CN101056245A - 媒体流中继设备及方法 - Google Patents

Abstract

当通过电路交换网和分组交换网对媒体通信进行中继时，通过限制分组交换网上分组的带宽和数量，防止分组拥塞和分组丢失。在用于吸收分组交换网上的波动的缓冲器中存储从分组交换网接收的音频分组，确定是否可从缓冲器中获取编码音频流。根据确定结果，如果无法获取，则产生代表静音和噪声信息之一的编码音频流，并对其进行复用，将复用数据输出至电路交换网。另一方面，将从电路交换网接收的由多个复用编码流构成的复用数据分离成各个编码流，根据编码音频流的帧信息，仅对代表声音或噪声信息的编码音频流进行打包并将其发送至分组交换网。

Description

媒体流中继设备及方法

技术领域

本发明用于在电路交换网与分组交换网之间进行媒体流的中继，更具体地，本发明涉及间歇地对传输的音频分组进行处理、从而只传输包含声音的音频分组而不传输静音的音频分组的方法。

背景技术

VoIP(Voice over IP)通信已迅速普及，它用于在使用数据分组进行通信的分组通信网络中基于RTP(实时传输协议)(见非专利文献1)，发送和接收作为分组信息的编码音频数据。近年来，不仅音频数据通信，而且视频、文本和文件传送等多种媒体流的分配服务双向通信服务也得到了极大发展。

不同通信网络之间的媒体通信服务也得到发展，在这种情况下，需要中继设备端接两个网络的通信协议，并实现两端的终端之间的媒体通信。例如，当实现电路交换网与分组交换网上存在的媒体通信终端之间的媒体通信时，也是上述情况。

对于电路交换网，与分组交换网不同，通常是将多个媒体的编码流复用并作为一个复用数据发送至目的地设备，而不是分别发送和接收各个编码媒体流。目的地设备通过将接收到的复用数据分离为单独的媒体编码流，并根据各个媒体对编码流进行解码，以实现通信。特别是对于音频，要求连续传输编码音频流，以避免声音中断等。

容易设想，随着将来使用分组的通信服务的进一步普及，并发用户的数目和可用媒体类型渐增，分组交换网上的带宽和交换的分组数量也自然会增加。在这种情况下，分组通过的网络中可能出现分组拥塞或分组丢失，不可避免地导致视频和音频等媒体的视觉和声音质量的下降。

对于上述用户应用，连接电路交换网和分组交换网的中继设备需要在实现电路交换网上的媒体流连续传输的同时，实现使分组交换网上的带宽和分组数量最小化的媒体通信。

现在重点关注音频编码系统，有的编码系统在根据音频有声还是静音来改变编码效率的同时，产生编码音频流。具体地，这包括大幅度减小静音间隔的编码流的数据大小。此外，根据所用方法，可以周期性地或在更新信息时产生周围背景噪声信息(以下，该背景噪声信息被称作噪声)，以缓和对较长静音间隔编码时完全静音的不自然情况。

专利文献1：JP 2004-109244A

非专利文献1：Schulzrinne，H.，Casner，S.，Frederick，R.，Jacobson，V.，“RTP：A Transport Protocol for Real-Time Application”，RFC 3550，2003年7月，URL：http：//www.rfc-editor.org/rfc/rfc3550.txt(通过以下链接：http：//www.ietf.org/可用)

非专利文献2：Sioberg，J.，Westerlund，M.，Lakaniemi，A.，Xie Q.，“Real-Time Transport Protocol(RTP)Payload Format and FileStorage Format for the Adaptive Multi-Rate(AMR)and AdaptiveMulti-Rate Wideband(AMR-WB)Audio Codecs”，RFC 3267，2002年6月，URL：http：//www.rfc-editor.org/rfc/rfc3267.txt(通过以下链接：http：//www.ietf.org/可用)

发明内容

如上所述，对于分组交换网络，希望禁止导致分组拥塞或分组丢失的因素，即使传输的编码数据大小较小，也尽可能在具有了针对代表静音的编码音频流的有限分组传输之后执行通信。同时，一般可设想在目的地设备中设置静态或动态可调整缓冲器，以吸收分组到达时分组交换网上发生的波动。但是，对于其中不传输代表静音的音频分组或其中音频编码系统周期性地产生噪声信息(见非专利文献2)的间歇传输，推测上述缓冲器通常会耗尽，从而难以适当地向电路交换网进行传输。

对于上述作为音频分组、经由电路交换网传输至分组交换网的编码视频流，在介于电路交换网与分组交换网之间的媒体流中继设备处将传输的音频分组数量最小化之后再进行媒体通信，这对于禁止作为导致分组交换网中的分组拥塞和分组丢失的因素的带宽和分组数量是非常有效的。

