JP2007158879A - ビデオサーバ、受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰネットワークを使ったストリーミングサービスのように、ＡＶストリームの送信機の数が多く、かつ、それらが必ずしも同期していない場合でも、受信機においてタイミング回復に要する時間を短くする。
【解決手段】受信機は、ストリーム受信時に、ビデオサーバが同期基準として参照している信号源の情報を取得し、受信機のタイミング回復回路が安定した時点のパラメータを、同期基準の情報とともに保存する。別のビデオサーバからストリームを受信する場合でも、もし、そのビデオサーバが参照する同期基準の情報が受信機に保存されていれば、保存してあったパラメータをタイミング回復回路の初期パラメータとすることにより、タイミング回復までの時間を短くできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターネットなどのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークを介して映像・音声などを含むデータストリームを受信、デコードし、テレビなどに表示するストリームデータ受信装置およびストリームデータ受信方法に関するものである。

近年、ビデオサーバなどの送信機からインターネットなどのＩＰネットワークを介して映像や音声を含むＡＶストリームを伝送し、受信機側でストリーミング再生を行う、いわゆるＩＰストリーミングが広がりつつある。従来は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を受信機とするＩＰストリーミングの利用が主流であったが、更にＩＰストリーミングの利用者を増やすためには、テレビなどの家電製品を受信機としたＩＰストリーミングの利用を実現する必要がある。

このように、家電製品を受信機としたＩＰストリーミングの利用者を増やすためには、受信装置において受信したＡＶストリームを一時的に蓄積するバッファ・メモリをできるだけ容量の少ないものに抑え、家電製品の単価をできるだけ低く抑える必要がある。また、ＡＶストリームの受信開始から表示されるまでの時間を短くするためにも、できるだけ、バッファ内に蓄積されるデータ量を小さくすることが必要である。バッファ・メモリの容量を少なく抑えるためには、送信機がＡＶストリームを送信する送信速度と、受信機がＡＶストリームをデコード処理する速度を同期させ、バッファ・メモリに蓄積されるＡＶストリームの量を低く抑えることが必要になる。このような速度の同期のためには、受信したＡＶストリームをもとに、受信機側で送信機のＡＶストリームの送信タイミングを回復し、受信機側のデコード処理のタイミングをこれに同期させる技術が必要となる。

ところが、ＩＰネットワークを介したＡＶストリームの伝送においては、ビデオサーバ等、送信機側の送出特性（バースト特性）や、ＩＰネットワークの伝送特性（伝送遅延揺らぎ）によって、受信機に到着するデータレートは大きく揺らぐ。そのような条件下であっても受信機側で安定したタイミング回復を行うには、受信機のタイミング回復回路（通常ＰＬＬ等で構成される）の時定数をきわめて大きくする必要があり、同回路が安定するまでに長時間を要する可能性がある。結果、受信機のタイミング回復までに長時間を要する可能性があった。

受信機のタイミング回復までの時間を短くする技術として、例えば、デジタルテレビ放送受信機に関し、タイミング回復回路が安定した時点のＶＣＯの制御電圧を記憶しておき、次回のストリーム受信時には、記憶しておいた制御電圧を初期オフセットとして与えることで、タイミング回復回路が安定するまでの時間を短くする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

この技術はＩＰネットワークを介しない従来のデジタル放送において有効である。一般に、衛星デジタル放送や地上デジタル放送の送信設備は、高い周波数精度を要求されるため、非常に高精度のクロック源を用いる。そのため、放送局間の周波数誤差は小さい。従って、受信機が前回とは異なるチャンネルのＡＶストリームを受信する場合でも、ＶＣＯの制御電圧は前回に近い値になる可能性が高い。

しかし、ＩＰネットワークを介したＩＰストリーミングで用いられるビデオサーバなどでは、放送設備ほどの周波数精度を要求されないため、高精度のクロックを用いるとは限らない。（例えば、ＰＣベースのビデオサーバでは、比較的要求精度の低い、ＣＰＵの動作クロックをそのまま時間計測に用いる場合もある。）その結果、ビデオサーバ間の誤差が大きくなり、受信機が前回と異なるビデオサーバからＡＶストリームを受信する場合、前回と同じＶＣＯの制御電圧を用いても、タイミング回復回路が安定するまでの時間を短くする効果が得られない可能性がある。
特表平０８−５０９３４６号公報

