JP2009049919A - Video sound reproduction method and video sound reproducing system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、符号化された映像データおよび音声データを、それぞれ復号して、映像および音声を再生するシステム、および、そのシステムにおける映像音声再生方法に関する。 The present invention relates to a system for decoding encoded video data and audio data to reproduce video and audio, and a video / audio reproduction method in the system.
DVD再生システムやデジタルテレビシステムなどのように、記録媒体に記録された、または送信元から送信された、MPEG(Moving Picture Experts Group)2などの符号化方式によって符号化された映像データおよび音声データを復号して映像および音声を再生する場合、映像の再生と音声の再生とを同期させる、すなわち映像と音声を所定のタイミング関係で再生する必要がある。 Video data and audio data encoded by an encoding method such as MPEG (Moving Picture Experts Group) 2 recorded on a recording medium or transmitted from a transmission source, such as a DVD reproduction system or a digital television system When video and audio are reproduced by decoding the video, it is necessary to synchronize the reproduction of the video and the reproduction of the audio, that is, the video and the audio are reproduced with a predetermined timing relationship.
特許文献1(特開2005−286742号公報)には、DVDプレーヤと受信装置がケーブルによって接続されたシステムのDVDプレーヤにおいて、符号化された映像信号および音声信号と共にDVDに記録されているタイムスタンプ情報などに基づいて、受信側で映像信号と音声信号を同期させるための時間データを生成して、DVDから読み取られて復号化された映像信号および音声信号に付加し、映像信号は符号化して、音声信号は符号化することなく、受信装置に送信し、受信装置において、符号化された映像信号を復号化し、上記の時間データに基づいて、その復号化された映像信号と受信された音声信号を同期させることによって、映像信号に対してのみ送信前の符号化処理および受信後の復号化処理を行う場合でも、受信側での映像信号と音声信号との間の時間差を解消することが示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-286742 discloses a time stamp recorded on a DVD together with encoded video and audio signals in a DVD player in a system in which a DVD player and a receiving device are connected by a cable. Based on the information, etc., time data for synchronizing the video signal and the audio signal on the receiving side is generated and added to the video signal and audio signal read from the DVD and decoded, and the video signal is encoded. The audio signal is transmitted to the reception device without being encoded, and the reception device decodes the encoded video signal and, based on the time data, the decoded video signal and the received audio. Even if the encoding process before transmission and the decoding process after reception are performed only on the video signal by synchronizing the signal It has been shown to eliminate the time difference between the video signal and the audio signal at the.
また、特許文献2(特開2007−28261号公報)には、データデコードタイミングを示すDTS(Decoding Time Stamp)およびデータ出力(再生)タイミングを示すPTS(Presentation Time Stamp)を含むPES(Packetized Elementary Stream)映像データと、同様にDTSおよびPTSを含むPES音声データとからなるMPEG映像音声ストリームをデコードして、映像および音声を再生するに当たって、映像についてはデコード後に解像度変換などの処理を行う場合、その処理による時間遅れ分、音声のデコードタイミングおよび出力タイミングを遅延させるように、PES音声データに含まれるDTSおよびPTSを書き替えて、MPEG映像音声ストリームをMPEGデコーダに出力することによって、映像の再生と音声の再生とを同期させることが示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-28261) discloses a PES (Packetized Elementary Stream) including a DTS (Decoding Time Stamp) indicating data decoding timing and a PTS (Presentation Time Stamp) indicating data output (reproduction) timing. ) When decoding an MPEG video / audio stream composed of video data and PES audio data including DTS and PTS, and reproducing the video and audio, when the video is subjected to processing such as resolution conversion after decoding, Rewrite the DTS and PTS included in the PES audio data so as to delay the audio decoding timing and output timing by the processing time delay, and MPEG video and audio By outputting the stream to the MPEG decoder, it has been shown to synchronize the reproduction of the video playback and voice.
上に挙げた先行技術文献は、以下の通りである。
例えば、従来のホームシアターシステムは、DVDプレーヤなどの映像音声信号源と、映像再生装置としてのプロジェクタ(投射型表示装置)、およびマルチチャンネルの音声を再生する音声再生装置とが有線接続され、ユーザは部屋中にケーブルを這わせる必要があった。 For example, in a conventional home theater system, a video / audio signal source such as a DVD player, a projector (projection type display device) as a video reproduction device, and an audio reproduction device that reproduces multi-channel audio are connected by wire. There was a need to run a cable in the room.
これに対して、最近は、IEEE802.11規格、Bluetooth(登録商標)またはUWB(Ultra Wide Band)などによる無線通信によって、DVDプレーヤなどの映像音声信号源とプロジェクタおよび音声再生装置とを無線接続して、ホームシアターシステムを無線通信システムとして構築することが可能になっている。 In contrast, recently, a video / audio signal source such as a DVD player is wirelessly connected to a projector and an audio reproduction device by wireless communication using the IEEE 802.11 standard, Bluetooth (registered trademark), or UWB (Ultra Wide Band). Thus, the home theater system can be constructed as a wireless communication system.
このようにホームシアターシステムを無線通信システムとして構築すると、部屋中にケーブルを這わせる必要がないとともに、個々の装置を柔軟に配置することができる。 When the home theater system is constructed as a wireless communication system in this way, it is not necessary to run cables in the room, and individual devices can be arranged flexibly.
デジタルテレビシステムとしても、テレビ受信機(チューナ部)、映像再生装置および音声再生装置からなる無線通信システムとして構築することができる。 A digital television system can also be constructed as a wireless communication system including a television receiver (tuner unit), a video reproduction device, and an audio reproduction device.
この場合、DVDプレーヤやテレビ受信機などの映像音声信号源は、サーバとして、符号化映像データおよび符号化音声データを無線によって送信し、プロジェクタなどの映像再生装置は、映像受信再生装置として、サーバから送信された符号化映像データを受信して復号し、音声再生装置は、音声受信再生装置として、サーバから送信された符号化音声データを受信して復号するものとする。 In this case, a video / audio signal source such as a DVD player or a television receiver transmits the encoded video data and the encoded audio data wirelessly as a server, and a video reproduction device such as a projector serves as a video reception / reproduction device as a server. It is assumed that the encoded video data transmitted from is received and decoded, and the audio reproduction device receives and decodes the encoded audio data transmitted from the server as an audio reception and reproduction device.
