JPH11225120A - Vox処理音質劣化改善法を備えた通信システム - Google Patents

Vox処理音質劣化改善法を備えた通信システム

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JPH11225120A
JPH11225120A JP2534698A JP2534698A JPH11225120A JP H11225120 A JPH11225120 A JP H11225120A JP 2534698 A JP2534698 A JP 2534698A JP 2534698 A JP2534698 A JP 2534698A JP H11225120 A JPH11225120 A JP H11225120A
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JP
Japan
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sound
silence
speech
processing
voice
Prior art date
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Pending
Application number
JP2534698A
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English (en)
Inventor
Ayumi Koide
歩 小出
Yoichi Kitamura
洋一 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のVOX処理は、無音から有音の立ち上が
り時は有音と判定された時点のフレームにおいてPRE
を送信しなければならないので、1フレーム音声の出力
が遅れることになり、音声の語頭が切れてしまい、聴感
上音質が劣化するという課題があった。 【解決手段】本発明では、先読みしたデータも有音/無
音の判定を行う分析区間とすることで、遅延が増加する
こと無しに、有音/無音の判定を早めることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、通信回路や各種
通信回線等を経由して情報の送受信を行う各種通信に応
用される音声符号化装置に関する。又、本願発明はある
一定周期のフレーム毎に符号化し、かつデータを先読み
する音声符号化アルゴリズムに適用可能。
【0002】
【従来の技術】従来の通信において使用されてきたVO
X処理を以下に示す。(デジタル方式自動車電話システ
ム標準規格RCR STD−27E) 通信中の移動局は音声の有無に応じてユーザ情報転送用
チャネル(以下TCHという)の送信出力をON/OF
Fする機能を有する。移動局は有音状態において無音を
検出するとポストアンブル(以下PSTという)によ
り、TCHの送信出力OFFを予告する。また無音状態
において有音を検出するとプリアンブル信号(以下PR
Eという)により、TCHの送信出力ONを予告する。
無音期間中、基地局側で背景雑音を発生可能とするた
め、PSTは移動局背景雑音の情報を含む。移動局は無
音期間中、周期的に(最大周期1秒間に1回)にPST
を送信し、基地局側で背景雑音の更新を可能とする。P
RE、PSTの送信タイミングを図1に示す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のV
OX処理は、一定周期のフレーム毎に有音/無音の判定
を行い送信出力をON/OFFする機能を有していた。
従って、無音から有音の立ち上がり時は有音と判定され
た時点のフレームにおいてPREを送信しなければなら
ないので1フレーム音声の出力が遅れることになり、音
声の語頭が切れてしまい、聴感上音質が劣化するという
課題があった。
【0004】本発明では、有音/無音の判定を行ってい
た分析区間を数サンプル前倒すことによって有音の判定
を早めることが出来る。それによって、無音から有音の
立ち上がりでPREを1フレーム早く送信でき、聴感上
音質の向上を図ることが可能になる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のVOX処理音質
劣化改善法を備えた移動局は有音/無音を判定する分析
区間を数サンプル前倒すため、データを先読みする音声
符号化アルゴリズムに適用可能である。データの先読み
は従来線形予測分析の窓掛け処理のために必要であり、
有音/無音の判定に使用することはなかった。本願発明
では、先読みしたデータも有音/無音の判定を行う分析
区間とすることで、遅延が増加すること無しに、有音/
無音の判定を早めることが出来る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例につい
て、携帯電話システムを例にとり、図面を参照して説明
する。図2は、本願発明にかかる携帯電話システムの構
成である。携帯電話システムは、移動体端末200〜2
02と、基地局203〜205と、交換制御局206を
有して構成される。前記携帯電話システムは、固定電話
網207を介して電話機208や他の通信機器と接続さ
れる。本願発明のVOX処理部は、図2に示すように移
動体端末、基地局、もしくは交換制御局に含まれてい
る。
【0007】図3は、図2に記載した携帯端末の具体的
構成の一例を示したものである。本願発明の携帯端末
は、全体の制御を行う制御部300と、制御データ及び
制御手順等を記憶する記憶部301と、キー入力を行う
キーパッド302と、表示出力を行うディスプレィ30
3と、着信音等を出力するサウンダ304と、これら入
出力部と制御部との間のインタフェース部305と、無
線回路部306と、ベースバンド処理部307と、マイ
ク308と、スピーカ309と、アンテナ310を有し
て構成される。なお、各構成要素は、例えばDSP、C
