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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sprachcodier- und -übertragungssystem
zum Verdichten und Übertragen
eines Sprachsignals mit einem hohen Wirkungsgrad, mit insbesondere
verbesserter Sprachqualität.
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Im
heutigen Zeitalter der Multimedien-Kommunikation werden Kommunikationsnetzwerke
nicht für
Sprache verwendet, wie beispielsweise durch das Telefon, sondern
auch für
die Übertragung
von Bildern und Computerdaten. Die Übertragung von großen Informationsmengen
wie Bildern und Computerdaten wird durch die Digitaltechnik realisiert.
D. h., zu übertragende
Informationen werden digital codiert, und das Schaltsystem wird
ebenfalls verbessert vom Schalten von Schaltkreisen zum Paketschalten.
In der Zukunft ist die Kommunikation durch ATM (Asynchroner Übertragungsbetrieb)
die Haupttechnologie, die zum wirksamen Übertragen derart veränderter
Informationen verwendet wird.
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Um
eine Übertragung
wirksamer durchzuführen
und demgemäß den übertragenen
Informationsinhalt zu vergrößern, werden
zu übertragende Daten
in Einheiten wie Pakete oder Zellen geteilt, die durch Zeitteilungs-Multiplexverarbeitung übertragen werden.
Die Sprachübertragung
hat bisher eine Sprachcodiertechnik mit hohem Wirkungsgrad zum wirksamen
Codieren eines Sprachsignals durch Entfernen von redundanten Komponenten
aus dem Signal durch Differenzcodierung oder eine ähnliche Technik
verwendet.
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Die
Dokumente US-A-3 836 719 und US-A-3 832 493 offenbaren Codier- und Übertragungssysteme,
bei denen redundante Komponenten entfernt werden.
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Sprachcodiersysteme
mit hohem Wirkungsgrad zum Durchführen einer Codierung durch
Verwendung einer Differenz enthalten ein vorhersagendes Differenzcodiersystem
wie das ADPCM(Adaptive Differenzimpuls-Codemodulation)-Codiersystem. Das vorhersagende
Differenzcodiersystem sagt gegenwärtige Signale vorher auf der
Grundlage von vergangenen Signalen und quantisiert Differenzen zwischen
Werten des vorhergesagten Signals und Werten des tatsächlichen
Signals. Da eine Differenz im Allgemeinen einen Wert hat, der kleiner
als die ursprünglichen
Daten ist, ist die Anzahl von Bits eines Codes, der durch Quantisieren
der Differenz erhalten wurde, kleiner als die Anzahl von Bits eines
Codes, der nicht von einer Differenz abhängt. Ein Codierteil und ein
Decodierteil dieses Systems haben jeweilige interne Zustände, die
als ein Bezugswert für
eine Differenzverarbeitung verwendet werden. Der interne Zustand
besteht aus einem Satz von Parametern, die das vergangene Sprachsignal
dar stellen.
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Bei
einer Übertragung
durch ein ATM-Netzwerk werden mehrfache Übertragungsleitungen durch
digital codierende Informationsquellen wie Sprache, Bild und Computerdaten
verwendet, Teilen der Quellen in eine Einheit, die als eine Zelle
bezeichnet wird, und asynchrones Übertragen in einem Bündelbetrieb,
um den Wirkungsgrad der Ausnutzung der Übertragungsleitungen zu verbessern.
Bei Kommunikation mit dem ATM-Netzwerk kann die vorgenannte hochwirksame
Sprachcodiertechnologie in Kombination hiermit verwendet werden.
Da der Hauptverkehr aufgrund von Sprachinformationen erfolgt, verringert
die Anwendung der hochwirksamen Sprachcodiertechnologie auf die
Sprachinformationen die Übertragungslänge und
erzielt eine Übertragung
mit höherem
Wirkungsgrad.
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Darüber hinaus
enthält
das Sprachcodiersystem das ITU (International Telecommunication Union)
Recommendation G.728-Codiersystem (LD-CELP-System: Low-Delay Code-Excited
Linear Prediction) zusätzlich
zu dem vorgenannten ADPCM. Dieses Codiersystem ist im Einzelnen
beschrieben in Draft CCITT Recommendation G.728 "Coding of Speech at 16 Kbits/s using
Code Excited Linear Prediction (LD-CELP)". Dieses Codiersystem beruht auf der
Rückwärtsadaption
für die
Durchführung
einer Adaption eines Synthesefilters und der Erregungsverstärkung gemäß vergangenen
Sprachsignalen. Dieses System hat auch ein Aggregat von Parametern
des vergangenen Sprachsignals als einen internen Zustand, der als
eine Bezugsgröße für eine Differenzverarbeitung
eines Synthesefilterkoeffizienten, eines adaptiven Verstärkungskoeffizienten
oder dergleichen verwendet wird.
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Kürzlich wurde,
wegen der vorbeschriebenen Forderung nach höherem Wirkungsgrad, die Technik
der Eliminierung einer stillen Periode zum Ausschluss eines stillen
Teils bei der Übertragung
eines Sprachsignals verwendet. Es ist bekannt, dass die Technik
der Eliminierung einer stillen Periode die Gesamtmenge von zu einer Übertragungsleitung
mit einer kleinen Sprachqualitätsverschlechterung
zu übertragenden
Sprachsignalen herabsetzen kann und realisiert eine Sprachübertragung
mit höherem Wirkungsgrad
gemäß einem
statistischen Multiplikationseffekt. In dem Fall des Sprachübertragungssystems
mit eliminierter stiller Periode jedoch werden Operationen eines
Decodierteils zum Empfangen und Decodieren eines differenzcodierten
Sprachsignals undefiniert, da während
stillen Perioden keine Sprachinformationen übertragen werden. D. h., wenn ein
stiller Zustand (dies kann als ein Zustand ohne Gesprächsruck
bezeichnet werden) in einen Zustand mit Sprache (dies kann als ein
Zustand mit einem Sprachruck bezeichnet werden) geändert wird, stimmt
der interne Zustand eines Codierteils zum Erzeugen eines Sprachcodes
nicht mit dem eines Decodierteils überein. Daher ist der Decodierteil
nicht immer in der Lage, ein korrektes Sprachsignal zu decodieren,
selbst wenn dem Teil ein korrekter Code mit hohem Wirkungsgrad ohne Übertragungsleitungsfehler übergeben
wird. Diese Erscheinung tritt häufig als
unangenehmes anomales Geräusch
auf wie ein Klicken oder ein Oszillationsgeräusch, in einem regenerierten
Ton bei einem Empfangsknoten.
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16 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen
Sprachcodier- und -übertragungssystems
zum Lösen
des vorstehenden Problems. Dieses Schaltbild basiert auf dem Blockschaltbild,
das in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 2-181552 gezeigt ist.
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Dieses
Sprachübertragungssystem
bildet einen Satz von Strukturen durch einen Übertragungsknoten 2 und
einen Empfangsknoten 4. In einem Zustand mit einem Gesprächsruck,
d. h., in einer sprachgefüllten
Periode codiert der Übertragungsknoten 2 ein
Sprachsignal unter Verwendung eines hochwirksamen Sprachcodierers 6 und überträgt das Signal über einen
Umschalter 8 zu einer Übertragungsleitung 10.
Da der Umschalter 8 des Übertragungsknotens 2 so
geschaltet ist, dass er keine Daten zu der Übertragungsleitung 10 ohne
Gesprächsruck überträgt, d. h.,
zu einer stillen Zeit, wird ein Sprachcode mit eliminierter stiller
Periode von dem Übertragungsknoten 2 übertragen.
Ein Sprachdetektor 12 erfasst eine Sprache oder die Stille
eines Sprachsignals und schaltet den Umschalter 8 um.
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Der
Empfangsknoten 4 decodiert einen von der Übertragungsleitung 10 gesendeten
Sprachcode in ein Sprachsignal durch einen Decodierer 14 und gibt
das Signal aus. Während
die Eliminierung der stillen Perioden durchgeführt wird, wird der Umschalter 16 zu
der Seite des Generators 18 für Pseudo-Hintergrundrauschensignale
geschaltet und künstliches
Rauschen wird von dem Empfangsknoten 4 ausgegeben. Eine
Extraktionsvorrichtung 20 für Sprach/Stille-Informationen
erfasst Sprache oder Stille gemäß einem
Sprachcode und schaltet den Umschalter 16 um. Bei diesem
System ist der Übertragungsknoten 2 mit
einem Speicher 22 versehen, der einen vorbestimmten internen
Zustand des Codierers 6 speichert, während der Empfangsknoten 4 mit
einem Speicher 24 versehen ist, der denselben Inhalt wie
der Speicher 22 speichert. Darüber hinaus erfassen bei dem Übergang,
bei dem ein Sprachsignal von einem stillen Zustand zu einem Sprachzustand
geändert
wird und das vorgenannte Problem bewirkt, der Sprach detektor 12 und
die Extraktionsvorrichtung 20 für Sprach/Stille-Informationen
synchron dem Übergang,
ein Bezugswert für
die Differenzverarbeitung wird von dem Speicher 22 in dem Codierer 6 als
ein interner Zustand in dem Übertragungsknoten 2 gesetzt,
und derselbe Bezugswert für Differenzverarbeitung
wie der des Codierers 6 wird von dem Speicher 24 zu
dem Decodierer 14 als ein interner Zustand in dem Empfangsknoten 4 gesendet.
Somit wird die Zeit, zu der ein Gesprächsruck erfasst wird, zwischen
dem Übertragungsknoten 2 und dem
Empfangsknoten 4 synchronisiert, und an diesem Punkt werden
beide internen Zustände
in denselben Zustand zurückgesetzt.
Daher stimmt der interne Zustand des Codierers 6 immer
mit dem des Decodierers 14 in einer Sprachperiode überein,
und hierdurch ist es möglich,
ein anomales Geräusch
am Kopf eines Gesprächsrucks
zu vermeiden.
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In
der Zukunft werden, wie vorstehend beschrieben ist, ein Übertragungsnetzwerk
mit Eliminierung der stillen Periode oder ein ATM-Netzwerk hauptsächlich unter
Verwendung der vorstehenden Techniken ausgebildet.
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Jedoch
wurden Übertragungsnetzwerke,
die stille Perioden nicht eliminieren, und STM(Synchroner Übertragungsbetrieb)-Netzwerke
bereits hergestellt. Diese Übertragungsnetzwerke
wurden als eine Infrastruktur hergestellt, die in vielen Fällen ein
erhebliches Kapital verwenden. Daher ist es ökonomisch schwierig, sie unmittelbar
durch Übertragungsnetzwerke
mit Eliminierung von stillen Perioden oder ATM-Netzwerke zu ersetzen
oder sie anderweitig zu verbessern. Daher ist es, um ein großes Netzwerk enthaltend
einen Bereich, der durch diese herkömmlichen Übertragungsnetzwerke abgedeckt
ist, zu konstruieren, erforder lich, zuzulassen, dass Netzwerke, die
stille Perioden eliminieren und Netzwerke, die stille Periode nicht
eliminieren, oder ATM-Netzwerke und STM-Netzwerke jeweils zusammen
existieren.
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Gegenwärtig ist
es möglich,
eine Koexistenz beider Netzwerke zu realisieren, indem zwei Typen von
Netzwerken durch einen Relaisknoten verbunden werden.
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Es
gibt zwei Verfahren zum Verbinden des Netzwerks mit Eliminierung
der stillen Perioden und des Netzwerks mit stillen Perioden, wie
in den 18 und 19 gezeigt
ist. Diese Figuren illustrieren eine Übertragung von dem Netzwerk
mit Eliminierung der stillen Periode zu dem Netzwerk mit der stillen
Periode. Zusätzlich
gibt es zwei Verfahren zum Verbinden des ATM-Netzwerks und des STM-Netzwerks,
wie in den 20 und 21 gezeigt
ist. Diese Figuren illustrieren eine Übertragung von dem ATM-Netzwerk zu
dem STM-Netzwerk.
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18 ist
ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems,
bestehend aus tandemverbindenden Netzwerken, die stille Periode
eliminieren, und aus Netzwerken, die stille Periode nicht eliminieren,
die über
einen Relaisknoten verbunden sind. In 18 sind
Komponenten, die entsprechende Funktionen wie diejenigen in 16 haben,
mit demselben Symbol versehen, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Ein Codierer 32 eines Übertragungsknotens 30 dieses
Systems führt
die Codierung durch, wobei stille Periode nicht eliminiert werden,
und überträgt einen
erzeugten Sprachcode zu einer Übertragungsleitung 34 (Übertragungsleitung
B). Ein Relaisknoten 36 empfängt den Sprachcode von der Übertragungsleitung
B, eliminiert die stille Periode des Sprachcodes und überträgt den Sprachcode mit
eliminierter stiller Periode zu dem Empfangsknoten 4 über eine Übertragungsleitung
A. Der Relaisknoten 36 decodiert den Sprachcode von dem Übertragungsknoten 30 als
ein Sprachsignal durch einen Decodierer 38 und codiert
danach das Sprachsignal als einen Sprachcode mit eliminierter stiller
Periode und überträgt ihn zu
dem Empfangsknoten 4. Die Verarbeitung verwendet nach der
Decodierung durch den Decodierer 38 das Übertragungssystem
mit eliminierter stiller Periode unter Verwendung des anhand von 16 beschriebenen
synchronen Zurücksetzens. Daher
sind in dem Fall dieses Übertragungssystems, da
der Relaisknoten 36 die Decodierung einmal durchführt und
dann wieder die Codierung, die Übertragungsleitungen
A und B aus dem Gesichtspunkt der Codierung in großem Maße unabhängig voneinander,
und dieses System wird daher als eine Tandemverbindung bezeichnet.