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、ＩＰネットワークを介したＩＰストリーミングのように、ＡＶストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも、受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くする技術を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるビデオサーバは、圧縮されたストリームデータを蓄積する蓄積手段と、参照している同期信号を特定する同期基準情報を記憶する記憶手段と、前記蓄積手段から読み出したストリームデータおよび前記記憶手段から読み出した同期基準情報をネットワークを介して受信装置に送信する送信手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる受信装置は、ストリームデータおよび同期基準情報を受信する受信手段と、受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、前記バッファ手段から前記デコード手段へ出力されるストリームデータを制御する制御手段と、受信したストリームデータのビットレート値と前記制御手段が出力するストリームデータのビットレート値の比率を示す制御パラメータと前記同期基準情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段を備えた受信装置であって、前記制御手段は前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されているときは対応する制御パラメータに従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていないときは受信したストリームデータのビットレート値に従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御することを特徴とする。

これにより、ＩＰネットワークを介したＩＰストリーミングのように、ＡＶストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第一の実施の形態においてストリーム送信装置であるビデオサーバ２２及びストリーム受信装置２１を含むシステムの構成を示した図である。２２はストリーム送信装置であるビデオサーバ、２１はストリーム受信装置、２３はＮＴＰサーバ、２４はＩＰネットワークである。

ビデオサーバ２２は、ＡＶストリームをできるだけ正確なレートで送信するために、外部の同期基準を参照することができる。本例では、同期基準としてＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを用いている。ＮＴＰサーバ２３は非常に高精度の時計を有しており、ＩＰネットワーク２４上の機器は、ＮＴＰプロトコルを用いて、ＮＴＰサーバ２３から正確な時刻を参照することができる。

図１のビデオーサーバ２２において、５０１はパケット送受信部、５０２はストリーム多重部、５０３はストリーム読出し部、５０４はストリーム蓄積部、５０６は同期基準情報テーブル、５０７は時刻管理部、５０８は時刻情報取得部である。同期基準情報テーブル５０６には、ビデオサーバ２２が参照する同期基準を示す同期基準情報（本例の場合はＮＴＰサーバ２３のＩＰアドレス）があらかじめ記憶されている。また、ストリーム蓄積部５０４には、あらかじめ、ＡＶストリームが必要な本数だけ蓄積されている。

ビデオサーバ２２において、時刻情報取得部５０８は同期基準情報テーブル５０６から同期基準情報であるＮＴＰサーバ２３のＩＰアドレスを読出し、そのＩＰアドレスにより指定されたＮＴＰサーバ２３から、ＮＴＰプロトコルを用いて定期的に時刻情報を取得し、時刻管理部５０７に通知する。時刻管理部５０７は、ＮＴＰプロトコルの通信揺らぎによる誤差の影響を避けるため、得られた時刻情報を時間方向に平滑化し、内部の時計をＮＴＰサーバ２３に同期させる。ストリーム読出し部５０３は、時刻管理部５０７の時計が示す時刻に従って、ストリーム蓄積部５０４からＡＶストリームを、個々のＡＶストリーム固有のレート（Ｒｓｒｖとする）で読み出す。一方、ストリーム多重部５０２は、同期基準情報テーブル５０６から同期基準情報を読出し、ストリーム読出し部５０３が読み出したＡＶストリームに多重する。例えば、ＡＶストリームのフォーマットがＭＰＥＧ２ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ（以下、ＭＰＥＧ２−ＴＳと記す。）の場合、同期基準情報をＭＰＥＧ２−ＴＳ準拠のセクション形式のテーブルに記載し、ＴＳパケットに変換し、ＡＶストリームに多重する。

ストリーム多重部５０２で多重されたＡＶストリームは、パケット送受信部５０１でＩＰパケットの形式に変換され、ＩＰネットワーク２４を介してストリーム受信装置２１に送信される。

図２は、図１と同じシステムにおいて、本発明装置のストリーム受信装置２１の構成を詳しく示した図である。２１は受信機であるストリーム受信装置、１０１はパケット受信部、１０２は受信バッファ、１０３は出力制御部、１０５は出力レート計算部、１０７は同期基準情報テーブルである。１１０はＡＶストリームを復号するＡＶデコーダ、１１１はＡＶデコーダ１１０で復号した映像や音声を表示するディスプレイ等の表示部である。

