專利名稱：話音和數(shù)據(jù)的通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及話音和數(shù)據(jù)的通信設(shè)備，具體涉及一種改進的將話音轉(zhuǎn)換成為字符碼以便傳輸并能夠在很大程度上減少傳輸量的話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備。
眾所周知，現(xiàn)有一種話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，用于傳送已經(jīng)單獨地處理過的相應(yīng)的話音和數(shù)據(jù)。在該設(shè)備中，話音被轉(zhuǎn)換成為話音數(shù)據(jù)，經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)控制單元“NCU”直接發(fā)送給對方，而數(shù)據(jù)由調(diào)制解調(diào)器終端發(fā)送給對方。鑒此，人們希望提供一種能夠同時處理話音和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
可是，能夠同時發(fā)送話音和數(shù)據(jù)的常規(guī)通信系統(tǒng)非常昂貴，而且因其傳輸速度高，故需高速線路，諸如復(fù)接電路、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))等等。
據(jù)此，本發(fā)明的一個主要目的是提供一種改進的話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，用以在不使用任何高速電路的情況下傳送話音和數(shù)據(jù)以降低成本。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，輸入到該設(shè)備的外部話音被轉(zhuǎn)換成為字符碼，而該字符碼與單獨輸入的數(shù)據(jù)相疊加，以減少總的傳輸量。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，在該設(shè)備中字符碼被設(shè)計得對應(yīng)于在聽覺上無不一致性的可聽見的話音。
按照本發(fā)明的一個方面，這里提供一種話音數(shù)據(jù)通信設(shè)備，它包括一個發(fā)送部分和一個接收部分，可在它們之間互相通信。發(fā)送部分包括一個數(shù)據(jù)輸入單元，用于將數(shù)據(jù)輸入到該設(shè)備;一個話音輸入單元，用以將話音輸入到該設(shè)備，以產(chǎn)生一個聲頻信號;一個話音/字符碼轉(zhuǎn)換器，用于將聲頻信號轉(zhuǎn)換成為字符碼;以及一個發(fā)送機，將由話音/字符碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的字符碼疊加在單獨地輸入到該設(shè)備的數(shù)據(jù)上以便傳輸。接收部分包括一個接收機，用于接收來自發(fā)送機發(fā)送的信號;一個分離器，用以將該接收的信號分離成為上述的數(shù)據(jù)和字符碼;一個字符碼/話音轉(zhuǎn)換器，用以將分離的字符碼轉(zhuǎn)換成為聲頻信號;一個數(shù)據(jù)輸出單元，用以在外部產(chǎn)生分離的數(shù)據(jù);以及一個話音輸出單元，根據(jù)字符碼/話音轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的聲頻信號產(chǎn)生話音。
本發(fā)明的話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備被設(shè)計得可在很大的程度上減少傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。在發(fā)送部分，話音/字符碼轉(zhuǎn)換器將話音輸入單元輸入的話音轉(zhuǎn)換成為字符碼，并且疊加在發(fā)送機經(jīng)數(shù)據(jù)輸入單元輸入的數(shù)據(jù)上，以便傳輸。在接收部分，由該發(fā)送機發(fā)送的信號被分離成為數(shù)據(jù)和字符碼，已分離的字符碼由字符碼/話音轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為聲頻信號，分離的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)輸出單元產(chǎn)生，已轉(zhuǎn)換的聲頻信號由話音輸出單元產(chǎn)生話音。
話音/字符碼轉(zhuǎn)換器包括一個話音/PCM(脈碼調(diào)制)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，用以將由該話音輸入單元輸入的話音轉(zhuǎn)換成為PCM數(shù)據(jù);PCM數(shù)據(jù)/字符碼轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)已轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)，通過識別字符，將轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為字符碼。
