JP2020077929A - 時刻配信装置、同期システム、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間での時刻差が生じないように装置時計を調整することができる時刻配信装置、同期システム、及びプログラムを提供する。【解決手段】ＡＰ補正計算部４０は、同期信号発生器が発生した同期信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出した時刻が、同期タイミングについて予め定められた時刻となるように、自装置の時計を補正する補正量を計算する。時差測定部４４は、ＡＰ補正計算部４０により補正した自装置の時計と、他の時刻配信装置の時計との時刻差を測定する。フレーム差計算部４６は、測定された前記時刻差と、所定の周期とに基づいて、所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正する補正量を計算する。【選択図】図２

Description

本発明は、時刻配信装置、同期システム、及びプログラムに係り、特に、同期信号を生成するために用いられる時刻を配信する時刻配信装置、同期システム、及びプログラムに関する。

ＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロファイルとして標準化されたＳＭＰＴＥ ＳＴ ２０５９のような、例えばＢＢ（Ｂｌａｃｋ Ｂｕｒｓｔ）信号などの特定の映像同期信号に時刻を同期させて配信するシステム、プロトコルにおいて、グランドマスター（ＧＭ：Ｇｒａｎｄ Ｍａｓｔｅｒ）の配信時刻を調整するために、外部の時刻源などに装置時計の時刻を合わせ、装置時計を特定の映像同期信号のタイミングの位相に同期させたのち、ＰＴＰ等のプロトコルを使用して時刻を配信する方法が一般的に知られている。以後、ＰＴＰプロファイルとして標準されたＳＭＰＴＥ ＳＴ ２０５９を、ＰＴＰ（ＳＭＰＴＥ２０５９）と表記する。

なお、システム構成によっては、外部の時刻源に合わせずに、装置内部で保持している時計の時刻をそのまま使用する場合もある。

特定の映像同期信号のタイミングと時刻の関係は、ＳＭＰＴＥ ＳＴ ２０５９-１規格で制定されている。装置時計を、映像同期信号のタイミング（ＡＰ：ＡｌｉｇｎｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）に対応する時刻に合わせる代表的な方法として、現時点の装置時刻の次に現れるＡＰ(Ｎｅｘｔ ＡｌｉｇｎｍｅｎｔＰｏｉｎｔ )の時刻に合わせるように装置時計を調整する方法がある（図３参照。図３では、次に現れるＡＰをＮＡＰとし、ＮＡＰの時刻をＴｎａｐと表現している。詳細は後述する。）。なお、今後、ＡＰに対応する時刻のことをＡＰ時刻と表記する。

装置時計を映像同期信号のタイミングに合わせた後は、定期的に、映像同期信号で、ＡＰに対する時刻のズレの補正を継続してもいいし、装置時計の駆動クロックと同期信号源の映像信号の周波数が同じ場合は、最初に１回装置時計を合わせるだけでも良い。

なお、装置冗長を組む場合は、各装置に同じ映像同期信号を入力して時刻を調整することにより、装置間で配信する時刻差ができるだけ生じないようにする。

特開２０１６−１８４８０８号公報

映像同期信号のタイミングに装置時計を合わせる場合、装置個別では正しくＡＰに装置時刻を合わせることができるが、２台以上の装置で冗長構成を組んだ場合に、装置間でＡＰの調整時刻が異なってしまう場合がある。

具体的には、図５に示すように、時刻配信装置２０と時刻配信装置２２に時刻差があり、映像同期信号の同じタイミングに対する時刻配信装置２０のＡＰ時刻と時刻配信装置２２のＡＰ時刻が異なってしまう場合である（図５参照。詳細は後述する。）。

２台以上の時刻配信装置の時刻を高精度に合わせるほど、装置間で異なるＡＰに調整する可能性は低減するが、各装置が取得する時刻源をいくら高精度にしても、装置間の時刻差は微小ながら必ず存在するため、装置間の時刻ズレの可能性は排除できない。

