JP2002374319A - 受信装置及び受信再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストリーミング再生方式を用いたディジタル
データ通信において、受信バッファのオーバーフローや
アンダーフローを防止する。 【解決手段】 送信装置は、送信側サンプリング周波数
ｆsで、時刻T1からT2の間に、１００個のパケットＰ1〜
Ｐ100をサンプリングする。パケットＰ1と最後のパケッ
トＰ100とのパケット送信間隔ΔＴｓ＝T1−T2となる。
受信装置は、受信側サンプリング周波数ｆrで動作し、
パケットＰ1〜Ｐ100のパケット受信間隔ΔＴｒ＝T4−T3
とする。パケットＰ1とＰ100とでのパケット送信間隔Δ
Ｔｓ及びパケット受信間隔ΔＴｒの差を検出し、この差
が少なくなるように受信側サンプリング周波数ｆrを補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビルの構内
放送設備などに用いられるディジタルデータ通信システ
ムに関する。

【０００２】本発明において、パケット送信時間とは、
送信側サンプリング周波数ｆsによるクロックに基づい
て計測されたパケットの送信時間を言う。また、パケッ
ト受信時間とは、受信側サンプリング周波数ｆrによる
クロックで計測されたパケットの受信時間を言う。

【０００３】

【従来の技術】ＬＡＮなどのネットワーク上でのディジ
タルデータ通信システムでは、テキストや静止画像だけ
でなく、音声や動画像などのデータをパケット化して通
信を行う。この通信システムで音声や動画像の通信を行
う場合、受信側は、送信側におけるパケットの送信間隔
Δｔと同じ時間間隔Δｔでパケットを受信し、連続した
データを出力することが要求される。しかし、ネットワ
ークのトラフィックの状況によっては、パケットの伝送
時間に揺らぎが生じる、衝突によりパケットが欠落した
り順番通り到着しない、などの不具合が生じる。これら
の不具合は、再生された音声や画像の品質の劣化原因と
なる。

【０００４】音声や動画像をリアルタイムに伝送するデ
ィジタル通信及び再生方式の１つに、データの最後まで
の受信を待たずに再生する「ストリーミング再生方式」
がある。ストリーミング再生方式では、送信装置側及び
受信装置にそれぞれ送信バッファ及び受信バッファが設
けられる。この方式における送信装置及び受信装置の処
理は、次のようになる。

【０００５】例えば音声通信の場合、送信装置に入力さ
れたアナログ音声信号は、アナログ／ディジタル変換器
（ＡＤＣ）によりディジタル音声データに変換され、送
信バッファに蓄積される。通信システムによっては、ネ
ットワーク回線の帯域を有効利用するために、ディジタ
ル音声データをさらに符号化して圧縮音声符号化情報と
する。送信バッファに蓄積されたディジタル音声データ
や圧縮音声符号化情報（以下、まとめてディジタル音声
データという）は、パケットに組み立てられ、パケット
単位でネットワークを介して受信装置に送信される。

【０００６】受信装置は、パケットを受信して分解し、
ディジタル音声データを受信バッファに蓄積する。受信
バッファのデータ蓄積量が一定以上になると、ディジタ
ル音声データが受信バッファから読み出され、ディジタ
ル／アナログ変換器（ＤＡＣ）でアナログ音声データに
変換され、出力される。通信システムによっては、受信
バッファに蓄積された圧縮音声符号化情報を伸長し、デ
ィジタル音声データを生成する復号化処理を行う。

【０００７】また、前記ストリーミング再生方式に加
え、ＴＣＰ／ＩＰに準拠するデータ通信システムにおい
ては、ＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)が前記不
具合を解決するために利用されている。ＲＴＰを用いる
通信システムでは、パケットに時間情報やシーケンシャ
ル番号を付加し、これらの情報に基づいてデータの再生
を行う。前記時間情報には、送信装置でのパケット送信
時間を示すタイムスタンプが含まれている。受信装置
は、タイムスタンプ及びシーケンシャル番号を参照する
ことにより、パケットを送信された順に再生することが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記ストリーミング再
生方式やＲＴＰを採用したデータ通信システムは、受信
側で再生されるデータの品質向上にある程度の効果を奏
しているものの、十分ではない。そのため、再生中に受
信バッファのデータ蓄積量がゼロになってしまい、再生
が停止する「アンダーフロー」が発生する場合がある。
逆に、受信したパケットを受信バッファに吸収しきれな
い「オーバーフロー」が発生する場合もある。オーバー
フローが生じると、受信したパケットは破棄されてしま
う。アンダーフローが生じると音切れが生じ、オーバー
フローが生じると音声データが不連続となりノイズの発
生を招き、いずれも音声品質が劣化してしまう。

【０００９】アンダーフローやオーバーフローを完全に
取り除くことができない一要因として、送信側及び受信
側でのサンプリング周波数の誤差が考えられる。例えば
音声データ通信の場合、送信装置に入力されたアナログ
音声データは、ＡＤＣにより一定のサンプリング周波数
ｆsでサンプリングされ、アナログデータからディジタ
ルデータに変換される。受信装置では、前記送信装置と
は逆に、受信したデータがＤＡＣにより一定のサンプリ
ング周波数ｆrでサンプリングされ、ディジタルデータ
からアナログデータに変換される。