該發(fā)送機包括一個存儲器，用以暫存由數(shù)據(jù)輸入單元輸入的數(shù)據(jù)和由話音/字符碼轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的字符碼;一個供給裝置，用以將識別碼提供給存儲在該存儲器中的一組字符碼，以產(chǎn)生一個字符碼數(shù)據(jù)，該字符碼數(shù)據(jù)與存儲在該存儲器中的數(shù)據(jù)混合，以便發(fā)送。該組字符碼被選擇為預(yù)定數(shù)量的字符碼，以對應(yīng)于在聽覺上無不一致的可聽見的話音。
分離器包括一個鑒別裝置，根據(jù)識別碼鑒別數(shù)據(jù)和話音/字符碼數(shù)據(jù);一個識別碼刪除裝置，用以從字符碼中刪除識別碼，以產(chǎn)生該組字符碼;以及一個存儲器，用以暫存由鑒別裝置鑒別的數(shù)據(jù)和由識別碼刪除裝置產(chǎn)生的該組字符碼。
字符碼/話音轉(zhuǎn)換器包括用于話音合成的一個話音轉(zhuǎn)換表;一個話音/PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，用以將存儲在該存儲器中的該組字符碼轉(zhuǎn)換成為PCM數(shù)據(jù)，從話音轉(zhuǎn)換表看來，該PCM數(shù)據(jù)與話音相對應(yīng);以及一個數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器，用以將已轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為模擬的聲頻信號。
結(jié)合以下附圖參閱下面詳細描述將對本發(fā)明的這些目的、其它目的和優(yōu)點將會更加清楚。
圖1示出本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備中所使用的通信控制單元的方框圖，圖2示出該話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的示意性方框圖，圖3示出在話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備中使用的傳輸數(shù)據(jù)的信號格式的一個例子。
現(xiàn)在參見圖2，圖中示出了作為本發(fā)明優(yōu)選實施例的一個話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的示意性方框圖。該話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備在以個人計算機(PC)20-1和20-2表示的一對數(shù)據(jù)終端之間進行數(shù)據(jù)通信，還在一組的話筒(MIC)30-1與揚聲器(SP)40-1和另一組的話筒30-2與揚聲器40-2之間進行話音通信。話筒代表話音輸入單元，而揚聲器代表話音輸出單元。
個人計算機PC20-1、話筒MIC30-1和揚聲器CP40-1與一個通信控制單元100-1相連接，而個人計算機PC20-2，話筒MIC30-2和揚聲器SP40-2與另一個通信控制單元100-2相連接。通信控制單元100-1和100-2通過一個通信電路50-1、一個公共電路網(wǎng)絡(luò)60和一個通信電路50-2互相連接。個人計算機PC20-1及其顯示器21-1提供了一個數(shù)據(jù)輸入單元，而個人計算機PC20-2及其顯示器21-2也提供了另一個數(shù)據(jù)輸入單元。
參照圖1，圖中示出了一個通信控制單元100的詳細方框圖，該通信控制單元100代表圖2的通信控制單元100-1和100-2。單元100的結(jié)構(gòu)與單元100-1和100-2的結(jié)構(gòu)相同。在圖1中，通信控制單元100與一個數(shù)據(jù)輸入/輸出單元(下面稱為“數(shù)據(jù)I/O單元”)200、由話筒30表示的話音輸入單元、由揚聲器40表示的話音輸出單元以及作為數(shù)據(jù)和話音的發(fā)送單元的通信電路50相連接，該數(shù)據(jù)I/O單元200由一個個人計算機(PC)20和一個與計算機相聯(lián)的顯示器21所組成。
通信控制單元100包括一個話音輸入/輸出處理單元120;一個微處理器單元(下文稱為“MPU”)101，MPU101被設(shè)計得用以提供或接收有關(guān)話音輸入/輸出處理單元120的字符碼，提供或接收數(shù)據(jù)I/O單元200的數(shù)據(jù)，和控制通信控制單元100的整個工作;一個調(diào)制解調(diào)器電路102，它調(diào)制或解調(diào)已發(fā)送到通信電路50的或從通信電路50接收的數(shù)據(jù)和話音數(shù)據(jù);一個網(wǎng)絡(luò)控制單元(NCU)103，它控制有關(guān)通信電路50的發(fā)送和接收的操作;一個接口變壓器104;連接在網(wǎng)絡(luò)控制單元103與通信電路50之間;一個只讀存儲器(ROM)107，它由數(shù)據(jù)總線105和地址總線106與MPU101連接，并且存儲用以驅(qū)動MPU101的程序;一個轉(zhuǎn)換表108，它被設(shè)計得用以根據(jù)通信電路50中的傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)I/O單元200的輸入/輸出數(shù)據(jù)和話音輸入/輸出處理單元120的輸入/輸出話音數(shù)據(jù);一個隨機存取存儲器(下文稱為“RAM”)109，在通信控制單元100中存儲通信控制操作用的各種數(shù)據(jù);以及一個控制器110，用以控制網(wǎng)絡(luò)控制單元103。
