JP3522137B2 - 可変レート符号化・復号装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝送装置や交換装
置に実装される可変レートコーデックの技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＡＴＭやフレームリレーにみられ
るように、音声・データ・画像といったさまざまなメデ
ィアをあるパケットの単位にして同一の伝送路上を伝送
することで、従来の回線交換より効率のよい伝送を行う
伝送方式がひろまりつつある。このようなマルチメディ
ア伝送装置の例を図１７に示す。更に音声の伝送では、
その有音部分だけを切り出して伝送するVOX （Voice Op
erated Transmission ）伝送方式を用いて、従来より多
くのチャネルを伝送できるようにする方式もでてきてい
る。

【０００３】これらマルチメディアの伝送時は、そのデ
ータの性質（QOS:Quality Of Service）により多重化の
際の優先度が決められており、データが輻輳したときに
は優先度に応じて多重化が行われることにより、有限の
伝送帯域を有効に使えるようにしている。このQOS 制御
の例を図１８に示す。音声とデータを例にとると、音声
に対しては遅延は低くされるが少々の廃棄は許容される
のに対し、データは廃棄が起こると再送になるため、遅
延は許容されつつも廃棄は少なくされる、といったよう
な品質クラスに応じた帯域制御が行われる。

【０００４】また音声コーデックについては、先に述べ
たVOX 伝送方式のほか、最近は、可変レートコーデック
が出現してきており、より効率的でかつ音質のよい伝送
方式が実現しつつある。例えば、北米規格であるIS-95
(QCELP)、IS-127(EVRC)が、その代表的な例である。

【０００５】これらは基本的には、話者音声に依存して
可変レート化を実現するものであるが、伝送路の状態に
応じて伝送ビットレートを可変にする方式として、「TH
E BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL Vol.58,No.3,March
1979」や、特開昭64-53642号、特開平4-356832号、特開
平9-172413号にある技術が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のQCELP 及びEVRC
では、話者音声に依存して可変レート化を実行する以外
に、CODEC 外部から与えられる設定でその上限を制限す
ることにより、トラヒックに依存して可変レート化を実
行することも可能ではあるが、これらの従来技術は、網
からの制御が困難であるという問題点を有していた。

【０００７】同様なことは「THE BELL SYSTEM TECHNICA
L JOURNAL Vol.58,No.3,March 1979」においてもいえ
る。これはバッファ蓄積量監視手段からCODEC へフィー
ドバックをかけ、そこで可変レート化処理を行うもので
ある。このため、この従来技術では、輻輳状態が発生し
た場合にそれに応じて許容帯域を下げるという網からの
フィードバックを、リアルタイムに反映させることが困
難である。

【０００８】また、特開昭64-53642号の発明について
も、『局部ビットスチーラ４３』は外部から指示された
伝送ビットレート（許容帯域）に従い動作するものと考
えられ、その許容帯域は別途帯域監視手段などから算出
する必要がある。従って、この従来技術も上記と同様
に、実時間での帯域制限処理が困難なものである。

【０００９】特開平4-356832号、特開平9-172413号は、
網やトラヒックの状態からフィードバックを行う具体的
手段を開示している。

【００１０】特開平9-172413号は、無線通話路における
可変伝送方式を開示している。ところがこれは、上りと
下りとで通話路品質が同じと考えられることからフィー
ドバックを可能としているもので、一般には必ずしもこ
の条件は満たさない。

【００１１】また、特開平4-356832号の発明は、CODEC
の伝送多重処理における帯域調整処理フローにて、CODE
C の品質（音質）を保証すべくかなりの処理を行うもの
である。即ち、品質保証を網側が保証するという立場に
たった発明である。しかし、現実には回線速度があがっ
てくるとこのような処理は実時間での処理を不可能に
し、網での遅延を付加してしまう。これは結局品質の劣
化につながる。

【００１２】以上のように、これまでトラヒツクにリア
ルタイムに連動した可変レートコーデックはなかった。
加えて、音声データに対する帯域制御は、従来手法では
許容帯域を超過するとセルを廃棄させるものである。近
年、音声コーデックは廃棄セルヘの対処が具備されてい
るとはいえ、過度のバースト廃棄は音質劣化の原因とな
っていた。

