JP2011066544A - ネットワーク・スピーカシステム、送信装置、再生制御方法、およびネットワーク・スピーカプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ホームネットワークに接続された複数のネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を調整し、音質の劣化を低減する。
【解決手段】送信装置６０１は、スピーカ装置６０２毎の遅延時間を記憶する記憶手段６４と、送信すべきオーディオ信号に各遅延時間をメタ情報として埋め込み伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する生成手段６３と、伝送オーディオ信号を対応するスピーカ装置６０２に送信する送信手段６５とを有し、各スピーカ装置６０２は、伝送オーディオ信号をオーディオ信号とメタ情報とに分離する分離手段６８と、無音信号を発生する無音信号発生手段６１０と、分離されたオーディオ信号の先頭に分離されたメタ情報の遅延時間分の無音信号を付加したオーディオ信号を生成する補正手段６１１と、無音信号を付加したオーディオ信号を再生する再生手段６１５とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ホームネットワークに接続し、オーディオ信号を再生する複数のネットワーク・スピーカ装置を備えるネットワーク・スピーカシステムにおける再生音の位相を補正する技術に関する。

電気通信網（以下、ネットワークと呼称する）に接続して使用するスピーカの従来技術として、例えば非特許文献１に記載されたインターネットスピーカがある。このインターネットスピーカは、使用状況、ステレオ再生における左右、再生音量の既定値を設定することができる。

複数スピーカを使用しオーディオ信号を再生するシステムにおいて、スピーカ間の位相を補正する従来の技術としては、例えば非特許文献２に記載されたＡＵＴＯ ＲＯＯＭ ＥＱがある。これはマイクを用い、スピーカの設置環境や特性に応じて最適な設定を自動で行うものである。設定項目には、音の到達時間の補正の他に、ボリュームバランスの調整、再生周波数の補正が含まれる。

"報道発表（平成17年6月27）"、 独立行政法人情報通信研究機構、［online］、［平成２１年５月２７日検索］、インターネット＜URL: http://www2.nict.go.jp/pub/whatsnew/press/h17/050627/050627.html＞ "K series R-K1000-Nカタログ"、ケンウッド社、［online］、［平成２１年５月２７日検索］、インターネット＜URL： http://www.kenwood.co.jp/j/products/home_audio/acoustic/r_k1000_n/index.html＞

従来の技術では、ネットワークの伝送遅延が考慮されていない。このため、例えばホームネットワークに複数のネットワーク・スピーカ装置を接続して2chや5.1chのオーディオ信号の再生を行う場合に、臨場感を損なうという問題や、ネットワークの伝送遅延が大きい場合にはエコーのように聴こえてしまうという問題がある。

具体的には、非特許文献１のインターネットスピーカにおいても、ネットワークの伝送遅延については考慮されていない。また、非特許文献２のＡＵＴＯ ＲＯＯＭ ＥＱは、そもそもネットワークの使用を前提としておらず、音の到達時間の補正機能はスピーカからマイクまでの空間を空気振動により音が到達する時間の補正を行うに留まっていて、ネットワークの伝送遅延については考慮されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ホームネットワークに接続された複数のネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を調整し、音質の劣化を低減することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置とを有するネットワーク・スピーカシステムであって、前記送信装置は、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、送信すべきオーディオ信号に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間をメタ情報として埋め込み、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する生成手段と、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有し、前記複数のスピーカ装置の各々は、受信した前記伝送オーディオ信号をオーディオ信号とメタ情報とに分離する分離手段と、無音信号を発生する無音信号発生手段と、前記分離手段で分離されたオーディオ信号の先頭に、前記分離されたメタ情報の遅延時間分の無音信号を付加したオーディオ信号を生成する補正手段と、前記無音信号を付加したオーディオ信号を再生する再生手段と、を有する。

また、本発明は、オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置とを有するネットワーク・スピーカシステムであって、前記送信装置は、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、無音信号を発生する無音信号発生手段と、送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正手段と、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有し、前記複数のスピーカ装置の各々は、前記送信装置から送信された前記伝送オーディオ信号を再生する。

また、本発明は、ホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置に、オーディオ信号を送信する送信装置であって、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、無音信号を発生する無音信号発生手段と、送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正手段と、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有する。

また、本発明は、オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置を有するネットワーク・スピーカシステムが行う再生制御方法であって、前記送信装置は、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、送信すべきオーディオ信号に、前記記憶部に記憶された各遅延時間をメタ情報として埋め込み、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する生成ステップと、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行い、前記複数のスピーカ装置の各々は、受信した前記伝送オーディオ信号をオーディオ信号とメタ情報とに分離する分離ステップと、前記分離ステップで分離されたオーディオ信号の先頭に、前記分離されたメタ情報の遅延時間分の無音信号を付加したオーディオ信号を生成する補正ステップと、前記無音信号を付加したオーディオ信号を再生する再生ステップと、を行う。

また、本発明は、オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置を有するネットワーク・スピーカシステムが行う再生制御方法であって、前記送信装置は、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶部に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正ステップと、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行い、前記複数のスピーカ装置の各々は、前記送信装置から送信された前記伝送オーディオ信号を再生する。

また、本発明は、ホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置に、オーディオ信号を送信する送信装置が行う生成制御方法であって、前記送信装置は、前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶部に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正ステップと、生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行う。

