(57)【要約】【課題】劣化信号との比較のための参照信号を使用することなく、劣化信号の音途切れを考慮した高精度な音声品質推定を可能とする。【解決手段】ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質を推定する音声品質推定装置において、劣化した音声の信号である劣化信号から、音途切れ区間を検出する音途切れ解析手段と、前記音途切れ解析手段により検出された音途切れ区間の時間長の総和である総音途切れ時間長と、前記劣化信号の総時間長とから音途切れ率を算出する音途切れ率算出手段と、前記音途切れ率算出手段により算出された前記音途切れ率に基づいて、音声品質を推定する音声品質推定手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質を推定する音声品質推定装置であって、
劣化した音声の信号である劣化信号から、音途切れ区間を検出する音途切れ解析手段と、
前記音途切れ解析手段により検出された音途切れ区間の時間長の総和である総音途切れ時間長と、前記劣化信号の総時間長とから音途切れ率を算出する音途切れ率算出手段と、
前記音途切れ率算出手段により算出された前記音途切れ率に基づいて、音声品質を推定する音声品質推定手段と
を備えることを特徴とする音声品質推定装置。
【請求項２】
音量が一定の音声信号を送信端末から送信し、前記ネットワークを経由した当該音声信号を受信する受信端末から出力される出力信号を前記劣化信号として用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の音声品質推定装置。
【請求項３】
前記音声信号は正弦波信号であることを特徴とする請求項２に記載の音声品質推定装置。
【請求項４】
前記音途切れ解析手段は、所定の閾値と前記劣化信号のレベルとを比較することにより、前記音途切れ区間を検出する
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の音声品質推定装置。
【請求項５】
前記音声品質推定手段は、主観評価実験結果から導出された音途切れ率と音声品質との関係式に、前記音途切れ率を入力することにより音声品質を推定する
ことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の音声品質推定装置。
【請求項６】
ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質を推定する音声品質推定装置が実行する音声品質推定方法であって、
劣化した音声の信号である劣化信号から、音途切れ区間を検出する音途切れ解析ステップと、
前記音途切れ解析ステップにより検出された音途切れ区間の時間長の総和である総音途切れ時間長と、前記劣化信号の総時間長とから音途切れ率を算出する音途切れ率算出ステップと、
前記音途切れ率算出ステップにより算出された前記音途切れ率に基づいて、音声品質を推定する音声品質推定ステップと
を備えることを特徴とする音声品質推定方法。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の音声品質推定装置における各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質推定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
VoLTEに代表される音声通信サービスでは、符号化ひずみ、パケット損失、遅延等の品質劣化要因によって音声通話品質が低下する。音声通話品質を精度よく推定する代表的な客観評価技術として、ITU-T勧告G.107（E-model）やP.863（POLQA）が標準化されている。
【０００３】
G.107(E-model)は、複数の品質劣化要因パラメータを入力として総合品質を推定する手段として用いられる（非特許文献１参照）。P.863(POLQA)は、参照信号と劣化信号の比較により受聴品質を推定する手段である（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ITU-T G.107 The E-model: a computational model for use in transmission planning
【非特許文献２】ITU-T P.863 Perceptual Objective Listening Quality Assessment., 09/2014.
【非特許文献３】ITU-T P.805 Subjective evaluation of conversational quality
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、音声品質推定対象のネットワークにおいて、ハンドオーバー等による数秒の音途切れが発生した場合には、G.107(E-model)では、当該音途切れの情報は、品質劣化要因パラメータとしての情報の入力対象外となり、正確に品質を推定することができない。
【０００６】
P.863（POLQA）では、品質推定のために、参照信号（入力音声）と劣化信号（出力音声）が必要となる。しかし、P.863（POLQA）では、数秒の音途切れを想定しておらず、数秒の音途切れが発生するような状況では、参照信号と劣化信号との間の信号の突合がうまくできず品質推定ができない場合がある。
【０００７】
このように、E-modelやPOLQAでは、音途切れによる劣化として想定する劣化範囲を超えてしまうと精度が低下してしまい測定不能となる課題があった。また、劣化信号との比較のための入力信号として参照信号を使用する場合、信号の比較処理が複雑となり、実装コストが高くなる課題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、劣化信号との比較のための参照信号を使用することなく、劣化信号の音途切れを考慮した高精度な音声品質推定を可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態によれば、ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質を推定する音声品質推定装置であって、
