JP3733888B2 - 信号処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はたとえば電話網とパケット網の間で音声データの受け渡しを行う際に使用する音声信号処理装置等の信号処理装置に係わり、特にプログラムをロードしてそれに応じた処理を行うデジタル信号処理プロセッサ等の信号処理プロセッサを音声処理の各構成部品等の回路構成部品に使用した場合に好適な信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及と共に、ＩＰ（Internet Protocol）網を使用した音声通信が注目を集めている。ＩＰ網を使用すると、送りたい情報をパケットにして宛先を付加することで安価にかつ回線を設定することなく送信することができる。ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）網の発展に伴ってこれを活用して音声を通信することも注目されている。ＩＰ網での音声通信はＶｏＩＰと呼ばれており、ＡＴＭ網での音声通信はＶｏＡＴＭと呼ばれている。
【０００３】
ところがこのようなＶｏＩＰあるいはＶｏＡＴＭでは、回線を使用した通常の通信と比べると、幾つかの処理回路が新たに必要となる。たとえば音声を符号化したり復号化するための音声符号化回路あるいは音声復号化回路や、パケットを組み立てたり分解するためのパケット化回路およびデパケット化回路等の回路が必要である。また、従来の電話回線と同様にエコーが生じる場合もあるのでエコーキャンセラも必要である。このような処理がディジタル的に行われることになる。
【０００４】
このような処理としては、エラー除去、音声の符号化および復号化、音声のパケット化、デパケット化が代表的なものとして挙げられる。このような処理回路には、ＤＳＰ（digital signal processor：デジタル信号処理プロセッサ）が用いられることが多い。ＤＳＰは、デジタル信号処理を高速に行えるように設計されたプロセッサである。構造上、命令バスとデータバスが分離されているものが多く、特にオーディオ信号処理によく用いられる積和演算処理を高速に行えるようになっている。
【０００５】
このようなＤＳＰは、プロセッサ上で実行するプログラムによって、エコー除去の機能や、各種符号化や復号化の機能を実現している。一般に、実行するプログラムは、システムの再開時にＤＳＰに読み込まれるようになっている。また、ＤＳＰがＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記録媒体からプログラムを自動的に読み込んで、これらの機能を実現する場合もある。ＤＳＰにプログラムをロードして実行可能な状態になるには、通常数十秒を要する。
【０００６】
図９は、ＤＳＰを使用した従来の音声信号処理装置の構成を表わしたものである。音声信号処理装置１１の全体的な制御を行うメインプロセッサ１２は、バス１３を介してエコー除去回路１４、音声符号化・復号化回路１５およびパケット化・デパケット化回路１６と接続されている。エコー除去回路１４、音声符号化・復号化回路１５およびパケット化・デパケット化回路１６は、それぞれ別々のＤＳＰで構成されている。特公平０６−００１４６４号公報および特開平０７−２８７０６４号公報では、このように複数のＣＰＵやＤＳＰを用いて複数の信号処理を分担して行ったり、これら分担を行う信号処理部の間で信号処理の同期をとるための技術が開示されている。
【０００７】
ところで図９に示した音声信号処理装置１１で、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network：公衆交換電話網）１８から入力される音声データは、エコー除去回路１４に入力される。エコーの除去された音声データは、音声符号化・復号化回路１５に入力される。音声符号化・復号化回路１５は、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector：国際電気通信連合の電気通信標準化部門）勧告に準拠した各種符号化を行う。このようなものとしては、ＪＴ−Ｇ７１１（音声周波数帯域信号のＰＣＭ符号化方式）、ＪＴ−Ｇ７２９（８ビット／秒のＣＳ−ＡＣＥＬＰ（Conjugate Structure - Algebraic Code Excited Linear Prediction）を用いた音声符号化方式）あるいはＪＴ−Ｇ７２３．１（マルチメディア通信伝送のための５．３および６．３キロビット／秒のデュアルレート音声符号化方式）等がある。
【０００８】
音声符号化・復号化回路１５によって符号化された音声データは、パケット化・デパケット化回路１６に入力されてＩＰパケットやＡＴＭセル等にパケット化される処理が行われる。この後にこれらの音声パケットはＡＴＭ網あるいはＩＰ網（以下、ＩＰ網と略称する）１９に送出される。
【０００９】
これとは逆に、ＩＰ網１９から入力された音声パケットは、パケット化・デパケット化回路１６に入力されてデパケット化される。そして、次の音声符号化・復号化回路１５に入力されて音声データへの復号化が行われる。最後にエコー除去回路１４に入力されてエコーの除去を施された後にＰＳＴＮ１８へと送出されることになる。
【００１０】
この図９に示した音声信号処理装置１１では、１チャネル分の音声データあるいは音声パケットが処理される装置を示している。従来の回路でも多数のチャネルを同時に処理する場合には、それぞれのチャネルごとのそれぞれの回路１４〜１６ごとに異なったＤＳＰが用意されていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の音声信号処理装置１１では、各回路１４〜１６を構成する別々のＤＳＰにプログラムをシステムの再開時にロードする際、それぞれ数十秒の時間が必要であった。また、これらの回路１４〜１６を実現するそれぞれのＤＳＰのパラメータは固定されており、１つの回路に異なったプログラムをロードすることはできなかった。このため、ＤＳＰの過負荷を原因として１つの回路に不具合が生じたような場合には、そのチャネルのすべての回路の処理が中断することになった。
【００１２】
このようなＤＳＰの過負荷を原因とする処理の中断を避けるためには、全体の最大処理負荷に耐えられるだけのリソースを音声信号処理装置１１側に実装しておく必要があった。そして、システムの再開時にはすべてのＤＳＰを稼働可能な状態にする必要があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、一部のＤＳＰ等の信号処理プロセッサに不具合や稼働率あるいは負荷の偏りが発生したような場合にも、効率的な処理を維持できる音声信号処理装置等の信号処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１５】
すなわち請求項１記載の発明では、信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。
【００１６】
請求項２記載の発明では、（イ）音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１７】
すなわち請求項２記載の発明では、音声信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて音声信号の処理のための負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。
【００１８】
請求項３記載の発明では、（イ）音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部構成員追加手段と、（へ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放する信号処理部構成員削除加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１９】
すなわち請求項３記載の発明では、音声信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて音声信号の処理のための負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。しかも請求項３記載の発明では、信号処理部構成員削除加手段が設けられており、負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放することにしたので、ある信号処理部の負荷が著しく減少したような場合にはその信号処理プロセッサの一部をその信号処理部から撤去（開放）することができ、これを他の負荷の大きな信号処理部に割り当てることができるので、信号処理プロセッサの効率的な活用を図ることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明では、請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部は、第１の信号処理部から第Ｎの信号処理部へと信号の処理を行う場合と、その逆に第Ｎの信号処理部から第１の信号処理部へと信号の処理を行う場合の２系統が存在し、それぞれの系統のそれぞれの信号処理部に信号処理プロセッサが割り振られることを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項４記載の発明では、第１〜第Ｎの信号処理部が双方向の処理を行う場合を扱っている。もちろん、装置によっては片方向の処理のみを行う場合もある。双方向の処理を行う場合には、たとえばＡからＢに変換する信号処理とＢからＡに変換する信号処理とで信号処理部が全く相違することになる場合がある。このようなときには、実質的に２倍の信号処理部が存在することになり、信号処理プロセッサの振り分けもこれら２倍の信号処理部を対象とすることになる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部の信号処理用に共有メモリが配置されており、これらはそれぞれの信号処理の段階に応じて領域が振り分けられていることを特徴としている。
【００２３】
