(57)【要約】【課題】無線通信を利用して音声データを再生させる際に、通信品質が劣化しても再生音の途切れる頻度を低減させる。【解決手段】音声再生装置１０３において、システム制御部２０２は、圧縮符号化された音声データを蓄積しているバッファ２０３の残量を算出し、その算出結果に応じて、伸張復号化部２０４がバッファ２０３からデータを読み出す際の読み出しアドレスを設定する。システム制御部２０２は、算出したバッファメモリの残量が、所定の閾値（＞０）を超えた場合には、次のデータを読み出すための読み出しアドレスを、直前に読み出したアドレスより数フレーム分先のアドレスに設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信によりデータの送受信を行う無線通信部と、
圧縮符号化された音声データを蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリに蓄積された音声データの残量を算出し、前記残量に応じて、前記バッファメモリから蓄積されたデータを読み出すアドレスを設定し、読み出したデータを前記無線通信部に出力するシステム制御部とを備えたことを特徴とするデータ送信装置。
【請求項２】
前記システム制御部は、算出したバッファメモリの残量が、所定の閾値（＞０）を超えた場合には、次のデータを読み出すための読み出しアドレスを、直前に読み出したアドレスより数フレーム分先のアドレスに設定することを特徴とする請求項１記載のデータ送信装置。
【請求項３】
無線通信によりデータの送受信を行う無線通信部と、
圧縮符号化された音声データを蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリより前記音声データを読み出して伸張復号化処理を行う伸張復号化部と、
前記バッファメモリに蓄積されたデータの残量を算出し、前記残量に応じて、前記伸張復号化部が前記バッファメモリより前記音声データを読み出すアドレスを設定するシステム制御部とを備えたことを特徴とする音声再生装置。
【請求項４】
前記制御部は、算出したバッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ１（＞０）より小さくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスと同じアドレスを設定し、前記バッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ２（＞０）より大きくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスより数フレーム分先のアドレスを設定することを特徴とする請求項３記載の音声再生装置。
【請求項５】
圧縮符号化された音声データを送信前にバッファメモリに蓄積して送信するデータ送信方法であって、
前記バッファメモリに蓄積された音声データの残量を算出し、前記残量に応じて、前記バッファメモリから蓄積されたデータを読み出すアドレスを設定し、読み出したデータを前記無線通信部に出力するシステム制御ステップを備えたデータ送信方法。
【請求項６】
前記システム制御ステップ部は、算出したバッファメモリの残量が、所定の閾値（＞０）を超えた場合には、次のデータを読み出すための読み出しアドレスを、直前に読み出したアドレスより数フレーム分先のアドレスに設定することを特徴とする請求項５記載のデータ送信方法。
【請求項７】
バッファメモリに蓄積された圧縮符号化データをバッファメモリに蓄積した後、伸張復号化する音声再生方法であって、
バッファメモリに蓄積されたデータの残量を算出し、前記残量に応じて、前記バッファメモリより伸張復号化するために読み出すデータの読み出しアドレスを設定するシステム制ステップを備えた音声再生方法。
【請求項８】
前記制御ステップは、算出したバッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ１（＞０）より小さくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスと同じアドレスを設定し、前記バッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ２（＞０）より大きくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスより数フレーム分先のアドレスを設定することを特徴とする請求項７記載の音声再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮符号化された音声データを無線通信により受信し、伸張復号化処理、およびデジタル・アナログ変換を行い、音声を再生する音声再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、国際標準化されたデジタルデータの圧縮技術や無線通信技術を用いて、音声データを無線通信により伝送する機能を搭載した音声再生システムが普及している。