しかし、このように映像音声再生システムを無線通信システムとして構築して、電波によって、サーバから映像受信再生装置に映像パケットを送信し、サーバから音声受信再生装置に音声パケットを送信する場合、サーバと映像受信再生装置または音声受信再生装置との間に障害物が出現することにより映像受信再生装置または音声受信再生装置に直接到来する電波が遮断され、または壁や天井で反射した電波が直接到来波に重畳されるなどによって、サーバと映像受信再生装置および音声受信再生装置との間の伝送路特性が常に変化する。 However, when the video / audio reproduction system is constructed as a wireless communication system in this way, the video packet is transmitted from the server to the video reception / playback apparatus by radio waves, and the audio packet is transmitted from the server to the audio reception / playback apparatus. When an obstacle appears between the video reception / playback device and the audio reception / playback device, the radio wave directly coming to the video reception / playback device or audio reception / playback device is blocked, or the radio wave reflected from the wall or ceiling is directly received. The transmission path characteristics between the server, the video reception / playback apparatus, and the audio reception / playback apparatus are always changed by being superimposed on the video.
そのため、上記の無線通信システムの映像音声再生システムでは、伝送路特性の劣化による送信エラーによってパケットを送信できなかったときにはパケットを再送するとともに、そのパケット再送による一時的なデータ伝送速度の低下や、パケット到着までの遅延時間の変化を吸収するために、映像受信再生装置および音声受信再生装置には、それぞれ受信したデータを一時格納するバッファを設け、映像受信再生装置では、サーバから送信された符号化映像データを、受信してバッファに書き込み、ある時間遅れて当該バッファから読み出して復号し、音声受信再生装置でも、サーバから送信された符号化音声データを、受信してバッファに書き込み、ある時間遅れて当該バッファから読み出して復号する。 Therefore, in the video / audio reproduction system of the above wireless communication system, when a packet cannot be transmitted due to a transmission error due to degradation of transmission path characteristics, the packet is retransmitted, and a temporary decrease in data transmission speed due to the packet retransmission, In order to absorb the change in the delay time until the packet arrives, the video reception / playback device and the audio reception / playback device are each provided with a buffer for temporarily storing the received data. In the video reception / playback device, the code received from the server is provided. The encoded video data is received and written in the buffer, read out from the buffer with a certain time delay and decoded, and the audio reception / playback apparatus also receives the encoded audio data transmitted from the server and writes it in the buffer for a certain period of time. Read and decode from the buffer with a delay.
そのため、映像の再生と音声の再生とが同期しなくなり、多くの場合、映像受信再生装置のバッファでの遅延時間(データ滞在時間)の方が音声受信再生装置のバッファでの遅延時間(データ滞在時間)より大きくなることから、タイミング的に音声の方が映像より先に再生されてしまう結果となる。 Therefore, video playback and audio playback are not synchronized, and in many cases, the delay time (data stay time) in the buffer of the video reception / playback apparatus is longer than the delay time (data stay time) in the buffer of the audio reception / playback apparatus. As a result, the audio is reproduced before the video in terms of timing.
特許文献1に示された方法は、送信装置であるDVDプレーヤと受信装置を有線接続して、符号化された映像信号と復号化されたままの音声信号を同じ受信装置に送信する、映像信号と音声信号との間の時間差が一定となる場合であって、上記の無線通信システムの映像音声再生システムのように伝送路特性の変化によって受信側で映像信号と音声信号との間の時間差が変化する場合には適用することができない。
The method disclosed in
また、特許文献2に示された方法も、符号化された映像データおよび音声データを無線によって別個の受信再生装置に送信するものではなく、解像度変換などの処理による映像の音声に対する時間遅れが既知の一定時間となる場合であって、上記の無線通信システムの映像音声再生システムに適用することはできない。 Also, the method disclosed in Patent Document 2 does not transmit encoded video data and audio data to separate reception / playback apparatuses by radio, and a time delay with respect to video audio by processing such as resolution conversion is known. It is not possible to apply to the video / audio reproduction system of the wireless communication system.
そこで、この発明は、上記の無線通信システムの映像音声再生システムにおいて、常に映像の再生と音声の再生とを同期させることができるようにしたものである。 Therefore, the present invention is configured to always synchronize the reproduction of the video and the reproduction of the audio in the video / audio reproduction system of the wireless communication system.
この発明の映像音声再生方法は、
符号化映像データおよび符号化音声データを無線によって送信するサーバ、このサーバから送信された符号化映像データを受信してバッファに書き込み、当該バッファから読み出し復号して、映像を再生する映像受信再生装置、および、上記サーバから送信された符号化音声データを受信してバッファに書き込み、当該バッファから読み出し復号して、音声を再生する音声受信再生装置を備える無線通信システムの映像音声再生システムにおける映像音声再生方法であって、
上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置が、それぞれ自装置のバッファでの遅延時間を検出する工程と、
この検出工程での検出結果をもとに、上記サーバ、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置が、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間の増減分または目標値として、上記映像受信再生装置での映像再生と上記音声受信再生装置での音声再生とが同期する時間を算出する工程と、
この算出工程での算出結果をもとに、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置が、自装置のバッファでの遅延時間を調整する工程と、
を備えることを特徴とする。
The video / audio reproduction method of the present invention comprises:
A server that wirelessly transmits encoded video data and encoded audio data, a video reception / playback device that receives the encoded video data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded data from the buffer, and reproduces the video And audio / video in a video / audio reproduction system of a wireless communication system including an audio reception / reproduction device that receives and decodes encoded audio data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded audio from the buffer, and reproduces audio. A playback method,
The video reception / playback device and the audio reception / playback device each detecting a delay time in its own buffer;
Based on the detection result in this detection step, the server, the video reception / playback apparatus, or the audio reception / playback apparatus may increase or decrease the delay time in the buffer of the video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus or the target. Calculating a time at which video reproduction at the video reception / playback apparatus and voice reproduction at the audio reception / playback apparatus are synchronized as a value;
Based on the calculation result in this calculation step, the video reception / playback device or the audio reception / playback device adjusts the delay time in its own buffer;
It is characterized by providing.
