(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｎ比が低い場合などであっても、音声内容を適正に送信、再生する。【解決手段】人が発した音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換する音声−デジタル変換部１２と、音声−デジタル変換部１２によるデジタル信号を無線信号に変調する低速無線変調部１５と、低速無線変調部１５による無線信号をアンテナ１０を介して送信する送信機１６とを備える。デジタル信号量が極めて少ないため、低速無線通信することができ、この結果、低いＳ／Ｎ比や狭い通信帯域の環境下においても、音声内容を適正に送信、再生することが可能となる。【選択図】  図１
2012147284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が発した音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段によるデジタル信号を無線信号に変調する変調手段と、
前記変調手段による無線信号をアンテナを介して送信する送信手段と、
アンテナを介して受信した無線信号をデジタル信号に復調する復調手段と、
前記復調手段で復調されたデジタル信号を、文字内容を示す音声に変換する音声変換手段と、
を備えることを特徴とする音声通信装置。
【請求項２】
前記デジタル変換手段による変換が行われた場合にのみ、前記変調手段と送信手段とが起動される、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人の音声をデジタル信号化して送受信する音声通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の音声をデジタル信号化して送受信する通信では、従来、音声の波形をパラメータ化して送受信するボコーダ（Ｖｏｃｏｄｅｒ：音声符号化・複合化装置）が広く使用されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、図２に示すように、マイク１０１で音声などを集音し、集音した音声の特徴をボコーダ１０２によってデジタル信号にコード化する。そして、デジタル信号を高速無線変調部１０３で高速無線通信用に変調し、送信機１０４からアンテナ１０５を介して無線送信する。一方、アンテナ１０５を介して無線信号を受信機１０６で受信すると、高速無線復調部１０７で復調し、復調したデジタル信号をボコーダ１０２で音声合成し、スピーカ１０８から再生音声を出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ボコーダは、人の音声の特徴をコーディングするため、アナログ音声と同等の再生音声を出力することが可能であるが、その分、データ量が大量となる。このため、上記のように高速無線通信が必要となり、従って、高いＳ／Ｎ比（信号対雑音比）や広い通信帯域を要することになる。しかしながら、短波無線のように高いＳ／Ｎ比や広い通信帯域を確保できない場合があり、このような場合には、音声内容を適正に送信、再生できないこととなる。すなわち、低いＳ／Ｎ比や狭い通信帯域の環境下では、低速無線通信が適しているが、低速無線通信では、ボコーダによる大量のデジタル信号を送受信することが困難である。
【０００５】
また、ボコーダを使用したデジタル音声通信では、人の音声の特徴を常にコーディングするため、たとえ無言の場合であっても、常に特徴を捉える動作を行い、常時コーディングして電波を送信し続ける。このため、携帯電話などの携帯通信端末では、通信中には常に電力を消費し続けることになり、電力消費量が大きい。
【０００６】
そこでこの発明は、Ｓ／Ｎ比が低い場合などであっても、音声内容を適正に送信、再生することが可能で、さらには、消費電力を軽減することが可能な音声通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、人が発した音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換するデジタル変換手段と、前記デジタル変換手段によるデジタル信号を無線信号に変調する変調手段と、前記変調手段による無線信号をアンテナを介して送信する送信手段と、アンテナを介して受信した無線信号をデジタル信号に復調する復調手段と、前記復調手段で復調されたデジタル信号を、文字内容を示す音声に変換する音声変換手段と、を備えることを特徴とする音声通信装置である。
【０００８】
この発明によれば、人が音声を発すると、デジタル変換手段によって、その音声が文字内容のみを示すデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号が変調手段によって無線信号・通信信号に変調されて、無線信号が送信手段によって外部に送信される。一方、無線信号をアンテナで受信すると、復調手段によってデジタル信号に復調され、そのデジタル信号が音声変換手段によって、文字内容を示す音声に変換される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音声通信装置において、前記デジタル変換手段による変換が行われた場合にのみ、前記変調手段と送信手段とが起動される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、従来のボコーダのように人の音声の特徴をコーディングするのではなく、人の音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換するだけであるため、例えば、人が「あ」と発音した場合には、「あ」を示すデジタル信号に変換されるだけであるため、変換されるデジタル信号量が極めて少ない。