JP3172774B2

JP3172774B2 - 音声の無音抑圧可変制御装置

Info

Publication number: JP3172774B2
Application number: JP29572691A
Authority: JP
Inventors: 繁氏江; 宏藤谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH0621900A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット化音声の無音
抑圧制御装置に関し、特に通信中でもユーザが有音無音
判定のしきい値を変更できる音声の無音抑圧可変制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声は言葉と言葉の間や話の間等に多く
の無音部分が含まれているため、その無音部分を除去
し、有音部分のみをパケット化して送出すれば、伝送効
率を大幅に向上させることができる。それを実現するた
めには、通信処理を最小限に抑えて無音区間長を正しく
維持して再生できる技術が必要である。その方法として
は、パケット長を固定にしてその長さ単位に有音か無音
か判断し、その有音と判断したものをパケット化する方
法である。この方法では、まず入力音声系列をパケット
長だけ蓄積すると同時に有音判定するためのパラメータ
の演算、例えばパワー演算等を行ない、パケット長分の
データが蓄積された時点で、その長さ分の音声データに
対するパラメータの演算結果をもとに有音か無音かを判
定する。このようにすることにより、通常の蓄積時間の
みで無音抑圧処理が行なえ、処理時間を最小限に抑える
ことができる。また、有音区間長、無音区間長が全てパ
ケット長（固定長）の整数倍となるため、例えば、パケ
ットごとにシーケンス番号を付与することで非常に簡単
に無音区間長を維持することができる。以上の方法は、
Ｂ−ＩＳＤＮの基盤技術であるＡＴＭ（固定長パケット
をセルと呼ぶ）にそのまま適用できる非常に有効な方法
である。しかし、以上の方法の性能を決めるには、処理
時間の縮小化と処理の簡易性のみならず、有音、無音の
判定自体の精度を高めることも重要である。そのため、
処理時間を増大させずに判定性能を高める方法として、
例えば以下に示す方法が考えられる。（１）有音検出に用いるパラメータを１種類にせず、複
数種類を用いる。例えば、パワーにより音の大小だけを
判定せずに、零交差数等を求め、より音声の特徴を抽出
できるようにする。（２）パラメータの判定しきい値を複数の値を用意し、
状態によって総合的に制御する。例えば、有音状態から
無音状態に移行する場合とその逆の場合で異なるしきい
値を使用する等である。（３）語尾切断を防ぐためにハングオーバ時間を設け
る。しかし、以上の方法でも性能の向上には限度があり、基
本的にパラメータのそのしきい値が固定であるために、
特に通話状態の変動に対して柔軟に対応することは難し
い。例えば、端末やそのアナメグ加入者系の影響で呼ご
とにレベルが異なり、ある場合は非常に低いレベルで伝
送され、全て無音と判定される場合もあり得る。また、
音声の特徴をより精度よく抽出するためには、複雑なパ
ラメータを演算する必要があり、これによって処理時間
は増大する。なお、無音抑圧を用いたパケット伝送方式
に関するものとしては、例えば特願昭６４−６９号が挙
げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、パ
ワーレベル等の判定しきい値が固定であったため、通話
ごとにレベル等の状態が異なるとその判定品質自体も変
動するという問題があった。本発明の目的は、通信中で
もユーザが任意に判定しきい値を変更可能とすることに
よって、このような問題点を改善し、例えばパワーレベ
ルのように簡易に演算できるパラメータを用い、かつ有
音無音の判定をより適切に行なうことが可能な音声の無
音抑圧可変制御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、判定しきい値自体を可変とし、ある通話では無音
と判定するようなパワーレベルの音声でも他の通話では
有音と判定するように設定すればよい。また、その設定
の制御（大きくすればよいのか、小さくすればよいのか
等の指示）を実際に耳で聴いているユーザが行なえば、
最適に制御できるはずである。そこで、本発明の音声の
無音抑圧可変制御装置は、通信手順で規定したデータ長
のデータブロック単位に、ディジタル符号化系列が有音
か無音かを判定し、有音の場合にはパケットを生成して
送信する手段（パケット生成判定回路、パケット化処理
回路等）と、送信されたパケットを受信し、ヘッダの内
容に従って分解して、元のディジタル符号化系列に復元
する手段（パケット再生回路等）を備え、送信側で有音
と判定した場合は、当該データブロックをパケット化
し、無音と判定した場合には、当該データブロックを廃
棄する音声冗長度圧縮通信システムにおいて、上記有音
か無音かを判定する際に用いるパラメータのしきい値を
格納するテーブル（しきい値テーブル）と、外部からの
指示により、そのしきい値を任意に変更・決定する手段
（パラメータ入力回路、相手受信パラメータ変更回路、
相手送信パラメータ変更回路、制御パラメータ値決定回
路等）とを備え、上記判定の際、しきい値テーブルに格
納された値を用いることに特徴がある。

