JPH0243834A - ステレオ音声符号化装置，復号化装置及びステレオ音声通信システム - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 ■、実施例と第１図との対応関係 ■、実施例の構成 （ｉ）ステレオ音声符号化装置 （ｉｉ）ステレオ音声復号化装置 ■、実施例の動作 （ｉ）送信側の動作 （１１）受信側の動作 ■、実施例のまとめ ■１発明の変形態様 〔概　要〕 テレビ会議等のステレオ音声符号化において一方の音声
信号を他方との差分として得るようにしたステレオ音声
通信システムに関し、 情報量の削減を目的とし、 ステレオ音声符号化装置において、第１音声信号から音
声符号を得る符号化手段と、第１音声信号と第２音声信
号との差分を算出する差分算出手段と、差分情報とテー
ブル番号とが格納されている第１テーブルと、差分結果
に応じて第１テーブルを検索してテーブル番号を出力す
る第１テーブル検索手段とを備えるように構成する。

また、ステレオ音声復号化装置において、音声符号から
第１音声信号を得る復号化手段と、差分情報とテーブル
番号とが格納されている第２テーブルと、導入されたテ
ーブル番号に基づいて第２テーブルを検索して対応する
差分情報を出力する第２テーブル検索手段と、第１音声
信号と差分情報とに基ついて第２音声信号を合成する音
声合成手段とを備えるように構成する。

〔産業上の利用分野） 本発明は、テレビ会議等のステレオ音声符号化において
一方の音声信号を他方との差分として得るようにしたス
テレオ音声符号化装置、復号化装置及びステレオ音声通
信システムに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、テレビ会議システム等の替及に伴い、高音質で臨
場感のある通話品質を提供する音声符号化装置の開発が
進められている。

特に、臨場感を高めるためには、話者の音声をステレオ
化して提供し、再生時に話者の方向を明確にする方法が
ある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のステレオ符号化方式にあっては、左右
の各チャネル当たり１台の音声符号器を使用しており、
モノラル符号化方式に比べて装置規模が大きくなってし
まう欠点がある。

この欠点を解決する方式としては、一方のチャネルを符
号化すると共に、他方のチャネ・ルに対しては、一方の
チャ名ルとの差分を算出して符号化するステレオ符号化
方式がある。話者が単独の場合にはこの方式によるステ
レオ符号化を行なって、Ｉ＃報量を減らすことが可能で
あるが、更に一層の情報量削減が望まれていた。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、更に情報量を削減するようにしたステレオ音声符
号化装置、復号化装置及びステレオ音声通信システムを
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理ブロック図である。

請求項１の発明のステレオ音声符号化装置１１０におけ
る符号化手段Ｉｌｌは、第１音声信号の符号化を行なっ
て音声符号を出力する。

差分算出手段１２１は、第１音声信号及び第２音声信号
が導入され、これらの信号の差分を算出する。

第１テーブル１３１は、２つの信号の差分情報と、対応
するテーブル番号とが格納されている。

第１テーブル検索手段１４１は、差分算出手段１２１に
よる差分の算出結果に応じて第１テーブル１３１を検索
して、所定の差分情報に対応するテーブル番号を特徴す
る 請求項２の発明のステレオ音声復号化装置１５０におけ
る復号化手段１５１は、導入された音声符号に対する復
号化を行なって、第１音声信号を得る。

第２テーブル１６１は、２つの信号の差分情報と、対応
するテーブル番号とが格納されている。

第２テーブル検索手段１７１は、導入されたテーブル番
号に基づいて第２テーブル１６１を検索し、このテーブ
ル番号に対応する差分情報を出力する。

音声合成手段１８１は、復号化手段１５１から出力され
る第１音声信号と、第２テーブル検索手段１７１から出
力される差分情報とに基づいて、第２音声信号を特徴す
る 請求項３の発明のステレオ音声通信システムは、ステレ
オ音声符号化装置１１０によって得られた音声符号とテ
ーブル番号とを送出し、ステレオ音声復号化装置１５０
において、この音声符号とテーブル番号とに基づいて第
１音声信号と第２音声信号とを得る。

〔作　用〕

ステレオ音声符号化装置１１０において、符号化手段１
１１によって第１音声信号の符号化を行なって音声符号
を出力すると共に、差分算出手段１２１でこの第１音声
信号と第２音声信号との差分を算出する。第１テーブル
検索手段１４１は、この差分結果に基づいて第１テーブ
ル１３１を検索し、差分結果に対応する所定のテーブル
番号を出力する。

