(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声通話サービスの評価対象系においてユーザが会話中に感じる品質を推定する通話品質推定装置が実行する通話品質推定方法であって、
前記評価対象系での会話形態における遅延検知限と前記評価対象系の品質劣化要因パラメータを用いて遅延心理劣化量を算出する遅延心理劣化量算出ステップと、
前記遅延心理劣化量に加えて、前記評価対象系のエコー心理劣化量及び音質心理劣化量のいずれかあるいは両者を用いて統合心理劣化量を算出する統合心理劣化量算出ステップと、
前記統合心理劣化量を主観品質評価値に変換する主観品質評価値算出ステップと
を備えることを特徴とする通話品質推定方法。
【請求項２】
前記遅延心理劣化量算出ステップは、
評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの両端の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから話者切り替わり回数を算出するステップと、
前記話者切り替わり回数、及び前記品質劣化要因パラメータである片道遅延時間に基づいて前記遅延心理劣化量を算出するステップと
を備える請求項１に記載の通話品質推定方法。
【請求項３】
前記遅延心理劣化量算出ステップは、
評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの片側の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから話者切り替わり回数を算出するステップと、
前記話者切り替わり回数、及び前記品質劣化要因パラメータである片道遅延時間に基づいて前記遅延心理劣化量を算出するステップと
を備える請求項１に記載の通話品質推定方法。
【請求項４】
前記統合心理劣化量算出ステップは、
前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声と出力音声とのレベルの差分を用いてエコー量を算出するステップと、
前記エコー量から前記エコー心理劣化量を算出するステップと
を備える請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の通話品質推定方法。
【請求項５】
前記統合心理劣化量算出ステップは、
前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声をレファレンス信号とし、受話端末側の出力音声を劣化信号とした時の客観品質評価値を算出するステップと、
前記客観品質評価値から前記音質心理劣化量を算出するステップと
を備える請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の通話品質推定方法。
【請求項６】
前記遅延心理劣化量算出ステップは、
前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声と受話端末側の出力音声との時間差分を算出することにより、前記品質劣化要因パラメータとしての片道遅延時間を算出するステップ
を備える請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の通話品質推定方法。
【請求項７】
音声通話サービスの評価対象系においてユーザが会話中に感じる品質を推定する通話品質推定装置であって、
前記評価対象系での会話形態における遅延検知限と前記評価対象系の品質劣化要因パラメータを用いて遅延心理劣化量を算出する遅延心理劣化量算出手段と、
前記遅延心理劣化量に加えて、前記評価対象系のエコー心理劣化量及び音質心理劣化量のいずれかあるいは両者を用いて統合心理劣化量を算出する統合心理劣化量算出手段と、
前記統合心理劣化量を主観品質評価値に変換する主観品質評価値算出手段と、
を備えることを特徴とする通話品質推定装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項７に記載の通話品質推定装置における各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声通話サービスにおいて評価対象系の物理的特徴量からユーザが音声通話中に感じる品質を推定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存の総合通話品質推定技術として、ITU-T勧告G.107に規定されているE-modelやG.107.1に規定されているWideband E-modelがある（非特許文献１、２）。これらは評価対象系の品質パラメータの複合効果を考慮し、評価対象系を通じて行われる会話の品質を推定する技術である。
【０００３】
E-modelでは、1つの遅延時間に対して1つの遅延心理劣化量が算出されるが、遅延時間が通話品質に与える影響は会話形態により異なる。例えば、話者切り替わりの頻度が多い会話ほど、遅延を検知可能な最少遅延時間が短くなり、同じ遅延時間であってもユーザが感じる遅延心理劣化量は大きくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１０７ "The E-model, a computational model for use in transmission planning"
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１０７．１ "Wideband E-model"
【非特許文献３】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１１３
【非特許文献４】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８３４ "Methodology for the derivation of equipment impairment factors from instrumental models"
【非特許文献５】N. Kitawaki, K. Itoh, "Pure Delay Effects on Speech Quality in Telecommunications"
