JPS6072343A - 伝送チヤネル中の音声信号をスクランブルする装置及び方法 - Google Patents
伝送チヤネル中の音声信号をスクランブルする装置及び方法Info
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- JPS6072343A JPS6072343A JP59180871A JP18087184A JPS6072343A JP S6072343 A JPS6072343 A JP S6072343A JP 59180871 A JP59180871 A JP 59180871A JP 18087184 A JP18087184 A JP 18087184A JP S6072343 A JPS6072343 A JP S6072343A
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- excitation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
近年、有効な秘話通信技法を開発する努力が成されて来
て℃・る。例えば、多数のアナロク秘話技法，即ち音声
スクランブラが提案され、種々議論されている。これに
関しては例えばエヌ・ニス・ジャイアント等の「アナロ
グ音声秘話の４方法の」ｂ較」アイ・イー・イー・イー
・トランズアクションズ・コミュニケーションズ、第Ｃ
ＯＭー２９巻，第１号。
て℃・る。例えば、多数のアナロク秘話技法，即ち音声
スクランブラが提案され、種々議論されている。これに
関しては例えばエヌ・ニス・ジャイアント等の「アナロ
グ音声秘話の４方法の」ｂ較」アイ・イー・イー・イー
・トランズアクションズ・コミュニケーションズ、第Ｃ
ＯＭー２９巻，第１号。
１９８１年１月およびその引用文献を参照されたし・。
しかし、例えばタブリュー・ティフィーおよびエム・イ
ー・ヘルマンの「秘話および認証゛暗号化入門」プロシ
ーディンクズ・アイ・イー−イー・イー，第６７券，頁
３９７−４２７．１９７９年３月で述べられているよう
なディジタル暗号化技法が暗号化の観点からはより有効
なことが一般に認められている。即ち、ディジタル暗号
化技法の方が偶然あるいは故意の盗聴に対してずつと安
全である。しかしディジタル暗号化の欠点は暗号化され
た音声の高品質伝送が現在の音声帯域データ技法によっ
て使用し得るデータ速度では得られない点にある。せい
ぜいパまあ十分″な音声品質が得られるに過ぎない。
ー・ヘルマンの「秘話および認証゛暗号化入門」プロシ
ーディンクズ・アイ・イー−イー・イー，第６７券，頁
３９７−４２７．１９７９年３月で述べられているよう
なディジタル暗号化技法が暗号化の観点からはより有効
なことが一般に認められている。即ち、ディジタル暗号
化技法の方が偶然あるいは故意の盗聴に対してずつと安
全である。しかしディジタル暗号化の欠点は暗号化され
た音声の高品質伝送が現在の音声帯域データ技法によっ
て使用し得るデータ速度では得られない点にある。せい
ぜいパまあ十分″な音声品質が得られるに過ぎない。
本発明は音声帯域チャネルを介して音声信号を高度の秘
話性を有し、かつ従来ずつと広い帯域幅のチャネルでの
み実現できていたような音声品ａで伝送する音声通信技
法を提供することを目的とする。従来技術で知られてい
るように、音声信号は２つの成分、即ち声道応答と励起
１言号に分割されて（・る。しかし従来技術にあっては
声道応答および励起信号は伝送チャネルを介して声道応
答情報と励起信号情報が共にテイジタル形態で表わされ
ている信号によって伝送さＡしる。これに対し本発明で
は励起信号は伝送信号中において連続形態で表わされた
情報によって伝送される。
話性を有し、かつ従来ずつと広い帯域幅のチャネルでの
み実現できていたような音声品ａで伝送する音声通信技
法を提供することを目的とする。従来技術で知られてい
るように、音声信号は２つの成分、即ち声道応答と励起
１言号に分割されて（・る。しかし従来技術にあっては
声道応答および励起信号は伝送チャネルを介して声道応
答情報と励起信号情報が共にテイジタル形態で表わされ
ている信号によって伝送さＡしる。これに対し本発明で
は励起信号は伝送信号中において連続形態で表わされた
情報によって伝送される。
本発明の図示の実施例にあっては励起信号はスクランブ
ルされ、本発明の４４徴に従い、スクランブルされた励
起信号中の残存了解度は声道応答の関数として予め定め
られｌこコードブックから選択された任意の声道応答を
用いてＰ波することによりマスクされる。
ルされ、本発明の４４徴に従い、スクランブルされた励
起信号中の残存了解度は声道応答の関数として予め定め
られｌこコードブックから選択された任意の声道応答を
用いてＰ波することによりマスクされる。
第１図の送信器にお℃・て、？イ声帯域電話チャネル６
５を介して第２図の′受信器に暗号化して送信される連
続音声信号Ｖ （ｔ）は導線９によって受信され、Ａ／
Ｄ変換：榊１０に加えられる。該Ａ／Ｄ変換器は８１Ｊ
ｌ／．の速１隻て１２ヒツトのテイシタル音７ー！ｊサ
ンブルを導線１１」二に発句：し、言亥すンブル６：ｌ
： ｉ″？）」ｊセパレータ２０に加えられる。
５を介して第２図の′受信器に暗号化して送信される連
続音声信号Ｖ （ｔ）は導線９によって受信され、Ａ／
Ｄ変換：榊１０に加えられる。該Ａ／Ｄ変換器は８１Ｊ
ｌ／．の速１隻て１２ヒツトのテイシタル音７ー！ｊサ
ンブルを導線１１」二に発句：し、言亥すンブル６：ｌ
： ｉ″？）」ｊセパレータ２０に加えられる。
音声は全極フィルタの形をした声道応答が立坦なスペク
トラム包絡線をイ］する励起信号（以下では中に「励起
」と呼ふこともある）によって駆動される線形システム
