(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある端末から送信された音声符号を復調し、復調後の音声符号を復号化して音声信号を出力する復号化手段と、上記復号化手段から出力された音声信号と当該入力音声の音声信号を加工して相互に加算し、加算後の音声信号を符号化する符号化手段と、上記符号化手段から出力された音声符号又は上記復調後の音声符号を変調して、その音声符号を複数の端末に出力する変調手段とを備えた音声多重化装置において、上記復調後の音声符号が上記符号化手段から出力された音声符号に一致するまでの間は、上記変調手段が上記符号化手段から出力された音声符号を変調し、上記復調後の音声符号が上記符号化手段から出力された音声符号に一致すると、上記変調手段が上記復調後の音声符号を変調することを特徴とする音声多重化装置。
【請求項２】
符号化手段は、加算後の音声符号を復調後の音声符号に符号化したときの符号化歪みが許容範囲内であれば、その音声符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力することを特徴とする請求項１記載の音声多重化装置。
【請求項３】
音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、変調手段は、少なくとも一部のサブフレームにおいて、復調後の音声符号のパラメータと符号化手段から出力された音声符号のパラメータが一致すると、双方の音声符号の一致を認定することを特徴とする請求項１記載の音声多重化装置。
【請求項４】
音声符号が複数のパラメータを個々に符号化した符号の集合である場合、符号化手段は、復調後の音声符号を構成する一部のパラメータの符号の符号化歪みが許容範囲内であれば、そのパラメータの符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力することを特徴とする請求項１記載の音声多重化装置。
【請求項５】
ある端末から送信された音声符号を復調し、復調後の音声符号を復号化して音声信号を出力する復号化手段と、音声信号を符号化する符号化手段と、上記符号化手段から出力された音声符号又は上記復調後の音声符号を変調して、その音声符号を複数の端末に出力する変調手段とを備えた音声多重化装置において、上記符号化手段は、音声信号を符号化する際、過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態に基づいて現フレームを符号化する一方、変調手段により復調後の音声符号が変調された場合、復号化手段の復号化結果に応じて当該内部状態を修正することを特徴とする音声多重化装置。
【請求項６】
符号化手段の内部状態を復号化手段の内部状態に置換することを特徴とする請求項５記載の音声多重化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の端末間で２つの回線を共有して、２つの端末間の通話を他の端末でも傍受することが可能な音声通信システムや、多地点間の会議通話を実現する音声配信システムに用いる音声通信端末、あるいは複数話者間の会話を録音する音声録音装置として適用可能な音声多重化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来の音声多重化装置を示す構成図であり、図において、１は話者Ａが使用する端末Ａ、２は話者Ｂが使用する端末Ｂ、３は関連する他のメンバーがモニターする場合などに用いられる端末Ｃである。
１１は端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂを受信し、その変調信号Ｂを復調して音声符号Ｂを出力する復調部、１２は復調部１１から出力された音声符号Ｂを復号化する音声復号化部、１３は音声復号化部１２から出力された音声信号Ｂ（ディジタル出力音声Ｂ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ｂを出力するＤ／Ａ変換部である。
【０００３】
１４は話者Ａが発声した入力音声ＡとＤ／Ａ変換部１３から出力された出力音声Ｂを重畳する音声重畳部、１５は音声重畳部１４による重畳音声をアナログ・ディジタル変換するＡ／Ｄ変換部、１６はディジタル信号である重畳音声を符号化して音声符号Ａを出力する音声符号化部、１７は音声符号化部１６から出力された音声符号Ａを変調して、その変調信号Ａを回線Ａに出力する変調部である。
【０００４】
２１は話者Ｂが発声した入力音声Ｂをアナログ・ディジタル変換するＡ／Ｄ変換部、２２はディジタル信号である入力音声Ｂを符号化して音声符号Ｂを出力する音声符号化部、２３は音声符号化部２２から出力された音声符号Ｂを変調して、その変調信号Ｂを回線Ｂに出力する変調部、２４は端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信し、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する復調部、２５は復調部２４から出力された音声符号Ａを復号化する音声復号化部、２６は音声復号化部２５から出力された音声信号Ａ（ディジタル出力音声Ａ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ａを出力するＤ／Ａ変換部である。
【０００５】
３１は端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信し、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する復調部、３２は復調部３１から出力された音声符号Ａを復号化する音声復号化部、３３は音声復号化部３２から出力された音声信号Ａ（ディジタル出力音声Ａ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ａを出力するＤ／Ａ変換部である。
【０００６】
次に動作について説明する。
まず、端末Ａには、話者Ａが発声した音声が入力音声Ａとして入力され、また、端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂが入力される。
端末Ａの復調部１１は、端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂを受信すると、その変調信号Ｂを復調して音声符号Ｂを出力する。
音声復号化部１２は、復調部１１が音声符号Ｂを出力すると、その音声符号Ｂを復号化して音声信号Ｂを出力する。
