JP2001274829A - パケット受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信パケットのジッタの影響を低減する。 【解決手段】 送信側から送信され、音声データを収容
している通信パケットを、ネットワークを介して受信す
るパケット受信装置において、受信した前記通信パケッ
トを含むパケットを一時的に蓄積して待ち行列を形成す
る先入れ先出し形式のパケット蓄積手段と、前記待ち行
列の長さに関して読み出し開始用閾値の設定を受ける読
み出し開始用閾値設定手段と、前記待ち行列の長さが伸
長して当該読み出し開始用閾値に達すると、前記パケッ
ト蓄積手段からパケットの読み出しを開始する第１の蓄
積制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパケット受信装置に
関し、例えば、符号化した音声信号をパケット化して伝
送し、伝送されてきたパケットを受信、復号して音声信
号を出力する場合などに適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、パケットによる音声送受信システ
ムの一例を、図２を用いて説明する。

【０００３】図２において、送信装置２１の端子１から
入力された音声信号は、入力バッファ２に格納された
後、符号化部３で音声符号化される。この符号化音声
は、フレームという単位で処理され、生成される。当該
符号化音声フレームは、パケット通信網１１を伝送する
ためにパケット化する必要がある。

【０００４】通常、１つのパケット内には複数の（符号
化音声）フレームが収容されるため、パケット化できる
量になるまで、符号化音声は送信バッファ４に蓄えられ
る。パケット化に十分な量が送信バッファ４に蓄積され
たところで、蓄積された複数のフレームに必要なヘッダ
情報を付加してパケット化が実行される。

【０００５】このパケット化によって生成されたパケッ
トは、端子５から送出パケットとしてパケット通信網１
１に送出され、パケット通信網１１を伝送されたのち、
受信パケットとして受信装置２１に受信される。

【０００６】受信パケットは、受信装置２１の受信端子
６で受信され、受信バッファ部７に一時的に蓄えられた
後、復号部８で復号される。この復号音声は出力バッフ
ァ９に送られ、出力端子１０から音声出力される。受信
バッファ部７は、受信したパケットを一時的に蓄積する
ためのＦＩＦＯ（先入れ先出しタイプのメモリ）を主体
とするデバイスである。

【０００７】理想的なパケット通信網１１の場合、図４
(Ａ）に示すように、前記送信装置２０から時系列に送
出されたパケット（フレーム）Ｐ１〜Ｐ８は欠落するこ
となく、常に等間隔で受信バッファ部７に到着する。図
４（Ａ）では、ｔ０とｔ１の間隔、ｔ１とｔ２の間隔、
ｔ２とｔ３の間隔、…、ｔ８とｔ９の間隔はすべて、一
定時間Ｔであり、時系列な受信パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ
３、…、Ｐ８は当該間隔Ｔを置いて受信バッファ部７に
到着する。

【０００８】このような理想的なケースでは、各受信パ
ケットＰ１〜Ｐ８は、受信バッファ部７に入ると直ちに
読み出されて復号され、端子１０からは、図４（Ｂ）に
示すような理想的な音声出力が得られる。すなわち図４
（Ｂ）の音声出力には、途切れ（音声出力に間欠的に発
生する空白状態）も、音飛び（音声出力の意味的な連続
性の喪失状態）も発生しない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら一般的に
は、パケット通信網１１は多くの利用者が同時に使用す
るため、ある送出パケットがパケット通信網１１に入っ
てから出てくるまでの時間は、時々刻々と変動するパケ
ット通信網１１の混雑具合に依存し、上述した理想的な
ケースは、極めてまれにしか起こり得ない。

【００１０】すなわち、現実のパケット通信網１１で
は、通常、パケット通信網１１の混雑の程度が比較的軽
微な場合は受信パケットの到着が等間隔Ｔに近い時間と
なるが、パケット通信網１１の混雑の程度が高い場合に
は、各受信パケットの到着時刻変動が大きくなる。その
様子は、例えば図３（Ａ）および（Ｂ）に示したような
ものである。

【００１１】図３（Ａ）では、時系列な受信パケットＰ
１〜Ｐ８のうち、３番目の受信パケットＰ３が遅れて到
着し、更に通信網１１内で６番目の受信パケットＰ６を
紛失した場合である。

【００１２】図３（Ａ）において、受信パケットＰ１と
Ｐ２は、それぞれ定刻（ジッタが無い場合の各パケット
の到着時刻）ｔ１、ｔ２に受信バッファ部７に到着した
ため、受信バッファ部７に入ると同時に読み出されて復
号され、音声出力される。ここで、ジッタ（遅延揺ら
ぎ）とは、前記時系列に受信される受信パケットＰ１〜
Ｐ８のうち、隣接するパケット間（例えば受信パケット
Ｐ２とＰ３のあいだ）の相対的な受信時間間隔が（前記
Ｔから）変動する現象である。

【００１３】ところで、前記受信パケットＰ２につづい
て受信されるパケットＰ３はジッタのために定刻ｔ３よ
りも遅れて到着したから、時刻ｔ３には受信バッファ部
７が空になり、復号部８に渡すデータ（パケット、フレ
ーム）がない。このため、端子１０からの出力音声を示
した図３（Ｂ）では、Ｐ２に対応する音声出力を行った
あと一時的に音声が途切れて再生音が切断された状態と
なる。復号部８に渡すデータがない場合、直前フレーム
のデータを模倣したエラーフレームを作成して、これを
復号部８に渡すことで再生音が切断されないようにする
ことも考えられるが、この部分での再生音の劣化は防げ
ない。

【００１４】この後、遅刻して到着した受信パケットＰ
３は、時刻ｔ４に定刻で到着した受信パケットＰ４と共
に受信バッファ部７に蓄積され、先に到着した受信パケ
ットＰ３が時刻ｔ４に読み出されて、復号、再生され
る。

【００１５】本来、受信パケットＰ３は時刻ｔ３に再生
されるべきデータのため、この時点で再生遅延（ｔ４−
ｔ３）が発生する。ここで、遅延とは、ある受信パケッ
ト（フレーム）に関する受信や再生の時刻が、その受信
パケットに対応付けて設定された絶対的な受信時刻や再
生時刻から遅れる現象である。

【００１６】図３(Ａ）および（Ｂ）において、受信バ
ッファ部７の状態に着目すると、受信バッファ部７に蓄
積されているデータが存在しないバッファ空状態が発生
するたびに、遅延が積算されていくということができ
る。

【００１７】ただし、遅延が積算されるためには、単に
バッファ空状態が発生しただけでは足りず、復号部７が
受信バッファ部７に対してデータの読み出しを要求した
時点にバッファ空状態が維持されていることを要する。
それによってはじめて、再生時刻に遅延が生じるからで
ある。上述した図４（Ａ）の理想的なケースでも、例え
ば時刻ｔ３に復号部８がデータＰ３の読み出しを要求す
ると、データＰ３は直ちに受信バッファ部７から読み出
されるが、次のデータＰ４は少なくとも次の読み出し要
求時刻ｔ４までに受信バッファ部７に蓄積されていれば
よいから、最大で、ほぼ時間Ｔのあいだ、受信バッファ
部７は空状態であってもよいことになる。したがって、
このような単なるバッファ空状態と区別するために、前
記遅延が積算され得るバッファ空状態を要求時バッファ
空状態と呼ぶことにする。

【００１８】結局、この要求時バッファ空状態の発生
は、音声の切断（途切れ）と遅延増加という、２つのデ
メリットをともなうことになる。

【００１９】このあと図３（Ｂ）では、当該時刻ｔ４に
つづく時刻ｔ５までに、受信パケットＰ４とＰ５がこの
順番で受信バッファ部７に蓄積される。そして受信パケ
ットＰ４は時刻ｔ５に、受信パケットＰ５は時刻ｔ６
に、それぞれ読み出されて復号、再生されるが、パケッ
トＰ６を通信網１１内で紛失したため、時刻ｔ７には受
信パケットＰ７が受信バッファ部７に到着し、同時に読
み出されて復号、再生されている。

【００２０】この様に、受信パケットＰ５の後に（受信
パケットＰ６ではなく）受信パケットＰ７が再生される
と、受信パケットＰ６のデータが欠落し、再生音には前
記音飛びが発生してしまうが、その一方で、受信パケッ
トＰ６の紛失は、これまでの遅延を解消して、受信パケ
ットＰ７を定刻のｔ７に再生させるという利点ももたら
す。

【００２１】より一般的には、受信パケットの紛失は、
それまで積算されてきた遅延を減少させる利点と同時
に、音飛びの発生という不利益をともなうということが
できる。

【００２２】図３（Ａ）、（Ｂ）に示したようなジッタ
の影響を排除するための方法が、特開平７−３０６６９
７号公報（文献１）、特開平７−３３４１９１号公報
（文献２）、に示されている。

