(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、
前記通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、前記通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、前記受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、前記音声復号化部と前記Ｄ／Ａ変換部との間に配設され、前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、前記遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、前記受信バッファのデータ蓄積量の制御を行うバッファ制御部と、前記受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、前記タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより前記受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、前記Ｄ／Ａ速度変換部を制御して前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くすることを特徴とする音声伝送装置。
【請求項２】
イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、
通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、
遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間の変動量に基づき、その遅延揺らぎに耐えうる音声データ蓄積容量を決定し、その容量を受信バッファに常時蓄積しておくようにＤ／Ａ速度変換部を制御するバッファ制御部と、前記受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、前記タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより前記受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、前記Ｄ／Ａ速度変換部を制御して前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くすることを特徴とする音声伝送装置。
【請求項３】
イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、
前記通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、前記通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、前記受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、前記音声復号化部と前記Ｄ／Ａ変換部との間に配設され、前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、前記遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、前記受信バッファのデータ蓄積量の制御を行うバッファ制御部と、遅延の揺らぎ状態を解析する遅延揺らぎ解析部と、を備え、前記バッファ制御部は、前記遅延揺らぎ時間が一定値以内の値で一定時間保たれたと前記遅延揺らぎ解析部が判定した場合、前記Ｄ／Ａ速度変化部を制御して前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を速くすることを特徴とする音声伝送装置。
【請求項４】
イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、
通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、
遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間の変動量に基づき、その遅延揺らぎに耐えうる音声データ蓄積容量を決定し、その容量を受信バッファに常時蓄積しておくようにＤ／Ａ速度変換部を制御するバッファ制御部と、遅延の揺らぎ状態を解析する遅延揺らぎ解析部と、を備え、前記バッファ制御部は、前記遅延揺らぎ時間が一定値以内の値で一定時間保たれたと前記遅延揺らぎ解析部が判定した場合、前記Ｄ／Ａ速度変化部を制御して前記Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を速くすることを特徴とする音声伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イーサネットに代表される非同期通信を行うネットワーク上で音声データをリアルタイムに伝送するリアルタイムな音声伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バス構造のＬＡＮであるイーサネットやＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)に代表される非同期通信システムにおいて、音声データをリアルタイムに伝送するリアルタイムな音声伝送装置の品質向上が望まれている。図１０は、従来の音声伝送装置を用いた通信システムの第１の例を示す説明図であり、遅延時間が一定の通信網を用いたパケットデータによる音声伝送の例を示す。