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19 ist
ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems,
das gebildet ist durch Verbinden von Netzwerken mit Eliminierung
der stillen Perioden und Netzwerken, die stille Perioden nicht eliminieren, über eine
Verbindung durch einen Relaisknoten. In 19 sind
Komponenten, die eine entsprechende Funktion wie diejenigen in 18 haben,
mit demselben Symbol versehen, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Bei einem Sprachcode ohne eliminierte stille Periode, der von dem Übertragungsknoten 30 zu
der Übertragungsleitung 34 übertragen
wird, wird die stille Periode durch einen Relaisknoten 50 eliminiert,
und er wird zu einem Empfangsknoten 54 über eine Übertragungsleitung 52 (Übertragungsleitung
A) übertragen.
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In
dem Relaisknoten 50 decodiert ein Decodierer 56 einen
von der Übertragungsleitung
B gesendeten Sprachcode, um ein Sprachsignal wieder herzustellen.
Ein Sprachdetektor 58 erfasst Sprache oder Stille (Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Gesprächsrucks)
gemäß dem Sprachsignal
und steuert einen Umschalter 60. Der Umschalter 60 verbindet
die Übertragungsleitung
B mit der Übertragungsleitung
A nur dann, wenn ein Sprachcode ohne eliminierte stille Periode
von der Übertragungsleitung B
einen Gesprächsruck
hat. Wenn der Sprachcode keine Gesprächsrucks hat, wird er verlassen
und keine Daten werden zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben. Hierdurch wird ein Sprachcode mit eliminierter stiller
Periode zu der Übertragungsleitung
A übertragen.
In dieser Verbindung verzögert
eine Verarbeitungsverzögerungseinheit 62 den
Sprachcode von der Übertragungsleitung
B um die Verarbeitungszeit in dem Decodierer 56 und dem
Sprachdetektor 58 und realisiert die Synchronisation zwischen
der Operation des Umschalters 60 und dem Sprachcode.
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Der
Empfangsknoten 54 decodiert einen Sprachcode mit eliminierter
stiller Periode, der von dem Relaisknoten 50 über die Übertragungsleitung
A zu dem Empfangsknoten 54 übertragen wurde, als ein Sprachsignal
durch einen Decodierer 64 entsprechend dem Codierer 32 des
Empfangsknotens 30 und gibt den decodierten Sprachcode
aus. Wenn kein Sprachcode von der Übertragungsleitung A eingegeben
wird, d. h., während
die Eliminierung der stillen Periode durchgeführt wird, schaltet eine Extraktionsvorrichtung 66 für Sprache/Stille-Informationen
einen Umschalter 68 zu einem Pseudo-Hintergrundrauschsignal-Generator 70,
um künstliches Rauschen
von dem Empfangsknoten 54 auszugeben.
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Somit
führt der
Relaisknoten 60 nur einen Schaltvorgang durch. Daher wird,
obgleich bei einem zu dem Empfangsknoten 54 übertragenen
Sprachcode die stille Periode eliminiert ist, der Sprachcode selbst
von dem Übertragungsknoten 30 übertragen. Daher
sind in dem Fall dieses Übertragungssystems die Übertragungsleitungen
A und B gut miteinander kombiniert, und dies wird somit als eine
Digital-Eins-Verbindung bezeichnet.
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20 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Übertragungssystems,
das durch die Tandemverbindung des ATM-Netzwerks und des STM-Netzwerks über einen
Relaisknoten gebildet ist. Ein Codierer 73 eines Übertragungsknotens 72 in dem
System digitalisiert ein Sprachsignal und führt die Codierung mit einer
hohen Verdichtungsrate durch. Eine Zellenzusammensetzvorrichtung 74 sortiert
einen durch den Codierer 73 codierten sequenziellen Sprachcode
und überträgt den Code
zu einer Übertragungsleitung
A. Die Übertragungsleitung
A ist das ATM-Netzwerk. Der Sprachcode wird in Zelleinheiten in
einem Bündelbetrieb über die Übertragungsleitung
A übertragen.
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In
dem Relaisknoten 75 absorbiert ein Puffer 76 eine Übertragungsschwankung
der Zelle und dann zerlegt eine Zellenzerlegungsvorrichtung 77 die empfangene
Zelle, um den sequentiellen Sprachcode zu erzeugen. Ein Detektor 78 für verschwundene
Zellen erfasst eine tote Zelle aufgrund einer Fehlverwendung oder
einer Verzögerung
in dem ATM-Netzwerk und steuert die Operationen jedes Teils in dem
Relaisknoten 75. Ein Decodierer 79 decodiert einen
aus der Zelle herausgezogenen Sprachcode in ein ursprüngliches
digitales Abtastsprachsignal, beispielsweise ein PCM(Pulscode-Modulation)-Sprachsignal.
Eine Einheit 80 für
synchrones Eintreffen gleicht die Operationen zwischen dem Decodierer 73 und
dem Decodierer 79 an. Ein Kom pensator 81 für verschwundene
Zellen kompensiert ein Sprachsignal in Bezug auf die verschwundene Zelle.
Ein Speicher 82 speichert ein letztes Sprachsignal zum
Kompensieren der Zelle. Ein Auswahlschalter 83 ist ein
Schalter zum Auswählen
entweder des in dem Decodierer 79 decodierten Sprachsignals oder
des die verschwundene Zelle kompensierenden Sprachsignals. Ein Codierer 84 ist
derselbe wie der Codierer 73. Ein Übertragungsleitung B ist das STM-Netzwerk.
Ein Empfangsknoten 85 hat einen Decodierer 86 entsprechend
dem Decodierer 79.
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Für Sprachkommunikation
ist eine Echtzeitfähigkeit
erforderlich. Daher kann ein Wiederübertragungsvorgang, den eine
Datenkommunikation verwendet, hierauf nicht angewendet werden, wenn
ein Nichtgebrauch einer Zelle stattfindet, was eine besondere Ursache
für die
Verschlechterung des ATM-Netzwerks ist. Insbesondere ist in einer ATM-Sprachkommunikation,
die mit dem hochwirksamen Codieren kombiniert ist, die Zellengröße auf 53
Bytes festgelegt. Mit einem effizienteren Codierverfahren können mehr
Informationen in einer Zelle aufgenommen werden, was zu einem größeren Schaden
in einer regenerierten Sprache aufgrund von Zellennichtgebrauch
führt.
Folglich ist für
die Realisierung einer Sprachübertragung
mit hoher Qualität
bei dem ATM eine Verarbeitung zum Regenieren einer natürlichen
Sprache erforderlich für
die Interpolation zur Annahme der in der verschwundenen Zelle enthaltenen
Information.
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Das
in 20 gezeigte System verwendet das folgende Verfahren
als eine Gegenmaßnahme gegen
das Verschwinden von Zellen. Der Detektor 78 für verschwundene
Zellen überwacht
den Relaisknoten 75 erreichende Zellen, erfasst verschwundene Zellen
in dem ATM-Netzwerk oder solche, die den Relaisknoten 75 nicht
innerhalb einer vorbestimmten Periode erreichen, und sendet ein
Steuersignal auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse zu dem Kompensator 81 für verschwundene
Zellen und dem Auswahlschalter 83. Als ein Verfahren zum
Erfassen der verschwundenen Zelle fügt die Zellenzusammensetzvorrichtung 74 beispielsweise
einen Index, der eine Sendereihenfolge darstellt, zu einem Nutzlastbereich
der Zelle hinzu, und der Detektor 78 für verschwundene Zellen überwacht,
ob der Index verloren ist oder nicht.
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Nachdem
der Detektor 78 für
verschwundene Zellen dem Kompensator 81 für verschwundene Zellen
die Eliminierung der Zelle mitgeteilt hat, interpoliert/extrapoliert
der Kompensator 81 für
verschwundene Zellen das verlorene Sprachsignal oder schaltet es
ab, auf der Grundlage des in dem Speicher 82 gespeicherten
vergangenen Sprachsignals. Zusätzlich
wählt der
Auswahlschalter 83 zwischen einem Ausgang des Decodierers 79 und
einem Ausgangssignal des Kompensators 81 für verschwundene
Zellen auf der Grundlage eines Steuersignals von dem Detektor 78 für verschwundene
Zellen. Das gewählte
Signal wird wieder der hochwirksamen Codierung mit dem Codierer 84 unterzogen
und wird zu der Übertragungsleitung
B (STM-Netzwerk)
gesendet. Hierdurch wird ein Sprachcode mit verringertem Schaden
durch den Zellenschwund von dem Relaisknoten 75 gesendet.
In dem Relaisknoten 75 wird wieder die Codierung durchgeführt, nachdem
der Sprachcode decodiert ist. Daher hat das Übertragungssystem in hohem
Maße gegenseitig
unabhängige Übertragungsleitungen
A und B in Hinsicht auf die Codierung. Aus diesem Grund wird das
System das Tandemverbindungssystem genannt.
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Als
ein Sprachcodieralgorithmus mit hohem Wirkungsgrad, der in den Codierern 83, 84 und
den Decodierern 79, 86 verwendet wird, ist die
ITU-T Recommendation G.726/727 ADPCM (Adaptive Differenzimpuls-Codemodulation),
ITU-T Recommendation G.728 LD-CELP (codeerregte lineare Vorhersage mit
geringer Verzögerung)
und die ITU-T Recommendation G.729 CS-ACELP (mit algebraischem Code
erregte lineare Vorhersage mit konjugierter Struktur) oder dergleichen
gut bekannt.
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21 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Übertragungssystems,
bestehend aus der Digital-Eins-Verbindung
des ATM-Netzwerks und des STM-Netzwerks über einen Relaisknoten. Die Komponenten
in 21 mit entsprechenden Funktionen wie diejenigen
in 20 sind mit demselben Symbol versehen, und ihre
Beschreibung ist weggelassen. Eine Zelle enthaltend einen hochwirksamen Sprachcode,
die von dem Übertragungsknoten 72 zu der Übertragungsleitung
A (ATM-Netzwerk)
gesendet ist, wird durch den Relaisknoten 90 zerlegt, zu
einem synchronen Rahmen umgebildet und dann über die Übertragungsleitung B (STM-Netzwerk)
zu dem Empfangsknoten 85 übertragen.
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Der
Empfangsknoten 85 decodiert den Sprachcode, der von dem
Relaisknoten 90 über
die Übertragungsleitung
B übertragen
wurde, unter Verwendung des Decodierers 86 entsprechend
dem Codierer 73 an dem Übertragungsknoten 72,
und gibt den decodierten Sprachcode aus. Somit führt der Relaisknoten 90 nur
einen Schaltvorgang durch. Der Sprachcode zum Übertragen zu dem Empfangsknoten 85 ist
ein von dem Übertragungsknoten 72 selbst gesendetes
Signal. Daher hat das Übertragungssystem
gegenseitig hochintegrierte Übertragungsleitungen
A und B im Hinblick auf die Codierung. Dies ist ein Grund, dass
das System als das Digital-Eins-Verbindungs-System
genannt wird.
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Das
Verbinden der Übertragungsleitungen
A und B gemäß einer
Tandemverbindung oder der Digital-Eins-Verbindung hat die folgenden Probleme.
In dem Fall der Tandemverbindung eines stille Perioden eliminierenden
Netzwerks und eines stille Perioden nicht eliminierenden Netzwerks,
wie in 18 gezeigt ist, wird ein Sprachcode
von dem Übertragungsknoten 30 einmal
in ein Sprachsignal decodiert und dann übertragen entsprechend der
Eliminierung der stillen Perioden unter Verwendung eines synchronen
Rücksetzens.
Daher stimmt der interne Zustand des Codierers 6 des Relaisknotens 36 mit
dem des Empfangsknotens 4 überein, und ein anomaler Ton
wird vermieden, wie vorstehend beschrieben ist. Da jedoch die Verarbeitung
zum Decodieren und Codieren eines Sprachcodes in einem Relaisknoten durchgeführt wird,
wird ein in einen Übertragungsknoten
eingegebenes Sprachsignal zweimal codiert und decodiert, bevor es
von einem Empfangsknoten ausgegeben wird. Daher tritt das Problem
auf, dass Quantisierungsfehler akkumuliert werden und die Qualität eines
von dem Empfangsknoten 4 ausgegebenen Sprachsignals sich
verschlechtert. Es ist bekannt, dass die vorgenannte Qualitätsverschlechterung
sich stärker
bemerkbar macht, wenn eine Eliminierungsrate zunimmt, obgleich die
Qualitätsverschlechterung
bei einer hohen Bitrate (16 KBit/s oder mehr) nahezu belanglos ist.
Da ein Sprachübertragungssystem
eine niedrige Bitrate verwendet, ist es unmöglich, die vorgenannte Sprachqualitätsverschlechterung
zu ignorieren. Dies ist vollständig
anwendbar auf das Übertragungssystem,
das mit dem hochwirksamen Codieren kombiniert ist, bei dem das ATM-Netzwerk
und das STM-Netzwerk
tandemverbunden sind, wie in 20 gezeigt ist.
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Jedoch
sind in dem Fall des Verbindens eines die stillen Perioden eliminierenden
Netzwerks und eines die stillen Perioden nicht eliminierenden Netzwerks
gemäß der in 19 gezeigten
Digital-Eins-Verbindung
die Bedingungen vollständig
umgekehrt. In diesem Fall wird, da ein Sprachcode entsprechend der
Anwesenheit eines Gesprächsrucks, der
zu dem Empfangsknoten 54 übertragen wird, derselbe ist
wie ein in dem Übertragungsknoten 30 erzeugter
Sprachcode, die Verschlechterung der Sprachsignalqualität aufgrund
einer Akkumulierung von Quantisierungsfehlern verhindert. Jedoch
stimmt der interne Zustand des Codierers 32 des Übertragungsknotens 30 nicht
allgemein mit dem des Decodierers 64 des Empfangsknotens 4 zu
der Zeit der Änderung
von einem stillen Zustand zu einem stimmenbehafteten Zustand überein.
