JP2008294986A - 音声伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】伝送エラーによる異音の発生を抑制しつつも音声の再現性を向上でき、その上、リアルタイム性の低下を抑制できる音声伝送システムを提供することにある。
【解決手段】音声伝送システムは、複数の端末装置２置を備え、端末装置２は、マイクロホン２０ａより得られた音声信号が音声を含む有音声状態と音声を含まない無音声状態のいずれであるかを判別する判別手段２３ｅと、音声信号を符号化して音声データを作成する情報源符号化手段２３ａと、音声データが記憶される送信データ記憶手段２３ｂと、送信データ記憶手段２３ｂに記憶された音声データを他の端末装置２に送信する送信手段となる伝送路符号化手段２３ｃおよび変調手段２３ｄと、判別手段２３ｅの判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると直前の有音声状態時に送信手段が送信した音声データを送信手段に再度送信させる送信データ制御手段２３ｆとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号線を介して音声信号を伝送する音声伝送システムに関するものである。

従来から、音声信号をパケットにより送信する音声送信端末装置と、受信した音声信号に基づいて音声を出力する音声受信端末装置とを備えた音声伝送システムが提供され、例えば、住戸の玄関に設置されたドアホン子器と、住戸内に設置された親機との間で信号線を介して音声信号を送受信するドアホンシステムや、携帯電話機やＰＨＳなどを利用した音声通話システムなどに利用されている。

このような音声伝送システムでは、伝送路（例えば、信号線）の伝送損失や外来ノイズなどにより伝送エラーが生じるおそれがある。伝送エラーが生じた場合には、音声送信端末装置が送信する音声信号と、音声受信端末装置が受信した音声信号とが異なってしまい、これによって、音声受信端末装置が出力する音声に異音が混ざってしまうという問題が生じていた。

そこで、音声送信端末装置から音声受信端末装置に音声信号を送信するにあたっては、例えば、音声信号を情報源符号化して得られた音声データをパケットにより複数回に分けて送信する際に、各パケットに巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check；ＣＲＣ）などの誤り検出符号を持たせ、音声受信端末装置にてパケットの音声データに対して誤り検出を行わせ、誤りが検出された音声データに対しては、当該音声データの破棄や、当該音声データを音量が小さくなる所定パターンのデータに置き換えるミューティング処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２６２７５７９号公報

特許文献１では、音声受信端末装置が出力する音声に異音が混ざってしまうことを低減できる。しかしながら、音声データの破棄やミューティング処理によって、音声送信端末装置に入力された音声と、音声受信端末装置より出力される音声とが異なってしまうため、結果として、異音の発生は抑制できるものの、音声伝送システムにおける音声の再現性が悪くなるおそれがあった。

ここで、音声信号の再現性を考慮すれば、音声受信端末装置において誤りが検出された際には、誤りが検出された音声信号の破棄やミューティング処理を行う代わりに、当該音声信号を音声送信端末装置に再度送信させることが考えられる。しかしながら、この場合には、音声受信端末装置から音声送信端末装置への再送要求を通知する処理および音声送信端末装置による音声信号の再送処理などが必要となり、これらの処理は、上記の音声データの破棄やミューティング処理に比べれば非常に時間がかかるため、ドアホンシステムや音声通話システムなどの音声伝送システムに要求されるリアルタイム性が低下してしまうという別の問題が生じてしまう。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、伝送エラーによる異音の発生を抑制しつつも音声の再現性を向上でき、その上、リアルタイム性の低下を抑制できる音声伝送システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、音声信号をパケットにより送信する音声送信端末装置と、受信した音声信号に基づいて音声を出力する音声受信端末装置とを備えた音声伝送システムであって、音声送信端末装置は、受波した音波を電気信号からなる音声信号に変換する音声入力手段より得られた音声信号が音声を含む有音声状態と音声を含まない無音声状態のいずれであるかの判別を行う判別手段と、上記音声信号を符号化して音声データを作成する符号化手段と、上記音声データを音声受信端末装置に送信する送信手段と、上記音声データが記憶される送信データ記憶手段と、判別手段の判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると直前の有音声状態時に送信手段が送信した音声データを送信手段に再度送信させる送信データ制御手段とを備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、音声送信端末装置は、音声入力手段より得られた音声信号を常時、音声データに符号化して音声受信端末装置に送信するのではなく、音声信号に音声が含まれている有音声状態時に音声データを音声受信端末装置に送信し、有音声状態時から音声信号に音声が含まれていない無音声状態時に切り替わった際には、直前の有音声状態時に送信した音声データを音声受信端末装置に再度送信するので、音声送信端末装置から音声受信端末装置へは有音声状態時とその直後の無音声状態時とで同じ音声データが送信されるから、有音声状態時に伝送エラーが生じたとしても、その直後の無音声状態に再度送信される音声データを用いることで、伝送エラーによる異音の発生を抑制でき、しかも、音声データの破棄やミューティング処理を行う場合に比べれば、音声の再現性を向上でき、その上、リアルタイム性の低下を抑制できる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、送信手段は、音声データを送信するにあたっては、音声データに当該音声データ用の誤り検出符号と判別手段の判別結果を示す判別符号とを付して送信し、音声受信端末装置は、送信手段が送信した音声データを受信する受信手段と、音声データを復号化して音声信号を得る復号化手段と、音声データが記憶される受信データ記憶手段と、受信手段が受信した音声データに対して当該音声データに付された判別符号により送信時期が有音声状態時と無音声状態時のいずれであるかの判別を行う送信時期判別手段と、受信手段が受信した音声データに対して当該音声データに付された誤り検出符号により誤り検出を行う誤り検出手段と、送信時期判別手段により有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段により誤りが検出されなければ、当該音声データを復号化手段に出力し、以後、受信した音声データに対する送信時期判別手段の判別結果が有音声状態時になるまでは、受信した音声データを復号化手段に出力せず、送信時期判別手段により有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段により誤りが検出されると、当該音声データを復号化手段に出力せずに、新たな音声データの受信を待ち、新たに受信した音声データに対する送信時期判別手段の判別結果が無音声状態時であれば、上記新たに受信した音声データを復号化手段に出力する受信データ制御手段とを備えていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、有音声状態時に送信された音声データに誤りがあった場合には、当該音声データを復号化せずに、直後の無音声状態時に再度送信された音声データを復号化するから、伝送エラーによる異音の発生を抑制しながらも音声信号の再現性を向上できる。

