WO2006009240A1 - 送信機、音声送信方法及びプログラム、受信機、音声受信方法及びプログラム、ワイヤレスマイクシステム、音声送受信方法 - Google Patents

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audio data
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Masateru Hiwatari
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Tamura Corporation
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    • G10L25/93Discriminating between voiced and unvoiced parts of speech signals
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/005Correction of errors induced by the transmission channel, if related to the coding algorithm
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • HELECTRICITY
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    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2420/00Details of connection covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2420/07Applications of wireless loudspeakers or wireless microphones

Definitions

  • Transmitter audio transmission method and program
  • receiver audio reception method and program
  • wireless microphone system wireless microphone system
  • the present invention relates to an improvement in the technology of a wireless microphone having an error correction function.
  • Patent Document 1 JP 2000-353968
  • the proportion of errors that can be corrected in transmission data is related to the large proportion of redundant data with respect to the transmission data itself.
  • the unit of data transmission in a wireless microphone system can be called a symbol.
  • the number of symbols that can be corrected for error is proportional to the amount of redundant data added to the amount of data. To do.
  • the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to focus on the important part of the audio data to be transmitted over the technology of a wireless microphone having an error correction function. By performing error correction processing at the same time, sound quality degradation during communication is effectively reduced.
  • a transmitter includes a microphone for voice input, and an AZD conversion means for converting an analog voice signal inputted by the microphone force into digital voice data by a computer or an electronic circuit.
  • a computer or an electronic circuit Based on the digital audio data, a computer or an electronic circuit transmits error correction coding means for creating transmission data by processing including addition of redundant bits for error correction, and transmission for wirelessly transmitting the transmission data on a carrier wave Means for dividing the digital audio data into an important part and other parts by a predetermined predetermined regularity by the error correction coding means, and for the important part And means for adding redundant bits for error correction at a rate higher than that of the other portions.
  • An aspect in which the transmitter of the present invention is viewed as a method includes a microphone for voice input, an AZD conversion unit that converts an analog voice signal input to the microphone force into digital voice data, and a computer or an electronic circuit. Then, based on the digital audio data, a computer or an electronic circuit wirelessly transmits the transmission data on a carrier wave with error correction coding means for creating transmission data by a process including redundant bits for error correction.
  • a voice transmission method executed using a transmitter having a transmission means, wherein the error correction coding means divides the digital voice data into an important part and another part according to a predetermined regularity. And processing to add the redundant bits for error correction to the important part at a higher rate than the other parts. And wherein the Rukoto.
  • the aspect of the transmitter of the present invention that also captures the viewpoint of a computer program is that a microphone for voice input and an analog voice signal input by the microphone force are converted into digital voice data by a computer or an electronic circuit.
  • AZD conversion means based on the digital audio data, a computer or an electronic circuit creates error correction coding means for creating transmission data by processing including addition of redundant bits for error correction, and transmits the transmission data to a carrier wave.
  • the digital audio data is transmitted to the error correction coding means according to a predetermined regularity determined in advance by controlling a computer or electronic circuit of a transmitter having a wireless transmission means.
  • the error correction redundancy process at a higher rate than the other parts with respect to the important part. Characterized in that to execute a process of adding bets, the.
  • the receiver of the present invention includes a receiving means for wirelessly receiving audio transmission data, and a computer or electronic circuit added to the transmission data based on the received transmission data.
  • Error correction decoding means for restoring digital audio data using redundant bits for error correction
  • DZA conversion means for converting the digital audio data into an analog audio signal by a computer or an electronic circuit, and the converted analog data
  • the error correction redundancy bits are used for restoration, and the other portions are restored using the error correction redundancy bits that are added at a lower rate than the important portions. It is characterized by realizing means for restoring the original digital audio data by combining the restored important part and other parts.
  • the aspect of the receiver of the present invention as seen from the viewpoint of a method is a receiving means for wirelessly receiving audio transmission data, and a computer or electronic circuit module based on the received transmission data.
  • Error correction decoding means for restoring digital audio data using redundant bits for error correction added to the data
  • DZA conversion means for converting the digital audio data into an analog audio signal by a computer or an electronic circuit
  • the error correction decoding means includes an important part included in the digital audio data classified according to a predetermined regularity and an important part of the important part.
  • the error correction redundant bits are restored at a higher rate than the other portions and restored, and the other portions are added at a lower rate than the important portion. And performing the process of restoring the original digital audio data by combining the restored important part and the other part.
  • An aspect in which the receiver of the present invention captures the viewpoint of a computer program is a receiving means for wirelessly receiving audio transmission data, and a computer or an electronic circuit based on the received transmission data.
  • Error correction decoding means for restoring digital audio data using redundant bits for error correction added to the transmission data
  • DZA conversion means for converting the digital audio data into an analog audio signal by a computer or an electronic circuit
  • a means for outputting the converted voice based on the analog voice signal to the outside by controlling a computer or an electronic circuit of a receiver, the error correction decoding means is preliminarily added to the digital voice data.