また、本発明は、前記ネットワーク・スピーカシステムとして機能させるネットワーク・スピーカプログラムである。

本発明によれば、ホームネットワークに接続された複数のネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を調整し、音質の劣化を低減することができる。

ホームネットワークシステムの構成例である。 本発明の第１の位相差補正方式を説明するための説明図である。 本発明の第２の位相差補正方式を説明するための説明図である。 マイクを用いた伝送時間測定方法を説明するための説明図である。 第１の実施形態のネットワーク・スピーカシステムの構成図である。 第１の実施形態のオーディオ信号のパケット・フォーマットである。 第２の実施形態のネットワーク・スピーカシステムの構成図である。 第２の実施形態のオーディオ信号のパケット・フォーマットである。

ホームネットワークにおいて、全てのデータはパケットとして、ホームゲートウェイからホーム機器へ、或いはホーム機器間で伝達される。パケットの伝達に要する時間は、一般に送信端と受信端の対ごとに異なる。本発明の原理について、ホームゲートウェイと２台のネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂで構成されるホームネットワークを例に説明する。

ホームゲートウェイが各ネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂに小さなパケットを送出し、ネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂからホームゲートウェイにレスポンスが返されるまでの時間は、ホームゲートウェイとネットワーク・スピーカ装置間の往路・復路の伝送時間と、ホームネットワーク機器での処理時間との和である。ホームネットワーク機器での処理時間を無視し、往路・復路で伝送時間は同じとみなした場合、測定した時間の半分がパケットの伝達（往路）に要する伝送時間である。

ネットワーク・スピーカ装置Ａへのパケットの伝送時間をＴ＿Ａとし、ネットワーク・スピーカ装置Ｂへのパケットの伝送時間をＴ＿Ｂとする。但し、パケットロスやパケットの再送は発生しないものとする。

伝送時間Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂの値は、ホームゲートウェイからネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂまでのホームネットワークで使用しているネットワーク機器やネットワーク媒体により異なる。例えば、ホームゲートウェイとネットワーク・スピーカ装置Ａの物理的配置が近く、それらの間は有線ＬＡＮで直接接続され、一方、ホームゲートウェイとネットワーク・スピーカ装置Ｂの物理的配置が遠く、それらの間にネットワーク機器であるＨＵＢが介在する、あるいは無線ＬＡＮを使う場合には、Ｔ＿ＡとＴ＿Ｂは互いに異なり、Ｔ＿Ａ＜Ｔ＿Ｂとなる。

この伝達時間の差（Ｔ＿Ｂ−Ｔ＿Ａ）をネットワーク・スピーカ装置Ａへの送信時に補正すれば、ネットワーク・スピーカ装置Ａから再生・出力される音と、ネットワーク・スピーカ装置Ｂから再生・出力される音とを同位相とすることができる。

次に、同位相とみなすことができる音質に関する検知限と、同位相とするための遅延手段について説明する。

まず、音質に関する検知限について説明する。以下の参考文献の３節８行目に「反射音による音質の変化は…、楽音の種類によっては１ｍＳｅｃ以内でも検知される」とある。

参考文献：“室内音響の立場から見た音響機器の特性”、山崎芳男、伊藤毅（早稲田大学理工学部）、日本音響学会講演論文集、ｐｐ．５７１−５７２、昭和５１年（１９７６年）５月
本発明におけるネットワーク・スピーカシステムの場合では、例えば前方左右２つのスピーカから同一のボーカル音を再生するようにアレンジされた楽曲を再生する場合は、上記と同じ条件となる。このため、ネットワーク・スピーカシステムが音質に影響を与える再生時刻のずれの検知限としては、１ｍＳｅｃと考えることがふさわしい。ネットワーク・スピーカシステムによる楽曲の再生音の位相差をこの検知限以下にし、原音の音質を低下させずに維持するためには、ホームネットワークの構成毎に、ネットワーク・スピーカシステムのネットワークの伝送時間を測定する必要がある。

このネットワークの伝送時間は、必ずしも一定の値を取るわけではなくジッタも含まれているが、上記検知限の観点から測定した伝送時間が一定の値付近を取る場合には、当該伝送時間を調整することで音質を維持することができる。

伝送時間の調整は、オーディオ信号を送信するホーム機器（またはホームゲートウェイ）、オーディオ信号を受信・再生するネットワーク・スピーカ装置のいずれかにおいて、当該ホーム機器とネットワーク・スピーカ装置の対に対応した遅延時間だけ、オーディオ信号の送信、受信、或いは再生のタイミングを遅らせればよい。

オーディオ信号の再生のタイミングを遅らせるためには、遅延させるオーディオ信号の伝送プロトコルを遅延時間を含むように拡張する、遅延させるオーディオ信号の先頭部に遅延時間だけの無音時間の信号を挿入するなどの方法がある。

ネットワークの伝送時間の補正に加えて、ネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂから再生された音が空間を伝達する時間をマイクを用いて測定し、この空間伝達時間も合わせて補正することで試聴者の耳に到達する音を同位相とし再生音の波面を合わせることができる。

これらにより、ホームネットワークに接続した複数のネットワーク・スピーカ装置の間の再生音の位相差を、人間の聴覚上の音質変化の検知限以下に補正し、音質を維持することが可能となる。