の出力としてモデル化することがｂ」能であり、音声セ
パレータ２０はこのモデルに基礎をおいて動作している
。詳細に述べると、音声セパレータ２０は２ ０ ｍｓ
ｅｃ フレーム中の音声信号を処理するが、各フレーム
ばＮ＝１６０の音声サンプルを含んでおり、第ｍ番目フ
レームのＮ個のサンプルはベクトルＶ （ｍ）で表わさ
れ、これにより各音声サンプル・フレームに対する声道
応答および励起信号な表わ１一信号が元年される。
トラム包絡線をイ］する励起信号（以下では中に「励起
」と呼ふこともある）によって駆動される線形システム
の出力としてモデル化することがｂ」能であり、音声セ
パレータ２０はこのモデルに基礎をおいて動作している
。詳細に述べると、音声セパレータ２０は２ ０ ｍｓ
ｅｃ フレーム中の音声信号を処理するが、各フレーム
ばＮ＝１６０の音声サンプルを含んでおり、第ｍ番目フ
レームのＮ個のサンプルはベクトルＶ （ｍ）で表わさ
れ、これにより各音声サンプル・フレームに対する声道
応答および励起信号な表わ１一信号が元年される。
更に詳細に述べると、音声セパレータ２０は解析／探索
回路２１および自己相関コードフック２２を含んでいる
。ここでは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）として実現さ
れているコートブックは長さ１１の１０２４のベクトル
γｊ，ｊ＝１，２・・、１０２４を含んでいイ）。こ
れらベクトルの各々は２ ０ ｍｓｅｃ の時間幅の異
なるあらゆる可能な音声の自己相関より成っており、全
体として１ｏ２４のベクトルは人間の音声のすべてのｏ
Ｊ能な２０ ｍ５ｅｃのセグメントの自己相関をほぼ完
全に包含している。コードブック２２を１．Ｊ：成する
技法については例えばジャンプ等のｒｔｐｃ音声符号化
用ベクトル量子化の歪特性」 、アイ・イー・イー・イ
ー・トランズアクションズ・アコースティックス・スピ
ーチ・アンド・シグナル・プロセシング、第ＡＳＳＰ−
３０巻。
回路２１および自己相関コードフック２２を含んでいる
。ここでは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）として実現さ
れているコートブックは長さ１１の１０２４のベクトル
γｊ，ｊ＝１，２・・、１０２４を含んでいイ）。こ
れらベクトルの各々は２ ０ ｍｓｅｃ の時間幅の異
なるあらゆる可能な音声の自己相関より成っており、全
体として１ｏ２４のベクトルは人間の音声のすべてのｏ
Ｊ能な２０ ｍ５ｅｃのセグメントの自己相関をほぼ完
全に包含している。コードブック２２を１．Ｊ：成する
技法については例えばジャンプ等のｒｔｐｃ音声符号化
用ベクトル量子化の歪特性」 、アイ・イー・イー・イ
ー・トランズアクションズ・アコースティックス・スピ
ーチ・アンド・シグナル・プロセシング、第ＡＳＳＰ−
３０巻。
第２号、１９８２年４月、貞２９．４−３０４に述べら
れている。
れている。
解析／探索回路２１は第ｍ番目音声サンプル・フレーム
Ｖ（、、ｔｌに対し、長さ１１の自己相関ベクトルｒ
ｖ（ｍ）を計算する。次に該回路はニー・ブゾー等の［
ペクトルート１［子化に基づく音声符号化」アイ・イー
・イー・イー・トランズアクションズ・アコー′スティ
ックスｅスピーチ・アンド・シグナル・プロセシング、
第ＡＳＳＰ−２８巻、第５号、１９８０年１０月１頁５
６２−５７４で述べられている如きベクトル量子化装置
を使用してコードブック２２内のどのエントリが丁度今
発生された自己相関ベクトルと最も良（一致するかを決
定する。次に該回路２１は該ベクトルを識別する指標を
発Ｉ＋：する。ここで第ｍ番目音声サンプル・フレーム
に対して発生される指標はｉ（ｍ）で表わされる。
Ｖ（、、ｔｌに対し、長さ１１の自己相関ベクトルｒ
ｖ（ｍ）を計算する。次に該回路はニー・ブゾー等の［
ペクトルート１［子化に基づく音声符号化」アイ・イー
・イー・イー・トランズアクションズ・アコー′スティ
ックスｅスピーチ・アンド・シグナル・プロセシング、
第ＡＳＳＰ−２８巻、第５号、１９８０年１０月１頁５
６２−５７４で述べられている如きベクトル量子化装置
を使用してコードブック２２内のどのエントリが丁度今
発生された自己相関ベクトルと最も良（一致するかを決
定する。次に該回路２１は該ベクトルを識別する指標を
発Ｉ＋：する。ここで第ｍ番目音声サンプル・フレーム
に対して発生される指標はｉ（ｍ）で表わされる。
解析／探索回路２１は２つのマイクロプロセッサを含ん
でおり、一方はｒ ｖ（ｍ）を発生し、他方はフードブ
ックを探索して最も良（一致するものを探索する。２つ
のマイクロプロセッサを使用することは現在のマイクロ
プロセッサ技術の下ではすべての必要な処理を実時間で
実行するために望ましい。しかし処理速度が十分速いな
らば両方の処理を中−のマイクロプロセッサで実行する
ことも出来る。
でおり、一方はｒ ｖ（ｍ）を発生し、他方はフードブ
ックを探索して最も良（一致するものを探索する。２つ
のマイクロプロセッサを使用することは現在のマイクロ
プロセッサ技術の下ではすべての必要な処理を実時間で
実行するために望ましい。しかし処理速度が十分速いな
らば両方の処理を中−のマイクロプロセッサで実行する
ことも出来る。
コードブック２２中の各々の自己相関ベクトルｒｊ、ｊ
＝１．２．・・・、１０２４は相応する声道応答を有し
ており、該応答はその成分が前述の音声モデルの全極フ
ィルタの係数であるベクトルａｊ とし−Ｃ表現出来る
。詳細に述べると、ｒｊ とａｊの間の関係は正規方程
式またはニール・ウォーカ一方程式として知られる一組
の線形方程式によって形成されている。これに関しては
例えばジエー・マクホールの「線形予測の展望」プロシ
ーデイングズ・アイ−イー・イー・イー、第６３巻。