鉴于上述情况提出本发明，本发明的目的是在通过限制分组交换网上的带宽和分组数量来抑制分组拥塞和分组丢失发生的可能性的同时实现媒体通信。采用本发明实现上述目的的一种方法包括不在分组交换网上传输来自源终端的代表静音的音频分组。换言之，本发明同时提供了：恢复方法，包括在只接收代表声音或噪声信息的音频分组的情况下，进行缓冲以吸收波动；以及在从电路交换网接收到的编码音频流中，只向分组交换网发送代表声音或噪声信息的音频分组的方法。

根据本发明第一方案，提供了一种用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流的媒体流中继设备，包括：分别针对所述多种媒体设置的分组控制装置，用于接收来自所述分组交换网的各种媒体的分组，并提取各种媒体的数据流；流处理装置，用于处理由所述分组控制装置提取的各个数据流，以通过所述电路交换网传输；以及复用器，用于对流处理装置处理的数据流进行复用，以传输至所述电路交换网；其中所述流处理装置包括音频控制装置，用于当音频流的数据量不足以在所述电路交换网络中进行连续传输时，调整所述音频流的输出定时。

所述音频控制装置可以优选地包括插入装置，用于向所述音频流中插入代表静音或噪声信息中至少一种的附加音频流。

所述音频控制装置可以包括调整装置，用于根据从中提取了在前音频流的至少一个在前音频分组中的报头信息、在前音频流的帧信息、从中提取了在后音频流的至少一个在后音频分组中的报头信息、以及在后音频流的帧信息中的至少一个来调整所述输出定时。

当采用实时传输协议(RTP)传输音频分组时，所述调整装置可以参照RTP报头信息的第M位、序列号和时间戳中至少一个。

根据本发明的第二方案，提供了一种用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流的媒体流中继设备，包括：解复用器装置，用于接收来自所述电路交换网的复用数据流，并将其分离成各个数据流；以及打包装置，针对所述多种媒体分别设置，用于对数据流进行打包，以通过所述分组交换网传输；其中所述打包装置包括音频打包装置，用于对代表声音或噪声信息的音频流进行打包，并排除代表静音的音频流。

当所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统时，所述音频打包装置可以根据各个音频流的帧信息来划分音频流。

当所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以相同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统时，所述音频打包装置可以包括：解码器装置，用于对所述解复用器装置分离的音频流进行解码；编码器装置，用于采用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的音频编码系统对通过所述解码获得的音频信号进行编码；以及划分器装置，用于根据各个音频流的帧信息，对所述编码器装置获得的音频流进行划分。

可以在每个音频流内传输所述帧信息，或在处理时从每个音频流中获得所述帧信息，并将声音、静音和噪声信息之一与每个音频流关联。

根据本发明的另一方案，提供了一种用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流的媒体流中继方法，包括步骤：接收来自所述分组交换网的分组；提取各种媒体的数据流；处理提取的数据流以通过所述电路交换网传输；以及对处理的数据流进行复用，以传输至所述电路交换网；其中所述处理步骤包括步骤：当音频流的数据量不足以在所述电路交换网络中进行连续传输时，调整所述音频流的输出定时。

优选地，可以通过向所述音频流中插入代表静音或噪声信息中至少一种的附加音频流，调整所述输出定时。

可以根据从中提取在前音频流的至少一个在前音频分组中的报头信息、在前音频流的帧信息、从中提取在后音频流的至少一个在后音频分组中的报头信息、以及在后音频流的帧信息中的至少一个，调整所述输出定时。

当采用实时传输协议(RTP)传输音频分组时，可以参照RTP报头信息的第M位、序列号和时间戳中至少一个，调整所述输出定时。

根据本发明的第二方案，提供了一种用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流的媒体流中继方法，包括步骤：接收来自所述电路交换网的复用数据流；将接收的复用数据流分离成各个数据流；以及对数据流进行打包，以通过所述分组交换网传输；其中所述打包步骤包括音频处理步骤，用于对代表声音或噪声信息的音频流进行打包，并排除代表静音的音频流。

当所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统时，可以根据各个音频流的帧信息，对所述代表声音或噪声信息的音频流和所述代表静音的音频流进行划分。

当所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以相同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统时，所述音频处理步骤可以包括以下步骤：对在所述分离步骤中分离的音频流进行解码；采用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的音频编码系统对解码的音频信号进行编码；以及根据各个音频流的帧信息，对编码的音频流进行划分。

根据本发明另一方面，提供了一种记录有计算机可读程序的记录介质，所述计算机可读程序用于实现与上述媒体流中继设备和方法相对应的功能。

如上所述，使用本发明可以考虑到其中不从分组交换网上的媒体通信终端传输代表静音的分组的间歇传输，调整从缓冲器的输出，并连续地向电路交换网络传输编码音频流。

此外，通过执行从电路交换网到分组交换网的基于声音和静音的间歇传输，可以进行其中传输至分组交换网的分组的带宽和数量已受限的媒体通信，从而可以减少导致分组拥塞和分组丢失的因素。

