オーディオ品質要因指標算出方法、装置、およびプログラム
【課題】オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出する。
【解決手段】パケット解析部１５Ａで、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数Ｌを抽出し、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、このオーディオパケット損失数Ｌに基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長Ｖをオーディオ品質要因指標として算出する。
【解決手段】パケット解析部１５Ａで、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数Ｌを抽出し、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、このオーディオパケット損失数Ｌに基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長Ｖをオーディオ品質要因指標として算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ通信品質推定技術に関し、特に損失したオーディオパケットが再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストリーム型マルチメディア通信サービスを提供する上で、サービス提供中に通信品質を管理するインサービス品質管理やユーザクレーム対応の観点から、サービス提供中にユーザが体感するオーディオ品質を測定することが重要である。
最も正確にユーザ体感品質を測定する方法は、実際に被験者に体感品質を評価してもらう主観品質評価法であるが、提供中のサービスの品質を測定することができない。そのため、客観的にユーザ体感品質を測定する技術の開発が望まれる。
【０００３】
客観品質評価法の１つに、品質要因指標を入力として与え、この品質要因指標とユーザ体感品質との間の関係に基づきユーザ体感品質を推定するパラメトリックモデルがある。パラメトリックパケットレイヤモデルは、本モデルの入力として与える品質要因指標を、マルチメディア通信で伝送するパケットのヘッダ情報に基づき測定するモデルであり、サービス提供中のユーザ体感品質を測定するのに適している。
従来のモデルでは、通信ネットワークや受信バッファ溢れによるＩＰパケット損失の影響を示すパラメータとして、ＩＰパケット損失率が用いられることが多い（例えば、特許文献１など参照）。
【０００４】
図１０は、オーディオデータのパケット格納形態を示す説明図である。ここでは、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造でのデータ伝送における、オーディオデータとオーディオデータを格納するＩＰパケット構造との関係が示されている。
【０００５】
図１０に示すように、ＭＰＥＧ２システムの−ＴＳ（Transport Stream）プロトコルにおいて、オーディオ（音声）信号を符号化して得られたフレーム列を分割して得られたオーディオデータは、一定のフレーム数ごとにＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）ヘッダが付随されてＰＥＳパケットが形成される。このＰＥＳパケットが分割されて各ＴＳパケットのペイロードに格納され、それぞれにＴＳヘッダが付随され、全体で１８８バイト固定長のＴＳパケットが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなオーディオデータが格納されたオーディオＴＳパケットは、ビデオ（映像）データを含むビデオＴＳパケットなどのオーディオ以外のＴＳパケットとともにＩＰパケット内に格納される。以下では、オーディオＴＳパケットを含むＩＰパケットをオーディオパケットと呼ぶ。
【０００８】
マルチメディア通信において、オーディオデータはビデオデータに比較して単位時間当たりのデータ量が小さいため、単位時間当たりに送信されるオーディオＴＳパケットの数は、ビデオＴＳパケットに比べてかなり少ない。実際のマルチメディア通信では、ＩＰパケットに含まれるオーディオＴＳパケットは多くても１個であり、オーディオＴＳパケットを含まないＩＰパケットも存在する。
【０００９】
したがって、ＴＳパケットを含むＩＰパケットが損失しても、その損失ＩＰパケットがオーディオパケットでない確率が高いため、受信端末において、オーディオＴＳパケットのオーディオデータを受信再生して得られる再生オーディオ信号のオーディオ品質には影響しない場合が多い。
【００１０】
しかしながら、前述した従来の品質推定技術では、評価対象となるマルチメディア通信のＩＰパケット損失率を算出する際、当該マルチメディア通信のＩＰパケットのうち、算出対象としてオーディオパケットの損失数ではなく、ビデオパケットなどのオーディオパケット以外のＩＰパケットを含む損失数を用いている。したがって、従来の品質推定技術によれば、このような、オーディオパケットに関する損失状況を正確に捉えていないＩＰパケット損失率を品質要因指標として用いているため、オーディオ品質を精度良く推定することができないという問題点があった。
【００１１】
また、１個のオーディオパケットが損失したとしても、その影響は様々である。オーディオパケットが損失した場合、その中に含まれている１個のオーディオＴＳパケットが損失する。このとき、損失したオーディオＴＳパケットに、フレームデータがその一部でも含まれている場合には、これらすべてのフレームが損失の影響を受ける。
【００１２】
前述した図１０に示されているように、オーディオＴＳパケットについて、損失Ｘと損失Ｙが生じた場合のフレームへの影響を見ると、１個のオーディオＴＳパケットが損失した損失ＸではフレームＦ１，Ｆ２の２フレームが影響を受けているものの、２個のオーディオＴＳパケットが損失した損失ＹではフレームＦ３の１フレームのみが影響を受けることになる。特に、損失Ｙについては、いずれか１個のオーディオＴＳパケット損失であってもフレームＦ３の１フレームのみが影響を受ける。
【００１３】
このように、損失したオーディオＴＳパケットの数とこれにより影響を受けるフレームの数は必ずしも対応しておらず、オーディオＴＳパケットが１個だけ損失した場合であっても複数のフレームが影響を受けることもある。したがって、それぞれオーディオパケットにはオーディオＴＳパケットが１つずつ含まれていることから、１個のオーディオパケット損失がオーディオデータに与える影響も同一ではない。
【００１４】
このため、前述した従来の品質推定技術において、仮にオーディオパケットの損失率を品質要因指標として用いたとしても、オーディオパケットの損失がオーディオデータに与える影響を適切に捉えておらず、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することができないという問題点があった。
【００１５】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出できるオーディオ品質要因指標算出技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために、本発明にかかるオーディオ品質要因指標算出方法は、オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出方法であって、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析ステップと、オーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出ステップと、損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長を、オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出ステップとを備えている。
【００１７】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとに損失影響フレーム数を算出し、損失影響時間長算出ステップは、損失区間ごとに、当該損失区間の損失影響フレーム数に基づいて損失影響時間長を算出し、これら損失影響時間長を累計した総損失影響時間をオーディオ品質要因指標として算出するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオパケットの平均パケット時間長とオーディオパケット損失数とを乗算することにより損失区間のパケット損失時間長を算出し、このパケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから損失影響フレーム数を算出するようにしてもよい。
【００１９】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合、パケット損失時間長Ｍ、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしてもよい。
【００２０】
あるいは、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、パケット損失時間長Ｍおよび単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆに基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしてもよい。
【００２１】
また、損失影響フレーム数算出ステップで、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間での平均損失影響フレーム数を算出し、損失影響時間長算出ステップで、平均損失影響フレーム数に損失区間の数を乗算した総損失影響時間を、オーディオ品質要因指標として算出するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、損失影響フレーム数算出ステップで、各損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出し、この平均オーディオパケット損失数と平均パケット時間長とを乗算することにより平均パケット損失時間長を算出し、この平均パケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから平均損失影響フレーム数を算出するようにしてもよい。
【００２３】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合、平均パケット損失時間長Ｍ’、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしてもよい。
【００２４】
あるいは、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、平均パケット損失時間長Ｍ’および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆに基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしてもよい。
【００２５】
また、本発明にかかるオーディオ品質要因指標算出装置は、オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出装置であって、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析部と、オーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出部と、損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長を、オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出部とを備えている。
【００２６】
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータに、前述したいずれか１つのオーディオ品質要因指標算出方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出することができる。これにより、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造を示す説明図である。
【図３】ＩＰパケット損失とオーディオパケット損失数の関係を示す説明図である。
【図４】音声データの各フレームとＴＳパケットのペイロードの関係を示す説明図である。
【図５】パケット損失時間長と損失影響フレーム数との関係を示す説明図である。
【図６】オーディオフレームとＴＳパケットとの関係を示す説明図である。
【図７】第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
【図９】第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】オーディオデータのパケット格納形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
このオーディオ品質要因指標算出装置１０は、全体としてサーバ装置などの情報通信処理装置からなり、オーディオ（音声）信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して、送信端末１から通信ネットワーク３を介して受信端末２へ伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信が行われている、通信ネットワーク３から受信端末２までの伝送経路、あるいは受信端末２からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信端末２で受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出する装置である。
【００３１】
本実施の形態は、オーディオ品質要因指標算出装置１０において、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出し、このオーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出し、この損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長をオーディオ品質要因指標として算出するようにしたものである。
【００３２】
［第１の実施の形態の構成］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置１０の構成について詳細に説明する。
このオーディオ品質要因指標算出装置１０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５が設けられている。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ部１１は、専用のデータ通信回路からなり、伝送経路４や受信端末２から、評価対象となるマルチメディア通信に関するＩＰパケットをキャプチャする機能を有している。
