JPH0368400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音声メール・サービス、音声出力サ
ービス等を提供する交換機における音声蓄積方法
に関するものである。

交換機は、従来任意の電話機間を即時的に接続
し、発呼者と被呼者の直接的な通話を提供するも
のであつた。しかし現実の場面においては、通話
したい相手が不在であつたり、他の電話機で話し
ていたり、また相手先の電話機そのものが話中で
あるために一度では用件の済まないことがある。
特にビジネス通信においてこの問題は重要であ
り、所望の相手と首尾よく通話ができる確率は30
％程度という調査報告もある。また通話のなかに
は、相手を電話口まで呼び出して直接話す必要が
あるほど複雑あるいは緊急ではないものも多い。
そこで交換機に音声蓄積装置を設置し、相手が不
在あるいは話中である場合、また直接話すまでも
ない程度の内容である場合には、メツセージを音
声で蓄積し、希望の時刻に交換機が発信人に代わ
つて相手先にそのメツセージを届けたり、あるい
は相手先の都合のよい時刻にそのメツセージを聞
きに来てもらうようなサービスを提供することが
期待される。これは音声メール・サービスと呼ば
れるもので、今後の交換機が具備すべき重要なサ
ービス機能のひとつと考えられる。

また従来交換機から通話者に対して呼の進行状
況等を知らせるためには、ダイアル・トーン、ビ
ジー・トーン等のトーン信号が用いられて来た。
しかし今後交換機の機能、サービスが高度化する
に従つて、交換機から通話者に対して知らせるべ
き、あるいは知らせたら便利な情報の種類は急速
に増大すると考えられ、それらをトーン信号のみ
で識別することは極めて困難になる。したがつて
交換機には、それらの情報を音声の形で出力する
機能が必要になる。音声出力機能を実現するに
は、音声合成装置を利用するのが最も理想的では
あるが現状では音質等がまだ十分ではない。そこ
であらかじめ出力すべき音声情報を交換機内に蓄
積しておき、それを必要に応じて繰返し読出す方
法が最も現実的である。

以上述べたように音声メール・サービスにし
ろ、音声出力機能にしろ、交換機内に音声蓄積装
置を備えることが要求されるが、その場合に最も
問題となるのは、蓄積装置の蓄積方式及び蓄積容
量である。蓄積方式には、アナログ方式を使つて
テープ・レコーダに録音する方法も考えられる
が、ランダムな読出し、書込みの繰返しには不適
当である。したがつて音声をデイジタル化し、コ
ンピユータにおけるデータやフアイルの処理と同
様に扱うのが有利である。今後デイジタル交換機
が主流となることを考えれば、なおさらデイジタ
ル化した音声を扱う方が有利である。ただしその
場合には蓄積容量が問題である。音声信号デイジ
タル化の世界の標準方式（PCM方式）にしたが
えば、音声信号は毎秒64kbitすなわち8kバイトの
情報量を有する。したがつて１分間の音声メツセ
ージを蓄積するのに480kバイトすなわち約0.5M
バイトの蓄積容量が必要となる。交換機全体では
極めて多数のメツセージが蓄積されることを考え
れば、この蓄積容量を何とかして減らす対策が必
要となる。

その対策の１つはデイジタル化方式をPCM方
式から、もつと所要情報量の少ない変調方式、例
えばアダプテイブ・デルタ変調（ADM）方式、
適応差分PCM（ADPCM）方式等に変換する、い
わゆる帯域圧縮を行なつてから蓄積する方法であ
る。現在でもPCM方式の1/2の速度、32kb／ｓ
でかなり良好な音質が得られており、今後
16kb／ｓのものも利用可能になると期待されて
いる。

蓄積容量を減らすもう１つの対策は、人間の発
する音声の間に存在する無音の期間を除去して蓄
積する方法である。単語あるいは文の切れ目に存
在する無音区間、話者が考えている時に存在する
無音区間を除去することにより、かなりの蓄積容
量の節約が可能と考えられる。

しかしこのように無音区間を除去して蓄積した
場合、それを再生する際には、その無音区間を再
現するための手法が必要である。当然のことなが
ら無音区間、有音区間の長さは一定ではないの
で、無音区間の位置と長さ、蓄積装置上での隣接
する有音区間の境界点等のデータを記憶し、十分
管理しなければならない。

