JPH08510572A - 準周期的信号用の送信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 準周期的信号に対する送信システムでエンコーダ（１２）はデコーダ（２８）にエンコードされた形で準周期的信号の周期の全数から単一の周期以上を送信する。このデコーダ（２８）で準周期的信号の欠如した周期は補間により再構成される。再構成された信号の強化された質を得るために信号セグメントはそれが準周期的信号の２つの連続した周期で表されるように送信される。この信号セグメントは実際に２つの連続する周期を含むが実施例によれば信号周期の長さを有し、また２つの連続する周期の重みづけられた和により決定される信号セグメントでもある。

Description

【発明の詳細な説明】 準周期的信号用の送信システム 本発明は準周期的（ｑｕａｓｉ−ｐｅｒｉｏｄｉｃ）信号からエンコードされ た信号を得るエンコーダを含む送信機と、エンコードされた信号から再構成され た信号を得るデコーダを含む受信機にエンコードされた信号を送信する送信手段 とからなる送信システムに関する。 本発明は付加的にそのような送信システムで用いられる送信機、受信機、エン コーダ、デコーダ、コーデックに関する。上記のように定義された送信システム はＷ．Ｂ．ＫｌｅｉｊｎによるＤｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｇ，ｖｏｌ．１，Ｎｏ．４、１９９１年１０月、２１５から２３０頁の論文 「Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｉｎｇ」から知られている。 この方の送信システムは限定された送信容量を有するチャンネルにより、例え ば会話又は音楽信号を搬送するために用いられる。 そのようなチャンネルの第一の例は移動局と固定基地局との間の無線チャンネ ルである。このチャンネルの利用できる送信容量はチャンネルが非常に多数のユ ーザーにより使用されている故に限定されている。 第二の例は磁気、光学的、又は例えば半導体記憶のような異なる記録媒体を用 いる記録チャンネルである。そのような記録チャンネルを用いたシステムの例は 音声を用いたユーザーインターフェイスを用いる書取システム及び機械である。 そのようなシステムでは必要な記憶容量を最大限減少させることが通常望ましい 。従来技術のシステムでは線形予想又はサブバンドコーディングが用いられてい る。 このような論文から知られている送信システムでは準周期的信号の周期の全数 からわずか一周期がエンコーダでエンコードされる。送信手段は斯くして得られ たエンコードされた信号をチャンネルを介して受信機に送信する。受信機のデコ ーダはエンコードされた信号を再構成された信号にデコードする。これは、実際 に送信された準周期的信号の周期で補間することにより準周期的信号の送信され ていない周期を決定することでなされる。準周期的信号は会話信号の声の部分で よい。しかしながら、代りに、準周期的信号は線形予想法に基づく技術で会話信 号の声の部分から導かれた残りの信号でもよい。 送信された信号周期を決定するために、該論文から知られている送信システム では準周期的信号がサンプリング定理により必要であるよりかなり高い速度でサ ンプルされることが必要である。再構成された信号の妥当な品質を得るために送 信された準周期的信号周期の選択用の複合アルゴリズムを用いる必要がある。従 来技術の送信システムの該特性は従来技術の送信システムをかなり複雑にしてい る。 本発明の目的は上記で定義されたような、再構成された信号の質の劣化なしに 複雑さをかなり減少する送信システムを提供することにある。 この目的のために本発明はエンコーダは準周期的入力信号の２つの順次の周期 を各々表わす信号セグメントを得るセグメント手段からなり、エンコードされた 信号は信号セグメントの不完全なシーケンスを表し、デコーダは補間により補足 される信号セグメントのシーケンスから窓関数重み付けされた順次の信号セグメ ントの組み合わせから再構成された信号を得るよう配置されることを特徴とする 。 本発明は窓関数で重みづけられることにより準周期的な信号の２つの周期を表 し、連続的に重みづけられたセグメントを結合する信 号セグメントから再構成された信号を得ることが可能であり、該再構成された信 号は入力信号と知覚的にほとんど違わないという認識に基づく。信号セグメント は準周期的信号の２つの連続した周期を表すので、非常に多くの情報を失うこと なくこの信号セグメントを窓関数で重み付けすることが可能である。信号セグメ ントは窓関数で重み付けされるのでそれらは和を取ることにより円滑に再構成さ れた信号と組み合わせられることが可能であり、この再構成された信号は準周期 的送信信号と知覚的にほとんど違わない。