JP2007312265A - Voice packet communication system and speech reproducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声パケット通信システム、及び音声再生装置に関する。 The present invention relates to a voice packet communication system and a voice playback device.
従来、パケット通信方式の音声再生装置における音声再生方法としては、受信した音声パケットの順序番号を検査しながら順番に音声パケットキューに積み込み、音声フレーム再生の際に、前記音声パケットキューから順番に音声パケットを取り出し、その音声パケットに付加された順序番号を検査しながら音声パケットを逆変換し、正当な順番の音声フレーム列を得ている。しかしながら、ネットワークの遅延などにより音声パケットの到着が所定の時間間隔から変動するため、再生時に音声の途切れが発生することが課題であった。 Conventionally, as a voice reproduction method in a packet communication type voice reproduction apparatus, the received voice packets are sequentially loaded into the voice packet queue while inspecting the sequence number of the voice packets. The packet is taken out, the voice packet is reverse-transformed while checking the sequence number added to the voice packet, and the voice frame sequence in the correct order is obtained. However, since arrival of voice packets fluctuates from a predetermined time interval due to network delay or the like, there is a problem that voice breaks occur during reproduction.
このような課題に対応するため予め代替の音声フレームを用意し、音声パケットの到着が所定時間より遅延したときは代替の音声フレームを再生する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to deal with such a problem, a method has been proposed in which an alternative voice frame is prepared in advance and the alternative voice frame is reproduced when the arrival of the voice packet is delayed from a predetermined time (see, for example, Patent Document 1). .
一方、パケット通信方式を用いた音声通信技術として、ネットワークの帯域削減をためパケットサイズを単位に有音声と無音声とを区別し、無音声部分を転送しない無音圧縮技術や、ITU−T勧告G.729 AnnexBに示されるように、有音声から無音声の切り替わり時、および無音声区間において背景雑音パターンの変化が生じた場合に限り、背景雑音を送出する圧縮手法が知られている。 On the other hand, as a voice communication technique using a packet communication method, a voice compression technique that distinguishes between voiced and voiceless in units of packet size in order to reduce the bandwidth of the network and does not transfer a voiceless part, or ITU-T Recommendation G . As shown in 729 Annex B, a compression method for transmitting background noise is known only when a background noise pattern is changed during switching from voiced voice to voiceless voice and in a voiceless zone.
また、ネットワーク部分に有音声、無音声状態における背景雑音、無音声状態の3つの状態を区別するための機能を持たせるため、パケットヘッダに3つの状態に関する識別情報を持たせ、パケットが未到着の区間は背景雑音など代替の音声を再生する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1の方法では、予め用意した代替の音声フレームを再生するので、再生音を聞くと違和感があり不自然に感じる場合があった。
In the method of
一方、近年、ネットワークの通信帯域はブロードバンド化が進み、無音部分や背景雑音まで音声を圧縮して送信する必然性は少ない。 On the other hand, in recent years, the communication band of networks has become broadband, and there is little necessity for compressing and transmitting audio to silent portions and background noise.
しかしながら、特許文献2の方法では、送信側で有音声、無音声状態における背景雑音、無音声状態の判別をして、背景雑音と無音声状態を大幅に圧縮して送信しているので、音の臨場感を引き出すための重要な情報が損なわれ、音声品質を損なう可能性がある。
However, in the method of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、音声パケットの遅延時間が変動した場合でも高品質な音声を再生可能な音声パケット通信システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a voice packet communication system capable of reproducing high-quality voice even when the delay time of voice packets varies.
1.
音声信号をパケット化して音声パケットにする音声パケットエンコーダと、
音声パケットに再生情報を付与する再生情報付与部と、
前記再生情報を付与された音声パケットを送信する送信部と、を備えた音声送信装置と、
送信された前記音声パケットを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記音声パケットを順次蓄積する音声ジッタバッファと、
前記音声パケットをデコードして再生する音声パケットデコーダと、
前記再生情報を検出する再生情報検出手段と、
前記再生情報検出手段が検出した前記再生情報に基づいて、前記音声パケットデコーダに再生を指令する再生制御手段と、を備えた音声再生装置と、
を有する音声パケット通信システムにおいて、
前記音声再生装置は、
前記音声ジッタバッファに蓄積された音声パケットの量を検出する蓄積量検出手段と、
前記音声パケットデコーダで再生する音声パケットの情報量を算出する情報量算出手段と、
前記情報量算出手段が算出した情報量を判定する情報量判定手段とを有し、
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段の検出した音声パケットの量に応じて、前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットに関しその再生時間を変更することを特徴とする音声パケット通信システム。
1.
A voice packet encoder that packetizes voice signals into voice packets;
A reproduction information adding unit for adding reproduction information to the voice packet;
A voice transmitting device comprising: a transmitter that transmits the voice packet to which the reproduction information is attached;
A receiving unit for receiving the transmitted voice packet;
A voice jitter buffer for sequentially storing the voice packets received by the receiver;
An audio packet decoder for decoding and reproducing the audio packet;
Reproduction information detecting means for detecting the reproduction information;
An audio playback device comprising: playback control means for instructing the audio packet decoder to play based on the playback information detected by the playback information detection means;
In a voice packet communication system having
The audio playback device
Accumulated amount detecting means for detecting the amount of voice packets accumulated in the voice jitter buffer;
An information amount calculating means for calculating an information amount of an audio packet to be reproduced by the audio packet decoder;
An information amount determination means for determining the information amount calculated by the information amount calculation means;
The reproduction control means includes
Voice packet communication characterized in that, according to the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means, the playback time of the voice packets determined by the information amount judgment means to be information amount equal to or less than a predetermined value is changed. system.