すなわち請求項５記載の発明では、共有メモリのメモリ領域を各信号処理の段階に応じて分割して使用することで、メモリの管理の簡略化を図ると共にデータやそのフォルダの断片化を防止することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置で、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定する初期設定手段を具備することを特徴としている。
【００２５】
すなわち請求項６記載の発明では、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定できるようにしている。保守者が各信号処理部の特性や処理の負荷に応じて信号処理プロセッサの数を設定するので、運用開始状態からある程度円滑な信号処理が可能になる。
【００２６】
請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手段が信号処理プロセッサの故障を検出した信号処理部についてこれに代わる信号処理プロセッサを追加する故障時追加手段とを具備することを特徴としている。
【００２７】
すなわち請求項７記載の発明では、故障検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出し、故障した信号処理プロセッサを正常な信号処理プロセッサに置き換えるので、処理の負荷が増大したり信号の処理が遅延するといった不具合を解消することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
【００２９】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施例における音声信号処理装置の回路構成の概要を表わしたものである。この音声信号処理装置１０１は、メインプロセッサ１０２を搭載している。メインプロセッサ１０２は、バス１０３に接続された処理プログラム格納メモリ１０４に格納されている処理プログラムを実行することで装置内の各部の制御を行うようになっている。バス１０３には、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nと、第１のＤＳＰ群入出力回路１０６および第２のＤＳＰ群入出力回路１０７が接続されている。第１のＤＳＰ群入出力回路１０６と第２のＤＳＰ群入出力回路１０７の間には、共有メモリ１０８が配置されている。共有メモリ１０８は第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nとも接続されている。第１のＤＳＰ群入出力回路１０６は、たとえばＰＳＴＮ１１１に接続され、第２のＤＳＰ群入出力回路１０７はＡＴＭ網あるいはＩＰ網（以下、ＩＰ網と略称する）１１２に接続されている。
【００３１】
このような音声信号処理装置１０１で、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nは、４つのグループに分けられている。これらは、図９に示した音声信号処理装置１１におけるエコー除去回路１４を実現するＡ処理用ＤＳＰ群と、音声符号化・復号化回路１５を実現するＢ処理用ＤＳＰ群と、パケット化・デパケット化回路１６を実現するＣ処理用ＤＳＰ群と、これらのＤＳＰ群の処理の予備のために設けられたＤ処理用ＤＳＰ群である。なお、この図１に示した音声信号処理装置１０１は、複数チャネルの音声データあるいは音声パケットを処理できるようになっている。
【００３２】
図２は、このような第１〜第ＮのＤＳＰのグループ分けと共有メモリの関係を具体的に表わしたものであり、図３は共有メモリと第１および第２のＤＳＰ群入出力回路の関係を表わしたものである。図２に示した共有メモリ１０８は第１の共有メモリ１０８1と、第２の共有メモリ１０８2の２つのメモリ領域に分かれている。また、それぞれのＤＳＰ１０５1〜１０５Nは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４に分かれている。Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４は、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の予備としてのＡ予備群１２４Ａと、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２の予備としてのＢ予備群１２４Ｂと、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３の予備としてのＣ予備群１２４Ｃと、更に予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄから構成されている。
【００３３】
それぞれのＤＳＰ群１２４Ａ〜１２４Ｄには、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３に配分されている残りのＤＳＰ１０５が配分された構成となっている。しかしながら、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nがこれらに予め定めた数だけ固定的に配分されているわけではない。すなわち、本実施例では後に説明する通りアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに存在するＤＳＰ１０５に所定の処理用プログラムが格納されてその処理を行う予備群となり、このうちの運用状態に移行することが指示されたものが運用状態のＤＳＰ群となるようになっている。
【００３４】
ところで、図３に示すように第１のＤＳＰ群入出力回路１０６は第１のＤＳＰ群入力回路１０６INと、第１のＤＳＰ群出力回路１０６OUTから構成されている。同様に第２のＤＳＰ群入出力回路１０７は第２のＤＳＰ群入力回路１０７INと、第２のＤＳＰ群出力回路１０７OUTから構成されている。
【００３５】
第１の共有メモリ１０８1は、第２のＤＳＰ群入出力回路の第２のＤＳＰ群入力回路１０７INから入力される音声パケットを格納するＣ処理前領域１３１と、図２に示したＣ処理用ＤＳＰ群１２３によるＣ処理が行われた後でＢ処理前のデータを格納するＢ処理前Ｃ処理後領域１３２と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２（図２）によるＢ処理が行われた後でＡ処理前のデータを格納するＡ処理前Ｂ処理後領域１３３と、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１（図２）によるＡ処理が行われた後のデータを格納するＡ処理後領域１３４とから構成されている。また、第２の共有メモリ１０８2は、第１のＤＳＰ群入出力回路の第１のＤＳＰ群入力回路１０６INから入力される音声パケットを格納するＡ処理前領域１３５と、図２に示したＡ処理用ＤＳＰ群１２１によるＡ処理が行われた後でＢ処理前のデータを格納するＡ処理後Ｂ処理前領域１３６と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２（図２）によるＢ処理が行われた後でＣ処理前のデータを格納するＢ処理後Ｃ処理前領域１３７と、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３（図２）によるＣ処理が行われた後のデータを格納するＣ処理後領域１３８とから構成されている。
【００３６】
図２に示すＤ処理用ＤＳＰ群１２４の中には、Ａ予備群１２４ＡとＢ予備群１２４ＢおよびＣ予備群１２４Ｃが配置されている。これらとＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３との違いは、それぞれの処理プログラムが運用中であるか否かという点である。すなわち、Ａ予備群１２４ＡはＡ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。同様にＢ予備群１２４ＢはＢ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。またＣ予備群１２４ＣはＣ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４の中のアイドルＤＳＰ群１２４Ｄは、通常の状態でいずれの処理用プログラムもロードされていない未使用状態のＤＳＰ群である。
【００３７】
図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４内の各ＤＳＰ群すなわち第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの稼働率（負荷）を把握している。
【００３８】
図４は、音声についての信号処理システムが再開するときの動作の流れを表わしたものである。信号処理システムの再開に際して、システムの保守者あるいはシステムの管理を行う図示しない外部装置は、図１に示した音声信号処理装置１０１のメインプロセッサ１０２に対して、Ａ、Ｂ、Ｃの各処理に割り当てる第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの数の初期値を設定する（ステップＳ２０１）。そして、設定した内容に応じて、メインプロセッサ１０２は処理プログラム格納メモリ１０４に格納されているＡ処理用プログラム、Ｂ処理用プログラムおよびＣ処理用プログラムを読み出して、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの中からステップＳ２０１で割り当てられた個数ずつにこれらを割り当ててロードする（ステップＳ２０２）。
【００３９】
このようにしてＡ処理用プログラム、Ｂ処理用プログラムおよびＣ処理用プログラムのロードが終了すると、それぞれＡ予備群１２４Ａ、Ｂ予備群１２４ＢおよびＣ予備群１２４Ｃが一時的に形成されたことになる。そこで、メインプロセッサ１０２はこれらに対して運用状態に入るように指示を出す（ステップＳ２０３）。これにより、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３が構成される。
【００４０】