話音輸入/輸出處理單元120包括一個模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器121，用以將從話筒30提供的模擬的聲頻信號轉(zhuǎn)換成為PCM(脈碼調(diào)制)數(shù)據(jù);一個CH轉(zhuǎn)換器122，利用在MPU101中所應(yīng)用的常規(guī)話音識別技術(shù)，將A/D轉(zhuǎn)換器121轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為字符碼;一個CH反向轉(zhuǎn)換器124，用以將MPU101產(chǎn)生的字符碼轉(zhuǎn)換成為與用于話音合成的、從常規(guī)的轉(zhuǎn)換表來看的話音相對應(yīng)的PCM數(shù)據(jù);一個數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器123，用以將轉(zhuǎn)換器124產(chǎn)生的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為模擬的聲頻信號并施加在揚聲器40上。
話筒30和揚聲器40通過外部終端(在圖中未示出)與通信控制單元100在外部相連接，但是如果需要也可放置在單元100內(nèi)。話筒30可用其它的聲頻信號接收單元(例如磁記錄器、從磁帶接收話音數(shù)據(jù)的小型磁盤播放機、磁盤、光盤等)來代替。
當通信控制單元100起發(fā)送設(shè)備的作用時，它根據(jù)數(shù)據(jù)I/O單元200輸入的數(shù)據(jù)和由話筒30輸入、施加在該通信電路50的聲頻信號產(chǎn)生按圖3所示的格式的發(fā)送數(shù)據(jù)。
當通信控制單元100起接收設(shè)備的作用時，它從該通信電路50接收如圖3所示的發(fā)送數(shù)據(jù)，將該發(fā)送數(shù)據(jù)分離成為數(shù)據(jù)將加到數(shù)據(jù)I/O單元200和話音加到揚聲器40。
下面先敘述通信控制單元100起發(fā)送設(shè)備的作用時的工作情況。
個人計算機PC20根據(jù)在數(shù)據(jù)I/O單元200中顯示器21上的圖像而輸入的數(shù)據(jù)施加在MPU101上，并在MPU101的控制下再施加到RAM109，以便存儲在其中。輸入到話筒30的話音被轉(zhuǎn)換成為模擬聲頻信號，然后施加在A/D轉(zhuǎn)換器121上。A/D轉(zhuǎn)換器121通過在多個取樣點上A/D轉(zhuǎn)換將模擬可聞信號轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的PCM數(shù)據(jù)。由A/D轉(zhuǎn)換器121轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)施加在CH轉(zhuǎn)換器122上，再利用常規(guī)的話音識別技術(shù)轉(zhuǎn)換成為字符的。已轉(zhuǎn)換的字符碼施加在MPU101上，并在MPU101的控制下存儲在RAM109中。
根據(jù)存儲在RAM109中的數(shù)據(jù)和字符碼，MPU101使用轉(zhuǎn)換表108按照圖3的格式產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)。MPU101在存儲在RAM109的字符碼中間提取可聽見而無不一致的一組字符碼，并將預(yù)定的識別碼施加在提取的該組字符碼上，以產(chǎn)生字符碼數(shù)據(jù)，再將已產(chǎn)生的字符碼數(shù)據(jù)與存儲在RAM109中的、來自數(shù)據(jù)I/O單元200的數(shù)據(jù)在時間共用的基礎(chǔ)上進行混合，以產(chǎn)生圖3所示格式的傳輸數(shù)據(jù)。
在圖3中，在字符碼300之前所加的識別碼(ID碼301)表明伴隨話音數(shù)據(jù)的隨后的數(shù)據(jù)，而在字符碼300之后的識別碼302表明該話音數(shù)據(jù)的結(jié)尾。識別碼可以是預(yù)定的碼數(shù)據(jù)，或者是由多個碼數(shù)據(jù)組成的一組碼數(shù)據(jù)。
由MPU101產(chǎn)生的傳輸數(shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器電路102、網(wǎng)絡(luò)控制單元103和接口變壓器104施加到通信電路50上。
下面再敘述通信控制單元100起接收設(shè)備的作用時的工作情況。
