JPH066335A - 高能率音声伝送の擬似同期防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高能率音声伝送の擬似同期防止方法におい
て、受信側で擬似同期信号を検出することが全くない、
擬似同期防止方法を提供することを目的とする。 【構成】 送信側で、音声信号に同期信号を挿入した符
号化信号から同期信号を検出し、検出した同期信号と、
挿入した同期信号の位相を比較し、検出した同期信号の
位相が、挿入した同期信号の位相と異なる場合には、同
期信号として検出した信号の位相で、符号化信号の符号
を修正して送出し、受信側で擬似同期信号に同期するこ
とを防止するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高能率音声伝送の受信
側で、誤った同期信号、即ち、擬似同期信号に同期して
復号化することを防止する、擬似同期防止方法に係わ
り、特に、受信側で擬似同期を全く起こさない、擬似同
期防止方法に関する。

【０００２】高能率音声伝送においては、送信側で、一
定周期毎に音声の特徴を抽出するなどして符号化して送
出し、受信側では、一定周期毎に受信信号に符号化とは
逆の処理をほどこして復号化し、音声信号を再生する。
従って、一定周期の始めと終わりを一致させて復号化す
る、即ち同期をとって復号化することが必要である。

【０００３】また、高能率音声伝送における符号化で
は、フレーム中の符号は単純に音声の振幅情報を持つの
ではなく、所定のビット単位で、音声の包絡線の情報
と、音声の周波数成分の情報を持っている。従って、擬
似同期信号によって復号化すると、誤った情報の組合せ
により音声を再生することになるので、再生音声は送信
側の入力音声とは全く異なるものになり、正確な音声情
報の伝送ができないばかりか、受信者には所謂雑音を聴
かせて、非常な不快感を与えるという問題が生ずる。

【０００４】従って、音声信号のいかなるパターンに対
しても、擬似同期信号に同期することなく、高能率音声
伝送の伝送品質を保つことができる技術の開発が要望さ
れている。

【０００５】

【従来の技術】同期信号の伝送には、幾つかの方法があ
る。第一は、符号化した音声信号を伝送する回線とは異
なる回線で同期信号を伝送する方法である。この方法に
は、更に、物理的に異なる回線によって伝送する方法
と、物理的には同一回線で伝送するが、音声信号とは分
離して伝送する方法に分けられる。いずれの方法でも、
符号化した音声信号によって同期信号が妨害を受けるこ
とはないが、異なる回線を必要とするので、回線の利用
効率が低下し、高能率音声伝送本来の目的に反するもの
となる。第二は、符号化した音声信号の中に同期信号を
挿入して伝送し、受信側で同期信号を検出する方法であ
る。この方法では、回線の利用効率は高くできるが、符
号化した音声信号の中に、同期信号と同一のパターンが
生じた場合に、誤って、これを同期信号として検出し
て、復号化する危険性がある。

【０００６】図１２は、従来の、音声信号に同期信号を
挿入して送出する場合の、擬似同期防止方法を示す図で
ある。図１２において、１は符号化手段、２は同期信号
発生手段で、１と２によって高能率音声伝送装置の送信
側を構成する。

【０００７】従来は、符号化した音声信号では発生確率
が低いとされるパターンを同期信号として選択して、同
期信号発生手段２から出力し、符号化手段１において符
号化した音声信号に挿入する方法で、受信側での擬似同
期の防止を図っている。

【０００８】しかし、符号化手段１には任意の波形の音
声が入力されるので、該符号化手段の出力信号には任意
のパターンが発生する。一方、符号化した音声信号に挿
入する同期信号は、音声信号では発生確率が低いとされ
る固定パターンである。従って、符号化した音声信号の
中に、同期信号と同一のパターンが発生する可能性は残
っており、この擬似同期信号に同期して復号化すること
を、完全に避けることは不可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】もし、擬似同期信号に
同期して復号化した場合には、先に述べたように、正確
な音声情報伝送が不可能になる上に、受信者に大きな雑
音を聴かせるなど、伝送品質の劣化を招くという問題を
生ずる。

【００１０】本発明は、音声信号のいかなるパターンに
対しても、擬似同期信号を検出することなく、高能率音
声伝送の伝送品質を保つことができる、擬似同期防止方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理を
示す図である。図１において、１は符号化手段、２は同
期信号発生手段、３は符号修正手段で、１乃至３で送信
側を構成する。

