JPH03109840A - 音声パケット通信方式および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、音声パケットの通信方式およびその装置に関
する。

（従来の技術） 従来の音声パケット通信方式では、送信側で音声信号を
信号処理する際、その有音区間／無音区間の別を判定し
、有音区間の音声信号を所定の長さ以下のブロックに分
割してパケットの情報部に収容し、宛先情報などを含む
ヘッダをこれに付加してパケット化し、これを通信網に
送出していた。パケットには一連のシーケンス番号が付
加される。

受信側では、パケットを受信すると、音声信号に復元し
、有音区間の音声を再生する。その際、パケットが来な
かった部分は、原則的には無音区間としてノイズを再生
する。より詳細には、パケットを受信した後、複数のパ
ケット区間についてパケットが連続して受信されないと
、無音区間になったと判定してノイズを再生する。有音
区間であるはずの時に受信したパケットのシーケンス番
号に欠番を検出すると、これは欠番のパケットが網内で
廃棄されたことを意味し、その前に受信しているパケッ
トの音声信号でこの欠落部分の音声を補間する。これは
、パケットを受信した後、１つのパケット区間について
パケットが受信されないときも同様である。つまり、従
来の音声パケット再生方式では、有音区間にあって１つ
のパケットが受信されない状態では欠落と判定して音声
信号の補間な行ない、２つ以上のパケット区間でパケッ
トが到来しなくなると、無音区間にはいったと判定して
ノイズを再生する。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の方法では、パケットの到来に続いてパ
ケットの到来しない最初のパケット区間では、パケット
廃棄による音声の補間を行ない、これに続く、パケット
の到来しないパケット区間にはいって初めて、無音区間
のノイズ再生を行なう。

したがって、たとえば、送信側で一連のパケットの送信
が２パケット区間以上にわたって真に途切れたとき、つ
まり無音区間にはいったとき、受信側ではその無音区間
の先頭部に補間による有音を付加してしまう。また、有
音区間にはさまれた１パケット区間の無音は、パケット
廃棄と同等に処理され、補間音声が再生される。さらに
１通信網内で２つ以上連続してパケットが廃棄されると
、有音区間にも拘らず受信側では、２番目のパケット区
間から無音区間として判定するという欠点があった。

本発明は、これらの欠点を解消し、送信側と同等に有音
／無音区間を再生する音声パケット通信方式およびその
装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を解決するために、音声パケットを
転送する音声パケット通信方式におい■ て、音声パケットの送信側では、音声信号の有音区間お
よび無音区間を検出し、有音区間の音声信号を音声パケ
ットに組み立て、音声パケットの組立ての際、音声パケ
ットが有音であることを示す有音識別子と音声パケット
の順序を示すシーケンス表示とを音声パケットに含め、
無音区間を検出すると、有音区間の終了を示す無音識別
子を含むパケットを送信し、無音区間におけるノイズの
レベルが有意に変化すると、生成すべきノイズのレベル
の変更を要求するノイズ識別子を含むパケットを送信し
、これらのパケットを受信する受信側では、これらのパ
ケットのいずれかを受信すると、これを分解し、この分
解したパケットに含まれる有音識別子および無音識別子
により有音区間および無音区間を識別し、有音期間では
音声パケットに含まれていた音声信号を再生し、音声信
号の再生中、シーケンス表示の順序に欠落を検出すると
、その欠落した部分の音声信号を補間し、無音区間でノ
イズ識別子を検出すると、生成するノイズのレベルを変
更する。

１ 本発明によれば、このような音声パケット通信方式を実
現するパケット通信システム、ならびにその送信装置お
よび受信装置が提供される。

（作　用） 本発明によれば、パケットに付加情報として、有音区間
では、シーケンス表示と有音識別子を付加し、有音区間
の終了では無音識別子を含むパケットを送出し、ノイズ
レベルが変化するとノイズ識別子を含むパケットを送出
する。受信側では、これらの識別子を含むパケットを受
信すると、それらの識別子に従って有音区間、無音区間
およびノイズが忠実に再生され、また有音区間における
パケットの欠落が補間される。

