JP2006352612A - 音声通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＴＣＰプロトコルで代表される再生制御をおこなう通信プロトコルを利用する音声通信方式において、再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延の計測を行い、計測した通信遅延についての情報にもとづき通信遅延の状態を表示する音声通信技術を提供する。
【解決手段】 音声データの再送制御を行う通信プロトコルを用いて音声データの送受信を行う音声通信端末１０、２０における音声通信方法であって、パケットの再送制御を行う通信プロトコル１３の上位層１４において通信遅延時間の算出を行い、算出した通信遅延時間に関する情報を表示部１５に表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信遅延の状態を表示する音声通信技術に関するものである。

パケット通信を利用し、音声データをリアルタイムで通信する従来の音声通信システムにおいては、再送制御を行わないＵＤＰに代表されるプロトコルを使用するのが一般的である。また、ＵＤＰの上位プロトコルとしてはＲＴＰ／ＲＴＣＰが使われ、ＵＤＰだけでは不足する情報を補う。音声通信で再送制御を行わないプロトコルが選択される理由は、再送による遅延の増加を避けるためである。再送制御がない場合、パケット廃棄が発生すると音切れ等により音声品質が劣化するが、パケット廃棄率が十分に小さければ、パケット廃棄補償を行うことで音声品質の劣化は許容できるものと期待されている(例えば、非特許文献１参照。)。

ＲＴＰ／ＲＴＣＰではパケット廃棄や通信遅延を計測し、パケット廃棄率やパケット受信間隔のゆらぎの予想値を送信側に通知する。送信側では通知されたパケット廃棄率の値にもとづき送信量を制御することができる。受信側ではゆらぎの予想値によりゆらぎ吸収バッファの大きさの制御を行うことができる。

一方、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル群を利用するインターネットにおいては、企業等ではファイアーウォールを設けてインターネットに接続することが多い。ファイアーウォールがある場合、ＵＤＰをリレーする仕組みがないと、ＵＤＰ（ＲＴＰ／ＲＴＣＰ）を使う音声通信は利用できない。しかし、ほとんどのファイアーウォールではＵＤＰ（ＲＴＰ／ＲＴＣＰ）を使う音声通信は利用できるように設定されていない。ファイアーウォールがある場合、セキュリティを高めるため企業内からインターネットに接続ができるのはＴＣＰを利用したＨＴＴＰだけに制限されることが一般的である。ファイアーウォールがある場合、ＨＴＴＰはＨＴＴＰプロキシサーバを中継してインターネットと接続される。

ファイアーウォールを設置している企業内においても、リアルタイムの音声通信を利用したいという要望は強い。しかし、前述のように、ファイアーウォールが設置されている場合は、インターネットに接続できるのはＴＣＰを利用したＨＴＴＰだけに制限されていることが多い。ＨＴＴＰ／ＴＣＰを利用する場合においても、パケット廃棄が発生しなければ、再送が発生しないため、遅延は十分に小さく、音声通信に利用できることが期待できる。

しかし、図７に示すように、パケット廃棄が発生し、再送により遅延が大きくなった場合は以下のような問題が発生する(例えば、非特許文献１、２参照。)。

通信遅延が大きくなると、発話してから通信相手に聞こえるまでの時間が長くなるため、複数の話者が同時に発話する同時発話が発生する確率が高まる。同時発話は円滑な会話の障害になる。定常的に遅延が大きい場合は話し方の工夫である程度同時発話をさけることができるが、パケット廃棄による遅延は突然増加する性質があるため、突然遅延が増加した場合は円滑に会話を進めることが困難である。
Ｖ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ、「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＴＣＰ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」、Ａｐｒ．３０，１９９０ ｅｎｄ２ｅｎｄ−ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｍａｉｌｉｎｇ ｌｉｓｔ． Ｗ．リチャード スティーブンス(著)、「詳解ＴＣＰ／ＩＰ＜Ｖｏｌ．１＞プロトコル」

ＩＰを利用する通信ではパケット廃棄は発生することが一般的であるため、ＴＣＰの再送制御により通信遅延が大きくなることを、避けることは難しい。しかし、通信遅延が一時的に増加していることをユーザに表示することができれば、ユーザは同時発話の可能性が高まることを事前に知ることができ、しゃべり方を工夫すれば、円滑な会話をすすめやすい。しゃべり方の工夫の一例としては遅延が一時的に増加した場合は、発話中のものはそのまま発話し、次にしゃべる予定のものは遅延が減少したという表示がでるまで発話を開始しないという方法が考えられる。

このように、音声通信でＴＣＰを利用する場合においては、遅延が一時的に増加していることをユーザに表示することができれば、従来に比較して円滑な会話を行うことができる。

そこで、ＴＣＰプロトコルで代表される再生制御をおこなう通信プロトコルを利用する音声通信方式において、再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延の計測を行い、計測した通信遅延についての情報にもとづき通信遅延の状態を表示する音声通信技術を提供することを目的とする。

