KR20060135699A - 신호 복호화 장치 및 신호 복호화 방법 - Google Patents

신호 복호화 장치 및 신호 복호화 방법 Download PDF

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토모후미 야마나시
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마쓰시다 일렉트릭 인더스트리얼 컴패니 리미티드
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Abstract

스케러블 부호화의 정보 복호화 시에, 전송 오류가 생긴 경우라 하더라도, 큰 이음의 발생을 억제하는 신호 복호화 장치. 이 신호 복호화 장치에 있어서, 부호화 정보 조작부(601)는 기본 레이어 부호화 정보, 제1 확장 레이어 부호화 정보 및 제2 확장 레이어 부호화 정보에 대해 전송 오류 검출 비트를 이용해서 오류 검출을 행한다. 복호화 동작 제어부(602)는, 오류 검출 결과와 비트레이트의 패턴을 나타내는 패턴 정보에 따라, 제어 스위치(606, 607)의 온/오프를 제어하여, 샘플링 주파수 조정부(608, 609)의 샘플링 주파수를 제어한다. 기본 레이어 복호화부(603), 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 오류 검출 결과와 비트레이트에 따라, 부호화 정보의 복호화 혹은 프레임 소실 보상 처리를 한다. 샘플링 주파수 조정부(608, 609)는, 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정한다.

Description

신호 복호화 장치 및 신호 복호화 방법{SIGNAL DECODING APPARATUS AND SIGNAL DECODING METHOD}
본 발명은, 입력 신호를 스케러블(Scalable) 부호화하여 전송하는 통신 시스템에 사용되는 신호 복호화 장치 및 신호 복호화 방법에 관한 것이다.
디지털 무선 통신, 인터넷 통신으로 대표되는 패킷 통신 혹은 음성 축적 등의 분야에서는, 전파 등의 전송로 용량이나 기억 매체의 효과적인 이용을 꾀하기 위해, 음성 신호의 부호화/복호화 기술이 불가결하며, 지금까지 많은 음성 부호화/복호화 방식이 개발되어 왔다.
그리고, 현재는, CELP 방식의 음성 부호화/복호화 방식이 주류의 방식으로서 실용화되어 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1). CELP 방식의 음성 부호화 방식은, 주로 발성음의 모델을 기억하고, 미리 기억된 음성 모델에 기초하여 입력 음성을 코드화하는 것이다.
그리고, 최근, 음성 신호, 악음(樂音) 신호의 부호화에 있어서, CELP 방식을 응용하여, 부호화 정보의 일부로부터도 음성·악음 신호를 복호화할 수 있어, 패킷 손실이 발생할만한 상황에 있어서도 음질 열화를 억제할 수 있는 스케러블(Scalable) 부호화 기술이 개발되고 있다.
이 스케러블 부호화 기술의 대표적인 것으로서, 제1 계층 부호화부에서 입력 신호를 부호화하여 부호화 정보를 취득한다. 또, 상위 계층에 대해서 제(i－1) 계층(i는 2이상의 정수)의 부호화부의 입력 신호와 제(i－1) 계층의 부호화 정보의 복호화 신호의 차(差)인 잔차(殘差)신호를 제i계층의 입력 신호로 하여 이것을 제i계층의 부호화부에서 부호화하여 부호화 정보를 취득하는 것을 반복하는 방법이 알려져 있다.
이 방법으로 부호화된 부호화 정보를 복호하는 복호화 장치에서는, 부호화와 반대의 처리 절차로 복호화를 행한다.
그리고, 종래의 스케러블 부호화 기술에 있어서의 복호화 장치에서는, 어떤 계층에 있어서 패킷 손실이 발생한(오류가 검출된) 경우, 동일 계층의 복호화 신호를 무음(無音) 신호로 하거나, 또는, 동일 계층의 직전 및 직후 중의 적어도 한쪽의 부호화 프레임에 있어서의 패킷의 복호 결과를 이용하여 복호화하는 방법을 취한다(예를 들면, 특허 문헌 1).
[특허 문헌 1]
특허공개 2003－241799호 공보
[비특허 문헌 1]
M.R.Schroeder, B.S.Atal, "Code Excited Linear Prediction: High Quality Speech at Very Low Bit Rate", IEEE proc., ICASSP'85 pp.937-940
발명이 해결하려고 하는 과제
그렇지만, 상기 특허 문헌 1의 방법으로는, 차분(差分) 신호를 대상으로 하는 스케러블 부호화 방식에 있어서는, 전송오류가 발생한 계층과 그것보다도 상위의 계층에서 취급하는 신호의 정합성이 소실되기 때문에, 이음(異音)이 발생해 버려, 음질이 열화해 버린다고 하는 과제를 가지고 있었다.
본 발명의 목적은 그러한 점을 고려하여 되어진 것으로서, 스케러블 부호화 정보의 복호화 때에 전송오류가 생긴 경우라 하더라도, 큰 이음이 발생하지 않을 것을 보증하는 기능을 가지는 신호 복호화 장치 및 신호 복호화 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 신호 복호화 장치는, n 계층(n은 2 이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치로서, 상기 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 하는 부호화 정보 조작 수단과, 오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과, 생성된 모든 복호화 신호의 샘플링 주파수를 전송시의 전송 모드에 따른 샘플링 주파수로 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과, 샘플링 주파수가 조정된 모든 복호화 신호를 가산(加算)하는 가산 수단을 구비하는 구성을 취한다.
또, 본 발명의 신호 복호화 장치는, n 계층(n은 2 이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치로서, 상기 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 하는 부호화 정보 조작 수단과, 오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과, 신호의 샘플링 주파수를 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과, 상기 복호화 수단으로 생성된 복호화 신호와 상기 샘플링 주파수 조정 수단으로 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 가산 수단을 구비하고, 상기 샘플링 주파수 조정 수단은, 제1 계층의 복호화 신호 및 제2 계층부터 제(n－1) 계층의 상기 가산 수단으로 가산된 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 상기 가산 수단은, 제i 계층(i는 2이상 n이하의 정수)의 복호화 신호와, 제(i－1) 계층의 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 구성을 취한다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 조정 후의 신호를 가산하여 출력 신호로 함으로써, 전송 오류가 생긴 경우라 하더라도, 큰 이음이 발생하지 않는 것을 보증하여, 충분한 품질을 가진 음성·악음 등의 신호를 복호화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치를 포함한 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치에 부호화 정보를 송신하는 신호 부호화 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 도 2의 신호 부호화 장치의 기본 레이어 부호화부의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 도 2의 신호 부호화 장치의 기본 레이어 복호화부의 내부 구성을 나 타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 부호화 정보의 데이터 구조도.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치의 부호화 정보 조작부에 기억되는 테이블 도면.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치의 복호화 동작 제어부에 기억되는 테이블 도면.
도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치의 부호화 정보 조작부에 있어서의 오류 검출의 처리 절차를 나타내는 흐름도.
도 10은 도 2의 신호 복호화 장치의 기본 레이어 복호화부의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 본 발명의 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치에 부호화 정보를 송신하는 신호 부호화 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 12는 본 발명의 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 13은 본 발명의 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치의 부호화 정보 조작부에 기억되는 테이블 도면.
도 14는 본 발명의 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치의 복호화 동작 제어부에 기억되는 테이블 도면.
도 15는 본 발명의 실시형태 2에 따른 중계국에 있어서 부호화 정보의 계층수가 변화한 경우에 대한 신호 복호화 장치의 부호화 정보 조작부에 기억되는 테이블 도면.
도 16은 본 발명의 실시형태 2에 따른 중계국에 있어서 부호화 정보의 계층수가 변화한 경우에 대한 신호 복호화 장치의 복호화 동작 제어부에 기억되는 테이블 도면.
도 17은 본 발명의 실시형태 3에 따른 신호 송신 장치 및 신호 수신장치의 구성을 나타내는 블록도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 각 본 실시형태에서는, 3 계층으로 구성된 계층적인 신호 부호화/복호화 방법을 이용하여 CELP 타입의 음성 부호화/복호화를 행하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 계층적인 신호 부호화 방법이란, 하위 레이어에서의 입력 신호와 출력 신호의 차분 신호를 부호화하여 부호화 정보를 출력하는 신호 부호화 방법이, 상위 레이어에 복수 존재하여 계층 구조를 이루고 있는 방법이다. 또, 이하의 설명에 있어서, 제일 하위 레이어(제1 계층)를 「기본 레이어」라고 하고, 기본 레이어보다 상위에 존재하는 레이어를 「확장 레이어」라고 한다.
(실시형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치를 포함한 시스템 구성을 나타내는 도면이다.
신호 부호화 장치(101)는, 전송 모드 정보에 따라, 입력 신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용하여 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「전송전(傳送前) 부호화 정보」라고 함)를, 전송로(102)를 경유하여 신호 복호화 장치(103)에 송신한다.
신호 복호화 장치(103)는, 신호 부호화 장치(101)로부터 전송로(102)를 경유해서 수신한 부호화 정보(이하, 「전송후(傳送後)부호화 정보」라고 함)에 대해서 CELP 타입의 음성 복호화 방법을 이용해 복호화를 행하고, 복호화로 얻은 복호화 신호를 출력 신호로서 출력한다. 여기서, 전송로(102)에 있어서 전송 오류가 없을 경우, 전송전 부호화 정보와 전송후 부호화 정보는 동일한 것이 된다.
다음에, 도 1의 신호 부호화 장치(101)의 구성에 대해, 도 2의 블록도를 이용해 설명한다. 또한, 신호 부호화 장치(101)는, 입력 신호를 N 샘플씩 단락지어(N은 자연수), N 샘플을 1 프레임으로 하여 프레임마다 부호화를 행한다.
신호 부호화 장치(101)는, 전송 비트레이트 제어부(201)와, 제어 스위치 (202~205)와, 다운샘플링(dowm-sampling) 처리부(206)(211)와, 기본 레이어 부호화부(207)와, 기본 레이어 복호화부(208)와, 업샘플링(up-sampling) 처리부(209)(214)와, 가산부(210)(215)와, 제1 확장 레이어 부호화부(212)와, 제1 확장 레이어 복호화부(213)와, 제2 확장 레이어 부호화부(216)와, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)와, 부호화 정보 통합부(218)로 주로 구성된다.