【非特許文献６】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８３４．１ "Extension of the methodology for the derivation of equipment impairment factors from instrumental models for wideband speech codecs"
【非特許文献７】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６３．１ "Application Guide for Recommendation ITU-T P.863"
【非特許文献８】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．８６３ "Perceptual objective listening quality assessment"
【非特許文献９】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．Ｉｍｐ８６３ " Implementer's Guide I for ITU-T P. 863 "
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第5216809号  通話品質推定方法、通話品質推定装置及び通話品質推定システム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、E-modelでは会話形態の違いによる遅延心理劣化量の違いを考慮していない。また、特許文献１では話者切り替わり回数に応じて遅延心理劣化量を線形補正する方法のみが提案されている。この方法は、会話形態により遅延心理劣化量を増減させることが可能であるが、遅延心理劣化量が増加し始める片道遅延時間については補正により変えることができない。これは、話者切り替わりの頻度が少ない会話においては同じ遅延時間であっても遅延を検知できる遅延時間が長くなり、遅延心理劣化量が増加し始める片道遅延時間も長くなることを、特許文献１では反映できないことを意味する。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、音声通話サービスの評価対象系において、会話形態を反映した精度の高い通話品質推定を可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、音声通話サービスの評価対象系においてユーザが会話中に感じる品質を推定する通話品質推定装置が実行する通話品質推定方法であって、
前記評価対象系での会話形態における遅延検知限と前記評価対象系の品質劣化要因パラメータを用いて遅延心理劣化量を算出する遅延心理劣化量算出ステップと、
前記遅延心理劣化量に加えて、前記評価対象系のエコー心理劣化量及び音質心理劣化量のいずれかあるいは両者を用いて統合心理劣化量を算出する統合心理劣化量算出ステップと、
前記統合心理劣化量を主観品質評価値に変換する主観品質評価値算出ステップとを備えることを特徴とする通話品質推定方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の一実施形態によれば、音声通話サービスの評価対象系においてユーザが会話中に感じる品質を推定する通話品質推定装置であって、
前記評価対象系での会話形態における遅延検知限と前記評価対象系の品質劣化要因パラメータを用いて遅延心理劣化量を算出する遅延心理劣化量算出手段と、
前記遅延心理劣化量に加えて、前記評価対象系のエコー心理劣化量及び音質心理劣化量のいずれかあるいは両者を用いて統合心理劣化量を算出する統合心理劣化量算出手段と、
前記統合心理劣化量を主観品質評価値に変換する主観品質評価値算出手段とを備えることを特徴とする通話品質推定装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、音声通話サービスの評価対象系において、会話形態を反映した精度の高い通話品質推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１における通話品質推定装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１の式(6)-(8)におけるTxの違いによる片道遅延時間Dと遅延心理劣化量Iddの関係の変化を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態２における通話品質推定装置２の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態２の式(21)-(23)におけるpの違いによる片道遅延時間Dと遅延心理劣化量Iddの関係の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態３における通話品質推定装置３の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態４における通話品質推定装置４の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態５における通話品質推定装置５の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られるわけではない。また、以下の各実施形態で示される具体的な数値は一例であり、それに限定されるわけではない。
【００１３】
（実施形態の概要）
本発明の実施形態では、電話網等により提供される音声通話サービスでの会話中に生じる品質劣化要因のパラメータに加え、会話形態情報である会話タスク内容、遅延検知限、話者切り替わり回数のいずれかあるいはそれらの組み合わせを考慮した遅延心理劣化量を算出することにより、実際の利用形態を想定したユーザ体感総合通話品質の推定を可能としている。ここで「遅延検知限」とは、遅延時間を有する通話環境において会話を行った際に、特定の割合の会話者が遅延を検知することができた最小の片道遅延時間 [ms]である。また、「評価対象系」とは、音声通話サービス等を提供するシステムである。処理の概要は以下のとおりである。