まず、図２における受信装置の動作の概要を示す。ストリーム受信装置２１のパケット受信部１０１は、ビデオサーバ２２から送信されたＡＶストリームを受信する。受信バッファ１０２はパケット受信部１０１が受信したＡＶストリームを一時的に蓄積し、出力制御部１０３の制御に従ってＡＶデコーダ１１０にＡＶストリームを送信する。出力レート計算部１０５は、受信バッファ１０２内の滞留データ量を監視することにより、出力すべきレートを計算し、出力制御部１０３に通知する。

出力制御部１０３は、出力レート計算部１０５から入手した出力レート値に応じたレートで、受信バッファ１０２からＡＶストリームを読み出し、ＡＶデコーダ１１０に送信する。ＡＶデコーダ１１０は、ＡＶストリームのタイムスタンプ（ＭＰＥＧ２−ＴＳの場合はＰＣＲ）を監視するＰＬＬ回路を内蔵しており、デコードクロック発信器１２０を出力制御部１０３から入力されたレートに同期させることにより、入力レートに応じた速度でＡＶストリームを復号処理する。表示部１１１はＡＶデコーダ１１０で復号した映像や音声を画面上に表示する
以下、図３のフローチャートを用いて、詳細な手順を説明する。

（１）ビデオサーバ２２から通知された同期基準情報が同期基準情報テーブル１０７に登録されていない場合：
ストリーム受信装置２１における出力レート計算部１０５は、まず、ビデオサーバ２２に対して、希望するＡＶストリームを受信するために必要な情報とともに、ビットレート値Ｒｓｒｖを、ＲＴＳＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを使って取得する。次に、ストリーム受信装置２１は、同じくＲＴＳＰプロトコルによって、ビデオサーバ２２にＡＶストリームの送信を要求すると、ビデオサーバ２２はストリーム受信装置２１に向けて、ＡＶストリームの送信を開始する。

ストリーム受信装置２１はＡＶストリームをパケット受信部１０１で受信し、受信バッファ１０２に蓄積する。その際、ストリーム分離部１０６は、受信したＡＶストリームから同期基準情報、すなわち、ビデオサーバ２２が同期基準として参照しているＮＴＰサーバ２３のアドレス（ＩＰアドレス）を取得する（ステップＳ１）。

続いて出力レート計算部１０５は、ビデオサーバ２２から取得したＮＴＰサーバ２３のアドレスが同期基準情報テーブル１０７に登録されているかどうかを検索する（ステップＳ２）。

同期基準情報テーブル１０７には、同期基準情報と出力制御部１０３の出力を制御するための制御パラメータ（詳細は後述する。）が関連付けて記憶されている。図４（ａ）は、同期基準情報テーブル１０７の記憶内容の一例を示した図である。

検索の結果、同期基準情報テーブル１０７にビデオサーバ２２から取得したＮＴＰサーバ２３のアドレスが登録されていない場合は、ビデオサーバ２２から取得したビットレートＲｓｒｖの値を、出力制御部１０３に初期ビットレートとして設定する（ステップＳ３）。

出力制御部１０３は、出力レート計算部１０５によって指定されたビットレート値に応じた速度で、ＡＶストリームを受信バッファ１０２から読み出し、ＡＶデコーダ１１０に対して出力する（ステップＳ４）。

図６は、出力制御部１０３とＡＶデコーダ１１０のインタフェースの詳細を示した図である。両者の間は、インタフェースクロック、データイネーブル、ＡＶストリームデータの３種類の信号で接続される。出力制御部１０３は、ＡＶストリームの出力レートの制御を安定して行うために、インタフェースクロックを一定とし、データイネーブルの数を増減させることによって行う。データイネーブルの数を制御する周期をＮ（クロック）とした場合、出力インタフェースの最大レートをＲｍａｘとすると、出力制御部１０３は、
（数１）
Ｒ＝Ｒｍａｘ（ｎ／Ｎ）
が所望の出力レートに最も近くなるようなｎを求め、Ｎクロックの間にｎクロック分だけイネーブル信号をＨｉｇｈとするような制御を行う。なお、ここで、Ｒｍａｘはインタフェースクロックの周波数から求められる値で、例えば出力制御部１０３の出力が８ビットパラレルのインタフェースの場合、Ｒｍａｘはインタフェースクロックの周波数の８倍である。