  • a wireless microphone system of the present invention captures the transmitter and the receiver of the present invention as a whole system, and is characterized by combining the transmitter and the receiver. .
  • the audio transmission / reception method of the present invention is based on the view of the wireless microphone system of the present invention as a method, and is characterized by combining the above-described audio transmission method and audio reception method.
  • the important part of the audio data to be transmitted is otherwise By assigning a relatively larger proportion of redundant bits for correction than other parts, error correction processing is performed in a focused manner, so that it is possible to effectively reduce sound quality degradation during communication.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of a transmitter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration of a receiver in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure on the transmission side in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure on the receiving side in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing the relationship between transmission / reception data and checksum.
  • the present embodiment relates to a wireless microphone system that combines a wireless microphone transmitter 1 and a receiver 2 to realize error correction using a Hamming code method or the like.
  • a receiving antenna 3 is provided.
  • the present embodiment can also be understood as a voice transmission method and program in the transmitter 1, a voice reception method and program in the receiver 2, and a voice transmission and reception method in the transmitter 1 and the receiver 2.
  • the configuration of the transmitter 1 is shown in the functional block diagram of FIG. That is, the microphone (microphone) 11 is for voice input, and the AZD conversion unit 13 is an AZD conversion means for converting an analog voice signal input from the microphone 11 and amplified by the amplifier 12 into digital voice data by a computer or an electronic circuit. is there.
  • the processing unit 14, the first error correction encoder 15 and the second error correction encoder 16 constitute error correction coding means, and the error correction code key means is the digital audio signal.
  • a computer or electronic circuit Based on the data, a computer or electronic circuit creates transmission data by a process that includes adding redundant bits for error correction.
  • the baseband processing unit 17 and the radio unit 18 constitute a transmission unit that wirelessly transmits the transmission data using a carrier wave.
  • the audio data dividing unit 143 of the processing unit 14 is means for dividing the digital audio data into an important part and another part according to a predetermined regularity determined in advance, and performs error correction first coding
  • the unit 15 is a means for adding the error correction redundant bits to the important part at a higher rate than the other parts.
  • the configuration of the receiver 2 is shown in the functional block diagram of FIG. That is, the wireless unit 28 and the baseband processing unit 27 constitute a receiving unit that wirelessly receives audio transmission data. Further, the error correction first decoder 25, the error correction second decoder 26, and the processing unit 24 constitute error correction decoding means, and the error correction decoding means receives the transmission data received above. Based on the above, the digital audio data is restored using the error correction redundant bits added to the transmission data of the computer or electronic circuit.
  • the DZA conversion unit 23 is DZA conversion means for converting the digital audio data into an analog audio signal by a computer or an electronic circuit, and the amplifier 22 and the speaker 21 convert the audio based on the converted analog audio signal. It is a means for outputting to the outside.
  • the error correction first decoder 25 performs an important part among the important part and other parts included in the digital audio data by being classified according to a predetermined regularity. This is a part to be restored by using the error correcting redundant bits which are added at a higher rate than the other parts.
  • the second error correction decoder 26 is a part to be restored by using the error correction redundant bit, which is added at a rate lower than that of the important part. It is.
  • the audio data restoration unit 243 is a means for restoring the original digital audio data by combining the restored important part and the other part.
  • the present embodiment as described above operates as follows.
  • the transmitter 1 converts the sound input from the microphone (microphone) 11 into an electrical analog audio signal, and the amplifier 12 amplifies the analog audio signal to a predetermined level.
  • This amplified analog audio signal is converted by the AZD (analog-to-digital) converter 13 into digital audio data corresponding to a predetermined sampling frequency, quantization bit rate, and other conditions (step 01). Error correction code processing is performed for each predetermined amount of sampling signal and additional data (steps 02 to 08).
  • the audio codec (CODEC) 141 of the processing unit 14 performs audio compression encoding processing based on the digital audio data converted by the AZD conversion unit 13 (step 02), and compression is performed. To finished data.
  • the audio data dividing unit 143 selects the unit audio data according to the importance. (Divide) into several parts (step 04). At this time, typically, it is divided into important parts that have a large influence if mistaken, such as code bits of audio data, and other parts that have a relatively small influence, and rearrangement is performed as necessary.
  • PCM code when PCM code is used as ADPCM, communication data such as a large amount of sound change! /, Upper bits including the sign, and other relatively small change amounts! /, Lower bits, etc. Divide into.
  • the low frequency divided by the frequency band is set to high importance, and the high frequency importance is set to low.
  • three or more types of force categories may be used.
  • the attached data first addition unit 144 adds important control data such as the ID of the transmission signal and the remaining battery level to the highly important audio data classified as described above. (Step 05). This added data is called an important data group.
  • the attached data second adding unit 145 adds control data of low importance out of various control data to the voice data of low importance among the audio data classified as described above (steps). 07). The added data is called a normal data group.
  • the important data group classified as described above is relatively high, and the error correction first encoder 15 that realizes the error correction capability performs signing.
  • An error correction code is added at a rate that is relatively larger than the amount of data in the normal data group (step 06).
