JPS6336170B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は音声圧縮伝送方式に係り、特に電話音
声信号の周波数帯域幅を小さく圧縮して伝送する
方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a voice compression transmission system, and particularly to a system for transmitting a telephone voice signal by compressing its frequency bandwidth to a small size.

(2) 発明の背景 専用電話回線などを効率よく使用する為に電送
信号の周波数を分割多重して複数チヤネルの通話
を可能にする手法はよく知られている。この周波
数分割多重方式においては、送信側で音声信号の
周波数帯域を圧縮し、受信側で元の周波数帯域に
復調することが必要であり、アナログ伝送路を用
いた音声圧縮伝送方式においては、入力音声信号
のうち、一定の周波数成分を抜きとり、抜きとつ
た部分に他の周波数成分を入れて音声を圧縮し伝
送する方式が優れている。この場合、音声信号の
圧縮及び復調のための装置は、不要周波数成分を
波するためのフイルタが高性能であることと、
低価格であることが要求されている。(2) Background of the Invention In order to efficiently use a dedicated telephone line, etc., it is well known that the frequency of a transmission signal is divided and multiplexed to enable calls over multiple channels. In this frequency division multiplexing method, it is necessary to compress the frequency band of the audio signal on the transmitting side and demodulate it to the original frequency band on the receiving side. An excellent method is to compress and transmit audio by extracting certain frequency components from the audio signal and inserting other frequency components into the extracted portions. In this case, the device for compressing and demodulating the audio signal must have a high-performance filter for removing unnecessary frequency components;
Low prices are required.

(3) 従来技術と問題点 従来、周波数零からＦの周波数軸上で周波数
Ｆ／２の点に関して通過帯と阻止帯が互いに対称
な周波数位置に存在するようなフイルタとして振
幅特性が正弦波状のくし形フイルタなどがある。
この従来方式では正弦波発生回路や振幅変調回路
が必要であり、部品数が多くて装置価格が高いと
いう問題があつた。又、音声信号の有効帯域は
200〜3000Hz程度であるが、200〜1000Hzに音声の
主要部分が集中している。正弦波上のくし形フイ
ルタを用いた場合200〜1000Hzの音声の主要部分
の信号成分を削り過ぎてしまうという欠点もあ
る。(3) Prior art and problems Conventionally, a filter with a sinusoidal amplitude characteristic is used as a filter in which the pass band and stop band exist at frequency positions that are symmetrical to each other with respect to the frequency F/2 point on the frequency axis from frequency zero to F. There are comb filters, etc.
This conventional method requires a sine wave generation circuit and an amplitude modulation circuit, and has the problem of a large number of parts and a high device cost. Also, the effective band of the audio signal is
It is around 200 to 3000Hz, but the main part of the voice is concentrated in 200 to 1000Hz. When using a comb filter on a sine wave, there is also the drawback that the signal components of the main part of the voice between 200 and 1000 Hz are removed too much.

振幅特性が正弦波上の上記従来型くし形フイル
タに替えて、これよりも通過帯と阻止帯が明確な
くし形デイジタルフイルタを用いることも考えら
れるが、この場合はフイルタにおける計算回数や
遅延素子の個数が極めて大きくなるという問題が
生ずる。 Instead of the above conventional comb-shaped filter whose amplitude characteristic is a sine wave, it may be possible to use a comb-shaped digital filter with clearer passband and stopband, but in this case, the number of calculations in the filter and the number of delay elements can be reduced. A problem arises in that the number becomes extremely large.

(4) 発明の目的 本発明の目的は上記従来方式における問題にか
んがみ、正弦波上のくし形フイルタに替えて入力
音声の最高周波数をＦとするとき０〜Ｆ／４の成
分についてはそのまま通過させ、Ｆ／４〜３／
4Fの成分についてはＦ／４だけ下方に移動して、
周波数範囲０〜Ｆ／２の信号としてくし形デイジ
タルフイルタ波するという構想に基づき、音声
圧縮伝送方式において、品質劣下を少なくすると
共にくし形デイジタルフイルタの計算回数を減少
させることにある。(4) Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems with the conventional method, and to replace it with a comb filter on a sine wave, when the highest frequency of input audio is F, components from 0 to F/4 are passed through as is. Let, F/4~3/
For the 4F component, move it down by F/4,
Based on the concept of transmitting a comb-shaped digital filter wave as a signal in the frequency range 0 to F/2, the object of the present invention is to reduce quality deterioration and reduce the number of calculations of the comb-shaped digital filter in an audio compression transmission system.

