JPS62285541A - Error control method in voice digital transmission of vocoder system - Google Patents
Error control method in voice digital transmission of vocoder systemInfo
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、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(VOCODER) 方式が
あることはよく知られている。この方式では音声を5〜
20m5ec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もので、音声
が有声音か無声音かの判別の結果と、有声音の場合には
そのピッチ周波数およびスペクトラム情報の3種のパラ
メータで表し1、ディジタル符号化して伝送するのが通
例である。本発明はこのようなボコーダ方式の伝送にお
いて発生する伝送誤りの復原した音声の音質への影響を
低減する手段に関するものである。[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) It is well known that there is a VOCODER system as a coding system that digitally encodes and transmits audio at a low bit rate. . In this method, the audio is
It is divided into sections of 20m5ec, and the parameters that characterize the waveform in each section are analyzed and transmitted.The results of determining whether the sound is voiced or unvoiced, and in the case of voiced sound, its pitch frequency and spectrum information are transmitted. It is customary to express the information using various parameters, 1, and digitally encode it before transmitting it. The present invention relates to means for reducing the influence of transmission errors that occur in such vocoder transmission on the sound quality of restored speech.
(従来の技術)
第4図はボコーダ方式の従来の符号化回路の構成側図、
第5図は従来の復号回路の構成側図で、両図はディジタ
ル演算処理を用いて音声の分析と合成を行う例を示して
いる。以下すべての図において記号は共通で、同一記号
は同一機能の機器を表すものとする。(Prior art) Figure 4 is a side view of the configuration of a conventional encoding circuit using a vocoder system.
FIG. 5 is a side view of the configuration of a conventional decoding circuit, and both figures show an example of analyzing and synthesizing speech using digital arithmetic processing. The symbols used in all the figures below are common, and the same symbols represent equipment with the same function.
第4図においてlはAD変化器、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ッチ周波数の検出、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の
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は同期信号発生回路、8は切替器、9は
この符号化回路のシーケンスを制御する制御回路である
。In FIG. 4, l is an AD changer, 2 is a spectrum information analysis circuit, 3 is a spectrum information encoder, 4 is a sound source information analysis circuit that detects the pitch frequency and determines whether the sound is voiced or unvoiced, 5 is a sound source information encoder, 6 is a multiplexer that multiplexes the outputs of both encoders 3 and 5 to form transmission data, 7 is a synchronization signal generation circuit, 8 is a switch, and 9 is a sequence of this encoding circuit. This is a control circuit that controls the
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4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
は伝送速度等に対応させて5〜20m5にとられる。分
析された結果は符号器3と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説明については多くの文献が知
られている)、ボコーダ方式では1区間の分析データを
一般に数10ビットの符号とするもので、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
のためデータ伝送開始時に同期(用)信号を伝送して同
期をとる必要がある、同期信号発生器ヤはその同期信号
を発生する回路で切替器8でマルチプレクサ6の出力と
切替えて出力される。After the audio input is digitally encoded by the AD converter 1,
The spectrum analysis circuit 2 and the sound source information analysis circuit 4 separate and analyze each analysis time. The analysis time is set to 5 to 20 m5 depending on the transmission speed and the like. The analyzed results are quantized into transmission data by encoders 3 and 5, respectively, and multiplexed by multiplexer 6. (Many documents are known for explaining such vocoder methods.) In the vocoder method, one section of analysis data is generally a code of several tens of bits, and the decoder does not know the frame position of the code. It is necessary to be present. Therefore, it is necessary to synchronize by transmitting a synchronization signal at the start of data transmission.A synchronization signal generator is a circuit that generates the synchronization signal, and the output is switched to the output of the multiplexer 6 by a switch 8.
第6図は第4図の回路による伝送データのフォーマット
の一例図で、図中の5YNCは同期信号、Dは分析デー
タの1フレーム(ビット!((N)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系列符号等をもとにした
自己相関特性の良いPN符号が使われる。FIG. 6 is an example of the format of data transmitted by the circuit of FIG. 4. In the figure, 5YNC is a synchronization signal, and D is one frame (bit! (N)) of analysis data. First, a synchronization signal is transmitted, and then analysis data is transmitted.A PN code based on an M-sequence code or the like and having good autocorrelation characteristics is used for the synchronization signal.
