JP2005210491A - コンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 離れた場所や、通信トラフィックなどが多い伝送路を介して、同じコンテンツを複数の機器で再生した場合においても、同期が取れ、通信路に負荷がかかり伝送時間が異なったとしても安定した同期が取れるコンテンツ送信装置、再生装置などを提供する。
【解決手段】 受信側２０、３０が送信側１０から送られたタイマフレームを受け取ったことを示す信号であるエコーを送信側に送り返し、送信側の差分時間算出手段１５で伝送遅延時間を計算し、次にタイマフレームを再生側に送る場合、補正情報を付加することにより、異なる伝送路の長さ、通信トラフィックなどによる遅延時間を考慮し、機器間のシステムクロックの精度を高めるよう構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置に関し、特に映像や音声を含むコンテンツをネットワークを介して送信して再生するに際し、遠隔デジタル・ビデオ再生システムのように遠隔地に映像と音声を伝送する伝送システムにおいて、映像と音声を別々の再生装置で再生した場合においても映像と音声の再生タイミングを同期させたり、複数の再生装置でのコンテンツの再生のタイミングを同期させるための同期手法を実現することが可能なコンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置に関する。

従来、ＬＡＮなどのネットワークに接続された装置間において、映像及び音声を伝送する場合、映像及び音声データなどを生成する送信側とそのデータを再生する受信側で独立したシステムクロックを使用しているため、そのデータを再生する受信側で再生タイミングにズレが生じ、完全な再生が困難であった。

これらの問題を解決するため下記の特許文献１や特許文献２などには、送信側と受信側とで、システムクロックを同期化する技術が開示されている。特許文献１には、送信側で送信するデータフレームにタイムコードを挿入し、受信側において、受信したデータフレームからタイムコードを抜き取り、フレーム間の間隔を計測し、受信バッファの読み出しスピードを調整することで受信側のシステムクロックを同期する手法が開示されている。特許文献２には、タイミング情報をタイマフレームに加工し、一定間隔ごとに送信し、受信側でタイマフレームからタイミング情報を抽出して同期元と同期する手法が開示されている。
特開平１１−２１５４９４号公報 特開２００３−８５５７号公報

しかし、従来の上記技術による方法は、送信側と受信（再生）側との間の信号伝送時間を無視したものであり、伝送路の長さや通信トラフィックなどによる遅延時間が考慮されていない。このため、異なる場所にある複数の再生装置で同一映像や音声を再生した場合、同期が取れなくなってしまう。特に映像再生装置と音声再生装置が分かれていて異なる経路にあった場合、音声と映像の完全な同期が取れなくなる。

したがって、本発明は送信側から受信（再生）側までの伝送距離のバラツキによる影響を受けることなく、複数の再生装置での再生タイミング並びに各再生装置での映像と映像の再生タイミングの同期を正確に取ることができるようにするためのコンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、再生側が送信側から送られたタイマフレームを受け取ったことを示す信号であるエコーを送信側に送り返し、送信側で伝送遅延時間を計算し、次にタイマフレームを再生側に送る場合、補正情報を付加することにより、異なる伝送路の長さ、通信トラフィックなどによる遅延時間を考慮し、機器間のシステムクロックの精度を高めるようにしている。

すなわち本発明によれば、ネットワークに接続された少なくとも１つの再生装置に対して、前記ネットワークを介してコンテンツの送信を行うコンテンツ送信装置であって、
前記再生装置で再生時刻の制御のために用いる時刻情報を発生するシステムクロック供給手段と、
前記システムクロック供給手段で発生された前記時刻情報をコンテンツと共に前記再生装置に送信する送信手段と、
前記再生装置から送信される、前記時刻情報を受信したことを示すエコーを受信する受信手段と、
前記送信手段により前記時刻情報を前記コンテンツと共に送信したときの送信時刻と、前記再生装置から送られてきた前記エコーを受信したときの受信時刻との差分を計算する差分時間計算手段と、
前記時刻情報を前記差分の時間を用いて補正し、補正後の前記時刻情報を前記送信手段に供給するクロック補正算出手段とを、
有するコンテンツ送信装置が提供される。