図１は、ホームネットワークの構成例である。本発明のネットワーク・スピーカシステムは、ホームネットワークを用いて構築されるため、一般的なホームネットワークについて説明する。

図示するホームネットワークは、ホームゲートウェイ１１と、複数のホーム機器１３とが、ホームネットワーク配線１２により接続されている。

ホームゲートウェイ１１は、Ｂフレッツ、フレッツ光ネクスト、フレッツＡＤＳＬなどの公衆回線１１４と接続する機能と、ホームネットワークを接続するブロードバンドルータ機能と、ホーム機器１３で実行されるサービスを管理する機能を有する。

各ホーム機器１３は、ホームゲートウェイ１１または他のホーム機器とホームネットワーク配線１２を介して接続される。ホーム機器１３の具体例として、図１ではホーム機器１４〜１１３を例示している。すなわち、温湿度センサ１４、風向風速計１５、電動開閉窓１６、防犯カメラ１７、エアコン１８、サイレン１９、ネットラジオ１１０、侵入センサ１１１、人感センサ１１２、ネットワーク・スピーカ１１３等である。

公衆回線１１４は、例えばＮＧＮやインターネット等のネットワークであり、ホームゲートウェイ１１とサービス事業者サーバ１１５との間の通信を伝達する。サービス事業者サーバ１１５は、サービス事業者が行うサービスを提供するサーバであって、公衆回線１１４を介してホームゲートウェイ１１に接続し、サービス提供のために必要な通信を行う。利用者は、携帯電話１１６を用いて、外部から防犯カメラ１７の映像を確認する、人感センサ１１２の反応を確認するなどのサービスを享受する。

ホーム機器１３は、ホームゲートウェイ１１と連携してホームネットワークのサービスを利用者に提供する。また、ホーム機器１３は、必要に応じて公衆回線１１４を介してサービス事業者サーバ１１５と通信を行う。サービス事業者サーバ１１５は、利用者との契約に基づいて、所定のサービスをホームネットワークの利用者に対して提供する。

上記説明したホームゲートウェイ１１およびホーム機器１３は、例えば、ＣＰＵと、メモリと、ＨＤＤ等の外部記憶装置と、入力装置と、出力装置とを備えた汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。このコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵがメモリ上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、各装置の各機能が実現される。例えば、ホームゲートウェイ１１およびホーム機器１３の各機能は、ホームゲートウェイ１１用のプログラムの場合はホームゲートウェイ１１のＣＰＵが、そして、ホーム機器１３用のプログラムの場合はホーム機器１３のＣＰＵがそれぞれ実行することにより実現される。

次に、本発明の位相差補正方式について説明する。

図２は、本発明の第１の位相差補正方式を説明するための説明図である。

図示する例では、オーディオ信号を送信するオーディオ装置２１と、２台のネットワーク・スピーカ装置２３、２４とを有するホームネットワークを示している。なお、オーディオ装置２１は、ホームゲートウェイであっても、ネットラジオなどのホーム機器であってもよい。

オーディオ装置２１は遅延制御装置２２を内蔵し、ネットワーク・スピーカ装置Ａ２３は遅延制御装置２４を内蔵し、ネットワーク・スピーカ装置Ｂ２５は遅延制御装置２６を内蔵する。

遅延制御装置２２、２４、２６は、ホームネットワークの送信側および受信側において協調的に動作し、受信側であるネットワーク・スピーカ装置２３、２５から再生される再生音の位相補正を行うためにオーディオ信号を遅延させる。具体的には、（１）オーディオ装置２１の遅延制御装置２２が、各ネットワーク・スピーカ装置２３、２５に応じた遅延時間に関する情報を音声パケットに多重化して送出する。（２）ネットワーク・スピーカ装置Ａ、Ｂでは、遅延制御装置２４、２６が、多重化されたパケットから遅延時間に関する情報を抽出して、オーディオ信号再生のタイミングを当該時間だけ遅延させ、補正する。すなわち、複数のネットワーク・スピーカ装置２３、２５から再生される再生音の位相差を補正し、同位相とする。

図３は、本発明の第２の位相差補正方式を説明するための説明図である。

図示する例では、オーディオ信号を送信するオーディオ装置３１と、２台のネットワーク・スピーカ装置３３、３４とを有するホームネットワークを示している。なお、オーディオ装置３１は、ホームゲートウェイであっても、ネットラジオなどのホーム機器であってもよい。第２の位相差補正方式では、送信側であるオーディオ装置３１のみが、遅延制御装置３２を内蔵する。

オーディオ装置３１の遅延制御装置３２は、各ネットワーク・スピーカ装置３３、３４に応じて異なる長さの無音信号をオーディオ信号の先頭に挿入して送出し、ネットワーク・スピーカ装置３３、３４でのオーディオ信号再生のタイミングを補正する。すなわち、複数のネットワーク・スピーカ装置３３、３４から再生される再生音の位相差を補正し、同位相とする。

図２および図３の位相差補正方式により、複数のネットワーク・スピーカ装置から再生されるオーディオ信号の位相のずれを、音質に関する検知限以下に補正し、音質を維持する。