第5図の復号回路について説明する。図中10は同期信
号の検出回路、11は制御回路で音声合成動作の制御を
行う、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はフィルタで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。15は出
力のDA変換器である。この復号回路による信号受信に
おいては、まず同期信号検出回路10で受信入力から先
頭の同期信号5YNCを検出し、制御回路11に通して
受信データのフレーム位置を管理する。音声合成ではレ
ジスタ12に受信入力を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て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、無声音およびピッチ周波数に応じたイン
パルス列を発生する。他方スペクトラム情報はレジスタ
12からフィルタ14に入り、もとの音声と同じスペク
トラムになるようにフィルタ14の係数を制御してイン
パルス列をp波して音声が構成され、DA変換器15で
アナログ波形に変換して出力れさる。The decoding circuit shown in FIG. 5 will be explained. In the figure, 10 is a synchronization signal detection circuit, 11 is a control circuit that controls the voice synthesis operation, 12 is a register for receiving data, 13 is a pulse generation circuit for the sound source, and 14 is a filter that generates voice according to the spectrum information received. Synthesize the spectrum. 15 is an output DA converter. In signal reception by this decoding circuit, first, the synchronization signal detection circuit 10 detects the first synchronization signal 5YNC from the reception input, and the signal is passed through the control circuit 11 to manage the frame position of the received data. In speech synthesis, received input is stored in the register 12 frame by frame, separated into sound source information and spectrum information, and decoded. The decoded sound source information controls the pulse generation circuit 13 to generate impulse trains according to voiced sounds, unvoiced sounds, and pitch frequencies. On the other hand, the spectrum information enters the filter 14 from the register 12, the coefficients of the filter 14 are controlled so that the spectrum is the same as the original voice, the impulse train is converted into a p-wave, the voice is composed, and the analog waveform is converted into an analog waveform by the DA converter 15. It is converted to and output.
(発明の具体的な目的)
誤り制御を行わない従来方法では、伝送中に誤りが発生
すると復号において音源の発生に使うデータまたはフィ
ルタの特性を決めるデータに誤ったデータを使うことに
なるので、誤りの発生したビットの位置によってはピッ
チ周波数またはフィルタの特性が大幅に変化することが
あり、復原された音声の明瞭度、自然性が低下するだけ
でなく、音声とは異なった異常音に変化することがあり
、聞き取りにくい復原音になる。本発明は伝送データの
1フレームごとにパリティビットを付加して伝送し、受
信復号側では誤り検出を行い、誤りが検出された場合は
前のフレームで受信されたデータを用いて音声を合成す
ることにより、前記のような欠点のない復号処理を行う
ことを目的としている。(Specific Object of the Invention) In conventional methods that do not perform error control, if an error occurs during transmission, incorrect data will be used in decoding as the data used to generate the sound source or the data that determines the characteristics of the filter. Depending on the position of the bit where the error occurred, the pitch frequency or filter characteristics may change significantly, which not only reduces the clarity and naturalness of the restored voice, but also changes the sound to an abnormal sound that is different from the voice. This may cause the restored sound to be difficult to hear. The present invention adds a parity bit to each frame of transmission data before transmitting it, performs error detection on the reception/decoding side, and if an error is detected, synthesizes audio using the data received in the previous frame. By doing so, the objective is to perform decoding processing without the above-mentioned drawbacks.
(発明の構成)
本発明による伝送データの1フレームのビット構成を第
3図に示した。この図中のSYは同期ビット、DATA
は分析データ、Pは誤り検出用のパリティピットで、そ
れぞれ1ビ7ト(N K 1)ビット、にビットが
割当てられている。Nは1フレームのビット数である。(Structure of the Invention) The bit structure of one frame of transmission data according to the invention is shown in FIG. SY in this figure is a synchronization bit, DATA
is analysis data, P is a parity pit for error detection, and 1 bit (N K 1) is assigned to each bit. N is the number of bits in one frame.
同期ビットは復号回路で同期状態の監視、受信入力の有
無の監視に使われる。The synchronization bit is used by the decoding circuit to monitor the synchronization state and the presence or absence of reception input.
第1図は本発明を実施した符号化回路の構成図、第2図
は同じ〈実施例の復号回路構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an encoding circuit embodying the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a decoding circuit of the same embodiment.
