JPH03825B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声メール・サービス、音声出力サ
ービス等を提供する交換機における音声蓄積再生
方式に関するものである。

交換機は、従来任意の電話機間を即時的に接続
し、発呼者と被呼者の直接的な通話を提供するも
のであつた。しかし現実の場合においては、通話
したい相手が不在であつたり、他の電話機で話し
ていたり、また相手先の電話機そのものが話中で
あるために一度の電話では用件の済まないことが
ある。特にビジネス通信においてこの問題は深刻
であり、所望の相手と首尾よく通話ができる確率
は30％程度という調査報告もある。また通話のな
かには、相手を電話口まで呼び出して直接話す必
要があるほど複雑あるいは緊急ではないものが多
い。そこで交換機に音声蓄積装置を設置し、相手
が不在あるいは話中である場合、また直接話すま
でもない程度の内容である場合には、メツセージ
を音声で蓄積し、希望の時刻に交換機が発信人に
代わつて相手先にそのメツセージを届けたり、あ
るいは相手先の都合のよい時刻にそのメツセージ
を取りに来てもらうようなサービスを提供するこ
とが期待される。これは音声メール・サービスと
呼ばれるもので、今後の交換機が具備すべき重要
なサービス機能のひとつと考えられる。

また従来交換機から通話者に対して呼の進行状
況等を知らせるためには、ダイアル・トーン、ビ
ジー・トーン等のトーン信号が用いられて来た。
しかし今後交換機の機能、サービスが高度化する
に従つて、交換機から通話者に対して知らせるべ
き情報、あるいは知らせたら便利な情報の種類は
急速に増大すると考えられ、それらをトーン信号
のみで識別することは極めて困難になる。したが
つて交換機には、それらの情報を音声の形で出力
する機能が必要になる。音声出力機能を実現する
には、音声合成装置を利用するのが最も理想的で
はあるが現状では音質等がまだ十分ではない。そ
こであらかじめ出力すべき音声情報を交換機内に
蓄積しておき、それを必要に応じて繰返し読出す
方法が最も現実的である。

以上述べたように音声メール・サービスにし
ろ、音声出力機能にしろ、交換機内に音声蓄積装
置を備えることが要求されるが、その最合に最も
問題となるのは、蓄積装置の蓄積方式及び蓄積容
量である。

蓄積方式には、アナログ方式を使つてテープ・
レコーダに録音する方法も考えられるが、ランダ
ムな読出し、書込みの繰返しには不適当である。
したがつて音声をデイジタル化し、コンピユータ
におけるデータやフアイルの処理と同様に扱うの
が有利である。今後デイジタル交換機が主流とな
ることを考えれば、なおさらデイジタル化した音
声を扱う方が有利である。ただしその場合には蓄
積容量が問題である。音声信号デイジタル化の世
界の標準方式（PCM方式）にしたがえば、音声
信号は毎秒64kbitすなわち8kバイトの情報量を有
する。したがつて１分間の音声メツセージを蓄積
するのに480kバイトすなわち約0.5Mバイトもの
蓄積容量が必要となる。交換機全体では極めて多
数のメツセージが蓄積されることを考えれば、こ
の蓄積容量を減らす対策が必要となる。

その対策の１つはデイジタル化方式をPCM方
式からもつと所要情報量の少ない変調方式、例え
ばアダプテイブ・デルタ変調（ADM）方式、適
応差分PCM（ADPCM）方式等に変換する、いわ
ゆる帯域圧縮を行なつてから蓄積する方法であ
る。現在でもPCM方式の1/2の速度、32kb／ｓ
でかなり良好な音質が得られており、今後
16kb／ｓのものも利用可能になると期待されて
いる。

蓄積容量を減らすもう１つの対策は、人間の発
する音声の間に存在する無音の期間を除去して蓄
積する方法である。単語あるいは文の切れ目に存
在する無音区間、話者が考えている時に存在する
無音区間を除去することにより、かなりの蓄積容
量の節約が可能と考えられる。

