JP2005045740A - Device, method and system for voice communication - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばVoIP(Voice over Internet Protocol)を使用したいわゆるインターネット電話等を行う通話装置、通話方法及び通話システムに関し、特に高音質の音声及び音響からなる実時間音響データをやり取りするために好適な通話装置、通話方法及び通話システムに関する。 The present invention relates to a call device, a call method, and a call system that perform a so-called Internet telephone using, for example, VoIP (Voice over Internet Protocol), and is particularly suitable for exchanging real-time acoustic data composed of high-quality voice and sound. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a simple call device, a call method, and a call system.
音声をIPパケットにしてカプセル化することでIP網を介した音声通話を可能とする技術として、VoIPがある。VoIPによる通話を行うためには、通話したい相手の情報の取得、通話したい相手の呼び出し、応答といった一連の情報交換をする必要があり、これらの目的のために、SIP(Session Initiation Protocol)等の呼制御プロトコルが使用される。 VoIP is a technology that enables voice communication via an IP network by encapsulating voice in IP packets. In order to make a call by VoIP, it is necessary to exchange a series of information such as acquisition of information on the other party to be called, calling of the other party to be called, and response. For these purposes, SIP (Session Initiation Protocol) etc. A call control protocol is used.
このようなVoIPを含め、インターネット等の通信回線網を利用し、実時間動画像データや音声データ等の実時間音響データ等の実時間データを送信するシステムが増えている。インターネット等の公衆回線網においては、複数の利用者がネットワークの帯域を供給しているため、輻輳制御手法、すなわち輻輳の回避及び輻輳発生時の鎮静化手法は大きな課題となっている。従って、実時間性を重要とする通信形態が増えるという変化に伴い、実時間データの通信における輻輳制御手法が重要になってきている(下記特許文献1参照)。
There are an increasing number of systems that transmit real-time data such as real-time audio data such as real-time moving image data and audio data using a communication network such as the Internet including such VoIP. In public line networks such as the Internet, since a plurality of users supply network bandwidth, a congestion control method, that is, a congestion avoidance method and a sedation method at the time of occurrence of congestion is a major issue. Therefore, with a change in the number of communication modes in which real-time property is important, congestion control techniques in real-time data communication have become important (see
例えば、下記特許文献2においては、音声区間で重要な意味合いをもつ有声音に比較的高いビット量を与え、以下無声音、背景雑音の順にビット数を減らす音声符号化装置を備えるサーバが、クライアント端末に対して送信する音声の総伝送ビット量を抑制する技術が開示されている。
For example, in
ところで、従来、VoIPを使用した実時間音声コミュニケーションにおいては、人の音声の主たる情報が含まれているのは、4〜5KHz付近の周波数帯域であったため、チャンネル数は1、標本化周波数を8KHz〜16KHzに設定するのが常道であったが、このような狭い帯域では背景雑音や雰囲気等を伝達するのは困難である。 By the way, conventionally, in real-time voice communication using VoIP, the main information of human voice is included in the frequency band near 4 to 5 KHz, so the number of channels is 1 and the sampling frequency is 8 KHz. Although it is usual to set the frequency to ˜16 KHz, it is difficult to transmit background noise and atmosphere in such a narrow band.
チャンネル数を2以上に設定し、標本化周波数をCDDA(Compact Disk Digital Audio)並の44.1KHzまで引き上げると背景雑音や雰囲気等も伝送でき、また加えて、音声コミュニケーションに、既存の楽曲コンテンツを流用した高音質なBGM機能等を付加することなども可能になる。 If the number of channels is set to 2 or more and the sampling frequency is raised to 44.1 KHz, which is the same level as CDDA (Compact Disk Digital Audio), background noise and atmosphere can be transmitted. In addition, existing music content can be used for voice communication. It is also possible to add a diverted high-quality BGM function or the like.
ここで、チャンネル数を2以上に設定し、標本化周波数をCDDA並の44.1KHzまで引き上げて、無圧縮の16bits LinearPCM(Phase Code Modulation:パルス符号変調)のデータを伝送する場合、ネットワーク上の伝送ビットレートは1411.2Kbps以上になってしまい、実インターネット環境で利用するのは難しい。したがって、現状では高能率符号化方式を用いる必要があるが、近時のCPUの性能の向上により、BGM機能等を付加したような高音質な実時間音響データをやり取りする実時間音声コミュニケーションにおいても高能率符号化方式を採用することが可能になってきている。 Here, when the number of channels is set to 2 or more, the sampling frequency is raised to 44.1 KHz, which is the same level as CDDA, and uncompressed 16-bit Linear PCM (Phase Code Modulation) data is transmitted, The transmission bit rate becomes 1411.2 Kbps or more, and it is difficult to use it in an actual Internet environment. Therefore, it is necessary to use a high-efficiency encoding method at present, but in real-time voice communication that exchanges high-quality real-time acoustic data such as a BGM function added due to recent improvements in CPU performance. It has become possible to adopt a high-efficiency encoding method.
なお、高能率符号化方式にはいくつかの方式があるが、先ず周波数分解を行い、信号を複数のサブバンドに分割したうえ、それぞれのブロックを、聴覚心理特性を利用して符号化精度を適応的に変化させて、必要最低限のビット数で所定の周波数成分をエントロピー符号するものが殆どである。この高能率符号化により、符号化する周波数成分に応じてビットレートは可変になる。 There are several high-efficiency encoding methods. First, frequency decomposition is performed, the signal is divided into a plurality of subbands, and each block is encoded using the psychoacoustic characteristics. Most of them adaptively change and entropy code a predetermined frequency component with a minimum number of bits. With this high-efficiency encoding, the bit rate becomes variable according to the frequency component to be encoded.
しかしながら、上述の特許文献2に記載の方法により伝送レートを抑制しようとしても、高音質な実時間音声コミュニケーションにおいては、会話に加えて高音質なBGM付加機能があるため、人が音声を発している・いないにかかわらず、一定量のデータ送受信を行い、ネットワーク帯域を占有してしまうという問題点がある。
However, even if an attempt is made to suppress the transmission rate by the method described in
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、インターネットを介したBGM及び効果音機能を有するような高音質な音声コミュニケーションの際に、リアルタイム音声の情報量を減らした通話装置、通話方法及び通話システムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and has reduced the amount of information of real-time audio during high-quality voice communication having BGM and sound effect functions via the Internet. It is an object to provide a call device, a call method, and a call system.
上述した目的を達成するために、本発明に係る通話装置は、ンターネットを介して少なくとも音声データの送受信を行う通話装置において、集音した音声を電気信号に変換する音声変換手段と、上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成手段と、上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成手段と、少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成手段と、上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信手段と、上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信手段と、上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御手段とを有し、上記制御手段は、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a call device according to the present invention includes a voice conversion unit that converts collected sound into an electric signal in a call device that transmits and receives at least voice data via the Internet, and the electric device. Synthesizing means for synthesizing additional data with audio data converted into a signal, data packet generating means for generating the data packet storing the audio data and / or additional data to be synthesized with the audio data, and at least the data packet Control packet generation means for generating a control packet storing management information for managing transmission and reception; transmission means for transmitting the data packet and the control packet to one or more other call devices via the Internet; Receiving means for receiving data packets and control packets from other call devices; Control means for controlling transmission and reception of packets and control packets, wherein the control means transmits in real time a first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by synthesizing additional data with the voice data. Switching control between the first mode and the second mode in which the second data packet storing only the additional data is transmitted collectively.
本発明においては、音声データのみを格納した第1のデータパケットを実時間伝送(リアルタイム転送)する第1のモードと、音声に合成する、例えばバックグラウンドミュージック及び/又は効果音等の付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送(バッチ転送)する第2のモードとを有し、これを切替え制御することで、必要に応じて付加データだけを先送りすることができる。 In the present invention, the first data packet storing only the audio data is transmitted in real time (real-time transfer), and only the additional data such as background music and / or sound effects is synthesized with the audio. And a second mode for batch transmission (batch transfer) of the second data packet storing the data, and by switching control of this, only the additional data can be postponed as necessary.
また、上記制御手段は、上記集音した音声が所定の音量レベル未満である場合に、上記一括伝送を行う第2のモードに切替制御することができ、ユーザが発話していないタイミングを利用して上記付加データの先送りを実行することができる。 Further, the control means can control to switch to the second mode in which the collective transmission is performed when the collected sound is lower than a predetermined volume level, and uses timing when the user is not speaking. Thus, the additional data can be postponed.
更に、上記制御手段は、上記他の通話装置と上記第1のモードで実時間伝送を行う前に上記第2のモードで一括伝送を行うよう制御することができ、ユーザが通話を開始する直前のタイミングを利用して付加データを先送りすることができる。 Further, the control means can control to perform batch transmission in the second mode before performing real-time transmission in the first mode with the other call device, and immediately before the user starts a call. The additional data can be postponed using the timing.
更にまた、上記制御手段は、上記第2のモードで上記第2のデータパケットを一括伝送した後、所定時間は上記第1のモードで上記音声データのみを格納した上記第1のデータパケットを送信するよう制御することができ、所定期間、即ち上記付加データを先送りした期間は、音声データのみとし、音声データ及び付加データからなるデータパケットに比して伝送レートを小さくすることができる。 Furthermore, the control means transmits the first data packet storing only the audio data in the first mode for a predetermined time after collectively transmitting the second data packet in the second mode. In the predetermined period, that is, the period in which the additional data is postponed, only the voice data is used, and the transmission rate can be reduced as compared with the data packet including the voice data and the additional data.
また、上記制御手段は、上記第2のモードで上記第2のデータパケットを一括伝送した後、上記集音した音声が所定の音量レベル未満である場合、所定時間はデータパケットの送信を停止するよう制御することができ、付加データを先送りしておくことで、ユーザが発話していない場合はデータの伝送をする必要がなくなる。 In addition, after the batch transmission of the second data packet in the second mode, the control means stops transmission of the data packet for a predetermined time when the collected sound is lower than a predetermined volume level. By controlling the additional data in advance, it is not necessary to transmit data when the user is not speaking.
