JPH11243376A - 音声復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無線回線を利用したディジタル音声復号装置に
おいて、バースト的な伝送誤りによる再生音声品質の劣
化を補正するとき、電力の弱いフレームに対しても補正
を続けるために生ずる音声品質の劣化を軽減し、そのた
めの電力消費を軽減する。 【解決手段】誤りフレーム数カウンタ２４でカウントさ
れる誤りフレーム数を制御フレーム数演算器４１に入力
して、誤りフレームに続く誤りの影響のあるフレームを
加えて電力補正制御フレーム数ｒを算出する際に、電力
算出器２２からの電力情報ｑを取り入れて、電力が所定
のしきい値より小さいときは電力補正器２３で補正する
補正区間を短くするように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル通信に
用いられる音声符号化通信の復号処理装置に関し、特
に、無線回線を伝搬路とする場合のバースト状の伝送誤
り対策を施した音声復号装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線による音声通信は、アナログ方式か
らディジタル方式への移行時期を迎えている。その状況
下で、低消費電力で、かつ、小規模な回路構成の音声デ
ィジタル符号化通信方式の確立が急務である。音声のデ
ィジタル化方式は、有線網におけるディジタル通信で使
用されている方式、例えば適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣ
Ｍ）方式を応用することが最も容易に実現でき、整合性
も高い。しかし、無線伝搬の場合、無線区間の環境で伝
送誤りが発生することが多く、通話品質は伝搬路の影響
を受け、伝送誤りの影響で再生音声の品質が大きく劣化
し、ユーザに不快感を与え、さらに音質の自然性を失わ
せる等の現象が起こり、通話品質の劣化をもたらすこと
が知られている。

【０００３】現在のＡＤＰＣＭ方式では、比較減衰器を
付加することでその対策を行なう方式が提案されてい
る。誤りの検出法については、誤り検出符号や誤り訂正
符号を使用するのが一般的であるが伝送する情報に冗長
度が増すという欠点がある。また、１フレームごとに伝
送データ中のフレーム同期用の符号列などの誤りの発生
状況から推測する方法もある。ここで、コードレス電話
への応用を考えると、電話機はゆっくりとしたフェージ
ング環境下での使用が考えられ、伝送誤りが連続して発
生するいわゆるバースト誤りの発生が予測される。この
ような誤りに対しては再送等の技術である程度改善はで
きるが、遅延が生じるために自然性を損なうことにな
り、会話等の音声信号処理では再送技術は適さない。ま
た、誤り訂正符号の使用も考えられるが、情報量の増加
は避けられず、これも適当ではない。さらに、前述の比
較減衰器付音声符復号化器は、音声符号化方式が異なる
場合、適応ができない。従って、バースト的な誤り対策
が、情報の冗長度なしで実現できればその利用価値は大
きい。

【０００４】図４は、本発明を適用する音声符号化通信
装置のブロック図であり、（Ａ）は送信部、（Ｂ）は受
信部である。まず、送信部（Ａ）においては、マイクロ
ホン１より入力した音声信号を、音声符号化器２で符号
化し、多重化器３で、音声符号化データと制御データ発
生器５から出力される制御データとを多重化し、多重化
されたデータを変調送信器４で変調し、変調波を生成す
る。生成された変調波は、送信アンテナ６から送信され
る。

【０００５】受信部（Ｂ）では、送信アンテナから無線
伝送路に送出された変調波を受信アンテナ７で受信し、
復調器８で復調し、送信されたデータ系列ｅを得る。復
調器８からの出力データｅを多重分離器９で制御データ
ｇと音声データｈとに分離する。音声復号装置１０で音
声データｈを復号し、復号音声をスピーカ１２から出力
する。制御器１１は、復調器８からの受信データ系列ｅ
及び受信信号ｆから、制御データｇと音声データを分離
するタイミングを検出してフレームパルスｐを出力する
手段を有し、検出したタイミング（フレームパルスｐ）
を多重分離器９及び音声復号器１０に出力する。また、
制御器１１は、受信信号強度等からバーストエラーの発
生を検出する手段を有し、バーストエラーを検出したと
き、音声復号装置１０へ誤りフラグｋを出力する。

