JPH0213147A - 複数話者音声伝送方式 - 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】 〔概要〕 １チヤネルで複数話者の音声信号を伝送する複数話者音
声伝送方式に関し。

伝送路ｌチャネル分を使用しつつ複数話者の音声を良好
な品質で伝送することを目的とし。

複数の話者対応に標準パターンデータがそれぞれ送信側
と受信側に同一内容で備えられ、送信側は、各話者の音
声信号を当該話者対応の標準パターンデータとパターン
マツチング処理を行うことにより代表パターンを選択し
、この結果得られた複数話者の代表パターンを加算合成
して受信側に伝送するように構成され、受信側は、受信
信号を各話者対応の標準パターンデータに基づいてパタ
ーンマツチング処理により複数話者の代表パターンにそ
れぞれ分離して元の音声信号を復元するように構成され
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は１チヤネルで複数話者の音声信号を伝送する複
数話者音声伝送方式に関する。

例えば衛星通信システムでは、１チヤネル分の通信コス
トが高いため、チャネルの有効利用を図るべく１チヤネ
ルで複数の話者の音声信号を伝送できることが望まれる
。

〔従来の技術〕

伝送路の一つのチャネルを用いて複数話者の音声信号を
伝送する方式としては、従来、ディジタル伝送における
時分割多重方式が知られている。

例えば６４ｋｂｐｓのチャネルを２分割し、３２ｋｂｐ
ｓのＡＤＰＣＭ方式を用いて２チヤネル分の音声信号を
１チヤネルの伝送路で送る方式が考えられる。

（発明が解決しようとする課題〕 上述の複数話者音声伝送方式では、当然のことながら９
通話品質が劣化する。

したがって本発明の目的は、伝送路１チャネル分を使用
しつつ複数話者の音声を良好な品質で伝送することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕 第１図は本発明に係る原理説明図である。

第１図において、複数話者Δ１〜Ａｎにそれぞれ対応さ
れた標準パターンデータ５１ｔ〜５１゜が送信側に備え
られ、またこれと同じ内容の標準パターンデータ５１１
　〜５１ｎ′が受信側にも備えられる。

送信例には、パターンマツチング部５２．〜５２ｎが備
えられており、このパターンマツチング部５２．〜５２
ｎで各話者の音声信号５０．〜５０ｏと当該話者対応の
標準パターンデータ５］＋〜５１ｎがそれぞれ比較され
てパターンマツチング処理され、それにより各話者の音
声信号５１゜〜５１ｎの代表パターン５３１〜５３□が
選択される。この代表パターン５３．〜５３．１は加算
回路５−４で加算合成された後に、伝送路ｌチャネルを
介して受信側に伝送される。

受信側にはセパレーティング部５５が備えられており、
このセパレーティング部５５では受信信号が各話者対応
の標準パターンデータ５１１　〜５１ｎ′に基づいてパ
ターンマツチング処理によって各話者の代表パターン５
３１′〜５３ｎ′に分離される。この代表パターン５３
１〜５３ｎに基づき元の音声波形が復元される。

〔作用〕

本発明の複数話者音声伝送方式は、音声信号に対してパ
ターン認識技術を通用することによって符号化処理の前
で、複数話者音声の加算を行い。

受信側では復号後、標準パターンデータを参照しつつ各
話者の標準パターン波形を分離するものである。

すなわち、送信側においては各話者Ａ１〜Ａ。

の音声信号５０．〜５０ｎがパターンマツチング部５２
１〜５２ｎで標準パターンデータ５１１〜５１ｎとパタ
ーンマツチング処理されて、それぞれの音声信号５０１
〜５０□の波形に最も近似した代表パターン５３１〜５
３．がそれぞれ選択される。これらの代表パターン５３
．〜５３．．は加算回路５４で加算合成されて、この合
成信号は伝送路の１チヤネルを介して受信側に伝送され
る。

受信側においては、受信された合成信号を、送信側と同
じ内容の各話者対応の標準パターンデータ５１１’　〜
５１ｎ’を用いてパターンマツチング処理により元の複
数話者の代表パターン５３１〜５３ｎ′に分離する。

