JP2006101119A - データ通信システム、データ再生装置及びデータ再生方法 - Google Patents

データ通信システム、データ再生装置及びデータ再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電力線を利用してオーディオ信号やビジュアル信号などの連続的に再生されるデータの送受信を行う装置間の同期を取るとともにデータの遅延を補償するデータ通信システム、データ再生装置及びデータ再生方法を提供する。
【解決手段】データ送信装置から送信されるデータを受信するオーディオデータ受信部31と、受信したデータを一時的に蓄積するデータバッファ32と、蓄積されるデータ量を監視するデータ量監視部33を有する。また、監視されるデータ量が所定範囲の閾値よりも「大きい」、「等しい」、「小さい」場合に、発振周波数を「増加」、「維持」、「減少」するように電気信号を出力する電圧制御発振器34を有する。また、電気信号に応じてデータバッファ32に蓄積されているデータを読み出してデジタル信号からアナログ信号に変換するD/Aコンバータ35と、変換されたデータを再生するオーディオデータ再生部36を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、オーディオ信号やビジュアル信号などの連続的なデータの送信・受信を行うデータ通信システム、データ再生装置及びデータ再生方法に関する。
従来から、データ通信を行う際に、ネットワークの経路差に起因するデータ遅延が生じるのを防ぐ技術として、特許文献1に記載されている技術が知られている。
この技術は、パケット交換やATM(Asynchronous Transfer Mode)ネットワークなどのデータ遅延のゆらぎが多く、送受信装置間のクロックの同期が確立しない通信環境において、ビジュアル信号などの伝送を行う際のデータ遅延を防止する方法に関するものである。
しかし、特許文献1に記載されている技術は、送信装置から伝送路を介して供給されるクロックを受信装置において受信することにより、各装置間の同期を取るものでり、電力線を利用することによりデータの送受信を行う電力線通信では利用できないという問題があった。
特開2002−368726号公報
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、電力線を利用してオーディオ信号やビジュアル信号などの連続的に再生されるデータの送受信を行う装置間の同期を取るとともにデータの遅延を補償するデータ通信システム、データ再生装置及びデータ再生方法を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、データ送信装置から電力線を介して送信されるデータをデータ再生装置で受信するデータ通信システムであって、前記データ送信装置が、前記データ再生装置に送信するアナログ信号を出力するデータ出力部と、所定の発振周波数の電気信号を出力する基準発振器と、前記基準発振器から出力される電気信号に基づいて、前記データ出力部から出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータによりデジタル信号に変換されたデータを、電力線を介して前記データ再生装置に送信するデータ送信部を有し、前記データ再生装置が、前記データ送信装置から送信されるデータを受信するデータ受信部と、前記データ受信部で受信したデータを一時的に蓄積するデータバッファと、前記データバッファが蓄積しているデータのデータ量を監視するデータ量監視部と、前記データ量監視部によって監視されるデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器が出力する電気信号に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、前記D/Aコンバータから出力されたデータを再生するデータ再生部を有することを特徴とするデータ通信システムである。
また、請求項2に記載の発明は、データ送信装置から電力線を介して送信されるデータを受信するデータ再生装置であって、前記データ送信装置から送信されるデータを受信するデータ受信部と、前記データ受信部で受信したデータを一時的に蓄積するデータバッファと、前記データバッファが蓄積しているデータのデータ量を監視するデータ量監視部と、前記データ量監視部によって監視されるデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器が出力する電気信号に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、前記D/Aコンバータから出力されたデータを再生するデータ再生部とを有することを特徴とするデータ再生装置である。
