JP2015185928A - 音声遅延時間測定装置及び方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】エコーキャンセラ機能の有無や設定に依存せずに、音声通話サービスの音声の往復遅延時間を測定する。
【解決手段】音声遅延時間測定用の試験音声信号を再生し、端末Aに出力する音声信号再生手段と、再生された試験音声信号を録音する再生音声信号録音手段と、再生音声信号録音手段と同時に録音を開始し、試験音声信号が端末Aに入力された時に端末Bから出力される試験音声信号を録音する受信音声信号録音手段と、受信音声信号録音手段で録音した試験音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(ta2)から、該再生音声信号録音手段で録音した音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(ta1)を引いた測定時間(T1)を算出し、測定時間(T1)から、音声往復遅延時間測定装置Bで算出された測定時間(T2)を引いて音声遅延時間(T1-T2)を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、音声遅延時間測定装置及び方法及びプログラムに係り、特に、遠隔地に存在する２地点間の音声の往復遅延時間を推定するための音声遅延時間測定装置及び方法及びプログラムに関する。

近年、モバイル端末を利用する様々な形態の音声通信サービスが普及している。

特に、音声データをIPパケットに格納して伝送する音声通話サービスは、ネットワークでのパケット転送品質（例えば、パケットの伝送遅延、遅延揺らぎ）や端末での処理遅延（例えば、音声信号処理遅延や受信側でのバッファリング遅延）の影響でエンド・ツー・エンドの音声遅延が増加する傾向にある。そのため、音声通話サービスの遅延時間を測定する装置が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

測定地が離れている２地点間の片道の音声遅延時間は、音声の送信側と受信側に設置される２つの測定器の時刻を正確に同期させ、音声を送信した時刻と受信した時刻の差分をとることで測定することができる。しかし、遠隔地に設置される２つの測定器の時刻を正確に同期させるには、GPS等の専用装置が必要となる等、手間を要するため、往復遅延時間を測定する装置が広く検討されている。

上記の非特許文献１の技術では、送信側の測定器で音声信号を送信し、受信側の測定器で受信した音声信号を折り返すことで、送信側の測定器で音声信号の送信信号と受信時刻を記録することが可能となり、その差分で往復遅延時間を測定している。

NECネッツエスアイ音声品質測定ソリューション Voice Pingerhttp://www.nesic.co.jp/solution/sp/voicepinger.html

しかし、上記のような受信側の測定器で音声信号を折り返す場合、極めて短い時間で、送信された音声信号と同じ音声波形を折り返すため、音声通話サービスのアプリケーションや端末に実装されるエコーキャンセラの機能によって、前記折り返された音声信号がエコーとして除去される場合がある。そのため、折り返し機能を用いた方法では、エコーキャンセラの設定に依存することなく、音声の往復遅延時間を測定することができなかった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、音声通話サービスのアプリケーションや端末に実装されるエコーキャンセラの機能の有無や設定に依存することなく、音声通話サービスの音声の往復遅延時間を測定可能な装置及び方法及びプログラムを提供することを目的とする。

一態様によれば、音声通話サービスの端末Aに接続される音声遅延時間測定装置Aと、端末Bに接続される音声遅延時間測定装置Bを有する音声通話サービスシステムにおける、２地点で収録した音声信号の遅延時間を算出する音声遅延時間測定装置であって、
音声遅延時間測定用の試験音声信号を再生し、前記端末Aに出力する音声信号再生手段と、
再生された試験音声信号を取得し、録音する再生音声信号録音手段と、
前記再生音声信号録音手段と同時に録音を開始し、前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を取得する受信音声信号録音手段と、
前記受信音声信号録音手段で取得した試験音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(ta2)から、前記再生音声信号録音手段で取得した音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(ta1)を引いた測定時間(T1)を算出する測定時間算出手段と、
前記測定時間(T1)から、前記端末Bに接続される前記音声遅延時間測定装置Bで算出された測定時間(T2)を引いて音声遅延時間(T1-T2)を算出する音声遅延時間算出手段と、
を備える音声遅延時間測定装置が提供される。

一態様によれば、遠隔地に存在する２地点で収録した音声信号の有音区間の開始位置と終了位置の時刻差に基づいて往復遅延を算出することにより、音声通話サービスのアプリケーションや端末に実装されるエコーキャンセラの機能の有無や設定に依存することなく、正確に音声通話サービスにおける音声の往復遅延時間を測定することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成例。 本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間測定装置の構成例。 本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間測定装置の処理フロー。 本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間測定に用いる音声信号の一例。 本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間の測定イメージ。 本発明の第３の実施の形態における装置の構成例。