次に、マイクを用いて、パケット伝送時間に加えて再生音の空間伝達時間も合わせて測定する方法について説明する。

図４は、マイクを用いた伝送時間測定方法を説明するための説明図である。

図４では、４つのネットワーク・スピーカ装置４１、４２、４３、４４と、マイク４５と、試聴者４６とが示されている。伝送時間の測定において試聴者４６は不要であるが、マイク４５を通常の音楽再生等で試聴者４６が居る場所の近くに設置することで、より高い精度で位相補正をおこなうことができる。そのため、図４では、試聴者４６が通常試聴を行う場所と、ネットワーク・スピーカ装置４１、４２、４３、４４およびマイク４５が配置される場所との関係を示すために、試聴者４６を記載している。

ホーム機器またはホームゲートウェイがオーディオ信号を送出する時から、ネットワーク・スピーカ装置の再生音がマイクに到達するまでに要する伝送時間は、インパルス状のオーディオ信号を用いて次のようにして測定できる。（１）インパルス信号をホーム機器またはホームゲートウェイから送出する時刻を当該ホーム機器またはホームゲートウェイに保持する。（２）再生音を当該ホーム機器またはホームゲートウェイに接続したマイク４５で取得し、その音量が一定値を超える時刻を取得する。時刻（１）から時刻（２）までに経過した時間が伝送時間である。この伝送時間の測定を、４つのネットワーク・スピーカ装置４１、４２、４３、４４の各々に対して行うことで、各ネットワーク・スピーカ装置の伝送時間を空間伝達時間も含めて測定することができる。

このように測定された各ネットワーク・スピーカ装置の伝送時間（パケット伝送時間＋再生音の空間伝送時間）を用いて、複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を、ネットワーク・スピーカ装置毎に算出する。例えば、ネットワーク・スピーカ装置Ａの伝送時間（ａ）が最も大きい伝送時間であるものとする。この場合、当該ネットワーク・スピーカ装置Ａの遅延時間は、「０」とする。そして、他のネットワーク・スピーカ装置Ｘについては、最大のネットワーク・スピーカ装置Ａの伝送時間（ａ）から、当該ネットワーク・スピーカ装置Ｘの伝送時間（ｘ）を減算した値（ａ−ｘ）を遅延時間とする。

以下に示す各実施形態では、ネットワーク・スピーカ装置毎に測定した伝送時間からネットワーク・スピーカ装置毎に算出される遅延時間を、後述する遅延時間保持装置６４および遅延時間指示装置８５に記憶・保持する。

［第１の実施形態］
本実施形態は、図２で説明した本発明の第１の位相差補正方式を適用したものである。

図５に、本実施形態におけるネットワーク・スピーカシステムの構成図を示す。図示する例では、デジタル・オーディオ信号の再生等を行うためにデジタル・オーディオ信号を送信するオーディオ装置６０１と、複数のネットワーク・スピーカ装置６０２とを有し、これらの装置は、ホームネットワーク６６を介して接続されている。なお、オーディオ装置６０１は、ネットラジオなどのホーム機器であっても、ホームゲートウェイであってもよい。

オーディオ装置６０１が送信するデジタル・オーディオ信号は、ホームネットワーク６６を介して複数のネットワーク・スピーカ装置６０２に受信され、複数のネットワーク・スピーカ装置６０２により再生（出力）される。

オーディオ装置６０１は、蓄積装置６１と、蓄積装置６１から送信するためのデジタル・オーディオ信号を取得する情報取得装置６２と、デジタル・オーディオ信号と遅延時間等のメタ情報をマルチプレックス化（多重化）するためのＭｕｘ装置６３と、複数のネットワーク・スピーカ装置６０２の遅延時間を保持する遅延時間保持装置６４と、メタ情報を多重化した多重化オーディオ信号をネットワーク・スピーカ装置６０２に送信するための送信装置６５とを有する。

各ネットワーク・スピーカ装置６０２は、ホームネットワーク６６経由で多重化オーディオ信号を受信する受信装置６７と、多重化オーディオ信号からデジタル・オーディオ信号とメタ情報を分離するためのＤｅＭｕｘ装置６８と、ＤｅＭｕｘ装置６８で分離されたデジタル・オーディオ信号を復号化するデコーダ装置６９と、無音を表すオーディオ信号を発生する無音信号発生装置６１０と、デコーダ装置６９の出力と無音信号発生装置６１０の出力とを切替えるセレクタ装置６１１と、オーディオ信号をデジタルからアナログに変換する際に一定間隔でデータを読み出すためのＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）バッファ装置６１２と、ＦＩＦＯバッファ装置６１２から一定間隔で読み出されたデータをアナログ信号に変換するＤＡＣ装置６１３と、アナログ信号をスピーカを駆動できるよう増幅するオーディオ増幅装置６１４と、増幅されたアナログ信号を再生・出力するスピーカ６１５とを有する。

図６は、第１の実施形態で用いるデジタル・オーディオ信号のパケット・フォーマットを示す図である。これは、ネットワーク・スピーカ装置６０２で再生するためのデジタル・オーディオ信号のホームネットワーク上でのフォーマットである。

５１は、オーディオ装置６０１の蓄積装置６１に格納されているデジタル・オーディオ信号である。デジタル・オーディオ信号５１は、ＭＰ３、ＡＡＣ、ＰＣＭなどの様々な音声符号化方式により符号化されたものであるが、本実施形態においては単なるビット列として取り扱う。このデジタル・オーディオ信号５１を、Ｍｕｘ装置６３は、一定の長さ毎に分割し、それぞれを処理の基本単位とする。この処理の基本単位は、図５においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等と表記したものである。