【０００３】
図１０の通信システムは、送信側の音声伝送装置１００１ａ、受信側の音声伝送装置１００１ｂ、遅延時間が一定である通信網１０１１、で受信側のは受信バッファ１００３で構成される。一般的に、遅延時間が一定である通信網１０１１の場合、一定間隔で送信された音声パケットは、受信側でも一定間隔で受信され、連続的な音声の再生が可能である。
【０００４】
図１１は従来の音声伝送装置を用いた通信システムの第２の例を示す説明図である。図に基づいて遅延揺らぎの発生する通信網を用いた場合の通信システムを説明する。通信網１１１１はイーサネットに代表される非同期通信網である。非同期通信網１１１１の場合、不規則な遅延時間の変化すなわち遅延の揺らぎが発生するため、遅延が大きい場合には、受信バッファ１１０３の音声データが空となり、音声が欠落し、音声品質が劣化する。
【０００５】
この問題の対策として、その通信網の最大遅延揺らぎ時間を想定し、その時間分の音声データを予め受信バッファ１１０３に蓄積しておき、遅延の揺らぎが発生した際に、受信バッファ１１０３に蓄積されている音声データを再生することにより、とぎれのない連続的な音声再生を可能としていた。
【０００６】
しかし、この対策では、あらかじめ、通信網の最大遅延揺らぎ時間をどれだけに設定すればよいかの検討を要する。現在のところ、通信網における遅延の揺らぎの許容範囲が規格化されていないため、どれだけ最大遅延揺らぎ時間が発生するか、すなわちどれだけの音声データを受信バッファ１１０３に蓄積しておけばよいかが明確ではない。受信バッファ１１０３の大きさ（音声データを蓄積可能な量）は、その通信網の最大遅延揺らぎ時間を想定し、その想定によって固定的に決めていた。
【０００７】
図１２は、従来の音声伝送装置を示すブロック図であり、イーサネット等の非同期通信網を利用して音声パケットを受信する場合を示す。図１２において、リアルタイムな音声伝送装置１２０１は、通信網インタフェース部（通信網Ｉ／Ｆ部）１２０２、受信バッファ１２０３、は音声復号化部１２０４、Ｄ／Ａ変換部１２０６、バッファ制御部１２０８、イーサネット等の非同期通信網１２１１、は音声再生スイッチ１２１３を含んでいる。
【０００８】
このように構成された音声伝送装置について、その概略動作を説明する。バッファ制御部１２０８は最初、受信バッファ１２０３に一定量の音声データが蓄積するまで音声再生スイッチ１２１３をオフにし、音声の再生をおこなわない。受信バッファ１２０３に一定量の音声データの蓄積が確認されると、バッファ制御部１２０８は音声再生スイッチ１２１３をオンにし、これにより、音声復号化部１２０４とＤ／Ａ変換部１２０６が動作を開始し、音声の再生が開始される。そして、通信網１２１１における遅延揺らぎ時間が、受信バッファ１２０３に蓄積されている音声データの再生時間以内である場合、次の音声パケットが受信バッファ１２０３に入るまでの間、蓄積されている音声データを再生することにより連続的な再生が可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上に示した対策では、受信バッファの大きさ（音声データを蓄積可能な量）は、その通信網の最大遅延揺らぎ時間を想定し、その想定によって固定的に決めていた。しかし、それは予測であり、実際に音声データの蓄積量を超える遅延の揺らぎが発生した場合は、次の音声パケットが受信されるまでに蓄積されている音声データが空となるため、音声欠落が発生し、音声データのアンダーランが発生し、音声の品質劣化が発生するという不具合があった。
【００１０】
また、受信バッファへの音声データの蓄積量自体がさらなる音声の遅延時間となるため、あまりに多くのデータを蓄積することは低遅延化という観点から避けなければならない。これらのことから、音声データの蓄積量は、実際に通信網を調査するか、もしくは経験的な手法により決定されていた。しかし、このように決定された蓄積量であっても、通信網の運用状態が悪化した場合などは音声の品質劣化が発生するので、高い品質の音声再生を維持するためには、通信網の品質をある一定以上保持させておく必要があるが、これは高コストを生じ、実現は困難である。
【００１１】
また通信網の遅延揺らぎ時間が一定していたとしても、通信を行う装置間でクロック同期がとれてない場合には、受信状態が長時間続いた場合に受信側の受信バッファにて音声データが空となったり、またはあふれたりして、音声欠落が発生することもある。
【００１２】
リアルタイムな音声データの通信を行う装置間では、クロック同期をとるために、双方が通信網へクロック同期するのが一般的である。しかし、イーサネット等のように通信網自体にクロック同期の手段がない非同期通信網においては、音声データの有音部を検出して有音部のみをパケット化して送出し、受信側で無音区間によってタイミングを調整してリアルタイム性を保持している。
【００１３】