そこで上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信方法であって、パケットの再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延時間の算出を行い、該算出した通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、パケットの再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延時間の算出を行い、該算出した通信遅延時間に関する情報を表示部に表示することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、パケット送受信部がパケットを受信する受信ステップと、遅延感知部が前記パケットを受信した時刻、及び該パケットより前に受信したパケットの受信時刻から遅延時間の算出を行う算出ステップと、表示部が前記算出した通信遅延時間に関する情報を表示する表示ステップと、を有することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記通信遅延時間の算出はパケット受信時刻−ｎ個前のパケットの受信時刻−送信間隔×ｎにより算出することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記算出した通信遅延時間情報を通信を行っている相手の音声通信システムに送信し、該音声通信システムにおいて該通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記算出した通信遅延時間情報を多地点通信サーバに送信し、該多地点通信サーバが該通信遅延時間情報を前記音声通信システムが通信を行っている相手の音声通信システムに送信し、該音声通信システムにおいて該通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする。

なお、音声通信システムには、パケット送受信部、遅延感知部、表示部、スピーカ、及びマイク等を備える音声通信端末を用いること、あるいは、パケット送受信部、及び遅延感知部を備えるコンピュータ、並びに表示部、スピーカ、及びマイク等を備える音声通信端末からなるシステムを用いることが可能である。

請求項１〜６に記載の発明によれば、音声通信システム間の通信遅延についての情報をユーザに通知することが可能となる。したがって、ユーザは通信遅延が発生したときは通信遅延にみあった会話をこころがけることができ、通信遅延が発生した状態においても会話を円滑にすすめることが可能となる。

以下、図面を用いて実施形態について説明する。

(実施形態１)
図１に音声通信端末１０の構成図を示す。図１に示すように、音声通信端末１０は通信部１１、制御部１２、パケット送受信部１３、遅延感知部１４、表示部１５、音声データ処理部１６、Ｄ／Ａ変換部１７、スピーカ１８、マイク１９、及びＡ／Ｄ変換部２０を有している。

通信部１１は端末間でのデータの送受信を通信回線により行う。通信部１１には、例えば、ネットワークカード等を用いることができる。

パケット送受信部１３はデータを受信して遅延感知部１４にその旨を通知する。また、受信したデータであるパケットの再配列、及び送信するデータをパケット化して相手方端末に送信する。パケット送受信部１３には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶されたＴＣＰを備えたＯＳを用いることができる。

遅延感知部１４はパケット送受信部１３からパケットを受信した旨の通知を受信し、当該パケットＩＤ及び時刻をメモリに記憶する。そして、記憶してあるｎ個前のパケット受信時刻を参照して遅延が生じているかを判断し、その旨を表示部１５に送信する。遅延感知部１４には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶された遅延感知プログラムを用いることができる。

表示部１５は遅延感知部１４から送信される情報をユーザに表示する。

音声データ処理部１６は、例えば、パケット送受信部１３から受信した音声データがデジタル圧縮されているときはこれを解凍してＤ／Ａ変換部１７に送信する、及びＡ／Ｄ変換部２０から受信した音声データをデジタル圧縮してパケット送受信部１３に送信する等の処理を行う。音声データ処理部１６には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶された遅延感知プログラムを用いることができる。

制御部１２は、パケット送受信部１３、遅延感知部１４、音声データ処理部１６を制御する。制御部１２には、例えば、ＣＰＵを用いることができる。

音声データの通信は、一定サイズのデータを一定間隔で送信することを特徴とする。送信間隔は、例えば、２０ｍｓ毎に行うこととする。また、図２に示すように音声データのヘッダ部にはシーケンス番号を付与し、データ長さも付与する。

パケット送受信部１３におけるパケットの送信受信には、ＴＣＰを利用する。ＴＣＰは再送制御や順序訂正等をおこなうため、ＴＣＰソケット（ＴＣＰのプログラムインタフェース）から受けとるデータには抜けがなく、順序も入れ替わりもない。

ここでは、パケットの送信間隔が一定であるため、受信間隔の計測により、遅延の増減を計算することができる。受信間隔はパケット送受信部１３がパケットを受信したときにその旨を遅延感知部１４に通知し、遅延感知部１４がクロックを読み出して（受信時刻を取得）、以前のパケットの受信時刻の差を計算する。

ＴＣＰの場合、送信側で２０ｍｓ分のデータをＴＣＰソケットに送ったとしても、受信側のＴＣＰソケットでは２０ｍｓ分ちょうどのデータを必ずしも受け取るのではなく、データがまとまったり、分割されたりするが、２０ｍｓ分全てがそろったときを受信時刻とする。ヘッダ部にデータ長さが付与されているため、２０ｍｓ分のデータがそろったかどうかは簡単に判別できる。

