JP2021500636A - 複数のオーディオ機器の同期 - Google Patents

Abstract

オーディオ配信システムは、オーディオソースと、互いに通信し、かつオーディオソースとも通信する複数のオーディオ再生機器とを含む。オーディオ再生機器のグループは、オーディオソースによって提供されるオーディオコンテンツを同期してレンダリングするように構成される。グループ内のオーディオ再生機器のうちの１つは、オーディオソースから、グループ内の他のオーディオ再生機器にオーディオコンテンツを配信するオーディオマスターとして構成され、オーディオマスター以外の複数のオーディオ再生機器のうちの１つは、オーディオ再生機器のグループが同期するクロック情報を配信するクロックマスターとして構成される。

Description

本開示は、無線オーディオ同期に関する。

下記の全ての例及び特徴は、技術的に可能な任意の方法で組み合わせることができる。

一態様において、オーディオ配信システムは、オーディオソースと、互いと通信し、かつオーディオソースとも通信する複数のオーディオ再生機器とを含む。オーディオ再生機器のグループは、オーディオソースによって提供されるオーディオコンテンツを同期してレンダリングするように構成される。グループ内のオーディオ再生機器のうちの１つは、オーディオソースからグループ内の他のオーディオ再生機器にオーディオコンテンツを配信するオーディオマスターとして構成され、オーディオマスター以外の複数のオーディオ再生機器のうちの１つは、オーディオ再生機器のグループが同期するクロック情報を配信するクロックマスターとして構成される。

実装形態は、以下の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

いくつかの実装形態では、システムはアクセスポイントを含み、システムは、複数のオーディオ再生機器のうちのオーディオ再生機器とアクセスポイントとの間のピングタイムに基づいて、複数のオーディオ再生機器の中からクロックマスターを選択するように構成される。

特定の実装形態では、システムは、クロックマスターの選択の前に、オーディオ再生機器のグループの中からオーディオマスターを選択するように構成される。

一部のケースでは、システムは、クロックマスターを選択する際に、オーディオマスターを考慮から除外するように構成される。

特定のケースにおいて、システムは、アクセスポイントで最短のピングタイムを報告するオーディオ再生機器に基づいて、オーディオマスターを除外した複数のオーディオ再生機器の中からクロックマスターを選択するように構成される。

いくつかの例では、システムは、クロックマスターの選択の後にオーディオ再生機器のグループの中からオーディオマスターを選択するように構成される。

特定の例では、オーディオ再生機器のグループのうちのオーディオ再生機器上のそれぞれのクロックは、オーディオマスターの選択の前にクロックマスターのクロックに同期される。

いくつかの実装形態では、システムは、オーディオマスターを選択する際に、クロックマスターとして機能するように選択されたオーディオ再生機器を考慮から除外するように構成される。

特定の実装形態では、システムは、クロックマスターとして機能するように選択されたオーディオ再生機器が、オーディオマスターとしても機能するように選択された場合、このときシステムは新たなクロックマスターを選択するように構成される。

いくつかのケースにおいて、オーディオ再生機器のグループ内のオーディオ再生機器上のそれぞれのクロックは、システムが新たなクロックマスターを選択している間、同期されたままである。

特定のケースにおいて、オーディオ再生機器のグループのうちの１つ以上のオーディオ再生機器とクロックマスターとの間の接続が失われたことに反応して、システムは、新たなクロックマスターを選択するように構成され、オーディオ再生機器のグループ内のオーディオ再生機器は、新たなクロックマスターが選択されている間、同期再生を継続するように構成される。

いくつかの例では、オーディオ再生機器のグループ内のオーディオ再生機器のそれぞれのクロックは、線形時間モデルｍ（ｘ）＋ｂに従ってクロックマスターのクロックに同期され、この場合ｍは、クロックマスターのクロックと、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロックとの間のレート差（例えば、水晶発振器間の周波数の差）であり、ｘは、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロックに従って現在のクロック時間を表しており、またｂは、クロックマスターのクロックと、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロックとの間のオフセットである。

特定の例では、ｍは、クロックマスターのクロックと、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロックとの間のレート差であり、またｂは、クロックマスターのクロックと、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロックとの間のオフセットである。

いくつかの実装形態では、ｍ及びｂは、所与の時間ウィンドウにわたって、クロックマスターから収集されたタイムスタンプ（すなわち、クロックマスターから受信したタイムスタンプされた通信）と、クロックマスターのクロックに同期しているオーディオ再生機器のクロック（ａ／ｋ／ａ「ローカルクロック」）から収集されたタイムスタンプの線形フィットを実行することによって決定される。

特定の実装形態では、ひとたび新たなクロックマスターが選択されると、オーディオ再生機器のグループ内の他のオーディオ再生機器は、新たなマスタークロックに基づいて、オーディオ再生機器のグループのオーディオ再生機器にそのそれぞれのｍ値及びｂ値を調整させるヒューリスティックアプローチを使用して、新たなクロックマスターのクロックに合わせてそのクロックを調整し、新たなクロックマスターは、新たなクロックマスターのｍの値が１に等しく、新たなクロックマスターのｂの値がゼロに等しくなるようにそのレートをゼロまで低下させる。

いくつかのケースでは、システムは、ユーザが、複数のオーディオ再生機器から２つ以上のオーディオ再生機器を選択してオーディオ再生機器のグループを形成することを可能にするように構成されたコントローラを含む。

特定のケースにおいて、システムは、オーディオ再生機器のグループの基礎としてユーザが選択したオーディオ再生機器のグループから、オーディオマスターになるべきオーディオ再生機器を選択するように構成される。