また、ステレオ音声復号化装置１５０においては、音声
符号とテーブル番号とが導入され、復号化手段１５１に
よって音声符号に対する復号化を行なって第１音声信号
を出力すると共に、第２テーブル検索手段１７１でテー
ブル番号に対応する差分情報を第２テーブル１６１から
検索する。音声合成手段１８１は、この差分情報と復号
化手段１５１から出力される第１音声信号とに基づいて
第２音声信号を合成して出力する。

本発明にあっては、ステレオ音声符号化装置１１０にお
いて、第１音声信号の符号化を行なうと共に、第２音声
信号に対しては、第１音声信号との差分に基づいて検索
したテーブル番号を得る。

また、ステレオ音声復号化装置１５０において、音声符
号を復号化して第１音声信号を得ると共に、テーブル番
号に基づいて差分情報を検索して第２音声信号を合成す
る。従って、符号化に関する情報量を削減することが可
能となる。

〔実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるステレオ会議シス
テム（ステレオ音声通信システム）の構成を示す。

１、　　　　と　１　との　応 ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

ステレオ音声符号化装置１１０は、ステレオ音声符号化
装置２１０に相当する。

符号化手段１１１は、エンコーダ２１１．エンコーダ２
１３に相当する。

差分算出手段１２１は、パワー差１位相差算出回路２２
１に相当する。

第１テーブル＋３１は、テーブル２３１に相当する。

第１テーブル検索手段１４１は、テーブル選択回路２４
１に相当する。

ステレオ音声復号化装置１５０は、ステレオ音声復号化
装置２５０に相当する。

復号化手段１５１は、デコーダ２５１．デコーダ゛２５
３に相当する。

第２テーブル１６１は、テーブル２６１に相当する。

第２テーブル検索手段１７１は、音声合成回路２８１に
相当する。

音声合成手段１８１は、音声合成回路２８１に相当する
。

以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

Ｕ唱へｌ戊 第２図において、マイクロフォン３０１及びマイクロフ
ォン３０３は、左右両チャネルの音声を収集するための
ものであり、収集された２チヤネルの音声信号は、ステ
レオ音声符号化装置２１０によって符号化され、伝送路
３５０に送出される。

一方、伝送路３５０を介した符号化情報がステレオ音声
復号化装置２５０に導入され、復号化が行なわれる。復
号化された音声の各チャネルは、スピーカー３９１及び
スピーカー３９３のそれぞれから出力される。

スーレオ　″。　　壮 ステレオ音声符号化装置２１０は、マイクロフォン３０
１から供給される音声信号に対して帯域分割を行なう帯
域分割フィルタ２２３と、帯域分割フィルタ２２３によ
って分割された音声信号の一方を符号化するエンコーダ
２１１と、他方を符号化するエンコーダ２１３と、マイ
クロフォン３０１及びマイクロフォン３０３から供給さ
れる２つの音声信号の比較を行なうパワー差２位相差算
出回路２２１と、音声信号の差分に関する情報を格納す
るテーブル２３１と、パワー差１位相差算出回路２２１
の比較結果に基づいてテーブル２３１の検索を行なうテ
ーブル選択回路２４１と、エンコーダ２１１及びエンコ
ーダ２１３の符号化によって得られた２つの符号化デー
タとテーブル選択回路２４１の出力（検索したテーブル
番号）とを多重化する多重化回路２２５とを備えている
。

パワー差１位相差算出回路２２１には、マイクロフォン
３０１及びマイクロフォン３０３から供給された音声信
号が供給され、その差分（２つの信号のパワー差及び位
相差）を求めて、差分結果をテーブル選択回路２４１に
供給する。テーブル選択回路２４１は、この差分結果に
応じてテーブル２３１に格納されている差分情報を検索
し、検索して得られたテーブル番号を多重化回路２２５
に供給する。尚、テーブル２３１に格納されている差分
情報及びテーブル選択回路２４１が検索するテーブル番
号については後述する。

多重化回路２２５は、エンコーダ２１１，２１３から入
力される符号化データと、テーブル選択回路２４１から
入力されるテーブル番号とを多重化して伝送路３５０に
送出する。

また、エンコーダ２１１（エンコーダ２１３の構成も同
じ）は、減算器３１１．量子化回路（Ｑ）３１３、量子
化幅算出回路（Δ）３１５．復号化回路（Ｑ−’）　３
１７．加算器３１９．適用回路（ＡＰ）３２１から成っ
ており、適用差分符号化によって音声信号の符号化を行
なう。

