WO2005050944A1 - ネットワーク回線を用いたアナログ信号入出力システム - Google Patents

ネットワーク回線を用いたアナログ信号入出力システム Download PDF

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WO2005050944A1
WO2005050944A1 PCT/JP2004/017292 JP2004017292W WO2005050944A1 WO 2005050944 A1 WO2005050944 A1 WO 2005050944A1 JP 2004017292 W JP2004017292 W JP 2004017292W WO 2005050944 A1 WO2005050944 A1 WO 2005050944A1
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WO
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analog signal
unit
host computer
processing unit
signal
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/017292
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mikio Hasegawa
Hiroyuki Morikawa
Udana Bandara
Masugi Inoue
Original Assignee
National Institute Of Information And Communications Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute Of Information And Communications Technology filed Critical National Institute Of Information And Communications Technology
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Priority to US10/579,880 priority patent/US8239542B2/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Definitions

  • the present invention relates to a system for inputting / outputting an analog electric signal via a computer network line, and more particularly to a configuration for performing analog / digital conversion in an analog signal input / output terminal device.
  • a sound card is provided with a speaker terminal and a microphone terminal, and a configuration is known in which a sound output from a computer is output to a speaker by using the speaker terminal, and a sound is input by a microphone connected to the microphone terminal.
  • printers and scanners already have a wireless LAN
  • the power that is widely shared from computers connected to computers is high in their affinity with the network, and they are devices that handle digital signals, not devices that input and output analog signals.
  • a general-purpose device for freely inputting an analog signal and processing it by a computer has not been provided. Not only audio but also an analog signal obtained by a measuring device or the like can be freely input to a computer. There is a need for a device that can.
  • a terminal encodes audio and transmits it to a host computer, which decodes the audio and decodes the audio.
  • a configuration for recognizing and returning the result to a terminal is disclosed.
  • a method of using a general personal computer or the like for a terminal and causing the host to perform high-load data processing is well known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication 2003-316375
  • this method does not need to transmit acquired audio data strictly without delay in the first place, and does not disclose any special technology for transmitting actual measurement data and audio data in real time.
  • Japanese Patent Publication No. 2003-163703 discloses a network address translator capable of simultaneously connecting a large amount of voice communications between different networks. According to the disclosure, when a call setting request is received, the NAT control unit that performs address conversion newly generates a voice transmission port. In this configuration, in order to carry out voice communication between different networks in the first place, a port for voice transmission is generated in both networks, and one control socket and a large number of voice communication sockets are assumed. For this purpose, two sockets are used V, which is only separate, and various control information cannot be transmitted on the control socket even during voice communication. Therefore, the signal for changing the encoding method of the analog signal or controlling the reproduction method of the signal must use the socket for analog signal communication. Patent Document 2: Japanese Patent Publication 2003-163703
  • An analog signal input terminal that converts an input analog signal into a digital signal and transmits the digital signal to a host computer via a network, and a digital signal generated by the host computer It is an object to provide a configuration for transmitting to an analog signal output terminal via a network, converting the signal to an analog signal in the terminal, and outputting the analog signal.
  • the present invention has been created with such a conventional background, and provides the following means.
  • the invention according to claim 1 is an analog signal input system that uses an analog signal input terminal that converts an analog signal into a digital signal and transmits the digital signal to a host computer via a network.
  • the terminal has at least an analog signal input unit, an AD converter that converts the analog signal into a digital signal, a network controller that can be connected to IP and manages data transmission and reception, and an uplink between the host computer.
  • a terminal-side IP connection establishment processing unit that establishes two connections of a socket and a downlink socket, a control signal processing unit that receives a control signal related to at least a start request and a stop request of the host computer, and a control signal processing unit based on the control signal.
  • a signal transmitting unit for transmitting a digital signal.
  • At least a host-side IP that can be connected to the host computer and that establishes two connections, an upstream socket and a downstream socket, between a network adapter unit that is capable of IP connection and controls data transmission and reception and an analog signal input terminal.
  • a connection establishment processing unit a control signal processing unit that transmits at least a control signal related to a start request and a stop request to an analog signal input terminal, an application processing unit that executes an application and uses the digital signal in the application
  • an IP connection disconnection processing unit that disconnects the upstream socket connection and the downstream socket connection.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that, when the terminal-side IP connection establishment processing unit of the analog signal input terminal detects a downlink socket connection of a host computer, the terminal-side IP connection establishment processing unit performs an uplink socket connection toward the computer.
  • the host-side IP connection establishment processing unit of the host computer is an analog signal input system that operates to make a downlink socket connection to an analog signal input terminal.
  • the invention according to claim 3 is that an analog signal input terminal is provided with a microphone, and an output signal from the microphone is input at an analog signal input unit, and audio is captured via a network. Is a system that allows
  • the invention according to claim 4 is the analog signal input system, wherein the network is a wireless communication network, and the network controller unit and the network adapter unit are compatible with a wireless communication network.
  • the invention according to claim 5 is a communication system, wherein the network comprises a UDP (User Datagram).
  • UDP User Datagram
  • the IP packet at the time of the IP connection is included in the UDP packet, and the header part of the UDP protocol is transmitted including the characteristic information data relating to the signal content of the captured digital signal.
  • the analog signal is an audio signal
  • the characteristic information data is at least one of an audio level, a sampling rate, and the number of bits per sample. It is.
  • the present invention can also provide the following analog signal output system.
  • the invention according to claim 7 transmits a digital signal from a host computer to an analog signal output terminal via a network and sends the digital signal to the analog signal output terminal.
  • An analog signal output system that converts the digital signal into an analog signal and outputs the analog signal.
  • the analog signal output terminal includes at least an IP connectionable network controller for transmitting and receiving data, and an upstream socket between a host computer and the host controller. And a terminal side IP connection establishment processing section for establishing two connections of a downlink socket, a control signal processing section for receiving at least a start signal and a stop request control signal from the host computer, and a control signal processing section based on the control signal. ! /,
  • a signal receiving unit for receiving a digital signal, a DA converting unit for converting the digital signal into an analog signal, and an output unit for outputting the analog signal.
  • the host computer has at least a network adapter unit capable of IP connection and controlling data transmission and reception, and a host-side IP connection for establishing two connections of an upstream socket and a downstream socket between the analog signal input terminal.
  • An establishment processing unit a control signal processing unit that transmits control signals related to at least a start request and a stop request to the analog signal output terminal, an application processing unit that executes an application and generates the application power digital signal, It has a signal transmission unit for transmitting the generated digital signal, and an IP connection disconnection processing unit for disconnecting the upstream socket connection and the downstream socket connection.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that the terminal-side IP connection establishment processing unit of the analog signal output terminal, when detecting a downstream socket connection of the host computer power, performs an upstream socket connection toward the computer.
  • the host-side IP connection establishment processing unit of the host computer is an analog signal output system that operates to make a downlink socket connection to an analog signal input terminal.
  • the analog signal output terminal includes a buffer area unit and a data request unit, and the data request unit transmits the data according to the storage capacity in the buffer area unit.
  • a transmission request signal is transmitted, and the signal transmission section of the host computer transmits a digital signal in accordance with the transmission request signal.
  • the analog signal output terminal is provided with a speaker and the output signal from the output unit is generated as a sound from the speaker, the sound is output via a network. Becomes possible.
  • the network is a wireless communication network
  • the network controller unit and the network adapter unit wireless communication network It is characterized in that
  • UDP User Datagram
  • the IP packet at the time of the IP connection is included in the UDP packet, and the header part of the UDP protocol is transmitted including the characteristic information data on the signal content of the captured digital signal.
  • the analog signal is an audio signal
  • the characteristic information data is an audio level, a sampling rate, at least V of a bit number per sample, or a deviation. Output system.
  • the analog signal output terminal includes a buffer unit having a predetermined capacity for storing the digital signal received by the signal receiving unit, and the storage capacity or the remaining capacity in the buffer unit. And a synchronization control unit that changes a sampling clock in the DA converter in accordance with any of the capacities, and provides a system that synchronizes an analog signal output from an output unit.
