ワイドバンドオーディオ

電話におけるオーディオ帯域^[1]
ナローバンド	300～3,400
ワイドバンド	50～7,000人
スーパーワイドバンド	50～14,000人
フルバンド	20～20,000人

ワイドバンドオーディオは、ワイドバンド音声またはHD音声とも呼ばれ、電話オーディオの高品位音声品質であり、標準的なデジタル電話の「トール品質」とは対照的です。電話回線で送信されるオーディオ信号の周波数範囲を拡張し、高品質の音声を実現します。人間の声の範囲は100 Hzから17 kHzまで拡張されます^[2]が、従来の音声帯域または狭帯域の電話通話では、オーディオ周波数は300 Hzから3.4 kHzの範囲に制限されます。ワイドバンドオーディオは帯域幅の制限を緩和し、50 Hzから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、サンプルをエンコードするために16ビットのより高いオーディオビット深度を使用するため、音声品質が大幅に向上します。^[要出典]

ワイドバンドコーデックの典型的なサンプルレートは16kHzです。スーパーワイドバンドコーデックの場合、典型的な値は32kHzです。^[1]

歴史

1987 年、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、スポーツ会場の解説などのリモート放送に高品質のオーディオを提供するために、総合デジタルサービス通信網(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 によって最初に指定されました。

従来の電話ネットワーク ( PSTN ) は、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、およびエンドポイント自体のスピーカー、マイク、その他の要素によって、一般に狭帯域オーディオに制限されています。

ワイドバンドオーディオは、ビデオ会議と組み合わせて広く導入されています。このテクノロジのプロバイダーは、ビデオ伝送に明確に重点が置かれているにもかかわらず、参加者の体験の質は、関連するオーディオ信号の忠実度に大きく影響されることをすぐに発見しました。

VoIP ( Voice over Internet Protocol )による通信では、広帯域オーディオを簡単に使用できます。PC 間の通話がSkypeなどの VoIP サービスを介して行われ、参加者が高品質のヘッドセットを使用すると、従来の PSTN 通話よりも通話品質が著しく向上します。G.722 を補完するこれらのサービスをサポートするオーディオコーデックが数多く登場しています。

音声会議機器のメーカーは、VoIP 経由の G.722 をサポートする広帯域対応モデルを導入しています。

電話会議は、広帯域オーディオによって提供される機能強化の直接的な恩恵を受けます。参加者は、誰が話しているのか、またはアクセントのある話者の話を理解するのに苦労することがよくあります。誤解は、主にオーディオ品質の低さとバックグラウンドノイズの蓄積が原因でよく起こります。

従来の（ナローバンド）オーディオと比較したワイドバンドオーディオのリスナーにとっての利点として、次のようなものが挙げられます。

全体的にクリアな音質
音声を認識しやすくなり、紛らわしい音を区別しやすくなり、アクセントのある話し手を理解しやすくなります
電話回線では区別がつかないことが多い「s」と「f」などの近い音を持つ単語の解読が容易
かすかな話し声を聞き取り、二重話（複数の人が同時に話しているとき）を理解する能力
リスニングの労力が軽減され（認知負荷が軽減され）、生産性が向上し、リスナーの疲労が軽減されます。
スピーカーフォンを使用している場合や、背景雑音がある場合など、他の障害がある場合でも理解しやすくなります。

オーディオ品質が悪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進歩し始めています。3GPP標準化グループは、G.722.2 を広帯域コーデックとして指定し、これを 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 100 台以上の携帯電話 ( Apple、Google、HTC、Nokia、Samsung、Sony など)が導入され、ネットワークデモが実施されています。^[要出典]

展開

ボイスメール

ビジネス電話システムがVoIP技術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、Cisco、NEC Unified Solutions、Grandstream、Gigaset、Panasonic (広帯域オーディオを「HD Sonic」とブランド化)、Polycom (広帯域オーディオを「HD Voice」とブランド化)、Snom、AudioCodes (広帯域オーディオを「HDVoIP」とブランド化) などの電話機には現在、G.722 が組み込まれており、さまざまなレベルの高品質オーディオコンポーネントも組み込まれています。

DSP Group、Broadcom、Infineon、Texas Instrumentsなどの電話機器向け集積回路のサプライヤは、その機能ポートフォリオにワイドバンドオーディオを組み込んでいます。これらの VoIP エンドポイントやその他の VoIP エンドポイントからのワイドバンド接続をサポートすると同時に、 PSTN参加者がナローバンドで会議に参加できるようにしている音声会議サービスプロバイダもあります。sipXtapi は、ワイドバンドと 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、SIP やその他の 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 ワイドバンド標準に基づいた HD 音声サービスを展開しています。北米では、ホスト型サービスプロバイダーが最近^{[いつ? ]} Aastra Hi-Q アップグレードをインストール済みユーザーベースに導入し、2010 年 1 月時点で約 70,000 の HD 音声エンドポイントを導入したと主張しています。消費者向けサービスプロバイダーのooma は、第 2 世代の 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ました。

LTE について

携帯電話通信において、「HD Voice」はVoLTEのAMR-WB（G.722.2）を指しますが、AMR-WBでは品質やビットレートが指定されていません。HD Voice+とAMR-WB+についても同様です。GSMAはHD商標を所有しており、HDとHD+のロゴに関する2つの認証プログラムを運営しています。^[4]

AMR-WBはAndroidではAndroid Gingerbread以降でネイティブサポートされています^[5]。またiOSではiPhone 5以降でネイティブサポートされています^[6]。