＝１．２．・・・、１０２４は相応する声道応答を有し
ており、該応答はその成分が前述の音声モデルの全極フ
ィルタの係数であるベクトルａｊ とし−Ｃ表現出来る
。詳細に述べると、ｒｊ とａｊの間の関係は正規方程
式またはニール・ウォーカ一方程式として知られる一組
の線形方程式によって形成されている。これに関しては
例えばジエー・マクホールの「線形予測の展望」プロシ
ーデイングズ・アイ−イー・イー・イー、第６３巻。
頁５６１−５８０．１９７５年を参照されたい。このよ
うに指標ｉ（ｎ◇の値は特定の自己相関ベクトルｒｊ（
ｍ）を表わすだけでな（、特定の声道応答ａｉ（ｍ）も
表わすものと理解できる。
うに指標ｉ（ｎ◇の値は特定の自己相関ベクトルｒｊ（
ｍ）を表わすだけでな（、特定の声道応答ａｉ（ｍ）も
表わすものと理解できる。
一連の指標ｉ（ｍ） 、ｍ＝０ 、１ 、２ 、・・・
によって表わさ第１る声道応答情報は音声セパレータ２
０内において全零点ディ°ジタル・フィルタ２３に加え
られる。該フィルタはここでは別のマイクロプロセッサ
で実現さＪしており、関連する読み出し専用メモリ・コ
ードブック２４を有して（・る。このコードブックは前
述の声道応答ベクトルａＪ ｌ’ｊ−１１２１・・・。
によって表わさ第１る声道応答情報は音声セパレータ２
０内において全零点ディ°ジタル・フィルタ２３に加え
られる。該フィルタはここでは別のマイクロプロセッサ
で実現さＪしており、関連する読み出し専用メモリ・コ
ードブック２４を有して（・る。このコードブックは前
述の声道応答ベクトルａＪ ｌ’ｊ−１１２１・・・。
１０２４’４含んでいる。各々の指標ｉ ６ｔ、ｌがフ
ィルタ２３に加えられると、コードブック２４からベク
トルａｉｈ）が引き出され、該ベクトルの成分は音声サ
ンプル・フレームＶｈ）をンコ波するフィルタの係数と
して使用される。
ィルタ２３に加えられると、コードブック２４からベク
トルａｉｈ）が引き出され、該ベクトルの成分は音声サ
ンプル・フレームＶｈ）をンコ波するフィルタの係数と
して使用される。
フィルタ２３の出力はＮ個のサンプルのフレームであり
、これは第ｍ番目音声サンプル・フレームＶ（＠と関連
する前述の励起信号部分のサンプルである。詳細に述べ
ると、励起信号の第ｍ番目フレームはベクトルｅ（ｍ）
で表わされ、以下ではこれを励起フレームと呼ぶ。
、これは第ｍ番目音声サンプル・フレームＶ（＠と関連
する前述の励起信号部分のサンプルである。詳細に述べ
ると、励起信号の第ｍ番目フレームはベクトルｅ（ｍ）
で表わされ、以下ではこれを励起フレームと呼ぶ。
指標列１６ｎ）、ｍ＝０ 、１ 、２、−で表わされる
声道応答情報はフィルタ２３に加えられるだけでな（、
従来技術２場合と同様暗号化回路３１にも加えられ、一
連の暗号化された指標ｋ（ｍ）、 ｍ＝ｏ 、 １ 、
２、−が形成される。
声道応答情報はフィルタ２３に加えられるだけでな（、
従来技術２場合と同様暗号化回路３１にも加えられ、一
連の暗号化された指標ｋ（ｍ）、 ｍ＝ｏ 、 １ 、
２、−が形成される。
回路３１は選択された暗号化キー（キー１）を使用する
通常のデータ暗号化標準方式を実現する別個の装置とし
て図では示されても・る。
通常のデータ暗号化標準方式を実現する別個の装置とし
て図では示されても・る。
以下で分るように、指標ｋ（ｍ） 、 ｍ＝ｏ 、 １
。
。
２、・・・によって表わされる暗号化された声道応答情
報は送信信号中ではディジタル形稗で表わされている。
報は送信信号中ではディジタル形稗で表わされている。
従来技術にあっては、励起信号、またはそこから抽出し
た情報（例えば励起信号サンプルを暗号化したもの）も
またこ第１ら暗号化されたサンプルの値を送信づ−るこ
とにより送信信号中で（１、ティジタル形態で表わされ
て℃・る。
た情報（例えば励起信号サンプルを暗号化したもの）も
またこ第１ら暗号化されたサンプルの値を送信づ−るこ
とにより送信信号中で（１、ティジタル形態で表わされ
て℃・る。
これに対し本発明では励起侶月、またはそこから抽出し
た情報は送信信号中では連続形態で表わされている。（
従来技術にあっては励起信号サンプルは連続した、即ち
アナログの搬送波に加えられるかも知れないが、情報そ
れ自身はテイシタル的、１−ＩＪち連続的な搬送波信号
の変化でなく 肉ｔｔ散的な形で表わされている。）本
発明の方法に従い、従来技術の全ディジタル技法を使用
して音声′電話チャネル、または他の帯域制限されたチ
ャネルを介して従来実現されていた音声品ＩＬ′Ｊより
実＋Ｌｊｌ的により良い品質で同様な帯域幅のチャネル
を通して声道応答情報および励起情報を送信することの
出来る音声通信技法が提供される。
た情報は送信信号中では連続形態で表わされている。（
従来技術にあっては励起信号サンプルは連続した、即ち
アナログの搬送波に加えられるかも知れないが、情報そ
れ自身はテイシタル的、１−ＩＪち連続的な搬送波信号
の変化でなく 肉ｔｔ散的な形で表わされている。）本
発明の方法に従い、従来技術の全ディジタル技法を使用
して音声′電話チャネル、または他の帯域制限されたチ
ャネルを介して従来実現されていた音声品ＩＬ′Ｊより
実＋Ｌｊｌ的により良い品質で同様な帯域幅のチャネル
を通して声道応答情報および励起情報を送信することの
出来る音声通信技法が提供される。
詳細に述べると、スクランブルされた励起フレームｅ（
Ｉｎ）がスクランブラ３５により励起フレームｅ（（ロ
）に応動して発牛され、それと同時に暗号化された指標
ｋ ｉｍ）が発牛される。
Ｉｎ）がスクランブラ３５により励起フレームｅ（（ロ
）に応動して発牛され、それと同時に暗号化された指標
ｋ ｉｍ）が発牛される。
（スクランブラ３５はアナログ信号サンプルをスクラン
ブルする任意の周知の型の回路であって良い。）本発明
