JPH05103012A - 受信フレームを補償する音声パケツト受信装置とその受信フレーム補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、音声パケットの送信側と受信側で
使用される伝送クロックの精度の差によって生ずる受信
パケット数と送信パケット数との差を補完して、通話品
質の劣化を低減する音声パケット受信装置とその方法を
提供する。 【構成】 音声パケットから音声フレームを取り出す音
声パケット逆変換部１と音声フレームの有音無音状態を
判断する有音無音判定部２と、補償音声フレームを生成
する補償パターン生成部４と、計数回路７による音声フ
レームキュー６のキュー内の音声フレームの個数が一定
個数以上になった場合は、無音と判断された音声フレー
ムのみをキュー６に積み込み、有音音声フレームは破棄
するようにし、キュー６内の音声フレームの残存個数が
下限閾値以下の場合は、そのキュー６に積み込んだ最後
の音声フレームの有音無音状態で、補償音声フレームを
積み込むかどうかをキュー積み込み制御部３で判断制御
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は端末からの音響情報を
一度通信制御装置を通して計算機内に蓄積し、その蓄積
した情報を所定の長さに区切って一つの単位処理とし
て、複数の端末からのこれらの複数単位処理群を時分割
で順次蓄積交換するパケット通信交換方法で、特に音声
信号を符号化してパケット通信した後音声フレームとし
て再生する音声パケット受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の音声パケット通信におけ
る音声再生方法としては、音声フレームの音圧レベルの
大小に関わらず、音声フレームの破棄または、補償を行
っている。あるいは、音声パケット送信側と受信側双方
のコーデックに非常に精度の高いクロックを使用して、
送信側の送信するパケット数と受信側の受信するパケッ
ト数の差がほとんど発生しないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の音声パ
ケット通信における音声再生は、音声パケット送信側／
受信側双方の音声コーデックで使用されるクロック精度
の誤差により、送信する音声パケット数と受信する音声
パケット数の間に違いが発生する。この差異を補償する
ため、従来では受信側でオーバーした音声フレームを無
条件に破棄したり、不足した音声フレームを任意のフレ
ームで補完するなどしている。このため、通話する上で
意味のある音圧レベルの大きな音声フレームが失われた
り、音圧レベルの大きな通話音声フレームの間に意味の
無い補償音声フレームが挿入されるなど、通話品質が劣
化するという欠点がある。

【０００４】そこで通話品質を上げる為に、送受信装置
の各音声コーデックに非常に精度の高いクロックを使用
して、送受信間でクロック差による送受信間のフレーム
個数の不一致を最小限に抑えるようにする方法もある。
しかし、この各コーデックでクロックの一致をとるため
の精度の高いクロックは極めて高価なものであるため、
音声パケット通信システム全体のコストが大きくなると
いう欠点もある。

【０００５】そこで本発明の目的は、このような従来の
問題点を除去して、上述した従来技術の不作為な音声フ
レームの破棄と補完による通話品質の劣化を解決するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第一の解決手段は、符号化された音声フレー
ムをパケット化した音声パケットを受信して、その音声
パケットから音声フレームを再生変換する音声パケット
逆変換手段と、前記音声フレームを順次積み込む所定の
深さを有する音声フレームキューを有する音声パケット
受信装置において、前記音声フレームキューに積み込ん
だ音声フレームの残存数を計数する計数手段と、前記音
声フレームの音圧レベルと一定の閾値との大小を判定す
る有音無音判定手段と、前記音声フレームから補償音声
フレームを生成する補償パターン生成手段と、前記計数
手段の計数値と少なくとも二つの閾値との大小を比較し
たその大小結果と、前記有音無音判定手段の判定結果と
に応じて、前記補償音声フレームか前記音声パケット逆
変換手段の出力する音声フレームかの何れかを選択して
前記音声フレームキューに積み込みを行うキュー積み込
み制御手段とを備えるようにしたことを特徴とする。

