JP3890108B2 - 音声メッセージ送信装置、音声メッセージ受信装置及び携帯無線音声メッセージ通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声メッセージ送信装置、音声メッセージ受信装置及び携帯無線音声メッセージ通信装置に関する。特に、本発明は、様々なデータ圧縮のために符号化された音声信号（メッセージ）を送受信する双方向の携帯無線音声メッセージ通信装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、利用者間での通信が可能な個人通信装置が、広く利用されるようになってきた。従来、このような個人通信装置には、一般的に、アナログ技術が用いられてきたが、音声信号の歪み及び劣化を減少させ、音声信号の特性を改善するとともに、制限された周波数帯域をより効率的に利用するためには、アナログ技術の代わりにディジタル技術を用いることが望ましい。
【０００３】
ディジタル音声信号を送受信するディジタルセルーラ電話機において、一般に、入力音声信号はディジタル化された後、符号化によって音声パラメータに変換される。また、ディジタル音声信号を処理する様々な音声符号化／復号化方法が知られている。このような音声符号化／復号化方法としては、例えば、マルチバンド励振符号化（ＭＢＥ：Multi Band Excitation)、シングルバンド励振符号化（ＳＢＥ：Single Band Excitation）、帯域分割符号化（ＳＢＣ：Sub-Band Coding)、ハーモニック符号化（Harmonic Coding）、線形予測分析（ＬＰＣ：Linear Predictive Coding)、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)、モディファイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified ＤＣＴ)、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）が知られている。また、ディジタルセルーラ電話機の音声符号化／復号化方法として、コード励振形符号化（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Prediction）、ベクトル加算励振形符号化（ＶＳＥＬＰ：Vector Sum Excited Linear Prediction）、ピッチシンクロナスイノベーション−コード励振形符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ：Pitch Synchronous Innovation -ＣＥＬＰ）、標準パルス励振−長時間予測符号化（ＲＰＥ−ＬＴＰ：Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction)が知られるようになってきている。
【０００４】
このようなディジタルセルーラ電話機は、回線交換通信と呼ばれ、２人あるいはそれ以上の利用者が、実時間対話して通話を行うことができる。対話して通話を行っているの間は、信号チャンネルが、その利用者に対して物理上排他的に確立されている。そして、利用者は、例えば１分間毎に信号チャンネルの排他的な使用に対する料金を課されるので、セルーラ電話機の通話料金は比較的に高い。簡単な音声メッセージを伝えるために短い時間話をするときでさえ、利用者は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Public Switch Telephone Network)の使用とともに、セルーラ網の使用に対する高い料金を支払わなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また、実時間での通信を行うセルーラ電話機とは、異なるパケット交換通信システムも知られている。パケット交換通信システムは、非実時間通信システムとして知られている。非実時間通信システムの１つとしては、短いメッセージのテキスト（文字）を受信することができる一方向通信のページャ端末がある。また、短いメッセージのテキストを受信することができるのと同様に、短いメッセージのテキストを制限付きで送信することができる双方向のページャ端末も知られている。非実時間通信システムにおいては、通信を行う利用者間に排他的な信号チャンネルを確立する必要はない。したがって、非実時間通信システムの料金は、伝送するデータ量、例えばバイト数に基づいて課金される。しかし、このようなページャ端末では、音声メッセージを送信することができない。
【０００６】
本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、パケット交換網を介して、音声メッセージを送信することができる音声メッセージ送信装置及び受信することができる音声メッセージ受信装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、安い無線料金で音声メッセージを送信／受信することができる携帯無線音声メッセージ通信装置を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の目的は、音声メッセージの内容の重要度に応じて、送信音質とパケット交換網の使用料との兼ね合いで、どちらを優先させるかを利用者が任意に選択できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る音声メッセージ送信装置は、入力された音声メッセージを圧縮する第１のデータ圧縮手段と、第１のデータ圧縮手段から供給される第１の圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、利用者が選定したデータ圧縮モードに基づいて記憶手段から読み出された第１の圧縮メッセージデータを圧縮し、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを生成する第２のデータ圧縮手段とを備え、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを音声メッセージ受信装置に送信する。
【００１０】
また、本発明に係る音声メッセージ受信装置は、圧縮された圧縮メッセージデータ及び送信側で用いられたデータ圧縮モードを示すモード信号を受信する受信手段と、受信手段から供給された圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、モード信号により検出されたデータ圧縮モードに基づいて、記憶手段から読み出された圧縮メッセージデータを伸長する第１のデータ伸長手段と、第１の伸長データを伸長して音声メッセージ信号を生成する第２のデータ伸長手段と、第２のデータ伸長手段から供給される音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生する電気音響変換手段とを備える。
【００１１】
そして、本発明では、利用者が、音声メッセージの重要度に応じてデータ圧縮モードを選択でき、音声信号の伝送を低コストで行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る音声メッセージ送信装置、音声メッセージ受信装置及び携帯無線音声メッセージ通信装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用したパケット交換網上の無線音声メッセージ通信システムを示す。携帯無線送信／受信端末１１、１２、１３は、利用者が使用する。携帯無線送信／受信端末１１の利用者が、例えば携帯無線送信／受信端末１２の利用者に音声メッセージを送るとき、携帯無線送信／受信端末１１の利用者は、マイクロホンを介して音声メッセージを入力し、携帯無線送信／受信端末１２を送り先として指定する宛先情報を設定する。携帯無線送信／受信端末１１は、入力された音声メッセージを符号化し、符号化された音声メッセージ（以下、符号化メッセージという。）を、宛先情報とともに、携帯無線送信／受信端末１１の在圏エリアをカバーしている基地局２１に送信する。符号化メッセージ及び宛先情報は、パケットデータとして無線で送信される。
【００１４】
基地局２１は、携帯無線送信／受信端末１１から送信されてくるパケットデータを受信し、そのパケットデータを網交換制御センタ３に転送する。網交換制御センタ３は、送り先の携帯無線送信／受信端末１２の在圏エリアをカバーしている送り先の基地局２２に、そのパケットデータを送信する。基地局２２は、パケットデータの宛先情報に従って、パケットデータを無線で送り先の携帯無線送信／受信端末１２に送信する。携帯無線送信／受信端末１２が全てのメッセージを受信すると、呼出音、振動、あるいは他の従来の手法により、利用者は、新しい入力メッセージの着信を知る。携帯無線送信／受信端末１２の利用者は、何時でも、例えば携帯無線送信／受信端末１２のスピーカを介して、新しい入力メッセージを再生して聞くことができる。
【００１５】
図２は、本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の外観を模式的に示す平面図である。携帯無線送信／受信端末１０は、マイクロホン１１、スピーカ１２、記録キー１３、再生キー１４、送信キー１５、アップ／ダウンキー１６、エンタキー１７、削除キー１８、表示部１９、入力メッセージ表示器２０、ボリュームキー２１を備える。
