JPH09179590A - ディジタル音声伝送システムの快適ノイズを作る方法と装置 - Google Patents

ディジタル音声伝送システムの快適ノイズを作る方法と装置

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JPH09179590A
JPH09179590A JP8306943A JP30694396A JPH09179590A JP H09179590 A JPH09179590 A JP H09179590A JP 8306943 A JP8306943 A JP 8306943A JP 30694396 A JP30694396 A JP 30694396A JP H09179590 A JPH09179590 A JP H09179590A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声送信の際の快適ノイズ生成の処理と装置
を提供すること。 【解決手段】 検出された各有効期間の終わりに続い
て、無音記述フレーム（ＳＩＤ）が生成され（１０
０）、一組のパラメータが快適ノイズを記述する。連続
的な現行無効フレームのそれぞれに対し、周波数スペク
トル（ＳＦｃ）が分析され（１０１）、予め蓄積されて
いる（１０３）基準用スペクトル（ＳＦｒ）と比較され
る（１０２）。基準用周波数スペクトル（ＳＦｒ）と現
フレーム・スペクトル（ＳＦｃ）が同一である場合に
は、新しいフレーム（ＳＩＤ）は送信されない（１０
５）。これらのスペクトル（ＳＦｒ，ＳＦｃ）が同一で
ない場合には、新しいフレーム（ＳＩＤ）が送信される
（１０４）。不連続音声のディジタル送信に対する応
用。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不連続な音声のデ
ィジタル送信のためのシステムにおける快適ノイズ（Ｃ
ｏｍｆｏｒｔ ｎｏｉｓｅ）の生成の方法と装置とに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に言って、不連続な音声の送信の
ためのシステムは音声活性化モジュールを備えている
が、これは音声信号の有無に関する合図を与えることを
可能にする。前記のシステムで与えられる音声信号は従
ってその前か後に適当な無音を伴った上記の音声信号か
ら成る。無音か休止が検出されると、送信システムは送
信速度を下げるか単純に送信を停止するかを命令され
る。通信の環境ノイズが高いときは、無効期間の間に、
特性の突然の抑制もしくは緩和という、聞く側にとって
非常に不愉快な効果を生じ、この効果はおそらく通信が
中断したという印象を引き起こすであろう。さらに、音
声信号は時に明瞭さの限界にまで達する。上記の欠点を
直すには、かなり最近になって提案されているのが無効
期間の間に送信が妨害される前に当面の背景ノイズを再
現するような合成信号を挿入する方法である。一例とし
て、全速度および半速度の欧州自動車ラジオ・システム
のための仕様作成の状況において実行された結果を引用
する。
【０００３】全速度欧州自動車ラジオ・システムにより
「ＥＴＳＩ ＧＳＭ ０６．１２勧告」の主題が作られ
た。このシステムには快適ノイズ発生器ＣＮＧが含まれ
ている。さらにこれには２０ｍｓ毎に２６０ビット以上
の符号化済みのパラメータ・フレームを作り出す音声符
号化器が含まれている。音声活性検出器は各フレームに
おいて、フレームの有効あるいは無効な特質／符号に関
する合図を与える。励起ブロックの強度パラメータと符
号化器のＬＰＣ分析から発せられる対数領域比（ＬＡ
Ｒ）とが、環境ノイズの周波数スペクトル（ＬＡＲ）の
レベルあるいは強度と包絡線に関する合図を供給する。
快適ノイズ生成器は指定された数の連続するフレームに
渡ってこれらのパラメータの平均を取り、音声符号化器
で使われる量子化手続きによってこれらを量子化し、無
音記述フレームであるＳＩＤフレーム（無音銘記述子）
を生成する。そのようなフレームが有効フレームの終わ
りと各無効期間の４８０ｍｓ毎に生成される。ＳＩＤフ
レームは符号化され、ＳＩＤフレームであることの印を
はっきりさせるＳＩＤの符号語を供給され、それから復
号化器に向けて送信される。快適ノイズは復号化器にお
いて、無作為に励起のパラメータの符号を引き出し、長
期予測の利得符号の零点規正をし、ＬＰＣ分析と励起ブ
ロックの強度に対応する符号をＳＩＤフレームの符号で
もって置き換える。無効フレームの復号化が次に音声フ
レームと同様に行われる。そのような装置において、快
適ノイズ発生器のモジュールは音声符号化器や復号化器
の外部にあるが、このことの長所は無効フレームの処理
の複雑さが増加することを犠牲にしてもシステムのモジ
ュール化が促進されることである：符号化器におけるＳ
ＩＤフレームの計算と励起の符号の無作為配列とが音声
フレームの通常の処理に加えられる。さらに、送信側に
おける音声符号化器のみにある復号化器と、受信側にお
ける遠距離復号化器とは、符号化器の動作がシステムと
は独立しているので無効期間の後はもはや同期しない。
半速度欧州自動車ラジオ・システムには、また全速度シ
ステムに似た構成の快適ノイズ生成器があり、これにつ
いては「ＥＴＳＩ ＧＳＭ ０６．２２及び０６．２０
勧告」を参照されたい。全速度システムのＣＮＧ生成器
による手続きと同様な方法によって、ＣＮＧ生成器は８
つの連続するフレームに渡って環境ノイズのスペクトル
を評価するために、入力信号、音声信号の自動相関を使
用する。エネルギーに関して、これらの８フレーム分の
エネルギーを考慮し、実際のエネルギーとパラメータＧ
Ｓに対して見積もられたエネルギーの比のパラメータを
量子化する。「ＥＴＳＩ ＧＳＭ ０６．２０勧告」を
参照されたい。さらに、音声符号化器は遠距離復号化器
と同期して無効期間の間、動作するように変えられ、乱
数発生器は無効領域の各開始時に再初期化される。
【０００４】最後に、多速度符号化器を与えられたシス
テムが提案されており、この動作は特殊な動きのモード
時においてＣＮＧの動作に似ている。それらの中に、以
下の出版物に記載される多速度符号化器が引用されう
る、Ａ．Ｄｅ ＪＡＣＯ，Ｗ．ＧＡＲＤＮＥＲ，Ｐ．Ｊ
ＡＣＯＢＳ，ＣＨＯＮＧ ＬＥＥ著「ＱＣＥＬＰ：Ｔｈ
ｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ ＣＤＭＡ Ｄｉｇ
ｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｐ
ｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ」Ｐｒｏ
ｃ．ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｓｐｅｅｃｈ
Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｃｏｍ， Ｑｕｅｂ
ｅｃ， Ｏｃｔ．１９９３， ｐｐ．５−６。そのよう
なシステムにおいて音声活性検出タイプの装置は送信に
必要な速度を決定する。標本毎に１，１／２，１／４，
１／８の４種の速度比が可能である。送信は妨害され
ず、送信されるパラメータはＬＰＣ係数によるスペクト
ルの包絡線と、励起エネルギーに関する指標とである。
これらのパラメータは各フレーム毎に送信され、最も遅
い速度のシステムはＣＮＧ生成器によるのと類似の機能
を示す。
【０００５】さらに、Ａ．ＧＲＯＳＳＭＡＮが以下の書
物で記したシステムが引用され得る。「Ａ Ｈｉｇｈ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｃ ｆ
ｏｒＶｉｄｅｏｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ」ＩＣＳＰＡ
Ｔ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， Ｏｃｔ．９３，ｐ
ｐ．１０３９−１０４２。そのような可変速度の広帯域
システムにおいては、変換済みの係数をノイズ符号によ
り置き換える手続きが使われる。しかし、信号のスペク
トル包絡線が再び送信され、フレーム内部のスムージン
グが行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明によれば、音
声のディジタル送信のためのシステムにおける快適ノイ
ズを生成する方法と装置の目的は、合成の質の程度を高
速度システムのそれに比肩するまで到達させ、一方、シ
ステムの送信速度を高度に減速されたものと同じくらい
にまで許すことである。本発明のもうひとつの目的はさ
らに、良質の、環境媒体を代表し、一方この生成を確か
にするために送信されるデータの量と速度を最適化する
快適ノイズを生成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】不連続音声のデジタル送