しかしこのように無音区間を除去して蓄積した
場合、それを再生する際には、その無音区間を再
現するための手法が必要である。当然のことなが
ら無音区間、有音区間の長さは一定ではないの
で、無音区間の位置と長さ、蓄積装置上での隣接
する有音区間の境界点等のデータを記憶し、十分
管理しなければならない。

第１図は、上述のように無音区間を除去して蓄
積し、再生する音声蓄積方式の従来例を示したも
のである。（Bell System Technical Journal，
October 1980 p1383〜1395“An Experimertal
Speech Storage and Editing Facility”参照） 第１図に示した音声蓄積方式において、入出力
端子１０に加えられるデイジタル化された音声符
号は入力端子１１に加えられる音声符号のサンプ
リング・クロツクに等しい周波数を有するクロツ
ク信号をDMA（Direct Memory Access）クロ
ツクとして、コンピユータ１２の主記憶上に設け
られたバツフアメモリ１３あるいは１４にDMA
モードでシーケンシヤルに書込まれて行く。書込
まれるバツフア・メモリ１３あるいは１４の切替
は、コンピユータ１２の制御部１５の命令にもと
づき、スイツチ１６によつて行なわれる。ただし
スイツチ１６は論理的はスイツチである。今スイ
ツチ１６が第１図の状態にあり音声符号がバツフ
ア・メモリ１３に最後まで書込まれたとすると、
制御部１５に対して割込みが発生し、そのことが
知らせられる。制御部１５はこの割込みに応じ
て、スイツチ１６をバツフア・メモリ１４側に倒
し、音声符号の書込みを継続させる。一方この間
に制御部１５は、バツフア・メモリ１３に書込ま
れた音声符号をもとに種々の演算を行なつてこれ
らの音声符号系列が有音区間に相当するか、無音
区間に相当するかを判定する。その結果有音区間
と判定されると、制御部１５はバツフア・メモリ
１３に書込まれた音声符号を磁気デイスク１７に
転送する。その際スイツチ１８はバツフア・メモ
リ１３側に倒れている。スイツチ１８も論理的な
スイツチで、スイツチ１６とは連携して動作し、
互いに異なるバツフア・メモリを選択するように
動作する。

一方バツフア・メモリ１３の中の音声符号が無
音区間に相当すると判定されると、バツフア・メ
モリから磁気デイスクへの転送が行なわない。し
たがつてバツフア・メモリ１４が最後まで書込ま
れると次にバツフア・メモリ１３へ、書込みが開
始されるので前回の音声符号は消えてしまう。バ
ツフア・メモリ１３を書込み中の時のバツフア・
メモリ１４に対する制御部１５の動作も全く同様
である。

すなわち第１図に示した従来方式では、バツフ
ア・メモリに書込まれた音声符号全体を１つのブ
ロツクとし、ブロツク単位で有音区間か否かを判
定し、有音区間と判定されたブロツク（有音ブロ
ツク）のみを磁気デイスクに転送する。またバツ
フア・メモリのサイズは磁気デイスクの入出力単
位の関係で、磁気デイスクの１セクターあるいは
その整数倍に相当するものが選ばれる。

また再生時に無音ブロツクを正しく有音ブロツ
クの間に挿入するため、制御部１５は有音ブロツ
クを磁気デイスク１７に転送するとともに例えば
メツセージの先頭からの無音ブロツクも含めたそ
のブロツクの通し番号と、そのブロツクを格納し
た磁気デイスク上のアドレス（セクター番号等）
を記憶する。それらの情報は制御用のデータとし
て主記憶あるいは磁気デイスク１７の音声符号と
は異なる部分に格納される。