操作入力部１２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１５へ出力する機能を有している。
画面表示部１３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、演算処理部１５の制御に基づいて、操作メニューや設定画面、さらには算出したオーディオ品質要因指標などの各種情報を画面表示する機能を有している。
【００３４】
記憶部１４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部１５で用いるデータ、例えば通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャしたＩＰパケットデータや、算出したオーディオ品質要因指標、さらにはオーディオ品質要因指標の算出過程で用いる中間データなどの各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
【００３５】
演算処理部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１４のプログラムを読み込んで実行することにより、各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部１５で実現される主な処理部としては、パケット解析部１５Ａ、損失影響フレーム数算出部１５Ｂ、および損失影響時間長算出部１５Ｃがある。
【００３６】
パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出する機能を有している。
【００３７】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａで抽出したオーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する機能を有している。
【００３８】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで算出した損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長をオーディオ品質要因指標として算出する機能を有している。
【００３９】
［オーディオパケットの判別方法］
次に、本発明の原理について説明する。
まず、ＩＰパケットがオーディオパケットであるかの判別方法について説明する。
図２は、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造を示す説明図である。ＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）から、このＴＳパケットのペイロードに含まれるデータがどのようなメディアであるかを知ることが可能である。そこで、品質評価対象となるオーディオ用のＰＩＤを前提情報として保有しておき、各ＴＳパケットのＰＩＤを確認することで、各ＩＰパケットがオーディオパケットであるかを確認することができる。
【００４０】
［オーディオパケットの損失検知方法］
次に、オーディオパケットの損失検知方法について説明する。
オーディオパケットの損失検知は、メディアごとにＴＳヘッダ部分に連続性を満たす４ビットのＣＣ（Continuity Counter）に基づいて行う。このＣＣの連続性の欠如を見ることで損失オーディオパケットを検知することが可能である。図２の場合、オーディオパケットＰ３が損失したため、オーディオＴＳパケットのＣＣは、オーディオパケットＰ１の「１２」の次にオーディオパケットＰ４の「１４」となる。このため、損失したＩＰパケットの情報がなくても、１個のオーディオパケットＰ３が損失していることを検出可能である。
【００４１】
［オーディオパケット損失数の算出方法］
次に、オーディオパケット損失数の算出方法について説明する。
一定時間内に受信したＩＰパケットに基づいて、オーディオパケットの各損失に対するオーディオバースト長として、オーディオパケット損失数を算出する。各損失に対するオーディオパケット損失数とは、オーディオパケットが連続して損失した場合にその損失を連続長の長さによらず１回のオーディオパケット損失として数えたときの各オーディオパケット損失に含まれるオーディオパケットの個数である。つまり、ＣＣの連続性を見たときに欠けている番号の数がそのオーディオパケット損失に対するオーディオパケット損失数となる。
【００４２】
図３は、ＩＰパケット損失とオーディオパケット損失数の関係を示す説明図である。
図３において、まず、ＩＰパケットＰ１１，Ｐ１２が連続して損失しているが、ＩＰパケットＰ１１だけがオーディオパケットである。このため、この損失区間におけるオーディオパケット損失数Ｌは「１」となる。
【００４３】
また、正常転送されたＩＰパケットＰ１５を挟んだ前後に位置するＩＰパケットＰ１４，Ｐ１６が損失している。この際、オーディオパケットからなるＩＰパケットＰ１４，Ｐ１６は連続していないが、ＩＰパケットＰ１５がオーディオパケットではないため、オーディオバケット列として見た場合、ＩＰパケット１４，Ｐ１６は連続していることになる。このため、この損失区間におけるオーディオパケット損失数Ｌは「２」となる。
また、ＩＰパケットＰ１８が損失しているが、これはオーディオパケットではないため、損失は発生していないことになる。
【００４４】
［損失影響フレーム数の算出方法］
次に、損失影響フレーム数の算出方法について説明する。
損失影響フレーム数は、オーディオパケット損失数を用いて各オーディオパケット損失が影響を与えるフレーム数である。図４は、音声データの各フレームとＴＳパケットのペイロードの関係を示す説明図である。
【００４５】
まず、対象となる損失区間Ｔに関するパケット損失時間長Ｍを算出する。パケット損失時間長Ｍは、損失区間Ｔに対応するオーディオデータ上の時間長を表している。具体的には、次の式（１）に示すように、ＩＰパケット取得時間ｔをオーディオパケットの総数Ｎで除算することで、１つのオーディオパケットに対応する平均パケット時間長Ｕを算出し、この平均パケット時間長Ｕに損失区間Ｔにおいて損失したオーディオパケット損失数Ｌを乗算することで、パケット損失時間長Ｍを算出する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
１０秒間のＩＰパケットを取得したときに５００個のオーディオパケットが存在するならば、１オーディオパケットあたりの平均パケット時間長Ｕは２０ｍｓとなる。このため、図４に示すように、損失区間Ｔで３つのオーディオパケットが連続で損失した場合、前述した式（１）から、この損失区間Ｔのパケット損失時間長Ｍは６０ｍｓとなる。
しかし、このパケット損失時間長Ｍと、損失区間Ｔによりオーディオデータが影響を受ける損失影響時間長Ｖとが一致するわけではない。
【００４８】
その理由は、フレームを構成するオーディオデータは符号化されたデータであり、フレームを構成するすべてのデータが受信されて初めて当該フレームに対応する時間区間におけるオーディオ信号が再生されるのであって、フレームを構成する一部のデータが損失した場合には、当該フレームに対応する時間区間において、オーディオ信号が正常再生できなくなるからである。
【００４９】
したがって、パケット損失時間長Ｍに対して一部でも重なるフレームが損失区間Ｔの影響を受け、そのフレームの時間長が影響を受ける時間となる。図４に示すようにパケット損失時間長Ｍに対して、影響を受ける損失影響時間長Ｖが長いことが分かる。
【００５０】
このような、パケット損失時間長Ｍと損失影響時間長Ｖとの不一致に鑑み、本発明では、まず、パケット損失時間長Ｍに基づいて、損失区間Ｔが影響を与えるフレーム数、すなわち損失影響フレーム数Ｗを算出し、その後、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、損失影響時間長Ｖを算出するようにしたものである。
【００５１】
［損失影響フレーム数の推定方法］
次に、損失影響フレーム数Ｗの期待値を推定する方法について説明する。
図５は、パケット損失時間長と損失影響フレーム数との関係を示す説明図である。
損失影響フレーム数Ｗは、パケット損失時間長Ｍと、パケット損失時間長Ｍとフレームとの時間位置関係とにより変化する。
【００５２】
図５に示すように、パケット損失時間長Ｍが始まるフレームをフレーム１とし、フレーム１の開始時間位置からパケット損失時間長Ｍの開始時間位置までのずれフレーム数をｄ（０≦ｄ＜１）とし、このずれフレーム数ｄが「０」の場合、すなわちパケット損失時間長Ｍとフレーム１の開始時間位置が一致している場合、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置がフレーム１から数えてＡ（Ａは１以上の整数）個目のフレームＡにかかるものとし、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置からフレームＡの終了時間位置までの余りフレーム数をＢ（０≦Ｂ＜１）と表す。
【００５３】
したがって、各フレームの時間長がすべて単位フレーム時間長Ｆであると仮定した場合、フレーム１の開始時間位置からパケット損失時間長Ｍの開始時間位置までの時間長は、ｄ×Ｆとなる。また、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置からフレームＡの終了時間位置までの時間長は、Ｂ×Ｆとなることから、パケット損失時間長Ｍは、Ｍ＝（Ａ−Ｂ）Ｆで求められる。
【００５４】
ここで、ずれフレーム数ｄが余りフレーム数Ｂ以下の場合（０≦ｄ≦Ｂ）、ｄ×Ｆ≦Ｂ×Ｆであることから、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置は、フレームＡの終了時間位置より前かフレームＡの終了時間位置に一致することになる。したがって、この場合の損失影響フレーム数Ｗは、Ｗ＝Ａとなる。
【００５５】
一方、ずれフレーム数ｄが余りフレーム数Ｂより大きい場合（Ｂ＜ｄ＜１）、ｄ×Ｆ＞Ｂ×Ｆであることから、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置は、フレームＡの終了時間位置より後ろに存在することになる。したがって、この場合の損失影響フレーム数Ｗは、Ｗ＝Ａ＋１となる。
【００５６】
この際、損失影響フレーム数Ｗ＝Ａのフレームが損失区間Ｔの影響を受ける状態、すなわち０≦ｄ≦Ｂとなる確率はＢであり、損失影響フレーム数Ｗ＝Ａ＋１のフレームが損失区間Ｔの影響を受ける状態、すなわちＢ＜ｄ＜１となる確率は１−Ｂである。
したがって、フレームの開始時間位置とパケット損失時間長Ｍの開始時間位置との関係がランダムであり、２つの開始時間位置が重なる確率が限りなく０に近い値であることを前提とした場合、損失区間Ｔの影響を受ける損失影響フレーム数Ｗの期待値は、次の式（２）で求められる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
一方、Ｐ個のフレームごとにフレームの開始時間位置が必ずオーディオパケット内のオーディオデータの開始時間位置と重なる場合がある。図６は、オーディオフレームとＴＳパケットとの関係を示す説明図である。
【００５９】
例えば、図６に示すように、ＰＥＳパケット内にＰ個のオーディオフレームが必ず格納され、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数をＳ個とする。この場合、Ｓ個のオーディオパケットごとにフレームの開始時間位置とオーディオパケット内のオーディオデータの開始時間位置とが重なる。
【００６０】
つまり、各オーディオパケット損失は、１／Ｓの確率でパケット損失時間長Ｍの開始時間位置がフレームの開始時間位置に重なると考えることができる。このとき、前述した図６におけるｄ＝０との場合と等しくなり、Ｂの値によらず影響を受けるのはＡ個のフレームのみとなる。また、残りの１−１／Ｓの確率においては、影響を受けるフレーム数の期待値は前述した式（２）により算出される。
【００６１】
したがって、損失区間Ｔの影響を受ける損失影響フレーム数Ｗの期待値は、次の式（３）で求められる。なお、ＡはＭをＦで除算した値を切り上げた値であり、式（３）において切り上げ関数ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）で表記してある。また、１−ＢはＭをＦで除算した際に得られる剰余を示す値であり、式（３）においてＭ％Ｆで表記してある。
【００６２】
【数３】
【００６３】
［損失影響時間長の算出方法］
次に、損失影響時間長Ｖの算出方法について説明する。
損失影響時間長Ｖは、損失影響フレーム数Ｗに単位フレーム時間長Ｆを乗算することにより算出する。単位フレーム時間長Ｆは、オーディオデータの符号化単位に相当する時間長であり、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）の場合、単位フレーム時間長Ｆ［ms］＝１０２４／サンプリングレート［kHz］となる。
また、前述の図３に示したように、キャプチャしたＩＰパケットのうちに、複数の損失区間が含まれている場合には、損失区間ごとに損失影響時間長Ｖを算出し、これらを累計することにより総損失影響時間長Ｒを算出すればよい。
【００６４】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作について説明する。図７は、第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
なお、本実施の形態では、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット構造に準拠したデータ伝送を例として説明するが、その他の符号化方式や伝送方式の仕組みに応じたデータ伝送にも対応することが可能である。
【００６５】
まず、パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャして記憶部１４に格納されている、キャプチャ時間ｔ（ｍｓ）分のＩＰパケットについて、これらＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）を参照して、対象としているオーディオのデータを含むＴＳパケットであるかを判別する。そして、この判別結果に基づいて、対象とするオーディオデータを含むＩＰパケットをオーディオパケットとして選択し、オーディオパケット総数Ｎを計数する。
【００６６】
また、パケット解析部１５Ａは、ＴＳヘッダに含まれる４ビットのＣＣ（Continuity Counter）の値の連続性に基づいて、損失しているオーディオパケットを検知し、そのオーディオパケット損失数を計数する。
例えば、ＣＣ＝７，８が連続して欠如している場合にはオーディオパケット損失数Ｌは２となる。この際、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとにオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを算出する。
【００６７】
