JPH10105193A - 音声符号化伝送方式 - Google Patents
音声符号化伝送方式Info
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- JPH10105193A JPH10105193A JP8254967A JP25496796A JPH10105193A JP H10105193 A JPH10105193 A JP H10105193A JP 8254967 A JP8254967 A JP 8254967A JP 25496796 A JP25496796 A JP 25496796A JP H10105193 A JPH10105193 A JP H10105193A
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Abstract
しに音声情報を試聴することができ、試聴の結果、同じ
音声情報を高品質で再度聴きたい場合にも、少ない待ち
時間で高品質の音声情報を聴くことを可能にする。 【解決手段】 送信部は、音声入力信号をスケーラブル
・エンコーダ1で符号化して得た符号化出力を、リアル
タイム伝送可能な低ビットレートの概略データと、この
概略データと組み合わせて音声信号を高品質で再生する
ための詳細データとに分割する。データ送信部5は、概
略データを詳細データに先立ってまとめて伝送し、その
後に詳細データをまとめて伝送する。受信部は、受信さ
れた概略データを詳細データの受信を待つことなく逐次
復号して音声信号をリアルタイムで再生する。これによ
り、軽い試聴が可能になる。受信部は、概略データ及び
詳細データが共に伝送されたら、両者を合成して音声信
号を高品質で再生することができる。
Description
化して伝送する音声符号化伝送方式に関し、特に音声情
報のリアルタイム伝送を行うのに好適な音声符号化伝送
方式に関する。
合、従来は、全ての音声情報が伝送されないと音声情報
の再生が行われない。このため、音声情報をリアルタイ
ムに伝送して再生する場合には、通信帯域を考慮して最
適な伝送ビットレート、即ち符号化圧縮率を選択するこ
とが重要となる。例えば、ある程度の再生品質を望む場
合、符号化圧縮率をあまり高めることができず、音声情
報が全て伝送されるまでに待ち時間が発生する。再生品
質を多少落としても、軽く試聴してみたいという要求に
対しては、符号化圧縮率を高めて再生品質を低下させれ
ばよい。
質や符号化圧縮率を任意に選択できるスケーラブルな音
声符号化方式が提案されている(例えば「スケーラブル
な階層構造を持つ楽音・音声の符号化」神明夫、三樹
聡:日本音響学会講演論文集,H7.9音声B3-1-5,pp277-
278)。この方式は、3階層の符号化方式を用い、第1
階層では入力信号をダウンサンプリングした狭帯域信号
を符号化し、その他の上位階層では、下位層よりも帯域
を広げた入力信号から下位層までの再生音の差分をと
り、これを符号化する。このような階層構造によって、
低ビットレートの場合(通信帯域に余裕がない場合)
は、下位層のみの情報を用いて低品質の符号化を実行
し、高ビットレートの場合(通信帯域に余裕がある場
合)は、上位層の情報も用いて、再生音を広帯域且つ高
品質で再生する。
た従来の音声符号化伝送方式では、受信側で音声情報を
リアルタイムで軽く試聴した結果、より品質の良い音声
情報の伝送を望む場合には、再度、高ビットレートのビ
ットストリームを最初から伝送し直す必要があり、その
際の待ち時間が長くなるという問題がある。
れたもので、低速な伝送路であっても受信側で待ち時間
なしに音声情報を試聴することができ、試聴の結果、同
じ音声情報を高品質で再度聴きたい場合にも、少ない待
ち時間で高品質の音声情報を聴くことが出来る音声符号
化伝送方式を提供することを目的とする。
化伝送方式は、音声信号を送信部で符号化して伝送路を
介して伝送し受信部で受信して復号することより前記音
声信号を再生する音声符号化伝送方式において、前記送
信部が、前記音声信号を符号化して得た符号化出力を、
前記音声信号を逐次再生可能な低ビットレートの概略デ
ータと、この概略データと組み合わせて前記音声信号を
高品質で再生するための詳細データとに分割し、前記概
略データを前記詳細データに先立ってまとめて伝送し、
その後に前記詳細データをまとめて伝送するものであ
り、前記受信部が、受信された前記概略データを前記詳
細データの受信を待つことなく逐次復号して前記音声信
号を逐次再生し、前記概略データ及び詳細データが共に
伝送されたら、両者を合成して前記音声信号を高品質で
再生するものであることを特徴とする。
な低ビットレートの概略データを送信すると、受信部が
この概略データを、詳細データの受信を待つことなく逐
次再生するので、音楽情報の概要を待ち時間なしに軽く