D. h., da Bezugswerte der Differenzen bei der Codierung/Decodierung
unterschiedlich sind, obgleich die Sprachcodes dieselben sind, tritt
wieder das Problem auf, dass ein anomaler Ton erzeugt wird. Dieser
anomale Ton ist nicht nur unangenehm für einen Benutzer, sondern er bewirkt
auch das Problem einer extremen Verschlechterung der Sprachinhaltsklarheit,
da der anomale Ton im Allgemeinen am Anfang eines Gesprächsrucks
erzeugt wird.
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Für ein Übertragungssystem,
das mit der hochwirksamen Codiertechnologie kombiniert ist, bei dem
das ATM-Netzwerk
und das STM-Netzwerk in einer Digital-Eins-Verbindung miteinander verbunden sind,
wie in 21 gezeigt ist, ist der Sprachcode
für die Übertragung
zu dem Empfangsknoten 85 derselbe wie der Sprachcode, der
an dem Übertragungsknoten 72 erzeugt
wurde. Daher wird eine Sprachsignal-Qualitätsverschlechterung auf grund
einer Akkumulierung von Quantisierungsfehlern verhindert. Jedoch
wird in dem Relaisknoten nur ein Schaltvorgang durchgeführt und
ein Herausziehen von Sprachinformationen aus dem Sprachcode wird
nicht durchgeführt.
Normalerweise ist es schwierig, den verschwundenen Sprachcode durch
ein einfaches Verfahren wie Interpolation/Extrapolation/Annahme
direkt zu kompensieren ohne den Sprachcode, bei dem die hochwirksame
Codierung angewendet ist, zu decodieren.
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Demgemäß ist es
extrem schwierig, die Einwirkung des Zellverlustes in dem Relaisknoten
des Übertragungssystems
zu beseitigen, obgleich der Zellenverlust selbst erfasst werden
kann. Als ein Ergebnis sind die zu dem Empfangsknoten 85 übertragenen
Sprachinformationen diskontinuierlich, um einen anomalen Ton an
dem Empfangsknoten 85 zu induzieren, der für einen
Zuhörer
unangenehm ist. Zusätzlich
senkt ein fehlendes Phonem merkbar die Sprachverständlichkeit.
Nichts desto weniger kann, um die Einwirkung aufgrund des Zellverlustes
an dem Empfangsknoten 85 bei der Digital-Eins-Verbindung
zu beseitigen, die Information über
den in dem Relaisknoten erfassten Zellenverlust beispielsweise zu
dem STM-Netzwerk übertragen
werden, indem eine Signalleitung getrennt vorgesehen wird, und andere
Mechanismen für
eine Gegenmaßnahme
zu dem Zellenverlust können
in dem Empfangsknoten 85 vorgesehen sein. Jedoch ist die
Verbindung des ATM-Netzwerks
mit dem STM-Netzwerk in dem Fall erforderlich, dass das STM-Netzwerk
und der Empfangsknoten 85 existierende Systeme sind, wie
vorstehend beschrieben ist. Folglich erfordert die Lösung der
Beseitigung der Einwirkung aufgrund des Zellenverlustes an dem Empfangsknoten 85 eine Verbesserung
oder Änderung
des bestehenden Systems, und ihr fehlt die Realität.
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Wie
vorbeschrieben ist, haben herkömmlicherweise
Probleme bei der Aufnahme des Übertragungsnetzwerks
in dem Übertragungsnetzwerks
mit stiller Periode oder dem ATM-Netzwerk existiert ohne Verbesserung
des Sprachkommunikationssystems auf der Seite eines existierenden Übertragungsnetzwerks
mit verschwundener stiller Periode oder der Seite eines existierenden
STM-Netzwerks.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sprachcodier- und
-übertragungssystem vorzusehen,
das die vorgenannten Probleme löst und
eine Sprachübertragung
hoher Qualität
bei realistischen Kosten realisiert.
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Dieses
Problem wird durch das Sprachcodier- und -übertragungssystem nach Anspruch
1 gelöst.
Weitere Verbesserungen des erfindungsgemäßen Codier- und -übertragungssystems
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
vorgesehen.
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Ein
Sprachcodier- und -übertragungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Relaisknoten enthält: einen Relaisdecodierer
zum Herausziehen von in einem Sprachsignal von einem ursprünglichen
Sprachcode enthaltenen Sprachinformationen, eine Relaissteuerschaltung
zum Unterscheiden zwischen einer Sprachperiode und einer stillen
Periode des Sprachsignals gemäß den Sprachinformationen
und zum Ausgeben eines Relaissteuersignals zum Steuern von Operationen
eines Relaisknotens gemäß einem Unterscheidungsergebnis,
eine Codierbezugswert-Bestimmungsschaltung
zum Bestimmen eines Bezugswertes für Differenzcodierung am Beginn
der Sprache, welches der Zeitpunkt der Änderung von der stillen Periode
zu der Sprachperiode entsprechend dem Relaissteuersignal ist, einen
Relaiscodierer zum Starten des Differenzcodierens der Sprachinformationen
gemäß dem Bezugswert
und zum Erzeugen von Relaissprachcodes für zumindest eine gewisse Änderungsperiode,
und eine Schaltung zum Eliminieren der stillen Perioden für den Empfang
des ursprünglichen
Sprachcodes und des Relaissprachcodes und zum Ausgeben des Relaissprachcodes
zu der zweiten Übertragungsleitung
während
der Änderungsperiode
und des ursprünglichen
Sprachcodes zu der zweiten Übertragungsleitung
während
einer Sprachperiode nach der Änderungsperiode
in Übereinstimmung
mit dem Relaissteuersignal, um einen Sprachcode mit verschwundener
stiller Periode zusammenzusetzen; und ein
Empfangsknoten enthält eine
Empfangssteuerschaltung zum Bestimmen des Beginns der Sprache entsprechend
dem Sprachcode mit verschwundener stiller Periode und zum Ausgeben
eines Empfangssteuersignals zum Steuern von Operationen eines Empfangsknotens
entsprechend einem Entscheidungsergebnis, eine Decodierbezugswert-Bestimmungsschaltung
zum Bestimmen eines Bezugswertes für die Decodierung entsprechend
dem Bezugswert für Differenzcodierung
am Beginn der Sprache entsprechend dem Empfangssteuersignal, und
einen Empfangsdecodierer zum Starten der Decodierung des Sprachcodes
mit verschwundener stiller Periode gemäß dem Bezugswert für die Decodierung
am Beginn der Sprache und zum Ausgeben des Sprachsignals. Gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten ein Relaiscodierer und ein Empfangsdecodierer
einen Differenzcodier-Bezugswert (als ein Bezugswert am Beginn der
Sprache bezeichnet) von der jeweiligen Codierbezugswert-Bestimmungsschaltung
oder der Decodierbezugswert-Bestimmungsschaltung.
Die Differenzcodierung ist ein Verfahren zum Holen und Codieren
einer Differenz zwischen Bezugswerten, die durch vergangene Codierung
oder Decodierung gegeben ist. Die Anzahl von Bezugswerten ist nicht auf
eins begrenzt, aber es ist möglich,
einen Bezugswert für
jeden von verschiedenen Parametern, die ein Sprachsignal zeigen,
zu verwenden.
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Ein
Bezugswert am Beginn der Sprache, der von einer Codierbezugswert-Bestimmungsschaltung zu
bestimmen ist, und der, der von einer Decodierbezugswert-Bestimmungsschaltung
zu bestimmen ist, werden jeweils so gebildet, dass sie einander
so entsprechen, dass ein Empfangsdecodierer in einen Relaiscodierer
eingegebene Sprachinformationen wiedergewinnen kann, und die Bezugswerte
sind im Allgemeinen einander gleich. Danach wird in dem Fall des
Codierers und Decodierers, in denen ihre Bezugswerte so gebildet
sind, dass sie einander entsprechen, angenommen, dass ihre internen
Zustände übereinstimmen.
Wenn die internen Zustände nicht
miteinander übereinstimmen,
kann ein anomaler Ton von einem Empfangsknoten ausgegeben werden.
Da jedoch die internen Zustände
des Relaiscodierers und des Empfangsdecodierers synchronisiert und
initialisiert sind, um miteinander übereinzustimmen, wird kein
anomaler Ton erzeugt. In diesem Fall jedoch ist nicht sichergestellt,
dass der interne Zustand für
die Codierung in einem Übertragungsknoten
mit dem internen Zustand eines Empfangsdecodierers übereinstimmt.
Daher überträgt eine
Schaltung für
eine Eliminierung stiller Perioden einen Relaissprachcode, der ein
Ausgangssignal eines Relaiscodierers ist, über die zweite Übertragungsleitung zu
einem Empfangsdecodierer innerhalb einer vorbestimmten Änderungsperiode
vom Beginn der Sprache an.
-
In
dieser Änderungsperiode
nähert
sich der interne Zustand für
die Codierung in dem Übertragungsknoten
dem internen Zustand des Empfangsdecodierers an. Daher überträgt die Schaltung
für die Eliminierung
stiller Perioden direkt einen ursprünglichen Sprachcode, der von
dem Übertragungsknoten übertragen
wurde, zu dem Empfangsdecodierer während einer Sprachperiode nach
der Änderungsperiode.
D. h., nach der Änderungsperiode
wird ein Sprachsignal durch den Übertragungsknoten
differenzcodiert und dann durch Decodierung in dem Empfangsknoten
wiedergewonnen, ohne der Codierung/Decodierung in der Änderungsperiode
durch den Relaisknoten unterzogen zu werden. Daher ist die Codier/Decodierfrequenz
kleiner als die in der Änderungsperiode
und die Anzahl von Quantisierungsfehlern nimmt ab. Daher wird eine
Verschlechterung der Sprachqualität aufgrund von anomalem Ton durch
Tandemverbindung verhindert, wenn der interne Zustand des Übertragungsknotens
sich von dem des Empfangsdecodierers trennt, und eine Sprachqualitätsverschlechterung
aufgrund der Akkumulierung von Quantisierungsfehlern wie bei der
Tandemverbindung wird verhindert durch eine Digital-Eins-Verbindung,
wenn ihre internen Zustände einander
annähern.
-
In
diesem Fall wird der Grad der Annäherung zwischen dem internen
Zustand des Übertragungsknotens
und dem des Empfangsdecodierers weiter verbessert, da die Zeit nach
dem Beginn der Sprache zunimmt und der Effekt der Unterdrückung des
anomalen Tons verbessert wird. Jedoch nimmt die Periode der Verschlechterung
aufgrund von Quantisierungsfehlern durch Tandemverbindung ebenfalls
zu. Die Übergangsperiode
wird bestimmt entsprechend dem Ausgleich zwischen Unterdrückung von
anomalen Tönen
und der Verlängerung
der Periode, in der die Sprachqualitätsverschlechterung aufgrund
von Quantisierungsfehlern unterdrückt wird.
-
Daher
wird bei dem Sprachcodier- und -übertragungssystem
nach der vorliegenden Erfindung die Sprachqualitätsverschlechterung aufgrund
von anomalem Ton am Beginn eines Gesprächsrucks verhindert durch Tandemverbindung
während
nur einer kurzen Änderungsperiode,
bis die Differenz zwischen dem internen Zustand für die Codierung
in einem Übertragungsknoten
und dem internen Zustand eines Decodierers eines Empfangsknotens
konvergieren, unmittelbar nachdem der Gesprächsruck erfasst ist, und eine
Sprachqualitätsverschlechterung
aufgrund der Akkumulierung von Quantisierungsfehlern wie bei der
Tandemverbindung wird verhindert, indem eine Digital-Eins-Verbindung
während
des größten Teils
der Sprachperiode durchgeführt
wird, nachdem die Differenz zwischen diesen internen Zuständen vollständig konvergiert
ist. D. h., es bestehen die Vorteile, dass ein anomaler Ton, der
am Anfang eines Gesprächsrucks
erzeugt wird, unterdrückt
und gemildert wird, ein unangenehmes Gefühl aufgrund von anomalem Ton
wird beseitigt, der Grad der Sprachverständlichkeit wird verbessert,
und darüber
hinaus wird eine Sprachqualitätsverschlechterung
aufgrund von kontinuierlicher Tandemverbindung verhindert.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
ersten Ausführungsbeispiel;
-
2 ist
ein Wellenformdiagramm eines Sprachsignals zum Erläutern der
auf das erste bis siebzehnte Ausführungsbeispiel bezogenen Operationsmoden;
-
3 ist
ein Zustandsänderungsdiagramm, das
die Änderung
zwischen Operationsmoden zeigt;
-
4 ist
ein Blockschaltbild eines auf das zweite Ausführungsbeispiel bezogenen Relaisknotens;
-
5 ist
ein Blockschaltbild eines auf das dritte Ausführungsbeispiel bezogenen Relaisknotens;
-
6 ist
ein Blockschaltbild eines auf das dritte Ausführungsbeispiel bezogenen Codierers
eines Relaisknotens;
-
7 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
vierten Ausführungsbeispiel;
-
8 ist
ein Blockschaltbild eines auf das fünfte Ausführungsbeispiel bezogenen Relaisknotens;
-
9 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
sechsten Ausführungsbeispiel;
-
10 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
siebenten Ausführungsbeispiel;
-
11 ist
ein Blockschaltbild eines auf das achte Ausführungsbeispiel bezogenen Relaisknotens;
-
12 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
neunten Ausführungsbeispiel;
-
13 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
zehnten Ausführungsbeispiel;
-
14 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
elften Ausführungsbeispiel;
-
15 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
zwölften
Ausführungsbeispiel;
-
16 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen
Sprachcodier- und -übertragungssystems;
-
17 ist ein Blockschaltbild des Codiersystems
nach der ITU-Recommendation G.728, das ein Beispiel für das Differenzcodiersystem
ist;
-
18 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen
Sprachcodier- und -übertragungssystems
mit Tandemverbindung zwischen einem Übertragungsnetzwerk mit Eliminierung
von stillen Perioden und einem Übertragungsnetzwerk
ohne Eliminierung von stillen Perioden;
-
19 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen
Sprachcodier- und -übertragungssystems
mit einer Digital-Eins-Verbindung zwischen einem Übertragungsnetzwerk
mit Eliminierung von stillen Perioden und einem Übertragung ohne Eliminierung
von stillen Perioden;
-
20 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Übertragungssystems
mit einer Tandemverbindung eines ATM-Netzwerks und eines STM-Netzwerks; und
-
21 ist
ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Übertragungssystems
mit einer Digital-Eins-Verbindung
zwischen dem ATM-Netzwerk und dem STM-Netzwerk.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Ausführungsbeispiel 1
-
Das
erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen. 1 ist ein
Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach diesem
Ausführungsbeispiel.
