JPH0522284A - 秘話通信方式 - Google Patents
秘話通信方式Info
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- JPH0522284A JPH0522284A JP3199896A JP19989691A JPH0522284A JP H0522284 A JPH0522284 A JP H0522284A JP 3199896 A JP3199896 A JP 3199896A JP 19989691 A JP19989691 A JP 19989691A JP H0522284 A JPH0522284 A JP H0522284A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディジタル音声信号を時間領域で信号系列の
ブロック相互間の置換を行って伝送し、受信側で逆置換
を行って再生音声信号を得る秘話通信方法において、再
生音声品質を改善することを目的とする。 【構成】 送信側で、ブロックをさらに細分化したサブ
ブロック毎に音声信号分析を行い、無音区間又は母音区
間に所定のディジタルデータ列の雑音データ又はダミー
スペクトラムを加算し、送信側で、無音区間又は母音区
間の送信側で加算されたディジタルデータ列と同じデー
タ列を減算することにより、雑音区間の送信側背景雑音
を忠実に再生し又は母音の音声情報を忠実に再生するよ
うにしたことを特徴とする。
ブロック相互間の置換を行って伝送し、受信側で逆置換
を行って再生音声信号を得る秘話通信方法において、再
生音声品質を改善することを目的とする。 【構成】 送信側で、ブロックをさらに細分化したサブ
ブロック毎に音声信号分析を行い、無音区間又は母音区
間に所定のディジタルデータ列の雑音データ又はダミー
スペクトラムを加算し、送信側で、無音区間又は母音区
間の送信側で加算されたディジタルデータ列と同じデー
タ列を減算することにより、雑音区間の送信側背景雑音
を忠実に再生し又は母音の音声情報を忠実に再生するよ
うにしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に機密性の高い情報
の伝送を行う場合、伝送途中で第三者に傍受されること
を防ぐために、送信側で音声信号を加工して伝送し、受
信側で復元する音声信号の秘話通信方式に関するもので
ある。
の伝送を行う場合、伝送途中で第三者に傍受されること
を防ぐために、送信側で音声信号を加工して伝送し、受
信側で復元する音声信号の秘話通信方式に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の時間領域で信号系列の置換
を行う第１の秘話通信方式の信号処理過程に基づく各部
の波形図である。図において、 (イ) は入力信号波形で
ある。この入力波形は（ロ）のようにある一定の長さ
（ここでは代表値として３２０ms）のフレーム（Ａ，
Ｂ）に区分化される。続いてこの各々のフレームＡ，Ｂ
を（ハ）のようなある一定の長さ（ここでは代表値とし
て８０ms）のブロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）にそれぞれ細
分化する。
を行う第１の秘話通信方式の信号処理過程に基づく各部
の波形図である。図において、 (イ) は入力信号波形で
ある。この入力波形は（ロ）のようにある一定の長さ
（ここでは代表値として３２０ms）のフレーム（Ａ，
Ｂ）に区分化される。続いてこの各々のフレームＡ，Ｂ
を（ハ）のようなある一定の長さ（ここでは代表値とし
て８０ms）のブロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）にそれぞれ細
分化する。
【０００３】次に、分析の為に各ブロック（ａ〜ｄ）は
（ニ）のような一定の長さ（ここでは代表値として２０
ms）のサブブロック（１，２，３，４）にそれぞれ分割
される。このサブブロック単位で入力信号を分析し音声
信号の有無を判定する。ここで雑音はスペクトラム包絡
の変動が少なくピッチ成分を有しないものであり、又、
有声音（母音）はスペクトラム包絡の変動が少なくピッ
チ成分を有し、無声音（子音）はスペクトラム包絡の変
動が大きくピッチ成分を有しないものであるということ
が既知であるので、その性質を有利する。判定結果は
（ホ）のようになり音声信号が存在する場合を〔Ｖ〕そ
うでない場合を〔Ｎ〕で示す。この判定結果で音声信号
が存在しないという結果〔Ｎ〕が得られ、かつ、それが
２サブブロック以上続いたときのみ（ヘ）のように雑音
を発生させる。
（ニ）のような一定の長さ（ここでは代表値として２０
ms）のサブブロック（１，２，３，４）にそれぞれ分割
される。このサブブロック単位で入力信号を分析し音声
信号の有無を判定する。ここで雑音はスペクトラム包絡
の変動が少なくピッチ成分を有しないものであり、又、
有声音（母音）はスペクトラム包絡の変動が少なくピッ
チ成分を有し、無声音（子音）はスペクトラム包絡の変
動が大きくピッチ成分を有しないものであるということ
が既知であるので、その性質を有利する。判定結果は
（ホ）のようになり音声信号が存在する場合を〔Ｖ〕そ
うでない場合を〔Ｎ〕で示す。この判定結果で音声信号
が存在しないという結果〔Ｎ〕が得られ、かつ、それが
２サブブロック以上続いたときのみ（ヘ）のように雑音
を発生させる。
【０００４】次に、この雑音（ヘ）をディジタルデータ
とし入力信号（イ）に加算してアナログ表記された信号
（ト）を得る。この信号系列（ト）を置換部に入力して
フレーム内でａ，ｂ，ｃ，ｄのブロック単位で互いに置
換し、アナログ表記された信号系列（リ）を得る。ここ
で置換の様子を（チ）に示す。信号系列（リ）はディジ
タルアナログ変換後伝送され、受信側でアナログディジ
タル変換後置換部に入力され、もとの配列に逆置換され
る。この様子を（ヌ）に示す。次に信号系列の逆置換が
なされたディジタル信号（ル）に対しても送信側と同様
