JP5493564B2 - 動画出力装置、動画出力方法およびプログラム - Google Patents

動画出力装置、動画出力方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、動画出力装置、動画出力方法およびプログラムに関し、特に、動画データのバッファを行ってから出力を行う動画出力装置、動画出力方法およびプログラムに関する。
特許文献1、2に記載のとおり、デジタル放送などに利用されている映像圧縮方式では、表示する映像や音声の内容によりそれぞれ符号化情報量が増減するため、符号化情報量の平滑化と、映像と音声間での同期を行うためにデータのバッファを行っている。チャンネル切り替え時に前記バッファを行うため実際に画像が表示されるまでに待ち時間が生じるため、特許文献1、2の受信装置、デジタルテレビ放送受信機では、上記待ち時間を短縮化する技術が記載されている。
特許文献1では、電波によるデジタルTV放送のチャンネル変更時に、チューナが受信出力した映像音声の表示時刻を待たずに、最初にデコード完了した映像信号を出力することで、チャンネル変更時の映像切り替え出力時間を短縮させている。
特許文献2では、デジタルTV放送のチャンネル変更時に、通常再生される速度より低再生速度で再生を開始し、チャンネル切り替え処理が安定した後に通常再生速度にすることで、チャンネル変更時の映像切り替え出力時間を短縮させている。
近年、インターネットを利用した動画ストリーム配信サービスが増加し、中でも、NGN(Next Generation Network)を利用し、地上波デジタル放送のIP再送信等を行うIPTV(Internet Protocol TeleVision)放送やVOD(Video On Demand)放送など多チャンネルの動画ストリーム配信が増加している。こうした動画ストリーム配信サービスの受信装置側でも、伝送路の品質(データの遅延・揺らぎ・欠落と再送など)を考慮して、動画データをバッファすることが行われている。
図8は、動画ストリーム受信装置における映像データと音声データのバッファ量の変化とデータの出力タイミングを表した図である。同図に示すとおり、ユーザからのチャンネル視聴要求の発生から映像データおよび音声データのバッファを開始し、バッファ量がそれぞれ所定値(thv0、tha0)を超えたタイミングで、映像と音声の同期再生を開始している。
特許文献3には、通信ネットワークから受信した動画ストリームをバッファに蓄積し、ある決められた読み出し間隔でバッファから読み出し再生出力を行い、バッファ量が下限閾値を下回ると視聴者が気づかない程度に読み出し間隔を拡げ、バッファ量が上限閾値を上回ると読み出し間隔を狭めることにより再生バッファのアンダーフローもしくはオーバーフローによる再生品質の劣化を抑止するストリームデータ受信再生装置が開示されている。
特開2005−12310号公報 特開2001−292381号公報 特開2008−211331号公報
特許文献1のデジタルテレビ受信機は、チャンネル切り換え時に映像信号の静止画のみ表示し、ある程度バッファにデータが蓄積された後、映像音声を通常再生するものである。前記データの蓄積中に出力されるのは、音声のない静止画像のみであるという問題点がある。また、特許文献2の受信装置は、入力信号が安定するまでの期間、通常再生速度より遅い速度で映像を再生し、音声は特許文献1と同様にミュート(無音状態)するとしている。
このように、映像だけを先に出力する方式では、視聴者から、故障を疑われてしまう可能性がある。また、特許文献2の段落0047には「音声信号をも映像信号同様に、低い復号処理速度で復号するようにしてもよい」と記載されているが、映像信号同様に低い復号処理速度で復号した場合、出力音声が間延びし、内容も聞き取りにくくなってしまうという問題点がある。
電波ではなくIP網等を用いる動画ストリーム配信サービスにおいても、特許文献3に記載されているように、伝送路の品質(データの遅延・揺らぎ・欠落と再送など)を考慮して一定量のバッファリングが必要であるため、画像が表示されるまでに時間が掛かってしまうという事情に変わりはない。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上記動画データのバッファを行ってから出力を行う装置に対し視聴要求を行ない、再生開始を待つユーザに、画像とともに違和感のない音声を視聴させることのできる構成を提供することにある。
本発明の第1の視点によれば、配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積するバッファと、前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力する制御部と、を備える動画出力装置であって、さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出する音声レベル検出部を備え、前記無音区間を所定の割合で延長する処理を実行する動画出力装置が提供される。
