(57)【要約】【課題】受信したデジタル音声信号のクロックと内部処理のためのクロックとが相違する場合にも音声信号を補正して聴取し易い音声として出力することを可能にする。【解決手段】本発明のブルートゥースモジュール15は、バッファ17と変換器18とを含んで構成され、外部に設けられたデジタル出力を有する機器の音源14からの音声データを受信して、逆変換器19、スピーカ20を備える他のブルートゥースモジュール16に音声データを送信している。本発明は、モジュール15に設けられ、モジュール内で扱うデータ形式にデータを変更するデルタ変調器を持つ変換器18により、外部機器との間でのクロックの相違により出力する音声データに不足あるいは多過が発生した場合、音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの挿入を行い、あるいは、２ビット単位で０１または１０のデータの削除を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法において、前記音声データが他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータであり、この入力された音声データを他のモジュールに伝送する際、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記デルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位でデータの挿入を行い、出力する音声データに多過が発生した場合、前記デルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位でデータの削除を行うことを特徴とする音声データの補正方法。
【請求項２】
前記２ビット単位のデータが、０１または１０であることを特徴とする請求項１記載の音声データの補正方法。
【請求項３】
デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法において、前記ブルートゥースモジュールを１段目、２段目の２つのデルタ変調器を備えて構成し、前記音声データが他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータであり、この入力された音声データを他のモジュールに伝送する際、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの削除を行い、前記２段目のデルタ変調器は、通常のデルタ変調の処理を行うことを特徴とする音声データの補正方法。
【請求項４】
デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおいて、他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータによる音声データを他のモジュールに伝送する際に、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記デルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記デルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの削除を行うことを特徴とするブルートゥースモジュール。
【請求項５】
デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおいて、前記ブルートゥースモジュールを１段目、２段目の２つのデルタ変調器を備えて構成し、他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータによる音声データを他のモジュールに伝送する際に、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器は、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの削除を行い、前記２段目のデルタ変調器は、通常のデルタ変調の処理を行うことを特徴とするブルートゥースモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルートゥース(Bluetooth）モジュールにおける音声信号等のリアルタイムデータ（以下、単に、音声信号または音声データという）の補正方法及びブルートゥースモジュールに係り、特に、ブルートゥースモジュールで受信するデジタル音声信号のクロックと内部処理のためのクロックとの同期がとれずに音声信号の欠損、多過等が生じた場合に音声信号を補正して出力することを可能にしたブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法及びブルートゥースモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブルートゥースモジュールは、一般に、ＲＦトランシーバＩＣ、ベースバンドＩＣ、音声等のリアルタイム性が要求されるアプリケーションに使用されるＳＣＯ(Synchronous Connection Oriented）と呼ばれる同期チャンネル等を備えて構成されている。そして、ブルートゥースモジュールは、音声信号がＲＦトランシーバで受信されると、受信した音声信号をベースバンドＩＣで処理し、ＳＣＯから外部のコーデックＩＣに出力し、または、中継のためＲＦトランシーバＩＣを経て外部に送信している。その間における信号等の処理は、ＤＳＰ、ＨＣＩで行われている。
【０００３】