この発明によれば、サーバと映像受信再生装置および音声受信再生装置との間の伝送路特性の変化にかかわらず、常に映像の再生と音声の再生とが同期するようになる。 According to the present invention, video reproduction and audio reproduction are always synchronized regardless of changes in transmission path characteristics between the server and the video reception / reproduction device and audio reception / reproduction device.
[1.映像音声再生システムの例:図1〜図4]
(1−1.システム全体の概略:図1)
図1は、この発明の映像音声再生システムの一例を示し、映像音声再生システムをホームシアターシステムとして構成した場合である。
[1. Example of video / audio reproduction system: FIGS. 1 to 4]
(1-1. Overview of the whole system: Fig. 1)
FIG. 1 shows an example of a video / audio reproduction system according to the present invention, in which the video / audio reproduction system is configured as a home theater system.
具体的に、この例の映像音声再生システムは、サーバ10がDVDプレーヤ、映像受信再生装置30がプロジェクタ、音声受信再生装置50が5.1チャンネルのサラウンド音声を再生する装置である。
Specifically, in the video / audio reproduction system of this example, the
サーバ10、映像受信再生装置30および音声受信再生装置50は、IEEE802.11規格、Bluetooth(登録商標)またはUWB(Ultra Wide Band)などによって、相互の間で双方向の無線通信を行うことができるものとして構成する。
The
サーバ10は、DVDプレーヤとして、これに装填されたDVDから、MPEG2符号化方式によって符号化された映像データおよび音声データを再生し、符号化映像データを映像受信再生装置30にストリーミング送信し、符号化音声データを音声受信再生装置50にストリーミング送信する。
As a DVD player, the
映像受信再生装置30は、サーバ10から送信された符号化映像データを、受信してバッファに書き込み、バッファから読み出して復号し、さらにアナログ映像信号に変換して、プロジェクタとして、内部のLCD(液晶ディスプレイ)上に映像を表示し、利用者1の前方のスクリーン3上に映像を投射する。
The video reception /
音声受信再生装置50は、サーバ10から送信された各チャンネルの符号化音声データを、受信してバッファに書き込み、バッファから読み出して復号し、さらにアナログ音声信号に変換する。
The audio receiving / reproducing
その各チャンネルの、すなわちレフト、センター、ライト、リアレフト(サラウンドレフト)、リアライト(サラウンドライト)およびサブウーファーの音声信号は、対応するスピーカ71,72,73,74,75および76に供給される。
The audio signals of the respective channels, that is, left, center, right, rear left (surround left), rear right (surround right) and subwoofer are supplied to
音声受信再生装置50とスピーカ71〜76との接続は、全てのチャンネルをケーブルによる有線接続とし、または、一部のチャンネルをケーブルによる有線接続、他のチャンネルを赤外線通信などによる無線接続とし、あるいは、全てのチャンネルを赤外線通信などによる無線接続とする。
The connection between the audio reception /
サーバ10、映像受信再生装置30および音声受信再生装置50は、それぞれのクロックが、システムクロックとして一致するように制御される。
The
(1−2.サーバの例:図2)
図2に、サーバ10としてのDVDプレーヤの一例を示す。
(1-2. Server example: FIG. 2)
FIG. 2 shows an example of a DVD player as the
この例のサーバ10では、DVD11がスピンドルモータ12によって回転駆動され、図では省略したヘッド送り機構によりDVD11の径方向に送られる光学ヘッド(光ピックアップ)13によってDVD11から、符号化映像データおよび符号化音声データを含む映像音声ストリームの信号が読み取られる。
In the
その読み取られた映像音声ストリームの信号は、RFアンプ14で復調された後、デマルチプレクサ15によって、符号化映像データと符号化音声データとに分離される。
The read video / audio stream signal is demodulated by the
さらに、無線通信部16において、符号化映像データに対しては、映像受信再生装置30のデバイスアドレスなどが送信先識別情報として付加され、符号化音声データに対しては、音声受信再生装置50のデバイスアドレスなどが送信先識別情報として付加された上で、符号化映像データおよび符号化音声データは、無線送信用に変調され、周波数変換されて、アンテナ17から送信される。
Further, in the
さらに、サーバ10では、CPU21、CPU21が実行すべき各種プログラムや必要な固定データが書き込まれるROM22、およびプログラムやデータが展開されるRAM23が、バス24に接続されて、制御部20が構成される。
Further, in the
制御部20は、サーバ10の各部を制御するとともに、後述のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を実行する。
The control unit 20 controls each unit of the
なお、映像受信再生装置30では、符号化映像データのみを受信復号して符号化音声データは捨て、音声受信再生装置50では、符号化音声データのみを受信復号して符号化映像データは捨てれば、サーバ10では、上記のように符号化映像データと符号化音声データとを分離して送信する必要はない。
The video receiving / reproducing
(1−3.映像受信再生装置の例:図3)
図3に、映像受信再生装置30としてのプロジェクタの一例を示す。
(1-3. Example of Video Reception / Reproduction Device: FIG. 3)
FIG. 3 shows an example of a projector as the video reception /
上記のようにサーバ10から映像受信再生装置30に送信された符号化映像データは、アンテナ31で受信され、無線通信部32で周波数変換され、復調された後、バッファ33に一時格納される。
