JPH07183856A - Sound signal band compression transmission system - Google Patents

Sound signal band compression transmission system

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JPH07183856A
JPH07183856A JP34607793A JP34607793A JPH07183856A JP H07183856 A JPH07183856 A JP H07183856A JP 34607793 A JP34607793 A JP 34607793A JP 34607793 A JP34607793 A JP 34607793A JP H07183856 A JPH07183856 A JP H07183856A
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JP
Japan
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signal
frequency
band
sampled
voice signal
Prior art date
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Application number
JP34607793A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kudo
康 工藤
Garo Kokuryo
賀郎 国領
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Hitachi Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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Publication date
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  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the compression transmission with high compression ratio by extracting plural band components from a sound signal and generating a carrier wave signal composed of the synthesizing signal of two or more different frequency signals. CONSTITUTION:A sound signal is inputted in a sampling circuit 1 and is sampled by a sampling frequency fs. As for this sampled signal, a required band component is extracted in a filter circuit 2 and the signal is inputted in a modulation circuit 3. In the modulation circuit 3, a modulation is performed by the signal where the sine wave and amplitude of fs/6 to be outputted from a carrier wave signal generation circuit 5 is the half and a carrier wave signal to be the sum with the sine wave of fs/2 is extracted, a narrow band signal is extrated by a low-pass filter 4 where a passing band is 0 to fs/6 after a compression is performed for the band of 0 to fs/6. in this case, the carrier wave signal generation circuit 5 may be composed of a first transmitter generating a sine wave signal of a frequency fs/6, a second transmitter generating the sine wave signal of a frequency fs/2 and a synthesizer synthesizing each output signal, for instance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は音声信号の周波数帯域を
圧縮し,狭帯域化して伝送する音声信号帯域圧縮伝送方
式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio signal band compression transmission system for compressing a frequency band of an audio signal and narrowing the frequency band for transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,この種の技術としては,例えば,
特開昭50−99005号に示されているように,櫛形
フィルタを用いて,音声信号から所要の帯域成分を等間
隔に抜き取り,該等間隔に抜き取った信号で音声信号の
最高周波数のほぼ半分の単一周波数を有する搬送波信号
を振幅変調し,音声信号の帯域を約1/2に圧縮して伝
送する方式がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of technology, for example,
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 50-99005, a comb filter is used to extract required band components from an audio signal at equal intervals, and the signals extracted at equal intervals are approximately half the maximum frequency of the audio signal. There is a method of amplitude-modulating a carrier signal having a single frequency, and compressing the bandwidth of a voice signal to about 1/2 for transmission.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし,上記の従来技
術では,圧縮率を1/2以上に高くできない欠点が有る
ことに加えて,櫛型フィルタを用いているため,音声信
号から抽出する帯域成分は等間隔かつ等帯域幅にしか抽
出できず,ホルマントなど音声の品質を左右する重要な
周波数成分を抜き取ることができない場合が生じる問題
があった。また,ハードウェアの構成上,乗算器等の大
規模な回路素子を必要とするため,回路規模が非常に大
きくなる問題を招来していた。
However, in the above-mentioned conventional technique, in addition to the drawback that the compression rate cannot be increased to more than 1/2, since the comb filter is used, the band extracted from the audio signal is reduced. Since the components can be extracted only at equal intervals and in the same bandwidth, there is a problem that important frequency components such as formants that influence the quality of voice cannot be extracted. Further, the hardware configuration requires a large-scale circuit element such as a multiplier, which causes a problem that the circuit scale becomes very large.

【0004】本発明者は,音声信号の帯域圧縮伝送方式
を研究した結果,音声信号から所要の帯域成分を抽出
し,該抽出した信号で,2以上の異なる周波数を含む所
定の搬送波信号を変調することにより,原音声信号のス
ペクトラムが所要の狭帯域内に周波数配置されることを
発見した。また,本発明者は,送信側において,音声信
号をその音声信号の最高周波数の2倍よりも低い周波数
周期で標本化して狭帯域化し,受信側においては,受信
信号を送信側と同じ標本化周波数で標本化し,該標本化
信号に0値標本を付加するよう構成することにより,極
めて簡易な構成で,音声信号の圧縮,狭帯域伝送,並び
に再生が可能であることを発見した。
As a result of research on a band compression transmission system of an audio signal, the present inventor extracts a required band component from the audio signal, and modulates a predetermined carrier signal containing two or more different frequencies with the extracted signal. By doing so, we have found that the spectrum of the original speech signal is placed within the required narrow band. In addition, the inventor of the present invention narrows the band by sampling the voice signal at a frequency cycle lower than twice the highest frequency of the voice signal on the transmission side, and the reception side samples the reception signal on the same side as the transmission side. It has been discovered that by sampling at a frequency and adding a zero-value sample to the sampled signal, it is possible to compress a voice signal, perform narrow band transmission, and reproduce with an extremely simple configuration.

【0005】本発明は,上記の従来技術の問題点を解決
するためになされたもので,本発明の第1の目的は,圧
縮率が1/2以上(1/N(Nは2以上の整数))の高
圧縮率の音声信号帯域圧縮伝送方式を提供することにあ
る。また,本発明の第2の目的は,音声信号から抽出す
る帯域成分を等間隔,等帯域幅のみならず,所要の帯域
成分を抽出できる音声信号帯域圧縮伝送方式を提供する
ことにある。さらに,本発明の第3の目的は,従来技術
よりも回路規模を大幅に縮減し,経済性に優れた音声信
号帯域圧縮伝送方式を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The first object of the present invention is to achieve a compression rate of 1/2 or more (1 / N (N is 2 or more). (Integer)) to provide a high compression rate voice signal band compression transmission system. A second object of the present invention is to provide a voice signal band compression transmission system that can extract not only equal intervals and equal bandwidths of band components extracted from a voice signal but also required band components. Further, a third object of the present invention is to provide a voice signal band compression transmission system which is much more economical in circuit scale than the prior art and is economical.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記第1及び第
2の目的を達成するため,例えば,互いに異なる通過帯
域特性を有する複数のバンドパスフィルタ等の手段を用
いて,変調によって所要の狭帯域内でかつ互いに異なる
帯域に推移する(周波数配置される)複数の帯域成分を
音声信号から抽出すると共に,2以上の異なる周波数信
号の合成信号から成る搬送波信号を発生させる手段を備
える構成としたものである。その結果,2以上の異なる
周波数信号の合成信号から成る搬送波信号を用いて変調
することにより,変調による成分と混変調による成分と
を所要の狭帯域内に集中させることができ,帯域圧縮率
を1/2以上に高めることが可能となる。また,音声信
号から抽出する帯域成分は,必ずしも従来の様に等間
隔,等帯域幅とする制限はないことから,音声の品質を
左右する重要な周波数成分の抽出を確実に行うことがで
きる。
In order to achieve the above first and second objects, the present invention requires, for example, modulation by using a plurality of band pass filters having different pass band characteristics. A configuration including means for extracting from the audio signal a plurality of band components that are transited (frequency-arranged) within a narrow band and different from each other and generate a carrier signal composed of a composite signal of two or more different frequency signals; It was done. As a result, by modulating using a carrier signal composed of a composite signal of two or more different frequency signals, the component due to modulation and the component due to intermodulation can be concentrated within a required narrow band, and the band compression rate can be reduced. It is possible to increase it to more than 1/2. Further, the band components extracted from the audio signal are not necessarily limited to the equal intervals and the equal bandwidths as in the conventional case, so that the important frequency components that influence the quality of the audio can be surely extracted.

