(57)【要約】  【課題】  回線状況の変動に対しても、快適な通信環境を提供すること。  【解決手段】  伝送誤り率検出部３１と、回線使用率検出部３２と、中継装置２２が送信する符号化情報に含まれる情報源符号の階層数（レイヤ数）を決定して階層割当情報を出力する階層割当部３３と、端末装置に対する優先度（優先度情報）および送信元通信端末に対する階層情報（送信元端末階層情報）を入力する端末情報送受信部３４と、音声情報格納部３５と、符号化情報受信部３６と、階層割り当て情報に基づいて符号化情報を再構成する再構成処理部３７と、再構成された符号化情報を出力する符号化情報送信部３８とを備え、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することにより、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、
回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段において再構成された符号化情報を送信する送信手段とを備えたことを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記再構成処理手段は、各端末装置に対して設定された優先度に基づき、優先度の高い端末ほど該端末装置に送信する符号化情報の階層数が多くなるように調整することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記再構成処理手段は、各端末装置に送信する符号化情報の階層数を平均化するように調整することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項４】
前記再構成処理手段は、各端末装置に送信する符号化情報に対して、前記符号化情報の伝送誤りを検出復旧するための伝送誤り検出訂正用符号を算出し、付加することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項５】
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、
送信元の端末装置が現時点で受信できる符号化情報の階層数を前記端末装置から受信する端末装置情報受信手段と、
前記端末装置から得た情報にしたがって各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段において再構成された符号化情報を送信する送信手段とを備えたことを特徴とする中継装置。
【請求項６】
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、
受信した符号化情報中に含まれる制御情報に基づきスケーラブル符号化により音声信号を符号化する符号化手段と、
受信した符号化情報中に含まれる制御情報に基づきスケーラブル復号化により音声信号を復号化する復号化手段と、
スケーラブル符号化された符号化情報を送信する送信手段と、
現時点で受信できる符号化情報の階層数を送信する端末装置情報送信手段とを備えたことを特徴とする端末装置。
【請求項７】
ユーザの優先度を設定したユーザ設定情報を記憶する設定情報記憶装置と、
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を再構成して送受信する中継装置とを備え、
前記中継装置は、前記符号化情報および前記ユーザ設定情報を受信する受信手段と、
前記ユーザ設定情報に基づいて前記符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成手段と、
前記再構成した符号化情報を前記ユーザの端末装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
前記中継装置の再構成手段は、前記ユーザ設定情報に設定されたユーザの優先度が低い場合、前記符号化情報中に、付加情報を含めて再構成することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
前記付加情報は、前記設定情報記憶装置から受信される情報、または、前記中継装置内に格納された情報であることを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
コンピュータに、
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手順と、
回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手順と、
前記再構成された符号化情報を送信する送信手順とを実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
多者通話システムに用いられる信号処理方法であって、
スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信工程と、
回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理工程と、
前記再構成した符号化情報を送信する送信工程とを備えたことを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を符号化して伝送する通信システムに用いられる中継装置および端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信インフラの発達により、電話回線を通じて単なる音声信号だけではなく大容量の動画像データまで送受信されるようになってきている。この際、低ビットレートでも送信可能な音声信号から、高ビットレートで送る必要がある動画像データまでを同じ枠組みで扱い、回線効率を向上させるために、可変ビットレート伝送方式などが開発されている。
【０００３】
また、音声信号、楽音信号の符号化において、符号化情報の一部からでも音声・楽音信号を復号化でき、パケット損失が発生するような状況においても音質劣化を抑制することができるスケーラブル符号化技術も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このスケーラブル符号化技術の代表的なものとして、第１階層の符号化部で入力信号を符号化して符号化情報を取得し、さらに上位の階層について第（ｉ−１）階層（ｉは２以上の整数）の符号化部の入力信号と第（ｉ−１）階層の符号化情報の復号化信号との差である残差信号を第ｉ階層の入力信号としてこれを第ｉ階層の符号化部で符号化して符号化情報を取得することを繰り返す方法が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９７２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の音響信号符号化方法および復号化方法においては、符号化情報を伝送中にその一部を失った場合でも残りの情報からある程度の復号化信号を得ることができるという特徴を有するが、回線使用率が増加し許容される値を超えた場合において、どのように各通信端末に送信する符号化情報の階層を制御するか、あるいはどのようにして新規通信端末の接続要求を受け入れるか等についての処理が考えられていない。
【０００７】
また、回線使用率が向上した場合、あるいは電波状況が悪化した場合等においても、低ビットレートから高ビットレートまでの様々な通信サービスを享受している通信端末それぞれに対して適切な階層制御を行わないため、ユーザにとっては快適な通信環境が提供されているとは言えない、という問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、回線使用率の増加、電波状況の悪化（伝送誤り率の増加）等に代表されるように回線状況が変動した場合に対しても、通信を行っている全ユーザに対して快適な通信環境を提供することのできる中継装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の中継装置は、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手段と、前記再構成処理手段において再構成された符号化情報を送信する送信手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１０】
この構成により、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することができ、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな通信端末の回線接続要求を受け入れることもできる。
【００１１】
また、本発明の中継装置は、前記再構成処理手段は、各端末装置に対して設定された優先度に基づき、優先度の高い端末ほど該端末装置に送信する符号化情報の階層数が多くなるように調整することを特徴とした構成を有している。
【００１２】
