(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
到着したパケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファの制御装置であって、
前記到着したパケットのゆらぎを測定するゆらぎ測定部と、
前記パケットのゆらぎが前記ゆらぎ吸収バッファのバッファ蓄積量で吸収可能か否かを判定する判定部と、
前記パケットに含まれる音声符号化データを復号化して得られる音声信号のパワーと、パワー変動と周期性の有無とに基づいて前記パケットの重要度を決定する決定部と、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットであって、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なパケットに対し、前記重要度に応じた再生処理又は破棄処理を行う制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットが前記周期性が無いことにより規定される第１の重要度を持つ場合には、このパケットを破棄することなく、このパケットに対する再生処理を行う
ゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットの前記周期性を有することにより規定される第２の重要度を持つ場合には、このパケットを破棄する
請求項１に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項３】
前記測定部にて測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する蓄積量決定部をさらに含み、
前記制御部は、決定されたパケット蓄積量に従って、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットの前記周期性を有することにより規定される第２の重要度を持つパケットの複製又は破棄を行う
請求項１または２に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項４】
前記測定部にて測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する蓄積量決定部と、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットが無音パケットか否かを判定する無音判定部とをさらに含み、
前記制御部は、前記蓄積量決定部の決定によってパケット蓄積量を増加させる場合には、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットの前記周期性を有することにより規定される第２の重要度を持つパケット又は無音パケットの複製を行う
請求項１または２に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記蓄積量決定部の決定によってパケット蓄積量を減少させる場合には、無音パケットの破棄を行う
請求項４に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、複製または破棄を行ったパケットの次に前記ゆらぎ吸収バッファから読み出されるパケットに対して、複製及び破棄を行うことなく、再生処理を行う
請求項３乃至５のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【請求項７】
到着したパケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファの制御方法であって、
前記到着パケットのゆらぎを測定し、
前記パケットのゆらぎが前記ゆらぎ吸収バッファのバッファ蓄積量で吸収可能か否かを判定し、
前記パケットに含まれる音声符号化データを復号化して得られる音声信号のパワーと、パワー変動と周期性の有無とに基づいて前記パケットの重要度を決定し、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットであって、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なパケットに対し、前記重要度に応じた再生処理又は破棄処理を行い、
さらに、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットが前記周期性が無いことにより規定される第１の重要度を持つ場合には、このパケットを破棄することなく、このパケットに対する再生処理を行う
ゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【請求項８】
前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットの前記周期性を有することにより規定される第２の重要度を持つ場合には、このパケットを破棄する
