(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出方法であって、
前記音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データから、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を求め、
前記音声主観品質目標値からこの音声主観品質目標値と対応する音声品質客観評価値を求め、この音声品質客観評価値に基づいて前記回帰曲線を参照することにより前記音声主観品質目標値に対応した無効パケット率を算出し、パケット損失に関する前記ネットワーク音声品質管理目標値として出力することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項２】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＥＳＱ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）値を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項３】
請求項２記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標値として、オピニオン評価法に基づくＭＯＳ（Mean Opinion Source）値を用い、
前記回帰曲線を参照する際、前記ＭＯＳ値を前記ＰＥＳＱ値と見なし、そのＰＥＳＱ値に対応する無効パケット率を前記回帰曲線から算出することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項４】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＳＱＭ（Perceptual Speech Quality Measure）値を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項５】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記回帰曲線を参照する際、予め得られた前記音声主観品質目標値と前記音声品質客観評価値との対応関係から、前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標値に対応する音声品質客観評価値を求め、
その音声品質客観評価値に対応する無効パケット率を前記回帰曲線から算出することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項６】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、
前記無効パケット率を導出する際の回帰曲線として、前記各回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項７】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関する前記ネットワーク品質管理目標値として出力することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項８】
請求項１記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法において、
前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、
これら回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線が得られた仮定バッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関する前記ネットワーク音声品質管理目標値として出力することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出方法。
【請求項９】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出装置であって、
前記音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データから、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を求める回帰曲線決定部と、
前記音声主観品質目標値からこの音声主観品質目標値と対応する音声品質客観評価値を求め、この音声品質客観評価値に基づいて前記回帰曲線を参照することにより前記音声主観品質目標値に対応した無効パケット率を算出し、パケット損失に関する前記ネットワーク音声品質管理目標値として出力する品質管理目標算出部とを備えることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１０】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＥＳＱ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）値を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標値として、オピニオン評価法に基づくＭＯＳ（Mean Opinion Source）値を用い、
前記品質管理目標値算出部は、前記回帰曲線を参照する際、前記ＭＯＳ値を前記ＰＥＳＱ値と見なし、そのＰＥＳＱ値に対応する無効パケット率を前記回帰曲線から算出することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１２】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＳＱＭ（Perceptual Speech Quality Measure）値を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１３】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記品質管理目標値算出部は、前記回帰曲線を参照する際、予め得られた前記音声主観品質目標値と前記音声品質客観評価値との対応関係から、前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標値に対応する音声品質客観評価値を求め、その音声品質客観評価値に対応する無効パケット率を前記回帰曲線から算出することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１４】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記回帰曲線決定部は、前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、
前記品質管理目標値算出部は、前記無効パケット率を導出する際の回帰曲線として、前記各回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線を用いることを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１５】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記品質管理目標値算出部は、前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関する前記ネットワーク品質管理目標値として出力することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１６】
請求項９記載のネットワーク音声品質管理目標値算出装置において、
前記回帰曲線決定部は、前記パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために前記音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、
