JPH09261613A - データ受信再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 受信バッファの容量を増やさずに、通信路上
で発生するジッタによる音声／画像の歪みを軽減する。 【解決手段】 インタフェイス回路１により受信したデ
ータを蓄える受信バッファ３と、バッファ書き込み制御
回路２の動作タイミング信号を発生するクロック生成回
路１０と、バッファ書き込み制御回路と独立したタイミ
ングで読み出すバッファ読み出し制御回路４により読み
出されたデータに基づき信号を再生する再生回路５と、
残量計測回路２１の計測値に基づき、受信バッファ３の
利用可能な残量が予め定められた範囲内（１／２程度）
にあるようにバッファ読み出し制御回路４の読み出しタ
イミングを定めるクロック周波数決定回路２２により、
動作タイミング信号を発生してバッファ読み出し制御回
路４及び再生回路５に供給する再生クロック生成回路２
３を備え、バッファ残量に応じて、クロック速度を標
準、速め（残量大）、遅め（残量小）に選定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク通信
路を通じてディジタルオーディオ／ビデオデータを受信
し再生するデータ受信再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア等において、ネッ
トワークを経由してオーディオ／ビデオ（以下、単に
「Ａ／Ｖ」とも記す）などの連続データを通信すること
が試みられている。このように、ネットワークを介して
データを受け、受信側でリアルタイムに再生を行おうと
した場合、送信側と受信側の動作クロックが別系統にな
らざるを得ず、同期が完全にとれないことに起因する再
生オーディオ／ビデオ像の乱れが発生するという問題が
ある。

【０００３】この問題の単純な解決法として古くから用
いられているものは、最初に必要とするデータ全部を受
信側バッファに蓄積し、データ転送完了後に受信側端末
のクロックでバッファから読み出し、再生するという手
法である。図１０にこの手法による従来例のディジタル
オーディオ／ビデオデータ受信再生装置を示す。

【０００４】この図において、ネットワークインターフ
ェイス回路１はネットワーク通信路からディジタルオー
ディオ／ビデオデータを受信する。バッファ書き込み制
御回路２は、ネットワークインターフェイス回路１から
データ１ａを受け、これらをネットワークインターフェ
イス回路１からのデータ書き込み制御信号１ｂに基づき
受信バッファ３に書き込む。バッファ読出制御回路４は
データ読み出し制御信号５ｃに基づき受信バッファ３の
内容を読み出して出力する。この図において、読み出さ
れたデータは４ａである。Ａ／Ｖ再生回路５はデータ４
ａを受けて再生ビデオ出力信号５ａ及び再生オーディオ
出力信号を出力する。発振器１０はネットワークインタ
ーフェイス動作クロック１０ａを発生し、ネットワーク
インターフェイス回路１に供給する。発振器１１はＡ／
Ｖ再生タイミングクロック１１ａを発生し、Ａ／Ｖ再生
回路５に供給する。

【０００５】この図からわかるように、ネットワークイ
ンターフェイス回路１及びバッファ書き込み制御回路２
は、発振器１０が発生するクロックにより動作する。ま
た、バッファ読出制御回路４及びＡ／Ｖ再生回路５は、
発振器１１が発生するクロックにより動作する。すなわ
ち、ネットワークインターフェイス回路１及びバッファ
書き込み制御回路２とバッファ読出制御回路４及びＡ／
Ｖ再生回路５とのタイミングは独立している。

【０００６】ディジタルオーディオ／ビデオデータの受
信を終了すると、ネットワークインターフェイス回路１
はデータ読み込み完了信号１ｃをＡ／Ｖ再生回路５に対
して出力する。これを受けてバッファ読出制御回路４及
びＡ／Ｖ再生回路５が受信バッファ３からデータを読み
出すとともに再生処理を行う。

【０００７】この図の従来の装置によると送信側と受信
側のクロックが完全に非同期化できるため、ビデオ再生
に必要なデータ転送速度よりも低速なネットワークや転
送速度が保証されないようなネットワークにも確実に対
応できる。しかし、受信バッファ３のために膨大なバッ
ファ容量を確保しなくてはならないこと、また、再生を
開始するまでに相当な時間がかかるというな問題があっ
た。例えば、６Ｍビット／秒で記録されたオーディオ／
ビデオデータ２時間分を前記の方法によって行おうとし
た場合、１２０Ｍビット／秒でデータ転送が行える高速
ネットワークの帯域をすべて使用でき得たとしても、デ
ータ再生要求から再生開始までのレスポンスタイムは６
分間かかり、受信バッファは５．４Ｇバイトの容量が必
要となる。このようにきわめて大きな受信バッファ３を
備えると、受信側端末に大幅なコストアップを招くのは
明白である。また、バッファ残量以上のデータは再生で
きないという欠点もある。

【０００８】このような欠点をなくすため、高速なネッ
トワーク通信路を介してディジタルオーディオ／ビデオ
データを受信しリアルタイムに再生する、ビデオ・オン
・デマンドのような用途においては、受信バッファを必
要最小限だけ用意し、受信バッファ中のデータ残量を一
定量に保つような制御機能を付加する方法が考えられ
る。このような受信バッファ残量制御方法を適用した例
として、特開平５−２１０４６２号公報に開示されたも
のがある。これに示された技術は、ＣＤ−ＲＯＭなどの
シーケンシャル媒体からデータを読み出しバッファに書
き込む際、バッファ残量が１／２より多いか少ないかに
対応して、バッファへの書き込み速度及びシーケンシャ
ルデバイスからの読み出し速度を速めたり遅めたりする
ものであり、これにより、バッファ残量を１／２付近に
維持できる。

