JP4880068B2 - 送信装置、受信装置、及びコンテンツ再生システム - Google Patents

Description

本発明は、２つの機器間で伝送媒体を介してコンテンツを伝送して再生するシステムに関する。

ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などのデジタルインタフェースを介してコンテンツを提供する送信機（プレーヤー）及びそのコンテンツを受信し出力する受信機（レシーバー）からなるコンテンツ再生システムが既知である。

このようなコンテンツ再生システムにおいて、受信バッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐため、音声のデータ転送レートを可変にする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１９４８４５号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、音声と映像との同期について考慮されていない。一方、特許文献１において、送信装置は、音声のデータ転送レートのみを所定量（例えば、±１％または±０．１％）変動させて制御していたため、送信装置における音声の出力と映像の出力とが徐々にずれるという問題がある。また、上述のずれが蓄積されると、一般に送信装置は、出力バッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐため、映像のスキップ処理またはリピート処理を行う。これにより、視覚上の問題が生じる可能性がある。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、送信装置のシステムクロック周波数を適切に調整することにより、受信側におけるバッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐことを目的とする。

請求項１に記載の発明では、送信装置と、伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して受信装置を接続し、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを送受信するコンテンツ再生システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信された前記音声データを蓄積するバッファと、ＰＬＬを用いず固定のクロックに基づき音声再生用クロックを生成するクロック生成部と、前記バッファに蓄積された音声データの単位時間あたりの変動量に基づいて、前記送信装置が生成した音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、前記送信装置の送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部へ前記周波数偏差を送信する周波数偏差送信部と、音声を出力する音声出力部と、映像を出力する映像出力部と、を備え、前記送信装置から、送信側システムクロックに基づき生成された映像伝送用クロック及び音声伝送用クロックに従って送信される映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを、ＨＤＭＩケーブルを介して受信し、前記バッファに蓄積された前記音声データを前記音声再生用クロックに従って前記バッファから出力して前記音声出力部から出力し、受信した前記映像データを前記映像出力部から音声データと同期して出力すると共に、前記ＨＤＭＩケーブルを介して前記周波数偏差を前記送信装置へＣＥＣラインにより制御信号として送信し、前記送信装置は、前記受信装置から前記周波数偏差を示す前記制御信号をＣＥＣラインを介して受信する周波数偏差受信部と、映像及び音声伝送用クロックの元となる送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部と、前記制御信号に従い、前記周波数偏差分だけ前記送信側システムクロックを変更させるクロック変更部と、映像伝送用クロックを生成する映像伝送用クロック生成部と、音声伝送用クロックを生成する音声伝送用クロック生成部と、を備え、受信装置から受信した制御信号に従って変更された前記送信側システムクロックに追従して、前記音声伝送用クロック及び前記映像伝送用クロックを変更することを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して送信装置と接続され、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを受信する受信装置であって、前記受信装置は、前記送信装置から送信された前記音声データを蓄積するバッファと、ＰＬＬを用いず固定のクロックに基づき音声再生用クロックを生成するクロック生成部と、前記バッファに蓄積された音声データの単位時間あたりの変動量に基づいて、前記送信装置が生成した音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、前記送信装置の送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部へ前記周波数偏差を送信する周波数偏差送信部と、音声を出力する音声出力部と、映像を出力する映像出力部と、を備え、前記送信装置から、送信側システムクロックに基づき生成された映像伝送用クロック及び音声伝送用クロックに従って送信される映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを、ＨＤＭＩケーブルを介して受信し、前記バッファに蓄積された前記音声データを前記音声再生用クロックに従って前記バッファから出力して、前記音声出力部から出力し、受信した前記映像データを前記映像出力部から音声データと同期して出力すると共に、前記ＨＤＭＩケーブルを介して前記周波数偏差を前記送信装置へＣＥＣラインにより制御信号として送信することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して受信装置と接続され、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを送信する送信装置であって、前記受信装置から音声伝送用クロックと音声再生用クロックの周波数偏差を示す制御信号をＣＥＣラインを介して受信する周波数偏差受信部と、映像及び音声伝送用クロックの元となる送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部と、前記制御信号に従い、前記周波数偏差分だけ前記送信側システムクロックを変更させるクロック変更部と、映像伝送用クロックを生成する映像伝送用クロック生成部と、音声伝送用クロックを生成する音声伝送用クロック生成部と、を備え、受信装置から受信した制御信号に従って変更された前記送信側システムクロックに追従して、前記音声伝送用クロック及び前記映像伝送用クロックを変更することを特徴とする。

コンテンツ再生システムの構成を示す図である。 実施例に係るクロック同期処理のブロック図である。 時間経過に伴うバッファ量変化のグラフ及びバッファ変動量と周波数偏差との関係を示すグラフの一例を示す図である。 実施例に係るデータベースの一例を示す図である。 実施例における処理を表すフローチャートである。 変形例における送信装置の構成を示す図である。

符号の説明

１００ 送信装置
２００ 受信装置
２０１ クロック生成部
１０３、２０３ 制御部
１０４ 補助記憶部
１０５ 送信部
２０５ 受信部
２０９ 通信制御部
３００ 伝送媒体