（実施例） 次に添付図面を参照して本発明による音声パケット再生
方法および装置の実施例を詳細に説明する。

本発明による音声パケットの通信方式では、パケットの
、たとえばヘッダ部などの付加情報部に２ シーケンス番号の他に識別子が収容される。この識別子
は、基本的には、有音識別子、無音識別子およびノイズ
識別子を含み、パケットの送信側において、有音区間で
は有音識別子が、また無音区間の初頭では無音識別子が
付加される。無音区間においてノイズレベルが有意に変
化すると、ノイズ識別子が付加される。これらの識別子
により受信側では、有音区間の音声信号と、無音区間の
ノイズを忠実に再生でき、また有音区間におけるパケッ
トの欠落を適切に補間できる。

本実施例に適用される音声パケット１の構成の一例を第
２図に示す。音声パケットｌはヘッダ部２と情報部４で
構成される。情報部１には、符号化された音声信号が収
容される。ヘッダ部２には、有音区間／無音区間の別と
その状態を表わす付加情報が格納される。これらの付加
情報は、本実施例では、ルーチング情報ＲＴ、シーケン
ス番号ＳＱ、パケット種別ＴＹＰ、およびノイズレベル
ＮＬを含む。ルーチング情報ＲＴは、パケット通信網を
通過するための自局アドレスや宛先アドレスなどを含　
３ む。シーケンス番号ＳＱは、パケットｌの順序を規定す
る順序表示であり、この例では４ビツトの０〜１５の巡
回番号をとる。パケット種別ＴＹＰは、本実施例では２
ビツトの識別子であり、「００」は有音区間の表示■、
「Ｏｌ」は有音区間の終了表示Ｅ、ｒ　ＩＩＪは無音区
間すなわち雑音区間の表示Ｎ（第３図）である。な、ｉ
　ｒｌＯＪは未使用符号である。ノイズレベルＮＬは２
ビツトで、０〜３の４段階のノイズレベルを表わす識別
子である。

本発明による音声パケット通信方式を実現する装置の実
施例を第１図を参照して説明する。第１図に示す装置１
０は、たとえば８　ｋ　Ｈ７，周期のＰＣＭ音声データ
１６を授受する回線１２ＴＪよび１２１（と音声パケッ
ト１を送受信するパケット回線１４Ｔおよび１４Ｒとの
間にあって、パケットｌの組立ておよび分解を行なう信
号処理装置である。パケット回線１４Ｔおよび１４Ｒは
、パケット通信網（図示せず）に収容されている。パケ
ット通信網は、パケットｌをそのヘッダ部２の担う情報
に従って転送する通信網であり、たとえばパケットの輻
軽によりバ　４ ケラトｌが廃棄される可能性がある。

信号処理装置１０は送信回路１８および受信回路２０を
有する。前者１８は、送信線１．２Ｔと１．４Ｔとの間
に接続され１回線１２Ｔより受信した音声データをパケ
ット１に組み立ててパケット回線１４Ｔに送信する回路
である。後者すなわち受信回路２０は、受信線１４Ｒと
１２Ｒとの間に接続され、パケット回線１４Ｒより受信
した音声パケットｌを分解して音声信号として回線Ｌ２
Ｒに送出する回路である。本発明の説明のためには、信
号処理装置ｌが両回路１８および２０とも備えていなく
てもよい。パケット通信網の一端の送信線１４Ｔに送４
８回路１８が収容され、他端にある別な受信線１４Ｒに
受信回路２０が接続されていれば、本発明の説明のため
には十分である。

送信回路１８はパケット化回路２２を有し、これは、送
信回線１２Ｔに接続されて、これより受ける音声データ
１６を所定のデータ長以下のブロックに区切り、パケッ
ト組立回路２４に送る回路である。

回線１２Ｔはレベル検出回路２６および有／無音判定　
５ 回路２８にも接続され、前者２６は音声データ１６の信
号レベル、とくに無音状態における背景雑音のレベルを
検出する回路である。有／無音判定回路２８は、入力１
２Ｔの音声データ１６の信号の有音と無音の別を判定す
る回路である。

レベル検出回路２６の出力２７および有／無音判定回路
２８の出力２９はヘッダ生成回路３０の入力に接続され
ている。ヘッダ生成回路３０は、レベル判定回路２６で
検出されたレベルと有／無音判定回路２８で判定された
結果をもとに音声パケットｌのヘッダ部４に挿入すべき
データを生成する回路である。