【００１０】送信装置のサンプリング周波数ｆsと受信
装置のサンプリング周波数ｆrとは同一でなければなら
ない。ところが、送信装置及び受信装置においてサンプ
リング周波数を発生させる発振器が設計上は同一であっ
ても、実際に発生する周波数ｆsとｆrとにはわずかな誤
差が存在する。この誤差のために、同一時間内でのデー
タ数が送信側と受信側とで異なってしまい、結果として
受信バッファのアンダーフローやオーバーフローが生じ
てしまう。

【００１１】本発明は、ＲＴＰを用いたディジタルデー
タ通信において、再生されるデータの品質を高める技術
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本願第１発明は、送信側サンプリング周波数ｆsの
送信装置に通信網を介して接続された受信装置であっ
て、受信手段と、受信バッファと、検出手段と、周波数
生成手段と、時間生成手段と、変換手段と、補正手段
と、を備える受信装置を提供する。

【００１３】受信手段は、前記通信網を介し、ディジタ
ルデータ及びパケット送信時間を含む第１及び第２パケ
ットを前記送信装置から順次受信する。受信バッファ
は、前記ディジタルデータを一時的に蓄積する。検出手
段は、前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出
結果として検出信号を出力する。周波数生成手段は、受
信側サンプリング周波数ｆrを生成する。時間生成手段
は、前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前
記第１パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケッ
ト受信時間を生成する。変換手段は、前記検出信号に基
づいて、前記受信バッファに蓄積されているディジタル
データを取り出し、前記受信側サンプリング周波数ｆr
に従ってアナログデータに変換する。補正手段は、前記
第１パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケット
送信時間及びパケット受信時間に基づいて前記送信側サ
ンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリング周波数
ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者の差が縮
まるように前記受信側サンプリング周波数ｆrを補正す
る。

【００１４】送信装置は、連続する２個のパケットＰ
１、Ｐ２を、時刻T1、T2でサンプリングしてＡ／Ｄ変換
する。両パケットのパケット送信時間の差ΔＴs＝T2−T
1を、パケット送信間隔と呼ぶ。両パケットの受信装置
は、時刻T3、T4で両パケットを受信し、Ｄ／Ａ変換す
る。両パケットのパケット受信時間の差ΔＴr＝T4−T3
を、パケット受信間隔と呼ぶ。

【００１５】仮にｆs＜ｆrとすれば、パケット送信間隔
１／ｆsとパケット受信間隔１／ｆrとの差は、Ｎ＊（１
／ｆs−１／ｆr）＝（ΔＴs−ΔＴr）となる（Ｎは正数
であり、１パケット中に含まれるディジタルデータのサ
ンプル数）。この差を元に、受信側サンプリング周波数
ｆrを補正し、送信側サンプリング周波数ｆsとの誤差を
減少させる。送信側及び受信側でのサンプリング周波数
の誤差に起因するアンダーフローやオーバーフローを抑
制し、再生されるデータの品質を高めることができる。

【００１６】本願第２発明は、前記第１発明において、
前記補正手段が、前記第１パケット及び前記第２パケッ
トのパケット送信間隔とパケット受信間隔との差をさら
に検出することにより、前記受信側サンプリング周波数
ｆrを補正する受信装置を提供する。

【００１７】この発明は、前記第１発明と同様の作用効
果を奏する。本願第３発明は、送信側サンプリング周波
数ｆsの送信装置に通信網を介して接続された受信装置
であって、受信手段と、受信バッファと、検出手段と、
周波数生成手段と、時間生成手段と、変換手段と、補正
手段と、を備える受信装置を提供する。

【００１８】受信手段は、前記通信網を介し、ディジタ
ルデータ、パケット送信時間及び通し番号を含むｍ個
（ｍ≧２）のパケットを前記送信装置から受信する。受
信バッファは、前記ディジタルデータを一時的に蓄積す
る。検出手段は、前記受信バッファのデータ蓄積量を検
出し、検出結果として検出信号を出力する。周波数生成
手段は、受信側サンプリング周波数ｆrを生成する。時
間生成手段は、前記受信側サンプリング周波数ｆrに基
づいて、受信するパケットのパケット受信時間を生成す
る。変換手段は、前記検出信号に基づいて、前記受信バ
ッファに蓄積されているディジタルデータを取り出し、
前記サンプリング周波数ｆrに従ってアナログデータに
変換する。補正手段は、前記通し番号順にｎ個（ｎ≧
２）のパケットからなるパケット群を順次生成し、新た
なパケット群が生成されるたびに、前記パケット群に含
まれる前記ｎ個のパケットのうち最初のパケットＰ1及
び最後のパケットＰnのパケット送信時間とパケット受
信時間とに基づいて、前記送信側サンプリング周波数ｆ
sと前記受信側サンプリング周波数ｆrとの差を検出し、
検出結果に基づいて両者の差が縮まるように前記受信側
サンプリング周波数ｆrを補正する。

