JPH02202300A - ステレオ音声伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はステレオ音声伝送システムに関するものである
。

（従来の技術） 従来のステレオ音声伝送システムとしては、本発明者が
提案した特開昭６１−８２８４０号に開示したものがあ
る。

そのステレオ音声伝送システムは、ステレオ音声の伝送
において、複数チャネルの音声をそれらのうちの１チャ
ネル分である主音声と、主音声とのチャネル間の相関を
除去した残りのチャネルの音声を副音声として、主音声
より少ない伝送速度で伝送し、受信側では副音声と主音
声よりチャネル間相関特性を推定し、残差信号である副
音声から主音声以外のチャネルの音声を再生するもので
ある。

このステレオ音声伝送システムによれば、チャネル毎に
従来のモノラル音声符号化を適用した場合よりも、より
少ない伝送速度で単独発言が高品質のステレオ音声とし
て伝送されるとともに、複数発言時にも副音声の量子化
雑音が一時的に増加するものの、音像の乱れない良好な
通信ができる利点がある。

しかしながら、このようなステレオ音声伝送システムで
は、単一帯域の処理を前提としているので、ＣＣＩＴＴ
勧告Ｇ７２２として勧告された広帯域音声符号化方式に
このステレオ音声伝送システムをそのまま適用すること
はできないという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来のステレオ音声伝送システムは、広帯域
の音声を処理する場合、そのままでは適用できないとい
う問題があった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは広帯域の音声にも適用できるステレ
オ音声伝送システムを提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、送信側は、互いに
相関を有するＮ個の複数のチャネルの入力信号のうち少
なくとも１つを主チャネル信号とし他を副チャネル信号
とした場合、前記主チャネル信号をＭ個の複数の部分帯
域に分割しＭ個の主チャネル部分帯域信号を生成する部
分帯域生成手段と、前記主チャネル信号の前記Ｍ個の部
分帯域のうち少なくとも１つの部分帯域に対応する部分
帯域の信号を副チャネル部分帯域信号として前記副チャ
ネル信号から抽出する抽出手段と、前記副チャネル部分
帯域信号とこれに対応する前記主チャネルの部分帯域信
号の相関を用いて前記副チャネル部分帯域信号から前記
副チャネル部分帯域推定信号を推定する第１の推定手段
と、前記副チャネル部分帯域信号から前記副チャネル部
分帯域推定信号を差引いて副チャネル部分帯域残差信号
を生成する手段と、前記次数の主チャネル部分帯域信号
と前記副チャネル部分帯域残差信号とを送信する手段と
を具備し、 受信側は、受信された前記複数の主チャネル部分帯域信
号を合成する第１の合成手段と、受信された前記複数の
主チャネル部分帯域信号と前記受信された副チャネル部
分帯域残差信号からの次数の副チャネル部分帯域信号を
推定する第２の推定手段と、推定された副チャネル部分
帯域信号を合成する第２の合成手段と、を具備すること
を特徴とする。

（作用） 本発明では人力信号を複数のチャネルに分割し、その中
の１チヤネルを主チャネル信号とし、この主チャネル信
号をＭ個の複数の部分帯域に分割し受信側に送る。また
、主チャネルのある部分帯域に対応する部分帯域の信号
を副チャネル部分帯域信号として抽出し、この副チャネ
ル部分帯域信号と主チャネル部分帯域信号との相関を用
いて副チャネル部分帯域残差信号を生成して受信側に送
る。

受信側では受信された主チャネル部分帯域信号と副チャ
ルメ部分帯域残差信号から複数の副チャネル部分帯域信
号を推定する。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の原理を示す構成図である。

送信側においてはＮ個のマイクロホン１−１、・・・１
−Ｎが配置される。主チャネル信号用のマイクロホン１
−１に入力された音声信号は２分割されてローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）３およびバイパスフィルタ（ＨＰＦ）５
に入力される。このローパスフィルタ３およびバイパス
フィルタ５はマイクロホン１−１から入力される主チャ
ネル信号を高域および低域の二つの部分帯域信号に分割
するものである。

