JPS6251536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の技術分野 本発明はデイジタル通信方式に関し、具体的に
は音声信号をコード化して多重伝送するコーデイ
ング方式に関する。 発明の背景 時間によつて変動する信号をデイジタル・コー
ド化信号へ変換するには、上記時間によつて変動
する信号をサンプルし、そのサンプル信号を量子
化することによつて行われる。これは、信号振幅
を測定するために使用されるスケールを予めセク
シヨンに区分し、そのセクシヨンの各々へ１つの
デイジタル値を割当てることを意味する。信号量
子化動作が実行される時（即ち、信号サンプルが
デイジタル値へ変換される時）、同一セクシヨン
の範囲内に入る信号の全てのサンプルは、同一デ
イジタル値でコード化される。勿論、不正確な変
換が生じて、元の信号とそのコード化形式との間
にエラーが生じる場合がある。それは、実行され
た動作によつて、量子化雑音が生じる場合であ
る。セクシヨンの大きさを狭くすれば、雑音が減
少することは明らかである。しかしスケールによ
つてはこの動作はセクシヨンの数（従つて、コー
ド化されるべきデイジタル値の数）を増加させ、
更に、セクシヨンをデイジタル的に限定するのに
使用されるビツト数を増加させる。その結果、デ
イジタル・モードで表現された信号を処理する装
置が複雑となり、信号を送信ステーシヨンから受
信ステーシヨンへ送る時、伝送チヤネルが渋滞す
ることになる。従つて、適正な信号対雑音比を維
持しつつ、コーデイング動作に必要なビツト率を
減少させるための試みがなされてきた。逆に言え
ば、全体のビツト資源を限定された量子化動作へ
割当てる場合に、雑音を最小値へ抑えるため、上
記ビツト資源を合理的に使用する試みがなされて
きた。 これらの試みは、いわゆる差動形又はデルタ
PCMコーデイング処理に起原を有する。デルタ
PCMコーデイング処理において、各サンプルの
振幅全体をコーデイングする代りに、２つの連続
したサンプリング時点の間で信号増分をコード化
するために量子化ビツトが使用される。かくて、
量子化されるべき情報の変動が少なくなり、量子
化ビツトを良好に利用することができる。その理
由は、最初に与えられた信号のサンプルを直接に
コード化するため同数のビツトを使用しつつスケ
ールを狭いセクシヨンへ区分してよいからであ
る。 上記の処理方式は、コード化されるべき信号の
統計上の特性を考慮に入れることによつて改善さ
れた。例えば、音声によつて生じた信号のエネル
ギーは、通常音声スペクトルの低周波数領域に集
中しているので、この領域の量子化に多くのビツ
トを割当て、高周波数帯域にある信号よりも正確
に低周波数領域信号をコード化することが提案さ
れた。この種の装置については、1976年10月に出
版されたベル・システム技術ジヤーナル（Bell
System Technical Journal）に記載された
Crochiere氏その他による文献を参照されたい。
この文献で開示された処理方式では、音声信号は
先ず電話周波数領域の全体をカバーする一連の帯
域濾波器によつて副帯域へ分割される。次に副帯
域は変調されてベース・バンドへシフトされ、ナ
イキスト周波数でサンプルされる。次に、副帯域
中の各信号は、高帯域よりも低帯域へ多くのビツ
トを割当てることによつて非均一的かつ個別的に
量子化される。統計的な研究によつて、副帯域の
間で異つた量子化ビツト率を選択し、ビツトの適
当な分布を限定することが可能になつた。しか
し、コーデイングは統計上のデータに基き実際の
状況に即していないので、最適のコーデイング装
置を作ることができない。 他のシステムにおいて、コーデイングの質は、
ビツトの割当てを統計上のデータではなく、信号
の特性に基づかせることによつて改善された。 コーダが複雑でない実際的なコーデイング兼デ
コーデイング・システムを実現する新しい処理方
式が開発された。この処理方式は米国特許第
4142071号に開示されている。これは、本質的に
はいわゆるBCPCM形コーデイングを利用するも
ので、信号は時間領域の部分ごとにコード化され
