JP3131437B2 - Error compensation method - Google Patents

Error compensation method

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JP3131437B2
JP3131437B2 JP02044404A JP4440490A JP3131437B2 JP 3131437 B2 JP3131437 B2 JP 3131437B2 JP 02044404 A JP02044404 A JP 02044404A JP 4440490 A JP4440490 A JP 4440490A JP 3131437 B2 JP3131437 B2 JP 3131437B2
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  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車電話等の移動体通信システムにおい
て回線エラーによる音質劣化を抑制するために用いられ
る誤り補償方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an error compensation method used for suppressing sound quality deterioration due to a line error in a mobile communication system such as a car telephone.

(従来の技術) 自動車電話等の移動体通信システムにおいては、伝搬
径路上でビットエラーが生じ音声品質が著しく劣化する
問題がある。そこでビットエラーによる音声品質の劣化
を抑えるため、伝送路の誤り率が高い場合は復号化音声
の振幅を制限する方法が「符号化装置」(HL−209827)
(文献1)で提案されている。以下、この内容を説明す
る。
(Prior Art) In a mobile communication system such as a mobile phone, there is a problem that a bit error occurs on a propagation path and voice quality is remarkably deteriorated. Therefore, in order to suppress the deterioration of the voice quality due to bit errors, the method of limiting the amplitude of the decoded voice when the error rate of the transmission path is high is "encoder" (HL-209827).
(Reference 1). Hereinafter, this content will be described.

第8図は、文献1に記載の従来のエラー補償法を含む
復号化装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a decoding device including the conventional error compensation method described in Reference 1.

第8図において、501は入力端子であり、誤り訂正部5
02、フレーム同期検出部504、および誤り率測定部506に
接続されている。誤り訂正部502は復号器503に接続さ
れ、復号器503は可変振幅制限器507に接続され、可変振
幅制限器507は出力端510に接続されている。フレーム同
期検出部504は誤り訂正部502、復号器503および誤り率
測定部506に接続され、誤り率測定部506は可変振幅制限
器507に接続されている。
In FIG. 8, reference numeral 501 denotes an input terminal,
02, connected to a frame synchronization detection unit 504 and an error rate measurement unit 506. The error correction unit 502 is connected to the decoder 503, and the decoder 503 is connected to the variable amplitude limiter 507, and the variable amplitude limiter 507 is connected to the output terminal 510. The frame synchronization detecting section 504 is connected to the error correcting section 502, the decoder 503, and the error rate measuring section 506, and the error rate measuring section 506 is connected to the variable amplitude limiter 507.

次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例
において、入力端501から入力された音声データから、
フレーム同期検出部504がフレームタイミングを獲得す
る。誤り訂正部502は入力端501から入力される音声デー
タの誤りを各フレーム毎に訂正し、復号器503は誤り訂
正を施された音声データを復号して音声信号を出力す
る。誤り率測定部506は入力端501から入力された音声デ
ータのフレーム同期ビットより伝送路の誤り率を測定
し、可変振幅制限器507を制御する。可変振幅制限器507
は伝送路の誤り率が一定値より低い場合、復号器503が
出力する復号化音声をそのまま出力端510へ出力し、誤
り率が一定値より高くなると復号器503が出力する復号
化音声を振幅制限して出力器510に出力する。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In the above embodiment, from the voice data input from the input terminal 501,
The frame synchronization detection unit 504 acquires the frame timing. The error correction unit 502 corrects an error in the audio data input from the input terminal 501 for each frame, and the decoder 503 decodes the error-corrected audio data and outputs an audio signal. The error rate measurement unit 506 measures the error rate of the transmission path from the frame synchronization bits of the audio data input from the input terminal 501, and controls the variable amplitude limiter 507. Variable amplitude limiter 507
When the error rate of the transmission path is lower than a certain value, the decoded voice output by the decoder 503 is output to the output terminal 510 as it is, and when the error rate becomes higher than the certain value, the decoded voice output by the decoder 503 is amplified. The output is limited and output to the output device 510.

以上、述べたように、上記従来のエラー補償法でも伝
送路の誤り率が高くなると出力音声を振幅制限するた
め、伝送路誤りによる雑音レベルを小さくすることがで
きる。
As described above, even in the above-described conventional error compensation method, when the error rate of the transmission path increases, the amplitude of the output voice is limited, so that the noise level due to the transmission path error can be reduced.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来の方法では、誤り率が高くな
ると復号出力を単純に絞っているので、雑音だけではな
く、音声のレベルも非常に小さくなってブッブッといっ
た跡切れの音になってしまい耳障りで不快な音を発する
という問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional method, when the error rate is high, the decoding output is simply narrowed down. There is a problem that the sound becomes harsh and unpleasant and unpleasant.