一般に、ブルートゥースモジュールは、ブルートゥースクロックと呼ばれるブルートゥース間の基準クロックに同期して動作している。一方、外部から入力されて受信される音声信号等がデジタル信号である場合、受信されるデジタル音声信号のクロックは、ソース源となる機器、例えば、デジタル出力を有するＣＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー等のブルートゥース間の基準クロックとは異なるものである。もちろん、２つのクロックは、同一の値を持つものとして定められているが、実際には僅かなずれが生じることが避けられない。
【０００４】
前述したように、ブルートゥースモジュールに入力されるデジタル音声信号のクロックがブルートゥース間の基準クロックと相違していると、音声信号のデータに過不足が生じて出力される音声の音質を低下させることになる。通常、このようなことを回避するために、ブルートゥースモジュールは、バッファを用いる内部処理により音声信号データに過不足が生じた場合、サンプリング単位でデータの内挿、削除を行っている。
【０００５】
図４は音声データに不足が生じる場合の例について説明する図、図５は音声データに不足が生じた場合の出力信号波形の例を説明する図であり、図４、図５を参照して従来技術の場合の音声データの補正方法について説明する。
【０００６】
いま、デジタル音声データが、ブルートゥースモジュールに図４（ａ）に示す音源と記述している時間軸上の×印で示しているクロック点毎に到来し、各クロック点毎のデータが、バッファと記述している時間軸上に×印で示すブルートゥースモジュールのクロックによりバッファに取り込まれるものとする。図４（ａ）に示す例では、ブルートゥースモジュールに到来する音声データのクロック周期が、ブルートゥースモジュール自身のクロック周期より僅かに長いものとしており、この場合、幾つかの音声データをバッファに取り込むと、音声データのクロックが遅いため、ブルートゥースモジュール自身のクロックで到来する音声データをバッファに取り込もうとしても、到来する音声データがなく、図４（ａ）に大きな×印で示すように、到来する音声データをバッファに取り込むことができなくなる。
【０００７】
そこで、従来技術の場合、図４（ｂ）に示すように、ブルートゥースモジュール自身のクロックで到来する音声データをバッファに取り込もうとしたときに、到来する音声データがなかった場合、すでに到来している音声データを重複してバッファに取り込むようにしている。従来技術は、このような処理を行うことにより、音声信号データに不足が生じてた場合にも、音声の音質の低下をある程度小さなものとすることができる。
【０００８】
前述の場合の音声信号の出力信号波形の例を図５に示しており、この図から判るように、２度読みしたデータにより、信号波形上に階段状の部分を生じさせることになり、この部分により再生される音声にノイズを発生させてしまい、それを聴取するユーザに不快な思いをさせることになる。なお、図５における横軸は時間軸を示しており、縦軸は信号のレベルを示しているが、記述している数値は、単に時間経過と相対的な信号のレベルを示しているに過ぎず特別の意味はない。
【０００９】
図４、図５により説明した例は、ブルートゥースモジュールに到来する音声データのクロック周期が、ブルートゥースモジュール自身のクロック周期より長い場合であったが、到来する音声データのクロック周期が、ブルートゥースモジュール自身のクロック周期より短い場合、到来する音声データのバッファへの取り込みが間に合わないことになる。この場合、従来技術では、到来する音声データの１つを削除することにしており、この場合にも、前述した場合と同様に、再生される音声にノイズを発生させてしまい、それを聴取するユーザに不快な思いをさせることになる。
【００１０】
なお、ブルートゥースモジュールに関する従来技術として、例えば、非特許文献１等に記載された技術が知られている。
【非特許文献１】宮津  和弘著「Bluetoothガイドブック」（日刊工業新聞社 2000年9月20日発行、第６８頁〜第７８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した従来技術によるブルートゥースモジュールによるデジタル音声信号の処理は、到来する音声データのクロック周期が、ブルートゥースモジュール自身のクロック周期と異なる場合、出力される音声信号にノイズが含まれてしまうという問題点を有している。
【００１２】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、受信したデジタル音声信号のクロックと内部処理のためのクロックとの同期がとれなかった場合にも、音声信号を補正して聴取し易い音声として出力することを可能にしたブルートゥースモジュールにおける音声信号の補正方法及びブルートゥースモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば前記目的は、デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法において、前記音声データが他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータであり、この入力された音声データを他のモジュールに伝送する際、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記デルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位でデータの挿入を行い、出力する音声データに多過が発生した場合、前記デルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位でデータの削除を行うことにより達成される。
【００１４】
また、前記目的は、前記２ビット単位のデータが、０１または１０であることにより達成される。
【００１５】