この構成により、優先度に応じて階層数を多くするので、優先度の高い端末に対してほど多くの情報を送信することができる。
【００１３】
さらに、本発明の中継装置は、前記再構成処理手段は、各端末装置に送信する符号化情報の階層数を平均化するように調整することを特徴とした構成を有している。
【００１４】
この構成により、各端末装置に対して平均化した階層数を送信することができ、どの端末に対しても均等に情報を送信することができる。
【００１５】
さらに、本発明の中継装置は、前記再構成処理手段は、各端末装置に送信する符号化情報に対して、前記符号化情報の伝送誤りを検出復旧するための伝送誤り検出訂正用符号を算出し、付加することを特徴とした構成を有している。
【００１６】
この構成により、伝送誤り検出訂正用符号を付加するので、回線状況が変動（悪化）した場合に対しても良好な復号化信号を得るために、送信エラーに対する訂正を行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明の中継装置は、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、送信元の端末装置が現時点で受信できる符号化情報の階層数を前記端末装置から受信する端末装置情報受信手段と、前記端末装置から得た情報にしたがって各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手段と、前記再構成処理手段において再構成された符号化情報を送信する送信手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１８】
この構成により、端末から受信できる符号化情報の階層数を得て、送信情報を再構成するので、端末の受信状況にあった情報量で符号化情報の送信を行うことができる。
【００１９】
さらに、本発明の端末装置は、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手段と、受信した符号化情報中に含まれる制御情報に基づきスケーラブル符号化により音声信号を符号化する符号化手段と、受信した符号化情報中に含まれる制御情報に基づきスケーラブル復号化により音声信号を復号化する復号化手段と、スケーラブル符号化された符号化情報を送信する送信手段と、現時点で受信できる符号化情報の階層数を送信する端末装置情報送信手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００２０】
この構成により、端末の状況に応じた階層数の符号化情報を受信することができるとともに、受信した制御情報にしたがって送信先の状況に応じた符号化を行った符号化情報を送信することができる。
【００２１】
さらに、本発明の通信システムは、ユーザの優先度を設定したユーザ設定情報を記憶する設定情報記憶装置と、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を再構成して送受信する中継装置とを備え、前記中継装置は、前記符号化情報および前記ユーザ設定情報を受信する受信手段と、前記ユーザ設定情報に基づいて前記符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成手段と、前記再構成した符号化情報を前記ユーザの端末装置に送信する送信手段とを有することを特徴とした構成を有している。
【００２２】
この構成により、ユーザの優先度に応じて符号化情報が再構成されるので、例えば、使用料金が高いユーザほど優先的に多くの情報を受信させることができ、設定にしたがって差別化したサービスの提供を行うことができる。
【００２３】
さらに、本発明の通信システムは、前記中継装置の再構成手段は、前記ユーザ設定情報に設定されたユーザの優先度が低い場合、前記符号化情報中に、付加情報を含めて再構成することを特徴とした構成を有している。
【００２４】
この構成により、ユーザ優先度が低い場合付加情報が付与されるので、例えば、広告音声情報などを付加情報として付けることができ、広告を付けることにより低料金でサービスの提供を行う等のサービスの多様化を行うことができる。
【００２５】
さらに、本発明の通信システムは、前記付加情報は、前記設定情報記憶装置から受信される情報、または、前記中継装置内に格納された情報であることを特徴とした構成を有している。
【００２６】
この構成により、前記付加情報は、前記設定情報記憶装置から受信されるか、または、前記中継装置内の情報を使用するので、付加情報を取得するためにわざわざ別の通信経路を用意することなく、付加情報を取得することができる。
【００２７】
さらに、本発明のプログラムは、コンピュータに、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信手順と、回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手順と、前記再構成された符号化情報を送信する送信手順とを実行させることを特徴とした構成を有している。
【００２８】
この構成により、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することができ、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな通信端末の回線接続要求を受け入れることもできる。
【００２９】
さらに、本発明の信号処理方法は、多者通話システムに用いられる信号処理方法であって、スケーラブル符号化により複数階層で構成された符号化情報を受信する受信工程と、回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理工程と、前記再構成した符号化情報を送信する送信工程とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００３０】
この構成により、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することができ、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな通信端末の回線接続要求を受け入れることもできる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、回線状況の変化に応じて各端末装置に送信する符号化情報の階層数を調整し再構成する再構成処理手段を設けることにより、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することができ、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな通信端末の回線接続要求を受け入れることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態では、３階層で構成された階層的な信号符号化／復号化方法によりＣＥＬＰタイプの音声符号化／復号化を行う場合について説明する。なお、階層的な信号符号化方法とは、下位レイヤでの入力信号と出力信号との差分信号を符号化し、符号化情報を出力する信号符号化方法が、上位レイヤに複数存在して階層構造を成している方法である。また、以下の説明において、最下位のレイヤ（第１階層）を「基本レイヤ」とし、基本レイヤより上位に存在するレイヤを「拡張レイヤ」とする。
【００３３】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、各端末装置に対してサービスを提供する側が設定した何らかの優先度が存在するものとし、回線使用率や伝送誤り率などが変動した場合に、優先度の高い端末に対してより快適な通信環境が提供されるように中継装置が符号化情報の階層を制御するという場合について説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係る中継装置および端末装置を含むシステム構成を示す図であり、端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎが中継装置２２を介してそれぞれ相手側端末装置とスケーラブル符号化／復号化方式により通信を行っている状態を表している。
【００３５】
端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎは、伝送路２１を介して中継装置２２に符号化情報を送信し、中継装置２２から送信される符号化情報を受信する。
【００３６】
中継装置２２は、端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎから送信される符号化情報を受信し、得られた符号化情報を伝送路２３経由で中継装置群２４へ送信する。また、中継装置２２は、伝送路２３を介して送信される符号化情報を受信し、これを端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎに伝送路２１経由で送信する。