図５は、音声信号処理装置が運用状態で第１のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わしたものである。本実施例では第１のＤＳＰ群入力回路１０６IN（図３）は図１に示したＰＳＴＮ１１１に接続されている。第１のＤＳＰ群入力回路１０６INはＰＳＴＮ１１１から音声データの入力を指示する（ステップＳ２２１）。これを基にして所定単位の音声データがＰＳＴＮ１１１から入力されると（ステップＳ２２２：Ｙ）、第１のＤＳＰ群入力回路１０６INはこれをＡ処理前領域１３５に移動する（ステップＳ２２３）。これを基にＡ処理用ＤＳＰ群１２１がこのＡ処理前領域１３５の未処理データを処理することになる（ステップＳ２２４）。Ａ処理用ＤＳＰ群１２１は処理済のデータをＡ処理後Ｂ処理前領域１３６に移動する（ステップＳ２２５）。
【００４１】
Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２はＡ処理後Ｂ処理前領域１３６の未処理データを処理する（ステップＳ２２６）。Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２は処理済のデータをＢ処理後Ｃ処理前領域１３７に移動する（ステップＳ２２７）。Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３はＢ処理後Ｃ処理前領域１３７の未処理データを処理する（ステップＳ２２８）。そして、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３は処理済のデータをＣ処理後領域１３８に移動する（ステップＳ２２９）。このようにしてＡ、Ｂ、Ｃの各処理が終了したデータとしての音声パケットが第２の共有メモリ１０８2のＣ処理後領域１３８に格納されることになる。この段階でメインプロセッサ１０２の指示によって第２のＤＳＰ群出力回路１０７OUTはＣ処理後領域１３８から、すべての処理が完了した結果得られた音声パケットを取り出してこれをＩＰ網１１２に送出することになる（ステップＳ２３０）。以下同様にしてＰＳＴＮ１１１からＩＰ網１１２あるいはＡＴＭ網への音声信号の変換処理が繰り返されることになる。
【００４２】
図６は、音声信号処理装置が運用状態で第２のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わしたものである。本実施例では第２のＤＳＰ群入力回路１０７INは図１に示したＩＰ網１１２に接続されている。第２のＤＳＰ群入力回路１０７INはＩＰ網１１２から音声パケットの入力を指示する（ステップＳ２４１）。これを基にして所定単位の音声パケットがＩＰ網１１２から入力されると（ステップＳ２４２：Ｙ）、第２のＤＳＰ群入力回路１０７INはこれをＣ処理前領域１３１に移動する（ステップＳ２４３）。これを基にＣ処理用ＤＳＰ群１２３がこのＣ処理前領域１３１の未処理データを処理することになる（ステップＳ２４４）。Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３は処理済のデータをＢ処理前Ｃ処理後領域１３２に移動する（ステップＳ２４５）。
【００４３】
Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２はＢ処理前Ｃ処理後領域１３２の未処理データを処理する（ステップＳ２４６）。Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２は処理済のデータをＡ処理前Ｂ処理後領域１３３に移動する（ステップＳ２４７）。Ａ処理用ＤＳＰ群１２１はＡ処理前Ｂ処理後領域１３３の未処理データを処理する（ステップＳ２４８）。そして、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１は処理済のデータをＡ処理後領域１３４に移動する（ステップＳ２４９）。このようにしてＣ、Ｂ、Ａの各処理が終了したデータとしての音声データが第１の共有メモリ１０８1のＡ処理後領域１３４に格納されることになる。この段階でメインプロセッサ１０２の指示によって第１のＤＳＰ群出力回路１０６OUTはＡ処理後領域１３４から、すべての処理が完了した結果得られた音声データを取り出してこれをＰＳＴＮ１１１に送出することになる（ステップＳ２５０）。以下同様にしてＩＰ網１１２あるいはＡＴＭ網からＰＳＴＮ１１１に対して音声信号の変換処理が繰り返されることになる。
【００４４】
ところで、このような運用状態でメインプロセッサ１０２は、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３を構成するＤＳＰ１０５の稼働率を監視している。ここでこれら３種類のＤＳＰ群１２１〜１２３の稼働率について３種類の閾値をｘ、ｙ、ｚをそれぞれ定める。これらの閾値の値は次の（１）式で示す関係にあるものとする。
【００４５】
ｙ＞ｘ＞ｚ……（１）
【００４６】
図７は、このような３種類の閾値を用いた処理用ＤＳＰ群と予備群およびアイドルＤＳＰ群の間でのＤＳＰの変遷に関する制御の様子を表わしたものである。ここでは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１について具体的に説明するが、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３についても、それらについての３種類の閾値をｘ、ｙ、ｚを用いて同様の制御が行われる。そこで、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３に関する説明は省略する。
【００４７】
まず、図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１の稼働率が（１）式における真中の閾値としての値ｘを超えたかどうかを判別する（ステップＳ２７１）。値ｘを超えた場合には（Ｙ）、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の予備としてのＡ予備群１２４ＡにＤＳＰ１０５が存在するかどうかをチェックする（ステップＳ２７２）。存在していない状態であれば（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にとりあえずＡ処理用プログラムをロードしておいて、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１に直ちに代わることのできるＡ予備群１２４Ａに加える処理を行う（ステップＳ２７３）。そしてその時点で稼働率が値ｘよりも高い値ｙに到達していなければ（ステップＳ２７４：Ｎ）、処理をとりあえず終了させて再び最初の監視動作に戻る（リターン）。
【００４８】
これに対して、ステップＳ２７２でＡ予備群１２４Ａが存在している（Ｙ）と判断した後、あるいはステップＳ２７３でＡ予備群１２４Ａを作成した後に稼働率をチェックするとこれが値ｘよりも高い値ｙであった場合には（ステップＳ２７４：Ｙ）、このＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５を運用状態にすることで（ステップＳ２７５）、稼働率を高めることになる。この後、ステップＳ２７１の処理に戻るので、閾値が値ｙを超えている場合には結果的にＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５が次々とＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加わることになり、稼働率が適正な値に調整されることになる。
【００４９】
一方、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の稼働率が低くなって値ｘよりも低い値ｚ未満となった場合には（ステップＳ２７６：Ｙ）、運用状態のＡ処理用ＤＳＰ群１２１のＤＳＰ１０５の１つを停止させ、これをアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに入れる。更にＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５が存在する場合にもこれをアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに入れることで稼働率を下げると共に、アイドルＤＳＰ群１２４Ｄ内のＤＳＰ１０５を増やして、他の処理用ＤＳＰ群１２２、１２３にこれらを有効活用できるようにする（ステップＳ２７７）。
【００５０】
なお、３種類の閾値ｘ、ｙ、ｚについてはＡ処理用ＤＳＰ群１２１と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３の間で全く同じ値を使用してもよいが、それぞれ異なった値に設定してもよい。
【００５１】
図８は、処理用ＤＳＰ群の中のＤＳＰが故障した場合の振替制御の様子を表わしたものである。ここでは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１について具体的に説明するが、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３についても、同様の制御が行われる。そこで、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３に関する説明は省略する。
【００５２】
図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１内のＤＳＰ１０５の少なくとも１つが故障したかどうかをチェックしている（ステップＳ２９１）。ＤＳＰ１０５の少なくとも１つが故障すると（Ｙ）、Ａ予備群１２４ＡにＤＳＰ１０５が存在するかどうかをチェックする（ステップＳ２９２）。存在しない場合には（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にＡ処理用プログラムをロードして、Ａ予備群１２４Ａに加える処理を行う（ステップＳ２９３）。そして、このようにして作成したＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５をＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加えることで故障による欠員を補う（ステップＳ２９４）。そして、この状態でＡ予備群１２４ＡにＤＳＰがまだ存在しているかどうかをチェックする（ステップＳ２９５）。存在していなければ（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にＡ処理用プログラムをロードすることで（ステップＳ２９６）、Ａ予備群１２４Ａを作成しておいて、必要なときに直ちにＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加えることができる体制を整えておく。