【００１９】受信側及び送信側サンプリング周波数ｆr
及びｆsとの差は実際には非常にわずかなので、例えば
１００個毎に周波数ｆrを補正すると良い。例えば、１
００個目のパケットＰ100及び２００個目のパケットＰ2
00が時刻T1及びT2でサンプリングされたとすると、両パ
ケットのパケット送信間隔ΔＴs＝T2−T1となる。ま
た、パケットＰ100及びパケットＰ200が時刻T3及びT4で
受信されたとすると、両パケットのパケット受信間隔Δ
Ｔr＝T4−T3となる。両者の差（ΔＴs−ΔＴr）を検出
し、受信側サンプリング周波数ｆrを補正する。

【００２０】本願第４発明は、前記第３発明において、
前記補正手段が、前記パケットＰ1及び前記パケットＰn
のサンプリング間隔と逆サンプリング間隔との差をさら
に検出することにより、前記受信側サンプリング周波数
ｆrを補正する受信装置を提供する。

【００２１】この発明は、前記第３発明と同様の作用効
果を有する。本願第５発明は、前記第１〜４発明のいず
れかにおいて、前記周波数生成手段としてＶＣＯ(Volta
ge Control Oscillator)を用い、前記補正手段が前記Ｖ
ＣＯへの印加電圧をさらに調整することにより、前記受
信側サンプリング周波数ｆrを補正する受信装置を提供
する。

【００２２】本願第６発明は、送信側サンプリング周波
数ｆsの送信装置に通信網を介して接続された受信装置
に用いられる受信再生方法であって、下記（Ａ）〜
（Ｇ）ステップを含む受信再生方法を提供する。 （Ａ）前記通信網を介し、ディジタルデータ及びパケッ
ト送信時間を含む第１パケット及び第２パケットを前記
送信装置から順次受信する受信ステップ、（Ｂ）前記デ
ィジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積する蓄積
ステップ、（Ｃ）前記受信バッファのデータ蓄積量を検
出し、検出結果として検出信号を出力する検出ステッ
プ、（Ｄ）受信側サンプリング周波数ｆrを生成するた
めの周波数生成ステップ、（Ｅ）前記受信側サンプリン
グ周波数ｆrに基づいて、前記第１パケット及び前記第
２パケットの受信時間を生成するための時間生成ステッ
プ、（Ｆ）前記検出信号に基づいて、前記受信バッファ
に蓄積されているディジタルデータを取り出し、前記受
信側サンプリング周波数ｆrに従ってアナログデータに
変換する変換ステップ、（Ｇ）前記第１パケット及び前
記第２パケットのパケット送信時間及びパケット受信時
間に基づいて前記送信側サンプリング周波数ｆsと前記
受信側サンプリング周波数ｆrとの差を検出し、検出結
果に基づいて両者の差が縮まるように前記受信側サンプ
リング周波数ｆrを補正する補正ステップ。

【００２３】前記第１発明と同様の作用効果を有する。
本願第７発明は、送信側サンプリング周波数ｆsの送信
装置に通信網を介して接続された受信装置に用いられる
受信再生プログラムであって、前記（Ａ）〜（Ｇ）ステ
ップを実行するためのプログラムをコンピュータに実行
させるための受信再生プログラムを提供する。また、こ
のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体は、本願第８発明に含まれる。

【００２４】本願第９発明は、音声入力手段と、音声送
信手段と、音声受信手段と、音声出力手段とを含む放送
システムを提供する。音声入力手段とは、マイクロホン
やCDプレーヤなどの音声再生機器などのアナログ音声を
入力するための手段である。

【００２５】音声送信手段は、前記音声入力手段に接続
され、入力された音声を送信側サンプリング周波数ｆs
に基づいてサンプリングすることによりディジタル音声
データに変換し、前記ディジタル音声データとパケット
送信時間とを含む第１パケット及び第２パケットを伝送
路に出力する。音声受信手段は、前記音声送信手段と前
記伝送路を介して接続され、前記ディジタル音声データ
を受信側サンプリング周波数ｆrに基づいてアナログ音
声データに変換する。音声出力手段は、前記音声受信手
段に接続され、前記アナログ音声データを出力する。

【００２６】前記音声受信手段は、下記のＡ〜Ｃ手段を
備えている。 Ａ：前記第１パケット及び第２パケットを順次受信する
パケット受信手段、 Ｂ：前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前
記第１パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケッ
ト受信時間を生成する時間生成手段、 Ｃ：前記第１パケット及び前記第２パケットそれぞれの
パケット送信時間及びパケット受信時間に基づいて前記
送信側サンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリン
グ周波数ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者
の差が縮まるように前記受信側サンプリング周波数ｆr
を補正する補正手段。

【００２７】この放送システムは、前記第１発明と同様
の作用効果を奏する。

【００２８】

【発明の実施の形態】＜発明の概要＞本発明は、パケッ
ト送信時間をディジタルデータと共に送受信するディジ
タル通信システムの受信装置を提供する。本発明に係る
受信装置は、送信装置とのサンプリング周波数の差を検
出し、その差を減少させる。具体的には、受信装置は、
通常の受信処理及び再生処理に加え、補正処理を実行す
る。

【００２９】補正処理では、パケットＰ１及びＰn（ｎ
≧２）のパケット送信間隔ΔＴsとパケット受信間隔Δ
Ｔrとの差を検出する。検出された差から受信側サンプ
リング周波数ｆrを補正し、送信側サンプリング周波数
ｆsとの差を減縮させる。