【０００９】しかしこの速度制御方法は、本来所望する
速度よりも若干速めの速度と若干遅めの速度のみを切り
替えて使うものであり、これをそのままオーディオ／ビ
デオ再生速度制御に適用した場合、常に再生速度が揺ら
いでしまうという不都合が起こってしまう。また、この
従来技術は、バッファからの読み出し速度に対してバッ
ファへの読み込み速度（ＣＤ−ＲＯＭの読み出し速度）
が十分に速い場合を想定しており、しかもバッファ読み
込み速度を当該装置内で容易にコントロールできるとい
う特性がある。この特性により、バッファから一定速度
で読み出される場合に対し、バッファ残量が少なくなっ
たらＣＤ−ＲＯＭからバッファから読み出し速度よりも
高速にデータを供給し、バッファ残量が多くなってきた
らＣＤ−ＲＯＭからのデータ供給タイミングを遅らせる
といった簡単な手法でこれを実現している。したがっ
て、この従来技術は速度制御対象の瞬間的な速度を一定
に保つ必要のないデバイスを前提とし、この種のディジ
タルオーディオ／ビデオデータ受信再生装置には適用で
きない。仮に適用したとしても、ビデオ再生速度は一定
でなければならないのに、所望の再生速度よりも常に速
いか遅いかいずれになり、かえってビデオ再生品質を劣
化させてしまう。

【００１０】また、近年では、高速同期ネットワークや
ＡＴＭネットワークなど信頼性が高くデータ転送レート
も保証されるようなネットワークを使用し、送信側端末
と受信側端末での同期をとるために、送信側で転送デー
タに同期信号を多重化し、受信側でこの同期信号を元に
ＰＬＬ回路などで再生クロックの従属同期をとりながら
再生する方法がとられつつある。この方法によると、理
想的には受信側バッファを不要にでき、データ再生要求
から再生開始までのレスポンスタイムも限りなくゼロに
近づけられる。

【００１１】しかし、このような高信頼ネットワークで
も、現状の技術では網内で発生するジッタをゼロに抑え
ることはできない。そこでネットワークを用いたオーデ
ィオ／ビデオ通信に関する標準化を行っている団体は、
ネットワーク側で発生するジッタをある範囲内に抑えて
受信側でその範囲のジッタを吸収できるように設計され
るように提唱しつつあるが、公衆網など多数のスイッチ
交換機を介した場合の通信においてはジッタの予想がつ
きにくいため、ネットワーク側でのジッタ量の保証につ
いては不透明な部分が多い。さらに、前記の再生クロッ
ク従属同期方法においては一般的にジッタ許容量が少な
い為、予想を超えたジッタが発生して受信側のクロック
同期回路の許容範囲よりも大きくなった場合、情報の遅
延や損失が引き起こされ、結果として再生オーディオ／
ビデオ像において許容できない歪みとして現れることに
なる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ネット
ワークを経由した情報通信では、送信側端末と受信側端
末間での情報転送の際同期をとるための直接的な手段が
存在しない。このため次のような問題が生じている。 （１）送信側と受信側の動作クロックが完全に同期がと
れないままオーディオ／ビデオなどの連続的なデータを
長時間にわたって転送した場合、必ず同期ずれによるデ
ータの中断や欠落というオーディオ／ビデオ提示におい
て許容できない歪みが現れる。特にディジタルオーディ
オ／ビデオデータを受信側でモニタリングしながら媒体
に記録するような用途では、データ中断や欠落は致命的
なエラーである。 （２）送信側で同期信号を多重化し、受信側でそれに従
属同期させる方法も効果的ではあるが、一般的に受信側
同期回路の同期帯域は非常に小さく、ネットワーク内で
不慮に発生するジッタによる影響を取り除けない可能性
がある。近年ではネットワーク側でジッタを抑える試み
がなされているが、現状では大規模ＬＡＮやＷＡＮなど
数多くの機器を介した場合まで保証できないレベルにあ
るため、受信側装置で何等かのジッタ耐性向上策を講じ
ることが必要である。 （３）ネットワークの経路中で発生するデータ廃棄など
のエラーに対する耐性向上策も必要である。

【００１３】本発明の目的は、使用するバッファの容量
をできるだけ増やさずに上述のジッタやデータ廃棄に起
因する音声／画像への歪みを軽減し、かつデータの中断
や欠落を防ぐことのできるデータ受信再生装置を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るデータ受
信再生装置は、通信回線を介してデータを受信するイン
タフェイス回路と、前記インタフェイス回路により受信
したデータを蓄える受信バッファと、前記インタフェイ
ス回路により受信したデータを前記受信バッファに書き
込むバッファ書き込み制御回路と、前記バッファ書き込
み制御回路の動作タイミング信号を発生する第１のクロ
ック生成回路と、前記受信バッファからデータを、前記
バッファ書き込み制御回路と独立したタイミングで読み
出すバッファ読み出し制御回路と、前記バッファ読み出
し制御回路により読み出されたデータに基づき信号を再
生する再生回路と、前記受信バッファの利用可能な残量
を計測する残量計測回路と、前記残量計測回路の計測値
に基づき、前記受信バッファの利用可能な残量が予め定
められた範囲内にあるように前記バッファ読み出し制御
回路の読み出しタイミングを定めるクロック周波数決定
回路と、前記クロック周波数決定回路の出力に基づき動
作タイミング信号を発生して前記バッファ読み出し制御
回路に供給する第２のクロック生成回路とを備えたもの
である。

【００１５】前記残量計測回路は、例えば、前記受信バ
ッファに対して供給される前記バッファ書き込み制御回
路のアドレス信号及び前記バッファ読み出し制御回路の
アドレス信号に基づき、受信バッファの残量を数段階で
測定することにより残量値を出力する。前記クロック周
波数決定回路は、この残量値から最適なクロック周波数
を決定する。ここで最適とは、前記受信バッファがオー
バーフローせず、また、完全に空にならないような状態
をいう。例えば、前記受信バッファの最適な未使用の領
域（残量）が予め定められている場合、この領域がほぼ
一定になるようにクロック周波数は制御される(例え
ば、バッファ残量が一定レベル以下になった場合に比較
的大きく再生速度を低下させるようにする）。したがっ
て、このクロック周波数は、送信側の装置の送信速度あ
るいは通信回線の容量や、前記再生回路の処理能力ある
いは再生されたビデオ／オーディオを利用する視聴者に
よる制御（例えば一時停止、早送り、まき戻し）等によ
り逐次変化する。また、前記クロック周波数決定回路
は、受信バッファ残量が中心近くにある時は、なるべく
再生速度が変化しないような周波数配分とし、再生速度
の変動が視聴者にわかりにくい範囲にとどめる。以上の
動作により、受信バッファが空になることを防ぎ、結果
として再生オーディオ／ビデオの中断を防ぐ。

