JP2009033683A - 音声評価装置及び音声評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送特性が頻繁に変動する場合において、算出される評価値と主観評価による評価値との誤差を低減可能な音声評価方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る音声評価方法は、４秒間における音声品質の評価値Ｍ１を一定の周期で算出するステップＳ３０１と、１秒間における音声品質の評価値Ｍ２を一定の周期で算出するステップＳ３０２と、評価値Ｍ１又は評価値Ｍ２のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値を出力するステップＳ３０３〜Ｓ３０５とを備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、音声通話の品質を評価する音声評価装置及び音声評価方法に関する。

従来、インターネットなどのＩＰ(Internet Protocol)網を介して、符号化された音声データを含むパケット（以下、「音声パケット」）を伝送する技術であるＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)が知られている。

また、ＶｏＩＰを利用した音声通話において、音声通話の品質（以下、「音声品質」）を評価する音声評価装置（例えば、ＲＴＰ (Real Time Protocol)テスタ）が用いられている（特許文献１参照）。なお、音声品質の評価値としては、Ｅ−ｍｏｄｅｌという計算式によって求められるＲ値が用いられることが一般的である。

このような音声評価装置は、送信側通信端末によって送信される音声パケットを、ＩＰ網上のパケット伝送経路を介して受信する。また、音声評価装置は、受信した音声パケットに基づいて、音声パケットの伝送遅延やパケットロスなどの伝送特性を測定する。音声評価装置は、測定した伝送特性から、音声品質の評価値を算出する。
特開２００４−２２２２５７号公報（第１図）

既存の音声評価装置は、パケット伝送経路に無線区間が含まれない、すなわち、伝送特性が安定していることを前提に設計されていることが多い。このため、既存の音声評価装置は、６０秒間程度の規定期間において測定された伝送特性情報に基づいて音声品質の評価値を算出することが一般的である。

したがって、従来の音声評価装置は、短期間（例えば、１秒間程度）における音声品質の評価に適用することができない。特に、パケット伝送経路に無線区間が含まれる場合には、伝送特性が頻繁に変動するので、短期間における音声品質の評価を実現することが望まれる。

ところで、１秒間程度の短い期間（以下、「第１評価期間」）において音声品質が劣化した場合、人は当該第１評価期間の前後の音声に基づいて当該第１評価期間における正しい音声を推測することができる。このため、第１評価期間において音声品質が劣化した場合、音声評価装置によって算出された評価値が、主観評価（人が行う音声評価）による評価値よりも低くなることがある。

上記の不具合を回避するために、例えば４秒間程度の比較的長い期間（以下、「第２評価期間」）における音声品質の評価値を算出することが考えられる。しかし、第２評価期間中の一部の期間において音声品質が劣化した場合、当該第２評価期間中の他の期間において音声品質が良好であっても、当該第２評価期間全体としての音声品質の評価値は低くなる。

上記のように、第１評価期間における音声品質の評価値を算出する場合、及び第２評価期間における音声品質の評価値を算出する場合のいずれにおいても、主観評価による評価値よりも低くなることがある。つまり、音声評価装置によって算出される評価値と主観評価による評価値との誤差が大きくなる問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、伝送特性が頻繁に変動する場合において、算出される評価値と主観評価による評価値との誤差を低減可能な音声評価装置及び音声評価方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、音声パケットを受信するパケット受信部（ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａ）と、前記パケット受信部が受信した前記音声パケットに基づいて、音声品質の評価値（Ｒ値）を算出する評価値算出部（統計量算出部１５８Ａ，１５８Ｂ、評価値算出部１５９Ａ，１５９Ｂ、評価値選択部１５９Ｃ）とを備える音声評価装置であって、前記評価値算出部は、第１評価期間における前記音声品質の評価値（評価値Ｍ２）を一定の周期で算出する第１算出部（統計量算出部１５８Ｂ、評価値算出部１５９Ｂ）と、前記第１評価期間よりも長い第２評価期間における前記音声品質の評価値（評価値Ｍ１）を一定の周期で算出する第２算出部（統計量算出部１５８Ａ、評価値算出部１５９Ａ）と、前記第１算出部によって算出された評価値（評価値Ｍ２）、又は前記第２算出部によって算出された評価値（評価値Ｍ１）のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値（評価結果Ｍｃ）を出力する評価値選択部（評価値選択部１５９Ｃ）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、評価値選択部は、第１評価期間における音声品質の評価値、又は第１評価期間よりも長い第２評価期間における音声品質の評価値のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値を出力する。したがって、伝送特性が頻繁に変動する場合において、算出される評価値と主観評価による評価値との誤差を低減可能な音声評価装置が提供される。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、パケット送信装置（ＩＰ電話端末４）との間のパケット伝送経路（パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）における伝送遅延及びパケットロスの情報を含む伝送特性情報を第１測定期間（６０秒間の規定期間）において測定する伝送特性測定部（伝送特性測定部１５ａ）と、前記音声パケットを送信するパケット送信部（ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃ）と、前記伝送特性情報出力部によって測定された前記伝送特性情報に基づき、前記パケット送信部が送信した前記音声パケットを遅延又は破棄する音声パケット処理部（エミュレータ部１５７）とをさらに備え、前記パケット受信部は、前記音声パケット処理部から出力される前記音声パケットを受信し、前記伝送特性測定部は、前記第１測定期間よりも短い第２測定期間（１秒間又は４秒間の評価対象期間）において前記伝送特性情報を測定する短期間測定部（伝送特性情報生成部１５２ｄ）と、前記短期間測定部によって測定された前記伝送特性情報を前記第１測定期間が満了するまで繰り返して出力する伝送特性情報出力部（伝送特性情報生成部１５２ｄ）とを備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、音声パケットを受信するステップと、前記受信するステップにおいて受信した前記音声パケットに基づいて、音声品質の評価値を算出するステップとを備える音声評価方法であって、前記算出するステップは、第１評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出するステップ（ステップＳ３０２）と、前記第１評価期間よりも長い第２評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出するステップ（ステップＳ３０１）と、前記第１評価期間における前記音声品質の評価値、又は前記第２評価期間における前記音声品質の評価値のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値を出力するステップ（ステップＳ３０３〜Ｓ３０５）とを備えることを要旨とする。