【００２３】更に、上述した受信パケットの紛失は“パ
ケットロス”あるいは、“パケット損失”とも呼ばれ、
ジッタ対策とパケットロス対策が、特開平１０−２８５
２１３号公報（文献３）に示されている。

【００２４】ところが、文献１に記載されたジッタ対策
では、受信バッファ部７と復号部８の間に新たな手段を
設け、本来廃棄されるべき受信パケットのなかから再生
可能なフレームのみを抽出する。このため、原理的に
は、再生が終了したフレーム数やフレーム番号を、パケ
ット通信が終了するまで連続カウントしなければならな
いが、長時間のパケット通信を行った場合、このカウン
ト数は膨大になる。フレーム数のカウントには、専用の
演算器が必要なだけでなく、前述した膨大な数値を記憶
する装置が必須となるため、コストが著しく増加する可
能性が高い。

【００２５】また、文献２では、復号部８と出力バッフ
ァ９との間に新たな処理部を設ける。受信パケットの遅
刻によって生じた遅延を相殺するために、受信パケット
を復号した後、時間軸圧縮という新たな手段を用いて受
信パケット内の無音部を、先の遅延時間分、圧縮して出
力する。この方法では、言うまでもなく時間軸圧縮手段
を実現するための演算部が新たに必要となるが、時間軸
圧縮の演算量が膨大なため、この演算部には非常に高い
演算性能が要求される。これにより、装置コストが著し
く増大する可能性が高い。

【００２６】同時にこの方法は、受信パケットの遅刻に
より受信バッファ部７が空になった場合のみを対象にし
ており、受信バッファ部７が空になって発生した遅延を
記憶し、後に到着する受信パケットの再生音を圧縮して
遅延分の時間を短縮しなければならない。したがってこ
の遅延を記憶する手段の新設、各再生音に対する圧縮割
合の割り当て計算など、コストや演算量が更に増加す
る。

【００２７】最後に、文献３に記載されたジッタ対策と
パケットロス対策では、有音部のみを符号化、送信する
装置において、受信パケットの遅刻やパケットロスによ
って受信バッファ部７にデータが無くなった場合、従来
のように、ダミーの１フレームを復号部に渡しつつ、次
パケットの到着を待つのではなく、復号部にはダミーの
１パケットを渡す。そしてこのダミーパケットを復号中
に本来のパケットが到着しても、これを廃棄することで
遅延の発生を防ぐ。

【００２８】この方法の場合、受信バッファの容量によ
って、ダミーパケットの挿入率が大幅に変動する。例え
ば、初期遅延の減少を目的に受信バッファを小さく設定
すると、遅刻する受信パケットが増大してダミーパケッ
トの挿入率が著しく増加し、激しい音質劣化をまねく。
さらにこの文献３には、これほど重要な受信バッファの
容量設定方法は一切記述されておらず、この方法による
効果を得るには膨大な量の試行錯誤が必要となり、ただ
ちに、期待通りの効果を実現することは困難であると考
えられる。

【００２９】なお、文献１〜文献３に記載された技術に
共通する特徴は、受信バッファに蓄積されている復号用
データが無くなり、受信バッファが空状態になって初め
て、ジッタ対策やパケットロス対策を開始する点にあ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明では、送信側から送信され、音声デー
タを収容している通信パケットを、ネットワークを介し
て受信するパケット受信装置において、（１）受信した
前記通信パケットを含むパケットを一時的に蓄積して待
ち行列を形成する先入れ先出し形式のパケット蓄積手段
と、（２）前記待ち行列の長さに関して読み出し開始用
閾値の設定を受ける読み出し開始用閾値設定手段と、
（３）前記待ち行列の長さが伸長して当該読み出し開始
用閾値に達すると、前記パケット蓄積手段からパケット
の読み出しを開始する第１の蓄積制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００３１】また、第２の発明では、送信側から送信さ
れ、音声データを収容している通信パケットを、ネット
ワークを介して受信するパケット受信装置において、
（１）受信した前記通信パケットを含むパケットを一時
的に蓄積して待ち行列を形成する先入れ先出し形式のパ
ケット蓄積手段と、（２）前記待ち行列の長さに関して
廃棄開始用閾値の設定を受ける廃棄開始用閾値設定手段
と、（３）前記待ち行列の長さに関して廃棄終了用閾値
の設定を受ける廃棄終了用閾値設定手段と、（４）前記
待ち行列の長さが伸長して前記廃棄開始用閾値に達する
たびに、当該待ち行列の長さが短縮して前記廃棄終了用
閾値に達するまで、当該待ち行列中で先頭から順番に、
１または複数のパケットに廃棄処理を施す第２の蓄積制
御手段と、（５）この第２の蓄積制御手段の廃棄処理に
際して、前記通信パケットについては収容している音声
データの内容に応じて廃棄処理を施すか否かを決定する
廃棄パケット選択手段とを備えることを特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】（Ａ）実施形態 以下、本発明のパケット受信装置の実施形態について説
明する。

【００３３】第１〜第３の実施形態に共通する特徴は、
要求時バッファ空状態が発生する前にジッタ対策や遅延
対策を実行する点にある。

【００３４】（Ａ−１）第１の実施形態の構成 図１４に本実施形態のパケット受信装置３０の構成を示
す。この受信装置３０は、上述した図２中の受信装置２
１と同様に、送信装置２０から送信され、パケット通信
網１１を伝送されてきた受信パケットを、時系列に受信
する装置である。

【００３５】図１４において、受信装置３０は、受信端
子６と、受信バッファ部７と、復号部８と、出力バッフ
ァ９と、出力端子１０とを備えている。

【００３６】このうち構成要素６〜１０の機能は、基本
的に、対応する符号を付した図２の各部と同じである。

【００３７】ただし、本実施形態の受信バッファ部７
は、図１４に示すように、バッファ７１と、バッファ制
御部４０と、間引き制御部７２とを備えている。

【００３８】このうちバッファ７１は、受信端子６でパ
ケット通信網１１から受信した受信パケットを一時的に
蓄積するためのＦＩＦＯメモリであるが、少なくとも、
符号化されて送信されたデータを記憶できればよく、例
えば半導体メモリ、フラッシュメモリなどの記憶装置が
使用できる。

【００３９】また、バッファ制御部４０は、図１に示す
ような内部構成を備えている。

【００４０】（Ａ−１−１）バッファ制御部の内部構成 図１において、バッファ制御部４０は、キュー（待ち行
列）長検出部４１と、復号開始点設定部４２と、比較部
４３と、読み出し制御部４４とを備えている。

【００４１】キュー長検出部４１は、バッファ７１に蓄
積されているパケット（このパケットは、本実施形態で
はすべて受信パケットであるが、第２、第３の実施形態
では受信パケット以外のパケットも混入され得る）によ
って形成されたキューの長さをリアルタイムで検出する
ための部分で、その検出結果としてのキュー長信号ＱＬ
を、間引き制御部７２内の判定部７２３と、比較部４３
に供給する。

【００４２】キューの長さは、通信開始時点ではゼロで
あるが、受信装置３０が通信網１１から受信した受信パ
ケットを逐次、バッファ７１に書き込むことによって、
徐々に伸長する。

【００４３】また、復号開始点設定部４２は復号開始点
７１１の設定を受けて、当該復号開始点７１１の値（前
記キュー上の位置）に応じた復号開始点信号ＤＰを、比
較部４３に供給する部分である。

【００４４】比較部４３は、キュー長信号ＱＬと復号開
始点信号ＤＰを比較して、ＱＬの値がＤＰの値を初めて
上回ったときに、読み出し指示信号ＣＲを読み出し制御
部４４に供給する部分である。

【００４５】この読み出し制御部４４はバッファ７１か
らのパケットの読み出しを制御する部分である。前記読
み出し指示信号ＣＲの供給を受けると、当該読み出し制
御部４４がバッファ７１からのパケットの読み出しを開
始し、以降は、復号部８から読み出し要求信号ＲＲが供
給されるたびに、１つずつパケットを読み出して行く。

【００４６】復号部８は直前に受け取ったパケットの復
号処理が終了して次のパケットの復号処理を行うことが
できる状態になると読み出し要求信号ＲＲを出力するか
ら、各受信パケットの長さをほぼ一定とすると、定常的
な通信状態においては、ほぼ一定の時間間隔で読み出し
要求信号ＲＲが出力され、一定の時間間隔でバッファ７
１からパケットが読み出されることになる。