の分析で音声信号の有無を判定する。この判定結果は
（ヲ）に示す。ここでＡフレームｃブロック４番サブブ
ロックは、雑音の加算が始まったところであるから、ス
ペクトラム包絡の変動は大きくなり、音声信号（無声
音）が存在すると判定される。このため（ワ）に示すよ
うに音声信号が存在しないと判定されたときは、そのサ
ブブロックと、その一つ前の音声信号が存在すると判定
されたサブブロックに亘って出力を０にする。従って
（ル）と（ワ）を乗算することによって受信側で復元さ
れた信号出力（カ）は、送信側入力信号（イ）を再生し
たものとなる。
とし入力信号（イ）に加算してアナログ表記された信号
（ト）を得る。この信号系列（ト）を置換部に入力して
フレーム内でａ，ｂ，ｃ，ｄのブロック単位で互いに置
換し、アナログ表記された信号系列（リ）を得る。ここ
で置換の様子を（チ）に示す。信号系列（リ）はディジ
タルアナログ変換後伝送され、受信側でアナログディジ
タル変換後置換部に入力され、もとの配列に逆置換され
る。この様子を（ヌ）に示す。次に信号系列の逆置換が
なされたディジタル信号（ル）に対しても送信側と同様
の分析で音声信号の有無を判定する。この判定結果は
（ヲ）に示す。ここでＡフレームｃブロック４番サブブ
ロックは、雑音の加算が始まったところであるから、ス
ペクトラム包絡の変動は大きくなり、音声信号（無声
音）が存在すると判定される。このため（ワ）に示すよ
うに音声信号が存在しないと判定されたときは、そのサ
ブブロックと、その一つ前の音声信号が存在すると判定
されたサブブロックに亘って出力を０にする。従って
（ル）と（ワ）を乗算することによって受信側で復元さ
れた信号出力（カ）は、送信側入力信号（イ）を再生し
たものとなる。
【０００５】図７，図８は従来の第１方式の処理系統図
である。図７は送信側の構成例を示す。図において、入
力信号（イ）はアナログディジタル変換器２０１でディ
ジタル信号（ヨ）となる。スペクトラム分析器２０２は
この信号（ヨ）を周波数領域に変換した後、スペクトラ
ム分析を実行し、スペクトラム包絡の定常性とピッチ成
分の有無（ム）を出力する。これらの情報（ム）を受け
た音声サブブロック検出器２０３では、サブブロック単
位に音声信号を含むか否かの判定（ホ）をし、〔Ｎ〕と
判定されたサブブロックにおいて雑音発生器２０４によ
り雑音（レ）を発生させる。一方、遅延回路２０５によ
って適正な時間遅延させられた入力信号（ソ）とディジ
タル化された雑音発生器２０４の出力（レ）を加算器２
０６で加算し、その出力（ト）を信号系列置換部へ入力
して、信号系列の置換を行い、その後ディジタルアナロ
グ変換し送出する。
である。図７は送信側の構成例を示す。図において、入
力信号（イ）はアナログディジタル変換器２０１でディ
ジタル信号（ヨ）となる。スペクトラム分析器２０２は
この信号（ヨ）を周波数領域に変換した後、スペクトラ
ム分析を実行し、スペクトラム包絡の定常性とピッチ成
分の有無（ム）を出力する。これらの情報（ム）を受け
た音声サブブロック検出器２０３では、サブブロック単
位に音声信号を含むか否かの判定（ホ）をし、〔Ｎ〕と
判定されたサブブロックにおいて雑音発生器２０４によ
り雑音（レ）を発生させる。一方、遅延回路２０５によ
って適正な時間遅延させられた入力信号（ソ）とディジ
タル化された雑音発生器２０４の出力（レ）を加算器２
０６で加算し、その出力（ト）を信号系列置換部へ入力
して、信号系列の置換を行い、その後ディジタルアナロ
グ変換し送出する。
【０００６】図８は受信側の構成例を示す。図におい
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（ル）は、スペクトラム分析器２０
７で送信側と同様に周波数領域での分析がなされスペク
トラム包絡の定常性とピッチ成分の有無（ツ）を出力す
る。これらの情報（ツ）から付加雑音サブブロック検出
器２０８では周波数領域で雑音区間と判定したサブブロ
ックと雑音区間と判定したサブブロックの一つ前のサブ
ブロックを付加雑音サブブロックであると判定し、その
判定結果（ワ）によって、スイッチ制御回路２０９は、
付加雑音サブブロックのときはスイッチ（ＳＷ）２１２
を開放し、それ以外のときは、ＳＷ２１２を短絡となる
ようにＳＷ２１２を制御する。一方、ＳＷ２１２には、
遅延回路２１０によって適正な時間遅延させられた元の
信号系列にもどっている信号（ネ）が入力され、ＳＷ２
１２によって付加雑音サブブロック時は、出力が０とな
った信号（ナ）が得られる。この信号（ナ）はディジタ
ルアナログ（ＤＡ）変換器２１１によってアナログ信号
（カ）に変換されて音声出力となる。
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（ル）は、スペクトラム分析器２０
７で送信側と同様に周波数領域での分析がなされスペク
トラム包絡の定常性とピッチ成分の有無（ツ）を出力す
る。これらの情報（ツ）から付加雑音サブブロック検出
器２０８では周波数領域で雑音区間と判定したサブブロ
ックと雑音区間と判定したサブブロックの一つ前のサブ
ブロックを付加雑音サブブロックであると判定し、その
判定結果（ワ）によって、スイッチ制御回路２０９は、
付加雑音サブブロックのときはスイッチ（ＳＷ）２１２
を開放し、それ以外のときは、ＳＷ２１２を短絡となる
ようにＳＷ２１２を制御する。一方、ＳＷ２１２には、
遅延回路２１０によって適正な時間遅延させられた元の
信号系列にもどっている信号（ネ）が入力され、ＳＷ２
１２によって付加雑音サブブロック時は、出力が０とな
った信号（ナ）が得られる。この信号（ナ）はディジタ
ルアナログ（ＤＡ）変換器２１１によってアナログ信号
（カ）に変換されて音声出力となる。
【０００７】又、以上で述べた以外の方式として次のよ
うなものがある。図９は従来の第２の秘話装置の信号処
理過程に基づく各部の波形図である。図において、
（ラ）は入力信号波形である。この入力信号波形（ラ）
