JP2597751B2 - 音声変換通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、音声通信において、話者の特定を困難に
するために音声の変換を行う音声変換通信装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の音声変換装置を示す構成図であり、図
において、１は音声入力を増幅する入力増幅器で、その
後段にはローパスフィルタ２、第１のバンドパスフィル
タ３、第ｎ−２のバンドパスフィルタ４、ハイパスフィ
ルタ５が並列接続されており、これらは１つのフィルタ
群を構成している。また6,7,8,及び９はそれぞれ上記各
フィルタ２〜５の出力を積分する第1,第2,第ｎ−1,第ｎ
の積分器、10,11,12,及び13はそれぞれ上記各積分器６
〜９の後段に接続された第1,第2,第ｎ−1,第ｎの発振器
であり、発振周波数を調整するための外付抵抗等を有し
ている。また14は各発振器のミキシング出力を増幅する
出力増幅器である。

次に動作について説明する。

入力された音声信号は、入力増幅器１によって増幅さ
れ、後段のフィルタ群に入力される。ここでローパスフ
ィルタ２は最も低い周波数帯域の信号を濾波するための
もの、ハイパスフィルタ５は最も高い周波数帯域の信号
を濾波するためのものであり、第１のバンドパスフィル
タ３ないし第ｎ−２のバンドパスフィルタ４は上記ロー
パスフィルタ２とハイパスフィルタ５の間の帯域を細か
く分割し濾波するためのものである。

そして上記各フィルタによって濾波された信号は第１
の積分器６〜第ｎの積分器９によって各々独立に積分さ
れ、各々の帯域における入力音声信号の強度信号に変換
される。

上記各発振器10〜13は、各々独立した電圧増幅制御発
振器であり、前段の積分器によって出力される音声信号
の強度信号に対応した振幅の特定周波数発振信号を出力
する。この際、上記各発振器の発振周波数は外部の可変
抵抗等により変えることができる。

これらの発振器の出力はミキシングされ、この音声変
換信号は出力増幅器14により増幅出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の音声変換装置は以上のように構成されていたた
め、フィルタ，積分器，発振器等を細かく分割した周波
数帯域毎に必要とし、部品点数が多く、構成が複雑であ
った。また可変抵抗等によって音声変換を行うため、原
音声信号を異なった種々の音声信号へ変換するための制
御が困難であり、このため無線通信等において移動機側
から固定機側の音声変換機能を制御したり、固定機側か
ら移動機側の音声変換機能を制御したりすることが困難
であった。

ところで、特開昭60−165849号公報，特開昭61−3543
号公報等には、送受信装置において、送信信号の盗聴を
防止するため、送信側において音声信号のスペクトルを
反転し、このスペクトルの反転した音声信号を受信側に
伝送し、この受信側において伝送されてきた音声信号の
スペクトルを再反転させてもとの音声信号を得るように
したものが示されている。

確かに、上記公報記載の送受信装置は、秘話通信をス
ペクトル反転法により実現した回路構成の簡単なもので
すが、この公報記載の送受信装置では、送信側での元の
音声信号の周波数スペクトルと、受信側で得られる送信
側からの音声信号の周波数スペクトルとが同一であり、
このため、受信側では、誰が話しているのか簡単に分か
ってしまい、話者の特定を困難にするための音声変換に
は適用できない。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、無線通信等において、話者の特定を困難なも
のとするための種々の音声変換信号への変換を容易に行
うことができるとともに、移動機より固定機側の音声変
換、あるいは固定機より移動機側の音声変換を簡単に制
御することができ、しかも部品点数が少なく簡単な構成
の音声変換通信装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る音声変換通信装置は、送信機側に，原
音声信号の周波数スペクトルを所定周波数の第１の搬送
波を用いて反転し、反転音声信号を送出するとともに、
制御信号に応じて所定の周波数の搬送波を発生する第１
の信号処理手段を設け、受信機側に、上記反転音声信号
の周波数スペクトルを、上記第１の搬送波と異なる周波
数の第２の搬送波を用いて反転し、周波数スペクトルが
上記原音声信号に対し所定量シフトした変換音声信号を
出力する第２の信号処理手段と、上記制御信号を発生し
て送信機側の第１の搬送波の周波数を制御する周波数制
御手段とを設け、上記制御信号の送受信するための通話
チャンネルとは異なる制御チャンネルを用いて行うよう
にしたものである。

〔作用〕

この発明においては、送信側では、原音声信号の周波
数スペクトルを所定周波数の第１の搬送波を用いて反転
し、反転音声信号を送出するとともに、受信側では、上
記反転音声信号の周波数スペクトルを、上記第１の搬送
波と異なる周波数の第２の搬送波を用いて反転し、周波
数スペクトルが上記原音声信号に対し所定量シフトした
変換音声信号を出力するようにしたから、無線通信等に
おいて、話者の特定を困難なものとするための種々の音
声変換信号への変換を容易に行うことができるととも
に、音声信号の周波数帯域を細かく分割し、各帯域毎に
信号処理する必要がなくなり、フィルタや信号処理用の
積分器，発振器等を不要とでき、部品点数を少なくでき
る。

