JPH07221714A - 受信器に於ける音声フレームの処理方法、及びこの方法を用いたデジタル通信システムの受信器 - Google Patents

受信器に於ける音声フレームの処理方法、及びこの方法を用いたデジタル通信システムの受信器

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JPH07221714A
JPH07221714A JP7009262A JP926295A JPH07221714A JP H07221714 A JPH07221714 A JP H07221714A JP 7009262 A JP7009262 A JP 7009262A JP 926295 A JP926295 A JP 926295A JP H07221714 A JPH07221714 A JP H07221714A
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JP7009262A
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Kari Jarvinen
イェルビネン カリ
Janne Vainio
バイニオ ヤンネ
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Nokia Oyj
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
Nokia Telecommunications Oy
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Publication date
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    • G10L19/005Correction of errors induced by the transmission channel, if related to the coding algorithm
    • HELECTRICITY
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    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • HELECTRICITY
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音声コード処理に関し、送信コネクションの
質を考慮して音声フレーム処理を行うことで通信音声を
向上させることを目的とする。 【構成】 送信コネクションの質は、品質モニタリング
部409 により各受信フレームに於けるエラーの有無の仕
分に基づいて決定される。送信コネクションの質を決定
するために、それ以後の幾つかの音声フレームが走査さ
れる間、各フレームの仕分が実行される。置換装置402
内で実行されるエラー音声フレームの置換処理と、処理
装置406 内で実行されるエラーなしフレームとして検出
されたフレーム処理との両方が、送信コネクションの質
に基づいて制御され、これによりデコード後の音声信号
の品質に送信エラーの影響が殆ど残らなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声コード処理に関
し、特に、通信システムに於ける受信器内で各音声コー
ドパラメータを処理することに関する。
【0002】
【従来の技術】通信システムの送信経路内で幾らかの送
信エラーが生じ、これらが受信器内でデコードされる音
声信号の質を悪化させるということが知られている。一
般的にこのような送信エラーを回避するための対応が講
じられており、特に、幾つかの音声コード用パラメータ
をこのようなエラーから保護するための対策が行われて
いる。そのために、通常、送信されるべき最も重要なパ
ラメータに対してエラー訂正コーディングが行われ、チ
ャンネルコーディングと関連して送信側のチャンネルコ
ーディングに於いて実行される。このエラー訂正コーデ
ィングを行うことにより、送信経路内で発生されエラー
訂正のコード化パラメータに影響を及した幾つかの送信
エラーが検出され、その後、これらエラーが受信器内で
実行されるチャンネルデコーディングによって訂正され
るであろう。
【0003】この様な方法は、文献「Eurospee
ch−91」の第595頁乃至598頁のD.Sere
no氏による論文「音声コーディングにおけるフレーム
置換及びポストフィルタリング」に示されている。もし
チャンネルデコーダによって訂正することが不可能なエ
ラーが送信経路内で形成された場合、このチャンネルデ
コーダは、受信される音声フレームがエラーを含んでい
ると表示する。以下に於いて、エラーのある音声フレー
ム又はエラーのない音声フレーム対して言及される場
合、これは、各受信される音声フレームに対してエラー
訂正コーディングに基づいて実行されたり、幾つかの他
の手段により実行される各個々のエラー音声フレームの
検出に対して言及される。
【0004】エラーのあるフレーム又はエラーのないフ
レームの識別は、往々にして旨くいかず、エラーのある
フレームがエラーのないフレームとして判断されたり、
又は反対にエラーのないフレームがエラーのあるフレー
ムとして判断されたりする状況を形成する。また場合に
よっては、送信エラーが検出されず、エラーのある音声