  • the error correction second encoder 16 that realizes a relatively low error correction capability encodes data, and at the same time, redundant bits such as checksums, that is, error correction codes are converted into data amounts.
  • a sign V is added at a relatively smaller V and rate than in the case of the important data group (step 08).
  • the transmission data body of 100 symbols is not so important as 20 symbols, which is important data, as shown in Fig. 6 (b). It is divided into 80 symbols, and a correctable number of 8 symbols (checksum data amount of 16 symbols) for 20 important symbols out of a total of 10 symbols (checksum data amount of 20 symbols) that can be corrected. On the other hand, for the remaining 80 symbols, only the remaining 2 correctable symbols (4 checksum data amount) are allocated. As a result, the reception sensitivity of the important part is improved, and as a result, deterioration of sound quality can be reduced.
  • the important data group and normal data group which are audio data with attached data and error correction code, respectively, are required for interleaving (step 09), frame attachment (step 10), IQ signal.
  • the baseband processing unit 17 puts the carrier wave on the carrier wave and transmits it from the radio unit 18 equipped with an antenna (steps 11 and 12).
  • the processing procedure when the receiver receives audio is shown in the flowchart of FIG.
  • the information transmitted by the transmitter 1 as described above is received by the receiver 2, error correction processing is performed, and the restored data is arranged by placing the divided data in the original state.
  • Data is DZA converted and output.
  • the error correction first decoder 25 that realizes a relatively high error correction capability decodes the data, and at that time, the relative amount of data is larger than that of the normal data group. In many cases, error correction is performed using an error correction code such as a checksum (step 24 in FIG. 5).
  • the error correction second decoder unit 26 that realizes a relatively low error correction capability decodes and adds a relatively small amount to the data amount. Error correction is performed using an error correction code such as a checksum (step 26).
  • the important data out of the various control data is extracted from the attached data first separation unit 244 (step 25), while from the decrypted normal data group,
  • the attached data second separation unit 245 extracts control data of low importance from various control data (step 27).
  • the voice data restoration unit 243 restores, that is, reconstructs the original digital voice data from the important data group and the normal data group (step 28).
  • the voice data restoration unit 243 restores, that is, reconstructs the original digital voice data from the important data group and the normal data group (step 28).
  • the important data group a portion having a large influence if the code bit of the voice data is mistaken is taken out, and a portion having a relatively small influence other than that is taken out from the normal data group and rearranged to obtain the original digital Get audio data.