전송 모드(Mode) 정보는, 전송 비트레이트 제어부(201)에 입력된다. 여기서, 전송 모드 정보란, 입력 신호를 부호화해서 전송할 때의 전송 비트레이트를 지 시하는 정보로서, 미리 정해진 두 개 이상의 전송 비트레이트 중에서 한 개의 전송 비트레이트가 전송 모드 정보로서 선택된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 전송 모드 정보는, 미리 정해진 세 종류의 전송 비트레이트 bitrate1, bitrate2, bitrate3(bitrate3＜bitrate2＜bitrate1)의 값을 취할 수 있는 것으로 한다.
전송 비트레이트 제어부(201)는, 입력한 전송 모드 정보에 따라, 제어 스위치(202~205)의 온/오프(on/off)를 제어한다. 구체적으로는, 전송 비트레이트 제어부(201)는, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우, 제어 스위치(202~205)를 모두 온 상태로 한다. 또, 전송 비트레이트 제어부(201)는, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우, 제어 스위치(202) 및 (203)를 온 상태로 하고, 제어 스위치(204) 및 (205)를 오프 상태로 한다. 또, 전송 비트레이트 제어부(201)는, 전송 모드 정보가 bitrate3인 경우, 제어 스위치(202~205)를 모두 오프 상태로 한다. 또, 전송 비트 레이트 제어부(201)는, 전송 모드 정보를 전송 오류 검출 비트 부가부(217)에 출력한다. 이와 같이, 전송 비트레이트 제어부(201)가 전송 모드 정보에 따라 제어 스위치를 온/오프 제어함으로써, 입력 신호의 부호화에 이용하는 부호화부의 조합이 결정된다.
입력 신호는, 제어 스위치(202) 및 다운샘플링 처리부(206)에 입력된다. 이하, 입력 신호의 샘플링 주파수를 「입력 샘플링 주파수」라고 한다.
다운샘플링 처리부(206)는, 입력 신호를 다운샘플링하여 기본 레이어 부호화부(207)에 출력한다. 이하, 다운샘플링 처리부(206)에 있어서의 다운샘플링 후의 샘플링 주파수를 「기본 레이어 샘플링 주파수」라고 한다.
기본 레이어 부호화부(207)는, 다운샘플링 처리부(206)의 출력 신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「기본 레이어 부호화 정보」라고 함)를 전송 오류 검출 비트 부가부(217) 및 제어 스위치(203)에 출력한다. 또한, 기본 레이어 부호화부(207)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.
기본 레이어 복호화부(208)는, 제어 스위치(203)가 온 상태일 경우, 기본 레이어 부호화부(207)로부터 출력된 기본 레이어 부호화 정보에 대해서 CELP 타입의 음성 복호화 방법을 이용해 복호화를 행하고, 복호화로 얻은 복호화 신호(이하, 「기본 레이어 복호화 신호」라고 함)를 업샘플링 처리부(209)에 출력한다. 또한, 기본 레이어 복호화부(208)는, 제어 스위치(203)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다. 또한, 기본 레이어 복호화부(208)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.
업샘플링 처리부(209)는, 제어 스위치(203)가 온 상태일 경우, 기본 레이어 복호화부(208)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호를 입력 샘플링 주파수로 업샘플링하고, 업샘플링 후의 신호를 가산부(210)에 출력한다. 또한, 업샘플링 처리부(209)는, 제어 스위치(203)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
가산부(210)는, 제어 스위치(202), (203)가 온 상태일 경우, 입력 신호에, 업샘플링 처리부(209)의 출력 신호의 극성을 반전시킨 신호를 가산하고, 가산 결과인 제1 차분(差分)신호를 다운샘플링 처리부(211) 및 제어 스위치(204)에 출력한다. 또한, 가산부(210)는, 제어 스위치(202), (203)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
다운샘플링 처리부(211)는, 제어 스위치(202), (203)가 온 상태일 경우, 가산부(210)로부터 출력되는 제1 차분신호의 샘플링 주파수를 다운샘플링 하고, 다운샘플링 후의 제1 차분신호를 제1 확장 레이어 부호화부(212)에 출력한다. 이하, 다운샘플링 처리부(211)에 있어서의 다운샘플링 후의 샘플링 주파수를 「 제1 확장 레이어 샘플링 주파수」라고 한다. 또한, 다운샘플링 처리부(211)는, 제어 스위치(202), (203)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
제1 확장 레이어 부호화부(212)는, 제어 스위치(202), (203)가 온 상태일 경우, 다운샘플링 처리부(211)의 출력 신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「 제1 확장 레이어 부호화 정보」라고 함)를 제어 스위치(205) 및 전송 오류 검출 비트 부가부(217)에 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 부호화부(212)는, 제어 스위치(202), (203)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
제1 확장 레이어 복호화부(213)는, 제어 스위치(205)가 온 상태일 경우, 제1 확장 레이어 부호화부(212)로부터 출력된 제1 확장 레이어 부호화 정보에 대해서 CELP 타입의 음성 복호화 방법을 이용해 복호화를 행하고, 복호화로 얻은 복호화 신호(이하, 「 제1 확장 레이어 복호화 신호」라고 함)를 업샘플링 처리부(214)에 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(213)는, 제어 스위치(205)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
업샘플링 처리부(214)는, 제어 스위치(205)가 온 상태일 경우, 제1 확장 레 이어 복호화부(213)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호를 입력 샘플링 주파수로 업샘플링 하고, 업샘플링 후의 신호를 가산부(215)에 출력한다. 또한, 업샘플링 처리부(214)는, 제어 스위치(205)가 오프 상태일 때는 아무 동작도 하지않는다.
가산부(215)는, 제어 스위치(204), (205)가 온 상태일 때, 입력 신호에, 업샘플링 처리부(214)의 출력 신호의 극성을 반전시킨 신호를 가산하고, 가산 결과인 제2 차분신호를 제2 확장 레이어 부호화부(216)에 출력한다. 또한, 가산부(215)는, 제어 스위치(204), (205)가 오프 상태일 때는 아무 동작도 하지않는다.
제2 확장 레이어 부호화부(216)는, 제어 스위치(204), (205)가 온 상태일 때, 가산부(215)로부터 출력되는 제2 차분신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「 제2 확장 레이어 부호화 정보」라고 함)를 전송 오류 검출 비트 부가부(217)에 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 부호화부(216)는, 제어 스위치(204), (205)가 오프 상태일 때는 아무 동작도 하지 않는다.
전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, 전송 비트레이트 제어부(201)로부터 전송 모드 정보를 입력하여, 전송 모드 정보를 이용해서 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 전송 모드 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(218)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, 기본 레이어 부호화부(207)로 부터 기본 레이어 부호화 정보를 입력하여, 기본 레이어 부호화 정보를 이용해서 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 기본 레이어 부 호화 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(218)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, 전송 모드 정보가 bitrate1 혹은 bitrate2일 때는 제1 확장 레이어 부호화부(212)로부터 제1 확장 레이어 부호화 정보를 입력하여, 제1 확장 레이어 부호화 정보를 이용해서 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 제1 확장 레이어 부호화 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(218)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, 전송 모드 정보가 bitrate1일 때는 제2 확장 레이어 부호화부(216)로부터 제2 확장 레이어 부호화 정보를 입력하여, 제2 확장 레이어 부호화 정보를 이용해서 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 제2 확장 레이어 부호화 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(218)에 출력한다.
부호화 정보 통합부(218)는, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)로부터 출력된 부호화 정보와 전송 모드 정보를 통합하고, 이것을 전송전(前) 부호화 정보로서 전송로(102)에 출력한다.
이상이, 실시형태 1에 따른 신호 부호화 장치(101)의 구성에 대한 설명이다.
다음에, 도 2의 기본 레이어 부호화부(207)의 내부 구성에 대해 도 3을 이용해서 설명한다. 여기서는, 기본 레이어 부호화부(207)에 있어서, CELP 타입의 음성 부호화를 행하는 경우에 대해 설명한다.
전(前) 처리부(301)는, 다운샘플링 처리부(206)로부터 출력된 입력 샘플링 주파수 신호에 대해, DC성분을 제거하는 하이패스 필터(High Pass Filter) 처리나 후속하는 부호화 처리의 성능 개선으로 이어질만한 파형 정형 처리나 프리엠퍼시스 (pre-emphasis) 처리를 행하고, 이러한 처리 후의 신호(Xin)를 LPC 분석부(302) 및 가산부(305)에 출력한다.
LPC 분석부(302)는, Xin를 이용하여 선형 예측 분석을 행하고, 분석 결과(선형 예측 계수)를 LPC 양자화부(303)에 출력한다. LPC 양자화부(303)는, LPC 분석부(302)로부터 출력된 선형 예측 계수(LPC)의 양자화 처리를 행하고, 양자화 LPC를 합성 필터(304)에 출력함과 동시에 양자화 LPC를 나타내는 부호(L)를 다중화부(314)에 출력한다.
합성 필터(304)는, 양자화 LPC에 기초하는 필터 계수를 이용하여, 후술하는 가산부(311)로부터 출력되는 구동 음원에 대해서 필터 합성을 행함으로써 합성 신호를 생성하고, 합성 신호를 가산부(305)에 출력한다.
가산부(305)는, 합성 신호의 극성을 반전시켜 Xin에 가산함으로써 오차 신호를 산출하고, 오차 신호를 청각 보정부(312)에 출력한다.
적응 음원 코드북(306)은, 과거에 가산부(311)에 의해 출력된 구동 음원을 버퍼에 기억하고 있어, 파라미터 결정부(313)로부터 출력된 신호에 의해 특정되는 과거의 구동 음원으로부터 1 프레임 분의 샘플을 적응 음원 벡터로서 추출하여 곱셈부(309)에 출력한다.
양자화 이득 생성부(307)는, 파라미터 결정부(313)로부터 출력된 신호에 의해 특정되는 양자화 적응 음원 이득과 양자화 고정 음원 이득을 각각 곱셈부(309)와 곱셈부(310)에 출력한다.
고정 음원 코드북(308)은, 파라미터 결정부(313)로부터 출력된 신호에 의해 특정되는 형상을 가지는 펄스 음원 벡터에 확산 벡터를 곱셈하여 얻은 고정 음원 벡터를 곱셈부(310)에 출력한다.
