JPH04249446A - 可変レート音声コーデック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デジタル伝送、なか
でもデジタル情報を固定長のセルに分割し、このセル単
位で情報を伝送する、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｒｏｎｏｕｓ
　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ　：非同期転送モード）
と呼ばれる通信方式に用いられ、音声データを可変の符
号化レートで符号化してセルを作成し、ＡＴＭ網に送出
する可変レート音声コーデックに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＡＴＭ通信方式は、通信情報の性
質（連続的／間欠的トラヒック、通信速度）に依存しな
い新しい通信方式として、その実現化に向けて各方面で
活発な研究開発が行われている。この通信方式において
は、デジタル情報を固定長ブッロックに分割して、ヘッ
ダ付きのＡＴＭフォーマットのセルを作成し（以下これ
をセル化という）、このセル単位でデジタル情報を伝送
する。

【０００３】図４はＡＴＭのセルフォーマットの一例を
示す説明図であり、図に示すようにセルフォーマットは
、５バイトのＡＴＭヘッダと、３バイトのアダプテーシ
ョンヘッダと、例えば音声データを伝送するのであれば
４５バイトの音声データとの、各領域から構成されてい
る。ＡＴＭヘッダにはＶＰＩ（バーチャルパスを示す識
別子）、ＶＣＩ（論理チャネルの識別子）等が、アダプ
テーションヘッダにはレート情報、タイムスタンプ値等
が、それぞれセットされる。

【０００４】このＡＴＭ通信方式の大きな特徴は、端末
側の伝送レートをダイナミックに変化させることが可能
となることである。そこで、このような通信方式のネッ
トワークにおいては、音声データの伝送時には、音声の
発生状況や通信網のトラヒックによってセルの送出数を
変化させることにより、より一層の伝送効率の向上を図
ることが期待できる。

【０００５】すなわち、ＡＴＭによる音声データの伝送
時には、図５に示すように、アナログ音声をＡ／Ｄコン
バータ２１によってＰＣＭ符号に変換し、可変レート音
声コーデック２２の符号器によりそのＰＣＭ符号をセル
化し、ＡＴＭ網２３に送出するときに、音声の発生状況
や、ＡＴＭ網２３のトラヒックに応じてセルの送出個数
を変化させる。そして、ＡＴＭ網２３からセルを受け取
り、可変レート音声コーデック２２の復号器によりＰＣ
Ｍ符号に戻し、Ｄ／Ａコンバータ２５によってアナログ
音声に変換する。

【０００６】このような従来の可変レート音声コーデッ
ク２２の詳細を図６に示す。この図に示すように、図５
において示した可変レート音声コーデック２２の符号器
は、入力されるＰＣＭ符号を、適応差分符号化方式（Ａ
ＤＰＣＭ方式）により、指定された符号化レートに従っ
て２４Ｋｂｉｔ／ｓや３２Ｋｂｉｔ／ｓ等の複数種類の
レートで符号化して出力するＡＤＰＣＭ符号器３１と、
ＡＤＰＣＭ符号器３１に入力されるＰＣＭ符号に対して
、一定のフレーム毎に有音／無音の識別を行う音声検出
器３２と、音声検出器３２によって検出された音声検出
結果とＰＣＭ符号とのサンプル間の位相を合わせるため
の遅延挿入部３３と、外部から入力される符号化レート
の情報をＡＤＰＣＭ符号器３１に与えると共に、ＡＤＰ
ＣＭ符号器３１から入力されたＡＤＰＣＭ符号を有音区
間のみセル化し、ＡＴＭ網２３へ送出するセル組み立て
部３４から構成されている。

【０００７】図５において示した可変レート音声コーデ
ック２２の復号器は、ＡＴＭ網２３より受信したセルを
符号化レートの情報とＡＤＰＣＭ符号に分解するセル分
解部３５と、符号化レートの情報に基づいてＡＤＰＣＭ
符号をＰＣＭ符号へ復号化するＡＤＰＣＭ復号器３６か
ら構成されている。

【０００８】この可変レート音声コーデック２２におい
ては、音声検出によって示される有音のＡＤＰＣＭ符号
のみをセル化して無音区間のセルの送出を抑制し、さら
に音声の性質や回線のトラヒック情報（回線が混んでい
る時は低レート、空いている時は高レート）等により、
符号化レートを切り換えてセルの送出数をフレキシブル
に変化させることにより、音声品質の劣化を最小限に抑
えながら、平均の伝送レートを大きく低減することが実
現できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この可変レート音声コ
ーデック２２のセル化のシーケンスを図７に示す。図に
おいて、フレームはＰＣＭ音声符号のフレーム周期を、
ＰＣＭは遅延挿入部３３に入力されるＰＣＭ符号を、音
声検出結果は音声検出器３２によって検出された音声検
出結果を、遅延挿入後ＰＣＭは遅延挿入部３３から出力
されるＰＣＭ符号を、２４ＫＡＤＰＣＭ符号セル化はＰ
ＣＭ符号をＡＤＰＣＭ符号器３１によって２４Ｋｂｉｔ
／ｓでＡＤＰＣＭ符号に変換した後、セル組み立て部３
４によってセル化して送出するタイミングを示している
。