  • the DZA (digital-to-analog) converter 23 converts this digital data into an analog audio signal according to a predetermined sampling frequency, the number of quantization bits, etc. (step 31), and an amplifier. Audio is output from the speaker 21 through 22 (step 32).
  • error correction processing is focused on important portions of audio data to be transmitted by assigning a relatively larger proportion of redundant bits for correction than other portions. As a result, sound quality degradation during communication can be effectively reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes other embodiments including those exemplified below and others.
  • the configuration and processing procedure shown in each figure are merely examples, and the present invention can be modified as appropriate.
  • the attached data first adding unit 144 and the attached data second adding unit of the transmitter 1 are taken as an example.
  • the attached data first separation unit 244 and the attached data second separation unit 245 of the receiver 2 can be omitted, and depending on the transmission method, interleaving processing, frame addition, etc. are not essential.
  • the amplifier 22 and the speaker 21 may be configured separately from the receiver 2 that constitutes the present invention.

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Abstract

【課題】誤り訂正機能を有するワイヤレスマイクの技術において、伝送する音声データのうち重要部分について重点的に誤り訂正処理を行うことにより、通信時の音質劣化を効果的に軽減する。 【解決手段】処理部14の音声データ分割部143は、デジタル音声データを予め定められた所定の規則性により重要部分と他の部分に区分し、誤り訂正第1符号化器15は、前記重要部分に対し前記他の部分よりも高い割合で誤り訂正用冗長ビットを付加する。

Description

送信機、音声送信方法及びプログラム、受信機、音声受信方法及びプロ グラム、ワイヤレスマイクシステム、音声送受信方法
技術分野
[0001] 本発明は、誤り訂正機能を有するワイヤレスマイクの技術の改良に関する。
背景技術
[0002] 近年、デジタル技術の進歩に伴 、、各種会場で用いるようなワイヤレスマイクシステ ムの音声伝送もデジタルィ匕が進んでいる。音声などのデジタルデータ伝送では、誤り 検出や訂正の技術が用いられる。この技術は、送信側で送信データに、チェックサム などと呼ばれる冗長ビットを付加することにより、受信側で受信データの誤り検出ゃ訂 正を行うものである(例えば、特許文献 1参照)。その代表例として、垂直パリティチェ ック方式、水平パリティチヱック方式、ハミング符号方式、 CRC方式、リードソロモン符 号方式、畳み込み符号方式、ビダビ復号方式、ターボ符号方式などがあり、例えば、 ノ、ミング符号方式は、誤りの検出だけでなく訂正まで行う用途に適している。
特許文献 1:特開 2000— 353968
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、伝送データのうち訂正が可能な誤りの割合は、伝送データ本体に対する 冗長データ割合の多さに関連する。例えば、ワイヤレスマイクシステムにおけるデー タ伝送の単位量をシンボルと呼ぶこととする力 あるデータ量のなかで何シンボルま で誤り訂正できるかは、そのデータ量に対して付加される冗長データ量に比例する。
[0004] しかし、データ伝送速度(帯域幅)の限界から、単位時間あたり伝送できるシンボル 数には制約があるため、付加できる冗長データの量にも限界がある。そして、従来の ワイヤレスマイクシステムでは、図 6 (a)に示すように、送信データのどの部分に対して も、所定割合の冗長データすなわちチェックサムを均等に割り当てていた結果、全て のシンボルに対して十分効果的な誤り訂正処理を行うことができないという問題があ [0005] 特に、ワイヤレスマイクは、使用周波数帯域や、壇上等で使用者が持って歩き回る 用途などから、搬送波の電波状況が変化しやすい特性があり、たまたま符号ビットな どデータの重要部分にっ 、て誤りが多くなつて訂正し切れな 、場合、極端なノイズや 音途切れを始めとする音質劣化など音響上の不都合が生じる。
[0006] 本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、誤り訂正 機能を有するワイヤレスマイクの技術にぉ 、て、伝送する音声データのうち重要部分 について重点的に誤り訂正処理を行うことにより、通信時の音質劣化を効果的に軽 減することである。
課題を解決するための手段
[0007] 上記の目的を達成するため、本発明の送信機は、音声入力用のマイクロフォンと、 前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路が デジタル音声データに変換する AZD変換手段と、前記デジタル音声データをもとに 、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長ビット付加を含む処理により伝送用 データを作成する誤り訂正符号化手段と、前記伝送用データを搬送波で無線送信 する送信手段と、を備えた送信機において、前記誤り訂正符号化手段により、前記 デジタル音声データを予め定められた所定の規則性により重要部分と他の部分に区 分する手段と、前記重要部分に対し前記他の部分よりも高!、割合で前記誤り訂正用 冗長ビットを付加する手段と、を実現することを特徴とする。