そして、Ｄ／Ａ変換部１３は、音声復号化部１２から出力された音声信号Ｂをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ｂを話者Ａに向けて出力する。即ち、話者Ｂの声を話者Ａに向けて発する。
【０００７】
また、端末Ａの音声重畳部１４は、話者Ａが発声した入力音声ＡとＤ／Ａ変換部１３から出力された出力音声Ｂを重畳し、Ａ／Ｄ変換部１５は、音声重畳部１４による重畳音声をアナログ・ディジタル変換する。
音声符号化部１６は、ディジタル信号である重畳音声を符号化して音声符号Ａを出力する。
変調部１７は、音声符号化部１６が音声符号Ａを出力すると、その音声符号Ａを変調して、その変調信号Ａを回線Ａに出力する。即ち、その変調信号Ａを端末Ｂ及び端末Ｃに出力する。
【０００８】
端末Ｂには、話者Ｂが発声した音声が入力音声Ｂとして入力され、また、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａが入力される。
端末ＢのＡ／Ｄ変換部２１は、話者Ｂが発声した入力音声Ｂをアナログ・ディジタル変換する。
音声符号化部２２は、ディジタル信号である入力音声Ｂを符号化して音声符号Ｂを出力する。
変調部２３は、音声符号化部２２が音声符号Ｂを出力すると、その音声符号Ｂを変調して、その変調信号Ｂを回線Ｂに出力する。即ち、その変調信号Ｂを端末Ａに出力する。
【０００９】
また、端末Ｂの復調部２４は、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信すると、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する。
音声復号化部２５は、復調部２４が音声符号Ａを出力すると、その音声符号Ａを復号化する。
そして、Ｄ／Ａ変換部２６は、音声復号化部２５が音声符号Ａを復号化すると、その音声信号Ａをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ａを話者Ｂに向けて出力する。即ち、話者Ａと話者Ｂの重畳音声を話者Ｂに向けて発する。
【００１０】
端末Ｃには、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａが入力される。
端末Ｃの復調部３１は、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信すると、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する。
音声復号化部３２は、復調部３１が音声符号Ａを出力すると、その音声符号Ａを復号化する。
そして、Ｄ／Ａ変換部３３は、音声復号化部３２が音声符号Ａを復号化すると、その音声信号Ａをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ａを話者Ｃに向けて出力する。即ち、話者Ａと話者Ｂの重畳音声を話者Ｃに向けて発する。
【００１１】
上記の通り構成することによって、話者Ａと話者Ｂが各々端末Ａと端末Ｂを用いて通話を行っている時に、端末Ｃにおいて話者Ａと話者Ｂの通話を傍受することが可能となる。
なお、特開昭５７−４１０６４号公報には、３者相互の同時通話を可能にするディジタル台トランクが開示されている。このディジタル台トランクは、各話者に対して、他２話者の音声ＰＣＭ符号を比較して、レベルの高い方の音声ＰＣＭ符号をサンプル毎に選択出力するものである。このように構成することにより、他２話者の音声ＰＣＭ符号を一度復号化して加算し、再びＰＣＭ符号にもどす必要がなく、ハード規模を小さくすることが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の音声多重化装置は以上のように構成されているので、話者Ａと話者Ｂの重畳音声を生成するために、端末Ｂから送信された音声符号Ｂを一旦復号化してから、その出力音声Ｂと入力音声Ａを重畳して再度符号化する必要がある。そのため、回線Ａを通じて端末Ｂ，Ｃに送出する通話音声の品質が劣化する課題があった。
【００１３】
上述した通話音声の品質劣化は、特開昭５７−４１０６４号公報に開示されている技術を参考にして、端末Ａにおいて音声符号Ａと音声符号Ｂのどちらか一方を選択して送出（音声符号を切り替えて送出）するようにすれば、回避することができる。
しかし、音声符号Ａは入力音声Ａを、音声符号Ｂは入力音声Ｂをそれぞれ独立に符号化したものであって、相互に関連性がないため、端末Ｂ，Ｃが受信して復号化する符号系列が切り替わると、復号化して得られる出力音声が不連続になる不具合が発生する。例えば、図１９に示すように、音声符号Ａと音声符号Ｂを切り替えた場合、符号Ａ１と符号Ｂ２との連結や、符号Ｂ７と符号Ａ８との連結は、そのフレーム間の連続性が何ら考慮されていないので、この符号系列を復号して得られる出力音声は当該部分で不連続となる。
【００１４】
また、多くの高能率音声符号化方式は、フレーム内の情報のみを用いて符号化及び復号化するのではなく、過去のフレームの符号化結果及び復号化結果を内部状態として保持し、この内部状態も用いることにより情報圧縮効率が良い符号化及び復号化を実現している。そのため、端末Ｂ，Ｃが受信して復号化する符号系列が途中で切り替わると、過去の復号化結果との連続性が断たれて内部状態が符号化側と対応がとれなくなって、正しく復号化することができず、復号化して得られる出力音声が異音となる不具合が発生する。例えば、図２０に示すように、音声符号Ａと音声符号Ｂを切り替えた場合、符号Ｂ２や符号Ａ８を復号化する際には、符号化側と復号化側との内部状態が異なるので、正しい復号化ができず、復号して得られる出力音声は当該部分で異音となる場合がある。
【００１５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、符号系列が切り替わっても、不連続感の少ない高品質な通話やモニター等を実現することができる音声多重化装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る音声多重化装置は、復調後の音声符号が符号化手段から出力された音声符号に一致するまでの間は、変調手段が符号化手段から出力された音声符号を変調し、復調後の音声符号が符号化手段から出力された音声符号に一致すると、変調手段が復調後の音声符号を変調するようにしたものである。
【００２５】
