JP2003140694A

JP2003140694A - オーディオデコーダ

Info

Publication number: JP2003140694A
Application number: JP2001339103A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Furukawa; 博基古川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】オーディオデータがエラーを含むオーディオ
データをデコードしている時にオーディオエラーである
ことが利用者に認識しづらかった。【解決手段】エラー発生率に比例して所定の信号とし
てノイズもしくは音楽、音声を付加することにより、オ
ーディオエラーであることを利用者が認識可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化されたオー
ディオ信号を再生するオーディオデコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オーディオデコーダとしては、特
開平８−１１６３１４号公報の音声信号復号装置にて伝
送路で発生したエラーによるオーディオ再生時の異音を
抑圧できるオーディオデコーダが示されている。

【０００３】図７に従来のオーディオデコーダのブロッ
ク図を示す。１０１は、ＭＰＥＧオーディオストリーム
のデータをフレーム単位で記憶するための記憶手段、１
０２は、ＭＰＥＧオーディオストリームのＣＲＣチェッ
クを行いエラーの有無を検出し、エラーが検出された時
に、エラーが検出されたフレームを記憶手段１０１への
書き込みを禁止し、代わりに前のフレームのＭＰＥＧオ
ーディオストリームを書き込むよう制御し、エラーが連
続して検出される場合にはオーディオ信号をミュートす
るよう制御するエラー処理手段、１０３は、記憶手段１
０１からＭＰＥＧオーディオストリームを読み出ＭＰＥ
Ｇオーディオデコードを行うデコード手段で、１０４
は、エラー処理手段１０２がミュート制御した場合に
は、デコード手段１０３の出力をミュートするミュート
手段である。

【０００４】図７の従来のオーディオデコーダについて
以下動作を説明する。ＭＰＥＧオーディオストリーム
は、エラー処理手段１０２によりＣＲＣチェックが行わ
れ、エラーが検出されなかった場合には記憶手段１０１
に記憶され、デコード手段１０３で順次デコードされＰ
ＣＭ出力信号として再生される。

【０００５】一方、エラー処理手段にエラーがあり、エ
ラーがエラー処理手段１０２で検出された場合は、エラ
ーが検出されたＭＰＥＧオーディオストリームは記憶手
段１０１に記憶されず、代わりに最後にエラーが検出さ
れなかったＭＰＥＧオーディオフレームが記憶手段に記
憶される。デコード手段１０３で読み出したＭＰＥＧオ
ーディオフレームは、以前の正しいＭＰＥＧオーディオ
フレームのため、ＰＣＭ信号はＭＰＥＧオーディオフレ
ーム周期で繰り返されることになり、大きな異音を発生
することはない。

【０００６】さらに、エラーが連続して検出された場合
には、エラー処理手段１０２からミュート手段１０４で
デコード手段１０３の出力をミュートして最終的なオー
ディオデコーダ出力として出力するため２フレーム以上
エラーのあるオーディオフレームがオーディオデコーダ
に入力された場合には、無音出力となりエラーによる異
音は発生しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、地上波放送のように受信エリアから受
信エリア外に出た時に再生信号がミュートされてしまい
無音状態が続き、利用者が受信エリア外に出たことを認
識しづらい。

【０００８】本発明は上記課題に鑑み、オーディオデー
タにエラーが発生した場合に、異音を抑圧すると共に、
所定の信号、例えば音楽、アナウンスやノイズを付加す
ることにより利用者に受信エリア外にでたことを通知で
きるオーディオデコーダを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のオーディオデコーダは、符号化されたオーデ
ィオデータのエラーを検出するエラー検出手段と、エラ
ー検出手段によりオーディオデータにエラーが検出され
なかった時にはオーディオデータをデコードしＰＣＭ信
号を出力し、エラー検出手段によりエラーが検出された
時にエラーを含むオーディオデータに対応するＰＣＭ信
号をミュートして出力するデコード手段と、所定の信号
を発生する信号発生手段と、エラー検出手段でエラーが
検出されなかった時にはデコード手段の出力を出力し、
エラーが検出された時には信号発生手段の出力を出力す
るスイッチ手段と、信号発生手段の出力信号レベルをエ
ラー検出手段のエラー検出結果に従い制御する信号レベ
ル制御手段とを有した構成となっている。