信をするシステムで快適ノイズを作る方法と装置におい
て、符号化済みの音声信号が有効期間の間に送信され、
この有効期間の間に有効フレームが送信され、各有効期
間の後には無効期間が続き、無効期間の間には少なくと
も無効フレームが送信されるような方法と装置が本発明
の主題であり、それらがあるところにおいて顕著であ
り、無効期間を検出した時にその送信端において以下の
各項をそれぞれ備え、 − 快適ノイズを記述する一組の符号化済みのパラメー
タから成る無音記述フレームの生成と送信をし、この無
音記述フレームはこの有効期間に続く無効期間の最初の
無音記述フレームとなるものであり、この無効期間の連
続する各現在の無効フレームに対して、 − この無効フレームの周波数スペクトルを分析し蓄積
し、 − この現在の無効フレームの周波数スペクトルを基準
用と現フレーム周波数スペクトルを認識する基準によっ
て、基準用周波数スペクトルと比較し、 − この現在の無効フレームの間、基準用と現フレーム
周波数スペクトルが無い時の基準によって、送信を、特
に新しい無音記述フレームの送信を延期し、 − この現在の無効フレームの間、新しい無音記述フレ
ームの生成と送信を行い、これにより快適ノイズの送信
速度を、先行する無音記述フレームの間に見積もられた
基準用スペクトルとは異なる周波数スペクトルを持つ無
音記述フレームの送信速度にまで減ずることを可能にす
る。本発明の主題であり、音声復号化器と接続され、受
信端において、以下の各項を備えそれらがあるところに
おいて同様に顕著であるような方法と装置。 − 復号化済みのパラメータを生成するために、各連続
する無音記述フレームに対し、快適ノイズを記述する符
号済みのパラメータの組を復号化し、 − 音声復号化器のレベルにおいて、復号化済みのパラ
メータの処理の後に、対応する快適ノイズを合成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】従来技術に関する図１は別にし
て、下記の図を見て説明を読むと、より良く理解される
であろう。 − 図２は、送信端において本発明の主題に従って快適
ノイズを生成する処理を実行させる一連の必須のステッ
プを図解によって表している。 − 図３は、無音記述フレームの好ましいモードをフロ
ーチャート様式で表している。 − 図４は、受信端において本発明の主題に従って快適
ノイズを生成する処理を実行させる一連の必須のステッ
プを図解によって表している。 − 図５は、音声符号化器がＬＰＣフィルタを備えた予
測型である場合に、快適ノイズを生成する処理を実行さ
せる一連の必須のステップを図解によって表している。 − 図６は、本発明の主題に従って、送信端において快
適ノイズを生成する装置の図を機能ブロックの様式で図
解により表している。 − 図７は、本発明の主題に従って、音声符号化器が予
測型であるようなより特殊な場合に、送信端において快
適ノイズを生成する装置の図を機能ブロックの様式で図
解により表している。 − 図８は、図７で表される装置で使われている快適ノ
イズ生成器の具体例の詳細を表している。 − 図９は、無音記述フレームに対し、送信あるいは非
送信命令信号を作る一連のステップの組を、機能フロー
チャートの様式で表している。 − 図１０は、無音記述フレームの作成とコーディング
と送信の一連のステップの組を、機能フローチャートの
様式で表している。 − 図１１は、一実施形態に従って励起信号を作る一連
のステップの組を、機能フローチャートの様式で表して
いる。 − 図１２は、本発明の主題に従って、受信端において
快適ノイズを生成する装置の図を機能ブロックの様式で
図解により表している。 − 図１３は、図１２で表される装置で使われている快
適ノイズ生成器の具体化の詳細を表している。
【０００９】本発明の主題である快適ノイズの生成の処
理は先に述べられた図と共に、より詳細に記述されるで
あろう。処理特有の話をする前に、最初に、従来技術に
関する図１と共に思い出されるのは、音声のディジタル
送信のためのシステムにおける従来からある快適ノイズ
生成用装置は送信端において音声符号化器に加えて音声
活性復号化器と先述したＶＡＤとＣＮＧ生成器とを含ん
でいる。この組み合わせは送信端において、送信チャネ
ルについての記述中に先にかかれている方法の内の一つ
に従って、無音記述フレームかＳＩＤフレームを周期的
に送信することを可能にしている。受信端において、送
信端で使われる音声符号化器もまた予測型の符号化器で
ある時に、予測型の復号化器である音声復号化器は、送
信された時に音声信号を各ＳＩＤフレーム別に復号化
し、受信端においてＣＮＧ生成器の効により対応する快
適ノイズをつくることを可能にしている。
【００１０】このようにして、図２でさらに表されたよ
うに、音声のディジタル送信は不連続モードで実行さ
れ、従って符号化済みの音声信号フレームが送信される
連続的な有効期間から成るこの送信は、無効期間がイン
ターカットされ、その間に送信される音声信号フレーム
は無い。これらの期間のそれぞれの時間は、送信が非同
期であるという特徴からその長さが任意である。このよ
うにして、前記の図２でさらに述べるように、本発明の
手段である快適ノイズを生成する処理は本発明の主題で
あって送信端で実行され無効期間の検出の後に続く。無
効期間の検出は、例えばタイムディレーが掛けられた音
声活性検出器ＶＡＤにより与えられる信号を基準として
実行され得るもので、無効期間が効果的に通過するよう
に上記に対して時間遅れが加えられる。この時間遅れは
また、検出期間の時間を考慮するように、図２に表され
るように、発明に従って処理の正確な実行が確かにされ
るように調節され得るものである。上述の図２におい
て、検出期間は、関連する有効期間に続いて点線で区切
られる間隔によって表される。
【００１１】各無効期間の検出に続いて、本発明の主題
である処理は、上述の検出期間の終わりである図２のス
テップ１００において、ＳＩＤかあるいは無音記述フレ
ームを生成し送信する。この無音記述フレームは快適ノ
イズを記述する一組の符号化済みのパラメータから成
る。事実、この無音記述フレームは上記の有効期間と検
出期間に続く無効期間の最初の無効フレームを構成す
る。かくして、さらに図２において述べられるように、
本発明の主題である処理は次に、この無効期間における
連続する現在の無効フレームの各々に対してステップ１
０１においてこれに関した現在の無効フレームの周波数
スペクトルを分析し蓄積することにある。前記無効フレ
ームにおける周波数スペクトルは、ステップ１０２にお
いて基準周波数スペクトルと比較される。これを得るた
めの処理のないようは後述する。基準用と現在フレーム
の周波数スペクトルが同一である場合は、上述のステッ
プ１０２で表現されているように、発明に関する処理は
送信、特に新しい無音記述フレーム，ＳＩＤフレームの
送信を遅らせるか、基準用と現在フレームの周波数スペ
クトルが同一で無い場合は、ステップ１００における生
成と送信において、このステップ１００は各ＳＩＤフレ
ームに対してこの現無効フレームの間の新しい無音記述
フレームである最初のＳＩＤフレームで使用されたのと
同じ手法に従って実行される。図２において、新フレー
ムの送信の延期は、基準用と現フレーム周波数スペクト
ルが同一である場合は基準１０４を持つものと示され
る。
【００１２】概して、本発明の主題である処理は、快適
ノイズの送信速度を、その周波数スペクトルが先行する
無音記述フレームのそれと異なるような無音記述フレー
ムの速度にまで減じることを可能にすると示している。
本発明の主題であるところの快適ノイズを生成する処理
の特殊な具体例において、基準用周波数スペクトルは各
無音記述フレームの生成中に得られる環境ノイズの周波
数スペクトルから作られ得ると示している。このように
して、図２で表されるような本発明の主題である処理
は、各ＳＩＤフレームの基準用周波数スペクトルを得る
ことを可能にするところの環境ノイズを蓄積するステッ
プである１０３を包含し得ると理解される。
【００１３】本発明の主題である処理の初期化に関し
て、無音記述フレームに対する送信決定はこの場合、現
フレームの周波数スペクトルと基準用スペクトルの比較
に依存しないので、無効期間の最初の無効フレームに対
し、基準用スペクトルの使用は的外れであると示されて
いる。この最初のＳＩＤフレームの間、この基準用スペ
クトルであるＳｆｒは見積りがされるか、好都合に、Ｓ
ＩＤフレームを工夫するために計算される基準用スペク
トルから直に得られ、また、連続的な無効フレームの処
理のために蓄積される。この基準用スペクトルは、無効
フレームの最初のＳＩＤフレームにおいて初期化に使用
されたのと同じ方法により、送られてきた新しい無音記
述フレームを使ってリフレッシュされる。ＳＩＤフレー
ム毎に計算され、また基準用周波数スペクトルを構成し
得る周波数スペクトルの見積りは図３と共に記述される
であろう実施形態に従って実行され得る。
