JP2904427B2 - 欠落音声補間装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送信側で入力された音
声信号を符号化した音声符号化情報を受信側で離散的に
受信するシステムにおいて、音声符号化情報を受信しな
い時間区間における聴感上の通話品質の改善を図るため
に有効である欠落音声補間装置に関わるものである。

【０００２】

【従来の技術】音声信号を標本化し一定の時間長のフレ
ームに分割し符号化した音声符号化情報（これを以下パ
ケットと呼ぶ）を伝送する通信網においては、例えば網
内で生じる不規則な遅延のために受信側にパケットが一
定時間内に到達せずにパケットの紛失を生じることがあ
り、そのために受信側において音声信号の一部を再生で
きなくなり、聴感上の音声品質の劣化を生ずる。従っ
て、欠落した再生音声信号を何らかの方法で補間する必
要がある。この問題を解決するために、従来よりいくつ
か欠落音声の補間方法が提案されている。

【０００３】まず、如何なる音声符号化方式にも適用で
きる欠落音声補間方式について説明する。第一に、欠落
音声部分に零値を挿入する方法（以下、零値挿入方法と
呼ぶ）及び欠落音声部分に１つ前のパケットの再生音声
信号をそのまま挿入する方法（以下、直前パケット挿入
方法と呼ぶ）がある。これらは如何なる音声符号化方式
に対しても適用でき補間処理も容易である利点がある
が、音声の性質を無視した方法のため補間した再生音声
品質が悪く、更に零値もしくは前パケットの音声信号を
挿入するための補間処理回路の付加が必要である。ま
た、零値挿入方法や直前パケット挿入方法と同様に如何
なる音声符号化方式にも適用できる補間方法として、過
去の再生音声信号に対してパターンマッチングやピッチ
検出を行うことにより抽出した類似信号を、欠落音声信
号の代用として挿入する方法（以下、各々パターンマッ
チング補間方法及びピッチ検出補間方法と呼ぶ）があ
る。これは、前の２つの補間方法に比べ再生音声品質は
比較的よいが、送信側で入力された音声信号に対してで
はなく符号化歪を含む再生音声に対してパターンマッチ
ングやピッチ検出を行うため補間音声品質が劣化し、更
にパターンマッチングやピッチ検出のための処理計算量
及び処理回路の付加量が増大する。以上の４種類の補間
方式の欠点は、如何なる音声符号化方式にも適用可能を
するために起こったとも言える。

【０００４】次に、音声符号化方式に依存した欠落音声
補間方式について説明する。代表的な音声符号化方式の
１つである適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣＭ）方式に対する
補間方法としては、復号器側で受信された前パケットま
での符号化情報により再生さ れた残差信号に対してピッ
チ検出を行いその再生された残差信号から抽出された疑
似信号を欠落パケットに対応する残差信号の代用として
用い通常の復号処理を行う方法も提案されている。この
構成も上記の４種類の補間方式に比べて再生音声品質は
比較的よいが、上記と同様に原音声信号ではなく量子化
雑音を含む再生された残差信号に対してパターンマッチ
ングやピッチ検出を行い補間のための疑似信号を生成し
ているので、再生音声品質が劣化し、更にパターンマッ
チングやピッチ検出のための処理計算量及び処理回路の
付加量も増大する結果となる。

【０００５】一方、代表的な音声符号化方式の１つであ
る適応予測符号化（ＡＰＣ）方式に対するパケット欠落
補間装置について以下に図を用いて説明する。まず、Ａ
ＰＣ符号化方式においては送信側の符号器により入力音
声信号の短時間スペクトルエンベロープを表す短時間相
関（フォルマント相関）を短時間予測器（フォルマント
予測器）を用いて取り除くために短時間予測器の出力で
ある短時間予測信号（フォルマント予測信号）を入力音
声信号から差し引いて短時間予測残差信号（フォルマン
ト予測残差信号）を作成し、更に有声音などにおいてピ
ッチ周期毎に波形が繰り返されるという長時間相関（ピ
ッチ相関）を長時間予測器（ピッチ予測器）を用いて取
り除くため、長時間予測器の出力である長時間予測信号
（ピッチ予測信号）を短時間予測残差信号から差し引
き、その結果の長時間予測残差信号（ピッチ予測残差信
号）と呼ばれる信号を量子化・符号化し短時間予測器内
の短時間予測係数及び長時間予測器内の長時間予測係数
からなる予測情報と共に受信側に伝送している。

