【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータ通信設備、より詳細には、音声データ同時モデムを含む通信システムに関する。

【０００２】本発明と譲受人を同一とする１９９３年６
月１４日付けで出願されたBremerらによる『Simultaneo
us Analog and Digital Communication 』という名称の係属中の米国特許出願第０８／０７６５０５号は、音声データ同時通信システムを開示する。 このシステムにおいては、音声信号がデータ信号に加えられて、通信チャネルを通じて受信モデムに送られる。

【０００３】このアナログデジタル同時通信システムにおいては、伝送されるべきデータ信号はデータシンボルのシーケンスによって表わされる。 ここで各データシンボルはある信号空間から取られたある特定のＮ次元の信号ポイント値と関連する。 同様に、音声信号によって代表されるアナログ信号は、これがＮ次元信号空間内にマッピングされ一つの音声信号ポイントを与えるように処理される。 この音声信号ポイントは信号空間の原点の回りのある音声信号ベクトルの規模と角度を定義する。 このデータシンボルと音声信号ベクトルが次に互いに加えられ、一つ結果としてのＮ次元信号ポイントが選択され、これが次に遠方端モデムに送信される。

【０００４】送信されたＮ次元信号ポイントが受信されると、遠方端モデムの受信機は埋込まれたデータシンボルを検出し、データシンボルを受信されたＮ次元信号ポイントから減算し、音声信号ベクトルを得る。 この音声信号ベクトルが次に音声信号を再生するために使用される。

【０００５】結果として、この技法は、長所として、音響チャネルとデータチャネルの両方を持つ一つの音声帯域信号を提供する。 これは、音声とデータを同時に扱う能力を持つ（ＳＶＤ）モデムを持つ二つのユーザが、それらの間でデータを通信し、同時に会話することを可能にする。 しかも、各ユーザ位置においてはたった一つの“チップ／リング”タイプの電話回線のみが要求される。 音声信号を含む任意の通信システムにおいてそうであるように、ＳＶＤ信号の特性は、通常、ＳＶＤ音声チャネルの音声品質を最適化するように選択される。 つまり、より高い品質の音声伝送が追及される。 例えば、１
９９３年６月１４日付けで出願された本発明の出願人と譲受人を同一とするBremerらによる『Companding of Vo
ice Signalfor Simultaneous Voice and Data Transmis
sion 』という名称の係属中の米国特許出願第０８／０
７６５０６号は、音声伝送の品質を向上するために音声信号がＰＳＴＮに加えられる前に混合されるタイプの音声データ同時通信システムを開示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上に説明の技法は、長所として、二つの人が単一の電話接続を通じて会話とデータ通信の両方を行なうことを可能にするために、この技術の一つの用途として、娯楽の領域、つまりモデムをベースとするゲームが考えられる。 ここでは、二人の人がデータチャネルを介してゲームをプレイできるのみでなく、これと同時に、音声データ同時（ＳＶＤ）接続の音声チャネルを介して互いに会話することもできる。 上に説明のように、ＳＶＤ音声チャネルによって提供される品質は、典型的には、任意の音声通信システムを対象とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ただし、我々は、実際の音声信号の品質を劣化させることによって、ＳＶＤ通信システムを使用しての娯楽のレベルを向上させる技法を思い付いた。 より詳細には、ＳＶＤユーザがＳＤＶモデムによって提供される音声信号を意図的に修正することを可能にするＳＶＤモデムが提供される。 結果として、
モデムに基づくゲームのプレイヤは、音響効果を提供することによって、例えば、音声の音響を修正すること、
或は背景ノイズを加えることによって、ゲーム環境を聴覚的に向上させることができる。

