JPH10116096A - 欠落音響信号合成処理方法 - Google Patents
欠落音響信号合成処理方法Info
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Abstract
する復号化において、時間領域−周波数領域変換の区間
長が異なる欠落時間区間に対し、外挿又は内挿を可能に
する。 【解決手段】 第3時間区間が4個のN/4点の周波数
係数サブベクトルX1 〜X4 で構成されたベクトルXが
欠落し、これを第2時間区間のN点の周波数係数ベクト
ルb2で外挿する場合に、b2中の第(k−1)4+1
(k=1,2,…,N/4)要素によりサブベクトル
X′1 を、第(k−1)4+2要素にX′2を、第(k
−1)4+3要素、第(k−1)4+4要素によりそれ
ぞれ、X′3,X′4 を構成し、これらX′1 〜X′4
により、欠落区間の周波数係数ベクトルとする。
Description
ト誤りが頻発する移動無線伝送路における音響信号符号
化伝送に適用され、一定時間区間ごとの周波数係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、それ以外の時間区間の周
波数領域係数ベクトルを用いて外挿又は内挿する音響信
号合成処理方法に関する。
テムにおいては、伝送路の効率的利用のために、音響信
号をディジタル化して高能率に圧縮する音声/楽音符号
化方法が利用される。音声や音楽を低ビットレートで効
率よく符号化する方法としては、TwinVQ(Transform-
domain Weighted Interleave Vector Quantization)と
呼ばれる方法などのように、音響信号を周波数領域に変
換してベクトル量子化を行う変換符号化方法が提案され
てる。このTwinVQ符号化方法についての詳細は、例え
ば「文献:岩上,守谷,三樹,“周波数領域重み付けイ
ンターリーブベクトル量子化(TwinVQ)によるオーデ
ィオ符号化”,日本音響学会平成6年度秋季研究発表会
講演論文集,pp.339-340, 1994」に記載されている。
方法および内挿方法を適用した変換復号化方法の構成を
示すブロック図である。ここではまず逆量子化部11に
符号化ビット列が入力され、逆量子化が行われて周波数
領域係数が出力される。この周波数領域係数は周波数−
時間変換部12において時間領域信号に変換される。内
挿/外挿処理部13には、この時間領域信号と区間誤り
情報が入力される。内挿/外挿処理部13では区間誤り
情報が「区間誤りなし」の時はその時間区間の時間領域
信号はそのまま復号音響信号として出力される。区間誤
り情報が「区間誤り」の時はその時間区間については、
正しい時間領域信号が欠落しているため、その周囲の時
間領域信号から内挿または外挿した時間領域信号が復号
音響信号とされる。
化方法のタイミング図である。図7(a)の入力符号系
列a1,a2,…の各符号はそれぞれ図7(b)の周波
数領域係数b1,b2,…に逆量子化され、これらはそ
れぞれ図7(c)の時間領域信号c1,c2,…に変換
される。図7(d)に示すように区間誤り情報はここで
は第3番目の時間区間に誤りがあるとする(誤りなし区
間を○印、誤り区間を×印で示す)。この場合、図7
(c)に示すように第3番目以外の時間区間では時間領
域信号c1,c2,c4,c5がそのまま復号音響信号
となるが、第3番目の時間区間では時間領域信号c3で
はなく、その両側の時間区間の信号c2とc4から内挿
されて合成される信号c′3が復号音響信号となる。
領域への変換区間長が異なるような場合でも内挿/外挿
が可能であるが、時間区間の境界で復号音響信号が不連
続となることがあり、耳障りな雑音が発生することがあ
る。この雑音の発生を防止するためには、時間区間の境
界で復号音響信号の不連続を抑えるスムージング処理が
必要である。
および内挿方法を適用した従来の変換復号化方法の構成
を示すブロック図である。ここではまず逆量子化部11
に符号化ビット列が入力され、逆量子化が行われて周波
数領域係数が出力される。内挿/外挿処理部13には、
この周波数領域係数と区間誤り情報が入力される。内挿