【００４７】ただし読み出し制御部４４は、間引き制御
部７２内の判定部７２３から廃棄候補読み出し指示信号
ＤＲを受け取ると、ＣＲやＲＲの状態と無関係にバッフ
ァ７１からパケットを読み出すことができる。ＤＲによ
る読み出しは、後述する間引き開始点７１２との関係
で、間引き、すなわち廃棄処理の対象となるパケットを
選択するために行われるので、読み出し要求信号ＲＲに
よる読み出しが１回実行される期間内に、複数回実行さ
れ得る。複数回実行されることにより、遅延の減少が可
能になる。

【００４８】前記復号開始点７１１の役割は前記ジッタ
の影響を排除することにあるので、その値は、通信網１
１の混雑状態に依存して設定されることになる。

【００４９】例えば、通信網１１が非常に空いている場
合、各受信パケットは、およそ等間隔で受信されるた
め、復号開始点７１１はバッファ７１の先頭から１パケ
ット〜２パケット程度の浅い位置（すなわち小さな値）
に設定すれば十分であり（バッファ７１の先頭に近い位
置を“浅い位置”、遠い位置を“深い位置”と表現す
る）、通信網１１が完全に理想的な状態でジッタ無しの
場合には、０パケット（バッファ７１の先頭位置）とし
てもよい。

【００５０】つまり、パケットの到着間隔の変動（ジッ
タ）が１パケット〜２パケット分ならば、先頭から１パ
ケット〜２パケット程度の浅い位置に復号開始点７１１
を設定しても、バッファ７１が空になることはないと言
い換えることができる。バッファ７１が空にならなけれ
ば、上述した要求時バッファ空状態が発生することもな
く、音声の切断（途切れ）や遅延増加が生じない。

【００５１】また、パケット数は時間の尺度に換算する
ことができるから、復号開始点７１１の位置も時間で表
現することが可能である。例えば、１パケットが５フレ
ームで構成され、１フレームのデータ長が０．０１秒に
相当する場合、１パケットに相当する時間は０．０５秒
（＝０．０１秒×５フレーム×１パケット）となり、２
パケット分の時間は０．１秒（＝０．０１秒×５フレー
ム×２パケット）となる。したがって、前記復号開始点
７１１を１パケット〜２パケット分に設定するというこ
とは、時間で表現すると、０．０５秒〜０．１秒の時間
位置に復号開始点７１１を設定することを意味する。

【００５２】同時にまた、復号開始点７１１をこの０．
０５秒〜０．１秒の時間位置に設定するということは、
通信開始後、受信装置３０が通信網１１から受信パケッ
トを受信してから、０．０５秒〜０．１秒間は、音声出
力が得られないことをも意味する。ただしここでは、復
号部８や出力バッファ９などにおける処理に要する時間
を無視している。

【００５３】逆に、通信網１１が非常に混雑している場
合には、各受信パケットのジッタが大きいため、復号開
始点７１１を１パケット〜２パケット分に設定したので
は、すぐにバッファ７１が空になり、要求時バッファ空
状態が発生して音途切れ（切断）を招き、再生音質が劣
化する。

【００５４】よって、この様な場合は、復号開始点７１
１をバッファ７１の先頭から５パケット、あるいは、１
０パケット程度の深い位置に設定する必要がある。

【００５５】しかし、復号開始点７１１の位置を深くす
るほど、通信開始から復号が始まって音声出力が得られ
るまでに長い時間を必要とするから、復号開始点７１１
を例えば、バッファ７１の先頭から５パケット、あるい
は、１０パケット程度の深い位置に設定した場合、通信
開始から、前記０．０５秒〜０．１秒よりも５倍から１
０倍も長い時間、音声出力が得られない。

【００５６】この通信開始時の遅延を初期遅延と呼ぶ。

【００５７】初期遅延も前記遅延の一種であり、通信評
価を低下させる要因となるから、復号開始点７１１は、
可能な限り浅い位置に設定するのが望ましい。

【００５８】このような特質を有する復号開始点７１１
の設定に関して、本発明者は、通信網１１のジッタ分布
の幅に基づいて復号開始点７１１を設定するのがよいこ
とを見出した。

【００５９】さらに、ジッタ分布の標準偏差をσとする
と、復号開始点位置は、σ×３〜４の範囲内の位置に設
定するのが、特に望ましいことも見出した。

【００６０】(Ａ−１−２）σ×３〜４について ジッタ分布に関する標準偏差σの係数の値としてこの３
〜４が特に好ましいことは、図１３によって裏付けられ
る。

【００６１】図１３に示すように、受信バッファ７１の
枯渇率（前記バッファ空状態が発生する率）は、係数が
３よりも大きいときには０に近いが、係数が３の近傍よ
り小さくなると急激に上昇している。

【００６２】また、再生遅延（上述した遅延に対応す
る）は、係数が４よりも小さいときにはほぼ一定値を維
持して十分に小さいが、係数が４の近傍より大きくなる
と上昇しはじめる。

【００６３】受信バッファ７１の枯渇率が高いことも、
再生遅延が大きいことも、出力端子１０から出力される
音声の品質を劣化させる要因であるため、枯渇率も再生
遅延も十分に小さい係数値の範囲、すなわち係数が３〜
４の範囲が、最も好ましいといえる。

【００６４】具体的には、通信網１１のσが０．０８秒
の場合、復号開始点７１１は、０．２４〜０．３２秒の
時間位置に設定するとよい。これにより、受信バッファ
７１に符号化データ（フレーム）が０．２４〜０．３２
秒分蓄積するまで、バッファ制御部４０は受信パケット
の読み出しを行わず、復号部８にも、データは供給され
ない。

【００６５】一方、前記バッファ７１には、前記復号開
始点７１１のほかに、間引き開始点７１２が設定され、
必要に応じて間引き終了点７１３も設定される。

【００６６】間引き開始点７１２は、前記復号開始点７
１１と同様なキュー上の点であるが、上述した図３
（Ａ）、（Ｂ）で受信パケットＰ６が紛失したケースと
同様な状態を意図的につくりだして、遅延を減少し解消
することを目的としている。

【００６７】この間引き開始点７１２に関連した機能を
持っているのが、前記間引き制御部７２である。

【００６８】間引き制御部７２は図１４に示すように、
判定部７２３と、切替えスイッチ７２１と、廃棄処理部
７２２とを備えている。

【００６９】このうち判定部７２３は、前記バッファ制
御部４０内のキュー長検出部４１から供給されるキュー
長信号ＱＬと、間引き開始点７１２の値を示す間引き開
始点信号ＤＳと間引き終了点７１３の値を示す間引き終
了点信号ＤＥとをもとに、切替えスイッチ７２１を制御
する部分である。

【００７０】判定部７２３が切替えスイッチ７２１の廃
棄処理部７２２側の接点７２１Ａを選択した場合には、
バッファ７１から読み出されて判定部７２３に供給され
た受信パケットは、廃棄処理部７２２によって廃棄さ
れ、反対に復号部８側の接点７２１Ｂを選択した場合に
は、復号部８によって復号される。

【００７１】ただし判定部７２３は、この選択を行う際
には、ＱＬ、ＤＳ、ＤＥのほかに、バッファ７１から読
み出したパケットの符号化音声データ示す音声的な内容
も参照して、そのパケットを廃棄してもよいかどうかを
判定する。すなわち、後述するように、出力端子１０か
ら出力される音声の聴覚特性上、廃棄すると音質に与え
る影響が大きい受信パケットは廃棄せず、影響が小さい
受信パケットは廃棄するものと判定する。

【００７２】これにより、パケットを廃棄しても上述し
た図３（Ａ）、（Ｂ）でパケットＰ６が紛失したケース
のように、再生音に音飛びが発生することがない。

【００７３】なお、この判定部７２３と、切替えスイッ
チ７２１、廃棄処理部７２２は、ソフトウエアや電気回
路で構成することができる。

【００７４】また、前記間引き終了点７１３とは、間引
き開始点７１２と同様なキュー上の点であって、間引き
開始点７１２からはじまる間引き操作の終了位置を規定
する点である。

【００７５】前記復号開始点７１１、間引き開始点７１
２、および間引き終了点７１３は、バッファ７１内に回
路的に設けることもできるし、ソフトウエア上に条件式
として設けることもできる。

【００７６】また、一般的に、復号開始点７１１と、間
引き開始点７１２と、この間引き終了点７１３の値の大
小関係は、次の式（１）のようになる。

【００７７】 バッファ７１の先頭位置≦復号開始点７１１≦間引き終了点７１３≦間引 き開始点７１２ …（１） この式（１）からも、間引き開始点７１２の位置は、復
号開始点７１１と同じか、深い位置に設定する必要があ
ることがわかる。ただし、間引き開始点７１２を必要以
上に深い位置に設定すると、受信バッファ７１のデータ
蓄積量（キュー長）が間引き開始点７１２に、ほとんど
達しないため、遅延減少という効果を得られなくなる可
能性がある。

