(57)【要約】【課題】ネットワークの伝送揺らぎが生じても違和感の無い音声を再生することができるリアルタイム音声用バッファ制御装置を提供すること。【解決手段】受信バッファ監視手段１１３で受信バッファ手段１１２の使用量を監視し、使用量が予め設定された下限値を下回ったり上限値を上回ったりすると音声波形データ波形加工補正手段１１４に通知する。音声波形データ波形加工補正手段１１４は、受信バッファ手段の使用量が下限値を下回った場合、受信バッファ手段１１２から出力される音声データを波形加工補正してデータ量を増加させ再生時間を長くし、受信バッファ手段の使用量が上限値を上回った場合、受信バッファ手段１１２から出力される音声データを波形加工補正してデータ量を削減させ再生時間を短くして再生音声の違和感がなくなるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した音声データを一時的に記憶しておく受信バッファ手段と、予め上限値および下限値が設定され、前記受信バッファ手段の使用量が前記下限値を下回ったこと、または前記受信バッファ手段の使用量が前記上限値を上回ったことを検出して出力する受信バッファ監視手段と、前記受信バッファ監視手段が前記受信バッファ手段の使用量が前記下限値を下回ったことを出力したとき、前記受信バッファ手段が出力した音声データを波形加工補正してデータ量を増加させ、前記受信バッファ監視手段が前記受信バッファ手段の使用量が前記上限値を上回ったことを出力したとき、前記受信バッファ手段が出力した音声データを波形加工補正してデータ量を削減させる音声波形データ波形加工補正手段とを備えることを特徴とするリアルタイム音声用バッファ制御装置。
【請求項２】
受信した音声データがデータ圧縮された圧縮音声データであれば、前記圧縮音声データをデコードして音声データを復元して前記受信バッファ手段へ出力する圧縮音声デコード手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム音声用バッファ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット転送サービスを提供するネットワークを介してリアルタイム音声通信を行うシステムに関し、その受信側のバッファを制御するリアルタイム音声用バッファ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パケット転送のネットワークを介してリアルタイム音声通信を行う場合、ネットワークでのデータの伝送揺らぎ（ジッタ）により、受信側のバッファ容量を越えるデータの転送があるとバッファ容量を超えた音声データが欠落し、また、ネットワークでの遅延が大きくなると音声データの途切れが発生していた。
【０００３】
このようなジッタによるバッファ容量を超えた音声データの欠落を少なくするため、リアルタイム音声用バッファ制御装置が提案されている。
【０００４】
このリアルタイム音声用バッファ制御装置２００は、図１１に示すように、受信バッファ２０１と、再生制御モジュール２０２と、スイッチャ２０３と、高速再生モジュール２０４と、音声デコーダ２０５とを備える。
【０００５】
このリアルタイム音声用バッファ制御装置２００は、受信したパケットを音声データにして音声再生モジュール３００に出力するもので、再生制御モジュール２０２は、受信バッファ２０１のデータ蓄積量を監視し、データ蓄積量が第１の閾値を超えると、スイッチャ２０３により受信バッファ２０１の出力を高速再生モジュール２０４に切り替え、高速再生モジュール２０４でパケットの間引きを行ってデータを高速に処理し、受信バッファ２０１のデータ蓄積量を減少させるとともに音声再生の遅延時間を短くし、受信バッファ２０１のデータ蓄積量が第２の閾値より少なくなると、スイッチャ２０３により受信バッファの出力を音声デコーダ２０５に切り替えて、通常の再生速度としていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９５２８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のリアルタイム音声用バッファ制御装置においては、バッファ容量を超えた音声データの欠落を少なくすることには対応しているが、ネットワークの伝送遅延による音声データが途切れる場合に対応するためバッファ容量を大きくする必要があり、遅延が大きくなってしまう。
【０００８】
