JP2001103040A - 通信システム、受信器、及び、チャンネルの誤りを訂正する装置及び方法 - Google Patents

通信システム、受信器、及び、チャンネルの誤りを訂正する装置及び方法

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JP2001103040A
JP2001103040A JP2000219699A JP2000219699A JP2001103040A JP 2001103040 A JP2001103040 A JP 2001103040A JP 2000219699 A JP2000219699 A JP 2000219699A JP 2000219699 A JP2000219699 A JP 2000219699A JP 2001103040 A JP2001103040 A JP 2001103040A
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ドペルサン ロラン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、チャンネルを符号化する冗長を増
加すること無くチャンネルの伝送エラーを訂正する従来
の方法の機能を改善することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、チャンネル内の無線干渉又は
他の全てのノイズ現象のような非常に悪い伝送条件にさ
らされるシステムに対しては特に有利である。本発明
は、チャンネルの復号器の訂正容量を超過したチャンネ
ルの残留エラーを検出し訂正するためにチャンネルを復
号化した後に特定の訂正装置を追加することを提案す
る。更に、本発明は復号器によって供給された信号は、
決定された音声要素の制限された数によって構成された
音声信号であることを提案する。本発明は、伝送エラー
を検出し、受信された信号中の誤った部分を音声の辞書
に基づいて合成された部分で置換することで検出された
伝送エラーを訂正するため、音声要素の辞書を用いて受
信された信号の継続的な音声認識を提供する。本出願
は、移動式電話機、インターネットを用いた音声通信シ
ステムＶＯＩ、若しくは、ＡＴＭを用いた音声通信シス
テムＶＡＴＭに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受信されたデータ
中の伝送エラーを訂正する誤り訂正装置を有する受信器
と、送信器及び受信器の間で通信チャンネルを介してデ
ータフレームを送信する通信システムとに関する。
【０００２】本発明は、更に、受信されたディジタルデ
ータフレーム中の伝送エラーを訂正する誤り訂正装置及
び方法に関する。
【０００３】本発明は、音声通信システム、とりわけＩ
Ｐ（インターネットプロトコル）又はＡＴＭ（非同期転
送モード）プロトコルを使用するディジタル移動情報通
信システム及び音声伝送システムにおいて幅広く使用さ
れる。
【０００４】
【従来の技術】米国特許第５，４３２，７７８号は、ニ
ューラルネットワークを使用した技法を用いて受信され
た音声フレーム中の伝送エラーを検出する方法を開示す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した文
書において開示されたような手段よりも安価であり、さ
ほど複雑でない、受信されたデータフレーム中から伝送
エラーを受信側で検出し、訂正する手段を提供すること
を目的とする。このために、受信されたデータフレーム
が音声要素を表わす情報を伝達することが提案される。
従って、本発明は冒頭段落において説明されたような受
信器と、システムと、装置とを提供し、誤り訂正装置
は、受信されたデータフレーム中の音声要素を認識する
音声認識手段と、認識された音声要素中の誤りを含む部
分を検出する検出手段と、誤りを含む部分に対応する音
声要素の部分を合成する合成手段と、受信されたデータ
フレーム中の誤りを含む部分を合成された部分と置換す
る置換手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】考察される要素のタイプ
又は大きさに関わりなく、言語の全ての単語を再構成す
るために要求される音声要素の数は制限される。しかし
ながら、この数は、特に本発明を実現するために使用さ
れるメモリの大きさ及びコンポーネントの計算機能力が
制限されるべきときに考察された適用法に従って重要な
パラメータとなり得る。従って、好ましい実施例による
と、本発明は、受信された信号を構成する音声要素が音
素又は複音、或いは、制限されたユニット数によって全
ての音声単語の再構成を可能にする他の全ての声ユニッ
トであることを提案する。大多数の言語において、例え
ば、音声は約５０の音素から構成される。
【０００７】本発明の上記及び他の面は、以下に説明す
る実施例を参照して非制限的な例によって明らかにさ
れ、明確にされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による送信器及び
受信器を有するシステムの例の送信及び受信チェーンを