は（ム）のようにある一定の長さ（ここでは３２０ms）
のフレームに区分化される。ここでは、１フレーム分
（Ａ）のみ示してある。続いてこの各々のフレームを
（ウ）のようなある一定の長さ（ここでは８０ms）のブ
ロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に細分化する。次に、このブ
ロック（ａ〜ｄ）は分析のために（ヰ）のようなある一
定の長さ（ここでは２０ms）のサブブロック（１，２，
３，４）にそれぞれ分割される。このサブブロック単位
で入力信号を分析し、入力信号が音声信号の母音である
か、母音以外のものであるかを判定する。ここで母音は
ピッチ成分を有し、以外のものはピッチ成分を有しない
ということが既知であるのでその性質を利用する。
うなものがある。図９は従来の第２の秘話装置の信号処
理過程に基づく各部の波形図である。図において、
（ラ）は入力信号波形である。この入力信号波形（ラ）
は（ム）のようにある一定の長さ（ここでは３２０ms）
のフレームに区分化される。ここでは、１フレーム分
（Ａ）のみ示してある。続いてこの各々のフレームを
（ウ）のようなある一定の長さ（ここでは８０ms）のブ
ロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に細分化する。次に、このブ
ロック（ａ〜ｄ）は分析のために（ヰ）のようなある一
定の長さ（ここでは２０ms）のサブブロック（１，２，
３，４）にそれぞれ分割される。このサブブロック単位
で入力信号を分析し、入力信号が音声信号の母音である
か、母音以外のものであるかを判定する。ここで母音は
ピッチ成分を有し、以外のものはピッチ成分を有しない
ということが既知であるのでその性質を利用する。
【０００８】判定結果は（ノ）に示すように母音の場合
は〔Ｖ〕そうでない場合は〔ＮＣ〕で示す。この判定結
果（ノ）の母音であるという結果が得られたときのみ
（オ）のように雑音を発生させる。ここで雑音は、サブ
ブロックのスペクトラム密度の低い部分に重畳する狭帯
域の信号（ダミースペクトラム）である。又、（オ）は
ディジタル信号であるがアナログ表記してある。次に、
この雑音（オ）を入力信号（ラ）に加算し、（ク）のよ
うにアナログ表記された信号を得る。この（ク）の信号
の各サブブロックごとのスペクトラム（周波数ｆに対す
るパワーｐの特性）を（ヤ）に示す。次に、（ク）の信
号を信号系列置換部に入力しフレーム内で、ａ，ｂ，
ｃ，ｄのブロック単位で互いに置換し（ケ）のようにア
ナログ表記された信号系列を得る。ここで置換の様子を
（マ）に示す。（ケ）の信号系列はディジタルアナログ
置換後伝送され、受信側でアナログディジタル変換後信
号系列置換部に入力されもとの配列に逆置換される。こ
の様子を（フ）に示す。次に、信号系列の逆置換がなさ
れたディジタル信号（コ）に対しても送信側と同様の分
析で母音とそれ以外の判定を行う。この判定結果は
（エ）に示す。この結果（エ）に基づき、母音と判定し
たときのみ、狭帯域の帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）によ
って、付加された狭帯域信号を除去することで、受信側
で復元された信号出力（テ）は、送信側入力信号（ラ）
を再現できる。
は〔Ｖ〕そうでない場合は〔ＮＣ〕で示す。この判定結
果（ノ）の母音であるという結果が得られたときのみ
（オ）のように雑音を発生させる。ここで雑音は、サブ
ブロックのスペクトラム密度の低い部分に重畳する狭帯
域の信号（ダミースペクトラム）である。又、（オ）は
ディジタル信号であるがアナログ表記してある。次に、
この雑音（オ）を入力信号（ラ）に加算し、（ク）のよ
うにアナログ表記された信号を得る。この（ク）の信号
の各サブブロックごとのスペクトラム（周波数ｆに対す
るパワーｐの特性）を（ヤ）に示す。次に、（ク）の信
号を信号系列置換部に入力しフレーム内で、ａ，ｂ，
ｃ，ｄのブロック単位で互いに置換し（ケ）のようにア
ナログ表記された信号系列を得る。ここで置換の様子を
（マ）に示す。（ケ）の信号系列はディジタルアナログ
置換後伝送され、受信側でアナログディジタル変換後信
号系列置換部に入力されもとの配列に逆置換される。こ
の様子を（フ）に示す。次に、信号系列の逆置換がなさ
れたディジタル信号（コ）に対しても送信側と同様の分
析で母音とそれ以外の判定を行う。この判定結果は
（エ）に示す。この結果（エ）に基づき、母音と判定し
たときのみ、狭帯域の帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）によ
って、付加された狭帯域信号を除去することで、受信側
で復元された信号出力（テ）は、送信側入力信号（ラ）
を再現できる。
【０００９】図１０，図１１は従来の第２方式の処理系
統図を示す。図１０は送信側の構成例を示す。図におい
て、入力信号（ラ）は、アナログディジタル（ＡＤ）変
換器４０１でディジタル信号（ア）となる。母音サブブ
ロック検出器４０２はこの信号（ア）を分析し、ピッチ
の有無によって、母音か母音でないかの判定結果（ノ）
を出力する。この情報（ノ）が母音〔Ｖ〕と判定された
サブブロックにおいて、狭帯域信号発生器４０３により
狭帯域信号（オ）を発生させる。一方、遅延回路４０４
によって適正な時間遅延させられた入力信号（サ）と狭
帯域信号発生器４０３の出力（オ）を加算器４０５で加
算し、その出力（ク）を信号系列置換部へ入力して信号
系列の置換を行いその後ディジタルアナログ変換し送出
する。
統図を示す。図１０は送信側の構成例を示す。図におい
て、入力信号（ラ）は、アナログディジタル（ＡＤ）変
換器４０１でディジタル信号（ア）となる。母音サブブ
ロック検出器４０２はこの信号（ア）を分析し、ピッチ
の有無によって、母音か母音でないかの判定結果（ノ）
を出力する。この情報（ノ）が母音〔Ｖ〕と判定された
サブブロックにおいて、狭帯域信号発生器４０３により
狭帯域信号（オ）を発生させる。一方、遅延回路４０４
