JP2002330180A - 受信装置及び受信再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストリーミング再生方式を用いたディジタル
データ通信において、受信バッファのオーバーフローや
アンダーフローを防止する。 【解決手段】 受信バッファ２２のデータ蓄積量の変化
に応じて再生速度を変化させる。具体的には、再生速度
判断部２８が受信バッファ２２のデータ蓄積量の変化を
監視し、再生速度制御部２１０がデータ蓄積量の変化に
応じた再生速度により再生を行う。想定時間間隔よりも
短時間内にデータを受信した場合には再生速度が増加
し、受信バッファ２２のオーバーフローを防止する。逆
にデータの受信が遅延した場合には再生速度が減少し、
受信バッファ２２のアンダーフローを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビルの構内
放送設備などに用いられるディジタルデータ通信システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮなどのネットワーク上でのディジ
タルデータ通信システムでは、音声や画像、テキストな
どのデータをパケット化して通信を行う。この通信シス
テムで音声や動画像の通信を行う場合、送信側における
パケットの送信間隔と同じ間隔で、受信側においてパケ
ットを受信し、連続したデータを出力することが要求さ
れる。しかし、ネットワークのトラフィックの状況によ
っては、パケットの伝送時間に揺らぎが生じたりパケッ
トが欠落したりして、再生された音声や画像の品質が劣
化する原因となる。

【０００３】音声や動画像をリアルタイムに伝送するデ
ィジタル通信及び再生方式の１つに、データの最後まで
の受信を待たずに再生する「ストリーミング再生方式」
がある。ストリーミング再生方式では、送信装置側及び
受信装置にそれぞれ送信バッファ及び受信バッファが設
けられる。この方式における送信装置及び受信装置の処
理は、次のようになる。

【０００４】例えば音声通信の場合、送信装置に入力さ
れたアナログ音声信号は、アナログ／ディジタル変換器
（ＡＤＣ）によりディジタル音声データに変換され、送
信バッファに蓄積される。通信システムによっては、ネ
ットワーク回線の帯域を有効利用するために、ディジタ
ル音声データをさらに符号化して圧縮音声符号化情報と
する。送信バッファに蓄積されたディジタル音声データ
や圧縮音声符号化情報（以下、まとめてディジタル音声
データという）は、パケットに組み立てられ、パケット
単位でネットワークを介して受信装置に送信される。

【０００５】受信装置は、パケットを受信して分解し、
ディジタル音声データを受信バッファに蓄積する。受信
バッファのデータ蓄積量が一定以上になると、ディジタ
ル音声データが受信バッファから読み出され、ディジタ
ル／アナログ変換器（ＤＡＣ）でアナログ音声データに
変換され、出力される。通信システムによっては、受信
バッファに蓄積された圧縮音声符号化情報を伸長し、デ
ィジタル音声データを生成する復号化処理を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のストリーミング
再生方式における送信バッファや受信バッファは、パケ
ットの伝送時間の揺らぎを吸収する上である程度の効果
を奏しているものの、十分ではない。

【０００７】例えば、パケットの遅延により、再生中に
受信バッファのデータ蓄積量がゼロになってしまい、再
生が停止する場合がある。これを受信バッファの「アン
ダーフロー」という。逆に、想定した受信間隔よりも短
時間でパケットを受信し、受信バッファの記憶量をオー
バーする場合がある。これを受信バッファの「オーバー
フロー」という。この場合、一般的には受信バッファで
吸収できないパケットは破棄されてしまう。オーバーフ
ローが生じると音声データが不連続となり、ノイズの発
生を招き、音声品質が劣化してしまう。

【０００８】図１０は、パケットの伝送時間の揺らぎに
より、受信バッファにアンダーフロー及びオーバーフロ
ーが発生する様子を示している。受信バッファは、４つ
のパケットを蓄積可能である。送信装置は、一定間隔で
パケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６・・・を
送出する。受信バッファにデータが残っている状態で、
受信装置がパケットＰ１を受信する。その後、想定時間
よりも短い時間内にパケットＰ２，Ｐ３，Ｐ４を受信す
ると、再生速度が追いつかないため、パケットＰ４を受
信バッファに蓄積した時点T1でオーバーフローが発生す
る。しかし、パケットＰ４を受信後、次のパケットＰ５
が遅延したため、再生中に受信バッファが空になり、時
刻T2でアンダーフローが発生する。

【０００９】本発明は、ディジタルデータ通信に用いら
れるストリーミング再生方式において、再生されるデー
タの品質を高める技術を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本願第１発明は、受信手段と、受信バッファと、検
出手段と、記憶手段と、再生速度決定手段と、再生速度
制御手段と、変換手段と、を備える受信装置を提供す
る。

【００１１】受信手段は、通信網に接続され、前記通信
網を介してディジタルデータを含むパケットを受信す
る。受信バッファは、前記ディジタルデータを一時的に
蓄積する。検出手段は、前記受信バッファのデータ蓄積
量を検出し、検出結果として検出信号を出力する。記憶
手段は、複数の再生速度段階と、前記再生速度段階のそ
れぞれに応じた再生速度制御処理とを記憶する。再生速
度決定手段は、前記受信バッファのデータ蓄積量の変化
を監視し、前記変化に応じて前記記憶手段に記憶された
いずれかの再生速度段階を選択する。再生速度制御手段
は、前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積
されているディジタルデータを取り出し、選択された前
記再生速度段階に応じた再生速度制御処理を前記記憶手
段から読み出して前記ディジタルデータに施す。変換手
段は、前記再生速度制御処理後のディジタルデータを、
出力するためのアナログデータに変換する。

【００１２】ディジタルデータとは、ディジタル音声デ
ータ、ディジタル画像データ、テキストデータなどであ
る。また、ディジタル音声データの圧縮音声符号、ディ
ジタル画像データの圧縮画像符号なども、ディジタルデ
ータに含まれる。記憶手段には、例えば再生速度倍率が
一定の範囲でかつ一定量の刻みで記憶され、各倍率に応
じた再生速度制御処理が記憶される。

