背景技术
在数字移动通信或语音存储领域，为了有效利用电波或记录媒体，使用
对语音信息进行压缩、以低比特率进行编码的语音编码装置。特别是，主要
在语音信号的有声区间中对语音信号进行编码传输，而在无声区间中则由专
用的无声区间的噪声信号编码器以比有声区间低的比特率进行编码传输。由
此，能够进一步降低传输的比特率。
作为这种以低比特率进行编码的现有技术，有ITU-T推荐的G.729 Annex
B(附录B)(″A silence compression scheme for G.729 optimized for terminals
conforming to Recommendation V.70(最适于符合推荐V.70的终端的G.729无
声压缩方案)″)的带有DTX(Discontinuous Transmission，不连续传输)控制的
CS-ACELP(conjugate-structure algebraic-code-excited linear-prediction，共轭结
构代数码激励线性预测)编码方式。
现有技术的带有DTX控制的CS-ACELP编码方式的编码装置的结构示
于图1。在该编码装置中，首先由有声/无声判定器1判定输入信号是有声区
间还是无声区间(只有背景噪声的区间)。
然后，在有声/无声判定器1判定为有声的情况下，由CS-ACELP语音编
码器2对输入信号进行有声区间的语音编码。另一方面，在有声/无声判定器
1判定为无声的情况下，由无声区间编码器3对输入信号进行无声区间中的
背景噪声的编码。
该无声区间编码器3根据输入信号来计算与有声区间的编码同样的LPC
系数和输入信号的LPC预测残差能量，将它们作为无声区间的编码数据输出
到DTX控制及复用器4。
DTX控制及复用器4根据有声/无声判定器1、CS-ACELP语音编码器2
及无声区间编码器3的输出，对要作为发送数据发送的数据进行控制、复用，
并作为发送数据来输出。
接着，图2示出现有技术的解码装置的结构。在该解码装置中，分离及
DTX控制器11将编码端对输入信号进行编码发送的发送数据作为接收数据
来接收，将该接收数据分离为语音解码及噪声生成所需的语音编码数据或噪
声编码数据、和有声/无声判定标志。
接着，在上述有声/无声判定标志表示有声区间的情况下，由CS-ACELP
语音解码器12根据上述语音编码数据来进行语音解码，将解码语音输出到输
出切换器14。另一方面，在上述有声/无声判定标志表示无声区间的情况下，
由噪声信号生成器13根据上述噪声编码数据来进行噪声信号的生成，将噪声
信号输出到输出切换器14。
然后，输出切换器14按照有声/无声判定标志的结果来切换并输出上述
语音解码器12的输出和上述噪声信号生成器13的输出，作为输出信号。即，
在有声区间中将语音解码器12的输出作为输出信号，而在无声区间中则将噪
声信号生成器13的输出作为输出信号。
在上述现有语音编码装置中，只有有声区间由CS-ACELP语音编码器进
行编码，而无声区间(只有噪声的区间)则由专用的无声区间编码器以比语音编
码器低的比特率进行编码，从而使传输的平均比特率降低。
然而，在作为输入信号输入了叠加有周围背景噪声的语音信号的情况下，
在有声区间中，由于该叠加的背景噪声的影响，解码语音的品质恶化。此外，
由于在无声区间中用与有声区间不同的方法编码过的数据来生成噪声，所以
有声区间中的解码语音中的背景噪声和无声区间中生成的背景噪声的听觉品
质不同，因而产生不自然感。在编码的比特率是8kbit/s及其以下的低比特率
时，这些倾向特别显著。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图3是包括本发明实施例1的语音编码/解码装置的无线通信装置的结构