ｉｉ　　ステレオ　“′　５ ステレオ音声復号化装置２５０は、伝送路３５０を介し
て供給される多重化データを分ｍｔする分離回路２９３
と、符号化データの復号化を行なう２つのデコーダ２５
１，２５３と、２分＾゛りされた音声信号を合成する帯
域分割フィルタ２９１と、音声信号の差分に関する情報
を格納するテーブル２６１と、供給されるテーブル番号
に基づいてテーブル２６１を検索し、この検索結果に応
じて音声信号の合成を行なう音声合成回路２８１とを備
えている。

分離回路２９３は、テーブル番号と２つの符号化データ
との分離を行ない、一方の符号化データをデコーダ２５
１に、他方をデコーダ２５３に、テーブル番号を音声合
成回路２８１に供給する。

帯域分割フィルタ２９１は、デコーダ２５１及びデコー
ダ２５３による復号化によって得られた音声信号を合成
し、その合成した音声信号は、スビーカー３９１に供給
されると共に、音声合成回路２８１に供給される。

音声合成回路２８１は、導入されるテーブル番号に基づ
いてテーブル２６１を検索し、テーブル２６１に格納さ
れている差分情報を読み出す。この差分情報と帯域分割
フィルタ２９１から供給される音声信号とに基づいて他
方のチャネルの音声信号を合成し、スピーカー３９３に
供給する。

また、デコーダ２５１（デコーダ２５３の構成も同じ）
は、復号化回路３５１．量子化幅算出回路３５３．加算
器３５５．適用回路３５７から成っており、適用差分符
号化によって得られた符号化データの復号化を行なう。

尚、エンコーダ２１１による符号化処理とデコーダ２５
１による復号化処理は対応しており、同様に、エンコー
ダ２１３による符号化処理とデコーダ２５３による復号
化処理は対応している。

また、テーブル２３１とテーブル２６１は対応しており
、各テーブルにおいては、音声信号のパワー差１位相差
とテーブル番号との対応付けが為されている。

１−」Ｌ胴側ｊ」１作 次に、上述した実施例（ステレオ音声符号化装置１１０
及びステレオ音声復号化装置１５０）の動作を説明する
。

第３図に、受聴者の正面を０度として音源を９０度から
＋９０度まで移動したときの受聴者の両耳間の位相差及
びパワー差の関係を示す（日本放送出版協会用「放送音
響技術」の９７ページから引用）。

図に示すように、所定の位置に備わった単一の音源（１
人の話者に対応）から音声が出力された場合、受聴者の
両耳間では所定のパワー差（Δｐ）及び位相値（Δφ）
を持つことがわかる。

また、第４図に、２つのスピーカーを左右の開き角３０
度の位置に置いて、これらの音源に対しである振幅比（
ｘ）と位相差（θ）を与えた場合の受聴者の両耳間の位
相差（Δφ）とパワー差（Δｐ）の関係を示す（上述の
「放送音響技術」の９８ページから引用）。

図に示すように、２つの音源から出力される音にある振
幅比と位相差を与えることにより、受聴者の両耳間に所
定のパワー差と位相差を与えることが可能となる。

従って、テレビ会議の場合、音声の収集側において１人
の話者（第３図の音源に対応する）の発声を２つのマイ
クロフォンで収集し、このときのパワー差及び位相差を
求め、音声の再生側において２つのスピーカー（第４図
の２つのスピーカー）から振幅差と位相差を持った音声
を出力することにより、受聴者の両耳に所定のパワー差
と位相差を与えることが可能となり、話者の方向を特定
することができるようになる。

第５図に、テレビ会議の一例を示す。

（イ）は音声の送信側（収集側）の配置例である。ｒＡ
−Ｅ、は発言者であり、この中の１人が発言（発声）す
るものとする。また、（ロ）は音声の受信側（再生側）
の配置例である。

以下、第２図〜第５図を参照する。

１ユニ」Ｈｌ」ｑ映作 発言者Ａ−Ｅの何れかが発声すると、この音声がマイク
ロフォン３０１及びマイクロフォン３０３に収集される
。

マイクロフォン３０１の出力（音声信号）は、帯域分割
フィルタ２２３で２つの帯域に分割されてエンコーダ２
１１及びエンコーダ２１３に人力される。エンコーダ２
１１，２１３では、入力された音声信号を符号化して、
多重化回路２２５に供給する。

また、マイクロフォン３０１及びマイクロフォン３０３
から出力される音声信号は共にパワー差。

位相差算出回路２２１に入力され、パワー差１位相差算
出回路２２１はこの２つの音声信号のパワー差及び位相
差の算出を行なう。パワー差１位相差算出回路２２１で
算出したパワー差Ｐ１位相差θはテーブル選択回路２４
１に供給される。