【００１２】入力音声は、同期信号発生手段２の出力を
位相の基準にして、符号化手段１によって符号化され、
かつ、同期信号を挿入される（この符号化され、同期信
号を挿入された信号を、符号化信号と略称する）。この
符号化信号を符号修正手段３に入力し、該符号修正手段
において、同期信号を検出する。この検出した同期信号
と、符号化手段１で挿入した同期信号を位相比較して、
一致しない場合には、検出した同期信号の位相で、符号
化信号の符号を修正して、伝送路に送出する。

【００１３】

【作用】正しい同期信号は、符号化の基準として同期信
号発生手段２から符号化手段１に常に供給されて、音声
信号に挿入されている。従って、符号修正手段３で検出
した同期信号が正しい同期信号であるか否かは、符号化
手段１で挿入している同期信号と、検出した同期信号の
位相を比較すれば判定できる。この結果、検出した同期
信号の位相が挿入した同期信号の位相と異なる場合に
は、検出した同期信号の位相で、符号化信号の符号を修
正して送出するので、伝送路への送出信号には、擬似同
期信号となりうるパターンは含まれない。

【００１４】従って、受信側で擬似同期信号に同期して
復号化し、再生音声に大きな雑音を発生するなど、高能
率音声伝送の伝送品質を低下させることは、全くない。

【００１５】

【実施例】図２は、本発明の実施例を示す図である。図
２において、１は符号化手段、２は同期信号発生手段
で、図１と同一である。

【００１６】３１は同期検出部、３２は位相比較部、３
３は符号修正部で、３１乃至３３によって符号修正手段
３を構成する。同期検出部３１において符号化信号か
ら、同期信号を検出し、同期信号の位相を示す同期位相
信号を出力する。。該検出した同期位相信号は位相比較
部３２に入力され、符号化手段１で挿入した同期信号の
位相を示す正しい同期位相信号と位相比較される。

【００１７】同期検出部３１で検出した同期位相信号
が、正しい同期位相信号と同一位相であれば、位相比較
部３２からは符号は出力されない。もし、検出した同期
位相信号が、正しい同期位相信号と位相が異なれば、位
相比較部３２は、検出した同期位相信号の位相で、符号
を出力する。

【００１８】符号化信号は、符号修正部３３にも入力さ
れ、位相比較部３２の出力信号と、同期検出部３１が出
力する同期位相信号を参照して、同期検出部３１が検出
した同期位相信号の位相で、符号修正を受けて伝送路に
送出される。

【００１９】このように、送信側で、音声信号の中に同
期信号と同一のパターンを検出すると、同期パターンと
は異なるパターンに修正して送出するので、受信側で
は、送信側において挿入した同期信号以外を同期信号と
して検出することは全くない。

【００２０】図３は、本発明の実施例を実現する回路構
成の例である。図３において、１は符号化手段、２は同
期信号発生手段、３１は同期検出部で、図２と同一であ
る。

【００２１】３２１、３２２は第一、第二の微分回路、
３２３はリセット優先のセット・リセット フリップフ
ロップ回路で、３２１乃至３２３で位相比較部３２を構
成する。

【００２２】３３１は第一の論理積回路、３３２は符号
修正回路で、３３１と３３２で符号修正部３３を構成す
る。図４、図５は、図３の回路構成のタイムチャート
で、図４は擬似同期信号として検出されるパターンがな
い時の動作を、図５は擬似同期信号を検出した場合の動
作を示す。以下、図４、図５によって、図３の回路構成
の動作を説明する。

【００２３】図４において、符号化信号は所定数の音声
信号の符号に対して、所定数のフレーム信号Ｆを挿入し
て構成する。このフレーム信号Ｆは、同期信号発生手段
２が発生する同期信号と位相が一致しており、かつ、同
期信号発生手段２が出力する同期位相信号とも位相が一
致している。

【００２４】図４の場合には、符号化信号の音声信号の
部分には、擬似同期信号として検出されるパターンがな
いので、同期検出部３１の出力信号は、正しい同期位相
信号と同一位相である。

【００２５】第一の微分回路３２１では、正しい同期位
相信号の立ち下がり部に位相が一致した、幅の狭いパル
スを出力して、このパルスによってセット・リセット
フリップフロップ回路３２３をセットする。第二の微分
回路３２２では、検出した同期位相信号の立ち下がり部
に位相が一致した幅の狭いパルスを発生し、このパルス
によってセット・リセット フリップフロップ回路３２
３をリセットする。この場合には、正しい同期位相信号
と、検出した同期位相信号とは同一位相である為、セッ
ト パルスとリセット パルスの位相が一致して、か
つ、リセット優先であるので、セット・リセット フリ
ップフロップ回路３２３の出力の不一致信号には符号が
発生しない。