によって適正な時間遅延させられた入力信号（サ）と狭
帯域信号発生器４０３の出力（オ）を加算器４０５で加
算し、その出力（ク）を信号系列置換部へ入力して信号
系列の置換を行いその後ディジタルアナログ変換し送出
する。
【００１０】図１１は受信側の構成例を示す。図におい
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（コ）を母音サブブロック検出器４
０６は、送信側と同様に分析を行い分析したサブブロッ
クが母音区間であるか、そうでないかの判定結果（エ）
を出力する。この情報（エ）に基づいて狭帯域除去フィ
ルタ（ＢＥＦ）制御回路４０７は、母音のときは狭帯域
除去フィルタ（ＢＥＦ）４０９を挿入し、母音でないと
きは狭帯域除去フィルタ４０９をバイパスするように制
御する。一方、狭帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）４０９に
は、遅延回路４０８によって適正な時間遅延させられた
元の信号系列にもどっている信号（キ）が入力されてお
り、狭帯域除去フィルタ４０９によって送信側で付加さ
れた狭帯域信号が除去された信号（ユ）が得られる。こ
の信号（ユ）は、ディジタルアナログ（ＤＡ）変換器４
１０によってアナログ信号（ラ）に変換され音声出力と
なる。
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（コ）を母音サブブロック検出器４
０６は、送信側と同様に分析を行い分析したサブブロッ
クが母音区間であるか、そうでないかの判定結果（エ）
を出力する。この情報（エ）に基づいて狭帯域除去フィ
ルタ（ＢＥＦ）制御回路４０７は、母音のときは狭帯域
除去フィルタ（ＢＥＦ）４０９を挿入し、母音でないと
きは狭帯域除去フィルタ４０９をバイパスするように制
御する。一方、狭帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）４０９に
は、遅延回路４０８によって適正な時間遅延させられた
元の信号系列にもどっている信号（キ）が入力されてお
り、狭帯域除去フィルタ４０９によって送信側で付加さ
れた狭帯域信号が除去された信号（ユ）が得られる。こ
の信号（ユ）は、ディジタルアナログ（ＤＡ）変換器４
１０によってアナログ信号（ラ）に変換され音声出力と
なる。
【００１１】以上のように従来の第１方式では、音声信
号の存在しない部分に雑音を付加してから時間領域で信
号系列を置換することで、又、従来の第２方式では、音
声信号の母音部分に狭帯域の信号を付加してから時間領
域で信号系列を置換することで、秘話音声のスペクトラ
ム包絡情報を元の信号のスペクトラム包絡情報と異なっ
たものとすることができるため秘話強度を高めることが
できる。又、従来の第１方式と従来の第２方式は同時に
使用でき、この構成を用いると、どちらか一方の方式を
用いた場合より、さらに秘話強度を高めることができ
る。以上の従来の第１及び第２の方式は本発明者が先
（平成２年１１月２９日）に出願したものである（特願
平２−３２５８０１号参照）。
号の存在しない部分に雑音を付加してから時間領域で信
号系列を置換することで、又、従来の第２方式では、音
声信号の母音部分に狭帯域の信号を付加してから時間領
域で信号系列を置換することで、秘話音声のスペクトラ
ム包絡情報を元の信号のスペクトラム包絡情報と異なっ
たものとすることができるため秘話強度を高めることが
できる。又、従来の第１方式と従来の第２方式は同時に
使用でき、この構成を用いると、どちらか一方の方式を
用いた場合より、さらに秘話強度を高めることができ
る。以上の従来の第１及び第２の方式は本発明者が先
（平成２年１１月２９日）に出願したものである（特願
平２−３２５８０１号参照）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の第１方
式は送信側で付加した雑音のブロックを受信側でスイッ
チによりクリップ（全ての情報を０とする）ので、背景
雑音のレベルが大きい場合には音声の存在する区間以外
で急に背景雑音がなくなり、受信者にとって非常に聞き
づらい現象となって明瞭度を下げる。又、従来の第２方
式は、送信側で母音の区間に付加した雑音（狭帯域信
号）を受信側で狭帯域の帯域除去フィルタによって除去
するため雑音（狭帯域信号）を除去すると同時に音声の
情報も除去され、音声の自然性が損なわれる原因とな
る。このように従来技術では、秘話強度は得られるが通
話品質が十分でないという欠点がある。本発明は、前記
従来の方法において問題となる通話品質を向上させ、高
い通話品質でかつ秘話強度も高い秘話通信方式を提供す
ることが目的である。
式は送信側で付加した雑音のブロックを受信側でスイッ
チによりクリップ（全ての情報を０とする）ので、背景
雑音のレベルが大きい場合には音声の存在する区間以外
で急に背景雑音がなくなり、受信者にとって非常に聞き
づらい現象となって明瞭度を下げる。又、従来の第２方
式は、送信側で母音の区間に付加した雑音（狭帯域信
号）を受信側で狭帯域の帯域除去フィルタによって除去
するため雑音（狭帯域信号）を除去すると同時に音声の
情報も除去され、音声の自然性が損なわれる原因とな
る。このように従来技術では、秘話強度は得られるが通
話品質が十分でないという欠点がある。本発明は、前記
従来の方法において問題となる通話品質を向上させ、高
い通話品質でかつ秘話強度も高い秘話通信方式を提供す
ることが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の秘話通信方式
は、ディジタル信号に変換された音声信号が時間領域に
おいてフレーム単位に複数のブロック信号系列に分割さ
れ該ブロック相互間の置換が行われて秘話化された信号
が送出され、受信側で該ブロック相互間の逆置換により
再生音声信号が得られるように構成された秘話通信方式
において、送信側で、前記ブロック信号系列を細分化し
