JPH0411421A - パルス符号変調伝送装置 - 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〕 本発明は、音声信号のパルス符号変調伝送装置に係り、
特に伝送された音声信号の明瞭度を改善できるパルス符
号変調伝送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のパルス符号変調伝送装置においては、常に一定の
標本化周波数を用いて符号化および復号化を行っている
。例えば、一般の電話音声では、標本化周波数を常に８
　［ｋＨｚ］として、約４（ｋ七〕以下の周波数成分を
伝送している。周知のように、伝送周波数帯域の上限は
、標本化定理から、標本化周波数の２分の１となるので
、標本化周波数を高く設定するほど高い周波数の伝送が
可能となる。

また伝送周波数帯域の上限を高くすると、音声の明瞭度
は当然改善されるが、この場合、母音よりも子音のほう
が明瞭度の改善の程度が大きい。

これは、母音よりも子音の方が、高い周波数成分を多く
含むためであって、この成分が子音の識別上、大きな要
素を占めているからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のパルス符号変調伝送装置では、常に一定
の標本化周波数を用いている。すなわち、標本化周波数
を高くすることによる明瞭度の改善効果が子音よりも少
ない母音も、子音と同じ標本化周波数で標本化されるた
め、標本化周波数の設定を高い周波数に変更した場合に
、明瞭度の改善効果が少ない割合には、伝送量の増加が
大きいという問題がある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものであって、子音部の標本化周波数と、音声信号を
帯域制限する低域通過フィルタ回路の遮断周波数とを、
母音部より高くすることによって、常時同じ標本化周波
数および遮断周波数で符号化を行う従来の方式に比べて
、伝送量の増加を少なくして明瞭度を大きく改善するこ
とができるようにすることを、その目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のパルス符号変調伝送装置においては、入力音声
信号から遮断周波数以上の周波数成分を除去する低域通
過フィルタ回路と、該低域通過フィルタ回路から出力さ
れる音声信号を標本化して量子化および符号化を行って
音声データ符号列を得るアナログディジタル変換手段と
、入力音声信号が子音区間であることを検出して子音区
間情報信号を発生する子音検出回路と、該子音検出信号
に応じて低域通過フィルタ回路の遮断周波数およびアナ
ログディジタル変換手段の標本化周波数を変化させる制
御手段とを符号化部に備えている。

そして、音声データ符号列と子音区間情報とを伝送する
。

一方、複合化部では、伝送された子音区間情報に応じて
符号化部と等しい標本化周波数および遮断周波数切替情
報を発生する制御手段と、伝送された音声データ符号列
を該標本化周波数によってアナログ信号に変換する複号
化回路と、該変換されたアナログ信号に対して遮断周波
数切替情報に基づいて切り替られた遮断周波数以上の周
波数成分の除去を行う低域通過フィルタ回路とを備え、
これにより符号化部における入力音声信号を再生すると
いう構成をとっている。これによって前述した目的を達
成しようとするものである。

〔作　用〕

符号化部では、低域通過フィルタ回路によって入力音声
信号から遮断周波数以上の周波数成分を除去した音声信
号に対して、アナログディジタル変換手段によって標本
化後、量子化および符号化を行って音声データ符号列を
得て、これを伝送するが、この際、入力音声信号が子音
区間であることを検出して子音区間情報信号を発生し、
この子音検出信号に応じて低域通過フィルタ回路の遮断
周波数およびアナログディジタル変換手段の標本化周波
数を変化させる。

複号化部では、伝送された子音区間情報に応じて符号化
部と等しい標本化周波数および遮断周波数切替情報を発
生し、この標本化周波数によって、伝送された音声デー
タ符号列をアナログ信号に変換し、この信号に対して低
域通過フィルタ回路によって遮断周波数以上の周波数成
分を除去して、入力音声信号を再生するが、この際、遮
断周波数切替情報に基づいて低域通過フィルタ回路の遮
断周波数を切り替える。

従って、本発明によれば、伝送量の増加を少なくして再
生される音声信号の明瞭度を大きく改善することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