【００１０】音声のサンプリング同波数は８ＫＨＺ　で
あり、ＰＣＭ符号８０サンプル（１０ｍｓｅｃ）を１フ
レームとし、この１フレーム毎に音声検出を行う。また
、２４Ｋｂｉｔ／ｓのＡＤＰＣＭ符号（以下２４ＫＡＤ
ＰＣＭ符号という）と３２Ｋｂｉｔ／ｓのＡＤＰＣＭ符
号（以下３２ＫＡＤＰＣＭ符号という）の２種類の符号
化レートのモードに切り換えてセル化している。

【００１１】音声検出器３２の音声検出結果は、ＰＣＭ
符号の有音／無音を識別するため、矢印で示すように、
ＰＣＭ符号よりも１フレーム分遅れる。したがって、こ
の位相を合わせるために、遅延挿入部３３によりＰＣＭ
符号を１フレーム分遅延させている。そして、遅延挿入
後ＰＣＭが有音であればセル化を開始し、２４Ｋｂｉｔ
／ｓのデータをセルに収容して送出する。また、遅延挿
入後ＰＣＭが無音であれば有音になるまで待ってセル化
を開始する。

【００１２】ところで、図４に示したように、ＡＴＭセ
ルフォーマットにおける音声データの格納領域が４５バ
イトとした場合、２４ＫＡＤＰＣＭ符号をセル化するの
に１２０サンプル（１５ｍｓｅｃ）、３２ＫＡＤＰＣＭ
符号をセル化するのに９０サンプル（１１．２５ｍｓｅ
ｃ）かかる。ここで、有音区間のみセル化しようとして
も、音声検出のフレーム長（１０ｍｓｅｃ）とセル化に
必要なフレーム長（１５ｍｓｅｃ、又は１１．２５ｍｓ
ｅｃ）とが一致しないために、どうしても無音と判断し
たサンプルのＡＤＰＣＭ符号も、有音と判断したサンプ
ルのＡＤＰＣＭ符号と一緒にセル化されてしまう。

【００１３】また、音声検出結果とＡＤＰＣＭ符号との
位相を合わせるためには、１０ｍｓｅｃの遅延が必要で
あり、セル化には、１５ｍｓｅｃ又は１１．２５ｍｓｅ
ｃの時間がそれぞれ必要であるため、可変レート音声コ
ーデック２２のセル化までにかかる遅延時間は合計２５
ｍｓｅｃあるいは２１．２５ｍｓｅｃとなり、一般的な
音声コーデックと比較してかなり遅延が大きくなる。

【００１４】したがって、従来の可変レート音声コーデ
ックにおいては、無音と判断した音声データもセル化し
て伝送路上に送出してしまうため、期待したような無音
圧縮効果が得られない。また。遅延時間の制限に厳しい
ネットワーク（例えば国際回線等）に適用する場合には
、この遅延時間の大きさは致命的である。

【００１５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、有音区間のみをセル化して、より一層の
無音圧縮効果を得ることと、遅延時間を減少させること
を目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１はこの発明の構成を
示すブロック図である。図に示すように、この発明によ
る可変レート音声コーデックは、入力される音声情報を
、指定された複数種類の符号化レートで符号化する符号
化手段１０１と、符号化手段１０１によって符号化され
た音声情報を、指定された複数種類の符号化レートに応
じたフレーム長の単位でＡＴＭフォーマットのセルにセ
ル化するセル組み立て手段１０２と、セル組み立て手段
１０２のフレーム長のタイミングに同期して、符号化手
段１０１に入力される音声情報が、セル組み立て手段１
０２によって行われるセル化の開始から終了までの期間
において有音であるか否かを識別し、そのセル化が終了
する毎に、セル組み立て手段にその識別情報を送出する
音声検出手段１０３と、を備えてなり、前記セル組み立
て手段１０２は、セル化が終了する毎に音声検出手段１
０３から有音であるか否かの識別情報を受け、その識別
情報から有音であると識別されたセルのみを伝送路に送
出する。

【００１７】この構成においては、複数種類の符号化レ
ートを記憶し、セルを送出する伝送路のトラヒック量に
応じてその複数種類の符号化レートの内から１種類を選
択し、選択した符号化レートの情報を符号化手段１０１
とセル組み立て手段１０２に与える第１選択手段を、さ
らに備えることが望ましい。