【００１６】
記録キー１３は、主に、利用者が送りたいメッセージを記録するのに用いられる。また、記録キー１３は、利用者が、後で聞きたいメッセージを記録する音声メモ機能にも用いられる。再生キー１４は、利用者が前もって記録した出力メッセージを再生するのに用いられ、利用者は、出力メッセージを送信する前に、そのメッセージを聞き、確認することができる。また、再生キー１４は、受信された入力メッセージを再生するのにも用いられる。利用者は、出力メッセージを再生し、それを確認した後、メッセージの送り先を設定する。次に、利用者は送信キー１５を用いて、出力メッセージを送信する。なお、利用者は、出力メッセージを再生せずに送信してもよい。
【００１７】
表示部１９は、利用者が選んだ宛先情報や他の情報を選択的に表示する。アップ／ダウンキー１６は、表示部１９に表示された情報を上下にスクロールするのに用いられる。入力メッセージ表示器２０は、新しい入力メッセージが受信され、内蔵のメモリに格納されていることを示す。格納されている出力メッセージや入力メッセージは、削除キー１８を用いて、内蔵のメモリから削除することができる。ボリュームキー２１は、再生音の大きさを調整するのに用いられる。
【００１８】
携帯無線送信／受信端末１０は、送信回路と受信回路とを備える。図３は、このような携帯無線送信／受信端末１０の送信回路の具体的な構成を示すブロック図である。この図３において、マイクロホン１１、記録キー１３、送信キー１５、アップ／ダウンキー１６、エンタキー１７、表示部１９は、図２に示すものと同じものであり、同じ付号を付している。
【００１９】
送信回路３０は、コントローラ３１、増幅器３２、アナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という。）３３、第１のデータ圧縮手段である音声エンコーダ３４、メモリ３５、第２のデータ圧縮手段であるデータ圧縮器３６、パケットデータ生成器３７、送信機３８を備える。利用者が記録キー１３を操作すると、コントローラ３１は、制御信号を増幅器３２、Ａ／Ｄ変換器３３及び音声エンコーダ３４に供給し、それにより、これらの回路は動作を開始する。また、コントローラ３１は、書込命令信号をメモリ３５に供給し、メモリ３５は、その書込動作を開始する。利用者は、記録キー１３を押した状態において、マイクロホン１１を介して音声メッセージを入力する。そのアナログの入力音声メッセージ信号は、マイクロホン１１からＡ／Ｄ変換器３３に供給され、Ａ／Ｄ変換器３３は、例えば８ＫＨｚの標本化周波数を用いて、入力音声メッセージをディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３３は、得られるディジタルメッセージ信号を音声エンコーダ３４に供給する。音声エンコーダ３４は、ディジタルメッセージ信号を符号化して、符号化データを生成する。音声エンコーダ３４は、符号化データをメモリ３５に供給し、メモリ３５は、その符号化データを記憶する。利用者は、メッセージの入力を終えたら、記録キー１３を放す。
【００２０】
音声エンコーダ３４において用いられる高能率符号化方法には、多くの種類がある。例えば上述したように、マルチバンド励振符号化（ＭＢＥ：Multi Band Excitation)、シングルバンド励振符号化（ＳＢＥ：Single Band Excitation）、帯域分割符号化（ＳＢＣ：Sub-Band Coding)、ハーモニック符号化（Harmonic Coding)、線形予測分析（ＬＰＣ：Linear Predictive Coding）、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)、モディファイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified ＤＣＴ)、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、コード励振形符号化（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Prediction）、ベクトル加算励振形符号化（ＶＳＥＬＰ：Vector Sum Excited Linear Prediction）、ピッチシンクロナスイノベーション−コード励振形符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ：Pitch Synchronous Innovation - ＣＥＬＰ)、標準パルス励振−長時間予測符号化（ＰＲＥ−ＬＴＰ：Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction)等がある。このような高能率符号化方法や他の同じような符号化方法のうちの１つを用いることにより、音声メッセージの音質が許容される範囲内で、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタルメッセージ信号のデータ量を削減することができる。一方、メモリ３５の容量が、音声エンコーダ３４を用いた場合よりも増えるが、ディジタルメッセージ信号を、音声エンコーダ３４によって符号化せずに、Ａ／Ｄ変換器３３から直接メモリ３５に供給するようにすることもできる。この実施例では、音声エンコーダ３４は、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタルメッセージ信号を、マルチバンド励振符号化／復号化により符号化し、符号化データとして線形スペクトル対（ＬＳＰ）、ピッチパラメータ、有声／無声識別パラメータ及び振幅パラメータの４種類の音声パラメータを生成する。
【００２１】
具体的には、音声エンコーダ３４は、例えば図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタル信号を、２５６個のサンプルを１ブロックとして処理することにより、上述した４つのパラメータを１セットにして生成する。なお、４つのパラメータの次のセットを生成する際には、音声エンコーダ３４は、前のブロックと重なり合った９６個のサンプルと、１６０個のサンプルからなるフレーム期間のサンプルとを用いて、４つのパラメータの次のセットを生成する。Ａ／Ｄ変換器３３は、８ＫＨｚの標本化周波数でサンプルを生成するので、１フレーム、すなわち１６０サンプルは、２０ｍｓに相当する。したがって、４つのパラメータは、２０ｍｓ毎に生成される。４つのパラメータを生成する音声エンコーダ３４は、本出願と譲渡人が同じであるＵＳ特許出願、出願日１９９５年８月２３日、出願番号０８／５１８２９８において、より詳細に述べられている。音声エンコーダ３４は、４つの音声パラメータのセットを順次メモリ３５に供給し、メモリ３５は、これらの４つの音声パラメータを記憶する。
【００２２】
図３に示すように、利用者は、音声メッセージを記録した後、アップ／ダウンキー１６やエンタキー１７を用いて表示部１９上に表示されている数字やアルファベットの文字をスクロールし、宛先情報を入力する。コントローラ３１は、宛先情報をパケットデータ生成器３７に供給する。また、利用者は、データ圧縮モードを選択する。利用者は、宛先情報の入力前あるいは入力後の何れにおいても、データ圧縮モードを選択することができる。この実施例では、「標準圧縮」モード、「低圧縮」モード、「高圧縮」モードの３つのデータ圧縮モードを設けている。利用者は、アップ／ダウンキー１６とエンタキー１７を操作して、それらの３つのモードのうちの１つを選択する。コントローラ３１は、利用者が選択したモードに対応したモード選択信号をデータ圧縮器３６及びパケットデータ生成器３７に供給する。
【００２３】
「標準」モードは、利用者が、例えばクレジットカード番号や電話番号のような重要な情報を送りたいときに用いられる。この「標準」モードでは、データ圧縮器３６は、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量を変化させない。「標準モード」でメッセージを送信すると、最高の音質が得られる。
【００２４】
「低圧縮」モードは、それ程重要でないメッセージを送信するのに適している。この「低圧縮」モードでは、データ圧縮器３６は、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量を削減する。「低圧縮」モードで送信されたメッセージの音質は、データが圧縮されているために、標準モードで送信されたメッセージよりも低い。しかし、同じ長さのメッセージを送信するのに必要なデータ量は標準モードよりも少なくて済むので、利用者は、無線回線の使用料金を節約することができる。
【００２５】
「高圧縮」モードは、比較的重要でないメッセージを送信するのに適している。「高圧縮」モードでは、データ圧縮器３６は、「低圧縮」モードよりも符号化データを圧縮する。そのため、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量はさらに削減される。「高圧縮」モードで送信されたメッセージの音質は、３つのモードの中で最低であるが、メッセージを理解するには十分である。「高圧縮」モードは、３つのモードのうちで、同じ長さのメッセージを送信するのに必要なデータ量が最も少なくて済むので、利用者は、無線回線の使用料金を最も節約することができる。