また本発明によれば、ネットワークに接続されたコンテンツ送信装置から前記ネットワークを介して送信されるコンテンツを受信するコンテンツ再生装置であって、
前記コンテンツ送信装置から送信されるコンテンツ及び時刻情報を受信するコンテンツ受信手段と、
前記受信されたコンテンツを一時的に保持するバッファ手段と、
前記コンテンツ送信装置から前記時刻情報及び前記コンテンツを受信したとき、前記時刻情報を受信したことを示すエコーを前記コンテンツ送信装置に送信するエコー送信手段と、
前記コンテンツ送信装置によって、前記エコーに基づき補正されて送信された前記時刻情報に応じて、前記バッファ手段から前記コンテンツを読み出すタイミングを制御する出力タイミング調整手段とを、
有するコンテンツ再生装置が提供される。

また本発明によれば、ネットワークに接続されたコンテンツ送信装置から前記ネットワークを介して送信されるコンテンツを受信するコンテンツ再生装置であって、
前記コンテンツ送信装置から送信されるコンテンツ及び第１の時刻情報を受信するコンテンツ受信手段と、
前記受信されたコンテンツを一時的に保持するバッファ手段と、
第２の時刻情報を発生するシステムクロック供給手段と、
前記コンテンツ送信装置から前記第１の時刻情報及び前記コンテンツを受信したとき、前記第１の時刻情報を受信したことを示すエコーと、前記システムクロック供給手段で発生された前記第２の時刻情報とを前記コンテンツ送信装置に送信するエコー送信手段と、
前記コンテンツ送信装置によって、前記エコーに基づき補正されて送信された前記第１の時刻情報及び前記第２の時刻情報に応じて、前記バッファ手段から前記コンテンツを読み出すタイミングを制御する出力タイミング調整手段とを、
有するコンテンツ再生装置が提供される。

本発明のコンテンツ送信装置によれば、離れた場所や、通信トラフィックなどが多い伝送路を介して、同じコンテンツを複数の機器で再生した場合においても、複数の再生装置間及び、各再生装置において映像と音声間で同期が取れ、通信路に負荷がかかり伝送時間が異なったとしても安定して同期を取ることを可能とするための時刻情報をコンテンツ送信装置から各再生装置に送信することができ、また本発明のコンテンツ再生装置によれば、離れた場所や、通信トラフィックなどが多い伝送路を介して、同じコンテンツを複数の機器で再生した場合においても、複数の再生装置間及び、各再生装置において映像と音声間で同期が取れ、通信路に負荷がかかり伝送時間が異なったとしても安定して同期を取ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のコンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置を含む伝送ネットワークシステムの好ましい実施の形態の概略構成を示すブロック図である。図１は、単一のコンテンツ送信装置１０から、例えばＬＡＮなどのネットワーク５０を介して１組の音声データ再生装置２０と動画データ再生装置３０へコンテンツを送信する場合を示す構成図であり、ネットワーク５０に図示省略の他の組の音声データ再生装置と動画データ再生装置を接続することにより、複数の再生装置にも同様に伝送することができる。ネットワーク５０にはコンテンツサーバ４０が接続されている。コンテンツサーバ４０は、様々なコンテンツが格納されているコンテンツ記憶装置４２と、コンテンツ記憶装置４２から読み出されたコンテンツデータをネットワーク５０を介して送信する送信装置４１を有している。コンテンツ送信装置１０も、コンテンツサーバ４０のコンテンツ記憶装置４２と同様にコンテンツ記憶装置１６を有している。このコンテンツ記憶装置１６は、音声及び動画データ(ビデオ・データ)を格納するハード・ディスク装置又は光ディスク装置などの大容量記憶装置である。コンテンツ記憶装置１６に格納されていないビデオ・データなどのコンテンツを送信する必要があるときは、ネットワーク５０経由でビデオ・データなどをコンテンツサーバ４０から読み出して受信し、コンテンツ送信装置１０のコンテンツ記憶装置１６に格納することができる。

コンテンツ記憶装置１６から読み出されたビデオ・データはコンテンツ分離装置１９により音声成分と動画成分に分けられ、それぞれ音声データ出力装置１１、動画データ出力装置１２に送られ、送信装置１７を通してネットワーク５０を介して接続されている音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０に送られる。このとき、音声データと動画データにはそれぞれシステムクロック供給装置１３から出力された時刻情報であるタイミング情報がタイマフレームとして加工されて付加される。

