JPH09297600A - 音声復号装置 - Google Patents

音声復号装置

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JPH09297600A
JPH09297600A JP8109121A JP10912196A JPH09297600A JP H09297600 A JPH09297600 A JP H09297600A JP 8109121 A JP8109121 A JP 8109121A JP 10912196 A JP10912196 A JP 10912196A JP H09297600 A JPH09297600 A JP H09297600A
Authority
JP
Japan
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power
section
speech
voice
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP8109121A
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English (en)
Inventor
Koji Yoshida
田 幸 司 吉
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 致命的なビット誤りや演算精度の影響等によ
りまれに生じるバーストノイズを軽減する。 【解決手段】 音声復号器101により符号化パラメー
タを用いて音声が復号される。次に、区間パワー算出器
102により復号音声の一定区間毎のパワーPcを求め
る。そして設定出力パワー算出器103において区間パ
ワーPcおよび量子化音声パワーPdを用いて、設定出
力パワーPsを算出する。その際、区間パワーPcが量
子化音声パワーPdに比べて所定の割合以上大きい場合
には、この区間は符号ビット誤りまたは演算精度の影響
によりバーストノイズが発生したと判定し、設定出力パ
ワーPsをPdとする。最後に、振幅制御器104によ
り出力音声のパワーがPsとなるように振幅を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル移動通
信やボイスメール等に利用される音声復号装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル移動通信の実用化が進
み、電波の有効利用を図るための様々な音声情報圧縮方
式を搭載した音声符復号装置(音声コーデック)が携帯
電話機等に組み込まれ使用されている。
【0003】図4は従来の音声復号装置401を示すも
ので、送信側から送信された信号を受信して得られる音
声符号化パラメータを入力とし、音声復号を行い復号音
声を出力する。近年の低ビットレート音声符号化方式と
して主流であるCELP(Code Excited Linear Predic
tion) 方式の場合、20〜40ms程度の音声区間毎に
符号化された、音声スペクトルを表すLPC係数、音源
情報を表す適応コードブック符号、固定コードブック符
号およびゲイン等を用いて音声復号を行なう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音声復号装置では、伝送路上での符号誤りにより音
声品質上致命的なビット誤りを含む音声符号化パメータ
を用いて音声復号が行なわれた場合(例えば聴覚的に重
要な符号(ビット)の誤り検出のために付加されるCR
Cの見逃し等)、または固定少数点型の演算形式で復号
装置を実現している場合に、その演算精度の影響によ
り、特にCELP方式では合成する処理において使用す
るフィルタ係数(LPC係数)のビット誤りや演算精度
の影響により、復号音声が発振または振幅値が異常に大
きくなることがまれに生じ、非常に不快なノイズとなる
という問題点を有していた。
【0005】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、致命的なビット誤りや演算精度の影響等により、ま
れに生じるバーストノイズを軽減することのできる優れ
た音声復号装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、音声符号化パラメータに一定区間毎の入
力音声の量子化音声パワーを表すパラメータが含まれて
いる場合に、復号音声の区間パワーが量子化音声パワー
に比べてある割合以上大きい場合には、出力音声のパワ
ーが量子化音声パワーと同程度になるように音声出力パ
ワー値を設定するようにしたものであり、これにより、
バーストノイズの発生を軽減することができる。また、
現区間の復号音声の区間パワーおよび前区間パワーを抑
えることにより、バーストノイズの発生を軽減すること
ができる。さらに区間パワー算出時に重みを付けて算出
することにより、現区間の復号音声のパワー異常をより
高い精度で検出することができ、バーストノイズの発生
をより軽減することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、音声符号化パラメータから音声信号を復号する音声
復号器と、復号された音声信号に対して一定区間毎のパ
