(57)【要約】  【課題】パケット欠落時の処理を行うための遅延時間を低減でき、自然な音声を提供できる音声信号再生装置を提供する。  【解決手段】受信検出器１０１はパケットの欠落を検出し、サンプル値記憶部１０７はパケット欠落直前のサンプル値を記憶する。選択器１０３は、パケット欠落検出時にボリューム値を抑制するようにボリューム制御用のボリューム値を選択する。また、選択器１０３は、パケット欠落検出時にはサンプル値記憶部１０７に記憶されたサンプル値を選択し、パケット非欠落時には受信パケットから得られるサンプル値を選択する。積分付きボリューム制御部１０４は、選択器１０３により選択されたボリューム値を積分する積分器を有し、積分されたボリューム値を用いて、選択器１０３により選択されたサンプル値のボリュームを制御する。【選択図】  図１
2007328076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットの受信および欠落を検出するパケット検出手段と、
パケット欠落直前のサンプル値を記憶するサンプル値記憶手段と、
パケット欠落検出時にボリューム値を抑制するようにボリューム制御用のボリューム値を選択するボリューム値選択手段と、
パケット欠落検出時に前記サンプル値記憶手段に記憶されたサンプル値を選択し、パケット欠落非検出時には受信パケットから得られるサンプル値を選択するサンプル値選択手段と、
前記ボリューム値選択手段により選択された前記ボリューム値を積分する積分器を有し、積分された前記ボリューム値を用いて、前記サンプル値選択手段により選択された前記サンプル値のボリュームを制御するボリューム制御手段と、
を備えることを特徴とする音声信号再生装置。
【請求項２】
前記ボリューム値選択手段は、パケット欠落検出時に前記ボリューム値としてゼロを選択し、パケット欠落非検出時に前記ボリューム値としてゼロでない有効値を選択することを特徴とする請求項１に記載の音声信号再生装置。
【請求項３】
前記ボリューム値選択手段は、パケット欠落区間を含み、前記パケット欠落区間より長く設定された区間の間、前記ボリューム値を抑制することを特徴とする請求項１または２に記載の音声信号再生装置。
【請求項４】
音声データをバッファリングするバッファ手段と、
前記バッファ手段へのバッファリング量に基づき、パケット欠落の発生を予測する欠落予測手段とを備え、
前記ボリューム値選択手段は、前記欠落予測手段によってパケット欠落が予測されたときに前記ボリューム値の抑制を開始することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の音声信号再生装置。
【請求項５】
前記欠落予測手段は、バッファリング量が１パケットデータ量以下の欠乏予測点に達したときに、１パケット時間以内にデータ不足が発生すると予想する不足予想検出手段であることを特徴とする請求項４に記載の音声信号再生装置。
【請求項６】
前記サンプル値記憶手段は、パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値を記憶し、
前記ボリューム制御手段は、前記ボリューム値を積分する２段の積分器を有し、前記パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値に基づく音声データの傾きを、前記ボリューム値の抑制開始時の傾きの初期値として２段目の積分器に入力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の音声信号再生装置。
【請求項７】
パケット欠落非検出時に前記ボリューム値選択手段にて選択されるボリューム値を音量として制御する手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の音声信号再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号再生装置に関し、詳しくは、パケット欠落発生時の音声データ処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワークシステムを使って音声を伝送する技術が提案されており、音声データがパケット化されて伝送され、音声信号再生装置でパケットから音声が再生される。このような音声伝送技術では、音声がリアルタイムで伝送される場合、パケット欠落（欠損）発生に適切に対処する必要がある。
【０００３】
パケット欠落に対処するために、従来は、パケット補間機能を備えた音声信号再生装置が提案されている。このパケット補間機能においては、音声信号再生装置は、パケットの欠落（欠損）が発生したとき、欠落したパケット（ 以下、欠落パケットという） の前方パケットおよび後方パケットに含まれた音響信号を用いたクロスフェード処理によって補間パケットを生成し、補間パケットにより欠落パケット部分を補間する。
【０００４】
図１３は、従来のパケット補間機能を示している。図１３の例では、欠落パケット１３０２の前後の前方パケット１３０１および後方パケット１３０３が正常に受信されている。パケット補間では、まず、前方パケット１３０１をフェードアウトした波形１３０４と、後方パケット１３０５をフェードインした波形１３０５を足し合わせることにより、補間パケット１３０６が得られる。この補間パケット１３０６を欠落バケット１３０２と置き換え、前方パケット１３０１および後方パケット１３０３と接続することにより、音響信号１３０７が得られ、こうして欠損部の影響を小さくすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の音声信号再生装置においては、推定された補間パケットが実際のものと異なる場合に聴感上の不自然さが発生するという問題があった。また、補間パケットの生成にて上述のような後方推測を用いるので、通常動作時でも最低１パケット分のデータを保持しておかなければならず、そして、リアルタイム再生に用いる場合に最低でも２パケット分に相当する時間の遅延が発生するという問題があった。