【００７８】また、間引き終了位置７１３は、間引き開
始点７１２と同一にしたり、復号開始点７１１と同一に
したり、復号開始点７１１と間引き開始点７１２の間に
したすることが可能で、式（１）には反するが、必要に
応じて、復号開始点７１１より浅い位置に間引き終了点
７１３を設定することも可能である。

【００７９】ただし、キュー長が間引き開始点７１２に
達していったん間引き操作が開始されると、必ず間引き
終了点７１３まで受信バッファ７１のデータ蓄積量が減
少するため、浅い位置に間引き終了点７１３を設定する
と、比較的大きな遅延を短時間で解消することができる
利点がある反面、受信バッファ７１が空になる可能性が
高くなる。受信バッファ７１が空になった時に復号部８
からデータを要求されると、前述した要求時バッファ空
状態となり、音途切れが発生するため好ましくない。

【００８０】もしも、浅い位置に間引き終了点７１３を
設定した状態で、前記音飛びを防止しようとすると、判
定部７２３における判定の結果、廃棄することができな
いと認められたパケットを蓄積しておくためのバッファ
を、間引き制御部７２内などに設ける必要が生じると考
えられハードウエア量が増加してしまう。あるパケット
に対する判定部７２３による前記判定（廃棄することが
できない旨の判定）が完結したとき、復号部８ではま
だ、直前に読み出したパケットの復号を終了していない
可能性があるからである。

【００８１】また、間引き終了点７１３を設定しない場
合でも、判定部７２３に間引き操作によって対応しよう
としている遅延の大きさに関する情報を供給すること
で、間引き操作が現実に発生している遅延の大きさを超
えて行われることを防止することはできる。

【００８２】したがって間引き終了点７１３の設定は必
ずしも必須ではないが、本実施形態では、間引き終了点
７１３は設定するものとし、しかも間引き開始点７１２
と同じ値に設定するものとした。

【００８３】間引き終了点７１３を間引き開始点７１２
と同じ値にするということは、間引き開始点７１２から
はじまって間引き終了点７１３で終わるまでの一度の間
引き操作で減少することができる遅延の時間幅はほぼ１
パケット分の時間幅に限定することを示す。通信網１１
による遅延が通常範囲であればこれでも十分に対応可能
であると考えられる。

【００８４】また本実施形態では、上述したように間引
き開始点７１２と間引き終了点７１３とを同じにするだ
けでなく、前記復号開始点７１１もこれらと一致させる
ものとする。すなわち、復号開始点７１１、間引き開始
点７１２、間引き終了点７１３の３点の位置は全て同一
点とする。しかも、これら３点に共通の位置ＣＰは、上
述したσ×３〜４の範囲に設定する。これは、例えば、
σ×３．５の位置であってよい。これにより受信バッフ
ァ７１が空になる可能性が非常に低く、かつ、遅延を、
最低限にすることが可能となる。

【００８５】ところで、このように３点を一致させた場
合、キュー長が３点の共通位置ＣＰを上回ると、バッフ
ァ７１から１パケット読み出され、その受信パケットが
たまたま、廃棄すると音質に与える影響が大きいパケッ
トであった場合には、その回の間引き操作では遅延を減
少することができないが、同様な間引き操作を繰り返す
ことによって、定常的には遅延が低減または解消された
状態を維持することができる。その回の間引き操作で遅
延を減少できない場合、次回に受信した受信パケットが
蓄積されると、キュー長は再び間引き開始点ＣＰを超え
て、再度、間引き操作を行うことができる可能性が高い
からである。

【００８６】なお、判定部７２３は、受信パケットを構
成する複数のフレームの各々について、廃棄すると音質
に与える影響が大きいかどうかを判定することが可能な
ので、一度の間引き操作は１パケット分の複数フレーム
を対象とし、フレーム単位で廃棄するかどうかを判定し
て、フレーム単位で遅延を減少することも可能である。

【００８７】この場合、廃棄も復号も、パケット単位で
はなくフレーム単位で行われることになる。

【００８８】また、切替えスイッチ７２１を介してこの
判定部７２３に接続された前記復号部８は、受信した符
号化音声データを復号して通常の音声データに変換する
部分である。

【００８９】音声の符号化、復号方式は、例えば、線形
ＰＣＭ、ＩＴＵ−Ｔ勧告のＧ．７１１（μ則ＰＣＭ）、
Ｇ．７２６（ＡＤＰＣＭ）、Ｇ．７２３．１、Ｇ．７２
９（ＣＳ−ＡＣＥＬＰ）といった方式や、ＣＥＬＰ（Ｃ
ｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｏｎ：符号励振線形予測）符号化方式、リニアＰＣ
Ｍ方式などが利用でき、特に限定するものではない。

【００９０】ここで、符号化時の１フレームの時間は、
符号化方式に依存している。例えば、上記のＧ．７２９
方式では、１フレームが１０ｍｓ（０．０１秒）であ
り、Ｇ．７２３．１方式では、１フレームが３０ｍｓ
（０．０３秒）である。また、１パケットに含まれるフ
レーム数（パケットサイズ、パケット長と呼ぶ）も様々
あり、こちらは使用する装置によって任意に決定するこ
とができる。ただし、通常、符号化音声データを複数フ
レーム繁げたものに、通信方式固有の情報（ヘッダと呼
ぶ）が付属して１つのパケットを構成するため、パケッ
トサイズを小さくすると、遅延時間が少なくなるかわり
に、より高速な通信速度を要求される。逆に、パケット
サイズを大きくすると通信速度は低減できるが、パケッ
トロス時の影響や、遅延時間が増加する傾向となる。

【００９１】また、前記出力バッファ９は、バッファ７
１と同様な記憶部で、復号部８から受け取った音声デー
タを出力部１０に出力する機能を持つ。

【００９２】以下、上記のような構成を有する本実施形
態の動作について説明する。

【００９３】（Ａ−２）第１の実施形態の動作 本実施形態の受信装置３０の動作を、図５の動作フロー
に示す。図５の動作フローは、Ｓ１〜Ｓ１０の各ステッ
プから構成されている。ただし、この動作フローは、前
記式（１）の等号が成立せず、復号開始点７１１と間引
き終了点７１３と間引き開始点７１２がそれぞれ別個な
点である場合や、これらが前記共通位置ＣＰで一致した
としても、各受信パケットの長さが必ずしも一定でな
く、廃棄や復号を、フレーム単位で行うかパケット単位
で行うかを限定しないケースに広く対応可能な、普遍性
のあるフローチャートとなっている。

【００９４】図５において、通信が開始されると受信バ
ッファ７１はパケットを順次受信（Ｓ１）し、蓄積する
（Ｓ２）。このデータ蓄積量が復号開始点７１１を超え
たところで、バッファ制御部４０内の読み出し制御部４
４は、パケットの読み出しを開始し、受信バッファ７１
から、フレームのデータを順次取り出して復号処理して
いく。

【００９５】この様子を時間経過とともに示した図６
（Ａ）および（Ｂ）において、時刻ｔ１には受信パケッ
トＰ１だけがバッファ７１内に蓄積されていて、キュー
長（データ蓄積量）が復号開始点７１１に達していない
ため、バッファ７１から当該受信パケットＰ１は読み出
されない。

【００９６】時刻ｔ１の次の時刻ｔ２には、本来、遅く
ともｔ２までに蓄積されるはずのパケットＰ２が遅刻し
てまだ蓄積されていない。このため、キュー長は時刻ｔ
１と同じで、バッファ７１からの受信パケットの読み出
しは行われない。

【００９７】つづく時刻ｔ３には、遅刻していた前記受
信パケットＰ２が蓄積されてキュー長が伸長したが、そ
れでもまだ、復号開始点７１１には達していない。その
ため、バッファ７１から受信パケットの読み出しは行わ
れない。なお、本来、時刻ｔ３までに蓄積されるはずの
受信パケットＰ３は遅刻していてまだ蓄積されていな
い。

【００９８】一方で、ｔ１〜ｔ３の期間中、復号部８か
らの読み出し要求ＲＲは読み出し制御部４４に供給され
つづけているが、キュー長が復号開始点７１１に達して
いないために、読み出し制御部４４は、受信パケット
（Ｐ１など）の読み出しを行うことができない状態にあ
る。すなわちこの期間中、ステップＳ３の分岐は「待
ち」側の選択を繰り返してステップＳ１〜Ｓ３のループ
が繰り返される。

【００９９】時刻ｔ４には、遅刻していた受信パケット
Ｐ３と後続の受信パケットＰ４がこの順番に蓄積され
る。このときの受信パケットＰ３の蓄積により、キュー
長が復号開始点７１１を上回ったことが比較部４３によ
って検出されて、読み出し制御部４４ははじめて、当該
読み出し要求ＲＲに応えることができるようになり、ス
テップＳ３の「開始」側の分岐を選択する。これによ
り、最も先に蓄積されている前記受信パケットＰ１が読
み出され、以降は、すでに蓄積されている受信パケット
Ｐ２〜Ｐ３やこれから蓄積される受信パケット（図示せ
ず）が順次、前記間隔Ｔごとに読み出される。

