(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイスメールボックス、ＩＳＤＮ回線および無線通信システムの音声圧縮に関するＤＳＰによるビットレート切換機能付データ圧縮方法および装置において、
複数の入力チャンネル（ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４）に接続された複数のコーデック（３，４，５，６）を切り換えてＤＳＰ（１）に入力するための第１の切換手段（７）と，６４Ｋｂｉｔ／ＳのＰＣＭデータをそれぞれ３２Ｋｂｉｔ／Ｓ，２４Ｋｂｉｔ／Ｓ，１６Ｋｂｉｔ／Ｓの各ビットレートに圧縮する内部プログラムを備えたＤＳＰ（１）と、このＤＳＰ（１）からの出力を各出力チヤンネル（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４）毎に切り換える第２の切換手段（８）とを有し、
第１および第２の切換手段（７，８）を外部からの制御コマンド（１０ｄ，１０ｃ）で操作して入力チャンネル（ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４）および出力チヤンネル（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４）を切り換え、ＤＳＰ（１）の内部の各ビットレートに対応したプログラムを外部からの制御コマンド（１０ｂ）で操作することにより選択し、
１つのＤＳＰ（１）で複数の入出力チャンネルをサポートし、かつ３種類のビットレートに対応可能としたことを特徴とするＤＳＰによるビットレート切換機能付データ圧縮方法および装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は音声等のデータを圧縮する方法、特にＤＳＰ１を用いて音声データを圧縮するＤＳＰによるビットレート切換機能付データ圧縮方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを格納するファイルの容量を減らしたり、通信回線においてデータを送る時間を短縮するために、データの持つ冗長性を除くことにより、データの量を削除するための技術、すなわちデータ圧縮技術には連続して出現する同一文字やビット列を圧縮するラン・レングス符号化、出現頻度の高い文字には短い内部コードを、低い文字には長いコードを割り当てるハフマン符号化やｎ／２ｎ符号化、頻繁に出現するパターンを記号で表す方法、意味のない文字列やビット列の除去といったものがあるが、これを実現する手段として従来は汎用のマイクロプロセッサを使用して、演算処理を行う方法が多く使われていた。
【０００３】
ところが、最近になってＤＳＰ１の出現によりこのＩＣを使用したデータ圧縮方法や装置が提案されるようになった。
このＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１とは、デジタル信号処理専用のプロセッサであり、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）やデジタル信号処理を、汎用マイクロプロセッサに比べ一桁以上高速に行うものである。このため、ＤＳＰ１ではデジタル信号処理で多用する積和演算の繰り返しを高速に処理するために独特の回路構成が採用されており、ハードウエア乗算器と加算器（ＡＬＵ）をパイプライン接続して並列動作させることにより、１サイクルで積和演算を処理する。また、積和演算を毎サイクル連続して行うためには、命令のロードやオペランド（データ）の転送も１マシンサイクルで済ませる必要があり、そのため、ＤＳＰ１は命令、データ用として数ＫワードのＲＡＭ／ＲＯＭを内蔵している。アドレッシングもデジタル信号処理に適したモードを備え、例えば、ＦＦＴ演算時に途切れなくデータを演算器に送るため、ある領域のアドレスを巡回するモジュロ方式を採用する。また、扱うデータ長は１６，２４，３２ビット等がある。
【０００４】
図２にＤＳＰ１の基本構成を示す。図中２１，２２は命令を読出し、解読して実行させる命令デコーダおよびアドレス修飾である。また、２３は内部データやプログラムを蓄えるメモリ、２４は高速の乗算器と加算器（ＡＬＵ）を有する算術演算部、２５は外部との入出力を行う入出力インターフェースでありこれらが内部データバス２６によって相互に接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＤＳＰ１を通信の分野で利用しようとする場合において、ＰＢＸ（構内交換装置）等の装置でデータ圧縮を行うには、ボイスメールボックス、ＩＳＤＮ回線、無線通信システム等の接続する媒体により３２，２４，１６Ｋｂｉｔ／Ｓと圧縮するビットレートが異なるため、これらに対応するためには複数のビットレートに圧縮する必要があるが、従来はＤＳＰ１に内蔵されているデータ圧縮用のプログラムは一つの圧縮レートのものしかなく、従って一つのＤＳＰ１で一つのビットレートにしか対応できず、また、一つのチャンネルしかサポートしていないことから、複数のＤＳＰ１を用いてこれらを各ビットレートに割り付けて使用していた、そして、同一のビットレートであっても、それが複数ある場合にはその数だけＤＳＰ１を使わなければならない場合があり、いまだ価格の高価なＤＳＰ１をこのように無為に多数使用することで装置が複雑となり、また価格を引き上げる原因となっていた。