本発明のパルス符号変調伝送装置は、入力音声信号から
音声データ符号列と子音区間情報とを作成して伝送する
符号化部と、伝送された音声データ符号列と子音区間情
報とから入力音声信号を再生する複号化部とからなって
いる。

符号化部では、入力音声信号から遮断周波数以上の周波
数成分を除去する低域通過フィルタ回路２と、この低域
通過フィルタ回路２から出力される音声信号を標本化し
て量子化および符号化を行って音声データ符号列を得る
アナログディジタル変換手段１０１゛と、入力音声信号
が子音区間であることを検出して子音区間情報信号を発
生する子音検出回路９と、この子音検出信号に応じて低
域通過フィルタ回路２の遮断周波数およびアナログディ
ジタル変換手段１０１の標本化周波数を変化させる制御
手段１０２とを備えている。アナログディジタル変換手
段１０１は、標本化回路３と、量子化回路４と、符号化
回路５とからなっている。

制御手段１０２は、制御回路１０と、発振回路１２とか
らなっている。

複号化部では、伝送された子音区間情報に応じて符号化
部と等しい標本化周波数を発生する制御手段１０３と、
伝送された音声データ符号列をこの標本化周波数によっ
てアナログ信号に変換する複号化回路４４と、変換され
たアナログ信号に対して子音区間情報に基づいて切り替
られた遮断周波数以上の周波数成分の除去を行う低域通
過フィルタ回路４５とを備えている。制御手段１０３は
、制御回路４６と、発振回路４７とからなっている。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すブロック
図であって、第１図は符号化部のブロック図、第２図は
複号化部のブロック図である。第１図および第２図に示
すように、本実施例では、符号化部から複号化部への情
報の伝送は、メモリへの書き込みおよび読み出しによっ
て行うものとする。

まず、第１図を用いて符号化部の動作を説明する。

入力端子２１に入力された入力アナログ音声信号３１は
、子音検出回路９に入力される。子音検出回路９では入
力された音声信号を分析し、子音部分であれば子音検出
信号３２を発生して、制御回路１０に供給する。制御回
路１０は、低域通過フィルタ回路２と発振回路１２に接
続されており、子音検出信号３２が入力されている間、
低域通過フィルタ回路２に対して遮断周波数切替信号３
３を、発振回路１２に対して標本化周波数切替信号３４
を供給する。

一方、入力アナログ音声信号３１は遅延回路１に入力さ
れる。遅延回路１では、入力アナログ音声信号３１を子
音検出回路９の動作遅延時間だけ遅延させる。低域通過
フィルタ回路２は、標本化に伴って発生する折り返し雑
音に対応する遮断周波数以上の周波数成分を除去する。

通常の状態では、遮断周波数は４ｋＨｚであるが、制御
回路１０から遮断周波数切替信号３３が入力される期間
には、遮断周波数が８ｋＨｚに切り替えられる。低域通
過フィルタ回路２の出力は、標本化回路３に入力される
。

発振回路１２は、標本化回路３．量子化回路４゜符号化
回路５および書き込み回路６に標本化周波数クロック３
５を供給する。標本化周波数クロック３５は通常８　（
ｋＨｚ）であるが、制御回路１０から標本化周波数切替
信号３４が入力されているる期間、周波数が１６（ｋＨ
ｚ）に切り替えられる。

標本化回路３は、低域通過フィルタ２から入力されるア
ナログ音声信号に対して、標本化周波数クロックに従っ
てサンプリングを行う。サンプリング周期は、クロック
周波数が８（ｋＨｚ）のとき１２５（μ５ｅｃ）、り０
７り周波数が１６〔ｋ七〕のときは６２．５　〔μｓｅ
ｃ　）である。量子化回路４は、標本化回路３でサンプ
リングされたデータを８ビツトで量子化する。符号化回
路５は、量子化回路４で量子化されたデータに対して、
所定の符号化方式で符号化する。書き込み回路６は、符
号化回路５から出力される符号化されたデータを、音声
データメモリ７に書き込む。なおこれらの標本化回路３
．量子化回路４．符号化回路５および書き込み回路６の
動作も、標本化周波数クロック３５の周期で行われる。

