JPH06177844A - 波形伝送方式 - Google Patents

波形伝送方式

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JPH06177844A
JPH06177844A JP4325336A JP32533692A JPH06177844A JP H06177844 A JPH06177844 A JP H06177844A JP 4325336 A JP4325336 A JP 4325336A JP 32533692 A JP32533692 A JP 32533692A JP H06177844 A JPH06177844 A JP H06177844A
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直司 松尾
Shoji Fujino
尚司 藤野
Mitsuru Tsuboi
満 坪井
Toshiaki Nobumoto
俊明 信本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は波形伝送方式に関し、送受信間に同
期外れの期間があっても、その復号開始時に発生する雑
音を効果的に軽減できる波形伝送方式の提供を目的とす
る。 【構成】 波形信号を適応符号化してディジタル伝送す
ると共に受信データを適応復号して波形信号を再生する
波形伝送方式において、所定のフレーム同期信号に同期
して適応符号化データを伝送する符号装置10と、前記
フレーム同期信号を検出して受信同期を確立すると共に
該同期確立後の受信データに対して適応復号処理を行う
復号装置30とを備え、復号装置30は、復号開始直後
の所定時間の間の復号データを変更し、又は自己の適応
ゲインパラメータに制御を加え、又は復号開始時の適応
パラメータを変えることにより、同期外れ中の受信デー
タを復号できないことに基づく復号開始時の雑音の発生
を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は波形伝送方式に関し、更
に詳しくは波形信号を適応符号化してディジタル伝送す
ると共に受信データを適応復号して波形信号を再生する
波形伝送方式に関する。この種の波形伝送方式は音声信
号等の高能率符号伝送に用いられている。
【0002】
【従来の技術】図10は従来の音声伝送方式の構成の一
例を示す図で、図において10は符号装置、11は符号
部、12は多種類の音声駆動源信号(ベクトル)Xを記
憶しているコードブック、13は乗算器、14はゲイン
パラメータgの適応予測部、15は音声の合成フィル
タ、16は合成パラメータAの適応予測部、17は減算
器、18は符号化制御部、19は送信部、20は同期制
御部、50は伝送ライン、30は復号装置、31は受信
部、32は同期制御部、33は復号部、34はコードブ
ック12と同一のコードブック、35は乗算器、36は
適応予測部、37は音声の合成フィルタ、38は適応予
測部である。
【0003】かかる構成で、符号部11にサンプリング
音声信号(ベクトル)Vが入力すると、符号化制御部1
8はコードブック12よりある音声駆動源信号Xを選択
する。この駆動源信号Xは乗算器13でゲイン制御(g
X)され、更に合成フィルタ15で合成音声信号Y=g
XAに合成される。減算器17はサンプリング音声信号
Vと合成音声信号Yとを比較して誤差信号Eを出力す
る。符号化制御部18は誤差信号Eの電力を評価すると
共に、該誤差信号Eの電力を最小とするような駆動源信
号Xのサーチを繰り返し、最終的に最適の駆動源信号X
を選択する。適応予測部14はその時点の信号gXに基
づいて次のゲインパラメータgを適応予測する。また適
応予測部16はその時点の信号Yに基づいて次の合成パ
ラメータAを適応予測する。以下、同様にして適応符号
化が進む。そして、送信部19はベクトル量子化した符
号化データ(コードブック12のアドレス情報)Cを送
信信号TxDにアレンジして送信する。その際には、同
期制御部20は送信部19にフレーム同期信号Sを提供
する。
【0004】一方、復号装置30の受信部31に受信信
号RxDが入力すると、同期制御部32は受信信号Rx
D中のフレーム同期信号Sを検出することにより受信同