このような方式を用いない場合は、例えばＶＣＯ（電圧制御型可変周波数発信器）を用いて出力レートを直接制御する方式も可能である。その場合は、あらかじめ、ＶＣＯの制御電圧と出力周波数の関係を求めておけば、制御電圧を制御することにより所望のレートＲを得ることができる。但し、ＶＣＯを使った方法の場合、ＶＣＯは温度等の周囲環境の変化等による発信周波数の誤差が大きいため、同じ制御電圧を与えた場合でも、時間によって発信周波数が変わる可能性がある。ＩＰネットワーク２４を用いたストリーミングの場合は上述のようにタイミング回復に時間がかかるため、少しの周波数誤差でも、余計に時間がかかってしまう可能性がある。図６に示した方式では、固定周波数の発信器１０４はＶＣＯよりも周波数安定性が高いため、このような問題が少ない。

なお、数式１で得られるレートは必ずしも所望の値と一致しない場合があるが、この場合もＮを十分に長くすることにより、両者の誤差を十分小さくすることができる。

次に、ビデオサーバ２２の送信レートと、受信機のデコードレートを同期させるしくみについて、図５を用いて説明する。

図５（ａ）に示すように、受信バッファ１０２の入力レート及び出力レートをそれぞれ、Ｒｉｎ、Ｒｏｕｔとする。ステップＳ４において、ストリーム受信装置２１の出力制御部１０３は、発信器１０４の発振周波数から得られるＲｍａｘを基準としたときのＲｓｒｖというレートで受信バッファ１０２からＡＶストリームを読み出す。一方、ビデオサーバ２２は、自身の時刻管理部５０７の時計を基準としたときのＲｓｒｖというレートでＡＶストリームを送信する。前者はＲｏｕｔに等しく、後者はＲｉｎに等しい。ビデオサーバ２２の時計とストリーム受信装置２１の発信器１０４の出力は必ずしも同期していないため、ＲｉｎとＲｏｕｔの間には誤差が生じる。このレート差によって、受信バッファ１０２内の滞留データの量は時間とともに徐々に増加、或いは減少し、そのまま放っておくと、いずれは受信バッファ１０２がオーバーフロー或いはアンダーフローし、ＡＶデコーダ１１０に入力されるデータの一部が欠落することにより、表示部１１１に表示される映像・音声に乱れが生じる恐れがある。そこで、出力レート計算部１０５は、受信バッファ１０２内の滞留データ量の変化を監視することにより、次のような手順により、出力制御部１０３が読み出すレート（＝Ｒｏｕｔ）を、Ｒｉｎに一致させるよう、微調整を行う（ステップＳ５）。

図５（ｂ）は受信バッファ１０２内の滞留データ量の変化、同図（ｃ）は出力制御部１０３の出力レートの変化の一例である。同図（ｂ）に示すように、観測時間をＴとし、その間の滞留データ量の変化をＤとした場合、受信バッファ１０２に入力されるレートＲｉｎと出力するレートＲｏｕｔの差Ｒｄｉｆは、
（数２）
Ｒｄｉｆ＝Ｒｉｎ−Ｒｏｕｔ＝Ｄ／Ｔ
で表される。従って、出力制御部１０３の出力レートＲｏｕｔをＲｄｉｆだけ変化させることにより、Ｒｉｎに近づけることができる。つまり、滞留データ量が増加傾向にあれば（すなわちＤの符号が正の場合。）出力制御部１０３の出力レートを増加させ、滞留データ量が減少傾向にあれば（すなわちＤの符号が負の場合。）出力レートを減少させる制御を行う。実際には、ＤやＴの測定誤差により、一回の制御でＲｏｕｔがＲｉｎと一致することはまれであるが、この制御を繰り返すことにより、両者を徐々に一致させることができる。前述の通り、ＡＶデコーダ１１０は、入力されたＡＶストリームのタイムスタンプ（ＭＰＥＧ２−ＴＳの場合はＰＣＲ）を監視するＰＬＬ回路を内蔵しており、デコードクロック発信器１２０の発振周波数を入力ストリームのレートに同期させることにより、入力レートに応じた速度でＡＶストリームを復号処理する。以上のようなしくみにより、ストリーム受信装置２１のデコードレートをビデオサーバ２２の送信レートと同期させることができる。すなわち、Ｒｏｕｔは徐々にある特定のレートＲｏｕｔ０に収束する。ここで、Ｒｏｕｔ０は、ストリーム受信装置２１の基準時計（この例では発信器１０４の発振周波数）を基準としたときのＡＶストリームのレートを表している。一方、Ｒｓｒｖはビデオサーバ２２の基準時計（この例では同期基準として参照するＮＴＰサーバ２３の時計）を基準としたときのＡＶストリームのレートである。これらの動作周波数は必ずしも一致していないが、それぞれは常にほぼ一定と考えて良いので、受信機が別のＡＶストリームを受信する場合でも、ビデオサーバ２２が参照する同期基準が同じであれば、ＲｓｒｖとＲｏｕｔ０の比は、ほぼ一定の値になる。そこで、ストリーム受信装置２１がＡＶストリームの受信を終了するときに、終了直前の出力制御部１０３の出力レートＲｏｕｔ０と、最初にビデオサーバ２２から取得したレートＲｓｒｖの比、
（数３）
Ｒｒａｔｉｏ＝Ｒｏｕｔ０／Ｒｓｒｖ
で表されるＲｒａｔｉｏを制御パラメータとして、ＮＴＰサーバ２３のアドレスと対応づけて同期基準情報テーブル１０７に記憶する（ステップＳ６）。