この分離の方法としては１例えば２話者の場合。

受信合成信号から一方の話者の標準パターンデータ中の
一つのパターンを減算し、減算後の信号パターンが他方
の話者の標準パターンデータ中にあるか否かを検索する
。パターンがなけれれは、前者の標準パターンデータ中
のパターンを他のものに替えて、同じ処理を後者の標準
パターンデータ中に一致するパターンが検出されるまで
繰り返す。

パターンが一致した場合、減算に使用した前者のパター
ンと、減算後の信号パターンと一致した後者のパターン
とがそれぞれ元の代表パターンとなる。

このようにして分離された代表パターン５３１〜５３ｎ
′に基づいて元の音声信号５０．〜５０゜を復元する。

〔実施例〕

以下９図面を参照しつつ本発明の複数話者音声伝送方式
の実施例を説明する。第２図は本発明の一実施例として
の複数話者音声伝送方式送信側装置を示し、第３図は受
信側装置を示す。

第２図において、ｌ、２はそれぞれ話者Ａ、　Ｈの音声
波形Ｓａ、Ｓｂの時間および振幅を正規化する正規化回
路、３，４はスイッチ回路、５．６はパターンマツチン
グ回路、７．８は標準パターンテーブル、９は加算器、
１０は符号化回路、１１は多重化回路である。

時間・振幅正規化回路１．２は、それぞれ話者Ａ、Ｂの
音声波形Ｓａ、Ｓｂを９時間軸および振幅方向に正規化
する回路であり、その正規化された音声波形Ｎａ、Ｎｂ
はスイッチ回路３．４に人力される。

スイッチ回路３，４は通話モード＋１１と学習モード（
２）とを切り替えるスイッチであり１時間・振幅正規化
回路１．２からの音声波形Ｎａ、Ｎｂを通話モード（１
１時にはパターンマツチング回路５．６に。

学習モード（２）時には標準パターンテーブル７．８に
送出する。

標準パターンテーブル７．８は、各話者Ａ、　Ｈの標準
化された種々の音声波形の標準パターンＤａ、Ｄｂを格
納する回路であり９通話を開始する前にスイッチ回路３
．４が学習モード（２）側に切替えられることによって
時間・振幅正規化回路１゜２からの時間および振幅が正
規化された音声波形Ｎａ、Ｎｂを受信し、これらに基づ
いて標準化された種々の音声波形の標準パターンＤａ、
Ｄｂからなる標準パターンテーブルを作成して記憶する
。

標準パターンテーブルの作成は９例えば所定の標準文書
を用意し、これを各話者Ａ、Ｂが読むことによって各話
者Ａ、Ｂの音声波形の標準パターンＤａ、Ｄｂを学習さ
せることによる。この標準パターンテーブル７．８は各
話者Ａ、Ｈにそれぞれ対応させて作成されるものであり
、それぞれの標準パターンテーブル７．８の内容はお互
いに異なっている。

パターンマツチング回路５．６はそれぞれ話者Ａ、Ｂの
時間および振幅が正規化された音声波形Ｎ　ａ　＋　Ｎ
　ｂが入力され、この音声波形Ｎａ、Ｎｂをそれぞれ標
準パターンテーブル７．８中の種々の標準パターンＤａ
、Ｄｂと比較してパターンマツチング処理を行い１標準
パターンテーブル７．８中から入力音声波形に最も近似
した波形の標準パターンを代表パターンＶａ、Ｖｂとし
て選択する回路である。

各パターンマツチング回路５．６で選択された代表パタ
ーンＶａ、Ｖｂは加算器９で加算され、その加算合成さ
れた合成波形Ｇは符号化回路ｌＯで符号化されて多重化
回路１１に送、出される。

多重北回ＶＲ１１には時間・振幅正規化回路１゜２から
の各話者Ａ、Ｂの音声波形の時間軸および振幅方向の正
規化パラメータＰａ、Ｐｂがそれぞれ入力されており、
多重化回路１１はこれらの正規化パラメータＰａ、Ｐｂ
と符号化合成波形Ｇ′とを多重化する。この多重化信号
は伝送路の１チヤネルを介して受信側に送出される。

