JPS60173600A

JPS60173600A - 音声復号器

Info

Publication number: JPS60173600A
Application number: JP59029205A
Authority: JP
Inventors: 三木　俊雄; 公士大野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1985-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は電力パラメータを含む帯域圧縮符号系列を復
号する音声復号器に関するものである。

〈従来技術〉従来の伝送系に用いられる音声復号器は、同軸ケーブル
や固定マイクロ回線のように符号誤りのきわめて少ない
高信頼度ディジタル信号伝送りで伝送され７・ｉ符号系
列か入力されることを前提として構成されていた。この
ため、従来の音声復号器（は誤り作物については伺らの
対策も施されていなかった。この従来の音声復号器を移
動無縁等のように符号誤り率が大きく変ＶＱする伝送路
に適用すると、復号された音声の品質が誤り率の劣化に
伴い急汲に劣化し、雑音や歪が多くて聞くに耐えなくな
ることがある。この欠点は例えば物願昭５６−１７７５
６４号明細書に示すよりなＡＰＣ−ＡＢ（適応ビット割
当てを用いた適応予測符号化、Ａｄａ−ｐｔｉｖｅ　Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ａｄ
ａｐｔｉｖｅ　Ｂｉｔａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）等のよう
に低い符号化速度で置品質の符号化が行える帯域圧縮符
号化方式を用いる音声復号器において特に顕著である。

このＡＰＣ−ＡＢ符号化方式は例えば入力音声信号のピ
ッチ周期を検出し、そのピッチ周期からピッチ周期に基
づくピッチ予測係数を算出し、またピッチの分析フレー
ム相対位置をめ、前記ピッチ予測係数や近接相関にもと
すく予測係数及び入力音声信号から予測残差に対応した
残差信号をめ、その残差信号の分析フレーム内での平均
電力をめ、との残差平均電力により量子化ビット数及び
量子化幅を適応的に決定し、−男前記載予測係数を用い
て入力音声信号を予測し１．その予測値と入力音声信号
との予測残差を、前記決定した量子化ビット数及び量子
化幅で量子化シフ、この量子化した予測残差と、パラメ
ータ情報（ピッチ周期、予測係数、ピッチの分析フレー
ム相対位置、残差平均電力）とを符号系列として送信す
る。復号器側では入力符号系列は予測残差符号とパラメ
ータ情報とを分離１〜、そのパラメータ情報から符号化
側と同様に澗゛子化ビット数、量子化幅をめ、これらを
用いて予測残差符号を復号化１７、その信号化出力を予
測係数を用いて予測復号する。

残差信号電力のような電力パラメータを含む帯域圧縮符
号系列を伝送し、復号側で電力パラメータに応じたレベ
ルの音声をり号する伝送において、移動無線におけるフ
エーシングなどを受け符号誤りが集中し、バースト的に
誤りが生じた場合に復号された音声のＳ／Ｎが大きく劣
化することがある。特に電力パラメータに符号誤りが生
じた場合は音声出力の音量が急激に変化して耳ざわりな
雑音を発生し、劣化が顕著に現われる。例えば無音区間
や無声区間で電力パラメータに符号誤りが生じ、大きな
誤った音が生じると、非常に聞き苦しくなる。

一方、このように受信レベルの低下などにより符号誤り
が生じた場合に、その部分の１蔓号を停止してＦＭ通信
の受信機のように入力を遮断することが考えられる。こ
の場合は連続している音声が途切れて聞き苦しくなる。

〈発明の概要〉この発明の目的は電力パラメータを含む帯域圧縮符号系
列の復号において、符号誤り率特性がＬばしば劣化する
ような伝送路において用いられる場合においても、大き
な雑音や歪を伴うことのない音声復号器を提供すること
にある。

この発明によれば、入力符号系列の信頼度が所定値以下
に低下すると、これを検出１−７、その検出出力により
電力パラメータを小音量に対応する値（３）に置換し、その置換された電力パラメータを用いてイリ
号する。このようにして符号誤りに起因する音声品質の
劣化が抑えられる。