コードパラメータを用いて音声信号がデコードされ、こ
れにより特に音声信号の扱いを難しくし、結果的に正確
なデコーディングが行われないという状況が生じる。通
常の送信チャンネルでは容量や情報帯域幅が制限される
ので、エラー訂正コーディングによって全てのパラメー
タを保護することは不可能であり、従って受信器側に於
いて全ての送信エラーが検出されることはない。
【0005】図1は、音声信号を送信する通信システム
に於ける公知の受信器の構成を概略的に示したブロック
図である。受信されたデジタル情報フレーム100がチ
ャンネルデコーダ101内に送られる。各音声コードパ
ラメータ102は、音声コード化手法が用いられる度に
上記チャンネルデコーダから入力され、且つ各フレーム
毎にそのレベル又はエラーの表示103が入力される。
即ち、上記受信されるフレーム内で検出されるが上記チ
ャンネルデコーディングでは訂正できなかったエラーに
関する情報もまた上記チャンネルデコーダから入力され
る。
【0006】音声コーダの各パラメータは、更にブロッ
ク104に入力される。このブロックでは各コードパラ
メータの処理が行われる。通常この処理は、不都合なフ
レームを取り除いたり、これを置換したりするための幾
つかのシステムを含む。処理されたコーディングパラメ
ータ105は、最終的に音声デコーダ106内に入力さ
れ、これらを基に音声信号107が合成される。
【0007】図2は、図1に示す各コーディングパラメ
ータの処理ブロック104を詳細に示したものである。
このブロックは図2に於いて参照番号200で示されて
いる。チャンネルデコーダ101から受信される各受信
フレームの音声コードパラメータ201が出力部203
に直接的に結合されるが、これは、上記チャンネルデコ
ーダ101から処理ブロック200内に更に導入される
エラー指示部202が、上記受信フレームの各パラメー
タ内に訂正されてないエラーが検出されないこと、又
は、上記受信フレーム内の送信エラーが上記音声コーダ
ーの各パラメータ内に検出されないことのいずれかを表
示しない場合に相当する。上記音声コーディングパラメ
ータからの直接的な各送信エラーの検出は、コーディン
グパラメータ処理ブロックの内にあるブロック206に
て実行される。
【0008】上記受信フレームは、仕分ブロック207
に於いて、種々のエラー指示器に基づいてエラーのある
もの又はエラーのないものとに仕分けされる。この仕分
け結果に基づいてスイッチ208が制御され、これによ
り上記音声フレームがエラーなしフレームとして仕分さ
れた場合にはスイッチ203が位置2の状態となり、上
記受信パラメータ201が出力203に直接送られる。
また反対に、上記音声フレーム内にエラーが検出される
場合には、上記スイッチは位置1に切り換えられる。そ
の結果、エラーフレームの置換ブロック204内に於い
て、エラーのある各フレームに対する置換から得られた
各パラメータが出力部203に結合される。この置換ブ
ロックにおいては、エラー音声フレームのパラメータが
一番最近に受信したエラーなしフレームのパラメータ、
又はこのパラメータに基づいて適当な方法で外挿によっ
て決定された新しいパラメータによって置換される。図
2に示す遅延ブロック205は、置換されるべき各フレ
ームのパラメータが先行するフレームのパラメータに依
存して置換が行われることを示す。
【0009】受信された音声フレームがエラーを含んで
いるという情報が得られた場合には、このエラー音声コ
ーダパラメータを音声デコーダに送る必要はないが、そ
のような場合には、この送られなかった音声フレーム、
即ち喪失フレームに替えて、例えば先に述べたような置
換によるフレームを送ることが望ましい。喪失フレーム
に対する置換を行うための良く知られた方法の一つは、
受信されたエラーパラメータを用いる替わりに、出力を
完全にサイレント状態とすることである。しかしなが
ら、このような処理方法は非常に良い方法というわけで
はなく、非実際的である。なぜならば、合成された音声
信号の品位が中断によって損なわれるからである。
【0010】もう一つの良く知られた置換方法は、上に
述べた音声信号デコーディングをサイレント状態にする
方法よりも優れている。この方法においては、喪失パラ
メータに替えて一番最近に受信されたエラーなし音声フ
レームのパラメータの一部又は全部を用いる。この置換
の効率は、音声信号の音の大部分が、音声コーディング
において典型的に使用されるフレーム長さである20m
sよりも長い間持続するかどうか、即ち音声信号の特性
の変化が十分遅いかどうかにかかっている。このような
手法は、例えば英国特許出願第2,238,933号に
記載されている。この方法においては、喪失音声フレー
ムにかなり良く対応する音声信号が置換手法によって形
成されるのがせいぜいである。即ち、この置換は、何回
も繰り返して行うことが出来ない。例えば、この置換を
数個の連続する喪失フレームについて行った場合には、
置換後の信号が徐々に不自然かつ機械的な音声となって
しまう。
【0011】音声の音の持続時間は、典型的には最も長
くて数百ミリセコンドであり、この時間長を超えて置換
動作を継続することは無意味である。連続する数個のエ
ラーフレームについて置換を行う場合には、音声信号が
ある有限の時間内に次第に小さくなって消滅するように
音声コーダのパラメータを処理して置換を行うのが良
い。このようにすれば、エラー音声フレームが連続して
長い期間に渡って受信された場合でも、音が連続的に残
ることがない。