【００１６】請求項２に係るデータ受信再生装置は、前
記クロック周波数決定回路が、前記バッファ読み出し制
御回路の読み出し速度が予め定められた範囲を越えたと
き、その旨を報知する報知信号を発生するものである。

【００１７】前記クロック周波数決定回路は、クロック
周波数に連動してある一定レベルよりも速いクロックや
遅いクロックを出力した場合に前記報知信号を発生す
る。この報知信号は、ブザー等のより音響的に、あるい
は、警告表示やテレビ画面上の表示により視覚的に利用
される。なお、前記報知信号によりクロック速度の変動
を補償するようにすれば視聴者の不快感を軽減すること
ができる。つまり、再生速度を遅くしていることを視聴
者に知らせるための表示器を点灯させ、不快感を軽減す
る。反対にバッファ残量が一定レベルを超えた場合には
通常時よりも再生速度を速くさせるようにすることで、
バッファがあふれることを防ぎ、結果として再生オーデ
ィオ／ビデオデータの欠落を防ぐとともに、再生速度を
速くしていることを視聴者に知らせるための表示器を点
灯させ、不快感を軽減する。

【００１８】請求項３に係るデータ受信再生装置は、前
記残量計測回路による前記受信バッファの残量を予め定
められている量と比較するとともに、この比較結果に基
づきデータを送信する相手側装置に送信タイミングを変
更させるコマンドを通信回線を介して送信する制御コマ
ンド発行判断／実行回路を備えたものである。

【００１９】前記制御コマンド発行判断／実行回路は、
例えば、受信バッファのオーバーフロー制御にネットワ
ークのトラフィック制御パケットを利用している。

【００２０】請求項４に係るデータ受信再生装置は、制
御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶回路を備
え、前記制御コマンド発行判断／実行回路は、前記コマ
ンドの送信により前記相手側装置を制御するために要す
る時間を測定し、この測定された時間を前記制御パラメ
ータ記憶回路に記憶するとともに、前記制御パラメータ
記憶回路に記憶された制御パラメータに基づき前記コマ
ンドを送信するタイミングを制御するものである。

【００２１】請求項５に係るデータ受信再生装置は、前
記データの受信が不連続であるかどうかを検出する不連
続データ検出回路を備え、前記クロック周波数決定回路
は、前記不連続データ検出回路の検出結果に基づき、前
記データの受信が連続的か不連続的かにより前記バッフ
ァ読み出し制御回路の読み出しタイミングを切り換える
ものである。

【００２２】前記クロック周波数決定回路は、例えば、
連続受信時のクロックを定めるための第１のテーブル
と、不連続受信時のクロックを定めるための第２のテー
ブルとをもち、これらを適宜使い分ける。すなわち、連
続受信時は通常のクロック速度のタイミング信号を生成
し、不連続受信時は、通常時よりも読み出し速度が遅く
なるエラー発生時モードでタイミング信号を生成する。

【００２３】請求項６のデータ受信再生装置は、受信側
の再生タイミングを送信側のタイミングにあわせるため
のタイミング信号を前記通信回線を介して受信する場合
において、前記クロック周波数決定回路に代えて用いら
れ、前記残量計測回路の計測値に基づき、前記受信バッ
ファの利用可能な残量が予め定められた範囲内にあるよ
うに前記通信回線を介して受信されたタイミング信号を
分周するクロック分周レート決定回路と、前記第２のク
ロック生成回路に代えて用いられ、前記クロック分周レ
ート決定回路の出力に基づき動作タイミング信号を発生
して前記バッファ読み出し制御回路及び前記再生回路に
供給するバッファ読み出し信号生成回路とを備えたもの
である。

【００２４】

【発明の実施の形態】

発明の実施の形態１ 以下、本発明による発明の実施の形態１について図１〜
図６を用いて説明する。図１は、発明の実施の形態１の
機能ブロック図である。図１の装置は、送信側端末と独
立した受信側端末内部クロックタイミングでディジタル
オーディオ／ビデオデータをリアルタイム再生する装置
である。

【００２５】ネットワークインターフェイス回路１は、
ネットワーク通信路を介して、図示しない送信側端末か
ら送信されたディジタルオーディオ／ビデオ多重データ
を受信して不連続データ検出回路５１に出力する。ま
た、ネットワークインターフェイス回路１はデータ書込
制御信号１ｂを生成して不連続データ検出回路５１に出
力する。

【００２６】不連続データ検出回路５１は、入力された
オーディオ／ビデオ多重化データ１ａの連続性をチェッ
クする。不連続データが検出されない場合、そのままバ
ッファ書き込み回路２に出力する。この出力データがオ
ーディオ／ビデオ多重化データ５１ａである。また、不
連続データ検出回路５１はデータ書き込み制御信号５１
ｂを生成してバッファ書き込み回路２に出力する。ま
た、不連続データ検出回路５１は不連続データ検出信号
５１ｃ、５１ｄを生成して後述のＡ／Ｖ再生クロック周
波数決定回路２２及び後述の制御コマンド発行判断／実
行回路４１に出力する。

【００２７】バッファ書き込み回路２は、受信データを
受信バッファ３に一旦書き込む。また、バッファ書き込
み回路２は受信バッファ書き込みアドレス情報出力信号
２ａを生成して後述のバッファ残量計測回路２１に出力
する。

【００２８】バッファ読出制御回路４は、後述のＡ／Ｖ
再生回路５が出力するデータ読み出し制御信号５ｃに基
づき受信バッファ３の内容を読み出してオーディオ／ビ
デオ多重化データとして出力する。なお、データ読み出
し制御信号５ｃはＡ／Ｖ再生回路動作クロック２３ａと
同じ、あるいは相当するものである。Ａ／Ｖ再生回路５
は、後述のＡ／Ｖ再生クロック生成回路２３が出力する
Ａ／Ｖ再生回路動作クロック２３ａに基づきデータ４ａ
を受けて、オーディオおよびビデオデータに分離及びデ
コードを行い、再生ビデオ出力信号５ａ及び再生オーデ
ィオ出力信号５ｂを出力する。これらの信号は、図示し
ないビデオ表示装置およびオーディオ出力装置を介して
視聴者へと伝えられる。