附图说明

现在参照附图，仅通过示例描述本发明的具体实施例，附图中：

图1示出了实施本发明的网络配置；

图2是根据本发明第一和第二实施方式的媒体流中继设备的方框图；

图3是示出了根据本发明第二实施方式的输出调整过程的流程图；

图4是示出了根据本发明第二实施方式的输出调整过程的流程图；

图5是根据本发明第三实施方式的媒体流中继设备的方框图；以及

图6是根据本发明第四实施方式的媒体流中继设备的方框图。

具体实施方式

以下描述本发明的最佳实施方式。图1示出了实施本发明的网络配置。如图1所示，本发明是连接电路交换网2与分组交换网3并实现媒体通信的媒体流中继设备1。

第一实施方式

参照图2描述根据本发明第一实施方式的媒体流中继设备的配置。图2是根据第一实施方式的媒体流中继设备1的方框图，示出了用于实现从分组交换网3到电路交换网2的媒体通信的配置。如图2所示，第一实施方式的媒体流中继设备1包括：音频分组控制单元13，具有用于吸收分组交换网3上的波动的缓冲器(未示出)，并接收音频分组，在根据分组报头信息重新排列接收的音频分组之后，提取编码音频流，并将提取的编码音频流存储在缓冲器中；确定单元18，确定是否可从缓冲器中获取编码音频流，并输出确定结果；流控制单元16，根据确定结果，在可以获取时从缓冲器中获取编码音频数据，并输出获取的数据，并在无法获取时产生和输出代表静音或噪声的编码音频流；以及复用数据产生单元17，对编码音频流进行复用，并将复用数据输出至电路交换网。

第一实施例

以下参照附图，描述作为本发明第一实施例的本实施方式的实施例。如图1所示，媒体流中继设备1位于电路交换网2与分组交换网3之间，通过端接两个网络的通信协议并连接呼叫，来实现电路交换网2上的媒体通信终端4与分组交换网3上的媒体通信终端5之间的双向媒体通信。注意，虽然本实施例涉及双向通信，但是本发明并不具体局限于本实施方式，而可以是旨在提供一个网络到另一网络的单向媒体分配服务的电路交换网与分组交换网之间的媒体通信方式。

以下描述涉及从分组交换网3到电路交换网2的媒体流中继设备1对媒体流的处理。媒体流中继设备1中的电路交换网端接单元10用于端接电路交换网2，接收来自复用产生单元17(稍后将述)的复用数据，并向电路交换网2输出复用数据。注意，如下所述，电路交换网端接单元10也用于接收来自电路交换网2的数据。

另一方面，媒体流中继设备1包括用于端接分组交换网3的控制分组控制单元11、视频分组控制单元12和音频分组控制单元13，并根据序列号、时间戳等重新排列从分组交换网3到达的分组(这里假设RTP协议)。

控制分组控制单元11接收来自分组交换网3的控制分组，在重新排列控制分组之后提取编码控制流，并向控制流处理单元14输出编码控制流。类似地，视频分组控制单元12接收来自分组交换网3的视频分组，在重新排列视频分组之后提取编码视频流，并向视频流处理单元15输出编码视频流。

注意，音频分组控制单元13具有用于累积固定量的音频分组数据以吸收分组交换网3上的波动的缓冲器。在重新排列过程中，从接收的音频分组中提取编码音频数据，并将其与分配的报头信息成对地存储在缓冲器中，然后响应于来自流控制单元16的请求，输出目标编码音频数据。

控制流处理单元14分析编码控制流，获取分组交换网3的呼叫控制信息，并向复用数据产生单元17输出编码流，该编码流基于在与电路交换网2的呼叫连接中所需的呼叫控制信息。视频流处理单元15分析编码视频流，在必要时将编码视频流转换到电路交换网2的视频编码系统，并向复用数据产生单元17输出编码视频流。

注意，只要系统能够端接视频编码系统以及与分组交换网3和电路交换网2的呼叫连接，本发明并不具体局限于呼叫控制系统的类型或是否使用视频编码系统来实现转换过程。虽然本实施例采用了还包括视频处理的配置，但是本发明并不具体局限于此，而可以采用不包括视频的配置，即，不包括视频分组控制单元12或视频流处理单元15的配置。

根据来自复用数据产生单元17的周期性请求指令，流控制单元16向确定单元18询问是否可从音频分组控制单元13中获取编码音频流。

如上所述，在根据报头信息(这里，假设RTP报头，包括序列号、时间戳等信息)对接收的音频分组重新排序之后，将其存储在音频分组控制单元13的缓冲器中。确定单元18响应来自流控制单元16的询问，检查缓冲器首部处的数据，并返回与是否可以获取有关的确定结果。当确定可获取编码音频流时，流控制单元16从音频分组控制单元13中获取编码音频流，并向复用数据产生单元17输出获取的流。另一方面，当确定无法获取时，流控制单元16不获取目标编码音频流，而是产生代表静音或噪声的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