【0007】また,上記第3の目的を達成するため,送
信側に,音声信号を該音声信号の最高周波数の2倍より
も低い周波数で標本化する第1の標本化手段と,該標本
化された信号から複数の帯域成分を抽出する第1の抽出
手段と,該抽出された信号をアナログ信号に変換する第
1の変換手段とを備え,受信側には,受信した上記アナ
ログ信号を上記第1の標本化手段と同一周波数で標本化
する第2の標本化手段と,該標本化された信号に0標本
値を補間するための補間手段と,該補間手段の出力信号
から複数の帯域成分を抽出する第2の抽出手段と,該抽
出信号をアナログ信号に変換して音声信号を復元する第
2の変換手段とを備える構成としたものである。その結
果,後述するように,従来の音声帯域圧縮方式において
必要であった送信部及び受信部の変調回路等を削減する
ことができ,ハードウェア量を大幅に縮減することがで
きる。
Further, in order to achieve the third object, a first sampling means for sampling a voice signal at a frequency lower than twice the highest frequency of the voice signal is provided on the transmitting side, and the sampling means. A first extracting means for extracting a plurality of band components from the extracted signal and a first converting means for converting the extracted signal into an analog signal, and the receiving side receives the received analog signal as described above. Second sampling means for sampling at the same frequency as the first sampling means, interpolation means for interpolating 0 sampled values in the sampled signal, and a plurality of bands from the output signal of the interpolation means The second extraction means for extracting the component and the second conversion means for converting the extracted signal into an analog signal to restore the audio signal are provided. As a result, as will be described later, it is possible to reduce the modulation circuits and the like of the transmission unit and the reception unit, which are required in the conventional voice band compression method, and it is possible to greatly reduce the amount of hardware.

【0008】[0008]

【実施例】Shannonの標本化定理により,原信号
の最高周波数の2倍以上の周波数でサンプリングする
と,標本値から原信号を再現できることから,以下の説
明では特に断わりがない場合,サンプリング周波数がf
sのとき,入力する音声信号の最高周波数はfs/2以
下として説明する。また,帯域圧縮率を1/N(Nは2
以上の整数)とし,以下,N=3の場合を例にとって,
本発明の実施例を説明する。
[Embodiment] According to Shannon's sampling theorem, the original signal can be reproduced from the sampled value if it is sampled at a frequency twice or more the highest frequency of the original signal. Therefore, unless otherwise specified, the sampling frequency is f.
When s, the maximum frequency of the input audio signal is fs / 2 or less. In addition, the band compression ratio is 1 / N (N is 2
The above integer), and taking N = 3 as an example,
An example of the present invention will be described.

【0009】まず,入力する音声信号から所要の複数の
帯域成分を,例えば,互いに異なる通過帯域特性を有す
るバンドパスフィルタで抜き取る。この抜き取った信号
により変調する搬送波信号は,例えば,周波数がfs/
2Nすなわちfs/6の正弦波と,振幅がその1/2で
周波数がfs/2の正弦波との合成信号とする。ここ
で,音声信号の周波数をfvとすると,該音声信号fv
によって上記搬送波信号を変調したとき(すなわち,音
声信号を上記搬送波信号に乗じたとき)得られる信号
は,変調理論から明らかなように,次の4つの成分が含
まれている。 fs/6−fv fs/6+fv fs/2−fv fs/2+fv すなわち,上記搬送波信号の中で,fs/6の周波数成
分と音声信号fvとの変調によって,fs/6±fvの
スペクトラムが得られ,一方,fs/2の周波数成分と
音声信号fvとの変調によって,fs/2±fvのスペ
クトラムが得られる。
First, a plurality of required band components are extracted from the input audio signal by, for example, band pass filters having different pass band characteristics. The carrier signal modulated by the extracted signal has, for example, a frequency of fs /
2N, that is, a composite signal of a sine wave of fs / 6 and a sine wave having an amplitude of 1/2 and a frequency of fs / 2. If the frequency of the audio signal is fv, the audio signal fv
The signal obtained when the carrier signal is modulated by (i.e., when the sound signal is multiplied by the carrier signal) contains the following four components, as is clear from the modulation theory. fs / 6-fv fs / 6 + fv fs / 2-fv fs / 2 + fv That is, in the carrier signal, a fs / 6 ± fv spectrum is obtained by modulating the fs / 6 frequency component and the audio signal fv. On the other hand, by modulating the frequency component of fs / 2 and the audio signal fv, a spectrum of fs / 2 ± fv can be obtained.

【0010】これを図示すると図1の様になる。図1の
(a)は音声信号fvのスペクトラムであり,(b)は
上記fs/6−fvのスペクトラム,(c)は該fs/
6−fvの成分が0〜fs/2の帯域内に折り返される
成分のスペクトラム,(d)は上記fs/6+fvのス
ペクトラム,(e)は該fs/6+fvの成分がサンプ
リング周波数fsとの混変調によって,0〜fs/2の
帯域内に折り返される成分のスペクトラム,(f)は上
記fs/2±fvのスペクトラム,(g)は該fs/2
±fvの成分がサンプリング周波数fsとの混変調によ
って折り返される成分のスペクトラムを表している。
This is shown in FIG. 1A shows the spectrum of the audio signal fv, FIG. 1B shows the spectrum of the above fs / 6-fv, and FIG.
The spectrum of the component in which the 6-fv component is folded back within the band of 0 to fs / 2, (d) is the above fs / 6 + fv spectrum, and (e) is the cross modulation of the fs / 6 + fv component with the sampling frequency fs. , The spectrum of the component folded back within the band of 0 to fs / 2, (f) is the spectrum of fs / 2 ± fv, and (g) is the fs / 2.
The ± fv component represents the spectrum of the component folded back by the cross modulation with the sampling frequency fs.

【0011】この図からわかるように,原音声信号の部
分帯域(1)(2)(3)のすべての成分が等レベルで0〜f
s/6の狭帯域内に折り返される。ただし,この例の場
合,すべての部分帯域(1)(2)(3)が等レベルで折り返
されるためには,上記搬送波信号をfs/6の正弦波
と,振幅がその1/2のfs/2の正弦波との合成信号
とすることが必要である。また,このように音声信号f
v(0〜fs/2)は,変調後に1/3の狭帯域内(0
〜fs/6)に折り畳まれるので,前記フィルタ手段に
よって音声信号から抽出する複数の帯域成分としては,
変調後に上記1/3の狭帯域内に配置されたとき,互い
に重なり合わない(互いに異なる)帯域成分とする必要
がある。
As can be seen from this figure, all the components of the sub-bands (1), (2) and (3) of the original voice signal are 0 to f at the same level.
It is folded back into the narrow band of s / 6. However, in the case of this example, in order that all the sub-bands (1), (2) and (3) are folded back at the same level, the carrier signal is a sine wave of fs / 6 and an amplitude of fs of 1/2 of that. It is necessary to make a composite signal with a sine wave of / 2. In addition, the voice signal f
v (0 to fs / 2) is within 1/3 narrow band (0
~ Fs / 6), the plurality of band components extracted from the audio signal by the filter means are:
When they are arranged in the narrow band of 1/3 after modulation, it is necessary to have band components that do not overlap with each other (different from each other).