【００１０】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下本発明の実
施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図
１は本発明の実施の形態１におけるオーディオデコーダ
の構成図を示すものである。図１において、１は入力さ
れた符号化オーディオデータのエラーを検出するエラー
検出手段、２は符号化オーディオデータを復号するデコ
ーダ手段で、エラー検出手段１でエラーが検出されなか
った場合はオーディオデータをデコードし、エラーが検
出された場合にはミュート出力を行う。３は所定の信号
を発生する信号発生手段、４はエラー検出手段１がエラ
ーを検出した時には信号発生手段３の出力を選択し、エ
ラーが検出されなかった場合にはデコーダ手段２の出力
を選択するスイッチ手段、５はエラー検出手段１のエラ
ー検出結果から信号発生手段３で発生する信号レベルを
制御する信号レベル制御手段である。信号発生手段３か
らは、ホワイトノイズ等のノイズもしくは音楽やアナウ
ンスを発生させる。

【００１１】図２は信号レベル制御手段５の詳細を表す
ブロック図で、５１はエラー発生率算出手段で、エラー
検出手段１のエラー検出結果短時間平均値を算出する。
５２はレベル制御手段で、エラー発生率算出手段５１で
算出されたエラー発生率から信号レベルの制御値を算出
し、信号発生手段３の出力レベルを制御する。

【００１２】実施の形態では、圧縮されたオーディオデ
ータとしては、フレーム構造を有したＭＰＥＧオーディ
オ（ISO/IEC 11172-3,、ISO/IEC13813-3、ISO/IEC13813-
7）等が広く実用化されている。このようなフレーム構
造を有した圧縮オーディオに関してのエラー検出は、フ
レーム同期ワードの欠落、各パラメータの異常、ＣＲＣ
チェックワードにより行われることが従来より知られて
いる。エラー検出手段１では、このような従来のエラー
検出方法によりフレーム構造を有したオーディオデータ
のエラーを検出する。

【００１３】オーディオデータにエラーがあり、エラー
がエラー検出手段１で検出されなかった時にはオーディ
オフレームをデコード手段２でデコードし、出力ＰＣＭ
信号がスイッチ手段４で選択されオーディオデコーダ出
力としてＰＣＭ信号が出力される。

【００１４】オーディオデータにエラーがある場合に
は、エラー検出手段１でエラーが検出される。エラーが
検出された時には、エラーを含むオーディオフレームに
対応するＰＣＭ出力データ期間、スイッチ手段４はノイ
ズ発生手段の出力を選択し、オーディオデコーダからは
ノイズ発生手段で生成されたノイズが出力される。信号
レベル制御手段５では、短時間のエラー発生率をエラー
発生率算出手段５１において短時間積分演算を用いて算
出し、レベル制御手段５２において算出したエラー発生
率に反比例するよう信号レベルを図３のように制御す
る。信号レベルを図３のように制御することにより信号
発生手段３から出力される信号レベルは、受信エリア外
に出た直後はエラー発生率が小さいため非常に小さく、
その後エラー発生率が増加するに従い、徐々に大きくな
る。図３の例では最大ノイズレベルは最大振幅の３０％
程度のノイズレベルになる。図３はエラー発生率対信号
レベルの関係の一例であり、図３に限定するものではな
い。

【００１５】エラー発生率算出手段５１では、エラー発
生率の算出方法として実現が容易な短時間積分を用い
る。一例を式に示す。時刻ｊにおけるエラー発生率Ｐｅ
（ｊ）はエラー：Ｅｒｒｏｒ（ｊ）および時刻ｊ−１の
エラー発生率Ｐｅ（ｊ−１）から下式により算出され
る。