この発明に係る音声多重化装置は、符号化手段が加算後の音声信号を復調後の音声符号に符号化したときの符号化歪みが許容範囲内であれば、その音声符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力するようにしたものである。
【００２６】
この発明に係る音声多重化装置は、音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、変調手段が、少なくとも一部のサブフレームにおいて、復調後の音声符号のパラメータと符号化手段から出力された音声符号のパラメータが一致すると、双方の音声符号の一致を認定するようにしたものである。
【００２７】
この発明に係る音声多重化装置は、音声符号が複数のパラメータを個々に符号化した符号の集合である場合、符号化手段が復調後の音声符号を構成する一部のパラメータの符号の符号化歪みが許容範囲内であれば、そのパラメータの符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力するようにしたものである。
【００２８】
この発明に係る音声多重化装置は、符号化手段が音声信号を符号化する際、過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態に基づいて現フレームを符号化する一方、変調手段により復調後の音声符号が変調された場合、復号化手段の復号化結果に応じて当該内部状態を修正するようにしたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による音声多重化装置を示す構成図であり、図において、４１は話者Ａが使用する端末Ａ、４２は話者Ｂが使用する端末Ｂ、４３は関連する他のメンバーがモニターする場合などに用いられる端末Ｃである。５１は端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂを受信し、その変調信号Ｂを復調して音声符号Ｂを出力する復調部、５２は復調部５１から出力された音声符号Ｂを復号化する音声復号化部、５３は音声復号化部５２から出力された音声信号Ｂ（ディジタル出力音声Ｂ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ｂを出力するＤ／Ａ変換部である。
なお、復調部５１、音声復号化部５２及びＤ／Ａ変換部５３から復号化手段が構成されている。
【００３０】
５４は話者Ａが発声した入力音声Ａをアナログ・ディジタル変換して音声信号Ａ（ディジタル入力信号Ａ）を出力するＡ／Ｄ変換部、５５は切替部５７から出力される制御信号にしたがって音声信号Ａ及び音声信号Ｂを加工して相互に加算し、加算後の音声信号をディジタル入力音声Ａとして出力する入力音声加工部、５６は入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して、その音声符号Ａを出力する音声符号化部である。
なお、Ａ／Ｄ変換部５４、入力音声加工部５５及び音声符号化部５６から符号化手段が構成されている。
【００３１】
５７はＡ／Ｄ変換部５４から出力されたディジタル入力音声Ａと音声復号化部５２から出力されたディジタル出力音声Ｂを比較し、その比較結果に応じて音声符号化部５６から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する切替部であり、切替部５７は比較手段と変調手段を構成している。
５８は切替部５７から出力された音声符号を変調して、その変調信号Ａを回線Ａに出力する変調部（変調手段）である。
【００３２】
６１は話者Ｂが発声した入力音声Ｂをアナログ・ディジタル変換して音声信号Ｂ（ディジタル入力信号Ｂ）を出力するＡ／Ｄ変換部、６２はＡ／Ｄ変換部６１から出力された音声信号Ｂを符号化して音声符号Ｂを出力する音声符号化部、６３は音声符号化部６２から出力された音声符号Ｂを変調して、その変調信号Ｂを回線Ｂに出力する変調部、６４は端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信し、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する復調部、６５は復調部６４から出力された音声符号Ａを復号化する音声復号化部、６６は音声復号化部６５から出力された音声信号Ａ（ディジタル出力音声Ａ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ａを出力するＤ／Ａ変換部である。
【００３３】
７１は端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信し、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する復調部、７２は復調部７１から出力された音声符号Ａを復号化する音声復号化部、７３は音声復号化部７２から出力された音声信号Ａ（ディジタル出力音声Ａ）をディジタル・アナログ変換して、アナログ信号である出力音声Ａを出力するＤ／Ａ変換部である。
【００３４】
次に動作について説明する。
まず、端末Ａには、話者Ａが発声した音声が入力音声Ａとして入力され、また、端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂが入力される。
端末Ａの復調部５１は、端末Ｂから回線Ｂを介して変調信号Ｂを受信すると、その変調信号Ｂを復調して音声符号Ｂを音声復号化部５２及び切替部５７に出力する。
音声復号化部５２は、復調部５１が音声符号Ｂを出力すると、その音声符号Ｂを復号化して音声信号ＢをＤ／Ａ変換部５３、入力音声加工部５５及び切替部５７に出力する。
そして、Ｄ／Ａ変換部５３は、音声復号化部５２から出力された音声信号Ｂをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ｂを話者Ａに向けて出力する。即ち、話者Ｂの声を話者Ａに向けて発する。
【００３５】
また、端末ＡのＡ／Ｄ変換部５４は、話者Ａが発声した入力音声Ａをアナログ・ディジタル変換し、ディジタル入力音声Ａを入力音声加工部５５及び切替部５７に出力する。
切替部５７は、Ａ／Ｄ変換部５４から出力されたディジタル入力音声Ａと音声復号化部５２から出力されたディジタル出力音声Ｂを比較し、その比較結果に応じた制御信号を入力音声加工部５５に出力する。
例えば、Ａ／Ｄ変換部５４から出力されたディジタル入力音声Ａのパワーと音声復号化部５２から出力されたディジタル出力音声Ｂのパワーを求めて比較する。
【００３６】