５３は、メタ情報５２を埋め込み、多重化したデジタル・オーディオ信号である。メタ情報５２は、オーディオ信号の遅延時間、タイトル、その他の情報を、ネットワーク・スピーカ装置６０２に伝達・通知するために用いる情報であり、処理の基本単位毎にその前に配置される。

メタ情報５２は、処理の基本単位毎に前置されるため、可変長とする。例えば、伝達すべきメタ情報５２がない場合は「伝達すべき情報がない」ことを示す１バイトのみをメタ情報として埋め込む。具体的には、遅延時間やタイトルなどを、「delay=”10uS”」、「title=”曲名”」のような態様でメタ情報５２として埋め込み、伝送することができる。なお、この例で「10uS」と表記したものは10マイクロ秒を意味している。補助単位マイクロ（μ）をアルファベットuと表記することは、電子工学分野でよく用いられる記法である。

次に、本実施形態の動作について説明する。

まず、オーディオ装置６０１において、ハードディスクなどの蓄積装置６１に格納されているデジタル・オーディオ信号が、情報取得装置６２により読み出される。このデジタル・オーディオ信号は、ＭＰ３やＡＡＣなどのように符号化された信号である。

Ｍｕｘ装置６３は、遅延時間保持装置６４に記憶された各ネットワーク・スピーカ装置６０２の遅延時間を用いて、各ネットワーク・スピーカ装置６０２毎にメタ情報を埋め込み、多重化したデジタル・オーディオ信号（以下、「多重化オーディオ信号」という）を生成する。遅延時間保持装置６４には、ネットワーク・スピーカ装置６０２毎に、図４で説明したように、あらかじめ測定した伝送時間から算出される遅延時間が記憶されている。

例えば、第１のネットワーク・スピーカ装置用の多重化オーディオ信号を生成する場合、Ｍｕｘ装置６３は、遅延時間保持装置６４から第１のネットワーク・スピーカ装置用の遅延時間を取得して、当該遅延時間を含むメタ情報を生成し、生成したメタ情報を処理の基本単位毎に埋め込んだ多重化オーディオ信号を生成する。第２のネットワーク・スピーカ装置用の多重化オーディオ信号を生成する場合、Ｍｕｘ装置６３は、遅延時間保持装置６４から第２のネットワーク・スピーカ装置用の遅延時間を取得して、当該遅延時間を含むメタ情報を生成し、生成したメタ情報を処理の基本単位毎に埋め込んだ多重化オーディオ信号を生成する。生成される多重化オーディオ信号のパケット・フォーマットは図６に示したとおりである
これにより、蓄積装置６１から読み出されたデジタル・オーディオ信号のビット列と、遅延時間保持装置６４に記憶された各遅延時間とが多重化され、複数の多重化オーディオ信号が生成される。

送信装置６５は、Ｍｕｘ装置６３が生成した複数の多重化オーディオ信号を、ホームネットワーク６６を介して、対応するネットワーク・スピーカ装置６０２にそれぞれ送信する。

各ネットワーク・スピーカ装置６０２では、オーディオ装置６０１から送信された多重化オーディオ信号が受信装置６７により受信される。この多重化オーディオ信号は、ＤｅＭｕｘ装置６８によりデジタル・オーディオ信号とメタ情報とに分離される。この分離されたデジタル・オーディオ信号は、デコーダ装置６９でＰＣＭオーディオ信号に復号化される。また、分離されたメタ情報は、セレクタ装置６１１に入力される。無音信号発生装置６１０は、常に無音オーディオ信号を発生している。

セレクタ装置６１１は、ＤｅＭｕｘ装置６８で分離されたメタ情報の遅延時間に従って、デコーダ装置６９で復号化されたＰＣＭオーディオ信号と、無音信号発生装置６１０の無音信号とを選択する。詳しい動作は次の通りである。受信したメタ情報を埋め込んだデジタル・オーディオ信号５３はＤｅＭｕｘ装置６８により、デジタル・オーディオ信号５１とメタ情報５２に分離される。メタ情報５２のうち、遅延時間の指定に係る情報は、オーディオ信号の再生を開始する時に限り用いられる。すなわちセレクタ装置６１１は、再生の開始に先立つ指定された遅延時間の間は、無音信号発生装置６１０で生成された無音信号をＦＩＦＯバッファ装置６１２に出力する。

他方で、再生開始から指定された遅延時間経過後から後にはずっと、セレクタ装置６１１は、デジタル・オーディオ信号５３をデコーダ装置６９でデコードし、そのオーディオ信号をＦＩＦＯバッファ装置６１２に出力し続ける。遅延時間経過の後にもメタ情報５２は送られるのであるが、再生の途中でそのメタ情報５２で指定された時間の遅延を行うことはなく、再生の開始時のみに上述の遅延動作を行う。