テーブル選択回路２４１は、テーブル２３１を検索して
、該当するテーブル番号を抽出する。尚、第５図（イ）
に示した例では５人の発言者を想定しているので、パワ
ー差２位相差算出回路２２１から供給されるパワー差Ｐ
１位相θに基づいて、５種類の状態を識別する必要があ
る。この５種類の状態のそれぞれには５種類のテーブル
番号が対応させてあり、テーブル選択回路２４１は、こ
のテーブル番号の抽出を行なう。テーブル２３１の一例
を下表に示す。

表 テーブル選択回路２４１は、パワー差１位相差算出回路
２２１から入力されるパワー差１位相差と、テーブル２
３１に格納されているパワー差と位相差の組み合わせ（
Ｐ、　θ）を比較し、最も近い組み合わせに対応するテ
ーブル番号を抽出する。

抽出したテーブル番号は、多重化回路２２５に供給され
る。

多重化回路２２５は、エンコーダ２１１及びエンコーダ
２１３から供給された２つの符号化データと、テーブル
選択回路２４１がら供給されたテーブル番号とを多重化
して、伝送路３５０に送出する。

」工り浸順」Ｌ榎肱作 伝送路３５０を介してステレオ音声符号化装置２１０か
ら送出された多重化データは、ステレオ音声復号化装置
２５０の分離回路２９３に導入され、分離回路２９３は
この多重化データから２つの符号化データと１つのテー
ブル番号とを分離する。

２つの符号化データのそれぞれは、デコーダ２５１及び
デコーダ２５３に供給され、各デコーダで復号化が行な
われる。デコーダ２５１及びデコーダ２５３の各出力（
帯域分割された音声信号）は、帯域分割フィルタ２９１
で合成される。

また、分離回路２９３から出力されたテーブル番号は、
音声合成回路２８１に入力される。音声合成回路２８１
は、このテーブル番号に基づいてテーブル２６１　（内
容はテーブル２３１と同じ）を検索し、対応するパワー
差１位相差の読出しを行なう。

音声合成回路２８１は、受聴者の両耳にこの読み出した
パワー差２位相差を与えるために必要な、２つの音声信
号間の振幅差１位相差を求め（第４図に基づいて算出）
、帯域分割フィルタ２９１から出力される音声信号に対
してこの算出した振幅差１位相差を持った音声信号を合
成して出力する。

このようにして、帯域分割フィルタ２９１から出力され
た音声信号がスピーカー３９１から出力されると共に、
この音声信号に対して所定の振幅差５位相差を持った音
声信号がスピーカー３９３から出力される。受聴者は、
このスピーカー３９１．３９３から出力される音声によ
って、発言者の方向を５段階に識別することが可能とな
る。

■、　−のまとめ このように、マイクロフォン３０１で収集した音声を符
号化すると共に、この音声とマイクロフォン３０３で収
集した音声とのパワー差１位相差を算出し、この算出結
果に応じてテーブル２３１からテーブル番号を抽出する
。多重化回路２２５は、マイクロフォン３０１で収集し
た音声に対応する符号化データとテーブル番号とを多重
化して伝送路３５０に送出する。

伝送路３５０を介して受信した多重化データは、分離回
路２９３によって音声に対応した符号化データとテーブ
ル番号とに分離される。符号化データは復号化されてス
ピーカー３９１から出力される。また、音声合成回路２
８１は、テーブル番号に基づいて、受聴者の両耳に与え
るパワー差１位相差を求め、このパワー差１位相差を与
えるための音声信号を合成してスピーカー３９３から出
力する。

従って、ステレオ音声符号化装置２１０において、２つ
のマイクロフォン３０１，３０３から収集した音声のう
ちの一方をテーブル番号に変換して送信し、ステレオ音
声復号化装置２５０において、このテーブル番号に基づ
いて一方の音声信号を再生することが可能となり、ステ
レオ音声の符号化に関する情報量を削減することができ
る。

この情報量の削減に伴い、テレビ会議に要する通信コス
トが低減できると共に、ｌチャネル分の符号化、復号化
ですむため、テレビ会議システム全体の規模を縮小する
効果もある。

また、ステレオ音声復号化装置２５０における音声信号
の再生時には、一方の音声信号に対して振幅差９位相差
を持った他方の音声信号を得るため、再生時の音声が自
然になる（自然な再生音が聞こえるような、振幅差１位
相差を２つの音声信号に与えることにより可能となる）
。

Ｖ、Ｂの・ノ能。

なお、上述した本発明の実施例にあっては、パワー差１
位相差算出回路２２１においてパワー差と位相差とを算
出し、これらに基づいてテーブル２３１の検索を行なう
ようにしたが、第３図に示した音源位置が約−４０度〜
＋４０度の範囲であれば、パワー差あるいは位相差の何
れか一方を算出してテーブル２３１のテーブル番号を抽
出することも可能となる。

