(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回線を通して他の複数の多地点通信装置から送信され、音声がベクトル符号化方式により変換されて形状インデックスと利得インデックスとで構成された符号語を受信して復号する多地点通信装置において、
前記他の複数の多地点通信装置から送信された前記符号語の前記利得インデックスに基づいて、前記符号語を判別する判別器と、
前記判別器の判別結果に基づいて、前記他の複数の多地点通信装置から送信された符号語のうちその幾つかの符号語を選択する選択器と、
前記選択器により選択された符号語を復号し、前記選択された符号語の数だけ設けられた復号器と、
前記すべての復号器の出力を加算する加算器とを、
備えたことを特徴とする多地点通信装置。
【請求項２】
前記判別器は、
前記利得インデックスの絶対値が閾値を越える回数を一定の周期の区間でカウントして、その数が多いものを送信する前記複数の多地点通信装置からの符号語を優先して選択する、
構成にしたことを特徴とする請求項１記載の多地点通信装置。
【請求項３】
前記判別器は、
前記利得インデックスの絶対値を一定の周期の区間で加算して、その加算値が多いものを送信する前記複数の多地点通信装置からの符号語を優先して選択する、
構成にしたことを特徴とする請求項１記載の多地点通信装置。
【請求項４】
前記判別器は、
前記利得インデックスの最上位ビットが正から負、負から正へと変わる回数を一定の周期の区間でカウントして、その数が閾値を越えるものを送信する前記複数の多地点通信装置からの符号語を優先して選択する、
構成にしたことを特徴とする請求項１記載の多地点通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、他の複数の多地点通信装置から送信された音声を復号する多地点通信装置に関するものであり、特に、多地点間の音声会議装置やＴＶ会議装置などの多地点間における音声を復号する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、多地点間の音声やＴＶ会議が普及しつつあるが、これらの装置では多地点から送信された音声を加算する必要がある。
一方、現在広く普及しているディジタル転送方式である圧伸ＰＣＭ方式により、回線の効率を向上させるために、音声の圧縮を行っている。音声の圧縮の方法としてはさまざまな方式があるが、その１つとしていくつかの音声サンプルをひとまとめにして符号化するベクトル符号化がある。
この符号化はあらかじめ用意している音声サンプルに最も類似した基準波形を選択し、その番号を伝送するものである。このような音声符号化方式により多地点間会議で相互通信する場合、復号器を対向数だけ用意し、復号化したのち音声加算する必要がある。
図２は、従来の多地点通信装置を示す構成図である。
ＴＶ会議などに設けられたマイクロフォンなどより入力された音声は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされて図示しないアナログ・ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）によりＰＣＭ変換される。多地点通信装置（以下、この多地点通信装置を自局と呼ぶ）１０中の符号器１１により、ＰＣＭ変換されたディジタルデータの波形に最も近い音声サンプルをあらかじめ用意しておいた辞書より検索して、符号語に変換する。そして、この符号語を専用回線又はＩＳＤＮなどの通信回線を通して、他の多地点通信装置（以下、これらを対向局と呼ぶ）２０−１，２０−２，…，２０−Ｎ（Ｎ≧２）に出力する。
【０００３】
一方、対向局２０−１，２０−２，…，２０−Ｎ中の符号器より符号化された符号語は専用回線などを通して伝送されて、自局１０内の各対向局にそれぞれ接続された復号器１２−１，１２−２，…，１２−Ｎに入力される。
各復号器１２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、各復号器１２−ｉ中に用意した音声サンプルの辞書を検索して、対向局２０−ｉから送信された符号語とマッチングする音声サンプルを求める。そして、ＤＳＰ（Digital Siganal Processer)によりマッチングする音声サンプルを線形ＰＣＭ信号に変換して、この線形ＰＣＭ信号を判別器１３及び選択器１４に出力する。