【００３７】
ここで、図中の中継装置群２４とは、複数の中継装置が伝送路を介して接続されている通信網であるとし、中継装置２２や端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎを管理する管理センター（設定情報記憶装置）もこの中継装置群２４に含まれるものとする。
【００３８】
また、符号化情報中には伝送モード情報が含まれるものとする。ここで、伝送モード情報とは、入力信号を符号化し伝送する際の伝送ビットレートを指示する情報であり、予め定められた２つ以上の伝送ビットレートの中から１つの伝送ビットレートが伝送モード情報として選択される。なお、本実施の形態においては、伝送モード情報は、予め定められた３種類の伝送ビットレートbitrate1、bitrate2、bitrate3（bitrate1＜bitrate2＜bitrate3）の値を取り得るものとする。
【００３９】
また、以下の説明では、端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎの中の特定の端末装置を示す場合、端末装置１０と表記する。
【００４０】
図２は、中継装置２２の送受信部分（下り側）の内部構成を示した図である。中継装置２２の送受信部分（上り側）については、一部を除いて従来の中継装置の機能と同一であるため、本実施の形態では説明は省略する。
【００４１】
中継装置２２は、同図に示すように、伝送誤りを検出して伝送誤り率を算出する伝送誤り率検出部３１、通信回線の利用率を検出して回線使用率を算出する回線使用率検出部３２、中継装置２２が送信する符号化情報に含まれる情報源符号の階層数（レイヤ数）を決定して階層割当情報を出力する階層割当部３３、伝送路２３を介して端末装置１０に対する優先度（優先度情報）および送信元通信端末に対する階層情報（送信元端末階層情報）を入力するとともに、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送信する階層数（情報量）に関する情報を出力する端末情報送受信部（端末装置情報受信手段）３４、音声情報を入力して格納、および、音声情報を直接保持する音声情報格納部３５、伝送路２３を介して中継装置群２４から送信される符号化情報を入力する符号化情報受信部（受信手段）３６、階層割り当て情報に基づいて符号化情報を再構成する再構成処理部（再構成処理手段）３７および再構成された符号化情報を該当する端末装置１０に伝送路２１を介して出力する符号化情報送信部（送信手段）３８を備えている。以下、それぞれの処理について詳細に説明する。
【００４２】
伝送誤り率検出部３１は、端末装置１０あるいは管理センターからの情報等に基づいて、現在、各通信端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎ間の伝送路２１においてどの程度の伝送誤りが生じているかを検出し、伝送誤り率を算出し、これを階層割当部３３に出力する。ここでは、伝送誤り率として、誤り率の低い順にerror1、error2、error3、error4と表記することとし、伝送誤り率検出部３１は、error1〜error4のいずれかを階層割当部３３に出力するものとする。
【００４３】
回線使用率検出部３２は、伝送誤り率検出部３１と同様に、端末装置１０あるいは管理センターからの情報等に基づいて、現在、通信回線の利用率がどの程度であるかを検出し、回線使用率を算出し、これを階層割当部３３に出力する。ここでは、回線使用率として、使用率の低い順にuse1、use2、use3、use4と表記することとし、回線使用率検出部３２は、use1〜use4のいずれかを階層割当部３３に出力するものとする。また、回線使用率検出部３２は、前回の処理時に階層割当部３３において決定された情報をフィードバックすることによっても回線使用率を算出することができるものとする。
【００４４】
端末情報送受信部３４は、伝送路２３を介して管理センターから、中継装置２２が送信する対象である端末装置１０に対する優先度（優先度情報）を入力し、これを階層割当部３３に出力する。ここで、端末装置１０に対する優先度情報は、優先度の高い順にpriority1、priority2、priority3、priority4、...と表記することとする。
【００４５】
端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎに対する優先度は、ユーザがサービスを提供する側に支払う料金に応じて設定する等が例として挙げられる。こうすることでユーザを差別化でき、より柔軟なサービスを提供することができる。
【００４６】
また、端末情報送受信部３４は、送信元の通信端末側の中継装置から送信される送信元通信端末に対する階層情報（送信元端末階層情報）を入力し、これを階層割当部３３に出力する。
【００４７】
また、端末情報送受信部３４は、階層割当部３３から、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送信する階層数（情報量）に関する情報を入力し、これを伝送路２３を介して管理センターおよび通信相手側の中継装置に出力する。
【００４８】
階層割当部３３は、伝送誤り率検出部３１から伝送誤り率を入力し、また回線使用率検出部３２から回線使用率を入力し、また端末情報送受信部３４から優先度情報および送信元端末階層情報を入力し、これらの情報に基づいて、さらに伝送誤り訂正用符号の情報量も考慮した上で、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して中継装置２２が送信する符号化情報に含まれる情報源符号の階層数（レイヤ数）を決定し、これを階層割当情報として、伝送誤り率、回線使用率および送信元端末階層情報とともに、再構成処理部３７に出力する（ここでは、伝送誤り率および回線使用率のうち、階層数の決定に利用した情報のみを再構成処理部３７に出力するものとする）。
【００４９】
また、階層割当部３３は、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送信する階層数（情報量）が決定した後に、階層割当情報を端末情報送受信部３４に出力する。また、階層割当部３３は、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して広告用などの補助的音声信号を割り当てる結果になった場合、音声情報格納部３５に格納されている音声情報を再構成処理部３７に出力するように制御信号を送る。具体的な処理概要を以下に説明する。
【００５０】
中継装置２２は、伝送誤り率が変動した場合（ここでは特に増加した場合を例とする）、通話品質を維持するため、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する符号化情報中により多くの伝送誤り訂正用符号を挿入する（伝送誤り訂正用符号を追加する処理は後述する再構成処理部３７で行う）。また、この時、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する情報量全体を増加させないために、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する符号化情報中の音声信号用符号の割合を少なくするが、階層割当部３３は、端末情報送受信部３４から得られる優先度情報を考慮し、優先度の高い端末装置１０に対しては優先的に符号化情報の階層を割り当て、優先度の低い端末装置１０から先に符号化情報の階層を削減する。
【００５１】
図３に、階層割当部３３による各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対する階層数の制御例を示す。なお、中継装置２２は、伝送誤り率が減少した場合には、上述した伝送誤り率が増加した場合の制御例と全く逆の制御を行うものとする。
【００５２】
図中の数字は、伝送誤り率と各端末装置１０Ａ〜１０Ｎの優先度に基づいて中継装置２２から各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送される符号化情報のうちの音声信号用符号に割り当てられる階層数を示している。値が０となっているところは、その端末装置１０には音声信号は伝送されないということを意味する。また、（）内の数値は、伝送誤り率が増加したことによる品質低下を防ぐために、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに送信する符号化情報に新たに付加する伝送誤り訂正用符号に使用する情報量分の階層数を意味する。また、図中のＣＭという表記は、音声情報格納部３５に格納されている音声情報（ここでは主に広告用音声信号とする）を通常の音声信号に加えて伝送するということを意味し、付加する音声情報には通常の１階層分の情報量を割り当てるものとする。階層割当部３３は、同図を元に、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数を決定し、これを階層割当情報として再構成処理部３７に出力する。