(5) 発明の構成 上記の目的を達成するための本発明の要旨は、
入力音声信号源の最高周波数をＦとするとき、周
波数零からＦの範囲の周波数軸上で、周波数Ｆ／２ の点を中心として通過帯と阻止帯が互いに対称な
位置に存在するようなフイルタに音声信号を通し
たのち、Ｆ／２より上側の周波数成分を折返して、 周波数範囲零からＦ／２に音声帯域を圧縮して伝送 し、受信側では、受信した信号の内、折返された
成分を元の位置に戻して受話器に出力する伝送方
式であつて、該フイルタの通過特性を周波数範囲
零からＦ／４で通過、周波数範囲Ｆ／４から３／４Ｆで
く し形、そして、周波数範囲３／４ＦからＦで阻止と するように選ぶ音声圧縮伝送方式にある。(5) Structure of the invention The gist of the present invention to achieve the above object is as follows:
When the highest frequency of the input audio signal source is F, a filter whose pass band and stop band are located at symmetrical positions about the frequency F/2 on the frequency axis in the range from frequency zero to F is defined. After passing the audio signal through the signal, the frequency components above F/2 are folded back, the audio band is compressed from the zero frequency range to F/2, and the signal is transmitted.On the receiving side, the frequency components above F/2 are compressed and transmitted. It is a transmission method that returns the components to their original positions and outputs them to the receiver, and the pass characteristics of the filter are: pass in the frequency range from zero to F/4, comb shape in the frequency range from F/4 to 3/4F, and The audio compression transmission method is selected to be blocked in the range 3/4F to F.

本発明の一態様によれば、送信側では、該音声
信号源の出力信号のＦ／４以下の周波数成分を通
過させる第１の低域通過フイルタ、該音声信号源
の信号のＦ／４から３／４Ｆの周波数成分を通過させる 第１の帯域フイルタ、該第１の帯域フイルタの出
力信号をサンプリング周波数2FでAD変換する第
１のアナログ―デイジタル変換器、該第１のアナ
ログ―デイジタル変換器の出力信号の周波数を
Ｆ／４だけ下方に移動させる第１の移動手段、該
第１の移動手段の出力信号を、周波数Ｆ／４に関
して通過帯と阻止帯が互いに対称に位置するよう
に波する、サンプリング周波数Ｆの第１のくし
形デイジタルフイルタ、該第１のくし形デイジタ
ルフイルタの出力信号を１サンプルおきに、値零
のサンプルと置換する、第１の零サンプル置換回
路、該第１の零サンプル置換回路の出力信号をサ
ンプリング周波数ＦでDA変換する第１のデイジ
タル―アナログ変換器、該第１のデイジタル―ア
ナログ変換器の出力信号の周波数範囲Ｆ／４から
Ｆ／２の信号成分を通過させる第２の帯域フイル
タ、及び該第１の低域通過フイルタの出力信号と
該第２の帯域フイルタの出力信号を加算して伝送
路に送出する加算器を備えており、受信側では、
該伝送路から受信した信号のＦ／４以下の周波数
成分を通過させる第２の低域通過フイルタ、該伝
送路から受信した信号のＦ／４からＦ／２の周波
数成分を通過させる第３の帯域フイルタ、該第３
の帯域フイルタの出力信号をサンプリング周波数
ＦでAD変換する第２のアナログ―デイジタル変
換器、該第２のアナログ―デイジタル変換器の出
力信号を１サンプルおきに、値零のサンプルと置
換する、零サンプル置換回路、該第１のくし形デ
イジタルフイルタと同一特性を持ち、該第２の零
サンプル置換回路の出力信号を波する第２のく
し形デイジタルフイルタ、該第２のくし形デイジ
タルフイルタの出力信号をサンプル補間してサン
プリング周波数2Fとして出力する補間回路、該
補間回路の出力信号の周波数をＦ／４だけ移動さ
せる第２の移動手段、該第２の移動手段の出力信
号をサンプリング周波数2FでDA変換する第２の
デイジタル―アナログ変換器、該第２のデイジタ
ル―アナログ変換器の出力信号のＦ／４から３／
4Fの周波数成分を通過させる第４の帯域フイル
タ、及び該第２の低域通過フイルタの出力信号と
該第４の帯域フイルタの出力信号を加算して受話
器に出力する加算器を備えている。 According to one aspect of the present invention, on the transmission side, a first low-pass filter that passes frequency components of F/4 or lower of the output signal of the audio signal source; a first bandpass filter that passes a 3/4F frequency component; a first analog-digital converter that converts the output signal of the first bandpass filter into an AD signal at a sampling frequency of 2F; and the first analog-digital converter. a first moving means for shifting the frequency of the output signal of the first moving means downward by F/4; a first comb-shaped digital filter having a sampling frequency F; a first zero-sample replacement circuit that replaces every other sample of the output signal of the first comb-shaped digital filter with a sample having a value of zero; a first digital-to-analog converter that performs DA conversion on the output signal of the zero sample replacement circuit at a sampling frequency F; a signal component in the frequency range of F/4 to F/2 of the output signal of the first digital-to-analog converter; , and an adder that adds the output signal of the first low-pass filter and the output signal of the second band filter and sends it to the transmission path. ,
a second low-pass filter that passes frequency components below F/4 of the signal received from the transmission path; and a third low-pass filter that passes frequency components from F/4 to F/2 of the signal received from the transmission path. band filter, the third
a second analog-to-digital converter for AD converting the output signal of the bandpass filter at a sampling frequency F; replacing every other sample of the output signal of the second analog-to-digital converter with a sample having a value of zero; a sample replacement circuit; a second comb digital filter having the same characteristics as the first comb digital filter and wave an output signal of the second zero sample replacement circuit; an output of the second comb digital filter; an interpolation circuit that performs sample interpolation on a signal and outputs the signal at a sampling frequency of 2F; a second moving means that moves the frequency of the output signal of the interpolation circuit by F/4; and an output signal of the second moving means that outputs the signal at a sampling frequency of 2F. A second digital-to-analog converter that performs DA conversion;
It includes a fourth band filter that passes the 4F frequency component, and an adder that adds the output signal of the second low-pass filter and the output signal of the fourth band filter and outputs the result to the receiver.