遅延が徐々に増加（減少）する場合もあるため、遅延感知部１４では設定個数分の間の受信間隔を計測し、累積遅延の計測を行う。遅延の増減は、
△（ｎ）＝（最近のデータの受信時刻−ｎ個前のデータの受信時刻）−２０×ｎ（ｍｓ）と計算する。

先に記した計算により求められる△（ｎ）の大きさにより以下のような表示をおこなう。

表示部１５は遅延の増加量が設定値を超えた場合に表示をおこなう。例えば、図３に示すように、設定値を３つ設ける。３つの設定値は順に６０ｍｓ，１２０ｍｓ，４００ｍｓとする。
△（ｎ）が６０ｍｓより小さい場合は、なにも表示をしない。
△（ｎ）が６０ｍｓを超えれば、黄色の点滅を表示し、１２０ｍｓを超えれば赤の点滅を表示するとともに表示を長くする。△（ｎ）が４００ｍｓを越えれば、赤の表示をさらに長くする。

なお、表示は色や点滅で表示してもよいし、数値で表示してもよい。

また、表示部１５、スピーカ１８、及びマイク１９を音声通信端末として構成し、通信部１１、制御部１２、パケット送受信部１３、遅延感知部１４、Ｄ／Ａ変換部１７、及びＡ／Ｄ変換部２０を音声通信端末とネットワークとの間に配置されるコンピュータ内に構成することが可能である。この場合には、コンピュータ内の遅延感知部１４が遅延情報を音声通信端末の表示部１５に送信する。

(実施形態２)
実施形態１では△（ｎ）を計測した側で遅延の大きさを表示したが、実施形態２では図４に示すように、音声通信端末４１が算出した△（ｎ）を２地点通信の通信相手端末４２に送信し、通信相手端末４２の側で実施形態１のように表示をおこなう。

表示は、音声通信端末４１が受信している音声データの△（ｎ）と通信相手端末４２が受信している△（ｎ）の両方を使い表示してもよい。この場合、表示を２つにしてもよいし、△（ｎ）の大きいほうに基づき、一つだけ表示をおこなってもよい。

(実施形態３)
実施形態２では遅延の計測値を２地点通信の相手に送信したが、多地点通信サーバ５１を経由した多地点通信においては、図５に示すように遅延の計測値を多地点通信サーバ５１に送信し、多地点通信サーバ５１では受信した遅延の計測値を多地点通信に接続している端末に送信する。図５では端末Ｘが多地点通信サーバ５１を介して、通信相手の端末Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに△（ｎ）を送信している様子をあらわしているが、端末Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｘは各々お互いに△（ｎ）の情報を送信している。受信した端末は図６のように、各端末についての遅延情報の表示を行う。図６は端末Ｘにおける表示の例である。

音声通信端末の構成図。 音声データの例を示す図。 音声データ遅延の表示の例を示す図。 実施形態２の情報通信の構成図。 実施形態３の情報通信の構成図。 音声データ遅延の表示の例を示す図。 ＴＣＰの再送による音声データ遅延発生を示す図。

符号の説明

１０、３０ 音声通信端末
１１、３１ 通信部
１２、３２ 制御部
１３、３３ パケット送受信部
１４、３４ 遅延感知部
１５、３５ 表示部
１６、３６ 通話部
１７、３７ Ｄ／Ａ変換部
１８、３８ スピーカ
１９、３９ マイク
２０、４０ Ａ／Ｄ変換部
４１ 音声通信端末
４２ 通信相手端末
５１ 多地点通信サーバ

Claims (6)

1. パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信方法であって、
   パケットの再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延時間の算出を行い、該算出した通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする音声通信方法。
2. パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、
   パケットの再送制御を行う通信プロトコルの上位層において通信遅延時間の算出を行い、該算出した通信遅延時間に関する情報を表示部に表示することを特徴とする音声通信方法。
3. パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、
   パケット送受信部がパケットを受信する受信ステップと、
   遅延感知部が前記パケットを受信した時刻、及び該パケットより前に受信したパケットの受信時刻から遅延時間の算出を行う算出ステップと、
   表示部が前記算出した通信遅延時間に関する情報を表示する表示ステップと、を有することを特徴とする音声通信方法。
4. 前記通信遅延時間の算出は
   パケット受信時刻−ｎ個前のパケットの受信時刻−送信間隔×ｎ
   により算出することを特徴とする請求項１〜３に記載の音声通信方法。
5. 前記算出した通信遅延時間情報を通信を行っている相手の音声通信システムに送信し、該音声通信システムにおいて該通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする請求項１〜４に記載の音声通信方法。
6. 前記算出した通信遅延時間情報を多地点通信サーバに送信し、該多地点通信サーバが該通信遅延時間情報を前記音声通信システムが通信を行っている相手の音声通信システムに送信し、該音声通信システムにおいて該通信遅延時間に関する情報を表示することを特徴とする請求項１〜４に記載の音声通信方法。