  • the analog signal output system is configured to include two or more analog signal output terminals for one host computer, and each analog signal output terminal includes: A technique is provided for transmitting two or more different types of audio data including stereo left and right channel audio data, respectively, and synchronizing two or more analog signal output terminals with the operation of the synchronization control unit.
  • the invention according to claim 16 is the analog signal output system, wherein a remote control terminal for remotely controlling an output mode of the analog signal output terminal is provided on a network, wherein the host computer and the host computer are connected to each other.
  • the network adapter unit of the host computer Is an analog signal output system that receives the signal and, based on the signal, transmits the control signal by the control signal processing unit.
  • an analog signal input terminal for converting an input analog signal into a digital signal and transmitting the digital signal to a host computer via a network, and a host computer
  • the digital signal generated by the data is transmitted to an analog signal output terminal via a network, converted into an analog signal within the terminal, and output, so that voice and measurement data can be transmitted between remote locations in real time. be able to. Further, by providing the synchronization control mechanism, no phase shift occurs even for stereo sound or the like.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an analog signal input / output system according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation between each module of the system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an analog signal input system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of an analog signal output system according to the present invention.
  • FIG. 5 is an operation sequence showing a data flow during recording.
  • FIG. 6 is an operation sequence showing a data flow during reproduction.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram relating to a buffer management in the analog signal input / output system according to the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a data transmission procedure during recording.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a data transmission procedure during reproduction.
  • FIG. 10 is an overall configuration diagram of an analog signal input / output system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a socket of an analog signal input / output system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the structure of audio data.
  • FIG. 13 is a block diagram of an analog signal input / output system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram of an audio processing circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an overall configuration diagram of an analog signal input / output system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an analog signal input / output system according to the present invention (hereinafter referred to as the present system).
  • the present system also includes an analog signal input / output device (30), which is a terminal capable of communicating with the host computer (10) via a network (20), and the host computer uses analog signals input and output. To execute an application (11) for performing a desired process.
  • the network interface adopts the TCP / IP socket method, and has two sockets, a dedicated socket for downlink information (downlink socket) (21) and a dedicated socket for uplink information (uplink socket) (22). Is provided. Note that the host computer power is also referred to as going down to the analog input / output device, and the opposite direction is called up.
  • the analog signal input / output device (30) is provided with a terminal (31) for inputting an analog signal and a terminal (32) for outputting an analog signal, and these terminals are used for AZD conversion (33) in the device (30). And connected to each processing unit of DZA conversion (34)!
  • the host computer (10) is preferably a personal computer (A), and one analog signal input / output device (30) is configured as a dedicated unit (B). It may be implemented in a communication device or a device that inputs and outputs analog signals such as a measuring device, a speaker, and a microphone.
  • the network (20) may take any form as long as the TCP / IP socket method can be used, but the Internet or a wired or wireless LAN is suitable.
  • analog signal input system and the output system can be configured separately according to the application.
  • the analog signal input / output device (30) is provided with a speaker and a microphone, and audio reproduced by a personal computer is output from the speaker, or audio is input by a microphone and used on a personal computer.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of each hardware and software module.
  • the host application running (40) receives various setting 'command' data sent to the sound driver by the virtual sound driver (41), and temporarily transfers it to the buffer driver (42). It is stored and the setting software (43) accesses the buffer driver (42) and inputs / outputs necessary data to / from the analog signal input / output device.
  • the virtual sound driver exchanges data with the buffer driver and the data input / output function in response to commands such as playback / recording / stop and various settings.
  • the buffer driver is a simple driver having a WAVE data storage area, a data input / output function (IOCTL), and an event notification function for data transfer because the virtual sound driver and the setting software cannot directly input / output data. .
  • the setting software is an application that acquires data necessary for reproduction / recording in accordance with a change in the state and executes communication with the apparatus in response to a notification from the buffer driver.
  • FIGS. 3 and 4 show configuration diagrams of an analog signal input system and an analog signal output system according to the present invention. Each configuration of input and output is shown separately so that it can be easily separated! However, in an actual embodiment, they are integrally configured.
  • the personal computer (50) mainly includes a network adapter section (51) connected to a network, a host-side IP connection establishment processing section (52), and a control signal processing section. (53), IP connection disconnection processing unit (54), application processing
  • the IP connection establishment processing unit (52) is provided with an upstream socket and an analog signal input device (60). Establish two connections on the egress socket. Further, the control signal processing section (53) transmits a control signal to the analog signal input device. This will be described later in detail.
  • the IP connection disconnection processing unit (54) performs a process of disconnecting the upstream socket connection and the downstream socket connection after the input is completed.
  • the application processing unit (55) is a processing unit that performs software processing of the sound application (40), virtual sound driver (41), buffer driver (42), and setting software (43) shown in FIG. is there.
  • the network adapter section (51) is composed of a well-known LAN card and its driver software.
  • the other processing sections (52)-(55) are each a CPU mounted on a personal computer and a memory cooperating therewith. Processing is performed using an external storage device.
  • the analog signal input device (60) mainly includes a network controller (61) connected to a network, and a terminal-side IP connection establishment processor (62), a control signal processor (63), and a key controller.
  • the network controller section (61) is connected to the network adapter section (51) by IP, and is configured by, for example, a known IC circuit together with the IP connection establishment processing section (62).
  • the control signal processing section (63) receives the control signal from the host computer and controls the signal transmission in the signal transmission section (66).
  • a microphone is connected to the analog signal input section (64), and an analog input signal from the microphone is AD-converted.
  • the method of AD conversion is known, and can be easily equipped with a dedicated IC or the like.
  • the personal computer (50) has an IP connection establishment processing section (52) on the host side centering on a network adapter section (51) for connecting to a network. It has a control signal processing unit (53), an IP connection disconnection processing unit (54), and an application processing unit (55).
  • the same components as those in the input system are denoted by the same reference numerals.
  • the IP connection establishment processing unit (52) is connected to the analog signal output device (70) with an upstream socket and Establish two connections on the egress socket. Further, the control signal processing unit (53) transmits a control signal to the analog signal output device. This will be described later in detail.
  • the IP connection disconnection processing unit (54) performs a process of disconnecting the upstream socket connection and the downstream socket connection after the input is completed.
  • the analog signal output device (70) includes a network controller unit connected to a network.
  • a buffer area section (74) and a data request section (75) are provided for buffer control.
  • a speaker is connected to the analog signal output unit (73), and the analog signal output unit (73) is connected to a personal computer.
  • the playback data generated by the (50) sound application (40) can be output as audio.
  • FIG. 5 shows the operation sequence of the application (40), virtual sound driver (41), knocker (42), and setting software (43) when audio is input from the microphone and recorded by the application (40).
  • Fig. 6 shows the operation sequence of the application (40), virtual sound driver (41), buffer (42), and setting software (43) when audio data is generated by the application and output from the speaker.
  • the data information used on the application side is passed from the virtual driver to the buffer driver, and the format setting and the data transfer setting value setting are performed. Processing (ftnt setting and display) is performed.
  • the format setting function each data of the expression format, the channel, the sampling frequency, the data transfer amount, the block size, and the Bit / Sample is transmitted starting from the WAVE format pointer.
  • KSPAUSE_STATE KSRUN_STATE ⁇ KSPAUSE_STATE ⁇
  • KSSTOP_STATE is a series of flows in the playback / recording process.
  • the playback / recording data is transferred at the set time interval / transmission amount using the set data transfer area.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of the buffer driver (42).
  • the interface function and the state change between the data buffer (80), which is the WAVE data storage area, and the IOCTL (81) A notification function for notifying the event (82) is provided.
  • the status change (82) is notified to the setting software by an event notification.
  • the write point and the read point on the virtual sound driver side and the setting software side are controlled by flags.
  • the setting software (43) is resident in the OS when started, and is an application that performs packet communication with the analog signal input / output device when a setting is changed by the GUI and an event is received from the buffer driver. Has been created as. And GUI screen processing and event reception thread are always running.
  • GUI it is possible to set the IP address of the device, set the playback & recording volume setting timeout time, and set the number of retries.