【００３０】図１は、本発明の概要を示す概念説明図で
ある。送信装置は、サンプリング周波数ｆsで動作し、
時刻T1〜T2の間に、１００個のパケットＰ1〜Ｐ100を生
成する。パケットＰ1とパケットＰ100とのパケット送信
時間のずれΔＴd＝T2−T1を、パケット送信間隔とい
う。

【００３１】受信装置は、サンプリング周波数ｆrで動
作し、パケットＰ1〜Ｐ100は時刻T3からT4の間で受信さ
れる。パケットＰ1とパケットＰ100との受信時間のずれ
ΔＴｒ＝T4−T3を、パケット受信間隔という。

【００３２】補正処理では、パケットＰ1及びＰ100のパ
ケット送信間隔ΔＴｓとパケット受信間隔ΔＴｒとの差
を検出し、この差が少なくなるように受信側サンプリン
グ周波数ｆrを補正する。以上の処理を、１００個のパ
ケット単位で繰り返す。

【００３３】これにより、送信装置と受信装置とのサン
プリング周波数の誤差による受信バッファのオーバーフ
ローやアンダーフローを防止し、再生されるデータの品
質を高めることができる。

【００３４】＜第１実施形態例＞次に、本発明の受信装
置を適用した音声通信システムについて、実施形態例を
挙げて詳細に説明する。

【００３５】［構成］図２は、第１実施形態例に係る音
声通信システムの構成を示すブロック図である。音声通
信システム１０は、送信装置１と受信装置２とがＬＡＮ
などのネットワーク３により接続されて構成されてい
る。なお、図１では、ネットワーク３に接続されている
送信装置１及び受信装置２はそれぞれ１つしか示されて
いないが、通常は複数の送信装置及び受信装置がネット
ワーク３に接続される。また、送信装置１と受信装置２
とは、一体に構成されていても良い。

【００３６】送信装置１は、入力部１１、増幅器１２、
ＡＤＣ１３、入力バッファ１４、符号化部１５、送信バ
ッファ１６、送信部１７、ＶＣＯ１８及びＴＳカウンタ
１９を有している。マイクなどの入力部１１に入力され
た音声は、アナログ音声信号に変換される。このアナロ
グ音声信号は、増幅器１２により増幅され、ＶＣＯ１８
が発生するサンプリング周波数ｆsに基づいてＡＤＣ１
３によりディジタル音声データに変換され、入力バッフ
ァ１４に蓄積される。符号化部１５は、入力バッファ１
４に蓄積されているディジタル音声データを圧縮音声符
号化情報に符号化し、送信バッファ１６に蓄積する。な
お、ＶＣＯ１８は、印加電圧により発生するサンプリン
グ周波数ｆsを変化させることができる。

【００３７】送信部１７は、送信バッファ１６のデータ
をパケットに組み立て、一定の時間間隔でネットワーク
３に送出する。このパケットには、ＲＴＰヘッダが含ま
れている。ＲＴＰヘッダには、タイムスタンプ及びシー
ケンス番号が含まれている。タイムスタンプは、ＴＳカ
ウンタ１９がサンプリング周波数ｆsに基づいて生成さ
れ、パケットの最初のサンプルを生成した時間を表す。
シーケンス番号は、パケットの順番を示す。パケットの
構成については後述する。なお、ディジタル音声データ
を符号化しない場合、符号化部１５を省略することがで
きる。

【００３８】受信装置２は、受信部２１、受信バッファ
２２、復号化部２３、出力バッファ２４、ＤＡＣ２５、
増幅部２６、出力部２７、ＶＣＯ２８、ＴＳカウンタ２
９及び補正部２１０を有している。ネットワーク３に送
出されたパケットは、受信部２１により受信され、分解
されて受信バッファ２２に格納される。受信バッファ２
２に蓄積された圧縮音声符号化情報は、復号化部２３に
より復号化及び伸長され、ディジタル音声データにな
る。このディジタル音声データは、出力バッファ２５に
格納され、ＤＡＣ２５によりサンプリング周波数ｆrで
アナログ音声信号に変換される。サンプリング周波数ｆ
rは、ＶＣＯ２８により生成される。アナログ音声信号
は、増幅部２６により増幅され、スピーカなどの出力部
２７から空気中に拡声される。送信装置１側の符号化部
１５が省略される場合、受信装置２の復号化部２３を省
略することができる。スピーカなどの出力部２７は、受
信装置２と独立に設けてもよい。

【００３９】ＴＳカウンタ２９は、サンプリング周波数
ｆrに基づいてタイムスタンプを生成し、補正部２１０
に渡す。後述するように、タイムスタンプの値そのもの
ではなく値の差が補正処理に用いられるので、タイムス
タンプの初期値は任意で良い。タイムスタンプフォーマ
ットは前述と同様である。補正部２１０は、ｎ個（ｎは
自然数）のパケットを受信するたびに、ｎ個のパケット
の中で最初のパケットＰ1と最後のパケットＰnとのパケ
ット送信間隔ΔＴsと、パケット受信間隔ΔＴrとの誤差
を検出する。さらに、検出された誤差に基づいて、受信
側サンプリング周波数ｆrを送信側サンプリング周波数
ｆsに近づけるよう補正する。

