(57)【要約】【課題】ネットワーク内の遅延あるいは遅延揺らぎが生じても、連続したエラーのない信号として再生する音声／ＦＡＸ通信システムを提供する。【解決手段】送信側において、音声／ＦＡＸ信号を符号化するとともに符号化データが無音であるか否かを識別し、符号化データが無音である時に当該符号化データに無音フラグを設定してパケット送信する。受信側では、受信したパケットの遅延変動を吸収する揺らぎ吸収バッファを設け、無音フラグが設定された符号化データの区間で遅延変動に応じて揺らぎ吸収バッファ量を動的に変更する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信網を介して音声／ＦＡＸ信号を伝送する音声／ＦＡＸ通信システムにおいて、
音声信号またはＦＡＸ信号を符号化するとともに符号化データが無音であるか否かを識別する符号化手段と、前記符号化データが無音である時に当該符号化データに無音フラグを設定して前記パケット通信網へ送信するパケットを生成するパケット生成手段と、を有する送信装置と、
前記パケット通信網から受信したパケットの遅延変動を吸収する揺らぎ吸収バッファと、前記無音フラグが設定された符号化データの区間で前記遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を動的に変更するバッファ量制御手段と、を有する受信装置と、
を含むことを特徴とする音声／ＦＡＸ通信システム。
【請求項２】
前記受信装置の前記バッファ量制御手段は、受信した符号化データが音声信号およびＦＡＸ信号のいずれであるかに応じて、前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を変更する基準を切り替えることを特徴とする請求項１記載の音声／ＦＡＸ通信システム。
【請求項３】
パケット通信網を介して、有音／無音が区別された符号化データを含むパケットを受信する音声／ＦＡＸ受信装置において、
前記パケット通信網から受信したパケットの遅延変動を吸収するための揺らぎ吸収バッファと、
受信パケットの符号化データが無音であれば、前記遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を動的に変更するバッファ量制御手段と、
を有することを特徴とする音声／ＦＡＸ受信装置。
【請求項４】
前記バッファ量制御手段は、前記遅延の大きさに応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を変化させる基準テーブルを有することを特徴とする請求項３記載の音声／ＦＡＸ受信装置。
【請求項５】
前記基準テーブルは音声通信に適した第１基準テーブルとＦＡＸ通信に適した第２基準テーブルとを含み、前記バッファ量制御手段は、受信した符号化データが音声信号およびＦＡＸ信号のいずれであるかに応じて、前記第１基準テーブルと第２基準テーブルとを切り替えることを特徴とする請求項４記載の音声／ＦＡＸ受信装置。
【請求項６】
パケット通信網を介して、有音／無音が区別された符号化データを含むパケットを受信する音声／ＦＡＸ受信装置に設けられた揺らぎ吸収バッファのバッファ量制御方法において、
受信パケットの符号化データの無音／有音を判定し、
当該符号化データが無音であれば、受信パケットの遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファ量を動的に変更する、
ことを特徴とする揺らぎ吸収バッファ量制御方法。
【請求項７】
前記受信パケットの遅延が所定範囲を超えた場合、有音／無音に関係なく強制的に前記揺らぎ吸収バッファ量を変更することを特徴とする請求項６記載の揺らぎ吸収バッファ量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号あるいはファクシミリ（以下、ＦＡＸと略記する。）信号をパケット化して通信を行う音声／ＦＡＸ通信システムおよびその通信制御方法に関する。本発明は、たとえばマルチメディアパケット交換システムやＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ベースの音声通信サービスを提供するためのＶｏＩＰ  （Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）  システム等に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
パケット通信網を通して音声データをリアルタイム伝送する場合、音声通信の品質がパケット遅延の大小によって大きな影響を受けることはよく知られている。このようなパケット遅延による通信品質の低下を回避するために、パケットの遅延ゆらぎを吸収する技術が種々提案されている。たとえば、特許文献１（特開２０００−２２４２２５号公報）には、受信パケットの遅延ゆらぎを吸収するためのジッタバッファを設け、更に受信パケットのタイムスタンプ情報からパケット遅延を算出し、その遅延量に応じてパケットの復号タイミングを制御する技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、音声通信では有音区間と無音区間とが混在するために、有音時にバッファ量を変動させると違和感が生じるという問題がある。たとえば、有音時にバッファ量を増やすと再生された音声が間延びして聞こえ、逆にバッファ量を減らすと音詰まりして聞こえる。そこで、特許文献２（特開２００２−２７１３９１号公報）には、受信音声データを復号する前に、無音パターンを検出し、無音時に無音パターンの挿入あるいは消去を行い吸収バッファ量を変動させるダイナミックジッタバッファ制御方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２４２２５号公報（要約、明細書段落番号００８５、図１、図４）