第１図は、上述のように無音区間を除去して蓄
積し、再生する音声蓄積方式の従来例を示したも
のである。（Bell System Technical Jourral，
October 1980 p.1383〜1395“An Experimental
Speech Storage and Editing Facility”参照） 第１図に示した音声蓄積方式において、入力端
子１０に加えられるデイジタル化された音声符号
は、入力端子１１に加えられる音声符号のサンプ
リング・クロツクに等しい周波数を有するクロツ
ク信号をDMA（Direct Memory Access）クロ
ツクとして、コンピユータ１２の主記憶上に設け
られたバツフアメモリ１３あるいは１４にDMA
モードでシーケンシヤルに書込まれて行く。書込
まれるバツフア・メモリ１３あるいは１４の切替
は、コンピユータ１２の制御部１５の命令にもと
づき、スイツチ１６によつて行なわれる。ただし
スイツチ１６は論理的なスイツチである。今スイ
ツチ１６が第１図の状態にあり音声符号がバツフ
ア・メモリ１３に最後まで書込まれたとすると、
制御部１５に対して割込みを発生し、そのことを
知らせる。制御部１５はこの割込に応じて、スイ
ツチ１６をバツフア・メモリ１４側に倒し、音声
符号の書込みを継続させる。一方この間に制御部
１５は、バツフア・メモリ１３に書込まれた音声
符号をもとに種々の演算を行なつてこれらの音声
符号系列が有音区間に相当するか、無音区間に相
当するかを判定する。その結果有音区間と判定さ
れると、制御部１５はバツフア・メモリ１３に書
込まれた音声符号を磁気デイスク１７に転送す
る。その際スイツチ１８はバツフア・メモリ１３
側に倒れている。スイツチ１８も論理的なスイツ
チで、スイツチ１６とは連携して動作し、互いに
異なるバツフア・メモリを選択するように動作す
る。

一方バツフア・メモリ１３の中の音声符号が無
音区間に相当すると判定されると、バツフア・メ
モリから磁気デイスクへの転送は行なわない。し
たがつてバツフア・メモリ１４が最後まで書込ま
れると、次にバツフア・メモリ１３への書込みが
開始されるので、前回の音声符号は消えてしま
う。バツフア・メモリ１３を書込み中の時のバツ
フア・メモリ１４に対する制御部１５の動作も全
く同様である。

すなわち第１図に示した従来方式では、バツフ
ア・メモリに書込まれた音声符号全体を１つのブ
ロツクとし、ブロツク単位で有音区間か否かを判
定し有音区間と判定されたブロツク（有音ブロツ
ク）を磁気デイスクに転送する。またバツフア・
メモリのサイズは磁気デイスクの入出力単位の関
係で磁気デイスクの１セクターあるいはその整数
倍に相当するものが選ばれる。

また再生時に無音ブロツクを正しく有音ブロツ
クの間に挿入するため、制御部１５は有音ブロツ
クを磁気デイスク１７に転送するとともに、例え
ばそのブロツクのメツセージの先頭からの通し番
号と、そのブロツクを格納した磁気デイスク上の
アドレス（セクター番号等）を記憶する。それら
の情報は制御用のデータとして、主記憶あるいは
磁気デイスク１７の音声符号とは異なる部分に格
納される。

さて、蓄積された音声の再生は次のようにして
行なう。

すなわち制御部１５は主記憶あるいは磁気デイ
スク上に格納された制御データから有音ブロツク
の番号とそのアドレスを読込み、その有音ブロツ
クを磁気デイスク１７から取出してバツフア・メ
モリ１３または１４に入力する。有音ブロツク番
号が飛んでいる場合には、その間に無音ブロツク
が存在していたということであるから、磁気デイ
スク１７から有音ブロツクを取出す前に、バツフ
ア・メモリ１３あるいは１４をクリアして所定の
数だけの無音ブロツクを挿入する。しかるのち有
音ブロツクを取出し以下同様の動作を続けて行
く。バツフア・メモリ１３，１４はスイツチ１
６，１８によつて一方がDMAモードにより入出
力端子１０に読出されている時、他方が制御部１
５の制御により、磁気デイスク１７から有音ブロ
ツクを入力されるか、無音ブロツクを入力するた
めにクリアされているかしているように切替えら
れる点は音声蓄積時と同様である。