【００１４】
本発明の実施形態によれば、音声通話サービスの評価対象系においてユーザが会話中に感じる品質を推定する通話品質推定装置が実行する通話品質推定方法であって、会話形態情報（例：会話タスク内容、遅延検知限、話者切り替わり回数のいずれかあるいはそれらの組み合わせ）と前記評価対象系の品質劣化要因パラメータ（例：片道遅延時間、往復遅延時間のいずれかあるいはそれらの組み合わせ）を用いて遅延心理劣化量を算出する遅延心理劣化量算出ステップと、前記遅延心理劣化量に加えて、前記評価対象系のエコー心理劣化量及び音質心理劣化量のいずれかあるいは両者を用いて統合心理劣化量を算出する統合心理劣化量算出ステップと、前記統合心理劣化量を主観品質評価値に変換する主観品質評価値算出ステップとを備える通話品質推定方法が提供される。
【００１５】
前記遅延心理劣化量算出ステップは、例えば、評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの両端の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから話者切り替わり回数を算出するステップと、前記話者切り替わり回数、及び前記品質劣化要因パラメータである片道遅延時間に基づいて前記遅延心理劣化量を算出するステップとを備える。
【００１６】
また、前記遅延心理劣化量算出ステップは、評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの片側の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから話者切り替わり回数を算出するステップと、前記話者切り替わり回数、及び前記品質劣化要因パラメータである片道遅延時間に基づいて前記遅延心理劣化量を算出するステップとを備えてもよい。
【００１７】
前記統合心理劣化量算出ステップは、前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声と出力音声とのレベルの差分を用いてエコー量を算出するステップと、前記エコー量から前記エコー心理劣化量を算出するステップとを備えてもよい。
【００１８】
また、前記統合心理劣化量算出ステップは、前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声をレファレンス信号とし、受話端末側の出力音声を劣化信号とした時の客観品質評価値を算出するステップと、前記客観品質評価値から前記音質心理劣化量を算出するステップとを備えてもよい。
【００１９】
また、前記遅延心理劣化量算出ステップは、前記評価対象系の送話端末側に試験信号を入力したときの、送話端末側の入力音声と受話端末側の出力音声との時間差分を算出することにより、前記品質劣化要因パラメータとしての片道遅延時間を算出するステップを備えてもよい。
【００２０】
以下、各実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態１：電話帯域対象、各品質劣化要因パラメータを入力として与える。）
以下の実施形態１は、特定の会話形態に対して通話品質を推定するものであり、評価対象系の音声は電話帯域音声(300-3400 Hz)とする。また、前記評価対象系の品質劣化要因のパラメータとして、評価対象系で使用される音声符号化方式の符号化歪量及びパケット損失耐性、パケット損失率、片道遅延時間、送話エコー経路のラウドネスが事前に与えられていることを想定する。
【００２２】
本実施形態において、各音声符号化方式の符号化歪量及びパケット損失耐性はITU-T勧告G.113 Appendix Iに示されている各音声符号化方式のIe及びBplの値をそれぞれ用いる（非特許文献３）。ITU-T勧告G.113 Appendix IにIe及びBplが記載されていない音声符号化方式を用いる場合には、例えばITU-T P.834に記載されている方法を用いてIe及びBplを導出する（非特許文献４）。
【００２３】
片道遅延時間に関し、往復遅延時間が明らかである場合には、往復遅延時間の半分の値を片道遅延時間として用いてもよい。
【００２４】
音声符号化方式の符号化歪量及びパケット損失耐性、パケット損失率、片道遅延時間、送話エコー経路のラウドネスのそれぞれについて、これを品質劣化要因として扱わない場合には、ITU-T勧告G.107が提案しているE-modelのデフォルト値に合わせ、符号化歪量Ieは0、パケット損失耐性Bplは4.3、パケット損失率は0 %、片道遅延時間は0 ms、送話エコー経路のラウドネスは65 dBとする。
【００２５】
評価対象系での会話形態における遅延検知限は事前に与えられているか、非特許文献５の結果に基づき、会話タスク内容によって以下の遅延検知限を用いてもよい。
【００２６】
1) お互いにランダムに記載された数字を読みあう：45 ms
2) お互いにランダムに記載された数字リストが同一となっているか検証する： 105 ms
3) 図と名前の対応リストを用いて、一方が図の形を説明し、一方がその名前を当てる： 340 ms
4) 自由に会話する：370 ms
遅延検知限が未知である会話形態を対象とする場合には、遅延時間を挿入可能な通話環境において想定する会話形態による主観評価実験を実施し、評価者の50 %以上が遅延時間を検知する最少の片道遅延時間 [ms]を遅延検知限とする。
【００２７】
本発明の実施形態１について図面を用いて説明する。図１は、実施形態１における通話品質推定装置１の機能構成図である。通話品質推定装置１は、エコー心理劣化量算出部１００、音質心理劣化量算出部１０１、遅延心理劣化量算出部１０２、統合心理劣化量算出部１０３、主観品質評価値算出部１０４を備えている。通話品質推定装置１は１つの装置（コンピュータ）で実現してもよいし、１つ又は複数の機能部を備える装置を複数台用いることにより実現してもよい。いずれの場合も通話品質推定装置１と呼ぶ。
【００２８】