第３図において、２１は分離回路、２２は復号化回路、
２３はフレーム同期回路、２４はセパレーティング回路
、２５．２６は標準パターンテーブル、２７．２８は時
間・振幅補正回路である。

受信側においては、受信信号は分離回路２１において符
号化合成波形Ｇ′と正規化パラメータＰａ、Ｐｂとに分
離され、符号化合成波形Ｇ′は復号化回路２２で復号さ
れて合成波形Ｇが得られ。

また正規化パラメータＰａ、Ｐｂは時間・振幅補正回路
２７．２８に送られる。

復号化された合成波形Ｃはフレーム同期回路２３でフレ
ーム単位に分割されてセパレーティング回路２４に入力
される。セパレーティング回路２４は標準パターンテー
ブル２５．２６に基づいて合成波形Ｇをそれぞれの話者
Ａ、Ｂに対応した代表パターンＶａ、Ｖｂに分離して、
それらを時間・振幅補正回路２７．２８に送る０時間・
振幅補正回路２７．２８では分離された代表パターンＶ
ａｖｂを正規化パラメータＰａ、Ｐｂに基づいて時間軸
および振幅方向が元の音声波形となるように補正し、そ
れにより話者Ａ、Ｂの音声波形を１９元する。

標準パターンテーブル２５．２６は送信側の標準パター
ンテーブル７．８とそれぞれ同じ内容であり２話者への
標準パターンテーブル２５は標準パターンテーブル７に
一致し１話者Ｂの標準パターンチーフル８は標準パター
ンテーブル２６に一致する。

上述の送信例におけるパターンマツチング回路５．６で
のパターンマツチング処理、および、受信（則における
セパレーティング回路２４でのセパレーティング処理が
、第４図〜第６図を参照しつつ以下に説明される。

第４図は送信例におけるパターンマツチング処理を説明
する図である。話者Ａ、　Ｂの音声波形は時間・振幅正
規化回路１．２で時間および振幅が正規化された後にパ
ターンマツチング回路５．６に入力され、このパターン
マツチング回路５．６で一定長の処理フレーム毎に標準
パターンチーフル７．８の種々の標準パターンＤａ、Ｄ
ｂと比較されて最も近似した波形の代表パターンＶａ、
Ｖｂが選択される。第４図ＣＡ）はこの様子を示してお
り、実線で示された話者Ａ、Ｂの音声波形ＮａＮｂは、
それらに最も近似した波形の代表パターンＶａ、Ｖｂに
ヘクトル量子化により変換される。

このようにして得られた話者Ａ、Ｂの代表パターンＶａ
、Ｖｂは加算器９で加算されて第４図〔Ｂ〕に点線で示
されるような合成波形Ｇとされる。

いま伝送路において歪みを生じないものと仮定すると、
この合成波形Ｇは受信側において、第５図、第６図に示
されるように、そのままの形で受信される。

受信（別では受信された合成波形Ｇから話者Ａの標準パ
ターンテーブル２５内の標準パターンＤａの一つが引き
算される。そして引き算された結果の波形パターンが１
話者Ｂの標準パターンテーブル２６内の標準パターンＤ
ｂの何れかと一致するかを検索する。

パターンが一致しない場合には話者Ａの標準パターンテ
ーブル２５の標準パターンＤａを他のものに替えて検索
を行い、かかる操作をパターンが一致するまで繰り返す
。

パターンが一致すれば、その時の引き算した話者Ａの標
準パターンＤａと、引き算結果に一致した話：＃Ｂの標
準パターンＤｂとが、それぞれ話者Ａ、Ｉ３の分離され
た代表パターンＶ　ａ　＋　Ｖ　ｂとなる。

第５図にはパターンが一致していない場合の例が示され
る。第５５　（Ａ）に示されるように、実線の受信系列
（３，３，−０，５，・−Ｌ−１，５０，５，１，５，
１，５）から１点本泉の話者へ標準ノぐターンテーブル
２５内のパターン系列（１，１，５゜２．３，１．５，
１，１．５，１．、、−１．−１．５）が引き算され、
その結果、第５図ＣＢ）に示されるように、　　（２，
１，５，−２，５，−４，−３゜Ｌ５，２．５．３）と
いうパターンが得られる。しかし、この得られたパター
ンは話者Ｂの標準、＜ターンテーブル２６内に存在しな
いため、ミスマツチとＦＪ１定される。

