JP6773751B2 - 適応型ノイズ推定を使用してエラー隠し信号を生成する装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、オーディオ符号化に関し、特に符号帳（コードブック）のコンテキストにおけるＬＰＣ状処理に基づいたオーディオ符号化に関する。

知覚的オーディオ符号器は、人間の声道をモデル化するため、及び冗長量を削減するために線形予測符号化（ＬＰＣ）をしばしば利用しており、そのＬＰＣはＬＰＣパラメータによってモデル化され得る。入力信号をＬＰＣフィルタによってフィルタリングすることによって得られるＬＰＣ残差は、さらにモデル化され、１つ又は２つ以上の符号帳（例えば、適応型符号帳、声門パルス（glottal pulse）符号帳、革新的符号帳、遷移符号帳、予測及び変換部からなるハイブリッド符号帳など）によってそれを表現することによって伝送される。

フレーム損失がある場合、スピーチ／オーディオデータのセグメント（典型的には１０ｍｓ又は２０ｍｓ）が失われる。この損失をできるだけ不可聴にするために、種々の隠し技術が適用される。これら技術は、通常、過去の受信されたデータの外挿からなる。このデータは、符号帳のゲイン、符号帳ベクトル、符号帳をモデル化するためのパラメータ、ＬＰＣ係数であり得る。現状技術から公知である全ての隠し技術において、信号合成に使用されるＬＰＣ係数のセットは、（最終の良好セットに基づいて）繰り返されるか、又は外挿／内挿される。

非特許文献１：ＬＰＣパラメータ（ＩＳＦドメインで表現される）は隠し操作の期間中、外挿される。外挿は２つのステップで構成される。第１ステップでは、長期間目標ＩＳＦベクトルが計算される。この長期間目標ＩＳＦベクトルは、以下の２つの（固定重み付けファクタβを持つ）重み付き平均である。
・最終の３個の既知のＩＳＦベクトルの平均を表すＩＳＦベクトル、及び
・長期間平均スペクトル形状を表すオフライン練習済みＩＳＦベクトル

次に、長期間目標ＩＳＦベクトルは、最後に受信されたＩＳＦベクトルから長期間目標ＩＳＦベクトルへとクロスフェードを可能にするため、時間変化するファクタαを使用して、最後に正確に受信されたＩＳＦベクトルを用いて１フレーム毎に１回内挿される。結果的なＩＳＦベクトルは、次にＬＰＣドメインへ逆変換され、中間段階（ＩＳＦは２０ｍｓ毎に伝送され、内挿は各５ｍｓ毎にＬＰＣのセットを生成する）を生成する。ＬＰＣは次に、適応型及び固定型の符号帳の合計の結果をフィルタリングすることにより、出力信号を合成するために使用され、それらは対応する符号帳ゲインを用いて加算の前に増幅される。固定型符号帳は、隠し期間中にノイズを含む。連続的なフレーム損失がある場合には、適応型符号帳が固定型符号帳を追加することなくフィードバックされる。代替的に、非特許文献４において行われているように、合計信号がフィードバックされてもよい。

非特許文献２では、ＬＰＣ係数の２つのセットを利用する隠し方式が示されている。ＬＰＣ係数の１セットは最後の良好に受信されたフレームに基づいて導出され、ＬＰＣパラメータの他のセットは最初の良好に受信されたフレームに基づいて導出されるが、信号は逆方向に（過去に向かって）展開すると推定される。次に、予測が２方向に実行され、１つは未来の方向であり、他の１つは過去の方向である。したがって、欠損したフレームの２つの表現が生成される。最後に、両信号は、重み付けられかつ平均化された後で再生される。

図８は、従来技術に従ったエラー隠し処理を示す。適応型符号帳８００が適応型符号帳情報を増幅器８０８へと提供し、増幅器は符号帳ゲインｇ_pを適応型符号帳８００からの情報へ適用する。増幅器８０８の出力は結合部８１０の入力へと接続されている。さらに、ランダムノイズ生成部８０４は、固定型符号帳８０２と共に、追加の増幅器ｇ_cへと符号帳情報を提供する。８０６で示される増幅器ｇ_cは、固定型符号帳ゲインであるゲインファクタｇ_cを、ランダムノイズ生成部８０４と一緒に固定型符号帳８０２によって提供された情報へと適用する。増幅器８０６の出力は、次に追加的に結合部８１０へと入力される。結合部８１０は対応する符号帳ゲインによって増幅された両符号帳の結果を加算して、結合信号を取得し、その結合信号は次にＬＰＣ合成ブロック８１４へと入力される。ＬＰＣ合成ブロック８１４は、上述のように生成された置き換え表現（replacement representation）によって制御される。

この従来技術の手順はある種の欠点を有する。

変化する信号特性に対処するため、又はＬＰＣ包絡を背景ノイズ状特性へと収束させるために、ＬＰＣは幾つかの他のＬＰＣベクトルを用いて外挿／内挿することにより、隠し期間中に変更される。隠し期間中にエネルギーを正確に制御する可能性はない。種々の符号帳の符号帳ゲインを制御する機会があるものの、全体レベル又はエネルギー（周波数依存性であっても）に対し、ＬＰＣは暗示的に影響を及ぼすであろう。

バーストフレーム損失の期間中、ある明確なエネルギーレベル（例えば背景ノイズレベル）へとフェードアウト（減衰）させるよう構想することも可能であろう。しかしこれは、従来技術を用いた場合には、たとえ符号帳ゲインを制御しても不可能である。

フレーム損失の前と同じスペクトル特性を持つ調性部分を合成する可能性を維持しながら、信号のノイズ状部分を背景ノイズへとフェードさせることは不可能である。

[4] 米国特許出願US20110173011 A1, Ralf Geiger et. al., "Audio Encoder and Decoder for Encoding and Decoding Frames of a Sampled Audio Signal"

[1] ITU-T G.718 Recommendation, 2006 [2] Kazuhiro Kondo, Kiyoshi Nakagawa, "A Packet Loss Concealment Method Using Recursive Linear Prediction" Department of Electrical Engineering, Yamagata University, Japan. [3] R. Martin, Noise Power Spectral Density Estimation Based on Optimal Smoothing and Minimum Statistics, IEEE Transactions on speech and audio processing, vol. 9, no. 5, July 2001 [5] 3GPP TS 26.190; Transcoding functions; - 3GPP technical specification

本発明の目的は、エラー隠し信号を生成するための改善された概念を提供することである。

この目的は、請求項１に記載のエラー隠し信号を生成する装置、請求項１６に記載のエラー隠し信号を生成する方法、又は請求項１７に記載のコンピュータプログラムによって達成される。

本発明の１つの態様において、エラー隠し信号を生成する装置は、第１の置き換えＬＰＣ表現と、それとは異なる第２の置き換えＬＰＣ表現と、を生成するためのＬＰＣ表現生成部を含む。さらに、ＬＰＣ合成部は、第１の置き換えＬＰＣ表現を使用して第１符号帳情報をフィルタリングして第１の置き換え信号を取得し、かつ第２の置き換えＬＰＣ表現を使用して第２の符号帳情報をフィルタリングして第２の置き換え信号を取得するために設けられる。ＬＰＣ合成部の出力は、第１の置き換え信号と第２の置き換え信号とを結合してエラー隠し信号を取得する、置き換え信号結合部によって結合される。

第１符号帳は、好ましくは第１符号帳情報を提供するための適応型符号帳であり、第２符号帳は、好ましくは第２符号帳情報を提供するための固定型符号帳である。換言すれば、第１符号帳は信号の調性部分を表現しており、第２又は固定型符号帳は信号のノイズ状部分を表現し、それ故、ノイズ符号帳と見なすことができる。

適応型符号帳に関する第１符号帳情報は、最後の良好な複数のＬＰＣ表現の平均値と最後の良好な表現とフェーディング値（fading value）とを使用して生成される。さらに、第２の又は固定の符号帳についてのＬＰＣ表現は、最後の良好なＬＰＣ表現フェーディング値及びノイズ推定を使用して生成される。構成に依存して、ノイズ推定は固定値、オフライン練習済み値、又はエラー隠し状況に先行する信号から適応的に導出され得る値であってもよい。

好ましくは、置き換えＬＰＣ表現の影響を計算するためのＬＰＣゲイン計算が実行され、この情報は、次に、合成信号のパワー若しくはラウドネス、又は一般的には振幅関連尺度が、エラー隠し操作の前の対応する合成信号と同様となるように、補償を行うために使用される。