パケット組立回路２４は、パケット化回路２２より人力
された音声データを情報部４に格納し、またヘッダ生成
回路３０で生成されたヘッダ情報をヘッダ部２に挿入し
てパケット１を組み立てる回路である。組み立てられた
パケットｌは１組立回路２４よりパケット回線１４Ｔに
送信される。

受信回路２０はパケット分解回路３２を有する。パケッ
ト分解回路３２は、パケット回線１４Ｒに接続され、こ
れより音声パケットｌを受けると、バケツ　６ ト１を分解し、そのヘッダ部２のデータをヘッダ解析回
路３４に、また情報部４の音声データをパケット−時蓄
積回路３６に送る回路である。パケット−時蓄積回路３
６は、この音声データを一時蓄積するバッファ回路であ
る。

ヘッダ解析回路３４は、ヘッダ部２のデータを解析して
、パケット１の欠落、有音区間／無音区間の判定、およ
び無音区間に挿入すべき雑音レベルの判定を行なう回路
である。判定結果に応してヘッダ解析回路３４は、その
制御出力４６を通してセレクタ３８を制御し、また雑音
生成回路４０に雑音レベルを設定する。雑音生成回路４
０は、ヘッダ解析回路３４によって設定されたレベルで
雑音を生成する回路であり、その出力４２がセレクタ３
８に接続されている。セレクタ３８の他方の入力４４に
はパケット−時蓄積回路３６の読出し出力が接続されて
いる。

セレクタ３８は、ヘッダ解析回路３４の制御出力４６に
応動して２つの人力４２および４４を選択的に回線１２
Ｈに接続するスイッチ回路である。セレクタ３８７ は、ヘッダ解析回路３４の解析結果に応じて、有音区間
ではパケット−時蓄積回路３６より先入れ先出しで読み
出されたパケットを回線１２Ｒに転送し、欠落パケット
についてはその直前のパケットを再送して補間を行なう
。無音区間では、セレクタ３８はヘッダ解析回路３４の
制御の下に雑音生成回路４０の雑音出力４２を選択し、
その生成する雑音を回線１２Ｒに送る。この雑音のレベ
ルは、ヘッダ解析回路３４のヘッダ解析結果に応じて雑
音生成回路４０に設定されたものである。

信号処理装置ＩＯによる音声パケット通信方式を第３図
を参照して説明する。この図では、信号が送信または受
信される方向に従って、つまり同図の右から左に流れる
形で波形が記載されている。

同図の送信側音声波形ｆａｌ　において、区間５０およ
び５３は音声信号の、また区間５１．５２および５４は
背景ノイズの波形を示す。この波形（ａｌ　は、送信回
路１８の人力回線１２Ｔに入力されるＰＣＭ音声データ
をアナログ波形に換算したものである。区間５１と　８ ５２とではノイズレベルが異なる。この音声信号を送信
回路１８で信号処理し、有／無音判定回路２８で判定し
た結果を同図ｔｂ＋　に示す。ここに示す有音検出結果
５５および５７、ならびに無音検出結果５６および５８
が判定回路２８の出力２９から出力される。

ヘッダ生成回路３０はこの結果よりパケット種別ＴＹＰ
のデータを生成し、またレベル検出回路２６の検出レベ
ルに応じてノイズレベルＮＬのデータを生成する。これ
らのへラグデータはパケット組立回路２４に与えられ、
同回路２４では、同図の送信側送出パケットｆｃｌ　に
示すように、ヘッダ部２としてシーケンス番号ＳＱ、パ
ケット種別ＴＹＰ　、およびノイズレベルＮＬを情報部
４に付加する。同図（ｃ）において、音声パケット１内
の数字１〜■４はシーケンス番号ＳＱを示す。パケット
種別ＴＹＰとして、有音検出区間５９および６４ではボ
イス表示Ｖを付加し、有音から無音に変化した時点６０
および６５ではエンド表示Ｅを付加する。また、無音検
出区間６Ｉと６３の間で図示のようにノイズレベルが変
化した時点６２では、パケット種別ＴＹＰとしてノイズ
表示Ｎが　９ 付加されるとともに、ノイズレベルＮＬとしてノイズレ
ベルを表わす値が付加される。こうしてヘッダ２の付加
された音声パケット１がパケット回線１４Ｔから送信さ
れる。