なお制御用のデータとしては、前述の有音ブロ
ツクについてブロツク番号とアドレスを用いる方
法の他に、有音ブロツクについてはアドレスを、
無音ブロツクについては連続するブロツク数を記
録する方法等各種の方法が考えられる。

以上のような従来技術による音声蓄積方式にお
いては、ブロツクのサイズは、バツフア・メモリ
磁気デイスク、制御部等ハードウエアの要因によ
つて決められる部分が多い。すなわち磁気デイス
クは通常セクタ単位の入出力が行なわれるためバ
ツフア・メモリのサイズはセクタと同一あるいは
その整数倍でなければならない。また磁気デイス
クのアクセス・タイム、データの転送時間、制御
部がバツフア・メモリ内の音声符号に対して所要
の演算、処理を行なうのに必要な時間を合計した
時間を確保するため、その間に入力される音声符
号分のバツフア・メモリがなければならない。

ブロツク・サイズは本来音声信号の性質に基づ
いて決められるべきものであり、上記のようにハ
ードウエア等によつて左右されるべきではない。
また以上述べた無音ブロツクの圧縮と、先に述べ
た帯域圧縮を組合せるとすれば、帯域圧縮技術の
進歩に従つて同一時間に相当するブロツクのサイ
ズが減少することが考えられる。ブロツクのサイ
ズが変化するとシステム全体の再検討が必要とな
るので、技術の進歩を迅速に取入れることができ
ず、適当ではない。

なお、ブロツク・サイズをバツフア・メモリ・
サイズと独立にする方法も不可能ではないが、か
えつて制御や処理が複雑化し、現実的ではない。

また先に述べたように、制御部は音声符号その
ものの蓄積、取出しの他に、有音区間、無音区間
に関する情報を記憶し、その情報に基づいて音声
の蓄積、再生を管理しなければならない。１つの
メツセージごとにこのような細かな操作を行な
い、またその他にそのメツセージの発信者、宛
先、送信時刻等メツセージ全体に関する情報も管
理するとなると、制御部の動作は著しく複雑化
し、かえつて個々の機能に各種の制限が加えられ
ることになる。

本発明は従来技術におけるかかる欠点を除去
し、バツフア・メモリと入力端子との間に回路を
付加することにより、ブロツク・サイズをバツフ
ア・メモリや磁気デイスク等と無関係を設定で
き、また有音ブロツク、無音ブロツクに関する情
報を音声符号のなかに挿入して、コンピユータの
制御部は一切関知しなくてよいような音声蓄積方
法を得んとするものである。

すなわち本発明によれば、音声をデイジタル化
して蓄積する音声蓄積方式において、蓄積時は、
デイジタル化された音声信号の符号系列を一定数
の符号からなるブロツクに分割し、各ブロツクご
とに無音ブロツクか有音ブロツクかを判定し、有
音ブロツクのみをブロツクの先頭にフラグとその
ブロツクの時間位置あるいはそのブロツクに先行
する無音ブロツクの個数に関する情報を付加して
蓄積し、再生時は、蓄積された前記符号系列のな
かからフラグを検出して有音ブロツクの先頭を見
つけ出し、前記フラグに付随する前記時間位置あ
るいは先行する無音ブロツクの個数に関する情報
に基づいて無音ブロツクを挿入し、しかるのち蓄
積された有音ブロツクを取出して再生することを
特徴とする音声蓄積方法が得られる。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第２図、第３図は本発明の実施例を示す図であ
り、第２図は音声蓄積に関わる部分を、第３図は
音声再生に関わる部分を表わしている。

第２図において、コンピユータ１２、バツフ
ア・メモリ１３，１４、磁気デイスク１７等は第
１図と同じものであり、本発明はそれらと音声符
号の入出力端子１０との間に回路２０を挿入して
得られるものである。端子１０に加えられた音声
符号はバツフア・メモリ２１に順次蓄積される。
このバツフア・メモリ２１のサイズは音声符号の
性質にもとづいた値に定めればよく、これがブロ
ツクの単位となる。ただしバツフア・メモリ２１
はバツフア・メモリ１３，１４のように２つの部
分に分れているものを簡単のために１つにまとめ
て表わしている。一方音声検出回路２２は、音声
符号のレベル、極性の反転回数等を観測して、バ
ツフア・メモリ２１内の音声ブロツクが有音ブロ
ツクであるか無音ブロツクであるかを判定し、ブ
ロツクの終了時点でその結果を出力する。無音ブ
ロツクであつた場合には、無音ブロツク・カウン
タ２３を１だけ増加させ、またDMAクロツク制
御回路２４はコンピユータ１２内のバツフア・メ
モリ１３，１４へのDMAクロツクの送出をスト
ツプする。