【０１００】ステップＳ３の「開始」側の分岐が選択さ
れたことにより、処理は、ステップＳ６に進む。この手
順は、普遍性に対応したものである。

【０１０１】ステップＳ６に進んだあとも、通信網１１
の混雑状態などに応じて変動するペースでバッファ７１
中に受信パケットが蓄積されて行き、当該蓄積によって
キュー長が伸長する。ステップＳ６以降のステップＳ４
〜Ｓ１０は、間引き制御部７２によって実行される。

【０１０２】間引き制御部７２中の判定部７２３は、当
該キュー長をバッファ制御部４０内のキュー長検出部４
１から供給されるキュー長信号ＱＬに基づいて認識し、
間引き（パケット（フレーム）の廃棄）を行わない場合
にはステップＳ６の「待ち」側の分岐を選択し、行う場
合には「開始」側の分岐を選択する。

【０１０３】「待ち」側の分岐が選択された場合、バッ
ファ７１から読み出されたパケットには復号処理が施さ
れる（Ｓ７）。

【０１０４】通信網１１の混雑状態が通常範囲で、キュ
ー長の伸長速度も通常範囲である場合、このあとは、ス
テップＳ６、Ｓ７、Ｓ４、Ｓ５から構成されるループの
実行が繰り返される。

【０１０５】図６(Ａ）および（Ｂ）はこのケースに該
当し、時刻ｔ４以降は、パケットＰ１〜Ｐ５の読み出し
およびその復号が繰り返されている。

【０１０６】一方、通信網１１の混雑状態が通常範囲で
ない場合には、キュー長の伸長速度も大きく変動し、キ
ュー長が急速に伸長するときに、キュー長が間引き開始
点信号ＤＳによって指定される間引き開始点７１２を超
えることがある。

【０１０７】その場合、ステップＳ６は「開始」側に分
岐して、読み出したばかりの受信パケットが、廃棄（間
引き）することができるパケットであるかどうか調べら
れ、パケット（フレーム）の選択が行われる（Ｓ８）。
当該受信パケットは、前記廃棄候補読み出し指示信号Ｄ
Ｒによって、廃棄候補として読み出されたものである。

【０１０８】このステップＳ８では、上述したように、
聴覚特性上、廃棄すると音質に与える影響が大きい受信
パケット（あるいは１フレームデータ）は廃棄せず、影
響が小さい受信パケットは廃棄することによって、廃棄
候補のなかから、実際に廃棄する受信パケットが選択さ
れる。

【０１０９】例えば、先のＧ．７２３．１やＧ．７２９
の符号化方式で、無音圧縮機能を用いて作成したデータ
の場合、そのフレームデータ内に、このフレームが有音
か、無音か、その中間かの情報が含まれている。この情
報を用いて、無音とされたフレームを廃棄することで、
発生していた遅延を違和感なく低減することができる。
この方法では、フレームデータ自体に判定基準が挿入さ
れているため、無音フレームが連続で６フレーム存在し
た場合、これら６フレーム全てを廃棄することも可能と
なる。

【０１１０】また、この様な情報がフレームに含まれて
いない場合でも、例えば、直前に復号したフレームの音
圧レベルを算出しておき、それが既定値以下ならば直前
フレームを無音と判定して、次フレームを廃棄、その次
のフレームを復号処理してもよい。一般的に、無音から
有音への音圧レベル変化は劇的でないため、直前フレー
ムが無音ならば、次フレームも無音と考えて差し支えな
い。この場合は、現フレームの廃棄判定に、直前のフレ
ームが関与するため、無音フレームが連続して６フレー
ム存在した場合でも、廃棄できるのは１フレーム置きの
３フレームとなる。

【０１１１】このようなステップＳ８で廃棄可能と判定
された廃棄候補は、廃棄処理部７２２によって廃棄処理
され（Ｓ９）、廃棄不可と判定された廃棄候補は復号処
理される（Ｓ７）。

【０１１２】廃棄処理が行われた場合、当該廃棄処理に
よって、キュー長が間引き終了点７１３まで達したかど
うかが調べられる（Ｓ１０）。達していない場合には前
記ＤＲによる廃棄候補の読み出しが行われて、読み出さ
れたフレームに対してステップＳ８、Ｓ９またはＳ７が
繰り返される。

【０１１３】廃棄処理によってキュー長が間引き終了点
７１３に達した場合には、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、
Ｓ７から構成されるループが繰り返されるようになり、
バッファ７１から間隔Ｔごとに１受信パケット（フレー
ム）を読み出して復号処理を行う状態に復帰する。そし
てこのときには、キュー長は間引き終了点７１３より短
くなっており、発生していた遅延は短縮されている。

【０１１４】結局、復号開始点７１１を設定したことに
より、パケット到着時刻にジッタが発生しても、音声は
全く途切れることなく再生され、間引き操作によって、
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、受信バッファ７１の
蓄積データ最後尾位置（すなわちキュー長）が浅いとこ
ろ（短い状態）で安定している。これは受信したパケッ
トが復号されるまでの待ち時間が減少したことを表わし
ており、言い換えれば遅延が減少したことになる。

【０１１５】図７（Ａ）および（Ｂ）は、縦軸にバッフ
ァ最後尾位置（キュー長）に対応するフレーム数を、横
軸に通信開始からの経過時間を示している。図７（Ａ）
は間引き操作を行わない従来例に対応するもので、図７
（Ｂ）は間引き操作を行う本実施形態に対応するもので
ある。

【０１１６】図７（Ｂ）では、間引き開始点と間引き終
了点をともに２８フレームの位置（前記共通位置ＣＰに
該当）に設定したケースである。この２８フレームは、
時間的には、上述したσ×３〜４に相当する値である。

【０１１７】この図７（Ｂ）を同図（Ａ）に比較すれば
明らかなように、本実施形態のほうが、キュー長が短い
位置で安定するように推移している。キュー長がゼロフ
レームとなるバッファ空状態の発生頻度は図７（Ｂ）の
ほうが多いが、バッファ空状態は必ずしも前記要求時バ
ッファ空状態ではない。ここで重要な点は、間引き操作
の内容（間引き開始点の位置や間引き終了点の位置な
ど）に応じて、キュー長の変動をコントロールすること
ができることである。

【０１１８】なお、復号開始後、パケットロスなどの影
響により受信バッファ７１が空になって要求時バッファ
空状態の発生が予測される場合には、直前に復号したフ
レームの情報を模倣して作成したエラーフレームを復号
部８に渡すようにするとよい。これにより、再生音声の
途切れが緩和され、音質が改善される。

【０１１９】（Ａ−３）第１の実施形態の効果 本実施形態によれば、復号開始点の機能によってパケッ
ト到着時刻のジッタを吸収でき、途切れのない音声再生
が可能となる。

【０１２０】また、本実施形態では、間引き操作によっ
て遅延を減少することができるとともに、パケット選択
処理（Ｓ８）によって、本来、間引き操作で発生するは
ずの音飛びの発生を防止することもできるから、遅延を
減少しながら音質も維持することが可能である。

【０１２１】さらに、本実施形態の受信バッファ（図１
４の構成要素７）は、概ねソフトウエアで管理できるた
め、復号開始点や間引き開始点の設定はソフトウエアの
追加で対処でき、その量は非常に少ない。したがって、
復号開始点や間引き開始点などの導入が演算量や演算速
度、あるいは、装置コストに与える影響は、最小限にと
どめることができる。

【０１２２】更に、復号開始判定（Ｓ３）や、間引き操
作も、全てソフトウエア上の単純な比較演算のみで構成
できるため、こちらも演算量の増加やコストの増加はほ
とんど発生せず、遅延時間の把握や、遅延短縮のための
割り振り操作なども一切行うこと無く実現することも可
能である。

【０１２３】（Ｂ）第２の実施形態 以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点に
ついてのみ説明する。

【０１２４】第１の実施形態では復号開始点を採用した
ことで、図６に示したように、通信開始から復号を始め
るまで（すなわち時刻ｔ０からｔ４まで）は、復号部８
にデータを渡さないようにしたから、ジッタは吸収でき
るものの通信網の混雑状態に応じて通信開始時（受信パ
ケットＰ１に対応する音声出力が行われる時点）の遅
延、すなわち前記初期遅延が発生してしまうという問題
がある。

【０１２５】本実施形態は、この初期遅延の影響を低減
することを目的とする。

【０１２６】（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動
作 図８に本実施形態のパケット受信装置５０の構成を示
す。この受信装置５０は、第１の実施形態の受信装置３
０に対応する装置である。