本発明によれば、伝送特性が頻繁に変動する場合において、最適な評価を行う音声評価装置及び音声評価方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下においては、（１）通信システムの全体概略構成、（２）無線端末の構成、（３）無線端末の動作、（４）作用・効果、（５）その他の実施形態、の順で説明する。

なお、以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）通信システムの全体概略構成
本実施形態では、パケット伝送経路に無線区間が含まれており、伝送特性の変動に追従するために短期間における音声評価を行う構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る通信システム１０の全体概略構成図である。本実施形態では、ＶｏＩＰに適用される通信システム１０について説明する。また、本実施形態では、上述した音声評価装置及び通信端末が一体として構成される場合について説明する。

通信システム１０は、複数の無線通信システムを含む。具体的には、通信システム１０は、第３世代携帯電話システムの一種であるcdma 2000 n x evolution - data only(ＥＶ−ＤＯ)に準拠した無線通信システム、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅによって規定される無線通信システム（以下、「ＷＩＭＡＸ」（登録商標））、及びＩＥＥＥ８０２．１１などによって規定される無線ＬＡＮシステム（以下、「Ｗ−ＬＡＮ」）を含む。

通信システム１０は、無線端末１、無線基地局３１、無線基地局３２、アクセスポイント３３、通信ネットワーク３、及びＩＰ電話端末４を有する。通信ネットワーク３は、インターネットなどのＩＰ網である。

ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、通信ネットワーク３を介して、ＶｏＩＰを利用した音声通話を実行する。

具体的には、ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、音声データを符号化し、符号化した音声データを含む音声パケットを一定間隔で送信する。また、ＩＰ電話端末４及び無線端末１は、受信した音声パケットから音声データを復号し、音声を出力する。

本実施形態では、音声データのパケット化及び転送のプロトコルとして、ＲＴＰが使用される。以下においては、ＲＴＰに従って生成されたパケットをＲＴＰパケットと呼ぶ。なお、呼制御プロトコルとしては、例えばＳＩＰ（Session Initiation Protocol）が使用される。

無線基地局３１は、ＥＶ-ＤＯに準拠した無線通信システムに含まれる。無線基地局３２は、ＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システムに含まれる。アクセスポイント３３は、Ｗ−ＬＡＮに準拠した無線通信システムに含まれる。

無線端末１は、無線基地局３１、無線基地局３２及びアクセスポイント３３と無線通信を実行することができる。つまり、無線端末１は、ＥＶ-ＤＯに準拠した無線通信システム、ＷｉＭＡＸに準拠した無線通信システム、及びＩＥＥＥ８０２．１１などによって規定されるＷ−ＬＡＮに接続することができる。

無線端末１は、無線端末１の移動に伴ってハンドオーバを実行する。図１の例では、無線端末１がハンドオーバを実行することによって、パケット伝送経路がＲ１，Ｒ２及びＲ３の順で切り替っている。

また、無線端末１は、ＩＰ電話端末４によって送信されたＲＴＰパケットを受信し、受信したＲＴＰパケットに基づいて音声品質の評価値（Ｒ値）を算出する。すなわち、無線端末１は、評価値を算出するＲＴＰテスタ部１５ｂ（図３参照）を具備し、ＲＴＰテスタ部１５ｂを用いて評価値を得る。

ＲＴＰテスタ部１５ｂにおける音声評価は、最低６０秒間の測定時間（規定期間）を要する。しかしながら、ハンドオーバ時点における音声評価を行う場合、１秒間程度の評価対象期間において音声評価を行う必要がある。

本実施形態では、無線端末１は、１秒間及び４秒間程度の評価対象期間において測定されたＲＴＰパケットの情報を用いて、６０秒間の測定時間（規定期間）を要するＲＴＰテスタ部１５ｂにて、評価対象期間の音声品質の評価を行う。

さらに、無線端末１は、算出した評価値（Ｒ値）に基づいて音声品質が悪化したと判断した場合、音声符号化方式を低レート用の符号化方式に切り替え、音声通話を維持する。一方、無線端末１は、音声品質が良好と判断した場合には、音声符号化方式を高レート用の符号化方式に切り替え、音声品質を向上させる。

（２）無線端末の構成
次に、無線端末１の構成について説明する。

（２．１）無線端末の概略構成
図２は、無線端末１の概略構成図である。図２に示すように、無線端末１は、アンテナ１１ａ〜１１ｃ、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ、Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃ、操作部１３、音声コーデック部１４、制御部１５、マイク１６ａ、スピーカ１６ｂ、表示部１７、及び記憶部１８を有する。

ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａは、無線基地局３１との間において、ＥＶ-ＤＯに従った無線信号を、アンテナ１１ａを介して送受信する。ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂは、無線基地局３２との間において、ＷｉＭＡＸに従った無線信号を、アンテナ１１ｂを介して送受信する。Ｗ−ＬＡＮ通信部１２ｃは、アクセスポイント３３との間において、Ｗ−ＬＡＮに従った無線信号を、アンテナ１１ｃを介して送受信する。

また、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃは、無線信号とベースバンド信号との変換を実行し、ベースバンド信号を制御部１５と送受信する。

操作部１３は、テンキーやファンクションキーなどによって構成され、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。

音声コーデック部１４は、マイク１６ａから取得した音声データを符号化し、制御部１５から取得した音声データを復号する。マイク１６ａは、音声を集音し、集音された音声に基づいて音声データを、音声コーデック部１４を介して制御部１５に入力する。スピーカ１６ｂは、制御部１５から取得した音声データに基づいて、音声コーデック部１４を介して音声を出力する。

表示部１７は、制御部１５を介して、受信した画像を表示したり、操作内容（入力電話番号やアドレスなど）を表示したりする。

制御部１５は、無線端末１が具備する各種機能を制御する。また、制御部１５は、ＲＴＰ、ＩＰ、及びＳＩＰなどの各種のプロトコルを実行する。記憶部１８は、無線端末１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

（２．３）無線端末の詳細構成
図３は、無線端末１の詳細構成、具体的には、制御部１５及び記憶部１８によって実行される各機能の機能ブロック図である。なお、以下においては、本発明に関連する点について主に説明する。

図３に示すように、無線端末１は、伝送特性測定部１５ａ、ＲＴＰテスタ部１５ｂ及び符号化制御部１５ｃを有する。

伝送特性測定部１５ａは、各無線通信部（ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃ）と、音声コーデック部１４との間で送受信されるＲＴＰパケットを取得する。また、伝送特性測定部１５ａは、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃから、無線通信に関する情報（以下、「無線情報」）を取得する。

伝送特性測定部１５ａは、取得したＲＴＰパケットと、取得した無線情報とに基づいて、パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２又はＲ３の特性を示す伝送特性情報を測定する。具体的には、伝送特性測定部１５ａは、伝送特性情報として伝送遅延及びパケットロスを測定する。

具体的には、伝送特性測定部１５ａは、１秒間における音声評価の際には、１秒間において測定された伝送特性情報を出力する。また、伝送特性測定部１５ａは、４秒間における音声評価の際には、４秒間において測定された伝送特性情報を出力する。なお、本実施形態では、１秒間における音声評価と４秒間における音声評価が並列に実行される。

ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送特性測定部１５ａによって測定された伝送測定情報に基づいて、評価値（Ｒ値）を算出する。具体的には、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送測定情報を用いてパケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２又はＲ３をエミュレートし、規定期間分の伝送特性情報の測定を可能とする。

符号化制御部１５ｃは、ＲＴＰテスタ部１５ｂによって算出された評価値（Ｒ値）に応じて、音声符号化方式を制御する。

以下、伝送特性測定部１５ａの詳細構成、及びＲＴＰテスタ部１５ｂの詳細構成について説明する。

（２．３．１）伝送特性測定部の詳細構成
図３に示すように、伝送特性測定部１５ａは、無線情報取得部１５１ａ、パケット受信部１５１ｂ、無線情報記憶部１８ａ、受信パケット情報記憶部１８ｂ、安定期間特定部１５２ａ、送信間隔算出部１５２ｂ、相対遅延算出部１５２ｃ、伝送特性情報生成部１５２ｄ、評価対象期間選択部１５３ａ、無線通信システム特定部１５３ｂ、基準伝送遅延記憶部１８ｃ、計時部１５４ａ、及び時間拡張制御部１５４ｂ、を有する。

無線情報取得部１５１ａは、ＥＶ-ＤＯ通信部１２ａ、ＷｉＭＡＸ通信部１２ｂ及びＷ−ＬＡＮ通信部１２ｃから、無線情報を取得する。無線情報は、例えば、無線信号の受信品質（ＲＳＳＩやＳＮＲ）や、基地局識別子である。取得された無線情報は、無線情報記憶部１８ａに格納される。また、無線情報は、無線端末１が接続中の無線通信システムを示す情報を含む。

パケット受信部１５１ｂは、ＲＴＰパケットを受信する。また、パケット受信部１５１ｂは、受信したＲＴＰパケットの受信時刻及びシーケンス番号などを、受信パケット情報として受信パケット情報記憶部１８ｂに格納する。

安定期間特定部１５２ａは、無線情報記憶部１８ａに格納された受信品質情報から、無線通信が安定している（例えば、受信品質が閾値以上である）期間を特定する。

送信間隔算出部１５２ｂは、安定期間特定部１５２ａによって特定された期間におけるＲＴＰパケットの受信時刻を、受信パケット情報記憶部１８ｂから取得する。送信間隔算出部１５２ｂは、取得した受信時刻から、ＩＰ電話端末４がＲＴＰパケットを送信する送信間隔を算出する。

評価対象期間選択部１５３ａは、１秒間又は４秒間程度の評価対象期間を選択する。

相対遅延算出部１５２ｃは、受信パケット情報に基づいて、評価対象期間選択部１５３ａによって選択された評価対象期間における相対遅延（伝送遅延）を算出する。具体的には、１秒間の評価対象期間、及び４秒間の評価対象期間のそれぞれについて相対遅延が並列に算出される。相対遅延の詳細については後述する。