【特許文献２】
特開２００２−２７１３９１号公報（明細書段落番号００４１〜００４２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、無音パターンがシステム固有になるため、国際的に標準化された音声符号化技術が使用できない。国際的に標準化された音声符号化方式（例えば、Ｇ．７２８、Ｇ．７２９、Ｇ．７２３．１）に基づく音声通信制御方式の場合には、エンコーダ（送信側）において無音検出機能を持っているが、無音といっても実際には音が全くない状態ではなく背景雑音があるのが一般的である。従って、無音検出されても個々のエンコード結果はその時の背景雑音によって一定ではない。これを一定の無音パターンで置き換えると、デコーダ（受信側）で音声を再生した場合に違和感が生じる。特に有音と無音との切り変わり時に違和感が生じるために、あまり普及していない無音圧縮技術を使用したかのような違和感となる。
【０００６】
さらに特許文献２に記載された技術では、揺らぎ吸収バッファの前に無音か有音かを判定する必要がある。すなわち、復号器で行われる無音検出がパケット分析部でも必要となり、同様の処理が二重に行われることになる。
【０００７】
また、無音圧縮機能を持たないコーデックを用いた音声通信では、音声圧縮率の範囲内の通信速度でＦＡＸ通信を許容している。一般に、音声通信で通話路を確立した後、ＦＡＸ通信に切り替わるが、場合によっては、音声通信とＦＡＸ通信とを交互に繰り返すこともある。
【０００８】
周知のように、音声通信は多少品質が下がっても即時性（リアルタイム性）が重視されるために、遅延が生じたときにパケットを破棄することがある。これに対して、ＦＡＸ通信では多少遅延が生じても確実性が重視されるために、遅延パケットもなるべく破棄しないように制御される。このような逆の特性を有する音声通信およびＦＡＸ通信が混在する場合でも、従来、音声通信の制御方法によりＦＡＸ通信が制御されていた。このためにＦＡＸ通信に必要なデータが抜けて再送処理が発生し通信時間が余計にかかったり、通信異常が発生してＦＡＸを再度送り直さなければならない等の不都合が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、音声／ＦＡＸ信号をパケット化して通信する際に、ネットワーク内の遅延あるいは遅延揺らぎが生じても、連続した滑らかな信号として再生することを可能にする音声／ＦＡＸ通信システム、音声／ＦＡＸ受信装置およびその受信制御方法を提供することにある。
【００１０】
更に、本発明の他の目的は、音声通信およびＦＡＸ通信が混在する場合でも手順エラーやＦＡＸ信号の再送が発生しないように信号を再生することを可能にする音声／ＦＡＸ通信システムおよびその通信制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、音声／ＦＡＸをパケット化して通信する際に、ネットワーク内の遅延あるいは遅延揺らぎに応じて揺らぎ吸収バッファ量を動的に調整する。また、音声通信（即時性重視）かＦＡＸ通信（確実性重視）かに応じて吸収バッファ量を制御する基準を変更する。
【００１２】
本発明の第１の側面によれば、パケット通信網を介して音声／ＦＡＸ信号を伝送する音声／ＦＡＸ通信システムは、音声信号またはＦＡＸ信号を符号化するとともに符号化データが無音であるか否かを識別する符号化手段と、前記符号化データが無音である時に当該符号化データに無音フラグを設定して前記パケット通信網へ送信するパケットを生成するパケット生成手段と、を有する送信装置と、前記パケット通信網から受信したパケットの遅延変動を吸収する揺らぎ吸収バッファと、前記無音フラグが設定された符号化データの区間で前記遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を動的に変更するバッファ量制御手段と、を有する受信装置と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記受信装置の前記バッファ量制御手段は、受信した符号化データが音声信号およびＦＡＸ信号のいずれであるかに応じて、前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を変更する基準を切り替えることが望ましい。
【００１４】
本発明の第２の側面によれば、パケット通信網を介して、有音／無音が区別された符号化データを含むパケットを受信する音声／ＦＡＸ受信装置は、前記パケット通信網から受信したパケットの遅延変動を吸収するための揺らぎ吸収バッファと、受信パケットの符号化データが無音であれば、前記遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を動的に変更するバッファ量制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