  • two sockets are provided between the personal computer (10) and the analog signal input / output device (30), a socket dedicated to uplink information and a socket dedicated to downlink information.
  • the downlink information dedicated socket transmits a command or data as a downlink message, and a reception port of, for example, a port number 47474 is provided on the device (30) side.
  • the upstream information-only socket sends commands and data as upstream messages and returns status in downstream messages.
  • the personal computer (10) is provided with, for example, a reception port having a port number 41414.
  • connection sockets are connected to the IP connection establishment processing unit (52) of the personal computer (10) at the time of connection, the connection sockets are connected from the connection establishment processing unit (62) of the device (30). I have to do it.
  • the upstream socket and the downstream socket are independently connected as described above, and data transmission and reception are transmitted and received by selectively using data and commands in the upstream socket and the downstream socket, as described later. And realizes stable signal input and output.
  • an EXIST command for confirming the presence / absence of the analog signal input / output device (30) and transmitting the initialization is transmitted using the down socket. Return normal status from (30). Similarly, a recording volume setting command and a recording start command are sent, and the device (30) returns a normal status.
  • the analog signal to which the microphone is connected (64) is also input to the analog signal, and the analog signal is subjected to analog / digital conversion (65) to become a digital signal.
  • the recording data has a data length set based on the data speed in the format setting described above. For example, 8192 bytes when the data is less than 16 KByte / sec, 16384 bytes when the data is less than 32 KByte / sec, and 32768 bytes when the data is 32 KByte / sec or more.
  • the data is waveform data that can be processed by the application.
  • the application processing unit (55) of the personal computer (10) returns a normal or abnormal status through the up socket each time recording data is received.
  • a control signal processing unit (53) force recording volume setting command is transmitted through the down socket.
  • the command is processed by the control signal processing unit (63) of the device (30), and returns a response, and is reflected in, for example, signal strength adjustment at the analog signal input unit (64).
  • a recording stop command is transmitted through the downstream socket, and AD conversion (65) and signal transmission (66) are stopped based on the received command of the control signal processing unit (63). U.
  • the misplaced recording data may be sent to the personal computer (10) and then discarded by the application processing unit (55). Finally, after transmitting the normal status to the device (30) using the upstream socket, the upstream socket and the downstream socket are disconnected.
  • the analog signal output device can be provided with the buffer area section (74) and the data request section (75), thereby enabling analog signal output without interruption! /
  • the EXIST command for confirming the presence / absence of the analog signal input / output device (30) and transmitting the initialization is transmitted using the downlink socket as described above, and when the reproduction process is normal. Returns the status from the device (30). Similarly, a playback volume setting command and a playback start command are sent, and the device (30) returns a normal status.
  • the audio reproduction data is transmitted to the device side using the downstream socket.
  • the digital data received by the signal receiving section (71) is accumulated in the buffer area section (74), while the digital / analog converting section (72) converts the digital data into an analog signal, and outputs the analog signal.
  • the sound is output from the speaker connected to (73).
  • control signal processing unit (63) If there is free space in the buffer area after receiving the reproduced data, the control signal processing unit (63) returns a normal status indicating that there is free buffer space.
  • the control signal processing unit (53) of the personal computer (10) receives the status indicating that the buffer is available, the reproduction data from the application processing unit (55) is transmitted by the signal transmission unit (56).
  • the transmission from the signal transmission section (56) is interrupted and stored in, for example, a memory of a personal computer or an external storage device.
  • the data requesting unit (75) sends the reproduction data request command. Send using socket.
  • the control signal processing unit (53) returns a normal status using the up socket, and instructs the signal transmission unit (56) to transmit reproduced data again using the down socket. Thereafter, this is repeated, and audio output is performed while accumulating fixed reproduction data in the buffer area (74).
  • control signal processing unit (63) of the device (30) transmits a reproduction data empty command using the upstream socket. This command is to notify that data has been lost, and repeats transmission every 10 seconds in the empty state without receiving the playback stop command.
  • the personal computer (10) When stopping playback, the personal computer (10) sends a playback stop command using the socket, and ends the playback process with a normal status response from the device (30).
  • each command or data is assigned a serial number so that the order of recording and reproduction and the order of the commands are not mistaken.
  • the upstream and downstream messages Each time a message is sent, the sender's power S is incremented by a serial number, and the serial number is used as the response status to inform the sender whether the V and deviation commands have been sent normally. .
  • any analog signal can be input / output to / from the host computer using the analog signal input / output device connected to the host computer via the network. Then, each I / O device has its own I
  • the host computer can freely switch the input / output devices simply by specifying the IP address.
  • microphones and speakers are typical devices that use analog signals. However, by inputting analog signals that are output force, such as various sensors and measuring devices, conventionally, direct connection is required. Device can be used.
  • a stand-alone speaker with a short speaker cord can be configured simply by incorporating the present device (especially an output device) into a speaker and attaching a wireless LAN adapter to a network controller. By arranging them in multiple places, such as at home, it is possible to specify a single personal computer output speaker.
  • the present invention provides an input / output device that is extremely versatile, and may be provided as a unit having analog input / output terminals, or may be used to output other analog signals. It may be configured integrally with the device that generates and outputs.
  • FIG. 10 shows a socket (port number 47474) (103) for audio data between the host computer (100) and the two analog signal input / output devices (101) (102). Further, as shown in FIG. 11, in the present invention, a socket dedicated for control (port number 41414) (104) is provided separately from audio data so that control and response signals can be transmitted and received.
  • the control signal includes signals for searching for an analog signal input / output device on a network, starting recording, and stopping recording.
  • the response signal includes a response to the search, recording start, and recording stop.
  • UDP is used for the transport protocol.
  • UDP buckets include the source port number, destination port number, message length, checksum, and data in the header as standard, and are not substantially different from IP packets.
  • the header is transmitted including characteristic information necessary for reproduction (or recording) such as volume, audio level, sampling rate, and number of bits per sample.
  • characteristic information necessary for reproduction such as volume, audio level, sampling rate, and number of bits per sample.
  • FIG. 12 shows the structure of audio data. That is, the first byte is a command indicating audio data, followed by the number of 1-bit channels (monaural and stereo), the number of bits per sample, volume, sampling rate, and data length as shown below. Then, one frame of PCM data is transmitted.
  • one frame of PCM data has a data amount of 10 ms, but is not fixed. If the data length exceeds 512 bytes, the maximum packet length is set to 512 bytes and transmitted in multiple packets. For example, if the frame length is 882 bytes, the header is 6 bytes, and the data length is 888 bytes, the first packet is 512 bytes and the second packet is 376 bytes. Then, when transmitting to the left and right audio channels, the first packet and the second packet are sequentially transmitted.
  • FIG. 13 shows the overall configuration of the analog signal input / output device (101).
  • the device (100) includes a network controller (110), a CPU (111), a voice processing circuit (112), a DZA conversion processing unit (113), and an AZD conversion processing unit (114) via a LAN, the Internet, or the like.
  • a speaker (115) and a microphone (116) are additionally provided.
  • the speaker (115) and the microphone (116) may be connected via external terminals without being attached.
  • the CPU (111) manages data transfer between the LAN and the audio processing circuit and manages the state of the device.
  • the audio processing circuit (112) performs audio data buffering and D / AA ZD conversion as described later. Control, synchronization control and volume control.
  • the CPU (ll) After writing the audio data to the audio processing circuit (112), the CPU (ll), if the data is valid, determines the state (the distinction between left channel reproduction, right channel reproduction, recording start, recording stop, etc.) The frame length, sampling rate, number of channels, number of bits, and volume are sequentially written. Finally, a data valid flag (predetermined bit string) is written, and the processing ends.
  • FIG. 14 is a circuit block diagram showing the configuration of the audio processing circuit (112).
  • a decoding unit (122) connected to the CPU (111) by an address bus and a data bus (120) (121), which are physical signal lines, extracts the control signal and audio data, and outputs a volume transfer unit (123) The data is transferred to the primary buffer (124) and the control unit (125), respectively.
  • the volume transfer section (123) changes the reproduction volume with an electronic volume (not shown) based on the volume control information.
