專利名稱：噪聲信號編碼裝置及語音信號編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對語音信號進行編碼來傳輸?shù)囊苿油ㄐ畔到y(tǒng)或語音錄音裝置等用途的低比特率語音信號編碼裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)字移動通信或語音存儲領(lǐng)域，為了有效利用電波或存儲媒體，使用對語音信息進行壓縮、以低比特率進行編碼的語音編碼裝置。作為這種現(xiàn)有技術(shù)，有ITU-T推薦G.729(“Coding of speech at 8kbit/s using conjugate-structure algebraic-code-excited linear-prediction(CS-ACELP)(使用共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵線性預(yù)測的8k比特/秒語音編碼)”)的CS-ACELP編碼方式、和也是ITU-T推薦的G.729 Annex B(附錄B)(“A silence compression scheme forG.729 optimized for terminals conforming to Recommendation V.70(優(yōu)化用于符合推薦V.70的終端的G.729無聲壓縮方案)”)的帶DTX(DiscontinuousTransmission，不連續(xù)傳輸)控制的CS-ACELP編碼方式。


圖1是現(xiàn)有CS-ACELP編碼方式的編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。在圖1中，用LPC分析-量化器1對輸入語音信號進行LPC(線性預(yù)測)分析及量化，輸出LPC系數(shù)及LPC量化碼。
然后，將從自適應(yīng)音源碼本2及固定音源碼本3取出的自適應(yīng)音源信號及固定音源信號乘以從增益碼本4取出的增益并相加，由LPC合成濾波器7進行語音合成，由聽覺加權(quán)濾波器9對輸入信號的誤差信號進行加權(quán)，將使加權(quán)后的誤差最小的自適應(yīng)音源碼、固定音源碼、增益碼與LPC量化碼一起作為編碼數(shù)據(jù)來輸出。在圖1中，標(biāo)號5是乘法器，標(biāo)號6是加法器，標(biāo)號8是減法器。
圖2是現(xiàn)有帶DTX控制的CS-ACELP編碼方式的編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。首先，有音/無音判定器11判定輸入信號是有音區(qū)間還是無音區(qū)間(只有背景噪聲的區(qū)間)。然后，在有音/無音判定器11判定為有音的情況下，由CS-ACELP語音編碼器12進行有音區(qū)間的語音編碼。CS-ACELP語音編碼器12為圖1所示的結(jié)構(gòu)。
另一方面，在有音/無音判定器11判定為無音的情況下，由無音區(qū)間編碼器13進行編碼。該無音區(qū)間編碼器13根據(jù)輸入信號來計算與有音區(qū)間的編碼同樣的LPC系數(shù)和輸入信號的LPC預(yù)測殘差能量，將它們作為無音區(qū)間的編碼數(shù)據(jù)來輸出。
DTX控制及復(fù)用器14根據(jù)有音/無音判定器11、CS-ACELP語音編碼器12及無音區(qū)間編碼器13的輸出，來控制、復(fù)用要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的數(shù)據(jù)并作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
然而，在上述現(xiàn)有CS-ACELP編碼器中有下述問題由于語音編碼器利用語音特有的冗余性用8kbps這一低比特率進行編碼，所以在輸入未疊加有背景噪聲的、清晰的語音信號的情況下，能夠進行高品質(zhì)的編碼，但是在作為輸入信號而輸入疊加有周圍背景噪聲的語音信號的情況下，在對背景噪聲信號進行編碼時，其解碼信號的品質(zhì)惡化。
此外，在上述現(xiàn)有帶DTX控制的CS-ACELP編碼器中，只對有音區(qū)間由CS-ACELP編碼器進行編碼，而無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)則通過由專用的無音區(qū)間編碼器用比語音編碼器少的比特率進行編碼，來降低傳輸?shù)钠骄忍芈?。然而，由于無音區(qū)間編碼器用與語音編碼器同樣的信號模型(通過按短區(qū)間(10～50ms左右)用噪聲信號驅(qū)動AR型合成濾波器(LPC合成濾波器)來生成解碼信號)進行編碼，所以與上述現(xiàn)有CS-ACELP編碼器同樣，有下述問題對疊加有背景噪聲的語音信號，解碼信號的品質(zhì)惡化。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種語音信號的編碼裝置及解碼裝置，對疊加有背景噪聲的語音信號也能夠減少解碼信號的品質(zhì)惡化，并且也能夠降低傳輸所需的平均比特率。
本發(fā)明的主題是對無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)的輸入信號計算統(tǒng)計特征量，存儲能夠表現(xiàn)與輸入噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的噪聲模型的有關(guān)信息，檢測表示輸入噪聲信號的噪聲模型參數(shù)是否已變化，進行噪聲模型的更新，從而對疊加有背景噪聲的語音信號也減少解碼信號的品質(zhì)惡化，并且也降低傳輸所需的平均比特率。
附圖的簡單說明圖1是現(xiàn)有語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是現(xiàn)有語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是包括本發(fā)明實施例的語音信號編碼裝置及語音信號解碼裝置的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是本發(fā)明實施例1的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是本發(fā)明實施例1的噪聲信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖6是本發(fā)明實施例1的語音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖7是本發(fā)明實施例1的語音信號解碼裝置中的噪聲信號生成器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖8是本發(fā)明實施例1的語音信號編碼方法的處理流程圖；圖9是本發(fā)明實施例1的噪聲信號編碼方法的處理流程圖；圖10是本發(fā)明實施例2的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖11是本發(fā)明實施例2的語音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖12是本發(fā)明實施例2的語音信號編碼方法的處理流程圖；圖13是本發(fā)明實施例3的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；以及圖14是本發(fā)明實施例3的語音信號編碼方法的處理流程圖。