【００５３】
また、中継装置２２は、回線使用率が変動した場合（ここでは特に増加した場合を例とする）、緊急事態に備えたり、新たに新規利用者を回線に接続可能な状態にするために、現在接続中の端末装置１０に伝送する符号化情報の情報量を削減する。この時、階層割当部３３は、端末情報送受信部３４から得られる優先度情報を考慮し、優先度の高い端末装置１０に対しては優先的に符号化情報の階層を割り当て、優先度の低い端末装置１０から先に符号化情報の階層を削減する。
【００５４】
図４に、階層割当部３３による各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対する階層数の制御例を示す。なお、中継装置２２は、回線使用率が減少した場合には、上述した回線使用率が増加した場合の制御例と全く逆の制御を行うものとする。
【００５５】
図中の数字は、回線使用率と各端末装置１０Ａ〜１０Ｎの優先度に基づいて中継装置２２から各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送される符号化情報のうちの音声信号用符号に割り当てられる階層数を示している。値が０となっているところは、その端末装置１０には音声信号は伝送されないということを意味する。また、図中のＣＭという表記は、音声情報格納部３５に格納されている音声情報（ここでは主に広告用音声信号とする）を通常の音声信号に加えて伝送するということを意味し、付加する音声情報には通常の１階層分の情報量を割り当てるものとする。階層割当部３３は、同図を元に、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数を決定し、これを階層割当情報として再構成処理部３７に出力する。
【００５６】
なお、上述した説明では、階層割当部３３は、伝送誤り率および回線使用率のどちらか一方と、端末装置１０の優先度情報から、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てる階層数を決定しているが、決定方法はこれに限らず、伝送誤り率および回線使用率の両方に基づいて各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てる階層数を決定してもよいものとする。
【００５７】
音声情報格納部３５は、管理センターから広告音声などの音声情報を入力し、これを内部に格納する。また、この音声情報は特に管理センターから入力する等の方法以外に、中継装置２２が直接保持する音声情報も含むものとする。また、音声情報格納部３５は、階層割当部３３から制御信号が入力された場合、格納してある音声情報を再構成処理部３７に出力する。
【００５８】
符号化情報受信部３６は、伝送路２３を介して中継装置群２４から送信される符号化情報を入力し、これを再構成処理部３７に出力する。
【００５９】
再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から符号化情報を入力し、また、階層割当部３３から階層割当情報、送信元端末階層情報、伝送誤り率および回線使用率を入力し、また、音声情報格納部３５から音声情報を入力する。次に再構成処理部３７は、階層割当情報に基づき、符号化情報の再構成を行い、得られた符号化情報を符号化情報送信部３８に出力する。また、再構成処理部３７は、階層割当情報および伝送誤り率に基づき、伝送誤り訂正用符号を新たに算出し、付加することもある。具体的な処理概要を以下に説明する。
【００６０】
再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から伝送路２３を介してある端末装置１０に送信する符号化情報を得る。次に、再構成処理部３７は、階層割当部３３から得られる階層割当情報の中から該端末装置１０に対して割り当てられた階層数にしたがって、前記符号化情報の再構成を行う。
【００６１】
具体的には、再構成処理部３７は、例えば、符号化情報受信部３６から得られた、該端末装置１０に対する符号化情報が３層（伝送モード情報がbitrate3）であり、かつ階層割当部３３から得られた該端末装置１０に対する階層割当情報が２層であった場合は、３層の符号化情報のうち、上位層から１層分削除し、伝送モード情報をbitrate3からbitrate2に修正し、これらと送信元端末階層情報とを新たな符号化情報として統合し、これを符号化情報送信部３８に出力する。
【００６２】
また、再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から得られた、該端末装置１０に対する符号化情報が３層（伝送モード情報がbitrate3）であり、かつ階層割当部３３から得られた該端末装置１０に対する階層割当情報が１層であった場合は、３層の符号化情報のうち、上位層から２層分削除し、伝送モード情報をbitrate3からbitrate1に修正し、これらと送信元端末階層情報とを新たな符号化情報として統合し、これを符号化情報送信部３８に出力する。
【００６３】
また、再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から得られた、該端末装置１０に対する符号化情報が２層（伝送モード情報がbitrate2）であり、かつ階層割当部３３から得られた該端末装置１０に対する階層割当情報が１層であった場合は、２層の符号化情報のうち、上位層から１層分削除し、伝送モード情報をbitrate2からbitrate1に修正し、これらと送信元端末階層情報とを新たな符号化情報として統合し、これを符号化情報送信部３８に出力する。
【００６４】
また、再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から得られた、該端末装置１０に対する符号化情報の階層数（伝送モード情報）と、階層割当部３３から得られた該端末装置１０に対する階層割当情報が示す階層数が同一であった場合は、符号化情報に対しては何も処理せずに、これと送信元端末階層情報とを新たな符号化情報として統合し、これを符号化情報送信部３８に出力する。
【００６５】
また、再構成処理部３７は、符号化情報受信部３６から得られた、階層割当部３３から得られた該端末装置１０に対する階層割当情報が０層であった場合は、符号化情報送信部３８には何も出力しない。
【００６６】
なお、再構成処理部３７は、音声情報格納部３５から広告用などの補助的音声信号が入力された場合、送信する符号化情報の冗長部分に設けられた音声情報付加フラグを立てる。
【００６７】
また、再構成処理部３７は、階層割当部３３から伝送誤り率を入力し、さらに該端末装置１０に対する階層割当情報が伝送誤り訂正用符号を示すものである場合、伝送誤り訂正用符号を新たに算出して付加し、新たな符号化情報に統合する。この時、新たに算出し付加する伝送誤り訂正用符号に用いる情報量は、階層割当部３３の処理説明の部分で挙げた図中の（）内の階層分を使うものとする。
【００６８】
また、再構成処理部３７が再構成した符号化情報中の伝送モード情報および送信元端末階層情報を合わせて制御情報と呼ぶことにする。
【００６９】
符号化情報送信部３８は、再構成処理部３７から、再構成された符号化情報を入力し、これを該当する端末装置１０に伝送路２１を介して出力する。
【００７０】
図５は、端末装置１０Ａ〜１０Ｎの内部構成を示した図である。端末装置１０Ａ〜１０Ｎは、全て同一の構成であるので、ここでも端末装置１０として説明する。
【００７１】
端末装置１０は、伝送路２１を介して符号化情報を入力して情報源符号と制御情報に分離する符号化情報分離部（受信手段）４１、制御情報を入力し解析して復号化に利用される情報（伝送モード情報）と符号化に利用される情報（送信元端末階層情報）とに分離する制御情報分離部４２、情報源符号と伝送モード情報を入力して、伝送モード情報を元に情報源符号を復号化する復号化部（復号化手段）４３、入力信号と送信元端末階層情報を入力して、送信元端末階層情報を元に入力信号を符号化する符号化部（符号化手段）４４および情報源符号および伝送モード情報を入力し統合して、符号化情報として出力する符号化情報統合部（送信手段、端末装置情報送信手段）４５を備えている。以下、各処理ブロックについて詳細に説明する。
【００７２】
符号化情報分離部４１は、伝送路２１を介して中継装置２２から送られる符号化情報を入力し、符号化情報を情報源符号と制御情報に分離し、得られた情報源符号を復号化部４３に出力し、制御情報を制御情報分離部４２に出力する。
【００７３】
制御情報分離部４２は、符号化情報分離部４１から制御情報を入力し、制御情報を解析する。制御情報分離部４２は、制御情報を解析した後、該端末装置１０において復号化に利用される情報（伝送モード情報）と、該端末装置１０において符号化に利用される情報（送信元端末階層情報）とに分離し、伝送モード情報を復号化部４３に出力し、送信元端末階層情報を符号化部４４に出力する。