  • the audio data is continuously transferred to the main buffer (127) via the primary buffer (124) power transfer unit (125).
  • data stored in the main buffer (127) is output as it is after DZA conversion as it is.
  • the present invention has a new synchronization control mechanism.
  • Different clock sources are provided for the host computer and each audio input / output device.
  • the sampling clock generator (128) oscillates a unique clock.
  • the virtual sound driver of the host computer personal computer
  • the data rates are slightly different, and if left untouched, the sound may be interrupted or the phase shift between the left and right stereo channels may increase. Therefore, in the present invention, synchronization control is realized by adjusting to the data rate on the transmission side.
  • the lower limit threshold and upper limit threshold of the remaining data capacity of the main buffer (127) are set in advance. Then, the control unit (125) monitors and acquires the remaining data capacity for each data valid signal.
  • control unit (125) performs control to delay the sampling clock by one step. It is sent to the DZA conversion processing unit (113) via the conversion unit (130).
  • control is performed to increase the sampling clock by one step, and the same is sent. If it is within the proper range, the sampling clock Is returned to the original clock.
  • the sampling clock power is 4100 °
  • the system clock power generated by the sampling clock generator (128) is 45.1584 MHz
  • 44100 Hz is obtained by 512 ⁇ 2 frequency division. According to the control to make this one step slower, it becomes 4401413 ⁇ 4 in the 513 2 division, and it becomes 44186 Hz in the 51 I X 2 division according to the ff control.
  • variable rate of the sampling clock is only about 0.2%, and there is no significant effect on the sound quality.
  • the data valid signal is the power that the CPU (111) power is also issued after writing one frame of audio data. This includes the processing delay of the host computer task switch, LAN card, driver, and collision delay. And the like.
  • the "fluctuation" component has a large effect, so that the true remaining data capacity cannot be measured.
  • the remaining data capacity is obtained by averaging the measured values of the past 32 measurements as the current data remaining capacity.
  • the initial phase difference is determined by a processing time difference by a unicast to a plurality of audio input / output devices, mainly a transmission time difference to Ethernet (registered trademark).
  • a processing time difference by a unicast to a plurality of audio input / output devices mainly a transmission time difference to Ethernet (registered trademark).
  • the audio outputs of the plurality of audio input / output devices are synchronized with the initial phase difference, and particularly, a stereo audio output and a surround environment are realized.
  • Speaker environments such as 5. lch, 6. lch and 7. lch can be configured in exactly the same way.
  • the main buffer (127) has the minimum necessary capacity (about 4 frames), which minimizes the delay and enables coordination with real-time applications and other devices. It is possible.
  • the audio input / output device (101) of this embodiment uses PoE for power supply to simplify installation. Also, in order to simplify the setting, when the host computer searches for devices on the LAN, each device responds with an address and so on. Group settings on the transfer abbreviation (setting of left and right speakers) A list of speakers is displayed on the GUI, and the output destination, left and right, volume, etc. can be set by simply selecting them.
  • the present apparatus can also transmit the voice input by the microphone to the network side.
  • the receiving side is a host computer
  • the input is through a virtual sound device, as in the case of output, and can be used as audio input for various applications.
  • the receiving side can be another audio input / output device (eg, 102) without going through the host computer.
  • the receiving terminal receives the audio in the same manner as described above.
  • the system can be configured as an interphone.
  • a remote control terminal (130) is provided on a network, and a host computer (10
  • This configuration uses an operation socket for remote control in addition to the above-described socket for audio data and a socket dedicated to control.
  • the socket is a TCP connection, for example, using 43434 as a port number.
  • the terminal (130) is provided with a switch for switching a speaker and a switch for changing a volume. It has a function of sending setting information.