【００２６】
利用者は、宛先情報を入力し、３つのモードのうちの１つを選択した後、何時でも送信キー１５を操作して、記録されたメッセージを送信することができる。コントローラ３１は、送信キー１５が操作されると、読出命令信号をメモリ３５に供給する。また、コントローラ３１は、制御信号をデータ圧縮器３６、パケットデータ生成器３７及び送信機３８に供給し、これにより、これらの回路は動作を開始する。読出命令信号に応じて、符号化データ、すなわち音声パラメータが順次メモリ３５から読み出されて、データ圧縮器３６に供給される。データ圧縮器３６は、コントローラ３１から供給される圧縮モード情報に基づいて、符号化データを圧縮し、そのデータ量を削減する。
【００２７】
例えば、利用者が４秒間の音声メッセージを入力したとする。この場合、４つの音声パラメータが２０ｍｓ毎に得られるので、データ圧縮器３６には、４秒間の音声メッセージに対応する２００セットの音声パラメータが供給される。上述したように、「標準」モード、「低圧縮」モード及び「高圧縮」モードの３つのデータ圧縮モードがあり、利用者が「標準」モードを選択すると、データは圧縮されない。したがって、標準モードでは、データ圧縮器３６は、２００セットの音声パラメータを圧縮せずにそのままパケットデータ生成器３７に供給する。
【００２８】
利用者が「低圧縮」モードを選択した場合には、データ圧縮器３６は、メモリ３５から読み出された符号化データを圧縮する。例えば「低圧縮」モードにおける圧縮率が２：１に設定されている場合、データ圧縮器３６は、２００セットの音声パラメータを１００セットの音声パラメータに圧縮する。具体的には、例えば図５Ａに示すように、データ圧縮器３６には、それぞれ４つの音声パラメータから構成されるデータ＃１、データ＃２、データ＃３、・・・データ＃２００が供給される。データ圧縮器３６は、奇数番号のデータのみを選択して、それらをデータ＃１’、データ＃２’、・・・データ＃１００’とする。データ圧縮器３６は、１００セットの音声パラメータを、元の２００セットの音声パラメータと同じデータレート（データ速度）で出力する。この結果、データ圧縮器３６の入力データレートと出力データレートは同じであるが、全体のデータ長、すなわちデータの全量は、２００セット分から１００セット分へと削減される。
【００２９】
同様に、例えば、利用者が圧縮率が４：１の「高圧縮」モードを選択した場合には、２００セットの音声パラメータは、５０セットの音声パラメータに圧縮される。具体的には、データ圧縮器３６は、図５Ｂに示すように、メモリ３５から供給される２００セットの音声パラメータ中のデータ＃１、データ＃５、データ＃９、・・・データ＃１９７を選択する。その結果、データ＃１’、データ＃２’、・・・データ＃５０’の５０セットの音声パラメータが得られる。データ圧縮器３６は、これらの５０セットの音声パラメータを、元の２００セットの音声パラメータと同じデータレートで出力する。すなわち、「高圧縮」モードにおいてはデータの全量は４分の１に削減される。
【００３０】
この実施例では、「低圧縮」モード、「高圧縮」モードとして、それぞれ２：１、４：１という圧縮率を用いたが、それ以外の圧縮率も用いることができる。例えば、圧縮率が４：３の場合、図５Ｃに示すように、データ＃１、データ＃２、データ＃３、データ＃４は、データ＃１’、データ＃２’、データ＃３に圧縮される。すなわち、データ＃１はそのままデータ＃１’として用いられる。データ２’は、従来の補間技術により、データ＃２とデータ＃３を補間して、例えば下記式１によって得られる。
【００３１】
データ＃２’＝(２／３×データ＃２)＋(１／３×データ＃３)・・・式１同様に、データ＃３’は、データ＃３及びデータ＃４を補間して、例えば下記式２によって得られる。
【００３２】
データ＃３’＝(１／３×データ＃３)＋(２／３×データ＃４)・・・式２図３に示すように、データ圧縮器３６は、このようにして圧縮した圧縮データをパケットデータ生成器３７に供給する。パケットデータ生成器３７は、データ圧縮器３６から供給される圧縮データを、コントローラ３１から供給される圧縮モード情報及び宛先情報と結合して、パケットデータを生成する。このパケットデータには、他に、同期ビット、エラー訂正ビット、音声メッセージ全体の最後を示すエンドフラグビットが含まれる。パケットデータ生成器３７は、パケットデータを送信機３８に供給する。送信機３８は、アンテナ３９を介してパケットデータを送信する。パケットデータは対応する基地局に送られる。この基地局は、パケットデータを網交換制御センタに送信する。網交換制御センタは、パケットデータを送り先の基地局を介して携帯無線送信／受信端末に送信する。
【００３３】
図６は、携帯無線送信／受信端末１０に含まれる受信回路の具体的な構成を示すブロック図である。受信回路５０は、コントローラ５１、受信機５２、パケット分離器５３、モード検出器５４、メモリ５５、第１の伸長手段であるデータ伸長器５６、第２の伸長手段である音声デコーダ５７、ディジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という。）５８、増幅器５９、スピーカ６０とを備える。
【００３４】
受信機５２は、この携帯無線送信／受信端末１０の在圏エリアをカバーしている基地局から送信されてくるパケットデータを受信する。受信されたパケットデータはパケット分離器５３に供給される。パケット分離器５３は、パケットデータを分離して、圧縮音声パラメータ、圧縮モード情報を生成する。そして、パケット分離器５３は、圧縮音声パラメータをメモリ５５に、圧縮モード情報をモード検出器５４に供給する。また、パケット分離器５３は、パケットデータ中のエンドフラグビットを検出し、メッセージ全体が受信されたかどうかを判定する。ここで、メッセージ全体が受信されている場合には、パケット分離器５３は、コントローラ５１に、メッセージ全体が受信されたことを示す情報を供給する。モード検出器５４は、圧縮モード情報に基づいてデータ圧縮モードを検出し、モード制御信号をメモリ５５に供給する。メモリ５５は、パケット分離器５３から供給される圧縮音声パラメータ、圧縮モード検出器５４から供給されるモード制御信号を記憶する。
【００３５】
メモリ５５が入力メッセージ全体の圧縮音声パラメータを記憶すると、コントローラ５１は、入力メッセージ表示器２０を点灯するように制御して、利用者に新たなメッセージの到着を知らせる。そして、利用者は、何時でも、再生キー１４を操作して、新たな入力メッセージを再生することができる。具体的には、再生キー１４が操作されると、コントローラ５１は、記憶されている圧縮音声パラメータ、圧縮モード制御信号を読み出すようにメモリ５５を制御し、メモリ５５は、圧縮音声パラメータ、圧縮モード制御信号をデータ伸長器５６に供給する。データ伸長器５６は、圧縮モード制御信号に基づいて圧縮音声パラメータを伸長する。
【００３６】
このデータ伸長器５６は、図３に示すデータ圧縮器３６の機能とは反対の機能を有する。データ伸長器５６は、従来の補間技術を用いて、圧縮音声パラメータを伸長する。具体的には、図５Ａに示すように、データ伸長器５６は、圧縮率が２：１で圧縮されているデータ＃１’、データ＃２’、データ＃３’、・・・データ＃１００’からなる１００セットの音声パラメータが供給された場合、データ＃１’をデータ＃１として用い、データ＃２’をデータ＃３として用い、データ＃３’をデータ＃５として用いる。データ伸長器５６は、データ＃１（データ＃１’に等しい）とデータ＃３（データ＃２’に等しい）を補間、すなわち例えば下記式３によってデータ＃２を算出する。
【００３７】
データ＃２＝(１／２×データ＃１)＋(１／２×データ＃３)・・・式３同様に、データ伸長器５６は、データ＃３（データ＃２’に等しい）とデータ＃５（データ＃３’に等しい）を補間して、データ＃４を算出する。この結果、受信された１００セットの音声パラメータは、２００セットの音声パラメータに伸長される。データ圧縮と伸長の処理過程において、或る程度の情報が失われるが、音声メッセージの音質は十分に保たれている。
【００３８】
図６に示すように、データ伸長器５６は、伸長された音声パラメータを音声デコーダ５７に送る。音声デコーダ５７は、音声パラメータを復号化して、ディジタル音声信号を生成する。ディジタル音声信号はＤ／Ａ変換器５８に供給され、ディジタル音声信号からアナログ音声信号に変換される。このアナログ信号は、増幅器５９に供給され、最終的には、スピーカ６０により、利用者は、音声メッセージを聞くことができる。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、例えばメモリ５５とデータ伸長器５６の配置を入れ替えてもよい。この場合、データ伸長器５６は、パケット分離器５３から直接供給される圧縮音声パラメータを、圧縮モード検出器５４から直接供給されるモード制御信号に基づいて伸長する。そして、データ伸長器５６は、伸長音声パラメータをメモリ５５に供給する。利用者が再生キー１４を操作すると、コントローラ５１は、メモリ５５に記憶されている伸長音声パラメータを音声デコーダ５７に供給するようにメモリ５５を制御する。
【００４０】