更に、上記受信手段は、受信したデータパケットをバッファリングする受信バッファを有し、上記制御手段は、上記受信バッファの容量を示すバッファ情報や上記受信バッファにバッファリングされているデータ量を示すバッファ占有情報を上記制御パケットに格納させ、上記受信手段が受信した上記他の通話装置からの制御パケットに格納された当該他の通話装置のバッファ情報や上記バッファ占有情報に基づき、上記第2のデータパケットの伝送レートを制御することができ、他の通話装置のバッファサイズ及びその占有率に応じて先送りする付加データ量を可変とすることができる。 Further, the reception means has a reception buffer for buffering received data packets, and the control means is a buffer information indicating the capacity of the reception buffer and a buffer indicating the amount of data buffered in the reception buffer. Occupancy information is stored in the control packet, and the second data is based on the buffer information and the buffer occupancy information of the other call device stored in the control packet from the other call device received by the receiving means. The packet transmission rate can be controlled, and the amount of additional data to be postponed can be made variable in accordance with the buffer size and the occupation rate of other communication devices.
本発明に係る通話方法は、インターネットを介して少なくとも音声データの送受信を行う通話方法において、集音した音声を電気信号に変換する音声変換工程と、上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成工程と、上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成工程と、少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成工程と、上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信工程と、上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信工程と、上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御工程とを有し、上記制御工程では、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御することを特徴とする。 The call method according to the present invention is a call method in which at least audio data is transmitted / received via the Internet, an audio conversion step of converting collected sound into an electric signal, and additional data in the audio data converted into the electric signal. A data packet generating step for generating a data packet storing the voice data and / or additional data to be combined with the voice data, and a control storing management information for managing at least transmission / reception of the data packet A control packet generating step for generating a packet; a transmission step for transmitting the data packet and the control packet to one or more other communication devices via the Internet; a data packet from the one or more other communication devices; A receiving step for receiving the control packet; and the data packet and the control packet A first mode for transmitting in real time a first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by synthesizing the voice data with additional data; Switching control is performed between the second mode in which the second data packet storing only the additional data is transmitted collectively.
本発明に係る通話システムは、インターネットを介して少なくとも音声データの送受信を行う通話システムにおいて、各上記通話装置は、集音した音声を電気信号に変換する音声変換手段と、上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成手段と、上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成手段と、少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成手段と、上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信手段と、上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信手段と、上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御手段とを有し、少なくとも2つの通話装置の一方の上記受信手段は、受信したデータパケットをバッファリングする受信バッファを有し、上記制御手段は、該受信バッファの容量を示すバッファ情報を上記制御パケットに格納させ、他方の通話装置の上記制御手段は、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御するものであって、上記受信手段が受信した上記一方の通話装置からの制御パケットに格納された当該一方の通話装置のバッファ情報に基づき、上記第2のデータパケットの伝送レートを制御することを特徴とする。 The call system according to the present invention is a call system that transmits and receives at least audio data via the Internet, wherein each of the call devices is converted into an electric signal, voice converting means for converting the collected voice into an electric signal, and Managing at least transmission / reception of the data packet, combining means for synthesizing additional data with the voice data, data packet generating means for generating the data packet storing the voice data and / or additional data to be synthesized with the voice data Control packet generation means for generating a control packet storing management information; transmission means for transmitting the data packet and the control packet to one or more other call devices via the Internet; and the one or more other call calls Receiving means for receiving data packets and control packets from the device; and the data Control means for controlling transmission / reception of packets and control packets, and the reception means of one of the at least two communication devices has a reception buffer for buffering received data packets, and the control means Buffer information indicating the capacity of the buffer is stored in the control packet, and the control means of the other communication device executes the first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by combining the voice data with additional data. The one communication device that controls switching between a first mode for time transmission and a second mode for batch transmission of a second data packet storing only the additional data. The transmission rate of the second data packet is controlled based on the buffer information of the one communication device stored in the control packet from Characterized in that it.
本発明においては、一方の通話装置が受信バッファの大きさを制御パケットにより他方の通話装置に通知し、他方の通話装置は、上記一方の通話装置の受信バッファの大きさに基づき、第2のモードの際には付加データのみを一括伝送する伝送レートを制御することができる。 In the present invention, one call device notifies the size of the reception buffer to the other call device by means of a control packet, and the other call device uses a second buffer based on the size of the reception buffer of the one call device. In the mode, it is possible to control the transmission rate for collectively transmitting only the additional data.
本発明に係る通話装置によれば、インターネットを介して少なくとも音声データの送受信を行う通話装置において、集音した音声を電気信号に変換する音声変換手段と、上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成手段と、データパケットを生成するデータパケット生成手段と、少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成手段と、上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信手段と、上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信手段と、上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御手段とを有し、上記制御手段は、上記音声データ又は該音声データに付加を合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御するので、音声に合成するバックグラウンドミュージック及び/又は効果音等の付加データのみからなる第2のデータパケットを所望のタイミングで、音声よりも先に一括伝送しておけば、先送りした付加データが受信側で再生されている間は、音声データのみを実時間伝送することができるため、高音質で情報量が大きい実時間コミュニケーションを行う際に、常時占有するネットワーク帯域を狭めることができる。 According to the communication device of the present invention, in the communication device that transmits and receives at least audio data via the Internet, the audio conversion means that converts the collected sound into an electric signal, and the audio data converted into the electric signal. Combining means for combining additional data, data packet generating means for generating a data packet, control packet generating means for generating a control packet storing at least management information for managing transmission / reception of the data packet, the data packet, and the data packet Transmission means for transmitting a control packet to one or more other communication devices via the Internet, reception means for receiving a data packet and control packet from the one or more other communication devices, and the data packet and control packet Control means for controlling transmission / reception of the audio data. A first mode for transmitting in real time a first data packet that stores data or synthesized data obtained by synthesizing the voice data and a second data packet that stores a second data packet that stores only the additional data. Since the mode is controlled to be switched, if the second data packet consisting only of additional data such as background music and / or sound effects to be synthesized with the voice is transmitted in a batch at a desired timing before the voice, While the additional data that has been postponed is played back on the receiving side, only the audio data can be transmitted in real time, so the network bandwidth that is always occupied is narrowed when performing real-time communication with high sound quality and large amount of information. be able to.
本発明の通話システムによれば、一方の通話装置が他方の通話装置へ受信バッファの容量を通知し、これを受けた他方の通話装置は、受信側となる一方の通話装置の受信バッファの容量に合わせて、一括伝送により先送りする付加データの伝送レートを決定することができ、音声及び付加データからなる高音質で情報量が大きい実時間音響データをネットワークを介してやり取りする場合に、効率的にネットワーク帯域を狭めることができる。 According to the call system of the present invention, one call device notifies the other call device of the capacity of the reception buffer, and the other call device that receives this notifies the capacity of the reception buffer of the one call device serving as the reception side. It is possible to determine the transmission rate of additional data to be postponed by batch transmission, and it is efficient when exchanging high-quality, high-quality real-time acoustic data consisting of voice and additional data via a network. The network bandwidth can be narrowed.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、2以上の通話装置がインターネットを介してVoIPにより通話を行う通話装置としてのVoIPクライアント及びこれを備えた通話システムとしてのVoIPシステムに適用したものである。本実施の形態におけるVoIPクライアントは、リアルタイム音声の情報量を減らし、帯域を故意に狭めことが可能なものである。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a VoIP client as a call device in which two or more call devices make a call by VoIP over the Internet and a VoIP system as a call system including the same. The VoIP client in this embodiment can reduce the amount of information of real-time voice and intentionally narrow the bandwidth.
先ず、本実施の形態におけるVoIPを使用したネットワークコミュニケーションをオ行うVoIPシステムの概略について説明する。図1は、本実施の形態におけるVoIPシステムの一例を示す模式図である。本実施の形態におけるVoIPシステムでは、例えば2チャンネル以上で、且つユーザ間で、通話のみではなく様々な効果音及びBGM等も共有することができる高音質の音声コミュニケーションを実現するものである。なお、本実施の形態におけるVoIPシステムは、2つの通話装置(以下、VoIPクライアントという。)間で行なわれるものとするが、VoIPシステムを構成するVoIPクライアントは2つに限らず、従ってVoIPクライアントを介してネットワークコミュニケーションに参加可能な参加者は2以上であってもよい。 First, an outline of a VoIP system that performs network communication using VoIP in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a VoIP system in the present embodiment. The VoIP system according to the present embodiment realizes high-quality voice communication that can share not only a call but also various sound effects and BGM, for example, between two or more channels and between users. Note that the VoIP system in the present embodiment is performed between two call devices (hereinafter referred to as VoIP clients). However, the number of VoIP clients constituting the VoIP system is not limited to two. There may be two or more participants who can participate in network communication.