請求項７に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用した音声通信（ＶｏＩＰ: Voice over IP）など、音声をパケット化して伝送する音声パケット通信システムに適用可能なゆらぎ吸収バッファ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの急速な普及に伴い、ＩＰパケット化した音声データをＩＰネットワーク上で伝送するＶｏＩＰ通信が注目されている。ＩＰネットワークは、ベストエフォート型のサービスである。このため、固定電話と異なり、音声用途の伝送帯域が常に確保されない。したがって、ネットワークの輻輳等によりパケットの到着時間にゆらぎが生じる場合がある。ゆらぎによって音声パケットの到着が遅れると、受信側で再生する音声がなくなり音切れ等の通話音質の劣化が発生する。そこで、ＶｏＩＰでは、受信側に図１２に示すようなゆらぎ吸収バッファ（以下、バッファと呼ぶ）が設けられている。バッファは、不定期に入力される音声パケットを一旦蓄積し、蓄積された音声パケットを定期的に出力する。
【０００３】
あらかじめバッファにパケットが蓄積された後に再生が開始されることで、ゆらぎによってパケット到着に遅れが発生しても、遅れている間は蓄積しているパケットを再生してゆらぎの影響を吸収することで、安定した再生を行うことを可能としている。バッファに蓄積するパケット数を多くすれば、より大きなゆらぎを吸収できるようになる。しかし、蓄積するパケット数分だけ受信パケットの伝送遅延が大きくなり通話のリアルタイム性を損なうことになる。
【０００４】
このように、バッファの蓄積パケット数は、小さすぎるとゆらぎを吸収できずに音切れ等の通話音質の劣化が発生し、逆に大きすぎると伝送遅延が大きくなるといったトレードオフの関係にある。したがって、バッファの蓄積パケット数は、ネットワークのゆらぎに応じて通話音質を確保できる必要最小限の値に最適化し、バッファに蓄積することによる伝送遅延を出来るだけ小さくする必要がある。
【０００５】
そこで、通話音質への影響を考慮しながら、ゆらぎに応じてバッファ蓄積量を動的に設定し、伝送遅延を最小の値にする方法として、特許文献１に記載された技術がある。
【０００６】
図１３は、特許文献１に記載された技術の構成図である。受信した到着パケットは、ゆらぎ吸収バッファとゆらぎ測定部に送られる。ゆらぎ測定部は、到着パケットのゆらぎを測定し、その測定結果を基準値変更測定部へ送る。基準値変更判定部は、蓄積量調整部から現在の蓄積量の情報を受信し、ゆらぎ測定部が測定したゆらぎと比較する。基準値変更判定部は、その比較結果から新しい蓄積量を決定し、蓄積量調整部に通知する。一方、無音判定部は、ゆらぎ吸収バッファから再生パケットを受信し、無音か否かを判定し、蓄積量調整部に通知する。蓄積量調整部は、基準値変更判定部から通知される新しい蓄積量に基づいて、無音パケットの複製または破棄を行う。また、蓄積量調整部は、再生デバイスに音声信号を出力する。
【０００７】
特許文献１に記載された先行技術では、到着したパケットのゆらぎを測定し、測定されたゆらぎを吸収できるバッファ蓄積量をバッファに対して設定し、設定値になるように無音パケットを複製・破棄することでバッファ蓄積量を動的に設定する。
【０００８】
また、バッファのアンダーフローを防止しつつ伝送遅延を最小にする最適なバッファ蓄
積量を設定するための方法として、特許文献２に記載された技術がある。
【０００９】
図１４は、特許文献２に記載された技術の構成図である。受信した到着パケットは、ゆらぎ吸収バッファとゆらぎ測定部に送られる。ゆらぎ測定部は、到着パケットのゆらぎを測定し、その測定結果を統計処理部に送る。統計処理部は、ゆらぎの分布からゆらぎを吸収できる蓄積量を決定し、再生制御部に通知する。再生制御部は、再生デバイスに音声信号を出力する。
【００１０】
特許文献２に記載された先行技術は、到着したパケットのゆらぎを測定し統計処理を行う。統計処理により求めたゆらぎの分布から、統計的にバッファがアンダーフローしないことを保証する最大ゆらぎを決定し、最大ゆらぎを吸収できるバッファ蓄積量を設定する。
【特許文献１】特許第３３９７１９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４５８３号公報
【特許文献３】特開２００１−１６０８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２記載の技術には以下の問題があった。
【００１２】
特許文献１記載の技術では、測定されたゆらぎを吸収できるようにバッファ蓄積量を設定する。そのため、ゆらぎの分布が図１５のような場合に、（a）程度のバッファ蓄積量
があればほとんどのゆらぎを吸収できるが、突発的に発生した頻度の低い大きなゆらぎをも吸収すべく、実際にはバッファ蓄積量（b）が設定され伝送遅延が大きくなるおそれが
あった。
【００１３】
特許文献２記載の技術では、ゆらぎの分布を使用してバッファ蓄積量を設定（図１５の（a）に設定）する。そのため、分布から決定した最大ゆらぎ（図１５の（a））を超えるゆらぎを持って到着するパケットは再生タイミングに間に合わない。この場合、一般的に、無音再生、または繰り返し再生やパケット補間などによって前のパケットを複製して再生が行われる。このため、最大ゆらぎ量を超えて到着した音声パケットは再生制御部で到着遅れとして破棄される。このような音声パケットを破棄することによる通話音質への影響は考慮されていない。したがって、音の変化点など通話音質への影響が大きいパケットを破棄して通話音質が劣化するおそれがあった。
【００１４】
そこで、本発明は、音声通信において、通話音質・伝送遅延を含めた通話品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。本発明の態様は、即ち、
到着したパケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファの制御装置であって、
前記到着したパケットのゆらぎを測定するゆらぎ測定部と、