2.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第1の値以上のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を行わず、情報量が所定値以上の音声パケットを順次再生することを特徴とする1に記載の音声パケット通信システム。
2.
The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is greater than or equal to the first value,
2. The voice packet communication according to 1, wherein voice packets whose information amount is equal to or greater than a predetermined value are sequentially played back without performing playback of the voice packets determined by the information amount determination unit as being equal to or smaller than a predetermined value. system.
3.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第2の値以下のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を前記音声パケットの量に応じて繰り返した後、次の音声パケットを順次再生することを特徴とする1に記載の音声パケット通信システム。
3.
The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is less than or equal to the second value,
2. The reproduction of the voice packet determined by the information amount determination means as being an information amount equal to or less than a predetermined value is repeated according to the amount of the voice packet, and then the next voice packet is sequentially reproduced. Voice packet communication system.
4.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量の変動量を算出し、
前記変動量が所定値未満のとき、前記第1の値と前記第2の値を少なくし、
前記変動量が所定値以上のとき、前記第1の値と前記第2の値を多くする、
ことを特徴とする1乃至3の何れか1項に記載の音声パケット通信システム。
4).
The reproduction control means includes
Calculating the amount of change in the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means;
When the fluctuation amount is less than a predetermined value, the first value and the second value are decreased,
When the fluctuation amount is a predetermined value or more, the first value and the second value are increased.
The voice packet communication system according to any one of
5.
前記情報量算出手段は、前記音声信号の平均値に基づいて前記情報量を算出することを特徴とする1乃至4の何れか1項に記載の音声パケット通信システム。
5).
The voice packet communication system according to any one of
6.
前記情報量算出手段は、前記音声信号の各周波数成分を算出し、前回までに算出した音声パケットの各周波数成分の値との加算平均値と、今回算出した各周波数成分の値との差分に基づいて前記情報量を算出することを特徴とする1乃至4の何れか1項に記載の音声パケット通信システム。
6).
The information amount calculating means calculates each frequency component of the audio signal, and calculates a difference between the addition average value of each frequency component value of the audio packet calculated up to the previous time and the value of each frequency component calculated this time. 5. The voice packet communication system according to any one of
7.
再生情報を付与された音声パケットを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記音声パケットを順次蓄積する音声ジッタバッファと、
前記音声パケットをデコードして再生する音声パケットデコーダと、
前記再生情報を検出する再生情報検出手段と、
前記再生情報検出手段が検出した前記再生情報に基づいて、前記音声パケットデコーダに再生を指令する再生制御手段と、を備えた音声再生装置において、
前記音声再生装置は、
前記音声ジッタバッファに蓄積された音声パケットの量を検出する蓄積量検出手段と、
音声パケットの情報量を算出する情報量算出手段と、
前記情報量算出手段が算出した情報量を判定する情報量判定手段とを有し、
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段の検出した音声パケットの量に応じて、前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットに関しその再生時間を変更することを特徴とする音声再生装置。
7).
A receiving unit for receiving a voice packet to which reproduction information is given;
A voice jitter buffer for sequentially storing the voice packets received by the receiver;
An audio packet decoder for decoding and reproducing the audio packet;
Reproduction information detecting means for detecting the reproduction information;
A playback control means for instructing playback to the audio packet decoder based on the playback information detected by the playback information detection means;
The audio playback device
Accumulated amount detecting means for detecting the amount of voice packets accumulated in the voice jitter buffer;
Information amount calculating means for calculating the information amount of the voice packet;
An information amount determination means for determining the information amount calculated by the information amount calculation means;
The reproduction control means includes
An audio reproduction apparatus characterized in that, according to the amount of audio packets detected by the accumulated amount detection means, the reproduction time of the audio packets determined by the information amount determination means to be an information amount equal to or less than a predetermined value is changed. .
8.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第1の値以上のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を行わず、情報量が所定値以上の音声パケットを順次再生することを特徴とする7に記載の音声再生装置。
8).
The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is greater than or equal to the first value,
8. The audio reproducing device according to claim 7, wherein the audio packet whose information amount is not less than a predetermined value is sequentially reproduced without reproducing the audio packet determined by the information amount determining means to be the information amount not larger than the predetermined value. .
9.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第2の値以下のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を前記音声パケットの量に応じて繰り返した後、次の音声パケットを順次再生することを特徴とする7に記載の音声再生装置。
9.
The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is less than or equal to the second value,
8. The reproduction of the voice packet determined by the information amount determination unit to be an information amount equal to or less than a predetermined value is repeated according to the amount of the voice packet, and then the next voice packet is sequentially reproduced. Audio playback device.
10.
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量の変動量を算出し、
前記変動量が所定値未満のとき、前記第1の値と前記第2の値を少なくし、
前記変動量が所定値以上のとき、前記第1の値と前記第2の値を多くする、
ことを特徴とする7乃至9の何れか1項に記載の音声再生装置。
10.
The reproduction control means includes
Calculating the amount of change in the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means;
When the fluctuation amount is less than a predetermined value, the first value and the second value are decreased,
When the fluctuation amount is a predetermined value or more, the first value and the second value are increased.
10. The sound reproducing device according to any one of 7 to 9, wherein
11.
前記情報量算出手段は、音声信号の平均値に基づいて前記情報量を算出することを特徴とする7乃至10の何れか1項に記載の音声再生装置。
11.
11. The audio reproduction device according to any one of 7 to 10, wherein the information amount calculation unit calculates the information amount based on an average value of an audio signal.