本発明はこのような従来の問題点を解決するためなさ
れたものであり、伝送路エラーが多い場合でも雑音が少
なく自然な音声信号を再生することができる誤り補償方
式を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an error compensation system capable of reproducing a natural voice signal with less noise even when there are many transmission path errors. I do.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために、符号化側に、符
号化系列を複数の系列に選別する手段と、複数の系列毎
に誤り訂正符号化を行なう手段と有し、復号側に、伝送
された符号化系列を複数の系列に分解する手段と、複数
の系列毎に誤り訂正と誤り検出を行なう手段と、誤り訂
正された符号化系列を復号して復号音声信号する手段
と、誤り検出の結果一定以上の誤りが存在しない場合に
前記復号された符号化系列の合成フィルタの駆動信号を
表わす情報を更新しながら蓄積する手段と、誤り検出の
結果一定以上の誤りが存在しない場合に前記復号された
符号化系列の予測パラメータを更新しながら蓄積する手
段と、直前の合成フィルタの駆動信号の利得と現在の合
成フィルタの駆動信号の利得との差が一定値以下にある
か否かをチェックし、一定値以上である場合には一定値
以下になるよう現在の利得を制限する手段と、直前の符
号化信号系列に一定以上の誤りが存在し且つ現在の符号
化信号系列に一定以上の誤りが存在しない場合にピッチ
ゲインを一定値に制限する手段と、前記蓄積された駆動
信号と蓄積された予測パラメータとを入力して音声信号
を合成する合成フィルタと、誤り検出の結果一定以上の
誤りが存在しない場合に復号手段により復号された復号
音声信号を出力すると共に誤り検出の結果一定以上の誤
りが存在する場合には合成フィルタにより合成された音
声信号を出力する手段とを有することを特徴とする誤り
補償方式を提供する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides, on the encoding side, means for selecting a coded sequence into a plurality of sequences, and error correction for each of the plurality of sequences. Means for performing encoding; means for decomposing a transmitted coded sequence into a plurality of sequences on the decoding side; means for performing error correction and error detection for each of the plurality of sequences; Means for decoding a sequence and a decoded audio signal, and means for accumulating while updating information representing a drive signal of a synthesis filter of the decoded coded sequence when there is no error equal to or greater than a predetermined value as a result of error detection, Means for accumulating and updating the prediction parameters of the decoded coded sequence when there is no error equal to or greater than a certain value as a result of the error detection, and a gain of the drive signal of the immediately preceding synthesis filter and a drive signal of the current synthesis filter. gain Check whether the difference is below a certain value, and if it is above a certain value, means to limit the current gain so as to be below a certain value, and if there is more than a certain error in the immediately preceding coded signal sequence Means for restricting the pitch gain to a constant value when present and when there is no error equal to or more than a predetermined value in the current coded signal sequence, and inputting the stored driving signal and the stored prediction parameters to convert the speech signal A synthesis filter for synthesizing, and outputting a decoded speech signal decoded by the decoding means when no error exceeding a certain level exists as a result of the error detection, and synthesizing by a synthesis filter when an error exceeding a certain level exists as a result of the error detection. Means for outputting a converted audio signal.

(作用) 符号化側において、符号化された信号系列は複数の系
列に分類選別され、それぞれの系列に対して誤り訂正符
号が付加される。
(Operation) On the encoding side, the encoded signal sequence is classified and selected into a plurality of sequences, and an error correction code is added to each sequence.

復号側では、伝送されてきた符号化系列が複数の系列
に分解され、符号化側で誤り訂正符号化と逆の処理でそ
れぞれの系列に対して誤り訂正が行なわれると共に、誤
り検出が行なわれる。また誤り訂正された符号化系列は
復号手段によって復号され、合成フィルタのパラメータ
(予測パラメータと同じもの)と、合成フィルタの駆動
信号と、復号された音声信号が得られる。
On the decoding side, the transmitted coded sequence is decomposed into a plurality of sequences, and the coding side performs error correction on each of the sequences in a process reverse to error correction coding, and performs error detection. . The error-corrected coded sequence is decoded by the decoding means, and the parameters of the synthesis filter (the same as the prediction parameters), the driving signal of the synthesis filter, and the decoded audio signal are obtained.

一定以上の誤りが検出されない場合に合成フィルタの
駆動信号、予測パラメータを更新しながら蓄積し、前フ
レームの駆動信号の利得と現フレームの駆動信号の利得
との差が一定値以上である場合に、当該差が一定値以内
になるように現フレームの駆動信号の利得を制限し、前
フレームの符号化信号系列に一定以上の誤りが存在し且
つ現フレームの符号化信号系列に一定以上の誤りが存在
しない場合にピッチゲインを一定値に制限する。
When a certain error or more is not detected, the driving signal of the synthesis filter and the prediction parameter are updated and accumulated, and when the difference between the gain of the driving signal of the previous frame and the gain of the driving signal of the current frame is equal to or more than a certain value. The drive signal gain of the current frame is limited so that the difference is within a certain value, and there is a certain error or more in the coded signal sequence of the previous frame and a certain or more error in the coded signal sequence of the current frame. Limits the pitch gain to a constant value when does not exist.

そして蓄積された駆動信号と予測パラメータとから音
声を合成した後、前記誤り検出の結果一定以上の誤りが
検出されない場合には復号された音声信号を出力すると
共に、一定以上の誤りが検出された場合には合成された
音声信号を出力する。
Then, after synthesizing the speech from the accumulated driving signal and the prediction parameter, if the error detection does not detect a certain or more error, the decoded sound signal is output, and a certain or more error is detected. In this case, a synthesized audio signal is output.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図と第2図はそれぞれ本発明の一実施例に係る符
号化装置と復号化装置のブロック図である。
1 and 2 are block diagrams of an encoding device and a decoding device according to one embodiment of the present invention, respectively.