この円滑さは信号セグメントの選択で 現在の技術水準の送信システムでのこれらの信号セグメントの選択より不安定さ をかなり減少させる。結果として信号セグメントの選択はより簡単な方法でなさ れうる。更にまたサンプリング定理により要求されるより高い速度のサンプリン グ速度で準周期的信号をサンプルすることはもはや必要でない。 本発明の実施例はセグメント手段は第一のコーディング窓関数で重み付けされ た準周期的信号の第一の周期と第二のコーディング窓関数で重み付けされた準周 期的信号の第二の周期とにより形成された和から減少された信号セグメントを決 定する窓手段からなり、信号セグメントは減少された信号セグメントからなるこ とを特徴とする。 準周期的信号の２つの連続する周期からなる信号セグメントを減少された信号 セグメントの１回の繰り返しで置き換えることが可能なことが実験で示された。 準周期的信号の１周期の長さを有するこの信号セグメントだけが送信される必要 があることは利点である。これにより送信システムにより必要とされる送信容量 を半分に減少することができる。 適切であることが判明した第一と第二のコーディング窓関数に対して第一のコ ーディング窓関数の初期値と第二のコーディング窓関数の最終値とはゼロに等し く、第一のコーディング窓関数の最終値は第二のコーディング窓関数の初期値と 等しいことを保つことが明 らかである。 コーディング窓関数のこの選択により品質の知覚される損失を導かずに周期的 に連続しうる信号セグメントが得られる。 本発明は同じ要素は同じ符号で表される図を参照して更に詳細に説明される。 図１は本発明を実施しうる送信システムを示す。 図２は図１に示される送信システムに用いられる本発明によるエンコーダ１２ を示す。 図３は図１に示される送信システムに用いられる本発明によるデコーダ２８を 示す。 図４は図２に示されるエンコーダで用いられる本発明によるセグメント手段４ ０の実施例を示す。 図５は図４に示されるセグメント手段４０内で生ずる信号のグラフを示す。 図６は再構成された信号が得られたときにデコーダ２８で生ずる信号の形のグ ラフを示す。 図７は声のない会話信号から声のある会話信号への移行においてデコーダ２８ で生ずる信号の形のグラフを示す。 図８は声のある会話信号から声のない会話信号への移行においてデコーダ２８ で生ずる信号の形のグラフを示す。 図９は他の実施例で生ずる再構成窓関数のグラフを示す。 図１０は順次の信号セグメントの重畳しない最も短い周期で生ずる再構成窓関 数のグラフを示す。 図１に示す送信システムで、この場合には会話信号である準周期的信号は送信 機２に印加される。この送信機２では会話信号はアナログ／デジタル変換器８に 印加される。アナログ／デジタル変換器８の出力は検出器１０の入力と、準周期 的信号用のエンコーダ１２の入力と、非周期的な信号用の更なるエンコーダ１４ の入力とに接続される。デコーダ１０の出力はマルチプレクサ１８の入力と、デ コーダ１２の制御入力と、２ウエイスイッチ１６の制御入力とに接続される。そ れの出力信号用のエンコードされた信号を搬送するエンコーダ１２の出力は２ウ エイスイッチ１６の第一の入りー切り接点に接続され、一方でエンコーダ１４の 出力は２ウエイスイッチ１６の第二の入りー切り接点に接続される。２ウエイス イッチ１６の中央の接点はマルチプレクサ１８の第二の入力に接続される。マル チプレクサ１８の出力は送信手段２０の入力に接続される。送信手段２０の出力 は送信機２の出力をまた形成し、チャンネル４の入力に接続される。 チャンネル４の出力は受信機６内の受信手段２２の入力に接続される。それの 出力信号に対するエンコードされた信号を搬送する受信手段２２の出力はデマル チプレクサ２４の入力に接続される。デマルチプレクサ２４の第一の出力は２ウ エイスイッチ２６の制御入力と２ウエイスイッチ３２の制御入力とに接続される 。デマルチプレクサ２４の第二の出力は２ウエイスイッチ２６の中央接点に接続 される。２ウエイスイッチ２６の第一の入り／切り接点はエンコードされた信号 から再構成された信号を導くためにデコーダ２８に接続される。２ウエイスイッ チ２６の第二の入り／切り接点は更なるデコーダ３０に接続される。それの出力 信号に対する再構成された信号を搬送するデコーダ２８の出力は２ウエイスイッ チ３２の第一の入り／切り接点に接続され、一方で更なるデコーダ３０の出力は ２ウエイスイッチ３２の第二の入り／切り接点に接続される。２ウエイスイッチ ３２の中央接点はデジタル／アナログ変換器３４の入力に接続される。デジタル ／アナログ変換器３４は受信機６の出力を形成する。 