[发明专利]信号处理设备、方法、记录介质和程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理信号的设备和方法、记录介质以及程序，特别是，本发明涉及一种即使在要接收的包丢失时，仍可以输出自然发声语音的信号处理设备和方法、记录介质以及程序。

背景技术

最近，IP(网际协议)技术受到关注。IP电话采用VoIP(通过IP的语音)技术。在该技术中，采用诸如因特网的IP网络作为电话网的一部分或者作为整个电话网。利用各种编码方法压缩语音数据，然后，将该语音数据变换为数据包。通过IP网络，实时传送该数据包。

通常，有两种语音数据编码方法：参量(parametric)编码和波形编码。在参量编码中，从原始语音数据中，检索频率特性和音调(pitch)周期(即，基本周期)作为参数。即使在某些数据在传输路径上被破坏或者丢失时，通过直接利用先前的参数，或者利用在对先前参数进行了某种处理后的先前参数，解码器仍可以轻而易举地降低丢失数据产生的影响。因此，广泛采用参量编码。然而，尽管参量编码保证高压缩比，但是参量编码的缺陷在于，被处理声音波形的再现性糟糕。

相反，在波形编码中，基本上根据波形图像编码语音数据。尽管压缩比没有这么高，但是波形编码可以提供高保真度处理的声音。此外，最近几年，某些波形编码方法可以提供较高的压缩比。此外，广泛采用高速通信网。因此，在通信领域，已经开始采用波形编码。

甚至在波形编码中，已经建议了在接收端执行的技术，如果数据在传输路径上被破坏或者丢失，这种技术可以降低丢失数据产生的影响(例如，请参考日本特开2003-218932)。

发明内容

然而，在日本特开2003-218932描述的技术中，输出类似蜂鸣声的不自然声音，而且难以输出对人耳自然的声音。

因此，本发明提供了一种即使在要接收的包被丢失时也可以输出自然声音的信号处理设备和方法、记录介质和程序。

根据本发明实施例，信号处理设备包括：解码装置，用于对输入的编码声频信号进行解码，并输出重放声频信号；分析装置，用于在编码声频信号发生丢失时，对发生丢失之前输出的重放声频信号进行分析，产生线性预测残留信号；合成装置，用于根据线性预测残留信号，合成合成声频信号；以及选择装置，用于选择合成声频信号和重放声频信号之一，并输出所选择的声频信号作为连续输出声频信号。

分析装置包括：线性预测残留信号生成装置，用于产生用作特征参数的线性预测残留信号；以及参数生成装置，用于从线性预测残留信号产生用作不同特征参数的第一特征参数，其中，根据第一特征参数，合成装置产生合成声频信号。

线性预测残留信号生成装置还产生第二特征参数，其中，根据第一特征参数和第二特征参数，合成装置产生合成声频信号。

线性预测残留信号生成装置计算用作第二特征参数的线性预测系数，其中，参数生成装置包括：滤波装置，用于对线性预测残留信号进行滤波；以及音调提取装置，用于产生音调周期和音调增益作为第一特征参数，其中，音调周期被确定为在滤波线性预测残留信号的自相关最大时滤波线性预测残留信号的延迟量，音调增益被确定为自相关。

合成装置包括：合成线性预测残留信号生成装置，用于从线性预测残留信号产生合成线性预测残留信号；以及合成信号生成装置，用于通过根据第二特征参数定义的滤波特性对合成线性预测残留信号进行滤波，来产生线性预测合成信号，以便作为合成声频信号输出。

合成线性预测残留信号生成装置包括：类噪声残留信号生成装置，用于从线性预测残留信号产生具有随机变化相位的类噪声残留信号；周期残留信号生成装置，用于通过根据音调周期重复线性预测残留信号来产生周期残留信号；以及合成残留信号生成装置，用于通过根据第一特征参数，以预定比例，求类噪声残留信号和周期残留信号之和来产生合成残留信号，并输出合成残留信号作为合成线性预测残留信号。

类噪声残留信号生成装置包括：傅立叶变换装置，用于对线性预测残留信号进行快速傅立叶变换，以产生傅立叶谱信号；平滑装置，用于平滑傅立叶谱信号；类噪声谱生成装置，用于通过将不同相位分量与平滑傅立叶谱信号相加，产生类噪声谱信号；以及快速傅立叶逆变换装置，用于对类噪声谱信号进行快速傅立叶逆变换，以产生类噪声残留信号。

合成残留信号生成装置包括：第一乘法装置，用于使类噪声残留信号与音调增益确定的第一系数相乘；第二乘法装置，用于使周期残留信号与音调增益确定的第二系数相乘；以及加法装置，用于求乘以第一系数的类噪声残留信号与乘以第二系数的周期残留信号之和，以获得合成残留信号，并输出获得的合成残留信号作为合成线性预测残留信号。