以下、図１３に沿って、非同期通信網を介して通信する場合の送信側クロック周波数と受信側クロック周波数の差によって発生する課題を説明する。図１３は、従来の音声伝送装置において送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数よりも大きい場合の、受信側の音声伝送装置６０１内のバッファ蓄積量の遷移状態を示す。図の上側の符号１３１０と１３１２が図１２の通信網インタフェース１２０２が受信した音声データを受信バッファ１２０３へ書き込んでいる時間帯を示し、符号１３１１と１３１３が受信バッファ１２０３から音声復号化部１２０４へ音声データを読み出している時間帯を示している。先ず、図中の時間帯１３０１，１３０５は、受信バッファに読み出すデータが存在しない状態で通信網１２１１から音声データを受信し始めてから、バッファ量があるしきい値（START）１３０８を超えて受信バッファ１２０３からの読み出しが開始されるまでの時間である。
【００１４】
時間帯１３０２は受信バッファ１２０３に対する書き込みと読み出しが同時に行われている時間帯で、送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より高い場合を例示しているため、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加している。時間帯１３０３は書き込みが終了し、読み出しのみが行われている時間帯で、時間帯１３０４は受信バッファが空になった時間帯で、無音が再生される。
【００１５】
図１３からわかるように、受信データ１３１２のようにデータブロックが長い場合、時間帯１３０６で受信バッファ１２０３に対する書き込みと読み出しが同時に行われている間に時間帯１３０７に至って蓄積量が（ＦＵＬＬ）１３０９を超えた状態になり、受信データ１３１４の部分で受信バッファのあふれが生じる。このように送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より僅かでも高いと、図１３に示すように受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加していき、受信バッファのあふれが生じる。このあふれが発生している時間が図中の時間帯１３０７であり、この間の音声データ１３１５は欠落が発生し、音声品質が劣化するという問題があった。
【００１６】
本発明は、通信網の品質によることなく、再生する音声データが空になること、あるいは受信バッファのあふれが生じることによる音声の欠落を回避し、連続的に音声を再生することができる音声伝送装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のリアルタイムな音声伝送装置は、イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、受信バッファのデータ蓄積量の制御を行うバッファ制御部と、受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変換部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くするように構成した。これにより、受信バッファのデータ流出を抑制することができる。
【００１８】
また、受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部を設け、この遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、受信バッファのデータ蓄積量の制御を行うように構成したことにより、通信網の遅延量が変動する場合でも、受信バッファのあふれや音声データ転送中に受信バッファが空になることによる音声データの欠落の発生を回避させ、音声データを連続的、かつリアルタイムに伝送することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の音声伝送装置は、通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、Ｄ／Ａ速度変換部のＤ／Ａ変換速度を制御するバッファ制御部と、受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変換部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くすることとしたものである。この構成により、受信バッファのデータ流出を抑制することができるので、音声データが空になることによる音声データの欠落の発生を回避し、連続的な音声を再生するという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項２記載の音声伝送装置は、通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間の変動量に基づき、その遅延揺らぎに耐えうる音声データ蓄積容量を決定し、その容量を受信バッファに常時蓄積しておくようにＤ／Ａ速度変換部を制御するバッファ制御部と、受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変換部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くすることとしたものである。