【０１２７】図８において、受信装置５０は、受信端子
６と、受信バッファ部７と、復号部８と、出力バッファ
９と、出力端子１０とを備えている。

【０１２８】このうち構成要素６〜１０の機能は、基本
的に、対応する符号を付した図１４の各部と同じであ
る。

【０１２９】また、受信バッファ部７内の構成要素７
１，７１１〜７１３、７２、７２１〜７２３の機能も、
対応する符号を付した図１４の各部と同じである。

【０１３０】したがって、本実施形態の受信装置５０
は、第１の実施形態の受信装置３０に対して受信バッフ
ァ部７内に設けられた微少雑音データ生成部７３を付加
した構成を備えている。

【０１３１】微少雑音データ生成部７３は、電源投入直
後、または、通信終了後に、バッファ７１の先頭から復
号開始点７１１まで微少雑音データ（ダミーフレームと
呼ぶ）を蓄積する機能を備えている。

【０１３２】この微少雑音データ生成部７３の動作によ
って、本実施形態では、受信パケットとダミーフレーム
から、前記キューが形成されることになる。

【０１３３】本実施形態の受信装置５０の動作は、図９
(Ａ）および（Ｂ）に示す。

【０１３４】微少雑音データ生成部７３は、当該受信装
置５０の電源投入直後、または、前回の通信終了後にダ
ミーデータＤＭを生成し復号開始点７１１までバッファ
７１に蓄積するので、今回の通信開始時（例えば時刻ｔ
０など）には、すでに３つのダミーフレームＤＭ１〜Ｄ
Ｍ３が蓄積されていることになる。ＤＭ１〜ＤＭ３が収
容している音声データは、まったく同じ内容の微少雑音
データであってよい。

【０１３５】通信開始により、復号部８から読み出し要
求ＲＲが読み出し制御部４４に供給されると、ただち
に、キューの先頭に位置するダミーデータＤＭ１が読み
出されて復号され、当該ｔ１以降は、ＤＭ２、ＤＭ３が
順次に読み出されて復号されて行く。この期間、出力端
子１０からの音声出力は、微少雑音である。

【０１３６】通信網１１の混雑状態を、図６や図３と同
じであるものとすると、通信網１１から受信した受信パ
ケットＰ１がバッファ７１内で（ダミーデータＤＭ３の
上に）蓄積されるのは、時刻ｔ１であるから、当該Ｐ１
が読み出されて復号されるのは、時刻ｔ４である。

【０１３７】ただし、第１の実施形態では、通信網１１
の混雑状態によって受信パケットＰ２、Ｐ３などの後続
の受信パケットの受信、蓄積が遅れた場合、受信パケッ
トＰ１に対応した音声出力が開始される時点は前記時刻
ｔ４よりも遅れ得るが、本実施形態の場合には、受信パ
ケットＰ１が時刻ｔ１〜ｔ４の期間内に受信されるかぎ
り当該受信パケットＰ１に対応する音声出力は、常に時
刻ｔ４に行うことができる。

【０１３８】この時刻ｔ４の時間位置は復号開始点７１
１の位置に対応しているので、復号開始点７１１の位置
を変更することによって、変更可能である。

【０１３９】また、受信パケットＰ１が時刻ｔ１〜ｔ４
の期間内に受信されないような通信網１１の混雑状態が
著しく劣悪なケースであっても、同じ混雑状態を前提と
すれば、本実施形態の受信装置５０の初期遅延は、第１
の実施形態の受信装置３０の初期遅延よりも、小さい。

【０１４０】すなわち、第１の実施形態では通信網１１
の状態に応じて初期遅延が通信ごとに変化し得るが、本
実施形態の初期遅延は、安定していて、なおかつ小さ
い。

【０１４１】また、本実施形態では、通信開始直後（時
刻ｔ１）に出力端子１０から微少雑音を出力することが
でき、受信装置５０が動作を開始したことをユーザが音
声出力をもとに確認することが可能なので、当該期間に
まったく音声の出力が行われない第１の実施形態に比べ
ると、ユーザに不安感を与えない点でも優れている。

【０１４２】（Ｂ−２）第２の実施形態の効果本実施形
態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得る
ことができる。

【０１４３】加えて、本実施形態によれば、より安定的
で、より小さな初期遅延を得ることができる。

【０１４４】（Ｃ）第３の実施形態 以下では、本実施形態が第１、第２の実施形態と相違す
る点についてのみ説明する。

【０１４５】本実施形態は、時系列に受信される各受信
パケットの受信時刻について、タイムアウト監視機能や
順番監視機能を設けたことを特徴とする。

【０１４６】（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動
作 図１０に本実施形態のパケット受信装置６０の構成を示
す。この受信装置６０は、第１の実施形態の受信装置３
０に対応する装置である。

【０１４７】当該受信装置６０と受信装置３０との関係
は、第２の実施形態の受信装置５０と受信装置３０との
関係とほぼ同じである。

【０１４８】したがって本実施形態の受信装置６０も、
構成要素６〜１０、および構成要素７１，７１１〜７１
３、７２、７２１〜７２３を備えており、これら構成要
素の機能は、対応する符号を付した第１の実施形態の構
成要素の機能と基本的に同じである。

【０１４９】すなわち、本実施形態の受信装置６０が、
第１の実施形態の受信装置３０にパケット監視部８０を
付加した構成を備えている。

【０１５０】受信端子６とバッファ７１の入力端子のあ
いだに配置されたこのパケット監視部８０は、図１５に
示す内部構成を備えている。

【０１５１】(Ｃ−１−１）パケット監視部の内部構成 図１５において、パケット監視部８０は、タイムアウト
監視部６１と、順番監視部６２と、エラーパケット生成
部６３と、受信パケット廃棄部６４とを備えている。

【０１５２】このうちタイムアウト監視部６１は少なく
とも時計機能を備えていて、タイムアウト時刻を算出
し、各受信パケットが該当するタイムアウト時刻まえに
受信されたかどうかを検出する部分である。時計機能と
は通信開始からの経過時間を算出する機能であり、タイ
ムアウト時刻とは、ジッタが無い場合の各受信パケット
の到着時刻、すなわち前記定刻から、所定時間だけ遅れ
た時刻である。

【０１５３】当該タイムアウト監視部６１は、タイムア
ウト時刻までに受信されない受信パケットを検出する
と、タイムアウトエラー信号ＴＥを、受信パケット廃棄
部６４と、エラーパケット生成部６３に供給する。ある
受信パケットが該当するタイムアウト時刻までに受信さ
れないケースには、パケットロスが発生した場合などが
含まれ得る。

【０１５４】このタイムアウト時刻を求めるために必要
な定刻は、次の式(２）で記述することができる。

【０１５５】Ｓｎ＝ｎｆｔ［秒］ …(２） ここで、Ｓｎはｎ番目パケットのタイムアウト時刻、ｆ
はパケットサイズ、ｔは１フレームの時間である。

【０１５６】また、前記順番監視部６２は、通信網１１
から受信された受信パケットの順番が本来の順番通りで
ないことを検出する部分で、順番通りに受信されない受
信パケットを検出すると、順番エラー信号ＳＥを、受信
パケット廃棄部６４と、エラーパケット生成部６３に供
給する。順番監視部６２も、必要に応じて、前記時計機
能を装備する。

【０１５７】受信パケットの順番が本来の順番通りでな
いケースには、受信パケットの順番が通信網１１におけ
る伝送中に逆転した場合やパケットロスが発生した場合
なども含まれ得る。

【０１５８】タイムアウトエラー信号ＴＥや順番エラー
信号ＳＥを受け取ると、エラーパケット生成部６３は、
所定のエラーパケットの生成と挿入を行う部分であり、
受信パケット廃棄部６４は、すでに生成され挿入された
エラーパケットに対応するパケットが、通信網１１から
受信された場合、当該受信パケットを廃棄する部分であ
る。ここで、エラーパケットとは、前記ダミーフレーム
（ダミーデータ）ＤＭと同じ微少雑音の音声データを収
容したフレームを１パケット分まとめたものである。

【０１５９】エラーパケット生成部６３の動作によっ
て、本実施形態では、受信パケットとエラーパケットか
ら、前記キューが形成されることになる。

【０１６０】タイムアウト監視部６１も順番監視部６２
も、受信パケットの受信状況が正常でない状態（受信異
常状態）を検出する部分である点で同じであるが、ある
受信パケットに関する受信異常状態は、タイムアウト監
視部６１と順番監視部６２の双方で検出されることもあ
り得るし、どちらか一方だけで検出されることもあり得
る。