の好ましき実施例にあっては、スクランブルされた励起
フレームｅ（ｍ）は以下で述べるように残留了解度をマ
スクするため、本発明の特徴に従い全極フィルタ４０て
処理される。しかし当面はフィルタ４０の出力について
のみ考えることにする。
ブルする任意の周知の型の回路であって良い。）本発明
の好ましき実施例にあっては、スクランブルされた励起
フレームｅ（ｍ）は以下で述べるように残留了解度をマ
スクするため、本発明の特徴に従い全極フィルタ４０て
処理される。しかし当面はフィルタ４０の出力について
のみ考えることにする。
詳細に述べろと、フィルタ４０の出力は励起フレームｅ
（ｍ）をスクランブルしｔ波したものを表わすＮ個のサ
ンプルのフレームＶ （ｍ）である。Ａ ／ Ｄ変換器
１０中の通常のアンチ・エイリアシング・フィルタ（図
示せず）の動作の結果、スクランブルされＰ波された励
起フレームＶ ｈ）は本システムでは約３００１１ｚか
ら約３０００１１ｚにわたる；Ｑ；底イｆＦ域スペクト
ラムを有して〜・る。これに、Ｌす′電話音声スペクト
ラムの上部に約２０ （ｌ Ｉｌｚの窓（約３１００ｆ
ｉｚ〜約３３００ＩＩｚ）が残ることになる。暗号化さ
れた指標ｋ（ｍ）を表わし、６ｉ１記窓内にそのスペク
トラムを＋８１−るＮ個のサンプルのフレームｄ （ｍ
）が変調ｅｉ＞ ５０ ＆こよって発牛され、加Δ 算器５５でフレームＶ（＋句と糾合わされる。このよう
にして、声道応答情報および励起信号情報は３００〜：
３３００１１ｚの音声７１１７話帯域中に周波数分割多
重化さＪする。加算器５５の出力はＤ／Ａ変換器６０に
よりアナログ形態に変換され、その出力信−Ｖ７ Ｖ
（ｔ） 十ａ （ｔ）は本発明に従い連続的な励起信号
情報とテイジタル声へ 道応答情報を含むことになる。この信号Ｖ （ｔ）十ｄ
（、ｔｌはチャネル６５に加えられることになる。
（ｍ）をスクランブルしｔ波したものを表わすＮ個のサ
ンプルのフレームＶ （ｍ）である。Ａ ／ Ｄ変換器
１０中の通常のアンチ・エイリアシング・フィルタ（図
示せず）の動作の結果、スクランブルされＰ波された励
起フレームＶ ｈ）は本システムでは約３００１１ｚか
ら約３０００１１ｚにわたる；Ｑ；底イｆＦ域スペクト
ラムを有して〜・る。これに、Ｌす′電話音声スペクト
ラムの上部に約２０ （ｌ Ｉｌｚの窓（約３１００ｆ
ｉｚ〜約３３００ＩＩｚ）が残ることになる。暗号化さ
れた指標ｋ（ｍ）を表わし、６ｉ１記窓内にそのスペク
トラムを＋８１−るＮ個のサンプルのフレームｄ （ｍ
）が変調ｅｉ＞ ５０ ＆こよって発牛され、加Δ 算器５５でフレームＶ（＋句と糾合わされる。このよう
にして、声道応答情報および励起信号情報は３００〜：
３３００１１ｚの音声７１１７話帯域中に周波数分割多
重化さＪする。加算器５５の出力はＤ／Ａ変換器６０に
よりアナログ形態に変換され、その出力信−Ｖ７ Ｖ
（ｔ） 十ａ （ｔ）は本発明に従い連続的な励起信号
情報とテイジタル声へ 道応答情報を含むことになる。この信号Ｖ （ｔ）十ｄ
（、ｔｌはチャネル６５に加えられることになる。
先に指摘した如（、スクランブルされた励起フレームｅ
（→は本発明の特徴に従い残留了Ｍ度をマスク１−イ）
ために全極フィルタ４０て処理される。詳細に述べると
、指標ｌ（ｍ）を暗号化した第２のものｐ（（ロ）は暗
号化指標ｋ （ｍ）を第２の暗号化回路３２に加えるこ
とにより発／：１：される。該第２の回路３２は暗号化
回路３１と同じであるが異なる暗号化キー（キー２）を
使用している。次にこの暗号化された指標ｐ （Ｉｎ）
はベクトル・エントリａ′Ｊ、ｊ−１゜２、・・・、１
０２４を有する第２の声道応答コードブックをアドレス
指定するのに使用される。コードブック４５はコードブ
ック２４と同一であるか：エントリはコードブック２４
と同じであるが順番は異なるか：あるいは全（別の方法
で発生された全く異なるエントリを含んているものであ
って良い。（二ずれの揚台でも、コードブック４５の第
ｐ（ｎＮ番ロエントリは全極フィルタ４０に加えられろ
。該フィルタ４０はａ’ Ｐ ｆｍ）の成分をフィルタ
係数として使用してスクランブルされた励起フレー発生
する。この処理により９話者の励起（即ち変調された空
気流）は、その変化が１つのフレームから次のフレーム
にかけて全くランダムで、相続（フレーム中で実際に声
道が変化した仕方と何らの関係も有さないような全（ラ
ンダムな声道な通過（−１それによってＰ波されたかの
如き作用を受ける。しかし、ベクトルａ’ ｐ （ｍ）
によって規定されるフィルタの特性は暗号化された指標
ｋ （ｍ）の関数であるので、スクランブルされた励起
フレームｅ（ｍｌは暗号化された指標ｋ （ｎ＋）か受
信器で復元されると、受信器においてフレームＶｈ）か
ら復元スることが出来る。
（→は本発明の特徴に従い残留了Ｍ度をマスク１−イ）
ために全極フィルタ４０て処理される。詳細に述べると
、指標ｌ（ｍ）を暗号化した第２のものｐ（（ロ）は暗
号化指標ｋ （ｍ）を第２の暗号化回路３２に加えるこ
とにより発／：１：される。該第２の回路３２は暗号化
回路３１と同じであるが異なる暗号化キー（キー２）を
使用している。次にこの暗号化された指標ｐ （Ｉｎ）
はベクトル・エントリａ′Ｊ、ｊ−１゜２、・・・、１
０２４を有する第２の声道応答コードブックをアドレス
指定するのに使用される。コードブック４５はコードブ
ック２４と同一であるか：エントリはコードブック２４
と同じであるが順番は異なるか：あるいは全（別の方法
で発生された全く異なるエントリを含んているものであ
って良い。（二ずれの揚台でも、コードブック４５の第
ｐ（ｎＮ番ロエントリは全極フィルタ４０に加えられろ
。該フィルタ４０はａ’ Ｐ ｆｍ）の成分をフィルタ
係数として使用してスクランブルされた励起フレー発生
する。この処理により９話者の励起（即ち変調された空