この後、パケット解析部１５Ａは、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを、損失影響フレーム数算出部１５Ｂへ通知する。
【００６８】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａから、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを取得し、次の式（４）に基づいて、平均パケット時間長Ｕと、各損失区間におけるパケット損失時間長Ｍ１…Ｍｋ（ｍｓ）を算出する。ｉは１〜ｋの整数である。
【００６９】
【数４】
【００７０】
この後、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆと周期Ｐを用いて、次の式（５）または式（６）に基づいて、各損失区間における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃへ通知する。
この際、周期ＰがＰ＞０である場合には、式（５）に基づいて各オーディオパケット損失における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出し、周期ＰがＰ＝０である場合には、式（６）に基づいて各オーディオパケット損失における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出する。
【００７１】
【数５】
【数６】
【００７２】
なお、前述した式（３）で導入した、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数Ｓは、Ｐ個のフレームが１周期となるため、結果としてＳは１周期当たりのＴＳパケット数と云える。したがって、Ｓは、１周期時間長Ｐ×Ｆを、平均パケット時間長Ｕ＝ｔ／Ｎで除算した値と等しい。式（５）は、Ｓに代えてＵ，Ｐ，Ｆを用いたものである。
【００７３】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂから各損失区間における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを取得し、これら損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋのそれぞれに対して、式（７）に示すように、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆを乗算することで、各損失区間における損失影響時間長Ｖ１…Ｖｋを算出する。
【００７４】
【数７】
【００７５】
この後、損失影響時間長算出部１５Ｃは、式（８）に示すように、これらＶ１…Ｖｋを累計することにより、キャプチャ時間ｔに含まれるオーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標として、総損失影響時間長Ｒを算出する。
【００７６】
【数８】
【００７７】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、パケット解析部１５Ａで、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数Ｌを抽出し、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、このオーディオパケット損失数Ｌに基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長Ｖをオーディオ品質要因指標として算出している。
【００７８】
これにより、ビデオパケットなどのオーディオパケット以外のＩＰパケットを含むマルチメディア通信であっても、オーディオパケットの損失をオーディオパケット損失数Ｌにより的確に捉えられている。
また、このオーディオパケット損失数Ｌから損失影響フレーム数Ｗが算出されているため、損失区間において損失したオーディオパケットの数が、損失区間により影響を受けるフレームの数と必ずしも対応していないという、オーディオパケットに特有の課題も解消されている。
【００７９】
さらに、損失影響フレーム数Ｗから損失影響時間長Ｖが算出されているため、ＩＰパケットの個数や損失率など、パケットベースのオーディオ品質要因指標ではなく、再生オーディオ信号という実時間をベースとしたオーディオ品質要因指標が算出されている。
したがって、本実施の形態によれば、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出することができる。これにより、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態では、損失区間が複数存在する場合、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、これら損失区間ごとに損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、損失区間ごとに、当該損失区間の損失影響フレーム数Ｗに基づいて損失影響時間長Ｖを算出し、これら損失影響時間長Ｖを累計した総損失影響時間Ｒをオーディオ品質要因指標として算出するようにしたので、複数の損失区間が発生した場合でも、高い精度でオーディオ品質要因指標を算出することができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、オーディオパケットの平均パケット時間長Ｕとオーディオパケット損失数Ｌとを乗算することにより損失区間のパケット損失時間長Ｍを算出し、このパケット損失時間長Ｍとフレームの単位フレーム時間長Ｆとから損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、実時間ベースで、損失区間におけるオーディオパケットと、この影響を受けるフレームとの対応関係を捉えることができ、より正確に損失影響時間長を算出できる。
【００８２】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、パケット損失時間長Ｍ、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【００８３】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、パケット損失時間長Ｍおよび単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆに基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【００８４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置について説明する。
第１の実施の形態では、損失区間が複数ある場合には、それぞれの損失区間ごとに算出した損失影響時間長Ｖの累計することにより、総損失影響時間長Ｒを算出する場合を例として説明した。本実施の形態では、それぞれの損失区間で損失したオーディオパケット損失数の平均値を用いて、総損失影響時間長Ｒを算出する場合について説明する。
【００８５】
本実施の形態において、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、複数の損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出する機能と、この平均オーディオパケット損失数と平均パケット時間長とを乗算することにより、損失区間の平均パケット損失時間長を算出する機能と、この平均パケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから損失影響フレーム数が平均化された平均損失影響フレーム数を算出する機能とを有している。
なお、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置１０におけるその他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８６】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
なお、本実施の形態では、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット構造に準拠したデータ伝送を例として説明するが、その他の符号化方式や伝送方式の仕組みに応じたデータ伝送にも対応することが可能である。
【００８７】
まず、パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャして記憶部１４に格納されている、キャプチャ時間ｔ（ｍｓ）分のＩＰパケットについて、これらＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）を参照して、対象としているオーディオのデータを含むＴＳパケットであるかを判別する。そして、この判別結果に基づいて、対象とするオーディオデータを含むＩＰパケットをオーディオパケットとして選択し、オーディオパケット総数Ｎを計数する。
【００８８】
また、パケット解析部１５Ａは、ＴＳヘッダに含まれる４ビットのＣＣ（Continuity Counter）の値の連続性に基づいて、損失しているオーディオパケットを検知し、そのオーディオパケット損失数を計数する。
例えば、ＣＣ＝７，８が連続して欠如している場合にはオーディオパケット損失数Ｌは２となる。この際、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとにオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを算出する。
【００８９】
この後、パケット解析部１５Ａは、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを、損失影響フレーム数算出部１５Ｂへ通知する。
【００９０】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａから、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを取得する。
次に、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、これらオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋの平均値として平均オーディオパケット損失数Ｌ’を算出し、次の式（９）に基づいて、平均パケット時間長Ｕと、各損失区間におけるパケット損失時間長の平均値として平均パケット損失時間長Ｍ’（ｍｓ）を算出する。
【００９１】
【数９】
【００９２】
この後、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆと周期Ｐを用いて、次の式（１０）または式（１１）に基づいて、各損失区間における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃへ通知する。
この際、周期ＰがＰ＞０である場合には、式（１０）に基づいて各オーディオパケット損失における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、周期ＰがＰ＝０である場合には、式（１１）に基づいて各オーディオパケット損失における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出する。
【００９３】
【数１０】
【数１１】
【００９４】
なお、前述した式（３）で導入した、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数Ｓは、Ｐ個のフレームが１周期となるため、結果としてＳは１周期当たりのＴＳパケット数と云える。したがって、Ｓは、１周期時間長Ｐ×Ｆを、平均パケット時間長Ｕ＝ｔ／Ｎで除算した値と等しい。式（１０）は、Ｓに代えてＵ，Ｐ，Ｆを用いたものである。
【００９５】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂから各損失区間における平均損失影響フレーム数Ｗ’を取得し、この平均損失影響フレーム数Ｗ’に対して、式（１２）に示すように、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆを乗算することで、各損失区間における平均損失影響時間長Ｖ’を算出する
【００９６】
【数１２】
【００９７】
この後、損失影響時間長算出部１５Ｃは、式（１３）に示すように、この平均損失影響時間長Ｖ’に損失区間数ｋを乗算することにより、キャプチャ時間ｔに含まれるオーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標として、総損失影響時間長Ｒを算出する。
【００９８】
【数１３】
【００９９】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、損失区間が複数存在する場合、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、これら損失区間での平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、平均損失影響フレーム数Ｗ’に損失区間の数ｋを乗算した総損失影響時間Ｒを、オーディオ品質要因指標として算出するようにしたので、個々の損失区間に関する演算処理を簡略化することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、複数の損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数Ｌ’を算出し、この平均オーディオパケット損失数Ｌ’と平均パケット時間長Ｕとを乗算することにより、損失区間の平均パケット損失時間長Ｍ’を算出し、この平均パケット損失時間長Ｍ’とフレームの単位フレーム時間長Ｆとから損失影響フレーム数が平均化された平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、個々の損失区間に関する損失影響フレーム数の算出処理を大幅に簡略化することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、平均パケット損失時間長Ｍ’、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、平均パケット損失時間長Ｍ’および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆに基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【０１０３】
［第３の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明にかかる第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置について説明する。図９は、第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