第1図において、10は入力端子であり、ディジタル化
された音声信号系列が入力される。符号化部20では、入
力した音声信号系列を符号化し、符号化信号系列をビッ
ト選別回路21に出力する。ビット選別回路21では、符号
化ビット系列を、予測パラメータ(合成フィルタのパラ
メータと同じ)と合成フィルタの駆動信号パラメータの
ビット列に分け、それぞれを別々に誤り訂正符号化回路
30,31へ入力する。誤り訂正符号化回路では、入力した
系列に誤り訂正符号が付加され、マルチプレクサ回路へ
接続される。誤り訂正符号としては公知の種々の符号を
用いることができるが移動体通信においてはバーストエ
ラーが発生するので、バーストエラーに対する訂正能力
の高いリードソロモン符号を本実施例では用いることに
する。誤り訂正符号化回路30,31で用いるリードソロモ
ン符号は30,31の入力系列の誤りに対する感度の大きさ
に応じて訂正能力の異なるものを用いる。このようにす
ることにより効率のよい誤り訂正が可能となる。バッア
ァ40では2フレーム分の符号化信号系列を蓄積しインタ
リーブ部へ接続する。インタリーブ部では例えば第3図
に示すように、フレームAの符号化信号系列の一部とフ
レームBの符号化信号系列の一部からフレームB′の符
号化信号系列を構成するように2フレームの符号化信号
系列を入れ替えて伝送用のフレームを構成する。このよ
うにすることによって1フレーム中のバーストエラーが
2フレームにランダム化されるので回線エラーによる合
成音声の品質劣化を少なくすることができる。60は符号
化装置の出力端子である。符号化部20の構成、動作につ
いては後述する。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an input terminal to which a digitized audio signal sequence is input. The encoding unit 20 encodes the input audio signal sequence and outputs the encoded signal sequence to the bit selection circuit 21. The bit selection circuit 21 divides the coded bit sequence into a prediction parameter (same as a synthesis filter parameter) and a bit string of a drive signal parameter of the synthesis filter, and separates them into error correction coding circuits.
Enter 30,31. In the error correction coding circuit, an error correction code is added to the input sequence and connected to the multiplexer circuit. As the error correction code, various known codes can be used, but a burst error occurs in mobile communication. Therefore, a Reed-Solomon code having a high correction capability for the burst error is used in this embodiment. The Reed-Solomon codes used in the error correction encoding circuits 30 and 31 have different correction capabilities depending on the sensitivity of the input sequences 30 and 31 to errors. By doing so, efficient error correction becomes possible. The buffer 40 accumulates encoded signal sequences for two frames and connects them to the interleave unit. In the interleave section, for example, as shown in FIG. 3, two frames of the frame B 'are formed from a part of the coded signal sequence of the frame A and a part of the coded signal sequence of the frame B. A frame for transmission is configured by replacing the coded signal sequence. By doing so, the burst error in one frame is randomized to two frames, so that it is possible to reduce the deterioration of the quality of synthesized speech due to a line error. 60 is an output terminal of the encoding device. The configuration and operation of the encoding unit 20 will be described later.

次に復号化装置の説明を行う。 Next, the decoding device will be described.

第2図において、バッアァ110は入力端子100から入力
した符号化信号系列を2フレーム分蓄積する。次にディ
ンタリーブ部120は、テンタリーブ50と逆の処理をする
もので、第3図においてフレームA′,B′からフレーム
Aの符号化信号系列を構成し、デマルチプレクサ121へ
接続する。121では、符号化信号系列を予測パラメータ
と駆動信号パラメータのビット系列に分解し、それぞれ
を誤り訂正部130と131へ出力する。130と131ではリード
ソロモンの誤り訂正復号化を行い入力した信号系列の誤
り訂正を行う。それと共に、シンドロームを計算し、そ
れを誤り検出部140,141へ出力する。誤り訂正符号につ
いては「符号論理」嵩他著、コロナ社に詳述されている
のでここでは説明を省略する。
In FIG. 2, a buffer 110 accumulates an encoded signal sequence input from an input terminal 100 for two frames. Next, the ding leave section 120 performs a process reverse to that of the tent leave 50, and forms a coded signal sequence of the frame A from the frames A 'and B' in FIG. In 121, the coded signal sequence is decomposed into a bit sequence of a prediction parameter and a drive signal parameter, and each is output to error correction units 130 and 131. In steps 130 and 131, Reed-Solomon error correction decoding is performed to correct the error of the input signal sequence. At the same time, it calculates the syndrome and outputs it to the error detection units 140 and 141. The error correction code is described in detail in "Code Logic" by Takuma et al., Corona Corporation, and will not be described here.

誤り検出部140,141は誤り訂正部130,131で計算された
シンドロームから誤ったシンボル数を求め、その数が誤
り訂正能力より大のときE1=1,E2=1,以下のときE1=0,
E2=0を誤り状態判定回路142へ出力する。なお、E1とE
2は各々誤り検出部140と141の出力を表す。
The error detection units 140 and 141 calculate the number of erroneous symbols from the syndromes calculated by the error correction units 130 and 131, and when the number is greater than the error correction capability, E 1 = 1, E 2 = 1, and E 1 = 0,
E 2 = 0 is output to the error state determination circuit 142. Note that E 1 and E
2 indicates the outputs of the error detectors 140 and 141, respectively.

誤り状態判定回路142は、誤り検出回路140,141の出力
と1フレーム前の結果に基づいて、誤りの状態を次のよ
うに決める。
The error state determination circuit 142 determines an error state as follows based on the outputs of the error detection circuits 140 and 141 and the result of one frame before.

E1=0かつE2=0のとき、状態S0=誤りなし E1=0かつE2=1 状態S1 E1=1かつE2=0 状態S2 E1=1かつE2=1のとき、状態S3 1フレーム前の状態がS0以外でかつ現フレームの状態
がS0のとき、状態=S4 誤り状態判定回路の出力はパラメータメモリ160、駆
動信号メモリ170、切り出し回路180、スイッチ回路210
へ接続される。
When E 1 = 0 and E 2 = 0, state S 0 = no error E 1 = 0 and E 2 = 1 state S 1 E 1 = 1 and E 2 = 0 state S 2 E 1 = 1 and E 2 = When the state is 1, the state S 3 When the state one frame before is other than S 0 and the state of the current frame is S 0 , the state = S 4 The output of the error state determination circuit is the parameter memory 160, the drive signal memory 170, the cutout circuit 180, switch circuit 210
Connected to

復号部150は誤り訂正された符号化信号を復号し合成
フィルタのパラメータ(LPCパラメータとピッチパラメ
ータ)をパラメータメモリ160へ出力し、合成フィルタ
の駆動信号を駆動信号メモリ170へ、復号音声信号をス
イッチ回路210へ出力する。復号部の構成、動作につい
ては後述する。
The decoding unit 150 decodes the error-corrected coded signal, outputs the parameters of the synthesis filter (LPC parameter and pitch parameter) to the parameter memory 160, switches the driving signal of the synthesis filter to the driving signal memory 170, and switches the decoded audio signal. Output to the circuit 210. The configuration and operation of the decoding unit will be described later.