In dem Fall des Sprachcodier- und -übertragungssystems gibt ein Übertragungsknoten 100 einen
durch Codieren eines Sprachsignals erhaltenen ursprünglichen
Sprachcode aus. Obgleich der ursprüngliche Sprachcode ein differenzcodierter
hochwirksamer Sprachcode ist, ist die stille Periode nicht eliminiert.
Der ursprüngliche
Sprachcode wird zu einer Übertragungsleitung
B übertragen.
D. h., die Übertragungsleitung
B stellt ein Übertragungsnetzwerk
dar, in welchem eine Eliminierung der stillen Periode nicht durchgeführt wird.
Jedoch stellt eine Übertragungsleitung
A, mit der ein Empfangsknoten 102 verbunden ist, ein Übertragungsnetzwerk
dar, in welchem die Eliminierung der stillen Periode durchgeführt wird.
Ein Relaisknoten 104 verbindet diese beiden Übertragungsnetzwerke,
empfängt
einen ursprünglichen
Sprachcode von dem Übertragungs knoten 100 über die Übertragungsleitung
B und wandelt den Sprachcode in einen Sprachcode mit verschwundener
stiller Periode um, um ihn zu der Übertragungsleitung A auszugeben.
Der Empfangsknoten 102 decodiert den Sprachcode mit verschwundener stiller
Periode und gibt ein Sprachsignal aus.
-
Der Übertragungsknoten 100 hat
einen Codierer (Codiereinheit) 106 für die Differenzcodierung eines
eingegebenen Sprachsignals. Der Codierer 106 erzeugt einen
ursprünglichen
Sprachcode, der ein Sprachcode mit hohem Wirkungsgrad ist. Der Sprachcode
mit hohem Wirkungsgrad, der von dem Übertragungsknoten 100 über die Übertragungsleitung
B zu dem Relaisknoten 104 übertragen wurde, wird durch
einen Decodierer (Relaisdecodierer) 108 als ein Sprachsignal
decodiert. Ein Sprachdetektor 110 erfasst die Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Gesprächsrucks
in Übereinstimmung
mit dem Sprachsignal, d. h., er unterscheidet zwischen einer Sprachperiode
und einer Stillenperiode und gibt ein Signal (Relaissteuersignal)
aus für
die Steuerung von Operationsmoden des Relaisknotens entsprechend einem
Unterscheidungsergebnis.
-
Der
Relaisknoten hat drei von dem Sprachdetektor 110 geschaltete
Operationsmoden. Diese Operationsmoden werden nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist
ein Wellenformdiagramm eines von einem Decodierer 108 ausgegebenen
Sprachsignals. Die y-Achse
stellt den Signalpegel dar, und die x-Achse stellt die Zeit dar.
Der Sprachdetektor 110 teilt das Sprachsignal in drei Perioden
(Abschnitte) entsprechend den Operationsmoden und steuert die Operationen
des Relaisknotens 104. Zuerst wird die Periode, in der
kein Gesprächsteil
von einem in dem Relaisknoten 104 eingegebenen hochwirksamen
Sprachcode erfasst wird, als Modus 1 angenommen. Zweitens wird die
Periode während
einigen zehnt bis hundert Millisekunden, nachdem ein Gesprächsruck
erfasst ist (diese Periode wird als eine Änderungsperiode oder eine Übergangsperiode
bezeichnet) als Modus 2 angenommen. Drittens wird die Periode, in
der Gesprächsrucks
kontinuierlich nach dem Modus 2 erfasst werden, als Modus 3 angenommen.
Der Sprachdetektor 110 liefert ein Steuersignal, das die
vorbeschriebenen Operationsmodus-Entscheidungsergebnisse
reflektiert, zu einer Schaltung 112 für die Eliminierung der stillen
Periode.
-
Der
Relaisknoten 104 hat zwei Routen zum Verbinden der Übertragungsleitungen
B und A. Die erste Route umfasst den Decodierer 108 und
den Codierer (Relaiscodierer) 114, und die zweite Route geht
durch eine Verarbeitungsverzögerungseinheit 116.
Die Schaltung 112 für
die Eliminierung der stillen Periode hat einen eingebauten Schalter
für die
Umschaltung von drei Zuständen
der Ausgabe des Sprachcodes zu der Übertragungsleitung A durch entweder
die erste und die zweite Route oder die Ausgabe von keinem Sprachcode,
in dem die Übertragungsleitung
A mit keinem Objekt verbunden wird. Die Verarbeitungsverzögerungseinheit 116 hat
eine Verzögerungszeit
gleich einer Signalverzögerung, die
in der den Decodierer 108 und den Codierer 114 aufweisenden
Route erzeugt wird, und ordnet die Signalzeiten zwischen der ersten
und der zweiten Route. Wie später
beschrieben wird, eliminiert die Schaltung 112 für die Eliminierung
der stillen Periode einen Sprachcode während der stillen Perioden,
in dem keine Daten im Modus 1 "ohne" Gesprächsruck
zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben werden. Darüber hinaus
fügt die
Schaltung 12 für
die Eliminierung der stillen Periode die erforderlichen Informationen
für die
Modusbestimmung (Modusinformation) in dem Emp fangsknoten 102 zu
einem Sprachcode hinzu. Die Modusinformation zeigt den Beginn oder
das Ende einer Sprachperiode. Somit setzt die Schaltung 112 zur
Eliminierung einer stillen Periode einen Sprachcode mit verschwundener
stiller Periode zusammen und überträgt den Code
zu der Übertragungsleitung
A. Ein Speicher 118 wird später beschrieben.
-
In
dem Empfangsknoten 102 zieht eine Extraktionsvorrichtung 120 für Sprache/Stille-Informationen
Modusinformationen aus einem Sprachcode mit verschwundener stiller
Periode heraus und gibt ein Signal zum Steuern der Operationsmoden
eines Empfangsknotens (Empfangssteuersignal) aus. Der Empfangsknoten 102 enthält einen
Decodierer (Empfangsdecodierer) 122 und einen Generator 124 für Pseudo-Hintergrundrauschen
(Pseudo-Hintergrundrauschsignal-Generator) zum Erzeugen eines künstlichen
Geräuschs.
Ein Umschalter 126 richtet die Ausgabe eines Signals von
dem Decodierer 122 oder Generator 124. Ein Speicher 128 wird
später
beschrieben.
-
Die
Operationen in jedem Modus werden nachfolgend hauptsächlich bei
einem Relaisknoten und einem Empfangsknoten beschrieben. Zuerst
verbindet im Modus 1 der Relaisknoten 104 den Umschalter
in der Schaltung 112 für
die Eliminierung der stillen Periode mit einem Anschluss 112b.
Da der Anschluss 112b weder mit der ersten noch mit der
zweiten Route verbunden ist, wird in diesem Fall kein hochwirksamer
Sprachcode zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben. Der Sprachdetektor 110 arbeitet konstant,
da es erforderlich ist, die Änderung
von Moden kontinuierlich zu überwachen.
Da der Sprachdetektor 110 eine Modusbestimmung durchführt durch Verwendung
eines von dem Decodierer 108 ausgegebenen Sprachsignals
als sein Eingangssignal, muss das Sprachsignal immer zugeführt werden.
Daher arbeitet der Decodierer 108 ebenfalls konstant. Jedoch
muss der Codierer 114 nicht betätigt werden, da es nicht erforderlich
ist, ein hochwirksames Sprachcode-Ausgangssignal von dem Codierer 114 zu
einem anderen Block zu liefern oder es in diesem Modus zu einem
Empfangsknoten zu übertragen. Darüber hinaus
bestimmt in dem Empfangsknoten 102 die Extraktionsvorrichtung 120 für Sprache/Stille-Informationen
den Modus 1 entsprechend einem von der Übertragungsleitung A übertragenen
Sprachcode mit verschwundener stiller Periode. Diese Bestimmung
erfolgt, indem die Information erhalten wird, die das Ende einer
Sprachperiode anzeigt, die zu der letzten einer Gruppe von Sprachcodes
mit verschwundener stiller Periode hinzugefügt ist (das letzte Paket oder
die letzte Zelle, wenn Sprachcodes mit verschwundener stiller Periode übertragen
werden, indem sie in mehrere Pakete oder Zellen geteilt werden),
und hierdurch den Modus 1 nach dem letzten Code bestimmen. Durch
Empfang eines Steuersignals, das die Information reflektiert, dass
der Modus 1 vorliegt, wird der Umschalter 126 zu der Seite
des Anschlusses 126a geschaltet, ein Pseudo-Hintergrundgeräusch des
Pseudo-Hintergrundrauschgenerators 124 wird
von dem Empfangsknoten 102 ausgegeben und ein natürlicher
stiller Zustand wird zu einem Empfänger übertragen.
-
In
dem Relaisknoten 104 überträgt, wenn
der Sprachdetektor 110 erfasst, dass die Operationsmoden
von 1 in 2 geändert
werden, dieser ein Steuersignal zu dem Codierer 114, welches
mitteilt, dass ein stiller Zustand in einen Sprachzustand wechselt.
Der Codierer 114 antwortet auf das Steuersignal, lädt die in
einem Speicher 118 gespeicherten Daten in einen Speicher
innerhalb des Codierers 114 als einen Bezugswert für die Differenzcodierung
von verschiedenen Sprachparametern und startet die Codierung eines
von dem Decodierer 108 ausgegebenen Sprachsignals in Übereinstimmung
mit dem Bezugswert. D. h., der Speicher 118 bestimmt einen
Bezugswert des Codierers 114. Darüber hinaus wird durch Empfang desselben
Steuersignals ein Umschalter der Schaltung 112 für die Eliminierung
der stillen Periode zu der Seite des Anschlusses 112c umgeschaltet.
-
Darüber hinaus
zieht in dem Empfangsknoten 102 die Extraktionsvorrichtung 120 für Sprache/Stille-Informationen Modusinformationen
aus einem von der Übertragungsleitung
A übertragenen Sprachcode
mit verschwundener stiller Periode heraus und stellt fest, dass
die Operationsmoden von 1 nach 2 wechseln. Die Extraktionsvorrichtung 120 für Sprache/Stille-Informationen überträgt ein Steuersignal
zu dem Decodierer 122, um mitzuteilen, dass ein stiller
Zustand in einen Sprachzustand wechselt. Der Decodierer 122 antwortet
auf das Steuersignal, um die in dem Speicher 128 gespeicherten
Daten in einen Speicher innerhalb des Decodierers 122 als
einen Bezugswert für
die Differenzcodierung oder -decodierung von verschiedenen Sprachparametern
zu laden. Darüber
hinaus überträgt die Extraktionsvorrichtung 120 für Sprache/Stille-Informationen
dasselbe Signal zu dem Umschalter 126. Der Umschalter 126 wird
zu der Seite des Anschlusses 126b in Übereinstimmung mit dem Steuersignal
geschaltet. D. h., der Speicher 128 bestimmt einen Bezugswert
des Decodierers 122.
-
Wenn
der Sprachdetektor 110 den Modus 3 bestimmt, wird ein Umschalter
in der Schaltung 112 für
die Eliminierung der stillen Periode zu der Seite des Anschlusses 112a geschaltet,
und ein hochwirksamer Sprachcode, der von dem Codierer 106 des Übertragungsknotens 100 gesendet
wurde, wird direkt zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben. Auch in diesem Fall wird der Sprachdetektor 110 kontinuierlich
betrieben, da es erforderlich ist, den Wechsel von Moden zu überwachen.
Da der Sprachdetektor 110 eine Modusbestimmung durchführt unter
Verwendung eines von dem Decodierer 108 ausgegebenen Sprachsignals
als sein Eingangssignal, muss das Sprachsignal zu dem Sprachdetektor 110 geliefert
werden. Daher arbeitet auch der Decodierer 108 kontinuierlich.
Jedoch muss der Codierer 114 nicht betrieben werden, da
es in diesem Modus nicht erforderlich ist, einen von dem Codierer 114 erzeugten hochwirksamen
Sprachcode zu einem anderen Block zu liefern oder den Code zu einem
Empfangsknoten zu übertragen.
