JPH02272850A - 音声パケット変換装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パケット通信方式を用いて音声の伝送を行
うための音声パケット変換装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は「電子情報通信ハンドブック」　（電子情報通
信学会縁、オーム社、昭和６３年）の第３１編有線伝送
の項（２３１４頁）に示された音声パケット変換装置の
構成例を示すブロック図であり、図において、（１）は
電話機、（２）はハイブリッドコイルであり、送信側回
路として、電話機（１）からのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（３）、エコーキャンセ
ラ（４）、高能率な音声の符号化を行う符号器（５）、
有音検出器（６）及びパケット組立部（７）を有すると
共に、受信側回路として、パケット分解部（８）、無音
挿入部（９）ゆらぎ吸収バッファ（１０）、相手側の符
号器（５）と対をなす復号器（１１）、ディジタル信号
をアナログ信号に変換するＤハ変換器（１２）を有する
。

次に動作について説明する。電話機（１）からの音声信
号は、ハイブリッドコイル（２）を通じてＡ／Ｄ変換器
（３）に与えられディジタル化された音声信号になる。

一方、Ｄ／Ａ変換器（１２）から電話機（１）に与えら
れる相手側の音声信号の一部がハイブリッドコイル（２
）を通ってＡ／Ｄ変換器（３）に入力されるので、エコ
ーキャンセラ（４）を用いてこの廻り込んだ相手側の音
声信号（エコーと呼ばれる）を打ち消し、電話機（１）
からの音声信号だけが送信される様にする。また、符号
器（５）は上記ディジタル化された音声信号に対して予
め定められたアルゴリズムにより情報圧縮を行なってよ
り少ない伝送速度のディジタル符号列に音声信号を変換
（高能率音声符号化と呼ばれる）し、パケット組立部（
７）に出力する。この時、有音検出部（６）は符号器（
５）の入力信号を同じく人力とし、入力信号が有音（音
声）であるか無音（背景雑音等）であるかを判定し、パ
ケット組立部（７）に判定結果を通知する。上記符号器
（５）からの出力符号を受けるパケット組立部（７）は
その出力符号を蓄積し、予め定められた転送単位（６４
バイト等）毎にヘッダ情報（アドレス情報等）を付加し
てパケット化し、これをパケット通信網に送出する。

この際、伝送効率の改善を図るために有音検出部（６）
が無音と判定した信号から構成されるパケットは送出せ
ずに廃棄する事が出来る。

以上の手順と同様の手順で相手側においてパケット化さ
れた高能率符号化音声信号が、パケット分解部（８）に
入力され、各パケットのヘッダ部の情報をもとに分解さ
れる。先に述べた様に、相手側から無音時の情報を含ん
だパケットは伝送されてこないので、次に無音挿入部（
９）において無音データ（背景雑音等）が挿入される。

次いで、パケット交換網の性質から生じるパケット到着
時間の変動を補正して自然な音声の発生を行うためにゆ
らぎ吸収バッファ（ｌＯ）を−旦介してから受信信号が
復号器（１１）に与えられる。更に復号器（１１）が高
能率な符号化で圧縮されている受信信号から元のディジ
タル化された音声信号を再生し、これが０ハ変換器（１
２）によりアナログの音声信号に変換され、ハイブリッ
ドコイル（２）を通じて電話機（１）に送られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の音声パケット変換装置は以上の様に構成されてい
るので、例え網内でパケットの廃棄が無かフた場合でも
電話機（１）からの音声信号が無音の区間ではパケット
が送出されず、符号器（５）から出力された信号が常に
復号器（１１）に与えられている訳ではない。ところが
、この符号器（５）及び復号器（１１）の符号化アルゴ
リズムに、ＣＣＩＴＴ勧告Ｇ、７２１３２にｂｉｔ／ｓ
　ＡＤＰＣＭに代表されるＡＤＰＣＭ　（適応差分パル
ス符号変調）方式などの様な、符号器（５）から出力さ
れる符号語の過去の系列を基に復号器（１１）の内部状
態を制御している符号化方式を用いた場合、上記音声パ
ケット変換装置の構成では符号器（５）からの信号系列
の一部が欠落してしまうので、復号器（１１）から再生
される音声信号に著しい劣化を生じてしまう欠点があっ
た。