【０００７】また本発明の第二の解決手段は、符号化さ
れた音声フレームをパケット化した音声パケットを受信
して、その音声パケットから音声フレームを再生変換す
る音声パケット逆変換ステップと、前記音声フレームを
所定のサイズを有する音声フレーム記憶保持領域に順次
積み込むステップとを含む音声パケット受信方法におけ
る受信フレーム補償方法において、前記音声フレーム記
憶保持領域に積み込んだ音声フレームの残存数を計数す
る計数ステップと、前記音声フレームの音圧レベルと一
定の閾値との大小を判定する有音無音判定ステップと、
前記音声フレームから補償音声フレームを生成する補償
パターン生成ステップと、前記計数ステップの計数値が
所定の下限値以下の場合、前記有音無音判定ステップの
判断結果に応じて、前記補償音声フレームか前記音声パ
ケット逆変換ステップの出力する音声フレームかを選択
して前記音声フレーム記憶保持領域に音声フレーム不足
を補う積み込みを行うことと、前記計数ステップの計数
値が所定の上限値以上の場合、前記有音無音判定ステッ
プの判断結果による前記音声パケット逆変換ステップの
出力する音声フレームの有音無音に応じて、その音声フ
レームの前記音声フレーム記憶保持領域への積み込みを
行うか否かを選択するキュー積み込み制御ステップとを
含むようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】音声パケット逆変換手段で、パケット送信装置
から受信した音声パケットより音声フレームを再生変換
させ、補償パターン生成手段と有音無音判定手段とに出
力する。補償パターン生成手段はその音声フレームから
補償音声フレームを生成し、有音無音判定手段はその音
声フレームの音圧レベルを所定の閾値と比較することで
有音フレームか無音フレームかを判断する。音声フレー
ムキューは、前記音声フレームを順次積み込み、さらに
外部からのタイミング信号でその積み込んだ音声フレー
ムを再び外部のコーデックへ出力する。このとき、音声
フレームキュー内にある音声フレームの残存数を計数手
段で計数してキュー積み込み制御手段にその計数値を与
えている。

【０００９】キュー積み込み制御手段はその計数値が所
定上限値以上になっている場合、つまりキューをオーバ
ーしている場合は、音声パケット逆変換手段からの音声
フレームが有音であるならその音声フレームを無条件に
破棄し、無音ならさらに音声フレームキューへ積み込
む。また、計数値が所定下限閾値以下の場合、つまりキ
ュー内の音声フレームが不足した場合、音声フレームキ
ューの最後の音声フレームが有音であるならば、音声パ
ケット逆変換手段からの音声フレームが入力されるのを
待ち、無音ならば補償パターン生成手段からの補償音声
フレームを音声フレームキューへ積み込んで補完する。

【００１０】これによって、不作為な音声フレームの破
棄と補完による通話品質の劣化を防止するように作用す
る。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について図面を参照し低下に詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す機能ブ
ロック図である。音声パケット入力線１１の接続された
音声パケット逆変換部１の出力信号２６は補償パターン
生成部４と有音無音判定部２と選択回路５とに接続入力
される。この選択回路５には上記補償パターン生成部４
の出力信号２７も接続入力され、さらにキュー積み込み
制御部３の選択信号２２も接続入力される。上記有音無
音判定部２の判定結果信号２３はキュー積み込み制御部
３に接続入力される。選択回路５の出力信号２５は音声
フレームキュー６へ接続入力され、この音声フレームキ
ュー６は音声フレーム出力線１２へとその音声フレーム
を出力する。上記キュー積み込み制御部３の積み込み指
示信号２０は音声フレームキュー６と計数回路７とに接
続入力されている。また、計数回路７はその計数結果を
カウント値信号２４としてキュー積み込み制御部３に出
力する。タイミング発生部８はこの計数回路７と音声フ
レームキュー６へタイミング信号２１を出力する。

【００１２】以上の構成において、以下その動作につい
て説明する。音声パケット逆変換部１は音声パケット入
力線１１より入力された音声パケットから音声フレーム
を再生変換し、有音無音判定部２と補償パターン生成部
４と選択回路５とに、それぞれ出力する。有音無音判定
部２はその受け取った音声フレームの音圧レベルと、予
め設定された閾値との高低を比較判定する。そして、入
力された音声フレームの音圧レベルが閾値より低い場合
は、無音状態の音声フレームと、逆に閾値以上であるな
らば有音の音声フレームと判定する。そうしてその有音
無音の判定結果を有音無音判定部２はキュー積み込み制
御部３に判定結果信号２３として出力する。キュー積み
込み制御部３はこの判定結果信号２３を次の音声フレー
ムの判定結果信号２３が入力されるまで保持する。