いくつかの例では、クロックマスターは、オーディオ再生機器のグループ内のオーディオ再生機器のうちの１つではない。

特定の例では、クロックマスターは、オーディオ再生機器のグループ内のオーディオ再生機器のうちの１つである。

いくつかの実装形態では、システムは、クロックマスターを選択する際に、オーディオ再生機器のグループ内にないいかなるオーディオ再生機器も考慮から除外するように構成される。

本明細書に記載される様々な実装形態は、以下の利点のうちの１つ又は複数を提供し得る。

いくつかの実装形態では、オーディオマスターとクロックマスターの分離は、オーディオマスターが変わったときの再同期の必要性をなくすのに役立つ場合がある。

特定の実装形態では、オーディオマスターとクロックマスターの分離は、クロックマスターの回復中（電力損失時）のオーディオ再生の中断を回避するのに役立つ場合もある。

いくつかのケースでは、ネットワーク接続されたオーディオ再生機器のクロックは、オーディオ再生の開始の前の遅延を低減するために予め同期させることができる。

オーディオ配信システムの概略ブロック図である。 図１のシステムからのオーディオ再生機器の概略図である。 オーディオの同期再生のために配置された、図１のシステムからのオーディオ再生機器のグループ化の機能ブロック図である。 図１のシステムからのオーディオ再生機器の機能的態様の概略ブロック図である。 オーディオ再生機器のグループ間でオーディオ再生を同期させるための例示的プロセスのフローチャートである。 オーディオ再生機器のグループ間でオーディオ再生を同期させるための別の例示的プロセスのフローチャートである。

いくつかの既知の家庭用オーディオシステムは、複数のオーディオ再生ユニットからなり、それらは家中の様々な部屋の中に配置されてよく、またローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して互いに通信する。一般に、１つ以上の再生ユニットは、インターネット無線局などの広域ネットワーク（ＷＡＮ）上で利用可能なソースであり得る、オーディオコンテンツのソースへのアクセスを有する。典型的には、２つ以上の個々のユニットを、ユーザの裁量で、大抵はゾーンと呼ばれるものに一緒にグループ化することができ、そこでは、ゾーン内のグループ化された再生ユニットは、同期してオーディオコンテンツを再生する（レンダリングする）。

同期再生を容易にするためには、ユニットのうちの１つ（マスターユニット）が、他のユニットのうちの１つ以上（スレーブユニット）がマスターと共にコンテンツをロックステップでレンダリングするために使用するタイミング（クロック）情報と共に、オーディオコンテンツを配信する。スレーブ機器の各々は、マスター機器によって提供されるクロック時間（すなわち、マスターのクロック時間）に基づいて、そのそれぞれのクロック、又はオーディオコンテンツに規定されたレンダリング時間を調整することができる。このことは、複数の再生ユニットが、各々がその独自のクロックで、オーディオコンテンツのレンダリングを同期することを可能にする。したがって、これらの既存のシステムは、オーディオマスターとクロックマスターの両方として機能する単一のマスターユニットに依存している。

本開示は、オーディオマスターとクロックマスターの役割を分離することが有益であり得るという実現に基づいている。

図１のオーディオ配信システム１００は、ネットワークに接続されている複数のオーディオ再生機器（例えば無線スピーカー）にオーディオデータを配信し、かつそのような複数のオーディオ再生機器の間でオーディオデータを同期させるための方法を達成するために使用することができる。システム１００は、デジタルオーディオ（例えば、デジタル音楽）を配信するように適合されており、いくつかのオーディオ再生機器１１０−１〜１１０−ｎ（総じて１１０として参照）が含まれる。１つの非限定的な実施形態では、オーディオ再生機器１１０は、各々が、デジタルオーディオ信号を受信し、それらをアナログ形式に転換することができるデジタル／アナログ変換器を含む同一の機器である。オーディオ再生機器１１０は、アナログオーディオ信号を受信し、それらを音声に変換する電気音響トランスデューサも含む。オーディオ再生機器は、プロセッサも含む。オーディオ再生機器は、互いに接続されており、ネットワーク１１６を介してローカルルータ／アクセスポイント１１４にも接続されている。これにより、オーディオ再生機器は、互いに通信することができる。ネットワーク１１６は、有線及び／又は無線ネットワークとすることができ、既知のネットワーク接続方法を使用することができる。ネットワーク１１６は、この非限定的な例では、インターネット１２２への接続によって広域ネットワーク（ＷＡＮ）１２０に接続されているローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１８の一部である。ＬＡＮ１１８にはまた、１つ以上の別々の計算機器１２４と、１つ以上の別個のローカルデジタルオーディオソース１３０も含まれる。この非限定的な例では、計算機器には、パーソナルコンピュータ１２６と、スマートフォン、タブレットなどの携帯計算機器１２８とが含まれる。ＷＡＮ１２０は、両方がインターネット１２２を介してＬＡＮと通信することができるサーバ１４０と、インターネットラジオサービス１４２とを含む。