図１に示される送信システムでは送信される（又は受信される）べき会話信号 はアナログ／デジタル変換器８により８ｋＨｚのサンプリング周波数を有するデ ジタル信号に変換される。デコーダ１０はアナログ／デジタル変換器８の出力信 号が準周期的（発声され た）又は非周期的（発声されていない）かのどちらかである。この検出器１０の 出力信号は準周期的信号に対して第一の論理値を有し、非周期的信号に対して第 二の論理値を有する。検出器１０に対する実施例は例えばアメリカ国特許第４３ ８４３３５号、アメリカ国特許第４６２５３２７号、アメリカ国特許第４３８４ ３３５号に記載されている。 エンコーダ１２は準周期的信号をエンコードするよう配置され、一方でエンコ ーダ１４は非周期的信号に対して配置される。エンコーダ１２は本発明の構想に より配置され、以下に更に説明をする。エンコーダ１４に対する適切な実施例は 例えば公告されたＰＣＴ特許出願ＷＯ９２／０６４７０に記載される。 準周期的入力信号が現れるときにエンコーダ１２のエンコードされた出力信号 は２ウエイスイッチを介してマルチプレクサ１８に印加され、該スイッチはまた 非周期的信号が現れた場合にエンコーダ１４の出力信号をマルチプレクサ１８に 印加するものである。検出器１０の出力信号はマルチプレクサ１８に印加される 。このようにして会話信号の準周期的及び非周期的部分は会話信号の特定の部分 に対して最も適切であるエンコーダによりエンコードされる。マルチプレクサ１ ８の出力信号は送信手段２０によりチャンネル４に供される。これらの送信手段 は例えば変調器からなる。 チャンネル４の出力信号は受信機６内の受信手段２２に供給される。これらの 受信手段はチャンネルの出力信号をデマルチプレクサ２４に供給するために適切 な信号に変換する。受信手段２２は例えば復調器及び検出器からなる。２ウエイ スイッチ２６、３２はデマルチプレクサ２４の第一の出力上の出力信号により適 切な状態に動かされ、その信号はエンコードされた信号が準周期的信号か又は非 周期的信号かどうかを示す。エンコードされた信号が準周期的信号を表す場合に デマルチプレクサ２４の第二の出力はデコーダ２８に接続され、デコーダ２８の 出力はデジタル／アナログ変換器３４の 入力に接続される。エンコードされた信号が非周期的信号を表す場合にはデマル チプレクサ２４の第二の出力は更なるデコーダ３０に接続され、更なるデコーダ ３０の出力はデジタル／アナログ変換器３４の入力に接続される。このような方 法で常に適切なデコーダが再構成された信号を決定するのに用いられる。それか らデジタル／アナログ変換器３４は受信機の出力上でアナログの形で再構成され た信号を形成する。 上記のように準周期的信号でその係数は線形予想により決定される予想フィル ターにより会話信号から導かれた残余の信号を構成させることが可能である。そ のような状況では予想フィルターはアナログ／デジタル変換８の直後に含まれる べきであり、アナログ／デジタル変換器８の出力信号から予想パラメータを決定 する予想手段が付加されるべきである。それからこれらの予想パラメータは受信 機６へ送信されるようにデジタル化された形でマルチプレクサ１８に供されるべ きである。受信機６で反転フィルターは２ウエイスイッチ３２の中心接点とデジ タル／アナログ変換器３４との間に含まれるべきである。この反転フィルターは 予想フィルター伝達関数に対して反転する伝達関数を有する。この目的のために 反転フィルターはデマルチプレクサ２４の付加的な出力上で利用可能な予想係数 に応答するよう設定される。 図３に示されるエンコーダ１２ではサンプルされた準周期的入力信号ｓ［ｎ］ はピッチ検出器３６の入力とセグメント手段４０の入力とに印加され、ｎは特定 のサンプルのシリアル番号を表す走行（ｒｕｎｎｉｎｇ）変数である。準周期的 信号の連続する周期ｋの第一の信号サンプルのシリアル番号ｎ_kを表す出力信号 を搬送するピッチ検出器３６の出力は制御器３８の第一の入力に接続される。ピ ッチ検出器３６の出力はマルチプレクサ４２の第一の入力に更に接続される。制 御器３８の第二の入力は図１の検出器１０の出力に接続される。制御器３８の第 一の出力はセグメント手段４０の制御 入力に接続される。２つの送信された信号セグメント間の送信されない信号セグ メントの数を示す信号であるそれの出力信号を搬送する制御器３８の第二の出力 はマルチプレクサ４２の第二の入力に接続される。セグメント手段４０の出力は サブエンコーダ４１の入力に接続される。それの出力信号に対してエンコードさ れた信号を搬送するサブエンコーダ４１の出力はマルチプレクサ４２の第三の入 力に接続される。エンコードされた準周期的信号はマルチプレクサ４２の出力上 で利用可能である。 