入力音声加工部５５は、切替部５７から制御信号を受けると、その制御信号にしたがって音声信号Ａ及び音声信号Ｂを加工して相互に加算し、加算後の音声信号をディジタル入力音声Ａとして出力する。
即ち、切替部５７から出力された制御信号に応じた時間窓関数を選択し、その時間窓関数を音声信号Ａ及び音声信号Ｂに乗算して、音声信号Ａ及び音声信号Ｂを加工する。
【００３７】
図２は時間窓関数の選択例を示す説明図である。
例えば、制御信号が前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ａのパワーが音声信号Ｂのパワーより大きい旨を示す場合、音声信号Ａを変形せず、音声信号Ｂの振幅が零になるような時間窓関数を選択する。
また、制御信号が前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい旨を示す場合、音声信号Ｂを変形せず、音声信号Ａの振幅が零になるような時間窓関数を選択する。
【００３８】
また、制御信号が前フレームにおいて音声信号Ａのパワーが音声信号Ｂのパワーより大きい旨を示し、かつ、現フレームにおいて音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい旨を示す場合、音声信号Ａの振幅が零に漸減するとともに、音声信号Ｂの振幅が零から漸増するような時間窓関数を選択する。
さらに、制御信号が前フレームにおいて音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい旨を示し、かつ、現フレームにおいて音声信号Ａのパワーが音声信号Ｂのパワーより大きい旨を示す場合、音声信号Ｂの振幅が零に漸減するとともに、音声信号Ａの振幅が零から漸増するような時間窓関数を選択する。
【００３９】
音声符号化部５６は、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して、その音声符号Ａを出力する。
なお、入力音声加工部５５が図２に示すように時間窓関数を選択する場合、前フレーム及び現フレームにおいて比較結果が変化しない場合には、音声信号Ａ又は音声信号Ｂの何れか一方を符号化することになるが、前フレーム及び現フレームにおいて比較結果が異なる場合、即ち、音声符号が音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わるフレーム（あるいは、音声符号が音声符号Ｂから音声符号Ａに切り替わるフレーム）では、ディジタル入力音声Ａからディジタル出力音声Ｂ（あるいは、ディジタル出力音声Ｂからディジタル入力音声Ａ）にスムーズに移行する信号を符号化することになる（図３を参照）。
【００４０】
切替部５７は、上述した比較結果に応じて音声符号化部５６から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する。
即ち、図４に示すように、前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合には、復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力するが、それ以外は、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力する。
【００４１】
変調部５８は、切替部５７が音声符号Ａ又は音声符号Ｂを選択して出力すると、その音声符号を変調して、その変調信号Ａを回線Ａに出力する。即ち、その変調信号Ａを端末Ｂ及び端末Ｃに出力する。
【００４２】
ここで、図５は切替部５７により選択される音声符号を示す説明図である。
例えば、時刻ｔ＝２において、切替部５７の比較結果が音声符号Ａから音声符号Ｂに変化するが、従来例のように音声符号Ｂ２を選択して出力するのではなく（図１９を参照）、音声符号化部５６から出力された音声符号ＡＢ’２（加工されたディジタル入力音声Ａを符号化した音声符号Ａ）を選択して出力する。
したがって、端末Ｂ，Ｃが受信して復号化する符号系列が切り替わっても、復号化して得られる出力音声Ａの連続性を保つことができる。
【００４３】
端末Ｂには、話者Ｂが発声した音声が入力音声Ｂとして入力され、また、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａが入力される。
端末ＢのＡ／Ｄ変換部６１は、話者Ｂが発声した入力音声Ｂをアナログ・ディジタル変換する。
音声符号化部６２は、ディジタル信号である入力音声Ｂを符号化して音声符号Ｂを出力する。
変調部６３は、音声符号化部６２が音声符号Ｂを出力すると、その音声符号Ｂを変調して、その変調信号Ｂを回線Ｂに出力する。即ち、その変調信号Ｂを端末Ａに出力する。
【００４４】
また、端末Ｂの復調部６４は、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信すると、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する。
音声復号化部６５は、復調部６４が音声符号Ａを出力すると、その音声符号Ａを復号化する。
そして、Ｄ／Ａ変換部６６は、音声復号化部６５が音声符号Ａを復号化すると、その音声信号Ａをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ａを話者Ｂに向けて出力する。即ち、話者Ａと話者Ｂの重畳音声を話者Ｂに向けて発する。
【００４５】
端末Ｃには、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａが入力される。
端末Ｃの復調部７１は、端末Ａから回線Ａを介して変調信号Ａを受信すると、その変調信号Ａを復調して音声符号Ａを出力する。
音声復号化部７２は、復調部７１が音声符号Ａを出力すると、その音声符号Ａを復号化する。
そして、Ｄ／Ａ変換部７３は、音声復号化部７２が音声符号Ａを復号化すると、その音声信号Ａをディジタル・アナログ変換し、アナログ信号である出力音声Ａを話者Ｃに向けて出力する。即ち、話者Ａと話者Ｂの重畳音声を話者Ｃに向けて発する。
【００４６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、音声信号Ａと音声信号Ｂの比較結果に応じて音声符号化部５６から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを変調して、その音声符号を端末Ｂ，Ｃに出力するように構成したので、符号系列が切り替わっても、不連続感の少ない高品質な通話やモニター等を実現することができる効果を奏する。