前記バッファ量制御手段は、前記遅延の大きさに応じて前記揺らぎ吸収バッファの蓄積量を変化させる基準テーブルを有することが望ましい。この基準テーブルは音声通信に適した第１基準テーブルとＦＡＸ通信に適した第２基準テーブルとを含む。バッファ量制御手段は、受信した符号化データが音声信号およびＦＡＸ信号のいずれであるかに応じて、前記第１基準テーブルと第２基準テーブルとを切り替えることが望ましい。
【００１６】
本発明の第３の側面によれば、パケット通信網を介して、有音／無音が区別された符号化データを含むパケットを受信する音声／ＦＡＸ受信装置に設けられた揺らぎ吸収バッファのバッファ量制御方法は、受信パケットの符号化データの無音／有音を判定し、当該符号化データが無音であれば、受信パケットの遅延変動に応じて前記揺らぎ吸収バッファ量を動的に変更することを特徴とする。
【００１７】
特に、前記遅延が所定範囲を超えた場合、有音／無音に関係なく強制的に前記揺らぎ吸収バッファ量を変更することが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態による音声／ＦＡＸ通信システムを示すブロック図である。図１に示す音声／ＦＡＸ通信システムでは、複数の音声パケット通信装置（あるいはＶｏＩＰゲートウェイ装置）＃１，＃２・・・がパケット通信網を介して接続されており、各音声パケット通信装置にはアナログ音声信号を送受信する電話機／ＦＡＸが接続されている。ここでは、音声パケット通信装置１と音声パケット通信装置２とがパケット通信網の中継回線３を通して接続されており、音声パケット通信装置１には電話機／ＦＡＸ４１がアナログ信号線４１１を通して接続され、音声パケット通信装置２には電話機／ＦＡＸ４２がアナログ信号線４２１を通して接続されているものとする。
【００１９】
以下、音声パケット通信装置１の構成について説明するが、音声パケット通信装置２の内部構成も基本的に同一である。電話機／ＦＡＸ４１が接続されたアナログ信号線４１１はＰＣＭコーデック１０１に接続され、ＰＣＭコーデック１０１は送信系および受信系に接続されている。送信系は、符号器１１１、パケット生成器１２１および送信バッファ１３１からなり、受信系は、受信バッファ１３２、パケット分析器１２２、揺らぎ吸収バッファ１２３および復号器１１２からなる。ＷＡＮ（中継部）１４１は、データバス１３３を通して送信バッファ１３１および受信バッファ１３２に接続され、送信バッファ１３１から受け取った送信パケットを中継回線３へ送出し、中継回線３から受信したパケットを受信バッファ１３２へ格納する。
【００２０】
同様に、音声パケット通信装置２においても、電話機／ＦＡＸ４２が接続されたアナログ信号線４２１はＰＣＭコーデック２０１に接続され、ＰＣＭコーデック２０１は送信系および受信系に接続されている。送信系は、符号器２１１、パケット生成器２２１および送信バッファ２３１からなり、受信系は、受信バッファ２３２、パケット分析器２２２、揺らぎ吸収バッファ２２３および復号器２１２からなる。ＷＡＮ２４１は、データバス２３３を通して送信バッファ２３１および受信バッファ２３２に接続されている。
【００２１】
なお、本実施形態におけるＰＣＭコーデック１０１および２０１は、アナログ信号を６４ＫのＰＣＭコード（送信信号）１０１１および２０１１にそれぞれ変換する。また、符号器１１１および２１１は６４ＫのＰＣＭコードを圧縮し、あるいは、ＦＡＸモデム信号を抽出して音声と同じ帯域に調整して、符号化データ１１１２および２１１２をそれぞれ生成する。さらに、本実施形態における符号器１１１および２１１は、符号化データが有音区間か無音区間かを判別することができ、符号化データが無音の時に有効となる無音指示信号１１１１を生成する。
【００２２】
復号器１１２および２１２は、受信した符号化データを元の６４ＫＰＣＭコード（再生信号）１０１２および２０１２へそれぞれ復号する。また、本実施形態における復号器１１２および２１２は、ＦＡＸモデム信号の復号を開始から終了までのあいだ有効にするＦＡＸ通信表示信号１１２１および２１２１をそれぞれ生成する。
【００２３】
音声／ＦＡＸ信号の送信側を音声パケット通信装置＃１とすると、電話機／ＦＡＸ端末機４１から受信したアナログ信号４１１はＰＣＭコーデック１０１により６４ＫＰＣＭコード１０１１に変換される。６４ＫＰＣＭコード１０１１は、符号化周期（例えば１０ｍｓ）毎に符号器１１１により符号化され、符号化データ１１１２と、当該符号化データが無音か否かを示す無音表示フラグ１１１１とをパケット生成器１２１へ渡す。パケット生成器１２１は、後述するパケットヘッダに符号化データ１〜Ｎを付加してパケットを組み立て、更に、符号化データ１〜Ｎのそれぞれに対応したフレーム位置に無音表示フラグ１１１１を設定する。ここで生成されたパケット１２１１は送信バッファ１３１へ書き込まれ、ＷＡＮ１４１へ送信要求する。ＷＡＮ１４１はデータバス１３３を介して送信バッファ１３１からパケットを引き取り、伝送すべきパケットを生成して中継回線３へ送信する。音声／ＦＡＸ信号送信制御の詳細は後述する。
【００２４】
音声／ＦＡＸ信号の受信側を音声パケット通信装置＃２とすると、ＷＡＮ２４１は中継回線３からパケットを受信し、データバス２３３を通して受信バッファ２３２へ格納するとともに、パケット分析器２２２へパケット受信を通知する。