【００１６】

【数１】

【００１７】ここで、ｊは算出周期Ｔ０を基にした時刻
を表している。Ｅｒｒｏｒ（ｊ）は時刻ｊにおけるエラ
ー検出結果で、エラーが検出された場合は１、エラーが
検出されなかった場合は０である。Ｔｕｐは立ち上がり
時定数、Ｔｄｎは立ち下がり時定数である。少なくとも
ＴｕｐおよびＴｄｎはＴ０より大きな時定数である。

【００１８】上式より、立ち上がり時定数：Ｔｕｐによ
り信号発生手段３で生成された信号のフェードインの速
度を制御できる。同様に、立ち下がり時定数：Ｔｄｎに
より信号発生手段３で生成された信号のフェードアウト
の速度を制御できる。例えば、地上波放送で音楽を再生
するためのオーディオデコーダの場合には、これらの時
定数ＴｕｐとＴｄｎを適切な時間、例えば、信号発生手
３で発生する信号としてノイズや予め決められた音楽信
号を用い、Ｔｕｐを３秒、Ｔｄｎを１秒に設定すること
により、受信エリア外に出た時に、利用者は数秒以内に
受信エリア外に出たことをノイズや所定の音楽信号の増
加により認識し、また受信エリア外から受信エリア内に
入った場合には、１秒程度でノイズや所定の音楽信号レ
ベルが減少することにより受信エリア内に入ったことを
知ることができる。

【００１９】実施の形態１では、エラーが検出されたオ
ーディオデータに対しては耳障りな異音を発生すること
なく、継続してエラーが発生しエラー発生率が増加する
に伴いオーディオデコーダがオーディオデータからＰＣ
Ｍ信号を再生できなくなったことをノイズや所定の音楽
信号により利用者に知らせることができる。エラー発生
率に対応して信号レベルが増加するため、突発的に発生
したエラーに対しては、エラー発生率が小さく、そのた
め信号発生手段からは非常に小さいノイズや音楽信号が
出力されるため利用者に耳障りになることはない。

【００２０】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２におけるオーディオデコーダの構成図を示すもので
ある。図４において、１は入力された符号化オーディオ
データのエラーを検出するエラー検出手段、２は符号化
オーディオデータを復号するデコーダ手段で、エラー検
出手段１でエラーが検出されなかった場合はオーディオ
データをデコードし、エラーが検出された場合にはミュ
ート出力を行う。３はノイズを発生する信号発生手段で
信号レベルの最大レベルはデコード手段２の最大出力レ
ベルより小さく設定されている。例えば、最大信号レベ
ルはデコード手段２の最大出力レベルの３０％程度であ
る。６はデコード手段２および信号発生手段３のそれぞ
れの出力信号に重み付けを行いながら加算するミキサー
手段、７はエラー検出手段１で検出されたエラー発生率
を用いてミキサー手段６の重み付け利得を制御する利得
制御手段である。

【００２１】図５は利得制御手段の詳細を示すブロック
図で、６１は、エラー検出手段１で検出されたエラーの
一定期間の発生率を算出するエラー発生率算出手段、６
２は、デコード手段２の出力信号に付加する利得Ｇ１を
算出する第１の利得算出手段、６３は、信号発生手段３
の出力信号に付加する利得Ｇ２を算出する第２の利得算
出手段である。

【００２２】実施の形態２では、デコード手段２の出力
ＰＣＭ信号と信号発生手段３の出力信号が、ミキサー手
段６で加算される。デコーダ手段２の出力ＰＣＭ信号に
対する第１の利得Ｇ１と信号発生手段３の出力信号に対
する第２の利得Ｇ２とはエラー発生率算出手段６１で算
出されたエラー発生率Ｐｅと図６に示すような関係にな
る。エラー発生率Ｐｅが０の場合には、利得Ｇ２は０で
あり信号発生手段３で発生された信号はミキサー手段６
では加算されず、デコード手段２の出力ＰＣＭ信号のみ
がミキサー手段６から出力される。エラーの発生率が１
に近づくに従い、第１の利得Ｇ１は減少し、第２の利得
Ｇ２は増加する。このように、エラー発生率が増加する
と共に、ミキサー手段６の出力からより大きなレベルで
信号発生手段３で発生された信号が出力されると共に、
デコーダ手段２のＰＣＭ出力信号は徐々に小さくなり、
ミュートされていく。