前記品質管理目標値算出部は、これら回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線が得られた仮定バッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関する前記ネットワーク音声品質管理目標値として出力することを特徴とするネットワーク音声品質管理目標値算出装置。
【請求項１７】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視方法であって、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失の程度を示す性能情報と、請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット損失の程度を示す前記ネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、
その比較結果に基づき前記パケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うことを特徴とするネットワーク音声品質監視方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のネットワーク音声品質監視方法であって、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報と、請求項７または８に記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す前記ネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、
その比較結果に基づき前記パケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うことを特徴とするネットワーク音声品質監視方法。
【請求項１９】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視方法であって、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報が、請求項７または８に記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す前記ネットワーク音声品質管理目標値以下となる条件下で、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失に関するパケット損失率と、請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された無効パケット率とを比較し、
その比較結果に基づき前記パケット通信網の品質評価を行うことを特徴とするネットワーク音声品質監視方法。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれかに記載のネットワーク音声品質監視方法であって、
前記音声系アプリケーションでやり取りされる各音声パケットを前記パケット通信網からキャプチャし、
これら各音声パケットから少なくとも前記比較に用いるパケット損失率またはパケット転送遅延揺らぎを算出することを特徴とするネットワーク音声品質監視方法。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれかに記載のネットワーク音声品質監視方法であって、
前記音声系アプリケーションの品質を評価するための品質クラスを複数設け、
請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された、前記各品質クラスに対応する前記ネットワーク音声品質管理目標値に基づいて、前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られた性能情報がどの品質クラスに属するか判定し、
判定された品質クラスと前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標として指定された目標品質クラスとの比較結果に応じて、パケット通信網での音声品質の低下を警報する警報信号の送出有無を判断することを特徴とするネットワーク音声品質監視方法。
【請求項２２】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視装置であって、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失の程度を示す性能情報と、請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット損失の程度を示す前記ネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づき前記パケット通信網のネットワーク音声品質監視を行う品質評価部を備えることを特徴とするネットワーク音声品質監視装置。
【請求項２３】
請求項２２記載のネットワーク音声品質監視装置であって、
前記品質評価部は、前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報と、請求項７または８に記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す前記ネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づき前記パケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うことを特徴とするネットワーク音声品質監視装置。
【請求項２４】
パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、前記パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視装置であって、
前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報が、請求項７または８に記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す前記ネットワーク音声品質管理目標値以下となる条件下で、前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失率と、請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された無効パケット率とを比較し、その比較結果に基づき前記パケット通信網の品質評価を行う品質評価部を備えることを特徴とするネットワーク音声品質監視装置。
【請求項２５】
請求項２２〜２４のいずれかに記載のネットワーク音声品質監視装置であって、
前記音声系アプリケーションでやり取りされる各音声パケットを前記パケット通信網からキャプチャするパケットキャプチャ部と、
これら各音声パケットから少なくとも前記比較に用いるパケット損失率またはパケット転送遅延揺らぎを算出する性能情報算出部とを備えることを特徴とするネットワーク音声品質監視装置。
【請求項２６】
請求項２２〜２５のいずれかに記載のネットワーク音声品質監視装置であって、
前記音声系アプリケーションの品質を評価するための品質クラスを複数設け、
前記品質評価部は、請求項１〜６のいずれかに記載のネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された、前記各品質クラスに対応する前記ネットワーク音声品質管理目標値に基づいて、前記音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られた性能情報がどの品質クラスに属するか判定し、判定された品質クラスと前記音声系アプリケーションの音声主観品質目標として指定された目標品質クラスとの比較結果に応じて、パケット通信網での音声品質の低下を警報する警報信号の送出有無を判断することを特徴とするネットワーク音声品質監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク音声品質管理目標値算出方法および装置、ならびにネットワーク音声品質監視方法および装置に関し、特に、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションに対して設定された音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出装置および方法、ならびに算出されたネットワーク音声品質管理目標値に基づき、パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質管理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パケット通信網における音声系アプリケーション、例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Plotocol）を用いた音声系アプリケーションの品質評価については、主観品質評価と客観品質評価がある。
