JP2006135657A - データ受信装置及びデータ受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることが可能なデータ受信装置及びデータ受信方法を提供すること。
【解決手段】 受信バッファ２０３はパケット受信部２０１が受信した音声データを一時蓄積する。制御部２０４は、受信バッファ２０３が蓄積しているデータ蓄積量を監視して、そのデータ蓄積量の変化によって、間引き補正あるいは補間補正の許可あるいは指示を行う。補正処理部２０５は、制御部２０４からの補正処理指示に従って、音声データに対して、データの微分最小値を基準として間引きあるいは補間補正候補ポイントを決定し、その補正候補ポイントを用いて間引き補正処理あるいは補間補正処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送信側と受信側とが非同期でデジタルデータを伝送する場合のデータ受信装置及びデータ受信方法に関するものである。

音声等のデータを再生する方法として、媒体に保存しているデジタルデータを再生するのみではなく、送信側から受信側へデジタルデータを伝送してリアルタイムに再生する方法がある。このような再生を行う際には、受信側でデータの過不足が起きないように、送信側クロックと受信側クロックとを合わせるために、クロック情報を音声データと同時に送信し、クロック自体の再生を行うことにより同期を行うことが可能な同期伝送を行う伝送システムがあった。

このような伝送システムでは、送信装置は、Ａ／Ｄ処理及び符号化処理で使用した変換クロックの情報を、Ａ／Ｄ処理及び符号化処理を行ったデータと共に受信装置に送信する。そして、受信装置は、ＰＬＬ回路を有して、送信装置から受信したクロック情報に基にクロックを再生し、そのクロックを用いて復号処理及びＤ／Ａ処理を行う。これによって、送信装置と受信装置とが同期した、同期伝送が可能となる。

しかし、上述のような非同期伝送を行って、受信装置内で送信装置から受け取ったクロック情報を元にクロックが再生されて、その再生されたクロックで受信処理を実行させて、同期した場合、送信側で扱うクロック周波数と、受信側で扱うクロック周波数とを完全に等しくすることは困難であり、若干のずれが生じる。

この若干のクロック周波数のずれは、データ処理上からは、送信側と受信側でのサンプリング周波数のずれによって、受信側でのデータの過不足を来してしまう可能性がある。 そこで、デジタル音声データを非同期伝送させる際に、受信側でのサンプリング周波数のずれを吸収する処理が、簡単な処理及び構成で効率良く行える音声データ受信方法及び装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

この伝送システムは、音声データを伝送する際に上記の同期伝送方法が行えなかった場合に、補助的な方法として音声データを受信し、その受信した音声データをバッファメモリに一時蓄積させ、一時蓄積されたデータ蓄積量がオーバーフロー検出用のしきい値を越えたときに音声データの間引きを行い、一時蓄積されたデータ蓄積量がアンダーフロー検出用のしきい値未満になったときに音声データの挿入を行い、音声データの間引き又は挿入が行われたとき、音声の波形つなぎ処理を行うというものである。
特開２００２−２６８６６２号公報

しかしながら、上記従来のデータ受信方法及びデータ受信装置にあっては、クロック制御手段を用いて同期伝送を行うが、同期が完全にとれないことに起因した若干のずれの発生を補うためにバッファメモリを用い、しきい値と比較して音声データの間引きや挿入を行うものである。このような条件で間引き補正あるいは補間補正を行うので、つなぎ処理を行う際、波形の整形が必要となり、その処理能力が必要となる。また、波形の間引き・補間補正だけでなく整形処理を行うことにより、音声の劣化が大きくなってしまうという可能性があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることが可能なデータ受信装置及びデータ受信方法を提供することを目的とする。

本発明のデータ受信装置は、受信したデータを一時的に蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段に一時的に蓄積された前記受信データの蓄積量を監視する蓄積量監視手段と、前記蓄積手段に蓄積された前記受信データの蓄積量に応じて、前記受信データを補正して出力する補正処理手段と、を備え、前記補正処理手段は、前記蓄積量が第一オーバーフローしきい値を越えたときに、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さいオーバーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に間引き処理を行い、前記蓄積量が前記第一アンダーフローしきい値未満になったときに、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きいアンダーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に補間処理を行うものである。

この構成により、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることができる。

また、本発明のデータ受信装置は、前記蓄積手段に蓄積された前記受信データの少なくとも一部に対して評価関数を算出する評価関数算出手段と、前記評価関数が算出された受信データのうち、所定値に最も近い評価値を有する部分を補正対象部分として選択する補正対象選択手段と、を更に備え、前記補正処理手段は、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて、前記間引き処理又は前記補間処理を行う。

