JPH04923A - 可変レートコーデック - 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〕 音声データを可変の符号化レートで符号化してＡＴＭセ
ルを作成するようにした可変レートコーデックに関し、 音声データの伝送効率の向上を目的とし、入力されるフ
レーム単位の音声データに対して各フレーム毎に符号化
レートを設定して符号化を行い、符号化データを出力す
る符号化手段と、入力される音声データに対して、フレ
ーム毎に有音であるか否かを検出する音声検出手段と、
有音部分に対応した符号化データのみを格納する格納手
段と、符号化手段で設定した各フレームの符号化レート
を所定のビット数で表した符号化レート情報を生成して
出力する符号化レート情報生成手段と、符号化レート情
報生成手段から出力される複数フレームに対応した符号
化レート情報を圧縮する圧縮手段と、圧縮手段で圧縮し
た符号化レート情報及び格納手段に格納された符号化デ
ータを含むＡＴＭセルを作成して出力するＡＴＭセル作
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、音声データを可変の符号化レートで符号化し
てＡＴＭセルを作成するようにした可変レートコーデッ
クに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、高帯域ｌ５ＤＮの実現方式として、パケット交換
の帯域柔軟性と回線交換の時間透過性とを兼ねそなえた
ＡＴＭ　（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅ
ｒＭｏｄｅ＋　非同期転送モード）を使った伝送方式が
ＣＣＩＴＴで合意され、各機関で研究が盛んに行われて
いる。

このようなＡＴＭ方式を適用した可変レートコーデック
は、入力される音声信号を量子化した後可変レートで符
号化を行い、更にその結果を１つ乃至複数のＡＴＭセル
に変換して出力するものである。例えば、４肥毎の量子
化データを１フレームとして、更にこの６フレームから
構成されるｌマルチフレームを処理単位としてＡＴＭセ
ルを作成する。

第４図に、可変レートコーデックの動作の概略を示す。

可変レートコーデックでは、入力音声の有音部分のみを
検出して、この有音部分に対応したフレームの量子化デ
ータのみを可変レートで符号化し、１マルチフレームに
対応したバーストデータを得る。可変の符号化レートと
しては例えば１６に、２４に、３２に、４０に、４８Ｋ
ｂｐｓの５種類を考えるものとすると、この中のどの符
号化レートで符号化したか及びどのフレームが有音部分
かによって上述したバーストデータのデータ量が異なる
。従って、バーストデータのデータ量が少ない場合は１
つのＡＴＭセルに変換し、データ量が多い場合は２つあ
るいは３つのＡＴＭセルに変換する。

ところで、このように可変レートで符号化を行ってＡＴ
Ｍセルを作成した場合、各フレームに対応した符号化レ
ート及び何れのフレームが有音部分に対応するものかに
関する情報をＡＴＭセルに含ませる必要がある。第５図
にＡＴＭセルのフォーマットを、第６図にＡＴＭセルに
含まれる符号化レート情報及び有音／無音情報の詳細内
容を示す。

第５図に示すように、ＡＴＭセルは、行先等のＡＴＭ交
換に必要な制御情報からなる５バイトのＡＴＭヘッダと
、バーストデータを格納する４８バイトの固定長のデー
タ領域から構成されている。

また、データ領域の先頭の６バイトは、アダブチ−ジョ
ンヘッダと称される可変レートコーデック間で送受され
る制御情報領域に割り当てられており、具体的な内訳は
、通し番号が付されたセル番号に１バイト、符号化レー
ト情報に３バイト、有音／無音情報に１バイト、フレー
ム先頭位置情報に１ハイドとなっている。フレーム先頭
位置情報は、データ領域内のフレーム先頭位置を示す情
報である。

また、第６図に示すように、符号化レート情報は、バー
ストデータが何れの符号化レートで処理されたものであ
るかを示しており、全フレームが有音部分である場合を
考慮して、各フレームに３ビツト、合計１８ビツトが割
り当てられている。