また、連続したバースト状のバケットロスが発生した場合、後方推定を有効に働かすことができない。バーストロス長を想定し、その分のデータを保持したとすると、遅延時間がさらに長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、パケット欠落時の処理を行うための遅延時間を低減でき、自然な音声を提供できる音声信号再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の音声信号再生装置は、パケットの受信および欠落を検出するパケット検出手段と、パケット欠落直前のサンプル値を記憶するサンプル値記憶手段と、パケット欠落検出時にボリューム値を抑制するようにボリューム制御用のボリューム値を選択するボリューム値選択手段と、パケット欠落検出時に前記サンプル値記憶手段に記憶されたサンプル値を選択し、パケット欠落非検出時には受信パケットから得られるサンプル値を選択するサンプル値選択手段と、前記ボリューム値選択手段により選択された前記ボリューム値を積分する積分器を有し、積分された前記ボリューム値を用いて、前記サンプル値選択手段により選択された前記サンプル値のボリュームを制御するボリューム制御手段と、を備えている。
【０００８】
この構成により、ボリューム値とサンプル値が選択され、選択されたボリューム値が積分され、積分されたボリューム値を用いてサンプル値のボリュームが制御される。パケット欠落検出時には、ボリューム値が抑制され、かつ、パケット欠落直前のサンプル値が選択され、これらボリューム値とサンプル値を用いて、積分とボリューム制御が行われる。したがって、後方予測による遅延時間の増大を発生させることなく、パケット欠落時の処理を行える。また、パケット欠落発生時の音声波形を連続させることができ、かつ、パケット欠落区間に音声をなだらかに変化させることができ、さらにはパケット欠落解消時にも音声をなだらかに変化させることができ、これにより、パケット欠落発生時の不快な不連続音の発生を抑えることができる。こうして、遅延時間を低減でき、自然な音声を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の音声信号再生装置において、前記ボリューム値選択手段は、パケット欠落検出時に前記ボリューム値としてゼロを選択し、パケット欠落非検出時に前記ボリューム値としてゼロでない有効値を選択する。この構成により、パケット欠落検出時のボリューム値を抑制する制御を好適に行える。
【００１０】
また、本発明の音声信号再生装置において、前記ボリューム値選択手段は、パケット欠落区間を含み、前記パケット欠落区間より長く設定された区間の間、前記ボリューム値を抑制する。この構成により、パケット欠落部分から音声が復帰する際の結節点におけるボリューム値をより０に近づけることができ、パケット欠落からの復帰時のノイズを減らすことができる。
【００１１】
また、本発明の音声信号再生装置は、音声データをバッファリングするバッファ手段と、前記バッファ手段へのバッファリング量に基づき、パケット欠落の発生を予測する欠落予測手段とを備え、前記ボリューム値選択手段は、前記欠落予測手段によってパケット欠落が予測されたときに前記ボリューム値の抑制を開始する。この構成により、バケット存続部分からパケット欠落部分への結節点において、傾きが不連続となる点でのボリューム値を絞ることができ、これにより、上記結節点におけるノイズを減らすことができる。
【００１２】
また、本発明の音声信号再生装置において、前記欠落予測手段は、バッファリング量が１パケットデータ量以下の欠乏予測点に達したときに、１パケット時間以内にデータ不足が発生すると予想する不足予想検出手段である。この構成により、パケット欠落発生を適切なタイミングで予測することができる。
【００１３】
また、本発明の音声信号再生装置において、前記サンプル値記憶手段は、パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値を記憶し、前記ボリューム制御手段は、前記ボリューム値を積分する２段の積分器を有し、前記パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値に基づく音声データの傾きを、前記ボリューム値の抑制開始時の傾きの初期値として２段目の積分器に入力する。この構成により、バケット存続部分からパケット欠落部分への結節点およびパケット欠落部分からパケット存続部分への結節点において、音声データの傾きが連続となり、それぞれの結節点での傾きの不連続性によるノイズを減らすことができる。
【００１４】
また、本発明の音声信号再生装置は、パケット欠落非検出時に前記ボリューム値選択手段にて選択されるボリューム値を音量として制御する手段を備えている。この構成により、追加回路を設けずに、パケット欠落部分の結節点の他、通常時のボリューム制御においても、急激な変化による雑音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記のようなボリューム値およびサンプル値の選択手段とそれらを用いる積分器付きボリューム制御手段を設けることにより、パケット欠落時の処理を行うための遅延時間を低減でき、自然な音声を提供できるという効果を有する音声信号再生装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の音声信号再生装置について、図面を用いて説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る音声信号再生装置は、図１に示すように構成される。この音声信号再生装置は、例えば、送信装置から送信される音声データをリアルタイムに再生処理する。
【００１８】