PU、ROM、RAM各種CMOS等の電子デバイスに
て実現可能である。
【0008】図4(a),(b)は、図2に記載したV
OX処理を含む音声符号化システムの一例を示したもの
である。また、図5は、図4に記載したVOX処理の具
体的処理手順を示した図である。
【0009】VOX処理を含む音声符号化側の処理を以
下に示す。まず初めに、有音/無音検出部400は、入
力された音声のパワー等を算出することにより有音/無
音判定を行う。有音/無音判定結果により、以下のデー
タを送出する。前フレームが有音と判定されていてかつ
現フレームが有音/無音検出部400により有音と判定
された場合、音声処理選択部401は有音音声処理部4
02を選択し、音声符号化ビットを送出する。
【0010】前フレームが有音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部400により無音と判定さ
れた場合、音声処理選択部401は無音音声処理部40
3を選択し、ポストアンブルを送出する。前フレームが
無音と判定されていてかつ現フレームが有音/無音検出
部400により有音と判定された場合、音声処理選択部
401は有音音声処理部402を選択し、プリアンブル
を送出する。
【0011】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部により無音と判定された場
合で、かつ前フレームにポストアンブルを送出していれ
ば音声処理選択部401は無音音声処理部403を選択
し、無音音声符号化ビットを送出する。
【0012】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部400により無音と判定さ
れた場合でかつ前フレームにポストアンブルを送出して
いなく、かつポストアンブルを送出してから1秒以上経
過した場合、音声処理選択部401は無音音声処理部4
03を選択し、ポストアンブルを送出する。
【0013】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部により無音と判定された場
合でかつ前フレームにポストアンブルを送出していな
く、かつポストアンブルを送出してから1秒以上経過し
ていない場合、音声処理選択部401は無音音声処理選
択部403を選択し、送信を停止する。
【0014】VOX処理を含む音声復号化側の処理を以
下に示す。まず初めに、有音/無音検出部410は、受
信したデータを分析することにより有音/無音判定を行
う。分析方法は、ポストアンブルを受信した後は無音、
プリアンブルを受信した後は有音と判断する。有音/無
音判定結果により、以下の手法でデータを復号化する。
前フレームが有音と判定されていてかつ現フレームが有
音/無音検出部411により有音と判定された場合、音
声処理選択部411は有音音声処理部412を選択し、
有音復号音声を出力する。
【0015】前フレームが有音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部410により無音と判定さ
れた場合、音声処理選択部411は無音音声処理部41
3を選択し、有音補間処理を行う。この時、無音音声処
理部413において有音補間処理を行うのは、有音から
無音へ移行する時に出力される復号化音声をスムーズに
するためである。
【0016】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部410により有音と判定さ
れた場合、音声処理選択部411は有音音声処理部41
2を選択し、無音補間処理を行う。この時、有音音声処
理部412において無音補間処理を行うのは、無音から
有音へ移行する時に出力される復号化音声をスムーズに
するためである。
【0017】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部410により無音と判定さ
れた場合でかつ前フレームでポストアンブルを受信して
いれば、音声処理選択部411は無音音声処理部413
を選択し、無音音声復号化を行い、復号音声を出力す
る。前フレームが無音と判定されていてかつ現フレーム
が有音/無音検出部により無音と判定された場合でかつ
前フレームにポストアンブルを受信していなく、かつポ
ストアンブルを受信してから1秒以上経過した場合、音
声処理選択部411は無音音声処理部413を選択し、
無音復号音声を出力する。
【0018】前フレームが無音と判定されていてかつ現
フレームが有音/無音検出部により無音と判定された場
合でかつ前フレームにポストアンブルを受信していな
く、かつポストアンブルを受信してから1秒以上経過し
ていない場合、音声処理選択部411は無音音声処理部
413を選択し、無音補間処理を行い、復号音声を出力
する。
【0019】次に、本発明のVOX処理方法を図7
(a),(b)に示し、図面を参照して本願発明のVO
X処理について説明する。通信中の移動局は音声の有無
に応じてユーザ情報転送用チャネル(以下TCHとい
う)の送信出力をON/OFFする機能を有する。移動
局は有音状態において無音を検出するとポストアンブル
信号(以下PSTという)により、TCHの送信出力O
FFを予告する。また無音状態において有音を検出する
とプリアンブル信号(以下PREという)により、TC
Hの送信出力ONを予告する。無音期間中、基地局側で
背景雑音を発生可能とするため、PSTは移動局背景雑
音の情報を含む。移動局は無音期間中、周期的に(最大
周期1秒間に1回)にPSTを送信し、基地局側で背景
雑音の更新を可能とする。本発明のPRE、PSTの送
信タイミングを図7に示す。
【0020】図1(a)ないし(c)の従来VOX処理
は、一定周期のフレーム毎に有音/無音の判定を行い送
信出力をON/OFFする機能を有していた。従って、
無音から有音の立ち上がり時は有音と判定された時点の
フレームにおいてPREを送信しなければならないので
