JPH10282995A - 欠落音声補間符号化方法、欠落音声補間符号化装置、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠落した音声データの補間を行う際の、補間
データを保持するために必要な記憶装置を有効利用し、
有音状態から無音状態、無音状態から有音状態に滑らか
に遷移する欠落音声補間符号化装置を実現すること。 【解決手段】 帯域分割信号を利用する符号化装置にリ
ングバッファ手段４４が設けられている。このリングバ
ッファ手段４４に入力ディジタル音声データを順次記憶
させる。瞬断検出手段４２により音声信号の瞬断が検出
されると、記憶データを減衰増加手段５６に移し、所定
の減衰係数や増加係数に基づいて新たな音声データを加
工する。そしてディジタル音声信号選択手段５５が、無
音区間に加工データを挿入する。こうすると、有音状態
から無音状態、無音状態から有音状態に渡って音声を滑
らかに遷移させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖ
ｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕ
ｐ）オーディオ規格などの帯域分割符号化を行う音声の
符号化に係わり、特に音声に欠落が生じた場合に、音声
データを補間して符号化を行う欠落音声補間符号化方
法、欠落音声補間符号化装置、及び記録媒体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】欠落音声補間符号化方法の従来の関連技
術として、帯域分割符号化の帯域分割処理と、特開昭５
５−４９０４２号公報に示される「音声瞬時補間受信装
置」と、特開平６−２４４８０８号公報に示される「音
声信号補間装置」とがある。それらの技術を夫々第１、
第２、第３従来例として以下に説明する。

【０００３】図６は第１従来例である帯域分割符号化の
帯域分割処理装置の基本構成を示すブロック図である。
本図において入力手段１１を介してリングバッファ手段
１２にディジタル音声信号が入力される。リングバッフ
ァ手段１２は、複数のバッファ手段１２ａ〜１２ｃより
構成され、ディジタル音声信号を一定単位、例えば３２
サンプル（以下、フレームという）毎にバッファ手段に
順次記憶させ、リングバッファ手段１２全体で５１２サ
ンプル（１６フレーム）のデータを記憶するものであ
る。

【０００４】符号化手段１３は、バッファ手段１２ａ，
１２ｃ，１２ｃに記憶された夫々のディジタル音声信号
を符号化し、帯域分割信号を生成するものである。この
帯域分割信号は出力手段１４を介して出力される。

【０００５】このような構成の帯域分割処理装置の動作
を説明する。先ず、入力手段１１を介してディジタル音
声信号が入力される。このディジタル音声信号はリング
バッファ手段１２に記憶される。ここで、バッファ手段
１２ａに記憶されていた前フレームのディジタル音声信
号はバッファ手段１２ｂに複写され、バッファ手段１２
ｂに記憶されていた前々フレームのディジタル音声信号
はバッファ手段１２ｃに複写される。そして現フレーム
のディジタル音声信号はバッファ手段１２ａに記憶され
る。

【０００６】この後、バッファ手段１２ａ，１２ｂ，１
２ｃに記憶されたディジタル音声信号は、符号化手段１
３にて符号化されて帯域分割信号となり、出力手段１４
から出力される。

【０００７】図７は第２従来例である特開昭５５−４９
０４２号公報の「音声瞬時補間受信装置」の基本構成を
示すブロック図である。本図において入力手段２１を介
してディジタル音声信号が入力される。瞬断検出手段２
２は入力されたディジタル音声信号の瞬断の有無を検出
するものである。バッファ手段２３は、入力されたディ
ジタル音声信号を一時記憶するものである。ディジタル
音声信号選択手段２４は、入力手段１を介して入力され
たディジタル音声信号と、バッファ手段２３に保持され
ているディジタル音声信号とのいずれかを選択して出力
するものである。復号化手段２５は、ディジタル音声信
号選択手段２４により選択され出力されたディジタル音
声信号を復号し、出力手段２６を介してアナログ音声信
号を出力するものである。

【０００８】このように構成された音声瞬時補間受信装
置の動作を説明する。先ず、入力手段２１によりディジ
タル音声信号が入力される。先ず、音声の瞬断が発生し
ていない場合について説明する。入力されたディジタル
音声信号は、とりあえずバッファ手段２３に記憶され、
瞬断発生時の補間用のディジタル音声信号として保持さ
れる。瞬断検出手段２２から「瞬断なし」という情報が
入力されているので、ディジタル音声信号選択手段２４
は、入力手段２１より入力されたディジタル音声信号を
選択して出力する。ここで選択され出力された現期間の
ディジタル音声信号は、復号化手段２５にて復号され、
アナログ音声信号として出力手段２６から出力される。

【０００９】次に、瞬断が発生した場合について説明す
る。瞬断が発生すると、瞬断検出手段２２は「瞬断あ
り」という情報をディジタル音声信号選択手段２４に与
える。ディジタル音声信号選択手段２４は「瞬断あり」
の情報が入力されると、バッファ手段２３に記憶されて
いるディジタル音声信号を選択して出力する。ここで選
択され出力された前期間のディジタル音声信号は、復号
化手段２５で復号され、アナログ音声信号として出力手
段２６から出力される。