期を確立(SYND=1)する。これにより復号部33
の動作が付勢される。受信部31は同期確立後に発生す
るタイミング信号φにより符号化データCを切り出し、
該符号化データCによってコードブック34から符号化
の際に最適とされた音声駆動源信号Xが読み出される。
この駆動源信号Xは乗算器35でゲイン制御(gX)さ
れ、更に合成フィルタ37で合成音声信号Y=gXAに
再生合成される。適応予測部36はその時点の信号gX
に基づいて次のゲインパラメータgを適応予測する。ま
た適応予測部37はその時点の信号Yに基づいて次の合
成パラメータAを適応予測する。以下、同様にして適応
復号が進む。
【0005】このような適応符号方式を採用する構成で
は、符号部11及び復号部33は夫々独自に適応パラメ
ータg,Aを適応更新する。このために、符号部11及
び復号部33は同一の初期条件(初期パラメータg0
0 及び初期音声駆動源信号X)で符号化及び復号を開
始する必要がある。一方、このような符号化データCの
伝送には、送受信間における同期の確立が不可欠であ
り、このために復号装置30は相当の時間をかけて受信
同期を確立する。一旦確立された同期でも、雑音等によ
り同期外れとなる場合があり、復号装置30はその都度
受信同期を確立する必要がある。
【0006】しかるに、このような同期確立の期間(同
期外れの期間)があると、復号部33は同期外れ中の受
信データCを受け取ることができない。従ってこの期間
に、符号部11では適応パラメータg,Aの更新が進む
が、復号部33では受信データCが無いので復号処理を
適正に進めることができない。その結果、符号部11及
び復号部33間で動作状態の不一致が発生してしまう。
以下、この点を具体例に従って詳細に説明する。
【0007】図11は従来の音声伝送方式の動作タイミ
ングチャートである。符号部11の適応パラメータg,
Aの初期値は夫々g0 ,A0 である。この状態で、最初
のサンプリング音声信号Vが入力すると、符号化制御部
18は誤差信号Eを最小とするような駆動源信号X1
サーチ及び選択し、その符号化データはC1 になる。次
いで適応予測部14はg0 1 に基づいて次のゲインパ
ラメータを適応予測し、g0 をg1 に更新する。また適
応予測部16はY1 =g0 10 に基づいて次の合成
パラメータを適応予測し、A0 をA1 に更新する。以
下、同様にして適応符号化処理が進む。一方、送信部1
9はフレーム同期信号S及び符号化データCを図示の如
き送信信号TxDにアレンジして復号装置30に送信す
る。
【0008】復号装置30においても、適応パラメータ
g,Aの初期値は夫々g0 ,A0 である。同期制御部3
2は受信信号RxD中のフレーム同期信号Sを検出する
ことにより受信同期を確立する。一般に、このような受
信同期の確立には複数のフレーム同期信号Sが必要であ
り、この例では連続して3つのフレーム同期信号S1
3 を検出したことにより数百mSをかけて受信同期を
確立(SYND=1)している。これにり復号部33の
動作が付勢される。
【0009】受信部31は同期確立後に発生するタイミ
ング信号φにより符号化データC11以降を切り出す。同
期外れ中の受信データC1 〜C10については正しく切り
出せないので、復号部33には提供されない。従って、
復号部33に最初に入力するのは符号化データC11であ
り、これによりコードブック34から最初の駆動源信号
11を読み出す。
【0010】しかし、復号部33におけるこの時点の適
応パラメータg,Aは夫々初期値g 0 ,A0 のままであ
る。その結果、合成フィルタ37は最初の音声信号をY
11´=g0 110 と復号する。次いで適応予測部36
はg0 11に基づいて次のゲインパラメータを適応予測
し、g0 をg11´に更新する。また適応予測部38はY
11´=g0 110 に基づいて次の合成パラメータを適
応予測し、A0 をA11´に更新する。以下、同様にして
復号処理が進む。
【0011】このように、復号部33は、本来ならば符
号化データC11以降をY11=g10 1110,Y12=g11
1211,…と復号すべきところ、Y11´=g0 11
0 ,Y12´=g11´X1211´,…と復号してしまう。