評価対象系の品質劣化要因として、片道遅延時間D [ms]がエコー心理劣化量算出部１００と遅延心理劣化量算出部１０２に、送話エコー経路のラウドネスE [dB]がエコー心理劣化量算出部１００に、音声符号化方式の符号化歪量Ie、パケット損失耐性Bpl、パケット損失率P [%]が音質心理劣化量算出部１０１に、遅延検知限T [ms]が遅延心理劣化量算出部１０２にそれぞれ入力として与えられている。なお、上記のように、会話タスク内容から遅延検知限Tを決定する場合は、会話タスク内容が遅延心理劣化量算出部１０２に入力され、遅延心理劣化量算出部１０２が遅延検知限Tを決定することとしてもよい。
【００２９】
エコー心理劣化量算出部１００では、片道遅延時間D、送話エコー経路のラウドネスEがそれぞれ入力として与えられる。片道遅延時間Dが長いほど、あるいは送話エコー経路のラウドネスEの値が小さいほど（エコー量が大きいほど）、エコー心理劣化量Idteは大きくなる。例えば、送話エコー経路のラウドネス及び片道遅延時間とそれに対する品質の主観評価値（ITU-T勧告P.800に定義された平均オピニオン評価値MOS）の関係から、ITU-T勧告G.107が提案しているE-modelにおいてエコー心理劣化量Idteは次式(1)-(4)のように規定されている。
【００３０】
【数１】
0005952252.tif 000002
【００３１】
【数２】
0005952252.tif 000003
【００３２】
【数３】
0005952252.tif 000004
【００３３】
【数４】
0005952252.tif 000005
ここで、式(1)、(4)内のT、TELRはそれぞれ片道遅延時間、送話エコー経路のラウドネスであるため、それぞれにD、Eを入力する。さらにNo、RLRにはデフォルト値である -61.18、2をそれぞれ式(2)に代入しIdteを算出する。このIdteをエコー心理劣化量として統合心理劣化量算出部１０３に送信する。
【００３４】
音質心理劣化量算出部１０１では、音声符号化方式の符号化歪量Ie、パケット損失耐性Bpl、パケット損失率Pがそれぞれ入力として与えられる。音声符号化による符号化歪みが大きいほど音質心理劣化量Ie,effは大きくなる。また、パケット損失率Pが高く、パケット損失耐性Bplが低いほど、音質心理劣化量Ie,effは大きくなる。例えば音声符号化方式及びパケット損失率とそれに対する品質の主観評価値の関係から、ITU-T勧告G.107が提案しているE-modelにおいて符号化歪みやパケット損失による歪み劣化量Ie,effは次式(5)のように規定されている。
【００３５】
【数５】
0005952252.tif 000006
ここで、式(5)内のPplはパケット損失率[%]であるため、Pを入力する。BurstRにはデフォルト値である1を式(5)に代入し、Ie,effを算出する。このIe,effを音質心理劣化量として統合心理劣化量算出部１０３に送信する。
【００３６】
遅延心理劣化量算出部１０２では、遅延検知限T、片道遅延時間Dがそれぞれ入力として与えられる。遅延検知限Tが短いほど、あるいは片道遅延時間Dが長いほど、遅延心理劣化量Iddは大きくなる。ITU-T勧告G.107が提案しているE-modelにおいては、遅延心理劣化量Iddは次式(6)-(8)においてTx = 100とした式が定義されている。
【００３７】
【数６】
0005952252.tif 000007
【００３８】
【数７】
0005952252.tif 000008
【００３９】
【数８】
0005952252.tif 000009
ここで、遅延検知限Tの違いを考慮し、式(6)-(8)におけるTxについて以下の式(9)により算出される値を用いる。
【００４０】
【数９】
0005952252.tif 000010
ここでm = 1とするが、これに限った値ではない。図２にm = 1としたときの遅延検知限Tの違いによる片道遅延時間と遅延心理劣化量の関係の変化を示す。遅延検知限が長いほど遅延心理劣化量が増加を始める片道遅延時間が長くなるとともに、片道遅延時間増加に伴う遅延心理劣化量の増加量が小さくなる。式(6)-(8)のTaは片道遅延時間であるため、TaにDを入力しIddを算出する。このIddを遅延心理劣化量として統合心理劣化量算出部１０３に送信する。
【００４１】
係数mの導出については例えば以下の方法がある。遅延検知限の異なる複数の会話タスク（遅延検知限Ti (1≦i≦k)）を用いて、音質劣化の小さい環境（例：符号化方式G.711、パケット損失なし）にて片道遅延時間の異なる環境（片道遅延時間 Dj (1≦j≦l)）で会話をした時の主観評価値(MOS)を取得する。G.107 Appendix I に記載される方法を用いて各MOSをR値に変換し、各条件におけるR値の93.2からの劣化量を算出する。この劣化量を特定の Ti、Djにおける遅延心理劣化量Iddとする。そして式(9)のTにTiを、式(8)のTaにDjをそれぞれ代入したときのIddの２乗平均誤差が最小となるmを算出する。
【００４２】
統合心理劣化量算出部１０３では、エコー心理劣化量Idte、音質心理劣化量Ie,eff、遅延心理劣化量Iddが入力として与える。これらを用いて式(10)により統合心理劣化量Gを算出する。
【００４３】
【数１０】
0005952252.tif 000011
この統合心理劣化量Gを主観品質評価値算出部１０４に送信する。なお、統合心理劣化量Gの算出のために、エコー心理劣化量Idteと音質心理劣化量Ie,effの両方を用いることは必須ではない。品質劣化要因等に応じて、エコー心理劣化量Idteと音質心理劣化量Ie,effのうちのいずれかを用いることとしてもよい。
【００４４】
主観品質評価値算出部１０４では、統合心理劣化量Gが入力として与えられる。ITU-T勧告G.107が提案しているE-modelにおいて無劣化時の品質尺度値R値の無劣化時のデフォルト値である93.2から統合心理劣化量Gを減算した値を品質尺度値R値とし、この品質尺度値RをITU-T勧告G.107 Appendix Iに規定された以下の式(11)-(13)で主観品質評価値MOSに変換する。
【００４５】
【数１１】
0005952252.tif 000012
【００４６】
【数１２】
0005952252.tif 000013
【００４７】
【数１３】
0005952252.tif 000014
通話品質推定装置１は、このようにして得られたMOSを評価対象系の主観品質評価値として出力する。