【００１０】図９は各種の音声信号の補間方法を示した
説明図である。図９（Ａ）は補間処理を行わない場合の
期間（フレーム）Ｔ０〜Ｔ５までの音声信号波形を示し
たものであり、期間Ｔ１の一部と、期間Ｔ２の全体で瞬
断が発生している。バッファ手段２３に保持された前期
間Ｔ０の音声信号を期間Ｔ１、Ｔ２で再使用すると、音
声信号の補間状態は図９（Ｂ）のようになる。

【００１１】図８は第３従来例である音声信号補間装置
の基本構成を示すブロック図である。本図において入力
手段３１を介してディジタル音声信号が入力される。ま
た補間制御手段３２から補間フラグが与えられるものと
する。連続補間率算出手段３４は補間制御手段３２より
出力される補間フラグにより、連続補間率を算出してデ
ィジタル音声信号補間手段３３に与えるものである。デ
ィジタル音声信号補間手段３３はバッファ３３ａを有
し、入力手段３１より入力されたディジタル音声信号
と、バッファ３３ａに保持された誤りのない最近のディ
ジタル音声信号とを、連続補間率及び補間フラグにより
選択して復号化手段３５に出力すると共に、入力された
連続補間率により減衰係数を算出して振幅減衰手段３６
に与えるものである。

【００１２】復号化手段３５はディジタル音声信号補間
手段３３から出力されたディジタル音声信号を復号して
アナログ音声信号に変換するものである。振幅減衰手段
３６は、ディジタル音声信号補間手段３３より出力され
た減衰係数により、復号化手段３５より出力されたアナ
ログ音声信号を減衰させて、新たなアナログ音声信号と
して出力するものである。

【００１３】このように構成された音声信号補間装置の
動作を説明する。先ず、入力手段３１を介してディジタ
ル音声信号がディジタル音声信号補間手段３３に入力さ
れる。次に補間制御手段３２より補間フラグが連続補間
率算出手段３４及びディジタル音声信号補間手段３３に
入力される。連続補間率算出手段３４は、補間フラグが
以前のブロックから何回連続しているかを判断し、連続
補間率を算出する。図９（Ａ）のような場合、期間Ｔ
１、Ｔ２の２期間に渡る連続補間率を算出する。

【００１４】ディジタル音声信号補間手段３３は、連続
補間率に適したディジタル音声信号の補間を行い、バッ
ファ３３ａに保持された期間Ｔ０のディジタル音声信号
を期間Ｔ１、Ｔ２に渡って繰り返して出力する。また、
ディジタル音声信号補間手段３３は、連続補間率より補
間期間を算出し、補間期間Ｔ１、Ｔ２に合った減衰係数
を生成して出力する。ディジタル音声信号補間手段３３
より出力されたディジタル音声信号は、復号手段３５に
てアナログ音声信号に変換される。この後、アナログ音
声信号は、減衰係数を基に振幅減衰手段３６にて減衰さ
れて、図９（Ｃ）の期間Ｔ１、Ｔ２に示すように、減衰
されたアナログ音声信号が生成され、出力手段３７を介
して出力される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術からも
わかるように、欠落音声の補間は、復号化時にのみ行わ
れており、符号化時には行われていなかった。マルチメ
ディア用のプロセッサーにおいて、映像と音声の信号処
理、又は映像及び音声と通信の信号処理など、マルチタ
スクの処理を行う場合、他のタスクのリアルタイム処理
を優先させる関係上、音声の信号処理が途切れてしまう
ことがある。このような場合、瞬時的にソースからディ
ジタル音声信号のデータが処理部に入力されなくなる。
このため音声信号の符号化に先立ち、途切れた部分の補
間を行う必要がある。

【００１６】また、補間を行う場合は、過去の音声デー
タを記憶し、記憶された音声データ自体、又は記憶音声
データを加工した信号を、補間のための音声データとし
て扱っている。このように従来例では、音声データを多
種多様な音声データに更に変換することを想定している
ので、音声データを記憶するために新たにバッファを設
ける必要があった。

【００１７】また、補間すべき音声データが連続してい
る場合には、連続補間率を算出して音声データを減衰さ
せているため、回路の規模が大きくなり、信号処理の負
荷も無視できない。また、補間すべき音声データが連続
している場合は、その音声データを減衰させて用いた
が、音声データを補間する必要がなくなった場合、すな
わち瞬断が復旧した時に、次に到来する音声データと整
合させるために音声データの加工処理をしていなかっ
た。

【００１８】一方、音声データから帯域分割信号に変換
するためのリングバッファが設けられている音声信号符
号化装置にあっては、欠落した音声の補間を行う際に、
リングバッファ上にある音声データを減衰させ、欠落し
た音声データの補間用データとして利用することが望ま
しい。また、音声データが欠落した後、音声データを再
び取り込めるようになった場合には、取り込んだ音声デ
ータを一旦減衰させ、時間経過と共に減衰度合いを少な
くして音声データを徐々に増加させることが望ましい。