ワーを算出する区間パワー算出器と、その区間パワーお
よび音声符号化パラメータに含まれ、一定区間毎の入力
音声パワーを表す量子化音声パワーを用いて出力音声の
パワー値を設定する設定出力パワー算出器と、この設定
出力パワー算出器により得られたパワー設定値になるよ
うに出力音声の振幅を制御する振幅制御器とを備えたも
のであり、致命的なビット誤りや演算精度の影響等によ
り、まれに生じるバーストノイズを軽減することができ
る。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、設定出力
パワー算出器が、復号音声の区間パワーが量子化音声パ
ワーに比べてある割合以上大きい場合に、出力音声のパ
ワーが量子化音声パワーと同程度になるように音声出力
のパワー値を設定するものであり、音声符号化パラメー
タに一定区間毎の入力音声の量子化音声パワーを表すパ
ラメータが含まれている場合に、復号音声の区間パワー
が量子化音声パワーに比べてある割合以上大きい場合に
は、出力音声のパワーが量子化音声パワーと同程度にな
るように音声出力パワー値を設定することにより、バー
ストノイズの発生を軽減することができる。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、音声符号
化パラメータから音声信号を復号する音声復号器と、復
号された音声信号に対して一定区間毎の区間パワーを算
出する区間パワー算出器と、一区間前の区間パワーを保
持する前区間パワー保持器と、現区間パワーおよび前区
間パワーを用いて出力音声のパワー値を設定する設定出
力パワー算出器と、この設定出力パワー算出器により得
られたパワー設定値になるように出力音声の振幅を制御
する振幅制御器とを備えたものであり、致命的なビット
誤りや演算精度の影響等により、まれに生じるバースト
ノイズを軽減することができる。
【0010】また、請求項4に記載の発明は、設定出力
パワー算出器が、現区間の復号音声の区間パワーおよび
前区間パワー値に対する変化量を利用して復号音声パワ
ーに異常を検出し、出力音声のパワーを抑えるように設
定するものであり、復号音声パワーの異常を検出した場
合に出力音声パワーを抑えることにより、バーストノイ
ズの発生を軽減することができる。
【0011】また、請求項5に記載の発明は、音声符号
化パラメータから音声信号を復号する音声復号器と、復
号された音声信号に対して一定区間毎の重み付き区間パ
ワーを算出する重み付き区間パワー算出器と、一区間前
の区間パワーを保持する前区間パワー保持器と、現区間
パワーおよび前区間パワーを用いて出力音声のパワー値
を設定する設定出力パワー算出器と、この設定出力パワ
ー算出器により得られたパワー設定値になるように出力
音声の振幅を制御する振幅制御器とを備えたものであ
り、致命的なビット誤りや演算精度の影響等により、ま
れに生じるバーストノイズを軽減することができる。
【0012】また、請求項6に記載の発明は、重み付き
区間パワー算出器が、現区間の後半に重みをかけてパワ
ーを算出するものであり、区間パワー算出時に、特に現
区間の後半に重みを付けて算出することにより、現区間
の復号音声のパワー異常をより高い精度で検出すること
ができ、バーストノイズの発生をより軽減することがで
きる。
【0013】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明
の第1の実施の形態における音声復号装置の構成を示す
ものである。図1において、101は音声符号化パラメ
ータから音声信号を復号する音声復号器、1022は復
号された音声信号に対して一定区間毎の区間パワーを算
出する区間パワー算出器、103は区間パワーおよび音
声符号化パラーメータに含まれ、一定区間毎の入力音声
パワーを表す量子化音声パワーを用いて出力音声のパワ
ー値を設定する設定出力パワー算出器、104は設定出
力パワー算出器103により得られたパワー設定値にな
るように出力音声の振幅を制御する振幅制御器である。
【0014】以上のように構成された音声復号装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、音声復号
器101により符号化パラメータを用いて音声が復号さ
れる。ここで、この音声復号器101は、符号化パラメ
ータの1つとして一定区間毎の入力音声パワーを表す量
子化音声パワーを用いる方式のもので、例えば前述のC
ELP符号化においては、音声合成フィルタを駆動する
駆動音源のゲインを生成するために、一定区間(フレー
ムと呼ぶ)毎の入力音声パワーを用いるタイプのものが
これに該当する。次に、区間パワー算出器102により
復号音声の一定区間毎のパワーPcを(1)式により求
める。
【0015】
【数1】 ここでx(n)(n=0,...,N−1)は復号音
声、また一定区間Nとしては、例えばCELP符号化の
場合、音声符号化単位である1フレーム区間または駆動
音源の符号化単位であるフレームを複数に分割したサブ
フレーム区間のいずれでもよい。そして設定出力パワー
算出器103において、(1)式で求めた区間パワーP
cおよび量子化音声パワーPdを用いて、設定出力パワ
ーPsを(2)式により算出する。 Ps=Pc<TH・Pd Pc≧TH・Pd ・・・(2) ここでTHは条件判定のためのしきい値で、例えばTH
