(57)【要約】【課題】  音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、音質を推定する。【解決手段】  音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置であって、前記通話相手装置との間のネットワークの状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された音質を表す情報を出力する出力手段と、を備える。エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミングを記録するとともに、エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミングを記録する記録手段と、をさらに備え、前記検出手段は、前記記録内容に基づいて、前記ネットワークの状態を検出する。【選択図】図２
2005184220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置であって、
前記通話相手装置との間のネットワークの状態を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された音質を表す情報を出力する出力手段と、
を備える音声通信装置。
【請求項２】
エコー要求パケットを送信し、そのエコー要求パケットを受信した相手装置から返送されるエコー応答パケットを受信する送受信手段と、
前記エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミングを記録するとともに、前記エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミングを記録する記録手段と、をさらに備え、
前記検出手段は、前記記録手段によって記録された内容に基づいて、前記ネットワークの状態を検出する、
請求項１に記載の音声通信装置。
【請求項３】
前記検出手段によって検出される前記ネットワークの状態は、自装置から送信されたパケットが前記ネットワークを介して相手装置に到着し、そのパケットに応答して相手装置から返送されるパケットが自装置へ到着するまでのラウンドトリップ時間に対応する値で表される、
請求項１又は２に記載の音声通信装置。
【請求項４】
前記検出手段によって検出される前記ネットワークの状態は、前記送受信手段によって送受されるパケットのパケットロス率に対応する値で表される、
請求項３に記載の音声通信装置。
【請求項５】
音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置において音質を推定するための方法であって、
前記通話相手装置との間のネットワークの状態を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定する推定ステップと、
前記推定ステップによって推定された音質を表す情報を出力する出力ステップと、
を備える音質推定方法。
【請求項６】
エコー要求パケットを送信し、そのエコー要求パケットを受信した相手装置から返送されるエコー応答パケットを受信する送受信ステップと、
前記エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミングを記録するとともに、前記エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミングを記録する記録ステップと、をさらに備え、
前記検出ステップは、前記記録手段によって記録された内容に基づいて、前記ネットワークの状態を検出する、
請求項５に記載の音質推定方法。
【請求項７】
前記検出ステップによって検出される前記ネットワークの状態は、自装置から送信されたパケットが前記ネットワークを介して相手装置に到着し、そのパケットに応答して相手装置から返送されるパケットが自装置へ到着するまでのラウンドトリップ時間に対応する値で表される、
請求項５又は６に記載の音質推定方法。
【請求項８】
前記検出ステップによって検出される前記ネットワークの状態は、前記送受信ステップによって送受されるパケットのパケットロス率に対応する値で表される、
請求項７に記載の音質推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置において、音質を推定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、任意の評価基準に基づきネットワークの性能を評価するネットワーク評価システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６４８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この従来のネットワーク評価システムは、入力装置から入力された要求値と、測定装置におけるトラフィックの測定の結果得られた実測値とを、任意の評価基準に基づき評価するものであることから、比較的大がかりなシステム構成となり、安価に音質を評価することができないという問題がある。
【０００４】
本発明の課題は、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、音質を推定するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置であって、前記通話相手装置との間のネットワークの状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された音質を表す情報を出力する出力手段と、を備える構成とした。
【０００６】
