JP2005101709A - 情報マルチプレクサ、音声処理デバイス、情報デマルチプレクサ、受信処理デバイス、電話端末、ノード、電話システム、情報多重化方法、情報分離方法、情報多重化プログラム、情報分離プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

情報マルチプレクサ、音声処理デバイス、情報デマルチプレクサ、受信処理デバイス、電話端末、ノード、電話システム、情報多重化方法、情報分離方法、情報多重化プログラム、情報分離プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 無音圧縮処理を行う電話システムにおいても、他の情報データの多重化・分離を実現する。
【解決手段】 ＡＭＲ処理部１０は、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する。無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、無音状態を示すＳＩＤフレームを所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものである。情報データ多重部１８は、ＳＩＤフレームを検出し、検出結果に基づいて、無音圧縮データ部分におけるＳＩＤフレーム同士の間に、情報データを組み込む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音声データと、音声データとは異なる情報データとの通信を行う電話システムに関するものである。特に、本発明は、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと上記情報データとにおける多重化および分離に関するものである。
従来の電話システムは、モデム等のデータ通信アダプタを利用することにより、音声データ通信だけでなく非音声データ通信を行うことができる。しかしながら、通常、１つの通信回線において、音声データ通信と非音声データ通信とを同時に行うことはできない。そこで、下記の特許文献１・２に記載のように、有音か無音かを検出し、有音時に音声データ通信を、無音時に非音声データ通信をそれぞれ切り替えて行うことが提案されている。
一方、現在普及し始めている第３世代携帯電話システムでは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）等のデジタル無線通信方式が利用されており、その音声コーデック処理として、高圧縮率と高音質とを兼ね備えた音声アルゴリズムが実装されている。上記音声コーデック処理では、音声の情報量を可能な限り削減するために、無音時に無音圧縮処理を実施しており、これにより、通常の音声処理よりも少ない情報量となる音声処理を実現している。
上記音声コーデック処理を、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の音声通話を例として示す。Ｗ−ＣＤＭＡ方式の音声通話では、音声コーデック処理としてＡＭＲ（Adaptive Multi Rate：適応可変レート）処理の実装が必須であり、無音圧縮処理の実装も必須となっている。図１４は符号器側（送信側）のＡＭＲ処理部の概略構成を示しており、図１５は、復号器側（受信側）のＡＭＲ処理部の概略構成を示している。なお、図中の実線は音声データの流れを示し、破線はその他の各種情報の流れを示している。
図１４に示すように、符号器側のＡＭＲ処理部１００は、音声入力部１０１、ＡＭＲ符号部１０２、無音検出部１０３、ＳＩＤ（Silence Descriptor）フレーム作成部１０４、符号化ビット列生成部１０５、および音声符号データ出力部１０６を備える構成である。音声入力部１０１は、ＡＭＲ処理部１００の外部から入力される音声データを受信し、ＡＭＲ符号部１０２に送信する。
ＡＭＲ符号部１０２は、音声入力部１０１からの音声データを無音検出部１０３およびＳＩＤフレーム作成部１０４に送信する。また、ＡＭＲ符号部１０２は、無音検出部１０３から無音状態の検出を通知する無音検出データを受信し、受信した無音検出データに基づいて、有音状態の音声データを符号化し、符号化された音声データを符号化ビット列生成部１０５に送信する。
無音検出部１０３は、音声入力部１０１からＡＭＲ符号部１０２を介して音声データを受信し、受信した音声データが無音状態であるか否かを検出する。無音状態であることを検出した場合には、上記無音検出データをＡＭＲ符号部１０２およびＳＩＤフレーム作成部１０４に送信する。
ＳＩＤフレーム作成部１０４は、音声入力部１０１からＡＭＲ符号部１０２を介して音声データを受信するとともに、無音検出部１０３から上記無音検出データを受信する。受信した無音検出データに基づいて、無音状態の音声データに対して無音時のデータを作成する。作成された無音時のデータを符号化ビット列生成部１０５に送信する。なお、無音時のデータの詳細に関しては後述する。
符号化ビット列生成部１０５は、ＡＭＲ符号部１０２から有音時の符号化された音声データを受信するとともに、ＳＩＤフレーム作成部１０４から無音時のデータを受信して、ＡＭＲフォーマットに従ったデータ列であるＡＭＲ音声データを生成する。生成したＡＭＲ音声データを音声符号データ出力部１０６に送信する。音声符号データ出力部１０６は、符号化ビット列生成部１０５からＡＭＲ音声データを受信して、ＡＭＲ処理部１００の外部へ出力する。
図１５に示すように、復号器側のＡＭＲ処理部１１０は、音声符号データ入力部１１１、データ列解析部１１２、ＡＭＲ復号部１１３、エラーフレーム・ロストフレーム処理部１１４、ＣＮＧ（Comfort Noise Generation）生成部１１５、および復号音声出力部１１６を備える構成である。音声符号データ入力部１１１は、ＡＭＲ処理部１１０の外部から入力されるＡＭＲ音声データを受信し、データ列解析部１１２に送信する。
データ列解析部１１２は、音声符号データ入力部部１１１からのＡＭＲ音声データのフレーム構成を解析する。解析の結果、有音時のデータである場合には、ＡＭＲ復号部１１３に対し有音であることを通知すると共にＡＭＲ音声データを送信する。一方、無音時のデータである場合には、ＣＮＧ生成部１１５に対し無音であることを通知すると共にＡＭＲ音声データを送信する。その他、エラーフレームである場合またはデータを含んでいない場合には、それぞれの場合である旨をエラーフレーム・ロストフレーム処理部１１４に通知する。
エラーフレーム・ロストフレーム処理部１１４は、データ列解析部１１２からの通知を受け取ると、エラーフレーム処理またはロストフレーム処理を行って、対応する音声データの生成をＡＭＲ復号部１１３に指示する。ＣＮＧ生成部１１５は、データ列解析部１１２から通知およびＡＭＲ音声データを受け取ると、無音状態の音声データを生成してＡＭＲ復号部１１３に送信する。
ＡＭＲ復号部１１３は、データ列解析部１１２から通知およびＡＭＲ音声データを受け取ると、有音状態のＡＭＲ音声データを復号化して、有音状態の音声データを生成する。また、ＡＭＲ復号部１１３は、ＣＮＧ生成部１１５から無音状態の音声データを受信する。また、ＡＭＲ復号部１１３は、エラーフレーム・ロストフレーム処理部１１４からの指示に基づき音声データを生成する。これらの音声データを復号音声出力部１１６に送信する。復号音声出力部１１６は、ＡＭＲ復号部１１３から音声データを受信して、ＡＭＲ処理部１１０の外部へ出力する。
次に、ＡＭＲ処理における無音処理の詳細について図１６〜図１９に基づいて説明する。なお、ＡＭＲ処理における無音処理に関しては、下記の非特許文献１に詳細に記載されている。
図１６は、ＡＭＲ処理において、有音状態から無音状態になったときのフレーム構成を示している。同図において、１つのアルファベットは、１フレームのＡＭＲ音声データを表しており、各アルファベットＳ・Ｆ・Ｕ・Ｎで示されるフレームは、それぞれ下記の情報を有している。
Ｓ（有音フレーム）：音声情報、
Ｆ（SID_FIRSTフレーム）：無音時情報（連続無音状態の先頭一回目で送る情報）、
Ｕ（SID_UPDATEフレーム）：無音時情報（連続無音状態の二回目以降で送る情報）、
Ｎ（NO_DATAフレーム）：データ無し。
ＡＭＲ処理の仕様では、図１６に示されるように、有音判定から無音判定に切り替って連続的な無音状態と判断した場合には、下記のフレームを順番に送出する。なお、無音判定から有音判定に切り替る場合には、直ちに有音処理に復帰して音声フレームＳを送出する。
１）７個の音声フレームＳ、
２）１個のSID_FIRSTフレームＦ、
３）３個のNO_DATAフレームＮ、
４）１個のSID_UPDATEフレームＵ、
５）７個のNO_DATAフレームＮ、
６）以下、有音判定になるまで、４）から繰り返す。
このように、ＳＩＤフレームＦ・Ｕは、所定の間隔で送信されることになる。なお、この間隔は音声コーデックに依存し、等間隔であるとは限らない。