また、装置間でＡＰの調整時刻が異なるということは、映像同期信号のタイミングに対応する時刻（ＡＰ時刻）が異なるということになる。すなわち、この時刻差は、２台以上の時刻配信装置の何れか１つから時刻配信（ＰＴＰパケット）を受け、映像同期信号を生成する同期信号生成装置に伝わり、結果、同期信号生成装置からの映像同期信号を受けて生成される映像に、フレームのずれが生じることとなる。
また仮に、同期信号生成装置が参照している２台以上の時刻配信装置の何れか１つが故障等により参照不可能となり、参照先の時刻配信装置を切り替えた場合、受信するＰＴＰパケットの時刻情報（タイムスタンプ）が大きく変化することになる。これにより、同期信号生成装置が切替先の時刻配信装置の時刻に同期するまでの間、同期信号生成装置が時刻を基に生成する映像同期信号のタイミングもずれてしまうことになる。

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間で時刻差が生じないように装置時計を調整することができ、複数の装置間で同じ時刻を配信することができる時刻配信装置、同期システム、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る時刻配信装置は、同期信号発生器が発生する同期信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出した時刻が、前記同期タイミングについて予め定められた時刻となるように、自装置の時計を補正する第１時計補正部と、前記第１時計補正部により補正した自装置の時計と、他の時刻配信装置の時計との時刻差を測定する時差測定部と、前記測定された時刻差と、前記所定の周期とに基づいて、前記所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正する第２時計補正部と、自装置の時計で得られる時刻を、外部に配信する時刻配信部と、を含んで構成されている。

ここで、同期信号に含まれる同期タイミングは、所定の周期であり、その時刻が予め定められている。

この発明によれば、複数の時刻配信装置のそれぞれで、同期信号に含まれる同期タイミングを用いて自装置の時計を補正した場合に、複数の時刻配信装置間のずれが、同期タイミングの周期を単位としたずれに対応することを利用して、所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正することにより、時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間での時刻差が生じないように装置時計を調整することができる。

また、時刻配信装置において、前記第１時計補正部は、前記同期信号発生器が発生した前記同期信号から同期タイミングを検出したときに自装置の時計で計測した時刻と、前記同期タイミングについて予め定められた時刻のうち、前記自装置の時計で計測した時刻より後の時刻であって、かつ、最も近い時刻との時刻差を用いて、自装置の時計を補正することができる。

また、本発明の同期システムは、同期信号を発生する同期信号発生器と、少なくとも１つがマスタ時刻配信装置として機能し、残りがスレーブ時刻配信装置として機能する複数の時刻配信装置とを含む同期システムであって、前記複数の時刻配信装置の各々は、自装置の時計で得られる時刻を外部に配信する時刻配信部と、前記同期信号発生器が発生する同期信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出した時刻が、前記同期タイミングについて予め定められた時刻となるように、自装置の時計を補正する第１時計補正部と、自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記第１時計補正部により補正した自装置の時計と、マスタ時刻配信装置の時計との時刻差を測定する時差測定部と、自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記時差測定部で測定された時刻差と、前記所定の周期とに基づいて、前記所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、前記自装置の時計をさらに補正する第２時計補正部と、を備えており、前記時刻配信部は、自装置がマスタ時刻配信装置として機能する場合、前記第１時計補正部で補正した自装置の時計で得られる時刻を外部に配信し、自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記第２時計補正部で補正した自装置の時計で得られる時刻を外部に配信する。

また、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の時刻配信装置の各部として機能させるためのプログラムである。

この発明によれば、複数の時刻配信装置のそれぞれで、同期信号に含まれる同期タイミングを用いて自装置の時計を補正した場合に、複数の時刻配信装置間のずれが、同期タイミングの周期を単位としたずれに対応することを利用して、所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正することにより、時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間で時刻差が生じないように装置時計を調整することができ、複数の装置間で同じ時刻を配信することができる。

本発明によれば、時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間で時刻差が生じないように装置時計を調整することができ、複数の装置間で同じ時刻を配信することができる。

本発明の実施の形態に係る同期システムの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る時刻配信装置の構成を示すブロック図である。 同期タイミングを用いた時刻補正を説明するための図である。 装置間で時刻差を測定するための処理の流れを示すシーケンス図である。 マスタ時刻配信装置とスレーブ時刻配信装置のそれぞれで同期タイミングを用いた時刻補正を行う例を示す図である。 マスタ時刻配信装置とスレーブ時刻配信装置との間のフレームズレの例を示す図である。 マスタ時刻配信装置とスレーブ時刻配信装置との間のフレームズレを解消するための、スレーブ時刻配信装置における補正の例を示す図である。 マスタ時刻配信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る時刻配信装置の時刻補正処理のフローチャートを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明の実施の形態の概要を説明する。