主観品質評価とは、音声に対する人間の心理的判断すなわち主観に基づき定量的に評価する方法であり、客観品質評価とは、主観品質評価の要因となる物理的な特徴量を客観的に測定して定量的に評価する方法である。
【０００３】
人間の知覚的品質を定量的に表す場合、主観品質評価が主に用いられる。この主観品質評価法としては、同一音声を多くの被験者に聞かせて主観的に評点を付けさせ、これを統計処理して平均的な評点すなわちＭＯＳ（Mean Opinion Score）値を得るオピニオン評価法が広く用いられている。
これに対して、近年では、ＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＳＱＭ（Perceptual speech quality measure）アルゴリズムなどの客観品質評価法も注目を集めており、それを実装する測定機器の開発が盛んに行われている。さらに、ＶｏＩＰなどでの劣化要因として特徴的なパケット損失等が含まれる音声の評価にも対応した、ＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２勧告のＰＥＳＱ（Perceptual evaluation of speech quality）法の標準化が進むと同時に、その製品開発も進められている。
【０００４】
ＰＳＱＭアルゴリズムとは、音のスペクトルを人間の知覚の生理的実態に対応する数学的な内部表現に変換する知覚モデル（Perceptual Modering）を用いて、音声の被試験信号と参照信号とを解析し、その解析結果として得られた被試験信号と参照信号の各内部表現を認知モデル（Cognitive Modering）で比較し、その比較結果として品質比較値すなわちＰＳＱＭ値を出力する方法である。
また、ＰＥＳＱアルゴリズムとは、ＰＳＱＭアルゴリズムに入力音声の時間合わせを行う機能を追加したものである。時間合わせ機能とは、比較する被試験信号と参照信号の時間位置を一致させるため、被試験信号または参照信号を時間シフトさせる機能であり、被試験信号に含まれる時間的揺らぎが補正されて高精度で比較できる。
このような動向から、まだ開発途上部分も多いが、主観品質評価の代替として客観品質評価を利用するために、より効率的に音声品質を測定していく方法を開発する動きがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
音声系アプリケーションで所望の音声品質を得るには、パケット通信網としてどのようなネットワーク音声品質を提供すべきかという観点に立った場合、そのパケット通信網を具体的に管理するためのネットワーク管理指標が必要となる。しかしながら、このような従来の評価法は、あくまでも音声品質評価であり、音声系アプリケーションを評価するにとどまっている。したがって、音声系アプリケーションで得たい品質を、人間の知覚的品質に沿った音声主観品質目標値として定量的に表したとしても、その音声主観品質目標値に対応するネットワーク音声品質管理目標値として、パケット通信網から実際に測定可能な、例えばパケット損失や遅延揺らぎなどの性能情報で管理できるネットワーク音声品質管理目標値を得ることができないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、音声系アプリケーションに対して設定された音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網から実際に測定可能な性能情報でパケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出方法および装置、ならびにそのネットワーク音声品質管理目標値に基づきパケット通信網の品質を監視するネットワーク音声品質監視方法および装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかるネットワーク音声品質管理目標値算出方法は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出方法であって、音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データから、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を求め、音声主観品質目標値からこの音声主観品質目標値と対応する音声品質客観評価値を求め、この音声品質客観評価値に基づいて回帰曲線を参照することにより音声主観品質目標値に対応した無効パケット率を算出し、パケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値として出力するようにしたものである。
【０００８】
このとき、回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＥＳＱ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）値を用いるようにしてもよく、さらに、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値として、オピニオン評価法に基づくＭＯＳ（Mean Opinion Source）値を用い、回帰曲線を参照する際、ＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なし、そのＰＥＳＱ値に対応する無効パケット率を回帰曲線から算出するようにしてもよい。
あるいは、回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＳＱＭ（Perceptual Speech Quality Measure）値を用いるようにしてもよい。
【０００９】
回帰曲線を参照する際、予め得られた音声主観品質目標値と音声品質客観評価値との対応関係から、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値に対応する音声品質客観評価値を求め、その音声品質客観評価値に対応する無効パケット率を回帰曲線から算出するようにしてもよい。
【００１０】
パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが未知の場合、そのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、無効パケット率を導出する際の回帰曲線として、各回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線を用いるようにしてもよい。
【００１１】
パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが既知の場合、そのバッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関するネットワーク品質管理目標値として出力するようにしてもよい。
【００１２】