システム１００の１つの用途は、オーディオストリームを含めるが、これに限定されないデジタルオーディオデータをオーディオ再生機器１１０のうちの１つ以上で再生することである。デジタルオーディオのソースは、ネットワーク１１６を介して、オーディオ再生機器に移動するオーディオストリームのようなコンテンツへのアクセスを提供する。このようなオーディオストリームのソースは、例えば、インターネットラジオ局及びユーザ定義のプレイリストを含むことができる。このようなデジタルオーディオソースの各々は、オーディオ再生機器の１つ以上にわたって再生されるように、ユーザによって選択され得るオーディオコンテンツのリポジトリを維持する。このようなデジタルオーディオソースは、例えば、Ｐａｎｄｏｒａ（登録商標）、Ｓｐｏｔｉｆｙ（登録商標）、及びｖＴｕｎｅｒ（登録商標）などのインターネットベースの音楽サービスを含むことができる。デジタルオーディオソース１３０などのネットワーク接続型記憶機器、及び携帯計算機器上に見られるようなメディアサーバアプリケーションも、オーディオデータのソースとなり得る。非限定的な例では、ユーザは、ＰＣ１２６及び／又は携帯機器１２８によって提供されるユーザインターフェースを介してオーディオソース及び再生機器を選択する。

図２は、本開示の一例としての例示的なオーディオ再生機器１１０を示す。オーディオ再生機器１１０は、エンクロージャ２１０（ａ／ｋ／ａ「筐体」）を含む。エンクロージャ２１０上には、現在再生している（「現在再生中」）音楽に関する情報をユーザに提供することができるグラフィカルインターフェース２１２（例えば、ＯＬＥＤディスプレイ）が備わっている。１つ以上の電気音響トランスデューサ２１５が存在する。オーディオ再生機器１１０には、ユーザ入力インターフェース２１６も含まれる。ユーザ入力インターフェース２１６は、複数のプリセットインジケータを含むことができ、これはハードウェアボタンであり得る。プリセットインジケータは、それらのボタンに割り当てられたエンティティへの容易な１回の押下アクセスをユーザに提供することができる。

オーディオ再生機器１１０はまた、ネットワークインターフェース２２０、プロセッサ２２２、オーディオハードウェア２２４、様々な構成要素に電力を供給するための電源２２６及びメモリ２２８を含む。プロセッサ２２２、グラフィカルインターフェース２１２、ネットワークインターフェース２２０、オーディオハードウェア２２４、電源２２６及びメモリ２２８の各々は、様々なバスを使用して相互に接続され、構成要素のうちのいくつかは、共通のマザーボード上に取り付けられてもよく、又は必要に応じて他の方法で取り付けられる場合もある。

ネットワークインターフェース２２０は、１つ以上の通信プロトコルを介して、無線スピーカーパッケージ２００、オーディオソース、他のネットワーク化された無線スピーカーパッケージ及び他のオーディオ再生機器間の通信を実現する。ネットワークインターフェース２２０は、無線インターフェース２３０及び有線インターフェース２３２のいずれか、又はその両方を提供する場合がある。無線インターフェース２３０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇなどの通信プロトコルに従って、無線スピーカーパッケージ２００が他の機器と無線通信することを可能にする。有線インターフェース２３２は、有線（例えば、イーサネット）接続を介して、ネットワークインターフェース機能を提供する。

一部のケースでは、ネットワークインターフェース２２０はまた、Ａｐｐｌｅ ＡｉｒＰｌａｙ（登録商標）（機器間の関連メタデータと共に、オーディオ、ビデオ及び写真の無線ストリーミングを可能にする、カリフォルニア州クパチーノに本社を置き、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．によって開発された独自のプロトコルスタック／スイート）をサポートするためのネットワークメディアプロセッサ２３４を含む場合もある。例えば、ユーザが、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）やｉＰａｄ（登録商標）機器などのＡｉｒＰｌａｙ（登録商標）対応の機器をＬＡＮに接続した場合、このときユーザは、ＡｉｒＰｌａｙ（登録商標）を介してネットワーク接続されたオーディオ再生機器に音楽をストリーミングすることができる。注目すべきは、オーディオ再生機器は、ＡｉｒＰｌａｙ（登録商標）及び／又はＤＬＮＡ（登録商標）のＵＰｎＰプロトコルを介したオーディオストリーミングをサポートすることができ、全ては１つの機器の中に統合されている。

ネットワークパケットから到来する他の全てのデジタルオーディオは、ネットワークメディアプロセッサ２３４からＵＳＢブリッジ２３６を介してプロセッサ２２２にまっすぐ到来し、復号器、ＤＳＰに達し、そして最終的には電気音響トランスデューサ（複数可）２１５を介して再生（レンダリング）される。ネットワークインターフェース２２０はまた、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアプリケーション（例えば、スマートフォン又はタブレットなどのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応のオーディオソースとの無線通信のための）用のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ回路２３８を含む場合もある。

ストリーミングされたデータは、ネットワークインターフェース２２０からプロセッサ２２２に渡される。プロセッサ２２２は、メモリ２２８に記憶されている命令を含めた、無線スピーカーパッケージ内の命令（例えば、とりわけ、デジタル信号処理、復号、及び等化機能を実施するための）を実行することができる。プロセッサ２２２は、別個の複数のアナログ及びデジタルプロセッサを含むチップのチップセットとして実装されてもよい。プロセッサ２２２は、例えば、ユーザインターフェースの制御、オーディオ再生機器１１０によって起動されるアプリケーションの制御など、オーディオ再生機器１１０の他の構成要素の調整を行う場合もある。

プロセッサ２２２は、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に転換するための１つ以上のデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含むオーディオハードウェア２２４に対して、処理されたデジタルオーディオ信号を提供する。オーディオハードウェア２２４は、再生のために、増幅されたアナログオーディオ信号を電気音響トランスデューサ（複数可）２１５に提供する１つ以上の増幅器も含む。加えて、オーディオハードウェア２２４は、他の機器と共有するためのデジタルオーディオ信号を提供するために、アナログ入力信号を処理するための回路を含む場合もある。