=1000とする。(2)式は、区間パワーPcが量子
化音声パワーPdに比べて所定の割合以上大きい場合に
は、この区間は符号ビット誤りまたは演算精度の影響に
よりバーストノイズが発生したと判定し、設定パワーP
sをPdとするものである。最後に、振幅制御器104
により出力音声のパワーがPsとなるように振幅を制御
する。
【0016】以上のように、本実施の形態によれば、音
声符号化パラメータに一定区間毎の量子化音声パワーを
表すパラメータが含まれている符号化方式に対して、復
号音声の区間パワーが量子化音声パワーに比べてある割
合以上大きい場合には、出力音声のパワーが量子化音声
パワーと同程度になるように音声出力パワー値を設定す
ることにより、バーストノイズの発生を軽減することが
できる。
【0017】(実施の形態2)図2は本発明の第2の実
施の形態における音声復号装置の構成を示したものであ
る。図2において、201は音声復号化パラメータから
音声信号を復号する音声復号器、202は復号された音
声信号に対して一定区間毎の区間パワーを算出する区間
パワー算出器、203は一区間前の区間パワーを保持す
る前区間パワー保持器、204は現区間パワーおよび前
区間パワーを用いて出力音声のパワー値を設定する設定
出力パワー算出器、205は設定出力パワー算出器20
4により得られたパワー設定値になるように出力音声の
振幅を制御する振幅制御器である。
【0018】以上のように構成された音声復号装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、音声復号
器201により符号化パラメータを用いて音声が復号さ
れる。次に、区間パワー算出器202により復号音声の
一定区間毎のパワーPcを(1)式により求める。
【0019】
【数2】 ここでx(n)(n=0,...,N−1)は復号音
声、また一定区間Nとしては、例えばCELP符号化の
場合、音声符号化単位である1フレーム区間長または任
意の長さでもよい。そして設定出力パワー算出器204
において、(3)式で求めた区間パワーPcおよび前区
間パワー保持器203により保持されている前区間パワ
ーPdを用いて、設定出力パワーPsを(4)式により
算出する。 Ps=R・Pp Pc>THaかつPc/Pp>THrかつflg ==0(条件a) Psp Pc>THaかつ flg==0(条件b) Pc 上記以外 (条件c) ・・・(4) ここで、 THa:現区間パワーPcに対する判定しきい値(絶対
値)(例えば-5dBm0) THr:現区間と前区間のパワー比Pc/Ppに対する
判定しきい値(絶対値)(例えば20dB) R :設定パワーを決定するための定数(例えば10d
B) flg:前区間が条件(a)または(b)に当該したか
どうかを示すフラグ flg=1:前区間が条件(a)または(b) 0:前区間が条件(c) なお、現区間が条件(a)または(b)の場合にはfl
g=1がセットされ、条件(c)の場合にはflg=0
がセットされる。 Rsp:前区間での設定パワー値 (4)式は、現区間の復号音声の区間パワーPcおよび
前区間パワーPpを用いて、現区間パワー絶対値および
前区間パワーに対する増加量から復号音声パワーの異常
を検出し、その場合にはバーストノイズを軽減するた
め、出力音声の設定パワー値Psを低く抑えるようにし
たものである。なお、(4)式は一例であり、同様な機
能を実現するためにはこれ以外の設定方法でもよい。最
後に、振幅制御器205により出力音声のパワーがPs
となるように振幅を制御する。
【0020】以上のように、本実施の形態によれば、現
区間の復号音声の区間パワーおよび前区間パワー値に対
する変化量を利用して復号音声パワーの異常を検出し、
出力音声のパワーを抑えることにより、バーストノイズ
の発生を軽減することができる。
【0021】(実施の形態3)図3は本発明の第3の実
施の形態における音声復号装置の構成を示したものであ
る。図3において、301は音声復号化パラメータから
音声信号を復号する音声復号器、302は復号された音
声信号に対して一定区間毎の区間パワーを算出する区間
パワー算出器、302は復号された音声信号に対して一
定区間毎の重み付き区間パワーを算出する重み付き区間
パワー算出器、303は一区間前の区間パワーを保持す
る前区間パワー保持器、304は現区間パワーおよび前
区間パワーを用いて出力音声のパワー値を設定する設定
出力パワー算出器、305は設定出力パワー算出器30
4により得られたパワー設定値になるように出力音声の
振幅を制御する振幅制御器である。
【0022】以上のように構成された音声復号装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、音声復号
器301により符号化パラメータを用いて音声が復号さ
れる。次に、重み付き区間パワー算出器302により復
号音声の一定区間毎のパワーPcを(5)式により求め
る。
【0023】
【数3】 ここでx(n)(n=0,...,N−1)は復号音
声、また一定区間Nとしては、例えばCELP符号化の
場合、音声符号化単位である1フレーム区間長または任
意の長さでもよい。また、w(n)は重み係数で、例え