【００５３】
このようにして、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１内のＤＳＰ１０５が故障しても、これによる稼働率の低下を補うことができることになる。
【００５４】
なお、実施例では音声に関するデータを３種類の処理に分けて処理する場合のＤＳＰの管理について説明したが、２種類あるいは４種類以上の処理に対してＤＳＰを分配制御する場合にも本発明を同様に適用することができる。また、実施例では閾値を設けてＤＳＰを１つずつ処理することにしたが、複数個ずつの単位で同様の制御を行うことも可能である。
【００５５】
また、実施例では音声信号処理装置について説明したが、これに限るものではない。一般に音声以外あるいは音声と他の信号を含んだ信号に複数段階の処理を行ってある信号として出力する信号処理装置に対しても本発明を同様に適用することができる。
【００５６】
更に実施例では３段階の閾値を設定して信号処理プロセッサの増減を制御したが、閾値の数は３つに限るものではなく、これよりも多い場合ももちろん有効である。
【００５７】
また実施例ではＤＳＰ１０５1〜１０５NをＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４に分けて、入力された信号をＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３で処理するようにしたが、これ以外の信号処理群を設けることは自由である。たとえば第１のＤＳＰ群入出力回路１０６に入力データ種別Ｘ〜入力データ種別Ｚの３種類の信号が選択的に入力されるものとして、入力データ種別Ｘに対してＸＡ処理用ＤＳＰ群〜ＸＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行い、また入力データ種別Ｙに対してＹＡ処理用ＤＳＰ群〜ＹＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行い、更に入力データ種別Ｚに対してＺＡ処理用ＤＳＰ群〜ＺＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行うといったようなものであってもよい。この場合には、それぞれの処理用ＤＳＰ群の数が異なっていてもよいことも当然である。
【００５８】
更に実施例では信号処理装置に入力される単位量ずつの信号のそれぞれの入力のタイミングについて特に触れなかったが、それぞれの処理用ＤＳＰ群の処理が１つの処理を行ったら次の処理用ＤＳＰ群があればこれにその処理を受け継がせるパイプライン処理を行う場合だけでなく、これらの処理が並列的に行われる並列処理に対しても本発明を同様に適用できることは当然である。
【００５９】
ただし、それぞれの処理用ＤＳＰ群の処理時間がほぼ等しく、かつ処理される信号が連続的に信号処理装置に入力されるような場合には、実施例のように１単位の信号処理が終了してその負荷が減少したときにその処理用ＤＳＰ群を構成するＤＳＰを予備的な構成員とせずにアイドルＤＳＰ群に戻すと、次の１単位の信号が入力を開始して再度負荷が掛かったときの対応が遅くなるという問題がある。そこで、このような場合には処理用ＤＳＰ群を構成するＤＳＰのうち当面不要となったものをその処理用ＤＳＰ群の予備的な構成員に戻すというような設定を行うことも有効である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１〜請求項７記載の発明によれば、Ｎ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置のそれぞれの信号処理部を構成する信号処理プロセッサを負荷の関係で増加するときに、一度予備群に設定して専用のプログラムをロードした後にその信号処理部に追加することにしたので、プログラムをロードする時間が信号処理部の処理時間に与える影響を最小限のものとすることができる。また、予備群の信号処理プロセッサに一部変更されたプログラムや機能変更を加えていくことで、プログラム本体の改版や機能変更を装置の運用中に実行することも可能になる。
【００６１】
また請求項３記載の発明によれば、信号処理部構成員削除加手段が設けられており、負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放することにしたので、ある信号処理部の負荷が著しく減少したような場合にはその信号処理プロセッサの一部をその信号処理部から撤去（開放）することができ、これを他の負荷の大きな信号処理部に割り当てることができるので、信号処理プロセッサの効率的な活用を図ることができる。
【００６２】
更に請求項５記載の発明によれば、共有メモリのメモリ領域を各信号処理の段階に応じて分割して使用することにしたので、メモリの管理の簡略化を図ると共にデータやそのフォルダの断片化を防止することができる。
【００６３】
また請求項６記載の発明によれば、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定できるようにしているので、たとえばエコー除去方法やパケット化方法等の手法に応じたパラメータの設定や処理能力に応じた信号処理プロセッサの数の割り振りを行うことができ、運用開始状態からある程度円滑な信号処理が可能になる。
【００６４】
更に請求項７記載の発明によれば、、故障検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出し、故障した信号処理プロセッサを正常な信号処理プロセッサに置き換えるので、処理の負荷が増大したり信号の処理が遅延するといった不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における音声信号処理装置の回路構成の概要を表わしたブロック図である。
【図２】図１に示した装置における第１〜第ＮのＤＳＰのグループ分けと共有メモリの関係を具体的に表わしたブロック図である。
【図３】図１に示した装置における共有メモリと第１および第２のＤＳＰ群入出力回路の関係を表わしたブロック図である。
【図４】本実施例で音声についての信号処理システムが再開するときの動作の流れを表わした流れ図である。
【図５】本実施例で音声信号処理装置が運用状態で第１のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わした流れ図である。
【図６】本実施例で音声信号処理装置が運用状態で第２のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わした流れ図である。
【図７】本実施例で３種類の閾値を用いた処理用ＤＳＰ群と予備群およびアイドルＤＳＰ群の間でのＤＳＰの変遷に関する制御の様子を表わした流れ図である。
【図８】本実施例で処理用ＤＳＰ群の中のＤＳＰが故障した場合の振替制御の様子を表わした流れ図である。
【図９】ＤＳＰを使用した従来の音声信号処理装置の構成を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 音声信号処理装置
１０５ ＤＳＰ
１０８1 第１の共有メモリ
１０８2 第２の共有メモリ
１２１ Ａ処理用ＤＳＰ群
１２２ Ｂ処理用ＤＳＰ群
１２３ Ｃ処理用ＤＳＰ群
１２４ Ｄ処理用ＤＳＰ群
１２４Ａ Ａ予備群
１２４Ｂ Ｂ予備群
１２４Ｃ Ｃ予備群
１２４Ｄ アイドルＤＳＰ群
【発明の属する技術分野】
本発明はたとえば電話網とパケット網の間で音声データの受け渡しを行う際に使用する音声信号処理装置等の信号処理装置に係わり、特にプログラムをロードしてそれに応じた処理を行うデジタル信号処理プロセッサ等の信号処理プロセッサを音声処理の各構成部品等の回路構成部品に使用した場合に好適な信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及と共に、ＩＰ（Internet Protocol）網を使用した音声通信が注目を集めている。ＩＰ網を使用すると、送りたい情報をパケットにして宛先を付加することで安価にかつ回線を設定することなく送信することができる。ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）網の発展に伴ってこれを活用して音声を通信することも注目されている。ＩＰ網での音声通信はＶｏＩＰと呼ばれており、ＡＴＭ網での音声通信はＶｏＡＴＭと呼ばれている。
【０００３】
ところがこのようなＶｏＩＰあるいはＶｏＡＴＭでは、回線を使用した通常の通信と比べると、幾つかの処理回路が新たに必要となる。たとえば音声を符号化したり復号化するための音声符号化回路あるいは音声復号化回路や、パケットを組み立てたり分解するためのパケット化回路およびデパケット化回路等の回路が必要である。また、従来の電話回線と同様にエコーが生じる場合もあるのでエコーキャンセラも必要である。このような処理がディジタル的に行われることになる。
【０００４】
このような処理としては、エラー除去、音声の符号化および復号化、音声のパケット化、デパケット化が代表的なものとして挙げられる。このような処理回路には、ＤＳＰ（digital signal processor：デジタル信号処理プロセッサ）が用いられることが多い。ＤＳＰは、デジタル信号処理を高速に行えるように設計されたプロセッサである。構造上、命令バスとデータバスが分離されているものが多く、特にオーディオ信号処理によく用いられる積和演算処理を高速に行えるようになっている。
【０００５】
このようなＤＳＰは、プロセッサ上で実行するプログラムによって、エコー除去の機能や、各種符号化や復号化の機能を実現している。一般に、実行するプログラムは、システムの再開時にＤＳＰに読み込まれるようになっている。また、ＤＳＰがＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記録媒体からプログラムを自動的に読み込んで、これらの機能を実現する場合もある。ＤＳＰにプログラムをロードして実行可能な状態になるには、通常数十秒を要する。
【０００６】