【００２９】発振器１０はネットワークインターフェイ
ス動作クロック１０ａを発生し、ネットワークインター
フェイス回路１に供給する。発振器１２はＡ／Ｖ再生回
路動作クロック１１ａを発生し、Ａ／Ｖ再生回路５に供
給する。発振器１０は、送信側端末用のクロックを発生
し、発振器１２は受信側端末用のクロックを発生する。
これらクロックは互いに独立している。

【００３０】残量計測回路２１は、バッファ書き込み回
路２とバッファ読み出し回路４の状態を観測することに
よりバッファ残量を算出し、数段階のバッファ残量値出
力信号２１ａとしてクロック周波数決定回路２２へ出力
する。また、残量計測回路２１は、バッファ残量過多／
過小指示信号２１ｂを生成して制御コマンド発行判断／
実行回路４１に出力する。

【００３１】Ａ／Ｖ再生クロック周波数決定回路２２
は、バッファ残量計測回路２１からの残量入力値２１ａ
に基づき一定の重みをつけて割り出したクロック値出力
信号２２ａの周波数値をクロック生成回路２３へ入力す
る。Ａ／Ｖ再生クロック生成回路はプログラマブルなク
ロックシンセサイザ回路で構成され、クロック値出力信
号２２ａに基づきクロック出力２３ａを生成し、Ａ／Ｖ
再生回路５へ出力する。

【００３２】制御コマンド発行判断／実行回路４１は、
バッファ残量が所定量より小さいオーバーフロー直前の
危険状態になったときに送信側端末に対してセル送信速
度暫時低下コマンドを発行するように動作し、反対に残
量が所定量以上のアンダーフロー直前の危険状態になっ
たときにセル送信速度暫時増加コマンドを発行するよう
に動作する。この制御出力４１ａはネットワークインタ
ーフェイス回路１に入力される。

【００３３】制御パラメータ記憶回路４２は、導通試験
用のＯＡＭセルを利用してコマンド制御にかかる時間を
測定し、この測定結果を制御コマンド発行判断／実行回
路４１のコマンド発行タイミングの判断パラメータとし
て記憶する。

【００３４】次に動作について説明する。この発明の実
施の形態において、バッファの読み込み速度とバッファ
からの読み出し速度（ビデオ再生速度）は同一であるこ
とが前提であり、しかも、バッファへの読み込み速度は
ネットワークに依存する。したがって、装置内部で閉じ
た速度制御は困難である。この発明の実施の形態におい
ては、これらの点を考慮しつつ、ビデオ再生速度が瞬間
的にも一定に保つようにしている。すなわち、バッファ
読み出し速度（ビデオ再生速度）の制御を、バッファか
らの読み出しクロック周波数を変更することにより行
い、かつ制御段階をきめ細かに行うことにより通常時は
ビデオ再生速度を変化させず、一方、ネットワーク側で
一定量を越えるジッタが発生した場合にのみ再生速度を
変化させる。このように、通常時のビデオ再生品質を劣
化させずに不慮のジッタに対する耐性を向上している。
不慮のジッタに対する耐性は、バッファ読み込みクロッ
クパルスの削除／挿入する方法では実現が困難である。

【００３５】まず、バッファ残量計測回路２１の動作に
ついて図２及び図３に基づき説明する。図２は、バッフ
ァ残量計測回路２１の構成例である。また、図３は、バ
ッファ残量を８段階に区分したときのバッファ残量計算
例を示す。残量計測回路２１は、バッファ書き込み制御
回路２内にある書き込みアドレスポインタ１０１のＭＳ
Ｂ側４ビットと、バッファ読出制御回路４内にある読み
出しアドレスポインタ１０２のＭＳＢ側４ビットを取り
出して８段階のバッファ残量値２１ａを出力することを
目的とする。ここでは１６ｂｉｔｘ１６ｂｉｔの事象を
全て記入したマップテーブル比較する方法を用いてい
る。すなわち、バッファ残量計測回路２１を構成する残
量計測回路（１６ｂｉｔｘ１６ｂｉｔマトリクス比較テ
ーブル）には、書き込みアドレス側と読み出しアドレス
側の２つのアドレスの関係に対応した残量を予め計算し
たテーブルが各事象ごとに格納されている。そして、残
量計測回路２１には、前述の書き込みアドレスポインタ
１０１のＭＳＢ側４ビットと読み出しアドレスポインタ
１０２のＭＳＢ側４ビットの信号線が接続されている。
なお、アドレスポインタ１０１、１０２のＭＳＢを用い
たのは受信バッファの残量の概略を求めるためである。
正確な残量を求めるときにはビット数を増やせばよいし
（例えば全てのビットを使用する）、さらにおおまかに
残量を求めるだけならビット数を減らしてもよい。ま
た、ＭＳＢに限らず他のどの部分を用いてもよい。

【００３６】図３は、予め計算された残量と残量出力値
２１ａとの対応例を示す。書き込みアドレスポインタ１
０１のＭＳＢ側４ビットと読み出しアドレスポインタ１
０２のＭＳＢ側４ビットとを比較すれば、受信バッファ
３の残量がいくらか容易に判明する。この残量が図３の
左欄の計算残量に対応する。図３は残量０から全てが残
量の範囲を８分割したものであり、残量０が出力値００
０に対応し、全てが残量が出力値１１１に対応する。こ
れらの中間の残量は００１〜１１０にそれぞれ対応す
る。なお、８分割に限らず４、１６、３２、・・・ある
いは任意の整数でもよいのは言うまでもない。

【００３７】Ａ／Ｖ再生クロック周波数決定回路２２の
動作について説明する。Ａ／Ｖクロック周波数決定回路
２２には、図４に示すような入力値と出力周波数との対
応表が予め格納されている。図４の左欄の入力値は、図
３の右欄の出力値に相当する。クロック周波数決定回路
２２では、出力値２１ａが入力されると、あらかじめ与
えておいた図４の対応する周波数値がマッピングされ
る。このマッピング結果に基づき、Ａ／Ｖ再生クロック
周波数決定回路２２は所定のクロック値出力信号２２ａ
を発生してクロック生成回路２３に出力する。