図１において、この音声信号再生装置は、音声データを受けて、パケット欠落（パケット欠損、パケットロスともいう）の有無を検出する受信検出器１０１と、パケットの有無に応じて音声データを処理するデータ処理部１０と、データ処理部１０から供給される音声データに対してボリューム制御の処理を施す積分付きボリューム制御部１０４とを備える。データ処理部１０は、音声データのサンプル値と共に、ボリューム制御用のボリューム値を積分付きボリューム制御部１０４に供給し、積分付きボリューム制御部１０４は、データ処理部１０から供給されるボリューム値に応じて音声データのボリュームを制御する。積分付きボリューム制御部１０４は、後述するように、積分器を備えており、ボリューム値を積分してから音声のサンプル値に乗算するように構成されている。音声信号再生装置は、さらに、ボリューム制御後の音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部１０５を備え、Ｄ／Ａ変換部１０５からスピーカ等を介して音声が出力される。
【００１９】
次にデータ処理部１０の構成について説明する。図１に示すように、データ処理部１０は、受信バッファ１０２、選択器１０３、異常制御部１０６およびサンプル値記憶部１０７を備えている。
【００２０】
受信バッファ１０２は、受信検出器１０１で正常にパケットが受信された場合に（欠落無し）、音声データを受けて選択器１０３に渡す。音声データとしてはサンプル値が渡される。同時に、パケットの最後のサンプル値がサンプル値記憶部１０７に保持される。ここで、選択器１０３およびサンプル値記憶部１０７のサンプル値は、音声データの復号復号である。この点について、本実施の形態では、データ処理部１０に復号後の音声データが入力されてもよく、また、入力後にデータ処理部１０にて音声データが復号されてもよい。
【００２１】
異常制御部１０６は、受信検出器１０１でパケット欠落が検出されたときに、異常検出を受信検出器１０１から通知される。異常制御部１０６は、パケット欠落が検出されると、サンプル値記憶部１０７から最終サンプル値を取り出し、選択器１０３に渡す。また、異常制御部１０６は、ボリューム値として０を選択器１０３に渡す。
【００２２】
選択器１０３は、パケットの有無に応じて、音声データのサンプル値とボリューム制御用のボリューム値とを選択し、選択したサンプル値とボリューム値を積分付きボリューム制御部１０４に供給する。
【００２３】
選択器１０３には、パケット欠落非検出時、受信バッファ１０２より、受信パケットから逐次得られる本来の音声データのサンプル値が供給される。選択器１０３には、さらに、０以外の値である有効ボリューム値が供給される。また、パケット欠落検出時、選択器１０３には、本来の音声データの代わりに、異常制御部１０６から上記の最終サンプル値とボリューム値０が供給される。選択器１０３は、パケット欠落非検出時は、受信バッファ１０２から得られる本来のサンプル値を有効ボリューム値と共に選択する。また、パケット欠落検出時、選択器１０３は、音声データとして最終サンプル値を選択し、ボリューム値として０を選択する。
【００２４】
図２は、受信検出器１０１およびデータ処理部１０における処理を示している。図示のように、受信検出器１０１は、パケット欠落の有無を検知し（Ｓ１）、欠落が無い場合には（Ｓ１、Ｎｏ）、データ処理部１０が、受信された音声データのサンプル値を選択して積分付きボリューム制御部１０４に渡し（Ｓ２）、有効ボリューム値を選択して積分付きボリューム制御部１０４に渡す（Ｓ３）。また、データ処理部１０は、受信パケットの最終サンプル値をサンプル値記憶部１０７に保持する（Ｓ４）。
【００２５】
一方、パケット欠落が検出された時には（Ｓ１、Ｙｅｓ）、データ処理部１０は、サンプル値記憶部１０７に保持された最終サンプル値を選択して積分付きボリューム制御部１０４に渡す。これにより、データ処理部１０は、積分付きボリューム制御部１０４へ供給するデータとして、欠落発生前の処理にて上記のステップＳ４で記憶された欠落直前の最終サンプル値をそのまま保持することになる（Ｓ５）。また、データ処理部１０は、ボリューム値としては０を選択して積分付きボリューム制御部１０４に渡す（Ｓ６）。
【００２６】
図３は、積分付きボリューム制御部１０４の回路構成を示している。積分付きボリューム制御部１０４は、積分器３００と乗算器３０４を備えている。積分器３００は、増幅器３０１、３０２、加算器３０３および遅延素子３０５で構成されている。
【００２７】
積分付きボリューム制御部１０４には、データ処理部１０からボリューム値と音声入力データ（サンプル値）が供給される。ボリューム値は積分器３００で積分される。より詳細には、増幅器３０１にてボリューム値に定数Ｃ１が乗じられ、増幅器３０１を経たボリューム値が加算器３０３に入力される。加算器３０３の出力は、遅延素子３０５および増幅器３０２を通って再び加算器３０３に入力される。増幅器３０２では、遅延素子３０５の出力信号に定数Ｃ２が乗じられる。増幅器３０１、３０３の出力信号が加算器３０３で加算される。そして、加算器３０３の出力信号が積分結果のボリューム値として乗算器３０４に供給される。乗算器３０４では、積分されたボリューム値が音声データに乗算される。乗算後のデータが、音声出力データとして積分付きボリューム制御部１０４からＤ／Ａ変換部１０５に供給される。なお、上記回路構成において、定数Ｃ１と定数Ｃ２の和は、１である。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態に係る音声信号再生装置の動作を説明する。正常時（すなわち、パケット欠落非検出時）、パケットが受信されて、パケットから逐次得られる音声データがデータ処理部１０にて選択されて、積分付きボリューム制御部１０４に供給される。また、データ処理部１０では定常的に有効ボリューム値が選択されて、この有効ボリューム値が積分付きボリューム制御部１０４に供給される。したがって、積分付きボリューム制御部１０４の積分器を経たボリューム値も一定である。この一定なボリューム値が音声データに乗算されて、ボリュームが制御される。積分付きボリューム制御部１０４を経た音声データは、Ｄ／Ａ変換部１０５でアナログ信号に変換されて、出力される。
【００２９】