図1に示すように、VoIPシステム100は、例えばPC(Personal Computer)等のVoIPクライアント111と、これとインターネット130を介して接続されたVoIPクライアント121とを有する。
As shown in FIG. 1, the
このVoIPシステム100においては、VoIPクライアント111のユーザ110と、VoIPクライアント121のユーザ120とは、自身のVoIPクライアント111、121に搭載される後述するVoIP用のアプリケーション(ソフト・フォン)等と、例えばマイクロフォンとヘッドフォンとからなるヘッドセット又はマイクロフォンと受話器とからなるハンドセットとを使用し、インターネット130を介して通信相手とコミュニケーションを行う。
In the
インターネット130は、一般公衆回線等の通信回線や、情報通信ネットワークを複数接続することによって世界中に拡がったネットワーク環境である。現在、広帯域、高速な通信回線の普及によってブロードバンド伝送(Broadband Transmission)を可能としている。光ファイバー、非対称ディジタル加入者線、無線等を用い、500kbps以上の通信回線でネットワークを構成している。
The
このインターネット130には、VoIP通信を制御するVoIPサーバ131、及び音源データ132及びダウンロードユーザインフォメーション133等のデータを管理するウェブサーバ134等が接続されている。また、各VoIPクライアント111、121には、各VoIPクライアント111、121が有するウェブブラウザ112、122等によりウェブサーバ134からダウンロードするか、又は自身で購入若しくは編集した音源データ113、123が記憶されている。
Connected to the
ウェブサーバ134のデータベースに格納されている音源データ132、及びユーザがダウンロード等して所持している音源データ113、123は、例えばBGM(Back Ground Music)等に使用される音楽や、波の音・拍手の音・雷鳴・ベルの音等の各種効果音であり、これらの音源データは、ユーザ間のネットワークコミュニケーションにて使用することができる。
The
次に、このVoIPクライアントについて説明する。図2は、VoIPシステムを構成するVoIPクライアントの機能を示すブロック図である。図2に示すように、このようなインターネットコミュニケーションを行うためのVoIPクライアント20は、コミュニケーションに参加している参加者、即ち通話相手へデータを送信する送信手段21と、通話相手からのデータを受け取る受信手段41とを有する。
Next, the VoIP client will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the functions of the VoIP client constituting the VoIP system. As shown in FIG. 2, the
送信手段21は、マイクが接続され、外部(ユーザ)の音声をキャッチするマイクキャプチャ(MIC capture)22と、例えばMP3(MPEG(Moving Picture Experts Group)1オーディオLayer3)、又はMPEG4等に圧縮された各種効果音(Sound Effect:SE)の音源ファイルが記憶された効果音ファイル記憶部23と、同じく圧縮された各種BGMの音源ファイルが記憶されたBGMファイル記憶部24と、効果音ファイル及びBGMファイルを読み出しデコードする夫々デコーダ25及び26と、マイクによりキャプチャした音、効果音、及びBGMのゲインを制御して音量調整するゲイン調整部27〜29と、これらの3つの音を合成する合成部30と、合成した音を圧縮符号化するエンコーダ31と、圧縮符号化されたデータをデータパケットとしてのRTP(Real-Time Transport Protocol)パケットに格納するデータパケット生成手段としてのパケット化部(packetize)32aと、後述する制御情報を生成し、RTPパケット及びRTCP(Real-Time Control Protocol)パケットの送受信を制御する制御部34と、該制御情報及びRTPパケットをコントロールする管理情報等をRTCPパケットに格納する制御パケット生成手段としてのRTCPパケット化部32bと、RTPパケット及びRTCPパケット等を送信する送信部33とを有する。送信部33から送られたRTPパケットがインターネット130を介して通信対象となる他のVoIPクライアントに送信される。
The transmission means 21 is connected to a microphone, and is compressed into a microphone capture (MIC capture) 22 that catches the external (user) voice and, for example, MP3 (MPEG (Moving Picture Experts Group) 1 audio Layer 3) or MPEG4 Sound effect
一方、インターネット130を介して通信相手の送信手段21から送られるデータを受信する受信手段41は、RTPパケット及びRTCPパケット等を受信する受信部42と、受信したRTPパケットをデパケッタイズするRTPデパケット化部(depacketize)43aと、RTCPパケットをデパケッタイズするRTCPデパケット化部(depacketize)43bと、RTPパケットの到着時間を補正するデジッタ部(de-jitter)44と、送られたRTPパケットのエラーが生じた部分又は伝送中に損失した部分等の欠落部分を補償するパケット補償部(packet loss compensator)45と、パケット補償部45からのデータを復号伸張するデコーダ46と、例えばMP3、MPEG4等に圧縮された着信音の音源ファイルが記憶された着信音ファイル(Ring Tone File)記憶部47と、着信音ファイルを読み出しデコードするデコーダ48と、デコーダ46及び48のゲイン調整をする夫々ゲイン調整部49及び50と、上述した送信手段21における合成部30にて合成された送信用のPCMデータ、即ち送信者側自身の音源のゲイン調整するゲイン調整部52と、ゲイン調整された送信用のデータ、通信相手から送信されてきたデータ、及び着信音データを合成する合成部53と、合成部53にて合成されたデータをヘッドフォン(HP)へ出力する出力部54と、合成部53へ出力される着信音とは別に着信音のゲインを調整するゲイン調整部51と、ゲイン調整された着信音を外部へ出力するスピーカ(SP)55とを有する。
On the other hand, the receiving means 41 for receiving data sent from the transmitting means 21 of the communication partner via the
次に、このVoIPクライアントのデータの送受信方法について説明する。先ず、送信側において、マイクキャプチャ22は、マイクにより入力されたユーザの音声をキャッチしてゲイン調整部27へ送る。ゲイン調整部27は、音声データに対し、ユーザの指示によるか又は自動的に、ゲイン係数k1を乗算し、所望の大きさにゲイン調整する。
Next, a data transmission / reception method of the VoIP client will be described. First, on the transmission side, the
効果音ファイル記憶部23及びBGMファイル記憶部24は、例えばMP3、MPEG4等の圧縮技術により予め圧縮された音源ファイルが記憶された、例えばハードディスクドライブ(HDD)、ROM(read only memory)又は光磁気ディスクからなり、デコーダ25及び26は、これらの圧縮符号化データを読み出し、読み出した圧縮符号化データをPCMデータに変換する。更に、デコーダ25、26は、変換したPCMデータを夫々ゲイン調整部28、29へ送り、ゲイン調整部28、29は、送られてきたデータに対し、ユーザの指示によるか又は自動的に、夫々ゲイン係数k2及びk3を乗算して、所望の大きさにゲイン調整する。
The sound effect
ゲイン調整部27〜29にてゲイン調整された実時間音響データの音声、BGM及び効果音は、合成部30に供給され、合成部30はゲイン調整部27〜29の出力を飽和処理しつつ加算し、この加算結果をエンコーダ31に出力する。エンコーダ31は、この加算結果をネットワークにて送信するために、例えばMPEG4等にエンコードする。エンコードされたデータは、リアルタイム・トランスポート・プロトコル(Real-time Transport Protocol:RTP)に従ってデータをパケット化するRTPパケット化(packetize)部32に供給される。
The sound, BGM, and sound effect of the real-time acoustic data whose gain is adjusted by the
RTPパケット化部32aは、エンコードデータをRTPパケットにパケット化し、パケット化データは、送信部33からインターネット130を介して通信相手のVoIPクライアントへ送信される。
The
また、制御部34は、RTPパケットにて送信するエンコードデータとして、音声データのみ又は音声データにBGM及び効果音が合成された合成データを格納した第1のデータパケットとしてのRTPパケットを実時間伝送(リアルタイム転送)する第1のモード(実時間伝送モード)と、音声データに合成する例えばBGMのみを格納した第2のデータパケットとしてのRTPパケットを一括転送する第2のモード(一括伝送モード)とを切替え制御するものである。
Further, the
具体的には、マイクキャプチャ22によりキャプチャされる音声が所定の音量レベル未満と判断した場合、即ちユーザが発話していないようなタイミングで、BGMのみを一括して転送する。又は呼制御の後、実時間音響データをやり取りする前にBGMのみ一括転送する。このようにBGMのみを一括転送した場合は、所定期間BGMを送信する必要がなくなり、実時間伝送としては、音声データのみを送信する。
Specifically, when it is determined that the sound captured by the
このようにBGMのみを一括転送する場合には、マイクキャプチャ22からの音声はミュートし、また効果音をデコードするデコーダ25の出力もミュートすることで、デコーダ31の出力をBGMのみとすることができる。又は、例えばRTPパケット化部32aが、BGMファイル記憶部24に格納された圧縮された音源ファイルを必要量読み出し、これをRTPパケットに格納してRTPパケット化するようにしてもよい。
In this way, when only BGM is transferred at once, the sound from the
また、制御部34は、後述するRTCPパケットのレポートブロック等に格納される各種管理情報を管理すると共に、RTCPパケットの拡張部分に格納される制御情報を生成する。制御情報は、RTCP受信部42にて受信したパケットのジッタを相殺するために設けられた揺らぎ吸収バッファ及びヘッドフォン54にて再生する前の無圧縮のPCMデータを格納しておくPCMバッファの容量等を通知するものである。また、本実施の形態におけるVoIPクライアントが送受信するRTCPパケットの拡張部分には、通信相手となる他のVoIPクライアントが送信してくるRTPパケットに格納される実時間音響データの圧縮率を指定する例えばエンコード帯域及びサブバンド分割数等の情報、及び伝送途中でエラーが生じたり又は失われたような欠落パケットの再送要求を指示する情報等も記述することができる。
In addition, the
そして、RTCPパケット化部32bは、この制御情報及び管理情報をRTCPパケットにパケット化し、このパケット化データも送信部33からインターネット130を介して通信相手のVoIPクライアントへ送信される。
The RTCP packetizing unit 32b packetizes the control information and management information into RTCP packets, and the packetized data is also transmitted from the transmitting
また、VoIPによる通話では、RTPパケットを送信する前に、制御部34がSIP等の呼制御プロトコルにより、送信部33を介して、通信対象となる他のVoIPクライアントに対し呼シグナリングを行う。そして、他のVoIPクライアントの間でRTP/RTCPセッションが確立された後、送信部33がRTPパケット及びRTCPパケットを送信することができる。RTP/RTCPパケットの詳細は後述する。
In a VoIP call, before transmitting an RTP packet, the
一方、受信側においては、受信部42がインターネット130を介して送られてくるRTPパケット及びRTCPパケット等を受信する。そして、RTCPデパケット化部43bは、受信したRTCPパケットを分解し、制御部34は、BGMのみ一括転送する一括転送モードの際には、RTCPパケットの拡張部分に格納された制御情報のうち、上述した通話相手の揺らぎ吸収バッファ及びPCMバッファの大きさに基づき、一括転送するBGMデータの伝送レートを制御する。
On the other hand, on the receiving side, the receiving
また、RTPデパケット化部43が逆パケット化した後、デジッタ部44が例えばネットワークの状態等により受信が遅れる等して到着時刻が不均等になっているデータを補正し、等間隔化する。この補正は、逆パケット化されIP、UDP(User Datagram Protocol)から分解されたRTPのタイムスタンプ、シーケンシャルナンバーを基に行なわれる。その後、パケット補償部45がネットワークの送受信において欠落又は受信不能等となったパケットを保障する処理、具体的には、欠落したパケットの代わりにその前又は後のパケットと同じパケットを使用するようにしたり、欠落したパケットの再送要求をして改めて欠落パケットを受信するようにする等したりしてパケットの損失を補償する。こうして得られたMPEG4等の圧縮データはデコーダ46にてデコードされ、これをゲイン調整部49がユーザ指示又は自動的に、ゲイン係数k5を乗算してゲイン調整する。
In addition, after the RTP depacketization unit 43 converts the packet to a reverse packet, the
デコーダ48は、他のVoIPクライアントから呼シグナリングされたとき、即ち電話がかかってきたときにユーザに通知するための呼び出し用の呼び出し音又は呼び出し用に使用する音楽等からなる着信音の音源ファイルを着信音ファイル記憶部47から読み出す。ファイル記憶部47からの着信音データは、ユーザの所望によって予め選択されており、着信のタイミングに従って図示しないRAMに読み出されながらデコーダ48にてデコードされる。着信音の音源ファイルも、BGM等の音源ファイル等と同様にMP3、MPEG4等に圧縮されたものとなっており、ファイル単位の着信音データとしてファイル記憶部47に複数ファイル分記憶されている。そして、デコーダ48は、読み出した音源ファイルをデコードし、デコードされた音源データをゲイン調整部50、51がユーザ指示又は自動的に、夫々ゲイン係数k6、k7を乗算することでゲイン調整する。
