JPS5850596A

JPS5850596A - 音声情報蓄積再生方式

Info

Publication number: JPS5850596A
Application number: JP56148682A
Authority: JP
Inventors: 充沼田; 都丸　敬介
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-09-22
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1983-03-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、アナログ音声信号について、その情報圧縮を
行って蓄積し、また、その再生・送出をするための音声
情報蓄積再生方式に関するものである。

従来、音声情報の圧縮方式には、代表的なものとして、
アナログ音声信号をディジタル信号化するときに、その
量子化幅を現在、過去の差分に基づいて制御し、音声情
報の圧縮を行うＡＤＰＣＭ方式（適応差分パルス符号変
調方式）と、音声信号の振幅、スペクトル等から相関す
るサンプル符号を除去し、音声情報の圧縮を行うＰＡＲ
ＣＯＲ方式（偏自己相関分析方式）とがある。

これらのビットレートは１通常、ＡＤＰＣＭ方式の場合
に１２．０　ｋｂｉｔ／ｓ　、　ｐＡＲｃｏＲ方式の場
合には９．６　ｋｂ　ｉ　ｔ　／ｓでよいので、例えば
、３分間の音声メツセージに対して必要な音声情報の蓄
積容量は、それぞれ、２７０ｋＢまたは２１６ｋＢとな
る。

これは、通常のＰ’ＣＭ方式（基本周波数８ｋＨ２゜サ
ンプリングデータＢｂｉｔ、１．たがって、ビットレー
トが６４ｋｂｉｔ／ｓ　のもの）が必要とする同蓄積容
量１４４０ｋＢに比べて相当に小さ、いものである。

しかしながら、音声情報は、音声として認識しうる音声
振動信号区間と、音声が存在しない無音信号（音声とし
て認識しえないものを含む。）の区間とに分けられ、こ
れらは、通常の音声情報の場合、平均的には、はぼ等し
くなっている。

したがって、従来のＡＤＰＣＭ方式、ＰＡＲＣＯＲ方式
による音声情報の圧縮方式は、無音信号の多い音声情報
に対しては、全体としての圧縮率が低下するが、これを
高めるために単にビットレートを下げると、音声振動信
号の区間について、人間が音声として認識することがで
きなくなるので、上記のビットレート程度が音声の再生
品質の維持のために必要な最低限度であるとされている
。

このようなＡＤＰＣＭ方式、ＰＡＲＣＯＲ方式の音声情
報の圧縮を用いた従来の音声情報蓄積再生方式は、音声
情報を蓄積する蓄積装置において、無音信号の区間につ
いても音声振動信号の区間と同様に蓄積をしなければな
らないので、その蓄積容量に無駄が生じ、高価な蓄積装
置を有効に使用することができず、経済的でなかった。

例えば、比較的圧縮率の高いｇ、６ｋｂロ／ＳのＰＡＲ
ＣＯＲ方式の場合でさえも、６０秒間の音声情報１００
個分を蓄積するには、’７２００ｋＢという膨大な蓄積
奪容量を必要としていた。

また、単にビットレートを小さくして、強いて蓄積装置
の経済化を図ろうとすると、音声の再生品質が著しく劣
化し、音声として認識することが困難となり、サービス
性が低下することになっていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、音
声の再生品質を所望以上に維持したまま、音声情報の圧
縮率を更に向上し、その蓄積容量を減少させることがで
きる経済的な音声情報蓄積再生方式を提供することにあ
る。

本発明の特徴は、入力された音声情報のアナログ信号を
ディジタル信号に変換し、そのディジタル信号化した音
声情報を蓄積しておき、また、これを対応するアナログ
信号で再生・送出する音声情報蓄積再生方式において、
入力された音声情報のアナログ信号をＰＡＲＣＯＲ方式
の圧縮ディジタル信号に変換した後、その無音信号区間
を音声振幅パラメータによって検出し、当該区間全体に
ついて各所定ビット数からなる圧縮符号による無音信号
データおよび時間長データに変換し、これを関連する音
声振動信号区間に対する上記圧縮ディジタル信号に付随
して蓄積せしめ、また、蓄積されている音声情報につい
て、その無音信号区間に対する上記圧縮符号をＰＡＲＣ
ＯＲ方式の対応する圧縮ディジタル信号に逆変換し、更
に、音声振動信号区間に対するＰＡＲＣＯＲ方式の圧縮
ディジタル信号とともに、当該音声情報のアナログ信号
に逆変換し、所望の音声情報として再生・送出せしめる
ごとくした音声情報蓄積再生方式にある。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る音声情報蓄積再生方式の一実施
例の方式構成図、・第２図は、その信号変換過程図であ
る。