【０００６】前述の無線伝送路の影響を受けた受信再生
音声品質の劣化に対する防止策については、本発明者の
１人が先に提案した（特願平４−９５９７５号参照）。
図５は先に提案した実施例のブロック図である。この図
５の例は、図４の中の音声復号装置１０の詳細構成例で
ある。この音声復号装置は、制御器１１からの誤りフラ
グｋをカウントする誤りフレーム数カウンタ２４と誤り
フレーム数カウンタ２４の出力から電力補正すべきフレ
ーム数を算出する制御フレーム数演算器２５とから成る
補正区間算出器２６と、誤り区間の符号化データｈを擬
似雑音等の特定のデータに置き換えるデータ置換器２０
と、音声復号器２１と、復号音声の電力を求める電力算
出器２２と、補正区間算出器２６で求められた補正区間
のフレームｒに対して、電力算出器２２からの電力情報
ｑをもとに復号音声に対して電力補正を行い、再生音声
を出力する電力補正器２３とからなっている。

【０００７】図５の構成例では、誤りのあったフレーム
に対してはデータ置換器２０でデータを置換し、かつ、
補正区間算出器２６で求めた補正フレーム（フレーム数
ｒ）に対して電力補正を行うことにより、誤りのあった
フレームと、さらにその誤りの影響の残る誤りのないフ
レーム区間の再生音質の劣化を補正している。

【０００８】また、図６は図５の中の制御フレーム数演
算器２５の一例を示すブロック図である。図６（Ａ）は
制御フレーム数ｒの算出に乗算器３１を用いた例であ
り、誤りフレーム数カウンタ２４から出力される誤りフ
レーム数と、記憶手段３２に記憶している重み付け係数
とを乗算器３１で乗算し、制御フレーム数ｒを算出して
出力する。制御フレーム数演算器２５の出力ｒは、例え
ば、誤りフレーム数がＮフレーム、重み付け係数がαな
らば、制御フレーム数ｒはα×Ｎとなる。

【０００９】さらに、図６（Ｂ）は、制御フレーム数の
算出に加算器３３を用いた例であり、誤りフレーム数カ
ウンタ２４から出力される誤りフレーム数に、記憶手段
３２で記憶している重み付け係数を加算器３３で加算
し、制御フレーム数ｒを算出して出力する。制御フレー
ム数演算器２５の出力ｒは、例えば、誤りフレーム数が
Ｎフレーム、重み付け係数がβならば、制御フレーム数
ｒはＮ＋βとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先に提案した
図５の構成例では、電力補正器２３での電力補正処理
は、伝送誤りがあったときは再生音声の電力に関係なく
処理を行うので、復号音声の電力が小さい場合は、伝送
誤りによる音質の劣化が少なく、その影響が残る伝送誤
りのないフレーム数も少ないにもかかわらず、電力補正
区間が無駄に長くなり、誤りの影響の無い区間にまで劣
化防止処理を行っているという過剰処理の問題があり、
そのため、却って再生音声の自然性を損なう結果とな
り、同時に消費電力も大きくなり、低消費電力化の妨げ
になるという欠点がある。

【００１１】本発明の目的は、伝送誤りの再生音への影
響を低減することを目的とし、かつ、先に提案した回路
構成の問題点である不適正な電力補正区間における過剰
処理を解消し、同時に低消費電力化を可能とするバース
ト誤り対策機能付きの音声復号装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の音声復号装置
は、無線回線によって送られてくる電波を受信復調して
得られる符号化ディジタル音声データが入力され、誤り
のないフレームは該ディジタル音声データを出力し、受
信復調信号からバースト的な誤りを検出したとき生成さ
れる誤りフレームフラグが入力されたとき当該フレーム
のディジタル音声データを予め設定された所定のデータ
系列に置換して出力するデータ置換器と、該データ置換
器の出力を復号する音声復号器と、該音声復号器から出
力される復号音声の電力を算出して電力情報を出力する
電力算出器と、前記誤りフレームフラグが入力されたと
き前記受信復調信号のフレームの区分を示すフレームパ
ルスをカウントして出力する誤りフレーム数カウンタ
と、該フレーム数カウンタから出力される誤りフレーム
数とそれに続く誤りの影響のあるフレーム数とから電力
補正区間の制御フレーム数を算出して出力する制御フレ
ーム数演算器と、前記音声復号器から出力される復号音
声の前記電力補正区間に対して前記電力情報に従って電
力補正を行って再生音声信号を出力する電力補正器とを
備えた音声復号装置において、前記制御フレーム数演算
器は、前記電力情報の大きさに応じた重み付け係数を記
憶させておく複数の重み付け係数記憶手段と、前記電力
情報の大きさに応じた重み付け係数を前記複数の重み付
け係数記憶手段から選択するための閾値を記憶させてお
く閾値記憶手段と、前記電力算出器から出力される電力
情報と前記閾値とを比較する比較器と、該比較器の出力
によって前記複数の重み付け係数記憶手段から該電力情
報に対応する重み付け係数を選択出力する選択手段と、
該選択手段によって選択された重み付け係数と前記誤り
フレーム数カウンタの出力とを乗算または加算して前記
制御フレーム数を出力する乗算または加算手段とが備え
られ、前記電力情報が前記閾値より大きいときは前記電
力補正区間が長くなる重み付け係数を選択して電力補正
が行われ、前記電力情報が前記閾値より小さいときは前
記電力補正区間が短くなる重み付け係数を選択して電力
補正が行われるように構成されたことを特徴とするもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すブロ
ック図である。先に提案した図５の構成と異なる点は、
補正区間算出器４０の中の制御フレーム数演算器４１で
あり、制御フレームｒの演算に電力算出器２２からの電
力情報ｑを加味し、復号音声の電力が小さいときは電力
補正フレーム数を少なくして過剰処理をなくしたことで
ある。