同期信号発生器が発生させたオリジナルの映像同期信号であるＢＢ信号とＰＴＰ(時刻)で生成したＢＢ信号を同期させるために、時刻配信装置は、ＢＢ信号に同期した時刻を、同期信号生成装置に配信する。そして、同期信号生成装置は、時刻配信装置が配信した時刻に同期し、その時刻から、ＢＢ信号を生成する。

本発明の実施の形態では、時刻配信装置を複数台備える冗長構成とし、時刻配信装置間で代表装置（マスタ時刻配信装置）と従属装置（スレーブ時刻配信装置）に分ける。スレーブ時刻配信装置が、マスタ時刻配信装置のフレームタイミング（時刻の位相）およびフレーム時刻（同じフレームタイミングに対応する時刻）に自装置のフレームタイミングとフレーム時刻を合わせることで、マスタ時刻配信装置とスレーブ時刻配信装置のフレーム時刻が一致し、時刻配信装置間でのフレームズレ（時刻ズレ）が解消される。

＜本発明の実施の形態のシステム構成＞
本発明の実施の形態に係る同期システムの構成について説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る同期システム１００は、同期信号発生器１０と、同期信号分配器１２と、映像出力装置１４Ａ、１４Ｂと、映像データサーバ１６、１８と、時刻配信装置２０、２２と、スイッチ装置２４、２６と、同期信号生成装置２８とを備えている。同期信号発生器１０と同期信号分配器１２との間、同期信号分配器１２と映像出力装置１４Ａの間、同期信号分配器１２と時刻配信装置２０の間、同期信号分配器１２と時刻配信装置２２の間、及び同期信号生成装置２８と映像出力装置１４Ｂの間は、それぞれ有線で接続されている。また、時刻配信装置２０、時刻配信装置２２、スイッチ装置２４、２６、及び同期信号生成装置２８は、イーサネットなどのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続され、映像データサーバ１６、１８及び映像出力装置１４Ａ、１４Ｂは、ＬＡＮやインターネットを介して接続されている。

同期信号発生器１０は、映像同期信号であるＢＢ（Ｂｌａｃｋ Ｂｕｒｓｔ）信号を出力する装置である。なお、ＢＢ信号は、同期信号の一例である。

同期信号分配器１２は、同期信号発生器１０から出力されたＢＢ信号を分配して、電気信号で映像出力装置１４Ａ、時刻配信装置２０、及び時刻配信装置２２に出力する。

時刻配信装置２０、２２は、設定により、一方が、マスタ時刻配信装置として機能し、他方が、スレーブ時刻配信装置として機能する。本実施の形態では、時刻配信装置２０がマスタ時刻配信装置として機能するように設定され、時刻配信装置２２がスレーブ時刻配信装置として機能するように設定されている場合を例に説明する。

すわなち、マスタ時刻配信装置としての時刻配信装置２０は、ＢＢ信号に同期した時刻を、スイッチ装置２４を介して、ＰＴＰ（ＳＭＰＴＥ ２０５９）で、時刻情報を同期信号生成装置２８に配信する。スレーブ時刻配信装置としての時刻配信装置２２は、時刻配信装置２０が故障等により時刻情報を配信できない場合に、時刻配信装置２０に代わって、スイッチ装置２６を介して、ＰＴＰ（ＳＭＰＴＥ ２０５９）で、時刻情報を同期信号生成装置２８に配信する。

スイッチ装置２４、２６は、ＰＴＰに対応したスイッチ装置であり、ＴＣ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｌｏｃｋ）方式又はＢＣ（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｌｏｃｋ）方式を用いる。

ＴＣ方式では、時刻配信装置２０、２２が送信したＰＴＰパケットを透過する。ＢＣ方式では、内部にスレーブとマスタの２つの機能を保有し、時刻配信装置２０、２２との間では、スレーブとして動作して、時刻配信装置２０、２２からＰＴＰで取得した時刻を内部時計に保持する。逆に、同期信号生成装置２８との間では、マスタとして動作して、内部時計の時刻をＰＴＰで同期信号生成装置２８に配信する。

同期信号生成装置２８は、時刻配信装置２０、２２によりＰＴＰで配信された時刻から、ＢＢ信号を生成し、映像出力装置１４Ｂへ出力する。

映像出力装置１４Ａ、１４Ｂは、映像データサーバ１６から受信した映像データをＢＢ信号に同期して出力する。このとき、映像出力装置１４Ａに入力されるＢＢ信号と、映像出力装置１４Ｂに入力されるＢＢ信号とは、同期しているため、映像出力装置１４Ａ、１４Ｂによる映像出力も同期する。