さて蓄積された音声の再生は次のようにして行
なう。

すなわち制御部１５は主記憶あるいは磁気デイ
スク上に格納された制御データから有音ブロツク
の番号とそのアドレスを読込み、その有音ブロツ
クを磁気デイスク１７から取出してバツフア・メ
モリ１３または１４に入力する。有音ブロツク番
号が飛んでいる場合には、その間に無音ブロツク
が存在していたということであるから、磁気デイ
スク１７から有音ブロツクを取出す前に、バツフ
ア・メモリ１３あるいは１４をクリアして所定の
数だけの無音ブロツクを挿入する。しかるのち有
音ブロツクを取出し以下同様の動作を続けて行
く。バツフア・メモリ１３，１４はスイツチ１
６，１８によつて一方がDMAモードにより入出
力端子１０に読出されている時、他方が制御部１
５の制御により、磁気デイスク１７から有音ブロ
ツクを入力されるか、無音ブロツクを再生するた
めにクリアされるかしているように切替えられる
点は音声蓄積時と同様である。

なお制御用のデータとしては、前述の有音ブロ
ツクについてブロツク番号とアドレスを用いる方
法の他に、有音ブロツクについてはアドレスを、
無音ブロツクについては連続するブロツク数を記
憶する方法等各種の方法が考えられる。

以上のような従来技術による音声蓄積再生方式
においては、ブロツクのサイズは、バツフア・メ
モリ、磁気デイスク、制御部等ハードウエアの要
因によつて決められる部分が多い。すなわち磁気
デイスクは通常セクタ単位の入出力が行なわれる
ためバツフア・メモリのサイズはセクタと同一あ
るいはその整数倍でなければならない。また磁気
デイスクのアクセス・タイム、データの転送時
間、制御部がバツフア・メモリ内の音声符号に対
して所要の演算、処理を行なうのに必要な時間を
合計した時間の間に入力される音声符号を保持す
るため、それだけ分のバツフア・メモリがなけれ
ばならない。

ブロツク・サイズは本来音声信号の性質に基づ
いて決められるべきものであり、上記のようにハ
ードウエア等によつて左右されるべきではない。
また以上述べた無音ブロツクの圧縮と、先に述べ
た帯域圧縮を組合せるとすれば、帯域圧縮技術の
進歩に従つて同一時間に相当するブロツクのサイ
ズが減少することが考えられる。ブロツクのサイ
ズが変化すると、磁気デイスクのアクセス・タイ
ム、データの転送時間等システム全体の再検討が
必要となるので、技術の進歩を迅速に取入れるこ
とができず、適当ではない。

なおブロツク・サイズをバツフア・メモリ・サ
イズと独立にする方法も不可能ではないが、かえ
つて制御が処理が複雑化し、現実的ではない。

また先に述べたように、制御部は音声符号その
ものの蓄積、取出しの他に、有音区間、無音区間
に関する情報を記憶し、その情報に基づいて音声
の蓄積、再生を管理しなければならない。

１つのメツセージごとにこのような細かな操作
を行ない、またその他にそのメツセージの発信
者、宛先、送信時刻等メツセージ全体に関する情
報も管理するとなると、制御部の動作は著しく複
雑化し、かえつて個々の機能に各種の制限が加え
られることにもなる。

本発明は従来技術におけるかかる欠点を除去
し、バツフア・メモリと入出力端子との間に回路
を付加することにより、ブロツク・サイズをバツ
フア・メモリや磁気デイスク等と無関係に設定で
き、また有音ブロツク、無音ブロツクに関する情
報を音声符号のなかに挿入して、コンピユータの
制御部は一切関知しなくてよいような音声蓄積再
生方式を得んとするものである。