【００１３】本発明の課題は、上記問題点を解決するた
めになされたもので、伝送装置や交換装置における可変
レートコーデックを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、音声信号等の
メディア信号を符号化及び復号するコーデック手段（音
声コーデック１０１）と、その結果得られる符号化デー
タに基づいて作成される伝送サブフレームを伝送路の許
容帯域に合わせて伝送フレームに多重化して伝送路に送
出する多重化処理手段（回線多重化処理部１０２）と、
伝送路から伝送フレームを受信して伝送サブフレームに
分離する多重分離手段（回線多重分離部１０３）とを含
むメディア信号伝送システムに使用される可変レート符
号化・復号装置を前提とする。

【００１５】まず、符号化データ並替え手段（ビット並
替え部１０５）は、コーデック手段から出力される符号
化データのデータ順位を所定の基準に従って高位から低
位に並び替え、その並び替えたデータを伝送サブフレー
ムに格納すると共に、符号化データの有効データ長をそ
の伝送サブフレームに格納し、その伝送サブフレームを
多重化処理手段に出力する。この場合に、符号化データ
並替え手段は、例えば符号化データのビットを、データ
エラーを基準としたビット感度に従い並び替える。又
は、符号化データ並替え手段は、符号化データのビット
を、誤り保護の対象ビットか否かに従い並び替える。又
は、符号化データ並替え手段は、符号化データのビット
を、同期保護の重要性に従い並び替える。又は、符号化
データ並替え手段は、符号化データのビットを、その時
間的変動性に従い並び替える。或いは、符号化データ並
替え手段は、符号化データのビットを、コーデック手段
が規定するフレーム又はサブフレーム処理の重要性に従
い並び替える。

【００１６】次に、データ切取り制御手段（多重ビット
制御部１０８、フレームシェーバ５０１）は、多重化処
理手段が伝送サブフレームを伝送フレームに多重する際
に、ビット並替え手段から出力される伝送サブフレーム
を、許容帯域に応じた長さで切り取り、それに応じてそ
の伝送サブフレームに格納されている有効データ長を書
き換える。この場合、データ切取り制御手段は、例え
ば、ビット並替え手段から出力される伝送サブフレーム
のうち、許容帯域を越える伝送サブフレーム部分を切り
取り、その切り取った部分及びそれ以降にある伝送サブ
フレームについては破棄する。またデータ切取り制御手
段は、伝送サブフレームの切り取り時に、複数のメディ
ア信号のチャネル間で切り取り量を均等化する手段を含
むように構成できる。或いは、データ切取り制御手段
は、伝送サブフレームの切り取りを実行するメディア信
号のチャネルを分散化する手段を含むように構成でき
る。

【００１７】そして、符号化データ抽出手段（ビット抽
出部１１０）は、多重分離手段から出力される伝送サブ
フレームから有効データ長を抽出し、それに基づいてそ
の伝送サブフレームから符号化データを抽出してコーデ
ック手段に出力する。この場合、符号化データ抽出手段
は、データ切取り制御手段による切り取り処理によって
失われた符号化データを、現在処理している伝送サブフ
レームの近傍の伝送サブフレームから抽出された符号化
データを用いた補間処理によって生成するリカバリ処理
を実行するように構成することができる。

【００１８】上述の発明の構成において、多重化処理手
段は、他の伝送メディアを多重化した結果、帯域に余裕
のある場合に、データ切取り制御手段によって廃棄対象
となった伝送サブフレームを、再度前記伝送フレームに
多重する手段を含むように構成することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施の形態の全体構成図
である。

【００２１】まず、送信側の音声コーデック１０１
（Ｓ）において、符号器１０４は、所定の処理フレーム
時間分のPCM 音声データをバッファリングして、その符
号化処理を実行する。本実施の形態では、符号化処理と
しては、所定時間の処理フレーム単位で実行されるCELP
（Code Excited Linear Prediction）系の符号化アルゴ
リズムが例として用いられている。

【００２２】ビット並替え部１０５は、本発明に関連す
る部分であり、符号器１０４で符号化された音声データ
を、所定の基準、例えば音声情報の重要度に従って並び
替えて、その並び替えたデータを伝送サブフレームに格
納し、その伝送サブフレームを回線多重化処理部１０２
へ出力する。このとき同時に、ビット並替え部１０５
は、伝送サブフレーム上の有効データ長を、伝送サブフ
レームのヘッダに格納する。

【００２３】図２は、音声コーデック１０１（Ｓ）から
出力される伝送サブフレームのフレームフォーマットを
示す図である。このデータ構成例は、符号化された音声
データがユーザデータ（ペイロード）領域に格納され、
有効データ長がヘッダに格納される形態を有するが、本
発明はこのフォーマットに限られるものではない。な
お、データの並び替え順序については、符号化側の音声
コーデック１０１（Ｓ）と復号側の音声コーデック１０
１（Ｒ）との間で、予め規定されているものとする。