  • the information is a bit string such as command and data length, voice input / output device name information to be activated, or volume value, and a known network adapter power is also transmitted through the network.
  • the network adapter unit receives the signal, and based on this signal, the control signal processing unit transmits a control signal.
  • the output destination and the volume can be adjusted at an appropriate place without using the audio input / output device or the host computer, so that it is particularly preferable to combine with the audio input / output device of the present invention. It is.
  • the function can be separately provided in a voice input / output device.
  • control was originally performed by the host computer, but designation can be made from any audio input / output device.
  • the output destination can be changed to the voice input / output device of the destination.
  • an infrared light receiving unit may be provided in the audio input / output device, the host computer, or the remote control device so that remote control can be performed with an infrared remote control card.
  • the present invention to the wireless LAN standard 802.lie which discloses wired, wireless LAN, and the Internet.
  • the standard since QoS is realized, the above-described problem of packet fluctuation is solved. Therefore, averaging processing is not required, and more complete synchronization and phase synchronization can be achieved.
  • signal transmission over a short distance may be performed using wireless USB.
  • the present invention is not necessarily limited to voice and can be applied to input and output of any analog signal. Therefore, a configuration in which signals such as peripheral devices are transmitted and received by USB may be used.
  • Examples of the analog signal include, for example, illuminance adjustment of an electric lamp, temperature adjustment of a heating wire, an analog video signal, or an arbitrary signal activated by a high-frequency time-series signal.
  • PoE was used for power supply, but the power supply method is arbitrary. For example, using solar cells and wireless LAN, completely wireless voice input / output The arrangement of the device is possible.

Abstract

 本発明は、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、ネットワークを介してホストコンピュータに送信するアナログ信号入力端末と、ホストコンピュータで発生したデジタル信号を、ネットワークを介してアナログ信号出力端末に送信してその端末内でアナログ信号に変換し出力する構成を開示した発明である。  ホストコンピュータとアナログ信号入出力装置の間には上りソケット及び下りソケットの2つの接続を行い、制御用の信号やデータをそれらを使い分けながら好適な通信を実現する。特に、アナログ信号としてはマイクからの入力信号や、スピーカへの出力信号の他、センサや測定器などの入出力データを用いることができる。                                                                         

Description

明 細 書
ネットワーク回線を用いたアナログ信号入出力システム
技術分野
[0001] 本発明は、アナログ電気信号をコンピュータネットワーク回線を介して入出力するシ ステムに関し、特にアナログ信号入出力端末装置においてアナログ ·デジタル間の変 換を行う構成に係るものである。
背景技術
[0002] パーソナルコンピュータ力も音声を入出力する場合、サウンドを扱うアプリケーション 力 オペレーティングシステムのドライバを用い、サウンドカードを通して行うのが一般 的である。サウンドカードにはスピーカ端子やマイク端子が備えられており、スピーカ 端子を用いてコンピュータ力もの音声をスピーカに出力したり、マイク端子に接続した マイクにより音声入力する構成が知られて 、る。
[0003] 特に、近年ではパーソナルコンピュータに CDドライブや DVDドライブを実装し、コ ンピュータ上でマルチメディア再生を行ったり、或いはネットワーク力 音楽コンテンツ や映像コンテンツを入手してそれらの再生を行うことが広く行われるようになって 、る
[0004] さらに、インターネットや LAN(Local Area Network)などの普及により、パーソナルコ ンピュータをネットワークに接続した状態にしておき、ネットワーク上のコンピュータや 、デバイスとの通信が可能になっている。
このような環境において、コンピュータ力も音声を出力する場合、前述のスピーカ端 子やマイク端子にデバイスを接続する構成は、それらの設置場所やコンピュータとの 距離に制限があり、また複数の端子を備えない限り複数のデバイスを選択的に取り 扱うことが出来な 、問題がある。
[0005] 特に、家庭内において無線 LANが普及しつつあり、ノート型コンピュータなど、使 用環境の自由度が増す中でそれらに接続する機器も出来る限りネットワークを用いた 接続を行うことが望ましい。
[0006] 例えば、プリンタやスキャナなどではすでに無線 LANアダプタを備えて、無線 LAN に接続したコンピュータから共有することが広く行われている力 これらはいずれもネ ットワークとの親和性の高 、デジタル信号を取り扱う機器であって、アナログ信号の入 出力を行うデバイスではな 、。
[0007] また、音声データを遠隔地のコンピュータにネットワークを介して送信し、該コンビュ ータで音声として出力する構成は、テレビ電話システムなどの専用端末間で行われ ているが、既存のコンピュータと既存のアナログ機器とを接続するものではなぐ汎用 性に乏しい欠点がある。
[0008] 特に、アナログ信号を自由に入力してコンピュータで処理する汎用的な装置は提 供されておらず、音声に限らず、測定装置などで得られたアナログ信号を自由にコン ピュータに入力できる装置が望まれている。
[0009] 従来公知の例としては、日本特許公開 2003— 316375号公報に開示のように、端 末で音声を符号化してホストコンピュータに送信し、ホストコンピュータではそれを復 号ィ匕して音声認識し、該結果を端末に返送する構成が開示されている。このように端 末に一般的なパーソナルコンピュータ等を使用し、負荷の高いデータ処理をホスト側 に行わせる手法は周知である。
特許文献 1 :日本特許公開 2003— 316375号公報
[0010] しかし、本方法はそもそも取得した音声データを厳密に遅滞なく伝送する必要はな ぐ実際計測データや音声データをリアルタイムで伝送するための特別な技術はなん ら開示されていない。
[0011] さらに、日本特許公開 2003— 163703号公報では、異なるネットワーク間で大量の 音声通信を同時に接続できるネットワークアドレス変換装置が開示されている。該開 示によると、呼設定要求を受けるとアドレス変換を行う NAT制御部が新しく音声送信 用のポートを生成する。本構成はそもそも異なるネットワーク間で音声通信を行うため に、双方のネットワークに音声送信用のポートを生成させるものであり、 1つの制御用 ソケットと、大量の音声通信用ソケットを想定している。そのために 2つのソケットを使 V、分けて 、るに過ぎず、制御用ソケット上を音声通信中も様々な制御情報を流すこと はできない。従って、アナログ信号の符号ィ匕方式を変化させたり、該信号の再生方法 を制御するなどの信号はアナログ信号通信用ソケットを用いなければならな 、。 特許文献 2 :日本特許公開 2003— 163703号公報
[0012] さらに、アナログ信号の入出力においては、該信号の特性を示す特性情報を即時 に通信先での処理に反映させることが難しい問題があった。例えば、アナログ信号が 音声信号の場合に音声レベル、サンプリングレート、サンプルあたりのビット数といつ た特性情報を、通信先の機器に即時に送信できなければ再生や録音に重大な障害 を与えてしまう恐れがある。