パラメータメモリ160は、誤り状態判定回路142の出力
がS0又はS1のとき、復号部150の出力である合成フィル
タのパラメータを更新しながら蓄積する。同様に駆動信
号メモリ170は判定回路142の出力がS0又はS2のとき、復
号部の出力である駆動信号を更新しながら蓄積する。切
り出し回路180は、誤り状態判定回路142の出力がS1又は
S3のとき駆動信号メモリ170に蓄積されている駆動信号
の最後(Error=1となる直前のフレーム)のサンプル
点から1ピッチ周期サンプル分の信号を切り出し、それ
を駆動信号生成回路190へ出力する。駆動信号生成回路1
90では1ピッチ周期分の駆動信号により小さい係数を乗
算しながら、くり返し接続することにより1フレーム分
の駆動信号を生成し、合成フィルタ200へ出力する。合
成フィルタ200は駆動信号生成回路190で生成された駆動
信号を入力し、パラメータメモリ160に積層されている
パラメータ、すなわち、誤り訂正が行われたフレームの
パラメータを用いて音声信号を合成し、スイッチ回路21
0へ出力する。スイッチ回路210は、誤りの発生が誤り訂
正可能な範囲、すなわち、誤り状態判定回路の出力がS0
のときは復号部150の出力である復号音声信号を出力端
子220へ出力し、誤りの発生が誤り訂正能力以上、すな
わち、誤り状態判定回路の出力がS0以外のとき合成フィ
ルタ200の出力である合成音声信号を200へ出力する。
Parameter memory 160, the output of the error state determining circuit 142 when S 0 or S 1, accumulates while updating the parameters of the synthesis filter which is the output of the decoding unit 150. Similarly driving signal memory 170 output of the determination circuit 142 when S 0 or S 2, accumulates while updating the drive signal output from the decoding unit. Extraction circuit 180, the output of the error state determining circuit 142 is S 1 or
Cut the last one pitch period samples of the signal from the sample point (Error = 1 and becomes immediately preceding frame) of the drive signal stored in the drive signal memory 170 when the S 3, outputs it to the driving signal generating circuit 190 I do. Drive signal generation circuit 1
In 90, the drive signal for one pitch is repeatedly connected while multiplying the drive signal for one pitch cycle by a smaller coefficient to generate a drive signal for one frame and output to the synthesis filter 200. The synthesis filter 200 receives the drive signal generated by the drive signal generation circuit 190 and synthesizes the audio signal using the parameters stacked in the parameter memory 160, that is, the parameters of the frame on which the error correction has been performed. Circuit 21
Output to 0. The switch circuit 210 has a range in which occurrence of an error can be corrected, that is, the output of the error state determination circuit is S 0.
Outputs a decoded speech signal output from the decoding unit 150 to the output terminal 220 when the occurrence of an error the error correction capability than, i.e., the output of the error state determining circuit at the output of the synthesis filter 200 when a non S 0 A certain synthesized voice signal is output to 200.

次に、第1図と第2図における符号化部と復号部の構
成と動作について説明する。
Next, the configuration and operation of the encoding unit and the decoding unit in FIGS. 1 and 2 will be described.

第4図と第5図はそれぞれ、符号化部と復号部の一構
成例を示すブロック図である。
FIG. 4 and FIG. 5 are block diagrams each showing an example of the configuration of the encoding unit and the decoding unit.

第4図において、フレームバッアァ311は入力端子310
に入力される音声信号を1フレーム分蓄積する回路であ
り、第4図の各ブロックはフレームバッアァ311を用い
てフレーム毎またはサブフレーム毎に以下の処理を行
う。
In FIG. 4, the frame buffer 311 is connected to the input terminal 310.
Is a circuit for accumulating one frame of the audio signal inputted to each block. Each block shown in FIG. 4 performs the following processing for each frame or each subframe using the frame buffer 311.

予測パラメータ計算回路312は、予測パラメータを公
知の方法を用いて計算する。予測フィルタ314が第6図
に示すような長時間予測フィルタ351と短時間予測フィ
ルタ352を継続接続して構成される場合、予測パラメー
タ計算回路312はピッチ周期とピッチ予測係数および線
形予測係数(αパラメータまたはKパラメータ、総して
LPCパラメータと呼ばれる。)を自己相関法や共分散法
等の公知の方法で計算する。計算法については、例えば
前記文献2(古井貞照著「ディジタル音声処理」1985年
東海大学出版会発行)に記述されている。計算された予
測パラメータは、予測パラメータ符号化回路313へ入力
される。予測パラメータ符号化回路313は、予測パラメ
ータを予め定められた量子化ビット数に基づいて符号化
し、復号値を復号化回路327へ出力する。安定化回路327
は、入力した予測フィルタの係数が安定かどうかをチェ
ックし、安定化を図る。予測パラメータがLSP(Line Sp
ectrum Pair)パラメータである場合、パラメータ値が
次数の低い方から順に並んでいるかをチェックすること
により安定性をチェックすることができ、順番に並んで
いない時や、パラメータ値の間隔が狭い場合には不安定
になったり発振しやすくなるので、符号化回路313に対
してパラメータ値が順番に並び、かつ、その間隔が一定
以上になるように符号化を再度行うよう指示する。符号
化回路313は再度LSPパラメータの符号化を行い、安定化
回路327へ出力する。安定化回路327は全てのパラメータ
が安定になるまで符号化回路313への指示をくり返す。
安定化回路327は安定化した予測パラメータの符号をマ
ルチプレクサ325に出力すると共に、復号値を予測フィ
ルタ314と合成フィルタ315および聴感重みフィルタ320
に出力する。予測フィルタ314は、入力の音声信号と予
測パラメータを入力として予測残差信号を計算し、それ
を密度パターン選択回路315へ出力する。
The prediction parameter calculation circuit 312 calculates a prediction parameter using a known method. When the prediction filter 314 is configured by continuously connecting the long-term prediction filter 351 and the short-term prediction filter 352 as shown in FIG. 6, the prediction parameter calculation circuit 312 calculates the pitch period, the pitch prediction coefficient and the linear prediction coefficient (α Parameters or K parameters, all
Called LPC parameters. ) Is calculated by a known method such as an autocorrelation method or a covariance method. The calculation method is described, for example, in the aforementioned reference 2 ("Digital Speech Processing" by Sadateru Furui, published by Tokai University Press, 1985). The calculated prediction parameters are input to the prediction parameter coding circuit 313. The prediction parameter encoding circuit 313 encodes the prediction parameter based on a predetermined number of quantization bits, and outputs a decoded value to the decoding circuit 327. Stabilization circuit 327
Checks whether the coefficient of the input prediction filter is stable and stabilizes it. The prediction parameter is LSP (Line Sp
ectrum Pair), the stability can be checked by checking whether the parameter values are arranged in order from the lowest order. When the parameters are not arranged in order, or when the interval between parameter values is narrow, Since becomes unstable or easily oscillates, it instructs the encoding circuit 313 to perform encoding again so that the parameter values are arranged in order and the interval is longer than a certain value. The encoding circuit 313 encodes the LSP parameter again and outputs the result to the stabilization circuit 327. The stabilizing circuit 327 repeats the instruction to the encoding circuit 313 until all the parameters become stable.
The stabilization circuit 327 outputs the sign of the stabilized prediction parameter to the multiplexer 325, and outputs the decoded value to the prediction filter 314, the synthesis filter 315, and the perceptual weight filter 320.
Output to The prediction filter 314 calculates a prediction residual signal using the input speech signal and prediction parameters as inputs, and outputs the signal to the density pattern selection circuit 315.

