(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側端末と受信側端末との双方向の音声通話サービスにおける遅延時間調整装置であって、
前記送信側端末に入力された第１の音声信号と該第１の音声信号が前記受信側端末を経由して戻ってきた第２の音声信号からエコー量と遅延時間を算出するエコー量・遅延時間算出手段と、
前記第１の音声信号と前記第２の音声信号から、前記送信側端末と前記受信側端末との間の会話のやりとり頻度を導出するやりとり頻度算出手段と、
前記エコー量及び前記遅延時間の関係、あるいは、該関係及び前記会話のやりとり頻度に基づいて、エコーの影響を最小に抑えるための遅延調整時間を導出する遅延調整時間導出手段と、
前記遅延調整時間を補正する遅延調整時間調節手段と、
を有することを特徴とする遅延時間調整装置。
【請求項２】
前記会話のやりとり頻度毎に、前記送信側端末におけるエコー量と遅延時間に対応する品質評価特性に基づく品質特性値を格納した遅延時間ＤＢを更に有し、
前記遅延調整時間導出手段は、
前記エコー量及び前記遅延時間、あるいは、前記会話のやりとり頻度及び該エコー量及び該遅延時間に基づいて、前記遅延時間ＤＢを参照することにより得られた最適遅延時間を用いて前記遅延調整時間を導出する手段を含む
請求項１記載の遅延時間調整装置。
【請求項３】
前記遅延調整時間導出手段は、
前記遅延時間ＤＢを参照して、前記エコー量・遅延時間算出手段で得られた前記遅延時間における品質特性値と比べて遅延時間が上回るが、品質特性値が最良となる条件を満たす場合の最適遅延時間と該エコー量・遅延時間算出手段で得られた該遅延時間との差分を前記遅延調整時間として導出する手段を含む
請求項２記載の遅延時間調整装置。
【請求項４】
前記遅延調整時間調節手段は、
前記遅延調整時間導出手段より取得した前記遅延調整時間の長さだけ、前記第２の音声信号を遅延させて前記送信側端末に出力する手段を含む
請求項１記載の遅延時間調整装置。
【請求項５】
送信側端末と受信側端末との双方向の音声通話サービスにおける遅延時間調整方法であって、
遅延時間を調整する装置において、
前記送信側端末に入力された第１の音声信号と該第１の音声信号が前記受信側端末を経由して戻ってきた第２の音声信号からエコー量と遅延時間を算出するエコー量・遅延時間算出ステップと、
前記第１の音声信号と前記第２の音声信号から、前記送信側端末と前記受信側端末との間の会話のやりとり頻度を導出するやりとり頻度算出ステップと、
前記エコー量及び前記遅延時間の関係、あるいは、該関係及び前記会話のやりとり頻度からエコーの影響を最小に抑えるための遅延調整時間を導出する遅延調整時間導出ステップと、
前記遅延調整時間を補正する遅延調整時間調節ステップと、
を行うことを特徴とする遅延時間調整方法。
【請求項６】
コンピュータを、
請求項１乃至４のいずれか1項に記載の遅延時間調整装置の各手段として機能させるための遅延時間調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延時間調整装置及び方法及びプログラムに係り、特に、VoIP(Voice over Internet Protocol)アプリケーションサービスの通信品質劣化を軽減させるための遅延時間調整装置及び方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固定電話サービスなどの従来の音声通話サービスでは、送信側の音声が相手側の送信経路を経由して送信側に回り込み、送話者自身の耳元に返ってくる送話者エコーや、相手の声が繰り返し聞こえる受話者エコーが発生するが、遅延時間が短いためエコーの影響はほとんど感じない。また、エコーが発生した場合でも、端末やネットワーク上でエコーを除去する機能（例えば、エコーキャンセラ）の働きにより品質劣化への影響は少なかった（例えば、非特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】電子情報通信学会「知識の森」2群-6編-5章http://www.ieice-hbkb.org/
【非特許文献２】ITU-T勧告G.131