また、前記目的は、デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法において、前記ブルートゥースモジュールを１段目、２段目の２つのデルタ変調器を備えて構成し、前記音声データが他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータであり、この入力された音声データを他のモジュールに伝送する際、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの削除を行い、前記２段目のデルタ変調器が、通常のデルタ変調の処理を行うことにより達成される。
【００１６】
また、前記目的は、デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおいて、他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータによる音声データを他のモジュールに伝送する際に、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記デルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記デルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの削除を行うことにより達成される。
【００１７】
また、前記目的は、デルタ変調器を含んで構成されるブルートゥースモジュールにおいて、前記ブルートゥースモジュールを１段目、２段目の２つのデルタ変調器を備えて構成し、他のデジタル機器から入力される独立なクロックを持つデジタルデータによる音声データを他のモジュールに伝送する際に、自ブルートゥースモジュールでのクロックと入力された音声データのクロックとが異なることにより、出力する音声データに不足が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの挿入を行い、また、出力する音声データに多過が発生した場合、前記１段目のデルタ変調器が、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、１ビットのデータの削除を行い、前記２段目のデルタ変調器が、通常のデルタ変調の処理を行うことにより達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、受信したデジタル音声信号のクロックと内部処理のためのクロックとの同期がとれなかった場合にも、音声信号を補正して聴取し易い音声として出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明によるブルートゥースモジュールにおける音声データの補正方法及びブルートゥースモジュールの実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態によるブルートゥースモジュールを使用するデジタル音声データの伝送方法を説明する図であり、まず、これについて説明する。図１において、１１〜１３はクロック、１４は音源、１５、１６はブルートゥースモジュール、１７はバッファ、１８は変換器、１９は逆変換器、２０はスピーカである。
【００２１】
本発明の実施形態によるブルートゥースモジュール１５は、図１に示すように、バッファ１７と変換器１８とを含んで構成されている。そして、ブルートゥースモジュール１５は、外部に設けられたＣＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー等のデジタル出力を有する機器の音源１４からの音声データを受信して、逆変換器１９、スピーカ２０を備える他のブルートゥースモジュール１６に音声データを送信している。
【００２２】
前述において、２つのブルートゥースモジュール１５、１６に印加されるクロック１２、１３は、ブルートゥースモジュール１５、１６の相互間で容易に一致させることができるが、外部に設けられたＣＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー等の音源１４でのクロック１１とブルートゥースモジュール１５のクロックとは、一致させることができず、僅かなずれを生じているのが普通である。このクロックのずれは、従来技術の欄で説明したように、バッファ１７への格納時に吸収しているのが一般的であり、この結果、音声データにノイズを生じさせることになる。
【００２３】
本発明の実施形態は、ブルートゥースモジュール１５に設けられ、ブルートゥースモジュール内で扱うデータ形式にデータを変更する変換器１８により、出力する音声データに不足が発生した場合、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの挿入を行い、出力する音声データに多過が発生した場合、前記音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの削除を行うようにしたものである。
【００２４】
ブルートゥースモジュール内に設けられる変換器１８は、一般に、ＣＶＳＤ(Continuous Variable Slope Delta）変調と呼ばれる変調方式を用いるデルタ変調器を含んで構成されている。このデルタ変調方式は、オーバーサンプリング技術を用いて、入力データを６４Ｋｂｐｓに圧縮することができるもので、ビット間で増減する信号の値の大きさであるΔの値を、信号の増減の大きさにより変更する変調を行うものである。すなわち、信号が急峻に立ち上がったり、立ち下がったりする場合にΔの値を大きくしている。本発明の実施形態は、変換器を構成するＣＶＳＤを用いて、Δの値の小さい部分、すなわち、音声信号のレベルの変化が少ない部分で、２ビット単位で０１または１０のデータの挿入あるいは削除を行うようにしている。