【０００６】図８はＡＰＣ符号化方式の復号器における
欠落音声補間装置を説明するための図である。図中、１
は端子、２は音声符号化情報分離手段として用いられる
多重分離回路、３は雑音発生器、４は残差信号電力復号
器、５は逆量子化器、６は長時間予測係数復号化手段と
して用いられる長時間予測係数復号器、７は短時間予測
係数復号化手段として用いられる短時間予測係数復号
器、８は切り換えスイッチ、９は長時間合成フィルタ手
段として用いられる長時間合成フィルタ、１０は短時間
合成フィルタ手段として用いられる短時間合成フィル
タ、１１は加算器、１２は長時間合成フィルタ手段とし
て用いられる長時間予測器、１３は加算器、１４は短時
間予測器、１５は端子、１６は端子である。音声符号化
情報は端子１に受信され、長時間予測残差信号電力と、
符号化された正規化残差信号の情報（長時間予測残差信
号量子化情報）、長時間予測係数（ピッチ係数とピッチ
周期）及び短時間予測係数（フォルマント予測係数）か
らなる符号化パラメータの情報は多重分離回路２により
各々分離される。残差信号電力復号器４からの残差信号
電力を基に逆量子化器５のステップサイズを設定し、符
号化された正規化長時間予測残差信号から逆量子化長時
間予測残差信号を長時間予測残差信号復号化手段として
用いられる逆量子化器５において再生する。端子１５か
らの欠落検出信号により音声符号化情報の欠落を検出し
ない場合には、切り換えスイッチ８を介して加算器１１
と逆量子化器５が接続される。この結果、逆量子化長時
間予測残差信号は長時間予測器１２と加算器１１からな
る長時間合成フィルタ９に長時間予測残差信号（ピッチ
予測残差信号）として入力され、その後、更に短時間予
測器１４と加算器１３からなり短時間合成フィルタ手段
として用いられる短時間合成フィルタ１０に短時間予測
残差信号（フォルマント予測残差信号）として入力され
る。これらの構成はＡＰＣ復号器として動作するもので
短時間合成フィルタ１０の出力として再生されたディジ
タル音声信号が得られる。長時間予測係数復号器６は送
信側から伝送されてきた長時間予測係数に関する情報か
ら長時間予測係数を復号するもので、復号された係数を
長時間予測器１２に設定する。同様に、短時間予測係数
復号器７は送信側から伝送されてきた短時間予測係数に
関する情報から短時間予測係数を復号し、復号された係
数を短時間予測器１４に設定する。尚、残差信号電力、
長時間予測係数及び短時間予測係数からなる符号化パラ
メータの情報はフレームあるいはサブフレーム毎に伝送
されている。次に、端子１５からの欠落検出信号により
音声符号化情報（符号化パラメータの情報及び符号化さ
れた正規化残差信号の情報）の欠落を検出した場合に
は、端子１には通常の符号化情報が伝送されてこないこ
とになる。従って、切り換えスイッチ８を介して雑音発
生器３と加算器１１が接続される。長時間予測器１２及
び短時間予測器１４には前フレームの長時間予測係数及
び短時間予測係数をそのまま設定しておき、動作させ
る。更に残差信号電力復号器４からの前フレームの残差
信号電力をそのまま用いて同一の電力を持った雑音を雑
音発生器３から送出する。この雑音を逆量子化器５によ
り再生された逆量子化残差信号と見なし長時間合成フィ
ルタ９に加え、上記のように通常のＡＰＣ復号を行うこ
とにより短時間合成フィルタ１０の出力として再生ディ
ジタル音声信号が補間される。この補間方式では、残差
信号は相関が殆ど取り除かれた雑音であると仮定してい
る。ところが、実際には音声信号から相関を取り除くこ
とは難しく結局のところ残差信号にも相関が残ってしま
うこと、及び残差信号の代わりとして用いる雑音の位相
が本来の再生された逆量子化残差信号の位相と異なるこ
とから、補間された音声信号の品質があまりよくない。
更に、逆量子化残差信号（逆量子化器５により再生され
た残差信号）の代わりとなる雑音を生成する回路、即ち
雑音発生器３の付加が必要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来技術
には、如何なる音声符号化方式にも適用可能なように再
生音声信号を用いることにより補間信号を生成する方式
の場合には、処理計算量及び処理回路の付加量の増大を
伴うわりには補間信号の品質がよくなく、また音声符号
化方式に依存した方式の場合においても、処理回路の付
加量の増大のわりには補間信号の品質があまりよいとは
言えないという欠点があった。