メモリ２２８は、例えば、フラッシュメモリ及び／又は不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）を含むことができる。一部の実装形態では、命令（例えば、ソフトウェア）は、情報担体に記憶されている。命令は、１つ以上の処理機器（例えば、プロセッサ２２２）によって遂行される際、本明細書の他の場所で記載したものなどの１つ以上のプロセスを実行する。命令はまた、１つ以上のコンピュータ可読媒体又は機械可読媒体（例えば、メモリ２２８、又はプロセッサ上のメモリ）などの１つ以上の記憶機器によって記憶することもできる。命令は、復号を実行するための命令を含むことができ（すなわち、ソフトウェアモジュールがデジタルオーディオストリームを復号するためのオーディオコーデックを含む）、並びにデジタル信号処理及び等化を含むことができる。

図３は、図１のオーディオ配信システム内の複数のオーディオ再生機器１１０−１，１１０−２，１１０−３から形成された再生グループ３００の概略図である。図示される構成では、オーディオ再生機器のうちの１つ（この場合、オーディオ再生機器１１０−１）は、マスターオーディオ機器として機能し、グループ３００内の他のオーディオ再生機器（すなわち、オーディオ再生機器１１０−２＆１１０−３）は、オーディオスレーブとして機能する。

マスター機器１１０−１は、オーディオソース３０２（すなわち、図１の１３０又は１４２のうちの１つ）からオーディオデータ３０１を受信し、それをスレーブ機器１１０−２及び１１０−３に配信する。この非限定的な例では、このようなオーディオ配信は、無線アクセスポイント／ルータ（アイテム１１４、図１）を介するＷｉＦｉであり得る。代替的に又は追加的に、オーディオ配信は、有線（例えば、イーサネット）接続を介する場合、又は有線接続と無線接続の組み合わせを介する場合もある。グループ３００内のオーディオ機器１１０−１，１１０−２及び１１０−３のそれぞれがオーディオを再生する。グループ内の機器間でのオーディオ再生は、それら全てが同時に同じオーディオを再生するように同期される。

オーディオコンテンツの再生が同期され、かつ同期されたままであることを確実にするのを支援するために、グループ３００内の個々のオーディオ再生機器のそれぞれの内部クロック（ａ／ｋ／ａ「ローカルクロック」）は同期されている。原則として、そのようなクロックは、発振器と、カウンタと、を備える。同期（ａ／ｋ／ａ「マルチルーム」）再生中に、ネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）などのプロトコルを利用して、クロックマスターとスレーブの関係でタイミング情報を配信して、同期されたグループ３００内の全ての機器上で現在のクロック時間を維持する。

時間同期プロトコルは、オーディオストリームとは切り離されており、それとは別である。その点において、オーディオ再生機器のうちの１つ（このケースではオーディオ再生機器１１０−４）が、クロックマスターとして指定される。注目すべきは、クロックマスターは、オーディオマスターとは意図的に異なる機器であり、また図示される例では再生グループ３００のメンバーでもない（すなわち、図示された実装形態では、オーディオ再生機器１１０−４は、オーディオをグループ３００内の機器と同期してレンダリングしない）。

クロックマスターは、クロックデータ３０３（すなわち、クロックマスターが時間サーバとして機能する）をグループ３００内のオーディオ再生機器１１０−１，１１０−２，１１０−３に提供し（ａ／ｋ／ａ「クロックスレーブ」）、これらの機器はその後、そのクロックデータを使用してクロックマスターのクロックと同期するようにそのそれぞれのクロックを更新する。クロックデータは、グループ化された機器を、更新されクロックマスターと同期した状態で維持するために、周期的に、例えば１〜６秒毎に提供されてもよい。

別個に、オーディオマスターはまた、「再生」時間３０４、すなわち、グループ内の全ての機器が、いつ配信されたオーディオコンテンツの再生を始めるべきかの識別表示を提供してよい。「再生」時間３０４は、ユニットが一連の順序付けられたオーディオデータサンプルに第１のサンプルをレンダリングすべきクロック時間を表してもよく、オーディオデータサンプルの残りの部分は、規定されたサンプルレートで順番に再生される。「再生」時間３０４は、オーディオストリームとは別個の制御データで通信され、また一部のケースでは、各トラックに対して１回しか送信されない（すなわち、全てのフレームには含まれない）。全ての新たなトラック又はストリームは、新たな「再生」時間を獲得することになる。

オーディオスレーブは、オーディオストリーム３０１において第１のサンプルを受信し、指定された「再生」時間３０４で再生を開始する。全てのグループ化された機器はクロックマスターに同期され、それにより全てが同一の現在のクロック時間を有するため、それらは全て同時に再生を開始する。そのことから、機器は全て、一定のサンプルレートで再生を行うことができ、その結果、同期したままである。