【０００５】

【作用】本発明においては、有音無音判定を用いてパケ
ット生成の有無を判断する場合、パケット生成判定回路
は、しきい値テーブルに格納された制御パラメータのし
きい値を読み出して用いる。また、制御パラメータ決定
回路は、外部より任意に入力・指示された変更要求に従
い、しきい値を決定してしきい値テーブルを書き換え
る。この変更要求のうち、ユーザ（自側）から相手側
（受信側）への変更要求は、相手送信パラメータ変更回
路を介し、判定しきい値変更要求信号として端末間で決
められた形式でセル化（以下、この処理をメッセージ化
と呼ぶ）して送信する。例えば、既存のインタフェース
におけるＤチャネルのユーザ・ユーザ情報を用いれば、
通信中でも制御情報を相手端末に送信できる。一方、受
信側では、判定しきい値変更要求信号を抽出し、相手受
信パラメータ変更回路によってその内容から実際に変更
する判定しきい値を翻訳し、制御パラメータ決定回路が
その値を自装置のしきい値テーブルに書き込む。このよ
うな動作により、発信者（または受信者）は通話ごとに
通話状態を確認後、所望のパラメータ値を設定すること
ができる。つまり、発信側ユーザまたは着信側ユーザが
パケット生成判定のしきい値を任意に変更して、音声品
質を相互に変更することができる。さらに、これを拡張
することによって、パケット生成判定における有音無音
検出判定だけでなく、一般の品質を可変制御することも
可能である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明の一実施例における無音抑圧可変制
御装置の構成図である。本実施例の音声冗長度圧縮通信
システムでは、音声等のディジタル符号化系列を固定長
のデータブロック単位で蓄積し、そのデータブロック単
位に有音か無音かを判断し、有音と判定した場合は、そ
のデータブロックをパケット化して送信し、無音と判定
した場合は、そのデータブロックのパケット化は行なわ
ずに有音部分のみを送出する。この時、タイムスタンプ
はパケット生成判定に関わらず入力データブロックごと
に順番に付与し、受信側では受信したパケットのシーケ
ンスをもとに、欠番を検出したらそのパケット区間は無
音区間と判定することによって、元の音声と同じ無音区
間長の音声を再生する。この無音抑圧制御を行う装置の
構成を図１に示す。図１において、１は、リニアかμ＿
LAWＰＣＭの符号による信号入力端子、２は、周期的に
端子１から入力する信号をパケット生成判定に用いる制
御パラメータに関する演算（信号のパワーおよび零交差
の演算）を行なう演算回路、３は、演算回路２の演算結
果に基づいてパケットを生成するかどうかを判定するパ
ケット生成判定回路、４は、入力した音声情報を規定の
時間まで蓄積し、パケット生成判定のタイミングを保証
するためのタイミングバッファ、５は、データブロック
単位にパケット処理とその内容を表示する情報（シーケ
ンス番号（タイムスタンプ）等）を付与するパケット化
処理回路、６は、パケット化処理回路５の出力を格納す
るメモリ、７は、メモリ６に蓄積された符号化系列を読
み出し、ヘッダ等を付与して回線側に送出する送信回
路、８は、パラメータ値入力回路１６より入力されたい
くつかのパラメータ値の相関関係によって決まるパケッ
ト生成判定のしきい値を決定する制御パラメータ値決定
回路、９は、ＲＡＭとそのアクセスを制御するゲート類
とで構成され、制御パラメータ値決定回路８で決まった
しきい値を格納するしきい値テーブル、１０は相手送信
パラメータ変更回路、１１は相手受信パラメータ変更回
路、１２は、パケットの受信および分解を行なう受信回
路、１３は、受信したパケットデータを格納するメモ
リ、１４は、受信パケットの到着順序を監視するタイム
スタンプ監視回路、１５は、受信したパケットを元のデ
ィジタル列に生成し、無音区間中は無音パターンあるい
は適切な雑音を生成する機能を有するパケット再生回
路、１６は、端子１７とのインタフェースをとるパラメ
ータ値入力回路、１７は、パケット生成判定回路３で用
いる制御パラメータの値を外部から入力するための端子
である。また、しきい値テーブル９には、しきい値変更
時の書き込みとパケット生成判定時の読み取りの競合を
制御する競合制御回路を有する。これは、ゲート類等で
構成され、パケット生成判定回路３と制御パラメータ値
決定回路８との間で書き込み／読み取りの競合が発生し
た場合、パケット生成判定回路３からのアクセス権を優
先し、パケット生成の判定が終了した後にしきい値変更
する機能を持つ。これにより、通信中にパケット生成判
定のしきい値を変更しても、それによる通信への影響を
なくする。また、パケット生成判定回路３は、パケット
生成の有無を判定する場合、しきい値テーブル９の値を
読み取り、その値と演算回路２での演算結果を比較す
る。そして、判定結果をパケット化処理回路５に生成有
り信号または生成無し信号として表示する。