これにより、メタ情報に設定された遅延時間分の無音オーディオ信号が付加されたデジタル・オーディオ信号が出力される。

セレクタ装置６１１の出力は、ＦＩＦＯバッファ装置６１２に入力される。ＦＩＦＯバッファ装置６１２の目的は、アナログ信号に変換するためのデジタル・オーディオ信号の読み出しを、一定時間間隔に保つことである。ＦＩＦＯバッファ装置６１２から読み出されたデジタル・オーディオ信号は、ＤＡＣ装置６１３でアナログ・オーディオ信号に変換された後、オーディオ増幅装置６１４でスピーカ６１５を駆動するために増幅され、スピーカ６１５から再生される。

以上述べてきたように、本実施形態では、デジタル・オーディオ信号を送信するオーディオ装置と、複数のネットワーク・スピーカ装置とが協調して動作することで、各ネットワーク・スピーカ装置毎に、オーディオ音の再生タイミングを適切な時間、遅延することが可能となり、複数のネットワーク・スピーカ装置で再生されるオーディオ音の位相を補正し、音質を維持することが可能となる。

すなわち、本実施形態によれば、複数のホーム機器やネットワーク機器が接続されたホームネットワークにおいて、複数のネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を調整し、音質を劣化させることなく、維持することができる。

これにより、例えば部屋の模様替えでホームシアタを９０度回転した方向に設置しなおす場合の位相差調整や、無線ＬＡＮを用いた可搬形ネットワーク・スピーカ装置を持ち歩く場合などでも、複数ある各ネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を補正することができ、音質を維持し、臨場感を損なわないようにすることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、図３で説明した本発明の第２の位相差補正方式を適用したものである。

図７に、本実施形態におけるネットワーク・スピーカシステムの構成図を示す。図示する例では、デジタル・オーディオ信号の再生等を行うためにデジタル・オーディオ信号を送信するオーディオ装置８０１と、複数のネットワーク・スピーカ装置８０２とを有し、これらの装置は、ホームネットワーク８９を介して接続されている。なお、オーディオ装置８０１は、ネットラジオなどのホーム機器であっても、ホームゲートウェイであってもよい。

オーディオ装置８０１が送信するデジタル・オーディオ信号は、ホームネットワーク８９を介して複数のネットワーク・スピーカ装置８０２に受信され、複数のネットワーク・スピーカ装置８０２により再生（出力）される。

オーディオ装置８０１は、蓄積装置８１と、蓄積装置８１から送信するためのオーディオ信号を取得する情報取得装置８２と、デジタル・オーディオ信号を復号化するデコーダ装置８３と、無音を表すオーディオ信号を発生する無音信号発生装置８４と、遅延時間指示装置８５と、セレクタ装置８６と、デジタル・オーディオ信号を符号化するエンコーダ装置８７と、符号化されたオーディオ信号を各ネットワーク・スピーカ装置８０２に送信する送信装置８８と、を有する。

遅延時間指示装置８５は、初めに無音信号発生装置８４からの無音オーディオ信号を遅延時間分を選択し、遅延時間経過後にデコーダ装置８３へと切替えるように、セレクタ装置８６に指示する。遅延時間指示装置８５は、ネットワーク・スピーカ装置８０２毎に、図４で説明したように、あらかじめ測定した伝送時間から算出される遅延時間が記憶された遅延時間保持部を有する。

ネットワーク・スピーカ装置８０２は、ホームネットワーク８９経由でオーディオ信号を受信する受信装置８１０と、デコーダ装置８１１と、ＦＩＦＯバッファ装置８１２と、ＤＡＣ装置８１３と、オーディオ増幅装置８１４と、スピーカ８１５とを有する。

図８は、第２の実施形態で用いるデジタル・オーディオ信号のパケット・フォーマットを示す図である。これは、ネットワーク・スピーカ装置８０２で出力・再生するためのデジタル・オーディオ信号のホームネットワーク上でのフォーマットである。

７１は、オーディオ装置８０１の蓄積装置８１に格納されているデジタル・オーディオ信号である。

７３は、無音信号７２とそれに引き続くデジタル・オーディオ信号７１とを一体とした伝送デジタル・オーディオ信号である。無音信号７２は、デジタル・オーディオ信号７１の前に配置され、ネットワーク・スピーカ装置８０２で再生するオーディオ信号の再生開始時刻を補正するためのものである。

伝送デジタル・オーディオ信号７３をネットワーク・スピーカ装置８０２で再生したときに、無音信号７２の表現する時間の無音再生音に続きデジタル・オーディオ信号７１の再生音が再生されるためには、第１の実施形態とは異なり、無音信号７２はデジタル・オーディオ信号７１の符号化方式にしたがって符号化されていなければならず、かつ伝送デジタル・オーディオ信号７３の無音信号７２以降のビット列と、デジタル・オーディオ信号７１のビット列とは一般には異なる。

このため、一旦デジタル・オーディオ信号７１を復号化し、無音信号７２を前置した後にそれら全体をもう一度符号化することで、伝送デジタル・オーディオ信号７３を生成する。この処理をトランスコーディングと称する。

次に、本実施形態の動作を説明する。

まず、オーディオ装置８０１において、ハードディスクなどの蓄積装置８１に格納されているデジタル・オーディオ信号は情報取得装置８２により読み出される。このデジタル・オーディオ信号はＭＰ３やＡＡＣなどのように符号化された信号である。なお、情報取得装置８２から出力されるデジタル・オーディオ信号のパケット・フォーマットは、図７に示すデジタル・オーディオ信号７１である。