/外挿処理部13では「区間誤りなし」の時間区間の周
波数領域係数をそのまま周波数−時間変換部12に入力
し、「区間誤り」の時間区間については、正しい周波数
領域係数が欠落しているため、その周囲の周波数領域係
数から内挿または外挿した周波数領域係数を周波数−時
間変換部12に入力する。周波数−時間変換部12にお
いては入力された周波数領域係数が時間領域信号に変換
される。
化方法のタイミング図であり、図9(a),(b),
(d)は図7(a),(b),(d)と対応したもので
ある。ここでは第3番目の時間区間に誤りがあるとす
る。この場合、図9(b′)に示すように第3番目以外
の時間区間では周波数領域係数b1,b2,b4,b5
がそのまま外挿後周波数領域係数となるが、第3番目の
時間区間では周波数領域係数b3は利用不可能であり、
直前の時間区間の係数b2から外挿されて合成される係
数b′3を外挿後周波数領域係数とする。
た変換復号化方法のタイミング図であり、図9と対応さ
せてある。ここでは第3番目の時間区間に誤りがあると
する。この場合、図10(b′)に示すように第3番目
以外の時間区間では周波数領域係数b1,b2,b4,
b5がそのまま内挿後周波数領域係数となるが、第3番
目の時間区間では周波数領域係数b3は利用不可能であ
り、その両側の時間区間の係数b2とb4から内挿され
て合成される係数b′3を内挿後周波数領域係数とす
る。
方法または内挿方法を用いれば、時間区間の境界におい
ても時間領域信号の不連続は生じない。
領域での音響信号内挿方法の詳細を示す。図11Aで
は、内挿対象の係数b3と同一の変換区間長Nの係数b
2とb4からの内挿処理を行うことが可能である。一
方、音響信号の符号化の際に、その特徴量の状態によっ
てはフレームごとに周波数領域に変換するのではなく、
1フレームを複数に等分割し、その分割されたサブフレ
ームごとに周波数領域に変換した方が、復号音響信号の
品質がよくなることが知られている。このような符号化
法が適用されると、入力符号系列中の符号には変換区間
長が短かいものが混在することになる。このような入力
符号系列の復号処理において、例えば図11Bに示すよ
うに、内挿対象の係数b3の変換区間長がN/4の場合
はその前後の係数b2とb4の変換区間長はNであるこ
とから、内挿処理を行うことは不可能である。
挿方法の詳細を示す。この音響信号外挿方法は図11に
示した音響信号内挿方法で内挿に係数b4を用いない場
合に相当する。変換区間長が同一の図12Aでは図11
Aの場合と同様に外挿処理を行うことが可能であるが、
変換区間長が異なる図12Bでは図11Bの場合と同様
に外挿処理を行うことは不可能である。
外挿方法および内挿方法では、同一の変換区間長の周波
数領域係数からの外挿/内挿は可能であるが、時間区間
によって異なる変換区間長を用いている符号系列の場
合、異なる変換区間長の周波数領域係数からの外挿/内
挿が不可能となるという問題点があった。この発明の目
的は、従来方法にあった時間区間によって変換区間長が
異なる場合に外挿/内挿が不可能となる場合が生じると
いう問題点を解決した欠落音響信号合成処理方法を提供
することにある。
よれば、一定時間区間ごとの周波数領域係数ベクトルに
より構成される音響信号中の、欠落した時間区間の周波
数領域係数ベクトルを、それ以外の時間区間の周波数領
域係数ベクトルを用いて外挿する音響信号合成処理にお
いて、外挿対象がm個のN/m点(m,N,N/mは共
に正整数)の周波数領域係数サブベクトルX1 〜Xm で
構成されるN点のベクトルXであり、外挿に用いるベク
トルがN点の周波数領域係数ベクトルAである場合に、
ベクトルAの第(k−1)m+1要素〜第km要素(k
=1,2,…,N/m)をそれぞれサブベクトルX1 〜
Xm の第k要素として合成されるベクトルXを、欠落し
た時間区間の周波数領域係数ベクトルとする。
区間ごとの周波数領域係数ベクトルにより構成される音
響信号中の、欠落した時間区間の周波数領域係数ベクト
ルを、それ以外の時間区間の周波数領域係数ベクトルを
用いて外挿する音響信号合成処理において、外挿対象が
N点の周波数領域係数ベクトルXであり、外挿に用いる
ベクトルがm個のN/m点(m,N,N/mは共に正整