たサブブロック毎に音声信号分析を行って子音，母音，
無音のいずれかを判定し、判定結果が無音と判定された
サブブロックが２つ以上連続したとき該２つ以上のサブ
ブロックに対して所定のディジタルデータ列からなる雑
音データを加算した後に前記ブロック信号系列相互間の
置換を行って秘話化した信号を送出し、または、判定結
果が母音と判定されたサブブロックに対して所定のディ
ジタルデータ列からなるダミースペクトラムを加算した
後に前記ブロック信号系列相互間の置換を行って秘話化
した信号を送出し、受信側で、受信信号の前記ブロック
信号系列相互間の逆置換を行った後に前記サブブロック
毎に音声信号を分析して子音，母音，無音のいずれかを
判定し、判定結果が無音と判定され前記雑音データが加
算されている前記サブブロックから送信側で加算された
前記ディジタルデータ列と同じディジタルデータ列を減
算して再生音声信号を得るようにし、または、判定結果
が母音と判定され前記ダミースペクトラムが加算されて
いる前記サブブロックから送信側で加算された前記ディ
ジタルデータ列と同じディジタルデータ列を減算して再
生音声信号を得るようにしたことを特徴とするものであ
る。
は、ディジタル信号に変換された音声信号が時間領域に
おいてフレーム単位に複数のブロック信号系列に分割さ
れ該ブロック相互間の置換が行われて秘話化された信号
が送出され、受信側で該ブロック相互間の逆置換により
再生音声信号が得られるように構成された秘話通信方式
において、送信側で、前記ブロック信号系列を細分化し
たサブブロック毎に音声信号分析を行って子音，母音，
無音のいずれかを判定し、判定結果が無音と判定された
サブブロックが２つ以上連続したとき該２つ以上のサブ
ブロックに対して所定のディジタルデータ列からなる雑
音データを加算した後に前記ブロック信号系列相互間の
置換を行って秘話化した信号を送出し、または、判定結
果が母音と判定されたサブブロックに対して所定のディ
ジタルデータ列からなるダミースペクトラムを加算した
後に前記ブロック信号系列相互間の置換を行って秘話化
した信号を送出し、受信側で、受信信号の前記ブロック
信号系列相互間の逆置換を行った後に前記サブブロック
毎に音声信号を分析して子音，母音，無音のいずれかを
判定し、判定結果が無音と判定され前記雑音データが加
算されている前記サブブロックから送信側で加算された
前記ディジタルデータ列と同じディジタルデータ列を減
算して再生音声信号を得るようにし、または、判定結果
が母音と判定され前記ダミースペクトラムが加算されて
いる前記サブブロックから送信側で加算された前記ディ
ジタルデータ列と同じディジタルデータ列を減算して再
生音声信号を得るようにしたことを特徴とするものであ
る。
【００１４】本発明は、音声の存在しない区間の背景雑
音も忠実に再現することのできる第一方式と、音声成分
の一部を損なうことなく忠実に再現することのできる第
二方式とがあり、基本的にはこの２つの方式は同様の処
理で実現することができる。
音も忠実に再現することのできる第一方式と、音声成分
の一部を損なうことなく忠実に再現することのできる第
二方式とがあり、基本的にはこの２つの方式は同様の処
理で実現することができる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す信号処理過程に
おける各部の波形図である。図において、（メ）は入力
信号波形である。この入力波形は（ミ）のようにある一
定の長さ（ここでは代表値として３２０ms）のフレーム
（Ａ，Ｂ）に区分化される。続いてこの各々のフレーム
は（シ）のようなある一定の長さ（ここでは代表値とし
て８０ms）のブロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）にそれぞれ細
分化される。次に分析のために（ヱ）のような一定の長
さ（ここでは代表値として２０ms）のサブブロック
（１，２，３，４）に分割される。このサブブロック単
位で従来の第一方式と同様に入力信号を分析し、音声信
号の有無を判定する。判定結果は（ヒ）に示し、音声信
号が存在する場合を〔Ｖ〕そうでない場合を〔Ｎ〕で示
す。
おける各部の波形図である。図において、（メ）は入力
信号波形である。この入力波形は（ミ）のようにある一
定の長さ（ここでは代表値として３２０ms）のフレーム
（Ａ，Ｂ）に区分化される。続いてこの各々のフレーム
は（シ）のようなある一定の長さ（ここでは代表値とし
て８０ms）のブロック（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）にそれぞれ細
分化される。次に分析のために（ヱ）のような一定の長
さ（ここでは代表値として２０ms）のサブブロック
（１，２，３，４）に分割される。このサブブロック単
位で従来の第一方式と同様に入力信号を分析し、音声信
号の有無を判定する。判定結果は（ヒ）に示し、音声信
号が存在する場合を〔Ｖ〕そうでない場合を〔Ｎ〕で示
す。
【００１６】この判定結果で音声信号が存在しないとい
う結果〔Ｎ〕が得られ、かつそれが２サブブロック以上
続いたとき、（モ）のように雑音用データメモリから雑
音データを送出する。ここで（モ）はディジタルデータ
であるがアナログ表記してあり、又、１サブブロックご
との雑音データは同一のものを使用することとする。次
に、この雑音（モ）を入力信号（メ）に加算し、アナロ
グ表記された信号（セ）を得る。この信号系列（セ）を
従来と同様置換部へ入力し、フレーム内でａ，ｂ，ｃ，
ｄのブロック単位で互いに置換し、（ン）のようにアナ
ログ表記された信号を得る。ここで置換の様子を（ス）
に示す。（ン）の信号系列はディジタルアナログ変換後
伝送され、受信側でアナログディジタル変換後、置換部
に入力されもとの配列に逆置換される。この様子を
（い）に示す。次に信号系列の逆置換がなされたディジ
タル信号（ろ）についても送信側と同様の分析で音声信
号の有無を判定する。この判定結果は（は）に示す。こ