本発明の第2の視点によれば、配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積するステップと、前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力するステップと、を含む動画出力方法であって、さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出するステップと、前記無音区間を所定の割合で延長するステップとを含む動画出力方法が提供される。本方法は、配信元から受信した動画データを出力する動画出力装置という、特定の機械に結びつけられている。
本発明の第3の視点によれば、配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積する処理と、前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムであって、さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出する処理と、前記無音区間を所定の割合で延長する処理とを前記コンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
本発明によれば、動画データのバッファを行ってから出力を行う装置に対し視聴要求を行ない、出力開始を待つユーザに、画像に加えて違和感のない音声を提供することが可能になる。
本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の構成を表したブロック図である。 本発明の第1の実施形態の動作を表したフローチャートである。 本発明の第1の実施形態における映像データと音声データのバッファ量の遷移とデータの出力タイミングを表した図である。 本発明の第2の実施形態の構成を表したブロック図である。 本発明の第2の実施形態の動作を表したフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における映像データと音声データのバッファ量の遷移とデータの出力タイミングを表した図である。 背景技術として挙げた動画ストリーム受信装置における映像データと音声データのバッファ量の遷移とデータの出力タイミングを表した図である。
図1は、発明の概要を表した図である。本発明に係る動画出力装置3aは、配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積するバッファ102/105と、前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力する制御部109と、を備える。
具体的には、図1の操作入力部111に対して視聴開始を要求する操作が行われると、動画データ受信部100aは動画データの受信を開始し、映像データバッファ部102と音声データバッファ部105に映像データと音声データとを一時蓄積していく。
制御部109は、各バッファ部102/105のバッファ量の監視を行い、映像バッファ量が通常再生のための規定量thv0になる前に、映像復号部103に対して、映像バッファ部102から映像データを取り出して、静止画出力または低速出力を行うように指示する。
また制御部109は、前記映像データの出力と同時に、音声復号部106に対して、音声バッファ部105から音声データを取り出して、所定の再生速度で出力を行うように指示する。
前記音声復号部106からの音声出力速度は、映像の出力とは非同期に、かつ、通常再生時の再生速度より遅いが視聴者に違和感を与えない程度の速度(1倍速以下の所定値)とする。その後、出力する映像データと音声データの時刻情報が一致した時点で、映像データと同じ速度で音声データの同期再生を行う通常再生に移行する。
このように、本発明によれば、視聴要求操作を行ったユーザに、短時間かつ違和感を与えない態様で、音声付きの画像を提供することが可能になる。
[第1の実施形態]
続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施形態の構成を表したブロック図である。図2を参照すると、動画ストリームを配信する動画ストリーム配信装置1と、ネットワーク2と、ネットワーク2を介して動画ストリームを受信する動画ストリーム受信装置3と、が示されている。
動画ストリーム配信装置1は、マルチキャスト通信により動画ストリームを動画ストリーム受信装置3へ配信する装置であり、例えば、IPTV(Internet Protocol TeleVision)の再配信を行うIP放送サーバなどが該当する。
動画ストリーム受信装置3は、動画ストリーム受信部100と、動画ストリーム分離部101と、映像データバッファ部102と、映像復号部103と、映像出力部104と、音声データバッファ部105と、音声復号部106と、音声出力部107と、制御部109と、動画ストリーム要求部110と、操作入力部111とを備えている。
動画ストリーム受信部100は、動画ストリーム配信装置1からネットワーク2経由で、動画ストリームを受信し、動画ストリーム分離部101に出力する。
動画ストリーム分離部101は、多重化された動画ストリームを映像データと音声データとその他のデータに分離して、それぞれ、映像データバッファ部102および、音声データバッファ部105に出力する。