（２）ビデオサーバ２２から通知された同期基準情報が同期基準情報テーブル１０７に登録されている場合：
次に、上述のステップＳ２において、ＮＴＰサーバ２３のアドレスが同期基準情報テーブル１０７に登録されていた場合の動作を説明する。

この場合、取得したＮＴＰサーバ２３のアドレスと対応付けられている制御パラメータであるＲｒａｔｉｏを同期基準情報テーブル１０７から読出し、ビデオサーバ２２から取得したＡＶストリームのビットレート値Ｒｓｒｖに対して、
（数４）
Ｒｄｅｃ＝Ｒｓｒｖ×Ｒｒａｔｉｏ
で得られたＲｄｅｃ値を初期レートとして出力制御部１０３に設定する（ステップＳ７）。以下、ステップＳ４からステップＳ６と同様に動作する。

以上のような手順により、ストリーム受信装置２１は、ビデオサーバ２２とストリーム受信装置２１の同期が取れていない場合であっても、受信したＡＶストリームの受信したストリームデータのビットレートに正確に合致した出力を実現することが可能となる。また、ビデオサーバ２２が同期基準として参照している信号源の情報を取得し、信号源に関連した制御情報を既に記憶している場合は、初期出力レートを記憶したパラメータに従って制御することで、受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となる。すなわち、異なるビデオサーバ２２からのストリームを受信する場合であっても、同一のＮＴＰサーバ２３に同期している場合は、数式３におけるＲｒａｔｉｏの値はほぼ一定であることが期待できるため、数式４で求めたＲｄｅｃを出力制御部１０３の初期レートとして用いることにより、出力制御部１０３の出力レートを短い時間で収束させることができる。

なお、本実施の形態では、各要素がストリーム受信装置２１の内部に備わっている場合を例示したが、これらの要素のうち一部がストリーム受信装置２１の外部に備わっていてもよい。例えば、ＡＶデコーダ１１０や表示部１１１、同期基準情報テーブル１０７は、ストリーム受信装置２１の外部に備わっていてもよい。また、これらの要素のうち一部または全部が一体となった構成であってもよい。例えば、出力制御部１０３が出力レート計算部１０５の機能を有していてもよいし、同期基準情報を記憶していてもよい。

（実施の形態２）
図７は本発明の第二の実施の形態の受信装置の構成を示した図である。図７において、２０３は出力制御部であるが、第一の実施の形態の出力制御部１０３とは、ＡＶストリームの出力タイミングの制御方法が異なる。２０５はカウント速度計算部、２０８はカウンタである。それ以外は第一の実施の形態の場合と同様である。

本実施の形態では、図８に示すように、ビデオサーバ２２からＡＶストリームを送信する際に、ＡＶストリームを構成するパケット（ＡＶパケット）に、各ＡＶパケットをＡＶデコーダ１１０に入力すべき時刻情報が付与される。例えば、ＭＰＥＧ２−ＴＳの場合は、２７ＭＨｚ精度の時刻情報が、ＡＶパケットであるＴＳパケット毎に挿入される。カウンタ２０８は２７ＭＨｚのクロックでカウントアップし、出力制御部２０３は、受信バッファ１０２の先頭にあるＡＶパケットの時刻情報とカウンタ２０８のカウント値が一致したタイミングでＡＶデコーダ１１０にそのパケットを出力する。