図９は、ＤＳＰを使用した従来の音声信号処理装置の構成を表わしたものである。音声信号処理装置１１の全体的な制御を行うメインプロセッサ１２は、バス１３を介してエコー除去回路１４、音声符号化・復号化回路１５およびパケット化・デパケット化回路１６と接続されている。エコー除去回路１４、音声符号化・復号化回路１５およびパケット化・デパケット化回路１６は、それぞれ別々のＤＳＰで構成されている。特公平０６−００１４６４号公報および特開平０７−２８７０６４号公報では、このように複数のＣＰＵやＤＳＰを用いて複数の信号処理を分担して行ったり、これら分担を行う信号処理部の間で信号処理の同期をとるための技術が開示されている。
【０００７】
ところで図９に示した音声信号処理装置１１で、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network：公衆交換電話網）１８から入力される音声データは、エコー除去回路１４に入力される。エコーの除去された音声データは、音声符号化・復号化回路１５に入力される。音声符号化・復号化回路１５は、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector：国際電気通信連合の電気通信標準化部門）勧告に準拠した各種符号化を行う。このようなものとしては、ＪＴ−Ｇ７１１（音声周波数帯域信号のＰＣＭ符号化方式）、ＪＴ−Ｇ７２９（８ビット／秒のＣＳ−ＡＣＥＬＰ（Conjugate Structure - Algebraic Code Excited Linear Prediction）を用いた音声符号化方式）あるいはＪＴ−Ｇ７２３．１（マルチメディア通信伝送のための５．３および６．３キロビット／秒のデュアルレート音声符号化方式）等がある。
【０００８】
音声符号化・復号化回路１５によって符号化された音声データは、パケット化・デパケット化回路１６に入力されてＩＰパケットやＡＴＭセル等にパケット化される処理が行われる。この後にこれらの音声パケットはＡＴＭ網あるいはＩＰ網（以下、ＩＰ網と略称する）１９に送出される。
【０００９】
これとは逆に、ＩＰ網１９から入力された音声パケットは、パケット化・デパケット化回路１６に入力されてデパケット化される。そして、次の音声符号化・復号化回路１５に入力されて音声データへの復号化が行われる。最後にエコー除去回路１４に入力されてエコーの除去を施された後にＰＳＴＮ１８へと送出されることになる。
【００１０】
この図９に示した音声信号処理装置１１では、１チャネル分の音声データあるいは音声パケットが処理される装置を示している。従来の回路でも多数のチャネルを同時に処理する場合には、それぞれのチャネルごとのそれぞれの回路１４〜１６ごとに異なったＤＳＰが用意されていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の音声信号処理装置１１では、各回路１４〜１６を構成する別々のＤＳＰにプログラムをシステムの再開時にロードする際、それぞれ数十秒の時間が必要であった。また、これらの回路１４〜１６を実現するそれぞれのＤＳＰのパラメータは固定されており、１つの回路に異なったプログラムをロードすることはできなかった。このため、ＤＳＰの過負荷を原因として１つの回路に不具合が生じたような場合には、そのチャネルのすべての回路の処理が中断することになった。
【００１２】
このようなＤＳＰの過負荷を原因とする処理の中断を避けるためには、全体の最大処理負荷に耐えられるだけのリソースを音声信号処理装置１１側に実装しておく必要があった。そして、システムの再開時にはすべてのＤＳＰを稼働可能な状態にする必要があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、一部のＤＳＰ等の信号処理プロセッサに不具合や稼働率あるいは負荷の偏りが発生したような場合にも、効率的な処理を維持できる音声信号処理装置等の信号処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１５】
すなわち請求項１記載の発明では、信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。
【００１６】
請求項２記載の発明では、（イ）音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１７】
すなわち請求項２記載の発明では、音声信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて音声信号の処理のための負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。
【００１８】
請求項３記載の発明では、（イ）音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、（ロ）Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、（ハ）第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、（ニ）この負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記した複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、（ホ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部構成員追加手段と、（へ）負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放する信号処理部構成員削除加手段とを信号処理装置に具備させる。
【００１９】
すなわち請求項３記載の発明では、音声信号を入力してこれにＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置に関するもので、これらＮ個の信号処理部の稼働率あるいは負荷を負荷検出手段でそれぞれ検出し、これが予め定めた予備用負荷以上の負荷となっているときにはとりあえずＤＳＰ等の複数の信号処理プロセッサのうちの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群に設定する。これは予め予備群に設定しておくことで新たな信号処理プロセッサがその信号処理部を追加的に構成する際のプログラムのロードに要する時間を節約するためである。そして、負荷検出手段が予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したときには該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更することでその信号処理部の信号処理プロセッサを増加させて音声信号の処理のための負荷の低減あるいは信号処理部の稼働率の向上を図るようにしている。しかも請求項３記載の発明では、信号処理部構成員削除加手段が設けられており、負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放することにしたので、ある信号処理部の負荷が著しく減少したような場合にはその信号処理プロセッサの一部をその信号処理部から撤去（開放）することができ、これを他の負荷の大きな信号処理部に割り当てることができるので、信号処理プロセッサの効率的な活用を図ることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明では、請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部は、第１の信号処理部から第Ｎの信号処理部へと信号の処理を行う場合と、その逆に第Ｎの信号処理部から第１の信号処理部へと信号の処理を行う場合の２系統が存在し、それぞれの系統のそれぞれの信号処理部に信号処理プロセッサが割り振られることを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項４記載の発明では、第１〜第Ｎの信号処理部が双方向の処理を行う場合を扱っている。もちろん、装置によっては片方向の処理のみを行う場合もある。双方向の処理を行う場合には、たとえばＡからＢに変換する信号処理とＢからＡに変換する信号処理とで信号処理部が全く相違することになる場合がある。このようなときには、実質的に２倍の信号処理部が存在することになり、信号処理プロセッサの振り分けもこれら２倍の信号処理部を対象とすることになる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部の信号処理用に共有メモリが配置されており、これらはそれぞれの信号処理の段階に応じて領域が振り分けられていることを特徴としている。
【００２３】
すなわち請求項５記載の発明では、共有メモリのメモリ領域を各信号処理の段階に応じて分割して使用することで、メモリの管理の簡略化を図ると共にデータやそのフォルダの断片化を防止することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置で、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定する初期設定手段を具備することを特徴としている。
【００２５】
すなわち請求項６記載の発明では、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定できるようにしている。保守者が各信号処理部の特性や処理の負荷に応じて信号処理プロセッサの数を設定するので、運用開始状態からある程度円滑な信号処理が可能になる。
【００２６】
請求項７記載の発明では、請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置で、第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手段が信号処理プロセッサの故障を検出した信号処理部についてこれに代わる信号処理プロセッサを追加する故障時追加手段とを具備することを特徴としている。
【００２７】
すなわち請求項７記載の発明では、故障検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出し、故障した信号処理プロセッサを正常な信号処理プロセッサに置き換えるので、処理の負荷が増大したり信号の処理が遅延するといった不具合を解消することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