映像データバッファ部102は、映像データを蓄積し、映像復号部103に提供する。
映像復号部103は、制御部109から指定された再生速度で再生が行われるよう、符号化された映像データの復号処理を行って、映像出力部104に出力する。
映像出力部104は、復号された映像データを出力する機能を有する。
音声データバッファ部105は、音声データを蓄積し、音声復号部106に提供する。
音声復号部106は、制御部109から指定された再生速度で再生が行われるよう、符号化された音声データの復号処理を行って、音声出力部107に出力する。
音声出力部107は、復号された音声データを出力する機能を有する。
制御部109は、操作入力部111にて受け付けたユーザの指示に従い動画ストリーム要求部110に対してストリームの視聴開始要求指示を行う。制御部109は、映像データバッファ部102の映像データ蓄積量を監視し、その結果に基づいて映像復号部103に対して、映像データの再生速度の指示を行う機能を有する。
また制御部109は、音声データバッファ部105のデータ蓄積量を監視し、その結果および前記映像復号部103への映像データの再生指示に基づき、音声復号部106に対して、音声データの再生速度の指示を行う機能を有する。
動画ストリーム要求部110は、制御部109からの指示に基づいて、動画ストリーム配信装置1に対して動画ストリーム配信要求を行う機能を有する。
操作入力部111は、リモートコントローラーや動画ストリーム受信装置3本体の操作ボタンによりユーザから視聴要求を受け付けて制御部109に通知する機能を有する。
続いて、本実施形態の動作について詳細に説明する。操作入力部111に対して映像視聴開始操作が与えられると、制御部109が、動画ストリーム要求部110に対し指定された動画ストリームの視聴開始を指示する。
前記指示を受けた動画ストリーム要求部110は、ネットワーク2を経由して、動画ストリーム配信装置1に対して、指示されたコンテンツの配信を要求する。
図3は、動画ストリーム受信装置3の動画ストリーム要求部110がコンテンツの配信を要求した後の動作を表したフローチャートである。
図3を参照すると、動画ストリーム受信装置3の動画ストリーム受信部100は、動画ストリーム配信装置1から配信された動画ストリームを受信し、動画ストリーム分離部101に入力する(ステップS100)。
動画ストリーム分離部101は、入力された動画ストリームを、映像・音声とそれ以外のデータに分離し、映像データバッファ部102、音声データバッファ部105にそれぞれ蓄積する(ステップS101)。
また前記分離の際に、動画ストリーム分離部101は、分離した映像データのヘッダ情報を解析し、映像再生時刻情報(タイムスタンプ)と、映像符号化情報を抽出する(ステップS102)。動画ストリーム分離部101は、音声データについても同様に、分離した音声データのヘッダ情報を解析し、音声再生時刻情報(タイムスタンプ)を抽出する(ステップS107)。
制御部109は、映像データバッファ部102に蓄積された映像データ中の映像符号化情報の監視を行って、映像データの低速再生開始可能あるいは開始中であるか否かを判定する(ステップS104)。例えば、映像データバッファ部102に画面内符号化処理された映像データ(Iフレーム;Intra−coded Frame)が存在する場合、低速再生可と判断し、通常再生を行う前の低速再生中の再生速度Sv(Sv>0)を算出する(ステップS105)。画面内符号化処理された映像データ(Iフレーム;Intra−coded Frame)が存在しなくとも、再生速度Svが0以上である場合は、すでに低速再生が始まっているので、再生速度Svの算出処理を継続する(ステップS105)。
前記ステップS105において算出される再生速度Svは、通常再生時の速度Snより遅いものであればよく、映像データバッファ部102に蓄積された映像データの量や蓄積速度などに応じて決定すればよい。もちろん、通常再生より前の期間の再生速度Svは、予め定めた固定値であってもよい。
また、映像データバッファ部102に通常再生に十分な映像データが蓄積されている場合、ステップS105において算出される再生速度Svは、通常再生時の速度Snに設定される。これにより、通常再生が実現される。
映像復号部103は、映像データを復号し、設定された再生速度Svに従って映像出力部104に復号化した映像データを出力する(ステップS106)。
一方ステップS104において、映像データバッファ部102に画面内符号化処理された映像データが存在しない、かつ、再生速度Svが0の場合は、ステップS100に戻り後続する動画ストリームの受信処理を継続する(ステップS104のNo)。
前記映像データの出力が開始されると、制御部109は、前記映像データとともに出力する音声データの再生速度Sa(Sv≦Sa≦Sn)を算出する(ステップS110)。ここで再生速度Saは、前記ステップS105で算出した再生速度Sv以上かつ通常再生速度Sn以下の値であり、Sv≦Sa≦Snを満たすものとする。なお、ステップS109において、映像の再生が開始されていない場合には、ステップS100に戻り、後続する動画ストリームの受信処理を継続する(ステップS109のNo)。