そして、ひとつのＤＳＰ１で一つのビットレート、一つのチャンネルしかサポートできないため設計や使用方法も限られたものとなっていた。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものでその目的とするところは、一つのＤＳＰ１で複数の種類のビットレートを自由に選択できるようにし、また、チャンネル数を複数サポートできるＤＳＰによるビットレート切換機能付データ圧縮方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ボイスメールボックス、ＩＳＤＮ回線および無線通信システムの音声圧縮に関するＤＳＰによるビットレート切換機能付データ圧縮方法および装置において、
複数の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４毎に接続されている複数のコーデック３，４，５，６を切り換えてＤＳＰ１に入力するための第１の切換手段７と，６４Ｋｂｉｔ／ＳのＰＣＭデータをそれぞれ３２Ｋｂｉｔ／Ｓ，２４Ｋｂｉｔ／Ｓ，１６Ｋｂｉｔ／Ｓの各ビットレートに圧縮する内部プログラムを有するＤＳＰ１と、このＤＳＰ１からの出力を各出力チヤンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４毎に切り換える第２の切換手段８とを有し、
第１および第２の切換手段７，８を外部からの制御コマンド１０ｄ，１０ｃで操作して入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４および出力チヤンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４を切り換え、ＤＳＰ１の内部の各ビットレートに対応したプログラムを外部からの制御コマンド１０ｂで操作して切り換えることにより、１つのＤＳＰ１で複数の入出力チャンネルをサポートし、かつ３種類のビットレートに対応可能とした。
【０００８】
【作用】
第１の切換手段７およびＤＳＰ１、第２の切換手段８はそれぞれバスライン２によって接続されていて、このバスライン２によって制御コマンド１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄや各データ１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが授受される。第１の切換手段７には複数の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４に接続する複数のコーデック３，４，５，６が接続されていて、外部からの制御コマンド１０ｄによりこのコーデック３，４，５，６の出力を切り換えて６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータ１１ａ，１１ｂをＤＳＰ１に送出する。ＤＳＰ１の内部には６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータをそれぞれ３２，２４，１６Ｋｂｉｔ／Ｓの圧縮データに圧縮するプログラムがそれぞれあって、どのプログラムを起動するかは外部からのコマンド１０ｂで選択できるようになっている。そして、ＤＳＰ１はこの制御コマンド１０ｄにより選択されたビットレートに前記６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータ１１ａ，１１ｂを圧縮し、３２，２４，１６Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ１２ａ，１２ｂとして、バスライン２を介して第２の切換手段８に送出する。そして、第２の切換手段８は圧縮された各ビットレート毎に３２Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ１３ａ、２４Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ１３ｂ、１６Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ１３ｃ，１３ｄそれぞれ切り換えて対応する出力チャンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４へ送出する。