さらなる態様において、エラー隠し信号を生成する装置は、１つ以上の置き換えＬＰＣ表現を生成するためのＬＰＣ表現生成部を含む。さらに、ＬＰＣ表現からゲイン情報を計算するためのゲイン計算部が設けられ、次に置き換えＬＰＣ表現のゲイン影響を補償するための補償部が追加的に設けられ、このゲイン補償は、ゲイン計算部によって提供されたゲイン情報を使用して作動する。次に、ＬＰＣ合成部が置き換えＬＰＣ表現を使用して符号帳情報をフィルタリングし、エラー隠し信号を取得し、補償部は、ＬＰＣ合成部によって合成される前に符号帳情報を重み付けするよう構成されるか、又はＬＰＣ合成出力信号を重み付けするよう構成される。よって、エラー隠し状況の開始時において、如何なるゲイン若しくはパワー又は振幅関連の知覚できる影響も低減され、又は除去される。

この補償は、上述の態様において説明した個別のＬＰＣ表現について有用であるだけでなく、単一のＬＰＣ置き換え表現を単一のＬＰＣ合成部と共に使用する場合においても有用である。

ゲイン値は、最後の良好なＬＰＣ表現及び置き換えＬＰＣ表現のインパルス応答を計算することによって、また、特に３〜８ｍｓの間、好ましくは５ｍｓのある時間に亘って対応するＬＰＣ表現のインパルス応答におけるｒｍｓ値を計算することによって決定される。

ある構成例では、実際のゲイン値は新たなｒｍｓ値、つまり置き換えＬＰＣ表現についてのｒｍｓ値を、良好なＬＰＣ表現のｒｍｓ値によって除算することによって決定される。

好ましくは、単一の又は複数の置き換えＬＰＣ表現が背景ノイズ推定を使用して計算される。その背景ノイズ推定は、オフライン練習済みの所定のノイズ推定とは対照的に、好ましくは現時点で復号化された信号から導出された背景ノイズ推定である。

さらなる態様においては、信号を生成する装置は、１つ以上の置き換えＬＰＣ表現を生成するためのＬＰＣ表現生成部と、置き換えＬＰＣ表現を使用して符号帳情報をフィルタリングするためのＬＰＣ合成部とを含む。さらに、良好なオーディオフレームの受信中にノイズ推定を推定するためのノイズ推定部が設けられ、そのノイズ推定は良好なオーディオフレームに依存している。前記表現生成部は、置き換えＬＰＣ表現を生成するに当り、ノイズ推定部によって推定されたノイズ推定を使用するよう構成されている。

過去に復号化された信号のスペクトル表現は、処理されて、ノイズスペクトル表現又は目標表現を提供する。ノイズスペクトル表現はノイズＬＰＣ表現へと変換され、このノイズＬＰＣ表現は、好ましくは置き換えＬＰＣ表現と同種のＬＰＣ表現である。ＩＳＦベクトル又はＬＳＦベクトルは特異なＬＰＣ関連処理手順にとって好ましい。

推定は、過去に復号化された信号に対する最適な平滑化を用いた最小の統計的アプローチを使用して、導出される。このスペクトルノイズ推定は、次に時間ドメイン表現へと変換される。次に、レビンソン−ダービン（Levinson-Durbin）回帰が時間ドメイン表現の第１個数のサンプルを使用して実行され、ここでサンプルの個数はＬＰＣ次数に等しい。次に、ＬＰＣ係数がレビンソン−ダービン回帰の結果から導出され、この結果は最終的にベクトルへと変換される。個々の符号帳について個別のＬＰＣ表現を使用する態様、ゲイン補償と共に１つ以上のＬＰＣ表現を使用する態様、及び１つ以上のＬＰＣ表現を生成する際にノイズ推定を使用する態様であって、その推定がオフライン練習済みベクトルではなく、過去に復号化された信号から導出されたノイズ推定である態様は、従来技術に対する改良を達成する目的で個別に使用可能である。

さらに、これら個々の態様は互いに結合することができ、例えば第１の態様と第２の態様とを結合したり、第１の態様と第３の態様とを結合したり、又は第２の態様と第３の態様とを結合したりすることができ、従来技術に対してさらに改善された性能を提供することができる。さらに好ましくは、全ての３つの態様を互いに結合することができ、従来技術に対する改良を達成できる。よって、添付の図面及び説明を参照すれば明らかなように、各態様は個別の図によって説明されるが、全ての態様は互いに結合して適用可能である。

以下に、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の態様の実施形態を示す。 適応型符号帳の使用を示す。 通常モード又は隠しモードにおける固定型符号帳の使用を示す。 第１のＬＰＣ置き換表現の計算についてのフローチャートを示す。 第２のＬＰＣ置き換表現の計算についてのフローチャートを示す。 エラー隠しコントローラ及びノイズ推定部を有する復号器の概観図である。 合成フィルタの詳細な表現を示す。 第１の態様と第２の態様とを結合した好ましい実施形態を示す。 第１の態様と第２の態様とを結合した更なる実施形態を示す。 第１の態様と第２の態様とを結合した一実施形態を示す。 ゲイン補償を行う実施形態を示す。 ゲイン補償を行うフローチャートを示す。 従来のエラー隠し信号生成部を示す。 ゲイン補償を有する第２の態様に従う実施形態を示す。 図９の実施形態のさらなる構成例を示す。 ノイズ推定部を使用した第３の態様の実施形態を示す。 ノイズ推定を計算する好ましい構成を示す。 ノイズ推定を計算する他の好ましい構成を示す。 ノイズ推定を使用しかつフェーディング操作を適用して、個別の符号帳について単一のＬＰＣ置き換え表現又は個別のＬＰＣ置き換え表現を計算する方法を示す。

本発明の好ましい実施形態は、外挿されたＬＰＣによって引き起こされる如何なるゲイン変化とは独立して、符号帳ゲインによって出力信号のレベルを制御すること、及びＬＰＣモデル化されたスペクトル形状を各符号帳について別個に制御することに関係している。この目的のため、別個のＬＰＣが各符号帳について適用され、隠し期間中のＬＰＣゲインの如何なる変化をも補償するよう補償手段が適用される。

異なる態様又は結合された態様として定義された本発明の実施形態は、復号器側で１つ以上のデータパケットが正しく受信されないか又は全く受信されない場合に、スピーチ／オーディオの高い主観的な品質を提供するという利点を有する。

さらに、好ましい実施形態は、隠し期間中、経時的に変化するＬＰＣ係数からもたらされ得る後続のＬＰＣ間のゲイン差を補償し、それにより所望でないレベル変化が回避される。

さらに、実施形態は、隠し期間中、ＬＰＣ係数の２つ以上のセットが、有声および無声のスピーチ部分、並びに調性及びノイズ状のオーディオ部分のスペクトル挙動に対して独立して影響を与えるよう使用される点で有利である。

本発明の全ての態様は、改善された主観的オーディオ品質を提供する。

本発明の１つの態様によれば、エネルギーは内挿期間中、正確に制御される。ＬＰＣを変更することによって導入される如何なるゲインも補償される。

本発明の他の態様によれば、個別のＬＰＣ係数セットが符号帳ベクトルの各々について利用される。各符号帳ベクトルはその対応するＬＰＣによってフィルタリングされ、個別のフィルタリング済み信号は、その直後に加算されて合成済み出力を得る。これとは対照的に、従来技術では、最初に全ての励振ベクトル（異なる符号帳から生成される）が加算され、その直後にその合計を単一のＬＰＣフィルタへ供給する。

他の実施形態によれば、ノイズ推定は、例えばオフライン練習済みベクトルとして使用されず、過去の復号化済みフレームから実際に導出され、それにより、ある量のエラー含み又は欠損したパケット／フレームの後で、任意の所定のノイズスペクトルではなく実際の背景ノイズへのフェードアウトが得られる。この事は、特にユーザー側にとって受け入れできる感情をもたらす一方で、エラー状況が発生した場合でも、ある数のフレームの後で復号器によって提供される信号は先行する信号に関係している。しかしながら、ある数の損失又はエラー含みのフレームの場合に復号器によって提供される信号は、エラー状況の前に復号器によって提供された信号とは全く関連性のない信号である。

ＬＰＣの時間変化するゲインに対してゲイン補償を適用することは、以下の利点をもたらす。

ＬＰＣを変更することによって導入される如何なるゲインをも補償する。

それ故、出力信号のレベルは、種々の符号帳の符号帳ゲインによって制御され得る。このことは、内挿されたＬＰＣによる如何なる所望でない影響を除去することによって、所定のフェードアウトを可能にする。

隠し期間中に使用された各符号帳について、ＬＰＣ係数の個別のセットを使用することは、以下のような利点をもたらす。

まず、信号の調性部分およびノイズ状部分のスペクトル形状に対して個別に影響を及ぼす可能性を創造する。

また、有声信号部分を殆ど変更せずに（例えば、母音について望ましい）再生する機会を与える一方で、ノイズ部分は背景ノイズへと速やかに収れんされ得る。

更に、有声部分を隠し、その有声部分を任意の減衰速度（例えば、信号特性に依存したフェードアウト速度）でフェードアウトさせる機会を与える一方で、同時に隠し期間中、背景ノイズを維持する。従来技術のコーデックは、通常、非常に明瞭な有声の隠し音から不利を受ける。