【００４０】［パケット構成］図３に、送受信されるパ
ケットの構成例を示す。パケットには、ＩＰヘッダ、Ｕ
ＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダ及び音声ディジタルデータが
含まれている。ＩＰヘッダには、送信元のＩＰアドレ
ス、送信先のＩＰアドレスなどが記述されている。ＵＤ
Ｐヘッダには、送信元ポート番号、送信先ポート番号、
メッセージ長などが記述されている。なお、ＩＰパケッ
トのデータ部にＵＤＰパケットではなくＴＣＰパケット
を用いることもでき、その場合にはＵＤＰヘッダに代え
てＴＣＰヘッダが用いられる。ＲＴＰヘッダには、下記
の情報が含まれている。

【００４１】ａ）バージョン ｂ）パディング ｃ）ＣＳＲＣ：ＣＳＲＣ識別子を何個含んでいるかを示
す。

【００４２】ｄ）ペイロードタイプ ｅ）シーケンス番号：パケットの順番を示す。 ｆ）タイムスタンプ：パケットの先頭のデータをサンプ
リングした時間を表す。

【００４３】ｇ）ＳＳＲＣ：送信装置の識別子 ｈ）ＣＳＲＣ：元の送信者の識別子リスト。 ［処理］次に、前記構成を有する受信装置２が行う処理
の流れについて詳細に説明する。受信装置２は、受信処
理、再生処理及び補正処理の３つの処理を独立に実行す
る。以下、これらの処理について、図面を参照しつつ具
体的に説明する。

【００４４】（１）受信処理 図４（ａ）は、受信装置２が行う受信処理の流れの一例
を示すフローチャートである。受信装置２は、送信装置
１から通信の開始を示すコマンドを受信することによ
り、以下の処理を開始する。

【００４５】ステップＳ１：受信部２１は、通信の終了
を示すコマンドを送信装置１から受信するまで、以下の
ステップＳ２〜Ｓ５までの処理を行う。通信の終了を示
すコマンドを受信すると、処理を終了する。

【００４６】ステップＳ２：受信部２１は、パケットを
待機しており、パケットを受信すると、ステップＳ３に
移行する。 ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５：受信部２１は、受信バッフ
ァ２２に新たなデータを書き込む空きメモリがあるか否
かを判断する（Ｓ３）。空きメモリがあれば、受信した
パケットを受信バッファ２２に格納する（Ｓ４）。空き
メモリがない場合、ステップＳ５に移行し、受け取った
パケットを破棄する（Ｓ５）。

【００４７】以上の処理により、受信バッファ２２に次
々にデータを蓄積する。 （２）再生処理 図４（ｂ）は、受信装置２が行う再生処理の流れの一例
を示すフローチャートである。受信装置２は、送信装置
１から通信の開始を示すコマンドを受信することによ
り、以下の処理を開始する。

【００４８】ステップＳ１１：復号化部２３は、再生開
始条件が満たされたか否かを判断し、満たされた場合は
音声の再生処理を行う。再生開始条件の一例としては、
「受信バッファ２２に蓄積されるデータ量≧しきい値D
1」が挙げられる。しきい値D1としては、ネットワーク
負荷や再生速度を考慮した上で、通信システムに適合す
る経験値を求める。

【００４９】ステップＳ１２：復号化部２３は、受信バ
ッファ２２にデータがあるか否かを判断する。すなわ
ち、復号化部２３は、受信バッファ２２のアンダーフロ
ーが起きるまで以下のステップＳ１３、Ｓ１４及びＳ１
５を繰り返し、音声の再生を行う。受信バッファ２２の
アンダーフローが発生すると、後述するステップＳ１６
に移行する。

【００５０】ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５：復号化
部２３は、受信バッファ２２から圧縮音声符号化情報を
１ブロック分ずつ読み出す（Ｓ１３）。ついで、１ブロ
ックに含まれているサンプリングデータを、順次伸長及
び復号化し、出力バッファ２４に格納する（Ｓ１４）。
出力バッファ２４に格納されたディジタル音声データ
は、ＤＡＣ２５によりサンプリング周波数ｆrでアナロ
グ音声信号に変換され、増幅部２６により増幅されて出
力部２７から空気中に拡声される。１ブロックに含まれ
るサンプリングデータを全てアナログデータに変換して
出力するまで、再生を行う（Ｓ１５）。１ブロック分の
データの再生が終了すると、前記ステップＳ１２に戻
る。

【００５１】ステップＳ１６：受信バッファ２２にデー
タがなくなった場合、復号化部２３は、通信終了のコマ
ンドを送信装置１から受信したか否かを判断する。“Ｙ
ｅｓ”と判断すると処理を終了する。“Ｎｏ”と判断し
た場合は、すなわちアンダーフローが生じている場合
は、ステップＳ１１に戻り再生開始条件が満足されるの
を待機する。