【0012】図3は、この技術分野においては良く知ら
れているエラーフレーム置換方法を示すフローチャート
である。この方法は、図2に示すシステムに適用するこ
とが出来る。このフローチャートにおける状態0は、エ
ラーなしフレームであると仕分けされたフレームが受信
されたので置換の必要がないという状態を表す。この場
合には、図2に示すスイッチが位置2に切り換えられ、
受信されたフレームの音声コーディングパラメータがそ
のまま音声デコーダに送られる。状態0信号は、受信さ
れたフレームがエラーを含んでいないということが指示
されるたび入力され、従ってエラーなしフレームは全部
音声デコーダに送られる。エラーなしフレームに続いて
エラーフレームが最初に受信された場合には、エラーフ
レームを置換するための置換プロセス301が開始さ
れ、それによって図2のスイッチが位置1に切り換えら
れる。このエラーフレームに続くフレームがエラーフレ
ームであった場合には、状態2、状態3などの信号が入
力される。置換プロセス301においては、エラーを含
んで受信されたフレームのパラメータが、最も最近受信
されたエラーなしフレームのパラメータによって置換さ
れる。最も最近受信されたエラーなしフレームのパラメ
ータを用いるこの置換プロセスは、最大でM-1個の連続
するエラーフレームについて行われる。尚、Mは正の整
数を示す。
【0013】この後、状態Mに達すると、この状態Mで
はその出力を完全にサイレント状態にするパラメータが
音声デコーダに入力される。置換プロセスにおいて、典
型的にパラメータの処理は、これらのパラメータによっ
て生じる音声信号が、連続するエラーフレームに対し次
第に減衰するような態様で行われる。即ち、図3に示す
フローチャートにおいて、到達した状態の番号が大きけ
れば大きいほど減衰の程度が大きくなる。
【0014】上に述べた置換プロセスにおいては、通
常、エラーなしフレームのパラメータをそのまま置換用
のパラメータとする手法は、置換されるべきフレームの
うちの最初のもの(即ち、状態1である場合)に対して
のみ適用される。置換されるべきフレームのうち2番目
のもの以後、すなわち状態2以後については、合成され
た音声信号が減衰し始めるようにパラメータの処理が行
われる。合成されるべき音声信号の減衰は、線形予測コ
ーディング手法(LPC)を用いて、例えば、連続する
フレームについて次第に励起の強度を減じるなどの方法
で行うことが出来る。
【0015】システムの動作を以下に説明するが、この
説明においては次の様な記号が用いられる。rrecは、
チャンネルデコーダから受信されるパラメータであっ
て、合成されるべき音声信号の振幅を伝えるパラメー
タ、rdecは、音声デコーダに入力されるパラメータで
あって、合成されるべき音声信号の振幅を伝えるパラメ
ータ、rdec.prevは、先行する音声フレームの受信中に
音声デコーダに入力されたパラメータであって、合成さ
れるべき音声信号の振幅を伝えるパラメータ、step
は、連続するエラーフレームが存在する場合、置換プロ
セスを漸次減衰させるための定数である。 状態0: rdec=rrec 状態1: rdec=rdec.prev 状態2,……,状態M-1 rdec=rdec.prev−step 状態M: 音声デコーダ出力の完全な
サイレント状態
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述の置換プロセスを
用いる公知の音声コーディングシステムにおいては、置
換プロセスが送信コネクションの品質を考慮することな
く行われる。従って、置換プロセスはチャンネル状態が
比較的良い場合には、チャンネル状態がたいへん悪い場
合よりも強く行われる。従って、主にエラーフレームを
部分的に含む不良な送信コネクションの期間中に良好な
フレームが連続して受信された場合には、置換プロセス
が開始されてこれが数個のフレームにわたって継続され
る。従って、送信コネクションの状態が悪い期間中に音
声デコーダによって合成された音声の大部分は、置換プ
ロセスによって発生した音声のみとなる。送信コネクシ
ョンの状態が悪いということが判明した時に強い置換プ
ロセスを行うことによって、たとえ受信されたエラーな
しフレームの数が少なくて、全体として置換プロセスを
開始させるための情報が十分でなくても、音声信号の持
続期間を人為的に長くすることが出来る。それによっ
て、送出されたフレームに対する置換が十分に行われ
る。送信コネクションの状態が悪い時に強い置換プロセ
スがエラーなしと判断された一つのフレームに基づいて
開始されると、人間の耳には音声であるとはとても感じ
られない様な機械的な音声が音声信号中に生じ、音声の
品質が損なわれる。
【0017】公知の音声コーディングシステムにおいて
は、エラーなし音声フレームが、送信コネクションの状
態に関係なく音声デコーダに入力される。送信コネクシ
ョンの状態が悪い期間中においては、音声の品質に関す
る限り、エラーなしフレームであると判断されたフレー
ムのパラメータがそのまま音声デコーダに入力されたと
いうことを知る手段がない。しかしながら、何らかの方
法で送信を置換プロセスから緩和すること、或いは音声
デコーダの出力を完全に減衰する代わりに、音声フレー
ムパラメータを使用するようにすることは有意義であ
る。このことは、いくつかの要因による。第1に、送信
コネクションが長期間続いた後、音声デコーダを作動さ
せることによって、音声信号に突発的な変化が生じて、
それによって音声の品質が悪くなることがある。音声信