る（１つの部分にＫ個のサンプルがある）。更
に、信号は周波数領域においてＰ個の副帯域に区
分され、各副帯域はその固有の特性に従つて個別
的にコード化される。具体的に説明すれば、コー
デイング・パラメータの数（ｉ番目の副帯域の信
号の量子化に使用されかつＫ個のサンプルのブロ
ツクについてセツトされる量子化ビツトniの数）
は、Ｋ個のサンプルの特性から引出される。こう
してコーデイング・システムのビツト資源の割当
てが最適になされる。更に具体的には、コード化
されるべき信号の特性に基いてビツト率を量子化
に使用することのできる、ビツトの合理的使用法
が実現される。 しかし、信号部分の量子化動作は、その信号部
分の特性から前もつてパラメータを引出しておく
ことを必要とするので、比較的長い処理上の遅延
を生じることになる。これはコーデイング過程が
全２重方式で動作する通信システム（送信チヤネ
ルと受信チヤネルが同時に動作するシステム）で
実行される場合、不都合を生じる。その場合、通
信システムの２つの端部に位置する話し手は相互
に対面しているかの如くリアル・タイムで話さね
ばならないのであるが、送信チヤネル及び受信チ
ヤネル中を伝送される情報が相互に干渉し、いわ
ゆるエコー現象を生じる。即ち、話し手によつて
送信された情報は、或る時間の経過後にその話し
手に戻つて来る。 エコー現象は、話し手が他の話し手と会話を続
けている間前に話したことばが話し手の耳へ戻つ
て来るため、非常に不愉快なものである。送信
と、送信路から受信路を介してフイードバツクさ
れるエコー受信との間の時間遅延が短い場合、話
し手は妨害効果を受けない。或る限度を超えると
（25ｍｓ）、会話は聞き取れなくなる。エコー現
象によつて生じる問題を解決するための多くの方
法が提案された。これらの方法は、概して２つに
大別される。第１の方法は比較的簡単かつ安価で
あり、現在話している人の受信チヤネルを中断さ
せることを含む。この方法によれば、全２重方式
の利益は殆んど失われる。第２の方法は全２重方
式の利益を失わせないが、適合等化器型のエコ
ー・サプレツサを必要とし、構成が複雑かつ高価
になる。 エコー現象は、前記米国特許に開示されるよう
な音声信号処理方法に基くコーダ／デコーダ通信
システムを使用する時、重大な問題を生じる。 即ち、上記米国特許の処理方式は、コーダ（更
に具体的には、コーダに属する量子化装置）のビ
ツト資源を送信されるべき信号の特性へダイナミ
ツクに適合化させることによつて、コーデイング
動作を最適化することが可能であるが、音声が発
音された時点と、それが送信される時点との時間
遅延を増大させ、その結果、送信チヤネルから受
信チヤネルへのフイードバツクが非常に妨害効果
のあるエコーを必然的に生じる。 前記米国特許では、信号はいくつかのサンプル
より成るブロツクごとに処理され、そのブロツク
から量子化パラメータがダイナミツクに引出され
る。即ち、１つのサンプル・ブロツクのコーデイ
ング動作に使用される量子化ビツトの数は、その
ブロツクから引出される。従つて、サンプルがコ
ーダの入力に現われる時点と、量子化の後に同じ
サンプルがコーダの出力に現われる時点との間に
時間遅延が生じる。この遅延は、通常のコーダで
生じる遅延よりもはるかに大きい。その結果、妨
害的なエコーが生じる。 前記米国特許で使用されるコーダの複雑性を考
慮すると、等化型エコー・サプレツサは解決策と
して使用されるべきではない。等化器それ自体が
複雑であり、通常の通信システムで使用されるエ
コー・サプレツサよりも高価につく。 本発明の要約 本発明の目的は、BCPCM全２重通信システム
において、エコー効果を減少させる伝送方式を提
供することである。 本発明の他の目的は、全２重通信システムにお
いて、量子化ビツト率をダイナミツクに割当て、
量子化パラメータを前もつて決定し、このパラメ
ータと共に処理されるサンプルがコーダの入力に
現われた時に、その準瞬時的量子化を可能とする
ような伝送方式を提供することである。 更に具体的には、本発明は音声信号伝送方式に
関する。上記音声信号のスペクトルは所定の周波
数帯域内にあり、かつ前もつてサンプルされて比
較的高いビツト率で量子化される。上記信号はい