また、上述では、本発明のある特定の実施例を開示したが、この技術を熟知した当業者によって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、多くの変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る音声メッセージ送信装置は、入力された音声メッセージを第１の圧縮手段によって圧縮して、第１の圧縮メッセージデータを記憶手段に記憶する。そして、利用者が選定したデータ圧縮モードに基づいて記憶手段から読み出された第１の圧縮メッセージデータを第２の圧縮手段によって圧縮し、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを生成し、この圧縮された第２の圧縮メッセージデータを宛先の音声メッセージ受信装置に送信することにより、パケット交換網を介して、音声メッセージを低コストで送信することができる。また、利用者は、音声メッセージの重要度に応じてデータ圧縮モードを選択でき、送信音質とパケット交換網の使用料との兼ね合いで、どちらを優先させるかを任意に選択できる。
【００４２】
また、本発明に係る音声メッセージ受信装置は、圧縮された圧縮メッセージデータ及び送信側で用いられたデータ圧縮モードを示すモード信号を受信し、この圧縮された圧縮メッセージデータを記憶手段に記憶する。そして、モード信号により検出されたデータ圧縮モードに基づいて、記憶手段から読み出された圧縮メッセージデータを第１の伸長手段によって伸長し、伸長した第１の伸長データを生成し、第１の伸長データを第２の伸長手段によって伸長して第２の伸長データである音声メッセージ信号を生成し、この音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生することにより、パケット交換網を介して、音声メッセージを受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したパケット交換網上の無線音声メッセージ通信システムの概要を示す図である。
【図２】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の外観を示す平面図である。
【図３】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の送信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【図４】 ディジタル音声信号を音声パラメータに符号化する音声エンコーダの動作を説明するための図である。
【図５】 音声パラメータを圧縮するデータ圧縮器の動作を説明するための図である。
【図６】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の受信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ マイクロホン、３０ 送信回路、３１ コントローラ、３２ 増幅器、３３ Ａ／Ｄ変換器、３４ 音声エンコーダ、３５ メモリ、３６ データ圧縮器、３７ パケットデータ生成器、３８ 送信機、３９ アンテナ、５０ 受信回路、５１ コントローラ、５２ 受信機、５３ パケット分離器、５４ モード検出器、５５ メモリ、５６ データ伸長器、５７ 音声デコーダ、５８ Ｄ／Ａ変換器、５９ 増幅器、６０ スピーカ
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声メッセージ送信装置、音声メッセージ受信装置及び携帯無線音声メッセージ通信装置に関する。特に、本発明は、様々なデータ圧縮のために符号化された音声信号（メッセージ）を送受信する双方向の携帯無線音声メッセージ通信装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、利用者間での通信が可能な個人通信装置が、広く利用されるようになってきた。従来、このような個人通信装置には、一般的に、アナログ技術が用いられてきたが、音声信号の歪み及び劣化を減少させ、音声信号の特性を改善するとともに、制限された周波数帯域をより効率的に利用するためには、アナログ技術の代わりにディジタル技術を用いることが望ましい。
【０００３】
ディジタル音声信号を送受信するディジタルセルーラ電話機において、一般に、入力音声信号はディジタル化された後、符号化によって音声パラメータに変換される。また、ディジタル音声信号を処理する様々な音声符号化／復号化方法が知られている。このような音声符号化／復号化方法としては、例えば、マルチバンド励振符号化（ＭＢＥ：Multi Band Excitation)、シングルバンド励振符号化（ＳＢＥ：Single Band Excitation）、帯域分割符号化（ＳＢＣ：Sub-Band Coding)、ハーモニック符号化（Harmonic Coding）、線形予測分析（ＬＰＣ：Linear Predictive Coding)、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)、モディファイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified ＤＣＴ)、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）が知られている。また、ディジタルセルーラ電話機の音声符号化／復号化方法として、コード励振形符号化（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Prediction）、ベクトル加算励振形符号化（ＶＳＥＬＰ：Vector Sum Excited Linear Prediction）、ピッチシンクロナスイノベーション−コード励振形符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ：Pitch Synchronous Innovation -ＣＥＬＰ）、標準パルス励振−長時間予測符号化（ＲＰＥ−ＬＴＰ：Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction)が知られるようになってきている。
【０００４】
このようなディジタルセルーラ電話機は、回線交換通信と呼ばれ、２人あるいはそれ以上の利用者が、実時間対話して通話を行うことができる。対話して通話を行っているの間は、信号チャンネルが、その利用者に対して物理上排他的に確立されている。そして、利用者は、例えば１分間毎に信号チャンネルの排他的な使用に対する料金を課されるので、セルーラ電話機の通話料金は比較的に高い。簡単な音声メッセージを伝えるために短い時間話をするときでさえ、利用者は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Public Switch Telephone Network)の使用とともに、セルーラ網の使用に対する高い料金を支払わなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また、実時間での通信を行うセルーラ電話機とは、異なるパケット交換通信システムも知られている。パケット交換通信システムは、非実時間通信システムとして知られている。非実時間通信システムの１つとしては、短いメッセージのテキスト（文字）を受信することができる一方向通信のページャ端末がある。また、短いメッセージのテキストを受信することができるのと同様に、短いメッセージのテキストを制限付きで送信することができる双方向のページャ端末も知られている。非実時間通信システムにおいては、通信を行う利用者間に排他的な信号チャンネルを確立する必要はない。したがって、非実時間通信システムの料金は、伝送するデータ量、例えばバイト数に基づいて課金される。しかし、このようなページャ端末では、音声メッセージを送信することができない。
【０００６】
本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、パケット交換網を介して、音声メッセージを送信することができる音声メッセージ送信装置及び受信することができる音声メッセージ受信装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、安い無線料金で音声メッセージを送信／受信することができる携帯無線音声メッセージ通信装置を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の目的は、音声メッセージの内容の重要度に応じて、送信音質とパケット交換網の使用料との兼ね合いで、どちらを優先させるかを利用者が任意に選択できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る音声メッセージ送信装置は、入力された音声メッセージを圧縮する第１のデータ圧縮手段と、第１のデータ圧縮手段から供給される第１の圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、利用者が選定したデータ圧縮モードに基づいて記憶手段から読み出された第１の圧縮メッセージデータを圧縮し、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを生成する第２のデータ圧縮手段とを備え、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを音声メッセージ受信装置に送信する。