本実施の形態における時刻配信装置２０、２２は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する各種処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この時刻配信装置２０、２２は、機能的には図２に示すように、入力部３０と、通信部３２と、装置時計３４と、タイミング信号検出部３６と、時計補正部３８と、ＡＰ補正計算部４０と、フレーム情報記憶部４２と、時差測定部４４と、フレーム差計算部４６とを備えている。通信部３２が、時刻配信部の一例であり、時計補正部３８と、ＡＰ補正計算部４０とが、第１時計補正部の一例であり、時計補正部３８と、フレーム差計算部４６とが、第２時計補正部の一例である。なお、以下では、スレーブ時刻配信装置である時刻配信装置２２の各構成について説明する。

入力部３０には、同期信号分配器１２から出力された電気信号であるＢＢ信号が入力される。

通信部３２は、装置間の時刻差を測定するために、時刻配信装置２０との間で通信を行うと共に、装置時計３４で得られる時刻を同期信号生成装置２８へ配信するためにスイッチ装置２６との間で通信を行う。

装置時計３４は、自装置の時刻源である。なお、ＧＰＳ等、外部から参照した時刻を使用した時刻源としてもよい。

タイミング信号検出部３６は、入力されたＢＢ信号に所定の周期（フレーム周期）で含まれる同期タイミング（ＡＰ：ＡｌｉｇｎｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）を検出し、検出したタイミングを装置時計３４に通知する。装置時計３４は、当該タイミングが通知されると、時刻をラッチして、ＡＰ補正計算部４０へ出力する。

例えば、図３に示すように、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々を検出したタイミングで、装置時計３４で得られる時刻をラッチする。

時計補正部３８は、ＡＰ補正計算部４０及びフレーム差計算部４６の各々から得られる補正量の指示に基づいて、装置時計３４の時刻を補正する。

フレーム情報記憶部４２は、予め決められている、ＢＢ信号に含まれる同期タイミングの周期（フレーム周期）の長さを記憶している。

ここで、ＰＴＰ（ＳＭＰＴＥ ２０５９）に基づき、国際原子時（ＴＡＩ）の１９７０年１月１日００：００：００をＢＢ信号の起点とすると、同期タイミングであるＡＰは、ＢＢ信号の起点から予め定められたフレーム周期の長さで増加する。したがって、装置時計３４の時刻をどれだけ補正すれば、ＡＰに対応する時刻に合わせることができるか計算により得られる。

ＡＰ補正計算部４０は、タイミング信号検出部３６で検出された同期タイミングに応じて装置時計３４でラッチされた時刻と、フレーム情報記憶部４２に記憶されたフレーム周期から算出される、同期タイミングのＡＰの時刻とに基づいて、装置時計３４でラッチした同期タイミングの時刻を、同期タイミングのＡＰの時刻であって、装置時計３４でラッチした当該時刻の後の時刻で最も近い時刻と一致させるための、装置時計３４の時刻の補正量を計算する。

例えば、図３に示すように、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々のＡＰの時刻Ｔｎａｐ−１、Ｔｎａｐ、Ｔｎａｐ＋１、・・・のうち、タイミング信号検出部３６で検出された同期タイミングに応じて装置時計３４でラッチされた時刻ＴＦより後の時刻で、最も近い時刻Ｔｎａｐ（次に検出されるＡＰの検出時刻）を特定し、時刻ＴＦとＴｎａｐの時刻差Ｔｏｆｆを、装置時計３４の時刻の補正量として計算する。上記図３の例では、装置時計３４の時刻を、時刻差Ｔｏｆｆだけ進める補正量を計算する。この補正量に従って時計補正部３８が補正することにより、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々のＡＰの時刻Ｔｎａｐ−１、Ｔｎａｐ、Ｔｎａｐ＋１、・・・と、装置時計３４でラッチされる、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々の時刻とは一致する。

また、時刻配信装置２０においても、同様に、ＡＰ補正計算部４０、タイミング信号検出部３６、及び時計補正部３８の各処理により、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々のＡＰの時刻Ｔｎａｐ−１、Ｔｎａｐ、Ｔｎａｐ＋１、・・・と、装置時計３４でラッチされる、ＢＢ信号の同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃ−１、Ｆ＿Ｓｙｎｃ、Ｆ＿Ｓｙｎｃ＋１、・・・の各々の時刻とが一致しているものとする。