【０００８】本発明は、上記の欠点を解決するためのも
ので、適用可能な音声符号化方式は限定されるものの、
処理回路の付加が殆どなく補間信号の品質が格段に良好
な欠落音声補間装置を提供するものである。更に、本発
明の回路構成のみを一般の音声符号化方式に適用するこ
とにより、従来より補間のための回路の付加量が少なく
従来と同じ補間品質が得られる欠落音声補間装置を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は、送信側で入力された音声信号を符号化し音声
符号化情報として受信側へ伝送し、該受信側で該音声符
号化情報を離散的に受信し、前記音声符号化情報を受信
しない時間区間には生成した補間信号を出力する欠落音
声補間方式である。 （１） さらに、具体的には本願第１の発明は、音声符
号化情報分離手段（２），残差信号復号化手段（１９，
２０），長時間予測係数復号／選択手段（１８），短時
間予測係数復号化手段（７），長時間合成／補間フィル
タ手段（１７），短時間合成フィルタ手段（１０），端
子（１５）を備える欠落音声補間装置であって、 音声符
号化情報分離手段（２）は、入力される音声符号化情報
を長時間予測係数情報，短時間予測係数情報，残差信号
量子化情報に分離し、 残差信号復号化手段（１９，２
０）は、残差信号量子化情報を復号化して残差信号を出
力し、 長時間予測係数復号／選択手段（１８）は、長時
間予測係数情報を復号化して得られる長時間予測係数を
長時間合成／補間フィルタ手段（１７）に出力するとと
もに、端子（１５）からの欠落検出信号を検出した場合
には、過去の長時間予測係数から得た補間用長時間予測
係数を長時間予測係数として長時間合成／補間フィルタ
手段（１７）に出力し、 短時間予測係数復号化手段
（７）は、短時間予測係数情報を復号して得られる短時
間予測係数を出力し、 長時間合成／補間フィルタ手段
（１７）は、切り換え手段（２１），長時間合成／フィ
ルタ（１１，１２）を備え、 切り換え手段（２１）は、
端子（１５）からの欠落検出信号の検出の有無に対応し
て残差信号復号化手段（１９，２０）と長時間合成／フ
ィルタ（１１，１２）との相互間を切断又は接続し、 長
時間合成／フィルタ（１１，１２）は、フィードバック
状に接続された長時間予測手段（１２）からなり、切り
換え手段（２１）からの残差信号を入力とし 、長時間予
測係数を用いて短時間予測残差信号を合成して出力し、
短時間合成フィルタ手段（１０）は、短時間予測係数と
短時間予測残差信号とから再生音声信号を合成し出力す
る欠落音声補間装置である。 （２） 次に、本願第２の発明は、音声符号化情報分離
手段（２），残差信号復号化手段（４，５），短時間予
測係数復号化手段（７），長時間予測係数復号／選択手
段（１８），短時間合成フィルタ手段（１０），長時間
合成／補間フィルタ手段（１７），端子（１５）を備え
る欠落音声補間装置であって、 音声符号化情報分離手段
（２）は、入力される音声符号化情報を長時間予測係数
情報，短時間予測係数情報，残差信号量子化情報に分離
し、 残差信号復号化手段（４，５）は、残差信号量子化
情報を復号化して残差信号を出力し、 長時間予測係数復
号／選択手段（１８）は、長時間予測係数情報を復号化
して得られる長時間予測係数を長時間合成／補間フィル
タ手段（１７）に出力するとともに、端子（１５）から
の欠落検出信号を検出した場合には、過去の長時間予測
係数から得た補間用長時間予測係数を長時間予測係数と
して長時間合成／補間フィルタ手段（１７）に出力し、
短時間予測係数復号化手段（７）は、短時間予測係数情
報を復号して得られる短時間予測係数を出力し、 短時間
合成フィルタ手段（１０）は、短時間予測係数と残差信
号とから長時間予測残差信号を合成して出力し、 長時間
合成／補間フィルタ手段（１７）は、切り換え手段（２
１），長時間合成／フィルタ（１１，１２）を備え、 切
り換え手段（２１）は、端子（１５）からの欠落検出信
号の検出の有無に対応して短時間合成フィルタ手段（１
０）と長時間合成／フィルタ（１１，１２）との相互間
を切断又は接続し、 長時間合成／フィルタ（１１，１
２）は、フィードバック状に接続された長時間予測手段
（１２）からなり、切り換え手段（２１）からの長時間
予測残差信号を入力とし、長時間予測係数を用いて再生
音声信号を合成して出力する欠落音声補間装置である。 （３） また、本願第３の発明は、音声復号化手段（３
３），補間用フィルタ手段（３４），ピッチ情報検出手
段（３７），端子（３９）を備える欠落音声補間装置で
あって、 音声復号化手段（３３）は、入力される音声符
号化情報を復号化して得られる再生音声信号を出力し、
補間用フィルタ手段（３４）は、切り換え手段（３
５），補間用長時間予測手段（３６）を備え、切り換え
手段（３５）の出力を補間再生音声信号として出力し、
切り換え手段（３５）は、端子（３９）からの欠落検出
信号を検出しない場合には、音声復号化手段（３３）か
らの再生音声信号を補間再生音声信号として出力し、欠
落検出信号を検出した場合には、補間用長時間予測手段
（３６）からの長時間予測信号を補間再生音声信号とし
て出力し、 補間用長時間予測手段（３６）は、ピッチ情
報検出手段（３７）からの長時間予測係数に基づいて切
り換え手段（３５）の出力する補間再生音声信号から長
時間予測信号を合成して出力し、 ピッチ情報検出手段
（３７）は、補間再生音声信号から長時間予測係数を抽
出して補間用長時間予測手段（３６）に出力する欠落音
声補間装置である。

【００１０】

【実施例１】まず本発明は、ＡＰＣ方式、マルチパルス
駆動型線形予測符号化（ＭＰＥＣ）方式もしくはコード
駆動型線形予測符号化（ＣＥＬＰ）方式等のピッチ分析
を持つ音声符号化方式に適用可能な欠落音声補間方式で
ある。以下に図を用いて本発明を詳細に説明する。尚、
以下の説明では従来方式（図８）と同一機能を持つ構成
要素については同一番号を付して説明の重複を省く。図
１は本発明を上記の音声符号化方式へ適用した一実施例
であり、送信側で入力された音声信号を符号化し音声符
号化情報として受信側へ送信し受信側でそれを離散的に
受信し、音声符号化情報を受信しない時間区間には受信
側で生成した補間信号を出力する欠落音声補間装置の概
略図である。同図中、１７は長時間合成フィルタ手段と
して用いられる長時間合成／補間フィルタであり、長時
間予測器１２と加算器１１とからなり、短時間予測残差
信号を出力又は補間出力とする。、１８は長時間係数復
号化手段とし用いられる長時間予測係数復号／選択器、
１９は残差信号電力復号器、２０は長時間予測残差信号
復号化手段として用いられる逆量子化器、２１は加算器
１１への入力をしゃ断制御する接続しゃ断スイッチであ
る。図２は図１中の長時間予測係数復号化手段として用
いられる長時間予測係数復号／選択器１８の構成概略図
である。同図中、２２は長時間予測係数復号器、２３は
補間用長時間予測係数生成器、２４は切り換えスイッチ
である。