實施發(fā)明的最好形式以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖3是包括本發(fā)明實施例1的語音信號編碼裝置的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在該無線通信裝置中，在發(fā)送端，語音由話筒等語音輸入裝置101變換為電模擬信號，輸出到A/D變換器102。模擬語音信號由A/D變換器102變換為數(shù)字語音信號，輸出到語音編碼部103。語音編碼部103對數(shù)字語音信號進行語音編碼處理，將編碼過的信息輸出到調(diào)制解調(diào)部104。調(diào)制解調(diào)部104對編碼過的語音信號進行數(shù)字調(diào)制，送至無線發(fā)送部105。在無線發(fā)送部105中，對調(diào)制后的信號施加規(guī)定的無線發(fā)送處理。該信號經(jīng)天線106被發(fā)送。
另一方面，在無線通信裝置的接收端，天線107接收到的接收信號由無線接收部108施加規(guī)定的無線接收處理，送至調(diào)制解調(diào)部104。在調(diào)制解調(diào)部104中，對接收信號進行解調(diào)處理，將解調(diào)后的信號輸出到語音解碼部109。語音解碼部109對解調(diào)后的信號進行解碼處理，得到數(shù)字解碼語音信號，將該數(shù)字解碼語音信號輸出到D/A變換器110。D/A變換器110將從語音解碼部109輸出的數(shù)字解碼語音信號變換為模擬語音信號，輸出到揚聲器等語音輸出裝置111。最后，語音輸出裝置111將電模擬語音信號變換為語音并輸出。
圖3所示的語音編碼部103具有圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明實施例1的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在有音/無音判定器201中，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)，將其判定結(jié)果輸出到DTX控制及復(fù)用器204。有音/無音判定器201可以是任意的，一般用輸入信號的功率、頻譜或音調(diào)周期等多個參數(shù)的瞬時量或變化量等來進行判定。
然后，在上述有音/無音判定器201的判定結(jié)果是有音的情況下，由語音編碼器202在包含語音信號和噪聲信號的有音區(qū)間中對輸入語音信號進行語音編碼，將其編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX控制及復(fù)用器204。該語音編碼器202是有音區(qū)間編碼器，只要能對語音高效率進行編碼，可以是任意的編碼器。
另一方面，在上述有音/無音判定器201的判定結(jié)果是無音的情況下，由噪聲信號編碼器203在只包含噪聲信號的無音區(qū)間中對輸入信號進行噪聲信號的編碼，將與表現(xiàn)輸入噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息、和是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志輸出到DTX控制及復(fù)用器204。最后，DTX控制及復(fù)用器204用來自上述有音/無音判定器201、語音編碼器202及噪聲信號編碼器203的輸出進行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
圖4中的噪聲信號編碼器203具有圖5所示的結(jié)構(gòu)。圖5是本發(fā)明實施例1的語音編碼部的噪聲信號編碼器的結(jié)構(gòu)方框圖。
噪聲信號分析部301對按某個一定區(qū)間輸入的噪聲信號進行信號分析，對噪聲信號計算分析參數(shù)。作為提取的分析參數(shù)，有表示與輸入信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量所需的參數(shù)，例如，對短區(qū)間信號通過FFT(Fast FourierTransform，快速傅里葉變換)求出的短時頻譜、輸入功率、LPC頻譜參數(shù)等。
接著，在噪聲模型變化檢測部303中，檢測可表示當(dāng)前輸入的噪聲信號的噪聲模型參數(shù)與噪聲模型存儲部302保持的噪聲模型參數(shù)相比是否有變化。
這里，所謂噪聲模型參數(shù)，是能表現(xiàn)與輸入噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的噪聲模型的有關(guān)信息，例如，是將短時頻譜的平均頻譜或方差值等統(tǒng)計特征量用HMM等統(tǒng)計模型來表現(xiàn)時的信息。
然后，噪聲模型變化檢測部303判定噪聲信號分析部301得到的當(dāng)前輸入信號的分析參數(shù)作為來自噪聲模型的輸出是否妥當(dāng)(例如，如果是HMM模型，則判定當(dāng)前輸入信號的分析參數(shù)的輸出概率是否在規(guī)定值以上)，該噪聲模型是作為表示其以前的輸入信號的噪聲模型而存儲的，在判定為可表示當(dāng)前輸入的噪聲信號的噪聲模型參數(shù)與存儲的噪聲模型相比有變化的情況下，將是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志和要更新的信息(更新信息)輸出到噪聲模型更新部304。
外部更新許可標(biāo)志是從外部指示是否許可噪聲模型更新的標(biāo)志，在后述的本發(fā)明的語音編碼部中，在發(fā)送有音區(qū)間中的編碼數(shù)據(jù)區(qū)間中等不進行噪聲模型參數(shù)的發(fā)送時，將噪聲模型更新設(shè)為不許可。
然后，在噪聲模型更新部304中，在噪聲模型更新標(biāo)志表示更新的情況下，作為噪聲模型更新信息，輸出更新后的噪聲模型參數(shù)或只輸出與以前在噪聲模型存儲部302中存儲的噪聲模型參數(shù)相比的變化量，并且用該輸出信息進行噪聲模型存儲部302的更新。另一方面，在噪聲模型更新標(biāo)志表示不更新的情況下，不進行更新，不輸出更新信息。
此外，圖3所示的語音解碼部109具有圖6所示的結(jié)構(gòu)。圖6是本發(fā)明實施例1的語音解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在分離及DTX控制器401中，接收在編碼端對輸入信號進行編碼并發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)，作為接收數(shù)據(jù)，將該接收數(shù)據(jù)分離為語音解碼及噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志。
接著，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，由語音解碼器402根據(jù)上述語音編碼數(shù)據(jù)進行語音解碼，將解碼語音輸出到輸出切換器404。
另一方面，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示無音區(qū)間的情況下，由噪聲信號生成器403根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成，將噪聲信號輸出到輸出切換器404。然后，輸出切換器404按照有音/無音判定標(biāo)志的結(jié)果來切換、輸出上述語音解碼器402的輸出和上述噪聲信號生成器403的輸出，作為輸出信號。