The
合成部53は、着信音及び通信相手から送信されゲイン調整部49にてゲイン調整された、通話相手から受け取った受信データと、ゲイン調整部52から出力される自身の送信データとを加算処理する。ゲイン調整部52は、送信される送信データを通話相手と共有するため、送信データにユーザが設定するループバック音量レベルであるゲイン係数k4を乗算するものである。
The
そして、合成部53にて合成されたこれらのデータは、ヘッドフォン54を介して出力されユーザに伝えられる。また、着信音ファイル記憶部47から読み出された着信音データは、ヘッドフォン54とは別にスピーカ55からも出力されるよう構成されている。
The data synthesized by the
ここで、デコーダ46の前段若しくは後段、又はゲイン調整部49の後段に、一括送信されたBGMデータを格納しておくバッファを用意し、一括送信後に送られる音声又は音声及び効果音からなる実時間音響データに順次合成して出力されるようバッファからBGMデータが読み出される。また、デコーダ46の後段又はゲイン調整部49の後段には上述のPCMバッファが設けられるが、これに一括転送されたBGMデータをバッファリングしておいてもよい。
Here, a buffer for storing batch-transmitted BGM data is prepared before or after the
このようなVoIPクライアントにおいては、制御部34により、必要に応じて、実時間音響データを転送する実時間伝送モードと、BGMのみを一括転送する一括伝送モードとを切替えることにより、例えばユーザが発話していないタイミング等にBGMのみを一括転送しておけば、その後、一括転送したBGMが再生されている間は、音声のみの実時間音響データを送信すればよく、実時間音響データとして伝送するデータ量を削減し、VoIPクライアントが占有するネットワーク帯域を狭めることができる。
In such a VoIP client, the
更に、一般の電話に比してダイナミックレンジを広くすることで、ステレオ等の高音質の音声とBGM及び効果音等からなる音響とが合成された合成音を送受信することができ、従ってBGM等を付加しても会話(音声)をマスキングすることがない。また、効果音及びBGM等の音源ファイルから読み出した音と、通信者自身が話した音声、即ちマイク音とを別々にゲイン調整することができるため、効果音及びBGMの音量を所望のレベルに調整することができ、ユーザは、通信相手へ例えば自身の気分を伝えたりすることができる。 Furthermore, by widening the dynamic range as compared with a general telephone, it is possible to transmit and receive a synthesized sound in which a high-quality sound such as stereo and sound composed of BGM and sound effects are synthesized. Even if is added, conversation (voice) is not masked. In addition, since the sound read from the sound source file such as the sound effect and BGM and the sound spoken by the communication person, that is, the microphone sound can be adjusted separately, the sound effect and the volume of the BGM can be set to desired levels. The user can adjust the user's feelings, for example, to the communication partner.
また、着信音をヘッドフォン54とスピーカ55とで別々に出力することにより、例えばユーザがヘッドフォン54を使用してVoIPによる通信中に一時的にVoIPクライアント20から離れたり、通話が終了した後もヘッドフォン54をセットしたままにしておいたりした場合であっても、着信音がスピーカ55から外部に出力されるようにすることができる。
In addition, by outputting the ringtone separately from the
次に、このVoIPクライアントに使用されるソフトウェアについて説明する。図3は、一般的なPC向けVoIPクライアントアプリケーションを含むソフトウェアモジュールを示す図である。VoIPクライアントは、この図3に示す開放型システム間相互接続(Open System Interconnection:OSI)のアーキテクチャに基づく各階層のプロトコルに応じたソフトウェアモジュール1を実行することにより上述の図2に示した機能を達成する。
Next, software used for the VoIP client will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a software module including a general VoIP client application for a PC. The VoIP client performs the function shown in FIG. 2 by executing the
図3において下位層から上位層に向かって各階層を説明する。先ず、物理層2としての機能にはユニバーサル・シリアル・バス(Universal Serial Bus:USB)カメラドライバ2a、USBオーディオドライバ2b及び各種ドライバ2cがある。カメラドライバ2aからのビデオデータやオーディオドライバ2bからのオーディオデータの伝送条件の物理的条件を合わせるレイヤである。
In FIG. 3, each layer will be described from the lower layer to the upper layer. First, the functions as the
次に、データリンク層としての機能には、オペレーティングシステム(Operating System:OS)3がある。隣接ノード間の誤りのないデータ伝送を実行するためのものである。 Next, the function as the data link layer includes an operating system (OS) 3. This is for executing data transmission without error between adjacent nodes.
そして、ネットワーク層としての機能には、インターネットプロトコル(Internet Protocol:IP)制御部4がある。ネットワーク層は、データ送受信に使用する通信経路を選択し、フロー制御・品質制御などの通信制御を行うところである。信頼性を追求しないコネクションレス(Connectionless)パケット伝送プロトコルであるIPは、信頼性保証機能、フロー制御機能、エラー回復機能を上位階層(トランスポート層とアプリケーション層)に任せている。
The network layer function includes an Internet Protocol (IP)
トランスポート層としての機能には、トランスポート・コントロール・プロトコル(Transport Control Protocol:TCP)/ユーザ・データグラム・プロトコル(User Datagram Protocol:UDP)制御部5がある。
The function as the transport layer includes a transport control protocol (TCP) / user datagram protocol (UDP)
トランスポート層では、IPアドレスを使用してエンド・ツー・エンドの伝送を行う。ネットワークの種類に依存せず、要求される品質クラスに従ってフロー制御や順序制御を行う。TCPは信頼性保証機能を持ち、伝送したデータの各バイトにシーケンス番号を付け、受信側から受け取り通知(Acknowledgment:ACK(確認応答))が送られてこなければデータを再送する。UDPは、アプリケーション間のデータグラムの送信機能を提供する。IPネットワークを用いて、音声・動画像をストリーミング再生する場合、一般にエラー時に再送を行うTCPのようなトランスポート・プロトコルは使用できない。また、TCPは、1対1通信用のプロトコルであり、複数の相手に情報を送信することができない。そこで、このような用途には、UDPが用いられる。即ち、例えば再送制御を必要とする等、信頼性が高い通信を行う際にはTCP通信としてTCPパケットを生成し、音声及び映像データ、並びに後述するSIPを伝送する等、リアルタイム性が高い通信を行う際にはUDP通信としUDパケットを生成する。 In the transport layer, end-to-end transmission is performed using an IP address. Regardless of the type of network, flow control and sequence control are performed according to the required quality class. TCP has a reliability guarantee function, attaches a sequence number to each byte of transmitted data, and retransmits the data if no acknowledgment (Acknowledgment: ACK) is sent from the receiving side. UDP provides a function for transmitting datagrams between applications. When streaming an audio / video using an IP network, generally, a transport protocol such as TCP that retransmits when an error occurs cannot be used. TCP is a protocol for one-to-one communication, and information cannot be transmitted to a plurality of partners. Therefore, UDP is used for such applications. In other words, when performing highly reliable communication such as requiring retransmission control, TCP packets are generated as TCP communication, and communication with high real-time properties such as transmission of audio and video data and SIP described later is performed. When performing, UDP communication is generated as UDP communication.
UDPは、アプリケーションのプロセスがリモートマシン上の他のアプリケーションのプロセスへデータを伝送することを、最小のオーバーヘッドで行えるように設計されている。そのため、UDPのヘッダに入る情報は、送信元ポート番号、宛先ポート番号、データ長、チェックサムのみであり、TCPにあるパケットの順序を表す番号を入れるフィールドがないので、ネットワーク上で異なる経路を介して伝送されるなどによりパケットの順序が入れ替わってしまった場合に、その順序を正しい状態に戻す処理を行うことができない。また、送信時のタイムスタンプ等の時間情報を入れるフィールドは、TCPにもUDPにもない。 UDP is designed to allow application processes to transmit data to other application processes on a remote machine with minimal overhead. Therefore, the information entered in the UDP header is only the source port number, destination port number, data length, and checksum, and there is no field for entering the number indicating the order of packets in TCP. When the order of the packets is changed due to transmission through the network, processing for returning the order to the correct state cannot be performed. Also, there is no field for inputting time information such as a time stamp at the time of transmission in TCP or UDP.
セッション層6としての機能には、セッション・イニシエーション・プロトコル(Session Initiation Protocol:SIP)制御部11、RTP/RTCP制御部12、コーデック(codec)13、通話音とBGM又は効果音の合成処理ソフトウェアを構成する保留音制御部14、BGM合成部15、及び着信音制御部16がある。セッション層6は、情報の伝送制御を行う。アプリケーション間における対話モードを管理して会話単位の制御を行う。
The functions as the
SIP制御部11は、IPネットワーク上でマルチメディアセッションを確立・変更・終了するための、アプリケーション層6のシグナリングプロトコル(RFC3261で標準化)により呼制御を行う。
The
また、RTP/RTCP制御部12のうち、RTPは、音声データにBGM及び効果音等が合成され圧縮符号化された送信データを送信するためのプロトコルであり、送信データに時間情報及び順序情報を付与してネットワークを通じて音声データ送受信する機能を有する。また、RTCPは、RTPを制御する制御プロトコルであり、RTPのフロー制御、クロック同期及びデータの再生時刻の認識、情報源の認識等を行う機能を有する。
Of the RTP /
コーデック13は、送信音(伝送データ)を後述する高能率音響圧縮及び復号する機能を有する。 The codec 13 has a function of compressing and decoding the transmission sound (transmission data) described later with high efficiency.