【0012】次に,この音声信号から抽出する帯域成分
の一例を図2に示す。(a)は音声信号から抜き取る帯
域A,B,C,Dの配置例を示す。例えば,音声信号の
成分を0〜3600Hz,帯域Aは300〜700H
z,帯域Bは1200〜1500Hz,帯域Cは210
0〜2400Hz,帯域Dは3100〜3300Hzと
し,各々上記通過帯域を有する4つのバンドパスフィル
タによって音声信号から抽出される。また,(b)は前
記fs/6−fvの変調によって推移した帯域Aの成分
(図1の(c)に対応),(c)は前記fs/6−fv
の変調によって推移した帯域B,Cの成分(図1の(b)
に対応),(d)は前記fs/2±fvの変調によって
推移した帯域Dの成分(図1の(f)(g)に対応)を表し
ている。
Next, FIG. 2 shows an example of band components extracted from this audio signal. (A) shows an arrangement example of bands A, B, C, and D extracted from the audio signal. For example, the audio signal component is 0 to 3600 Hz, and the band A is 300 to 700 H.
z, band B is 1200 to 1500 Hz, band C is 210
It is set to 0 to 2400 Hz and the band D is set to 3100 to 3300 Hz, and is extracted from the audio signal by the four band pass filters each having the above pass band. Further, (b) is a component of the band A that has been changed by the modulation of the fs / 6-fv (corresponding to (c) of FIG. 1), and (c) is the fs / 6-fv.
Components of bands B and C that have changed due to the modulation of
1) and (d) represent the components of band D (corresponding to (f) and (g) in FIG. 1) that have been changed by the modulation of fs / 2 ± fv.

【0013】図2に示すように,音声信号から抜き取っ
たA,B,C,Dの帯域成分は,前記正弦波の合成信号
である搬送波信号を変調した結果,0〜fs/6(0〜
1200Hz)の狭帯域内にあって互いに重なり合わな
い帯域に再配置される。したがって,原音声信号(0〜
3600Hz)と比べて1/3に帯域圧縮されたことに
なる。なお,図2は音声信号から抽出する帯域成分の一
例を示したもので,従来の様に抽出する帯域A,B,
C,Dは必ずしも等間隔,等帯域幅とする制限はない。
もちろん,音声の品質上重要な周波数成分が等間隔,等
帯域幅に得られる場合は,等間隔,等帯域幅で抽出して
もよいことは言うまでもなく,抜き取るバンドパスフィ
ルタの組合せにより任意に選択が可能である。
As shown in FIG. 2, the band components of A, B, C, and D extracted from the audio signal are 0 to fs / 6 (0 to 0) as a result of modulating the carrier signal which is the composite signal of the sine wave.
They are rearranged in a narrow band (1200 Hz) that does not overlap each other. Therefore, the original voice signal (0 to
This means that the band has been compressed to 1/3 compared to 3600 Hz). It should be noted that FIG. 2 shows an example of band components extracted from the audio signal.
C and D are not necessarily limited to equal intervals and equal bandwidths.
Of course, if frequency components that are important for the quality of speech are obtained at equal intervals and equal bandwidths, it goes without saying that they may be extracted at equal intervals and equal bandwidths. Is possible.

【0014】本発明の全体の構成図を図3に示す。音声
信号は標本化回路1に入力され,サンプリング周波数f
sで標本化される。この標本化された信号は,フィルタ
回路2で所要の帯域成分を抜き取られ,変調回路3に入
力される。該変調回路3では,搬送波信号発生回路5よ
り出力されるfs/6の正弦波と振幅がその1/2でf
s/2の正弦波との和である搬送波信号を前記抜き取っ
た信号で変調を行い,0〜fs/6の帯域に圧縮を行っ
たのち,通過帯域が0〜fs/6であるローパスフィル
タ4により狭帯域信号を抽出する。上記搬送波信号発生
回路5は,例えば,周波数fs/6の正弦波信号を発生
する第1の発信器と,周波数fs/2の正弦波信号を発
生する第2の発信器と,該第1と第2の発信器の出力信
号を合成する合成器で構成すれば,容易に実現できる。
また,上記搬送波信号をサンプリング周波数fsで標本
化した値を予め求めておき,ROM等の記憶手段に記憶
し,この記憶データを順次読み出すことによって搬送波
信号を発生させるようにすれば,極めて簡易な構成で搬
送波信号発生回路を実現できる。
FIG. 3 shows the overall configuration of the present invention. The audio signal is input to the sampling circuit 1 and the sampling frequency f
is sampled at s. The sampled signal is filtered by the filter circuit 2 to extract a required band component and input to the modulation circuit 3. In the modulation circuit 3, the sine wave of fs / 6 output from the carrier signal generation circuit 5 and the amplitude of 1/2 are f
A carrier signal, which is the sum of s / 2 sine waves, is modulated by the extracted signal, compressed to a band of 0 to fs / 6, and then a low pass filter 4 having a pass band of 0 to fs / 6. A narrow band signal is extracted by. The carrier wave signal generation circuit 5 includes, for example, a first oscillator that generates a sine wave signal having a frequency fs / 6, a second oscillator that generates a sine wave signal having a frequency fs / 2, and the first oscillator. This can be easily realized by using a combiner that combines the output signals of the second oscillator.
Further, a value obtained by sampling the carrier wave signal at the sampling frequency fs in advance is stored in a storage means such as a ROM and the carrier data is generated by sequentially reading the stored data, which is extremely simple. A carrier signal generation circuit can be realized with the configuration.

【0015】次に,本発明における搬送波信号の具体例
について,図4及び図5を用いて説明する。図4(a)
において,黒点で表される信号は,振幅1のfs/6の
周波数の離散正弦波信号,また,(b)において,黒点
で表される信号は振幅1/2のfs/2の周波数の離散
正弦波信号,(c)は(a)と(b)の和の信号であ
る。この図に示したように,fs/6の正弦波と振幅が
その1/2のfs/2の正弦波との和は各サンプリング
点で+1,+1/2,+1,−1,−1/2,−1,+
1・・・・の繰り返し信号となる。
Next, a specific example of the carrier signal in the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Figure 4 (a)
, The signal represented by the black dots is a discrete sine wave signal with an amplitude of 1 and a frequency of fs / 6, and in (b), the signal represented by the black dots is a discrete sine wave signal with an amplitude of 1/2 and a frequency of fs / 2. The sine wave signal, (c) is the sum signal of (a) and (b). As shown in this figure, the sum of the sine wave of fs / 6 and the sine wave of fs / 2 whose amplitude is 1/2 is +1, +1/2, +1, -1, -1 / at each sampling point. 2, -1, +
It becomes a repetitive signal of 1 ...

【0016】同様に,図5の(a)は振幅2/3のfs
/6の周波数の離散正弦波信号,(b)は振幅1/3の
fs/2の周波数の離散正弦波信号,(c)は(a)と
(b)の和の信号である。この図に示したように,fs
/6の正弦波と振幅がその1/2のfs/2の正弦波と
の和は各サンプリング点で0,+1,0,0,−1,
0,0,+1,0,・・・・の繰り返し信号となる。以
上の説明で使用した搬送波の波形は,
Similarly, FIG. 5A shows fs of amplitude 2/3.
A discrete sine wave signal with a frequency of / 6, (b) is a discrete sine wave signal with a frequency of fs / 2 having an amplitude of 1/3, and (c) is a signal of the sum of (a) and (b). As shown in this figure, fs
The sum of the sine wave of / 6 and the sine wave of fs / 2 whose amplitude is 1/2 is 0, +1, 0, 0, -1, at each sampling point.
It becomes a repeating signal of 0, 0, +1, 0, .... The waveform of the carrier used in the above description is

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】なる形をしているが,これはN=3以上の
奇数として,
Although it has a form such that it is an odd number of N = 3 or more,

【0019】[0019]

【数2】 [Equation 2]

【0020】なる一般式において,N=3と置いたもの
に相当している。したがって,搬送波として,上記数2
の(1)式のように一般化したものを用いても,上述の
説明と同じような効果が得られる。また,搬送波とし
て,下記数3の(2),(3),(4)式に示すものを
用いても,同様に,1/N以上(Nは2以上の整数)の
高圧縮率の帯域圧縮が可能である。
In the general formula, N = 3 is set. Therefore, as a carrier wave,
Even if a generalized formula such as the formula (1) is used, the same effect as the above description can be obtained. In addition, even if the carrier represented by the equation (2), (3), or (4) below is used, a band with a high compression rate of 1 / N or more (N is an integer of 2 or more) is similarly obtained. It can be compressed.