【００１３】補償パターン生成部４は音声パケット逆変
換部１から入力された音声フレームから補償音声フレー
ムを生成し保持する。そして音声パケット逆変換部１か
ら次の音声フレームが入力された時に、初めて保存して
ある補償音声フレームを選択回路５に出力する。従っ
て、選択回路５には、音声パケット逆変換部１から入力
される現在の音声フレームと同時に、その現在の音声フ
レームより１サイクル過去の音声フレームによる補償音
声フレームが入力されることになる。ここで１サイクル
とは、音声パケット逆変換部１が出力する一つの音声フ
レームから次の音声フレームが出力される迄の時間と定
義する。そうして、選択回路５はキュー積み込み制御部
３からの選択信号２２に基ずいて、補償音声フレーム
か、音声パケット逆変換部１の音声フレームかを選択切
り換えて音声フレームキュー６へ出力する。音声フレー
ムキュー６はこの選択回路５からの音声フレームをキュ
ーに積み込む。このとき計数回路７は、この積み込み動
作の度にカウント値を１ずつカウントアップする。即ち
このカウント値は音声フレームキュー６のキューに積み
込まれた現在の音声フレームの総数を表している。

【００１４】音声フレームキュー６は、外部コーデック
等から入力される同期信号の基ずきタイミング発生部８
が発生させる、一定周期を有するタイミング信号２１に
従って、キュー内に最先に積み込んだ音声フレームから
順次、音声フレーム出力線１２を介して図示しないコー
デック側へ出力する。この音声フレームキュー６が音声
フレームを出力すると、計数回路７はタイミング信号２
１によって１ずつカウント値をカウントダウンする。

【００１５】ここでキュー積み込み制御部３の音声フレ
ームキュー６への積み込み指示及び選択回路５への選択
切り換え方法について説明する。

【００１６】キュー積み込み制御部３は計数回路７から
入力されるカウント値信号２４を常時監視し、そのカウ
ント値（つまりは音声フレームキュー６内のキューに積
み込まれた音声フレームの残存総数）が予め与えられた
下限閾個数Ｂ以下であることを識別すると、上記したよ
うに保持している判定結果信号２３を基に音声フレーム
キュー６の最後の音声フレームが無音であったか否かを
判断する。そして、無音であったならば、補償パターン
生成部４が出力する補償音声フレームを選択して音声フ
レームキュー６へ出力させるように、選択回路５を制御
する。しかも音声フレームキュー６へキュー積み込み制
御部３は、その補償音声フレームを積み込ませる積み込
み指示信号２０を出力する。これとは逆に、上記判定結
果信号２３によって、音声フレームキュー６の最終音声
フレームが有音であったならば、音声パケット逆変換部
１からの音声フレームを音声フレームキュー６へ積み込
むようにし、無音フレームが入力されるまで、補償パタ
ーン生成部４の補償音声フレームの音声フレームキュー
６への積み込み補償処理は行わない。そうして、カウン
ト値信号２４が下限閾個数Ｂを超えるまでこの動作をキ
ュー積み込み制御部３は制御する。

【００１７】また、カウント値信号２４の値が予め与え
られた上限閾個数Ａ以下であるならば、キュー積み込み
制御部３は音声パケット逆変換部１から入力される音声
フレームを有音無音に関係なく無条件に選択回路５を介
して音声フレームキュー６へ積み込ませるように、選択
信号２２と積み込み指示信号２０とを出力する。

【００１８】しかし、カウント値信号２４の値が上限閾
個数Ａを超えたならば、キュー積み込み制御部３は、音
声パケット逆変換部１からの無音音声フレームのみを音
声フレームキュー６へ積み込むように選択回路５を制御
する。つまり、キュー積み込み音声フレーム数が上限閾
個数Ａを超過したならば、常に音声パケット逆変換部１
からの有音音声フレームは破棄して音声フレームキュー
６へ積み込むことはしない。

【００１９】以上説明した音声フレーム補償方法はディ
ジタルシグナルプロセッサでのソフトウェアでも構成す
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、音声パケ
ットから取り出した音声フレームを所定の深さのキュー
に格納する際に、そのキューが格納し保持している音声
フレームの残存総数を計数する計数手段と、音声パケッ
トから取り出した音声フレームの有音無音状態を判断す
る有音無音判定手段と、補償音声フレームを生成する補
償パターン生成手段と、音声パケットから取り出した音
声フレームか補償音声フレームかを、前記計数手段によ
る計数結果により、選択判断してキューに格納するキュ
ー積み込み制御手段とを設けた。