例示する。送信器は、例えば、アナログ音声信号を捕捉
し、２進データから形成されるディジタル音声信号Ｅ
（ｔ）を発生するマイクロホン及びアナログ−ディジタ
ル変換器を有するソースブロック１１と、一方で音声信
号Ｅ（ｔ）を表わす符号化されたシンボルシーケンスＡ
（ｔ）によりチャンネルを通じて送信されるべき情報量
を減少し、又、チャンネルを符号化し、他方で送信され
たシンボルシーケンス中に冗長度を取り入れることによ
って伝送エラーの可能性を減少する音声を符号化する符
号化ブロック１２と、符号化ブロック１２によって与え
られたシンボルＡ（ｔ）を通信チャンネル１４を通じて
送信されるべき変調された信号Ｕ（ｔ）に変換する変調
ブロック１３とを有する。
【０００９】受信器は、チャンネル１４から受信した信
号
【００１０】
【外１】 を復調し、チャンネルの伝送エラーを有する復調された
信号
【００１１】
【外２】 を得るための復調ブロック１５と、チャンネルの復号化
中に訂正されず、とりわけチャンネル１４における無線
送信のための混信、又は、チャンネル内の高いノイズレ
ベルによる受信の悪さに起因する残留伝送エラーを有
し、符号化ブロック１２と逆の動作を実施し出力の際に
２進データ
【００１２】
【外３】 を与える復号化ブロック１６と、復号化された信号
【００１３】
【外４】 中で検出された残留伝送エラーを訂正し、訂正された出
力信号Ｓ（ｔ）を供給する特定のエラー訂正ブロック１
７と、ユーザにアナログ出力信号を供給する例えば、デ
ィジタル−アナログ変換器及び拡声器／ヘッドホンを有
する出力ブロック１８とを有する。
【００１４】復号化ブロック１６によって実現されるチ
ャンネルを復号化する性能は、送信状態及びパラメー
タ、即ちチャンネルの復号器が訂正できる誤りを含む連
続したビットの最大数に対応する制約の長さに依存す
る。例えば、低ノイズのチャンネルにおいて、データは
幾つかのチャンネルの伝送エラーの問題を抱える。従っ
て、チャンネルの復号化レベルにおいて非常に良い結果
を得るために短い制約の長さが十分である。反対に、高
ノイズのチャンネルにおいて、データはより冗長度を必
要とし、即ち、復号化中に認識の可能性を確実に高める
ようより長い制約の長さを必要とする。しかしながら、
冗長度は、送信されるべき情報量を増加させるといった
重要な欠点を有し、これはチャンネルが制限されたパス
バンドを有するとき不都合な点となる。
【００１５】従って、本発明は、制約の長さを長くする
こと無くチャンネルの復号器の訂正容量を超過するチャ
ンネルの残留エラーを検出し、訂正する特定の訂正ブロ
ック１７を復号化ブロック１６の後に追加することを提
案する。従って、本発明は、混信又はチャンネル内にお
ける他の全てのノイズ現象のような非常に悪い伝送条件
にさらされるシステムにおいて特に有利である。
【００１６】例えば訂正ブロック１７によって実施され
る本発明によるエラー訂正方法は図２Ａ、２Ｂ、及び、
２Ｃに示される。この図は、夫々時間の関数として、送
信されるべきディジタル音声信号Ｅ（ｔ）（図２Ａ）、
復号化ブロック１６によってエラー訂正ブロック１７に
供給される誤りを含む音声信号
【００１７】
【外５】 （図２Ｂ）、及び、エラー訂正ブロック１７の出力にお
ける訂正された音声信号Ｓ（ｔ）（図２Ｃ）を表わす。
【００１８】本発明の基本的な原理によると、復号器１
６によって供給される信号
【００１９】
【外６】 は、決定された音声要素の制限された数によって構成さ
れる音声信号である。この有力な仮定より、本発明は、
声言語の全ての単語を再構成するために適切な音声要素
によって構成された辞書の使用、及び、受信の際に受信
された信号中の辞書の要素を継続的に認識する音声認識
手段を提供する。好ましい実施例によると、音素の辞書
は、音声認識を実行し、４０ｍｓの継続期間まで誤った
データフレームの復元を可能にするために使用され、こ
の継続期間は例えば、英語（約５０ｍｓ）の最小の音素
の継続期間よりも短く、大半の音素は約８０乃至１３０
ｍｓの範囲の長さを有する。
【００２０】誤りを含む信号
【００２１】
【外７】 を構成する受信されたディジタルデータフレーム中の伝
送エラーを訂正する本発明による方法は、受信されたデ
ータフレーム中の音声要素を継続的に認識する音声認識
段階と、認識された音声要素中の誤りを含む部分を検出
する検出段階と、誤りを含む部分に対応する音声要素の
部分を合成する合成段階と、データフレーム中の上記誤
りを含む部分を合成された部分によって置換する置換段
階とを有する。
【００２２】復号化ブロック１６を有する図１のブロッ
ク図によると、検出段階は、復調器の出力の際に信号
【００２３】
【外８】 中でエラーを検出する復号器１６によって実現されるチ
ャンネルの復号化中に既に部分的に行なわれる。この検
出段階は、例えば、誤りを含むフレームの表示器即ち、
バッドフレームインジケータ（Bad Frame Indicato
r）ＢＦＩを設ける巡回冗長検査（Cyclic Redundance
Check）ＣＲＣと称されるメモリ効果の無い方法、又
は、複雑なコード及びビタビ検出器を使用したメモリ効