【００１３】再生速度制御処理とは、具体的には次のよ
うな処理である。再生速度倍率が２倍の場合、ディジタ
ル音声データを間引き、ディジタル音声データに含まれ
るサンプルデータの量を１／２にして再生する。再生速
度倍率が０．５倍の場合、サンプルデータを作成して挿
入子、サンプルデータの量を２倍にして再生する。再生
速度倍率が１であれば、受信バッファから読み出すディ
ジタルデータ中のサンプルデータを、そのまま再生す
る。

【００１４】再生速度決定手段は、例えば受信バッファ
のデータ量が変化する度に、変化前のデータ量と変化後
のデータ量とを比較し、いずれかの再生速度倍率を選択
する。受信バッファのデータ量が増加している場合には
再生速度倍率を増加させ、受信バッファのデータ量が減
少している場合には再生速度倍率を減少させることによ
り、受信バッファのオーバーフローやアンダーフローを
防ぐことができる。

【００１５】本願第２発明は、前記第１発明において前
記ディジタルデータがディジタル音声データを含んでい
る受信装置を提供する。本願第３発明は、本願第２発明
において、前記再生速度制御手段が、前記取り出したデ
ィジタルデータの音量が所定値を超えているか否かをさ
らに判断し、超えていない場合に前記再生速度制御処理
を前記ディジタルデータに施す受信装置を提供する。

【００１６】音声データの音量が小さい場合に再生速度
の調整を行うことにより、データの削除や追加による音
の不自然さを聴覚的に目立たなくすることができる。本
願第４発明は、前記第１発明において、前記記憶手段に
記憶されている複数の再生速度段階は、受信バッファの
データ蓄積量が増加している場合に対応する第１段階
と、受信バッファのデータ蓄積量が減少している場合に
対応する第２段階と、受信バッファのデータ蓄積量が変
化していない場合に対応する第３段階とを含んでいる受
信装置を提供する。この装置においては、前記第１段階
に対応する第１再生速度制御処理は、前記パケットに含
まれるディジタルデータの一部を破棄する処理であり、
前記第２段階に対応する第２再生速度制御処理は、前記
パケットに含まれるディジタルデータにさらにディジタ
ルデータを挿入する処理であり、前記第３段階に対応す
る第３再生速度制御処理は、前記パケットに含まれるデ
ィジタルデータを変更しない処理である。

【００１７】本願第５発明は、前記第４発明において、
前記第１再生速度制御処理は、破棄しようとする第１デ
ィジタルデータの直前の第２ディジタルデータと前記第
１ディジタルデータとの差が所定値以内か否かを判断
し、前記判断の結果に従って前記第１ディジタルデータ
を破棄するか否かを決定する処理をさらに含んでいる受
信装置を提供する。

【００１８】連続する第１ディジタルデータと第２ディ
ジタルデータとの差が小さい場合のみ第１ディジタルデ
ータを破棄することにより、不自然な再生結果となるこ
とを防止する。

【００１９】本願第６発明は、以下のステップを含む受
信再生方法を提供する。 （Ａ）通信網に接続され、前記通信網を介してディジタ
ルデータを含むパケットを受信する受信ステップ、
（Ｂ）前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に
蓄積する蓄積ステップ、（Ｃ）前記受信バッファのデー
タ蓄積量を検出し、検出結果として検出信号を出力する
検出ステップ、（Ｄ）複数の再生速度段階と、前記再生
速度段階のそれぞれに応じた再生速度制御処理とを記憶
する記憶ステップ、（Ｅ）前記受信バッファのデータ蓄
積量の変化を監視し、前記変化に応じて前記記憶ステッ
プで記憶されたいずれかの再生速度段階を選択する再生
速度決定ステップ、（Ｆ）前記検出信号に基づいて、前
記受信バッファに蓄積されているディジタルデータを取
り出し、選択された前記再生速度段階に応じた再生速度
制御処理を、前記記憶ステップで記憶された再生速度制
御処理から読み出して前記ディジタルデータに施す再生
速度制御ステップ、（Ｇ）前記再生速度制御処理後のデ
ィジタルデータを、アナログデータに変換する変換ステ
ップ。

【００２０】本願第７発明は、上記（Ａ）〜（Ｇ）のス
テップをコンピュータに実行させるための受信再生プロ
グラムを提供する。また、このプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体も本願第８発明に含
まれる。

【００２１】

【発明の実施の形態】＜発明の概要＞本発明は、ストリ
ーミング再生方式を適用したディジタル通信システムに
用いられる受信装置を提供する。本発明に係る受信装置
は、受信バッファのデータ蓄積量の変化に応じ、データ
の再生速度に緩急をつける。具体的には、受信装置は、
通常の受信処理及び再生処理に加え、再生速度決定処理
及び再生速度制御処理を実行する。

【００２２】再生速度決定処理では、受信バッファのデ
ータ蓄積量が変化する度に、変化に応じた再生速度を決
定する。具体的には、データ量が増えていれば再生速度
を増加させる。データ量が減少していれば再生速度を減
少させる。データ量に変化がなければ再生速度は通常の
ままとする。

【００２３】再生速度制御処理では、決定された再生速
度に従い、再生速度の制御を行う。再生速度が高い場合
にはデータを間引きして再生するデータ量を減らし、再
生速度が低い場合は新たなデータを作成してデータ量を
増やす。ただし、再生速度の制御は、音声データであれ
ば音量が小さい場合にのみ行い、再生時のノイズや音切
れを目立たなくする。動画像データであれば映像の時間
的変化が小さい場合にのみ、再生速度の制御を行う。

【００２４】これにより、ストリーミング再生方式にお
ける受信バッファのオーバーフローやアンダーフローを
防止し、再生されるデータの品質を高めることができ
る。 ＜第１実施形態例＞次に、本発明の受信装置を適用した
音声通信システムについて、実施形態例を挙げて詳細に
説明する。