〈実施例〉第１図はこの発明の詳細な説明するだめの図である。泳
１図Ａは受信信号のレベルの時間に対する変化状態を示
し、移動無線のようなフェージング環境下では受信レベ
ルはこの図のように大きく変動する。このような伝搬環
境下でディジタル信号伝送を行うと、受信レベルが低下
した時に符号誤りが集中して発生する所謂バースト誤り
が生じる。このため、入力符号系列をそのｉｔ復号する
と音声のＳ／Ｎが大きく劣化する。中でも電力パラメー
タに符号誤りを生じた場合には音量が急激に変化して耳
ざわシな校合を発生するため劣化が最も顕著である。

これを解決するだめ、この実施例では受信レベルに予め
しきい値Ｖｓを定めておき、これと受信レベルとを常時
比較して入力符号系列の信頼度を示す信号（第］、　Ｉ
ＵＩ　Ｂ　）を得る。即ち、受信レベルが（４）Ｅ７きい値Ｖｓを下Ｉｔｌｉ１つだときには信卯度を示
す信号の状態が反転して、入力符号系列（第１図Ｃ）に
誤シが生じたとみなす。この信頼度低下の検出により、
入力符号系列中の電力パラメータＷｉ（ｉｉｌ：整数）
に誤りが生じたとみなされた場合には第１図りに示すよ
うにその一５カパラメータＷ】を小さい音量に対応する
値ＷｓｌＣ置きかえ、この置侠した結果得られた符号系
列を復号する。第１図の例では受信レベルが高く、信頼
度が高いと検出されている状態の電力パラメータＷｘｆ
ｄその捷ま出力されるが信頼（９）が低下したと検出さ
れた電力パラメータＷ２けＷｓと置きかえられている。

このようにして受信レベル低下時に生じる耳されりな雑
音はその音量が抑えられるだめ大幅に軽減することがで
きる。しかも、完全に無音化するのではないため、音が
ぶつ切りになることも無く復号音声の不自然さが少々く
て済む。

なお帯域圧縮符号系列のフォーマットは例えば第２１２
１に示すように１分析フレームは２５６ビツトＤｏ−Ｄ
２５５に符号化され、ビットＤＯハ１分析フレームごと
にＩＩ　ＯＩＩと“１”を交査させるフレーム同期ビッ
トＦであり、ビット１〕１〜Ｄ７５はパラメータ情報で
あって、そのうちのビットＤ１〜Ｄ３６は予測係数、ビ
ット１〕３７〜Ｄ４ｔｆｄ電力パラメータＷｊ、ビット
Ｄ４２〜Ｄ７ｓｉｊピッチ周期、ピッチのフレーム相対
位置などであり、ピッ）ｌＤ７６〜Ｄ２５４は予測残差
信号、ビットＤ２ｓｓｉｔパリティビットＰｉである。

ビットＤ２５５はパリティビットとされることなく予測
残差信号に用いられることもある。

第３図は上述の原理に基づく、この発明の一実施例を示
寸。端子１１に入力された受信レベル信号はしきい値発
生回路１２から出力されるしきい値Ｖｓと信頼度低下検
出回路としてのレベル比較回路１３において比較される
。一方、入力端子１４からの入力符号系列にフレーム同
期回路１５に入力され、そのフレームが検出される。レ
ベル比較回路１３はフレーム同期回路１５から与えられ
るフレーム同ｊｔｌｌｆｆｉ号から電力パラメータのタ
イムスロットをめ、このタイムスロットにおける比較結
果に基づいて、信頼度低下が検出されると、置換回路１
６に対して置換制御信号を与える。置換回路１６はこの
置換制御信号が与えられていない状態では入力端子Ｊ４
からの入力符号系列をそのまま伊丹回路１７へ出力する
が、ｋｒ、候制御信号が与えられると入力符号系列中の
電力パラメータを小音量に対応する値に置換して出力す
る。復号回路１７は通常の音声偵号器と同じ機能を持ち
、アナログ音声伯゛号を出力端子１８に出力する。