【００１１】この実施例の動作を説明する。端子１５か
らの欠落検出信号が音声符号化情報の欠落を指示しない
場合には、従来方式と同様な動作をする。即ち、まず端
子１５から音声符号化情報の欠落を検出していないこと
を示す欠落検出信号が接続しゃ断スイッチ２１及び切り
換えスイッチ２４に入力される。接続しゃ断スイッチ２
１を介して長時間予測残差信号復号化手段として用いら
れる逆量子化器２０から長時間予測残差信号が出力され
加算器１１へ長時間予測残差信号として入力され、一方
切り換えスイッチ２４により長時間予測係数復号器２２
の出力が長時間予測器１２へ長時間予測係数（ピッチ係
数とピッチ周期）として入力されることにより、図８と
全く同じ動作となって音声信号を再生することになる。
尚、残差信号電力復号器１９、逆量子化器２０及び長時
間予測係数復号器２２はそれぞれ残差信号電力復号器
４、逆量子化器５及び長時間予測係数復号器６と全く同
じである。

【００１２】逆に、端子１５からの欠落検出信号が音声
符号化情報の欠落を指示した場合における欠落した音声
信号の補間方法について、以下に詳細に説明する。この
場合には、端子１には通常の符号化情報が伝送されてこ
ないことになり、接続しゃ断スイッチ２１を介して逆量
子化器２０と加算器１１とが切り放され、一方切り換え
スイッチ２４を介して補間用長時間予測係数生成器２３
と補間用長時間予測係数と短時間予測残差信号を用いて
長時間予測信号を生成する長時間予測器１２が接続され
る。尚、補間用長時間予測係数生成器２３における補間
用の長時間予測係数としては、（１）予め数値が設定さ
れおり、常に一定の値を出力する場合、もしくは（２）
長時間予測係数復号器２２から得た前フレームの長時間
予測係数に応じた補間用の長時間予測係数を出力する場
合などがある。また短時間予測係数と再生音声信号とを
用いて短時間予測信号を生成する短時間予測器１４には
前フレームの短時間予測係数をそのまま設定する。この
ようにすると、長時間合成／補間フィルタ１７は何の入
力もされずに長時間予測信号を短時間予測残差信号の補
間信号としたフィードバックループによる自己駆動の動
作をすることから、長時間予測信号であるその出力信号
を短時間予測残差信号として短時間合成フィルタ（１
０）内の加算器１３に入力することになる。そして上記
のように従来の通常の合成処理を行うことにより短時間
合成フィルタ１０の出力として再生ディジタル音声信号
が補間される。

【００１３】尚、一般に長時間予測係数にはピッチ周期
とピッチ係数がある。式（１）に、長時間予測器１２が
１タップフィルタである場合の伝達関数Ｐ（ｚ）を示
す。 Ｐ（ｚ）＝ｂ・ｚ^-p （１） 同式中、ｂはピッチ係数（０≦ｂ≦１）、ｐはピッチ周
期を示す。シミュレーションの結果、補間用長時間予測
係数生成器２３がピッチ周期ｐとして前フレームの値を
そのまま出力し、またピッチ係数ｂとして１を出力する
ことが、補間信号の聴感的品質上最適であった。

【００１４】

【実施例２】実施例１の等価構成として図３に示す構成
概略図がある。尚、以下の説明では実施例１（図１）と
同一機能を持つ構成要素については同一番号を付して説
明の重複を省く。同図中、２５は切り換えスイッチ、２
６は補間用長時間合成フィルタ、２７は補間用長時間予
測器である。その他については図８に示す従来技術の復
号化構成に等しい。まず、端子１５からの欠落検出信号
が音声符号化情報の欠落を指示しない場合には、従来方
式と同様な動作をする。即ち、端子１５から音声符号化
情報の欠落を検出していないことを示す欠落検出信号が
切り換えスイッチ２５に入力される。切り換えスイッチ
２５を介して加算器１１と加算器１３が接続されること
により、図９と全く同じ動作となって音声信号を再生す
ることになる。逆に、端子１５からの欠落検出信号が音
声符号化情報の欠落を指示した場合には、切り換えスイ
ッチ２５を介して補間用長時間合成フィルタ２６（また
は補間用長時間予測器２７の出力）と加算器１３が接続
される。又、長時間予測器１２のディレイバッファの内
容が長時間予測器２７へコピーされ設定される。尚、補
間用長時間予測器２７が１タップフィルタの場合にはそ
の伝達関数は式（１）に等しく、また補間用の長時間予
測係数は実施例１と同様に設定される。このようにする
と、実施例１と同様に、何の入力もされることなくフィ
ードバックループにより自己駆動する補間用長時間合成
フィルタ２６の長時間予測信号である出力信号が短時間
予測残差信号として短時間合成フィルタ１０内の加算器
１３に入力されることになる。そして上記のように通常
の合成処理を行うことにより短時間合成フィルタ１０の
出力として再生ディジタル音声信号が補間される。尚、
補間開始以降は、必要に応じて、長時間予測器２７のデ
ィレイバッファの内容が長時間予測器１２へコピーされ
設定される。