【００２４】送信側の回線多重化処理部１０２は、音声
コーデック１０１（Ｓ）から伝送サブフレームを受信す
ると、多重化処理が実行される読出しタイミングまでそ
の伝送サブフレームを待ちバッファ（後述する図３の３
０１）に蓄積する。この待ちバッファには、同一の多重
優先度を有するものであれば、複数の音声コーデック１
０１（Ｓ）からの伝送サブフレームがバッファリングさ
れる。また、回線多重化処理部１０２には、音声以外の
メディアの伝送サブフレームも、優先度クラス毎に、個
々の入力ポートに対応する待ちバッファに蓄積される。

【００２５】多重優先度毎に設けられた待ちバッファに
は、バッファ監視部１０６が設けられており、伝送サブ
フレームの蓄積状態を監視している。

【００２６】多重化処理が実行される読出しタイミング
になると、後述するQOS 制御部１０７により各待ちバッ
ファに設定されている多重優先度に基づいて、各待ちバ
ッファに蓄積されている伝送サブフレームが、FIFO（Fi
rst-IN-First-Out）形式で多重化部１０９に出力され
る。

【００２７】多重化部１０９は、上述のようにして各待
ちバッファから出力された各メディアの伝送サブフレー
ムを多重して伝送フレームにマッピングし、その伝送フ
レームを伝送路に送出する。

【００２８】上述のように、音声コーデック１０１
（Ｓ）から出力される伝送サブフレームは、専用の待ち
バッファに受信されている。図３ではサービス品質クラ
ス＃１’（QOS ＃１’）の待ちバッファ３０１がそれを
表している。ここで、QOS ＃１’は、QOS ＃１と本来同
順位の多重優先度を有するが、このサービス品質クラス
においては本発明によりQOS ＃１よりも自由度のある多
重処理が可能であることから、QOS ＃１ほどの優先度を
必要としないという意味で用いられている。

【００２９】QOS 制御部１０７は、各バッファ監視部１
０６からの各待ちバッファ３０１に対する監視情報に基
づいて、各待ちバッファ３０１に対して許容帯域を割り
振ることにより、各待ちバッファ３０１からの読出し量
を決定する。

【００３０】多重ビット制御部１０８は、本発明に関連
する部分であり、音声コーデック１０１（Ｓ）からの伝
送サブフレームが多重化部１０９により伝送フレーム上
に多重化される際に、許容伝送帯域を超過する場合に、
適当な長さで伝送サブフレームを切り取り、同時にその
ヘッダ部に格納される有効データ長を書き換える。

【００３１】一般に、各待ちバッファ３０１に割り当て
られた許容帯域は、伝送サブフレーム単位で区切られる
ことはなく、端数が発生する。多重ビット制御部１０８
は、例えばQOS ＃１を有するデータとQOS ＃１’を有す
るデータが多重化される場合に、この端数も有効に活用
されるような多重化処理を実現する。

【００３２】図４は、上述の多重ビット制御の原理を示
す図である。

【００３３】伝送フレーム上の許容帯域が与えられたと
き、従来手法では、多重化処理前の伝送サブフレームの
うち許容帯域よりはみだすものについては、廃棄もしく
は待ちバッファ３０１に残したままにされていた。図４
では、特に音声が遅延を許されない品質を要求されるこ
とから、廃棄として図示されている。

【００３４】一方、本発明の実施の形態では、多重ビッ
ト制御部１０８は、QOS ＃１’の待ちバッファ３０１か
ら読み出された伝送サブフレームにおいて、端数分だけ
のデータを切り出す処理を実行する。またこの際、多重
ビット制御部１０８は、切り出した伝送サブフレームの
ヘッダにある有効データ長を、切り出したデータサイズ
に合わせて書き換える。

【００３５】受信側（対向側）の回線多重分離部１０３
は、伝送路から受信される伝送フレームから各メディア
毎の伝送サブフレームを分離する。

【００３６】受信側の音声コーデック１０１（Ｒ）にお
いて、ビット抽出部１１０は、伝送サブフレームのヘッ
ダに格納されている有効データ長を読み取り、その値と
予め決められたビット配列に基づいて、符号ビットを抽
出するリカバリ処理を実行する。