くつかの副帯域へ濾波され、各副帯域のサンプ
ル・ストリームは、所与の持続時間を有するサン
プル・ブロツクへ区分され、次いで各サンプル・
ブロツクは再量子化過程で使用される。その過程
で次の動作が実行される。(1)各副帯域中の信号の
エネルギーに関連したパラメータを測定するこ
と。(2)上記パラメータに関して各副帯域のために
再量子化ステツプを決定すること。(3)上記再量子
化ステツプを使用して連続するサンプル・ブロツ
クを再量子化すること。(4)多重化動作によつて、
ｐ個の副帯域内の再量子化されたサンプルを再量
子化パラメータと共に伝送すること。 実施例の説明 Ｓ（nt）はコード化されるべきサンプル信号と
する。そのスペクトルはｐ個の隣接する副帯域へ
分割されるものと仮定する。これらの副帯域は個
別的に量子化されるが、量子化ビツトの総数は一
定の値Ｎに等しいものと仮定する。通常のコーデ
イング・システムにおいて、全ての副帯域は時間
的に一定のビツトで量子化される。これは或る程
度の量子化雑音をもたらすが、この雑音は、全て
の副帯域を一定のビツト率で量子化する代りに、
量子化ビツト資源をもつと合理的な方法で分配す
るようにすれば、減少させることができる。 前記米国特許において、音声信号を処理するた
め良好に適合された方式が開示されている。この
ような処理方式を理解するため、ｎ_iはＳ（nt）
から引出された信号量子化のためのビツト数であ
つて、ｉ番目の副帯域に含まれるものとする。 更に、Ｅ_iは量子化する前の上記副帯域に含ま
れるエネルギーであるとする。チヤネルｉに導入
された量子化雑音（ｅ_i）は、先ず、次の近似式
を満足させる。 ｅ_iＥ_i・２^-2ni ｐ個の全ての副帯域における平均２次エラー(e)
は次の式で表わされる。 ここで

【式】である。 従つて、エラーｅを与える合計の全ての項が相
互に等しい時、ｅは最小となる。ここでＥ_i・２^-
２ｎｉ＝ｋとすれば（ｋは定数でありｉ＝１、２、３
……ｐ） ｎ_i＝−log ｋ^1/2＋logE_i ^1/2 （logの底は２である） −log ｋ^1/2＝σとすれば 従つて、全ての副帯域にわたつて全体の量子化
エラーを最小にするため、ｉ番目の副帯域の量子
化に割当てられるビツト率は次のようになる。 ｎ_iはビツト数を表わすから、式(1)からは近似
的な整数値のみを採用する。 かくて、各副帯域に含まれるエネルギーの測定
値に基いて、量子化ビツト資源を合理的かつダイ
ナミツクに分配することができる。 このため、信号をｐ個の副帯域に区分した後、
上記副帯域の各々に含まれるエネルギーを測定
し、式(1)を使用して各副帯域の量子化へ割当てら
れるビツト率の値を引出し、量子化動作を制御す
るため上記の値を使用する。 実際には、量子化動作の調節は所定の時間間
隔、即ちいくつかのサンプルより成るブロツクの
間に起る。かくて、信号が上記の時間間隔の間に
変化する振幅限界を決定することができる。この
限界の比較により、かつ割当てられたビツト率か
ら、関連した副帯域を量子化するための量子化ス
テツプＱ_iの値を引出すことができる。例えば、
ｉ番目の副帯域の振幅が−５ボルトと＋５ボルト
との間で変化し、その副帯域へ割当てられたビツ
ト率がｎ_i＝１であると仮定すれば、ステツプＱ_i
＝５を選択することができる。これは、ゼロ・ボ
ルトを超える全てのサンプルが「０」とコード化
され、ゼロ・ボルトより低いサンプルが「１」と
コード化されることを意味する。 信号が周波数領域において十分に狭い副帯域へ
区分される時、各チヤネル内のスペクトルは比較
的フラツトである。その場合、各副帯域内のエネ
ルギーは、考慮される副帯域中に含まれる最大サ
ンプル（Ｍ）の振幅（絶対値）の２乗に比例す
る。即ち Ｅ_i＝λ・Ｍ_i ^２ (2) ここでλは比例定数であり、Ｍ_iはｉ番目の副
帯域中に含まれる最大振幅である。 式(1)及び(2)を組合せることによつて次式が得ら
れる。 もし本発明の量子化動作を実行するため、デイ
ジタル回路を使用することが望まれるならば、既
にコード化された信号が処理されねばならない。
この前段階のコーデイングは、正確を期するた