第６図にはパターンが一致した場合の例が示される。こ
の場合、受信系列（３，３，−０，５゜１、−１．５．
−０．５，１．５，１．５）から話者Ａの標準パターン
系列（２，ｌ、−１，５，−１，００，５，２，２，５
）が引き算され、その結果として（１，２，１，０，−
１，５，−１，−０，５，−１〕の系列が得られる。こ
の得られたパターン系列は標準パターンテーブル２６内
に存在するので。

この場合の話者Ａのベクトルデータと話者Ｂのベクトル
データが各話者の受信データとして使われる。

なお１話者Ａの標準パターンＤａと話者Ｂの標準パター
ンＤｂについて１組合せの仕方によっては加算処理した
ときに同一のデータ系列を生じる回部性があるが、これ
は確率的には非常に小さいと考えられ、実用上の障害と
はならないと考えられる。またその心配がある場合には
各話者についての標準パターンテーブルを作成するとき
に加算処理時に同一パターンが生じないように処理すれ
ばよい。

また標準パターンテーブルの標準パターンの数は多くす
ればする程、受信側での音声品質の劣化を抑えることが
できる。

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能である
。かかる変形例の一つが第７図および第８図に示される
。上述の実施例では標準パターンテーブルは学習処理に
より各話者にそれぞれ固有のものを作成した。この場合
、同じ内容の標準パターンテーブルを送信側と受信側に
備えなければならないため１話者がかわると、その度に
送信側の標準パターンテーブルのみならず受信側の標準
パターンテーブルの内容もそれと一致するように変更し
なくてはならず、この変更処理に手間がかかるという問
題点がある。第７図および第８図に示された変形例は学
習によらない白色雑音の標準パターンテーブルを用いて
この問題点を解決したものである。

すなわち、第７図は変形例の送信側の構成を示し、第８
図は受信側の構成を示す。これらの図において第２図お
よび第３図と同一の参照番号は同一の回路を表す。

第７図において３１．３２は話者Ａ、Ｂの音声波形を所
定のフレーム長に分割するフレーム分割回路、３３．３
４は白色雑音を用いて作成されたそれぞれ内容が異なる
標準パターンテーブルである白色雑音パターンテーブル
である。また第８図において、：１５，３Ｇはそれぞれ
送信側の白色雑音パターンテーブルと内容が同じ白色雑
音パターンテーブルである。

この変形例によるパターンマツチング処理およびセパレ
ーティング処理は前述のものとほぼ同じである。かかる
構成とすれば、標準パターンテーブルの作成に学習処理
は不要となり１話者がかわっても標準パターンテーブル
の内容を変更する必要がなくなる。

本発明の他の変形例が第９図に示される。この変形例は
上述の実施例の各回路を機能をファームウェア制御によ
り実現したものであり、送信側装置と受信側装置とを韮
ねでいる。図９図において。

６１．６２はＡ／Ｄ変換器、６３．６４はＤ／Ａ変換器
６５〜６８はバッファ回路、６９はディジタル信号プロ
セッサ、７０はインストラクションＲＯＭ、７１はデー
タＲＡＭ、７２はＰＣＭコーデック、７３は伝送路イン
タフェース回路、７４はクロックＣＬＫ発生回路である
。

この変形例では、各話者Ａ、Ｂの音声入力信号はＡ／Ｄ
変換器６Ｌ６２．バッファ回路６５゜６６を介してデー
タＲＡＭ７１に取り込まれる。

ディジタル信号プロセッサ６９はこのデータＲＡＭ７１
のデータを処理して前述の各回路の機能をファームウェ
ア制御により実現する。

音声の待号化および復号化はプロセッサ６９のデータバ
ス７５に接続されているＰＣＭコーデック７２によって
行われる。符号化された信号の送受は伝送路インタフェ
ース回路７３を介して行われる。