この音声パケットｌは、パケット通信網（図示せず）中
を転送され、宛先の受信回線１４Ｒより受信回路２０に
到達する。第３図に示す受信側受信パケット（ｄｌ　に
おいて、区間６６．６８〜７４では受信した音声パケッ
トｌの状態が送信側で送出されたパケットｌの状態に対
応している。しかし区間６７は、通信網内においてパケ
ットが廃棄されたことを意味している。

受信回路１８では、受信パケットｆｄｌ　を順次再生し
てゆく過程でヘッダ解析回路３４では、受信個有／無音
区間識別結果ｔｅｌが得られる。解析回路３４では、受
信したパケットｌのヘッダ部２に含まれるボイス表示■
に対応して有音区間７５および７７が識別される。また
、パケット廃棄は、ヘッダ解析回路３４にてシーケンス
番号ＳＱの順番を監視することによって検出され、これ
に対しては、たとえ　０ ば、パケット−時蓄積回路３６に蓄積されているその直
前のパケットの信号を用いるなどして補間をする。無音
区間７６は、ヘッダ解析回路３４でエンド表示Ｅを検出
することにより識別される。なお、エンド表示を有する
パケットがパケット網内で廃棄される可能性もある。そ
の対策として、送信回路１８を、エンド表示Ｅを有する
パケットを複数個、冗長に送出するように構成してもよ
い。

受信回路２０で受信バヶ・ントＣｄ）を再生した音声波
形をアナログに換算して第３図の受信側音声再生波形げ
）に示す。これかられかるように、有音区間７５および
７７に対してはボイス表示■のパケットの音声データに
より音声信号７９．８ｏおよび８３が再生される。廃棄
パケット６７に対しては、本実施例では１つ前の音声デ
ータ７９を用いて補間８ｏを行なう。補間方式は他の方
式をとってもよい。無音区間７６および７８に対しては
ノイズ再生８１．８２および８４が行われる。再生され
るノイズのレベルはヘッダ解析回路３４で解析されたヘ
ッダ部２のノイズレベルＮＬのデータにより雑音生成回
路４ｏに設定される。したがって、区間８１ではそれ以
前に受信したノイズ表示ＮのパケットのノイズレベルＮ
Ｌの値に相当するレベルで雑音が生成され、区間８２で
は、その時受信したノイズ表示Ｎのパケットのノイズレ
ベルＮＬの値に対応するレベルで雑音が生成される。こ
うしてノイズレベルが適応的に変化する。以上の処理に
より受信回路では、有音／無音の検出に対応して有音／
無音区間の音声波形が再生される。

受信回路２０における有音／無音区間の再生シーケンス
を第４図を参照して説明する。受信回路２゜では、パケ
ット受信過程においてパケット１の受信を待つ　ｆｌｏ
ｏｌ　、パケットｌが到来しないと、無音区間と判定し
て（１，０２）、セレクタ３８により雑音生成回路４０
を四線１２Ｒに接続し、ノイズを再生する（１０４）。

パケット１があると、そのヘッダ部２の種別ＴＹＰがボ
イス表示■であるか否かをヘッダ解析回路３４で調べる
　［１０６１゜ボイス表示Ｖでないと、種別ＴＹＰがノ
イズ表示Ｎであるか否かを調べる　（１０８１゜ノイズ
表示Ｎでないと無音区間処理■［１２に戻り、ノイズ表
示Ｎであると、ノイズレベルＮＬの示す値に雑音生成回
路４０のノイズレベルを設定して無音区間処理１０２に
戻る。