音声データ再生装置２０では音声データとタイマフレームを受け取ると、直ちにコンテンツ送信装置１０ヘタイマフレームにシステムクロック供給装置２１から出力されたタイムコードを付加してエコー送信装置２２からエコーとして送り返す。音声データは音声出力バッファ２５へ送られ音声出力タイミング調整装置２４が許可するタイミングまでスピーカ２６への出力を待機させられる。

音声出力タイミング調整装置２４では音声データ受信装置２３で取得したタイマフレームからタイムコード(最初のフレームからの経過時間情報)を抽出し、システムクロック供給装置２１から出力されるシステムクロックとの時間補正を行い音声出力バッファ２５へ出力するタイミングの指示を行う。

動画データ再生装置３０では動画データとタイマフレームを受け取ると、直ちにコンテンツ送信装置１０ヘタイマフレームにシステムクロック供給装置３１から出力されたタイムコードを付加してエコー送信装置３２から送り返す。動画データはフレームバッファ３５へ送られ、動画出力タイミング調整装置３４が許可するタイミングまでモニタ・ディスプレイ３６への出力を待機させられる。動画出力タイミング調整装置３４では動画データ受信装置３３で取得したタイマフレームからタイムコードを抽出し、システムクロック供給装置３１から出力されるシステムクロックとの時間補正を行い、フレームバッファ３５へ出力するタイミングの指示を行う。

コンテンツ送信装置１０では、音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０から返されたタイマフレームを受信装置１８を介して受信し、差分時間算出装置１５によってタイマフレームから取得した送信したときの時刻情報であるシステムクロックと現在の時刻情報であるシステムクロックをシステムクロック供給装置１３から受け取り、その差分値を計算し、クロック補正算出装置１４によりタイムコード補正値をタイマフレームに付加し、音声データ又は動画データと共に送る。送られたタイマフレームは再生装置２０、３０内の各タイミング調整装置２４、３４に補正値と共に送られ、よって出力バッファのタイミングが調整される。これらの動作は一定間隔ごとに行われる。

図２はタイマフレーム送信時におけるタイマフレームの送信動作と、タイマフレームの内部構成例を説明するための模式図である。図２において各タイマフレーム６０a〜６０cの送信間隔は一定であり、タイマフレームの内部にはシステムクロック６１、クロック補正６２、再生側システムクロック６３、その他タイム情報６４が含まれる。

図３は、従来のネットワーク同期方法と本発明による同期方法とのシステムクロックを比較して説明するための概念図である。音声データ再生装置と映像データ再生装置がそれぞれ別々の場所にあった場合、ネットワークの伝送速度や距離によって遅延時間が生じ、この時間を計算し、一定間隔ごとに補正し同期を行う。このため、たとえ、伝送路が一時的に混雑した場合においてもクロック補正を一定間隔ごとに何度も行うため同期タイミングが追従する。

上記の好ましい実施の形態では、音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０のそれぞれにシステムクロック供給装置２１、３１で生成した時刻情報をタイムフレームに付加してコンテンツ送信装置１０に送り返しているが、これは音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０などの再生装置側のシステムクロック供給装置２１、３１の時刻情報と、コンテンツ送信装置１０のシステムクロック供給装置１３の時刻情報との間にある誤差を考慮して再生タイミングを指示する場合に有効である。コンテンツ送信装置１０から音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０へ伝送するために要する時間（下り時間）と音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０からコンテンツ送信装置１０へタイムフレームなどを返送するために要する時間（上り時間）とは、同一とは限らない。コンテンツ送信装置１０で送信したときの時刻をタイムフレームに書き込んでおき、タイムフレームが音声データ再生装置２０及び動画データ再生装置３０からエコーとして返送されてコンテンツ送信装置１０で受信したときの時刻を検出することにより下り時間と上り時間の合計時間を得ることができるので、コンテンツ再生装置側にシステムクロック供給装置２１、３１を設けていなくても、上記合計時間の２分の１を下り時間として推定して、同期のための補正を行うことができる。

上記実施の形態は、ＬＡＮなどのネットワークを介してデータを送信する場合を例にとり説明しているが、ＬＡＮに限らず、インターネットやその他のネットワークを介して送信する場合にも本発明は有効に適用可能である。