また、プレゼンテーション層としての機能には、VoIP通話制御7がある。プレゼンテーション層では、アプリケーションで送受信する情報の表現形式を管理して、データの変換や暗号化を行う。VoIP通話制御部7は、VoIP通話機能の全体をコントロールする。
The function as the presentation layer includes
最上層のアプリケーション層としての機能には、コンピュータを視覚的に操作するためのグラフィカルユーザインターフェース(Graphical User Interface:GUI)8がある。アプリケーション層は、ユーザプログラムで使用する通信機能の外部仕様を管理して、それに基づく情報のやり取りを行う層であり、GUI8は、ユーザ操作用のインターフェイスを提供し、ユーザの手入力情報をハンドリングする。
As a function of the uppermost application layer, there is a graphical user interface (GUI) 8 for visually operating a computer. The application layer is a layer for managing external specifications of communication functions used in the user program and exchanging information based on the external specifications. The
図4は、GUIの一例を示す模式図である。GUI8は、図4に示すように、VoIPクライアントアプリケーション1の終了処理を行うアプリケーション制御部61と、情報表示部62と、ダイヤル部63と、ヘッドセットボリューム部64と、スピーカボリューム部65と、サウンドエフェクト選択表示部66と、サウンドエフェクト制御部67と、BGM選択表示部68と、BGM制御部69とを有する。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a GUI. As shown in FIG. 4, the
情報表示部62は、ユーザが通信対象となる相手先の番号をダイヤルした場合のダイヤル番号や、通信相手が話し中か否か等の相手状態等を表示する。ダイヤル部63は、VoIP相手先をダイヤルするため等のテンキーからなる。また、ヘッドセットボリューム64は、ヘッドセットから出力される音量を調節し、スピーカボリューム部65は、スピーカから出力される音量を調節する。サウンドエフェクト選択部67は、ユーザが使用可能なサウンドエフェクト音源データファイルの表示するものであり、例えば銃声音、雷音、拍手の音、歓声音等を選択でき、サウンドエフェクト制御部67により、効果音の再生及び停止、並びに音量調節を行う。これにより、効果音の各種効果音でユーザが通話相手への気持ち等を表現することができる。
The
また、BGM選択表示部68は、ユーザが使用可能な例えばタヒチの波の音等のBGM音源データファイルを表示するものであり、更にBGM制御部69により、BGMの再生及び停止、並びにBGMの音量調節を行うことで、サウンドエフェクトと同様、ユーザ自身が選択し、調節した音量により、ユーザの気分やその場の雰囲気を通信相手へ伝えること等ができる。
The BGM
次に、ソフトウェアモジュール1を実行するVoIPクライアントのハードウェア構成について説明する。図5は、VoIPクライアントのハードウェア構成を示すブロック図である。図5に示すように、VoIPクライアント20において、CPU(Central Processing Unit)221は、ROM(Read Only Memory)222に記憶されている上記ソフトウェアモジュールを構成する各種プログラム、又は記憶部228からRAM(Random Access Memory)223にロードされた上述のソフトウェアモジュール1を構成する各種プログラムに従って各種の処理を実行する。また図示せぬタイマが計時動作を行い、時刻情報をCPU221に供給する。RAM223にはまた、CPU221が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
Next, the hardware configuration of the VoIP client that executes the
CPU221、ROM222及びRAM223は、バス224を介して相互に接続されている。このバス224にはまた、入出力インターフェイス225も接続されている。
The
入出力インターフェイス225には、キーボード、マウス等よりなる入力部226、CRT、LCD等よりなるディスプレイ、並びに、ヘッドフォンやスピーカ等よりなる出力部227、ハードディスク等より構成される記憶部228、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部229が接続されている。
The input /
通信部229は、図示せぬインターネットを介しての通信処理を行う。CPU221から提供されたデータを送信する。また通信部229は通信相手から受信したデータをCPU221、RAM223、記憶部228に出力する。記憶部228はCPU221との間でやり取りし、情報の保存・消去を行う。通信部229はまた、他のクライアントとの間で、アナログ信号またはディジタル信号の通信処理を行う。
The
入出力インターフェイス225にはまた、必要に応じてドライブ230が接続され、磁気ディスク241、光ディスク242、光磁気ディスク243、或いは半導体メモリ244等が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部228にインストールされる。
A
次に、このようなハードウェア構成のVoIPクライアントが上述の図2に示すソフトウェアモジュール1を構成する各種プログラムを実行することによりVoIP通話を実行する方法について説明する。
Next, a method of executing a VoIP call by executing various programs constituting the
図6は、図3に示す一般的なPC向けソフトウェアモジュールのうち、VoIP通話制御部7が制御するRTP/RTCPパケットの送受信機能を説明する図である。図6に示すように、VoIP通話制御部7の制御は、スレッド1〜スレッド5に分けることができる。スレッド1は、送信者がRTPパケットを送信するまでの処理、即ち送信者が発話した音声を含むデータを格納したデータパケットを送信する処理であり、スレッド2、3は、送信されたRTPパケットを受信して再生するまでの処理、即ち上記送信者が通信対象となっている相手の音声を含むデータを聞くまでの処理である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the RTP / RTCP packet transmission / reception function controlled by the VoIP
また、スレッド4は、オペレーティングシステム(OS)3に付随するスレッドライブラリにより自動生成される。スレッドライブラリは、プライオリティに応じてスレッド1、スレッド2及びスレッド3のメインプロセッサ(図5に示すCPU221)上での計算資源配分、即ちスケジューリングを行う。
The
また、スレッド5は、アプリケーションであるGUI8のメインスレッドであり、スレッド1、スレッド2及びスレッド3を生成したり破棄したりすると共に、プログラミングされたアルゴリズム或いはユーザ操作に応じてスレッド1、スレッド2及びスレッド3の制御を行う。
The
RTP/RTCPパケットの送信処理であるスレッド1においては、マイクからユーザの音声をキャプチャしてPCMデータを受け取り(Capture)、必要に応じて、BGM合成部5等により、キャプチャサンプル・フレーム毎に、効果音及びBGMと音声とを合成し(Effect or Mixing)、コーデック13は、そのデータを圧縮符号化する(encode)。そして、RTP/RTCP制御部12が圧縮符号化したデータをRTPパケット化し(packet)、送信する(send)。
In the
また、RTPパケットの送信処理とは別に、通信対象の通話装置におけるコーデックの圧縮符号化方式を制御するための制御情報を格納したRTCPパケットの送信処理が行われる。 In addition to the RTP packet transmission process, an RTCP packet transmission process that stores control information for controlling the codec compression encoding method in the communication target communication device is performed.
一方、RTPパケットの受信処理においては、VoIPクライアントの受信側に設けられたデコード処理前後の揺らぎ吸収バッファ、即ち、エンコードされたバイトストリームPCMを格納する揺らぎ吸収バッファ(Forward Jitter buffer)BF1と、デコードされ無圧縮のlinearPCMとされたデータを格納するPCMバッファ(Backward Jitter buffer)BF2とを使用する。 On the other hand, in the RTP packet receiving process, a fluctuation absorbing buffer provided before and after the decoding process provided on the receiving side of the VoIP client, that is, a fluctuation absorbing buffer (Forward Jitter buffer) BF1 for storing the encoded byte stream PCM, and a decoding A PCM buffer (Backward Jitter buffer) BF2 for storing data that has been converted into an uncompressed linear PCM is used.
そして、RTP/RTCPパケットの受信機能のうち、スレッド2では、RTP/RTCP制御部12がRTPパケットを受信し(Receive)、ネットワーク上で発生したデータ損失及び伝送パケットのデータエラー等の欠落パケットを補う処理を行い(parse)、デコード処理前に設けられた揺らぎ吸収バッファBF1に格納する(push&pop)する。これをコーデック13が復号伸張し(decode)、デコード処理後に設けられる揺らぎ吸収バッファ(PCMバッファ)BF2に、無圧縮のデータとして格納する(push)。
In the RTP / RTCP packet reception function, in the
そして、スレッド3においては、USBカメラドライバ2a、USBオーディオドライバ2b及び各種ドライバ2cが、揺らぎ吸収バッファBF2から無圧縮のデータを読み出し(pop)、この読み出したデータを再生する(sound device)。
In the
また、スレッド1にて行うエフェクト効果及びBGMと音声との合成(Effect or Mixing)は、スレッド3において、揺らぎ吸収バッファBF2からデータを読み出した後であって、再生する前に行ってもよく、また無圧縮のデータを格納するPCMバッファを用意せず、揺らぎ吸収バッファからデータを読み出し復号したデータを揺らぎ吸収バッファBF2に格納することなく再生するようにしてもよい。
Further, the effect effect and the synthesis (Effect or Mixing) of BGM and sound performed in the
ここで、本実施の形態におけるVoIPシステムにおいては、高音質なリアルタイムコミュニケーションを実現するもの、即ち例えば会話に加えて高音質なBGM付加機能を有するものであり、ユーザが音声を発しているか否かにかかわらず、一定量のデータ送受信を行い、ネットワーク帯域を占有してしまうことを防止するものである。 Here, the VoIP system according to the present embodiment realizes high-quality real-time communication, that is, for example, has a high-quality BGM addition function in addition to conversation, and whether or not the user utters voice. Regardless of this, a certain amount of data is transmitted and received to prevent the network bandwidth from being occupied.
このため、図3に示すVoIP通話制御手段7は、マイクからキャプチャしたユーザの音声情報量をチェックし、例えば会話が途切れている場合等、音声が所定の音量レベル未満であり音声情報量が少ない場合等において、音声データの伝送を一時的に停止し、BGM分のデータだけを先読み一括(バッチ)伝送するようRTP/RCTP制御部12を制御する。即ち、上述したように、通常は、音声とBGM及び効果音とを合成した実時間音響データをRTPパケットにて伝送する実時間伝送を行う実時間伝送モードとし、ユーザが発話していないと判断したタイミングで、BGMのみを一括伝送する一括伝送モードに切り替える。
For this reason, the VoIP call control means 7 shown in FIG. 3 checks the amount of voice information of the user captured from the microphone. For example, when the conversation is interrupted, the voice is less than a predetermined volume level and the amount of voice information is small. In some cases, the transmission of audio data is temporarily stopped, and the RTP /
ここで、RTP/RCTP制御部12から送信されるRTCPパケットは、後述するように、拡張により自身の揺らぎ吸収バッファBF1、BF2のサイズを記述して送ることができるもので、各VoIPクライアントは、通信相手となる他のVoIPクライアントの揺らぎ吸収バッファサイズを認識することができる。そこで、VoIPクライアントは、ユーザの音声情報が少なくユーザが発話していないと判断できるような場合、他のVoIPクライアントの揺らぎ吸収バッファサイズ分、BGMデータのみを一括して送信することができる。
Here, as will be described later, the RTCP packet transmitted from the RTP /
このように、音声と共に送られる予定のBGM等の付加データを先送りすることで、付加データはリアルタイムで送信する必要がなくなって、リアルタイムに送信する情報は音声データのみ、又は音声と効果音とを合成した実時間音響データとなり、ネットワーク帯域を狭めることができる。 In this way, by deferring additional data such as BGM scheduled to be sent together with the voice, it is not necessary to send the additional data in real time, and the information to be sent in real time is only the voice data or the voice and sound effects. Real-time acoustic data is synthesized, and the network bandwidth can be narrowed.