The encoded video data transmitted from the
さらに、その符号化映像データは、バッファ33から読み出されて、映像デコーダ34で復号され、D/Aコンバータ35でアナログ映像信号に変換される。
Further, the encoded video data is read from the
D/Aコンバータ35からの映像信号は、プロジェクタ光学系36内のLCD37に供給されて、LCD37上に映像が表示され、図1に示したようにスクリーン3上に映像が投射される。
The video signal from the D /
さらに、映像受信再生装置30では、CPU41、CPU41が実行すべき各種プログラムや必要な固定データが書き込まれるROM42、およびプログラムやデータが展開されるRAM43が、バス44に接続されて、制御部40が構成される。
Further, in the video reception /
制御部40は、映像受信再生装置30の各部を制御するとともに、後述のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を実行する。
The control unit 40 controls each unit of the video reception /
(1−4.音声受信再生装置の例:図4)
図4に、音声受信再生装置50の一例を示す。
(1-4. Example of Audio Reception / Reproduction Device: FIG. 4)
FIG. 4 shows an example of the audio reception /
上記のようにサーバ10から音声受信再生装置50に送信された各チャンネルの符号化音声データは、アンテナ51で受信され、無線通信部52で周波数変換され、復調された後、バッファ53に一時格納される。
The encoded audio data of each channel transmitted from the
さらに、その各チャンネルの符号化音声データは、バッファ53から読み出されて、音声デコーダ54で復号され、D/Aコンバータ551〜556でアナログ音声信号に変換される。
Further, the encoded audio data of each channel is read from the
D/Aコンバータ551〜556からの各チャンネルの音声信号は、増幅回路561〜566で増幅されて、出力端子571〜576に導出され、図1に示したようにスピーカ71〜76に供給される。
The audio signals of the respective channels from the D /
さらに、音声受信再生装置50では、CPU61、CPU61が実行すべき各種プログラムや必要な固定データが書き込まれるROM62、およびプログラムやデータが展開されるRAM63が、バス64に接続されて、制御部60が構成される。
Further, in the audio receiving / reproducing
制御部60は、音声受信再生装置50の各部を制御するとともに、後述のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を実行する。
The control unit 60 controls each unit of the audio reception /
[2.映像音声再生方法:図5〜図9]
サーバ10のデマルチプレクサ15からは、符号化映像データとして、図5(A)の最上段に示すように、映像パケットが順次出力され、符号化音声データとして、図5(B)の最上段に示すように、音声パケットが順次出力される。
[2. Video and audio playback method: FIGS.
Video packets are sequentially output from the
そして、映像パケットは、サーバ10の無線通信部16で、時間V1だけ遅延して、サーバ10から映像受信再生装置30に送信され、さらに、映像受信再生装置30の無線通信部32で受信されてバッファ33に書き込まれ、バッファ33から読み出される過程で、時間V2だけ遅延して、映像デコーダ34に入力される。
Then, the video packet is delayed by the time V1 by the
さらに、最終的なアナログ映像信号は、この映像デコーダ34に入力された符号化映像データが映像デコーダ34で復号され、さらにD/Aコンバータ35でアナログ映像信号に変換される過程で、映像デコーダ34に入力された符号化映像データに対して、時間V3だけ遅延する。
Further, the final analog video signal is a process in which the encoded video data input to the
したがって、サーバ10のデマルチプレクサ15から映像パケットが出力されてから、映像受信再生装置30で映像が再生表示されるまでの遅延時間Vtは、
Vt=V1+V2+V3 …(1)
で表される。
Therefore, the delay time Vt from when the video packet is output from the
Vt = V1 + V2 + V3 (1)
It is represented by
一方、音声パケットは、サーバ10の無線通信部16で、時間A1だけ遅延して、サーバ10から音声受信再生装置50に送信され、さらに、音声受信再生装置50の無線通信部52で受信されてバッファ53に書き込まれ、バッファ53から読み出される過程で、時間A2だけ遅延して、音声デコーダ54に入力される。
On the other hand, the voice packet is delayed by the time A1 by the
さらに、最終的なアナログ音声信号は、この音声デコーダ54に入力された符号化音声データが音声デコーダ54で復号され、さらにD/Aコンバータ551〜556でアナログ音声信号に変換される過程で、音声デコーダ54に入力された符号化音声データに対して、時間A3だけ遅延する。
Further, the final analog audio signal is processed in a process in which the encoded audio data input to the
したがって、サーバ10のデマルチプレクサ15から音声パケットが出力されてから、音声受信再生装置50およびスピーカ71〜76で音声が再生出力されるまでの遅延時間Atは、
At=A1+A2+A3 …(2)
で表される。
Therefore, the delay time At from when the audio packet is output from the
At = A1 + A2 + A3 (2)
It is represented by
ここで、遅延時間V1およびA1は、伝送路特性などによって変化せず、かつ、互いにほぼ等しい。 Here, the delay times V1 and A1 do not change depending on the transmission path characteristics and the like, and are substantially equal to each other.