【００１５】

【実施例３】図４は本発明の欠落音声補間方式をピッチ
分析を持つ音声符号化方式に適用した別の実施例の概略
図である。尚、同図は、図１での長時間合成／補間フィ
ルタ１７と短時間合成フィルタ１０を入れ換えた構成と
なっている。まず、端子１５からの欠落検出信号が音声
符号化情報の欠落を指示しない場合には、従来方式と同
様な動作をする。即ち、端子１５から音声符号化情報の
欠落を検出していないことを示す欠落検出信号が接続し
ゃ断スイッチ２１及び切り換えスイッチ２４に入力され
ると、接続しゃ断スイッチ２１を介して加算器１３と加
算器１１が接続され、一方切り換えスイッチ２４により
長時間予測係数復号器２２の出力が長時間予測器１２へ
入力されることにより、図８と全く同じ動作となって音
声信号を再生することになる。逆に、端子１５からの欠
落検出信号が音声符号化情報の欠落を指示した場合に
は、端子１には通常の符号化情報が伝送されてこないこ
とになるので、接続しゃ断スイッチ２１により加算器１
３と加算器１１とが切り放され、一方長時間予測係数復
号／選択器１８内の長時間予測器１２が切り換えスイッ
チ２４を介して補間用長時間予測係数生成器２３と接続
される。尚、補間用長時間予測係数生成器２３は実施例
１と同様に動作し、短時間予測器１４には前フレームの
短時間予測係数をそのまま設定されている。このように
すると、長時間合成／補間フィルタ１７に何の入力もさ
れず、フィードバックループによる自己駆動することに
より、その出力が再生ディジタル音声信号として補間さ
れる。

【００１６】

【実施例４】実施例３の等価構成として図５に示す構成
概略図がある。尚、以下の説明では実施例３（図４）と
同一機能を持つ構成要素については同一番号を付して説
明の重複を省く。まず、端子１５からの欠落検出信号が
音声符号化情報の欠落を指示しない場合には、従来方式
と同様な動作をする。即ち、端子１５から音声符号化情
報の欠落を検出していないことを示す欠落検出信号が切
り換えスイッチ２９に入力される。切り換えスイッチ２
９を介して長時間合成フィルタ９の出力が再生音声とし
て端子１６に出力されることにより、図８と全く同じ動
作となって音声信号を再生することになる。また、逆
に、端子１５からの欠落検出信号が音声符号化情報の欠
落を指示した場合には、長時間予測器１２のディレイバ
ッファの内容が長時間予測器２７へコピーされ設定され
る。切り換えスイッチ２９を介して補間用長時間合成フ
ィルタ２６（または補間用長時間予測器２７）の出力が
補間音声として端子１６に出力される。尚、長時間予測
器２７における長時間予測係数は実施例３と同様に設定
される。また、長時間予測器２７が１タップフィルタの
場合にはその伝達関数は式（１）に等しい。このように
すると、実施例３と同様に、何の入力もされず、フィー
ドバックループにより自己駆動する補間用長時間合成フ
ィルタ２６の長時間予測信号である出力信号により再生
ディジタル音声信号が補間される。尚、補間開始以降
は、必要に応じて、長時間予測器２７のディレイバッフ
ァの内容が長時間予測器１２へコピーされ設定される。

【００１７】

【実施例５】図６は本発明の欠落音声補間方式の回路構
成を一般の音声符号化方式に適用した一実施例であり、
従来方式と比較してより簡単な回路構成で同様な効果が
得られるものである。同図中、３２は端子、３３は音声
復号化手段として用いられる復号器、３４は補間用フィ
ルタ、３５は切り換えスイッチ、３６は補間用長時間予
測手段として用いられる補間用長時間予測器、３７はピ
ッチ情報検出器、３８は端子、３９は端子である。ま
ず、端子３９からの欠落検出信号が音声符号化情報の欠
落を指示しない場合には、通常の音声信号の復号化が行
われる。即ち、端子３９から音声符号化情報の欠落を検
出していないことを示す欠落検出信号が切り換えスイッ
チ３５に入力されると、切り換えスイッチ３５により復
号器３３の出力信号が端子３８を介して再生音声信号と
して出力される。一方、復号器３３の出力は補間用長時
間予測器３６及びピッチ情報検出器３７へ入力される。
補間用長時間予測器３６では再生音声信号を一定時間蓄
積しておく。またピッチ情報検出器３７では再生音声信
号からピッチ情報（ピッチ周期及びピッチ係数）を検出
し補間用長時間予測器３６に出力する。逆に、端子３９
からの欠落検出信号が音声符号化情報の欠落を指示した
場合における欠落音声信号の補間方法について、以下に
詳細に説明する。この場合には、端子３２に音声符号化
情報が伝送されてこないことになるので、切り換えスイ
ッチ３５により補間用長時間予測器３６の出力信号が再
生音声信号の補間信号として端子３８を介して出力され
る。同時にその出力信号が再び補間用長時間予測器３６
に入力される。尚、補間用長時間予測器３６は、ピッチ
情報検出器３７において補間すべき音声信号の直前まで
の再生音声信号から求められたピッチ情報（長時間予測
係数）を用いて、その出力信号として長時間予測信号を
生成する。即ち、補間用フィルタ３４は切り換えスイッ
チ３５により復号器３３からの入力がしゃ断され、補間
用長時間予測器３６を自己駆動することにより再生音声
出力信号を生成している。ここで補間用長時間予測器３
６が１タップフィルタである場合には、その伝達関数は
式（１）に等しく、補間時に使用されるピッチ係数は１
が補間音声品質上よい。

