JP2816044B2 - デジタル音声処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＵＳＥ音声信号を再
生処理するデジタル音声処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイビジョン放送のＭＵＳＥ信号
は２値／３値変換して形成されたデジタル音声信号（Ｍ
ＵＳＥ音声信号）がその垂直帰線期間に多重され、この
音声信号を再生処理するため、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコン
バータ，ＭＵＳＥデコーダ等は後述するデジタル音声処
理回路（ＭＵＳＥ音声処理回路）を備える。例えばＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの場合、その全体回路がほぼ
図４に示すように構成される。

【０００３】同図において、１は受信用のＢＳアンテ
ナ、２はＢＳチューナ、３はＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバ
ータ、４はＭＵＳＥ信号を８ビットにデジタル化するＡ
／Ｄ変換器、５は音声処理ブロックであり、デジタル音
声処理回路６，音声処理用のＲＡＭ７，デジタルフィル
タ８及びアナログ音声信号出力用のＤ／Ａ変換器９を有
する。

【０００４】１０は映像処理ブロックであり、ＭＵＳＥ
映像信号をＮＴＳＣ信号にデジタル的に変換するＭＵＳ
Ｅ−ＮＴＳＣ映像処理回路１１，映像処理用のＲＡＭ１
２及びＹ，Ｂ−Ｙ，Ｒ−ＹのＮＴＳＣ信号をアナログ変
換するＤ／Ａ変換器１３，１４，１５，ＮＴＳＣ方式の
コンポジット信号，コンポーネント信号，Ｙ／Ｃ信号構
成の映像信号を再構成する映像エンコーダ回路１６を有
する。１７はコンバータ３の動作（処理）を制御するマ
イクロコンピュータである。

【０００５】そして、ハイビジョン放送の衛星放送信号
（ＢＳ信号）がＢＳアンテナ１により受信され、このア
ンテナ１の受信ＢＳ信号がＢＳチューナ２により検波さ
れ、検波信号としてアナログのＭＵＳＥ信号が形成され
る。このＭＵＳＥ信号はコンバータ３のＡ／Ｄ変換器４
により１６．２ＭＨｚでサンプリングして直線量子化さ
れ、８ビット構成のデジタル信号に変換され、このデジ
タル信号がデジタル化されたＭＵＳＥ信号として音声処
理回路６，映像処理回路１１に供給される。

【０００６】そして、音声処理回路６はデジタル化され
たＭＵＳＥ信号からこの信号の垂直帰線期間に多重され
たＭＵＳＥ音声信号を抽出し、この信号に後述の３値／
２値変換，時間軸伸張，音声デコード（ＤＰＣＭデコー
ド）等を施して１６ビットの２値音声信号（シリアル信
号）を再構成する。この２値音声信号がデジタルフィル
タ８を介してＤ／Ａ変換器９に供給され、この変換器９
のアナログ変換によりアナログの音声信号が再生され
る。

【０００７】また、映像処理回路１１はデジタル化され
たＭＵＳＥ信号にＭＵＳＥ方式の映像デコード，ＮＴＳ
Ｃ方式への信号変換等を施し、ＮＴＳＣ信号に変換され
たＹ，Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙのデジタル信号を復号形成する。
これらのデジタル信号がＤ／Ａ変換器１３〜１５により
アナログ変換されてエンコーダ回路１６に供給され、こ
のエンコーダ回路１６によりＹ，Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙのアナ
ログ信号が処理されてＮＴＳＣ方式のコンポジット信
号，コンポーネント信号，Ｙ／Ｃ信号（Ｙ／Ｃ分離信
号）構成の映像信号が再生される。

【０００８】ところで、ＭＵＳＥ音声信号は送信側にお
いて、つぎに説明するように形成されてＭＵＳＥ信号に
多重される。すなわち、アナログの音声信号（原信号）
は直線量子化により１６ビットデータに２値化された
後、準瞬時圧縮８ビットＤＰＣＭ符号化により図５の
（ａ）に示すサンプリング周波数１８．２２５ＭＨｚ
（＝１／ｔ１）の２値音声信号に変換される。

【０００９】さらに、この２値音声信号は図６の２値／
３値の変換規則に基づき、その各３ビットが２シンボル
の３値データに変換されて時間圧縮され、この各３値デ
ータが１２．１５ＭＨｚで再度サンプリングされ、図５
の（ｂ）に示すサンプリング周波数１２．１５ＭＨｚ
（＝１／ｔ２）のＭＵＳＥ音声信号に変換される。そし
て、このＭＵＳＥ音声信号がＭＵＳＥ信号の垂直帰線期
間に多重される。

