JP4065827B2 - 音声信号パケット通信方法、音声信号パケット送信方法、受信方法、これらの装置、そのプログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
大室,森,日和崎,栗原,片岡,"QoS制御対応の広帯域音声符号化に向けた、16kbit/sベースコーデックの構成,"日本音響学会 2003年秋季研究発表会pp.183-184(2003) 森,大室,日和崎,栗原,片岡,"QoS制御対応の広帯域音声符号化に向けた、音質・帯域スケーラビリティの実現,"日本音響学会 2003年秋季研究発表会pp.185-186(2003)
その優先度の高い音声パケットは、受信側帯域が保証されているか、または帯域変動の少ない回線、つまり実質的に帯域保証されている回線を少なくとも経由して受信側に送信し、優先度の低い音声パケットは、帯域保証がないか帯域変動の大きい回線(これらを単に帯域保証がないという)を経由して受信側に送信する。
その優先度の高い音声パケットは、帯域保証がない複数回線を経由して受信側に、同時に送信し、優先度の低い音声パケットは上記複数の帯域保証がない回線の1回線のみを経由して受信側に送信する。
受信した音声パケットが優先度の高いものか否かを判定し、優先度が低い音声パケットはスケーラブル符号化対応の音声信号を復号する手段に送り、
優先度が高いと判定された音声パケットは復号手段へ既に入力したものと同一内容の音声パケットか否かを判定し、同一内容のものであれば、その音声パケットを廃棄し、同一内容のものでなければその音声パケットを音声信号復号手段へ入力する。
その制限時間内に同一内容の音声パケットを受信したときには、その時点で当該パケットのいずれか一方のみを音声復号手段に送り、
制限時間内に同一内容の音声パケットを受信しなかったときには、制限時間経過後にバッファ内の当該音声パケットを音声復号手段に送出する。
前述において帯域変動の少ないということは変動が10%程度以下であり、帯域変動が大きいということは帯域が1/4や1/10になるようなことである。
図1に、この発明の実施例を示し、図6、図7と対応する部分に同一参照符号を付けてある。
音声入力端子10より入力されたディジタル音声信号は、例えば8kHzや16kHz、32kHzでサンプリングされたディジタル音声信号であり、優先度つき音声符号化部19に入力される。ディジタル音声信号のサンプリング周波数は、8kHzの倍数でなく、11.025kHz、22.05kHz、44.1kHzなどでもよい。
擬似優先制御ルータ41は、通常、音声パケット以外のパケットもルーティングする役目を担い、上記優先度の高い音声パケットと、優先度の低い音声パケットのほか、データ入力端子13から音声以外のデータパケットも入力されることがある。
一方、優先度の高い音声パケットは、ネットワークBにルーティングするか、ネットワークAとBの両方を経由して擬似優先制御ルータ44に送る、つまり帯域保証されている回線43には必ず送り、帯域保証されていない回線42にも送るようにしてもよい。ネットワークBの回線43は、帯域が保証されているので、送信するパケット量が回線帯域以下であれば、確実に擬似優先制御ルータ44に到達する。優先度の高い音声パケットは、擬似優先制御ルータ41から送り出す全パケットに占める割合が少ないので、帯域の狭い回線でも多くの通話チャネルを確保することができる。例えば、1通話チャネルあたりの優先度の高い音声パケットが16kbit/sとすると、スループットが128kbit/sの回線では8通話チャネルの通信を行うことができる。例えばITU−T G.711(PCM64kbit/s)等の64kbit/sの符号化方式を使い、全音声パケットを優先パケットとして扱う(優先度つき音声符号化を適用しない)と2通話チャネルしか確保できないことから、優先度つき音声符号化を使うほうが回線の利用効率が高い。なお当然のことであるが利用者の通信がどのように頻繁に行われても、その擬似優先制御ルータ41に同時に複数の優先度の高い音声パケットが入力されても、帯域保証回線43の帯域保証範囲になるように各ルータ41ごとに回線43の保証帯域を確保しておくものとする。
先に述べたように、送信側の擬似優先制御ルータ41が優先度の高い音声パケットを帯域保証されていない回線42と帯域保証されている回線43の両方に送った場合、受信側の擬似優先制御ルータ44に両回線42,43を通じて同一内容のパケットが届くことがある。両回線から同一内容のパケットが届いた場合は一方のパケットのみを優先度つき音声復号部20に送り、他方は廃棄する。
