JPS63232644A - 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。

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２合成を行う例を示している。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
は両符号化器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。

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。ボコーダ方式では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、復号化回路では
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
Ｃ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（ＳＹ
ＮＣ）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、無声音及びピンチ
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、フレーム同期信号に通信系ごとに異なった符
号を割当てることによって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、次の点が異なる
。

（１）符号化回路では、同期信号発生器７は伝送開始時
の同期信号５ＹＮＣ１と、途中に挿入される同期信号５
ＹＮＣ２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５ＹＮＣ２を１回挿入するように同期信
号発生器７及び切替器８を制御する。

（２）復号回路では、同期信号検出回路１２はＳＹ、Ｎ
Ｃ１と５ＹＮＣ２の２種の同期信号を検出する。制御回
路１３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１４及びパルス発生回路１５を制御する。

本発明ではこの同期信号５ＹＮＣ１及び５ＹＮＣ２を一
種ではなく複数の符号を使用し、通信系によって又は通
信する相手ごとに異なる符号を割当てて使用する。従っ
て同期信号発生器７及び同期信号検出回路１２は発生又
は検出する符号を変更できるものになる。

第４図の信号フォーマットの信号を受信する復号回路の
詳細動作は特願昭６１−１１２５１８号に提案のとおり
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を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。

本発明では通信系によって又は局ごとに異なる符号を同
期信号５ＹＮＣ１及び５ＹＮＣ２に割当てて使用する。

復号回路（受信側）では、自局に割当てられた符号を同
期信号として待ち受ける。送信局（即ち符号化回路）で
は相手局の符号に合わせて同期信号を設定し、第４図の
伝送フォーマントに従って分析データを送信する。この
ようにすることによって、希望の相手局では同期信号が
検出されるから音声が復元される。一方、これと異なる
同期信号を待ち受けている受信装置の復号回路では同期
信号が検出されないので、音声が復元されない。従って
、同期信号の検出によって音声出力をオンとし、終了信
号によってオフとするように復元音声をオン・オフする
機能を付加することによって、希望の相手にのみ情報が
伝えられ、通信の無用の混乱をさけることができる。な
お、このようにしても、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用いることによって
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
。

ここで、同期信号５ＹＮＣ１及び５ＹＮＣ２に用いる符
号は、フレーム位置を誤りなく検出するために自己相関
特性に優れ、また通信系又は局ごとの符号の識別を確実
に行うために異なる符号間の相互相関係数が小さいこと
が必要である。このような符号の例としては、フィード
バックタップの接続の異なるＭ系列符号、ゴールド（Ｇ
ｏｌｄ）符号等がある。

（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ント、第４図は本発明に用いる伝送
信号のフォーマットである。

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による音声信号のディ
   ジタル伝送方法において、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のフレーム周期信号を挿入して送信し、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
   て合成処理を行うように構成し、前記第１及び第２のフ
   レーム同期信号に複数の符号を用意し、通信する相手又
   は系ごとに異なる符号を用いて待受けている同期信号が
   検出された時にのみ音声出力をオンとすることを特徴と
   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
   。