これでは明らかに入力のサンプリング音声信号Vとは異
なった再生音声になる。所定時間を経過すれば、復号部
33の適応パラメータg,Aは符号部11の適応パラメ
ータg,Aに収束するが、それまでの間は再生音声信号
Vの特性が著しく劣化し、これが聞き手に不快感(雑
音)を与えていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の波
形伝送方式では、復号部33が同期外れ中の受信データ
を復号できないことにより、符号部11との間で適応パ
ラメータg,Aの不一致が生じ、その復号開始時に雑音
が発生するという問題があった。このような問題は、上
記のベクトル量子化に限るものでは無く、一般に、適応
符号化方式を採用する場合には避けることができない。
【0013】本発明の目的は、送受信間に同期外れの期
間があっても、その復号開始時に発生する雑音を効果的
に軽減できる波形伝送方式を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題は図1の構成
により解決される。即ち、本発明の波形伝送方式は、波
形信号を適応符号化してディジタル伝送すると共に受信
データを適応復号して波形信号を再生する波形伝送方式
において、所定のフレーム同期信号に同期して適応符号
化データを伝送する符号装置10と、前記フレーム同期
信号を検出して受信同期を確立すると共に該同期確立後
の受信データに対して適応復号処理を行う復号装置30
とを備え、復号装置30は、復号開始直後の所定時間の
間の復号データを変更し、又は自己の適応ゲインパラメ
ータに制御を加え、又は復号開始時の適応パラメータを
変えることにより、同期外れ中の受信データを復号でき
ないことに基づく復号開始時の雑音の発生を軽減するも
のである。
【0015】
【作用】本発明によれば、復号装置30は、復号開始直
後の所定時間の間の復号データを変更し、又は自己の適
応ゲインパラメータに制御を加え、又は復号開始時の適
応パラメータを変えることにより、雑音の出力を制限す
る。従って、送受信間に同期外れの期間があっても、そ
の復号開始時に発生する雑音を効果的に軽減できる。
【0016】好ましくは、復号装置30は復号開始直後
の所定時間の間の復号データを出力しない。こうすれ
ば、復号開始直後の雑音は外部に出力されず、この区間
に復号部の適応パラメータは符号部の適応パラメータに
収束し、もって正しい再生信号から出力される。また好
ましくは、復号装置30は復号開始直後の所定時間の間
の復号データに代えて背景雑音のデータを出力する。こ
うすれば、復号開始直後の出力信号は背景雑音から正し
い再生信号へと滑らかに推移し、特に音声信号伝送の場
合は、背景雑音から音声信号が立ち上るので、聞き手に
一瞬空白となるような違和感を与えない。
【0017】また好ましくは、復号装置30は復号開始
直後の所定時間の間の自己の適応ゲインパラメータを1
以下の任意の倍率に制御する。こうすれば、復号開始時
に生成される雑音のレベルを効果的に制限できる。また
好ましくは、復号装置30は復号開始時の自己の適応ゲ
インパラメータ及び適応合成パラメータの初期値として
予め背景雑音の復号に適応させておいた値を使用する。
こうすれば、復号開始時に生成される雑音の性質を緩和
できる。しかも、これを実現する構成は極めて簡単であ
る。
【0018】また好ましくは、復号装置30は同期外れ
中の受信データに代えて内部で疑似背景雑音データを発
生することにより復号開始時の適応ゲインパラメータ及
び適応合成パラメータの値を背景雑音の復号に適応させ
る。こうすれば、同期外れの期間中にも背景雑音を出力
でき、かつ復号開始時に生成される雑音の性質を緩和で
きる。特に音声信号伝送の場合は、同期外れの期間中で
も背景雑音が出力されているので、聞き手に自然感を与
える。
【0019】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明による実施例
を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一
又は相当部分を示すものとする。図2は第1実施例の復
号装置のブロック図で、図において31は受信部、32
は同期制御部、33は復号部、34は符号装置のコード