ローパスフィルタ３およびバイパスフィルタ５の出力信
号はそれぞれ伝送路７．９を介して受信側に送られる。

伝送路７を介して送られる信号はローパスフィルタ１１
を介して加算器１５に送られ、伝送路９を介して送られ
る信号はバイパスフィルタ１３を介して加算器１５に送
られる。加算器１５はローパスフィルタ１１およびバイ
パスフィルタ１３から送られる部分帯域信号を合成して
スピーカ１７に送る。スピーカ１７は合成された信号を
音声に変換する。

マイクロホン１−２、・・・１−Ｎは副チャネル信号を
集音するものであり、集音された信号はローパスフィル
タ１９−１、・・・１９−　（Ｎ−１）に送られる。

ローパスフィルタ１９−１、・・・１９−　（Ｎ−１）
はローパスフィルタ３と同一の帯域の信号を通過させる
ものであり、それぞれ副チャネル信号から主チャネル信
号のうちのローパスフィルタ３を通過した部分帯域と同
一の帯域の信号を抽出するものである。

適応フィルタ２０−１、・・・２０−　（Ｎ−１）は主
チャネル信号のうちローパスフィルタ３を通過した部分
帯域信号と副チャネル信号のうちローパスフィルタ１９
−１、・・・１９−（Ｎ−１）によって抽出された部分
帯域信号との相関を用いて副チャネルの部分帯域推定信
号を推定するものである。

減算器２１−１、・・・２１−　（Ｎ−１）はそれぞれ
ローパスフィルタ１９−１、・・・１９−（Ｎ−１）に
よって抽出された副チャネル部分帯域信号から適応フィ
ルタ２０−１、・・・２０−　（Ｎ−１）によって推定
された副チャネル部分帯域推定信号を差引いて副チャネ
ル部分帯域残差信号を生成するものである。

伝送路２３−１、・・・２Ｂ−（Ｎ−１）は副チャネル
部分帯域残差信号を受信側に送る。

受信側の適応フィルタ２５−１、・・・２５−（Ｎ−１
）は伝送路７を介して受信された主チャネル部分帯域信
号に対して伝送路２３−１、・・・２３（Ｎ−１）を介
して送られてくる副チャネル部分帯域残差信号により副
チャネルの低域部の部分帯域信号を推定する。

同様にフィルタ２７−１、・・・２７−　（Ｎ−１）は
副チャネルの高域部の部分帯域信号を推定する。

フィルタ２７−１の出力信号はバイパスフィルタ２つ−
１を介して加算器３３−１に送られる。

フィルタ２５−１の出力信号はローパスフィルタ３１−
１を介して加算器３３−１に送られる。

加算器３３−１はバイパスフィルタ２つ−１がら送られ
る副チャネルの高域部の部分帯域信号とローパスフィル
タ３１−１から送られる副チャネルの低域部の部分帯域
信号を合成してスピーカ３５−１に送る。

適応フィルタ２５−　（Ｎ−１）　、フィルタ２７（Ｎ
−１）、バイパスフィルタ２９−　（Ｎ−１）ローパス
フィルタ３１−　（Ｎ−１）　、加算器３３−　（Ｎ−
１）　、スピーカ３５−　（Ｎ−１）は適応フィルタ２
５−１、フィルタ２７−１等と同様の働きをする。

同図において符号９１は主チャネル部分帯域信号を生成
する主チャネル部分帯域生成部、符号９７は主チャネル
の部分帯域信号を合成する第１の合成部、符号９９は副
チャネル部分帯域信号を抽出する抽出部、符号１０１は
副チャネル部分帯域信号を推定する第１の推定部として
の適応フィルタ２０および副チャネル部分帯域残差信号
生成部としての減算器２１からなる相関除去部、符号１
０７は副チャネル部分帯域信号を推定する第２の推定部
、符号１０９は副チャネル部分帯域信号を合成する第２
の合成部である。