数)の周波数領域係数サブベクトルA1 〜Am で構成さ
れるN点のベクトルAである場合に、サブベクトルA1
〜Am の第k要素をそれぞれベクトルXの第(k−1)
m+1要素から第km要素(k=1,2,…,N/m)
として合成されるベクトルXを、欠落した時間区間の周
波数領域係数ベクトルとする。
または2の発明において合成された周波数領域係数ベク
トルの各要素に重み付けを施して得られるベクトルを、
欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルとする。請
求項4〜6の発明の方法によれば、一定時間区間ごとの
周波数領域係数ベクトルにより構成される音響信号中
の、欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルを、そ
の両側の時間区間の周波数領域係数ベクトルを用いて内
挿する音響信号合成処理において、内挿に用いる両ベク
トルの少くとも一方と、内挿対象の時間区間の周波数領
域係数ベクトルとが変換区間長を異にする場合は、請求
項1または2の発明中の外挿法又は両外挿法を用いて、
内挿に用いる両ベクトルを、内挿対象ベクトルと同一変
換区間長として対応する要素の重み付け和を欠落した時
間区間の周波数領域係数ベクトルとして用いる。
区間長が異なる周波数領域係数から変換区間が等しい疑
似的な周波数領域係数を求め、これを用いて外挿/内挿
を行うことにより、変換区間長が異なる周波数領域係数
による音響信号外挿方法および内挿方法を実現してい
る。
施例を説明する。実施例1 図1は、請求項1の発明の方法の一例を示すタイミング
図である。ここで周波数領域係数(b)は、第2番目お
よび第4番目の時間区間はN点の周波数領域係数ベクト
ルで構成され、第3番目の時間区間はN/4点の周波数
領域係数サブベクトル4個で構成されている。第3番目
の時間区間には誤りがあり、正しい周波数領域係数が欠
落しているものとする。
番目の前後の時間区間では周波数領域係数b2,b4が
そのまま外挿後周波数領域係数となるが、第3番目の時
間区間では係数b3は欠落しており、直前の時間区間の
周波数領域係数b2から外挿されて合成される係数e2
が外挿後周波数領域係数b′3となる。図2は、外挿用
周波数領域係数e2と外挿に用いる周波数領域係数b2
の各要素の対応を示す図である。本図に示されるよう
に、外挿処理により、 e21 ={b2[1],b2[5],…,b2[N−
3]}, e22 ={b2[2],b2[6],…,b2[N−
2]}, e23 ={b2[3],b2[7],…,b2[N−
1]}, e24 ={b2[4],b2[8],…,b2[N]} という4個のN/4点のベクトルが得られ、これらが外
挿用周波数領域係数e2のサブベクトルとなる。サブベ
クトルe21 はベクトルb2の要素b2[1],b2
[2],…,b2[N]中の(k−1)m+1,k=
1,2,…,N/m(m=4)番目の各要素からなり、
サブベクトルe22 はベクトルb2の要素中の各(k−
1)m+2番目の各要素からなり、サブベクトルe23
はベクトルb2の各(k−1)m+3番目の要素からな
り、サブベクトルe24 はベクトルb2の各(k−1)
m+4=km番目の各要素からなる。つまりサブベクト
ルe21〜e24 はそれぞれベクトルb2中の各(k−
1)m+1〜mk番目の要素から構成される。
波数領域係数e2がそのまま第3番目の時間区間の外挿
後周波数領域係数b′3として用いられる。ここで、例
えばe2の各要素を0.6倍したものをb′3とするの
が請求項3の発明の方法の実施例であり、b′3の各サ
ブベクトルb′31 〜b′34 は以下のようになる。
…,0.6×b2[N-3]}, b′32 ={ 0.6×b2[2], 0.6×b2[6],…,0.6×b2[N-
2]}, b′33 ={ 0.6×b2[3], 0.6×b2[7],…,0.6×b2[N-
1]}, b′34 ={ 0.6×b2[4], 0.6×b2[8],…,0.6×b2
[N]} 一般に隣接時間区間の各周波数領域係数ベクトルの間で
は前のベクトルの要素番号が互いに近いものは比較的相
