JPS62269435A - ボコ−ダ方式におけるフレ−ム同期信号の伝送方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 音声を低ビツトレートでディジタル符号化して伝送する
符号化方式としてボコーダ方式がある。

これは音声を５〜２０ｍ８ごとに区切り、その各区間に
おける波形を特徴づけるパラメータを分析して伝送する
方式であって、音声が有声音か無声音かの判別の結果と
、有声音の場合のピッチ周波数、スペクトラム情報の３
種のパラメータで表し、ディジタル符号化して伝送する
のが一般的である。

本発明はこのようなボコーダ方式の符号化データの伝送
におけるフレーム同期信号の伝送方法の改良に関するも
のである。

（従来の技術） 第１図はボコーダ方式の符号化回路の構成図、第２図は
同じく復号回路の構成図で両図はディジタル演算処理を
行って音声の分析１合成を行う例である。

第１図において１はＡＤ変換器、２はスペクトラム情報
の分析回路、３はスペクトラム情報の符号器、４は音源
情報の分析回路で、ピンチ周波数の検出および有声音か
無声音かの判定を行う、５は音源情報の符号器、６は３
と５両符号器の出力を多重化して伝送データの形にする
マルチプレクサ、７は同期信号の発生回路、８は切替器
、９は符号化回路のシーケンスを制御する制御回路であ
る。

音声入力はＡＤ変換器１でディジタル符号化された後、
スペクトラム分析回路２および音源情報分析回路３にお
いて分析時間ごとに区切られ分析される。この分析時間
は伝送速度等に応して５〜２Ｑｍａに選定される。この
分析された結果は符号器３．５でそれぞれ伝送データの
形に量子化され、マルチプレクサ６で多重化される。（
このようなボコーダ方式の原理については多くの文献に
よって公知である。）ボコーダ方式では１区間の分析デ
ータを一般に数１０ビットに符号化するので復号器では
符号のフレーム位置がわかっていることが必要である。

そのため伝送開始時に同期信号を伝送して同期をとる必
要があるが、同期信号発生器７はその同期信号を発生す
る回路で、同期信号は切替器８でマルチプレクサと切替
えて出力される。

ここで第３図は伝送データのフォーマットの一例を示し
、５ＹＮＣは同期信号、Ｄは分析データの１フレーム（
Ｎビットとする）を示している。図示のように最初に同
期信号が伝送され、その後分析データが伝送される。同
期信号にはＭ系列符号等を基礎にした自己相関特性のよ
いＰＮ符号が使用される。

次に第２図について復号回路を説明する。この図におい
て１０は同期信号の検出回路、１１は音声合成動作の制
御を行う制御回路、１２は受信データのレジスタ、１３
は音源のパルス発生回路、１４は受信されたスペクトラ
ム情報に従って音声のスペクトラムを合成するフィルタ
、１５は出力のＤＡ変換器である。受信側ではまず同期
信号検出回路１０で入力信号から先頭の同期信号５ＹＮ
Ｃを検出し、制御回路１１を通じて受信データのフレー
ム位置を管理する。音声合成に当たってはレジスタ１２
に入力データを１フレ一ム単位で蓄積し、音源情報とス
ペクトラム情報に分離し、それぞれデコードする。デコ
ードされた音源情報はパルス発生回路１３を制御し有声
音か無声音およびピンチ周波数に応じたインパルス列を
発生させる。レジスタ１２よりのスペクトラム情報はフ
ィルタ１４に入力し、もとの音声と同じスペクトラムに
なるようフィルタの係数を制御し、インパルス列をｐ波
して音声が合成され、ＤＡ変換器１５においてアナログ
波形化して出力される。

（発明の具体的な目的） 前記従来の伝送開始時にのみフレーム同期信号を伝送す
る方法では移動通信のようにフェージングがあり、比較
的短時間内に受信状態が大幅に変動するような回線によ
って伝送する場合には次の２つの問題がある。その１は
フレーム同期信号のところで偶然受信状態が悪くなり同
期信号が検出できなかった場合に、フレームの位置がわ
からないのでそれ以後の受信がすべて不能となることが
ある。その２はフレーム同期信号の検出は正しく行われ
たが途中で一時的に受信状態が悪くなり同期が外れた場
合で、その後の受信が不能となることである。

以上のような不具合をなくすため、本発明では伝送開始
時だけでなく、伝送途中にも周期的にフレーム同期信号
を挿入し、同期回復を可能としている。

（発明の構成） 第４図は本発明の伝送データのフォーマットを示し、図
中のＤは分析データの１フレーム、５ＹＮＣ１は伝送開
始時の同期信号、５ＹＮＣ２は周期的にＭフレーム毎に
１回挿入される同期信号である。なお５ＹＮＣ２は分析
データ１フレームのビット数（Ｎビット）と同じビット
数で構成される。