【００４８】
以上説明したように、実施形態１における通話品質推定装置１が実行する通話品質推定方法によれば、電話帯域符号化方式を用いる音声通話サービスに対して、会話形態を反映した精度の高い通話品質推定が可能となり、想定される会話形態を考慮した品質設計への適用が可能である。
【００４９】
本実施形態に係る通話品質推定装置１は、１つ又は複数のコンピュータに、本実施形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、通話品質推定装置１が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、通話品質推定装置１で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。他の実施形態に係る通話品質推定装置２〜５についても同様に、１つ又は複数のコンピュータに、各実施形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。
【００５０】
（実施形態２：広帯域対象、各劣化要因パラメータを入力として与える。）
以下の実施形態２は、特定の会話形態に対して通話品質を推定するものであり、評価対象系の音声は電話帯域音声(300-3400 Hz)よりも広い再生周波数帯域(100-7000 Hz)であるとする。
【００５１】
本実施形態において、前記評価対象系の音声符号化方式の符号化歪量Ie,WB及びパケット損失耐性Bplが与えられ、Ie,WB及びBplはITU-T勧告G.113 Appendix IVに示されている各音声符号化方式のIe,WB及びBplの値を用いる。ITU-T勧告G.113 Appendix IVにIe,WB及びBplが記載されていない音声符号化方式を用いる場合には、例えばITU-T P.834.1に記載されている方法を用いてIe,WB及びBplを導出する（非特許文献６）。本パラメータを扱わない場合のデフォルト値はIe,WB = 0、Bpl = 4.3とする。それ以外の品質劣化要因のパラメータ、前記パラメータを扱わない場合のデフォルト値、及び遅延検知限は実施形態１と同様である。
【００５２】
本発明の実施形態２について図面を用いて説明する。図３は、実施形態２における通話品質推定装置２の機能構成図である。通話品質推定装置２は、エコー心理劣化量算出部２００、音質心理劣化量算出部２０１、遅延心理劣化量算出部２０２、統合心理劣化量算出部２０３、主観品質評価値算出部２０４を備えている。通話品質推定装置２は１つの装置（コンピュータ）で実現してもよいし、１つ又は複数の機能部を備える装置を複数台用いることにより実現してもよい。いずれの場合も通話品質推定装置２と呼ぶ。
【００５３】
音声符号化方式の符号化歪量Ie,WBが音質心理劣化量算出部２０１に入力として与えられ、それ以外の品質劣化要因について入力される情報は実施形態１と同様である。
【００５４】
エコー心理劣化量算出部２００では、片道遅延時間D、送話エコー経路のラウドネスEがそれぞれ入力として与えられる。例えば、片道遅延時間D及び送話エコー経路のラウドネスEとそれに対する品質の主観評価値（ITU-T勧告P.800に定義された平均オピニオン評価値MOS）の関係から、ITU-T勧告G.107.1が提案しているWideband E-modelにおいてエコー心理劣化量Idte,WBは次式(14)-(19)のように規定されている。
【００５５】
【数１４】
0005952252.tif 000015
【００５６】
【数１５】
0005952252.tif 000016
【００５７】
【数１６】
0005952252.tif 000017
【００５８】
【数１７】
0005952252.tif 000018
【００５９】
【数１８】
0005952252.tif 000019
【００６０】
【数１９】
0005952252.tif 000020
ここで、式(14),(17)-(19)内のT、TELRはそれぞれ片道遅延時間、送話エコー経路のラウドネスに対応しているため、それぞれにD、Eを入力する。さらにNo,WB、RLRにはデフォルト値である -68.09、2をそれぞれ式(15)に代入しIdte,WBを算出する。このIdte,WBをエコー心理劣化量として統合心理劣化量算出部２０３に送信する。
【００６１】
音質心理劣化量算出部２０１では、音声符号化方式の符号化歪量Ie,WB、パケット損失耐性Bpl、及びパケット損失率Pがそれぞれ入力として与えられる。例えば音声符号化方式及びパケット損失率とそれに対する品質の主観評価値の関係から、ITU-T勧告G.107.1が提案しているWideband E-modelにおいて符号化歪みやパケット損失による歪み劣化量Ie,eff,WBは次式(20)のように規定されている。
【００６２】
【数２０】
0005952252.tif 000021
ここで、式(20)内のPplはパケット損失率[%]であるためPを入力し、Ie,eff,WBを算出する。このIe,eff,WBを音質心理劣化量として統合心理劣化量算出部２０３に送信する。
【００６３】
遅延心理劣化量算出部２０２では、遅延検知限T、片道遅延時間Dがそれぞれ入力として与えられる。ITU-T勧告G.107.1が提案しているWideband E-modelにおいては、遅延心理劣化量Iddは次式(21)-(23)においてp = 3, Tx = 100とした式が定義されている。
【００６４】
【数２１】
0005952252.tif 000022
【００６５】
【数２２】
0005952252.tif 000023
【００６６】
【数２３】
0005952252.tif 000024
ここで、広帯域音声通話におけるR値の最大値が電話帯域音声通話におけるそれよりも大きいことを考慮し、式(22)におけるpを調整することで遅延心理劣化量Iddの最大値を調整する。さらに、遅延検知限の違いを考慮し、式(21)-(23)におけるTxを以下の式(24)により算出する。
【００６７】
【数２４】
0005952252.tif 000025