【0021】[0021]

【数3】 [Equation 3]

【0022】今,特別の場合として,上記(1),
(2),(3),(4)式で φk=0(k=0,1・
・・)を考える。上記(1)式の値をS1とすると,
As a special case, the above (1),
In equations (2), (3), and (4), φ k = 0 (k = 0, 1 ·
··)think of. If the value of the above equation (1) is S 1 ,

【0023】[0023]

【数4】 [Equation 4]

【0024】したがって,S1は, t=0のとき, S1=N/2 t=n/fs(n=1,2,・・・,N−1)のとき,
1=0 t=N/fsのとき(N=奇数であるから), S1
−N/2 t=n/fs(n=N+1,N+2,・・・,2N−
1)のとき, S1=0 振幅を1にノルマライズして考えれば,この搬送波S1
はサンプリング時点 t=0,N/fs,2N/fs,3N/fs・・・にお
いて,+1,−1,+1,・・・の値をとり,その他の
サンプリング時点t=n/fsにおいては0の値をと
る。同様にして,φk=0とした時の(2),(3),
(4)式の値をS2,S3,S4とすれば,
Therefore, S 1 is: when t = 0, when S 1 = N / 2 t = n / fs (n = 1, 2, ..., N-1),
When S 1 = 0 t = N / fs (since N = odd), S 1 =
-N / 2 t = n / fs (n = N + 1, N + 2, ..., 2N-
In the case of 1), S 1 = 0 If the amplitude is normalized to 1, the carrier S 1
Is a sampling time point t = 0, N / fs, 2N / fs, 3N / fs ..., and takes values of +1, -1, +1, ..., and is 0 at other sampling time points t = n / fs. Takes the value of. Similarly, when φ k = 0, (2), (3),
If the values of equation (4) are S 2 , S 3 , and S 4 ,

【0025】[0025]

【数5】 [Equation 5]

【0026】したがって,S2は, t=0のとき, S2=N/2 t=n/fs(n=1,2,・・・,N−1)のとき,
2=0 t=N/fsのとき(N=偶数であるから), S2
−N/2 t=n/fs(n=N+1,N+2,・・・,2N−
1)のとき,S2=0
Therefore, S 2 is, when t = 0, S 2 = N / 2 t = n / fs (n = 1, 2, ..., N-1),
When S 2 = 0 t = N / fs (since N = even), S 2 =
-N / 2 t = n / fs (n = N + 1, N + 2, ..., 2N-
When 1), S 2 = 0

【0027】[0027]

【数6】 [Equation 6]

【0028】したがって,S3は, t=0のとき, S3=N/2 t=n/fs(n=1,2,・・・,N−1)のとき,
3=0 t=N/fsのとき(N=奇数であるから), S3
N/2 t=n/fs(n=N+1,N+2,・・・,2N−
1)のとき, S3=0
Therefore, S 3 is, when t = 0, S 3 = N / 2 t = n / fs (n = 1, 2, ..., N-1),
When S 3 = 0 t = N / fs (since N = odd number), S 3 =
N / 2 t = n / fs (n = N + 1, N + 2, ..., 2N-
In the case of 1), S 3 = 0

【0029】[0029]

【数7】 [Equation 7]

【0030】したがって,S4は, t=0のとき, S4=N/2 t=n/fs(n=1,2,・・・,N−1)のとき,
4=0 t=N/fsのとき(N=偶数であるから), S4
N/2 t=n/fs(n=N+1,N+2,・・・,2N−
1)のとき, S4=0
Therefore, S 4 is as follows: When t = 0, S 4 = N / 2 When t = n / fs (n = 1, 2, ..., N-1),
When S 4 = 0 t = N / fs (since N = even), S 4 =
N / 2 t = n / fs (n = N + 1, N + 2, ..., 2N-
In the case of 1), S 4 = 0

【0031】上述の如く,本発明における搬送波信号は
非常に簡単な数値の繰り返し信号から成るため,フィル
タで抜き取った音声信号と上記搬送波信号の積を行う変
調部の構成として,いわゆる乗算器等の大規模素子は必
要なく,例えばマイクロコンピュータを用いても実現で
き,回路規模の縮小化が可能である。なお,以上説明し
た実施例では伝送する音声帯域圧縮信号がディジタル信
号である場合について説明したが,例えば図3の実施例
において,フィルタ4の後段にD/A変換器を設けるこ
とによって,上記伝送信号をアナログ化することもで
き,本発明はディジタル伝送路及びアナログ伝送路の両
者に適用可能である。
As described above, since the carrier signal in the present invention is composed of repetitive signals of very simple numerical values, the so-called multiplier or the like is used as the structure of the modulator for multiplying the audio signal extracted by the filter and the carrier signal. A large-scale element is not necessary, and it can be realized by using a microcomputer, for example, and the circuit scale can be reduced. In the above-described embodiment, the case where the voice band compression signal to be transmitted is a digital signal has been described. For example, in the embodiment of FIG. 3, by providing a D / A converter after the filter 4, the above transmission is performed. The signal can be analogized, and the present invention can be applied to both the digital transmission line and the analog transmission line.

【0032】次に,上述の実施例よりも更に回路構成を
簡素化し,回路規模を著しく縮小した本発明の他の実施
例について以下に説明する。図6及び図7はこのように
回路構成を簡素化した本発明の一実施例を示すものであ
って,図6は送信側の構成を示すブロックダイヤグラ
ム,図7は対応する受信側の構成を示すブロックダイヤ
グラムである。図6において,11は音声信号の入力端
子,12はアナログデジタルコンバータ,13はデジタ
ルフィルタ,14はデジタルアナログコンバータ,15
は出力端子,16はサンプリング信号発生回路,17は
分周器である。また,図7において,21は受信入力端
子,22はアナログデジタルコンバータ,23は0標本
補間回路(INS回路),24はデジタルフィルタ,2
5はデジタルアナログコンバータ,26は復元音声出力
端子,27はサンプリング信号発生回路,28は分周器
である。
Next, another embodiment of the present invention in which the circuit structure is further simplified and the circuit scale is remarkably reduced as compared with the above-mentioned embodiment will be described below. 6 and 7 show an embodiment of the present invention in which the circuit configuration is simplified as described above. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the transmitting side, and FIG. 7 shows the configuration of the corresponding receiving side. It is a block diagram shown. In FIG. 6, 11 is a voice signal input terminal, 12 is an analog-digital converter, 13 is a digital filter, 14 is a digital-analog converter, 15
Is an output terminal, 16 is a sampling signal generating circuit, and 17 is a frequency divider. Further, in FIG. 7, 21 is a reception input terminal, 22 is an analog-digital converter, 23 is a 0 sample interpolation circuit (INS circuit), 24 is a digital filter, 2
5 is a digital-analog converter, 26 is a restored audio output terminal, 27 is a sampling signal generating circuit, and 28 is a frequency divider.

【0033】まず,音声信号入力端子11から入力した
音声信号はアナログデジタルコンバータ12でデジタル
標本化される。この標本化周波数fsは,音声信号に含
まれる最高周波数fmの2倍以上にとられる。次に,デ
ジタルで構成されるフィルタ13で,図8に示すよう
に,いくつかのサブ帯域成分のみが取り出される。この
デジタルフィルタ13の出力が,本発明で取扱う周波数
的な冗長度を持つ信号の一つの例である。
First, the audio signal input from the audio signal input terminal 11 is digitally sampled by the analog-digital converter 12. The sampling frequency fs is set to be twice or more the highest frequency f m included in the audio signal. Next, the digital filter 13 extracts only some sub-band components, as shown in FIG. The output of the digital filter 13 is an example of a signal having frequency redundancy handled by the present invention.