【００２６】従って、第一の論理積回路３３１が出力す
る、セット・リセット フリップフロップ回路３２３の
出力と同期検出部３１の出力の論理積信号で決まる修正
信号にも符号は発生せず、符号修正回路３３２では符号
を修正せずに、符号化信号をそのまま送出する。

【００２７】次に、符号化信号の音声信号の部分に、
Ａ、Ｂで示した、フレーム信号Ｆのパターンと同一パタ
ーンになる信号が発生して、同期検出の結果、同期位相
信号が検出された場合の動作を、図５によって説明す
る。

【００２８】図５の場合には、検出した同期位相信号と
正しい同期位相信号の位相が異なるので、二つの微分回
路３２１、３２２の出力符号の位相が異なり、その位相
差に相当する時間だけセット・リセットフリップフロッ
プ回路３２３の出力信号である、不一致信号は符号を出
力する。

【００２９】この不一致信号と、検出した同期位相信号
を論理積回路３３１に入力すれば、該論理積回路の出力
には、検出した同期位相信号と同一位相に符号を有す
る、修正信号が得られる。この修正信号を符号修正回路
３３２に入力し、検出した同期位相信号の位相で、符号
化信号の符号Ａ、ＢをＡ’、Ｂ’に修正して、送出す
る。

【００３０】ここで、修正信号に、検出した同期位相信
号を直接用いることをしないのは、正しい同期位相信号
が同期信号検出部３１から検出された時に、符号修正を
行わないようにする為である。

【００３１】符号修正回路３３２は、排他的論理和回
路、論理和回路、論理積回路で構成できる。符号修正回
路を実現する第一の例は、排他的論理和回路である。

【００３２】排他的論理和回路は、二つの入力信号が
“１”の時には“０”を、一方の入力信号が“１”の時
には“１”を出力する。従って、符号修正回路に排他的
論理和回路を適用した場合には、修正信号の符号は同期
検出信号の符号の位相では常に“１”なので、修正すべ
き符号化信号が“１”ならば“０”に、“０”ならば
“１”に、必ず反転する。

【００３３】符号修正回路を実現する第二の例は、論理
和回路である。論理和回路は、一方の入力符号が“１”
であれば出力符号は必ず“１”であるので、符号修正回
路に論理和回路を適用すれば、符号化信号の修正すべき
符号を、必ず“１”に修正する。

【００３４】図６は、排他的論理和回路と論理積回路を
組み合わせた、符号修正回路の第三の例である。図６に
おいて、３３２１は排他的論理和回路、３３２２は論理
積回路である。図６において、符号化信号を、排他的論
理和回路３３２１と論理積回路３３２２に入力し、修正
信号を、排他的論理和回路３３２１に入力する。この排
他的論理和回路３３２１の出力信号と符号化信号の論理
積信号を、送出する。

【００３５】排他的論理回路３３２１では、上述のよう
に、符号を反転する。従って、修正すべき符号の位相
で、排他的論理和回路３３２１の出力信号と、符号化信
号は、互いに反転の関係にあり、論理積回路３３２２の
出力、即ち符号修正回路３３２の出力においては、修正
すべき符号は必ず“０”になる。

【００３６】図７は、図６の回路構成と同じ機能を有す
る、符号修正回路の第四の例である。図７において、３
３２２は論理積回路、３３２３は論理反転回路である。
図７においては、修正信号を論理反転回路３３２３によ
り反転して論理積回路３３２２に入力し、符号化信号と
の論理積演算をする。

【００３７】通常の位相では、修正信号の符号は“０”
であるから、論理積回路３３２２の出力からは、符号化
信号がそのまま出力される。一方、同期検出信号の符号
の位相では、修正信号の符号は“１”であり、論理反転
されて“０”が論理積回路３３２２に印加されるので、
該当する位相の符号化信号は、必ず“０”に修正され
る。

【００３８】図５におけるＡ、Ｂなる符号は、受信側で
擬似同期を引き起こし、音声の再生を不可能とするが、
元来音声を符号化して得た符号であるので、これを修正
して送出することは、音声信号の正確な伝送という観点
からは、可能な限り少なくしたい。