本発明の１つの観点では、伝送媒体を介して電磁的に接続した受信装置に対し、送信側システムクロックに基づき生成された音声伝送用クロックに従ってコンテンツの音声データを送信する送信装置において、前記音声伝送用クロックと前記受信装置の音声再生用クロックとの周波数偏差を示す情報を受信する周波数偏差受信部と、前記情報に基づき前記送信側システムクロックを変更するクロック変更部と、を備える。

上記の送信装置は、ＨＤＭＩなどに準拠したＡＶ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ）ケーブル等を介して受信装置と接続し、音声伝送用クロックに基づき音声データの送信を行う。送信装置は、周波数偏差受信部と、クロック変更部と、を有する。周波数偏差受信部は、音声伝送用クロックと、受信装置が音声データを再生するためのクロックである音声再生用クロックとの周波数偏差を示す情報を受信装置から受信する。クロック変更部は、受信装置から取得した周波数偏差の情報に基づき送信側システムクロックを変更する。音声伝送用クロックは送信側システムクロックに追従するため、送信装置は、結果的に、受信側のバッファの蓄積量を制御することができ、受信側のバッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐことが可能となる。また、映像を伝送するためのクロックも送信側システムクロックに追従するため、送信装置は、出力する映像及び音声のずれの発生を防ぐことができる。

上記の送信装置の一態様では、前記周波数偏差を前記受信装置の機器識別情報と関連付けて保存する保存部をさらに備えることを特徴とする。この態様では、受信装置の識別情報とその受信装置との周波数偏差とを関連付けて保存する。このようにすることで、再び受信装置と接続しコンテンツを再生する場合に、送信装置は、予め音声再生用クロックの周波数に近い音声伝送用クロックの周波数を用いることができ、早期に送信側システムクロックの修正をすることが可能となる。

上記の送信装置の他の一態様では、電圧により発振周波数を制御する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器へ印加する電圧を生成する電圧生成部と、をさらに備え、前記クロック変更部は、前記周波数偏差に基づき前記電圧生成で生成する電圧を制御することを特徴とする。この態様では、送信装置は、電圧制御発振器と電圧生成部とを有する。このようにすることで、送信装置は電圧生成部での電圧を制御することで容易に発振クロックを変更することが可能となる。

上記の送信装置の他の一態様では、前記電圧生成部は、スタンバイ状態から通常稼働状態への遷移を制御する機能を有することを特徴とする。この態様では、クロック変更部は、送信側システムクロックを電圧生成部により生成される電圧によって制御する。このようにすることで、スタンバイマイコンなどのデバイスを追加することなく送信装置の電源制御を行うことができ、電圧生成部への制御も簡易化される。

本発明の１つの観点では、送信装置から送信側システムクロックに基づき生成された音声伝送用クロックに従って送信されるコンテンツの音声データを、伝送媒体を介して受信する受信装置において、バッファと、音声再生用クロックを生成するクロック生成部と、前記音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部を備え、前記周波数偏差算出部は、前記バッファに蓄積された音声データの単位時間あたりの変動量に基づき前記周波数偏差を算出することを特徴とする。上記の受信装置は、送信装置から伝送媒体を介してコンテンツを受信し、バッファと、周波数偏差算出部と、を備える。バッファは、コンテンツの音声データを一時的に蓄積する。周波数偏差算出部は、音声データの再生中における単位時間あたりの前記バッファの変動量に基づき前記周波数偏差を算出する。このようにすることで、音声伝送用クロックと音声再生用クロックとの周波数偏差を的確に算出することが可能となる。

上記の受信装置の他の一態様では、前記周波数偏差算出部は、前記音声再生用クロックの周波数と前記音声伝送用クロックの周波数とを測定することにより前記周波数偏差を算出することを特徴とする。このように、受信装置がＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより送信装置の音声伝送用クロック、受信装置の音声再生用クロックをそれぞれ計測することによっても、周波数偏差を的確に算出することが可能となる。

上記の受信装置の他の一態様では、前記周波数偏差算出部で求めた周波数偏差を示す情報を前記送信装置に送信する周波数偏差送信部をさらに備えることを特徴とする。これにより、算出した周波数偏差を送信装置へ伝送することが可能となる。

本発明の１つの観点では、伝送媒体と、送信側システムクロックに基づき生成された音声伝送用クロックに従ってコンテンツの音声データを前記伝送媒体を介して送信する送信装置と、前記コンテンツを前記伝送媒体を介して受信し、クロック生成部により生成した音声再生用クロックに従い再生する受信装置と、を備えるコンテンツ再生システムであって、前記受信装置は、前記音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックとの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、前記周波数偏差を示す情報を前記送信装置に送信する周波数偏差送信部と、を備え、前記送信装置は、前記受信装置から前記情報を受信する周波数偏差受信部と、前記情報に基づき前記音声伝送用クロックを変更するクロック変更部と、を備えることを特徴とする。

上記のコンテンツ再生システムは、伝達媒体と、送信装置と、受信装置から構成される。伝達媒体は、たとえばＨＤＭＩなどに準拠したＡＶケーブルである。送信装置は、受信装置に対し、伝送媒体を介してコンテンツの音声データを音声伝送用クロックに従って送信する。受信装置は、クロック生成部で生成した音声再生用クロックに従ってコンテンツの再生を行う装置であり、周波数偏差算出部と、周波数偏差送信部と、を有する。周波数偏差算出部は、音声伝送用クロックと音声再生用クロックとの周波数偏差を算出する。周波数偏差送信部は、周波数偏差算出部で求めた周波数偏差を示す情報を前記送信装置に送信する。送信装置は、周波数偏差受信部と、クロック変更部と、を有する。周波数偏差受信部は、受信装置が算出した周波数偏差を示す情報を受信する。クロック変更部は、取得した周波数偏差から送信装置の送信側システムクロックを調整する。このようにすることで、コンテンツが映像データと音声データとからなる場合であっても、映像と音声の同期がとれた適切なコンテンツの再生を実行することが可能となる。