(6) 発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。(6) Examples of the invention Examples of the invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例により入力音声信号
を圧縮する送信部を示すブロツク図、第２図は受
信信号を復調する受信部を示すブロツク図であ
る。 FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting section that compresses an input audio signal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a receiving section that demodulates a received signal.

第１図において、１は最高周波数4KHzの音声
信号を出力する送話器、２はカツトオフ周波数
1KHzのアナログ低域通過フイルタ、３は通過帯
域1KHz〜3KHzのアナログ帯域フイルタ、４はサ
ンプリング周波数8KHzでAD変換する第１のアナ
ログ―デイジタル変換器（以下AD変換器と称す
る）、５は乗算器、６は1KHzの正弦波発生回路、
７はカツトオフ周波数2KHzの低域通過デイジタ
ルフイルタ、８はサンプル間引きスイツチ、９は
くし形デイジタルフイルタ、１０は零サンプル置
換回路、１１はサンプリング周波数4KHzでDA変
換する第１のDA変換器、１２は通過帯域1KHz〜
2KHzのアナログ帯域フイルタ、１３はアナログ
低域フイルタ２の出力信号とアナログ帯域フイル
タ１２の出力信号を加算する加算器である。 In Figure 1, 1 is a transmitter that outputs an audio signal with a maximum frequency of 4KHz, and 2 is a cut-off frequency.
1KHz analog low-pass filter, 3 is an analog bandpass filter with a passband of 1KHz to 3KHz, 4 is the first analog-to-digital converter (hereinafter referred to as AD converter) that performs AD conversion at a sampling frequency of 8KHz, and 5 is a multiplier. , 6 is a 1KHz sine wave generation circuit,
7 is a low-pass digital filter with a cutoff frequency of 2KHz, 8 is a sample thinning switch, 9 is a comb digital filter, 10 is a zero sample replacement circuit, 11 is a first DA converter that performs DA conversion at a sampling frequency of 4KHz, and 12 is a pass-through. Bandwidth 1KHz~
The 2KHz analog band filter 13 is an adder that adds the output signal of the analog low-pass filter 2 and the output signal of the analog band filter 12.