【0034】本実施例の特徴は,次のデジタルアナログ
コンバータ14に含まれているのであって,ここで,こ
のデジタルアナログコンバータ14の標本化周波数を音
声信号の最高周波数の2倍よりも低い値に設定する所に
本実施例の主眼点がある。すなわち,従来の標本化にお
いては,標本化信号から原信号を再生するために音声信
号の最高周波数をfm とすると,サンプリング周波数f
sは該最高周波数fm の2倍以上の周波数(すなわち,
fs≧2fm)としているが,本実施例においては,サン
プリング周波数fsを音声信号の最高周波数fm の2倍
より低い周波数(fs<2fm )とし,音声信号の帯域
を圧縮して伝送すると共に,受信側では,標本補間手段
を用いて原音声信号を再生するよう構成し,これによっ
て,送受信回路全体の回路規模の大幅な簡素化を図るも
のである。
The feature of this embodiment is that it is included in the following digital-to-analog converter 14, in which the sampling frequency of this digital-to-analog converter 14 is a value lower than twice the highest frequency of the audio signal. The main point of the present embodiment lies in the place set to. That is, in the conventional sampling, when the maximum frequency of the audio signal is f m in order to reproduce the original signal from the sampled signal, the sampling frequency f
s is a frequency more than twice the maximum frequency f m (that is,
Although fs ≧ 2f m ), in the present embodiment, the sampling frequency fs is set to a frequency lower than twice the highest frequency f m of the audio signal (fs <2f m ), and the audio signal band is compressed and transmitted. At the same time, the receiving side is configured to reproduce the original audio signal by using the sample interpolating means, thereby greatly simplifying the circuit scale of the entire transmitting / receiving circuit.

【0035】このように,デジタルフィルタ13の出力
標本から,音声信号の最高周波数f m の2倍より低いサ
ンプリング周波数で標本を選び出し,これをデジタルア
ナログコンバータ14でアナログ信号に変換する。今,
デジタルフィルタ13の出力から△t秒間隔で標本を選
び出すものとしよう。f0=1/△tは標本化周波数で
あって,音声信号の最高周波数をfmとすれば,f0<2
mである。この標本化周波数f0を定めるタイミング信
号は,例えば図6に示すようにアナログデジタルコンバ
ータ12のサンプリングタイミング信号を分周器17で
所定分周することにより容易に得られる。
In this way, the output of the digital filter 13
From the sample, the highest frequency f of the audio signal mLess than twice the
A sample is selected at the sampling frequency, and this is digitally sampled.
The analog converter 14 converts the analog signal. now,
Samples are selected from the output of the digital filter 13 at Δt second intervals.
Let's start. f0= 1 / Δt is the sampling frequency
Therefore, the maximum frequency of the audio signal is fmThen, f0<2
fmIs. This sampling frequency f0Timing signal
No. is, for example, as shown in FIG.
The sampling timing signal of the data 12 is divided by the frequency divider 17.
It can be easily obtained by dividing by a predetermined frequency.

【0036】音声信号をAcos(2πfυt+φυ
とし時刻t=n△t(n=0,1,2,・・・)におけ
る標本値をSnとすると,Sn=Acos(2πfυn△
t+φυ)であり,m,nを整数とすると, cos(2πmfon△t)=cos(2πmn)=1 sin(2πmfon△t)=sin(2πmn)=0 であるから, Sn=Acos(2πfυn△t+φυ)cos(2π
mfon△t)+Asin(2πfυn△t+φυ)s
in(2πmfon△t)=Acos{2π(fυ−m
o)n△t+φυ
[0036] The audio signal Acos (2πf υ t + φ υ )
Let S n be the sample value at time t = nΔt (n = 0, 1, 2, ...), S n = Acos (2πf υ
t + a φ υ), m, when the n is an integer, cos (because it is 2πmf o n △ t) = cos (2πmn) = 1 sin (2πmf o n △ t) = sin (2πmn) = 0, S n = Acos (2πf υ n △ t + φ υ) cos (2π
mf o n Δt) + A sin (2πf υ nΔt + φ υ ) s
in (2πmf o n △ t) = Acos {2π (f υ -m
f o ) nΔt + φ υ }

【0037】この標本値Snをデジタルアナログコンバ
ータ14でアナログ信号に変換すると,その出力には標
本化周波数foの1/2以上の周波数成分は含まれ得な
いから,その出力Sは, 0≦fυ<fo/2のとき, m=0 S=Acos(2πfυt+φυ) fo/2≦fυ<3f0/2のとき, m=1 S=Acos{2π(fυ−f0)t+φυ} 3fo/2≦fυ<5fo/2のとき, m=2 S=Acos{2π(fυ−2f0)t+φυ} (以下同様)となる。
When the sampled value S n is converted into an analog signal by the digital-analog converter 14, its output cannot include frequency components equal to or more than 1/2 of the sampling frequency fo, so its output S is 0 ≦. f upsilon <when f o / 2, m = 0 S = Acos (2πf υ t + φ υ) f o / 2 ≦ f υ < when 3f 0/2, m = 1 S = Acos {2π (f υ -f 0 ) t + φ υ } 3f o / 2 ≦ f υ <5f o / 2, m = 2 S = Acos {2π (f υ −2f 0 ) t + φ υ } (same below).

【0038】すなわち,原信号の周波数スペクトラム0
〜fmは,0〜fo/2の間に折り畳まれて狭帯域信号に
変換されるのである。原信号は,デジタルフィルタ13
によりいくつかのサブ帯域成分に分割されているので,
0を選ぶことによりこれらのサブ帯域成分が0〜f0
2の帯域内で互に重なり合わずに配置されるようにする
ことが可能である。
That is, the frequency spectrum 0 of the original signal
˜f m is folded between 0 and f o / 2 and converted into a narrow band signal. The original signal is the digital filter 13
Is divided into several sub-band components by
By choosing f 0 , these sub-band components can range from 0 to f 0 /
It is possible to arrange them so that they do not overlap each other in the two zones.

【0039】図8は本実施例における周波数スペクトラ
ムの一例を示す図である。図において,(a)は音声の
原信号のスペクトラムを表わし,(b)は音声信号を周
波数fcでサンプリングしたスペクトラムを表わす。ま
た,(c)はデジタルフィルタの出力スペクトラムを表
わす。図8においては,3つの通過帯域に分けてある
が,このあとのブロックでのサブサンプリングで信号の
スペクトラムが重ならなければよく,必ずしもこの場合
のような周波数特性でなくてもよい。次に,(d)はサ
ブサンプリングの周波数f0をいまfc/2とした場合
のスペクトラムを示している。また,(e)に示す信号
は,折り返されてはいるが(c)で示したような特性の
通過信号の成分を全部含んでいる信号なので,送信側と
すれば,この帯域の信号を送信信号として送り出せばよ
い。つまり,この例の場合でいえば,帯域が1/2に圧
縮されたことになる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the frequency spectrum in this embodiment. In the figure, (a) shows the spectrum of the original voice signal, and (b) shows the spectrum of the voice signal sampled at the frequency fc. Further, (c) represents the output spectrum of the digital filter. In FIG. 8, it is divided into three pass bands, but it is sufficient that the signal spectrums do not overlap with each other in the subsequent sub-sampling, and the frequency characteristics as in this case are not necessarily required. Next, (d) shows the spectrum when the sub-sampling frequency f 0 is now fc / 2. Further, the signal shown in (e) is a signal that includes all the components of the passing signal having the characteristics shown in (c), although it is folded back, so that if it is the transmitting side, the signal in this band is transmitted. Send it out as a signal. That is, in the case of this example, the band is compressed to 1/2.