関が大きいため、このようにサブベクトルb′31 〜
b′34 を構成することにより、良好に欠落区間を外挿
することができる。実施例2 図3Aは、請求項2の発明の方法の一例を示すタイミン
グ図である。ここで周波数領域係数は、第2番目の時間
区間はN/4点の周波数領域係数サブベクトル4個、第
3番目および第4番目の時間区間はN点の周波数領域係
数ベクトルで構成されている。第3番目の時間区間には
誤りがあり、正しい周波数領域係数が欠落しているもの
とする。
波数領域係数b2,b4がそのまま外挿後周波数領域係
数となるが、第3番目の時間区間ではb3は欠落してお
り、b2から外挿されて合成される係数e2が外挿後周
波数領域係数b′3となる。図4は、外挿用周波数領域
係数e2とb2の各要素の対応を示す図である。本図に
示されるように、外挿処理により、 e2={b21[1],b22[1],b23[1],b24[1], b21[2],b22[2],b23[2],b24[2], …, b21[N/4], b22[N/4], b23[N/4], b24[N/4]} というN点のベクトルが得られる。つまりサブベクトル
b21 の第k要素(k=1,2,…,N/m,m=4)
をそれぞれベクトルe2の第(k−1)m+1要素と
し、サブベクトルb22 の第k要素をそれぞれベクトル
e2の第(k−1)m+2の要素とし、サブベクトルb
23 の第k要素をそれぞれベクトルe2の第(k−1)
m+3の要素とし、サブベクトルb24 の第k要素をそ
れぞれベクトルe2の第(k−1)m+m=kmの要素
とする。即ちサブベクトルb21 〜b24 の第k要素を
それぞれベクトルe2の第(k−1)m+1要素〜第m
k要素とする。
波数領域係数e2がそのまま第3番目の時間区間の外挿
後周波数領域係数b′3として用いられる。ここで、例
えばe2の各要素を0.6倍したものをb′3とするの
が請求項3の発明の方法の実施例であり、外挿後周波数
領域係数b′3は以下のようになる。
ある。ここで周波数領域係数は、第2番目の時間区間は
N/4点の周波数領域係数サブベクトル4個、第3番目
の時間区間はN/2点の周波数領域係数サブベクトル2
個、第4番目の時間区間はN点の周波数領域係数ベクト
ルでそれぞれ構成されている。第3番目の時間区間には
誤りがあり、正しい周波数領域係数が欠落しているもの
とする。
波数領域係数b2,b4がそのまま内挿後周波数領域係
数となるが、第3番目の時間区間ではb3は欠落してお
り、b2とb4から外挿されて合成される係数e2,e
4の重み付け和が内挿後周波数領域係数b′3となる。
図5は、内挿用周波数領域係数e2,e4の各要素の対
応を示す図である。本図に示されるように、b2のサブ
ベクトルb21 ,b22 から図4に示したと同様の外挿
処理によって、またb2のサブベクトルb23 ,b24
から同様の外挿処理によってそれぞれ e21 ={b21[1],b22[1],b21[2], b22[2],…,b21[N/
4],b22[N/4] } e22 ={b23[1],b24[1],b23[2], b24[2],…,b23[N/
4],b24[N/4] } という、2個のN/2点のサブベクトルe21,e22 が
得られ、これにより構成されるベクトルがe2となる。
またb4からの図2に示したと同様の外挿処理によっ
て、 e41 ={b4[1],b4[3],b4[5],…,
b4[N−1]} e42 ={b4[2],b4[4],b4[6],…,
b4[N]} という2個のN/2点のサブベクトルe41 ,e42 が
得られ、これにより構成されるベクトルがe4となる。
ベクトルe4の各要素を0.4倍したものを内挿後周波
数領域係数b′3とする。すなわち内挿後のサブベクト
ルb′31 ,b′32 は以下のようになる。 b′31 ={ 0.5×b21[1]+0.4×b4[1], 0.5×b22[1]+
0.4×b4[3],…,0.5×b22[N/4]+0.4 × b4[N-1]} b′32 ={ 0.5×b23[1]+0.4×b4[2], 0.5×b24[1]+
0.4 ×b4[4],…,0.5×b24[N/4]+ 0.4× b4[N]} つまりe21 とe41 の各対応要素の重み付け和による