本発明によれば、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、ネットワークの状態を検出し、その検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定することから、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、音質を推定することが可能となる。
【０００７】
上記音声通信装置においては、例えば、（例えば前記通話相手装置に対して）エコー要求パケットを送信し、そのエコー要求パケットを受信した相手装置（例えば前記通話相手装置）から返送されるエコー応答パケットを受信する送受信手段と、前記エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミングを記録するとともに、前記エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミングを記録する記録手段と、をさらに備え、前記検出手段は、前記記録手段によって記録された内容に基づいて、前記ネットワークの状態を検出する。
【０００８】
これは、ネットワークの状態の検出例を示したものであり、本発明の検出手段はこれに限定されない。このように、エコー要求パケット及びエコー応答パケットを用いてネットワークの状態を検出し、その検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定することから、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、片側から音質を推定することが可能となる。
【０００９】
また、上記音声通信装置においては、例えば、前記検出手段によって検出される前記ネットワークの状態は、自装置から送信されたパケットが前記ネットワークを介して相手装置（例えば前記通話相手装置）に到着し、そのパケットに応答して相手装置（例えば前記通話相手装置）から返送されるパケットが自装置へ到着するまでのラウンドトリップ時間に対応する値で表される。
【００１０】
これは、前記検出手段によって検出される前記ネットワークの状態の例示である。本発明において検出されるネットワークの状態はこれに限定されない。例えば、前記検出手段によって検出される前記ネットワークの状態は、前記送受信手段によって送受されるパケットのパケットロス率に対応する値で表されるものであってもよい。
【００１１】
本発明は方法の発明として次のように特定することもできる。
音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行うための音声通信装置において音質を推定するための方法であって、前記通話相手装置との間のネットワークの状態を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出されたネットワークの状態に基づいて音質を推定する推定ステップと、前記推定ステップによって推定された音質を表す情報を出力する出力ステップと、を備える音質推定方法。
【００１２】
上記音質推定方法においては、例えば、（例えば前記通話相手装置に対して）エコー要求パケットを送信し、そのエコー要求パケットを受信した相手装置（例えば前記通話相手装置）から返送されるエコー応答パケットを受信する送受信ステップと、前記エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミングを記録するとともに、前記エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミングを記録する記録ステップと、をさらに備え、前記検出ステップは、前記記録手段によって記録された内容に基づいて、前記ネットワークの状態を検出する。
【００１３】
また、上記音質推定方法においては、例えば、前記検出ステップによって検出される前記ネットワークの状態は、自装置から送信されたパケットが前記ネットワークを介して相手装置（例えば前記通話相手装置）に到着し、そのパケットに応答して相手装置（例えば前記通話相手装置）から返送されるパケットが自装置へ到着するまでのラウンドトリップ時間に対応する値で表される。
【００１４】
また、前記検出ステップによって検出される前記ネットワークの状態は、前記送受信ステップによって送受されるパケットのパケットロス率に対応する値で表される
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、音質を推定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態である音声通信装置を包含する通信システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態である音声通信装置の機能ブロック図である。
（音声通信装置の構成）
音声通信装置１００は、ＶｏＩＰ(Voice over IP) により、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でＩＰネットワークを介して送受することで通話を実現する機能を有する通信装置である。例えば、既存の一般的な電話機をＶｏＩＰ機能付きのモデム
等を介してＩＰネットワークに接続する、phone to phone型のＩＰ電話を構成する場合には、そのＶｏＩＰ機能付きのモデム等が音声通信装置１００に相当する。また、一般的なパーソナルコンピュータ等の情報処理装置を介してＩＰネットワークに接続する、PC to phone型のＩＰ電話を構成する場合には、そのパーソナルコンピュータ等の情報処理装置が音声通信装置１００に相当する。また、ＶｏＩＰ機能内蔵型のＩＰ電話を構成する場合には、その電話機自体が音声通信装置１００に相当する。
【００１７】
図１に示すように、音声通信装置１００は、入力機能１０１、エコー(Echo)パケット送信機能１０２、エコーパケット受信機能１０３、送受信状態記録機能１０４、送受信記録評価機能１０５、評価結果出力機能１０６、及び、音声コーデック(codec)情報格納機能１０７等を備えている。これらの機能は、所定ソフトウエア又は回路等により実現される。
