JP2010204499A - データ重畳装置、通信システムおよび音響通信方法 - Google Patents
データ重畳装置、通信システムおよび音響通信方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】通信システムを、音声信号を入力する音声信号入力部と、音声信号に時間的欠落部であるギャップ区間を形成するギャップ形成部と、音声信号のギャップ区間に、データ符号によって変調されたノイズ信号を合成するノイズ合成部と、を備えたデータ重畳装置と、データ重畳装置によってノイズ信号が合成された音声信号を媒質中に放音する放音部と、を備えた送信装置と、媒質中を伝搬する音声信号を収音する収音部と、収音部が収音した音声信号に含まれるノイズ信号からデータ信号を復調する復調部と、を備えた受信装置と、で構成する。
【選択図】図4
Description
まず、図面を参照して本発明の音響通信方式について説明する。図1(A)は本音響通信方式に用いられる音声信号の例を示す図である。また、同図(B)は、本音響通信方式に用いられる擬似ノイズ信号(擬似ノイズ信号)の例を示す図である。本実施形態では、データ符号で同図(B)の擬似ノイズ信号を変調し、この変調された擬似ノイズ信号を、同図(A)の音声信号に埋め込む。音声信号に埋め込むとは、音声信号に短時間のギャップ(時間的欠落)区間を形成し、このギャップ区間にデータ符号で変調された擬似ノイズ信号を合成することである。
図面を参照して本発明の実施形態であるデータ重畳装置の基本構成を説明する。データ重畳装置は、音声信号にギャップ区間を形成し、このギャップ区間にデータ符号で変調されたノイズ信号を埋め込む装置である。図2は同データ重畳部の基本構成を示すブロック図、図3は、同データ重畳装置の各部の信号波形を示す図である。
次に、上記データ通信方式が適用された音響通信システムについて説明する。図4は上記音響通信システムの構成を示す図である。この音響通信システムは、送信装置1、受信装置2で構成される。
図5は送信装置1のデータ重畳部10の構成を示すブロック図である。このデータ重畳部10の基本的構成は、図2に示したデータ重畳装置と同様であり、図2のデータ重畳装置にさらに以下の機能を付加したものである。
(1)音声信号Sのうち擬似ノイズ信号PNが分布しない低音域の信号成分は、ギャップ区間においても出力する。
(2)ギャップ区間で抑制する高音域の信号成分のレベルを検出し、この検出されたレベルで擬似ノイズ信号PNMのレベルを制御する。
なお本図のデータ重畳部10の構成において、図2のデータ重畳装置と同一構成の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図7は受信装置2に設けられている復調部21の詳細構成を示す図である。復調部21には、マイク22で収音されアナログ回路部23でデジタル信号に変換された合成信号が入力される。合成信号は、上述したように音声信号Sに変調された擬似ノイズ信号PNMが埋め込まれた信号である。復調部21は、合成信号から擬似ノイズ信号PNMを抽出して、参照信号である元の擬似ノイズ信号(符号列)PNとの相関値(ピーク値)を求め、変調信号PNMのピーク値の符号(正/負)が参照信号PNの符号(正/負)と一致するか逆かに基づいてデータ符号Dを復調する。
上記実施形態は、音声を空気中に放音して音響通信を行うシステムについて説明したが、音響を伝搬する媒質は空気に限定されない。たとえば、固体や液体を伝搬する音響通信に本発明を適用することも可能である。また、本発明は音響通信に限定されず、音声信号を電気信号として電気的または電磁的に伝搬させる有線通信・無線通信に適用することも可能である。さらに、音声信号をデジタルオーディオ信号化してストリーミング、ファイル転送する場合に適用することも可能である。
2 受信装置
10 データ重畳部
21 復調部
Claims (7)
- 音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号に時間的欠落部であるギャップ区間を形成するギャップ形成部と、
前記音声信号のギャップ区間に、データ符号によって変調されたノイズ信号を合成するノイズ合成部と、
を備えたデータ重畳装置。 - 前記ノイズ合成部は、前記ギャップ区間または前記ギャップ区間前後の前記音声信号の信号レベルに応じて、前記ノイズ信号の信号レベルを制御する請求項1に記載のデータ重畳装置。
- 前記音声信号の低音域成分を取り出すローパスフィルタと、
前記音声信号のギャップ区間に、前記ローパスフィルタによって取り出された低音域成分をさらに合成する低音域合成部と、
を備えた請求項1または請求項2に記載のデータ重畳装置。 - 音声信号に時間的欠落部であるギャップ区間を形成して放音するとともに、このギャップ区間にデータ符号によって変調されたノイズ信号を放音することを特徴とする音響通信方法。
- 前記ノイズ信号の信号レベルを、前記ギャップ区間または前記ギャップ区間前後の前記音声信号の信号レベルに応じて制御することを特徴とする請求項1に記載の音響通信方法。
- 前記音声信号の低音域成分を、前記ギャップ区間に前記ノイズ信号とともに放音する請求項1または請求項2に記載の音響通信方法。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のデータ重畳装置と、該データ重畳装置によってノイズ信号が合成された音声信号を媒質中に放音する放音部と、を備えた送信装置と、
媒質中を伝搬する音声信号を収音する収音部と、該収音部が収音した音声信号に含まれるノイズ信号からデータ信号を復調する復調部と、を備えた受信装置と、
からなる通信システム。
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