【００１０】一方、受信側においては、Ａ／Ｄ変換器４
の１６．２ＭＨｚの出力信号（ＭＵＳＥ信号）にＭＵＳ
Ｅ音声信号が１２．５ＭＨｚで多重されているため、音
声処理回路６が図７に示すように構成される。そして、
Ａ／Ｄ変換器４のデジタル化されたＭＵＳＥ信号は最初
にレベル変換器１７に供給され、この変換器１７により
ＡＭ／ＦＭのモード間のレベル差を解消するようにレベ
ル変換されてローパスフィルタ１８に供給される。

【００１１】このフィルタ１８は入力信号を１２．５Ｍ
Ｈｚのサンプリング周波数に変換し、ＭＵＳＥ音声信号
を抽出して３値／２値変換回路１９に供給する。この変
換回路１９は図８に示すように３値判別用のデジタル比
較部２０及び３値／２値の変換部２１からなり、入力さ
れたＭＵＳＥ音声信号（ＭＵＳＥ入力信号）Ｓｉの各ビ
ットＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…はＡ／Ｄ変換器４によ
り８ビット構成のデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，…そ
れぞれに変換されて比較部２０に供給される。

【００１２】この比較部２０は図９に示すように、比較
器２０ａ，２０ｂ，ＲＯＭ構成のしきい値設定器２０
ｃ，２０ｄ及び排他的オアゲート２０ｅ，アンドゲート
２０ｆ，２０ｇ，インバータ２０ｈからなり、設定器２
０ｃ，２０ｄは予め書込まれた図１０の３値判別用の２
しきい値ｈ，ｌの８ビットデータＤｈ，Ｄｌを発生す
る。そして、入力データＤｉ（＝Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ
４，…）としきい値ｈ，ｌのデータＤｈ，Ｄｌとの比較
に基づき、比較器２０ａはＤｈ＜Ｄｉのときにのみ出力
が１になり、比較器２０ｂはＤｉ＜Ｄｌのときのみ出力
が１になる。

【００１３】さらに、比較器２０ａ，２０ｂの出力の論
理ゲート処理により、Ｄｈ＜Ｄｉのときはアンドゲート
２０ｇの出力Ｈが１になり、Ｄｌ≦Ｄｉ≦Ｄｈのときは
オアゲート２０ｅの出力Ｍが１になり、Ｄｉ＜Ｄｌのと
きはアンドゲート２０ｆの出力Ｌが１になる。そして、
出力Ｈ，Ｌ，Ｍの択一的な１により比較部２０がＭＵＳ
Ｅ音声信号の各ビットの３値を判定し、出力Ｈ，Ｌ，Ｍ
の３ビットの判別結果が３値データとして変換部２１に
供給される。

【００１４】この変換部２１は例えば図６の２値／３値
の変換規則に対応する３値／２値の変換規則のルックア
ップテーブルメモリを有し、このメモリを参照しながら
入力された３値データを２値データ，すなわち２値音声
信号に変換して戻す。さらに、変換部２１の２値音声信
号が時間伸長回路２２に供給され、この回路２２はデュ
アルポートＲＡＭ構成のメモリ２３を用いて２値音声信
号を速度変換してその時間軸を伸長する。

【００１５】また、時間軸伸長回路２２の出力信号がフ
レーム間デインタリーブ回路２４に供給され、この回路
２４によりデュアルポートＲＡＭ構成のメモリ２５を用
いて入力信号にフレーム間デインタリーブ処理が施さ
れ、１．３５Ｍビット／秒の音声ビットストリームの２
値音声信号が形成される。この２値音声信号は制御符号
検出回路２６，フレーム同期検出回路２７及びビットデ
インタリーブ回路２８に供給され、制御符号検出回路２
６は音声ビットストリームから受信中の音声モード等の
制御情報の符号を検出し、検出した制御情報をマイクロ
コンピュータ１７等に供給する。

【００１６】また、フレーム同期検出回路２７は音声ビ
ットストリームから音声フレーム周期を検出してタイミ
ング発生回路２９等の基準信号となるフレーム同期信号
を形成し、ビットデインタリーブ回路２８は音声ビット
ストリームのビット配列を元に戻してＢＣＨ誤り訂正回
路３０に供給する。