また、相対遅延算出部１５２ｃは、受信パケット情報から、評価対象期間におけるＲＴＰパケットをシーケンス番号に従ってソートすることによって、パケット伝送経路Ｒ１，Ｒ２又はＲ３において損失したパケット（パケットロス）を特定する。

無線通信システム特定部１５３ｂは、評価対象期間において無線端末１が接続していた無線通信システムを特定する。

伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線通信システム特定部１５３ｂによって特定された無線通信システムに対応する基準伝送遅延（システム遅延）を基準伝送遅延記憶部１８ｃから取得する。

伝送特性情報生成部１５２ｄは、相対遅延算出部１５２ｃによって算出された相対遅延と、基準伝送遅延記憶部１８ｃから取得された基準伝送遅延とを用いて伝送遅延を算出する。具体的には、１秒間の評価対象期間、及び４秒間の評価対象期間のそれぞれについて伝送遅延が並列に算出される。

パケットロスの情報（以下、パケットロス情報）、及び算出された伝送遅延の情報（以下、「伝送遅延情報」）は、伝送特性情報生成部１５２ｄに記憶される。

時間拡張制御部１５４ｂは、ＲＴＰテスタ部１５ｂから送信される測定開始指示及び測定終了指示に従い、伝送特性情報生成部１５２ｄに対して、伝送特性情報の出力開始及び停止を指示する。また、時間拡張制御部１５４ｂは、計時部１５４ａの時間情報と、測定開始からの経過時間とに基づいて、伝送遅延情報及びパケットロス情報の出力を伝送特性情報生成部１５２ｄに指示する。なお、時間拡張制御部１５４ｂは、１秒間の評価対象期間、及び４秒間の評価対象期間のそれぞれについて並列に制御を行う。

（２．３．２）ＲＴＰテスタ部の詳細構成
図３に示すように、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、エミュレータ部１５７、制御メッセージ送受信部１５５ａ、送信制御部１５５ｂ、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃ、制御パケット送受信部１５５ｄ、ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａ、制御パケット送受信部１５６ｃ、ＲＴＴ測定部１５６ｄ、測定制御部１５６ｅ、制御メッセージ送受信部１５６ｆ、統計量算出部１５８Ａ、統計量算出部１５８Ｂ、評価値算出部１５９Ａ、評価値算出部１５９Ｂ、及び評価値選択部１５９Ｃを有する。なお、ＲＴＰテスタ部１５ｂでは、１秒間の評価対象期間、及び４秒間の評価対象期間のそれぞれについて並列に処理が実行される。

エミュレータ部１５７は、伝送特性情報（伝送遅延情報及びパケットロス情報）に基づいて、ＲＴＰ試験パケット及び制御パケット（ＩＣＭＰパケット）の滞留処理及び破棄処理を行う。ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃから送信されたＲＴＰ試験パケットは、エミュレータ部１５７において、伝送遅延情報に応じた滞留後、ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａによって受信される。さらに、エミュレータ部１５７は、パケットロス情報に応じて、ＲＴＰ試験パケットを破棄する。

なお、エミュレータ部１５７は、１秒間の評価対象期間において測定された伝送特性情報を用いて、ＲＴＰ試験パケットの破棄・遅延処理を行う。また、エミュレータ部１５７は、４秒間の評価対象期間において測定された伝送特性情報を用いて、ＲＴＰ試験パケットの破棄・遅延処理を行う。

測定制御部１５６ｅは、制御メッセージ送受信部１５６ｆ及び制御メッセージ送受信部１５５ａを介して、送信制御部１５５ｂに対して測定の開始及び停止を指示する。また、測定制御部１５６ｅは、ＲＴＴ測定部１５６ｄに対して、往復時間（ＲＴＴ）の測定を指示する。

ＲＴＴ測定部１５６ｄは、制御パケット送受信部１５６ｃを介して制御パケットを送信する。ＲＴＴ測定部１５６ｄは、制御パケット送受信部１５５ｄからの返信を受信し、往復時間を測定する。

送信制御部１５５ｂは、測定制御部１５６ｅからの測定開始の指示に従い、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃに対して送信開始を指示する。

エミュレータ部１５７が１秒間における伝送特性情報を用いて破棄・遅延処理したＲＴＰ試験パケットは、統計量算出部１５６Ｂに入力される。また、エミュレータ部１５７が４秒間における伝送特性情報を用いて破棄・遅延処理したＲＴＰ試験パケットは、統計量算出部１５６Ａに入力される。 統計量算出部１５８Ａ及び統計量算出部１５８Ｂは、ＲＴＰ試験パケットの統計処理を行い、統計量を算出する。統計量とは、平均伝送遅延（伝送遅延の平均値）、ジッタ（伝送遅延の揺らぎ）、パケットロス率などである。

統計量算出部１５８Ａが統計量を算出する期間の長さと、統計量算出部１５８Ｂが統計量を算出する期間の長さとは異なる。本実施形態では、統計量算出部１５８Ａは、４秒間において統計量を算出する。また、統計量算出部１５８Ｂは、１秒間において統計量を算出する。

評価値算出部１５９Ａは、統計量算出部１５６Ａによって算出された統計量、及びＲＴＴ測定部１５６ｄによって測定された往復時間に基づいて、４秒間における評価値Ｍ１を算出する。