【００３９】符号化された音声信号における“１”、
“０”の発生確率がほぼ５０％ずつであるので、符号修
正回路に論理和回路や、図６、図７の回路を適用して固
定符号に置換して送出することによって、擬似同期を防
止する為に修正する符号の数を１／２にできる利点が生
ずる。

【００４０】図８は、本発明の実施例を実現する回路構
成の、第二の例である。この例は、符号修正の機会を少
なくして、かつ、擬似同期を防止するものである。図８
において、１は符号化手段、２は同期信号発生手段、３
１は同期検出部で、図２と同一である。また、３２１、
３２２は微分回路、３２３はセット・リセット フリッ
プフロップ回路、３３１は第一の論理積回路、３３２は
符号修正回路で、図３と同一である。

【００４１】さらに、３２４は分周回路、３２５は第二
の論理積回路である。そして、３２１乃至３２５で、位
相比較部３２を構成する。図９は、図８の回路構成のタ
イムチャートである。以下、図９によって、図８の回路
構成の動作を説明する。

【００４２】符号化信号は、音声信号とフレーム信号Ｆ
によって構成されるが、音声信号の中に、同期信号とし
て検出されるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄなるパターンが含まれてい
る。正しい同期位相信号、検出した同期位相信号、二つ
の微分出力、セット・リセット フリップフロップ回路
の出力信号である不一致信号については、図５と同様で
ある。

【００４３】分周出力は、正しい同期位相信号を分周回
路３２４に入力して得る。図９では、１／２に分周する
場合を例示している。第二の論理積回路３２５によって
得られる、分周回路３２４の出力信号と、セット・リセ
ット フリップフロップ回路３２３が出力する不一致信
号の論理積信号には、分周信号が正しい同期位相信号の
１周期おきに発生するので、不一致信号の１周期おきの
符号が発生する。従って、第二の論理積回路３２５の出
力信号と、検出した同期位相信号の論理積で決まる、符
号修正すべき位相を示す修正信号も、検出した同期位相
信号の符号を１周期おきにとったものとなる。この修正
信号で、符号化信号のうち、擬似同期信号となる符号Ａ
乃至Ｄを修正すると、図９の場合には、Ａ、Ｃは修正さ
れてＡ’、Ｃ’となり、Ｂ、Ｄは修正されずに送出され
る。従って、修正機会が１／２になり、符号修正による
音声信号としての誤り符号は１／２になる。この構成に
おいて、符号修正回路として、論理和回路や図６の回路
を適用すれば、符号修正による音声信号としての誤り符
号は１／４になる。

【００４４】高能率音声伝送では、１フレームの音声信
号は２５６ビットで構成される例が多く、フレーム信号
には１乃至２ビットが割り当てられる。ここで２ビット
割当と仮定して、、符号修正による音声信号の誤り率を
検討する。

【００４５】まず、擬似同期信号の符号を全て修正する
場合には、擬似同期信号を検出している間は、２÷（２
５６−２）、即ち、約７．８×１０^-3の誤り率になる。
“１”もしくは“０”の固定符号に置換すれば、音声信
号における“１”、“０”の発生確率が約５０％である
から、約３．９×１０^-3に改善され、さらに１フレーム
おきに固定符号に置換すれば、それを１／２した、約２
×１０^-3になる。

【００４６】高能率音声伝送では、受信側において、符
号化した音声の包絡線情報と周波数情報とを、積分処理
によって復号化するので、１ビットの誤りが直ちに音声
振幅の誤りとして復号化される訳ではなく、従って、ビ
ット誤りによる伝送品質の劣化は、顕著ではない。実
際、 誤り率が１０^-3の桁であれば、音質劣化として感
じにくく、特に、２×１０^-3程度以下であれば、実用的
には全く支障ない。

【００４７】一方、擬似同期信号に同期して復号化する
と、再生音声は入力音声とは全く異なるものとなって、
音声伝送そのものが不可能になるので、本発明による擬
似同期の防止方法の効果は大きい。

【００４８】さらに、分周比を３以上にすることも可能
で、この場合には符号修正する符号数がなお減少する。
なお、図８の実施例では、正しい同期位相信号を分周す
るとして説明したが、検出した同期位相信号を分周して
も、同じ機能を実現できる。

【００４９】図１０は、本発明の実施例を実現する回路
構成の、第三の例である。第三の例もまた、符号修正の
機会を減らして、擬似同期防止の為に修正する符号の数
を減少させるものである。