試聴することができる。この結果、受信側のユーザが、
更に高品質で同じ音声情報を聴きたい場合には、詳細デ
ータの伝送を待って音声情報の再生を行えばよい。詳細
データは、概略データと合成されて再生されるので、従
来のように全ての音声情報を再度伝送する場合に比べ、
待ち時間は格段に軽減される。また、受信された概略デ
ータの試聴の結果、受信側のユーザの期待に添わなかっ
た場合には、以後のデータの受信を中止することがで
き、これによるデータの無駄な伝送が防止できる。
刻々と変動するようなネットワークを使用して音声情報
を伝送する場合には、伝送路の状況に応じて概略データ
のビットレートを調整すればよい。この場合、伝送する
ビットストリームにデータレートの情報又はその変化の
情報を適宜挿入しておけばよい。
CMデータの上位mビットのデータ、ステレオ音声にお
ける左右チャネルの加算データ、音声信号の低域成分、
2段ベクトル量子化における第1段のベクトルインデッ
クス等を用いることができる。また、詳細データとして
は、これらに対応して例えば上記PCMデータの下位n
−mビットのデータ、上記ステレオ音声における左右チ
ャネルの差分データ、音声信号の高域成分、2段ベクト
ル量子化における第2段のベクトルインデックス等をそ
れぞれ用いることができる。このように、詳細データ
は、音声情報の一部を構成するものであるから、それ自
体の情報量は、同一の品質を得るために再送する場合の
音声情報の全情報量に比べて格段に少なく、その結果、
待ち時間も少なくすることができる。
ータの転送要求を待って詳細データを受信部に伝送する
ものであれば、無駄なデータの伝送を更に効果的に防ぐ
ことができる。
の好ましい実施の形態について説明する。図1は、この
発明の実施例に係る音声符号化伝送方式における送信部
の構成を示すブロック図である。なお、この送信部とし
ては、ネットワークの状況の如何に拘わらず、固定的な
低速ビットレートの概略データを最初に送信する方式
と、ネットワークの状況に応じて概略データのビットレ
ートを調整する方式とが考えられる。そこで、以下、上
記2通りの方式について送信部の構成をそれぞれ説明す
る。
場合 音声入力信号は、スケーラブル・エンコーダ1に入力さ
れ、ここで所定の符号化方式に基づいて符号化されると
共に、予め指示されたビットレート情報に基づいて固定
的なビットレートの概略データと、この概略データを補
完して高品質の再生を可能にするための詳細データとに
分割される。概略データは、ヘッダや境界識別子等の付
加情報と共にマルチプレクサ2に供給される。詳細デー
タは、記憶装置3に一旦記憶されたのち、並べ替え部4
の制御のもとで読み出され、マルチプレクサ2に供給さ
れる。マルチプレクサ2は、供給されたデータをヘッ
ダ、概略データ、境界識別子、詳細データの順番に、デ
ータ送信部5に順次供給する。データ送信部5は、マル
チプレクサ2から供給されたビットストリームを伝送路
を介して受信部に送信する。ビットレート制御部6は、
指示入力に従って概略データのビットレートを決定し、
ビットレート情報をスケーラブル・エンコーダ1に与え
る。なお、ビットレートは、伝送を行うネットワークが
低速であっても、リアルタイム伝送が可能な情報量とな
るように送信側で設定する。
られるビットストリームのフォーマット例を図2(a)
に示す。ビットストリームは、ヘッダ、概略データ、境
界識別子、詳細データの順に組み立てられる。
場合 この場合、ネットワーク状況監視部7がデータ送信部5
を介してネットワークの状況を常に監視し、通信帯域が
変動した場合には、ビットレート制御部6に指示情報を
与えて概略データのビットレートを調整する。ビットレ
ートの調整方法としては、符号化ビット数を落とした
り、部分的にデータを間引く等の方法が考えられる。こ
の場合、概略データと対をなす詳細データのビットレー
トは、概略データのビットレートの変化を吸収するよう
な形で作成されることになる。
サ2で組み立てられるビットストリームのフォーマット
は、図2(b)のようになる。即ち、ヘッダに続く概略
データには、ビットレートの変化する直前にビットレー
トが変化することを示す情報が挿入される。これによ
り、受信部で概略データのビットレートを認識すること
が可能になる。
され、重要度の高い順に並び替えて読み出されるように
しても良いし、曲の中の重要度の高い部分が最初に送信
されるようにフレームを並べ替えるようにしても良い。
音楽データの場合、例えば図3(a)に示すように、デ
ータ作成者がリスナに高品質で聴いてほしい、いわゆる
“さび”の部分(この例ではフレーム番号16〜20)
を、同図(b)に示すように詳細データの最初に配置す
る。これにより、詳細データのダウンロードを途中で中
止した場合でも、作成者が聴いてほしい部分について