また、請求項3に記載の発明は、データ送信装置から電力線を介して送信されるデータをデータ再生装置で受信して再生するデータ再生方法であって、データ受信部が、前記データ送信装置から送信されるデータを受信する第1のステップと、データバッファが、前記第1のステップで受信したデータを一時的に蓄積する第2のステップと、データ量監視部が、前記第2のステップで前記データバッファが蓄積したデータ量を監視する第3のステップと、電圧制御発振器が、前記第3のステップで前記データ量監視部が監視しているデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する第4のステップと、D/Aコンバータが、前記電圧制御発振器から出力される電気信号の発振周波数に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換する第5のステップと、再生部が、前記第5のステップでアナログ信号に変換されたデータの再生を行う第6のステップとを有することを特徴とするデータ再生方法である。
本発明では、データ再生装置で受信したデータをデータバッファに一時的に蓄積し、そのデータバッファに蓄積されているデータのデータ量をデータ量監視部で監視することにより、データバッファに蓄積されるデータ量が増加した場合にはデータバッファから読み出すデータ量を増加させ、データバッファに蓄積されるデータ量が減少した場合にはデータバッファから読み出すデータ量を減少させるようにした。
このため、データ送信装置から電力線を介して送信されるオーディオ信号のデータを複数のデータ再生装置において再生する際に、それぞれのデータ再生装置間で同期を取らせることが可能となる。また、データバッファに蓄積されているデータが溢れてデータの一部が失われたり、データバッファに蓄積されているデータがなくなって再生するオーディオ信号等が途切れてしまうことを防止することができ、一定の速度と位相でデータを再生することが可能となる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態によるデータ通信システム10ついて説明する。
図2は、本発明の実施形態によるデータ通信システム10の構成を示す図である。データ通信システム10は、1台のオーディオ信号送信装置2と、2台のオーディオ再生装置3a、3bから構成されている。
オーディオ信号送信装置2と、オーディオ信号再生装置3a及び3bは、それぞれ電力線1に接続されている。電力線1からは、オーディオ信号送信装置2と、オーディオ信号再生装置3a及び3bに対して、それぞれの装置を駆動するための電力が供給される。
また、オーディオ信号送信装置2と、オーディオ信号再生装置3a及び3bの間では、電力線1を介してデータの送受信を行うことができるようになっている。
本実施形態では、オーディオ信号送信装置2から、オーディオ信号再生装置3a、3bに対してステレオ音声の左音声、右音声のオーディオ信号をそれぞれ送信して、オーディオ信号再生装置3aでステレオ音声の左音声を再生し、オーディオ信号再生装置3bでステレオ音声の右音声を再生する場合について説明する。
なお、図2の説明では電力線1にオーディオ信号再生装置3が合計2台(3a、3b)接続されている場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、ドルビー・サラウンドシステムを利用する場合に、電力線1にオーディオ信号再生装置3を3台以上接続して、それぞれのオーディオ信号再生装置から再生される音声等の同期を取らせることも可能である。
次に、図2のオーディオ信号送信装置2について説明する。
図3は、本実施形態によるオーディオ信号送信装置2の構成を示すブロック図である。
オーディオ信号送信装置2は、オーディオ信号出力部21、A/Dコンバータ22、基準発振器23、オーディオ信号送信部24から構成される。
オーディオ信号出力部21は、クラシック音楽などの連続的に再生されるオーディオ信号をA/Dコンバータ22に対して出力する。
基準発振器23は、所定の周波数で発振することにより、A/Dコンバータ22に対して所定の周期の電気信号を出力する。
A/Dコンバータ22は、オーディオ信号出力部21から出力されるオーディオ信号を、基準発振器23から出力される所定の周波数の電気信号に基づいて、アナログ信号からデジタル信号に変換する。A/Dコンバータ22において、デジタル信号に変換されたオーディオ信号は、オーディオ信号送信部24に対して出力される。
オーディオ信号送信部24は、A/Dコンバータ22から出力されたオーディオ信号を電力線1を介してオーディオ信号再生装置3a、3b(図2)に対してそれぞれ送信する。
次に、図2のオーディオ信号再生装置3について説明する。
図1は、本実施形態によるオーディオ信号再生装置3の構成を示すブロック図である。
オーディオ信号再生装置3は、オーディオ信号受信部31、データバッファ32、データ量監視部33、電圧制御発振器34、D/Aコンバータ35、オーディオ信号再生部36から構成される。
オーディオ信号受信部31は、オーディオ信号送信装置2のオーディオ信号送信部24(図3)から送信されるオーディオ信号を、電力線1を介して受信する。
より具体的には、オーディオ信号再生装置3a(図2)のオーディオ信号受信部は、ステレオ音声の左音声のオーディオ信号を受信し、オーディオ信号再生装置3b(図2)のオーディオ信号受信部は、ステレオ音声の右音声のオーディオ信号を受信する。