この構成により、基準内の最も適した評価値を用いる場所を検出し、その場所で間引き補正あるいは補間補正を行うことにより、目立ちにくく、劣化の少ないデータ出力を得ることができる。

また、本発明のデータ受信装置において、前記評価関数算出手段は、前記評価関数として、前記受信信号の隣接サンプル点の微分値を算出し、前記補正対象選択手段は、前記算出された微分値の絶対値が最も小さい部分を補正対象部分として選択する。

この構成により、隣接サンプル間の最も変化の少ない部分を補正対象とすることで、補正による劣化を低減させることが出来る。

また、本発明のデータ受信装置は、前記補正対象選択手段によって選択された補正対象部分における前記評価値が、所定の条件に合致するか否かを判定する補正対象判定手段を更に備え、前記補正処理手段は、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さい第二オーバーフローしきい値を越えたとき、かつ、前記補正対象判定手段によって前記評価値が所定の条件に合致したと判定されたときに、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて前記間引き処理を行い、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きい第二アンダーフローしきい値未満になったとき、かつ、前記補正対象判定手段によって前記評価値が所定の条件に合致したと判定されたときに、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて、前記補間処理を行う。

この構成により、間引き補正あるいは補間補正を行う条件を２段階に分けることで、オーバーフロー検出しきい値あるいはアンダーフロー検出しきい値に達していなくても、一時的に蓄積されたデータの蓄積量がある程度過不足の場合、所定条件下で間引き補正あるいは補間補正を行うことにより、目立ちにくく、劣化の少ないデータ出力を得ることができる。

また、本発明のデータ受信装置において、前記オーバーフロー解消しきい値は前記蓄積手段の総蓄積量の半分より小さく、前記アンダーフロー解消しきい値は前記蓄積手段の総蓄積量の半分より大きい。

この構成により、送信側と受信側とのクロックのずれの傾向を考慮して、出力データを補正してタイミングを合わせることができる。

また、本発明のデータ受信装置は、前記受信したデータはデジタル音声データであり、前記受信した信号を復号して前記蓄積手段に出力する復号手段と、前記補正処理手段から出力されたデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、を更に備える。

この構成により、送信側と受信側で非同期の伝送を行うシステムであっても、クロックを再生する手段を用いずに劣化の少ない音声再生品質を得ることができる。

本発明のデータ受信方法は、受信したデータを一時的に蓄積するステップと、前記蓄積された前記受信データの蓄積量を監視するステップと、前記蓄積量が第一オーバーフローしきい値を越えたときに、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さいオーバーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に間引き処理を行い、前記蓄積量が前記第一アンダーフローしきい値未満になったときに、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きいアンダーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に補間処理補間補正を行うステップと、を有する。

この方法により、音声データを伝送するとき、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることができる。

本発明によれば、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることが可能なデータ受信装置及びデータ受信方法を提供することができる。

本実施形態では、データ送信装置及びデータ受信装置を備えるデータ伝送システムとして、音声送信装置及び音声受信装置を備え、ネットワークを使用して音声データを伝送する音声伝送するシステムを例にとって説明する。

ここで、具体的なネットワークの例としては、例えば、イーサネット（登録商標）網等が該当する。ＩＰを使用したイーサネット（登録商標）網では、伝送時の送受信間での伝送遅延時間は同一箇所同士の通信であっても保証されないものである。

図１は、本発明の実施形態の音声受信装置及び音声送信装置並びにネットワークで構成された音声データ伝送システムの構成を示すブロック図である。

図１において、音声データ伝送システムは、音声送信装置１００と、音声受信装置２００とを有する構成である。マイクなどの音声入力装置１０に入力された音声信号は、音声送信装置１００でデジタル変換及び符号化され、符号化された音声データのパケットが生成され、ネットワーク１１を介して送信される。音声受信装置２００では、ネットワーク１１を介して送信されてきた音声データのパケットが受信及び復号され、補正処理が行われ、補正された音声データがアナログ信号に変換されて、スピーカなどの音声出力装置１２に出力される。