2015年12月現在、報告書によれば76カ国で117の商用モバイルHD音声ネットワークが開始されたと発表されている。^[7]

AT&T ^[8]やVerizonを含む多くのモバイルネットワークは、4Gとワイドバンドオーディオをサポートしてい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、通信で使用される広帯域オーディオ符号化規格とオーディオコーデックである。^[9]

国際電気通信連合

GSMA

拡張音声サービス（EVS）コーデックを使用したHD音声およびHD音声+ ^[16]

3GPP

TS 26.441拡張音声サービス（EVS）コーデックの使用^[17]

その他

参考文献

^ 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。
^ 「人間の声の周波数範囲」SEAINDIA 2020年6月14日2022年1月24日閲覧。
^ 「HD Voice の通話に応答する」。Global IP Sound。2009年 9 月 6 日閲覧。
^ 「HD Voice」. GSMA .
^ 「MediaRecorder.AudioEncoder」。Android開発者。
^ バスター・ハイン (2012 年 9 月 13 日) 「iPhone 5 は HD Voice をサポートしていますが、米国では使用できないでしょう」
^ 「モバイル HD 音声: グローバルアップデートレポート」。GSA。2014年9 月 19 日。2014年 9 月 24 日閲覧。
^ 「準備をしてください。3G は 2022 年に廃止されます」。AT &T。
^ 「どの広帯域コーデックを選択すればよいか?」TMCnet . 2012年11月13日閲覧。
^ ITU-T G.722 ページ ITU-T 勧告 G.722 (11/88)、「64 kbit/s 以内の 7 kHz オーディオ符号化」
^ Lutzky, Manfred; Schuller, Gerald; Gayer, Marc; Krämer, Ulrich; Wabnik, Stefan (2004 年 5 月)。オーディオコーデック遅延のガイドライン(PDF)。第 116 回 AES コンベンション。Fraunhofer IIS。オーディオエンジニアリング協会。2019年10 月 24 日閲覧。
^ ACELPマップ、VoiceAge Corporation
^ Nagireddi, Sivannarayana (2008). VoIP 音声および FAX 信号処理。John Wiley & Sons。p. 69。ISBN 9780470377864。
^ 佐々木茂明、森健、日和崎雄介、大室仁 (2008 年 8 月)。「広帯域音声符号化の国際標準: ITU-T G.711.1 (G.711 広帯域拡張)」。NTT 技術レビュー。日本電信電話。
^ 「ITU-T作業プログラム」. ITU。
^ 「HD Voice」。Future Networks 。 2020年5月10日閲覧。
^ 「LTE向け拡張音声サービスコーデック」www.3gpp.org . 2020年5月10日閲覧。

外部リンク

帯域幅が音声明瞭度に与える影響アーカイブ 2013-06-06 at the Wayback Machine – Polycom テクニカルホワイトペーパー
VoIP から高品位音声への移行 (2007) – ワイドバンドオーディオに関する InfoWorld ブログ
Texas Instruments HD Audio の Web サイト (2008 年 8 月 20 日、Wayback Machineにアーカイブ)
私の言っていることが聞こえますか? Polycom が HD 音声を実現 2014-05-22 にWayback Machineでアーカイブ– IDC 提供のホワイトペーパー
VoIP Planet の記事: 高品位音声: 電話の未来 2011-11-27 にWayback Machineでアーカイブ

[Cox-1] 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」SEAINDIA 2020年6月14日2022年1月24日閲覧。

[3] 「HD Voice の通話に応答する」。Global IP Sound。2009年 9 月 6 日閲覧。

[HD-4] 「HD Voice」. GSMA .

[5] 「MediaRecorder.AudioEncoder」。Android開発者。

[6] バスター・ハイン (2012 年 9 月 13 日) 「iPhone 5 は HD Voice をサポートしていますが、米国では使用できないでしょう」

[GSA-7] 「モバイル HD 音声: グローバルアップデートレポート」。GSA。2014年9 月 19 日。2014年 9 月 24 日閲覧。

[8] 「準備をしてください。3G は 2022 年に廃止されます」。AT &T。

[tmcnet-9] 「どの広帯域コーデックを選択すればよいか?」TMCnet . 2012年11月13日閲覧。

[10] ITU-T G.722 ページ ITU-T 勧告 G.722 (11/88)、「64 kbit/s 以内の 7 kHz オーディオ符号化」

[11] Lutzky, Manfred; Schuller, Gerald; Gayer, Marc; Krämer, Ulrich; Wabnik, Stefan (2004 年 5 月)。オーディオコーデック遅延のガイドライン(PDF)。第 116 回 AES コンベンション。Fraunhofer IIS。オーディオエンジニアリング協会。2019年10 月 24 日閲覧。

[12] ACELPマップ、VoiceAge Corporation

[Nagireddi-13] Nagireddi, Sivannarayana (2008). VoIP 音声および FAX 信号処理。John Wiley & Sons。p. 69。ISBN 9780470377864。

[14] 佐々木茂明、森健、日和崎雄介、大室仁 (2008 年 8 月)。「広帯域音声符号化の国際標準: ITU-T G.711.1 (G.711 広帯域拡張)」。NTT 技術レビュー。日本電信電話。

[15] 「ITU-T作業プログラム」. ITU。

[16] 「HD Voice」。Future Networks 。 2020年5月10日閲覧。

[17] 「LTE向け拡張音声サービスコーデック」www.3gpp.org . 2020年5月10日閲覧。