次に、本実施の形態におけるVoIPシステムにおけるRTP/RTCPパケットについて更に具体的に説明する。 Next, the RTP / RTCP packet in the VoIP system in the present embodiment will be described more specifically.
図3に示すSIP制御部11の呼制御により、RTP/RTCPパケットは、RTP/RTCPのセッションを確立した後、送受信が開始される。図7(a)及び(b)は、RTPパケットの夫々構成及びヘッダのフォーマットを示す図であり、図8(a)乃至(c)は、アプリケーションによって拡張可能なRTCP APPパケットの構成、そのヘッダ(RTCP APP Application-defined Header)、及び送信レポートのフォーマット例を示す図である。
The RTP / RTCP packet is transmitted / received after the RTP / RTCP session is established by the call control of the
RTPは、インターネット等のIPネットワークにおいて、リアルタイムに音声や動画を送信/受信するトランスポート・プロトコルであり、RFC1889で勧告されている。RTPは、トランスポート層に位置し、一般にUDP上でRTCPと共に用いられる。 RTP is a transport protocol for transmitting / receiving voice and moving images in real time in an IP network such as the Internet, and is recommended by RFC1889. RTP is located in the transport layer and is generally used with RTCP over UDP.
そして、図7(a)に示すように、RTPパケットは、IPヘッダ、UDPヘッダ、RTPヘッダ及びRTPデータからなる。そして、RTPヘッダには、図7(b)に示すように、先頭から、バージョン情報格納部(V:version、例えばV=2)F1、パディング格納部(P:padding)F2、拡張ビット格納部(X:extension)F3、CSRC(contributing source)カウント格納部(CC)F4、マーカ情報(M:marker)格納部F4、マーカ・ビット格納部(M:maker)F5、ペイロード種別情報格納部(PT:payload type)F6、シーケンス番号情報格納部(sequence number)F7、タイムスタンプ格納部(time stamp)F8、SSRC識別子格納部(synchronization source identifier)F9、CSRC識別子格納部F10が設けられ、CSRC識別子格納部F10の後ろに実時間音響データが付加される。 As shown in FIG. 7A, the RTP packet includes an IP header, a UDP header, an RTP header, and RTP data. In the RTP header, as shown in FIG. 7B, from the top, a version information storage unit (V: version, for example, V = 2) F1, a padding storage unit (P: padding) F2, and an extension bit storage unit (X: extension) F3, CSRC (contributing source) count storage unit (CC) F4, marker information (M: marker) storage unit F4, marker bit storage unit (M: maker) F5, payload type information storage unit (PT : Payload type) F6, sequence number information storage unit (sequence number) F7, time stamp storage unit (time stamp) F8, SSRC identifier storage unit (synchronization source identifier) F9, and CSRC identifier storage unit F10 are provided to store CSRC identifiers. Real-time acoustic data is added behind the part F10.
バージョン情報格納部F1には、RTPのバージョンを示す情報が格納され、例えばRTP2を示すときには、その旨のバージョン情報が格納される。 The version information storage unit F1 stores information indicating the RTP version. For example, when indicating RTP2, the version information indicating that is stored.
カウント格納部F4は、ヘッダ中に示されるCSRC(寄与送信元識別子)の数を示す。 The count storage unit F4 indicates the number of CSRCs (contributing transmission source identifiers) indicated in the header.
ペイロード種別情報格納部F6には、実時間音響データの種類を示す情報が格納され、例えば映像や音声を示す旨の情報等が格納される。 The payload type information storage unit F6 stores information indicating the type of real-time acoustic data, for example, information indicating video or audio.
シーケンス番号情報格納部F7には、RTPセッションにおいて、RTPパケットを送受信する度にカウントアップされ、送受信するRTPパケットの順番を認識するためのシーケンス番号が格納される。 The sequence number information storage unit F7 counts up every time an RTP packet is transmitted / received in an RTP session, and stores a sequence number for recognizing the order of the RTP packets to be transmitted / received.
タイムスタンプ格納部F8には、実時間音響データを作成、更新した日時に関するタイムスタンプ情報が格納される。 The time stamp storage unit F8 stores time stamp information related to the date and time when real-time acoustic data is created and updated.
SSRC識別子格納部F9及びCSRC識別子格納部F10には、RTPセッションにおいて、データ送信側のソースを識別するための情報が格納される。SSRC識別子は、同期送信元識別子であり、同一ユーザが組み合わせて扱うべき複数のストリームが同じ値を共有するように割り当てた識別子であり、CSRC識別子は、寄与送信元識別子であり、ストリーム源を示す。複数のストリームがミキシング処理され1つのストリームデータとして提供される場合等に使用される。 Information for identifying the source on the data transmission side in the RTP session is stored in the SSRC identifier storage unit F9 and the CSRC identifier storage unit F10. The SSRC identifier is a synchronous transmission source identifier, is an identifier assigned so that a plurality of streams to be handled in combination by the same user share the same value, and the CSRC identifier is a contributing transmission source identifier, indicating a stream source . This is used when a plurality of streams are mixed and provided as one stream data.
ここで、リアルタイム音声はSSRCとし、ミキシング処理部分の音源データ(付加データ)を1つのCSRCとみなし、CSRCカウント格納部(CC)F4を1つインクリメントし、CSRCを付与する。 Here, the real-time voice is SSRC, the sound source data (additional data) of the mixing processing part is regarded as one CSRC, the CSRC count storage unit (CC) F4 is incremented by one, and the CSRC is given.
図3に示すRTP/RTCP制御部8は、RTPに従って実時間音響データを送信するに際して、上記各格納部に各種情報を格納すると共に、各格納部に格納された各種情報を認識して実時間音響データを抽出する処理をする。
When transmitting real-time acoustic data according to RTP, the RTP /
上述のRTPが音声・動画像データそのものを送信/受信するプロトコルであるのに対し、RTCPは、周期的に、パケットロス、遅延ジッタ、ラウンドトリップ等の回線品質を評価し、その帯域に見合ったリアルタイム通信を実現するため情報を送信/受信するプロトコルである。 While RTP is a protocol that transmits / receives audio / video data itself, RTCP periodically evaluates line quality such as packet loss, delay jitter, and round trip, and matches the bandwidth. A protocol for transmitting / receiving information to realize real-time communication.
このRTCPを用いることにより、相手からフィードバックされてくる情報により、ネットワークの状態などを推測して送信レートを変更するなどの動的な処理を行うことができる。また、今誰がデータを送信していて、誰が受信しているかを示す情報もRTCPパケットで同時に送っているので、今現在の参加者の情報を知ることもできる。 By using this RTCP, it is possible to perform dynamic processing such as changing the transmission rate by estimating the network state or the like based on information fed back from the other party. In addition, since information indicating who is currently sending data and who is receiving it is also sent at the same time in the RTCP packet, it is possible to know the current participant information.
図8(a)に示すように、RTCPパケットは、IPヘッダ、UDPヘッダ、RTCPヘッダ及びRTCPデータからなる。そして、拡張可能なRTCPパケットであるRTCP APPパケットのヘッダには、図8(b)に示すように、先頭から、バージョン情報格納部(V:version、例えばV=2)F11、パディング格納部(P:padding)F12、subtype格納部F13、パケットタイプ(PT:packet type)格納部F14、レポート長格納部(length)F16、SSRC/CSRC識別子格納部F17、アスキー(ASCII:American Standard Code for Information、情報交換用アメリカ標準コード)で記述されるName格納部F18が設けられ、この後に、アプリケーション独自のデータが格納されるデータ格納部(Application-Dependent Data)F19が付加される。 As shown in FIG. 8A, the RTCP packet includes an IP header, a UDP header, an RTCP header, and RTCP data. In the header of the RTCP APP packet, which is an expandable RTCP packet, as shown in FIG. 8B, the version information storage unit (V: version, for example, V = 2) F11, the padding storage unit ( P: padding) F12, subtype storage unit F13, packet type (PT) storage unit F14, report length storage unit (length) F16, SSRC / CSRC identifier storage unit F17, ASCII (American Standard Code for Information), A Name storage unit F18 described in US standard code for information exchange) is provided, followed by a data storage unit (Application-Dependent Data) F19 in which application-specific data is stored.
パケットタイプPT格納部F14には、RTCPパケットの種別が記録され、本実施の形態においては、このパケットタイプPT=APP(Application:アプリケーション固有情報)=204(パケットタイプ値)と記述される。APPは、RTCP規定外のアプリケーション固有の制御情報を通知するためのパケットであることを示す。 The type of RTCP packet is recorded in the packet type PT storage unit F14, and in this embodiment, this packet type PT = APP (Application: application specific information) = 204 (packet type value) is described. APP indicates that it is a packet for notifying application-specific control information outside the RTCP standard.
図3に示すRTP/RTCP制御部8は、RTCP APPパケットとして、上述したように、欠落パケットの再送要求をRTPパケットを受信した際のジッタを吸収するために使用するRTPパケット受信のための揺らぎ吸収バッファのサイズをデータ格納部F19に記述して送信することができる。そして同時に、VoIP通話制御部3の指示により、通信相手が送信すべき送信データにおける圧縮する周波数成分の情報を記述して送信することができる。
As described above, the RTP /
ここで、RTCPパケットには、RTPデータの送信者から送られるタイプのRTCP SR(Sender Report、)パケットと、RTPデータの受信者から送られるタイプのRTCPパケットRTCP RR(Receiver Report、)パケットとがある。 Here, the RTCP packet includes an RTCP SR (Sender Report,) packet of a type sent from the sender of the RTP data and an RTCP packet RTCP RR (Receiver Report,) of a type sent from the receiver of the RTP data. is there.