【００３７】復号器１１１は、ビット抽出部１１０が抽
出した符号ビットに対して、復号処理を実行する。

【００３８】図５は、本発明の実施の形態の具体的構成
例を示す図である。

【００３９】本構成例では、図１に示される音声コーデ
ック１０１内の符号器１０４、ビット並替え部１０５、
ビット抽出部１１０、及び復号器１１１が、DSP （Digi
talSignal Processor）５０２により実現されている。
なお、これらの各機能が、専用ハードウエアによって実
現されるように構成されてもよい。

【００４０】回線多重化処理部１０２は、従来からある
QOS 制御部１０７、待ちバッファ３０１、多重化部１０
９のほかに、待ちバッファ３０１と多重化部１０９の間
に、QOS 制御部１０７からの指示に従い伝送サブフレー
ムを切り取るフレームシェーバ５０１が設けられる。こ
のフレームシェーバ５０１は、図１の多重ビット制御部
１０８と同じものである。

【００４１】図６は、ビット並替え部１０５から出力さ
れる伝送サブフレームの構成例（その１）を示す図であ
る。

【００４２】本実施の形態では、フレームシェーバ５０
１は、伝送サブフレームの後方に配置されたビットを廃
棄する。このため、基本的には、エラー感度の高いビッ
トが前方に配置され、エラー感度の低いビットが後方に
配置される。

【００４３】図６の構成例では、音声の基本周波数であ
るためエラーすると大きく音質が劣化するピッチ情報が
前方に配置され、音質への影響が比較的大きいゲイン情
報がその次に配置され、声道情報であるLPC （Linear P
rediction Coefficient ）情報が続いて配置され、もと
もと雑音符号であるためエラー感度の低い符号帳インデ
ックスが後方に配置される。また、前述したように、伝
送サブフレームのヘッダには、有効データ長が格納され
る。

【００４４】図７は、ビット並替え部１０５から出力さ
れる伝送サブフレームの構成例（その２）を示す図であ
る。

【００４５】図７の構成例では、符号化データに対し誤
り保護ビットが付加されると共に、CRC （Cyclic Redun
dancy Check ）ビットが付加される場合において、それ
を考慮してビット配置が定められ、具体的には、CRC ビ
ットまで含めて誤り保護対象ビットが高い優先度とな
り、誤り保護非対象ビットが低い優先度となるように、
ビット配置が決定されている。

【００４６】図８は、ビット並替え部１０５から出力さ
れる伝送サブフレームの構成例（その３）を示す図であ
る。

【００４７】符号化アルゴリズムでは、一般に、符号器
と復号器とで内部状態変数の同期がとれていることが、
音質維持のために重要である。現フレームの情報を符号
化ビットにあてはめて復号側ではそれをデコードするだ
けというアルゴリズムが存在する一方、以前のフレーム
の情報との関係で符号化ビットが定まるアルゴリズムも
存在する。後者のアルゴリズムでは、内部状態の同期の
必要性が高い。

【００４８】図８の構成例では、符号化アルゴリズムに
おいてピッチ解析部とLPC 解析部が閉ループを構成して
いる場合のケースであり、ピッチ情報とLPC 情報の優先
度が高くなるように、ビット配置が決定されている。

【００４９】図９は、ビット並替え部１０５から出力さ
れる伝送サブフレームの構成例（その４）を示す図であ
る。

【００５０】符号化データには、その時間的変動が大き
いものと小さいものが存在する。

【００５１】図９の構成例では、LPC 係数のような声道
モデルパラメータは、残留誤差パラメータである雑音符
号帳よりも時間的変動が小さいことから、雑音符号帳イ
ンデックスの優先度が高くなるように、ビット配置が決
定されている。

【００５２】図１０は、ビット並替え部１０５から出力
される伝送サブフレームの構成例（その５）を示す図で
ある。

【００５３】音声の高能率圧縮処理においては、処理フ
レーム（10〜20msec）単位での処理のほか、サブフレー
ム単位（5msec 程度）での処理を導入する符号化アルゴ
リズムがある。なお、これらの処理フレームやサブフレ
ームは、音声コーデック１０１が独自に定める単位であ
るため、以下の説明では、網内で決定される伝送サブフ
レーム及び伝送フレームと区別する意味で、それらを装
置固有フレーム、装置固有サブフレームと呼ぶ。

【００５４】図１０の構成例では、音声コーデック１０
１による処理において２段の装置固有フレームが用いら
れる場合を示しており、第２装置固有サブフレームデー
タは第１装置固有サブフレームデータから補間できる場
合のケースを示している。この場合には、第１装置固有
サブフレームデータの優先度が高くなり、それから補間
可能な第２装置固有サブフレームの優先度は低くなるよ
うに、ビット配置が決定されている。