本発明のコンテンツ送信装置及びコンテンツ再生装置を含む伝送ネットワークシステムの好ましい実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 タイマフレーム送信時のタイマフレームの送信動作とタイマフレームの内部構成例を説明するための模式図である。 従来のネットワーク同期方法と本発明による同期方法とのシステムクロックを比較して説明するための概念図である。

符号の説明

１０ コンテンツ送信装置
１１ 音声データ出力装置
１２ 動画データ出力装置
１３、２１、３１ システムクロック供給装置
１４ クロック補正算出装置
１５ 差分時間算出装置（差分時間算出手段）
１６、４２ コンテンツ記憶装置
１７、４１ 送信装置
１８ 受信装置
１９ コンテンツ分離装置
２０ 音声データ再生装置（再生装置）
２２、３２ エコー送信装置
２３ 音声データ受信装置
２４ 音声出力タイミング調整装置（タイミング調整装置）
２５ 音声出力バッファ
２６ スピーカ
３０ 動画データ再生装置（再生装置）
３３ 動画データ受信装置
３４ 動画出力タイミング調整装置（タイミング調整装置）
３５ フレームバッファ
３６ モニタ・ディスプレイ
４０ コンテンツサーバ
５０ ネットワーク
６０ａ〜６０ｃ タイマフレーム
６１ システムクロック
６２ クロック補正
６３ 再生側システムクロック
６４ その他タイム情報

Claims (3)

1. ネットワークに接続された少なくとも１つの再生装置に対して、前記ネットワークを介してコンテンツの送信を行うコンテンツ送信装置であって、
   前記再生装置で再生時刻の制御のために用いる時刻情報を発生するシステムクロック供給手段と、
   前記システムクロック供給手段で発生された前記時刻情報をコンテンツと共に前記再生装置に送信する送信手段と、
   前記再生装置から送信される、前記時刻情報を受信したことを示すエコーを受信する受信手段と、
   前記送信手段により前記時刻情報を前記コンテンツと共に送信したときの送信時刻と、前記再生装置から送られてきた前記エコーを受信したときの受信時刻との差分を計算する差分時間計算手段と、
   前記時刻情報を前記差分の時間を用いて補正し、補正後の前記時刻情報を前記送信手段に供給するクロック補正算出手段とを、
   有するコンテンツ送信装置。
2. ネットワークに接続されたコンテンツ送信装置から前記ネットワークを介して送信されるコンテンツを受信するコンテンツ再生装置であって、
   前記コンテンツ送信装置から送信されるコンテンツ及び時刻情報を受信するコンテンツ受信手段と、
   前記受信されたコンテンツを一時的に保持するバッファ手段と、
   前記コンテンツ送信装置から前記時刻情報及び前記コンテンツを受信したとき、前記時刻情報を受信したことを示すエコーを前記コンテンツ送信装置に送信するエコー送信手段と、
   前記コンテンツ送信装置によって、前記エコーに基づき補正されて送信された前記時刻情報に応じて、前記バッファ手段から前記コンテンツを読み出すタイミングを制御する出力タイミング調整手段とを、
   有するコンテンツ再生装置。
3. ネットワークに接続されたコンテンツ送信装置から前記ネットワークを介して送信されるコンテンツを受信するコンテンツ再生装置であって、
   前記コンテンツ送信装置から送信されるコンテンツ及び第１の時刻情報を受信するコンテンツ受信手段と、
   前記受信されたコンテンツを一時的に保持するバッファ手段と、
   第２の時刻情報を発生するシステムクロック供給手段と、
   前記コンテンツ送信装置から前記第１の時刻情報及び前記コンテンツを受信したとき、前記第１の時刻情報を受信したことを示すエコーと、前記システムクロック供給手段で発生された前記第２の時刻情報とを前記コンテンツ送信装置に送信するエコー送信手段と、
   前記コンテンツ送信装置によって、前記エコーに基づき補正されて送信された前記第１の時刻情報及び前記第２の時刻情報に応じて、前記バッファ手段から前記コンテンツを読み出すタイミングを制御する出力タイミング調整手段とを、
   有するコンテンツ再生装置。
   

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