方框图。在该无线通信装置中，在发送端，语音由话筒等语音输入装置101
变换为电模拟信号，输出到A/D变换器102。模拟语音信号由A/D变换器102
变换为数字信号，输出到语音编码装置103。
语音编码装置103对数字语音信号进行语音编码处理，将编码过的信息
输出到调制解调部104。调制解调部104对编码过的语音信号进行数字调制，
送至无线发送部105。无线发送部105对调制后的信号施加规定的无线发送
处理。该信号经天线106被发送。
另一方面，在无线通信装置的接收端，天线107接收到的接收信号由无
线接收部108施加规定的无线接收处理，送至调制解调部104。调制解调部
104对接收信号进行解调处理，将解调后的信号输出到语音解码装置109。语
音解码装置109对解调后的信号进行语音解码处理，得到数字解码语音信号，
将该数字解码语音信号输出到D/A变换器110。
D/A变换器110将从语音解码装置109输出的数字解码语音信号变换为
模拟语音信号，输出到扬声器等语音输出装置111。最后，语音输出装置111
将电模拟信号变为语音并输出。
图3所示的语音编码装置103具有图4所示的结构。图4是本发明实施
例1的语音编码装置的结构方框图。有声/无声判定器201判定输入语音信号
是有声区间还是无声区间(只有噪声的区间)，将其判定结果(区间判定信息)输
出到DTX及复用器204。
有声/无声判定器201可以是任意的，一般用输入信号的功率、频谱或音
调周期等多个参数的瞬时量或变化量等来进行判定。
然后，在有声/无声判定器201的判定结果是有声的情况下，由语音编码
器202对输入语音信号进行语音编码，将该编码数据输出到DTX及复用器
204。该语音编码器202是有声区间编码器，也可以是对语音高效率进行编码
的任意编码器。
另一方面，在上述有声/无声判定器201的判定结果是无声的情况下，由
噪声信号编码器203在只含噪声信号的无声区间中对输入信号进行噪声信号
的编码，将噪声编码数据输出到DTX及复用器204。该噪声信号编码器203
可以是任意的，一般对表示噪声信号频谱的信息(例如，LPC参数)及表示信
号功率的信息进行编码。
最后，DTX控制及复用器204用来自有声/无声判定器201、语音编码器
202及噪声信号编码器203的输出进行要作为发送数据来发送的信息的控制
和发送信息的复用，作为发送数据来输出。
接着，说明语音解码装置109的结构。图3所示的语音解码装置109具
有图5所示的结构。首先，分离及DTX控制器301将编码端对输入信号进行
编码而发送的发送数据作为接收数据来接收，分离为语音解码或噪声生成所
需的语音编码数据或噪声编码数据、和有声/无声判定标志。
接着，在有声/无声判定标志表示有声区间的情况下，由语音解码器302
根据语音编码数据来进行语音解码，输出解码语音。此外，由噪声信号生成
器303根据噪声编码数据来进行噪声信号的生成，输出噪声信号。噪声信号
生成例如如下实现：在编码端用频谱和功率来表示噪声信号，用LPC参数对
频谱进行编码，用LPC残差信号功率对功率进行了编码的情况下，在接收端
用对具有解码过的LPC残差信号功率的随机驱动音源进行解码所得的LPC参
数来进行LPC合成。
也可以采用下述结构：通过DTX控制，在无声区间中，按照一定周期间
隔或需要来接收噪声编码数据并进行噪声生成，在什么也没有接收到的区间
中输出用过去接收到的噪声编码数据来生成的噪声信号。
然后，语音/噪声信号加法器304在无声区间中原封不动地输出噪声信号
生成器303输出的生成噪声信号，作为解码信号输出，而在有声区间中，则
将语音解码器302输出的解码语音信号和噪声信号生成器303输出的生成噪
声信号相加，作为解码信号输出。
接着，说明具有上述结构的语音编码部及语音解码部的工作情况。
图6是本发明实施例1的语音编码方法的处理流程图。在本方法中，按