図４を参照すると、各オーディオ再生機器１１０は、パーサー４００と、リングバッファ４０２と、復号器４０４と、サンプルバッファ４０６と、同期モジュール４０８と、非同期サンプルレート変換器（ＡＳＲＣ）４１０とを含む。これらの構成要素は、図２に示される構成要素に加えられてもよい、又は、例えば、図２に示されるプロセッサ２２２、オーディオハードウェア２２４及び／又はメモリ２２８に２５含まれる場合もある。ストリームの開始時に、データ（例えば、符号化されたオーディオ）は、マスターオーディオ再生機器（ａ／ｋ／ａ「オーディオマスター」）に流れ始め、ここで、それは、フレーム境界を識別するために、オーディオマスターのパーサー４００によって解析される。パーサー４００は、符号化されたオーディオがパックされている任意の容器（例えば、ＭＰ３）を剥ぎ取り、それをカスタムオーディオフレームの中に入れる。解析されたが、まだ符号化されているデータは、オーディオマスターのリングバッファ４０２に記憶される。次に、符号化されたデータが復号され、時間オフセットが生成され、オーディオフレームのヘッダに添えられ、復号されたオーディオフレームは、サンプルバッファ４０６に記憶される。オフセットは、対応するフレームの再生を開始すべき時間と「再生」時間との時間差を表す。オフセットは、対応するオーディオフレームからのオーディオサンプルがいつＡＳＲＣ４１０に供給されるかを決定するために同期モジュール４０８によって使用される。ＡＳＲＣ４１０は、レンダリングのための一定のサンプルレートを保証する。

同期再生のために、符号化されたデータは、オーディオマスターのリングバッファ４０２から速やかに引き出され、スレーブ再生機器（ａ／ｋ／ａオーディオスレーブ（複数可））リングバッファ４０２に提供される。符号化されたオーディオデータのこのような配信は、オーディオマスターと、個々のオーディオスレーブ機器の各々との間のユニキャスト通信を介して行われてもよい。そこから、オーディオスレーブは、オーディオマスターに関して上記で概説したものと同じプロセスに従う。各オーディオスレーブは、オーディオマスターから引き出された符号化されたオーディオを復号し、フレームヘッダにオフセットを割り当て、復号されたオーディオフレームをそれぞれのサンプルバッファ４０６に記憶する。オーディオスレーブは各々、オーディオフレームにその独自のオフセットを適用するが、これらのオフセットは、各機器が同一のストリームを受信し、同一の復号器ソフトウェアを使用しているため、オーディオマスターによって適用されるものと同じになる。

オーディオマスター上のクロックとオーディオスレーブ上のクロックは同期しており、オフセットは全く同一であるため、グループ（例えば、グループ３００，図３）内の各機器は、同一のデータを同時にそのＡＳＲＣ４１０に供給することになる。ＡＳＲＣ４１０は、各機器が同一の一定のレートでオーディオを出力することを保証する。個々の機器上の発振器は、異なる速度でスピンする場合もあり、このことは、タイミング同期であるにもかかわらず、機器間に時間のずれをもたらす可能性がある。クロック時間に対する同期の調整は、対応するスレーブ機器に、同期したままになるように再生する必要があるオーディオの継続時間を増大させるか、縮小させるかしてよい。各機器上のＡＳＲＣ４１０は、このような時間調整を考慮し、受信したオーディオデータを操作して一定のサンプル出力レートを保証する。

図５は、グループ形成中の役割（すなわち、マスター／スレーブの役割）の割り当てのための例示的なプロセス５００のフローチャートである。いくつかの実装形態では、プロセス５００は、メモリ２２８（図２）に記憶された命令を実行するオーディオ再生機器のうちの１つ以上の機器のプロセッサ２２２（図２）によって、少なくとも部分的に実行することができる。プロセス５００の動作は、グループの形成に関するユーザ命令を受信すること（５０２）を含む。その点において、グループは典型的には、図１のＰＣ１２６又は携帯機器１２８などのコントローラ機器に設けられたユーザインターフェースにおける入力を介して形成される。ユーザは、グループの基礎として機能する第１の機器（すなわち、オーディオ再生機器１１０のうちの第１の機器）を選択し、次いで、ユーザインターフェースを介してオーディオ再生機器のうちの他のものを選択してグループに参加させることによってグループを成長させる。代替的に又は追加的に、いくつかの実装形態では、ユーザは、グループを作成するために一度に複数の機器を選択する場合もある。また、いくつかの実装形態では、保存され、再生のために後に選択することができる永続的グループ又は構築物が存在する場合もある。例えば、いくつかの実装形態では、事前定義されたグループは、予め設定された（「持続的」）グループから自動的に音楽の再生を開始する音声指示として、例えば、「音楽を再生する」という音声指示を介して選択されてもよい。グループ選択に関する情報は、１つ以上のオーディオ再生機器に送信され、また１つ以上のオーディオ再生機器によって受信される（５０２）。

プロセス５００は、オーディオマスター機器の選択（５０４）も含む。いくつかの例では、オーディオマスターは、グループの基礎として機能するように選択されたオーディオ再生機器に自動的に設定される。あるいは、最も強いＷｉＦｉ信号強度を有する、グループ内の機器がオーディオマスターとして選択されてもよい。例えば、グループ内のオーディオ再生機器の各々は、その信号強度を他のグループメンバーに伝達してもよい。ひとたびグループ内の機器の各々が他のグループメンバーの各々から信号強度情報を受信すると、各機器は、最も高い／最も強い信号強度を有するグループメンバーをグループのオーディオマスターとして識別することになる。代替的に又は追加的に、グループメンバーは、そのそれぞれの信号強度を１つのネットワーク機器（例えば、コントローラ機器）に全て報告してもよく、そのネットワーク機器は、オーディオマスターをグループメンバーに対して識別することができる。

オーディオ再生機器からのオーディオ出力が正確に同期されることを確実にするために、オーディオ再生機器のそれぞれのクロックは全て同期される。このようなクロック同期を達成するために、オーディオ再生機器のうちの１つは、クロックマスターとして機能するように選択される（５０６）。クロックマスターは、グループ内の全てのオーディオ再生機器が、そのそれぞれのクロックを同期させる基準時間を配信する。