【００５２】この処理では、再生開始条件が満たされる
と再生処理を開始し、受信バッファに蓄積データがある
限り再生処理を繰り返す。 （３）補正処理 図３は、補正処理の流れの一例を示すフローチャートで
ある。この処理では、補正部２１０は、１００個のパケ
ットからなるパケット群Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3・・・を、シー
ケンス番号順に生成する。そして、パケット群を生成す
るたびに、パケット群の最初と最後のパケットのパケッ
ト送信間隔ΔＴs及びパケット受信間隔ΔＴrの差を求
め、受信側サンプリング周波数ｆrを補正する。以下の
処理においては、次の変数を用いる。

【００５３】ＳＮe：パケット群の最後のパケットのシ
ーケンシャル番号 ＳＮ0：パケット群の最初のパケットのシーケンシャル
番号 ＳＮm：通信開始後ｍ番目のパケットＰm（ｍは自然数）
のシーケンシャル番号 ＳＴＳe：パケット群の最後のパケットの送信側タイム
スタンプ ＳＴＳ0：パケット群の最初のパケットの送信側タイム
スタンプ ＳＴＳm：パケットＰmの送信側タイムスタンプ ＲＴＳe：パケット群の最後のパケットの受信側タイム
スタンプ ＲＴＳ0：パケット群の最初のパケットの受信側タイム
スタンプ ＲＴＳm：パケットＰmの受信側タイムスタンプ なお、説明を容易にするため、パケットは順次受信され
ると仮定する。受信装置２は、送信装置１から通信の開
始を示すコマンドを受信することにより、以下の処理を
開始する。

【００５４】ステップＳ２１：補正部２１０は、通信の
終了を示すコマンドを送信装置１から受信するまで、以
下のステップＳ２２〜Ｓ２１２の処理を行う。通信の終
了を示すコマンドを受信すると、処理を終了する。

【００５５】ステップＳ２２：補正部２１０は、パケッ
トを待機しており、パケットを受信すると、ステップＳ
２３に移行する。 ステップＳ２３：補正部２１０は、受信したパケットＰ
mの受信側タイムスタンプＲＴＳmを、ＴＳカウンタ２９
から取得する。

【００５６】ステップＳ２４：補正部２１０は、受信し
たパケットＰmのシーケンシャル番号ＳＮmをＲＴＰヘッ
ダから取得し、ＳＮe＝ＳＮmとする。通信開始時（ｍ＝
１）であれば、ＳＮe＝ＳＮ1となる。

【００５７】ステップＳ２５：補正部２１０は、受信し
たパケットＰmの送信側タイムスタンプＳＴＳmをＲＴＰ
ヘッダから取得し、ＳＴＳe＝ＳＴＳmとする。通信開始
時（ｍ＝１）であれば、ＳＴＳe＝ＳＴＳ1となる。

【００５８】ステップＳ２６：補正部２１０は、通信開
始後、最初のパケットの受信であるか否かを判断し、
“Ｙｅｓ”と判断するとステップＳ２７に移行する。
“Ｎｏ”と判断すると、後述するステップＳ２１０に移
行する。

【００５９】ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ２９：通信を
開始後最初のパケットＰ1を受信すると、補正部２１０
は、ＳＮ0、ＳＴＳ0及びＲＴＳ0に初期値を設定する。
すなわち、ＳＮ0＝ＳＮ1、ＳＴＳ0＝ＳＴＳ1、ＲＴＳ0
＝ＲＴＳ1とする（Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９）。ここ
で、受信側タイムスタンプＲＴＳ1は、ＴＳカウンタ２
９から取得可能である。その後、ステップＳ２１に戻
り、通信終了まで次のパケットの受信を待機する。

【００６０】ステップＳ２１０：補正部２１０は、通信
開始後２番目以降のパケットを受信する毎に、シーケン
シャル番号順に１００個のパケットからなる新たなパケ
ット群Ｇn（ｎ＝１，２，３・・・）を生成できるか否
かを判断する。新たなパケット群Ｇnを生成するたびに
ステップＳ２１１〜Ｓ２１２の処理を行う。新たなパケ
ット群を生成できない場合、ステップＳ２１に戻り、次
のパケットの受信を待機する。なお、１つのパケット群
に含まれるパケット数は、パケット送信間隔ΔＴsとパ
ケット受信間隔ΔＴrとの差を検出しやすい範囲で、適
宜変更可能である。

【００６１】ステップＳ２１１：補正部２１０は、ＶＣ
Ｏ２８に印加する電圧値Ｖｃを補正する。例えば、新た
な電圧値Ｖｃは、以下のようにして算出することができ
る。 Ｖｃ（Ｖ）＝Ｖｃｐ＋Ｄ・Ｖmax／２Ｆ ここで、Ｖｃｐ：補正前の電圧値 Ｖmax：ＶＣＯ制御電圧の上限 Ｆ：ＶＣＯ制御電圧の振幅（＋方向及び−方向） Ｄ＝Ａ・（ΔＴs−ΔＴr）／ΔＴr ΔＴs＝ＳＴＳe−ＳＴＳ0 ΔＴr＝ＲＴＳe−ＲＴＳ0 Ａ：変換係数 である。