【００３８】本発明の実施の形態では、図４に示すよう
に、中心周波数を６．００ＭＨｚとし、隣り合ったブロ
ック同士のクロック周波数の比をそれぞれ、中心部分か
ら対称に０．３％、０．３％、１％、２％としてあり、
これらのブロックを段階的に状態推移している。これに
より、バッファ残量が中心部分にあるときはクロック変
動を少なく、残量が一定量よりも少なくなりそうな場合
ほどバッファ制御に重点を置いてクロック変動量を多く
する、といったきめ細かな制御を可能とする。

【００３９】なお、この制御方法によると最大瞬時クロ
ック変動量は２％であるが、中心部分と末端部分でのク
ロックの違いを比較すると３．３％となる。この値は、
日経エレクトロニクス１９９５．１１．６（Ｎｏ．６４
８）ｐｐ．１７５〜ｐｐ．１８８「ＴＣＰ／ＩＰを拡張
せずにデータ転送速度を一定に保つ」記事中の小コラム
「音声と動画の同期制御はソフトウェアで実行」中に記
述されているような、音声の再生速度を調整のために変
化させると３％ほどの変化でもかなり不自然に聞こえて
しまう、という記述から推定して、かなり不自然な値と
なるはずであるが、本発明によれば、最悪値は２％であ
り、なおかつこの値はネットワーク側のジッタが頻繁に
発生しなければ使われない値であることから、視聴者が
感じる再生速度の変動量を抑えながらバッファ残量制御
効率を上げることができる。

【００４０】しかし、前記の発明の実施の形態におい
て、クロック周波数２３ａが著しく変化した場合、前記
の発明の実施の形態においては１％、２％の変動量をも
ってクロックが理由なく変更されたときは、前記記事記
載の３％の変動量に近いため視聴者が不快感を感じるは
ずである。そこで本発明の実施の形態では、クロック周
波数決定回路２２においてＭＳＢ２ビットが００または
１１になっている時に、再生周波数が著しく変化してい
る信号を出力することで、視聴者の不快感を軽減可能と
した。この信号が生成速度信号表示信号２２ｂである。

【００４１】なお、Ｂ−ＩＳＤＮにおけるＩＴＵ−Ｔ勧
告Ｉ．６１０に記載されているように、ＡＴＭなどのネ
ットワークではＯＡＭ（保守運用管理）プロトコルを使
用して、相手側端末との導通試験を行ったりネットワー
ク中の遅延時間の測定やトラフィック制御を行うことが
できる。図１において、ＯＡＭプロトコルはネットワー
クインターフェイス回路１で処理される。このため、通
常ＯＡＭプロトコルはネットワークにおける送信インタ
ーフェイスと受信インターフェイス間において発生した
障害監視、輻輳制御、性能監視などの目的に用いられる
が、本発明の実施の形態においては、この適用範囲を拡
張して受信バッファの残量制御に応用した。この方法
は、受信側からＯＡＭセルにセル送信タイミングの一時
変更コマンドを載せて送信すると送信側である一定期間
セル送信を停止したりセル送出量を増加させたりするも
のである。この方法は、送信端末からの情報受信におい
て有効となる。本発明の実施の形態では、図１の受信バ
ッファ残量計測回路２１のバッファ残量過多／過小出力
値２１ｂを制御コマンド発行判断／実行回路４１に入力
する。制御コマンド発行判断／実行回路４１は、バッフ
ァ残量が１／８より小さいオーバーフロー直前の危険状
態になったときに送信側端末に対してセル送信速度暫時
低下コマンドを発行するように動作し、反対に残量が７
／８以上のアンダーフロー直前の危険状態になったとき
にセル送信速度暫時増加コマンドを発行する動作する。
これにより、危険状態からの復帰性能を向上した。

【００４２】また、ＯＡＭセルを利用することで、デー
タを送受信している最中でも、同一のネットワーク通信
路を介したループバック導通試験を行うことができる。
この試験では試験用のＯＡＭセルを発行すると、これを
受信した端末側で返信セルを返送するもので、大規模公
衆網など多数のネットワーク機器を介して通信を行う際
に有効である。本発明の実施の形態では導通試験用のＯ
ＡＭセルを利用してコマンド制御にかかる時間を測定す
るための回路を制御コマンド発行判断／実行回路４１に
付加し、また測定結果を記憶するための制御パラメータ
記憶回路４２を設けて前記セル送信速度暫時低下／増加
コマンド発行タイミングの判断パラメータとすること
で、前記セル送信速度暫時低下／増加コマンドによる受
信バッファフロー制御の精度を向上した。

【００４３】ところで、図１における、不連続データ検
出回路５１で不連続なデータが検出された場合、本発明
の実施の形態においては、ＨＤＬＣで通常用いられてい
るｇｏ−ｂａｃｋ−Ｎ方式でエラー訂正を行うことを想
定している。本発明の実施の形態によるエラー訂正時の
動作フローを図５に示す。ｇｏ−ｂａｃｋ−Ｎ方式と
は、情報欠落を検出した時点で、欠落部分からの再送を
要求する方式であり、本発明の実施の形態においては、
図１に示す不連続データ検出回路５１、制御コマンド発
行判断／実行回路４１およびネットワークインターフェ
イス回路１で実現している。図１に示す受信再生端末に
おいて、ディジタルオーディオ／ビデオストリームデー
タ中に不連続データが検出されると、不連続データ検出
回路５１で以後のデータがバッファ書き込み制御回路２
へ送られるのをストップされるとともに、制御コマンド
発行判断／実行回路４１へ不連続データ検出要求コマン
ドと再送要求データの巡回カウント値が伝えられる。制
御コマンド発行判断／実行回路４１はすばやく、あらか
じめ与えられていた制御用のパスを通じて送信側端末へ
エラーコマンドを送信し、送信側端末では前記ｇｏ−ｂ
ａｃｋ−Ｎ方式に基づいて欠落データからのデータ再送
を開始する。要求した再送データが不連続データ検出回
路に到着以後は、バッファ書き込み制御回路へのデータ
転送が再開される。