【００２９】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施例における音声信号処理装置の回路構成の概要を表わしたものである。この音声信号処理装置１０１は、メインプロセッサ１０２を搭載している。メインプロセッサ１０２は、バス１０３に接続された処理プログラム格納メモリ１０４に格納されている処理プログラムを実行することで装置内の各部の制御を行うようになっている。バス１０３には、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nと、第１のＤＳＰ群入出力回路１０６および第２のＤＳＰ群入出力回路１０７が接続されている。第１のＤＳＰ群入出力回路１０６と第２のＤＳＰ群入出力回路１０７の間には、共有メモリ１０８が配置されている。共有メモリ１０８は第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nとも接続されている。第１のＤＳＰ群入出力回路１０６は、たとえばＰＳＴＮ１１１に接続され、第２のＤＳＰ群入出力回路１０７はＡＴＭ網あるいはＩＰ網（以下、ＩＰ網と略称する）１１２に接続されている。
【００３１】
このような音声信号処理装置１０１で、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nは、４つのグループに分けられている。これらは、図９に示した音声信号処理装置１１におけるエコー除去回路１４を実現するＡ処理用ＤＳＰ群と、音声符号化・復号化回路１５を実現するＢ処理用ＤＳＰ群と、パケット化・デパケット化回路１６を実現するＣ処理用ＤＳＰ群と、これらのＤＳＰ群の処理の予備のために設けられたＤ処理用ＤＳＰ群である。なお、この図１に示した音声信号処理装置１０１は、複数チャネルの音声データあるいは音声パケットを処理できるようになっている。
【００３２】
図２は、このような第１〜第ＮのＤＳＰのグループ分けと共有メモリの関係を具体的に表わしたものであり、図３は共有メモリと第１および第２のＤＳＰ群入出力回路の関係を表わしたものである。図２に示した共有メモリ１０８は第１の共有メモリ１０８1と、第２の共有メモリ１０８2の２つのメモリ領域に分かれている。また、それぞれのＤＳＰ１０５1〜１０５Nは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４に分かれている。Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４は、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の予備としてのＡ予備群１２４Ａと、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２の予備としてのＢ予備群１２４Ｂと、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３の予備としてのＣ予備群１２４Ｃと、更に予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄから構成されている。
【００３３】
それぞれのＤＳＰ群１２４Ａ〜１２４Ｄには、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３に配分されている残りのＤＳＰ１０５が配分された構成となっている。しかしながら、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nがこれらに予め定めた数だけ固定的に配分されているわけではない。すなわち、本実施例では後に説明する通りアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに存在するＤＳＰ１０５に所定の処理用プログラムが格納されてその処理を行う予備群となり、このうちの運用状態に移行することが指示されたものが運用状態のＤＳＰ群となるようになっている。
【００３４】
ところで、図３に示すように第１のＤＳＰ群入出力回路１０６は第１のＤＳＰ群入力回路１０６INと、第１のＤＳＰ群出力回路１０６OUTから構成されている。同様に第２のＤＳＰ群入出力回路１０７は第２のＤＳＰ群入力回路１０７INと、第２のＤＳＰ群出力回路１０７OUTから構成されている。
【００３５】
第１の共有メモリ１０８1は、第２のＤＳＰ群入出力回路の第２のＤＳＰ群入力回路１０７INから入力される音声パケットを格納するＣ処理前領域１３１と、図２に示したＣ処理用ＤＳＰ群１２３によるＣ処理が行われた後でＢ処理前のデータを格納するＢ処理前Ｃ処理後領域１３２と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２（図２）によるＢ処理が行われた後でＡ処理前のデータを格納するＡ処理前Ｂ処理後領域１３３と、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１（図２）によるＡ処理が行われた後のデータを格納するＡ処理後領域１３４とから構成されている。また、第２の共有メモリ１０８2は、第１のＤＳＰ群入出力回路の第１のＤＳＰ群入力回路１０６INから入力される音声パケットを格納するＡ処理前領域１３５と、図２に示したＡ処理用ＤＳＰ群１２１によるＡ処理が行われた後でＢ処理前のデータを格納するＡ処理後Ｂ処理前領域１３６と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２（図２）によるＢ処理が行われた後でＣ処理前のデータを格納するＢ処理後Ｃ処理前領域１３７と、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３（図２）によるＣ処理が行われた後のデータを格納するＣ処理後領域１３８とから構成されている。
【００３６】
図２に示すＤ処理用ＤＳＰ群１２４の中には、Ａ予備群１２４ＡとＢ予備群１２４ＢおよびＣ予備群１２４Ｃが配置されている。これらとＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３との違いは、それぞれの処理プログラムが運用中であるか否かという点である。すなわち、Ａ予備群１２４ＡはＡ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。同様にＢ予備群１２４ＢはＢ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。またＣ予備群１２４ＣはＣ処理用プログラムをロード済みであるが、運用状態とはなっていない。Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４の中のアイドルＤＳＰ群１２４Ｄは、通常の状態でいずれの処理用プログラムもロードされていない未使用状態のＤＳＰ群である。
【００３７】
図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４内の各ＤＳＰ群すなわち第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの稼働率（負荷）を把握している。
【００３８】
図４は、音声についての信号処理システムが再開するときの動作の流れを表わしたものである。信号処理システムの再開に際して、システムの保守者あるいはシステムの管理を行う図示しない外部装置は、図１に示した音声信号処理装置１０１のメインプロセッサ１０２に対して、Ａ、Ｂ、Ｃの各処理に割り当てる第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの数の初期値を設定する（ステップＳ２０１）。そして、設定した内容に応じて、メインプロセッサ１０２は処理プログラム格納メモリ１０４に格納されているＡ処理用プログラム、Ｂ処理用プログラムおよびＣ処理用プログラムを読み出して、第１〜第ＮのＤＳＰ１０５1〜１０５Nの中からステップＳ２０１で割り当てられた個数ずつにこれらを割り当ててロードする（ステップＳ２０２）。
【００３９】
このようにしてＡ処理用プログラム、Ｂ処理用プログラムおよびＣ処理用プログラムのロードが終了すると、それぞれＡ予備群１２４Ａ、Ｂ予備群１２４ＢおよびＣ予備群１２４Ｃが一時的に形成されたことになる。そこで、メインプロセッサ１０２はこれらに対して運用状態に入るように指示を出す（ステップＳ２０３）。これにより、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３が構成される。
【００４０】
図５は、音声信号処理装置が運用状態で第１のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わしたものである。本実施例では第１のＤＳＰ群入力回路１０６IN（図３）は図１に示したＰＳＴＮ１１１に接続されている。第１のＤＳＰ群入力回路１０６INはＰＳＴＮ１１１から音声データの入力を指示する（ステップＳ２２１）。これを基にして所定単位の音声データがＰＳＴＮ１１１から入力されると（ステップＳ２２２：Ｙ）、第１のＤＳＰ群入力回路１０６INはこれをＡ処理前領域１３５に移動する（ステップＳ２２３）。これを基にＡ処理用ＤＳＰ群１２１がこのＡ処理前領域１３５の未処理データを処理することになる（ステップＳ２２４）。Ａ処理用ＤＳＰ群１２１は処理済のデータをＡ処理後Ｂ処理前領域１３６に移動する（ステップＳ２２５）。
【００４１】
Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２はＡ処理後Ｂ処理前領域１３６の未処理データを処理する（ステップＳ２２６）。Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２は処理済のデータをＢ処理後Ｃ処理前領域１３７に移動する（ステップＳ２２７）。Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３はＢ処理後Ｃ処理前領域１３７の未処理データを処理する（ステップＳ２２８）。そして、Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３は処理済のデータをＣ処理後領域１３８に移動する（ステップＳ２２９）。このようにしてＡ、Ｂ、Ｃの各処理が終了したデータとしての音声パケットが第２の共有メモリ１０８2のＣ処理後領域１３８に格納されることになる。この段階でメインプロセッサ１０２の指示によって第２のＤＳＰ群出力回路１０７OUTはＣ処理後領域１３８から、すべての処理が完了した結果得られた音声パケットを取り出してこれをＩＰ網１１２に送出することになる（ステップＳ２３０）。以下同様にしてＰＳＴＮ１１１からＩＰ網１１２あるいはＡＴＭ網への音声信号の変換処理が繰り返されることになる。