あるいは、パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが未知の場合、そのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、これら回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線が得られた仮定バッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関するネットワーク音声品質管理目標値として出力するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明にかかるネットワーク音声品質管理目標値算出装置は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出するネットワーク音声品質管理目標値算出装置であって、音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データから、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を求める回帰曲線決定部と、音声主観品質目標値からこの音声主観品質目標値と対応する音声品質客観評価値を求め、この音声品質客観評価値に基づいて回帰曲線を参照することにより回帰曲線を参照して音声主観品質目標値に対応した無効パケット率を算出し、パケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値として出力する品質管理目標算出部とを備えるものである。
【００１４】
このとき、回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＥＳＱ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）値を用いてもよく、さらに、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値として、オピニオン評価法に基づくＭＯＳ（Mean Opinion Source）値を用い、品質管理目標値算出部は、回帰曲線を参照する際、ＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なし、そのＰＥＳＱ値に対応する無効パケット率を回帰曲線から算出するようにしてもよい。
あるいは、回帰曲線の音声品質客観評価値としてＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＳＱＭ（Perceptual Speech Quality Measure）値を用いるようにしてもよい。
【００１５】
回帰曲線を参照する際、品質管理目標値算出部で、予め得られた音声主観品質目標値と音声品質客観評価値との対応関係から、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値に対応する音声品質客観評価値を求め、その音声品質客観評価値に対応する無効パケット率を回帰曲線から算出するようにしてもよい。
【００１６】
パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが未知の場合、回帰曲線決定部で、そのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、品質管理目標値算出部は、無効パケット率を導出する際の回帰曲線として、各回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線を用いるようにしてもよい。
【００１７】
パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが既知の場合、品質管理目標値算出部で、そのバッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関するネットワーク品質管理目標値として出力するようにしてもよい。
【００１８】
パケット通信網でのパケット転送遅延揺らぎの影響を吸収するために音声系アプリケーションに予め設けられている音声パケット一時格納用バッファのバッファサイズが未知の場合、回帰曲線決定部で、そのバッファサイズを複数仮定して、これら仮定バッファサイズごとに無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線をそれぞれ求め、品質管理目標値算出部は、これら回帰曲線のうち、無効パケット率と音声品質客観評価値の関係を示す各データ点に対する当てはまりの良さを示す評価指標である寄与率が最も大きい回帰曲線が得られた仮定バッファサイズを、パケット転送遅延揺らぎに関するネットワーク音声品質管理目標値として出力するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明にかかるネットワーク音声品質監視方法は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視方法であって、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失の程度を示す性能情報と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット損失の程度を示すネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うようにしたものである。
【００２０】
このとき、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示すネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明にかかる他のネットワーク音声品質監視方法は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視方法であって、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報が、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示すネットワーク音声品質管理目標値以下となる条件下で、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失に関するパケット損失率と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された無効パケット率とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網の品質評価を行うようにしたものである。
【００２２】
これらネットワーク音声品質監視方法において、音声系アプリケーションでやり取りされる各音声パケットをパケット通信網からキャプチャし、これら各音声パケットから少なくとも比較に用いるパケット損失率またはパケット転送遅延揺らぎを算出するようにしてもよい。
【００２３】
あるいは、音声系アプリケーションの品質を評価するための品質クラスを複数設け、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された、各品質クラスに対応するネットワーク音声品質管理目標値に基づいて、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られた性能情報がどの品質クラスに属するか判定し、判定された品質クラスと音声系アプリケーションの音声主観品質目標として指定された目標品質クラスとの比較結果に応じて、パケット通信網での音声品質の低下を警報する警報信号の送出有無を判断するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明にかかるネットワーク音声品質監視装置は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視装置であって、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失の程度を示す性能情報と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット損失の程度を示すネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網のネットワーク音声品質監視を行う品質評価部を備えるものである。
【００２５】