12.
前記情報量算出手段は、前記音声信号の各周波数成分を算出し、前回までに算出した音声パケットの各周波数成分の値との加算平均値と、今回算出した各周波数成分の値との差分に基づいて前記情報量を算出することを特徴とする7乃至10の何れか1項に記載の音声再生装置。
12
The information amount calculating means calculates each frequency component of the audio signal, and calculates a difference between the addition average value of each frequency component value of the audio packet calculated up to the previous time and the value of each frequency component calculated this time. The audio reproduction device according to any one of 7 to 10, wherein the information amount is calculated based on the information.
本発明によれば、音声パケットの遅延時間が変動した場合でも高品質な音声を再生可能な音声パケット通信システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the audio | voice packet communication system which can reproduce | regenerate a high quality audio | voice can be provided even when the delay time of an audio | voice packet fluctuates.
以下、実施形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.
図1は本発明における音声パケット通信システムの一例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a voice packet communication system according to the present invention.
図1(a)は全体構成を示すブロック図、図1(b)はメインマイコン部713の詳細なブロック図である。
FIG. 1A is a block diagram showing the overall configuration, and FIG. 1B is a detailed block diagram of the
図1(a)の音声送信装置701と音声再生装置702は伝送回線717に接続されている。音声送信装置701は入力された音声を音声パケットにエンコードして伝送回線717に送信し、伝送回線717を介して音声パケットを受信した音声再生装置702は音声を再生する。
The
音声送信装置701は、音声入力部703、音声パケットエンコーダ704、再生情報付与部707、送信部708から構成される。
The
音声入力部703から入力された音声信号は音声パケットエンコーダ704でパケット化され、音声パケットになる。音声パケットは次に再生情報付与部707に入力され、再生情報付与部707は再生順序の情報を再生情報として音声パケットに記録する。送信部708は再生情報を付与された音声パケットを伝送回線717に送信する。
The voice signal input from the
伝送回線717は有線ネットワーク、又は、無線ネットワークであり、インターネット、イントラネットの何れでも良い。
The
音声再生装置702は、音声出力部709、音声パケットデコーダ部710、メインマイコン部713、受信部714、音声ジッタバッファ716から構成されている。
The
受信部714で伝送回線717を介して受信した音声パケットは、音声ジッタバッファ716に順次記憶される。音声ジッタバッファ716は、伝送回線717を介して受信する音声パケットの到着時間のバラツキを補正するために設けられたバッファメモリであり、受信した音声パケットは、音声ジッタバッファ716に一旦蓄えられる。
Voice packets received by the receiving
音声パケットデコーダ部710は、パケット化された音声パケットをデコードし、デコードした音声信号を再生し、音声出力部709から出力する。
The audio
次に、図1(b)を用いてメインマイコン部713について説明する。
Next, the
メインマイコン部713は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、メインマイコン部713は、各種演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)20と、演算を行うための作業領域となるRAM21と、制御プログラム等が記憶されるROM22とを備え、音声再生装置702の各処理部の動作を統括的に制御する。不揮発性メモリであるROM22としては、例えば、データの電気的な書き換えが可能なEEPROMが採用される。
The
本実施形態のCPU20は、再生情報検出部10、再生制御部11、蓄積量検出部12、情報量算出部13、情報量判定部14を有している。再生情報検出部10、再生制御部11、蓄積量検出部12、情報量算出部13、情報量判定部14は、本発明の再生情報検出手段、再生制御手段、蓄積量検出手段、情報量算出手段、情報量判定手段である。
The
再生情報検出部10は音声パケットの再生情報から再生の順序に関する情報を検出する。 The reproduction information detection unit 10 detects information related to the reproduction order from the reproduction information of the audio packet.
再生制御部11は、再生情報検出部10が検出した再生情報に基づいて、音声パケットデコーダ710にデコードと再生を指令する。
The playback control unit 11 instructs the
蓄積量検出部12は、音声ジッタバッファ716に蓄積された音声パケットの量を検出する。音声ジッタバッファ716には音声パケットが順に蓄積されるので、蓄積量検出部12は、音声ジッタバッファ716のに蓄積された先頭の音声パケットのアドレスから音声ジッタバッファ716に蓄積された音声パケットの量を検出できる。
The accumulation
情報量算出部13は音声パケットの情報量を算出し、情報量判定部14は算出した情報量が所定値以下か、否か、判定する。情報量は、例えば音声信号のレベルであり、所定値は無音状態と判定できるレベルである。このように音声信号のレベルが低い場合は、情報量も低く重要な情報が含まれない、と考えられる。
The information
本実施形態では、音声送信装置701は、一例として、20msec分の音声をパケット化して音声パケットにするものとする。また、再生情報付与部707は音声パケットに再生情報として送信順に番号を付与し、送信部708から音声再生装置702に送信するものとして以下の処理を説明する。なお、再生情報は時刻情報など再生側で再生順序を特定できる情報であれば、本実施形態で説明する番号に限定されるものではない。
In this embodiment, as an example, the
本実施形態のCPU20の処理について、具体的な例を説明する。
A specific example of the processing of the
再生制御部11は、受信した音声パケットが音声ジッタバッファ716に所定量蓄えられるまで再生を開始しない。例えば、再生制御部11は、蓄積量検出部12が検出した音声ジッタバッファ716に蓄積された音声パケットの量が、音声ジッタバッファ716の記憶容量の50%に達した時点から再生の制御を開始する。
The playback control unit 11 does not start playback until the received voice packet is stored in the
再生制御部11は、再生情報検出部10が検出した音声パケットの再生情報に記されている再生情報の順に再生するよう制御する。再生制御部11は、再生しようとする音声パケットの再生情報から、次に再生すべき音声パケットを音声ジッタバッファ716から検索して音声パケットデコーダ部710に送り、次の音声を再生する。