【００１８】

【実施例６】図７は本発明の欠落音声補間方式の回路構
成をＤＰＣＭやＡＤＰＣＭ等のピッチ分析を行っていな
い音声符号化方式へ適用した場合の一実施例であり、従
来方式と比較してより簡単な回路構成で同様な効果が獲
られるものである。同図中、４０は端子、４１は逆量子
化器、７は短時間予測係数復号器、４２は補間用フィル
タ、４３は切り換えスイッチ、４４は補間用長時間予測
器、４５はピッチ情報検出器、４６は短時間合成フィル
タ、４７は加算器、４８は短時間予測器、４９は端子、
５０は端子である。図７において、多重分離回路を省略
したものを示す。なお、端子４０には符号化された正規
化残差信号の情報を、端子５１には符号化された短時間
予測係数情報を入力する。まず、端子５０からの欠落検
出信号が音声符号化情報の欠落を指示しない場合には、
通常の音声信号の復号化が行われる。即ち、まず端子４
０からの音声符号化情報を入力した逆量子化器４１は残
差信号を出力する。端子５０から音声符号化情報の欠落
を検出していないことを示す欠落検出信号が切り換えス
イッチ４３に入力されると、残差信号が切り換えスイッ
チ４３を介して加算器４７に入力され、更に短時間予測
器４８の出力である短時間予測信号と足し加えられて、
再生音声信号として端子４９を介して出力される。同時
に、逆量子化器４１の出力は補間用長時間予測器４４及
びピッチ情報検出器４５へ、また加算器４７の出力は短
時間予測器４８へそれぞれ入力される。そして短時間予
測器４８では、短時間予測係数復号器７からの短時間予
測係数に基づいて短時間予測器４８の係数を推定し短時
間予測信号を生成・出力する。一方、補間用長時間予測
器４４では逆量子化器４１にて再生された短時間予測残
差信号を一定時間蓄積しておき、またピッチ情報検出器
４５では前記短時間予測残差信号からピッチ情報（ピッ
チ周期及びピッチ係数）を検出し補間用長時間予測器４
４に出力する。 逆に、端子５０からの欠落検出信号が
音声符号化情報の欠落を指示した場合における欠落音声
信号の補間方法について、以下に詳細に説明する。この
場合には、端子４０に音声符号化情報が伝送されてこな
いことになるので、切り換えスイッチ４３により補間用
長時間予測器４４の出力信号が、前記の短時間予測残差
信号の補間信号として加算器４７に入力されると同時
に、再び補間用長時間予測器４４に入力され自己駆動さ
れる。尚、補間用長時間予測器４４は、ピッチ情報検出
器４５において補間すべき短時間予測残差信号の直前ま
での短時間予測残差音声信号から求められたピッチ情報
を用いて、長時間予測信号としてのその出力信号を生成
する。即ち、補間用フィルタ４２は自己駆動することに
より補償信号としての短時間予測残差信号を生成してい
る。ここで補間用長時間予測器４４が１タップフィルタ
である場合には、その伝達関数は式（１）に等しく、補
間時に使用されるピッチ係数は１が補間音声品質上よ
い。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明は、送
信側で入力された音声信号を符号化し音声符号化情報と
して受信側へ伝送し、該受信側で該音声符号化情報を離
散的に受信し、該音声符号化情報を受信しない時間区間
には生成した補間信号を出力する欠落音声補間装置にお
いて、 （１） 音声符号化情報分離手段（２），残差信号復号
化手段（１９，２０），長時間予測係数復号／選択手段
（１８），短時間予測係数復号化手段（７），長時間合
成／補間フィルタ手段（１７），短時間合成フィルタ手
段（１０），端子（１５）を備える欠落音声補間装置で
あって、 音声符号化情報分離手段（２）は、入力される
音声符号化情報を長時間予測係数情報，短時間予測係数
情報，残差信号量子化情報に分離し、 残差信号復号化手
段（１９，２０）は、残差信号量子化情報を復号化して
残差信号を出力し、 長時間予測係数復号／選択手段（１
８）は、長時間予測係数情報を復号化して得られる長時
間予測係数を長時間合成／補間フィルタ手段（１７）に
出力するとともに、端子（１５）からの欠落検出信号を
検出した場合には、過去の長時間予測係数から得た補間
用長時間予測係数を長時間予測係数として長時間合成／
補間フィルタ手段（１７）に出力し、 短時間予測係数復
号化手段（７）は、短時間予測係数情報を復号して得ら
れる短時間予測係数を出力し、 長時間合成／補間フィル