本実施例では受信された高域部の主チャネル部分帯域信
号と低域部の主チャネル部分帯域信号に対して伝送路２
３−１を介して送られてくる低域部の副チャネル部分帯
域残差信号を用いて副チャネルの高域部の部分帯域信号
と低域部の部分帯域信号とを推定し、推定された信号を
合成することによって副チャネル信号を得る。

このため、広帯域の音声に対してもステレオ音声伝送が
可能となる。

第２図は本実施例のさらに詳細な構成を示したものであ
る。

同図は副チャネルが一つの場合を示している。

このステレオ音声伝送システムはマイクロホン１−１．
１−２、スピーカ１７．３５−１．主チャネル部分帯域
生成部９１、主チャネル符号化部９３、主チャネル復号
化部９５、第１の合成部としての主チャネル合成部９７
、抽出部９９、相関除去部１０１、副チャネル符号化部
１０３、副チャネル復号化部１０５、推定部としての相
関付加部１０７、第２の合成部としての副チャネル合成
部１０９からなる。

主チャネル部分帯域生成部９１はＡ／Ｄ変換器３７、帯
域分割フィルタ３．５からなる。

Ａ／Ｄ変換器３７はマイクロホン１−１の出力信ｑｘ＜
ｖ＞をＡＤＰＣＭ処理のサンプリング周波数ｆＳ　（た
とえば８ｋＨ２）の２倍のｆ　２ｓ　（たとえば１８ｋ
１１２）でサンプリングし、ディジタル変換してディジ
タル信号Ｘ　（ｚ’）を生成する。

（但し、ｚ　’　−Ｅ　Ｘ　Ｐ　（−２ｙｒ　ｒＨ２ｓ
）、ｆは周波数である。） 帯域分割フィルタ３は低域部のみを通過させ低域部の主
チャネル部分帯域信号を生成する。帯域分割フィルタ５
は高域部のみを通過させ、高域部の主チャネル部分帯域
信号を生成する。

抽出部９９はＡ／Ｄ変換器６５および低域側の帯域分割
フィルタ１９−１からなる。

Ａ／Ｄｉ換器６５はマイクロホン１−２の出力信号Ｙ　
（ｗ）をｆ　２ｓでサンプリングしてディジタル信号Ｙ
（ｚ’）を生成する。帯域分割フィルタ１９−１はデイ
タル信号Ｙ　（ｚ’）のうち低域成分のみを取出す。

リサンプリング部３９．４１．６７はそれぞれ８ｋＨｚ
で再びサンプリングを行い、低域部の主チャネル部分帯
域信号ＸＬ（ｚ）、高域部の主チャネル部分帯域信号Ｘ
、、　（ｚ）　、低域部の副チャネル部分帯域信号Ｙ−
（ｚ）を生成する。

１゜ 主チャネル符号化部９３はコーグ４３．４７、デコーダ
４５．４つからなる。

コーグ４３．４７はたとえばへＤＰＣＭ符号化方式によ
り、たとえば低域側３２ｋｂｐｓおよび高域側１６ｋｂ
ｐｓで低域部および高域部の符号化を行う。

デコーダ４５．４９はＡＤＰＣＭ方式の量子化雑音の加
わったローカルデコード信号Ｘ　″（ｚ）、Ｘし 、、−（Ｚ）を生成する。

副チャネル符号化部１０３はコーグ７１、デコーダ７３
からなる。

コーグ７１は後述する１目間除去部１０１でチャネル間
相関が除去された信号Ｅ　Ｌ　（ｚ）を符号化する。デ
コーダ７３はコーグ７１の出力信号をデコードしてロー
カルデコード信号Ｅ−（ｚ）を生成し する。