The reproduction control unit 11 performs control so that reproduction is performed in the order of the reproduction information described in the reproduction information of the audio packet detected by the reproduction information detection unit 10. The reproduction control unit 11 retrieves the audio packet to be reproduced next from the
ネットワークの伝搬遅延や、音声再生装置702のデータ処理時間の影響により、音声ジッタバッファ716がアンダーフローやオーバフローを起こす場合がある。図2を用いてこの現象について説明する。
The
図2はアンダーフロー、オーバフローを模式的に説明する説明図である。図2において716は音声ジッタバッファ716に蓄えられた音声パケットの状態を模式的に表す図である。図2の716の外形は音声ジッタバッファ716の最大メモリ容量を表している。横軸はメモリアドレスであり、音声パケットは図2の左端のメモリアドレスから順にFIFO(First In First Out)で蓄積される。斜線部は音声パケットが音声ジッタバッファ716に蓄積されている部分を表している。したがって、図2の左側の矢印方向に蓄積された音声パケットほど「新しい」パケットであり、右側の矢印方向に蓄積された音声パケットほど「古い」パケットである。
FIG. 2 is an explanatory diagram for schematically explaining underflow and overflow. In FIG. 2,
音声ジッタバッファ716から音声パケットが枯渇したり(アンダーフロー)、あふれたり(オーバフロー)すると、音声の再生が途切れてしまうので、音声パケットはアンダーフロー、オーバフローのおそれがない適正な範囲の量が音声ジッタバッファ716に蓄積されていなければいけない。閾値U(X)以下のときアンダーフローのおそれが、閾値O(X)以上のときアンダーフローのおそれがあるとすると、適正な範囲はU(X)を超え、O(X)未満の範囲である。閾値O(X)は本発明の第1の値、閾値U(X)は本発明の第2の値である。
When audio packets are depleted (underflow) or overflow (overflow) from the
このようなアンダーフロー、オーバーフローは、IPネットワーク経由でデータの送受信を行っているため避けられない現象である。また、エンコーダー、デコーダーの処理時間の個体差によっても発生する。 Such underflow and overflow are phenomena that cannot be avoided because data is transmitted and received via the IP network. It also occurs due to individual differences in the processing time of the encoder and decoder.
図2(a)は通信状態が良く、音声パケットが順調に再生されている場合を説明する説明図である。 FIG. 2A is an explanatory diagram for explaining a case where the communication state is good and voice packets are being reproduced smoothly.
図2(a)の矢印A1は次に再生する先頭の音声パケットを示している。このように、音声パケットが順調に再生されている場合は、多くの音声パケットを音声ジッタバッファ716に蓄積する必要はないので、蓄積量を減らして再生される音声の実時間からの遅れを少なくしている。閾値O(X)は矢印で示すO(1)、閾値U(X)は矢印で示すU(1)であり、音声パケットの蓄積量はO(1)からU(1)の範囲であれば良い。
An arrow A1 in FIG. 2A indicates the head audio packet to be reproduced next. In this way, when audio packets are being played back smoothly, it is not necessary to store many audio packets in the
図2(b)は通信状態が悪く、音声パケットが順調に再生されていない場合を説明する説明図である。 FIG. 2B is an explanatory diagram for explaining a case where the communication state is bad and the voice packet is not reproduced smoothly.
図2(a)の矢印A2は次に再生する先頭の音声パケットを示している。このように、音声パケットが順調に再生されていない場合は、図2(a)より多くの音声パケットを音声ジッタバッファ716に蓄積する。閾値O(X)は矢印で示すO(2)、閾値U(X)は矢印で示すU(2)であり、音声パケットの蓄積量は、O(2)からU(2)の範囲であれば良い。
An arrow A2 in FIG. 2A indicates the head audio packet to be reproduced next. As described above, when the voice packet is not reproduced smoothly, more voice packets than those in FIG. 2A are accumulated in the
次に、本実施形態において音声パケットの蓄積量を適正な範囲にする処理について説明する。 Next, a process of setting the voice packet accumulation amount to an appropriate range in the present embodiment will be described.
図3はメインマイコン部713による再生制御の流れを示すフローチャート処理である。
FIG. 3 is a flowchart process showing the flow of reproduction control by the
図3のフローチャートでは、閾値の初期値は例えばU(1)=10%、O(1)=50%であり、受信した音声パケットの数が、例えば音声ジッタバッファ716の記憶容量の30%に達し、再生を開始してからの処理について説明する。
In the flowchart of FIG. 3, the initial threshold values are, for example, U (1) = 10% and O (1) = 50%, and the number of received voice packets is, for example, 30% of the storage capacity of the
S101:最も古い再生情報を持つ音声パケットをデコードするステップである。 S101: This is a step of decoding a voice packet having the oldest reproduction information.
再生制御部11は、再生情報検出部10に指令して音声ジッタバッファ716に記憶されている最も古い再生情報を有する音声パケットを検索し、検索した音声パケットを音声パケットデコーダ部710に送り、音声パケットデコーダ部710は該音声パケットをデコードして音声データにする。
The reproduction control unit 11 instructs the reproduction information detection unit 10 to search for an audio packet having the oldest reproduction information stored in the
S500:デコードした音声パケットの情報量を算出するステップである。 S500: This is a step of calculating the information amount of the decoded voice packet.