密度パターン選択回路315としては、本実施例におい
てはまず1フレームの予測残差信号を複数個のサブフレ
ームに分割し、それぞれのサブフレームの予測残差信号
の2乗和を計算する。次に、予測残差信号の2乗和を基
に各サブフレームでの駆動パルス列信号の密度(パルス
間隔)パターンを求める。その具体的な方法の一例は、
密度パターンとしてパルス間隔が最短の2種類、パルス
間隔が長いサブフレームの個数とパルス間隔が短いサブ
フレームの個数を予め設定しておき、予測残差信号の2
乗和が大きいサブフレームの順にパルス間隔が短くなる
密度パターンを選択する方法である。
In this embodiment, the density pattern selection circuit 315 first divides a prediction residual signal of one frame into a plurality of subframes, and calculates a sum of squares of the prediction residual signal of each subframe. Next, a density (pulse interval) pattern of the drive pulse train signal in each subframe is obtained based on the sum of squares of the prediction residual signal. One example of a specific method is
Two types of density patterns having the shortest pulse interval, the number of subframes having a long pulse interval and the number of subframes having a short pulse interval are set in advance as the density pattern, and the two types of the prediction residual signal are set.
This is a method of selecting a density pattern in which the pulse interval becomes shorter in the order of the subframe having a larger sum of squares.

ゲイン計算回路327は選択された密度パターンの情報
を入力とし、駆動信号のゲインを例えばパルス間隔の短
い全サブフレームの予測残差信号の標準偏差とパルス間
隔の長い全サブフレームの予測残差信号の標準偏差を用
いて2種類求める。得られた密度パターンとゲインはそ
れぞれ符号化回路316,328で符号化され、マルチプレク
サ325に入力されると共に、それらの復号値が駆動信号
生成回路317へ入力される。駆動信号生成回路317は、符
号化回路316,328から入力される密度パターンとゲイ
ン、コードブック324から入力される駆動パルスの正規
化された振幅、および位相探索回路322から入力される
駆動パルスの位相を基に、サブフレーム単位で密度が可
変の駆動信号を生成する。
The gain calculation circuit 327 receives the information of the selected density pattern as input, and sets the gain of the drive signal to, for example, the standard deviation of the prediction residual signal of all subframes with short pulse intervals and the prediction residual signal of all subframes with long pulse intervals. Two types are obtained using the standard deviation of The obtained density patterns and gains are encoded by encoding circuits 316 and 328, respectively, and input to multiplexer 325, and their decoded values are input to drive signal generation circuit 317. The drive signal generation circuit 317 converts the density pattern and gain input from the encoding circuits 316 and 328, the normalized amplitude of the drive pulse input from the codebook 324, and the phase of the drive pulse input from the phase search circuit 322. Based on this, a drive signal having a variable density is generated for each subframe.

m番目のサブフレームにおける駆動パルスのゲインを
G(m)、駆動パルスの正規化された振幅をg1 (m)、パルス
数をQm、パルス間隔をDm、パルスの位相をKm、サブフレ
ームの長さをLとおくと、駆動信号eX (m)(n)は次式
で記述できる。
The gain of the drive pulse in the m-th subframe is
G (m) , the normalized amplitude of the drive pulse is g 1 (m) , the number of pulses is Q m , the pulse interval is D m , the phase of the pulse is K m , and the length of the subframe is L, The drive signal e X (m) (n) can be described by the following equation.

なお、位相Kmはサブフレームにおけるパルスの先頭位
置である。また、σ(n)はクロネッカのデルタ関数で
ある。
Note that the phase Km is the leading position of the pulse in the subframe. Σ (n) is a Kronecker delta function.