圖6的噪聲信號生成器403具有圖7所示的結(jié)構(gòu)。圖7是本發(fā)明實施例1的語音解碼裝置的噪聲信號生成器的結(jié)構(gòu)方框圖。
從圖5所示的噪聲信號編碼器203輸出的噪聲模型更新標(biāo)志及噪聲模型參數(shù)(在模型更新的情況下)被輸入到噪聲模型更新部501。在噪聲模型更新部501中，在上述噪聲模型更新標(biāo)志表示更新的情況下，用上述輸入噪聲模型參數(shù)及噪聲模型存儲部502保持的以前的噪聲模型參數(shù)來進行噪聲模型的更新，將更新后的噪聲模型參數(shù)重新存儲到噪聲模型存儲部502中。
在噪聲信號生成器503中，根據(jù)噪聲模型存儲部502的信息來生成、輸出噪聲信號。噪聲生成如下進行根據(jù)將統(tǒng)計特征量建模為參數(shù)所得的信息，使得生成的噪聲信號作為來自該模型的輸出是妥當(dāng)?shù)男盘?。例如，在將HMM用作統(tǒng)計模型的情況下，根據(jù)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率及參數(shù)輸出概率等，按概率來輸出生成所需的信號參數(shù)(例如，短時頻譜)，根據(jù)它來生成、輸出噪聲信號。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的語音編碼部及語音解碼部的操作。圖8是實施例1的語音信號編碼方法的處理流程圖。在本方法中，按一定短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的幀來重復(fù)進行圖8所示的正式處理。
首先，在步驟(以下簡稱ST)101中，輸入以幀為單位的語音信號。接著，在ST102中，對輸入信號進行有音/無音判定，輸出其判定結(jié)果。然后，在該判定結(jié)果是有音的情況下，通過ST104對輸入語音信號進行語音編碼處理，輸出其編碼數(shù)據(jù)。
另一方面，在ST103的判定結(jié)果是無音的情況下，在ST105中，對輸入信號由噪聲信號編碼器進行噪聲信號編碼處理，輸出與表現(xiàn)輸入噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息和是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志。噪聲信號的編碼處理待后述。
然后，在ST106中，用上述有音/無音判定、語音編碼處理及噪聲信號編碼處理的結(jié)果得到的輸出來進行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，最后在ST107中，作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
圖9是本實施例的語音信號編碼方法中的噪聲信號編碼方法的處理流程圖。在本方法中，按一定短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的幀來重復(fù)進行圖9所示的正式處理。
在ST201中，輸入以幀為單位的語音信號。接著，在ST202中，對以幀為單位的噪聲信號進行信號分析，對噪聲信號計算分析參數(shù)。然后，在ST203中，根據(jù)分析參數(shù)來檢測噪聲模型是否有變化，在判定為噪聲模型有變化的情況下，在ST205中，輸出是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志(有更新)和要更新的信息(更新信息)，并且在ST206中用該輸出信息進行噪聲模型存儲部302的更新。
另一方面，在ST204中，在判定為噪聲模型無變化的情況下，在ST207中，只輸出是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志(無更新)。在ST203中，在從外部另外輸入的外部更新許可標(biāo)志為不許可的情況下，作為模型無變化，不進行噪聲模型參數(shù)的發(fā)送。
這樣，根據(jù)本實施例的噪聲編碼方法，通過用能夠?qū)⒃肼曅盘柋憩F(xiàn)為統(tǒng)計特征量的噪聲模型來進行建模，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。此外，無需忠實于輸入信號波形的編碼，并且只傳輸與輸入信號對應(yīng)的噪聲模型參數(shù)變化的區(qū)間，從而能夠用低比特率進行高效率的編碼。
此外，根據(jù)本實施例的語音信號編碼方法，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼器來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的噪聲信號編碼器來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。
(實施例2)圖10是本發(fā)明實施例2的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在該語音編碼部103中，由語音/噪聲信號分離器801將輸入語音信號分離為語音信號和語音信號上疊加的背景噪聲信號。語音/噪聲信號分離器801可以是任意的。作為該分離方法，有被稱為頻譜相減(スペクト ルサブトラクション)的、通過在頻域中從輸入信號中減去噪聲頻譜將輸入信號分離為噪聲抑制后的語音信號和噪聲信號的方法，和從來自多個信號輸入器的輸入信號中分離語音和噪聲的方法等。
接著，在有音/無音判定器802中，根據(jù)從上述語音/噪聲信號分離器801處得到的分離后的語音信號來判定是有音區(qū)間還是無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)，將其判定結(jié)果輸出到語音編碼器803及DTX控制及復(fù)用器805。也可以采用用分離前的輸入信號來進行判定的結(jié)構(gòu)。有音/無音判定器802是任意的。該判定一般用輸入信號的功率、頻譜或音調(diào)周期等多個參數(shù)的瞬時量或變化量等來進行。
然后，在上述有音/無音判定器802的判定結(jié)果是有音的情況下，語音編碼器803對從上述語音/噪聲信號分離器801處得到的分離后的語音信號只對有音區(qū)間由語音編碼器803進行語音信號的編碼，將該編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX控制及復(fù)用器805。該語音編碼器803是有音區(qū)間的編碼器，可以是對語音高效率進行編碼的任意編碼器。
另一方面，噪聲信號編碼器804對從上述語音/噪聲信號分離器801處得到的分離后的噪聲信號在整個區(qū)間由噪聲信號編碼器804進行噪聲信號的編碼，輸出與表現(xiàn)輸入噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息和是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志。語音/噪聲信號編碼器801如實施例1中說明的圖5所示。
在有音/無音判定結(jié)果是有音的情況下，將輸入到噪聲信號編碼器804中的有音/無音判定結(jié)果標(biāo)志設(shè)為噪聲信號編碼器804中的噪聲模型更新不許可標(biāo)志，不進行模型更新。