ブックと同一のコードブック、35は乗算器、36はゲ
インパラメータgの適応予測部、37は音声の合成フィ
ルタ、38は合成パラメータAの適応予測部、41はタ
イミング発生部、42はカウンタ(CTR)、43はA
NDゲート回路(A)、44は信号発生器(SG)、4
5はセレクタ(SEL)である。
【0020】なお、図示しないが、この第1実施例の復
号装置には図10の符号装置10が接続している。第2
実施例以下の場合も同様である。図3は第1実施例の復
号装置の動作タイミングチャートである。同期制御部3
2は受信信号RxD中の連続する3つのフレーム同期信
号S1 〜S3 を検出したことにより数百mSをかけて受
信同期を確立している。この受信同期は最初の受信同期
を示しているが、同期外れ後の受信同期であっても良
い。これにより同期確立信号SYND=1になり、復号
部33の動作が付勢される。この時点で、復号部33の
適応パラメータg,Aの初期値は夫々g0 ,A0 であ
る。
【0021】受信部31は同期確立後に発生するタイミ
ング信号φにより符号化データC11以降を切り出す。同
期外れ中の受信データC1 〜C10については正しく切り
出せないので、復号部33には提供されない。従って、
復号部33に最初に入力するのは符号化データC11であ
り、これによりコードブック34から最初の駆動源信号
11を読み出す。合成フィルタ37は最初の再生音声信
号をY11´=g0 110 と復号する。次いで適応予測
部36はg0 11に基づいて次のゲインパラメータを適
応予測し、g0 をg11´に更新する。また適応予測部3
8はY11´=g 0 110 に基づいて次の合成パラメー
タを適応予測し、A0 をA11´に更新する。以下、同様
にして復号処理が進む。
【0022】一方、タイミング発生部41では、SYN
D=1によりカウンタ42の計数が付勢されて、1駆動
源信号ベクトルX毎に発生するクロック信号CKの計数
を開始する。やがて、カウント値が所定値になるとキャ
リー信号CARYが発生し、カウンタ42の計数動作を
消勢する。これにより、ANDゲート回路43からは受
信同期の確立に同期した所定時間幅T(例えば数十m
S)のタイミング信号ENが出力される。
【0023】タイミング信号EN=0の時はセレクタ4
5の入力端子A側が選択され、タイミング信号EN=1
の時はセレクタ45の入力端子B側が選択される。従っ
て、Tの区間では、特性劣化した復号データYに代えて
信号発生器44のディジタル信号(ベクトル)YN が外
部に出力される。このディジタル信号YN は例えば背景
雑音の信号である。あるいは、このディジタル信号YN
は例えば「0」の信号であっても良い。後者の場合の出
力音声信号Vは空白になる。なお、後者の場合は信号発
生器44を省略して良く、かつセレクタ45の代わりに
ANDゲート回路等を用いることで、回路を簡単化でき
る。
【0024】何れにしても、Tの区間中に復号部33の
適応パラメータg,Aは符号部11の適応パラメータ
g,Aに収束し、もってTの区間の経過後は雑音を含ま
ない再生信号Vが出力される。図4は第2実施例の復号
装置のブロック図で、図において46はROM等よりな
る関数発生器(FG)、47は乗算器である。
【0025】図5は第2実施例の復号装置の動作タイミ
ングチャートである。同期確立信号SYND=1により
カウンタ42の計数出力ADDは0〜7と順にカウント
アップする。一例の関数発生器46はカウンタ42の計
数出力ADDに応じて例えば1以下の倍率の関数値m=
0,0.2,0.4,…等を順に発生する。この場合の
合成フィルタ37は、一連の再生音声信号をY11´=0
(g0 110 )=0、Y11´=0.2(g11´X12
11´)、…と復号することになる。従って、この場合の
再生音声信号Vは復号開始後に徐々にボリュームを増す
こととなり、雑音が発生していても聞き手に不快感を与
えない。やがて、所定時間Tを経過するまでには、符号
部11の適応パラメータg,Aと復号部33の適応パラ
メータg,Aとが一致する。この時点では関数発生器4
6もm=1.0を出力しており、以後は適正なレベルの
再生音声信号Vが出力される。
【0026】また、他の例の関数発生器46はカウンタ