前記ステップS110において算出される再生速度Saは、通常再生時の速度Snより遅いが、視聴者に違和感を与えない程度の速度であればよく、音声データバッファ部105に蓄積された音声データの量や蓄積速度などに応じて決定すればよい。もちろん、通常再生より前の期間の再生速度Saは、予め定めた固定値であってもよい。またあるいは、時間の経過とともに、音声再生速度Saを増大させていくようにしてもよい。
音声復号部106は、音声データを復号し、設定された再生速度Saに従って音声出力部107に復号化した音声データを出力する(ステップS111)。
また、上記ステップS105にて算出された映像データ再生速度Svが通常再生速度Snに設定された後、映像再生時刻情報Tvと音声再生時刻情報Taが一致した段階で、音声データ再生速度Saは通常再生速度Snに設定される。これにより、以降、映像と音声を同期した通常再生が行われる。
図4は、上記した動画ストリーム受信装置3における映像データと音声データのバッファ量の遷移とデータの出力タイミングを表した図である。図4の映像出力開始および音声出力開始のタイミングで映像データと音声データの低速再生がそれぞれ開始される。その後、図4の映像通常再生開始のタイミングで映像再生速度がSnに設定されると、映像音声同期再生開始のタイミングで、映像と音声とが同期した状態に遷移する。
図4と図8とを比較しても明らかな通り、本実施形態では、図8の映像音声の出力タイミングよりも早く映像および音声を違和感なく出力することが可能である。
以上のように、本実施形態によれば、動画ストリームの視聴開始操作、あるいは、チャンネル変更操作(チャンネルザッピングを含む。)が行われた場合に、映像データおよび音声データとを早出し再生することが可能となる。これにより、ユーザは、動画ストリームの内容を素早く把握することが可能になり、気に入らない番組であれば、バッファの蓄積(映像音声同期再生の開始)を待つことなく、別のチャンネルに切り替える操作を行うことができる。
[第2の実施形態]
続いて、上記した第1の実施形態に変更を加えた第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図5は、本発明の第2の実施形態の構成を表したブロック図である。本実施形態と、第1の実施形態との相違点は、動画ストリーム受信装置3内に音声レベル検出部108が追加されており、音声レベル検出部108により検出された無音区間の延長処理を行う点である。以下、その相違点を中心に、本実施形態の構成および動作について説明する。
図5の音声レベル検出部108は、音声復号部106で復号化された音声出力レベルを監視し、その結果を制御部109に通知する機能を有する。
図6は、本発明の第2の実施形態の動画ストリーム受信装置3の動画ストリーム要求部110がコンテンツの配信を要求した後の動作を表したフローチャートである。図6のステップS100からステップS110までの各処理は、図3と同様であるので説明を省略する。
ステップS110の音声再生速度Saの算出の後に、制御部109は、映像データバッファ部102および音声データバッファ部105に蓄積された映像データおよび音声データを取り出し、それぞれに設定された映像再生時刻情報(タイムスタンプ)と音声再生時刻情報(タイムスタンプ)とを比較する(ステップS112)。
前記比較の結果、映像再生時刻情報の方が進んでいる場合、第1の実施形態と同様に、音声復号部106により、ステップS110で算出した音声再生速度Saで音声データ復号処理が行われる(ステップS111)。
一方、前記比較の結果、音声再生時刻情報が進んでいる場合には、制御部109は、音声復号部106に、音声データ復号処理を行わせるとともに、復号処理を行った音声データ内に無音状態があった場合に、その時間を所定の割合で延長させる無音区間延長処理を実行させる。これにより、音声再生時刻情報の進み幅を遅らせ、映像データバッファ部102のバッファ量が規定量thv0に達した後の映像音声同期再生開始までの時間を短縮することが可能になる。なお、前記無音区間は、音声レベル検出部108から入力された音声レベルが、あらかじめ設定されたレベル以下であるか否かにより判定することができる。
図7は、上記した動画ストリーム受信装置3における映像データと音声データのバッファ量の遷移とデータの出力タイミングを表した図である。図7の映像出力開始および音声出力開始のタイミングで映像データと音声データの低速再生がそれぞれ開始される。その間、音声の方は、上記した音声レベルによる無音区間の延長処理が適宜行われる。そして、図7の映像通常再生開始のタイミングで映像再生速度がSnに設定されると、映像再生時刻情報と、音声再生時刻情報とが一致した段階で、映像と音声とが同期した状態に遷移する(映像音声同期再生開始)。
なお、上記無音区間の延長処理に代えて、無音区間の音声再生速度Saを所定値分あるいは所定の割合で低下させる処理を行うこととしてもよい。