【００２３】実施の形態２では、エラー発生率Ｐｅの増
加に伴い、デコーダ手段２のＰＣＭ出力がフェードアウ
トする点が実施の形態１と異なる。エラー発生率が増加
するに従い、徐々に信号発生手段で発生されたノイズや
音楽信号レベルが増加すると共に、単発的にデコード手
段２でデコードされたＰＣＭ信号が大きなレベルで再生
され、耳障りな大きな音が発生することを防止できる。

【００２４】エラー発生率算出手段６１では、実施の形
態１と同じ式の短時間積分を用いる。立ち上がり時定数
Ｔｕｐによりデコード手段２のＰＣＭ出力のフェードア
ウトと信号発生手段３で生成されたノイズや音楽信号の
フェードインの速度を制御できる。同様に、立ち下がり
時定数Ｔｄｎによりデコード手段２のＰＣＭ出力のフェ
ードインと信号発生手段３で生成されたノイズや音楽信
号のフェードアウトの速度を制御でき、デコード手段２
の出力ＰＣＭ信号と信号発生手段３で発生されたノイズ
や音楽信号のクロスフェードしながら切り替わる速度を
制御することができる。

【００２５】地上波放送で音楽を再生するためのオーデ
ィオデコーダの場合には、これらの時定数ＴｕｐとＴｄ
ｎを適切な時間、例えば、Ｔｕｐを３秒、Ｔｄｎを１秒
に設定することにより、受信エリア外に出た時に、３秒
程度で再生音の信号発生手段３から発生されるノイズや
音楽信号レベルが増加して利用者は受信エリア外に出た
ことを認識し、また受信エリア外から受信エリア内に入
った場合には、１秒程度で信号発生手段３から発生され
るノイズや音楽信号レベルが減少し、デコード手段で正
しくデコードされたＰＣＭ出力信号が増加し、受信エリ
ア内に入ったことを知ることができる。

【００２６】信号発生手段で生成する信号としては、ス
ペクトルが平坦なホワイトノイズや音楽の統計的なスペ
クトルと同じスペクトルを有するノイズを用いることに
より、従来のアナログ放送で受信エリア外で再生される
音と同様の音とすることができ、利用者が受信エリア外
であることをより認識し易くなる。また、所定の音楽で
あっても同様に利用者が受信エリア外であることをより
認識し易く、ノイズより耳障りでは無くなる。また、音
声アナウンスを用いて、受信エリア外もしくは電波が弱
くなりオーディオ再生ができなくなったことを明確に利
用者に通知することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１によれば、符号
化されたオーディオデータのエラーを検出するエラー検
出手段と、エラー検出手段によりオーディオデータにエ
ラーが検出されなかった時にはオーディオデータをデコ
ードしＰＣＭ信号を出力し、エラー検出手段によりエラ
ーが検出された時にエラーを含むオーディオデータに対
応するＰＣＭ信号をミュートして出力するデコード手段
と、所定の信号を発生する信号発生手段と、エラー検出
手段でエラーが検出されなかった時にはデコード手段の
出力を出力し、エラーが検出された時にはノイズ発生手
段の出力を出力するスイッチ手段と、信号発生手段の出
力信号レベルをエラー検出手段のエラー検出結果に従い
制御する信号レベル制御手段により、エラーが発生しオ
ーディオデコーダがオーディオデータからＰＣＭ信号を
再生できなくなったことをノイズや所定の音楽、アナウ
ンスにより利用者に知らせることができるという利点が
ある。また、エラー発生率に対応して信号発生手段で発
生される信号のレベルが増加することにより、突発的に
発生したエラーに対しては、非常に小さいノイズ、音
楽、音声となり利用者に耳障りになることはない。