まず第1図において1〜9は第4図と共通で、1はAD
i換器、2はスペクトラム分析回路、3は符号器、4は
音源分析回路、5は符号器、6はマルチプレクサ、7は
同期信号発生回路、8は切替器、9は制御回路であるが
、マルチプレクサ6の出力に誤り検出のパリティビット
を付加するパリティ発生回路16が付加されている。マ
ルチプレクサ6の出力は第3図のデータフォーマットで
パリティビットを除いたもので、パリティ発生回路16
でパリティビットが追加され第3図の形となる。First, in Figure 1, 1 to 9 are common to Figure 4, and 1 is AD.
i converter, 2 is a spectrum analysis circuit, 3 is an encoder, 4 is a sound source analysis circuit, 5 is an encoder, 6 is a multiplexer, 7 is a synchronization signal generation circuit, 8 is a switch, 9 is a control circuit, A parity generation circuit 16 is added to the output of the multiplexer 6 for adding a parity bit for error detection. The output of the multiplexer 6 has the data format shown in FIG.
A parity bit is added in , resulting in the form shown in Figure 3.
次に第2図について説明する。この図中10.11゜1
3〜15は第5図と共通で、10は同期信号検出回路、
11は制御回路、13はパルス発生回路、14はフィル
タ、15はDA変換器であるが、1フレームごとに受信
データの誤りを検出する誤り検出回路17とこの誤り検
出出力によっても制御されるレジスタ18が追加されて
いる。Next, FIG. 2 will be explained. 10.11゜1 in this figure
3 to 15 are common to FIG. 5, and 10 is a synchronization signal detection circuit;
11 is a control circuit, 13 is a pulse generation circuit, 14 is a filter, and 15 is a DA converter, which also includes an error detection circuit 17 that detects errors in received data for each frame and a register that is also controlled by this error detection output. 18 have been added.
レジスタ18は入力データを1フレ一ム単位で蓄積し、
パルス発生回路13とフィルタ14に音声合成のパラメ
ータを供給するが、誤り検出回路17で誤りが検出され
た場合は前のフレームの受信データで置換え音声合成用
パラメータとして供給する。The register 18 accumulates input data in units of one frame,
Speech synthesis parameters are supplied to the pulse generation circuit 13 and the filter 14, but if an error is detected by the error detection circuit 17, the received data of the previous frame is replaced and supplied as the speech synthesis parameters.
(発明の動作)
ここでは本発明が可能な根拠を説明する。音声は極めて
冗長度の大きい信号であって、スペクト −ラムおよび
ピッチ周波数の変化は1フレームの時間に比べてゆっく
りしており、フレーム間の変化は少ない。したがって誤
りが検出されたフレームのデータを前のフレームのデー
タで置換えて音声を合成しても音質の変化は少ない。こ
れに対し誤りを含む受信データをそのまま音声に合成し
た場合には前記のような問題が発生する。すなわち前の
フレームのデータにて置換えて復原した音声の方か品質
が良好である。(Operation of the Invention) Here, the basis on which the present invention is possible will be explained. Audio is a signal with extremely high redundancy, and the spectrum and pitch frequency change slowly compared to the time of one frame, and there are few changes between frames. Therefore, even if audio is synthesized by replacing the data of the frame in which the error was detected with the data of the previous frame, there is little change in sound quality. On the other hand, if received data containing errors is directly synthesized into speech, the above-mentioned problem occurs. In other words, the quality of the voice restored by replacing it with the data of the previous frame is better.
次に伝送誤りの対策としては誤り訂正符号を用いる方法
があるが、誤り訂正を行うにはパリティビットのビ・ノ
ド数を多く必要とし、伝送帯域幅を広くすることが要求
されるという問題がある。また誤り検出用のパリティビ
ットのピント数はたとえば1ビット誤り検出では1ビツ
トでよいが、サイクリック符号等を使えばより確実な誤
り検出ができることは良く知られている。実際のパリテ
ィビットの数は使用される回線において発生が予想され
る誤り率分布、バースト誤りの長さなどを考慮して決め
られる。Next, there is a method of using error correction codes as a countermeasure against transmission errors, but there is a problem that error correction requires a large number of bits of parity bits and a wide transmission bandwidth. be. Furthermore, although the number of focus points of the parity bit for error detection may be, for example, 1 bit for 1-bit error detection, it is well known that more reliable error detection can be achieved by using a cyclic code or the like. The actual number of parity bits is determined in consideration of the error rate distribution expected to occur in the line used, the length of burst errors, etc.