【００１９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、上記の処理により、新たに音
声データを記憶するためのバッファを設けず、回路規模
を拡大しないで、音声データを減衰させたり、増加させ
たりして、雑音の少ない欠落音声補間符号化方法を実現
することを目的とする。またこれらの方法を具体化する
欠落音声補間符号化装置、及び欠落音声補間符号化方法
のプログラムを記載した記録媒体を提供することを目的
とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本願の請求項１記載の発明は、帯域分割信号を
利用する音声信号の符号化において、一部の入力音声信
号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音声補間符
号化方法であって、所定サンプル数の入力音声信号を取
り込む単位期間をフレームとするとき、現フレームから
過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号をリング
バッファ手段に順次に保持し、入力音声信号の瞬断の有
無を監視し、瞬断が検出されたとき、前記リングバッフ
ァ手段に保持された前フレームの音声信号を欠落した音
声信号に代えて補間することを特徴とするものである。

【００２１】また本願の請求項２記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化方法であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
をリングバッファ手段に順次に保持し、入力音声信号の
瞬断の有無を監視し、瞬断が検出されたとき、前記リン
グバッファ手段に保持された前フレームの音声信号を減
衰させ、欠落した音声信号に代えて減衰音声信号で補間
することを特徴とするものである。

【００２２】また本願の請求項３記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化方法であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
をリングバッファ手段に順次に保持し、入力音声信号の
瞬断の有無と瞬断の回復を監視し、瞬断が検出されたと
き、前記瞬断を含むフレームを無音信号で補間し、音声
信号が回復したとき、回復後のフレームは入力音声信号
を徐々に増加させ、前記回復音声信号を前記リングバッ
ファ手段に順次記録することを特徴とするものである。

【００２３】また本願の請求項４記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化方法であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
をリングバッファ手段に順次に保持し、入力音声信号の
瞬断の有無と瞬断の回復を監視し、瞬断が検出されたと
き、瞬断を含むフレームを前記リングバッファ手段に保
持された前フレームの音声信号を減衰させた減衰音声信
号で補間し、音声信号が回復したとき、回復後のフレー
ムは入力音声信号を徐々に増加させ、補間した減衰音声
信号と回復音声信号とを前記リングバッファ手段に順次
記録することを特徴とするものである。

【００２４】また本願の請求項５記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化装置であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
を順次に保持するリングバッファ手段と、入力音声信号
の瞬断の有無を監視する瞬断検出手段と、前記瞬断検出
手段により瞬断が検出されたとき、前記リングバッファ
手段に保持された前フレームの音声信号を欠落した音声
信号に代えて選択することにより音声信号の補間を行う
音声信号選択手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００２５】また本願の請求項６記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化装置であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
を順次に保持するリングバッファ手段と、入力音声信号
の瞬断の有無を監視する瞬断検出手段と、前記リングバ
ッファ手段に保持された音声信号を減衰させる減衰手段
と、前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前
記減衰手段で生成された前フレームの減衰音声信号を欠
落した音声信号に代えて選択することにより音声信号の
補間を行う音声信号選択手段と、を具備することを特徴
とするものである。

【００２６】また本願の請求項７記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化装置であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
を順次に保持するリングバッファ手段と、入力音声信号
の瞬断の有無と瞬断の回復を監視する瞬断検出手段と、
入力音声信号を低レベルから入力レベルへと増加させる
増加手段と、無音信号を生成する無音信号発生手段と、
前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前記瞬
断を含むフレームを前記無音信号発生手段で生成された
無音信号で補間し、前記瞬断検出手段により音声信号の
回復が検出されたとき、回復後のフレームに対しては前
記増加手段から出力される増加音声信号を選択すること
により音声信号の補間を行う音声信号選択手段と、を具
備することを特徴とするものである。

【００２７】また本願の請求項８記載の発明は、帯域分
割信号を利用する音声信号の符号化において、一部の入
力音声信号が欠落したとき、その部分を補間する欠落音
声補間符号化装置であって、所定サンプル数の入力音声
信号を取り込む単位期間をフレームとするとき、現フレ
ームから過去の複数フレームに渡って前記入力音声信号
を順次に保持するリングバッファ手段と、入力音声信号
の瞬断の有無と瞬断の回復を監視する瞬断検出手段と、
前記リングバッファ手段に保持された音声信号を減衰さ
せる減衰手段と、入力音声信号を低レベルから入力レベ
ルへと増加させる増加手段と、前記瞬断検出手段により
瞬断が検出されたとき、前記瞬断を含むフレームを前記
減衰手段で生成された減衰音声信号で補間し、前記瞬断
検出手段により音声信号の回復が検出されたとき、回復
後のフレームに対しては前記増加手段から出力される増
加音声信号を選択することにより音声信号の補間を行う
音声信号選択手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の実施の形態１（請求項１，５
に対応）における欠落音声補間符号化方法及びその装置
について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施
の形態の欠落音声補間符号化装置４０Ａの基本構成を示
すブロック図である。この欠落音声補間符号化装置４０
Ａは、リングバッファ上にある音声データを、欠落した
音声データとして補間する符号化装置である。