号のパラメータにエラーが含まれていなかったとして
も、中断によって、音声デコーダには、以後の音声デコ
ーディングに使用されるべき先行音声フレームに関する
情報が欠如することになり、従って、音声信号デコーデ
ィングを正しい内部状態から開始することが出来ない。
内部状態は、例えば、音声デコーダに設けられたフィル
ターの状態変数の値などによって悪い影響を受ける。そ
の結果、置換プロセスが長く継続した後においては、こ
の内部状態はもはや正しいものではなくなる。第2に、
送信コネクションの状態が悪い期間中においては、そう
でない場合に比べて、エラーなしと判断されたフレーム
についてのエラー訂正コーディングが行われず、音声フ
レームにおけるエラーのレベルの指示が間違ったものな
る傾向が大きい。受信されたフレームがエラーなしであ
ると判断された場合であっても、このフレームに送信エ
ラーが含まれている可能性がある。
【0018】
【課題を解決するための手段】そこで本発明に係る第1
の形態によれば、受信器に於ける音声フレームの処理方
法であって、受信器内に於ける音声フレームの処理方法
であって、受信された音声フレームをエラーのあるフレ
ームとエラーのないフレームとに仕分けする段階と、エ
ラーのあるフレームを幾つかの置換状態(状態D1,状態
2,…状態DM )の1つに配置し、そのエラーフレーム
を以前受信したエラーのない各音声フレームに対応する
フレームを用いて置換する段階とを設け、送信コネクシ
ョンの品質については上記エラー有無の仕分けにより、
エラーフレームの数が増えるほど品質が悪いと判断し、
各エラーフレームの置換程度を送信コネクションの質に
依存させ、その質が悪い場合には置換の継続期間及び強
度を減少し、質の悪い送信コネクションに対しては、エ
ラーのない各フレームが強度について減少され、前記質
の良好な送信コネクションに対しては、エラーのない各
フレームが減衰されないようにした音声フレーム処理方
法が提供される。
【0019】また、本発明に係る第2の形態によれば、
受信器に於ける音声フレームを処理するための方法であ
って、受信される音声フレームをエラーのあるフレーム
とエラーのないフレームとに仕分けする段階と、第1の
状態D1 を規定して、エラーのあるフレームを以前受信
したエラーのないフレームに対応する音声フレームを用
いて置換する段階と、エラーのある音声フレームのその
後の出現に対応する一連の更なる第1の状態D2…DM
規定し、その後の各エラー音声フレームを1つの特定の
状態D2…DMに対応して連続的に増大する減衰性をもた
せながら以前に受信したエラーのない音声フレームに対
応する音声フレームを用いて置換する段階と、各状態D
1…DMの間に受信されるエラーのないフレームに対応し
てそれぞれ第2の一連の状態U0…UM-1を規定する段階
とを設け、エラーのないフレームの更なる出現により、
上記一連の第2の状態(U0…UM -1)に於ける一連の位
置を1つの低い位置に規定し、エラーのあるフレームの
出現により、上記第1の状態の対応する1つの状態(D
1…DM)を規定する音声フレーム処理方法が提供され
る。
【0020】更に、本発明に係る第3の形態によれば、
デジタル通信システムの受信器であって、受信されたチ
ャンネルのデコードされた音声フレームがエラーのある
ものであるか否かを仕分けるための仕分手段と、各エラ
ーフレームを以前に受信したエラーのない各音声フレー
ムに対応するフレームを用いて置換するための置換手段
と、上記仕分手段から与えられる制御信号に応答して、
置換されたフレーム及びエラーのない音声フレームのい
ずれか一方を音声デコーダに結合するための結合手段と
を設けると共に、更に、上記各音声フレームを受信し
て、各受信されたフレームを処理し、その処理した各フ
レームを上記結合手段内に結合するフレーム処理手段
と、上記制御信号に応答して送信コネクションの質を指
示する信号を生成する品質制御手段とを設け、上記送信
コネクションの品質が、良好な送信コネクションの際に
実行される置換と比較して低下する場合には、上記置換
手段が各エラーフレームの置換の期間及び強度を減少
し、且つ、質の悪い送信コネクションに対しては、上記
音声デコーダによって生成される音声信号が減衰される
ように上記フレーム処理手段が各フレームを処理し、良
好な送信コネクションに対しては、各フレームがフレー
ム処理手段によって処理されないように構成したデジタ
ル通信システムの受信器が提供される。
【0021】
【作用】上記各構成によれば、音声の品質が改善される
という利点がある。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
行うが、この説明はあくまでも例示的なものである。
【0023】図4に示す音声コーディングパラメータを
処理するための処理システム400は、例えば図2に示
すような公知のシステムと以下の点において異なってい
る。即ち、図4に示されるシステムにおいては、送信コ
ネクションの品質がブロック409によって推定され、
このブロック409の出力によって音声コーディングパ
ラメータの処理が制御される。エラーフレーム402の
置換処理、及びブロック406によって行われるエラー
なしフレームの処理は、両方とも送信コネクションの品
質に従って制御される。
【0024】このシステムにおいては、置換プロセス
(スイッチ408が位置1にある)によって形成れさた
パラメータ、あるいはエラーなしとして示された受信フ