【００４２】
図６は、音声信号処理装置が運用状態で第２のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わしたものである。本実施例では第２のＤＳＰ群入力回路１０７INは図１に示したＩＰ網１１２に接続されている。第２のＤＳＰ群入力回路１０７INはＩＰ網１１２から音声パケットの入力を指示する（ステップＳ２４１）。これを基にして所定単位の音声パケットがＩＰ網１１２から入力されると（ステップＳ２４２：Ｙ）、第２のＤＳＰ群入力回路１０７INはこれをＣ処理前領域１３１に移動する（ステップＳ２４３）。これを基にＣ処理用ＤＳＰ群１２３がこのＣ処理前領域１３１の未処理データを処理することになる（ステップＳ２４４）。Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３は処理済のデータをＢ処理前Ｃ処理後領域１３２に移動する（ステップＳ２４５）。
【００４３】
Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２はＢ処理前Ｃ処理後領域１３２の未処理データを処理する（ステップＳ２４６）。Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２は処理済のデータをＡ処理前Ｂ処理後領域１３３に移動する（ステップＳ２４７）。Ａ処理用ＤＳＰ群１２１はＡ処理前Ｂ処理後領域１３３の未処理データを処理する（ステップＳ２４８）。そして、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１は処理済のデータをＡ処理後領域１３４に移動する（ステップＳ２４９）。このようにしてＣ、Ｂ、Ａの各処理が終了したデータとしての音声データが第１の共有メモリ１０８1のＡ処理後領域１３４に格納されることになる。この段階でメインプロセッサ１０２の指示によって第１のＤＳＰ群出力回路１０６OUTはＡ処理後領域１３４から、すべての処理が完了した結果得られた音声データを取り出してこれをＰＳＴＮ１１１に送出することになる（ステップＳ２５０）。以下同様にしてＩＰ網１１２あるいはＡＴＭ網からＰＳＴＮ１１１に対して音声信号の変換処理が繰り返されることになる。
【００４４】
ところで、このような運用状態でメインプロセッサ１０２は、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３を構成するＤＳＰ１０５の稼働率を監視している。ここでこれら３種類のＤＳＰ群１２１〜１２３の稼働率について３種類の閾値をｘ、ｙ、ｚをそれぞれ定める。これらの閾値の値は次の（１）式で示す関係にあるものとする。
【００４５】
ｙ＞ｘ＞ｚ……（１）
【００４６】
図７は、このような３種類の閾値を用いた処理用ＤＳＰ群と予備群およびアイドルＤＳＰ群の間でのＤＳＰの変遷に関する制御の様子を表わしたものである。ここでは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１について具体的に説明するが、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３についても、それらについての３種類の閾値をｘ、ｙ、ｚを用いて同様の制御が行われる。そこで、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３に関する説明は省略する。
【００４７】
まず、図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１の稼働率が（１）式における真中の閾値としての値ｘを超えたかどうかを判別する（ステップＳ２７１）。値ｘを超えた場合には（Ｙ）、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の予備としてのＡ予備群１２４ＡにＤＳＰ１０５が存在するかどうかをチェックする（ステップＳ２７２）。存在していない状態であれば（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にとりあえずＡ処理用プログラムをロードしておいて、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１に直ちに代わることのできるＡ予備群１２４Ａに加える処理を行う（ステップＳ２７３）。そしてその時点で稼働率が値ｘよりも高い値ｙに到達していなければ（ステップＳ２７４：Ｎ）、処理をとりあえず終了させて再び最初の監視動作に戻る（リターン）。
【００４８】
これに対して、ステップＳ２７２でＡ予備群１２４Ａが存在している（Ｙ）と判断した後、あるいはステップＳ２７３でＡ予備群１２４Ａを作成した後に稼働率をチェックするとこれが値ｘよりも高い値ｙであった場合には（ステップＳ２７４：Ｙ）、このＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５を運用状態にすることで（ステップＳ２７５）、稼働率を高めることになる。この後、ステップＳ２７１の処理に戻るので、閾値が値ｙを超えている場合には結果的にＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５が次々とＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加わることになり、稼働率が適正な値に調整されることになる。
【００４９】
一方、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１の稼働率が低くなって値ｘよりも低い値ｚ未満となった場合には（ステップＳ２７６：Ｙ）、運用状態のＡ処理用ＤＳＰ群１２１のＤＳＰ１０５の１つを停止させ、これをアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに入れる。更にＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５が存在する場合にもこれをアイドルＤＳＰ群１２４Ｄに入れることで稼働率を下げると共に、アイドルＤＳＰ群１２４Ｄ内のＤＳＰ１０５を増やして、他の処理用ＤＳＰ群１２２、１２３にこれらを有効活用できるようにする（ステップＳ２７７）。
【００５０】
なお、３種類の閾値ｘ、ｙ、ｚについてはＡ処理用ＤＳＰ群１２１と、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３の間で全く同じ値を使用してもよいが、それぞれ異なった値に設定してもよい。
【００５１】
図８は、処理用ＤＳＰ群の中のＤＳＰが故障した場合の振替制御の様子を表わしたものである。ここでは、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１について具体的に説明するが、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３についても、同様の制御が行われる。そこで、Ｂ処理用ＤＳＰ群１２２およびＣ処理用ＤＳＰ群１２３に関する説明は省略する。
【００５２】
図１に示したメインプロセッサ１０２はＡ処理用ＤＳＰ群１２１内のＤＳＰ１０５の少なくとも１つが故障したかどうかをチェックしている（ステップＳ２９１）。ＤＳＰ１０５の少なくとも１つが故障すると（Ｙ）、Ａ予備群１２４ＡにＤＳＰ１０５が存在するかどうかをチェックする（ステップＳ２９２）。存在しない場合には（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にＡ処理用プログラムをロードして、Ａ予備群１２４Ａに加える処理を行う（ステップＳ２９３）。そして、このようにして作成したＡ予備群１２４ＡのＤＳＰ１０５をＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加えることで故障による欠員を補う（ステップＳ２９４）。そして、この状態でＡ予備群１２４ＡにＤＳＰがまだ存在しているかどうかをチェックする（ステップＳ２９５）。存在していなければ（Ｎ）、予備的なアイドルＤＳＰ群１２４Ｄの中の１つのＤＳＰ１０５にＡ処理用プログラムをロードすることで（ステップＳ２９６）、Ａ予備群１２４Ａを作成しておいて、必要なときに直ちにＡ処理用ＤＳＰ群１２１に加えることができる体制を整えておく。
【００５３】
このようにして、Ａ処理用ＤＳＰ群１２１内のＤＳＰ１０５が故障しても、これによる稼働率の低下を補うことができることになる。
【００５４】
なお、実施例では音声に関するデータを３種類の処理に分けて処理する場合のＤＳＰの管理について説明したが、２種類あるいは４種類以上の処理に対してＤＳＰを分配制御する場合にも本発明を同様に適用することができる。また、実施例では閾値を設けてＤＳＰを１つずつ処理することにしたが、複数個ずつの単位で同様の制御を行うことも可能である。
【００５５】
また、実施例では音声信号処理装置について説明したが、これに限るものではない。一般に音声以外あるいは音声と他の信号を含んだ信号に複数段階の処理を行ってある信号として出力する信号処理装置に対しても本発明を同様に適用することができる。
【００５６】
更に実施例では３段階の閾値を設定して信号処理プロセッサの増減を制御したが、閾値の数は３つに限るものではなく、これよりも多い場合ももちろん有効である。
【００５７】