時差測定部４４は、通信部３２による時刻配信装置２０との通信を用いて、時刻配信装置２０の時計との時刻差を測定する。

具体的には、図４に示すように、まず、時刻配信装置２２から、パケット送信時の装置時計３４の時刻を表すタイムスタンプＴ１を含むパケットを、時刻配信装置２０へ送信する。次に、時刻配信装置２０は、タイムスタンプＴ１を含むパケットを受信した時刻を、タイムスタンプＴ２として時刻配信装置２０の装置時計３４で取得し、記録する。そして、時刻配信装置２０は、タイムスタンプＴ２と、パケット送信時の時刻配信装置２０の装置時計３４の時刻を表すタイムスタンプＴ３とを含むパケットを、時刻配信装置２２へ送信する。次に、時刻配信装置２２は、タイムスタンプＴ２、Ｔ３を含むパケットを受信した時刻を、タイムスタンプＴ４として装置時計３４で取得し、記録する。

そして、時差測定部４４は、以下の式に従って、時刻配信装置２２を基準とした時刻差Ｔｄｉｆｆを計算する。

Ｔｄｉｆｆ ＝ (Ｔ３−Ｔ４)＋((Ｔ４−Ｔ１)−(Ｔ３−Ｔ２))／２

ここで、上記で計算されるＴｄｉｆｆは、必ず測定誤差を含むため、時刻配信装置２２の装置時計３４を、Ｔｄｉｆｆで補正しても、時刻配信装置２０の装置時計３４とは一致しない。

フレーム差計算部４６は、時差測定部４４により測定された時刻差と、フレーム情報記憶部４２から得られるフレーム周期（所定の周期）の長さとに基づいて、当該時刻差について、フレーム周期単位でのずれでカウントした場合、何フレーム周期分のずれに対応するかを計算し、計算されたフレーム周期の数の分だけ補正するための装置時計３４の時刻の補正量を、時計補正部３８へ出力する。すなわち、所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正する。

以下にフレーム差計算部４６による補正量の計算方法について説明する。

例えば、図５に示すように、マスタ時刻配信装置２０における同期タイミングＦｍ＿Ｓｙｎｃとスレーブ時刻配信装置２２における同期タイミングＦｓ＿Ｓｙｎｃとが同一の同期タイミングであっても、時刻配信装置２０、２２の間で装置時計３４の時刻差により、マスタ時刻配信装置２０側のタイミング信号検出部３６で計測された同期タイミングＦｍ＿Ｓｙｎｃの時刻Ｔｍ＿Ｆと、スレーブ時刻配信装置２２側のタイミング信号検出部３６で計測された同期タイミングＦｓ＿Ｓｙｎｃの時刻Ｔｓ＿Ｆとのズレが生じる。

これにより、時刻配信装置２０側のタイミング信号検出部３６で計測された同期タイミングＦｍ＿Ｓｙｎｃの時刻Ｔｍ＿Ｆより後の時刻で、最も近い時刻Ｔｍ＿ｎａｐが、同期タイミングＦｍ＿ＳｙｎｃのＡＰの時刻Ｔｎａｐである一方、時刻配信装置２２側のタイミング信号検出部３６で計測された同期タイミングの時刻Ｔｓ＿Ｆより後の時刻で、最も近い時刻Ｔｓ＿ｎａｐが、同期タイミングＦｓ＿Ｓｙｎｃ＋１のＡＰの時刻Ｔｎａｐ＋１となる場合がある。

この場合、時刻配信装置２０、２２のそれぞれで、ＡＰ補正計算部４０により、ＢＢ信号の同期タイミングを用いた補正量を計算して、時計補正部３８が、装置時計３４の時刻を補正すると、以下の式に示すように、同じ同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃの時刻Ｔｍ＿Ｆ、Ｔｓ＿Ｆに対するそれぞれの時刻Ｔｍ＿ｎａｐ、Ｔｓ＿ｎａｐの差は、同期タイミングのフレーム周期Ｔｆｒａｍｅの倍数になる。