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成例を示す。

本発明が適用される音声通話システムは、２つの音声通話サービス端末１０A，１０BがIP網やモバイルネットワーク等の広域通信網２０に接続され、各音声通話サービス端末１０A，１０Bに音声遅延時間測定装置１００A，１００Bが接続されている。

音声遅延時間測定装置１００A，１００Bは、音声通話サービス端末１０A，１０Bに対して、音声信号の入力／出力を行うことで、音声遅延時間を測定する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間測定装置の構成例を示す。

音声遅延時間測定装置１００は、音声信号再生部１１０、音声信号録音部１２０、音声遅延時間算出部１３０、音声信号保存部１４０、収録音声信号保存部１５０、音声遅延時間保存部１６０を有する。

音声信号録音部１２０は、再生音声信号録音部（録音トラック１）１２１、受信音声信号録音部（録音トラック２）１２２を有し、音声遅延時間算出部１３０は、測定時間算出部１３１、測定時間情報受信部１３２、音声遅延時間計算部１３３を有する。

各地点で音声遅延時間測定装置１００A及び音声遅延時間測定装置１００Bが必要となるが、いずれの地点の装置も装置構成は図２と同様である。

図３は、本発明の第１の実施の形態における音声遅延時間測定装置の処理フローを示す。図２で示される各装置の機能を図３に沿って説明する。

最初に、音声遅延時間測定装置１００Aの処理について説明する。

ステップ１０１）音声信号保存部１４０に、予め、波形の異なる２種類の音声信号（試験音声信号a、試験音声信号b）が保存される。

図４に音声再生に利用する「試験音声信号a」及び「試験音声信号b」の例を示す。これらの２つの試験音声信号の条件は、有音区間の時間長（有音が連続再生される時間）が同じであり、有音区間と無音区間の判定が容易な波形とする。本発明では、「試験音声信号a」は、音声信号再生部１１０から音声通話サービス端末１０Aに入力し、「試験音声信号b」は音声通話サービス端末１０Bに入力することで、音声の往復遅延時間を測定する。

このように、波形の異なる２種類の試験音声信号を用いることで、音声通話サービスのアプリケーションや音声通話サービス端末１０A，１０Bに実装されるエコーキャンセラは、エコーとして認識することがなくなり、音声信号が除去されることを回避することを可能とする。

ステップ１０２） 音声信号再生部１１０は、オペレータにより測定開始指示が入力されると、以下の手順で、試験音声信号を再生し、音声通話サービス端末１０Aに音声信号を入力する。

（１）音声信号保存部１４０より「試験音声信号a」を読み込む。

（２）読み込んだ「試験音声信号a」を再生し、音声通話サービス端末１０Aに入力する。例えば、音声通話サービス端末１０Aのマイク端子と音声遅延時間測定装置１００A（音声信号再生部１１０）の音声出力端子をオーディオケーブルで接続することで、音声信号をライン入力する。

ステップ１０３）音声信号録音部１２０において、以下の手順で２つの音声信号を録音する。また、再生音声信号録音部（録音トラック１）１２１と、受信音声信号録音部（録音トラック２）１２２は、同時に録音を開始する。

（１）再生音声信号録音部（録音トラック１）１２１において、音声信号再生部１１０で再生された「試験音声信号a」を録音する。例えば、音声遅延時間測定装置１００Aの音声信号再生部１１０の音声出力端子と音声遅延時間測定装置１００Aの再生音声信号録音部１２１（録音トラヒック１）の音声入力端子をオーディオケーブルで接続してライン入力して録音する。また、録音された試験音声信号を「録音信号A1」とする。

（２）受信音声信号録音部１２２において、音声遅延時間測定装置１００Bで再生され、音声通話サービス端末１０B及び広域通信網２０、音声通話サービス端末１０Aを介して、音声通話サービス端末１０Aから出力された「試験音声信号ｂ」を録音する。例えば、音声通話サービス端末１０Aの音声出力端子と音声遅延時間測定装置１００A（受信音声信号録音部（録音トラック２）１２２をオーディオケーブルで接続することで、音声信号をライン入力する。また、録音された音声信号を「録音信号A2」とする。