【００２８】請求項２によれば、エラー発生率の算出の
算出を短時間積分を用い、積分の立ち上がり時定数と立
ち下がり時定数を個別に設定すことにより、ノイズレベ
ル増加と減少速度を別々に制御できる。

【００２９】請求項３によれば、符号化されたオーディ
オデータのエラーを検出するエラー検出手段と、エラー
検出手段によりオーディオデータにエラーが検出されな
かった時にはオーディオデータをデコードしＰＣＭ信号
を出力し、エラー検出手段によりエラーが検出された時
にはエラーを含むオーディオデータに対応するＰＣＭ信
号をミュートして出力するデコード手段と、所定の信号
を発生する信号発生手段と、デコード手段の出力と信号
発生手段の出力をそれぞれ重み付けしながら加算するミ
キサー手段と、ミキサー手段の重み付け量をエラー検出
手段のエラー検出結果に従い制御する利得制御手段によ
り、エラーが発生しオーディオデコーダがオーディオデ
ータからＰＣＭ信号を再生できなくなったことをノイ
ズ、音楽、音声などの所定の信号により利用者に知らせ
ることができると共に、エラー発生率が高い状況で、単
発的に正しいオーディオデコーダをデコード手段でデコ
ードした時に大きな振幅のＰＣＭ信号として再生され、
耳障りな大きな音が発生することを防止できるという利
点がある。

【００３０】請求項４によれば、エラー発生率の算出の
算出を短時間積分を用い、積分の立ち上がり時定数と立
ち下がり時定数を個別に設定することにより、デコード
手段でデコードしたＰＣＭ信号と信号発生手段で発生し
たレベルとのクロスフェードしながら切り替わる速度を
制御することができる。

【００３１】請求項５によれば、エラー発生率算出手段
における短時間積分の立ち上がり時定数が立ち下がり時
定数より大きく設定することにより、受信状態が悪くな
り信号発生手段で発生させた信号がフェードインする速
度より、受信状態が良くなりエラー発生率が減少した場
合、信号発生手段で発生させた信号がフェードアウトす
る速度を速くし、信号発生手段で発生させた信号を速や
か減衰させることができる。また、デコード手段のＰＣ
Ｍ出力のフェードインの速度が速くなり、ＰＣＭ信号を
速やかに再生でき、より速く再生音を試聴できると共
に、単発的に発生したエラーに対しては信号発生手段で
発生させた信号が大きなレベルとなることがなく耳障り
にならない。

【００３２】請求項６によれば、信号発生手段で出力さ
れる所定の信号のスペクトラムを音楽信号の統計的スペ
クトラムと同様とすることにより、従来のアナログ放送
で受信エリア外で再生される音と同様の音とすることが
でき、利用者が受信エリア外であることをより認識し易
くなる。

【００３３】請求項７によれば、信号発生手段で出力さ
れる所定の信号を音楽とすることにより、ノイズの場合
と同様に利用者が受信エリア外であることをより認識し
易く、ノイズより耳障りでは無くなる。

【００３４】請求項８によれば、信号発生手段で出力さ
れる所定の信号を音声アナウンスとすることにより、受
信エリア外もしくは電波が弱くなりオーディオ再生がで
きなくなったことを明確に利用者に通知することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるオーディオデコ
ーダのブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における信号レベル制御
手段の詳細を示すブロック図

【図３】本発明の実施の形態１におけるエラー発生率と
信号発生手段で発生する信号レベルの関係の一例を示す
図

【図４】本発明の実施の形態２におけるオーディオデコ
ーダのブロック図

【図５】本発明の実施の形態２における利得制御手段の
詳細を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態２におけるエラー発生率と
利得の関係の一例を示す図