タ手段（１７）は、切り換え手段（２１），長時間合成
／フィルタ（１１，１２）を備え、 切り換え手段（２
１）は、端子（１５）からの欠落検出信号の検出の有無
に対応して残差信号復号化手段（１９，２０）と長時間
合成／フィルタ（１１，１２）との相互間を切断又は接
続し、 長時間合成／フィルタ（１１，１２）は、フィー
ドバック状に接続された長時間予測手段（１２）からな
り、切り換え手段（２１）からの残差信号を入力とし、
長時間予測係数を用いて短時間予測残差信号を合成して
出力し、 短時間合成フィルタ手段（１０）は、短時間予
測係数と短時間予測残差信号とから再生音声信号を合成
し出力するように構成するか、もしくは、 （２） 音声符号化情報分離手段（２），残差信号復号
化手段（４，５），短時間予測係数復号化手段（７），
長時間予測係数復号／選択手段（１８），短時間合成フ
ィルタ手段（１０），長時間合成／補間フィルタ手段
（１７），端子（１５）を備える欠落音声補間装置であ
って、 音声符号化情報分離手段（２）は、入力される音
声符号化情報を長時間予測係数情報，短時間予測係数情
報，残差信号量子化情報に分離し、 残差信号復号化手段
（４，５）は、残差信号量子化情報を復号化して残差信
号を出力し、 長時間予測係数復号／選択手段（１８）
は、長時間予測係数情報を復号化して得られる長時間予
測係数を長時間合成／補間フィルタ手段（１７）に出力
するとともに、端子（１５）からの欠落検出信号を検出
した場合には、過去の長時間予測係数から得た補間用長
時間予測係数を長時間予測係数として長時間合成／補間
フィルタ手段（１７）に出力し、 短時間予測係数復号化
手段（７）は、短時間予測係数情報を復号して得られる
短時間予測係数を出力し、 短時間合成フィルタ手段（１
０）は、短時間予測係数と残差信号とから長時間予測残
差信号を合成して出力し、 長時間合成／補間フィルタ手
段（１７）は、切り換え手段（２１），長時間合成／フ
ィルタ（１１，１２）を備え、 切り換え手段（２１）
は、端子（１５）からの欠落検出信号の検出の有無に対
応して短時間合成フィルタ手段（１０）と長時間合成／
フィルタ（１１，１２）との相互間を切断又は接続し、
長時間合成／フィルタ（１１，１２）は、フィードバッ
ク状に接続された長時間予測手段（１２）からなり、切
り換え手段（２１）からの長時間予測残差信号を入力と
し、長時間予測係数を用いて再生音声信号を合成して出
力するように構成することにより、従来方式に比べて欠
落音声信号の補間のために必要な回路の付加が殆どない
にも関わらず格段に良好な補間信号の品質を実現するこ
とができる。更に、本発明は、ＡＰＣ方式のみならずフ
レーム単位に符号化処理を行っている殆ど全ての音声符
号化方式にも適用可能であり、その効果は極めて大であ
る。また、 （３） 音声復号化手段（３３），補間用フィルタ手段
（３４），ピッチ情報検出手段（３７），端子（３９）
を備える欠落音声補間装置であって、 音声復号化手段
（３３）は、入力される音声符号化情報を復号化して得
られる再生音声信号を出力し、 補間用フィルタ手段（３
４）は、切り換え手段（３５），補間用長時間予測手段
（３６）を備え、切り換え手段（３５）の出力を補間再
生音声信号として出力し、 切り換え手段（３５）は、端
子（３９）からの欠落検出信号を検出しない場合には、
音声復号化手段（３３）からの再生音声信号を補間再生
音声信号として出力し、欠落検出信号を検出した場合に
は、補間用長時間予測手段（３６）からの長時間予測信
号を補間再生音声信号として出力し、 補間用長時間予測
手段（３６）は、ピッチ情報検出手段（３７）からの長
時間予測係数に基づいて切り換え手段（３５）の出力す
る補間再生音声信号から長時間予測信号を合成して出力
し、 ピッチ情報検出手段（３７）は、補間再生音声信号
から長時間予測係数を抽出して補間用長時間予測手段
（３６）に出力するように構成することにより、従来方
式に比べて欠落音声信号の補間のために必要な付加回路
が殆どないにも関わらず同じ程度の補間信号の品質を実
現でき、また如何なる音声符号化方式にも適用可能であ
り、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピッチ分析を持つ音声符号化方式の復号器へ本
発明の欠落音声補間装置を適用した１つの実施例の構成
概略図である。