上記のコンテンツ再生システムの一態様は、前記受信装置は、前記コンテンツの音声データを一時的に蓄積するバッファをさらに備え、前記周波数偏差算出部は、前記音声データの再生中における単位時間あたりの前記バッファの変動量に基づき前記周波数偏差を算出することを特徴とする。このようにすることで、周波数偏差を的確に算出することが可能となる。

上記のコンテンツ再生システムの他の一態様は、前記周波数偏差算出部は、前記受信装置の音声再生用クロックの周波数と前記送信装置の音声伝送用クロックの周波数とを測定することにより前記周波数偏差を算出することを特徴とする。この態様によっても、周波数偏差を的確に算出することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［再生システムの概略構成］
図１に、本実施例における映像データ、音声データ、またはその両方を含む再生用データ（以後、「コンテンツ」と呼ぶ。）の再生システム（以後、「コンテンツ再生システム」と呼ぶ。）の概念図を示す。コンテンツ再生システムは、送信装置１００と、受信装置２００と、伝送媒体３００と、を有する。以下、これらが有する機能及び構成について説明する。

送信装置１００は、コンテンツをデコードし、伝送媒体３００を介して受信装置２００にコンテンツの送信を行う装置である。送信装置１００は、固定発振部１０１ｘ、ＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０１ｙ、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）１０２、制御部１０３、補助記憶部１０４、送信部１０５、電圧生成部１０６を含む。

固定発振部１０１ｘは、送信装置１００が動作する時に、タイミングを取る（同期を取る）ための周期的なクロック信号（以後、「送信側システムクロック」と呼ぶ。）を生成する。ＶＣＸＯ１０１ｙは、電圧によって周波数を可変することができる水晶発振器である。本実施例においては、ＶＣＸＯ１０１ｙは、送信側システムクロックに基づいて、映像データを受信装置２００へ伝送するベースとなるクロック（以後「映像伝送用クロック」と呼ぶ。）を生成する。ＶＣＸＯ１０１ｙは、本発明におけるクロック生成部に該当する。ＰＬＬ１０２は、ＶＣＸＯ１０１ｙにより出力される映像伝送用クロックに基づいて、音声データを受信装置２００へ伝送するベースとなるクロックＣＫ１（以後、「音声伝送用クロックＣＫ１」と呼ぶ。）を生成するＰＬＬ回路である。

補助記憶部１０４は、送信装置１００の動作を制御するためのプログラムを保存したり、送信装置１００の動作に必要な情報を保持したりするためのものである。補助記憶部１０４は、例えば、ハードディスク（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、半導体ディスク、光ディスク等によって実現できる。また、本実施例において、補助記憶部１０４は、受信装置２００が再生するコンテンツを保持する。さらに、補助記憶部１０４は、送信装置１００の音声伝送用クロックＣＫ１と、受信装置２００の識別情報と、を項目に含むデータベースを有する。これについての詳細は後述する。

制御部１０３は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有し、送信装置１００の全般的な制御を行う。本実施例において制御部１０３は、補助記憶部１０４に保持されたコンテンツを読み取り、デコード処理を行う。また、制御部１０３は、電圧生成部１０６に対し、電圧生成部１０６で生成する電圧を制御する信号を送信する。また、制御部１０３は、ＶＣＸＯ１０１ｙが生成した映像伝送用クロック、及び、ＰＬＬ１０２が生成した音声伝送用クロックＣＫ１に基づき、コンテンツの映像データ及び音声データを送信部１０５に伝送する。制御部１０３は、例えばＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）により構成することができる。

電圧生成部１０６は、ＶＣＸＯ１０１ｙに供給する電圧を生成する回路である。電圧生成部１０６は、制御部１０３からの制御信号に基づき電圧を生成する。

また、電圧生成部１０６は、上述の電圧生成機能に加え、送信装置１００の電源を切る直前の状態を保存して、次に電源を入れたときに、電源を切る直前の状態から作業を再開することが可能な状態（以後、「スタンバイ状態」と呼ぶ。）から、送信装置１００が有する機能を発揮できる状態（以後、「通常稼働状態」と呼ぶ。）への遷移を制御する機能、いわゆるパワーオンリセットの機能が一体化した回路となっている。これにより、送信装置１００は、制御部１０３を起動するために用いられる送信側システムクロックを起動するためのスタンバイマイコンなどのデバイスを追加することなく制御部１０３を起動することができ、起動後も制御部１０３が電圧生成部１０６を直接制御することが可能となる。

送信部１０５は、制御部１０３によりデコードされたコンテンツを受信装置２００へ所定のプロトコルに従い伝送し、必要に応じ制御信号を送受信する。また、送信部１０５は、音声伝送用クロックＣＫ１を、映像伝送用クロックに基づき代数に置換する。即ち、送信部１０５は、音声伝送用クロックＣＫ１を映像伝送用クロックに関連付けたデータにして受信装置２００へ送信する。送信部１０５は、ＨＤＭＩ、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４インタフェースなどのデジタルインタフェースにより構成することができる。また、送信部１０５は有線による通信に限らず無線通信を行ってもよい。この場合、送信部１０５は無線用ネットワークアダプタ等により構成される。以後の説明においては、代表例として送信部１０５はＨＤＭＩに準拠したインタフェースにより構成されたものとする。