【0040】次に受信側の説明に移る。受信入力端子2
1より入った受信狭帯域信号はアナログデジタルコンバ
ータ22でデジタル標本化される。その標本化周波数は
送信側の標本化周波数f0に等しくとられる。この標本
化周波数を定めるタイミング信号は,例えば図7に示す
ようにデジタルアナログコンバータ25のサンプリング
信号を分周器28で所定分周することにより容易に得ら
れる。受信狭帯域信号をAcos{2π(fυ−m
0)t+φυ}とし,時刻t=n△tにおける標本値
をSn0とすると, Sno=Acos{2π(fυ−mfo)n△t+
φυ
Next, description will be made on the receiving side. Receive input terminal 2
The received narrow band signal input from 1 is digitally sampled by the analog-digital converter 22. The sampling frequency is set equal to the sampling frequency f 0 on the transmission side. The timing signal that determines the sampling frequency can be easily obtained by dividing the sampling signal of the digital-analog converter 25 by a frequency divider 28 by a predetermined frequency as shown in FIG. The received narrow band signal is Acos {2π (f υ −m
f 0) and t + φ υ}, the sample value at time t = n △ t When S n0, Sno = Acos {2π (f υ -mf o) n △ t +
φ υ }

【0041】次に,0標本補間回路23において,各標
本の間にK個の0値の標本Sn1,Sn2,・・・,Snk
挿入する。すなわち, Snk=0(k=1,2,・・・K) したがって,デジタルフィルタの入力にはS00,S01
02,・・・,Sok,S10,S11,S12,・・・,
1k,S20,S21,・・・のような標本列が加わること
になる。Snkは時刻t=n△t+{k/(k+1)}△
tにおける標本値である。また,標本化周波数をF0
すると,F0=(K+1)f0である。ところで,今Kが
偶数の場合,L=K/2,ω0=2πf0と置いて,
Next, in the 0-sample interpolation circuit 23, K zero-value samples S n1 , S n2 , ..., S nk are inserted between each sample. That is, S nk = 0 (k = 1, 2, ... K) Therefore, S 00 , S 01 ,
S 02 , ..., S ok , S 10 , S 11 , S 12 , ...,
Sampling sequences such as S 1k , S 20 , S 21 , ... Are added. S nk is time t = nΔt + {k / (k + 1)} Δ
It is a sample value at t. Also, if the sampling frequency is F 0 , then F 0 = (K + 1) f 0 . By the way, if K is an even number, put L = K / 2, ω 0 = 2πf 0, and

【0042】[0042]

【数8】 [Equation 8]

【0043】を計算する。両辺にsin(ω0t/2)
を乗ずれば
Calculate Sin (ω 0 t / 2) on both sides
If you multiply

【0044】[0044]

【数9】 [Equation 9]

【0045】ここで,k=0,1,2,・・K, t
=n△t+{k/(k+1)}△tとするとω0△t=
2πであるから,上記数9の(11)式より, k=0のときRE=K+1 k≠0のときRE=0 同様にKが奇数の場合,L=(K−1)/2,ω0=2
πf0と置いて,
Here, k = 0, 1, 2, ... K, t
= NΔt + {k / (k + 1)} Δt, ω 0 Δt =
Since it is 2π, according to the equation (11) of the above equation 9, when k = 0, R E = K + 1 when k ≠ 0, R E = 0 Similarly, when K is an odd number, L = (K−1) / 2 , Ω 0 = 2
Put it as πf 0 ,

【0046】[0046]

【数10】 [Equation 10]

【0047】を計算する。両辺にsin(ω0t/2)
を乗ずれば,
Calculate Sin (ω 0 t / 2) on both sides
If you multiply by,

【0048】[0048]

【数11】 [Equation 11]

【0049】ここで,k=0,1,2,・・K, t
=n△t+{k/(k+1)}△tとするとωo△t=
2πであるから,上記数11の(14)式より, k=0のとき,Ro=K+1 k≠0のとき,Ro=0 以上の結果を使うと,前記標本値Snkは K=偶数の場合, Snk=Acos{2π(fυ−mf0)n△t+φυ}×RE/(K+1) =Acos{2π(fυ−mf0)t+φυ}×RE/(K+1) ・・・・・・・・・(15) K=奇数の場合 Snk=Acos{2π(fυ−mf0)n△t+φυ}×Ro/(K+1) =Acos{2π(fυ−mf0)t+φυ}×Ro/(K+1) ・・・・・・・・・(16) と書ける。
Here, k = 0, 1, 2, ... K, t
= NΔt + {k / (k + 1)} Δt, then ωoΔt =
Since it is 2π, according to the equation (14) of Equation 11, when k = 0, when Ro = K + 1 k ≠ 0, and when Ro = 0 or more is used, the sampled value S nk is K = even If, S nk = Acos {2π ( f υ -mf 0) n △ t + φ υ} × R E / (K + 1) = Acos {2π (f υ -mf 0) t + φ υ} × R E / (K + 1) ·· (15) When K = odd S nk = A cos {2π (f υ −mf 0 ) nΔt + φ υ } × Ro / (K + 1) = A cos {2π (f υ −mf 0 ). t + φ υ } × Ro / (K + 1) ..... (16) can be written.

【0050】K=偶数の場合,Snkは受信狭帯域信号に
E/(K+1)を乗じた形になる。1/(K+1)は単
なる振幅係数であるから,REについて考えると,
When K = even, S nk has a form in which the received narrow band signal is multiplied by R E / (K + 1). Since 1 / (K + 1) is just an amplitude coefficient, considering R E ,

【0051】[0051]

【数12】 [Equation 12]

【0052】なる搬送波で変調することと等価である。
したがって,Snkは原信号にcos(lω0t)[l=
1,2,・・・,L]の上下側帯波を重畳した信号,す
なわち送信側で0〜f0/2の間に折り込まれたものを
再び0〜fmの間に伸展したものとなる。よって,この
信号をフィルタ24に通して所望のサブ帯域成分のみを
抽出し,デジタルアナログコンバータ25でアナログ信
号に復元すれば,原信号が再生される。また,K=奇数
の場合も殆ど同様であるが,R0 は前記数10の(1
2)式の形をとる。
It is equivalent to modulating with a carrier wave.
Therefore, S nk is cos (lω 0 t) [l =
1, 2, ..., L] is a signal in which upper and lower sidebands are superimposed, that is, a signal folded between 0 and f 0/2 on the transmitting side is expanded again between 0 and f m. . Therefore, if this signal is passed through the filter 24 to extract only the desired sub-band component and then restored to an analog signal by the digital-analog converter 25, the original signal is reproduced. Also, when K = odd number is almost the same, R 0 is (1
2) Take the form of formula.

【0053】(12)式の右辺第1項及び第2項につい
ては,上述のK=偶数の場合と同じであるが,第3項に
ついては,変調周波数(L+1)ω0/2π=K+1/
2,f0=F0/2であり,その変調積の上側帯波は,標
本化周波数F0により折り返されて下側帯波に重なり,
振幅が倍加する。これは,(12)式の右辺第2項には
係数2が有るのに第3項にはこれを欠いているのと対応
しているのであって,結果的には第2項による変調と第
3項による変調は等レベルになるのである。
The first and second terms on the right-hand side of the equation (12) are the same as in the case of K = even number, but for the third term, the modulation frequency (L + 1) ω 0 / 2π = K + 1 /
2 is f 0 = F 0/2, side bands of the modulated product overlaps the lower sideband folded by sampling frequency F 0,
The amplitude doubles. This corresponds to the fact that the second term on the right side of the equation (12) has the coefficient 2 but the third term lacks it, and as a result, the modulation by the second term is caused. The modulation according to the third term has the same level.