この構成により、受信バッファのデータ流出を抑制することができるので、音声データが空になることによる音声データの欠落の発生を回避し、連続的な音声を再生するという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の音声伝送装置は、イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、受信バッファのデータ蓄積量の制御を行うバッファ制御部と、遅延の揺らぎ状態を解析する遅延揺らぎ解析部と、を備え、バッファ制御部は、遅延揺らぎ時間が一定値以内の値で一定時間保たれたと遅延揺らぎ解析部が判定した場合、Ｄ／Ａ速度変化部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を速くすることとしたものである。この構成により、受信バッファの音声データ流出を促進して、徐々に受信バッファ内のデータ蓄積量を減少させることができるので、音声データの低遅延化が可能になるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項４記載の音声伝送装置は、イーサネット（登録商標）に代表される非同期転送を行う通信網に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置であって、通信網とのインタフェースを司る通信網インタフェース部と、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間の変動量に基づき、その遅延揺らぎに耐えうる音声データ蓄積容量を決定し、その容量を受信バッファに常時蓄積しておくようにＤ／Ａ速度変換部を制御するバッファ制御部と、遅延の揺らぎ状態を解析する遅延揺らぎ解析部と、を備え、バッファ制御部は、遅延揺らぎ時間が一定値以内の値で一定時間保たれたと遅延揺らぎ解析部が判定した場合、Ｄ／Ａ速度変化部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を速くすることとしたものである。この構成により、受信バッファの音声データ流出を促進して、徐々に受信バッファ内のデータ蓄積量を減少させることができるので、音声データの低遅延化が可能になるという作用を有する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による音声伝送装置を示すブロック図である。１はイーサネットに代表される非同期転送を行う通信網１１に接続され、リアルタイムな音声データの送受信を行う音声伝送装置、２は通信網１１とのインタフェースを司る通信網インタフェース部（通信網Ｉ／Ｆ部）、３は音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファ、４は受信バッファ３に蓄積された音声データを復号化する音声復号化部、５は音声復号化部４と後述のＤ／Ａ変換部６との間に配設され、見かけ上のＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部、６はデジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部、７は通信網１１から受信される音声パケットの受信間隔から遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部である。非同期転送を行う通信網におけるデータの遅延は不規則に変動することがある。ここでの遅延ゆらぎ時間は、この変動の時間幅である。８は遅延揺らぎ計測部７で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、受信バッファ３のデータ蓄積量の制御を行うバッファ制御部である。
【００２７】
このように構成された音声伝送装置１について、その動作を説明する。通信網１１から受信される音声パケットについて、パケットの受信から次のパケットの受信までに要した時間（パケット受信間隔時間ＴＲ）を遅延揺らぎ計測部７で計測する。もし遅延時間が一定の通信網であれば、送信側のパケット送信間隔と同じ間隔で受信される。しかし、イーサネットのような非同期通信網の場合、遅延時間が不定であるため、受信間隔にばらつきが生じる。このばらつきは遅延の揺らぎによるものであり、次式（１）により遅延揺らぎ時間ＴＳが求められる。
【００２８】
遅延揺らぎ時間ＴＳ＝パケット受信間隔時間ＴＲ−パケット送信間隔時間ＴＴ・・・・・（１）
送信側のパケット送信間隔時間ＴＴを、通信網１１の状態と関係なくほぼ一定と考えた場合、上記式により遅延揺らぎ計測部７において遅延揺らぎ時間ＴＳが求められる。
【００２９】
計測された遅延揺らぎ時間ＴＳは、バッファ制御部８に送られ、これらの遅延揺らぎ時間分、受信バッファ３に蓄積されている音声データだけで安定して再生できるように音声データの蓄積量を決定する。
【００３０】
同時に、バッファ制御部８は、Ｄ／Ａ速度変換部５に対してＤ／Ａ変換速度変更の要求をだすことで、受信バッファ３からの音声データの流出量を調整し、受信バッファ３の蓄積量を決定した蓄積量に制御する。これにより、通信網１１の遅延揺らぎ時間に応じた音声データを受信バッファ３に蓄積することが可能となり、連続した音声再生が可能となる。
【００３１】