本発明は、音声送信端末装置から音声受信端末装置へは有音声状態時とその直後の無音声状態時とで同じ音声データが送信されるから、伝送エラーによる異音の発生を抑制しつつも音声の再現性を向上できるという効果を奏し、その上、リアルタイム性の低下を抑制できるという効果を奏する。

本実施形態の音声伝送システムは、図１（ａ）に示すように、伝送路となる信号線Ｌｓを介してパケット（以下、「音声伝送用パケット」と称する）により音声信号を送受信する複数台の端末装置２と、信号線Ｌｓにより各端末装置２に接続され、各端末装置２間の呼制御および音声伝送用パケットが格納される後述するタイムスロットＴＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を規定するための同期信号ＳＹの送信を行う主装置１とを備えている。ここで、信号線Ｌｓとしては、ペア線などの平衡線路を用いることができるが、この例に限らず、同軸線のような不平衡線路や、エンハンストカテゴリ５あるいはカテゴリ６のＬＡＮケーブルの１ペアやＣＰＥＶケーブルの１ペアを利用してもよい。

端末装置２は、それぞれ固有の識別符号（ＩＤ）が付与されており、この識別符号によって各端末装置２が識別可能（信号線Ｌｓより取り出す信号の選別が可能）となっている。

本実施形態における端末装置２は、図１（ａ）に示すように、受波した音波を電気信号からなる音声信号に変換する音声入力手段であるマイクロホン２０ａと、マイクロホン２０ａの出力を増幅するマイクロホンアンプ２０ｂと、入力された音声信号に基づいて音波を送波（音声を出力）する音声出力手段であるスピーカ２１ａと、スピーカ２１ａに入力される音声信号を増幅するスピーカアンプ２１ｂとを備えている。なお、マイクロホン２０ａが出力する音声信号には音声以外の音も含まれるため、厳密な意味では音信号（音響信号）であるが、音声に注目して種々の信号処理を行うから、本実施形態では、音声信号と称する。

また、端末装置２は、マイクロホン２０ａから得られた音声信号を音声伝送用パケットにより他の端末装置２に送信するための処理を行う送信処理手段２３、および他の端末装置２より受信した音声伝送用パケットから音声信号を取り出す処理を行う受信処理手段２４とを有する信号処理手段２２と、送信処理手段２３より出力されるパケット信号（以下、「音声伝送信号」と称する）を増幅する送信アンプ２５ａと、受信処理手段２４に入力される音声伝送信号を増幅する受信アンプ２５ｂとを備えている。

送信処理手段２３は、図１（ｂ）に示すように、マイクロホンアンプ２０ｂで増幅された音声信号を、例えば、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）符号化により符号化、すなわち情報源符号化（Source Coding）して音声データを作成する符号化手段である情報源符号化手段２３ａと、情報源符号化手段２３ａで作成された音声データが記憶されるバッファとして作用する送信データ記憶手段２３ｂと、送信データ記憶手段２３ｂに記憶された音声データを送信するために伝送路符号化（Channel Coding）して音声伝送用パケットを作成する伝送路符号化手段２３ｃと、伝送路符号化手段２３ｃで作成された音声伝送用パケットを、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（QuadraturePhase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature AmplitudeModulation）、６４ＱＡＭなどにより変調して信号線Ｌｓに送出する音声伝送信号を作成する変調手段２３ｄとを備えている。この送信処理手段２３においては、伝送路符号化手段２３ｃと変調手段２３ｄが、情報源符号化手段２３ａで作成された音声データを他の端末装置（すなわち音声受信端末装置として作用している端末装置）２に送信する送信手段を構成している。

さらに、送信処理手段２３は、マイクロホンアンプ２０ｂで増幅された音声信号が音声を含む有音声状態と音声を含まない無音声状態のいずれであるかの判別を行う判別手段２３ｅを備えるとともに、判別手段２３ｅの判別結果により所定の動作を行う送信データ制御手段２３ｆを備えている。

判別手段２３ｅは、例えば、音声信号の振幅を音声判別用の閾値と比較し、音声信号の振幅が音声判別用の閾値以上となった際に、音声信号に音声が含まれていると判別し、その後に、音声信号の振幅が音声判別用の閾値未満となる期間が所定期間以上継続された際に、音声信号に音声が含まれていないと判別する。なお、音声判別用の閾値は、音声信号にある程度以上の振幅の音声、例えば、人が意図的にマイクロホン２０ａに向けて発した音声が含まれているか否かを判別するための値である。したがって、判別手段２３ｅでは、振幅が音声判別用の閾値未満である音声は、音声ではないとみなしている。