気流）は、その変化が１つのフレームから次のフレーム
にかけて全くランダムで、相続（フレーム中で実際に声
道が変化した仕方と何らの関係も有さないような全（ラ
ンダムな声道な通過（−１それによってＰ波されたかの
如き作用を受ける。しかし、ベクトルａ’ ｐ （ｍ）
によって規定されるフィルタの特性は暗号化された指標
ｋ （ｍ）の関数であるので、スクランブルされた励起
フレームｅ（ｍｌは暗号化された指標ｋ （ｎ＋）か受
信器で復元されると、受信器においてフレームＶｈ）か
ら復元スることが出来る。
第２図に示す如く、チャネル６５から受信さＪまた信号
は送信されたｖ （ｔ） 十ｄ（ｔ）である。
は送信されたｖ （ｔ） 十ｄ（ｔ）である。
（説明を分りやすくするため、第２図の受信器中の信号
は、厳密に言うとチャネルにより導入される歪のために
送信信号と受信信号は同じではないが、送信器中の相応
する信号と同じ名称を使用するものとする。）４８号ｖ
（ｔ）＋ ａ （ｔ）はＡ／Ｄ変換器１６０によって８
ｋｌｌｚの速度で１２ビツトのディジタル形態に変換さ
れ、サンプルされた信号Ｖ （ｍ） 十ｄ （ｍ）が提
供される。このサンプルされた信号は復調器１５０に加
えられ、該復調器はスペクトラムが３１００〜３０００
Ｈｚの領域にある信号に作用してａ）暗号化された指標
ｋ ６ｎ）を復元して導線１５２上に提供し、ｂ）フレ
ームｄ （ｍ）を抽出してそのサンプルを導線１５１上
に提供する。導線１５１は減算器１５５の減数入力に加
えられており、減算器１５５の被減数入力は信号■（→
＋ｄ ｉｆｒ！ｌを受信する。減算器１５５の出力はこ
のようにしてスクランブルされ、Ｐ波された励起フレー
ムＶ（→となる。
は、厳密に言うとチャネルにより導入される歪のために
送信信号と受信信号は同じではないが、送信器中の相応
する信号と同じ名称を使用するものとする。）４８号ｖ
（ｔ）＋ ａ （ｔ）はＡ／Ｄ変換器１６０によって８
ｋｌｌｚの速度で１２ビツトのディジタル形態に変換さ
れ、サンプルされた信号Ｖ （ｍ） 十ｄ （ｍ）が提
供される。このサンプルされた信号は復調器１５０に加
えられ、該復調器はスペクトラムが３１００〜３０００
Ｈｚの領域にある信号に作用してａ）暗号化された指標
ｋ ６ｎ）を復元して導線１５２上に提供し、ｂ）フレ
ームｄ （ｍ）を抽出してそのサンプルを導線１５１上
に提供する。導線１５１は減算器１５５の減数入力に加
えられており、減算器１５５の被減数入力は信号■（→
＋ｄ ｉｆｒ！ｌを受信する。減算器１５５の出力はこ
のようにしてスクランブルされ、Ｐ波された励起フレー
ムＶ（→となる。
それと同時に、暗号化された指標ｋ （ｍ）は暗号化回
路１３２に加えらｊする。該暗号化回路１３２は送信器
中の暗号化回路３２と同一 であり、同じ暗号化キーヶ
使用している。暗号化回路１３２の出力はこのようにし
て暗号化された指標ｐ（−となり、該指標ｐ（ｎｌは第
２の声道応答コードブック１４５に対するアドレスとし
て使用される。更に詳細に述べるとコードブック１４５
は送信器中のコードブック４５と同一である。このよう
にしてコードブック１４５中の第ｐ ｆｍ） ａ Ｉ＃
エントリは、その成分が送信器において仝極フィルタ４
０の係と同じ声道応答ベクトルａ’ ｐ（ｍｌで））る
。しかし受信器にあっては、＋）ｉｒ記フィルタの逆の
操作が実行される。即ちベクトルａ’ｊ（ｍ） の成分
は全零点フィルタ１４０のフィルタの係数として使用さ
れ、該フィルタ１４０はフレームへ 、 ｆｍ）をｊｊ波してスクランブルされた励起フレー
ムｅ（ｒｒＪを提供する。次の該スクランブルされた励
起フレームｅ６．．）はデスクランブラ１３５でデスク
ランブルされて励起フレームｅ（ｍ）が復元される。
路１３２に加えらｊする。該暗号化回路１３２は送信器
中の暗号化回路３２と同一 であり、同じ暗号化キーヶ
使用している。暗号化回路１３２の出力はこのようにし
て暗号化された指標ｐ（−となり、該指標ｐ（ｎｌは第
２の声道応答コードブック１４５に対するアドレスとし
て使用される。更に詳細に述べるとコードブック１４５
は送信器中のコードブック４５と同一である。このよう
にしてコードブック１４５中の第ｐ ｆｍ） ａ Ｉ＃
エントリは、その成分が送信器において仝極フィルタ４
０の係と同じ声道応答ベクトルａ’ ｐ（ｍｌで））る
。しかし受信器にあっては、＋）ｉｒ記フィルタの逆の
操作が実行される。即ちベクトルａ’ｊ（ｍ） の成分
は全零点フィルタ１４０のフィルタの係数として使用さ
れ、該フィルタ１４０はフレームへ 、 ｆｍ）をｊｊ波してスクランブルされた励起フレー
ムｅ（ｒｒＪを提供する。次の該スクランブルされた励
起フレームｅ６．．）はデスクランブラ１３５でデスク
ランブルされて励起フレームｅ（ｍ）が復元される。
その間に暗号化された指標ｋ （ｍ）はまた復号化回路
１３１に加えられており、該復号化回路１３１はキーＪ
を使用してｋ （ｎＱを復号し、指標ｉ （ｍ）を復元
する。次に指標ｉ ｆｍ）は声道応答コードブック１２
４に対するアドレスとして使用される。更に詳細に述べ
るとコードブック１２４は送信器中のコードブック２４
と同一である。このようにしてコードブック１２４中の
第１（ｍ）番目エントリは、その成分 ゛が送信器にお
いて全零点フィルタ２３の係数として使用され、音声サ
ンプルΦフレームＶ （ｍ）から励起フレーム、 （ｍ
）を発生したのと同じ声道応答ベクトルａ ｉ （ｍ）
である。しかしここで再び逆のフィルタ操作が行なわ
れることになる。即ち、ベクトルａ ｉ（ｍ）の成分は
全極フィルタ１２３のフィルタ係数として使用され、該
フィルタ１２３はデスクランブラ１３５の出力の励起フ
レームｅｆｍ）をＰ波して音声サンプル・フレームＶ
（ｍ）を復元する。次に該フレームＶ （ｍｌはＤ／Ａ