判別器１３により、Ｎ個の線形ＰＣＭ信号を観測して、例えば、Ｎ個のうち電力の大きなＭ個を選択して、その選択された復号器からの線形ＰＣＭ信号を加算器１５に出力するように選択器１４を制御する。選択器１４では、判別器１３により指示されたＭ個の線形ＰＣＭ信号を加算器１５に出力する。
加算器１５により、Ｍ個の線形ＰＣＭ信号を加算して、図示しないディジタル・アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と呼ぶ）により、アナログの音声信号に変換して、スピーカなどの出力装置に出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の多地点通信装置においては、次のような課題があった。
多地点通信装置では、対向局２０−１〜２０−Ｎの数（Ｎ）だけ復号器１２−１，１２−２，…，１２−Ｎを用意する必要があった。ところが、この復号器１２−１，１２−２，…，１２−Ｎには、それぞれ符号語を線形ＰＣＭ信号に変換するためにＤＳＰ，メモリなどが必要であり、これらが高価なものであるため、復号器１２−１，１２−２，…，１２−Ｎの数（Ｎ）が増えるとそれだけ多地点通信装置が高価になるという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、通信回線を通して他の複数の多地点通信装置から送信され、音声がベクトル符号化方式により変換されて形状インデックスと利得インデックスとで構成された符号語を受信して復号する多地点通信装置において、以下の手段を備えている。
すなわち、前記他の複数の多地点通信装置から送信された前記符号語の前記利得インデックスに基づいて、前記符号語を判別する判別器と、前記判別器の判別結果に基づいて、前記他の複数の多地点通信装置から送信された符号語のうちその幾つかの符号語を選択する選択器と、前記選択器により選択された符号語を復号し、前記選択された符号語の数だけ設けられた復号器と、前記すべての復号器の出力を加算する加算器とを、備えている。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、以上のように多地点通信装置を構成したので、判別器により符号語の利得インデックス（例えば、利得インデックスの大きさを一定の周期で加算する）に基づいて、符号語を判別する。この利得インデックスは、音声情報の利得を表すものであり、例えば、利得インデックスの大きさを一定の周期で加算したものは、音声のパワを表す。選択器により、判別器の判別結果に基づいて、複数の符号語のうち所定の数の符号語を選択する。復号器により、選択された符号語を復号して、加算器により復号結果（例えば、線形ＰＣＭ信号）を加算する。従って、前記課題を解決できるのである。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明の実施例を示す多地点通信装置の構成図である。
本実施例の多地点通信装置が従来の多地点通信装置と異なる点は、判別器により対向局から送信された符号語の利得インデックス（以下、ＩＧと略すこともある）を観測することにより、対向局の数Ｎ個の符号語の中から線形ＰＣＭ信号を加算するに必要な数Ｍ個を選択して、復号器の数を減らしたことである。
図１に示すように、この多地点通信装置は、ＴＶ会議などの多地点通信装置１００，２００−１，２００−２，…，２００−Ｎ（Ｎ≧２）により構成されている。これらの多地点通信装置１００，２００−１，２００−２，…，２００−Ｎの構成は同じである。以下、多地点通信装置１００を自局として、自局１００に接続された他の多地点通信装置２００−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を対向局として説明する。
自局１００と対向局２００−ｉは、それぞれ双方向に専用回線又はＩＳＤＮとなどの通信回線により接続されている。自局１００は、線形ＰＣＭ信号を符号語に変換する符号器１１０と、Ｎ個の符号語の中からＭ個（ここでは、Ｍ＝３）の符号語を選択するために制御する判別器１２０と、Ｍ個の符号語を選択する選択器１３０と、復号器１４０−１，１４０−２，１４０−３と、加算器１５０とを有している。
符号器１１０には、図示しないＡ／Ｄ変換器から線形ＰＣＭ信号が入力される。符号器１１０から符号語が、通信回線を通して、対向局２００−ｉの判別器及び選択器に入力される。