【００１７】そして、この誤り訂正回路３０は伝送によ
って生じた音声ビットストリームの主にランダムエラー
の符号誤りを検出して訂正し、訂正後の２値音声信号，
誤データ及びレンジデータ等をワードデインタリーブ回
路３１，レンジ訂正回路３２に供給する。さらに、ワー
ドデインタリーブ回路３１は２値音声信号の音声ワード
の連続的な誤りを訂正し、レンジ訂正回路３２は２値音
声信号に含まれたレンジビットデータの誤りを訂正す
る。

【００１８】そして、ワードデインタリーブ回路３１，
レンジ訂正回路３２の訂正が施された２値音声信号，レ
ンジビットデータは準瞬時伸長回路３３に供給され、こ
の回路３３はレンジビットデータを用いて２値音声信号
を１６ビット構成にデータ伸長し、送信時の準瞬時圧縮
を解除してＤＰＣＭデコーダ３４に供給する。また、伸
長回路３３は２値音声信号に含まれたステレオ（ＬＲ）
切換信号等を抽出し、処理回路６の後段のデジタルフィ
ルタ８，Ｄ／Ａ変換器９等に供給する。

【００１９】さらに、デコーダ３４は入力された２値音
声信号を復号し、１６ビットのベースバントの２値音声
信号を形成し、この音声信号をデジタルフィルタ８に供
給する。なお、タイミング発生回路２９はＰＬＬ回路３
５の制御により各種のタイミング信号，クロック信号を
形成して処理回路６内の各部及びデジタルフィルタ８，
Ｄ／Ａ変換器９等に供給する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のデジタル音
声処理回路の場合、受信時のＣ（搬送電力）／Ｎ（ノイ
ズ）の劣化等により３値／２値変換回路１９が誤変換す
る問題点があり、この誤変換により最終的にはノイズ音
が生じて再生特性が低下する。すなわち、ＢＳアンテナ
１の方向不良，悪天候等により受信時のＣ／Ｎが劣化す
ると、ＭＵＳＥ音声信号が例えば図１０に示すように、
Ｃ／Ｎ良好時のノイズのない波形アからＣ／Ｎ劣化時の
ノイズを含む波形イに歪む。

【００２１】このとき、波形１と３値判別用のしきい値
ｈ，ｌとの関係からも明らかなように、従来はしきい値
ｈ，ｌが固定され、ノイズによって歪んだＭＵＳＥ音声
信号がしきい値ｈ，ｌを誤って超える事態が容易に発生
する。そのため、ＭＵＳＥ音声信号の３値の誤判別が生
じ、その結果、誤り訂正回路３０の訂正能力を超える３
値／２値の誤変換が発生してノイズ音が出力される。

【００２２】本発明は、受信時のＣ／Ｎの劣化等でＭＵ
ＳＥ音声信号にノイズが含まれるときの３値／２値の誤
変換を低減し、再生特性を向上することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のデジタル音声処理回路においては、変換
後の２値音声信号の符号誤りの検出結果に基づき符号誤
りが所定の目標値以下になるように２しきい値を可変す
るしきい値可変部を備える。

【００２４】

【作用】前記のように構成された本発明のデジタル音声
処理回路の場合、しきい値可変部により変換後の２値音
声信号の符号誤りが所定の目標値以下になるように３値
／２値変化用の２しきい値が補正されるため、受信時の
Ｃ／Ｎの劣化等でＭＵＳＥ音声信号にノイズが含まれて
も、３値／２値の誤変換が増加せず、２値音声信号の符
号誤りが抑制されて不快なノイズ音の発生が防止され、
再生特性が向上する。

【００２５】

【実施例】１実施例について、図１ないし図３を参照し
て説明する。図１，図２はＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバー
タのデジタル音声処理回路に適用した場合を示し、それ
らの図面において図４〜図１０と同一符号は同一もしく
は相当するものを示す。

【００２６】そして、従来回路と異なる点はしきい値可
変部３６を付加し、３値／２値変換回路１９の比較部２
０に従来のＲＯＭ構成のしきい値設定器２０ｃ，２０ｄ
の代わりにＲＡＭ構成のしきい値設定器２０α，２０β
を設けた点である。しきい値可変部３６はカウンタ３６
ａ，メモリ３６ｂ及び演算回路３６ｃにより形成され
る。