は、高品質な再生音で聴くことが出来る。このような詳
細データの並べ替えは、並べ替え部4にて行われる。
ある。ネットワークを介して伝送されたビットストリー
ムは、データ受信部11で受信され、記憶装置12に一
旦格納されたのち、逐次デコーダ13に供給される。逐
次デコーダ13は、ヘッダが検出されてから境界識別子
が検出されるまでのデータを概略データであると認識し
て、逐次デコードを開始する。これにより、リアルタイ
ムでのデコードが実現され、再生品質は若干落ちるもの
の、軽く試聴するには十分の再生音がリアルタイムで得
られる。
は、ビットレートをかなり下げてもリアルタイムの伝送
が不可能になる場合がある。この場合には、ネットワー
ク状況監視部14がネットワークの状況を監視して、そ
の監視結果をデコード制御部15に伝送する。デコード
制御部15は、ネットワークの状況に応じて、例えば1
分待ち、2分待ち、…のように、待ち時間を設定し、こ
の待ち時間の間は、データを受信するだけで逐次デコー
ドを行わないようにすると共に、待ち時間が経過した後
は連続的な逐次デコードを開始するように逐次デコーダ
15を制御する。これにより、音切れのないほぼリアル
タイムに近いデコードが可能になる。
信されることになるが、受信部での試聴結果によってリ
スナが更に高品質の音声情報の伝送を希望するか否かを
選択できるようにしておき、この選択要求が受信部から
送信部に伝送されるのを待って、詳細データを送信する
ようにしても良い。
に詳細データが全て格納された場合には、データ合成部
16が既に伝送されている概略データと伝送が終了した
詳細データとを合成する。詳細データを更に複数に分割
した場合には、データ合成部16で概略データと複数の
詳細データとが合成されることになる。合成されたデー
タは、デコーダ17によってデコードされる。これによ
り、音声信号を高品質で再生することができる。
具体的な実施例について説明する。図5は、PCMデー
タを上位ビットと下位ビットとに分割し、上位ビットを
概略データ、下位ビットを詳細データとしたスケーラブ
ル・エンコーダ1の構成例を示す図である。音声入力信
号は、A/D変換器21で所定サンプリング周波数でア
ナログ・ディジタル変換され、例えば16ビットのPC
Mデータとなる。このPCMデータは、ビット分割部2
2において、例えば上位8ビットの概略データと、下位
8ビットの詳細データとに分割される。付加情報生成部
23は、ヘッダや境界識別子等の付加情報を生成するも
ので、音声入力信号の先頭にヘッダを生成して出力し、
音声入力信号の終わりに境界識別子を生成して出力す
る。
6(a)に示すように、ビットストリームは、ヘッダ、
PCMデータの上位8ビットのデータ、境界識別子、P
CMデータの下位8ビットのデータの順に並べられて伝
送され、受信部では、上位8ビットのPCMデータをデ
ィジタル・アナログ変換してリアルタイムで音声を再生
し、下位8ビットのPCMデータも伝送されたら、対応
するフレームの上位8ビットと下位8ビットとで16ビ
ットのPCMデータを合成してディジタル・アナログ変
換することにより、高品質の音声を再生する。概略デー
タとしての上位8ビットのPCMデータは、フルビット
で送信する場合に比べてビットレートを1/2まで低下
させることができるので、低速のネットワークでもリア
ルタイムでの音声伝送が可能になる。また、詳細データ
としての下位8ビットのPCMデータの伝送待ち時間
も、フルビットのデータを再送する場合に比べ、1/2
に短縮することができる。
変更する場合には、ビットレート情報に応じてビット分
割部22が上位のビット数と下位のビット数とを変更
し、付加情報生成部23は、ビットレートの変更を示す
情報を出力する。PCMデータが16ビットであるとす
ると、例えば図6(b)に示すように、ヘッダに続く最
初の概略データは、上位8ビットに固定しておき、8ビ
ットのデータの境界に“0”(ビットレート変更なし)
又は“1”(ビットレートの変更あり)のデータを挿入
しておく。そして、“1”(ビットレートの変更あり)
が挿入された場合には、それに続く2ビットをビットレ
ートの変更を示す情報として、 00 → 1ビット増加 01 → 2ビット増加 10 → 1ビット減少 11 → 2ビット減少 のように、増減するビット数を指示するようにすればよ
い。
ャネルを概略データ、残りのチャネルを詳細データとし
た場合のスケーラブル・エンコーダ1の例である。第1
及び第2チャネルの音声信号は、例えば左右チャネルの
ステレオ信号であり、第3チャネルは、例えばスーパー
ウーハー信号である。これら各チャネルの信号は、A/
D変換器31,32,33でそれぞれA/D変換され
る。第1及び第2チャネルのディジタルデータは、加算
器34で加算されてモノラル信号となり、このモノラル
信号が概略データとして出力される。一方、第1及び第