クロックマスターは、グループ内のオーディオ再生機器のうちの１つであってよい、又はそのグループ外のオーディオ再生機器である場合もあるが、クロックマスターは、オーディオ再生機器がオーディオマスターとクロックマスターの両方として同時に機能することがないように選択される。その点に関して、クロックマスターは、オーディオマスターを考慮から除外するリーダー選択アルゴリズム（ａ／ｋ／ａ「リーダー選択アルゴリズム」又は「リーダー選択」）に従って選択することができる。分散コンピューティングでは、リーダー選択は、このようなケースではオーディオ再生機器１１０である、いくつかのコンピュータ（ノード）間に分散された任意のタスクのオーガナイザとして単一のノードを指定するプロセスである。タスクが開始される前は、全てのネットワークノードは、どのノードがタスクの「リーダー」（又はコーディネータ）として機能するか知らないか、現在のコーディネータと通信できないかのいずれかである。しかしながら、リーダー選択アルゴリズムが実行された後、ネットワーク全体の各ノードは、特定のノードをタスクリーダーとして認識する。

ネットワークノードは、それらのうちのどれが「リーダー」状態になるかを決定するためにノード同士の間で通信する。そのために、ノードは、それらの間の対称性を断ち切るための何らかの方法を必要とする。例えば、各ノードが独自で同等のアイデンティティを有する場合、このときノードはそれぞれのアイデンティティを比較し、最も高いアイデンティティを有するノードがリーダーであると判断することができる。一部のケースでは、リーダー選択アルゴリズムは、クロックマスターを最低のピングタイムを報告する再生ユニットとなるように選択することができる。

例えば、グループ内のオーディオ再生機器の各々は、アクセスポイント（アイテム１１４，図１）をピングし、そのピングタイム（すなわち、オーディオ再生機器にエコーバックされる、オーディオ再生機器からアクセスポイントに送信されるメッセージの往復時間）を他のグループメンバーに伝達することができる。ひとたびグループ内の機器の各々が他のグループメンバーの各々からそれぞれのピングタイムを受信すると、各機器は、グループのクロックマスターとして、最短のピングタイムを有するグループメンバー（オーディオマスターを除く）を識別することになる。あるいは、上述したように、クロックマスターを選択するプロセスは、システム内の全てのオーディオ再生機器（システム１００，図１など）を含めるように拡張することもでき、したがって、再生グループのメンバーのみに必ずしも限定されない。このケースでは、クロックマスターは、再生グループの一部であるか否かにかかわらず、最低のピングタイムを報告するシステム機器（オーディオマスターを除く）から選択することができる。

いくつかの実装形態では、オーディオ再生機器は、アクセスポイントを含むピアツーピアネットワーク内に配置されてもよい。そのような構成では、クロックマスターは、上述のように、アクセスポイントで短縮されたピングタイムを記録するオーディオ再生機器であるように選択されてよい、あるいは、クロックマスターは、ピアツーピアネットワークのノード間のピングタイムに基づいて決定されてもよい。例えば、クロックマスターは、他のネットワークノードで最小の平均ピングタイムを記録するオーディオ再生機器（例えば、オーディオマスターを除く）であるように選択されてもよい。

選択されたクロックマスターを用いて、オーディオマスターを含めたグループのメンバーは、クロックマスターのクロックの同期を開始することができる（５０８）。いくつかのケースでは、オーディオ再生機器のクロックは、線形時間モデルｍ_ｎｘ＋ｂ_ｎに従ってマスタークロック時間に同期させることができ、この場合、ｍ_ｎは、マスターのクロックとスレーブ_ｎのクロックとの間のレート差であり、ｘは、スレーブ_ｎ上の現在のクロック時間を表しており、ｂ_ｎは、起動からの、マスタークロックとスレーブ_ｎのクロックとの間のオフセットである。一部のケースでは、ｍ_ｎ及びｂ_ｎは、所与の時間ウィンドウにわたってクロックマスター及びローカルクロックから収集されたタイムスタンプの線形フィットを実行することによって決定される。このモデルが定位置にある場合、機器は、クロックマスターを変える必要がある場合であっても、ある程度の同期を維持することができる。

その点において、新たなクロックマスターが必要とされ得る状況は２とおりあり、１）現在のクロックマスターが電力を失った場合、又は２）クロックマスターがオーディオマスターになる場合、例えば現在のクロックマスターが、新たなグループ化のヘッドとして選択される場合などがある。いずれのケースにおいても、リーダー選択アルゴリズムは再始動する。この時点では、システムは、オーディオ再生機器が、その既存のそれぞれのｍ_ｎ値及びｂ_ｎ値を使用してクロック同期を最初に維持する「開ループ」状態にある。その後、新たなクロックマスターが選択されると、他のオーディオ再生機器は、オーディオソース再生機器に、新たなマスタークロックに基づいて、そのそれぞれのｍ値及びｂ値を調整させるヒューリスティックな手法を用いて、新たなクロックマスターのクロックに合わせてそのクロックをゆっくりと調整し始め、その一方で、新たなクロックマスターは、ｍ_{ｍａｓｔｅｒ}＝１及びｂ_{ｍａｓｔｅｒ}＝０になるように、そのレートをゆっくりとゼロまで低下させる。