更には、スペクトル特性を変更せずに調性部分をフェードアウトさせ、かつノイズ状部分を背景ノイズスペクトル包絡へとフェード（減衰）させることによって、隠し期間中、背景ノイズへと円滑にフェードさせる手段を提供する。

図１ａはエラー隠し信号１１１を生成する装置を示す。この装置は、第１の置き換えＬＰＣ表現を生成し、かつ追加的に第２の置き換えＬＰＣ表現を生成するＬＰＣ表現生成部１００を含む。図１ａに示されるように、第１の置き換え表現はＬＰＣ合成部１０６へと入力され、そのＬＰＣ合成部は、適応型符号帳１０２のような第１符号帳１０２によって出力された第１符号帳情報をフィルタリングして、ブロック１０６の出力において第１の置き換え信号を得るものである。さらに、ＬＰＣ表現生成部１００によって生成された第２の置き換えＬＰＣ表現はＬＰＣ合成部１０８へと入力され、このＬＰＣ合成部は、第２符号帳１０４、例えば固定型符号帳によって提供された第２の異なる符号帳情報をフィルタリングして、ブロック１０８の出力において第２の置き換え信号を得るものである。両方の置き換え信号は、次に第１の置き換え信号と第２の置き換え信号とを結合する置き換え信号結合部１１０へと入力され、エラー隠し信号１１１を得る。両方のＬＰＣ合成部１０６、１０８は単一のＬＰＣ合成ブロック内に構成されることができ、又は別個のＬＰＣ合成フィルタとして構成されることができる。他の構成では、両方のＬＰＣ合成部は、実際に並列的に構成されかつ並列的に作動する２つのＬＰＣフィルタによって構成することができる。しかしながら、ＬＰＣ合成は１つのＬＰＣ合成フィルタとある種の制御部とであることができ、それによりＬＰＣ合成フィルタが第１の符号帳情報と第１の置き換え表現とについての出力信号を提供し、次に第１の動作に続いて、制御部が第２の符号帳情報と第２の置き換え表現とを合成フィルタへ提供し、直列的に第２の置き換え信号を取得する。単一の又は複数の合成ブロックとは別のＬＰＣ合成部についての他の構成は、当業界においては自明のことである。

典型的には、ＬＰＣ合成出力信号は時間ドメイン信号であり、置き換え信号結合部１１０は、同期されたサンプル毎の加算を実行することによって、合成出力信号の結合を実行する。しかしながら、重み付きサンプル毎の加算、周波数ドメイン加算、又はその他の信号結合のような他の結合が、置き換え信号結合部１１０によって同様に実行され得る。

さらに、第１符号帳１０２は適応型符号帳を含むとして示され、第２符号帳１０４は固定型符号帳を含むとして示されている。しかしながら、第１符号帳及び第２符号帳は、第１符号帳が予測型符号帳であり、第２符号帳がノイズ符号帳であるような他の符号帳であってもよい。しかしながら、他の符号帳は、声門パルス符号帳、革新的符号帳、遷移符号帳、予測部及び変換部からなるハイブリッド符号帳、男性／女性／子供のような個々のボイス発生者のための符号帳、動物の音声のような異なる音声のための符号帳等であってもよい。

図１ｂは適応型符号帳の表現を示す。適応型符号帳にはフィードバックループ１２０が設けられ、入力としてピッチラグ１１８を受信する。このピッチラグは、良好に受信されたフレーム／パケットの場合には、復号化されたピッチラグであり得る。しかしながら、エラーのある又は欠損したフレーム／パケットを示すエラー状況が検出された場合には、エラー隠しピッチラグ１１８が復号器によって提供され、適応型符号帳へ入力される。適応型符号帳１０２は、フィードバックライン１２０を介して提供されたフィードバック出力値を記憶するメモリとして構成されてもよく、適用されたピッチラグ１１８に依存して、ある量のサンプリング値が適応型符号帳から出力される。

さらに、図１ｃは固定型符号帳１０４を示す。通常モードの場合には、固定型符号帳１０４は符号帳インデックスを受信し、この符号帳インデックスに応答して、ある符号帳エントリ１１４が符号帳情報として固定型符号帳によって提供される。しかしながら、隠しモードが決定された場合には、符号帳インデックスは利用できない。そこで、固定型符号帳１０４内に設けられたノイズ発生部１１２が、ノイズ信号を符号帳情報１１６として提供するべく、活性化される。構成に依存して、ノイズ発生部はランダム符号帳インデックスを提供してもよい。しかしながら、ノイズ発生部は、ランダム符号帳インデックスよりもノイズ信号を実際に提供する方が望ましい。ノイズ発生部１１２は、ある種のハードウエア又はソフトウエアのノイズ発生部として構成されてもよく、ノイズ表、又はノイズ形状を有する固定型符号帳におけるある「追加的」エントリ、として構成されてもよい。さらに、上述の手順の組合せ、即ちノイズ符号帳エントリとある後処理とを組み合わせることも可能である。

図１ｄは、エラーがある場合に、第１の置き換えＬＰＣ表現を計算するための望ましい手順を示す。ステップ１３０は、２つ以上の最後の良好なフレームのＬＰＣ表現の平均値の計算を示す。３つの最後の良好なフレームが望ましい。よって、３つの最後の良好なフレームの平均値がブロック１３０で計算され、ブロック１３６へと提供される。さらに、記憶された最後の良好なフレームのＬＰＣ情報がステップ１３２において提供され、さらにブロック１３６へと提供される。さらに、フェーディングファクタ（減衰ファクタ）１３４がブロック１３４で決定される。次に、最後の良好なＬＰＣ情報に依存し、最後の良好なフレームのＬＰＣ情報の平均値に依存し、かつブロック１３４のフェーディングファクタに依存して、第１の置き換え表現１３８が計算される。

従来技術においては、たった１つのＬＰＣが適用される。新たに提案された方法では、適応型符号帳又は固定型符号帳のいずれかによって生成された各励振ベクトルは、それ自身のＬＰＣ係数のセットによってフィルタリングされる。個々のＩＳＦベクトルの導出は以下の通りである。

(適応型符号帳をフィルタリングするための) 係数セットＡは、以下の式によって決定される。

ここで、α_Aは信号安定性や信号クラスなどに依存し得る時間変化する適応型フェーディングファクタであり、ｉｓｆ^-xはＩＳＦ係数であり、ここでｘは現フレームの端部に対するフレーム番号を示し、ｘ＝−１は第１の損失ＩＳＦを示し、ｘ＝−２は最後の良好なＩＳＦであり、ｘ＝−３は最後から２番目の良好なＩＳＦ等である。このことは、調性部分をフィルタリングするためのＬＰＣを、最後に正確に受信されたフレームから開始し、平均ＬＰＣ（最後の３個の良好な２０ｍｓのフレームの平均）へとフェーディング（減衰）させることになる。失われたフレームの数が多ければ多いほど、隠し期間中に使用されるＩＳＦがこの短期間平均ＩＳＦベクトル（ｉｓｆ'）により近くなるであろう。一般に、ＩＳＦはＩＳＦドメイン又はＬＳＦドメインにおける値を表すことに注意すべきである。したがって、同じ計算又は僅かに異なる計算がＩＳＦドメインよりもむしろＬＳＦドメインで、又は任意の他の同様なドメインでも実行され得る。

図１ｅは、第２の置き換え表現を計算するための好ましい手順を示す。ブロック１４０では、ノイズ推定が決定される。次に、ブロック１４２では、フェーディングファクタが決定される。さらに、ブロック１４４では、以前に記憶されていたＬＰＣ情報内の最後の良好なフレームが提供される。次に、ブロック１４６では、第２の置き換え表現が計算される。好ましくは、（固定型符号帳をフィルタリングするための）係数セットＢが次の式によって決定される。

ここで、ｉｓｆ^cngは背景ノイズ推定から導出されたＩＳＦ係数セットであり、α_Bは、好ましくは信号依存性の時間変化するフェーディング速度ファクタである。目標スペクトル形状は、非特許文献３と同様に、最適な平滑化を有する最小統計アプローチを使用して、ＦＦＴドメイン（パワースペクトル）で過去に復号化された信号をトレーシングすることにより導出される。このＦＦＴ推定は、逆ＦＦＴを実行し、次にレビンソン−ダービン回帰を用いて、逆ＦＦＴの最初のＮ個（ここでＮはＬＰＣ次数である）のサンプルを使用してＬＰＣ係数を計算することにより、自己相関を計算することによって、ＬＰＣ表現へと変換される。したがって、レビンソン−ダービン回帰は、その回帰が計算される基礎となる自己相関又は時間ドメイン表現において計算され、二乗フーリエ変換（例えばＦＦＴ）スペクトルの逆変換を含む。このＬＰＣは、次にＩＳＦドメインへと変換され、ｉｓｆ^cngを得る。代替的に、背景スペクトル形状の追跡が利用できない場合には、目標スペクトル形状は、通常の目標スペクトル形状について非特許文献１（Ｇ．７１８）において実行されているように、オフライン練習済みベクトルと短期間スペクトル平均との任意の組合せに基づいて導出されてもよい。