곱셈부(309)는, 양자화 이득 생성부(307)로부터 출력된 양자화 적응 음원 이득을, 적응 음원 코드북(306)으로부터 출력된 적응 음원 벡터에 곱하여, 가산부(311)에 출력한다. 곱셈부(310)는, 양자화 이득 생성부(307)로부터 출력된 양자화 고정 음원 이득을, 고정 음원 코드북(308)으로부터 출력된 고정 음원 벡터에 곱하여, 가산부(311)에 출력한다.
가산부(311)는, 이득 곱셈 후의 적응 음원 벡터와 고정 음원 벡터를 각각 곱셈부(309)와 곱셈부(310)로부터 입력하여, 이들을 벡터 가산하고, 가산 결과인 구동 음원을 합성 필터(304) 및 적응 음원 코드북(306)에 출력한다. 또한, 적응 음원 코드북(306)에 입력된 구동 음원은 버퍼에 기억된다.
청각 보정부(312)는, 가산부(305)로부터 출력된 오차 신호에 대해서 청각적인 보정을 행하고 부호화 왜곡으로서 파라미터 결정부(313)에 출력한다.
파라미터 결정부(313)는, 청각 보정부(312)로부터 출력된 부호화 왜곡을 최소로 하는 적응 음원 벡터, 고정 음원 벡터 및 양자화 이득을, 각각 적응 음원 코드북(306), 고정 음원 코드북(308) 및 양자화 이득 생성부(307)로부터 선택하고, 선택 결과를 나타내는 적응 음원 벡터 부호(A), 고정 음원 벡터 부호(F) 및 음원 이득 부호(G)를 다중화부(314)에 출력한다.
다중화부(314)는, LPC 양자화부(303)로부터 양자화 LPC를 나타내는 부호(L)가 입력하고, 파라미터 결정부(313)로부터 적응 음원 벡터를 나타내는 부호(A), 고 정 음원 벡터를 나타내는 부호(F) 및 양자화 이득을 나타내는 부호(G)가 입력하여, 이러한 정보를 다중화 하여 기본 레이어 부호화 정보로서 출력한다.
이상이, 실시형태 1에 따른 기본 레이어 부호화부(207)의 내부 구성에 대한 설명이다.
또한, 도 2의 제1 확장 레이어 부호화부(212) 및 제2 확장 레이어 부호화부(216)의 내부 구성은, 기본 레이어 부호화부(207)와 동일하며, 입력되는 신호의 종류, 입력되는 신호의 샘플링 주파수 및 출력되는 부호화 정보의 종류만이 다르므로, 그 설명은 생략한다.
다음에, 도 2의 기본 레이어 복호화부(208)의 내부 구성에 대해 도 4를 이용해 설명한다. 여기서는, 기본 레이어 복호화부(207)에 있어서, CELP 타입의 음성 복호화를 행하는 경우에 대해 설명한다.
도 4에 있어서, 기본 레이어 복호화부(208)에 입력된 기본 레이어 부호화 정보는, 다중화 분리부(401)에 의해 개개의 부호(L, A, G, F) 로 분리된다. 분리된 LPC 부호(L)는 LPC 복호화부(402)에 출력되고, 분리된 적응 음원 벡터 부호(A)는 적응 음원 코드북(405)에 출력되고, 분리된 음원 이득 부호(G)는 양자화 이득 생성부(406)에 출력되고, 분리된 고정 음원 벡터 부호(F)는 고정 음원 코드북(407)에 출력된다.
LPC 복호화부(402)는, 다중화 분리부(401)로부터 출력된 부호(L)로부터 양자화 LPC를 복호화하여, 합성 필터(403)에 출력한다.
적응 음원 코드북(405)은, 다중화 분리부(401)로부터 출력된 부호(A)로 지정 되는 과거의 구동 음원으로부터 1 프레임 분의 샘플을 적응 음원 벡터로서 추출하여 곱셈부(408)에 출력한다.
양자화 이득 생성부(406)는, 다중화 분리부(401)로부터 출력된 음원 이득 부호(G)로 지정되는 양자화 적응 음원 이득과 양자화 고정 음원 이득을 복호화하여 곱셈부(408) 및 곱셈부(409)에 출력한다.
고정 음원 코드북(407)은, 다중화 분리부(401)로부터 출력된 부호(F)로 지정되는 고정 음원 벡터를 생성하여, 곱셈부(409)에 출력한다.
곱셈부(408)는, 적응 음원 벡터에 양자화 적응 음원 이득을 곱셈하여, 가산부(410)에 출력한다. 곱셈부(409)는, 고정 음원 벡터에 양자화 고정 음원 이득을 곱셈하여, 가산부(410)에 출력한다.
가산부(410)는, 곱셈부(408), (409)로부터 출력된 이득 곱셈 후의 적응 음원 벡터와 고정 음원 벡터를 가산하여, 구동 음원을 생성하고, 이것을 합성 필터(403) 및 적응 음원 코드북(405)에 출력한다.
합성 필터(403)는, LPC 복호화부(402)에 의해 복호화 된 필터 계수를 이용하여, 가산부(410)로부터 출력된 구동 음원의 필터 합성을 행하고, 합성한 신호를 후(後)처리부(404)에 출력한다.
후처리부(404)는, 합성 필터(403)로부터 출력된 신호에 대해서, 포만트(Formant) 강조나 피치(pitch) 강조 등 음성의 주관적인 품질을 개선하는 처리나, 정상 잡음의 주관적 품질을 개선하는 처리 등을 가하여, 기본 레이어 복호화 정보로서 출력한다.
이상이, 실시형태 1에 따른 기본 레이어 복호화부(208)의 내부 구성의 설명이다.
또한, 도 2의 제1 확장 레이어 복호화부(213)의 내부 구성은, 기본 레이어 복호화부(208)의 내부 구성과 동일하며, 입력되는 신호의 종류, 입력되는 신호의 샘플링 주파수 및 출력되는 부호화 정보의 종류만이 다를 뿐이므로, 그 설명은 생략한다.
다음에, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)가, 기본 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트를 산출하는 방법의 일례에 대해서 설명한다. 본 예에서는, 기본 레이어 부호화 정보의 비트수는 C비트이며, 전송 오류 검출 비트로서 10비트의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호를 이용하는 것으로 한다.
기본 레이어 부호화 정보 P[i]를 이하의 [수학식 1]과 같이 나타내며, 기본 레이어 부호화 정보 P[i] 는 「0」혹은 「1」의 어느 쪽인가의 값을 취한다.
Figure 112006048919810-PCT00001
또, CRC의 생성 다항식ｇcrc(x)는, 이하의 [수학식 2]로 표시된다.
Figure 112006048919810-PCT00002
전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, [수학식 3]을 이용하여 잉여 R(x)를 산 출한다. 여기서, [수학식 3] 중의 Q(x)는 P[i]를 생성 다항식ｇcrc(x)으로 나눗셈 했을 경우의 몫이다.
Figure 112006048919810-PCT00003
그리고, 잉여 R(x)를 가지고 이하의 [수학식 4]를 이용하여, 10비트의 CRC 부호 CRC[x]를 구한다.
Figure 112006048919810-PCT00004
또한, 전송 오류 검출 비트 부가부(217)는, 제1 확장 레이어 부호화 정보, 제2 확장 레이어 부호화 정보 및 전송 모드 정보에 대해서도 동일한 방법으로 전송 오류 검출 비트를 산출한다.
다음에, 전송전 부호화 정보의 데이터 구조(비트 스트림(bitstream))에 대해 도 5를 이용해 설명한다.
전송 모드 정보가 bitrate3인 경우, 전송전 부호화 정보는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 전송 모드 정보(501), 전송 모드 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(502), 기본 레이어 부호화 정보(503) 및 기본 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(504)로 구성된다.
또, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우, 전송전 부호화 정보는, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 전송 모드 정보(501), 전송 모드 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(502), 기본 레이어 부호화 정보(503), 기본 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(504), 제1 확장 레이어 부호화 정보(505) 및 제1 확장 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(506)로 구성된다.
또, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우, 전송전 부호화 정보는, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 전송 모드 정보(501), 전송 모드 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(502), 기본 레이어 부호화 정보(503), 기본 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(504), 제1 확장 레이어 부호화 정보(505), 제1 확장 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(506), 제2 확장 레이어 부호화 정보(507) 및 제2 확장 레이어 부호화 정보에 부가하는 전송 오류 검출 비트(508)로 구성된다.
다음에, 도 1의 신호 복호화 장치(103)의 구성에 대해 도 6을 이용해서 설명한다.
신호 복호화 장치(103)는, 부호화 정보 조작부(601)와, 복호화 동작 제어부(602)와, 기본 레이어 복호화부(603)와, 제1 확장 레이어 복호화부(604)와, 제2 확장 레이어 복호화부(605)와, 제어 스위치(606), (607)과 샘플링 주파수 조정부(608), (609)로 주로 구성된다.
부호화 정보 조작부(601)는, 수신한 전송 후 부호화 정보에 포함되는 전송 모드 정보, 기본 레이어 부호화 정보, 제1 확장 레이어 부호화 정보, 제2 확장 레이어 부호화 정보 및 이들의 전송 오류 검출 비트를 분리하여, 소정의 절차에 따라 기본 레이어 부호화 정보, 제1 확장 레이어 부호화 정보 및 제2 확장 레이어 부호화 정보에 대해서 전송 오류 검출 비트를 이용해 오류 검출을 행한다. 그리고, 부호화 정보 조작부(601)는, 각 정보에 대해서 오류가 검출되지 않았을 경우에만, 각각 기본 레이어 부호화 정보를 기본 레이어 복호화부(603)에 출력하고, 제1 확장 레이어 부호화 정보를 제1 확장 레이어 복호화부(604)에 출력하고, 제2 확장 레이어 부호화 정보를 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)에 있어서의 오류 검출의 처리 절차 및 전송 오류의 검출 방법에 대해서는 후술한다.
또, 부호화 정보 조작부(601)는, 도 7에 나타내는 테이블을 기억하여, 전송 모드 정보와 오류 검출 결과에 대응하는 패턴을 나타내는 정보(이하, 「패턴 정보」라고 함)를 복호화 동작 제어부(602)에 출력한다. 또한, 도 7에서는, 각 정보에 대해, 오류가 검출된 경우를 「1」, 오류가 검출되지 않은 경우를 「0」, 오류 검출 처리가 행해지지않은 경우를 「－」로 나타낸다. 예를 들면, 도 7에 있어서, 전송 모드 정보가 bitrate1에서, 기본 레이어 부호화 정보 및 제1 확장 레이어 부호화 정보에는 오류가 검출되지 않고, 제2 확장 레이어 부호화 정보에 오류가 검출되었을 때, 부호화 정보 조작부(601)는, 패턴 정보 「B」를 복호화 동작 제어부(602)에 출력한다.