【００７４】
復号化部４３は、符号化情報分離部４１から情報源符号を入力し、また制御情報分離部４２から伝送モード情報を入力する。復号化部４３は、得られた伝送モード情報を元に情報源符号を復号化し、出力信号を得る。なお、ここで情報源符号中に伝送誤り訂正用符号も含まれるものとし、復号化部４３はこれを用い、情報源符号中の音声情報部分の符号を復号化する。
【００７５】
符号化部４４は、入力信号を入力し、また制御情報分離部４２から送信元端末階層情報を入力し、得られた送信元端末階層情報を元に入力信号を符号化し、情報源符号を得る。符号化部４４は、得られた情報源符号および制御情報を符号化情報統合部４５に出力する。
【００７６】
また、ここでは符号化部４４は、相手側端末装置からの要求に応じた階層で符号化することを前提としているが、自端末装置１０で符号化する階層を制御するようにしてもよい。この場合、自端末装置１０で、自由にビットレートを制御できるようになる。
【００７７】
符号化情報統合部４５は、符号化部４４から情報源符号および伝送モード情報を入力し、これらを統合し、符号化情報として伝送路２１を介して中継装置２２に出力する。
【００７８】
次に、図５の符号化部４４の構成について、図６のブロック図を用いて説明する。なお、符号化部４４は、入力信号をＮサンプルずつ区切り（Ｎは自然数）、Ｎサンプルを１フレームとしてフレーム毎に符号化を行う。
【００７９】
符号化部４４は、送信元端末階層情報を入力して制御スイッチ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄのオン／オフ制御を行うとともに、伝送モード情報を出力する符号化動作制御部５１、入力信号に対して符号化を行う基本レイヤ符号化部５２、基本レイヤ符号化部５２から出力された基本レイヤ情報源符号に対して復号化を行う基本レイヤ復号化部５３、入力信号に基本レイヤ復号化部５３から出力された基本レイヤ復号化信号の極性を反転させた信号を加算する加算部５４、加算部５４から得られる第１差分信号に対して符号化を行う第１拡張レイヤ符号化部５５、第１拡張レイヤ符号化部５５から出力された第１拡張レイヤ情報源符号に対して復号化を行う第１拡張レイヤ復号化部５６、制御スイッチ５９ｃから得られる第１差分信号に、第１拡張レイヤ復号化部５６から出力された第１拡張レイヤ復号化信号の極性を反転させた信号を加算する加算部５７、加算部５７から出力される第２差分信号に対して符号化を行う第２拡張レイヤ符号化部５８および制御スイッチ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄを備えている。
【００８０】
まず、送信元端末階層情報は、符号化動作制御部５１に入力される。
【００８１】
次に、符号化動作制御部５１は、入力した送信元端末階層情報に応じて、制御スイッチ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄのオン／オフ制御を行う。
【００８２】
具体的には、符号化動作制御部５１は、送信元端末階層情報がbitrate3である場合、制御スイッチ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄを全てオン状態にする。また、符号化動作制御部５１は、送信元端末階層情報がbitrate2である場合、制御スイッチ５９ａ、５９ｂをオン状態にし、制御スイッチ５９ｃ、５９ｄをオフ状態にする。また、符号化動作制御部５１は、送信元端末階層情報がbitrate1である場合、制御スイッチ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄを全てオフ状態にする。
【００８３】
また、符号化動作制御部５１は、伝送モード情報を符号化情報統合部４５に出力する。
【００８４】
このように、符号化動作制御部５１が送信元端末階層情報に応じて制御スイッチ群をオン／オフ制御することにより、入力信号の符号化に用いる符号化部の組み合わせが決定される。
【００８５】
また、入力信号は、基本レイヤ符号化部５２および制御スイッチ５９ａに入力される。
【００８６】
基本レイヤ符号化部５２は、入力信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた情報源符号（以下、「基本レイヤ情報源符号」という）を符号化情報統合部４５および制御スイッチ５９ｂに出力する。なお、基本レイヤ符号化部５２の内部構成については後述する。
【００８７】
基本レイヤ復号化部５３は、制御スイッチ５９ｂがオン状態の場合、基本レイヤ符号化部５２から出力された基本レイヤ情報源符号に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「基本レイヤ復号化信号」という）を加算部５４に出力する。なお、基本レイヤ復号化部５３は、制御スイッチ５９ｂがオフ状態の場合には何も動作しない。なお、基本レイヤ復号化部５３の内部構成については後述する。
【００８８】
加算部５４は、制御スイッチ５９ａ、５９ｂがオン状態の場合、入力信号に、基本レイヤ復号化信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第１差分信号を第１拡張レイヤ符号化部５５および制御スイッチ５９ｃに出力する。なお、加算部５４は、制御スイッチ５９ａ、５９ｂがオフ状態の場合には何も動作しない。
【００８９】
第１拡張レイヤ符号化部５５は、制御スイッチ５９ａ、５９ｂがオン状態の場合、加算部５４から得られる第１差分信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた情報源符号（以下、「第１拡張レイヤ情報源符号」という）を符号化情報統合部４５および制御スイッチ５９ｄに出力する。なお、第１拡張レイヤ符号化部は、制御スイッチ５９ａ、５９ｂがオフ状態の場合には何も動作しない。
【００９０】
第１拡張レイヤ復号化部５６は、制御スイッチ５９ｄがオン状態の場合、第１拡張レイヤ符号化部５５から出力された第１拡張レイヤ情報源符号に対してＣＥＬＰタイプの音声復号化方法を用いて復号化を行い、復号化により得られた復号化信号（以下、「第１拡張レイヤ復号化信号」という）を加算部５７に出力する。なお、第１拡張レイヤ復号化部５６は、制御スイッチ５９ｄがオフ状態の場合には何も動作しない。
【００９１】
加算部５７は、制御スイッチ５９ｃ、５９ｄがオン状態の場合、制御スイッチ５９ｃから得られる第１差分信号に、第１拡張レイヤ復号化信号の極性を反転させた信号を加算し、加算結果である第２差分信号を第２拡張レイヤ符号化部５８に出力する。なお、加算部５７は、制御スイッチ５９ｃ、５９ｄがオフ状態の場合には何も動作しない。
【００９２】
第２拡張レイヤ符号化部５８は、制御スイッチ５９ｃ、５９ｄがオン状態の場合、加算部５７から出力される第２差分信号に対してＣＥＬＰタイプの音声符号化方法を用いて符号化を行い、符号化により得られた情報源符号（以下、「第２拡張レイヤ情報源符号」という）を符号化情報統合部４５に出力する。なお、第２拡張レイヤ符号化部は、制御スイッチ５９ｃ、５９ｄがオフ状態の場合には何も動作しない。
【００９３】
次に、図７に伝送前符号化情報のデータ構造（ビットストリーム）を示し、説明する。
【００９４】
伝送モード情報（送信元端末階層情報）がbitrate1である場合、符号化情報は、図７（ａ）に示すように、制御情報および基本レイヤ情報源符号を含む冗長部から構成される。
【００９５】
伝送モード情報（送信元端末階層情報）がbitrate2である場合、符号化情報は、図７（ｂ）に示すように、制御情報、基本レイヤ情報源符号および第１拡張レイヤ情報源符号を含む冗長部から構成される。
【００９６】
伝送モード情報（送信元端末階層情報）がbitrate3である場合、符号化情報は、図７（ｃ）に示すように、制御情報、基本レイヤ情報源符号、第１拡張レイヤ情報源符号および第２拡張レイヤ情報源符号を含む冗長部から構成される。
【００９７】
ここで、図７中のデータ構造における冗長部とは、ビットストリーム中に用意される冗長的なデータ格納部であり、伝送誤り検出・訂正用のビット、上述した送信元端末情報、広告用などの補助的な音声信号を付加したことを示すフラグおよびパケットの同期をとるためのカウンタ等のデータを格納することに利用される。
【００９８】
次に、図６の基本レイヤ符号化部５２の内部構成について、図８を用いて説明する。ここでは、基本レイヤ符号化部５２において、ＣＥＬＰタイプの音声符号化を行う場合について説明する。
【００９９】
前処理部７１は、入力信号に対し、ＤＣ成分を取り除くハイパスフィルタ処理や後続する符号化処理の性能改善につながるような波形整形処理やプリエンファシス処理を行い、これらの処理後の信号（Ｘin）をＬＰＣ分析部７２および加算部７５に出力する。
【０１００】
ＬＰＣ分析部７２は、前処理部７１から出力された信号（Ｘin）を用いて線形予測分析を行い、分析結果（線形予測係数）をＬＰＣ量子化部７３に出力する。ＬＰＣ量子化部７３は、ＬＰＣ分析部７２から出力された線形予測係数（ＬＰＣ）の量子化処理を行い、量子化ＬＰＣを合成フィルタ７４に出力するとともに量子化ＬＰＣを表す符号（Ｌ）を多重化部８４に出力する。