【００４７】
なお、この実施の形態１では、切替部５７が音声信号Ａと音声信号Ｂを比較し、その比較結果に応じて音声符号Ａ又は音声符号Ｂを選択して出力するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、音声信号Ａと所定の基準値、あるいは、音声信号Ｂと所定の基準値を比較し、その比較結果に応じて音声符号Ａ又は音声符号Ｂを選択して出力するようにしてもよい。
【００４８】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による音声多重化装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
８１はＡ／Ｄ変換部５４から出力された音声信号Ａと音声復号化部５２から出力された音声信号Ｂを比較し、その比較結果に応じて音声符号化部５６から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する切替部であり、切替部８１は比較手段と変調手段を構成している。ただし、切替部８１は図１の切替部５７と異なり、前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合でも、復調部５１から出力された音声符号Ｂが音声符号化部５６から出力された音声符号Ａに一致するまでの間は、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力する。
【００４９】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１においては、端末Ａの音声復号化部５２から出力されるディジタル出力音声Ｂと、端末ＢのＡ／Ｄ変換部６１から出力されるディジタル入力音声Ｂとは、完全に同一の信号ではないため、図７に示すように（符号系列の切替様態は図５と同様）、音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる際に不連続が発生する場合がある。
【００５０】
そこで、この実施の形態２では、音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる際の連続性を確保するため、図８に示すように、前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合でも、切替部８１は直ちに音声符号Ｂを選択せず、復調部５１から出力された音声符号Ｂが音声符号化部５６から出力された音声符号Ａに一致するまでの間は、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力するようにする。
【００５１】
具体的には次の通りである。図９は切替部８１の処理内容を示すフローチャートである。
まず、切替部８１は、現フレームにおいて、音声信号Ａのパワーが音声信号Ｂのパワーより大きい場合、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力する（ステップＳＴ１，ＳＴ２）。図８の例では、ｔ＝０，１のときが該当する。
【００５２】
一方、現フレームにおいて、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合、前フレームの選択結果が音声符号Ａであれば、音声符号Ａと音声符号Ｂを比較する（ステップＳＴ１，ＳＴ３，ＳＴ５）。そして、音声符号Ａと音声符号Ｂが一致しない場合、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力する（ステップＳＴ６）。図８の例では、ｔ＝２，３，４のときが該当する。したがって、ｔ＝２からｔ＝３に移行する際に、不連続が発生することがない。
【００５３】
その後、音声符号Ａと音声符号Ｂが一致すると、復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する（ステップＳＴ７）。図８の例では、ｔ＝５のときが該当する。ｔ＝５のとき音声符号Ａと音声符号Ｂが一致しているので、ｔ＝４からｔ＝５に移行する際に、不連続が発生することがない。
【００５４】
最後に、前フレームの選択結果が音声符号Ｂであれば、復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する（ステップＳＴ４）。図８の例では、ｔ＝６，７のときが該当する。
【００５５】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合でも、復調部５１から出力された音声符号Ｂが音声符号化部５６から出力された音声符号Ａに一致するまでの間は、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力するように構成したので、音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる際の連続性を確保することができる効果を奏する。
【００５６】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による音声多重化装置を示す構成図であり、図において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
８２は入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して、その音声符号Ａを出力する音声符号化部（符号化手段）であり、音声符号化部８２は図６の音声符号化部５６と異なり、復調部５１から出力された音声符号Ｂの符号化歪みが許容範囲内であれば、その音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力する。
【００５７】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２においては、切替部８１の比較結果が音声符号Ｂとなってから実際の選択結果が音声符号Ｂとなるまでの間は、音声復号化部５２により一旦復号化されたディジタル出力音声Ｂを再度符号化した音声符号を選択して出力する（図８の例では、ｔ＝３，４のとき）。そのため、回線Ａを通じて端末Ｂ，Ｃに送出する通話音声の品質が劣化する場合がある。
【００５８】