通信控制單元100接收從通信電路50通過接口變壓器104及網(wǎng)絡(luò)控制單元103按圖3格式傳送的傳輸數(shù)據(jù)，再經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器電路102將接收的傳輸數(shù)據(jù)施加在MPU101上。MPU101根據(jù)識別碼將接收的傳輸數(shù)據(jù)分離成為數(shù)據(jù)和字符碼數(shù)據(jù)，并通過刪除識別碼將分離的數(shù)據(jù)原樣地與字符碼數(shù)據(jù)存儲在RAM109中。
MPU101讀出存儲在RAM109中的并且將施加在數(shù)據(jù)I/O單元200的數(shù)據(jù)。MPU101讀出存儲在RAM109中的、并且將施加在CH反向轉(zhuǎn)換器124的字符碼，該CH反向轉(zhuǎn)換器124將該字符碼轉(zhuǎn)換成為PCM數(shù)據(jù)，它用于話音合成的、并與從常規(guī)轉(zhuǎn)換表來看的話音相對應(yīng)。由CH反向轉(zhuǎn)換器124轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)施加到D/A轉(zhuǎn)換器123，再轉(zhuǎn)換為模擬的聲頻信號。已轉(zhuǎn)換的模擬聲頻信號施加在揚聲器上，以產(chǎn)生話音。
說話快的人每分鐘說出250至300個字符。據(jù)此，人的話音最多每秒有6個字符，但是它可加上附加的信息例如長度、強度、音調(diào)等以占用十二個字符碼。假定一個識別碼占用六個字符碼，則對于話音數(shù)據(jù)傳輸必須準備每秒十八個字符碼。
在本實施例的通信控制單元中，傳輸速度是9600bps，一個字符碼的長度是10比特，因此一秒可以傳送960字符碼。如果它們以壓縮系數(shù)為2進行壓縮，則通信控制單元一秒可發(fā)送1920字符碼。這樣，用于發(fā)送話音的數(shù)據(jù)量大約只占用這個設(shè)備的最大傳輸數(shù)據(jù)的10%，因此話音可使用非常小的數(shù)據(jù)量被發(fā)送。
因本發(fā)明的話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備將話音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為字符碼，再與數(shù)據(jù)混合，故它具有以下優(yōu)點其結(jié)構(gòu)造價低、不需要任何高速電路、話音和數(shù)據(jù)可以以合理地減少傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量來發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于包括一個語音輸入單元，用以將話音輸入到該設(shè)備以產(chǎn)生一個聲頻信號，一個話音/字符碼轉(zhuǎn)換器，用于將聲頻信號轉(zhuǎn)換為字符碼，和一個發(fā)送機，用于通過所述話音字符碼轉(zhuǎn)換器將所述轉(zhuǎn)換的字符碼疊加在單獨輸入到該設(shè)備的數(shù)據(jù)上，以便傳輸。
2.一種話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于包括一個接收單元，用于接收傳輸信號，一個分離器，用于將所述接收的傳輸信號分離為數(shù)據(jù)和字符碼，一個字符碼/話音轉(zhuǎn)換器，用于將所述分離的字符碼轉(zhuǎn)換為聲頻信號，和一個話音輸出單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換的聲頻信號產(chǎn)生話音。
3.一種通信系統(tǒng)，其特征在于包括第一話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備和第二話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，所述第一話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括一個話音輸入、一個話音/字符碼轉(zhuǎn)換器和一個發(fā)送機，所述第二話音和數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括一個接收機、一個分離器、一個字符碼/話音轉(zhuǎn)換器和一個話音發(fā)生器。
4.一個話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于包括一個話音輸入單元，用于將話音輸入到設(shè)備以產(chǎn)生聲頻信號，一個話音/字符碼轉(zhuǎn)換器，用于將所述聲頻信號轉(zhuǎn)換為字符碼，一個發(fā)送機，用于利用所述話音/字符碼轉(zhuǎn)換器將所述轉(zhuǎn)換的字符碼疊加在獨立地輸入到設(shè)備的數(shù)據(jù)上，以便傳輸，一個接收單元，用于接收傳輸信號，一個分離器，用于將所述接收的傳輸信號分離為數(shù)據(jù)和字符碼，一個字符碼/話音轉(zhuǎn)換器，用于將所述分離的字符碼轉(zhuǎn)換為聲頻信號，和一個話音輸出單元，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換的聲頻信號產(chǎn)生話音。