め、通常の方式に従つて一定の高ビツト率で実行
される。その次に本発明の装置が信号サンプルを
再量子化するために使用される。この再量子化に
よつて、利用可能なビツトの合理的分配が達成さ
れる。 第１図に示される装置によつて、今迄説明した
再量子化プロセスを実行することが可能である。
差当り、レジスタBUFFは無視して説明するが、
その重要な機能は後に説明する。信号Ｓ（nt）が
一定の高ビツト率でPCM方式によりコード化さ
れると、サンプルＸ_Sが発生され、それがフイル
タ・バンクへ送られる。このフイルタ・バンクは
サンプルＸⁱ（ｉ＝１、２、……、ｐ）を含むｐ
個の副帯域Ｂ_iへ信号を区分する。エネルギー測
定装置は、各副帯域について、最大値Ｍ_iを決定
するため、所与の時間間隔の間にそれが受取つた
サンプル（即ち、信号部分又は所与の持続時間中
のサンプル・ブロツク）を分類する。換言すれ
ば、エネルギー測定装置はｉ＝１、２、……、ｐ
についてＭ_iの値を決定する。次にこれらの値は
対数発生器へ与えられる。対数発生器は関数ｙ＝
２^xの座標を記憶するテーブルでテーブル・ルツ
クアツプを実行するか、又はマイクロプロセツサ
を利用して、近似収束級数から２を底とするＭ_i
の対数を計算することができる。次にLog Ｍ_iの
値は加算器へ送られる。加算器はLog Miへ利得
１／ｐを乗算し、その結果を所定の値Ｎ／ｐから
差引く。従つて、加算器は項σを発生する。この
時点で、副帯域を再量子化するために必要な全て
の情報が得られたことになる。換言すれば、エネ
ルギー測定装置、対数発生器、加算器の集合体は
音声信号サンプルを再量子化するためのパラメー
タを発生する。 再量子化装置DQ_iはｉ番目の副帯域を再量子化
する装置である。第２図に示されるように、DQ_i
は加算器ADD_i、再量子化ステツプ発生器ST_i、
再量子化器QT_iを含む。加算器ADD_iにおけるLog
Ｍ_iとσの加算動作はｎ_iを生じ、このｎ_iは次式に
従つて量子化ステツプＱ_iを発生するためST_iで使
用される。 Ｑ_i＝Ｍ_ｉ／２^ｎｉ−１ (4) 量子化ステツプＱ_iは再量子化器QT_iへ与えられ
る。QT_iはＸⁱをビツト率ｎ_iで再量子化し、新し
いデイジタル・シーケンスＳⁱを発生する。 もしｎ_i＝１であると仮定すれば、次式(5)を得
る。 Ｑ_i＝Ｍ_i (5) この場合、QT_iは単にＸⁱについて信号検出を実
行する。Ｘⁱ０である時、QT_iはＳⁱ＝０を与
え、Ｘⁱ＜０である時、QT_iはＳⁱ＝１を与える
（システムは通常の方式に従つて２の補数コード
で動作するから、「０」は正の符号を表わし、
「１」は負の符号を表わす）。 ｎ_i＝２の場合、４つのレベルをコード化する
ことができ、ｎ_i＝３の場合、８つのレベルをコ
ード化することができる。以下同様である。これ
らのコーデイング動作は、通常の方式でＭ_iによ
つて限定されるｉ番目の副帯域の最大振幅変化範
囲を、割当てられたビツトｎ_iの数によつてコー
ド化されるレベルと同数の振幅部分へ区分する。 第１図においてDQ_iは１つの再量子化装置DQ
へまとめられる。 これまで説明した処理方式を使用するために
は、所定の時間にわたつて副帯域の内容を分析す
る必要がある。更に、ｎ_i及び各サンプルＸⁱのた
めの量子化ステツプを変更することは得策ではな
い。他方、この処理方式は、サンプル・ブロツク
上で実行されるコーデイング動作、即ちいわゆる
BCPCMコーデイング動作のために特に適してい
ることが分る。このコーデイング動作は次のよう
に要約することができる。即ち、先ずコード化さ
れるべきサンプル・ストリームを所定持続時間を
有するサンプル部分へ分割して得られるＫ個のサ
ンプルより成るブロツクについて、ブロツク中の
最大サンプルがコーデイング限界の外側に来ない
ように、スケール・フアクタＣが選択される。次
に、ブロツク中のＫ個のサンプルが量子化され
る。スケール・フアクタ（ブロツク特性）及びブ
ロツク中のＫ個のサンプルは、そのブロツクを十
分に限定するデイジタル情報を与える。このコー
デイング方式の詳細は、1974年スイスのチユーリ
ツヒで開催されたデイジタル通信国際セミナーに