【００２５】［構成］図１は、第１実施形態例に係る通
信システムの構成を示すブロック図である。通信システ
ム１０は、送信装置１と受信装置２とがＬＡＮなどのネ
ットワーク３により接続されて構成されている。送信装
置１には、マイク、プレーヤ、音声メモリ装置などの入
力部１１と、増幅器１２とが接続されている。受信装置
２には、増幅部２６と、スピーカなどの出力部２７とが
接続されている。なお、図１では、ネットワーク３に接
続されている送信装置１及び受信装置２はそれぞれ１つ
しか示されていないが、通常は複数の送信装置及び受信
装置がネットワーク３に接続される。また、送信装置１
と受信装置２とは、一体に構成されていても良い。

【００２６】送信装置１は、ＡＤＣ１３、入力バッファ
１４、符号化部１５、送信バッファ１６及び送信部１７
を有している。入力部１１に入力された音声は、入力部
１１によりアナログ音声信号に変換される。このアナロ
グ音声信号は、増幅器１２により増幅され、送信装置１
に入力される。入力されたアナログ音声信号は、ＡＤＣ
１３によりディジタル音声データに変換され、入力バッ
ファ１４に蓄積される。符号化部１５は、入力バッファ
１４に蓄積されているディジタル音声データを圧縮音声
符号化情報に符号化し、送信バッファ１６に蓄積する。
送信部１７は、送信バッファ１６のデータをパケットに
組み立て、一定の時間間隔でネットワーク３に送出す
る。なお、ディジタル音声データを符号化しない場合、
符号化部１５を省略することができる。また、入力部１
１や増幅器１２を、送信装置１に内蔵させても良い。

【００２７】受信装置２は、受信部２１、受信バッファ
２２、復号化部２３、出力バッファ２４、ＤＡＣ２５、
再生速度判断部２８、速度バッファ２９及び再生速度制
御部２１０を有している。ネットワーク３に送出された
パケットは、受信部２１により受信され、分解されて受
信バッファ２２に格納される。本例では、受信バッファ
２２は、４パケット分の圧縮音声符号化情報を４ブロッ
クまで蓄積可能である。１ブロックは１パケットに含ま
れるディジタルデータ部分に相当する。受信バッファ２
２に蓄積された圧縮音声符号化情報は、復号化部２３に
よりディジタル音声データに伸長される。このディジタ
ル音声データは、出力バッファ２５に格納され、ＤＡＣ
２５によりアナログ音声信号に変換されて出力される。
出力されたアナログ音声信号は、増幅部２６により増幅
され、出力部２７から空気中に拡声される。送信装置１
側の符号化部１５が省略される場合、受信装置２の復号
化部２３を省略することができる。スピーカなどの出力
部２７や増幅器２６を、受信装置２に内蔵させてもよ
い。

【００２８】再生速度判断部２８は前記再生速度決定処
理を行う。すなわち、受信バッファ２２内のデータ蓄積
量の変化を監視し、変化に応じた再生速度を決定する。
本実施形態例では、再生速度を再生速度倍率で表し、再
生速度倍率を０．５〜２倍の範囲で決定する。さらに、
再生速度判断部２８は、決定した再生速度倍率を、速度
バッファ２９に書き込む。再生速度決定処理の詳細につ
いては後述する。

【００２９】再生速度制御部２１０は、速度バッファ２
９に書き込まれている再生速度倍率に応じ、前記再生速
度制御処理を実行する。再生速度制御処理の詳細につい
ては後述する。

【００３０】［処理］次に、前記構成を有する受信装置
２が行う処理の流れについて詳細に説明する。受信装置
２が行う処理は、受信処理と再生処理とに大別される。
この２つの処理の中で、再生速度決定処理及び再生速度
制御処理が起動される。以下、これらの処理について、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００３１】（１）受信処理 図２（ａ）は、受信装置２が行う受信処理の流れの一例
を示すフローチャートである。受信装置２は、後述する
再生処理と受信処理とを独立に実行する。

【００３２】ステップＳ１：受信部２１は、パケットを
待機しており、パケットを受信すると、ステップＳ２に
移行する。 ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４：受信部２１は、受信バッフ
ァ２２に新たなデータを書き込む空きメモリがあるか否
かを判断する（Ｓ２）。空きメモリがあれば、パケット
を受信バッファ２２に格納する（Ｓ３）。空きメモリが
ない場合、ステップＳ４に移行し、受け取ったパケット
を破棄する（Ｓ４）。

【００３３】ステップＳ５：受信部２１は再生速度決定
処理を起動させる。この処理では、再生速度判断部２８
が、受信バッファ２２に新たなデータが格納される前後
でのデータ蓄積量の変化を基に、再生速度倍率を決定す
る。決定された再生速度倍率は速度バッファ２９に書き
込まれる。

【００３４】以上の処理により、受信バッファ２２にデ
ータを蓄積する度に、再生速度倍率を決定する。 （２）再生処理 図２（ｂ）は、受信装置２が行う再生処理の流れの一例
を示すフローチャートである。

【００３５】ステップＳ１１：復号化部２３は、再生開
始条件が満たされたか否かを判断し、満たされた場合は
音声の再生処理を行う。ここで、再生開始条件とは、
「受信バッファ２２に蓄積されるデータ量≧しきい値D
1」である。しきい値D1は、実使用で想定されるネット
ワーク負荷や許容される再生開始までの遅延時間を考慮
した上で、通信システムに適合する値を実験的に求める
ことにより定められる。

【００３６】ステップＳ１２：復号化部２３は、後述す
る再生速度制御処理を起動させる。この処理では、再生
速度制御部２１０が、速度バッファ２９に記憶されてい
る再生速度倍率に従い、受信バッファ２２に蓄積されて
いる圧縮音声符号化情報から音声を再生出力する。