注意，在分组交换网3和电路交换网2的音频编码系统相同的情况下，可以将音频编码系统中提供的代表静音或噪声信息的编码流、或设备专用编码流用作流控制单元16产生的代表静音和噪声信息之一的编码音频流。当分组交换网3和电路交换网2的音频编码系统不同时，通过转换输入的编码音频流，或特定地通过对输入的编码流进行解码和对解码输入进行编码，产生向电路交换网2输出的编码音频流，但是，本发明在这方面并不具体局限于此。

以下给出了确定单元18确定无法获取的情况示例。

(1)音频分组控制单元13中的缓冲器处于累积固定量的数据以吸收分组交换网上的波动的过程中。这也包括缓冲器在通信期间为空的情况。

(2)由于分组交换网3中的分组丢失或延迟，当从流控制单元16接收到获取请求时，缓冲器的首部没有存储编码音频数据。

(3)由于在这种情况下作为源设备的媒体通信终端5的传输规范符合只传输声音(以及取决于音频编码系统的噪声)的间歇传输，没有接收到代表静音的音频分组，从而在根据RTP报头信息(M位、序列号、时间戳等)重新排列或放置接收的音频分组之后，不存在相关的编码音频流。

注意，在上述(1)中，在通信开始之后媒体流中继设备1最初接收到音频分组之前的时间段期间，流控制单元16可以向电路交换网2输出代表静音的编码流，或拒绝输出，直到最初接收到音频分组位置。

复用数据产生单元17对分别从控制流处理单元14、视频流处理单元15和流控制单元16中获取的编码控制、视频和音频流进行复用，并将复用的数据输出至电路交换网端接单元10。注意，即使无法获取所有的编码流，也可以进行复用，如果尚未满足输出时的带宽，则在添加预定专有数据之后执行输出。

第二实施方式

根据本发明第二实施方式的媒体流中继设备1的框图配置与如2所示本发明第一实施方式的框图配置相同，但是因为流控制单元和确定单元各自的功能不同于第一实施方式，所以它们的附图标记(括号中)有所改变。

根据本发明第二实施方式的媒体流中继设备1包括：音频分组控制单元13，具有用于吸收分组交换网3上的波动的缓冲器，并接收音频分组，在根据分组报头信息重新排列接收的音频分组之后，提取编码音频流，并将提取的编码音频流存储在缓冲器中；确定单元20，确定是否可从缓冲器中获取编码音频流，并输出确定结果；流控制单元19，通过根据确定结果、原始分配给在前编码音频流的报头信息和分配给目标编码音频流的报头信息，产生并输出代表静音或噪声信息之一的编码音频流，调整输出定时，以及/或者通过根据确定结果、在前编码音频流的帧信息和目标编码音频流的帧信息，产生并输出代表静音或噪声信息之一的编码音频流，调整输出定时；以及复用数据产生单元17，对编码音频流进行复用，并将复用数据输出至电路交换网2。

第二实施例

以下参照附图，描述作为本发明第一实施例的本实施方式的实施例，仅集中在与本发明第一实施例的不同之处。

本实施例包括取代图1中流控制单元16和确定单元18的流控制单元19和确定单元20。确定单元20顺序地收集要从缓冲器中输出的在后编码音频流的帧信息和来自音频分组控制单元13的音频分组的报头信息、以及在前输出的编码音频流的帧信息和原始分配给从流控制单元19中在前输出的编码音频数据的报头信息中的至少一个，响应于来自流控制单元19的询问，检查音频分组控制单元13的缓冲器，并返回与是否可获取要输出的在后编码音频流有关的确定结果。

这里，帧信息指示了可区分成声音和静音至少两个类型的信息，根据编码系统，噪声也可以作为第三类型。注意，帧信息可以作为标识信息包括在编码音频流中，或参照编码音频流的数据大小或能够进行等效区分的确定过程的输出结果。在这方面，本发明并不具体局限于此。

注意，设想在其中分组交换网3上的媒体通信终端5仅传输包括代表声音或噪声的编码音频流的音频分组的间歇传输的情况下，音频分离控制单元13的缓冲器频繁地变空(这也取决于媒体流中继设备1中的缓冲器大小设置)。本实施例中所述的方法主要设计为用于处理这种情况的输出定时调整方法。

由确定单元20执行的确定方法使用编码音频流的RTP报头信息和帧信息中至少一种。如前所述，当音频分组控制单元13种的缓冲器已变空之后，音频分组无法连续到达时，流控制单元19产生并输出代表静音的编码音频数据。确定单元20还将最初到达的编码音频流的帧信息或音频分组中包含的编码音频流的帧信息中至少一种看作判断信息，用于确定是否可获取编码音频流。