伝送媒体３００は、送信装置１００と受信装置２００との間でコンテンツや制御信号を電磁的に伝送するための媒体である。伝送媒体３００は、例えば各種ＡＶケーブルや同軸ケーブル等、または無線通信の場合には無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ルータや無線ＬＡＮアクセスポイントによって実現される。本実施例においては、伝送媒体３００は、ＨＤＭＩに準拠したＡＶケーブルによって実現されたものとする。

受信装置２００は、送信装置１００からコンテンツを受信し、その出力を行う装置である。受信装置２００は、クロック生成部２０１、制御部２０３、受信部２０５、音声出力部２０６ｘ、映像出力部２０６ｙ、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０８ｘ、２０８ｙ、通信制御部２０９、を含む。

クロック生成部２０１は、受信装置２００が音声再生を行う時に、タイミングを取る（同期を取る）ための周期的なクロック信号ＣＫ２（以後、「音声再生用クロックＣＫ２」と呼ぶ。）を生成する。音声再生用クロックＣＫ２を生成するための情報は、例えば音声信号に含まれる制御信号が用いられる。

受信部２０５は、送信装置１００によりデコードされたコンテンツを、伝達媒体３００を介して受信する。また、受信部２０５は、送信部１０５によって代数化された音声伝送用クロックＣＫ１を図示しないＰＬＬにより再生成する。以後、受信部２０５にて再生成された音声伝送用クロックＣＫ１を、単に「再生成された音声クロック」と呼ぶ。受信部２０５は、送信部１０５と同様に、ＨＤＭＩなどに準拠したデジタルインタフェース、無線用ネットワークアダプタなどにより実現できる。以後の説明において、受信部２０５はＨＤＭＩに準拠したインタフェースにより実現されたものとする。

制御部２０３は、コンテンツの再生に必要な信号処理を行う回路である。また、制御部２０３は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有し、受信装置２００の全般的な制御を行う。制御部２０３は、送信装置１００から受信した音声データを一時的に蓄積するためのバッファ２０３ｘを有する。そして、制御部２０３は、クロック生成部２０１により生成された音声再生用クロックＣＫ２に基づき、内部のバッファ２０３ｘから音声データを取り出し、その音声データをＤＡＣ２０８ｘへ供給する。また、制御部２０３は、受信部２０５が受信した映像データを蓄積することなくＤＡＣ２０８ｙへ供給する。制御部２０３は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により実現することができる。

通信制御部２０９は、制御信号の通信を制御する回路である。通信制御部２０９は、ＨＤＭＩにおける制御通信チャネル（制御用信号ライン）であるＣＥＣ（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ラインで通信する制御コマンドの生成、及び解読を行う。

ＤＡＣ２０８ｘは、制御部２０３からデジタル信号である音声データの供給を受け、そのＤＡ変換を行う。そして、ＤＡＣ２０８ｘは、生成した音声アナログ信号を音声出力部２０６ｘへ供給する。

音声出力部２０６ｘは、音声アナログ信号を増幅する増幅機能と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して出力する音声出力機能と、を備える。例えば、増幅機能はＡＭＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、音声出力機能はスピーカによって実現することができる。

ＤＡＣ２０８ｙは、制御部２０３を介して受信部２０５からデジタル信号である映像データの供給を受け、そのＤＡ変換を行う。そして、ＤＡＣ２０８ｙは、生成した映像アナログ信号を映像出力部２０６ｙへ供給する。なお、ＤＡＣ２０８ｙは、受信部２０５から供給される映像データを、制御部２０３を介さずに受信する構成でもよい。

映像出力部２０６ｙは、ＤＡＣ２０８ｙから供給された映像アナログ信号をディスプレイなどの表示装置に表示する。上述の表示装置は、例えばブラウン管、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ、有機ＥＬ、プロジェクタ等によって実現できる。

［再生方法］
次に、受信装置２００が行うコンテンツの再生方法について具体的に説明する。音声データの再生においては、再生成された音声クロックを用いる場合（以後、「比較例１」と呼ぶ。）が考えられる。比較例１においては、バッファ２０３ｘに音声データは蓄積されず、受信した音声データは逐次出力されることになる。しかし、再生成された音声クロックは、映像伝送用クロックのジッタ及び再生成された音声クロックを生成するＰＬＬの性能等の影響を受けることになる。よって、上述のジッタ等の影響により、音質劣化の原因となる場合がある。