相関除去部１０１は適応フィルタ２０−１、遅延回路６
９、減算器２２−１からなる。

適応フィルタ２０−１はデコーダ４５の出力信号Ｘ＝（
ｚ）と副チャネル符号化部１０３の出力り 信号Ｅ−（ｚ）によって副チャネルの予測信号ＹＬ　（
ｚ）を得る。遅延回路６９は副チャネル部分帯域信号Ｙ
−（ｚ）を一定時間遅延させる。

加算器２２−１は遅延回路６９を介して送られてくる信
号Ｙ　″（ｚ）から予測信号Ｙｔ、　（ｚ）を疋り 引いて副チャネル部分帯域残差信号Ｅ　ｔ、　（ｚ）を
生成して、副チャネル符号化部１０３に送る。

適応フィルタ２０−１の学習は、デコーダ７３の出力信
号Ｅ−（ｚ）により、この電力を最小にするように学習
同定法等の学習アルゴリズムを用いてチャネル間伝達関
数ＲＬ（Ｚ）を推定する。

主チャネル復号化部９５はデコーダ５１．５５、遅延回
路５３．５７からなる。

デコーダ５１．５５は主チャネル部分帯域信号を復号化
し、主チャネル復号１３号Ｘ　　−（ｚ）　　Ｘ、、　
−（Ｚ）を生成する。

遅延回路５３．５７はこれらの信号を一定時間遅延させ
る。この遅延回路５３．５７は相関除去部１０１で因果
率を保証し、与えた遅延より音像が主チャネル側に移動
するのを防ぐため、主チャネル側にも同一の遅延を与え
るものである。

リサンプリング部５９．６１は１Ｇｋｌｌｚでリサンプ
リング処理を行う。

主チャネル合成部９７は帯域分割フィルター１．１３、
加算器１５、Ｄ／Ａ変換器６３からなる。

リサンプリング部５９．６１でリサンプリングされた信
号は帯域分割フィルター１．１３を介して加算器１５に
送られる。加算器１５はこれらの信号を合成して主チャ
ネルの広帯域信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器６３はこの
信号をアナログ信号に変換する。

スピーカー７はアナログ化された信号を音声に変換する
。

副チャネル復号化部１０５はデコーダ７５からなり、副
チャネルの残差信号Ｅ−（ｚ）を生成する。

推定部としての相関付加部１０７は適応フィルタ２５−
１、フィルタ２７．−１、レベル検出器７７、ローパス
フィルタ７９、スイッチ８１、加算器８３からなる。

適応フィルタ２５−１は低域側の主チャネル復号信号Ｘ
−（ｚ）および復号残差信号Ｅ−（ｚ）Ｌ　　　　　　
　　　　　　　　Ｌ より推定チャネル間伝達関数ＲＬ（ｚ）を推定すること
により、副チャネル予測信号Ｙ　Ｌ　（ｚ）を生成する
。

また高域側では高域側の推定チャネル間伝達関数Ｒ，，
（ｚ）を用いる代わりに、低域側の推定チャネル間伝達
関数ＲＬ（Ｚ）を用いて、副チャネル予測信号Ｙ、、（
ｚ）を得る。すなわち、フィルタ２７−１は低域側の推
定チャネル間伝達関数ＲＬ（ｚ）を用いて、高域側の主
チャネル復号信号Ｘ−（ｚ＋＋ ）を通すことにより、高域側の副チャネル予Ａｐｌ信号
Ｙ、、（ｚ）を生成する。

レベル検出器７７、ローパスフィルタ７９、スイッチ８
１、加算器８３は同時に二Å以上の人間が発言した場合
の復号信号の品質の劣化を防止するものである。

レベル検出器７７は信号Ｅ−（ｚ）と副チャネル予瀾信
号Ｙｔ、　（ｚ）の電力比を検出して、信号ＥＬ−（Ｚ
）のレベルが副チャネル予ｎ１信号Ｙ　Ｌ　（ｚ）を上
回った時には、二Å以上が同時に発言していると判断し
て、スイッチ８１を倒す。ローパスフィルタ７９は信号
Ｅ　″（２）を帯域分割フィルタの折返しの影響が出な
い範囲で帯域制限する。