また、映像パケットおよび音声パケットには、それぞれ、DTS(Decoding Time Stamp)およびPTS(Presentation Time Stamp)のような、データデコードタイミングおよびデータ出力(再生)タイミングを示すタイムスタンプ情報が埋め込まれ、映像受信再生装置30および音声受信再生装置50では、それぞれ、このタイムスタンプ情報とシステムクロックを比較して、符号化映像データおよび符号化音声データを復号し、アナログ映像信号およびアナログ音声信号を出力するので、システムクロックが正確であれば、遅延時間V3およびA3も、互いにほぼ等しい。
In addition, time stamp information indicating data decoding timing and data output (reproduction) timing, such as DTS (Decoding Time Stamp) and PTS (Presentation Time Stamp), is embedded in the video packet and the audio packet, respectively. Since each of the
さらに、映像パケットがサーバ10から映像受信再生装置30に送信され、映像受信再生装置30の無線通信部32で受信されてバッファ33に入力されるまで時間と、音声パケットがサーバ10から音声受信再生装置50に送信され、音声受信再生装置50の無線通信部52で受信されてバッファ53に入力されるまでの時間とは、互いにほぼ等しい。
Furthermore, the time until the video packet is transmitted from the
したがって、映像データがバッファ33に書き込まれる時点から、同じ映像データがバッファ33から読み出される時点までの時間、すなわち映像データのバッファ33での遅延時間(データ滞在時間)をVbとし、音声データがバッファ53に書き込まれる時点から、同じ音声データがバッファ53から読み出される時点までの時間、すなわち音声データのバッファ53での遅延時間(データ滞在時間)をAbとすると、映像信号についてのトータルの遅延時間Vtと音声信号についてのトータルの遅延時間Atとの差Δtは、
Δt=Vt−At=Vb−Ab …(3)
で表される。
Therefore, the time from the time when the video data is written to the
Δt = Vt−At = Vb−Ab (3)
It is represented by
したがって、映像データのバッファ33での遅延時間Vbと音声データのバッファ53での遅延時間Abとが互いに等しくなるようにすれば、Δt=0となり、映像受信再生装置30での映像再生と音声受信再生装置50での音声再生とが同期するようになる。
Therefore, if the delay time Vb in the
図6に、データ伝送速度(通信速度)とバッファ遅延時間との関係を示す。バッファ5は、映像受信再生装置30のバッファ33または音声受信再生装置50のバッファ53である。
FIG. 6 shows the relationship between the data transmission rate (communication rate) and the buffer delay time. The
受信再生装置(映像受信再生装置30または音声受信再生装置50)がデータ(符号化映像データまたは符号化音声データ)の受信を開始すると、受信データはバッファ5に格納され、バッファ5のデータ占有領域5aが増長し、空き領域5bが減少する。
When the reception / playback apparatus (video reception /
図6(A)に示すようにデータ占有領域5aが所定量になったときの状態を、初期状態とする。
As shown in FIG. 6A, the state when the
データ伝送速度(バッファ5へのデータ入力速度に相当する)とデコード処理速度(映像または音声の再生処理速度で、バッファ5からのデータ出力速度に相当する)とが同じであるとき、この初期状態が保たれることになる。 When the data transmission speed (corresponding to the data input speed to the buffer 5) and the decoding processing speed (video or audio reproduction processing speed, corresponding to the data output speed from the buffer 5) are the same, this initial state Will be maintained.
これに対して、伝送路特性が悪化し、再送回数が増加して、データ伝送速度が低下すると、バッファ5へのデータ流入量がバッファ5からデコーダへのデータ流出量より少なくなるため、バッファ5は、図6(B)に示すように、データ占有領域5aが減少し、空き領域5bが増加した状態に遷移する。
On the other hand, if the transmission path characteristics deteriorate, the number of retransmissions increases, and the data transmission rate decreases, the data inflow amount to the
逆に、データ伝送速度がデコード処理速度より高いと、バッファ5は、図6(C)に示すように、データ占有領域5aが増加し、空き領域5bが減少した状態に遷移する。
Conversely, when the data transmission rate is higher than the decoding processing rate, the
この場合、伝送路特性の変化によるデータ伝送速度の変化が一時的なものであるとすると、バッファ5での遅延時間Xbは、データ占有領域5a中の受信データ量Drをデータ平均伝送速度Sdで除した、
Xb=Dr/Sd …(4)
で表され、バッファ5中の受信データ量Drとバッファ5での遅延時間Xbは比例関係となる。
In this case, assuming that the change in the data transmission rate due to the change in the transmission path characteristics is temporary, the delay time Xb in the
Xb = Dr / Sd (4)
The received data amount Dr in the
そこで、上記の例の映像音声再生システムでは、映像受信再生装置30のバッファ33での遅延時間と音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間とが等しくなり、Δt=0となるように、バッファ33中の受信データ量またはバッファ53中の受信データ量を調整し、バッファ33での遅延時間またはバッファ53での遅延時間を調整する。
Therefore, in the video / audio reproduction system of the above example, the delay time in the
そのためには、その時々のバッファ33での遅延時間およびバッファ53での遅延時間を検出する必要があるが、これは、以下のような方法によって行う。
For this purpose, it is necessary to detect the delay time in the
一つの方法では、映像受信再生装置30の制御部40は、映像パケットがバッファ33に入力されるとき、その時の時刻を示す情報を映像パケットの最後尾に付加し、その映像パケットがバッファ33から出力されるとき、その時の時刻と当該の映像パケットに付加された時刻情報で示される時刻との差を、バッファ33での遅延時間として算出し、音声受信再生装置50の制御部60も、同様に、音声パケットがバッファ53から出力されるときの時刻と当該の音声パケットがバッファ53に入力されたときの時刻との差を、バッファ53での遅延時間として算出する。
In one method, when the video packet is input to the
また、別の方法として、映像受信再生装置30の制御部40および音声受信再生装置50の制御部60が、それぞれ、バッファ33およびバッファ53に格納されるバイトごとの遅延時間を計測するようにしてもよい。
As another method, the control unit 40 of the video reception /
上記の例の映像音声再生システムでは、バッファ遅延時間を調整しなければ、多くの場合、映像受信再生装置30のバッファ33での遅延時間の方が音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間より長くなるので、以下のように、音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間を、映像受信再生装置30のバッファ33での遅延時間と等しくなるように調整する。
In the video / audio reproduction system of the above example, unless the buffer delay time is adjusted, in many cases, the delay time in the
第1の方法では、サーバ10が音声受信再生装置50に、バッファ遅延時間の増減分または目標値を示して、バッファ53での遅延時間の調整を指示する。
In the first method, the
図7に、この場合の、サーバ10の制御部20、映像受信再生装置30の制御部40および音声受信再生装置50の制御部60が実行するバッファ遅延時間の調整に係る一連の処理の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of a series of processes relating to the adjustment of the buffer delay time executed by the control unit 20 of the
この例では、映像および音声の再生を開始した後、映像受信再生装置30の制御部40は、ステップ131で、自装置のバッファ33での遅延時間を検出し、ステップ132で、その遅延時間を示す情報を、特定のパケットフォーマットのデータとして、サーバ10に送信するとともに、音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ151で、自装置のバッファ53での遅延時間を検出し、ステップ152で、その遅延時間を示す情報を、特定のパケットフォーマットのデータとして、サーバ10に送信する。