【0054】以上述べた本実施例における受信側の動作
について,図8のスペクトルチャートを参照して補足説
明する。受信側では,受信した(e)の信号を(f0
つまりfc/2のサンプリング周波数でAD変換される
と,(d)の信号が再生される。この信号を0標本補間
回路23で0値を挿入しても同様のスペクトラムとな
り,この信号をデジタルフィルタ24に通すと(c)に
示す信号が取り出される。この信号をDA変換してアナ
ログ信号にすれば音声信号が復元できる。この復元した
音声信号は,図8(a)に示した原信号とまったく同じ
ではないが,デジタルフィルタ24を通して,図8
(c)に示すような特定の周波数成分のみに限定しても
明瞭度はそれほど劣化しない。上記の例では圧縮率が1
/2であるが,f0をさらにもっと低い周波数にすれ
ば,更に大きな圧縮が可能である。ただし,その場合,
上で述べたようにフィルタの特性をサブサンプリングし
たときにスペクトラムが重ならないようにすることが必
要である。
The operation on the receiving side in this embodiment described above will be supplementarily described with reference to the spectrum chart of FIG. On the receiving side, the received signal (e) is (f 0 )
That is, when AD conversion is performed at the sampling frequency of fc / 2, the signal (d) is reproduced. The same spectrum is obtained even if a 0 value is inserted in the 0 sample interpolation circuit 23 for this signal, and when this signal is passed through the digital filter 24, the signal shown in (c) is extracted. A voice signal can be restored by DA converting this signal into an analog signal. The restored audio signal is not exactly the same as the original signal shown in FIG.
Even if limited to a specific frequency component as shown in (c), the clarity does not deteriorate so much. In the above example, the compression rate is 1
However, if f 0 is set to a much lower frequency, even greater compression is possible. However, in that case,
As described above, it is necessary to prevent the spectra from overlapping when the characteristics of the filter are subsampled.

【0055】以上述べたように,本実施例では図6及び
図7に示すような極めて簡易な構成で高圧縮率の音声帯
域圧縮が可能である。したがって,従来この種の音声帯
域圧縮方式において必須であった送信側の変調回路及び
ローパスフィルタ並びに受信側の変調回路をすべて削減
することができ,回路規模の大幅な縮小化及び著しい経
済性の向上を実現することができる。
As described above, in this embodiment, the voice band compression with a high compression rate is possible with the extremely simple structure as shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, it is possible to reduce all of the modulation circuit and low-pass filter on the transmission side and the modulation circuit on the reception side, which were conventionally indispensable in this kind of voice band compression method, and the circuit scale is greatly reduced and the economic efficiency is significantly improved. Can be realized.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば,音声信
号を再配置するための信号処理プロセスを簡略化し,経
済的な機器構成を実現することができる。つまり,変調
部において抜き取った音声信号と搬送波の積を行なう場
合,前述したように非常に簡単な数値を掛けるだけでよ
いので,いわゆる乗算器と言われているような大規模な
素子は必要とせず,簡単なハードウェア,例えばマイク
ロコンピュータ,ROM等のようなものでも簡単に実施
することが可能である。また,更にハードウェア量を縮
減するために,送信側においては音声信号をその音声信
号の最高周波数の2倍よりも低い周波数周期で標本化
し,受信側においては受信信号を送信側と同じ標本化周
波数で標本化し,該標本化信号に0値標本を付加するよ
う構成することによって,回路規模を大幅に縮小し経済
性の優れた音声信号帯域圧縮伝送方式を実現することが
できる。
As described above, according to the present invention, the signal processing process for rearranging a voice signal can be simplified and an economical device configuration can be realized. In other words, when performing the product of the extracted audio signal and carrier in the modulator, it is only necessary to multiply by a very simple numerical value as described above, so a large-scale element called a so-called multiplier is not required. Instead, simple hardware, such as a microcomputer and a ROM, can be easily implemented. In order to further reduce the amount of hardware, the audio signal is sampled at the transmitting side at a frequency cycle lower than twice the highest frequency of the audio signal, and the receiving signal is sampled at the receiving side as the same as the transmitting side. By sampling at a frequency and adding a zero-value sample to the sampled signal, it is possible to realize a voice signal band compression transmission system with a significantly reduced circuit scale and excellent economy.

【0057】また,帯域を高圧縮率で圧縮できるため,
圧縮しない場合と比べてN倍(Nは2以上の整数)もの
チャネルの音声が伝送できることになる。さらに,ディ
ジタル伝送する場合には,伝送速度を1/Nに低減でき
たり,固定の伝送速度の場合には,N倍のチャネルの音
声が伝送できたり,伝送遅延時間を1/Nにすることも
可能となり,その効果は計り知れない。さらに,音声信
号から抽出される帯域成分は,従来の様に,必ずしも等
間隔,等帯域幅とする制限はないため,音声の品質を左
右する重要な周波数成分を確実に抽出することができ
る。加えて,本発明はディジタル伝送路及びアナログ伝
送路の両者に適用することができ,その適用範囲は極め
て広い。
Since the band can be compressed at a high compression rate,
It is possible to transmit N times as many channels (N is an integer of 2 or more) as compared with the case without compression. Furthermore, in the case of digital transmission, the transmission rate can be reduced to 1 / N, and in the case of a fixed transmission rate, N times as many channels of voice can be transmitted, and the transmission delay time can be reduced to 1 / N. Is also possible, and the effect is immeasurable. Further, the band components extracted from the voice signal are not necessarily limited to the equal intervals and the same bandwidth as in the conventional case, so that the important frequency component that influences the quality of the voice can be surely extracted. In addition, the present invention can be applied to both digital transmission lines and analog transmission lines, and its application range is extremely wide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に基づき音声信号を変調したときのスペ
クトラムの一例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a spectrum when an audio signal is modulated according to the present invention.

【図2】本発明における音声信号の帯域分割の一例を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of band division of an audio signal according to the present invention.

【図3】本発明の送信回路の一実施例を示すブロック
図。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a transmission circuit of the present invention.

【図4】本発明に用いる搬送波信号の一例を示す波形
図。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a carrier signal used in the present invention.

【図5】本発明に用いる搬送波信号の他の例を示す波形
図。
FIG. 5 is a waveform diagram showing another example of a carrier signal used in the present invention.

【図6】本発明による送信回路の他の実施例を示すブロ
ック図。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the transmission circuit according to the present invention.

【図7】図6の送信回路に対応する受信回路の一実施例
を示すブロック図。
7 is a block diagram showing an embodiment of a receiving circuit corresponding to the transmitting circuit of FIG.