果を含む方法のような従来のエラー検出方法を用いて実
現される。上述されたように、これらの方法は音声信号
のエラーをある程度まで検出できる。この程度を越える
と、エラー訂正器１７の使用が従来のチャンネルの復号
器によって残された残留エラーを訂正するために非常に
重要となる。本発明の実施例の変形例によると、元の相
補型検出方法は復号器１６によって使用される従来の特
定の検出手段の相補として使用され得る。この元の相補
型検出方法は、認識された音声要素中のエラーを同時に
検出するために音声の辞書の要素に関して信号
【００２４】
【外９】 を認識し同期する段階中に音声認識の結果を使用するこ
とに関する。このために本発明は、音声認識のスコアに
よって供給された情報を直接使用し、この情報は辞書の
要素の中から現在の要素を認識する可能性を示す。例え
ば、８０％乃至１００％の間の第１の固定された認識閾
値以上では、要素は必要な訂正をされること無く認識さ
れると考えられる。例えば、１０％乃至２０％のオーダ
の（第１の閾値よりも低い）第２の固定された認識閾値
以下では、要素は訂正されなくては認識されないと考え
られる。この２つの閾値の間で、認識スコアは訂正され
るべき残留エラー率を示すためにも使用される。
【００２５】音声認識及びエラー検出段階の結果は、図
２Ｂに示される。図中、送信されるべきディジタル音声
信号の範囲における音声要素２１は、データフレームの
受信中、辞書における他の全ての要素と比較してデータ
フレームの認識を継続的に行う音声認識段階中に辞書の
要素の中から認識される。図を理解するために、音声要
素２１の始まり及び終わりは、辞書の所与の要素で完全
に同期されると仮定される。音声要素２１において強調
される誤った部分は両方向の矢印２２によって示され、
この誤った部分２２は上述された検出方法によって検出
される。
【００２６】合成及び置換段階の結果は、図２Ｃに示さ
れる。図中、両方向の矢印２３によって示され、誤った
部分２２に対応する認識された音声要素２１の部分は、
受信されたデータフレームの要素２１中の誤った部分２
２を置換するために辞書の中に含まれる情報に基づいて
合成される。
【００２７】図３は、本発明による誤り訂正装置の主な
機能を表わすブロック図である。装置の入力は、例え
ば、図１に示される検出器１６によって供給された誤り
を含む音声信号
【００２８】
【外１０】 を受信し出力の際に訂正された音声信号Ｓ（ｔ）を拡声
器に供給する。装置は、各音声要素の識別及び合成を可
能にする特徴を有して構成される音声要素の辞書の情報
を記憶する記憶メモリＴＭと、信号
【００２９】
【外１１】 を受信し辞書の音声要素を継続的に認識する例えば、欧
州特許出願第０７８８６４８−Ａ１号に開示された種類
の認識プロセッサＲＰと、フレームが伝送エラーを有す
るか否かを決定するために現在のフレーム
【００３０】
【外１２】 の質に関する情報をプロセッサＲＰ及び／又は特定の外
部的なエラー検出器から受信する信号処理型ＤＳＰの制
御装置と、制御装置ＤＳＰの制御の下、又、メモリＴＭ
の中に含まれた基準要素に関する情報を用いて誤った部
分に対応する基準要素の部分の合成を実現し、訂正され
た出力信号Ｓ（ｔ）を得るために受信されたデータフレ
ーム
【００３１】
【外１３】 中の誤った部分を合成された部分と置換する合成プロセ
ッサＳＰと、プロセッサＳＰによって供給されたディジ
タル出力信号Ｓ（ｔ）を拡声器のためにアナログ信号に
変換するディジタルアナログ変換器Ｄ／Ａとを有する。
【００３２】認識された音声要素中のエラーを検出する
ために選択された方法によると、２つの変形例が可能で
ある。第１の方法によると、制御装置ＤＳＰは、一方で
認識された辞書の要素に関する情報をプロセッサＲＰか
ら受信し、他方で特定の外部的な検出装置からＢＦＩを
受信し、このＢＦＩは復号器１６によって実現されたチ
ャンネルの復号化段階からある表示器である。第２の方
法によると、制御装置ＤＳＰは、音声認識スコアから推
測されたエラーの表示をプロセッサＲＰから受信する。
【００３３】図４は、通信チャンネル４３を介して少な
くとも一つの送信器４１と少なくとも一つの受信器４２
との間でデータフレームを送信する本発明による通信シ
ステムの例を示す図である。図４の実施例において、送
信器４１は移動式無線電話方式の基地局であり、受信器
４２はセルラ電話機である。電話機の基地局は、図１に
示されるセルタイプの送信チェーン及び受信チェーンを
夫々を有する。通信のタイプ、とりわけ双方向に通信す
るタイプの機能として、例えば、電話機が基地局に対し
てメッセージを送信するとき送信器及び受信器は反対に
入れ替えられ得る。
【００３４】更に、本発明は、コンピュータをＶＯＩＰ
（Voice over IP）又はＶＯＡＴＭ（Voice over AT
M）のような声送信プロトコルレイアを具備した送信器
／受信器として使用するインターネット上の声通信シス
テムのような他のタイプの送信器及び受信器を有する多
数の他のシステムに適用可能である。
【００３５】送信器及び受信器を有するシステムと、誤
り訂正装置と、チャンネルの復号器の訂正容量を超過し
たチャンネルの伝送エラーを検出し訂正する経済的、且