評価値算出部１５９Ｂは、統計量算出部１５６Ｂによって算出された統計量、及びＲＴＴ測定部１５６ｄによって測定された往復時間に基づいて、１秒間における評価値Ｍ２を算出する。 評価値選択部１５９Ｃは、評価値算出部１５９Ａによって算出された評価値Ｍ１と、評価値算出部１５９Ｂによって算出された評価値Ｍ２とを比較し、式（１）に従って評価結果Ｍｃを出力する。

すなわち、評価値Ｍ１が評価値Ｍ２よりも大きい場合、評価値選択部１５９Ｃは、評価値Ｍ１を評価結果Ｍｃとして選択する。一方、評価値Ｍ１が評価値Ｍ２以下である場合、評価値選択部１５９Ｃは、評価値Ｍ２を評価結果Ｍｃとして選択する。安定した通信環境下では、Ｍｃ＝Ｍ１＝Ｍ２となる。なお、評価値Ｍｃは、符号化制御部１５ｃに出力される。

（２．４）伝送遅延測定処理
次に、伝送特性測定部１５ａによって実行される伝送遅延測定処理について説明する。図４は、伝送遅延測定処理を説明するための説明図である。

（２．４．１）送信間隔算出処理
まず、送信間隔算出部１５２ｂによって実行される送信間隔算出処理について説明する。

ＲＴＰパケットの送信側（ＩＰ電話端末４）と、ＲＴＰパケットの受信側（無線端末１）とでは、計時が一致しているとは限らない。例えば、ＲＴＰパケットの送信側と、ＲＴＰパケットの受信側とでは、数[msec]程度の誤差が存在する。

このため、誤差の補正を行わずに、受信したＲＴＰパケットに基づいて、通信状態の再現（エミュレート）を行った場合、長時間の再現により累積的な誤差として、全く異なる通信状態が再現されることになる。

このような問題を回避するために、送信間隔算出部１５２ｂは、予定されていた送信間隔（例えば２０［ｍｓ］）の代わりに、算出した送信間隔（Tjtr）を用いる。

送信間隔算出部１５２ｂは、評価対象期間と同じ無線通信システム（type）を用いた期間の内、伝搬環境が最良と言える（例えば、受信品質値が最も高い）期間における平均受信間隔を、式（２）により送信間隔として算出する。
Tjtr = Mean ( Trec(sn) - Trec(sn-1) ) ・・・（２）

（２．４．２）伝送遅延算出処理
次に、相対遅延算出部１５２ｃ及び伝送特性情報生成部１５２ｄによって実行される伝送遅延算出処理について説明する。

相対遅延算出部１５２ｃは、同一の無線通信システム（type）にて通信時に受信したＲＴＰパケットに対して、あるＲＴＰパケットを基準として、受信経過時間と、送信経過時間との差分値を算出する。ここで、送信経過時間は、送信間隔（Tjtr）に基づいて算出される。

伝送特性情報生成部１５２ｄは、算出された差分値が最低となるＲＴＰパケットを基準パケット（sn0）として特定する。基準パケット（sn0）の遅延（システム遅延）が、その無線通信システム（type）における最短の遅延となる。

したがって、特定されたＲＴＰパケット（基準パケット；sn0）の遅延は、対象とする無線通信システム（type）に固有の遅延（基準伝送遅延（Tdlybas(type)）のみであるとみなされる。

例えば、伝送特性情報生成部１５２ｄは、図５において評価対象期間が期間[Ｔ１，Ｔ２]である場合、ＷｉＭＡＸにて無線通信していると判断し、ＷｉＭＡＸに対応する基準伝送遅延（Tdlybas(type):type=WiMAX）を得る。

そして、伝送特性情報生成部１５２ｄは、評価値算出の対象区間のパケット（ｓｎ）に対して、伝送遅延Tdly(sn)を算出する。

Tdly(sn) = ( Trec(sn) - Trec(sn0) ) - Tjtr × ( sn - sn0 ) + Tdlybas(type) ・・・（３）
式（３）により、個々のＲＴＰパケットの伝送遅延が算出される。

（２．５）パケットロス測定処理
次に、相対遅延算出部１５２ｃ及び伝送特性情報生成部１５２ｄによって実行されるパケットロス測定処理について説明する。

相対遅延算出部１５２ｃは、受信したＲＴＰパケットのＳＮ（シーケンス番号）の欠けを検知する。欠けたＳＮ（シーケンス番号）は、パケット伝送経路において損失したことを意味する。

つまり、相対遅延算出部１５２ｃは、評価値算出の対象区間におけるパケットをシーケンス番号順にソートし、損失したシーケンス番号を特定する。相対遅延算出部１５２ｃは、エミュレータ部１５７においてパケットの損失（パケットロス）を再現するため、以下のように損失フラグ（Lost(sn)）を設定する。
Lost(sn) = TRUE : パケットロス
FALSE : パケットあり

（２．６）エミュレート処理
次に、ＲＴＰテスタ部１５ｂによって実行されるエミュレート処理について、図６を用いて説明する。

上記のように、評価対象期間（例えば１秒間又は４秒間）は、規定期間（例えば６０秒間）に対して短い。このため、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、評価対象期間のＲＴＰパケットの伝送遅延（Tdly(sn)）、損失フラグ（Lost(sn)）に基づいて、パケット伝送経路をエミュレート（再現）する。パケット伝送経路をエミュレート（再現）することによって、規定期間（例えば６０秒間）における測定が可能となる。