図６を参照すると、代替の実施形態（６００）では、グループが形成される（６０６）前、及び／又はオーディオマスターが選択される（６０８）前に、クロックマスターを選択することができる（６０２）。このことにより、再生するためにオーディオコンテンツが選択される前に、オーディオ再生機器がクロックを同期させること（「事前同期」）（６０４）を有利に可能にすることができ、このことにより最終的には再生が開始する前の遅延を短くすることができる（６１０）。この実施形態では、上述したものと同様のリーダー選択アルゴリズムを使用してクロックマスターを選択することができるが、オーディオマスターを除外する必要はない。オーディオマスターはその後、しばらく経ってから特定することができる。その点において、オーディオマスターは、クロックマスターを考慮から除外するマスター選択アルゴリズムによって選択することができる。

マスター選択アルゴリズムは、クロックマスターとして機能しているいずれの機器も除外して、最も強いＷｉＦｉ信号接続を報告する、再生グループ内のオーディオ再生機器に基づいてオーディオマスターを選択してよい（６０８）。あるいは、オーディオマスターは、その機器がクロックマスターとしても機能しているかどうかにかかわらず、最も強いＷｉＦｉ信号接続を報告する、再生グループ内のオーディオ再生機器に基づいて選択されてもよい（６０８）。このケースでは、クロックマスターがその後オーディオマスターとして選択された場合（６０８）、このとき選択されたオーディオの再生が開始する間、又は開始後に新たなクロックマスターを選択することができ、すなわち、グループ内のオーディオ再生機器は、新たなクロックマスターが選択されている間に、そのクロックが事前に同期されるという事実をなおも利用することができる。

オーディオ再生機器が、再生グループのオーディオマスター及びクロックマスターの両方として同時に機能し得ない実装形態が記載されてきたが、オーディオ再生機器が、１つの再生グループのクロックマスターとして機能することができ、その一方で、同じオーディオ配信システム内の別の異なる再生グループのオーディオマスターとしても機能することが企図されている。

いくつかの実装形態では、オーディオソースは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を介して（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続を介して）再生グループのオーディオ再生機器のうちの１つに接続される。そのようなケースでは、オーディオソースに結合された機器をオーディオマスターとして選択することができ、その選択はその後、オーディオマスターから、ＬＡＮを介してグループ内の他の機器に伝達することができる。

特定の実装形態では、オーディオソースは、オーディオ再生機器上の補助入力ポートを介したハードワイヤ接続を介して、再生グループのオーディオ再生機器のうちの１つに接続される。そのようなケースでは、オーディオソースに直接結合された機器をオーディオマスターとして選択することができ、その選択はその後、オーディオマスターから、ＬＡＮを介してグループ内の他の機器に伝達することができる。

上述のシステム及び方法の実施形態は、当業者には明白であろうコンピュータコンポーネント及びコンピュータ実装ステップを含む。例えば、コンピュータ実装ステップが、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＯＭ、不揮発性ＲＯＭ、及びＲＡＭのコンピュータ可読媒体上にコンピュータ実行可能命令として記憶され得ることが当業者によって理解されるべきである。更に、コンピュータ実行可能命令が、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ゲートアレイなどの様々なプロセッサ上で実行され得ることが当業者によって理解されるべきである。説明を容易にするために、上記のシステム及び方法の全てのステップ又は要素が、コンピュータシステムの一部として本明細書で説明されるわけではないが、各ステップ又は要素が、対応するコンピュータシステム又はソフトウェアの構成要素を有し得ることを、当業者は認識するであろう。したがって、このようなコンピュータシステム及び／又はソフトウェアコンポーネントは、それらの対応するステップ又は要素（すなわち、それらの機能性）を記載することによって有効化され、また本開示の範囲内にある。

複数の実装形態を説明してきた。それにもかかわらず、本明細書に記載される本発明の概念の範囲から逸脱することなく追加の改変を行うことができ、したがって、他の実装形態も以下の特許請求の範囲内にあることが理解される。

１００ オーディオ配信システム
１１０−１ オーディオ再生機器
１１４ アクセスポイント
１１６ ネットワーク
１１８ ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
１２０ 広域ネットワーク（ＷＡＮ）
１２２ インターネット
１２４ 計算機器
１２６ パーソナルコンピュータ
１２８ 携帯機器
１３０ デジタルオーディオソース
１４０ サーバ
１４２ インターネットラジオサービス
２１０ エンクロージャ
２１２ グラフィカルインターフェース
２１５ 電気音響トランスデューサ
２１６ ユーザ入力インターフェース
２２０ ネットワークインターフェース
２２２ プロセッサ
２２４ オーディオハードウェア
２２６ 電源
２２８ メモリ
２３０ 無線インターフェース
２３２ 有線インターフェース
２３４ ネットワークメディアプロセッサ
２３６ ブリッジ
２３８ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ回路
３００ 再生グループ
３０１ オーディオストリーム
３０２ オーディオソース
３０３ クロックデータ
３０４ 時間
４００ パーサー
４０２ リングバッファ
４０４ 復号器
４０６ サンプルバッファ
４０８ 同期モジュール
４１０ 非同期サンプルレート変換器（ＡＳＲＣ）

Claims (20)