一方、比較例１のように再生成された音声クロックを用いる代わりに、クロック生成部２０１により音声再生用クロックＣＫ２を生成し、これにより音声データを再生する場合（以後、「比較例２」と呼ぶ。）も考えられる。この方法は、一般にコマンドベースドオーディオレートコントロール（以後、「ＡＲＣ」と呼ぶ）と呼ばれる手法に相当する。この場合、受信装置２００は制御部２０３のバッファ２０３ｘに音声データを一時蓄積し、音声再生用クロックＣＫ２に従い音声データの出力を行う。比較例２において、送信装置１００が生成した音声伝送用クロックＣＫ１と受信装置２００が発振する音声再生用クロックＣＫ２とが異なる場合には、バッファ２０３ｘが蓄積するデータ量（以後、「バッファ量」と呼ぶ。）が変動し、アンダーフローやオーバーフローが生じる可能性がある。この問題に対し、比較例２においては、バッファ量に上限及び下限に相当する閾値をそれぞれ設け、上限の閾値をバッファ量が超えた場合には、送信装置１００へ制御信号を送信し、送信装置１００の音声伝送用クロックＣＫ１の周波数を下げるように制御を行う。これにより、送信装置１００から送信される音声データのレートが下がるため、バッファ２０３ｘのオーバーフローを防止することができる。同様に、下限の閾値をバッファ量が超えた場合には、受信装置２００は送信装置１００に音声伝送用クロックＣＫ１の周波数を上げるように制御信号を送信する。これにより、送信装置１００から送信される音声データのレートが上がるため、バッファ２０３ｘのアンダーフローを防止することができる。なお、上述の制御信号の伝送は、ＣＥＣラインで実現する。以上のようにすることにより、比較例２では音声データの出力を高品質に行うことができる。

しかし、比較例２は、映像データと音声データとの同期を考慮していない。したがって、映像データの出力と音声データの出力との同期がとれず、再生画像中の唇の動きと、それに対応する音声の出力とにずれが生じる、いわゆるリップシンクが生じることになる。特に、制御信号を送信することにより、送信装置１００の音声伝送用クロックＣＫ１を変更する制御を行った場合、そのクロックの変更は音声データにのみ適用され、映像伝送用クロックには適用されないため、リップシンクが顕著となる。そして、映像データと音声データとのずれを解消するため、送信装置１００の制御部１０３のデコーダーが映像のスキップ、またはリピート処理をしてしまうことになる。

そこで、本実施例においては、送信装置１００により生成される音声伝送用クロックＣＫ１が、受信装置２００により生成される音声再生用クロックＣＫ２と一致するように調整する処理（以後、「クロック同期処理」と呼ぶ。）を行うことにより、比較例１において生じたジッタの発生や比較例２において生じたリップシンクの発生を防ぐ。

これについて図２を用いて説明する。図２は、本実施例に係るクロック同期処理のブロック図を示す。受信装置２００側において、制御部２０３は、周波数偏差算出部２０３ａを備え、受信部２０５は周波数偏差送信部２０５ａを備える。また、送信装置１００側において、送信部１０５は、周波数偏差受信部１０５ａを備え、制御部１０３は、クロック変更部１０３ａと、保存部１０３ｂとを備える。

まず、コンテンツの再生時において、送信装置１００はデコードしたコンテンツを受信装置２００へ伝送媒体３００を介して送信する。受信装置２００は、受信したコンテンツのうち音声データＳａを制御部２０３内のバッファ２０３ｘに保持する。この音声データＳａは、再生で使用される音声データであってもよく、クロック同期処理用のダミーデータであってもよい。そして、制御部２０３は、周波数偏差算出部２０３ａにより、音声伝送用クロックＣＫ１の周波数と音声再生用クロックＣＫ２の周波数との周波数偏差（以後、単に「周波数偏差」と呼ぶ。）を算出する。

ここで、周波数偏差の算出方法について説明する。図３（ａ）は、制御部２０３内のバッファ２０３ｘの時間経過と伴うバッファ量変化のグラフの一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、まずバッファ量を所定量Ｋ０にするため、制御部２０３は所定時刻Ｔ０までバッファ２０３ｘから音声データを取り出さない。そして、時刻Ｔ０においてバッファ量が所定量Ｋ０になった後、制御部２０３は、バッファ２０３ｘに蓄積された音声データを、クロック生成部２０１が生成した音声再生用クロックＣＫ２に基づき取り出す。そして、制御部２０３は、時刻Ｔ０以後、音声再生用クロックＣＫ２に基づき音声データを取り出す処理を実行するとともに、バッファ量を監視する。図３（ａ）において、バッファ量は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までに、Ｋ１からＫ２へ変動している。よって、これにより制御部２０３は、単位時間あたりのバッファ量の変動量（以後、単に「バッファ変動量」と呼ぶ。）を計測することができる。

次に、制御部２０３は、バッファ変動量から音声伝送用クロックＣＫ１と音声再生用クロックＣＫ２との周波数偏差を算出する。この方法について詳細に説明する。単位時間あたりにバッファ２０３ｘに蓄積される音声データ量は、ＰＬＬ１０２で送信装置１００が生成した音声伝送用クロックＣＫ１の周波数により決まる。また、単位時間あたりにバッファ２０３ｘから読み出される音声データ量は、音声再生用クロックＣＫ２の周波数により決まる。即ち、周波数偏差と、バッファ変動量とは１対１の関係を有するので、その関係を示す式又はマップを予め用意しておく。周波数偏差算出部２０３ａは、上記の式又はマップなどを利用して、バッファ変動量から、周波数偏差を算出する。