つ、比較的簡単な方法とが、例によって説明され示され
た。説明された実施例の多数の変形例が本発明の範囲か
ら逸脱すること無く可能であることに注意すべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】誤り訂正装置を具備した本発明による送信器及
び受信器を有するシステムの例の送信チェーンのブロッ
ク図である。
【図２】図１に示される誤り訂正装置によって実現され
た本発明による方法の主な段階を示すために時間の関数
として音声信号を表わす３つの曲線を示す図である。
【図３】図１に示される本発明による誤り訂正装置の実
施例を示す図である。
【図４】送話器及び電話受話器を有する本発明による通
信システムの例を示す図である。
【符号の説明】
１１ ソースブロック １２ 符号化ブロック １３ 変調ブロック １４、４３ 通信チャンネル １５ 復調ブロック １６ 復号化ブロック １７ 特定のエラー訂正ブロック １８ 出力ブロック ２１ 音声要素 ２２ 誤った部分 ４１ 送信器 ４２ 受信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信されたデータ中の伝送エラーを訂正
    する誤り訂正装置を有し、通信チャンネルを通じて送信
    されたデータフレームを受信する受信器であって、上記
    誤り訂正装置は、 上記受信されたデータフレーム中の音声要素を認識する
    音声認識手段と、 上記認識された音声要素中の誤りを含む部分を検出する
    検出手段と、 上記誤りを含む部分に対応する音声要素の部分を合成す
    る合成手段と、 上記受信されたデータフレーム中の上記誤りを含む部分
    を上記合成された部分によって置換する置換手段とを有
    することを特徴とする受信器。
  2. 【請求項２】 上記音声要素は音素又は複音であること
    を特徴とする請求項１記載の受信器。
  3. 【請求項３】 上記誤り訂正装置は、上記音声認識手段
    及び上記合成手段によって使用されるよう上記音声要素
    に関連する情報を記憶する記憶手段を有することを特徴
    とする請求項１記載の受信器。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の受信器を有する電話機。
  5. 【請求項５】 受信されたデータフレーム中の音声要素
    を認識する音声認識手段と、 上記認識された音声要素中の誤りを含む部分を検出する
    検出手段と、 上記誤りを含む部分に対応する音声要素の部分を合成す
    る合成手段と、 上記受信されたデータフレーム中の上記誤りを含む部分
    を上記合成された部分によって置換する置換手段とを有
    することを特徴とする、受信されたディジタルデータフ
    レーム中の伝送エラーを訂正する誤り訂正装置。
  6. 【請求項６】 通信チャンネルを介して送信器と、受信
    されたデータ中の伝送エラーを訂正する誤り訂正装置を
    有する受信器との間でデータフレームを送信する通信シ
    ステムであって、上記誤り訂正装置は、 上記受信されたデータフレーム中の音声要素を認識する
    音声認識手段と、 上記認識された音声要素中の誤りを含む部分を検出する
    検出手段と、 上記誤りを含む部分に対応する音声要素の部分を合成す
    る合成手段と、 上記受信されたデータフレーム中の上記誤りを含む部分
    を上記合成された部分によって置換する置換手段とを有
    することを特徴とする通信システム。
  7. 【請求項７】 受信されたデータフレーム中の音声要素
    を継続的に認識する音声認識段階と、 上記認識された音声要素中の誤りを含む部分を検出する
    検出段階と、 上記誤りを含む部分に対応する音声要素の部分を合成す
    る合成段階と、 上記受信されたデータフレーム中の上記誤りを含む部分
    を上記合成された部分によって置換する置換段階とを有
    することを特徴とする、受信されたディジタルデータフ
    レーム中の伝送エラーを訂正する誤り訂正方法。
JP2000219699A 1999-07-20 2000-07-19 通信システム、受信器、及び、チャンネルの誤りを訂正する装置及び方法 Pending JP2001103040A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9909404A FR2796785A1 (fr) 1999-07-20 1999-07-20 Systeme de communication, recepteur, dispositif et procede de correction d'erreurs dues au canal
FR9909404 1999-07-20

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EP (1) EP1071076B1 (ja)
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