次に、図４（ａ）〜図４（ｆ）は、パケット欠落発生時の動作を示している。この例では、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、音声データのパケット４０１、４０２、４０３が示されており、このうち、パケット４０２が欠落（欠損）し、消失する。
【００３０】
図４（ｃ）は、パケット欠落発生時に、データ処理部１０から積分付きボリューム制御部１０４に供給される音声データを示している。パケット４０１の音声データの再生が終わり、パケット４０２の欠落が検出されると、データ処理部１０のサンプル値記憶部１０７は、パケット４０１の音声データの最終サンプル値４０４（保持値ａ）を保持する。この最終サンプル値４０４が選択器１０３にて選択されて、積分付きボリューム制御部１０４に供給される。こうして、パケット欠落区間では、音声データの値としては、欠落直前のサンプル値が保持される。パケット受信が復活し、パケット４０３が受信されると、パケット４０３の音声データがデータ処理部１０の選択部１０３で選択されて、積分付きボリューム制御部１０４に供給される。
【００３１】
図４（ｄ）は、パケット欠落時のボリューム値を示している。図４（ｄ）において、波線は、データ処理部１０にて選択されて積分付きボリューム制御部１０４に供給されるボリューム値を示す。また、実線は、積分付きボリューム制御部１０４での積分後のボリューム値を示す。
【００３２】
図４（ｄ）に点線で示されるように、パケット欠落前、データ処理部１０は、ボリューム値を０でない有効値４０５（図の例では、有効ボリューム値が１）に設定するが、パケット欠落が検出されるとボリューム値を０に切り替え（図４（ｃ）の波線）、パケット受信が復活すると、ボリューム値を有効値４０５に戻す。
【００３３】
このように、データ処理部１０は、ボリューム値を有効値と０の間で切り替える。このボリューム値が積分付きボリューム制御部１０４で積分されると、図示のように、ボリューム値がなだらかに変化する。ボリューム値は、欠落区間の間になだらかに０に近づき（曲線４０６）、欠落区間が終わるとなだらかに元の有効値に近づく（曲線４０７）。
【００３４】
図４（ｅ）、図４（ｆ）は、積分付きボリューム制御部１０４の出力データであり、この出力データは、図４（ｃ）の音声データに図４（ｄ）の積分後のボリューム値を乗算した結果である。図４（ｅ）に示されるように、パケット欠落区間では、欠落直前のサンプル値にボリューム値が乗算される。したがって、パケット４０１と欠落パケット４０２の結節点４０８でデータが連続する。パケット欠落区間では、ボリューム値がなだらかに０に近づくので、サンプル値もなだらかに０に収束する（曲線４０９）。そして、図４（ｆ）に示されるように、パケット受信が復活すると、パケット４０３の音声データにボリューム値が乗算されて、受信音声が再び出力される。このとき、ボリューム値が徐々に大きくなるので、サンプル値も徐々に大きくなって音声がフェードインし（波形４１０）、こうして連続的な変化を得ることができる。
【００３５】
図１２は、上記の動作の具体的な事例を示している。図１２は、サンプリング周波数を４８ｋＨｚ、パケット長を４．１ｍｓ、定数Ｃ１を０．９９７、定数Ｃ２を０．００３としたときの例である。
【００３６】
以上に本発明の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明した。上記の実施の形態では、受信検出器１０１が本発明のパケット検出手段に相当し、さらに、サンプル値記憶部１０７がサンプル値記憶手段に相当し、選択器１０３がボリューム値選択手段およびサンプル値選択手段に相当し、積分付きボリューム制御部１０４がボリューム制御手段に相当する。
【００３７】
本実施の形態によれば、上記のように、データ処理部１０にてボリューム値と音声データのサンプル値が選択される。積分付きボリューム制御部１０４にて、選択されたボリューム値が積分され、積分されたボリューム値がサンプル値に乗算されて、サンプル値のボリュームが制御される。パケット欠落検出時には、データ処理部１０にてボリューム値が抑制され、かつ、パケット欠落直前のサンプル値が選択され、これらボリューム値とサンプル値を用いて積分付きボリューム制御部１０４にて積分とボリューム制御が行われる。
【００３８】
したがって、本実施の形態によれば、後方予測による遅延時間の増大を発生させることなく、パケット欠落時の処理を行うことができる。また、パケット欠落発生時の音声波形を連続させることができ、かつ、パケット欠落区間に音声をなだらかに変化させることができ、さらにはパケット欠落解消時にも音声をなだらかに変化させることができる。これにより、不連続点の発生を無くし、パケット欠落発生時の不快な不連続音の発生を抑えることができる。こうして、遅延時間を低減でき、自然な音声を提供することができる。
【００３９】
ここで、本実施の形態を適用せずに、パケット欠落が発生した際に単純に無音区間を設けたとする。この場合、本来の音声と無音区間の結節点において不連続な波形が発生し、パケット欠落発生前後に不快な音（ボツ音といわれる）が発生する。これに対して、本実施の形態では、上記のように音声波形の不連続点を無くし、パケット欠落時の音声変化をなだらかにすることができ、これにより自然な音声を提供できる。
【００４０】
また、本実施の形態では、パケット欠落検出時のボリューム値抑制処理において、ボリューム値がゼロにされる。パケット欠落非検出時はボリューム値として０でない有効値が選択される。これにより、パケット欠落時に音声信号の波形を０に収束させるようにボリューム値の抑制制御を好適に行える。
【００４１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明する。第２の実施の形態の音声信号再生装置は、第１の実施の形態の音声信号再生装置と同様の構成を有する。以下、第１の実施の形態との相違点について主として説明し、第１の実施の形態と共通する事項の説明は省略する。
【００４２】
