重み係数
を使用し、第１デコーダ９及び第２デコーダ１２の各出
力信号を以下のように合成し、出力端子１５へ出力す
る。 （１−ｔ）・ａ＋ｔ・ｂ ただし、上記式におけるｔ，ａ，ｂの意味するところは
次の通りである。 ｔ：第２デコーダ１２の予測ゲインによって定まる重み
係数 ａ：第１デコーダ９の出力信号のレベル ｂ：第２デコーダ１２の出力信号のレベル 同様に、ピッチゲインによって定まる重みによって両方
の出力信号を合成することも出来る。

【００１６】補正回路１４は、誤りが検出された場合、
選択・合成回路１３からの出力信号を一定レベルだけ抑
圧する。具体的には、１フレームの平均レベルを求め、
そのレベルをＸｄｂ下げて出力する。また、誤りが、数
フレームに渡って連続して検出された場合は、誤りが検
出されなくなった最初のフレームにおいてもレベル抑圧
を行い、急な音の大きさの変動を防ぐ。なお、上記実施
例では、使用者の指定により選択・合成回路１３に選択
動作または合成動作のうち所望のものを行わせるように
したが、選択・合成回路１３の機能を選択動作または合
成動作の一方のみに固定してもよいことは言うまでもな
い。

【００１７】＜第２実施例＞符号化音声信号の中には、
誤りが生じた場合の影響が他の信号に較べてより大きい
ものと、比較的誤りの影響の少ないものとがある。ま
た、付加することができる誤り検出符号の情報量が限ら
れている場合、多くの符号化音声信号を用いて誤り検出
符号を作成した場合よりも、少ない符号化音声信号を用
いて誤り検出符号を作成した場合の方が、誤りを見逃す
確率は低くなる。そこで、送信側装置において、符号化
音声信号に誤り検出符号を付加するに際し、符号化音声
信号の各部を各々の重要度（誤りの影響度）に応じてク
ラス分けし、重要度の高い部分に基づいて誤り検出符号
を作成し、これを符号化音声信号に付加して伝送すると
いう方法を採る場合がある。図３は、本発明の第２実施
例による音声信号復号回路を示すものであるが、本実施
例は、以上述べたようにデータの一部に対し誤り検出符
号化のなされた符号化音声信号を受信する場合に適用さ
れるものである。なお、本回路においても、上記第１実
施例と同様、取扱うデータは一定数のデータ毎にフレー
ム化されており、以後の処理もフレーム単位で処理され
る。図４にフレーム構成の一例を示す。

【００１８】本実施例では、受信された信号は誤り検出
符号が付加されていない信号と、誤り検出符号が付加さ
れた信号にわけられ、第１入力端子１６には誤り検出符
号の付加されていない符号化音声信号が入力され、第２
入力端子１７には誤り検出符号の付加された符号化音声
信号が入力される。第１入力端子１６に入力された信号
は、第１デコーダ１９および第２デコーダ２２に入力さ
れる。

【００１９】誤り検出回路１８は、入力信号に含まれた
誤り検出符号を用い、入力信号中の符号化音声信号の誤
りの有無を検出する。誤り検出回路１８からは、誤りの
有無を示す誤り検出情報と誤り検出符号が取り除かれた
符号化音声信号が出力され、符号化音声信号は第１デコ
ーダ１９へ供給され、誤り検出情報は補間信号生成回路
２１、第２デコーダ２２、選択／合成回路２３及び補正
回路２４へ供給される。

【００２０】第１デコーダ１９は、第１入力端子１６か
らの符号化音声信号と誤り検出回路１８からの符号化音
声信号とを用いて音声信号を復号し、量子化された音声
信号、すなわち、ＰＣＭ信号を出力する。このＰＣＭ信
号は選択／合成回路２３へ供給される。

【００２１】一方、第２デコーダ２２は、誤り検出回路
１８からの誤り検出情報に基づき誤りの有無を監視し、
誤りがあった場合には第１入力端子１６からの符号化音
声信号と補間信号生成回路２１からの補間信号を用いて
音声信号を復号する。