복호화 동작 제어부(602)는, 도 8에 나타내는 테이블 도면를 기억하여, 부호화 정보 조작부(601)로부터 출력된 패턴 정보에 따라, 제어 스위치(606), (607)의 온/오프 제어를 행한다. 또한, 제어 스위치들의 동작에 대해, 도 8에서는, 「온」 이 「온 상태」로 제어됨을 나타내며, 「오프」가 「오프 상태」로 제어됨을 나타낸다.
또, 복호화 동작 제어부(602)는, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)에 있어서의 출력 신호의 샘플링 주파수를 제어한다. 또한, 샘플링 주파수에 대해, 도 8에서는, SRinput 가 입력 샘플링 주파수를 나타내고, SRenh1가 제1 확장 레이어 샘플링 주파수를 나타낸다.
또, 복호화 동작 제어부(602)는, 패턴 정보에 따라 전회 복호화에 사용한 부호(LPC 부호, 적응 음원 벡터 부호, 고정 음원 벡터 부호, 음원 이득 부호)를 재이용하여 복호화하는 처리(이하, 「프레임 소실 보상 처리」라고 함)를 행하는지 않는지를 검출한다. 검출 결과를 나타내는 정보(이하, 「프레임 소실 보상 정보」라고 함)를 기본 레이어 복호화부(603), 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 출력한다. 또한, 도 8에서는, 프레임 소실 보상 정보의 값이 「0」일 경우, 그 복호화부에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하지 않음을 나타내며, 또 그 값이 「1」일 경우, 그 복호화부에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행함을 나타낸다.
기본 레이어 복호화부(603)는, 부호화 정보 조작부(601)로부터 출력된 기본 레이어 부호화 정보를 복호화 하고, 기본 레이어 복호화 신호를 생성한다. 한편, 복호화 동작 제어부(602)로부터 출력된 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 말하자면, 기본 레이어 부호화 정보에 대해 오류가 검출된다. 또, 부호화 정보 조작부(601)로부터 기본 레이어 부호화 정보가 출력되지 않았을 경우, 기본 레이어 복 호화부(603)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하고, 기본 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 기본 레이어 복호화부(603)는, 기본 레이어 복호화 신호를 샘플링 주파수 조정부(608)에 출력한다. 또한, 기본 레이어 복호화부(603)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.
제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 부호화 정보 조작부(601)로부터 출력된 제1 확장 레이어 부호화 정보를 복호화하고, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 또, 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 복호화 동작 제어부(602)로부터 출력된 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 샘플링 주파수 조정부(609)에 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 부호화 정보 조작부(601)로부터 제1 확장 레이어 부호화 정보가 출력되지 않고, 복호화 동작 제어부(602)로부터 출력된 제1 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「0」인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 부호화 정보 조작부(601)로부터 출력된 제2 확장 레이어 부호화 정보를 복호화하여, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 또, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 복호화 동작 제어부(602)로부터 출력된 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 제어 스위치(607)에 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 부호화 정보 조작부(601)로부터 제2 확장 레이어 부호화 정보가 출력되지 않고, 복호화 동작 제어부(602)로부터 출력된 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「0」인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
샘플링 주파수 조정부(608)는, 복호화 동작 제어부(602)의 제어를 기초로, 기본 레이어 복호화부(603)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정한다.
샘플링 주파수 조정부(609)는, 복호화 동작 제어부(602)의 제어를 기초로, 제1 확장 레이어 복호화부(604)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정한다.
가산부(610)는, 제어 스위치(606), (607)가 온 상태인 경우, 제2 확장 레이어 복호화부(605)로부터 출력된 제2 확장 레이어 복호화 신호와 샘플링 주파수 조정부(609)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산하고, 가산 후의 신호를 가산부(611)에 출력한다. 또, 가산부(610)는, 제어 스위치 (607)가 오프 상태인 한편 제어 스위치 (606)가 온 상태인 경우, 샘플링 주파수 조정부(609)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산부(611)에 출력한다. 또한 가산부(610)는, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태일 경우, 아무 동작도 하지않는다.
가산부(611)는, 샘플링 주파수 조정부(608)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호와 가산부(610)의 출력 신호를 가산하고, 가산 후의 신호를 출력 신호로서 출력한다. 또, 가산부(611)는, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태인 경우, 샘 플링 주파수 조정부(608)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호를 출력 신호로서 출력한다.
이상이, 실시형태 1에 따른 신호 복호화 장치(103)의 구성에 대한 설명이다.
다음에, 부호화 정보 조작부(601)에 있어서의 오류 검출의 처리 절차에 대해 도 9의 흐름도를 이용해 설명한다.
우선, 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 부호화 정보에 대해 전송 오류 검출 비트를 이용해서 오류 검출을 행한다(S901).
S901의 결과, 오류가 검출된 경우(S902：Yes), 부호화 정보 조작부(601)는, 전송 모드 정보가 bitrate3인 경우는 패턴 정보 「I」를, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우에는 패턴 정보 「G」를, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우에는 패턴 정보 「D」를, 각각 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검출 처리를 종료한다(S903~S907).
한편, S901의 결과, 오류가 검출되지 않았을 경우(S902：No), 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 부호화 정보를 기본 레이어 복호화부(603)에 출력한다(S908).
그리고, 전송 모드 정보가 bitrate3인 경우(S909：Yes), 부호화 정보 조작부(601)는, 패턴 정보 「H」를 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검출 처리를 종료한다(S910).
한편, 전송 모드 정보가 bitrate3 이외인 경우(S909：No), 부호화 정보 조작부(601)는, 제1 확장 레이어 부호화 정보에 대해 전송 오류 검출 비트를 이용해 오 류 검출을 행한다(S911).
S911의 결과, 오류가 검출된 경우(S912：Yes), 부호화 정보 조작부(601)는, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우에는 패턴 정보 「F」를, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우에는 패턴 정보 「C」를, 각각 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검출 처리를 종료한다(S913~S915).
한편, S911의 결과, 오류가 검출되지 않았을 경우(S912：No), 부호화 정보 조작부(601)는, 제1 확장 레이어 부호화 정보를 제1 확장 레이어 복호화부(604)에 출력한다(S916).
그리고, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우(S917：Yes), 부호화 정보 조작부(601)는, 패턴 정보 「E」를 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검출 처리를 종료한다(S918).
한편, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우(S917：No), 부호화 정보 조작부(601)는, 제2 확장 레이어 부호화 정보에 대해 전송 오류 검출 비트를 이용하여 오류 검출을 행한다(S919).
S919의 결과, 오류가 검출된 경우(S920：Yes), 부호화 정보 조작부(601)는, 패턴 정보 「B」를 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검출 처리를 종료한다(S921).
한편, S919의 결과, 오류가 검출되지 않았을 경우(S920：No), 부호화 정보 조작부(601)는, 제2 확장 레이어 부호화 정보를 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 출력하고(S922), 패턴 정보 「A」를 복호화 동작 제어부(602)에 출력하고 오류 검 출 처리를 종료한다(S923).
다음에, 부호화 정보 조작부(601)에 있어서의 기본 레이어 부호화 정보의 전송 오류 검출 방법에 대해 설명한다.
기본 레이어 부호화 정보 p'[i]를 이하의 [수학식 5]와 같이 나타낸다. 또, p'[i]는 「0」또는 「1」의 어느 쪽인가의 값을 취한다.
Figure 112006048919810-PCT00005
또, CRC의 생성 다항식ｇcrc(x)은, 이하의 [수학식 6]으로 표시된다.
Figure 112006048919810-PCT00006
부호화 정보 조작부(601)는, 이하의 [수학식 7]을 이용하여 잉여 R'(x)를 산출한다. 여기서, [수학식 7] 중의 Q(x)는 ｇcrc(x)로 나눗셈 했을 경우의 몫이다.
Figure 112006048919810-PCT00007
그리고, 잉여 R'(x)를 가지고 이하의 식(8)을 이용하여 전송된 기본 레이어 부호화 정보에 대한 10비트의 CRC 부호 CRC'[x]를 구한다.
Figure 112006048919810-PCT00008
다음에, 부호화 정보 조작부(601)는, CRC'[x]와, 기본 레이어 부호화 정보에 부가된 전송 오류 검출 비트의 CRC 부호 CRC[x]를 비교하고, 그들이 일치하는 경우에는 전송 오류가 생기지않았다고 판단하고, 일치하지 않을 경우에는 전송 오류가 생겼다고 판단한다.
또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 부호화 정보 외에, 제1 확장 레이어 부호화 정보, 제2 확장 레이어 부호화 정보에 대해서도 같은 방법을 이용해 오류 검출을 행한다.
다음에, 도 6의 기본 레이어 복호화부(603)에 대해 도 10을 이용해 설명한다. 여기서는, 기본 레이어 복호화부(603)에 있어서, CELP 타입의 음성 복호화를 행하는 경우에 대해 설명한다.
도 10에 있어서, 기본 레이어 복호화부(603)에 입력된 기본 레이어 부호화 정보는, 다중화 분리부(1001)에 의해 개개의 부호(L, A, G, F)로 분리된다. 분리된 LPC 부호(L)는 LPC 복호화부(1002)에 출력되고, 분리된 적응 음원 벡터 부호(A)는 적응 음원 코드북(1005)에 출력된다. 또, 분리된 음원 이득 부호(G)는 양자화 이득 생성부(1006)에 출력되고, 분리된 고정 음원 벡터 부호(F)는 고정 음원 코드북(1007)에 출력된다.
LPC 복호화부(1002)는, 다중화 분리부(1001)로부터 출력된 부호(L)로부터 양 자화 LPC를 복호화 하여, 합성 필터(1003)에 출력한다.
적응 음원 코드북(1005)는, 다중화 분리부(1001)로부터 출력된 부호(A)로 지정되는 과거의 구동 음원으로부터 1 프레임분의 샘플을 적응 음원 벡터로서 추출하여 곱셈부(1008)에 출력한다.