前記パケットのゆらぎが前記ゆらぎ吸収バッファのバッファ蓄積量で吸収可能か否かを
判定する判定部と、
前記パケットに含まれる音声符号化データを復号化して得られる音声信号のパワーと、パワー変動と周期性の有無とに基づいて前記パケットの重要度を決定する決定部と、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットであって、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なパケットに対し、前記重要度に応じた再生処理又は破棄処理を行う制御部と、
を含むゆらぎ吸収バッファ制御装置
である。
【００１６】
このようにすることにより、到着遅れのパケットを一律に破棄するのではなく、パケットの重要度を判断して要否を決定することができる。もし重要度の高いパケットが到着遅れとなった場合でも、その再生を保証することで通話音質の劣化を防ぎ、通話品質を向上させることになる。
【００１７】
また、本発明の態様において、
前記測定部にて測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する蓄積量決定部をさらに含み、
前記制御部は、決定されたパケット蓄積量に従って、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットの前記パワー変動が第１の閾値未満かつ前記パワーが第２の閾値以上であり、かつ該パケットの前記周期性を有することにより規定される第２の重要度を持つパケットの複製又は破棄を行う
とすることができる。
【００１８】
このようにすることにより、パケットのゆらぎ分布に応じてパケット蓄積量を最適な量に動的に変更することができる。よって、ネットワークの状況に応じた最適なパケット蓄積量を設定し、伝送遅延を必要最小限とすることで通話品質の向上を図ることができる。
【００１９】
また、本発明は、上記した本発明にかかるゆらぎ吸収バッファ制御装置と同様の特徴を有するゆらぎ吸収バッファ制御方法、として実現可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、通話品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２２】
〔第１の実施形態〕
＜システム構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る音声パケットのゆらぎ吸収バッファ制御装置の構成例を示す図である。ゆらぎ吸収バッファ制御装置は、例えば、音声パケットの受信装置と再生デバイスとの間に設けられる。図１において、ゆらぎ吸収バッファ制御装置は、到着パケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファ２、再生デバイスに出力する再生制御部４、重要度を判定する重要度処理部６、ゆらぎ測定部８及び統計処理部１０を備える。
【００２３】
音声パケットが到着すると、その到着パケットは、ゆらぎ吸収バッファ２、重要度判定部６及びゆらぎ測定部８に入力される。
【００２４】
ゆらぎ測定部８は、到着パケットのゆらぎを測定し、統計処理部１０へ通知する。
【００２５】
統計処理部１０は、測定したゆらぎと過去のゆらぎ分布とを比較して、現在のゆらぎ吸収バッファ２のバッファ蓄積量で吸収可能か吸収不可能か（到着パケットが到着遅れとして破棄されるか否か）を重要度処理部６に通知する。また、統計処理部１０は、測定したゆらぎについて、統計処理を行い新しいゆらぎ分布を求め、最適なゆらぎ吸収バッファ蓄積量を再生制御部４に通知する。
【００２６】
重要度処理部６は、到着パケットの重要度を判定し、再生制御部４に通知する。重要度処理部６は、統計処理部１０から到着パケットのゆらぎをバッファで吸収不可能の通知があった場合には、重要度判定の結果に基づき、重要度が低い音声パケットは破棄し、重要度が高い音声パケットは再生するように再生制御部４に対して指示する。
【００２７】
ゆらぎ吸収バッファ２は、到着した音声パケットを格納(蓄積)し、再生制御部４から音声パケットが読み出される。
【００２８】
再生制御部４は、定期的にゆらぎ吸収バッファ２から音声パケットを取り出し再生デバイスに音声信号の出力を行う。その過程で、ゆらぎ吸収バッファ２のバッファ蓄積量が統計処理部１０から通知されたバッファ蓄積量になるように、重要度処理部６の結果を使用して重要度が低い音声パケットを破棄または複製する。また、再生制御部４は、到着遅れが発生した場合には重要度処理部６からの指示に従い、到着遅れパケットの破棄または再生を行う。
【００２９】
以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００３０】
《ゆらぎ測定部》
ゆらぎ測定部８は、到着パケットの受信時間を記録する。
【００３１】
ゆらぎ測定部８は、式１を用いて、過去に受信したパケットの受信時間recv_time(t-i)から平均パケット受信間隔ave_recv_intを算出する。
【００３２】
【数１】
0004744332.tif 000002
式１において、tは、最新の到着パケットのシーケンス番号をあらわす。
【００３３】
平均パケット受信間隔は、パケット到着毎に求めることも、一定数のパケット到着毎に求めることもできる。また、平均パケット受信間隔を算出する際に使用するパケット数は、任意に決めることができる。基準パケットは、任意に選択することができる。
【００３４】
また、ゆらぎ測定部８は、以下の式２を用いてパケットの受信時間と平均受信間隔から到着パケットのゆらぎjitを算出する。