以下、音声送信装置１００及び音声受信装置２００について詳細に説明する。

音声送信装置１００は、Ａ／Ｄ処理部１０１と、符号部１０２と、パケット生成部１０３と、送信クロック生成部１０４とを有する。

Ａ／Ｄ処理部１０１は、マイク等の音声入力装置１０から入力されたアナログ音声信号をデジタル信号に変換して符号部１０２に入力する。

符号部１０２は、入力されたデジタル音声信号に対して符号化（サブバンドＡＤＰＣＭ、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣ、ＭＰ３など）し、その符号をまとめてペイロードと呼ばれる単位にする。このまとめるサイズは特に規定はしていないが、具体的な例として、２４ｋＨｚのサンプリング周波数を使用し、サブバンドＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）符号化し、１サンプル４ビット時、２５６〜５１２サンプルのまとまりでペイロードとすると、その時間は１０〜２０ｍｓ、データ長は１２８〜２５６バイトとなる。

パケット生成部１０３は、符号部１０２で符号化された音声データのパケットを生成し、ネットワーク１１へ送信する。なお、実際のパケットは、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）を用いている。

送信クロック生成部１０４は、Ａ／Ｄ処理部１０１でのＡ／Ｄ変換及び符号部１０２での符号化に用いられるクロックを生成する。

図１において、音声受信装置２００は、パケット受信部２０１と、復号部２０２と、受信バッファ２０３と、制御部２０４と、補正処理部２０５と、Ｄ／Ａ処理部２０６と、受信クロック生成部２０７とを有する。

パケット受信部２０１は、ネットワーク１１を介して送られてきたパケットを受け取り、復号部２０２に送る。

復号部２０２は、復号手段の一例であり、パケット受信部２０１が受信した送信時に符号化されたデータを復号し、もとのペイロード長の単位で受信バッファ２０３に格納する。

受信バッファ２０３は、蓄積手段の一例であり、復号されたデータを一時的に蓄積するものである。この受信バッファ２０３は、ある程度の期間の音声データを蓄積するものであり、音声データを書き込むときの周期と読出すときの周期が一致であれば、蓄積されるデータ蓄積量が一定であるが、音声データの書き込み周期と読出し周期が一致ではないとき、時間と共にデータ蓄積量が増えてあるいは減っていき、オーバーフロー検出しきい値あるいはアンダーフロー検出しきい値に達すると、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生する。ここで、オーバーフロー検出しきい値及びアンダーフロー検出しきい値などを予め定める。

図２は、受信バッファ２０３の構造を示す図である。図２に示すように、初期滞留位置３０に対して、第一オーバーフロー検出しきい値の一例であるオーバーフロー検出しきい値３０１と、第二オーバーフロー検出しきい値の一例である間引き補正可能検出値３０２と、間引き補正解消しきい値３０３とが定められている。

同様に、第一アンダーフロー検出しきい値の一例であるアンダーフロー検出しきい値４０１と、第一アンダーフロー検出しきい値の一例である補間補正可能検出値４０２と、補間補正解消しきい値４０３とが定められている。なお、初期滞留位置３０は、例えば、受信バッファ２０３の蓄積量の半分である。

この受信バッファ２０３は、音声受信装置２００が音声送信装置１００と接続され、動作を開始したときに、復号部２０２で復号されたデータを初期滞留位置３０に達するまで保持し、保持しているデータが初期滞留位置３０に達してから補正処理部２０５を通してＤ／Ａ変換部２０６にデータを渡す。

制御部２０４は、蓄積量監視手段、評価関数算出手段、補正対象選択手段、及び補正対象判定手段の一例であり、受信バッファ２０３が蓄積しているデータ蓄積量を監視して、そのデータ蓄積量の変化によって、間引き補正あるいは補間補正の許可あるいは指示を行う。また、間引き補正あるいは補間補正によって、受信バッファ２０３が蓄積しているデータ蓄積量が減少あるいは増加し、間引き補正解消しきい値あるいは補間補正解消しきい値に達したときに、間引き補正指示・許可解消あるいは補間補正指示・許可解消も行う。

ここで、間引き補正解消しきい値は、例えば、受信バッファのデータ総蓄積量の半分より小さく、アンダーフロー解消しきい値は受信バッファのデータ総蓄積量の半分より大きいところに設定してある。これにより、送信側と受信側とのクロックのずれの傾向を考慮して、出力データを補正してタイミングを合わせることができる。