この符号化されたデジタル・オーディオ信号の前に、所定の時間の間、継続する無音信号を挿入するために、情報取得装置８２により読み出されたデジタル・オーディオ信号を、デコーダ装置８３を用いて一旦ＰＣＭオーディオ信号に変換する。無音信号発生装置８４は、常に無音のＰＣＭオーディオ信号を発生している。

セレクタ装置８６は、遅延時間指示装置８５に記憶された各ネットワーク・スピーカ装置８０２の遅延時間を用いて、各ネットワーク・スピーカ装置８０２毎に無音信号が付加されたＰＣＭオーディオ信号を生成する。詳しい動作は次の通りである。蓄積装置８１に蓄積されたオーディオ信号は符号化されているので、デコーダ装置８３でＰＣＭオーディオ信号に復号化する。一方で無音信号発生装置８４は常に無音のＰＣＭオーディオ信号を発生している。セレクタ装置８６は再生を開始する時に限り、遅延時間指示装置８５により指示された遅延時間の間、無音信号発生装置８４の出力を選択し、遅延時間経過後にデコーダ装置８３の出力を選択する。

すなわち、セレクタ装置８６は、オーディオ信号のネットワーク・スピーカ装置８０２への再生の開始の時点から遅延時間指示装置８５で指定された遅延時間までの間、無音信号を選択し、指定時間経過後はデコーダ装置８３の出力するＰＣＭオーディオ信号を選択する。これにより、遅延時間分の無音信号が前置された図８の伝送デジタル・オーディオ信号７３が出力される。

例えば、第１のネットワーク・スピーカ装置用のＰＣＭオーディオ信号を生成する場合、セレクタ装置８６は、遅延時間指示装置８５から第１のネットワーク・スピーカ装置用の遅延時間を取得して、当該遅延時間を分の無音信号が付加されたＰＣＭオーディオ信号を生成する。第２のネットワーク・スピーカ装置用のＰＣＭオーディオ信号を生成する場合、セレクタ装置８６は、遅延時間指示装置８５から第２のネットワーク・スピーカ装置用の遅延時間を取得して、当該遅延時間を分の無音信号が付加されたＰＣＭオーディオ信号を生成する。

セレクタ装置８６から出力される各ＰＣＭオーディオ信号は、ネットワーク・スピーカ装置８０２に送信するために、エンコーダ装置８７で再度符号化される。エンコーダ装置８７から出力されるデジタル・オーディオ信号のパケット・フォーマットは、図７に示す伝送デジタル・オーディオ信号７３である。

これにより、蓄積装置８１から読み出されたデジタル・オーディオ信号のビット列に、遅延時間指示装置８５で指示された各遅延時間分の無音信号が付加された、複数の伝送デジタル・オーディオ信号が生成される。

送信装置８８は、再度エンコードされた複数の伝送デジタル・オーディオ信号を、ホームネットワーク８９を介して、対応するネットワーク・スピーカ装置８０２にそれぞれ送信する。

各ネットワーク・スピーカ装置８０２では、オーディオ装置８０１から送信された伝送デジタル・オーディオ信号が受信装置８１０により受信される。デコーダ装置８１１は、伝送デジタル・オーディオ信号をＰＣＭオーディオ信号に変換する。このＰＣＭオーディオ信号は、ＦＩＦＯバッファ装置８１２により一定時間間隔で読み出され、ＤＡＣ装置８１３によりアナログ信号に変換され、オーディオ増幅装置８１４によりスピーカを駆動できるまで増幅され、スピーカ８１５から再生される。

以上説明してきた本実施形態では、デジタル・オーディオ信号を送信するオーディオ装置が、伝送デジタル・オーディオ信号の先頭部分にデジタル・オーディオ信号の符号化方式に従った無音信号を挿入し、その無音信号とデジタル・オーディオ信号の全体をトランスコーディングすることで、各ネットワーク・スピーカ装置毎にオーディオ音の出力・再生タイミングを適切な時間、遅延することが可能となる。これにより、複数のネットワーク・スピーカ装置で再生されるオーディオ音の位相を補正し、音質を維持することが可能となる。

また、本実施形態では、トランスコーディングのためのデコーダ装置、エンコーダ装置などがデジタル・オーディオ信号を送信するオーディオ装置側に必要となるが、ネットワーク・スピーカ装置側では遅延時間の補正手段を具備する必要なく、従前のネットワーク・スピーカ装置を使用できるメリットがある。

すなわち、本実施形態によれば、複数のホーム機器やネットワーク機器が接続されたホームネットワークにおいて、複数のネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を調整し、音質を劣化させることなく、維持することができる。

これにより、例えば部屋の模様替えでホームシアタを９０度回転した方向に設置しなおす場合の位相差調整や、無線ＬＡＮを用いた可搬形ネットワーク・スピーカ装置を持ち歩く場合などでも、複数ある各ネットワーク・スピーカ装置からの再生音の位相を補正することができ、音質を維持し、臨場感を損なわないようにすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