遅延を少なくするためにバッファ容量を少なくすると、図１２に示すように、音声データの再生を終了してもジッタにより次の音声データが間に合わない状態（ジッタを吸収できない状態）が発生し、図１３に示すように音声波形が乱れ、音声波形全体として（マクロ的に見て）図１４に示すように、元の音と比較して波形が不連続となるため、音声の聞き取りに違和感を生じるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、ネットワークの伝送揺らぎが生じても違和感の無い音声を再生することができるリアルタイム音声用バッファ制御装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のリアルタイム音声用バッファ制御装置は、受信した音声データを一時的に記憶しておく受信バッファ手段と、予め上限値および下限値が設定され、前記受信バッファ手段の使用量が前記下限値を下回ったこと、または前記受信バッファ手段の使用量が前記上限値を上回ったことを検出して出力する受信バッファ監視手段と、前記受信バッファ監視手段が前記受信バッファ手段の使用量が前記下限値を下回ったことを出力したとき、前記受信バッファ手段が出力した音声データを波形加工補正してデータ量を増加させ、前記受信バッファ監視手段が前記受信バッファ手段の使用量が前記上限値を上回ったことを出力したとき、前記受信バッファ手段が出力した音声データを波形加工補正してデータ量を削減させる音声波形データ波形加工補正手段とを備える構成を有している。
【００１１】
この構成により、受信バッファ手段の使用量が下限値を下回ったときは音声データのデータ量を増加させてアンダーフロー状態を回避させ、受信バッファ手段の使用量が上限値を上回ったときは音声データのデータ量を削減させてオーバーフロー状態を回避させることとなる。
【００１２】
ここで、受信した音声データがデータ圧縮された圧縮音声データであれば、前記圧縮音声データをデコードして音声データを復元して前記受信バッファ手段へ出力する圧縮音声デコード手段を備える構成とした。
この構成により、データ圧縮された音声データも処理することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、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は本発明の一実施の形態の音声受信装置の構成を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態の音声受信装置１は、ネットワーク２からデータを受信するリアルタイム音声用バッファ制御装置１１と、リアルタイム音声用バッファ制御装置１１から出力される音声データを再生する音声再生手段１２とを備えている。
【００１５】
リアルタイム音声用バッファ制御装置１１は、ネットワーク２から受信したパケットデータから音声データを抽出して出力するパケット受信手段１１１と、パケット受信手段１１１が出力する音声データを一時記憶しておく受信バッファ手段１１２と、受信バッファ手段１１２のバッファ使用状態を監視する受信バッファ監視手段１１３と、受信バッファ監視手段１１３の監視結果に基づいて音声波形データを波形加工補正する音声波形データ波形加工補正手段１１４とを備えている。
【００１６】
このような音声受信装置１は、図２に示すように、リアルタイム音声データをネットワーク２に送出する音声送出装置３とネットワーク２を介して通信可能となっており、音声送出装置３が送出するリアルタイム音声データをネットワーク２を介して受信して再生するものである。
【００１７】
音声送出装置３は、図３（ａ）に示すような波形の音声を送出する場合、図３（ｂ）に示すように、音声データを所定の長さに分割し、分割した音声データをそれぞれパケットデータ化しネットワーク２を介して音声受信装置１に送出する。
【００１８】
音声受信装置１は、図４に示すように、受信したパケットの音声データをバッファリングし、バッファリングした音声データを順次再生していく。
【００１９】
図５に示すように、受信バッファ手段１１２は、受信したパケットの音声データを連続的に記憶し、音声波形データ波形加工補正手段１１４に順次出力して、出力した音声データは消去していくようになっている。
【００２０】
受信バッファ手段１１２には、常にある程度のデータが記憶されている状態が良く、ネットワーク２のジッタにより音声データのパケットの到着が遅れて受信バッファ手段１１２に記憶している音声データが全て出力されてしまうと、再生する音声データが無くなってしまうという状態（アンダーフロー状態）になってしまう。
【００２１】
この状態を防ぐため、受信バッファ手段１１２の容量を大きくすると、音声データの再生に遅延が生じ、受信して記憶しておく音声データが受信バッファ手段１１２の容量を越えてしまうという状態（オーバーフロー状態）になってしまう。
【００２２】
本実施の形態の音声受信装置１のリアルタイム音声用バッファ制御装置１１では、受信バッファ監視手段１１３で受信バッファ手段１１２の使用状態（データを記憶している量）を監視し、アンダーフロー状態またはオーバーフロー状態の直前の状態を感知して音声波形データ波形加工補正手段１１４に通知し、音声波形データ波形加工補正手段１１４により音声データの波形を波形加工補正して受信バッファ手段１１２の使用量を調整するようになっている。
【００２３】
具体的には、受信バッファ監視手段１１３は、予めバッファ使用量の下限値および上限値を設定されており、受信バッファ手段１１２のバッファ使用量が下限値を下回った場合、またはバッファの使用量が上限値を上回った場合、音声波形データ波形加工補正手段１１４に通知する。