図２に示されたエンコーダでピッチ検出器３６は準周期的信号ｓ［ｎ］の各周 期の始まりｎ_kを決定する。ピッチ検出器３６に対する実施例は例えばＹ．Ｍ． Ｃｈｅｎｇ，Ｄ．Ｏ’ＳｈａｕｇｈｎｅｓｓｙのＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏ ｎ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏ ｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．３７，ｎｏ．１２，１９８９年１２月、１８０５−１ ８１５頁の論文「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｌｅ Ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｌｏｔａｌ Ｃｌｏｓｕｒｅ Ｉｎｓｔａｎｄ Ｐｅｒｉ ｏｄ」に記載されている。各周期のはじめから周期ｋのそれぞれの周期期間ｐ_k は以下の式から決定される： ｐ_k＝ｎ_k+1−ｎ_k 制御器３８は準周期的信号の周期の数を係数し、多数の周期（例えば４つの） から２つの連続した周期に対するセグメント手段に制御信号を印加する。第一の 実施例ではセグメント手段４０は準周期的信号から信号セグメントを長さで２周 期取り、この信号セグメントをサブエンコーダ４１に送る。準周期的信号の連続 する周期の期間は同じである必要はないものである。第二の実施例ではセグメン ト手段はまた準周期的信号から信号セグメントを連続する２周期取るが、この２ 周期信号セグメントを減少された信号セグメントＭ_k［ｎ］に変換する。減少さ れた信号セグメントは第一の窓関数で重 みづけられた第一のセグメント周期と第二の窓関数で重みづけられた第二のセグ メント周期とを共に加算することにより決定される。以下にＭ_k［ｎ］を示す： 式（１）でｗ_α［ｎ］及びｗ_β［ｎ］はＭ_k［ｎ］が以下の特性を有するように 選択された窓関数である： −Ｍ_k［ｎ］はｐ_kと等しい間隔の周期を有し、Ｍ_k［ｎ］はｎ_kより小さなｎの値 及びｎ_k＋ｐ_kより大きい又は等しいｎの値に対してゼロに等しい。 −Ｍ_k［ｎ］の周期的連続Ｃ_k［ｎ＋ｍｐ_k］（ｍは整数）は望まれない不連続を 含まない。これはＭ_k［ｎ_k］がｓ［ｎ_k-1］と等しく、Ｍ_k［ｎ_k+1−１］がｓ［ ｎ_k-1−１］と等しくなるようにして達成される。これはＭ_k［ｎ］からの最後の サンプルとＭ_k［ｎ］からの最初のサンプルとは元の準周期的信号からの２つの 連続したサンプルであることを意味する。更にまた窓関数ｗ_α及びｗ_βは漸進的 なパターンを有するようにされ、それによりそれら自体が望まれない不連続を導 入しない。 適切な窓関数ｗ_α及びｗ_βは補数であり、それにより ｗ_α［ｎ］＋ｗ_β［ｎ ＋ｐ_k］はｎ_k≦ｎ＜ｎ_k＋ｐ_kに対して１に等しい。適切な窓関数ｗ_α及びｗ_βは 例えば： である。式（２）、（３）でｐ_minはｐ_kとｐ_k+1の値の最小値である。斯くして 得られた減少された信号セグメントは元の信号セグメントの長さの半分しかない ので信号セグメントを送信するのに必要な送信容量は２倍減少される。 準周期的信号から非周期的信号への移行はピッチ検出器によりまた検出される 。そのような移行で減少された信号セグメントは準周期的信号の最後の周期から 導かれる。非周期的信号がｎ＝ｎ_uで開始する場合に準周期的信号の最後の周期 は信号サンプルｓ［ｎ_u-1］，ｓ［ｎ_u-1＋１］，ｓ［ｎ_uー1−１］からなる。減 少された信号セグメントはこの最後の周期と準周期的信号の最後の信号セグメン トの周期ｐ_u-1に等しい間隔を有する非周期的信号の一部分から決定される。式 （２）、（３）による窓関数を決定するために、以下のように選択される： ｐ_k＝ｐ_k+1＝ｐ_min＝ｐ_u-1 ２周期長さの元信号セグメントの推定は受信された減少された信号セグメント を一度に繰り返すことによりデコーダ内で得られる。実験から元信号セグメント と一度に繰り返された減少された信号セグメントとの間の聴取しうる差はないこ とが示された。 サブエンコーダ４１はＤＰＣＭ（作動パルスコードモジュレーション）エンコ ーダとして配置されうる。作動パルスコードモジュレーションは例えばＮ，Ｓ， Ｊａｙａｎｔ，Ｐ．ＮｏｌｌによるＩＳＢＮ０−１３−２１１９１３−７の６章 ２５２−２７２頁の題名「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｗａｖｅｆｏ ｒｍｓ」から知られている。マルチプレクサ４２ではピッチ周期の間隔に関する 情報はエンコードされたセグメントを組み合わされたエンコードされた信号に対 して組み合わされる。