【０１０１】
合成フィルタ７４は、量子化ＬＰＣに基づくフィルタ係数により、後述する加算部８１から出力される駆動音源に対してフィルタ合成を行うことにより合成信号を生成し、合成信号を加算部７５に出力する。
【０１０２】
加算部７５は、合成フィルタ７４から出力された合成信号の極性を反転させて、信号（Ｘin）に加算することにより誤差信号を算出し、誤差信号を聴覚重み付け部８２に出力する。
【０１０３】
適応音源符号帳７６は、過去に加算部８１によって出力された駆動音源をバッファに記憶しており、パラメータ決定部８３から出力された信号により特定される過去の駆動音源から１フレーム分のサンプルを適応音源ベクトルとして切り出して乗算部７９に出力する。
【０１０４】
量子化利得生成部７７は、パラメータ決定部８３から出力された信号によって特定される量子化適応音源利得と量子化固定音源利得とをそれぞれ乗算部７９と乗算部８０とに出力する。
【０１０５】
固定音源符号帳７８は、パラメータ決定部８３から出力された信号によって特定される形状を有するパルス音源ベクトルに拡散ベクトルを乗算して得られた固定音源ベクトルを乗算部８０に出力する。
【０１０６】
乗算部７９は、量子化利得生成部７７から出力された量子化適応音源利得を、適応音源符号帳７６から出力された適応音源ベクトルに乗じて、加算部８１に出力する。乗算部８０は、量子化利得生成部７７から出力された量子化固定音源利得を、固定音源符号帳７８から出力された固定音源ベクトルに乗じて、加算部８１に出力する。
【０１０７】
加算部８１は、利得乗算後の適応音源ベクトルと固定音源ベクトルとをそれぞれ乗算部７９と乗算部８０とから入力し、これらをベクトル加算し、加算結果である駆動音源を合成フィルタ７４および適応音源符号帳７６に出力する。なお、適応音源符号帳７６に入力された駆動音源は、バッファに記憶される。
【０１０８】
聴覚重み付け部８２は、加算部７５から出力された誤差信号に対して聴覚的な重み付けを行い、符号化歪みとしてパラメータ決定部８３に出力する。
【０１０９】
パラメータ決定部８３は、聴覚重み付け部８２から出力された符号化歪みを最小とする適応音源ベクトル、固定音源ベクトルおよび量子化利得を、各々適応音源符号帳７６、固定音源符号帳７８および量子化利得生成部７７から選択し、選択結果を示す適応音源ベクトル符号（Ａ）、固定音源ベクトル符号（Ｆ）および音源利得符号（Ｇ）を多重化部８４に出力する。
【０１１０】
多重化部８４は、ＬＰＣ量子化部７３から量子化ＬＰＣを表す符号（Ｌ）を入力し、パラメータ決定部８３から適応音源ベクトルを表す符号（Ａ）、固定音源ベクトルを表す符号（Ｆ）および量子化利得を表す符号（Ｇ）を入力し、これらの情報を多重化して基本レイヤ情報源符号として出力する。
【０１１１】
なお、図６の第１拡張レイヤ符号化部５５および第２拡張レイヤ符号化部５８の内部構成は、基本レイヤ符号化部５２と同一であり、入力される信号の種類および出力される情報源符号の種類のみが異なるので、その説明は省略する。
【０１１２】
次に、図６の基本レイヤ復号化部５３の内部構成について、図９を用いて説明する。ここでは、基本レイヤ復号化部５３において、ＣＥＬＰタイプの音声復号化を行う場合について説明する。
【０１１３】
図９において、基本レイヤ復号化部５３に入力された基本レイヤ情報源符号は、多重化分離部９１によって個々の符号（Ｌ、Ａ、Ｇ、Ｆ）に分離される。分離されたＬＰＣ符号（Ｌ）はＬＰＣ復号化部９２に出力され、分離された適応音源ベクトル符号（Ａ）は適応音源符号帳９５に出力され、分離された音源利得符号（Ｇ）は量子化利得生成部９６に出力され、分離された固定音源ベクトル符号（Ｆ）は固定音源符号帳９７に出力される。
【０１１４】
ＬＰＣ復号化部９２は、多重化分離部９１から出力された符号（Ｌ）から量子化ＬＰＣを復号化し、合成フィルタ９３に出力する。
【０１１５】
適応音源符号帳９５は、多重化分離部９１から出力された符号（Ａ）で指定される過去の駆動音源から１フレーム分のサンプルを適応音源ベクトルとして取り出して乗算部９８に出力する。
【０１１６】
量子化利得生成部９６は、多重化分離部９１から出力された音源利得符号（Ｇ）で指定される量子化適応音源利得と量子化固定音源利得を復号化し、乗算部９８および乗算部９９に出力する。
【０１１７】
固定音源符号帳９７は、多重化分離部９１から出力された符号（Ｆ）で指定される固定音源ベクトルを生成し、乗算部９９に出力する。
【０１１８】
乗算部９８は、適応音源ベクトルに量子化適応音源利得を乗算して、加算部１００に出力する。乗算部９９は、固定音源ベクトルに量子化固定音源利得を乗算して、加算部１００に出力する。
【０１１９】
加算部１００は、乗算部９８および乗算部９９から出力された利得乗算後の適応音源ベクトルと固定音源ベクトルとの加算を行い、駆動音源を生成し、これを合成フィルタ９３および適応音源符号帳９５に出力する。
【０１２０】
合成フィルタ９３は、ＬＰＣ復号化部９２によって復号化されたフィルタ係数を用いて、加算部１００から出力された駆動音源のフィルタ合成を行い、合成した信号を後処理部９４に出力する。
【０１２１】
後処理部９４は、合成フィルタ９３から出力された信号に対して、ホルマント強調やピッチ強調といったような音声の主観的な品質を改善する処理や、定常雑音の主観的品質を改善する処理などを施し、基本レイヤ復号化信号として出力する。
【０１２２】
なお、図６の第１拡張レイヤ復号化部５６の内部構成は、基本レイヤ復号化部５３の内部構成と同一であり、入力される情報源符号の種類および出力される信号の種類のみが異なるので、その説明は省略する。
【０１２３】
次に、図５の復号化部４３の構成について、図１０を用いて説明する。
【０１２４】
復号化部４３は、各レイヤの情報源符号と伝送モード情報を入力し、制御スイッチ１１７ａ、１１７ｂを制御するとともに、各レイヤに対応する情報源符号を出力する復号化動作制御部１１１、基本レイヤ情報源符号を復号化する基本レイヤ復号化部１１２、第１拡張レイヤ情報源符号を復号化する第１拡張レイヤ復号化部１１３、第２拡張レイヤ情報源符号を復号化する第２拡張レイヤ復号化部１１４、制御スイッチ１１７ａ、１１７ｂの状態に応じて第１拡張レイヤ復号化信号と第２拡張レイヤ復号化信号とを加算する加算部１１５、制御スイッチ１１７ａの状態に応じて基本レイヤ復号化信号と加算部１１５から出力された加算信号とを加算する加算部１１６および制御スイッチ１１７ａ、１１７ｂを備えている。
【０１２５】
復号化動作制御部１１１は、符号化情報分離部４１から各レイヤの情報源符号を入力し、制御情報分離部４２から伝送モード情報を入力する。復号化動作制御部１１１は、得られた伝送モード情報に応じて制御スイッチ１１７ａおよび制御スイッチ１１７ｂのオン／オフ状態を制御し、また、基本レイヤ復号化部１１２、第１拡張レイヤ復号化部１１３、第２拡張レイヤ復号化部１１４に、それぞれ各レイヤに対応する情報源符号を出力する。
【０１２６】
具体的には、復号化動作制御部１１１は、伝送モード情報がbitrate3である場合は、制御スイッチ１１７ａ、１１７ｂをオン状態にし、基本レイヤ情報源符号を基本レイヤ復号化部１１２に、第１拡張レイヤ情報源符号を第１拡張レイヤ復号化部１１３に、第２拡張レイヤ情報源符号を第２拡張レイヤ復号化部１１４に、それぞれ出力する。
【０１２７】
また、復号化動作制御部１１１は、伝送モード情報がbitrate2である場合は、制御スイッチ１１７ａをオン状態にし、制御スイッチ１１７ｂをオフ状態にし、基本レイヤ情報源符号を基本レイヤ復号化部１１２に、第１拡張レイヤ情報源符号を第１拡張レイヤ復号化部１１３に、それぞれ出力する。またこのとき、復号化動作制御部１１１は、第２拡張レイヤ復号化部１１４には何も出力しない。
【０１２８】
また、復号化動作制御部１１１は、伝送モード情報がbitrate1である場合は、制御スイッチ１１７ａおよび１１７ｂをオフ状態にし、基本レイヤ情報源符号を基本レイヤ復号化部１１２に出力する。またこのとき、復号化動作制御部１１１は、第１拡張レイヤ復号化部１１３および第２拡張レイヤ復号化部１１４には何も出力しない。
【０１２９】
基本レイヤ復号化部１１２は、復号化動作制御部１１１から基本レイヤ情報源符号を入力し、これをＣＥＬＰタイプの音声復号化方法により復号化した後、得られた復号化信号を基本レイヤ復号化信号として、加算部１１６に出力する。
【０１３０】
第１拡張レイヤ復号化部１１３は、制御スイッチ１１７ａがオン状態である場合、復号化動作制御部１１１から第１拡張レイヤ情報源符号を入力し、これをＣＥＬＰタイプの音声復号化方法により復号化した後、得られた復号化信号を第１拡張レイヤ復号化信号として、加算部１１５に出力する。第１拡張レイヤ復号化部１１３は、制御スイッチ１１７ａがオフ状態である場合、何も動作しない。
【０１３１】