Ｔｍ＿ｎａｐ−Ｔｓ＿ｎａｐ＝Ｔｆｒａｍｅ×Ｎ

ここで、Ｎの範囲は、−∞〜＋∞の整数であり、Ｎ＝０の場合、時刻配信装置２０、２２の間でフレームズレが発生していないことを表す。

例えば、図６に示すように、時刻配信装置２０、２２では、同じ同期タイミングＦ＿Ｓｙｎｃの時刻Ｔｍ＿Ｆ、Ｔｓ＿Ｆに対するそれぞれの時刻Ｔｍ＿ｎａｐ、Ｔｓ＿ｎａｐが１フレーム分ずれる。この事象は、時刻配信装置２０、２２のそれぞれで同じ時刻源に対して高精度に同期していても発生する可能性があるため、フレームズレの防止は困難である。

そこで、フレーム差計算部４６は、時差測定部４４で測定した時刻差Ｔｄｉｆｆと、予め設定されているフレーム周期Ｔｆｒａｍｅを用いて、フレーム周期Ｔｆｒａｍｅ×Ｎ（Ｎ＝０，１，…）が、Ｔｄｉｆｆに最も近くなるときのＮを算出する。ここで、フレーム周期Ｔｆｒａｍｅ×Ｎ（Ｎ＝０，１，…）が、Ｔｄｉｆｆに最も近くなるときのＮを算出するため、フレーム周期Ｔｆｒａｍｅの半分まで、時刻配信装置２０、２２の間での時刻差の誤差が許容される。

そして、Ｎの値からフレームズレに対応する時刻差Ｔｆｒａｍｅ×Ｎを算出し、スレーブ時刻配信装置２２の装置時計３４の時刻の補正量とする。この補正量に従って、時計補正部３８が、装置時計３４の時刻を補正すると、装置時計３４の時刻が、Ｎフレーム周期分ずらされ、時刻配信装置２０、２２の間でのフレームズレが解消する。例えば、図７に示すように、スレーブ時刻配信装置２２の装置時計３４の時刻が、１フレーム周期分ずらされ、時刻配信装置２０、２２の間でのフレームズレが解消する。

上記では、スレーブ時刻配信装置の構成について説明したが、時刻配信装置２０、２２が、マスタ時刻配信装置である場合には、図８に示すように、入力部３０と、通信部３２と、装置時計３４と、タイミング信号検出部３６と、時計補正部３８と、ＡＰ補正計算部４０と、フレーム情報記憶部４２と、を備え、時差測定部４４と、フレーム差計算部４６とが省略される。

＜本発明の実施の形態の作用＞
次に、本発明の実施の形態の時刻配信装置２０、２２による処理について図９を参照して説明する。

同期信号発生器１０から出力された電気信号であるＢＢ信号が、同期信号分配器１２を介して時刻配信装置２０、２２に入力されているときに、時刻配信装置２０、２２の各々が起動されると、時刻配信装置２０、２２の各々は、図９に示す時刻補正処理ルーチンを実行する。

まず、ステップＳ１００において、自装置が、マスタ時刻配信装置として設定されているか、スレーブ時刻配信装置として設定されているかを判定する。マスタ時刻配信装置として設定されている場合には、ステップＳ１０２へ移行し、初期時刻設定を行う。
なお、自装置がマスタ時刻配信装置として機能するかスレーブ時刻配信装置として機能するかは、予め各装置に対して設定をしておいてもよい。または、各装置が起動時にマスタ時刻配信装置の探索を行い、マスタ時刻配信装置が存在しない場合に自装置がマスタ時刻配信装置となる、のように、自動的に設定するようにしてもよい。

そして、ステップＳ１０４において、入力されている電気信号であるＢＢ信号との同期がとれているか否かを判定する。ＢＢ信号との同期がとれていない場合には、ＢＢ信号との同期がとれるまで待機し、ＢＢ信号との同期がとれると、ステップＳ１０６へ進む。

このとき、ＢＢ信号との同期がとれると、タイミング信号検出部３６は、入力されたＢＢ信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出し、検出したタイミングを装置時計３４に通知する。装置時計３４は、当該タイミングが通知されると、時刻をラッチして、ＡＰ補正計算部４０へ出力する。

ステップＳ１０６では、ＡＰ補正計算部４０は、タイミング信号検出部３６で検出された同期タイミングに応じて装置時計３４によりラッチされた時刻と、フレーム情報記憶部４２に記憶された情報から算出される、同期タイミングのＡＰの時刻とに基づいて、装置時計３４でラッチした同期タイミングの時刻を、同期タイミングのＡＰの時刻であって、装置時計３４でラッチした当該時刻の後の時刻で最も近い時刻と一致させるための、装置時計３４の時刻の補正量を計算する。