【００２９】図１において入力手段４１を介して入力さ
れたディジタル音声信号は、瞬断検出手段４２とディジ
タル音声信号選択手段４３とに与えられる。瞬断検出手
段４２は入力されたディジタル音声信号の瞬断を検出す
るものである。ディジタル音声信号選択手段４３は、入
力手段４１を介して入力されたディジタル音声信号と、
リングバッファ手段４４に保持されているディジタル音
声信号とのいずれかを選択して出力するものである。

【００３０】リングバッファ手段４４は、バッファ手段
４４ａ，４４ｂ，４４ｃより構成され、ディジタル音声
信号を所定サンプル数（１フレーム）単位で順次記憶す
るものである。図では３個のバッファ手段しか図示して
いないが、ディジタル音声信号を１フレーム、例えば３
２サンプル毎にバッファ手段に順次記憶させ、リングバ
ッファ手段４４全体で１６フレームのデータを記憶させ
る場合は、１６個のバッファ手段が必要である。符号化
手段４５は、リングバッファ手段４４のバッファ手段４
４ａ，４４ｂ，４４ｃに保持されたディジタル音声信号
を符号化し、帯域分割信号を生成して出力するものであ
る。

【００３１】このように構成された欠落音声補間符号化
装置４０Ａの動作について説明する。先ず、入力手段４
１を介してディジタル音声信号が入力される。ここで、
瞬断が発生していない場合には、瞬断検出手段４２から
「瞬断なし」という情報がディジタル音声信号選択手段
４３に与えられる。このディジタル音声信号は、ディジ
タル音声信号選択手段４３をそのまま通過し、リングバ
ッファ手段４４に入力される。そしてこのディジタル音
声信号は、そのデータサイズ又は取り込み期間に応じて
バッファ手段４４ａ，４４ｂ，４４ｃに順次に保持され
る。

【００３２】続いて、バッファ手段４４ａ，４４ｂ，４
４ｃに保持されたディジタル音声信号は符号化手段４５
に入力され、符号化されて帯域分割信号となり、出力手
段４６を介して出力される。

【００３３】次に、瞬断が発生すると、瞬断検出手段４
２から「瞬断あり」という情報がディジタル音声信号選
択手段４３に与えられる。ディジタル音声信号選択手段
４３は「瞬断あり」という情報により、バッファ手段４
４ａに記憶されているディジタル音声信号、即ち瞬断が
発生する以前のフレームのディジタル音声信号を選択し
て出力する。そしてリングバッファ手段４４はバッファ
手段４４ａに記憶されたディジタル音声信号を再び最新
のディジタル音声信号として再記憶する。この時点で、
バッファ手段４４ａとバッファ手段４４ｂに保持された
ディジタル音声信号は同一になる。

【００３４】続いて、バッファ手段４４ａ，４４ｂ，４
４ｃに保持されたディジタル音声信号は符号化手段４５
に入力され、符号化されて帯域分割信号となり、出力手
段４６から出力される。このとき、音声信号の補間状態
は図９（Ｂ）のようになる。

【００３５】このようにして欠落した音声の補間を行う
際、音声データから帯域分割信号に変換するためのリン
グバッファ上にある音声データを、欠落した音声データ
として補間することにより、新たに音声データを記憶す
るためのバッファを必要とせず、記憶領域を有効に利用
した符号化を行うことができる。

【００３６】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２（請求項２，６に対応）における欠落音声補間符号化
方法及びその装置について、図面を参照しながら説明す
る。図２は本実施の形態の欠落音声補間符号化装置４０
Ｂの基本構成を示すブロック図であり、実施の形態１と
同一部分は同一の符号をつけ、それらの説明は省略す
る。

【００３７】この欠落音声補間符号化装置４０Ｂは、リ
ングバッファ４４上にある最初のバッファ４４ａの音声
データを減衰させ、欠落した音声データとして補間する
符号化装置である。図２の減衰手段４７は、瞬断検出手
段４２から出力された情報が「瞬断あり」ならば、バッ
ファ手段４４ａのディジタル音声信号に対し所定の減衰
係数Ｃｄを乗じ、新たなディジタル音声信号を生成する
ものである。ここで、減衰係数Ｃｄは一定値であり、減
衰手段４７の内部で設定していてもよいし、使用者が外
部より設定してもよい。

【００３８】このように構成された欠落音声補間符号化
装置４０Ｂの動作について説明する。先ず、瞬断が発生
していない場合については、実施の形態１において瞬断
が発生していない場合と同様の動作をする。

【００３９】次に、瞬断が発生した場合について説明す
る。入力手段４１を介してディジタル音声信号が入力さ
れ、瞬断が発生すると、瞬断検出手段４２により瞬断が
検出される。そして「瞬断あり」という情報が減衰手段
４７とディジタル音声信号選択手段４３とに与えられ
る。減衰手段４７は「瞬断あり」という情報により、バ
ッファ手段４４ａに保持されているディジタル音声信号
に対して、減衰係数Ｃｄを乗算し、減衰したディジタル
音声信号を新たに生成する。

【００４０】ディジタル音声信号選択手段４４は、減衰
手段４７により生成されたディジタル音声信号を選択し
て出力する。そしてリングバッファ手段４４は、更新さ
れたディジタル音声信号を最新のディジタル音声信号と
して新たに記憶する。この時点で、バッファ手段４４ａ
のディジタル音声信号は、バッファ手段４４ｂのディジ
タル音声信号と減衰係数Ｃｄとを乗じた音声信号と等し
くなる。