以上のように本実施の形態によれば、通信網１１を通して送られてくる音声パケットの受信間隔から、その通信網１１における遅延揺らぎ時間を求め、その遅延揺らぎ時間に耐えうる音声データ蓄積容量を決定し、その容量を受信バッファ３に常時蓄積しておくようにＤ／Ａ速度変換部５を制御することができるので、通信網１１の品質によることなく、再生する音声データが空になることによる音声の欠落を回避することができ、連続的に音声を再生することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２による音声伝送装置を示すブロック図である。図２において、２０１は本実施の形態における音声伝送装置である。音声伝送装置２０１において、通信網インタフェース部２０２、受信バッファ２０３、音声復号化部２０４、Ｄ／Ａ速度変換部２０５、Ｄ／Ａ変換部２０６、遅延揺らぎ計測部２０７、バッファ制御部２０８は図１の音声伝送装置１、通信網インタフェース部２、受信バッファ３、音声復号化部４、Ｄ／Ａ速度変換部５、Ｄ／Ａ変換部６、遅延揺らぎ計測部７、バッファ制御部８に相当するものなので、その説明は省略する。
【００３３】
２０９は音声パケットが受信される間隔をカウントし、受信バッファ２０３に蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部である。
【００３４】
このように構成された音声伝送装置２０１について、その動作を説明する。通信網２１１から音声パケットが受信される毎にタイマ制御部２０９におけるタイマがリセットされ、再びカウントを開始する。同時に、受信バッファ２０３における現時点での音声データの蓄積量より、受信バッファ２０３に蓄積されている音声データでの再生時間を求め、この再生時間以内でタイムアウトするようにタイマ制御部２０９を設定する。もし、タイムアウトすることなく次回のパケットを受信した場合は、上記の処理を繰り返す。
【００３５】
タイムアウトが発生した場合、タイマ制御部２０９は、音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変換部２０５に対してＤ／Ａ変換速度を遅くするよう要求する。これにより、受信バッファ２０３のデータ流出を抑制し、音声データが空になることから救済し、連続した音声再生を可能とする。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、受信バッファ２０３に蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部２０９を備えたものであり、このタイマ制御部２０９は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合は受信バッファ２０３に蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変化部２０５を制御してＤ／Ａ変換部２０６におけるＤ／Ａ変換速度を遅くするので、受信バッファ２０３のデータ流出を抑制することができる。したがって、音声データが空になることによる音声データの欠落の発生を回避することができ、連続的な音声を再生することができる。
【００３７】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３による音声伝送装置を示すブロック図である。図３において、３０１は本実施の形態における音声伝送装置である。音声伝送装置３０１において、通信網インタフェース部３０２、受信バッファ３０３、音声復号化部３０４、Ｄ／Ａ速度変換部３０５、Ｄ／Ａ変換部３０６、遅延揺らぎ計測部３０７、バッファ制御部３０８は図１の音声伝送装置１、通信網インタフェース部２、受信バッファ３、音声復号化部４、Ｄ／Ａ速度変換部５、Ｄ／Ａ変換部６、遅延揺らぎ計測部７、バッファ制御部８に相当するものなので、その説明は省略する。
【００３８】
３１０は遅延揺らぎ計測部３０７からの遅延揺らぎ時間に基づいて遅延の揺らぎ状態を解析する遅延の揺らぎ解析部である。
【００３９】
このように構成された音声伝送装置について、その動作を説明する。通信網３１１から受信される音声パケットについて、パケットの受信から次のパケットの受信までに要した時間（パケット受信間隔時間ＴＲ）を遅延揺らぎ計測部３０７で計測し、（１）式に基づいて遅延揺らぎ時間ＴＳを算出する。この算出された遅延揺らぎ時間ＴＳは遅延揺らぎ解析部３１０にて監視され、遅延揺らぎ解析部３１０は、その算出された遅延揺らぎ時間ＴＳが一定値以内の値を一定時間保った場合、通信網３１１は安定したと判定し、バッファ制御部３０８に対してバッファ蓄積量を減らすように要求する。これによりバッファ制御部３０８は、Ｄ／Ａ速度変換部３０５に対してＤ／Ａ変換速度を速くするよう要求することで、受信バッファ３０３のデータ流出を促進して、徐々に受信バッファ３０３内のデータ蓄積量を減少させることができるので、音声の低遅延化を図ることができる。
【００４０】
以上のように本実施の形態によれば、遅延の揺らぎ状態を解析する遅延揺らぎ解析部３１０を備え、遅延揺らぎ時間ＴＳが一定値以内の値で一定時間保たれたと遅延揺らぎ解析部３１０が判定した場合、Ｄ／Ａ速度変化部３０５を制御してＤ／Ａ変換部３０６における変換速度を速くするようにしたことにより、受信バッファ３０３の音声データ流出を促進して、徐々に受信バッファ３０３内のデータ蓄積量を減少させることができる。したがって、音声データの低遅延化を図ることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施形態４について図４及び図５を参照しながら説明する。図４に示す本実施形態による音声伝送装置を示すブロック図では、イーサネットやＡＴＭ等に代表される非同期通信網４１１と、音声伝送装置４５１が示されている。