判別器１２０には、通信回線を通して、対向局２００−ｉから送信された符号語が入力される。選択器１３０には、対向局２００−ｉから通信回線を通して符号語が入力され、判別器１２０からＮ個の符号語の中からＭ個に選択するための選択信号が入力される。
復号器１４０−１，１４０−２，１４０−３には、選択器１３０により選択された符号語がそれぞれ入力される。加算器１５０には、復号器１４０−１，１４０−２，１４０−３から線形ＰＣＭ信号がそれぞれ入力される。加算器１５０からは、図示しないＤ／Ａ変換器に加算した線形ＰＣＭ信号を出力する。
【０００８】
図３は、図１中の判別器の構成図である。
図３に示すように、判別器１２０は、Ｎ個のＩＧ抽出器１２１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と、ＩＧカウンタ１２２−ｉと、比較器１２３とにより構成されている。ＩＧ抽出器１２１−ｉには、図１中の対向局２００−ｉから送信された符号語Ｓ２００−ｉが入力される。ＩＧカウンタ１２２−ｉには、ＩＧ抽出器１２１−ｉにより抽出された利得インデックスの絶対値（｜ＩＧ｜）Ｓ１２１−ｉが入力される。比較器１２３には、一定の周期で加算されたＩＧカウント値Ｓ１２２−ｉが入力される。比較器１２３より図１中の選択器１３０に選択信号を出力する。
図４は、符号語の構成を示す図である。
符号語３００は、例えば、１０ビットで構成され、例えば、７ビットの形状インデックス３０１と３ビットの利得インデックス３０２により構成されている。形状インデックス３０１は、音声信号の波形情報を有しており、利得インデックス３０２は、音声情報の利得情報を有している。
図５は、利得インデックスと利得との関係を示す図であり、横軸は利得インデックスを示し、縦軸は利得の大きさを示している。
図６（ａ），（ｂ）は、音声波形と利得インデックスの分布の一例を示す図であり、特に同図（ａ）は「天気の良い日は、森林浴に…」という音声波形であり、同図（ｂ）はその音声に対応した利得インデックスの分布を示している。
この場合、利得インデックスは３ビットとしてあり、縦軸は利得インデックスの絶対値｜ＩＧ｜を取っており、｜ＩＧ｜としては４値を取り得る。下から「００」、「０１」、「１０」、「１１］である。
以下、これらの図を参照しつつ、図１の動作の説明をする。
【０００９】
図示しないマイクロフォンなどから入力された音声は、電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器により所定のサプリング周期でサンプリングされて、線形ＰＣＭ信号に変換された後、符号器１１０に出力される。
符号器１１０では、各フレームに含まれる線形ＰＣＭ信号の波形とあらかじめ用意しておいた音声サンプル辞書に登録されている基準波形とを比較して、最も類似する基準波形の符号語を検索して、通信回線を通して、対向局２００−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に出力する。
一方、対向局２００−ｉ中の前記符号器１１０と同様に構成された符号器より通信回線を通して送信された符号語Ｓ２００−ｉは、自局１００内の判別器１２０に入力される。図３中のＩＧ抽出器１２１−ｉでは、符号語Ｓ２００−ｉを通信回線の伝送レートに同期した一定の周期で３ビットの利得インデックスの中からＭＳＢを除く２ビットの利得インデックスの絶対値Ｓ１２１−ｉを抽出する。例えば、符号語Ｓ２００−ｉが送信されてくる周期を約１ｍｓとすれば、ＩＧ抽出器１２１−ｉの動作周期は、１ｍｓ単位となる。
利得インデックスのＭＳＢ（最上位ビットであって３ビットのうち左側の値を示す）は、正・負の符号を示し、ＭＳＢ以外は利得の大きさ（絶対値）を示している。図５及び図６に示すように、有音では大きなインデックスをとり（例えば、「０１１」，「１１１」など）、無音では小さなインデックス（例えば、「０００」，「１００」，「１０１」，「００１」など）をとる性質がある。つまり、利得インデックスを利得の大きさを観測することにより、有音と無音との判別及び有音のパワの大きさに応じて符号語を判別することが可能となる。
そこで、ＩＧカウンタ１２２−ｉでは、ある時間単位（図６に示すように、１文字の発音の長さは１００ｍｓ前後となるので、例えば、この時間単位を１００ｍｓとする）の区間において、利得インデックスの絶対値Ｓ１２１−ｉがある閾値を越える値（例えば、閾値「１１」とする）の時、カウントアップして、ＩＧカウント値Ｓ１２２−ｉを比較器１２３に出力する。ＩＧカウント値Ｓ１２２−ｉは、音声のパワを示すパラメータとなり、そのカウント値が大きいものほどパワが大きいものである。