【０００８】

【実施例】図１には本発明の原理を具現する音声データ同時通信システムのブロック図が示される。 以下の記述においては、図１のユーザ１とユーザ２との間に通信路が既に確立されているものと想定される。 ユーザ１の通信設備は、例えば、コンピュータなどのようなデータ端末設備（ＤＴＥ）１０；音声設備である電話機２０；及び音声データ同時（ＳＶＤ）モデム１００を含む。 後者は、ＳＶＤモデム３００に伝送されるべき二つのタイプの信号、つまり、ＤＴＥ１０からのデータ信号と、電話機２０からの音声信号を受信する。 遠方端ＳＶＤモデム３００に伝送されるべき音声とデータ信号に加えて、Ｓ
ＶＤモデム１００は、ユーザ１からの二つの制御タイプの信号、つまり、ライン１２上の送信オン／オフ信号と、ライン１４上の受信オン／オフ信号を受信する。 これらラインは、“信号ポート”とも呼ばれる。 後に詳細に説明されるように、これら信号は各々が複数の位置を持つ単純なスイッチを表わし、このスイッチは、それぞれ、送信或は受信された音声信号に対する修正が存在するか否かを制御する。 これら信号のいずれかが“オフ”
状態を表わす場合は、各々の音声信号の修正は存在しない。 これら信号のいずれかが“オン”状態を表わす場合は、この信号はＫ−１個のスイッチ位置を表わす。 ＳＶ
Ｄモデム１００は、データ信号と音声信号の両方を符号化し、一つの結合された音声データ信号を生成するが、
これは、ローカルループ１０１、公衆交換電話網（ＰＳ
ＴＮ）２００、そしてローカルループ３０１を介して、
ＳＶＤモデム３００に伝送される。 音声データ同時モデムの、本発明以外の基本的概念については、前述の１９
９３年６月１４日付けで出願された、Bremerらによる、
『Simultaneous Analog and Digital Communication 』
という名称の特許出願第０８／０７６５０５号において説明されているのでこれを参照すること。 ＳＶＤモデム３００は、ＳＶＤモデム１００によって伝送された結合された音声データ信号を受信し、データ信号をＤＴＥ３
０に提供し、音声信号を電話機４０に提供する。 データと音声信号の逆方向の伝送、つまり、ＳＶＤモデム３０
０からＳＶＤモデム１００への伝送も、類似する方法にて行なわれる。 ＳＶＤモデム３００は、本発明の概念を組み込でも、組み込まなくてもよい。 さらに注意すべき点として、本発明が以下においてはＳＶＤモデム１００
の送信部分と受信部分の背景で説明されるが、本発明の概念は、あるモデムの送信部分と受信部分の両方ともが本発明の概念を組み込むことを要求するものではない。

【０００９】次に図２の説明に移るが、図２には、ＳＶ
Ｄモデム１００の送信機５０２のブロック図が示される。 本発明の概念以外の点では、ＳＶＤモデム１００の個々の要素は、周知であり、詳細には説明されない。 例えば、ＣＰＵ１０５は、マイクロプロセッサベースの中央処理ユニットと、プログラムデータを格納するための関連するメモリから構成される。

【００１０】図２のＤＴＥ１０は、データ符号器１２５
にデータ信号を提供するが、符号器１２５は、周知の任意の符号化技法、例えば、スクランブリング、格子状符号化等の技法を含み、ライン１２６上にシンボルレート１／Ｔにてシンボルのシーケンスを供給する。 これらシンボルは一つの信号空間（図示なし）から選択される。
ＤＴＥ１０は、ユーザ１がプレイしているゲームプログラムを実行するコンピュータ、例えば、パーソナルコンピュータを表わすものと想定される。