Die Operationen des Empfangsknotens 102 sind dieselben
wie diejenigen im Modus 2. In diesem Fall tritt, wenn der Zustand
des Modus 2 nicht vorbereitet ist, die folgende Schwierigkeit auf. D.
h., obgleich es sichergestellt ist, dass der interne Zustand des
Codierers 106 des Übertragungsknotens 100 mit
dem des Decodierers 108 des Relaisknotens 104 übereinstimmt
und der interne Zustand des Codierers 114 des Relaisknotens 104 mit
dem des Decodierers 122 des Empfangsknotens 102 übereinstimmt,
ist nicht sichergestellt, dass der interne Zustand des Codierers 106 mit
dem des Decodierers 122 übereinstimmt. Wenn daher die
Operationsmoden plötzlich
von 1 nach 3 wechseln, wird ein anomaler Ton aufgrund der Nichtübereinstimmung
zwischen den internen Zuständen ähnlich wie
bei dem Fall des herkömmlichen
Systems erzeugt. Jedoch kann durch Einstellen einer durch Modus
2 definierten Änderungsperiode
ein anomaler Ton vermieden werden, da der gegenwärtige Operationsmodus zum Operationsmodus
3 wechselt, wenn der interne Zustand des Decodierers 122 sich
dem des Co dierers 106 annähert und ihre internen Zustände vollständig miteinander übereinstimmen.
-
Hinsichtlich
der Einstellung von internen Speichern des Codierers 114 und
des Decodierers 122, die vorstehend gezeigt sind, ist es
die erforderliche minimale Bedingung der vorliegenden Erfindung den
Speicherinhalt zu löschen,
der die Verarbeitungsergebnisse der vergangenen unbestimmten Operationen
reflektiert, indem die in dem Speicher 118 gespeicherten
Daten gleich den in dem Speicher 128 gespeicherten Daten
gemacht werden und derselbe Bezugswert für die Differenzcodierung bei
dem Codierer 114 und dem Decodierer 122 eingestellt wird,
wenn angenommen wird, dass die Veränderung von anomalen Tönen das
endgültige
Ziel ist. Jedoch werden die in den Speichern 118 und 128 gespeicherten
Datenwerte nur verwendet, wenn der Modus von 1 nach 2 wechselt.
Daher ist es durch Verwendung eines Wertes entsprechend dem Zustand
der Modusänderung
möglich,
eine mit höherer
Qualität decodierte
Sprache zu erhalten. Wenn beispielsweise die ITU-Empfehlung G.728
für ein
hochwirksames Codiersystem verwendet wird, kann eine mit höherer Qualität decodierte
Sprache erhalten werden durch Verwendung eines vorher berechneten
Vorhersagefilterfaktors und eines Speichers, der zu adaptiven Vorhersagefiltermitteln
(z. B. Autokorrelationsfunktion) gehört, oder eines Speichers, der
zu adaptiver Verstärkung
oder adaptiven Verstärkungsmitteln
gehört.
-
Darüber hinaus
sind, wenn die ITU-Empfehlung G.728 bei dem hochwirksamen Codiersystem angewendet
wird, die berechneten und gespeicherten Daten, wenn Hintergrundrauschen
codiert/decodiert wird, aus dem Gesichtspunkt der akustischen Qualität am geeignetsten.
Jedoch kann man sich leicht vorstellen, dass dieser Wert von dem
verwendeten Codiersystem abhängt.
Darüber
hinaus kann ein Vorteil, der nahezu gleich dem des vorstehenden Ausführungsbeispiels
ist, erhalten werden, selbst wenn ein anderer Wert benutzt wird.
D. h., es ist das Wesen der vorliegenden Erfindung, dass die Zeiten von
dem Sprachdetektor 110 und der Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 120 erzeugten Steuersignale
miteinander übereinstimmen,
und hierdurch wird derselbe interne Zustand zu dem Codierer 114 und
dem Decodierer 122 gesandt und unbestimmte Komponenten
aufgrund von vergangenen Daten verschwinden.
-
Das
Sprachcodier- und -übertragungssystem
nach diesem Ausführungsbeispiel
ermöglicht
es, eine Qualitätsverschlechterung
zu vermeiden, indem die Periode zur Durchführung der Tandemverbindung,
für die
bekannt ist, dass sie eine Sprachqualitätsverschlechterung bewirkt,
auf eine kurze Zeit einer Übergangsperiode
begrenzt wird, in der ein stiller Zustand in einen Sprachzustand
wechselt, und die meisten Gesprächsstöße durch
Digital-Eins-Verbindungen verbunden werden und das Leistungsvermögen des
hochwirksamen Sprachcodiersystems vollständig ausgenutzt wird. Darüber hinaus
ist es möglich,
die Verarbeitungslast des Prozessors und den Hardwareumfang des
Relaisknotens 104 zu verringern.
-
Wie
vorbeschrieben ist, ist der Wert von zehn bis hunderte von Millisekunden
als die kontinuierliche Zeit (Änderungszeit)
des Modus 2 gezeigt. Jedoch stimmt die Basis dieses Wertes mit der
folgenden empirischen Regel überein.
Zuerst wird als eine Voraussetzung angenommen, dass der interne
Zustand des Codierers 106 gänzlich unterschiedlich von
dem des Decodierers 122 ist, wenn G.728 als das hochwirksame Codiersystem
verwendet wird. Unter der Voraussetzung wird die Codierung/Decodierung durch
den Codierer 106 und den Decodierer 122 über eine Übertragungsleitung
durchgeführt.
Da die Stabilität
jedes für
G.728 verwendeten Filters sichergestellt ist, konvergieren die internen
Zustände
für Übertragung
und Empfang allmählich,
um einander gleich zu werden. Während
das Codieren und das Decodieren fortgesetzt werden, stimmen die
internen Zustände
vollständig
miteinander überein,
bis zu einem Grad, in welchem keine Möglichkeit besteht, dass ein
anomaler Ton erzeugt wird. Die von einem Moduswechsel bis zu einer
vollständigen Übereinstimmung
zwischen internen Zuständen
benötigte Zeit
beträgt
einige zehn oder hundert Millisekunden. Es ist offensichtlich, dass
vorhergesagt ist, dass der obige Wert sich in Abhängigkeit
von dem verwendeten hochwirksamen Codiersystem ändert. Daher ist es wichtig,
eine Änderungsperiode
entsprechend jedem Codiersystem einzustellen.
-
3 ist
ein Zustandsänderungsdiagramm, das
den vorbeschriebenen Wechsel zwischen den Moden zeigt. Nur die durch
Pfeile gezeigten Richtungen sind für die Änderung zwischen drei Moden
zugelassen, und eine andere Änderung
als die vorgenannte Änderung
ist eine unterbundene Änderung oder
eine Änderung,
die physikalisch nicht betrachtet werden kann.
-
In
dem Fall dieses Ausführungsbeispiels wird
ein System beschrieben, bei dem die ITU-Empfehlung G.728 auf ein
hochwirksames Codiersystem angewendet wird. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf das Codiersystem beschränkt. Die vorliegende Erfindung
kann auf jedes Sprachcodiersystem angewendet werden, das ein vergangenes Codier/Decodier-Ergebnis
verwendet und das in diesem Fall als das Differenzcodiersystem bezeichnet wird.
-
Ausführungsbeispiel 2
-
4 ist
ein Blockschaltbild eines Relaisknotens zum Erläutern des zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch Verbessern des Relaisknotens des Sprachcodier- und -übertragungssystems
nach Ausführungsbeispiel
1. Als ein Ergebnis der Verbesserung des Relaisknotens können die Verarbeitungslast
und der Hardwareumfang des Relaisknotens verringert werden. In 4 sind
der Übertragungsknoten 100 und
der Empfangsknoten 102 nicht illustriert, da sie dieselben
wie diejenigen des Ausführungsbeispiels
1 sind; nur ein Relaisknoten ist gezeigt. Darüber hinaus ist in 4 eine
Komponente, die dieselbe Funktion wie die der im Ausführungsbeispiel
1 beschriebenen Komponente hat, mit demselben Symbol wie in 1 versehen
und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Für eine modifizierte Komponente
wird der Buchstabe B zu ihrem Symbol in 1 hinzugefügt, so dass
leicht ersichtlich ist, wie die Komponente der Komponente der Komponente
des Ausführungsbeispiels
1 entspricht.
-
Ein
Decodierer 108B decodiert ein Sprachsignal und gibt einige
der adaptiven Parameter aus. Ein adaptiver Parameter wird bei der
hochwirksamen Codierung erzeugt, wie ADPCM, der ein Sprachparameter
zur Bildung eines Sprachsignals ist. Ein Codierer 114B empfängt das
Sprachsignal und adaptive Parameter. In dem Fall des Codierers 114B ist
es möglich,
die Verarbeitung zur Erzeugung eingegebener adaptiver Parameter
wegzulassen. Die meisten Operationen Sprachcodier- und -übertragungssystems
sind dieselben wie diejeni gen des Ausführungsbeispiels 1 mit der Ausnahme,
dass einige der adaptiven Parameter von dem Decodierer 108B zu
dem Codierer 114B geliefert werden. Hierdurch können einige
adaptive Differenzverarbeitungen für den Codierer 114B weggelassen
werden. Jedoch kann die Zuführung
einiger Parameter von dem Decodierer 108B zu dem Codierer 114B zu
einer teilweisen Zulassung der Nichtübereinstimmung zwischen internen
Zuständen
des Codierers 114B und des Decodierers 122 des
Empfangsknotens führen.
Daher ist es erforderlich, die zuzuführenden Parameter sorgfältig auszuwählen, um
nicht entsprechend einen anomalen Ton bei dem hochwirksamen Codiersystem
zu bewirken. Um beispielsweise G.728 für ein hochwirksames Codiersystem
zu verwenden, gibt es einen Synthesefilterfaktor als einen Parameter
vom Rückwärtstyp,
der von dem Decodierer 108B zu dem Codierer 114B geliefert
werden kann. Ein Synthesefilter verwaltet einen Toneinstellmechanismus äquivalent
der Kehle oder dem Gaumen, um einen Vokal zu erzeugen. Jedoch erscheint
ein Konsonantenteil oder ein Teil des Hintergrundrauschens häufig in
der Periode des Modus 2. Daher trägt der Toneinstellmechanismus
nicht sehr zu der Sprachsynthese bei. Darüber hinaus werden anomale Töne wie "gya" or "bu" (phonetisch) in
meisten Fällen
durch einen ungeeigneten Verstärkungswert
bewirkt. Aus dem vorstehenden Gesichtspunkt wird davon ausgegangen, selbst
wenn einige Schwierigkeiten bei der Adaption eines Synthesefilterfaktors
auftreten, dass kein anomaler Ton in dieser Periode erzeugt wird.
Die Zuführung
von Parametern vom Rückwärtstyp wird
vorstehend beschrieben, und es wird darauf hingewiesen, dass die
Parameter sorgfältig
ausgewählt
werden müssen.
In dem Fall von Parametern vom Vorwärtstyp jedoch ist es selbstverständlich,
dass kein Problem bei der Zuführung
der Parameter von dem Decodierer 108B zu dem Codierer 114B besteht,
da die Parameter insgesamt nicht mit vergangenen Einflüssen versehen
sind.
-
Ausführungsbeispiel 3
-
5 ist
ein Blockschaltbild eines Relaisknotens zum Erläutern des dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch Verbessern des Relaisknotens des Sprachcodier- und -übertragungssystems
nach Ausführungsbeispiel
1 oder 2. Als Ergebnis der Verbesserung des Relaisknotens können die
Verarbeitungslast und der Hardwareumfang des Relaisknotens verringert
werden. In 5 sind der Übertragungsknoten 100 und
der Empfangsknoten 102 nicht illustriert, da sie dieselben
wie diejenigen des Ausführungsbeispiels
1 sind, und nur der Relaisknoten ist gezeigt. Darüber hinaus
ist in 5 eine Komponente, die dieselbe Funktion hat wie
die beim Ausführungsbeispiel
1 erläuterte,
mit demselben Symbol versehen und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
Für eine
modifizierte Komponente ist der Buchstabe C zu ihrem Symbol in 1 hinzugefügt, so dass
leicht ersichtlich ist, wie die Komponente den Komponenten des Ausführungsbeispiels
und des Ausführungsbeispiels
2 zugeordnet ist.
-
Eine
Parametertrennvorrichtung 108C ist gebildet durch Weglassen
einiger Verarbeitungsschritte des Decodierers 108B in 4.
Die Parametertrennvorrichtung 108C ist nicht mit einer
Funktion zum Decodieren eines Sprachsignals in einer vollständigen Form
versehen, sondern sie ist mit einer Parameterextraktionsfunktion
versehen. Die Parametertrennvorrichtung 108C gibt ein Erregungssignal
und einen Parameter zu dem Codierer 114C aus und gibt Tonstärkeninformatio nen
(oder Erregungssignalinformationen) zu einem Sprachdetektor 110C aus.
Der Sprachdetektor 110C erfasst Sprachen gemäß den Tonstärkeninformationen
(oder Erregungssignalinformationen). Die anderen Operationen dieses
Sprachcodier- und -übertragungssystems
sind dieselben wie diejenigen des Ausführungsbeispiels 2.
-
Es
wird in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels 2 darauf hingewiesen,
dass Parameter, die einen anomalen Ton aufgrund von Nichtübereinstimmung
bewirken, in einem gewissen Ausmaß spezifiziert werden können. In
dem Fall dieses Sprachcodier- und -übertragungssystems lassen ein Codierer
und ein Decodierer die adaptiven Verarbeitungen für einige
Parameter in einem Relaisknoten weg.