デジタルデータの圧縮技術としてはＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐａｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）方式、無線通信技術としてはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどが一般的に知られており、これら技術を搭載した商品が多く市販されている。
【０００３】
このような商品は、音声データを受信し再生する装置（以下、音声再生装置）に音声の記録部を備える必要がないため、容易に小型・軽量化できる。使用者はＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）プレーヤーなどの音声データの記録部、およびデータ送信機能をもつ装置（以下、データ送信装置）を鞄などに入れ、音声再生装置のみを身につけて音声や音楽を楽しむことができるため、コードに煩わされることがなく便利であり、特にポータブル用途において効果を発揮する。
【０００４】
しかしながら、この種の音声再生システムでは以下に示す課題があった。すなわち、無線通信における通信誤りのため、所定の時刻に再生すべきデータが到達せず、再生音が途切れるという課題である。
【０００５】
この課題を解決するための従来技術として、音声再生装置に受信したデジタル音声データを一時的にバッファメモリに蓄積することにより、再生音の途切れを回避するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８０６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の音声再生装置においては、以下に示す問題点を有している。
【０００７】
デジタル音声データをバッファメモリに蓄積させるためには、大容量のバッファメモリを用意する必要があり、小型で低コスト・省電力であることが要求されるポータブル機器には適していない。
【０００８】
また、無線通信品質が劣化した場合には、音声データを送信する装置に送信できなかったデータが蓄積される可能性について考慮されていない。
【０００９】
本発明は以上の問題点を解決し、圧縮符号化された音声データを無線通信により送信するデータ送信装置と、上記音声データを受信し、伸張復号化、およびデジタル・アナログ変換処理し、アナログ音声を出力する音声再生装置で構成される音声再生システムにおいて、音声出力装置から出力される再生音の途切れを低減できるデータ送信装置、音声再生装置、およびデータ送信方法、音声再生方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のデータ送信装置は、無線通信によりデータの送受信を行う無線通信部と、圧縮符号化された音声データを送信前に蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリに蓄積された音声データの残量を算出し、前記残量に応じて、前記バッファメモリから蓄積されたデータを読み出すアドレスを設定し、読み出したデータを前記無線通信部に出力するシステム制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記システム制御部は、算出したバッファメモリの残量が、所定の閾値（＞０）を超えた場合には、次のデータを読み出すための読み出しアドレスを、直前に読み出したアドレスより数フレーム分先のアドレスに設定する。
【００１２】
本発明の音声再生装置は、無線通信によりデータの送受信を行う無線通信部と、圧縮符号化された音声データを蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリより前記音声データを読み出して伸張復号化処理を行う伸張復号化部と、前記バッファメモリに蓄積されたデータの残量を算出し、前記残量に応じて、前記伸張復号化部が前記バッファメモリより前記音声データを読み出すアドレスを設定するシステム制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記制御部は、算出したバッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ１（＞０）より小さくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスと同じアドレスを設定し、前記バッファメモリの残量が所定の閾値Ｔｈ２（＞０）より大きくなった場合には、読み出しアドレスとして、直前に設定した読み出しアドレスより数フレーム分先のアドレスを設定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る音声再生システム、および音声再生方法によれば、音声データを受信し再生する音声再生装置と、音声データを送信するデータ送信装置とを備えて構成される音声再生システムにおいて、通信品質が劣化しても再生音の途切れる頻度を従来技術に比べて大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る音声再生システムを示したもので、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）プレーヤー１０１、およびそれに装着されたデータ送信装置１０２により、ＣＤに記録された音声データを無線送信し、音声再生装置１０３ではそのデータを受信し、音声を再生する。
【００１７】
なお、ＣＤプレーヤーでは、ＣＤに記録されたデジタル音声データをそのまま圧縮符号化する場合もあるし、ＣＤに記録されたデータを一旦アナログ音声データに戻し、それを再度アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）処理、圧縮符号化する場合もある。
【００１８】
また、本実施の形態では、データ送信装置１０２に入力される音声信号をアナログ音声信号であるとして説明するが、本発明はこれに限らず、入力される音声信号がデジタル化された音声データであってもよいし、圧縮符号化された音声データであってもよい。
【００１９】
また、音声の圧縮符号化方式には例えば、ＭＰ３（ＭＰＥＧ−１  Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ  ３）方式を使用し、その圧縮レートは１２８ｋｂｐｓ（ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）程度である。無線の通信速度はそれよりも高速（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合、最大７２１ｋｂｐｓ）で、その余った帯域を利用して、通信区間で発生した誤りの検出や補完のため、Ａｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）送信や再送制御などを行っている。
【００２０】
図２、図３はそれぞれ本発明の一実施形態に係る音声再生システムを構成する音声再生装置、データ送信装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図２において、音声再生装置１０３は、無線通信部２０１と、システム制御部２０２と、バッファ２０３と、伸張復号化部２０４と、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換部２０５と、音声出力部２０６とを備えて構成される。ここでシステム制御部２０２は音声再生装置１０３の他の構成要素の動作を制御する。
【００２２】
図３において、データ送信装置１０２は、無線通信部３０１と、システム制御部３０２と、バッファ３０３と、圧縮符号化部３０４と、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部３０５と、音声信号入力部３０６とを備えて構成される。ここでシステム制御部３０２はデータ送信装置１０２の他の構成要素の動作を制御する。ただし、入力される音声信号がデジタル化されている場合にはＡ／Ｄ変換部３０５が不要であり、圧縮符号化されている場合にはＡ／Ｄ変換部３０５、および圧縮符号化部３０４が不要であり、それら構成要素がデータ送信装置１０２に具備されない場合もある。
【００２３】
図４、図５は、それぞれデータ送信装置１０２によって実行される音声データ送信制御処理を示すフローチャート、音声再生装置１０３によって実行される音声再生制御処理を示すフローチャートを示す。
【００２４】
図７にデータ送信装置１０２のバッファ３０３の残量の推移を示す。図７において、Ｔｈ４は送信開始検出閾値、Ｔｈ５（＞０）はオーバーフロー検出閾値であり、閾値Ｔｈ４（＞０）、Ｔｈ５の間には、Ｔｈ５＞Ｔｈ４の関係が成り立っている。また、図６に音声再生装置１０３のバッファ２０３の残量の推移を示す。図６において、バッファ残量を検出する閾値Ｔｈ１（＞０）はアンダーフロー検出閾値、Ｔｈ２（＞０）はオーバーフロー検出閾値、Ｔｈ３（＞０）は再生開始検出閾値であり、Ｔｈ２＞Ｔｈ３＞Ｔｈ１の関係が成り立っている。