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固定電話などの従来の音声通話サービスは品質規定に準拠しているために、エコーの影響はほとんど受けないが、近年急速に普及が進むスマートフォン上での音声通話サービスとして提供されるVoIPアプリケーションサービスでは、従来の音声通話サービスのように端末に対して音量やエコーに対する品質規定がなされておらず、ネットワークの混雑時や接続状況のほか、端末に依存してエコー除去機能がうまく動作しないことがある。そのため、送話者が発話した音声が、大きなエコーとして再び送話者自身の耳に返ってくることがあり、通話が困難になる現象が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、VoIPアプリケーションサービスにおける通話品質を向上させることが可能な遅延時間調整装置及び方法及びプログラム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】
【０００６】
一態様によれば、送信側端末と受信側端末との双方向の音声通話サービスにおける遅延時間調整装置であって、
前記送信側端末に入力された第１の音声信号と該第１の音声信号が前記受信側端末を経由して戻ってきた第２の音声信号からエコー量と遅延時間を算出するエコー量・遅延時間算出手段と、
前記第１の音声信号と前記第２の音声信号から、前記送信側端末と前記受信側端末との間の会話のやりとり頻度を導出するやりとり頻度算出手段と、
前記エコー量及び前記遅延時間の関係、あるいは、該関係及び前記会話のやりとり頻度に基づいて、エコーの影響を最小に抑えるための遅延調整時間を導出する遅延調整時間導出手段と、
前記遅延調整時間を補正する遅延調整時間調節手段と、を有する遅延時間調整装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、送信端末で取得した遅延時間の情報からエコー量と遅延時間の関係を導出し、適切な追加遅延時間を挿入することで、VoIPアプリケーションサービスにおける通話品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における遅延時間調整装置の構成例。
【図２】本発明の一実施の形態における遅延時間調整装置の処理概要のシーケンスチャート。
【図３】本発明の一実施の形態におけるエコー量・遅延時間算出部の動作説明図。
【図４】本発明の一実施の形態におけるやりとり頻度算出部の動作説明図。
【図５】本発明の一実施の形態における遅延時間ＤＢの説明図。
【図６】本発明の一実施の形態における遅延時間ＤＢの例。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態における遅延時間調整装置の構成例を示す。
【００１１】
同図に示すシステムは、送信側端末２００と受信側端末４００がネットワーク３００を介して接続されている。
【００１２】
送信側端末２００は、遅延時間調整装置１００、送信側端末マイク２１０、送信側端末スピーカ２２０を有する。
【００１３】
遅延時間調整装置１００は、エコー量・遅延時間算出部１１０、やりとり頻度算出部１２０、遅延時間ＤＢ１３０、遅延調整時間導出部１４０、遅延調整時間調節部１５０を有する。遅延時間ＤＢ１３０は、予め求められたエコー量と遅延時間に基づく品質特性が格納されている。なお、図１の構成において、遅延時間ＤＢ１３０を遅延時間調整装置１００内部に設ける構成としているが、この例に限定されることなく、遅延時間調整装置１００の外部に接続される構成としてもよい。
【００１４】
受信側端末４００は、受信側端末マイク４１０、受信側端末スピーカ４２０を有する。
【００１５】
本発明は、エコー量を考慮して、遅延時間調整された音声信号を送信側端末２００の送信側端末スピーカ２２０に出力するものである。エコーとして知覚されるかどうかは、エコー量（エコーのレベル）と発話からエコーが受信側端末４００から戻ってくるまでの遅延時間により決まる。そのため、本発明では、エコーは、TELR（Talker Echo Loudness Rating）の値が小さいほど大きく知覚され、妨害感が増すという前提に基づく。
【００１６】
上記の構成における遅延時間調整装置１００の動作を図１に沿って説明する。
【００１７】
