JPS63232641A - ボコ−ダ方式による音声信号のデイジタル伝送方法 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、音声信号のディジタル伝送方式に関するもの
であり、特に、ボコーダ方式における音声信号のディジ
タル伝送方式に関するものである。

（従来技術とその問題点） 音声を低ピントレートでディジタル符号化して伝送する
方式にボコーダ（ＶＯＣＯＤＥＲ）方式がある。

この方式では音声を５〜２０ｍ５ｅｃごとに区切り、そ
の各区間における音声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
結果、有声音の場合そのピンチ周波数、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。

第１図はボコーダ方式の符号化回路の系統図、第２図は
復号回路の系統図である。ともにディジタル演算処理を
用いて音声の分析１合成を行う例を示している。第１図
において、ｌはＡＤ変換器、２はスペクトラム情報の分
析をするスペクトラム分析回路、３はスペクトラム情報
の符号化をする符号化器、４はピッチ周波数の検出及び
有声音。

無声音の判定を行うために音源情報の分析を行う音源情
報分析回路、５は音源情報の符号化をする符号化器、６
は再符号化器３．５の出力を多重化して伝送データ列を
作成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。

音声人力１０はＡＤ変換器ｌでディジタル符号化された
後、スペクトラム分析回路２及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応じて５〜２０ミリ秒にとられる０
分析された結果は符号化器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各種の文献に
報告されている。ボコーダ方式Ｔは１区間の分析データ
を一般に数十ビットに符号化するので、復号回路では符
号のフレーム位置がわかっている必要がある。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
、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。

第３図は伝送データの信号形式の例である。図の５ＹＮ
（：は同期信号、Ｄは分析データの１フレーム（Ｎビッ
ト）を示している。図に示されるように、同期信号（Ｓ
ＹＮＣ）が最初に伝送され、その後分析データＤが伝送
される。同期信号５ＹＮＣにはＭ系列符号等をもとにし
た自己相関特性のよいＰＮ符号が用いられる。

第２図において、１２は同期信号の検出をする同期信号
検出回路、１３は音声合成の動作の制御を行う制御回路
、１４は受信データのレジスタ、１５は音源のパルス発
生回路、１６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、１７は出力のＤ
Ａ変換器である。受信では、まず、同期信号検出回路１
２で入力データ１８から先頭の同期信号５ＹＮＣを検出
し、制御回路１３を通して受信データのフレーム位置を
管理する。合成では、レジスタ１４に入力データ１８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、それぞれ復号する。復号された音源情報はパ
ルス発生回路１５を制御し、有声音、無声音及びピッチ
周波数に応じたインパルス列を発生する。スペクトラム
情報はフィルタ１６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１６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１７でア
ナログ波形として出力される。

前記の従来の伝送方法を受信状態の変動がはげしい回線
での伝送に適用した場合の受信不能となる状態の発生を
低減するために、本願発明者等は「ボコーダ方式におけ
るフレーム同期信号の伝送方法」　（特願昭６１−１１
２５１８号参照）を提案した。

この先願発明は、例えば同じ周波数を複数の通信系で共
用する場合、複数の通信系の中の一つの通信系で通信を
行っているとき、他の同じ周波数の受信装置でも同じ信
号が受信されるから目的の相手以外にも通信内容が漏洩
することになる。

（発明の目的） 本発明は、フレーム同期信号及び音声信号の符号化デー
タをフレーム毎に符号変換して伝送することにより、上
記の不具合を解消することのできるボコーダ方式による
音声信号のディジタル伝送方式を提供するものである。

（発明の構成） 以下本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明による符号化回路の構成例、第５図は復
号回路の構成例、第６図は伝送データのフォーマットで
ある。第４図の１．２．３．４．５゜６．８は第１図と
同じＡＤ変換器、スペクトラム分析回路、符号化器、音
源分析回路、符号化器、マルチプレクサ、切替器である
。２０は伝送開始時の同期信号５ＹＮＣ１と伝送途中に
挿入される同期信号５ＹＮＣ２の２種の同期信号を発生
する同期信号発生器である。２１は制御回路で伝送開始
時に５ＹＮＣ１を出力するほか、Ｍフレーム毎に１回５
ＹＮＣ２を挿入するよう同期信号発生器２０及び切替器
８を制御する。２２は符号変換器で、伝送データを設定
された変換規則に従って１フレームごとに符号変換して
出力し、これが送信される。

これによって伝送されるデータのフォーマットは第６図
のとおりで、図中のＤは分析データの１フレーム、５Ｙ
ＮＣ１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。ここで
、５ＹＮＣ２は分析データ１フレームのビット数と同じ
ビット数に、５ＹＮＣ１はその整数倍のビット数で構成
する。これらの伝送データは符号変換器２２でフレーム
毎に符号変換されて伝送される。