子音区間情報作成回路１１は、入力される標本化周波数
クロック３５に対して、クロック１個ごとに（０、’１
　、　２−−−−−−−）のように番号を与え、所定区
間における１６（ｋＨｚ）のクロックの、開始番号と終
了番号を子音区間情報メモリ８に出力する。例えば、１
６（ｋＨｚ）のクロックのクロック番号が１００１から
２０００であれば、「１００１．２０００Ｊを出力する
。

次に第２図を用いて、複号化部の動作について説明する
。子音区間情報メモリ４２から読み出された子音区間情
報は、制御回路４６に入力される。

制御回路４６は、発振回路４７および低域通過フィルタ
回路４５に接続され、音声データメモリ４１から子音区
間のデータが読み出されている期間、発振回路４７に標
本化周波数切替信号６２を供給し、低域通過フィルタ回
路４５に遮断周波数切替信号６３を供給する。

発振回路４７は、読み出し回路４３と復号北回回路４４
に標本化周波数クロック６１を供給する。

標本化周波数クロック６１は、通常は８　（ｋＨｚ）で
あるが、標本化周波数切替信号６２が入力されでいる期
間は、１６（ｋＨｚ）に切り替えられる。

読み出し回路４３は、標本化周波数クロック６１の周期
で、音声データメモリ４１から符号化データを順次読み
出して、複号化回路４４に供給する。複号化回路４４は
、読み出し回路４３からの符号化データを復号化して、
アナログ信号に変換する。低域通過フィルタ回路４５は
、複号化回路４４から入力されるアナログ信号に対して
、遮断周波数以上の周波数成分を除去することによって
、デジタル化に伴って発生した不要な高域雑音を除去し
て、出力アナログ信号６４を出力端子５１に発生する。

低域通過フィルタ回路４５の遮断周波数は通常は４　（
ｋＨｚ）であるが、制御回路４６から遮断周波数切替信
号６３が入力される期間は、８（ｋ七〕に切り替えられ
る。

以下においては、本発明の具体的な動作を第３図から第
５図を用いて説明する。

第３図は、入力アナログ音声信号を示す図、第４図（ａ
）、　（ｂ）は音声データメモリおよび子音区間情報メ
モリの内容を示す図、第５図は入力アナログ信号の各区
間における動作を示す図である。

いま、第３図に示すように、入力アナログ音声信号は「
スズキ」という音声内容とし、前部と後部にそれぞれＩ
　ＯＯ（ｍｓｅｃ　］の無音部が含まれているものとす
る。

まず、符号化部の動作について説明する。第３図におけ
る区間ＴＩでは、子音が検出されないため、子音検出信
号３２は出力されない。従って、制御回路１０は遮断周
波数切替信号３３および標本化周波数切替信号３４を出
力しないため、低域通過フィルタ回路２の遮断周波数は
４　（ｋ）［ｚ）、標本化回路３等の標本化周波数は８
　（ｋＨｚ）となる。

区間Ｔ、においては、子音が検出されないため、子音検
出信号３２は出力されない。従って制御口！ｓ１０は、
遮断周波数切替信号３３および標本化周波数切替信号３
４を出力しないため、低域通過フィルタ回路４５の遮断
周波数は４　〔ｋＨｚ）であり、標本化回路３等の標本
化周波数は、８［ｋセ〕となる。音声データメモリ７に
は、符号化されたデータＤ（０）〜Ｄ（７９９）が書き
込まれる。子音区間情報作成回路１１には１６（ｋＨｚ
）のクロックが入力されないため、子音区間情報メモリ
８には何も書き込まれない。