情報量算出部13は、デコードした音声パケットの情報量を算出するサブルーチンをコールし、音声パケットの情報量の値を得る。例えば会議中に発言が活発に行われているときは音声パケットの情報量が多く、発言が途切れてほぼ無音状態になったり、空調の音など背景音だけが聞こえる場合などは情報量が少ない。音声データから情報量算出するアルゴリズムについては後に詳しく説明する。
The information
S102:音声の再生を開始するステップである。 S102: This is a step of starting audio reproduction.
再生制御部11は、音声パケットデコーダ部710に指令し、デコードした音声データを再生して音声出力部709から出力する。
The reproduction control unit 11 instructs the audio
S800:閾値O(X)、U(X)を設定するサブルーチンをコールするステップである。 S800: This is a step of calling a subroutine for setting threshold values O (X) and U (X).
音声ジッタバッファ716に蓄積される音声パケット量の変動量に応じて閾値O(X)、U(X)を設定する閾値設定サブルーチンをコールする。閾値設定サブルーチンの処理については後に詳しく説明する。
A threshold setting subroutine for setting the threshold values O (X) and U (X) according to the fluctuation amount of the voice packet amount accumulated in the
閾値設定サブルーチンにより、適切な閾値O(X)、U(X)の値が返される。例えば、音声パケットが順調に再生されているときは、閾値O(X)=O(1)、U(X)=U(1)であり、音声パケットが順調に再生されていないときは、閾値O(X)=O(2)、U(X)=U(2)であり、O(2)>O(1)、U(2)>U(1)である。 Appropriate threshold values O (X) and U (X) are returned by the threshold setting subroutine. For example, when voice packets are being played back smoothly, threshold values O (X) = O (1) and U (X) = U (1) are set, and when voice packets are not played back smoothly, threshold values are set. O (X) = O (2), U (X) = U (2), and O (2)> O (1), U (2)> U (1).
S104:音声パケットの蓄積量がO(X)以上であるか、否か判定するステップである。 S104: This is a step of determining whether or not the accumulated amount of voice packets is O (X) or more.
蓄積量検出部12は、音声ジッタバッファ716に蓄積されている音声パケットの先頭アドレスを調べて、蓄積量を検出する。再生制御部11は、O(X)以上か、否か判定する。
The accumulation
O(X)未満の場合、(ステップS104;No)、ステップS105に進む。 If it is less than O (X) (No at Step S104), the process proceeds to Step S105.
O(X)以上場合、(ステップS104;Yes)、ステップS110に進む。 When it is O (X) or more (step S104; Yes), the process proceeds to step S110.
S110:音声の情報量は所定値以下か、否か、判定するステップである。 S110: A step of determining whether or not the amount of audio information is equal to or less than a predetermined value.
情報量判定部14は、ステップS500で算出した音声の情報量の値が所定値以下か、否か、判定する。所定値は例えば無音状態や背景音のみが聞こえている状態を判定する閾値であり、使用環境に応じて予め設定する。
The information
所定値以上の場合、(ステップS110;No)、ステップS112に進む。 If it is greater than or equal to the predetermined value (step S110; No), the process proceeds to step S112.
音声の再生を継続し、ステップS112に進む。 The audio reproduction is continued, and the process proceeds to step S112.
所定値以下の場合、(ステップS110;Yes)、ステップS111に進む。 If the value is equal to or smaller than the predetermined value (step S110; Yes), the process proceeds to step S111.
S111:音声再生を中止するステップである。 S111: This is a step of stopping audio reproduction.
再生制御部11は、音声パケットデコーダ部710に音声再生を中止するよう指令し、次のステップS112に進む。この場合、音声パケットの処理が遅れているので、音声の実時間からの遅延が大きく、例えば会話を行うときの違和感が大きい。そのため、情報量の少ない、例えば無音状態や背景音のみが聞こえている音声パケットの再生を中止し、音声の遅延を減少させるようにしている。このようにすると、聞いている人にとって違和感が少なく、また重要な情報を聞き漏らすことなく、音声の遅延時間を短縮できる。
The reproduction control unit 11 instructs the audio
S105:音声パケットの蓄積量がU(X)以下であるか、否か判定するステップである。 S105: A step of determining whether or not the amount of voice packets stored is U (X) or less.
蓄積量検出部12は、音声ジッタバッファ716に蓄積されている音声パケットの先頭アドレスを調べて、音声ジッタバッファ716に蓄積された音声パケットの蓄積量を検出する。再生制御部11は、U(X)以下か、否か判定する。
The
U(X)を超える場合、(ステップS105;No)、ステップS112に進む。 When it exceeds U (X) (step S105; No), it progresses to step S112.
U(X)以下の場合、(ステップS105;Yes)、ステップS122に進む。 In the case of U (X) or less (step S105; Yes), the process proceeds to step S122.
S122:音声の情報量は所定値以下か、否か、判定するステップである。 S122: This is a step of determining whether or not the amount of audio information is a predetermined value or less.
再生制御部11は、ステップS500で算出した音声データの情報量の値が所定値以下か、否か、判定する。所定値は例えば無音状態や背景音のみが聞こえている状態を判定する閾値であり、使用環境に応じて予め設定する。 The reproduction control unit 11 determines whether or not the information amount value of the audio data calculated in step S500 is equal to or less than a predetermined value. The predetermined value is a threshold value for determining, for example, a silent state or a state in which only background sound is heard, and is set in advance according to the use environment.