2チャネルのディジタルデータは、減算器35で差分信
号(1ch−2ch)となる。そして、この差分信号と第3
チャネルの信号とが詳細データとして出力される。付加
情報生成部36は、モノラル信号の先頭でヘッダを生成
出力し、末尾で境界識別子を生成出力する。これによ
り、生成されるビットストリームは、図8のように、ヘ
ッダ、(1ch+2ch)のデータ、境界識別子、(1ch−
2ch)及び3chのデータの順に続くデータとなる。
ts Group)−Audioにこの発明を適用した場合のスケー
ラブル・エンコーダ1のブロック図である。入力音声
は、サブバンド分割部41で例えば32の周波数帯域に
分割され、各バンド毎にサブサンプリングされて1バン
ド12サンプル程度のデータとなる。このデータがスケ
ーリング部42で、正規化された波形と倍率とに分離さ
れ、量子化部43に供給される。一方、入力信号は、F
FT(Fast Fourier Transform)部44において、高速
フーリエ変換される。求められた音声スペクトラムと、
スケーリング部42で求められたバンド毎の波形及び倍
率とに基づき、マスキング効果も加味した聴覚心理モデ
ル45に応じたビット割り当てがビット割り当て部46
にて行われる。このビット割り当てに応じて量子化部4
3が各バンド毎の波形と倍率とを量子化する。ビットス
トリーム構成部47は、このうち、低域部分のデータを
概略データとして出力し、高域部分のデータを詳細デー
タとして出力する。低域部分にどの程度のビットレート
を割り当てるかは、ビットレート情報に基づき、ビット
割り当て部46及びビットストリーム構成部47が決定
する。生成されたビットストリームのフォーマットは、
図10(a)のように、ヘッダ、低域部分のデータ、境
界識別子、高域部分のデータが順に並んだものとなる。
また、ビットレートを可変にした場合には、同図(b)
のように、ヘッダに続く低域部分のデータのビットレー
トの変化の直前部分にビットレートの変化を示す情報が
挿入されることになる。
を適用した場合のスケーラブル・エンコーダ1の構成を
示すブロック図である。音声入力信号又はこれをMDC
T(Modified Discrete Cosine Transform)等で直交変
換したデータをターゲットベクトルとし、第1段出力ベ
クトル決定部51では、このターゲットベクトルに対し
て第1の符号帳52から最適なベクトル選択を行い、第
2段出力ベクトル決定部53では、前段で選択されたベ
クトルとの組み合わせで最もターゲットベクトルに近づ
くサブベクトルを歪計算部55での歪計算結果に基づい
て第2の符号帳54から選択する。第1の符号帳52か
ら選択されたメインインデックスと第2の符号帳54か
ら選択されたサブインデックスとがビットストリーム構
成部56でビットレート情報に基づいて合成されてビッ
トストリームが生成される。この場合、メインインデッ
クスだけでも、ある程度の品質の音声の再生は可能であ
るため、メインインデックスを概略データ、サブインデ
ックスを詳細データとして用いることができる。
は、ビットストリームは、図12に示すように、ヘッダ
情報、概略データとしてのメインインデックス、境界識
別子、詳細データとしてのサブインデックスの順に伝送
される。ビットレートをネットワーク状況に応じて変化
させる場合には、メインインデックスを適当に間引きし
たり、メインインデックスにサブインデックスも加えて
概略データとすればよい。
送信部が逐次再生可能な低ビットレートの概略データを
送信し、受信部がこの概略データを、詳細データの受信
を待つことなく逐次再生するので、音楽情報の概要を待
ち時間なしに軽く試聴することができ、しかも受信側の
ユーザが更に高品質で同じ音声情報を聴きたい場合に
は、詳細データの伝送を待って音声情報の再生を行えば
よく、この場合の待ち時間も従来に比べて格段に軽減さ
れ、且つ受信された概略データの試聴の結果、受信側の
ユーザの期待に添わなかった場合には、以後のデータの
受信を中止することができ、これによるデータの無駄な
伝送が防止できるという効果を奏する。
式の送信部のブロック図である。
フォーマットを示す図である。
べ替えの例を示す図である。
である。
の第1の実施例を示すブロック図である。
ームのフォーマットを示す図である。
の第2の実施例を示すブロック図である。
ームのフォーマットを示す図である。
の第3の実施例を示すブロック図である。
リームのフォーマットを示す図である。
ダの第4の実施例を示すブロック図である。
リームのフォーマットを示す図である。
3,12…記憶装置、4…並べ替え部、5…データ送信
部、6…ビットレート制御部、7,14…ネットワーク
状況監視部、11…データ受信部、13…逐次デコー
ダ、15…デコード制御部、16…データ合成部、17
…デコーダ。
