広帯域オーディオ

電話のオーディオ帯域[1]
名前 範囲 (Hz)
ナローバンド 300~3,400
広帯域 50~7,000
スーパーワイドバンド 50~14,000
フルバンド 20~20,000

ワイドバンド オーディオ(ワイドバンド音声またはHD 音声とも呼ばれます) は、標準のデジタル テレフォニーの「有料通話品質」とは対照的な、電話オーディオの高解像度音声品質です。電話回線を介して送信される音声信号の周波数範囲を拡張し、より高品質な音声を実現します。人間の声の範囲は100 Hz から 17 kHz まで広がります[2]が、従来の音声帯域または狭帯域の電話通話では、音声周波数が 300 Hz から 3.4 kHz の範囲に制限されています。広帯域オーディオは帯域幅の制限を緩和し、50 Hz ~ 7 kHz のオーディオ周波数範囲で送信します。 [3] [1] さらに、一部のワイドバンドコーデックでは、サンプルのエンコードに 16 ビットのより高いオーディオ ビット深度を使用する場合があり、その結果、音声品質も大幅に向上します。[要出典]

広帯域コーデックの標準的なサンプル レートは 16 kHz です。スーパーワイドバンド コーデックの場合、通常の値は 32 kHz です。[1]

歴史

1987 年に、国際電気通信連合(ITU) は、 G.722として知られる広帯域オーディオのバージョンを標準化しました。ラジオ放送局は、スポーツ会場からの解説などのリモート ブロードキャストに高品質の音声を提供するために、総合サービス デジタル ネットワーク(ISDN)経由で G.722 を使用し始めました。 AMR-WB (G.722.2) は Nokia と VoiceAge によって開発され、3GPP によって初めて仕様化されました。

従来の電話ネットワーク ( PSTN ) は、一般に、その伝送技術である TDM (時分割多重) の本質的な性質と、ネットワークのエッジで使用されるアナログ - デジタル コンバーターによって、狭帯域オーディオに限定されます。エンドポイント自体のスピーカー、マイク、その他の要素。

広帯域オーディオは、ビデオ会議と組み合わせて広く導入されています。このテクノロジーのプロバイダーは、ビデオ送信に明示的に重点を置いているにもかかわらず、参加者のエクスペリエンスの品質は、関連するオーディオ信号の忠実度によって大きく影響されることにすぐに気づきました。

Voice over Internet Protocol (VoIP)を介した通信では、広帯域オーディオを容易に利用できます。 PC 間の通話がSkypeなどの VoIP サービス経由で行われ、参加者が高品質のヘッドセットを使用すると、その結果の通話品質は従来の PSTN 通話よりも著しく優れたものになる可能性があります。これらのサービスをサポートするために、G.722 を補完する 多数のオーディオコーデックが登場しました。

音声会議機器のメーカーは、G.722 over VoIP のサポートを含むワイドバンド対応モデルを発表しています。

電話会議は、ワイドバンド オーディオによって提供される機能強化の直接の恩恵を受けます。参加者は、誰が話しているのかを把握したり、訛りのある話者を理解したりするのに苦労することがよくあります。誤解は、主に一般的にオーディオ品質が低く、背景ノイズが蓄積することが原因でよく起こります。

従来の (狭帯域) と比較した広帯域オーディオのリスナーの利点として挙げられるものは次のとおりです。

  • 全体的にクリアな音質
  • 音声の認識、紛らわしい音の区別、アクセントのある話者の理解が容易になります。
  • 電話回線では区別できないことが多い、「s」と「f」などの近い音を持つ単語の解読が容易
  • かすかな話者の声を聞き、ダブルトーク(複数の人が同時に話しているとき)を理解する能力
  • 聞く努力の軽減(認知負荷の軽減)により、生産性が向上し、聞き手の疲労が軽減されます。
  • 話者がスピーカーフォンを使用している場合や背景雑音が存在する場合など、他の障害がある中でも理解が向上します。

オーディオ品質が低いという評判にもかかわらず、携帯電話業界は広帯域オーディオに関してある程度の進歩を見せ始めています。 3GPP標準グループは G.722.2 をワイドバンド コーデックとして指定し、それを Adaptive Multirate – Wideband ( AMR-WB ) と呼んでいます。このコーデックをサポートするハンドセットが 100 台以上導入され ( AppleGoogleHTCNokiaSamsungSonyなど)、ネットワーク デモンストレーションが行われています。[要出典]

導入

VoIP

ビジネス電話システムがVoIPテクノロジーを採用するにつれて、広帯域オーディオのサポートが急速に拡大しました。 Avaya CiscoNEC Unified SolutionsGrandstreamGigasetPanasonic (ワイドバンド オーディオ「HD Sonic」というブランド)、Polycom (ワイドバンド オーディオ「HD Voice」というブランド)、Snom AudioCodes (ワイドバンド オーディオ「HDVoIP」というブランド) の電話機) などの製品には、G.722 だけでなく、さまざまな程度の高品質オーディオ コンポーネントが組み込まれています。

DSP GroupBroadcomInfineonTexas Instrumentsなどの電話機器用集積回路のサプライヤーは、自社の機能ポートフォリオに広帯域オーディオを組み込んでいます。これらおよびその他の VoIP エンドポイントからの広帯域接続をサポートしながら、 PSTN参加者が狭帯域で会議に参加できるようにする音声会議サービス プロバイダーもあります。 sipXtapi は、ワイドバンドおよび HD 音声をサポートする VoIP メディア処理エンジンのオープンソース ソリューションであり、SIP およびその他の VoIP プロトコルで使用するためのプラグイン フレームワークを通じて RTP とコーデックを提供します。Skype は、非常に高品質のオーディオを可能にする Silkと呼ばれるオーディオ コーデックを使用します。