SRパケットは、ストリームを送出している端末から他の端末に対して送出されるもので、自装置が送出したストリームに関する情報である送信情報(sender info)と、受信したストリーム各々についてストリームの受信状態(パケット破棄率、ジッタ等)を送信装置へ報告するためのレポートブロック(reception report block)とを含み、RRパケットは、他の通話装置から受信したスリームに関する情報を通知するためのもので、同じく受信したストリーム各々についてストリームの受信状態を送信装置へ報告するためのレポートブロックを含むものである。 The SR packet is transmitted from a terminal that is transmitting a stream to another terminal. Transmission information (sender info) that is information regarding a stream transmitted by the own device and reception of the stream for each received stream Including a report block (reception report block) for reporting the state (packet discard rate, jitter, etc.) to the transmitting device, and the RR packet is for notifying information on the stream received from the other communication device, Similarly, each received stream includes a report block for reporting the reception status of the stream to the transmitting apparatus.
このレポートブロックは、図8(c)に示すように、パケットの送信者の同期送信元(SSRC:Synchronization Source)識別子、RTP損失率、損失RTPパケット数、受信シーケンス番号、到着時間間隔のジッタの平均値、最後に受信したSRの送信時刻(LSR:Last SR timestamp)、最後にSRを受信した時刻からこのRRを送るまでの時間(DLSR:Delay since Last SR)を入れることになっている。 As shown in FIG. 8C, this report block includes a synchronization source (SSRC) identifier of a packet sender, an RTP loss rate, the number of lost RTP packets, a reception sequence number, and jitter of an arrival time interval. The average value, the transmission time of the last received SR (LSR: Last SR timestamp), and the time (DLSR: Delay since Last SR) from when the SR was last received until this RR is sent are entered.
したがって、送信側においては、RTPデータの送信の際に、送信RTPパケット数及び送信RTPバイト数を管理しておき、また、受信側においては、RTPデータの受信の際に、受信RTPパケット数、損失RTPパケット数及び到着時間のジッタ等の管理情報を管理する。 Therefore, the transmission side manages the number of transmission RTP packets and the number of transmission RTP bytes when transmitting RTP data, and the reception side receives the number of received RTP packets when receiving RTP data. Management information such as the number of lost RTP packets and jitter of arrival time is managed.
図9は、本実施の形態におけるRTCP APPメッセージの交換時にやりとりされるメッセージを示す図である。RTPのSenderでもありReceiverでもあるUA1とUA2との間でやり取りされるSRブロックを含むRTCPパケット及びRRブロックを含むRTCPパケットにおいては、図9に示すように、拡張データとして、エンコード帯域幅(Encode Bandwidth)、サブバンド分割ブロック数(sub band Numbers)、デコード処理部前後の揺らぎ吸収バッファサイズ(時間に換算可能)(Forward and Backward Jitter Buffer size)、上記吸収バッファにキューイングされているデータサイズ(時間に換算可能)(Buffer queued size)、RTPパケットの再送リクエスト情報(Re-Request:sequence number)を記述することができる。RTPパケットの再送リクエストにはシーケンス番号を利用する。 FIG. 9 is a diagram showing messages exchanged when exchanging RTCP APP messages in the present embodiment. In the RTCP packet including the SR block and the RTCP packet including the RR block exchanged between UA1 and UA2 which are both RTP Sender and Receiver, as shown in FIG. 9, the encoded bandwidth (Encode Bandwidth), number of subband division blocks (sub band Numbers), fluctuation absorption buffer size before and after decoding processing unit (convertible to time) (Forward and Backward Jitter Buffer size), data size queued in the absorption buffer ( (Convertible to time) (Buffer queued size), and RTP packet retransmission request information (Re-Request: sequence number) can be described. The sequence number is used for the RTP packet retransmission request.
ここで、このアプリケーション固有情報RTCP APPパケットとして、デコード処理前後の揺らぎ吸収バッファBF1及びBF2のバッファサイズ、この揺らぎ吸収バッファBF1及びBF2を占有しているデータ量の情報に加え、受信側のVoIPクライアンが送信側のVoIPクライアントの送信データのエンコード帯域幅及びサブバンド分割ブロック数等を指定する情報を記載することにより、通信相手の圧縮符号化方式を指定することで自身が受信するストリームの伝送レートを制御したり、また、自身の揺らぎ吸収バッファサイズと、SR(Sender Report)ブロックを含むRTCP APPパケットを送信してからRR(Receiver Report)ブロックを含むRTCP APPパケットを受信するまでの時間であるRTT(Round Trip Time)とに応じて欠落パケットの再送要求をしたりすることも可能である。 Here, as the application-specific information RTCP APP packet, in addition to the information on the buffer sizes of the fluctuation absorbing buffers BF1 and BF2 before and after the decoding process, the data amount occupying the fluctuation absorbing buffers BF1 and BF2, the VoIP client on the receiving side Describes the encoding bandwidth of the transmission data of the VoIP client on the transmitting side, the number of subband division blocks, etc., and by specifying the compression encoding method of the communication partner, the transmission rate of the stream received by itself And the time from the transmission of the RTCP APP packet including the SR (Sender Report) block to the reception of the RTCP APP packet including the RR (Receiver Report) block. For RTT (Round Trip Time) In response, it is also possible to request retransmission of the missing packet.
次に、このようなRTCP APPパケットを使用して、リアルタイムデータの情報量を減らす方法について更に詳細に説明する。図10は、実際に音声が途切れている際にBGMデータのみをバッチ伝送する際の処理シーケンスを示す図である。 Next, a method for reducing the information amount of real-time data using such RTCP APP packet will be described in more detail. FIG. 10 is a diagram showing a processing sequence when only BGM data is batch-transmitted when audio is actually interrupted.
図10に示すように、VoIPシステムを構成するVoIPクライアントUA1、UA2との間で、音声にBGMを合成した高音質なデータを送受信する場合において、上述したように、先ずRTCPのAPPパケットを利用して、デコード処理部前後の揺らぎバッファBF1及びBF2のバッファサイズを交換し合う(D1)。これらの揺らぎ吸収バッファBF1及びBF2のバッファサイズは、伝送時間に換算可能である。 As shown in FIG. 10, when transmitting / receiving high-quality sound data in which voice is synthesized with BGM between VoIP clients UA1 and UA2 constituting the VoIP system, first, as described above, the RTCP APP packet is used. Then, the buffer sizes of the fluctuation buffers BF1 and BF2 before and after the decoding processing unit are exchanged (D1). The buffer sizes of these fluctuation absorbing buffers BF1 and BF2 can be converted into transmission time.
そして、実時間伝送モードとして、RTPパケットにより、音声及び音響データを送受信し合う(D2)。このとき、リアルタイム音声を例えばSSRC=1234とし、上述のCCフィールドF4をインクリメントし、BGMオーディオを例えばCSRC=5678等としてデータの送受信を行う。 Then, as a real-time transmission mode, voice and acoustic data are transmitted and received by RTP packets (D2). At this time, the real-time voice is set to SSRC = 1234, the CC field F4 described above is incremented, and the BGM audio is set to, for example, CSRC = 5678 to transmit / receive data.
その後、一方のVoIPクライアントUA1において、例えば、ユーザが何らかの事情で通信装置から離れる等して会話が中断し、マイクが集音する音声が途切れたと判断した場合、ネットワーク帯域に余裕があれば、一括伝送モードに切り替え、相手側のデコード処理後の揺らぎ吸収バッファBF2のバッファサイズ(例えばn秒分)だけ、BGMデータを一括(バッチ)伝送する(D3)。この際、SSRCには、リアルタイム音声とGGMとをミキシングして送信していた際のCSRC(=5678)を使用する。即ち、SSRC=5677として送信する。 Thereafter, in one VoIP client UA1, for example, when it is determined that the conversation is interrupted due to, for example, the user leaving the communication apparatus for some reason, and the voice collected by the microphone is interrupted, if there is room in the network bandwidth, The mode is switched to the transmission mode, and BGM data is transmitted in batch (batch) by the buffer size (for example, n seconds) of the fluctuation absorbing buffer BF2 after the decoding process on the other side (D3). At this time, the CSRC (= 5678) used when mixing and transmitting real-time voice and GGM is used for SSRC. That is, it transmits as SSRC = 5677.
これにより、一括送信したBGMデータのn秒分の時間だけ、送信側のVoIPクライアントUA1は音声だけを送信することができる。 As a result, the VoIP client UA1 on the transmission side can transmit only voice for a time corresponding to n seconds of the BGM data transmitted in a batch.
また、n秒の間に音声が検出されない場合は、VoIPクライアントUA1は何も送信する必要がない。そして、VoIPクライアントUA1が音声を再び送信する際には、再びBGMとミキシングし、シーケンス番号をnサイズ分インクリメントし、音響圧縮してRTPパケットとして、通話相手であるVoIPクライアントUA2との送信を再開すればよい。 If no voice is detected within n seconds, the VoIP client UA1 need not transmit anything. When the VoIP client UA1 transmits the voice again, the VoIP client UA1 again mixes with the BGM, increments the sequence number by n size, and compresses the sound as an RTP packet to resume transmission with the VoIP client UA2 that is the other party. do it.
本実施の形態においては、マイクからキャプチャした人の音声情報が少ない場合、例えば会話が途切れている場合等において、音声データの伝送を一時的に停止し、BGM分のデータだけを先読みし、一括伝送することにより、ユーザが音声を発していない場合等において、より効率的にネットワーク帯域を活用することができる。 In the present embodiment, when the voice information of the person captured from the microphone is small, for example, when the conversation is interrupted, for example, the transmission of the voice data is temporarily stopped, only the data for BGM is pre-read, By transmitting, the network bandwidth can be utilized more efficiently when the user is not speaking.
また、上述の実施の形態においては、会話が途切れた際に、ミキシングする他の音響データを一括伝送するものとしたが、呼制御の際にBGMデータ分を先読みし、一括伝送することも可能である。 In the above-described embodiment, when the conversation is interrupted, other acoustic data to be mixed is collectively transmitted. However, it is also possible to pre-read and transmit the BGM data at the time of call control. It is.