そこで、この実施の形態３では、ディジタル入力音声Ａの符号化結果を復調部５１から出力された音声符号Ｂとしたときの符号化歪みが許容範囲内であれば、音声符号化部８２がその音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力するようにする。
具体的には次の通りである。図１１は音声符号化部８２の処理内容を示すフローチャートである。
【００５９】
音声符号化部８２は、図９のステップＳＴ５において、音声符号Ａと音声符号Ｂの不一致が認められた場合、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して音声符号Ａを求めたのち、その音声符号Ａを復号化して得られる信号と、そのディジタル入力音声Ａとの波形距離を音声符号Ａの符号化歪みＤａとして計算する。
また、復調部５１から出力された音声符号Ｂを復号化して得られる信号と、そのディジタル入力音声Ａとの波形距離を音声符号Ｂの符号化歪みＤｂとして計算する。
【００６０】
そして、音声符号化部８２は、音声符号Ｂの符号化歪みＤｂと音声符号Ａの符号化歪みＤａとの差を求め、その差と所定の閾値ＴＨ＿Ｄを比較する（ステップＳＴ１１）。
その差が所定の閾値ＴＨ＿Ｄより小さい場合には、音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに切替部８１に出力する（ステップＳＴ１２）。
一方、その差が所定の閾値ＴＨ＿Ｄより小さくない場合には、上記実施の形態２と同様に音声符号Ａを切替部８１に出力する（ステップＳＴ１３）。
ただし、所定の閾値ＴＨ＿Ｄは、音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力するとき、ディジタル入力音声Ａに対する符号化品質が大きく劣化しない範囲に設定する。
【００６１】
ここでは、音声符号Ｂの符号化歪みＤｂと音声符号Ａの符号化歪みＤａとの差を求め、その差と所定の閾値ＴＨ＿Ｄを比較するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、図１２に示すように、音声符号Ｂの符号化歪みＤｂと所定の閾値ＴＨ＿Ａを比較し、音声符号Ｂの符号化歪みＤｂが所定の閾値ＴＨ＿Ａより小さいとき、音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力するようにしてもよい。
ただし、所定の閾値ＴＨ＿Ａは、音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力するとき、ディジタル入力音声Ａに対する符号化品質が大きく劣化しない範囲に設定する。
【００６２】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、ディジタル入力音声Ａの符号化結果を復調部５１から出力された音声符号Ｂとしたときの符号化歪みが許容範囲内であれば、音声符号化部８２がその音声符号Ｂを音声符号Ａの代わりに出力するように構成したので、音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる際の通話品質を高めることができる効果を奏する。
【００６３】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４による音声多重化装置を示す構成図であり、図において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。８３はＡ／Ｄ変換部５４から出力された音声信号Ａと音声復号化部５２から出力された音声信号Ｂを比較し、その比較結果に応じて音声符号化部８４から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する切替部であり、切替部８３は比較手段と変調手段を構成している。ただし、切替部８３は図６の切替部８１と異なり、音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、復調部５１から出力された音声符号Ｂのサブフレームにおけるパラメータと音声符号化部８４から出力された音声符号Ａのサブフレームにおけるパラメータが一致すると、音声符号Ａ，Ｂの一致を認定するようにする。８４は入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して、その音声符号Ａを出力する音声符号化部（符号化手段）である。
【００６４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、前フレーム及び現フレームの双方において、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合でも、復調部５１から出力された音声符号Ｂが音声符号化部５６から出力された音声符号Ａに一致するまでの間は、音声符号化部５６から出力された音声符号Ａを選択して出力するものについて示したが、音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、フレーム後半において、復調部５１から出力された音声符号Ｂのサブフレームにおけるパラメータと音声符号化部８４から出力された音声符号Ａのサブフレームにおけるパラメータが一致すると、音声符号Ａ，Ｂの一致を認定するようにしてもよい。
【００６５】
まず、音声符号化部８４は、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化して、その音声符号Ａを出力する。
即ち、切替部８３の比較結果が音声符号Ａを選択する必要がある旨を示すフレームでは、符号化歪みが最小になるようにディジタル入力音声Ａを符号化し、音声符号Ｂを選択する必要がある旨を示すフレームでは、符号化歪みがあまり大きくならない範囲内で、音声符号Ｂと各サブフレームにおけるパラメータの符号が一致するようにディジタル入力音声Ａを符号化する。
【００６６】
例えば、ＣＥＬＰ方式の場合は、ＬＳＰ係数、適応音源符号、駆動音源符号、ゲイン符号などの各パラメータを順次それぞれの規準における符号化歪みを評価して、当該規準における符号化歪みが最小となる符号ａを符号化結果として決定していくが、各パラメータを符号化するときに、音声符号Ｂにおけるパラメータの符号ｂを用いた場合の符号化歪みが所定の閾値と比較して小さい場合には、符号ｂをそのパラメータの符号化結果とするとして、順次パラメータの符号化を進めていく。
【００６７】