-
In
dem Fall der Parametertrennvorrichtung 108C ist, selbst
wenn einige der von dem Decodierer 108B durchgeführten adaptiven
Verarbeitungen weggelassen werden, jede Sprachdecodierfunktion verloren
und es kann kein Sprachsignal ausgegeben werden. Da ein Relaisknoten 104C ein
Sprachsignal, das ein Ausgangssignal ist, nicht benötigt, besteht kein
makroskopisches Problem. Da jedoch der Sprachdetektor 110B und
der Codierer 114B in 4 ein Sprachsignal-Eingangssignal benötigen, verwendet
der Relaisknoten 104C den Sprachdetektor 110C und
den Codierer 114C mit einer Struktur, die keine Sprachsignaleingabe
benötigt,
anstelle des Detektors 110B und des Codierers 114B.
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Zuerst
wird die Struktur des Codierers 114C nachfolgend beschrieben.
Als ein Beispiel wird ein Fall beschrieben, bei dem die ITU-Empfehlung
G.728 für
ein hochwirksames Codiersystem verwendet wird (siehe 28). Es ist für das Ausführungsbeispiel 2 beschrieben,
dass eine leichte Nichtübereinstimmung
zwischen Synthesefilterfaktoren einen anomalen Ton in G.728 nicht
stark beeinflusst. Wenn die Synthesefilterverarbeitung weggelassen
wird, kann der Parametertrennabschnitt 108C nur bis zu
einem Erregungsvektor decodieren. 6 ist ein
Blockschaltbild des Codierers 114C zur Durchführung der Codierung
gemäß einem
Erregungsvektor ohne Verwendung eines eingegebenen Sprachsignals.
Durch Ausbilden des Codierers 114C wie in 6 gezeigt ist,
ist es möglich,
einen Codierer zu realisieren, der keinen Sprachsignaleingang benötigt. In
dem Fall des Codierers 114C wird ein in Bezug zu nehmender Vektor
nur von einem Sprachsignal zu einem Erregungssignal verschoben,
und die Struktur ist dieselbe wie die des ursprünglichen Codierers mit der
Ausnahme, dass ein Synthesefilter und dessen adaptive Verarbeitung
weggelassen werden. Daher ist die Kompatibilität mit dem ursprünglichen
ITU-Empfehlungs-G.728-Codiersystem
sichergestellt. Auch ist es leicht, die Struktur des Sprachdetektors 110C zu ändern in
eine Struktur auf der Grundlage eines Erregungssignals, da die Sprachleistung
stark auf die Erregungsverstärkung
reflektiert ist. Darüber
hinaus ist es möglich,
die Genauigkeit durch Herausziehen von Tonstärkeninformationen aus einem
Erregungssignal zu verbessern.
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Ausführungsbeispiel 4
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7 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch Verbessern des Relaisknotens und des Empfangsknotens des Sprachcodier-
und -übertragungssystems nach
Ausführungsbeispiel
1. In 7 ist eine Komponente, die dieselbe Funktion hat
wie die für
das Ausführungsbeispiel
1 beschriebene, mit demselben Symbol versehen und ihre Beschreibung
wird nicht wiederholt. In dem Fall einer modifizierten Komponente
ist der Buchstabe D zu dem Symbol in 1 hinzugefügt, so dass
leicht ersichtlich ist, wie die Komponente zu der nach Ausführungsbeispiel
1 zugeordnet ist. Ein Relaisknoten 104D hat einen Generator 140 für Pseudo-Hintergrundrauschen.
Ein Eingang von dem Codierer 114 ist durch einen Umschalter 142 entweder
mit dem Generator 140 für
Pseudo-Hintergrundrauschen oder dem Decodierer 108 verbunden.
In einem Empfangsknoten 102D ist ein Ausgangssignal von
einem Generator 144 für
Pseudo-Hintergrundrauschen durch einen Codierer (Rauschcodierer) 146 codiert.
Ein Eingang für
den Decodierer 122 ist durch einen Umschalter 148 entweder
mit dem Codierer 146 oder der Übertragungsleitung A verbunden.
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Die
Arbeitsweise bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend
mit Bezug auf 7 beschrieben. Ein Sprachcode
von der Übertragungsleitung
B wird durch den Decodierer 108 in dem Relaisknoten 104D einmal
als ein Sprachsignal decodiert. Der Sprachdetektor 110 erfasst
die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gesprächsstoßes gemäß dem Sprachsignal und bestimmt
einen Operationsmodus des Relaisknotens 104D entsprechend
einem Erfassungsergebnis.
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Ein
Codier/Decodier-System nach der vorliegenden Erfindung hat drei
Operationsmoden. Jedoch wird die Beschreibung dieser Operationsmoden
weggelassen, da die Operationsmoden dieselben sind wie diejenigen,
die bei dem Ausführungsbeispiel
1 beschrieben wurden.
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Die
Arbeitsweise im Modus 3 (Sprachzustand) ist voll ständig dieselbe
wie die Arbeitsweise im Modus 3 nach dem Ausführungsbeispiel 1. In diesem Fall
ist es möglich,
den Codierer 146 an dem Empfangsknoten anzuhalten.
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In
dem Relaisknoten 104D wird, wenn festgestellt wird, dass
der Sprachdetektor 110 vom Modus 3 in den Modus 1 wechselt,
der Umschalter 142 mit einem Anschluss 142a verbunden,
und ein Umschalter 112 wird mit dem Anschluss 112b verbunden.
Daher wird ein von dem Generator 140 für Pseudo-Hintergrundrauschen
ausgegebenes Pseudo-Hintergrundrauschen in den Codierer 114 eingegeben.
Der Codierer 114 empfängt
das Eingangssignal des Pseudo-Hintergrundrauschens und codiert das
Rauschen. Als ein Ergebnis wird ein durch hochwirksames Codieren
des Pseudo-Hintergrundrauschens erhaltenes Signal von dem Codierer 114 ausgegeben,
und darüber
hinaus werden interne Variable eines Filterfaktors und dergleichen
adaptiv aktualisiert. Diese Operation ist vorher gezeigt, indem
die ITU-Empfehlung G.728 als ein Beispiel genommen ist. In diesem
Fall wird, da das mit hoher Wirksamkeit codierte, von dem Codierer 114 ausgegebene
Signal nicht mit dem Umschalter 112C verbunden ist, es nicht
zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben. Ein Sprachdetektor 110 wird immer betätigt, da
es erforderlich ist, die Modusänderungen
kontinuierlich zu überwachen.
Darüber
hinaus holt in dem Empfangsknoten 102D die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung
120 Modusinformationen von einem von der Übertragungsleitung A übertragenen
Sprachcode mit verschwundener stiller Periode, zieht die Informationen
heraus, die zeigen, dass das Bestimmungsergebnis des Sprachcodierers 110 vom
Modus 3 in den Modus 1 geschaltet ist, und gibt ein Steuersignal
entsprechend der Information zu dem Umschalter 148 und
dem Codie rer 146 aus. Der Umschalter 148 wird
entsprechend dem Steuersignal zu der Seite des Anschlusses 148a geschaltet.
Darüber hinaus
lädt der
Codierer 146 die internen Variablen des Decodierers 122 (z.
B. Synthesefilterspeicher und adaptive Verstärker) in einen vorbestimmten
Bereich des Codierers 146, indem er auf das Steuersignal
antwortet, und bewirkt auch, dass sein interner Zustand mit dem
des Decodierers 122 übereinstimmt.
Danach beginnt der Codierer 146 die Codierung durch Verwendung
eines von dem Generator 144 für Pseudo-Hintergrundrauschen
ausgegebenen Pseudo-Hintergrundrauschens
als sein Eingangssignal.
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Der
Decodierer 122 arbeitet durch Verwendung eines von dem
Codierer 146 ausgegebenen hochwirksamen Hintergrundrauschen-Codes
als sein Eingangssignal. In diesem Fall muss, um denselben internen
Zustand des Codierers 114 und des Decodierers 122 kontinuierlich
zu halten, ein von dem Codierer 114 ausgegebener hochwirksamer
Hintergrundrauschen-Code (der Code wird nicht tatsächlich zu
einer Übertragungsleitung
ausgegeben) vollständig
derselbe sein wie der von dem Codierer 122 ausgegebene.
Da der interne Zustand des Codierers 146 und der des Decodierers 122 so
gehalten werden, dass beide internen Zustände einander gleich sind, muss
ein von dem Generator 144 für Pseudo-Hintergrundrauschen
ausgegebenes Pseudo-Hintergrundrauschen dasselbe sein wie ein von dem
Generator 140 für
Pseudo-Hintergrundrauschen in dem Relaisknoten 104D ausgegebenes
Pseudo-Hintergrundrauschen sein.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es durch Einstellen des Generators 144 für Pseudo-Hintergrundrauschen
und des Codierers 146 auf den Empfangsknoten 102D möglich, einen
unbestimmten Zustand während
der stillen Perioden zu vermeiden, der für den Stand der Technik beschrieben
ist, da das Einstellen des Generators 144 und des Codierers 146 äquivalent
ist der Einstellung eines Pseudo-Übertragungsknotens zu dem Empfangsknoten 102D.
Daher liefert der Generator 140 für Pseudo-Hintergrundrauschen
einen Bezugswert für
Differenzcodierung zu dem Codierer 114, wenn vom Modus
1 zum Modus 2 gewechselt wird (d. h., am Sprachbeginn), und der
Generator 144 für
Pseudo-Hintergrundrauschen
und der Codierer 146 liefern einen Bezugswert für Differenzcodierung
zu dem Decodierer 122 am Sprachbeginn). Daher tritt die
Nichtübereinstimmung
zwischen den internen Zuständen des
Codierers 114 des Relaisknotens 104D und des Decodierers 122 des
Empfangsknotens 102D nicht auf und ein anomaler Ton bei
der Änderung
der Operationsmoden von 1 nach 2 kann vermieden werden. Jedoch ist
es erforderlich, zu berücksichtigen,
dass die internen Zustände
des Codierers 106 und des Decodierers 122 noch
nicht miteinander übereinstimmen.
Die Arbeitsweise des Relaisknotens 104D im Modus 2 wird
nachfolgend beschrieben. Wenn der Sprachdetektor 110 den
Kopf eines Gesprächsrucks erfasst, überträgt er ein
Steuersignal zu dem Umschalter 142 und der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille
Periode. Indem er auf das Steuersignal antwortet, schaltet der Umschalter 142 zu
der Seite des Anschlusses 142b, und ein Umschalter in der
Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode wird zu
der Seite des Anschlusses 112c geschaltet. Hierdurch wird
in dem Relaisknoten 104D ein durch den Decodierer 108 decodiertes
Sprachsignal durch den Codierer 114 wieder als ein hochwirksamer
Sprachcode codiert, und der hochwirksame Sprachcode wird von dem
Relaisknoten 104D zu der Übertragungsleitung A ausgegeben.
Auf der Empfangsseite 102D gibt, wenn die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 120 den
Wechsel zum Operationsmodus 2 erfasst, diese ein Steuersignal zu
dem Umschalter 148. Der Umschalter 148 wird durch
das Steuersignal zu der Seite des Anschlusses 148b geschaltet.
Der Decodierer 122 decodiert ein von der Übertragungsleitung
A eingegebenes Ausgangssignal des Codierers 114. Wenn die
Periode des Modus 2 anhält,
nähern
sich die internen Zustände
des Codierers 106 und des Decodierers 122 des Übertragungsknotens 100 einander
an. Daher wird kein anomaler Ton erzeugt, selbst wenn die Operationsmoden
danach von 2 in 3 wechseln. Wie vorstehend beschrieben ist, ist es
möglich,
eine Qualitätsverschlechterung
zu vermeiden und das Leistungsvermögen eines hochwirksamen Sprachcodiersystems
vollständig
zu realisieren. Darüber
hinaus ist es möglich,
die Verarbeitungslast des Prozessors und den Hardwareumfang des
Relaisknotens 104D zu verringern.
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Ausführungsbeispiel 5
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8 ist
ein Blockschaltbild eines Relaisknotens zur Erläuterung des fünften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch Anwenden derselben Verbesserung wie der in dem Ausführungsbeispiel
2 gezeigten auf dem Relaisknoten des Ausführungsbeispiels 4. D. h., ein
Relaisdecodierer und ein Relaiscodierer verwenden den Decodierer 108B und den
Codierer 114B mit derselben Funktion wie der bei dem Ausführungsbeispiel
2. Der Decodierer 108B decodiert ein Sprachsignal und gibt
einige adaptive Parameter aus. In dem Fall des Codierers 114B ist
es möglich,
die Verarbeitung zum Erzeugen dieser adaptiven Parameter wegzulassen.
Diese Verbesserung verringert die Verarbeitungslast und den Hardwareumfang
des Relaisknotens.
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Der
Decodierer 108B decodiert ein Sprachsignal und gibt einige
adaptive Parameter aus. Ein adaptiver Parameter ist ein bei der
hochwirksamen Codierung zu erzeugender Sprachparameter wie ADPCM,
um ein Sprachsignal zu bilden. Der Codierer 114B empfängt das
Sprachsignal und adaptive Parameter. In dem Fall des Codierers 114B ist
es möglich, die
Verarbeitung für
die Erzeugung von adaptiven Eingangsparametern wegzulassen. Die
meisten Operationen dieses Sprachcodier- und -übertragungssystems sind dieselben
wie diejenigen des Ausführungsbeispiels
4, mit der Ausnahme, dass der Decodierer 108B adaptive
Parameter holt und der Codierer 114B sie ähnlich wie
in dem Fall des Ausführungsbeispiels
2 verwendet.
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Ausführungsbeispiel 6
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9 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch weiteres Anwenden derselben Verbesserung wie der bei dem Ausführungsbeispiel
3 gezeigten auf dem Relaisknoten des Ausführungsbeispiels 5. D. h., ein
Relaisdecodierer, ein Relaiscodierer und ein Sprachdetektor verwenden
die Parametertrennvorrichtung 108C, den Codierer 114C und
den Sprachdetektor 110C, die jeweils dieselbe Funktion
wie bei dem Ausführungsbeispiel
3 haben.