Claims (7)
- 【請求項1】 音声信号を送信部で符号化して伝送路を
介して伝送し受信部で受信して復号することより前記音
声信号を再生する音声符号化伝送方式において、 前記送信部は、前記音声信号を符号化して得た符号化出
力を、前記音声信号を逐次再生可能な低ビットレートの
概略データと、この概略データと組み合わせて前記音声
信号を高品質で再生するための詳細データとに分割し、
前記概略データを前記詳細データに先立ってまとめて伝
送し、その後に前記詳細データをまとめて伝送するもの
であり、 前記受信部は、受信された前記概略データを前記詳細デ
ータの受信を待つことなく逐次復号して前記音声信号を
逐次再生し、前記概略データ及び詳細データが共に伝送
されたら、両者を合成して前記音声信号を高品質で再生
するものであることを特徴とする音声符号化伝送方式。 - 【請求項2】 前記送信部は、前記伝送路の状況に応じ
て前記概略データのビットレートを制御するものである
ことを特徴とする請求項1記載の音声符号化伝送方式。 - 【請求項3】 前記送信部は、前記音声信号をアナログ
・ディジタル変換して得られたnビット(nは2以上の
整数)のPCM(Pulse Code Modulation)データの上
位mビット(m<n)を前記概略データ、下位n−mビ
ットを前記詳細データとするものであり、 前記受信部は、前記PCMデータの上位mビットから前
記音声信号を逐次再生し、前記PCMデータの上位mビ
ットと下位n−mビットの合成データから前記音声信号
を高品質で再生するものであることを特徴とする請求項
1又は2記載の音声符号化伝送方式。 - 【請求項4】 前記送信部は、ステレオ音声を得るため
の複数チャネルの音声信号を加算したモノラル音声信号
を前記概略データ、前記複数チャネルの音声信号の差分
信号を前記詳細データとするものであり、 前記受信部は、前記モノラル信号から前記音声信号を逐
次再生し、前記モノラル信号及び差分信号からステレオ
音声を再生するものであることを特徴とする請求項1又
は2記載の音声符号化伝送方式。 - 【請求項5】 前記送信部は、音声信号の低域成分を前
記概略データ、前記音声信号の高域成分を前記詳細デー
タとするものであり、 前記受信部は、前記音声信号の低域成分から前記音声信
号を逐次再生し、前記音声信号の低域成分及び高域成分
から前記音声信号を高品質に再生するものであることを
特徴とする請求項1又は2記載の音声符号化伝送方式。 - 【請求項6】 前記送信部は、第1及び第2の符号帳を
有し、前記音声信号に基づくターゲットベクトルに対し
て第1の符号帳から最適なベクトル選択を行い、次にそ
のベクトルと組み合わせて最もターゲットベクトルに近
づくサブベクトルを第2の符号帳から選択する2段ベク
トル量子化処理を実行し、前記第1の符号帳から選択さ
れたベクトルのインデックスを前記概略データ、前記第
2の符号帳から選択されたベクトルのインデックスを前
記詳細データとするものであり、 前記受信部は、前記第1の符号帳から選択されたベクト
ルのインデックスから前記音声信号を逐次再生し、前記
第1及び第2の符号帳から選択されたベクトルのインデ
ックスから前記音声信号を高品質に再生するものである
ことを特徴とする請求項1又は2記載の音声符号化伝送
方式。 - 【請求項7】 前記送信部は、前記受信部から送られる
詳細データの伝送要求を待って前記詳細データを前記受
信部に伝送するものであることを特徴とする請求項1乃
至6のいずれか1項記載の音声符号化伝送方式。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP25496796A JP3622365B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 音声符号化伝送方式 |
US08/936,124 US6122338A (en) | 1996-09-26 | 1997-09-24 | Audio encoding transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25496796A JP3622365B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 音声符号化伝送方式 |
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JPH10105193A true JPH10105193A (ja) | 1998-04-24 |
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ID=17272363
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