この場合擬似優先制御ルータ44の動作例を、図3の機能構成図、図4の流れ図を参照して説明する。入力インタフェース44eを通じてパケットを受信すると(S1)、種別判定部44bで音声パケットか否かが判定され(S2)、音声パケットでなく、データパケットであれば出力インタフェース44fを通じてデータ出力端子18へ送られる(S3)。
ITU−T方式とは、ITU−T標準方式の音声符号化を内蔵するものを指し、例えば、G.711、G.726、G.729方式などがある。ITU−T標準方式は、優先度つき音声符号化に対応していない。電話端末はルータ設備に比べて数が多いため、全電話端末を優先度つき音声符号化に対応させるためには、多大な費用が見込まれる。そこで、図5記載の実施例では、電話端末は既存のITU−T標準方式のものを用い、ITU−T方式電話端末51の出力であるITU−T方式音声パケットを、ITU−T方式復号部52に送って復号し、復号した信号を優先度つき音声符号化部19のディジタル音声信号入力とする。例えば複数のITU−T方式電話端末51がバス接続されてITU−T方式復号部52と接続され、これら複数の電話端末51の符号化音声出力に対し、ITU−T方式復号部52および優先度つき音声符号化部19が共通に利用される。優先度つき音声符号化部19は擬似優先制御ルータ41とバス接続されている。優先度つき音声符号化部19、擬似優先制御ルータ41、回線42,43又は47、ネットワークAおよびネットワークB、擬似優先制御ルータ44、優先度つき音声復号部20については、それぞれ図1の対応する部分と同一である。
この発明による音声信号パケット送信装置、音声信号パケット受信装置、擬似優先制御ルータ41,44などはコンピュータによりプログラムを実行させて機能させてもよい。例えば図2又は図3に示した擬似優先制御ルータ44の機能を有する音声信号パケット受信装置として機能させるための音声信号パケット受信プログラムをコンピュータにCD−ROM、磁気ディスクなどの記録媒体又は通信回線を介してダウンロードして、そのプログラムを実行させればよい。
Claims (14)
- 入力ディジタル音声信号をスケーラブル符号化方法により、優先度が付けられた複数の符号に符号化し、
これら複数の符号をそれぞれその優先度に対応した優先度が付けられた音声パケットにパケット化し、
その優先度の高い音声パケットを、受信側まで実質的に帯域が保証されている回線に送信し、
優先度の低い音声パケットを、帯域保証がない非帯域保証回線に送信する音声信号パケット送信方法。 - 入力ディジタル音声信号をスケーラブル符号化方法により、優先度が付けられた複数の符号に符号化し、
これら複数の符号をそれぞれその優先度に対応した優先度が付けられた音声パケットにパケット化し、
その優先度の高い音声パケットを、異なるネットワークをそれぞれ通じる帯域保証がない複数の回線に送信し、
低い優先度の音声パケットを、上記帯域保証がない回線の1つに送信する音声信号パケット送信方法。 - ITU−T(国際電気通信連合の標準化部門)標準方法により符号化された入力音声符号を復号して上記入力ディジタル音声信号を生成することを特徴とする請求項1又は2記載の音声信号パケット送信方法。
- 優先度の高い音声パケットと優先度の低い音声パケットとを受信する音声信号パケット受信方法であって、
複数の回線から優先度の高い音声パケットを受信し、
その受信した各優先度の高い音声パケットについて、スケーラブル符号化符号対応のディジタル音声信号復号手段へ既に入力したものと同一内容の音声パケットか否かを調べ、
同一内容のものであれば、その音声パケットを廃棄し、同一内容のものでなければその音声パケットを上記音声信号復号手段へ入力し、上記音声信号復号手段は優先度の高い音声パケットと優先度の低い音声パケット又は優先度の高い音声パケットのみを用いて音声信号を再生する音声信号パケット受信方法。 - 複数の回線から音声パケットを受信し、
その各受信した音声パケットが優先度の高いパケットであるか否かを判定し、
優先度の高い音声パケットであればその音声パケットをバッファにあらかじめ定めた制限時間だけ蓄積し、
上記制限時間内に受信した他の優先度の高い音声パケットと上記バッファに蓄積してあるものと同一内容の音声パケットか否か比較し、
同一内容であれば、その受信した音声パケット又は上記バッファ内の同一内容の音声パケットの一方を、スケーラブル符号化符号対応のディジタル音声信号復号手段へ送り、
上記制限時間内にバッファに蓄積した音声パケットと同一内容のものを受信しなければ、その蓄積した音声パケットを上記制限時間経過後に上記音声信号復号手段へ送り、