伝送路インタフェース回路７３を介して受信された信号
から復元された話者Ａ、Ｂの音声信号はバ・７フア回路
６７．６８．Ｄ／Ａ変換器６３，６４を介して出力され
る。

ファームウェア制御による話者Ａ、Ｂの音声波形のセパ
レーティング処理の手順が第１０図に示される。復号化
データＸが入力されると（ステップ５１）１　この復号
化されたデータから話者への標準パターンＡ　（ｉｌが
減算される（ステップ３２）。

減算された結果は話者Ｂの標準パターンテーブルの全要
素と比較される（ステップＳ３）。

もし一致するパターンが一つもない場合には。

減算すべき話者Ａの標準パターンを別のパターンに変え
て（ステップＳ５）、同じ処理を繰り返す（ステップ８
２〜３５）。この操作を一致するパターンが見つかるま
で繰り返し、パターンが見つかったならば、このパター
ンＡ（１１，Ｂ（Ｊ）を出力する（ステップＳ６）。

以上の各実ｈｉ例は話者の数が２人の場合についてのも
のであったが５本発明はこれに限られず。

３Å以上の話者の場合にも通用できる。この場合。

送信側で加算合成された合成信号の受信側での分離は１
例えば３人話者の場合、まず話者ＡとＢの全ての組合せ
についての加算データを用意しておいて、これを受信デ
ータから減算し、Ｍ算結果が話者Ｃの標準パターンに一
致するかを検索する。

この操作を一致パターンが検出するまで繰り返し。

一致パターンが検出されるとこれを話者Ｃのパターンと
するとともに１話者ＡとＢの組合せデータについて前述
の方法で話者ＡとＢの分離処理を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、伝送路の１チヤネルを用いるのみで、
複数話者の音声を、音声品質の劣化を防ぎつつ伝送する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原理説明図。 第２図、第３図は本発明の一実施例としての複数話者音
声伝送方式の送信装置および受信装置をそれぞれ示すブ
ロック図。 第４図〜第６図は実施例装置のパターンマツチング処理
およびセパレーティング処理の動作を説明するための図
。 第７図および第８図は本発明の変形例の送信装置および
受信装置をそれぞれ示すブロック図。 第９図は本発明の他の変形例を示すブロック図。 第１０図は第９図装置によるセパレーティング処理の手
順を示す流れ図である。 図において。 ｌ、２−時間・振幅正規化回路 ３．４−スイッチ回路 ５＋６−−−パターンマツチング回路 ７．８，２５．２６−標準パターンテーブル９−加算器 １０−一符号化回路 １１−−多重化回路 ２１−分離回路 ２２−復号化回路 ２３−フレーム同期回路 ２４−・セパレーティング回路 ２７．２８　−時間・振幅補正回路 ３１．３２−−フレーム分割回路 ３３〜３６−白色雑音パターンテーブル６１　、　６２
−Ａ／Ｄ変換器 ６３、　６　、ｌ−Ｄ／Ａ変換器 ６５〜６８−バッファ回路 ６９−ディジタル信号プロセッサ ７０−インストラクションＲＯＭ ７１−データＲＡ　Ｍ ７２−Ｐ　ＣＭコーデック ７３−伝送路インタフェース回路 ７４−クロック発生回路 ７Ｆ発日月　して／ｌ刃覧る　乃ン、理場５ンー日月　
し］第 図 カ（椙イ刻【てｈ゛１する不水）騨へ°ターシπＹ真り
き理第４図 第５図 第６ 図 本別明の７Ｌ形イ列 （ｊ之り信イ艮１１） 第７図 本発明の変形イ列 （受信損１１ 第８ 図 未発白目ｆ）　他の　変形イ列 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の話者対応に標準パターンデータ（５１＿１、５１
   ＿２、５１＿１′、５１＿２′）がそれぞれ送信側と受
   信側に同一内容で備えられ、 送信側は、各話者の音声信号を当該話者対応の標準パタ
   ーンデータとパターンマッチング処理を行うことにより
   代表パターンを選択し、この結果得られた複数話者の代
   表パターンを加算合成して受信側に伝送するように構成
   され、 受信側は、受信信号を各話者対応の標準パターンデータ
   に基づいてパターンマッチング処理により複数話者の代
   表パターンにそれぞれ分離して元の音声信号を復元する
   ように構成された複数話者音声伝送方式。