第２拡張レイヤ復号化部１１４は、制御スイッチ１１７ｂがオン状態である場合、復号化動作制御部１１１から第２拡張レイヤ情報源符号を入力し、これをＣＥＬＰタイプの音声復号化方法により復号化した後、得られた復号化信号を第２拡張レイヤ復号化信号として、加算部１１５に出力する。第２拡張レイヤ復号化部１１４は、制御スイッチ１１７ｂがオフ状態である場合、何も動作しない。
【０１３２】
加算部１１５は、制御スイッチ１１７ａおよび制御スイッチ１１７ｂが共にオン状態である場合、第１拡張レイヤ復号化部１１３から第１拡張レイヤ復号化信号を入力し、また第２拡張レイヤ復号化部１１４から第２拡張レイヤ復号化信号を入力し、これらを加算し、加算された信号を加算信号として、加算部１１６に出力する。
【０１３３】
また、加算部１１５は、制御スイッチ１１７ａがオン状態であり、制御スイッチ１１７ｂがオフ状態である場合、第１拡張レイヤ復号化部１１３から第１拡張レイヤ復号化信号を入力し、これをそのまま加算信号として加算部１１６に出力する。また、加算部１１５は、制御スイッチ１１７ａおよび制御スイッチ１１７ｂが共にオフ状態である場合、何も動作しない。
【０１３４】
加算部１１６は、制御スイッチ１１７ａがオン状態である場合は、基本レイヤ復号化部１１２から基本レイヤ復号化信号を入力し、また加算部１１５から加算信号を入力し、これらの信号を加算した後、これを出力信号として出力する。また、加算部１１６は、制御スイッチ１１７ａがオフ状態である場合は、基本レイヤ復号化部１１２から基本レイヤ復号化信号を入力し、これを出力信号として出力する。
【０１３５】
なお、中継装置２２において通常の音声信号に加え、広告用など補助的な音声信号が付加された場合、復号化部４３では、送信された符号化情報中の音声情報付加フラグの値に基づき、通常の音声信号と付加された音声信号とを別々に復号化した後、それらを加算して出力する。この付加音声情報の復号化方法に関しては、特願２００４−２２０８６７に詳しく開示されている。
【０１３６】
このように、本実施の形態によれば、スケーラブル符号化技術を用いて音声・楽音信号等を伝送している中継装置２２を含めた通信システムにおいて、電波状況あるいは回線使用率等の回線状況が変動した場合に対して、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられた優先度に基づいて、送受信する符号化情報の階層を適切に制御する。これにより、現時点での各端末装置１０Ａ〜１０Ｎの状態に応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている端末装置１０に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな端末装置１０の回線接続要求を受け入れることも可能となる。なお、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対し優先度を設け、優先度の高い端末装置１０に対しては高い伝送ビットレート（多くの階層）で通信を行い、優先度の低い端末装置１０に対しては低いビットレート（少ない階層）で通信を行い、場合によっては広告用の音声を通常の音声信号と同時に伝送し復号化するという枠組みにより、ユーザを差別化することができ、より適切な、かつ柔軟なサービスを提供することが可能となる。
【０１３７】
また、本発明は階層を限定するものではなく、複数階層で構成された階層的な信号符号化／復号化方法において、下位レイヤでの入力信号と出力信号との差である残差信号を上位レイヤで符号化する場合について適用することができる。
【０１３８】
また、本実施の形態の図２および図５に示した構成を、メモリ、ディスク、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ等の機械読み取り可能な記録媒体に記録、書き込みをし、動作を行う場合についても本発明は適用することができ、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３９】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、サービスを提供する側が、通信端末にそれぞれ優先度を与え、電波状況が悪化したり回線使用率が増加した場合には、優先度の高い通信端末装置に優先的に符号化情報の階層を割り当てるという形態を説明した。これに加え、上記のように各通信端末に優先度を設けず、回線状況が変動した場合には、通信している全通信端末がそれぞれ符号化情報の階層数を平均して分け合うような制御を行う中継装置を含むシステムも考えられる。
【０１４０】
そこで、本実施の形態では、上述したように、回線状況が変動（悪化）した場合に、全通信端末の通信料が平滑化される場合の通信システムについて説明する。
【０１４１】
本実施の形態に係る中継装置および端末装置を含むシステム構成は、図１と同一であるため説明は省略する。
【０１４２】
図１中の中継装置２２の内部構成は、端末情報送受信部３４、階層割当部３３以外は上述した図２の構成要素と同一であるため説明は省略する。
【０１４３】
本実施の形態における端末情報送受信部３４は、伝送路２３を介して管理センターから、中継装置２２が送信する対象である端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対するグループ情報を入力し、これを階層割当部３３に出力する。ここで、端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対するグループ情報とは、端末装置が受けている通信サービス、あるいは端末装置自体の性能により定められるグループを示し、多くの情報量（階層）を送受信する順に、group1、group2、group3、group4、...と表記することとする。また、端末情報送受信部３４は、送信元の通信端末側の中継装置から送信される送信元通信端末に対する階層情報（送信元端末階層情報）を入力し、これを階層割当部３３に出力する。また、端末情報送受信部３４は、階層割当部３３から、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送信する階層数（情報量）に関する情報を入力し、これを伝送路２３を介して管理センターおよび通信相手側の中継装置に出力する。
【０１４４】
階層割当部３３は、伝送誤り率検出部３１から伝送誤り率を入力し、また回線使用率検出部３２から回線使用率を入力し、また端末情報送受信部３４からグループ情報および送信元端末階層情報を入力し、これらの情報に基づいて、さらに伝送誤り訂正用符号長も考慮した上で、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して中継装置２２が送信する符号化情報に含まれる情報源符号の階層数（レイヤ数）を決定し、これを階層割当情報として伝送誤り率、回線使用率および送信元端末階層情報とともに、再構成処理部３７に出力する（ここでは、伝送誤り率および回線使用率のうち、階層数の決定に利用した情報のみを再構成処理部３７に出力するものとする）。
【０１４５】
また、階層割当部３３は、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送信する階層数（情報量）が決定した後に、その情報を端末情報送受信部３４に出力する。また、階層割当部３３は、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して広告用などの補助的音声信号を割り当てる結果になった場合、音声情報格納部３５に、格納されている音声情報を再構成処理部３７に出力するように制御信号を送る。具体的な処理概要を以下に説明する。
【０１４６】
中継装置２２は、伝送誤り率が変動した場合（特に伝送誤り率が増加した場合を例にとる）、通話品質を維持するため、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する符号化情報中により多くの伝送誤り訂正用符号を挿入する（伝送誤り訂正用符号を追加する処理は後述する再構成処理部３７で行う）。また、この時、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する情報量全体を増加させないために、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送する符号化情報中の音声信号用符号の割合を少なくするが、階層割当部３３は、端末情報送受信部３４から得られるグループ情報を考慮し、その時点で既に多くの階層数（情報量）が割り当てられている端末装置１０に対して優先的に符号化情報の階層を削減し、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数が平均化されるように階層を割り当てる。
【０１４７】
図１１に、階層割当部３３による各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対する階層数の制御例を示す。なお、中継装置２２は、伝送誤り率が減少した場合には、伝送誤り率が増加した場合の制御とは全く逆の制御を行うものとする。