【００１８】また、複数種類の符号化レートを記憶し、
符号化手段１０１に入力される音声情報の音声の性質に
応じてその複数種類の符号化レートの内から１種類を選
択し、選択した符号化レートの情報を符号化手段１０１
とセル組み立て手段１０２に与える第２選択手段を、さ
らに備えることが望ましい。

【００１９】

【作用】この発明によれば、入力される音声情報は、有
音であるか否かにかかわらず、符号化手段１０１によっ
て全て符号化され、その符号化された音声情報は、セル
組み立て手段１０２により、指定された符号化レートに
応じたフレーム長の単位で一旦ＡＴＭフォーマットのセ
ルにセル化される。

【００２０】このとき、音声検出手段１０３により、符
号化手段１０１に入力される音声情報が、セル組み立て
手段１０２のセル化の開始から終了までの期間において
有音であるのか否かが識別され、その識別情報は、セル
化の終了時にセル組み立て手段１０２に送出される。

【００２１】そして、セル化が終了した時点で、その識
別情報がセル組み立て手段１０２に与えられると、セル
組み立て手段１０２によって、有音であると識別された
セルのみが伝送路に送出される。

【００２２】したがって、セル化を行うタイミングと音
声検出を行うタイミングとは常に同期がとれており、か
つ音声検出フレーム長とセル化のフレーム長が等しいの
で、無音と判断した音声データをセル化する事が不要と
なり、また、音声検出結果と音声情報との位相を合わせ
るので、音声データに遅延を与えることも不要となる。

【００２３】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、この発明はこれによって限定される
ものではない。

【００２４】図２は本発明による可変レート音声コーデ
ックの一実施例の構成を示すブロック図である。なお、
図には可変レート音声コーデックの符号器の部分のみを
示した。

【００２５】図２において、１はＡＤＰＣＭ符号器であ
り、ＰＣＭ符号化された音声データを、適応差分符号化
方式（ＡＤＰＣＭ方式）により、指定された２種類の符
号化レートに従って符号化する符号化部を有している。 この符号化レートは、２４Ｋｂｉｔ／ｓと３２Ｋｂｉｔ
／ｓの２種類が指定される。

【００２６】２はセル組み立て部であり、ＡＤＰＣＭ符
号器１によって適応差分符号化された音声データを、２
４Ｋｂｉｔ／ｓ又は３２Ｋｂｉｔ／ｓの符号化レートに
応じたフレーム長の単位でＡＴＭフォーマットのセルに
セル化する。

【００２７】３は音声検出器であり、セル組み立て部２
のフレーム長のタイミングに同期して、ＡＤＰＣＭ符号
器１に入力される音声データが、セル組み立て部２によ
って行われるセル化の開始から終了までの期間において
有音であるのか無音であるのかを識別し、そのセル化が
終了する毎に、セル組み立て部２にその識別情報を送出
する。

【００２８】セル組み立て部２は、ＡＤＰＣＭ符号のセ
ル化が終了する毎に音声検出器３から有音であるのか無
音であるのかの識別情報を受け、その有音／無音の識別
情報から有音であると識別されたセルのみをＡＴＭ網４
に送出する。

【００２９】また、セル組み立て部２は、２４Ｋｂｉｔ
／ｓと３２Ｋｂｉｔ／ｓの２種類の符号化レートを記憶
しており、セルを送出するＡＴＭ網４からトラヒック量
の情報を受けると、その情報に応じて２種類の符号化レ
ートの内から１種類を選択し、選択した符号化レートの
情報をＡＤＰＣＭ符号器１の符号化部と音声検出器３に
送信する。あるいは、ＡＤＰＣＭ符号器１に入力される
音声データの情報源から音声の性質の情報を受けると、
その音声の性質に応じて２種類の符号化レートの内から
１種類を選択し、選択した符号化レートの情報をＡＤＰ
ＣＭ符号器１の符号化部と音声検出器３に送信する。

【００３０】次に、本発明による可変レート音声コーデ
ックのセル化のシーケンスを図３に示す。図において、
フレームはＰＣＭ音声符号のフレーム周期を、ＰＣＭは
ＡＤＰＣＭ符号器１と音声検出器３に入力されるＰＣＭ
符号を、音声検出結果は音声検出器３によって検出され
た音声検出結果を、ＡＤＰＣＭ符号セル化はＰＣＭ符号
をＡＤＰＣＭ符号器１によって３２Ｋｂｉｔ／ｓ又は２
４Ｋｂｉｔ／ｓでＡＤＰＣＭ符号に変換した後、セル組
み立て部２によってセル化して送出するタイミングを、
それぞれ示している。