このとき、品質評価部で、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示すネットワーク音声品質管理目標値とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明にかかる他のネットワーク音声品質監視装置は、パケット通信網で用いる音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網のネットワーク音声品質を監視するネットワーク音声品質監視装置であって、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示す性能情報が、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出されたパケット転送遅延揺らぎの大きさを示すネットワーク音声品質管理目標値以下となる条件下で、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られたパケット損失率と、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された無効パケット率とを比較し、その比較結果に基づきパケット通信網の品質評価を行う品質評価部を備えるものである。
【００２７】
これらネットワーク音声品質監視装置において、音声系アプリケーションでやり取りされる各音声パケットをパケット通信網からキャプチャするパケットキャプチャ部と、これら各音声パケットから少なくとも比較に用いるパケット損失率またはパケット転送遅延揺らぎを算出する性能情報算出部とをさらに備えてもよい。
【００２８】
あるいは、音声系アプリケーションの品質を評価するための品質クラスを複数設け、品質評価部で、上記ネットワーク音声品質管理目標値算出方法により算出された、各品質クラスに対応するネットワーク音声品質管理目標値に基づいて、音声系アプリケーションがやり取りした各音声パケットから得られた性能情報がどの品質クラスに属するか判定し、判定された品質クラスと音声系アプリケーションの音声主観品質目標として指定された目標品質クラスとの比較結果に応じて、パケット通信網での音声品質の低下を警報する警報信号の送出有無を判断するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態：ネットワーク音声品質管理目標値算出装置］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク音声品質管理目標値算出装置の構成を示すブロック図である。
このネットワーク音声品質管理目標値算出装置（以下、目標値算出装置という）１は、全体としてパソコンなどのコンピュータからなり、演算処理部１０、データ蓄積部１３、およびデータ入力部１５が設けられている。この目標値算出装置１では、品質管理対象となる音声系アプリケーションから予め得られた実測評価データ１４と、その音声系アプリケーションで必要とされる音声品質を示す音声主観品質目標値１６とに基づき、その音声系アプリケーションが用いられるパケット通信網のネットワーク音声品質管理目標値１７として、パケット転送遅延揺らぎ１８と無効パケット率１９とを算出する。
【００３０】
データ蓄積部１３は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、品質管理対象となる音声系アプリケーションをパケット通信網上で実際に評価して得られた無効パケット率１４Ａと音声品質客観評価値１４Ｂとからなる実測評価データ１４が、音声系アプリケーションのバッファサイズとして仮に選択した仮想バッファサイズごとに、予め複数格納されている。一般的な音声系アプリケーションでは、音声パケットの到着タイミングの揺らぎを吸収するために音声パケットを一時格納しておくバッファ（揺らぎ吸収バッファ）を有している。このバッファの大きさを時間長で表すバッファサイズは、バッファでの揺らぎ吸収許容時間そのものであり、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値を大きく左右する。
データ入力部１５は、キーボードやマウスなどの操作入力部からなり、品質管理対象となる音声アプリケーションで得たい所望の音声品質目標値として、音声主観品質目標値（ＭＯＳ値）が管理者により入力される。
【００３１】
演算処理部１０は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなり、所定のプログラムを実行することにより、機能処理部として回帰曲線決定部１１と品質管理目標値算出部１２を実現する。
回帰曲線決定部１１には、データ蓄積部１３の各実測評価データ１４から、各仮想バッファサイズごとに、無効パケット率１４Ａと音声品質客観評価値１４Ｂの関係を示す回帰曲線を算出する回帰曲線算出部１１Ａと、これら回帰曲線のうち最も寄与率の大きい回帰曲線が得られた仮想バッファサイズを音声系アプリケーションの持つバッファの等価バッファサイズとして選択するバッファサイズ選択部１１Ｂとが設けられている。
【００３２】
これら各部により、音声系アプリケーションの等価バッファサイズ１１Ｃが決定されるとともに、その等価バッファサイズに対応した無効パケット率１４Ａと音声品質客観評価値１４Ｂの関係を示す回帰曲線１１Ｄが選択され、品質管理目標値算出部１２へ出力される。
品質管理目標値算出部１２は、回帰曲線決定部１１からの等価バッファサイズ１１Ｃ、回帰曲線１１Ｄおよびデータ入力部１５からの音声主観品質目標値１６に基づき、パケット通信網のネットワーク音声品質管理目標値１７として、パケット転送遅延揺らぎ１８と無効パケット率１９とを算出する。
【００３３】
［音声品質客観評価試験システムと実測評価データ］
次に、図２を参照して、実測評価データを得る音声品質客観評価試験システムについて説明する。図２は、音声系アプリケーションを客観評価する音声品質客観評価試験システム６の構成例である。
目標値算出装置１の回帰曲線決定部１１では、予めデータ蓄積部１３に格納されている実測評価データ１４に基づき、音声系アプリケーションに対応する等価バッファサイズ１１Ｃと回帰曲線１１Ｄを決定する。このとき用いる実測評価データ１４は、その音声系アプリケーションを実際に音声品質客観評価試験システム６で客観評価して得られたデータである。
【００３４】
音声品質客観評価試験システム６において、パケット送信側となるＬＡＮ−Ａには、音声パケットをやり取りするための音声系アプリケーション６１Ａ、この音声系アプリケーション６１Ａに接続された電話機６２Ａ、ＬＡＮ−Ａを構成するハブ（ＨＵＢ）６３Ａ、音声系アプリケーション６１Ａから送信された音声パケットをハブ６３Ａを介して監視（キャプチャ）するパケット監視装置６４Ａ、ＷＡＮの通信回線６７とＬＡＮ−Ａとを接続するためのルータ６６Ａが設けられている。
【００３５】
パケット受信側となるＬＡＮ−Ｂには、音声パケットをやり取りするための音声系アプリケーション６１Ｂ、この音声系アプリケーション６１Ｂに接続された電話機６２Ｂ、ＬＡＮ−Ｂを構成するハブ（ＨＵＢ）６３Ｂ、音声系アプリケーション６１Ｂで受信される音声パケットをハブ６３Ｂを介して監視（キャプチャ）するパケット監視装置６４Ｂ、ＷＡＮの通信回線６７とＬＡＮ−Ｂとを接続するためのルータ６６Ｂが設けられている。
また、ＬＡＮ−Ｂ側には、パケット監視装置６４Ｂで得られた音声パケットの性能情報６８に基づき無効パケット率を算出する無効パケット率算出装置４が設けられている。さらに、ＬＡＮ−Ａ側の電話機６２Ａからの音声信号を示す参照信号５１とＬＡＮ−Ｂ側の電話機６２Ｂへの音声信号を示す被試験信号５２とを比較して、ＰＥＳＱ値やＰＳＱＭ値などの音声品質客観評価値を出力する客観評価装置５が設けられている。
【００３６】
この音声品質客観評価試験システム６では、通信回線６７を介して音声系アプリケーション６１Ａ，６１Ｂを接続し、背景負荷生成装置６５Ａ，６５Ｂを制御して種々のネットワーク負荷を仮想的に発生させた状態で、送信側の電話機６２Ａから予め用意した録音音声を受信側の電話機６２Ｂへ向けて送信する。
このとき、パケット監視装置６４Ｂでは、これら音声系アプリケーション６１Ａ，６１Ｂ間でやり取りされる音声パケットをキャプチャし、その性能情報６８を無効パケット率算出装置４へ出力する。この性能情報６８は、順序性を持った各音声パケットの到着時刻や到着有無を示す情報からなる。
【００３７】
図３に無効パケット率算出装置４の構成例を示す。
無効パケット率算出装置４には、性能情報６８に基づき各音声パケットが無効パケットかどうか判定する無効パケット判定部４０と、その判定結果に基づき無効パケット率１４Ａを算出する無効パケット率算出部４１とが設けられている。本発明では、音声系アプリケーションで正常に機能せず、音声主観品質の低下要因となる無効パケットとして、損失パケットと遅着パケットを想定している。