ここで、置は、音声情報のアナログ信号の送受信に係る
電話機、ＰＢＸは、電話回線網（公衆電話交換網、私設
電話交換網、専用回線網、私設回線網またはこれらの組
合せ）に係る構内交換機、ＶＳＣは、音声情報蓄積再生
システム、ＤＫは、その蓄積装置（例えば、ディスク記
憶装置）、ＶＡＤは、同音声信号変換装置、ＳＡＤは、
その音声信号分析再生部、ＶＣＤは、同無音信号変換部
、ＤＫ、Ｃは、同蓄積制御部、ＣＰＵは、同中央制御部
である。

まず、蓄積をすべき音声情報に係るアナログ信号が電話
装置から構内交換機ＰＢＸを介して音声情報蓄積再生シ
ステムＶＳＣの音声信号変換装置ＶＡＤに入力されると
、その音声信号分析再生部ＳＡＤは、公知のごとく、Ｐ
ＡＲＣＯＲ方式により、上記アナログ信号の分析を行い
、その圧縮ディジタル信号を出力する。

この音声情報の圧縮ディジタル信号は、入力された上記
アナログ信号が、例えば、第２図（ａ）に示すごとく、
音声振動信号の区間ＴＡと無音信号の区間Ｔ８とからな
っているものとすると、同図（＋））に示すごとく、そ
れぞれ、所定時間長τ、（例えば、標準値としてｘｏｍ
ｓ）ごと例対応したフレーム情報ＦＡＩ　、ＦＡ２．〜
ｊＦＡｍおよびＦＳＩ。

ＦＳ２．〜．ＦＳｎとして順次分析される。

このフレーム情報は、例えば、第２図（ｂ）の下部のフ
レーム構成図に示すごとく、ＰＡＲＣＯＲ係数に１〜に
１０．ピッチ（音声スペクトルに係る情報）Ｐ、音声振
幅パラメータＡからなり、それぞれ、Ｋ１へに３が各１
ｏｂｉｔ、に４〜に６が各８ｂｉｔ、に７〜ＫＩＯおよ
びＰ、Ａが各７　ｂａｔの合計９６　ｂｉｔ（＝　１２
Ｂ　）のものである。したがって、ピットレートは９．
５ｋｂｉｔ／ｓ　　となる。

例えば、音声振動信号の区間ＴＡについて、アナログ信
号が標準的なモデルとして単一周波数ｆ（、＝１／Ｔ）
の正弦波であるものとすれば、これらの値（１０進数表
示）は、上記フレーム番号ｌに応じて、Ｋｔ＝ｃｏｓ２πｔ　（Ｔ／Ｔ）　ｒ　＋　（ｉ＝１１
２　＋−＋ｍ＋に２＝−１に３〜に１０＝ＯＰ＝２７（ｆ＝３００Ｈ２）　〜２　（ｆ＝３４００Ｈ
２）Ａ＝ｓｉｎ　２πｆ（τ／’ｒ）　ｉ　＋　（Ｉ＝
ｘ　、２、−、ｍ）となる。

また、無音信号の区間Ｔｓについては、桑係数は、Ｋ１〜ＫＩＯ＝Ｐ＝Ａ二〇となるが、逆に、ＰＡＦｔＣＯＲ方式の特性条件として
、Ａ＝０であるときには、必ず、他の係数も、Ｋ１へに
１０＝Ｐ＝０となる。

音声信号分析再生部ＳＡＤは、所定数（例えば、１０個
）の上記フレーム情報の分析完了ごとに中央制御部ＣＰ
Ｕに割込みを行い、その制御によって上記フレーム情報
を順次に無音信号変換部ＶＣＤに取り込ませる。

無音信号変換部ＶＣＤは、入力されたフレーム情報につ
いて、まず、その音声振幅パラメータＡを調べ、その値
が０でないフレーム情ＩＰＡＩ〜ＰＡｍ　（音声゛振動
信号の区間Ｔムに対応するもの）を蓄積制御部ＤＫＣ経
由で蓄積装置ＤＫへ蓄積せしめる。

また、音声振幅パラメータＡが０であるときには、上述
のごとく、そのフレーム情報は無音信号（区間Ｔｓに対
応するもの）に対するものであるので、第２図（Ｃ）に
示すごとく、当該各フレーム情報ＦＳＩ〜ＦＳｎをまと
めて無音信号である旨を表示する圧縮符号として、無音
信号データ８Ｄ（例えば、計１３ｂｉｔの１６進数表示
”ＦＦ’″）および当該時間長データＦＬ（例えば、上
記フレーム数ｎに対応するｆ３　ｂｉｔの２進数）の合
計１６ｂｉｔ（−２Ｂ）の情報に変換した後、上記音声
振動信号の区間ＴＡに対するフレーム情報ＦＡ１〜ＦＡ
ｍに付随し！（関連づけて）蓄積装置ＤＫに格納せしめ
る。これは、その後の音声信号区間に関連づけ、るよう
にしてもよい。