【０００９】
データ圧縮の手法として、例えばＣＣＩＴＴの勧告Ｇ．７２１に準拠する３２Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＡＤＰＣＭ  方式による圧縮方法がある。
音声信号は時間によってレベルが変動するので、量子化するときに一定の量子化単位で量子化するよりも、音声レベルの大小に応じてステップの大きさを変えながら量子化することが望ましい、もし、一定のステップサイズで量子化するならば大きな音声信号に対してはビット数が不足するために過負荷により音質にひずみを生ずることになる。一方、小さな信号では粗い量子化になるため耳障りな雑音（量子化雑音）となって知覚される、人間の聴覚は、大きな音に対する量子化雑音には鈍感であるが、小さな音に対しては敏感になるという性質がある。従って大きな信号は大きなステップサイズで量子化し、小さな信号に対しては細かく量子化すれば良いことがわかり、このような量子化を適応量子化という。
また、音声信号にはランダムデータ信号とは異なりサンプルされた前後の音声信号間に強い相関があるため、これを利用して符号化することが考えられ、この相関を近接相関という。そして、ＡＤＰＣＭ方式では、予測器を用いて近接相関量を推定して符号化を行う。
このような、データ圧縮方法による演算プログラムがＤＳＰ１の内部メモリに組み込まれることにより、所定の圧縮レートにデータが圧縮される。
【００１０】
【実施例】
次に本発明の一実施例について図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例の基本構成を示した図である。
図において、１はＤＳＰであり、これは汎用のＤＳＰであれば何でも良い、２はバスラインであり、ＣＰＵ９とＤＳＰ１あるいは第１または第２の切換手段７，８とを接続している。またＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４は第１ないし第４の入力チャンネルを示しており、この第１ないし第４の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４には例えば電話機が接続され音声によるアナログ信号が入力される。３，４，５，６はコーデック（ＣＯＤＥＣ）で、第１ないし第４の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４からのアナログ信号をデジタルのＰＣＭ信号に変換するもので、通常は１チップのＩＣによって構成されている。７は第１の切換手段で、各コーデック３，４，５，６からのＰＣＭデータを制御コマンド１０ｄにより切り換えてＤＳＰ１に送出するものであり、実際には例えば各コーデック３，４，５，６のＩＣに特殊な制御信号を与えてその出力をコントロールすることにょり行われる。８は第２の切換手段でＤＳＰ１からの圧縮データを各圧縮レート等によって制御コマンドにより切り換えて、第１ないし第４の出力チャンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４に送出するもので、例えばゲートアレイ等により構成される。９はＣＰＵで、ＤＳＰ１や第１の切換手段、第２の切換手段を制御するための制御コマンド１０ａを送出する。
【００１１】
しかして、本実施例では、入力チャンネルには第１ないし第４の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４の４つを有し、この第１ないし第４の入力チャンネルＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４にはそれぞれコーデック３，４，５，６が接続されていて、入力された音声によるアナログ信号を６４Ｋｂｉｔ／Ｓ
ＰＣＭデータの信号に変換するようになっている、そして、この各コーデック３，４，５，６の出力は第１の切換手段７に接続されており、この第１の切換手段７はバスライン２からの制御コマンド１０ｄにより各コーデック３，４，５，６の出力を切り換えて６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータ１１ａ，１１ｂとしてバスライン２を介してＤＳＰ１に送出する。
【００１２】
ＤＳＰ１には前述のように内部にプログラムメモリーがあって演算プログラムを内蔵できるようになっているため、予め３２Ｋｂｉｔ／Ｓ，２４Ｋｂｉｔ／Ｓ，１６Ｋｂｉｔ／Ｓの各ビットレートに圧縮するためのプログラムをそれぞれ書き込んでおき、どのプログラムを起動するかを外部からのコマンドによつて選択できるようにしておく。
【００１３】