【００１８】
音声通信装置１００は、通信機能（図示せず）も備えており、この通信機能を介してＩＰネットワークに接続される。また、音声通信装置１００は、図示しないがコーデック（通常複数）も備えており、このコーデックによりデコード機能及びエンコード機能を実現する。なお、コーデックとは、アナログ信号である音声をデジタル化する際の符号化／復号化の装置やデバイス等のことである。音声コーデック情報格納機能１０７は、コーデックとそのビットレートや送信間隔などのコーデック情報との対応関係等を格納するためのものである。その他の機能については、以下の動作説明等により明確にされる。
（音声通信装置の動作）
次に、上記構成の音声通信装置１００の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、音声通信装置１００の動作について説明するためのフローチャートである。
（音質推定処理概要）
本実施形態では、いわゆるpingのエコー要求パケットを用いて、通話相手装置との間のネットワークの状態（例えば遅延により表される）を求め、この遅延やその他の値に対して周知の音質推定方法（ＥＩＦ法）を適用することで音質を推定する。
【００１９】
図２に示すように、エコー要求パケットの送信先である通話相手装置（例えば通話する予定の相手側の音声通信装置１００）が指定されたとする（Ｓ１００）。これは例えば入力機能１０１を介してユーザーが指定する。通話相手装置が指定されると、音声通信装置１００は、エコー要求パケット（エコーパケットともいう）を、その指定された通話相手装置に対して、予め設定された条件で送信開始する（Ｓ１０１）。これは例えばエコーパケット送信機能１０２が行う。
【００２０】
なお、ping/ICMPを使用するので、Ｓ１００は単なるＰＣ（パーソナルコンピュータ等の情報処理装置）／ルータ等でもよい。そのため、実装前の簡易評価も可能となっている。
【００２１】
予め設定された条件とは、パケット長や送信間隔などである。この条件は例えば入力機能１０１を介してユーザーが設定する。または、次のようにして設定することも考えられる。まず、音声通信装置１００の記憶装置（音声コーデック情報格納機能１０７）にコーデックとコーデック情報（パケット長や送信間隔など）との対応関係を（例えばテーブルの形式で）保持させておく。そして、音声通信装置１００において使用するコーデックが定まった場合に、その使用予定のコーデックに対応するコーデック情報を先ほどの対応関係から取得して（読み出して）、これを設定する。
【００２２】
あるいは、入力機能１０１を介してユーザーにパケット長を入力させるとともにビットレートを指定させ、これらに基づいて送信間隔を計算させ、これらを設定する。
以上のようにして、パケット長や送信間隔やビットレートなどの条件を予め設定するこ
とが可能となる。
【００２３】
音声通信装置１００は、エコー要求パケットを、Ｓ１００で指定された通話相手装置に対して、予め設定された条件、すなわち上記設定されたパケット長、及び送信間隔などの条件に従って連続送信する（Ｓ１０１）。この送信されるエコー要求パケットの内容には何番目のパケットかが格納されている。図３に、エコー要求パケット（後述のエコー応答パケットも同様）のフォーマットを示す。これは、ＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)メッセージのフォーマットである。シーケンス番号には、エコー要求パケットを送信するごとに、１づつ増加する値が設定される。すなわち、シーケンス番号が、何番目のパケットかを示している。なお、タイプ及びコード部分には本パケットがエコー要求パケットであることを特定するためのデータが設定される。オプションデータ部分にはエコー要求パケットの送出時刻が設定される。エコー要求パケットを受信した通話相手装置はその送出時刻を含むエコー応答パケットを送り返すことから、その送出時刻とこのエコー応答パケットを受け取った時刻とを比較することで、音声通信装置１００において、送信から応答までに要した時間（ラウンドトリップ時間）を知ることが可能となる。
【００２４】
音声通信装置１００は、エコー要求パケットの送信開始とともに、そのエコー要求パケットを受信した通話相手装置から返送されるエコー応答パケット（エコーパケットともいう）の受信を開始する（Ｓ１０２）。これは例えばエコーパケット受信機能１０３が行う。また、音声通信装置１００は、各パケット番号ごとに、送信時刻、及び受信時刻を所定ファイル等に記録（保存）する（Ｓ１０３）。すなわち、音声通信装置１００は、エコー要求パケットを送信するごとにその送信タイミング（例えば送信時刻）を記録する。また、音声通信装置１００は、エコー応答パケットを受信するごとにその受信タイミング（例えば受信時刻）を記録する。これの記録は例えば送受信状態記録機能１０４が行う。これは、本発明の記録手段に相当する。
【００２５】
音声通信装置１００は、所定条件を満たした場合、エコー要求パケット及びエコー応答パケットの送受信を終了する（Ｓ１０４）。所定条件としては、例えば、終了指示が入力されたこと、送信回数が予め設定された回数に達したこと、あるいは、予め設定した時間が経過したこと、がある。音声通信装置１００は、エコー要求パケット等の送受信が終了すると、Ｓ１０３で所定ファイルに記録された内容（送受信記録）から音質を推定し、出力する（Ｓ１０５）。これは例えば送受信記録評価機能１０５が行う。
（音質推定方法）
次にこの音質の推定方法（Ｓ１０５）について説明する。これは本発明の推定手段に相当する送受信記録評価機能１０５が行う。
【００２６】
本実施形態では公知のＥＩＦ法（ITU勧告Ｇ．１１３）を用いて音質を推定する。図４に示すように、ＥＩＦ法においては、音質はＩｃｐｉｆにより表される。音声通信装置１００は、そのＩｃｐｉｆをそのまま出力するか、または、利用者が理解しやすいような表示に変換して出力する。なお、公知のＥモデルなどを用いても同様に音質を推定できる。