[0013] また、ネットワークを介して信号を送受信した場合には、ネットワーク状況によって遅 延が生じることがあり、遅滞なくアナログ信号の処理が行われるか信頼性に乏しい。 特に、ステレオでネットワーク上のデバイスから同時に音声を出力しょうとしても、別個 に遅延が生じて累積すると全く位相のずれた音声となってしまうことが考えられる。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] 本発明は、上記従来技術に鑑みて、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換 し、ネットワークを介してホストコンピュータに送信するアナログ信号入力端末と、ホス トコンピュータで発生したデジタル信号を、ネットワークを介してアナログ信号出力端 末に送信してその端末内でアナログ信号に変換し出力する構成を提供することを課 題とする。
課題を解決するための手段
[0015] 本発明は、このような従来の背景力 創出されたものであり、次のような手段を提供 する。
[0016] すなわち、請求項 1に記載の発明は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、ネット ワークを介してホストコンピュータに送信するアナログ信号入力端末を用いるアナログ 信号入力システムであって、アナログ信号入力端末には少なくともアナログ信号の入 力部と、該アナログ信号をデジタル信号に変換する AD変換部と、 IP接続可能で、デ ータの送受信を司るネットワークコントローラ部と、ホストコンピュータとの間で上りソケ ット及び下りソケットの 2つの接続を確立する端末側 IP接続確立処理部と、ホストコン ピュータカ の少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を受信する制御信号 処理部と、該制御信号に基づ!、てデジタル信号を送出する信号送出部とを備える。 [0017] また、ホストコンピュータには少なくとも、 IP接続可能で、データの送受信を司るネッ トワークアダプタ部と、アナログ信号入力端末との間で上りソケット及び下りソケット の 2つの接続を確立するホスト側 IP接続確立処理部と、アナログ信号入力端末に向 けて少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を送信する制御信号処理部と、 アプリケーションを実行し、該アプリケーションで上記デジタル信号を用いるアプリケ ーシヨン処理部と、上りソケット接続及び下りソケット接続を切断する IP接続切断処理 部とを備える。
[0018] 請求項 2に記載の発明は、前記アナログ信号入力端末の端末側 IP接続確立処理 部が、ホストコンピュータ力 の下りソケット接続を検出すると、コンピュータに向けて 上りソケット接続を行うように作用する一方、前記ホストコンピュータのホスト側 IP接続 確立処理部力 アナログ信号入力端末に下りソケット接続を行うように作用するアナ口 グ信号入力システムである。
[0019] 請求項 3に記載の発明は、アナログ信号入力端末に、マイクを備えて、該マイクから の出力信号をアナログ信号の入力部で入力するものであり、ネットワークを介して音 声の取込を可能にするシステムである。
[0020] 請求項 4に記載の発明は、前記ネットワークが無線通信ネットワークであって、前記 ネットワークコントローラ部及びネットワークアダプタ部力 無線通信ネットワークに対 応することを特徴とするアナログ信号入力システムである。
[0021] 請求項 5に記載の発明は、前記ネットワークにおいて UDP (User Datagram
Protocol)プロトコルを用い、前記 IP接続時の IPパケットを UDPパケットに包含すると 共に、前記 UDPプロトコルにおけるヘッダ部に、前記取り込んだデジタル信号の信 号内容に係る特性情報データを含めて送出することを特徴とする。
[0022] 請求項 6に記載の発明は、前記アナログ信号が音声信号であって、前記特性情報 データが、音声レベル、サンプリングレート、サンプルあたりのビット数の少なくともい ずれかであるアナログ信号入力システムである。
また、本発明は次のようなアナログ信号出力システムを提供することも可能である。
[0023] すなわち、請求項 7に記載の発明は、ホストコンピュータ力 デジタル信号を、ネット ワークを介してアナログ信号出力端末に送信し、該アナログ信号出力端末にお!、て 該デジタル信号をアナログ信号に変換し出力するアナログ信号出力システムであつ て、アナログ信号出力端末には少なくとも、 IP接続可能でデータの送受信を司るネッ トワークコントローラ部と、ホストコンピュータとの間で上りソケット及び下りソケットの 2 つの接続を確立する端末側 IP接続確立処理部と、ホストコンピュータからの少なくと も開始要求、停止要求に係る制御信号を受信する制御信号処理部と、該制御信号 に基づ!/、てデジタル信号を受入する信号受入部と、該デジタル信号をアナログ信号 に変換する DA変換部と、該アナログ信号を出力する出力部とを備える。
[0024] また、ホストコンピュータには少なくとも、 IP接続可能でデータの送受信を司るネット ワークアダプタ部と、アナログ信号入力端末との間で上りソケット及び下りソケットの 2 つの接続を確立するホスト側 IP接続確立処理部と、アナログ信号出力端末に向けて 少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を送信する制御信号処理部と、アプリ ケーシヨンを実行し、該アプリケーション力 デジタル信号を発生するアプリケーション 処理部と、発生したデジタル信号を送出する信号送出部と、上りソケット接続及び下 りソケット接続を切断する IP接続切断処理部とを備える。
[0025] 請求項 8に記載の発明は、前記アナログ信号出力端末の端末側 IP接続確立処理 部が、ホストコンピュータ力 の下りソケット接続を検出すると、コンピュータに向けて 上りソケット接続を行うように作用する一方、前記ホストコンピュータのホスト側 IP接続 確立処理部力 アナログ信号入力端末に下りソケット接続を行うように作用するアナ口 グ信号出力システムである。
[0026] 請求項 9に記載のアナログ信号出力システムは、前記アナログ信号出力端末にバ ッファ領域部とデータ要求部を備え、該バッファ領域部における記憶容量に応じてデ ータ要求部がデータの送信要求信号を送出すると共に、前記ホストコンピュータの信 号送出部は、該送信要求信号に従ってデジタル信号を送出する構成を特徴とする。
[0027] 請求項 10に記載の発明では、前記アナログ信号出力端末に、スピーカを備え、前 記出力部からの出力信号をスピーカから音声として発生させるので、ネットワークを介 して音声を出力することが可能になる。
[0028] 請求項 11に記載の発明では、前記ネットワークが無線通信ネットワークであって、 前記ネットワークコントローラ部及びネットワークアダプタ部力 無線通信ネットワーク に対応することを特徴とするものである。
[0029] 請求項 12に記載の発明では、前記ネットワークにおいて UDP (User Datagram
Protocol)プロトコルを用い、前記 IP接続時の IPパケットを UDPパケットに包含すると 共に、前記 UDPプロトコルにおけるヘッダ部に、前記取り込んだデジタル信号の信 号内容に係る特性情報データを含めて送出する構成を提供する。
[0030] 請求項 13に記載の発明は、前記アナログ信号が音声信号であって、前記特性情 報データが、音声レベル、サンプリングレート、サンプルあたりのビット数の少なくとも V、ずれかであるアナログ信号出力システムである。
[0031] 請求項 14に記載の発明では、前記アナログ信号出力端末において、前記信号受 入部で受け入れたデジタル信号を貯留する所定の容量のバッファ部を備えると共に 、該バッファ部における貯留容量又は残容量を監視する監視部と、該いずれかの容 量に応じて前記 DA変換部におけるサンプリングクロックを変化させる同期制御部と を少なくとも備え、出力部で出力するアナログ信号の同期を行うシステムを提供する。
[0032] 請求項 15に記載の発明では、前記アナログ信号出力システムが、 1つのホストコン ピュータに対して 2つ以上のアナログ信号出力端末を備える構成であって、各アナ口 グ信号出力端末にはステレオ左右チャネル音声データを含む異なる 2種類以上の音 声データをそれぞれ送出し、前記同期制御部の作用により 2つ以上のアナログ信号 出力端末力 出力する音声の同期をとる技術を提供する。
[0033] 請求項 16に記載の発明は、前記アナログ信号出力システムにおいて、アナログ信 号出力端末力もの出力態様を遠隔操作するための遠隔操作端末をネットワーク上に 設ける構成であって、ホストコンピュータと該遠隔操作端末とを、前記上りソケット及び 下りソケットの 2つの接続とは異なる操作ソケットで接続し、該遠隔操作端末力も該ホ ストコンピュータに遠隔操作信号を送信すると、ホストコンピュータの前記ネットワーク アダプタ部は該信号を受信し、該信号に基づ!、て前記制御信号処理部が制御信号 を送信するアナログ信号出力システムである。
発明の効果
[0034] 以上説述した手段によると、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、ネット ワークを介してホストコンピュータに送信するアナログ信号入力端末と、ホストコンビュ ータで発生したデジタル信号を、ネットワークを介してアナログ信号出力端末に送信 してその端末内でアナログ信号に変換し出力するので、遠隔地間でも音声や測定デ ータなどをリアルタイムで伝送することができる。また、同期制御機構を備えたことによ り、ステレオ音声等であっても位相のずれが生じることがない。
図面の簡単な説明
[0035] [図 1]本発明によるアナログ信号入出力システムの全体構成図である。
[図 2]本発明によるシステムの各モジュール間の作用を説明する説明図である。
[図 3]本発明によるアナログ信号入力システムの構成図である。
[図 4]本発明によるアナログ信号出力システムの構成図である。
[図 5]録音時のデータの流れを示す動作シーケンスである。
[図 6]再生時のデータの流れを示す動作シーケンスである。
[図 7]本発明によるアナログ信号入出力システムにおけるノ ッファ管理に係る説明図 である。
[図 8]録音時のデータの伝送手順を示す説明図である。