所定値以上の場合、(ステップS122;No)、ステップS112に進む。 If it is equal to or greater than the predetermined value (step S122; No), the process proceeds to step S112.
音声の再生を継続し、ステップS112に進む。 The audio reproduction is continued, and the process proceeds to step S112.
所定値以下の場合、(ステップS122;Yes)、ステップS123に進む。 If it is equal to or smaller than the predetermined value (step S122; Yes), the process proceeds to step S123.
S123:音声を繰り返し再生するステップである。 S123: This is a step of repeatedly reproducing the sound.
再生制御部11は、ステップS122で所定量以下の情報量の音声データと判定された音声データを、音声パケットが音声ジッタバッファ715にU(X)以上蓄積されるまで、音声パケットデコーダ710に繰り返し再生するように指令する。この場合、音声パケットの到着が遅れているので、情報量の少ない、例えば無音状態や背景音のみが聞こえている音声パケットを繰り返して再生し、映像パケットが映像ジッタバッファ715にU(X)以上量蓄積されるまで待つ。メインマイコン部713は、映像パケットが映像ジッタバッファ715に所定量蓄積されたことを蓄積量検出部12が検出すると、ステップ112に進む。
The reproduction control unit 11 repeatedly stores the audio data determined as the audio data having the information amount equal to or less than the predetermined amount in step S122 until the audio packet is accumulated in the audio jitter buffer 715 by U (X) or more. Command to play. In this case, since the arrival of the audio packet is delayed, an audio packet with a small amount of information, for example, an audio packet in which only a silent state or background sound is heard is repeatedly reproduced, and the video packet is transferred to the video jitter buffer 715 by U (X) or more. Wait until the amount is accumulated. When the accumulation
S112:次の音声パケットがあるか、否か、判定するステップである。 S112: A step of determining whether or not there is a next voice packet.
再生制御部11は、音声ジッタバッファ716を検索し、次に再生する音声パケットを検索する。
The reproduction control unit 11 searches the
音声パケットがある場合、(ステップS112;Yes)、ステップS101に戻る。 If there is a voice packet (step S112; Yes), the process returns to step S101.
ステップS101に戻り、次の音声パケットを再生する。 Returning to step S101, the next voice packet is reproduced.
音声パケットがない場合、(ステップS112;No)、終了する。 When there is no voice packet (step S112; No), the process ends.
このように、本発明では音声送信装置701から送信された情報量の少ない、例えば無音状態や背景音のみが聞こえている音声パケットも、通信状態が良い場合など映像ジッタバッファ715に蓄積された音声パケットが所定範囲内であれば再生される。一方、映像ジッタバッファ715がオーバーフローまたはアンダーフローのおそれがある場合は、情報量の少ない音声パケットの再生を中止、または繰り返し再生することにより音声の実時間からの遅延時間を調整し、音声ジッタバッファ716に蓄積されている音声パケットの量を一定量にして音声パケットを確保している。このようにすることのより、重要な音声情報が損なわれることが無く、また、通話者が再生された音声に違和感を感じることが少ない高品質な音声パケット通信システムを提供できる。
As described above, in the present invention, a small amount of information transmitted from the
次に、図4、図5を用いてステップS500で説明した音声の情報量を算出するルーチンについて説明する。 Next, the routine for calculating the amount of audio information described in step S500 will be described with reference to FIGS.
図4は本発明の音声の情報量算出ルーチンの第1の実施形態である。 FIG. 4 shows a first embodiment of the audio information amount calculation routine of the present invention.
S501:音声信号の平均信号レベルを算出する。 S501: The average signal level of the audio signal is calculated.
情報量算出部13は、音声パケットデコーダ710がデコードした音声データの平均信号レベルを算出し、この値を音声の情報量とする。
The information
例えば、音声データが12bitであり、完全な無音状態がデジタル値0だとする。ステップS500で算出した平均値がデジタル値80だったとすると、デジタル値80が音声の情報量の値である。例えばステップS110で判定する所定値が100だとすると、音声の情報量の値が80の場合は、無音状態と判定される。 For example, it is assumed that the audio data is 12 bits and the complete silence state is a digital value of 0. If the average value calculated in step S500 is a digital value 80, the digital value 80 is the value of the amount of audio information. For example, if the predetermined value determined in step S110 is 100, if the value of the audio information amount is 80, it is determined that there is no sound.
図5は本発明の音声の情報量算出ルーチンの第2の実施形態である。 FIG. 5 shows a second embodiment of the sound information amount calculation routine of the present invention.
S601:音声信号を周波数変換する。 S601: Frequency conversion of an audio signal is performed.
情報量算出部13は、音声パケットデコーダ710がデコードした音声データを周波数変換し、各周波数毎の信号レベルの値を求める。
The information
S602:前回までの値と加算平均する。 S602: Addition averaging with the previous value.
メインマイコン部713は、内蔵するメモリに記憶されている前回までの各周波数毎の信号レベルの値に今回の値を加算し、各周波数毎の平均値を求める。
The
このように毎回の周波数分布の加算平均を算出すると、常に同じ音を発生している、例えば空調の音などの背景音の周波数分布の平均値が算出される。 When the addition average of the frequency distribution of each time is calculated in this way, the average value of the frequency distribution of the background sound such as the air-conditioning sound that always generates the same sound is calculated.
S603:加算平均値と今回の値の差分を算出する。 S603: The difference between the addition average value and the current value is calculated.
情報量算出部13は、ステップS602で求めた各周波数毎の加算平均値と今回の値との差分を算出する。
The information
S604:周波数毎の差分の総和を算出する。 S604: The sum of the differences for each frequency is calculated.