【００１０】
また、本発明に係る音声メッセージ受信装置は、圧縮された圧縮メッセージデータ及び送信側で用いられたデータ圧縮モードを示すモード信号を受信する受信手段と、受信手段から供給された圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、モード信号により検出されたデータ圧縮モードに基づいて、記憶手段から読み出された圧縮メッセージデータを伸長する第１のデータ伸長手段と、第１の伸長データを伸長して音声メッセージ信号を生成する第２のデータ伸長手段と、第２のデータ伸長手段から供給される音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生する電気音響変換手段とを備える。
【００１１】
そして、本発明では、利用者が、音声メッセージの重要度に応じてデータ圧縮モードを選択でき、音声信号の伝送を低コストで行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る音声メッセージ送信装置、音声メッセージ受信装置及び携帯無線音声メッセージ通信装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用したパケット交換網上の無線音声メッセージ通信システムを示す。携帯無線送信／受信端末１１、１２、１３は、利用者が使用する。携帯無線送信／受信端末１１の利用者が、例えば携帯無線送信／受信端末１２の利用者に音声メッセージを送るとき、携帯無線送信／受信端末１１の利用者は、マイクロホンを介して音声メッセージを入力し、携帯無線送信／受信端末１２を送り先として指定する宛先情報を設定する。携帯無線送信／受信端末１１は、入力された音声メッセージを符号化し、符号化された音声メッセージ（以下、符号化メッセージという。）を、宛先情報とともに、携帯無線送信／受信端末１１の在圏エリアをカバーしている基地局２１に送信する。符号化メッセージ及び宛先情報は、パケットデータとして無線で送信される。
【００１４】
基地局２１は、携帯無線送信／受信端末１１から送信されてくるパケットデータを受信し、そのパケットデータを網交換制御センタ３に転送する。網交換制御センタ３は、送り先の携帯無線送信／受信端末１２の在圏エリアをカバーしている送り先の基地局２２に、そのパケットデータを送信する。基地局２２は、パケットデータの宛先情報に従って、パケットデータを無線で送り先の携帯無線送信／受信端末１２に送信する。携帯無線送信／受信端末１２が全てのメッセージを受信すると、呼出音、振動、あるいは他の従来の手法により、利用者は、新しい入力メッセージの着信を知る。携帯無線送信／受信端末１２の利用者は、何時でも、例えば携帯無線送信／受信端末１２のスピーカを介して、新しい入力メッセージを再生して聞くことができる。
【００１５】
図２は、本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の外観を模式的に示す平面図である。携帯無線送信／受信端末１０は、マイクロホン１１、スピーカ１２、記録キー１３、再生キー１４、送信キー１５、アップ／ダウンキー１６、エンタキー１７、削除キー１８、表示部１９、入力メッセージ表示器２０、ボリュームキー２１を備える。
【００１６】
記録キー１３は、主に、利用者が送りたいメッセージを記録するのに用いられる。また、記録キー１３は、利用者が、後で聞きたいメッセージを記録する音声メモ機能にも用いられる。再生キー１４は、利用者が前もって記録した出力メッセージを再生するのに用いられ、利用者は、出力メッセージを送信する前に、そのメッセージを聞き、確認することができる。また、再生キー１４は、受信された入力メッセージを再生するのにも用いられる。利用者は、出力メッセージを再生し、それを確認した後、メッセージの送り先を設定する。次に、利用者は送信キー１５を用いて、出力メッセージを送信する。なお、利用者は、出力メッセージを再生せずに送信してもよい。
【００１７】
表示部１９は、利用者が選んだ宛先情報や他の情報を選択的に表示する。アップ／ダウンキー１６は、表示部１９に表示された情報を上下にスクロールするのに用いられる。入力メッセージ表示器２０は、新しい入力メッセージが受信され、内蔵のメモリに格納されていることを示す。格納されている出力メッセージや入力メッセージは、削除キー１８を用いて、内蔵のメモリから削除することができる。ボリュームキー２１は、再生音の大きさを調整するのに用いられる。
【００１８】
携帯無線送信／受信端末１０は、送信回路と受信回路とを備える。図３は、このような携帯無線送信／受信端末１０の送信回路の具体的な構成を示すブロック図である。この図３において、マイクロホン１１、記録キー１３、送信キー１５、アップ／ダウンキー１６、エンタキー１７、表示部１９は、図２に示すものと同じものであり、同じ付号を付している。
【００１９】
送信回路３０は、コントローラ３１、増幅器３２、アナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という。）３３、第１のデータ圧縮手段である音声エンコーダ３４、メモリ３５、第２のデータ圧縮手段であるデータ圧縮器３６、パケットデータ生成器３７、送信機３８を備える。利用者が記録キー１３を操作すると、コントローラ３１は、制御信号を増幅器３２、Ａ／Ｄ変換器３３及び音声エンコーダ３４に供給し、それにより、これらの回路は動作を開始する。また、コントローラ３１は、書込命令信号をメモリ３５に供給し、メモリ３５は、その書込動作を開始する。利用者は、記録キー１３を押した状態において、マイクロホン１１を介して音声メッセージを入力する。そのアナログの入力音声メッセージ信号は、マイクロホン１１からＡ／Ｄ変換器３３に供給され、Ａ／Ｄ変換器３３は、例えば８ＫＨｚの標本化周波数を用いて、入力音声メッセージをディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３３は、得られるディジタルメッセージ信号を音声エンコーダ３４に供給する。音声エンコーダ３４は、ディジタルメッセージ信号を符号化して、符号化データを生成する。音声エンコーダ３４は、符号化データをメモリ３５に供給し、メモリ３５は、その符号化データを記憶する。利用者は、メッセージの入力を終えたら、記録キー１３を放す。
【００２０】
音声エンコーダ３４において用いられる高能率符号化方法には、多くの種類がある。例えば上述したように、マルチバンド励振符号化（ＭＢＥ：Multi Band Excitation)、シングルバンド励振符号化（ＳＢＥ：Single Band Excitation）、帯域分割符号化（ＳＢＣ：Sub-Band Coding)、ハーモニック符号化（Harmonic Coding)、線形予測分析（ＬＰＣ：Linear Predictive Coding）、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform)、モディファイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified ＤＣＴ)、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、コード励振形符号化（ＣＥＬＰ：Code Excited Linear Prediction）、ベクトル加算励振形符号化（ＶＳＥＬＰ：Vector Sum Excited Linear Prediction）、ピッチシンクロナスイノベーション−コード励振形符号化（ＰＳＩ−ＣＥＬＰ：Pitch Synchronous Innovation - ＣＥＬＰ)、標準パルス励振−長時間予測符号化（ＰＲＥ−ＬＴＰ：Regular Pulse Excitation - Long Term Prediction)等がある。このような高能率符号化方法や他の同じような符号化方法のうちの１つを用いることにより、音声メッセージの音質が許容される範囲内で、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタルメッセージ信号のデータ量を削減することができる。一方、メモリ３５の容量が、音声エンコーダ３４を用いた場合よりも増えるが、ディジタルメッセージ信号を、音声エンコーダ３４によって符号化せずに、Ａ／Ｄ変換器３３から直接メモリ３５に供給するようにすることもできる。この実施例では、音声エンコーダ３４は、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタルメッセージ信号を、マルチバンド励振符号化／復号化により符号化し、符号化データとして線形スペクトル対（ＬＳＰ）、ピッチパラメータ、有声／無声識別パラメータ及び振幅パラメータの４種類の音声パラメータを生成する。
【００２１】