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Die
Parametertrennvorrichtung 108C holt nur einige der adaptiven
Parameter, die in einem Sprachsignal enthalten sind, während der
Codierer 114 einen Sprachcode erzeugt anstelle eines vollständigen Sprachsignals,
in Übereinstimmung
mit einigen der adaptiven Parameter. Diese Verbesserung senkt weiterhin
die Verarbeitungslast und den Hardwareumfang des Relaisknotens.
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Ausführungsbeispiel 7
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10 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
siebenten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wir erhalten
durch Verbessern des Relaisknotens und des Empfangsknotens des Sprachcodier-
und -übertragungssystems nach
Ausführungsbeispiel
1 der vorliegenden Erfindung. In 10 ist
eine Komponente, die dieselbe Funktion wie die bei dem Ausführungsbeispiel
1 beschriebene hat, mit denselben Symbolen wie in 1 versehen,
und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. In dem Fall einer modifizierten
Komponente ist der Buchstabe G dem Symbol in 1 hinzugefügt, so dass
leicht ersichtlich ist, wie die Komponente derjenigen bei dem Ausführungsbeispiel
1 zugeordnet ist. Ein Relaisknoten 104G und ein Empfangsknoten 102G haben
jeweils Aufgabensteuervorrichtungen 160 und 162.
Die Aufgabensteuervorrichtung 160 steuert die Operationen
des Codierers 114 entsprechend einem von dem Sprachdetektor 110 ausgegebenen
Steuersignal. Die Aufgabensteuervorrichtung 162 steuert
den Decodierer 122 entsprechend einem von der Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 120 ausgegebenen
Steuersignal.
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Die
Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 7
wird nachfolgend mit Bezug auf 10 beschrieben.
In dem Relaisknoten 104G decodiert der Decodierer 108 einmal
einen von dem Übertragungsknoten 100 gesendeten
Sprachcode. Der Sprachdetektor 110 erfasst die Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Gesprächsrucks
gemäß dem Sprachsignal
und bestimmt einen Operationsmodus des Relaisknotens entsprechend
einem Erfassungsergeb nis.
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Das
Codier/Decodiersystem nach der vorliegenden Erfindung hat drei Operationsmoden.
Jedoch wird die Beschreibung der Operationsmoden weggelassen, da
die Operationsmoden dieselben wie die bei dem Ausführungsbeispiel
1 beschriebenen sind.
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Die
Arbeitsweise im Modus 3 ist vollständig identisch mit der des
im Ausführungsbeispiel
1 gezeigten Modus 3. In diesem Fall jedoch codiert der Codierer 114 des
Relaisknotens 104G ein von dem Decodierer 108 ausgegebenes
Sprachsignal.
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In
dem Relaisknoten 104G überträgt, wenn der
Sprachdetektor 110 einen Wechsel der Operationsmoden von
3 nach 1 erfasst, dieser ein Steuersignal zu der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode.
Ein Umschalter in der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille
Periode antwortet auf das Steuersignal, um mit dem Anschluss 112b zu
verbinden und die Ausgabe eines Sprachcodes von dem Relaisknoten 104G anzuhalten.
Darüber
hinaus wird das Steuersignal zu der Aufgabensteuervorrichtung 160 gesendet.
Die Aufgabensteuervorrichtung 160 antwortet auf das Steuersignal
und sendet ein Steuersignal zum Anhalten der Codieroperation des
Codierers 114 zu dem Codierer 114. Der Codierer 114 antwortet
auf das Steuersignal, um den Codiervorgang anzuhalten, während er
den Inhalt (z. B. Synthesefilterfaktor und adaptive Verstärkung) in
seinem internen Speicher hält.
Der Codierer 114 führt
keine Codierung durch, während
er den Inhalt des internen Speichers hält, solange wie der Zustand
des Modus 1 nach dem Moduswechsel anhält.
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In
dem Empfangsknoten 102G holt die Sprach/Stille- Informationsextraktionsvorrichtung 120 Modusinformationen
von einem von der Übertragungsleitung
A übertragenen
Sprachcode mit verschwundener stiller Periode und sendet ein Steuersignal
entsprechend der Änderung
von Operationsmoden von 3 nach 1 zu dem Umschalter 126 und
dem Aufgabesteuerabschnitt 162. Der Umschalter 126 wird
zu der Seite des Anschlusses 126a geschaltet. Die Aufgabensteuervorrichtung 162 antwortet
auf das Steuersignal, um den Decodiervorgang des Decodierers 122 anzuhalten,
während
der Inhalt des internen Speichers gehalten wird. Der Decodierer 122 führt überhaupt
keine Decodierung durch, während der
Inhalt des internen Speichers gehalten wird, solange wie der Zustand
des Modus 1 nach der Modusänderung
anhält.
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In
dem Relaisknoten 104G schaltet, wenn der Sprachdetektor 110 die Änderung
der Operationsmoden von 1 nach 2 erfasst, dieser einen Umschalter
in der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode zu dem
Anschluss 112c und sendet ein Steuersignal zum Mitteilen
der Änderung
von Operationsmoden von 1 nach 2 zu der Aufgabensteuervorrichtung 160.
Die Aufgabensteuervorrichtung 160 antwortet auf dieses
Steuersignal und gibt ein Steuersignal zum Wiederstarten der Codierung
zu dem Codierer 114 aus. Der Codierer 114 antwortet
auf das Steuersignal zum Wiederstarten der Codierung durch Verwendung
des Inhalts (z. B. Synthesefilterfaktor und adaptive Verstärkung),
der in dem internen Speicher seit der Änderung der Operationsmoden von
3 nach 1 gehalten wird, ohne Initialisieren des Inhalts als Bezugswerte
für Differenzcodierung/-decodierung. Ein
von dem Codierer 114 ausgegebener hochwirksamer Sprachcode
wird von dem Relaisknoten zu der Übertragungsleitung A ausgegeben
und zu dem Empfangsknoten 102G übertragen. Darüber hinaus
holt die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 120 Modusinformationen
von einem Sprachcode mit verschwundener stiller Periode, die von
der Übertragungsleitung
A übertragen
wurden, und überträgt ein Steuersignal
entsprechend der Änderung
von Operationsmoden von 1 nach 2 zu dem Umschalter 126 und
dem Aufgabensteuerabschnitt 162. Der Umschalter 126 wird
entsprechend dem Steuersignal zu der Seite des Anschlusses 126b geschaltet.
Die Aufgabensteuervorrichtung 162 antwortet auf das Steuersignal
und gibt ein Steuersignal zum Wiederstarten der Decodierung zu dem
Decodierer 122 aus. Der Decodierer 122 antwortet
auf das Steuersignal, um die Decodierung wieder zu beginnen, indem
er den in dem internen Speicher seit der Änderung der Operationsmoden
von 3 nach 1 gehaltenen Inhalt als die Bezugswerte für Differenzcodierung/-decodierung ohne
Initialisierung des Inhalts verwendet. Der Decodierer 122 decodiert
ein Ausgangssignal des Codierers 114 des Relaisknotens 104G und
gibt ein Sprachsignal aus.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, einen unbestimmten Zustand
des Decodierers, der bei dem Stand der Technik beschrieben ist,
zu vermeiden, indem die Aufgabensteuervorrichtung 160 und 162 bei
dem Relaisknoten 104G bzw. dem Empfangsknoten 102G eingestellt
werden und der Verarbeitungsablauf des Codierers 114 mit
dem des Decodierers 122 synchronisiert wird. Somit bestimmt die
Aufgabensteuervorrichtung 160 einen Bezugswert für die Differenzcodierung
bei der Änderung
des Codierers 114 zum Modus 2 (d. h., am Beginn der Sprache)
und die Aufgabensteuervorrichtung 162 bestimmt einen Bezugswert
für die
Differenzcodierung am Beginn der Sprache für den Decodierer 122.
Daher tritt die Nichtübereinstimmung
zwischen den internen Zuständen
des Codierers 114 des Relaisknotens 104G und des
Decodierers 122 des Empfangsknotens 102G nicht
auf, und es ist möglich,
einen anomalen Ton bei der Änderung
der Operationsmoden von 1 nach 2 zu vermeiden. Jedoch ist es erforderlich,
zu berücksichtigen,
dass die internen Zustände
des Codierers 106 und des Decodierers 122 noch nicht
miteinander übereinstimmen.
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Die
Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels
im Modus 2 ist grundsätzlich
dieselbe wie diejenige des Ausführungsbeispiels
1. In dem Relaisknoten 104G sendet, wenn der Sprachdetektor 110 den
Kopf eines Gesprächsrucks
erfasst, dieser ein Steuersignal zu der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille
Periode. Durch Antworten auf das Steuersignal wird ein Umschalter
in der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode zu der
Seite des Anschlusses 112c geschaltet. Hierdurch wird in
dem Relaisknoten 104G ein durch den Decodierer 108 decodiertes
Sprachsignal als ein hochwirksamer Sprachcode wieder durch den Codierer 114 codiert, und
der hochwirksame Sprachcode wird von dem Relaisknoten 104G zu
der Übertragungsleitung
A ausgegeben. Auf der Empfangsseite 102G gibt, wenn die
Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 120 die Änderung
in dem Operationsmodus 2 erfasst, diese ein Steuersignal zu dem
Umschalter 126 aus. Der Umschalter 126 wird entsprechend
dem Steuersignal zu der Seite des Anschlusses 126b geschaltet.
Der Decodierer 122 decodiert ein Ausgangssignal des Codierers 114,
das von der Übertragungsleitung
A eingegeben wurde. Wenn die Periode des Modus 2 fortgesetzt wird,
nähern
sich die internen Zustände
des Codierers 106 und des Decodierers 122 des Übertragungsknoten 100 zweckmäßig an,
wie bei dem Ausführungsbeispiel
1 beschrieben ist. Danach wird kein anomaler Ton erzeugt, selbst wenn
Operationsmoden von 2 nach 3 wechseln.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, eine Qualitätsverschlechterung
zu vermeiden und vollständig
das Leistungsvermögen
eines hochwirksamen Sprachcodiersystems zu realisieren, indem die
Periode zur Durchführung
der Tandemverbindung, die bekannt ist, eine Sprachqualitätsverschlechterung
zu bewirken, auf die kurze Zeit einer Übergangsperiode für die Änderung
von einem stillen Zustand zu einem Sprachzustand zu begrenzen und die
meisten Gesprächsstöße durch
Digital-Eins-Verbindung zu verbinden. Darüber hinaus ist es möglich, die
Verarbeitungslast des Prozessors und den Hardwareumfang des Relaisknotens 104G herabzusetzen.
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Ausführungsbeispiel 8
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11 ist
ein Blockschaltbild eines Relaisknoten zum Erläutern des achten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch Anwenden derselben Verbesserung wie der in dem Ausführungsbeispiel
2 gezeigten auf dem Relaisknoten nach Ausführungsbeispiel 7. D. h., ein
Relaisdecodierer und ein Relaiscodierer verwenden den Decodierer 108B und den
Codierer 114B mit jeweils denselben Funktionen wie denjenigen
bei dem Ausführungsbeispiel
2. Der Decodierer 108B decodiert ein Sprachsignal und gibt einige
von adaptiven Parametern aus. In dem Fall des Codierers 114B ist
es möglich,
die Verarbeitung für
die Erzeugung der adaptiven Parameter wegzulassen. Diese Verbesserung
verringert die Verarbeitungslast und den Hardwareumfang des Relaisknotens.
-
Ausführungsbeispiel 9
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12 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten
durch weitere Anwendung derselben Verbesserung wie der in dem Ausführungsbeispiel
3 gezeigten auf den Relaisknoten nach dem Ausführungsbeispiel 7. D. h., eine
Relaisdecodierer, ein Relaiscodierer und ein Sprachdetektor verwenden
die Parametertrennvorrichtung 108C, den Codierer 1140 und
den Sprachdetektor 110C mit denselben jeweiligen Funktionen wie
bei dem Ausführungsbeispiel
3. Die Parametertrennvorrichtung 108C holt nur einige der
in einem Sprachsignal enthaltenen adaptiven Parameter und erzeugt
anstelle eines vollständigen
Sprachsignals einen Sprachcode in Übereinstimmung mit den geholten
adaptiven Parametern. Diese Verbesserung verringert weiterhin die
Verarbeitungslast und den Hardwareumfang des Relaisknotens. Wie
vorstehend beschrieben ist, führen
die Ausführungsbeispiele
1 bis 9 grundsätzlich
ein synchrones Zurücksetzen
zwischen einem Relaiscodierer eines Relaisknotens und einem Empfangscodierer
eines Empfangsknotens am Beginn der Sprache durch.
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10 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
zehnten Ausführungsbeispiel.
Dieses Ausführungsbeispiel
ist kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung sondern hilfreich für das Verständnis bestimmter Aspekte der
Erfindung.
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In 13 ist
eine Komponente mit derselben Funktion wie der bei dem Ausführungsbeispiel
1 beschriebenen mit demselben Symbol wie in 1 versehen.
Dieses Ausführungsbeispiel
verwendet das hochwirksame Sprachcodiersystem gemäß der ITU-Empfehlung
G.728. Jedoch ist ein hochwirksames Codiersystem, das auf die vorliegende
Erfindung anwendbar ist, nicht auf das vorbeschriebene Sprachcodiersystem
beschränkt.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
wird nachfolgend beschrieben durch Bezugnahme auf 13.