【００１１】本発明の概念によると、図２の電話機２０
は、音声信号を音声修正器１３０とマルチプレクサ（ｍ
ｕｘ）１４０に供給する。 マルチプレクサ１４０の出力信号はユーザ１によって、ライン１２によって提供される送信オン／オフ信号を介して制御される。 この信号はＣＰＵ１０５に加えられる。 この実施例の目的に対しては、ライン１２は、複数の位置を持つ単純なスイッチも表わし、従って、送信オン／オフ信号は、Ｋ個のスイッチ位置を表わすものと想定される。 ここで、第一のスイッチ位置は、“オフ”、つまり、音声信号の修正がないことを表わし、残りの各Ｋ−１のスイッチ位置は、各々、電話機２０によって提供される音声信号への異なるタイプの効果と関連する（後に説明）。 送信オン／オフ信号が“オフ”位置を表わす場合は、ＣＰＵ１０５は、
マルチプレクサ１４０を、ライン１４１上の出力信号がライン２１上の電話機２０からの実際の音声信号を表わすように制御する。 ただし、送信オン／オフ信号が任意の他の残りのスイッチ位置を表わす場合は、ＣＰＵ１０
５は、マルチプレクサ１４０の出力信号を、ライン２１
上の音声信号からライン１３１上の音声修正器１３０によって提供される出力信号に切り替える。 この制御信号は、音声修正器１３０に、選択されたスイッチ位置に従って電話機２０からの音声信号に歪を与えるように指令する。 注意すべき点は、この実施例はマルチプレクサ１
４０を使用して電話機２０からの音声信号とライン１３
１上の音声が修正された信号との間の切り替えを行なうように示されるが、他の代替も可能である。 例えば、マルチプレクサ１４０を取り除き、音声修正器１３０からの出力信号が常に音声符号器１１０に加えられるようにすることもできる。 このケースにおいては、“オフ”スイッチ位置は、単に、音声修正器１３０に、電話機２０
から加えられる音声信号に歪を与えないように指令する。

【００１２】マルチプレクサ１４０は、出力信号を音声符号器１１０に加えるが、音声符号器１１０は、ライン１１１上に、シーケンスの二次元信号ポイントを、１／
Ｔシンボル／秒の事前に定義されたシンボル速度にて供給する。 各二次元信号ポイントは、信号空間（図示なし）の原点の回りの“音声信号ベクトル”を表わす。 加算器１３５は、ライン１１１上の各音声信号ベクトルを、存在する場合、データ符号器１２５によって提供されるシンボルの対応する一つに加えることによって、変調器１４５への信号ポイントのストリームを生成する。
後者は、周知の直角振幅変調（ＱＡＭ）に従って、送信信号をハイブリッド１１５に供給するが、この信号は、
ＰＳＴＮ２００を介してＳＶＤモデム３００に伝送される。

【００１３】ＳＶＤモデム１００の受信機５０３は、上に説明の送信機５０２に対する補完的な機能を遂行するが、これが図３にブロック図形式にて示される。 受信機５０３と送信機５０２内に共通な要素は、同一の参照番号を持ち、例えば、ＣＰＵ１０５、ハイブリッド１１５
として示される。 ハイブリッド１１５は、ＳＶＤ３００
から送信される信号をＰＳＴＮ２００を介して受信し、
こうして受信された信号を復調器１５０に加える。 後者は受信された信号ポイントのシーケンスをデータ復号器１９０に供給するが、復号器１９０は、送信機５０２のデータ符号器１２５と反対の機能を遂行し、各シンボル期間において、ライン１１を介して、ＤＴＥ１０に情報を帯びる信号を提供する。

【００１４】音声復号器１７０の入力信号は復号器１５
０からの受信された信号ポイントシーケンスと、データ復号器１９０からの復号されたシンボルシーケンスの両方を含む。 音声復号器１７０は、データ復号器１９０によって受信されたシンボルであるという決定を行なうために必要とされる復号時間を確保するために適当なバッファを含む。 音声復号器１７０は、復号器１５０によって供給される各々の受信された信号ポイントからデータ復号器１９０によって供給される受信されたシンボルを引き、次に、音声符号器１１０の反対の機能を遂行することによって、ライン１７１上に受信された音声信号を供給する。 この受信された音声信号は、マルチプレクサ（ｍｕｘ）１９５と音声修正器１８０に加えられる。 マルチプレクサ１９５は、出力音声信号を電話機２０に加える。