最后，DTX控制及復(fù)用器805用來自上述有音/無音判定器802、語音編碼器803及噪聲信號編碼器804的輸出來進行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
圖11是本發(fā)明實施例2的語音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖11所示的解碼裝置中，在分離及DTX控制部901中，接收在編碼端對輸入信號進行編碼并發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)，分離為語音解碼及噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志。
接著，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，由語音解碼器902根據(jù)上述語音編碼數(shù)據(jù)進行語音解碼，將解碼語音輸出到語音/噪聲信號相加器904。
另一方面，噪聲信號生成器903根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成，將噪聲信號輸出到語音/噪聲信號相加器904。然后，語音/噪聲信號相加器904將上述語音解碼器902的輸出和上述噪聲信號生成器903的輸出相加，作為輸出信號。
接著，參照圖12來說明實施例2的語音信號編碼方法的處理流程。在本方法中，按一定短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的幀來重復(fù)進行圖12所示的正式處理。
首先，在ST301中，輸入以幀為單位的語音信號。接著，在ST302中，將輸入信號分離為語音信號和語音信號上疊加的背景噪聲信號。然后，在ST303中，對輸入信號或ST302中得到的分離后的語音信號進行有音/無音判定，輸出其判定結(jié)果(ST304)。
然后，在判定結(jié)果是有音的情況下，在ST305中，對ST302中得到的分離后的語音信號由語音編碼器進行語音編碼處理，輸出其編碼數(shù)據(jù)。接著，對ST302中得到的分離后的噪聲信號，在ST306中，噪聲信號編碼器進行噪聲信號編碼處理，輸出與表現(xiàn)輸入噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息和是否進行噪聲模型更新的標(biāo)志。
在ST303中的有音/無音判定結(jié)果是有音的情況下，在ST306中進行的噪聲信號編碼處理中，不進行模型更新。然后，在ST307中，用上述有音/無音判定、語音編碼處理及噪聲信號編碼處理的結(jié)果得到的輸出來復(fù)用要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息，最后在ST308中作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
這樣，根據(jù)本實施例的語音信號編碼裝置，在有音區(qū)間中對語音信號用能夠以高品質(zhì)進行編碼的語音編碼器進行編碼，對噪聲信號則用高效率、聽覺上惡化少的如實施例1所述的噪聲信號編碼器來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼，還設(shè)有語音/噪聲信號分離器，從而能夠從輸入到上述語音編碼器中的語音信號中除去疊加的背景噪聲，能夠?qū)τ幸魠^(qū)間以更高品質(zhì)或更高效率進行編碼。
(實施例3)圖13是本發(fā)明實施例3的語音信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。本實施例中解碼端的結(jié)構(gòu)與圖6所示的語音信號解碼裝置的結(jié)構(gòu)相同。
輸入信號分析器1101對按某個一定區(qū)間輸入的輸入信號進行信號分析，計算輸入信號的分析參數(shù)。提取的特征參數(shù)是表示與輸入信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量所需的參數(shù)及表示語音特征的參數(shù)。表示與統(tǒng)計特征量所需的參數(shù)例如有對短區(qū)間信號通過FFT求出的短時頻譜、輸入功率、LPC頻譜參數(shù)等。此外，表示語音特征的參數(shù)有LPC參數(shù)、輸入功率和音調(diào)周期性信息等。
接著，模式判定器1104對上述輸入信號分析器1101得到的分析參數(shù)，用語音模型存儲器1102保持的語音特征圖案(パタ一ン)及噪聲模型存儲部1103保持的噪聲模型參數(shù)，來判定輸入信號是有音區(qū)間還是無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)、及在無音區(qū)間的情況下是否更新噪聲模型并傳輸更新信息。
這里，語音模型存儲器1102預(yù)先形成并存儲了語音特征圖案，語音特征參數(shù)是例如語音(有音)區(qū)間中的LPC參數(shù)、輸入信號功率或音調(diào)周期性信息等的分布等的信息。此外，噪聲模型參數(shù)是能表現(xiàn)與輸入噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的噪聲模型的有關(guān)信息，例如，是將短時頻譜的平均頻譜或方差值等統(tǒng)計特征量用HMM等統(tǒng)計模型來表現(xiàn)時的信息。
然后，判定輸入信號分析器1101得到的當(dāng)前輸入信號的分析參數(shù)作為來自噪聲模型的輸出是否妥當(dāng)(例如，如果是HMM模型，則判定當(dāng)前輸入信號的分析參數(shù)的輸出概率是否在規(guī)定值以上)，該噪聲模型是作為表示其以前的輸入信號的噪聲模型而存儲的，并且根據(jù)表示輸入信號的語音特征的參數(shù)來判定是否是語音(有音)區(qū)間。
在上述模式判定器1104判定為有音區(qū)間的情況下，由語音編碼器1105對輸入信號進行語音編碼，將其編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX控制及復(fù)用器1107。另一方面，在上述模式判定器1104判定為無音區(qū)間而且要傳輸噪聲模型更新信息的情況下，由噪聲模型更新器1106進行該噪聲模型的更新，將與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息輸出到DTX控制及復(fù)用器1107。
最后，DTX控制及復(fù)用器1107用來自語音編碼器及噪聲模型更新器1106的輸出來進行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，輸出發(fā)送數(shù)據(jù)。
接著，參照圖14來說明本實施例的語音信號編碼方法的處理流程。在本方法中，按一定短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的幀來重復(fù)進行圖14所示的正式處理。
首先，在ST401中，輸入以幀為單位的輸入信號。接著，在ST402中，對按某個一定區(qū)間輸入的輸入信號進行信號分析，計算并輸出其分析參數(shù)。