１１ ホームゲートウェイ
１２ ホームネットワーク配線
１３ ホーム機器
１４ 温湿度センサ（ホーム機器）
１５ 風向風速計（ホーム機器）
１６ 電動開閉窓（ホーム機器）
１７ 防犯カメラ（ホーム機器）
１８ エアコン（ホーム機器）
１９ サイレン（ホーム機器）
１１０ ネットラジオ（ホーム機器）
１１１ 侵入センサ（ホーム機器）
１１２ 人感センサ（ホーム機器）
１１３ ネットワーク・スピーカ装置（ホーム機器）
１１４ 公衆回線
１１５ サービス事業者サーバ
１１６ 携帯電話
６１ 蓄積装置
６２ 情報取得装置
６３ Ｍｕｘ装置
６４ 遅延時間保持装置
６５ 送信装置
６６ ホームネットワーク
６７ 受信装置
６８ ＤｅＭｕｘ装置
６９ デコーダ装置
６１０ 無音信号発生装置
６１１ セレクタ装置
６１２ ＦＩＦＯバッファ装置
６１３ ＤＡＣ装置
６１４ オーディオ増幅装置
６１５ スピーカ
８１ 蓄積装置
８２ 情報取得装置
８３ デコーダ装置
８４ 無音信号発生装置
８５ 遅延時間指示装置
８６ セレクタ装置
８７ エンコーダ装置
８８ 送信装置
８９ ホームネットワーク
８１０ 受信装置
８１１ デコーダ装置
８１２ ＦＩＦＯバッファ装置
８１３ ＤＡＣ装置
８１４ オーディオ増幅装置
８１５ スピーカ

Claims (10)

1. オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置とを有するネットワーク・スピーカシステムであって、
   前記送信装置は、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、
   送信すべきオーディオ信号に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間をメタ情報として埋め込み、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する生成手段と、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有し、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   受信した前記伝送オーディオ信号をオーディオ信号とメタ情報とに分離する分離手段と、
   無音信号を発生する無音信号発生手段と、
   前記分離手段で分離されたオーディオ信号の先頭に、前記分離されたメタ情報の遅延時間分の無音信号を付加したオーディオ信号を生成する補正手段と、
   前記無音信号を付加したオーディオ信号を再生する再生手段と、を有すること
   を特徴とするネットワーク・スピーカシステム。
2. 請求項１記載のネットワーク・スピーカシステムであって、
   前記送信すべきオーディオ信号は、符号化されたオーディオ信号であって、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   前記分離手段で分離された、符号化されたオーディオ信号を、復号するデコーダ手段を、さらに有すること
   を特徴とするネットワーク・スピーカシステム。
3. オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置とを有するネットワーク・スピーカシステムであって、
   前記送信装置は、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、
   無音信号を発生する無音信号発生手段と、
   送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正手段と、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有し、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   前記送信装置から送信された前記伝送オーディオ信号を再生すること
   を特徴とするネットワーク・スピーカシステム。
4. ホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置に、オーディオ信号を送信する送信装置であって、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶手段と、
   無音信号を発生する無音信号発生手段と、
   送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶手段に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正手段と、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信手段と、を有すること
   を特徴とする送信装置。
5. 請求項４記載の送信装置であって、
   前記送信すべきオーディオ信号は、符号化されたオーディオ信号であって、
   符号化された前記送信すべきオーディオ信号を、復号するデコーダ手段と、
   前記補正手段が生成した伝送オーディオ信号を符号化するエンコーダ手段とを、さらに有すること
   を特徴とする送信装置。
6. オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置を有するネットワーク・スピーカシステムが行う再生制御方法であって、
   前記送信装置は、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、
   送信すべきオーディオ信号に、前記記憶部に記憶された各遅延時間をメタ情報として埋め込み、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する生成ステップと、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行い、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   受信した前記伝送オーディオ信号をオーディオ信号とメタ情報とに分離する分離ステップと、
   前記分離ステップで分離されたオーディオ信号の先頭に、前記分離されたメタ情報の遅延時間分の無音信号を付加したオーディオ信号を生成する補正ステップと、
   前記無音信号を付加したオーディオ信号を再生する再生ステップと、を行うこと
   を特徴とする再生制御方法。
7. 請求項６記載の再生制御方法であって、
   前記送信すべきオーディオ信号は、符号化されたオーディオ信号であって、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   前記分離ステップで分離された、符号化されたオーディオ信号を、復号する復号ステップを、さらに行うこと
   を特徴とする再生制御方法。
8. オーディオ信号を送信する送信装置と、当該送信装置とホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置を有するネットワーク・スピーカシステムが行う再生制御方法であって、
   前記送信装置は、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、
   送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶部に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正ステップと、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行い、
   前記複数のスピーカ装置の各々は、
   前記送信装置から送信された前記伝送オーディオ信号を再生すること
   を特徴とする再生制御方法。
9. ホームネットワークで接続された複数のスピーカ装置に、オーディオ信号を送信する送信装置が行う生成制御方法であって、
   前記送信装置は、
   前記スピーカ装置毎に設定された、前記複数のスピーカ装置間での伝送時間差を補正するための遅延時間を記憶する記憶部を有し、
   送信すべきオーディオ信号の先頭に、前記記憶部に記憶された各遅延時間分の無音信号を付加し、各スピーカ装置用の伝送オーディオ信号をそれぞれ生成する補正ステップと、
   生成した複数の伝送オーディオ信号を、対応するスピーカ装置にホームネットワークを介して送信する送信ステップと、を行うこと
   を特徴とする再生制御方法。
10. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のネットワーク・スピーカシステムとして機能させるネットワーク・スピーカプログラム。

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