好ましくは、フェーディングファクタα_A及びα_Bは復号化されたオーディオ信号に依存して決定され、すなわちエラーの発生前に復号化されたオーディオ信号に依存して決定される。フェーディングファクタは信号安定性、信号クラス等に依存してもよい。よって、信号がきわめてノイズの多い信号であると決定された場合には、フェーディングファクタは、信号が非常に調性であるような状況に比べて、そのファクタが時間と共により速やかに減少するように決定される。この状況では、フェーディングファクタはある時間フレームから次の時間フレームへと低減された量で減少する。このことは、最後の良好なフレームから最後の３つの良好なフレームの平均値へのフェードアウトが、非ノイズ信号又は調性信号に比べてノイズの多い信号の場合に、より速やかに起こることを確実にし、非ノイズ信号又は調性信号の場合にはフェードアウト速度は低減される。同様の手順が信号クラスについても実行され得る。有声信号の場合には、無声信号の場合よりも低速でフェードアウトを実行することができ、又は、音楽信号の場合には、他の信号特性に比べてあるフェード速度が低減され得、かつフェーディングファクタの対応する決定が適用され得る。

図１ｅの文脈の中で説明したように、異なるフェーディングファクタα_Bが第２の符号帳情報について計算され得る。つまり、異なる符号帳エントリが異なるフェーディング速度を備え得る。よって、ノイズ推定に対するフェードアウトｉｓｆ^cngは、図１ｄのブロック１３６において説明したような、最後の良好なフレームＩＳＦ表現から平均ＩＳＦ表現へのフェーディング速度とは異なるように設定され得る。

図２は好ましい構成の概観を示す。入力ラインは、例えばワイヤレス入力インターフェイス又はケーブルインターフェイスから、オーディオ信号のパケット又はフレームを受信する。入力ライン２０２上のデータは、復号器２０４へ提供され、同時にエラー隠し制御部２００へも提供される。エラー隠し制御部は、受信されたパケット又はフレームがエラーがあるか又は欠損しているかどうかを決定する。このことが決定されれば、エラー隠し制御部は制御メッセージを復号器２０４へ入力する。図２の構成では、制御ラインＣＴＲＬ上の「１」メッセージは、復号器２０４が隠しモードで作動すべきであることを信号伝達する。しかしながら、もしエラー隠し制御部がエラー状況を発見しない場合には、制御ラインＣＴＲＬは、図２の表２１０に示されるように、通常復号化モードを示す「０」メッセージを伝達する。復号器２０４はさらにノイズ推定部２０６と接続されている。通常復号化モードの期間中、ノイズ推定部２０６はフィードバックライン２０８を介して復号化済みオーディオ信号を受信し、その復号化済み信号からノイズ推定を決定する。しかしながら、エラー隠し制御部が通常復号化モードから隠しモードへの変更を指示する場合には、ノイズ推定部２０６はノイズ推定を復号器２０４へと供給し、復号器２０４は前の図及び次の図で説明するようにエラー隠しを実行することができる。ノイズ推定部２０６は、エラー隠し制御部からの制御ラインＣＴＲＬによって、通常復号化モードにおける通常ノイズ推定モードから、隠しモードにおけるノイズ推定準備動作（noise estimate provision operation）へと、切り替えるようさらに制御される。

図４は、図２の復号器２０４のような、適応型符号帳１０２を有しさらに固定型符号帳１０４を有する復号器の文脈において、本発明の好ましい実施形態を示す。図２の表２１０の文脈の中で説明したように、制御ラインデータ「０」によって示された通常の復号化モードにおいては、復号器は図８における項目８０４が無視された場合と同様に作動する。正確に受信されたパケットは、固定型符号帳８０２を制御するための固定型符号帳インデックスと、増幅器８０６を制御するための固定型符号帳ゲインｇ_cと、増幅器８０８を制御するための適応型符号帳ゲインｇ_pとを含む。さらに、適応型符号帳８００は伝送されたピッチラグによって制御され、スイッチ８１２は適応型符号帳の出力が適応型符号帳の入力へとフィードバックされるように接続されている。さらに、ＬＰＣ合成フィルタ８１４のための係数が、伝送されたデータから導出される。

しかしながら、もしエラー隠し状況が図２のエラー隠し制御部２００によって検出された場合、エラー隠し手順は、通常の手順とは対照的に、２つの合成フィルタ１０６、１０８が設けられた状態で開始される。さらに、適応型符号帳１０２のためのピッチラグがエラー隠し装置によって生成される。さらに、適応型符号帳ゲインｇ_pと固定型符号帳ゲインｇ_cもまた、増幅器４０２、４０４を正しく制御するために、当業界で公知なようにエラー隠し手順によって合成される。

さらに、信号クラスに依存して、コントローラ４０９は、両方の符号帳出力（対応する符号帳ゲインの適用に続いて）をフィードバックするか、又は適応型符号帳出力だけをフィードバックするために、スイッチ４０５を制御する。

一実施形態に従えば、ＬＰＣ合成フィルタＡ（１０６）のためのデータと、ＬＰＣ合成フィルタＢ（１０８）のためのデータとは、図１ａのＬＰＣ表現生成部１００によって生成され、さらにゲイン修正が増幅器４０６、４０８によって実行される。この目的で、増幅器４０８、４０６を正しく駆動するために、ゲイン補償ファクタｇ_A及びｇ_Bが計算され、ＬＰＣ表現によって生成された如何なるゲイン影響も停止される。最後に、１０６と１０８とによって示されたＬＰＣ合成フィルタＡ，Ｂの出力は、結合部１１０によって結合され、エラー隠し信号が取得される。

次に、通常モードから隠しモードへの切り替えと、隠しモードから通常モードへの切り替えとについて説明する。

最後の良好なＬＰＣのメモリ状態が別個のＬＰＣの各ＡＲ又はＭＡメモリを初期化するよう使用される可能性があるので、クリーンなチャネル復号化から隠しモードへの切り替え時における１つの共通ＬＰＣから複数の別個のＬＰＣへの遷移は、如何なる不連続性をも引き起こさない。そのように動作した場合には、最後の良好なフレームから最初の損失フレームへの円滑な遷移が確保される。

隠しモードからクリーンなチャネル復号化（回復段階）への切り替え時に、別個のＬＰＣの手法は、クリーンなチャネル復号化（通常はＡＲ（自己回帰）モデルが使用される）の期間中の単一のＬＰＣフィルタの内部メモリ状態を正しく更新することを困難にしてしまう。１つのＬＰＣのＡＲメモリ又は平均化されたＡＲメモリだけを使用することは、最後の損失フレームと最初の良好なフレームとの間のフレーム境界において、不連続性をもたらす恐れがある。以下では、この困難性を克服するための方法について説明する。

全ての励振ベクトルの小部分（提案：５ｍｓ）が任意の隠しフレームの端部に加算される。この合計された励振ベクトルは、次に回復のために使用され得るＬＰＣに供給されてもよい。この点が図５に示されている。構成に依存して、ＬＰＣゲイン補償の後で励振ベクトルを合計することも可能である。

ＬＰＣ ＡＲメモリをゼロに設定してフレーム端部の５ｍｓ前から開始し、個別のＬＰＣ係数セットのいずれかを使用してＬＰＣ合成を導出し、隠しフレームの正に終点におけるメモリ状態を保存することは得策である。もし次のフレームが正しく受信された場合には、このメモリ状態は次に回復のために使用され（つまり、フレーム開始ＬＰＣメモリを初期化するため使用され）てもよく、もしそうでない場合には廃棄される。このメモリは追加的に導入されるべきであり、そのメモリは隠し期間中に使用された隠しの使用済みＬＰＣ ＡＲメモリのいずれからも独立して取り扱われなければならない。

回復のための他の解決策は、特許文献１から知られた方法ＬＰＣ０を使用することである。

次に、図５についてより詳細に説明する。一般に、適応型符号帳１０２は、図５に示されるように予測型符号帳と称することができ、又は予測型符号帳によって置き換えることができる。さらに、固定型符号帳１０４はノイズ符号帳１０４として置き換え可能又は構成可能である。増幅器４０２、４０４を正しく駆動するために、符号帳ゲインｇ_p及びｇ_cは、通常モードにおいて入力データの中で伝送されるか、又はエラー隠しの場合にエラー隠し手順によって合成され得る。さらに、任意の他の符号帳であり得、しかも増幅器４１４によって示されるように関連する符号帳ゲインｇ_rを追加的に有する、第３の符号帳４１２が使用される。一実施形態では、他の符号帳についてのＬＰＣ置き換え表現によって制御される、別個のフィルタによる追加的なＬＰＣ合成がブロック４１６内において構成される。さらに、ゲイン補正ｇ_cがｇ_A及びｇ_Bの文脈で説明したのと同様にして実行される。