然后，在ST403中，判定其適合性，即當(dāng)前輸入的統(tǒng)計分析參數(shù)作為來自圖11中噪聲模型存儲部1103保持的噪聲模型的輸出是否妥當(dāng)(ST404)。在其結(jié)果判定為不適合、即當(dāng)前輸入信號不能用當(dāng)前時刻保持的噪聲模型來表現(xiàn)的情況下，進至下面的ST405，根據(jù)對輸入信號進行分析而得到的語音特征參數(shù)來判定是否是語音(有音)區(qū)間。然后，在判定為語音區(qū)間的情況下，在ST406中，由語音編碼器進行語音編碼處理，輸出其編碼數(shù)據(jù)。
另一方面，在ST405中，在判定為不是語音區(qū)間的情況下，在ST407中，進行噪聲模型的更新，輸出與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息。在ST403中，在判定為當(dāng)前輸入能夠用當(dāng)前時刻保持的噪聲模型來表現(xiàn)的情況下，不進行任何處理而進至下一步驟。然后，在ST408中，用來自語音編碼器及噪聲模型更新器的輸出來進行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，在ST409中輸出發(fā)送數(shù)據(jù)。
這樣，根據(jù)本實施例的語音信號編碼裝置，設(shè)有模式判定器，從而能夠用輸入信號的統(tǒng)計特征量的變化及語音的特征圖案來進行判定。因此，能夠進行更正確的模式判定，能夠抑制由判定差錯引起的品質(zhì)惡化。
本發(fā)明的噪聲信號編碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括分析器，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲器，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測器，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新器，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過用能夠?qū)⒃肼曅盘柋憩F(xiàn)為統(tǒng)計特征量的噪聲模型來進行建模，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。此外，通過該建模，無需忠實于輸入信號波形的編碼，所以只傳輸與輸入信號對應(yīng)的噪聲模型參數(shù)變化的區(qū)間，從而能夠用低比特率進行高效率的編碼。
本發(fā)明的噪聲信號編碼裝置在上述結(jié)構(gòu)中采用下述結(jié)構(gòu)，分析器提取與噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量，存儲器將能夠表現(xiàn)上述統(tǒng)計特征量的信息作為與噪聲模型有關(guān)的信息來存儲。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)υ肼曅盘栠m當(dāng)?shù)剡M行建模，能夠以低比特率有效地進行高效率的編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括有音/無音判定器，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼器，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；上述噪聲信號編碼裝置，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用器，復(fù)用來自上述有音/無音判定器、上述語音編碼器、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼器來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的噪聲信號編碼器來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括語音/噪聲信號分離器，將輸入語音信號分離為語音信號和該語音信號上疊加的背景噪聲信號；有音/無音判定器，根據(jù)上述輸入語音信號或上述語音/噪聲信號分離器得到的語音信號來判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼器，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；上述噪聲信號編碼裝置，進行上述語音/噪聲信號分離器得到的背景噪聲信號的編碼；以及復(fù)用器，復(fù)用來自上述有音/無音判定器、上述語音編碼器、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼器來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的噪聲信號編碼器來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。此外，設(shè)有語音/噪聲信號分離器，從而能夠從輸入到上述語音編碼器中的語音信號中除去疊加的背景噪聲，能夠?qū)τ幸魠^(qū)間以更高品質(zhì)或更高效率進行編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括分析器，對輸入語音信號進行信號分析；語音模型存儲器，存儲為了判定上述輸入語音信號是否是有音信號所需的語音特征圖案；噪聲模型存儲器，存儲與表現(xiàn)上述輸入語音信號中包含的噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；模式判定器，用上述分析器、語音模型存儲器及噪聲模型存儲器的輸出來判定上述輸入語音信號是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間，并且在上述無音區(qū)間的情況下判定是否更新噪聲模型；語音編碼器，在上述模式判定器判定為有音區(qū)間的情況下，對輸入語音信號進行語音編碼；噪聲模型更新器，在上述模式判定器判定為無音區(qū)間而且要更新噪聲模型的情況下，進行該噪聲模型的更新；以及復(fù)用器，復(fù)用來自語音編碼器及噪聲模型更新器的輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，設(shè)有模式判定器，從而能夠用輸入信號的統(tǒng)計特征量的變化及語音的特征圖案來進行判定。因此，能夠進行更正確的判定，能夠抑制由判定出錯引起的品質(zhì)惡化。
本發(fā)明的噪聲信號生成裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括噪聲模型更新器，根據(jù)編碼端對輸入噪聲信號進行編碼所得的噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志，在必要的情況下進行噪聲模型的更新；噪聲模型存儲器，用上述噪聲模型更新器的輸出來存儲與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息；以及噪聲信號生成器，根據(jù)上述噪聲模型存儲器存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息來生成噪聲信號。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。