即ち、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを分析してＬＳＰ係数を求め、例えば、ＬＳＰ係数を係数の２乗距離を規準に符号化している場合、この分析して求めたＬＳＰ係数と、音声符号ＢにおけるＬＳＰ係数の符号ｂを復号化して得られるＬＳＰ係数ｂとの２乗距離が所定の閾値より小さい場合にはＬＳＰ係数の符号ｂを、それ以外の場合は前記分析して求めたＬＳＰ係数に対する符号化歪みが最小となるＬＳＰ係数の符号ａを、ＬＳＰ係数の符号化結果として決定する。
【００６８】
次いで、例えば、適応音源符号を入力音声と復号音声との波形距離を規準に符号化している場合、そのディジタル入力音声Ａと、音声符号Ｂにおける適応音源符号ｂを復号化して得られる復号音声の波形距離が所定の閾値より小さい場合には適応音源符号ｂを、それ以外の場合は、そのディジタル入力音声Ａに対する符号化歪みが最小となる適応音源符号ａを、適応音源符号の符号化結果として決定する。駆動音源符号やゲイン符号についても同様な符号化処理をする。
【００６９】
切替部８３は、Ａ／Ｄ変換部５４から出力された音声信号Ａと音声復号化部５２から出力された音声信号Ｂを比較し、その比較結果に応じて音声符号化部８４から出力された音声符号Ａ又は復調部５１から出力された音声符号Ｂを選択して出力する。
具体的には、図１４のフローチャートにしたがって音声符号を選択する。
【００７０】
即ち、切替部８３は、現フレームにおいて、音声信号Ａのパワーが音声信号Ｂのパワーより大きい場合、音声符号化部８４から出力された音声符号Ａを選択して出力する（ステップＳＴ２１，ＳＴ２２）。
一方、音声信号Ｂのパワーが音声信号Ａのパワーより大きい場合、前フレーム後端の所定数のサブフレーム区間に関わるパラメータの符号について音声符号Ａと音声符号Ｂを比較する（ステップＳＴ２３）。
そして、両パラメータの符号が一致する場合には、音声符号Ｂを選択して出力し（ステップＳＴ２５）、一致しない場合には、音声符号Ａを選択して出力する（ステップＳＴ２４）。
【００７１】
図１５の例では、ｔ＝２の時点において、切替部８３の比較結果が音声符号Ｂになって以後、ｔ＝３の時点で初めて音声符号Ａと音声符号Ｂのフレーム後端の所定のサブフレーム区間に関わるパラメータの符号が一致していることを示している。そして、切替部８３から出力される音声符号が音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる時点の符号Ｂ'３Ｂ３から符号Ｂ４の接続は、音声符号Ｂの符号系列として不連続はないものなので、この符号系列を復号化して得られる出力音声は、ディジタル入力音声Ａからディジタル入力音声Ｂへ切り替わる際の不連続が軽減されたものとなる。
【００７２】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、復調部５１から出力された音声符号Ｂのサブフレームにおけるパラメータと音声符号化部８４から出力された音声符号Ａのサブフレームにおけるパラメータが一致すると、音声符号Ａ，Ｂの一致を認定するように構成したので、音声符号Ａから音声符号Ｂに切り替わる際の連続性を確保することができる効果を奏する。
【００７３】
なお、音声符号が複数のパラメータを個々に符号化した符号の集合である場合、切替部８３が現フレームで音声符号Ｂを選択する必要があると判定したとき、入力音声加工部５５がディジタル入力音声Ａを加工する。そして、音声符号化部８４が加工後のディジタル入力音声Ａを符号化するときに、符号化結果として、少なくとも一部のパラメータに関して音声符号Ｂと同一の符号を出力するとしても符号化歪みが小さい場合には、当該一部のパラメータに関しては音声符号Ｂと同一とした符号を音声符号Ａとして出力し、それ以外の場合は、上記加工後のディジタル入力音声Ａを符号化した符号化結果を音声符号Ａとして出力するようにしてもよい。
【００７４】
これにより、音声符号Ａから音声符号Ｂへ切り替わる区間において、無方策に音声符号Ａと音声符号Ｂが一致するのを待つよりも早く音声符号Ａが音声符号Ｂと一致するようになる。そのため、出力音声Ｂを符号化するという複数回の符号化を行うフレーム数が減り、復号化して得られる出力音声の品質を向上することができる効果がある。
【００７５】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５による音声多重化装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。８５は過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態を考慮して、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化し、その音声符号Ａを出力する音声符号化部（符号化手段）、８６は復調部５１から出力された音声符号Ｂを復号化する一方、復調部５１から出力された音声符号Ｂが切替部５７により選択された場合、その音声符号Ｂの復号化結果に応じた内部状態を音声符号化部８５に出力する音声復号化部（復号化手段）である。
【００７６】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、音声信号を符号化する際、特に音声符号化部の内部状態を考慮しないで音声信号を符号化するものについて示したが、音声符号化部８５が過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態を考慮して、入力音声加工部５５から出力されたディジタル入力音声Ａを符号化するようにしてもよい。
【００７７】
この場合、音声復号化部８６は、復調部５１から出力された音声符号Ｂを復号化する一方、復調部５１から出力された音声符号Ｂが切替部５７により選択された場合、その音声符号Ｂの復号化結果に応じた内部状態を音声符号化部８５に出力することにより、音声符号化部８５の内部状態を修正するようにする（音声符号化部８５の内部状態を音声復号化部８６の内部状態に置換する）。
【００７８】
ここで、復号化結果に応じた内部状態とは、過去に入力された符号系列の復号化結果によって定まり、現フレームの復号化を正しく行うのに必要なパラメータである。例えば、ＣＥＬＰ方式の場合は、過去に復号化して生成した音源信号（適応音源符号帳）、音源信号から復号音声を生成するＬＰＣ合成フィルタのフィルタ状態、ＬＰＣや音源ゲインの予測符号化を行っている場合は、その予測器の状態などが該当する。
【００７９】