ヘッダ部２の種別ＴＹＰがボイス表示Ｖであるとｆ１０
６１　、そのシーケンス番号Ｓａをロードしｆｌ１２＋
、有音区間と判定して（１１４１、音声パケットｌの情
報部４に含まれている音声データを再生する　（１１６
１゜ステップ１００におけるパケット１の到来から所定
時間後、ヘッダ解析回路３４の基準シーケンス番号を１
単位進めて（１１８１、パケット１の有無を調べる　（
１２０１゜該当するパケット１がなければ、これを補間
再生する　（１２２）。そのパケットｌがあれば、その
種別ＴＹＰがボイス表示Ｖであるか否かを調べる。これ
がボイス表示■でない場合は、種別ＴＹＰがエンド表示
Ｅならば無音区間処理１０２に戻り、エンド表示Ｅでな
いと補間再生処理１２２に変る　ｆ１２６）。種別ＴＹ
Ｐがボイス表示Ｖでシーケンス番号ＳＱが前のものに連
続していると、音声パケット再生処理１１６に戻る。し
かし、不連続、すなわ３ ちパケットの欠落があると、補間再生処理１２２に戻る
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、送信０１１１て音声パ
ケットにパケットのシーケンス番号、有音、有音の終了
および雑音の別、ならびに雑音レベルを示す情報を付加
し、受信側ではこれらの付加情報により有音区間および
無音区間を忠実に識別して音声パケットの再生を行なう
。これにより、音声劣化を最小にすることができる。さ
らに有音区間が正確に識別できるので、パケット廃棄が
適切に識別できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音声パケット通信の信号処理装置
の構成例を示す機能ブロック図、第２図は、第１図に示
す信号処理装置に適用される音声パケットの構成例を示
す図、 第３図は同実施例における音声パケット再生シーケンス
の例を示す図、 　４ 第４図は同実施例の受信回路における音声パケット再生
動作のフロー図である。 ２　　。 １０、　。 １８、　。 ２０、　。 ２４、　。 ２６、　。 ８ ０ ２ ３４゜ ３８、　。 Ｏ Ｌ ＳＱ　　。 ＴＹＰ、。 主要。　の、′″′の説明 音声パケット ヘッダ部 信号処理装置 送信回路 受信回路 パケット組立回路 レベル検出回路 有／無音判定回路 ヘッダ生成回路 パケット分解回路 ヘッダ解析回路 セレクタ 雑音生成回路 ノイズレベル シーケンス番号 パケット種別 　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、音声パケットを転送する音声パケット通信方式にお
   いて、 音声パケットの送信側では、 音声信号の有音区間および無音区間を検出し、 前記有音区間の音声信号を音声パケットに組み立て、 該音声パケットの組立ての際、該音声パケットが有音で
   あることを示す有音識別子と該音声パケットの順序を示
   すシーケンス表示とを該音声パケットに含め、 前記無音区間を検出すると、有音区間の終了を示す無音
   識別子を含むパケットを送信し、無音区間におけるノイ
   ズのレベルが有意に変化すると、生成すべきノイズのレ
   ベルの変更を要求するノイズ識別子を含むパケットを送
   信し、これらのパケットを受信する受信側では、 これらのパケットのいずれかを受信すると、これを分解
   し、 該分解したパケットに含まれる前記有音識別子および無
   音識別子により有音区間および無音区間を識別し、 有音期間では音声パケットに含まれていた音声信号を再
   生し、 該音声信号の再生中、前記シーケンス表示の順序に欠落
   を検出すると、その欠落した部分の音声信号を補間し、 無音区間でノイズ識別子を検出すると、生成するノイズ
   のレベルを変更することを特徴とする音声パケット通信
   方式。 ２、請求項１に記載の方式において、前記送信側では、
   ノイズ識別子を含むパケットを送信する際、生成すべき
   ノイズのレベルを規定するノイズレベル識別子を付加し
   、前記受信側では、該ノイズレベル識別子に対応するノ
   イズレベルでノイズを生成することを特徴とする音声パ
   ケット通信方３、音声パケットを転送する音声パケット
   通信システムにおいて、該システムは、 音声信号を音声パケットに組み立て該音声パケットを送
   信する送信装置と、 該音声パケットを受信してこれを分解し、音声信号を再
   生する受信装置とを含み、 前記送信装置は、 音声信号の有音区間および無音区間を検出する第１の検