送信データ制御手段２３ｆは、判別手段２３ｅによる判別結果が有音声状態であるうちは、送信データ記憶手段２３ｂに記憶された音声データを順次、伝送路符号化手段２３ｃに出力する一方で、判別手段２３ｅによる判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると、直前の有音声状態時に伝送路符号化手段２３ｃに出力した音声データを再度、伝送路符号化手段２３ｃに出力する。つまり、送信データ制御手段２３ｆは、送信データ記憶手段２３ｂに音声データを一定時間記憶させておくことで、判別手段２３ｅの判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると、直前の有音声状態時に送信手段が送信した音声データを送信手段に再度送信させるのであり、例えば、図２に示すように、音声信号が期間Ｔ１において有音声状態、期間Ｔ２において無音声状態、期間Ｔ３において有音声状態であるならば、期間Ｔ１では、期間Ｔ１においてマイクロホン２０ａより得られた音声信号に相当する音声データＰ１が伝送路符号化手段２３ｃに与えられ、期間Ｔ２では、送信データ記憶手段２３ｂより直前の有音声状態時に送信された音声データである音声データＰ１が伝送路符号化手段２３ｃに与えられ、期間Ｔ３では、期間Ｔ３においてマイクロホン２０ａより得られた音声信号に相当する音声データＰ２が伝送路符号化手段２３ｃに与えられることになる。

また、送信データ制御手段２３ｆは、判別手段２３ｅによる判別結果を伝送路符号化手段２３ｃに与えるようになっている。

伝送路符号化手段２３ｃは、送信データ記憶手段２３ｂより与えられた音声データより音声伝送用パケットを作成し、変調手段２３ｄに送出するものであって、例えば、ヘッダ部と、ヘッダ部の後ろに配置されたデータ部とを有する音声伝送用パケットを作成するように構成されている。

ヘッダ部は、例えば、プリアンブル、送信元の端末装置２を示す識別符号（ＩＤ）、パケット種別、変調方式（変調手段２３ｄにおける変調方式、すなわち本実施形態では、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれか）、判別手段２３ｅの判別結果を示す判別符号、およびデータ長（パケットのデータ長）が、プリアンブル、識別符号、パケット種別、変調方式、判別符号、データ長の順に並べられてなるデータ列と、当該データ列の後に配置された上記データ列用の誤り検出符号とで構成される。一方、データ部は、音声データと、当該音声データ用の誤り検出符号により構成される。本実施形態における端末装置２では、誤り検出方法としてＣＲＣを利用しており、ヘッダ部およびデータ部それぞれにおける誤り検出符号は、ＣＲＣに対応する誤り検出符号（ＣＲＣ符号）である。なお、その他の誤り検出方法を採用してもよいが、リアルタイムで通話を行うという要求がある以上、できるだけ冗長性の低い誤り検出符号を用いることが望ましい。

ここで、伝送路符号化手段２３ｃには、判別手段２３ｅによる判別結果が有音声状態であるうちは、情報源符号化手段２３ａで作成されている音声データ（つまり、現在の音声データ）が与えられ、この場合に伝送路符号化手段２３ｃで作成される音声伝送用パケットは、判別符号が「有音声状態」を示す符号であって、音声データは現在の音声データである。そして、判別手段２３ｅによる判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると、直前の有音声状態時に送信した音声データ（つまり、過去の音声データ）が再度与えられ、この場合に伝送路符号化手段２３ｃで作成される音声伝送用パケットは、判別符号が「無音声状態」を示す符号であって、音声データは過去の音声データである。

つまり、送信処理手段２３は、音声信号が有音声状態時であれば、マイクロホン２０ａより得られた音声信号を音声データに変換して送信し、音声信号が無音声状態時であれば、マイクロホン２０ａより得られた音声信号を音声データに変換して送信する代わりに過去（直前の有音声状態時）に送信した音声データを再度送信するという動作を行う。

受信処理手段２４は、図１（ｃ）に示すように、受信アンプ２５ｂで増幅された音声伝送信号を復調して音声伝送用パケットを得る復調手段２４ａと、復調手段２４ａで得た音声伝送用パケットを伝送路復号化して音声データなどを取り出す伝送路復号化手段２４ｂと、伝送路復号化手段２４ｂで音声伝送用パケットから取り出された音声データが記憶されるバッファとして作用する受信データ記憶手段２４ｃと、受信データ記憶手段２４ｃに記憶された音声データを情報源復号化（スピーカ２１ａに適合する形式の音声信号に変換）してスピーカアンプ２１ｂに出力する復号化手段である情報源復号化手段２４ｄとを備えている。この受信処理手段２４においては、復調手段２４ａと、伝送路復号化手段２４ｂとが、他の端末装置（すなわち音声送信端末装置として作用している端末装置）２の送信手段が送信した音声データを受信する受信手段を構成している。

さらに、受信処理手段２４は、受信手段が受信した音声データに対して当該音声データに付された判別符号により送信時期が有音声状態時と無音声状態時のいずれであるかの判別を行う送信時期判別手段２４ｅと、送信時期判別手段２４ｅにより有音声状態時と判別された音声データに対して当該音声データに付された誤り検出符号により誤り検出を行う誤り検出手段２４ｆと、送信時期判別手段２４ｅの判別結果および誤り検出手段２４ｆの検出結果により所定の動作を行う受信データ制御手段２４ｇとを備えている。