(発明の効果)
本発明の実施によってボコーダ方式のディジタル伝送を
無線回線に適用する場合に伝送誤りによる復原した音声
の品質の劣化を少なくすることができる。(Effects of the Invention) By implementing the present invention, when applying vocoder digital transmission to a wireless line, it is possible to reduce deterioration in the quality of restored voice due to transmission errors.
第1図は本発明を実施したボコーダ方式の符号化回路の
構成図、第2図は本発明を実施した復号回路の構成図、
第3図は本発明における伝送データの1フレームのビッ
ト構成図、第4図は従来のボコーダ方式の符号化回路の
構成図、第5図は従来の復号回路の構成図、第6図は従
来の伝送データのフォーマットである。
1・・・AD変換回路、2・・・スペクトラム情報の分
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・・・同期信号発生回路、8・
・・切替器、9・・・制御回路、10・・・同期信号の
検出回路、11・・・制御回路、12・・・レジスタ、
13・・・音源のパルス発生回路、14・・・フィルタ
、15・・・DA変換器、16・・・パリティ発生回路
、17・・・誤り検出回路、18・・・レジスタ。FIG. 1 is a block diagram of a vocoder encoding circuit implementing the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a decoding circuit implementing the present invention,
Fig. 3 is a bit configuration diagram of one frame of transmission data in the present invention, Fig. 4 is a configuration diagram of a conventional vocoder encoding circuit, Fig. 5 is a configuration diagram of a conventional decoding circuit, and Fig. 6 is a conventional This is the format of the transmitted data. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... AD conversion circuit, 2... Spectrum information analysis circuit, 3... Spectrum information encoder, 4...
Sound source information analysis circuit, 5... Sound source information encoder, 6.
...Multiplexer, 7...Synchronization signal generation circuit, 8.
...Switcher, 9...Control circuit, 10...Synchronization signal detection circuit, 11...Control circuit, 12...Register,
13... Pulse generation circuit of sound source, 14... Filter, 15... DA converter, 16... Parity generation circuit, 17... Error detection circuit, 18... Register.
Claims (1)
にあ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と
復号の回路において、送信側符号化回路では各分析デー
タの各フレームごとにパリティビットを付加して伝送し
、受信側復号回路では受信データの1フレームごとに誤
りの有無を検出し、誤りが検出された場合はそのフレー
ムのデータを直前のフレームのデータで置換えて復号処
理を行うことを特徴とするボコーダ方式の音声ディジタ
ル伝送における誤り制御方法。In a vocoder-based audio encoding and decoding circuit that divides audio input into fixed time intervals, analyzes parameters that characterize the audio waveform within each segment, digitally encodes the data, and transmits the data, the transmitting side encoding circuit A parity bit is added to each frame of each analysis data and transmitted, and the receiving side decoding circuit detects the presence or absence of an error in each frame of received data. If an error is detected, the data of that frame is An error control method in vocoder-based audio digital transmission characterized by performing decoding processing by replacing frame data with frame data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61128022A JPS62285541A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Error control method in voice digital transmission of vocoder system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61128022A JPS62285541A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Error control method in voice digital transmission of vocoder system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS62285541A true JPS62285541A (en) | 1987-12-11 |
Family
ID=14974551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61128022A Pending JPS62285541A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Error control method in voice digital transmission of vocoder system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62285541A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05276122A (en) * | 1992-03-24 | 1993-10-22 | Kokusai Electric Co Ltd | Voice decoder |
US5581651A (en) * | 1993-07-06 | 1996-12-03 | Nec Corporation | Speech signal decoding apparatus and method therefor |
US6622275B2 (en) * | 1998-09-12 | 2003-09-16 | Qualcomm, Incorporated | Method and apparatus supporting TDD/TTY modulation over vocoded channels |
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-
1986
- 1986-06-04 JP JP61128022A patent/JPS62285541A/en active Pending
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