内挿後のサブベクトルb′31 と、e22 とe42 の各
対応要素の重み付け和による内挿後のサブベクトルb′
32 が得られる。図3Bにおいて、第3番目の時間区間
がN点の周波数領域係数ベクトルb3であって、これが
欠落した場合は、N/4点のサブベクトルb21 〜b2
4 を、図4に示した外挿法によりN点のベクトルe2を
作り、このベクトルe2と第4番目の時間区間のN点ベ
クトルb4とを対応要素ごとに重み付け和を求めてN点
の内挿ベクトルe3を作り、これを第3番目の時間区間
のN点の外挿後周波数領域係数b′3とすればよい。
点の周波数領域係数b2であった場合は、b4から2つ
のN/2点ベクトルe41 ,e42 を外挿法により作っ
たと同様に、b2から2つのN/2点ベクトルe21 ,
e22 を外挿法により作り、このe21 ,e22 とe4
1 ,e42 とをそれぞれ対応する要素の重み付け和によ
り2つのN/2点ベクトルb′31 ,b′32 を得れば
よい。
響信号合成処理方法によれば、変換区間長が異なる周波
数領域係数から変換区間が等しい疑似的な周波数領域係
数を求め、これを用いて外挿または内挿を行うことによ
り、変換区間長が異なる周波数領域係数であっても音響
信号外挿および内挿を実現できる。
響信号外挿方法の詳細を示すタイミング図。
おけるベクトルの各要素を示す図。
の音響信号外挿方法の詳細を示すタイミング図、Bは請
求項6の発明の実施例3の周波数領域での音響信号内挿
方法の詳細を示すタイミング図である。
おけるベクトルの各要素を示す図。
おけるベクトルの各要素を示す図。
を適用した音響信号復号化の構成を示すブロック図。
信号復号化のタイミング図。
法を適用した音響信号復号化の構成を示すブロック図。
響信号復号化のタイミング図。
音響信号復号化のタイミング図。
細を示すタイミング図。
細を示すタイミング図。
Claims (6)
- 【請求項1】 一定時間区間ごとの周波数領域係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、 それ以外の時間区間の周波数領域係数ベクトルを用いて
外挿する音響信号合成処理方法において、 上記欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルがm個
のN/m点の周波数領域係数サブベクトルX1 〜Xm で
構成されるN点のベクトルXであり(m,N,N/mは
共に正整数)、 上記外挿に用いるベクトルがN点の周波数領域係数ベク
トルAである場合に、 上記ベクトルAの第(k−1)m+1要素〜第km要素
(k=1,2,…,N/m)をそれぞれ上記サブベクト
ルX1 〜Xm の第k要素として合成することを特徴とす
る欠落音響信号合成処理方法。 - 【請求項2】 一定時間区間ごとの周波数領域係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、 それ以外の時間区間の周波数領域係数ベクトルを用いて
外挿する音響信号合成処理方法において、 上記欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルがN点
の周波数領域係数ベクトルXであり、 上記外挿に用いるベクトルがm個のN/m点の周波数領
域係数サブベクトルA 1 〜Am で構成されるN点のベク
トルAである場合に(N,m,N/mは共に正整数)、 上記サブベクトルA1 〜Am の第k要素(k=1,2,
…,N/m)をそれぞれベクトルXの第(k−1)m+
1要素〜第km要素として合成すること、 を特徴とする欠落音響信号合成処理方法。 - 【請求項3】 上記合成した周波数領域係数ベクトルの
各要素に重み付けを施して上記欠落した時間区間の周波
数領域係数ベクトルとすることを特徴とする請求項1又
は2記載の欠落音響信号合成処理方法。 - 【請求項4】 一定時間区間ごとの周波数領域係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、その両側の時間区間の周
波数領域係数ベクトルを用いて内挿する音響信号合成処
理方法において、 上記欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルがm個