【００３５】
【数２】
0004744332.tif 000003
式２において、ref_recv_timeは基準パケットの受信時間、seq_diffは基準パケットと
のシーケンス番号の差である。
【００３６】
ゆらぎ測定部８は、算出した到着パケットのゆらぎを統計処理部１０に通知する。
【００３７】
《統計処理部》
図２は、統計処理部１０の構成例を示す図である。統計処理部１０は、ゆらぎ吸収判定部１０２、バッファ蓄積量決定部１０４及びゆらぎ分布保持部１０６を備える。
【００３８】
（ゆらぎ吸収判定部）
ゆらぎ吸収判定部１０２は、ゆらぎ測定部８から通知された到着パケットのゆらぎと、それ以前に設定されていたバッファ蓄積量とを比較して、現在のバッファ蓄積量で到着パ
ケットのゆらぎが吸収可能か吸収不可能か（図２）を重要度処理部６に通知する。パッファ蓄積量は、バッファ蓄積量決定部１０４から通知される。
【００３９】
図３は、到着パケットのゆらぎの分布を示す図である。横軸は到着パケットのゆらぎ（時間）を示し、縦軸はその頻度を示す。点線は、現在のバッファ蓄積量を示す。バッファ蓄積量以下のゆらぎは吸収可能であるが、バッファ蓄積量以上のゆらぎは吸収不可能である。
【００４０】
（バッファ蓄積量決定部）
バッファ蓄積量決定部１０４は、到着パケットのゆらぎとゆらぎ分布保持部１０６に保持される過去に受信したパケットのゆらぎから新しいゆらぎの分布を求め、ある閾値以上の頻度を持つゆらぎの最大値を吸収できるバッファ蓄積量を決定し、再生制御部４に通知する。また、バッファ蓄積量決定部１０４は、ゆらぎ吸収判定部１０２に新しいバッファ蓄積量を通知する。
【００４１】
また、バッファ蓄積量決定部１０４は、新しいゆらぎ分布をゆらぎ分布保持部１０６に通知する。
【００４２】
（ゆらぎ分布保持部）
ゆらぎ分布保持部１０６は、過去に受信した到着パケットのゆらぎ分布を保持する。また、バッファ蓄積量決定部１０４から通知される新しいゆらぎ分布を保持する。
【００４３】
《重要度処理部》
図４は、重要度処理部６の構成例を示す図である。重要度処理部６は、復号化部２０２、パワー変動算出部２０４、重要度判定部２０６及び到着遅れ指示部２０８を備える。
【００４４】
（復号化部）
復号化部２０２は、到着パケットの符号化データを復号化し、音声信号にする。復号化部２０２は、その復号化された音声信号をパワー変動算出部２０４に通知する。
【００４５】
（パワー変動算出部）
パワー変動算出部２０４は、式３を用いて、復号化された音声信号から現フレームのパワー pow(i) を算出する。
【００４６】
【数３】
0004744332.tif 000004
式３において、s_val(n) はサンプル値、num_sample はフレームのサンプル数である。現フレームのパワーと過去N-1フレームのパワー pow(i) とから、現フレームのパワーの
変動特性 s_powを式４に基づき算出する。
【００４７】
【数４】
0004744332.tif 000005
ここで、avg_powは、次の式５で表されるように、現フレームと過去N-1フレームの平均パワーである。
【００４８】
【数５】
0004744332.tif 000006
パワー変動算出部２０４は、算出した音声信号のパワー及びパワー変動特性を重要度判定部２０６に通知する。
【００４９】
パワー変動特性を他の算出方法により算出してもよい。例えば、パワーの分布に適切な分布（正規分布など）を仮定して、標準偏差を求めることによりパワー変動特性を算出することができる。
【００５０】
（重要度判定部）
重要度判定部２０６は、パワー変動算出部２０４から通知されたデータから、現フレームの重要度を判定し、再生制御部４に判定結果を通知する。
【００５１】
図５は、重要度判定の動作フローを示す図である。図５に示す処理は、フレーム毎に実行される。重要度判定部２０６は、パワー変動算出部２０４から通知された音声信号のパワー変動特性が、閾値ａ以上かａ未満かを調べる（Ｓ１０２）。パワー変動特性が閾値ａ以上の場合（Ｓ１０２；ＮＯ）は、次にパワーが閾値ｂ以上かｂ未満かを調べる（Ｓ１０５）。パワーが閾値ｂ以上の場合（Ｓ１０５；ＮＯ）は、音声信号の重要度は高いと判定される（Ｓ１０６）。パワーが閾値ｂ未満の場合（Ｓ１０５；ＹＥＳ）は、音声信号の重要度は低いと判定される（Ｓ１０８）。また、パワーの変動特性が閾値ａ未満の場合（Ｓ１０２；ＹＥＳ）は、次にパワーが閾値ｂ以上かｂ未満かを調べる（Ｓ１０４）。パワーが閾値ｂ以上の場合（Ｓ１０４；ＮＯ）は、音声信号の重要度は低いと判定される（Ｓ１０８）。パワーが閾値ｂ未満の場合（Ｓ１０４；ＹＥＳ）は、音声信号は無音であると判定される（Ｓ１１０）。
【００５２】
以上をまとめると、図６のように判定される。即ち、重要度判定部２０６は、
（１）パワーの変動特性が閾値ａ以上かつパワーが閾値ｂ以上の場合、重要度は高い、
（２）パワーの変動特性が閾値ａ未満かつパワーが閾値ｂ以上の場合、重要度は低い、
（３）パワーの変動特性が閾値ａ以上かつパワーが閾値ｂ未満の場合、重要度は低い、
（４）パワーの変動特性が閾値ａ未満かつパワーが閾値ｂ未満の場合、無音、
と、判定する。重要度判定部２０６は、この判定結果を再生制御部４に通知する。
【００５３】
ここでは、復号化された音声信号を用いて重要度判定を行っているが、符号化データから重要度判定を行うこともできる。例えば、重要度の高低に対応する符号化データの特徴をテーブルとしてあらかじめ記憶しておき、そのテーブルと現在のパケット（符号化データ）を比較することによりパケットの重要度を判定することができる。
【００５４】
（到着遅れ指示部）