具体的には、音声エンコーダ３４は、例えば図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器３３からのディジタル信号を、２５６個のサンプルを１ブロックとして処理することにより、上述した４つのパラメータを１セットにして生成する。なお、４つのパラメータの次のセットを生成する際には、音声エンコーダ３４は、前のブロックと重なり合った９６個のサンプルと、１６０個のサンプルからなるフレーム期間のサンプルとを用いて、４つのパラメータの次のセットを生成する。Ａ／Ｄ変換器３３は、８ＫＨｚの標本化周波数でサンプルを生成するので、１フレーム、すなわち１６０サンプルは、２０ｍｓに相当する。したがって、４つのパラメータは、２０ｍｓ毎に生成される。４つのパラメータを生成する音声エンコーダ３４は、本出願と譲渡人が同じであるＵＳ特許出願、出願日１９９５年８月２３日、出願番号０８／５１８２９８において、より詳細に述べられている。音声エンコーダ３４は、４つの音声パラメータのセットを順次メモリ３５に供給し、メモリ３５は、これらの４つの音声パラメータを記憶する。
【００２２】
図３に示すように、利用者は、音声メッセージを記録した後、アップ／ダウンキー１６やエンタキー１７を用いて表示部１９上に表示されている数字やアルファベットの文字をスクロールし、宛先情報を入力する。コントローラ３１は、宛先情報をパケットデータ生成器３７に供給する。また、利用者は、データ圧縮モードを選択する。利用者は、宛先情報の入力前あるいは入力後の何れにおいても、データ圧縮モードを選択することができる。この実施例では、「標準圧縮」モード、「低圧縮」モード、「高圧縮」モードの３つのデータ圧縮モードを設けている。利用者は、アップ／ダウンキー１６とエンタキー１７を操作して、それらの３つのモードのうちの１つを選択する。コントローラ３１は、利用者が選択したモードに対応したモード選択信号をデータ圧縮器３６及びパケットデータ生成器３７に供給する。
【００２３】
「標準」モードは、利用者が、例えばクレジットカード番号や電話番号のような重要な情報を送りたいときに用いられる。この「標準」モードでは、データ圧縮器３６は、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量を変化させない。「標準モード」でメッセージを送信すると、最高の音質が得られる。
【００２４】
「低圧縮」モードは、それ程重要でないメッセージを送信するのに適している。この「低圧縮」モードでは、データ圧縮器３６は、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量を削減する。「低圧縮」モードで送信されたメッセージの音質は、データが圧縮されているために、標準モードで送信されたメッセージよりも低い。しかし、同じ長さのメッセージを送信するのに必要なデータ量は標準モードよりも少なくて済むので、利用者は、無線回線の使用料金を節約することができる。
【００２５】
「高圧縮」モードは、比較的重要でないメッセージを送信するのに適している。「高圧縮」モードでは、データ圧縮器３６は、「低圧縮」モードよりも符号化データを圧縮する。そのため、メモリ３５から供給される符号化データのデータ量はさらに削減される。「高圧縮」モードで送信されたメッセージの音質は、３つのモードの中で最低であるが、メッセージを理解するには十分である。「高圧縮」モードは、３つのモードのうちで、同じ長さのメッセージを送信するのに必要なデータ量が最も少なくて済むので、利用者は、無線回線の使用料金を最も節約することができる。
【００２６】
利用者は、宛先情報を入力し、３つのモードのうちの１つを選択した後、何時でも送信キー１５を操作して、記録されたメッセージを送信することができる。コントローラ３１は、送信キー１５が操作されると、読出命令信号をメモリ３５に供給する。また、コントローラ３１は、制御信号をデータ圧縮器３６、パケットデータ生成器３７及び送信機３８に供給し、これにより、これらの回路は動作を開始する。読出命令信号に応じて、符号化データ、すなわち音声パラメータが順次メモリ３５から読み出されて、データ圧縮器３６に供給される。データ圧縮器３６は、コントローラ３１から供給される圧縮モード情報に基づいて、符号化データを圧縮し、そのデータ量を削減する。
【００２７】
例えば、利用者が４秒間の音声メッセージを入力したとする。この場合、４つの音声パラメータが２０ｍｓ毎に得られるので、データ圧縮器３６には、４秒間の音声メッセージに対応する２００セットの音声パラメータが供給される。上述したように、「標準」モード、「低圧縮」モード及び「高圧縮」モードの３つのデータ圧縮モードがあり、利用者が「標準」モードを選択すると、データは圧縮されない。したがって、標準モードでは、データ圧縮器３６は、２００セットの音声パラメータを圧縮せずにそのままパケットデータ生成器３７に供給する。
【００２８】
利用者が「低圧縮」モードを選択した場合には、データ圧縮器３６は、メモリ３５から読み出された符号化データを圧縮する。例えば「低圧縮」モードにおける圧縮率が２：１に設定されている場合、データ圧縮器３６は、２００セットの音声パラメータを１００セットの音声パラメータに圧縮する。具体的には、例えば図５Ａに示すように、データ圧縮器３６には、それぞれ４つの音声パラメータから構成されるデータ＃１、データ＃２、データ＃３、・・・データ＃２００が供給される。データ圧縮器３６は、奇数番号のデータのみを選択して、それらをデータ＃１’、データ＃２’、・・・データ＃１００’とする。データ圧縮器３６は、１００セットの音声パラメータを、元の２００セットの音声パラメータと同じデータレート（データ速度）で出力する。この結果、データ圧縮器３６の入力データレートと出力データレートは同じであるが、全体のデータ長、すなわちデータの全量は、２００セット分から１００セット分へと削減される。
【００２９】
同様に、例えば、利用者が圧縮率が４：１の「高圧縮」モードを選択した場合には、２００セットの音声パラメータは、５０セットの音声パラメータに圧縮される。具体的には、データ圧縮器３６は、図５Ｂに示すように、メモリ３５から供給される２００セットの音声パラメータ中のデータ＃１、データ＃５、データ＃９、・・・データ＃１９７を選択する。その結果、データ＃１’、データ＃２’、・・・データ＃５０’の５０セットの音声パラメータが得られる。データ圧縮器３６は、これらの５０セットの音声パラメータを、元の２００セットの音声パラメータと同じデータレートで出力する。すなわち、「高圧縮」モードにおいてはデータの全量は４分の１に削減される。
【００３０】
この実施例では、「低圧縮」モード、「高圧縮」モードとして、それぞれ２：１、４：１という圧縮率を用いたが、それ以外の圧縮率も用いることができる。例えば、圧縮率が４：３の場合、図５Ｃに示すように、データ＃１、データ＃２、データ＃３、データ＃４は、データ＃１’、データ＃２’、データ＃３に圧縮される。すなわち、データ＃１はそのままデータ＃１’として用いられる。データ２’は、従来の補間技術により、データ＃２とデータ＃３を補間して、例えば下記式１によって得られる。
【００３１】
データ＃２’＝(２／３×データ＃２)＋(１／３×データ＃３)・・・式１同様に、データ＃３’は、データ＃３及びデータ＃４を補間して、例えば下記式２によって得られる。
【００３２】
データ＃３’＝(１／３×データ＃３)＋(２／３×データ＃４)・・・式２図３に示すように、データ圧縮器３６は、このようにして圧縮した圧縮データをパケットデータ生成器３７に供給する。パケットデータ生成器３７は、データ圧縮器３６から供給される圧縮データを、コントローラ３１から供給される圧縮モード情報及び宛先情報と結合して、パケットデータを生成する。このパケットデータには、他に、同期ビット、エラー訂正ビット、音声メッセージ全体の最後を示すエンドフラグビットが含まれる。パケットデータ生成器３７は、パケットデータを送信機３８に供給する。送信機３８は、アンテナ３９を介してパケットデータを送信する。パケットデータは対応する基地局に送られる。この基地局は、パケットデータを網交換制御センタに送信する。網交換制御センタは、パケットデータを送り先の基地局を介して携帯無線送信／受信端末に送信する。
【００３３】
図６は、携帯無線送信／受信端末１０に含まれる受信回路の具体的な構成を示すブロック図である。受信回路５０は、コントローラ５１、受信機５２、パケット分離器５３、モード検出器５４、メモリ５５、第１の伸長手段であるデータ伸長器５６、第２の伸長手段である音声デコーダ５７、ディジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器という。）５８、増幅器５９、スピーカ６０とを備える。
【００３４】
受信機５２は、この携帯無線送信／受信端末１０の在圏エリアをカバーしている基地局から送信されてくるパケットデータを受信する。受信されたパケットデータはパケット分離器５３に供給される。パケット分離器５３は、パケットデータを分離して、圧縮音声パラメータ、圧縮モード情報を生成する。そして、パケット分離器５３は、圧縮音声パラメータをメモリ５５に、圧縮モード情報をモード検出器５４に供給する。また、パケット分離器５３は、パケットデータ中のエンドフラグビットを検出し、メッセージ全体が受信されたかどうかを判定する。ここで、メッセージ全体が受信されている場合には、パケット分離器５３は、コントローラ５１に、メッセージ全体が受信されたことを示す情報を供給する。モード検出器５４は、圧縮モード情報に基づいてデータ圧縮モードを検出し、モード制御信号をメモリ５５に供給する。メモリ５５は、パケット分離器５３から供給される圧縮音声パラメータ、圧縮モード検出器５４から供給されるモード制御信号を記憶する。
【００３５】