1. オーディオソースと、
   互いと通信し、かつ前記オーディオソースとも通信する複数のオーディオ再生機器とを備えるオーディオ配信システムであって、
   前記オーディオ再生機器のグループは、前記オーディオソースによって提供されたオーディオコンテンツを同期してレンダリングするように構成され、
   前記グループ内の前記オーディオ再生機器のうちの１つは、前記オーディオソースから前記グループ内の他のオーディオ再生機器にオーディオコンテンツを配信するオーディオマスターとして構成され、前記オーディオマスター以外の前記複数のオーディオ再生機器のうちの１つは、オーディオ再生機器の前記グループが同期するクロック情報を配信するクロックマスターとして構成されるオーディオ配信システム。
2. アクセスポイントを更に備え、前記システムは、前記複数のオーディオ再生機器の前記オーディオ再生機器と前記アクセスポイントとの間のピングタイムに基づいて、前記複数のオーディオ再生機器の中から前記クロックマスターを選択するように構成される、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
3. 前記システムは、前記クロックマスターの前記選択の前に、オーディオ再生機器の前記グループの中から前記オーディオマスターを選択するように構成される、請求項２に記載のオーディオ配信システム。
4. 前記システムは、前記クロックマスターを選択する際に、前記オーディオマスターを考慮から除外するように構成される、請求項３に記載のオーディオ配信システム。
5. 前記システムは、前記アクセスポイントで最短のピングタイムを報告する前記オーディオ再生機器に基づいて、前記オーディオマスターを除外した前記複数のオーディオ再生機器の中から前記クロックマスターを選択するように構成される、請求項２に記載のオーディオ配信システム。
6. 前記システムは、前記クロックマスターの前記選択後に、オーディオ再生機器の前記グループの中から前記オーディオマスターを選択するように構成される、請求項２に記載のオーディオ配信システム。
7. オーディオ再生機器の前記グループの前記オーディオ再生機器上のそれぞれのクロックは、前記オーディオマスターの前記選択の前に前記クロックマスターのクロックに同期される、請求項６に記載のオーディオ配信システム。
8. 前記システムは、前記オーディオマスターを選択する際に、前記クロックマスターとして機能するように選択された前記オーディオ再生機器を考慮から除外するように構成される、請求項６に記載のオーディオ配信システム。
9. 前記システムは、前記クロックマスターとして機能するように選択された前記オーディオ再生機器が、前記オーディオマスターとしても機能するように選択された場合、このとき前記システムは新たなクロックマスターを選択するように構成される、請求項６に記載のオーディオ配信システム。
10. オーディオ再生機器の前記グループ内の前記オーディオ再生機器上のそれぞれのクロックは、前記システムが新たなクロックマスターを選択している間、同期されたままである、請求項９に記載のオーディオ配信システム。
11. オーディオ再生機器の前記グループの前記オーディオ再生機器のうちの１つ以上の前記オーディオ再生機器と前記クロックマスターとの間の接続が失われたことに反応して、前記システムは、新たなクロックマスターを選択するように構成され、オーディオ再生機器の前記グループ内の前記オーディオ再生機器は、新たなクロックマスターが選択されている間、同期再生を継続するように構成される、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
12. オーディオ再生機器の前記グループ内の前記オーディオ再生機器の前記それぞれのクロックは、線形時間モデルｍ（ｘ）＋ｂに従って前記クロックマスターのクロックに同期され、この場合ｍは、前記クロックマスターのクロックと、前記クロックマスターのクロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックとの間のレート差であり、
    ｘは、前記クロックマスターのクロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックに従って現在のクロック時間を表しており、
    ｂは、前記クロックマスターのクロックと、前記クロックマスターのクロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックとの間のオフセットである、請求項１１に記載のオーディオ配信システム。
13. ｍは、前記クロックマスターのクロックと、前記クロックマスターのクロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックとの間のレート差であり、またｂは、前記クロックマスターのクロックと、前記クロックマスターのクロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックとの間のオフセットである、請求項１２に記載のオーディオ配信システム。
14. ｍ及びｂは、所定の時間ウィンドウにわたって前記クロックマスター及び前記クロックマスターの前記クロックに同期している前記オーディオ再生機器の前記クロックから収集されたタイムスタンプの線形フィットを実行することによって決定される、請求項１３に記載のオーディオ配信システム。
15. ひとたび新たなクロックマスターが選択されると、オーディオ再生機器の前記グループ内の他のオーディオ再生機器は、前記新たなマスタークロックに基づいて、オーディオ再生機器の前記グループの前記オーディオ再生機器にそのそれぞれのｍ値及びｂ値を調整させるヒューリスティックな手法を用いて、前記新たなクロックマスターのクロックに合わせてそのクロックを調整し、前記新たなクロックマスターは、前記新たなクロックマスターのｍの値が１に等しく、前記新たなクロックマスターのｂの値がゼロに等しくなるようにそのレートをゼロまで低下させる、請求項１２に記載のオーディオ配信システム。
16. コントローラを更に備え、前記コントローラは、ユーザが、前記複数のオーディオ再生機器から２つ以上のオーディオ再生機器を選択して前記オーディオ再生機器のグループを形成することを可能にするように構成される、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
17. 前記システムは、オーディオ再生機器の前記グループの基礎としてユーザが選択したオーディオ再生機器の前記グループから、前記オーディオマスターになるべき前記オーディオ再生機器を選択するように構成される、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
18. 前記クロックマスターは、オーディオ再生機器の前記グループ内の前記オーディオ再生機器のうちの１つではない、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
19. 前記クロックマスターは、オーディオ再生機器の前記グループ内の前記オーディオ再生機器のうちの１つである、請求項１に記載のオーディオ配信システム。
20. 前記システムは、前記クロックマスターを選択する際に、オーディオ再生機器の前記グループ内にはないいかなるオーディオ再生機器も考慮から除外するように構成される、請求項１９に記載のオーディオ配信システム。