到着遅れ指示部２０８は、統計処理部１０からの通知が吸収不可能の場合に、重要度判定部２０６の結果から、音声信号を破棄するか、再生するかを決定する。即ち、音声信号の重要度が高い場合には、到着遅れの音声信号を再生することを再生制御部４に指示する。また、音声信号の重要度が低いもしくは音声信号が無音の場合には、到着遅れの音声信号を破棄するように再生制御部４に指示する。
【００５５】
《ゆらぎ吸収バッファ》
ゆらぎ吸収バッファ２は、到着パケットをパケットのシーケンス番号順に蓄積し、再生制御部４の制御に従って読み出される。バッファ蓄積量の増減は、ゆらぎ吸収バッファ２の後段に設けられた再生制御部４におけるパケット制御により実現される。
【００５６】
《再生制御部》
図７は、再生制御部４の構成例を示す図である。再生制御部４は、デバイス出力部３０２及びパケット操作部３０４を備える。
【００５７】
（デバイス出力部）
デバイス出力部３０２は、再生デバイスに対し、音声パケットから得られる音声信号を音切れのないように定期的に出力する。デバイス出力部３０２は、パケット操作部３０４からパケット再生または破棄の指示がない場合には、ゆらぎ吸収バッファ２に蓄積されたパケット(音声パケット)を読み出して復号化し、これによって得られた音声信号を再生デバイスに出力する。パケット再生または破棄の指示がある場合には、指示に従ってパケット再生(過去のパケットの複製及び出力)または破棄の処理を行う。
【００５８】
（パケット操作部）
パケット操作部３０４は、統計処理部１０からの通知によりバッファ蓄積量が変更された場合に、バッファ蓄積量が通知された値になるように、重要度処理部６からの通知に応じてパケットを複製または破棄するようにデバイス出力部３０２に対し指示する。即ち、バッファ蓄積量増加の指示の場合は、パケット操作部３０４は、デバイス出力部３０２に対し、重要度が低いパケットまたは無音パケットを複製して繰り返し再生(音声信号の生
成及び出力)するように指示する。これにより、バッファ蓄積量は増加する。また、バッ
ファ蓄積量減少の指示の場合は、パケット操作部３０４は、デバイス出力部３０２に対し、ゆらぎ吸収バッファ２から読み出された無音の音声パケットを破棄して次の音声パケットを再生するように、指示する。このとき、重要度の低い音声パケットを破棄するように指示してもよい。これにより、バッファ蓄積量は減少する。パケットの重要度は、パケット毎に重要度処理部６から通知される。
【００５９】
パケット操作部３０４は、重要度処理部６から到着遅れの重要度の高い音声信号を再生することを指示された場合、デバイス出力部３０２に対し、その音声信号を再生することを指示する。重要度処理部６から到着遅れの重要度の低い（もしくは無音）の信号を破棄するように指示された場合、デバイス出力部３０２に対し、その音声信号を破棄することを指示する。
【００６０】
なお、パケット操作部３０４は、複製した音声パケットまたは破棄した音声パケットの次の音声パケットに対しては、破棄及び複製を行わない。連続して、音声パケットの破棄または複製を行うと、通話音質の劣化を招く恐れがあるからである。
【００６１】
〈第１の実施形態の効果〉
以上説明した第１の実施形態によるゆらぎ吸収バッファ制御装置によると、重要度処理部６は、ゆらぎ吸収バッファ２に蓄積された音声パケットに対する重要度を決定する。このとき、重要度処理部６は、統計処理部１０にて判定される、ゆらぎ吸収バッファ２のバッファ蓄積量でゆらぎを吸収不可能な音声パケットに対する再生／破棄判定を行う。重要度処理部６は、音声パケットが高い重要度を持つ場合には、この音声パケットを破棄することなくこの音声パケットに対する再生処理を行うべきと判定し、音声パケットが低い重要度を持つ場合には、この音声パケットを破棄すべきと判定する。
【００６２】
再生制御部４は、重要度処理部６から通知される音声パケットの重要度，及び破棄／再
生の指示に従って、ゆらぎ吸収バッファ２から読み出した音声パケットに対する処理を行う。これによって、パケット蓄積量で吸収できないゆらぎを有するが、高い重要度を持つ音声パケットは、破棄されることなく、再生される。これによって、重要な音声が破棄されることによる通話音質の劣化が防止される。即ち、通話品質が向上する。
【００６３】
さらに、ゆらぎ吸収バッファ制御装置では、統計処理部１０がゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する。これに従って、パケット蓄積量が増減する。一方、重要度処理部６は、ゆらぎ吸収バッファに蓄積された音声パケットが無音の音声パケットか否かを判定する。パケット蓄積量を増加させる場合、再生制御部４は、重要度が低い音声パケット又は無音の音声パケットの複製再生を行うことで、パケット蓄積量の増加を実現する。これに対し、パケット蓄積量を減少させる場合、再生制御部４は、無音の音声パケットを破棄することで、パケット蓄積量の減少を実現する。このように、ゆらぎの分布に応じてパケット蓄積量が増減する(動的に変化する)ことで、伝送遅延を必要最小限にすることができる。この場合でも、重要度の高い音声パケットは破棄の対象とならないので、重要度の高い音声パケットに基づく音声再生を通じて通話品質の向上を図ることができる。
【００６４】