おいて、「PCM及びデルタ変調における進歩：音
声信号のブロツク・コンパンド・コーテイング」
（Progress in PCM and delta Modulation：
Block Companded Coding of Speeck Signal）
と題してA.Croisier氏により講演されている。 本発明において、ｎ_iはｉ番目の副帯域につい
て各ブロツクの持続時間のために限定される。 Ｍ_iの値（又は近似値）はＣ_i（ｉ番目の副帯域
のスケール・フアクタ）として選択することがで
きる。その場合、式(3)は次のようになる。 勿論、信号をデコードし、音声信号の情報を回
復するためには、各チヤネルのＳ_iのみでなくＣ_i
も必要である。 これまでの説明によつて、開示されたコーデイ
ング処理方式の利点の１つが明らかとなつた。即
ち、コーデイング・ビツトの総数が与えられる
と、信号の特性によつて決定される具体的要件に
基いて、信号部分を量子化するためコーデイン
グ・ビツトをダイナミツクに割当てることによつ
て、上記ビツトを最適の合理的方法で使用するこ
とができる。しかし、コーダは信号部分を量子化
する前にその信号部分のサンプル・ブロツクを有
する。換言すれば、上記コーデイング方式の原理
は非常に興味あるものであるが、コーダの入力と
出力との間に時間的遅延が存在する。 電話形式の伝送線によつて与えられた音声信号
が16個の副帯域へ区分され、かつ副帯域のサンプ
ル数が８に等しいものと仮定する。電話線のバン
ドパスは4000Hzより低いから、信号はナイキスト
周波数（即ち8KHz）でサンプルされる。 従つて、全部で16×８＝128個のサンプルは、
128／８×10³＝16ｍｓの持続時間を有する信号部
分を表わす。 かくてシステムは、所定の信号部分がシステム
入力に現われる時点と、再量子化のためにその信
号部分の処理が始まる時点との間に、既に16ｍｓ
の時間遅延が導入される。この時間遅延は、或る
種のアプリケーシヨンではそれほど重要ではない
かも知れないが、リアル・タイムの通信において
は著しい妨害要素となる。 第３図は、前記米国特許に開示されたシステム
を利用した時、デイジタル伝送線の両端に置かれ
た送信ステーシヨン１０と受信ステーシヨン２０
との間に導入される遅延を具体的に示した略図で
ある。送信ステーシヨン１０の入力にあるスピー
カ１によつて、電話線を介して送られた入力信号
は、先ずＡ／Ｄ変換器によつて高いビツト率でコ
ード化され、サンプルＸ_Sを与える。上記サンプ
ルＸ_Sのストリームは16ｍｓのブロツクへ分割さ
れ、16ｍｓ遅延回路DL１又はDL２へ与えられ
る。選択された遅延回路が負荷された時、そこに
含まれるサンプルの処理を開始することができ、
その間にＡ／Ｄ変換器の出力が他の遅延回路へ切
換えられる。サンプルＸ_Sは2.5ｍｓの遅延を生じ
るフイルタ・バンクへ送られる。フイルタ・バン
クの出力はパラメータ発生器及び再量子化装置へ
送られる。第１図に示されるように、パラメータ
発生器はエネルギー測定装置、対数発生器、加算
器を含み、再量子化装置によつて実行される再量
子化動作のためのパラメータを決定する。 再量子化装置は、16個の副帯域にわたつて、そ
れぞれの再量子化される音声信号部分のために、
128個の再量子化サンプルＳ^ｉ _ｊをマルチプレクサへ
送る。ここでｉは考慮されている副帯域の順序を
示し、ｊは考慮されているサンプルの順序を示
す。パラメータ発生器は16個のスケール・フアク
タＣ_iをマルチプレクサへ与える。マルチプレク
サはＣ_iへパリテイ・ビツトを割当てることによ
つてそれを保護し、メツセージへいわゆる同期ビ
ツトを付加する。そのメツセージは最終的にデイ
ジタル伝送線LD１を介して伝送される。 第４図は伝送線LD１を介して伝送されるデー
タ群のフオーマツトを示す。このフオーマツトは
同期ビツト、及びそれに続いた16個のＣ_i値、及
び128個の再量子化された音声サンプルを含む。 伝送線LD１を介してデータ群を伝送する前
に、128個のサンプルＳ^１ _１〜Ｓ^１６ _８が利用可能でな
け
ればならない。これは遅延回路DL３及びDL４に
よつて可能となる。各遅延回路は16ｍｓの遅延を