２つの送信されたセグメント間に位置する送信されていな いセグメントの数が可変である場合にはこの数はまたエンコードされ、マルチプ レクサ４２に供される。 デコーダ２８でエンコードされた信号はデマルチプレクサ４４に印加される。 デマルチプレクサ４４の第一の出力は制御器４６の入力に接続される。制御器４ ６の出力はレジスタ４８の制御入力と、レジスタ５０の制御入力と、補間器５２ の第一の制御入力とに接続される。デマルチプレクサの第二の出力はレジスタ４ ８の入力とレジスタ５０の入力とに接続される。レジスタ４８の出力は補間器５ ２の第一の信号入力に接続される。レジスタ５０の出力は補間器５２の第二の信 号入力に接続される。２つのエンコードされたセグメント間の欠如したセグメン トの数についてのそれの出力信号エンコードされた情報を搬送するデマルチプレ クサ４４の第三の出力は補間器５２の第二の制御入力に接続される。補間器５２ の出力は再構成された準周期的信号を形成する。 デマルチプレクサ４４はエンコードされた信号をピッチ信号と実際に送信され た２つの信号セグメント間に位置する多くの送信されていない信号セグメントと に分割する。２つの連続するエンコードされた信号セグメントはレジスタ４８と ５０に記憶される。これはピッチ信号から導かれたセグメント長についての制御 情報への応答をもたらす。補間器５２はレジスタ４８と５０に記憶された信号セ グメントの補間により信号セグメントの完全なシーケンスを再構成 する装置である。 多数の減少された信号セグメントｒは２つの送信された減少された信号セグメ ント間ではないとする。準周期的信号を再構成するために減少された信号セグメ ントＭ_k［ｎ］は長さ２ｐ_kで信号セグメントＭ’_k［ｎ］に周期的に延長され、 第二の減少された信号セグメントＭ’_k+r+1［ｎ］は長さで信号セグメント２ｐ_{k +r+1} に周期的に延長される。第一の信号セグメントＭ’_k［ｎ］と第二の信号セ グメントＭ’_k+r+1［ｎ］とに対して以下の関係がある： 長さで２ピッチ周期の信号セグメントが送信された場合に式（４）、（５）によ りこの信号セグメントを延長する必要がもはやないことは明白である。それでｒ の補間された信号セグメントは２つの知られた信号セグメントの補間により形成 される。ｉ^th信号セグメント（ｋ＜ｉ＜ｋ＋ｒ＋１）に対して以下のようになる ： 式（６）でｄ_iは以下のようになる： 線形補間のみならずより高次の補間も用いられうるが２つの減少された信号セ グメントより多くがこの場合に必要とされる。 再構成された信号は窓関数で補間された各信号セグメント（約１ピッチ周期重 複する）を重み付けし、重み付けられた信号セグメントを共に加算することによ り得られる。窓関数は特定のセグメントの中央で最大値を有し、セグメントのど ちらかの端に向かってゼロの値に減少する。 再構成された信号は以下に等しい： 適切な窓関数ｗ_kは例えば： 再構成された信号は補間器５２の出力上で利用可能である。特別な対策が不連 続を回避するために信号の非周期的部分から準周期的部分への移行及びその逆で も必要である。信号の非周期的部分から準周期的部分への移行でｎ＝ｎ_fに対し て準周期的部分はｎ_f−ｐ_f≦ｎ＜ｎ_fに対して減少された信号セグメントＭ_f-1［ ｎ］＝Ｍ_f［ｎ＋ｐ_f］の信号サンプルにより延長される。減少された信号セグメ ントＭ_f-1［ｎ］の信号サンプルは前方に傾斜した窓のサンプル値により乗算さ れ、該窓は以下の通りである： 信号の非周期的部分は後方に傾斜した窓のサンプルにより乗算され、それは以下 の通りである： 加えてｎ＝ｎ_fで開始する周期的信号の第一の周期ではｎ_f≦ｎ＜ｎ_f+1に対して １に等しく選択される。準周期的信号の他の部分に対して窓関数は（９）式によ り形成される。最も最近送信された減少された信号セグメントがｎ＝ｎ₁で開始 され、信号の非周期的部分がｎ＝ｎ_uで開始される（ここでｎ₁はｎ_u-1に等しい 。）場合には信号の準周期的部分の端での周期の欠如はない。これは補間の問題 はないことを意味する。しかしながらｎ₁＜ｎ_u-1の場合には補間に必要な信号Ｍ ’_k+r+1は存在しない。Ｍ’_k+r+1は長さｐ_u-1である第一の部分を信号の非周期 的部分から取られる。最終的な窓関数ｗ_k［ｎ］は式（９）により形成され、こ こでｋはｕ−１と等しく選ばれ、ｋ＋２は式（９）でｎ_u＋ｐ_u-1により代替され る。結果として再構成された準周期的信号は後方に傾斜した窓を有し、それは周 期ｐ_u-1により再構成された信号の非周期的部分の初めと重なる。