補正処理部２０５は、制御部２０４からの補正処理指示に従って、音声データに対して間引き補正処理あるいは補間補正処理を行う。受信バッファ２０３から補正処理部２０５を通してＤ／Ａ変換部２０６にデータを渡すとき、渡すデータ長の単位は補正処理部２０５で補正処理が行われなかった場合には、ペイロード長のままであるが、補正処理部２０５で間引き補正処理が行われた場合にはデータ１つ分短くなり、補間補正処理が行われた場合にはデータ１つ分長くなったデータ長でＤ／Ａ変換部２０６に渡す。ここでいうデータ一つ分というのは音声データの場合は、１サンプル分に相当する。

Ｄ／Ａ処理部２０６は、デジタルアナログ変換手段の一例であり、補正処理部２０５で補正されたデジタル音声データをアナログ音声信号に変換してスピーカなどの音声出力装置１２に出力する。

受信クロック生成部２０７は、音声受信装置２００の各処理に用いられるクロックを生成する。

次に、上記のように構成された音声受信装置２００について、制御部２０４を中心とした通常状態から各補正状態へ状態推移時の動作を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、音声受信装置２００のパケット受信部２０１がネットワーク１１を介して音声送信装置１００からの音声データパケットを受信し、復号部２０２がその受信したデータを復号し、もとのペイロード長の単位で受信バッファ２０３に格納する。制御部２０４が受信バッファ２０３のデータの蓄積量を監視して、受信バッファ２０３のデータの蓄積量はオーバーフロー検出しきい値３０１を越えたかを判断する（ステップＳ３０１）。

ここで、音声送信装置１００と音声受信装置２００が接続を確立して、受信バッファ２０３に蓄積されたデータの量が初期滞留位置３０までたまった時点で、初期状態として通常状態とする。音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４と音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７とは同期して動作していないため、音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４で発生したクロックの周波数よりも、わずかでも音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で発生したクロックの周波数が低いと、音声受信装置２００ではＤ／Ａ変換される前の段階で、受信バッファ２０３などに蓄積されるデータ蓄積量が通常状態の蓄積量より少しずつ増えていく。制御部２０４が受信バッファ２０３の蓄積量を監視することにより、受信バッファ２０３の蓄積量はオーバーフロー検出しきい値３０１を越えたかを判断する。

ステップＳ３０１において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１を越えたと判断したときには、制御部２０４が補正処理部２０５へ間引き補正を指示し、間引き補正指示の状態になる（ステップＳ３０５）。

一方、ステップＳ３０１において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１を越えていないと判断したときには、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が間引き補正可能検出値３０２を越えたかを判断する（ステップＳ３０２）。ここの判断で、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が間引き補正可能検出値３０２を越えたと判断したときには、制御部２０４が補正処理部２０５へ間引き補正を許可し、間引き補正許可の状態になる（ステップＳ３０６）。

一方、ステップＳ３０２において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が間引き補正可能検出値３０２を越えていないと判断したときには、受信バッファ２０３のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１を下回ったかを判断する（ステップＳ３０３）。

ここで、音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４と音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７とは同期して動作していないため、音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４で発生したクロックの周波数よりも、わずかでも音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で生成したクロックの周波数が高いと、音声受信装置２００ではＤ／Ａ変換される前の段階で、受信バッファ２０３などに蓄積されるデータ蓄積量が通常状態の蓄積量より少しずつ減っていき、連続した伝送で受信バッファ２０３に蓄積されるデータが無くなってアンダーフローとなる。制御部２０４が受信バッファ２０３の蓄積量を監視することにより、受信バッファ２０３の蓄積量はアンダーフロー検出しきい値４０１を下回ったかを判断する。

ステップＳ３０３において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１を下回ったと判断したときには、制御部２０４が補正処理部２０５へ補間補正を指示し、補間補正指示の状態になる（ステップＳ３０７）。

一方、ステップＳ３０３において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１を下回っていないと判断したときには、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が補間補正可能検出値４０２を下回ったかを判断する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４で、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が補間補正可能検出値４０２を下回ったと判断したときには、制御部２０４が補正処理部２０５へ補間補正を許可し、補間補正許可の状態になる（ステップＳ３０８）。

一方、ステップＳ３０４において、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が補間補正可能検出値４０２を下回っていないと判断したときには、ステップＳ３０１に戻り、再び受信バッファ２０３の蓄積量を監視する。

以下、音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４で発生したクロックの周波数が高い場合に間引き補正を行う場合と、音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で発生したクロックの周波数が高い場合に補間補正を行う場合とについて具体的に説明する。