第１図の送信部の動作を第３図から第７図の波
形図によつて説明する。 The operation of the transmitter shown in FIG. 1 will be explained with reference to waveform diagrams shown in FIGS. 3 to 7.

送話器１より入力された音声信号は第７図ａの
スペクトラムを持ち、第３図に示した波特性を
もつカツトオフ周波数1KHzのアナログ低域フイ
ルタ２で波されて第７図ｂのスペクトラムとな
り、０〜1KHzの周波数成分の信号が加算器１３
の第１入力に入力される。 The audio signal input from the transmitter 1 has the spectrum shown in Figure 7a, and is waved by the analog low-pass filter 2 with a cutoff frequency of 1KHz having the wave characteristics shown in Figure 3, resulting in the spectrum shown in Figure 7b. Therefore, the signal of the frequency component of 0 to 1KHz is sent to the adder 13.
is input to the first input of.

一方、送話器１の信号は通過帯域1KHz〜3KHz
のアナログ帯域フイルタ３で波され、AD変換
器４によつてサンプリング周波数8KHzでAD変換
されて第７図ｃのスペクトラムとなる。但しデイ
ジタル信号なので4KHz以上でもスペクトラムが
あるが、０〜4KHzと同一形状のスペクトラムで
あり、図面の簡単化のために第７図ｃにおいては
省略されている。以下、第７図の各図ではデイジ
タル信号の繰り返し部分は省略されている。 On the other hand, the signal from transmitter 1 has a passband of 1KHz to 3KHz.
The signal is waveformed by the analog band filter 3, and AD converted by the AD converter 4 at a sampling frequency of 8 KHz, resulting in the spectrum shown in FIG. 7c. However, since it is a digital signal, there is a spectrum even above 4KHz, but the spectrum has the same shape as that of 0 to 4KHz, and is omitted in FIG. 7c to simplify the drawing. Hereinafter, repeated portions of digital signals are omitted in each diagram of FIG. 7.

AD変換器４の出力は、乗算器５と、1KHzの正
弦波サンプル発生部６およびカツトオフ周波数
2KHzの低域通過デイジタルフイルタ７により、
周波数が1KHzだけ下方に移動して、第７図ｄの
スペクトラムとなる。この信号は8KHzでサンプ
リングされたデイジタル信号なので、第４図ａに
示すごとく、125μsの時間間隔毎にサンプル値を
持つている。これをサンプル間引きスイツチ８に
よつて、１サンプル時間おきに間引いて、第４図
ｂに示す如き、250μSの時間間隔を持つデイジタ
ル信号に変換する。これにより、サンプリング周
波数は8KHzの半分の4KHzとなる。サンプル間引
きスイチ８の出力信号は、第６図に示した波特
性をもつくし形デイジタルフイルタ９によつて
波されて第７図ｃのスペクトラムとなる。くし形
デイジタルフイルタ９の波特性は、周波数軸上
の1KHzの周波数点に関して、通過帯と阻止帯が
互いに対称な位置にあるので、第７図ｅのスペク
トラムも、1KHzを中心として通過帯と阻止帯が
互いに対称な位置にある。この信号を第５図の
ａ，ｂ如くａのスペクトラムを１サンプルおき
に、値零のサンプルと置換しｂの如くする零サン
プル置換回路に通すと、標本化定理の折り返し現
象が現われ、周波数スペクトラムは入力音声信号
の中心周波数2KHzに関して対称的に折り返され、
第７図ｆのスペクトラムとなる。これをDA変換
器１１によりサンプリング周波数4KHzでDA変換
して通過帯域が１〜2KHzのアナログフイルタ１
２を通り、第７図ｇのスペクトラムとなつて、加
算器１３の第２入力に入る。加算器１３で第７図
ｂと第７図ｇのスペクトラムが加算されて、伝送
路１４に第７図ｈのスペクトラムを持つ信号が送
出される。第７図ｈからわかるように、加算器１
３から送出される音声信号の帯域巾は2KHzに圧
縮されている。 The output of the AD converter 4 is connected to a multiplier 5, a 1KHz sine wave sample generator 6 and a cutoff frequency.
With 2KHz low-pass digital filter 7,
The frequency moves downward by 1KHz, resulting in the spectrum shown in Figure 7d. Since this signal is a digital signal sampled at 8KHz, it has sample values at every 125 μs time interval, as shown in FIG. 4a. The sample decimation switch 8 decimates this signal every one sample time and converts it into a digital signal having a time interval of 250 .mu.S as shown in FIG. 4b. As a result, the sampling frequency becomes 4KHz, which is half of 8KHz. The output signal of the sample thinning switch 8 is waved by a rectangular digital filter 9 having the wave characteristics shown in FIG. 6, resulting in the spectrum shown in FIG. 7c. In the wave characteristics of the comb-shaped digital filter 9, the passband and stopband are located at symmetrical positions with respect to the 1KHz frequency point on the frequency axis, so the spectrum in Figure 7e also has a passband and a stopband centered at 1KHz. The inhibition zones are located symmetrically to each other. When this signal is passed through a zero sample replacement circuit that replaces every other sample of the spectrum of a with a sample of zero value, as shown in a and b in Figure 5, the folding phenomenon of the sampling theorem appears, and the frequency spectrum is folded back symmetrically with respect to the center frequency of the input audio signal, 2KHz,
The spectrum is shown in Fig. 7f. This is converted to DA at a sampling frequency of 4KHz by a DA converter 11, and an analog filter 1 with a pass band of 1 to 2KHz is applied.
2, becomes the spectrum shown in FIG. 7g, and enters the second input of the adder 13. The adder 13 adds the spectra shown in FIG. 7b and FIG. 7g, and a signal having the spectrum shown in FIG. 7h is sent to the transmission line 14. As can be seen from FIG. 7h, adder 1
The bandwidth of the audio signal sent from 3 is compressed to 2KHz.