【００６２】ステップＳ２１２：補正部２１０は、前記
ステップＳ２１１で算出した電圧値Ｖｃを、ＶＣＯ２８
に出力する。これにより、新たな電圧Ｖｃに基づいて受
信側サンプリング周波数ｆrが生成される。図６は、上
記の式に基づいてサンプリング周波数の誤差が修正され
る関係を示す。図中上向き矢印は電圧や周波数の上昇
を、下向き矢印は下降を示す。すなわち、ｆs＜ｆrであ
れば、Ｖｃを上昇させてｆrの値を減少させる。ｆs＞ｆ
rであれば、Ｖｃを減少させてｆrを上昇させる。

【００６３】補正部２１０は、サンプリング周波数ｆr
の補正後、ステップＳ２７〜Ｓ２９の処理を行う。すな
わち、次のパケット群Ｇn+1のＳＮ0、ＳＴＳ0及びＲＴ
Ｓ0として、現在のパケット群ＧnのＳＮe、ＳＴＳe及び
ＲＴＳeを設定する。例えば、パケットＰ1〜Ｐ100から
なるパケット群Ｇ１を生成した場合、次のパケット群Ｇ
２について、ＳＮ0＝ＳＮ100、ＳＴＳ0＝ＳＴＳ100、Ｒ
ＴＳ0＝ＲＴＳ100とする。その後、前記ステップＳ２１
に戻り、通信終了まで前述の処理を繰り返す。

【００６４】以上の処理により、補正部２１０は、この
例では１００個のパケットからなるパケット群をシーケ
ンス番号順に生成する。そして、新たなパケット群を生
成する毎に、最初と最後のパケットのパケット送信間隔
とパケット受信間隔との誤差を検出し、受信側サンプリ
ング周波数を補正する。

【００６５】＜その他の実施形態例＞ （Ａ）前述の実施形態例では、音声通信システムについ
て説明したが、本発明に係る受信装置は、音声通信だけ
でなく、動画像通信にも好ましく用いられる。また、静
止画像、テキストデータなどの受信装置としても好適で
ある。

【００６６】（Ｂ）コンピュータに前述の処理を実行さ
せるプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。こ
こで記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能な
フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、半
導体メモリ、CD-ROM、ＤＶＤ、光磁気ディスク（Ｍ
Ｏ）、その他のものが挙げられる。

【００６７】

【発明の効果】本発明を用いれば、ストリーム再生方式
を採用した通信システムの受信装置で再生される音声の
品質を高めることを期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念説明図。