本發(fā)明的噪聲信號生成裝置在上述結(jié)構(gòu)中采用下述結(jié)構(gòu)，輸入到上述噪聲模型更新器中的噪聲模型參數(shù)及上述噪聲模型存儲器存儲的信息是能夠表現(xiàn)與生成的噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的信息。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過用能夠?qū)⒃肼曅盘柋憩F(xiàn)為統(tǒng)計特征量的噪聲模型來進行建模，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。
本發(fā)明語音信號解碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括分離器，接收包含編碼端編碼過的語音數(shù)據(jù)、噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志的信號，從上述信號中分離噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志；語音解碼器，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，對上述語音數(shù)據(jù)進行語音解碼；噪聲信號生成裝置，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示無音區(qū)間的情況下，根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成；以及輸出切換器，按照上述有音/無音判定標(biāo)志來切換從上述語音解碼器輸出的解碼語音和從上述噪聲信號生成裝置輸出的噪聲信號中的某一個，并作為輸出信號來輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。
本發(fā)明的語音信號解碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括分離器，接收包含編碼端編碼過的語音數(shù)據(jù)、噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志的信號，從上述信號中分離噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志；語音解碼器，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，對上述語音數(shù)據(jù)進行語音解碼；上述噪聲信號生成裝置，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示無音區(qū)間的情況下，根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成；以及語音/噪聲信號相加器，將從上述語音解碼器輸出的解碼語音和從上述噪聲信號生成裝置輸出的噪聲信號相加。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。此外，在編碼端分離語音信號和其上疊加的噪聲信號后，用適合各個信號的編碼器進行編碼，在解碼端將它們相加來生成解碼信號，所以能夠?qū)τ幸魠^(qū)間的語音信號以更高品質(zhì)進行編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼方法包括有音/無音判定步驟，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼步驟，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；噪聲信號編碼步驟，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用步驟，復(fù)用上述有音/無音判定步驟、上述語音編碼步驟、及上述噪聲信號編碼步驟中的輸出，噪聲信號編碼步驟包括分析步驟，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲步驟，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測步驟，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新步驟，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
根據(jù)該方法，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼部件來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的第1形態(tài)的噪聲信號編碼裝置來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼方法包括語音/噪聲信號分離步驟，將輸入語音信號分離為語音信號和該語音信號上疊加的背景噪聲信號；有音/無音判定步驟，根據(jù)上述輸入語音信號或上述語音/噪聲信號分離步驟中得到的語音信號來判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼步驟，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；噪聲信號編碼步驟，在判定結(jié)果是無音的情況下對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼，并且進行上述語音/噪聲信號分離步驟中得到的背景噪聲信號的編碼；以及復(fù)用步驟，復(fù)用上述有音/無音判定步驟、上述語音編碼步驟、及上述噪聲信號編碼步驟中的輸出，噪聲信號編碼步驟包括分析步驟，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲步驟，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測步驟，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新步驟，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
根據(jù)該方法，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼部件來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的第1狀態(tài)的噪聲信號編碼裝置來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。此外，設(shè)有語音/噪聲信號分離部件，從而能夠從輸入到上述語音編碼部件中的語音信號中除去疊加的背景噪聲，能夠?qū)τ幸魠^(qū)間以更高品質(zhì)或更高效率進行編碼。
本發(fā)明的語音信號編碼方法包括分析步驟，對輸入語音信號進行信號分析；語音模型存儲步驟，存儲為了判定上述輸入語音信號是否是有音信號所需的語音特征圖案；噪聲模型存儲步驟，存儲與表現(xiàn)上述輸入語音信號中包含的噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；模式判定步驟，用上述分析步驟、語音模型存儲步驟及噪聲模型存儲步驟的輸出來判定上述輸入語音信號是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間，并且在上述無音區(qū)間的情況下判定是否更新噪聲模型；語音編碼步驟，在上述模式判定步驟判定為有音區(qū)間的情況下，對輸入語音信號進行語音編碼；噪聲模型更新步驟，在上述模式判定步驟判定為無音區(qū)間而且要更新噪聲模型的情況下，進行該噪聲模型的更新；以及復(fù)用步驟，復(fù)用來自語音編碼部件及噪聲模型更新部件的輸出。