またこの発明では、送信側に制御信号に応じて所定の
周波数の搬送波を発生することができる搬送波発生装置
を設け、受信側に上記制御信号を発生して送信機側の第
１の搬送波の周波数を制御する周波数制御手段を設けた
ので、送信側での音声変換制御を受信側から簡単に行な
うことができ、しかも種々の音声信号への変換も第１あ
るいは第２の搬送波の周波数を変えるだけでよく、簡単
である。さらに上記制御信号の送受信を、音声信号を送
受信するための通話チャンネルとは異なる制御チャンネ
ルを用いて行うようにしたので、通話音声帯域が狭帯域
化するのを防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による音声変換通信装置に
おける固定機と移動機の構成を示す図である。

図において、17は固定機であり、ここで、１は入力音
声信号を増幅する第１の入力増幅機、２はその後段に接
続され、増幅出力を第１の搬送波を用いて搬送波抑圧変
調して、原音声信号とはその周波数スペクトルが反転し
た反転音声信号を出力するリング変調器、３は該変調出
力の最も低い周波数帯域，つまり下側帯波を濾波する第
１のローパスフィルタ、４は該濾波出力を増幅して出力
する第１の出力増幅器、５は上記第１の搬送波を所望の
周波数f1でもって発生可能な第１の搬送波発生器、６は
所定の制御信号を発生する第１のモデム、S1は該モデム
出力と出力増幅器４の出力とを切り換えて出力する第１
のスイッチ、７は上記搬送波発生器5,モデム６及びスイ
ッチS1を制御する第１の制御部７、８は上記スイッチS1
の出力を送信するとともに、送信先からの信号を受信す
る第１の無線送受信部８である。

また、18は送信先の移動機であり、ここで、９は固定
機17からの信号を受信するとともに、移動機18の内部信
号を送信する第２の無線送受信部、S2は上記固定機17か
らの信号の種類に応じて第２の入力増幅器10側及び第２
のモデム15側に切り換える第２のスイッチ、11は上記反
転音声信号を第２の搬送波を用いて復調して、その周波
数スペクトルを再度反転し、変換音声信号を出力するリ
ング復調器、12は該変換音声信号の下側帯波を濾波する
ローパスフィルタ、13は該濾波出力を増幅して出力する
第２の出力増幅器、14は上記第２の搬送波を所望の周波
数f2でもって発生可能な第２の搬送波発生器、15は所定
の制御信号を発生する第２のモデム、16は上記搬送波発
生器14,モデム15及びスイッチS2を制御する第２の制御
部である。

またここで、上記リング変調器２及びリング復調器11
とは同一の回路構成となっており、その一例を第２図に
示す。

第２図において、30〜33は第１〜第４のアナログスイ
ッチで、該第１及び第３のアナログスイッチ30,32は、
その入力が入力増幅器１の出力に接続され、第２及び第
４のアナログスイッチ31,33の入力は接地されている。3
4は上記第１の搬送波を反転する論理反転器で、その反
転出力は上記第2,第３のアナログスイッチの制御入力に
接続されており、第1,第４のアナログスイッチングの制
御入力には第１の搬送波が接続されている。35は第1,第
２のアナログスイッチの出力と、第3,第４のアナログス
イッチングの出力とを入力とする差動増幅器で、その出
力がリング変調出力となっている。

また第３図は上記音声変換処理による音声信号の周波
数スペクトルの変化を示す図であり、同図（ａ）は原音
声信号のスペクトルであり、同図（ｂ）はリング変調出
力，つまりリング変調器により上側帯波と下側帯波が生
成された信号のスペクトル、同図（ｃ）はローパスフィ
ルタ３により下側帯波のみが濾波された信号のスペクト
ルで、これが上記移動機18の音声入力スペクトルであ
る。また同図（ｄ）はリング復調器11により上側帯波と
下側帯波が生成された信号のスペクトルであり、同図
（ｅ）はローパスフィルタ12により下側帯波のみが濾波
された信号のスペクトルである。

次に動作について説明する。

入力された原音声信号（第３図（ａ））は、第１の入
力増幅器１によって増幅され、リング変調器２に入力さ
れる。該リング変調器２では、上記原音声信号は上記第
１の搬送波によって搬送波抑圧変調されて、上側帯波及
び下側帯波を有する変調信号（第３図（ｂ））となる。
このリング変調出力は第１のローパスフィルタ３によっ
て下側帯波のみが濾波された反転音声信号（第３図
（ｃ））となり、第１の出力増幅器４により増幅され
る。そしてこの増幅出力は、スイッチS1を介して第１の
無線送受信部８に入力され、通話チャンネルを用いて固
定機17から移動機18へ送出される。