オーディオ信号受信部31は、受信したオーディオ信号をデータバッファ32に対して出力する。
データバッファ32は、オーディオ信号受信部31から出力されたオーディオ信号を一時的に蓄積する。データバッファ32に蓄積されたデータは、後述する電圧制御発振器34の制御により、D/Aコンバータ35に対して出力される。
なお、データバッファ32に蓄積されるデータが溢れてしまう場合には、一番最初にデータバッファ32に蓄積されたデータを削除して、オーディオ信号受信部31から新たに入力されるデータが蓄積される。また、データバッファ32に蓄積されるデータが空になってしまう場合には、一番最後にデータバッファ32に蓄積されたデータが繰り返し出力される。
データ量監視部33は、データバッファ32に蓄積されているオーディオ信号のデータ量を監視するとともに、データバッファ32に蓄積されているデータ量に対応する電圧を電圧制御発振器34に対して出力する。
本実施形態によるオーディオ信号再生装置3の電圧制御発振器34には、所定の範囲の閾値kが記憶されている。データ量監視部33が「データバッファ32に蓄積されているオーディオ信号が所定の範囲の閾値kを上回っている」と判断した場合には、電圧制御発振器34に印加する電圧を大きくすることにより出力する発振周波数を大きくして、データバッファ32からD/Aコンバータ35に出力するオーディオ信号のデータ量を増大させる。このように制御することにより、データバッファ32に蓄積するオーディオ信号が溢れてオーディオ信号が失われてしまうことを防止することができる。
また、データ量監視部33が「データバッファ32に蓄積されているオーディオ信号が所定の範囲の閾値k内にある」と判断した場合には、電圧制御発振器34に印加する電圧を所定の値に保つことにより、出力する発振周波数を一定にして、データバッファ32からD/Aコンバータ35に出力するオーディオ信号のデータ量を一定に保つ。
一方、データ量監視部33が「データバッファ32に蓄積されているオーディオ信号が所定の範囲の閾値kを下回っている」と判断した場合には、電圧制御発振器34に印加する電圧を小さくすることにより出力する発振周波数を小さくして、データバッファ32からD/Aコンバータ35に出力するオーディオ信号のデータ量を減少させる。このように制御することにより、データバッファ32に蓄積するオーディオ信号がなくなって音が途切れてしまうことを防止することができる。
D/Aコンバータ35は、データバッファ32から出力されるオーディオ信号を、電圧制御発振器34から出力される所定の発振周波数の電気信号に基づいて、デジタル信号からアナログ信号に変換する。D/Aコンバータ35において、アナログ信号に変換されたオーディオ信号は、オーディオ信号再生部36に対して出力される。
オーディオ信号再生部36では、D/Aコンバータ35から入力されたオーディオ信号をスピーカで再生する。
より具体的には、オーディオ信号再生装置3a(図2)のオーディオ信号再生部は、ステレオ音声の左音声のオーディオ信号を再生し、オーディオ信号再生装置3b(図2)のオーディオ信号再生部は、ステレオ音声の右音声のオーディオ信号を再生する。
従来、オーディオ信号送信装置2とオーディオ信号再生装置3a、3b間の電力線の伝送路の距離や品質には差があるためデータの伝送速度が変化したり、データ送信装置2から送信されるオーディオ信号のデータのパケットのタイミングや大きさが変化するため、オーディオ信号再生装置3a、3bでそれぞれ再生する音声に時間差が生じ、同期が取れないという問題があった。
しかし、上述したように、オーディオ信号再生装置3(3a、3b)にデータの遅延を補償するデータバッファ32を設けるようにしたため、オーディオ信号再生装置3a、3b間で同期を取った状態で音声等を再生することが可能となる。
次に、本発明の実施形態によるデータ通信システム10におけるオーディオ信号再生装置3のオーディオ信号再生方法について説明する。
図4は、本実施形態のオーディオ信号再生装置3におけるオーディオ信号再生方法の処理を示すフローチャートである。
始めに、オーディオ信号受信部31が、オーディオ信号送信部24(図3)から電力線1を介して送信されるオーディオ信号のパケットを受信する(ステップS01)。
次に、ステップS01でオーディオ信号受信部31が受信したオーディオ信号のパケットがデータバッファ32に一時的に蓄積される(ステップS02)。
データバッファ32に蓄積されるオーディオ信号のデータ量は、データ量監視部33により監視されており、データバッファ32に蓄積されているデータ量が所定の範囲の閾値kよりも「大きい」、「小さい」、「等しい」のいずれの状態にあるかが判断される(ステップS03)。
データバッファ32に蓄積されているデータ量が所定の範囲の閾値kよりも大きい場合には、ステップS03において「大きい」と判断され、ステップS04に進む。
ステップS04では、電圧制御発振器34に印加する電圧を大きくすることにより、電圧制御発振器34から出力される発振周波数が大きくなるように制御される(ステップS04)。