生じ、２つのスイツチによつて交互に、１つの遅
延回路の内容が伝送されている間に他の遅延回路
が負荷されるように切換えられる。 受信ステーシヨン２０においては、送信ステー
シヨン１０と逆の動作が実行される。デマルチプ
レクサは通常の方法で同期をとるため同期ビツト
を利用し、ビツト・ストリームを第４図に示され
るようなビツト群へ分割し、パリテイ・ビツト及
び同期ビツトを抽出する。次にデマルチプレクサ
サンプルＳ^ｉ _ｊからスケール・フアクタＣ_iを分離す
る。スケール・フアクタＣ_iは逆パラメータ発生
器へ送られ、サンプルＳ^ｉ _ｊは逆再量子化装置へ送
られる。 逆パラメータ発生器は式(6)及び(4)を使用してｎ
_i及びＱ_iを計算する。ここでＭ_i＝Ｃ_iであると仮定
する。逆再量子化装置は音声信号のサンプルを、
再量子化装置入力に存在した形へ戻す。Ｍ_i＝＋
５、ｎ_i＝１の例では、再量子化装置によつて再
量子化されるサンプルＸⁱがゼロ・ボルトより高
いか低いかによつて、再量子化装置はＳⁱ＝０又
はＳⁱ＝１を与える。従つて逆再量子化は次の式
によつて実行される。 Ｘⁱ＝（Ｓⁱ＋0.5）Ｑ_i Ｓⁱ＝１のとき、Ｘⁱ＝−2.5 Ｓⁱ＝０のとき、Ｘⁱ＝2.5 逆再量子化装置から出る情報エレメントは逆フ
イルタ・バンクで濾波される。即ち、16個の副帯
域は単一の帯域へと結合される。逆フイルタ・バ
ンクの出力では元の信号の周波数帯域が回復され
（前記米国特許の第４図を参照）、それがＤ／Ａ変
換器で変換されて、電話線を介して送られる。
Ｄ／Ａ変換器の出力には会話者２が接続される。
逆フイルタ・バンクは約2.5ｍｓの遅延を生じ
る。従つて会話者１が音声を発する時点と、会話
者２がその受信システムで上記音声を受取る時点
との間に、少なくとも37ｍｓの遅延が既に生じて
いる。この遅延は会話者２に妨害効果を与えな
い。しかし会話者１から会話者２への信号が会話
者１へ戻される場合、会話者１が音声を発した時
点と、それが同一の音声を聞く時点との間に、少
なくとも37ｍｓの遅延が生じる。前述したよう
に、会話者１はそのようなエコーによつて妨害効
果を受け、会話者１と会話者２との間の会話は不
可能になる。 通信網のアーキテクチヤーが全２重動作用に構
成されている時、事態は更に悪くなる。 第５図は全２重通信網のアーキテクチヤーを示
す。会話者１及び２はデイジタル形の伝送線及び
電話線を介して相互に接続される。第３図に示さ
れるようなネツトワークを使用することによつ
て、かなりのビツト節減又は最適のコーデイン
グ・ビツトの割当てが達成される。デイジタル伝
送線LD１及びLD′１による通信が行われるから
である。電話線LT１及びLT２による伝送に関し
て言えば、通常形の差動変圧器TD１及びTD２を
使用することによつて、かなりの電話線の節減が
達成される。差動変圧器TD１及びTD２を使用す
ることによつて、会話者１及び２に所属しかつ電
話線LT１及びLT２へ接続される電話セツトを、
デイジタル形送受信セツトＴ１及びＴ２の間にあ
る２本の線に接続することが可能である。Ｔ１及
びＴ２はデイジタル伝送線LD１及びLD′１によ
つて相互に接続される。変圧器TD１は会話者１
の受信チヤネルからその送信チヤネルを分離す
る。送信チヤネル２３はデイジタル形送信ステー
シヨン１０へ接続され、ステーシヨン１０は、デ
イジタル伝送線LD１を介して送信を行う。デイ
ジタル形受信ステーシヨン２０がLD１の他端に
置かれている。受信ステーシヨン１０、線LD
１、受信ステーシヨン２０はTD１からTD２への
送信に関与し、全ての点で第３図に示される構成
と同じものである。従つて、それらは、TD１と
TD２との間に少なくとも37ｍｓの遅延を生じ
る。送信ステーシヨン１０′、デイジタル形伝送
線LD′１、受信ステーシヨン２０′は送信ステー
シヨン１０、線LD１、受信ステーシヨン２０と
同様のものであつて、TD２からTD１への送信に
関与する。通常、差動変圧器は、それが平衡して
いる限り、それに接続された送信チヤネルと受信
チヤネルとを良好に分離する。実際には、完全な
平衡は達成されないから（線LT１及びLT２にお