当确定可以获取(不禁止输出)时，流控制单元19从音频分组控制单元13中获取编码音频流，并向复用数据产生单元17输出获取的流。另一方面，当确定无法获取(禁止输出)时，流控制单元19不获取编码音频流，而是产生代表静音或噪声的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

以下参照图3描述由确定单元20判断的基于RTP报头信息的处理流程。换言之，在音频分组控制单元中的缓冲器变空之后，保持在接收的音频分组中包含的编码音频流的状态下，假设确定单元20已接收到来自流控制单元19的获取请求。

S1：确定单元20判断上次缓冲器是否为空。如果缓冲器为空，则处理前进到S2，如果缓冲器不为空，处理前进到S7。

S2：确定单元20检查RTP报头信息的M位。如果是1，则处理前进到S3，如果不是1，则处理前进到S4。注意，虽然本实施例中的处理流程包括上述确定，但是可以省略上述确定，在这种情况下，处理从S1(是)前进到S4。

S3：确定单元20返回无法获取的结果。鉴于此，处理移动到用于吸收波动的缓冲器累积过程，从而禁止从音频分组控制单元13中的输出，直到缓冲器中累积了预设固定量的数据或经过了固定时间段。如后所述，当包括使用帧信息的确定过程(图4中S11)时，也执行该处理。

S4：确定单元20计算由流控制单元19在前输出的编码音频流的序列号与目标编码音频流的序列号之差。注意，这里的目标编码音频流是在确定可以输出的情况下将输出的编码音频流。当该差的绝对值超过阈值X1时，处理返回到S3，当该差的绝对值未超过阈值X1时，处理前进到S5。

S5：确定单元20计算由流控制单元19输出的编码音频流的时间戳与目标编码音频流的时间戳之差。如果该差的绝对值超过阈值X2，处理返回到S3，如果该差的绝对值未超过阈值X2时，处理前进到S6。

S6：确定单元20根据转换值，计算作为流控制单元19已产生代表静音或噪声的编码音频流的次数之差的值，其中根据所用音频编码系统在处理单元中将S5中计算的差转换成等效帧数而获得的所述转换值。如果该值为正，则确定单元20返回如下结果：对于包括从流控制单元19中接收获取请求这一次的等效次数，无法进行获取，从而禁止向复用数据产生单元17输出缓冲器中的编码音频流。在该间隔期间，流控制单元19产生代表静音或噪声之一的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

另一方面，如果该值为负，则确定单元20返回无法获取的结果，鉴于此，处理移动到用于吸收波动的缓冲器累积过程，从而禁止从音频分组控制单元13中的输出，直到缓冲器中累积了预设固定量的数据或经过了固定时间段。在该间隔期间，流控制单元19产生代表静音或噪声之一的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。当包括使用帧信息的确定过程(稍后将述)时，根据通过进一步执行基于帧信息的确定过程而获得的最终结果，执行该处理(图4中S11)。

S7：确定单元20检查目标缓冲器大小是否超过X3。如果大于X3，则确定单元20返回缩减缓冲器大小(S8)之后可以获取的结果，通过流控制单元19，从音频分组控制单元13向复用数据产生单元17输出位于调整后的缓冲器的首部处的编码音频流。如果目标缓冲器大小不超过X3，则确定单元20返回可以获取(S7)的结果，并通过流控制单元19，从音频分组控制单元13向复用数据产生单元17输出编码音频流。

注意，执行缩减调整和从音频分组控制单元13中的输出的顺序可以颠倒，可以通过从最早的编码流开始依次舍弃编码流、或通过优先地舍弃代表静音或噪声信息中至少一种的编码流，来实施缩减调整。还要注意，可以根据相继分组之间的到达间隔，顺序地更新流程图中的阈值X1和X2，阈值X3可以类似地根据相继分组之间的到达间隔、以及分组交换网上的分组丢失率、波动等，动态地变化。

作为上述一系列判断的结果，确定单元20向流控制单元19返回判断结果，流控制单元19根据该判断结果，调整在缓冲器变空之后接收到的分组的输出定时。如果没有输出，则流控制单元19产生代表静音的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

以下参照图4，描述由确定单元20进一步判断的基于帧信息的处理流程。换言之，在音频分组控制单元中的缓冲器变空之后，保持在接收的音频分组中包含的编码音频流的状态下，假设确定单元20已接收到来自流控制单元19的获取请求。注意使用基于帧信息的处理流程的本发明可以应用在上述基于RTP报头信息的处理之后，或用作仅仅基于帧信息的判断方法。

S10：确定单元20判断上次缓冲器是否为空。如果缓冲器为空，则处理前进到S11，如果缓冲器不为空，处理前进到上述S7。注意，当图4所示处理流程应用在上述基于RTP报头信息的处理之后时，可以省略该判断，在这种情况下处理从S11开始。