図３（ｂ）に、周波数偏差とバッファ変動量との関係の一例を示す。周波数偏差がゼロのとき、即ち音声伝送用クロックＣＫ１の周波数と音声再生用クロックＣＫ２の周波数とが等しいとき、バッファ変動量はゼロとなる。周波数偏差が正の値のとき、即ち音声伝送用クロックＣＫ１の周波数が音声再生用クロックＣＫ２の周波数より大きいとき、バッファ変動量は正の値となり、バッファ量は徐々に増加していく。逆に、周波数偏差が負の値のとき、即ち音声伝送用クロックＣＫ１の周波数が音声再生用クロックＣＫ２の周波数より小さいとき、バッファ変動量は負の値となり、バッファ量は徐々に減少していく。このように、周波数偏差とバッファ変動量とは相関関係がある。よって、この関係に基づいて、制御部２０３はバッファ変動量から周波数偏差を求めることができる。

なお、上述のように、周波数偏差をバッファ変動量に基づき算出する代わりに、制御部２０３は、音声伝送用クロックＣＫ１の周波数及び音声再生用クロックＣＫ２の周波数を正確に計測することにより周波数偏差を算出してもよい。音声再生用クロックＣＫ２の周波数は、例えば、制御部２０３のＣＰＵがクロック生成部２０１から出力される音声再生用クロックＣＫ２をカウントすることにより計測することができ、音声伝送用クロックＣＫ１の周波数は、例えば、制御部２０３が音声データの単位時間あたりの受信量に基づき計測することが可能である。

次に、受信部２０５は、周波数偏差送信部２０５ａにより、周波数偏差算出部２０３ａが求めた周波数偏差を示す制御信号Ｓｂを送信装置１００へ送信する。受信部２０５は、ＣＥＣラインにより上述の制御信号を送信することができる。

そして、送信装置１００の送信部１０５は、周波数偏差受信部１０５ａにより、受信装置２００が送信した周波数偏差を示す制御信号Ｓｂを受信する。そして、制御部１０３は、クロック変更部１０３ａにより、上述の周波数偏差に基づきＶＣＸＯ１０１ｙが発振する音声再生用クロックＣＫ２を変更する。具体的には、制御部１０３は、音声再生用クロックＣＫ２の周波数が上述の周波数偏差分だけ変化するように電圧生成部１０６の電圧を制御し、送信側システムクロックを変更する。音声伝送用クロックＣＫ１は送信側システムクロックに追従するため、送信側システムクロックを適切に変更することで、送信装置１００は、結果的に、受信装置２００のバッファ量も調整することができ、バッファ２０３ｘのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐことが可能となる。また、映像伝送用クロックも送信側システムクロックに追従するため、送信装置１００は、出力する映像データと音声データとの同期のずれの発生を防ぐことができる。

そして、制御部１０３は、保存部１０３ｂにより、周波数偏差と、受信装置２００の識別情報（以後、「機器識別情報」と呼ぶ。）と、をデータベース化して補助記憶部１０４に保存する。送信装置１００は、例えばＣＥＣラインにより機器識別情報を受信装置２００から取得する。特に、送信装置１００が機器識別情報を取得するタイミングは、上述の周波数偏差を示す制御信号Ｓｂを取得するタイミングと同じであることが好ましい。

図４に、上述のデータベースの一例を示す。データベース５０は、機器ＩＤ７１、型７２、周波数７３を含む。データベース５０の記憶内容において、機器ＩＤ７１は、受信装置２００固有のＩＤを示す。例えば機器ＩＤ７１には、ＵＵＩＤ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙ Ｕｎｉｑｕｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などが該当する。型７２は、受信装置２００の製品名、及び型番等を示す。周波数７３は、周波数偏差または音声伝送クロックの周波数を示す（なお、図４の例では周波数偏差を示す）。このようにデータベース５０を補助記憶部１０４が保持することにより、送信装置１００は、一度クロック同期処理を行った受信装置２００について、データベース５０を参照することで周波数偏差を取得することができる。よって、送信装置１００は、再び受信装置と接続しコンテンツを再生する場合に、予め音声再生用クロックＣＫ２の周波数に近い音声伝送用クロックＣＫ１の周波数を用いることができる。これにより、送信装置１００は、早期に送信側システムクロックの修正をすることが可能となる。

なお、データベース５０は、機器識別情報として、機器ＩＤ７１及び型７２の２つの情報を含んでいたが、いずれか１つのみを含むこととしてもよい。また、機器識別情報は、ＵＵＩＤのように完全に一意な情報でなくとも、宅内において使用する分には重複する可能性が十分低い情報（例えば型７２）であってもよい。

［処理フロー］
次に、図５に示すフローチャートを用いてクロック同期処理の手順について説明する。ステップＳ１０１乃至Ｓ１０４は、送信装置１００が実行する処理に該当する。特に、ステップＳ１０２は、周波数偏差受信部１０５ａが行う処理に該当し、ステップＳ１０３はクロック変更部１０３ａが行う処理に該当し、ステップＳ１０４は保存部１０３ｂが行う処理に該当する。また、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０４は、受信装置２００が実行する処理に該当する。特に、ステップＳ２０２は周波数偏差算出部２０３ａが行う処理に該当し、ステップＳ２０３は周波数偏差送信部２０５ａが行う処理に該当する。また、実線矢印は処理の流れを示し、破線矢印はデータの流れを示す。

まず、送信装置１００は、制御部１０３においてコンテンツをデコードし、デコードしたコンテンツを受信装置２００へ送信する（ステップＳ１０１）。そして、受信装置２００は、コンテンツを受信し、再生を行う（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部２０３はバッファ２０３ｘに音声データを蓄積する。そして、制御部２０３は、クロック生成部２０１で生成した音声再生用クロックＣＫ２に基づきバッファ２０３ｘに蓄積された音声データをＤＡＣ２０８ｘへ供給する。また、制御部２０３は、映像データをバッファ２０３ｘに蓄積することなくＤＡＣ２０８ｙへ供給する。これによりコンテンツが音声出力部２０６ｘ及び映像出力部２０６ｙにより再生される。