一定的短区间(例如，10～50ms左右)的每帧来重复进行图6所示的主处理。
首先，在步骤(以下简称ST)11中，输入以帧为单位的输入信号。接着，
在ST12中，对输入信号进行有声/无声判定(ST13)，输出其判定结果。然后，
在该判定结果是有声的情况下，通过ST14对输入语音信号进行语音编码处
理，输出其编码数据。
另一方面，在ST13的判定结果是无声的情况下，在ST15中由噪声信号
编码器对输入信号进行噪声信号编码处理，输出表现输入噪声信号的噪声编
码数据。
然后，在ST16中，用有声/无声判定、语音编码处理及噪声信号编码处
理的结果所得到的输出进行要作为发送数据来发送的信息的控制和发送信息
的复用，最后在ST17中作为发送数据来输出。
图7是本发明实施例1的语音解码方法的处理流程图。在本方法中，按
一定的短区间(例如，10～50ms左右)的每帧来重复进行图7所示的主处理。
首先，在ST21中，输入编码端对输入信号进行编码而发送的发送数据。
接着，在ST22中，分离语音解码及噪声生成所需的语音编码数据或噪声编码
数据、和有声/无声判定标志。
在ST23中，检查有声/无声判定标志表示的有声/无声判定结果(ST24)，
在有声/无声判定标志表示有声区间的情况下，在ST25中，由语音编码数据
来进行语音解码，输出解码语音。接着，在ST26中，由噪声编码数据来进行
噪声信号的生成，输出生成噪声信号。
然后，在ST27中，将ST25输出的解码语音信号、和ST26输出的生成
噪声信号相加。但是，在无声区间中，不加上解码语音信号，只输出生成噪
声信号。最后，在ST28中，将最终得到的输出信号作为解码器的输出来输出。
图8示意性地示出在输入了叠加有背景噪声的语音信号的情况下，用现
有语音解码装置得到的输出信号及用本发明的语音解码装置得到的输出信号
的例子。
在现有技术的语音解码装置中，如图8A所示，在有声区间中，对叠加
有背景噪声的语音信号进行解码所造成的解码语音失真直接引起听觉品质恶
化，并且有声区间中的解码语音中的背景噪声和用与有声区间不同的方法生
成的无声区间中的背景噪声的听觉品质不同，因而产生不自然感。
与此相反，在本发明的语音解码装置中，如图8B所示，不仅在无声区
间中、也在有声区间中将噪声信号生成器生成的生成噪声信号附加到解码语
音信号上并输出，从而有声区间的背景噪声造成的品质恶化被掩盖，减少恶
化的影响，并且有声区间中的解码语音中的背景噪声和无声区间中生成的背
景噪声的听觉品质类似，从而不自然感减少。
于是，根据本实施例的语音编码·解码装置及语音编码·解码方法，噪
声信号生成器不仅在无声区间中、也在有声区间中也生成噪声信号，语音/噪
声信号加法器在有声区间中对解码语音信号附加生成噪声信号并输出，从而
即使对叠加有背景噪声的语音信号，也能用相加的生成噪声信号来掩盖有声
区间的背景噪声，减少恶化的影响。此外，通过有声区间中的解码语音中的
背景噪声和无声区间中生成的背景噪声的听觉品质类似，从而不自然感减少，
能够进行改善了语音品质的语音解码。
(实施例2)
图9是本发明实施例2的语音解码装置中的语音/噪声信号加法器的结构
方框图。本发明实施例2的语音解码装置的整体结构及其工作情况除了语音/
噪声信号加法器外与实施例1相同，所以省略其说明，用图9只说明语音/噪
声信号加法器的工作情况。
在图9中，相加噪声特性控制器401按照生成噪声信号的特性来自适应
地控制相加到有声区间中的噪声的特性。特性控制后的生成噪声信号被输出
到加法器402，与另外输入到加法器402中的解码语音信号相加，作为解码
输出信号来输出。在此情况下，相加噪声特性控制器401根据有声/无声判定
标志来切换相加的噪声信号，输出到加法器402。由此，能够自适应地切换
相加到有声区间上的噪声信号和相加到无声区间上的噪声信号，能够得到在