駆動信号生成回路317で生成された駆動信号は合成フ
ィルタ318に入力され、合成信号が出力される。合成フ
ィルタ318は、予測フィルタ314と逆フィルタの関係にあ
る。減算回路319の出力である入力音声信号と合成信号
との誤差は、聴感重みフィルタ320によりそのスペクト
ルが変形された後、2乗誤差計算回路321へ入力され
る。聴感重みフィルタ320は、伝達関数が で表わされるフィルタで、従来例における重み付けフィ
ルタと同様に聴感のマーキング効果を利用するためのも
のであり、文献2に詳述されているので説明は省略す
る。
The drive signal generated by the drive signal generation circuit 317 is input to the synthesis filter 318, and the synthesized signal is output. The synthesis filter 318 has a relationship of an inverse filter with the prediction filter 314. The error between the input speech signal and the synthesized signal, which is the output of the subtraction circuit 319, is input to the square error calculation circuit 321 after its spectrum is transformed by the perceptual weighting filter 320. The perceptual weight filter 320 has a transfer function This filter is used to utilize the audible marking effect as in the case of the weighting filter in the conventional example.

2乗誤差計算回路321は、聴感重み付けされた誤差信
号の2乗和をコードブック324に蓄積されたコードベク
トル毎に、および位相探索回路322から出力される駆動
パルスの位相毎に計算し、計算結果を位相探索回路322
と振幅探索回路323へ出力する。振幅探索回路323は、位
相探索回路322から出力される駆動パルスの位相1個毎
に、誤差信号の2乗和を最小とするコードワードのイン
デックスをコードブック324から探索し、2乗和の最小
値を位相探索回路322へ出力すると共に、2乗和を最小
とするコードワードのインデックスを保持する。位相探
索回路322は、選択された密度パターンの情報を入力と
し、駆動パルス列の位相Kmを1≦Km≦Dmの範囲で変化さ
せ、その値を駆動信号生成回路317に与え、Dm個の位相
に対してそれぞれ決まる誤差信号の2乗和の最小値を振
幅探索回路323から受け、そのDm個の最小値の中で最も
小さい2乗和に対応する位相をマルチプレクサ325に出
力すると同時に、振幅探索回路323にその位相に知らせ
る。振幅探索回路323では、その位相に対応するコード
ワードのインデックスをマルチプレクサ325に出力す
る。
The square error calculation circuit 321 calculates the sum of squares of the perceptually weighted error signal for each code vector stored in the codebook 324 and for each phase of the drive pulse output from the phase search circuit 322, and calculates Phase search circuit 322
Is output to the amplitude search circuit 323. The amplitude search circuit 323 searches the codebook 324 for a codeword index that minimizes the sum of squares of the error signal for each phase of the drive pulse output from the phase search circuit 322, and searches for the minimum of the sum of squares. The value is output to the phase search circuit 322, and the index of the codeword that minimizes the sum of squares is held. The phase search circuit 322 receives the information of the selected density pattern as input, changes the phase K m of the drive pulse train in the range of 1 ≦ K m ≦ D m , gives the value to the drive signal generation circuit 317, and provides D m The minimum value of the sum of squares of the error signal determined for each of the phases is received from the amplitude search circuit 323, and the phase corresponding to the smallest sum of the squares of the D m minimum values is output to the multiplexer 325. At the same time, the amplitude search circuit 323 is notified of the phase. The amplitude search circuit 323 outputs a codeword index corresponding to the phase to the multiplexer 325.

マルチプレクサ325は予測パラメータ、密度パター
ン、ゲイン、駆動パルスの位相および振幅の符号を多重
化し、出力端子326を介して伝送路へ出力する。なお、
減算回路319の出力を聴感重みフィルタ320を介さずに直
接2乗誤差計算回路321へ入力してもよい。
The multiplexer 325 multiplexes the prediction parameter, the density pattern, the gain, the sign of the phase and the amplitude of the drive pulse, and outputs the multiplexed signal to the transmission line via the output terminal 326. In addition,
The output of the subtraction circuit 319 may be directly input to the square error calculation circuit 321 without passing through the perceptual weight filter 320.