【００３８】
損失パケットとは何らかの原因でパケット通信網上で損失したパケットを指す。また遅着パケットとは何らかの原因で通常より遅れて到着したため音声系アプリケーションで正常に音声再生されなかったパケットを指す。音声系アプリケーションではパケットの到着タイミングの揺らぎを吸収するために、音声パケットを一時格納しておくバッファ（揺らぎ吸収バッファ）を有している。このバッファのバッファサイズ分の許容時間すなわち揺らぎ吸収許容時間以内の到着遅れであれば正常に音声再生できる。したがって、この揺らぎ吸収許容時間より遅れたパケットは正常に音声再生されないため、このような遅着パケットを無効パケットとして扱っている。
【００３９】
図４に損失パケットと遅着パケットの判定方法を示す。
無効パケット判定部４０の損失パケット判定手段４０Ａでは、パケットごとの性能情報のうち送信パケットに対して送信順に付与されたパケットシーケンス番号などを用いて、到着しなかったパケットすなわち損失パケットの有無を判定し、損失パケット数を計数出力する。図４ではパケットＰ3，Ｐ7が損失パケットと判定される。なお、受信側パケット監視装置６４Ｂでパケット通信網の性能情報として、パケット通信網上でのパケット損失数が得られる場合には、受信側パケット監視装置６４Ｂから受け取ったパケット損失数をそのまま損失パケット数として出力してもよい。
【００４０】
無効パケット判定部４０の遅着パケット判定手段４０Ｂでは、パケットごとの性能情報のうち到着時刻を用いて各パケットの到着間隔を算出する。そして、その到着間隔と音声系アプリケーションのバッファサイズ（揺らぎ吸収許容時間）と比較して遅着パケットの有無を判定し、遅着パケット数を計数出力する。図４では、到着間隔ｔ1〜ｔ7が算出されてバッファサイズｔBS（例えば３０ｍｓ）と比較される。この場合はｔ6＞ｔBSであることからパケットＰ9が遅着パケットとして判定される。
【００４１】
無効パケット率算出部４１では、無効パケット判定部４０の損失パケット判定手段４０Ａから出力された損失パケット数ＰL、および遅着パケット判定手段４０Ｂから出力された遅着パケット数ＰDに基づき、次のようにして無効パケット率ＲPを算出する。なお、全送信パケットとは、所定の計測期間に音声系アプリケーションで送信したすべての音声パケットの数を示す。
ＲP＝（ＰL＋ＰD）／全送信パケット数
【００４２】
一方、客観評価装置５では、参照信号５１と被試験信号５２とを比較し、その比較結果に基づき、ＰＥＳＱ値やＰＳＱＭ値などの音声品質客観評価値１４Ｂを算出する。この際、ＰＥＳＱ値を求める場合には、ＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６１で勧告されているＰＥＳＱアルゴリズムが用いられ、ＰＳＱＭ値を求める場合には、ＩＴＵ−Ｔ  Ｐ．８６２で勧告されているＰＳＱＭアルゴリズムが用いられる。これらＰＥＳＱ値やＰＳＱＭ値を算出する客観評価装置５としては、公知の評価装置を用いればよく、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４３】
このようにして、図２の音声品質客観評価試験システム６では、無効パケット率１４Ａと音声品質客観評価値１４Ｂの組すなわち実測評価データ１４が、背景負荷生成装置６５Ａ，６５Ｂにより発生させた種々のネットワーク負荷ごとに監視対象の音声系アプリケーションから実測される。
この際、必要に応じてネットワーク負荷ごとだけでなく、監視対象の音声系アプリケーションのバッファサイズごとにも実測評価データ１４が実測される。
【００４４】
音声系アプリケーションに設けられている揺らぎ吸収バッファのバッファサイズは、音声系アプリケーションや通信機器によっては公開されて既知の場合もあるが、公開されておらず未知の場合もある。
バッファサイズが既知の場合、その既知のバッファサイズを用いて遅着パケットを判定すればよく、各ネットワーク負荷ごとに１つの実測評価データ１４が得られる。
【００４５】
これに対して、バッファサイズが未知の場合、これを推定するため、その音声系アプリケーションで用いられ得る範囲でバッファサイズを仮想的に変化させ、各バッファサイズすなわち仮想バッファサイズについて、遅着パケットを判定して無効パケット率を算出し、仮想バッファサイズごとに実測評価データ１４を得る。
したがって、バッファサイズが未知の場合は、各ネットワーク負荷および仮想バッファサイズの組み合わせごとに、実測評価データ１４をそれぞれ得ておく。なお、音声品質客観評価値１４Ｂは、ネットワーク負荷の変化にのみ影響を受けるため、同一ネットワーク負荷では、仮想バッファサイズが変わっても音声品質客観評価値１４Ｂの値は変化しない。
このようにして、図２の音声品質客観評価試験システム６で予め得られた実測評価データ１４は、図１の目標値算出装置１のデータ蓄積部１３へ格納される。
【００４６】
［ネットワーク音声品質管理目標値算出装置の動作］
次に、目標値算出装置の各部の動作について詳細に説明する。
目標値算出装置１では、データ蓄積部１３に予め格納されている各実測評価データ１４を回帰曲線決定部１１へ読み込み、その回帰曲線算出部１１Ａで、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を算出する。
図５に音声品質客観評価値としてＰＥＳＱ値を用いた場合の回帰曲線例を示す。この例は、任意のバッファサイズにおいてネットワーク負荷ごとに得られた無効パケット率とＰＥＳＱ値との関係が、各データ点としてプロットされており、これらデータ点を回帰分析することにより回帰曲線１１Ｄが算出される。
【００４７】
音声系アプリケーションのバッファサイズが既知の場合、回帰曲線算出部１１Ａでは、その既知のバッファサイズに対応する回帰曲線が算出される。
そして、バッファサイズ選択部１１Ｂでは、その既知のバッファサイズを等価バッファサイズ１１Ｃとして品質管理目標値算出部１２へ出力するとともに、回帰曲線算出部１１Ａで算出された既知のバッファサイズに対応する回帰曲線１１Ｄを品質管理目標値算出部１２へ出力する。
【００４８】
一方、音声系アプリケーションのバッファサイズが未知の場合、回帰曲線算出部１１Ａでは、各仮想バッファごとに対応する回帰曲線を算出する。
そして、バッファサイズ選択部１１Ｂでは、各仮想バッファごとに当該回帰曲線の寄与率を得る。図６に仮想バッファサイズと寄与率の算出例を示す。この寄与率とは、無効パケット率とＰＥＳＱ値の関係を示す各データ点に対する回帰曲線の当てはまりの良さを示す評価指標であり、回帰分析において一般的には決定計数Ｒ2とも呼ばれている。
【００４９】
このようにして、各仮想バッファサイズごとに寄与率を算出し、その寄与率が最も高い回帰曲線が得られた仮想バッファサイズを等価バッファサイズ１１Ｃとして品質管理目標値算出部１２へ出力するとともに、その仮想バッファサイズに対応する回帰曲線１１Ｄを品質管理目標値算出部１２へ出力する。
なお、高い寄与率の仮想バッファを選択する際、寄与率が低い場合には仮想バッファを大きな間隔で選択し、寄与率が高くなるにつれてその間隔を小さくするようにしてもよく、所望の仮想バッファサイズを効率よく選択できる。
【００５０】
続いて、品質管理目標値算出部１２では、回帰曲線決定部１１からの等価バッファサイズ１１Ｃと回帰曲線１１Ｄ、およびデータ入力部１５から入力された音声主観品質目標値１６を用いて、ネットワーク音声品質管理目標値１７を算出する。
この際、管理対象となる音声系アプリケーションのバッファサイズを示す等価バッファサイズ１１Ｃをそのままパケット転送遅延揺らぎ（時間長）１８として出力する。これは、パケット通信網でこの等価バッファサイズ１１Ｃを越えてパケット転送遅延揺らぎが発生した場合、音声系アプリケーションでは吸収できないことから、パケット通信網ではこの時間長以下の範囲にパケット転送遅延揺らぎを抑える必要があるからである。
【００５１】
また、音声主観品質目標値１６に対応する無効パケット率を回帰曲線１１Ｄから算出する。この際、実測評価データ１４の音声品質客観評価値１４Ｂとして、ＰＥＳＱ値を用い、音声主観品質目標値１６としてＭＯＳ値を用いた場合、そのＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なし、回帰曲線１１Ｄを参照して、音声主観品質目標値１６に対応する無効パケット率を算出する。
ＭＯＳ値とＰＥＳＱ値との関係を図７に示す。これは、一般的なパケット通信網を介した音声品質評価試験で得られた関係であり、大きな誤差なくＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なすことが可能であることがわかる。したがって、例えばＭＯＳ値＝３の場合、これをＰＥＳＱ値と見なし、図５の回帰曲線１１Ｄを参照することにより、ＰＥＳＱ値＝３すなわちＭＯＳ値＝３の時の無効パケット率として０．０３３（３．３％）を得る。
【００５２】
なお、図７を用いてＭＯＳ値の音声主観品質目標値１６に対応するＰＥＳＱ値を求め、そのＰＥＳＱ値を用いて回帰曲線１１Ｄを参照することにより、音声主観品質目標値１６に対応する無効パケット率を導出するようにしてもよく、より高精度に無効パケット率を求めることができる。
また、音声品質客観評価値１４ＢとしてＰＳＱＭ値を用いた場合、図８に示すようなＭＯＳ値とＰＳＱＭ値との関係から、上記と同様にして、ＭＯＳ値の音声主観品質目標値１６に対応する無効パケット率を導出するようにしてもよい。
品質管理目標値算出部１２では、このようにして導出した管理対象となる音声系アプリケーションの無効パケット率を、パケット通信網のパケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値１７を示す無効パケット率１９として出力する。
【００５３】
品質管理目標値算出部１２で算出された無効パケット率１９は、音声系アプリケーションに関する音声品質管理において、一般的なパケット損失率と見なすことができる。
無効パケット率とパケット損失率には厳密な意味で違いがある。無効パケット率は、前述したようにパケット通信網上での損失パケット数と遅着パケット数との和を無効パケット数と見なしている。一方、パケット損失率は、パケット通信網上での損失パケット数にのみ着目したものであり、遅着パケットについては考慮されていない。換言すれば、パケット損失率は、遅着パケットが発生しない場合の無効パケット率と見なすことができる。
【００５４】
音声系アプリケーションの音声品質を管理する場合、パケット損失に関する品質のほかに、パケット転送遅延揺らぎに関する品質も重要となる。これは、前述したように、パケット転送遅延揺らぎが大きくなると音声パケットから再生された音声信号に途切れが発生するからである。したがって、このようなパケット転送遅延揺らぎに関する品質が満足されていない状況で、パケット損失に関する品質管理をあまり重要視する必要はなく、どちらかといえばパケット転送遅延揺らぎに関する品質が満足されている状況での品質管理に有用である。
【００５５】
ここで、このパケット転送遅延揺らぎに関する品質が満足されている状況とは、遅着パケットが存在しない場合のことである。したがって、このような音声品質管理において、実質的に無効パケット率はパケット損失率として用いることができ、両者を比較することによりパケット損失に関する音声品質管理を行うことが可能となる。
【００５６】
このように、本実施の形態は、音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データ１４から、回帰曲線決定部１１で無効パケット率１４Ａと音声品質客観評価値１４Ｂとの関係を示す回帰曲線１１Ｄを求め、品質管理目標値算出部１２で回帰曲線１１Ｄを参照して音声主観品質目標値１６に対応した無効パケット率１９を算出し、パケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値１７として出力するようにしたものである。また、音声系アプリケーションのバッファサイズをパケット転送遅延揺らぎに関するネットワーク音声品質管理目標値１７として出力するようにしたものである。したがって、音声系アプリケーションに対して設定された音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網から実際に測定可能な性能情報でパケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出することができる。
【００５７】
このとき、実測評価データ１４の音声品質客観評価値１４ＢとしてＰＥＳＱ値を用いることにより、回帰曲線決定部１１で無効パケット率１４ＡとＰＥＳＱ値との関係を示す回帰曲線１１Ｄを求め、ＭＯＳ値で入力された音声主観品質目標値１６をＰＥＳＱ値と見なして、そのＰＥＳＱ値に対応する無効パケット率を回帰曲線１１Ｄから算出するようにしてもよく、少ない演算処理量で所望のネットワーク音声品質管理目標値を算出することができる。
【００５８】
さらに、音声系アプリケーションのバッファサイズが未知の場合には、回帰曲線決定部１１で、実測評価データ１４から各仮定バッファサイズごとに回帰曲線を求め、その最も高い寄与率が得られた仮定バッファサイズの回帰曲線を選択し、選択された回帰曲線を用いて品質管理目標値算出部１２で所望の無効パケット率を求めるようにしてもよく、またその仮定バッファサイズを所望のパケット転送遅延揺らぎ１８として出力するようにしてもよい。
これにより、音声系アプリケーションのバッファサイズが未知の場合でも、その音声系アプリケーションに最適な回帰曲線を用いて所望の無効パケット率１９さらにはパケット転送遅延揺らぎ１８を求めることができる。
【００５９】
［第２の実施の形態：ネットワーク音声品質監視装置］
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク音声品質監視装置について説明する。図９は本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。
このネットワーク音声品質監視装置（以下、品質監視装置という）２は、パケット通信網３で利用される音声系アプリケーションの音声品質を監視するものであり、目標値算出装置１で算出されたネットワーク音声品質管理目標値１７に基づき実際に音声系アプリケーション３１Ａ，３１Ｂが利用されるパケット通信網３の音声品質を監視するものである。
【００６０】
図９において、一方の音声系アプリケーション３１Ａはルータ３２Ａを介してパケット通信網３に接続され、他方の音声系アプリケーション３１Ｂはルータ３２Ｂを介してパケット通信網３に接続されている。品質監視装置２は、ルータ３２Ａに接続されてこれら音声系アプリケーション３１Ａ，３１Ｂ間でやり取りされる音声パケットに基づき音声品質を監視する。
品質監視装置２には、パケットキャプチャ部２０、性能情報算出部２１、パケット損失率算出部２２、パケット転送遅延揺らぎ算出部２４、品質評価部２６、および警報出力部２７が設けられている。
【００６１】
まず、パケットキャプチャ部２０では、ルータ３２Ａを介して音声系アプリケーション３１Ａ，３１Ｂ間でやり取りされる音声パケットをキャプチャする。性能情報算出部２１のパケット損失率算出部２２では、パケットキャプチャ部２０でキャプチャされた音声パケットの順序性から、パケット通信網３で損失された損失パケット数を計数し、所定測定期間内にやり取りされたすべての音声パケット数に対する損失パケットの割合すなわちパケット損失率２３を算出する。性能情報算出部２１のパケット転送遅延揺らぎ算出部２４では、パケットキャプチャ部２０でキャプチャされた音声パケットの到着時間間隔（検出時間間隔）を計時し、所定測定期間内に発生した最大の到着時間間隔をパケット転送遅延揺らぎとして算出する。測定期間や測定時刻については、パケット通信網、提供サービス、測定機器などの形態に応じて、任意に選択すればよいが、測定期間については３分が望ましい。
【００６２】
品質評価部２６では、ネットワーク音声品質管理目標値１７として目標値算出装置１から取り込んだ無効パケット率１９とパケット損失率算出部２２からのパケット損失率２３とを比較し、パケット損失率２３が無効パケット率１９を満足しているかどうか判定する。また、ネットワーク音声品質管理目標値１７として目標値算出装置１から取り込んだパケット転送遅延揺らぎ１８とパケット転送遅延揺らぎ算出部２４からのパケット転送遅延揺らぎ２５とを比較し、パケット転送遅延揺らぎ２５がパケット転送遅延揺らぎ１８を満足しているかどうか判定する。
そして、これら判定のどちらかでネットワーク音声品質管理目標値１７を満足していない場合、警報出力部２７へ警報出力を指示する。これに応じて警報出力部２７では、所定のネットワーク管理装置（図示せず）へ、音声品質低下の改善を指示する警報信号２８を出力する。
【００６３】
このように、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値１６に応じて目標値算出装置１で算出したネットワーク音声品質管理目標値１７と、実際の音声系アプリケーションから得られた性能情報とを比較し、その比較結果に応じてパケット通信網のネットワーク音声品質監視を行うようにしたので、人間の知覚的品質に沿って定量的に表した音声主観品質目標値に基づき、パケット通信網を管理の通信品質を監視することができ、音声系アプリケーションを用いる人間の感覚に即した音声品質管理を実現できる。
【００６４】
また、上記パケット損失に関する品質監視は、前述したように、遅着パケットが存在しない状況、すなわちパケット転送遅延揺らぎに関する品質が満足されている条件下で行われ、パケット損失率と無効パケット率とが比較される。
なお、音声系アプリケーションの持つ揺らぎ吸収バッファのバッファサイズが既知の場合、無効パケット率を正確に算出できる。したがって、パケット損失率算出部２２において、パケット損失率に代えて無効パケット率を算出し、品質評価部２６で、この無効パケット率とネットワーク音声品質管理目標値１７の無効パケット率１９とを比較するようにしてもよい。
【００６５】
また、品質監視装置２では、キャプチャした音声パケットからパケット損失率およびパケット転送遅延揺らぎを算出する場合を例として説明したが、これら性能情報としてパケット通信網３側から入手したものを用いてもよく、装置構成を簡略化できる。例えば、一般的なネットワーク管理情報ベース（ＭＩＢ：Management Information Base）では、パケット損失、パケット遅延、パケット転送遅延揺らぎなど、各種の性能情報が得られる。あるいは、特定の通信機器では、無効パケット率と同等の性能情報（音声データ修正時間）が得られる。
【００６６】
また、実際の品質監視では、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値１６を複数の範囲に区分して複数の品質クラスを設け、その品質クラスに基づきパケット通信網の音声品質を管理してもよい。図１０に品質クラスの設定例を示す。なお、前述したようにＭＯＳ値をＰＥＳＱ値と見なせることから、音声主観品質目標値としてＰＥＳＱ値が代用されている。
【００６７】
図１０の例では、品質クラスとして、安全クラス８０、注意クラス８１および危険クラス８２の３つの品質クラスが設定されている。安全クラス８０は、ＰＥＳＱ値（ＭＯＳ値）が３．４以上のクラスであり、９０％以上の利用者がその音声サービスを主観的によいと判断するクラスに相当する。危険クラス８２は、ＰＥＳＱ値（ＭＯＳ値）が２．５以下のクラスであり、５０％以上の利用者がその音声サービスを主観的に不快と判断するクラスに相当する。また、注意クラス８１は、これら安全クラス８０と危険クラス８２との間のクラスであり、５０％以上の利用者がその音声サービスを主観的によいと判断するクラスに相当する。
【００６８】
このようにして設けた品質クラスに基づき実際のパケット通信網を管理するには、品質評価部２６において、各クラスの境界に相当する無効パケット率を参照すればよい。すなわち、ＰＥＳＱ値（ＭＯＳ値）＝３．４のとき、無効パケット率＝０．０２（２％）であることから、無効パケット率が２％以下の場合、その音声サービスは安全クラスで提供されていると判断できる。また、ＰＥＳＱ値（ＭＯＳ値）＝２．５のとき、無効パケット率＝０．０６７（６．７％）であることから、無効パケット率が６％以上の場合、その音声サービスは危険クラスまで低下していると判断できる。
【００６９】
したがって、音声系アプリケーションの音声主観品質目標値１６として安全クラス８０が指定され、実際にパケット通信網から得られた性能情報から求めた品質評価が安全クラス８０に属する場合には、品質改善のためのアクションは必要なく警報を発する必要はない。また、注意クラス８１に属する場合には、両クラスに差が生じ利用者から苦情が届く可能性がでてくるため、その対応準備を指示する警報を発すればよい。さらに、危険クラス８２に属する場合には、利用者からの苦情有無に関係なく品質改善を指示する警報を発すればよい。
このように品質クラスを設けることにより、音声系アプリケーションに対する通信サービスについて、より迅速な品質管理を実現できる。
【００７０】
なお、以上の各実施の形態では、ネットワーク管理項目として無効パケット率（パケット損失）とパケット転送遅延揺らぎを用いた場合を例として説明したが、音声品質との対応関係を示すことができ、かつパケット通信網から取得可能なネットワーク管理項目であれば、他のネットワーク管理項目を用いてもよく、前述した各実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、音声系アプリケーションを実際に動作させて得られた当該音声系アプリケーションの実測評価データから、無効パケット率と音声品質客観評価値との関係を示す回帰曲線を求め、この回帰曲線を参照して音声主観品質目標値に対応した無効パケット率を算出し、パケット損失に関するネットワーク音声品質管理目標値として出力するようにしたので、音声系アプリケーションに対して設定された音声主観品質目標値に応じて、パケット通信網から実際に測定可能な性能情報でパケット通信網の品質管理を行うためのネットワーク音声品質管理目標値を算出できる。
また、得られたネットワーク音声品質管理目標値に基づきパケット通信網の音声品質を監視するようにしたので、人間の知覚的品質に沿って定量的に表した音声主観品質目標値に基づき、パケット通信網を管理の通信品質を監視することができ、音声系アプリケーションを用いる人間の感覚に即した音声品質管理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク音声品質管理目標値算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  音声系アプリケーションを客観評価する音声品質客観評価試験システム６の構成例である。
【図３】  無効パケット率算出装置の構成例である。
【図４】  損失パケットと遅着パケットの判定方法を示す説明図である。
【図５】  音声品質客観評価値としてＰＥＳＱ値を用いた場合の回帰曲線例である。
【図６】  仮想バッファサイズと寄与率の算出例である。
【図７】  ＭＯＳ値とＰＥＳＱ値との関係を示すグラフである。
【図８】  ＭＯＳ値とＰＳＭＱ値との関係を示すグラフである。
【図９】  本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク音声品質監視装置の構成を示すブロックである。
【図１０】  品質クラスの設定例である。
【符号の説明】
１…ネットワーク音声品質管理目標値算出装置、１０…演算処理部、１１…回帰曲線決定部、１１Ａ…回帰曲線算出部、１１Ｂ…バッファサイズ選択部、１１Ｃ…等価バッファサイズ、１１Ｄ…回帰曲線、１２…品質管理目標値算出部、１３…データ蓄積部、１４…実測評価データ、１４Ａ…無効パケット率、１４Ｂ…音声品質客観評価値、１５…データ入力部、１６…音声主観品質目標値、１７…ネットワーク音声品質管理目標値、１８…パケット転送遅延揺らぎ、１９…無効パケット率、２…ネットワーク音声品質監視装置、２０…パケットキャプチャ部、２１…性能情報算出部、２２…パケット損失率算出部、２３…パケット損失率、２４…パケット転送遅延揺らぎ算出部、２５…パケット転送遅延揺らぎ、２６…品質評価部、２７…警報出力部、２８…警報信号、３…パケット通信網、３１Ａ，３１Ｂ…音声系アプリケーション、３２Ａ，３２Ｂ…ルータ、４…無効パケット率算出装置、４０…無効パケット判定部、４０Ａ…損失パケット判定手段、４０Ｂ…遅着パケット判定手段、４１…無効パケット率算出部、５…客観評価装置、５１…参照信号、５２…被試験信号、６…音声客観評価試験装置、６１Ａ，６１Ｂ…音声系アプリケーション、６２Ａ，６２Ｂ…電話機、６３Ａ，６３Ｂ…ハブ、６４Ａ，６４Ｂ…パケット監視装置、６５Ａ，６５Ｂ…背景負荷発生装置、６６Ａ，６６Ｂ…ルータ、６７…通信回線、６８…性能情報、８０…安全クラス、８１…注意クラス、８２…危険クラス。
【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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