再構成された 信号の非周期的部分への平滑な移行は信号の非周期的部分の第一の部分が前方に 傾斜した窓により乗算されることにより得られ、それは以下に等しい： 上記のような方法で形成された準周期的及び非周期的信号部分を加算すること により平滑な移行が望まれない不連続なしに得られる。 式（９）による窓関数が用いられたときに特定の環境下で望ましくない不連続 がなお生ずることがありうる。これらの不連続は移行において式（６）により補 間されたセグメントＭ’［ｎ］内で生じ、ここでセグメントＭ’_k［ｎ＋ｐ_k−ｄ_i ］及びＭ’_k+r+1［ｎ＋ｐ_k+r+1−ｄ_i］のより短い信号セグメントがゼロに等し くなる。Ｐ_k及びｐ_k+r+1が同時にほとんど異ならない場合にはこれらの望ましく ない不連続は式（９）による後方に傾斜した再構成窓により抑制される。しかし ながらｐ_k及びｐ_k+r+1がかなり異なる時間に現れる場合にはこれらの望ましくな い不連続はもはや充分に抑制されない。そのような状況ではｋ＜ｉ≦ｋ＋ｒ＋１ である周期ｉで再構成された信号は以下のように決定された方がよい： ここで 式（１４）でｎ_bとｎ_eは以下に等しい： ｐ_m＝ｍｉｎ｛ｐ_k，ｐ_k+r+1｝により これらの窓関数は連続するより短いセグメントＭ’_i［ｎ］が重複する周期に対 してのみ生ずる漸次の移行を記述する。これらの最も短いセグメントが重複しな い（ｎ_e≦ｎ_b＋１）場合に式（１４）による窓関数はもはや漸次のパターンを示 さない。この状況に対して再構成された信号は以下の式により決定される： ここで これらの窓関数が用いられたときに再構成された信号は最も短い信号セグメント が位置しないｎの値に対してゼロに等しくなる。 入力信号の非周期的部分と準周期的部分との間の移行で式（１０）、（１１） による前方及び後方に傾斜する窓関数が用いられうる。 準周期的部分から非周期的部分への移行で減少された信号セグメントは信号の 準周期的部分の最後の周期に対して用いられえ、準周期的信号部分は信号の非周 期的部分が後方に傾斜した窓関数により乗算される限りにおいて伸張する： 信号の非周期的部分は式（２０）のそれに相補的な窓関数により乗算される。減 少された信号セグメントが利用可能でない場合には信号の再構成は式（９）と（ １２）により実行される。 周期ｐ_i（ｋ＜ｉ＜ｋ＋ｒ＋１）の値を送信することに加えてｐ_k及びＰ_k+r+1 の値から補間によりこれらの周期の値を決定することが代替的に可能である。 故にｐ_iは以下のようになる： 図４に示したセグメント手段４０で入力信号は第一のバッファ回路５４と第二 のバッファ回路５６に印加される。第一のバッファ回路５４は第一の窓回路５８ に接続され、一方で第二のバッファ回路は第二の窓回路６０に接続される。第一 の窓回路５８の出力は加算回路６２の第一の入力に接続され、第二の窓回路６２ の出力は加算回路６２の第二の入力に接続される。加算回路６２の出力はセグメ ント手段４０の出力をまた形成する。 バッファ回路５４と５６に準周期的信号の２つの連続したピッチ周期が記憶さ れる。バッファ回路５４にこの準周期的信号の第一の周期が記憶され、一方でバ ッファ回路５６にこの準周期的信号の第二の周期が記憶される。この準周期的信 号の第二の周期は準周期的信号の第一の周期にすぐに続く。窓回路５８は準周期 的信号の第一 の周期と式（１）による窓関数とを乗算し、一方で第二の窓回路は準周期的信号 の第二の周期と式（２）による窓関数とを乗算する。この目的のために窓回路５ ８と６０は周期ｐ_k及びｐ_k+1についての情報を受ける。加算回路６２は減少され た信号セグメントを形成し、その中でそれは窓回路５８と６０の出力信号を一緒 に加算する。本発明の構想によるエンコーダとデコーダは特殊なハードウエア内 に配置されうるが、それは代替的にはエンコーダ及び／又はデコーダを適切にプ ログラムされたプロセッサーとして配置させうる。 図５ａに時間に対する準周期的信号周期の２つの連続した周期を示す。本発明 の構想により及び減少されたセグメントを決定するために第一の周期は第一の窓 関数ｗ_αを乗算され第二の周期は第二の窓関数ｗ_βを乗算される。窓関数ｗ_α及 びｗ_βの例は図５ｂに示される。図５ｂに窓関数ｗ_α及びｗ_βが相互に連続する ことを示す。図５ｃに窓関数ｗ_α及びｗ_βそれぞれにより乗算されるこれらの周 期の準周期的信号の２つの連続する周期を示す。減少された信号セグメントは時 間ｐ_kの周期にわたり図５ｃに示される窓関数ｗ_αで重み付けられた信号周期を シフトし、この信号周期と窓関数ｗ_βで重み付けられた信号周期とを加算するこ とにより得られる。斯くして得られた減少された信号セグメントは図５ｄに示さ れる。実験から付加的な時間周期に対して周期的に連続した図５ｄによる信号と 図５ａに示される元の信号との間の可聴的な差がないことが示されている。