【００４２】
音声伝送装置４５１は、下記のように構成される。通信網インタフェース部４５２は非同期通信網４１１とのインタフェースを行う。受信バッファ４５３は通信網インタフェース部４５２が受信した音声データを一旦蓄積する。バッファ蓄積量監視部４５４は受信バッファ４５３の蓄積量を監視する。間引き補間部４５５は、バッファ蓄積量監視部４５４の監視結果により、受信バッファ４５３から読み出した音声データに対してデータの間引きあるいは補間を行う。音声復号化部４５６は、間引き補間部４５５を経由した音声データを復号化してアナログ音声信号の再生を行う。音声符号化部４５７は、マイク等のアナログ音声入力信号をデジタル音声データに符号化する。クロック発生器４５８は、音声復号化部４５６と音声符号化部４５７に対し符号化あるいは復号化レートを与える基本クロックを生成する。
【００４３】
次に、図５の本実施の形態における音声伝送装置のバッファ蓄積量の遷移図を用いて動作を説明する。図５の上側に、非同期通信網４１１から受信する音声データブロック５０６、受信バッファ４５３から読み出される音声データブロック５０７を示す。図の下側は受信バッファ４５３の蓄積量の変化を示している。時間帯５０１は、受信バッファ４５３に読み出すデータが存在しない状態で網から音声データを受信し始めてから、バッファ量があるしきい値（START）５０８を超えて受信バッファからの読み出しが開始されるまでの時間である。バッファ量がしきい値（START）５０８を超えると読み出しが開始される。時間帯５０２は、受信バッファに対する書き込みと読み出しが同時に行われている時間帯を示す。この例では送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より高い場合を示し、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加している。
【００４４】
音声の再生を始めて時刻（ｔ1）からある時間５０２が経過すると、受信バッファの蓄積量が予め設定されたしきい値（ＳＨ１）５１０に達し、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファ４５３から読み出した音声データに対し、しきい値５１０を超えないよう音声データの間引きを開始する。
【００４５】
音声データの間引きを開始すると、次第に受信バッファ４５３の蓄積量が減少する。時間帯５０３では音声データの間引きによって受信バッファの蓄積量が減少していっている。
【００４６】
そして受信バッファの蓄積量がしきい値（ＳＨ２）５１１に達し、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファから読み出した音声データに対し、しきい値５１１を下回らないよう音声データの補間を開始する。音声データの補間によって時間帯５０４の間、次第に受信バッファの蓄積量が増加する。再びしきい値５１０に達すると、間引き補間部４５５は音声データ間引きを開始する。音声データを受信する間、以上説明した間引き、補間の動作が繰り返し行われる。
【００４７】
以上のように構成することにより、受信バッファのあふれや、音声データ転送中に受信バッファが空になることによる音声データの欠落の発生を回避することができる。したがって、非同期転送を行う通信網を利用し、送信側端末と受信側端末とでクロックの速度が僅かにずれているような場合でも、末端装置間でクロック同期をとることなく、連続的な音声データを高品質で伝送することが可能となる。
【００４８】
すなわち、データの間引きあるいは補間の量を変更することにより、受信バッファに蓄積しておく音声データ量は最適な量とすることができる。したがって、受信バッファのあふれや音声データ転送中に受信バッファが空になることによる音声データの欠落を回避させる。こうして、音声データを連続的、かつリアルタイムに伝送することができる。
【００４９】
（実施の形態５）
次に、図４のブロック図の音声伝送装置４５１で、バッファ量監視方式が異なった他の実施の形態について音声伝送装置４５１のバッファ蓄積量の遷移図の図６を用いて説明する。図５で説明した動作では、一旦間引きあるいは補間動作に入ると、間引きも補間も行わない通常動作に入ることはないが、図６に示す実施の形態では、間引き・補間の動作に入ってから、バッファ蓄積量が再びしきい値（START）６０９に達すると、間引きも補間も行わない通常動作に入る。
【００５０】
図６の上側の符号６０７は非同期通信網４１１から受信する音声データブロック、符号６０８は受信バッファ４５３から読み出される音声データブロックを示す。図の下側は受信バッファ４５３の蓄積量の変化を示している。時間帯６０１は受信バッファに読み出すデータが存在しない状態で網から音声データを受信し始めてから、バッファ量があるしきい値（START）６０９を超えて受信バッファからの読み出しが開始されるまでの時間を示す。時間帯６０２は、受信バッファ４５３に対する書き込みと読み出しが同時に行われている時間帯である。この例では送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より高い場合を示し、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加している。
