JP2019124926A - オーディオ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図2はシステムの全体構成を示す。サーバ1はオーディオデータとオーディオデータに添付されたタイムスタンプを、通信ネットワーク11(無線又は有線の通信ネットワーク)を通じてクライアント装置2に送信する。クライアント装置2は、オーディオデータと、オーディオデータに添付されたタイムスタンプとを、ネットワークインターフェイス21を介して受信し、オーディオデータの出力時刻がサーバ1と同期するようにオーディオデータを調整する。クライアント装置2はオーディオデータの再生タイミングを示すオーディオクロックを生成する。クライアント装置2はオーディオクロックの速度を変更し、タイムスタンプとオーディオクロックの位相差が無くなるようにする。これらのプロセスの詳細は後述する。オーディオクロックと処理されたオーディオデータは、オーディオインターフェイス22を通じて、デジタル‐アナログ変換回路 (DAC:Digital to Analog Converter)3に送信される。DAC3は、受信したオーディオデータを、オーディオクロックで示されたタイミングのアナログオーディオ信号に変換する。DAC3でオーディオデータが処理された後、オーディオデータは再生のためにスピーカ(図示なし)に送信される。更に、サーバ1はクライアント装置2にオーディオデータを出力するとともに、再生のためのオーディオデータを出力する。
エッジ検出モジュール25は、データ信号の振幅を継続して監視し、データ信号の振幅が0から所定値(例えば0から+1)へ変化する点を検出する。そして、エッジ検出モジュール25は、データの振幅が所定値だけ増加する前記点をエッジと判断する。ここで、本開示の一例として、所定値はゼロではない。故に、例えば図3Aにおいては、エッジ検出モジュール25は、A点をエッジと判断する。そして、クロック27を参照して、エッジ検出モジュール25はA点の時刻を検出する(即ち、パルスデータDpのエッジ時刻を検出する)。
位相同期ループ(PLL:phase locked loop)26は、オーディオクロックの速度(換言すれば、周波数)を制御する機能を有し、可変なオーディオクロックを生成する。即ち、PLL26は、オーディオデータのタイミング情報であるオーディオクロック(例えば、1,0,1,0,1,0,1,0,・・・)を生成し出力する。図3Bは、オーディオクロックCAの一例を示す。オーディオクロックCaは既定の周波数(例えば、48kHz)を有する。そして、オーディオデータに添付されたタイムスタンプとオーディオクロックのエッジ時刻(例えば、T1)との間で位相差がある場合、PLLはオーディオクロックの速度(換言すれば、周波数)を調整して、タイムスタンプとオーディオクロックのエッジ時刻が所定時間内に同期する様にする。なお、上述のように、エッジ検出モジュール25がオーディオクロックCaのエッジ時刻(例えば、T1)と、オーディオデータに付加されたタイムスタンプとを検出する。
本開示においては、サーバ1とクライアント装置2間での音声再生の同期は以下の2つの観点から行われる。(i)オーディオデータの出力時刻を同期させ、それによって、サーバ1とクライアント装置2間での再生開始を同期させる。(ii)サーバ1から出力されるオーディオデータとクライアント装置2で調整されたオーディオデータとの位相差を無くし、所定時間内に音を同期させる。これらの観点での同期は複数のクライアント装置2の間でも可能である。
図6は、サーバ1とクライアント装置2との間でオーディオデータの出力時刻を同期させるステップを示す。これらのステップでは、クライアント装置2がサーバ1と同じ時刻にオーディオデータを出力する(または、クライアント装置2が音声データの出力を開始する際に同期を発生させる)ために、受信したオーディオデータがどのように調整されるかのステップが示されており、それにより、サーバ1とクライアント装置2との間でオーディオデータの再生の開始時刻を同期させる。本実施例では、制御ユニットとしてのCPU23がメモリ24に保存されたプログラムを実施することにより、各ステップを実行するものとしている。各ステップは以下の様に進む。
オーディオデータに付与されているタイムスタンプは、サーバ1からの再生の要求タイミングである。オーディオクロックのエッジ時刻は、クライアント装置2からのオーディオデータの実際の再生時刻を示すタイミング情報である。従って、オーディオクロックのエッジ時刻がタイムスタンプに一致しない場合に位相差が生じる。
((Td+Tp)−Ts)mod(1/Fs)または(Ts−(Td+Tp))mod(1/Fs)。ここで、modはモジュロ演算(「モジュラス」と呼ばれることもある)であり、Fsはオーディオデータの周波数であり、固定の定数である。したがって、上述のステップ9では、CPU23は、上述の式で表される位相差Dfを有するオーディオデータを出力する。
d=T(n)−T(n−1)−1(秒)
PLL(n)=A×P×(Acc(n)+Constant)+B×PLL(n−1)+C×PLL(n−2)。ここで、A,B,C はフィルタ係数であり、P,Constantは位相差Accと調整量PLL(n)との間の関係を示す。
PLL(n)=(1/4)×Acc(n)+(1/2)×PLL(n−1)+(1/4)×PLL(n−2)
ここで、PLL(−1)=PLL(−2)=PLL(0)=0とする。
以上説明したように、クライアント装置2は、特定の時刻(即ち、パルスデータの終了時刻)を設定し、その特定時刻に基づいてオーディオデータの出力開始時刻を決定することができる。したがって、クライアント装置内の遅延に拘わらず、オーディオデータの出力時刻を正確に決定することができる。また、オーディオデータに添付されているタイムスタンプが特定時刻より早いか遅いかに拘わらず、オーディオデータの出力開始時刻が決定される。また、クライアント装置2はオーディオデータの出力を開始した時点から、オーディオデータの出力時刻をサーバ1に同期させることができる。これにより、サーバ1とクライアント装置2との間でオーディオデータの再生を同時に開始することができる。また、クライント装置2が複数ある場合にも、各クライアント装置2が独自の状況に応じてオーディオデータの出力時刻を調整できるので、同期を取ることができる。