すなわち本発明によれば、交換機における音声
蓄積再生方式において、蓄積時は、デイジタル化
された音声信号の符号系列を一定数の符号からな
るブロツクに分割し、各ブロツクごとに無音ブロ
ツクか有音ブロツクかを判定し、有音ブロツクに
ついては符号系列を蓄積装置に蓄積し、無音ブロ
ツクについてはフラグと無音ブロツクの連続する
個数に関する情報のみを蓄積装置に蓄積し、再生
時は、蓄積装置から取出す符号系列のなかからフ
ラグを検出して無音ブロツクを見い出し、前記フ
ラグに付随する無音ブロツクの個数に関する情報
に基づいて無音ブロツクを挿入し、有音ブロツク
については蓄積装置から符号系列を取出して再生
することを特徴とする音声蓄積再生方式が得られ
る。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第２図、第３図は本発明の実施例を示す図であ
り、第２図は音声蓄積に関わる部分を、第３図は
音声再生に関わる部分を表わしている。

なお以下の説明においては、説明の簡単化のた
め、帯域圧縮との組合せについては言及せず、無
音区間の圧縮に着目して述べることとする。

第２図においてコンピユータ１２、バツフア・
メモリ１３，１４、磁気デイスク１７等は第１図
と同じものであり、本発明はそれらと音声符号の
入出力端子１０との間に回路２０を挿入して得ら
れるものである。端子１０に加えられた音声符号
はバツフア・メモリ２１に順次蓄積される。この
バツフア・メモリ２１のサイズは音声信号の性質
にもとづいた値に定めればよく、これがブロツク
の単位となる。ただしバツフア・メモリ２１はバ
ツフア・メモリ１３，１４のように２つの部分に
分れているものを簡単のために１つにまとめて表
わしている。一方音声検出回路２２は、音声符号
のレベル、極性の反転回数等を観測して、バツフ
ア・メモリ２１内の音声ブロツクが有音ブロツク
であるか無音ブロツクであるかを判定し（電子通
信学会通信方式研究会資料：CS78−69「DSI用エ
コーサプレツサ」参照）ブロツクの終了時点でそ
の結果を出力する。無音ブロツクであつた場合に
は、無音ブロツク・カウンタ２３を１だけ増加さ
せ、またDMAクロツク制御回路２４はコンピユ
ータ１２内のバツフア・メモリ１３，１４への
DMAクロツクの送出をストツプする。

したがつてバツフア・メモリ２１が読出されて
も、コンピユータ内のバツフア・メモリ１３また
は１４には書込まれず、無音ブロツクの音声符号
は蓄積されないことになる。

一方無音ブロツクが続いたあと音声検出回路が
有音ブロツクと判定すると、その出力にもとづい
て、DMAクロツク制御回路２４は次のブロツク
の冒頭で音声符号の１サンプリング周期の間に３
つのDMAクロツクをコンピユータ１２内に送り
込む。DMAクロツク制御回路２４の動作に連携
して選択回路２５は、第１のDMAクロツクに対
して固定パターン、例えばDMAの入力データを
８ビツトとすれば１１１１１１１１を出力する。
これがいわば無音ブロツクの存在を示すフラグと
なる。次に第２のDMAクロツクに対しては無音
ブロツク・カウンタ２３のカウント値を選択し出
力する。これはその有音ブロツクと１つ前の有音
ブロツクとの間に存在した無音ブロツクの個数を
表わしている。この後無音ブロツク・カウンタ２
３はリセツトされる。最後に第３のDMAクロツ
クに対しては、バツフア・メモリ２１の出力であ
る有音ブロツクの先頭の音声符号を選択し、出力
する。以後はDMAクロツク制御回路２４は１サ
ンプリング周期の間に１つずつのDMAクロツク
を送出し、バツフア・メモリ２１の出力を順次コ
ンピユータ内のバツフアメモリ１３または１４に
書込んで行く。

有音ブロツクが連続して発生した場合には、以
上に述べたようなフラグおよび連続する無音ブロ
ツク数の挿入は行なわず、音声符号をそのままコ
ンピユータ内のバツフア・メモリ１３または１４
に書込んで行く。

バツフア・メモリ１３，１４は、入力される
DMAクロツクに従つて、音声符号あるいはフラ
グ、無音ブロツク数等を、その内容を意識するこ
となく読込み、一杯になると、制御部１５の制御
により、その記憶内容が磁気デイスク１７にまと
めて転送される。