양자화 이득 생성부(1006)는, 다중화 분리부(1001)로부터 출력된 음원 이득 부호(G)로 지정되는 양자화 적응 음원 이득과 양자화 고정 음원 이득을 복호화하여, 곱셈부(1008) 및 곱셈부(1009)에 출력한다.
고정 음원 코드북(1007)은, 다중화 분리부(1001)로부터 출력된 부호(F)로 지정되는 고정 음원 벡터를 생성하여, 곱셈부(1009)에 출력한다.
곱셈부(1008)는, 적응 음원 벡터에 양자화 적응 음원 이득을 곱셈하여, 가산부(1010)에 출력한다. 곱셈부(1009)는, 고정 음원 벡터에 양자화 고정 음원 이득을 곱셈하여, 가산부(1010)에 출력한다.
가산부(1010)는, 곱셈부(1008), (1009)로부터 출력된 이득 곱셈 후의 적응 음원 벡터와 고정 음원 벡터를 가산해 구동 음원을 생성하여, 이것을 합성 필터(1003) 및 적응 음원 코드북(1005)에 출력한다.
합성 필터(1003)는, LPC 복호화부(1002)에 의해 복호화 된 필터 계수를 이용하여, 가산부(1010)로부터 출력된 구동 음원의 필터 합성을 행하고, 합성한 신호를 후(後)처리부(1004)에 출력한다.
후(後)처리부(1004)는, 합성 필터(1003)로부터 출력된 신호에 대해서, 포만트 강조나 피치 강조 등 음성의 주관적인 품질을 개선하는 처리나, 정상 잡음의 주 관적 품질을 개선하는 처리 등을 가하여, 기본 레이어 복호화 정보로서 출력한다.
프레임 소실 보상 제어부(1011)는, 복호화 동작 제어부(602)로부터 기본 레이어의 프레임 소실 보상 정보를 입력하여, 기본 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 적응 음원 코드북(1005), 양자화 이득 생성부(1006), 고정 음원 코드북(1007), LPC 복호화부(1002), 및 후(後)처리부(1004)에 대해서 프레임 소실 보상 처리의 실행을 지시한다. 프레임 소실 보상 제어부(1011)로부터 프레임 소실 보상 처리를 실행할 것을 지시받은 적응 음원 코드북(1005), 양자화 이득 생성부(1006), 고정 음원 코드북(1007), LPC 복호화부(1002), 및 후처리부(1004)는, 전회 복호화에 사용한 부호(LPC 부호, 적응 음원 벡터 부호, 고정 음원 벡터 부호, 음원 이득 부호)를 재이용하여 복호화를 행하고, 얻은 기본 레이어 복호화 신호를 샘플링 주파수 조정부(608)에 출력한다. 그 때, 이음감(異音感)을 저감시키기 위해서, 프레임 소실 보상 처리가 연속하여 행해질 경우, 이득을 단계적으로 작게 한다고 하는 처리를 행하는 것이 일반적이다. 이 알고리즘의 자세한 것은 ARIB의 디지털 방식 자동차 전화 시스템 표준 규격서(RCR STD-27 J판, 5.3.4.3 pp1138-1139) 등에 있어서 개시되어 있다. 또, 프레임 소실 보상 제어부(1011)는, 기본 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「0」인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
이상이, 실시형태 1에 따른 기본 레이어 복호화부(603)의 내부 구성에 대한 설명이다.
또한, 도 6의 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)의 내부 구성에 대해서는, 기본 레이어 복호화부(603)의 내부 구성과 동일 하며, 그 구성에 대한 설명은 상술되어 있다. 또, 제1 확장 레이어 복호화부(604)의 구성은, 도 10에 있어서의 기본 레이어 부호화 정보를, 제1 확장 레이어 부호화 정보에 옮겨놓은 것으로 하고, 도 10에 있어서의 기본 레이어 복호화 신호를, 제1 확장 레이어 복호화 신호에 옮겨놓은 것으로 한다. 또, 제2 확장 레이어 복호화부(605)의 구성은, 도 10에 있어서의 기본 레이어 부호화 정보를, 제2 확장 레이어 부호화 정보에 옮겨놓은 것으로 하고, 도 10에 있어서의 기본 레이어 복호화 신호를, 제2 확장 레이어 복호화 신호에 옮겨놓은 것으로 한다.
다음에, 신호 복호화 장치(103)의 동작에 대해, 패턴별로 설명한다.
(패턴 A)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 온 상태가 되고, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)의 샘플링 주파수가 SRinput로 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)는 복호화 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 복호 화 처리를 행하여 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 하고, 샘플링 주파수 조정부(609)가 제1 확장 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 한다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호, 제1 확장 레이어 복호화 신호 및 제2 확장 레이어 복호화 신호를 가산한 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 B)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606)가 온 상태가 되고, 제어 스위치(607)가 오프 상태가 되고, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)의 샘플링 주파수가 SRinput으로 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)는 복호화 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를SRinput 으로 하고, 샘플링 주파수 조정부(609)가 제1 확장 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 한다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호 및 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산한 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 C)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태가 되고, 샘플링 주파수 조정부(608)의 샘플링 주파수가 SRinput으로 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지 않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 한다. 또한, 샘플링 주파수 조정부(609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 D)
이 경우, 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 복호화부(603), 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 온 상태가 되고, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)의 샘플링 주파수가 SRinput으로 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제2 확장 레이어 복호화부(605)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 하고, 샘플링 주파수 조정부(609)가 제1 확장 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 한다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호, 제1 확장 레이어 복호화 신호 및 제2 확장 레이어 복호화 신호를 가산한 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 E)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(604)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606)가 온 상태로, 제어 스위치(607)가 오프 상태로, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)의 샘플링 주파수가 SRenh1로 각각 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)은, 복호화 처리를 행하고 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 복호화 처리를 행하고 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 또한, 샘플링 주파수 조정부(609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호 및 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산한 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 F)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태로, 샘플링 주파수 조정부(608)의 샘플링 주파수가 SRenh1로 각각 설정된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 또한, 샘플링 주파수 조정부(609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 G)
이 경우, 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 복호화부(603), 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606)가 온 상태로, 제어 스위치(607)가 오프 상태로, 샘플링 주파수 조정부(608)의 샘플링 주파수가 SRenh1로 각각 설정된다. 또, 복호화 동작 제어 부(602)는, 기본 레이어 및 제1 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력하고, 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제1 확장 레이어 복호화부(604)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 또한, 샘플링 주파수 조정부(609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호 및 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산한 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 H)
우선, 부호화 정보 조작부(601)가, 기본 레이어 복호화부(603)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(601)는, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태로 된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다..
(패턴 I)
이 경우, 부호화 정보 조작부(601)는, 기본 레이어 복호화부(603), 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)에 대해서 아무 출력도 하지않는다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(602)의 제어에 의해, 제어 스위치(606), (607)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(602)는, 기본 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력하고, 제1 확장 레이어 및 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(603)는 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(604) 및 제2 확장 레이어 복호화부(605)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(608), (609)는 아무 동작도 하지않는다.
그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 제i 계층(i는 2이상의 정수)에서 전송 오류가 생겼을 경우(패턴 B, C, F), 제1 계층부터 제(i－1) 계층까지의 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 조정 후의 신호를 가산해서 출력 신호로 한다(i는 2이상의 자연수). 또, 기본 레이어에 있어서 오류가 검출된 경우(패턴 D, G, I), 부호화 정보가 생성된 모든 계층에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 이 제어에 의해 얻어진 각 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 조정 후의 신호를 가산해서 출력 신호로 한다. 이렇게 함으로써, 스케러블 부호화 된 음성?악음 등의 신호를 복호화할 때에, 부호화 정보의 일부에 전송 오류 등이 생겼을 경우에도, 큰 이음이 발생하지 않는 것을 보증할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치를 포함한 시스템 구성은, 이미 설명한 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이하, 실시형태 2에 관계되는 신호 부호화 장치(101)의 구성에 대해, 도 11의 블록도를 이용해 설명한다. 또한, 신호 부호화 장치(101)는, 입력 신호를 N 샘플씩 단락지어(N는 자연수), N 샘플을 1 프레임으로 하여 프레임마다 부호화를 행한다.
신호 부호화 장치(101)는, 전송 비트레이트 제어부(1101)와, 제어 스위치(1102~1105)와, 다운샘플링 처리부(1106) (1110)와, 기본 레이어 부호화 부(1107)와, 기본 레이어 복호화부(1108)와, 업샘플링 처리부(1109) (1114)와, 가산부(1111) (1115)와, 제1 확장 레이어 부호화부(1112)와, 제1 확장 레이어 복호화부(1113)와, 제2 확장 레이어 부호화부(1116)와, 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)와, 부호화 정보 통합부(1118)로 주로 구성된다.
전송 모드 정보는, 전송 비트레이트 제어부(1101)에 입력된다. 여기서, 전송 모드 정보란, 입력 신호를 부호화하여 전송할 때의 전송 비트레이트를 지시하는 정보로서, 미리 정해진 두 개 이상의 전송 비트레이트 중에서 한 개의 전송 비트레이트가 전송 모드 정보로서 선택된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 전송 모드 정보는, 미리 정해진 세 종류의 전송 비트레이트 bitrate1, bitrate2, bitrate3 (bitrate3＜bitrate2＜bitrate1)의 값을 취할 수 있는 것으로 한다.
전송 비트레이트 제어부(1101)는, 입력한 전송 모드 정보에 따라, 제어 스위치 (1102~1105)의 온/오프 제어를 행한다. 구체적으로는, 전송 비트레이트 제어부(1101)는, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우, 제어 스위치(1102~1105)를 모두 온 상태로 한다. 또, 전송 비트레이트 제어부(1101)는, 전송 모드 정보가 bitrate2인 경우, 제어 스위치(1102) 및 (1103)을 온 상태로 하고, 제어 스위치(1104) 및 (1105)를 오프 상태로 한다. 또, 전송 비트레이트 제어부(1101)는, 전송 모드 정보가 bitrate3인 경우, 제어 스위치(1102~1105)를 모두 오프 상태로 한다. 또, 전송 비트레이트 제어부(1101)는, 전송 모드 정보를 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)에 출력한다. 이와 같이, 전송 비트레이트 제어부(1101)가 전송 모드 정보에 따라 제어 스위치를 온/오프 제어함으로써, 입력 신호의 부호화에 이용하는 부호화부의 조합이 결정된다.