【０００７】ここで、送信側の動作について述べる。こ
のような構成により、例えば１２５μｓ周期で入力端子
１から入力された信号は、演算回路２で各パケット生成
判定の制御パラメータとして音声パワーおよび零交差等
の演算が行なわれ、同時にタイミングバッファ４に入力
されて、決められた周期分の遅延が与えられ、パケット
化処理回路５へ入力される。パケット化処理回路５で
は、入力データに必要な処理を施し（例えば符号化処理
等）、逐次メモリ６に書き込む。この場合、パケット化
周期を６ｍｓとすると、４８個のサンプルを入力した時
点で、演算回路２は、その４８サンプル分のパワー加算
結果と零交差の集計結果をパケット生成判定回路３に送
信し、パケット生成判定回路３では、その演算結果とし
きい値テーブル９より読み取ったそれぞれのパラメータ
値を比較し、パケット生成の有無を判定する。その結
果、パケット生成無しと判定した場合、パケット化処理
回路５は、サンプル数値が４８個の最後と次のサンプル
との間のタイミングをみてパケット生成判定回路３の生
成無し信号の表示を受信し、そのデータブロックのパケ
ット化は行なわない。また、パケット生成有りの場合に
は、パケット化処理回路５は、パケット生成判定回路３
の生成有り信号を受信し、そのデータブロックのサンプ
ルを連続してメモリ６に格納し、４８サンプル分を蓄積
した時点でパケット処理して、その該当パケットを送出
するように送信回路７に指示する。一方、パケット化処
理回路５は、パケット生成判定とは関係なく、データブ
ロック単位ごとにパケットの順序を表示するタイムスタ
ンプのカウントを行ない、無音判定の場合でも、無音判
定したデータブロックの数をタイムスタンプに加算し、
送信回路７に対しては送信指示を行なわない。そのた
め、その分パケット化されたデータブロックは廃棄され
る。その後、引き続き次のデータブロックを送信する
（有音判定の）場合には、その前にカウントしたデータ
ブロックの次のタイムスタンプから付与し、パケット化
処理して送信する。これは、無音抑圧をした時間長をタ
イムスタンプを用いてパケット再生回路１５に知らせる
ためである。また、通信開始時または通信中に、ユーザ
がパケット生成判定の制御パラメータ値の変更を行なう
場合、自側または相手側のパケット生成判定の制御パラ
メータを変更するために端子１７よりそれらの信号を入
力し、パラメータ入力回路１６で受信する。その変更内
容が自側の場合は、制御パラメータ値決定回路８にてパ
ケット生成判定のしきい値を決定し、その値をしきい値
テーブル９に書き込む。これにより、パケット生成判定
回路３は、判定時にしきい値テーブルを読み取り、その
しきい値に従ってパケット生成有無の判定を行なう。一
方、相手側のパケット生成判定回路の制御パラメータ値
を変更する信号が端子１７より入力された場合は、まず
パラメータ入力回路１６で受信し、相手側変更要求信号
として制御パラメータ決定回路８に知らせ、その制御パ
ラメータの値を制御パラメータ決定回路８に渡す。制御
パラメータ決定回路８は、相手側変更要求信号によりそ
のパラメータ値をそのまま相手送信パラメータ変更回路
１０に渡す。相手送信パラメータ変更回路１０は、その
内容をメッセージ化し（例えば、ＩＳＤＮ等での制御情
報用チャネル（Ｄチャネル）のユーザ・ユーザ情報を用
いてメッセージ化し）、プロトコル（パケット送出手
段）に従ってメモリ６に蓄積し、送信回路７はこれを送
信する。これにより、相手側パケット生成判定を制御す
ることができる。