入力符号系列の信頼度の低下を検出する手段としては上
述のように受信レベルを用いる手段の他にパリティなど
の誤り検出符号を用いる手段が挙げられる。第４ν１は
パリティを用いた場合におけるこの発明の動作原理を示
す図である。同図Ｃの入力符号系列に対し俊号する符号
系列（ｒＪ：に４図りのようにされる。つまり■印にパ
リティチェックを示し、パリティエラーが無いときには
電力パラメータＷｉをそのままり号し、パリティエラー
が発生したときには小音量に対応する値Ｗｓと鳩き換え
て復号する。なおこの方法を用いるためには、符号器側
においてパリティビットＰｉを付加しておく（７）必要があり、受信レベルの検出による場合はパリティビ
ットＰｉは省略してもよい。

第５図はパリティを用いた場合のこの発明の一実施例を
示す。符号器側には通常の符号器１９で端子２１からの
音声信号を、電力パラメータを含む帯域圧縮符号系列に
符号化する。その符号系列はパリティ付加回路２２でパ
リティビットＰｉが付加されて、伝送路２３（例えば移
動通信の無線チャネル）に送出される。復号器では信頼
度低下検出回路としてのパリティチェック回路２４はフ
レーム同期回路１５から与えらねるフレーム同期信号か
ら電力パラメータ及びパリティビットのタイムスロット
をめてパリティチェックを行い、パリエイエラーが発生
すると、置換回路１６に置換制御［信号を与える。記憶
回路２５　！ｄパリティチェックが終了するタイミング
まで端子１４からの入力符号系列を遅らせる働きをする
。その他の動作は第３図の実施例と同様である。

以上、入力符号系列の信頼度をめる方法として受信レベ
ルあるいはパリティを用いる方法につ（８）いて述べたが、いずれの方法にも多少の問題点がある。

それは、（１）パリティチェックでは同時誤りなど誤シ検出がで
きないことがある。

（２）受信レベルを用いる方法ではランダムＦＭ雑音や
インパルス雑音などのように受信レベルの高い場合に生
じる符号誤りは検出できない。

等である。これらの問題点は両方の方法を併用すること
によりかなシ改善することができる。即ち受信レベル低
下あるいはパリティエラーの少なくともいずれか一方が
発生ｌ−だときには電力パラメータを小音量となるよう
な値と置換すれば良い。

この場合の実施例を第６図に示す。置換回路１６はレベ
ル比較回路１３、パリティチェック回路２４の少なくと
も一方から置換するように指示が与えられたときには入
力符号系列の電力パラメータを小音量となる値とＷ換し
て出力する。仙の各部の動作は上述の２つの実施例と同
様である。

なお、入力符号系列の信頼度をめる方法は上述の例以外
にも受信信号のジッターを検出する方法や、同一周波干
渉がある場合には干渉量を検出する方法など杼々な方法
が考えられる。いずれの場合も、符号誤りのために生じ
る復号音声中の雑音が耳ざわシにならない程度にしきい
値を設定することにより同様の効果を得ることができる
。

く効　果〉以上説明したようにこの発明は入力符号系列の信頼度を
検出し、信頼度が低下したときにはその電力パラメータ
を小音量に対応する値に置きかえて音声を復号するとい
うものであるから、（１）符号誤りに伴う復号音声のＳ
／Ｎ低下が改善される、（２）完全な無音化は行わないので、音声の自然性の低
下が少ない、などの利点がある。−またこの発明は従来の復号器に記
憶回路、ゲート回路などを少し加える程度で構成できる
ため、ディジタルＬ　Ｓ　Ｉ化に適している。この発明
は移動通信のように、フェージングによる符号Ｆ　Ｄが
生じるような劣悪な伝送路に用いると特に有効である。