[0008] 本発明の送信機を方法という見方力 捉えた態様は、音声入力用のマイクロフォン と、前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路 がデジタル音声データに変換する AZD変換手段と、前記デジタル音声データをもと に、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長ビット付加を含む処理により伝送 用データを作成する誤り訂正符号化手段と、前記伝送用データを搬送波で無線送 信する送信手段と、を備えた送信機を用いて実行する音声送信方法において、前記 誤り訂正符号化手段により、前記デジタル音声データを予め定められた所定の規則 性により重要部分と他の部分に区分する処理と、前記重要部分に対し前記他の部分 よりも高い割合で前記誤り訂正用冗長ビットを付加する処理と、を実行することを特徴 とする。 [0009] 本発明の送信機をコンピュータのプログラムという見方力も捉えた態様は、音声入 力用のマイクロフォンと、前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンビ ユータ又は電子回路がデジタル音声データに変換する AZD変換手段と、前記デジ タル音声データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長ビット付加を 含む処理により伝送用データを作成する誤り訂正符号化手段と、前記伝送用データ を搬送波で無線送信する送信手段と、を備えた送信機のコンピュータ又は電子回路 を制御することにより、前記誤り訂正符号化手段に、前記デジタル音声データを予め 定められた所定の規則性により重要部分と他の部分に区分する処理と、前記重要部 分に対し前記他の部分よりも高い割合で前記誤り訂正用冗長ビットを付加する処理と 、を実行させることを特徴とする。
[0010] 本発明の受信機は、音声の伝送用データを無線受信する受信手段と、受信した前 記伝送用データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、その伝送用データに付加さ れて 、る誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音声データを復元する誤り訂正復号 化手段と、前記デジタル音声データをコンピュータ又は電子回路がアナログ音声信 号に変換する DZA変換手段と、変換された前記アナログ音声信号による音声を外 部へ出力する手段と、を備えた受信機において、前記誤り訂正復号化手段により、 前記デジタル音声データに予め定められた所定の規則性により区分されて含まれて V、る重要部分と他の部分のうち、その重要部分につ!、ては前記他の部分よりも高 、 割合で付加されて!ヽる前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部分に っ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビットを 用いて復元し、それぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることによりも とのデジタル音声データを復元する手段、を実現することを特徴とする。
[0011] 本発明の受信機を方法という見方から捉えた態様は、音声の伝送用データを無線 受信する受信手段と、受信した前記伝送用データをもとに、コンピュータ又は電子回 路カ その伝送用データに付加されている誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音 声データを復元する誤り訂正復号化手段と、前記デジタル音声データをコンピュータ 又は電子回路がアナログ音声信号に変換する DZA変換手段と、変換された前記ァ ナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段と、を備えた受信機を用いて実行 する音声受信方法において、前記誤り訂正復号化手段により、前記デジタル音声デ ータに予め定められた所定の規則性により区分されて含まれている重要部分と他の 部分のうち、その重要部分にっ 、ては前記他の部分よりも高 、割合で付加されて 、 る前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部分については前記重要部 分よりも低!ヽ割合で付加されて!ヽる前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、それ ぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることによりもとのデジタル音声デ ータを復元する処理、を実行することを特徴とする。
[0012] 本発明の受信機をコンピュータのプログラムという見方力も捉えた態様は、音声の 伝送用データを無線受信する受信手段と、受信した前記伝送用データをもとに、コン ピュータ又は電子回路が、その伝送用データに付加されている誤り訂正用冗長ビット を用いてデジタル音声データを復元する誤り訂正復号化手段と、前記デジタル音声 データをコンピュータ又は電子回路がアナログ音声信号に変換する DZA変換手段 と、変換された前記アナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段と、を備えた 受信機のコンピュータ又は電子回路を制御することにより、前記誤り訂正復号ィヒ手段 に、前記デジタル音声データに予め定められた所定の規則性により区分されて含ま れて 、る重要部分と他の部分のうち、その重要部分にっ 、ては前記他の部分よりも 高 ヽ割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部 分にっ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビ ットを用いて復元し、それぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることに よりもとのデジタル音声データを復元する処理、を実行させることを特徴とする。
[0013] 本発明のワイヤレスマイクシステムは、本発明の送信機及び受信機を全体システム t ヽぅ見方カゝら捉えたもので、上記の送信機と受信機とを組み合わせたことを特徴と する。
[0014] 本発明の音声送受信方法は、本発明のワイヤレスマイクシステムを方法という見方 力 捉えたもので、上記の音声送信方法と音声受信方法とを組み合わせたことを特 徴とする。
発明の効果
[0015] 以上のような本発明では、伝送する音声データのうち重要部分について、それ以外 の他の部分よりも相対的に多くの割合の訂正用冗長ビットを割り当てることにより、重 点的に誤り訂正処理を行うので、通信時の音質劣化を効果的に軽減することが可能 となる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明の実施形態を示す構成図。