さらに、音声パケットの複製又は破棄が行われた場合には、その音声パケットの次にゆらぎ吸収バッファ２から読み出される音声パケットについては、その音声パケットが重要度の低い音声パケット又は無音の音声パケットであっても、その音声パケットに対する複製又は破棄は行われない。これによって、連続した複製／破棄による通話音質の劣化を防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態によれば、バッファ蓄積量を動的に変更できるため、伝送遅延を必要最小限にすることができる。また、バッファ蓄積量の変更の際には、重要度の低い音声パケットが複製または破棄される。さらに、到着遅れであっても重要度の高い音声パケットが破棄されることがなくなる。よって、通話品質の向上を図ることができる。
【００６６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第1の実施形態
との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
【００６７】
第２の実施形態におけるシステムは、図１に示した第１の実施形態におけるシステムと同様の構成をとる。第２の実施形態におけるシステムは、重要度処理部６において、以下の点で異なる。
【００６８】
《重要度処理部》
図８は、第２の実施形態にかかる重要度処理部６の構成例を示す図である。図８において、図４に示した第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号が付されている。第２の実施形態にかかる重要度処理部６は、パワー変動算出部２０４に加え、ピッチ性算出部２１０をさらに備える点で、第１の実施形態にかかる重要度処理部６と異なる。
【００６９】
（ピッチ性算出部）
ピッチ性算出部２１０は、音声信号のピッチ性を算出する。ピッチ性を調べることにより、変化のない単調な音声信号なのか、変化のある音声信号なのかが判定できる。これにより、音声信号の重要度を決定できる。
【００７０】
図１１は、ピッチ性算出部２１０におけるピッチ性の算出を説明する図である。図１１のように、ピッチ性算出部２１０は、現フレームの信号と過去フレームの信号を用いて、サンプル単位で計算範囲をずらしながら、ずらした信号 sig_dif と現フレームの信号sig
_orgとの近似度を表す apx を式６を用いて算出し、近似度が最も大きい場所のピッチゲ
イン pgain を式７を用いて算出する。
【００７１】
【数６】
0004744332.tif 000007
【００７２】
【数７】
0004744332.tif 000008
ここで、max_sig_dif(i) は近似度apxが最も大きくなる場所の信号である。
【００７３】
ここで、ピッチゲインが閾値以上であればピッチ性ありと、ピッチゲインが閾値未満であれば、ピッチ性なしとなる。
【００７４】
ピッチ性算出部２１０は、算出した現フレームのピッチ性の有無を重要度判定部２０６に通知する。
【００７５】
音声パケットのピッチ性があるということは、音声の変化点ではなく音声が同じ音で連続していることを示している。従って、ピッチ性があるときは、複製／破棄の影響が小さく音声パケットの重要度は低いものと考えられる。
【００７６】
（重要度判定部）
重要度判定部２０６は、パワーの変動特性と現フレームピッチ性の有無から、重要度の判定を行う。
【００７７】
図９は、重要度判定の動作フローを示す図である。重要度判定部２０６は、パワー変動算出部２０４から通知された音声信号のパワー変動特性が、閾値ａ以上かａ未満かを調べる（Ｓ２０２）。パワー変動特性が閾値ａ以上の場合（Ｓ２０２；ＮＯ）は、次にパワーが閾値ｂ以上かｂ未満かを調べる（Ｓ２０６）。パワーが閾値ｂ以上の場合（Ｓ２０６；ＮＯ）は、音声信号の重要度は高いと判定される（Ｓ２１０）。パワーが閾値ｂ未満の場合（Ｓ２０６；ＹＥＳ）は、音声信号の重要度は低いと判定される（Ｓ２１２）。また、パワーの変動特性が閾値ａ未満の場合（Ｓ２０２；ＹＥＳ）は、次にパワーが閾値ｂ以上かｂ未満かを調べる（Ｓ２０４）。パワーが閾値ｂ以上の場合（Ｓ２０４；ＮＯ）は、次にピッチ性算出部２１０から通知された音声信号のピッチ性の有無を調べる（Ｓ２０８）。ピッチ性がない場合（Ｓ２０８；ＮＯ）は、音声信号の重要度は高いと判定される（Ｓ２１０）。一方、ピッチ性がある場合（Ｓ２０８；ＹＥＳ）は、音声信号の重要度は低いと判定される（Ｓ２１２）。パワーが閾値ｂ未満の場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）は、音声信号は無音であると判定される（Ｓ２１４）。
【００７８】
以上をまとめると、図１０のように判定される。即ち、重要度判定部２０６は、
（１）パワーの変動特性が閾値ａ以上かつパワーが閾値ｂ以上の場合、重要度は高い、
（２）パワーの変動特性が閾値ａ未満かつパワーが閾値ｂ以上の場合に、
ピッチ性がない場合、重要度は高い、
ピッチ性がある場合、重要度は低い、
（３）パワーの変動特性が閾値ａ以上かつパワーが閾値ｂ未満の場合、重要度は低い、
（４）パワーの変動特性が閾値ａ未満かつパワーが閾値ｂ未満の場合、無音、
と、判定する。重要度判定部２０６は、この判定結果を再生制御部４に通知する。
【００７９】
〈第２の実施形態の効果〉
以上説明した本実施形態によると、重要度処理部６で音声パケットのピッチ性を算出し、重要度の判断に使用している。これにより、より正確な重要度の判定をすることができる。
【００８０】
ピッチ性の有無によって重要度を判断することにより、音声の変化点を破棄することなく、再生することが可能となる。音声の変化点を再生することができると、音声が明瞭になって通話相手とのコミュニケーションが良好にとれるようになり、通話品質が向上する。
【００８１】
〔その他〕
上述した実施形態は、以下の発明の開示を含む。以下の発明は必要に応じて適宜組み合わせることができる。
【００８２】