の結果（は）に基づき従来の第一方式と同様の考え方で
雑音データを減算するサブブロックを決定する。（に）
に示すものがそれであり、０のところが雑音データを減
算するサブブロックである。従って（に）に示す判定が
０のときに、信号（ろ）から送信側で使用した雑音用デ
ータと同一のデータを減算すれば、（ほ）に示すように
送信側入力信号（メ）の音声の存在しない背景雑音のみ
のサブブロックにおいても背景雑音を忠実に再現するこ
とができる。
う結果〔Ｎ〕が得られ、かつそれが２サブブロック以上
続いたとき、（モ）のように雑音用データメモリから雑
音データを送出する。ここで（モ）はディジタルデータ
であるがアナログ表記してあり、又、１サブブロックご
との雑音データは同一のものを使用することとする。次
に、この雑音（モ）を入力信号（メ）に加算し、アナロ
グ表記された信号（セ）を得る。この信号系列（セ）を
従来と同様置換部へ入力し、フレーム内でａ，ｂ，ｃ，
ｄのブロック単位で互いに置換し、（ン）のようにアナ
ログ表記された信号を得る。ここで置換の様子を（ス）
に示す。（ン）の信号系列はディジタルアナログ変換後
伝送され、受信側でアナログディジタル変換後、置換部
に入力されもとの配列に逆置換される。この様子を
（い）に示す。次に信号系列の逆置換がなされたディジ
タル信号（ろ）についても送信側と同様の分析で音声信
号の有無を判定する。この判定結果は（は）に示す。こ
の結果（は）に基づき従来の第一方式と同様の考え方で
雑音データを減算するサブブロックを決定する。（に）
に示すものがそれであり、０のところが雑音データを減
算するサブブロックである。従って（に）に示す判定が
０のときに、信号（ろ）から送信側で使用した雑音用デ
ータと同一のデータを減算すれば、（ほ）に示すように
送信側入力信号（メ）の音声の存在しない背景雑音のみ
のサブブロックにおいても背景雑音を忠実に再現するこ
とができる。
【００１７】図２，図３は本発明の第１の実施例の処理
系統図である。図２は送信側の構成例を示す。図におい
て、入力信号（メ）はアナログディジタル（ＡＤ）変換
器６０１でディジタル信号（と）となる。スペクトラム
分析器６０２はこの信号（と）を周波数領域に変換した
後スペクトラム分析を実行し、スペクトラム包絡の定常
性とピッチ成分の有無（ち）を出力する。これらの情報
（ち）を受けた音声サブブロック検出器６０３ではサブ
ブロック単位に音声信号を含むか否かの判定（ヒ）を
し、〔Ｎ〕と判定されたサブブロックにおいて雑音用デ
ータメモリ６０４より雑音データ（ぬ）を送出する。一
方、遅延回路６０５により適正な時間遅延させられた入
力信号（る）と雑音データ（ぬ）を加算器６０６で加算
し、その出力（セ）を信号系列置換部へ入力して信号系
列の置換を行い、その後ディジタルアナログ変換し送出
する。
系統図である。図２は送信側の構成例を示す。図におい
て、入力信号（メ）はアナログディジタル（ＡＤ）変換
器６０１でディジタル信号（と）となる。スペクトラム
分析器６０２はこの信号（と）を周波数領域に変換した
後スペクトラム分析を実行し、スペクトラム包絡の定常
性とピッチ成分の有無（ち）を出力する。これらの情報
（ち）を受けた音声サブブロック検出器６０３ではサブ
ブロック単位に音声信号を含むか否かの判定（ヒ）を
し、〔Ｎ〕と判定されたサブブロックにおいて雑音用デ
ータメモリ６０４より雑音データ（ぬ）を送出する。一
方、遅延回路６０５により適正な時間遅延させられた入
力信号（る）と雑音データ（ぬ）を加算器６０６で加算
し、その出力（セ）を信号系列置換部へ入力して信号系
列の置換を行い、その後ディジタルアナログ変換し送出
する。
【００１８】図３は、受信側の構成例を示す。図におい
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（ろ）は、スペクトラム分析器６０
７で送信側と同様に周波数領域での分析がなされスペク
トラム包絡の定常性とピッチ成分の有無（を）を出力す
る。これらの情報（を）から、付加雑音サブブロック検
出器６０８では、周波数領域で雑音区間と判定したサブ
ブロックと雑音区間と判定したサブブロックの一つ前の
音声のサブブロックを付加雑音サブブロックであると判
定し、その判定結果（に）に基づいて、付加雑音サブブ
ロックのときは、雑音用データメモリ６０９から雑音デ
ータが送出され、それ以外のときは、０を送出する。一
方、減算器６１２には、遅延回路６１０によって適正な
時間遅延された元の信号系列にもどっている信号（わ）
が入力され、減算器６１２によってその信号（わ）か
ら、送信側と同一の雑音データを減算することによっ
て、付加雑音サブブロック時でも、送信側入力信号
（メ）に含まれる背景雑音も復元される。この減算器６
１２の出力（か）は、ディジタルアナログ（ＤＡ）変換
器６１１によりアナログ信号（ほ）に変換され音声出力
となる。
て、受信側の信号系列置換部より出力された元の信号系
列にもどされた信号（ろ）は、スペクトラム分析器６０
７で送信側と同様に周波数領域での分析がなされスペク
トラム包絡の定常性とピッチ成分の有無（を）を出力す
る。これらの情報（を）から、付加雑音サブブロック検
出器６０８では、周波数領域で雑音区間と判定したサブ
ブロックと雑音区間と判定したサブブロックの一つ前の
音声のサブブロックを付加雑音サブブロックであると判
定し、その判定結果（に）に基づいて、付加雑音サブブ
ロックのときは、雑音用データメモリ６０９から雑音デ
ータが送出され、それ以外のときは、０を送出する。一
方、減算器６１２には、遅延回路６１０によって適正な
時間遅延された元の信号系列にもどっている信号（わ）
が入力され、減算器６１２によってその信号（わ）か
ら、送信側と同一の雑音データを減算することによっ
て、付加雑音サブブロック時でも、送信側入力信号
（メ）に含まれる背景雑音も復元される。この減算器６
１２の出力（か）は、ディジタルアナログ（ＤＡ）変換
器６１１によりアナログ信号（ほ）に変換され音声出力
となる。