S11：确定单元20检查编码音频流的帧信息。如果是声音，则处理前进到S13，如果是静音，则确定单元20返回流控制单元19可以进行获取的结果，流控制单元19立即从音频分组控制单元13中获取编码音频流，并向复用数据产生单元17输出获取的流。根据编码系统，也可以有噪声信息的帧信息，在这种情况下，处理前进到S12。

S12：确定单元20计算之前从流控制单元19输出的代表噪声信息的最末编码音频流开始的时间差。如果该差超过阈值Y1，则确定单元20返回流控制单元19可以进行获取的结果，流控制单元19立即从音频分组控制单元13中获取编码音频流，并向复用数据产生单元17输出获取的流。如果该差未超过阈值Y1，则处理前进到S14。

S13：确定单元20计算从流控制单元19在前输出的代表声音的最末编码音频流开始的时间差。如果该差未超过阈值Y2，则确定单元20返回流控制单元19可以进行获取的结果，流控制单元19立即从音频分组控制单元13中获取编码音频流，并向复用数据产生单元17输出获取的流。如果该差超过阈值Y2，则处理前进到S15。

S14：确定单元20检查从上次输出代表噪声的编码音频流开始已经过了多长时间，并根据由所用音频编码系统编码的编码噪声信息流的传输周期时间，计算时间差。确定单元20还通过由所用音频编码系统的处理单元对计算的时间差进行划分，计算划分时间差。如果划分时间差为正，则将编码音频流的输出禁止与该值相等的次数。在禁止输出的间隔中，流控制单元19产生代表静音和噪声之一的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

另一方面，如果划分时间差为负，则确定单元20返回流控制单元19无法获取的结果，处理移动到用于吸收波动的缓冲器累积过程，从而禁止从音频分组控制单元13中的输出，直到缓冲器中累积了预设固定量的数据或经过了固定时间段。在该间隔期间，流控制单元19产生代表静音或噪声之一的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

S15：处理移动到用于吸收波动的缓冲器累积过程，从而禁止从音频分组控制单元13中的输出，直到缓冲器中累积了预设固定量的数据或经过了固定时间段。在该间隔期间，流控制单元19产生代表静音或噪声之一的编码音频流，并向复用数据产生单元17输出产生的流。

注意，在上述S14和S15中，除了当被通知可以获取时立即输出目标编码音频流之外，流控制单元19还可以舍弃目标编码音频流，输出随后的编码音频流。

此外，虽然可以根据相继分组之间的到达间隔顺序地更新上述处理流程中的阈值Y1，但是作为一般规则，优选地根据所用音频编码系统的规范来确定该阈值Y1。优选地不将阈值Y2设置为过大值，也可以根据RTP报头信息对其进行设置。

根据上述方法，在从分组交换网3上的源媒体通信终端5只传输代表声音，或根据编码系统，可能还代表噪声的编码音频流的间歇传输的情况下，通过适当地产生代表静音的编码音频流，输出产生的流，并调整输出定时，可以期望更加优选的媒体通信。

第三实施方式

参照图5描述根据本发明第三实施方式的媒体流中继设备1的配置。图5是根据第三实施方式的媒体流中继设备1的方框图，示出了用于实现从电路交换网2到分组交换网3的媒体通信的配置。如图5所示，第三实施方式的媒体流中继设备1包括：复用数据分离单元21，接收来自电路交换网2的、由多个复用编码流构成的复用数据，将复用数据分离成各个编码控制、视频和音频流，并输出分离的流；以及音频流打包单元24，接收编码音频流，并根据编码音频流的帧信息，只对其帧信息代表声音或噪声信息的编码音频流进行打包，并向分组交换网3发送产生的音频分组。

第三实施例

以下参照附图，描述作为本发明第三实施例的本实施方式的实施例。在本实施例中，电路交换网端接单元10用于端接电路交换网2，并向复用数据分离单元21输出从电路交换网2发送的复用数据。另一方面，相对于编码控制、视频和音频流，分别由控制流打包单元22、视频流打包单元23和音频流打包单元24来完成端接分组交换网3的功能，上述三个单元分解用于对各个编码流进行打包，并向分组交换网3发送产生的分组。

复用数据分离单元21接收复用数据，将其分离成各个编码控制、视频和音频流，并分别向控制流处理单元25、视频流处理单元26和音频流打包单元24输出分离的流。控制流处理单元25分析从复用数据分离单元21输入的编码控制流，并获取呼叫控制信息。控制流处理单元25接着产生用于建立与分组交换网3的呼叫连接的编码控制流，并向控制流打包单元22输出产生的流。视频流处理单元26分析从复用数据分离单元21输入的编码视频流，并将从呼叫控制信息获取的视频转换为针对分组交换网3的编码视频流，向视频流打包单元23输出产生的流。

注意，类似第一实施例，只要系统能够端接视频编码系统、以及与分组交换网3和电路交换网2的呼叫连接，则本实施例并不具体局限于呼叫控制系统的类型或是否实施使用视频编码系统的转换过程。此外，虽然本实施例采用包括视频处理的配置，但是本发明并不具体局限于此，而可以采用不包括视频的配置，即，不包括视频处理单元26或视频流打包单元23的配置。