送信時期判別手段２４ｅは、復調手段２４ａにより得られた音声伝送用パケットのヘッダ部に含まれている判別符号を参照して、当該音声伝送用パケットのデータ部に含まれている音声データの送信時期が、有音声状態時と無音声状態時のいずれであるかを判別し、その結果を受信データ制御手段２４ｇに出力するように構成されている。

誤り検出手段２４ｆは、復調手段２４ａにより得られた音声伝送用パケットのヘッダ部の誤り検出符号、およびデータ部の誤り検出符号それぞれを用いて、ヘッダ部およびデータ部の誤り検出を行い、その結果を、受信データ制御手段２４ｇに通知するように構成されている。なお、本実施形態では、上述したように誤り検出符号としてＣＲＣに対応するものを利用しているから、誤り検出手段２４ｆではＣＲＣによる誤り検出が行われる。

受信データ制御手段２４ｇは、誤り検出手段２４ｆによってヘッダ部に誤りがあると検出された場合には、その音声伝送用パケットに含まれている音声データを受信データ記憶手段２４ｃに記憶させず、ヘッダ部に誤りが検出されなかった際には、送信時期判別手段２４ｅによる判別結果と、誤り検出手段２４ｆによるデータ部の検出結果とに基づき、すなわち、送信時期が有音声状態時か無音声状態時か、そしてその場合に音声データが誤っているか否かによって次の動作のいずれかが行われる。

受信データ制御手段２４ｇは、送信時期判別手段２４ｅにより有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段２４ｆにより誤りが検出されなければ（送信時期が有音声状態であって音声データに誤りがない場合）、当該音声データを受信データ記憶手段２４ｃから情報源復号化手段２４ｄに出力する。また、受信データ制御手段２４ｇは、以後は、受信した音声データに対する送信時期判別手段２４ｅの判別結果が有音声状態時になるまでは、受信した音声データを情報源復号化手段２４ｄに出力しない。したがって、送信時期が有音声状態である音声データを情報源復号化手段２４ｄに出力した後に、送信時期が無音声状態である音声データを得たとしても、その音声データは、既に情報源復号化手段２４ｄに出力した送信時期が有音声状態の音声データの再送データであるから、同じ音声データをスピーカ２１ａで出力してしまうことがないようにしているのである。

また、受信データ制御手段２４ｇは、送信時期判別手段２４ｅにより有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段２４ｆにより誤りが検出されると（送信時期が有音声状態であって音声データに誤りがある場合）、当該音声データを情報源復号化手段２４ｄに出力せずに、新たな音声データの受信を待つ。

そして、新たに受信した音声データに対する送信時期判別手段２４ｅの判別結果が無音声状態時である場合に、その音声データに誤りがなければ、新たに受信した音声データを受信データ記憶手段２４ｃより情報源復号化手段２４ｄに出力する。ここで、音声データに誤りがある場合には、新たな音声データの受信待ちの原因となった音声データ、つまり、送信時期が有音声状態時であって誤りが検出された音声データに対して、音声データを特定の信号パターン（例えばミュートの信号パターン）で置き換えるミューティング処理などの誤り訂正やその他の誤り対策処理を行った後に情報源復号化手段２４ｄに与える。一方、所定時間経過しても送信時期が無音声状態時である音声データが得られなければ、上記と同様に、新たな音声データの受信待ちの原因となった音声データの誤りを訂正などして情報源復号化手段２４ｄに与える。なお、上記のような誤り対策処理の方法は従来周知であるから詳細な説明は省略する。また、誤り対策処理の方法は、上記の方法に限られるものではなく、その他従来周知の方法を採用できる。

つまり、受信処理手段２４は、受信した音声データの送信時期が有音声状態時であって誤りがなければ、音声データを音声信号に変換してスピーカ２１ａより出力し、受信した音声データの送信時期が有音声状態時であって誤りがあれば、当該音声データを音声信号に変換してスピーカ２１ａより出力せずに、送信処理手段２３が無音声状態時に再送する音声データの受信を待ち、所定時間内に送信時期が無音声状態時である音声データが得られれば、当該音声データを音声信号に変換してスピーカ２１ａより出力するという動作を行う。

ところで、端末装置２は、上記構成の他に、ＣＰＵを主構成要素とし信号処理手段２２などを制御する制御手段２６と、主装置１との間で信号線Ｌｓを介して制御信号を送受信する制御信号送受信手段２７と、送信アンプ２５ａから出力される音声伝送信号と制御信号送受信手段２７から出力される制御信号を周波数分割多重化して信号線Ｌｓに送出する機能（多重化機能）および信号線Ｌｓから取り込まれた信号から音声伝送信号と制御信号を分離して音声伝送信号を受信アンプ２５ｂに制御信号を制御信号送受信手段２７にそれぞれ出力する機能（分離機能）を有する分離多重手段２８とを備えている。

また、端末装置２には、他の端末装置２を呼び出すための呼出釦からなる呼出手段（図示せず）と、他の端末装置２による呼び出しに応答するための応答釦からなる応答手段（図示せず）と、信号線Ｌｓに接続されている全端末装置２を呼び出すための一斉呼出釦（図示せず）とが設けられている。なお、制御手段２６および制御信号送受信手段２７は後述する動作（図４および図５に示す動作）が行えるように構成されており、このような制御手段２６および制御信号送受信手段２７の構成は従来周知であるから詳細な説明を省略する。