第２図において、１５はカツトオフ周波数1K
Hzのアナログ低域通過フイルタ、１６は通過帯域
1KHz〜2KHzのアナログ帯域フイルタ、１７はサ
ンプリング周波数4KHzでAD変換するAD変換器、
１８は零サンプル置換回路、１９はくし形デイジ
タルフイルタ、２０は補間回路、２１は乗算器、
２２は1KHz正弦波発振回路、２３はDA変換器、
２４は通過帯域1KHz〜3KHzのアナログ帯域フイ
ルタ、２５は加算器、そして２６は受話器であ
る。 In Figure 2, 15 is the cutoff frequency 1K
Hz analog low pass filter, 16 is passband
1KHz to 2KHz analog band filter, 17 is an AD converter that performs AD conversion at a sampling frequency of 4KHz,
18 is a zero sample replacement circuit, 19 is a comb digital filter, 20 is an interpolation circuit, 21 is a multiplier,
22 is a 1KHz sine wave oscillation circuit, 23 is a DA converter,
24 is an analog band filter with a pass band of 1 KHz to 3 KHz, 25 is an adder, and 26 is a receiver.

伝送路１４から受信した第７図ｈのスペクトラ
ムを持つ信号は、第３図の波特性を持つカツト
オフ周波数1KHzのアナログ低域通過フイルタ１
５で波されて第７図ｂのスペクトラムとなり、
加算器２５の第１入力に入力される。伝送路１４
の信号はまた、通過帯域1KHz〜2KHzのアナログ
フイルタ１６で波されて第７図ｇのスペクトラ
ムとなり、次いでAD変換器１７によりサンプリ
ング周波数4KHzでAD変換され、零サンプル置換
回路１８により第５図の如く１サンプルおきにサ
ンプル値零と置換されて第７図ｆのスペクトラム
となる。この信号は送信部と同一の第６図に示し
た特性を持つくし形デイジタルフイルタ１９で
波されて第７図ｅのスペクトラムとなる。デイジ
タルフイルタ１９の出力信号はサンプリング周期
が250μsなので、補間回路２０により改周期の間
のサンプリング値を補間用フイルタ２０で補間し
てサンプリング周波数を8KHzとし、乗算器２１、
1KHz正弦波発振回路２２、DA変換器２３、およ
び、通過帯域1KHz〜3KHzのアナログフイルタに
よつて、周波数を1KHzだけ上方に移動させて第
７図ｉのスペクトラムとなつて加算器２５の第２
入力に入力される。加算器２５においては、第７
図ｂのスペクトラムと第７図ｉのスペクトラムが
加算されて受話器６に第７図ｊのスペクトラムと
なつて送出される。 The signal having the spectrum shown in FIG.
5, resulting in the spectrum shown in Figure 7b,
It is input to the first input of the adder 25. Transmission line 14
The signal is also waved by an analog filter 16 with a passband of 1KHz to 2KHz to form the spectrum shown in FIG. Thus, every other sample is replaced with a sample value of zero, resulting in the spectrum shown in FIG. 7f. This signal is waved by a comb-shaped digital filter 19 having the same characteristics as those of the transmitter shown in FIG. 6, resulting in the spectrum shown in FIG. 7e. Since the sampling period of the output signal of the digital filter 19 is 250 μs, the interpolation circuit 20 interpolates the sampling value between the period changes to make the sampling frequency 8KHz, and the multiplier 21,
Using the 1KHz sine wave oscillation circuit 22, the DA converter 23, and the analog filter with a passband of 1KHz to 3KHz, the frequency is shifted upward by 1KHz, resulting in the spectrum shown in FIG.
entered into the input. In the adder 25, the seventh
The spectrum shown in FIG. 7b and the spectrum shown in FIG. 7i are added together and sent to the receiver 6 as the spectrum shown in FIG. 7j.