【００１９】本発明の第２の実施例においても、送信側
で付加する狭帯域信号を受信側で、送信側と同一のデー
タ列の減算により除去すること以外は、従来の第二方式
と同様であるが、その処理によって、従来、狭帯域の帯
域除去フィルタによって、音声成分の一部を損なってし
まうことが回避できる。図４，図５は本発明の第２の実
施例の処理系統図である。図４は送信側の構成例を示
す。図において、入力信号（よ）は、アナログディジタ
ル（ＡＤ）変換７０１でディジタル信号（た）となる。
母音サブブロック検出器７０２は、この信号（た）を分
析しピッチの有無によって母音か母音でないかの判定結
果（れ）を出力する。この情報（れ）が母音と判定され
たサブブロックにおいて、狭帯域信号用データメモリ７
０３から狭帯域信号データ（そ）を送出する。一方、遅
延回路７０４によって適正な時間遅延させられた入力信
号（つ）と狭帯域信号用データメモリ７０３の出力
（そ）とを加算器７０５で加算し、その出力（ね）を信
号系列置換部へ入力して信号系列の置換を行い、その後
ディジタルアナログ変換し送出する。
で付加する狭帯域信号を受信側で、送信側と同一のデー
タ列の減算により除去すること以外は、従来の第二方式
と同様であるが、その処理によって、従来、狭帯域の帯
域除去フィルタによって、音声成分の一部を損なってし
まうことが回避できる。図４，図５は本発明の第２の実
施例の処理系統図である。図４は送信側の構成例を示
す。図において、入力信号（よ）は、アナログディジタ
ル（ＡＤ）変換７０１でディジタル信号（た）となる。
母音サブブロック検出器７０２は、この信号（た）を分
析しピッチの有無によって母音か母音でないかの判定結
果（れ）を出力する。この情報（れ）が母音と判定され
たサブブロックにおいて、狭帯域信号用データメモリ７
０３から狭帯域信号データ（そ）を送出する。一方、遅
延回路７０４によって適正な時間遅延させられた入力信
号（つ）と狭帯域信号用データメモリ７０３の出力
（そ）とを加算器７０５で加算し、その出力（ね）を信
号系列置換部へ入力して信号系列の置換を行い、その後
ディジタルアナログ変換し送出する。
【００２０】図５は受信側の構成例を示す。図におい
て、受信側の信号系列の置換部より出力された元の信号
系列にもどされた信号（な）は、母音サブブロック検出
器７０６により送信側と同様に分析が行われ分析された
サブブロックが母音区間であるか、そうでないかの判定
結果（ら）を出力する。この情報（ら）に基づいて、狭
帯域信号用データメモリ７０７からは、母音のときは送
信側と同一の狭帯域信号データを送出し、母音でないと
きは０を送出する。一方、遅延回路７０８で適正な時間
遅延させられた元の信号系列にもどっている信号（む）
も減算器７０９に入力されており、この減算器７０９
で、送信側で加算した狭帯域信号のみを忠実に除去した
信号（う）が得られる。この信号（う）はディジタルア
ナログ（ＤＡ）変換器７１０によってアナログ信号
（の）に変換され音声出力となる。以上説明したよう
に、本発明の第１の実施例では、背景雑音も受信側で再
現することにより、通話における明瞭度が上がる。又、
本発明の第２の実施例では、音声成分の損失が生じない
ため、音声の自然性が向上する。このように、従来の第
１，第２の方式と比較し、秘話強度は保ったまま通話品
質を向上させていることが明らかである。
て、受信側の信号系列の置換部より出力された元の信号
系列にもどされた信号（な）は、母音サブブロック検出
器７０６により送信側と同様に分析が行われ分析された
サブブロックが母音区間であるか、そうでないかの判定
結果（ら）を出力する。この情報（ら）に基づいて、狭
帯域信号用データメモリ７０７からは、母音のときは送
信側と同一の狭帯域信号データを送出し、母音でないと
きは０を送出する。一方、遅延回路７０８で適正な時間
遅延させられた元の信号系列にもどっている信号（む）
も減算器７０９に入力されており、この減算器７０９
で、送信側で加算した狭帯域信号のみを忠実に除去した
信号（う）が得られる。この信号（う）はディジタルア
ナログ（ＤＡ）変換器７１０によってアナログ信号
（の）に変換され音声出力となる。以上説明したよう
に、本発明の第１の実施例では、背景雑音も受信側で再
現することにより、通話における明瞭度が上がる。又、
本発明の第２の実施例では、音声成分の損失が生じない
ため、音声の自然性が向上する。このように、従来の第
１，第２の方式と比較し、秘話強度は保ったまま通話品
質を向上させていることが明らかである。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、秘話強度を高めるために送信側で加算した雑音
を、受信側で他の信号に影響を与えずに加算された雑音
のみを正確に除去するので、送信側の入力信号を受信側
で忠実に再生することができ、高い秘話強度を保ちなが
ら通話品質を向上できるという利点がある。
れば、秘話強度を高めるために送信側で加算した雑音
を、受信側で他の信号に影響を与えずに加算された雑音
のみを正確に除去するので、送信側の入力信号を受信側
で忠実に再生することができ、高い秘話強度を保ちなが
ら通話品質を向上できるという利点がある。
【図１】本発明の実施例の処理波形図
【図２】本発明の第１の実施例の送信側処理系統図
【図３】本発明の第１の実施例の受信側処理系統図
【図４】本発明の第２の実施例の送信側処理系統図
【図５】本発明の第２の実施例の受信側処理系統図
【図６】従来の第１方式の処理波形図
【図７】従来の第１方式の送信側処理系統図
【図８】従来の第１方式の受信側処理系統図
【図９】従来の第２方式の処理波形図
【図１０】従来の第２方式の送信側処理系統図
【図１１】従来の第２方式の受信側処理系統図
６０１ ＡＤ変換器
６０２，６０７ スペクトラム分析器
６０３ 音声サブブロック検出器
６０４，６０９ 雑音用データメモリ
６０５，６１０ 遅延回路
６０６ 加算器
６０８ 付加雑音サブブロック検出器
６１２ 減算器
６１１ ＤＡ変換器
７０１ ＡＤ変換器