主装置１は、ＣＰＵを主構成要素とする制御手段１０と、端末装置２との間で制御信号を送受信する制御信号送受信手段１１と、制御手段１０から与えられる後述の同期データを含むパケット（以下、「同期用パケット」と称する）を変調（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどにより変調）して同期信号ＳＹを生成する変調手段１２と、変調手段１２で生成された同期信号ＳＹと制御信号送受信手段１１から出力された制御信号とを周波数分割多重化して信号線Ｌｓに送出する機能および信号線Ｌｓから取り込まれた信号から制御信号を分離して制御信号送受信手段１１に出力する分離多重手段１３とを備えている。なお、制御手段１０および制御信号送受信手段１１は後述する動作（図４および図５に示す動作）が行えるように構成されており、このような制御手段１０および制御信号送受信手段１１の構成は従来周知であるから詳細な説明を省略する。

ところで、同期用パケットは、例えば、ヘッダ部と、ヘッダ部の後ろに配置されたデータ部とを有している。ヘッダ部は、例えば、プリアンブル、パケット種別、変調方式（変調手段１２における変調方式、すなわち本実施形態では、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれか）、およびデータ長（同期用パケットのデータ長）が、プリアンブル、パケット種別、変調方式、データ長の順に並べられてなるデータ列と、当該データ列の後に配置された上記データ列用の誤り検出符号とで構成されている。データ部は、前述の実際は空である同期データと、当該同期データ用の誤り検出符号とで構成されている。

主装置１並びに端末装置２においては、図３に示すように、同期信号ＳＹの立ち下りから所定時間が経過した時点を先頭のタイムスロットＴＳ１の開始時点とし、次の同期信号ＳＹが立ち上がるまでの期間（信号送信期間）内に複数（ｎ個）のタイムスロットＴＳ１，ＴＳ２，…，ＴＳｎを配置している。つまり、端末装置２間では、時分割多重化アクセス（Time Division Multiplexing Access；ＴＤＭＡ）により音声信号の送受信が行われる。なお、本実施形態の音声伝送システムでは、信号送信期間内にｎ個のタイムスロットＴＳｉを配置しているから、最大ｎ／２台の端末装置２が１対１で音声信号を送受信できるようになっている。

次に、本実施形態の伝送システムの動作、例えば、２台の端末装置２間で一対一の通話（個別通話）を行う場合の動作について図４を参照して説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて２台の端末装置２を区別するために、端末装置２を端末装置Ａ、端末装置Ｂでそれぞれ表す。

まず、端末装置Ａにおいて、端末装置Ｂを呼び出すための呼出釦が操作されると、端末装置Ａの制御手段２６は、相手の端末装置Ｂを呼び出すための呼出（呼確立）要求データと、自己の識別符号（端末装置Ａの識別符号）と、相手側の識別符号（端末装置Ｂの識別符号）とを含む制御データ（呼出要求用制御データ）を作成して制御信号送受信手段２７に出力し、制御信号送受信手段２７は、制御手段２６より得た呼出要求用制御データを変調（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどにより変調）して制御信号（呼出要求用制御信号）を生成し、分離多重手段２８を介して信号線Ｌｓに送出する（図４中矢印Ｆ１）。

主装置１の制御信号送受信手段１１は、信号線Ｌｓを通じて上記呼出要求用制御信号を受信すると、当該呼出要求用制御信号に含まれる呼出要求データと、呼出元（要求元）の識別符号である端末装置Ａの識別符号と、呼出先（要求先）の識別符号である端末装置Ｂの識別符号とを制御手段１０に送り、制御手段１０は、上記呼出先の識別符号を宛先とし上記呼出要求データを含む制御データ（呼出要求通知用制御データ）を作成して制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得た呼出要求通知用制御データを変調して制御信号（呼出要求通知用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図４中矢印Ｆ２）。

端末装置Ｂの制御信号送受信手段２７は、信号線Ｌｓを通じて上記呼出要求通知用制御信号を受信すると、当該呼出要求通知用制御信号に含まれる呼出要求データを制御手段２６に送り、制御手段２６は、スピーカ２１ａより報知音（呼出音）を鳴動させる。

このようにして報知音（呼出音）が鳴動された後に、所定時間が経過する前に端末装置Ｂにおいて応答釦が操作されると、端末装置Ｂの制御手段２６は、呼出元の端末装置Ａと個別通話することを了解した旨の肯定応答データと自己の識別符号（端末装置Ｂの識別符号）とを含む制御データ（肯定応答用制御データ）を作成して制御信号送受信手段２７に出力し、制御信号送受信手段２７は、制御手段２６より得た肯定応答用制御データを変調して制御信号（肯定応答用制御信号）を生成し、分離多重手段２８を介して信号線Ｌｓに送出する（図４中矢印Ｆ３）。

主装置１の制御信号送受信手段１１は、信号線Ｌｓを通じて上記肯定応答用制御信号を受信すると、当該肯定応答用制御信号に含まれる肯定応答データと、呼出先（要求先）の識別符号である端末装置Ｂの識別符号とを制御手段１０に送り、制御手段１０は、呼出元の識別符号（端末装置Ａの識別符号）を宛先とし呼出先より肯定応答データを得たことを示す呼確立通知データを含む制御データ（呼確立通知用制御データ）を作成して制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得た呼確立通知用制御データを変調して制御信号（呼確立通知用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図４中矢印Ｆ４）。

また、制御手段１０は、制御データ（呼確立通知用制御データ）を作成した後には、呼出元の端末装置Ａおよび呼出先の端末装置Ｂそれぞれに対してタイムスロットＴＳｉを割り当て、その結果を通知するための制御データ（タイムスロット割り当て用制御データ）を作成して制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得たタイムスロット割り当て用制御データを変調して制御信号（タイムスロット割り当て用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図４中矢印Ｆ５）。