このため、変調手段において低速無線通信用に変調して低速無線通信することができ（低レートデジタルコード信号に変換でき）、この結果、低いＳ／Ｎ比や狭い通信帯域の環境下においても、音声内容を適正に（高いデータ伝送確達率で）送信、再生することが可能となる。また、デジタル信号の通信量が少なくなるため、消費電力を軽減することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、デジタル変換手段による変換が行われた場合にのみ、つまり人が文字音声を発した場合にのみ、変調手段と送信手段とが起動されるため、無言の場合などには変調手段と送信手段とが起動されず、消費電力を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係る音声通信装置１を示す概略構成ブロック図である。
【図２】ボコーダを用いた従来の音声通信装置を示す概略構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態に係る音声通信装置１を示す概略構成ブロック図である。この音声通信装置１は、人が発した音声をデジタル信号化して送受信する装置であり、主として、マイク１１、音声−デジタルコード変換部（デジタル変換手段）１２、送信バッファ１３、暗号化処理部１４、低速無線変調部（変調手段）１５、送信機（送信手段）１６からなる送信処理部と、受信機２１、低速無線復調部（復調手段）２２、暗号解読処理部２３、受信バッファ２４、デジタルコード−音声変換部（音声変換手段）２５、スピーカ２６からなる受信処理部と、アンテナ１０とを備えている。
【００１５】
マイク１１は、人が発した音声などを集音し、集音した音を音声−デジタルコード変換部１２に伝送する。音声−デジタルコード変換部１２は、人が発した音声をその文字内容のみを示すデジタルコード信号（例えばテキストデータ）に変換する変換装置である。すなわち、ボコーダのように人の音声の特徴をコーディングするのではなく、人の音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換するだけである。このため、例えば、人が「あ」と発音した場合には、「あ」を示すデジタル信号に変換されるだけあり、誰が「あ」と発音しても、同じデジタル信号・コードに変換される。従って、変換されるデジタル信号量は、極めて少なく、さらに、無言の場合や文字内容を示さない音を発した場合、あるいは周囲音などは、変換されない。
【００１６】
また、デジタル信号への変換は、単音節（一文字・１キャラクタ）ごとに行い、単語や文などへの変換は行わない。これは、単語や文などに変換することで誤記・誤変換が生じることを避けるためであるが、単音節で変換を行い誤変換などがあったとしても、人の耳、脳による文脈判断から音声内容を理解できる可能性が高く、適正な通話が可能となる。
【００１７】
また、この音声−デジタルコード変換部１２による変換が行われた場合にのみ、変換部１２以降の暗号化処理部１４や低速無線変調部１５、送信機１６などが起動・作動するようになっている。つまり、音声−デジタルコード変換部１２によるデジタル信号が、後述するように送信バッファ１３に伝送、記憶された時点で、暗号化処理部１４や送信機１６などが起動・作動するようになっている。
【００１８】
送信バッファ１３は、音声−デジタルコード変換部１２で変換されたデジタル信号を、一時的に記憶するメモリである。この送信バッファ１３に記憶されたデジタル信号は、暗号化処理部１４に伝送されるが、送信バッファ１３にデジタル信号が記憶されるごとに暗号化処理部１４に伝送してもよいし、所定量・所定時間ごとに、送信バッファ１３に記憶されたデジタル信号を暗号化処理部１４に伝送してもよい。
【００１９】
暗号化処理部１４は、予め定められたアルゴリズムに従って、送信バッファ１３からのデジタル信号を暗号化するものであり、暗号化した信号を低速無線変調部１５に伝送する。低速無線変調部１５は、暗号化処理部１４からの暗号化デジタル信号を低速無線用の無線信号・通信信号に変調・変換する変調器である。ここで、低速とは、例えば１００ｂｐｓであり、これに対して、高速とは、例えば３０００ｂｐｓである。また、後述する低いＳ／Ｎ比とは、例えば３〜５であり、高いＳ／Ｎ比とは、例えば２０程度である。
【００２０】
送信機１６は、低速無線変調部１５で変調された変調信号・無線信号を、アンテナ１０を介して外部に送信する機器であり、受信機２１は、外部からの変調信号・無線信号をアンテナ１０を介して受信する機器である。
【００２１】
低速無線復調部２２は、受信機２１で受信した無線信号・通信信号を暗号化デジタル信号に復調・変換する復調器であり、復調された信号を暗号解読処理部２３に伝送する。暗号解読処理部２３は、暗号化処理部１４と同じアルゴリズムに従って、復調された暗号化デジタル信号を暗号化されていないデジタル信号に解読、変換するものであり、変換したデジタル信号を受信バッファ２４に記憶する。
【００２２】
受信バッファ２４は、暗号解読処理部２３で変換されたデジタル信号を、一時的に記憶するメモリである。この受信バッファ２４に記憶されたデジタル信号は、デジタルコード−音声変換部２５に伝送されるが、受信バッファ２４にデジタル信号が記憶されるごとに変換部２５に伝送してもよいし、所定量・所定時間ごとに、受信バッファ２４に記憶されたデジタル信号を変換部２５に伝送してもよい。
【００２３】