[図 2]本発明の実施形態における送信機の構成を示す機能ブロック図。
[図 3]本発明の実施形態における受信機の構成を示す機能ブロック図。
[図 4]本発明の実施形態における送信側の処理手順を示すフローチャート。
[図 5]本発明の実施形態における受信側の処理手順を示すフローチャート。
[図 6]送受信データとチェックサムの関係を示す概念図。
符号の説明
[0017] 1…送信機
2…受信機
3···アンテナ
11···マイク
12, 22…増幅器
13 AZD変換部
14, 24···処理部
141, 241···音声コーデック
142, 242…数十サンプル(分)バッファ
143…音声データ分割部
144…付属データ第 1付加部
145…付属データ第 2付加部
15···誤り訂正第 1符号化器
16···誤り訂正第 2符号化器
17, 27···ベースノンド処理部
18, 28···無線部
21…スピーカ 23···ϋΖΑ変換部
243…音声データ復元部
244…付属データ第 1分離部
245…付属データ第 2分離部
25···誤り訂正第 1復号化器
26···誤り訂正第 2復号化器
発明を実施するための最良の形態
[0018] 次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図面を参照して説明す る。なお、既に説明した従来の技術と共通の用語等前提事項は再言しない。
〔1.構成〕
まず、本実施形態を構成する主要な要素を説明するが、構成要素によっては後に 作用の項で説明する。
〔1— 1.全体構成〕
本実施形態は、図 1に示すように、ワイヤレスマイク送信機 1と、受信機 2と、を組み 合わせてハミング符号方式などによる誤り訂正を実現するワイヤレスマイクシステムに 関するもので、受信機 2は受信用のアンテナ 3を備える。また、本実施形態は、送信 機 1における音声送信方法及びプログラム、受信機 2における音声受信方法及びプ ログラム、送信機 1と受信機 2における音声送受信方法としても把握できる。
[0019] 〔1 2.送信機の構成〕
ここで、送信機 1の構成を図 2の機能ブロック図に示す。すなわち、マイクロフォン( マイク) 11は音声入力用であり、 AZD変換部 13は、マイク 11から入力され増幅器 1 2が増幅したアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路がデジタル音声データ に変換する AZD変換手段である。
[0020] また、処理部 14と、誤り訂正第 1符号化器 15及び誤り訂正第 2符号化器 16は、誤り 訂正符号化手段を構成し、この誤り訂正符号ィ匕手段は、前記デジタル音声データを もとに、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長ビット付加を含む処理により伝 送用データを作成するものである。また、ベースバンド処理部 17及び無線部 18は、 前記伝送用データを搬送波で無線送信する送信手段を構成する。 [0021] そして、処理部 14の音声データ分割部 143は、前記デジタル音声データを予め定 められた所定の規則性により重要部分と他の部分に区分する手段であり、誤り訂正 第 1符号化器 15は、前記重要部分に対し前記他の部分よりも高い割合で前記誤り訂 正用冗長ビットを付加する手段である。
[0022] 〔1 3.受信機の構成〕
また、受信機 2の構成を図 3の機能ブロック図に示す。すなわち、無線部 28及びべ ースバンド処理部 27は、音声の伝送用データを無線受信する受信手段を構成して いる。また、誤り訂正第 1復号化器 25及び誤り訂正第 2復号化器 26と、処理部 24は 、誤り訂正復号化手段を構成し、この誤り訂正復号ィ匕手段は、受信した前記伝送用 データをもとに、コンピュータ又は電子回路力 その伝送用データに付加されている 誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音声データを復元するものである。
[0023] また、 DZA変換部 23は、前記デジタル音声データをコンピュータ又は電子回路が アナログ音声信号に変換する DZA変換手段であり、増幅器 22及びスピーカ 21は、 変換された前記アナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段である。
[0024] そして、誤り訂正第 1復号化器 25は、前記デジタル音声データに予め定められた 所定の規則性により区分されて含まれている重要部分と他の部分のうち、その重要 部分にっ 、ては前記他の部分よりも高 、割合で付加されて!、る前記誤り訂正用冗長 ビットを用いて復元する部分である。一方、誤り訂正第 2復号化器 26は、前記他の部 分にっ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビ ットを用いて復元する部分である。さらに、音声データ復元部 243は、それぞれ復元 した重要部分と他の部分とを組み合わせることによりもとのデジタル音声データを復 元する手段である。
[0025] [2.作用〕
上記のような本実施形態は、次のように作用する。
[2- 1.送信〕
まず、本実施形態において、送信機が音声を送信するときの処理手順を図 4のフロ 一チャートに示す。
[0026] [2- 1 - 1.デジタル化まで〕 送信の際は、まず、送信機 1では、マイク (マイクロフォン) 11が入力される音声を電 気的なアナログ音声信号に変換し、このアナログ音声信号を増幅器 12が所定のレべ ルに増幅する。この増幅されたアナログ音声信号を AZD (アナログ→デジタル)変換 部 13が所定のサンプリング周波数や量子化ビット数などの条件に応じたデジタル音 声データに変換し (ステップ 01)、このデジタル音声データを所定量のサンプリング信 号と付加データごとにまとめて誤り訂正符号ィ匕処理を行う(ステップ 02〜08)。
[0027] 〔2— 1 2.圧縮〕
具体的には、まず、 AZD変換部 13によって変換された前記デジタル音声データ をもとに、処理部 14の音声コーデック (CODEC) 141が音声圧縮符号化処理を行う ことにより(ステップ 02)、圧縮済データに加工する。
[0028] 〔2— 1 3.分割〕
この圧縮済データをバッファ 142が、所定数すなわち数十サンプル分ずつを伝送 の単位音声データとしてまとめて蓄積するごとに (ステップ 03)、その単位音声データ を音声データ分割部 143が重要度に応じていくつかに分割 (区分)する (ステップ 04 )。この際、典型的には、音声データの符号ビットなど、間違えると影響が大きい重要 部分と、それ以外の比較的影響の少ない他の部分とに区分し、必要に応じ再配置を 行う。