1フレーム音声の出力が遅れることになり、音声の語頭
が切れてしまい、聴感上音質が劣化するという課題があ
った。
【0021】本願発明では、有音/無音の判定を行って
いた分析区間を数サンプル前倒すことによって有音の判
定を早めることが出来る。それによって、無音から有音
の立ち上がりでPREを1フレーム早く送信でき、聴感
上音質の向上を図ることが可能になる。しかも、データ
を先読みする音声符号化アルゴリズムに適用した場合、
遅延が増加すること無しに、有音/無音の判定を早める
ことが出来る。データの先読みは従来線形予測分析処理
のために必要であり、有音/無音の判定に使用すること
はなかった。本願発明では、先読みしたデータも有音/
無音の判定を行う分析区間にした。
【0022】次に、データの先読みを行う音声符号化ア
ルゴリズムの例を以下説明する。(デジタル方式自動車
電話システム標準規格RCR STD−27E)本方式
のハーフレート音声符号化アルゴリズムは、ピッチ同期
雑音励振源−コード励振源線形予測符号化(PSI−C
ELP)である。PSI−CELPは音声を生成するた
めのコードブックのパラメータを送ることによって、音
声の冗長度を圧縮する方式であるが、さらに、音声の基
本周期に同期してコードブックを処理することによって
量子化効率を向上させたことを特徴としている。
【0023】図8に本音声符号化アルゴリズムの全体構
成を示す。符号器では、8kHzサンプリング、300
Hz〜3.4kHz電話帯域の入力音声に対して、1フ
レーム40msを1ブロックとして処理を行う。各フレ
ームは、10ms毎に各パラメータを求めていく。はじ
めに線形予測分析によるLSPパラメータの量子化と絶
対パワーの量子化を行う。
【0024】次に音声を生成するための励振符号ベクト
ルの量子化を行う。これらの励振音源の決定は、聴覚重
み付き処理を計算して、励振符号化ベクトル及び利得の
組み合わせ最適化を図ることで行う。得られた音声符号
化情報に誤り訂正をかけ、1フレーム毎の符号を伝送路
へ送る。復号器では、誤り訂正処理後、各パラメータを
復号し符号器と同様に波形を合成する。次に合成波形を
ポストフィルタに通して最終的な音声の出力を得る。
【0025】データの先読みは、線形予測分析によるL
SP量子化の際行われる。本音声符号化アルゴリズムの
線形予測分析について以下説明する。入力信号に対して
図9のようにサブフレーム毎に自己相関法で線形予測分
析を行う。サブフレーム数は4、サブフレーム長は8
0、分析区間長は160分析中心は各サブフレームの中
央、予測次数10である。第3サブフレームの線形予測
分析を行うために、フレーム処理より40サンプルデー
タを先読みする。
【0026】データの先読みをする音声符号化アルゴリ
ズムは、他にCS−ACELP等があり、これらのアル
ゴリズムについても遅延が増加すること無しに、有音/
無音の判定を早めることが可能な本発明のアイディアが
適用できる。
【0027】
【発明の効果】本願発明によると、有音/無音分析区間
を前倒すことによって判定を早めることができる。これ
によって、有音から無音、無音から有音への移行を早め
ることができ、音質劣化を防止できる。
【0028】また、データを先読みする音声符号化アル
ゴリズムに適用した場合、遅延の増加なしに音質劣化を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のPRE、PSTの送信タイミングを示す
図である。
【図2】本発明の実施例である携帯電話システムの構成
図である。
【図3】本発明の携帯端末の構成図である。
【図4】本発明のVOX処理部の構成図である。
【図5】本発明のVOX処理の具体的処理手順(COD
ER側)を示すフローチャーである。
【図6】本発明のVOX処理の具体的処理手順(DEC
ODER側)を示すフローチャートである。
【図7】本発明のVOX処理概要を示す特性図である。
【図8】本発明のPSI−CELP音声符号化アルゴリ
ズムの全体構成を示す図である。
【図9】本発明の線形予測分析の説明図である。
【符号の説明】
1〜3…移動体端末、 203〜205…基地局2〜
3、206…交換制御局、 207…固定電話
網、208…電話機。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基地局と該基地局と通信を行う移動局とか
    らなる通信システムに用いられる音声符号化装置におい
    て、入力音声から有音/無音の判定を行い、無音の場合
    には、音声符号化処理を行わず低消費電力化を図ること
    が可能でありかつ伝送路に送出するデータ量を削減可能
    であり、該有音/無音の判定を行っていた分析区間を数
    サンプル前倒すことを特徴とするVOX処理音質劣化改
    善法を備えた通信システム。
  2. 【請求項2】請求項1に示す有音/無音判定法により、
    有音/無音の判定が従来より早くなり、無音から有音へ
    の音声の立ち上がりの部分で生じる語頭切れを減らすこ
    とを特徴とするVOX処理音質劣化改善法を備えた通信
    システム。
  3. 【請求項3】請求項1記載のVOX処理を線形予測分析
    の窓掛けを行うためにデータを先読みする音声符号化ア
    ルゴリズムに適用することで、遅延時間が増加すること
    なく有音/無音の判定が従来より早くなり、無音から有
    音への音声の立ち上がりの部分で生じる語頭切れを減ら
    すことを特徴とするVOX処理音質劣化改善法を備えた
    通信システム。
JP2534698A 1998-02-06 1998-02-06 Vox処理音質劣化改善法を備えた通信システム Pending JPH11225120A (ja)

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Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040225