在本实施例中，假设已基于声音、静音以及根据编码系统，可能还有噪声信息，对电路交换网2的复用数据中包括的编码音频流进行了编码，并且将该编码音频流描述为包含称作帧信息的专有关联信息，作为每个编码音频流的标识符。

音频流打包单元24检查与从复用数据分离单元21输入的编码音频流相对应的帧信息，并只对具有代表声音或噪声信息的编码音频流进行打包，以用于传输。当编码音频流具有代表静音的帧信息时，音频流打包单元24只对所分配的RTP报头信息进行更新，而不对要传输的编码音频流进行打包。

第四实施方式

参照图6，描述根据本发明第四实施方式的媒体流中继设备1的配置。图6是根据第四实施方式的媒体流中继设备1的方框图，示出了用于实现从电路交换网2到分组交换网3的媒体通信的配置。虽然框图配置与图5所示的媒体流中继设备1不同，但是为了方便，仍使用相同的附图标记1。如图6所示，第四实施方式的媒体流中继设备1包括：复用数据分离单元21，接收来自电路交换网2的由多个复用编码流构成的复用数据，将复用数据分离成各个编码控制、视频和音频流，并输出分离的流；音频解码单元30，对编码音频流进行解码，并输出音频数据；声音确定单元31，输出与每个预定间隔长度的音频数据是否包含声音有关的确定判断；音频编码单元32，根据确定结果，输出通过以针对声音和静音的不同压缩率对音频数据进行编码而产生的可变压缩率编码音频流；以及音频流打包单元33，接收可变压缩率编码音频流，并根据可变压缩率编码音频流的帧信息，只对其帧信息代表声音或噪声信息的可变压缩率编码音频流进行打包，并向分组交换网3发送产生的音频分组。

第四实施例

以下参照附图，描述作为本发明第四实施例的本实施方式的实施例，只集中于其与第三实施例的不同之处。在第四实施例中，假设从电路交换网2传输的复用数据包含以相同压缩率进行编码的编码音频流，而没有区分声音、静音以及根据编码系统的噪声信息。

在本实施例中，由复用数据分离单元21分离的编码音频流的输出目的地是音频解码单元30。声音解码单元30对从复用数据分离单元21输入的编码音频流进行解码，并向声音确定单元31输出结果音频数据。声音确定单元31将输入的音频数据划分成预定间隔长度，并向音频编码单元32输出与各个间隔是否包含声音的确定结果以及音频数据。如果确定无间隔包含声音从而判断音频数据包含静音之后，音频编码单元32检查各自与加密单元的间隔长度相对应的多个声音确定结果，如果确定间隔中至少一个包含声音，则通过将音频数据编码为声音，执行不同压缩率的编码，并对音频数据进行编码，从而显著缩减了编码数据大小。

然后，音频编码单元32向音频流打包单元33输出作为该编码过程结果而获得的可变压缩率编码音频流。注意，音频编码单元32是使用声音和静音来区分编码数据大小的装置，并根据控制流处理单元25和相反方向上的相同处理单元(第一实施例中的控制流处理单元14)的分析结果进行操作。可以使用与音频解码单元30相同的音频编码系统，或者可以使用完全不同的音频编码系统。

根据从音频编码单元32输入的可变压缩率编码音频流中的帧信息，音频流打包单元33只对包括代表声音或噪声的帧信息的可变压缩率编码音频流进行打包，以用于传输。当可变压缩率编码音频流包括代表静音的帧信息时，音频流打包单元33仅对分配的RTP报头信息进行更新，而不传输与该可变压缩率编码音频流相对应的分组。

由于第三和第四实施例中的上述处理，通过根据从电路交换网2接收的编码音频流中的帧信息(声音、静音、以及根据编码系统，可能有噪声信息)的类型来执行间歇传输，可以期待对从媒体流中继设备1向分组交换网3传输的分组的带宽和数量的限制效果。

第五实施方式

本发明第五实施方式是一种计算机程序，通过将该计算机程序安装在通用信息处理装置中，使该信息处理装置实现与上述实施例的媒体流中继设备1相对应的功能。经由其上记录有该程序的记录介质将该程序安装在通用信息处理装置中，或经由通信线路将该程序安装在通用信息处理装置中，该程序能够使通用信息处理装置实现与上述实施例的媒体流中继设备1相对应的功能。

本发明可以实现在介于电路交换网与分组交换网之间的媒体流中继设备处尽可能限制传输的音频分组数量之后进行媒体通信。因此，对于网络提供商和网络用户来说，本发明可以改善服务质量，并提高便利性。

Claims (17)