次に、受信装置２００は、周波数偏差を算出する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部２０３がバッファ量の変動量に基づき周波数偏差を算出する。または制御部２０３が音声伝送用クロックＣＫ１及び音声再生用クロックＣＫ２を正確に計測することにより算出する。

受信装置２００は、ステップＳ２０２において求めた周波数偏差と受信装置２００の機器識別情報とを送信装置１００へ送信する（ステップＳ２０３）。具体的には、通信制御部２０９の制御の下、受信部２０５がこれらを制御信号として送信する。そして、送信装置１００は、その制御信号を送信部１０５で受信する（ステップＳ１０２）。送信装置１００は受信装置２００と例えばＣＥＣラインを介して上述の制御信号の通信をする。

次に、送信装置１００は、受信した制御信号から、周波数偏差の情報に基づき、送信側システムクロックを変更する（ステップＳ１０３）。音声伝送用クロックＣＫ１及び映像伝送用クロックは送信側システムクロックに基づき生成されるため、これにより音声伝送用クロックＣＫ１及び映像伝送用クロックが変更される。

次に、受信装置２００は、コンテンツが終了しない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、即ち、送信装置１００がコンテンツを送信する間において、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０３の処理を継続する。一方、コンテンツが終了した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、受信装置２００は、フローチャートに係る処理を終了する。

一方、送信装置１００は、コンテンツが終了しない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０３の処理を継続する。したがって、送信装置１００は、コンテンツの再生中において、任意の周期でクロック同期処理を実行し続ける。

そして、送信装置１００は、コンテンツが終了した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２において受信した周波数偏差及び受信装置２００の機器識別情報をデータベース５０に保存する（ステップＳ１０５）。これにより、再び同一の受信装置２００とクロック変更処理を行う場合、送信装置１００はデータベース５０を参照することより周波数偏差を容易に把握することができる。即ち、送信装置１００は迅速にクロック同期処理を行うことができる。よって、送信装置１００は、クロック同期処理に係る処理の負担も軽減することが可能となる。

以上のように、本実施例に係る送信装置は、伝送媒体を介して電磁的に接続した受信装置に対し、送信側システムクロックに基づき生成された音声伝送用クロックに従ってコンテンツの音声データを送信する送信装置において、音声伝送用クロックと受信装置の音声再生用クロックとの周波数偏差を示す情報を受信する周波数偏差受信部と、上記情報に基づき送信側システムクロックを変更するクロック変更部と、を備える。音声伝送用クロックは送信側システムクロックに追従するため、送信装置は、受信側のバッファも制御に応じて変化させることができ、受信側のバッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐことが可能となる。また、映像を伝送するためのクロックも送信側システムクロックに追従するため、送信装置は、出力する映像及び音声のずれの発生を防ぐことができる。

［受信装置の作製方法］
ここで、本実施例における受信装置２００の作製方法について述べる。受信装置２００を新規に作製（設計）する場合には、図１の構成図に従い作製する。一方、比較例１に係る受信装置２００に示すように、バッファ２０３ｘを有しない受信装置２００から、本実施例における受信装置２００へ構成を変更する際、その修正方法についてはいくつか考えられるが、ここでその一例について示す。まず、制御部２０３を、受信部２０５が受信した音声データをバッファ２０３ｘにコピーする機能と、バッファ２０３ｘを管理する機能、即ち音声再生用クロックＣＫ２に基づき音声データをバッファ２０３ｘから取り出す機能、とを有する回路にする。言い換えると、制御部２０３の有する機能のうち、比較例１において受信部２０５から直接音声データを取り込んでいた部分を、受信部２０５から音声データを取り込み、バッファ２０３ｘに一時蓄積した上でバッファ２０３ｘの管理を行う部分に変更する。これにより、最小限のソフトウェアの設計変更により、実施例に係る受信装置２００を実現することができる。また、制御部２０３とバッファ２０３ｘを一体化し、受信部２０５からの音声データの受信を制御部２０３が独立して動作可能にすることで、ハードウェア構成の変更、デバイスの追加等に起因するコストの発生を抑え、受信装置２００の安価な構成が可能となる。

［変形例］
上述の実施例においては、送信装置１００は受信装置２００に対しデジタルデータを伝送していた。しかしながら、通常、送信装置１００はアナログ出力も有する。したがって、その場合には、送信装置１００を図６のブロック図に示すような構成にすることが好ましい。図６において、送信装置１００は、スイッチ１１０、音声用ＤＡＣ１１１ｘ、映像用ＤＡＣ１１１ｙ、出力部１１２ｘ及び出力部１１２ｙを含む。送信装置１００がコンテンツをデジタル出力する場合、スイッチ１１０はＶＣＸＯ１０１ｙからのクロック信号をＰＬＬ１０２や制御部１０３へ通す。そして、送信装置１００がコンテンツをアナログ信号で出力する場合、スイッチ１１０は固定発振部１０１ｘからのクロックをＰＬＬ１０２や制御部１０３へ通す。音声用ＤＡＣ１１１ｘ及び映像用ＤＡＣ１１１ｙは、アナログ出力の際にそれぞれ音声データ及び映像データを受け付け、各データをアナログ信号に変換する。そして、音声用ＤＡＣ１１１ｘは音声アナログ信号を出力部１１２ｘへ供給し、映像用ＤＡＣ１１１ｙは映像アナログ信号を出力部１１２ｙへ供給する。そして、出力部１１２ｘは音声を出力し、出力部１１２ｙは映像を出力する。これにより、送信装置１００は、デジタル出力及びアナログ出力の両方に対応できるとともに、アナログ出力の際に固定発振部１０１ｘのクロックを直接使用することができ、より質の高いクロックによる再生が可能となる。