変換器１１０により再びアナログ形態に変換され、元の
連続音声信号Ｖ（ｔｌが提供される。
１３１に加えられており、該復号化回路１３１はキーＪ
を使用してｋ （ｎＱを復号し、指標ｉ （ｍ）を復元
する。次に指標ｉ ｆｍ）は声道応答コードブック１２
４に対するアドレスとして使用される。更に詳細に述べ
るとコードブック１２４は送信器中のコードブック２４
と同一である。このようにしてコードブック１２４中の
第１（ｍ）番目エントリは、その成分 ゛が送信器にお
いて全零点フィルタ２３の係数として使用され、音声サ
ンプルΦフレームＶ （ｍ）から励起フレーム、 （ｍ
）を発生したのと同じ声道応答ベクトルａ ｉ （ｍ）
である。しかしここで再び逆のフィルタ操作が行なわ
れることになる。即ち、ベクトルａ ｉ（ｍ）の成分は
全極フィルタ１２３のフィルタ係数として使用され、該
フィルタ１２３はデスクランブラ１３５の出力の励起フ
レームｅｆｍ）をＰ波して音声サンプル・フレームＶ
（ｍ）を復元する。次に該フレームＶ （ｍｌはＤ／Ａ
変換器１１０により再びアナログ形態に変換され、元の
連続音声信号Ｖ（ｔｌが提供される。
前述の説明は単に本発明の原理を例示したに過ぎない。
例えば受・信器においてフィルタ４０中で実行されたわ
ｉ波操イ′１によってフレームＶ （ｍｌ中に埋め込ま
れた声道情報８１１分′？：復元するのに神々の方法を
使用することが出来る。
ｉ波操イ′１によってフレームＶ （ｍｌ中に埋め込ま
れた声道情報８１１分′？：復元するのに神々の方法を
使用することが出来る。
この方法を実現するに際し、剋ｒ音およびチャネルの歪
の結果としてフレームｅ（ｍ）からフレ△ 一ムｖ （ｍ）−ｖ発生１−るりに使用された指標の全
ヒツトをフレームＶ （ｍｌから正確に復元出来ない可
能性があるという月１実を７にｂすに入れる必要がある
。しかしビットの内のあるものは正確に復元出来る。一
つの方法として送信器中のコードフック４５中のエント
リを（例えば）３２のグループにアレンジし、各グルー
プは暗号化された指標ｐ （ｍ）の上イ）”Ｉ５ビット
が同じであるようなものに相応し、コートブック中の各
グループのエントリのメンバはコークリッド空間におい
て互も・に出来るだけ離れて−・るようにすることが考
えられる。各々の暗号化された指標の下位５ビツトは前
述の如く周波数分割多重化を使用してディジタル形態で
送信することが出来る。この方法はテイジタル情報を送
信するのにより少し・帯域幅ですむという利点を有して
〜・る。また暗号化された指標情報を２つの部分に分割
し、それによって暗月解読に対する保護が強化されると
いう利点がある。
の結果としてフレームｅ（ｍ）からフレ△ 一ムｖ （ｍ）−ｖ発生１−るりに使用された指標の全
ヒツトをフレームＶ （ｍｌから正確に復元出来ない可
能性があるという月１実を７にｂすに入れる必要がある
。しかしビットの内のあるものは正確に復元出来る。一
つの方法として送信器中のコードフック４５中のエント
リを（例えば）３２のグループにアレンジし、各グルー
プは暗号化された指標ｐ （ｍ）の上イ）”Ｉ５ビット
が同じであるようなものに相応し、コートブック中の各
グループのエントリのメンバはコークリッド空間におい
て互も・に出来るだけ離れて−・るようにすることが考
えられる。各々の暗号化された指標の下位５ビツトは前
述の如く周波数分割多重化を使用してディジタル形態で
送信することが出来る。この方法はテイジタル情報を送
信するのにより少し・帯域幅ですむという利点を有して
〜・る。また暗号化された指標情報を２つの部分に分割
し、それによって暗月解読に対する保護が強化されると
いう利点がある。
その他の変形も可能である。例えば安全保障の度合がよ
り低くてよいような応用用途にあっては種々の声道応答
コードブックは互いに同じものを使用；別個の暗号化さ
れた指標ｐ（−でなく暗号化された指標ｋ （、、ｌを
コードフック４５のアドレスとして使用し；スクランブ
ルされた励起フレームｅ、 （ｍ）のＰ波は除去するこ
とも出来る。更に基本的な装置では指標の暗号化および
／またはスクランブル過程を除去することも出来る。
り低くてよいような応用用途にあっては種々の声道応答
コードブックは互いに同じものを使用；別個の暗号化さ
れた指標ｐ（−でなく暗号化された指標ｋ （、、ｌを
コードフック４５のアドレスとして使用し；スクランブ
ルされた励起フレームｅ、 （ｍ）のＰ波は除去するこ
とも出来る。更に基本的な装置では指標の暗号化および
／またはスクランブル過程を除去することも出来る。
回路の実現面においては図中で別個の素子として示した
多数の構成素子を時分割使用出来ることを理解されたい
。事実、本発明な具現する完全なトランシーバにあって
は、種々の構成素子をその送綿器セクションと受信器セ
クションの間で時分割使用できる。
多数の構成素子を時分割使用出来ることを理解されたい
。事実、本発明な具現する完全なトランシーバにあって
は、種々の構成素子をその送綿器セクションと受信器セ
クションの間で時分割使用できる。
従って当業者にあっては木明細宵では明白には述べなか
ったが本発明の原理を具現する柚々の装置すを考案する
ことが目」能なことを理解されたい。
ったが本発明の原理を具現する柚々の装置すを考案する
ことが目」能なことを理解されたい。
第１図は本発明の原ｌ！ｌ！を実現する音声信号用送信
器のブロック図。 第２図は本発明の原理を実現する音声信号用１Ｍ器のフ
ロック図である。 〔主要部ので１月の説明〕 第１の手段・・・２１．２２．３１．５０゜５５．６０ 第２の手段・２３，２４，３５，４０゜４５．３２
器のブロック図。 第２図は本発明の原理を実現する音声信号用１Ｍ器のフ