本実施の形態では、前述した第１または第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出方法で算出した、評価対象となるマルチメディア通信の総損失影響時間長Ｒをオーディオ品質要因指標として用いることにより、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを推定する場合について説明する。
【０１０５】
このオーディオ品質推定装置２０は、全体としてサーバ装置などの情報通信処理装置からなり、評価対象となるマルチメディア通信から得られた総損失影響時間長Ｒを用いて、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを推定する装置である。
【０１０６】
オーディオ品質推定装置２０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、演算処理部２５、符号化オーディオ品質値データベース（以下、符号化オーディオ品質値ＤＢという）２６Ａ、および係数データベース（以下、係数ＤＢという）２６Ｂが設けられている。
【０１０７】
オーディオ品質推定装置２０におけるこれら機能部のうち、通信Ｉ／Ｆ部２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、および演算処理部２５の構成は、前述したオーディオ品質要因指標算出装置１０の通信Ｉ／Ｆ部１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５と同等である。
【０１０８】
演算処理部２５で実現される主な処理部としては、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａ、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂ、係数取得部２５Ｃ、および主観品質評価値算出部２５Ｄがある。
【０１０９】
オーディオ品質要因指標算出部２５Ａは、前述したオーディオ品質要因指標算出装置１０のパケット解析部１５Ａ、損失影響フレーム数算出部１５Ｂ、および損失影響時間長算出部１５Ｃから構成されており、評価対象となるマルチメディア通信の総損失影響時間長Ｒを算出する機能を有している。ここでは、損失区間が複数発生した実際的な状況における損失影響時間長として総損失影響時間長Ｒをオーディオ品質要因指標として用いた場合を例として説明する。
なお、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａに代えて、オーディオ品質推定装置２０に外部接続したオーディオ品質要因指標算出装置１０から総損失影響時間長Ｒを取得してもよい。
【０１１０】
符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂは、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートに対応する符号化オーディオ品質値Ｉｅを、符号化オーディオ品質値ＤＢ２６Ａから取得する機能を有している。
【０１１１】
係数取得部２５Ｃは、評価対象となるマルチメディア通信のコーデック種別情報に対応する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を、係数ＤＢ２６Ｂから取得する機能を有している。
【０１１２】
主観品質評価値算出部２５Ｄは、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａで算出した総損失影響時間長Ｒと、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂで取得した符号化オーディオ品質値Ｉｅと、係数取得部２５Ｃで取得した係数ｎ１，ｎ２，ｎ３とから、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオ品質として、主観品質評価値Ｑを算出する機能を有している。
【０１１３】
符号化オーディオ品質値ＤＢ２６Ａは、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートの組み合わせごとに、当該マルチメディア通信で得られるオーディオ品質（主観品質）を示す符号化オーディオ品質値Ｉｅがエントリされているデータベースである。これらオーディオビットレートおよびサンプリングレートの組み合わせで決まるマルチメディア通信について、予め主観品質評価実験を実施してそのオピニオン評価結果を符号化オーディオ品質値Ｉｅとして登録しておけばよい。なお、ここでは、符号化オーディオ品質値Ｉｅとして、ＤＭＯＳ（Differential MOS）値を用いるがこれに限定されるものではない。
【０１１４】
係数ＤＢ２６Ｂは、コーデック種別情報ごとに、主観品質評価値Ｑの推定モデルの形状を規定する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３がエントリされているデータベースである。これら係数ｎ１，ｎ２，ｎ３は、マルチメディア通信で用いるコーデックに依存する係数であり、例えば上記主観品質評価実験で得られたオピニオン評価結果を非線形最小二乗法などを用いて解析することにより、コーデック種別と係数ｎ１，ｎ２，ｎ３との関係を予め導出し、そのコーデック種別ごとにこれら係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を登録しておけばよい。
【０１１５】
総損失影響時間長Ｒと主観品質評価値Ｑとは、総損失影響時間長Ｒの増加に応じ主観品質評価値Ｑが単調減少するという特性を有しており、符号化オーディオ品質値Ｉｅ、指数関数ｅ（）および係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を用いて、次の式（１４）のような、推定モデル関数式で表される。
【０１１６】
【数１４】
【０１１７】
したがって、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートと、コーデック種別情報とを既知の設定情報として、例えば操作入力部２２から入力する。
また、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａで総損失影響時間長Ｒを算出し、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂで符号化オーディオ品質値Ｉｅを取得するとともに、係数取得部２５Ｃでコーデック種別情報に対応する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を取得する。
【０１１８】
そして、主観品質評価値算出部２５Ｄで、得られた符号化オーディオ品質値Ｉｅおよび係数ｎ１，ｎ２，ｎ３と、総損失影響時間長Ｒとを、記憶部２４に推定モデルとして予め記憶されている前述の式（１４）に当てはめることにより、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを算出することができる。
【０１１９】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…送信端末、２…受信端末、３…通信ネットワーク、４…伝送経路、１０…オーディオ品質要因指標算出装置、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…操作入力部、１３…画面表示部、１４…記憶部、１５…演算処理部、１５Ａ…パケット解析部、１５Ｂ…損失影響フレーム数算出部、１５Ｃ…損失影響時間長算出部、２０…オーディオ品質推定装置、２１…通信Ｉ／Ｆ部、２２…操作入力部、２３…画面表示部、２４…記憶部、２５…演算処理部、２５Ａ…オーディオ品質要因指標算出部、２５Ｂ…符号化オーディオ品質値取得部、２５Ｃ…係数取得部、２５Ｄ…主観品質評価値算出部、２６Ａ…符号化オーディオ品質値ＤＢ、２６Ｂ…係数ＤＢ、Ｔ…損失区間、Ｌ…オーディオパケット損失数、Ｎ…オーディオパケット総数、Ｕ…平均パケット時間長、Ｐ…平均パケット時間長、Ｍ…パケット損失時間長、Ｆ…単位フレーム時間長、Ｗ…損失影響フレーム数、Ｖ…損失影響時間長、Ｌ’…平均オーディオパケット損失数、Ｍ’…平均パケット損失時間長、Ｗ’…平均損失影響フレーム数、Ｖ’…平均損失影響時間長、Ｒ…総損失影響時間長、ｎ１，ｎ２，ｎ３…係数、Ｉｅ…符号化オーディオ品質値、Ｑ…主観品質評価値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ通信品質推定技術に関し、特に損失したオーディオパケットが再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストリーム型マルチメディア通信サービスを提供する上で、サービス提供中に通信品質を管理するインサービス品質管理やユーザクレーム対応の観点から、サービス提供中にユーザが体感するオーディオ品質を測定することが重要である。
最も正確にユーザ体感品質を測定する方法は、実際に被験者に体感品質を評価してもらう主観品質評価法であるが、提供中のサービスの品質を測定することができない。そのため、客観的にユーザ体感品質を測定する技術の開発が望まれる。
【０００３】
客観品質評価法の１つに、品質要因指標を入力として与え、この品質要因指標とユーザ体感品質との間の関係に基づきユーザ体感品質を推定するパラメトリックモデルがある。パラメトリックパケットレイヤモデルは、本モデルの入力として与える品質要因指標を、マルチメディア通信で伝送するパケットのヘッダ情報に基づき測定するモデルであり、サービス提供中のユーザ体感品質を測定するのに適している。
従来のモデルでは、通信ネットワークや受信バッファ溢れによるＩＰパケット損失の影響を示すパラメータとして、ＩＰパケット損失率が用いられることが多い（例えば、特許文献１など参照）。
【０００４】
図１０は、オーディオデータのパケット格納形態を示す説明図である。ここでは、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造でのデータ伝送における、オーディオデータとオーディオデータを格納するＩＰパケット構造との関係が示されている。
【０００５】
図１０に示すように、ＭＰＥＧ２システムの−ＴＳ（Transport Stream）プロトコルにおいて、オーディオ（音声）信号を符号化して得られたフレーム列を分割して得られたオーディオデータは、一定のフレーム数ごとにＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）ヘッダが付随されてＰＥＳパケットが形成される。このＰＥＳパケットが分割されて各ＴＳパケットのペイロードに格納され、それぞれにＴＳヘッダが付随され、全体で１８８バイト固定長のＴＳパケットが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなオーディオデータが格納されたオーディオＴＳパケットは、ビデオ（映像）データを含むビデオＴＳパケットなどのオーディオ以外のＴＳパケットとともにＩＰパケット内に格納される。以下では、オーディオＴＳパケットを含むＩＰパケットをオーディオパケットと呼ぶ。
【０００８】
マルチメディア通信において、オーディオデータはビデオデータに比較して単位時間当たりのデータ量が小さいため、単位時間当たりに送信されるオーディオＴＳパケットの数は、ビデオＴＳパケットに比べてかなり少ない。実際のマルチメディア通信では、ＩＰパケットに含まれるオーディオＴＳパケットは多くても１個であり、オーディオＴＳパケットを含まないＩＰパケットも存在する。
【０００９】
したがって、ＴＳパケットを含むＩＰパケットが損失しても、その損失ＩＰパケットがオーディオパケットでない確率が高いため、受信端末において、オーディオＴＳパケットのオーディオデータを受信再生して得られる再生オーディオ信号のオーディオ品質には影響しない場合が多い。
【００１０】
しかしながら、前述した従来の品質推定技術では、評価対象となるマルチメディア通信のＩＰパケット損失率を算出する際、当該マルチメディア通信のＩＰパケットのうち、算出対象としてオーディオパケットの損失数ではなく、ビデオパケットなどのオーディオパケット以外のＩＰパケットを含む損失数を用いている。したがって、従来の品質推定技術によれば、このような、オーディオパケットに関する損失状況を正確に捉えていないＩＰパケット損失率を品質要因指標として用いているため、オーディオ品質を精度良く推定することができないという問題点があった。
【００１１】
また、１個のオーディオパケットが損失したとしても、その影響は様々である。オーディオパケットが損失した場合、その中に含まれている１個のオーディオＴＳパケットが損失する。このとき、損失したオーディオＴＳパケットに、フレームデータがその一部でも含まれている場合には、これらすべてのフレームが損失の影響を受ける。
【００１２】
前述した図１０に示されているように、オーディオＴＳパケットについて、損失Ｘと損失Ｙが生じた場合のフレームへの影響を見ると、１個のオーディオＴＳパケットが損失した損失ＸではフレームＦ１，Ｆ２の２フレームが影響を受けているものの、２個のオーディオＴＳパケットが損失した損失ＹではフレームＦ３の１フレームのみが影響を受けることになる。特に、損失Ｙについては、いずれか１個のオーディオＴＳパケット損失であってもフレームＦ３の１フレームのみが影響を受ける。
【００１３】
このように、損失したオーディオＴＳパケットの数とこれにより影響を受けるフレームの数は必ずしも対応しておらず、オーディオＴＳパケットが１個だけ損失した場合であっても複数のフレームが影響を受けることもある。したがって、それぞれオーディオパケットにはオーディオＴＳパケットが１つずつ含まれていることから、１個のオーディオパケット損失がオーディオデータに与える影響も同一ではない。
【００１４】
このため、前述した従来の品質推定技術において、仮にオーディオパケットの損失率を品質要因指標として用いたとしても、オーディオパケットの損失がオーディオデータに与える影響を適切に捉えておらず、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することができないという問題点があった。
【００１５】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出できるオーディオ品質要因指標算出技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために、本発明にかかるオーディオ品質要因指標算出方法は、オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出方法であって、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析ステップと、オーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出ステップと、損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長を、オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出ステップとを備えている。