電圧制御発振器34の発振周波数が大きくなると、データバッファ32からより多くのオーディオ信号が読み出され、D/Aコンバータ35に対して出力される。
D/Aコンバータ35に入力されたオーディオ信号は、デジタル信号からアナログ信号に変換され、オーディオ信号再生部36のスピーカで再生される。
次に、オーディオ信号再生装置3が全てのオーディオ信号を受信し終わったか否かが判断される(ステップS05)。オーディオ信号再生装置3が、まだ全てのオーディオ信号を受信し終わっていない場合には、ステップS05において「NO」と判断され、再度ステップS01に進む。その後、前述したようにステップS02の処理を経由してステップS03に進む。
データバッファ32に蓄積されているデータ量が所定の範囲の閾値k内にある場合には、ステップS03において「等しい」と判断され、ステップS06に進む。
ステップS06では、電圧制御発振器34に所定の電圧を印加することにより、電圧制御発振器34から出力される発振周波数を所定の値に保つように制御される。
電圧制御発振器34の発振周波数を所定値に保つことにより、データバッファ32から読み出されるオーディオ信号のデータ量を一定に保つことができる。
D/Aコンバータ35に入力されたオーディオ信号は、デジタル信号からアナログ信号に変換され、オーディオ信号再生部36のスピーカで再生される。
次に、オーディオ信号再生装置3が全てのオーディオ信号を受信し終わったか否かが判断される(ステップS05)。オーディオ信号再生装置3が、まだ全てのオーディオ信号を受信し終わっていない場合には、ステップS05において「NO」と判断され、再度ステップS01に進む。その後、前述したようにステップS02の処理を経由してステップS03に進む。
データバッファ32に蓄積されているデータ量が所定の範囲の閾値kよりも小さい場合には、ステップS03において「小さい」と判断され、ステップS07に進む。
ステップS07では、電圧制御発振器34に印加する電圧を小さくすることにより、電圧制御発振器34から出力される発振周波数が小さくなるように制御される。
電圧制御発振器34から出力される発振周波数が小さくなると、データバッファ32からより少ないオーディオ信号が読み出され、D/Aコンバータ36に対して出力される。
D/Aコンバータ35に入力されたオーディオ信号は、デジタル信号からアナログ信号に変換され、オーディオ信号再生部36のスピーカで再生される。
次に、オーディオ信号再生装置3が全てのオーディオ信号を受信し終わったか否かが判断される(ステップS05)。オーディオ信号再生装置3が、全てのオーディオ信号を受信し終わっている場合には、ステップS05において「YES」と判断され、図4に示したフローチャートに従った処理を終了する。
上述した本発明の実施形態によるデータ通信システム10によれば、電力線1に複数接続されているデータ再生装置3a、3bの相互間で同期を取る必要がなく、データ再生装置3の構成を簡略化することができる。
また、データ再生装置3a、3b間でオーディオ信号の位相同期が行えるので、良好な音質の音響信号を再生することが可能となる。
また、データバッファ32に蓄積されているデータ量を一定にするように制御するようにしたので、音とびが生じることを防止することができる。
また、オーディオ信号の符号化に伴った、タイミングやパケット長に関係なく、一定の速度と位相で音響信号を再生することができる。
なお、上述した実施形態では、電力線1を介してオーディオ信号の送受信を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態によるデータ通信システム10を使用して、ビジュアルデータなどの送受信を行うことにより、前述したオーディオ信号の場合と同様に、ビジュアルデータに記録されている映像等を途切れることなく再生することも可能である。
なお、以上説明した実施形態において、図3のオーディオ信号出力部21、A/Dコンバータ22、基準発振器23、オーディオ信号送信部24、図1のオーディオ信号受信部31、データバッファ32、データ量監視部33、電圧基準発振器34、D/Aコンバータ35、オーディオ信号再生部36は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
また、図3のオーディオ信号出力部21、A/Dコンバータ22、基準発振器23、オーディオ信号送信部24、図1のオーディオ信号受信部31、データバッファ32、データ量監視部33、電圧基準発振器34、D/Aコンバータ35、オーディオ信号再生部36は、メモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、これらの機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、図3のオーディオ信号出力部21、A/Dコンバータ22、基準発振器23、オーディオ信号送信部24、図1のオーディオ信号受信部31、データバッファ32、データ量監視部33、電圧基準発振器34、D/Aコンバータ35、オーディオ信号再生部36の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりオーディオ信号やビジュアルデータの遅延補償を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