けるインピーダンスは不完全にしか知ることがで
きない）、差動変圧器の送信チヤネルにある信号
の１部が受信チヤネルへ混入する。その結果、エ
コー現象が生じる。TD１に帰因し会話者１に影
響を与えるエコーは無視することができる。実
際、TD１に起因するエコーの時間遅延は小さ
く、妨害効果を生じない。特に妨害効果を与える
エコーは差動変圧器TD２によつて生じるエコー
である。第３図に関連して説明した遅延時間を想
起するならば、TD２によつて生じるエコーは２
×37＝74ｍｓの遅延を有することが分る。換言す
れば、会話者１によつて発声された音は少なくと
も74ｍｓの後に会話者１へ戻り、これは会話者１
をして満足に会話できないようにさせる十分のレ
ベル値である。 第６図は第３図に示される送信ステーシヨン及
び受信ステーシヨンの改善を示す略図である。第
６図は前記米国特許に開示されるコーデイング兼
デコーデイング・システムの構成要素を有する
が、異つたアーキテクチヤーとして第１図の点線
で示されるレジスタBUFFを含む。レジスタ
BUFFは、再量子化信号の適当な処理と組合せて
使用された場合、エコー問題を決定的に解決する
機能を果す。即ち、コード化されるべき音声がコ
ーダの入力に現われた時点から、その音声がコー
ダから出ていく時点までの時間の長さはかなり減
少され、エコー現象の妨害効果は克服される。会
話者１から与えられた信号は、Ａ／Ｄ変換器によ
つて高ビツト率でデイジタル値へ変換される。
Ａ／Ｄ変換器へ与えられたサンプルＸ_Sは、遅延
されないでフイルタ・バンクへ送られる。フイル
タ・バンクは信号を16個の副帯域へ分割するが、
その集合は4000Hzまでの低周波数範囲をカバーす
る。サンプル・ストリームは、フイルタ・バンク
の出力において、16ｍｓのブロツクへ分割され
る。 16個の副帯域中に現われる128個のサンプル
は、パラメータ発生器によつて処理される。パラ
メータ発生器はサンプルから再量子化装置DQ中
のDQ_i〜DQ_pによつて使用されるパラメータを引
出す。具体的に説明すれば、パラメータ発生器は
第１図のエネルギー測定装置、対数発生器、加算
器によつて必要な項目を計算する。再量子化され
るべきサンプル・ストリーム中の第ｋ番目のブロ
ツクから決定された再量子化パラメータは、レジ
スタBUFFへ記憶される。それは、次のサンプ
ル・ブロツク（即ち第（ｋ＋１）番目のブロツ
ク）を再量子化するのに使用するためである。従
つて、第（ｋ＋１）番目のサンプル・ブロツクが
フイルタ・バンクから出力された時、それは直ち
に再量子化装置中で再量子化され、第ｋ番目のブ
ロツクに対応するパラメータＣ_i＝Ｍ_iと共に、マ
ルチプレクサMPX及びデイジタル伝送線を介し
て送信される。マルチプレクサは、ｐ個（実施例
では16）の副帯域中の再量子化された信号サンプ
ルに関連したビツト及びＣ_iに関連したビツトよ
り成るデータ群へ、パリテイ・ビツト及び同期ビ
ツトを付加する。これらの再量子化及び送信動作
の間に、第（ｋ＋１）番目のブロツクはパラメー
タ発生器で処理され、次のサンプル・ブロツク
（即ち、第（ｋ＋２）番目のブロツク）を再量子
化するために使用されるパラメータが計算され
る。このようにして処理が続行するので、音声信
号の最初のサンプル・ブロツクを無視すれば、再
量子化動作は、あたかも瞬時に（フイルタ・バン
クに起因する2.5ｍｓの遅延を除いて）実行され
るように見える。前記米国特許の装置によつて導
入された36ｍｓの遅延は、見かけ上16ｍｓの時間
を先行させて再量子化されるべきサンプル・ブロ
ツクの再量子化パラメータをダイナミツクに決定
することにより削除される。 第７図は第１図に示される構成の変更例を示
す。第７図において、再量子化装置DQ₁，DQ₂，
……，DQ_i，……，DQ_pに含まれていた加算器
ADD₁，ADD₂，……，ADD_i，……，ADD_p及び
再量子化ステツプ発生器ST₁，ST₂，……，
ST_i，……ST_p（第２図参照）は、レジスタ
BUFFの上部に置かれる。従つて、レジスタ
BUFFは、音声信号のサンプル・ブロツクから得
られかつ音声信号の次のブロツクを処理するよう
に意図されたパラメータM₁，M₂，……，Ｍ_i，…