まず、音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４で発生したクロックの周波数が高い場合に間引き補正を行う場合について説明する。音声送信装置１００の送信クロック生成部１０４で発生したクロックの周波数が音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で発生したクロックの周波数より高いことにより、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が初期滞留位置３０から増えていき、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が間引き補正可能検出値３０２に達すると、制御部２０４が間引き補正可能を検出し、間引き補正を許可する。

補正処理部２０５が制御部２０４からの間引き補正許可を受けると、受信バッファ２０３に一時的に蓄積されたデータに対して、任意の間隔を定め、その中で評価関数を用いて評価値を求め、基準内の最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択して、前記補正候補ポイントを用いて間引き補正を行う。

間引き補正候補ポイントが見つからないときは、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が更に増えていき、オーバーフロー検出しきい値３０１に達すると、制御部２０４が間引き補正を指示する。補正処理部２０５が制御部２０４からの間引き補正指示を受けると、評価関数を用いて評価値を求め、最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択して、間引き補正を行う。

受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１に達したとき、間引き補正を行わないと、受信バッファ２０３内のデータがオーバーフローになるので、評価値は基準内である補正候補ポイントがなくても、評価値は基準内ではないポイントのなかの最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択し、その補正候補ポイントを用いて間引き補正を行う。

次に、間引き補正許可を受けたときの間引き補正動作を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

上述した図３のステップＳ３０２において、制御部２０４が受信バッファ２０３のデータ蓄積量が間引き補正可能検出値３０２を越えたと判断して、補正処理部２０５へ間引き補正を許可し、間引き補正許可の状態になると、補正処理部２０５は、受信バッファ２０３に蓄積された処理対象ペイロードに対して、間引き補正候補ポイントを検索する（ステップＳ４０１）。

ここで、間引き補正候補ポイントを検索するため、各隣接サンプル間の微分値を求め、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下であるかを判断する（ステップＳ４０２）。ここの判断で、求めた差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下であると判断したときに、そのポイントを間引き補正候補ポイントとする。

図８は、各隣接サンプル間の微分値を求めたとき、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下のポイントが存在する例を示す。図８において、破線８０内のポイントは、その差分の絶対値が補正候補ポイント基準範囲内であるので、補正候補ポイントとなる。

間引き補正可能の状態で、間引き補正候補ポイントが存在した場合には、その補正候補ポイントで間引き補正処理を行う（ステップＳ４０３）。

一方、ステップＳ４０２において、求めた差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下ではないと判断したときに、間引き補正候補ポイントが存在しなく、間引き補正処理を行わないので、受信バッファ２０３内のデータ増加は続ける。この場合には、制御部２０４が更に受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１に達したかを判断する（ステップＳ４０６）。

ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１に達したと判断したときに、間引き補正を指示し、間引き補正指示状態になる（ステップＳ４０７）。

一方、ステップＳ４０６において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１に達していないと判断したときに、ステップＳ４０１に戻り、再び間引き補正候補ポイントを検索する。

また、ステップＳ４０３において、間引き処理を行った後、制御部２０４が受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回ったかを判断する（ステップＳ４０４）。ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回ったと判断したときに、制御部２０４が、間引き補正処理により受信バッファ２０３内のデータが減少し、間引き補正解消しきい値３０３を下回ったとみなして、間引き補正許可状態を解消し（ステップＳ４０５）、処理が終了する。

一方、ステップＳ４０４において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回っていないと判断したときに、間引き補正処理により、受信バッファ２０３内のデータが減少しても、間引き補正解消しきい値３０３を下回っていないとみなして、ステップＳ４０１に戻り、再び間引き補正候補ポイントを検索する。

ステップＳ４０２で間引き補正候補ポイントが見つからず、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がオーバーフロー検出しきい値３０１に達したと判断したときに、制御部２０４が間引き補正を指示し、間引き補正指示状態になる。

次に、間引き補正指示を受けたときの間引き補正動作を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

補正処理部２０５が制御部２０４からの間引き補正指示を受けると、受信バッファ２０３内の処理対象ペイロード内で、間引き補正ポイントを検索する（ステップＳ５０１）。ここで、各隣接サンプル間の微分値を求め、その差分の絶対値は最小値である箇所を間引き補正ポイントとする。このとき、間引き補正を行わないと、受信バッファ２０３内のデータがオーバーフローになるので、評価値は基準内である補正候補ポイントがなくても、基準内ではないポイントのなかの最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択する。