また、実施例では、２分割のサブバンドＡＤＰＣＭによ
る符号化、復号化を考えたが、この符号化、復号化の方
式については同程度の品質を有するものであれば何でも
よい。

更に、「１．実施例と第１図との対応関係」において、
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、本発明には各種の変形態様があ
ることは当業者であれば容易に推考できるであろう。

（発明の効果〕 請求項１の発明によれば、ステレオ音声符号化装置にお
いて、第１音声信号の符号化を行なうと共に、第２音声
信号に対しては、第１音声信号との差分に基づいて検索
したテーブル番号を得ることにより、符号化によって得
られた情報量を削減することができる。

また、請求項２の発明によれば、ステレオ音声復号化装
置において、音声符号を復号化して第１音声信号を得る
と共に、テーブル番号に基づいて差分情報を検索して第
２音声信号を合成することにより、符号化に関する少な
い情報量に基づいた復号化が可能となる。

更に、請求項３の発明によれば、ステレオ音声符号化装
置から音声符号とテーブル番号とを送出し、ステレオ音
声復号化装置においてこれらの情報Ｇこ基づいて第１音
声信号と第２音声信号とを得ることにより、符号化に関
する情報量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のステレオ音声符号化装置、復号化装置
及びステレオ音声通信システムの原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図は実音源のΔＰ−Δφ平面への写像の説明図、 第４図は合成音像の写像の説明図、 第５図は実施例のテレビ会議の説明図である。 図において、 １１０はステレオ音声符号化装置、 １１は符号化手段、 ２１は差分算出手段、 ３１は第１テーブル、 ４１は第１テーブル検索手段、 ５０はステレオ音声復号化装置、 ５１は復号化手段、 １６１は第２テーブル、 １７１は第２テーブル検索手段、 １８１は音声合成手段、 ２１０はステレオ音声符号化装置、 ２１１．２１３はエンコーダ、 ２２１はパワー差２位相差算出回路、 ２２３．２９１は帯域分割フィルタ、 ２２５は多重化回路、 ２３１．２６１はテーブル、 Ｉ １はテーブル選択回路、 ０はステレオ音声復号化装置、 １．２５３はデコーダ、 １は音声合成回路、 ３は分離回路、 １３０３はマイクロフォン、 １は減算器、 ３は量子化回路、 ５．３５３は量子化幅算出回路、 ７．３５１は復号化回路、 ９．３５５は加算器、 １．３５７は適用回路、 １．３９３はスピーカーである。 廻く （ジゝ（Ｐ２．　ｅ２　） （イン （ロ） ハ巴イクリの　テｌ／じ＋坂、ニア）鍔已日月匹ｎ第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１音声信号の符号化を行なって音声符号を出力
   する符号化手段（１１１）と、 前記第１音声信号及び第２音声信号が導入され、これら
   の信号の差分を算出する差分算出手段（１２１）と、 ２つの信号の差分情報と、対応するテーブル番号とが格
   納されている第１テーブル（１３１）と、前記差分算出
   手段（１２１）による差分の算出結果に応じて前記第１
   テーブル（１３１）を検索して、所定の差分情報に対応
   するテーブル番号を出力する第１テーブル検索手段（１
   ４１）と、を備えるように構成したことを特徴とするス
   テレオ音声符号化装置。
2. （２）導入された音声符号に対する復号化を行なって、
   第１音声信号を得る復号化手段（１５１）と、２つの信
   号の差分情報と、対応するテーブル番号とが格納されて
   いる第２テーブル（１６１）と、導入されたテーブル番
   号に基づいて前記第２テーブル（１６１）を検索し、こ
   のテーブル番号に対応する差分情報を出力する第２テー
   ブル検索手段（１７１）と、 前記復号化手段（１５１）から出力される第１音声信号
   と、前記第２テーブル検索手段（１７１）から出力され
   る差分情報とに基づいて、第２音声信号を合成する音声
   合成手段（１８１）と、を備えるように構成したことを
   特徴とするステレオ音声復号化装置。
3. （３）第１音声信号及び第２音声信号が導入され、請求
   項１記載のステレオ音声符号化装置（１１０）によって
   得られた音声符号とテーブル番号とを送出し、請求項２
   記載のステレオ音声復号化装置（１５０）において、こ
   れらの音声符号とテーブル番号とに基づいて前記第１音
   声信号と前記第２音声信号とを得ることを特徴とするス
   テレオ音声通信システム。