【００２５】
図２は本発明の実施形態に使用される変換器１８の構成例を示すブロック図である。図２において、２１はＣＶＳＤ、２２、２３はバッファであり、他の符号は図１の場合と同一である。
【００２６】
変換器１８は、図２に示すように、ＣＶＳＤ２１と、その前後に備えられるバッファ２２、２３とにより構成される。バッファ２２、２３は、ＣＶＳＤ２１でのデルタ変調処理のために必要なバッファであり、入力側に備えられるバッファ１４より小用量のものでよい。このように構成される変調器１５において、ＣＶＳＤ２１は、処理を行った音声データをバッファ２３に出力する際に、前述したΔの値を検出すると共に、出力する音声データに不足が発生するか、音声データに多過が発生するかを検出する。
【００２７】
そして、ＣＶＳＤ２１は、出力する音声データに不足が発生する場合、前述したΔの値が小さい部分で２ビットのデータを挿入したデータを出力し、音声データに多過が発生する場合、前述したΔの値が小さい部分で２ビットのデータを削除したデータを出力する。デルタ変調された信号は、１が連続する場合に急速な信号の増大、０が連続する場合に急速な信号の減少を示し、また、Δの値が大きくなる、そして、０１０１０１……と０１または１０が繰り返される場合、信号の変化が少なくΔの値も小さい。このため、ＣＶＳＤ２１は、２ビットのデータの挿入、削除を行う場合、２ビットのデータとして０１または１０のデータの挿入あるいは削除を行う。
【００２８】
前述した図２に示すような変換器を備える本発明の実施形態は、ＣＶＳＤが、音声データによる音声信号のレベルの変化が少ない部分で、クロック同期のために２ビット単位でデータの挿入を行い、あるいは、削除を行っているので、相手側のブルートゥースモジュール１６の逆変換器１６により信号の復調が行われたときに、信号レベルの変動のない復調を行うことができ、ノイズ感のない音声信号の再生を行うことができる。
【００２９】
図３は本発明の実施形態に使用される変換器１８の他の構成例を示すブロック図である。図３において、３１、３２はＣＶＳＤ、３３〜３５はバッファであり、他の符号は図１の場合と同一である。この例は、前述した図２により説明した構成の場合、２ビット単位でデータの挿入を行い、あるいは、削除を行ったときのΔの値と、逆変換器１６によりその部分の信号の復調を行ったときのΔの値とが異なるために、信号に歪が残ることがあるので、逆変換器１６により復調を行ったときに、よりノイズ感の少ない信号を得ることができるようにしたものである。
【００３０】
他の構成例による変換器１８は、図３に示すように、２つのＣＶＳＤ３１、３２と、その前後及び段間に備えられるバッファ３３、３５、３４とにより構成される。バッファ３３〜３５は、２つのＣＶＳＤ３１、３２でのデルタ変調処理のために必要なバッファであり、入力側に備えられるバッファ１４より小用量のものでよい。このように構成される変調器１５において、ＣＶＳＤ３１は、処理を行った音声データをバッファ３３に出力する際に、前述したΔの値を検出すると共に、出力する音声データに不足が発生するか、音声データに多過が発生するかを検出する。
【００３１】
そして、ＣＶＳＤ３１は、出力する音声データに不足が発生する場合、前述したΔの値が小さい部分でオーバーサンプルの回数を１回増加して１ビットのデータを挿入したデータを出力し、音声データに多過が発生する場合、前述したΔの値が小さい部分でオーバーサンプルの回数を１回減少させて１ビットのデータを削除したデータを出力する。２段目のＣＶＳＤ３２は、１段目のＣＶＳＤ３１からバッファ３４に格納された音声データについて、通常と同様なＣＶＳＤ処理を実行して、バッファ３５に出力する。
【００３２】
前述した図２に示すような変換器１８を備える本発明の実施形態は、変換器１８内に２つのＣＶＳＤを備えて、１段目のＣＶＳＤがΔの値が小さい部分で１ビットのデータを挿入し、あるいは、削除してクロック間の同期をとり、２段目のＣＶＳＤが通常と同様なＣＶＳＤ処理を行うことにより、逆変換器１６により復調を行ったときに、よりノイズ感の少ない信号を得ることができる。
【００３３】
前述した本発明の実施形態における変換器１８は、ブルートゥースモジュールを構成するＨＣＩ、ＤＳＰ、あるいは、ＳＣＯの中にハードウェアとして、あるいはソフトウェア的に構成することができる。
【００３４】
前述した本発明の実施形態は、音声データのクロック同期を行うことに伴う歪の補正を行うとして説明したが、本発明は、音声データだけでなく、リアルタイム性が要求される他のリアルタイムデータ、例えば、動画等のデータの補正にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態によるブルートゥースモジュールを使用するデジタル音声データの伝送方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に使用される変換器の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に使用される変換器の他の構成例を示すブロック図である。
【図４】音声データに不足が生じる場合の例について説明する図である。
【図５】音声データに不足が生じた場合の出力信号波形の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１〜１３  クロック
１４  音源
１５、１６  ブルートゥースモジュール
１７  バッファ
１８  変換器
１９  逆変換器
２０  スピーカ
２１、３１、３２  ＣＶＳＤ
２２、２３、３３〜３５  バッファ
【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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