図６は、横軸をＳＮ（シーケンス番号）、縦軸を伝送遅延としたグラフである。図６（ａ）は、評価対象期間における実測定結果を示している。図６（ｂ）は、規定期間に対応するシーケンス番号の期間[Ｎ０，Ｎ１]の評価処理時を示している。なお、図６（ａ）では、例として評価対象期間が１秒間である場合を図示している。評価対象期間が１秒間である場合には、Ｎ０〜Ｎ１は４秒間になる。

時間拡張制御部１５４ｂは、評価開始からの経過時間に応じたシーケンス番号を特定し、シーケンス番号に基づく伝送遅延情報及びパケットロス情報を伝送特性情報生成部１５２ｄからエミュレータ部１５７に出力する。

すなわち、伝送特性情報生成部１５２ｄは、規定期間（に相当するシーケンス番号）［Ｓ０，Ｓｍ］に対して、評価対象期間（に相当するシーケンス番号）［Ｎ０，Ｎ１）（Ｎ１含まず）の伝送遅延情報及びパケットロス情報を繰り返し出力する。

つまり、期間［Ｓ１，Ｓ２）（Ｓ２含まず）におけるシーケンス番号Ｓａの伝送遅延情報及びパケットロス情報には、期間［Ｎ０，Ｎ１）（Ｎ１含まず）の対応するシーケンス番号Ｎａ（＝Ｓａ−Ｓ１＋Ｎ０）の伝送遅延情報及びパケットロス情報が用いられる。

これにより、短期間の評価対象期間に基づいて、測定上必要とする規定期間長に拡張し、評価対象期間における評価値を得ることが可能となる。

（２．７）評価値算出処理
次に、統計量算出部１５８Ａ、統計量算出部１５８Ｂ、評価値算出部１５９Ａ、評価値算出部１５９Ｂ、及び評価値選択部１５９Ｃによって実行される評価値算出処理について説明する。図７は、評価値算出処理を説明するための説明図である。

図７（ａ）は、評価値算出部１５９Ａによって算出された評価値Ｍ１、及び評価値算出部１５９Ｂによって算出された評価値Ｍ２の一例を示すグラフである。ここでは、Ｒ値を主観評価値の１つであるＭＯＳ値に換算した値が示されている。

なお、ＭＯＳ値では、以下の１〜５の５段階で、実際に人間が音声品質を評価する。

５ ： 話の内容を容易に理解できる。全く努力を要せず、リラックスした状態で聞き取り可能である
４ ： わずかな努力で理解できる。注意していれば、努力は必要としない
３ ： 中程度の努力を要する
２ ： かなりの努力を要する
１ ： 不接続、呼切断、無音。努力しても全く聞き取れない
また、図７（ｂ）は、評価値選択部１５９Ｃが出力する評価結果Ｍｃを示している。図７（ｃ）は、主観評価値によるＭＯＳ値（主観評価値）を示している。

図７（ａ）に示すように、評価時間が１秒である評価値Ｍ２は、図７（ｃ）に示す主観評価によるＭＯＳ値と同様に、単発的な変動に対して敏感に反応している。

しかし、瞬間的に音声品質が劣化する（例えば、無音が入る）ような場合、前後の音声が明瞭であれば、さほど主観評価値は悪化しない。このため、例えば期間Ｔ１においては、評価値Ｍ２は主観評価よりも大幅に低くなっている。

また、評価時間が４秒である評価値Ｍ１は、単発的な変動に対して反応は緩慢であるが、単発的な変動があった時の低下量は、主観評価に近い。評価値Ｍ１は、前後の音声の状態をも反映するためである。

しかし、評価値Ｍ１は、単発的な変動があった後においても単発的な変動の影響を受ける。このため、評価値Ｍ１は、例えば期間Ｔ２において、主観評価値よりも大幅に低くなっている。

評価値選択部１５９Ｃは、図７（ｂ）に示すように、評価値Ｍ１又は評価値Ｍ２のいずれか高い方を選択する。図７（ｂ）と図７（ｃ）とを比較すると、評価結果Ｍｃは、主観評価値に近づいていることが分かる。

（３）無線端末の動作
次に、無線端末１の動作について説明する。

（３．１）評価値算出手順の概略
図８は、無線端末１によって実行される評価値算出手順の概要を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、安定期間特定部１５２ａは、無線情報記憶部１８ａに記憶されている無線情報から、無線状態の良好な（安定した）期間を特定する。

ステップＳ１０２において、送信間隔算出部１５２ｂは、安定期間特定部１５２ａによって特定された期間において受信されたＲＴＰパケットの受信パケット情報を取得する。

ステップＳ１０３において、送信間隔算出部１５２ｂは、式（２）により、送信間隔Ｔｊｔｒを算出する。

ステップＳ１０４において、評価対象期間選択部１５３ａは、評価対象期間を選択する。

ステップＳ１０５において、無線通信システム特定部１５３ｂは、無線情報から無線通信システムを特定する。

ステップＳ１０６において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線通信システム（type）に応じた基準伝送遅延（Tdlybas(type)）を取得する。

ステップＳ１０７において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、無線通信システム（type）を使用した期間において、任意のパケットを基準として伝送遅延を算出し、伝送遅延の最低値を有するパケットを特定する（sn0）。

ステップＳ１０８において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、式（３）により、伝送遅延を算出する。