【００３７】（３）再生速度決定処理 図３は、再生速度決定処理の流れの一例を示すフローチ
ャートである。この処理では、再生速度判断部２８は、
受信バッファ２２のデータ蓄積量の変化の前後から、再
生速度倍率を決定する。受信バッファ２２のデータ量が
変化した場合、すなわちデータが格納された場合（前記
受信処理Ｓ５）またはデータが読み出された場合（後述
する再生速度制御処理Ｓ１２９）、以下の処理が開始さ
れる。

【００３８】ステップＳ１０１：再生速度判断部２８
は、変化後のデータ蓄積量を受信バッファ２２から読み
取る（Ｓ１０１）。また、変化前のデータ蓄積量を、デ
ータ量バッファ（図示せず）から読み出す（Ｓ１０
１）。このデータ量バッファは、変化前のデータ蓄積量
を一時的に格納するためのメモリである。

【００３９】ステップＳ１０２、Ｓ１０３：ついで、再
生速度判断部２８は、変化の前後におけるデータ蓄積量
を比較する（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。 ステップＳ１０４、Ｓ１０５：再生速度判断部２８は、
データ蓄積量が増加している場合（Ｓ１０２）、再生速
度倍率を一定量増加させる（Ｓ１０３）。逆に、データ
蓄積量が減少した場合（Ｓ１０３）、再生速度倍率を一
定量減少させる（Ｓ１０５）。データの蓄積量が変化し
ていない場合は、再生速度倍率をそのままにしておく。
再生速度倍率の上限は２倍とし、下限は０．５倍とす
る。この範囲であれば、再生された音声が聴覚上聞きや
すいからである。再生速度倍率の増減幅は、受信バッフ
ァ２２のアンダーフローやオーバーフローを防止可能な
値を実験的に求めることが好ましい。

【００４０】ステップＳ１０６：再生速度判断部２８
は、変化後のデータ蓄積量を、前記データ量バッファに
格納する。以上の処理により、再生速度判断部２８は、
受信バッファ２２のデータ蓄積量の増加または減少に応
じ、再生速度を変化させる。

【００４１】（４）再生速度制御処理 図４は、再生速度制御処理の流れの一例を示すフローチ
ャートである。この処理では、再生速度倍率に従った再
生速度で音声を再生する。前記再生処理において再生開
始条件が満たされた場合、以下の処理が開始される。

【００４２】ステップＳ１１１：再生速度制御部２１０
は、再生速度倍率を“１”にリセットする。本実施形態
例では、再生中か否かに関わらず再生速度決定処理が行
われる。そのため、受信バッファ２２のデータ蓄積量が
少なくて再生中断中にデータ蓄積量が増加する一方とな
ると、データ蓄積量に比して再生速度倍率が高くなり過
ぎる場合があるためである。

【００４３】ステップＳ１１２：復号化部２３は、受信
バッファ２２のデータ蓄積量がゼロになるまで以下の処
理による音声の再生を行う。ゼロになると本処理を終了
する。その後、再び再生開始条件が満たされるまで再生
の開始を待機する（前記Ｓ１１）。

【００４４】ステップＳ１１３：まず、復号化部２３
は、受信バッファ２２から再生するためのブロックを１
つ読み出す。以下、このブロックを現ブロックと呼ぶ。
復号化部２３は、現ブロック中の圧縮音声符号化情報を
伸長してディジタル音声データとし、これを再生速度制
御部２１０に渡す。１つのブロックから得られるディジ
タル音声データには、アナログ音声信号をサンプリング
して得られる複数の音声サンプルデータが含まれてい
る。ディジタル音声データを圧縮音声符号化しない通信
システムにおいては、再生速度制御部２１０は、１ブロ
ック分のディジタル音声データを、受信バッファ２２か
ら読み出す。以下、ステップＳ１１４〜１２６では、受
信バッファ２２から読み出した現ブロックの再生を行
う。

【００４５】ステップＳ１１４：再生速度制御部２１０
は、現ブロックの直前のブロックの音量成分値を音量バ
ッファ（図示せず）から読み出し、これがしきい値Ｖを
超えていないか否かを判断する（Ｓ１１４）。この音量
バッファとは、直前のブロックの音量成分値を一時的に
記憶するためのメモリ領域である。しきい値Ｖは、再生
する音声の種類や再生すべき音声以外の雑音音量成分な
どを考慮した値が設定される。

【００４６】ステップＳ１１５：再生速度制御部２１０
は、音量成分値の差がしきい値Ｖを超えている場合、現
ブロックをそのまま再生する。すなわち、現ブロックか
ら得られたディジタル音声データのサンプルデータをそ
のまま出力バッファ２４に格納する。出力バッファ２４
に格納されたディジタルデータは、アナログ信号に変換
され、出力される。音量が大きいため、ディジタルデー
タの破棄や挿入を行わずにそのまま再生するのである。

【００４７】ステップＳ１１６：再生速度制御部２１０
は、前記音量成分値がしきい値Ｖを超えない場合、ステ
ップＳ１１６〜Ｓ１２５において再生速度の制御を行
う。まず、再生速度制御部２１０は、現ブロックに含ま
れるサンプルデータから１つのサンプルデータを順次抽
出する。抽出したサンプルデータを現サンプルデータと
いう。

【００４８】ステップＳ１１７、Ｓ１１８：再生速度制
御部２１０は、速度バッファ２９を参照し、再生速度倍
率を読み出す。再生速度制御部２１０は、再生速度倍率
が１を超えているか否かを判断し、再生速度倍率が１を
超えている場合（Ｓ１１７）、次式で表される確率で抽
選を行う（Ｓ１１８）。当選した場合はステップＳ１１
９へ移行する。落選した場合は後述するステップＳ１２
４へ移行し、現サンプルデータを再生する。