听觉上进一步改善了语音品质的解码语音。
相加噪声特性控制器401的控制具体如下所述：在有声区间中，作为一
例，在输入到相加噪声特性控制器401中的生成噪声信号具有非平稳特性的
情况下，抑制输入的生成噪声信号的电平，将抑制后的生成噪声信号输出到
加法器402。
生成噪声信号的非平稳性例如可以如下判定：分析接收到的噪声编码数
据或生成噪声信号的频谱及功率的变动，在该变动大的情况下，判定为非平
稳。或者也可以在编码端将在无声区间中的噪声信号编码中对输入信号进行
信号分析而得到的信号特性(例如，平稳/非平稳)作为编码信息来传输。此外，
相加噪声特性控制器401也可以不仅控制相加的生成噪声的电平，而且控制
其他特性(例如，频谱形状)。
于是，根据本实施例的语音解码装置，由于按照输入信号上叠加的背景
噪声的特性来自适应地控制加到有声区间中的生成噪声的特性，所以能够进
行在听觉上进一步改善了语音品质的解码。具体地说，作为一例，在判定无
声区间的噪声信号的特性为非平稳的情况下，通过减小附加到有声区间中的
生成噪声信号的电平，能够减少在有声区间中附加生成噪声而造成的不必要
的噪声感。
本发明能够应用于数字无线通信系统中的无线基站装置或通信终端装
置。由此，能够进行听觉上改善了的语音信号的发送接收。
本发明不限于上述实施例1、2，可以进行各种变更来实施。上述实施例
1、2的语音编码/解码装置是作为语音编码/解码装置来说明的，但是也可以
将这些语音编码/解码作为软件来构成。例如，也可以将上述语音编码/解码的
程序保存到ROM上，使之根据该程序按照CPU的指示来工作。此外，也可
以将语音编码/解码程序保存到计算机可读的存储媒体上，将该存储媒体的语
音编码/解码程序记录到计算机的RAM上，使之根据程序来工作。在这种情
况下，也呈现与上述实施例1、2同样的作用、效果。
本发明的语音解码装置采用下述结构，包括：接收部，接收包含编码端
编码过的语音编码数据及噪声编码数据、以及区间判定信息的信号；语音解
码部，在上述区间判定信息表示有声区间的情况下对上述语音编码数据进行
解码；噪声信号生成部，由上述噪声编码数据来生成噪声信号；以及噪声信
号加法部，在上述有声区间中，将上述语音解码部解码过的解码语音信号与
上述噪声信号相加。
根据该结构，由于噪声信号生成部不仅在无声区间中、也在有声区间中
生成噪声信号，噪声信号加法部在有声区间中对解码语音信号附加生成噪声
信号并输出，所以即使对叠加有背景噪声的语音信号，也能通过相加的生成
噪声信号来掩盖有声区间的背景噪声造成的品质恶化，减少恶化的影响。此
外，通过使有声区间中的解码语音中的背景噪声和无声区间中生成的背景噪
声的听觉品质类似，从而不自然感减少，能够进行改善了语音品质的解码。
本发明的语音解码装置在上述结构中采用下述结构：噪声信号加法部根
据噪声编码数据或噪声信号的特性来自适应地控制加到有声区间中的噪声信
号的特性。
根据该结构，按照输入信号上叠加的背景噪声的特性来自适应地控制加
到有声区间中的生成噪声的特性，从而能够进行在听觉上进一步改善了语音
品质的解码。
本发明的语音解码装置在上述结构中采用下述结构：在区间判定信息为
无声区间情况下的噪声信号的特性是非平稳时，噪声信号加法部减小加到有
声区间中的噪声信号的电平。
根据该结构，能够减少在有声区间中附加生成噪声而造成的不必要的噪
声感。
本发明的语音编码/解码装置采用下述结构，包括语音编码装置和上述结
构的语音解码装置，该语音编码装置包括：区间判定部，判定输入语音信号
是有声区间还是无声区间；语音编码部，在上述区间判定部的判定结果是有
声的情况下，对上述输入语音信号进行语音编码；以及噪声信号编码部，在
上述区间判定部的判定结果是无声的情况下，对上述输入语音信号进行噪声
信号的编码。