情報量算出部13は、ステップS603で求めた各周波数毎の差分の総和を算出する。
The information
ステップS604で求めた総和の値を情報量とし、もとのルーチンに戻る。 The sum total obtained in step S604 is used as the information amount, and the process returns to the original routine.
例えば、情報量が低い無音状態が続いて居る場合は、このようにして算出した値は0であり、一方、会議などで複数の人が発言する場合は周波数分布が毎回異なることが多いので、得られた値は大きくなる。 For example, when there is a silent state with a low amount of information, the value calculated in this way is 0. On the other hand, when multiple people speak in a meeting or the like, the frequency distribution is often different each time. The value obtained is large.
次に、図6を用いてステップS800で説明した閾値O(X)、U(X)を設定するサブルーチンについて説明する。 Next, a subroutine for setting the threshold values O (X) and U (X) described in step S800 will be described with reference to FIG.
図6は本発明の閾値設定ルーチンの処理を説明するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing of the threshold setting routine of the present invention.
S801:音声パケットの蓄積量を検出する。 S801: A voice packet accumulation amount is detected.
蓄積量検出部12は、音声ジッタバッファ716に蓄積されている音声パケットの蓄積量を検出する。得られた蓄積量はRAM21に記憶する。
The accumulation
S802:前回までの蓄積量の値と今回の蓄積量の値から標準偏差を算出する。 S802: The standard deviation is calculated from the value of the accumulated amount up to the previous time and the value of the accumulated amount this time.
再生制御部11は、RAM21に記憶されている前回までの蓄積量の値と今回の蓄積量の値から標準偏差を算出する。
The reproduction control unit 11 calculates a standard deviation from the previous accumulated amount value and the current accumulated amount value stored in the
S803:標準偏差が所定値以上か、否か、判定する。 S803: It is determined whether or not the standard deviation is greater than or equal to a predetermined value.
再生制御部11は、算出した標準偏差が所定値以上か、否か、判定する
標準偏差が所定値以上の場合、(ステップS803;Yes)、ステップS805に進む。
The reproduction control unit 11 determines whether or not the calculated standard deviation is greater than or equal to a predetermined value. If the standard deviation is greater than or equal to the predetermined value (step S803; Yes), the process proceeds to step S805.
S805:O(X)=O(2)、U(X)=U(2)とする。 S805: O (X) = O (2), U (X) = U (2).
標準偏差が所定値以上の場合、音声パケットの蓄積量の変動が大きいので、再生制御部11は、閾値O(X)、U(X)を大きな値O(2)、U(2)とし、もとのステップに戻る。 When the standard deviation is greater than or equal to a predetermined value, the variation in the amount of voice packets accumulated is large, so the playback control unit 11 sets the threshold values O (X) and U (X) to large values O (2) and U (2), Return to the original step.
標準偏差が所定値未満の場合、(ステップS803;No)、ステップS804に進む。 When the standard deviation is less than the predetermined value (step S803; No), the process proceeds to step S804.
S805:O(X)=O(1)、U(X)=U(1)とする。 S805: O (X) = O (1) and U (X) = U (1).
標準偏差が所定値未満の場合、音声パケットの蓄積量の変動が大きいので、再生制御部11は、閾値O(X)、U(X)を小さな値O(2)、U(2)とし、もとのステップに戻る。 When the standard deviation is less than the predetermined value, the amount of accumulated voice packets is large, so the playback control unit 11 sets the threshold values O (X) and U (X) to small values O (2) and U (2), Return to the original step.
以上で閾値設定ルーチンの説明は終わりである。なお、閾値O、Uの値は2つに限られるものではなく、音声パケットの変動に応じて、複数の値を設定しても良い。 This is the end of the description of the threshold setting routine. Note that the values of the thresholds O and U are not limited to two, and a plurality of values may be set according to the variation of the voice packet.
以上このように、本発明によれば、音声パケットの遅延時間が変動した場合でも高品質な音声を再生可能な音声パケット通信システムを提供できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a voice packet communication system capable of reproducing high-quality voice even when the delay time of voice packets varies.
10 再生情報検出部
11 再生制御部
12 蓄積量検出部
13 情報量算出部
14 情報量判定部
20 CPU
21 RAM
22 ROM
701 音声送信装置
713 メインマイコン部
702 音声再生装置
717 伝送回線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reproduction | regeneration information detection part 11 Reproduction |
21 RAM
22 ROM
701
Claims (12)
音声パケットに再生情報を付与する再生情報付与部と、
前記再生情報を付与された音声パケットを送信する送信部と、を備えた音声送信装置と、
送信された前記音声パケットを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記音声パケットを順次蓄積する音声ジッタバッファと、
前記音声パケットをデコードして再生する音声パケットデコーダと、
前記再生情報を検出する再生情報検出手段と、
前記再生情報検出手段が検出した前記再生情報に基づいて、前記音声パケットデコーダに再生を指令する再生制御手段と、を備えた音声再生装置と、
を有する音声パケット通信システムにおいて、
前記音声再生装置は、
前記音声ジッタバッファに蓄積された音声パケットの量を検出する蓄積量検出手段と、
前記音声パケットデコーダで再生する音声パケットの情報量を算出する情報量算出手段と、
前記情報量算出手段が算出した情報量を判定する情報量判定手段とを有し、
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段の検出した音声パケットの量に応じて、前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットに関しその再生時間を変更することを特徴とする音声パケット通信システム。 A voice packet encoder that packetizes voice signals into voice packets;
A reproduction information adding unit for adding reproduction information to the voice packet;
A voice transmitting device comprising: a transmitter that transmits the voice packet to which the reproduction information is attached;
A receiving unit for receiving the transmitted voice packet;
A voice jitter buffer for sequentially storing the voice packets received by the receiver;
An audio packet decoder for decoding and reproducing the audio packet;
Reproduction information detecting means for detecting the reproduction information;
An audio playback device comprising: playback control means for instructing the audio packet decoder to play based on the playback information detected by the playback information detection means;
In a voice packet communication system having
The audio playback device
Accumulated amount detecting means for detecting the amount of voice packets accumulated in the voice jitter buffer;
An information amount calculating means for calculating an information amount of an audio packet to be reproduced by the audio packet decoder;
An information amount determination means for determining the information amount calculated by the information amount calculation means;
The reproduction control means includes
Voice packet communication characterized in that, according to the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means, the playback time of the voice packets determined by the information amount judgment means to be an information amount equal to or less than a predetermined value is changed. system.