劣化した音声の信号である劣化信号から、音途切れ区間を検出する音途切れ解析手段と、
前記音途切れ解析手段により検出された音途切れ区間の時間長の総和である総音途切れ時間長と、前記劣化信号の総時間長とから音途切れ率を算出する音途切れ率算出手段と、
前記音途切れ率算出手段により算出された前記音途切れ率に基づいて、音声品質を推定する音声品質推定手段と
を備えることを特徴とする音声品質推定装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施の形態によれば、劣化信号との比較のための参照信号を使用することなく、劣化信号の音途切れを考慮した高精度な音声品質推定を可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る音声品質推定装置１００の構成を示す図である。
【図２】音声品質推定装置１００のハードウェア構成図である。
【図３】音声品質推定装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】音途切れを検出するための劣化信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【００１３】
（装置構成、機能概要）
図１に、本実施の形態における音声品質推定装置１００の構成、及び入力に関わる構成を示す。図１に示すように、本実施の形態では、有音のみで構成される参照信号１０を送信端末に入力し、ネットワーク４０を経由して劣化した（音途切れ区間を有する）劣化信号２０が受信端末から出力され、当該劣化信号２０が音声品質推定装置１００への入力となる。また、ネットワーク４０は、例えばモバイルネットワークであるが、本発明はモバイルネットワークに限らずに、様々なネットワークにおける音声品質推定に適用可能である。
【００１４】
音声品質推定装置１００は、入力された劣化信号２０を用いて、有音信号の総時間長（例えば１分、６０分等）と音途切れ時間（例えば１０秒、５０秒など）から計算される音途切れ率（例えば１％、３％など）を用いて音途切れ発生時の会話品質を推定し、会話品質推定値３０を出力する。これにより、参照信号を劣化信号との比較のために使用することなく、品質劣化要因パラメータとして、音途切れ率を用いて会話品質を推定できる。なお、「会話品質」は、「音声品質」の例である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態における音声品質推定装置１００は、音途切れ解析機能１１０、音途切れ率算出機能１２０、会話品質推定機能１３０を備える。
【００１６】
音途切れ解析機能１１０は、無音区間検出部１１５を含み、当該無音区間検出部１１５は、受信端末からの出力信号である劣化信号２０の有音／無音区間を検知して、この時の無音区間を音途切れ区間とする。
【００１７】
音途切れ率算出機能１２０は、音途切れ解析機能１１０により特定された音途切れ区間の時間長の総和を算出して、音途切れ区間の総時間長を確定する。そして、劣化信号２０の総時間長と、音途切れ区間の総時間長とから、「音途切れ区間の総時間長÷劣化信号２０の総時間長」により、音途切れ率を算出する。
【００１８】
会話品質推定機能１３０は、音途切れ率と会話品質との関係式を格納するメモリ等の格納手段を有し、音途切れ率算出機能１２０で算出した音途切れ率を関係式に代入することにより、会話品質推定値３０を導出する。関係式の詳細例については、後述する処理フローのところで説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る音声品質推定装置１００は、例えば、１つ又は複数のコンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、音声品質推定装置１００が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスクなどのハードウェア資源を用いて、音声品質推定装置１００で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。また、上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態における音声品質推定装置１００のハードウェア構成例を示す図である。図２の音声品質推定装置１００は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１５０、補助記憶装置１５２、メモリ装置１５３、ＣＰＵ１５４、インタフェース装置１５５、表示装置１５６、及び入力装置１５７等を有する。
【００２１】
音声品質推定装置１００での処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１５１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１５１がドライブ装置１５０にセットされると、プログラムが記録媒体１５１からドライブ装置１５０を介して補助記憶装置１５２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１５１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１５２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
【００２２】
メモリ装置１５３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１５２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１５４は、メモリ装置１５３に格納されたプログラムに従って音声品質推定装置１００に係る機能を実現する。インタフェース装置１５５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１５６はプログラムによるＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。入力装置１５７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。