【００２７】
Ｉｃｐｉｆは次の式１で算出される。
（式１）Ｉｃｐｉｆ＝Ｉｔｏｔ−Ａ
この式中のＩｔｏｔは次の式２で算出される。
（式２）Ｉｔｏｔ＝Ｉｎｃ＋Ｉｌｒ＋Ｉｑ＋Ｉｄｔｅ＋Ｉｄｄ＋Ｉｅ
これら各式中の要素それぞれの意味は次の通りである。
【００２８】
Ｉｎｃは受信側回線ノイズを、Ｉｌｒは総合音量評価を、ＩｑはＡ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換による量子化ひずみを、Ｉｄｔｅは送話者エコーを、Ｉｄｄは遅延を、Ｉｅはコーデック、パケットロスなどの影響を、Ｉｔｏｔは全劣化の総合評価を、Ａは利用者の期待要因を、
Ｉｃｐｉｆは利用者の満足度の期待されるレベルを、それぞれ意味する。
【００２９】
次に、これら各式中の要素それぞれの値の具体例について説明する。Ｉｎｃ、Ｉｌｒ、Ｉｑ、Ｉｄｔｅについては、最適値あるいは一般的な平均値を指定する。例えば、これら各値を予め音声通信装置１００の記憶装置に格納しておき、必要に応じて取得する（読み出す）。Ｉｄｄについては、Ｓ１０３で所定ファイルに記録された内容に基づいて平均遅延時間を算出し、さらにその平均遅延時間の半分を片方向遅延の推測値として算出し、図５に示す換算表を参照して、その片方向遅延の推測値に対応するＩｄｄを取得する（読み出す）。これは本発明の検出手段に相当する。このＩｄｄは、本発明のラウンドトリップ時間に対応する値に相当し、これはネットワークの状態を表す。なお、換算表は平均遅延時間の半分(Ta)とＩｄｄとの対応関係であり、例えば音声通信装置１００の記憶装置に格納されている。
【００３０】
Ｉｅについては、図６に示す換算表を参照して、パケットロス又はパケット損失（例えば音声通信装置１００においてエコー要求パケット及びエコー応答パケットに基づいて算出する）に対応するＩｅを取得する（読み出す）。これは本発明の検出手段に相当する。このＩｅは、本発明のパケットロス率に対応する値に相当し、これはネットワークの状態を表す。なお、換算表はパケット損失（％）とＩｅとの対応関係であり、例えば音声通信装置１００の記憶装置に格納されている。この換算表は音声通信装置１００が保持するコーデックごとに設けられており、使用予定のコーデックに対応する換算表が使用される。なお、心理的な期待要因Ａについては計算しない。
【００３１】
以上のように、各要素を上述の式１及び式２に適用することで音質（Ｉｃｐｉｆ）を簡易に推定することが可能となっている。
（音質の出力）
音声通信装置１００は、上記のように推測した音質を表すＩｃｐｉｆをそのまま出力するか、または、利用者が理解しやすいような表示に変換して出力する。これは本発明の出力手段に相当する評価結果出力機能１０６が行う。
【００３２】
後者の出力例としては、例えば、図７に示すように、Ｉｃｐｉｆの上限値と音声会話の通信品質との対応関係を（例えばテーブルの形態で）音声通信装置１００の記憶装置に格納させておき、Ｉｃｐｉｆ（の上限値）に対応する（一致もしくは最も類似する）音声会話の通信品質を、そのテーブルから取得し（読み出し）、出力する。
【００３３】
また、推定された音質の出力形態としては、例えば音声通信装置１００が液晶ディスプレイなどの画像表示装置を備えている場合には、推定された音質を表す情報を、その画像表示装置に表示することが考えられる。また、例えば音声通信装置１００がスピーカなどの音声出力装置を備えている場合は、推定された音質を表す情報を、その音声出力装置から出力することが考えられる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の音声通話装置１００によれば、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、音質を推定することが可能となる。
【００３５】
上記の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。このため、本発明は上記の実施形態に限定して解釈されるものでない。すなわち、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、音声パケットを通話相手側である通話相手装置との間でネットワークを介して送受することにより通話を行う場合において、大がかりなシステム構成を必要とせずにしかも安価に、片側から音質を推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態である音声通信装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態である音声通信装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３】エコー要求パケット（後述のエコー応答パケットも同様）のフォーマット例である。
【図４】音質の推定方法（ＥＩＦ法）を説明するための図である。
【図５】片方向遅延をＩｄｄに変換する換算表の例である。
【図６】パケット損失をＩｅに変換する換算表の例である。
【図７】Ｉｃｐｉｆ（の上限値）を音声会話の通信品質に変換する換算表の例である。
【符号の説明】
【００３８】
１００      音声通信装置
１０１      入力機能
１０２      エコー(Echo)パケット送信機能
１０３      エコーパケット受信機能
１０４      送受信状態記録機能
１０５      送受信記録評価機能
１０６      評価結果出力機能
１０７      音声コーデック(codec)情報格納機能
【図１】
2005184220.tif 000003
【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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