【００４１】続いて、バッファ手段４４ａ，４４ｂ，４
４ｃに記憶されたディジタル音声信号は、符号化手段４
５にて符号化され、帯域分割信号となり、出力手段４６
を介して出力される。また、図９（Ａ）の期間Ｔ１、Ｔ
２のように、瞬断が連続すると、減衰係数Ｃｄが一定値
であることより、バッファ手段４４ａに保持されている
ディジタル音声信号は一定の割合で減衰して行き、より
多くの期間Ｔで瞬断が続くならば、無音状態に近くな
る。こうして音声信号が図９（Ｃ）のように補間され
る。

【００４２】このようにして欠落した音声の補間を行う
際、音声データから帯域分割信号に変換するためのリン
グバッファ上にある音声データを減衰させ、欠落した音
声データとして補間する。こうすれば新たに音声データ
を記憶するためのバッファを必要とせず、記憶領域を有
効に利用し、滑らかに有音状態から無音状態に変化する
音声信号の符号化を行うことができる。

【００４３】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３（請求項３，７に対応）における欠落音声補間符号化
方法及びその装置について、図面を参照しながら説明す
る。図３は本実施の形態の欠落音声補間符号化装置４０
Ｃの基本構成を示すブロック図であり、実施の形態１と
同一部分は同一の符号をつけ、それらの説明は省略す
る。

【００４４】この欠落音声補間符号化装置４０Ｃは、リ
ングバッファ４４上にある音声データを瞬断直後のフレ
ームは大幅に減衰させ、時間経過と共に減衰させる度合
いを少なくし、音声データを徐々に増加させる符号化装
置である。

【００４５】図３においてディジタル音声信号選択手段
５０は、入力手段４１を介して入力されたディジタル音
声信号と、増加手段４８により生成されたディジタル音
声信号と、無音信号発生手段４９により生成された無音
のディジタル音声信号のいずれかを選択し出力するもの
である。

【００４６】増加手段４８は、瞬断検出手段４２から出
力された情報が、「瞬断あり」から「瞬断なし」に変化
したとき、入力手段４１からのディジタル音声信号に増
加係数Ｃｉを乗じ、新たなディジタル音声信号を生成す
るものである。ここで、増加係数Ｃｉと増加ステップＳ
ｉについて説明する。増加係数Ｃｉは時間と共に変化す
る数であり、増加ステップＳｉは時間に対する変化量で
ある。

【００４７】以下に増加手段４８の信号処理の具体例を
説明する。増加係数Ｃｉが０．１、増加ステップＳｉが
０．１に設定されていた場合、ディジタル音声信号と、
増加係数Ｃｉ＝０．１とを乗算する。

【００４８】次に再び入力手段４１からディジタル音声
信号が入力されたならば、増加係数に増加ステップＳｉ
を加えて新たな増加係数Ｃｉを算出する。そしてディジ
タル音声信号と、新たな増加係数Ｃｉ＝０．２とを乗算
する。次にディジタル音声信号が入力されたならば０．
３、その次は０．４というように増加していき、増加係
数Ｃｉが１．０になるまで繰り返す。

【００４９】無音信号発生手段４９は、無音のディジタ
ル音声信号を発生し、ディジタル音声信号選択手段５０
に与えるものである。

【００５０】このように構成された欠落音声補間符号化
装置４０Ｃの動作について説明する。先ず、瞬断が発生
していない場合については、実施の形態１において瞬断
が発生していない場合と同様の動作をする。

【００５１】次に、図９（Ａ）の期間Ｔ１、Ｔ２に示す
ように、瞬断が発生した場合については、ディジタル音
声信号選択手段５０は無音信号発生手段４９にて生成さ
れた無音のディジタル音声信号を選択して出力する。こ
うすると、図９（Ｄ）の期間Ｔ１、Ｔ２に示すように、
無音状態が続く。

【００５２】次に、瞬断が発生した後、復旧した場合，
即ち図９（Ａ）の期間Ｔ３、Ｔ４に示すように、瞬断が
発生しなくなった場合について説明する。入力手段４１
によりディジタル音声信号が入力されると、瞬断検出手
段４２により「瞬断なし」という情報が出力される。こ
の「瞬断なし」という情報により、増加手段４８は入力
手段４１から入力されたディジタル音声信号と、増加係
数Ｃｉとを乗算し、新たなディジタル音声信号を生成す
る。ディジタル音声信号選択手段５０は、増加手段４８
により生成されたディジタル音声信号を選択して出力す
る。そして、リングバッファ手段４４はこのディジタル
音声信号を最新のディジタル音声信号として記憶する。

【００５３】続いて、バッファ手段４４ａ，４４ｂ，４
４ｃに記憶されたディジタル音声信号は、符号化手段４
５にて符号化され、帯域分割信号となり、出力手段４６
に出力される。このときの、音声信号の補間状態は図９
（Ｄ）のようになる。