本発明を実施する回路は基本的には第１図の符号化回路
及び第２図の復号回路と同一であるが、（１）符号化回
路では同期信号発生器７は伝送開始時の同ＦＩＩ信号５
ＹＮＣｌと、途中に挿入される同期信号５ＹＮＣ２の２
種類の同期信号を発生し、制御回路９ではＭフレーム毎
に１回５ＹＮＣ２を挿入するよう同期信号発生器７およ
び切替器８を制御する。

（２）復号回路では同期信号検出回路】Ｏは５ＹＮＣ１
と５ＹＮＣ２の２種の同期信号を検出する、制御回路１
１では同期信号の検出位置によってフレームタイミング
の管理をすると共に、途中に挿入されている同期信号５
ＹＮＣ２が受信されるフレームに対しては前のフレーム
で受信された分析データを使って合成処理を行うように
レジスタ１２およびパルス発生回路Ｉ３を制御する。

（発明の動作） 本発明の同期方法について説明する。復号回路で受信さ
れる信号は第４図の信号フォーマツ］・に示す通りで、
通常は伝送開始の同期信号５ＹＮＣ１の検出によってフ
レーム同期がとられ、そのフレームタイミングをもとに
復号（音声の合成）処理が行われる。これと同時にＭフ
レームごとに受信される同期信号５ＹＮＣ２の検出も行
われ正しいタイミングで検出れるかどうかの監視が行わ
れる。これが正しく検出されていれば正常に受信されて
いるとみなされる。

途中で５ＹＮＣ２が正しいタイミングで検出されなくな
った場合および５ＹＮＣ１が検出されなかった場合には
常時５ＹＮＣ２の検出を行う。この場合は検出するタイ
ミングは制限しない。この状態で５ＹＮＣ２が検出され
る。そしてその検出タイミングにフレーム同期がとられ
、そのフレームタイミングをもとに復号処理が行われる
。

同期信号５ＹＮＣ２の検出方法は同期がとれている時と
、とれていない時とでは異なる（すなわち正しいタイミ
ングでのみの検出と、あらゆるタイミングで検出という
点で異なる）方法がとられるが、これは同期がとれてい
る状態でタイミングを制限せずに検出を行うと、頻度は
少ないがデータ中に発生する同期信号と同じ符号系列の
部分を同期信号として検出し、誤ったフレーム同期位置
に同期することを防ぐためである。この途中挿入される
５ＹＮＣ２に対して復号回路ではその前のフレームの受
信データで置換えてこれを用いて音声を合成することに
より同期信号をそのまま合成に使ったときに生ずる異常
な音の発生を防止する。このようなことができる根拠は
、音声はきわめて冗長度の大きい信号であり、スペクト
ラムおよびピッ千周波数の変化はｌフレームの時間に比
べてゆっくりしており、フレーム間の変化があまり大き
くないためで、同期信号の挿入間隔を適当に選べば復元
した音声にほとんど影響が認められないことが確認され
ている。同期信号の挿入間隔は音質への影響の程度と同
期回復の時間との兼ね合いで決められ、一般に０．５〜
２秒とするのが適当である。

（発明の効果） ボコーダ方式の音声ディジタル符号化を移動通信や短波
遠距則通信のようにフェージングが多く、回線状態の変
動がはげしい回線の伝送に使用したときにフレーム同期
がとれず受信不能の状態の発生頻度を本発明の実施によ
って減らずことができる、すなわち実用上の効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はボコーダ方式の符号化回路の構成例図、第２図
はボコーダ方式の復号回路の構成例図、第３図は従来の
伝送信号のフォーマット、第４図は本発明にて用いる伝
送信号のフォーマットである。 １・・・ＡＤ変換器、２・・・スペクトラム情報分析回
路、３・・・スペクトラム情報の符号器、４・・・音源
情報の分析回路、５・・・音源情報の符号器、６・・・
マルチプレクサ、７・・・同期信号発生器、８・・・切
替器、９・・・制御回路、１０・・・検出回路、１１・
・・制御回路、１２・・・レジスタ、１３・・・音源パ
ルス発生器、１４・・・フィルタ、１５・・・ＤＡ変換
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声入力を適当な時間ごとに区切り、その各区間におけ
   る音声波形を特徴づけるパラメータを分析しディジタル
   符号化して伝送するボコーダ方式の音声の符号化回路と
   復号を行う回路の間において同期をとる方法として、送
   信側の符号化回路では符号化された音声のディジタル信
   号の伝送開始時にその先頭に第１のフレーム同期信号を
   、また前記伝送途中では周期的に第２のフレーム同期信
   号をそれぞれ挿入して送信し、受信側の復号回路では前
   記第１および第２のフレーム同期信号のいずれかが検出
   されれば、これによって受信のフレーム同期をとり、ま
   たいずれかのフレーム同期信号が検出された後は前記第
   ２のフレーム同期信号がその正規の位置にて検出される
   か否かによって同期状態の監視を行うとともに、音声の
   合成においては前記第２のフレーム同期信号をその前の
   フレームの受信データで置き換えて合成処理を行うこと
   を特徴とするボコーダ方式におけるフレーム同期信号の
   伝送方法。