図１７は、各種フレームのビット数を表形式で示している。同図では、左側から順番に、フレームタイプ（Frame Type）、ＡＭＲコーデックモード（AMR codec mode）、ビット総数（Total number of bits）、およびクラス（Class）Ａ〜Ｃの欄がそれぞれ設けられている。また、フレームタイプ（Frame Type）０〜７は、種々の伝送速度（４．７５ｋｂｐｓ〜１２．２ｋｂｐｓ）で伝送される音声フレームにそれぞれ対応しており、フレームタイプ８は、ＳＩＤフレームＦ・Ｕに対応しており、フレームタイプ１５は、NO_DATAフレームＮに対応している。
図１７に示されるように、ＡＭＲ処理では、ＡＭＲコーデックモードごとに、１フレーム当りのデータ量（ビット長）が異なっている。したがって、１フレーム当りのデータ量を検出することにより、ＡＭＲコーデックモードを判別することができる。
また、図１７に示されるように、例えば、１２．２ｋｂｐｓモードにおける音声フレームＳはビット長が２４４ビットであり、無音時におけるＳＩＤフレームＦ・Ｕはビット長が３９ビットであり、無音時におけるNO_DATAフレームＮはビット長が０ビットである。
このため、有音状態から無音状態に切り替わるときには、図１６に示されるように、伝送されるデータ量が著しく減少する、すなわち無音圧縮されることになる。なお、同図において伝送データ量に記載の数値は、１フレームあたりのビット数である。
例えば、音声フレームＳのデータ伝送速度を１２．２ｋｐｂｓとすると、無音状態が継続する場合には、１個のSID_UPDATEフレームＵと７個のNO_DATAフレームＮとが伝送されるから、データ伝送速度は平均０．２４ｋｂｐｓ（＝１２．２×（３９×１＋０×７）／（２４４×８））となる。
なお、図１８は、ＳＩＤフレームに関して、SID_FIRSTフレームＦおよびSID_UPDATEフレームＵのフォーマットをそれぞれ示している。図示のように、SID_FIRSTフレームＦおよびSID_UPDATEフレームＵにおける最初のビットが、ＳＩＤのタイプを示す識別子であるＳＴＩ（SID Type Indicator）であるので、最初のビットを参照することにより、SID_FIRSTフレームＦおよびSID_UPDATEフレームＵの何れであるかを判別することができる。
なお、図１７に示されるように、各フレーム内のデータ構造は、ビットの重要度に応じてクラスＡ〜Ｃにクラス分けされている。図１９は、各クラスに対応して行われるエラー訂正用コーディングおよびＣＲＣ（巡回冗長検査）をそれぞれ示している。図示のように、各クラスで誤り訂正および誤り検出の処理が異なっている。
また、携帯電話端末の無線送信処理部においては、ＡＭＲ音声データに対応する無線送信処理が行われる。具体的には、音声フレームＳに関しては、クラスＡ〜Ｃのそれぞれに分割し、各クラスに応じたチャネルコーディング処理が行われる。また、ＳＩＤフレームＦ・Ｕに関しては、クラスＡに応じたチャネルコーディング処理が行われる。また、携帯電話端末の無線受信処理部においては、無線データの復号時におけるデータ量の判定がそのまま有音・無音の判定として使用される。
特開平７−１５４０８号公報（１９９５年１月１７日公開） 特開平８−８４２０１号公報（１９９６年３月２６日公開） E. Ekudden, 'AMR speech Codec; Source Controlled Rate operation', [online], 3GPP TS 26.093 V6.0.0, Mar. 24, 2003. [検索日 ２００３．０７．２２], インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.093/26093-600.zip>
上述のように、最近の第３世代携帯電話システム等では、無音圧縮処理により、電話システムの提供するデータ伝送速度に比較し、音声データの平均データ伝送速度を低減する効果がある。一方、音声コーデック処理において、このデータ伝送速度の差を利用して他の情報データを送信する手順は、現在のところ想定されていない。このため、他の情報データを送信するには、音声コーデック処理を行う手段とは別に、例えば上記特許文献１・２に記載されたデータ多重化手段を定義する必要がある。
しかしながら、上記特許文献１・２に記載されたデータ多重化手段では、無音状態であるときに所定の間隔ごとに無音識別子（ＳＩＤフレーム）を送信することができず、無音圧縮処理に対応することができない。このため、無音圧縮処理を行う電話システムに利用することができない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、無音圧縮処理を行う電話システムにおいても、他の情報データの多重化・分離を行うことができる情報マルチプレクサ・情報デマルチプレクサ等を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る情報マルチプレクサは、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する情報マルチプレクサであって、上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、上記無音識別子を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段を備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段にて上記情報データが組み込まれた無音圧縮データ部分は、複数のフレームからなり、上記無音識別子を含むフレームは、上記情報データの一部を含むフレームと比べて、データ構造が異なることを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段は、同じ情報データを繰返し組み込むことを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段による上記無音圧縮データと上記情報データとの多重化を制御する多重化制御手段をさらに備えることを特徴としている。
また、本発明に係る音声処理デバイスは、入力された音声データを無音圧縮する無音圧縮手段と、該無音圧縮手段にて無音圧縮された音声データである無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する多重化手段とを備える音声処理デバイスであって、上記無音圧縮手段は、入力された音声データ部分が、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分であることを検出する無音検出手段と、上記音声データにおいて、上記無音検出手段にて検出された無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に置き換える置換え手段とを備えており、上記多重化手段は、上記置換え手段から、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子の位置情報を取得し、取得された位置情報に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段とを備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る音声処理デバイスは、上記の構成において、上記無音圧縮手段は、入力された音声データの符号化を行う音声符号化手段をさらに備えることを特徴としている。
また、本発明に係る情報デマルチプレクサは、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データを各々のデータに分離する情報デマルチプレクサであって、上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離手段とを備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データは複数のフレームからなり、上記無音識別子を含むフレームと、上記情報データの一部を含むフレームとのデータ構造が異なることを利用して、上記検出手段は上記無音識別子を含むフレームを検出し、上記分離手段は上記情報データの一部を含むフレームを分離することを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データは、同じ情報データを繰返し組み込んだデータであり、上記分離手段にて分離された情報データの繰返し部分を照合する照合手段をさらに備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データから分離された上記情報データの出力を制御する情報データ出力制御手段を備えることを特徴としている。