【００４９】確率＝（倍率―１）／倍率 ステップＳ１１９、Ｓ１２０：再生速度制御部２１０
は、サンプルバッファ（図示せず）から直前のサンプル
データを読み出す。このサンプルバッファは、直前のサ
ンプルデータを記憶するためのメモリ領域である。再生
速度制御部２１０は、現サンプルデータと直前のサンプ
ルデータとの差がしきい値Ｓを超えていないか否かを判
断する（Ｓ１１９）。サンプルデータの差がしきい値Ｓ
を超えていなければ、現サンプルデータを破棄する（Ｓ
１２０）。これにより再生速度が増加する。連続するサ
ンプルデータの差が小さいので、サンプルデータを破棄
しても再生された音声の品質に及ぼす影響が小さいと考
えられるからである。逆に、サンプルデータの差がしき
い値Ｓ以下の場合、現サンプルデータを破棄することな
く出力バッファ２４に格納し、再生させる（後述するス
テップＳ１２４）。

【００５０】ステップＳ１２１、Ｓ１２２：再生速度倍
率が１より小さい場合（Ｓ１２１）、再生速度制御部２
１０は下式で示される確率で抽選を行う（Ｓ１２２）。
当選した場合はステップＳ１２３へ移行し、落選した場
合はステップＳ１２４へ移行して現サンプルデータを再
生する。

【００５１】確率＝（１―倍率）／倍率 ステップＳ１２３：前記抽選に当選した場合、再生速度
制御部２１０は、現サンプルデータと直前サンプルデー
タとに基づいて新たなサンプルデータを作成し、現サン
プルデータの前に挿入する。新たなサンプルデータは、
現サンプルデータと直前サンプルデータとの平均値とな
るよう作成される。

【００５２】ステップＳ１２４：再生速度制御部２１０
は、ステップＳ１１８またはＳ１２２の抽選で落選した
場合、現サンプルデータを出力バッファ２４に格納し、
これを再生させる。ステップＳ１２３で新たなサンプル
データを挿入した場合、新たなサンプルデータ及び現サ
ンプルデータを出力バッファ２４に格納し、これらを再
生させる。

【００５３】ステップＳ１２５：再生速度制御部２１０
は、現サンプルデータをサンプルバッファに格納し、直
前のサンプルデータとして記憶させる。 ステップＳ１２６：再生速度制御部２１０は、現ブロッ
クに含まれる全てのサンプルデータの再生が終了したか
否かを判断する。“Ｎｏ”と判断するとステップＳ１１
６に戻り、前述の処理を繰り返して現ブロックを再生す
る。“Ｙｅｓ”と判断すると、ステップＳ１２７に移行
する。

【００５４】ステップＳ１２７：再生速度制御部２１０
は、ディジタル音声データから得られる現ブロックの音
量成分値を算出し、音量バッファに格納する。さらに、
再生速度制御処理部２１０は、受信バッファ２２から現
ブロックを削除する。

【００５５】ステップＳ１２８：再生速度制御部２１０
は、再生速度決定処理サブルーチンを起動させる。これ
により、再生速度判断部２８は再生速度決定処理を実行
し、受信バッファ２２のデータ蓄積量の変化に応じた再
生速度倍率を決定する。その後再びステップＳ１１２に
戻り、受信バッファ２２が空になるまで再生を続行す
る。

【００５６】以上の処理により、再生速度制御部２１０
は、音量が小さい場合、データの削除または挿入による
再生速度の制御を行う。なかでもデータの削除は連続す
る音の差が小さい場合に行う。データの削除や挿入を目
立たないように行うことで、再生される音声の品質を高
めることができる。

【００５７】＜第２実施形態例＞次に、第２実施形態例
に係る受信装置を用いた通信システムについて説明す
る。本実施形態例の受信装置は、再生中であれば再生速
度を変化させるが、再生停止中は再生速度を変化させな
い点が第１実施形態例の受信装置と異なっている。

【００５８】［構成］図５は、第２実施形態例に係る通
信システムの構成を示すブロック図である。図５中、図
１と同様の符号で示したブロックは、第１実施形態例と
同様の機能を有している。受信装置２は、第１実施形態
例と同様の構成に加え、再生フラグバッファ２１１及び
直前データ再生フラグバッファ２１２をさらに有してい
る。また、速度バッファ２９に代えて、高速再生フラグ
バッファ２１３及び低速再生フラグバッファ２１４を有
している。

【００５９】再生フラグバッファ２１１に再生フラグが
セットされている場合は再生中である。直前データ再生
フラグバッファ２１２に直前データ再生フラグがセット
されている場合は、１つ前のサンプルデータが再生され
たことを示している。高速再生フラグバッファ２１３に
は、受信バッファ２２の蓄積量が増大している場合にフ
ラグがセットされる。低速再生フラグバッファ２１４に
は、受信バッファ２２の蓄積量が減少している場合にフ
ラグがセットされる。

【００６０】［処理］次に、前記構成を有する受信装置
２が行う処理について説明する。第１実施形態例と同
様、受信処理、再生処理、再生速度決定処理、再生速度
制御処理について、順次説明する。 （１）受信処理 図６（ａ）は、受信装置２が行う受信処理の流れの一例
を示すフローチャートである。

【００６１】ステップＳ２１：受信部２１は、パケット
を待機しており、パケットを受信すると、ステップＳ２
２に移行する。 ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４：受信部２１は、受信
バッファ２２に新たなデータを書き込む空きメモリがあ
るか否かを判断する（Ｓ２２）。空きメモリがない場
合、受信したパケットを破棄する（Ｓ２３）。空きメモ
リがあれば、パケットを受信バッファ２２に格納する
（Ｓ２４）。

【００６２】ステップＳ２５：受信部２１は、再生フラ
グバッファ２１を参照し、再生中か否かを判断する。再
生フラグがリセットされている、すなわち再生停止中の
場合、前記ステップＳ２１に戻り、次のパケットの受信
を待機する。再生フラグがセットされている、すなわち
再生中の場合、ステップＳ２６に移行して再生速度を決
定する。再生中の場合のみ再生速度を決定するのは、再
生停止中は受信バッファのデータ蓄積量が増加する一方
なので、実際の蓄積量に比して再生速度が増加しすぎる
おそれがあるからである。