42の計数出力ADDに応じて、途中までは例えば1以
下の倍率の関数値m=0.3、その後はm=1.0とな
るような値を発生する。この場合の合成フィルタ37
は、一連の再生音声信号をY11´=0.3(g0 11
0 )、Y11´=0.3(g11´X1211´)、…と復号
することになる。従って、この場合の再生音声信号Vの
前半はボリュームが小さく、雑音が発生していても聞き
手に不快感を与えない。やがて、所定時間Tを経過する
までには、符号部11の適応パラメータg,Aと復号部
33の適応パラメータg,Aとが一致する。この時点で
は関数発生器46もm=1.0を出力しており、以後は
適正なレベルの再生音声信号Vが出力される。
【0027】図6は第3実施例の復号装置のブロック図
である。この実施例では復号部33の適応パラメータ
g,Aの初期値が予め背景雑音の復号に適応させておい
た値g0 ´,A0 ´になっている。このような初期パラ
メータg0 ´,A0 ´は、予め工場や実験室で求めてお
き、復号部33の製造の際にROM等に書き込んでおけ
ば良い。従って、第3実施例の構造は極めて簡単であ
る。
【0028】この場合の合成フィルタ37は、一連の再
生音声信号Vを背景雑音の復号に適応したY11´=g0
´X110 ´から復号開始する。従って、その出力音声
Vは従来の無音を想定した場合の初期パラメータg0
0 を使用した場合と異なり、復号開始時に発生する雑
音のレベル及び音質が緩和されると共に、本来の再生音
声へと滑らかに推移する。
【0029】図7は第4実施例の復号装置のブロック図
で、図において48はセレクタ(SEL)である。図8
は第4実施例の復号装置の動作タイミングチャートであ
る。この例の同期制御部32は符号装置10との間の回
線接続により接続信号CONNを出力する。そして、復
号部33は接続信号CONNにより付勢される。従っ
て、復号部33は最初の受信同期確立前はもとより、途
中で同期外れになった時でも再生音声信号Vを出力して
いる。
【0030】この状態で、セレクタ48は、同期確立信
号SYND=1の時は入力端子B側の符号化データCを
選択し、同期確立信号SYND=0の時は入力端子A側
のコードデータCN を選択する。このコードデータCN
は、例えばコードブック34から背景雑音の再生に適し
た音声駆動源信号(疑似背景雑音データ)XN を読み出
すためのアドレスデータである。
【0031】この場合の合成フィルタ37は、SYND
=0の時の再生出力信号VをYN1=g0 N 0 ,YN2
=g1 N 1 ,…と順に復号する。これらは背景雑音
の信号である。そして、やがてSYND=1となるまで
には、復号部33の適応パラメータg,Aは夫々背景雑
音の復号に適応した適応パラメータg0 ´,A0 ´に変
化している。従って、第4実施例によれば、同期外れに
期間中は背景雑音が出力され、同期が確立されると再生
音声へと滑らかに推移する。
【0032】図9は本発明の応用例を示す図で、図にお
いて60は加入者宅、61は電話機、62はFAX端
末、63はスイッチ回路、70,80は端局、71,8
1はFAX中継器、72,82はスイッチ回路、51は
公衆網である。電話機61の使用からFAX端末62の
使用に切り替える時はFAX端末62を操作することで
スイッチ回路63をaからb側に切り替える。次いでF
AX端末62からFAXデータを送信すると、FAX中
継器71,81はFAXデータを検出してスイッチ回路
72,82を夫々aからb側に切り替える。これによ
り、符号装置10と復号装置30間は同期外れの状態に
なる。
【0033】やがて、FAX端末62の使用を終える
と、FAX中継器71,81はこれを検出してスイッチ
回路72,82を夫々bからa側に切り替える。これに
より、符号装置10及び復号装置30間では再度の同期
確立を図る。その際に電話機61を使用した場合は、復
号装置30は上記実施例により復号開始時の雑音の発生
を抑制する。
【0034】なお、上記実施例では音声信号の伝送につ
いて述べたが、本発明は任意の波形信号の伝送に適用で
きる。また、上記実施例ではベクトル量子化の例を示し
たが、本発明は任意の適応形(予測形)の波形伝送方式
に適用できる。また、上記実施例では符号装置10から
復号装置30にフレーム同期期信号Sを直接に送信して