また、本発明に係る受信処理デバイスは、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データの受信処理を行う受信処理手段と、該受信処理手段にて受信処理された多重化データを各々のデータに分離する分離手段とを備える受信処理デバイスであって、上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、上記受信処理手段は、上記多重化データの各部の受信レートを判定する受信レート判定手段をさらに備えており、上記分離手段は、上記受信レート判定手段にて判定された受信レートの相違に基づいて、上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離するものであることを特徴としている。
また、本発明に係る電話端末は、音声データを無音圧縮する無音圧縮手段と、該無音圧縮手段にて無音圧縮された無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する上記構成の情報マルチプレクサと、該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを送信する送信手段と、多重化データを受信する受信手段と、該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する上記構成の情報デマルチプレクサまたは上記構成の受信処理デバイスと、該情報デマルチプレクサにて分離された無音圧縮データを元の音声データに復元する音声復元手段とを備えることを特徴としている。
さらに、本発明に係る電話端末は、上記の構成において、上記無音圧縮手段および上記情報マルチプレクサに代えて、上記構成の音声処理デバイスを備えることを特徴としている。
また、本発明に係るノードは、上記構成の電話端末と通信可能なノードであって、上記電話端末から多重化データを受信する受信手段と、該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する上記構成の情報デマルチプレクサまたは上記構成の受信処理デバイスと、上記無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する上記構成の情報マルチプレクサと、該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを上記電話端末に送信する送信手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明に係る電話システムは、上記構成の電話端末を、通信ネットワークを介して接続していることを特徴としている。
さらに、本発明に係る電話システムは、上記の構成において、上記通信ネットワークは、上記構成のノードを含むことを特徴としている。
また、本発明に係る情報多重化方法は、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する情報多重化方法であって、上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、上記無音圧縮データ部分から上記無音識別子を検出する検出ステップと、該検出ステップの検出結果に基づき、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込みステップとを含むことを特徴としている。
また、本発明に係る情報分離方法は、音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データを各々のデータに分離する情報分離方法であって、上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出ステップと、該検出ステップによる検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離ステップとを含むことを特徴としている。
また、本発明に係る情報多重化プログラムは、上記構成の情報マルチプレクサを動作させるための情報多重化プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための情報多重化プログラムであることを特徴としている。
また、本発明に係る情報分離プログラムは、上記構成の情報デマルチプレクサを動作させるための情報分離プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための情報分離プログラムであることを特徴としている。
また、本発明に係るコンピュータ読取り可能な記録媒体は、上記情報多重化プログラム、または上記情報分離プログラムが記録されていることを特徴としている。
上記のように、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記無音識別子を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段を備える構成である。
上記の構成によると、組込み手段は、検出手段が検出した無音識別子同士の間に情報データを組み込んでいる。これにより、情報データを多重化しても所定の間隔毎に無音識別子が含まれるから、無音圧縮処理を行う電話システムにおいても、情報データの多重化を実現できるという効果を奏する。
なお、組込み手段は、有音状態から無音状態に切り替わる最初の無音識別子から情報データを組み込んでも良いし、上記最初の無音識別子から所定回数または所定時間経過後の無音識別子から情報データを組み込んでも良い。
また、上記情報マルチプレクサは、無音圧縮処理を含む音声符号化処理を行う音声符号化手段に設けても良いし、データを送信用データに変換する送信処理手段に設けても良い。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段にて上記情報データが組み込まれた無音圧縮データ部分は、複数のフレームからなり、上記無音識別子を含むフレームは、上記情報データの一部を含むフレームと比べて、データ構造が異なる構成である。
ここで、データ構造が異なる例としては、フレームのビット長が異なることや、ＣＲＣが異なることが挙げられる。
上記の構成によると、データ構造から、無音識別子を含むフレームであるか情報データの一部を含むフレームであるかを容易に識別することができる。したがって、情報データが多重化された多重化データから情報データを容易に分離できるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段は、同じ情報データを繰返し組み込む構成である。
上記の構成によると、同じ情報データを繰返し組み込むことにより、情報データを確実に伝送できるという効果を奏する。なお、情報データを繰返し組み込んでも良いし、情報データの一部を繰返し組み込んでも良い。
さらに、本発明に係る情報マルチプレクサは、上記の構成において、上記組込み手段による上記無音圧縮データと上記情報データとの多重化を制御する多重化制御手段をさらに備える構成である。
この多重化を制御する具体例としては、上記組込み手段に上記情報データを提供するか否かを制御したり、上記組込み手段が上記無音圧縮データに上記情報データを組み込むか否かを制御したりすることが挙げられる。
上記の構成によると、多重化制御手段は、情報データが多重化されて出力されるか否かを制御できるので、情報が勝手に出力されることを防止できる。
また、本発明に係る音声処理デバイスは、入力された音声データ部分が、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分であることを検出する無音検出手段と、上記音声データにおいて、上記無音検出手段にて検出された無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に置き換える置換え手段とを上記無音圧縮手段が備えており、上記多重化手段が、上記置換え手段から、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子の位置情報を取得し、取得された位置情報に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段とを備える構成である。
上記の構成によると、組込み手段は、置換え手段から取得した、無音圧縮データ部分における無音識別子の位置情報に基づいて、無音識別子同士の間に情報データを組み込んでいる。これにより、情報データを多重化しても所定の間隔毎に無音識別子が含まれるから、無音圧縮処理を行う音声処理デバイスで、情報データの多重化を実現できるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る音声処理デバイスは、上記の構成において、上記無音圧縮手段は、入力された音声データの符号化を行う音声符号化手段をさらに備える構成である。