第５図の復号回路で、１４．１５．１６．１７は第２図
と同じ、レジスタ、パルス発生回路、フィルタ。

ＤＡ変換慕である。２３は同期信号検出回路であるが、
符号化回路の符号変換器２２で符号変換された同期信号
５ＹＮＣ１及び５ＹＮＣ２を同期信号として検出する。

２４は制御回路で、同期信号の検出位置によってフレー
ムタイミングを管理すると共に途中に挿入されている同
期信号ＳＹ’ＮＣ２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
行なうようレジスタ１４及びパルス発生回路１５を制御
する。２５はレジスタ１４からの受信データを符号変換
して合成処理のデータとする符号変換器であるが、その
符号変換は符号回路の符号変換器２２の変換をもとにも
どす動作、即ち逆変換を行なう。

第６図の信号フォーマットの信号を受信する信号回路の
詳細動作は、符号変換されたデータを扱うこと以外は特
願昭６１−１１２５１８号のとおりであるが、概要は次
のとおりである。

復号回路では、伝送開始時の同期信号５ＹＮＣ１と伝送
途中の同期信号５ＹＮＣ２の両方を待ち受けて検出する
ことによって、伝送開始時に回線状態が悪（５ＹＮＣ１
が検出できないような状態があっても、回線状態が回復
すれば５ＹＮＣ２の検出によって受信が可能となる。ま
た、５ＹＮＣ２のフレームに対しては復号回路ではその
前のフレームの受信データで置き換えてこれを用いて音
声を合成することによって、音声に異常音が入るのを防
止する。このような処理によって、フェージングが多く
回線状態の変動がはげしい回線でも安定した通信を行う
ことができる。

本発明では分析データ及び同期信号５ＹＮＣ１、５ＹＮ
Ｃ２をフレームごとに符号変換して伝送するが、この符
号変換の仕方を通信系又は通信する相手によって変えら
れるようにする。復号回路（受信装置）では、自局に割
り当てられた変換方法によって符号変換された５ＹＮＣ
１及び５ＹＮＣ２を同期信号検出回路２３で検出し、符
号変換器２５では自局に割当てられた変換方法の逆変換
を行ってもとの分析データを求め、音声を合成する。こ
れによって希望の相手局では同期信号が検出されると同
時に分析データも正しく逆変換されるので音声が復元さ
れる。一方、他の局、即ち異なる変換方法で待受けてい
る受信装置では同期信号が検出されないために音声が復
元されないだけでなく、無理に聞こうとしでも分析デー
タが正しく戻されないので、音声に復元できない。これ
によって同じ周波数を複数の通信系が共有している場合
に、通信の無用の混乱を避けるとともに、希望の相手以
外に聞かれるのを防ぐことができる。

ここで、従来のこのような目的の符号変換では復号回路
の入力部分に逆変換を行なう符号変換器を設け、その出
力を第２図の復号回路に入力する方法が使われているが
、この方法ではこの逆変換処理のために別の同期信号が
必要になるという欠点がある。本発明はフレーム単位の
符号変換とすることによって符号変換された同期信号は
その変換規則で決まる別の決まった符号系列に変換され
るから、その符号系列を同期信号として検出することに
よってこの欠点をなくすものである。分析データについ
ては一旦レジスタに蓄積した後、フレーム単位で逆変換
を行いもとのデータに戻して合成処理を行なう。

なお、このような処理でも伝送開始時の同期信号と伝送
途中に周期的に挿入する同期信号とを使うことによって
回線状態の変動がはげしい回線でも安定した通信を行え
るという利点はそのまま変わらないことは明らかである
。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によって、同じ周波
数を複数の通信系が共有する場合、希望の相手にのみ通
信を行い、他の局へは不要の音声を出さないという、い
わゆる選択呼出がボコーダ方式の音声のディジタル伝送
でも可能となり、通信ネットワークを構成する場合に大
きな効果がある。

【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側図、第２図
はボコーダ方式の従来の復号回路の構成側図、第３図は
従来の伝送信号のフォーマント、第４図は本発明による
符号化回路の構成側図、第５図は本発明による復号回路
の構成側図、第６図は本発明による伝送信号の一フォー
マントである。 第１図 箒３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音声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による音声信号の伝送方法
   において、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、また伝送途中では周期的に第２のフレー
   ム同期信号を挿入し、これらのフレーム同期信号を含め
   た信号をフレーム単位で符号変換して伝送し、受信側の
   復号回路では前記第１及び第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、また受信中においては第２のフレーム同期信
   号のフレームはその前のフレームの受信データで置き換
   え、受信されたデータは前記符号変換の逆変換を行って
   合成処理を行なうようにすることにより、前記符号変換
   の方法を通信系又は局によって変えられるようにしたこ
   とを特徴とするボコーダ方式による音声信号のディジタ
   ル伝送方法。