図９は、各隣接サンプル間の微分値を求めたとき、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下のポイントが存在しない例を示す。図９において、補正候補ポイント基準範囲内のポイントが存在しないが、破線９０内のポイントは、検索範囲内でその差分の絶対値が最小であるので、補正指示状態中では補正ポイントとなる。

次に、ステップＳ５０１で検索して得た補正ポイントで間引き補正処理を行う（ステップＳ５０２）。この場合は常に間引き補正処理が行われるため、受信バッファ２０３内のデータは減少する。

受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回ったかを判断する（ステップＳ５０３）。ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回ったと判断したときに、間引き補正指示状態を解消し（ステップＳ５０４）、処理が終了する。

一方、ステップＳ５０３において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が間引き補正解消しきい値３０３を下回っていないと判断したときに、間引き補正処理により、受信バッファ２０３内のデータが減少しても、間引き補正解消しきい値３０３を下回っていないとみなして、ステップＳ５０１に戻り、再び間引き補正ポイントを検索する。

以上のように、音声送信装置１００と音声受信装置２００とのクロックずれに対する間引き補正を行うとき、入力ソースによっては気づきにくい場所で補正を行う。例えば、入力ソースが音声信号である場合、高音を含んだ特定の入力ソースについてはその場所で間引き補正を行ってしまうとノイズが目立ってしまう。そこで、あるサンプル範囲中、微分最小値を評価基準として、できる限り音楽部分での補正を避け、無音部分で補正を行うことにより、ノイズを目立たなくする。具体的には、特定範囲内で、微分が最小となる場所を探し、その値がしきい値以下の場所、すなわち隣接サンプル間の最も変化の少ない部分を補正候補ポイントとして優先的に間引き補正を行う。

また、間引き補正を行う条件を２段階に分け、特定範囲内で優先的に間引き補正を行う補正候補ポイントが存在しない時にかぎり、その中で更に微分最小点のような間引き補正が目立ちにくい場所を検出し、その場所で間引き補正を行う。間引き補正は１サンプル単位で行い、その他のサンプルに対しては何も行わない。

次に、音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で発生したクロックの周波数が高い場合に補間補正を行う場合について説明する。音声受信装置２００の受信クロック生成部２０７で発生したクロックの周波数が高いことにより、受信バッファ２０３のデータ蓄積量が初期滞留位置３０から減っていき、データ蓄積量が補間補正可能検出値４０２に達すると、制御部２０４が補間補正可能を検出し、補間補正を許可する。

補正処理部２０５が制御部２０４からの補間補正許可を受けると、受信バッファ２０３に一時的に蓄積されたデータに対して、任意の間隔を定め、その中で評価関数を用いて評価値を求め、基準内の最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択して、前記補正候補ポイントに基づいて補間補正を行う。

補間補正候補ポイントが見つからないときは、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が更に減っていき、アンダーフロー検出しきい値４０１に達すると、制御部２０４が補間補正を指示する。補正処理部２０５が制御部２０４からの補間補正指示を受けると、評価関数を用いて評価値を求め、最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択して、補間補正を行う。

受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１に達したとき、補間補正を行わないと、受信バッファ２０３内のデータがアンダーフローになるので、評価値は基準内である補正候補ポイントがなくても、評価値は基準内ではないポイントのなかの最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択し、その補正候補ポイントに基づいて補間補正を行う。

次に、補間補正許可を受けたときの補間補正動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

上述した図３のステップＳ３０４において、制御部２０４が受信バッファ２０３のデータ蓄積量が補間補正可能検出値４０２を越えたと判断して、補正処理部２０５へ補間補正を許可し、補間補正許可の状態になると、補正処理部２０５は、受信バッファ２０３に蓄積された処理対象ペイロードに対して、補間補正候補ポイントを検索する（ステップＳ６０１）。

ここで、補間補正候補ポイントを検索するため、各隣接サンプル間の微分値を求め、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下であるかを判断する（ステップＳ６０２）。ここの判断で、求めた差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下であると判断したときに、そのポイントを補間補正候補ポイントとする。

補間補正可能の状態で、補間補正候補ポイントが存在した場合には、その補間補正候補ポイントの両側の値に基づき補間補正処理を行う（ステップＳ６０３）。

一方、ステップＳ６０２において、求めた差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下ではないと判断したときに、補間補正候補ポイントが存在しなく、補間補正処理を行わないので、受信バッファ２０３内のデータ減少は続ける。この場合には、制御部２０４が更に受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１に達したかを判断する（ステップＳ６０６）。ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１に達したと判断したときに、制御部２０４が補間補正を指示し、補間補正指示状態になる（ステップＳ６０７）。