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態と比較して、音声の再生速度Saを高い値に設定しても、音声だけが先に進みすぎてしまうことが無いという利点が得られる。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、本発明を動画ストリーム受信装置に適用した例を挙げて説明したが、その他電波により受信した動画データをバッファしてから出力する動画出力装置に適用することが可能である。
また例えば、上記した実施形態では、通常速度による通常再生の前に、低速再生を行うものとして説明したが、特許文献1のように静止画出力を行う場合にも適用することが可能である。この場合においても、上記した第2の実施形態のように無音区間の延長処理を行うことで、映像データバッファ部102へのバッファ量が規定量thv0に達した後の映像音声同期再生開始までの時間を短縮することが可能になる。
また、上記した実施形態では、動画ストリーム受信部を備えた動画ストリーム受信装置の例を挙げて説明したが、別の装置から動画データを受け取る構成であってもよい。
1 動画ストリーム配信装置
2 ネットワーク
3 動画ストリーム受信装置
3a 動画出力装置
100 動画ストリーム受信部
100a 動画データ受信部
101 動画ストリーム分離部
102 映像データバッファ部
103 映像復号部
104 映像出力部
105 音声データバッファ部
106 音声復号部
107 音声出力部
108 音声レベル検出部
109 制御部
110 動画ストリーム要求部
111 操作入力部

Claims (7)

  1. 配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積するバッファと、
    前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力する制御部と、を備える動画出力装置であって、
    さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出する音声レベル検出部を備え、前記無音区間を所定の割合で延長する処理を実行する動画出力装置。
  2. 前記通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて映像データの低速再生出力を行う際に、前記映像データの再生速度よりも高速で音声データを出力する請求項1の動画出力装置。
  3. 時間の経過とともに、前記音声の再生速度を増大させていく請求項1または2の動画出力装置。
  4. 前記無音区間を所定の割合で延長する処理として、
    記通常再生の前に映像データと音声データとをそれぞれ出力する場合において、前記バッファから取り出した映像データに付加されたタイムスタンプと前記バッファから取り出した音声データに付加されたタイムスタンプとを比較し、前記音声データのタイムスタンプの方が進んでいる場合に、前記音声レベル検出部により検出した無音区間を所定の割合で延長する処理を実行する請求項1から3いずれか一の動画出力装置。
  5. 配信元から受信した動画ストリームを、映像データと音声データとに分離する動画ストリーム分離部と、
    前記分離した映像データを蓄積する映像データバッファ部と、
    前記分離した音声データを蓄積する音声データバッファ部と、
    前記制御部からの指示に従って、前記映像データバッファ部から映像データ取り出して復号する映像復号部と、
    前記制御部からの指示に従って、前記音声データバッファ部から音声データを取り出して復号する音声復号部と、を備える請求項1からいずれか一の動画出力装置。
  6. 配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積するステップと、
    前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常再生の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力するステップと、を含む動画出力方法であって、
    さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出するステップと、
    前記無音区間を所定の割合で延長するステップとを含む動画出力方法。
  7. 配信元から受信した動画データを、映像データと音声データとに分離して蓄積する処理と、
    前記映像データのバッファ量が所定値に達してから開始する通常出力の前に、蓄積中の映像データを用いて、静止画出力または前記通常再生時の再生速度よりも低速で映像データの出力を行うとともに、前記映像データの再生とは非同期に所定値以上の再生速度で前記音声データを出力する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    さらに、予め定めた音声レベル以下であるか否かにより音声データの無音区間を検出する処理と、
    前記無音区間を所定の割合で延長する処理とを前記コンピュータに実行させるプログラム。
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