このようにして、有音ブロツクについては、音
声符号をそのまま蓄積し、無音ブロツクについて
は、フラグと無音ブロツクの連続する個数に関す
る情報のみを磁気デイスク１７に蓄積する。第４
図に入力される音声符号のブロツクと、それを蓄
積装置に蓄積する際のデータ形式との関係を示
す。図中左側に示したのが入力音声符号のブロツ
クであり、数字はブロツクの番号を示し、また〇
印は有音ブロツクを、×印は無音ブロツクを示し
ている。ブロツク＃１，＃２は有音ブロツクであ
るからそのまま蓄積装置に蓄積し、ブロツク＃３
〜＃５は無音ブロツクであるから、フラグ１１１
１１１１１と連続個数３（００００００１１）を、
有音ブロツク＃６の前に挿入する。ブロツク＃６
以下の関係も全く同様である。

なお音声符号のなかに、フラグとして用いてい
る固定パターンと同一のものが存在すると、音声
再生の際、無音ブロツクの検出および無音ブロツ
クの連続個数に関する情報の抽出に誤りが生じ
る。これを防ぐため、固定パターン検出回路２６
は、音声符号を監視して、固定パターンと同一の
ものが現われたときには、DMAクロツク制御回
路２４に、１サンプリング周期の間に２つの
DMAクロツクを出力させ、選択回路により固定
パターンのあとに例えば符号００００００００を
出力させる。フラグの後に付加する無音ブロツク
の個数に関する情報として００００００００を挿
入することはあり得ないから、上記の方法によ
り、フラグと音声符号中の固定パターンに一致す
る符号とを区別することが可能である。

DMAクロツク制御回路２４は、入力端子２７
に加えられるクロツクを分周して所要のDMAク
ロツクを作成する。またカウンタ２８は１ブロツ
ク分の音声符号をカウントして、バツフア・メモ
リ２１の読出し／書込みアドレスを与え、また各
部分の動作タイミングを与える。

一方音声を再生する際は、第３図において、フ
ラグ検出回路３０がコンピユータ１２のバツフ
ア・メモリ１３または１４から出力されて来る符
号のなかからフラグを検出する。すなわちフラグ
に使用している固定パターンを検出すると、
DMAクロツク制御回路２４を通じてもう１つ余
分にDMAクロツクを出力させ、次の符号を取出
す。それが００００００００でなければ、先の固
定パターンはフラグであり、次に取出したその符
号が無音ブロツクの連続個数に関する情報である
ことになる。これをブロツク・カウンタ３１に入
力し、また選択回路３２は雑音発生回路３３を選
択して出力し、無音ブロツクを挿入する。ブロツ
ク・カウンタ３１は減算カウンタで、このカウン
タが０になるまで、すなわち所定数の無音ブロツ
クを挿入し終るまでは上記の状態が継続する。こ
の間DMAクロツク制御回路２４からクロツクは
出力されず、バツフア・メモリ１３，１４からの
符号出力は行なわれない。なお雑音発生回路３３
は、無音ブロツクの不自然さをなくすため、背景
雑音に相当する低いレベルの雑音信号を発生する
回路である。第１図に示した従来例においても、
バツフア・メモリ１３，１４をクリアするかわり
に、このような雑音発生回路を設けてその出力を
バツフア・メモリに入力するか、あるいは磁気デ
イスク１７の一部に背景雑音を蓄積しておいてそ
れを反復して読出すこととすれば、同様の効果を
得ることは可能である。またゲート３４は固定パ
ターンおよび無音ブロツク数に関する情報が現わ
れている場合、それを端子１０に出力しないよう
にするためのものである。