この発明は、上記のような欠点を解消するためになされ
たもので、受信側の再生音声に著しい劣化を生ずること
なく無音区間の音声パケットを伝送しないことが可能な
音声パケット変換装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係る音声パケット変換装置は、音声信号の有
音区間のみをパケット化して送信すると共に、送信され
てきたパケットを受信して元の音声信号を再生する音声
パケット変換装置において、送信側回路として、人力音
声信号を一定時間遅延する遅延メモリと、上記入力信号
が有音であるか無音であるかを判定しその判定結果を出
力する有音検出器と、有音検出器の判定結果を基にパケ
ットの転送単位区間毎に制御信号を出力する送信制御部
と、この送信制御部からの制御信号に基づいて上記遅延
メモリが出力する音声信号を有音区間でのみ高能率な符
号化を行い無音区間では動作を休止する符号器と、上記
送信制御部からの制御信号に基づいて符号器から出力さ
れる符号語列をパケット化して送出するパケット組立部
とを備えると共に、受信側回路として、受信したパケッ
トを分解して符号化された音声信号の符号語列および有
音区間であるか無音区間であるかを示す制御信号を出力
するパケット分解部と、上記制御信号に基づいて有音区
間では上記パケット分解部からの音声信号の符号列を復
号して再生音声信号を出力すると共に、無音区間では動
作を休止する復号器と、パケット通信網特有の性質に起
因する受信パケット同士の時間的ゆらぎを吸収して復号
器から出力される再生音声信号を連続した再生音声信号
にして出力すると共に、上記パケット分解部から出力さ
れる制御信号のゆらぎを吸収してこの再生音声信号と同
期した制御信号を出力するゆらぎ吸収バッファと、上記
制御信号に基づいて有音区間ではゆらぎ吸収バッファか
らの再生音声信号を出力し、無音区間では無音ないし背
景雑音等を出力する無音挿入部とを備えたものである。

〔作用〕

この発明に係る音声パケット変換装置は、無音区間では
符号器の動作を休止させ有音区間でのみ符号器を動作さ
せてその出力である符号化された音声信号をパケット化
して送出する（なお、ここで符号器における動作の休止
とは、次に動作を開始するまで休止状態に入った時の内
部状態（各パラメータの値など）をそのまま保持する事
を意味する）。一方、受信側でも同様に受信した有音区
間の一連のパケットデータに対してのみ復号器を動作さ
せ、無音区間では復号器の動作を休止させて代りに雑音
挿入を行ない、受聴者に対して背景雑音に相当する雑音
を与える。以上の動作により、符号器と復号器の有音区
間における動作の周期が保証され、無音区間のパケット
の送出をしないことにより従来の装置において生ずる再
生音声の著しい劣化が無い。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による構成を示し、第３図の従
来例と同一部分は同一符号を付して示す０図において、
（５）は符号器、（６）　は有音検出器、（７）はパケ
ット組立部、（８）は受信した音声パケットを分解する
パケット分解部、（９）は無音挿入部、（ｌＯ）はゆら
ぎ吸収バッファ、（１１）は復号器、（１３）はディジ
タル化された入力音声信号を一定時間遅延させる遅延メ
モリ、（１４）は有音検出器（６）の判定結果を基にパ
ケットの転送単位区間毎に制御信号を出力する送信制御
部、（１５）および（１６）は受信側制御信号であり、
上記送信制御部（１４）からの制御信号に基づいて、送
信側回路において、上記符号器（５）は上記遅延メモリ
（１３）が出力する音声信号を有音区間でのみ高能率な
符号化を行い無音区間では動作を休止するようになされ
、また、パケット組立部（７）は、上記送信制御部から
の制御信号に基づいて符号器から出力される符号語列を
パケット化して送出するようになされている。また、受
信側回路において、パケット分解部（８）　より得られ
る制御信号に基づいて、復号器（１１）は有音区間では
上記パケット分解部（８）からの音声信号の符号列を復
号して再生音声信号を出力すると共に、無音区間では動
作を休止するようになされ、また、ゆらぎ吸収バッファ
（１０）は、パケット通信網特有の性質に起因する受信
パケット同士の時間的なゆらぎ吸収して復号器（１１）
から出力される再生音声信号を連続した再生音声信号に
して出力すると共に、上記パケット分解部・（８）から
出力される制御信号のゆらぎを吸収してこの再生音声信
号と同期した制御信号を出力するようになされ、さらに
、無音挿入部（９）は上記制御信号に基づいて有音区間
ではゆらぎ吸収バッファからの再生音声信号を出力し、
無音区間では無音ないし背景雑音等を出力するようにな
されている。