デジタルコード−音声変換部２５は、受信バッファ２４からのデジタル信号を、文字内容を示す音声に変換する変換装置である。すなわち、予め文字内容・キャラクタごとの音声が録音された音源メモリを備え、この音源メモリから、デジタル信号に対応する文字内容の音声を出力・発音するものである。例えば、受信バッファ２４から「あ」を示すデジタル信号が伝送された場合には、音源メモリに録音されている「あ」という音声を出力する。従って、送信側で誰が発音しても、常に同じ声質、イントネーションなどの音声が出力される。
【００２４】
また、音声への変換は、単音節ごとに行い、単語や文などへの変換は行わない。これは、上記の音声−デジタルコード変換部１２の場合と同様に、単語や文などに変換することで誤記・誤変換が生じることを避けるためであり、単音節変換することで、特殊な音声内容でも正確に変換することが可能となる。また、単音節で変換を行い誤変換などがあったとしても、人の耳、脳による文脈判断から音声内容を理解できる可能性が高く、適正な通話が可能となる。ここで、上記のように、受信バッファ２４に記憶されたデジタル信号を、所定量・所定時間ごとにまとめて変換部２５に伝送する場合には、音節を区切って単音節ごとに音声を出力する。そして、このようにして変換された音声が、再生音声としてスピーカ２６から出力されるものである。
【００２５】
次に、このような構成の音声通信装置１の作用などについて説明する。ここで、２つの音声通信装置１間で短波無線の会話・通信を行い、一方の音声通信装置１が送話側で、他方の音声通信装置１が受話側の状況について説明する。
【００２６】
まず、一方の音声通信装置１のマイク１１に向かって、送話者が音声を発すると、音声−デジタルコード変換部１２によって、その音声が単音節ごとに、その文字内容のみを示すデジタル信号に変換され、送信バッファ１３に記憶される。例えば、送話者が「わたし」と発すると、「わ」を示すデジタル信号と、「た」を示すデジタル信号と、「し」を示すデジタル信号とにそれぞれ変換されて、送信バッファ１３に記憶される。この時点で、以降の暗号化処理部１４などが起動・作動し、暗号化処理部１４でデジタル信号が暗号化され、暗号化された信号が低速無線変調部１５によって無線信号に変調される。そして、変調された無線信号が、送信機１６によってアンテナ１０から送信される。また、送話者が「わたし」と発した後に無言となった場合には、暗号化処理部１４などが再び休止し、送信機１６から電波は発しない。
【００２７】
次に、他方の音声通信装置１のアンテナ１０を介して、受信機２１によって無線信号が受信されると、低速無線復調部２２によって、無線信号が暗号化デジタル信号に復調される。続いて、復調された信号が暗号解読処理部２３によって、暗号化されていないデジタル信号に変換され、受信バッファ２４に記憶される。次に、受信バッファ２４からのデジタル信号が、デジタルコード−音声変換部２５によって、単音節ごとに、その文字内容を示す音声に変換され、再生音声としてスピーカ２６から出力される。例えば無線信号に、「わ」を示すデジタル信号と、「た」を示すデジタル信号と、「し」を示すデジタル信号とを含む場合には、予め録音された音声（送話者と異なる音声）で、「わ・た・し」と出力されるものである。
【００２８】
以上のように、この音声通信装置１によれば、従来のボコーダのように人の音声の特徴をコーディングするのではなく、人の音声をその文字内容のみを示すデジタル信号に変換するだけであるため、変換されるデジタル信号量が極めて少ない。このため、低速無線変調部１５において低レートデジタルコード信号に変換して低速無線通信することができ、この結果、低いＳ／Ｎ比や狭い通信帯域の環境下においても、音声内容を正確、適正に（高いデータ伝送確達率で）送信、再生することが可能となる。すなわち、低いＳ／Ｎ比におけるデータ伝送確達率は、高速データ伝送に比べて低速データ伝送の方が非常に高く、低速無線通信することで、Ｓ／Ｎ比が低く通信帯域が狭い短波無線などにおいても、音声内容を正確、適正に送信、再生することが可能となる。
【００２９】
また、デジタル信号の通信量が少なくなるため、消費電力を軽減することが可能となる。しかも、音声−デジタルコード変換部１２による変換が行われた場合にのみ、つまり人が文字音声を発した場合にのみ、送信機１６などが起動・作動し、無言の場合や文字内容を示さない音を発した場合などには、電波が出力されない。このため、消費電力を著しく軽減することが可能となる。
【００３０】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、音声−デジタルコード変換部１２と送信バッファ１３と暗号化処理部１４とを別個に設けているが、これらを一体的に設けてもよく、また、送信バッファ１３を暗号化処理部１４の後（下流側）に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
Ｓ／Ｎ比が低い短波無線のみならず、高帯域のＵＨＦなどにおいても適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１          音声通信装置
１０        アンテナ
１１        マイク
１２        音声−デジタルコード変換部（デジタル変換手段）
１３        送信バッファ
１４        暗号化処理部
１５        低速無線変調部（変調手段）
１６        送信機（送信手段）
２１        受信機
２２        低速無線復調部（復調手段）
２３        暗号解読処理部
２４        受信バッファ
２５        デジタルコード−音声変換部（音声変換手段）
２６        スピーカ
【図１】
2012147284.tif 000003
【図２】
2012147284.tif 000004