…，Ｍ_p及びQ₁，Q₂，……，Ｑ_i，……，Ｑ_pを記
憶するために使用できる。再量子化装置は再量子
化器QT₁，QT₂，……，QT_i，……，QT_pのみを
含む。 更に、ここに開示されたシステムによれば、デ
ータ・ブロツクを再量子化しかつデイジタル伝送
線LD１を介して送信を開始する前に、128個の再
量子化サンプルＳ^１ _１〜Ｓ^１６ _８を待機しなければなら
ないことによつて生じる第２の16ｍｓの遅延が除
去される。信号サンプルがフイルタ・バンクの出
力に現われた時、ブロツクを再量子化することが
できるからである。前記米国特許の第４図に示さ
れるように、フイルタ・バンクは樹状構成を有す
る。その場合、各副帯域は同時に現われる。換言
すれば、同一ブロツクに属する信号サンプがフイ
ルタ・バンクの出力に現われる時点をt₁、t₂、…
…、t₈とすれば、上記ブロツクの128個のサンプ
ルは次表に示すように現われる。

【表】 ・
X_８ ^１６、……、 X_３ ^１６、 X_２ ^１６、
X_１ ^１６
この表に示された信号サンプルを再量子化する
ために必要なパラメータは、上記サンプルが再量
子化装置の入力に現われる前に、レジスタBUFF
で利用可能である。従つて、再量子化は時点t₁で
開始されることができる。t₁は次のように再量子
化装置によつて同時に処理が開始されることので
きる時点である。 Ｘ^１ _１、Ｘ^２ _１、Ｘ^３ _１、Ｘ^４ _１、……、Ｘ^１５ _１
、Ｘ^１６ _１ 時点t₂では、サンプル群Ｘ^１ _２、Ｘ^２ _２、……、Ｘ^１
６ _２
について再量子化が行われる。以下同様である。
マルチプレクサによつてデイジタル伝送線LD１
上を伝送されるビツト形式は第８図に示される。 第３図に関連して説明した第２の16ｍｓの遅延
は（DL３及びDL４参照）、この新規なコーダの
アーキテクチヤーによつて16/8＝２ｍｓに減少さ
れる。 かくて、差動変圧器TD２に帰因し会話者１に
影響を及ぼすエコー（第５図参照）は、（2.5×２
＋２）×２＝14ｍｓの後に戻される。このような
エコーは会話者１にそれほどの悪影響を及ぼさな
い。第５図の通信システムは対称形であるから、
会話者２は会話者１と同じ条件下にあり、差動増
幅器TD１によつて会話者２へ戻されるエコーは
同様に14ｍｓの遅延を有する。これもまた無視で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用されるフイルタ・バン
ク、パラメータ発生器、及び再量子化装置を示
し、第２図は再量子化装置DQ_iの詳細を示し、第
３図は第１図に示される構成を使用したデイジタ
ル伝送装置の略図であり、第４図は第３図の装置
によつて伝送されるデータ・ブロツクのフオーマ
ツトを示し、第５図は２重伝送装置の略図であ
り、第６図は本発明に従うデイジタル伝送装置の
略図であり、第７図は第１図に示される構成の変
更例であり、第８図は第７図の構成によつて伝送
されるデータ・ブロツクのフオーマツトである。 １０，１０′，１０″……送信ステーシヨン、２
０，２０′，２０″……受信ステーシヨン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の周波数帯域にある音声信号を伝送する
   システムであつて、上記音声信号をサンプルして
   デイジタル信号へコード化する手段と、上記周波
   数帯域を複数の副帯域に分割するとともに上記デ
   イジタル信号を所定の持続時間を有する信号ブロ
   ツクへ変換する手段と、上記副帯域の各々につい
   て上記信号ブロツクから最大信号を選択する手段
   と、上記最大信号に基いて上記信号ブロツクの再
   量子化パラメータを決定する手段と、上記再量子
   化パラメータを記憶する手段と、上記記憶手段に
   記憶された再量子化パラメータであつて先行する
   信号ブロツクから引出されたものを使用して後続
   する信号ブロツク中の信号を再量子化する手段
   と、上記再量子化された信号を伝送線を介して伝
   送するため上記信号ブロツクを多重化する手段と
   を具備する音声信号伝送システム。