【００５０】図１０において、１は符号化手段、２は同
期信号発生手段、３１は同期検出部で、図２と同一であ
る。また、３２１、３２２は第一、第二の微分回路、３
２３はセット・リセット フリップフロップ回路、３３
１は第一の論理積回路、３３２は符号修正回路で、図３
と同一である。

【００５１】３３３は分周回路で、回路構成上は図８の
分周回路３２４と同一である。そして、３３１乃至３３
３によって、符号修正部３３を構成する。なお、分周比
は２として例示している。

【００５２】図１１は、図１０の回路構成のタイムチャ
ートである。正しい同期位相信号からセット・リセット
フリップフロップ回路の出力信号までは、図９と同様
である。

【００５３】図１０の回路構成では、セット・リセット
フリップフロップ回路３２３の出力信号である不一致
信号を分周回路３３３で分周する。従って、分周信号
と、不一致信号と、同期検出信号との論理積信号には、
同期検出信号の１周期おきに符号が発生し、符号修正の
機会は１／２になる。

【００５４】以上の説明では、符号修正の方法として、
符号反転、固定符号への置換という、最も簡易な方法に
ついて述べたが、例えば、擬似ランダム信号に置換する
方法も容易に実施しうる。また、上述の方法は、音声信
号とは独立な修正方法であるが、修正すべき符号に先行
する符号の再送出、また、先行する複数の符号を演算し
た結果の符号への置換など、音声符号に依存した修正方
法も実施しうる。

【００５５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明により、高能率
音声伝送において、符号化された音声信号がいかなるパ
ターンを発生しても、送信側で、受信側で同期信号とし
て検出されるパターンを修正して送出する結果、受信側
では、常に送信側で挿入した同期信号を検出して同期す
る為、擬似同期による雑音の発生などのない、品質の安
定した高能率音声伝送を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理を示す図。

【図２】 本発明の実施例を示す図。

【図３】 本発明の実施例を実現する回路構成の例。

【図４】 図３の回路構成のタイムチャート（擬似同期
信号なし）

【図５】 図３の回路構成のタイムチャート（擬似同期
信号を検出）

【図６】 符号修正回路の第三の例。

【図７】 符号修正回路の第四の例。

【図８】 本発明の実施例を実現する回路構成の、第二
の例。

【図９】 図８の回路構成のタイムチャート。

【図１０】 本発明の実施例を実現する回路構成の、第
三の例。

【図１１】 図１０の回路構成のタイムチャート。

【図１２】 従来の同期方法を示す図。

【符号の説明】

１ 符号化手段 ２ 同期信号発生手段 ３ 符号修正手段 ３１ 同期検出部 ３２ 位相比較部 ３３ 符号修正部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側で、符号化手段（１）によって、
   音声を符号化し、該符号化した音声信号に、同期信号発
   生手段（２）によって、音声信号として発生確率の低い
   符号パターンを同期信号として挿入して送出する、高能
   率音声伝送の擬似同期防止方法において、 符号修正手段（３）によって、符号化した音声信号に同
   期信号を挿入した符号化信号から同期位相を示す信号を
   検出し、該検出した同期位相を示す信号と正しい同期位
   相を示す信号を位相比較し、検出した同期位相を示す信
   号の位相が、正しい同期位相を示す信号の位相と異なる
   場合には、検出した同期位相を示す信号の位相で、符号
   化信号の符号を修正して送出することを特徴とする高能
   率音声伝送の擬似同期防止方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法において、 検出した同期位相を示す信号の位相で、符号化信号の符
   号を反転して送出することを特徴とする高能率音声伝送
   の擬似同期防止方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法において、 検出した同期位相を示す信号の位相で、符号化信号の符
   号を、固定符号に置換して送出することを特徴とする高
   能率音声伝送の擬似同期防止方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法において、 検出した同期位相を示す信号が、複数フレームにわたっ
   て連続して発生している場合に、同期信号として検出し
   た信号の位相で、符号化信号の符号を１フレームおきに
   修正して送出することを特徴とする高能率音声伝送の擬
   似同期防止方法。
5. 【請求項５】 請求項２記載の高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法において、 検出した同期位相信号の位相での符号反転を、１フレー
   ムおきに行うことを特徴とする高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法。
6. 【請求項６】 請求項３記載の高能率音声伝送の擬似同
   期防止方法において、 検出した同期位相信号の位相での固定符号への置換を、
   １フレームおきに行うことを特徴とする高能率音声伝送
   の擬似同期防止方法。