送信側端末２００は、送信側端末マイク２１０から入力された送信音声信号ａを、ネットワーク３００を介して受信側端末４００に送出する。受信側端末４００では、受信側端末スピーカ４２０から出力された音声が、回り込み音声信号ｂとして受信側端末マイク４１０に入力され、ネットワーク３００を介して送信側端末２００に受信音声信号ｃとして入力される。ここで、送信音声信号ａと受信音声信号ｃが遅延時間調整装置１００の遅延調整時間調節部１５０に入力され、調整受信音声信号ｄが作成され、送信側端末スピーカ２２０より出力される。
【００１８】
以下に遅延時間調整装置１００内部の処理の流れについて説明する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施の形態における遅延時間調整装置の処理概要のシーケンスチャートを示す。
【００２０】
遅延時間調整装置１００において、送信側端末マイク２１０から出力された送信音声信号ａと受信側端末マイク４１０から出力された受信音声信号ｃが、それぞれエコー量・遅延時間算出部１１０とやりとり頻度算出部１２０に入力される（ステップ１，２）。
【００２１】
エコー量・遅延時間算出部１１０ではエコー量ｅ及び遅延時間ｆを算出し、遅延調整時間導出部１４０に入力する（ステップ３）。やりとり頻度算出部１２０では、会話のやりとり頻度ｇを算出し、遅延調整時間導出部１４０に入力する（ステップ４）。遅延調整時間導出部１４０は、エコー量ｅ、遅延時間ｆ、会話のやりとり頻度ｇを基に、遅延時間ＤＢ１３０に問い合わせｈを送出して検索を行い、その回答として最適遅延時間ｉを取得し、最適遅延時間ｉを基に、遅延調整時間ｊを求め、遅延調整時間調節部１５０に入力する(ステップ５)。遅延調整時間調節部１５０は、受信音声信号ｃに遅延調整時間ｊを追加した調整受信音声信号ｄを求め（ステップ６）、調整受信音声信号ｄを送信側端末スピーカ２２０に出力する(ステップ７)。
【００２２】
以下に、上記の処理の詳細を説明する。
【００２３】
ステップ３）上記のステップ１，２が行われた後、エコー量・遅延時間算出部１１０では、図３に示す通り、入力された送信音声信号ａと受信音声信号ｃを比較し、送信音声信号ａと同じ音声波形構成からなる回り込み音声信号ｂを検知して、両信号の音声信号レベル測定によりエコー量ｅを算出する。受信音声信号ｃは、図３に示すように、(1)受信側端末マイク４１０で発話入力された音声信号と、(2)受信側端末スピーカ４２０から出力された回り込み音声信号ｂで構成される。遅延時間は、受信音声信号ｃから検知した回り込み音声信号の先頭の時刻βを読み取り、その時刻差(β−α)を遅延時間ｆとして求め、遅延調整時間導出部１４０に出力する。なお、受信側端末スピーカ４２０から出力された回り込み音声信号ｂは微弱であるため、一時的に受信音声信号cの信号レベルを送信側端末２００において増幅させ、エコー量・遅延時間算出部１１０に入力することにより、回り込み音声信号を検知しやすくすることが可能である。
【００２４】
ステップ４）やりとり頻度算出部１２０では、図４に示す通り、入力された送信音声信号ａ、及び、受信音声信号ｃから送信音声信号ａと同じ音声波形構成からなる回り込み音声信号ｂを検知し、これを除去した受信音声信号ｃ'を比較し、送信音声信号ａの音声が終わり（T1E）、受信音声信号ｃ'の音声が始まる(R1S)時を１回目の会話の切り替わり（C1）とし、次に、受信音声信号ｃ'を２回目の会話の切り替わり（C2）、さらに、送信音声信号ａの音声が終わり(T2E)、次に、受信音声信号ｃ'が始まる（R2S）を３回目の会話の切り替わり(C3)とするように会話の切り替わり回数をカウントし、この単位時間(T1S〜R2E)当たりのカウント数である会話のやりとり頻度ｇを遅延調整時間導出部１４０に出力する。
【００２５】
ステップ５）遅延調整時間導出部１４０は、遅延時間ＤＢ１３０に、エコー量ｅ、遅延時間ｆ、及び、会話のやりとり頻度ｇを含む問い合わせｈを送信し、会話のやりとり頻度ｇに対応した遅延時間とエコー量の関係から最良の品質特性となる最適遅延時間ｉを取得する。そして、最適遅延時間ｉと遅延時間ｆの差分を求め、これを遅延調整時間ｊとする。ただし、最適遅延時間ｉが遅延時間ｆと同じ値で差分が０となる場合は、改善不能な状態として無効扱いとなる。遅延時間ＤＢ１３０には、会話のやりとり頻度ｇ毎に、エコー量ｅと遅延時間ｆの関係について品質特性値を予め求めておき、リスト化して保存しておく。これにより遅延調整時間導出部１４０からの問い合わせｈに対応して、会話のやりとり頻度gにおける、エコー量ｅと遅延時間ｆの関係から遅延時間ｆを超える時間において、最も品質が向上する最適遅延時間ｉを遅延調整時間導出部１４０に返却する。