根据该结构，即使对于叠加有背景噪声的语音信号，也能够抑制解码信
号的品质恶化来进行编码·解码。
本发明的基站装置的特征在于包括上述结构的语音解码装置、或上述结
构的语音编码/解码装置。此外，本发明的通信终端装置的特征在于包括上述
结构的语音解码装置、或上述结构的语音编码/解码装置。根据这些结构，能
够进行听觉上改善了的语音信号的发送接收。
本发明的语音解码方法包括：接收步骤，接收包含编码端编码过的语音
编码数据及噪声编码数据、以及区间判定信息的信号；语音解码步骤，在上
述区间判定信息表示有声区间的情况下对上述语音编码数据进行解码；噪声
信号生成步骤，由上述噪声编码数据来生成噪声信号；以及噪声信号加法步
骤，在上述有声区间中，将上述语音解码步骤解码过的解码语音信号与上述
噪声信号相加。
根据该方法，噪声信号生成步骤不仅在无声区间中、也在有声区间中生
成噪声信号，噪声信号加法步骤在有声区间中对解码语音信号附加生成噪声
信号并输出，从而即使对叠加有背景噪声的语音信号，也能通过相加的生成
噪声信号来掩盖有声区间的背景噪声，减少恶化的影响。此外，有声区间中
的解码语音中的背景噪声和无声区间中生成的背景噪声的听觉品质类似，从
而不自然感减少，能够进行改善了语音品质的解码。
本发明的语音解码方法在上述方法中，在噪声信号加法步骤中，根据噪
声编码数据或噪声信号的特性来自适应地控制加到有声区间中的噪声信号的
特性。
根据该方法，按照输入信号上叠加的背景噪声的特性来自适应地控制加
到有声区间中的生成噪声的特性，从而能够进行在听觉上进一步改善了语音
品质的解码。
本发明的语音解码方法在上述方法中，在噪声信号加法步骤中，在区间
判定信息为无声区间情况下的噪声信号的特性是非平稳时，减小相加到有声
区间中的噪声信号的电平。
根据该方法，能够减少在有声区间中附加生成噪声而造成的不必要的噪
声感。
本发明的语音解码方法的特征在于，将编码时相加的噪声信号相加到有
声区间上。由此，通过该相加的生成噪声信号来掩盖有声区间的背景噪声造
成的品质恶化，减少恶化的影响。
本发明的语音编码/解码方法包括语音编码步骤和上述语音解码步骤，在
该语音编码步骤中，判定输入语音信号是有声区间还是无声区间，在上述判
定的结果是有声的情况下，对上述输入语音信号进行语音编码，而在上述判
定的结果是无声的情况下，对上述输入语音信号进行噪声信号的编码。
根据该方法，即使对于叠加有背景噪声的语音信号，也能够抑制解码信
号的品质恶化来进行编码·解码。
本发明的记录媒体是保存语音解码程序、计算机可读取的记录媒体，上
述语音解码程序包括：在包含编码端编码过的语音编码数据及噪声编码数据、
以及区间判定信息的信号的上述区间判定信息表示有声区间的情况下对语音
编码数据进行解码的步骤；由上述噪声编码数据来生成噪声信号的步骤；在
上述有声区间中，将解码过的解码语音信号与上述噪声信号相加的步骤。
如上所述，在本发明的语音编码·解码装置中，噪声信号生成器不仅在
无声区间中、也在有声区间中生成噪声信号，语音/噪声信号加法器在有声区
间中对解码语音信号附加生成噪声信号并输出。由此，即使对叠加有背景噪
声的语音信号，也能用相加的生成噪声信号来掩盖有声区间的背景噪声，减
少恶化的影响，并且通过使有声区间中的解码语音中的背景噪声和无声区间
中生成的背景噪声的听觉品质类似，从而减少不自然感，能够进行改善了语
音品质的语音解码。
此外，在本发明的语音编码·解码装置中，按照输入信号上叠加的背景
噪声的特性来自适应地控制加到有声区间中的生成噪声的特性。由此，能够
进行在听觉上进一步改善了语音品质的解码。具体地说，作为一例，在判定
无声区间的噪声信号的特性为非平稳的情况下，通过减小附加到有声区间中
的生成噪声信号的电平，能够减少在有声区间中附加生成噪声而造成的不必
要的噪声感。