【００１４】従って本発明の音声復号装置は、誤りフレ
ーム区間の符号化データｈを擬似雑音等の特定のデータ
に置き換えるデータ置換器２０と、音声復号器２１と、
復号音声ｉの電力を求める電力算出器２２と、制御器１
１からの誤りフラグｋをカウントする誤りフレーム数カ
ウンタ２４と、誤りフレーム数カウンタ２４の出力と電
力算出器２２からの電力情報ｑとから電力補正すべきフ
レーム数ｒを算出する制御フレーム数演算器４１とから
なる補正区間算出器４０と、補正区間算出器４０で求め
られた補正区間（フレーム数ｒ）のフレームに対して、
電力算出器２２からの電力情報ｑをもとに復号音声ｉに
対して電力補正を行い、再生音声を出力する電力補正器
２３とからなっている。

【００１５】図２及び図３は、図１に示した本発明の実
施例の中の要部をなす制御フレーム数演算器４１の詳細
例を示すブロック図であり、重み付け係数を記憶する記
憶手段が２つある場合の例である。図２は制御フレーム
数ｒの算出に乗算器３１を用いた制御フレーム演算器４
１のブロック図であり、誤りフレーム数カウンタ２４か
ら出力される誤りフレーム数と、記憶手段５１に記憶し
ている重み付け係数１、又は記憶手段５２に記憶してい
る重み付け係数２を乗算器３１で乗算し、制御フレーム
数ｒを算出するように構成されている。電力算出器２２
から出力される電力情報ｑと記憶手段５４に記憶させた
閾値情報を比較器５３で比較し、その結果でスイッチ
（ＳＷ）５５を切り替えて誤りフレーム数に乗算する係
数を選択する。

【００１６】具体的に例を挙げれば、制御フレーム数演
算器４１の出力は、誤りフレーム数がＮフレーム、重み
付け係数１がα、重み付け係数２が０．０、電力情報ｑ
が１．５、記憶手段５４に記憶されている閾値が０．９
ならば、制御フレーム数はα×Ｎとなり、電力情報ｑが
０．５ならば制御フレーム数が０となる。このように、
電力情報ｑが閾値より大きいとき、電力補正はある一定
フレーム数だけ行われるが、閾値より小さいときは電力
補正区間が小さく（短く）なるように制御される。

【００１７】次に、図３は、制御フレーム数ｒの算出に
加算器３３を用いた制御フレーム数演算器４１のブロッ
ク図であり、誤りフレーム数カウンタ２４から出力され
る誤りフレーム数と、記憶手段５１に記憶している重み
付け係数１、又は記憶手段５２に記憶している重み付け
係数２を加算器３３で加算し、制御フレーム数ｒを算出
するように構成されている。電力算出器２２から出力さ
れる電力情報ｑと記憶手段５４に記憶させた閾値情報を
比較器５３で比較し、その結果でスイッチ（ＳＷ）５５
を切り替えて誤りフレーム数に加算する係数を選択す
る。

【００１８】具体的に例を挙げれば、制御フレーム数演
算器４１の出力は、誤りフレーム数がＮフレーム、重み
付け係数１がβ、重み付け係数２が０．０、電力情報ｑ
が１．５、記憶手段５４に記憶されている閾値が０．９
ならば、制御フレーム数ｒはＮ＋βとなり、電力情報ｑ
が０．５ならば制御フレーム数ｒがＮとなる。このよう
に、電力情報が閾値より大きいとき、電力補正はある一
定フレーム数だけ行われるが、閾値より小さいときは電
力補正区間が小さく（短く）なるように制御される。

【００１９】また、任意の数（ここではｍとする）の重
み付け係数を記憶する手段を有する場合は、ｍ個の閾値
を記憶するためのｍ個の記憶手段と、ｍ個の閾値との比
較結果のＡＮＤをとる比較器を設けることにより容易に
構成することができる。