【００２５】
パケット分析器２２２は揺らぎ吸収バッファ量の制御手段として機能する。パケット分析器２２２は受信バッファ２３２からパケットヘッダ２２２１を読み出して正しいパケットであるかを検査する。正しくなければそのパケットを廃棄し、正しければ現在の揺らぎ吸収バッファ量が適正か否かを判定する。再生可能な受信範囲であれば、当該パケットが格納された受信バッファ２３２のアドレスと当該パケットの無音表示フラグとを揺らぎ吸収バッファ２２３へ格納する。
【００２６】
復号化の主要処理自体は従来知られたものである。復号器２１２は復号化周期（例えば１０ｍｓ）毎に復号化を行うが、揺らぎ吸収バッファ量の変動がある場合には、バッファ量を後述するように変更してから揺らぎ吸収バッファ２２３からデータを取り出して復号化する。このようにして復号化されたデータ２０１２は、ＰＣＭコーデック２０１でアナログ信号４２１に戻されて、受信側の電話機／ＦＡＸ機４２へと到達する。こうして再生されたフレームは受信バッファ２３２および揺らぎ吸収バッファ２２３から削除される。
【００２７】
また、復号器１１２および２１２は、ＦＡＸ信号を復号した場合、ＦＡＸ通信表示信号２１２１を有効にする。このＦＡＸ通信表示信号２１２１の状態によって、パケット分析器１２２および２２２は、後述するように、揺らぎ吸収バッファ制御用パラメータの参照テーブルを切り替え、音声通信およびＦＡＸ通信の混在に対応することができる。
【００２８】
以下、本実施形態による音声／ＦＡＸ通信システムの具体的な動作例を図２〜図７を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
音声／ＦＡＸパケット
図２は、本実施形態における音声パケット通信装置の送信／受信バッファに格納される音声／ＦＡＸパケットのフォーマット図である。ここでは、複数の符号化データ（フレーム）１〜Ｎがパケット化されているものとする。
【００３０】
図２において、たとえば１つの送信バッファに格納される音声／ＦＡＸパケットは、次のバッファの先頭アドレスを示すポインタ１３１１１、コマンド（ここではパケット送信）番号１３１１２、パケット長１３１１３、音声の符号化方式を示す音声タイプ１３１１４、パケット化された符号データ（以降、フレームと称す）のそれぞれに対応して当該フレームの有音／無音の区別を示す無音表示フラグ１３１１５、パケットの送信順を示す送信シーケンス番号１３１１６、パケットの符号化時刻を示すタイムスタンプ（以下、ＴＳと記す）１３１１７、送信元識別子１３１１８、および、符号化されたデータ（音声／ＦＡＸ信号）１３１１９からなる。なお、符号器１１１および２１１が無音区間を検出された時に、無音表示フラグ１３１１５に「無音」を示す値が記録される。
【００３１】
また、送信バッファ１３１および２３１は、次バッファの先頭アドレスを示すポインタチェーン方式で動作し、ＷＡＮにより中継回線３へ送出されるパケットは音声タイプ１３１１４〜符号化データ１３１１９のパケットである。受信バッファ１３２および２３２の場合も同様であり、音声タイプ２３１１４〜符号化データ２３１１９のパケットを受信すると、ポインタ２３１１１、コマンド（ここではパケット受信）番号２３１１２、および、パケット長２３１１３を付加して、受信バッファ１３２および２３２にそれぞれ格納される。
【００３２】
コマンド１３１１２／２３１１２およびパケット長１３１１３／２３１１３は、音声／ＦＡＸ信号処理部と中継処理部とのインタフェースパラメータとして用いられる。パケットフォーマット中で実際に伝送される部分は、パケットヘッダの音声タイプ１３１１４〜送信元識別子１３１１８と符号化データ１３１１９とである。本発明に係る無音表示フラグ１３１１５を除くパラメータについては、従来通りにＶｏＩＰで標準化されているＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従って付与される。１つのパケットに、複数のフレーム１〜Ｎがパケット化されているので、フレームの数だけ無音表示フラグ１〜ｎが必要となる。
【００３３】
揺らぎ吸収バッファ
図３は、本実施形態における揺らぎ吸収バッファの構成および動作を示す模式図である。揺らぎ吸収バッファ１２３および２２３は、音声／ＦＡＸフレームが格納されている受信バッファのアドレスを格納するバッファ３００１と、当該音声／ＦＡＸフレームの各々が無音か否かを表示する無音表示フラグを格納するバッファ３００２からなる。
【００３４】
パケット分析器１２２および２２２は、次に再生されるフレーム位置を示す再生ポインタ３００３、再生ポインタ位置のサンプリング時間を示す再生フレームタイムスタンプ（ＴＳ）３００４、再生ポインタより遅れて到着したパケットの最大遅延（再生ポインタから一番離れた位置）を示す増加ポインタ３００６、再生ポインタに遅れることなく到着したパケットの最大遅延（再生ポインタから一番近い位置）を示す変動ポインタ３００７、および、揺らぎ吸収バッファ制御用パラメータテーブル３００５を用いて、後述するように揺らぎ吸収バッファ１２３および２２３をそれぞれ制御する。なお、増加ポインタ３００６および変動ポインタ３００７の初期値はともに再生ポインタ３００３と同じであり、後述する揺らぎ吸収バッファ量を変更した場合にはともに初期化される。