【００１５】マルチプレクサ１９０の出力信号は、ユーザ１によってライン１４によって提供される受信オン／
オフ信号によって制御される。 この信号はＣＰＵ１０５
に加えられる。 ライン１２と同様に、ライン１４も複数の位置を持つ単純なスイッチを表わし、受信オン／オフ信号は、Ｋ個のスイッチ位置を表わすものと想定される。 ここで、第一のスイッチ位置は、“オフ”、つまり、受信音声信号の修正がないことを表わし、残りのＫ
−１個のスイッチ位置の各々は、それぞれ、受信された音声信号への異なるタイプの影響と関連する（後に説明）。 受信オン／オフ信号が“オフ”位置を表わす場合は、ＣＰＵ１０５は、マルチプレクサ１９５を、ライン２１上の出力信号がＳＶＤモデム３００からの受信された音声信号を表わすように指令する。 ただし、注意すべき点は、この受信された音声信号は、ＳＶＤモデム３０
０によって、これも本発明の概念を具現する場合は、それ自身も修正されている可能性があることである。 一方、受信されたオン／オフ信号が任意の他の残りのスイッチ位置を含む場合は、ＣＰＵ１０５は、マルチプレクサ１９５の出力信号を、音声復号器１７０の出力信号から音声修正器１８０によって供給される出力信号に切り替える。 加えて、ＣＰＵ１０５は、ライン１０３を介して一つの制御信号を音声修正器１８０に加える。 この制御信号は、音声修正器１８０に、選択されたスイッチ位置に従って電話機２０からの音声信号に歪を与えるように指令する。 注意すべき点として、この実施例においてはマルチプレクサ１９５を使用して、音声復号器１７０
の出力信号と、音声修正器１８０の出力信号との間の切り替えを行なうことが示されるが、他の代替も可能である。 例えば、マルチプレクサ１９５を取り除き、音声修正器１８０からの出力信号が電話機２０に常に加えられるようにすることもできる。 このケースにおいては、
“オフ”スイッチ位置は、単に、音声修正器１８０に、
音声復号器１７０によって供給される受信された音声信号に歪を与えないように指令する。

【００１６】それぞれライン１２と１４によって供給される送信オン／オフ信号と受信オン／オフ信号は、ユーザ１が実際の音声信号を意図的にリアルタイムにて修正し、これによって、異なるゲームキャラクタ及び／或は効果に対して代替の特性を与えることを可能にする。 ここで使用される用語“音響効果”は、入力信号を修正すること、或は入力信号にある音響を付加することを意味する。 例えば、一つの音響効果は、ユーザ１の音声を“ロールプレイ（role-playing）”ゲーム（ｒｐｇ）のあるキャラクタタイプによりかなった音響に修正することであり得る。 もう一つの音響効果は、距離感、或は戦いの効果を与えるために、音声信号に加えられる背景ノイズ、例えば、静かな或は爆発タイプの音響である。 さらに、これら修正は、時不変にすることも、或は刻々変化させることもできる。 例えば、静かな音響が次第に現われ、消えて行くようにすることもできる。 変化する音響効果の変化の速度は、ユーザによって選択可能である。

【００１７】音声修正器１３０と１８０は、ＤＴＥ１０
上でプレイされている対応するゲーム内で起こっている事象をシミュレートするために、それぞれ、ライン２１
と１７１上に加えられる入力信号を修正するため、及び或は、背景ノイズを加えるための音響発生器を表わす。
音響修正器１３０と１８０は、以下の任意の周知の音声修正効果を提供することができる。

【００１８】ａ）固定された或は時間にと共に変化する周波数のトランスレーション； ｂ）固定された或は時間と共に変化する振幅の変動； ｃ）固定された或は時間と共に変化する音響の調合； ｄ）固定された或は時間と共に変化する低域遮断周波数； ｅ）固定された或は時間と共に変化する高域遮断周波数； ｆ）固定された或は時間と共に変化する付加的音響；及び ｇ）固定された或は時間と共に変化する周波数反転。