Claims (20)
- 他の装置からオーディオデータを受信するオーディオ装置であって、
コンピュータへの命令と所定の長さを有するパルスデータを保存するメモリと、
前記メモリに保存された命令を実行するプロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記オーディオデータと前記オーディオデータに添付されたタイムスタンプを受信し、
前記オーディオ装置が前記オーディオデータを受信した時に、前記所定の長さを有するパルスデータを出力し、
前記パルスデータの終了時刻を検出し、
前記パルスデータの終了時刻と前記タイムスタンプとを比較し、
前記比較の結果に基づいて前記オーディオデータを調整し、
前記パルスデータが出力された後に前記調整されたオーディオデータを出力する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項1に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、(i)前記パルスデータの振幅が所定値増加する点を、前記パルスデータの開始時刻として検出し、(ii)前記開始時刻と前記所定の長さに基づいて前記終了時刻を検出する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項1または2に記載のオーディオ装置であって、
前記メモリは、無音データを保存しており、
前記プロセッサは、前記タイムスタンプが前記パルスデータの終了時刻より遅い場合、(i)前記タイムスタンプと前記パルスデータの終了時刻の差に対応する期間で前記無音データを出力し、(ii)前記無音データが出力された後に前記オーディオデータを出力する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項3に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記タイムスタンプが前記パルスデータの終了時刻より早い場合、(i)前記タイムスタンプと前記パルスデータの終了時刻の差に対応する量の前記オーディオデータをカットして前記オーディオデータを調整し、(ii)前記調整されたオーディオデータを出力する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項1から4の何れかに記載のオーディオ装置であって、
前記パルスデータの振幅が所定値増加する点を、前記パルスデータの開始時刻として検出するエッジ検出モジュールを更に含み、
前記エッジ検出モジュールは、前記プロセッサとは別個に形成され、
前記プロセッサは、(i)前記エッジ検出モジュールから前記パルスデータの開始時刻を読み出し、(ii)前記開始時刻と前記所定の長さに基づいて前記終了時刻を検出する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 他の装置からオーディオデータを受信するオーディオ装置であって、
コンピュータへの命令を保存するメモリと、
前記メモリに保存された命令を実行するプロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記オーディオデータと前記オーディオデータに添付されたタイムスタンプを受信し、
前記オーディオデータとオーディオクロックを出力し、
前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に位相差があるか否かを判定し、
前記判定された結果に基づいて前記オーディオクロックの速度を調整し、前記位相差が無くなるようにする、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項6に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、(i)前記オーディオクロックの振幅が所定値増加する点を、前記オーディオクロックのエッジ時刻として検出し、(ii)前記エッジ時刻と前記タイムスタンプとが一致しない場合、前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に前記位相差があると決定する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項7に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記エッジ時刻が前記タイムスタンプより早い場合には前記オーディオクロックの速度を遅くし、前記タイムスタンプが前記エッジ時刻より早い場合には、前記オーディオクロックの速度を速める、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項8に記載のオーディオ装置であって、
前記オーディオクロックは、所定のエッジ数を有し、
前記プロセッサは、複数のエッジ時刻を検索し、
前記プロセッサは、前記プロセッサが前記エッジ時刻を検出する毎に前記位相差が少なくなるように前記オーディオクロックの速度を調整する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項6から9の何れかに記載のオーディオ装置であって、
前記オーディオクロックの振幅が所定値増加する点を前記オーディオクロックのエッジ時刻として検出するエッジ検出モジュールを更に含み、
前記エッジ検出モジュールは、前記プロセッサとは別個に形成され、