概略的には、第１の実施の形態と第２の実施の形態では、受信検出器１０１、異常制御部１０６および選択器１０３の動作条件が異なっている。そして、第１の実施の形態では、パケット欠落区間でのみボリューム値が抑制されたが、第２の実施の形態では、ボリューム値抑制期間が時間軸上で後方に延長される。すなわち、第２の実施の形態では、パケット欠落区間を含み、パケット欠落区間より長く設定された区間の間、ボリューム値が抑制される。このような相違により、第１の実施の形態と第２の実施の形態では、積分付きボリューム制御部１０４に供給されるボリューム値が異なり、出力信号の波形も異なるものになる。
【００４３】
より詳細には、受信検出器１０１は、パケット欠落を検出した後、欠落の継続時間を検出する。欠落の継続時間は受信検出器１０１からデータ処理部１０へ伝えられる。データ処理部１０は、所定の抑制規定時間を記憶している。そして、パケット欠落から回復したときに欠落継続時間が抑制規定時間まで達していなければ、異常制御部１０６は、選択器１０３に、抑制規定時間までボリューム値として０を選択させる。選択器１０３は、異常制御部１０６に制御されて、ボリューム値０を選択する。したがって、積分付きボリューム制御部１０４は、欠落発生から抑制規定時間が経過するまではボリューム値０を受け取ることになる。
【００４４】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本実施の形態における欠落発生時の動作を示している。図５（ａ）は、受信された音声データと欠落パケットを示しており、図５（ｂ）は、ボリューム値であり、図５（ｃ）および図５（ｄ）は、音声出力の波形である。
【００４５】
図５の例では、パケット５０１が欠落し、消失する。また、ボリューム値の抑制規定時間が、２パケット分の時間に設定されている。この場合、図５（ａ）に点線で示されるように、パケット５０２の区間が、ボリューム値抑制の延長対象の時間になる。そして、図５（ｂ）に点線で示されるように、パケット５０１、５０２に相当する２パケット分の時間、ボリューム値０がデータ処理部１０の選択器１０３で選択される。このようなボリューム値が積分付きボリューム制御部１０４で積分される。したがって、積分されたボリューム値は、延長対象期間にもなだらかに小さくなり続け、収束曲線がさらに０に近づく（曲線５０３）。そして、延長対象期間が経過すると、ボリューム値が増大する（曲線５０４）。
【００４６】
音声出力データとしては、図５（ｃ）に示すように、パケット欠落初期の音声出力は第１の実施の形態と同様であり、パケット欠落発生時の音声データが連続する（点５０５）。しかし、図５（ｄ）に示すように、第１の実施の形態との相違点として、第２の実施の形態では、パケット欠落からの復帰後も、音声データがさらに０に近づき（点５０６）、抑制規定時間が経過してから音声データが大きくなる。こうして、本実施の形態であ、パケット欠落からの回復後の音声波形５０７への接続点においても、よりなだらかな接続を構成することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、抑制規定期間が経過するまで（すなわち欠落区間と延長区間の間）ボリューム値が抑制された。変形例としては、さらに、抑制規定時間が経過するまで、欠落直前の最終サンプル値が保持され、この最終サンプル値が選択器１０３で選択されて、積分付きボリューム制御部１０４に供給されてよい。
【００４８】
以上に本発明の第２の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明した。本実施の形態によれば、パケット欠落検出時、パケット欠落区間を含み、パケット欠落区間より長く設定された区間の間、ボリューム値が抑制される。これにより、パケット欠落部分から音声が復帰する際の結節点におけるボリューム値をより０に近づけることができ、パケット欠落からの復帰時のノイズを減らすことができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明する。以下、第１の実施の形態との相違点について主として説明し、第１の実施の形態と共通する事項の説明は省略する。
【００５０】
図６は、第３の実施の形態に係る音声信号再生装置を示している。図６では、図１の第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の名称が付されている。
【００５１】
図６に示されるように、第１の実施の形態との相違点として、第３の実施の形態の音声信号再生装置は、受信検出器６０１の前段に設けられたバッファ６０８を備え、音声データは一旦バッファ６０８で受けられてから、受信検出器６０１に供給される。また、音声信号再生装置は、バッファ６０８におけるバッファリング量に基づいてパケット欠落の発生を予測する不足予想検出器６０９を備える。また、データ処理部６０には２つの選択器６０３１、６０３２が備えられており、選択器６０３１はサンプル値の選択を行い、選択器６０３２はボリューム値の選択を行う。
【００５２】
図７は、バッファ６０８の構造を示している。パケットが到着すると、音声データがバッファ６０８に蓄積される。そして、蓄積された順番で、音声データがバッファ６０８から取り出される。
【００５３】
バッファ６０８では、データ量が欠落検出点７０２に達すると、バッファ６０８が空になり、データが完全に欠乏し、パケット欠落が発生する。本実施の形態では、欠乏予測点７０１として、欠落検出点７０２よりもデータ量が多い適当な値が設定されている。欠乏予測点７０１は、バッファリング量が１パケットのデータ量未満の所定の値であり、すなわち、１パケット分の深さよりも少ない所定の値である。不足予想検出器６０９は、バッファ６０８のバッファリング量を監視して、データ残量が欠乏予測点７０１まで少なくなると、１パケット時間以内にデータ不足（データ欠乏）が発生するとの不足予想を検出し、これによりパケット欠落を予測する。
【００５４】