次に動作を説明する。送信側では、電話機（１）からの
音声信号は、ハイブリッドコイル（２）を通じてＡ／Ｄ
変換器（３）に与えられディジタル化された音声信号と
なり、エコーキャンセラ（４）を介したディジタル化さ
れた入力音声信号は、遅延メモリ（１３）および有音検
出器（６）に人力する。この遅延メモリ（１３）により
音声検出に要する処理時間だけ遅延した音声信号が符号
器（５）に入力され高能率な音声符号化がなされる。−
万有音検出器（６）は、入力音声信号が有音（音声等）
であるか無音（背景雑音等レベルの低い信号）であるか
を逐次判定し、その判定結果を送信制御部（１４）に与
える。送信制御部（１４）では、有音検出器（６）から
の判定信号としての制御信号を、パケット組立単位時間
毎にリタイミングを行なってパケット化する区間毎に有
音部分が含まれるか否かを表わす信号とし、符号器（５
）ならびにパケット組立部（７）にこれを与える。符号
器（５）は、上記送信制御部（１４）からの制御信号に
より、有音区間でのみ人力音声信号を符号化する動作を
行ない、無音区間ではその動作を休止する。また、パケ
ット組立部（７）は、符号器（５）から出力される符号
語を蓄積し、これを一定時間毎にパケットに組立てて出
力するのであるが、有音区間では符号器（５）から符号
語が出力されるのに対し、無音区間では符号器（５）が
動作を休止しているので、無音区間ではパケットの組立
ておよび送信は行わない。そこで有音区間と無音区間の
識別は送信制御部（１４）からの制御信号によりこれを
行う。

次に受信側では、パケット分解部（８）によって受信し
た音声パケットを分解してパケット中に含まれる相手側
の符号器で符号化された符号語を復号器（１１）に与え
る。先に述べた様に相手側からは有音区間でのみ符号語
がパケット化されて送られてくるので、パケットを受信
していない間、つまり無音区間では復号器（１１）を休
止させておく。このため、復号器（１１）の動作を制御
するための信号、即ち受信側制御信号（１５）がパケッ
ト分解部（１１）から出力される。

復号器（１１）によって復号化された音声信号はゆらぎ
吸収バッファ（１０）によってパケット致着時間のばら
つきによって生じる再生音声のゆらぎが吸収され、無音
挿入部（９）に与えられる。復号器（１１）からは有音
区間でのみ音声信号が出力されるので、無音区間では無
音挿入部（９）によって無音又は背景雑音に相当する雑
音などが挿入され最終的な出力となる。この際、無音挿
入部（９）において、雑音等を挿入する無音区間と有音
区間との識別はバケツ・ト分解部（８）からの制御信号
（１５）に基づいて行なうのであるが、復号器（１１）
からの音声信号は一旦ゆらぎ吸収バッファ（ｌＯ）を介
してから無音挿入部（９）に与えられるので、これと同
期をとって制御するために同じくゆらぎ吸収バッファ（
１０）を通った受信側制御信号（１６）を無音挿入部（
９）に与える。

第２図は、上記実施例の送信側において、音声パケット
送出までの動作を示すためのタイムチャートである。入
力された音声信号に対する有音検出器（６）の判定結果
（有音／無音）である出力信号は、判定の処理に必要な
時間Ｔｄだけ遅れて出力される。また、この有音検出器
（６）の出力信号は、入力音声信号が有音から無音にな
った後も、しばらくの間有音状態となっているが、これ
は音声の語尾が切断（伝送されないために生じる）され
る事などを防ぐためであり、ハングオーバーと呼ばれる
。次に、有音検出器（６）の出力信号は、図示するパケ
ット転送の単位時間である１時間毎にリタイミングされ
、送信制御部（１４）の出力信号となる。この送信制御
部（１４）の出力信号はパケット単位で有音であるか無
音であるかを示す信号であり、これにより符号器（５）
が有音の区間でのみ動作し、無音の区間では動作を休止
したり、パケット組立部（７）が有音区間でのみ符号器
（５）から出力される符号語をパケットに組立てて送出
したりする制御が行なわれる。一方、音声信号は符号器
（５）が動作を開始した後に、符号器（５）に与えられ
なければならないので、遅延メモリ（１３）によって一
定時間りだけ遅延させた信号が符号器（５）に入力され
る。この遅延時間りは、有音検出器（６）の処理時間に
よる遅れ時間Ｔｄと、有音検出器（６）の出力信号をリ
タイミングした事により生ずる遅れ（最大値でＴ）を補
償すれば良いのであるから、下式で与えられる。