【００２３】
（処理フロー）
次に、図３のフローチャートに沿って、図１に示した構成における処理手順を説明する。
【００２４】
例えば、ネットワーク４０を介して接続されるＶｏＬＴＥ等の音声通話サービスにおいて、端末間で通信される音声情報として、適切な時間長に加工した一定音量の信号（例、正弦波信号。ただし、有音区間のみで構成される他の音声信号を入力としても良い）を参照信号１０として送信端末に入力する（ステップＳ１０１）。図１に示したように、参照信号１０は、ネットワーク４０を経由して、受信端末に届き、受信端末から劣化信号２０が出力され、劣化信号２０は音声品質推定装置１００の音途切れ解析機能１１０に入力される。なお、上記の参照信号１０について、音途切れ発生箇所の特定が困難にならない範囲であれば、一定音量でなくても構わない。
【００２５】
音途切れ解析機能１１０では、劣化信号２０が入力されると、無音区間検出部１１５において、図４に示すように、劣化信号２０のレベル変動を確認して、有音／無音部を判別して、無音区間である音途切れ区間を検出する（Ｓ１０２）。この時、有音／無音区間を含む劣化信号２０の総時間長についても、劣化信号情報として取得する。なお、例えば、無音区間検出部１１５には、信号パワー（信号レベル）の閾値が予め設定されており、信号パワーが当該閾値未満であれば無音と判断し、閾値以上であれば有音と判断する。
【００２６】
音途切れ率算出機能１２０では、検出した無音区間を音途切れ時間として、総音途切れ時間を算出しておく（Ｓ１０３）。そして、音途切れ率算出機能１２０は、劣化信号情報から得られる総時間長と総音途切れ時間長の比率から、音途切れ率を算出する（Ｓ１０４）。
【００２７】
会話品質推定機能１３０は、予め求められた音途切れ率と会話品質との対応関係を示す対応関係式を格納した記憶手段を有する。会話品質推定機能１３０は、音途切れ率算出機能１２０で算出した音途切れ率を当該関係式に代入することにより、会話品質推定値３０を導出し、出力する（Ｓ１０５）。
【００２８】
＜音途切れ率と会話品質との対応関係を示す関係式について＞
ステップＳ１０５で使用する、音途切れ率とユーザ体感品質である会話品質MOSとの対応関係を示す対応関係式（会話品質推定モデル）の例を以下に示す。
【００２９】
会話品質MOS＝A×音途切れ率2−B×音途切れ率＋C
上記対応関係式は、予め実験により求められた音途切れ率と会話品質評価値との間の関係にフィッティングさせた、音途切れ率を入力とする関数である。より具体的には以下のとおりである。
【００３０】
安定した会話品質評価値を収集するため、相互通話可能な主観評価実験環境を構築し、様々な音途切れ（音途切れ時間と音途切れ回数からなる複数の音途切れパタンを用意）を発生させて会話品質評価データを取得する。本実施の形態では、日常的な会話のやりとり頻度を実現するため、ITU-T勧告P.805（非特許文献３参照）に示す絵解きパズル（自由会話と同等の会話特性）を用いる。この実験により得られた音途切れ率と会話品質評価値との間の関係から、会話品質推定のマッピング関数として、例えば上記のような関数を定め、会話品質評価値と当該関数から最小二乗法等を用いてフィッテングの精度がよい関数形状となるように係数A、B、Cを導出する。
【００３１】
上記の会話品質推定のマッピング関数は一例である。例えば、会話品質推定のマッピング関数として音途切れ率を入力とする指数関数を用いてもよい。
【００３２】
以上、説明したように、本実施の形態では、劣化信号との比較のための参照信号を使用することなく、劣化信号の音途切れを考慮した高精度な音声品質推定が可能となる。
【００３３】
（実施の形態のまとめ）
以上、説明したように、本実施の形態により、ネットワークを介した音声通信サービスの音声品質を推定する音声品質推定装置であって、劣化した音声の信号である劣化信号から、音途切れ区間を検出する音途切れ解析手段と、前記音途切れ解析手段により検出された音途切れ区間の時間長の総和である総音途切れ時間長と、前記劣化信号の総時間長とから音途切れ率を算出する音途切れ率算出手段と、前記音途切れ率算出手段により算出された前記音途切れ率に基づいて、音声品質を推定する音声品質推定手段とを備えることを特徴とする音声品質推定装置が提供される。
【００３４】
実施の形態で説明した音途切れ解析機能１１０は、音途切れ解析手段の例であり、音途切れ率算出機能１２０は、音途切れ率算出手段の例であり、会話品質推定機能１３０は、音声品質推定手段の例である。
【００３５】
例えば、音量が一定の音声信号を送信端末から送信し、前記ネットワークを経由した当該音声信号を受信する受信端末から出力される出力信号を前記劣化信号として用いることができる。また、前記音声信号は、例えば、正弦波信号である。
【００３６】
前記音途切れ解析手段は、所定の閾値と前記劣化信号のレベルとを比較することにより、前記音途切れ区間を検出することとしてもよい。
【００３７】
また、前記音声品質推定手段は、例えば、主観評価実験結果から導出された音途切れ率と音声品質との関係式に、前記音途切れ率を入力することにより音声品質を推定する。
【００３８】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  参照信号
２０  劣化信号
３０  会話品質推定値
４０  ネットワーク
１１０  音途切れ解析機能
１２０  音途切れ率算出機能
１３０  会話品質推定機能
１１５  無音区間検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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