【００５４】このようにして音声データが欠落した後、
音声データを再び取り込めるようになった場合、取り込
んだ音声データを減衰させ、時間経過と共に減衰させる
度合いを少なくし、音声データを徐々に増加させる。こ
うすると、滑らかに無音状態から有音状態に変化させて
符号化を行うことができる。

【００５５】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４（請求項４，８に対応）における欠落音声補間符号化
方法及びその装置について、図面を参照しながら説明す
る。図４は本実施の形態の欠落音声補間符号化装置４０
Ｄの基本構成を示すブロック図であり、実施の形態１と
同一部分は同一の符号をつけ、それらの説明は省略す
る。

【００５６】この欠落音声補間符号化装置４０Ｄは、リ
ングバッファ４４上にある音声データを瞬断直後は順次
に減衰させて、欠落した音声データとして補間し、瞬断
復旧後、新たに取り込んだ音声データを大幅に減衰さ
せ、時間経過と共に減衰させる度合いを少なくし、音声
データを増加させる符号化装置である。

【００５７】図４において減衰手段５３は、図２の減衰
手段４７の機能に、減衰係数の出力機能を追加したもの
である。減衰回数算出手段５２は、瞬断検出手段４２か
ら出力される「瞬断あり」の情報が何回連続しているか
を数え、減衰回数Ｎｄとして出力するものである。例え
ば、「瞬断あり」の情報が５回連続したならば、減衰回
数Ｎｄは‘５’となる。また、「瞬断なし」信号が入力
された場合、減衰回数Ｎｄは‘０’に初期化される。

【００５８】増加手段５１は、図３の増加手段４８の機
能に、減衰係数Ｃｄと減衰回数Ｎｄの入力機能を追加し
たもので、減衰係数Ｃｄと減衰回数Ｎｄにより、増加係
数Ｃｉと増加ステップＳｉとを設定するものである。そ
の設定方法は、（１）式及び（２）式を用いる。

【数１】

【数２】

【００５９】このように構成された欠落音声補間符号化
装置４０Ｄの動作について説明する。先ず、瞬断が発生
していない場合については、実施の形態１において瞬断
が発生していない場合と同様の動作をする。

【００６０】次に、瞬断が発生した場合については、瞬
断検出手段４２より「瞬断あり」という情報が与えられ
ると、減衰手段５３はバッファ手段４４ａに記憶されて
いるディジタル音声信号と、減衰係数Ｃｄとを乗算し、
新たなディジタル音声信号を生成する。またこれと同時
に、減衰回数算出手段５２は減衰回数Ｎｄを算出する。
ディジタル音声信号選択手段５４は、減衰手段５３によ
り生成されたディジタル音声信号を選択して出力する。

【００６１】ここで、瞬断が連続すると、図９（Ｅ）の
期間Ｔ１、Ｔ２で示すように、補間するディジタル音声
信号は減衰係数Ｃｄが一定値であるので、一定の割合で
減衰していき、無音状態に近くなる。

【００６２】次に、瞬断が発生した後に音声信号が復旧
した場合について説明する。この場合、瞬断検出手段４
２により出力された「瞬断なし」の情報は、減衰回数算
出手段５２、減衰手段５３にも入力される。減衰回数算
出手段５２は減衰回数Ｎｄを算出して出力し、減衰手段
５３は減衰係数Ｃｄを出力する。増加手段５１は、「瞬
断なし」の情報、減衰回数Ｎｄ、減衰係数Ｃｄが入力さ
れると、増加係数Ｃｉ、増加ステップＳｉを算出し、入
力手段４１から入力されたディジタル音声信号と増加係
数Ｃｉとを乗算し、新たにディジタル音声信号を生成す
る。このときディジタル音声信号選択手段５４は、増加
手段５１により生成されたディジタル音声信号を選択し
て出力する。この結果、音声信号の補間状態は図９
（Ｅ）の期間Ｔ３，Ｔ４のようになる。

【００６３】このようにして欠落した音声の補間を行う
際、音声データから帯域分割信号に変換するためのリン
グバッファ上にある音声データを減衰させ、欠落した音
声データとして補間することにより、新たに音声データ
を記憶するためのバッファを必要とせず、記憶領域を有
効に利用することができる。そして、有音状態から音声
補間状態に滑らかに変化させ、音声データを再び取り込
めるようになった場合には、取り込んだ音声データを減
衰させ、時間経過と共に減衰させる度合いを少なくして
音声データを増加させる。こうすると、音声補間状態か
ら有音状態に滑らかに変化させる音声信号の符号化を行
うことができる。

【００６４】（実施の形態５）次に本発明の実施の形態
５における欠落音声補間符号化方法及びその装置につい
て、図面を参照しながら説明する。図５は本実施の形態
の欠落音声補間符号化装置４０Ｅの基本構成を示すブロ
ック図であり、実施の形態１〜４と同一部分は同一の符
号をつけ、それらの説明は省略する。

【００６５】図５においてディジタル音声信号選択部５
５は、図２のディジタル音声信号選択手段４３の機能
と、図３のディジタル音声信号選択手段５０の機能とを
併せ持つものである。減衰増加手段５６は、図２の減衰
手段４７、図４の減衰手段５３、図３の増加手段４８、
図４の増加手段５１、図３の無音信号発生手段４９、図
４の減衰回数算出手段５２の各機能を併せ持つものであ
る。