レームのパラメータ(スイッチが位置2にある)が出力
側に送られる。送信コネクションの品質は、ブロック4
09において、受信フレームの個々のエラー指示に基づ
いて行われる。エラー指示は、ブロック410において
チャンネルデコーディングから入力された情報402に
基づいて、他の手段によって検出されたフレームエラー
に対して行われる。このようなフレームエラーは、例え
ばブロック407において音声コーディングパラメータ
から直接特定されたエラーである。
【0025】ブロック409において、送信コネクショ
ンの状態が不良であると判断され、受信フレームがエラ
ーフレームであると仕分けされた場合には、置換ブロッ
クにおいてエラーフレーム402のパラメータを置換す
る置換フレームのパラメータの処理が行われ、それによ
って送信コネクションの状態が良好であると判断された
場合に比べて、デコードされた音声信号がより早く減衰
消滅させられる。
【0026】送信コネクションの状態が良好であると判
断され、かつエラーフレームが受信された場合には、強
い置換プロセスが行われる。
【0027】送信コネクションの状態が特に悪いと判断
され、かつエラーフレームと仕分けされたフレームが受
信された場合には、最も最近受信されたエラーなしフレ
ームから得られたパラメータを用いる置換動作が必ずし
も行われず、エラーフレームであると判断された最初の
フレームについて音声デコーダの出力が完全に減衰され
る。
【0028】エラーなしであると判断された受信フレー
ムは、そのままの状態、あるいは送信コネクションの状
態の判断結果に基づいて処理された後、出力に送られる
(スイッチ408が位置2にある)。この場合これらの
フレームは、予測ブロック409によって行われる送信
コネクションの品位の予測結果に従って減衰される。こ
の場合、チャンネルデコーダからエラーなしと指示され
たフレームが受信された時、送信コネクションの状態が
悪い程大きな減衰が行われる。
【0029】ブロック409において送信コネクション
の状態が最良の状態であると判断された時にのみコーデ
ィングパラメータが直接的に出力部403に入力され、
音声デコーダによって音声信号が合成される。そうでな
い限り音声コーディングパラメータは、処理を受ける。
この処理は、これらのパラメータによって音声デコーダ
によって形成される音声信号が、エラーなしと指示され
たフレームが受信される際の送信コネクションの状態が
悪い程大きな減衰が生じるような態様で行われる。
【0030】音声コーダが完全に減衰される際、中断状
態から受信フレームのパラメータを使用する状態への切
り換えは、このようにして緩やかに行われる。何故なら
ば、送信コネクションの中断が長く続いた後、音声デコ
ーダを作動させた場合には、音声信号の突発的な変化が
生じ、それによって音声の品質が悪くなるからである。
また、上記の切り換えを緩やかに行うことのもう一つの
理由は、送信コネクションの状態が悪い期間中において
は、エラーなしフレームであると判断されたフレームに
おいて、エラー訂正コーディングがうまく行われておら
ず、エラーなしであると判断されたこのフレームが実際
にはエラーフレームであるという可能性がより高いから
である。
【0031】図5には、本発明係るシステムを実現する
フローチャートの一例が示されている。このフローチャ
ートにおいては、エラーフレームの置換に用いられるシ
ステム501と、エラーなしフレームの処理に用いられ
るシステム502とがそれぞれ別個のものとして示され
ている。本発明に係るシステムにおいては、エラーフレ
ームの置換を行うために、図3に示したような状態構造
301に類似するものを用いることが出来る。但し、こ
の場合には、図3の場合と異なって、不良フレームの置
換が、音声デコーダの出力が直接完全に減衰される場合
(状態DM)であっても、如何なる状態からでも開始可
能(送信コネクションの品質に応じて)であるという驚
くべき利点が得られる。
【0032】図3に示す公知のシステムにおけると同様
に、先行する良好フレームのパラメータをそのまま用い
て行う置換は、最初の音声フレームに対してのみ適用さ
れる。2番目のフレーム以後の処理におけるパラメータ
の置換は、置換されるフレームの番号が大きくなればな
るほど合成音声信号の減衰の度合いが大きくなるように
行われる。最も最近受信されたエラーなしフレームのパ
ラメータを用いるこの置換プロセスは、音声デコーダの
出力が完全に減衰されて状態DMが入力されるまで継続
される。
【0033】送信コネクションの状態が悪い場合におけ
るエラーなしフレームの減衰は、状態UM-1,UM-2,…
…,U1の期間中エラーなしフレーム501を次のよう
に処理することによって行われる。即ち、送信コネクシ
ョンの品質が十分改善された時にのみ、状態0の信号が
入力される。即ち、図4の処理ブロック400に到達
し、チャンネルデコーダから入力された音声コーディン
グパラメータ401は、この状態においてのみ出力40
3に直接送られ、音声デコーダに入力される。状態0の
場合にのみ、即ち、送信コネクションの状態が最良であ
る時にのみ、受信フレームが音声デコーダにおいてその
まま使用されるようにこの音声デコーダに入力される。
状態UM-1 において、エラーなしと指示されたフレーム
の音声コーディングパラメータの処理が行われ、この処
理においてはデコードされるべき信号が最大限まで減衰
される。減衰の程度は、状態U1に向かって徐々に減少
する。チャンネルの状態が最も悪い場合、即ち、音声デ