【００２７】そして、カウンタ３６ａはフレーム同期検
出回路２７のフレーム同期信号によりフレーム周期でリ
セットされ、毎フレームに、誤り訂正回路３０の符号誤
りの検出毎に発生する誤り検出パルスをクロックパルス
としてそのパルス数を計数する。また、ＲＡＭ構成のメ
モリ３６ｂはフレーム同期信号のタイミング制御（時間
管理）によりカウンタ３６ａの毎フレームの計数結果が
書込まれ、常に、最新のＮフレームの計数結果を保持す
る。

【００２８】さらに、演算回路３６ｃはフレーム同期信
号のタイミング制御により各１フレームの終了毎にメモ
リ３６ｂの最新のＮフレームの計数結果を取込んで平均
し、過渡変動的な符号誤りを排除して毎フレームの２値
音声信号の符号誤りを検出する。

【００２９】そして、この符号誤りの検出値が所定の目
標値より大きければ、しきい値設定器２０α，２０βの
しきい値ｈ，ｌのデータＤｈ，Ｄｌを書換える。

【００３０】この書換えにより、設定器２０αはしきい
値ｈが単位量低くなり、設定器２０βはしきい値ｌが単
位量高くなる。なお、コンバータの電源投入等に基づく
初期設定により、メモリ３６ｂには前記目標値に対応す
る初期値が書込まれ、演算回路３６ｃはしきい値設定器
２０α，２０βに前記目標値に対応するしきい値ｈ，ｌ
の初期データを書込む。

【００３１】そして、演算回路３６ｃによるしきい値
ｈ，ｌの書換えがくり返されるため、しきい値ｈ，ｌは
２値音声信号の符号誤りが設定された目標値以下になる
ように、フレーム周期で可変されて補正される。

【００３２】したがって、受信時のＣ／Ｎの劣化等によ
りＭＵＳＥ音声信号にノイズが含まれても、３値／２値
変換回路２０の誤変換の増加に伴う２値音声信号の符号
誤りの増加により、図３に示すようにしきい値ｈ，ｌが
自動的に減，増それぞれに補正され、変換回路１９の誤
変換が低減されて２値音声信号の符号誤りが目標値以下
に保持され、ノイズ音の発生が防止される。なお、図３
のア，イは図１０のア，イと同様、Ｃ／Ｎが良好なと
き，劣化したときのＭＵＳＥ音声信号の波形である。

【００３３】また、前記実施例ではカウンタ３６ａのリ
セットにフレーム同期検出回路２７のフレーム同期信号
を用いたが、例えばタイミング発生回路２９のタイミン
グ信号をカウンタ３６ａのリセットに用いるようにして
もよい。さらに、しきい値可変部３６の構成は実施例に
限定されるものでなく、カウンタ３６ａ，メモリ３６
ｂ，演算回路３６ｃをコンピュータのソフトウエア処理
で実現することも可能であり、この場合、マイクロコン
ピュータ１７をしきい値可変部３６に利用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。しきい値可
変部３６により変換後の２値音声信号の符号誤りが所定
の目標値以下になるように３値／２値変換用の２しきい
値ｈ，ｌが補正されるため、受信時のＣ／Ｎの劣化等で
ＭＵＳＥ音声信号にノイズが含まれても、３値／２値の
誤変換が増加せず、２値音声信号の符号誤りを抑制して
不快なノイズ音の発生を防止し、再生特性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタル音声処理回路の１実施例のブ
ロック図である。

【図２】図１の一部の詳細なブロック図である。

【図３】図２のしきい値変化の説明図である。

【図４】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータのブロック図で
ある。

【図５】（ａ），（ｂ）は２値音声信号，３値音声信号
の波形図である。

【図６】送信側の２値／３値変換の説明図である。

【図７】従来例のブロック図である。

【図８】図７の３値／２値変換回路の構成説明図であ
る。

【図９】図８の比較部の詳細な結線図である。

【図１０】従来例のしきい値の説明図である。

【符号の説明】

１９ ２値／３値変換回路 ２７ フレーム同期検出回路 ３０ ＢＣＨ誤り検出回路 ３６ しきい値可変部 ｈ，ｌ ３値／２値変換の２しきい値

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル変換された３値のＭＵＳＥ音声
   信号と２しきい値とを比較して前記ＭＵＳＥ音声信号の
   ３値を判別し、該判別の結果に基づき前記ＭＵＳＥ音声
   信号を２値音声信号に復号して再生処理するデジタル音
   声処理回路において、 前記２値音声信号の符号誤りの検出結果に基づき前記符
   号誤りが所定の目標値以下になるように前記２しきい値
   を可変するしきい値可変部を備えたことを特徴とするデ
   ジタル音声処理回路。