例えば周波数帯域が３００１−１７．〜３．４　Ｋ　Ｈ
ｚ、標本化周波数が８Ｋｌ（ｚ、ビットレートが１８Ｋ
ｂｐ８．フレーム周期が１６ｍ就なる符号化条件のＡＰ
Ｃ−ＡＢ符号を用い、この符号系列で搬送波を周波数変
調して送信し、その出力をレーレシミュレータを通し、
ＧＩＶｆＳＫ周波数検波方式で検波しく送信ベースバン
ド帯域制限ＢｂＴ＝　０．２５、受信帯域制限ＢＴ＝１
）、しきい値Ｖｓを一７ｄＢμ（電波の強さ、一般に−
１，０ｄ　Ｂμ〜−１２ｄＢμ以下で信号は雑音にうず
もれてしまう）、またパリティ検出も行なった。電力パ
ラメータＷｉはＤ３７〜ｌ［）４１の５ビツト／フレー
ムで、信頼度低下時（置換制御信号発生時）には電力パ
ラメータの最上位ピッ）Ｄ３７のみを強制的に１にする
。つｔｂｉ上位ピッ）Ｄ３７はサイン（利を表わし、ピ
ッ）Ｄ３７〜Ｄ４１で−１５〜＋１５の変化があり、Ｉ
Ｋｌ−ｈの入力信号に対し、最大の音量−１０ｄＢｍに
０１１．１１　（１５）を割当て、ＪＱｄ１３ｍの音量
に０１０１０　＜　１０　）を、−３０ｄＢｍの音量に
１００１０（−２）を割当てた。つまり置換制御信号に
よりビットＤ３７を１にすることは−１（１１）以下とし、最大音量の半分以下（この例では約−３０ｄ
Ｂｍ以下）に音量をおさえることになる。

男女各２名による単文音声を用い、伝送路の平均符号誤
シ率及びフェージングピッチ（ｆＤ＝４０Ｈｚ、ｆＤ＝
４Ｈｚ）をパラメータとして、第６図の実施例を適用１
〜だ場合と、適用しない場合との対比受聴実験を被験者
１０名で行った。その時の前者に対するグレファレンス
値が５０％となる後者の伝送路誤り率からこの発明復号
器の主観的改善度をめた。その改善度を受信レベルに換
算した結果を簾°７図に示す。この図から誤り率が３Ｘ
１０”−２以上になると、改善効果が得られ、１０　の
時、約２ｄＢの改善量が得られたことがわかる。ｆＴ、
ｌ’４０［４ｚＸ　ｆＤ＝４Ｈｚの何れも同一結果とな
った。

【図面の簡単な説明】

糎１図はこの発明の詳細な説明するだめのタイムチャー
ト、第２図はＡＰＣ−ＡＢ符号のフレーム構成の例を示
す図、第３図は本発明の実施例の構成を示すブロック図
、第４図はこの発明の他の例の原理を説明するためのタ
イムチャート、第５図（１２）及び第６図はそれぞれこの発明の他の例を示すブロック
図、第７図はこの発明の一例における効果を説明するだ
めの実験結果を示す図である。】１：受信レベル信号入力端子、１２：しきい値発生回
路、１３：信頼度低下検出手段としてのレベル比較回路
、１４：符号系列入力端子、１５：フレーム同期回路、
１６：置換量ｉ、１７：復号回路、１８：アナログ音声
出力端子、２４：信頼度低下検出手段としてのパリティ
チェック回路、２５：記憶回路。特許出願人　日本電信電話公社代理人草野　隼７Ｉ７５　肥７６　図［７Ｔｔ／１２１７７　図伝送路の六％Ｆ）皐 −二２５−三１６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電力パラメータを含む帯域圧縮符号系列を入力し
てその電力パラメータに応じた音声レベルの音声を伎号
する音声復号器において、入力符号系列の信頼邸が予め
定めたしきい傭を下回るとこれを検出する信頼度低下検
出手段と、その検出出力により上記入力符号系列のうち
電力パラメータを小音量に対応する値に置き換える置換
手段とを具備することを特徴とする音声蝮号器。