【００４４】以上は通常用いられている訂正手順とほぼ
同じであるが、このままではエラー訂正による欠落デー
タの再送まで受信バッファ３へのデータ書き込みがされ
ないことにより、バッファ内残データの消費速度が通常
時よりも速まり、そのままではデータの欠落が起こりや
すくなることから、結果として再生オーディオ／ビデオ
の途切れを生じやすくなるという欠点があった。そこ
で、本発明においては図１の不連続データ検出回路５１
の不連続データ検出信号５１ｃをクロック周波数決定回
路２２に入力し、図６に示したクロック周波数決定回路
２２の周波数変換テーブル図を２倍に拡張し、図６に示
すようにエラー訂正時のモードを設けることにより、こ
の欠点による影響を軽減した。図６では図３のテーブル
アドレスの上位ビットに通常時／エラー発生時信号を入
力して実現した例を示している。

【００４５】以上のようにこの発明の実施の形態１の装
置によれば、バッファ残量計測回路によりバッファ残量
を計測し、この計測結果に基づきＡ／Ｖ再生クロック周
波数決定回路が適切にデータ読み出しクロック周波数を
決定するので、使用するバッファの容量を増やさずに、
高速なネットワーク通信路を介してディジタルオーディ
オ／ビデオデータを受信してこれをリアルタイムに再生
することができる。したがって、ジッタやデータ廃棄に
起因する音声／画像への歪みを軽減することができる。
また、Ａ／Ｖ再生クロック周波数決定回路が、再生周波
数が著しく変化している信号を出力するので、視聴者の
不快感を軽減可能である。また、制御コマンド発行判断
／実行回路が受信側からＯＡＭセルにセル送信タイミン
グの一時変更コマンドを載せて送信することにより、受
信バッファの残量制御を行い、送信側である一定期間セ
ル送信を停止したりセル送出量を増加させたりするの
で、受信バッファの危険状態からの復帰性能を向上し
た。

【００４６】また、制御パラメータ記憶回路にコマンド
制御にかかる時間の測定結果を記憶し、これをセル送信
速度暫時低下／増加コマンド発行タイミングの判断パラ
メータとするので、受信バッファフロー制御の精度を向
上した。また、クロック周波数決定回路の周波数変換テ
ーブルにエラー訂正時のモードを追加し、通常時のクロ
ック周波数とエラー時のクロック周波数とを異ならせた
ので、制御コマンド発行判断／実行回路が再送要求をす
るときのバッファ内残データの消費速度を通常時よりも
低くし、データの欠落を防止している。

【００４７】発明の実施の形態２ 以下、発明の実施の形態２を図７〜図９を用いて説明す
る。図７は発明の実施の形態２の装置のブロック図であ
る。この発明の実施の形態２は、通信路を介して受信し
たオーディオ／ビデオデータに、送信側端末であらかじ
め多重化された同期情報が含まれている場合のものであ
る。この図の装置において、受信側端末が、この同期情
報に基づき再生タイミング信号を送信側端末に従属同期
させるとともに、この再生タイミング信号に基づきディ
ジタルオーディオ／ビデオデータをリアルタイムで再生
する。

【００４８】図８は、この発明の実施の形態の装置の動
作を説明するための説明図である。図８に示す装置で
は、ネットワークインターフェイス回路１でオーディオ
／ビデオデータが受信されると、ネットワークインター
フェイス側のタイミングでオーディオ／ビデオ再生タイ
ミング従属同期回路６へ書き込まれる。このとき受信し
たオーディオ／ビデオデータには、送信側端末であらか
じめ同期情報が多重化されている。オーディオ／ビデオ
再生タイミング従属同期回路６では、入力されたオーデ
ィオ／ビデオデータから同期情報を分離したデータをオ
ーディオ／ビデオ再生回路７に出力するとともに、分離
された同期情報に基づき、送信側端末に従属同期させた
オーディオ／ビデオ再生タイミング信号６ｂを出力す
る。

【００４９】この様に送信側端末のタイミングに従属同
期させたタイミングでオーディオ／ビデオ再生を行うこ
とにより、ネットワーク側で発生するジッタをある程度
吸収できる。しかし、一般的にオーディオ／ビデオ再生
タイミング従属同期回路６で許容できるジッタ量は小さ
く、その一方で公衆網などの大規模なネットワークでは
多数のネットワーク交換機を経由するためジッタの大き
さの予測が困難なため、発生するジッタを充分に吸収で
きないおそれがある。

【００５０】そこで、図７に示すように、発明の実施の
形態２では、図８の装置におけるネットワークインター
フェイス回路１とオーディオ／ビデオ再生タイミング従
属同期回路６との間に、発明の実施の形態１と同様の効
果を得るための回路を付加したものである。ただし、再
生速度の変更方法が発明の実施の形態１とは異なり、オ
ーディオ／ビデオ再生タイミング従属同期回路６へのデ
ータ書込みレートを変化させることによって再生速度の
変更を行っている。

【００５１】次に、図７を用いて、発明の実施の形態２
の動作を説明する。送信側端末から送信されたディジタ
ルオーディオ／ビデオ多重データはネットワーク通信路
を介してネットワークインターフェイス回路１で受信さ
れた後、不連続データ検出回路５１へ入力されデータの
連続性をチェックされる。不連続データが検出されない
場合、そのままバッファ書き込み回路２へ入力され、受
信バッファ３に一旦書き込まれる。

【００５２】残量計測回路６１ではバッファ書き込み回
路２とバッファ読み出し回路４の状態を観測しバッファ
残量を算出し、数段階のレベル値としてクロック分周レ
ート決定回路６２へ出力する。クロック分周レート決定
回路６２では、残量計測回路６１からの残量入力値を元
に一定の重みをつけて割り出したクロック分周レート値
をバッファ読み出し信号生成回路６３へ入力する。バッ
ファ読み出し信号生成回路６３はプログラマブルなバイ
ナリ・レート分周器で構成され、所望のレートでバッフ
ァ読み出し制御信号６３ａを出力し、バッファ読み出し
制御回路４へと入力される。バッファ読み出し制御回路
４ではバッファ読み出し制御信号６３ａに従って、オー
ディオ／ビデオ多重化信号４ａとデータ書込み制御信号
４ｂを送出する。