【０１６１】例えばある受信パケットのパケットロスが
発生した場合、当該受信パケットは当然、タイムアウト
時刻までに受信されないのでタイムアウト監視部６１が
タイムアウトエラー信号ＴＥを出力するが、それととも
に順番監視部６２も、当該受信パケットより先に、本来
は当該受信パケットの次に受信されるはずの受信パケッ
トが受信されたことに基づいて、当該パケットロスを検
出して順番エラー信号ＳＥを出力することもあり得る。

【０１６２】したがって、同一の受信パケットに対する
タイムアウトエラー信号ＴＥと順番エラー信号ＳＥの双
方が出力された場合、エラーパケット生成部６３は、先
に出力された信号だけに基づいて動作し、あとに出力さ
れた信号は無視するようにするとよい。

【０１６３】また、この例からも明らかなように、タイ
ムアウト監視部６１、順番監視部６２、受信パケット廃
棄部６４やエラーパケット生成部６３が正常に動作する
ためには、通信網１１から受信した受信パケットを識別
することが必要となる。この識別には、受信パケットの
持つパケット識別情報を用いることができる。

【０１６４】パケット識別情報とは、送信側（例えば図
２の送信装置２０）が受信パケットに付け加えたもの
で、例えば、受信パケットのシーケンス番号（パケット
番号）、受信パケットが送信された時刻や受信パケット
が生成された時刻を示すタイムスタンプ情報などがあ
る。

【０１６５】パケット監視部８０で監視するパケット番
号やタイムアウト時間（時刻）、タイムスタンプ情報は
受信パケットの欠落や、受信パケットの到着順の逆転を
監視するのが目的であり、これらが検知できるものなら
ば、いずれも利用できる。例えば、通信プロトコルの一
種である、ＴＣＰ／ＩＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣ
ｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のシーケンス番号情報や、ＵＤＰ／
ＩＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ
／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＲＴＰ（Ｒ
ｅａｌｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏ
ｌ）におけるシーケンス番号やタイムスタンプ情報など
が利用できる。

【０１６６】具体的には、順番監視部６２が、受信パケ
ットのシーケンス番号を監視し、今回到着した受信パケ
ットのシーケンス番号が、前回到着した受信パケットの
シーケンス番号をインクリメントした値（すなわち、前
回到着した受信パケットのシーケンス番号＋１）でない
場合は、パケットロス、あるいは、パケット到着順の逆
転が発生したものと判定すること等が考えられる。

【０１６７】また、前回到着した受信パケットのタイム
スタンプが１６時５２分、今回到着した受信パケットの
タイムスタンプが１６時４０分のような場合、今回パケ
ットの方が前回パケットより先に送出されたにも関わら
ず、今回パケットの方が後に到着しているので、パケッ
ト到着順の逆転が発生したと判定することが可能であ
る。

【０１６８】上述した方法は、あくまで一例であり、こ
れに限らず、独自の検知情報を各受信パケットに付加す
るようにしてもよいことは言うまでもない。

【０１６９】本実施形態では、パケット監視部８０が持
つ機能を１つのユニットにまとめたが、全て、あるい
は、部分的に機能を分けて複数のユニットとして構成し
てもよい。

【０１７０】このような本実施形態の受信装置６０の動
作は、図１２に示すようになる。

【０１７１】図１２において、通信開始と同時に、パケ
ット監視部８０の時計が動作を開始し、時刻ｔ４のまえ
には、定刻がｔ３である受信パケットＰ３が（例えばパ
ケットロスによる）順番エラーに該当することを検出す
る。この場合、受信パケットＰ２の次に受信パケットＰ
４が受信されたことから、順番監視部６２が受信パケッ
トＰ３のパケットロスを検出したものである。

【０１７２】この検出に応じて、当該定刻ｔ４よりもま
えに、順番監視部６２から順番エラー信号ＳＥが出力さ
れると、エラーパケット生成部６３はエラーパケットＤ
３をバッファ７１内に蓄積する。このときバッファ７１
内にはすでに定刻がｔ２の受信パケットＰ２が蓄積され
ているので、当該エラーパケットＤ３は、Ｐ２の上に蓄
積されてキューの最後尾を形成する。

【０１７３】図１２(Ａ）に示した時刻ｔ０〜ｔ９はバ
ッファ７１上の時刻であるので、バッファ７１よりもパ
ケット監視部８０が速く動作することによって、当該パ
ケット監視部８０が、バッファ７１上の時刻ｔ４にバッ
ファ７１に到着した受信パケットＰ４をもとに受信パケ
ットＰ３のパケットロスを検出して、バッファ７１上の
時刻ｔ３にエラーパケットＤ３の蓄積を行うことは可能
である。

【０１７４】なお、当該エラーパケットＤ３の蓄積は、
第２の実施形態のダミーフレーム（ダミーデータ）ＤＭ
の蓄積と異なり、蓄積まえのキュー長と無関係に実行さ
れる。

【０１７５】時刻ｔ３にエラーパケットＤ３が蓄積され
なければ、時刻ｔ３に受信パケットＰ２が読み出される
ことによって、要求時バッファ空状態が発生し得るが、
当該蓄積を行うことで、要求時バッファ空状態の発生を
防止している。

【０１７６】以降は、このエラーパケットＤ３に対応す
る復号および音声出力は、時刻ｔ４に行われ、時刻ｔ５
には受信パケットＰ５のパケットロスに対応する動作で
エラーパケット生成部６３がエラーパケットＤ５を挿入
し、受信パケットＰ６は遅刻して定刻ｔ６には間に合わ
ず、時刻ｔ７に後続の受信パケットＰ７とともに蓄積さ
れている。

【０１７７】ただしこの受信パケットＰ６は、パケット
ロスではなく、（タイムアウト時刻まえの）単なる遅刻
なので、Ｐ６に対応するエラーパケットの挿入は行われ
ていない。

【０１７８】結局、この期間の音声出力は図１２（Ｂ）
に示すように、パケットロスで紛失した受信パケットＰ
３、Ｐ５に対応する時刻ｔ４、ｔ６のに部分で、エラー
パケットＤ３、Ｄ５が挿入されているから、パケットロ
スが発生したにもかかわらず、音飛びも音切れもほとん
どユーザに感得されず、音質は維持されている。

【０１７９】図１１（Ａ）、（Ｂ）は、この図１２
（Ａ）、（Ｂ）に対応する第１の実施形態の動作を示し
た図であり、まったく同じ通信状態、すなわち、受信パ
ケットＰ３とＰ５がパケットロスによって紛失し、受信
パケットＰ６が遅刻したときの動作を示している。

【０１８０】第１の実施形態の音声出力では、図１１
（Ｂ）から明らかなように、時刻ｔ４で明確な音飛びが
発生し、時刻ｔ５〜ｔ７にわたる大きな音切れが発生し
ている。

【０１８１】したがって、同じ混雑状態の通信網１１を
前提とすると、本実施形態の受信装置６０の音質のほう
が、第１の実施形態の受信装置３０の音質よりも良好と
なる。

【０１８２】これは、本実施形態のほうが第１の実施形
態よりも、要求時バッファ空状態の発生頻度が低いこと
と対応している。

【０１８３】（Ｃ−２）第３の実施形態の効果 本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効
果を得ることができる。

【０１８４】加えて、本実施形態では、音飛びや音切れ
の影響を低減することができるから、同じ通信状態にお
ける出力音声の品質は第１の実施形態よりも高い。

【０１８５】（Ｄ）他の実施形態 なお、第３の実施形態では、パケット監視部８０を、第
１の実施形態の受信装置に装備したが、第２の実施形態
の受信装置に装備することもできる。その場合、受信装
置は、微少雑音データ生成部７３の機能と、パケット監
視部８０の機能の双方を装備することになる。

【０１８６】また、第３の実施形態では、パケット監視
部８０は、タイムアウト監視部６１と順番監視部６２の
双方を装備していたが、どちらか一方だけを装備するよ
うにしてもよい。

【０１８７】さらに、第２の実施形態では、ダミーデー
タＤＭに微少雑音の音声データを収容するようにした
が、ダミーデータＤＭを蓄積する主たる目的は、初期遅
延を安定化し、小さくすることであるから、微少雑音以
外の音声データをダミーデータに収容するようにしても
よい。

【０１８８】第１〜第３の実施形態で示した構成図や動
作フローは、本発明の一実施形態を示しているにすぎな
い。よって、本発明は、図示した構成、図示した動作フ
ロー以外にも広く適用することができる。

【０１８９】図示した構成や動作フロー以外でも、前述
した機能を有した要素が含まれていれば、それ以外の機
能を持つ要素を含んでいても同様な効果が得られる。

【０１９０】例えば、図５の動作フローは、図示のもの
以外にも変形や改良が可能である。

【０１９１】図５のステップＳ４〜Ｓ７によって構成さ
れたループは、バッファ７１に新たなパケットが蓄積さ
れるたびに繰り返され、非常に繰り返し回数の多いルー
プであるから、そのループ内部の処理数を削減したり、
ループを展開してループの繰り返し回数を低減すること
は、プログラムの処理量の低減、実行速度の向上に大き
く寄与すると考えられる。