図６に戻り、不足予想検出器６０９が、データ不足によりパケット欠落を予測すると、予測情報がデータ処理部６０の異常制御部６０６に伝えられる。異常制御部６０６は、パケット欠落が予測されると、予測時点でボリューム値０を選択器６０３２に供給し、これにより、選択器６０３２はボリューム値０を選択して、積分付きボリューム制御部６０４に供給する。このように、本実施の形態では、ボリューム値が、パケット欠落発生時点よりも早く、予測時点で０に切り替えられる。
【００５５】
なお、データ処理部６０は、サンプル値については第１の実施の形態と同様に動作する。すなわち、パケット欠落発生までは、受信パケットから得られる音声データのサンプル値が選択器６０３１で選択される。パケット欠落発生時に、最終サンプル値が保持されて、欠落区間では最終サンプル値が選択器６０３１で選択される。
【００５６】
図８（ａ）〜図８（ｆ）は、本実施の形態における欠落発生時の動作を示しており、それぞれ、第１の実施の形態にて説明した図４（ａ）〜図４（ｆ）と対応している。図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、この例では、パケット８０１、８０２、８０３が続く中で、パケット８０２が欠落する。
【００５７】
図８（ｃ）に示されるように、サンプル値に関しては、第１の実施の形態と同様に、パケット欠落発生時点８０５（データが完全に欠損したタイミング）で最終サンプル値が保持される。
【００５８】
一方、ボリューム値に関しては、図８（ｂ）に示されるように、パケット８０２の欠落が実際に検出されるより前に、パケット８０１の途中の時点８０４でパケット欠落が予測される。そして、図８（ｄ）に波線で示されるように、欠落予測時点８０４で、データ処理部６０の選択器６０３１は、ボリューム値を有効値８０６から０に切り替える。欠落予想時点でボリューム値０が積分器に入力されるので、積分後のボリューム値の減衰曲線８０７は、図８（ｄ）に実線で示されるように、欠落予測時点から下がり始める。そして、パケット欠落が解消した時点で、点線で示されるようにボリューム値として元の有効値が選択され、実線で示されるように積分後のボリューム値も増大する（曲線８０８）。
【００５９】
実際の音声出力波形としては、図８（ｅ）、図８（ｆ）に示されるように、パケット欠落よりも早く、欠落予測時点８０４でボリューム値が下がるので、欠落予測時点８０４からフェードアウトを開始する。パケット欠落発生時点８０９で、上述の実施の形態と同様に、最終サンプル値が保持され、結節点のデータが連続する。フェードアウトが進んでいるので、結節点のデータは元のデータより小さい。この結節点（欠落発生時点８０９）で残ったデータ（フォードアウトが終わらなかったために残ったデータ）が、さらに、欠落区間に０に向けて収束する曲線８０１を描く。パケット欠落の解消後は、上述の実施の形態と同様にフェードイン波形８１１が描かれ、元の波形に復帰する。
【００６０】
以上に、本発明の第３の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明した。本実施の形態では、不足予想検出器が本発明の欠落予測手段に相当する。本実施の形態によれば、パケット欠落の発生が予測されて、欠落予測時にボリューム値の抑制が開始される。これにより、パケット欠落前にフェードアウトが開始される。バケット存続部分からパケット欠落部分への結節点において、音声データの傾きが不連続となる点でのボリューム値を絞ることができ、これにより、上記結節点におけるノイズを減らすことができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、バッファリング量が１パケットデータ量以下の欠乏予測点に達したときに、１パケット時間以内にデータ不足が発生すると予想される。これにより、パケット欠落発生を適切なタイミングで予測することができる。
【００６２】
なお、上述の第３の実施の形態の構成が第２の実施の形態の音声信号再生装置に適用されてもよい。この場合、第３の実施の形態の構成により、欠落予測時点で早期にボリューム値の減衰が開始する。また、第２の実施の形態の構成により、ボリューム値の減衰期間が後方に延長される。したがって、図８（ｂ）の減衰曲線８０７の時間が前後方向に長くなるので、パケット欠落部分からの復帰の際の結節点において、より一層ボリューム値を０に近づけることができ、これにより、復帰の際のノイズをさらに減らすことができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明する。以下、第１の実施の形態との相違点について主として説明し、第１の実施の形態と共通する事項の説明は省略する。
【００６４】
図９は、第４の実施の形態に係る音声信号再生装置を示している。図９では、図１の第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の名称が付されている。
【００６５】
前述の第１の実施の形態では、サンプル値記憶部１０７が、パケット欠落前のパケットから得られる音声データの最終サンプル値を記憶していたのに対し、図９に示す第４の実施の形態では、サンプル値記憶部９０７が、最終サンプル値と、さらにその直前のサンプル値（以下、最終前サンプル値という）との２つのサンプル値を記憶保持する。
【００６６】
異常制御部９０６は、パケット欠落が検出されたとき、第１の実施の形態と同様に、サンプル値記憶部９０７の最終サンプル値と、ボリューム値０とを選択器９０３に供給する。さらに、第１の実施の形態との相違点として、異常制御部９０６は、最終サンプル値と最終前のサンプル値との差分を積分付きボリューム制御部９０４に供給する。この差分の値は、パケット欠落時の音声データ（サンプル値）の傾きの値であり、積分付きボリューム制御部９０４にリセット初期値として供給される。
【００６７】
積分付きボリューム制御部９０４は、本実施の形態では、２段の積分器を有している。上記の傾きは、パケット欠落時（ボリューム切替時）の積分の初期値として、２段目の積分器に入力される。積分付きボリューム制御部９０４では、ボリューム値は、２回の積分を経て、サンプル値に乗算される。２段の積分器を設けることにより、パケット欠落時にデータを連続させるだけでなく、データの傾きも連続させることができる。