したがつてバツフア・メモリ２１が読出されて
も、コンピユータ内のバツフア・メモリには書込
まれず、無音ブロツクは蓄積されないことにな
る。

一方音声検出回路が有音ブロツクと判定する
と、その出力にもとづいて、DMAクロツク制御
回路２４は、次のブロツクの冒頭で音声符号の１
サンプリング周期の間に３つのDMAクロツクを
コンピユータ１２内に送り込む。DMAクロツク
制御回路２４の動作に連携して選択回路２５は、
第１のDMAクロツクに対して固定パターン、例
えばDMAの入力データを８ビツトとすれ
ば／／／／／／／／を出力する。これがいわば有
音ブロツクの先頭を示すフラグとなる。次に第２
のDMAクロツクに対しては無音ブロツク・カウ
ンタ２３のカウント値を選択し出力する。これは
その有音ブロツクと１つ前の有音ブロツクとの間
に存在した無音ブロツクの個数を表わしている。
この後無音ブロツク・カウンタ２３はリセツトさ
れる。最後に第３のDMAクロツクに対しては、
バツフア・メモリ２１の出力であるブロツクの先
頭の音声符号を選択し、出力する。以後はDMA
クロツク制御回路２４は１サプリング周期の間に
１つずつのDMAクロツクを送出し、バツフア・
メモリ２１の出力を順次コンピユータ内のバツフ
ア・メモリ１３または１４に書込んで行く。

バツフア・メモリ１３，１４は入力される
DMAクロツクに従つて、音声符号あるいはフラ
グ、無音ブロツク数等を、その内容を意識するこ
となく読込み、一杯になると、制御部１５の制御
により、その記憶内容が磁気デイスク１７にまと
めて転送される。

このようにして無音ブロツクは蓄積せず、また
有音ブロツクは先頭にフラグと無音ブロツクに関
する情報を付加して磁気デイスク１７に蓄積す
る。

なお音声符号のなかに、フラグとして用いてい
る固定パターンと同一のものが存在すると、音声
再生の際、有音ブロツクの先頭の検出及び無音ブ
ロツクに関する情報の抽出に誤りが生じる。これ
を防ぐため、固定パターン検出回路２６は、音声
符号を監視して、固定パターンと同一のものが現
われたときには、DMAクロツク制御回路に、１
サンプリング周期の間に２つのDMAクロツクを
出力させ、選択回路により固定パターンをもう一
つ付加して出力させる。フラグの後に付加する無
音ブロツクに関する情報として、固定パターンに
一致するものを禁止するようにしておけば、上記
の方法により、フラグと音声符号中の固定パター
ンに一致する符号とを区別することが可能であ
る。

第４図にバツフア・メモリ１３，１４あるいは
磁気デイスク１７に書込まれる時の１つの有音ブ
ロツクのデータ構造を示す。ただしｎはブロツク
当りの音声符号の個数である。

DMAクロツク制御回路２４は、入力端子２７
に加えられるクロツクを分周して所要のDMAク
ロツクを作成する。またカウンタ２８は１ブロツ
ク分の音声符号をカウントして、バツフア・メモ
リ２１の読出し／書込みアドレスを与え、また各
部分の動作タイミングを与える。

一方音声を再生する際は、第３図において、フ
ラグ検出回路３０がコンピユータ１２のバツフ
ア・メモリ１３または１４から出力されて来る符
号のなかからフラグを検出する。すなわちフラグ
に使用している固定パターンを検出するとDMA
クロツク制御回路を通じてもう１つ余分にDMA
クロツクを出力させ次の符号を取出す。それが固
定パターンに一致していなければ、先の固定パタ
ーンはフラグであり、次にとり出したこの符号が
無音ブロツクの個数に関する情報であることにな
る。これをブロツク・カウンタ３１に入力し、ま
た選択回路３２は雑音発生回路３３を選択して出
力し、無音ブロツクを挿入する。ブロツク・カウ
ンタ３１は減算カウンタで、このカウンタが０に
なるまでは上記の状態が継続する。この間DMA
クロツク制御回路２４からクロツクは出力され
ず、バツフア・メモリ１３，１４からの符号出力
は行なわれない。なお雑音発生回路３３は、無音
ブロツクの不自然さをなくすため背景雑音に相当
する低いレベルの雑音信号を発生する回路であ
る。またゲート３４は固定パターンおよび無音ブ
ロツクに関する情報が現われている場合、それを
端子１０に出力しないようにするためのものであ
る。