但し、ビデオサーバ２２が付与する時刻情報用のカウンタの速度と、ストリーム受信装置２１のカウンタ２０８の速度は、必ずしも一致しているわけではないため、両者の誤差により、受信バッファ１０２の滞留データ量が徐々に上昇または減少する。そこで、カウント速度計算部２０５は、受信バッファ１０２の滞留データ量の変化によってカウンタ２０８の動作クロックを調整する。すなわち、観測時間Ｔにおける受信バッファ１０２内の滞留データ量の変化をＤとすると、受信バッファ１０２の入出力レートの差Ｒｄｉｆは数式２で表される通りであるが、それをカウンタ２０８の動作クロックの誤差に変換すると、
（数５）
Ｒｄｉｆ’＝（Ｄ／Ｔ）×（Ｒｃｎｔ／Ｒｓｒｖ）
となる。ここで、Ｒｃｎｔはカウンタ２０８の動作クロックの中心周波数であり、本実施の形態では２７ＭＨｚである。すなわち、カウンタ２０８の動作クロックをＲｄｉｆ’だけ変化させることにより、受信バッファ１０２の出力レートを、受信レートに近づけることができる。

この制御を繰り返すことにより、カウンタ２０８の動作速度は、徐々に一定の値Ｒｃｎｔ０に収束する。この値は、ビデオサーバ２２が参照する同期基準が同じであれば、別のＡＶストリームを受信する場合でも変わらないと考えられる。そこで、ステップＳ６において、ストリーム終了直前のカウンタ２０８の動作速度Ｒｃｎｔ０を制御パラメータとして、ＡＶストリームの同期基準情報と関連付けて同期基準情報テーブル１０７に記憶する。次にＡＶストリームの受信を開始する場合は、ステップＳ７において、記憶しておいた制御パラメータＲｃｎｔ０をカウンタ２０８の動作周波数の初期値として用いることにより、第一の実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。図４（ｂ）に、同期基準情報テーブル１０７の記憶内容の一例を示す。

なお、上記実施の形態２では、カウンタ２０８のクロック周波数を制御することでカウンタ２０８の動作速度を調整するとしたが、図６の出力制御回路におけるレート調整のしくみと同様に、クロック周波数を固定とし、イネーブル信号の制御によってカウンタ２０８の動作速度を調整することも可能である。

（実施の形態３）
図９は、本発明の第三の実施例の受信装置の構成を示した図である。

図９において、３０５はデコードレート計算部である。３１０はＡＶデコーダであるが、第１及び第２の実施の形態の場合と異なり、デコードに必要なデータを受信バッファ１０２から、ＡＶデコーダ３１０が主体的に読み出す。３２０はＡＶデコーダ３１０のデコードクロックを生成するデコードクロック発信器であるが、入力レートに応じて発振周波数を調整する機構は持っておらず、デコードレート計算部３０５の出力に応じて発振周波数を変化させる。その他は、第一の実施の形態の場合と同様である。

本実施の形態において、デコードレート計算部３０５は、受信バッファ１０２におけるＡＶストリームの蓄積量の変化をもとに、デコードクロック発振器３２０の速度を調整することにより、ＡＶデコーダ３１０のデコードレートを調整し、結果として、ＡＶデコーダ３１０が出力する映像・音声のレートを調整する。すなわち、観測時間Ｔにおける受信バッファ１０２内の滞留データ量の変化をＤとすると、受信バッファ１０２の入出力レートの差Ｒｄｉｆは数式２で表される通りであるが、それをデコードクロック発振器３２０の周波数の誤差に変換すると、
（数６）
Ｒｄｉｆ’’＝（Ｄ／Ｔ）×（Ｒｓｙｓ／Ｒｓｒｖ）
となる。ここで、Ｒｓｙｓはデコードクロック発振器３２０が生成するデコードクロックの中心周波数であり、ＭＰＥＧ２の場合は２７ＭＨｚである。すなわち、デコードクロック発振器３２０の速度をＲｄｉｆ’’だけ変化させることにより、ＡＶデコーダ１１０のデコードレートを、受信レートに近づけることができる。この制御を繰り返すことにより、デコードクロック発振器３２０の周波数は、徐々に一定の値Ｒｓｙｓ０に収束する。この値は、ビデオサーバ２２が参照する同期基準が同じであれば、別のＡＶストリームを受信する場合でも変わらないと考えられる。そこで、ステップＳ６において、ストリーム終了直前のデコードクロック発振器３２０の周波数Ｒｓｙｓ０を制御パラメータとしてＡＶストリームの同期基準情報と関連付けて同期基準情報テーブル１０７に記憶する。次にＡＶストリームの受信を開始する場合は、ステップＳ７において、記憶しておいた制御パラメータＲｓｙｓ０をデコードクロック発振器３２０の動作周波数の初期値として用いることにより、第一の実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。図４（ｃ）に、同期基準情報テーブル１０７の記憶内容の一例を示す。