【０１９２】図５のフローチャートの普遍性を排除し
て、例えば、式（１）の等号が成立する場合に対応して
共通位置ＣＰを装備し、なおかつパケット単位の処理と
各受信パケットの長さがほぼ一定であることを前提とす
るなら、当該フローチャートを極めて簡略化することが
可能である。

【０１９３】簡略化したフローチャートは、例えば、図
５のフローチャートからステップＳ１〜Ｓ３を削除する
とともに、ステップＳ６の処理をキュー長が共通位置Ｃ
Ｐに達したかどうかを調べるテストに置換し、ステップ
Ｓ４からスタートする構造になる。

【０１９４】簡略化した場合でも、キュー長が共通位置
ＣＰを超えた直後に読み出された受信パケットは、廃棄
するか復号するかを決めるために、必ず、ステップＳ８
のテストを受けることになるが、１受信パケットを廃棄
できればキュー長が前記共通位置ＣＰを下回ることは明
らかなので、ステップＳ１０のテストは省略することが
可能である。

【０１９５】すなわち、キュー長が共通位置ＣＰに達し
たら、必ず１受信パケットを読み出し、当該１受信パケ
ットだけをステップＳ８のテスト結果に応じて復号また
は廃棄すれば、簡略化したフローチャート内の処理が一
巡したことになる。ただし当該１受信パケットの読み出
しは前記ＤＲによって行われたものなので、当該１受信
パケットを廃棄した場合には、当該間隔Ｔ内にもう一
度、前記ＲＲによる読み出しを実行することができる。

【０１９６】このような簡略化したフローチャートを用
いた場合、バッファ７１のキュー長の制御精度は低下す
る可能性があるが、プログラムの実行速度は向上し、処
理能力にかかる負荷は軽減できる。

【０１９７】また、第１の実施形態では、復号開始点７
１１と間引き開始点７１２の双方を搭載したが、本発明
は、復号開始点７１１または間引き開始点７１２のいず
れか一方だけを搭載するようにしてもよい。

【０１９８】さらに、第１の実施形態では、判定部７２
３は、ＱＬ、ＤＳ、ＤＥのほかに、バッファ７１から読
み出したパケットの符号化音声データ示す音声的な内容
も参照して、そのパケットを廃棄してもよいかどうかを
判定するものとしたが、本発明では、当該音声的な内容
の参照は必須ではない。

【０１９９】音声的な内容を参照しない場合でも、ジッ
タの影響を減少することは可能だからである。

【０２００】

【発明の効果】以上に説明したように、第１の発明で
は、待ち行列の長さが読み出し開始用閾値に達したとき
に、パケット蓄積手段からパケットの読み出しを開始す
るようにしたので、通信パケットのジッタの影響を低減
することが可能である。

【０２０１】また、第２の発明では、待ち行列の長さが
廃棄開始用閾値に達するたびに、待ち行列中のパケット
に廃棄処理を施すようにしたので、通信パケットの遅延
の影響を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るパケット受信装置の主要
部の概略構成を示すブロック図である。

【図２】従来および第１〜第３の実施形態の音声送受信
システムの全体構成を示す概略図である。

【図３】従来のパケット受信装置の動作説明図である。

【図４】従来のパケット受信装置の動作説明図である。

【図５】第１〜第３の実施形態のパケット受信装置の動
作説明図である。

【図６】第１の実施形態のパケット受信装置の動作説明
図である。

【図７】第１の実施形態の動作説明図である。

【図８】第２の実施形態のパケット受信装置の構成を示
す概略図である。

【図９】第２の実施形態の動作説明図である。

【図１０】第３の実施形態のパケット受信装置の構成を
示す概略図である。

【図１１】第３の実施形態と比較するための、第１の実
施形態の動作説明図である。

【図１２】第３の実施形態の動作説明図である。

【図１３】数値範囲σ×３〜４が特に好ましいことを裏
付ける概略図である。

【図１４】第１の実施形態のパケット受信装置の構成を
示す概略図である。

【図１５】第３の実施形態に係るパケット受信装置の主
要部の概略構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

７…受信バッファ部、１１…パケット通信網、２０…パ
ケット送信装置、２１，３０，５０，６０…パケット受
信装置、４０…バッファ制御部、４１…キュー長検出
部、４２…復号開始点設定部、４３…比較部、４４…読
み出し制御部、７１…バッファ、７２…間引き制御部、
８０…パケット監視部、７１１…復号開始点、７１２…
間引き開始点、７２３…間引き終了点、７２１…切替え
スイッチ、７２２…廃棄処理部、７２３…判定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 敦 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 青柳 弘美 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA00 GA13 HA08 HB01 HB15 HB29 HC01 KA03 KA19 LC11 LC18 MA13 MB13 MB15

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側から送信され、音声データを収容
   している通信パケットを、ネットワークを介して受信す
   るパケット受信装置において、 受信した前記通信パケットを含むパケットを一時的に蓄
   積して待ち行列を形成する先入れ先出し形式のパケット
   蓄積手段と、 前記待ち行列の長さに関して読み出し開始用閾値の設定
   を受ける読み出し開始用閾値設定手段と、 前記待ち行列の長さが伸長して当該読み出し開始用閾値
   に達すると、前記パケット蓄積手段からパケットの読み
   出しを開始する第１の蓄積制御手段とを備えることを特
   徴とするパケット受信装置。
2. 【請求項２】 送信側から送信され、音声データを収容
   している通信パケットを、ネットワークを介して受信す
   るパケット受信装置において、 受信した前記通信パケットを含むパケットを一時的に蓄
   積して待ち行列を形成する先入れ先出し形式のパケット
   蓄積手段と、 前記待ち行列の長さに関して廃棄開始用閾値の設定を受
   ける廃棄開始用閾値設定手段と、 前記待ち行列の長さに関して廃棄終了用閾値の設定を受
   ける廃棄終了用閾値設定手段と、 前記待ち行列の長さが伸長して前記廃棄開始用閾値に達
   するたびに、当該待ち行列の長さが短縮して前記廃棄終
   了用閾値に達するまで、当該待ち行列中で先頭から順番
   に、１または複数のパケットに廃棄処理を施す第２の蓄
   積制御手段と、 この第２の蓄積制御手段の廃棄処理に際して、前記通信
   パケットについては収容している音声データの内容に応
   じて廃棄処理を施すか否かを決定する廃棄パケット選択
   手段とを備えることを特徴とするパケット受信装置。
3. 【請求項３】 請求項１のパケット受信装置において、 前記通信パケットが受信される前に、前記パケット蓄積
   手段に対して、微少雑音の音声データを収容したダミー
   パケットを蓄積しておくダミーパケット生成手段を備え
   たことを特徴とするパケット受信装置。
4. 【請求項４】 請求項１のパケット受信装置において、 前記読み出し開始用閾値は、前記通信パケットの受信時
   刻のジッタに関する標準偏差の３倍から４倍の範囲に相
   当する待ち行列の長さに設定することを特徴とするパケ
   ット受信装置。
5. 【請求項５】 請求項１のパケット受信装置において、 前記待ち行列の長さに関して廃棄開始用閾値の設定を受
   ける廃棄開始用閾値設定手段と、 前記待ち行列の長さに関して廃棄終了用閾値の設定を受
   ける廃棄終了用閾値設定手段と、 前記待ち行列の長さが伸長して前記廃棄開始用閾値に達
   するたびに、当該待ち行列の長さが短縮して前記廃棄終
   了用閾値に達するまで、当該待ち行列中で先頭から順番
   に、１または複数のパケットに廃棄処理を施す第２の蓄
   積制御手段と、 この第２の蓄積制御手段の廃棄処理に際して、前記通信
   パケットについては収容している音声データの内容に応
   じて廃棄処理を施すか否かを決定する廃棄パケット選択
   手段とを備え、 前記読み出し開始用閾値と、前記廃棄開始用閾値と、前
   記廃棄終了用閾値とを、同一の値に設定することを特徴
   とするパケット受信装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のパケット受信装置におい
   て、 時系列に受信される前記各通信パケットについて、受信
   スケジュールの遅延限界を示す受信限界時刻を設定する
   受信限界時刻設定手段と、 前記各通信パケットが対応する当該受信限界時刻までに
   受信されなかった場合、所定のエラーパケットを前記パ
   ケット蓄積手段に蓄積するエラーパケット生成手段と、 対応する受信限界時刻以降に受信された通信パケットを
   廃棄する遅延パケット廃棄手段とを備えたことを特徴と
   するパケット受信装置。