しか しながら図５ａに示される送信された信号に対して必要な送信容量の半分は図５ ｄに示される信号を送信するために充分である。 図６ａにそれらの正確な時間関係で２つの連続的に送信された減少された信号 セグメントを示す。図６に示された状況でｒの値は３に等しい。示された減少さ れた信号セグメントは減少された信号セグメントＭ_k及びＭ_k+r+1である。 減少された信号セグメントＭ_k及びＭ_k+r+1から信号セグメント Ｍ’_k及びＭ’_k+r+1が単一の周期により周期的に連続するように導かれる。欠如 したセグメントＭ’_k+1，Ｍ’_k+2，Ｍ’_k+3は式（６）、（７）を実施すること により信号セグメントＭ’_k及びＭ’_k+r+1から導かれる。セグメントＭ’_k+1， Ｍ’_k+2，Ｍ’_k+3及びＭ’_k+r+1はそれぞれ図６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆに 正確な時間関係で示される。 加えて、図６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆに式（９）によるそれぞれの窓関数 ｗ’_k+1，ｗ’_k+2，ｗ’_k+3，ｗ’_k+r+1を示す。信号セグメントＭ_iの中央（２ つの周期の間の移行部分）と対応する窓関数ｗ_iの最大値は時間ｎ＝ｎ_iに常に位 置される。図６ｇでは再構成された信号が示され、これは適切な窓関数ｗ_iで重 み付けられた信号セグメントＭ_iの和から得られる。 図７ａに発声されていない会話信号から発声された会話信号への移行で送信さ れた信号を示す。区間Ｕ（発声されない）では完全にコード化されるべきなのは 発声されていない会話の問題である。区間Ｖ（発声された）では発声された（準 周期的）会話は信号セグメントの不完全なシーケンスを送信するのに充分であり 、本発明の構想により欠如した信号セグメントを再構成する。発声されない会話 から発声された会話への移行で再構成された信号で生ずる可聴的な歪みを回避す るために第一の減少されたセグメントは再構成された信号が決定されたときに周 期Ｐ_fにより３ｐ_fの周期を有する信号セグメントへ伸張される。この信号セグメ ントは時間と共に位置され、それによりこの伸張された信号セグメントの第二の 周期は図７ｂに示されるように減少された信号セグメントの周期と一致する。ま た図７ｂに示されるようにこの信号セグメントで長さ２ｐ_fの２つの発生したセ グメントは式（１０）による窓関数ｗ’_f-1及び式（９）による窓関数ｗ’_fで重 み付けられる。時間ｎ＝ｎ_fは声された会話信号セグメントの第一の周期の開始 と一致することを仮定される。加えて発声されない会話はｎ_fとｎ_f−ｐ_fとの間 に位置 する時点ｎで式（１１）に等しい窓関数で重み付けされる。この窓関数は図７ｃ に示される。それから再構成された信号は重みづけられ発声された及び発声され ない会話信号セグメントの和である。再構成された信号は図７ｄに示される。 図８ａで送信された信号は発声された会話信号から発声されない会話信号への 移行で示される。区間Ｖ（発声された）では完全にコード化されるべきなのは発 声された会話の問題であり、一方でＵ（発声されない）及び発声された会話区間 が関係する。また図８ａに示された発声された会話から発声されない会話への移 行では特別な対策が可聴的な歪みの発生を回避するためになされる。可能なこと は最も最近の長さｐ_u-p-1の減少された発生された会話信号セグメント及び長さ ｐ_u-1の発声された会話から発声されない会話への移行の瞬間に開始する発声さ れない会話信号セグメントからの信号に基づいて補間される。この補間は上記の ２つの減少された信号セグメントに基づいた補間と正確に同じ方法で効果を有す る。会話信号の発声された部分の端でのｒの値は会話信号の発声された部分の間 のｒの値より小さくなるようになるものである。これはｒの値が区間ａに対して は３に等しく区間ｂに対しては２に等しい例えば図８ａから理解されよう。 発声された会話から発声されない会話への移行の間の可聴的な歪みを回避する ために取られた更なる対策は長さＰ_k+rの時間周期中の会話信号の発声されない 部分を窓関数で重み付けされることである。この窓関数は発声された会話から発 声されない会話への移行でゼロに等しく、時間Ｐ_k+r後の周期で１に等しい。問 題の窓関係を図８ｂに示す。図８ｃに示すような完全に再構成された信号は会話 信号の補間された発声された部分と会話信号の重みづけられた発声されない部分 とを共に加算することにより得られる。望ましくない副作用を回避する該対策を 実施するために図１に示される受信機６内の２ウエイスイッチ３２はデコーダ２ ８とデコーダ３０の出力信 号上で該操作をなすことの可能な素子により代替されうることがわかる。 