【００６３】ステップＳ２６：受信部２１は、再生速度
決定処理サブルーチンを起動する。これにより、受信バ
ッファのデータ蓄積量に応じた再生速度が決定される。 以上の処理により、受信バッファ２２にデータを蓄積
し、再生中の場合にのみ受信バッファのデータ蓄積量に
応じた再生速度を決定する。

【００６４】（２）再生処理 図６（ｂ）は、受信装置２が行う再生処理の流れの一例
を示すフローチャートである。

【００６５】ステップＳ３１：復号化部２３は、再生開
始条件が満たされたか否かを判断し、満たされた場合は
音声の再生処理を行う。ここで、再生開始条件とは、
「受信バッファ２２に蓄積されるデータ量≧しきい値D
1」である。しきい値D1は、第１実施形態例と同様にし
て定められる。

【００６６】ステップＳ３２：復号化部２３は、再生フ
ラグバッファ２１１に再生フラグをセットする。 ステップＳ３３：復号化部２３は、後述する再生速度制
御処理サブルーチンを起動し、再生を開始する。すなわ
ち、受信バッファ２２のデータ蓄積量に応じた速度で音
声の再生を行う。

【００６７】ステップＳ３４：復号化部２３は、再生フ
ラグバッファ２１１の再生フラグをリセットする。 以上の処理により、再生開始条件を満足する場合に再生
を行う。再生中か否かは、再生フラグバッファのフラグ
により示される。

【００６８】（３）再生速度決定処理 図７は、再生速度決定処理の流れの一例を示すフローチ
ャートである。本実施形態例では、再生速度判断部２８
は、受信バッファ２２のデータ蓄積量の変化の前後か
ら、高速再生フラグ及び低速再生フラグをセットまたは
リセットする。前記受信処理または後述する再生速度制
御処理で本処理が起動された場合、以下の処理が開始さ
れる。

【００６９】ステップＳ２０１：再生速度判断部２８
は、変化後のデータ蓄積量を受信バッファ２２から読み
取る（Ｓ２０１）。また、変化前のデータ蓄積量を、デ
ータ量バッファ（図示せず）から読み出す（Ｓ２０
１）。このデータ量バッファは、変化前のデータ蓄積量
を一時的に格納するためのメモリである。

【００７０】ステップＳ２０２、Ｓ２０３：ついで、再
生速度判断部２８は、変化の前後におけるデータ蓄積量
を比較する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。 ステップＳ２０４〜Ｓ２０９：データ蓄積量が増加して
いる場合、再生速度判断部２８は、高速再生フラグをセ
ットし、低速再生フラグをリセットする（Ｓ２０４、Ｓ
２０５）。逆に、データ蓄積量が減少している場合は、
低速再生フラグをセットし、高速再生フラグをリセット
する（Ｓ２０６、Ｓ２０７）、データの蓄積量が変化し
ていない場合は高速再生フラグ及び低速再生フラグとも
にリセットする（Ｓ２０８、Ｓ２０９）。

【００７１】ステップＳ２１０：再生速度判断部２８
は、変化後のデータ蓄積量を前記データ量バッファに格
納し、処理を終了する。以上の処理により、再生速度判
断部２８は、受信バッファ２２のデータ蓄積量の増加ま
たは減少に応じ、再生速度フラグを変化させる。

【００７２】（４）再生速度制御処理 図８は、再生速度制御処理の流れの一例を示すフローチ
ャートである。本実施形態例では、速度バッファ２９に
セットされたフラグに従った速度で音声を再生する。前
記再生処理においてステップＳ３３に移行すると、以下
の処理が開始される。

【００７３】ステップＳ２１１：復号化部２３は、受信
バッファ２２にデータがあるか否かを判断し、データ蓄
積量がゼロになるまで以下の処理を行う。ゼロになると
再生フラグをリセットし、本処理を終了する。その後、
再び再生開始条件が満たされるのを待機する（前記再生
処理Ｓ３４）。

【００７４】ステップＳ２１２：まず、復号化部２３
は、受信バッファ２２から再生するためのブロック（以
下、単に現ブロックという）を１つ読み出す。 ステップＳ２１３：復号化部２３は、現ブロック中の圧
縮音声符号化情報を伸長してサンプルデータや音量成分
値を含むディジタル音声データとし、これを再生速度制
御部２１０に渡す。再生速度制御部２１０は、音量バッ
ファ（図示せず）から直前のブロックの音量成分値を読
み出し、これがしきい値Ｖを超えていないか否かを判断
する。音量バッファ、しきい値Ｖの値については、第１
実施形態例と同様である。

【００７５】ステップＳ２１４：再生速度制御部２１０
は、直前ブロックの音量成分値がしきい値Ｖを超えてい
る、つまり音量が大きい場合、現ブロックをそのまま再
生する。音量の差が大きいため、ディジタルデータの破
棄や挿入を行わずにそのまま再生するのである。

【００７６】ステップＳ２１５：再生速度制御部２１０
は、前記音量成分値がしきい値Ｖを超えない場合、ステ
ップＳ２１５〜Ｓ２２５のようにして再生速度の制御を
行う。まず、再生速度制御部２１０は、現ブロックに含
まれるサンプルデータから順次１つのサンプルデータを
抽出する。抽出したサンプルデータを現サンプルデータ
という。

【００７７】ステップＳ２１６、Ｓ２１７、Ｓ２１８、
Ｓ２１９、Ｓ２２０：再生速度制御部２１０は、高速再
生フラグバッファ２１３及び低速再生フラグバッファ２
１４を参照する。高速再生フラグだけがセットされてい
る場合（Ｓ２１６）、再生速度制御部２１０は、サンプ
ルバッファから直前のサンプルデータを読み出す。そし
て、現サンプルデータと直前のサンプルデータとの差が
しきい値Ｓを超えていないか否かを判断する（Ｓ２１
７）。サンプルバッファは第１実施形態例と同様であ
る。