【００１４】図３の具体化において、本発明の主題であ
るところの処理は、各ＳＩＤフレームを環境ノイズの変
更に適合させ、それに従いＳＩＤフレームを作る時にこ
れらの変更のある特殊な要素を考慮に入れることを過去
にもそうであったように可能にするところの特別手続き
に従って各無音記述フレームやＳＩＤフレームを確定す
ることにある。かくして、図３に表されたように、各無
音記述フレームを達成する手続きは過去の平均周波数ス
ペクトルを確定するために、連続的な無効フレームの平
均周波数スペクトルを決定してなるステップを含み得る
ものであり、このステップは図３中の１０４１を参照さ
れたい。この場合、過去の平均周波数のスペクトルＳｍ
ｐは式（３）を満足する。
【数３】 この式（３）において、複数の無効な連続するフレーム
に対して、ＳＦ１，ＳＦｉ，ＳＦｎと記述されたもの
は、その周波数スペクトルはＳＦｃと記述されるところ
の現在の無効フレームに先行し、この過去の平均周波数
スペクトルはｎ個の連続する無効フレームのｎ個の周波
数スペクトルに渡る算術平均に対応する。
【００１５】ＳＩＤフレームの生成は次のステップ１０
４２において実行される。上述のステップ１０４２は過
去の平均周波数スペクトルの同一性と、式（４）に表さ
れる現在の無効フレームの周波数スペクトルとのテスト
から成る。
【数４】 同一性の基準は比較される周波数スペクトルの厳格な同
一性には対応せず、対応の法則か基準を確立することが
可能であると示されている。このステップは、実際、周
波数スペクトルの局所的不動性の測定を実行することが
可能にする。上記の周波数スペクトルが同一かどうかの
基準に基づいて、本発明の主題である処理は、無音記述
フレームＳＩＤと過去の平均スペクトルＳＦｍｐの１０
４３を選び、また上記の周波数スペクトルが同一でない
場合は、１０４４において対応する現在の無効フレーム
の周波数スペクトルを選ぶ。この動作のモードは特別に
有利な方法でもって現在の各無効フレームの無音スペク
トルを見積もることを可能にするが、この時そのような
フレームが局所的不動性スペクトル領域に属するかある
いは非不動性スペクトル領域に属するかによる。
【００１６】もちろん、過去の平均スペクトルの計算結
果が任意であるような連続的な無効フレームの数である
ｎは、たとえば後者は１００ｍｓの単位で対応する時間
間隔を得るために等しく取られ得る。さらに、このよう
に構成される無音記述フレームＳＩＤは送信に先だって
量子化の処理を受けさせられると示されている。不連続
音声のディジタル送信のためのシステムで快適ノイズを
生成する処理のより詳細な記述は、本発明の主題に従っ
て受信端において図４と共に与えられる。もちろん、受
信端において、発明に従う処理は、既述の処理によって
ＳＩＤフレームを送ることを含んでいると示される。図
４を参照して、発明に関する処理は、各連続的無音記述
フレームに対してステップ２００において復号化済みの
パラメータを生成するために、快適ノイズを記述する符
号化済みのパラメータの組を復号化し、それから、音声
複合化器のレベルで復号化済みのパラメータを処理した
後、音声複合化器がステップ２０１において対応する快
適ノイズを合成することを可能にするようなパラメータ
を合成することとから成る。特に、復号化済みのパラメ
ータの処理は適当な特別の再符号化からなることが可能
だと示している。
【００１７】一般に、快適ノイズを生成する処理は、本
発明の主題であり、それぞれ送信端と受信端とで用いら
れる音声符号化器と音声復号化器とが予測型である場合
に、有利に実施されると示している。そのような場合に
は、復号化された信号は励起信号にフィルタを掛けるこ
とにより得られ、この信号は今後ＬＰＣフィルタと呼ぶ
ところのＬＰＣ合成フィルタによって、新規の辞書と随
意に長期励起とから始まる。本発明の主題である処理
は、快適ノイズを作るために信号の合成を実行すること
を可能にするところのＬＰＣフィルタを励起するため
に、白色ノイズに似た特徴のスペクトルを持つ励起信号
を生成することから成る。そのような場合には、環境ノ
イズのスペクトルを表すパラメータは、スペクトルの包
絡線に対してＬＰＣフィルタの係数によって、また上記
のスペクトルのレベルに対して励起信号のエネルギーに
よって与えられる。
【００１８】本発明の主題である処理は、送信端におい
て、図２と共に既述の必須ステップを再使用する。その
ような処理は、図５と共に記述し表現されており、ここ
では無音記述フレームの送信に関する動作に関連して指
標’が付けられている同様のステップを含んでいる。図
５で表される発明による処理の実施の特別なモードに従
って、実施される処理は、片方でＬＰＣフィルタの不動
性あるいは他方で励起エネルギーの不動性に対してＳＩ
Ｄフレームを送信するかあるいはそのようなフレームを
送信しないかという決定の基準を作る。このようにし
て、ステップ１００’の最初のＳＩＤフレームの送信に
続いて、図５に実施され記述されている処理はＦｃと表
されている現フレームのＬＰＣフィルターを１０１’の
現フレームＦｃと比較し、また１０２’の現フレームＦ
ｃをステップ１０３’に従い先行するＳＩＤフレームの
間に得られ蓄積される基準フィルターＦｒと比較するこ
とにある。
【００１９】ステップ１０２’で先述のフィルタが同一
でない場合はステップ１００’において新しいＳＩＤフ
レームが送信される。ステップ１００’，１０１’，１
０２’，１０３’は実質的に図２のステップ１００，１
０１，１０２，１０３から変更されない。反対に、もし
現フィルタに関するフィルタＦｃと基準フィルタに関す
るフィルタＦｒとが同一であるなら、図５に描かれてい
る実際の処理は、ステップ１０４’ａにおいて現フレー
ムの励起エネルギーの見積りをし、ステップ１０４’ｃ
において上述の現フレームの励起エネルギーＥｃを先行
するＳＩＤフレームの間に見積もった基準エネルギーＥ
ｒとを比較することにある。この見積りは図５中のステ
ップ１０４’ｂとして表されている。
【００２０】ステップ１０４’ｃのテストに応じて現フ
レームの励起エネルギーと基準エネルギーとの比較が重
要である場合には、この比較はしきい値Ｅ０に関するこ
れらのエネルギーの差異の比較にあり、その処理は前に
記述されているステップ１００’へと帰ることにより新
しいＳＩＤフレームを生成し送信することにある。逆
に、もしステップ１０４’ｃのテストに応じて、上述の
励起エネルギー間の差異が重要でない場合には、その処
理は図２中のステップ１０４ｄと同様にステップ１０
４’ｄにおいてフレームの送信を遅らせることにある。
図５に表されている本発明の主題である処理の実施の文
脈において、ＬＰＣフィルタの比較をするために、特に
ＬＰＣフィルタを量子化するベクトル法によって実施さ
れる距離の判断基準を用いることが可能であると示され
る。上述の距離は、板倉−斉藤距離や最大可能性の距離
や、例えばＬＰＣ係数や組になったスペクトル・ライン
や対数領域から発するパラメータに渡って計算されるユ
ークリッド距離から成ることが可能である。
【００２１】励起信号のエネルギー不動性の特徴に関し
て、人間聴取システムの感度の直線性の欠如は、符号化
器で使われる利得量子化器において開発される。この理
由により、上に書かれている符号化の手続きは、好まし
くは、現フレームの励起エネルギーＥｃと、これらのエ
ネルギーの量子化索引を基礎に基準エネルギーＥｒとを
比較する。手順を単純化するために、使われている量子
化器はＳＩＤフレーム中の符号化済みのエネルギーの計
算に役立つ。ＬＰＣフィルタやＳＩＤ無音記述フレーム
の励起エネルギーを見積もったりする手続きは、後の記
述において対応する快適ノイズ生成器の特別な具体例の
状況で書かれる。励起信号の計算に関して、本発明の主
題である処理は、ホワイトノイズのと似た特徴を持つス
ペクトルを備え平均エネルギーが復号化器に送信される
ような励起信号を生成することを要求し、この励起信号
を合成する簡単な方法は単一の確率濃度を持ち振幅を与
えられ、例えば送信されたエネルギーから計算されるこ
とにある。
【００２２】他の方法は、音声符号化器に用いられたの
と同じ種類の無作為に描いた励起によって合成すること
にあり、この二番目の方法の長所は受信部の復号化器の
外部にモジュールを構成する可能性にある。他方、知覚
的見地から言って、先行する復号化済みのフレームの中
断の危険性はより小さいが、これは励起がタイプを突然
変えることは無いからである。二番目の上述した方法の
元の具体化は対応する装置の特別な具体例の状況におけ
る記述の中で後に記される。本発明の主題に従って不連
続な音声のディジタル送信のためのシステムにおける快
適ノイズの生成の装置に関して、この装置はもちろん上
述したようにそのような快適ノイズを生成する処理を実
施するものであるが、より詳細な記述は図６と共に与え
られる。かくして、特に図６で描かれているように、上
述の装置には、符号１の音声符号化器を組み合わされ
て、モジュール２があり、これは各有効期間に続く検出