図９に式（１５）による代替的な窓関数の応用を示す。図９ａに減少されたセ グメントＭ_k及びＭ_k+r+1を概略的に示す。図９ｂにセグメントＭ’_k及びＭ’_{k+r +1} ，をそれらの右上に窓関数１−ｗ_k及びｗ_k+r+1と共に示す。 図９ｃにセグメントＭ’_k+1を窓関数１−ｗ_k+2及びｗ_k+1の組み合わせにより 形成される適切な窓関数と共に示す。図９ｄにセグメントＭ’_k+2を窓関数１− ｗ_k+3及びｗ_k+2の組み合わせにより形成される適切な窓関数と共に示す。最後に 図９ｅにセグメントＭ’_k+rを窓関数１−ｗ_k+r+1及びｗ_k+rの組み合わせにより 形成される適切な窓関数と共に示す。これらの図は連続した組み合わせセグメン トの最短のセグメントの重複と一致する種々のセグメント間にある移行を対照的 に示す。 図１０に連続した重複しない最も短いセグメントが生ずる状況を示す。これは セグメントＭ’_k+1とＭ’_k+2との間で生ずる。窓関数ｗ_k+2は信号セグメントＭ ’_k+2内の最も短い周期の端でゼロと等しくなる。窓関数ｗ_k+2の始まりは信号セ グメントＭ’_k+2内の最も短い周期の始まりと一致する。信号セグメントＭ’_k+1 内の最も短い周期の端と信号セグメントＭ’_k+2内の最も短い周期の端との間で 再構成された信号はゼロと等しくなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 準周期的信号からエンコードされた信号を得るエンコーダを含む送信機と 、エンコードされた信号から再構成された信号を導くデコーダを含む受信機にエ ンコードされた信号を送信する送信手段とからなる送信システムであって、エン コーダは準周期的入力信号の２つの順次の周期を各々表わす信号セグメントを得 るセグメント手段からなり、エンコードされた信号は信号セグメントの不完全な シーケンスを表し、デコーダは補間により補足される信号セグメントのシーケン スから窓関数重み付けされた順次の信号セグメントの組み合わせから再構成され た信号を得るよう配置されたことを特徴とする送信システム。 ２． セグメント手段は第一のコーディング窓関数で重み付けされた準周期的信 号の第一の周期と第二のコーディング窓関数で重み付けされた準周期的信号の第 二の周期とにより形成された和から減少された信号セグメントを決定する窓手段 からなり、信号セグメントは減少された信号セグメントからなることを特徴とす る請求項１記載の送信システム。 ３． 第一のコーディング窓関数の初期値と第二のコーディング窓関数の最終値 とはゼロに等しく、第一のコーディング窓関数の最終値は第二のコーディング窓 関数の初期値と等しいことを特徴とする請求項２記載の送信システム。 ４． 準周期的入力信号からエンコードされた信号を導くエンコーダと、チャン ネルによりエンコードされた信号を送信する送信手段とからなる送信機であって 、エンコーダは準周期的入力信号の２つの順次の周期を各々表わす信号セグメン トを得るセグメント手段からなり、エンコードされた信号は信号セグメントの不 完全なシーケンスを表すことを特徴とする送信機。 ５． エンコードされた信号から再構成された信号を導くデコーダ からなる受信機であって、デコーダは補間により補足される信号セグメントのシ ーケンスから窓関数重み付けされた順次の信号セグメントの組み合わせから再構 成された信号を得るよう配置されたことを特徴とする受信機。 ６． 準周期的信号からエンコードされた信号を得るエンコーダであって、準周 期的入力信号の２つの順次の周期を各々表わす信号セグメントを得るセグメント 手段からなり、エンコードされた信号は信号セグメントの不完全なシーケンスを 表すことを特徴とするエンコーダ。 ７． エンコードされた信号から再構成された信号を導くデコーダであって、補 間により補足される信号セグメントのシーケンスから窓関数重み付けされた順次 の信号セグメントの組み合わせから再構成された信号を得るよう配置されたこと を特徴とするデコーダ。 ８． 準周期的信号からエンコードされた信号を得るエンコーダとエンコードさ れた入力信号から再構成された信号を得るデコーダとからなるコーデックであっ て、エンコーダは準周期的入力信号の２つの順次の周期を各々表わす信号セグメ ントを得るセグメント手段からなり、第一のエンコードされた信号は信号セグメ ントの不完全なシーケンスを表わし、デコーダはエンコードされた信号により表 される不完全な信号セグメントシーケンスの補間により補足される信号セグメン トのシーケンスから窓関数重み付けされた順次の信号セグメントの組み合わせか ら再構成された信号を得るよう配置されたことを特徴とするコーデック。