【００１７】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとに損失影響フレーム数を算出し、損失影響時間長算出ステップは、損失区間ごとに、当該損失区間の損失影響フレーム数に基づいて損失影響時間長を算出し、これら損失影響時間長を累計した総損失影響時間をオーディオ品質要因指標として算出するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオパケットの平均パケット時間長とオーディオパケット損失数とを乗算することにより損失区間のパケット損失時間長を算出し、このパケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから損失影響フレーム数を算出するようにしてもよい。
【００１９】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合、パケット損失時間長Ｍ、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしてもよい。
【００２０】
あるいは、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、パケット損失時間長Ｍおよび単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆに基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしてもよい。
【００２１】
また、損失影響フレーム数算出ステップで、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間での平均損失影響フレーム数を算出し、損失影響時間長算出ステップで、平均損失影響フレーム数に損失区間の数を乗算した総損失影響時間を、オーディオ品質要因指標として算出するようにしてもよい。
【００２２】
さらに、損失影響フレーム数算出ステップで、各損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出し、この平均オーディオパケット損失数と平均パケット時間長とを乗算することにより平均パケット損失時間長を算出し、この平均パケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから平均損失影響フレーム数を算出するようにしてもよい。
【００２３】
この際、損失影響フレーム数算出ステップで、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合、平均パケット損失時間長Ｍ’、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしてもよい。
【００２４】
あるいは、損失影響フレーム数算出ステップで、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、平均パケット損失時間長Ｍ’および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆに基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしてもよい。
【００２５】
また、本発明にかかるオーディオ品質要因指標算出装置は、オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出装置であって、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析部と、オーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出部と、損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長を、オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出部とを備えている。
【００２６】
また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータに、前述したいずれか１つのオーディオ品質要因指標算出方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出することができる。これにより、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造を示す説明図である。
【図３】ＩＰパケット損失とオーディオパケット損失数の関係を示す説明図である。
【図４】音声データの各フレームとＴＳパケットのペイロードの関係を示す説明図である。
【図５】パケット損失時間長と損失影響フレーム数との関係を示す説明図である。
【図６】オーディオフレームとＴＳパケットとの関係を示す説明図である。
【図７】第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
【図９】第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】オーディオデータのパケット格納形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
このオーディオ品質要因指標算出装置１０は、全体としてサーバ装置などの情報通信処理装置からなり、オーディオ（音声）信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して、送信端末１から通信ネットワーク３を介して受信端末２へ伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信が行われている、通信ネットワーク３から受信端末２までの伝送経路、あるいは受信端末２からキャプチャしたオーディオパケットに基づいて、オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信端末２で受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出する装置である。
【００３１】
本実施の形態は、オーディオ品質要因指標算出装置１０において、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出し、このオーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出し、この損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長をオーディオ品質要因指標として算出するようにしたものである。
【００３２】
［第１の実施の形態の構成］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置１０の構成について詳細に説明する。
このオーディオ品質要因指標算出装置１０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５が設けられている。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ部１１は、専用のデータ通信回路からなり、伝送経路４や受信端末２から、評価対象となるマルチメディア通信に関するＩＰパケットをキャプチャする機能を有している。
操作入力部１２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１５へ出力する機能を有している。
画面表示部１３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、演算処理部１５の制御に基づいて、操作メニューや設定画面、さらには算出したオーディオ品質要因指標などの各種情報を画面表示する機能を有している。
【００３４】
記憶部１４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部１５で用いるデータ、例えば通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャしたＩＰパケットデータや、算出したオーディオ品質要因指標、さらにはオーディオ品質要因指標の算出過程で用いる中間データなどの各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
【００３５】
演算処理部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１４のプログラムを読み込んで実行することにより、各種処理部を実現する機能を有している。演算処理部１５で実現される主な処理部としては、パケット解析部１５Ａ、損失影響フレーム数算出部１５Ｂ、および損失影響時間長算出部１５Ｃがある。
【００３６】
パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でマルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出する機能を有している。
【００３７】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａで抽出したオーディオパケット損失数に基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する機能を有している。
【００３８】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで算出した損失影響フレーム数に基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長をオーディオ品質要因指標として算出する機能を有している。
【００３９】
［オーディオパケットの判別方法］
次に、本発明の原理について説明する。
まず、ＩＰパケットがオーディオパケットであるかの判別方法について説明する。
図２は、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳプロトコル構造を示す説明図である。ＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）から、このＴＳパケットのペイロードに含まれるデータがどのようなメディアであるかを知ることが可能である。そこで、品質評価対象となるオーディオ用のＰＩＤを前提情報として保有しておき、各ＴＳパケットのＰＩＤを確認することで、各ＩＰパケットがオーディオパケットであるかを確認することができる。
【００４０】
［オーディオパケットの損失検知方法］
次に、オーディオパケットの損失検知方法について説明する。
オーディオパケットの損失検知は、メディアごとにＴＳヘッダ部分に連続性を満たす４ビットのＣＣ（Continuity Counter）に基づいて行う。このＣＣの連続性の欠如を見ることで損失オーディオパケットを検知することが可能である。図２の場合、オーディオパケットＰ３が損失したため、オーディオＴＳパケットのＣＣは、オーディオパケットＰ１の「１２」の次にオーディオパケットＰ４の「１４」となる。このため、損失したＩＰパケットの情報がなくても、１個のオーディオパケットＰ３が損失していることを検出可能である。
【００４１】
［オーディオパケット損失数の算出方法］
次に、オーディオパケット損失数の算出方法について説明する。
一定時間内に受信したＩＰパケットに基づいて、オーディオパケットの各損失に対するオーディオバースト長として、オーディオパケット損失数を算出する。各損失に対するオーディオパケット損失数とは、オーディオパケットが連続して損失した場合にその損失を連続長の長さによらず１回のオーディオパケット損失として数えたときの各オーディオパケット損失に含まれるオーディオパケットの個数である。つまり、ＣＣの連続性を見たときに欠けている番号の数がそのオーディオパケット損失に対するオーディオパケット損失数となる。
【００４２】
図３は、ＩＰパケット損失とオーディオパケット損失数の関係を示す説明図である。
図３において、まず、ＩＰパケットＰ１１，Ｐ１２が連続して損失しているが、ＩＰパケットＰ１１だけがオーディオパケットである。このため、この損失区間におけるオーディオパケット損失数Ｌは「１」となる。
【００４３】
また、正常転送されたＩＰパケットＰ１５を挟んだ前後に位置するＩＰパケットＰ１４，Ｐ１６が損失している。この際、オーディオパケットからなるＩＰパケットＰ１４，Ｐ１６は連続していないが、ＩＰパケットＰ１５がオーディオパケットではないため、オーディオバケット列として見た場合、ＩＰパケット１４，Ｐ１６は連続していることになる。このため、この損失区間におけるオーディオパケット損失数Ｌは「２」となる。
また、ＩＰパケットＰ１８が損失しているが、これはオーディオパケットではないため、損失は発生していないことになる。
【００４４】
［損失影響フレーム数の算出方法］
次に、損失影響フレーム数の算出方法について説明する。
損失影響フレーム数は、オーディオパケット損失数を用いて各オーディオパケット損失が影響を与えるフレーム数である。図４は、音声データの各フレームとＴＳパケットのペイロードの関係を示す説明図である。
【００４５】
まず、対象となる損失区間Ｔに関するパケット損失時間長Ｍを算出する。パケット損失時間長Ｍは、損失区間Ｔに対応するオーディオデータ上の時間長を表している。具体的には、次の式（１）に示すように、ＩＰパケット取得時間ｔをオーディオパケットの総数Ｎで除算することで、１つのオーディオパケットに対応する平均パケット時間長Ｕを算出し、この平均パケット時間長Ｕに損失区間Ｔにおいて損失したオーディオパケット損失数Ｌを乗算することで、パケット損失時間長Ｍを算出する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
１０秒間のＩＰパケットを取得したときに５００個のオーディオパケットが存在するならば、１オーディオパケットあたりの平均パケット時間長Ｕは２０ｍｓとなる。このため、図４に示すように、損失区間Ｔで３つのオーディオパケットが連続で損失した場合、前述した式（１）から、この損失区間Ｔのパケット損失時間長Ｍは６０ｍｓとなる。
しかし、このパケット損失時間長Ｍと、損失区間Ｔによりオーディオデータが影響を受ける損失影響時間長Ｖとが一致するわけではない。
【００４８】
その理由は、フレームを構成するオーディオデータは符号化されたデータであり、フレームを構成するすべてのデータが受信されて初めて当該フレームに対応する時間区間におけるオーディオ信号が再生されるのであって、フレームを構成する一部のデータが損失した場合には、当該フレームに対応する時間区間において、オーディオ信号が正常再生できなくなるからである。
【００４９】
したがって、パケット損失時間長Ｍに対して一部でも重なるフレームが損失区間Ｔの影響を受け、そのフレームの時間長が影響を受ける時間となる。図４に示すようにパケット損失時間長Ｍに対して、影響を受ける損失影響時間長Ｖが長いことが分かる。
【００５０】