さらに、４１８で示される追加的な回復ＬＰＣ合成部Ｘが示され、その合成部は入力として５ｍｓのような全ての励振ベクトルの少なくとも小部分の合計を受信する。この励振ベクトルはＬＰＣ合成部Ｘ（４１８）に対し、ＬＰＣ合成フィルタＸのメモリ状態として入力される。

次に、隠しモードから通常モードへの切り替えが行われたとき、単一のＬＰＣ合成フィルタが、ＬＰＣ合成フィルタＸの内部メモリ状態をこの単一の通常作動フィルタへとコピーすることによって制御され、追加的に、フィルタの係数が正しく伝送されたＬＰＣ表現によって設定される。

図３は、２つのＬＰＣ合成フィルタ１０６、１０８有するＬＰＣ合成部のさらにより詳細な構成を示す。各フィルタは、フィルタタップ３０２、３０６とフィルタ内部メモリ３０４、３０８とを有する、例えばＦＩＲフィルタ又はＩＩＲフィルタである。フィルタタップ３０２、３０６は、正しく伝送された対応するＬＰＣ表現、又は図１ａの１００のようにＬＰＣ表現生成部によって生成された対応する置き換えＬＰＣ表現によって制御される。さらに、メモリ初期化部３２０が設けられている。このメモリ初期化部３２０は、最後の良好なＬＰＣ表現を受信し、エラー隠しモードへの切り替えが行われたとき、メモリ初期化部３２０は単一のＬＰＣ合成フィルタのメモリ状態をフィルタ内部メモリ３０４、３０８へと供給する。特に、メモリ初期化部は、最後の良好なＬＰＣ表現に代えて、又は最後の良好なＬＰＣ表現に追加して、最後の良好なメモリ状態、すなわち処理中、及び特に最後の良好なフレーム／パケットの処理後での単一のＬＰＣフィルタの内部メモリ状態、を受信する。

さらに、図５の文脈で既に説明したように、メモリ初期化部３２０は、エラー隠し状況から通常のエラー無し作動モードへの回復のためのメモリ初期化手順を実行するよう構成され得る。この目的で、エラー含み又は損失フレームから良好なフレームへの回復の場合に、メモリ初期化部３２０又は別の追加のＬＰＣ初期化部が、単一のＬＰＣフィルタを初期化するために構成される。ＬＰＣメモリ初期化部は、結合された第１符号帳情報及び第２符号帳情報の少なくとも一部、又は結合された重み付き第１符号帳情報及び重み付き第２符号帳情報の少なくとも一部を、図５のＬＰＣフィルタ４１８のような別個のＬＰＣフィルタへ供給するよう構成されている。さらに、ＬＰＣメモリ初期化部は、その供給された値を処理することによって得られたメモリ状態を保存するよう構成される。次に、後続のフレーム又はパケットが良好なフレーム又はパケットである場合には、通常モードのための図８の単一ＬＰＣフィルタ８１４が、保存されたメモリ状態、つまりフィルタ４１８からの状態を使用して初期化される。さらに、図５において説明したように、このフィルタのフィルタ係数は、ＬＰＣ合成フィルタ１０６、ＬＰＣ合成フィルタ１０８、又はＬＰＣ合成フィルタ４１６の係数であるか、又はこれら係数の重み付き若しくは非重み付き結合であり得る。

図６は、ゲイン補償を用いたさらなる構成を示す。この目的のため、エラー隠し信号を生成する装置は、ゲイン計算部６００と補償部４０６、４０８とを含み、補償部は図４（４０６、４０８）又は図５（４０６、４０８、４０９）の文脈の中で既に説明した通りである。特に、ＬＰＣ表現計算部１００は第１の置き換えＬＰＣ表現及び第２の置き換えＬＰＣ表現をゲイン計算部６００へ出力する。ゲイン計算部は次に、第１の置き換えＬＰＣ表現についての第１ゲイン情報と、第２の置き換えＬＰＣ表現についての第２ゲイン情報とを計算し、このデータを補償部４０６、４０８へと供給し、補償部は第１と第２の符号帳情報に加えて、図４又は図５に示されるように、最後の良好なフレーム／パケット／ブロックのＬＰＣを受信する。次に、補償部は補償済み信号を出力する。補償部への入力は、図４の実施形態における増幅器４０２、４０４の出力、符号帳１０２、１０４の出力、又は合成ブロック１０６、１０８の出力のいずれかであり得る。

補償部４０６、４０８は、第１ゲイン情報を使用して第１の置き換えＬＰＣ表現のゲイン影響を部分的又は全体的に補償し、第２ゲイン情報を使用して第２の置き換えＬＰＣ表現のゲイン影響を補償する。

一実施形態では、計算部６００は、エラー隠しの開始前に、最後の良好なＬＰＣ表現に関連した最後の良好なパワー情報を計算するよう構成されている。さらに、ゲイン計算部６００は、第１の置き換えＬＰＣ表現についての第１パワー情報と、第２の置き換えＬＰＣ表現についての第２パワー情報と、最後の良好なパワー情報と第１のパワー情報とを用いた第１ゲイン値と、最後の良好なパワー情報と第２のパワー情報とを用いた第２ゲイン値と、を計算する。次に、第１ゲイン値と第２ゲイン値とを使用して、補償が補償部４０６、４０８において実行される。しかしながら、構成によるが、最後の良好なパワー情報の計算は、図６の実施形態に示されるように、補償部によって直接的に実行され得る。しかし、最後の良好なパワー情報の計算は、基本的に第１の置き換えＬＰＣ表現についての第１ゲイン値及び第２の置き換えＬＰＣ表現についての第２ゲイン値と同様にして実行されるという事実により、入力６０１によって示されるように、全てのゲイン値の計算をゲイン計算部６００において行うのが望ましい。

特に、ゲイン計算部６００は、最後の良好なＬＰＣ表現又は第１及び第２のＬＰＣ置き換え表現からインパルス応答を計算し、次にそのインパルス応答からｒｍｓ（二乗平均平方根）を計算して、ゲイン補償における対応するパワー情報を取得するよう構成され、各励振ベクトルは−対応する符号帳ゲインによって増幅された後−ゲインｇ_A及びｇ_Bによって再度増幅される。これらゲインは、現時点で使用されているＬＰＣのインパルス応答を計算し、以下のｒｍｓを計算することによって決定される。

この結果は、次に最後の正しく受信されたＬＰＣのｒｍｓと比較され、ＬＰＣ内挿のエネルギー増加／損失について補償するために、商がゲインファクタとして使用される。

この手順は、一種の正規化とみなすことができる。この手順は、ＬＰＣ内挿に起因するゲインを補償する。

続いて、図７ａ及び７ｂが、ゲイン計算部６００及び補償部４０６、４０８を含むエラー隠し信号の生成装置を説明するためにより詳細に説明される。このエラー隠し信号の生成装置は、図７ａにおいて７００で示されるように、最後の良好なパワー情報を計算する。さらに、ゲイン計算部６００は７０２で示されるように、第１と第２のＬＰＣ置き換え表現のための第１と第２のパワー情報を計算する。次に、７０４で示されるように、第１と第２のゲイン値が、好ましくはゲイン計算部６００によって計算される。次に、符号帳情報、重み付き符号帳情報、又はＬＰＣ合成出力が、７０６にて示されるように、これらゲイン値を用いて補償される。この補償は、好ましくは増幅器４０６、４０８によって実行される。

この目的で、図７ｂに示される好ましい実施形態において、複数のステップが実行される。ステップ７１０では、第１又は第２の置き換えＬＰＣ表現、又は最後の良好なＬＰＣ表現のようなＬＰＣ表現が提供される。ステップ７１２では、ブロック４０２、４０４にて示されるように、符号帳ゲインが符号帳情報／出力へ適用される。さらに、ステップ７１６では、インパルス応答が対応するＬＰＣ表現から計算される。次に、ステップ７１８では、各インパルス応答についてｒｍｓ値が計算され、ステップ７２０では、対応するゲインが古いｒｍｓ値と新たなｒｍｓ値とを使用して計算され、この計算は好ましくは古いｒｍｓ値を新たなｒｍｓ値で除算することにより行われる。最後に、ステップ７２０の結果がステップ７１２の結果を補償するために使用され、ステップ７１４で示されるように、補償済み結果を最終的に得る。