期間の間、各有効期間の終わりを検出するものである。
例えば、モジュール２は従来からのタイプであり音声符
号化器１と接続され論理信号を与えるような音声活性符
号化器から成るが、この論理信号はＶＡＤｉｎと記さ
れ、符号化済みの音声フレームが送信されるところの活
性期間と無音記述フレームが送信されるところの不活性
期間もしくは逆にフレームが送信されないような期間を
示す。
【００２３】さらに、同じ図６に描かれているように、
符号３のＣＮＧ生成器が一方で音声符号化器１と組み合
わされ、他方で音声活性モジュール２と組み合わされ
る。多重化器４は、一方で音声符号化器１から与えられ
る符号化済みの音声フレームを受け取り、またＣＮＧ生
成器３から与えられる符号化済みの無音記述フレームや
ＳＩＤフレームから成る信号を受け取るが、後者の信号
はそれぞれこの同じＣＮＧ生成器３により与えられる送
信のタイプを表す信号とＶＡＤｏｕｔとである。概し
て、本発明の主題である図６に描かれるような装置は、
発明に従って処理と共に記述される手続きの原理を再使
用する。ＣＮＧ生成器３は、無効期間の間に快適ノイズ
を記述する符号化済みのパラメータの組から成る無音記
述フレームを生成し、条件によっては送信するモジュー
ル３ａと、現無効フレームの各々の周波数スペクトルを
分析し蓄積するモジュール３ｂと、現無効フレームの周
波数スペクトルを基準用と現フレーム周波数スペクトル
とが同一であるか否かによって特別な命令信号を与える
ような基準周波数スペクトルとを比較するモジュール３
ｃと、それぞれ送信されないフレームと無音記述フレー
ム目印の有効フレームを符号化する３レベルを備えた信
号ＶＡＤｏｕｔを毎フレーム与える現フレームに対し送
信タイプを見積もるためのモジュール３ｄとを含んでい
る。
【００２４】モジュール３ｄは片方で音声活性を検出す
るモジュール２により作られる信号を受信し、他方で下
で示されるようなモジュール３ｃにより作られる比較信
号を受信する。現フレームが有効である時、モジュール
３ｄは信号ＶＡＤｏｕｔのこの目印を再送信する。別な
方法で、現フレームが有効期間の最初の無効フレームで
ある場合、モジュール３ｄは信号ＶＡＤｏｕｔに無音記
述フレームの目印に対応する値を割り当て、こうして、
新らしい無音記述フレームの送信を許可する。もし、現
フレームが無音記述フレームであり、しかし無効領域の
最初の無効フレームでない場合は、モジュール３ｃは現
フレームの周波数スペクトルを基準周波数スペクトルと
比較し、これらのスペクトルが同一であるか否かによ
り、それぞれ、送信されないか無音記述フレームの目印
かを表す信号ＣＭＰを与える。この場合には、信号ＣＭ
Ｐに基づいてモジュール３ｄは、送信の合図の信号ＶＡ
Ｄｏｕｔを符号化し、これは基準用と現フレームの周波
数スペクトルが同一である時に送信を延期し、かつ、こ
れらのスペクトルが同一でない時に新しい無音記述フレ
ームの送信を実行することを可能にする。
【００２５】モジュール３ａと３ｂは音声符号化器と、
ある数のＳｇと表される音声符号化器管理信号を交換す
る。入力において、これらのモジュールは周波数スペク
トルの評価ができるようなデータを受け取るが、モジュ
ール３ｂは現フレームのデータを、モジュール３ｃは現
フレームの前のある数のデータを受け取り、出力におい
て、音声複合化器の要求に応じて、モジュール３ａは、
音声複合化器に適切なように信号を転送し、この信号は
受信端に置かれた音声符号化器と非同期にならないよう
にメモリを再更新することが可能なものである。入力に
おいて、モジュール３ａはモジュール３ｂで作られた現
フレームの周波数スペクトルであるところの信号ＳＦｃ
をも受信する。
【００２６】快適ノイズを生成する装置のより詳しい説
明は図７と共に特別に有利な場合についてなされるであ
ろう。この図において、音声生成器１は予測型の音声符
号化器であり各音声フレームに対して、ＬＰＣフィルタ
係数の数に基づいて定義されるところの分析等級ＭのＬ
ＰＣ分析モジュールを含んでおり、特に音声信号の自動
相関機能Ａｃｆの（Ｍ＋１）係数を作りだすが、パラメ
ータＭはＬｐｃと表記されＬＰＣフィルタの代表であ
り、各フレームに対し先行フレームＬｐｃパラメータを
用いて予測符号化の方法の助けを借りて符号化される。
Ｌｐｃパラメータの予測符号化は現装置の動作には必要
ではない、がそれでも後者の設計には再衝撃がある。パ
ラメータＬｐｃの予測符号化を使わない符号化器の場合
には、装置の簡略化がたやすく可能である。音声符号化
器１は、合成化分析手法の助けを借りて、例えば後に続
くＥｘｃと表記される励起信号を計算し蓄積するが、こ
れはＬＰＣ合成フィルタを励起するために複合化器にお
いて計算されるものと同一である。
【００２７】図７は、上で図６において表現された装置
の一般的なアーキテクチャを再使用している。ＣＮＧ生
成器３は予測型の音声符号化器１から、音声信号の自動
相関機能Ａｃｆと、先行フレームのパラメータＬｐｃ
と、適切には励起信号Ｅｘｃを部分的に構成し先行フレ
ームから発せられる励起信号Ｅｘｃ（ｎ）のある数のサ
ンプルとを受信する。上記のサンプルの採用は快適ノイ
ズの合成に関して、予測型符号化器の長期予測に使われ
ていると述べられている。本発明の主題に従って実施さ
れているＣＮＧ生成器３のより詳細な記述は図８と共に
なされるであろう。この具体化は音声符号化器が予測型
である場合に対応する。このようにして、図８で分かる
ように、本発明の主題である装置と特にＣＮＧ生成器３
にはモジュール３０が含まれ、これは現フレームに関す
るパラメータを計算し、音声信号Ａｃｆに対する自動相
関機能信号を受信し、出力として現フレームＰｃのパラ
メータに対応する信号を作り出す。これらのパラメータ
は現フィルタＦｃと現励起エネルギーＥｃとを含んでい
る。
【００２８】ＣＮＧ生成器３はまた図８に示すように、
決定用モジュール３１を含んでおり、これは符号化済み
のフレームもしくは無音記述フレーム、ＳＩＤフレーム
を送信し、あるいは送信を止めて音声活性信号ＶＡＤｉ
ｎと現フレームＰｃに関するパラメータと後に記すモジ
ュール３２により与えられる基準用パラメータＰｒとを
受信する。このモジュール３１は３レベルを持ちＶＡＤ
ｏｕｔと記されるところの送信タイプ信号を出力する
が、最初のレベルはＶＡＤｏｕｔ＝０で現無効フレーム
の間に送信が全く無い場合のものであり、すなわちＶＡ
Ｄｉｎ＝０は音声活性検出モジュール２により与えられ
る信号であり、二番目のレベルはＶＡＤｏｕｔ＝１で活
性期間の間の符号化済みの音声フレームの送信に対応
し、三番目のレベルはＶＡＤｏｕｔ＝２で無効期間中の
ＳＩＤフレームの送信に対応し、すなわちＶＡＤｉｎ＝
０である。
【００２９】ＣＮＧ生成器３はまた、条件によって入力
信号ＶＡＤｏｕｔに基づいて、各ＳＩＤフレームで計算
される基準用パラメータＰｒに対応する信号を計算する
ようなモジュール３２を含んでいる。これらのパラメー
タは基準用フィルタＦｒと基準用励起エネルギーＥｒと
を含んでいる。このモジュールは入力として自動相関信
号Ａｃｆと現フレームＰｃのパラメータとを受信する。
ＣＮＧ生成器３は次にモジュール３３を含み、これは符
号化済みの形式で無音記述フレームＳＩＤを生成し、送
信タイプ信号ＶＡＤｏｕｔと基準用パラメータＰｒに対
応する信号と、条件によっては符号化済みの無音記述フ
レーム信号を与える。ＣＮＧ生成器３は次にモジュール
３４を含み、このモジュールは励起信号Ｅｘｃを生成
し、送信タイプ信号ＶＡＤｏｕｔと基準用パラメータＰ
ｒに対応する信号とそれに特例として採用された生成方
法に従ってある数の音声符号化器により与えられる励起
信号の過去のサンプルであるＥｘｃｐａｓとを受信す
る。このモジュールは条件によっては信号ＶＡＤｏｕｔ
に基づいて現フレームＥｘｃのための励起信号を与え
る。
【００３０】ＣＮＧ生成器３は最後にモジュール３５を
含み、このモジュールは再更新されたフィルタ用パラメ
ータＬｐｃを記述する信号を生成し、送信タイプ信号Ｖ
ＡＤｏｕｔと基準用パラメータＰｒに対応する信号と音
声符号化器により与えられる信号とを受信し、先行フレ
ームのパラメータＬｐｃを記述しＶＡＤｏｕｔの条件に
よりこの信号を現フレームＬｐｃｒに合わせ再更新す
る。ＣＮＧ生成モジュール３の動作は以下の様である。
入力において、ＣＮＧ生成モジュール３は音声活性検出
複合化器２により与えられるフレーム０が無効でフレー
ム１が有効だという目印のＶＡＤｉｎを受信する。この
モジュールはまた音声符号化器モジュール１から各フレ
ームに対して以下のものを受信する。 − 現フレームの音声信号のための自動相関機能信号Ａ
ｃｆ、 − 少なくとも先行フレームに関するパラメータＬｐｃ
を記述し、Ｌｐｃを参照し少なくとも符号化器１の先行
フレームのパラメータＬｐｃに対応するような信号、こ
こでパラメータは音声符号化器の予測量子化器により使
用される、 − 適切な過去の励起信号。
【００３１】ＣＮＧ生成モジュール３は出力として各フ