【図７】従来のオーディオデコーダのブロック図

【符号の説明】

１エラー検出手段２デコード手段３信号発生手段４スイッチ手段５信号レベル制御手段６ミキサー手段７利得制御手段５１エラー発生率算出手段５２レベル制御手段６１エラー発生率算出手段６２第１の利得算出手段６３第２の利得算出手段１０１記憶手段１０２エラー処理手段１０３デコード手段１０４ミュート手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化されたオーディオデータを復号しＰ
ＣＭ信号を出力するオーディオデコーダであって、前記符号化されたオーディオデータのエラーを検出する
エラー検出手段と、前記エラー検出手段により前記オーディオデータにエラ
ーが検出されなかった時には前記オーディオデータをデ
コードしＰＣＭ信号を出力し、前記エラー検出手段によ
りエラーが検出された時には前記エラーを含むオーディ
オデータに対応するＰＣＭ信号をミュートして出力する
デコード手段と、所定の信号を発生する信号発生手段
と、前記エラー検出手段でエラーが検出されなかった時には
前記デコード手段の出力を出力し、エラーが検出された
時には前記信号発生手段の出力を出力するスイッチ手段
と、前記信号発生手段の信号レベルを前記エラー検出手段の
エラーの一定期間の発生率を算出し、算出したエラー発
生率に反比例するよう信号レベルを制御する信号レベル
制御手段から構成されたことを特徴とするオーディオデ
コーダ。
【請求項２】前記信号レベル制御手段が、エラー発生率算出手段と、前記エラー発生率算出手段で
算出したエラー発生率に対して反比例するよう信号レベ
ルを算出するレベル算出手段とから構成され、前記エラ
ー発生率算出手段が短時間積分により一定期間のエラー
発生率を算出し、かつ、短時間積分用の時定数が、エラ
ー発生率が増加する場合と、エラー発生率が減少する場
合で異なることを特徴とする請求項１記載のオーディオ
デコーダ。
【請求項３】符号化されたオーディオデータを復号しＰ
ＣＭ信号を出力するオーディオデコーダであって、前記符号化されたオーディオデータのエラーを検出する
エラー検出手段と、前記エラー検出手段により前記オーディオデータにエラ
ーが検出されなかった時には前記オーディオデータをデ
コードしＰＣＭ信号を出力し、前記エラー検出手段によ
りエラーが検出された時には前記エラーを含むオーディ
オデータに対応するＰＣＭ信号をミュートして出力する
デコード手段と、所定の信号を発生する信号発手段と、前記デコード手段の出力と前記信号発生手段の出力に対
してそれぞれ利得を付加しながら加算するミキサー手段
と、前記ミキサー手段の重み付け量を前記エラー検出手段の
エラーの一定期間の発生率を算出し、算出したエラー発
生率に反比例するように前記デコード手段の出力に対す
る利得を制御し、算出したエラー発生率に比例するよう
に前記信号発生手段の出力に対する利得を制御する利得
制御手段から構成されたことを特徴とするオーディオデ
コーダ。
【請求項４】前記利得制御手段が、エラー発生率算出手段と、デコード手段の出力に対する
利得を制御する第１の利得算出手段と、信号発生手段の
出力に対する利得を制御する第２の利得算出手段から構
成され、前記エラー発生率算出手段が短時間積分により
一定期間のエラー発生率を算出し、かつ、短時間積分用
の時定数が、エラー発生率が増加する場合と、エラー発
生率が減少する場合で異なることを特徴とする請求項３
記載のオーディオデコーダ。
【請求項５】前記エラー発生率算出手段が、短時間積分
によりエラー発生率を算出し、かつ、短時間積分用の時
定数が、発生率が増加する場合の時定数の方が、発生率
が減少する場合の時定数より大きいことを特徴とする請
求項２または請求項４記載のオーディオデコーダ。
【請求項６】前記信号発生手段が、音楽信号の統計的な
スペクトラムを有しているノイズ信号であることを特徴
とする請求項１または請求項２記載のオーディオデコー
ダ。
【請求項７】前記信号発生手段が、音楽信号であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載のオーディオ
デコーダ。
【請求項８】前記信号発生手段が、音声アナウンスであ
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のオー
ディオデコーダ。
【請求項９】オーディオデータがフレーム構造を有した
オーディオデータであることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載のオーディオデコーダ。