【００１９】一例として、音声修正器１３０と１８０
は、それぞれ、音響効果の選択によって、下側と上側の遮断周波数が変化し、結果として、通過帯域に変動が与えられるタイプの単純なフィルタであり得る。 このような単純なフィルタは当分野において周知のように離散電子要素内に実現することも、或はフィルタ機能をデジタル信号プロセッサをプログラムすることによって実現することもできる。 後者の方法は、他の上に述べた音響効果、例えば、周波数の関数として音響信号の振幅を変更したり、或は全音声信号の周波数を上げたり下げたりする効果を実現でき、より大きな柔軟性を持つ。

【００２０】上に説明の本発明の概念は、従って、ＳＤ
Ｖユーザが任意の方向において音声信号を修正することを可能にする。

【００２１】さらに、上の実施例は、ユーザによる複数の事前に定義された音響効果の手操作による選択を述べるが、注意すべき点は、音響効果の選択は、プログラムソフトウエアを実行するコンピュータによっても遂行できることである。 実際、ゲームソフトウエアは、リアルタイムにて現在のゲーム状態に加えられるべき音声修正のタイプを同期的に変更することができる。 一つの例においては、ＤＴＥ１０上で実行されるゲームソフトウエアが、ＳＶＤモデムの“コマンドモード”を使用して、
ライン１１のデータ端末装置のインターフェースを介して音響効果の選択を管理する。 このケースにおいては、
新たなセットのモデムコマンドがセットされ、これによって、ゲームソフトウエア、或はユーザが特定の音響効果を選択することが可能となる。 もう一つの例においては、ＤＴＥ１０がライン１２と１４によって表わされる信号ポート（図示なし）に直接に接続し、音響効果の選択を制御する。

【００２２】上の記述は単に本発明の原理を解説するものである。 当業者においては、ここには明示的に示されてない本発明の原理を具現する様々な変更構成を考案できるものであり、これらも本発明の精神と範囲に入ることを理解できるものである。

【００２３】例えば、本発明は、ここでは、離散機能構築ブロック、例えば、符号器、復号器、音声修正器を使用して実現されるものとして示されたが、一つ或はそれ以上のこれら構築ブロックの機能は、一つ或はそれ以上の適当にプログラムされたプロセッサ、例えば、デジタル信号プロセッサを使用して実現することもできる。 加えて、音声修正器機能は、音声符号器の後ろに置くことも、或は単に音声符号器機能自身をそれが音声信号の要求されるレベルの歪を提供するように修正することも可能である。

【００２４】加えて、上の実施例においては、固定された数の事前に決定された音響効果が存在するものと想定されたが、ユーザ或はユーザのデータ端末装置上で実行されているゲームソフトウエアによって、音声修正器によって使用される任意のパラメータの値を初期化し、データ端末装置のインターフェース、例えば、コマンドモードを通じて音声データ同時モデムに提供することも可能である。 例えば、ユーザは、幾つかの要求されるパラメータ、例えば、遮断周波数、周波数シフトの量、或はトランスレーションなどを指定することによってＳＶＤ
音響効果のスイッチ設定をプログラムすることもできる。 これによって、ユーザはゲームに応じて音響効果を変えることが可能になる。 同様にして、遠隔音声データ同時モデム、例えば、二次的なモデムチャネルを介して幾つかの音声修正パラメータを提供することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を具現する音声データ同時通信システムのブロック図を示す。

【図２】本発明の原理を具現する音声データ同時モデムの送信機部分のブロック図を示す。

【図３】本発明の原理を具現する音声データ同時通信モデムの受信機部分のブロック図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁶識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 3/04 Ｚ Ｈ０４Ｊ 1/00 Ｈ０４Ｌ 27/00 (72)発明者 ゴードン ブレマー アメリカ合衆国 34624 フロリダ，クリ アウォーター，コーヴ レーン 1930 (72)発明者 ケネス ディヴィッド コー アメリカ合衆国 34619 フロリダ，クリ アウォーター，セイバー ドライヴ 2956 (72)発明者 ラーク ジェー． スミスウィック アメリカ合衆国 34655 フロリダ，ニュ ー ポート リッチィ，グリムスビー レ ーン 7907