In this example, after starting the reproduction of video and audio, the control unit 40 of the video reception /
サーバ10の制御部20は、ステップ111で、映像受信再生装置30および音声受信再生装置50からの遅延時間情報を受信し、映像受信再生装置30からの遅延時間情報で示されたバッファ遅延時間をVb、音声受信再生装置50からの遅延時間情報で示されたバッファ遅延時間をAbとするとき、ステップ113で、バッファ遅延時間の調整量として、Δt=Vb−Abを算出し、さらにステップ115で、その調整量の分、バッファ遅延時間を増減すべきことを指示する調整コマンドを、音声受信再生装置50に送信する。
In
音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ157で、その調整コマンドを受信し、さらにステップ158で、自装置のバッファ53での遅延時間を、調整コマンドで示された調整量の分、増減させる。
The control unit 60 of the audio reception /
すなわち、Δtが正のときには、バッファ53に格納される受信データ量を増加させて、バッファ53での遅延時間をΔtだけ増加させ、Δtが負のときには、バッファ53に格納される受信データ量を減少させて、バッファ53での遅延時間を|Δt|だけ減少させる。これによって、音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間は、映像受信再生装置30のバッファ33での遅延時間と等しくなる。
That is, when Δt is positive, the amount of received data stored in the
制御部20,40および60は、その後、ステップ119,139および159で、映像および音声の再生を終了するか否かを判断し、サーバ10でのユーザの終了操作などによって映像および音声の再生を終了するときには、バッファ遅延時間の調整に係る処理も終了するが、そうでなければ、所定の時間間隔で以上のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を繰り返し実行する。
Thereafter, in
したがって、伝送路特性が変化し、図6で示したようにバッファ33,53中の受信データ量が変化しても、常に映像と音声が同期して再生されるようになる。
Therefore, even if the transmission path characteristics change and the amount of received data in the
サーバ10の制御部20が、映像受信再生装置30のバッファ33での遅延時間を、音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間の目標値として、音声受信再生装置50に調整コマンドを送信し、音声受信再生装置50の制御部60が、バッファ53での遅延時間を、その目標値に一致させるように調整するように、システムを構成してもよい。この場合には、バッファ53での遅延時間を示す情報を音声受信再生装置50からサーバ10に送信する必要はない。
The control unit 20 of the
第2の方法では、サーバ10はバッファ遅延時間の調整に関与しないで、映像受信再生装置30が音声受信再生装置50に、バッファ遅延時間の増減分または目標値を示して、バッファ53での遅延時間の調整を指示する。
In the second method, the
図8に、この場合の、映像受信再生装置30の制御部40および音声受信再生装置50の制御部60が実行するバッファ遅延時間の調整に係る一連の処理の一例を示す。
FIG. 8 shows an example of a series of processes relating to the adjustment of the buffer delay time executed by the control unit 40 of the video reception /
この例では、映像および音声の再生を開始した後、映像受信再生装置30の制御部40は、ステップ131で、自装置のバッファ33での遅延時間を検出し、音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ151で、自装置のバッファ53での遅延時間を検出し、さらにステップ153で、その遅延時間を示す情報を映像受信再生装置30に送信する。
In this example, after starting the reproduction of video and audio, the control unit 40 of the video reception /
映像受信再生装置30の制御部40は、ステップ134で、音声受信再生装置50からの遅延時間情報を受信し、ステップ131で検出された自装置のバッファ33での遅延時間をVb、音声受信再生装置50からの遅延時間情報で示されたバッファ遅延時間をAbとするとき、ステップ135で、バッファ遅延時間の調整量として、Δt=Vb−Abを算出し、さらにステップ136で、その調整量の分、バッファ遅延時間を増減すべきことを指示する調整コマンドを、音声受信再生装置50に送信する。
In
音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ157で、その調整コマンドを受信し、さらにステップ158で、図7に示した第1の方法と同様に、自装置のバッファ53での遅延時間を、調整コマンドで示された調整量の分、増減させる。
The control unit 60 of the audio reception /
制御部40および60は、その後、ステップ139および159で、映像および音声の再生を終了するか否かを判断し、サーバ10でのユーザの終了操作などによって映像および音声の再生を終了するときには、バッファ遅延時間の調整に係る処理も終了するが、そうでなければ、所定の時間間隔で以上のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を繰り返し実行する。
Thereafter, in
したがって、第2の方法でも、常に映像と音声が同期して再生されるようになる。しかも、第2の方法では、サーバ10が関与することなく、より簡易にバッファ遅延時間を調整することができる。
Therefore, even in the second method, video and audio are always reproduced in synchronization. Moreover, in the second method, the buffer delay time can be adjusted more easily without involving the
映像受信再生装置30の制御部40が、自装置のバッファ33での遅延時間を、音声受信再生装置50のバッファ53での遅延時間の目標値として、音声受信再生装置50に調整コマンドを送信し、音声受信再生装置50の制御部60が、バッファ53での遅延時間を、その目標値に一致させるように調整するように、システムを構成してもよい。この場合には、バッファ53での遅延時間を示す情報を音声受信再生装置50から映像受信再生装置30に送信する必要はない。
The control unit 40 of the video reception /
第3の方法では、サーバ10はバッファ遅延時間の調整に関与せず、かつ映像受信再生装置30からの指示によらずに、音声受信再生装置50がバッファ53での遅延時間を調整する。
In the third method, the
図9に、この場合の、映像受信再生装置30の制御部40および音声受信再生装置50の制御部60が実行するバッファ遅延時間の調整に係る一連の処理の一例を示す。
FIG. 9 shows an example of a series of processes related to the adjustment of the buffer delay time executed by the control unit 40 of the video reception /
この例では、映像および音声の再生を開始した後、音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ151で、自装置のバッファ53での遅延時間を検出し、映像受信再生装置30の制御部40は、ステップ131で、自装置のバッファ33での遅延時間を検出し、さらにステップ133で、その遅延時間を示す情報を音声受信再生装置50に送信する。
In this example, after starting the reproduction of video and audio, the control unit 60 of the audio reception /
音声受信再生装置50の制御部60は、ステップ154で、映像受信再生装置30からの遅延時間情報を受信し、その遅延時間情報で示されたバッファ遅延時間をVb、ステップ151で検出された自装置のバッファ53での遅延時間をAbとするとき、ステップ155で、バッファ遅延時間の調整量として、Δt=Vb−Abを算出し、さらにステップ158で、図7に示した第1の方法と同様に、その調整量の分、バッファ53での遅延時間を増減させる。
In
制御部40および60は、その後、ステップ139および159で、映像および音声の再生を終了するか否かを判断し、サーバ10でのユーザの終了操作などによって映像および音声の再生を終了するときには、バッファ遅延時間の調整に係る処理も終了するが、そうでなければ、所定の時間間隔で以上のようなバッファ遅延時間の調整に係る処理を繰り返し実行する。
Thereafter, in
したがって、第3の方法でも、常に映像と音声が同期して再生されるようになる。しかも、第3の方法では、第2の方法に比べて、より簡易にバッファ遅延時間を調整することができる。 Therefore, even in the third method, video and audio are always reproduced in synchronization. Moreover, in the third method, the buffer delay time can be adjusted more easily than in the second method.