ステップ１０４）音声信号再生部１１０において、以下の手順で、試験音声信号を再生し、音声通話サービス端末１０Aに音声信号を入力する。

（１）音声信号保存部１４０から「試験音声信号a」を読み込む。

（２）読み込んだ「試験音声信号a」を再生し、音声通話サービス端末１０Aに入力する。例えば、音声通話サービス端末１０Aのマイク端子と音声遅延時間測定装置１００Aの音声信号再生部１１０の音声出力端子をオーディオケーブルで接続することで、音声信号をライン入力する。

ステップ１０５） 収録音声信号保存部１５０には、録音した２つの「録音信号A」、「録音信号B」が保存される。

ステップ１０６）音声遅延時間算出部１３０は、以下の手順で音声遅延時間を算出する。

（１）測定時間算出部１３１は、音声遅延時間測定装置１００Aで録音した録音信号を用いて、以下の手順で測定時間（T１）を算出する。

ａ）収録音声信号保存部１５０より「録音信号A1」と「録音信号A2」を読み込む。

ｂ）「録音信号A1」の録音開始から有音区間の開始または終了までの時間（ta１）と、「録音信号A2」の録音開始から有音区間の開始または終了までの時間（ta2）を算出し、ta1とta2の差（ta2−ta1）を測定時間（T1）として算出する。

（２）測定時間情報受信部１３２は、音声遅延時間測定装置１００Bで算出された測定時間(T2)を受信する。なお、音声遅延時間測定装置１００Bにおける測定時間(T2)の算出方法については後述する。

（３）音声遅延時間計算部１３３は、測定時間（T1）と測定時間(T2)の差（T1−T2）を音声遅延時間として算出する。

ステップ１０７）音声遅延時間計算部１３３は、算出された音声遅延時間（T1−T2）を音声遅延時間保存部１６０に保存する。

次に、音声遅延時間測定装置１００Bの処理について説明する。

ステップ２０１）音声遅延時間測定装置１００Bの音声信号保存部１４０には、予め前述のステップ１０１と同様に、波形の異なる2種類の音声信号(「試験音声信号a」，「試験音声信号b」)が保存されている。保存される試験音声信号は、「音声遅延時間測定装置A」で保存される試験音声信号と同じとする。

ステップ２０２）オペレータより測定開始指示が入力されると、音声信号録音部１２０の受信音声信号録音部（録音トラック２）１２２は、音声遅延時間測定装置１００Aで再生され（音声遅延時間測定装置１００Aの実施フローのステップ１０２）、音声通話サービス端末１０A、及び広域通信網２０、音声通話サービス端末１０Bを介して音声通話サービス端末１０Bから出力された「試験音声信号a」を録音する。例えば、音声通話サービス端末１０Bの音声出力端子と音声遅延時間測定装置１００Bの受信音声信号録音部(録音トラック2)１２２をオーディオケーブルで接続することで、音声信号をライン入力する。また、録音された音声信号を「録音信号B2」とする。また、受信音声信号録音部(録音トラック2)１２２の録音開始時は、再生音声信号録音部(録音トラック1)１２１の録音も同時に開始する。

ステップ２０３） 音声信号再生部１１０は、以下の手順で、音声信号を再生し、音声通話サービス端末１０Bに音声信号を入力する。

（１）音声信号保存部１４０より「試験音声信号ｂ」を読み込む。

（２）音声信号録音部１２０の受信音声信号録音部(録音トラック2)１２２において、音声信号を録音し、録音した音声信号の信号レベルによって有音区間を検出した後、予め設定された時間を経過したら、読み込んだ「試験音声信号ｂ」を再生し、音声通話サービス端末１０Bに入力する。例えば、音声通話サービス端末１０Bのマイク端子と音声遅延時間測定装置１００Bの音声信号再生部１１０の音声出力端子をオーディオケーブルで接続することで、音声信号をライン入力する。

ステップ２０４）音声信号録音部１２０の再生音声信号録音部(録音トラック1)１２１において、音声信号再生部１１０で再生された「試験音声信号b」を録音する。例えば、音声遅延時間測定装置１００Bの音声信号再生部１１０の音声出力端子と音声遅延時間測定装置１００Bの再生音声信号録音部(録音トラック1)１２１の音声入力端子をオーディオケーブルで接続してライン入力して録音する。また、録音された試験音声信号を「録音信号B1」とする。