そして、時計補正部３８は、ＡＰ補正計算部４０から得られる補正量の指示に基づいて、装置時計３４の時刻を補正し、時刻補正処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１００で、スレーブ時刻配信装置として設定されていると判定されると、ステップＳ１０８へ移行し、初期時刻設定を行う。

そして、ステップＳ１１０において、入力されている電気信号であるＢＢ信号との同期がとれているか否かを判定する。ＢＢ信号との同期がとれていない場合には、ＢＢ信号との同期がとれるまで待機し、ＢＢ信号との同期がとれると、ステップＳ１１２へ進む。

このとき、ＢＢ信号との同期がとれると、タイミング信号検出部３６は、入力されたＢＢ信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出し、検出したタイミングを装置時計３４に通知する。装置時計３４は、当該タイミングが通知されると、時刻をラッチして、ＡＰ補正計算部４０へ出力する。

ステップＳ１１２では、ステップＳ１０６と同様に、ＡＰ補正計算部４０は、タイミング信号検出部３６で検出された同期タイミングに応じて装置時計３４でラッチされた時刻と、フレーム情報記憶部４２に記憶された情報から算出される、同期タイミングのＡＰの時刻とに基づいて、装置時計３４でラッチした同期タイミングの時刻を、同期タイミングのＡＰの時刻であって、装置時計３４でラッチした当該時刻の後の時刻で最も近い時刻と一致させるための、装置時計３４の時刻の補正量を計算する。

そして、時計補正部３８は、ＡＰ補正計算部４０から得られる補正量の指示に基づいて、装置時計３４の時刻を補正する。

ステップＳ１１４では、時差測定部４４は、通信部３２によるマスタ時刻配信装置との通信を用いて、マスタ時刻配信装置の時計との時刻差を測定する。

そして、ステップＳ１１６において、フレーム差計算部４６は、時差測定部４４により測定された時刻差と、フレーム情報記憶部４２から得られるフレーム周期の長さとに基づいて、当該時刻差について、フレーム周期単位でのずれでカウントした場合、何フレーム周期分のずれに対応するかを計算し、このずれをフレーム周期差とする。

ステップＳ１１８では、上記ステップＳ１１６で得られたフレーム周期差があるか否かを判定する。フレーム周期差がない場合には、補正が不要であるため、時刻補正処理ルーチンを終了する。

一方、フレーム周期差がある場合には、ステップＳ１２０で、上記ステップＳ１１６で計算されたフレーム周期の数の分だけ補正するためのスレーブ時刻配信装置２２の装置時計３４の時刻の補正量を、時計補正部３８へ出力する。

ステップＳ１２２では、時計補正部３８は、フレーム差計算部４６から得られる補正量の指示に基づいて、装置時計３４の時刻を補正し、時刻補正処理ルーチンを終了する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る同期システムによれば、複数の時刻配信装置のそれぞれで、ＢＢ信号に含まれる同期タイミングを用いて自装置の時計を補正した場合に、複数の時刻配信装置間のずれが、同期タイミングのフレーム周期単位のずれに対応することを利用して、フレーム周期単位のずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正することにより、時刻配信装置を複数台備える冗長構成において、装置間での時刻差が生じないように装置時計を調整することができる。

また、複数の時刻配信装置で冗長構成を組んでも、装置間でフレームタイミングの同期（配信時刻の同期）をすることが可能になり、同時刻を同期信号生成装置に配信することが可能になる。

また、同期信号生成装置において、同期している時刻配信装置によりフレームタイミングが変わることがなくなり、同期先の時刻配信装置を変更した場合においても、フレーム飛び（時刻飛び）が発生しない。

また、スレーブ時刻配信装置において装置時計の調整回数が少なくて済む。従来技術では、例えば、マスタ時刻配信装置の時刻に合わせるように調整した後、調整後の時計を、更にＢＢ信号で調整する必要がある。一方、本発明の実施の形態では、マスタ時刻配信装置とのフレームズレに対応する時刻を調整すれば済む。