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第1の値以上のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を行わず、情報量が所定値以上の音声パケットを順次再生することを特徴とする請求項1に記載の音声パケット通信システム。 The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is greater than or equal to the first value,
2. The voice according to claim 1, wherein the voice packet whose information amount is equal to or greater than a predetermined value is sequentially reproduced without reproducing the voice packet determined as the information amount being equal to or smaller than the predetermined value. Packet communication system.
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第2の値以下のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を前記音声パケットの量に応じて繰り返した後、次の音声パケットを順次再生することを特徴とする請求項1に記載の音声パケット通信システム。 The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is less than or equal to the second value,
2. The audio packet determined by the information amount determination means to be an information amount equal to or less than a predetermined value is repeated according to the amount of the audio packet, and then the next audio packet is sequentially reproduced. The voice packet communication system described in 1.
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量の変動量を算出し、
前記変動量が所定値未満のとき、前記第1の値と前記第2の値を少なくし、
前記変動量が所定値以上のとき、前記第1の値と前記第2の値を多くする、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の音声パケット通信システム。 The reproduction control means includes
Calculating the amount of change in the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means;
When the fluctuation amount is less than a predetermined value, the first value and the second value are decreased,
When the fluctuation amount is a predetermined value or more, the first value and the second value are increased.
The voice packet communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記受信部が受信した前記音声パケットを順次蓄積する音声ジッタバッファと、
前記音声パケットをデコードして再生する音声パケットデコーダと、
前記再生情報を検出する再生情報検出手段と、
前記再生情報検出手段が検出した前記再生情報に基づいて、前記音声パケットデコーダに再生を指令する再生制御手段と、を備えた音声再生装置において、
前記音声再生装置は、
前記音声ジッタバッファに蓄積された音声パケットの量を検出する蓄積量検出手段と、
音声パケットの情報量を算出する情報量算出手段と、
前記情報量算出手段が算出した情報量を判定する情報量判定手段とを有し、
前記再生制御手段は、
前記蓄積量検出手段の検出した音声パケットの量に応じて、前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットに関しその再生時間を変更することを特徴とする音声再生装置。 A receiving unit for receiving a voice packet to which reproduction information is given;
A voice jitter buffer for sequentially storing the voice packets received by the receiver;
An audio packet decoder for decoding and reproducing the audio packet;
Reproduction information detecting means for detecting the reproduction information;
A reproduction control means for instructing the audio packet decoder to reproduce based on the reproduction information detected by the reproduction information detection means;
The audio playback device
Accumulated amount detecting means for detecting the amount of voice packets accumulated in the voice jitter buffer;
Information amount calculating means for calculating the information amount of the voice packet;
An information amount determination means for determining the information amount calculated by the information amount calculation means;
The reproduction control means includes
An audio reproduction apparatus characterized in that, according to the amount of audio packets detected by the accumulated amount detection means, the reproduction time of the audio packets determined by the information amount determination means to be an information amount equal to or less than a predetermined value is changed. .
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第1の値以上のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を行わず、情報量が所定値以上の音声パケットを順次再生することを特徴とする請求項7に記載の音声再生装置。 The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is greater than or equal to the first value,
8. The voice according to claim 7, wherein the voice packet whose information amount is equal to or greater than a predetermined value is sequentially reproduced without reproducing the voice packet determined as the information amount being equal to or smaller than the predetermined value. Playback device.
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量が第2の値以下のとき、
前記情報量判定手段が所定値以下の情報量であると判定した音声パケットの再生を前記音声パケットの量に応じて繰り返した後、次の音声パケットを順次再生することを特徴とする請求項7に記載の音声再生装置。 The reproduction control means includes
When the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means is less than or equal to the second value,
8. The reproduction of voice packets determined by the information amount determination means to be an information amount equal to or less than a predetermined value is repeated according to the amount of the voice packets, and then the next voice packets are sequentially reproduced. The audio reproducing device according to 1.
前記蓄積量検出手段が検出した音声パケットの量の変動量を算出し、
前記変動量が所定値未満のとき、前記第1の値と前記第2の値を少なくし、
前記変動量が所定値以上のとき、前記第1の値と前記第2の値を多くする、
ことを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載の音声再生装置。 The reproduction control means includes
Calculating the amount of change in the amount of voice packets detected by the accumulated amount detection means;
When the fluctuation amount is less than a predetermined value, the first value and the second value are decreased,
When the fluctuation amount is a predetermined value or more, the first value and the second value are increased.
The sound reproducing device according to claim 7, wherein the sound reproducing device is a sound reproducing device.
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