次に、第5図に示す復号化装置について説明する。第
5図において、デマルチプレクサ331は入力端子330から
入力された符号を予測パラメータ、密度パターン、ゲイ
ン、駆動パルスの位相・振幅の符号に分離する。符号化
回路332,337はそれぞれ前記駆動パルスの密度パターン
と駆動パルスのゲインの符号を復号し、駆動信号生成回
路333へ出力する。但し、駆動信号のゲインは、直接駆
動信号生成回路へ出力するのではなく、まずリミッタ回
路341へ出力する。リミッタ回路では、1フレーム前の
ゲインを保持し、現フレームのゲインが前フレームのゲ
インと比べて一定値以内にあるかをチェックし、一定値
以上にある場合は、一定値に制限する。このようにする
ことによって、回線エラーによって生じる異常音を抑え
ることができる。コードブック355は第4図の符号化装
置内のコードブック324と同じものであり、送られた駆
動パルスの振幅のインデックスに対応するコードワード
を駆動信号生成回路333へ出力する。予測パラメータ復
号化回路336は、第4図の予測パラメータ符号化回路313
で符号化された予測パラメータの符号を復号し、安定化
回路342へ出力する。安定化回路342では、入力した予測
パラメータと入力端子343から入力される誤り状態に基
づいて予測パラメータの安定化処理を行う。第7図に安
定化処理のフローチャートを示す。安定化処理は、まず
入力した予測パラメータの中でLSPパラメータの安定化
処理を第4図における安定化回路327と同様に、LSPパラ
メータ値の大きさが次数の低いLSPから順番に並んでい
るかをチェックし、順番に並んでいない場合やペラにな
っているLSPパラメータ間の間隔が狭い場合には一定の
値を加算しながら、パラメータ値が順番に並び、かつ、
ペラになっているパラメータ間間隔が一定以上になるよ
うにする。次に、誤り状態がS4、すなわち前フレームの
符号化信号系列に一定以上の誤りが発生した状態から現
フレームで一定以上の誤りが発生しない状態になった場
合ピッチゲインを1以下の一定値に制限することにより
合成フィルタ334の一部であるピッチフィルタの安定化
を図る。以上の安定化処理によって回線エラーによって
生じる合成フィルタの発振、不安定化を防止することが
でき、回線エラーによる合成音声の劣化を抑えることが
できる。安定化された予測パラメータは合成フィルタへ
接続されると共に、予測パラメータの一部であるピッチ
周期が出力端子346へ出力される。駆動信号生成回路333
は、符号化装置内の駆動信号生成回路317と同様に入力
された駆動パルスのゲインと振幅と位相を基にサブフレ
ーム単位で密度が可変の駆動信号を生成し、それを合成
フィルタ334と出力端子345へ出力する。合成フィルタ33
4は符号化装置内の合成フィルタ318と同じものであり、
駆動信号と予測パラメータを受けて合成信号をバッアァ
338へ出力する。バッアァ338は、入力される信号をフレ
ーム毎に結合し、合成信号を出力端子339へ出力する。
Next, the decoding device shown in FIG. 5 will be described. In FIG. 5, a demultiplexer 331 separates a code input from an input terminal 330 into a prediction parameter, a density pattern, a gain, and a code of a phase and an amplitude of a driving pulse. The encoding circuits 332 and 337 decode the density pattern of the driving pulse and the sign of the gain of the driving pulse, respectively, and output them to the driving signal generating circuit 333. However, the gain of the drive signal is not output directly to the drive signal generation circuit but is output first to the limiter circuit 341. The limiter circuit holds the gain of one frame before, checks whether the gain of the current frame is within a certain value compared to the gain of the previous frame, and if it is more than the certain value, limits the gain to a certain value. By doing so, abnormal sounds caused by line errors can be suppressed. The code book 355 is the same as the code book 324 in the encoding device of FIG. 4, and outputs a code word corresponding to the index of the amplitude of the transmitted drive pulse to the drive signal generation circuit 333. The prediction parameter decoding circuit 336 is the prediction parameter coding circuit 313 shown in FIG.
And decodes the code of the prediction parameter coded by (1) and outputs it to the stabilization circuit 342. The stabilization circuit 342 performs a stabilization process of the prediction parameter based on the input prediction parameter and an error state input from the input terminal 343. FIG. 7 shows a flowchart of the stabilization processing. In the stabilization processing, first, the stabilization processing of the LSP parameters in the input prediction parameters is performed in the same manner as the stabilization circuit 327 in FIG. 4 to determine whether the magnitudes of the LSP parameter values are arranged in order from the LSP having the lower order. Check, if not arranged in order or if the interval between the LSP parameters that are the props is narrow, while adding a certain value, the parameter values are arranged in order, and
The interval between the parameters in the propeller should be more than a certain value. Next, when the error state is S 4 , that is, when the state of the coded signal sequence of the previous frame changes from a state where an error of a certain level or more occurs to a state where no error of a certain level or more occurs in the current frame, the pitch gain is set to a constant value of 1 or less To stabilize the pitch filter which is a part of the synthesis filter 334. By the above stabilization processing, oscillation and instability of the synthesis filter caused by the line error can be prevented, and deterioration of the synthesized voice due to the line error can be suppressed. The stabilized prediction parameter is connected to a synthesis filter, and a pitch period, which is a part of the prediction parameter, is output to an output terminal 346. Drive signal generation circuit 333
Generates a drive signal having a variable density in subframe units based on the gain, amplitude, and phase of the input drive pulse in the same manner as the drive signal generation circuit 317 in the encoding device, and outputs the generated drive signal to the synthesis filter 334. Output to terminal 345. Synthesis filter 33
4 is the same as the synthesis filter 318 in the encoding device,
Receives the drive signal and the prediction parameters and buffers the synthesized signal.
Output to 338. The buffer 338 combines the input signals for each frame and outputs the combined signal to the output terminal 339.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように、本発明によれば符号化信号系
列に誤り訂正能力以上の誤り訂正不可能な誤りが発生し
た場合には、単純に出力のレベルを制限するのではな
く、誤り訂正が行われたフレームの合成フィルタのパラ
メータと駆動信号を用いて音声信号を再生するので、移
動体通信のような伝送路の誤り率が高い劣悪な環境でも
雑音が少なく、音がとぎれとぎれになることなく自然な
音声を得ることができる。また、本発明では駆動信号の
レベルで誤り訂正不可能なフレームの補間処理を行って
いるので、補間処理に伴って、駆動信号の波形に不連続
点が生じても合成フィルタを通過することによって不連
続点が平滑化され再生音声では、不連続音が分からなく
なるという効果がある。
As described above, according to the present invention, when an error that cannot be corrected by the error correction capability or more occurs in a coded signal sequence, the error correction is performed not by simply limiting the output level. Since the audio signal is reproduced using the parameters of the synthesis filter of the performed frame and the drive signal, there is little noise even in a bad environment where the error rate of the transmission path is high, such as in mobile communications, and the sound is not interrupted. Natural sound can be obtained. Further, in the present invention, since interpolation processing is performed on a frame in which error correction cannot be performed at the level of the drive signal, even if a discontinuous point occurs in the waveform of the drive signal due to the interpolation processing, the signal passes through the synthesis filter. There is an effect that the discontinuous point is smoothed and the discontinuous sound cannot be recognized in the reproduced voice.