このようにして、無音信号の区間Ｔムについては、更に
、その全フレーム情報ＰＳｌ−ＦＳｎ（１２ＢＸｎ　）
が圧縮符号（２Ｂ）に圧縮されることになる。

例えば、蓄積すべき音声情報が３分間のものである場合
において、その約１／２が無音信号であるときは、この
部分のＰＡａｃｏＲ方式によるフレーム数は、（１８０５÷２）÷Ｉ　Ｑｍ　ｓ　＝　９０００となり
、その蓄積容量は、１２ＢＸ９０００＝１０８ｋＢを必要とし、多くの無駄が生ずる。

これに対して、例えば、各無音信号の区間が平均１００
フレーム（１０ｍＳＸ１００＝ＩＳ）ずつに分割されて
いるとすれば、上記の変換後の無音信号の圧縮符号に対
する必要蓄積容量は、２ＢＸ（９ｏ００÷１００）＝１
８０Ｂとなり、変換前のものに対して無視しうる程度で
あり、大幅な蓄積容量の削減となる。

したがって、音声情報の無音信号区間は、通常。

全体の約１／２であるので、蓄積装置ＤＫの蓄積容量は
、無音信号区間も含めて一様にＰＡ　ＲＣＯＲ方式で分
析・蓄積する従来例に比へ、約１／２で済み、蓄積装置
ＤＫＯ大＠な経済化が可能となる。

次に、蓄積装置ＤＫＫＩ積された上記のごとき圧縮ディ
ジタル信号の音声情報は、任意の電話機からの音声情報
再生要求に従い、塘たは当該音声情報の蓄積時に指定さ
れた再生時刻、送出先等の再生情報に従い、音声信号変
換装置ＶＡＤから、その中央制御ｍＣＰＵの制御により
、再生・送出される。

すなわち、蓄積制御部ＤＫＣを介して蓄積装置ＤＫから
当該音声情報の圧縮ディジタル信号が無音信号変換部Ｖ
ＣＤへ取り出される。

無音信号変換部ＶＣＤは、音声振動信号区間については
、蓄積されたＰＡＲＣＯＲ方式の圧縮ディジタル信号そ
のものを、無音信号区間については、その無音信号デー
タＳＤ、時、間長データＰＬから対応するＰＡＲＣＯＦ
ｔ方式あ圧縮ディジタル信号に逆変換（復元）したもの
を音声信号分析再生部ＳＡＤへ順次送出する。

音声信号分析再生部ＳＡＤは、これを受信すると、公知
のごとく、アナログ信号に逆変換をした後、構内交換機
ＰＢＸを介して所望の電話装置へ送出し、所望の音声情
報が本来のＰＡＲＣＯＲ方式による場合と同一の群生品
質で当該加入者へ伝達される。なお、ビットレートを上
げれば、更に高品質の再生・送出が可能である。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、音声情
報の再生品質を低下させると七なく、音声情報の圧縮率
を向上して蓄積装置の容量を大幅に減少させることがで
きるので、音声情報蓄積再生方式の音声再生品質維持・
向−Ｆ、経済化に顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る音声情報蓄積再生方式の一実施
例の方式構成図、第２図は、その信号変換過程図である
。置・・・電話機、ＰＢＸ・・・構内交換機、ＶＳＣ・・
・音声情報蓄積再生システム、ＤＫ・・・蓄積装置、Ｖ
　Ａ　Ｉ）・・・音声信号変換装置、ＳＡＤ・・・音声
信号分析再生部、ＶＣＤ・・・無音信号変換部、ＤＫＣ
・・・蓄積制御部、ＣＰＬＪ・・・中央制御部。代理人　弁理士　福田幸作。（は、ｄ−１名）− 茅１　囲

Claims

【特許請求の範囲】

１、入力された音声情報のアナログ信号をティジタル信
号に変換し、そのデ、イジタル信号化された音声情報を
蓄積しておき、また、これを対応するアナログ信号で再
生・送出する音声情報蓄積再生方式において、入力され
た音声情報のアナログ１６号をＰＡＲＣＯＲ方式の圧縮
ディジタル信号に変換した後、その無音信号区間を音声
振幅パラメータによって検出し、当該区間全体について
各所定ピット数からなる圧縮符号による無音信号データ
および時間長データに変換し、これを関連する音声振動
信号区間に対する上記圧縮ディジタル信号に付随して蓄
積せしめ、また、蓄積されている音声情報について、そ
の無音信号区間に対する上記圧縮符号をＰＡＲＣＯＲ方
式の対応する圧縮ディジタル信号に逆変換し、更に、音
声振動信号区間に対するＰＡＲＣＯＲ方式の圧縮ディジ
タル信号とともに、当該音声情報のアナログ信号に逆変
換し、所望の音声情報として再生・送出せしめるごとく
することを特徴とする音声情報蓄積再生方式。