【００３１】入力される音声データのサンプリング周波
数は８ＫＨｚ　である。そして、３２Ｋｂｉｔ／ｓのＡ
ＤＰＣＭ符号（以下３２ＫＡＤＰＣＭ符号という）と２
４Ｋｂｉｔ／ｓのＡＤＰＣＭ符号（以下２４ＫＡＤＰＣ
Ｍ符号という）の２種類の符号化レートのモードに切り
換えてセル化するようにしており、３２ＫＡＤＰＣＭ符
号への符号化時には、ＰＣＭ符号９０サンプルを１フレ
ームとし、この１フレーム毎に音声検出を行う。また、
２４ＫＡＤＰＣＭ符号への符号化時には、ＰＣＭ符号１
２０サンプルを１フレームとし、この１フレーム毎に音
声検出を行っている。

【００３２】セル組み立て部２は、前述したように、受
信した符号化レートの情報をＡＤＰＣＭ符号器１の符号
化部に送信すると同時に、音声検出器３にも送信する。 音声検出器３では、指定された符号化レートに応じたフ
レーム長で音声検出を行う。この場合、２４ＫＡＤＰＣ
Ｍ符号をセル化するのに１５ｍｓｅｃ、３２ＫＡＤＰＣ
Ｍ符号をセル化するのに１１．２５ｍｓｅｃかかるので
、音声検出のフレームもそれに合わせている。

【００３３】セル組み立て部２では、ＡＤＰＣＭ符号の
有音／無音の識別情報がまだ得られていないにもかかわ
らず、セル化を開始する。そして、セル化が終了した時
点でそのセル化したＡＤＰＣＭ符号の有音／無音情報を
得、有音であればセルの送出を行い、無音であればセル
の送出は行わない。

【００３４】このようにして、有音区間のみをセル化す
ることにより、余分なデータの送出を抑えて、伝送効率
を向上させることができる。また、遅延が不要となるた
め、遅延時間を従来よりも少なくできる。

【００３５】

【発明の効果】　　本発明によれば、有音と判断した音
声情報のみをセル化し伝送路へ送出するので、従来に比
べより一層のコーデックの平均レートの低減、つまりは
伝送路の有効利用が図れる。また、音声検出手段による
音声の識別情報と音声情報の位相合わせの為の遅延挿入
が不必要となる為、コーデックのセル組み立て遅延の減
少が実現でき、ＡＴＭ適用の音声コーデックの性能向上
に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図３】本発明による可変レート音声コーデックのセル
化のシーケンスを示す説明図。

【図４】ＡＴＭのセルフォーマットの一例を示す説明図
。

【図５】従来の可変レート音声コーデックの構成を示す
ブロック図。

【図６】従来の可変レート音声コーデックの詳細な構成
を示すブロック図。

【図７】従来の可変レート音声コーデックのセル化のシ
ーケンスを示す説明図。

【符号の説明】

１　　ＡＤＰＣＭ符号器 ２　　セル組み立て部 ３　　音声検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力される音声情報を、指定された複
   数種類の符号化レートで符号化する符号化手段（１０１
   ）と、符号化手段（１０１）によって符号化された音声
   情報を、指定された複数種類の符号化レートに応じたフ
   レーム長の単位でＡＴＭフォーマットのセルにセル化す
   るセル組み立て手段（１０２）と、セル組み立て手段（
   １０２）のフレーム長のタイミングに同期して、符号化
   手段（１０１）に入力される音声情報が、セル組み立て
   手段（１０２）によって行われるセル化の開始から終了
   までの期間において有音であるか否かを識別し、そのセ
   ル化が終了する毎に、セル組み立て手段（１０２）にそ
   の識別情報を送出する音声検出手段（１０３）と、を備
   えてなり、前記セル組み立て手段（１０２）は、セル化
   が終了する毎に音声検出手段（１０３）から有音である
   か否かの識別情報を受け、その識別情報から有音である
   と識別されたセルのみを伝送路に送出する可変レート音
   声コーデック。
2. 【請求項２】　　複数種類の符号化レートを記憶し、セ
   ルを送出する伝送路のトラヒック量に応じてその複数種
   類の符号化レートの内から１種類を選択し、選択した符
   号化レートの情報を符号化手段（１０１）とセル組み立
   て手段（１０２）に与える第１選択手段を、さらに備え
   てなる請求項１の可変レート音声コーデック。
3. 【請求項３】　　複数種類の符号化レートを記憶し、符
   号化手段（１０１）に入力される音声情報の音声の性質
   に応じてその複数種類の符号化レートの内から１種類を
   選択し、選択した符号化レートの情報を符号化手段（１
   ０１）とセル組み立て手段（１０２）に与える第２選択
   手段を、さらに備えてなる請求項１の可変レート音声コ
   ーデック。