【００５５】図１１は、図５に示されるフレームシェー
バ５０１の具体的構成例（その１）を示す図である。

【００５６】QOS 制御部１０７は、サービス品質クラス
（QOS クラス）毎の待ちバッファ３０１における伝送サ
ブフレームの蓄積量と、QOS クラス毎の多重優先度、及
び全体の多重帯域に基づいて、各QOS クラスに伝送帯域
を割り振る。また、多重化部１０９は、速度変換のため
に内部バッファを有し、その内部バッファの内容を伝送
フレームにマッピングする。

【００５７】QOS 制御部１０７から割り当て帯域１１０
３を指定されると、フレームシェーバ５０１内の読出し
制御部１１０１が、待ちバッファ３０１からの伝送サブ
フレームのリードを開始する。

【００５８】続いて、フレームシェーバ５０１内のヘッ
ダ解析＆ヘッダ変換部１１０２は、待ちバッファ３０１
から読み出された伝送サブフレームのヘッダを解析する
ことにより、そこから有効データ長を読み取る。そし
て、同部分１１０２は、待ちバッファ３０１から読み出
された伝送サブフレームから、QOS 制御部１０７から指
定された割り当て帯域１１０３に対応するデータ長と上
記有効データ長のうち、短いほうに対応するデータ長分
のデータを切り出し、その切り出されたデータを含む再
構成された伝送サブフレームを多重化部１０９の内部バ
ッファに書き込む。同時に、同部分１１０２は、再構成
された伝送サブフレームのヘッダに、切り出されたデー
タの長さを、新たな有効データ長として再設定する。

【００５９】より具体的いは、ヘッダ解析＆ヘッダ変換
部１１０２は、以下の動作を実行する。

【００６０】まず、同部分１１０２は、待ちバッファ３
０１から伝送サブフレームの読出しを行う毎に、その読
出し量を割り当て帯域１１０３の値から減ずる。同部分
１１０２は、割り当て帯域１１０３の値が０になったと
きに、上記減算動作を停止する。同部分１１０２は、割
り当て帯域１１０３の値がゼロでないときに、多重化部
１０９の内部バッファへ出力されるライトイネーブル信
号をアクティブにし、割り当て帯域１１０３の値が０に
なった場合又は待ちバッファ３０１の内容が空になって
そこからのバッファエンプティ信号がアクティブになっ
た場合に、上記ライトイネーブル信号をインアクティブ
にする。

【００６１】この制御により、割り当て帯域１１０３の
値＞読み出された有効データ長の場合には、待ちバッフ
ァ３０１から読み出された伝送サブフレームのヘッダに
設定されている有効データ長に対応する全ての期間にお
いて、上記ライトイネーブル信号がアクティブになる。
このため、待ちバッファ３０１から読み出された上記有
効データ長分の伝送サブフレームがそのまま、多重化部
１０９の内部バッファに書き込まれる。

【００６２】一方、割り当て帯域１１０３の値＜読み出
された有効データ長の場合には、割り当て帯域１１０３
の値が０になるまで待ちバッファ３０１からの伝送サブ
フレームの読出しと多重化部１０９の内部バッファへの
書き込みが続き、それ以降は待ちバッファ３０１からの
読出しが続いても上記ライトイネーブル信号がインアク
ティブになるため、多重化部１０９の内部バッファヘの
書込みが停止し、その分のデータは廃棄されることにな
る。

【００６３】図１２は、図５に示されるフレームシェー
バ５０１の具体的構成例（その２）を示す図である。図
１２において、図１１の場合と同じ番号が付された部分
は、図１１の場合と同じ機能を有する。

【００６４】図１２の構成例では、QOS 制御部１０７
は、割り当て帯域を定めると、それをバッファ蓄積量で
除算して、伝送サブフレームあたりの平均帯域１２０１
をフレームシェーバ５０１に指示する。

【００６５】このとき、QOS 制御部１０７は、割り算の
結果、端数がでないように、元の割り当て帯域を設定す
る。

【００６６】ヘッダ解析＆ヘッダ変換部１１０２は、QO
S 制御部１０７から指定された上記平均帯域１２０１に
対して、図１１の構成例における割り当て帯域１１０３
に対する場合と同様の制御処理を実行する。