ここでp = 6.16、m = 1とするが、これに限った値ではない。図4にTx = 100のときのpの違いによる片道遅延時間と遅延心理劣化量の関係の変化を示す。Pが小さいほど片道遅延時間増加に伴う遅延心理劣化量の増加量が小さくなる。これにより遅延検知限に応じた遅延心理劣化量及びその最大値を調整することが可能となる。式(21)-(23)のTaは片道遅延時間であるため、TaにDを入力しIddを算出する。このIddを遅延心理劣化量として統合心理劣化量算出部２０３に送信する。係数p、mの導出については実施形態１に記載の方法と同様に実施可能である。
【００６８】
統合心理劣化量算出部２０３では、エコー心理劣化量Idte,WB、音質心理劣化量Ie,eff,WB、遅延心理劣化量Iddが入力として与えられる。これらを用いて式(25)により統合心理劣化量G,WBを算出する。
【００６９】
【数２５】
0005952252.tif 000026
各劣化量の単純加算ではなく式(25)のような算出式を用いることにより、２つの心理劣化量が大きいときの相互作用を考慮することが可能となる。ここでn1 = 1.25、n2 = 0.03とするが、これに限った値ではない。なお、統合心理劣化量G,WBの算出のために、エコー心理劣化量Idteと音質心理劣化量Ie,effの両方を用いることは必須ではない。品質劣化要因等に応じて、エコー心理劣化量Idte,WBと音質心理劣化量Ie,eff,WBのうちのいずれかを用いることとしてもよい。
【００７０】
この統合心理劣化量G,WBを主観品質評価値算出部２０４に送信する。
【００７１】
主観品質評価値算出部２０４では、統合心理劣化量G,WBが入力として与えられている。ITU-T勧告G.107.1が提案しているWideband E-modelにおいてR値の最大値として定義されている129から統合心理劣化量G,WBを減算した値を品質尺度値R値とし、この品質尺度値RをITU-T勧告G.107.1AnnexAに規定された以下の式(26)-(29)で主観品質評価値MOSに変換する。
【００７２】
【数２６】
0005952252.tif 000027
【００７３】
【数２７】
0005952252.tif 000028
【００７４】
【数２８】
0005952252.tif 000029
【００７５】
【数２９】
0005952252.tif 000030
通話品質推定装置２は、このようにして得られたMOSを評価対象系の主観品質評価値として出力する。
【００７６】
以上説明したように、実施形態２における通話品質推定装置２が実行する通話品質推定方法によれば、広帯域符号化方式を用いる音声通話サービスに対して、会話形態を反映した精度の高い通話品質推定が可能となり、想定される会話形態を考慮した品質設計への適用が可能である。
【００７７】
（実施形態３：通話端末に試験信号を与えることで各劣化要因パラメータを算出する。）
以下の実施形態３は、評価対象系となる音声通話サービスの電話網に対して試験信号を入力として与えた時の、両方向の入出力音声をキャプチャすることにより通話品質を推定するものである。
【００７８】
本発明の実施形態３について図面を用いて説明する。図５は、実施形態３における通話品質推定装置３の機能構成図である。通話品質推定装置３は、試験音声再生部３００、受信信号再生部３０１、エコー量算出部３０２、客観音声品質評価値算出部３０３、片道遅延時間算出部３０４、エコー心理劣化量算出部３０５、音質心理劣化量算出部３０６、遅延心理劣化量算出部３０７、統合心理劣化量算出部３０８、主観品質評価値算出部３０９を備えている。遅延検知限T [ms]が遅延心理劣化量算出部３０７に入力として与えられている。通話品質推定装置３は１つの装置（コンピュータ）で実現してもよいし、１つ又は複数の機能部を備える装置を複数台用いることにより実現してもよい。いずれの場合も通話品質推定装置３と呼ぶ。
【００７９】
試験音声再生部３００は、２つの試験信号S1、S2のデータを格納する記億部を含んでいる。試験信号S1, S2として、例えばP.863.1に準拠した音声信号を用いる（非特許文献７）。
【００８０】
図５に示す端末A、端末Bはそれぞれ、電話網を介して音声通信が可能であるとともに、通話品質推定装置３との間で音声信号を送受信する機能を備える通話端末である。以下、実施形態３における通話品質推定の手順を図５に基づいて説明する。
【００８１】
最初に端末A側（送話端末側）の入力信号として試験信号S1を複数回再生する。前記再生時において試験信号S1は客観音声品質評価値算出部３０３にも同時に送信される。さらに、このときの端末B側（受話端末側）の出力信号S1outをキャプチャし客観音声品質評価値算出部３０３に送信する。
【００８２】
次に端末A側の入力信号として試験信号S2を再生する。前記再生時において試験信号S2はエコー量算出部３０２及び片道遅延時間算出部３０４にも同時に送信される。さらに、このときの端末B側の出力信号S2outをキャプチャし、受信信号再生部３０１及び片道遅延時間算出部３０４に送信する。
【００８３】
受信信号再生部３０１では、送信された出力信号S2outを端末B側の入力信号S3として再生する。さらに、このときの端末A側の出力信号S3outをキャプチャしエコー量算出部３０２に送信する。
【００８４】
エコー量算出部３０２には、端末A側の入力信号である試験信号S2と出力信号S3outが与えられている。両音声の有音部分についてラウドネス（レベル）の差分を測定し、エコー量E [dB]を算出する。このエコー量Eをエコー心理劣化量算出部３０５に送信する。
【００８５】
客観音声品質評価値算出部３０３には、端末A側の入力信号である試験信号S1（レファレンス信号）と端末B側の出力信号S1out（劣化信号）が与えられている。ここでITU-T勧告P.863 POLQAを用いる（非特許文献８）。2短文章ごとの入出力音声の比較から出力音声のPOLQA値を算出し、すべてのPOLQA値の平均値を客観音声品質評価値Aqとして算出する。この客観品質評価値Aqを音質心理劣化量算出部３０６に送信する。
【００８６】
片道遅延時間算出部３０４には、端末A側の入力信号である試験信号S2と端末B側の出力信号S2outが与えられている。両信号を比較し時間差分を算出することにより、片道遅延時間の平均値D [dB]を算出する。この片道遅延時間D を遅延心理劣化量算出部３０７に送信する。
【００８７】