コーダの出力が完全に減衰された状態でエラーなしフレ
ームが受信された時(すなわち、システムが状態DM
ある時)に最大の減衰が行われる。
【0034】以上に述べた実施例においては、エラーの
あるフレームの置換及びエラーなしフレームの減衰の大
きさが図5のチャートのレベルによって決定される。即
ち、この大きさは、その一部においては、送信コネクシ
ョンの品質(受信器に結合された先行フレームの内、エ
ラーフレームであると指示されたフレームの占める割
合)によって決定される。上に述べた実施例において
は、送信コネクションの状態が機械的構成の状態として
予測される。これにおいては、エラーフレームあるい
は、エラーなしフレームが到来することによってシステ
ムの状態を一方向あるいは、他方向に変化させ、このよ
うにして送信コネクションの品質が各フレームの指示に
基づいてフレーム毎に決定される。本発明による送信コ
ネクションの品質の査定は、このように各フレームの指
示(エラーフレームであるか、エラーなしであるかの指
示)に基づいて行われるが、図5に示される状態システ
ム構成以外の手段によってこれを行うことも出来る。
【0035】本発明のシステムにおけるエラーのあるフ
レームの置換を行う置換プロセスは、公知のプロセスの
何れであっても良い。例えば、図3について説明したよ
うな公知のシステムを置換プロセスのために用いても良
い。このシステムにおいては、励起信号の強度を伝達す
るパラメータの値が、段階的に減少される。送信コネク
ションの状態が悪いほど減少のステップ幅 dstep(状態
i)(但しi=2,…,M-1)を小さくすることによ
って、送信コネクションの状態が悪い場合には、置換プ
ロセスをより早く減衰することが出来る。このようにし
て、送信コネクションの品質及び置換プロセスの強度に
関する強い相関性: 減少幅dstep (状態Di)>dstep (状態Di+1),但し
i=2,…M-2 が得られる。これは次のようにして実現することが可能
である。 状態D1: rdec=rdec,prev 状態Di;但しi=2,…M-1 :rdec=rdec.prev
dstep(状態Di) 状態DM: 音声デコーダの出力
を完全に減衰
【0036】エラーなしフレームを受信することによっ
て、エラーなしフレームの処理501が開始される。こ
の処理は、上記したエラーフレームの置換の強さを制御
する以外の処理を行うもので、同時に送信コネクション
が作動状態になった時、生じる音声信号の変化が大きく
なり過ぎないようにするものである。エラーなしフレー
ムであると判断された音声フレームが受信された時に
は、送信コネクションの状態が悪いほど、音声コーディ
ングパラメータが直接音声デコーダに入力される前(即
ち、状態0となる前に)に行われるエラーなしフレーム
処理501の状態の数が大きくなり、受信された音声コ
ーディングパラメータを用いるモードへの変化がより緩
やかに行われる。
【0037】エラーなしフレームの処理501の状態に
おける音声コーディングパラメータを減衰させるための
方法としては、いくつかの異なった方法を用いることが
出来る。例えば、一つの方法においては、合成音声に影
響する音声コーディングパラメータの変化の割合につい
て上限値 ustep(状態Ui)がシステムの状態に応じて
設定される。 状態Ui;但しi=M-1,M-2,…1: もし、rdec>rdec.prev+ustep(状態Ui)ならば、 したがって、 rdec=rdec.prev+ ustep(状態
i); そうでない場合、 rdec=rrec
【0038】強さに影響するこれらのパラメータは、ま
た値 mplier (状態Ui)を用いて状態に応じて直接減
衰させることが出来る。 状態Ui;但しi=M-1,M-2,… 1: rdec=rrec * mplier(状態Ui) 状態0においては、音声コーディングパラメータがその
まま音声デコーダに入力される。すなわち、下記の式が
満足される。 状態0:rdec=rrec
【0039】図6に、送信コネクションの品質に応じて
作動するシステムの動作の状態の変化の一例を示す。こ
の例においては、図5に示す構成が用いられており、6
個のレベル(M=6)がエラーフレームの処理のために
設定されており、また5個のレベルがエラーなしフレー
ムの処理のために設定されている。図6の左側のコラム
において、連続するフレームが継続する番号によって示
されている。次のコラムにおいては、各フレームの仕分
けが示されており、具体的にいうとエラーフレームには
マークBが、またエラーなしフレームにはマークgが付
されている。この図においては、上から下に向かって時
間が経過するような時間系列で示されており、従って一
番下の行には最も最近受信器に到達したフレームに関す
る指示が示されている。この図に示すエラーの指示か
ら、この例においては、送信コネクションの劣化が時間
の関数として生じていること、即ち時間がたつほどマー
クBで示すフレームの数が増大していることがわかる。
【0040】左から数えて3番目のコラムには、図5に
示す構成によって2番目のコラムに示されるエラー指示
に基づいて行われた音声フレームの処理の進行状況が示
されている。各フレームの処理の状態は、状態の番号の
前に状態に関連する記号をつけることによって表示され
ている。例えば、D3 という表示は、このフレームがエ
ラーフレーム置換プロセスの状態D3にあることを示し
ている。比較のために図3に示す公知のシステムにおけ
る対応する処理状態、即ちエラーフレーム置換プロセス