メモリ５５が入力メッセージ全体の圧縮音声パラメータを記憶すると、コントローラ５１は、入力メッセージ表示器２０を点灯するように制御して、利用者に新たなメッセージの到着を知らせる。そして、利用者は、何時でも、再生キー１４を操作して、新たな入力メッセージを再生することができる。具体的には、再生キー１４が操作されると、コントローラ５１は、記憶されている圧縮音声パラメータ、圧縮モード制御信号を読み出すようにメモリ５５を制御し、メモリ５５は、圧縮音声パラメータ、圧縮モード制御信号をデータ伸長器５６に供給する。データ伸長器５６は、圧縮モード制御信号に基づいて圧縮音声パラメータを伸長する。
【００３６】
このデータ伸長器５６は、図３に示すデータ圧縮器３６の機能とは反対の機能を有する。データ伸長器５６は、従来の補間技術を用いて、圧縮音声パラメータを伸長する。具体的には、図５Ａに示すように、データ伸長器５６は、圧縮率が２：１で圧縮されているデータ＃１’、データ＃２’、データ＃３’、・・・データ＃１００’からなる１００セットの音声パラメータが供給された場合、データ＃１’をデータ＃１として用い、データ＃２’をデータ＃３として用い、データ＃３’をデータ＃５として用いる。データ伸長器５６は、データ＃１（データ＃１’に等しい）とデータ＃３（データ＃２’に等しい）を補間、すなわち例えば下記式３によってデータ＃２を算出する。
【００３７】
データ＃２＝(１／２×データ＃１)＋(１／２×データ＃３)・・・式３同様に、データ伸長器５６は、データ＃３（データ＃２’に等しい）とデータ＃５（データ＃３’に等しい）を補間して、データ＃４を算出する。この結果、受信された１００セットの音声パラメータは、２００セットの音声パラメータに伸長される。データ圧縮と伸長の処理過程において、或る程度の情報が失われるが、音声メッセージの音質は十分に保たれている。
【００３８】
図６に示すように、データ伸長器５６は、伸長された音声パラメータを音声デコーダ５７に送る。音声デコーダ５７は、音声パラメータを復号化して、ディジタル音声信号を生成する。ディジタル音声信号はＤ／Ａ変換器５８に供給され、ディジタル音声信号からアナログ音声信号に変換される。このアナログ信号は、増幅器５９に供給され、最終的には、スピーカ６０により、利用者は、音声メッセージを聞くことができる。
【００３９】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、例えばメモリ５５とデータ伸長器５６の配置を入れ替えてもよい。この場合、データ伸長器５６は、パケット分離器５３から直接供給される圧縮音声パラメータを、圧縮モード検出器５４から直接供給されるモード制御信号に基づいて伸長する。そして、データ伸長器５６は、伸長音声パラメータをメモリ５５に供給する。利用者が再生キー１４を操作すると、コントローラ５１は、メモリ５５に記憶されている伸長音声パラメータを音声デコーダ５７に供給するようにメモリ５５を制御する。
【００４０】
また、上述では、本発明のある特定の実施例を開示したが、この技術を熟知した当業者によって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、多くの変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る音声メッセージ送信装置は、入力された音声メッセージを第１の圧縮手段によって圧縮して、第１の圧縮メッセージデータを記憶手段に記憶する。そして、利用者が選定したデータ圧縮モードに基づいて記憶手段から読み出された第１の圧縮メッセージデータを第２の圧縮手段によって圧縮し、圧縮された第２の圧縮メッセージデータを生成し、この圧縮された第２の圧縮メッセージデータを宛先の音声メッセージ受信装置に送信することにより、パケット交換網を介して、音声メッセージを低コストで送信することができる。また、利用者は、音声メッセージの重要度に応じてデータ圧縮モードを選択でき、送信音質とパケット交換網の使用料との兼ね合いで、どちらを優先させるかを任意に選択できる。
【００４２】
また、本発明に係る音声メッセージ受信装置は、圧縮された圧縮メッセージデータ及び送信側で用いられたデータ圧縮モードを示すモード信号を受信し、この圧縮された圧縮メッセージデータを記憶手段に記憶する。そして、モード信号により検出されたデータ圧縮モードに基づいて、記憶手段から読み出された圧縮メッセージデータを第１の伸長手段によって伸長し、伸長した第１の伸長データを生成し、第１の伸長データを第２の伸長手段によって伸長して第２の伸長データである音声メッセージ信号を生成し、この音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生することにより、パケット交換網を介して、音声メッセージを受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したパケット交換網上の無線音声メッセージ通信システムの概要を示す図である。
【図２】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の外観を示す平面図である。
【図３】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の送信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【図４】 ディジタル音声信号を音声パラメータに符号化する音声エンコーダの動作を説明するための図である。
【図５】 音声パラメータを圧縮するデータ圧縮器の動作を説明するための図である。
【図６】 本発明を適用した携帯無線送信／受信端末の受信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ マイクロホン、３０ 送信回路、３１ コントローラ、３２ 増幅器、３３ Ａ／Ｄ変換器、３４ 音声エンコーダ、３５ メモリ、３６ データ圧縮器、３７ パケットデータ生成器、３８ 送信機、３９ アンテナ、５０ 受信回路、５１ コントローラ、５２ 受信機、５３ パケット分離器、５４ モード検出器、５５ メモリ、５６ データ伸長器、５７ 音声デコーダ、５８ Ｄ／Ａ変換器、５９ 増幅器、６０ スピーカ
Claims (23)
- 利用者の操作に応じて音声メッセージを入力する入力手段と、
上記音声メッセージを圧縮して、第１の圧縮メッセージデータを生成する第１のデータ圧縮手段と、
上記第１のデータ圧縮手段から供給される上記第１の圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、
利用者の操作に応じてそれぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの１つを選択し、選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号を生成するモード選択手段と、
利用者の操作に応じて送信開始信号を生成する送信開始手段と、
上記モード信号及び上記送信開始信号に応じ、上記モード信号に基づいて上記記憶手段から読み出された上記第１の圧縮メッセージデータを圧縮し、第２の圧縮メッセージデータを生成する第２のデータ圧縮手段と、
上記第２の圧縮メッセージデータ及び上記モード信号を送信する送信手段とを備える音声メッセージ送信装置。 - 更に、上記第２の圧縮メッセージデータ及び上記モード信号をパケットデータにするパケットデータ生成手段を備え、
上記送信手段は、上記パケットデータを送信することを特徴とする請求項１記載の音声メッセージ送信装置。 - 更に、利用者の操作に応じて上記パケットデータが配信される宛先を設定する宛先設定手段を備え、
上記パケットデータ生成手段は、上記宛先の情報をパケットデータにすることを特徴とする請求項２記載の音声メッセージ送信装置。 - 上記第１のデータ圧縮手段は、マルチバンド励振符号化により上記音声メッセージを圧縮することを特徴とする請求項１記載の音声メッセージ送信装置。
- 上記第１のデータ圧縮手段は、上記第１の圧縮メッセージデータとして、線形スペクトル対情報、ピッチ情報、有声／無声情報及びスペクトル電力情報を生成することを特徴とする請求項４記載の音声メッセージ送信装置。
- 音声メッセージを入力するマイクロホンと、
上記マイクロホンから入力された上記音声メッセージを圧縮して、上記音声メッセージに対応する音声パラメータを生成する第１のデータ圧縮器と、
上記音声パラメータを記憶するメモリと、
利用者の操作に応じて、それぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの１つを選択し、選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号を生成する第１のキーと、
利用者の操作に応じて送信開始信号を生成する第２のキーと、
上記モード信号及び上記送信開始信号に応じ、上記モード信号に基づいて上記メモリから読み出された上記音声パラメータを圧縮し、圧縮データを生成する第２のデータ圧縮器と、
上記圧縮データ及び上記モード信号を送信する送信回路とを備える携帯音声メッセージ送信装置。 - 更に、上記圧縮データ及び上記モード信号をパケットデータにするパケットデータ生成器を備え、
上記送信回路は、上記パケットデータを送信することを特徴とする請求項６記載の携帯音声メッセージ送信装置。 - 更に、利用者の操作に応じて音声メッセージが送信される宛先を設定する宛先キーを備え、