ここで、上記第１の制御部７は第１のモデム６を介し
て、上記通話チャンネルとは異なる制御チャンネルによ
り移動機18とデータ送受することができ、移動機18との
通信処理の後、移動機18側からの制御信号に基づいて第
１の搬送波発生器５をその搬送波が適当な周波数となる
よう制御する。

そして上記固定機17より送出された反転音声信号は、
移動機18の第２の無線送受信部９により受信された後、
第２の入力増幅器10により増幅され、リング復調器11に
入力される。該リング復調器11では、上記反転音声信号
は第２の搬送波により復調されて、下側帯波と上側帯波
とを有する復調信号（第３図（ｄ））となる。このリン
グ復調出力は第２のローパスフィルタ12によって下側帯
波のみが濾波され、周波数スペクトルが原音声信号の形
に復元された音声信号（第３図（ｅ））となり、第２の
出力増幅器13を介して出力される。

ここで、第２の制御部16は、第２のモデム15を介し
て、上記制御チャンネルにより固定機17とデータ送受す
ることができ、固定機17との通信処理の後、第２の搬送
波発生器14に対して適当な周波数の搬送波を送出するよ
うに制御する。

上述のように、リング変調器２及びローパスフィルタ
３により音声入力スペクトルは反転され、またリング復
調器11及びローパスフィルタ12により入力スペクトルは
再度反転され元のスペクトルの形に戻る。

そして、リング変調器２に供給される第１の搬送波の
周波数に対してリング復調器11に供給される第２の搬送
波の周波数を高くあるいは低く設定することにより、音
声、つまり受信音声信号のスペクトルを高くあるいは低
く制御することができる。

また第２の搬送波の周波数に対して第１の搬送波の周
波数を高くあるいは低く設定することにより、受信音声
信号のスペクトル（音声）を低くあるいは高く制御する
ことができる。

なお以下に、上記リング変調器２及びリング復調器11
の動作を簡単に説明する。

上記第１の搬送波が特定周波数の矩形波としてリング
変調器２に入力されると、リング変調器２では、搬送波
の“H"レベル時、第１のアナログスイッチ30及び第４の
アナログスイッチ33が導通し、第２のアナログスイッチ
31及び第３のアナログスイッチ32が非導通となり、差動
増幅器35は音声入力の反転信号を送出する。一方、上記
搬送波の“L"レベル時は、第２のアナログスイッチ31及
び第３のアナログスイッチ32が導通し、第１のアナログ
スイッチ30及び第４のアナログスイッチ33が非導通とな
り、差動増幅器35は音声入力の非反転信号を送出する。

このような処理により上記リング変調器は、入力され
た音声信号から、上側帯波及び下側帯波を生成すると共
に、搬送波成分が抑圧された変調信号を出力する働きを
している。なおリング復調器の動作は上記リング変調器
の動作と全く同一であるので、その説明は省略する。

このように本実施例では、固定機17では、原音声信号
の周波数スペクトルをリング変調器２とローパスフィル
タ３により反転し、この反転音声信号を送出するととも
に、移動機18では、上記反転音声信号の周波数スペクト
ルを、リング復調器11とローパスフィルタ12により再度
反転し、周波数スペクトルが上記原音声信号に対し所定
量シフトした変換音声信号を出力するようにしたので、
無線通信等において、話者の特定を困難なものとするた
めの種々の音声変換信号への変換を容易に行うことがで
きるとともに、音声信号の周波数帯域を細かく分割し、
各帯域毎に信号処理する必要がなくなり、フィルタや信
号処理用の積分器，発振器等を不要とでき、部品点数を
少なくできる。

また、固定機17及び移動機18間でデータ伝送して、移
動機18側から固定機17の第１の搬送波の周波数を、ある
いは固定機17側から移動機18の第２の搬送波の周波数を
選択するようにしたので、音声変換動作を移動機18ある
いは固定機17にて簡単に制御することができ、しかも種
々の音声変換信号への変換も第１あるいは第２の搬送波
の周波数を変えるだけでよく、簡単である。さらに上記
制御信号の送受信を、音声信号を送受信するための通話
チャンネルとは異なる制御チャンネルを用いて行うよう
にしたので、通話音声帯域が狭帯域化するのを防止でき
る。

次に本実施例の音声変換通信装置を用いた通信システ
ムを第４図を用いて説明する。

第４図において、20は上記固定機17の音声入力スペク
トルを反転する機能を有する固定機、21は上記移動機18
の反転音声入力スペクトルを再度反転する機能を有する
移動機であり、22は通話チャネル、23は該通話チャネル
とは異なる制御チャネル、24は上記固定機20に接続され
た電話回線である。