受話器に受け取られる信号のスペクトラムは、
1KHz〜3KHzのスペクトラムがくし形に抜き取ら
れているが、実験によれば聴感上殆んど原音と殆
んど変らない音声として聴こえることがわかつて
いる。 The spectrum of the signal received by the handset is
The spectrum from 1KHz to 3KHz is extracted in a comb shape, but experiments have shown that the sound is almost the same as the original sound.

なお、1KHz〜3KHzのスペクトラムがくし形に
抜き取られているために、平均電力が半減する。
そこで、０〜1KHzの周波数成分に比べて１〜3K
Hzの周波数成分の利得を２倍にすることにより、
更に高品質の信号が受話器に得られる。 Furthermore, since the 1KHz to 3KHz spectrum is extracted in a comb shape, the average power is halved.
Therefore, compared to the frequency component of 0-1KHz, 1-3K
By doubling the gain of the Hz frequency component,
An even higher quality signal is obtained at the handset.

第１図および第２図において用いられたアナロ
グフイルタは、デイジタルフイルタに置換するこ
ともできる。 The analog filter used in FIGS. 1 and 2 can also be replaced with a digital filter.

(7) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、音声周
波数の主要部分である０〜1KHzの帯域はくし形
デイジタルフイルタを通さずそのまま通過させ、
1KHz〜3KHzの成分については1KHzだけ下方に移
動してくし形フイルタで過し、周波数範囲０〜
2KHzに圧縮した信号として伝送することにより、
音声圧縮伝送方式において、通過帯と阻止帯の境
界が明確なくし形デイジタルフイルタの計算回数
が半減され、かつ音声品質の劣化を極力抑えるこ
とができる。(7) Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the band from 0 to 1 KHz, which is the main part of the audio frequency, is passed through without passing through the comb-shaped digital filter.
For the 1KHz to 3KHz component, it is moved downward by 1KHz and passed through a comb filter, and the frequency range is 0 to 3KHz.
By transmitting as a signal compressed to 2KHz,
In the audio compression transmission system, the number of calculations for a comb-shaped digital filter with a clear boundary between a pass band and a stop band can be halved, and deterioration in audio quality can be suppressed as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例により入力音声信号
を圧縮する送信部を示すブロツク図、第２図は第
１図の送信部からの受信信号を復調する受信部を
示すブロツク図、第３図は第１図および第２図に
示したアナログ低域通過フイルタの波特性を示
すグラフ、第４図は第１図に示したサンプル間引
きスイツチ８の動作を説明するためのグラフ、第
５図は、零サンプル置換回路の動作を説明する
図、第６図は第１図および第２図に示したくし形
デイジタルフイルタの波特性を示すグラフ、そ
して第７図ａ〜ｊは第１図および第２図の各部の
スペクトラムを示す波形図である。 １…送話器、２…第１のアナログ低域通過フイ
ルタ、３…第１のアナログ帯域フイルタ、４…第
１のAD変換器、５…乗算器、６…1KHz正弦波発
振回路、７…デイジタル低域フイルタ、８…サン
プル間引きスイツチ、９…くし形デイジタルフイ
ルタ、１０…零サンプル置換回路、１１…第１の
DA変換器、１２…第２のアナログ帯域フイル
タ、１３…加算器、１４…伝送路、１５…第２の
アナログ低域通過フイルタ、１６…第３のアナロ
グ帯域フイルタ、１７…第２のAD変換器、１８
…零サンプル置換回路、１９…くし形デイジタル
フイルタ、２０…補間回路、２１…乗算器、２２
…正弦波発振回路、２３…第２のDA変換器、２
４…第４のアナログ帯域フイルタ、２５…加算
器、２６…受話器。 FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting section that compresses an input audio signal according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a receiving section that demodulates the received signal from the transmitting section of FIG. 1, and FIG. The figures are graphs showing the wave characteristics of the analog low-pass filters shown in Figs. 1 and 2, Fig. 4 is a graph for explaining the operation of the sample thinning switch 8 shown in Fig. 1, and Fig. 6 is a diagram illustrating the operation of the zero sample replacement circuit, FIG. 6 is a graph showing the wave characteristics of the comb-shaped digital filter shown in FIGS. 1 and 2, and FIGS. FIG. 3 is a waveform chart showing spectra of various parts in FIG. 2; DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Transmitter, 2... First analog low-pass filter, 3... First analog band filter, 4... First AD converter, 5... Multiplier, 6... 1KHz sine wave oscillation circuit, 7... Digital low-pass filter, 8... Sample thinning switch, 9... Comb digital filter, 10... Zero sample replacement circuit, 11... First