さらに、本発明では、誤り訂正ができなかったフレー
ムで合成音のレベルをピッチ周期に基づいた速さで減衰
させ、合成フィルタの安定化も行っているので回線エラ
ーによる品質劣化を大幅に改善することができる。
Furthermore, in the present invention, the level of the synthesized sound is attenuated at a speed based on the pitch period in the frame in which the error cannot be corrected, and the synthesis filter is stabilized, so that the quality deterioration due to the line error is greatly improved. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る符号化装置のブロック
図、第2図は本発明の一実施例に係る復号化装置のブロ
ック図、第3図は第1図におけるインタリーブ部の動作
を説明するためのフレーム構成図、第4図は第1図にお
ける符号化部の一構成例を示すブロック図、第5図は第
2図における符号部の一構成例を示すブロック図、第6
図は第4図における予測フィルタの構成を示すブロック
図、第7図は安定化処理のフローチャート、第8図は従
来のエラー補償法を含む符号化装置のブロック図であ
る。 20……符号化部、30……誤り訂正符号化部、 30,110……バッアァ、50……インタリーブ部、 120……デインタリーブ部、130……誤り訂正部、 140……誤り検出部、150……復号部、 160……パラメータメモリ、170……駆動信号メモリ、 180……切り出し回路、190……駆動信号生成回路、 200……合成フィルタ、210……スイッチ回路、 312……予測パラメータ計算回路、 313……符号化回路、314……予測フィルタ、 315……密度パターン選択回路、 316……符号化回路、317……駆動信号生成回路、 318……ゲイン計算回路、319……減算回路、 320……聴感重みフィルタ、 321……2乗誤差計算回路、322……位相探索回路、 323……振幅探索回路、324……コードブック、 325……マルチプレクサ、328……符号化回路、 331……デマルチプレクサ、 332,337,336……復号化回路、 333……駆動信号生成回路、334……合成フィルタ、 338……バッアァ、351……長時間予測フィルタ、 352……短時間予測フィルタ、502……誤り訂正部、 503……復号器、504……フレーム同期検出部、 506……誤り率測定部、507……可変振幅制限器。
FIG. 1 is a block diagram of an encoding device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a decoding device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operation of an interleave unit in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of a configuration of an encoding unit in FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration of an encoding unit in FIG. 2, and FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the prediction filter in FIG. 4, FIG. 7 is a flowchart of a stabilization process, and FIG. 8 is a block diagram of a coding apparatus including a conventional error compensation method. 20: coding section, 30: error correction coding section, 30, 110: buffer, 50: interleave section, 120: deinterleave section, 130: error correction section, 140: error detection section, 150: ... Decoding unit, 160 ... Parameter memory, 170 ... Drive signal memory, 180 ... Cutout circuit, 190 ... Drive signal generation circuit, 200 ... Synthesis filter, 210 ... Switch circuit, 312 ... Prediction parameter calculation circuit , 313: coding circuit, 314: prediction filter, 315: density pattern selection circuit, 316: coding circuit, 317: drive signal generation circuit, 318: gain calculation circuit, 319: subtraction circuit, 320: perceptual weighting filter, 321: square error calculation circuit, 322: phase search circuit, 323: amplitude search circuit, 324: code book, 325: multiplexer, 328: coding circuit, 331: … Demultiplexer, 332,337,336 …… Decoding circuit, 33 3 ... drive signal generation circuit, 334 ... synthesis filter, 338 ... buffer, 351 ... long time prediction filter, 352 ... short time prediction filter, 502 ... error correction unit, 503 ... decoder, 504 ... … Frame synchronization detector, 506… Error rate measurement unit, 507… Variable amplitude limiter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−177225(JP,A) 特開 昭62−117422(JP,A) 特開 昭50−67013(JP,A) 特開 平3−245370(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 14/00 - 14/04 H03M 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-177225 (JP, A) JP-A-62-117422 (JP, A) JP-A-50-67013 (JP, A) JP-A-3- 245370 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04B 14/00-14/04 H03M 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】符号化側に、符号化系列を複数の系列に選
別する手段と、複数の系列毎に誤り訂正符号化を行なう
手段と有し、復号側に、伝送された符号化系列を複数の
系列に分解する手段と、複数の系列毎に誤り訂正と誤り
検出を行なう手段と、誤り訂正された符号化系列を復号
して復号音声信号する手段と、誤り検出の結果一定以上
の誤りが存在しない場合に前記復号された符号化系列の
合成フィルタの駆動信号を表わす情報を更新しながら蓄
積する手段と、誤り検出の結果一定以上の誤りが存在し
ない場合に前記復号された符号化系列の予測パラメータ
を更新しながら蓄積する手段と、直前の合成フィルタの
駆動信号の利得と現在の合成フィルタの駆動信号の利得
との差が一定値以下にあるか否かをチェックし、一定値
以上である場合には一定値以下になるよう現在の利得を
制限する手段と、直前の符号化信号系列に一定以上の誤
りが存在し且つ現在の符号化信号系列に一定以上の誤り
が存在しない場合にピッチゲインを一定値に制限する手
段と、前記蓄積された駆動信号と蓄積された予測パラメ
ータとを入力して音声信号を合成する合成フィルタと、
誤り検出の結果一定以上の誤りが存在しない場合に復号
手段により復号された復号音声信号を出力すると共に誤
り検出の結果一定以上の誤りが存在する場合には合成フ
ィルタにより合成された音声信号を出力する手段とを有
することを特徴とする誤り補償方式。
An encoding side includes means for selecting an encoded sequence into a plurality of sequences, and means for performing error correction encoding for each of the plurality of sequences. Means for decomposing into a plurality of streams; means for performing error correction and error detection for each of the plurality of streams; means for decoding an error-corrected coded sequence to decode a decoded speech signal; Means for updating and storing information representing the drive signal of the synthesis filter of the decoded coded sequence when there is no error, and the decoded coded sequence when there is no error exceeding a certain value as a result of error detection. Means for updating and accumulating the prediction parameters of, and checking whether the difference between the gain of the drive signal of the immediately preceding synthesis filter and the gain of the drive signal of the current synthesis filter is below a certain value, and If Means for limiting the current gain so as to be equal to or less than a certain value, and a constant pitch gain when there is an error of not less than a certain value in the immediately preceding encoded signal sequence and no error of not less than a certain value in the current encoded signal sequence. Means for limiting to a value, a synthesis filter for inputting the stored drive signal and the stored prediction parameter to synthesize a sound signal,
Outputs a decoded speech signal decoded by the decoding means when no error exceeding a certain value exists as a result of error detection, and outputs a sound signal synthesized by a synthesis filter when a certain error or more exists as a result of error detection. Means for performing error compensation.
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