ブロツク・カウンタ３１が０となると、再び
DMAクロツク制御回路２４はクロツクを出力
し、バツフア・メモリ１３，１４から有音ブロツ
クの取出しが行なわれる。選択回路３２は、ゲー
ト３４を通じて入力されるこれら有音ブロツクの
音声符号を選択し、端子１０に出力する。

なおフラグ検出回路３０において、固定パター
ンが２つ連続して検出された場合には、先にも述
べたようにそれはフラグではなく音声符号であ
る。したがつて音声符号としてそのまま端子１０
に出力させ、以降上記の動作を繰返して行く。

このようにして無音ブロツクを正しく挿入しな
がら、音声全体を再生することが可能である。な
お以上の説明では無音ブロツクに関する情報とし
て、有音ブロツクに先行する無音ブロツク数を記
憶する方法を述べたが、その代わりにその有音ブ
ロツクの時間位置すなわちメツセージの先頭から
のブロツクの通し番号を記憶する方法も可能であ
る。両者はブロツクの通し番号を送るか、その差
を送るかの違いである。

以上述べたことからわかるように本発明によれ
ば、有音、無音を判定する単位となる音声のブロ
ツク・サイズは磁気デイスク、コンピユータ内の
バツフア・メモリ等のハードウエアの特性から全
く独立して定めることが出来る。したがつて音声
の特性に基づいた最適なブロツク・サイズを設定
でき、また帯域圧縮の導入もスムーズに行なえ
る。

またブロツクの先頭を示す目印や無音ブロツク
に関する情報が音声符号の中に埋め込まれてお
り、コンピユータの制御部や磁気デイスクはそれ
らをひとまとまりのデータとして扱うのみで、ブ
ロツクとか、有音、無音の識別等を一切関知しな
くてよい。したがつて音声の圧縮／伸長の管理
と、メツセージ全体の管理が明確に分離され、融
通性に富んだ、簡潔なシステムを構成することが
できるので、その効果は極めて大きいものであ
る。また付加される回路も音声検出回路を除け
ば、ごく単純な回路である。音声検出回路もデイ
ジタル信号処理技術、LSI技術の進展により比較
的容易に実現可能となり、何よりも蓄積装置内の
制御部で行なわせるよりもはるかに簡単である。
（電子通信学会通信方式研究会資料：CS78−69
「DSI用エコーサプレツサ」参照） 以上実施例について説明したように、本発明に
よれば、小規模の回路を付加することにより、蓄
積装置のハードウエアに依存することなく自律的
な無音区間の圧縮、伸張を行なう音声蓄積方式を
得ることができ、その効果は著しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による音声蓄積方式を示すブ
ロツク図、第２図、第３図は本発明の実施例を示
すブロツク図、第４図は第２図、第３図におい
て、蓄積されるデータのデータ構造を示す説明図
である。 図において１３，１４，２１はバツフア・メモ
リ、１７は磁気デイスク、２２は音声検出回路、
２４はDMAクロツク制御回路、２５，３２は選
択回路、２３，３１はブロツク・カウンタ、３０
はフラグ検出回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 音声をデイジタル化して蓄積する音声蓄積方
   法において、蓄積時は、デイジタル化された音声
   信号の符号系列を一定数の符号からなるブロツク
   に分割し、各ブロツクごとに無声ブロツクか有音
   ブロツクのみを、ブロツクの先頭にフラグとその
   ブロツクの時間位置あるいはそのブロツクに先行
   する音声ブロツクの個数に関する情報を付加して
   蓄積し、再生時は、蓄積された前記符号系列のな
   かからフラグを検出して有音ブロツクの先頭を見
   つけ出し前記フラグに付随する前記時間位置ある
   いは先行する無声ブロツクの個数に関する情報に
   基づいて無声ブロツクを挿入し、しかるのち蓄積
   された有音ブロツクを取出して再生することを特
   徴とする音声蓄積方法。