DA converter, 12... Second analog band filter, 13... Adder, 14... Transmission line, 15... Second analog low pass filter, 16... Third analog band filter, 17... Second AD conversion vessel, 18
...Zero sample replacement circuit, 19...Comb digital filter, 20...Interpolation circuit, 21...Multiplier, 22
...Sine wave oscillation circuit, 23...Second DA converter, 2
4... Fourth analog band filter, 25... Adder, 26... Receiver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 入力音声信号源の最高周波数をＦとすると
き、周波数零からＦの範囲の周波数軸上で、周波
数Ｆ／２の点を中心として通過帯と阻止帯が互いに 対称な位置に存在するようなフイルタに音声信号
を通したのち、Ｆ／２より上側の周波数成分を折返 して、周波数範囲零からＦ／２に音声帯域を圧縮し て伝送し、受信側では、受信した信号の内、折返
された成分を、元の位置に戻して受話器に出力す
る伝送方式であつて、該フイルタの通過特性を周
波数範囲零からＦ／４で通過、周波数範囲Ｆ／４から ３／４Ｆでくし形、そして、周波数範囲３／４ＦからＦ で阻止とするように選ぶ音声圧縮伝送方式。 ２ 送信側では、 該音声信号源の出力信号のＦ／４以下の周波数
成分を通過させる第１の低域通過フイルタ、 該音声信号源の信号のＦ／４から３／４Ｆの周波数成 分を通過させる第１の帯域フイルタ、 該第１の帯域フイルタの出力信号をサンプリン
グ周波数2FでAD変換する第１のアナログ―デイ
ジタル変換器、 該第１のアナログ―デイジタル変換器の出力信
号の周波数をＦ／４だけ下方に移動させる第１の
移動手段、 該第１の移動手段の出力信号を、周波数Ｆ／４
に関して適過帯と阻止帯が互いに対称に位置する
ように波する、サンプリング周波数Ｆの第１の
くし形デイジタルフイルタ、 該第１のくし形デイジタルフイルタの出力信号
を１サンプルおきに、値零のサンプルと置換える
ことにより、周波数零からＦ／４の信号成分と、
周波数Ｆ／４からＦ／２の信号成分を互いに空の
周波数範囲に折り返す第１の零サンプル置換回
路、 該第１の零サンプル置換回路の出力信号をサン
プリング周波数ＦでDA変換する第１のデイジタ
ル―アナログ変換器、 該第１のデイジタル―アナログ変換器の出力信
号の周波数範囲Ｆ／４からＦ／２の信号成分を通
過させる第２の帯域フイルタ、及び 該第１の低域通過フイルタの出力信号と該第２
の帯域フイルタの出力信号を加算して伝送路に送
出する加算器を備えたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の音声圧縮伝送方式。 ３ 受信側では、 該伝送路から受信した信号のＦ／４以下の周波
数成分を通過させる第２の低域通過フイルタ、 該伝送路から受信した信号のＦ／４からＦ／２
の周波数成分を通過させる第３の帯域フイルタ、 該第３の帯域フイルタの出力信号をサンプリン
グ周波数ＦでAD変換する第２のアナログ―デイ
ジタル変換器、 該第２のアナログ―デイジタル変換器の出力信
号を１サンプルおきに、値零のサンプルと置換え
る、第２の零サンプル置換回路、 該第１のくし形デイジタルフイルタと同一特性
を持ち、該第２の零サンプル置換回路の出力信号
を波する該第２のくし形デイジタルフイルタ、 該第２のくし形デイジタルフイルタの出力信号
をサンプル補間してサンプリング周波数2Fとし
て出力する補間回路、 該補間回路の出力信号の周波数をＦ／４だけ移
動させる第２の移動手段、 該第２の移動手段の出力信号をサンプリング周
波数2FでDA変換する第２のデイジタル―アナロ
グ変換器、 該第２のデイジタル―アナログ変換器の出力信
号のＦ／４から３／4Fの周波数成分を通過させ
る第４の帯域フイルタ、及び 該第２の低域通過フイルタの出力信号と該第４
の帯域フイルタの出力信号を加算して受話器に出
力する加算器を備えたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の音声圧縮伝送方式。[Claims] 1. When the highest frequency of the input audio signal source is F, on the frequency axis in the range from frequency zero to F, the passband and stopband are symmetrical to each other about the point of frequency F/2. After passing the audio signal through a filter that exists at the same location, the frequency components above F/2 are folded back, the audio band is compressed from the zero frequency range to F/2, and transmitted. It is a transmission method that returns the folded component of the signal to its original position and outputs it to the receiver. The audio compression transmission method is chosen to be combed at 4F and blocked in the frequency range 3/4F to F2. 