ブロツク・カウンタ３１が０となると、再び
DMAクロツク制御回路２４はクロツクを出力
し、バツフア・メモリ１３，１４から有音ブロツ
クの取出しが行なわれる。選択回路３２は、ゲー
ト３４を通じて出力されるこれら有音ブロツクの
音声符号を選択し、端子１０に出力する。

なおフラグ検出回路３０において、固定パター
ンに続いて符号００００００００が現われた場合
には、先にも述べたようにそれはフラグではなく
音声符号である。したがつて音声符号として固定
パターンをそのまま端子１０に出力させる。なお
その際符号００００００００は出力されず、次の
音声符号の取出しに移行する。

なお音声符号中に現われた固定パターンに対し
て符号００００００００を付加するかわりに、そ
の他の符号、例えば固定パターンをもつ一つ付加
してもよい。ただしその場合には、無音ブロツク
の連続固数としてその符号が現われることを禁止
しなければならない。

このようにして無音ブロツクを正しく挿入しな
がら、音声全体を再生することが可能である。

以上述べたことからわかるように本発明によれ
ば、有音、無音を判定する単位となる音声のプロ
ツク・サイズは磁気デイスク、コンピユータ内の
バツフア・メモリ等のハードウエアの特性から全
く独立して定めることが出来る。したがつて音声
の特性に基づいた最適なブロツク・サイズを設定
でき、また帯域圧縮の導入もスムーズに行なえ
る。

また無音ブロツクの位置および連続する個数に
関する情報が音声符号の中に埋め込まれており、
コンピユータの制御部や磁気デイスクはそれらを
ひとまとまりのデータとして扱うのみで、ブロツ
クとか、有音、無音の識別等を一切関知しなくて
よい。したがつて音声の圧縮／伸長の管理と、メ
ツセージ全体の管理が明確に分離され、融通性に
富んだ、簡潔なシステムを構成することができる
ので、その効果は極めて大きいものである。また
付加される回路も音声検出回路を除けば、ごく単
純な回路である。音声検出回路もデイジタル信号
処理技術、LSI技術の進展により比較的容易に実
現可能となり、また何よりも蓄積装置内の制御部
でその他の処理とともに音声検出を行なわせるよ
りもはるかに簡単である。

以上の説明では、帯域圧縮との組合せについて
は言及しなかつたが、帯域圧縮／伸張回路を入出
力端子１０の前段あるいはバツフアメモリ２１の
前段または後段に置き、DMAクロツク制御回路
２４のタイミング等をそれに合せて設計すれば、
容易に組合せることができる。

以上実施例について説明したように、本発明に
よれば、小規模の回路を付加することにより、蓄
積装置のハードウエアに依存することなく自律的
な無音区間の圧縮、伸張を行なう音声蓄積再生方
式を得ることができ、その効果は著しいものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による音声蓄積再生方式を示
す説明図、第２図、第３図は本発明の実施例を示
すブロツク図、第４図は第２図、第３図における
音声の蓄積形式を示す説明図である。 図において１３，１４，２１はバツフア・メモ
リ、１７は磁気デイスク、２２は音声検出回路、
２４はDMAクロツク制御回路、２５，３２は選
択回路、２３，３１はブロツク・カウンタ、３０
はフラグ検出回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交換機における音声蓄積再生方式において、
   蓄積時は、デイジタル化された音声信号の符号系
   列を一定数の符号からなるブロツクに分割し、各
   ブロツクごとに無音ブロツクか有音ブロツクかを
   判定し、有音ブロツクについては符号系列を蓄積
   装置に蓄積し、無音ブロツクについてはフラグと
   無音ブロツクの連続する個数に関する情報のみを
   蓄積装置に蓄積し、再生時は、蓄積装置から取出
   す符号系列のなかからフラグを検出して無音ブロ
   ツクを見い出し、前記フラグに付随する無音ブロ
   ツクの個数に関する情報に基づいて無音ブロツク
   を挿入し、有音ブロツクについては蓄積装置から
   符号系列を取出して再生することを特徴とする音
   声蓄積再生方式。