【００３５】
吸収バッファ制御用パラメータテーブル３００５には、揺らぎ吸収バッファを増加させるべき範囲を示す増加範囲パラメータ３００５１、揺らぎ吸収バッファを変動させない範囲を示す不感動範囲パラメータ３００５２、揺らぎ吸収バッファを減少させる範囲を示す減少範囲パラメータ３００５３が設けられている。各パラメータは、音声通信中あるいはＦＡＸ通信中であるかに応じて異なる２種類の値が予め定義されている。
【００３６】
図３に示す例では、音声通信の場合に増加範囲、不感動範囲あるいは減少範囲に分類される０ｍｓ〜１２０ｍｓの範囲のものが、ＦＡＸ通信中では等しく増加範囲として判定される。  これによって、音声通信からＦＡＸ通信への切り替えが発生しても、ＦＡＸ通信では常に増加範囲に判定され、後述するように無音区間を利用してバッファ量を増加させることができる。逆に、ＦＡＸ通信から音声通信に切り替わった場合は、たとえばＦＡＸ通信の不感動範囲は音声通信の強制減少範囲になり、無音区間を利用して、あるいは、切り替わりのタイミングで強制的にバッファ量を減少させることができる。このように、即時性重視および確実性重視の２つのパラメータテーブルを切り替えて適切な制御が可能となる。
【００３７】
次ぎに、強制増加／増加／不感動／減少／強制減少範囲の動作について簡単に説明しておく。
【００３８】
（ａ）    強制増加範囲：この範囲に一定数以上のパケットが到着すると、有音／無音区間にかかわらず強制的にバッファ量を増加する。この間に受信したパケットは再生タイミングを過ぎているため廃棄される。
【００３９】
（ｂ）    増加範囲：この範囲にパケットが到着すると、無音区間を利用して１フレーム分のバッファ量を増加させる。受信パケットは揺らぎ吸収バッファに積み込まれる。
【００４０】
（ｃ）    不感動範囲：この範囲にパケットが到着すると、バッファ量の変更はしない。受信パケットは揺らぎ吸収バッファに積み込まれる。
【００４１】
（ｄ）    減少範囲：この範囲にパケットが到着すると、無音区間を利用して、１フレーム分のバッファ量を減少させる。受信パケットは揺らぎ吸収バッファに積み込まれる。
【００４２】
（ｅ）    強制減少範囲：この範囲にパケットが到着すると、有音／無音区間にかかわらず強制的にバッファ量を減少させる。受信パケットは揺らぎ吸収バッファに積み込まれる。
【００４３】
なお、揺らぎを吸収するためには遅延の大きい方へバッファ量をあわせる必要がある。またバッファ量増加→減少→増加のような不安定な動作が生じないようにすることも必要である。したがって、揺らぎ吸収バッファ量変動制御では増加方向の処理を優先する。
【００４４】
音声／ＦＡＸ信号送信制御
最初に、本実施形態における音声／ＦＡＸ信号送信制御について、音声パケット通信装置＃１を例にとって説明する。ここでは、１つのパケットがＮフレームで構成され、フレームカウントによってフレームの位置および個数が指示されるものとする（図２参照）。
【００４５】
図４は、本実施形態における音声／ＦＡＸ信号送信制御を示すフローチャートである。先ず、所定の初期化を行った後、符号器１１１を符号化周期（例えば１０ｍｓ）で起動し（ステップＳ１０１）、ＰＣＭコーデック１０１から出力された６４ＫＰＣＭコード１０１１を符号化する（ステップＳ１０２）。パケット生成器１２１は、符号器１１１から符号化データ１１１２と当該符号化データの無音表示フラグ１１１１とを受け取り、パケットに組み込む符号化データの数、すなわちフレームカウントが０であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００４６】
フレームカウントが０の場合は（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、新規パケットを生成するためにパケットヘッダを生成し（ステップＳ１０４）、フレームカウントを１だけ増加させる（ステップＳ１０５）。フレームカウントが０でなければ（ステップＳ１０３のＮＯ）、パケットヘッダを生成することなく、フレームカウントを１だけ増加させる（ステップＳ１０５）。
【００４７】
続いて、パケット生成器１２１は、符号化データ１１１２をフレームカウントに従ったフレーム位置に設定し（ステップＳ１０６）、同様に、無音表示フラグ１１１１をフレームカウントに従った位置に設定する（ステップＳ１０７）。そして、フレームカウントがＮに等しいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。フレームカウントがＮに到達していなければ（ステップＳ１０８のＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻る。すなわち、フレームカウントがＮになるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７を繰り返す。
【００４８】
フレームカウントがＮに等しくなると（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、Ｎ個の符号化データを載せたパケットが完成したことになるので、この送信パケット１２１１を送信バッファ１３１へ書き込み（ステップＳ１０９）、フレームカウントを０にリセットする（ステップＳ１１０）。そして、ＷＡＮ１４１へ送信要求を出力し、上述したようにＷＡＮ１４１により中継回線３へ送信される（ステップＳ１１１）。以上のステップＳ１０１〜Ｓ１１１を繰り返すことで、送信パケットが順次送信される。