【０００８】次に、受信側の動作について述べる。受信
回路１２は、通信プロトコルに従って受信処理を行な
い、受信したパケットをメモリ１３に格納する。一方、
タイムスタンプ監視回路１４は、受信パケットの連続性
を監視し、連続している場合はそのままパケットデータ
をパケット再生回路１５へ送り、不連続の場合は受信パ
ケットの以前に受信したタイムスタンプと今回受信した
タイムスタンプの差分を計算して、その差分の数に相当
する時間長を無音抑圧または紛失した時間とし、その時
間長分だけパケット再生回路１５にデータ転送を行なわ
ない。これは、パケットの揺らぎ遅延や廃棄を監視し、
パケット処理回路５とパケット再生回路１５の同期をと
って、パケット再生回路１５が正確にもとの音声を時間
歪なく再生できるようにするためである。また、その無
音区間長の間は、パケット再生回路１５において無音パ
ターンあるいは適切な雑音を生成し、出力する。また、
通信開始時や通話中に、受信側で判定しきい値変更要求
信号のあるパケットを受信した場合、そのヘッダ情報で
パケットの行き先を振り分け、メモリ１３によりそのパ
ケットを蓄積して、相手受信パラメータ変更回路１１で
そのパケットの内容を抽出し、その判定しきい値変更要
求信号を制御パラメータ値決定回路８へ送る。制御パラ
メータ値決定回路８は、パケット生成判定のしきい値を
しきい値テーブル９に書き込む。これにより、相手側か
らも最適な（希望する）通話状態に音声品質を制御する
ことができる。

【０００９】次に、図１で説明した無音抑圧可変制御装
置を用い、ＡＴＭ網を介して複数の端末を接続したネッ
トワークシステムを例にとり、端末−端末間の通信形態
について述べる。図２および図３は、本発明の無音抑圧
可変制御装置を用いたネットワークシステムの構成図で
ある。図２および図３において、２１はターミナルアダ
プタ２２を介してＡＴＭ網２３に接続された端末Ａ、２
５はターミナルアダプタ２４を介してＡＴＭ網２３に接
続された端末Ｂ、２２は音声の無音抑圧制御を行なうタ
ーミナルアダプタ（ＴＡ−１）、２４はターミナルアダ
プタ（ＴＡ−２）、２３は複数の端末を接続するＡＴＭ
網であり、このターミナルアダプタは図１に示した無音
抑圧可変制御装置と同様の機能を有する。すなわち、セ
ル判定部２２１，２４１はパケット生成判定回路３に対
応し、セル組立分解部（ＣＬＡＤ）２２２，２４２は、
演算回路２、タイミングバッファ４、パケット化処理回
路５、タイムスタンプ監視回路１４、およびパケット再
生回路１５に対応する。また、送信・受信部２２３，２
４３の送信部は、メモリ６および送信回路７に対応し、
受信部は、受信回路１２およびメモリ１３に対応する。
また、制御部２２０，２４０におけるパラメータ入力部
２２０ａ，２４０ａはパラメータ入力回路１６に対応
し、制御パラメータ入力端子２１１，２５１は端子１７
に対応する。また、しきい値決定部２２０ｂ，２４０ｂ
は、制御パラメータ決定回路８およびしきい値テーブル
９に対応する。また、相手送信変更部２２０ｃ，２４０
ｃは相手送信パラメータ変更回路１０に対応し、相手受
信変更部２２０ｄ，２４０ｄは相手受信パラメータ変更
回路１１に対応する。本実施例では、通信中に端末２１
より無音抑圧の制御パラメータ値を変更するために、ユ
ーザが端末２１の入力端子２１１より自側変更信号と制
御パラメータ値を入力すると、その値をＴＡ−２内のパ
ラメータ入力部２２０ａで受信し、その値をしきい値決
定部２２０ｂに転送する。しきい値決定部２２０ｂで
は、その制御パラメータ値よりセル生成判定（無音抑
圧）のしきい値を決定し、しきい値決定部内２２０ｂに
あるしきい値テーブルにしきい値を書き込む。一方、セ
ル生成判定部２２１では、決められたデータブロック単
位にデータが蓄積された時点でそのしきい値テーブルを
参照し、パケット生成の判定を行なって、その結果をセ
ル組立分解部２２２に通知する。セル組立分解部２２２
は、その判定結果が生成有りの場合は、そのデータブロ
ックをセル化し、送信・受信部２２３に渡して送信し、
生成無しの場合は廃棄して送信させない。また、相手
（ＴＡ−２）側の無音抑圧の判定しきい値であるセル生
成判定の制御パラメータ値を変更する場合には、ＡＴＭ
網２３では信号チャネルと情報をチャネルを分離した信
号方式（アウトバンド信号方式）を利用し、同様に端末
−端末間でユーザ情報を転送する。これにより、端末２
１において相手側変更信号とその制御パラメータ値を入
力端子２１１より入力すると、ＴＡ−１のパラメータ入
力部２２０ａは、それを受信し、相手側の判定しきい値
変更要求信号により受信した制御パラメータ値を、しき
い値決定部２２０ｂを経由して相手送信変更部２２０ｃ
に渡す。相手送信変更回路２２０ｃでは、その内容をメ
ッセージ化し、送信・受信部２２３により送信させる。
相手（受信）側のＴＡ−２では、そのメッセージ化され
たセルを相手受信変更部２４０ｄで受信し、その内容を
解釈して、しきい値決定部２４０ｂにその制御パラメー
タ値を渡すことにより、セル生成判定の制御パラメータ
値を変更する。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、パケット生成判定に無
音抑圧技術を用いてその制御パラメータの値を外部より
入力し、パケット生成判定のしきい値を制御することに
より、ユーザの判断で通話ごとあるいは通話中にパケッ
ト生成判定しきい値を可変に設定することができるの
で、その伝達する音声情報内容や通話状態に合わせてユ
ーザが最適な品質を選べる。また、本発明を拡張するこ
とにより、パケット生成判定における有音無音検出の他
に一般の品質を可変に制御することも可能である。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における無音抑圧可変制御装
置の構成図である。