端末装置２の制御信号送受信手段２７は、信号線Ｌｓを通じて上記タイムスロット割り当て用制御信号を受信すると、当該タイムスロット割り当て用制御データを制御手段２６に送り、制御手段２６は、上記タイムスロット割り当て用制御データに基づいて、分離多重手段２８の制御を行う。また、制御手段２６は、マイクロホン２０ａや、マイクロホンアンプ２０ｂ、スピーカ２１ａ、スピーカアンプ２１ｂ、信号処理手段２２、送信アンプ２５ａ、受信アンプ２５ｂなどを起動する。

その後に、例えば、呼出元の端末装置Ａのマイクロホン２０ａに音声が入力されると、マイクロホン２０ａは上記音声を元に音声信号を作成してマイクロホンアンプ２０ｂに出力し、マイクロホンアンプ２０ｂは音声信号を増幅して信号処理手段２２の送信処理手段２３に出力する。送信処理手段２３では、上述したように、音声信号が有音声状態か無音声状態かが判別され、有音声状態であればマイクロホン２０ａが出力する音声信号を符号化して作成された音声データにより音声伝送用パケットを作成し、当該音声伝送用パケットを変調して音声伝送信号を作成して送信アンプ２５ａに出力し、無音声状態であれば直前の有音声状態時に送信した音声データより音声伝送用パケットを作成し、当該音声伝送用パケットを変調して音声伝送信号を作成して送信アンプ２５ａに出力する。送信アンプ２５ａは、送信処理手段２３が出力した音声伝送信号を増幅して分離多重手段２８に出力する。

分離多重手段２８は、同期信号ＳＹを受信すると（図４中矢印Ｆ６）、予め割り当てられたタイムスロットＴＳｉに合わせて音声伝送信号を信号線Ｌｓに送出する。

一方、呼出先の端末装置Ｂの分離多重手段２８は、送信元が端末装置Ａである音声伝送信号を受信すると、当該音声伝送信号を受信アンプ２５ｂに出力し、受信アンプ２５ｂは音声伝送信号を増幅して信号処理手段２２の受信処理手段２４に出力し、受信処理手段２４では上述したように受信した音声データに対して送信時期判別手段２４ｅによる判別および誤り検出手段２４ｆによる誤り検出が行われ、その結果により、受信した音声データより音声信号を復号するか否かが決定される。受信処理手段２４の情報源復号化手段により音声データが復号され、音声信号が得られた場合には、当該音声信号はスピーカアンプ２１ｂにて増幅された後にスピーカ２１ａに入力され、スピーカ２１ａは入力された音声信号に基づいて音声の出力を行う。

上述の動作は呼出先の端末装置Ｂより呼出元の端末装置Ａに音声信号が送信される場合にあっても同様であり、２台の端末装置Ａ，Ｂは互いに別のタイムスロットＴＳｉを使用して音声信号の送受信を行い、これによって端末装置Ａ，Ｂ間の個別通話が行われる。

次に、本実施形態の伝送システムの動作、例えば、３台の端末装置２間で多対多の通話（一斉通話）を行う場合の動作について図５を参照して説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて３台の端末装置２を区別するために、端末装置２を端末装置Ａ、端末装置Ｂ、端末装置Ｃでそれぞれ表す。

まず、端末装置Ａにおいて、信号線Ｌｓに接続されている全端末装置２を呼び出すための一斉呼出釦が操作されると、端末装置Ａの制御手段２６は、他の端末装置Ｂ，Ｃを一斉に呼び出すための一斉呼出要求データと、自己の識別符号（端末装置Ａの識別符号）とを含む制御データ（一斉呼出要求用制御データ）を作成して制御信号送受信手段２７に出力し、制御信号送受信手段２７は、制御手段２６より得た一斉呼出要求用制御データを変調して制御信号（一斉呼出要求用制御信号）を生成し、分離多重手段２８を介して信号線Ｌｓに送出する（図５中矢印Ｇ１）。

主装置１の制御信号送受信手段１１は、信号線Ｌｓを通じて上記呼出要求用制御信号を受信すると、当該呼出要求用制御信号に含まれる呼出要求データと、呼出元（要求元）の識別符号である端末装置Ａの識別符号とを制御手段１０に送り、制御手段１０は、呼出先の識別符号それぞれを宛先とし上記一斉呼出要求データを含む制御データ（一斉呼出要求通知用制御データ）、すなわち端末装置Ｂを宛先とする一斉呼出要求通知用制御データと、端末装置Ｃを宛先とする一斉呼出要求通知用制御データとを作成して、制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得た一斉呼出要求通知用制御データそれぞれを変調して制御信号（一斉呼出要求通知用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図５中矢印Ｇ２，Ｇ３）。

一斉呼出先の端末装置Ｂ，Ｃそれぞれの制御信号送受信手段２７は、信号線Ｌｓを通じて上記一斉呼出要求通知用制御信号を受信すると、当該一斉呼出要求通知用制御信号に含まれる呼出要求データを制御手段２６に送り、制御手段２６は、スピーカ２１ａより報知音（呼出音）を鳴動させる。このようにして報知音（呼出音）が鳴動された後に、所定時間が経過する前に端末装置Ｂ，Ｃにおいて応答釦が操作されると、端末装置Ｂ，Ｃの制御手段２６は、一斉呼出元の端末装置Ａと個別通話することを了解した旨の肯定応答データと自己の識別符号（端末装置Ｂ，Ｃの識別符号）とを含む制御データ（肯定応答用制御データ）を作成して制御信号送受信手段２７に出力し、制御信号送受信手段２７は、制御手段２６より得た肯定応答用制御データを変調して制御信号（肯定応答用制御信号）を生成し、分離多重手段２８を介して信号線Ｌｓに送出する（図５中矢印Ｇ４，Ｇ５）。