In einem Relaisknoten 404 wird die auf die Verstärkung bezogene
Codierung/Decodierung unter Verwendung eines Verstärkungs-Codebuchs durchgeführt. Das
Verstärkungs-Codebuch
führt eine
Verstärkung durch
entsprechend den jeweils mehreren Bereichen, die für den Verstärkungswert
eines Sprachsignals als ein quantisierter Wert vorgesehen sind.
Ein Verstärkungscode
wird so gebildet, dass er dem quantisierten Wert entspricht. In 13 sind
Standard-Verstärkungsbücher 408 und 410 dieselben normal
verwendeten Codebücher.
Insbesondere sind die Standard-Verstärkungscodebücher 408 und 410 Speicher,
die durch die ITU-Empfehlung G728 spezifizierten Verstärkungscodebücher speichern.
Unterdrückte
Verstärkungscodebücher 412 und 414 sind Speicher,
die Verstärkungscodebücher speichern, die
nur quantisierte Verstärkungswerte
haben, die keine Divergenz bewirken, selbst für ein instabiles Codier/Decodier-System, durch Dämpfen der
quantisierten Werte der Standard-Verstärkungscodebücher 408 und 414.
D. h. ein unterdrücktes
Verstärkungscodebuch
und ein Standard-Verstärkungscodebuch
haben denselben Bereichsabschnitt (Verstärkungswertbereich) für Verstärkungswerte.
In demselben Bereich ist beispielsweise dem quantisierten Verstärkungswert
des unterdrückten
Verstärkungscodebuchs
ein Wert gegeben, der weiter gedämpft
ist als der des Standard-Verstärkungscodebuchs,
d. h., ein kleinerer Wert. Ein Dämpfungsgrad
ist auf einen größeren Wert
für einen
Verstärkungswertbereich
bei einer höheren
Position gesetzt. Es ist auch möglich,
ein unterdrücktes
Verstärkungscodebuch
mit einem Verstärkungswertbereich,
der unterschiedlich gegenüber
dem eines Standard- Verstärkungscodebuchs
ist, zu verwenden. Beispielsweise ist es möglich, dass die untere Grenze
des höchsten
Verstärkungswertbereichs
eines unterdrückten
Verstärkungscodebuchs
kleiner ist als die eines Standard-Verstärkungswertcodebuchs. In diesem
Fall ist es möglich, den
quantisierten Verstärkungswert
entsprechend dem höchsten
Verstärkungswertbereich
des unterdrückten
Verstärkungscodebuchs
auf einen Dämpfungsgrad
des quantisierten Verstärkungswerts
zu setzen, der höher
als der vorgenannte Fall mit demselben Verstärkungswertbereich ist, und
hierdurch ein unterdrücktes
Verstärkungscodebuch
mit einer hohen Wirkung der Unterdrückung des anomalen Tons zu
erhalten, wie nachfolgend erwähnt
wird.
-
Ein
Decodierer 416 führt
eine Decodierung durch Verwendung des Standard-Verstärkungscodebuchs 408,
ein Codierer 418 führt
eine Codierung durch Verwendung des unterdrückten Verstärkungscodebuchs 412 durch
und ein Decodierer 420 führt eine Decodierung durch
Umschalten des Standard-Verstärkungscodebuchs 410 und
des unterdrückten
Verstärkungscodebuchs 414 durch.
Mit dem Decodierer 420 zu verbindende Verstärkungscodebücher werden
durch einen Umschalter 422 geschaltet. Der Umschalter 42 wird
durch ein Steuersignal geschaltet, das von einer Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 424 gesendet
wird. Das Codier/Decodier-System des vorliegenden Systems hat drei
Operationsmoden, die für
das Ausführungsbeispiel
1 beschrieben sind. Die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 424 gibt
Steuersignale entsprechend diesen drei Operationsmoden in derselben
Weise aus wie die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 312 nach
dem Ausführungsbeispiel
12.
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Die
Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend mit Bezug auf 13 beschrieben.
In dem Relaisknoten 404 decodiert der Decodierer 416 einmal
einen hochwirksamen Sprachcode, der von dem Übertragungsknoten 100 gesendet
wurde, als ein Sprachsignal, und der Sprachdetektor 110 erfasst
die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gesprächsrucks entsprechend dem Sprachsignal,
um einen Operationsmodus des Relaisknotens 404 gemäß einem
Erfassungsergebnis zu bestimmen. Die Operation im Modus 3 (Sprachzustand)
ist vollständig
identisch mit der im bei dem Ausführungsbeispiel 1 gezeigten
Modus 3.
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Wenn
der Sprachdetektor 110 in dem Relaisknoten 404 die Änderung
der Operationsmoden von 3 nach 1 erfasst, sendet er ein Steuersignal
zu der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode. Ein Umschalter
in der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille Periode wird zu
der Seite des Anschlusses 112b geschaltet, indem er auf
das Steuersignal antwortet, aber es werden keine Daten zu der Übertragungsleitung
A ausgegeben. D. h., die Leitung A hat eine verschwundene stille
Periode. Es ist zulässig,
dass der Codierer 418 in einem unbestimmten Zustand ist.
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In
dem Empfangsknoten 402 holt die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 424 Modusinformationen
von einem von der Übertragungsleitung
A übertragenen
Sprachcode mit verschwundener stiller Periode, zieht die Informationen heraus
für die
Mitteilung der Änderung
der Operationsmoden von 3 nach 1 und sendet ein Steuersignal, das
die Information reflektiert, zu dem Umschalter 126. Der
Umschalter 126 wird zu der Seite des Anschlusses 126a entsprechend
dem Steuersignal geschaltet und ein Pseudo-Hintergrundrauschen wird zu einem Empfänger ausgege ben.
In diesem Fall ist es zulässig,
dass der Decodierer 420 in einem unbestimmten Zustand ist.
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In
dem Relaisknoten 404 erzeugt, wenn der Sprachdetektor 110 die Änderung
der Operationsmoden von 1 nach 2 erfasst, dieser ein Steuersignal
und ein Umschalter in der Entfernungsvorrichtung 112 für die stille
Periode wird zu der Seite des Anschlusses 112c entsprechend
dem Steuersignal geschaltet. Ein von dem Codierer 418 ausgegebener
hochwirksamer Sprachcode wird von dem Relaisknoten 404 zu
der Übertragungsleitung
A ausgegeben und zu dem Empfangsknoten 402 übertragen.
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In
dem Empfangsknoten 402 erfasst die Sprache/Stille-Informationsextraktionsvorrichtung 424 die Änderung
der Operationsmoden von 1 nach 2 und erzeugt ein Steuersignal. Entsprechend
dem Steuersignal wird der Umschalter 126 zu der Seite des
Anschlusses 126b geschaltet. Darüber hinaus wird der Umschalter 422 zu
dem Anschluss 422b geschaltet, um den Decodierer 420 mit
dem unterdrückten
Verstärkungscodebuch 414 zu
verbinden. Der Decodierer 420 decodiert einen von der Übertragungsleitung
A gesendeten Sprachcode mit verschwundener stiller Periode durch
Verwendung des unterdrückten
Verstärkungscodebuchs 414 und
gibt ein Sprachsignal zu einem Empfänger aus. In diesem Fall ist
der interne Zustand des Decodierers 420 des Empfangsknotens 402 unterschiedlich
gegenüber dem
internen Zustand des Codierers 418 des Relaisknotens 404.
Jedoch kann ein anomaler Ton vermieden werden da das ausgewählte unterdrückte Verstärkungscodebuch 414 so
optimiert ist, dass keine Divergenz auftritt, selbst in einem instabilen
Codier/Decodier-System.
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In
der Periode des Modus 2 ist ein von dem Decodierer 420 ausgegebenes
Sprachsignal nicht sehr getreu dem ursprünglichen, in dem Codierer 106 eingegebenen
Sprachsignal, da der Codierer 418 und der Decodierer 420 im
internen Zustand unterschiedlich sind. D. h., der Rauschabstand
hat die Tendenz, niedriger als der normale Rauschabstand zu werden.
Jedoch ist ein im Modus 2 codiertes/decodiertes Sprachsignal in
vielen Fällen
ein Konsonantenteil an dem Kopf eines Gesprächsrucks. Wenn die Sprachwellenform
eines Konsonantenteils sehr rauschbehaftet ist, ist die akustische
Eigenschaft eines ursprünglichen
Sprachsignals nicht verloren, selbst bei einem niedrigen Rauschabstand.
Daher wird selbst in dem Fall der in 13 gezeigten
einfachen Struktur kein anomaler Ton erzeugt, und es ist möglich, Sprache
mit einer relativ kleinen Verschlechterung der Sprachqualität wiederzugeben.
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Die
Nichtübereinstimmung
zwischen den internen Zuständen
des Codierers 106 und des Decodierers 420 hat
die Tendenz, unter der Bedingung des Modus 2 zu konvergieren, wie
für das
Ausführungsbeispiel
1 beschrieben ist.
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Daher
wird danach kein anomaler Ton erzeugt, selbst wenn der Umschalter 112 zu
dem Anschluss 112a und der Umschalter 422 zu einem
Anschluss 422a geschaltet werden und hierdurch der Operationsmodus
von 2 nach 3 wechselt.
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Daher
verwendet, um einen anomalen Ton zu unterdrücken, das vorliegende Sprachcodier-
und -übertragungssystem
ein Verfahren zum Ändern
von für
eine Übergangsperiode
verwendeten Codiertabellen, so dass ein Sprachcode, der eine Divergenz des
Systems bewirkt, nicht ausgegeben wird, anstelle der Verwendung eines
Verfahrens zur Wiederanpassung eines ausgegebenen Sprachcodes, von dem
Codierer 106. Dieses Ausführungsbeispiel hat einen für den praktischen
Gebrauch bevorzugten Vorteil, dass das Ausführungsbeispiel leicht ausgeführt werden
kann, da das Ausführungsbeispiel
weniger hinzuzufügende
Steuersignale benötigt
und wenige Einheiten zur Durchführung
einer komplexen Verarbeitung im Vergleich mit den vorstehenden Ausführungsbeispielen
hat.
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Ausführungsbeispiel 11
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14 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
elften Ausführungsbeispiel.
Dieses Ausführungsbeispiel
ist kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, aber hilfreich für
das Verständnis
bestimmter Aspekte der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten durch
Anwenden derselben Verbesserung wie der bei dem Ausführungsbeispiel
2 gezeigten auf dem Relaisknoten des Ausführungsbeispiels 10. In 14 ist
eine Komponente, die dieselbe Funktion wie die bei dem Ausführungsbeispiel
10 beschriebene hat, mit demselben Symbol wie in 13 versehen.
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Dieses
System ist geringfügig
unterschiedlich gegenüber
dem Ausführungsbeispiel
10 in seinem Relaisdecodierer und Relaiscodierer. Ein Decodierer 416B decodiert
ein Sprachsignal und gibt einige der adaptiven Parameter aus. Ein
adaptiver Parameter wird bei der hochwirksamen Codierung erzeugt
wie ADPCM und dient als ein Sprachparameter zur Bildung eines Sprachsignals.
Ein Codierer 418B empfängt
das Sprachsignal und adaptive Parameter. In dem Fall des Codierers 418B ist
es möglich,
die Verarbeitung zum Erzeugen eingegebener adaptiver Parameter wegzulassen.
In diesem Fall ist es erforderlich, zu liefernde Parameter auszuwählen, die
keinen anomalen Ton in Übereinstimmung
mit einem hochwirksamen Codiersystem bewirken, da die Zuführung einiger
adaptiver Parameter von dem Decodierer 416B zu dem Codierer 418B zu
der teilweisen Zulässigkeit
von Nichtübereinstimmung
zwischen den internen Zuständen
des Codierers 418B und des Decodierers 420B des
Empfangsknoten führt,
wie für das
Ausführungsbeispiel
2 beschrieben ist. Diese Verbesserung verringert die Verarbeitungslast
und den Hardwareumfang des Relaisknotens.
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Ausführungsbeispiel 12
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15 ist
ein Blockschaltbild des Sprachcodier- und -übertragungssystems nach dem
zwölften
Ausführungsbeispiel.
Dieses Ausführungsbeispiel
ist kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, aber hilfreich für
das Verständnis
bestimmter Aspekte der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel wird erhalten durch
Anwenden derselben Verbesserung wie der bei dem Ausführungsbeispiel
3 gezeigten auf den Relaisknoten nach Ausführungsbeispiel. In 25 ist eine Komponente mit derselben Funktion
wie der bei dem Ausführungsbeispiel
10 beschriebenen mit demselben Symbol wie in 13 versehen.
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Dieses
System ist geringfügig
unterschiedlich gegenüber
dem Ausführungsbeispiel
10 in dem Relaisdecodierer, dem Relaiscodierer und dem Sprachdetektor.
Eine Parametertrennvorrichtung 416C ist gebildet durch
Weglassen einiger Verarbeitung von dem Decodierer 416B in 14.
Die Parametertrennvorrichtung 416C ist nicht mit einer
Funktion zum Decodieren eines Sprachsignals in der vollständigen Form
vorgesehen und nur mit einer Parameterextraktionsfunktion verse hen.
Die Parametertrennvorrichtung 416C gibt ein Erregungssignal
und einen Codierparameter zu dem Codierer 418C und eine
Erregungssignalinformation zu einem Sprachdetektor 440 aus.
Der Sprachdetektor 440 erfasst Sprache entsprechend der
Erregungssignalinformation. Die anderen Operationen dieses Sprachcodier- und -übertragungssystems
sind dieselben wie diejenigen bei dem Ausführungsbeispiel 10.
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Diese
Verbesserung verringert weiterhin die Verarbeitungslast und den
Hardwareumfang des Relaisknotens.