エコー心理劣化量算出部３０５では、入力されたエコー量Eに対して、実施形態１もしくは実施形態２のエコー心理劣化量算出部１００、２００と同様にして、エコー心理劣化量IdteもしくはIdte,WBを算出し、この値を統合心理劣化量算出部３０８に送信する。
【００８８】
音質心理劣化量算出部３０６では、入力された客観音声品質評価値Aqに対して、以下の式(30)-(34)により音質心理劣化量Ie,eff,WBを算出する。式(34)はPOLQA値と受聴MOS値との関係を示す式であり、式(31)-(33)はMOS値をR値に換算する式である。それぞれP.863 Implementer's Guide I及びG.107.1に準拠した方法を用いている（非特許文献９）。
【００８９】
【数３０】
0005952252.tif 000031
【００９０】
【数３１】
0005952252.tif 000032
【００９１】
【数３２】
0005952252.tif 000033
【００９２】
【数３３】
0005952252.tif 000034
【００９３】
【数３４】
0005952252.tif 000035
ここで、c1 = -0.6303、c2 = 97.93とするが、これに限った値ではない。音質心理劣化量Ie,effもしくはIe,eff,WBを統合心理劣化量算出部３０８に送信する。係数c1、c2の導出については例えば以下の方法がある。
【００９４】
遅延時間劣化の小さい環境にて音質の異なる環境Xi (1≦i≦k)で会話をした時の主観評価値(MOS)を取得する。G.107 Appendix I に記載される方法を用いて各MOSをR値に変換し、各条件におけるR値の129からの劣化量Ri (1≦i≦k)を算出する。さらに環境Xi (1≦i≦k)における会話の入出力音声を録音し、両音声からPOLQA値Pi (1≦i≦k)を算出し、式(31)-(34)を用いて各Pi をAqに代入したときの各Aq'iを算出する。ここでRi = c1 Aq'i + c2としたときの２乗誤差が最小となるc1、c2 を算出する。
【００９５】
遅延心理劣化量算出部３０７では、入力された片道遅延時間Dに対して、実施形態１もしくは実施形態２の遅延心理劣化量算出部１０２、２０２と同様にして、遅延心理劣化量Iddを算出し、この値を統合心理劣化量算出部３０８に送信する。
【００９６】
統合心理劣化量算出部３０８では、入力されたエコー心理劣化量Idte,WB、音質心理劣化量Ie,eff,WB、遅延心理劣化量Iddに対して、実施形態１もしくは実施形態２の統合心理劣化量算出部１０３、２０３と同様にして、統合心理劣化量GもしくはG,WBを算出し、この値を主観品質評価値算出部３０９に送信する。
【００９７】
主観品質評価値算出部３０９では、入力された統合心理劣化量GもしくはG,WBに対して、実施形態１もしくは実施形態２の主観品質評価値算出部１０４、２０４と同様にして、主観品質評価値MOSを算出し、この値を評価対象系の主観品質評価値として出力する。
【００９８】
以上説明したように、実施形態３における通話品質推定装置３が実行する通話品質推定方法によれば、未知の音声符号化方式を用いる音声通話サービスについても、会話形態を反映した精度の高い通話品質推定を可能とし、例えば自社のサービスと他社のサービスとの通話品質比較が可能となる。
【００９９】
（実施形態４：会話音声の両端音声から話者切り替わり回数を算出する。）
以下の実施形態４は、遅延検知限が未知である場合に、通話音声を録音解析することで想定される会話形態の遅延検知限に相当する値を推定し、通話品質を推定するものである。
【０１００】
本実施形態では、評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの両端の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから発話切り替わり回数（会話形態情報の例）を算出する話者切り替わり算出処理を実行する。本実施形態は、実施形態１、２、３のいずれにも適用可能であるが、例として、実施形態１の通話品質推定装置１に本実施形態を適用した場合の構成である通話品質推定装置４を図６に示す。通話品質推定装置４は１つの装置（コンピュータ）で実現してもよいし、１つ又は複数の機能部を備える装置を複数台用いることにより実現してもよい。いずれの場合も通話品質推定装置４と呼ぶ。
【０１０１】
図６に示すように、実施形態１の通話品質推定装置１に対し、話者切り替わり算出部１０５が備えられる。話者切り替わり算出部１０５には、想定する会話形態で通話を行った２話者の通話音声R1、R2が入力されている。話者切り替わり算出部１０５は、当該会話音声から話者切り替わり回数を算出し、遅延検知限に相当する値を推定し、その値を用いて実施形態１〜３のいずれかの方法により評価対象系の主観品質評価値を算出、出力する。詳細を以下に説明する。
【０１０２】
話者切り替わり算出部１０５は、想定する会話形態で通話を行った２話者の通話音声R1、R2を用いて1分間当たりの話者切り替わり回数Cを算出する。例えば、VAD (voice activity detection)機能により通話音声R1、R2のどちらか一方で時刻t0〜t0 + Xにおいて有音区間であることを確認したら、時刻t0 + Xからはもう一方の音声を確認する。このときにt1〜t1 + Xにおいて有音区間であることを確認した段階で話者切り替わり回数として１回カウントする。この後は、同様に互いの音声に対してX [ms]の有音区間を確認する動作を繰り返す。
【０１０３】
Y分間にZ回の話者切り替わり回数を確認した場合、このときの通話環境にてD' [ms]の片道遅延時間を有するとすると、D'×Z [ms]は片道遅延時間による間と考えられる。
【０１０４】
そこで、話者切り替わり算出部１０５は、本会話形態において遅延時間が無い環境で会話を実施したときの１分間あたりの話者切り替わり回数Cを式(35)により算出する。片道遅延時間が十分に短い通話環境であれば、単にC = Z/Y としてもよい。ここでX = 250[ms]とするがこれに限ったものではない。
【０１０５】
【数３５】
0005952252.tif 000036