5.一種通信系統(tǒng)，其特征在于包括多個話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，用于在它們之間互相通信，其每個話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括一個發(fā)送部分和一個接收部分，所述發(fā)送部分包括一個話音輸入單元、一個話音/字符碼轉(zhuǎn)換器、一個發(fā)送機，該話音輸入單元用于將話音輸入到該發(fā)送部分以產(chǎn)生聲頻信號，該話音/字符碼轉(zhuǎn)換器用于將所述聲頻信號轉(zhuǎn)換為字符碼，該發(fā)送機用于將所述轉(zhuǎn)換的字符碼疊加在單獨輸入到該發(fā)送部分的數(shù)據(jù)上以便傳輸，和所述接收部分包括用于接收傳輸信號的一個接收單元，用于將所述接收的傳輸信號分離為數(shù)據(jù)和字符碼的一個分離器，用于將所述分離的字符碼轉(zhuǎn)換為聲頻信號的一個字符碼/話音轉(zhuǎn)換器，該話音輸出單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)換的聲頻信號產(chǎn)生話音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4的話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于，所述話音/字符碼轉(zhuǎn)換器包括一個話音/PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述聲頻信號轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)，和一個PCM數(shù)據(jù)/字符碼轉(zhuǎn)換器，用于將由所述話音/PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的所述PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4的話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)送機用以將識別碼加在所述字符碼中。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4的話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于，所述分離器根據(jù)加在字符碼上的識別碼分離所述接收的傳輸信號為數(shù)據(jù)和字符碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或4的話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備，其特征在于，所述字符碼/話音轉(zhuǎn)換器包括一個話音轉(zhuǎn)換表，用于話音合成;一個字符碼/PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于將字符碼轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)的以及一個PCM數(shù)據(jù)/話音轉(zhuǎn)換器，用于將所述轉(zhuǎn)換的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為聲頻信號。
10.一種用于話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備的方法，其特征在于，包括以下步驟將話音輸入到所述設(shè)備以產(chǎn)生聲頻信號，轉(zhuǎn)換該聲頻信號為字符的，和將所述轉(zhuǎn)換的字符碼疊加在獨立地輸入到所述設(shè)備的數(shù)據(jù)上以便傳輸。
11.一種用于話音與數(shù)據(jù)通信設(shè)備的方法，其特征在于包括以下步驟接收傳輸信號，分離所述接收的傳輸信號為數(shù)據(jù)和字符碼，轉(zhuǎn)換所述分離的字符碼為聲頻信號，和根據(jù)所述轉(zhuǎn)換的聲頻信號產(chǎn)生話音。
全文摘要
通信控制單元(100)作為發(fā)送單元，利用A/D轉(zhuǎn)換器(121)和CH轉(zhuǎn)換器(122)將輸入到話筒(30)的話音轉(zhuǎn)換為字符碼再將轉(zhuǎn)換的字符碼與數(shù)據(jù)輸入/輸出單元(200)輸入的數(shù)據(jù)混合而被發(fā)送。通信控制單元(100)作為接收單元，將該單元接收的數(shù)據(jù)分離為數(shù)據(jù)和字符碼。分離的數(shù)據(jù)照原樣施加在數(shù)據(jù)輸入/輸出單元(200)上利用CH反向轉(zhuǎn)換器(124)和D/A轉(zhuǎn)換器(123)將分離的字符碼轉(zhuǎn)換為話音信號再由揚聲器(40)產(chǎn)生話音。
文檔編號H04M11/06GK1110848SQ94115618
公開日1995年10月25日 申請日期1994年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月1日
發(fā)明者正垣久年, 關(guān)健彥, 高橋和浩, 澤田一嘉 申請人:歐姆龍株式會社