【図２】第１実施形態例に係る通信システムの構成を示
すブロック図。

【図３】第１実施形態例におけるパケット構成の一例を
示す説明図。

【図４】第１実施形態例における受信処理及び再生処
理。 （ａ）受信処理の流れを示すフローチャート。 （ｂ）再生処理の流れを示すフローチャート。

【図５】第１実施形態例における補正処理の流れを示す
フローチャート。

【図６】サンプリング周波数ｆs、ｆrとＶＣＯへの印加
電圧との関係を示す説明図。

【符号の説明】

１；送信装置 ２；受信装置 ３；ネットワーク ２２；受信バッファ ２８；ＶＣＯ（受信側） ２９；ＴＳカウンタ（受信側） ２１０；補正部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側サンプリング周波数ｆsの送信装置
   に通信網を介して接続された受信装置であって、 前記通信網を介し、ディジタルデータ及びパケット送信
   時間を含む第１及び第２パケットを前記送信装置から順
   次受信する受信手段と、 前記ディジタルデータを一時的に蓄積する受信バッファ
   と、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出手段と、 受信側サンプリング周波数ｆrを生成する周波数生成手
   段と、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前記第
   １パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケット受
   信時間を生成する時間生成手段と、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrに従ってアナログデータに変換する変
   換手段と、 前記第１パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケ
   ット送信時間及びパケット受信時間に基づいて前記送信
   側サンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリング周
   波数ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者の差
   が縮まるように前記受信側サンプリング周波数ｆrを補
   正する補正手段と、 を備える受信装置。
2. 【請求項２】前記補正手段は、前記第１パケット及び前
   記第２パケットのパケット送信間隔とパケット受信間隔
   との差をさらに検出することにより、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrを補正する、請求項１に記載の受信装
   置。
3. 【請求項３】送信側サンプリング周波数ｆsの送信装置
   に通信網を介して接続された受信装置であって、 前記通信網を介し、ディジタルデータ、パケット送信時
   間及び通し番号を含むｍ個（ｍ≧２）のパケットを前記
   送信装置から受信する受信手段と、 前記ディジタルデータを一時的に蓄積する受信バッファ
   と、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出手段と、 受信側サンプリング周波数ｆrを生成する周波数生成手
   段と、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、受信す
   るパケットのパケット受信時間を生成する時間生成手段
   と、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、前記サンプリング
   周波数ｆrに従ってアナログデータに変換する変換手段
   と、 前記通し番号順にｎ個（ｎ≧２）のパケットからなるパ
   ケット群を順次生成し、新たなパケット群が生成される
   たびに、前記パケット群に含まれる前記ｎ個のパケット
   のうち最初のパケットＰ1及び最後のパケットＰnのパケ
   ット送信時間とパケット受信時間とに基づいて、前記送
   信側サンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリング
   周波数ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者の
   差が縮まるように前記受信側サンプリング周波数ｆrを
   補正する補正手段と、 を備える受信装置。
4. 【請求項４】前記補正手段は、前記パケットＰ1及び前
   記パケットＰnのパケット送信間隔とパケット受信間隔
   との差をさらに検出することにより、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrを補正する、請求項３に記載の受信装
   置。
5. 【請求項５】前記周波数生成手段としてＶＣＯ(Voltage
   Control Oscillator)を用い、 前記補正手段は前記ＶＣＯへの印加電圧をさらに調整す
   ることにより、前記受信側サンプリング周波数ｆrを補
   正する、請求項１〜４のいずれかのいずれかに記載の受
   信装置。
6. 【請求項６】送信側サンプリング周波数ｆsの送信装置
   に通信網を介して接続された受信装置に用いられる受信
   再生方法であって、 前記通信網を介し、ディジタルデータ及びパケット送信
   時間を含む第１パケット及び第２パケットを前記送信装
   置から順次受信する受信ステップと、 前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積す
   る蓄積ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出ステップと、 受信側サンプリング周波数ｆrを生成するための周波数
   生成ステップと、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前記第
   １パケット及び前記第２パケットのパケット受信時間を
   生成するための時間生成ステップと、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrに従ってアナログデータに変換する変
   換ステップと、 前記第１パケット及び前記第２パケットのパケット送信
   時間及びパケット受信時間に基づいて前記送信側サンプ
   リング周波数ｆsと前記受信側サンプリング周波数ｆrと
   の差を検出し、検出結果に基づいて両者の差が縮まるよ
   うに前記受信側サンプリング周波数ｆrを補正する補正
   ステップと、 を含む受信再生方法。
7. 【請求項７】送信側サンプリング周波数ｆsの送信装置
   に通信網を介して接続された受信装置に用いられる受信
   再生プログラムであって、 前記通信網を介し、ディジタルデータ及びパケット送信
   時間を含む第１パケット及び第２パケットを前記送信装
   置から順次受信する受信手段、 前記ディジタルデータを一時的に蓄積する受信バッフ
   ァ、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出手段、 受信側サンプリング周波数ｆrを生成するための周波数
   生成手段、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前記第
   １パケット及び前記第２パケットのパケット受信時間を
   生成するための時間生成手段、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrに従ってアナログデータに変換する変
   換手段、及び前記第１パケット及び前記第２パケットの
   パケット送信時間及びパケット受信時間に基づいて前記
   送信側サンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリン
   グ周波数ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者
   の差が縮まるように前記受信側サンプリング周波数ｆr
   を補正する補正手段、 としてコンピュータを機能させるための受信再生プログ
   ラム。
8. 【請求項８】送信側サンプリング周波数ｆsの送信装置
   に通信網を介して接続された受信装置に用いられる受信
   再生プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能
   な記録媒体であって、 前記通信網を介し、ディジタルデータ及びパケット送信
   時間を含む第１パケット及び第２パケットを前記送信装
   置から順次受信する受信ステップと、 前記ディジタルデータを受信バッファに一時的に蓄積す
   る蓄積ステップと、 前記受信バッファのデータ蓄積量を検出し、検出結果と
   して検出信号を出力する検出ステップと、 受信側サンプリング周波数ｆrを生成するための周波数
   生成ステップと、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前記第
   １パケット及び前記第２パケットのパケット受信時間を
   生成するための時間生成ステップと、 前記検出信号に基づいて、前記受信バッファに蓄積され
   ているディジタルデータを取り出し、前記受信側サンプ
   リング周波数ｆrに従ってアナログデータに変換する変
   換ステップと、 前記第１パケット及び前記第２パケットのパケット送信
   時間及びパケット受信時間に基づいて前記送信側サンプ
   リング周波数ｆsと前記受信側サンプリング周波数ｆrと
   の差を検出し、検出結果に基づいて両者の差が縮まるよ
   うに前記受信側サンプリング周波数ｆrを補正する補正
   ステップと、 を実行するための受信再生プログラムを記録した、コン
   ピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. 【請求項９】放送システムであって、 音声入力手段と、 前記音声入力手段に接続され、入力された音声を送信側
   サンプリング周波数ｆsに基づいてサンプリングするこ
   とによりディジタル音声データに変換し、前記ディジタ
   ル音声データとパケット送信時間とを含む第１パケット
   及び第２パケットを順次伝送路に出力する音声送信手段
   と、 前記音声送信手段と前記伝送路を介して接続され、前記
   ディジタル音声データを受信側サンプリング周波数ｆr
   に基づいてアナログ音声データに変換する音声受信手段
   と、 前記音声受信手段に接続され、前記アナログ音声データ
   を出力する音声出力手段とを含み、 前記音声受信手段は、 前記第１パケット及び第２パケットを順次受信するパケ
   ット受信手段と、 前記受信側サンプリング周波数ｆrに基づいて、前記第
   １パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケット受
   信時間を生成する時間生成手段と、 前記第１パケット及び前記第２パケットそれぞれのパケ
   ット送信時間及びパケット受信時間に基づいて前記送信
   側サンプリング周波数ｆsと前記受信側サンプリング周
   波数ｆrとの差を検出し、検出結果に基づいて両者の差
   が縮まるように前記受信側サンプリング周波数ｆrを補
   正する補正手段と、 を備えている放送システム。