加算器８３は副チャネル予１則信号Ｙ　ｔ、　（ｚ）に
スイッチ８１を介して送られてくるローパスフィルタ７
９の出力信号Ｅ　　　（ｚ）を加える。

リサンプリング部８５．８７は１Ｇｋｌｌｚでリサンプ
リング処理を行う。

副チャネル合成部１０９は帯域分割フィルタ２９−１．
３１−１、加算器３３−１、Ｄ／Ａ変換器８９からなる
。高域側の帯域分割フィルタ２９−１と低域側の帯域分
割フィルタ３１−１とを通過した信号は、加算器３３−
１に送られる。加算器３３−１はこれらの信号を合成す
る。Ｄ／Ａ変換器８９は合成された広帯域の副チャネル
信号をアナログ信号に変換する。

スピーカ３５−１はＤ／Ａｔ換器８９の出力信号を音声
に変換する。

このように本実施例では、相関付加部１０７においてフ
ィルタ２７−１が低域側の推定チャネル間伝達関数ＲＬ
（ｚ）を用いて、高域側の副チャネル予ｎ１信号Ｒｎ（
ｚ）を得る。

かくして本実施例によれば、広帯域のステレオ音声伝送
を実現することができる。

なお、第２図においては、２チヤネルで帯域分割も２分
割する例をとって説明したが、２チヤネル以上のステレ
オ音声伝送や、２帯域以上の分割の場合にも、本発明を
適用することができる。また、相関付加部１０７におい
ては、低域側から高域側の副チャネル予′Ａ％１信号Ｙ
、、（ｚ）を得るようにしたが、この逆をすることも可
能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、広帯域のス
テレオ音声を伝送できるステレオ音声伝送システムを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るステレオ音声伝送シス
テムの構成の原理図、第２図はステレオ音声伝送システ
ムの具体的な構成を示すブロック図である。 ９１・・・・・・・・・主チャネル部分帯域生成部９７
・・・・・・・・・第１の合成部 ９９・・・・・・・・・抽出部 １０１・・・・・・・・・相関除去部 １０７・・・・・・・・・相関付与部 １０９・・・・・・・・・副チャネル合成部出願人　　
　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送信側は、 互いに相関を有するＮ個の複数のチャネルの入力信号の
   うち少なくとも１つを主チャネル信号とし他を副チャネ
   ル信号とした場合、前記主チャネル信号をＭ個の複数の
   部分帯域に分割しＭ個の主チャネル部分帯域信号を生成
   する部分帯域生成手段と、 前記主チャネル信号の前記Ｍ個の部分帯域のうち少なく
   とも１つの部分帯域に対応する部分帯域の信号を副チャ
   ネル部分帯域信号として前記副チャネル信号から抽出す
   る抽出手段と、 前記副チャネル部分帯域信号とこれに対応する前記主チ
   ャネルの部分帯域信号の相関を用いて前記副チャネル部
   分帯域信号から前記副チャネル部分帯域推定信号を推定
   する第１の推定手段と、前記副チャネル部分帯域信号か
   ら前記副チャネル部分帯域推定信号を差引いて副チャネ
   ル部分帯域残差信号を生成する手段と、 前記複数の主チャネル部分帯域信号と前記副チャネル部
   分帯域残差信号とを送信する手段とを具備し、 受信側は、 受信された前記複数の主チャネル部分帯域信号を合成す
   る第１の合成手段と、 受信された前記複数の主チャネル部分帯域信号と前記受
   信された副チャネル部分帯域残差信号からの複数の副チ
   ャネル部分帯域信号を推定する第２の推定手段と、 推定された副チャネル部分帯域信号を合成する第２の合
   成手段と、 を具備することを特徴とするステレオ音声伝送システム
   。