レーム毎に先述した３レベルの送信タイプ信号ＶＡＤｏ
ｕｔを作り出す。無音記述フレームＳＩＤに対して、Ｃ
ＮＧ生成器３はさらにＳＩＤフレームを構成するところ
の無音を挿入する符号化済みのパラメータを作り出す。
無効フレームに対して、すなわち音声活性モジュール２
により与えられる活性信号ＶＡＤｉｎは０に等しい時、
ＣＮＧ生成モジュール３は追加として適切に現フレーム
Ｅｘｃに対する励起信号と再更新されたパラメータＬｐ
ｃに対する信号Ｌｐｃｒとを供給する。ＣＮＧ生成器３
の総合的な動作は以下のように要約できる。 − もし信号ＶＡＤｉｎが１に等しいなら、そのフレー
ムは有効でありＣＮＧ生成器３は単にＶＡＤｏｕｔ＝１
であるこの目印を通り過ぎる。 − そうでないとモジュール３０は最初に現フレームＰ
ｃに関してパラメータを評価する。
【００３２】次に、モジュール３１は現フレームが送信
されるべきか送信されるべきＳＩＤフレームを構成する
のかを決定する。 − もし現フレームが有効期間後の最初の無効フレーム
であるとすると、これはＳＩＤフレームであり、 − さもないと、モジュール３１はモジュール３２によ
り作られた基準用パラメータＰｒを使い先行ＳＩＤフレ
ームにおいて基準用パラメータを計算し現フレームがＳ
ＩＤフレームであるかどうかを確定する。もし現フレー
ムがＳＩＤフレームであるなら、ＶＡＤｏｕｔ＝２であ
り、そうでないときはＶＡＤｏｕｔ＝０である。上記の
両方の場合において、すなわちＶＡＤｏｕｔ＝０または
２なら、モジュール３４は現フレームＥｘｃに関して励
起信号を生成しそして更新し、モジュール３５はパラメ
ータＬｐｃの代表的信号を更新する。符号化済みの音声
フレームあるいは無音記述フレーム，ＳＩＤフレームの
送信用もしくは送信の停止を決定するモジュール３１の
動きのモードのより詳細な記述は、図９と共に与えられ
る。
【００３３】先行フレームに関する信号ＶＡＤｉｎのテ
スト１０２０は、ｔ−１の指標が付いて、現フレームが
最初の無効フレームかどうかを決定する、つまり、ＶＡ
Ｄｉｎ（ｔ）＝０に対しＶＡＤｉｎ（ｔ−１）＝１の
時、１０２１において信号ＶＡＤｏｕｔ＝２となる、す
なわちＳＩＤフレームを送信する決定を行う。逆に、テ
スト１０２０に対してＮＯの場合には、すなわちＶＡＤ
ｉｎ（ｔ−１）＝０の時、先行フレームは無効で現フレ
ームに関するＬＰＣフィルタは式（５）からステップ１
０２２で計算される。
【数５】 この式において、係数ａt（ｉ）は前に述べた自動相関
信号Ａｃｆの自動相関係数から計算されるＬＰＣフィル
タの係数を示すとされ、ｉは各係数の指標を示す。
【００３４】このフィルタの値は先行ＳＩＤフレームの
間、蓄積される転送機能Ａref（ｚ）を持った基準用フ
ィルタと比較されるが、これは発明に沿って処理の実施
に関連して前記してある。この比較は上述した板倉−斉
藤距離の助けを借りて達成される。この距離はしきい値
と比較され、これは対数の計算の必要がなくなり、割算
を排除でき、しきい値との比較は下の式（６）により実
行される。
【数６】 上述の式において、Ｅｒｒtは残りのＬＰＣ信号の２乗
の和である、現フレームの残りのＬＰＣエネルギーを示
し、この残りのエネルギーはレビンソン／ダービン法に
よりフィルタを計算するための手順によって得られ、Ｒ
Arefは式（７）を満足する基準用フィルタＡref（ｚ）
の係数の自動相関から引き出される機能を示している。
【数７】
【００３５】式（６）において等しくないことが分かる
と、ＬＰＣフィルタは基準用フィルタに近いと認められ
ず、現フレームは新しいＳＩＤフレームでありＶＡＤｏ
ｕｔ＝２として定義される。さもないと：同じステップ
１０２２において、現フレームＥｔの励起エネルギーを
見積もる処理が、ＬＰＣ残余エネルギーＥｒｒtに基づ
いて行われる。現励起エネルギーの見積りを得るため
に、残りのＬＰＣエネルギーＥｒｒtは学習により見積
もられたＣＥと表される因子を乗ぜられる。これらのエ
ネルギーの平均はｍフレームに渡って計算されるが、ｍ
は例えば１００ｍｓから２００ｍｓの時間間隔に対応し
た整数で、式（８）に従って量子化の処理が実行されＱ
（．）と表記される。
【数８】 ここで、ｉ（ｔ）は現フレームを構成するｍ個の連続的
フレームの平均エネルギーを表す量子化指標を示してお
り、この演算は図９中のステップ１０２３において実行
される。
【００３６】上記のフレーム数ｍは各無効領域の初めに
１に初期化され、指定された最大値までフレーム毎に足
されていく。上記の演算１０２３には演算１０２４が続
き、ここでは現フレームのＬＰＣパラメータと上で述べ
た基準用フィルターＡref（ｚ）を比較する。上記のテ
スト１０２４の答がＹＥＳなら、信号ＶＡＤｏｕｔはス
テップ１０２７において２に設定され、ＳＩＤフレーム
の送信を許可する。テスト１０２４への答がＮＯなら、
テスト１０２５が実行され、このテスト１０２５は、先
の式（８）で得られたエネルギーの平均の量子化値に対
するテストであり、現フレームに対する量子化指標ｉ
（ｔ）は先行するＳＩＤフレームの間に得られ式（９）
によりＩrefと表される基準用フレームのそれと比較さ
れる。
【数９】
【００３７】テスト１０２５の答がＹＥＳなら、不等性
が満足され、励起のエネルギー・レベルが変更され現フ
レームはＳＩＤフレームと定義される。テスト１０２５
の答がＮＯなら、現フレームは非送信フレーム１０２６
と定義され、信号ＶＡＤｏｕｔは０に等しくなる。無音
記述フレームの動きのモードや符号化済みのＳＩＤフレ
ームや生成モジュール３１のより詳しい記述は図１０と
共に与えられる。一般的に、ＳＩＤフレームを符号化す
るときには、新らしい基準用フィルターＡref（ｚ）が
計算されると示されている。最後に、この処理を実行す
るために、転送機能がＡpast（ｚ）と表される過去の平
均的ＬＰＣフィルターがステップ１１００において式
（１０）に従い評価される。
【数１０】 このフィルターは上でＡｃｆと表される現フレームに先
行するところのＰ1フレームの信号自動相関の和によっ
て計算される。このフィルターの係数の自動相関計算Ｒ
apastは上記の式（７）により与えられる方法に従って
実行される。
【００３８】局所的な不動性のテストは図９と共に記さ
れたテスト１０２４と同様の方法で上で述べた式（４）
に従って１１０１において実行される。テスト１１０１
に対するしきい値はしきい値１に等しい特殊な値であ
る。上記のテスト１１０１の答がＹＥＳならば、ステッ
プ１１０３は、式Ａref（ｚ）＝Ａt（ｚ）に関する基準
用フィルターとして現フィルターを選ぶことが可能にな
り、基準用フィルターＲArefの新しい自動相関機能が計
算される。テスト１１０１の答がＮＯならば、過去の平
均フィルターが式Ａref（ｚ）＝Ａpast（ｚ）に従って
基準用フィルターとして選ばれ、基準用フィルターの係
数の自動相関機能が式（Ａ）に従い、再更新される。 ＲＡｒｅｆ（ｉ）＝ＲＡｐａｓｔ（ｉ），ｉ＝０→Ｍ． −−− 式（Ａ）
【００３９】量子化ステップ１１０４は、先に選ばれた
基準用フィルター１１０４を表すパラメータに基づいて
行なわれ、量子化処理は符号化器により使われる手順に
従って実行され、こうして得られた符号は符号化済みフ
レームへと挿入される。ステップ１１０５において、１
０２３で既に計算され量子化された励起エネルギーが対
応するＳＩＤフレームに挿入され、基準用エネルギーＩ
refとして蓄積される。励起信号の合成に関して、Ｉref
は基準用エネルギーの量子化指標を表し、ｇr efは標本
毎の平均エネルギーの２乗根に等しいところの再蓄積さ
れた利得を表し、次の式（１１）を通して得られる。
【数１１】 ここで、Ｑ-1は逆量子化処理を示す。現フレームの利得
ｇtは次により与えられる： ・無効期間の開始時に、ｇt＝ｇref ・無効期間中に、ｇt＝α×ｇt-1＋（１−α）×ｇref この式において、αは０と１の間にある実数の係数であ
る。本発明の主題である処理の実施に関する記述中で上
述した最初の方法において、標本の無作為な引き出しに
よって励起信号の合成は実行され得る。この場合、フレ
ームのＮ個の励起標本は［−ｇt×√３，ｇt×√３］の
間に単一の方法の無作為生成器によって引き出される。
【００４０】励起信号を合成する二番目の方法は、励起
信号Ｅｘｃを特徴づけるパラメータの符号を無作為に引
き出し、これらの符号を復号化器に直接与えることにあ
る。この方法には、復号化器において快適ノイズ生成器
を自主的に設置してもよいという長所があり、有効フレ
ームと快適ノイズの間でトグルした時の励起信号中の考
えられる不連続性を排除する。励起のパラメータ符号
は、現フレームに合わせて復号化された励起エネルギー
は必要とするエネルギーすなわち標本毎の平均エネルギ
ーに対応するＮｇt 2、ｇt 2と、Ｎ個の標本がこのフレー
ムを構成するために得るエネルギーを表Ｎｇt 2とに対応
するように適合させられなければならないであろう。最
も簡単には、音声符号化器が長期予測を使用するとき、