次に、さらなる態様、即ち、エラー隠し信号を生成する装置についての構成を説明する。その装置は、例えば図８に示す状況と同様に、単一の置き換えＬＰＣ表現だけを生成するＬＰＣ表現生成部１００を有する。しかしながら、図８とは対照的に、図９にさらなる態様を示す実施形態は、ゲイン計算部６００と補償部４０６、４０８とを含む。ＬＰＣ表現生成部によって生成された置き換えＬＰＣ表現による如何なるゲイン影響も、補償される。特に、このゲイン補償は、図９に示されるように、ＬＰＣ合成部の入力側で補償部４０６、４０８によって実行されるか、又は代替的にＬＰＣ合成部の出力側で補償部９００によって実行されることができ、最終的にエラー隠し信号を取得する。補償部４０６、４０８、９００は符号帳情報、又はＬＰＣ合成部１０６、１０８によって提供されたＬＰＣ合成出力信号を重み付けするよう構成される。

ＬＰＣ表現生成部、ゲイン計算部、補償部、ＬＰＣ合成部についての他の処理は、図１ａ〜図８の文脈で説明したものと同様にして実行され得る。

図４の文脈の中で説明した通り、特に増幅器出力４０２、４０４の合計が適応型符号帳にフィードバックされず、適応型符号帳出力だけがフィードバックされる場合、つまりスイッチ４０５が図示された位置にある場合に、増幅器４０２及び４０６は互いに直列的に２つの重み付け操作を実行するか、又は増幅器４０４及び４０８が２つの重み付け操作を直列に実行する。図１０に示すある実施形態では、これら２つの重み付け操作は単一の操作で実行され得る。この目的のため、ゲイン計算部６００はその出力ｇ_p又はｇ_cを単一値計算部１００２へと供給する。さらに、符号帳ゲイン生成部１０００は隠し符号帳ゲインを従来技術から公知のように生成するよう構成される。次に、単一値計算部１００２は単一値を得るために、好ましくはｇ_pとｇ_Aとの積を計算する。さらに、第２ブランチでは、単一値計算部１００２はｇ_cとｇ_Bとの積を計算し、図４における下側ブランチのための単一値を提供する。図５の増幅器４１４、４０９を有する第３ブランチのために、さらなる手順が実行され得る。

次に、単一の符号帳の符号帳情報に対して、又は２つ以上の符号帳の符号帳情報に対して、例えば増幅器４０２、４０６の操作を一緒に実行するマニピュレータ１００４が設けられ、そのマニピュレータ１００４が図９のＬＰＣ合成部の前に配置されるか、又は図９のＬＰＣ合成部の後に配置されるかに依存して、最終的に符号帳信号又は隠し信号のようなマニピュレート済み信号を取得する。図１１は第３の態様を示し、ＬＰＣ表現生成部１００、ＬＰＣ合成部１０６、１０８及び図２の文脈の中で既に説明したような追加のノイズ推定部２０６が設けられる。ＬＰＣ合成部１０６、１０８は符号帳情報と置き換えＬＰＣ表現とを受信する。ＬＰＣ表現は、ノイズ推定部２０６からのノイズ推定を使用してＬＰＣ表現生成部によって生成され、ノイズ推定部２０６は最後の良好なフレームからノイズ推定を決定することにより作動する。よって、ノイズ推定は最後の良好なオーディオフレームに依存し、ノイズ推定は良好なオーディオフレームの受信中、つまり図２の制御ラインにおいて「０」によって示される通常の復号化モードにおいて推定され、通常の復号化モード期間中に生成されたこのノイズ推定は、次に図２のブロック２０６と２０４との接続によって示されたように隠しモードにおいて適用される。

ノイズ推定部は過去の復号化済み信号のスペクトル表現を処理して、ノイズスペクトル表現を提供し、かつノイズスペクトル表現をノイズＬＰＣ表現へと変換するよう構成され、このノイズＬＰＣ表現は置き換えＬＰＣ表現と同種のＬＰＣ表現である。よって、置き換えＬＰＣ表現がＩＳＦドメイン表現又はＩＳＦベクトルである場合には、ノイズＬＰＣ表現はさらにＩＳＦベクトル又はＩＳＦ表現である。

さらに、ノイズ推定部２０６は、最適な平滑化を用いた最小統計アプローチを過去の復号化済み信号に適用して、ノイズ推定を導出するよう構成されている。この手順のために、非特許文献３に示された手順を実行するのが望ましい。しかしながら、背景ノイズ又はオーディオ信号におけるノイズをフィルタ除去（filter out）するために、例えばスペクトルにおける非調性部分に比べて調性部分の抑圧に依存した他のノイズ推定手順もまた、目標スペクトル形状又はノイズスペクトル推定を得るために同様に適用され得る。

ある実施形態では、スペクトルノイズ推定が過去の復号化済み信号から導出され、そのスペクトルノイズ推定が次にＬＰＣ表現へ変換され、次にＩＳＦドメインへ変換され、最終的なノイズ推定又は目標スペクトル形状を得る。

図１２ａは好ましい実施形態を示す。ステップ１２００では、例えば図２においてフィードバックループ２０８によって示されるように、過去の復号化済み信号が得られる。ステップ１２０２では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）表現のようなスペクトル表現が計算される。次に、ステップ１２０４では、最適な平滑化を用いた最小統計アプローチ又は他のノイズ推定処理等によって、目標スペクトル形状が導出される。次に、目標スペクトル形状はブロック１２０６で示されるようにＬＰＣ表現へ変換され、最後にＬＰＣ表現はブロック１２０８で示されるようにＩＳＦファクタへ変換され、最終的にＩＳＦドメインでの目標スペクトル形状を取得し、その目標スペクトル形状は置き換えＬＰＣ表現を生成するためのＬＰＣ表現生成部によって直接的に使用され得る。この適用例の方程式では、ＩＳＦドメインでの目標スペクトル形状は「ＩＳＦ^cng」として示されている。

図１２ｂに示された好ましい実施形態では、目標スペクトル形状は例えば最小統計アプローチ及び最適な平滑化によって導出される。次に、ステップ１２１２では、目標スペクトル形状に対して例えば逆ＦＦＴを適用することによって、時間ドメイン表現が計算される。次に、レビンソン−ダービン回帰を使用することによってＬＰＣ係数が計算される。しかしながら、ブロック１２１４のＬＰＣ係数計算は、上述のレビンソン−ダービン回帰とは異なる他の任意の手順によっても実行され得る。次に、ステップ１２１６では、最終的なＩＳＦファクタが計算され、ＬＰＣ表現生成部１００によって使用されるべきノイズ推定ＩＳＦ^cngを得る。

次に、図１３を参照して、例えば図８に示された手順のための単一のＬＰＣ置き換え表現１３０８の計算、又は図１に示された実施形態のためのブロック１３１０によって示された個別の符号帳についての個別のＬＰＣ表現の計算、の文脈におけるノイズ推定の使用を説明する。

ステップ１３００では、２個又は３個の最後の良好なフレームの平均値が計算される。ステップ１３０２では、最後の良好なフレームのＬＰＣ表現が提供される。さらにステップ１３０４では、例えば別個の信号分析部によって制御され得るフェーディングファクタが提供され、その信号分析部は、例えば図２のエラー隠し制御部２００に含まれ得るものである。次に、ステップ１３０６では、ノイズ推定が計算され、ステップ１３０６における手順は、図１２ａ、１２ｂに示されたいずれの手順によっても実行され得る。

単一のＬＰＣ置き換え表現を計算する文脈において、ブロック１３００、１３０４、１３０６の出力は計算部１３０８へ供給される。次に、単一の置き換えＬＰＣ表現は、ある個数の損失、欠損、又はエラーのあるフレーム／パケットに続いて、ノイズ推定ＬＰＣ表現へのフェーディングが得られるように、計算される。

しかしながら、適応型符号帳及び固定型符号帳のような、個別の符号帳についての個別のＬＰＣ表現が、ブロック１３１０で示されるように計算され、次に、ＩＳＦ_A ^-1（ＬＰＣ Ａ）を計算する一方でＩＳＦ_B ^-1（ＬＰＣ Ｂ）を計算するための前述の手順が実行される。

本発明を、各ブロックが現実の又は論理的ハードウエア要素を表すブロック図の文脈で説明してきたが、本発明はコンピュータ実装された方法によって構成することもできる。後者の場合、ブロックは対応する方法ステップを表し、これらステップは対応する論理的又は物理的ハードウエアブロックによって実行される機能を表している。

これまで幾つかの態様を装置の文脈で説明してきたが、これら態様は対応する方法の記述も表現していることは明白であり、そこではブロック又は装置は方法ステップ又は方法ステップの特徴に対応している。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様はまた、対応するブロック又は項目の説明、又は対応する装置の特徴を表現している。方法ステップの幾つか又は全ては、例えばマイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ、電子回路などのハードウエア装置、によって（を使用して）実行されてもよい。幾つかの実施形態では、最も重要な方法ステップの幾つか又はそれ以上は、そのような装置によって実行されてもよい。