【００４９】
音声／ＦＡＸ信号受信制御
次に、音声／ＦＡＸ信号受信制御について、音声パケット通信装置＃２を例にとり、図３、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図５は本実施形態における音声／ＦＡＸ信号受信制御のパケット分析を示すフローチャートであり、図６は本実施形態における揺らぎ吸収バッファ量変動制御を示すフローチャートである。パケット分析器は、上述したようにＦＡＸ通信表示信号２１２１によって参照するパラメータテーブルを決定し、次に述べるように、パケット分析、揺らぎ吸収バッファへの積み込み、および、揺らぎ吸収バッファ量の変動制御を実行する。
【００５１】
（１）パケット分析および揺らぎ吸収バッファへの積み込み
図５において、パケット通信装置＃２のＷＡＮ２４１は、中継回線３からパケットを受信すると（ステップＳ２０１）、受信パケットをデータバス２３３を通して受信バッファ２３２へ格納し（図２参照）、パケット分析器２２２へパケット受信を通知する。パケット受信の通知を受けると、パケット分析器２２２は、受信バッファ２３２からパケットヘッダ２２２１を読み出して分析し、パケット長２３１１３、音声タイプ２３１１４、送信元識別子２３１１８などから正しいパケットであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。上述したように、正しいパケットでない場合は当該パケットを廃棄し、正しいパケットであれば、次に述べるように現在の揺らぎ吸収バッファ量が適正か否かを判定する。
【００５２】
まず、再生ポインタ３００３、再生フレームＴＳ３００４および受信パケットタイムスタンプ（ＴＳ）２３１１７を用いて、受信パケットの揺らぎ吸収バッファ積み込み位置を算出する（ステップＳ２０３）。
【００５３】
たとえば、受信パケットＴＳの初期値＝０、ＴＳが６４ＫＰＣＭサンプリング単位で１フレーム当たり８０だけ増加し、１パケットが３フレームで構成される場合には、通信の最初に受信したパケットのＴＳは「０」で、パケットのシーケンス番号が「１」上がるとＴＳは「８０×３＝２４０」だけ上がる。この場合、再生フレームＴＳをＸ、受信パケットＴＳをＹとすると、積み込み位置は（Ｙ−Ｘ）／８０で算出できる。
【００５４】
図３に示すバッファ構成では、Ｘ＝２０８０、Ｙ＝２１６０とすると、積み込み位置は「１」になるから、再生ポインタ３００３の位置を「０」に見て、受信バッファアドレス３００１の＃１〜＃３に受信バッファアドレスおよび無音表示フラグが積み込まれる。図３における「音声通信中」であれば、「増加範囲」で受信したことになる。また、Ｘ＝２０８０、Ｙ＝１８４０であれば、積み込み位置は「−３」になるから、受信バッファアドレス３００１の＃１２５〜＃１２７に受信バッファアドレスが積み込まれる。この場合、「音声通信中」であれば、「強制増加範囲」、すなわち増加範囲外（再生不可範囲）で受信したことになる。
【００５５】
なお、上述したように、  強制増加／増加／不感動／減少／強制減少範囲を判定するために参照される吸収バッファ制御用パラメータテーブルは、ＦＡＸ通信表示信号２１２１が「音声通信中」あるいは「ＦＡＸ通信中」のいずれを示すかによって決定される。
【００５６】
このようにして、パケット分析器１２２および２２２は、算出された積み込み位置が強制増加範囲あるいはそれ以外の範囲のいずれになるかを判定する（ステップＳ２０４）。
【００５７】
強制増加範囲で受信したパケットは既に再生時間が経過しているために再生されないが、この状態が長く継続すると音が再生されずに無音となるため、早い機会に揺らぎ吸収バッファを適応位置へ変更する必要がある。そこで、積み込み位置が強制増加範囲内になると（ステップＳ２０４）、パケット分析器は積み込み位置が増加ポインタ３００６より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０５）。積み込み位置が増加ポインタ３００６より小さい、すなわち遅延が大きくなっていれば（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、増加ポインタ３００６を今回算出した積み込み位置に更新し（ステップＳ２０６）、増加範囲外カウンタを１だけインクリメントして（ステップＳ２０７）、強制増加範囲に一定値以上のパケットが到着したか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
【００５８】
強制増加範囲に一定値以上のパケットが到着したと判定されると（Ｓ２０８）、強制増加フラグをオンに設定する（ステップＳ２０９）。これによって、後述するように有音／無音にかかわらず揺らぎ吸収バッファを増加させることができる。強制増加範囲以外で受信したパケットは再生時間に間に合っているので、揺らぎ吸収バッファを適応位置へ変動することに緊急性がない。この場合は、後述するように無音のタイミングでバッファ量を変動させるために、パケット分析器は、ステップＳ２０３で算出した積み込み位置が変動ポインタ３００７より小さいか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【００５９】