[図 9]再生時のデータの伝送手順を示す説明図である。
[図 10]本発明の実施例 2にかかるアナログ信号入出力システムの全体構成図である
[図 11]本発明の実施例 2にかかるアナログ信号入出力システムのソケットの説明図で める。
[図 12]音声データの構造を示す説明図である。
[図 13]本発明の実施例 2にかかるアナログ信号入出力システムのブロック図である。
[図 14]本発明の実施例 2にかかる音声処理回路のブロック図である。
[図 15]本発明の実施例 3にかかるアナログ信号入出力システムの全体構成図である 符号の説明
[0036] 10 :ホストコンピュータ
11 :アプリケーション
20 :ネットワーク 21 :下りソケット
22:上りソケット
30 :アナログ信号入出力装置
31 :アナログ信号入力端子
32:アナログ信号出力端子
33 :AZD変換処理
34:DZA変換処理
A:パーソナルコンピュータ
B:ユニット
発明を実施するための最良の形態
[0037] 本発明の好ましい実施方法を以下に、図面に示しながら説明する。なお、本発明の 実施形態は以下に限定されず、適宜変更可能である。
[0038] 第 1図には、本発明に係るアナログ信号の入出力システム(以下、本システムと呼ぶ
。;)の全体構成図を示す。
[0039] 本システムは、ホストコンピュータ(10)と、ネットワーク(20)を介して通信可能な端 末であるアナログ信号入出力装置(30)力も成り、ホストコンピュータでは入出力され るアナログ信号を用いて所望の処理を行うアプリケーション(11)を実行する。
[0040] ネットワークのインターフェースには TCP/IPソケット方式を採用し、下り情報の専 用ソケット(下りソケット)(21)と、上り情報の専用ソケット(上りソケット)(22)との 2本の ソケットを設けている。なお、ホストコンピュータ力もアナログ入出力装置へ向力 向き を下り、逆向きを上りと呼ぶ。
[0041] アナログ信号入出力装置(30)にはアナログ信号を入力する端子(31)とアナログ 信号を出力する端子(32)を備えており、それらは該装置(30)における AZD変換( 33)及び DZA変換 (34)の各処理部と接続されて!ヽる。
[0042] ホストコンピュータ(10)はパーソナルコンピュータ(A)が好適であり、一方のアナ口 グ信号入出力装置(30)は専用ユニット (B)として構成するが、該装置は例えばルー タなどの通信デバイスや、測定装置、スピーカ、マイクなどのアナログ信号を入出力 するデバイス内に実装してもよ ヽ。 [0043] ネットワーク(20)は TCP/IPソケット方式が使用可能であれば 、かなる態様でもよ いが、インターネットや、有線'無線 LANなどが好適である。
[0044] なお、本システムは用途に応じてアナログ信号入力システムと、同出力システムを 別個に構成することができる。
実施例 1
[0045] 以下では、アナログ信号入出力装置(30)にスピーカ及びマイクを備え、パーソナ ルコンピュータで再生する音声をスピーカから出力したり、マイクにより音声を入力し てパーソナルコンピュータ上で利用する構成を開示する。
[0046] 第 2図は、各ハードウェアとソフトウェアのモジュールの作用を説明する図である。
[0047] パーソナルコンピュータ上で、実行中の上位アプリケーション (40)力 サウンドドラ ィバに送られてくる各種設定'コマンド 'データを仮想サウンドドライバ (41)で受け取 り、ノ ッファドライバ (42)に一時保管し、設定ソフト (43)がノ ッファドライバ (42)にァ クセスし、必要なデータをアナログ信号入出力装置に入出力する。
[0048] ここで、仮想サウンドドライバは、再生 ·録音'停止等のコマンドや各種設定に対して ノ ッファドライバとデータ入出力関数によりデータを受け渡しする。
[0049] バッファドライバは、仮想サウンドドライバと設定ソフトが直接データ入出力できない 為にデータ受け渡し用に WAVEデータ蓄積領域とデータ入出力関数 (IOCTL)とィ ベント通知の機能を備えたシンプルドライバである。
[0050] 設定ソフトは、バッファドライバからの通知をきつかけに、状態変化に伴い再生'録 音に必要なデータを獲得し本装置との通信を実行するアプリケーションである。
[0051] 第 3図及び第 4図には、本発明に係るアナログ信号入力システムとアナログ信号出 カシステムの構成図を示す。入力 '出力の各構成が分力りやすいようにそれぞれ別 に示して!/ヽるが、実際の実施例では一体で構成して ヽる。
[0052] 入力システム(第 3図)において、パーソナルコンピュータ(50)にはネットワークと接 続するネットワークアダプタ部(51)を中心に、ホスト側の IP接続確立処理部(52)、 制御信号処理部(53)、 IP接続切断処理部(54)、アプリケーション処理
部(55)を有している。
[0053] IP接続確立処理部(52)は、アナログ信号入力装置(60)との間で上りソケット及び 下りソケットの 2つの接続を確立する。また、制御信号処理部(53)はアナログ信号入 力装置に向けて制御信号を送信する。これについては詳しく後述する。 IP接続切断 処理部(54)は、入力の終了後に、上りソケット接続及び下りソケット接続を切断する 処理を行う。
[0054] アプリケーション処理部(55)は、第 2図に示したサウンドアプリケーション (40)や仮 想サウンドドライバ (41)、ノ ッファドライバ (42)、設定ソフト (43)のソフトウェア処理を 行う処理部である。ネットワークアダプタ部(51)は公知の LANカードとそのドライバソ フトウエアで構成される力 他の処理部(52)—(55)はいずれもパーソナルコンビュ ータに実装された CPUやそれと協働するメモリ'外部記憶装置などを用いて処理を 行っている。
[0055] 一方、アナログ信号入力装置(60)は、ネットワークと接続するネットワークコントロー ラ部(61)を中心に、端末側の IP接続確立処理部(62)、制御信号処理部(63)、ァ ナログ信号を入力するアナログ信号入力部(64)、該アナログ信号をデジタル信号に 変換する AD変換部 (65)、制御信号に基づ!/ヽてデジタル信号を送出する信号送出 部(66)を備える。
[0056] ネットワークコントローラ部(61)は上記ネットワークアダプタ部(51)と IP接続し、 IP 接続確立処理部(62)と共に例えば公知の IC回路によって構成する。また、制御信 号処理部(63)はホストコンピュータ力 の制御信号を受信して、信号送出部(66)に おける信号の送出を制御するものである。
[0057] アナログ信号入力部(64)にはマイクが接続されており、マイクからのアナログ入力 信号が AD変換されるようになっている。 AD変換の手法は公知であり、専用の ICな どにより容易に装備することができる。
[0058] また、出力システム(第 4図)においても、パーソナルコンピュータ(50)にはネットヮ ークと接続するネットワークアダプタ部(51)を中心に、ホスト側の IP接続確立処理部 (52)、制御信号処理部(53)、 IP接続切断処理部(54)、アプリケーション処理部(5 5)を有している。なお、上記入力システムと同様の構成要素については同一の符号 を付している。
[0059] IP接続確立処理部(52)は、アナログ信号出力装置(70)との間で上りソケット及び 下りソケットの 2つの接続を確立する。また、制御信号処理部(53)はアナログ信号出 力装置に向けて制御信号を送信する。これについては詳しく後述する。 IP接続切断 処理部(54)は、入力の終了後に、上りソケット接続及び下りソケット接続を切断する 処理を行う。
[0060] アナログ信号出力装置(70)には、ネットワークと接続するネットワークコントローラ部
(61)を中心に、端末側の IP接続確立処理部(62)、制御信号処理部(63)、パーソ ナルコンピュータからのデジタル信号を受入する信号受入部(71)、該デジタル信号 をアナログ信号に変換する DA変換部 (72)、アナログ信号を出力する出力部(73)を 備える。
また、バッファ制御のためにバッファ領域部(74)と、データ要求部(75)を設けるこ とちでさる。
[0061] アナログ信号出力部(73)にはスピーカが接続されており、パーソナルコンピュータ
(50)のサウンドアプリケーション (40)で発生した再生データを音声として出力できる ようになっている。
[0062] 次に、アプリケーション処理部(55)の処理につき説述する。第 5図には、マイクによ り音声を入力し、アプリケーション (40)で録音するときのアプリケーション (40)、仮想 サウンドドライバ (41)、ノ ッファ (42)、設定ソフト (43)の動作シーケンスを示して 、る 。同様に第 6図には、アプリケーションで音声データを発生させ、スピーカから出力す るときのアプリケーション (40)、仮想サウンドドライバ (41)、バッファ (42)、設定ソフト (43)の動作シーケンスを示して!/、る。
[0063] 第 5図に従って説明すると、アプリケーション (40)で録音処理が始まると、アプリケ ーシヨン側で用いるデータ情報が仮想ドライバからバッファドライバに受け渡され、フ ォーマット設定とデータ転送用設定値の設定処理 (ftnt設定と表示)が行われる。本実 施例では、フォーマット設定の関数は、 WAVEフォーマットポインタを先頭に、表現 形式、チャネル、サンプリング周波数、データ転送量、ブロックサイズ、 Bit/Sampleの 各データが送信される。
[0064] また、状態通知処理として例えば録音を開始する際には RUN処理が実行され、この とき KSRUN_STATE (再生,録音)関数を送出する。なお、該関数は別引数で再生(出 力)'録音 (入力)を区別するようになって!/、る。ノ ッファドライバ (42)にお 、ては、状 態設定されたことを状態イベント通知として、ノ ッファドライバ内で状態変化したタイミ ングで設定ソフトへ通知する。設定ソフトはこのイベント受信をきっかけにバッファドラ ィバから状態を獲得する。
[0065] その他の状態通知処理としては、 KSSTOP_STATE (停止)、 KSPAUSE_STATE (— 時停止)、 KSSTATE_ACQUIRE (資源を得ていることを示す)がある。一般的には各 種設定の後、 KSPAUSE_STATE→KSRUN_STATE→KSPAUSE_STATE→
KSSTOP_STATEが再生'録音処理での一連の流れとなる。
[0066] RUN実行中は設定されたデータ転送エリアを用い、設定された時間間隔 ·転送量 で再生 ·録音データの転送を実施する。