[3.他の実施形態]
上述した実施形態は、映像音声再生システムが、サーバ10がDVDプレーヤ、映像受信再生装置30がプロジェクタ、音声受信再生装置50が5.1チャンネルのサラウンド音声を再生する装置であるホームシアターシステムの場合であるが、この発明は、これに限らず、サーバが、デジタルTV放送の映像音声データやインターネット上の映像音声データを受信し、またはハードディスクなどの記録媒体に記録されている映像音声データを再生して、符号化映像データおよび符号化音声データを送信する装置、映像受信再生装置が、その符号化映像データを受信して映像を再生する装置、音声受信再生装置が、その符号化音声データを受信して1チャンネルまたは複数チャンネルの音声を再生する装置である映像音声再生システムに、適用することができる。
[3. Other Embodiments]
In the embodiment described above, the video / audio reproduction system is a home theater system in which the
この場合、映像音声信号源としてのサーバで、映像音声信号がアナログ信号として得られる場合には、サーバで、その映像音声信号をMPEG2符号化方式などによって符号化し、符号化映像データおよび符号化音声データとして映像受信再生装置および音声受信再生装置に送信する。 In this case, when the video / audio signal is obtained as an analog signal by the server as the video / audio signal source, the server encodes the video / audio signal by the MPEG2 encoding method or the like, and encodes the encoded video data and the encoded audio. The data is transmitted to the video reception / playback apparatus and the audio reception / playback apparatus.
また、この発明は、同じ映像音声再生システムを異なる用途に切り替えて使用し、用途に応じて映像受信再生装置および音声受信再生装置のバッファ量を変更する場合にも、適用することができる。 The present invention can also be applied to the case where the same video / audio reproduction system is used by switching to a different application, and the buffer amounts of the video reception / reproduction apparatus and the audio reception / reproduction apparatus are changed according to the application.
例えば、同じ映像音声再生システムを映画鑑賞用とテレビ会議用とに切り替えて使用する場合である。この場合、映画鑑賞の用途で使用するときには、画質を優先するために、映像受信再生装置および音声受信再生装置のバッファを大きめに設定し、テレビ会議の用途で使用するときには、即応性を優先するために、映像受信再生装置および音声受信再生装置のバッファを小さめに設定する。この場合にも、上記のようにバッファ遅延時間を調整することによって、映画鑑賞の用途で使用するときにも、テレビ会議の用途で使用するときにも、常に映像の再生と音声の再生とを同期させることができる。 For example, there is a case where the same video / audio reproduction system is used by switching between movie viewing and video conferencing. In this case, in order to give priority to image quality when used for movie appreciation, the video reception / playback apparatus and audio reception / playback apparatus have a larger buffer, and when used for video conference use, priority is given to responsiveness. Therefore, the buffers of the video reception / playback apparatus and the audio reception / playback apparatus are set to be small. In this case as well, by adjusting the buffer delay time as described above, video playback and audio playback are always performed regardless of whether they are used for movie viewing or video conferencing. Can be synchronized.
さらに、この発明は、映像受信再生装置または音声受信再生装置を複数備え、それぞれの映像受信再生装置または音声受信再生装置で、サーバから送信された符号化映像データまたは符号化音声データを受信してバッファに書き込み、バッファから読み出して復号する映像音声再生システムにも適用することができる。 Further, the present invention comprises a plurality of video reception / playback devices or audio reception / playback devices, and each of the video reception / playback devices or audio reception / playback devices receives encoded video data or encoded audio data transmitted from a server. The present invention can also be applied to a video / audio reproduction system in which data is written into a buffer, read from the buffer, and decoded.
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。 Since all the main parts are described in the figure, they are omitted here.
Claims (11)
上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置が、それぞれ自装置のバッファでの遅延時間を検出する工程と、
この検出工程での検出結果をもとに、上記サーバ、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置が、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間の増減分または目標値として、上記映像受信再生装置での映像再生と上記音声受信再生装置での音声再生とが同期する時間を算出する工程と、
この算出工程での算出結果をもとに、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置が、自装置のバッファでの遅延時間を調整する工程と、
を備えることを特徴とする映像音声再生方法。 A server that wirelessly transmits encoded video data and encoded audio data, a video reception / playback device that receives the encoded video data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded data from the buffer, and reproduces the video And audio / video in a video / audio reproduction system of a wireless communication system including an audio reception / reproduction device that receives and decodes encoded audio data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded audio from the buffer, and reproduces audio. A playback method,
The video reception / playback device and the audio reception / playback device each detecting a delay time in its own buffer;
Based on the detection result in this detection step, the server, the video reception / playback apparatus, or the audio reception / playback apparatus may increase or decrease the delay time in the buffer of the video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus or the target. Calculating a time at which video reproduction at the video reception / playback apparatus and voice reproduction at the audio reception / playback apparatus are synchronized as a value;
Based on the calculation result in this calculation step, the video reception / playback device or the audio reception / playback device adjusts the delay time in its own buffer;
A video / audio reproduction method comprising:
上記算出工程は、上記サーバが実行し、上記サーバは、その算出結果を示して、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置にバッファ遅延時間の調整を指示することを特徴とする映像音声再生方法。 The video / audio reproduction method according to claim 1,
The calculation step is executed by the server, and the server indicates the calculation result and instructs the video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus to adjust the buffer delay time. Method.