主装置１の制御信号送受信手段１１は、信号線Ｌｓを通じて端末装置Ｂ，Ｃそれぞれから上記肯定応答用制御信号を受信すると、当該肯定応答用制御信号に含まれる肯定応答データと、一斉呼出先（要求先）の識別符号である端末装置Ｂ，Ｃの識別符号とを制御手段１０に送り、制御手段１０は、一斉呼出元の識別符号（端末装置Ａの識別符号）を宛先とし呼出先より肯定応答データを得たことを示す呼確立通知データを含む制御データ（呼確立通知用制御データ）を作成して制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得た呼確立通知用制御データを変調して制御信号（呼確立通知用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図５中矢印Ｇ６）。

また、制御手段１０は、制御データ（呼確立通知用制御データ）を作成した後には、端末装置Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれに対してタイムスロットＴＳｉを割り当て、その結果を通知するための制御データ（タイムスロット割り当て用制御データ）を作成して制御信号送受信手段１１に出力する。制御信号送受信手段１１は、制御手段１０より得たタイムスロット割り当て用制御データを変調して制御信号（タイムスロット割り当て用制御信号）を生成し、分離多重手段１３を介して信号線Ｌｓに送出する（図５中矢印Ｇ７）。

端末装置２の制御信号送受信手段２７は、信号線Ｌｓを通じて上記タイムスロット割り当て用制御信号を受信すると、当該タイムスロット割り当て用制御データを制御手段２６に送り、制御手段２６は、上記タイムスロット割り当て用制御データに基づいて、分離多重手段２８の制御を行う。また、制御手段２６は、マイクロホン２０ａや、マイクロホンアンプ２０ｂ、スピーカ２１ａ、スピーカアンプ２１ｂ、信号処理手段２２、送信アンプ２５ａ、受信アンプ２５ｂなどを起動する。

その後に、例えば、呼出元の端末装置Ａのマイクロホン２０ａに音声が入力されると、マイクロホン２０ａは上記音声を元に音声信号を作成してマイクロホンアンプ２０ｂに出力し、マイクロホンアンプ２０ｂは音声信号を増幅して信号処理手段２２の送信処理手段２３に出力する。送信処理手段２３では、上述したように、音声信号が有音声状態か無音声状態かが判別され、有音声状態であればマイクロホン２０ａが出力する音声信号を符号化して作成された音声データにより音声伝送用パケットを作成し、当該音声伝送用パケットを変調して音声伝送信号を作成して送信アンプ２５ａに出力し、無音声状態であれば直前の有音声状態時に送信した音声データより音声伝送用パケットを作成し、当該音声伝送用パケットを変調して音声伝送信号を作成して送信アンプ２５ａに出力する。送信アンプ２５ａは、送信処理手段２３が出力した音声伝送信号を増幅して分離多重手段２８に出力する。分離多重手段２８は、同期信号ＳＹを受信すると（図５中矢印Ｇ８）、予め割り当てられたタイムスロットＴＳｉに合わせて音声伝送信号を信号線Ｌｓに送出する。

一方、一斉呼出先の端末装置Ｂ，Ｃそれぞれの分離多重手段２８において、送信元が端末装置Ａである音声伝送信号が受信されると、当該音声伝送信号は、受信アンプ２５ｂを経て受信処理手段２４に送られ、受信処理手段２４では上述したように受信した音声データに対して送信時期判別手段２４ｅによる判別および誤り検出手段２４ｆによる誤り検出が行われ、その結果により、受信した音声データより音声信号を復号するか否かが決定される。受信処理手段２４の情報源復号化手段により音声データが復号され、音声信号が得られた場合には、当該音声信号はスピーカアンプ２１ｂにて増幅された後にスピーカ２１ａに入力され、スピーカ２１ａは入力された音声信号に基づいて音声の出力を行う。

上述の動作は端末装置Ｂが音声信号を送信する場合や、端末装置Ｃが音声信号を送信する場合であっても同様であり、３台の端末装置Ａ，Ｂ，Ｃは互いに別のタイムスロットＴＳｉを使用して音声信号の送受信を行い、これによって端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ間の一斉通話が行われる。

ところで、以上の説明では、端末装置Ｂ，Ｃそれぞれは、一斉呼出要求通知用制御信号を受信した際に、報知音を鳴動させ、その後に応答釦が操作されることで、肯定応答用制御信号を信号線Ｌｓに送出する送信するようになっており、応答釦が操作されることで、端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ間の通話が可能となっているが、このような応答釦の操作を省略した構成としてもよい。上記の例でいえば、端末装置Ｂ，Ｃそれぞれは、一斉呼出要求通知用制御信号を受信した際に、報知音を鳴動させることなく、一定時間、音声の入出力が行えるように、信号処理手段２２などを起動するようにしてもよい。なお、上記一定時間は、音声伝送信号の受信時に延長される。

この場合、図５に矢印Ｇ４，Ｇ５で示す肯定応答、および矢印Ｇ６で示す呼確立通知が省略され、主装置１より矢印Ｇ２，Ｇ３で示す一斉呼出要求通知が行われた後は、矢印Ｇ７で示すタイムスロットの割り当て通知が行われることになる。なお、上記のように応答釦の操作を省略する構成は、図４に示す例にも採用でき、この場合、矢印Ｆ３で示す肯定応答、矢印Ｆ４で示す呼確立通知が省略される。