【００２５】
以下、図面を用いて詳細な動作を説明する。
【００２６】
まず、データ送信装置１０２の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
（ステップＳ４０１）使用者のボタン操作（図示略）が、音声再生開始、または、音声再生中である場合は、ステップＳ４０２へ進み、音声再生開始の指示がない場合、あるいは音声再生中の場合に使用者のボタン操作（図示略）により音声再生の停止（あるいは終了）が指示された場合には処理を終了する。
【００２８】
（ステップＳ４０２）音声再生が開始されるとデータ送信装置１０２では、ＣＤプレーヤー１０１から音声信号が入力される。入力された音声信号をＡ／Ｄ変換部３０５がＡ／Ｄ変換処理し、圧縮符号化部３０４が圧縮符号化処理し、圧縮符号化された音声データをバッファ３０３に蓄積する。圧縮符号化部３０４は圧縮符号化された音声データを圧縮符号化方式のフレーム単位でバッファ３０３の先頭アドレスから順次書き込み、書き込みが完了するとシステム制御部３０２に対して書き込み完了通知を行う。
【００２９】
（ステップＳ４０３）圧縮符号化部３０４はバッファ３０３の最終アドレスまで書き込むと、再度先頭アドレスに戻り書き込みを行う。システム制御部３０２は、バッファ３０３に蓄積されたデータ量が送信開始検出閾値Ｔｈ４を超えた場合（図７の時刻ａ）には、ステップＳ４０４へ進み、そうでない場合は、ステップＳ４０１へ戻る。
【００３０】
（ステップＳ４０４）システム制御部３０２は、バッファ３０３に蓄積されたデータを順次読み出す。
【００３１】
（ステップＳ４０５）システム制御部３０２は読み出したデータに送信に必要な処理を行い、無線通信部３０１は送信処理されたデータに変調処理を行い、データを無線送信する。
【００３２】
（ステップＳ４０６）データを無線送信するまでの間に、データ送信装置１０２と音声再生装置１０３との間に無線通信リンクが確立するために、システム制御部３０２は、バッファ３０３の残量を算出し、バッファ残量がオーバーフロー検出閾値Ｔｈ５以下であった場合には（図７の時刻ａ、ｂ間、または、時刻ｃ以降）、ステップＳ４０７へ進み、Ｔｈ５を超える場合（図７の時刻ｂ、ｃ間）は、ステップＳ４０８へ進む。
【００３３】
（ステップＳ４０７）システム制御部３０２は、次に読み出すバッファ３０３の読み出しアドレスをステップＳ４０４で読み出した分のアドレスに設定する。
【００３４】
（ステップＳ４０８）システム制御部３０２は、次に読み出すバッファ３０３の読み出しアドレスをステップＳ４０４で読み出した分にさらに数フレーム分を加えてアドレスに設定する。
【００３５】
次に、音声再生装置１０３の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
（ステップＳ５０１）使用者のボタン操作（図示略）により、音声再生の開始が指示された場合は、ステップＳ５０２に進み、音声再生開始の指示がない場合、あるいは音声再生中の場合に使用者のボタン操作（図示略）により音声再生の停止（あるいは終了）が指示された場合には処理を終了する。
【００３７】
（ステップＳ５０２）音声再生装置１０３は、無線通信によりデータを受信すると、ステップＳ５０３に進み、データを受信していない場合はステップＳ５０１に戻る。
【００３８】
（ステップＳ５０３）無線通信部２０１は、受信されたデータで復調処理し、システム制御部２０２は、復調処理されたデータを受信処理する。
【００３９】
（ステップＳ５０４）圧縮符号化された音声データをバッファ２０３に蓄積する。システム制御部２０２は圧縮符号化された音声データを圧縮符号化方式のフレーム単位でバッファ２０３の先頭アドレスから順次書き込み、最終アドレスまで書き込むと、再度先頭アドレスに戻り書き込みを行う。
【００４０】
（ステップＳ５０５）伸張復号化処理が開始する前である場合、ステップＳ５０６へ、すでに伸張復号化処理が開始されている場合は、ステップＳ５０７へ進む。
【００４１】
（ステップＳ５０６）システム制御部２０２はバッファ２０３の残量を算出し、バッファ残量が再生開始検出閾値Ｔｈ３より小さい場合にはステップＳ５０２に戻り、Ｔｈ３以上である場合（図６の時刻ａ）には、ステップＳ５０７へ進む。
【００４２】
（ステップＳ５０７）システム制御部２０２は、伸張復号化部２０４に対して読み出すバッファ２０３の読み出しアドレスを設定する。
【００４３】