上記算出工程は、上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置のうちの一方の装置が実行し、その一方の装置は、その算出結果を示して、他方の装置にバッファ遅延時間の調整を指示することを特徴とする映像音声再生方法。 The video / audio reproduction method according to claim 1,
The calculation step is executed by one of the video reception / playback device and the audio reception / playback device, and the one device indicates the calculation result and instructs the other device to adjust the buffer delay time. A video / audio reproduction method comprising:
上記算出工程は、上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置のうちの一方の装置が実行し、その一方の装置が、上記調整工程を実行することを特徴とする映像音声再生方法。 The video / audio reproduction method according to claim 1,
The calculation step is performed by one of the video reception / playback device and the audio reception / playback device, and the one device executes the adjustment step.
上記符号化音声データは、複数チャンネルの音声データであり、上記音声受信再生装置は、複数チャンネルの音声を再生することを特徴とする映像音声再生方法。 The video / audio reproduction method according to claim 1,
The encoded audio data is audio data of a plurality of channels, and the audio receiving / reproducing apparatus reproduces audio of a plurality of channels.
上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置は、それぞれ自装置のバッファでの遅延時間を検出する手段を備え、
上記サーバ、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置は、上記検出手段による検出結果をもとに、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間の増減分または目標値として、上記映像受信再生装置での映像再生と上記音声受信再生装置での音声再生とが同期する時間を算出する手段を備え、
上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置は、上記算出手段による算出結果をもとに、自装置のバッファでの遅延時間を調整する手段を備える、
ことを特徴とする映像音声再生システム。 A server that wirelessly transmits encoded video data and encoded audio data, a video reception / reproduction device that receives the encoded video data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded data from the buffer, and reproduces the video And a video / audio reproduction system of a wireless communication system including an audio reception / reproduction device that receives encoded audio data transmitted from the server, writes the encoded audio data in a buffer, reads out and decodes the buffer from the buffer, and reproduces audio. ,
The video reception / playback device and the audio reception / playback device each include means for detecting a delay time in the buffer of the device itself,
The server, the video reception / playback device, or the audio reception / playback device, based on a detection result by the detection means, an increase / decrease amount of a delay time or a target value in the buffer of the video reception / playback device or the audio reception / playback device And means for calculating a time for synchronizing the video playback in the video reception / playback apparatus and the audio playback in the voice reception / playback apparatus,
The video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus includes means for adjusting a delay time in a buffer of the own apparatus based on a calculation result by the calculation means.
A video / audio reproduction system characterized by that.
上記算出手段は、上記サーバが備え、上記サーバは、その算出結果を示して、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置にバッファ遅延時間の調整を指示することを特徴とする映像音声再生システム。 The video / audio reproduction system according to claim 6,
The calculation means is provided in the server, and the server indicates the calculation result and instructs the video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus to adjust the buffer delay time. .
上記算出手段は、上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置のうちの一方の装置が備え、その一方の装置は、その算出結果を示して、他方の装置にバッファ遅延時間の調整を指示することを特徴とする映像音声再生システム。 The video / audio reproduction system according to claim 6,
The calculation means is provided in one of the video reception / playback device and the audio reception / playback device, and the one device indicates the calculation result and instructs the other device to adjust the buffer delay time. A video / audio reproduction system characterized by that.
上記算出手段および上記調整手段は、上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置のうちの一方の装置が備えることを特徴とする映像音声再生システム。 The video / audio reproduction system according to claim 6,
The video / audio reproduction system, wherein the calculating means and the adjusting means are provided in one of the video reception / playback apparatus and the audio reception / playback apparatus.
上記符号化音声データは、複数チャンネルの音声データであり、上記音声受信再生装置は、複数チャンネルの音声を再生することを特徴とする映像音声再生システム。 The video / audio reproduction system according to claim 6,
The encoded audio data is audio data of a plurality of channels, and the audio receiving / reproducing apparatus reproduces audio of a plurality of channels.
上記映像受信再生装置および上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間を検出する手段、
その検出結果をもとに、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間の増減分または目標値として、上記映像受信再生装置での映像再生と上記音声受信再生装置での音声再生とが同期する時間を算出する手段、および、
その算出結果をもとに、上記映像受信再生装置または上記音声受信再生装置のバッファでの遅延時間を調整する手段、
として機能させることを特徴とする映像音声再生用プログラム。 A server that wirelessly transmits encoded video data and encoded audio data, a video reception / playback device that receives the encoded video data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded data from the buffer, and reproduces the video And a video / audio reproduction system of a wireless communication system including an audio reception / reproduction device that receives and decodes encoded audio data transmitted from the server, writes it in a buffer, reads out the decoded data from the buffer, and reproduces audio. Computer
Means for detecting a delay time in a buffer of the video reception / playback device and the audio reception / playback device;
Based on the detection result, as the increase / decrease in the delay time in the buffer of the video reception / playback apparatus or the audio reception / playback apparatus or the target value, the video playback at the video reception / playback apparatus and the audio reception / playback apparatus Means for calculating a time for synchronization with audio reproduction; and
Means for adjusting a delay time in the buffer of the video reception / playback device or the audio reception / playback device based on the calculation result;
A program for video / audio reproduction, characterized in that it functions as a program.
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