Ｄ≧Ｔ　＋　Ｔｄ そして、この遅延した音声信号の有音区間である図示す
る■から■までが符号器（５）により符号化され、更に
パケット組立部（ア）によりパケットに組立てられて送
信音声パケットとなる。

なお、上記実施例では復号器（１１）をゆらぎ吸収バッ
ファ（ｌＯ）の前に設けたものを示したが、復号器（１
１）をゆらぎ吸収バッファの後に設けても良い。

第３図はこの発明の他の実施態様を示すもので、ゆらぎ
吸収バッファ（１０）の後に復号器（１１）を設け、復
号器（１１）への制御信号を受信側制御信号（１６）と
した以外は上記実施例と同一なので、各構成要素の説明
およびその動作の説明を省略する。

この場合、ゆらぎ吸収バッファ（ｌＯ）は、パケット分
解部（８）からの出力（符号語列および制御信号）を人
力とし、ゆらぎ吸収バッファ（１０）から出力されるパ
ケット特有のゆらぎが吸収された後の符号語列および制
御信号を復号器（１１）に与えるようになされ、このゆ
らぎ吸収バッファ（１０）の入力となるのはパケット分
解部（８）　からの符号語列であり、高能率な符号化を
行なっているという前提から復号器（１１）の出力信号
のゆらぎを吸収する第１図実施例に較べて単位時間あた
りのデータ量が少なくなるのは当然であり、従って、ゆ
らぎ吸収バッファ（１０）を構成するメモリ等の容量が
少なくて済み、装置を小形化できるなどの利点を有する
。

〔発明の効果〕

以上の様にこの発明によれば、パケット化して送出する
有音区間の音声信号に対して、有音区間でのみ符号器と
復号器を動作させ、無音区間では共に動作を休止させる
ように構成したので、伝送路の効率向上のために無音区
間のパケットを伝送しない場合でも受信側で再生される
音声信号に著しい劣化を生じることのない音声パケット
変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による音声パケット変換装
置を示すブロック図、第２図は第１図に示す実施例の動
作例を示すタイムチャート、第３図はこの発明の他の実
施例を示す音声パケット変換装置のブロック図、第４図
は従来の音声パケット変換装置を示すブロック図である
。 （１）　は電話機、（２）はハイブリッドコイル、（３
）はＡ／Ｄ変換器、（４）はエコーキャンセラ、（５）
は符号器、（６）は有音検出器、（７）はパケット組立
部、（８）はパケット分解部、（９）は無音挿入部、（
１０）はゆらぎ吸収バッファ、（１１）は復号器、（１
２）はＤ／Ａ変換器、（１３）は遅延メモリ、（１４）
は送信制御部、（１５）および（１６）は受信側制御信
号。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声信号の有音区間のみをパケット化して送信すると共
   に、送信されてきたパケットを受信して元の音声信号を
   再生する音声パケット変換装置において、送信側回路と
   して、入力音声信号を一定時間遅延する遅延メモリと、
   上記入力信号が有音であるか無音であるかを判定しその
   判定結果を出力する有音検出器と、有音検出器の判定結
   果を基にパケットの転送単位区間毎に制御信号を出力す
   る送信制御部と、この送信制御部からの制御信号に基づ
   いて上記遅延メモリが出力する音声信号を有音区間での
   み高能率な符号化を行い無音区間では動作を休止する符
   号器と、上記送信制御部からの制御信号に基づいて符号
   器から出力される符号語列をパケット化して送出するパ
   ケット組立部とを備えると共に、受信側回路として、受
   信したパケットを分解して符号化された音声信号の符号
   語列および有音区間であるか無音区間であるかを示す制
   御信号を出力するパケット分解部と、上記制御信号に基
   づいて有音区間では上記パケット分解部からの音声信号
   の符号列を復号して再生音声信号を出力すると共に、無
   音区間では動作を休止する復号器と、パケット通信網特
   有の性質に起因する受信パケット同士の時間的ゆらぎを
   吸収して復号器から出力される再生音声信号を連続した
   再生音声信号にして出力すると共に、上記パケット分解
   部から出力される制御信号のゆらぎを吸収してこの再生
   音声信号と同期した制御信号を出力するゆらぎ吸収バッ
   ファと、上記制御信号に基づいて有音区間ではゆらぎ吸
   収バッファからの再生音声信号を出力し、無音区間では
   無音ないし背景雑音等を出力する無音挿入部とを備えた
   ことを特徴とする音声パケット変換装置。