【００６８】
図１０は、第４の実施の形態における積分付きボリューム９０４の回路構成を示している。図１０において、積分付きボリューム制御部９０４は、直列に並んだ２つの積分器１０００ａ、１０００ｂと乗算器１０１０とを備えている。
【００６９】
第１の積分器１０００ａは、図３に示される第１の実施の形態の積分器３００と同様の構成を有しており、図１０の増幅器１００１、１００２、加算器１００３および遅延素子１００４は、それぞれ、図３の増幅器３０１、３０２、加算器３０３および遅延素子３０５と対応している。積分器１０００ａの出力（加算器１００３の出力）が第２の積分器１０００ｂに入力される。
【００７０】
第２の積分器１０００ｂは、図３に示される第１の実施の形態の積分器３００と同様の配置で、増幅器１００６、１００９、加算器１００７および遅延素子１００８を備えている。さらに、第２の積分器１０００ｂは、遅延素子１００８と増幅器１００９の間に、選択器１００５を備えている。
【００７１】
ボリューム値は、第１の積分器１０００ａで積分された後、第２の積分器１０００ｂの増幅器１００６に入力される。増幅器１００６にてボリューム値に定数Ｃ３が乗じられ、増幅器１００６を経たボリューム値が加算器１００７に入力される。加算器１００７の出力は、遅延素子１００８を経て選択器１００５に入力される。
【００７２】
選択器１００５には、遅延素子１００８の出力の他に、積分初期値としての音声データの傾きが入力される。この傾きは、上述したように、最終サンプル値と最終前サンプル値の差分であり、ボリューム値が０に切り替わるときに図９のデータ処理部９０から入力される。
【００７３】
選択器１００５は、通常は、遅延素子１００８からの信号を選択し、増幅器１００９に供給する。しかし、選択器１００５は、積分初期値として傾きが入力されたときは、その初期値を選択して増幅器１００９に供給する。したがって、ボリューム値を０に切り替えるときだけ（パケット欠落区間の最初だけ）、入力された傾きの初期値が選択される。
【００７４】
増幅器１００９では、選択器１００５の出力信号に定数Ｃ４が乗じられる。増幅器１００６、１００９の出力信号が加算器１００７で加算される。そして、加算器１００７の出力信号が積分結果のボリューム値として乗算器１０１０に供給される。
【００７５】
上記のように、ボリューム値は、第１の積分器１０００ａおよび第２の積分器１０００ｂを経た後、乗算器１０１０に供給される。乗算器１０１０では、積分されたボリューム値が音声データのサンプル値に乗算され、乗算後のデータが出力される。
【００７６】
なお、積分付きボリューム制御部９０４において、第１の積分器１０００ａの増幅器１００１、１００２における定数Ｃ１、Ｃ２の和は、第１の実施の形態と同様に、１である。さらに、第２の積分器１０００ｂの増幅器１００６、１００９における定数Ｃ３、Ｃ４の和も、１である。
【００７７】
図１１（ａ）〜図１１（ｆ）は、本実施の形態における欠落発生時の動作を示しており、それぞれ、第１の実施の形態にて説明した図４（ａ）〜図４（ｆ）と対応している。図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、この例では、パケット１１０１、１１０２、１１０３が続く中で、パケット１１０２が欠落する。
【００７８】
図１１（ｃ）に示されるように、サンプル値に関しては、第１の実施の形態と同様に、パケット欠落発生時点（データが完全に欠損したタイミング）で最終サンプル値が保持され、さらに、最終前サンプル値（最終サンプル値の直前のサンプル値）が保持される。そして、最終サンプル値と最終前サンプル値の差分が最終微分値として保持される。最終微分値は上述したパケット欠落検出時の音声データの傾きに相当する。
【００７９】
ボリューム値に関しては、図１１（ｃ）に点線で示されるように、積分前のボリューム値は第１の実施の形態と同様であり、パケット欠落前後は１であり、パケット欠落区間では０である。しかし、積分後のボリューム値は、図１１（ｃ）に実線で示されるように、第１の実施の形態と異なる。すなわち、積分後のボリューム値は、パケット欠落が発生すると（１１０６）、パケット欠落区間で一旦増大して極値に達し、それから徐々に小さくなり、０に近づき、パケット欠落が解消されると（１１０７）、再び増大する。これは、ボリューム値が２回積分されており、かつ、２段目の積分器における傾きの初期値として最終微分値が用いられているからである。
【００８０】
上記のような積分後のボリューム値が適用される結果、音声出力データの波形としては、図１１（ｅ）、図１１（ｆ）に示されるように、パケットが存在する区間とパケット欠落区間との結節点１１０８において、データが連続であるだけでなく、データの傾きも連続になるような接続状態が得られる。また、パケット欠落区間では、データは、０への収束曲線１１０９となり、さらに、パケット欠落からの復帰時の音声データは、０から徐々に大きくなっていく波形１１１０となり、復帰時にも同様に連続的な変化を得ることができる。
【００８１】
以上に本発明の第４の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明した。本実施の形態によれば、パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値がサンプル値記憶部９０７に記憶される。積分付きボリューム制御部９０４は、ボリューム値を積分する２段の積分器を有し、パケット欠落直前のサンプル値とその前のサンプル値に基づく音声データの傾きを、ボリューム値の抑制開始時の傾きの初期値として２段目の積分器に入力する。したがって、バケット存続部分からパケット欠落部分への結節点およびパケット欠落部分からパケット存続部分への結節点において、音声データの傾きが連続となり、それぞれの結節点での傾きの不連続性によるノイズを減らすことができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、図１０に示したように、第２の積分器１０００ｂの増幅器１００９の前段に選択器１００５が配置され、ここに、傾きが入力された。この場合、パケット欠落時の結節点（図１１（ｅ））では、傾きが連続になる方向に制御はされるが、結節点前後の傾きが一致はしない。変形例としては、選択器１００５が加算器１００７の後段に配置され、ここに傾きの初期値が入力されてもよい。これにより、パケット欠落発生時点の音声データの傾きを、欠落直前の傾きにさらに近づけられる。