（付記１）
到着したパケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファの制御装置であって、
前記到着パケットのゆらぎを測定するゆらぎ測定部と、
前記パケットのゆらぎが前記ゆらぎ吸収バッファのバッファ蓄積量で吸収可能か否かを判定する判定部と、
前記パケットの重要度を決定する決定部と、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットであって、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なパケットに対し、重要度に応じた再生処理又は破棄処理を行う制御部と、
を含むゆらぎ吸収バッファ制御装置。（１）
（付記２）
前記制御部は、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットが高い重要度を持つ場合には、このパケットを破棄することなく、このパケットに対する再生処理を行う
付記１に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（２）
（付記３）
前記制御部は、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットが低い重要度を持つ場合には、このパケットを破棄する
付記１又は２に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（３）
（付記４）
前記測定部にて測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する蓄積量決定部をさらに含み、
前記制御部は、決定されたパケット蓄積量に従って、低い重要度を持つパケットの複製又は破棄を行う
付記１乃至３のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（４）
（付記５）
前記測定部にて測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定する蓄積量決定部と、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットが無音パケットか否かを判定する無音判定部とをさらに含み、
前記制御部は、前記蓄積量決定部の決定によってパケット蓄積量を増加させる場合には、低い重要度を持つパケット又は無音パケットの複製を行う
付記１乃至３のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（５）
（付記６）
前記制御部は、前記蓄積量決定部の決定によってパケット蓄積量を減少させる場合には、無音パケットの破棄を行う
付記５に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（６）
（付記７）
前記制御部は、複製または破棄を行ったパケットの次に前記ゆらぎ吸収バッファから読み出されるパケットに対して、複製及び破棄を行うことなく、再生処理を行う
付記４乃至６のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（７）
（付記８）
前記判定部は、パケットに含まれる音声符号化データを用いて重要度を判定する
付記１乃至７のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【００８３】
（付記９）
前記判定部は、パケットに含まれる音声符号化データを復号化して得られる音声信号を用いて重要度を判定する
付記１乃至５のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（８）
（付記１０）
前記判定部は、音声信号のパワー変動に基づいて重要度を判定する
付記９に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。（９）
（付記１１）
前記判定部は、さらに、音声信号の周期性の有無に基づいて重要度を判定する
付記１０に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【００８４】
（付記１２）
復号化された音声信号について直交変換を行い、スペクトルパワーの変動に基づいて重要度を判定する
付記７に記載のゆらぎ吸収バッファ制御装置。
【００８５】
（付記１３）
到着したパケットを蓄積するゆらぎ吸収バッファの制御方法であって、
前記到着パケットのゆらぎを測定し、
前記パケットのゆらぎが前記ゆらぎ吸収バッファのバッファ蓄積量で吸収可能か否かを判定し、
前記パケットの重要度を決定し、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットであって、前記バッファ蓄積量で吸収不可能なパケットに対し、重要度に応じた再生処理又は破棄処理を行う、
ゆらぎ吸収バッファ制御方法。（１０）
（付記１４）
前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットが高い重要度を持つ場合には、このパケットを破棄することなく、このパケットに対する再生処理を行う
付記１３に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００８６】
（付記１５）
前記バッファ蓄積量で吸収不可能なゆらぎを有するパケットが低い重要度を持つ場合には、このパケットを破棄する