上記パケットデータ生成器は、上記宛先の情報を上記パケットデータにすることを特徴とする請求項７記載の携帯音声メッセージ送信装置。 - 上記第１のデータ圧縮器は、マルチバンド励振符号化により上記音声メッセージを圧縮することを特徴とする請求項８記載の携帯音声メッセージ送信装置。
- 上記第１のデータ圧縮器は、上記音声パラメータとして線形スペクトル対情報、ピッチ情報、有声／無声情報及びスペクトル電力情報を生成することを特徴とする請求項９記載の携帯音声メッセージ送信装置。
- 送信側においてそれぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの送信側で選択した１つの上記データ圧縮モードに基づいて圧縮された圧縮メッセージデータと、
上記送信側で選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号とを受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された上記モード信号に基づいて上記データ圧縮モードを検出する検出手段と、
上記受信手段から供給される上記圧縮メッセージデータを記憶する記憶手段と、
利用者の操作に応じて再生開始命令を生成する再生開始手段と、
上記再生開始命令に応じ、上記検出手段により検出された上記データ圧縮モードに基づいて上記記憶手段から読み出された圧縮メッセージデータを伸長し、第１の伸長データを生成する第１のデータ伸長手段と、
上記第１のデータ伸長手段から供給される上記第１の伸長データを伸長して音声メッセージ信号として第２の伸長データを生成する第２のデータ伸長手段と、
上記第２のデータ伸長手段から供給される上記音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生する電気音響変換手段とを備える音声メッセージ受信装置。 - 上記圧縮メッセージデータが上記送信側でマルチバンド励振符号化により圧縮されており、上記第２のデータ伸長手段は、上記第１の伸長データをマルチバンド励振復号化により伸長することを特徴とする請求項１１記載の音声メッセージ受信装置。
- 上記圧縮メッセージデータは、線形スペクトル対情報、ピッチ情報、有声／無声情報及びスペクトル電力情報を含むことを特徴とする請求項１２記載の音声メッセージ受信装置。
- 送信側においてそれぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの送信側で選択した１つの上記データ圧縮モードに基づいて圧縮された圧縮メッセージデータと、
上記送信側で選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号とを受信する受信手段と、
上記受信手段により受信された上記モード信号に基づいて上記データ圧縮モードを検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記データ圧縮モードに基づいて上記圧縮メッセージデータを伸長し、第１の伸長データを生成する第１のデータ伸長手段と、
上記第１のデータ伸長手段から供給される上記第１の伸長データを記憶する記憶手段と、
利用者の操作に応じて再生開始命令を生成する再生手段と、
上記再生開始命令に応じ、上記記憶手段から読み出された上記第１の伸長データを伸長し、音声メッセージ信号として第２の伸長データを生成する第２のデータ伸長手段と、
上記第２のデータ伸長手段から供給される上記音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生する電気音響変換手段とを備える音声メッセージ受信装置。 - 上記圧縮メッセージデータが上記送信側でマルチバンド励振符号化により圧縮されており、上記第２のデータ伸長手段は、上記第１の伸長データをマルチバンド励振復号化により伸長することを特徴とする請求項１４記載の音声メッセージ受信装置。
- 上記圧縮メッセージデータは、線形スペクトル対情報、ピッチ情報、有声／無声声情報及びスペクトル電力情報を含むことを特徴とする請求項１５記載の音声メッセージ受信装置。
- 送信側においてそれぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの送信側で選択した１つの上記データ圧縮モードに基づいて圧縮された圧縮メッセージデータと、
送信側において選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号とを受信する受信回路と、
上記受信回路により受信された上記モード信号に基づいて上記データ圧縮モードを検出する検出器と、
上記受信回路から供給される上記圧縮メッセージデータを記憶するメモリと、
利用者の操作に応じて再生開始信号を生成する再生キーと、
上記再生開始信号に応じ、上記検出器により検出された上記データ圧縮モードに基づいて上記メモリから読み出された上記圧縮メッセージデータを伸長し、第１の伸張データを生成する第１のデータ伸長器と、
上記第１のデータ伸長器から供給される第１の伸長データを伸長し、音声メッセージ信号として第２の伸長データを生成する第２のデータ伸長器と、
上記第２のデータ伸長器から供給される音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生するスピーカとを備える携帯音声メッセージ受信装置。 - 上記圧縮メッセージデータが上記送信側においてマルチバンド励振符号化により圧縮されており、上記第２のデータ伸長器は、上記第１の伸長データをマルチバンド励振復号化によって伸長することを特徴とする請求項１７記載の携帯音声メッセージ受信装置。
- 更に、新たな入力音声メッセージが受信されたことを表示する表示器を備えることを特徴とする請求項１７記載の携帯音声メッセージ受信装置。
- 送信側においてそれぞれ圧縮率の異なるデータ圧縮モードのうちの送信側で選択された１つの上記データ圧縮モードに基づいて圧縮された圧縮メッセージデータと、
上記送信側において選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号とを受信する受信回路と、
上記受信回路により受信された上記モード信号に基づいて上記データ圧縮モードを検出する検出器と、
上記検出器により検出された上記データ圧縮モードに基づいて上記圧縮メッセージデータを伸長し、第１の伸長データを生成する第１のデータ伸長器と、
上記第１のデータ伸長器から供給される上記第１の伸長データを記憶するメモリと、
利用者の操作に応じて再生開始信号を生成する再生キーと、
上記再生開始信号に応じて上記メモリから読み出された上記第１の伸長データを伸長し、音声メッセージ信号として第２の伸長データを生成する第２のデータ伸長器と、
上記第２のデータ伸長器から供給される音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生するスピーカとを備える携帯音声メッセージ受信装置。 - 上記圧縮メッセージデータが上記送信側においてマルチバンド励振符号化により圧縮されており、上記第２のデータ伸長器は、上記第１の伸長データをマルチバンド励振復号化により伸長することを特徴とする請求項２０記載の携帯音声メッセージ受信装置。
- 更に、新たな入力音声メッセージが受信されたことを表示する表示器を備えることを特徴とする請求項２０記載の携帯音声メッセージ受信装置。
- 送信する音声メッセージを入力するマイクロホンと、
上記マイクロホンから入力された上記送信する音声メッセージを圧縮して上記音声メッセージに対応する音声パラメータを生成する第１のデータ圧縮器と、
上記第１のデータ圧縮器から供給される上記音声パラメータを記憶する第１のメモリと、
利用者の操作に応じてそれぞれが異なる圧縮率を有する複数のデータ圧縮モードのうちの１つを選択し、選択されたデータ圧縮モードを示すモード信号を生成する第１のキーと、
利用者の操作に応じて送信開始信号を生成する第２のキーと、
上記モード信号及び上記送信開始信号に応じ、上記利用者が第１のキーを操作することにより選択されたデータ圧縮モードに基づいて上記第１のメモリから読み出された上記音声パラメータを圧縮し、圧縮データを生成する第２のデータ圧縮器と、
上記圧縮データ及び上記モード信号を送信する送信回路と、
送信側において選択された１つの上記データ圧縮モードに基づいて圧縮された圧縮データと、
送信側において用いられたデータ圧縮モードを示すモード信号を受信する受信回路と、 上記受信回路により受信された上記モード信号に基づいてデータ圧縮モードを検出する検出器と、
上記検出器により検出されたデータ圧縮モードに基づいて上記圧縮データを伸長し、第１の伸長データを生成する第１のデータ伸長器と、
上記第１のデータ伸長器から供給される上記第１の伸長データを記憶する第２のメモリと、
利用者の操作に応じて再生開始信号を生成する第３のキーと、
上記再生開始信号に応じて上記第２のメモリから読み出された第１の伸長データを伸長し、音声メッセージ信号として第２の伸長データを生成する第２のデータ伸長器と、
上記第２のデータ伸長器から供給される上記音声メッセージ信号に基づいた音声メッセージを再生するスピーカとを備える携帯無線音声メッセージ通信装置。
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