同図の例では、３つのフレームが有音部分に対応してい
るため、これらの各フレームの符号化レートを符号化レ
ート情報の下位９ビツト（３ビツト×３フレ一ム分）で
表している。更に、有音／無音情報は、１マルチフレー
ムを構成する各フレームが有音部分であるか無音部分で
あるがを示しており、有音部分に“１″が、無音部分に
°０”が格納される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式にあっては、５種類の符号
化レートを１マルチフレーム分表すためにデータ領域を
１８ビツトすなわち３バイト使用しており、その分バー
ストデータを格納するデータ領域の容量が少なくなるた
め音声データの伝送効率が悪くなるという問題点があっ
た。

第５図に示したＡＴＭセルにおいては、４８バイトのデ
ータ領域の内の６バイトがアダブチ−ジョンヘッダとし
て使用されるため、残りの４２バイトのデータ領域に符
号化データが格納されることになる。

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、音声データの伝送効率を上げることができる可変
レートコーデック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、本発明の可変レートコーデックの原理ブロッ
ク図である。

図において、符号化手段１１１は、入力されるフレーム
単位の音声データに対して各フレーム毎に符号化レート
を設定して符号化を行い、符号化データを出力する。

音声検出手段１２１は、入力される音声データに対して
、フレーム毎に有音であるか否かを検出する。

格納手段１３１は、有音部分に対応した符号化データの
みを格納する。

符号化レート情報生成手段１４１は、符号化手段１１１
で設定した各フレームの符号化レートを所定のビット数
で表した符号化レート情報を生成して出力する。

圧縮手段１５１は、符号化レート情報生成手段１４１か
ら出力される複数フレームに対応した符号化レート情報
を圧縮する。

ＡＴＭセル作成手段１６１は、圧縮手段１５１で圧縮し
た符号化レート情報及び格納手段１２１に格納された符
号化データを含むＡＴＭセルを作成して出力する。

従って、全体として、ＡＴＭセル内の符号化レート情報
を圧縮するように構成されている。

〔作　用〕

音声データが入力されると、符号化手段１１１によって
フレーム毎に異なる符号化レートで符号化され、音声検
出手段１２１によって検出された有音部分の符号化デー
タのみが格納手段１３１にに格納される。また、上述し
たフレーム毎の符号化レートを音声データの送出先に通
知するための符号化レート情報が符号化レート情報生成
手段１４１で生成されると、更に圧縮手段１５１で圧縮
し、この圧縮した符号化レート情報を含むＡＴＭセルが
作成される。

本発明にあっては、符号化レート情報を圧縮してＡＴＭ
セルを作成することにより、固定長であるＡＴＭセルに
より多くの符号化データを含ませて、音声データの伝送
効率を上げることができる。

〔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可変レートコーデ
ックの構成を示す。図において、２１１はアナログ−デ
ィジタル変換回路（Ａ／Ｄ回路）を、２２１は符号化器
部を、２３１はバッファ部を、２４１は音声検出部を、
２５１は符号化制御部を、２６１はヘッダ生成部を、２
８１は多重部をそれぞれ示している。

Ａ／Ｄ回路２１１は、入力されるアナログ音声信号を所
定のサンプリング周波数で量子化するものであり、４ｍ
ｓ周期の各フレームに対応する量子化データを符号化器
部２２１及び音声検出部２４１のそれぞれに入力する。

符号化器部２２１は、入力される各フレームの量子化デ
ータに対して可変レートで符号化を行うものであり、符
号化レートとしては１６に、２４に、３２，４０，４８
Ｋｂｐｓの５種類が用意されている。符号化方式として
は、例えば適応差分符号化方式（ＡＤＰＣＭ）方式を用
いる。音声検出部２４１は、入力される量子化データに
基づいて、対応するフレームが音声信号の有音部分であ
るか無音部分であるかを検出する。

バッファ部２３１は、符号化器部２２１によって処理さ
れた符号化データの中の有音部分に対応したものだけを
バーストデータとして格納する。

この有音部分は符号化制御部２５１によって指示される
。

符号化制御部２５１は、音声検出部２４１によって符号
化データの中の有音部分を検出したときにこの符号化デ
ータの格納指示をバッファ部２３１に送ると共に、１マ
ルチフレームを構成する各フレームが有音である無音で
あるか、有音である場合には符号化器部２２１は何れの
符号化レートで符号化を行ったか等の情報に基づいて、
ヘッダ生成部２６１に対してアダブチ−ジョンヘッダの
生成指示を行う。