あるいは同じように過去の励起の標本を用いた適合化辞
書を使用するとき、ＬＴＰ励起つまり長期予測励起の最
小の量子化利得をを選ぶことによりこの励起を抑える
が、ここでの利得は一般にゼロもしくはほとんどゼロで
ある。作られた励起は、事実上革新的なまでに減らされ
て、そのエネルギーは容易に制御される。しかし、多く
の音声符号化器にとって、長期予測を抑えることによ
り、その特徴は白色ノイズとは異なるようなスペクトル
的に貧弱な励起を作り出し、それによって復号化器によ
って合成される快適ノイズの品質は影響される。ＬＴＰ
励起を使用し、ＬＴＰ励起と新規とを加えることにより
得られる総体的励起の利得を制御することが可能になる
特別に有利な方法が図１１と共に記される。
【００４１】この方法に関して、最初に述べておきたい
のは、音声符号化器はＣＮＧモジュール３に対して過去
のフレームから発したＥｘｃｐａｓ励起信号の標本いく
つか分、先行していなければならず、この信号は図８に
おいて、点線により表現されている。この具体化におい
て、Ｎ個の標本のフレームは励起パラメータが計算され
符号化されるところのＬ個の標本のＮ／Ｌ個のブロック
に分割される。音声符号化器の要求によって、これらの
ブロックは再分され、長期励起の符号の計算期間は必ず
しも新規発明のそれとは対応しない。
【００４２】図１１において、ステップ１２０１はＮ／
Ｌ個の標本の完全さに関連して計数用変数ｊを０に初期
化することを可能にする。ｎが０からＮ−１までの標本
Ｅｘｃ（ｎ）の標本から成る励起信号Ｅｘｃは、現フレ
ームに対してｅLTP（ｎ）と表される長期予測励起と、
βｕ（ｎ）と表されるところでｕ（ｎ）は新規波形を表
しβは逆量子化後の利得を表す新規励起との線形結合と
して定義され、各ブロックに対し、上記の利得はこのよ
うに作られた励起エネルギーを制御するような方法で調
整するよう求められる。指標ｊの各ブロックに対して、
長期励起のパラメータの符号はステップ１２０２におい
て無作為に引き出される。後者のエネルギーを制限する
ために、長期励起の利得符号に対して強制は好ましい。
信号ｅLTP（ｎ）のＬ個の標本は、ｋが０からＬ−１ま
で変化するところのｎ＝ｊＬ＋１を用いて、ブロック全
体に渡り音声符号化器に与えられる過去の信号Ｅｘｃｐ
ａｓの標本を用いることにより得られる。
【００４３】次に、新規励起信号がステップ１２０３に
おいて、新規波形の符号を無作為に引き出すことにより
得られる。ｋが０からＬ−１まで変化するｎ＝ｊＬ＋ｋ
を用いてブロック全体に渡って、波形のＬ個の標本が得
られる。ステップ１２０４では、新規励起の利得である
量子化指標ｉｎｄと、従って逆量子化処理を通して関連
する利得βとを求めることが可能である。ブロック全体
に渡り求める値ｇt 2にできるだけ近い標本あたりの平均
エネルギーを得ることを可能にするような指標が式（１
２）によって選ばれるであろう。
【数１２】 ここで利得βは新規発明の励起利得の量子化器の復元値
の組を通り抜ける。現方法の変形は、長期励起と新規励
起の利得がベクトル量子化器により一緒に量子化される
ような場合に、以下のようになる：ステップ１２０２に
おいて、励起ｅLTP（ｎ）はＬＴＰ遅延を表す符号を無
作為に引き出すことにより利得を１に等しくする。式
（１２）は式（１３）へと変更される。
【数１３】 逆量子化された利得β1，β2はベクトル量子化器の辞書
を調査することにより二つ一緒に選択される。
【００４４】ステップ１２０４の後にはステップ１２０
５が続き、ここでは現ブロックの標本に対してＥｘｃを
計算することにより励起信号Ｅｘｃが更新される。計数
変数ｊの増加を行うステップ１２０６に続く、ステップ
１２０７におけるこのｊの値のテストにより、フレーム
を構成する標本の組に対する励起信号を得る作業を終え
ることが可能になる。受信端における不連続音声のディ
ジタル送信システムにおける快適ノイズの生成用装置の
より詳しい記述は図１２と１３と共に与えられる。図１
２に表されるように、この装置は受信端においてモジュ
ール５を持ち、このモジュールは快適ノイズあるいはよ
り特別には連続する各無音記述フレームにおいて、この
快適ノイズを記述する符号化済みパラメータの組を復号
化することが示される。
【００４５】このモジュール５は音声復号化器と組み合
わせられ、これはこのモジュール５により処理される現
フレームのタイプに関連する合図を受信し、これはＶＡ
Ｄと表記され、送信端において符号化済み無音記述フレ
ームやＳＩＤフレームと同様に生成される３レベルの信
号ＶＡＤｏｕｔの合図を再生産する。さらに、復号化器
との同期を確かにする管理信号Ｓｇを音声復号化器から
受信する。モジュール５は現フレームに関する快適ノイ
ズＰＢｃを記述するパラメータを作るのを可能にする。
一方で、音声信号復号化器は符号化済み音声フレームを
受信し、他方で、現フレームに関する快適ノイズＰＢｃ
のパラメータを記述する信号を記述する。また、上図に
おいてｄｅｃｏｄｅｄ ｓｉｇｎａｌと名付けられた合
成済み音声信号を合成により与える。図１２に登場する
モジュール５は図１２において音声信号復号化器が予測
型復号化器により構成されるような場合についてより詳
しく記述される。復号化モジュール５は、少なくとも、
一つの逆多重化器５０があり、送信済みの符号化済み無
音記述フレーム信号を受信し、ＬＰＣフィルター用パラ
メータを記述する符号化済み信号を与えるが、この信号
は合成済みの励起信号のレベルを記述するところの量子
化済み利得指標信号ｉrefと同様に、図１３において、
Ｌｐｃcと表される現フレームに関連する。
【００４６】さらに、逆量子化モジュール５１が与えら
れるが、これは上記の量子化済み利得指標信号を受信
し、ｇrefと表される逆量子化利得信号を与える。計算
モジュール５２が与えられるが、これは現フレームに関
連してＬＰＣフィルタ用パラメータを記述しＬｐｃcと
表される符号化済みの信号と、ＬＰＣフィルター用パラ
メータを記述し少なくとも先行フレームに関するところ
のＬｐｃと表される信号と、ＶＡＤと表されるフレーム
送信タイプ・キューとを受信する。計算モジュール５２
は、更新済みのＬＰＣ信号を現フレームのＬＰＣパラメ
ータと共に与える。
【００４７】最後に、励起生成モジュール５３が与えら
れるが、これは逆量子化利得信号ｇrefと、もし適切な
ら過去の励起信号と、フレーム・タイプ・キューＶＡＤ
とを受信し、現フレームＥｘｃに関する励起信号を与え
る。復号化モジュール５は、フレームが有効でない時に
のみ動作する。入力において、モジュール５は、０の時
非送信フレーム、２の時ＳＩＤフレームであるような信
号と、フレームがＳＩＤフレームの時にそのフレームの
符号化済みパラメータとを受信する。音声復号化器は他
方で以下のデータを供給する： − 少なくとも予測型の量子化器により使用される先行
フレームに関するＬＰＣパラメータと、先行フレームの
これらのＬＰＣパラメータに関するところのＬｐｃと表
される信号、 − 過去の励起信号Ｅｘｃｐａｓと、長期予測器の記憶
蓄積。 出力として、復号化モジュール５は各無効フレームに対
して、励起信号ＥｘｃのＮ個の新しい標本と逆量子化の
後のＬｐｃと表される新しいＬＰＣパラメータとを作り
出す。
【００４８】音声復号化器はこれらのデータを使って無
効フレームの合成を実行する。信号ＶＡＤ＝２の時、Ｓ
ＩＤフレームのパラメータＬｐｃcと量子化済みのエネ
ルギーのためのｉrefとが復号化され蓄積される。この
ステップにおいて蓄積されるパラメータはＬｐｃrefと
ｇrefと表される。ＶＡＤ＝０の時、計算用モジュール
５２は復号化器により与えられる過去のパラメータＬｐ
ｃを用いてＬｐｃrefに量子化と逆量子化をすることに
よりＬＰＣパラメータの新しい組を計算するが、逆量子
化された利得ｇrefは変更されず、また現フレームｇtに
関する利得は上で述べられた式によって更新される。双
方の場合において、モジュール５３は現フレームに関す
る新しい励起Ｅｘｃを上述の一つあるいは他の方法によ
り計算し、それを音声復号化器に送信するがここでは無
効フレームの復号化済み信号の合成を行う。
【００４９】快適ノイズ復号化モジュール５は総合的に
自律的であり復号化器の外部に導入可能であると示され
るであろう。この場合において、使用される手続きは、
このモジュールへ復号化器の基本的な機能を移すことに
より同じである。最後に、特殊な具体化において、ここ
で上述したパラメータの実際の値は以下の表のようであ
り、周波数８ｋｈｚにおいて取った１フレームＮ＝２４
０個の標本に対するものである。
【表１】 更新因子ＣEと上記の値はＩＴＵにより標準化されてい
るＧ７２３予測型符号化器に応用されているが、これは
ＳＴＮビデオ電話法の予測型符号化器である。不連続音
声のディジタル送信のための装置において快適ノイズを
生成する高性能の処理と装置はこれで記述された。
【００５０】本発明の主題である処理と装置は、無効期
間の間の信号の分析に基づいて、後者の特性が変わった