입력 신호는, 제어 스위치(1102) 및 다운샘플링 처리부(1106)에 입력된다. 이하, 입력 신호의 샘플링 주파수를 「입력 샘플링 주파수」라고 한다.
다운샘플링 처리부(1106)는, 입력 신호를 다운샘플링하여, 기본 레이어 부호 화부(1107)에 출력한다. 이하, 다운샘플링 처리부(1106)에 있어서의 다운샘플링 후의 샘플링 주파수를 「기본 레이어 샘플링 주파수」라고 한다.
기본 레이어 부호화부(1107)는, 다운샘플링 처리부(1106)의 출력 신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「기본 레이어 부호화 정보」라고 함)를 전송 오류 검출 비트 부가부(1117) 및 제어 스위치(1103)에 출력한다.
기본 레이어 복호화부(1108)는, 제어 스위치(1103)가 온 상태일 경우, 기본 레이어 부호화부(1107)로부터 출력된 기본 레이어 부호화 정보에 대해서 CELP 타입의 음성 복호화 방법을 이용해 복호화를 행하고, 복호화로 얻은 복호화 신호(이하, 「기본 레이어 복호화 신호」라고 함)를 업샘플링 처리부(1109)에 출력한다. 또한, 기본 레이어 복호화부(1108)는, 제어 스위치(1103)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
업샘플링 처리부(1109)는, 제어 스위치(1103)가 온 상태일 경우, 기본 레이어 복호화부(1108)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하고, 업샘플링 후의 신호를 가산부(1111)에 출력한다. 이하, 업샘플링 처리부(1109)에 있어서의 업샘플링 후의 샘플링 주파수를 「제1 확장 레이어 샘플링 주파수」라고 한다. 또한, 업샘플링 처리부(1109)는, 제어 스위치(1103)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
다운샘플링 처리부(1110)는, 제어 스위치(1102)가 온 상태일 경우, 입력 신호를 제1 확장 레이어 샘플링 주파수로 다운샘플링 하여, 가산부(1111)에 출력한 다.
가산부(1111)는, 제어 스위치(1102), (1103)가 온 상태일 경우, 다운샘플링 처리부(1110)로부터 얻게되는 신호에, 업샘플링 처리부(1109)의 출력 신호의 극성을 반전시킨 신호를 가산하고, 가산 결과인 제1 차분(差分)신호를 제1 확장 레이어 부호화부(1112)에 출력한다. 또한, 가산부(1111)는, 제어 스위치(1102), (1103)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
제1 확장 레이어 부호화부(1112)는, 제어 스위치(1102), (1103)가 온 상태일 경우, 가산부(1111)의 출력 신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「 제1 확장 레이어 부호화 정보」라고 함)를 제어 스위치(1105), 및 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)에 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 부호화부(1112)는, 제어 스위치(1102), (1103)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
제1 확장 레이어 복호화부(1113)는, 제어 스위치(1105)가 온 상태일 경우, 제1 확장 레이어 부호화부(1112)로부터 출력된 제1 확장 레이어 부호화 정보에 대해서 CELP 타입의 음성 복호화 방법을 이용해 복호화를 행하고, 복호화로 얻은 복호화 신호(이하, 「 제1 확장 레이어 복호화 신호」라고 함)를 업샘플링 처리부(1114)에 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(1113)는, 제어 스위치(1105)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
업샘플링 처리부(1114)는, 제어 스위치(1105)가 온 상태일 경우, 제1 확장 레이어 복호화부(1113)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호를 입력 샘플링 주파수로 업샘플링하고, 업샘플링 후의 신호를 가산부(1115)에 출력한다. 또한, 업샘플링 처리부(1114)는, 제어 스위치(1105)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
가산부(1115)는, 제어 스위치(1104), (1105)가 온 상태일 경우, 입력 신호에, 업샘플링 처리부(1114)의 출력 신호의 극성을 반전시킨 신호를 가산하고, 가산 결과인 제2 차분 신호를 제2 확장 레이어 부호화부(1116)에 출력한다. 또한, 가산부(1115)는, 제어 스위치(1104), (1105)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
제2 확장 레이어 부호화부(1116)는, 제어 스위치(1104), (1105)가 온 상태일 경우, 가산부(1115)로부터 출력되는 제2 차분신호에 대해서 CELP 타입의 음성 부호화 방법을 이용해 부호화를 행하고, 부호화로 얻은 부호화 정보(이하, 「 제2 확장 레이어 부호화 정보」라고 함)를 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)에 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 부호화부(1116)는, 제어 스위치(1104), (1105)가 오프 상태일 경우에는 아무 동작도 하지않는다.
전송 오류 검출 비트 부가부(1117)는, 전송 비트레이트 제어부(1101)로부터 전송 모드 정보를 입력하여, 전송 모드 정보를 이용해 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 전송 모드 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(1118)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)는, 기본 레이어 부호화부(1107)로부터 기본 레이어 부호화 정보를 입력하여, 기본 레이어 부호화 정보를 이용해 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 기본 레이어 부호화 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(1118)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)는, 전송 모드 정보가 bitrate1 혹은 bitrate2인 경우는 제1 확장 레이어 부호화부(1112)로부터 제1 확장 레이어 부호화 정보를 입력하여, 제1 확장 레이어 부호화 정보를 이용해 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 제1 확장 레이어 부호화 정보에 부가하여 부호화 정보 통합부(1118)에 출력한다. 또, 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)는, 전송 모드 정보가 bitrate1인 경우에는 제2 확장 레이어 부호화부(1116)로부터 제2 확장 레이어 부호화 정보를 입력하여, 제2 확장 레이어 부호화 정보를 이용해 전송 오류 검출 비트를 산출하고, 전송 오류 검출 비트를 제2 확장 레이어 부호화 정보에 부가해 부호화 정보 통합부(1118)에 출력한다.
부호화 정보 통합부(1118)는, 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)로부터 출력된 부호화 정보와 전송 모드 정보를 통합하여, 이것을 전송전 부호화 정보로서 전송로(102)에 출력한다.
이상이, 실시형태 2에 따른 신호 부호화 장치(101)의 구성에 대한 설명이다.
또한, 도 11의 기본 레이어 부호화부(1107)의 내부 구성은, 도 2, 도 3의 기본 레이어 부호화부(207)의 내부 구성과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 또, 도 11의 기본 레이어 복호화부(1108)의 내부 구성은, 도 2, 도 4의 기본 레이어 복호화부(208)의 내부 구성과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 제1 확장 레이어 부호화부(1112), 제1 확장 레이어 복호화부(1113), 제2 확장 레이어 부호화부(1116), 및 전송 오류 검출 비트 부가부(1117)에 대해서 도, 그 설명은 상술 되어 있기때문에 생략한다.
다음에, 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치(103)의 구성에 대해 도 12를 이용해 설명한다.
신호 복호화 장치(103)는, 부호화 정보 조작부(1201)와, 복호화 동작 제어부(1202)와, 기본 레이어 복호화부(1203)와, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)와, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)와, 제어 스위치(1206~1210)와, 샘플링 주파수 조정부(1211) (1213)로 주로 구성된다.
부호화 정보 조작부(1201)는, 수신한 전송 후 부호화 정보에 포함되는 전송 모드 정보, 기본 레이어 부호화 정보, 제1 확장 레이어 부호화 정보, 제2 확장 레이어 부호화 정보 및 이들의 전송 오류 검출 비트를 분리하고, 소정의 절차에 따라 기본 레이어 부호화 정보, 제1 확장 레이어 부호화 정보 및 제2 확장 레이어 부호화 정보에 대해 전송 오류 검출 비트를 이용하여 오류 검출을 행한다. 그리고, 부호화 정보 조작부(1201)는, 각 정보에 대해 오류가 검출되지 않았을 경우에만, 각각 기본 레이어 부호화 정보를 기본 레이어 복호화부(1203)에 출력하고, 제1 확장 레이어 부호화 정보를 제1 확장 레이어 복호화부(1204)에 출력하고, 제2 확장 레이어 부호화 정보를 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)에 있어서의 오류 검출의 처리 절차 및 전송 오류의 검출 방법에 대해서는 후술한다.
또, 부호화 정보 조작부(1201)은, 도 13에 나타내는 테이블을 기억하여, 전송 모드 정보와 오류 검출 결과에 대응하는 패턴을 나타내는 정보(이하, 「패턴 정 보」라고 함)를 복호화 동작 제어부(1202)에 출력한다. 또한, 도 13에서는, 각 정보에 대해, 오류가 검출된 경우를 「1」, 오류가 검출되지않은 경우를 「0」, 오류 검출 처리를 하지않은 경우를 「－」로 나타낸다. 예를 들면, 도 11에 있어서, 전송 모드 정보가 bitrate1에서, 기본 레이어 부호화 정보 및 제1 확장 레이어 부호화 정보에는 오류가 검출되지 않고, 제2 확장 레이어 부호화 정보에 오류가 검출된 경우, 부호화 정보 조작부(1201)는, 패턴 정보 「B」를 복호화 동작 제어부(1202)에 출력한다.
복호화 동작 제어부(1202)는, 도 14에 나타내는 테이블 도면을 기억하여, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 출력된 패턴 정보에 따라, 제어 스위치 (1206~1210)의 온/오프 제어를 행한다. 또한, 제어 스위치들의 동작에 대해, 도 14에서는, 「온」이 「온 상태」로 제어되는 것을 나타내며, 「오프」가 「오프 상태」로 제어되는 것을 나타내며, 또, 제어 스위치(1210)에 관해서는, 「기본 레이어측 온」은 기본 레이어 복호화부(1203) 측에 스위치가 접속되는 것을 나타내고, 「 제1 확장 레이어측 온」은 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 측에 스위치가 접속되는 것을 나타내며, 「 제2 확장 레이어측 온」은 제2 확장 레이어 복호화부(1205) 측에 스위치가 접속되는 것을 나타낸다.
또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 패턴 정보에 따라 전회 복호화에 사용한 부호(LPC 부호, 적응 음원 벡터 부호, 고정 음원 벡터 부호, 음원 이득 부호)를 재이용하여 복호화하는 처리(이하, 「프레임 소실 보상 처리」라고 함)를 행하는지 않는지를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 정보(이하, 「프레임 소실 보상 정보」 라고 함)를 기본 레이어 복호화부(1203), 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 출력한다. 또한, 도 14에서는, 프레임 소실 보상 정보의 값이 「0」일 경우, 그 복호화부에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하지않는 것을 나타내며, 또 그 값이 「1」일 경우, 그 복호화부에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하는 것을 나타낸다.