ヘッダ生成部２６１はアダブチ−ジョンヘッダ内の各種
情報を作成するためのものである。ヘッダ生成部２６１
内にあって、２６３はセル番号生成部を、２６５は有音
／無音情報生成部を、２６７はフレーム先頭位置情報生
成部を、２６９は符号化レート情報生成部を、２７１は
デコーダを、２７３はセレクタをそれぞれ示している。

セル番号生成部２６３は、１マルチフレームに対応した
バーストデータを複数のＡＴＭセルに分けて格納した場
合に、各セルに付される通し番号であるセル番号を生成
する。セル番号は１ハイドデータとして出力される。

有音／無音情報生成部２６５は、１マルチフレームを構
成する各フレームが音声の有音部分に対応しているか無
音部分に対応しているかを示す有音／無音情報を生成す
る。この有音／無音情報は１フレームに１ビツトを対応
させた６ビツトデータを下位に含む１バイトデータとし
て出力される。

フレーム先頭位置情報生成部２６７は、データ領域内の
各フレームの先頭位置を示すフレーム先頭位置情報を生
成する。フレーム先頭位置情報は１バイトデータとして
出力される。

符号化レート情報生成部２６９は、１マルチフレームを
構成する各フレームに対応した符号化レートを表す符号
化レート情報を生成する；５種類の符号化レートを表す
ために各フレームに対応した３ピントデータを、すなわ
ち合計１８ピントデータを符号化レート情報として出力
する。

デコーダ２７１は、この１８ビツトの符号化レート情報
を８ビツトに圧縮（コード化処理）する。

例えば、１６　Ｋｂｐｓで符号化すると１フレーム（１
マルチフレームの周期を２４１ｍ５とする）は８バイト
のバーストデータに変換され、４８　Ｋｂｐｓで符号化
すると２４バイトのバーストデータとなる。

このため、１つのＡＴＭセルに納まるフレーム数は全フ
レームの符号化レートが１６Ｋｂｐｓの場合であっても
５個であり、符号化レートが太き（なるに従ってこのフ
レーム数が少なくなる。従って、５種類の符号化レート
の組合せを有音部分にのみ着目すると、１つのＡＴＭセ
ルに対応する符号化レートの組合せは全部で２３９バタ
ンとなり、１バイト（２’＝２５６）に圧縮することが
可能になる。

セレクタ２７３は、上述した各生成部２６３〜２６７及
びデコーダ２７１から出力された各１バイトデータをセ
ル番号、符号化レート情報、有音／無音情報、フレーム
先頭位置情報の順に選択して、４バイトのアダブチ−ジ
ョンヘッダとして出力する。

多重部２８１は、−、ラダ生成部２６１から出力される
アダブチ−ジョンヘッダとバッファ部２３１から出力さ
れるバーストデータとを多重してＡＴＭセルを作成する
。多重部２８１で作成されるＡＴＭセルは、第５図に示
したフォーマットを有しており、この中でアダプテーシ
ョンヘンダを除いたデータ領域は４４バイトの容量を有
している。

なお、ＡＴＭヘッダは多重部２８１でデータ領域に付加
されてＡＴＭセルが作成される。

第３図に、上述した可変レートコーデックを用いて符号
化レート情報の圧縮を行う場合の処理の概略を示す。

音声検出部２４１によって音声信号の有音部分が検出さ
れ、この有音フレームに対応した可変レートの符号化デ
ータのみでバーストデータが作成されてバッファ部２３
１に格納される。このバーストデータの内訳は例えば同
図に示すような１６Ｋｂｐｓ　、　　３２　Ｋｂｐｓ及
び２４　Ｋｂｐｓの符号化データである。ヘッダ生成部
２６１内の符号化レート情報生成部２６９は、これら３
つの符号化レートのそれぞれを各３ビツトで表した合計
９ビツトを下位に含む１８ビツトの符号化レート情報を
生成して出力する。下位に含むようにしたのは、有音フ
レームの間に挟まれた無音フレームを取り除くことによ
り符号化レートの組合せバタン数を減らすためである。