【０１４８】
図中の数字は、伝送誤り率と各端末装置１０Ａ〜１０Ｎのグループ情報に基づいて中継装置２２から各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送される符号化情報のうちの音声信号用符号に割り当てられる階層数を示している。また、（）内の数値は、伝送誤り率が増加したことによる品質低下を防ぐために、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに送信する符号化情報に新たに付加する伝送誤り訂正用符号に使用する情報量分の階層数を意味する。また、表中のＣＭという表記は、音声情報格納部３５に格納されている音声情報（ここでは主に広告用音声信号とする）を通常の音声信号に加えて伝送するということを意味し、付加する音声情報には通常の１階層分の情報量を割り当てるものとする。階層割当部３３は、同図を元に、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数を決定し、これを階層割当情報として再構成処理部３７に出力する。
【０１４９】
また、中継装置２２は、回線使用率が変動した場合（特に回線使用率が増加した場合を例にとる）、緊急事態に備えたり、新たに新規利用者を回線に接続可能な状態にするために、現在接続中の端末装置１０に伝送する符号化情報の情報量を削減する。この時、階層割当部３３は、端末情報送受信部３４から得られるグループ情報を考慮し、その時点で既に多くの階層数（情報量）が割り当てられている端末装置１０に対して優先的に符号化情報の階層を削減し、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数が平均されるように階層を割り当てる。
【０１５０】
図１２に、階層割当部３３による各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対する階層数の制御例を示す。なお、中継装置２２は、回線使用率が減少した場合には、回線使用率が増加した場合の制御とは全く逆の制御を行うものとする。
【０１５１】
図中の数字は、回線使用率と各端末装置１０Ａ〜１０Ｎのグループ情報に基づいて中継装置２２から各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに伝送される符号化情報のうちの音声信号用符号に割り当てられる階層数を示している。また、表中のＣＭという表記は、音声情報格納部３５に格納されている音声情報（ここでは主に広告用音声信号とする）を通常の音声信号に加えて伝送するということを意味し、付加する音声情報には通常の１階層分の情報量を割り当てるものとする。階層割当部３３は、同図を元に、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てられる階層数を決定し、これを階層割当情報として再構成処理部３７に出力する。
【０１５２】
なお、上述した説明では、階層割当部３３は、伝送誤り率および回線使用率のどちらか一方と端末装置の優先度情報から、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てる階層数を決定しているが、決定方法はこれに限らず、伝送誤り率および回線使用率の両方に基づいて各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに割り当てる階層数を決定してもよいものとする。
【０１５３】
端末装置１０Ａ〜端末装置１０Ｎの内部構成の説明に関しては、第１の実施の形態で説明したものと同一であるためここでは省略する。
【０１５４】
このように、本実施の形態によれば、スケーラブル符号化技術を用いて音声・楽音信号等を伝送している中継装置２２を含めた通信システムにおいて、電波状況あるいは回線使用率等の回線状況が変動した場合に対して、端末装置に割り当てられたグループ情報に基づいて、各端末装置１０Ａ〜１０Ｎに対して送受信する符号化情報の階層を、全端末装置に割り当てる階層数を可能な限り平均化するように適切に制御する。これにより、各通信端末１０Ａ〜１０Ｎに応じた快適な通信環境を提供することができる。また、回線使用率が許容値を超えた場合に対しても、その時点で通信を行っている端末装置１０に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することで、別の新たな端末装置１０の回線接続要求を受け入れることも可能となる。
【０１５５】
また、本発明は階層を限定するものではなく、複数階層で構成された階層的な信号符号化／復号化方法において、下位レイヤでの入力信号と出力信号との差である残差信号を上位レイヤで符号化する場合について適用することができる。
【０１５６】
また、本実施の形態の図５に示した構成を、メモリ、ディスク、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ等の機械読み取り可能な記録媒体に記録、書き込みをし、動作を行う場合についても本発明は適用することができ、本実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
以上のように、本発明にかかる中継装置は、回線使用率や電波状況などの回線状況が変動した場合、各通信端末に対して送受信する符号化情報の階層を適切に制御することができ、各通信端末装置に応じた快適な通信環境を提供することができるという効果を有し、信号を符号化して伝送する通信システムに用いられる中継装置および端末装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における通信システムの構成を示すブロック図
【図２】中継装置の内部構成を示すブロック図
【図３】階層割当部による伝送誤り率と優先度に応じて割り当てられる階層数を示す対応表
【図４】階層割当部による回線使用率と優先度に応じて割り当てられる階層数を示す対応表
【図５】端末装置の内部構成を示すブロック図
【図６】端末装置内の符号化部の内部構成を示すブロック図
【図７】端末装置および中継装置から伝送される符号化情報のデータ構造図
【図８】符号化部の基本レイヤ符号化部の内部構成を示すブロック図
【図９】符号化部の基本レイヤ復号化部の内部構成を示すブロック図
【図１０】端末装置内の復号化部の内部構成を示すブロック図
【図１１】階層割当部による伝送誤り率とグループに応じて割り当てられる階層数を示す対応表
【図１２】階層割当部による回線使用率とグループに応じて割り当てられる階層数を示す対応表
【符号の説明】
【０１５９】
１０Ａ〜１０Ｎ  端末装置
２１  伝送路
２２  中継装置
２３  伝送路
２４  中継装置群
３１  伝送誤り率検出部
３２  回線使用率検出部
３３  階層割当部
３４  端末情報送受信部（端末装置情報受信手段）
３５  音声情報格納部
３６  符号化情報受信部（受信手段）
３７  再構成処理部（再構成処理手段）
３８  符号化情報送信部（送信手段）
４１  符号化情報分離部（受信手段）
４２  制御情報分離部
４３  復号化部（復号化手段）
４４  符号化部（符号化手段）
４５  符号化情報統合部（送信手段、端末装置情報送信手段）
５１  符号化動作制御部
５２  基本レイヤ符号化部
５３  基本レイヤ復号化部
５４  加算部
５５  第１拡張レイヤ符号化部
５６  第１拡張レイヤ復号化部
５７  加算部
５８  第２拡張レイヤ符号化部
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ  制御スイッチ
７１  前処理部
７２  ＬＰＣ分析部
７３  ＬＰＣ量子化部
７４  合成フィルタ
７５  加算部
７６  適応音源符号帳
７７  量子化利得生成部
７８  固定音源符号帳
７９  乗算部
８０  乗算部
８１  加算部
８２  聴覚重み付け部
８３  パラメータ決定部
８４  多重化部
９１  多重化分離部
９２  ＬＰＣ復号化部
９３  合成フィルタ
９４  後処理部
９５  適応音源符号帳
９６  量子化利得生成部
９７  固定音源符号帳
９８  乗算部
９９  乗算部
１００  加算部
１１１  復号化動作制御部
１１２  基本レイヤ復号化部
１１３  第１拡張レイヤ復号化部
１１４  第２拡張レイヤ復号化部
１１５  加算部
１１６  加算部
１１７ａ、１１７ｂ  制御スイッチ
【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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【図１１】
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【図１２】
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