ば、 w(n)= 0.0 0<=n<N/2 1.0 N/2<=n<N ・・・(6) とする。そして、以降の処理は実施の形態2と同一であ
るので省略する。CELP符号化のようなフレーム単位
で符号化を行なう方式に対し、LPC係数の致命的なビ
ット誤りや演算精度の影響で復号音声が発振してしまう
ような場合、フレームの前半から後半にかけて復号音声
の振幅値(パワー値)がより増大する傾向があるので、
(5)式のような区間パワー算出時の重み付け、特に区
間の後半に重みをかけたパワー算出により、現区間の復
号音声のパワー異常をより高い精度で検出することがで
きる。
【0024】以上のように、本実施の形態によれば、区
間パワー算出時に重みを付けて算出することにより、現
区間の復号音声のパワー異常をより高い精度で検出する
ことができ、バーストノイズの発生をより軽減すること
ができる。
【0025】
【発明の効果】本発明は、上記第1の実施の形態から明
らかなように、音声符号化パラメータに一定区間毎の入
力音声の量子化音声パワーを表すパラメータが含まれて
いる場合に、復号音声の区間パワーが量子化音声パワー
に比べてある割合以上大きい場合には、出力音声のパワ
ーが量子化音声パワーと同程度になるように音声出力パ
ワー値を設定することにより、バーストノイズの発生を
軽減することができる。
【0026】また、第2の実施の形態から明らかなよう
に、現区間の復号音声の区間パワーおよび前区間パワー
を抑えることにより、バーストノイズの発生を軽減する
ことができる。
【0027】さらに、第3の実施の形態から明らかなよ
うに、区間パワー算出時に重みを付けて算出することに
より、現区間の復号音声のパワー異常をより高い精度で
検出することができ、バーストノイズの発生をより軽減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における音声復号装
置のブロック図
【図2】本発明の第2の実施の形態における音声復号装
置のブロック図
【図3】本発明の第3の実施の形態における音声復号装
置のブロック図
【図4】従来の音声復号装置のブロック図
【符号の説明】
101 音声復号器 102 区間パワー算出器 103 設定出力パワー算出器 104 振幅制御器 201 音声復号器 202 区間パワー算出器 203 前区間パワー保持器 204 設定出力パワー算出器 205 振幅制御器 301 音声復号器 302 重み付き区間パワー算出器 303 前区間パワー保持器 304 設定出力パワー算出器 305 振幅制御器 401 音声復号装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声符号化パラメータから音声信号を復
    号する音声復号器と、復号された音声信号に対して一定
    区間毎の区間パワーを算出する区間パワー算出器と、そ
    の区間パワーおよび音声符号化パラメータに含まれ、一
    定区間毎の入力パワーを表す量子化音声パワーを用いて
    出力音声のパワー値を設定する設定出力パワー算出器
    と、前記設定出力パワー算出器により得られたパワー設
    定値になるように出力音声の振幅を制御する振幅制御器
    とを備えた音声復号装置。
  2. 【請求項2】 設定出力パワー算出器が、復号音声の区
    間パワーが量子化音声パワーに比べてある割合以上大き
    い場合に、出力音声のパワーが量子化音声パワーと同程
    度になるように音声出力のパワー値を設定することを特
    徴とする請求項1記載の音声復号装置。
  3. 【請求項3】 音声符号化パラメータから音声信号を復
    号する音声復号器と、復号された音声信号に対して一定
    区間毎の区間パワーを算出する区間パワー算出器と、一
    区間前の区間パワーを保持する前区間パワー保持器と、
    現区間パワーおよび前区間パワーを用いて出力音声のパ
    ワー値を設定する設定出力パワー算出器と、前記設定出
    力パワー算出器により得られたパワー設定値になるよう
    に出力音声の振幅を制御する振幅制御器とを備えた音声
    復号装置。
  4. 【請求項4】 設定出力パワー算出器が、現区間の復号
    音声の区間パワーおよび前区間パワー値に対する変化量
    を利用して復号音声パワーの異常を検出し、出力音声の
    パワーを抑えるように設定することを特徴とする請求項
    3記載の音声復号装置。
  5. 【請求項5】 音声符号化パラメータから音声信号を復
    号する音声復号器と、復号された音声信号に対して一定
    区間毎の重み付き区間パワーを算出する重み付き区間パ
    ワー算出器と、一区間前の区間パワーを保持する前区間
    パワー保持器と、現区間パワーおよび前区間パワーを用
    いて出力音声のパワー値を設定する設定出力パワー算出
    器と、前記設定出力パワー算出器により得られたパワー
    設定値になるように出力音声の振幅を制御する振幅制御
    器とを備えた音声復号装置。
  6. 【請求項6】 重み付き区間パワー算出器が、現区間の
    後半に重みをかけてパワーを算出することを特徴とする
    請求項5記載の音声復号装置。
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