ある実装要件にもよるが、本発明の実施形態は、ハードウエア又はソフトウエアにおいて構成可能である。この構成は、その中に格納された電子的に読み取り可能な制御信号を有し、本発明の各方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（又は協働可能な）、例えばフレキシブルディスク，ＤＶＤ，ブルーレイ，ＣＤ，ＲＯＭ，ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリなどの、デジタル記憶媒体を使用して実行され得る。従って、デジタル記憶媒体はコンピュータ読み取り可能であってもよい。

本発明に従う幾つかの実施形態は、上述した方法の１つを実行するようプログラム可能なコンピュータシステムと協働可能で、電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータキャリアを含む。

一般的に、本発明の実施例は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として構成することができ、そのプログラムコードは当該コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で作動するときに、本発明の方法の一つを実行するよう作動可能である。そのプログラムコードは、例えば機械読み取り可能なキャリアに格納されていても良い。

本発明の他の実施形態は、上述した方法の１つを実行するための、機械読み取り可能なキャリアに格納されたコンピュータプログラムを含む。

換言すれば、本発明方法の一実施形態は、そのコンピュータプログラムがコンピュータ上で作動するときに、上述した方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

本発明方法の他の実施形態は、上述した方法の１つを実行するために、その上に記録されたコンピュータプログラムを含む、データキャリア（又はデジタル記憶媒体、又はコンピュータ読み取り可能な媒体のような非一時的(non-transitory)記憶媒体）である。そのデータキャリア、デジタル記憶媒体、又は記憶媒体は、典型的には有形及び／又は非一時的である。

本発明方法の他の実施形態は、上述した方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表現するデータストリーム又は信号列である。そのデータストリーム又は信号列は、例えばインターネットのようなデータ通信接続を介して伝送されるよう構成されても良い。

他の実施形態は、上述した方法の１つを実行するように構成又は適応された、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスのような処理手段を含む。

他の実施形態は、上述した方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。

本発明に係るさらなる実施形態は、上述した方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを受信器へ（例えば電子的又は光学的に）伝送するよう構成された装置又はシステムを含む。受信器は、例えばコンピュータ、モバイル装置、メモリ装置等であってもよい。この装置又はシステムは、例えばコンピュータプログラムを受信器へと送信するためのファイルサーバをふくんでもよい。

幾つかの実施形態においては、（例えばフィールドプログラマブル・ゲートアレイのような）プログラム可能な論理デバイスが、上述した方法の幾つか又は全ての機能を実行するために使用されても良い。幾つかの実施形態では、フィールドプログラマブル・ゲートアレイが、上述した方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働しても良い。一般的に、そのような方法は、好適には任意のハードウエア装置によって実行される。

上述した実施形態は、本発明の原理を単に例示的に示したに過ぎない。本明細書に記載した構成及び詳細について修正及び変更が可能であることは、当業者にとって明らかである。従って、本発明は、添付した特許請求の範囲によってのみ限定されるべきであり、本明細書に実施形態の説明及び解説の目的で提示した具体的詳細によって限定されるものではない。
［備考］
［請求項１］
エラー隠し信号を生成する装置であって、
置き換えＬＰＣ（線形予測符号化）表現を生成するためのＬＰＣ表現生成部（１００）と、
前記置き換えＬＰＣ表現を使用して符号帳情報をフィルタリングする、ＬＰＣ合成部（１０６，１０８）と、
良好なオーディオフレームの受信中にノイズ推定を推定するノイズ推定部（２０６）であって、前記ノイズ推定は前記良好なオーディオフレームに依存している、ノイズ推定部（２０６）と、を備え、
前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、前記置き換えＬＰＣ表現を生成する際に、前記ノイズ推定部（２０６）によって推定された前記ノイズ推定を使用するよう構成されている、装置。
［請求項２］
請求項１に記載の装置であって、
前記ノイズ推定部（２０６）は、スペクトル表現（１２００，１２０２）を処理してノイズスペクトル表現（１２０４）を提供するよう構成され、かつ前記ノイズスペクトル表現をノイズＬＰＣ表現へと変換（１２０６）するよう構成され、前記ノイズＬＰＣ表現は前記置き換えＬＰＣ表現と同種のＬＰＣ表現である、装置。
［請求項３］
請求項１又は２に記載の装置であって、
前記置き換えＬＰＣ表現は置き換えファクタを含み、
前記ノイズ推定部（２０６）は前記ノイズ推定をノイズファクタとして提供するよう構成されている、装置。
［請求項４］
請求項３に記載の装置であって、
前記置き換えファクタはＬＳＦ又はＩＳＦファクタであり、前記ノイズファクタはＬＳＦ又はＩＳＦファクタである、装置。
［請求項５］
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ノイズ推定部（２０６）は、最適平滑化（１２１０）を有する最小統計手法を過去の復号化済み信号（２０８）に適用し、前記ノイズ推定を導出するよう構成されている、装置。
［請求項６］
請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ノイズ推定部（２０６）は、前記過去の復号化済み信号からスペクトルノイズ推定（１２１０）を導出し、前記スペクトルノイズ推定をＬＰＣ表現へと変換（２１４）し、
さらに前記ＬＰＣ表現をＩＳＦ又はＬＳＦドメインへ変換（１２１６）して、前記ノイズ推定を得るよう構成されている、装置。
［請求項７］
請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ノイズ推定部（２０６）はスペクトルノイズ推定（１２１０）を提供し、
前記スペクトルノイズ推定を時間ドメイン表現へと変換（１２１２）し、
前記時間ドメイン表現の最初のＮ個のサンプルを使用してレビンソン−ダービン回帰を実行（１２１４）するよう構成され、ここでＮは前記表現のＬＰＣ次数に対応している、装置。
［請求項８］
請求項７に記載の装置であって、
前記時間ドメイン表現は、二乗されたフーリエ変換スペクトルの逆を含む、装置。
［請求項９］
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、推定と最後の良好なＬＰＣ表現とを使用して前記置き換えＬＰＣ表現を導出するよう構成されている、装置。
［請求項１０］
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、先行する良好なＬＰＣ表現又は少なくとも２つの先行する良好なＬＰＣ表現の平均値を使用して、前記置き換えＬＰＣ表現を導出するよう構成され、
幾つかのエラーのある又は欠損したフレームの後で前記置き換えＬＰＣ表現が前記ノイズ推定と一致するように、前記平均値又は最後の良好なＬＰＣ表現はフェードアウトされる、装置。
［請求項１１］
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置であって、
前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、追加の置き換えＬＰＣ表現を生成するよう構成され、
前記装置はさらに適応型符号帳（１０４）を含み、
前記ＬＰＣ合成部（１０６，１０８）は、前記置き換えＬＰＣ表現を使用して固定型符号帳からの前記符号帳情報をフィルタリングするよう構成され、
前記ＬＰＣ合成部（１０６，１０８）は、前記追加の表現を使用して前記適応型符号帳からの符号帳情報をフィルタリングするよう構成され、
前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、少なくとも２つの良好なＬＰＣ表現の平均値を使用して、前記追加の置き換えＬＰＣ表現を計算するよう構成されている、
装置。
［請求項１２］
請求項１１に記載の装置であって、
前記ＬＰＣ表現生成部は、次式に基づいて前記置き換えＬＰＣ表現を計算するよう構成され、

前記ＬＰＣ表現生成部は、次式に基づいて前記追加の置き換えＬＰＣ表現を計算するよう構成され、

ここで、α_A及びα_Bは時間変化するフェーディングファクタであり、ＩＳＦ^-2は最後の良好なフレームのＬＰＣ表現であり、ｉｓｆ^-3は最後から２番目の良好なフレームのＬＰＣ表現であり、ｉｓｆ^-4は最後から３番目の良好なフレームのＬＰＣ表現であり、ｉｓｆ_B ^-1は置き換えＬＰＣ表現であり、ｉｓｆ_A ^-1は追加の置き換えＬＰＣ表現であり、ＩＳＦはＩＳＦドメイン又はＬＳＦドメインにおける値を表している、装置。
［請求項１３］
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置であって、
隠されるべきエラーの発生前に受信された信号の信号特性を分析するための信号分析部（２００）をさらに含み、
前記信号分析部は分析結果を提供するよう構成され、前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は時間変化するフェーディングファクタを使用するよう構成され、前記時間変化するフェーディングファクタは前記分析結果に依存して決定される、装置。
［請求項１４］
請求項１３に記載の装置であって、
前記信号特性は信号安定性又は信号クラスであり、
前記時間変化するフェーディングファクタは、不安定又はノイズクラスにある信号についてのフェーディングファクタが、より安定又は調性クラスにある信号に比べて、より短時間で０まで減少するように決定される、装置。
［請求項１５］
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置であって、
前記置き換えＬＰＣ表現からゲイン情報を計算するためのゲイン計算部と、
前記ゲイン情報を使用して前記置き換えＬＰＣ表現のゲイン影響を補償するための補償部と、をさらに含み、
前記補償部は、符号帳情報又はＬＰＣ合成出力信号を重み付けするよう構成されている、装置。
［請求項１６］
エラー隠し信号を生成する方法であって、
置き換えＬＰＣ表現を生成するステップ（１００）と、
前記置き換えＬＰＣ表現を使用して符号帳情報をフィルタリングするステップ（１０６，１０８）と、
良好なオーディオフレームの受信中にノイズ推定を推定するステップ（２０６）であって、前記ノイズ推定は前記良好なオーディオフレーム表現に依存している、ステップ（２０６）と、を備え、
前記推定するステップ（２０６）によって推定された前記ノイズ推定は、前記置き換えＬＰＣ表現を生成する際に使用される、方法。
［請求項１７］
コンピュータ又はプロセッサ上で作動するとき、請求項１４に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。