[0029] 一例として、 PCM符号ィ匕ゃ ADPCMを用いる場合、音の変化量の大き!/、符号を 含む上位ビットと、それ以外の比較的変化量の小さ!/、下位ビット等の通信データに分 割する。サブバンド ADPPCMの場合、周波数帯域で分割されている低域を重要度「 高」とし、高域の重要度を「低」とする。なお、ここでは重要度の高低 2種類に区分した 力 区分の種類は 3種以上でもよい。
[0030] 〔2— 1 4.制御データの付加〕
また、付属データ第 1付加部 144は、上記のように区分された音声データのうち重 要度が高いものに、送信信号の IDや電池残量など各種制御データのうち重要なもの を付加する(ステップ 05)。この付加後のデータを重要データ群と呼ぶこととする。一 方、付属データ第 2付加部 145は、上記のように区分された音声データのうち重要度 の低いものに、各種制御データのうち重要度の低い制御データを付加する(ステップ 07)。この付加後のデータを通常データ群と呼ぶこととする。
[0031] 〔2— 1 5.誤り訂正符号化〕
以上のように区分した重要データ群につ!、ては、相対的に高!、誤り訂正能力を実 現する誤り訂正第 1符号化器 15が符号ィ匕するとともにその際、チェックサム等の誤り 訂正符号をデータ量に対し通常データ群の場合よりも相対的に多い割合で付加する (ステップ 06)。一方、通常データ群については、相対的に低い誤り訂正能力を実現 する誤り訂正第 2符号化器 16が符号ィ匕するとともにその際、チェックサム等の冗長ビ ットすなわち誤り訂正符号をデータ量に対し重要データ群の場合よりも相対的に少な V、割合で付加する符号ィ匕を行う (ステップ 08)。
[0032] 例えば、伝送データ本体 100シンボルあたり計 10シンボルまで訂正可能な場合、 図 6 (b)に示すように、予め、 100シンボルの伝送データ本体を、重要なデータである 20シンボルとあまり重要でな!、80シンボルに区分し、訂正可能な計 10シンボル(チ エックサムデータ量 20シンボル)のうち、重要な 20シンボルに対して訂正可能数 8シ ンボル(チェックサムデータ量 16シンボル)を割り当てる一方、残る 80シンボルに対し ては訂正可能数の残り 2シンボル(チェックサムデータ量 4シンボル)のみを割り当て る。これにより、重要な部分の受信感度が向上し、結果として音質の劣化を軽減でき る。
[0033] 〔2— 1 6.無線送信〕
以上のようにそれぞれ付属データや誤り訂正符号を付された音声データである重 要データ群及び通常データ群は、必要なインターリーブ処理 (ステップ 09)、フレーム の付カ卩 (ステップ 10)、 IQ信号の出力などを経て、ベースバンド処理部 17が搬送波 にのせ、アンテナを備えた無線部 18から送信する (ステップ 11, 12)。
[0034] [2-2.受信〕
また、本実施形態において、受信機が音声を受信するときの処理手順を図 5のフロ 一チャートに示す。概略としては、上記のように送信機 1が送信した情報を受信機 2で 受信し、誤り訂正処理を行い、分割していたデータをもとの状態に配置することによつ て復元した音声データを DZA変換して出力する。
[0035] 〔2— 2— 1.受信と誤り訂正復号化〕 具体的には、まず、アンテナを備えた無線機 28が受信した搬送波から(図 3)、ベー スバンド処理部 27によるベースバンド処理(図 5のステップ 21)による受信データの 復調、必要なフレーム除去 (ステップ 22)、インターリーブ処理 (ステップ 23)などによ り、送信された伝送用データである重要データ群及び通常データ群を取り出す。
[0036] このうち重要データ群については、相対的に高い誤り訂正能力を実現する誤り訂正 第 1復号化器 25が復号ィ匕するとともにその際、データ量に対し通常データ群の場合 よりも相対的に多 、割合で付加されて 、たチェックサム等の誤り訂正符号を用いて誤 り訂正を行う(図 5のステップ 24)。一方、通常データ群については、相対的に低い誤 り訂正能力を実現する誤り訂正第 2復号化器部 26が復号ィ匕するとともにその際、デ ータ量に対し相対的に少ない割合で付加されていたチヱックサム等の誤り訂正符号 を用いて誤り訂正を行う(ステップ 26)。
[0037] [2- 2- 2.付属データの分離〕
そして、上記のように復号化された重要データ群から、付属データ第 1分離部 244 力 各種制御データのうち重要なものを取り出し (ステップ 25)、一方、復号化された 通常データ群からは、付属データ第 2分離部 245が、各種制御データのうち重要度 の低 、制御データを取り出す (ステップ 27)。
[0038] [2- 2- 3.データの再構成〕
そして、重要データ群と通常データ群とから、音声データ復元部 243がもとのデジ タル音声データを復元すなわち再構成する (ステップ 28)。この際は、例えば、重要 データ群からは、音声データの符号ビットなど間違えると影響が大きい部分を、また、 それ以外の比較的影響の少ない部分は通常データ群から取り出し、再配置により元 のデジタル音声データを得る。
[0039] 既に挙げた例では、 PCM符号ィ匕ゃ ADPCMの場合、音の変化量の大き!/、符号を 含む上位ビット群は重要データ群、比較的変化量の小さい下位ビット群は通常デー タ群に含まれていたものをそれぞれ取り出し、統合する。サブバンド ADPPCMの場 合、周波数帯域で分割されていた低域を重要データ群、高域は通常データ群力 得 る。
[0040] [2- 2-4.伸張と再生〕 このように復元された音声データは圧縮されたものであり、ノ ッファ 242が、所定数 すなわち数十サンプル分ずつを単位音声データとしてまとめて蓄積するごとに (ステ ップ 29)、その圧縮された単位音声データを、処理部 24の音声コーデック(CODEC ) 241が再生用の非圧縮形式のデジタルデータに復元する (ステップ 30)。
[0041] そして、このデジタルデータを、 DZA (デジタル→アナログ)変換部 23が所定のサ ンプリング周波数や量子化ビット数などの条件に応じてアナログ音声信号に DZA変 換し (ステップ 31)、増幅器 22を通じスピーカ 21から音声出力する (ステップ 32)。
[0042] 〔3.効果〕
以上のような本実施形態では、伝送する音声データのうち重要部分について、それ 以外の他の部分よりも相対的に多くの割合の訂正用冗長ビットを割り当てることにより 、重点的に誤り訂正処理を行うので、通信時の音質劣化を効果的に軽減することが 可能となる。
[0043] 〔4.他の実施形態〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなぐ以下に例示するもの及 びそれ以外のものを含む他の実施形態も含むものである。例えば、各図に示した構 成、処理手順は例示に過ぎず、本発明は適宜変更実施可能であるから、一例として 、送信機 1の付属データ第 1付加部 144、付属データ第 2付加部 145、受信機 2の付 属データ第 1分離部 244、付属データ第 2分離部 245は省略可能であるし、伝送方 式によってはインターリーブ処理やフレームの付加等は必須ではない。また、増幅器 22やスピーカ 21は、本発明を構成する受信機 2とは別体に構成してもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 音声入力用のマイクロフォンと、