区間Ｔ２では子音が検出されるため、子音検出信号３２
が出力される。これにより制御回路１０から、遮断周波
数切替信号３３および標本化周波数切替信号３４が出力
されるため、遮断周波数は８（ｋＨｚ）となり、標本化
周波数は１６［ｋＨｚ）となる。音声データメモリ７に
は、符号化されたデータＤ（８００）〜Ｄ（１５９９）
が書き込まれる。子音区間情報作成回路１１には１６〔
ｋ七〕のクロックが入力されるため、子音区間情報メモ
リ８に、その区間を示す情報ｒ８００，１５９９Ｊが書
き込まれる。以後、区間Ｔ３〜Ｔ、についても、同様な
動作が行われる。

次に複号化部の動作について説明する。制御回路４６は
、子音区間情報メモリ４２から、子音区間情報（アドレ
スＢ（０）〜Ｂ（２）の内容）を読み出す。これに従っ
て、子音のデータが音声データメモリ７から読み出され
る区間に対応して、標本化周波数切替信号６２と遮断周
波数切替信号６３を出力する。これにより子音のデータ
が読み出される区間では、標本化周波数は８　［ｋＨｚ
）から１６（ｋＨｚ）に切り替えられ、遮断周波数は８
〔ｋ七〕に切り替えられる。

以上の動作によって、入力アナログ音声信号の子音の区
間（Ｔｚ　、Ｔ４　、Ｔ−）で、標本化周波数が８　（
ｋＨｚ）から１６［ｋＨｚ）に切り替えられ、伝送可能
な周波数成分の上限が４　〔ｋＨｚ）から８〔ｋ七〕に
変化する。

第５図は、入力アナログ音声信号の各区間における動作
を示した図であって、第３図に示された各区間Ｔ１〜Ｔ
ｌｌに対応して、無音とそれぞれの音声の内容、それぞ
れの音声の継続時間（ｍｓｅｃ）、子音検出信号の有無
、選択された標本化周波数、低域通過ファイル回路の遮
断周波数、および符号化された音声データをそれぞれ示
している。

（発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、標本化周波数を高
くすることによる明瞭度改善効果の大きい子音部の標本
化周波数および低域フィルタ回路の遮断周波数を、この
効果が小さい母音部の場合より大きくすることによって
、常時同じ標本化周波数および遮断周波数で符号化を行
う従来の方式に比べて、明瞭度が改善されるのに伴う、
伝送量の増加を小さくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルス符号変調伝送装置の一実施例を
示す符号化部のブロック図、第２図は同じく複号化部の
ブロック図、第３図は入力アナログ音声信号を示す図、
第４図（ａ）、　（ｂ）は音声データメモリおよび子音
区間情報メモリの内容を示す図、第５図は入力アナログ
音声信号の各区間における動作を示す図である。 ２−１−低域通過フィルタ回路、１０１・−アナログデ
ィジタル変換手段、９−子音検出回路、１０２制御手段
、４４−複号化回路、４５−低域通過フィルタ回路、１
０３−制御手段。 ｆ 第２図 Ｃン１１号イ乙名■） 出願人　日　本　電　気　株式会社 日本電気エンジニアリング 株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、入力音声信号から遮断周波数以上の周波数成分
   を除去する低域通過フィルタ回路と、該低域通過フィル
   タ回路から出力される音声信号を標本化して量子化およ
   び符号化を行って音声データ符号列を得るアナログディ
   ジタル変換手段と、入力音声信号が子音区間であること
   を検出して子音区間情報信号を発生する子音検出回路と
   、該子音検出信号に応じて前記低域通過フィルタ回路の
   遮断周波数およびアナログディジタル変換手段の標本化
   周波数を変化させる制御手段とを符号化部に備え、 これによって前記音声データ符号列と子音区間情報とを
   伝送するとともに、 複合化部では伝送された子音区間情報に応じて符号化部
   と等しい標本化周波数および遮断周波数切替情報を発生
   する制御手段と、伝送された音声データ符号列を該標本
   化周波数によってアナログ信号に変換する複号化回路と
   、該変換されたアナログ信号に対して前記遮断周波数切
   替情報に基づいて切り替られた遮断周波数以上の周波数
   成分の除去を行う低域通過フィルタ回路とを複号化部に
   備え、これによって符号化部における入力音声信号を再
   生することを特徴とするパルス符号変調伝送装置。