時にノイズを再生成するのに使われるところのパラメー
タをリフレッシュする手続きが実行される限りにおいて
特別に有利である。ＳＩＤフレームをすばやく処理する
ことは最初の無効フレームに限定されないし、定期的に
再生産もされず、装置そのものにより命令され、このよ
うにして送信されるべきデータ量を最適化している間の
快適ノイズの良質を保証することを可能にしている。そ
れらは、ＳＩＤフレームを作ることができるようなパラ
メータを見積もるために、後者の変更を元に戻すところ
の環境ノイズの不動性の有無を考慮する効果的な方法を
実施する時に顕著である。エネルギー不動性の見積りの
ための予測型音声符号化器に関連するより特殊な場合に
おいて、本発明の主題である処理は量子化済みの励起信
号のエネルギーの比較を行い、そうして量子化器の知覚
的特質から簡便な方法で効果を得ることを可能にしてい
る。
【００５１】最後に、励起波を合成する二番目の方法を
実施する場合において、本発明の主題である処理が新規
の辞書に加えてＬＴＰ適合化辞書を使う手段を提案して
おり、送信されるエネルギーに利得を合わせられるよう
方法が開発される。こうして作られた励起波形は一般に
新規辞書のみを用いるものよりも豊富なスペクトルを持
っている。最後に、全体に、より良質のノイズを実施し
生成することができ、これは平均送信速度が低い時にも
計算の中庸な複雑さを犠牲にして合成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の構成説明図である。
【図２】送信端において、本発明の主題に従って快適ノ
イズを生成する処理を実施する必須のステップの連続で
ある。
【図３】フローチャート形式の、快適無音記述フレーム
の一実施モードである。
【図４】受信端において、本発明の主題に従って快適ノ
イズを生成する処理を実施する必須のステップの連続で
ある。
【図５】音声復号化器が予測型でありＬＰＣフィルタを
使用している場合の、快適ノイズを生成する処理を実施
する必須のステップの連続である。
【図６】送信端において、本発明の主題に従って快適ノ
イズを生成する装置の機能ブロックの形式による図であ
る。
【図７】送信端において、本発明の主題に従って快適ノ
イズを生成する装置の機能ブロックの形式による図であ
り、音声符号化器が予測型であるところのより特殊な場
合である。
【図８】図７で表した装置の中で使われている快適ノイ
ズ生成器の具体例の詳細を示している。
【図９】機能フローチャート形式で、無音記述フレーム
に対し送信／非送信の命令信号を生成する連続的ステッ
プの組を示している。
【図１０】機能フローチャート形式で、無音記述フレー
ムの生成と符号化と送信とを行う連続的ステップの組を
示している。
【図１１】機能フローチャート形式で、一実施形態に従
い、励起信号を生成する連続的ステップの組を示してい
る。
【図１２】機能ブロックの形式で、受信端において実施
形態の主題に従って快適ノイズを生成する装置の図を示
している。
【図１３】図１２で表した装置の中で使われている快適
ノイズ生成器の具体例の詳細を示している。
【符号の説明】
１…音声符号化器 ２…ＶＡＤ（音声活性化符号化器） ３…ＭＵＸ（多重化器） ４…ＣＮＧ生成器

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不連続音声のデジタル送信をするシステ
    ムにおいて快適ノイズを作り、符号化済みの音声信号が
    有効期間の間に送信され、この有効期間の間に有効フレ
    ームが送信され、各有効期間の後には無効期間が続き、
    無効期間の間には少なくとも無効フレームが送信される
    方法であって、この方法は、この方法が存在するところ
    の送信元で、無効期間を検出した時に、 − 快適ノイズを記述する一組の符号化済みのパラメー
    タ群から成る無音記述フレームの生成と送信をし、この
    無音記述フレームはこの有効期間に続く無効期間の最初
    の無音記述フレームを構成するものであり；また、この
    無効期間中の全ての連続する現在の無効フレームに対し
    て： − この現在の無効フレームの周波数スペクトルを分析
    して蓄積し； − この現在の無効フレームの周波数スペクトルを基準
    周波数スペクトルと比較し、 また、基準用と現フレーム周波数スペクトルとが同一で
    ある場合の判定基準に基づいて： − 送信の延期を行う、特にこの現在の無効フレームの
    間における新しい無音記述フレームの延期を行い、 また、基準用と現フレーム周波数スペクトルとが同一で
    ない場合の判定基準に基づいて： − この現在の無効フレーム中に新しい無音記述フレー
    ムを生成と送信をするが、これにより快適ノイズの送信
    速度比を単に無音記述フレームのそれまで減ずることが
    可能になるが、この無音記述フレームの周波数スペクト
    ルは先行する無音記述フレームの間に見積もった基準用
    のスペクトルとは異なる、ことを特徴とするディジタル
    音声伝送システムにおける快適ノイズ生成方法。
  2. 【請求項２】 各無音記述フレームが生成される時に見
    積もられ蓄積される環境ノイズの周波数スペクトルから
    基準用周波数スペクトルが作られることを特徴とする請
    求項１記載のディジタル音声伝送システムにおける快適
    ノイズ生成方法。
  3. 【請求項３】 不連続音声の送信をするシステムで快適
    ノイズを生成するための無音記述フレームを作り、符号
    化済みの音声信号が有効期間の間に転送され、この有効
    期間の間に有効フレームが送信され、各有効期間の後に
    は無効期間が続き、無効期間の間には少なくとも無効フ
    レームが送信される処理であって、 − 現在の無効フレームの前の連続する複数の無効フレ
    ームの周波数スペクトルの部分的な不動性の測定を行
    い； − 過去の平均周波数スペクトルを確定するために、過
    去の平均周波数スペクトルと現在の無効フレームの周波
    数スペクトルとが同一である場合とない場合の判断基準
    に基づいて連続する無効フレームの平均周波数スペクト
    ルを決定し、 − 無音記述フレームを計算するために、上記の過去の
    平均周波数スペクトルと、上記の現在の無効フレームと
    をそれぞれ選択し、これによって上記の現在の無効フレ
    ームは部分的に不動スペクトル領域かまたは非不動スペ
    クトル領域に属するという事実を勘案して、各無音記述
    フレームに対して無音スペクトルの見積りを行うことが
    可能になる、の各処理から構成されることを特徴とする
    ディジタル音声伝送システムにおける快適ノイズ生成方
    法。
  4. 【請求項４】 予測型の音声符号化器を備え、過去のフ
    レームとこの音声符号化器により与えられる長期予測デ
    ータＬＴＰとから発する特定の数の励起標本に基づい
    た、不連続音声のディジタル送信システムの中の快適ノ
    イズ発生器で使われる励起信号を合成する方法であっ
    て、 − Ｎ個の標本を含む現在の各々の無効フレームを、そ
    れぞれＮ／Ｌ個の連続する標本を含むＮ／Ｌ個のブロッ
    クへと細分化し（１２０１、１２０７）； − Ｌ個の長期予測励起標本ｅLTP（ｎ）を得るため
    に、過去のフレームから発せられる上記の励起標本を用
    いて長期予測のパラメータの符号を無作為に描き（１２
    ０２）； − 上記の波形のＬ個の標本ｕ（ｎ）を得るために、新
    規の波形の符号を無作為に描き（１２０３）； − 利得値βをこの利得の量子化索引から決定し； − 現在のブロックの標本を更新することにより、励起
    信号ＥＸｃを決定し、上記の励起信号は利得値βに基づ
    いて長期予測ｅLTP（ｎ）の、また新規の波形ｕ（ｎ）
    の線形の組み合わせとして現フレームに対して定義され
    る、各処理から構成されることを特徴とするディジタル
    音声伝送システムにおける快適ノイズ生成方法。
  5. 【請求項５】 利得値βが新規波形と関連するところで
    特徴が決まり、上記の利得値は、現在のブロックに渡っ
    て、 【数１】 を最適化する評価基準に基づいて、希望する値ｇt 2にで
    きるだけ近い標本毎の平均エネルギーを得ることを可能
    にするような量子化索引を選択することにより得られる
    ような処理であり、 上記の線形の組み合わせは、ｎ＝ｊＬ＋ｋであり、ｋは
    ０からＬ−１まで変化する前提における ＥＸｃ（ｊＬ＋ｋ）＝ｅLTP（ｊＬ＋ｋ）＋βｕ（ｊＬ
    ＋ｋ） を満足する励起信号ＥＸｃを定義することを特徴とする
    請求項４に記載のディジタル音声送信システムにおける
    快適ノイズ生成方法。
  6. 【請求項６】 上記の利得値βが長期励起と新規の波形