電力線を介してオーディオ信号やビジュアルデータなどの連続的に再生するデータの通信を行う家電機器等に本発明によるデータ遅延補償システムを利用することができる。
本実施形態によるオーディオ信号再生装置3の構成を示すブロック図である。 本実施形態によるデータ通信システム10の構成を示す図である。 本実施形態によるオーディオ信号送信装置2の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるデータ通信システム10の処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
1・・・電力線
2・・・オーディオ信号送信装置
3(3a、3b)・・・オーディオ信号再生装置
10・・・データ通信システム
21・・・オーディオ信号出力部
22・・・A/Dコンバータ
23・・・基準発振器
24・・・オーディオ信号送信部
31・・・オーディオ信号受信部
32・・・データバッファ
33・・・データ量監視部
34・・・電圧制御発振器
35・・・D/Aコンバータ
36・・・オーディオ信号再生部

Claims (3)

  1. データ送信装置から電力線を介して送信されるデータをデータ再生装置で受信するデータ通信システムであって、
    前記データ送信装置が、
    前記データ再生装置に送信するアナログ信号を出力するデータ出力部と、
    所定の発振周波数の電気信号を出力する基準発振器と、
    前記基準発振器から出力される電気信号に基づいて、前記データ出力部から出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
    前記A/Dコンバータによりデジタル信号に変換されたデータを、電力線を介して前記データ再生装置に送信するデータ送信部を有し、
    前記データ再生装置が、
    前記データ送信装置から送信されるデータを受信するデータ受信部と、
    前記データ受信部で受信したデータを一時的に蓄積するデータバッファと、
    前記データバッファが蓄積しているデータのデータ量を監視するデータ量監視部と、
    前記データ量監視部によって監視されるデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する電圧制御発振器と、
    前記電圧制御発振器が出力する電気信号に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、
    前記D/Aコンバータから出力されたデータを再生するデータ再生部を有する
    ことを特徴とするデータ通信システム。
  2. データ送信装置から電力線を介して送信されるデータを受信するデータ再生装置であって、
    前記データ送信装置から送信されるデータを受信するデータ受信部と、
    前記データ受信部で受信したデータを一時的に蓄積するデータバッファと、
    前記データバッファが蓄積しているデータのデータ量を監視するデータ量監視部と、
    前記データ量監視部によって監視されるデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する電圧制御発振器と、
    前記電圧制御発振器が出力する電気信号に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、
    前記D/Aコンバータから出力されたデータを再生するデータ再生部と、
    を有することを特徴とするデータ再生装置。
  3. データ送信装置から電力線を介して送信されるデータをデータ再生装置で受信して再生するデータ再生方法であって、
    データ受信部が、前記データ送信装置から送信されるデータを受信する第1のステップと、
    データバッファが、前記第1のステップで受信したデータを一時的に蓄積する第2のステップと、
    データ量監視部が、前記第2のステップで前記データバッファが蓄積したデータ量を監視する第3のステップと、
    電圧制御発振器が、前記第3のステップで前記データ量監視部が監視しているデータ量が、所定の閾値の範囲よりも大きい場合には発振周波数を大きくし、所定の閾値の範囲内にある場合には所定の発振周波数を維持し、所定の閾値の範囲よりも小さい場合には発振周波数を小さくするように電気信号を出力する第4のステップと、
    D/Aコンバータが、前記電圧制御発振器から出力される電気信号の発振周波数に応じて、前記データバッファに蓄積されているデータを読み出して、デジタル信号からアナログ信号に変換する第5のステップと、
    再生部が、前記第5のステップでアナログ信号に変換されたデータの再生を行う第6のステップと、
    を有することを特徴とするデータ再生方法。
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