において経過した状態の数、を同じ図の一番右のコラム
に示す。この場合には、処理は、エラーなしフレームが
受信されるとすぐに、置換状態からエラーなしフレーム
のパラメータを送信する状態(状態0)に直接切り換え
られる。
【0041】図6の右側の2つのコラムを比較すれば、
従来のシステムと本発明のシステムとの違いが明瞭に理
解される。「本発明による処理の状態」と示されるコラ
ムは、チャンネルの状態が悪くなって来た時には、エラ
ーなしフレームのパラメータによる置換操作が長い時間
にわたって行われない、ということを明確に示してい
る。フレーム番号16から一連の不良フレームが発生し
ており、音声デコーダの出力の減衰が行われる前に、最
新のエラーなしフレームのパラメータを用いた置換プロ
セスが5つのフレームについてすべて行われている。送
信コネクションの状態が悪くなるほどエラーフレームの
置換動作の期間が短くされる。フレーム番号24から始
まる一連の不良フレームについては、音声デコーダの出
力が完全に減衰される前に置換操作がただ1つのフレー
ムについてしか行われていない。送信コネクションの状
態が更に悪くなると、置換プロセスが完全に停止され状
態D6となり、この状態においてコーダの出力が完全に
サイレントな状態となる。エラーなしフレームであると
指示されているフレーム番号30で示されるフレームに
おいて入力された音声コーディングパラメータは、音声
デコーダに入力されるが、このエラーなしフレームのパ
ラメータを用いた置換動作は、全く開始されず、フレー
ム31において音声デコーダの出力を完全に減衰するパ
ラメータの使用がすぐに開始される。
【0042】置換プロセスが、送信コネクションの状態
がかなり良い場合にのみ強く行われること(図6の上側
部分)に加えて、エラーなしフレームの音声デコーダへ
の伝達も送信コネクションの状態が良い時(状態0)に
のみ行われる。図6の下側に向かって送信コネクション
の状態が悪化しつつある場合には、音声フレームのパラ
メータはたとえこの音声フレームがエラーなしフレーム
であると指示されていたとしても、音声デコーダに入力
されて送信コネクションが突然開くことがないように処
理が行われる。
【0043】上記の記載から本発明の範囲内で様々な修
正や変形をなし得ることが当業者には明かであろう。
【0044】本発明の範囲は、明細書に明瞭に記載され
ているかあるいは単に示唆されているのみか、請求の範
囲に述べられた発明に関連するか否か、或いは当初の問
題を解決するものであるか否かに関わらず、明細書中に
開示された新規な特徴やこれらの新規な特徴の組み合わ
せを含むものである。本出願の継続中にこれらの特徴に
ついて新たなクレームを作成して提出するか或いはその
ようなクレームを元にして本願から派生する別の出願を
行う可能性があるということを付記する。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信システムに於ける受信器の原理を概略的に
示したブロック図である。
【図2】従来に於けるエラーフレーム置換処理を示した
ブロック図である。
【図3】従来に於けるエラーフレームの置換処理を示し
たフローチャートである。
【図4】本発明に係るエラーフレーム置換処理を備えた
受信器の構成を示したブロック図である。
【図5】本発明に係るシステムのフローチャートであ
る。
【図6】本発明に係るシステム動作による各状態の変化
を示した説明図である。
【符号の説明】
400…音声コーディングパラメータ処理システム 401…音声コーディングパラメータ入力部 402…エラーフレーム入力部 403…出力部 406…エラーフレームの置換部 407…エラーフレーム認識部 408…スイッチ 409…送信コネクションの質監視部 410…エラー分別部
フロントページの続き (72)発明者 カリ イェルビネン フィンランド国,エフアイエヌ−33100 タンペレ,カーリカツ 1 ビー 23 (72)発明者 ヤンネ バイニオ フィンランド国,エフアイエヌ−33720 タンペレ,オピスケリヤャンカツ 4 エ フ 307

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信器に於ける音声フレームの処理方法
    であって、 受信された音声フレームをエラーのあるフレームとエラ
    ーのないフレームとに仕分けする段階と、エラーのある
    フレームを幾つかの置換状態(状態D1,状態D 2,…状態
    M )の1つに配置し、該エラーフレームを以前受信し
    たエラーのない各音声フレームに対応するフレームを用
    いて置換する段階とを具備し、 送信コネクションの質に関し、前記エラー有無の仕分け
    によりエラーフレームの数が増えるほど質が悪いと判断
    し、 各エラーフレームの置換を前記送信コネクションの質に
    依存させることで、前記質が悪い場合、前記置換の継続
    期間及び強度が減少されるようにし、 質の悪い送信コネクションに対しては、エラーのない各
    フレームが強度に於いて減少され、質の良好な送信コネ
    クションに対しては、エラーのない各フレームが減衰さ
    れないようにした、受信器に於ける音声フレーム処理方
    法。
  2. 【請求項2】 エラーがあると指示される音声フレーム
    の到来時には、前記置換状態(D1,…DM )を前記送信
    コネクションの品質の最悪である方向(DM)に動か