一方、ステップＳ６０６において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１に達していないと判断したときに、ステップＳ６０１に戻り、再び補間補正候補ポイントを検索する。

また、ステップＳ６０３において、補間補正処理を行った後、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えたかを判断する（ステップＳ６０４）。ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えたと判断したときに、補間補正処理により、受信バッファ２０３内のデータが増加し、補間補正解消しきい値４０３を越えたとみなして、補間補正許可状態を解消し（ステップＳ６０５）、処理が終了する。

一方、ステップＳ６０４において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えていないと判断したときに、補間補正処理により、受信バッファ２０３内のデータが増加しても、補間補正解消しきい値４０３を越えていないとみなして、ステップＳ６０１に戻り、再び補間補正候補ポイントを検索する。

補間補正候補ポイントが見つからず、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量がアンダーフロー検出しきい値４０１に達したと判断したときに、制御部２０４が補間補正を指示し、補間補正指示状態になる。

次に、補間補正指示状態時の補間補正動作を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

補正処理部２０５が制御部２０４からの補間補正指示を受けると、受信バッファ２０３内の処理対象ペイロード内で、補間補正ポイントを検索する（ステップＳ７０１）。ここで、各隣接サンプル間の微分値を求め、その差分の絶対値は最小値である箇所を補間補正ポイントとする。このとき、補間補正を行わないと、受信バッファ２０３内のデータがアンダーフローになるので、評価値は基準内である補正候補ポイントがなくても、基準内ではないポイントのなかの最も適した評価値を用いるポイントを補正候補ポイントとして選択する。

次に、ステップＳ７０１で検索して得た補間補正ポイントの両側の値に基づき補間補正処理を行う（ステップＳ７０２）。この場合は常に補間補正処理が行われるため、受信バッファ２０３内のデータは増加する。

次に、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えたかを判断する（ステップＳ７０３）。ここの判断で、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えたと判断したときに、補間補正指示状態を解消し（ステップＳ５０４）、処理が終了する。

一方、ステップＳ７０３において、受信バッファ２０３内のデータ蓄積量が補間補正解消しきい値４０３を越えていないと判断したときに、補間補正処理により、受信バッファ２０３内のデータが増加しても、補間補正解消しきい値を越えていないとみなして、ステップＳ７０１に戻り、再び補間補正候補ポイントを検索する。

以上のように、音声送信装置１００と音声受信装置２００とのクロックずれに対して補間補正を行うとき、入力ソースによっては気づきにくい場所で補正を行う。

また、補間補正を行う条件を２段階に分け、特定範囲内で優先的に補間補正を行う補正候補ポイントが存在しない時にかぎり、その中で更に微分最小点のような補間補正が目立ちにくい場所を検出し、その場所で補間補正を行う。補間補正は１サンプル単位で行い、その他のサンプルに対しては何も行わない。補間補正の際の値は、隣接点の平均値を使用する。

このような本発明の実施形態の受信装置によれば、音声データの間引き又は補間で、クロックのずれに対して間引き・補間補正を行うとき、間引き・補間補正を行うのに適した部分を探すことによって劣化を少なくすることができ、受信バッファデータのオーバーフローやアンダーフローを防止でき、良好な品質でのアナログ出力が可能になり、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることができるため、受信装置の構成を簡略化し、コストダウンを行うことができる。

なお、上述した実施形態では、受信バッファ２０３の内部で、初期滞留位置３０と、オーバーフロー検出しきい値３０１と、間引き補正可能検出値３０２と、オーバーフロー解消位置３０３と、アンダーフロー検出しきい値４０１と、補間補正可能検出値４０２と、アンダーフロー解消位置４０３を定めている例を説明したが、音声送信装置と音声受信装置が接続された時点で、予めクロックの速度を比較する手段を持つことによって間引き補正用各値、又は補間補正用各値のどちらか一方のみ定める構成でもよい。

また、上述した実施形態では、音声信号を伝送する例を説明したが、連続データを伝送する内容であれば、音声データに限らず他でも適用できる。例えば、映像データであればフレーム単位での間引き補正、補間補正を行えばよい。この場合の評価関数としては、フレーム間差分の合計を使用すればよい。