７０２，７０６ 母音サブブロック検出器
７０３，７０７ 狭帯域信号用データメモリ
７０４，７０８ 遅延回路
７０５ 加算器
７０９ 減算器
７１０ ＤＡ変換器
２０１ ＡＤ変換器
２０２，２０７ スペクトラム分析器
２０３ 母音サブブロック検出器
２０４ 雑音発生器
２０５，２１０ 遅延回路
２０６ 加算器
２０８ 付加雑音サブブロック検出器
２０９ スイッチ制御回路
２１２ スイッチ（ＳＷ）
２１３ ＤＡ変換器
４０１ ＡＤ変換器
４０２，４０６ 母音サブブロック検出器
４０３ 狭帯域信号発生器
４０４，４０８ 遅延回路
４０５ 加算器
４０７ ＢＥＦ制御回路
４０９ ＢＥＦ
４１０ ＤＡ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】 ディジタル信号に変換された音声信号が
時間領域においてフレーム単位に複数のブロック信号系
列に分割され該ブロック相互間の置換が行われて秘話化
された信号が送出され、受信側で該ブロック相互間の逆
置換により再生音声信号が得られるように構成された秘
話通信方式において、 送信側で、前記ブロック信号系列を細分化したサブブロ
ック毎に音声信号分析を行って子音，母音，無音のいず
れかを判定し、無音と判定されたサブブロックが２つ以
上連続したとき該２つ以上のサブブロックに対して所定
のディジタルデータ列からなる雑音データを加算した後
に前記ブロック信号系列相互間の置換を行って秘話化し
た信号を送出し、 受信側で、受信信号の前記ブロック信号系列相互間の逆
置換を行った後に前記サブブロック毎に音声信号を分析
して子音，母音，無音のいずれかを判定し、無音と判定
され前記雑音データが加算されている前記サブブロック
から送信側で加算された前記ディジタルデータ列と同じ
ディジタルデータ列を減算して再生音声信号を得るよう
にしたことを特徴とする秘話通信方式。 - 【請求項２】 ディジタル信号に変換された音声信号が
時間領域においてフレーム単位に複数のブロック信号系
列に分割され該ブロック相互間の置換が行われて秘話化
された信号が送出され、受信側で該ブロック相互間の逆
置換により再生音声信号が得られるように構成された秘
話通信方式において、 送信側で、前記ブロック信号系列を細分化したサブブロ
ック毎に音声信号分析を行って子音，母音，無音のいず
れかを判定し、母音と判定されたサブブロックに対して
所定のディジタルデータ列からなるダミースペクトラム
を加算した後に前記ブロック信号系列相互間の置換を行
って秘話化した信号を送出し、 受信側で、受信信号の前記ブロック信号系列相互間の逆
置換を行った後に前記サブブロック毎に音声信号を分析
して子音，母音，無音のいずれかを判定し、母音と判定
され前記ダミースペクトラムが加算されている前記サブ
ブロックから送信側で加算された前記ディジタルデータ
列と同じディジタルデータ列を減算して再生音声信号を
得るようにしたことを特徴とする秘話通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199896A JPH0522284A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 秘話通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199896A JPH0522284A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 秘話通信方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522284A true JPH0522284A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16415409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199896A Pending JPH0522284A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 秘話通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0522284A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001049058A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radio communication device and radio communication method |
| GB2366704A (en) * | 1998-08-07 | 2002-03-13 | Roke Manor Research | Improvements in or relating to secure communication systems |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3199896A patent/JPH0522284A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2366704A (en) * | 1998-08-07 | 2002-03-13 | Roke Manor Research | Improvements in or relating to secure communication systems |
| WO2001049058A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radio communication device and radio communication method |
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