これにより、前フレームで音声符号Ｂが選択されて送出されたフレームにおいては、音声符号化部８５の内部状態と音声復号化部８６の内部状態が一致する。即ち、端末Ｂ，Ｃの音声復号化部６５，７２の内部状態に一致する。この結果、例えば、図１７に示すように、ｔ＝８の時点において、切替部５７の選択結果が音声符号Ｂから音声符号Ａに切り替わる場合、ｔ＝８の時点で音声符号化側と音声復号化側で符号および内部状態が一致するので、符号化側と対応がとれた正しい復号化が可能となり、復号化して得られる出力音声はディジタル入力音声Ｂからディジタル入力音声Ａへ切り替わる際の異音が軽減されたものとなる。
【００８０】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、音声符号化部８５が音声信号を符号化する際、過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態に基づいて現フレームを符号化する一方、復調部５１から出力された音声符号Ｂが切替部５７により選択された場合、音声復号化部８６の復号化結果に応じて当該内部状態を修正するように構成したので、符号系列が切り替わっても、異音感の少ない高品質な通話やモニター等を実現することができる効果を奏する。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、復号化手段から出力された音声信号と入力音声の音声信号を加工して相互に加算し、加算後の音声信号を符号化する符号化手段と、その符号化手段から出力された音声符号又は復調後の音声符号を変調して、その音声符号を複数の端末に出力する変調手段とを設けるように構成したので、符号系列が切り替わっても、不連続感の少ない高品質な通話やモニター等を実現することができる効果がある。
また、復調後の音声符号が符号化手段から出力された音声符号に一致するまでの間は、変調手段が符号化手段から出力された音声符号を変調し、復調後の音声符号が符号化手段から出力された音声符号に一致すると、変調手段が復調後の音声符号を変調するように構成したので、符号系列が切り替わらない状態の通話品質を保つことができるとともに、符号系列が切り替わる際の連続性を確保することができる効果がある。
【００９０】
この発明によれば、符号化手段が加算後の音声信号を復調後の音声符号に符号化したときの符号化歪みが許容範囲内であれば、その音声符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力するように構成したので、符号系列が切り替わる際の通話品質を高めることができる効果がある。
【００９１】
この発明によれば、音声符号のフレームが時分割された複数のサブフレームから構成されている場合、変調手段が、少なくとも一部のサブフレームにおいて、復調後の音声符号のパラメータと符号化手段から出力された音声符号のパラメータが一致すると、双方の音声符号の一致を認定するように構成したので、符号系列が切り替わる際の通話品質を高めることができる効果がある。
【００９２】
この発明によれば、音声符号が複数のパラメータを個々に符号化した符号の集合である場合、符号化手段が復調後の音声符号を構成する一部のパラメータの符号の符号化歪みが許容範囲内であれば、そのパラメータの符号を加算後の音声信号の符号化結果として出力するように構成したので、符号系列が切り替わる際の通話品質を高めることができる効果がある。
【００９３】
この発明によれば、符号化手段が音声信号を符号化する際、過去のフレームの符号化結果に応じた内部状態に基づいて現フレームを符号化する一方、変調手段により復調後の音声符号が変調された場合、復号化手段の復号化結果に応じて当該内部状態を修正するように構成したので、符号系列が切り替わっても、異音感の少ない高品質な通話やモニター等を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による音声多重化装置を示す構成図である。
【図２】  時間窓関数の選択例を示す説明図である。
【図３】  ディジタル入力音声Ａ及びディジタル出力音声Ｂを示す説明図である。
【図４】  切替部の選択結果を示す説明図である。
【図５】  切替部により選択される音声符号を示す説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による音声多重化装置を示す構成図である。
【図７】  切替部により選択される音声符号を示す説明図である。
【図８】  切替部により選択される音声符号を示す説明図である。
【図９】  切替部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】  この発明の実施の形態３による音声多重化装置を示す構成図である。
【図１１】  音声符号化部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】  音声符号化部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】  この発明の実施の形態４による音声多重化装置を示す構成図である。
【図１４】  切替部の処理内容を示すフローチャートである。
【図１５】  切替部により選択される音声符号を示す説明図である。
【図１６】  この発明の実施の形態５による音声多重化装置を示す構成図である。
【図１７】  切替部により選択される音声符号を示す説明図である。
【図１８】  従来の音声多重化装置を示す構成図である。
【図１９】  音声符号の選択結果を示す説明図である。
【図２０】  音声符号の選択結果を示す説明図である。
【符号の説明】
４１  端末Ａ、４２  端末Ｂ、４３  端末Ｃ、５１  復調部（復号化手段）、５２  音声復号化部（復号化手段）、５３  Ｄ／Ａ変換部（復号化手段）、５４Ａ／Ｄ変換部（符号化手段）、５５  入力音声加工部（符号化手段）、５６  音声符号化部（符号化手段）、５７  切替部（比較手段、変調手段）、５８  変調部（変調手段）、６１  Ａ／Ｄ変換部、６２  音声符号化部、６３  変調部、６４  復調部、６５  音声復号化部、６６  Ｄ／Ａ変換部、７１  復調部、７２音声復号化部、７３  Ｄ／Ａ変換部、８１  切替部（比較手段、変調手段）、８２  音声符号化部（符号化手段）、８３  切替部（比較手段、変調手段）、８４  音声符号化部（符号化手段）、８５  音声符号化部（符号化手段）、８６  音声復号化部（復号化手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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