【００７８】サンプルデータの差がしきい値Ｓを超えて
いる場合、直前データフラグバッファ２１２を参照し、
直前データ再生フラグがセットされているか否かを判断
する（Ｓ２１８）。“Ｙｅｓ”と判断すると、このフラ
グをリセットし、現サンプルデータを破棄することによ
り再生速度を増加させる（Ｓ２１９、Ｓ２２０）。連続
するサンプルデータの差が小さいので、サンプルデータ
を破棄しても再生された音声の品質に及ぼす影響が小さ
いと考えられるからである。なお、直前データ再生フラ
グをステップＳ２１９でリセットするのは、サンプルデ
ータが連続して破棄されるのを防止するためである。

【００７９】逆に、サンプルデータの差がしきい値Ｓ以
下の場合、現サンプルデータを破棄することなく出力バ
ッファ２４に格納し、再生させる（後述するステップＳ
２２３）。

【００８０】ステップＳ２２１、Ｓ２２２：低速再生フ
ラグだけがセットされている場合（Ｓ２２１）、再生速
度制御部２１０は、新たなサンプルデータを作成し、現
サンプルデータの前に挿入する（Ｓ２２２）。

【００８１】ステップＳ２２３：再生速度制御部２１０
は、受信バッファのデータ蓄積量が増加しているが連続
音の差が大きい場合（Ｓ２１７）、現サンプルデータを
出力バッファ２４に格納し、これを再生させる。高速再
生フラグ及び低速再生フラグの両方がリセットされてい
る場合も同様である。また、データ蓄積量が減少してい
るため新たなサンプルデータを挿入した場合（Ｓ２２
２）、新たなサンプルデータ及び現サンプルデータを出
力バッファ２４に格納し、これらを再生させる。

【００８２】ステップＳ２２４：再生速度制御部２１０
は、現サンプルデータをサンプルバッファに格納し、直
前のサンプルデータとして記憶させる。 ステップＳ２２５：再生速度制御部２１０は、直前デー
タ再生フラグをセットする。現サンプルデータが再生さ
れたので、その次のサンプルデータを破棄可能にするた
めである。

【００８３】ステップＳ２２６：再生速度制御部２１０
は、現ブロックに含まれる全てのサンプルデータの再生
が終了したか否かを判断する。“Ｎｏ”と判断するとス
テップＳ２１５に戻り、前述の処理を繰り返して現ブロ
ックを再生する。“Ｙｅｓ”と判断すると、ステップＳ
２２７に移行する。

【００８４】ステップＳ２２７：再生速度制御部２１０
は、ディジタル音声データから得られる現ブロックの音
量成分値を、音量バッファに格納する。さらに、再生速
度制御処理部２１０は、受信バッファ２２から現ブロッ
クを削除する。

【００８５】ステップＳ２２８：再生速度制御部２１０
は、再生速度決定処理サブルーチンを起動させる。これ
により、再生速度判断部２８は、受信バッファ２２のデ
ータ蓄積量の変化に応じた速度フラグを決定する。その
後再びステップＳ２１１に戻り、受信バッファ２２が空
になるまで再生を続行する。

【００８６】以上の処理により、音量が小さい場合にの
みデータを削除または挿入し、受信バッファのデータ蓄
積量の変化に応じて再生速度に緩急をつけ、再生される
音声の品質を高めることができる。

【００８７】［再生速度と受信バッファのデータ蓄積量
との関係を示すグラフ］次に、前記実施形態例に述べた
再生速度の制御により、オーバーフローやアンダーフロ
ーを防止する模式例について、グラフを用いて説明す
る。図９は、再生速度と受信バッファ２２のデータ蓄積
量との関係を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は受
信バッファのデータ蓄積量を示す。実線は再生速度を変
化させた場合、点線は再生速度が一定の場合である。実
線上の黒丸は、パケットを受信バッファ２２に格納した
ことを示す。実線上の×印は、１ブロック分の再生が終
了したことを示す。データ蓄積量の減少速度が実線と点
線とで異なるのは、再生速度を調整しているからであ
る。データ蓄積量の減少を示す実線の傾きが×印を境に
小さくなっているは、再生速度が減少しているからであ
る。

【００８８】この例では、パケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，
Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は、一定の時間間隔で送出されてい
る。受信バッファ２２にデータが残っている状態で、受
信装置２はパケットＰ１を受信し、その後パケットＰ
２，Ｐ３，Ｐ４を想定時間よりも早く受信する。また、
パケットＰ４を受信した後、パケットＰ５及びＰ６を想
定時間よりも遅く受信する。なお、再生される音声の音
量成分は、常に小さいと仮定する。

【００８９】パケットＰ１、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の受信直
後（時刻T1、T2、T3、T4）はデータ蓄積量が増加するの
で、再生速度が増加する。しかし、次のパケットが到着
する前に１ブロックの再生が終了した場合（時刻T5、T
6）、データ蓄積量が減少したと判断され、再生速度が
減少する。これにより、受信バッファ２２のオーバーフ
ローが防止されている。また、パケットＰ４の受信後、
１ブロック再生するたびに再生速度が減少する。これに
より、受信バッファ２２のアンダーフローが防止されて
いる。

【００９０】＜その他の実施形態例＞ （Ａ）前述の実施形態例では、音声通信システムについ
て説明したが、本発明に係る受信装置は、音声通信だけ
でなく、動画像通信にも好ましく用いられる。また、静
止画像、テキストデータなどの受信装置としても好適で
ある。

【００９１】（Ｂ）コンピュータに前述の処理を実行さ
せるプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。こ
こで記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能な
フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、半
導体メモリ、CD-ROM、ＤＶＤ、光磁気ディスク（Ｍ
Ｏ）、その他のものが挙げられる。

【００９２】

【発明の効果】本発明を用いれば、ストリーム再生方式
を採用した通信システムの受信装置側で再生される音声
の品質を高めることを期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態例に係る通信システムの構成を示
すブロック図。