上記の構成によると、音声符号化手段が音声データの符号化を行うので、音声データを効率よくかつ確実に伝送するという効果を奏する。
なお、音声符号化手段は、無音圧縮された音声データの符号化を行ってもよい。また、音声符号化手段は、有音状態の音声データ部分に対してのみ符号化を行うこともできる。
また、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離手段とを備える構成である。
上記の構成によると、分離手段は、検出手段が検出した無音識別子同士の間に組み込まれた情報データを多重化データから分離するので、多重化データから情報データの分離を実現できるという効果を奏する。
なお、上記情報デマルチプレクサは、音声復号処理を行う音声復号手段に設けても良いし、送信用データを元のデータに変換する受信処理手段に設けても良い。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データは複数のフレームからなり、上記無音識別子を含むフレームと、上記情報データの一部を含むフレームとのデータ構造が異なることを利用して、上記検出手段は上記無音識別子を含むフレームを検出し、上記分離手段は上記情報データの一部を含むフレームを分離する構成である。
上記の構成によると、データ構造から、無音識別子を含むフレームであるか情報データの一部を含むフレームであるかを容易に識別することができる。したがって、情報データが多重化された多重化データから情報データを容易に分離できるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データは、同じ情報データを繰返し組み込んだデータであり、上記分離手段にて分離された情報データの繰返し部分を照合する照合手段をさらに備える構成である。
上記の構成によると、照合手段により情報データの繰返し部分を判別することができる。したがって、送信側が、情報データを確実に伝えるために情報データを繰返し送信した場合にも対処できるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る情報デマルチプレクサは、上記の構成において、上記多重化データから分離された上記情報データの出力を制御する情報データ出力制御手段を備える構成である。
この情報データの出力を制御する具体例としては、分離手段が情報データを分離するか否かを制御したり、分離した情報データを出力するか否かを制御したり、情報データが符号化されていれば、分離した情報データを復号するか否かを制御したりすることが挙げられる。
上記の構成によると、情報データ出力制御手段が情報データを出力するか否かを制御できるので、例えばコンピュータウィルスなどのような所望しない情報データの取得を制御することができる。
また、本発明に係る受信処理デバイスは、上記受信処理手段が、上記多重化データの各部の受信レートを判定する受信レート判定手段をさらに備えており、上記分離手段は、上記受信レート判定手段にて判定された受信レートの相違に基づいて、上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離するものである構成である。
上記の構成によると、分離手段は、受信レートの相違に基づいて、無音圧縮データおよび情報データに分離している。これにより、無音圧縮された音声データに情報データが多重化された多重化データの分離を実現できるという効果を奏する。
また、本発明に係る電話端末は、上記無音圧縮手段にて無音圧縮された無音圧縮データと情報データとを多重化する上記構成の情報マルチプレクサと、該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを送信する送信手段と、多重化データを受信する受信手段と、該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する上記構成の情報デマルチプレクサまたは上記構成の受信処理デバイスと、該情報デマルチプレクサにて分離された無音圧縮データを元の音声データに復元する音声復元手段とを備える構成である。
上記の構成によると、電話端末は、無音圧縮データおよび情報データを多重化して送信するとともに、多重化データを無音圧縮データおよび情報データに分離することができるので、通話中に情報データを送受できるという効果を奏する。
なお、上記無音圧縮手段および上記情報マルチプレクサに代えて、上記構成の音声処理デバイスを備えることもできる。
また、本発明に係るノードは、上記電話端末から多重化データを受信する受信手段と、該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する上記構成の情報デマルチプレクサまたは上記構成の受信処理デバイスと、上記無音圧縮データおよび上記情報データを多重化する上記構成の情報マルチプレクサと、該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを上記電話端末に送信する送信手段とを備える構成である。
上記の構成によると、ノードは、電話端末からの多重化データを無音圧縮データおよび情報データに分離するとともに、無音圧縮データおよび情報データを多重化して電話端末送信することができる。したがって、電話端末間で通話中に、電話端末とノードとの間で情報データを送受できるという効果を奏する。
同様に、本発明に係る電話システムは、上記構成の複数の電話端末を通信ネットワークを介して接続することにより、通話中に情報データを送受できるという効果を奏する。
また、上記構成の電話システムに上記構成のノードを含むことにより、電話端末間で通話中に、電話端末とノードとの間で情報データを送受できるという効果を奏する。
また、本発明に係る情報多重化方法は、上記無音圧縮データ部分から上記無音識別子を検出する検出ステップと、該検出ステップの検出結果に基づき、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込みステップとを含む方法である。
上記の方法によると、組込みステップにより、検出手段が検出した無音識別子同士の間に情報データが組み込まれる。これにより、情報データを多重化しても所定の間隔毎に無音識別子が含まれるから、無音圧縮処理を行う電話システムにおいても、情報データの多重化を実現できるという効果を奏する。
また、本発明に係る情報分離方法は、上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出ステップと、該検出ステップによる検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離ステップとを含む方法である。
上記の方法によると、検出ステップによって検出された無音識別子同士の間に組み込まれた情報データが、分離ステップによって多重化データから分離されるので、多重化データから情報データの分離を実現できるという効果を奏する。
なお、上記情報マルチプレクサにおける各手段を、情報多重化プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。また、上記情報デマルチプレクサにおける各手段を、情報分離プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、上記情報多重化プログラムまたは上記情報分離プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記情報多重化プログラムまたは上記情報分離プログラムを実行させることができる。
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて以下に説明する。図１は、本実施形態における送信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示しており、図２は、受信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示している。なお、図中の実線は音声データおよび情報データの流れを示し、破線はその他各種情報の流れを示している。送信側および受信側のＡＭＲ処理部１０・２０は、携帯電話端末などの電話端末に設けることもできるし、携帯電話端末と無線通信を行う基地局やメールサーバなどのように、通信ネットワーク上のノードに設けることもできる。
図１に示すように、送信側のＡＭＲ処理部（情報マルチプレクサ、音声処理デバイス）１０は、音声入力部１１、ＡＭＲ符号部（検出手段、無音圧縮手段、音声符号化手段）１２、無音検出部（無音検出手段）１３、ＳＩＤフレーム作成部（置換え手段）１４、符号化ビット列生成部（無音圧縮手段）１５、情報データ入力部１６、情報データ変換処理部１７、情報データ多重部（組込み手段）１８、および音声符号データ出力部１９を備える構成である。なお、音声入力部１１、無音検出部１３、ＳＩＤフレーム作成部１４、符号化ビット列生成部１５、および音声符号データ出力部１９は、図１４に示される従来の音声入力部１０１、無音検出部１０３、ＳＩＤフレーム作成部１０４、符号化ビット列生成部１０５、音声符号データ出力部１０６とそれぞれ同様に機能するので、その説明を省略する。