世界中の多くの通信事業者が、G.722 ワイドバンド規格に基づいた HD 音声サービスを展開しています。北米では、ホステッド サービス プロバイダーが最近[いつ? ] は、インストールされているユーザー ベースに Aastra Hi-Q アップグレードを導入し、2010 年 1 月の時点で約 70,000 の HD 音声エンドポイントを獲得しました。コンシューマー サービス プロバイダーのooma は、第 2 世代 Telo ハードウェアの展開により、推定 25,000 の HD 音声エンドポイントを導入しています。

VoLTE

セルラー通信では、「HD Voice」は特に VoLTE の AMR-WB (G.722.2) を指しますが、AMR-WB は品質やビットレートを指定しません。 HD Voice+ と AMR-WB+ も同様です。 GSMA はHD の商標を持っており、HD および HD+ ロゴに基づいて 2 つの認証プログラムを実行しています。[4]

AMR-WB は、Android Jingerbread [5]以降の Android とiPhone 5以降の iOSでネイティブにサポートされています[6]

2015 年 12 月の時点で、レポートでは 76 か国で 117 の商用モバイル HD Voice ネットワークが開始されたと発表されています。[7]

AT&T [8]や Verizon を含む多くのモバイル ネットワークは、4G およびワイドバンド オーディオをサポートしない携帯電話のサポートを中止しています。

広帯域オーディオコーディング規格

以下は、電気通信で使用される広帯域オーディオ符号化規格オーディオ コーデックです。[9]

ITU-T

広帯域オーディオコーディング規格 広帯域音声符号化アルゴリズム 参照
1988年 G.722 SB-ADPCM [10]
1999年 G.722.1 (サイレン 7 ) MDCT [11]
2003年 G.722.2 (適応型マルチレート広帯域) アセルプ [12]
2006年 G.729.1 MDCT [13]
2008年 G.711.1 MDCT [14]
G.718 MDCT [15]

GSMA

3GPP

その他

参考文献

  1. ^ abc コックス、RV;ネト、SFデ・カンポス。ランブリン、C.ミネソタ州シェリフ(2009 年 10 月)。「ワイドバンド、スーパーワイドバンド、およびフルバンド音声通信のための ITU-T コーダー [シリーズ編集]」IEEE コミュニケーション マガジン47 (10): 106–109。土井:10.1109/MCOM.2009.5273816。
  2. ^ 「人間の声の周波数範囲」.セインディア。 2020-06-14 2022-01-24 に取得
  3. ^ “HD Voice の通話に応答する”.グローバルIPサウンド2009 年 9 月 6 日に取得
  4. ^ 「HDボイス」。GSMA
  5. ^ "MediaRecorder.AudioEncoder". Android 開発者
  6. ^ バスター・ヘイン (2012 年 9 月 13 日)。 「iPhone 5 は HD 音声をサポートしますが、米国では決して使用できません」
  7. ^ “Mobile HD Voice: グローバル アップデート レポート”. GSA。 2014-09-19 2014 年 9 月 24 日に取得
  8. ^ “準備をしましょう、3G は 2022 年に廃止されます”. AT&T
  9. ^ "どのワイドバンド コーデックを選択すればよいですか?". TMCネット2012 年 11 月 13 日に取得
  10. ^ ITU-T G.722 ページ ITU-T 勧告 G.722 (11/88)、「64 kbit/s 以内の 7 kHz オーディオコーディング」
  11. ^ ラツキー、マンフレッド;シュラー、ジェラルド;マルク・ガイヤー。クレーマー、ウルリッヒ。ワブニク、ステファン (2004 年 5 月)。オーディオ コーデックの遅延に関するガイドライン(PDF)。第116回AES大会。フラウンホーファー IISオーディオ工学協会2019 年10 月 24 日に取得
  12. ^ ACELPマップ、VoiceAge Corporation
  13. ^ ナギレディ、シヴァンナラーヤナ (2008)。 VoIP 音声および FAX 信号処理。ジョン・ワイリー&サンズ。 p. 69.ISBN 9780470377864
  14. ^ 佐々木成明;森 武史;日和崎、祐介。大室仁(2008年8月) 「広帯域音声符号化の世界標準: ITU-T G.711.1 (G.711 広帯域拡張)」。NTTテクニカルレビュー日本電信電話
  15. ^ 「ITU-T作業プログラム」. ITU
  16. ^ 「HDボイス」。将来のネットワーク2020年5月10日に取得
  17. ^ 「LTE 用の拡張音声サービス コーデック」. www.3gpp.org 2020年5月10日に取得

外部リンク

  • 音声明瞭度に対する帯域幅の影響 2013 年 6 月 6 日にウェイバック マシンにアーカイブ– ポリコム テクニカル ホワイト ペーパー
  • VoIP の High Definition Voice への移行 (2007) – ワイドバンド オーディオに関する InfoWorld ブログ
  • Texas Instruments HD Audio Web サイト、2008 年 8 月 20 日にウェイバック マシンにアーカイブ
  • 私の言いたいことが聞こえますか?ポリコム、2014 年 5 月 22 日にウェイバック マシンでアーカイブされた HD 音声を配信- IDC ホワイト ペーパーのスポンサー
  • VoIP プラネットの記事: 高品位音声: 電話の未来 2011 年 11 月 27 日にウェイバック マシンにアーカイブ
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