ステップ２０５）録音声信号保存部１５０には、録音した2つの「録音信号B1」と「録音信号B2」が保存される。

ステップ２０６）音声遅延時間算出部１３０の測定時間算出部１３１は、音声遅延時間測定装置１００Bで録音した音声信号を用いて、以下の手順で測定時間T2を算出する。

（１）測定時間算出部１３１は、収録音声信号保存部１５０より、「録音信号B1」と「録音信号B2」を読み込む。

（２）「録音信号B1」の録音開始から有音区間の開始または終了までの時間（tb1）と、「録音信号B2」の録音開始から有音区間の開始または終了までの時間（tb2）を算出し、tb2とtb1の差(ta1−ta2)を測定時間（T2）として算出する。

（３）算出した測定時間（T2）を音声遅延時間測定装置１００Aに引き渡す。なお、当該処理を行う際に、本実施の形態では、送信手段を具備することは必須ではなく、例えば、USBメモリのような媒体を用いて転送することを想定している。

図５に、音声遅延時間測定装置１００A，及び，音声遅延時間測定装置１００Bを用いた音声遅延時間の測定イメージを示す。図５で示すように、まず、音声遅延時間測定装置１００Aで「試験音声信号a」を再生し、音声遅延時間測定装置１００Bの音声信号録音部１２０で音声信号の有音区間を録音した後に、音声遅延時間測定装置１００Bの音声信号再生部１１０で「試験音声信号ｂ」を再生することで、音声遅延時間算出部１３０で測定時間（T1）と測定時間(T2)を算出し、前記2つの測定時間の差分で音声遅延時間を算出する。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施の形態では、異なる２つの音声波形の音声信号（試験音声信号aと試験音声信号b）を用いていたが、本実施の形態では、１つの音声信号（試験音声信号a、試験音声信号bのいずれか）を用いる例を説明する。なお、システム構成は図１と同様であり、音声遅延時間測定装置１００の構成は図２と同様である。

１つの試験音声信号のみで音声遅延時間を測定する場合は、音声遅延時間測定装置１００Bにおける図３のステップ２０３（２）で"予め設定された時間"に、エコーキャンセラが機能しない時間（例えば、１秒）を設定することで、適切に音音声遅延時間を測定することが可能となる。

［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態における装置の構成例を示す。

同図に示す構成は、図２に示す音声遅延時間測定装置１００の音声信号再生部１１０、音声信号録音部１２０、音声遅延時間算出部１３０の各機能部を、音声遅延時間測定・音声再生装置２１０、音声遅延時間測定・音声録音装置２２０、音声遅延時間測定・音声遅延時間算出装置２３０の３つの装置（筐体）で実現する例を示している。同図に示す音声遅延時間測定・音声再生装置２１０は、図１の音声通話サービス端末１０A、１０Bにそれぞれ接続される。

このように、音声遅延時間測定装置１００を１つの筐体で実現するのではなく、各機能部毎に独立した筐体とすることも可能である。

なお、上記の図２に示す音声遅延時間測定装置１００の各構成要素の動作をプログラムとして構築し、音声遅延時間測定装置または、音声遅延時間測定・音声再生装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１０A 音声通話サービス端末A
１０B 音声通話サービス端末B
１００ 音声遅延時間測定装置
１００A 音声遅延時間測定装置A
１００B 音声遅延時間測定装置B
１１０ 音声信号再生部
１２０ 音声信号録音部
１２１ 再生音声信号録音部（録音トラック１）
１２２ 受信音声信号録音部（音声トラック２）
１３０ 音声遅延時間算出部
１３１ 測定時間算出部
１３２ 測定時間情報受信部
１３３ 音声遅延時間計算部
１４０ 音声信号保存部
１５０ 収録音声信号保存部
１６０ 音声遅延時間保存部
２１０ 音声遅延時間測定・音声再生装置
２１１ 音声信号再生部
２１２ 音声信号保存部
２２０ 音声遅延時間測定・音声録音装置
２２１ 音声信号録音部
２２２ 再生音声信号録音部（録音トラック１）
２２３ 受信音声信号録音部（録音トラック２）
２２４ 収録音声信号保存部
２３０ 音声遅延時間測定・音声遅延時間算出装置
２３１ 音声遅延時間算出部
２３２ 測定時間算出部
２３３ 測定時間情報受信部
２３４ 音声遅延時間計算部
２３５ 音声遅延時間保存部

Claims (7)