いるが、送受信間の同期の確立は別系統で行っても良
い。
【0035】また、上記実施例では乗算器13,35及
び合成フィルタ15,37の各出力より夫々g,Aを予
測する所謂後方予測の例を述べたがこれに限らない。符
号器側において乗算器13及び合成フィルタ15の各入
力よりgとAを夫々予測し、符号器より復号器にgとA
を伝送する所謂前方予測にも本発明を適用できる。
【0036】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、復号装
置30は、復号開始直後の所定時間の間の復号データを
変更し、又は自己の適応ゲインパラメータに制御を加
え、又は復号開始時の適応パラメータを変えることによ
り、雑音の出力を制限するので、送受信間に同期外れの
期間があっても、その復号開始時に発生する雑音を効果
的に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の原理を説明する図である。
【図2】図2は第1実施例の復号装置のブロック図であ
る。
【図3】図3は第1実施例の復号装置の動作タイミング
チャートである。
【図4】図4は第2実施例の復号装置のブロック図であ
る。
【図5】図5は第2実施例の復号装置の動作タイミング
チャートである。
【図6】図6は第3実施例の復号装置のブロック図であ
る。
【図7】図7は第4実施例の復号装置のブロック図であ
る。
【図8】図8は第4実施例の復号装置の動作タイミング
チャートである。
【図9】図9は本発明の応用例を示す図である。
【図10】図10は従来の音声伝送方式の構成を示す図
である。
【図11】図11は従来の音声伝送方式の動作タイミン
グチャートである。
【符号の説明】
10 符号装置 30 復号装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信本 俊明 福岡県福岡市博多区博多駅前3丁目22番8 号 富士通九州ディジタル・テクノロジ株 式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波形信号を適応符号化してディジタル伝
    送すると共に受信データを適応復号して波形信号を再生
    する波形伝送方式において、 所定のフレーム同期信号に同期して適応符号化データを
    伝送する符号装置(10)と、 前記フレーム同期信号を検出して受信同期を確立すると
    共に該同期確立後の受信データに対して適応復号処理を
    行う復号装置(30)とを備え、 復号装置(30)は、復号開始直後の所定時間の間の復
    号データを変更し、又は自己の適応ゲインパラメータに
    制御を加え、又は復号開始時の適応パラメータを変える
    ことにより、同期外れ中の受信データを復号できないこ
    とに基づく復号開始時の雑音の発生を軽減することを特
    徴とする波形伝送方式。
  2. 【請求項2】 復号装置(30)は復号開始直後の所定
    時間の間の復号データを出力しないことを特徴とする請
    求項1の波形伝送方式。
  3. 【請求項3】 復号装置(30)は復号開始直後の所定
    時間の間の復号データに代えて背景雑音のデータを出力
    することを特徴とする請求項1の波形伝送方式。
  4. 【請求項4】 復号装置(30)は復号開始直後の所定
    時間の間の自己の適応ゲインパラメータを1以下の任意
    の倍率に制御することを特徴とする請求項1の波形伝送
    方式。
  5. 【請求項5】 復号装置(30)は復号開始時の自己の
    適応ゲインパラメータ及び適応合成パラメータの初期値
    として予め背景雑音の復号に適応させておいた値を使用
    することを特徴とする請求項1の波形伝送方式。
  6. 【請求項6】 復号装置(30)は同期外れ中の受信デ
    ータに代えて内部で疑似背景雑音データを発生すること
    により復号開始時の適応ゲインパラメータ及び適応合成
    パラメータの値を背景雑音の復号に適応させることを特
    徴とする請求項1の波形伝送方式。
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