本発明は、受信装置及び送信装置間がコンテンツを伝送して再生を行うコンテンツ再生システム、受信装置、及び送信装置に利用することができる。

Claims (7)

1. 送信装置と、伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して受信装置を接続し、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを送受信するコンテンツ再生システムであって、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から送信された前記音声データを蓄積するバッファと、
   ＰＬＬを用いず固定のクロックに基づき音声再生用クロックを生成するクロック生成部と、
   前記バッファに蓄積された音声データの単位時間あたりの変動量に基づいて、前記送信装置が生成した音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、
   前記送信装置の送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部へ前記周波数偏差を送信する周波数偏差送信部と、
   音声を出力する音声出力部と、
   映像を出力する映像出力部と、を備え、
   前記送信装置から、送信側システムクロックに基づき生成された映像伝送用クロック及び音声伝送用クロックに従って送信される映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを、ＨＤＭＩケーブルを介して受信し、
   前記バッファに蓄積された前記音声データを前記音声再生用クロックに従って前記バッファから出力して前記音声出力部から出力し、
   受信した前記映像データを前記映像出力部から音声データと同期して出力すると共に、
   前記ＨＤＭＩケーブルを介して前記周波数偏差を前記送信装置へＣＥＣラインにより制御信号として送信し、
   前記送信装置は、
   前記受信装置から前記周波数偏差を示す前記制御信号をＣＥＣラインを介して受信する周波数偏差受信部と、
   映像及び音声伝送用クロックの元となる送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部と、
   前記制御信号に従い、前記周波数偏差分だけ前記送信側システムクロックを変更させるクロック変更部と、
   映像伝送用クロックを生成する映像伝送用クロック生成部と、
   音声伝送用クロックを生成する音声伝送用クロック生成部と、を備え、
   受信装置から受信した制御信号に従って変更された前記送信側システムクロックに追従して、前記音声伝送用クロック及び前記映像伝送用クロックを変更することを特徴とするコンテンツ再生システム。
2. 前記送信装置は、コンテンツの再生中において、任意の周期でクロック同期処理を実行し続けることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生システム。
3. 前記送信装置は、周波数偏差及び受信装置の機器識別情報を記憶する記憶手段を備え、
   一度クロック同期処理を行った受信装置について、前記記憶手段を参照することで周波数偏差を取得することを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生システム。
4. 前記受信装置は、ＨＤＭＩにおける制御通信チャネルであるＣＥＣラインで通信する制御コマンドの生成、及び解読を行うことを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生システム。
5. 前記送信装置は、前記周波数偏差と前記変動量との関係を示す式またはマップを予め記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンテンツ再生システム。
6. 伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して送信装置と接続され、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを受信する受信装置であって、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から送信された前記音声データを蓄積するバッファと、
   ＰＬＬを用いず固定のクロックに基づき音声再生用クロックを生成するクロック生成部と、
   前記バッファに蓄積された音声データの単位時間あたりの変動量に基づいて、前記送信装置が生成した音声伝送用クロックと前記音声再生用クロックの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、
   前記送信装置の送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部へ前記周波数偏差を送信する周波数偏差送信部と、
   音声を出力する音声出力部と、
   映像を出力する映像出力部と、を備え、
   前記送信装置から、送信側システムクロックに基づき生成された映像伝送用クロック及び音声伝送用クロックに従って送信される映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを、ＨＤＭＩケーブルを介して受信し、
   前記バッファに蓄積された前記音声データを前記音声再生用クロックに従って前記バッファから出力して、前記音声出力部から出力し、
   受信した前記映像データを前記映像出力部から音声データと同期して出力すると共に、
   前記ＨＤＭＩケーブルを介して前記周波数偏差を前記送信装置へＣＥＣラインにより制御信号として送信することを特徴とする受信装置。
7. 伝送媒体であるＨＤＭＩケーブルを介して受信装置と接続され、映像データ及び音声データの両方を含む再生用データを送信する送信装置であって、
   前記受信装置から音声伝送用クロックと音声再生用クロックの周波数偏差を示す制御信号をＣＥＣラインを介して受信する周波数偏差受信部と、
   映像及び音声伝送用クロックの元となる送信側システムクロックを生成する固定発振部及びＶＣＸＯ部と、
   前記制御信号に従い、前記周波数偏差分だけ前記送信側システムクロックを変更させるクロック変更部と、
   映像伝送用クロックを生成する映像伝送用クロック生成部と、
   音声伝送用クロックを生成する音声伝送用クロック生成部と、を備え、
   受信装置から受信した制御信号に従って変更された前記送信側システムクロックに追従して、前記音声伝送用クロック及び前記映像伝送用クロックを変更することを特徴とする送信装置。

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