1. 音声通話サービスの端末Aに接続される音声遅延時間測定装置Aと、端末Bに接続される音声遅延時間測定装置Bを有する音声通話サービスシステムにおける、２地点で収録した音声信号の遅延時間を算出する音声遅延時間測定装置であって、
   音声遅延時間測定用の試験音声信号を再生し、前記端末Aに出力する音声信号再生手段と、
   再生された試験音声信号を取得し、録音する再生音声信号録音手段と、
   前記再生音声信号録音手段と同時に録音を開始し、前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を取得する受信音声信号録音手段と、
   前記受信音声信号録音手段で録音した試験音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(ta2)から、前記再生音声信号録音手段で録音した音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(ta1)を引いた測定時間(T1)を算出する測定時間算出手段と、
   前記測定時間(T1)から、前記端末Bに接続される前記音声遅延時間測定装置Bで算出された測定時間(T2)を引いて音声遅延時間(T1-T2)を算出する音声遅延時間算出手段と、
   を備えることを特徴とする音声遅延時間測定装置。
2. 前記音声信号再生手段は、
   前記音声遅延時間測定装置が、前記端末Bに接続される構成であり、前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に該端末Bから出力される試験音声信号を取得し、該試験音声信号の有音区間の開始を検出した際に、予め定められて時間を経過した後に、音声遅延時間測定用の試験音声信号を該端末Bに出力する
   請求項１記載の音声遅延時間測定装置。
3. 前記測定時間算出手段は、
   前記音声遅延時間測定装置が、前記端末Bに接続さる構成であるとき、
   前記受信音声信号録音手段により、前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を録音し、前記再生音声信号録音手段により、該受信音声信号録音手段と同時に録音を開始し、該端末Bに出力した前記試験音声信号を取得した際に、
   前記再生音声信号録音手段で取得した試験音声信号の録音開始位置から該試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(tb1)から、前記受信音声信号録音手段で取得した試験音声信号の録音開始位置から該試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(tb2)を引いた測定時間(T2)を算出する
   請求項１記載の音声遅延時間測定装置。
4. 音声通話サービスの端末Aに接続される音声遅延時間測定装置Aと、端末Bに接続される音声遅延時間測定装置Bを有するシステムにおいて、２地点で収録した音声信号の往復遅延時間を算出する音声遅延時間測定方法であって、
   音声通話サービスの端末Aに接続される音声遅延時間測定装置Aと、端末Bに接続される音声遅延時間測定装置Bを有する音声通話サービスシステムにおける、２地点で収録した音声信号の遅延時間を算出する音声遅延時間測定方法であって、
   前記音声遅延時間測定装置Aが、
   音声遅延時間測定用の試験音声信号を再生し、前記端末Aに出力する音声信号再生ステップと、
   前記試験音声信号を取得し、録音する再生音声信号録音ステップAと、
   前記再生音声信号録音ステップAと同時に録音を開始し、前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を取得する受信音声信号録音ステップAと、
   前記受信音声信号録音ステップAで録音した試験音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(ta2)から、前記再生音声信号録音ステップAで録音した音声信号の録音開始位置から試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(ta1)を引いた測定時間(T1)を算出する測定時間算出ステップAと、
   前記測定時間(T1)から、前記端末Bに接続される前記音声遅延時間測定装置Bで算出された測定時間(T2)を引いて音声遅延時間(T1-T2)を算出する音声遅延時間算出ステップと、
   を行うことを特徴とする音声遅延時間測定方法。
5. 前記音声遅延時間測定装置Bが、
   前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を取得し、該試験音声信号の有音区間の開始を検出した際に、予め定められて時間を経過した後に、音声遅延時間測定用の試験音声信号を該端末Bに出力する音声信号再生ステップBを行う
   請求項４記載の音声遅延時間測定方法。
6. 前記音声遅延時間測定装置Bが、
   前記試験音声信号が前記端末Aに入力された時に前記端末Bから出力される試験音声信号を取得し、録音を開始する受信音声信号録音ステップBと、
   前記受信音声信号録音ステップBと同時に読み込んだ試験音声信号の録音を開始する再生音声信号録音ステップBと、
   前記再生音声信号録音ステップBで録音した試験音声信号の録音開始位置から該試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの時間(tb1)から、前記受信音声信号録音ステップBで録音した試験音声信号の録音開始位置から該試験音声信号の有音区間の開始または終了位置までの測定時間(tb2)を引いた測定時間(T2)を算出する測定時間算出ステップBと、
   を行う請求項４記載の音声遅延時間測定方法。
7. コンピュータを、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の音声遅延時間測定装置の各手段として機能させるための音声遅延時間測定プログラム。