ステップＳ１０９において、伝送特性情報生成部１５２ｄは、評価値算出の対象区間におけるＲＴＰパケットをシーケンス番号順にソートし、欠落したＲＴＰパケットのシーケンス番号を特定する。

ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２において、ＲＴＰテスタ部１５ｂは、規定期間においてエミュレート処理（仮想測定動作）を実行する。エミュレート処理の詳細については後述する。

ステップＳ１１３において、評価値算出部１５９Ａ，１５９Ｂは、エミュレート処理の測定結果を用いて評価値を算出する。

（３．２）エミュレート手順
図９は、無線端末１によって実行されるエミュレート手順、具体的には、図８のステップＳ１１１の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、エミュレータ部１５７は、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃから送信されたＲＴＰ試験パケットを受信する。

ステップＳ２０２において、測定制御部１５６ｅは、受信パケット数Ｓａを更新（Ｓａ＋＋）する。

ステップＳ２０３において、測定制御部１５６ｅは、エミュレータ部１５７が受信したＲＴＰ試験パケットが評価対象期間のいずれのＲＴＰパケット（Ｎａ）に該当するかを算出する。具体的には、測定制御部１５６ｅは、（Ｓａ−Ｓ０＋１）から（Ｎ１−Ｎ０＋１）で余りを算出し、余りにＮ０を足す。

ステップＳ２０４において、測定制御部１５６ｅは、Ｎａのパケットの伝送遅延情報及びパケットロス情報を読出し、エミュレータ部１５７が受信したＲＴＰ試験パケットに適用する。

（３．３）評価値算出手順の詳細
次に、無線端末１によって実行される評価値算出手順の詳細について説明する。図１０は、無線端末１によって実行される評価値算出手順、具体的には、図８のステップＳ１１３の詳細を示すフローチャートである。 ステップＳ３０１において、評価値算出部１５９Ａは、４秒間における音声品質の評価値Ｍ１を算出する。

ステップＳ３０２において、評価値算出部１５９Ｂは、１秒間における音声品質の評価値Ｍ２を算出する。

ステップＳ３０３において、評価値選択部１５９Ｃは、ステップＳ３０１で算出された評価値Ｍ１がステップＳ３０２で算出された評価値Ｍ２よりも大きいか否かを判定する。

評価値Ｍ１が評価値Ｍ２よりも大きいと判定された場合、ステップＳ３０４に処理が進む。ステップＳ３０４においては、評価値選択部１５９Ｃは、４秒間における音声品質の評価値Ｍ１を評価結果Ｍｃとして選択する。

一方、評価値Ｍ１が評価値Ｍ２以下であると判定された場合、ステップＳ３０５に処理が進む。ステップＳ３０５においては、評価値選択部１５９Ｃは、１秒間における音声品質の評価値Ｍ２を評価結果Ｍｃとして選択する。

（４）作用・効果
本実施形態によれば、無線端末１は、評価値算出部１５９Ａ、評価値算出部１５９Ｂ、及び評価値選択部１５９Ｃを備える。評価値算出部１５９Ａは、４秒間における音声品質の評価値Ｍ１を一定の周期で算出する。評価値算出部１５９Ｂは、１秒間における音声品質の評価値Ｍ２を一定の周期で算出する。評価値選択部１５９Ｃは、評価値Ｍ１又は評価値Ｍ２のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値Ｍｃを出力する。

したがって、伝送特性が頻繁に変動する場合において、評価値Ｍｃと主観評価との誤差を低減することができる。

本実施形態によれば、伝送特性測定部１５ａは、規定期間（６０秒間）よりも短い評価対象期間（１秒間又は４秒間）において受信した音声パケットの伝送特性情報を、規定期間（６０秒間）が満了するまで繰り返して出力する。ＲＴＰテスタ部１５ｂは、伝送特性測定部１５ａによって出力された伝送特性情報に基づいて評価値（Ｒ値）を算出する。

したがって、規定期間において測定された伝送特性情報に基づいて音声品質の評価値を算出する場合であっても、短期間における音声品質の評価を実現する音声評価装置を提供することができる。

これにより、無線通信環境下における評価対象期間の評価を行うことが可能となる。よって、無線端末１において、音声評価値の低下に即応して、音声符号化方式を低レート用／高レート用に切り換えることができる。さらに、ＥＶＤＯ、ＷｉＭＡＸ、Ｗ−ＬＡＮなど、異なる無線通信システム間でのハンドオーバ時の音声評価が可能となる。

なお、本実施形態によれば、伝送特性測定部１５ａは、式（３）に従って伝送遅延を測定する。つまり、タイムスタンプやＲＴＴを用いることなく、伝送遅延が測定される。このため、無線端末１とＩＰ電話端末４とが非同期である場合や、上りのパケット伝送経路と下りのパケット伝送経路とで伝送遅延が異なる場合であっても、受信したＲＴＰパケットの伝送遅延を測定することが可能となる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態においては、無線通信システム特定部１５３ｂが、評価対象期間における無線通信システムを特定していた。しかしながら、無線通信システム特定部１５３ｂは、基地局識別子に応じて、評価対象期間において接続していた無線基地局又はアクセスポイントを特定してもよい。この場合、無線基地局又はアクセスポイント毎に基準伝送遅延を設定してもよい。