このような、パケット損失時間長Ｍと損失影響時間長Ｖとの不一致に鑑み、本発明では、まず、パケット損失時間長Ｍに基づいて、損失区間Ｔが影響を与えるフレーム数、すなわち損失影響フレーム数Ｗを算出し、その後、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、損失影響時間長Ｖを算出するようにしたものである。
【００５１】
［損失影響フレーム数の推定方法］
次に、損失影響フレーム数Ｗの期待値を推定する方法について説明する。
図５は、パケット損失時間長と損失影響フレーム数との関係を示す説明図である。
損失影響フレーム数Ｗは、パケット損失時間長Ｍと、パケット損失時間長Ｍとフレームとの時間位置関係とにより変化する。
【００５２】
図５に示すように、パケット損失時間長Ｍが始まるフレームをフレーム１とし、フレーム１の開始時間位置からパケット損失時間長Ｍの開始時間位置までのずれフレーム数をｄ（０≦ｄ＜１）とし、このずれフレーム数ｄが「０」の場合、すなわちパケット損失時間長Ｍとフレーム１の開始時間位置が一致している場合、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置がフレーム１から数えてＡ（Ａは１以上の整数）個目のフレームＡにかかるものとし、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置からフレームＡの終了時間位置までの余りフレーム数をＢ（０≦Ｂ＜１）と表す。
【００５３】
したがって、各フレームの時間長がすべて単位フレーム時間長Ｆであると仮定した場合、フレーム１の開始時間位置からパケット損失時間長Ｍの開始時間位置までの時間長は、ｄ×Ｆとなる。また、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置からフレームＡの終了時間位置までの時間長は、Ｂ×Ｆとなることから、パケット損失時間長Ｍは、Ｍ＝（Ａ−Ｂ）Ｆで求められる。
【００５４】
ここで、ずれフレーム数ｄが余りフレーム数Ｂ以下の場合（０≦ｄ≦Ｂ）、ｄ×Ｆ≦Ｂ×Ｆであることから、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置は、フレームＡの終了時間位置より前かフレームＡの終了時間位置に一致することになる。したがって、この場合の損失影響フレーム数Ｗは、Ｗ＝Ａとなる。
【００５５】
一方、ずれフレーム数ｄが余りフレーム数Ｂより大きい場合（Ｂ＜ｄ＜１）、ｄ×Ｆ＞Ｂ×Ｆであることから、パケット損失時間長Ｍの終了時間位置は、フレームＡの終了時間位置より後ろに存在することになる。したがって、この場合の損失影響フレーム数Ｗは、Ｗ＝Ａ＋１となる。
【００５６】
この際、損失影響フレーム数Ｗ＝Ａのフレームが損失区間Ｔの影響を受ける状態、すなわち０≦ｄ≦Ｂとなる確率はＢであり、損失影響フレーム数Ｗ＝Ａ＋１のフレームが損失区間Ｔの影響を受ける状態、すなわちＢ＜ｄ＜１となる確率は１−Ｂである。
したがって、フレームの開始時間位置とパケット損失時間長Ｍの開始時間位置との関係がランダムであり、２つの開始時間位置が重なる確率が限りなく０に近い値であることを前提とした場合、損失区間Ｔの影響を受ける損失影響フレーム数Ｗの期待値は、次の式（２）で求められる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
一方、Ｐ個のフレームごとにフレームの開始時間位置が必ずオーディオパケット内のオーディオデータの開始時間位置と重なる場合がある。図６は、オーディオフレームとＴＳパケットとの関係を示す説明図である。
【００５９】
例えば、図６に示すように、ＰＥＳパケット内にＰ個のオーディオフレームが必ず格納され、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数をＳ個とする。この場合、Ｓ個のオーディオパケットごとにフレームの開始時間位置とオーディオパケット内のオーディオデータの開始時間位置とが重なる。
【００６０】
つまり、各オーディオパケット損失は、１／Ｓの確率でパケット損失時間長Ｍの開始時間位置がフレームの開始時間位置に重なると考えることができる。このとき、前述した図６におけるｄ＝０との場合と等しくなり、Ｂの値によらず影響を受けるのはＡ個のフレームのみとなる。また、残りの１−１／Ｓの確率においては、影響を受けるフレーム数の期待値は前述した式（２）により算出される。
【００６１】
したがって、損失区間Ｔの影響を受ける損失影響フレーム数Ｗの期待値は、次の式（３）で求められる。なお、ＡはＭをＦで除算した値を切り上げた値であり、式（３）において切り上げ関数ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）で表記してある。また、１−ＢはＭをＦで除算した際に得られる剰余を示す値であり、式（３）においてＭ％Ｆで表記してある。
【００６２】
【数３】
【００６３】
［損失影響時間長の算出方法］
次に、損失影響時間長Ｖの算出方法について説明する。
損失影響時間長Ｖは、損失影響フレーム数Ｗに単位フレーム時間長Ｆを乗算することにより算出する。単位フレーム時間長Ｆは、オーディオデータの符号化単位に相当する時間長であり、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）の場合、単位フレーム時間長Ｆ［ms］＝１０２４／サンプリングレート［kHz］となる。
また、前述の図３に示したように、キャプチャしたＩＰパケットのうちに、複数の損失区間が含まれている場合には、損失区間ごとに損失影響時間長Ｖを算出し、これらを累計することにより総損失影響時間長Ｒを算出すればよい。
【００６４】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作について説明する。図７は、第１の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
なお、本実施の形態では、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット構造に準拠したデータ伝送を例として説明するが、その他の符号化方式や伝送方式の仕組みに応じたデータ伝送にも対応することが可能である。
【００６５】
まず、パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャして記憶部１４に格納されている、キャプチャ時間ｔ（ｍｓ）分のＩＰパケットについて、これらＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）を参照して、対象としているオーディオのデータを含むＴＳパケットであるかを判別する。そして、この判別結果に基づいて、対象とするオーディオデータを含むＩＰパケットをオーディオパケットとして選択し、オーディオパケット総数Ｎを計数する。
【００６６】
また、パケット解析部１５Ａは、ＴＳヘッダに含まれる４ビットのＣＣ（Continuity Counter）の値の連続性に基づいて、損失しているオーディオパケットを検知し、そのオーディオパケット損失数を計数する。
例えば、ＣＣ＝７，８が連続して欠如している場合にはオーディオパケット損失数Ｌは２となる。この際、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとにオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを算出する。
【００６７】
この後、パケット解析部１５Ａは、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを、損失影響フレーム数算出部１５Ｂへ通知する。
【００６８】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａから、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを取得し、次の式（４）に基づいて、平均パケット時間長Ｕと、各損失区間におけるパケット損失時間長Ｍ１…Ｍｋ（ｍｓ）を算出する。ｉは１〜ｋの整数である。
【００６９】
【数４】
【００７０】
この後、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆと周期Ｐを用いて、次の式（５）または式（６）に基づいて、各損失区間における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃへ通知する。
この際、周期ＰがＰ＞０である場合には、式（５）に基づいて各オーディオパケット損失における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出し、周期ＰがＰ＝０である場合には、式（６）に基づいて各オーディオパケット損失における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを算出する。
【００７１】
【数５】
【数６】
【００７２】
なお、前述した式（３）で導入した、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数Ｓは、Ｐ個のフレームが１周期となるため、結果としてＳは１周期当たりのＴＳパケット数と云える。したがって、Ｓは、１周期時間長Ｐ×Ｆを、平均パケット時間長Ｕ＝ｔ／Ｎで除算した値と等しい。式（５）は、Ｓに代えてＵ，Ｐ，Ｆを用いたものである。
【００７３】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂから各損失区間における損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋを取得し、これら損失影響フレーム数Ｗ１…Ｗｋのそれぞれに対して、式（７）に示すように、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆを乗算することで、各損失区間における損失影響時間長Ｖ１…Ｖｋを算出する。
【００７４】
【数７】
【００７５】
この後、損失影響時間長算出部１５Ｃは、式（８）に示すように、これらＶ１…Ｖｋを累計することにより、キャプチャ時間ｔに含まれるオーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標として、総損失影響時間長Ｒを算出する。
【００７６】
【数８】
【００７７】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、パケット解析部１５Ａで、マルチメディア通信からキャプチャしたオーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続してオーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数Ｌを抽出し、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、このオーディオパケット損失数Ｌに基づいて、フレーム列のうち当該損失区間で損失したオーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、この損失影響フレーム数Ｗに基づいて、再生オーディオ信号における損失影響時間長Ｖをオーディオ品質要因指標として算出している。
【００７８】
これにより、ビデオパケットなどのオーディオパケット以外のＩＰパケットを含むマルチメディア通信であっても、オーディオパケットの損失をオーディオパケット損失数Ｌにより的確に捉えられている。
また、このオーディオパケット損失数Ｌから損失影響フレーム数Ｗが算出されているため、損失区間において損失したオーディオパケットの数が、損失区間により影響を受けるフレームの数と必ずしも対応していないという、オーディオパケットに特有の課題も解消されている。
【００７９】
さらに、損失影響フレーム数Ｗから損失影響時間長Ｖが算出されているため、ＩＰパケットの個数や損失率など、パケットベースのオーディオ品質要因指標ではなく、再生オーディオ信号という実時間をベースとしたオーディオ品質要因指標が算出されている。
したがって、本実施の形態によれば、オーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質に与える影響を適切に捉えたオーディオ品質要因指標を算出することができる。これにより、結果として、オーディオ品質を精度良く推定することが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態では、損失区間が複数存在する場合、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、これら損失区間ごとに損失影響フレーム数Ｗを算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、損失区間ごとに、当該損失区間の損失影響フレーム数Ｗに基づいて損失影響時間長Ｖを算出し、これら損失影響時間長Ｖを累計した総損失影響時間Ｒをオーディオ品質要因指標として算出するようにしたので、複数の損失区間が発生した場合でも、高い精度でオーディオ品質要因指標を算出することができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、オーディオパケットの平均パケット時間長Ｕとオーディオパケット損失数Ｌとを乗算することにより損失区間のパケット損失時間長Ｍを算出し、このパケット損失時間長Ｍとフレームの単位フレーム時間長Ｆとから損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、実時間ベースで、損失区間におけるオーディオパケットと、この影響を受けるフレームとの対応関係を捉えることができ、より正確に損失影響時間長を算出できる。
【００８２】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、パケット損失時間長Ｍ、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【００８３】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、パケット損失時間長Ｍおよび単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆに基づいて損失影響フレーム数Ｗを算出するようにしたので、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【００８４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置について説明する。
第１の実施の形態では、損失区間が複数ある場合には、それぞれの損失区間ごとに算出した損失影響時間長Ｖの累計することにより、総損失影響時間長Ｒを算出する場合を例として説明した。本実施の形態では、それぞれの損失区間で損失したオーディオパケット損失数の平均値を用いて、総損失影響時間長Ｒを算出する場合について説明する。
【００８５】
本実施の形態において、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、複数の損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出する機能と、この平均オーディオパケット損失数と平均パケット時間長とを乗算することにより、損失区間の平均パケット損失時間長を算出する機能と、この平均パケット損失時間長とフレームの単位フレーム時間長とから損失影響フレーム数が平均化された平均損失影響フレーム数を算出する機能とを有している。