ロック図である。 〔主要部ので１月の説明〕 第１の手段・・・２１．２２．３１．５０゜５５．６０ 第２の手段・２３，２４，３５，４０゜４５．３２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 伝送チャネル中の音声信号をスクランブルする装置
において、 該伝送チャネルに音）Ｊ５信号の声道応答から抽出され
た情報を含む第１の信号を加える第１の手段と； 前記伝送チャネ゛ルに前記音声信号の励起成分から抽出
された情報を含む第２の信号を加える第２の手段とを備
え、前記励起情報は前記第２の信号中に連続形態で表わ
されていることを特徴と−（”る伝送チャネル中の音声
信号をスクランブルする装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、 前記第１および第２の手段は前記第１および第２の信号
を周波数分割多重化ず′る手段を含むことを特徴とする
発明。 ３！ｆ＋許請求の範囲第１項記載の発明において、 前記第２の手段は前記声道応答情報の関数である前記第
２の信号のフィルタ特性をＰ波するよう作られたフィル
タ手段を含むことを特徴とする発明。 ４ 音声暗号化の方法において、 音声伝送チャネルに音声信号の声道応答から抽出された
情報を含む第１の信号を加え過程、及び 。 前記伝送チャネルに前記音声信号の励起成分から抽出さ
れた情報を含む第２の信号を加える過程を含み、前記励
起情報は前記第２の信号中に連続形態で表わされている
ことを特徴とする音声暗号化の方法。 ５ 特ｉｉ′！（′Ｒｔ’ｉ求の範囲第４項記載の方法
にお見・て、 前記信号を加える階程は更に。 前記第１および第２の信号を周波数分割多重化すること
によりｑ、！Ｉ徴づり゛られる方法。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、更に 前記声道応答情報の関数であるフィルタ特性に従って第
２の信号をカコ波することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/527,962 US4612414A (en) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | Secure voice transmission |
| US527962 | 1983-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072343A true JPS6072343A (ja) | 1985-04-24 |
| JPH0449818B2 JPH0449818B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=24103694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59180871A Granted JPS6072343A (ja) | 1983-08-31 | 1984-08-31 | 伝送チヤネル中の音声信号をスクランブルする装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4612414A (ja) |
| EP (1) | EP0136062B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6072343A (ja) |
| CA (1) | CA1225758A (ja) |
| DE (1) | DE3480893D1 (ja) |
| ES (1) | ES8604378A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345933A (ja) * | 1986-04-15 | 1988-02-26 | Nec Corp | 秘話装置 |
| US4893339A (en) * | 1986-09-03 | 1990-01-09 | Motorola, Inc. | Secure communication system |
| US5150401A (en) * | 1990-12-04 | 1992-09-22 | Chips International, Inc. | Retrofittable encryption/decryption apparatus using modified frequency modulation |
| US5216714A (en) * | 1991-12-13 | 1993-06-01 | 3Com Corporation | Method and apparatus for controlling the spectral content of a data stream |
| JP2591430B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1997-03-19 | 日本電気株式会社 | ベクトル量子化装置 |
| US5781882A (en) * | 1995-09-14 | 1998-07-14 | Motorola, Inc. | Very low bit rate voice messaging system using asymmetric voice compression processing |
| US5701294A (en) * | 1995-10-02 | 1997-12-23 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | System and method for flexible coding, modulation, and time slot allocation in a radio telecommunications network |