また実施例ではＤＳＰ１０５1〜１０５NをＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｄ処理用ＤＳＰ群１２４に分けて、入力された信号をＡ処理用ＤＳＰ群１２１〜Ｃ処理用ＤＳＰ群１２３で処理するようにしたが、これ以外の信号処理群を設けることは自由である。たとえば第１のＤＳＰ群入出力回路１０６に入力データ種別Ｘ〜入力データ種別Ｚの３種類の信号が選択的に入力されるものとして、入力データ種別Ｘに対してＸＡ処理用ＤＳＰ群〜ＸＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行い、また入力データ種別Ｙに対してＹＡ処理用ＤＳＰ群〜ＹＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行い、更に入力データ種別Ｚに対してＺＡ処理用ＤＳＰ群〜ＺＣ処理用ＤＳＰ群が順次処理を行うといったようなものであってもよい。この場合には、それぞれの処理用ＤＳＰ群の数が異なっていてもよいことも当然である。
【００５８】
更に実施例では信号処理装置に入力される単位量ずつの信号のそれぞれの入力のタイミングについて特に触れなかったが、それぞれの処理用ＤＳＰ群の処理が１つの処理を行ったら次の処理用ＤＳＰ群があればこれにその処理を受け継がせるパイプライン処理を行う場合だけでなく、これらの処理が並列的に行われる並列処理に対しても本発明を同様に適用できることは当然である。
【００５９】
ただし、それぞれの処理用ＤＳＰ群の処理時間がほぼ等しく、かつ処理される信号が連続的に信号処理装置に入力されるような場合には、実施例のように１単位の信号処理が終了してその負荷が減少したときにその処理用ＤＳＰ群を構成するＤＳＰを予備的な構成員とせずにアイドルＤＳＰ群に戻すと、次の１単位の信号が入力を開始して再度負荷が掛かったときの対応が遅くなるという問題がある。そこで、このような場合には処理用ＤＳＰ群を構成するＤＳＰのうち当面不要となったものをその処理用ＤＳＰ群の予備的な構成員に戻すというような設定を行うことも有効である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１〜請求項７記載の発明によれば、Ｎ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部を備えた信号処理装置のそれぞれの信号処理部を構成する信号処理プロセッサを負荷の関係で増加するときに、一度予備群に設定して専用のプログラムをロードした後にその信号処理部に追加することにしたので、プログラムをロードする時間が信号処理部の処理時間に与える影響を最小限のものとすることができる。また、予備群の信号処理プロセッサに一部変更されたプログラムや機能変更を加えていくことで、プログラム本体の改版や機能変更を装置の運用中に実行することも可能になる。
【００６１】
また請求項３記載の発明によれば、信号処理部構成員削除加手段が設けられており、負荷検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放することにしたので、ある信号処理部の負荷が著しく減少したような場合にはその信号処理プロセッサの一部をその信号処理部から撤去（開放）することができ、これを他の負荷の大きな信号処理部に割り当てることができるので、信号処理プロセッサの効率的な活用を図ることができる。
【００６２】
更に請求項５記載の発明によれば、共有メモリのメモリ領域を各信号処理の段階に応じて分割して使用することにしたので、メモリの管理の簡略化を図ると共にデータやそのフォルダの断片化を防止することができる。
【００６３】
また請求項６記載の発明によれば、信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定できるようにしているので、たとえばエコー除去方法やパケット化方法等の手法に応じたパラメータの設定や処理能力に応じた信号処理プロセッサの数の割り振りを行うことができ、運用開始状態からある程度円滑な信号処理が可能になる。
【００６４】
更に請求項７記載の発明によれば、、故障検出手段が第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出し、故障した信号処理プロセッサを正常な信号処理プロセッサに置き換えるので、処理の負荷が増大したり信号の処理が遅延するといった不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における音声信号処理装置の回路構成の概要を表わしたブロック図である。
【図２】図１に示した装置における第１〜第ＮのＤＳＰのグループ分けと共有メモリの関係を具体的に表わしたブロック図である。
【図３】図１に示した装置における共有メモリと第１および第２のＤＳＰ群入出力回路の関係を表わしたブロック図である。
【図４】本実施例で音声についての信号処理システムが再開するときの動作の流れを表わした流れ図である。
【図５】本実施例で音声信号処理装置が運用状態で第１のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わした流れ図である。
【図６】本実施例で音声信号処理装置が運用状態で第２のＤＳＰ群入力回路を用いて入力する音声データの処理の流れを表わした流れ図である。
【図７】本実施例で３種類の閾値を用いた処理用ＤＳＰ群と予備群およびアイドルＤＳＰ群の間でのＤＳＰの変遷に関する制御の様子を表わした流れ図である。
【図８】本実施例で処理用ＤＳＰ群の中のＤＳＰが故障した場合の振替制御の様子を表わした流れ図である。
【図９】ＤＳＰを使用した従来の音声信号処理装置の構成を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 音声信号処理装置
１０５ ＤＳＰ
１０８1 第１の共有メモリ
１０８2 第２の共有メモリ
１２１ Ａ処理用ＤＳＰ群
１２２ Ｂ処理用ＤＳＰ群
１２３ Ｃ処理用ＤＳＰ群
１２４ Ｄ処理用ＤＳＰ群
１２４Ａ Ａ予備群
１２４Ｂ Ｂ予備群
１２４Ｃ Ｃ予備群
１２４Ｄ アイドルＤＳＰ群
Claims (7)
- 信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、
前記Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、
前記第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、
この負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、
前記負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて前記予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを具備することを特徴とする信号処理装置。 - 音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、
前記Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、
前記第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、
この負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、
前記負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて前記予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部追加手段とを具備することを特徴とする信号処理装置。 - 音声信号を入力してこれに所定の複数の信号処理としてのＮ通りの信号処理を順次行った信号を出力する第１〜第Ｎの信号処理部と、
前記Ｎ通りの信号処理のうちのいずれかの信号処理のためのプログラムをロードされることによって前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちの該当する信号処理部の予備的な構成員となりうる複数の信号処理プロセッサと、
前記第１〜第Ｎの信号処理部のそれぞれの信号処理の負荷を複数の段階で検出する負荷検出手段と、
この負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかが予め定めた予備用負荷以上となったことを検出したとき前記複数の信号処理プロセッサの所定個数にその信号処理部に対応するプログラムをロードしてその信号処理部の予備群とする予備群生成手段と、
前記負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて前記予備用負荷を超える所定の値以上の負荷を検出したとき予備群生成手段で生成した該当する信号処理部の予備群に属する信号処理プロセッサの少なくとも一部をその信号処理部を構成する信号処理プロセッサに変更する信号処理部構成員追加手段と、
前記負荷検出手段が前記第１〜第Ｎの信号処理部のうちのいずれかについて前記予備用負荷よりも小さい他の所定の負荷未満となったことを検出したときその信号処理部の構成員としての信号処理プロセッサの一部をこの構成員から開放する信号処理部構成員削除加手段
とを具備することを特徴とする信号処理装置。 - 前記第１〜第Ｎの信号処理部は、第１の信号処理部から第Ｎの信号処理部へと信号の処理を行う場合と、その逆に第Ｎの信号処理部から第１の信号処理部へと信号の処理を行う場合の２系統が存在し、それぞれの系統のそれぞれの信号処理部に信号処理プロセッサが割り振られることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置。
- 前記第１〜第Ｎの信号処理部の信号処理用に共有メモリが配置されており、これらはそれぞれの信号処理の段階に応じて領域が振り分けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置。
- 前記信号処理部のそれぞれについて信号処理プロセッサの数を初期的に設定する初期設定手段を具備することを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の信号処理装置。
- 前記第１〜第Ｎの信号処理部を構成する信号処理プロセッサの故障を検出する故障検出手段と、この故障検出手段が信号処理プロセッサの故障を検出した信号処理部についてこれに代わる信号処理プロセッサを追加する故障時追加手段とを具備することを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の信号処理装置。
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