以上述べた本実施形態の音声伝送システムでは、音声送信端末装置として作用する端末装置２は、音声入力手段であるマイクロホン２０ａより得られた音声信号を常時、音声データに符号化して音声受信端末装置として作用する他の端末装置２に送信するのではなく、音声信号に音声が含まれている有音声状態時に音声データを他の端末装置２に送信し、有音声状態時から音声信号に音声が含まれていない無音声状態時に切り替わった際には、直前の有音声状態時に送信した音声データを他の端末装置２に再度送信する。

つまり、本実施形態の音声伝送システムによれば、音声送信端末装置として作用する端末装置２から音声受信端末装置として作用する端末装置２へは有音声状態時とその直後の無音声状態時とで同じ音声データが送信されるから、伝送エラーが生じて有音声状態時に受信した音声データに誤りが検出されたとしても、その直後の無音声状態に再度送信される音声データを用いれば（例えば、本実施形態の音声伝送システムのように有音声状態時に送信された音声データに誤りがあった場合には、当該音声データを復号化せずに、直後の無音声状態時に再度送信された音声データを復号化すれば）、伝送エラーによる異音の発生を抑制でき、しかも、音声データの破棄やミューティング処理を行う場合に比べれば、音声の再現性を向上できる。その上、音声信号に音声が含まれておらず、音声信号をリアルタイムで送信する価値が無い無音声状態時に、音声端末送信装置より音声端末受信装置に音声データの再送を行っているから、リアルタイム性の低下を抑制できる。

ところで、本実施形態における端末装置２は、信号処理手段２２が送信処理手段２３と受信処理手段２４とを有していることにより、マイクロホン２０ａが入力された音声を元に出力する音声信号を音声データに変換して音声伝送用パケットにより送信する音声送信端末装置としての機能と、受信した音声伝送用パケットに含まれる音声データより得た音声信号に基づいてスピーカ２１ａに音声を出力させる音声受信端末装置としての機能との両方の機能を有している。なお、端末装置２の構成は、上記の構成に限定されるものではなく、音声送信端末装置としての機能のみを有しているものであってもよいし、音声受信端末装置としての機能のみを有しているものであってもよく、要は、信号線Ｌｓで接続された端末装置２のなかに、音声送信端末装置としての機能を有する端末装置２の他に、音声受信端末装置としての機能を有する端末装置２が存在していればよい。

（ａ）は本発明の一実施形態の音声伝送システムのブロック図、（ｂ）は送信処理手段のブロック図、（ｃ）は受信処理手段のブロック図である。 同上における動作説明図である。 同上における同期信号およびタイムスロットのタイムチャートである。 同上における動作説明図である。 同上における動作説明図である。

符号の説明

２ 端末装置（音声送信端末装置、音声受信端末装置）
２０ａ マイクロホン（音声入力手段）
２３ａ 情報源符号化手段（符号化手段）
２３ｂ 送信データ記憶手段
２３ｃ 伝送路符号化手段
２３ｄ 変調手段
２３ｅ 判別手段
２３ｆ 送信データ制御手段
２４ｃ 受信データ記憶手段
２４ｄ 情報源復号化手段（復号化手段）
２４ｅ 送信時期判別手段
２４ｆ 誤り検出手段
２４ｇ 受信データ制御手段

Claims (2)

1. 音声信号をパケットにより送信する音声送信端末装置と、受信した音声信号に基づいて音声を出力する音声受信端末装置とを備えた音声伝送システムであって、
   音声送信端末装置は、受波した音波を電気信号からなる音声信号に変換する音声入力手段より得られた音声信号が音声を含む有音声状態と音声を含まない無音声状態のいずれであるかの判別を行う判別手段と、上記音声信号を符号化して音声データを作成する符号化手段と、上記音声データを音声受信端末装置に送信する送信手段と、上記音声データが記憶される送信データ記憶手段と、判別手段の判別結果が有音声状態から無音声状態に切り替わると直前の有音声状態時に送信手段が送信した音声データを送信手段に再度送信させる送信データ制御手段とを備えていることを特徴とする音声伝送システム。
2. 送信手段は、音声データを送信するにあたっては、音声データに当該音声データ用の誤り検出符号と判別手段の判別結果を示す判別符号とを付して送信し、
   音声受信端末装置は、送信手段が送信した音声データを受信する受信手段と、音声データを復号化して音声信号を得る復号化手段と、音声データが記憶される受信データ記憶手段と、受信手段が受信した音声データに対して当該音声データに付された判別符号により送信時期が有音声状態時と無音声状態時のいずれであるかの判別を行う送信時期判別手段と、受信手段が受信した音声データに対して当該音声データに付された誤り検出符号により誤り検出を行う誤り検出手段と、送信時期判別手段により有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段により誤りが検出されなければ、当該音声データを復号化手段に出力し、以後、受信した音声データに対する送信時期判別手段の判別結果が有音声状態時になるまでは、受信した音声データを復号化手段に出力せず、送信時期判別手段により有音声状態時と判別された音声データに誤り検出手段により誤りが検出されると、当該音声データを復号化手段に出力せずに、新たな音声データの受信を待ち、新たに受信した音声データに対する送信時期判別手段の判別結果が無音声状態時であれば、上記新たに受信した音声データを復号化手段に出力する受信データ制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の音声伝送システム。

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