また、装置間の時刻差をフレーム周期の差に換算する。その際に時刻差が最も近いフレーム周期差を用いる。このため、フレーム周期の差が生じない範囲の時刻差が発生しても、装置時計を補正しないで済むため、装置が配信する時刻に対する影響が少ない。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、２台の時刻配信装置のうち、何れをマスタ時刻配信装置とするかを設定により一意に決定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、装置間のアルゴリズムにより、マスタ時刻配信装置を何れにするかを決定しても良い。

また、２台の時刻配信装置を備えた冗長構成とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、３台以上の時刻配信装置を備えた冗長構成としてもよい。この場合、１台をマスタ時刻配信装置とし、それ以外をスレーブ時刻配信装置とすればよい。

１０ 同期信号発生器
１２ 同期信号分配器
１４Ａ、１４Ｂ 映像出力装置
１６ 映像データサーバ
２０、２２ 時刻配信装置
２４、２６ スイッチ装置
２８ 同期信号生成装置
３０ 入力部
３２ 通信部
３４ 装置時計
３６ タイミング信号検出部
３８ 時計補正部
４０ ＡＰ補正計算部
４２ フレーム情報記憶部
４４ 時差測定部
４６ フレーム差計算部
１００ 同期システム

Claims (9)

1. 同期信号発生器が発生する同期信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出した時刻が、前記同期タイミングについて予め定められた時刻となるように、自装置の時計を補正する第１時計補正部と、
   前記第１時計補正部により補正した自装置の時計と、他の時刻配信装置の時計との時刻差を測定する時差測定部と、
   前記測定された時刻差と、前記所定の周期とに基づいて、前記所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、自装置の時計を補正する第２時計補正部と、
   自装置の時計で得られる時刻を、外部に配信する時刻配信部と、
   を含む時刻配信装置。
2. 前記第１時計補正部は、
   前記同期信号発生器が発生した前記同期信号から同期タイミングを検出したときに自装置の時計で計測した時刻と、前記同期タイミングについて予め定められた時刻のうち、前記自装置の時計で計測した時刻より後の時刻であって、かつ、最も近い時刻との時刻差を用いて、自装置の時計を補正する請求項１記載の時刻配信装置。
3. 前記同期信号は、映像同期信号である請求項１又は２記載の時刻配信装置。
4. 前記自装置の時計は、前記時刻配信装置の起動後もしくは所定の操作後であって、前記第１時計補正部による補正が行われる前に、外部の標準時計と同期している、
   請求項１〜請求項３の何れか１項記載の時刻配信装置。
5. 同期信号を発生する同期信号発生器と、少なくとも１つがマスタ時刻配信装置として機能し、残りがスレーブ時刻配信装置として機能する複数の時刻配信装置とを含む同期システムであって、
   前記複数の時刻配信装置の各々は、
   自装置の時計で得られる時刻を外部に配信する時刻配信部と、
   前記同期信号発生器が発生する同期信号に所定の周期で含まれる同期タイミングを検出した時刻が、前記同期タイミングについて予め定められた時刻となるように、自装置の時計を補正する第１時計補正部と、
   自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記第１時計補正部により補正した自装置の時計と、マスタ時刻配信装置の時計との時刻差を測定する時差測定部と、
   自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記時差測定部で測定された時刻差と、前記所定の周期とに基づいて、前記所定の周期を単位としたずれに対応する時刻差だけ、前記自装置の時計をさらに補正する第２時計補正部と、
   を備えており、
   前記時刻配信部は、自装置がマスタ時刻配信装置として機能する場合、前記第１時計補正部で補正した自装置の時計で得られる時刻を外部に配信し、
   自装置がスレーブ時刻配信装置として機能する場合、前記第２時計補正部で補正した自装置の時計で得られる時刻を外部に配信する
   同期システム。
6. 前記第１時計補正部は、
   前記同期信号発生器が発生した前記同期信号から同期タイミングを検出したときに自装置の時計で計測した時刻と、前記同期タイミングについて予め定められた時刻のうち、前記自装置の時計で計測した時刻より後の時刻であって、かつ、最も近い時刻との時刻差を用いて、自装置の時計を補正する請求項５記載の同期システム。
7. 前記同期信号は、映像同期信号である請求項５又は６記載の同期システム。
8. 前記自装置の時計は、前記時刻配信装置の起動後もしくは所定の操作後であって、前記第１時計補正部による補正が行われる前に、外部の標準時計と同期している、
   請求項５〜請求項７の何れか１項記載の同期システム。
9. コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の時刻配信装置の各部として機能させるためのプログラム。