【００６６】このように構成された欠落音声補間符号化
装置４０Ｅの動作について説明する。ここで、瞬断が発
生していない場合について説明する。入力手段４１より
入力されたディジタル音声信号はディジタル音声信号選
択手段５５に入力される。ディジタル音声信号選択手段
５５にて、瞬断検出手段４２からの「瞬断なし」という
情報により、入力手段４１のディジタル音声信号を選択
し、リングバッファ手段４４に記憶される。続いて、リ
ングバッファ手段４４に記憶されたディジタル音声信号
は、符号化手段４５にて符号化され、帯域分割信号とな
り、出力手段４６を介して出力される。

【００６７】次に、瞬断が発生した場合について説明す
る。瞬断が発生すると、瞬断検出部４２により瞬断が検
出され、「瞬断あり」という情報が減衰増加手段５６
と、ディジタル音声信号選択手段５５とに与えられる。
この「瞬断あり」という情報により、減衰増加手段５６
は、リングバッファ手段４４に記憶され、瞬断が発生す
る以前で最も新しいディジタル音声信号を抽出して加工
する。ディジタル音声信号選択手段５５は、減衰増加手
段５６で加工されたディジタル音声信号を選択して出力
する。

【００６８】次に、瞬断が復旧した場合について説明す
る。瞬断が復旧すると、瞬断検出手段４２により瞬断復
旧が検出され、「瞬断なし」という情報が出力される。
この「瞬断なし」という情報により、減衰増加手段５６
は入力手段４１より入力されたディジタル音声信号を加
工する。ディジタル音声信号選択手段５５は、減衰増加
手段５６で加工されたディジタル音声信号を選択して出
力する。以降の動作は瞬断が発生していない場合と同様
である。

【００６９】（実施の形態６）次に本発明の実施の形態
６（請求項９に対応）における記録媒体について説明す
る。この記録媒体は、実施の形態１〜５のいずれかの欠
落音声補間符号化方法のプログラムが記録されたもので
ある。この記録媒体を移送することにより、独立した他
の計算機にて容易に欠落音声の補間符号化を実施するこ
とができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明の請求項１，５に係る欠落音声補
間符号化方法によれば、帯域分割信号を利用する音声の
符号化において、欠落した音声の補間を行う際、音声デ
ータから帯域分割信号に変換するためのリングバッファ
手段上にある音声データを、欠落した音声データとして
補間することにより、新たに音声データを記憶するため
のバッファを必要とせず、記憶領域を有効に利用する符
号化を提供できるという効果がある。

【００７１】本発明の請求項２，６に係る欠落音声補間
符号化方法によれば、請求項１に記載の欠落音声補間符
号化方法において、リングバッファ手段上にある音声デ
ータを減衰させ、欠落した音声データとして補間するこ
とにより、新たに音声データを記憶するためのバッファ
を必要とせず、記憶領域を有効に利用し、滑らかに有音
状態から無音状態に変化させることのできる符号化を提
供できるという効果がある。

【００７２】本発明の請求項３，７に係る欠落音声補間
符号化方法によれば、帯域分割信号を利用する音声の符
号化において、音声データが欠落した後、音声データを
再び取り込めるようになった場合、取り込んだ音声デー
タを減衰させ、時間経過と共に減衰させる度合いを少な
くし、音声データを徐々に増加させることにより、滑ら
かに無音状態から有音状態に変化させることのできる符
号化を提供できるという効果がある。

【００７３】本発明の請求項４，８に係る欠落音声補間
符号化方法によれば、帯域分割信号を利用する音声の符
号化において、欠落した音声の補間を行う際、音声デー
タから帯域分割信号に変換するためのリングバッファ手
段上にある音声データを減衰させ、欠落した音声データ
として補間することにより、新たに音声データを記憶す
るためのバッファを必要とせず、記憶領域を有効に利用
し、滑らかに有音状態から音声補間状態に変化させ、音
声データを再び取り込めるようになった場合、取り込ん
だ音声データを減衰させ、時間経過と共に減衰させる度
合いを少なくし、音声データを徐々に増加させることに
より、滑らかに音声補間状態から有音状態に変化させる
ことのできる符号化を提供できるという効果がある。

【００７４】本発明の請求項９に係る記録媒体によれ
ば、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の欠落音
声補間符号化方法のプログラムが記録されており、計算
機にてこれを実行することにより、計算に必要な計算機
上の記憶領域を有効に利用し、滑らかに有音状態から無
音状態に変化させ、また滑らかに無音状態から有音状態
に変化させることのできる符号化装置を提供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における欠落音声符号化
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態２における欠落音声符号化
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態３における欠落音声符号化
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態４における欠落音声符号化
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態５における欠落音声符号化
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図６】第１従来例における帯域分割符号化装置の基本
構成を示すブロック図である。