なお、上記実施の形態３では、デコードレート計算部３０５はＡＶデコーダ３１０のデコードクロック発振器３２０を制御することでＡＶデコーダ３１０が出力する映像・音声のレートを調整するとしたが、デコードレート計算部３０５がＡＶデコーダ３１０の出力クロックを制御することで映像・音声の出力レートを制御し、ＡＶデコーダ３１０は出力レートに従ってデコードするという構成とすることも可能である。

なお、以上述べたそれぞれの実施の形態では、ビデオサーバ２２から受信装置に同期基準情報を伝える方法として、ＭＰＥＧ２のセクション形式でＡＶストリームに多重する形態について述べたが、他の形式で多重することも可能である。また、同期基準情報をＡＶストリームに多重する以外の方法で受信装置に伝える方法も可能であり、例えば、受信装置からビデオサーバ２２を制御するために用いられるＲＴＳＰプロトコルの通信の中で、ＳＤＰに記述して送ることも可能である。また、ビデオサーバ２２とは別の番組表サーバから、番組を予約する際にあらかじめ取得したり、或いは、デジタルテレビ放送のデータ放送によってあらかじめ配布しておくことも可能である。

また、同期基準情報としてＮＴＰサーバ２３のアドレスを用いる場合を示したが、同期基準として信頼できる精度のものであれば、他のサーバのアドレスを用いることも可能である。また、同期基準情報としては、ＩＰアドレスのほか、ドメイン名、ＵＲＬ等、同期基準として参照しているサーバや機器等を特定できるものであれば、どのようなものであってもよい。

また、同期基準として、必ずしもＮＴＰサーバ２３のような絶対時刻の情報を持ったものを使用する必要はなく、例えば、ＩＳＤＮの基準クロックや、デジタルテレビ（あるいはラジオ）放送の特定のチャンネルの伝送クロック、ＧＰＳの電波などを利用することも可能である。この場合は、同期基準情報としては、これらの信号を特定するための情報を記述すればよい。

さらに、ビデオサーバ２２が特に外部の同期基準を指定しない場合は、ビデオサーバ２２自身を同期基準ととらえ、同期基準情報テーブル１０７には、ビデオサーバ２２のアドレスとＲｒａｔｉｏを対応付けて記憶しておくことも可能である。

本発明にかかるストリームデータの受信装置および受信方法は、ＩＰネットワークを介したＩＰストリーミングのように、ＡＶストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となるものであって、ＩＰネットワークを介したストリームデータ受信装置およびストリームデータ受信方法等として有用である。

本発明の第一の実施の形態におけるストリーム送信装置を示した構成図 本発明の第一の実施の形態におけるストリーム受信装置を示した構成図 本発明の第一の実施の形態におけるフローチャート 本発明の第一から第三の実施の形態における同期基準情報テーブルの記憶内容を示した図 本発明の第一の実施の形態における受信バッファ内のデータ滞留量の変化と、出力制御部の出力レートの変化を示した図 本発明の第一の実施の形態における出力制御部とＡＶデコーダのインタフェースの詳細を説明した図 本発明の第二の実施の形態におけるストリーム受信装置を示した構成図 本発明の第二の実施の形態におけるＡＶストリームの構造を示した図 本発明の第三の実施の形態におけるストリーム受信装置を示した構成図

符号の説明

２１ ストリーム受信装置
２２ ビデオサーバ
２３ ＮＴＰサーバ
２４ ＩＰネットワーク
１０１ パケット受信部
１０２ 受信バッファ
１０３、２０３ 出力制御部
１０４ 発信器
１０５ 出力レート計算部
１０６ ストリーム分離部
１０７、５０６ 同期基準情報テーブル
１１０、３１０ ＡＶデコーダ
１１１ 表示部
１２０、３２０ デコードクロック発信器
２０５ カウント速度計算部
２０８ カウンタ
３０５ デコードレート計算部
５０１ パケット送受信部
５０２ ストリーム多重部
５０３ ストリーム読出し部
５０４ ストリーム蓄積部
５０７ 時刻管理部
５０８ 時刻情報取得部

Claims (20)