2. On the transmission side, a first low-pass filter that passes frequency components of F/4 or lower of the output signal of the audio signal source; and a first low-pass filter that passes frequency components of F/4 to 3/4F of the signal of the audio signal source. a first bandpass filter that converts the output signal of the first bandpass filter into an AD signal at a sampling frequency of 2F; a first moving means for moving the first moving means downward by a frequency of F/4;
a first comb-shaped digital filter with a sampling frequency F, which waveforms so that its passband and stopband are symmetrically located with respect to each other; By replacing the sample with the signal component from frequency zero to F/4,
a first zero sample replacement circuit that folds signal components from frequencies F/4 to F/2 into an empty frequency range; a first digital converter that converts the output signal of the first zero sample replacement circuit into a digital to digital signal at a sampling frequency F; - an analog converter; a second bandpass filter that passes signal components in the frequency range F/4 to F/2 of the output signal of the first digital-to-analog converter; and an output of the first low-pass filter. signal and the second
2. The audio compression transmission system according to claim 1, further comprising an adder that adds the output signals of the band filters and sends the result to a transmission path. 3. On the receiving side, a second low-pass filter that passes frequency components below F/4 of the signal received from the transmission path;
a third bandpass filter that passes frequency components; a second analog-to-digital converter that converts the output signal of the third bandpass filter into AD at a sampling frequency F; an output signal of the second analog-to-digital converter; a second zero sample replacement circuit that replaces every other sample with a sample of value zero, which has the same characteristics as the first comb-shaped digital filter and waves the output signal of the second zero sample replacement circuit; the second comb-shaped digital filter; an interpolation circuit that performs sample interpolation on the output signal of the second comb-shaped digital filter and outputs the sample at a sampling frequency of 2F; a second comb-shaped digital filter that shifts the frequency of the output signal of the interpolation circuit by F/4; a second digital-to-analog converter that performs DA conversion on the output signal of the second moving device at a sampling frequency of 2F; a fourth band filter that passes the 4F frequency component; and an output signal of the second low-pass filter and the fourth band filter.
3. The audio compression transmission system according to claim 2, further comprising an adder for adding the output signals of the band filters and outputting the result to the receiver.