   出手段と、 無音区間におけるノイズのレベルを検出する第２の検出
   手段と、 有音区間の音声信号を音声パケットに組み立てて送信す
   るパケット組立て手段と、 第１および第２の検出手段に応動して、前記音声パケッ
   トが有音であることを示す有音識別子、有音区間の終了
   を示す無音識別子、生成すべきノイズのレベルの変更を
   要求するノイズ識別子、および該音声パケットの順序を
   示すシーケンス表示を含む付加情報を生成する付加情報
   生成手段とを該付加情報生成手段は、前記音声パケット
   の組立ての際、有音識別子およびシーケンス表示を該音
   声パケットに含め、第１の検出手段が無音区間を検出す
   ると、無音識別子をパケットに含め、第２の検出手段が
   無音区間におけるノイズのレベルの有意な変化を検出す
   ると、前記ノイズ識別子をパケットに含め、 前記パケット組立て手段は、これらのパケットを組み立
   てて送信し、 前記受信装置は、 これらのパケットを受信してこれを分解するパケット分
   解手段と、 該分解したパケットに含まれていた前記付加情報を識別
   する付加情報識別手段と、 該分解した音声パケットに含まれていた音声信号を再生
   する再生手段と、 無音区間でノイズを生成する雑音生成手段とを含み、 前記付加情報再生手段は、前記付加情報に含まれる有音
   識別子および無音識別子により有音区間および無音区間
   を識別し、有音期間では音声パケットに含まれていた音
   声信号を前記再生手段に再生させ、該音声信号の再生中
   、前記シーケンス表示の順序に欠落を検出すると、その
   欠落した部分の音声信号を該再生手段で補間させ、無音
   区間でノイズ識別子を検出すると、前記雑音生成手段で
   生成するノイズのレベルを変更することを特徴とする音
   声パケット通信システム。 ４、音声信号を音声パケットに組み立て該音声パケット
   を送信する音声パケット送信装置において、該装置は、 音声信号の有音区間および無音区間を検出する第１の検
   出手段と、 無音区間におけるノイズのレベルを検出する第２の検出
   手段と、 有音区間の音声信号を音声パケットに組み立てて送信す
   るパケット組立て手段と、 第１および第２の検出手段に応動して、前記音声パケッ
   トが有音であることを示す有音識別子、有音区間の終了
   を示す無音識別子、生成すべきノイズのレベルの変更を
   要求するノイズ識別子、および該音声パケットの順序を
   示すシーケンス表示を含む付加情報を生成する付加情報
   生成手段とを含み、 該付加情報生成手段は、前記音声パケットの組立ての際
   、有音識別子およびシーケンス表示を該音声パケットに
   含め、第１の検出手段が無音区間を検出すると、無音識
   別子をパケットに含め、第２の検出手段が無音区間にお
   けるノイズのレベルの有意な変化を検出すると、ノイズ
   識別子をパケットに含め、 前記パケット組立て手段は、これらのパケットを組み立
   てて送信することを特徴とする音声パケット送信装置。 ５、音声信号を含む音声パケットを受信してこれを分解
   し、該音声信号を再生する音声パケット受信装置におい
   て、該装置は、 付加情報が付加されたパケットを受信してこれを分解す
   るパケット分解手段と、 該分解したパケットに含まれていた前記付加情報を識別
   する付加情報識別手段と、 該分解した音声パケットに含まれていた音声信号を再生
   する再生手段とを含み、 前記付加情報は、音声パケットが有音であることを示す
   有音識別子、有音区間の終了を示す無音識別子、生成す
   べきノイズのレベルの変更を要求するノイズ識別子、お
   よび該音声パケットの順序を示すシーケンス表示を含み
   、 該装置はさらに、無音区間でノイズを生成する雑音生成
   手段とを含み、 前記付加情報再生手段は、前記付加情報に含まれる有音
   識別子および無音識別子により有音区間および無音区間
   を識別し、有音期間では音声パケットに含まれていた音
   声信号を前記再生手段に再生させ、該音声信号の再生中
   、前記シーケンス表示の順序に欠落を検出すると、その
   欠落した部分の音声信号を該再生手段で補間させ、無音
   区間でノイズ識別子を検出すると、前記雑音生成手段で
   生成するノイズのレベルを変更することを特徴とする音
   声パケット受信装置。