【００１０】
比較器１２３では、ＩＧカウント値Ｓ１２２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の中で最も多くカウントしたＭ個の符号語Ｓ２２０1 〜Ｓ２２０M を選択して、選択器１３０に選択信号を、ＩＧカウンタ１２２−ｉのカウントする時間単位の区間と等しい時間単位（例えば、１００ｍｓ単位）で出力する。
また、比較器１２３では、ＩＧカウント値が同程度の場合は、その前の区間で選択された符号語を優先させる。このようにする事により、話始めの早い音声あるいは話中の音声が優先される。
選択器１３０では、選択信号に基づいて、比較器１２３により選択された符号語Ｓ２２０1 〜Ｓ２２０M （Ｍ＝３）を選択して、復号器１４０−１，１４０−２，１４０−３にそれぞれ出力する。
復号器１４０−１〜１４０−３では、ＤＳＰを用いることにより、各符号語Ｓ２２０1 〜Ｓ２２０M と一致する音声の基準波形をサンプル辞書より検索して、その基準波形に基づいて線形ＰＣＭ信号に変換して、加算器１５０に出力する。
加算器１５０では、３個の線形ＰＣＭ信号を加算して、図示しないＤ／Ａ変換器に出力する。Ｄ／Ａ変換器では、加算された線形ＰＣＭ信号をアナログの音声信号に変換して、スピーカなどの出力装置に出力する。
以上説明したように、本実施例によれば、以下の利点がある。
多地点からの符号語を復号する際に、受信した符号語を観測し、Ｎ個のうちＭ個（Ｍ＝３としている）の符号語を選択し復号化するので、対向局２００−１，２００−２，…，２００−Ｎの数が増加しても高価な復号器を増加させる必要がなく、復号化装置が大きくなり高価になるのを避けられる。
なお、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例としては、例えば次のようなものがある。
【００１１】
（１）  本実施例では、利得インデックスの絶対値が閾値を越えるものの符号語の数をカウントしたが、利得インデックスの絶対値を加算して、その加算値が大きいものを優先するようにしてもよい。
（２）  判別器１２０により符号語Ｓ２００−１〜２００−Ｎを判別する他の方法として、図６（ａ）に示すように無音の場合には、音声の波形が基準点（０点）とクロスする回数が有音に比べて多いという特徴を持つ。そこで、利得インデックスのＭＳＢが正から負、負から正へと変わる回数をカウントして、その回数が閾値を越えたときに無音としてもよい。
（３）  本実施例では、復号器１４０−１，１４０−２，１４０−３の個数をＭ＝３としたが、それ以外（例えば、Ｍ＝２，４など）であってもよい。
（４）  利得インデックスを３ビットとしたが４ビット、５ビットであってもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１〜第４の発明によれば、判別器により符号語の利得インデックスを観測することにより、他の多地点通信装置から送信されてきた符号語を選択するので、復号器の数を減らすことができる。そのため、多地点通信装置が安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す多地点通信装置の構成図である。
【図２】従来の多地点通信装置の構成図である。
【図３】図１中の判別器の構成図である。
【図４】符号語の構成を示す図である。
【図５】利得インデックスと利得との関係を示す図である。
【図６】音声波形と利得インデックスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００                      自局
１１０                      符号器
１２０                      判別器
１３０                      選択器
１４０−１〜１４０−３      復号器
１５０                      加算器
２００−１〜２００−Ｎ      対向局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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