前記プロセッサは、(i)前記エッジ検出モジュールから前記エッジ時刻を読み出し、(ii)前記エッジ時刻と前記タイムスタンプが一致しない場合、前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に前記位相差があると決定する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項10に記載のオーディオ装置であって、
前記オーディオクロックは、所定のエッジ数を有し、
前記エッジ検出モジュールは、複数のエッジ時刻を検索し、
前記プロセッサは、前記エッジ検出モジュールが前記エッジ時刻を検出する毎に前記位相差が少なくなるように前記オーディオクロックの速度を調整する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 他の装置からオーディオデータを受信するオーディオ装置であって、
コンピュータへの命令と一定の長さを有するパルスデータを保存するメモリと、
前記メモリに保存された命令を実行するプロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記オーディオデータと前記オーディオデータに添付されたタイムスタンプを受信し、
前記オーディオ装置が前記オーディオデータを受信した時に、前記一定の長さを有するパルスデータを出力し、
前記パルスデータの終了時刻を検出し、
前記パルスデータの終了時刻と前記タイムスタンプを比較し、
前記比較の結果に基づいてオーディオデータを調整し、
前記調整されたオーディオデータとオーディオクロックを出力し、
前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に位相差がある場合、前記オーディオクロックの速度を調整し、
前記調整されたオーディオデータは、前記パルスデータが出力された後に出力される、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項12に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサとは別項に設けられたエッジ検出モジュールを更に含み、
前記エッジ検出モジュールは、前記オーディオクロックの振幅が所定値増加する点を前記オーディオクロックのエッジ時刻として検出し、
前記プロセッサは、(i)前記エッジ検出モジュールから前記エッジ時刻を読み出し、(ii)前記エッジ時刻と前記タイムスタンプが一致しない場合、前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に前記位相差があると決定する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項13に記載のオーディオ装置であって、
前記エッジ検出モジュールは、前記パルスデータの振幅が一定値増加する点を前記パルスデータの開始時刻として検出し、
前記プロセッサは、(i)前記エッジ検出モジュールから前記パルスデータの開始時刻を読み出し、(ii)前記開始時刻と前記所定の長さに基づいて前記終了時刻を検出する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項12から14の何れかに記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記オーディオクロックの振幅が一定値増加する点を、前記オーディオクロックのエッジ時刻として検出し、
前記プロセッサは、前記エッジ時刻と前記タイムスタンプが一致しない場合、前記オーディオクロックと前記タイムスタンプの間に前記位相差があると決定する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項15に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、(i)前記パルスデータの開始時刻を検出し、(ii)前記開始時刻と前記所定の長さに基づいて前記終了時刻を検出する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項16に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記パルスデータの振幅が一定値増加する点を前記パルスデータの開始時刻として検出する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項15から17の何れかに記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記エッジ時刻が前記タイムスタンプより早い場合には前記オーディオクロックの速度を減少し、前記タイムスタンプが前記エッジ時刻より早い場合には前記オーディオクロックの速度を速める、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項12から18の何れかに記載のオーディオ装置であって、
前記メモリは、無音データを保存しており、
前記プロセッサは、前記タイムスタンプが前記パルスデータの終了時刻より遅い場合、(i)前記タイムスタンプと前記パルスデータの終了時刻の差に相当する期間前記無音データを出力し、(ii)前記無音データが出力された後に前記オーディオデータを出力する、
ことを特徴とするオーディオ装置。 - 請求項19に記載のオーディオ装置であって、
前記プロセッサは、前記タイムスタンプが前記パルスデータの終了時刻より早い場合、(i)前記タイムスタンプと前記パルスデータの終了時刻の差に相当する量の前記オーディオデータをカットして前記オーディオデータを調整し、(ii)前記調整されたオーディオデータを出力する、
ことを特徴とするオーディオ装置。
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