【００２２】選択／合成回路２３は、通常誤りが検出さ
れない状態では第１デコーダ１９から出力される音声信
号を選択して出力する。一方、誤りが検出された場合に
は、上記第１実施例と同様、第１デコーダ１９の出力信
号および第２デコーダ２２の出力信号のうちいずれか一
方を選択、若しくは両者を合成して出力する。

【００２３】補正回路２４は、誤りが検出された場合、
選択／合成回路２３からの出力を一定レベル抑圧する。
具体的には、１フレームの平均レベルを求め、そのレベ
ルをＸｄＢ（Ｘは所定の減衰量）下げて出力する。ま
た、誤りが数フレームに亙って連続して検出された場合
には、誤りが検出されなくなった最初のフレームにおい
てもレベルの抑圧を行い、急な音の大きさの変動を防
ぐ。

【００２４】なお、上記第１実施例および第２実施例で
は、前フレームまでのデータに基づいて補間信号を生成
するようにしたが、次フレームまでのデータを蓄積し、
補間信号を前フレームまでのデータと次フレーム以降の
データを用いて生成することもできる。この場合には、
前フレーム及び次フレームの予測ゲインやピッチゲイン
等を用いて選択または合成を行う。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信信号の誤りが検出された場合に、受信した符号化音声
信号をそのまま復号した音声信号と、過去の受信信号に
基づいて生成した補間信号から復号した音声信号の両方
を用いることにより、最終的な音声信号を構成するよう
にしたので、誤りが検出された場合の通話品質を向上さ
せることができるという効果がある。従って、特に通信
経路に無線区間を含むような電話通信において通話品質
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例による音声信号復号回路
の構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施例におけるフレーム構成を示す図であ
る。

【図３】 本発明の第２実施例による音声信号復号回路
の構成を示すブロック図である。

【図４】 同実施例におけるフレーム構成を示す図であ
る。

【図５】 従来の音声信号復号回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

８……誤り検出回路、１０……補間バッファ、１１……
補間信号生成回路、９……第１デコーダ、１２……第２
デコーダ、１３……選択合成回路、１４……補正回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声信号を符号化した符号化音声信号と
   この符号化音声信号の全部または一部に対応した誤り検
   出符号とをフレーム化して送信側装置から受信側装置へ
   伝送する通信方法において、 前記受信側装置が、 ａ）受信したフレーム毎に誤り検出符号に基づいて符号
   化音声信号の誤りの有無を検出し、 ｂ）前記符号化音声信号の誤りが検出された場合に、過
   去に受信した符号化音声信号に基づいて補間信号を生成
   し、 ｃ）前記符号化音声信号および前記補間信号から音声信
   号を各々復号し、 ｄ）前記符号化音声信号から復号された音声信号の正確
   さを表す情報を取得し、この情報に基づいて前記符号化
   音声信号から復号された音声信号または前記補間信号か
   ら復号された音声信号のいずれかを選択する ことを特徴とする音声信号の受信方法。
2. 【請求項２】 音声信号を符号化した符号化音声信号と
   この符号化音声信号の全部または一部に対応した誤り検
   出符号とをフレーム化して送信側装置から受信側装置へ
   伝送する通信方法において、 前記受信側装置が、 ａ）受信したフレーム毎に誤り検出符号に基づいて符号
   化音声信号の誤りの有無を検出し、 ｂ）前記符号化音声信号の誤りが検出された場合に、過
   去に受信した符号化音声信号に基づいて補間信号を生成
   し、 ｃ）前記符号化音声信号および前記補間信号から音声信
   号を各々復号し、 ｄ）前記符号化音声信号から復号された音声信号の正確
   さを表す情報を取得し、この情報に基づいて前記符号化
   音声信号から復号された音声信号および前記補間信号か
   ら復号された音声信号を合成する ことを特徴とする音声信号の受信方法。
3. 【請求項３】 誤りが検出されない時点における符号化
   音声信号をバッファに蓄積し、誤りが検出された場合に
   バッファ内の符号化音声信号に基づいて前記補間信号を
   生成することを特徴とする請求項１または２のいずれか
   １の請求項に記載の音声信号の受信方法。