ＡＭＲ符号部１２は、音声入力部１１からの音声データを無音検出部１３およびＳＩＤフレーム作成部１４に送信する。また、ＡＭＲ符号部１２は、無音検出部１３から無音状態の検出を通知する無音検出データを受信し、受信した無音検出データに基づいて、有音状態の音声データを符号化し、符号化された音声データを符号化ビット列生成部１０５に送信する。さらに、ＡＭＲ符号部１２は、受信した無音検出データに基づいて、ＳＩＤフレーム（無音識別子）の位置やＳＩＤの種類などのＳＩＤ情報を情報データ変換処理部１７および情報データ多重部１８に通知する。
情報データ入力部１６は、ＡＭＲ処理部１０の外部から入力される情報データを受信し、情報データ変換処理部１７に送信する。ここで、情報データには、音声データとは別に伝えるべきデータであれば、任意のデータを利用することができる。例えば、携帯電話端末間では、電子メール、ファイル転送用データ、メッセージ交換用テキストデータなどが挙げられる。また、携帯電話端末と基地局との間では、他の端末からまたは他の端末への電子メール、テレビジョン（ＴＶ）放送における文字放送（Teletext）のような、登録ユーザのための報知データ、端末の位置情報などのようなキャリア側の制御データなどが挙げられる。
情報データ変換処理部１７は、情報データ入力部１６から情報データを受信して所定のフォーマットに変換する。また、情報データ変換処理部１７は、ＡＭＲ符号部１２からＳＩＤ情報を受け取り、受け取ったＳＩＤ情報に基づいて、変換された情報データを分割して情報データ多重部１８に送信する。
情報データ多重部１８は、ＡＭＲ符号部１２からＳＩＤ情報を受け取らない場合、またはＡＭＲ符号部１２からＳＩＤ情報を受け取っても情報データ変換処理部１７から情報データを受信していない場合には、符号化ビット列生成部１５からＡＭＲ音声データを受信して音声符号データ出力部１９に送信する。また、情報データ多重部１８は、ＡＭＲ符号部１２からＳＩＤ情報を受け取るとともに、情報データ変換処理部１７から情報データを受信する場合には、受け取ったＳＩＤ情報に基づいて、ＳＩＤフレームＦ・Ｕの間に情報データを組み込むことにより、ＡＭＲ音声データおよび情報データを多重化して、多重化データを音声符号データ出力部１９に送信する。
上記の構成において、音声入力部１１に入力された音声データは、無音検出部１３にて無音状態であるか有音状態であるかが検出される。有音状態であれば、ＡＭＲ符号部１２にて符号化され、符号化ビット列生成部１５にて音声フレームＳに変換される。一方、無音状態であれば、ＳＩＤフレーム生成部１４にて生成されたＳＩＤフレームＦ・ＵとNO_DATAフレームＮとに変換される。符号化ビット列生成部１５にて変換されたフレームＳ・Ｆ・Ｕ・Ｎは、情報データ多重部１８に送信される。
一方、情報データ入力部１６に入力された情報データは、情報データ変換処理部１７にて所定のフォーマットに変換された後、ＳＩＤ情報の通知に基づいて情報データ多重部１８に送信される。情報データ多重部１８にて、ＳＩＤ情報に基づいて、NO_DATAフレームＮを情報データフレームＩに置換し、音声符号データ出力部１９を介してＡＭＲ処理部１０の外部に出力される。
図３は、多重化データのフレーム構成を示している。同図において、フレームＳ・Ｆ・Ｕは従来と同様であり、フレームＩが情報データを含むものである。図示のように、本実施形態における多重化データは、ＳＩＤフレームＦ・Ｕの間に、情報データフレームＩが組み込まれている。
なお、情報データフレームＩのビット長は、図３に示される伝送データ量例１のように、ＳＩＤフレームＦ・Ｕと同じ３９ビットであってもよい。この場合でも、ＳＩＤフレームＦ・Ｕの位置が定まっているので、情報データフレームＩの検出および分離が可能である。また、情報データフレームＩのビット長は、同図に示される伝送データ量例２のように、音声フレームＳおよびＳＩＤフレームＦ・Ｕとは異なるビット長ｋ・ｍ・ｎであってもよい。この場合、１フレームのビット数を検出することにより、情報データフレームＩの検出および分離が可能である。
図１６に示されるように、ＡＭＲによる音声コーデック処理では、SID_FIRSTフレームＦ以降、SID_UPDATEフレームＵの間隔は、最初が３フレーム、その次以降が７フレームと定められており、データが正しく伝送されている限りはＳＩＤフレームの位置が保証されている。したがって、情報データ多重部１８は、受け取ったＳＩＤ情報からＳＩＤフレームの位置を把握することにより、ＳＩＤフレームＦ・Ｕの間に情報データフレームＩを組み込むことができ、ＡＭＲ音声データおよび情報データの多重化を実現することができる。
なお、図３に示される伝送データ量例１の場合では、音声フレームＳのデータ伝送速度を１２．２ｋｐｂｓとすると、無音状態が継続する場合には、１個のSID_UPDATEフレームＵと７個の情報データフレームＩとが伝送されるから、データ伝送速度は平均１．９５ｋｂｐｓ（＝１２．２×（３９×８）／（２４４×８））となる。
次に、受信側のＡＭＲ処理部（情報デマルチプレクサ）２０について説明する。図２に示すように、受信側のＡＭＲ処理部２０は、音声符号データ入力部２１、情報データ検出部（検出手段、分離手段、照合手段）２２、情報データ復号処理部２３、情報データ出力部２４、データ列解析部２５、ＡＭＲ復号部２６、エラーフレーム・ロストフレーム処理部２７、ＣＮＧ生成部２８、および復号音声出力部２９を備える構成である。なお、音声符号データ入力部２１、データ列解析部２５、ＡＭＲ復号部２６、エラーフレーム・ロストフレーム処理部２７、ＣＮＧ生成部２８、および復号音声出力部２９は、図１５に示される従来の音声符号データ入力部１１１、データ列解析部１１２、ＡＭＲ復号部１１３、エラーフレーム・ロストフレーム処理部１１４、ＣＮＧ生成部１１５、および復号音声出力部１１６とそれぞれ同様に機能するので、その説明を省略する。
情報データ検出部２２は、音声符号データ入力部２１から受信した多重化データから情報データを検出して分離する。具体的には、ＳＩＤフレームＦ・Ｕを検出することにより、情報データフレームＩを検出して分離したり、１フレーム当りのビット長を検出することにより情報データフレームＩを検出して分離したりすることができる。また、情報データ検出部２２は、分離した情報データフレームＩを情報データ復号処理部２３に送信するとともに、多重化データ、または多重化データから情報データフレームＩを分離したデータをデータ列解析部２５に送信する。
情報データ復号処理部２３は、情報データ検出部２２から受信した情報データフレームＩを復号し、復号した情報データを情報データ出力部２４に送信する。情報データ出力部２４は、受信した情報データをＡＭＲ処理部２０の外部に出力する。
上記の構成において、音声符号データ入力部２１に入力された多重化データは、情報データ検出部２２にて情報データフレームＩが検出されて分離され、分離された情報データフレームＩは、情報データ復号処理部２３にて復号されて、情報データ出力部２４を介して出力される。
一方、多重化データから情報データフレームＩが分離されたＡＭＲ音声データは、データ列解析部２５にて各フレームが解析される。フレームがエラーフレームやロストフレームであれば、エラーフレーム・ロストフレーム処理部２７にて適当に処理され、ＡＭＲ復号部２６に指示し、ＡＭＲ復号部２６にて対応する音声データを生成する。一方、フレームがＳＩＤフレームＦ・Ｕであれば、ＣＮＧ生成部２８にて無音状態の音声データを生成してＡＭＲ復号部２６に送信する。その他、フレームが音声フレームＦであれば、ＡＭＲ復号部２６にて通常の音声復号処理が行われて音声データが生成される。これらの音声データが、ＡＭＲ復号部２６から復号音声出力部２９を介して外部に出力される。
したがって、情報データ検出部２２が、ＳＩＤフレームＦ・Ｕを検出したり、１フレームのビット長を検出したりすることにより、情報データフレームＩを検出できるので、多重化データから情報データの分離を実現することができる。
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について、図４〜図９に基づいて説明する。本実施形態の携帯電話端末は、図１および図２に示されるＡＭＲ処理部１０・２０を組み込んだものである。図４は、携帯電話端末の要部の概略構成を示している。図示のように、携帯電話端末の送信側ブロック３０は、音声コーデック処理ブロック（無音圧縮手段）３１、情報データ入力部３２、無線送信処理部３３、および無線データ送信部（送信手段）３４を備える構成である。また、無線送信処理部３３は、情報データ変換処理部３５、情報データ多重部（情報マルチプレクサ）３６、チャネルコーディング処理部３７、およびデータ変調部３８を備える構成である。