積み込み位置が変動ポインタ３００７より小さい、すなわち遅延が大きくなっていれば（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、変動ポインタ３００７を今回算出した積み込み位置に更新し（ステップＳ２１１）、再生するフレームが格納されている受信バッファのアドレスおよび当該フレームの無音表示フラグを揺らぎ吸収バッファに積み込む（ステップＳ２１２）。なお、増加ポインタ３００６および変動ポインタ３００７の初期値はともに再生ポインタ３００３と同じで、揺らぎ吸収バッファ量を変更した場合には初期化される。
【００６０】
（２）揺らぎ吸収バッファ量変動制御
パケット分析器は、上述したように、ＦＡＸ通信表示信号２１２１に依存して決定されたパラメータテーブルを参照して、揺らぎ吸収バッファ量を制御する。より詳細な制御動作を図６に示す。
【００６１】
図６において、復号器の復号化周期が起動すると（ステップＳ３０１）、パケット分析器は周期カウンタを１つ減少させ（ステップＳ３０２）、上述したステップＳ２０９において設定された強制増加フラグがオンであるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００６２】
強制増加フラグがオンの場合には（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、増加範囲外監視カウンタが一定値を越えているので、強制的にバッファ量を増加する必要がある。そこで、再生ポインタ３００３および変動ポインタ３００７を増加ポインタ３００６の値に変更し（ステップＳ３０４）、増加範囲外監視カウンタを０にリセットし（ステップＳ３０５）、周期カウンタを初期値Ｌにリセットして（ステップＳ３０６）、後述する受信パケット再生処理を実行する（図７参照）。なお、この間に受信したパケットは再生タイミングを過ぎているため廃棄する。
【００６３】
強制増加フラグがオフの場合には（ステップＳ３０３）、周期カウンタが０であるか否かを判定し（ステップＳ３０７）、周期カウンタが０でなければ（ステップＳ３０７のＮＯ）、後述する受信パケット再生処理を実行する（図７参照）。周期カウンタ＝０であれば（ステップＳ３０７のＹＥＳ）、変動ポインタ３００７が強制減少範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。変動ポインタ３００７が強制減少範囲より小さい場合（すなわち、減少範囲以下の場合）には、現時点の周期カウンタにより決定される揺らぎ吸収バッファのアドレスに対応する無音表示フラグを確認する（ステップＳ３０９）。
【００６４】
当該対応する無音表示フラグが１（無音）の場合には、増加範囲外カウンタ＝０であるか否か判定し（ステップＳ３１０）、増加範囲外カウンタ＝０であれば（ステップＳ３１０のＹＥＳ）、積み込み位置が強制増加範囲ではないから、変動ポインタ３００７の存在範囲を決定する（ステップＳ３１１）。
【００６５】
変動ポインタ３００７が増加範囲にあった場合には、再生ポインタ３００３を１つだけ減少させることで１フレーム分バッファ量を増加させ（ステップＳ３１２）、上述したステップＳ３０６へ移行する。したがって、無音区間だけで少しずつ（ここでは、１フレームずつ）バッファ量を増加させることができる。変動ポインタ３００７が不感動範囲にあった場合も上述したステップＳ３０６へ移行する。また、変動ポインタ３００７が減少範囲にあった場合には、後述するステップＳ３１４へ移行する。
【００６６】
また、ステップＳ３０９において当該無音表示フラグが０（有音）の場合には、周期カウンタを１つだけインクリメントして（ステップＳ３１３）、後述する受信パケット再生処理を実行する（図７参照）。
【００６７】
ステップＳ３０８において変動ポインタ３００７が強制減少範囲内にある場合、あるいは、ステップＳ３１１において変動ポインタ３００７が減少範囲にある場合には、パケット分析器は揺らぎ吸収バッファから１フレーム分の情報を取り出して（ステップＳ３１４）、対応する受信バッファおよび揺らぎ吸収バッファを解放する（ステップＳ３１５、Ｓ３１６）。そして、再生ポインタ３００３を１つだけ増加させることで、１フレーム分バッファ量を減少させる。これらステップＳ３１４〜Ｓ３１７は、再生ポインタ３００３が変動ポインタ３００７に一致するまで繰り返される（ステップＳ３１８）。したがって、再生ポインタ３００３と変動ポインタ３００７との差分に対応するフレーム分のバッファ量を減少させることができる。再生ポインタ３００３が変動ポインタ３００７に一致すると、増加ポインタ３００６を変動ポインタ３００７の値にしてステップＳ３０６へ戻る。
【００６８】
こうして、ステップＳ３０８において変動ポインタ３００７が強制減少範囲内にある場合には強制的に、ステップＳ３１１において変動ポインタ３００７が減少範囲にある場合には無音区間を利用して、バッファ量を減少させることができる。
【００６９】
なお、周期監視中には、増加方向と減少方向の双方が監視対象になる場合も想定されるが、揺らぎを吸収するためには遅延の大きい方へバッファ量をあわせる必要があり、バッファ量増加→減少→増加のような不安定な処理を発生させないようにするためにも、増加方向の処理を優先し、バッファ量変動を実施した場合は、全ての監視をクリアにすることとする。