【００２１】そして、前記計数手段によるキュー内の音
声フレームの個数が一定個数以上になった場合は、有音
無音判定手段によって無音と判断された音声フレームの
みをキューに積み込み、有音音声フレームは破棄するよ
うにした。また、キュー内の音声フレームの残存個数が
下限閾値以下の場合は、そのキューに積み込んだ最後の
音声フレームの有音無音状態で、補償音声フレームを積
み込むかどうかをキュー積み込み制御手段で判断制御す
るようにした。

【００２２】これにより、音声パケット送信側／受信側
で使用される音声コーデックのクロックの差により、送
信する音声パケット数と受信する音声パケットの数の間
に発生する違いを補正する際に、通話する上で意味の無
い音声フレームの挿入／破棄を行うので、通話品質の劣
化を抑えることができる。

【００２３】また、上記のような補償処理を施したこと
で、従来のように通話品質を改善するために、各音声コ
ーデックに使用されるクロック間に極めて高い精度差を
必要としないので、音声パケット通信システムの装置コ
ストを低く抑えられる、という優れた効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す機能ブロック図

【符号の説明】

１ 音声パケット逆変換部 ２ 有音無音判定部 ３ キュー積み込み制御部 ４ 補償パターン生成部 ５ 選択回路 ６ 音声フレームキュー ７ 計数回路 ８ タイミング発生部 １１ 音声パケット入力線 １２ 音声フレーム出力線 ２０ 積み込み指示信号 ２１ タイミング信号 ２２ 選択信号 ２３ 判定結果信号 ２４ カウント値信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 11/04 9076−5Ｋ Ｈ０４Ｑ 11/04 Ｒ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】符号化された音声フレームをパケット化し
   た音声パケットを受信して、その音声パケットから音声
   フレームを再生変換する音声パケット逆変換手段と、前
   記音声フレームを順次積み込む所定の深さを有する音声
   フレームキューを有する音声パケット受信装置におい
   て、 前記音声フレームキューに積み込んだ音声フレームの残
   存数を計数する計数手段と、 前記音声フレームの音圧レベルと一定の閾値との大小を
   判定する有音無音判定手段と、 前記音声フレームから補償音声フレームを生成する補償
   パターン生成手段と、 前記計数手段の計数値と少なくとも二つの閾値との大小
   を比較したその大小結果と、前記有音無音判定手段の判
   定結果とに応じて、前記補償音声フレームか前記音声パ
   ケット逆変換手段の出力する音声フレームかの何れかを
   選択して前記音声フレームキューに積み込みを行うキュ
   ー積み込み制御手段とを備えることを特徴とする音声パ
   ケット受信装置。
2. 【請求項２】符号化された音声フレームをパケット化し
   た音声パケットを受信して、その音声パケットから音声
   フレームを再生変換する音声パケット逆変換ステップ
   と、前記音声フレームを所定のサイズを有する音声フレ
   ーム記憶保持領域に順次積み込むステップとを含む音声
   パケット受信方法における受信フレーム補償方法におい
   て、 前記音声フレーム記憶保持領域に積み込んだ音声フレー
   ムの残存数を計数する計数ステップと、 前記音声フレームの音圧レベルと一定の閾値との大小を
   判定する有音無音判定ステップと、 前記音声フレームから補償音声フレームを生成する補償
   パターン生成ステップと、 前記計数ステップの計数値が所定の下限値以下の場合、
   前記有音無音判定ステップの判断結果に応じて、前記補
   償音声フレームか前記音声パケット逆変換ステップの出
   力する音声フレームかを選択して前記音声フレーム記憶
   保持領域に音声フレーム不足を補う積み込みを行うこと
   と、前記計数ステップの計数値が所定の上限値以上の場
   合、前記有音無音判定ステップの判断結果による前記音
   声パケット逆変換ステップの出力する音声フレームの有
   音無音に応じて、その音声フレームの前記音声フレーム
   記憶保持領域への積み込みを行うか否かを選択するキュ
   ー積み込み制御ステップとを含むことを特徴とする受信
   フレーム補償方法。