音声コーデック処理ブロック３１は、図１に示される音声入力部１１、ＡＭＲ符号部１２、無音検出部１３、ＳＩＤフレーム生成部１４、および符号化ビット列生成部１５と同様に機能する。また、情報データ入力部３２、情報データ変換処理部３５、および情報データ多重部３６は、図１に示される情報データ入力部１６、情報データ変換処理部１７、および情報データ多重部１８としてそれぞれ機能する。
したがって、送信側ブロック３０の外部から入力される音声データおよび情報データは、図１に示されるＡＭＲ処理部１０と同様に、音声コーデック処理ブロック３１、情報データ入力部３２、情報データ変換処理部３５、および情報データ多重部３６によって多重化される。多重化データは、チャネルコーディング処理部３７およびデータ変調部３８にて、無線送信に適した形式に変換され、無線データ送信部３４にて無線送信されて、電話回線網３９を伝送することになる。なお、チャネルコーディング処理部３７では、ＣＲＣの付加処理、多段インタリーブ処理、畳み込み処理、レートマッチング処理、他無線とのマルチプレクス処理などが行われる。
一方、図４に示されるように、携帯電話端末の受信側ブロック（受信処理デバイス）４０は、無線データ受信部（受信手段）４１、無線受信処理部（受信処理手段）４２、音声コーデック処理ブロック（音声復元手段）４３、および情報データ出力部４４を備える構成である。また、無線受信処理部４２は、データ復調部４５、チャネルコーディング処理部４６、受信レート判定部（受信レート判定手段）４７、情報データ検出部（分離手段、情報デマルチプレクサ）４８、および情報データ復号処理部４９を備える構成である。
電話回線網３９を伝送した多重化データは、無線データ受信部４１にて無線受信され、データ復調部４５およびチャネルコーディング処理部４６にて元の形式に変換されて、受信レート判定部４７に送信される。受信レート判定部４７は、受信した各フレームの伝送速度を判定し、判定した伝送速度に基づいて、受信したフレームが適切なフレームであるか否かを判断する。適切なフレームであると判断した場合には、受信にしたフレームを情報データ検出部４８に送信する。一方、不適切な（ＮＧ）フレームであると判定した場合には、受信したフレームを破棄する。なお、フレームを破棄した場合、アプリケーション側で再送要求を行うようにすることもできる。
したがって、情報データフレームＩのビット長が、図１７に記載の各フレームのビット長に該当しない場合には、受信レート判定部４７がＮＧフレームと判定することになる。これを防止するため、本実施形態では、受信レート判定部４７は、情報データフレームＩも適切なフレームであると判定するように変更する必要がある。なお、図３に示される伝送データ量例１のように、情報データのビット長がＳＩＤフレームＦ・Ｕのビット長と同じ３９ビットであれば、受信レート判定部４７の変更は不要である。
情報データ検出部４８、情報データ復号処理部４９、および情報データ出力部４４は、図２に示される情報データ検出部２２、情報データ復号処理部２３、および情報データ出力部２４と同様に機能する。また、音声コーデック処理ブロック４３は、図２に示されるデータ列解析部２５、ＡＭＲ復号部２６、エラーフレーム・ロストフレーム処理部２７、ＣＮＧ生成部２８、および復号音声出力部２９と同様に機能する。
したがって、受信レート判定部４７が送信した多重化データは、情報データ検出部４８にて情報データフレームＩが分離され、分離された情報データフレームＩは、情報データ復号処理部２３にて復号され、復号された情報データが情報データ出力部２４を介して出力される。一方、多重化データから情報データフレームＩが分離されたＡＭＲ音声データは、音声コーデック処理ブロック４３にて音声データに変換されて出力される。
したがって、本実施形態の携帯電話端末は、通話中に音声データおよび情報データを多重化して送信できるとともに、受信した多重化データを音声データおよび情報データに分離することができる。したがって、１つの電話回線で音声データと情報データとを同時に通信することができる。
なお、本実施形態では、受信レート判定部４７および情報データ検出部４８が分離しているが、情報データフレームＩのビット長が他のフレームとは異なる場合には、伝送速度により情報データフレームＩを検出して分離できるので、受信レート判定部４７および情報データ検出部４８を１つにまとめることができる。
また、情報データの多重化に関する機能を、音声データの符号化処理を行う音声コーデック処理ブロックにて実行することもできる。具体的には、図４に示される送信側ブロック３０の音声コーデック処理ブロック３１、情報データ入力部３２、情報データ変換処理部３５、および情報データ多重部３６を、図５に示される送信側ブロック５０の音声コーデック処理ブロック（音声処理デバイス）５１にまとめることができる。この場合、無線送信処理部５２は、情報データの多重化に関する機能が不要となるから、従来の無線送信処理部を利用することができる。
同様に、情報データの分離に関する機能を、音声データの復号処理を行う音声コーデック処理ブロックにて実行することもできる。具体的には、図４に示される受信側ブロック４０の情報データ検出部４８、情報データ復号処理部４９、情報データ出力部４４、および音声コーデック処理ブロック４３を、図５に示される受信側ブロック５５の音声コーデック処理ブロック５７にまとめることができる。この場合、無線受信処理部５６は、受信レート判定部４７が情報データフレームＩをＮＧフレームと判定すること無いように、受信レート判定部４７を変更するのみで、従来の無線受信処理部を利用することができる。
また、情報データフレームを検出する方法としては、以下の方法が考えられる。図６は、ＣＲＣを含むデータ構造を示している。通常の処理では、同図（ａ）に示されるように、データ部のデータ全て（例えば、３９ビット）が無線処理部３３・４２のＣＲＣ処理対象となっている。したがって、同図（ｂ）に示されるように、ＣＲＣ処理対象としてダミーのデータを例えば１ビット追加することにより、ＣＲＣ演算が変更される。したがって、情報データフレームにダミーのデータを追加することにより、多重化データの中から情報データフレームの検出を無線処理部４２にて行うことができる。
なお、ＣＲＣ演算を変更する方法としては、他にも逆方向の使用や、反転するなど、種々の方法が考えられ、これらの方法で情報データフレームの検出を実行することもできる。
図７は、ＣＲＣ判定処理を変更して情報データフレーム等を検出する処理の流れを示している。受信レート判定部４７は、レート判定のためにＣＲＣ判定を実施する。まず、通常のＣＲＣ判定を行い、ＣＲＣが一致した場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、音声フレームと判断して、音声処理系での処理を行う。
一方、ＣＲＣが一致しない場合には（Ｓ１でＮＯ）、情報データフレームに関するＣＲＣ判定を行い、ＣＲＣが一致した場合には（Ｓ２でＹＥＳ）、情報データフレームと判断して情報データ処理を行う。一方、ＣＲＣが一致しない場合には（Ｓ２でＮＯ）、エラーフレームと判断してエラー処理を行う。
図８は、ＣＲＣ判定処理を変更すること無く情報データフレーム等を検出する処理の流れを示している。まず、ＣＲＣ判定を行い、ＣＲＣが一致しない場合には（Ｓ３でＮＯ）、エラーフレームと判断してエラー処理を行う。一方、ＣＲＣが一致する場合には（Ｓ３でＹＥＳ）、ＳＩＤデータが正常であり、かつＳＩＤタイミングが正常であるか否かを判断し、正常である場合には（Ｓ４でＹＥＳ）、音声データフレームと判断して音声処理系での処理を行い、正常ではない場合には（Ｓ４でＮＯ）、情報データフレームと判断して情報データ処理を行う。
図９（ａ）（ｂ）は、同一の情報データを繰返し組み込む例を示している。このように、同一の情報データを繰り返すことを予め定義しておくことにより、同一の情報データが繰返し転送されるから、情報データを確実に転送することができる。
〔実施の形態３〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について、図１０に基づいて説明する。本実施形態の携帯電話システムは、図４または図５に示される携帯電話端末（移動端末）を含むものである。図１０は、携帯電話システムの要部の概略構成を示している。図示のように、本実施形態の携帯電話システムは、２つの移動端末６０・６３と、各移動端末６０・６３と無線通信を行う基地局６１・６２を備える構成である。基地局６１・６２同士の通信は既存の電話回線網を介して行われる。