【００７０】
また、揺らぎが不感動範囲で安定している状態で、音声通信から、ＦＡＸ通信に切り替わった時は、参照するテーブルが切り替わるので、音声の不感動範囲はＦＡＸ通信の増加範囲となり、無音区間を利用して周期的にバッファ量を増加させることができる。これとは逆に、ＦＡＸ通信から音声通信に切り替わった場合、ＦＡＸ通信の不感動範囲は、音声通信における減少方向なので、バッファ量が少ない場合は、無音区間を利用して、あるいは、切り替わりの瞬間に強制的に、バッファ量を減少させることができる。
【００７１】
（３）音声／ＦＡＸパケット再生制御
図７は本実施形態における音声／ＦＡＸパケット再生制御を示すフローチャートである。ただし、上述したように、図７のフローチャートにおける入口端子Ｃは、図６のフローチャートの接続端子Ｃにつながっている。
【００７２】
音声パケット通信装置における復号化の主要処理は従来知られたものと略同様である。復号化周期（例えば１０ｍｓ）毎に復号器２１２で復号化するが、上述したように、揺らぎ吸収バッファ量の変動がある場合には、復号化するデータを取り出す前に再生ポインタ３００３を変更する。
【００７３】
図７において、ます、パケット分析器は揺らぎ吸収バッファから１フレーム分の情報を取り出して（ステップＳ４０１）、復号器は対応する符号化データを復号化して再生する（ステップＳ４０２、Ｓ４０３）。再生されたフレームは受信バッファから削除され（受信バッファ開放：ステップＳ４０４）、また揺らぎ吸収バッファからも削除される（揺らぎ吸収バッファ開放：ステップＳ４０５）。続いて、再生ポインタを１つだけ増加させ（ステップＳ４０６）、再生フレームＴＳを８０だけ増加させる（ステップＳ４０７）。このようにして復号化されたデータ２０１２は、ＰＣＭコーデック２０１でアナログ信号４２１に戻されて、受信側の電話機／ＦＡＸ機：４２へ送出される。
【００７４】
上述したように、本実施例によれば、通話中に網内で遅延が発生してパケット受信間隔が揺らいでも滑らかな音声再生が得られる。また、送信側での無音検出が省略できるために、再生側での処理の効率化が図れる。また、パラメータテーブルをＦＡＸ通信表示信号に応じて切り替えることで、ＦＡＸ通信中に網内で遅延が発生してパケット受信間隔が揺らいでも、手順エラーや画像信号の再送が発生しにくくなる。
【００７５】
以上、実施の形態例により本発明を説明したが、実施の形態での音声パケット通信装置における具体的処理や数値は一例であって、本発明を規定するものではなく、目的とする機能を実現できれば異なる手順や異なるパラメータを採用しても良いことは勿論である。電話機／ＦＡＸ端末（音声装置）を含み一体化した音声パケット通信装置とすることも可能である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、無音でも背景雑音を生かし無音区間で揺らぎ吸収バッファ量を変動させるようにしたために、通話中に網内で遅延が発生してパケット受信間隔が揺らいでも滑らかに音声が再生できるという効果を有する。
【００７７】
また、ＦＡＸ通信中であることを識別して、揺らぎ吸収バッファ量を音声通信時のバッファ量より増加させ、かつ、バッファ量の変更を無音区間を利用して周期的に少しずつ増やしていくことで、ＦＡＸ通信中に網内で遅延が発生してパケット受信間隔が揺らいでも、ＦＡＸ通信に必要な信号を壊すことなく連続的に再生可能となり、手順エラーや画像信号の再送が発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による音声／ＦＡＸ通信システムを示すブロック図である。
【図２】本実施形態における音声パケット通信装置の送信／受信バッファに格納される音声／ＦＡＸパケットのフォーマット図である。
【図３】本実施形態における揺らぎ吸収バッファの構成および動作を示す模式図である。
【図４】本実施形態における音声／ＦＡＸ信号送信制御を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態における音声／ＦＡＸ信号受信制御のパケット分析を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態における揺らぎ吸収バッファ量変動制御を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における音声／ＦＡＸパケット再生制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、２  音声パケット通信装置
３  中継回線
４１、４２  電話機／ＦＡＸ端末
１０１，２０１  ＰＣＭコーデック制御部
１１１，２１１  符号器
１１２，２１２  復号器
１２１，２２１  パケット生成器
１２２，２２２  パケット分析器
１２３，２２３  揺らぎ吸収バッファ
１３１，２３１  送信バッファ
１３２，２３２  受信バッファ
１３３，２３３  データバス
１４１，２４１  中継部（ＷＡＮ）
【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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