1.一种媒体流中继设备，用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流，所述设备包括：

分别针对所述多种媒体设置的分组控制装置，用于接收来自所述分组交换网的各种媒体的分组，并提取各种媒体的数据流；

流处理装置，用于处理由所述分组控制装置提取的各个数据流，以通过所述电路交换网传输；以及

复用器，用于对所述流处理装置处理的数据流进行复用，以传输至所述电路交换网；

其中所述流处理装置包括音频控制装置，用于如果所述音频流的数据量不足以再所述电路交换网络中进行连续传输，则调整所述音频流的输出定时。

2.根据权利要求1所述的媒体流中继设备，其中所述音频控制装置包括插入装置，用于向所述音频流中插入代表静音或噪声信息中至少一种的附加音频流。

3.根据权利要求1所述的媒体流中继设备，其中所述音频控制装置包括调整装置，用于根据从中提取了在前音频流的至少一个在前音频分组中的报头信息、在前音频流的帧信息、从中提取了在后音频流的至少一个在后音频分组中的报头信息、以及在后音频流的帧信息中的至少一个来调整所述输出定时。

4.根据权利要求3所述的媒体流中继设备，其中采用实时传输协议(RTP)来传输音频分组，所述调整装置参照RTP报头信息的第M位、序列号和时间戳中至少一个。

5.一种媒体流中继设备，用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流，所述设备包括：

解复用器装置，用于接收来自所述电路交换网的复用数据流，并将其分离成各个数据流；以及

打包装置，针对所述多种媒体分别设置，用于对数据流进行打包，以通过所述分组交换网传输；

其中所述打包装置包括音频打包装置，用于对代表声音或噪声信息的音频流进行打包，并排除代表静音的音频流。

6.根据权利要求5所述的媒体流中继设备，其中所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统，以及

所述音频打包装置根据各个音频流的帧信息来划分音频流。

7.根据权利要求5所述的媒体流中继设备，其中所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以相同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统，以及

所述音频打包装置包括：解码器装置，用于对所述解复用器装置分离的音频流进行解码；编码器装置，用于采用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的音频编码系统对通过所述解码获得的音频信号进行编码；以及划分器装置，用于根据各个音频流的帧信息，对所述编码器装置获得的音频流进行划分。

8.根据权利要求6或7所述的媒体流中继设备，其中在每个音频流内传输所述帧信息或在处理时从每个音频流中获得所述帧信息，所述帧信息将声音、静音和噪声信息之一与每个音频流关联。

9.一种媒体流中继方法，用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流，所述方法包括步骤：

接收来自所述分组交换网的分组；

提取各种媒体的数据流；

处理提取的数据流以通过所述电路交换网传输；以及

对处理的数据流进行复用，以传输至所述电路交换网；

其中所述处理步骤包括步骤：如果音频流的数据量不足以再所述电路交换网络中进行连续传输，则调整所述音频流的输出定时。

10.根据权利要求9所述的媒体流中继方法，其中通过向所述音频流中插入代表静音或噪声信息中至少一种的附加音频流，调整所述输出定时。

11.根据权利要求9所述的媒体流中继方法，其中根据从中提取在前音频流的至少一个在前音频分组中的报头信息、在前音频流的帧信息、从中提取在后音频流的至少一个在后音频分组中的报头信息、以及在后音频流的帧信息中的至少一个，调整所述输出定时。

12.根据权利要求11所述的媒体流中继方法，其中采用实时传输协议(RTP)传输音频分组，以及参照RTP报头信息的第M位、序列号和时间戳中至少一个，调整所述输出定时。

13.一种媒体流中继方法，用于连接电路交换网和分组交换网以传输多种媒体的数据流，所述方法包括步骤：

接收来自所述电路交换网的复用数据流；

将接收的复用数据流分离成各个数据流；以及

对分离的数据流进行打包，以通过所述分组交换网传输；

其中所述打包步骤包括音频处理步骤，用于对代表声音或噪声信息的音频流进行打包，并排除代表静音的音频流。

14.根据权利要求13所述的媒体流中继方法，其中

所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统，以及

根据各个音频流的帧信息，对所述代表声音或噪声信息的音频流和所述代表静音的音频流进行划分。

15.根据权利要求13所述的媒体流中继方法，其中

所述电路交换网和所述分组交换网使用在其中以相同的压缩率对声音和静音进行编码的相同音频编码系统，以及

所述音频处理步骤包括以下步骤：对在所述分离步骤中分离的音频流进行解码；采用在其中以不同的压缩率对声音和静音进行编码的音频编码系统对解码的音频信号进行编码；以及根据各个音频流的帧信息，对编码的音频流进行划分。

16.根据权利要求14或15所述的媒体流中继方法，其中在每个音频流内传输所述帧信息或在处理时从每个音频流中获得所述帧信息，所述帧信息将声音、静音和噪声信息之一与每个音频流关联。

17.一种记录有计算机可读程序的记录介质，所述计算机可读程序用于实现与权利要求1到8之一所述的媒体流中继设备相对应的功能。

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