1分間当たりの話者切り替わり回数Cが大きいほど、会話の相互性が高く同じ遅延時間に対する心理劣化量が大きくなることから、この話者切り替わり回数Cを用いて、式(36)により値を算出し、この値を遅延心理劣化量算出部１０２に送信する。
【０１０６】
【数３６】
0005952252.tif 000037
遅延心理劣化量算出部１０２は、実施形態１で示した式(6)-(8)におけるTxに式(36)により算出された値を代入する。ここで、n = 4000とするが、これに限った値ではない。これにより算出される遅延心理劣化量Iddを統合心理劣化量算出部１０３に送信する。他の処理は実施形態１と同様であり、最後に主観品質評価値が出力される。
【０１０７】
実施形態２、実施形態３に適用する場合においても上記と同様に、Txに式(36)により算出された値を代入する処理を行うことで主観品質評価値を算出することができる。
【０１０８】
以上説明したように、実施形態４における通話品質推定装置４が実行する通話品質推定方法によれば、実際に想定する会話形態を反映した通話品質推定が可能となる。
（実施形態５：会話音声の片側音声から話者切り替わり回数を算出する。）
以下の実施形態５は、遅延検知限が未知である場合に、通話音声を録音解析することで想定される会話形態の遅延検知限に相当する値を推定し、通話品質を推定するものである。
【０１０９】
本実施形態では、評価対象となる会話形態で音声通話を行ったときの片側（１話者）の端末側の音声の有音無音部分を解析し、当該有音無音部分の長さから発話切り替わり回数を算出する話者切り替わり算出処理を実行する。本実施形態は、実施形態１、２、３のいずれにも適用可能であるが、例として、実施形態１の通話品質推定装置１に本実施形態を適用した場合の構成である通話品質推定装置５を図７に示す。通話品質推定装置５は１つの装置（コンピュータ）で実現してもよいし、１つ又は複数の機能部を備える装置を複数台用いることにより実現してもよい。いずれの場合も通話品質推定装置５と呼ぶ。
【０１１０】
図７に示すように、実施形態１の通話品質推定装置１に対し、話者切り替わり算出部１０６が備えられる。話者切り替わり算出部１０６には、想定する会話形態で通話を行った話者の片方の通話音声Rが入力されている。話者切り替わり算出部１０６は、当該通話音声から話者切り替わり回数を算出し、遅延検知限に相当する値を推定し、その値を用いて実施形態１〜３のいずれかの方法により評価対象系の主観品質評価値を算出、出力する。詳細を以下に説明する。
【０１１１】
話者切り替わり算出部１０６は、想定する会話形態で通話を行った話者の片方の通話音声Rを用いて1分間当たりの話者切り替わり回数Cを算出する。例えば、VAD (voice activity detection)機能により通話音声Rの時刻t0〜t0 + Xにおいて有音区間であることを確認したら、時刻t0 + Xから通話音声Rを確認する。ここで、t1〜t1 + X'において無音区間であることを確認した段階で、相手側が話している時間と仮定し、話者切り替わり回数として１回カウントする。次に、時刻t1 + X'から通話音声Rを確認し、t2〜t2 + Xにおいて有音区間であることを確認した段階で、こちら側が再度話者となったと判断し、話者切り替わり回数として１回カウントする。この後は、X' [ms]の無音区間、X [ms]の有音区間を交互に確認し、話者切り替わり回数をカウントすることを繰り返す。
【０１１２】
Y分間にZ回の話者切り替わり回数を確認した場合、このときの通話環境にてD' [ms]の片道遅延時間を有するとすると、D'×Z [ms]は片道遅延時間による間と考えられる。
【０１１３】
そこで、話者切り替わり算出部１０６は、本会話形態において遅延時間が無い環境で会話を実施したときの１分間あたりの話者切り替わり回数Cを式(37)により算出する。片道遅延時間が十分に短い通話環境であれば、単にC = Z/Y としてもよい。ここでX = 250[ms] X'= 1000[ms]とするがこれに限ったものではない。
【０１１４】
【数３７】
0005952252.tif 000038
1分間当たりの話者切り替わり回数Cが大きいほど、会話の相互性が高く同じ遅延時間に対する心理劣化量が大きくなることから、この話者切り替わり回数Cを用いて、式(38)により値を算出し、この値を遅延心理劣化量算出部１０２に送信する。
【０１１５】
【数３８】
0005952252.tif 000039
遅延心理劣化量算出部１０２は、実施形態１で示した式(6)-(8)におけるTxに式(38)により算出された値を代入する。ここで、n = 4000とするが、これに限った値ではない。これにより算出される遅延心理劣化量Iddを実施形態１の統合心理劣化量算出部１０３に送信する。他の処理は実施形態１と同様であり、最後に主観品質評価値が出力される。
【０１１６】
実施形態２、実施形態３に適用する場合においても上記と同様に、Txに式(36)により算出された値を代入する処理を行うことで主観品質評価値を算出することができる。
【０１１７】
以上説明したように、実施形態５における通話品質推定装置５が実行する通話品質推定方法によれば、実際に想定する会話形態を反映した通話品質推定が可能となる。
【０１１８】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１、２、３、４、５  通話品質推定装置
１００、２００、３０５  エコー心理劣化量算出部
１０１、２０１、３０６  音質心理劣化量算出部
１０２、２０２、３０７  遅延心理劣化量算出部
１０３、２０３、３０８  統合心理劣化量算出部
１０４、２０４、３０９  主観品質評価値算出部
１０５、１０６  話者切り替わり算出部
３００  試験音声再生部
３０１  受信信号再生部
３０２  エコー量算出部
３０３  客観音声品質評価値算出部
３０４  片道遅延時間算出部
【図１】
0005952252.tif 000040
【図２】
0005952252.tif 000041
【図３】
0005952252.tif 000042
【図４】
0005952252.tif 000043
【図５】
0005952252.tif 000044
【図６】
0005952252.tif 000045
【図７】
0005952252.tif 000046