のN/m点の周波数領域係数サブベクトルX1 〜Xm で
構成されるN点のベクトルXであり(m,N,N/mは
共に正整数)、 上記内挿に用いる両ベクトルの少くとも一方がN点の周
波数領域係数ベクトルAである場合に、 上記ベクトルAの第(k−1)m+1要素〜第km要素
(k=1,2,…,N/m)をそれぞれm個のN/m点
のサブベクトルA1 〜Am の第k要素として合成するこ
とにより、 内挿に用いる両側の時間区間の周波数領域係数ベクトル
を共にm個のN/m点のサブベクトルよりなるベクトル
とし、 これら両ベクトルの対応する要素の重み付け和を求めて
欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルとして用い
ることを特徴とする欠落音響信号合成処理方法。 - 【請求項5】 一定時間区間ごとの周波数領域係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、その両側の時間区間の周
波数領域係数ベクトルを用いて内挿する音響信号合成処
理方法において、 上記欠落した時間区間の周波数係数ベクトルがN点の周
波数領域係数ベクトルXであり、 上記内挿に用いる両ベクトルの少くとも一方がm個のN
/m点の周波数領域係数サブベクトルA1 〜Am で構成
されるN点のベクトルAである場合に(N,m,N/m
は共に正整数)、 上記サブベクトルA1 〜Am の第k要素(k=1,2,
…,N/m)をそれぞれベクトルAの第(k−1)m+
1要素〜第km要素として合成したベクトルとすること
により、 内挿に用いる両側の時間区間の周波数領域係数ベクトル
を共にN点のベクトルとし、 これら両ベクトルの対応する要素の重み付け和を求めて
欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルとして用い
ることを特徴とする欠落音響信号合成処理方法。 - 【請求項6】 一定時間区間ごとの周波数領域係数ベク
トルにより構成される音響信号中の、欠落した時間区間
の周波数領域係数ベクトルを、その両側の時間区間の周
波数領域係数ベクトルを用いて内挿する音響信号合成処
理方法において、 上記欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルがm個
のN/m点の周波数領域係数サブベクトルX1 〜Xm で
構成されるN点のベクトルXであり(m,N,N/mは
共に正整数)、 上記内挿に用いる両ベクトルの少くとも一方がn個のN
/n点の周波数係数サブベクトルA1 〜An で構成され
るN点のベクトルAである場合に(n≠m,n,N/n
は共に正整数)、 サブベクトルA1 〜An の第k要素(k=1,2,…,
N/n)をそれぞれN点ベクトルYの第(k−1)n+
1要素〜第kn要素としてN点のベクトルYを合成し、 そのベクトルYの第(p−1)m+1要素〜第pm要素
(p=1,2,…,N/m)をそれぞれサブベクトルY
1 〜Ym の第p要素として合成することにより、 内挿に用いる両側の時間区間の周波数領域係数ベクトル
を共にm個のN/m点のサブベクトルよりなるベクトル
とし、 これら両ベクトルの対応する要素の重み付け和を求めて
欠落した時間区間の周波数領域係数ベクトルとして用い
ることを特徴とする欠落音響信号合成処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27087996A JP3421962B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 欠落音響信号合成処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27087996A JP3421962B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 欠落音響信号合成処理方法 |
Publications (2)
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