こうして、ＤＳＰ１に送られてきた６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータ１１ａ，１１ｂは、バスライン２からの制御コマンド１０ｂによって選択されたＤＳＰ１内部の演算プログラムによつて所定の圧縮データに圧縮され３２，２４，１６Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ１２ａ，１２ｂとしてバスライン２を介して第２の切換手段８へ送出される。
【００１４】
この第２の切換手段８には第１ないし第４の出力チャンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４が接続されていて、各出力チャンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４にはその用途に応じて例えばボイスメールボックス１、ボイスメールボックス２、無線通信装置、ＩＳＤＮ  Ｂチャンネルがそれぞれ接続されている。そして、ボイスメールボックス１には３２Ｋｂｉｔ／Ｓ、ボイスメールボックス２には２４Ｋｂｉｔ／Ｓ、無線通信装置には１６Ｋｂｉｔ／Ｓ、ＩＳＤＮ  Ｂチャンネルには１６Ｋｂｉｔ／Ｓの圧縮データが使用されるため、第２の切換手段８はバスライン２からの制御コマンド１０ｃにより指定されたデータを第１の出力チャンネルＯＵＴ１には３２Ｋｂｉｔ／Ｓ圧縮データ１３ａ、第２の出力チャンネルＯＵＴ２には２４Ｋｂｉｔ／Ｓ圧縮データ１３ｂ、第３の出力チャンネルＯＵＴ３には１６Ｋｂｉｔ／Ｓ圧縮データ１３ｃ、第４の出力チャンネルＯＵＴ４には１６Ｋｂｉｔ／Ｓ圧縮データ１３ｄというようにそれぞれの出力チャンネルＯＵＴ１，ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，ＯＵＴ４に切り換えて送出する。
【００１５】
なお、ボイスメールボックスとは人間の音声によるメッセージをファイルして蓄えることにより各種のサービスを提供するシステムをいい、例えば入力した音声メッセージをシステム内のディスクに一時蓄え、指定された電話機等にこの音声メッセージを転送したり、着信側の電話機から自分あてのメッセージを呼び出して聞くことができるものである。そして、このボイスメールボックスに格納するデータの容量を減らす為に音声メッセージを例えば３２Ｋｂｉｔ／ＳのＰＣＭデータに圧縮する。
【００１６】
また、ＩＳＤＮ  Ｂチャンネルは音声等の情報を伝送するためのチャンネルで通常６４Ｋｂｉｔ／ＳのＰＣＭデータが伝送できるが、本実施例では１６Ｋｂｉｔ／Ｓに音声データを圧縮しているので複数の音声データや音声データと他のデータを併せて送ることができる。
【００１７】
ＣＰＵ９はバスライン２に制御コマンド１０ａを送出することによってＤＳＰや第１の切換手段７、第２の切換手段８を制御するもので、一般的には同一装置内に実装された１チップのマイクロプロセッサが使用されるが、外部のコンピュータからコマンドを与える方法としても良い。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の切換手段７、第２の切換手段８により入出力チャンネルを切り換え、３種類のビットレートに圧縮するプログラムをＤＳＰ１に内蔵し、外部から選択できるようにしたので、ひとつのＤＳＰ１で３種類のビットレートに圧縮でき、かつ複数のチャンネルをサポートすることが可能となり、高価なＤＳＰ１を多数使用しなくて済み、部品点数が減り、実装面積が減るのでコストダウンになり、また、出力されるデータのビットレートが３種類あるので設計や使用の自由度が増大するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の基本構成を示した図である。
【図２】ＤＳＰの基本構成を示した図である。
【符号の説明】
１    ＤＳＰ
２    バスライン
３，４，５，６  コーデック
７    第１の切換手段
８    第２の切換手段
９    ＣＰＵ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  制御コマンド
１１ａ，１１ｂ  ６４Ｋｂｉｔ／Ｓ  ＰＣＭデータ
１２ａ，１２ｂ  ３２，２４，１６Ｋｂｉｔ圧縮データ
１３ａ  ３２Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ
１３ｂ  ２４Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ
１３ｃ，１３ｄ  １６Ｋｂｉｔ／Ｓ  圧縮データ
２１  命令デコーダ
２２  アドレス修飾
２３  メモリ
２４  算術演算部
２５  入出力インターフェス
２６  共通バス
２７  外部バス
【図１】
0003576208.tif 000002
【図２】
0003576208.tif 000003