例えば、通話装置のユーザは、通常、通話開始前に通話対象を認識しており、従って始めにミキシングするBGMを選択しておき、次に実際に電話を掛けることにより、上述の図3に示すSIP制御部11にて呼制御が行なわれる。そして、RTP/RTCPメディアセッションが確率し、RTCP APPパケットにより、互いに相手側のデコード処理後の揺らぎ吸収バッファBF2のバッファサイズを交換した後、音声データのRTPパケットを送受信する前に、一括伝送モードとして、BGMのみを一括送信するようにすることで、一括送信したBGMデータn秒分の時間は、送信側のVoIPクライアントは、音声のみを送信すればよくなり、リアルタイムに伝送する情報量を削減することができ、上述と同様の効果を奏する。
For example, the user of the call device normally recognizes the target of the call before the start of the call, and therefore selects the BGM to be mixed first, and then actually makes a call, as shown in FIG. The
更に、このように呼制御の後、音声データの送受信の前にBGM等の付加データを一括送信しておくと共に、例えばBGMを変更する等のユーザの要求に応じて、上述のように、音声が途切れたタイミングで上記付加データを一括送信する、即ち必要に応じて実時間伝送モードと一括伝送モードとを切り替えて伝送するようにしてもよいことは勿論である。 Further, after the call control as described above, additional data such as BGM is collectively transmitted before transmission / reception of the voice data, and in response to a user request such as changing the BGM, the voice is transmitted as described above. Of course, the additional data may be transmitted at a time when the transmission is interrupted, that is, the real time transmission mode and the collective transmission mode may be switched and transmitted as necessary.
1 VoIPクライアントアプリケーション、21 送信手段、22 マイクキャプチャ、23 効果音ファイル読み込み部、24 BGMファイル読み込み部、25,26,31 デコーダ、27,28,29 ゲイン調整部、30 合成部、31 エンコーダ、32 パケット化部、33 送信部、41 受信手段、42 受信部、43 デパケッタイズ部、44 デジッタ部、45 パケット補償部、46 デコーダ、47 読み出し部、48 復号部、49,50,51,52 ゲイン調整部、53 合成部、54 出力部、55 スピーカ、100 VoIP通信システム、111、121 VoIPクライアント、110,120 ユーザ、112,122 ウェブブラウザ、134 ウェブサーバ、113、123 音源データ、130 インターネット 1 VoIP client application, 21 transmission means, 22 microphone capture, 23 sound effect file reading unit, 24 BGM file reading unit, 25, 26, 31 decoder, 27, 28, 29 gain adjustment unit, 30 synthesis unit, 31 encoder, 32 Packetizing unit, 33 transmitting unit, 41 receiving means, 42 receiving unit, 43 depacketizing unit, 44 dejittering unit, 45 packet compensating unit, 46 decoder, 47 reading unit, 48 decoding unit, 49, 50, 51, 52 gain adjusting unit , 53 synthesis unit, 54 output unit, 55 speaker, 100 VoIP communication system, 111, 121 VoIP client, 110, 120 user, 112, 122 web browser, 134 web server, 113, 123 sound source data, 130 interface Tsu door
Claims (17)
集音した音声を電気信号に変換する音声変換手段と、
上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成手段と、
上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成手段と、
少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成手段と、
上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信手段と、
上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信手段と、
上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御手段とを有し、
上記制御手段は、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御する
ことを特徴とする通話装置。 In a communication device that transmits and receives at least audio data via the Internet,
Audio conversion means for converting the collected sound into an electrical signal;
Synthesizing means for synthesizing additional data with the audio data converted into the electrical signal;
Data packet generating means for generating a data packet storing the audio data and / or additional data to be synthesized with the audio data;
Control packet generating means for generating a control packet storing management information for managing at least transmission and reception of the data packet;
Transmitting means for transmitting the data packet and the control packet to the one or more other communication devices via the Internet;
Receiving means for receiving data packets and control packets from the one or more other communication devices;
Control means for controlling transmission and reception of the data packet and the control packet,
The control means includes a first mode for transmitting in real time a first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by synthesizing additional data with the voice data, and second data storing only the additional data. A communication apparatus that controls switching between a second mode in which packets are collectively transmitted.
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The call device according to claim 1, wherein the control means performs switching control to the second mode in which the collective transmission is performed when the collected sound is lower than a predetermined volume level.
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The call device according to claim 1, wherein the control means controls to perform batch transmission in the second mode before performing real-time transmission in the first mode with the other call device.
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The control means controls to transmit the first data packet storing only the audio data in the first mode for a predetermined time after batch transmission of the second data packet in the second mode. The communication device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The control means controls the transmission of the data packet to be stopped for a predetermined time when the collected sound is less than a predetermined volume level after the second data packet is collectively transmitted in the second mode. The communication device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The call device according to claim 1, wherein the additional data is background music and / or sound effects.
上記制御手段は、上記受信バッファの容量を示すバッファ情報を上記制御パケットに格納させ、上記受信手段が受信した上記他の通話装置からの制御パケットに格納された当該他の通話装置のバッファ情報に基づき、上記第2のデータパケットの伝送レートを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の通話装置。 The receiving means has a receiving buffer for buffering received data packets,
The control means stores buffer information indicating the capacity of the reception buffer in the control packet, and stores the buffer information of the other communication apparatus stored in the control packet from the other communication apparatus received by the reception means. The communication device according to claim 1, wherein a transmission rate of the second data packet is controlled based on the transmission rate.
ことを特徴とする請求項7記載の通話装置。 The control means stores buffer occupancy information indicating the amount of data buffered in the reception buffer in the control packet, and the other means stored in the control packet received by the receiving means from the other call device. The call device according to claim 7, wherein a transmission rate of the second data packet is controlled based on buffer information and buffer occupancy information of the call device.
集音した音声を電気信号に変換する音声変換工程と、
上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成工程と、
上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成工程と、
少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成工程と、
上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信工程と、
上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信工程と、
上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御工程とを有し、
上記制御工程では、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御する
ことを特徴とする通話方法。 In a calling method that transmits and receives at least audio data via the Internet,
An audio conversion process for converting the collected sound into an electrical signal;
A synthesis step of synthesizing additional data with the audio data converted into the electrical signal;
A data packet generating step for generating a data packet storing the audio data and / or additional data to be synthesized with the audio data;
A control packet generation step of generating a control packet storing management information for managing at least transmission and reception of the data packet;
A transmission step of transmitting the data packet and the control packet to one or more other communication devices via the Internet;
Receiving a data packet and a control packet from the one or more other communication devices;
A control process for controlling transmission and reception of the data packet and the control packet,
In the control step, a first mode for transmitting in real time a first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by synthesizing additional data with the voice data, and second data storing only the additional data. A call method characterized by switching control of a second mode in which packets are collectively transmitted.
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 The call method according to claim 9, wherein, in the control step, when the collected voice is less than a predetermined volume level, the control is switched to the second mode in which the batch transmission is performed.
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 The call method according to claim 9, wherein, in the control step, control is performed so as to perform batch transmission in the second mode before performing real-time transmission in the first mode with the other call device.
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 In the control step, after the second data packet is collectively transmitted in the second mode, the first data packet storing only the audio data is transmitted in the first mode for a predetermined time. The call method according to claim 9, wherein:
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 In the control step, after the second data packet is collectively transmitted in the second mode, if the collected sound is less than a predetermined volume level, control is performed to stop transmission of the data packet for a predetermined time. The call method according to claim 9, wherein:
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 The call method according to claim 9, wherein the additional data is background music and / or sound effects.
ことを特徴とする請求項9記載の通話方法。 In the control step, buffer information indicating a capacity of a reception buffer for buffering the received data packet is stored in the control packet, and the control information from the other call device received in the reception step is stored in the control packet. The call method according to claim 9, wherein a transmission rate of the second data packet is controlled based on buffer information of another call device.
ことを特徴とする請求項15記載の通話方法。 In the control step, buffer occupancy information indicating the amount of data buffered in the reception buffer is stored in the control packet, and the reception unit stores the other information stored in the control packet received from the other call device. The call method according to claim 15, wherein a transmission rate of the second data packet is controlled based on buffer information and buffer occupancy information of the call device.
各上記通話装置は、
集音した音声を電気信号に変換する音声変換手段と、
上記電気信号に変換された音声データに付加データを合成する合成手段と、
上記音声データ及び/又は該音声データに合成する付加データを格納したデータパケットを生成するデータパケット生成手段と、
少なくとも上記データパケットの送受信を管理する管理情報を格納した制御パケットを生成する制御パケット生成手段と、
上記データパケット及び上記制御パケットを上記インターネットを介して1以上の他の通話装置に送信する送信手段と、
上記1以上の他の通話装置からのデータパケット及び制御パケットを受信する受信手段と、
上記データパケット及び制御パケットの送受信を制御する制御手段とを有し、
少なくとも2つの通話装置の一方の上記受信手段は、受信したデータパケットをバッファリングする受信バッファを有し、上記制御手段は、該受信バッファの容量を示すバッファ情報を上記制御パケットに格納させ、
他方の通話装置の上記制御手段は、上記音声データ又は該音声データに付加データを合成した合成データを格納した第1のデータパケットを実時間伝送する第1のモードと、上記付加データのみを格納した第2のデータパケットを一括伝送する第2のモードとを切替制御するものであって、上記受信手段が受信した上記一方の通話装置からの制御パケットに格納された当該一方の通話装置のバッファ情報に基づき、上記第2のデータパケットの伝送レートを制御する
ことを特徴とする通話システム。
In a call system that transmits and receives at least audio data via the Internet,
Each of the above communication devices
Audio conversion means for converting the collected sound into an electrical signal;
Synthesizing means for synthesizing additional data with the audio data converted into the electrical signal;
Data packet generating means for generating a data packet storing the audio data and / or additional data to be synthesized with the audio data;
Control packet generating means for generating a control packet storing management information for managing at least transmission and reception of the data packet;
Transmitting means for transmitting the data packet and the control packet to the one or more other communication devices via the Internet;
Receiving means for receiving data packets and control packets from the one or more other communication devices;
Control means for controlling transmission and reception of the data packet and the control packet,
The reception means of one of the at least two communication devices has a reception buffer for buffering the received data packet, and the control means stores buffer information indicating the capacity of the reception buffer in the control packet,
The control means of the other call device stores a first mode for transmitting in real time a first data packet storing the voice data or synthesized data obtained by synthesizing the voice data with additional data, and stores only the additional data. A second mode of batch transmission of the second data packet, and a buffer of the one communication device stored in the control packet from the one communication device received by the receiving means. A call system, wherein the transmission rate of the second data packet is controlled based on the information.
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