【００８３】
また、上述の第４の実施の形態の構成が第２の実施の形態の音声信号再生装置に適用されてもよい。この場合、上述の第４の実施の形態に加えて、異常制御の動作条件が第２の実施の形態と同様に設定され、すなわち、ボリューム値抑制期間が後方に延長されてよい。また、上述の第４の実施の形態の構成が第３の実施の形態の音声信号再生装置に適用されてもよい。この場合、上述の第４の実施の形態に加えて、第３の実施の形態と同様にパケット欠落予測時点でボリューム値抑制が開始されてよい。さらには、第２、第３、第４の実施の形態が組み合わされてもよい。
【００８４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明する。第５の実施の形態の音声信号再生装置は、第１の実施の形態の音声信号再生装置と同様の構成を有する。以下、第１の実施の形態との相違点について主として説明し、第１の実施の形態と共通する事項の説明は省略する。
【００８５】
第１の実施の形態では、パケット欠落が発生していないときのボリューム値としては、固定された定数値が、データ処理部１０の選択器１０３に入力されていた。本実施の形態では、データ処理部１０の外部に、ボリューム値調整部（図示せず）が設けられる。このボリューム値調整部がボリューム値を調整し、調整されたボリューム値がデータ処理部１０の選択器１０３に入力されて、パケット欠落非検出時に選択器１０３に選択される。これにより、パケット欠落非検出時のボリュームも制御することができる。しかも、ボリューム値は積分器を経てボリューム制御に使用されるので、パケット欠落非検出時、すなわち通常のボリューム制御時にも、急激な変化を抑制できる。
【００８６】
以上に、本発明の第５の実施の形態に係る音声信号再生装置について説明した。本実施の形態は、パケット欠落非検出時に選択されるボリューム値を音量として制御する手段をデータ処理部１０の外部に備えたので、追加回路を設けずに、パケット欠落部分の結節点の他、通常時のボリューム制御においても、急激な変化による雑音の発生を抑制することができる。
【００８７】
なお、上記の第５の実施の形態は、第２、３、４の実施の形態の各々と組み合わされてよい。また、第２、３、４の実施の形態のうちの複数の組み合わせに、第５の実施の形態がさらに組み合わされてもよい。
【００８８】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる音声信号再生装置は、遅延時間を低減でき、自然な音声を提供できるという効果を有し、ネットワークシステムにおける音声信号再生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における音声信号再生装置のブロック図
【図２】データ処理部における処理を示す図
【図３】積分付きボリューム制御部の構成を示す図
【図４】（ａ）伝送される音声データを示す図  （ｂ）パケットの欠落を示す図  （ｃ）選択されるサンプル値を示す図  （ｄ）選択されるボリューム値および積分後のボリューム値を示す図  （ｅ）音声出力波形を示す図  （ｆ）音声出力波形を示す図
【図５】（ａ）パケットの欠落を示す図  （ｂ）選択されるボリューム値および積分後のボリューム値を示す図  （ｃ）音声出力波形を示す図  （ｄ）音声出力波形を示す図
【図６】本発明の第３の実施の形態における音声信号再生装置のブロック図
【図７】パケット欠落予測のためのバッファを示す図
【図８】（ａ）伝送される音声データを示す図  （ｂ）パケットの欠落を示す図  （ｃ）選択されるサンプル値を示す図  （ｄ）選択されるボリューム値および積分後のボリューム値を示す図  （ｅ）音声出力波形を示す図  （ｆ）音声出力波形を示す図
【図９】本発明の第４の実施の形態における音声信号再生装置のブロック図
【図１０】積分付きボリューム制御部の構成を示す図
【図１１】（ａ）伝送される音声データを示す図  （ｂ）パケットの欠落を示す図  （ｃ）選択されるサンプル値を示す図  （ｄ）選択されるボリューム値および積分後のボリューム値を示す図  （ｅ）音声出力波形を示す図  （ｆ）音声出力波形を示す図
【図１２】本実施の形態の音声信号再生装置による音声出力波形の例を示す図
【図１３】従来のパケット補間機能を示す図
【符号の説明】
【００９１】
１００  データ処理部
１０１  受信検出器
１０２  受信バッファ
１０３  選択器
１０４  積分付きボリューム制御部
１０５  Ｄ／Ａ変換部
１０６  異常制御部
１０７  サンプル値記憶部
３００  積分器
３０４  乗算器
【図１】
2007328076.tif 000003
【図２】
2007328076.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007328076.tif 000006
【図５】
2007328076.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007328076.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007328076.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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