なお、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置１０におけるその他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８６】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出装置の動作を示すフロー図である。
なお、本実施の形態では、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ／ＭＰＥＧ２−ＴＳパケット構造に準拠したデータ伝送を例として説明するが、その他の符号化方式や伝送方式の仕組みに応じたデータ伝送にも対応することが可能である。
【００８７】
まず、パケット解析部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１でキャプチャして記憶部１４に格納されている、キャプチャ時間ｔ（ｍｓ）分のＩＰパケットについて、これらＩＰパケット内のＴＳパケットのヘッダに記載されている１３ビットのＰＩＤ（Packet Identifier）を参照して、対象としているオーディオのデータを含むＴＳパケットであるかを判別する。そして、この判別結果に基づいて、対象とするオーディオデータを含むＩＰパケットをオーディオパケットとして選択し、オーディオパケット総数Ｎを計数する。
【００８８】
また、パケット解析部１５Ａは、ＴＳヘッダに含まれる４ビットのＣＣ（Continuity Counter）の値の連続性に基づいて、損失しているオーディオパケットを検知し、そのオーディオパケット損失数を計数する。
例えば、ＣＣ＝７，８が連続して欠如している場合にはオーディオパケット損失数Ｌは２となる。この際、損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとにオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを算出する。
【００８９】
この後、パケット解析部１５Ａは、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを、損失影響フレーム数算出部１５Ｂへ通知する。
【００９０】
損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、パケット解析部１５Ａから、キャプチャ時間ｔ、オーディオパケット総数Ｎ、およびオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋを取得する。
次に、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、これらオーディオパケット損失数Ｌ１…Ｌｋの平均値として平均オーディオパケット損失数Ｌ’を算出し、次の式（９）に基づいて、平均パケット時間長Ｕと、各損失区間におけるパケット損失時間長の平均値として平均パケット損失時間長Ｍ’（ｍｓ）を算出する。
【００９１】
【数９】
【００９２】
この後、損失影響フレーム数算出部１５Ｂは、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆと周期Ｐを用いて、次の式（１０）または式（１１）に基づいて、各損失区間における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃへ通知する。
この際、周期ＰがＰ＞０である場合には、式（１０）に基づいて各オーディオパケット損失における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、周期ＰがＰ＝０である場合には、式（１１）に基づいて各オーディオパケット損失における平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出する。
【００９３】
【数１０】
【数１１】
【００９４】
なお、前述した式（３）で導入した、Ｐ個のフレームに対応するオーディオＴＳパケット数Ｓは、Ｐ個のフレームが１周期となるため、結果としてＳは１周期当たりのＴＳパケット数と云える。したがって、Ｓは、１周期時間長Ｐ×Ｆを、平均パケット時間長Ｕ＝ｔ／Ｎで除算した値と等しい。式（１０）は、Ｓに代えてＵ，Ｐ，Ｆを用いたものである。
【００９５】
損失影響時間長算出部１５Ｃは、損失影響フレーム数算出部１５Ｂから各損失区間における平均損失影響フレーム数Ｗ’を取得し、この平均損失影響フレーム数Ｗ’に対して、式（１２）に示すように、記憶部１４に予め設定しておいた単位フレーム時間長Ｆを乗算することで、各損失区間における平均損失影響時間長Ｖ’を算出する
【００９６】
【数１２】
【００９７】
この後、損失影響時間長算出部１５Ｃは、式（１３）に示すように、この平均損失影響時間長Ｖ’に損失区間数ｋを乗算することにより、キャプチャ時間ｔに含まれるオーディオパケットの損失が再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標として、総損失影響時間長Ｒを算出する。
【００９８】
【数１３】
【００９９】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、損失区間が複数存在する場合、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、これら損失区間での平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出し、損失影響時間長算出部１５Ｃで、平均損失影響フレーム数Ｗ’に損失区間の数ｋを乗算した総損失影響時間Ｒを、オーディオ品質要因指標として算出するようにしたので、個々の損失区間に関する演算処理を簡略化することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、複数の損失区間におけるオーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数Ｌ’を算出し、この平均オーディオパケット損失数Ｌ’と平均パケット時間長Ｕとを乗算することにより、損失区間の平均パケット損失時間長Ｍ’を算出し、この平均パケット損失時間長Ｍ’とフレームの単位フレーム時間長Ｆとから損失影響フレーム数が平均化された平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、個々の損失区間に関する損失影響フレーム数の算出処理を大幅に簡略化することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、平均パケット損失時間長Ｍ’、平均パケット時間長Ｕ、周期Ｐ、および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝に基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、一定の周期でオーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と一致する場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、損失影響フレーム数算出部１５Ｂで、平均パケット損失時間長Ｍ’および単位フレーム時間長Ｆから、Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆに基づいて平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出するようにしたので、オーディオデータの開始時間位置がフレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合でも、極めて精度良く損失影響時間長Ｖを算出できる。
【０１０３】
［第３の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明にかかる第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置について説明する。図９は、第３の実施の形態にかかるオーディオ品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
本実施の形態では、前述した第１または第２の実施の形態にかかるオーディオ品質要因指標算出方法で算出した、評価対象となるマルチメディア通信の総損失影響時間長Ｒをオーディオ品質要因指標として用いることにより、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを推定する場合について説明する。
【０１０５】
このオーディオ品質推定装置２０は、全体としてサーバ装置などの情報通信処理装置からなり、評価対象となるマルチメディア通信から得られた総損失影響時間長Ｒを用いて、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを推定する装置である。
【０１０６】
オーディオ品質推定装置２０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、演算処理部２５、符号化オーディオ品質値データベース（以下、符号化オーディオ品質値ＤＢという）２６Ａ、および係数データベース（以下、係数ＤＢという）２６Ｂが設けられている。
【０１０７】
オーディオ品質推定装置２０におけるこれら機能部のうち、通信Ｉ／Ｆ部２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、および演算処理部２５の構成は、前述したオーディオ品質要因指標算出装置１０の通信Ｉ／Ｆ部１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５と同等である。
【０１０８】
演算処理部２５で実現される主な処理部としては、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａ、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂ、係数取得部２５Ｃ、および主観品質評価値算出部２５Ｄがある。
【０１０９】
オーディオ品質要因指標算出部２５Ａは、前述したオーディオ品質要因指標算出装置１０のパケット解析部１５Ａ、損失影響フレーム数算出部１５Ｂ、および損失影響時間長算出部１５Ｃから構成されており、評価対象となるマルチメディア通信の総損失影響時間長Ｒを算出する機能を有している。ここでは、損失区間が複数発生した実際的な状況における損失影響時間長として総損失影響時間長Ｒをオーディオ品質要因指標として用いた場合を例として説明する。
なお、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａに代えて、オーディオ品質推定装置２０に外部接続したオーディオ品質要因指標算出装置１０から総損失影響時間長Ｒを取得してもよい。
【０１１０】
符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂは、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートに対応する符号化オーディオ品質値Ｉｅを、符号化オーディオ品質値ＤＢ２６Ａから取得する機能を有している。
【０１１１】
係数取得部２５Ｃは、評価対象となるマルチメディア通信のコーデック種別情報に対応する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を、係数ＤＢ２６Ｂから取得する機能を有している。
【０１１２】
主観品質評価値算出部２５Ｄは、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａで算出した総損失影響時間長Ｒと、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂで取得した符号化オーディオ品質値Ｉｅと、係数取得部２５Ｃで取得した係数ｎ１，ｎ２，ｎ３とから、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオ品質として、主観品質評価値Ｑを算出する機能を有している。
【０１１３】
符号化オーディオ品質値ＤＢ２６Ａは、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートの組み合わせごとに、当該マルチメディア通信で得られるオーディオ品質（主観品質）を示す符号化オーディオ品質値Ｉｅがエントリされているデータベースである。これらオーディオビットレートおよびサンプリングレートの組み合わせで決まるマルチメディア通信について、予め主観品質評価実験を実施してそのオピニオン評価結果を符号化オーディオ品質値Ｉｅとして登録しておけばよい。なお、ここでは、符号化オーディオ品質値Ｉｅとして、ＤＭＯＳ（Differential MOS）値を用いるがこれに限定されるものではない。
【０１１４】
係数ＤＢ２６Ｂは、コーデック種別情報ごとに、主観品質評価値Ｑの推定モデルの形状を規定する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３がエントリされているデータベースである。これら係数ｎ１，ｎ２，ｎ３は、マルチメディア通信で用いるコーデックに依存する係数であり、例えば上記主観品質評価実験で得られたオピニオン評価結果を非線形最小二乗法などを用いて解析することにより、コーデック種別と係数ｎ１，ｎ２，ｎ３との関係を予め導出し、そのコーデック種別ごとにこれら係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を登録しておけばよい。
【０１１５】
総損失影響時間長Ｒと主観品質評価値Ｑとは、総損失影響時間長Ｒの増加に応じ主観品質評価値Ｑが単調減少するという特性を有しており、符号化オーディオ品質値Ｉｅ、指数関数ｅ（）および係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を用いて、次の式（１４）のような、推定モデル関数式で表される。
【０１１６】
【数１４】
【０１１７】
したがって、評価対象となるマルチメディア通信のオーディオビットレートおよびサンプリングレートと、コーデック種別情報とを既知の設定情報として、例えば操作入力部２２から入力する。
また、オーディオ品質要因指標算出部２５Ａで総損失影響時間長Ｒを算出し、符号化オーディオ品質値取得部２５Ｂで符号化オーディオ品質値Ｉｅを取得するとともに、係数取得部２５Ｃでコーデック種別情報に対応する係数ｎ１，ｎ２，ｎ３を取得する。
【０１１８】
そして、主観品質評価値算出部２５Ｄで、得られた符号化オーディオ品質値Ｉｅおよび係数ｎ１，ｎ２，ｎ３と、総損失影響時間長Ｒとを、記憶部２４に推定モデルとして予め記憶されている前述の式（１４）に当てはめることにより、当該マルチメディア通信のオーディオ品質として主観品質評価値Ｑを算出することができる。