기본 레이어 복호화부(1203)는, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 출력된 기본 레이어 부호화 정보를 복호화하여, 기본 레이어 복호화 신호를 생성한다. 한편, 복호화 동작 제어부(1202)로부터 출력된 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 즉, 기본 레이어 부호화 정보에 대해 오류가 검출되어, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 기본 레이어 부호화 정보가 출력되지 않았을 경우, 기본 레이어 복호화부(1203)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 기본 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 기본 레이어 복호화부(1203)는, 기본 레이어 복호화 신호를 제어 스위치(1206), (1210)에 출력한다. 또한, 기본 레이어 복호화부(1203)의 내부 구성에 대해서는 후술한다.
제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 출력된 제1 확장 레이어 부호화 정보를 복호화하여, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 또, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 복호화 동작 제어부(1202)로부터 출력된 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 제1 확장 레이어 복호화 신호를 제어 스위치(1207)에 출력한다. 또 한, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 제1 확장 레이어 부호화 정보가 출력되지 않고, 복호화 동작 제어부(1202)로부터 출력된 제1 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「0」인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 출력된 제2 확장 레이어 부호화 정보를 복호화 하여, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 또, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 복호화 동작 제어부(1202)로부터 출력된 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「1」인 경우, 프레임 소실 보상 처리를 행하여, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 생성한다. 그리고, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 제2 확장 레이어 복호화 신호를 제어 스위치(1209)에 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 부호화 정보 조작부(1201)로부터 제2 확장 레이어 부호화 정보가 출력되지않고, 복호화 동작 제어부(1202)로부터 출력된 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보가 「0」인 경우, 아무 동작도 하지 않는다.
샘플링 주파수 조정부(1211)는, 제어 스위치(1206)가 온 상태일 경우, 기본 레이어 복호화부(1203)로부터 출력된 기본 레이어 복호화 신호의 샘플링 주파수를 기본 레이어 샘플링 주파수로부터 제1 확장 레이어 샘플링 주파수로 업샘플링을 행한다. 또, 샘플링 주파수 조정부(1211)는, 제어 스위치(1206)가 오프 상태일 경우, 아무 동작도 하지않는다.
샘플링 주파수 조정부(1213)는, 제어 스위치(1209)가 온 상태일 경우, 가산부(1212)로부터 출력된 신호의 샘플링 주파수를 제1 확장 레이어 샘플링 주파수로 부터 입력 샘플링 주파수까지 업샘플링을 행한다. 또, 샘플링 주파수 조정부(1211)는, 제어 스위치(1206)가 오프 상태일 경우, 아무 동작도 하지않는다.
가산부(1212)는, 제어 스위치(1206) (1207)가 온 상태인 경우, 샘플링 주파수 조정부(1211)로부터 출력된 신호와 제1 확장 레이어 복호화부(1204)로부터 출력된 제1 확장 레이어 복호화 신호를 가산하고, 가산 후의 신호를 제어 스위치(1208), (1210)에 출력한다. 또, 가산부(1212)는 제어 스위치(1207)가 오프 상태인 한편 제어 스위치(1206)가 온 상태인 경우, 샘플링 주파수 조정부(1211)로부터 출력된 신호를 제어 스위치(1208), (1210)에 출력한다. 또한, 가산부(1212)는, 제어 스위치(1206), (1207)가 오프 상태인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
가산부(1214)는, 제어 스위치(1208), (1209)가 온 상태인 경우, 샘플링 주파수 조정부(1213)로부터 출력된 신호와 제2 확장 레이어 복호화부(1205)로부터 출력되는 제2 확장 레이어 복호화 신호를 가산하고, 가산 후의 신호를 제어 스위치(1210)에 출력한다. 또, 가산부(1214)는, 제어 스위치(1209)가 오프 상태인 한편 제어 스위치(1208)가 온 상태인 경우, 샘플링 주파수 조정부(1213)로부터 출력된 신호를 제어 스위치(1210)에 출력한다. 또한, 가산부(1214)는, 제어 스위치(1208), (1209)가 오프 상태인 경우, 아무 동작도 하지않는다.
이상이, 실시형태 2에 따른 신호 복호화 장치(103)의 구성에 대한 설명이다.
부호화 정보 조작부(1201)에 있어서의 오류 검출의 처리 절차는, 도 9의 흐름도와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다. 또, 부호화 정보 조작부(1201)에 있어서의 전송 오류 검출 방법, 및 기본 레이어 복호화부(1203), 제1 확장 레이어 복호화부(1204), 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 있어서의 복호화 방법에 대해서도, 각각 실시형태 1에 진술되어 있는 방법과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다음에, 신호 복호화 장치(103)의 동작에 대해서 패턴별로 설명한다.
(패턴 A)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207), (1208), (1209)가 온 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는, 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 복호화 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 복호화 처리를 행하여 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 하고, 샘플링 주파수 조정부(1213)가 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput으로 한다. 그리고, 가산부(1214)로부터 출력되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 B)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)는, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207), (1208)가 온 상태가 되고, 제어 스위치(1209)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는 복호화 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 하고, 샘플링 주파수 조정부(1213)가 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput로 한다. 그리고, 가산부(1214)로부터 출력되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 C)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)는, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하 지 않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1208)가 온 상태가 되고, 또 제어 스위치(1207), (1209)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 하고, 샘플링 주파수 조정부(1213)가 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput로 한다. 그리고, 가산부(1214)로부터 출력되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 D)
이 경우, 부호화 정보 조작부(1201)는, 기본 레이어 복호화부(1203), 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다. 또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207), (1208), (1209)가 온 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는, 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제2 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 하고, 샘플링 주파수 조정부(1213)가 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRinput로 한다. 그리고, 가산부(1214)로부터 출력되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 E)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)에 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)는, 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무 출력도 하지않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207)가 온 상태가 되고, 제어 스위치(1208), (1209)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는 복호화 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(1205) 는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 그리고, 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 F)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)는, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206)가 온 상태가 되고, 또, 제어 스위치(1207), (1208), (1209)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 그리고, 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 G)
이 경우, 부호화 정보 조작부(1201)는, 기본 레이어 복호화부(1203), 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다. 또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207)가 온 상태가 되고, 제어 스위치(1208), (1209)가 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 기본 레이어 및 제1 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력하고, 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력하고, 제1 확장 레이어 복호화부(1204)는 프레임 소실 보상 처리를 행하여 제1 확장 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제2 확장 레이어 복호화부(125)는 아무 동작도 하지않는다.
또, 샘플링 주파수 조정부(1211)가 기본 레이어 복호화 신호를 업샘플링하여 샘플링 주파수를 SRenh1로 한다. 그리고, 가산부(1212)로부터 얻게되는 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 H)
우선, 부호화 정보 조작부(1201)가, 기본 레이어 복호화부(1203)에 기본 레이어 부호화 정보를 출력한다. 또한, 부호화 정보 조작부(1201)는, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207), (1208), (1209)가 모두 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 모든 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 복호화 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는 아무 동작도 하지않는다. 그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다.
(패턴 I)
이 경우, 부호화 정보 조작부(1201)는, 기본 레이어 복호화부(1203), 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)에 대해서 아무것도 출력하지 않는다.
또, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복호화 동작 제어부(1202)의 제어에 의해, 제어 스위치(1206), (1207), (1208), (1209)가 모두 오프 상태가 된다. 또, 복호화 동작 제어부(1202)는, 기본 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「1」을 대입하여 출력하고, 제1 확장 레이어 및 제2 확장 레이어의 프레임 소실 보상 정보에 「0」을 대입하여 출력한다.
이 결과, 기본 레이어 복호화부(1203)는 프레임 소실 보상 처리를 행하여 기본 레이어 복호화 신호를 출력한다. 또한, 제1 확장 레이어 복호화부(1204) 및 제2 확장 레이어 복호화부(1205)는 아무 동작도 하지않는다. 그리고, 기본 레이어 복호화 신호가 출력 신호가 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 제i계층(i는 2이상의 정수)에서 전송 오류가 생겼을 경우(패턴 B, C, F), 제1 계층부터 제(i－1) 계층까지의 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 조정 후의 신호를 출력 신호로 한다(i는 2이상의 자연수). 또, 기본 레이어에 있어서 오류가 검출된 경우(패턴 D, G, I), 부호화 정보가 생성된 모든 계층에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하고, 이 제어에 의해 얻어진 각 복호화 신호의 샘플링 주파수를 조정하고, 조정 후의 신호를 출력 신호로 한다. 이렇게 함으로써, 스케러블 부호화된 음성·악음등의 신호를 복호화할 때에, 부호화 정보의 일부에 전송 오류 등이 생겼을 경우에도, 큰 이음이 발생하지 않는 것을 보증할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 신호 복호화 장치는, 부호화 정보에 대한 전송중의 전송 오류 발생을 이용한 복호화에 한정되지 않으며, 회선의 사용 상황(이용율 등) 등에 따라, 중계국에 있어서 전송하는 계층수를 감소했을 경우에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 이 경우, 중계국에 있어서, 감소 후의 전송 모드 정보, 및 부호화 정보를 갱신하고, 부호화 정보의 용장부(冗長部)에, 원래의 전송 모드 정보(조정전(調整前) 전송 모드 정보)를 부가한다. 신호 복호화 장치에서는, 부호화 정보 조작부에 있어서, 부호화 정보중에 조정전 전송 모드 정보가 포함되어 있는지를 검지하여, 포함되어 있었을 경우, 조정전 전송 모드 정보와 전송 모드 정보를 비교한 결과에 따라 복호화 동작을 행한다.
다음에, 이 경우에 있어서의 부호화 정보 조작부, 및 복호화 동작 제어부의 처리에 대해 설명한다. 부호화 정보 조작부(1201)는, 도 15에 나타내는 테이블을 기억하고, 전송 모드 정보와 조정전 전송 모드 정보에 대응하는 패턴을 나타내는 정보(이하, 「패턴 정보」라고 함)를 복호화 동작 제어부(1202)에 출력한다.
복호화 동작 제어부(1202)는, 도 16에 나타내는 테이블 도면을 기억하여, 부호화 정보 조작부(1001)로부터 출력된 패턴 정보에 따라, 제어 스위치(1206~1210)의 온/오프 제어를 행한다.