【図２】図１中の長時間予測係数復号／選択器１８の構
成概略図である。

【図３】図１の等価構成概略図である。

【図４】ピッチ分析を持つ音声符号化方式の復号器へ本
発明の欠落音声補間装置を適用したもう１つの実施例の
構成概略図である。

【図５】図４の等価構成概略図である。

【図６】本発明の欠落音声補間装置を一般の音声符号化
方式の復号器に適用した１つの実施例の構成概略図であ
る。

【図７】本発明の欠落音声補間装置をＤＰＣＭやＡＤＰ
ＣＭへ適用した１つの実施例の構成概略図である。

【図８】ＡＰＣ符号化方式の復号器における従来の欠落
音声補間方式の構成概略図である。

【符号の説明】

１ 端子 ２ 多重分離回路 ３ 雑音発生器 ４ 残差信号電力復号器 ５ 逆量子化器 ６ 長時間予測係数復号器 ７ 短時間予測係数復号器 ８ 切り換えスイッチ ９ 長時間合成フィルタ １０ 短時間合成フィルタ １１ 加算器 １２ 長時間予測器 １３ 加算器 １４ 短時間予測器 １５ 端子 １６ 端子 １７ 長時間合成／補間フィルタ １８ 長時間予測係数復号／選択器 １９ 残差信号電力復号器 ２０ 逆量子化器 ２１ 接続しゃ断スイッチ ２２ 長時間予測係数復号器 ２３ 補間用長時間予測係数生成器 ２４ 切り換えスイッチ ２５ 切り換えスイッチ ２６ 補間用長時間合成フィルタ ２７ 補間用長時間予測器 ２９ 切り換えスイッチ ３２ 端子 ３３ 復号器 ３４ 補間用フィルタ ３５ 切り換えスイッチ ３６ 補間用長時間予測器 ３７ ピッチ情報検出器 ３８ 端子 ３９ 端子 ４０ 端子 ４１ 逆量子化器 ４２ 補間用フィルタ ４３ 切り換えスイッチ ４４ 補間用長時間予測器 ４５ ピッチ情報検出器 ４６ 短時間合成フィルタ ４７ 加算器 ４８ 短時間予測器 ４９ 端子 ５０ 端子 ５１ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−1661（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245199（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51900（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−248200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67999（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10L 9/14 G10L 9/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声符号化情報分離手段（２），残差信
   号復号化手段（１９，２０），長時間予測係数復号／選
   択手段（１８），短時間予測係数復号化手段（７），長
   時間合成／補間フィルタ手段（１７），短時間合成フィ
   ルタ手段（１０），端子（１５）を備える欠落音声補間
   装置であって、 音声符号化情報分離手段（２）は、入力される音声符号
   化情報を長時間予測係数情報，短時間予測係数情報，残
   差信号量子化情報に分離し、 残差信号復号化手段（１９，２０）は、残差信号量子化
   情報を復号化して残差信号を出力し、 長時間予測係数復号／選択手段（１８）は、長時間予測
   係数情報を復号化して得られる長時間予測係数を長時間
   合成／補間フィルタ手段（１７）に出力するとともに、
   端子（１５）からの欠落検出信号を検出した場合には、
   過去の長時間予測係数から得た補間用長時間予測係数を
   長時間予測係数として長時間合成／補間フィルタ手段
   （１７）に出力し、 短時間予測係数復号化手段（７）は、短時間予測係数情
   報を復号して得られる短時間予測係数を出力し、 長時間合成／補間フィルタ手段（１７）は、切り換え手
   段（２１），長時間合成／フィルタ（１１，１２）を備
   え、 切り換え手段（２１）は、端子（１５）からの欠落検出
   信号の検出の有無に対応して残差信号復号化手段（１
   ９，２０）と長時間合成／フィルタ（１１，１２）との
   相互間を切断又は接続し、 長時間合成／フィルタ（１１，１２）は、フィードバッ
   ク状に接続された長時間予測手段（１２）からなり、切
   り換え手段（２１）からの残差信号を入力とし、長時間
   予測係数を用いて短時間予測残差信号を合成して出力
   し、 短時間合成フィルタ手段（１０）は、短時間予測係数と
   短時間予測残差信号とから再生音声信号を合成し出力す
   る 欠落音声補間装置。
2. 【請求項２】 音声符号化情報分離手段（２），残差信
   号復号化手段（４，５），短時間予測係数復号化手段
   （７），長時間予測係数復号／選択手段（１８ ），短時
   間合成フィルタ手段（１０），長時間合成／補間フィル
   タ手段（１７），端子（１５）を備える欠落音声補間装
   置であって、 音声符号化情報分離手段（２）は、入力される音声符号
   化情報を長時間予測係数情報，短時間予測係数情報，残
   差信号量子化情報に分離し、 残差信号復号化手段（４，５）は、残差信号量子化情報
   を復号化して残差信号を出力し、 長時間予測係数復号／選択手段（１８）は、長時間予測
   係数情報を復号化して得られる長時間予測係数を長時間
   合成／補間フィルタ手段（１７）に出力するとともに、
   端子（１５）からの欠落検出信号を検出した場合には、
   過去の長時間予測係数から得た補間用長時間予測係数を
   長時間予測係数として長時間合成／補間フィルタ手段
   （１７）に出力し、 短時間予測係数復号化手段（７）は、短時間予測係数情
   報を復号して得られる短時間予測係数を出力し、 短時間合成フィルタ手段（１０）は、短時間予測係数と
   残差信号とから長時間予測残差信号を合成して出力し、 長時間合成／補間フィルタ手段（１７）は、切り換え手
   段（２１），長時間合成／フィルタ（１１，１２）を備
   え、 切り換え手段（２１）は、端子（１５）からの欠落検出
   信号の検出の有無に対応して短時間合成フィルタ手段
   （１０）と長時間合成／フィルタ（１１，１２）との相
   互間を切断又は接続し、 長時間合成／フィルタ（１１，１２）は、フィードバッ
   ク状に接続された長時間予測手段（１２）からなり、切
   り換え手段（２１）からの長時間予測残差信号を入力と
   し、長時間予測係数を用いて再生音声信号を合成して出
   力する 欠落音声補間装置。
3. 【請求項３】 音声復号化手段（３３），補間用フィル
   タ手段（３４），ピッチ情報検出手段（３７），端子
   （３９）を備える欠落音声補間装置であって、 音声復号化手段（３３）は、入力される音声符号化情報
   を復号化して得られる再生音声信号を出力し、 補間用フィルタ手段（３４）は、切り換え手段（３
   ５），補間用長時間予測手 段（３６）を備え、切り換え
   手段（３５）の出力を補間再生音声信号として出力し、 切り換え手段（３５）は、端子（３９）からの欠落検出
   信号を検出しない場合には、音声復号化手段（３３）か
   らの再生音声信号を補間再生音声信号として出力し、欠
   落検出信号を検出した場合には、補間用長時間予測手段
   （３６）からの長時間予測信号を補間再生音声信号とし
   て出力し、 補間用長時間予測手段（３６）は、ピッチ情報検出手段
   （３７）からの長時間予測係数に基づいて切り換え手段
   （３５）の出力する補間再生音声信号から長時間予測信
   号を合成して出力し、 ピッチ情報検出手段（３７）は、補間再生音声信号から
   長時間予測係数を抽出して補間用長時間予測手段（３
   ６）に出力する 欠落音声補間装置。