【図７】第２従来例における音声瞬時補間受信装置の基
本構成を示すブロック図である。

【図８】第３従来例における音声信号補間装置の基本構
成を示すブロック図である。

【図９】従来例及び本実施の形態における音声信号の補
間状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４０Ａ〜４０Ｅ 欠落音声補間符号化装置 ４１ 入力手段 ４２ 瞬断検出手段 ４３，５０，５４，５５ ディジタル音声信号選択手段 ４４ リングバッファ手段 ４４ａ〜４４ｃ バッファ手段 ４５ 符号化手段 ４６ 出力手段 ４７，５３ 減衰手段 ４８，５１ 増加手段 ４９ 無音信号発生手段 ５２ 減衰回数算出手段 ５６ 減衰増加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河原 栄治 広島県広島市東区光町１丁目12番20号 株 式会社松下電器情報システム広島研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化方法であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号をリングバッファ手段に順次
   に保持し、 入力音声信号の瞬断の有無を監視し、 瞬断が検出されたとき、前記リングバッファ手段に保持
   された前フレームの音声信号を欠落した音声信号に代え
   て補間することを特徴とする欠落音声補間符号化方法。
2. 【請求項２】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化方法であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号をリングバッファ手段に順次
   に保持し、 入力音声信号の瞬断の有無を監視し、 瞬断が検出されたとき、前記リングバッファ手段に保持
   された前フレームの音声信号を減衰させ、欠落した音声
   信号に代えて減衰音声信号で補間することを特徴とする
   欠落音声補間符号化方法。
3. 【請求項３】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化方法であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号をリングバッファ手段に順次
   に保持し、 入力音声信号の瞬断の有無と瞬断の回復を監視し、 瞬断が検出されたとき、前記瞬断を含むフレームを無音
   信号で補間し、 音声信号が回復したとき、回復後のフレームは入力音声
   信号を徐々に増加させ、 前記回復音声信号を前記リングバッファ手段に順次記録
   することを特徴とする欠落音声補間符号化方法。
4. 【請求項４】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化方法であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号をリングバッファ手段に順次
   に保持し、 入力音声信号の瞬断の有無と瞬断の回復を監視し、 瞬断が検出されたとき、瞬断を含むフレームを前記リン
   グバッファ手段に保持された前フレームの音声信号を減
   衰させた減衰音声信号で補間し、 音声信号が回復したとき、回復後のフレームは入力音声
   信号を徐々に増加させ、 補間した減衰音声信号と回復音声信号とを前記リングバ
   ッファ手段に順次記録することを特徴とする欠落音声補
   間符号化方法。
5. 【請求項５】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化装置であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号を順次に保持するリングバッ
   ファ手段と、 入力音声信号の瞬断の有無を監視する瞬断検出手段と、 前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前記リ
   ングバッファ手段に保持された前フレームの音声信号を
   欠落した音声信号に代えて選択することにより音声信号
   の補間を行う音声信号選択手段と、を具備することを特
   徴とする欠落音声補間符号化装置。
6. 【請求項６】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化装置であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号を順次に保持するリングバッ
   ファ手段と、 入力音声信号の瞬断の有無を監視する瞬断検出手段と、 前記リングバッファ手段に保持された音声信号を減衰さ
   せる減衰手段と、 前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前記減
   衰手段で生成された前フレームの減衰音声信号を欠落し
   た音声信号に代えて選択することにより音声信号の補間
   を行う音声信号選択手段と、を具備することを特徴とす
   る欠落音声補間符号化装置。
7. 【請求項７】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化装置であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号を順次に保持するリングバッ
   ファ手段と、 入力音声信号の瞬断の有無と瞬断の回復を監視する瞬断
   検出手段と、 入力音声信号を低レベルから入力レベルへと増加させる
   増加手段と、 無音信号を生成する無音信号発生手段と、 前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前記瞬
   断を含むフレームを前記無音信号発生手段で生成された
   無音信号で補間し、前記瞬断検出手段により音声信号の
   回復が検出されたとき、回復後のフレームに対しては前
   記増加手段から出力される増加音声信号を選択すること
   により音声信号の補間を行う音声信号選択手段と、を具
   備することを特徴とする欠落音声補間符号化装置。
8. 【請求項８】 帯域分割信号を利用する音声信号の符号
   化において、一部の入力音声信号が欠落したとき、その
   部分を補間する欠落音声補間符号化装置であって、 所定サンプル数の入力音声信号を取り込む単位期間をフ
   レームとするとき、現フレームから過去の複数フレーム
   に渡って前記入力音声信号を順次に保持するリングバッ
   ファ手段と、 入力音声信号の瞬断の有無と瞬断の回復を監視する瞬断
   検出手段と、 前記リングバッファ手段に保持された音声信号を減衰さ
   せる減衰手段と、 入力音声信号を低レベルから入力レベルへと増加させる
   増加手段と、 前記瞬断検出手段により瞬断が検出されたとき、前記瞬
   断を含むフレームを前記減衰手段で生成された減衰音声
   信号で補間し、前記瞬断検出手段により音声信号の回復
   が検出されたとき、回復後のフレームに対しては前記増
   加手段から出力される増加音声信号を選択することによ
   り音声信号の補間を行う音声信号選択手段と、を具備す
   ることを特徴とする欠落音声補間符号化装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の欠
   落音声補間符号化方法のプログラムが記録されたことを
   特徴とする記録媒体。