また、このように有音フレームの符号化レートを詰めた
場合であっても、有音／無音情報に基づいて正確なフレ
ーム位置に対応させることができるため特に支障はない
。

デコーダ２７１は、この１８ビツトの符号化レート情報
を１バイトに圧縮し、この圧縮した符号化レート情報を
含んだＡＴＭセルが可変レートコーデックから出力され
る。

また、このようにして圧縮された１バイトの符号化レー
ト情報は圧縮前の１８ビツトの符号化レート情報と１対
１に対応しているため、ＡＴＭセルを受信した可変レー
トコーデック（図示せず）では反対に伸長（デコード処
理）を行って１８ビツトの符号化レート情報を再現し、
可変レートの復号化処理を行った後に逆量子化してアナ
ログ音声信号を得る。

このように、符号化レート情報生成部２６９で生成した
６フレ一ム分１８ビットの符号化レート情報をデコーダ
２７１によって圧縮して８ビツトにすることにより、従
来３バイトの容量が必要であった符号化レート情報を１
バイトで表して、その減少分だけデータ領域の有効部分
（アダブチ−ジョンヘッダを除いたデータ領域）を増や
すことができるので、音声データの伝送効率を上げるこ
とが可能になる。

なお、上述した本発明実施例にあっては、５種類の符号
化レート及び１マルチフレームを６フレームで構成する
場合を考えたが、他の組合せについても本発明を適用す
ることができる。この場合でも、実際に存在しうる符号
化レートの組合せパタンを解析し、このバタン数を表す
ことができる最少のビット数に符号化レート情報を圧縮
すればよい。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、符号化レート情報を
圧縮してＡＴＭセルを作成することにより、固定長であ
るＡＴＭセルにより多くの符号化データを含ませて、音
声データの伝送効率を上げることができるので、実用的
には極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変レートコーデックの原理ブロック
図、 第２図は本発明の一実施例による可変レートコーデック
の構成図、 第３図は一実施例における符号化レート情報圧縮の説明
図、 第４図は可変レートコーデックの動作の概略を示す図、 第５図はＡＴＭセルフオーマットの説明図、第６図は従
来の符号化レート情報の説明図である。 図において、 １１１は符号化手段、 １２１は音声検出手段、 １３１は格納手段、 １４１は符号化レート情報生成手段、 １５１は圧縮手段、 １６１はＡＴＭセル作成手段、 ２１１はアナログ−ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ回路）
、 ２２１は符号化器部、 ２３１はバッファ部、 ２４１は音声検出部、 ２５１は符号化制御部、 ２６１はヘッダ生成部、 ２６３はセル番号生成部、 ２６５は有音／無音情報生成部、 ２６７はフレーム先頭位置情報生成部、２６９は符号化
レート情報生成部、 ２７１はデコーダ、 ２７３はセレクタ、 ２８１は多重部である。 一＠（！ｌ　Ｌ偲−Ｎ マルチフレーム 〜ｐセし仔づ１てンげｂ７ｎ号イしｂ−１ｔ−の脱日月
しｎ第３図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力されるフレーム単位の音声データに対して各
   フレーム毎に符号化レートを設定して符号化を行い、符
   号化データを出力する符号化手段（１１１）と、 入力される音声データに対して、フレーム毎に有音であ
   るか否かを検出する音声検出手段（１２１）と、 有音部分に対応した前記符号化データのみを格納する格
   納手段（１３１）と、 前記符号化手段（１１１）で設定した各フレームの符号
   化レートを所定のビット数で表した符号化レート情報を
   生成して出力する符号化レート情報生成手段（１４１）
   と、 前記符号化レート情報生成手段（１４１）から出力され
   る複数フレームに対応した符号化レート情報を圧縮する
   圧縮手段（１５１）と、 前記圧縮手段（１５１）で圧縮した符号化レート情報及
   び前記格納手段（１３１）に格納された符号化データを
   含むＡＴＭセルを作成して出力するＡＴＭセル作成手段
   （１６１）と、 を備えるように構成したことを特徴とする可変レートコ
   ーデック。