本実施形態では、一方の移動端末６０は、図４または図５に示される移動端末であり、情報データの多重化および分離が可能となっている。なお、他方の移動端末６３は、従来と同様の移動端末である。また、本実施形態では、移動端末６０と無線通信を行う基地局６１（ノード）は、図１および図２に示されるＡＭＲ処理部１０・２０を備えており、移動端末６０と同様に情報データの多重化および分離が可能となっている。なお、移動端末６３と無線通信を行う基地局６２は、従来と同様の基地局である。
上記の構成によると、移動端末６０・６３の間で音声通話を行う場合には、移動端末および基地局６０〜６３の間では音声データが送受信されている。このとき、移動端末６０および基地局６１は、互いに情報データの多重化および分離が可能であるから、情報データを組み込んだ音声データの送受信が可能である。
したがって、移動端末６０・６３同士の通話中に、移動端末６０および基地局６１との間で情報データの送受信が可能である。これにより、例えば、基地局６１から移動端末６０への報知情報やサービス情報の通知、メールの送信などを行うことができ、また、移動端末６０から基地局６１へのサービス要望発生の通知などを行うことができ、音声通話のみでは実現できないサービスが可能となる。
〔実施の形態４〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について、図１１に基づいて説明する。本実施形態の携帯電話システムは、図１０に示す携帯電話システムに比べて、基地局６１に代えて、従来と同様の基地局６５としている点と、従来の移動端末６３に代えて、図４または図５に示される移動端末６６としている点とが異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
上記の構成によると、両方の移動端末６０・６６は、情報データの多重化および分離が可能となっている。したがって、移動端末６０・６６の間で音声通話を行う場合に、移動端末６０・６６は、それぞれ情報データを組み込んだ音声データの送受信が可能である。なお、基地局６２・６５では、音声データと認識して、従来と同様に送受信を行うことになる。
したがって、移動端末６０・６６同士の通話中に、移動端末６０・６６同士の間で情報データの送受信が可能である。これにより、例えば、移動端末から移動端末への報知情報やサービス情報の通知、サービス要望発生の通知、メールの送受信、ファイルの転送など、音声通話のみでは実現できないサービスが可能となる。
〔実施の形態５〕
次に、本発明の他の実施形態について、図１２および図１３に基づいて説明する。本実施形態のＡＭＲ処理部は、図１および図２に示されるＡＭＲ処理部１０・２０に比べて、情報データの多重化および分離に関する処理の実行を制御する構成が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１２は、本実施形態のＡＭＲ処理部７０の概略構成を示している。ＡＭＲ処理部７０は、図１に示されるＡＭＲ処理部１０に比べて、情報データ対応制御部（多重化制御手段）７１が、情報データ変換処理部７２の実行と、情報データ多重部７３における情報データの多重化の実行とが制御されている点が異なり、その他の構成は同様である。
これにより、本実施形態のＡＭＲ処理部７０を備えた端末やノードでは、情報データ対応制御部７１が情報データを送信するか否かを制御することができ、情報データが勝手に送信されることを防止できる。また、本実施形態のＡＭＲ処理部７０をキャリア側に設けることにより、キャリア側の資源が端末で勝手に利用されることを防止できる。
図１３は、本実施形態のＡＭＲ処理部８０の概略構成を示している。ＡＭＲ処理部８０は、図２に示されるＡＭＲ処理部２０に比べて、情報データ対応制御部（情報データ出力制御手段）８１が、情報データ検出部８２における情報データの分離の実行と、情報データ復号処理部８３の実行とが制御されている点が異なり、その他の構成は同様である。
これにより、本実施形態のＡＭＲ処理部８０を備えた端末やノードでは、情報データ対応制御部８１が情報データを受信するか否かを制御することができる。これにより、例えばコンピュータウィルスなどのような所望しない情報データの受け取りを拒否することができる。
なお、電話端末やノードに設けられるＡＭＲ処理部１０・２０・７０・８０、送信側処理ブロック３０・５０、および受信側処理ブロック４０・５５は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、電話端末やノードは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit ）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるデータ記録装置１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記データ記録装置１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、電話端末やノードを通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、さらに、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明により、現行の音声コーデック処理、あるいは電話システムそのものに変更を加えず、すなわち大きな改変コストをかけることなく、情報データの授受が可能となる。これにより、デジタル無線端末あるいは無音圧縮処理を搭載する他の携帯端末における新たなサービス提供が可能となる。
本発明の一実施形態における送信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 上記実施形態における受信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 上記送信側のＡＭＲ処理部から出力される多重データの時間推移を示すタイムチャートである。 本発明の別の実施形態である携帯電話端末の要部の概略構成を示すブロック図である。 上記携帯電話端末の変形例を示すブロック図である。 フレームにおいてＣＲＣを含むデータ構造を示す図であり、同図（ａ）は、通常のデータ構造を示しており、同図（ｂ）は、情報データを識別するために、ダミーデータを追加したデータ構造を示している。 ＣＲＣ判定処理を変更して情報データフレーム等を検出する処理の流れを示すフローチャートである。 ＣＲＣ判定処理を変更すること無く情報データフレーム等を検出する処理の流れを示すフローチャートである。 情報データフレームのデータ内容を示す図であり、同図（ａ）は１つの情報データフレームが繰り返される例を示しており、同図（ｂ）は複数の情報データごとに繰り返される例を示している。 本発明のさらに別の実施形態である携帯電話システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態である携帯電話システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態における送信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の実施形態における受信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 従来技術における送信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 従来技術における受信側のＡＭＲ処理部の概略構成を示すブロック図である。 上記送信側のＡＭＲ処理部から出力されるＡＭＲ音声データの時間推移を示すタイムチャートである。 ＡＭＲ音声コーデックにおいて各種フレームのビット数を表形式で示す図である。 ＳＩＤフレームのデータ構成を表形式で示す図である。 クラスとエラー訂正用コーディングおよびＣＲＣとの対応関係を表形式で示す図である。
符号の説明
５１ 音声コーデック処理ブロック（音声処理デバイス）
６１ 基地局（ノード）
７１ 情報データ対応制御部（多重化制御手段）
８１ 情報データ対応制御部（情報データ出力制御手段）
Ｆ・Ｕ ＳＩＤフレーム（無音識別子）

Claims (21)

  1. 音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する情報マルチプレクサであって、
    上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、
    上記無音識別子を検出する検出手段と、
    該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段を備えることを特徴とする情報マルチプレクサ。
  2. 上記組込み手段にて上記情報データが組み込まれた無音圧縮データ部分は、複数のフレームからなり、
    上記無音識別子を含むフレームは、上記情報データの一部を含むフレームと比べて、データ構造が異なることを特徴とする請求項１に記載の情報マルチプレクサ。