【図２】本発明の無音抑圧可変制御装置を用いたネット
ワークシステムの構成図の一部である。

【図３】本発明の無音抑圧可変制御装置を用いたネット
ワークシステムの構成図の一部である。

【符号の説明】

１端子２演算回路３パケット生成判定回路４タイミングバッファ５パケット化処理回路６メモリ７送信回路８制御パラメータ値決定回路９しきい値テーブル１０相手送信パラメータ変更回路１１相手受信パラメータ変更回路１２受信回路１３メモリ１４タイムスタンプ監視回路１５パケット再生回路１６パラメータ入力回路１７端子２１端末Ａ２２ターミナルアダプタ（ＴＡ−１）２３ＡＴＭ網２４ターミナルアダプタ（ＴＡ−２）２５端末Ｂ２１１制御パラメータ入力端子２２０制御部２２１セル判定部２２２セル組立分解部（ＣＬＡＤ）２２３送信・受信部２２０ａパラメータ入力部２２０ｂしきい値決定部２２０ｃ相手送信変更部２２０ｄ相手受信変更部２４０制御部２４１セル判定部２４２セル組立分解部（ＣＬＡＤ）２４３送信・受信部２４０ａパラメータ入力部２４０ｂしきい値決定部２４０ｃ相手送信変更部２４０ｄ相手受信変更部２５１制御パラメータ入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−21610（ＪＰ，Ａ) 特開平３−191618（ＪＰ，Ａ) 特開平３−33800（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−7043（ＪＰ，Ａ) 特開平５−37476（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 14/00 - 14/06 G10L 11/02 G10L 15/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通信手順で規定したデータ長のデータブ
ロック単位に、ディジタル符号化系列が有音か無音かを
判定し、有音の場合にはパケットを生成して送信する手
段と、受信したパケットを、ヘッダの内容に従って分解
して、元のディジタル符号化系列に復元する手段を備
え、送信側で有音と判定した場合は、当該データブロッ
クをパケット化して送信し、無音と判定した場合には、
当該データブロックを破棄する音声冗長度圧縮通信シス
テムにおいて、上記有音か無音かを判定する際に用いるパラメータのし
きい値を格納するテーブルと、通信中の相手側に該相手側の上記テーブルに格納した上
記しきい値を変更させるユーザ指示を送信する手段と、通信中の相手側からの上記ユーザ指示および自装置から
のユーザ指示に基づき自装置内の上記テーブルに格納し
た上記しきい値を変更する手段とを備え、音声品質を、実際に耳で聴いている通話中のユーザが相
互に制御することを特徴とする音声の無音抑圧可変制御
装置。