【００６７】以上の構成により、複数のチャネルにまた
がって、伝送サブフレームの切り取り量を均等化するこ
とが可能となる。

【００６８】図１３は、待ちバッファとフレームシェー
バの他の実施の形態に係る具体的構成例を示す図であ
る。図１３において、図１１の場合と同じ番号が付され
た部分は、図１１の場合と同じ機能を有する。

【００６９】図１３の構成例では、多重対象となる伝送
サブフレームが待ちバッファ３０１上にスタックされる
のでなく、１段の待ちバッファ３０１’内に各チャネル
ごとの伝送サブフレームが並列に蓄積される。読出しポ
インタ１３０１は、は前回読出しの終わった待ちバッフ
ァ３０１’（＝チャネル）で停止しており、現処理タイ
ミングではその次の待ちバッファ３０１’（＝チャネ
ル）内の伝送サブフレームが優先的に、多重化部１０９
へ送られる。

【００７０】以上の構成により、伝送サブフレームの切
り取りが発生するチャネルを分散化することが可能とな
る。

【００７１】図１４は、フレームシェーバと多重化部の
他の実施の形態に係る具体的構成例を示す図である。図
１４において、図１１の場合と同じ番号が付された部分
は、図１１の場合と同じ機能を有する。

【００７２】図１４の構成例では、帯域制限により廃棄
された伝送サブフレームを、再度多重化することができ
る。

【００７３】ヘッダ解析＆変換部１１０２’は、廃棄さ
れる伝送サブフレームの読出し期間では、第１多重化部
１０９（＃１）の内部バッファに対するライトイネーブ
ル信号をインアクティブにするが、このとき同時に、そ
のライトイネーブル信号の反転信号が第２多重化部１０
９（＃２）の内部バッファに入力させられる。

【００７４】この結果、廃棄された伝送サブフレーム
が、第２多重化部１０９（＃２）の内部バッファへ格納
される。

【００７５】第１多重化部１０９（＃１）において、音
声コーデック１０１（Ｓ）を含むすべての伝送メディア
の多重が終了したときに空き領域が発生すると、その領
域に第２多重化部１０９（＃２）により先に廃棄された
伝送サブフレームが再度多重される。

【００７６】このときフレームパルスによって伝送サブ
フレームの単位が認識できるようになっており、伝送サ
ブフレーム単位での再多重処理が実行される。従って、
フレームシェーバ５０１で切り取られたデータ部分につ
いては、上記再多重処理は実行されない。

【００７７】図１５は、受信側の音声コーデック１０１
内のビット抽出部１１０（図１）が実行するリカバリ処
理の動作説明図である。この説明図は、図６に示される
伝送サブフレームの構成例に対応するものである。

【００７８】ビット抽出部１１０は、回線多重分離部１
０３から伝送サブフレームが入力すると、まずそのヘッ
ダから有効データ長を読み取る。

【００７９】図１５は、伝送サブフレームにおいて、ゲ
イン情報の格納領域の途中から以降が切り取られている
ケースを示している。

【００８０】この場合、ビット抽出部１１０は、ピッチ
情報とLPC 情報は、そのまま復号器１１１（図１）に出
力する。一方、ビット抽出部１１０は、ゲイン情報につ
いては、その一部は伝送されてきているもののここでは
その全てを廃棄し、前フレームのゲイン情報に基づいて
現フレームのゲイン情報を堆定し、その推定値を復号器
１１１に出力する。また、ビット抽出部１１０は、符号
帳インデックスはすべてロスされているので、適当な雑
音コードを復号器１１１に出力する。

【００８１】図１６は、伝送サブフレームの切り取り量
の下限を制御する機構を示す図である。この機構におい
ては、図１において音声コーデック１０１から回線多重
化処理部１０２への接続がパラレルバス構成を採用でき
る場合を想定している。

【００８２】音声コーデック１０１（Ｓ）は、図１６
(a) に示されるように伝送サブフレームと共に伝送され
る複数の付加ビットを使って、回線多重化処理部１０２
に伝送サブフレームの切り取り量の下限値を指定するこ
とができる。

【００８３】この場合、図１６(b) に示されるように、
伝送サブフレーム内で切り取りを許さないオクテット位
置には付加ビット１が設定され、切り取りを許すオクテ
ット位置には付加ビット０が設定される。

【００８４】回線多重化処理部１０２内のフレームシェ
ーバ５０１（図５）は、多重化部１０９への書き込みタ
イミング毎に、前述したライトイネーブル信号と上記付
加ビットとの論理積（アンド）を取り、その演算結果を
新たなライトイネーブル信号として多重化部１０９内の
内部バッファに出力する。