Claims (17)

1. エラー隠し信号を生成する装置であって、
   ＬＰＣ（線形予測符号化）係数のセットを生成するためのＬＰＣ表現生成部（１００）と、
   前記ＬＰＣ係数のセットを使用して符号帳ベクトルをフィルタリングし、置き換え信号を取得するＬＰＣ合成部（１０６，１０８）と、
   良好なオーディオフレームの受信中にノイズ推定を推定するノイズ推定部（２０６）であって、前記ノイズ推定は前記良好なオーディオフレームに依存している、ノイズ推定部（２０６）と、を備え、
   前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、前記ＬＰＣ係数のセットを生成する際に、前記ノイズ推定部（２０６）によって推定された前記ノイズ推定を使用するよう構成され、
   前記エラー隠し信号は前記置き換え信号から導出され、
   調性部分のスペクトル特性を変更せずに信号の調性部分をフェードアウトし、かつノイズ状部分を前記ノイズ推定によって表された背景スペクトル包絡にフェードすることによって、隠し期間中に背景ノイズへとフェードする、
   装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、
   前記ノイズ推定部（２０６）は、
   過去の復号化済み信号（２０８）を取得（１２００）し、
   前記過去の復号化済み信号（２０８）のスペクトル表現を計算（１２０２）し、
   前記過去の復号化済み信号（２０８）のスペクトル表現からノイズスペクトル表現を導出（１２０４）し、
   前記ノイズスペクトル表現をノイズＬＰＣ表現へと変換（１２０６）するよう構成され、前記ノイズＬＰＣ表現は前記ＬＰＣ係数のセットと同種のＬＰＣ表現である、装置。
3. 請求項１又は２に記載の装置であって、
   前記ＬＰＣ係数のセットは置き換えファクタを含み、
   前記ノイズ推定部（２０６）は前記ノイズ推定をノイズファクタとして提供するよう構成されている、装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、
   前記置き換えファクタはＬＳＦ（線スペクトル周波数）ファクタ又はＩＳＦ（イミッタンススペクトル周波数）ファクタであり、前記ノイズファクタはＬＳＦファクタ又はＩＳＦファクタである、装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置であって、
   前記ノイズ推定部（２０６）は、最適平滑化（１２１０）を有する最小統計手法を過去の復号化済み信号（２０８）に適用し、前記ノイズ推定を導出するよう構成されている、装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置であって、
   前記ノイズ推定部（２０６）は、
   過去の復号化済み信号（２０８）からスペクトルノイズ推定を導出（１２１０）し、
   前記スペクトルノイズ推定をＬＰＣ係数のセットへと変換（１２１２、１２１４）し、
   さらに前記ＬＰＣ係数のセットをＩＳＦドメイン又はＬＳＦドメインへ変換（１２１６）して、前記ノイズ推定を得るよう構成されている、装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置であって、
   前記ノイズ推定部（２０６）は、
   スペクトルノイズ推定を提供（１２１０）し、
   前記スペクトルノイズ推定を時間ドメイン表現へと変換（１２１２）し、
   前記時間ドメイン表現の最初のＮ個のサンプルを使用してレビンソン−ダービン回帰を実行（１２１４）するよう構成され、ここでＮは前記ＬＰＣ係数のセットのＬＰＣ次数に対応している、装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、
   前記時間ドメイン表現は、前記スペクトルノイズ推定の二乗されたフーリエ変換スペクトルの逆フーリエ変換の結果を含む、装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置であって、
   前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、前記ノイズ推定と最後の良好なオーディオフレームのＬＰＣ係数のセットとを使用して前記ＬＰＣ係数のセットを導出するよう構成されている、装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置であって、
    前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、先行する良好なオーディオフレームのＬＰＣ係数のセット又は少なくとも２つの先行する良好なオーディオフレームのＬＰＣ係数のセットの平均値を使用して、前記ＬＰＣ係数のセットを導出するよう構成され、
    幾つかのエラーのある又は欠損したフレームの後で前記ＬＰＣ係数のセットが前記ノイズ推定と一致するように、前記平均値又は前記先行する良好なオーディオフレームのＬＰＣ係数のセットはフェードアウトされる、装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置であって、
    前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、追加のＬＰＣ係数のセットを生成するよう構成され、
    前記装置はさらに適応型符号帳（１０４）を含み、
    前記ＬＰＣ合成部（１０６，１０８）は、前記ノイズ推定から導出された前記ＬＰＣ係数のセットを使用して固定型符号帳からの符号帳ベクトルをフィルタリングし、第２の置き換え信号を取得するよう構成され、
    前記ＬＰＣ合成部（１０６，１０８）は、前記追加のＬＰＣ係数のセットを使用して前記適応型符号帳からの符号帳ベクトルをフィルタリングし、第１の置き換え信号を取得するよう構成され、
    前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、少なくとも２つの良好なオーディオフレームのＬＰＣ係数のセットの平均値を使用して、前記追加のＬＰＣ係数のセットを計算するよう構成されており、
    前記装置は、前記第１の置き換え信号と前記第２の置き換え信号とを結合して前記エラー隠し信号を取得する、置き換え信号結合部（１１０）をさらに備える、
    装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、次式に基づいて前記ＬＰＣ係数のセットを計算するよう構成され、
    

    

    前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は、次式に基づいて前記追加のＬＰＣ係数のセットを計算するよう構成され、
    

    

    

    ここで、α_A及びα_Bは時間変化するフェーディングファクタであり、ｉｓｆ^-2は最後の良好なフレームのＬＰＣ係数のセットであり、ｉｓｆ^-3は最後から２番目の良好なフレームのＬＰＣ係数のセットであり、ｉｓｆ^-4は最後から３番目の良好なフレームのＬＰＣ係数のセットであり、ｉｓｆ_B ^-1はＬＰＣ係数のセットであり、ｉｓｆ_A ^-1は追加のＬＰＣ係数のセットであり、ｉｓｆ^cngは前記ノイズ推定であり、ＩＳＦはＩＳＦドメイン又はＬＳＦドメインにおける値を表している、装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置であって、
    隠されるべきエラーの発生前に受信された信号の信号特性を分析するための信号分析部（２００）をさらに含み、
    前記信号分析部（２００）は分析結果を提供するよう構成され、前記ＬＰＣ表現生成部（１００）は時間変化するフェーディングファクタを使用するよう構成され、前記時間変化するフェーディングファクタは前記分析結果に依存して決定される、装置。
14. 請求項１３に記載の装置であって、
    前記信号特性は信号安定性又は信号クラスであり、
    前記時間変化するフェーディングファクタは、不安定又はノイズクラスにある信号についてのフェーディングファクタが、より安定又は調性クラスにある信号に比べて、より短時間で０まで減少するように決定される、装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置であって、
    前記ＬＰＣ係数のセットからゲイン情報を計算するためのゲイン計算部（６００）と、
    前記ゲイン情報を使用して前記ＬＰＣ係数のセットのゲイン影響を補償するための補償部（４０６、４０８）と、をさらに含み、
    前記補償部（４０６、４０８）は、前記符号帳ベクトル又は前記ＬＰＣ合成部の出力信号を重み付けするよう構成されている、装置。
16. エラー隠し信号を生成する方法であって、
    ＬＰＣ係数のセットを生成するステップ（１００）と、
    前記ＬＰＣ係数のセットを使用して符号帳ベクトルをフィルタリングし、置き換え信号を取得するステップ（１０６，１０８）と、
    良好なオーディオフレームの受信中にノイズ推定を推定するステップ（２０６）であって、前記ノイズ推定は前記良好なオーディオフレームに依存している、ステップ（２０６）と、を備え、
    前記推定するステップ（２０６）によって推定された前記ノイズ推定は、前記ＬＰＣ係数のセットを生成する際に使用され、
    前記エラー隠し信号は前記置き換え信号から導出され、
    調性部分のスペクトル特性を変更せずに信号の調性部分をフェードアウトし、かつノイズ状部分を前記ノイズ推定によって表された背景スペクトル包絡にフェードすることによって、隠し期間中に背景ノイズへとフェードされる、
    方法。
17. コンピュータ又はプロセッサ上で作動するとき、請求項１６に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。

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