受信した音声パケットが優先度の高いものでなければ、その音声パケットを上記音声信号復号手段へ送る音声パケット受信方法。 - 上記音声信号復号手段で復号されたディジタル音声信号を、ITU−T(国際電気通信連合の標準化部門)標準方法により符号化してITU−T標準符号化方法を採用した端末へ送信することを特徴とする請求項4又は5記載の音声信号パケット受信方法。
- 入力されたディジタル音声信号をスケーラブル符号化方法により優先度が付けられた複数の符号に符号化する優先度つき符号化部と、
上記複数の符号が入力され、これらをその優先度に対応した優先度をつけた音声パケットに生成するパケット送出部と、
上記音声パケットが入力され、その音声パケットの優先度に応じて、優先度が高い音声パケットを、少なくとも受信側まで実質的に帯域保証されている回線に送信し、優先度が低い音声パケットを帯域保証がない回線へ送信する擬似優先制御ルータと
を具備する音声信号パケット送信装置。 - 入力されたディジタル音声信号をスケーラブル符号化方法により優先度が付けられた複数の符号に符号化する優先度つき符号化部と、
上記複数の符号が入力され、これらをその優先度に対応した優先度をつけた音声パケットに生成するパケット送出部と、
上記音声パケットが入力され、その音声パケットの優先度に応じて優先度が高い音声パケットを、互いに異なるネットワークを通じる帯域保証がない複数の回線に送信し、優先度が低い音声パケットを、上記複数の回線の1つに送信する擬似優先制御ルータと
を具備する音声信号パケット送信装置。 - ITU−T標準方法により符号化された音声符号が入力され、これを復号して上記ディジタル音声信号として上記符号化部へ入力する復号部を備えることを特徴とする請求項7又は8記載の音声信号パケット送信装置。
- 複数の回線から音声パケットを受信する擬似優先制御ルータと、その擬似優先制御ルータからの音声パケットが入力され、スケーラブル符号化方法対応の優先度つき音声復号部とを備え、
上記擬似優先制御ルータは受信した音声パケットが優先度の高いものか低いものかを判定し、優先度が低いと判定した音声パケットを上記優先度つき音声復号部へ送出する優先度判定部と、
上記優先度判定部で判定された優先度が高い音声パケットが入力され、その音声パケットが既送出記憶部に記憶されている上記優先度つき音声復号部に既に送った優先度の高いパケットを示す情報と比較し、既に送ったパケットと同一内容のものか否かを判定し、同一内容であれば、その優先度の高い音声パケットを廃棄し、同一内容でなければその優先度の高い音声パケットを上記優先度つき音声復号部へ出力すると共にそのパケットを優先度つき音声復号部へ送ったことを示す情報を上記既送出記憶部に記憶してその記憶情報を更新する比較部と、
上記優先度つき音声復号部へ送った優先度の高い音声パケットを示す情報が記憶される上記既送出記憶部とを備えることを特徴とする音声信号パケット受信装置。 - 複数の回線から音声パケットを受信する擬似優先制御ルータと、その擬似優先制御ルータからの音声パケットが入力され、スケーラブル符号化方法対応の優先度つき音声復号部とを備え、
上記擬似優先制御ルータは受信した音声パケットが優先度の高いものか低いものかを判定し、優先度が低いと判定した音声パケットを上記優先度つき音声復号部へ送出する優先度判定部と、
上記優先度判定部で判定された優先度が高い音声パケットが蓄積されるバッファと、
上記バッファに音声パケットが蓄積されると起動され、タイマアウトすると上記バッファに蓄積されている音声パケットを上記優先度つき音声復号部へ送り、リセットされるタイマと、
上記タイマの動作中に、上記優先度判定部で判定された優先度の高い音声パケットと上記バッファに蓄積されている音声パケットとを比較し、同一であればこれら両音声パケットのいずれかを上記優先度つき音声復号部へ送出し、上記タイマをリセットし、同一でなければ上記バッファへ蓄積し、上記タイマを起動する比較部とを備えることを特徴とする音声信号パケット受信装置。 - 送信側で請求項1又は2に記載した音声信号パケット送信方法により入力ディジタル音声信号を音声パケットとして受信側へ送信し、
受信側で受信した音声パケットを請求項4又は5に記載した音声信号パケット受信方法によりディジタル音声信号に復号することを特徴とするディジタル音声信号パケット通信方法。 - 請求項10又は11に記載した音声信号パケット受信装置としてコンピュータを機能させるための音声信号パケット受信プログラム。
- 請求項13に記載した音声信号パケット受信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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