【００２０】以上に説明した通り、図２，３に示した本
発明の制御フレーム数演算器で制御フレームｒを算出す
れば、復号音声の電力が大きいときは、従来とほぼ同等
の補正区間であるが、復号音声の電力が小さいときは従
来より少ない補正区間となり、過剰補正が回避されて音
質の劣化が軽減され、自然性を損なわない程度の補正区
間とすることができることがわかる。

【００２１】また、補正区間を少なくすることで、補正
区間以外は電力補正器内の使用しない記憶手段等を低消
費電力モードに移行することができるため、低消費電力
化が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、データ置換器、補正区間算出器、電力補正器などよ
り構成されている従来のバースト誤りの対策機能付き音
声復号装置の補正区間算出器を改良することにより、従
来に比べ、再生音声の自然性の向上と低消費電力化が可
能な音声復号装置が実現でき、バースト的な伝送誤りが
発生しやすい無線区間を持つシステムでより高品質な通
話が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の要部を示す制御フレーム数演算器の第
１の構成例図である。

【図３】本発明の要部をなす制御フレーム数演算器の第
２の構成例図である。

【図４】本発明を適用する音声符号化通信方式の送信装
置と受信装置のブロック図である。

【図５】先に提案した音質劣化軽減付き音声復号装置の
ブロック図である。

【図６】先に提案した制御フレーム数演算器の詳細な構
成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ マイクロホン ２ 音声符号化器 ３ 多重化器 ４ 変調送信器 ５ 制御データ発生器 ６ 送信アンテナ ７ 受信アンテナ ８ 復調器 ９ 多重分離器 １０ 音声復号装置 １１ 制御器 １２ スピーカ ２１ 音声復号器 ２２ 電力算出器 ２３ 電力補正器 ２４ 誤りフレーム数カウンタ ２５ 制御フレーム数演算器 ２６ 補正区間算出器 ３０ 補正区間算出器 ３１ 乗算器 ３２ 記憶手段（重み付け係数） ３３ 加算器 ４０ 補正区間算出器 ４１ 制御フレーム数演算器 ５１ 記憶手段（重み付け係数１） ５２ 記憶手段（重み付け係数２） ５３ 比較器 ５４ 記憶手段（閾値） ５５ スイッチ（ＳＷ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線回線によって送られてくる電波を受
   信復調して得られる符号化ディジタル音声データが入力
   され、誤りのないフレームは該ディジタル音声データを
   出力し、受信復調信号からバースト的な誤りを検出した
   とき生成される誤りフレームフラグが入力されたとき当
   該フレームのディジタル音声データを予め設定された所
   定のデータ系列に置換して出力するデータ置換器と、該
   データ置換器の出力を復号する音声復号器と、該音声復
   号器から出力される復号音声の電力を算出して電力情報
   を出力する電力算出器と、前記誤りフレームフラグが入
   力されたとき前記受信復調信号のフレームの区分を示す
   フレームパルスをカウントして出力する誤りフレーム数
   カウンタと、該フレーム数カウンタから出力される誤り
   フレーム数とそれに続く誤りの影響のあるフレーム数と
   から電力補正区間の制御フレーム数を算出して出力する
   制御フレーム数演算器と、前記音声復号器から出力され
   る復号音声の前記電力補正区間に対して前記電力情報に
   従って電力補正を行って再生音声信号を出力する電力補
   正器とを備えた音声復号装置において、 前記制御フレーム数演算器は、前記電力情報の大きさに
   応じた重み付け係数を記憶させておく複数の重み付け係
   数記憶手段と、前記電力情報の大きさに応じた重み付け
   係数を前記複数の重み付け係数記憶手段から選択するた
   めの閾値を記憶させておく閾値記憶手段と、前記電力算
   出器から出力される電力情報と前記閾値とを比較する比
   較器と、該比較器の出力によって前記複数の重み付け係
   数記憶手段から該電力情報に対応する重み付け係数を選
   択出力する選択手段と、該選択手段によって選択された
   重み付け係数と前記誤りフレーム数カウンタの出力とを
   乗算または加算して前記制御フレーム数を出力する乗算
   または加算手段とが備えられ、 前記電力情報が前記閾値より大きいときは前記電力補正
   区間が長くなる重み付け係数を選択して電力補正が行わ
   れ、前記電力情報が前記閾値より小さいときは前記電力
   補正区間が短くなる重み付け係数を選択して電力補正が
   行われるように構成されたことを特徴とする音声復号装
   置。