    に関連し、それぞれ関連づけられた利得値β1、β2に基
    づいて重み付けをすることにより特徴づけられるところ
    の処理であって、上記の利得値は、現在のブロックに渡
    って、 【数２】 を最適化する評価基準に基づいて、希望する値ｇt 2にで
    きるだけ近い標本毎の平均エネルギーを得ることを可能
    にするような量子化索引を選択することにより得られる
    ような処理であり、 上記の線形の組み合わせは、ｎ＝ｊＬ＋ｋであり、ｋは
    ０からＬ−１まで変化する前提における ＥＸｃ（ｊＬ＋ｋ）＝β1・ｅLTP（ｊＬ＋ｋ）＋β2・
    ｕ（ｊＬ＋ｋ） を満足する励起信号ＥＸｃを定義することを特徴とする
    請求項４または５のいずれかに記載のディジタル音声送
    信システムにおける快適ノイズ生成方法。
  7. 【請求項７】 不連続音声のデジタル送信をするシステ
    ムにおいて快適ノイズを作る処理において、音声信号が
    有効期間の間に送信され、この有効期間の間に有効フレ
    ームが送信され、各有効期間の後には無効期間が続き、
    無効期間の間には少なくとも無効フレームが送信され、
    無音記述フレームは送信元において送信される請求項１
    記載の方法において、この処理が存在するところの送信
    元で音声復号化器と関連して、 − 各々の連続的な無音記述フレームに対して、復号化
    されたパラメータを生成するために快適ノイズを記述す
    る、符号化済みのセットのパラメータを生成し、 − 音声復号化器のレベルで、復号化したパラメータの
    処理の後で、対応する快適ノイズを合成する、ことを特
    徴とするディジタル音声伝送システムにおける快適ノイ
    ズ生成方法。
  8. 【請求項８】 不連続音声のデジタル送信をするシステ
    ムにおいて快適ノイズを作り、符号化済みの音声信号が
    有効期間の間に転送され、この有効期間の間に有効フレ
    ームが送信され、各有効期間の後には無効期間が続き、
    無効期間の間には少なくとも無効フレームが送信され、
    この装置が存在するところの送信元で、快適ノイズ生成
    器を構成する装置であって、 − 無効期間を検出する際に、快適ノイズを記述する符
    号化済みの一組のパラメータを構成し、この無音記述フ
    レームはこの有効期間に続く無効期間の最初の無音記述
    フレームを構成するような無音記述フレームを生成し条
    件付きで送信するための手段； − この無効期間の全ての連続する現在の無効フレーム
    の周波数スペクトルを分析して蓄積する手段； − 基準用のと現在のとのフレーム周波数スペクトルが
    同一である場合とない場合との判断基準に基づいた特別
    なコマンド信号を与えるところの基準周波数スペクトル
    を、この現在の無効フレームの周波数スペクトルと比較
    する手段； − この現在の無効フレームの間に新しい無音記述フレ
    ームの送信をそれぞれ可能にしたり不可能にしたりする
    命令を発したり、比較手段によって与えられる上記の特
    別な命令信号を受け取ったりする手段により、送信、特
    に基準用および現フレームの周波数スペクトルが同一で
    ある場合に新しい無音記述フレームの送信を延ばすこと
    が可能になり、また、基準用および現フレームの周波数
    スペクトルの同一でない場合に新しい無音記述フレーム
    の送信を実行することも可能になり、これらによって、
    快適ノイズの送信速度は、その周波数スペクトルが、先
    行する無音記述フレームの間に見積もられた基準用スペ
    クトルとは異なるところの単なる無音記述フレームの送
    信速度にまで減ずるを特徴とするディジタル音声伝送シ
    ステムにおける快適ノイズ生成装置。
  9. 【請求項９】 音声活性化信号を配信する音声活性化装
    置と、先行するフレームに関するＬＰＣフィルタのパラ
    メータを記述する信号と、条件付きで上記の装置に含ま
    れ快適ノイズ生成器を構成する少なくとも一つの先行す
    るフレームの励起信号とであるところの音声信号のため
    に自動相関機能信号を配信するＬＰＣフィルタによって
    音声信号の分析を行う予測音声符号化器とを含み、 − 現フレームに関し、音声信号用に自動相関機能信号
    を受信し、現フレームのパラメータに対応する信号を作
    るところのパラメータを計算するモジュール； − 符号化済みのフレームや無音記述フレームを送った
    り、送信を停止したりする決定モジュールにおいて、こ
    のモジュールは上記の音声活性化信号と、現フレームに
    関するパラメータと基準用パラメータとに対応する信号
    を受信し、３レベルを持つフレーム送信タイプ信号を与
    える、その第一レベルは現在の無効フレームの間の送信
    の全体的欠信に対応し、第二レベルは有効フレームの間
    の符号化済みの音声フレームの送信に対応し、第三レベ
    ルは無効フレームの間の無音記述フレームの送信に対応
    するところのモジュール； − 基準用パラメータの条件付き計算のためのモジュー
    ルにおいて、このモジュールは音声信号と現フレームの
    パラメータに対応する信号とのための自動相関機能信号
    を入力として受信し、基準用パラメータ信号を与えると
    ころのモジュール； − 基準用パラメータに対応する信号である送信タイプ
    信号を受信し、条件付きで基準用パラメータ信号を与え
    るような符号化済みの無音記述フレーム生成モジュー
    ル； − 励起信号を生成し、送信タイプ信号と条件によって
    は音声符号化器から供給される過去の励起信号とを受信
    し、また、フレーム送信タイプ信号の条件によっては現
    フレームに対する励起信号を与えるところのモジュー
    ル； − 更新されたＬＰＣフィルタのパラメータを記述する
    信号を生成し、音声符号化器により与えられる先行する
    フレームのＬＰＣパラメータを記述する信号であるとこ
    ろのフレーム送信タイプ信号を受信し、また、フレーム
    送信タイプ信号の条件によっては現フレームに対する更
    新済みのＬＰＣパラメータを記述する信号を与えるよう
    なモジュールを特徴とする請求項８記載のディジタル音
    声伝送システムにおける快適ノイズ生成装置。
  10. 【請求項１０】 不連続音声のデジタル送信をするシス
    テムで快適ノイズを作り、音声信号が有効期間の間に送
    信され、この有効期間の間に有効フレームが送信され、
    各有効期間の後には無効期間が続き、無効期間の間には
    少なくとも無音記述フレームが送信端で送信される請求
    項１の方法において、 この装置が受信端で包含するところの連続する各無音記
    述フレームにおける復号化手段により特徴付けられる
    が、上記の手段は処理済みの現フレームのタイプに関す
    る合図と符号化済みの無音記述フレーム信号と音声復号
    化器からの音声復号化器との同期動作を保証する管理信
    号とを受信し、また上記の復号化手段は一方で符号化済
    みの音声フレームと、他方では現フレームに関する快適
    ノイズを記述する上記の信号と内部接続されており、上
    記の音声復号化器は音声信号の合成により各々合成され
    た快適ノイズを配信するところのディジタル音声伝送シ
    ステムにおける快適ノイズ生成装置。
  11. 【請求項１１】 上記の音声信号復号化器が予測型の復
    号化器により作られるような場合に、上記の復号化手段
    が少なくとも − 送信された符号化済みの無音記述フレーム信号を受
    信し、現フレームに関するＬＰＣフィルタのパラメータ
    を記述する符号化済みの信号と合成された励起信号を記
    述する量子化済みの利得索引信号を与える逆多重化器； − 量子化済みの利得索引信号を受信し、逆量子化済み
    の利得信号を与えるところの逆量子化モジュール； − 現フレームに関連するＬＰＣフィルタのパラメータ
    を記述する符号化信号を受信し、この信号は少なくとも
    先行するフレームとフレーム送信タイプの合図に関する
    ＬＰＣフィルタのパラメータを記述する信号であり、現
    フレームに関連するＬＰＣパラメータで更新された信号
    を与えるような計算モジュール； − 逆量子化済みの利得信号を、条件によっては過去の
    励起信号とフレーム送信タイプの合図とを受信し、ま
    た、現フレームに関する励起信号を送るところの励起生
    成モジュールを有することを特徴とする請求項１０に記
    載のディジタル音声伝送システムにおける快適ノイズ生
    成装置。
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