| AU1599800A (en) | 1998-10-28 | 2000-05-15 | L-3 Communications Corporation | Apparatus and methods for cryptographic synchronization in packet based communications |
| DE60213394T2 (de) * | 2001-04-18 | 2007-08-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Audiokodierung mit partieller enkryption |
| DE10138650A1 (de) * | 2001-08-07 | 2003-02-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Verschlüsseln eines diskreten Signals sowie Verfahren und Vorrichtung zur Entschlüsselung |
| US8290170B2 (en) * | 2006-05-01 | 2012-10-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for speech dereverberation based on probabilistic models of source and room acoustics |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2071282A5 (ja) * | 1969-12-23 | 1971-09-17 | Cit Alcatel | |
| US3786188A (en) * | 1972-12-07 | 1974-01-15 | Bell Telephone Labor Inc | Synthesis of pure speech from a reverberant signal |
| CA1123955A (en) * | 1978-03-30 | 1982-05-18 | Tetsu Taguchi | Speech analysis and synthesis apparatus |
| US4330689A (en) * | 1980-01-28 | 1982-05-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multirate digital voice communication processor |
| JPS5913758B2 (ja) * | 1980-02-22 | 1984-03-31 | 株式会社日立製作所 | 音声合成方法 |
| US4401855A (en) * | 1980-11-28 | 1983-08-30 | The Regents Of The University Of California | Apparatus for the linear predictive coding of human speech |
| US4486899A (en) * | 1981-03-17 | 1984-12-04 | Nippon Electric Co., Ltd. | System for extraction of pole parameter values |
| GB2133255B (en) * | 1982-12-23 | 1986-04-03 | Standard Telephones Cables Ltd | Secure speech transmission system |
-
1983
- 1983-08-31 US US06/527,962 patent/US4612414A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-07-19 CA CA000459246A patent/CA1225758A/en not_active Expired
- 1984-08-22 DE DE8484305704T patent/DE3480893D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-08-22 EP EP84305704A patent/EP0136062B1/en not_active Expired
- 1984-08-27 ES ES535443A patent/ES8604378A1/es not_active Expired
- 1984-08-31 JP JP59180871A patent/JPS6072343A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4612414A (en) | 1986-09-16 |
| ES535443A0 (es) | 1986-02-01 |
| EP0136062B1 (en) | 1989-12-27 |
| EP0136062A3 (en) | 1986-04-02 |
| ES8604378A1 (es) | 1986-02-01 |
| EP0136062A2 (en) | 1985-04-03 |
| DE3480893D1 (de) | 1990-02-01 |
| JPH0449818B2 (ja) | 1992-08-12 |
| CA1225758A (en) | 1987-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |