(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声映像データとへッダ情報を含むパケットを、ネットワークを経由して、受信端末あるいはゲートウェイで集約された受信端末で送受信あるいは受信する場合における音声映像通信の品質監視装置であって、
前記ネットワーク、または、前記ネットワークから前記ゲートウェイの間の伝送路を通過するパケットをキャプチャし、前記ヘッダ情報に基づいて送信元と宛先の組が同一のパケットを選別収集する手段と、該選別収集したパケットの受信時刻を読み取る手段と、当該端末あるいは当該ゲートウェイに装備されているパケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を受信時刻から推定する手段と、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を受信時刻から推定する手段と、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントする手段と、前記受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取る手段と、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較する手段と、音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数える手段を有することを特徴とする音声映像通信の品質監視装置。
【請求項２】
音声映像データとへッダ情報を含むパケットを、ネットワークを経由して、受信端末あるいはゲートウェイで集約された受信端末で送受信または受信する場合における音声映像通信の品質監視装置であって、
前記受信端末または前記ゲートウェイにおいてパケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を検出する手段と、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため音声映像データを蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を検出する手段と、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントする手段と、前記受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取る手段と、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較する手段と、音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数える手段を有することを特徴とする音声映像通信の品質監視装置。
【請求項３】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数を特定の端末に向けて送信する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音声映像通信の品質監視装置。
【請求項４】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた時のみ、その回数または規定値を超えたことを表す信号を特定の端末に向けて送信する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音声映像通信の品質監視方法。
【請求項５】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた場合あるいはそれぞれの合計がその規定値を超えた場合に、それらの情報を特定の端末に向けて送信する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音声映像通信の品質監視装置。
【請求項６】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた場合あるいはそれぞれの合計がその規定値を超えた場合に、それらの情報を蓄積しておき、特定の端末から送信要求があったときに該要求してきた端末に向けて蓄積内容を送信する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音声映像通信の品質監視装置。
【請求項７】
音声映像データとへッダ情報を含むパケットを、ネットワークを経由して、受信端末あるいはゲートウェイで集約された受信端末で送受信あるいは受信する場合における音声映像通信の品質監視方法であって、前記ネットワーク、または、前記ネットワークから前記ゲートウェイの間の伝送路を通過するパケットをキャプチャし、ヘッダ情報に基づいて送信元と宛先の組が同一のパケットを選別収集するステップと、選別収集したパケットの受信時刻を読み取るステップと、当該端末あるいは当該ゲートウェイに装備されているパケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を受信時刻から推定するステップと、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を受信時刻から推定するステップと、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントするステップと、前記受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取るステップと、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較するステップと、該音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数えるステップを有することを特徴とする音声映像通信の品質監視方法。
【請求項８】
音声映像データとへッダ情報を含むパケットを、ネットワークを経由して、受信端末あるいはゲートウェイで集約された受信端末で送受信あるいは受信する場合における音声映像通信の品質監視方法であって、前記受信端末または前記ゲートウェイにおいてパケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を検出するステップと、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため音声映像データを蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を検出するステップと、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントするステップと、前記受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取るステップと、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較するステップと、該音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数えるステップを有することを特徴とする音声映像通信の品質監視方法。
【請求項９】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数を特定の端末に向けて送信するステップを有することを特徴とする請求項７または８に記載の音声映像通信の品質監視方法。
【請求項１０】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた時のみ、その回数または規定値を超えたことを表す信号を特定の端末に向けて送信するステップを有することを特徴とする請求項７または８に記載の音声映像通信の品質監視方法。
【請求項１１】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた場合あるいはそれぞれの合計がその規定値を超えた場合に、それらの情報を特定の端末に向けて送信するステップを有することを特徴とする請求項７または８に記載の音声映像通信の品質監視方法。
【請求項１２】
アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を一定時間カウントした後、それぞれの回数が各々の規定値を超えた場合あるいはそれぞれの合計がその規定値を超えた場合に、それらの情報を蓄積するステップと、特定の端末から送信要求があったときに該要求してきた端末に向けて蓄積内容を送信するステップを有することを特徴とする請求項７または８に記載の音声映像通信の品質監視方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の音声映像通信の品質監視方法における各ステップをプログラムコード化して記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話やテレビ電話やテレビ会議や音声映像配信のように、ネットワークを経由して、音声情報や映像情報をパケットにより伝達する場合において、音声や映像の通信の品質を監視する音声映像通信の品質監視装置および品質監視方法ならびに該方法を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来技術を電話の例を用いて説明する。図１０に示すように、送信側の音声は、電話機１０１から入力され、ＰＢＸ（Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｂｒａｎｃｈ  ｅＸｃｈａｎｇｅ；企業内で使用する電話交換機）１０３を経由してゲートウェイ１０４に達する、あるいは、電話機１０２からゲートウェイ１０４に達する。ゲートウェイ１０４内部では、音声符号化部１０５により符号化された音声情報データは、送信元と宛名を示すへッダ情報と共に音声パケット組立部１０６によりパケットが組み立てられ、その後、組み立てられたパケットはノード１２１を通過してネットワーク１２０に伝達される。
【０００３】
ネットワーク１２０は、例えば、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）方式、ＦＲ（Ｆｒａｍｅ  Ｒｅｌａｙ）方式、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）方式等のネットワークである。ネットワーク１２０内では、経路の分岐点となる交換機やルータ等のノードにおいて輻輳が生じるため、パケットが損失したり、受信側に到着する時刻が輻輳の無い時に比べて遅れて変動するパケット転送遅延ゆらぎを引き起こす。
【０００４】
ネットワーク１２０を通過したパケットは、ノード１２２からネットワークを出てゲートウェイ１１４の内部でゆらぎ吸収バッファ１１１によりゆらぎが補正された後、音声パケット分解部１１２で音声情報データとへッダに分解され、音声復号化部１１３にて音声情報データがアナログ音声信号に復元されて、電話機１１６から、あるいは、ＰＢＸ１１５を経由して電話機１１７から、受信側に音声が出力される。
【０００５】
従来の通信の品質監視方法は、図１０において矢印（イ）で示すように、ネットワーク１２０内のノード間、例えばノード１２１からノード１２２までの間、でパケット損失率やパケット転送遅延ゆらぎ等のネットワーク性能要因を測定していたため、受話者の実感する品質、即ち、受信側ゲートウェイ１１４等の受信側装置で発生する音声品質劣化まで考慮しないで品質監視を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
受信者の実感する品質は、主に、知覚される音声や映像劣化回数に大きく依存する。音声や映像劣化は、パケット損失に伴って発生するだけでなく、ゆらぎ吸収バッファ１１１がアンダーフロー状態になる場合とオーバーフロー状態になる場合を引き起こすパケット転送遅延ゆらぎによっても発生する。パケット損失は、ネットワーク内のノード間で測定できるが、ゆらぎ吸収バッファはネットワーク外にあるため、ゆらぎ吸収バッファで発生するアンダーフローやオーバーフローの状態は、従来のようなネットワーク測定によって直接測定することは不可能である。
【０００７】
例えば、パケット転送遅延ゆらぎがあり、ゆらぎ吸収バッファ１１１内に復号すべき情報がないことを表すアンダーフロー状態となると、異音や言葉の間延びや言葉のタイミングのズレ等の音声品質劣化を引き起こす。また、逆に、パケット転送遅延ゆらぎがあり、ゆらぎ吸収バッファ１１１内に短時間に多数のパケットが到着するため蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態となると、言葉の欠落や異音等の音声品質劣化を引き起こす。しかし、受信側装置内部で発生する劣化は、ネットワーク内のノード間の測定で検出することはできない。したがって、ネットワーク内に閉じた測定結果に基づいた従来の品質監視方法では、受話者の実感する品質を反映した通信の品質監視を行うことができなかった。
【０００８】
また、テレビ電話やテレビ会議や音声メディアと映像メディアの配信においても、電話の場合と同様に、受信側装置内部で発生する劣化は、ネットワーク内のノード間での測定では検出できない。したがって、ネットワーク内に閉じた測定結果に基づいた従来の品質監視方法では、受話者の実感する品質を反映した通信の品質監視を行うことができなかった。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点を解消し、受信者の実感する品質を推定する手段、即ち音声や映像の劣化回数を推定する手段を設けることにより、受信者の実感する品質を反映した品質監視が可能となる音声映像通信の品質監視装置および品質監視方法ならびに該方法を記録した記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の音声映像通信の品質監視装置および品質監視方法は、ネットワークまたはネットワークから受信側の端末を集約するゲートウェイの間の伝送路を通過するパケットをキャプチャし、ヘッダ情報を参照して送信元と宛先の組が同一のパケットを選別収集し、選別収集したパケットの受信時刻を読み取り、当該受信端末あるいは当該ゲートウェイに装備されているパケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を受信時刻から推定し、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を受信時刻から推定し、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントし、受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取り、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較し、音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の音声映像通信の品質監視装置および品質監視方法は、受信端末またはゲートウェイにおいて、パケット転送遅延時間の変動を吸収するゆらぎ吸収バッファ内に復号化すべき情報が無いことを表すアンダーフロー状態を検出し、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため音声映像データを蓄積できなくなることを表すオーバーフロー状態を検出し、アンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数をカウントし、受信したパケットの音声映像データバイト数を読み取り、該読み取った音声映像データバイト数と規定値との大小を比較し、音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー状態の回数またはオーバーフロー状態の回数を数えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本発明の記録媒体は、上記構成をプログラムコード化して記録した、例えばＦＤ，ＤＶＤまたはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（本発明の原理および概要）
本発明に用いられる受信者の実感する品質、即ち、音声や映像の劣化回数を推定する手段について説明する。ここでは、電話の場合を例にして説明する。
【００１４】
図２は、アンダーフローに伴う音声劣化メカニズムを説明するための図である。図２中の矢印はパケット受信時刻、縦棒は音声パケット分解までに到着しないとアンダーフローを起こす受信限界時刻、半円は１パケットにより伝達される再生音声区間、横棒はパケット到着が受信限界時刻からズレた時間を表す。同図において、パケット▲１▼は受信限界時刻に到着し、パケット▲２▼は少し早めに到着し、パケット▲３▼はさらに早めに到着し、パケット▲４▼は受信限界時刻に到着し、パケット▲５▼▲６▼▲７▼は大幅に遅れて到着し、パケット▲５▼と▲６▼間およびパケット▲６▼と▲７▼間は再生音声区間より短い場合を表している。
【００１５】
その際に再生される音声は、音声区間（１）（２）（３）（４）は連続するのでパケット転送遅延ゆらぎがあっても音声劣化はおきない。パケット▲４▼と▲５▼の間は大幅に間隔が空いているので、再生する情報がなくなってゆらぎ吸収バッファがアンダーフローを起こし、音声が不連続となるあるいは音声を補償する機能によって生成された信号で補われるが不完全な音声となるため音声劣化として知覚される。パケット▲５▼▲６▼▲７▼は到着が大幅に遅れているが、新たに設定される受信限界時刻（破線）に基づいて処理されるため、音声は連続し音声劣化はおきない。
【００１６】
図３は、オーバーフローに伴う音声劣化メカニズムを説明するための図である。ここでは、バッファに蓄積できるパケット数が２の場合を例にして説明する。図３中の矢印はパケット受信時刻、縦棒は音声パケット分解までに到着しないとアンダーフローを起こす受信限界時刻、半円は１パケット当たりの再生音声区間を表す。同図において。パケット▲１▼は受信限界時刻に到着し、パケット▲２▼は少し早めに到着し、音声区間（２）の再生処理中にパケット▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼が到着し、パケット▲７▼▲８▼▲９▼は受信限界時刻より少し早めに到着し、パケット▲７▼と▲８▼間およびパケット▲８▼と▲９▼間は再生音声区間より短い場合を表している。
【００１７】
パケット▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼は音声区間が連続するように正常に処理されるが、バッファには２パケットまでしか蓄積できないため、この場合パケット▲３▼と▲４▼だけが蓄積され、パケット▲５▼と▲６▼はオーバーフローして欠落してしまう。したがって、再生処理の時刻となっても情報が欠落してしまっているため、音声が不連続となり音声劣化として知覚される。パケット▲７▼▲８▼▲９▼は到着が少し早めになっているが、新たに設定される受信限界時刻（破線）に基づいて処理されるため、音声は連続し音声劣化はおきない。
【００１８】
オーバーフローに伴って再生される音声区間が図３とは異なるケース、例えば、再生音声区間（３）（４）が欠落して（５）（６）が再生されるケース、再生音声区間（３）（４）（５）（６）全てが欠落するケース等がある。
【００１９】
一方、知覚される音声劣化回数と一意の関係を示すようなパケット転送遅延ゆらぎの大きさを表現する尺度が明らかになっていない。例えば、遅延時間の標準偏差で表現したとしても、音声劣化との対応が必ずしもよくない。
【００２０】
図４および図５は、その事情を説明するための図であり、横軸に受信パケットの順番を、縦軸に遅延時間をとった図である。音声劣化は遅延時間が直前より急に大きくなる時にアンダーフローに伴って発生することを考えれば、図４、図５のケースでは、遅延時間の標準偏差は等しいにもかかわらず、図４では音声劣化は１回、図５では音声劣化は５回となり、劣化回数は大きく異なってしまう。このように、遅延時間の標準偏差を尺度として、受信者の実感する品質を表現することはできない。以上、電話の場合で説明したが、テレビ電話やテレビ会議や音声映像情報の配信においても、電話の場合と同様に、アンダーフローやオーバーフローは同じメカニズムによって起こる。
【００２１】
次に、本発明において受信者の知覚する音声映像劣化回数を数える手段について説明する。
受信者の知覚する音声映像劣化回数を数える手段（受信側音声映像劣化回数推定部）は、アンダーフローを推定し検出する手段（アンダーフロー検出部）と、オーバーフローを推定し検出する手段（オーバーフロー検出部）と、アンダーフローの回数を数える手段（アンダーフロー回数カウンタ部）と、オーバーフローの回数を数える手段（オーバーフロー回数カウンタ部）と、音声映像データバイト数が規定値より大きいか否かを判定する手段（有音・無音判定部）からなる。この場合、音声映像データバイト数が規定値より大きい時にのみアンダーフロー回数とオーバーフロー回数を数える手段を設けると、音声劣化の数の推定精度を向上させることができる。
【００２２】
アンダーフローを推定し検出する手段（アンダーフロー検出部）は、図２で説明したように、アンダーフローはゆらぎ吸収バッファに情報がなくなる時と考え、パケット受信時刻が受信限界時刻より遅れるケースを検出する。
【００２３】
オーバーフローを推定し検出する手段（オーバーフロー検出部）は、図３で説明したように、オーバーフローはゆらぎ吸収バッファから情報が溢れる時と考え、ゆらぎ吸収バッファに蓄積されているパケット数をパケット受信時刻と受信限界時刻の関係から求め、当該蓄積パケット数が規定値を超えるケースを検出する。
【００２４】
観測時間内でアンダーフローとオーバーフローの回数をそれぞれ数え、その結果をネットワークを経由して、特定の端末、例えば、ネットワーク品質監視端末等に送信することにより、音声や映像の劣化回数即ち受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視ができる。音声通信において、国際標準符号化方式Ｇ７２３．１や国際標準符号化方式Ｇ７２９には、有音と無音を判定し、無音の場合には送信データバイト数を減らす機能がある。この場合には、音声データバイト数が規定値を超える場合には有音と考えて、有音と判定された時のみ、アンダーフローとオーバーフローの回数をそれぞれ数えることにより、音声劣化の数の推定精度を向上させることができる。
【００２５】
また、当該検出手段によれば、パケット損失は、損失直後のパケットが遅れて到着したと判定されるため、アンダーフローに伴う音声劣化や映像劣化として劣化回数がカウントされる。
【００２６】
本発明では、上述した如き構成を採用することにより、受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視を可能としたものである。すなわち、アンダーフロー状態をパケットの受信時刻を入力値として計算により検出し、ゆらぎ吸収バッファに短時間に多数のパケットが到着するため音声映像データを蓄積できなくなることを表すオーバーフローをパケットの受信時刻を入力値として演算により検出し、アンダーフローの回数やオーバーフローの回数を数えることにより、受信者が知覚する音声劣化や映像劣化の回数を推定する。これにより、受信者の実感する品質を推定することが可能となり本発明の目的である受信者の実感する品質に基づいた通信の品質監視が可能となる。
【００２７】
以下、本発明の具体的な実施例を、図面を用いて説明する。
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１〜第３の実施例を説明するための構成図であり、品質監視を行うためのパケットを取り込む位置を示している。第１の実施例では、パケットを、同図の矢印（Ａ）で示す位置からパケットを取り込む。
図６は、本発明の第１の実施例を説明する図であって、受信側ゲートウェイ１１４と受信側ノード１２２の間、あるいは、受信側ノード１２２を含むネットワーク１２０内（図１の矢印（Ａ））において、品質監視を行う場合の構成図である。本実施例における受信端末は、ゲートウェイを経由する通常のアナログ電話機１１６でもよいが、例えば、パケットを送受信できるゲートウェイ１１４の内部のゆらぎ吸収バッファ１１１、音声パケット分解部１１２、音声復号化部１１３と同じ機能を有するゆらぎ吸収バッファ１２６１、音声パケット分解部１２６２、音声復号化部１２６３を備えるディジタル型の電話機１２６またはゆらぎ吸収バッファ１２７１、音声パケット分解部１２７２、音声復号化部１２７３を備えるパソコン１２７などのディジタル端末でもよい。
【００２８】
図６において、６０１は、図１の受信側ゲートウェイ１１４と受信側ノード１２２の間、あるいは、受信側ノード１２２を含むネットワーク１２０内（図１の矢印（Ａ））を通過するパケットをキャプチャするとともにパケット受信時刻を記録するパケットキャプチャ・パケット受信時刻記録部、６０２は特定の送信元と宛先のパケットを選別する送信元宛先選別収集部である。
【００２９】
また、６０３はアンダーフロー検出部、６０４はアンダーフロー回数カウンタ部、６０５はオーバーフロー検出部、６０６はオーバーフロー回数カウンタ部、６０７はアンダーフロー回数とオーバーフロー回数を合計するための回数合計カウンタ部、６２１はパケットをキャプチャした時にへッダ情報等に記録されている音声映像データバイト数を読み取り予め設定した規定値との比較により有音か無音を判定する有音・無音判定部であり、６６６は、上述したアンダーフロー検出部６０３，アンダーフロー回数カウンタ部６０４，オーバーフロー検出部６０５，オーバーフロー回数カウンタ部６０６，回数合計カウンタ部６０７，および有音・無音判定部６２１の各機能を統合した受信側音声映像劣化回数推定部を示している。
【００３０】
さらに、６０８はアンダーフロー回数やオーバーフロー回数や両者の合計回数が予め設定された規定値を観測時間内に超える場合にアラーム信号を発信するアラーム発生部、６０９は回数やアラーム信号を特定の端末、例えばネットワーク品質管理端末、に向けて送出する回数・アラーム送信部、６１０は品質監視端末である。
【００３１】
パケットキャプチャ・パケット受信時刻記録部６０１でパケットをキャプチャし、その受信時刻が記録された後、送信元宛先選別収集部６０２で特定の送信元と宛先のパケットが選別され、受信時刻や音声映像データバイト数が抽出される。それらの情報を入力として、受信側の音声映像劣化回数を推定する受信側音声映像劣化回数推定部６６６により受信者によって知覚する劣化回数、即ち、受信者の実感する品質が推定される。
【００３２】
次に、受信側音声映像劣化回数推定部６６６内部の構成について詳細に説明する。
アンダーフロー検出部６０３では、ゆらぎ吸収バッファ１１１に情報が無くなる状態についてパケット受信時刻を入力値として計算により検出する。このアンダーフロー検出部６０３の詳細については後述する。検出されたアンダーフロー状態を、観測時間内のアンダーフローの回数を数えるアンダーフロー回数カウンタ６０４にて集計した後、このアンダーフロー回数を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成と、観測時間内のアンダーフローの回数が予め設定された規定値以上になる毎にアラーム信号を発生するアラーム発生部６０８を経由し、アラーム発生部６０８で発生したアラーム信号を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成を設ける。
【００３３】
一方、オーバーフロー検出部６０５では、ゆらぎ吸収バッファ１１１から情報が溢れる状態についてパケット受信時刻を入力値として計算により検出する。このオーバーフロー検出部６０５の詳細については後述する。検出されたオーバーフロー状態を、観測時間内のオーバーフローの回数を数えるオーバーフロー回数カウンタ６０６にて集計した後、オーバーフロー回数を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成と、観測時間内のオーバーフローの回数が予め設定された規定値以上になる毎にアラーム信号を発生するアラーム発生部６０８を経由してアラーム信号を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成を設ける。
【００３４】
また、回数合計カウンタ部６０７にて、アンダーフロー回数カウンタ部６０４とオーバーフロー回数カウンタ部６０６で集計された回数を合計した後、観測時間内の合計回数を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成と、観測時間内の合計回数が予め設定された規定値以上になる毎にアラーム信号を発生するアラーム発生部６０８を経由してアラーム信号を回数・アラーム送信部６０９に伝達する構成を設ける。そして、回数・アラーム送信部６０９から品質監視端末６１０に向けて回数やアラームを送信する。
【００３５】
なお、上記説明では、回数やアラームを送信する契機は、一定時間毎に、アンダーフロー状態の回数やオーバーフロー状態の回数がそれぞれの規定値以上になる毎に、回数・アラーム送信部６０９から品質監視端末６１０に送信するようにしているが、回数やアラームを一旦蓄積しておき、品質管理端末６１０からの送信要求の毎に送信するようにしてもよい。
【００３６】
図７は、受信側音声映像劣化回数推定部６６６の処理を説明するためのフローチャートであって、アンダーフロー検出方法およびオーバーフロー検出方法の詳細についても示している。フローチャート中の各ステップの処理が図６のどの部分で処理されるかを明確にするために、各ステップの右上に、アンダーフロー検出部６０３の機能を“Ｕ”、オーバーフロー検出部６０５の機能を“Ｏ”、アンダーフロー回数カウンタ部６０４の機能を“ＵＣ”、オーバーフロー回数カウンタ部６０６の機能を“ＯＣ”、有音無音判定部６２１の機能を“Ｖ”として示した。
【００３７】
パケット受信時刻Ｔａと音声映像データバイト数Ｐｋｓを読み込む。１パケット当たりの音声映像データにより再生される再生音声区間長Ｓｅｃｔは予め保持している。次に、ステップ７０１にて音声映像データバイト数Ｐｋｓが設定値以上か未満か判定し、以上であれば有音と判定し（ステップ７０１：Ｙ）、ステップ７０２にて有音連続数カウンタをＣｖ＝Ｃｖ＋１とし、未満であれば無音と判定し（ステップ７０１：Ｎ）、ステップ７０３にてＣｖ＝０とする。
【００３８】
次に、有音の場合、ステップ７０４にてオーバーフローフラグＳｋｋが正数の場合はオーバーフロー状態と判定し（ステップ７０４：Ｙ）、ステップ７０５にてパケット分解処理を進める時刻Ｔｃになっているかを判定し、処理を進められる時刻であれば（Ｔａ＞Ｔｃ、ステップ７０５：Ｙ）、ステップ７０６にてゆらぎ吸収バッファ内に蓄積されているパケット数をクリアし（Ｎｂｕｆ＝０）、次の受信限界時刻をＴｃ＝Ｔｃ＋Ｓｅｃｔとし、オーバーフローフラグＳｋｋを解除（負数値）してオーバーフロー状態の終了を表す。
【００３９】
ステップ７０４にてオーバーフローフラグが負数の場合は（ステップ７０４：Ｎ）、次にステップ７０７にてパケット受信時刻Ｔａが受信限界時刻Ｔｃより早いか遅いかを判定し、早い場合（Ｔａ＜Ｔｃ）にはステップ７０８にて有音（Ｃｖ＞０）であることがわかれば、ステップ７０９にてゆらぎ吸収バッファ１１１に蓄積されているパケット数をＮｂｕｆ＝Ｎｂｕｆ＋１と１増加し、ステップ７１０にてＮｂｕｆが設定値より大きくなったか判定し、大きい場合には（ステップ７１０：Ｙ）、ステップ７１１にてオーバーフロー回数カウンタをＮｏｖｅｒ＝Ｎｏｖｅｒ＋１と１増加し、オーバーフローフラグＳｋｋを正数としてオーバーフロー状態であることを表す。
【００４０】
また、ステップ７０７にてパケット受信時刻Ｔａが受信限界時刻Ｔｃより遅い場合には（ステップ７０７：Ｎ）、ステップ７１２にてＴａ≧Ｔｃとなるまでゆらぎ吸収バッファに蓄積されているパケットを使用するものと仮定し、その際、１パケットを使用する毎に受信限界時刻ＴｃはＳｅｃｔずつ増加すると仮定して、使用パケット数Ｊを割り出し、ゆらぎ吸収バッファ１１１内に蓄積されているパケット数をＮｂｕｆ＝Ｎｂｕｆ−Ｊとする。
【００４１】
次に、ステップ７１３にてＮｂｕｆが負であれば（ステップ７１３：Ｙ）、ゆらぎ吸収バッファ１１１に蓄積されていたパケット数が足りないことを意味しているので、ステップ７１４にてＮｂｕｆが負とならない時点での受信限界時刻Ｔｃ＋Ｓｅｃｔ×（Ｊ＋Ｎｂｕｆ）とパケット受信時刻Ｔａの差分ＴＴを求め、ステップ７１５にて規定値、例えばゆらぎ吸収バッファ１１１で待たせる時間等が前記差分ＴＴより小さければ、ステップ７１６にて有音判定を行い、有音Ｃｖ＞０であれば（ステップ７１６：Ｙ）、ステップ７１７にてアンダーフローとして回数をＮｕｎｄｅｒ＝Ｎｕｎｄｅｒ＋１として１増加する。
【００４２】
その後、ステップ７１８にて負となったＮｂｕｆをリセットし（Ｎｂｕｆ＝０）、次の受信限界時刻をＴｃ＝Ｔｃ＋Ｓｅｃｔとして終了する。
【００４３】
一方、ステップ７１３にてＮｂｕｆ≧０であれば（ステップ７１３：Ｎ）、ステップ７１９にてＮｂｕｆ＝Ｎｂｕｆ＋１とし、次の受信限界時刻をＴｃ＝Ｔｃ＋Ｓｅｃｔ×（Ｊ−１）として終了する。
終了後は、次のパケット受信時刻Ｔａ、音声映像データバイト数Ｐｋｓを読み込み、前記フローを繰り返し実行する。
【００４４】
このような構成になっているので、受信者が知覚する音声劣化や映像劣化の回数が推定できる。その効果としては、受信者の実感する品質を推定することが可能となり、ネットワーク側でパケットの到着時刻や音声映像データバイト数を監視するだけで、受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視が可能となる。
【００４５】
（第２の実施例）
図８は、本発明の第２の実施例を説明する図であって、受信端末やゲートウェイ（図１の矢印（Ｂ）参照）に品質監視機能を付加する場合である。本実施例における受信端末は、図１に示したように、パケットを送受信できるゲートウェイ１１４の内部のゆらぎ吸収バッファ１１１、音声パケット分解部１１２、音声復号化部１１３と同じ機能を有するゆらぎ吸収バッファ１２６１、音声パケット分解部１２６２、音声復号化部１２６３を備えるディジタル型の電話機１２６またはゆらぎ吸収バッファ１２７１、音声パケット分解部１２７２、音声復号化部１２７３を備えるパソコン１２７などのディジタル端末である。
【００４６】
パケットをキャプチャした時点でパケット受信時刻を記録するパケット受信時刻記録部８０１、音声映像データバイト数を読み取る音声映像データバイト数読取部８０２を既設の受信端末やゲートウェイに装備し、パケット受信時刻記録部８０１と音声映像データバイト数読取部８０２で読み取ったパケット受信時刻と音声映像データバイト数の情報を、受信側音声映像劣化回数推定部６６６への入力とする構成である。
【００４７】
受信側音声映像劣化回数推定部６６６やアラーム発生部６０８や回数・アラーム送信部６０９の機能、動作は、第１の実施例（図６，図７参照）で説明したとおりである。
【００４８】
第２の実施例は、このような構成になっているので、第１の実施例に比べて受信者に近い地点でパケット受信時刻を検出でき、受信者が知覚する音声劣化や映像劣化の回数がより高い精度で推定できる。その効果としては、受信者の実感する品質を推定することが可能となり、ネットワーク側でパケットの到着時刻や音声映像データバイト数を監視するだけで、受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視が可能となる。
【００４９】
（第３の実施例）
図９は、本発明の第３の実施例を説明する図であって、受信端末やゲートウェイに品質監視機能を装備する別の場合である。本実施例における受信端末は、第２の実施例と同様、パケットを送受信できるゲートウェイ１１４の内部のゆらぎ吸収バッファ１１１、音声パケット分解部１１２、音声復号化部１１３と同じ機能を有するゆらぎ吸収バッファ１２６１、音声パケット分解部１２６２、音声復号化部１２６３を備えるディジタル型の電話機１２６またはゆらぎ吸収バッファ１２７１、音声パケット分解部１２７２、音声復号化部１２７３を備えるパソコン１２７などのディジタル端末である。
【００５０】
既設のゆらぎ吸収バッファ１１１（図１参照）の蓄積パケット数を受信限界時刻ごとにチェックする蓄積パケット数チェック部９０１、音声映像データバイト数を読み取る音声映像データバイト数読取部９０２からの情報を直接利用して、受信側音声映像劣化回数推定部９９９への入力とする構成である。
【００５１】
蓄積パケット数チェック部９０１は、ゆらぎ吸収バッファ１１１がアンダーフローとなっているかオーバーフローとなっているかを直接チェックするので、アンダーフロー検出部９０３では、有音の時のみアンダーフロー回数をカウントする信号をアンダーフロー回数カウンタ部６０４に送出する。オーバーフロー検出部９０４では、有音の時のみオーバーフロー回数をカウントする信号をオーバーフロー回数カウンタ部６０６に送出する。回数合計カウンタ部６０７、アラーム発生部６０８や回数・アラーム送信部６０９や有音・無音判定部６２１の機能は、第１の実施例（図６，図７参照）で説明したとおりである。
【００５２】
第３の実施例は、このような構成になっているので、ゆらぎ吸収バッファの状態を直接観測でき、受信者が知覚する音声劣化や映像劣化の回数が実施例２より精度良く推定できる。その効果としては、受信者の実感する品質を推定することが可能となり、ネットワーク側でパケットの到着時刻や音声映像データバイト数を監視するだけで、受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視が可能となる。
【００５３】
以上、３つの実施例を説明したが、これらの実施例を実現する処理ステップ（特に図７のフローチャート参照）を、プログラムコード化し、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し市場に流通させることにより本発明を広く普及することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信者が知覚する音声劣化や映像劣化の回数が推定できるので、受信者の実感する品質を推定することが可能となり、受信者の実感する品質を反映した通信の品質監視が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】音声映像データを載せたパケットを伝達するための構成要素を説明するための図である。
【図２】アンダーフローに伴う音声劣化メカニズムを説明するための図である。
【図３】オーバーフローに伴う音声劣化メカニズムを説明するための図である。
【図４】パケット転送遅延ゆらぎの例を説明するための図である（その１）。
【図５】パケット転送遅延ゆらぎの例を説明するための図である（その２）。
【図６】本発明の第１の実施例を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施例の受信側音声映像劣化回数推定部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施例を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施例を説明するための図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１１６，１１７：電話機、
１０３：ＰＢＸ、
１０４：ゲートウェイ、
１０５：音声符号化部、
１０６：音声パケット組立部、
１１１，１２６１，１２７１：ゆらぎ吸収バッファ、
１１２，１２６２，１２７２：音声パケット分解部、
１１３，１２６３，１２７３：音声復号化部、
１１４：ゲートウェイ、
１１５：ＰＢＸ、
１２０：ネットワーク、
１２１，１２２：ノード、
１２３，１２６：ディジタル型電話機、
１２５，１２７：パソコン、
６０１：パケットキャプチャ・パケット受信時刻記録部、
６０２：送信元宛先選別収集部、
６０３：アンダーフロー検出部、
６０４：アンダーフロー回数カウンタ部、
６０５：オーバーフロー検出部、
６０６：アンダーフロー回数カウンタ部、
６０７：回数合計カウンタ部、
６０８：アラーム発生部、
６０９：回数・アラーム送信部、
６１０：品質監視端末、
６２１：有音・無音判定部、
６６６：受信側音声映像劣化回数推定部、
８０１：パケット受信時刻記録部、
８０２：音声映像データバイト数読取部、
９０１：蓄積パケット数チェック部、
９０２：音声映像データバイト数読取部、
９０３：アンダーフロー検出部、
９０５：オーバーフロー検出部。
【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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