【図２】第１実施形態例における受信処理及び再生処
理。 （ａ）受信処理の流れを示すフローチャート。 （ｂ）再生処理の流れを示すフローチャート。

【図３】第１実施形態例における再生速度決定処理の流
れを示すフローチャート。

【図４】第１実施形態例における再生速度制御処理の流
れを示すフローチャート。

【図５】第２実施形態例に係る通信システムの構成を示
すブロック図。

【図６】第２実施形態例における受信処理及び再生処
理。 （ａ）受信処理の流れを示すフローチャート。 （ｂ）再生処理の流れを示すフローチャート。

【図７】第２実施形態例における再生速度決定処理の流
れを示すフローチャート。

【図８】第２実施形態例における再生速度制御処理の流
れを示すフローチャート。

【図９】本発明における再生速度と受信バッファのデー
タ蓄積量との関係を示すグラフ。

【図１０】従来の再生速度と受信バッファのデータ蓄積
量との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１；送信装置 ２；受信装置 ３；ネットワーク ２２；受信バッファ ２８；再生速度判断部 ２９；速度フラグバッファ ２１０；再生速度調整部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信網に接続され、前記通信網を介してデ
   ィジタルデータを含むパケットを受信する受信手段と、 前記ディジタルデータを一時的に蓄積する受信バッファ
   と、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出手段と、 複数の再生速度段階と、前記再生速度段階のそれぞれに
   応じた再生速度制御処理とを記憶する記憶手段と、 前記受信バッファのデータ蓄積量の変化を監視し、前記
   変化に応じて前記記憶手段に記憶されたいずれかの再生
   速度段階を選択する再生速度決定手段と、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、選択された前記再
   生速度段階に応じた再生速度制御処理を前記記憶手段か
   ら読み出して前記ディジタルデータに施す再生速度制御
   手段と、 前記再生速度制御処理後のディジタルデータを、出力す
   るためのアナログデータに変換する変換手段と、 を備える受信装置。
2. 【請求項２】前記ディジタルデータはディジタル音声デ
   ータを含んでいる、請求項１の受信装置。
3. 【請求項３】前記再生速度制御手段は、前記取り出した
   ディジタルデータの音量が所定値を超えているか否かを
   さらに判断し、超えていない場合に前記再生速度制御処
   理を前記ディジタルデータに施す、請求項２に記載の受
   信装置。
4. 【請求項４】前記記憶手段に記憶されている複数の再生
   速度段階は、受信バッファのデータ蓄積量が増加してい
   る場合に対応する第１段階と、受信バッファのデータ蓄
   積量が減少している場合に対応する第２段階と、受信バ
   ッファのデータ蓄積量が変化していない場合に対応する
   第３段階とを含み、 前記第１段階に対応する第１再生速度制御処理は、前記
   パケットに含まれるディジタルデータの一部を破棄する
   処理であり、前記第２段階に対応する第２再生速度制御
   処理は、前記パケットに含まれるディジタルデータにさ
   らにディジタルデータを挿入する処理であり、前記第３
   段階に対応する第３再生速度制御処理は、前記パケット
   に含まれるディジタルデータを変更しない処理である、 請求項１に記載の受信装置。
5. 【請求項５】前記第１再生速度制御処理は、破棄しよう
   とする第１ディジタルデータの直前の第２ディジタルデ
   ータと前記第１ディジタルデータとの差が所定値以内か
   否かを判断し、前記判断の結果に従って前記第１ディジ
   タルデータを破棄するか否かを決定する処理をさらに含
   む、請求項４に記載の受信装置。
6. 【請求項６】通信網に接続され、前記通信網を介してデ
   ィジタルデータを含むパケットを受信する受信ステップ
   と、 前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積す
   る蓄積ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出ステップと、 複数の再生速度段階と、前記再生速度段階のそれぞれに
   応じた再生速度制御処理とを記憶する記憶ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量の変化を監視し、前記
   変化に応じて前記記憶ステップで記憶されたいずれかの
   再生速度段階を選択する再生速度決定ステップと、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、選択された前記再
   生速度段階に応じた再生速度制御処理を、前記記憶ステ
   ップで記憶された再生速度制御処理から読み出して前記
   ディジタルデータに施す再生速度制御ステップと、 前記再生速度制御処理後のディジタルデータを、アナロ
   グデータに変換する変換ステップと、 を含む受信再生方法。
7. 【請求項７】通信網に接続され、前記通信網を介してデ
   ィジタルデータを含むパケットを受信する受信ステップ
   と、 前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積す
   る蓄積ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出ステップと、 複数の再生速度段階と、前記再生速度段階のそれぞれに
   応じた再生速度制御処理とを記憶する記憶ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量の変化を監視し、前記
   変化に応じて前記記憶ステップで記憶されたいずれかの
   再生速度段階を選択する再生速度決定ステップと、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、選択された前記再
   生速度段階に応じた再生速度制御処理を、前記記憶ステ
   ップで記憶された再生速度制御処理から読み出して前記
   ディジタルデータに施す再生速度制御ステップと、 前記再生速度制御処理後のディジタルデータを、アナロ
   グデータに変換する変換ステップと、 をコンピュータに実行させるための受信再生プログラ
   ム。
8. 【請求項８】通信網に接続され、前記通信網を介してデ
   ィジタルデータを含むパケットを受信する受信ステップ
   と、 前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積す
   る蓄積ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出ステップと、 複数の再生速度段階と、前記再生速度段階のそれぞれに
   応じた再生速度制御処理とを記憶する記憶ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量の変化を監視し、前記
   変化に応じて前記記憶ステップで記憶されたいずれかの
   再生速度段階を選択する再生速度決定ステップと、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、選択された前記再
   生速度段階に応じた再生速度制御処理を、前記記憶ステ
   ップで記憶された再生速度制御処理から読み出して前記
   ディジタルデータに施す再生速度制御ステップと、 前記再生速度制御処理後のディジタルデータを、アナロ
   グデータに変換する変換ステップと、 を実行する受信再生プログラムを記録した、コンピュー
   タ読み取り可能な記録媒体。