  3. 上記組込み手段は、同じ情報データを繰返し組み込むことを特徴とする請求項１に記載の情報マルチプレクサ。
  4. 上記組込み手段による上記無音圧縮データと上記情報データとの多重化を制御する多重化制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の情報マルチプレクサ。
  5. 入力された音声データを無音圧縮する無音圧縮手段と、該無音圧縮手段にて無音圧縮された音声データである無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する多重化手段とを備える音声処理デバイスであって、
    上記無音圧縮手段は、
    入力された音声データ部分が、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分であることを検出する無音検出手段と、
    上記音声データにおいて、上記無音検出手段にて検出された無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に置き換える置換え手段とを備えており、
    上記多重化手段は、
    上記置換え手段から、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子の位置情報を取得し、取得された位置情報に基づいて、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込み手段とを備えることを特徴とする音声処理デバイス。
  6. 上記無音圧縮手段は、入力された音声データの符号化を行う音声符号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の音声処理デバイス。
  7. 音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データを各々のデータに分離する情報デマルチプレクサであって、
    上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、
    上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、
    上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出手段と、
    該検出手段の検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離手段とを備えることを特徴とする情報デマルチプレクサ。
  8. 上記多重化データは複数のフレームからなり、
    上記無音識別子を含むフレームと、上記情報データの一部を含むフレームとのデータ構造が異なることを利用して、上記検出手段は上記無音識別子を含むフレームを検出し、上記分離手段は上記情報データの一部を含むフレームを分離することを特徴とする請求項７に記載の情報デマルチプレクサ。
  9. 上記多重化データは、同じ情報データを繰返し組み込んだデータであり、
    上記分離手段にて分離された情報データの繰返し部分を照合する照合手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の情報デマルチプレクサ。
  10. 上記多重化データから分離された上記情報データの出力を制御する情報データ出力制御手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の情報デマルチプレクサ。
  11. 音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データの受信処理を行う受信処理手段と、該受信処理手段にて受信処理された多重化データを各々のデータに分離する分離手段とを備える受信処理デバイスであって、
    上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、
    上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、
    上記受信処理手段は、上記多重化データの各部の受信レートを判定する受信レート判定手段をさらに備えており、
    上記分離手段は、上記受信レート判定手段にて判定された受信レートの相違に基づいて、上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離するものであることを特徴とする受信処理デバイス。
  12. 音声データを無音圧縮する無音圧縮手段と、
    該無音圧縮手段にて無音圧縮された無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する請求項１に記載の情報マルチプレクサと、
    該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを送信する送信手段と、
    多重化データを受信する受信手段と、
    該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する請求項７に記載の情報デマルチプレクサまたは請求項１１に記載の受信処理デバイスと、
    該情報デマルチプレクサにて分離された無音圧縮データを元の音声データに復元する音声復元手段とを備える電話端末。
  13. 上記無音圧縮手段および上記情報マルチプレクサに代えて、請求項４に記載の音声処理デバイスを備えることを特徴とする請求項１２に記載の電話端末。
  14. 請求項１２または１３に記載の電話端末と通信可能なノードであって、
    上記電話端末から多重化データを受信する受信手段と、
    該受信手段にて受信した多重化データを上記無音圧縮データおよび上記情報データに分離する請求項７に記載の情報デマルチプレクサまたは請求項１１に記載の受信処理デバイスと、
    上記無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する請求項１に記載の情報マルチプレクサと、
    該情報マルチプレクサにて多重化された多重化データを上記電話端末に送信する送信手段とを備えることを特徴とするノード。
  15. 請求項１２または１３に記載の複数の電話端末を、通信ネットワークを介して接続した電話システム。
  16. 上記通信ネットワークは、請求項１４に記載のノードを含むことを特徴とする請求項１５に記載の電話システム。
  17. 音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化する情報多重化方法であって、
    上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、
    上記無音圧縮データ部分から上記無音識別子を検出する検出ステップと、
    該検出ステップの検出結果に基づき、上記無音圧縮データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込む組込みステップとを含むことを特徴とする情報多重化方法。
  18. 音声データを無音圧縮した無音圧縮データと、上記音声データとは異なる情報データとを多重化した多重化データを各々のデータに分離する情報分離方法であって、
    上記無音圧縮データは、声を出していない無音状態の音声データ部分である無音データ部分を、上記無音状態を示す無音識別子を所定の間隔ごとに含む無音圧縮データ部分に変換したものであり、
    上記多重化データは、上記無音識別データ部分における上記無音識別子同士の間に、上記情報データを組み込んだものであり、
    上記多重化データから上記無音識別子を検出する検出ステップと、
    該検出ステップによる検出結果に基づいて、上記無音識別データ同士の間から上記情報データを分離する分離ステップとを含むことを特徴とする情報分離方法。
  19. 請求項１ないし４の何れか１項に記載の情報マルチプレクサを動作させるための情報多重化プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための情報多重化プログラム。
  20. 請求項７ないし１０の何れか１項に記載の情報デマルチプレクサを動作させるための情報分離プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための情報分離プログラム。
  21. 請求項１９に記載の情報多重化プログラム、または請求項２０に記載の情報分離プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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