1. 圧縮されたストリームデータを蓄積する蓄積手段と、参照している同期信号を特定する同期基準情報を記憶する記憶手段と、前記蓄積手段から読み出したストリームデータおよび前記記憶手段から読み出した同期基準情報をネットワークを介して受信装置に送信する送信手段を備えたビデオサーバ。
2. さらに、前記記憶部から読み出した同期基準情報を前記蓄積手段から読み出したストリームデータに多重する多重手段を有する請求項１に記載のビデオサーバであって、
   前記多重手段は、前記同期基準情報を前記ストリームデータの一部として組み込むことを特徴とするビデオサーバ。
3. 前記ストリームデータおよび前記同期基準情報を受信する受信手段と、受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、前記バッファ手段から前記デコード手段へ出力されるストリームデータを制御する制御手段と、受信したストリームデータのビットレート値と前記制御手段が出力するストリームデータのビットレート値の比率を示す制御パラメータと前記同期基準情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段を備えた受信装置であって、
   前記制御手段は前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されているときは対応する制御パラメータに従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていないときは受信したストリームデータのビットレート値に従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御することを特徴とする受信装置。
4. さらに、前記制御手段は前記バッファ手段のデータ蓄積レベルに応じて、前記デコード手段へ出力されるストリームデータの出力ビットレート値を増減させる請求項３に記載の受信装置。
5. 前記出力制御手段は受信したストリームデータのビットレート値とストリームデータ受信終了時点で出力するストリームデータのビットレート値の比率を計算し、
   前記記憶手段は前記出力制御手段が計算した比率を制御パラメータとして前記同期基準情報と関連付けて記憶することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 前記ストリームデータおよび前記同期基準情報を受信する受信手段と、受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、前記バッファ手段から前記デコード手段へ出力されるストリームデータを制御する制御手段と、前記制御手段の基準動作クロックとストリームデータを出力する際の動作クロックの比率を示す制御パラメータと前記同期基準情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段を備えた受信装置であって、
   前記制御手段は前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されているときは対応する制御パラメータに従って動作クロックを設定し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていないときは基準動作クロックに従ってストリームデータを出力することを特徴とする受信装置。
7. さらに、前記制御手段は前記バッファ手段のデータ蓄積レベルに応じて、動作クロックを変化させる請求項６に記載の受信装置。
8. 前記出力制御手段は前記制御手段の基準動作クロックとストリームデータ受信終了時点での動作クロックの比率を計算し、
   前記記憶手段は前記出力制御手段が計算した比率を制御パラメータとして前記同期基準情報と関連付けて記憶することを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
9. 前記ストリームデータおよび前記同期基準情報を受信する受信手段と、受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、前記制御手段の基準動作クロックとストリームデータを出力する際の動作クロックの比率を示す制御パラメータと前記同期基準情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段を備えた受信装置であって、
   前記デコード手段は前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されているときは対応する制御パラメータに従って動作クロックを設定し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていないときは基準動作クロックに従ってストリームデータを出力することを特徴とする受信装置。
10. さらに、前記デコード手段は前記バッファ手段のデータ蓄積レベルに応じて、動作クロックを変化させる請求項９に記載の受信装置。
11. 前記出力デコード手段は前記デコード手段の基準動作クロックとストリームデータ受信終了時点での動作クロックの比率を計算し、
    前記記憶手段は前記デコード手段が計算した比率を制御パラメータとして前記同期基準情報と関連付けて記憶することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
12. 前記同期基準情報が、ＩＰネットワーク上の時刻情報提供サーバのアドレスであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の受信装置。
13. 前記同期基準情報が、ＩＳＤＮの基準クロックであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の受信装置。
14. 前記同期基準情報が、テレビまたはラジオ放送におけるチャンネルの伝送クロックであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の受信装置。
15. 前記同期基準情報が、ＧＰＳの時刻情報であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の受信装置。
16. 前記受信装置は、前記同期基準情報をビデオサーバから送信される符号化されたストリームデータより入手することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の受信装置。
17. 前記受信装置は、前記同期基準情報をビデオサーバとのストリームデータの受信以外のセッションによって入手することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の受信装置。
18. 前記受信装置は、前記同期基準情報をネットワークに接続された他のサーバから受信することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の受信装置。
19. 前記受信装置は、前記同期基準情報をテレビまたはラジオの放送波から受信することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の受信装置。
20. 前記受信装置は、前記同期基準情報を通信回線から受信することを特徴とする請求項３から１１のいずれかに記載の受信装置。

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