根據(jù)該方法，設(shè)有模式判定部件，從而能夠用輸入信號的統(tǒng)計特征量的變化及語音的特征圖案來進行判定。因此，能夠進行更正確的判定，能夠抑制由判定出錯引起的品質(zhì)惡化。
本發(fā)明的記錄媒體是機器可讀的存儲媒體，記錄用于使計算機執(zhí)行下述步驟的程序?qū)斎朐肼曅盘栠M行統(tǒng)計特征量的分析；存儲與表現(xiàn)輸入噪聲信號的統(tǒng)計特征量的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測表示輸入噪聲信號的噪聲模型的變化；以及在必要的情況下進行噪聲模型的更新，輸出與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息。
如上所述，在本發(fā)明的噪聲信號編碼裝置中，通過用能夠?qū)⒃肼曅盘柋憩F(xiàn)為統(tǒng)計特征量的噪聲模型來進行建模，能夠?qū)Ρ尘霸肼曅盘柹陕犛X上惡化少的解碼信號。此外，無需忠實于輸入信號波形的編碼，并且只傳輸與輸入信號對應(yīng)的噪聲模型參數(shù)變化的區(qū)間，從而能夠用低比特率進行高效率的編碼。
此外，在本發(fā)明的語音信號編碼裝置中，在有音區(qū)間中用能夠以高品質(zhì)對語音信號進行編碼的語音編碼器來進行編碼，而在無音區(qū)間中則用高效率、聽覺上惡化少的噪聲信號編碼器來進行編碼，從而即使在背景噪聲環(huán)境下也能夠進行高品質(zhì)、高效率的編碼。
本說明書基于1999年6月15日申請的特愿平11-168545號。其內(nèi)容全部包含于此。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應(yīng)用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)中的基站裝置或通信終端裝置。
權(quán)利要求
1.一種噪聲信號編碼裝置，包括分析部件，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲部件，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測部件，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新部件，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
2.如權(quán)利要求1所述的噪聲信號編碼裝置，其中，分析部件提取與噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量，存儲部件將能夠表現(xiàn)上述統(tǒng)計特征量的信息作為與噪聲模型有關(guān)的信息來存儲。
3.一種語音信號編碼裝置，包括有音/無音判定部件，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼部件，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噪聲信號編碼裝置，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用部件，復(fù)用來自上述有音/無音判定部件、上述語音編碼部件、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
4.一種語音信號編碼裝置，包括語音/噪聲信號分離部件，將輸入語音信號分離為語音信號和該語音信號上疊加的背景噪聲信號；有音/無音判定部件，根據(jù)上述輸入語音信號或上述語音/噪聲信號分離部件得到的語音信號來判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼部件，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；如權(quán)利要求1所述的噪聲信號編碼裝置，進行上述語音/噪聲信號分離部件得到的背景噪聲信號的編碼；以及復(fù)用部件，復(fù)用來自上述有音/無音判定部件、上述語音編碼部件、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
5.一種語音信號編碼裝置，包括分析部件，對輸入語音信號進行信號分析；語音模型存儲部件，存儲為了判定上述輸入語音信號是否是有音信號所需的語音特征圖案；噪聲模型存儲部件，存儲與表現(xiàn)上述輸入語音信號中包含的噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；模式判定部件，用上述分析部件、語音模型存儲部件及噪聲模型存儲部件的輸出來判定上述輸入語音信號是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間，并且在上述無音區(qū)間的情況下判定是否更新噪聲模型；語音編碼部件，在上述模式判定部件判定為有音區(qū)間的情況下，對輸入語音信號進行語音編碼；噪聲模型更新部件，在上述模式判定部件判定為無音區(qū)間而且要更新噪聲模型的情況下，進行該噪聲模型的更新；以及復(fù)用部件，復(fù)用來自語音編碼部件及噪聲模型更新部件的輸出。
6.一種包括語音信號編碼裝置的基站裝置，其中，上述語音信號編碼裝置包括有音/無音判定部件，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼部件，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噪聲信號編碼裝置，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用部件，復(fù)用來自上述有音/無音判定部件、上述語音編碼部件、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
7.一種包括語音信號編碼裝置的通信終端裝置，其中，上述語音信號編碼裝置包括有音/無音判定部件，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼部件，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噪聲信號編碼裝置，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用部件，復(fù)用來自上述有音/無音判定部件、上述語音編碼部件、及上述噪聲信號編碼裝置的輸出。
8.一種噪聲信號生成裝置，包括噪聲模型更新部件，根據(jù)編碼端對輸入噪聲信號進行編碼所得的噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志，在必要的情況下進行噪聲模型的更新；噪聲模型存儲部件，用上述噪聲模型更新部件的輸出來存儲與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息；以及噪聲信號生成部件，根據(jù)上述噪聲模型存儲部件存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息來生成噪聲信號。