    し、エラーがないと指示される音声フレームの到来時に
    は、前記置換状態を前記送信コネクションの状態の良い
    方向に動かすようにした、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記送信コネクションの品質は、前記最
    も悪い置換フレームがその置換状態(状態DM )にて完
    全に減衰されることで決定される、請求項1又は2に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 前記送信コネクションの決定段階に於い
    て、1つのフレームのエラー有無情報に加えて幾つかの
    他の情報が用いられる、請求項1乃至3のいずれか1項
    に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記送信コネクションの品質に従って、
    エラーフレームの置換制御、及びエラーのないフレーム
    の加工制御の内のいずれか一方だけが実行される、請求
    項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 受信されたチャンネルのデコードされた
    音声フレーム(401)がエラーのあるものであるか否かを
    仕分けるための仕分手段(410) と、 各エラーフレームを以前に受信したエラーのない各音声
    フレームに対応するフレームを用いて置換するための置
    換手段(402) と、 前記仕分手段(410) から与えられる制御信号に応答し
    て、置換されたフレーム及びエラーのない音声フレーム
    のいずれか一方を音声デコーダに結合するための結合手
    段(408) とを具備し、更に、 前記各音声フレーム(401) を受信して該各受信されたフ
    レームを処理し、該処理した各フレームを前記結合手段
    (408) 内に結合するフレーム処理手段(406) と、 前記制御信号に応答して送信コネクションの品質を指示
    する信号を生成する品質制御手段(409) とを具備し、 前記送信コネクションの品質が良好な送信コネクション
    の際に実行される前記置換と比較して低下する場合に
    は、前記置換手段(402) が各エラーフレームの置換の期
    間及び強度を減少し、且つ、 品質の悪い送信コネクションに対しては、前記音声デコ
    ーダによって生成される音声信号が減衰されるように前
    記フレーム処理手段(406) が各フレームを処理し、良好
    な送信コネクションに対しては、各フレームが前記フレ
    ーム処理手段(406) によって処理されないように構成さ
    れた、デジタル通信システムの受信器。
  7. 【請求項7】 前記品質制御手段(409) は、エラーフレ
    ームとして指示される音声フレームが受信器に到来した
    時には前記送信コネクションの質が悪いことを指示し、
    エラーのないフレームであると指示される音声フレーム
    が受信器に到来した時には前記送信コネクションの質が
    良いことを指示する、請求項6に記載の受信器。
  8. 【請求項8】 前記置換制御手段(405) は、前記送信コ
    ネクションの質が急速に低下するときには1個又は複数
    の置換状態を飛び越して置換を行う、請求項6又は7に
    記載の受信器。
  9. 【請求項9】 受信器に於ける音声フレームを処理する
    ための方法であって、 受信される音声フレームをエラーのあるフレームと、エ
    ラーのないフレームとに仕分けする段階と、 第1の状態(D1)を規定して前記エラーのあるフレー
    ムを以前受信したエラーのないフレームに対応する音声
    フレームを用いて置換する段階と、 エラーのある音声フレームのその後の出現に対応する一
    連の更なる第1の状態(D2…DM)を規定し、前記その
    後の各エラー音声フレームを1つの特定の状態(D2
    M)に対応して連続的に増大する減衰性をもたせなが
    ら以前に受信したエラーのない音声フレームに対応する
    前記音声フレームを用いて置換する段階と、 前記各状態(D1…DM)の間に受信されるエラーのない
    フレームに対応してそれぞれ第2の一連の状態(U0
    M-1)を規定する段階とを具備し、 エラーのないフレームの更なる出現により、前記一連の
    第2の状態(U0…UN -1)に於ける一連の位置を1つの
    低い位置に規定し、エラーのあるフレームの出現によ
    り、前記第1の状態の対応する1つの状態(D1…DM
    を規定する、受信器に於ける音声フレーム処理方法。
  10. 【請求項10】 前記一連の第2の状態(U0…UM-1
    が、該各状態(U0…UM-1)の階級的順位に対応して前
    記エラーなしフレームを減衰させ、尚、U0は減衰ゼロ
    を示す、請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記一連の第2の状態(U0…UM-1
    の各状態では、前記エラーなしフレームに対して減衰は
    行わない、請求項9に記載の方法。
  12. 【請求項12】 エラーなしフレームの出現以降のエラ
    ーフレームの出現により前記状態D1となる、請求項9
    に記載の方法。
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