【００５３】オーディオ／ビデオ再生タイミング従属同
期回路６では、入力されたオーディオ／ビデオ多重化デ
ータに含まれる同期情報を検出／分離したオーディオ／
ビデオ多重化データ６ａをオーディオ／ビデオ再生回路
７へ送出するとともに、検出した同期情報を元にオーデ
ィオ／ビデオ再生回路動作クロック信号６ｂを修正す
る。オーディオ／ビデオ再生回路７では、入力されたオ
ーディオ／ビデオ多重データ６ａをオーディオ／ビデオ
再生回路動作クロック６ｂのタイミングでオーディオお
よびビデオデータに分離／デコードした後、再生ビデオ
出力信号７ａおよび再生オーディオ出力信号７ｂとして
出力し、図示しないビデオ表示装置およびオーディオ出
力装置を介して視聴者へと伝えられる。

【００５４】図７における残量計測回路６１の動作およ
び制御コマンド発行判断／実行回路４１、制御パラメー
タ記憶回路４２、不連続データ検出回路５１の動作は発
明の実施の形態１における動作と同一の為、ここでは説
明を省略する。

【００５５】クロック分周レート決定回路６２では、残
量計測回路６１から入力された残量計測値６１ａを元に
あらかじめ与えておいたクロック分周レート値６２ａに
マッピングされ、バッファ読み出し信号生成回路６３に
出力する。バッファ読み出し信号生成回路６３では、バ
ッファ書込み制御回路２へのデータ書込み信号５１ｂの
フリーランクロックをクロック分周レート値６２ａに基
づいて分周し、バッファ読み出し制御回路４のデータ読
み出し信号を生成する。本発明の実施の形態では、デー
タ書込み信号５１ｂのフリーランクロック周波数に４８
ＭＨｚを使用し、実効値６ＭＨｚを中心として若干の幅
をもったバッファ読み出し信号を生成している。

【００５６】図９に残量計測値６１ａとクロック分周レ
ート値およびバッファ読み出し信号の実効周波数値の対
応例を示す。中心周波数を６．００ＭＨｚとし、隣り合
ったブロック同士のクロック周波数の比をそれぞれ、中
心部分から対称に０．３％、０．３％、１％、２％とし
てあり、これらのブロックを段階的に状態推移してい
る。これにより、バッファ残量が中心部分にあるときは
クロック変動を少なく、残量が一定量よりも少なくなり
そうな場合ほどバッファ制御に重点を置いてクロック変
動量を多くする、といったきめ細かな制御を可能とす
る。この発明の実施の形態２の装置でも、発明の実施の
形態１の装置と同様の効果を奏する。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受信
したデータを蓄える受信バッファと、前記受信バッファ
の利用可能な残量を計測する残量計測回路と、前記残量
計測回路の計測値に基づき、前記受信バッファの利用可
能な残量が予め定められた範囲内にあるように前記バッ
ファ読み出し制御回路の読み出しタイミングを定めるク
ロック周波数決定回路とを備え、前記クロック周波数決
定回路の出力に基づき動作タイミング信号を発生し、こ
のタイミング信号で前記受信バッファを読み出すので、
受信バッファの残量に応じて適当なタイミング信号を発
生できる。したがって、受信バッファの容量があまり大
きくないときでも、受信バッファが空になることを防
ぎ、再生オーディオ／ビデオの中断を防ぐ。

【００５８】また、この発明によれば、前記クロック周
波数決定回路が、前記バッファ読み出し制御回路の読み
出し速度が予め定められた範囲を越えたとき、その旨を
報知する報知信号を発生するので、視聴者は再生速度の
変動を知ることができ、不快感が軽減される。

【００５９】また、この発明によれば、前記残量計測回
路による前記受信バッファの残量を予め定められている
量と比較するとともに、この比較結果に基づきデータを
送信する相手側装置に送信タイミングを変更させるコマ
ンドを通信回線を介して送信する制御コマンド発行判断
／実行回路を備えたので、送信側である一定期間送信を
停止したり送出量を増加させたりするこができて、受信
バッファの状態を適正状態にすみやかに復帰させること
ができる。

【００６０】また、この発明によれば、制御パラメータ
を記憶する制御パラメータ記憶回路を備え、前記制御コ
マンド発行判断／実行回路は、前記コマンドの送信によ
り前記相手側装置を制御するために要する時間を測定
し、この測定された時間を前記制御パラメータ記憶回路
に記憶するとともに、前記制御パラメータ記憶回路に記
憶された制御パラメータに基づき前記コマンドを送信す
るタイミングを制御するので、送信速度暫時低下／増加
コマンド発行タイミングの状況に応じて受信フロー制御
が可能になり、制御の精度が向上する。

【００６１】また、この発明によれば、前記データの受
信が不連続であるかどうかを検出する不連続データ検出
回路を備え、前記クロック周波数決定回路は、前記不連
続データ検出回路の検出結果に基づき、前記データの受
信が連続的か不連続的かにより前記バッファ読み出し制
御回路の読み出しタイミングを切り換えるので、データ
の受信状況に対応して適切なタイミングを選択すること
ができ、データの欠落を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置の
機能ブロック図である。

【図２】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置に
おけるバッファ残量の計算方法を説明するためのブロッ
ク図である。

【図３】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置に
おけるバッファ残量計測回路の計算残量と出力値の対応
表である。

【図４】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置に
おけるクロック周波数決定回路の周波数変換テーブルで
ある。

【図５】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置に
おけるエラー訂正動作のフローチャートである。

【図６】 発明の実施の形態１のデータ受信再生装置に
おけるクロック周波数決定回路の周波数変換テーブルに
エラー動作時モードを追加した周波数テーブルの他の例
である。

【図７】 発明の実施の形態２のデータ受信再生装置の
機能ブロック図である。

【図８】 発明の実施の形態２のデータ受信再生装置の
動作を説明するための図である。

【図９】 発明の実施の形態２における残量計測回路出
力６１ａ、クロック分周レート決定回路出力６２ａ、お
よび、バッファ読み出し信号生成回路出力６３ａの出力
間の対応関係を示す図である。