9.如權(quán)利要求8所述的噪聲信號生成裝置，其中，輸入到上述噪聲模型更新部件中的噪聲模型參數(shù)及上述噪聲模型存儲部件存儲的信息是能夠表現(xiàn)與生成的噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的信息。
10.一種語音信號解碼裝置，包括分離部件，接收包含編碼端編碼過的語音數(shù)據(jù)、噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志的信號，從上述信號中分離噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志；語音解碼部件，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，對上述語音數(shù)據(jù)進行語音解碼；如權(quán)利要求8所述的噪聲信號生成裝置，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示無音區(qū)間的情況下，根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成；以及輸出切換部件，按照上述有音/無音判定標(biāo)志來切換從上述語音解碼部件輸出的解碼語音和從上述噪聲信號生成裝置輸出的噪聲信號中的某一個，并作為輸出信號來輸出。
11.一種語音信號解碼裝置，包括分離部件，接收包含編碼端編碼過的語音數(shù)據(jù)、噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志的信號，從上述信號中分離噪聲模型參數(shù)、有音/無音判定標(biāo)志及噪聲模型更新標(biāo)志；語音解碼部件，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示有音區(qū)間的情況下，對上述語音數(shù)據(jù)進行語音解碼；如權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的噪聲信號生成裝置，在上述有音/無音判定標(biāo)志表示無音區(qū)間的情況下，根據(jù)上述噪聲模型參數(shù)及噪聲模型更新標(biāo)志來進行噪聲信號的生成；以及語音/噪聲信號相加部件，將從上述語音解碼部件輸出的解碼語音和從上述噪聲信號生成裝置輸出的噪聲信號相加。
12.一種語音信號編碼方法，包括有音/無音判定步驟，對輸入語音信號判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼步驟，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；噪聲信號編碼步驟，在判定結(jié)果是無音的情況下，對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼；以及復(fù)用步驟，復(fù)用上述有音/無音判定步驟、上述語音編碼步驟、及上述噪聲信號編碼步驟中的輸出，噪聲信號編碼步驟包括分析步驟，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲步驟，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測步驟，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新步驟，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
13.一種語音信號編碼方法，包括語音/噪聲信號分離步驟，將輸入語音信號分離為語音信號和該語音信號上疊加的背景噪聲信號；有音/無音判定步驟，根據(jù)上述輸入語音信號或上述語音/噪聲信號分離步驟中得到的語音信號來判定是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間；語音編碼步驟，在判定結(jié)果是有音的情況下，對上述輸入語音信號進行語音編碼；噪聲信號編碼步驟，在判定結(jié)果是無音的情況下對上述輸入信號進行噪聲信號的編碼，并且進行上述語音/噪聲信號分離步驟中得到的背景噪聲信號的編碼；以及復(fù)用步驟，復(fù)用上述有音/無音判定步驟、上述語音編碼步驟、及上述噪聲信號編碼步驟中的輸出，噪聲信號編碼步驟包括分析步驟，對包含噪聲信號的語音信號的上述噪聲信號進行信號分析；存儲步驟，存儲與表示上述噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測步驟，根據(jù)當(dāng)前輸入的噪聲信號的信號分析結(jié)果，來檢測存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息的變化；以及更新步驟，在檢測出與噪聲模型有關(guān)的信息的變化的情況下，更新上述存儲的與噪聲模型有關(guān)的信息中上述變化的變化量部分。
14.一種語音信號編碼方法，包括分析步驟，對輸入語音信號進行信號分析；語音模型存儲步驟，存儲為了判定上述輸入語音信號是否是有音信號所需的語音特征圖案；噪聲模型存儲步驟，存儲與表現(xiàn)上述輸入語音信號中包含的噪聲信號的噪聲模型有關(guān)的信息；模式判定步驟，用上述分析步驟、語音模型存儲步驟及噪聲模型存儲步驟的輸出來判定上述輸入語音信號是有音區(qū)間還是只包含噪聲信號的無音區(qū)間，并且在上述無音區(qū)間的情況下判定是否更新噪聲模型；語音編碼步驟，在上述模式判定步驟判定為有音區(qū)間的情況下，對輸入語音信號進行語音編碼；噪聲模型更新步驟，在上述模式判定步驟判定為無音區(qū)間而且要更新噪聲模型的情況下，進行該噪聲模型的更新；以及復(fù)用步驟，復(fù)用來自語音編碼步驟及噪聲模型更新步驟的輸出。
15.一種機器可讀的存儲媒體，記錄用于使計算機執(zhí)行下述步驟的程序?qū)斎朐肼曅盘栠M行統(tǒng)計特征量的分析；存儲與表現(xiàn)輸入噪聲信號的統(tǒng)計特征量的噪聲模型有關(guān)的信息；檢測表示輸入噪聲信號的噪聲模型的變化；以及在必要的情況下進行噪聲模型的更新，輸出與更新后的噪聲模型有關(guān)的信息。
全文摘要
對噪聲信號分析部301算出的輸入噪聲信號的統(tǒng)計特征量,噪聲模型存儲部302存儲能夠表現(xiàn)與輸入噪聲信號有關(guān)的統(tǒng)計特征量的噪聲模型的有關(guān)信息,噪聲模型變化檢測部303用該噪聲模型存儲部302來檢測表示輸入噪聲信號的噪聲模型參數(shù)是否有變化,噪聲模型更新部304進行噪聲模型的更新并輸出更新后的模型信息。用如上構(gòu)成的噪聲信號編碼器對輸入信號的無音區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)或從語音信號中分離出的噪聲信號進行編碼,在有音區(qū)間中由語音編碼器進行編碼。
文檔編號G10L11/00GK1313983SQ00801092
公開日2001年9月19日 申請日期2000年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月15日
發(fā)明者吉田幸司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社