本発明のデータ受信装置及びデータ受信方法は、クロックを再生する手段がなくても劣化の少ない再生品質を得ることが可能な効果を有し、音声伝送システム等に有用である。

本発明の実施形態の受信装置と送信装置及びネットワークで構成された音声データ伝送システムの構成を示すブロック図 受信バッファの構造を示す図 制御部を中心とした通常状態から各補正状態へ状態推移時の動作を示すフローチャート図 間引き補正許可を受けたときの間引き補正動作を示すフローチャート図 間引き補正指示を受けたときの間引き補正動作を示すフローチャート図 補間補正許可を受けたときの補間補正動作を示すフローチャート図 補間補正指示を受けたときの補間補正動作を示すフローチャート図 各隣接サンプル間の微分値を求めたとき、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下のポイントが存在する例を示す図 各隣接サンプル間の微分値を求めたとき、その差分の絶対値の最小値が規定のしきい値以下のポイントが存在しない例を示す図

符号の説明

１０ 音声入力装置
１１ ネットワーク
１２ 音声出力装置
１００ 音声送信装置
１０１ Ａ／Ｄ処理部
１０２，２０２ コーデック部
１０３ パケット生成部
１０４ 送信クロック生成部
２００ 音声受信装置
２０１ パケット受信部
２０３ 受信バッファ
２０４ 制御部
２０５ 補正処理部
２０６ Ｄ／Ａ処理部
２０７ 受信クロック生成部

Claims (7)

1. 受信したデータを一時的に蓄積する蓄積手段と、
   前記蓄積手段に一時的に蓄積された前記受信データの蓄積量を監視する蓄積量監視手段と、
   前記蓄積手段に蓄積された前記受信データの蓄積量に応じて、前記受信データを補正して出力する補正処理手段と、
   を備え、
   前記補正処理手段は、前記蓄積量が第一オーバーフローしきい値を越えたときに、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さいオーバーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に間引き処理を行い、前記蓄積量が前記第一アンダーフローしきい値未満になったときに、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きいアンダーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に補間処理を行うものであるデータ受信装置。
2. 請求項１記載のデータ受信装置であって、
   前記蓄積手段に蓄積された前記受信データの少なくとも一部に対して評価関数を算出する評価関数算出手段と、
   前記評価関数が算出された受信データのうち、所定値に最も近い評価値を有する部分を補正対象部分として選択する補正対象選択手段と、
   を更に備え、
   前記補正処理手段は、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて、前記間引き処理又は前記補間処理を行うデータ受信装置。
3. 請求項２記載のデータ受信装置であって、
   前記評価関数算出手段は、前記評価関数として、前記受信信号の隣接サンプル点の微分値を算出し、
   前記補正対象選択手段は、前記算出された微分値の絶対値が最も小さい部分を補正対象部分として選択するデータ受信装置。
4. 請求項２又は３記載のデータ受信装置であって、
   前記補正対象選択手段によって選択された補正対象部分における前記評価値が、所定の条件に合致するか否かを判定する補正対象判定手段を更に備え、
   前記補正処理手段は、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さい第二オーバーフローしきい値を越えたとき、かつ、前記補正対象判定手段によって前記評価値が所定の条件に合致したと判定されたときに、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて前記間引き処理を行い、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きい第二アンダーフローしきい値未満になったとき、かつ、前記補正対象判定手段によって前記評価値が所定の条件に合致したと判定されたときに、前記選択された補正対象部分の受信データを用いて、前記補間処理を行うデータ受信装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載のデータ受信装置であって、
   前記オーバーフロー解消しきい値は前記蓄積手段の総蓄積量の半分より小さく、前記アンダーフロー解消しきい値は前記蓄積手段の総蓄積量の半分より大きいデータ受信装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載のデータ受信装置であって、
   前記受信したデータはデジタル音声データであり、
   前記受信した信号を復号して前記蓄積手段に出力する復号手段と、
   前記補正処理手段から出力されたデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、
   を更に備えるデータ受信装置。
7. 受信したデータを一時的に蓄積するステップと、
   前記蓄積された前記受信データの蓄積量を監視するステップと、
   前記蓄積量が第一オーバーフローしきい値を越えたときに、前記蓄積量が、前記第一オーバーフローしきい値より小さいオーバーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に間引き処理を行い、前記蓄積量が前記第一アンダーフローしきい値未満になったときに、前記蓄積量が、前記第一アンダーフローしきい値より大きいアンダーフロー解消しきい値に達するまで、前記受信データに対して所定の割合で継続的に補間処理補間補正を行うステップと、
   を有するデータ受信方法。

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