【００５１】
音声の再生を始めて時刻（ｔ1）からある時間６０２が経過すると、受信バッファ４５３の蓄積量が予め設定されたしきい値（ＳＨ１）６１１に達し、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。
【００５２】
間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファから読み出した音声データに対し、しきい値６１１を超えないよう音声データ間引きを開始する。音声データの間引きによって時間帯６０３の間、次第に受信バッファの蓄積量が減少する。受信バッファの蓄積量がしきい値（ＳＴＡＲＴ）６０９に達すると、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファから読み出した音声データに対し、間引きをせず通常動作にもどる。
【００５３】
時間帯６０４では送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より低い場合の例で、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干減少している。通常動作で音声の再生を始めてからある時間６０４が経過すると、受信バッファの蓄積量が予め設定されたしきい値（ＳＨ２）６１２に達し、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。
【００５４】
間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファから読み出した音声データに対し、しきい値６１２より低下しないよう音声データ補間を開始する。音声データの補間によって時間帯６０５の間、次第に受信バッファ４５３の蓄積量が増加し、しきい値（START）６０９に達し、これをバッファ蓄積量監視部４５４が検出し、間引き補間部４５５へ通知する。間引き補間部４５５ではこの通知をもとに受信バッファから読み出した音声データに対し、間引きをせずに通常動作にもどる。このときは送信側の符号化クロック周波数が受信側のそれよりも高い場合となっている。音声データを受信する間、以上説明した間引きおよび補間動作と通常動作が繰り返し行われる。
【００５５】
このように、間引きも補間も行わない通常モードから間引きモードに遷移するためのバッファ量のしきい値と、間引きモードから通常モードへ遷移するためのバッファ量のしきい値と、通常モードから補間モードへ遷移するためのバッファ量のしきい値と補間モードから通常モードへ遷移するしきい値を設け、バッファ量監視部でこれらのしきい値を監視することにより、通常モードで動作する期間を長くし音声品質を維持することが可能となり、より高品質な音声を伝送することが可能となる。
【００５６】
（実施の形態６）
次ぎに、図４のブロック図において音声データの欠落を認識可能にした他の実施の形態について図７、８および図９を用いて説明する。
【００５７】
図７は非同期通信網において音声データの欠落が発生した場合のバッファ蓄積量の遷移図である。図７において図の上側の符号７０７は非同期通信網４１１から受信する音声データブロック、符号７０８は受信バッファ４５３から読み出される音声データブロックを示す。図の下側は受信バッファ４５３の蓄積量の変化を示している。時間帯７０１は、受信バッファ４５３に読み出すデータが存在しない状態で網から音声データを受信し始めてから、バッファ量があるしきい値（START）７１１を超えて受信バッファからの読み出しが開始されるまでの時間である。バッファ量がしきい値（START）７１１を超えると読み出しが開始される。時間帯７０２は、受信バッファに対する書き込みと読み出しが同時に行われている時間帯を示す。この例では送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より高い場合を示し、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加している。
【００５８】
音声の再生を始めて時間帯７０２が経過したところで音声ブロックの欠落７０９が生じ、受バッファ４５３の蓄積量が低下し、時間帯７０３が経過したところで時間帯７０４の部分で音声欠落を生じることとなる。
【００５９】
本実施の形態６における音声伝送装置の通信網インタフェースの受信部の動作を図８を用いて説明する。送信側において、送出する音声データを予め固定長ブロックに分割し、それぞれのブロックに対し図８の８０１〜８０４に示すようなシーケンス番号(SN)を付与する。
【００６０】
受信側では、図４の通信網インタフェース部４５２で図８に示すようにシーケンス番号が付与された音声データを受信し、シーケンス番号によって音声データブロックの欠落発生を監視する。もし非同期通信網４１１上で音声データの欠落が発生すると図８に示すようにシーケンス番号から判断される音声データブロック８０３の欠落した分だけ、無音データ８０５を挿入して、受信バッファ４５３へ書き込む。図８の例では、シーケンス番号n+2の音声データブロックが欠落していることをシーケンス番号n+3を受信した時点で検出している。
【００６１】
このように、通信網インタフェース部の送信側で音声データを固定長ブロックに分割してシーケンス番号を付与して送出し、非同期転送を行う通信網上での音声データの欠落を受信側音声伝送装置で認識する。