기본 레이어 복호화부, 제1 확장 레이어 복호화부, 제2 확장 레이어 복호화부, 샘플링 주파수 조정부 등의 처리에 대해서는, 상술한 설명과 동일하다. 단, 프레임 소실 보상 처리에 대해서는 여기에서는 고려하지 않는 것으로 한다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 CELP 타입의 음성 부호화/복호화를 행하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 정지화상, 동영상(moving picture) 등의 음성·악음 신호 이외의 신호에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
또, 본 발명은 계층을 한정하는 것은 아니고, 복수 계층으로 구성된 계층적인 신호 부호화/복호화 방법에 있어서, 하위 레이어에서의 입력 신호와 출력 신호와의 차(差)인 잔차신호를 상위 레이어에서 부호화하는 경우에 대해 적용할 수가 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는 전송 오류 검출 비트로서 CRC 부호를 이용하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은, 전송 오류를 검출하거나, 또는, 정정하는 부호에 제한은 없다. 또 CRC 부호를 산출한 후에, 돌림형 부호(convolutional code)를 산출하는 등, 복수의 전송 오류 검출 비트를 이용해도 상관없다. 또한, 전송 모드 정보는, 스케러블 부호화/복호화 방식에 있어서 매우 중요한 정보이기 때문에, 전송 오류의 검출 기능 뿐만이 아니라, 정정 기능까지 가지는 부호를 부가하는 것이 바람직하다.
또, 실시형태 1의 도 6 혹은 실시형태 2의 도 12에 나타낸 구성을, 메모리, 디스크, 테이프, CD, DVD등의 기계 판독 가능한 기록 매체에 기록, 기입하여, 동작을 행하는 경우에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
(실시형태 3)
도 17은, 상기 실시형태 1및 실시형태 2로 설명한 신호 부호화 장치 및 신호 복호화 장치를 포함한 신호 송신장치 및 신호 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이하, 도 17을 이용해, 음성 신호를 송수신하는 경우에 대해 설명한다.
도 17에 있어서, 음성 신호는, 입력장치(1701)에 의해 전기적 신호로 변환되어 A/D변환 장치(1702)에 출력된다. A/D변환 장치(1702)는 입력장치(1701)로부터 출력된(아날로그) 신호를 디지털 신호로 변환하여 음성 부호화 장치(1703)에 출력한다. 음성 부호화 장치(1703)는, 도 1에 나타낸 신호 부호화 장치(101)를 실장하여, A/D변환 장치(1702)로부터 출력된 디지털 음성 신호를 부호화하고 부호화 정보를 RF변조 장치(1704)에 출력한다. RF변조 장치(1704)는 음성 부호화 장치(1703)로부터 출력된 부호화 정보를 전파(電波) 등의 전파(傳播)매체에 실어 송출하기 위한 신호로 변환하여 송신 안테나(1705)에 출력한다. 송신 안테나(1705)는 RF변조 장치(1704)로부터 출력된 출력 신호를 전파(RF신호)로서 송출한다. 또한, 도면 중의 RF신호(1706)는 송신 안테나(1705)로부터 송출된 전파(RF신호)를 나타낸다.
RF신호(1707)는 수신 안테나(1708)에 의해 수신되어 RF복조 장치(1709)에 출력된다. 또한, 도면 중의 RF신호(1707)는 수신 안테나(1708)에 수신된 전파를 나타내며, 전파로(傳播路)에 있어서 신호의 감쇠나 잡음의 중첩이 없으면 RF신호(1706)와 완전히 동일한 것이 된다.
RF복조 장치(1709)는 수신 안테나(1708)로부터 출력된 RF신호로부터 부호화 정보를 복조하여 음성 복호화 장치(1710)에 출력한다. 음성 복호화 장치(1710)는, 도 1에 나타낸 신호 복호화 장치(103)를 실장하여, RF복조 장치(1709)로부터 출력된 음성 부호화 정보로부터 음성 신호를 복호화하여, 얻은 디지털 복호화 음성 신호를, D/A변환 장치(1711)에 출력한다. D/A변환 장치(1711)은 음성 복호화 장치(1710)로부터 출력된 디지털 음성 신호를 아날로그의 전기적 신호로 변환하여 출력장치(1712)에 출력한다.
출력장치(1712)는 전기적 신호를 공기의 진동으로 변환하여 음파로서 인간의 귀에 들리도록 출력한다.
무선 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치 및 통신 단말장치에, 상기와 같은 음성 신호 송신 장치 및 음성 신호 수신장치를 구비함으로써, 고품질의 출력 신호를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 입력 신호로서 음성 신호를 대상으로 한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은, 음성 신호 이외의 신호에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
본 명세서는, 2004년 1월 8일에 출원한 특허 출원 2004－003402 및 2004년 7월 30일에 출원한 특허 출원 2004－224240에 기초하고 있는 것이다. 이 내용을 모 두 여기에 포함시켜 놓는다..
본 발명은, 인터넷 통신으로 대표되는 패킷 통신 시스템, 비(非)패킷 통신 시스템, 이동 통신 시스템, 카 내비게이션 시스템 등의 분야에 사용되는 신호 복호화 장치에 이용하기에 매우 적합하다.

Claims (11)

  1. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치로서,
    상기 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 수단과,
    오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과,
    생성된 모든 복호화 신호의 샘플링 주파수를 전송시의 전송 모드에 따른 샘플링 주파수로 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과,
    샘플링 주파수가 조정된 모든 복호화 신호를 가산(加算)하는 가산 수단을 구비하는 신호 복호화 장치.
  2. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치로서,
    상기 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 수단과,
    오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과,
    신호의 샘플링 주파수를 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과,
    상기 복호화 수단으로 생성된 복호화 신호와 상기 샘플링 주파수 조정 수단으로 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 가산 수단을 구비하고,
    상기 샘플링 주파수 조정 수단은, 제1 계층의 복호화 신호 및 제2 계층부터 제(n－1) 계층의 상기 가산 수단으로 가산된 신호의 샘플링 주파수를 조정하고,
    상기 가산 수단은, 제i계층(i는 2이상 n이하의 정수)의 복호화 신호와, 제(i－1) 계층의 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 신호 복호화 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복호화 수단은, 제i계층에 있어서 프레임이 소실된 경우, 제1부터 제(i－1)까지의 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 신호 복호화 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부호화 정보 조작 수단에서 제1 계층의 부호화 정보에 오류가 검출된 경우, 상기 복호화 수단은, 모든 계층에 있어서 프레임 소실 보상 처리를 행하여 복호화 신호를 생성하는 신호 복호화 장치.
  5. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치로서,
    상기 부호화 정보의 계층수를 검지하는 부호화 정보 조작 수단과,
    검지된 각 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과,
    신호의 샘플링 주파수를 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과,
    상기 복호화 수단으로 생성된 복호화 신호와 상기 샘플링 주파수 조정 수단으로 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 가산 수단을 구비하고,
    상기 샘플링 주파수 조정 수단은, 제1 계층의 복호화 신호 및 제2 계층부터 제(n－1) 계층의 상기 가산 수단으로 가산된 신호의 샘플링 주파수를 조정하고,
    상기 가산 수단은, 제i계층(i는 2이상 n이하의 정수)의 복호화 신호와, 제(i－1) 계층의 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 신호 복호화 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    부호화 정보는 음성 신호를 부호화한 것이며, 상기 복호화 수단은, CELP 타입의 복호화 방법을 이용하여 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 신호 복호화 장치.
  7. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보를 복호화하는 신호 복호화 장치를 구비하는 수신장치로서,
    상기 신호 복호화 장치는, 상기 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 수단과, 오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 수단과, 생성된 모든 복호화 신호의 샘 플링 주파수를 전송시의 전송 모드에 따른 샘플링 주파수로 조정하는 샘플링 주파수 조정 수단과, 샘플링 주파수가 조정된 모든 복호화 신호를 가산하는 가산 수단을 구비한다.
  8. 컴퓨터에,
    n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 절차와,
    오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 절차와
    생성된 모든 복호화 신호의 샘플링 주파수를 전송시의 전송 모드에 따른 샘플링 주파수로 조정하는 샘플링 주파수 조정 절차와,
    샘플링 주파수가 조정된 모든 복호화 신호를 가산하는 가산 절차를 실행시키기 위한 프로그램.
  9. 컴퓨터에,
    n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 절차와,
    오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 절차와,
    신호의 샘플링 주파수를 조정하는 샘플링 주파수 조정 절차와,
    상기 복호화 절차로 생성된 복호화 신호와 상기 샘플링 주파수 조정 절차로 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 가산 절차를 실행시키고,
    상기 샘플링 주파수 조정 절차는, 제1 계층의 복호화 신호 및 제2 계층부터 제(n－1) 계층의 상기 가산 절차로 가산된 신호의 샘플링 주파수를 조정하고,
    상기 가산 절차는, 제i계층(i는 2이상 n이하의 정수)의 복호화 신호와, 제(i－1) 계층의 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 프로그램.
  10. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 공정과,
    오류가 검출되지않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 공정과,
    생성된 모든 복호화 신호의 샘플링 주파수를 전송시의 전송 모드에 따른 샘플링 주파수로 조정하는 샘플링 주파수 조정 공정과,
    샘플링 주파수가 조정된 모든 복호화 신호를 가산하는 가산 공정을 구비하는 신호 복호화 방법.
  11. n계층(n은 2이상의 정수)으로 구성된 부호화 정보에 대해서 계층마다 오류 검출을 행하는 부호화 정보 조작 공정과,
    오류가 검출되지 않았던 계층의 부호화 정보를 복호화하여 복호화 신호를 생성하는 복호화 공정과,
    신호의 샘플링 주파수를 조정하는 샘플링 주파수 조정 공정과,
    상기 복호화 공정으로 생성된 복호화 신호와 상기 샘플링 주파수 조정 공정으로 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 가산 공정을 구비하고,
    상기 샘플링 주파수 조정 공정에서는, 제1 계층의 복호화 신호 및 제2 계층부터 제(n－1) 계층의 상기 가산 공정으로 가산된 신호의 샘플링 주파수를 조정하고,
    상기 가산 공정에서는, 제i계층(i는 2이상 n이하의 정수)의 복호화 신호와, 제(i－1) 계층의 샘플링 주파수가 조정된 신호를 가산하는 신호 복호화 방법.
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