（ステップＳ５０８）伸張復号化部２０４は上記指定により、伸張復号化処理を開始し、バッファ２０３より圧縮符号化方式のフレーム単位でデータを読み出し、処理を行う。
【００４４】
（ステップＳ５０９）伸張復号化処理された音声データは、Ｄ／Ａ変換部２０５でＤ／Ａ変換され、音声出力部２０６よりアナログ音声信号として出力、再生される。伸張復号化部２０４はバッファ２０３からのデータ読み出しが完了するとシステム制御部２０２に対して、読み出し完了通知を行う。
【００４５】
（ステップＳ５１０）システム制御部２０２はバッファ２０３のバッファ残量を算出し、バッファ残量がアンダーフロー検出閾値Ｔｈ１より小さい場合（図６の時刻ｂ、ｃ間）には、ステップＳ５１１に進み、バッファ残量がＴｈ１以上の場合には、ステップＳ５１２に進む。
【００４６】
（ステップＳ５１１）システム制御部２０２は、伸張復号化部２０４に対して指定するバッファの読み出しアドレスをステップＳ５０７で指定したバッファのアドレスから更新しない。
【００４７】
（ステップＳ５１２）システム制御部２０２は、バッファ２０３のバッファ残量を計算し、バッファ残量がオーバーフロー検出閾値Ｔｈ２より大きい場合（図示せず）には、ステップＳ５１３に進み、バッファ残量がＴｈ２以下である場合には、ステップＳ５１４へ進む。
【００４８】
（ステップＳ５１３）システム制御部２０２は、伸張復号化部２０４に対して指定するバッファの読み出しアドレスをステップＳ５０７で伸張復号化部２０４が読み出した分にさらに数フレーム分を加えて設定する。
【００４９】
（ステップＳ５１４）システム制御部２０２は、伸張復号化部２０４に対して指定するバッファの読み出しアドレスをＳ５０７で伸張復号化部２０４が読み出した分のアドレスに設定する。
【００５０】
以上のような処理を実行することにより、音声再生装置１０３のバッファ残量が減ってきた時（図６の時刻ｂ以降）に伸張復号化部２０４は直前に伸張復号化したデータと同一のデータを再度伸張復号化するため、全く同じ音声が繰り返し再生されるという不具合が生じるが、ＭＰ３方式による圧縮符号化フレームは、最大で２３ｍｓｅｃ程度であり、この程度の時間であれば繰り返し再生されても聴感上ほとんど問題になることはない。むしろ、図６に示すように通信品質の一時的な劣化に対して、バッファ残量の減少速度を緩めることができるので（図６の時刻ｂ、ｃ間）、再生音が途切れることなく連続性が保てるという点で、使用者にとっては好都合である。
【００５１】
同様に通信品質が劣化した場合にはデータ送信装置１０２のバッファ残量は増加傾向になるが、圧縮符号化されたデータをシステム制御部３０２が適宜破棄して、送信することとなり、フレーム落ちしたデータが伸張復号化され、再生させることとなるが、破棄されるデータは最大で２３ｍｓｅｃ程度で、聴感上ほとんど問題になることはない。むしろ図７に示すようにバッファ残量の増加速度を抑えることができる（図７の時刻ｂ、ｃ間）ので、再生音が途切れることがなく、使用者にとっては好都合である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
このように、本発明に係る音声再生システム、および音声再生方法は、音声データを受信し再生する音声再生装置と、音声データを送信するデータ送信装置とを備えて構成される音声再生システムにおいて、通信品質が劣化しても再生音の途切れる頻度を大幅に低減できる音声再生システムとして有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る音声再生システムの構成を示す図
【図２】同音声再生システムにおける音声再生装置の構成を示すブロック図
【図３】同音声再生システムにおけるデータ送信装置の構成を示すブロック図
【図４】同データ送信装置において実行される音声データ送信制御処理を示すフローチャート
【図５】同音声再生装置において実行される音声再生制御処理を示すフローチャート
【図６】音声再生装置におけるバッファ残量の推移を示すグラフ
【図７】データ送信装置におけるバッファ残量の推移を示すグラフ
【符号の説明】
【００５４】
１０１  ＣＤプレーヤー
１０２  データ送信装置
１０３  音声再生装置
２０１、３０１  無線通信部
２０２、３０２  システム制御部
２０３、３０３  バッファ
２０４  伸張復号化部
２０５  Ｄ／Ａ変換部
２０６  音声出力部
３０４  圧縮符号化部
３０５  Ａ／Ｄ変換部
３０６  音声信号入力部
【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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