【００６２】
図９は非同期通信網において音声データの欠落ブロックが発生した場合のバッファ蓄積量の遷移図である。図９において図の上側の符号９０５は非同期通信網４１１から受信する音声データブロック、符号９０６は受信バッファ４５３から読み出される音声データブロックを示す。図の下側は受信バッファ４５３の蓄積量の変化を示している。時間帯９０１は、受信バッファ４５３に読み出すデータが存在しない状態で網から音声データを受信し始めてから、バッファ量があるしきい値（START）９０９を超えて受信バッファからの読み出しが開始されるまでの時間である。バッファ量がしきい値（START）９０９を超えると読み出しが開始される。時間帯９０２は、受信バッファに対する書き込みと読み出しが同時に行われている時間帯を示す。この例では送信側の符号化クロック周波数が受信側の復号化クロック周波数より高い場合を示し、受信バッファの蓄積量が時間とともに若干増加している。
【００６３】
音声の再生を始めて時間帯９０２が経過したところで音声データブロックの欠落９０７が判明すると、受信側音声伝送装置は欠落した分の無音音声データブロック９０８を挿入するために時間帯９０３においても蓄積量の急激な変化が生じない。このように無音音声データブロックを挿入することで、音声データの受信バッファ内での滞留時間を一定に保つ。すなわち受信バッファ内の蓄積量の急激な変化を防ぎ、音声が時間的に連続に再生可能となり、通信網上での音声データの欠落が発生しても、時間的に連続的な音声データを高品質に伝送することが可能となる。
【００６４】
すなわち、受信側でネットワーク上におけるデータブロックの欠落が発生したことを認識でき、ネットワーク上でデータブロックが欠落した場合でも、音声の欠落した部分が時間的に不連続に再生されないようにし、音声品質を維持することが可能になる
なお、以上の実施形態４，５，６において、バッファからの読み出し速度の変更は段階的になるように説明したが、この変更はバッファへの蓄積の増加度合いや、バッファ蓄積量の変化度合いに応じて細かく可変するようにしてもよい。また読み出し速度の変更や間引き、補間の切り替えのしきい値は（START），（ＳＨ１），（ＳＨ２）の３点でなく数を増やしてしきい値に応じてさらに詳細に状態を変更するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、通信網から受信される音声パケットの受信間隔から不規則な遅延時間の変動幅である遅延揺らぎ時間を計測する遅延揺らぎ計測部と、音声パケットを一次的に蓄積するための受信バッファと、受信バッファに蓄積された音声データを復号化する音声復号化部と、デジタル音声データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、音声復号化部とＤ／Ａ変換部との間に配設され、Ｄ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を変更可能なＤ／Ａ速度変換部と、遅延揺らぎ計測部で計測された遅延揺らぎ時間に基づき、受信バッファのデータ蓄積量の制御又はＤ／Ａ速度変換部の制御を行うバッファ制御部と、受信バッファに蓄積されている音声データが空になる前にタイムアウトするタイマ制御部と、を備え、タイマ制御部は、或る一定時間パケットの受信がなされない場合はタイムアウトにより受信バッファに蓄積されている音声データが空になる可能性があることを認知し、Ｄ／Ａ速度変換部を制御してＤ／Ａ変換部におけるＤ／Ａ変換速度を遅くする構成としたことにより、受信バッファのデータ流出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による音声伝送装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２による音声伝送装置を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３による音声伝送装置を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４による音声伝送装置を示すブロック図
【図５】同実施の形態４における音声伝送装置のバッファ蓄積量の遷移図
【図６】本発明の実施の形態５における音声伝送装置のバッファ蓄積量の遷移図
【図７】非同期通信網において音声データの欠落が発生した場合のバッファ蓄積量の遷移図
【図８】本発明の実施の形態６における音声伝送装置の通信網インタフェースの受信部動作説明図
【図９】同実施の形態６における音声伝送装置のバッファ蓄積量の遷移図
【図１０】従来の音声伝送装置を用いた通信システムの第１の例を示す説明図
【図１１】従来の音声伝送装置を用いた通信システムの第２の例を示す説明図
【図１２】従来の音声伝送装置を示すブロック図
【図１３】従来の音声伝送装置のバッファ蓄積量の遷移図
【符号の説明】
１  音声伝送装置
２  通信網インタフェース部（通信網Ｉ／Ｆ部）
３  受信バッファ
４  音声復号化部
５  Ｄ／Ａ速度変換部
６  Ｄ／Ａ変換部
７  遅延揺らぎ計測部
８  バッファ制御部
１１  通信網
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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