【００２４】
音声波形データ波形加工補正手段１１４は、受信バッファ手段１１２のバッファ使用量が下限値を下回ったことを通知されると、受信バッファ手段１１２から入力された音声データを波形加工補正し、図６に示すように、再生時間が長くなるようにデータ量を増加させ、増加させた音声データを再生している間に遅れていたパケットが届くようにする。
【００２５】
また、音声波形データ波形加工補正手段１１４は、受信バッファ手段１１２のバッファ使用量が上限値を上回ったことを通知されると、受信バッファ手段１１２から入力された音声データを波形加工補正し、図７に示すように、再生時間が短くなるようにデータ量を減少させ、音声データの再生時間を短縮して受信バッファ手段１１２に記憶しているデータ量を早く減少させる。
【００２６】
波形加工補正された音声データの再生波形は、図８に示すようになり、またマクロ的に見ると図９に示すようになり、波形が連続的で遅延がないものとなる。
【００２７】
以上のように本実施の形態においては、受信バッファ手段１１２のバッファ使用量を受信バッファ監視手段１１３で監視し、予め設定された上限値を超えたり下限値を超えたら音声波形データ波形加工補正手段１１４に通知し、音声波形データ波形加工補正手段１１４で音声データを波形加工補正をして音声データの再生時間を調整することで、違和感の無い遅延の少ない音声を再生することができる。
【００２８】
本実施の形態の他の態様としては、図１０に示すように、パケット受信手段１１１が出力した音声データがデータ容量を圧縮された音声データであった場合、圧縮された音声データをデコードして元のデータに戻して受信バッファ手段１１２に出力する圧縮音声デコード手段１３１を設けたリアルタイム音声用バッファ制御装置１３を備えるようにする。このように構成することによって、受信した音声データがデータ圧縮されていた場合でも、違和感の無い遅延の少ない音声を再生することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信バッファ手段の使用量を監視し、アンダーフロー状態になりそうなときは音声データのデータ量を波形加工補正により増加させ、またオーバーフロー状態になりそうなときは音声データのデータ量を波形加工補正により削減させることにより、アンダーフロー状態およびオーバーフロー状態を回避させることができ、ネットワークの伝送揺らぎが生じても違和感の無い音声を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の音声受信装置を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の音声受信装置の使用形態を示す構成図
【図３】本発明の一実施の形態の音声受信装置の音声データのパケット化を示す図
【図４】本発明の一実施の形態の音声受信装置の音声データのバッファリングを示す図
【図５】本発明の一実施の形態の音声受信装置の受信バッファ手段と再生の関係を示す図
【図６】本発明の一実施の形態の音声受信装置の音声データのデータ量増加を示す図
【図７】本発明の一実施の形態の音声受信装置の音声データのデータ量削減を示す図
【図８】本発明の一実施の形態の音声受信装置の波形加工補正による再生音声波形を示す図
【図９】本発明の一実施の形態の音声受信装置の波形加工補正による再生音声波形をマクロ的に見た図
【図１０】本発明の一実施の形態の他の態様の音声受信装置のリアルタイム音声用バッファ制御装置を示すブロック図
【図１１】従来のリアルタイム音声用バッファ制御装置を示すブロック図
【図１２】従来のリアルタイム音声用バッファ制御装置の受信バッファと再生の関係を示す図
【図１３】従来のリアルタイム音声用バッファ制御装置の再生音声波形を示す図
【図１４】従来のリアルタイム音声用バッファ制御装置の再生音声波形をマクロ的に見た図
【符号の説明】
１    音声受信装置
２    ネットワーク
３    音声送出装置
１１    リアルタイム音声用バッファ制御装置
１１１    パケット受信手段
１１２    受信バッファ手段
１１３    受信バッファ監視手段
１１４    音声波形データ波形加工補正手段
１３１    圧縮音声デコード手段
１２    音声再生手段
１３    リアルタイム音声用バッファ制御装置
２００    リアルタイム音声用バッファ制御装置
２０１    受信バッファ
２０２    再生制御モジュール
２０３    スイッチャ
２０４    高速再生モジュール
２０５    音声デコーダ
３００    音声再生モジュール
【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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【図１３】
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【図１４】
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