【図8】図6及び図7の実施例におけるスペクトラムの
一例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a spectrum in the embodiment of FIGS. 6 and 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 標本化回路 2 フィルタ回路 3 変調回路 4 ローパスフィルタ 5 搬送波信号発生回路 6,16,27 サンプリング信号発生回路 11 音声信号入力端子 12,22 アナログデジタルコンバータ 13,24 デジタルフィルタ 14,25 デジタルアナログコンバータ 15 出力端子 17,28 分周器 21 受信入力端子 23 0標本補間回路 26 復元音声出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sampling circuit 2 Filter circuit 3 Modulation circuit 4 Low pass filter 5 Carrier wave signal generation circuit 6,16,27 Sampling signal generation circuit 11 Audio signal input terminal 12,22 Analog digital converter 13,24 Digital filter 14,25 Digital analog converter 15 Output terminal 17, 28 Frequency divider 21 Receive input terminal 23 0 Sample interpolation circuit 26 Restored audio output terminal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 音声信号から所要の帯域成分を抽出し,
該抽出した信号で搬送波信号を変調し,該変調された信
号を伝送する音声信号帯域圧縮伝送方式において,前記
音声信号から抽出する帯域成分は,前記変調によって所
要の狭帯域内で互いに異なる帯域に周波数配置される複
数の帯域成分が選ばれ,前記搬送波信号は,2以上の異
なる周波数信号の合成信号から成ることを特徴とする音
声信号帯域圧縮伝送方式。
1. Extracting a required band component from an audio signal,
In a voice signal band compression transmission system in which a carrier signal is modulated with the extracted signal and the modulated signal is transmitted, band components extracted from the voice signal are different from each other within a narrow band required by the modulation. A voice signal band compression transmission system characterized in that a plurality of frequency-arranged band components are selected and the carrier signal is a composite signal of two or more different frequency signals.
【請求項2】 請求項1の音声信号帯域圧縮伝送方式に
おいて,前記音声信号を該音声信号の最高周波数の2倍
以上のサンプリング周波数で標本化した後,該標本化信
号から前記複数の帯域成分を抽出すると共に,前記搬送
波信号は,前記サンプリング周波数の(N−2)/2N
(Nは3以上の奇数)の周波数を有する第1の正弦波信
号と,該第1の正弦波の1/2の振幅でかつ前記サンプ
リング周波数の1/2の周波数を有する第2の正弦波信
号との合成信号から成ることを特徴とする音声信号帯域
圧縮伝送方式。
2. The voice signal band compression transmission system according to claim 1, wherein the voice signal is sampled at a sampling frequency which is at least twice the highest frequency of the voice signal, and then the plurality of band components are sampled from the sampled signal. And the carrier signal is (N-2) / 2N of the sampling frequency.
A first sine wave signal having a frequency of (N is an odd number of 3 or more) and a second sine wave having an amplitude of ½ of the first sine wave and ½ of the sampling frequency. A voice signal band compression transmission method characterized by comprising a synthesized signal with a signal.
【請求項3】 請求項1の音声信号帯域圧縮伝送方式に
おいて,前記音声信号を該音声信号の最高周波数の2倍
以上のサンプリング周波数で標本化した後,該標本化信
号から前記複数の帯域成分を抽出すると共に,前記搬送
波信号は,前記サンプリング周波数の(N−1)/2N
(Nは偶数)の周波数を有する2つの正弦波信号の合成
信号から成ることを特徴とする音声信号帯域圧縮伝送方
式。
3. The voice signal band compression transmission system according to claim 1, wherein the voice signal is sampled at a sampling frequency which is at least twice the highest frequency of the voice signal, and then the plurality of band components are sampled from the sampled signal. And the carrier signal is (N-1) / 2N of the sampling frequency.
A voice signal band compression transmission system comprising a composite signal of two sinusoidal signals having frequencies (N is an even number).
【請求項4】 請求項1の音声信号帯域圧縮伝送方式に
おいて,前記音声信号を該音声信号の最高周波数の2倍
以上のサンプリング周波数で標本化した後,該標本化信
号から前記複数の帯域成分を抽出すると共に,前記搬送
波信号は,前記サンプリング周波数の(N−1)/2N
(Nは3以上の奇数)の周波数を有する正弦波信号と,
該正弦波信号の1/2の振幅を有する直流信号との合成
信号から成ることを特徴とする音声信号帯域圧縮伝送方
式。
4. The voice signal band compression transmission system according to claim 1, wherein the voice signal is sampled at a sampling frequency which is at least twice the highest frequency of the voice signal, and then the plurality of band components are sampled from the sampled signal. And the carrier signal is (N-1) / 2N of the sampling frequency.
A sine wave signal having a frequency (N is an odd number of 3 or more),
A voice signal band compression transmission system characterized by comprising a synthesized signal with a DC signal having an amplitude of 1/2 of the sine wave signal.
【請求項5】 請求項1の音声信号帯域圧縮伝送方式に
おいて,前記音声信号を該音声信号の最高周波数の2倍
以上のサンプリング周波数で標本化した後,該標本化信
号から前記複数の帯域成分を抽出すると共に,前記搬送
波信号は,前記サンプリング周波数の(N−2)/2N
(Nは4以上の偶数)の周波数を有する正弦波信号と,
該正弦波信号の1/2の振幅を有する直流信号との合成
信号から成ることを特徴とする音声信号帯域圧縮伝送方
式。
5. The voice signal band compression transmission system according to claim 1, wherein the voice signal is sampled at a sampling frequency that is at least twice the highest frequency of the voice signal, and then the plurality of band components are sampled from the sampled signal. And the carrier signal is (N-2) / 2N of the sampling frequency.
A sine wave signal having a frequency (N is an even number of 4 or more),
A voice signal band compression transmission system characterized by comprising a synthesized signal with a DC signal having an amplitude of 1/2 of the sine wave signal.
【請求項6】 請求項4又は5の音声信号帯域圧縮伝送
方式において,前記搬送波信号の各サンプル時点の相対
的振幅値は,+1,0・・・・・0,+1,0・・・・
0の繰り返しであることを特徴とする音声信号帯域圧縮
伝送方式。
6. The voice signal band compression transmission system according to claim 4 or 5, wherein the relative amplitude value at each sampling point of the carrier signal is +1, 0 ... 0, +1, 0 ...
A voice signal band compression transmission system characterized by being repeated 0.
【請求項7】 請求項2又は3の音声信号帯域圧縮伝送
方式において,前記搬送波信号の各サンプル時点の相対
的振幅値は,+1,0・・・・・0,−1,0・・・・
0の繰り返しであることを特徴とする音声信号帯域圧縮
伝送方式。
7. The voice signal band compression transmission system according to claim 2 or 3, wherein the relative amplitude value at each sampling point of the carrier signal is +1, 0 ... 0, -1, 0 ...・
A voice signal band compression transmission system characterized by being repeated 0.
【請求項8】 送信側には,音声信号を標本化する第1
の標本化手段と,該標本化された信号から複数の帯域成
分を抽出する第1の抽出手段と,該抽出された信号をア
ナログ信号に変換する第1の変換手段とを備え,受信側
には,受信した上記アナログ信号を標本化する第2の標
本化手段と,該標本化された信号に0標本値を補間する
ための補間手段と,該補間手段の出力信号から複数の帯
域成分を抽出する第2の抽出手段と,該抽出信号をアナ
ログ信号に変換して音声信号を復元する第2の変換手段
とを有する音声信号帯域圧縮伝送方式であって,前記第
1及び第2の標本化手段のサンプリング周波数は,前記
音声信号の最高周波数の2倍よりも低い周波数から成る
ことを特徴とする音声信号帯域圧縮伝送方式。
8. A first side for sampling a voice signal on the transmitting side.
Of sampling means, a first extracting means for extracting a plurality of band components from the sampled signal, and a first converting means for converting the extracted signal into an analog signal. Is a second sampling means for sampling the received analog signal, an interpolating means for interpolating 0 sampled values in the sampled signal, and a plurality of band components from the output signal of the interpolating means. A voice signal band compression transmission system having a second extracting means for extracting and a second converting means for converting the extracted signal into an analog signal to restore a voice signal, the first and second samples The audio signal band compression transmission system, wherein the sampling frequency of the conversion means is a frequency lower than twice the highest frequency of the audio signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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