【００２６】
遅延時間ＤＢ１３０について詳細に説明する。
【００２７】
遅延時間ＤＢ１３０は、事前の主観実験結果より得られた品質特性を図５に示す。同図に示す品質特性は、例えば、エコー量ｅが"35dB"で遅延時間が"a(ms) "だった場合は、主観品質は"MOSa"となるが、遅延時間を増加させた際に"MOSa"より最も品質値が高い"MOSb"が存在し、その際の遅延時間が"b(ms) "であることから、この遅延時間"b"を最適遅延時間ｉとして導出する。ただし、ここで示した品質特性は、会話のやりとり頻度により異なることから、会話のやりとり頻度毎に図６に示すように、遅延時間とエコー量に対応する品質特性値が設定された表として遅延時間ＤＢ１３０に保持しておくこととする。これは、遅延時間については、会話のやりとり頻度が頻繁な場合には通話状態の変化はより敏感に体感品質に反映され、一方、会話のやりとり頻度が頻繁でない場合には鈍感になる傾向があり、会話のやりとり頻度により品質特性が異なるため、遅延時間と相関の強いエコーが加わることでも同様に影響を受けるという考え方に基づく。なお、図６では、会話のやりとり頻度毎に遅延時間とエコー量の関係における品質特性値を格納しているが、この例に限定されることなく、遅延時間とエコー量の関係における品質特性値を保持してもよい。
【００２８】
遅延調整時間調節部１５０は、遅延調整時間導出部１４０から取得した遅延調整時間ｊの時間分だけ、受信側端末マイク４１０から出力された受信音声信号ｃを遅らせた後、送信側端末スピーカ２２０に出力する。
【００２９】
上記のように、最適な遅延時間を導出して送信側端末スピーカ２２０に出力する調整受信音声信号ｄを調整することにより、送信側端末２００と受信側端末４００の双方向の音声通話サービスにおいてエコーによる品質低下を軽減することが可能である。
【００３０】
本実施の形態に係る遅延時間調整装置１００は、例えば、１つ又は複数のコンピュータに、本実施の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、遅延時間調整装置１００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、遅延時間調整装置１００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。
【００３１】
なお、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】
【００３２】
ａ  送信音声信号
ｂ  回り込み音声信号
ｃ  受信音声信号
ｄ  調整受信音声信号
ｅ  エコー量
ｆ  遅延時間
ｇ  会話のやりとり頻度
ｈ  問い合わせ
ｉ  最適遅延時間
ｊ  遅延調整時間
１００  遅延時間調整装置
１１０  エコー量・遅延時間算出部
１２０  やりとり頻度算出部
１３０  遅延時間ＤＢ
１４０  遅延調整時間導出部
１５０  遅延調整時間調節部
２００  送信側端末
２１０  送信側端末マイク
２２０  送信側端末スピーカ
３００  ネットワーク
４００  受信側端末
４１０  受信側端末マイク
４２０  受信側端末スピーカ
【要約】
【課題】  VoIPアプリケーションサービスにおける通話品質を向上させる。
【解決手段】  本発明は、送信側端末に入力された第１の音声信号と該音声信号が受信側端末を経由して戻ってきた第２の音声信号からエコー量と遅延時間を算出し、第１の音声信号と第２の音声信号から、送信側端末と受信側端末間の会話のやりとり頻度を導出し、エコー量及び遅延時間、あるいは、会話のやりとり頻度からエコーの影響を最小に抑えるための遅延調整時間を導出し、遅延調整時間を補正し、補正された遅延調整時間の長さを第２の音声信号を遅延させる。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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