付記１３又は１４に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００８７】
（付記１６）
測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定し、
決定されたパケット蓄積量に従って、低い重要度を持つパケットの複製又は破棄を行う付記１３乃至１５のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００８８】
（付記１７）
測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量を決定し、
前記ゆらぎ吸収バッファに蓄積されたパケットが無音パケットか否かを判定し、
測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたパケット蓄積量の決定によってパケット蓄積量を増加させる場合には、低い重要度を持つパケット又は無音パケットの複製を行う
付記１３乃至１５のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００８９】
（付記１８）
測定される複数のパケットのゆらぎの分布に応じたバッファ蓄積量の決定によってパケット蓄積量を減少させる場合には、無音パケットの破棄を行う
付記１７に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９０】
（付記１９）
複製または破棄を行ったパケットの次に前記ゆらぎ吸収バッファから読み出されるパケットに対して、複製及び破棄を行うことなく、再生処理を行う
付記１６乃至１８のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９１】
（付記２０）
パケットに含まれる音声符号化データを用いて重要度を判定する
付記１３乃至１９のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９２】
（付記２１）
パケットに含まれる音声符号化データを復号化して得られる音声信号を用いて重要度を判定する
付記１３乃至１７のいずれか１つに記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９３】
（付記２２）
音声信号のパワー変動に基づいて重要度を判定する
付記２１に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９４】
（付記２３）
音声信号の周期性の有無に基づいて重要度を判定する
付記２２に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【００９５】
（付記２４）
復号化された音声信号について直交変換を行い、スペクトルパワーの変動に基づいて重要度を判定する
付記１９に記載のゆらぎ吸収バッファ制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】ゆらぎ吸収バッファ制御装置の構成例を示す図である。
【図２】ゆらぎ吸収バッファ制御装置の統計処理部を示す図である。
【図３】ゆらぎ吸収判定を説明する図である。
【図４】ゆらぎ吸収バッファ制御装置の重要度処理部の構成例を示す図である。
【図５】重要度判定の動作フローを示す図である。
【図６】重要度判定のテーブルを示す図である。
【図７】ゆらぎ吸収バッファ制御装置の再生制御部の構成例を示す図である。
【図８】ゆらぎ吸収バッファ制御装置の重要度処理部の構成例を示す図である。
【図９】重要度判定の動作フローを示す図である。
【図１０】重要度判定のテーブルを示す図である。
【図１１】ピッチ性算出部の処理を説明する図である。
【図１２】ゆらぎ吸収バッファを説明する図である。
【図１３】特許文献１のシステム構成を示す図である。
【図１４】特許文献２のシステム構成を示す図である。
【図１５】ゆらぎの分布を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
２      ゆらぎ吸収バッファ
４      再生制御部
６      重要度処理部
８      ゆらぎ測定部
１０      統計処理部
１０２      ゆらぎ吸収判定部
１０４      バッファ蓄積量決定部
１０６      ゆらぎ分布保持部
２０２      復号化部
２０４      パワー変動算出部
２０６      重要度判定部
２０８      到着遅れ指示部
２１０      ピッチ性算出部
３０２      デバイス出力部
３０４      パケット操作部
Ｔ１００      重要度判定の例
Ｔ２００      重要度判定の例
【図１】
0004744332.tif 000009
【図２】
0004744332.tif 000010
【図３】
0004744332.tif 000011
【図４】
0004744332.tif 000012
【図５】
0004744332.tif 000013
【図６】
0004744332.tif 000014
【図７】
0004744332.tif 000015
【図８】
0004744332.tif 000016
【図９】
0004744332.tif 000017
【図１０】
0004744332.tif 000018
【図１１】
0004744332.tif 000019
【図１２】
0004744332.tif 000020
【図１３】
0004744332.tif 000021
【図１４】
0004744332.tif 000022
【図１５】
0004744332.tif 000023