【０１１９】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…送信端末、２…受信端末、３…通信ネットワーク、４…伝送経路、１０…オーディオ品質要因指標算出装置、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…操作入力部、１３…画面表示部、１４…記憶部、１５…演算処理部、１５Ａ…パケット解析部、１５Ｂ…損失影響フレーム数算出部、１５Ｃ…損失影響時間長算出部、２０…オーディオ品質推定装置、２１…通信Ｉ／Ｆ部、２２…操作入力部、２３…画面表示部、２４…記憶部、２５…演算処理部、２５Ａ…オーディオ品質要因指標算出部、２５Ｂ…符号化オーディオ品質値取得部、２５Ｃ…係数取得部、２５Ｄ…主観品質評価値算出部、２６Ａ…符号化オーディオ品質値ＤＢ、２６Ｂ…係数ＤＢ、Ｔ…損失区間、Ｌ…オーディオパケット損失数、Ｎ…オーディオパケット総数、Ｕ…平均パケット時間長、Ｐ…平均パケット時間長、Ｍ…パケット損失時間長、Ｆ…単位フレーム時間長、Ｗ…損失影響フレーム数、Ｖ…損失影響時間長、Ｌ’…平均オーディオパケット損失数、Ｍ’…平均パケット損失時間長、Ｗ’…平均損失影響フレーム数、Ｖ’…平均損失影響時間長、Ｒ…総損失影響時間長、ｎ１，ｎ２，ｎ３…係数、Ｉｅ…符号化オーディオ品質値、Ｑ…主観品質評価値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットに基づいて、前記オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出方法であって、
前記マルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続して前記オーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析ステップと、
前記オーディオパケット損失数に基づいて、前記フレーム列のうち当該損失区間で損失した前記オーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出ステップと、
前記損失影響フレーム数に基づいて、前記再生オーディオ信号における損失影響時間長を、前記オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出ステップと
を備えることを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとに前記損失影響フレーム数を算出し、
前記損失影響時間長算出ステップは、前記損失区間ごとに、当該損失区間の前記損失影響フレーム数に基づいて前記損失影響時間長を算出し、これら損失影響時間長を累計した総損失影響時間を前記オーディオ品質要因指標として算出する
ことを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオパケットの平均パケット時間長と前記オーディオパケット損失数とを乗算することにより前記損失区間のパケット損失時間長を算出し、このパケット損失時間長と前記フレームの単位フレーム時間長とから前記損失影響フレーム数を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、一定の周期で前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と一致する場合、前記パケット損失時間長Ｍ、前記平均パケット時間長Ｕ、前記周期Ｐ、および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝
に基づいて前記損失影響フレーム数Ｗを算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項５】
請求項３に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、前記パケット損失時間長Ｍおよび前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆ
に基づいて前記損失影響フレーム数Ｗを算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項６】
請求項１に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記損失区間が複数存在する場合、これら損失区間での平均損失影響フレーム数を算出し、
前記損失影響時間長算出ステップは、前記平均損失影響フレーム数に前記損失区間の数を乗算した総損失影響時間を、前記オーディオ品質要因指標として算出する
ことを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項７】
請求項６に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記各損失区間における前記オーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出し、この平均オーディオパケット損失数と前記平均パケット時間長とを乗算することにより平均パケット損失時間長を算出し、この平均パケット損失時間長と前記フレームの単位フレーム時間長とから前記平均損失影響フレーム数を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項８】
請求項７に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、一定の周期で前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と一致する場合、前記平均パケット損失時間長Ｍ’、前記平均パケット時間長Ｕ、前記周期Ｐ、および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝
に基づいて前記平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項９】
請求項７に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、前記平均パケット損失時間長Ｍ’および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆ
に基づいて前記平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項１０】
オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットに基づいて、前記オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出装置であって、
前記マルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続して前記オーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析部と、
前記オーディオパケット損失数に基づいて、前記フレーム列のうち当該損失区間で損失した前記オーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出部と、
前記損失影響フレーム数に基づいて、前記再生オーディオ信号における損失影響時間長を、前記オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出部と
を備えることを特徴とするオーディオ品質要因指標算出装置。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のオーディオ品質要因指標算出方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
【請求項１】
オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットに基づいて、前記オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出方法であって、
前記マルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続して前記オーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析ステップと、
前記オーディオパケット損失数に基づいて、前記フレーム列のうち当該損失区間で損失した前記オーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出ステップと、
前記損失影響フレーム数に基づいて、前記再生オーディオ信号における損失影響時間長を、前記オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出ステップと
を備えることを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記損失区間が複数存在する場合、これら損失区間ごとに前記損失影響フレーム数を算出し、
前記損失影響時間長算出ステップは、前記損失区間ごとに、当該損失区間の前記損失影響フレーム数に基づいて前記損失影響時間長を算出し、これら損失影響時間長を累計した総損失影響時間を前記オーディオ品質要因指標として算出する
ことを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオパケットの平均パケット時間長と前記オーディオパケット損失数とを乗算することにより前記損失区間のパケット損失時間長を算出し、このパケット損失時間長と前記フレームの単位フレーム時間長とから前記損失影響フレーム数を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、一定の周期で前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と一致する場合、前記パケット損失時間長Ｍ、前記平均パケット時間長Ｕ、前記周期Ｐ、および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ＝ｃｅｉｌ（Ｍ／Ｆ）＋（Ｍ％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝
に基づいて前記損失影響フレーム数Ｗを算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項５】
請求項３に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、前記パケット損失時間長Ｍおよび前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ＝１＋Ｍ／Ｆ
に基づいて前記損失影響フレーム数Ｗを算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項６】
請求項１に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記損失区間が複数存在する場合、これら損失区間での平均損失影響フレーム数を算出し、
前記損失影響時間長算出ステップは、前記平均損失影響フレーム数に前記損失区間の数を乗算した総損失影響時間を、前記オーディオ品質要因指標として算出する
ことを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項７】
請求項６に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記各損失区間における前記オーディオパケット損失数を平均化した平均オーディオパケット損失数を算出し、この平均オーディオパケット損失数と前記平均パケット時間長とを乗算することにより平均パケット損失時間長を算出し、この平均パケット損失時間長と前記フレームの単位フレーム時間長とから前記平均損失影響フレーム数を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項８】
請求項７に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、一定の周期で前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と一致する場合、前記平均パケット損失時間長Ｍ’、前記平均パケット時間長Ｕ、前記周期Ｐ、および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ’＝ｃｅｉｌ（Ｍ’／Ｆ）＋（Ｍ’％Ｆ）×｛１−Ｕ／（Ｐ×Ｆ）｝
に基づいて前記平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項９】
請求項７に記載のオーディオ品質要因指標算出方法において、
前記損失影響フレーム数算出ステップは、前記オーディオデータの開始時間位置が前記フレームの開始時間位置と周期的に一致しない場合、前記平均パケット損失時間長Ｍ’および前記単位フレーム時間長Ｆから、
Ｗ’＝１＋Ｍ’／Ｆ
に基づいて前記平均損失影響フレーム数Ｗ’を算出することを特徴とするオーディオ品質要因指標算出方法。
【請求項１０】
オーディオ信号を符号化して得られたフレーム列を複数のオーディオデータに分割し、これらオーディオデータをオーディオパケットにそれぞれ格納して伝送するマルチメディア通信について、このマルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットに基づいて、前記オーディオパケットの損失が当該マルチメディア通信を介して受信再生した再生オーディオ信号のオーディオ品質へ与える影響を示すオーディオ品質要因指標を算出するオーディオ品質要因指標算出装置であって、
前記マルチメディア通信からキャプチャした前記オーディオパケットの列のうち、１つまたは複数連続して前記オーディオパケットが損失した損失区間について、そのオーディオパケット損失数を抽出するパケット解析部と、
前記オーディオパケット損失数に基づいて、前記フレーム列のうち当該損失区間で損失した前記オーディオデータの影響を受けるフレームの損失影響フレーム数を算出する損失影響フレーム数算出部と、
前記損失影響フレーム数に基づいて、前記再生オーディオ信号における損失影響時間長を、前記オーディオ品質要因指標として算出する損失影響時間長算出部と
を備えることを特徴とするオーディオ品質要因指標算出装置。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のオーディオ品質要因指標算出方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１９９７３（Ｐ２０１１−１１９９７３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７５３６２（Ｐ２００９−２７５３６２）
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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