【００８５】上記構成により、符号化において絶対に欠
落してはいけない情報を保護することが可能となる。

【００８６】本発明では、上述の実施の形態の構成に加
えて、伝送サブフレームが切り取られる状態と切り取ら
れない状態が頻繁に発生しないような機構が付加されて
もよい。

【００８７】また本発明では、上述の実施の形態の構成
に加えて、伝送サブフレームの切り取りが所定フレーム
おきに実行されるような機構が付加されてもよい。

【００８８】更に本発明は、音声データの伝送サブフレ
ームに対する処理に限られるものではなく、情報の重要
度に応じて符号化データを区別できるようなメディア、
例えばプログレッシブ符号化された画像データの伝送サ
ブフレームに対する処理などに適用することも可能であ
る。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、符号化データを重要度
順に並び替える機能を有する符号化データ並替え手段を
具備することにより、多重化処理手段において各メディ
ア信号に割り当てられた伝送帯域を有効に使うべく実時
間での帯域制御が可能になると同時に、そのメディア信
号の音質劣化を統計的に押さえることが可能になる。

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】請求項１に記載の発明では、切り取りが起
こる際に、メディア信号の各チャネルで均等に切り取り
処理を実行することで、或るチャネルに集中してメディ
ア信号の劣化が発生することを防ぐことが可能となる。

【００９７】

【００９８】請求項２に記載の発明では、メディア信号
に対して（確率的な）平均帯域を用いてQOS 制御が実施
されている場合に、実際の帯域とずれが生じ、多重後も
帯域が余った場合に、それを有効に用いることが可能と
なる。

【００９９】請求項３に記載の発明では、切り取りによ
って失われた符号化ビットをそのまま復号処理にかける
のでなく、適切な補間処理によって生成することで、音
質への影響を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体構成図である。