上記固定機20と移動機21は、音声変換制御を行う場合
には、通話チャネル22とは異なる制御チャネル23を用
い、音声の高低を決定する情報を送受し、固定機20との
移動機21は本情報に基づき、各々の送信搬送波周波数f
1,受信搬送波周波数f2を決定し、その後に通話チャネル
22を用いて通話を行う。

固定機20は電話回線24と接続されており、電話回線24
からの入力信号を移動機21に送出し、移動機21からの受
信信号を電話回線に送出する。

この場合上述のように、音声スペクトルが反転した下
側帯波のみを送受信するため、音声帯域を広げることな
く送受信の搬送波により音声変換通信を行うことがで
き、また音声変換を行うための搬送波周波数情報につい
ては通話チャネルとは異なる制御チャネルを用いるた
め、通話チャネル内で搬送波周波数情報を送受する場合
に比べて、より広い音声帯域が確保できるため、高品質
な音声変換通話を実現することができる。

なお、上記実施例では音声入力信号より上側帯波及び
下側帯波を生成するためにリング変調器を用いたが、平
衡変調器など同等の機能を有するものを用いてもよい。

また音声変換の高低制御に関しても、移動機及び固定
機の両方で行う必要はなく、いずれか一方のみ制御を行
うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る音声変換通信装置によれ
ば、送信側では、原音声信号の周波数スペクトルを所定
周波数の第１の搬送波を用いて反転し、反転音声信号を
送出するとともに、受信側では、上記反転音声信号の周
波数スペクトルを、上記周波数が第１の搬送波と異なる
第２の搬送波を用いて反転し、周波数スペクトルが上記
原音声信号に対し所定量シフトした変換音声信号を出力
するようにしたので、無線通信等において、話者の特定
を困難なものとするための種々の音声変換信号への変換
を容易に行うことができるとともに、音声信号の周波数
帯域を細かく分割し、各帯域毎に信号処理する必要がな
くなり、フィルタや信号処理用の積分器，発振器等を不
要とでき、この結果部品点数を少なくできる効果があ
る。

また、送信側に制御信号に応じて所定の周波数の搬送
波を発生することができる搬送波発生装置を設け、受信
側に上記制御信号を発生して送信機側の第１の搬送波の
周波数を選択する周波数制御手段を設けたので、送信側
での音声変換制御を受信側から簡単に制御することがで
き、しかも種々の音声変換信号への変換も第１あるいは
第２の搬送波の周波数を変えるだけでよく、簡単である
という効果がある。またこの発明によれば、上記音声変
換通信装置において、上記制御信号の送受信を、音声信
号を送受信するための通話チャンネルとは異なる制御チ
ャンネルを用いて行うようにしたので、通話音声帯域が
狭帯域化するのを防止できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による音声変換通信装置を
示す構成図、第２図は上記音声変換通信装置に用いるリ
ング変調器及びリング復調器の構成を示す図、第３図は
上記音声変換処理による音声信号の周波数スペクトルの
変化を示す図、第４図は本音声変換通信装置を用いた通
信システムを示す図、第５図は従来の音声変換通信装置
の構成を示す図である。 図において、１は第１の入力増幅器、２はリング変調
器、３は第１のローパスフィルタ、４は第１の出力増幅
器、５は第１の搬送波発生器、６は第１のモデム、７は
第１の制御部、８は第１の無線送受信部、９は第２の無
線送受信部、10は第２の入力増幅器、11はリング復調
器、12は第２のローパスフィルタ、13は第２の出力増幅
器、14は第２の搬送波発生器、15は第２のモデム、16は
第２の制御部、17は固定機、18は移動機である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信機及び受信機間での音声信号の無線通
   信の際、原音声信号を変換して変換音声信号を作成する
   音声変換通信装置において、 上記送信機側に設けられ、上記原音声信号の周波数スペ
   クトルを所定周波数の第１の搬送波を用いて反転し、反
   転音声信号を送出するとともに、制御信号に応じて所定
   の周波数の搬送波を発生する第１の信号処理手段と、 上記受信機側に設けられ、上記反転音声信号の周波数ス
   ペクトルを、上記第１の搬送波と異なる周波数の第２の
   搬送波を用いて反転し、周波数スペクトルが上記原音声
   信号に対し所定量シフトした変換音声信号を出力する第
   ２の信号処理手段と、 上記受信機側に設けられ、上記制御信号を発生して送信
   機側の第１の搬送波の周波数を制御する周波数制御手段
   とを備え、 上記制御信号の送受信を、音声信号を送受信するための
   通話チャンネルとは異なる制御チャンネルを用いて行う
   ことを特徴とする音声変換通信装置。