上述した実施形態では、通信システム１０は、複数の無線通信システムを含んでいたが、１つのみであってもよい。また、上述した実施形態では、音声データのパケット化及び転送のプロトコルとして、ＲＴＰが使用されていたが、他のプロトコルであってもよい。

上述した実施形態では、評価対象期間が１秒間又は４秒間程度であり、規定期間が最低６０秒間程度である場合について説明したが、これに限らず、評価対象期間は規定期間よりも短い期間であればよい。

上述した実施形態では、無線端末１において音声評価を行う構成を説明したが、ＩＰ電話端末４などの固定型の通信端末において音声評価を行う構成に適用してもよい。さらに、音声評価のみを行う場合には、上述した伝送特性測定部１５ａ及びＲＴＰテスタ部１５ｂを通信端末（無線端末１）の外部に設ける構成であってもよい。

また、ＲＴＰテスタ部１５ｂにおいて、エミュレータ部１５７に代えて、実際のネットワークを用いてもよい。この場合、制御メッセージ送受信部１５５ａ、送信制御部１５５ｂ、ＲＴＰ試験パケット送信部１５５ｃ、及び制御パケット送受信部１５５ｄがパケット送信側に配置される。また、ＲＴＰ試験パケット受信部１５６ａは、ネットワークを介してＲＴＰ試験パケットを受信する。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の制御部及び記憶部によって実行される各機能の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線情報によって実行される伝送遅延測定処理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る無線情報の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る無線情報によって実行されるエミュレート処理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る無線情報によって実行される評価値算出処理を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る無線端末によって実行される評価値算出手順の概要を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線端末によって実行されるエミュレート手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線端末によって実行される評価値算出手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…無線端末、３…通信ネットワーク、４…ＩＰ電話端末、１０…通信システム、１１ａ〜１１ｃ…アンテナ、１２ａ…ＥＶ−ＤＯ通信部、１２ｂ…ＷｉＭＡＸ通信部、１２ｃ…ＬＡＮ通信部、１３…操作部、１４…音声コーデック部、１５…制御部、１５ａ…伝送特性測定部、１５ｂ…ＲＴＰテスタ部、１５ｃ…符号化制御部、１６ａ…マイク、１６ｂ…スピーカ、１７…表示部、１８…記憶部、１８ａ…無線情報記憶部、１８ｂ…受信パケット情報記憶部、１８ｃ…基準伝送遅延記憶部、３１…無線基地局、３２…無線基地局、３３…アクセスポイント、１５１ａ…無線情報取得部、１５１ｂ…パケット受信部、１５２ａ…安定期間特定部、１５２ｂ…送信間隔算出部、１５２ｃ…相対遅延算出部、１５２ｄ…伝送特性情報生成部、１５３ａ…評価対象期間選択部、１５３ｂ…無線通信システム特定部、１５４ａ…計時部、１５４ｂ…時間拡張制御部、１５５ａ…制御メッセージ送受信部、１５５ｂ…送信制御部、１５５ｃ…ＲＴＰ試験パケット送信部、１５５ｄ…制御パケット送受信部、１５６Ａ…統計量算出部、１５６Ｂ…統計量算出部、１５６ａ…ＲＴＰ試験パケット受信部、１５６ｃ…制御パケット送受信部、１５６ｄ…ＲＴＴ測定部、１５６ｅ…測定制御部、１５６ｆ…制御メッセージ送受信部、１５７…エミュレータ部、１５８Ａ，１５８Ｂ…統計量算出部、１５９Ａ，１５９Ｂ…評価値算出部、１５９Ｃ…評価値選択部

Claims (3)

1. 音声パケットを受信するパケット受信部と、
   前記パケット受信部が受信した前記音声パケットに基づいて、音声品質の評価値を算出する評価値算出部と
   を備える音声評価装置であって、
   前記評価値算出部は、
   第１評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出する第１算出部と、
   前記第１評価期間よりも長い第２評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出する第２算出部と、
   前記第１算出部によって算出された評価値、又は前記第２算出部によって算出された評価値のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値を出力する評価値選択部と
   を備える音声評価装置。
2. パケット送信装置との間のパケット伝送経路における伝送遅延及びパケットロスの情報を含む伝送特性情報を第１測定期間において測定する伝送特性測定部と、
   前記音声パケットを送信するパケット送信部と、
   前記伝送特性情報出力部によって測定された前記伝送特性情報に基づき、前記パケット送信部が送信した前記音声パケットを遅延又は破棄する音声パケット処理部と
   をさらに備え、
   前記パケット受信部は、前記音声パケット処理部から出力される前記音声パケットを受信し、
   前記伝送特性測定部は、
   前記第１測定期間よりも短い第２測定期間において前記伝送特性情報を測定する短期間測定部と、
   前記短期間測定部によって測定された前記伝送特性情報を前記第１測定期間が満了するまで前記評価値算出部に繰り返して出力する伝送特性情報出力部と
   を備える請求項１に記載の音声評価装置。
3. 音声パケットを受信するステップと、
   前記受信するステップにおいて受信した前記音声パケットに基づいて、音声品質の評価値を算出するステップと
   を備える音声評価方法であって、
   前記算出するステップは、
   第１評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出するステップと、
   前記第１評価期間よりも長い第２評価期間における前記音声品質の評価値を一定の周期で算出するステップと、
   前記第１評価期間における前記音声品質の評価値、又は前記第２評価期間における前記音声品質の評価値のいずれか高い方を選択するとともに、選択した評価値を出力するステップと
   を備える音声評価方法。

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