【図２】音声コーデックからのフレームフォーマットを
示す図である。

【図３】本実施の形態における多重化処理の原理説明図
である。

【図４】本実施の形態における多重ビット制御の原理説
明図である。

【図５】本実施の形態の具体的構成例を示す図である。

【図６】伝送サブフレームの構成例（その１）を示す図
である。

【図７】伝送サブフレームの構成例（その２）を示す図
である。

【図８】伝送サブフレームの構成例（その３）を示す図
である。

【図９】伝送サブフレームの構成例（その４）を示す図
である。

【図１０】伝送サブフレームの構成例（その５）を示す
図である。

【図１１】フレームシェーバの具体的構成例（その１）
を示す図である。

【図１２】フレームシェーバの具体的構成例（その２）
を示す図である。

【図１３】待ちバッファとフレームシェーバの他の実施
の形態に係る具体的構成例を示す図である。

【図１４】フレームシェーバと多重化部の他の実施の形
態に係る具体的構成例を示す図である。

【図１５】リカバリ処理の動作説明図である。

【図１６】伝送サブフレームの切り取り量の下限を制御
する機構を示す図

【図１７】マルチメディア伝送装置の構成図である。

【図１８】QOS 多重化制御の説明図である。

【符号の説明】

１０１ 音声コーデック １０２ 回線多重化処理部 １０３ 回線多重分離部 １０４ 符号器 １０５ ビット並替え部 １０６ バッファ監視部 １０７ QOS 制御部 １０８ 多重ビット制御部 １０９ 多重化部 １１０ ビット抽出部 １１１ 復号器 ３０１、３０１’ 待ちバッファ ５０１ フレームシェーバ ５０２ DSP １１０１ 読出し制御部 １１０２、１１０２’ ヘッダ解析＆ヘッダ変換部 １１０３ 割り当て帯域 １２０１ 平均帯域 １３０１ 読出しポインタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メディア信号を符号化及び復号するコー
   デック手段と、その結果得られる符号化データに基づい
   て作成される伝送サブフレームを伝送路の許容帯域に合
   わせて伝送フレームに多重化して前記伝送路に送出する
   多重化処理手段と、前記伝送路から前記伝送フレームを
   受信して伝送サブフレームに分離する多重分離手段とを
   含むメディア信号伝送システムに使用される可変レート
   符号化・復号装置であって、 前記コーデック手段から出力される符号化データのデー
   タ順位を所定の基準に従って高位から低位に並び替え、
   該並び替えたデータを前記伝送サブフレームに格納する
   と共に、前記符号化データの有効データ長を該伝送サブ
   フレームに格納し、該伝送サブフレームを前記多重化処
   理手段に出力する符号化データ並替え手段と、 前記多重化処理手段が前記伝送サブフレームを前記伝送
   フレームに多重する際に、該ビット並替え手段から出力
   される伝送サブフレームを、前記許容帯域に応じた長さ
   で切り取り、それに応じて該伝送サブフレームに格納さ
   れている有効データ長を書き換えるデータ切取り制御手
   段と、 前記多重分離手段から出力される伝送サブフレームから
   前記有効データ長を抽出し、それに基づいて該伝送サブ
   フレームから前記符号化データを抽出して前記コーデッ
   ク手段に出力する符号化データ抽出手段とを含み、 前記データ切取り制御手段は、前記伝送サブフレームの
   切り取り時に、複数の前記メディア信号の伝送サブフレ
   ーム間で切り取り量を均等化する手段を含む、 ことを特徴とする可変レート符号化・復号装置。
2. 【請求項２】 メディア信号を符号化及び復号するコー
   デック手段と、その結果得られる符号化データに基づい
   て作成される伝送サブフレームを伝送路の許容帯域に合
   わせて伝送フレームに多重化して前記伝送路に送出する
   多重化処理手段と、前記伝送路から前記伝送フレームを
   受信して伝送サブフレームに分離する多重分離手段とを
   含むメディア信号伝送システムに使用される可変レート
   符号化・復号装置であって、 前記コーデック手段から出力される符号化データのデー
   タ順位を所定の基準に従って高位から低位に並び替え、
   該並び替えたデータを前記伝送サブフレームに格納する
   と共に、前記符号化データの有効データ長を該伝送サブ
   フレームに格納し、該伝送サブフレームを前記多重化処
   理手段に出力する符号化データ並替え手段と、 前記多重化処理手段が前記伝送サブフレームを前記伝送
   フレームに多重する際に、該ビット並替え手段から出力
   される伝送サブフレームを、前記許容帯域に応じた長さ
   で切り取り、それに応じて該伝送サブフレームに格納さ
   れている有効データ長を書き換えるデータ切取り制御手
   段と、 前記多重分離手段から出力される伝送サブフレームから
   前記有効データ長を抽出し、それに基づいて該伝送サブ
   フレームから前記符号化データを抽出して前記コーデッ
   ク手段に出力する符号化データ抽出手段とを含み、 前記多重化処理手段は、他の伝送メディアを多重化した
   結果、帯域に余裕のある場合に、前記データ切取り制御
   手段によって廃棄対象となった伝送サブフレームを、再
   度前記伝送フレームに多重する手段を含む、 ことを特徴とする可変レート符号化・復号装置。
3. 【請求項３】 メディア信号を符号化及び復号するコー
   デック手段と、その結果得られる符号化データに基づい
   て作成される伝送サブフレームを伝送路の許容帯域に合
   わせて伝送フレームに多重化して前記伝送路に送出する
   多重化処理手段と、前記伝送路から前記伝送フレームを
   受信して伝送サブフレームに分離する多重分離手段とを
   含むメディア信号伝送システムに使用される可変レート
   符号化・復号装置であって、 前記コーデック手段から出力される符号化データのデー
   タ順位を所定の基準に従って高位から低位に並び替え、
   該並び替えたデータを前記伝送サブフレームに格納する
   と共に、前記符号化データの有効データ長を該伝送サブ
   フレームに格納し、該伝送サブフレームを前記多重化処
   理手段に出力する符号化データ並替え手段と、 前記多重化処理手段が前記伝送サブフレームを前記伝送
   フレームに多重する際に、該ビ ット並替え手段から出力
   される伝送サブフレームを、前記許容帯域に応じた長さ
   で切り取り、それに応じて該伝送サブフレームに格納さ
   れている有効データ長を書き換えるデータ切取り制御手
   段と、 前記多重分離手段から出力される伝送サブフレームから
   前記有効データ長を抽出し、それに基づいて該伝送サブ
   フレームから前記符号化データを抽出して前記コーデッ
   ク手段に出力する符号化データ抽出手段とを含み、 前記符号化データ抽出手段は、前記データ切取り制御手
   段による切り取り処理によって失われた符号化データ
   を、現在処理している伝送サブフレームの近傍の伝送サ
   ブフレームから抽出された符号化データを用いた補間処
   理によって生成する、 ことを特徴とする可変レート符号化・復号装置。