【図１０】 従来のデータ受信再生装置の機能ブロック
図である。

【符号の説明】

１ ネットワークインターフェイス回路、１ａ オーデ
ィオ／ビデオ多重化データ、１ｂ データ書込み制御信
号、１ｃ データ読み込み完了信号、２ 受信バッファ
書込み制御回路、２ａ 受信バッファ書込みアドレス情
報出力信号、３受信バッファ、４ 受信バッファ読み出
し制御回路、４ａ オーディオ／ビデオ多重化データ、
４ｂ 受信バッファ読み出しアドレス情報出力信号、４
ｃ データ書込み制御信号、５ オーディオ／ビデオ再
生回路、５ａ 再生ビデオ出力信号、５ｂ 再生オーデ
ィオ出力信号、５ｃ データ読み出し制御信号、６ オ
ーディオ／ビデオ再生タイミング従属同期回路、６ａ
オーディオ／ビデオ多重化データ、６ｂ オーディオ／
ビデオ再生回路動作クロック、７ オーディオ／ビデオ
再生回路、７ａ 再生ビデオ出力信号、７ｂ 再生オー
ディオ出力信号、８ビデオ表示装置、９ オーディオ出
力装置、１０ ネットワークインターフェイス回路動作
用発振器１、１０ａ ネットワークインターフェイス回
路動作クロック信号、１１ オーディオ／ビデオ再生回
路動作用発振器２、１１ａ オーディオ／ビデオ再生回
路動作クロック信号、１２ オーディオ／ビデオ再生回
路動作クロック生成用源発振器２、１２ａ オーディオ
／ビデオ再生回路動作クロック生成源クロック、１３
オーディオ／ビデオ再生タイミング従属同期回路用基準
クロック発振器２、２１ バッファ残量計測回路、２１
ａ バッファ残量値出力信号、２１ｂ バッファ残量過
多／過小指示信号、２２ オーディオ／ビデオ再生クロ
ック周波数決定回路、２２ａ クロック値出力信号、２
２ｂ 再生速度変動表示信号、２３ オーディオ／ビデ
オ再生クロック生成回路、２３ａ オーディオ／ビデオ
再生回路動作クロック信号、３１ 再生速度変動表示
器、４１制御コマンド発行判断／実行回路、４２ 制御
パラメータ記憶回路、５１ 不連続データ検出回路、５
１ａ オーディオ／ビデオ多重化データ、５１ｂ デー
タ書込み制御信号、５１ｃ 不連続データ検出信号、６
１ バッファ残量計測回路、６１ａ バッファ残量値出
力信号、６１ｂ バッファ残量過多／過小指示信号、６
１ｃ オーディオ／ビジュアル再生開始信号、６２ ク
ロック分周レート決定回路、６２ａ クロック分周レー
ト値出力信号、６２ｂ 再生速度変動表示信号、６３
バッファ読み出し信号生成回路、６３ａ バッファ読み
出し信号、１０１ 書込みアドレスポインタ、１０２
読み出しアドレスポインタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信回線を介してデータを受信するイン
   タフェイス回路と、前記インタフェイス回路により受信
   したデータを蓄える受信バッファと、前記インタフェイ
   ス回路により受信したデータを前記受信バッファに書き
   込むバッファ書き込み制御回路と、前記バッファ書き込
   み制御回路の動作タイミング信号を発生する第１のクロ
   ック生成回路と、前記受信バッファからデータを、前記
   バッファ書き込み制御回路と独立したタイミングで読み
   出すバッファ読み出し制御回路と、前記バッファ読み出
   し制御回路により読み出されたデータに基づき信号を再
   生する再生回路と、前記受信バッファの利用可能な残量
   を計測する残量計測回路と、前記残量計測回路の計測値
   に基づき、前記受信バッファの利用可能な残量が予め定
   められた範囲内にあるように前記バッファ読み出し制御
   回路の読み出しタイミングを定めるクロック周波数決定
   回路と、前記クロック周波数決定回路の出力に基づき動
   作タイミング信号を発生して前記バッファ読み出し制御
   回路及び前記再生回路に供給する第２のクロック生成回
   路とを備えたデータ受信再生装置。
2. 【請求項２】 前記クロック周波数決定回路は、前記バ
   ッファ読み出し制御回路の読み出し速度が予め定められ
   た範囲を越えたとき、その旨を報知する報知信号を発生
   することを特徴とする請求項１記載のデータ受信再生装
   置。
3. 【請求項３】 前記残量計測回路による前記受信バッフ
   ァの残量を予め定められている量と比較するとともに、
   この比較結果に基づきデータを送信する相手側装置の送
   信タイミングを変更させるコマンドを通信回線を介して
   送信する制御コマンド発行判断／実行回路を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載のデータ受信再生装置。
4. 【請求項４】 制御パラメータを記憶する制御パラメー
   タ記憶回路を備え、前記制御コマンド発行判断／実行回
   路は、前記コマンドの送信により前記相手側装置を制御
   するために要する時間を測定し、この測定された時間を
   前記制御パラメータ記憶回路に記憶するとともに、前記
   制御パラメータ記憶回路に記憶された制御パラメータに
   基づき前記コマンドを送信するタイミングを制御するこ
   とを特徴とする請求項３記載のデータ受信再生装置。
5. 【請求項５】 前記データの受信が不連続であるかどう
   かを検出する不連続データ検出回路を備え、前記クロッ
   ク周波数決定回路は、前記不連続データ検出回路の検出
   結果に基づき、前記データの受信が連続的か不連続的か
   に対応して前記バッファ読み出し制御回路の読み出しタ
   イミングを切り換えることを特徴とする請求項１記載の
   データ受信再生装置。
6. 【請求項６】 データとともに受信側の再生タイミング
   を送信側のタイミングにあわせるためのタイミング信号
   を前記通信回線を介して受信する場合において、前記ク
   ロック周波数決定回路に代えて用いられ、前記残量計測
   回路の計測値に基づき、前記受信バッファの利用可能な
   残量が予め定められた範囲内にあるように前記通信回線
   を介して受信されたタイミング信号を分周するクロック
   分周レート決定回路と、前記第２のクロック生成回路に
   代えて用いられ、前記クロック分周レート決定回路の出
   力に基づき動作タイミング信号を発生して前記バッファ
   読み出し制御回路及び前記再生回路に供給するバッファ
   読み出し信号生成回路とを備えたことを特徴とする請求
   項１乃至請求項５いずれかに記載のデータ受信再生装
   置。