前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路 がデジタル音声データに変換する AZD変換手段と、
前記デジタル音声データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長 ビット付加を含む処理により伝送用データを作成する誤り訂正符号化手段と、 前記伝送用データを搬送波で無線送信する送信手段と、
を備えた送信機において、
前記誤り訂正符号化手段により、
前記デジタル音声データを予め定められた所定の規則性により重要部分と他の部 分に区分する手段と、
前記重要部分に対し前記他の部分よりも高い割合で前記誤り訂正用冗長ビットを 付加する手段と、
を実現することを特徴とする送信機。
[2] 音声の伝送用データを無線受信する受信手段と、
受信した前記伝送用データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、その伝送用デ ータに付加されて 、る誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音声データを復元する 誤り訂正復号化手段と、
前記デジタル音声データをコンピュータ又は電子回路がアナログ音声信号に変換 する DZA変換手段と、
変換された前記アナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段と、 を備えた受信機において、
前記誤り訂正復号化手段により、
前記デジタル音声データに予め定められた所定の規則性により区分されて含まれ て 、る重要部分と他の部分のうち、その重要部分にっ 、ては前記他の部分よりも高 V、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部分 につ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビッ トを用いて復元し、それぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることによ りもとのデジタル音声データを復元する手段、
を実現することを特徴とする受信機。
[3] 請求項 1の送信機と、請求項 2の受信機と、を組み合わせたことを特徴とするワイヤ レスマイクシステム。
[4] 音声入力用のマイクロフォンと、
前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路 がデジタル音声データに変換する AZD変換手段と、
前記デジタル音声データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長 ビット付加を含む処理により伝送用データを作成する誤り訂正符号化手段と、 前記伝送用データを搬送波で無線送信する送信手段と、
を備えた送信機を用いて実行する音声送信方法にぉ 、て、
前記誤り訂正符号化手段により、
前記デジタル音声データを予め定められた所定の規則性により重要部分と他の部 分に区分する処理と、
前記重要部分に対し前記他の部分よりも高い割合で前記誤り訂正用冗長ビットを 付加する処理と、
を実行することを特徴とする音声送信方法。
[5] 音声の伝送用データを無線受信する受信手段と、
受信した前記伝送用データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、その伝送用デ ータに付加されて 、る誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音声データを復元する 誤り訂正復号化手段と、
前記デジタル音声データをコンピュータ又は電子回路がアナログ音声信号に変換 する DZA変換手段と、
変換された前記アナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段と、 を備えた受信機にぉ ヽて実行する音声受信方法にぉ ヽて、
前記誤り訂正復号化手段により、
前記デジタル音声データに予め定められた所定の規則性により区分されて含まれ て 、る重要部分と他の部分のうち、その重要部分にっ 、ては前記他の部分よりも高 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部分 につ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビッ トを用いて復元し、それぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることによ りもとのデジタル音声データを復元する処理、
を実行することを特徴とする音声受信方法。
[6] 請求項 4の音声送信方法と、請求項 5の音声受信方法と、を組み合わせたことを特 徴とする音声送受信方法。
[7] 音声入力用のマイクロフォンと、
前記マイクロフォン力 入力されるアナログ音声信号をコンピュータ又は電子回路 がデジタル音声データに変換する AZD変換手段と、
前記デジタル音声データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、誤り訂正用冗長 ビット付加を含む処理により伝送用データを作成する誤り訂正符号化手段と、 前記伝送用データを搬送波で無線送信する送信手段と、
を備えた送信機のコンピュータ又は電子回路を制御することにより、前記誤り訂正 符号化手段に、
前記デジタル音声データを予め定められた所定の規則性により重要部分と他の部 分に区分する処理と、
前記重要部分に対し前記他の部分よりも高い割合で前記誤り訂正用冗長ビットを 付加する処理と、
を実行させることを特徴とする音声送信プログラム。
[8] 音声の伝送用データを無線受信する受信手段と、
受信した前記伝送用データをもとに、コンピュータ又は電子回路が、その伝送用デ ータに付加されて 、る誤り訂正用冗長ビットを用いてデジタル音声データを復元する 誤り訂正復号化手段と、
前記デジタル音声データをコンピュータ又は電子回路がアナログ音声信号に変換 する DZA変換手段と、
変換された前記アナログ音声信号による音声を外部へ出力する手段と、 を備えた受信機のコンピュータ又は電子回路を制御することにより、前記誤り訂正 復号化手段に、
前記デジタル音声データに予め定められた所定の規則性により区分されて含まれ て 、る重要部分と他の部分のうち、その重要部分にっ 、ては前記他の部分よりも高 V、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビットを用いて復元し、前記他の部分 につ 、ては前記重要部分よりも低 、割合で付加されて 、る前記誤り訂正用冗長ビッ トを用いて復元し、それぞれ復元した重要部分と他の部分とを組み合わせることによ りもとのデジタル音声データを復元する処理、
を実行させることを特徴とする音声受信プログラム。
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