[0067] 本システムでは、通常のサウンドデバイスとは違 、、ハードウェア側でデータ転送位 置'転送用割り込みがないのでデータ転送にずれが発生する。ずれによる入出力デ ータの不連続性を発生させないようにバッファドライバに用意したバッファ容量の内容 比等で速度 ·転送量を調整するようにしてある。
[0068] 第 7図は、ノ ッファドライバ (42)の構成を示す説明図である。ノ ッファドライバ (42) は、仮想サウンドドライバ (41) ·設定ソフト (43)間でデータ送受信する為に、 WAVE データ蓄積領域であるデータバッファ(80)と IOCTL (81)間のインターフェース機能 と状態変化イベント (82)を通知する通知機能を備える。上述したように、仮想サゥン ドドライバからの状態変化通知を元に、イベント通知で設定ソフトに状態変化 (82)を 通知する。ノ ッファ管理は仮想サウンドドライバ側と設定ソフト側の書き込みポイントと 読み込みポイントをフラグで制御して 、る。
[0069] 本実施例に係る設定ソフト (43)は、起動させると OSに常駐し、 GUIによる設定変 更とバッファドライノくからのイベント受信契機にアナログ信号入出力装置とパケット通 信するアプリケーションとして作成されている。そして、 GUI画面処理とイベント受信ス レッドが常に起動している。
[0070] GUIとしては、装置の IPアドレス設定や、再生 &録音音量設定タイムアウト時間の 設定、リトライ回数の設定を可能とする。
[0071] アプリケーション処理部(55)の処理は以上に説示した通りであり、次にネットワーク (20)を介したアナログ信号入出力装置(30)とのデータの伝送手順につき説述する
[0072] 本発明では、パーソナルコンピュータ(10)と、アナログ信号入出力装置(30)間に は、上り情報専用ソケットと下り情報専用ソケットの 2本のソケットを設ける。下り情報専 用ソケットは、下りメッセージとしてコマンドやデータを送信し、装置(30)側に例えば ポート番号 47474の受信ポートを設ける。
[0073] そして、上りメッセージではステータスを応答として返す。上り情報専用ソケットは、 上りメッセージとしてコマンドやデータを送信し、下りメッセージでステータスを返す。 パーソナルコンピュータ(10)側には例えばポート番号 41414の受信ポートを設ける ようにする。
[0074] これらのソケットは、接続時においてパーソナルコンピュータ(10)の IP接続確立処 理部(52)力 下りソケットを接続すると、装置(30)の接続確立処理部(62)から上り ソケットを接続するようになって 、る。
[0075] 本発明ではこのように上りソケット及び下りソケットを独立して接続し、後述するように 上りソケットと下りソケットでデータとコマンドを使い分けて送受信することにより、デー タの転送を滞らせることなく安定した信号の入出力を実現する。
[0076] 一方、切断時には、パーソナルコンピュータ(10)の IP接続切断処理部(54)により 下りソケットと上りソケットを切断する。
[0077] そして、第 8図に示すように、録音時にはまず下りソケットを用いてアナログ信号入 出力装置(30)の有無確認と初期化を行う EXISTコマンドを送信し、正常である場合 には装置(30)より正常のステータスを返す。同様に、録音音量設定コマンド、録音開 始コマンドを送出し、装置(30)は正常のステータスを返す。
[0078] これらのコマンドはいずれも制御信号として、パーソナルコンピュータ(10)の制御 信号処理部(53)力 送出され、装置 (30)側の制御信号処理部 (63)で応答処理を 行っている。
[0079] そして、上記録音開始コマンドの受信を契機に、マイクを接続したアナログ信号入 力部(64)力も入力されたアナログ信号は、アナログ ·デジタル変換 (65)されてデジ タル信号となり、録音データとして信号送出部(66)及びネットワークコントロール部( 61)を経て、上りソケットを使用して送信される。
[0080] 録音データは、前述のフォーマット設定におけるデータ速度に基づいてデータ長が 設定され、例えば 16KByte/秒未満では 8192バイト、順に 32KByte/秒未満では 16 384バイト、 32KByte/秒以上では 32768バイトというように設定する。データはアプリ ケーシヨンで処理可能な波形データとして 、る。
[0081] パーソナルコンピュータ(10)のアプリケーション処理部(55)では、録音データを受 信するたびに、正常又は異常のステータスを上りソケットを通して返信する。
[0082] このような録音処理の中で、アプリケーション (40)により例えば録音音量の設定が 行われたときには、制御信号処理部(53)力 録音音量設定コマンドが下りソケットを 通して送出される。該コマンドは装置(30)の制御信号処理部(63)で処理され、応答 を返すと共に、例えばアナログ信号入力部(64)での信号強度調整に反映される。
[0083] 録音の終了時には、録音停止コマンドを下りソケットを介して送出し、受信した制御 信号処理部(63)の指令に基づいて、 AD変換 (65)及び信号送出(66)の停止を行 う。ただし、入れ違いとなった録音データについては、パーソナルコンピュータ(10) に送出された後、アプリケーション処理部(55)により破棄すればよい。最後に、上りソ ケットを用いて正常ステータスを装置(30)に送出した後、上りソケット '下りソケットを 切断する。
[0084] 次に、第 9図を用いてスピーカからの再生時の伝送手順を説述する。本発明では、 アナログ信号出力装置にバッファ領域部(74)とデータ要求部(75)を設けることがで き、これにより途切れのな 、アナログ信号の出力を可能にして!/、る。
[0085] アプリケーション (40)において再生処理が開始されるとき、上記同様に下りソケット を用いてアナログ信号入出力装置(30)の有無確認と初期化を行う EXISTコマンドを 送信し、正常である場合には装置(30)よりステータスを返す。同様に、再生音量設 定コマンド、再生開始コマンドを送出し、装置(30)は正常のステータスを返す。
[0086] これらのコマンドはいずれも制御信号として、パーソナルコンピュータ(10)の制御 信号処理部(53)力 送出され、装置 (30)側の制御信号処理部 (63)で応答処理を 行っている。
[0087] そして、音声の再生データを、今度は下りソケットを用いて装置側に送出する。装置 (30)では、信号受入部(71)で受入したデジタルデータをバッファ領域部(74)に蓄 積していく一方、デジタル ·アナログ変換部(72)でアナログ信号に変換し、アナログ 信号出力部(73)に接続したスピーカから音声出力する。
[0088] 再生データの受入後、バッファ領域に空きがある場合には、制御信号処理部(63) 力 バッファ空き有りの正常ステータスを返す。パーソナルコンピュータ(10)の制御 信号処理部(53)でそのバッファ空き有りのステータスを受けた場合には、アプリケー シヨン処理部(55)からの再生データを信号送出部(56)により送出する。
[0089] しかし、バッファ領域部(74)の容量を満たすデータが送信され、該領域にこれ以上 再生データを蓄積できない場合、ノ ッファ空き無しの正常ステータスを返す。このとき には信号送出部(56)からの送出を中断し、例えばパーソナルコンピュータのメモリや 外部記憶装置に格納しておく。
[0090] 音声出力によりバッファ領域部(74)内のデータ量が減り、バッファに再生データブ ロック長分以上の空きが出来た場合には、データ要求部(75)が再生データ要求コマ ンドを上りソケットを用いて送出する。該コマンドを受信した制御信号処理部(53)は 上りソケットにより正常のステータスを返すと共に、再び下りソケットを用いて再生デー タを信号送出部(56)力 送出するように指令する。以降、これを繰り返し、バッファ領 域部(74)に一定の再生データを蓄積しながら音声出力を行う。
[0091] 途中、再生音量設定コマンド送出する場合には、下りソケットを用いてコマンドを送 り、装置(30)からは正常のステータスを返す。
[0092] さらに、バッファ内に再生データが無くなったとき、装置(30)の制御信号処理部(6 3)は上りソケットを用いて再生データェンプティコマンドを送信する。該コマンドはデ ータが無くなつたことを通知するものであり、再生停止コマンドを受信せずェンプティ の状態では 10秒ごとに送出を繰り返す。
[0093] パーソナルコンピュータ(10)では、再生を停止する場合には再生停止コマンドを下 りソケットを用いて送信し、装置(30)側の正常ステータス応答をもって再生処理を終 了する。
[0094] 本発明では、 TCP/IPを用いるため、各コマンドやデータに対して連番を付して録 音 ·再生順序や、コマンドの先後を誤らないようにしている。すなわち、上り下りのメッ セージ送信毎に、送信側力 Sインクリメントする連番を追加しており、応答ステータスに は該連番を使用することで、 V、ずれのコマンドが正常に送達したかが送信側に伝達 される。
[0095] 以上説述したように、本発明はホストコンピュータとネットワークを介して接続された アナログ信号入出力装置を用いて、いかなるアナログ信号でもホストコンピュータに 入出力することが可能である。そして、アナログ信号入出力装置にそれぞれ固有の I
Pアドレスを付与することによって、ホストコンピュータ側では IPアドレスを指定するだ けで、入出力装置を自在に切り換えることが可能となる。
[0096] 上述したようにマイクやスピーカは典型的なアナログ信号の使用デバイスであるが、 各種センサや測定装置など力 出力されるアナログ信号を入力することで、従来では 直接結線をする必要のあったデバイスを用いることができるようになる。
[0097] また、特に無線 LANや携帯電話回線、 PHS回線といったネットワークを用いること によって、ホストコンピュータとアナログ信号入出力端末の配置位置を自由にすること ができる。
[0098] 例えば、スピーカに本装置 (特に出力装置)を内蔵し、ネットワークコントローラに無 線 LANのアダプタを装着させるだけで、スピーカコードがなぐ独立型のスピーカを 構成することができる。これを家庭内などの複数の場所に配置すれば、 1台のパーソ ナルコンピュータ力 随意出力するスピーカを指定することができる。
[0099] このように、本発明は極めて汎用性に富んだ入出力装置を提供するものであり、ァ ナログ入力 ·出力の端子を備えたユニットとして提供してもよいし、他のアナログ信号 を発生'出力するデバイスと共に一体的に構成してもよい。
実施例 2
[0100] 本発明でステレオ音声を入出力する構成を次に説述する。第 10図は、ホストコンビ ユータ(100)と 2台のアナログ信号入出力装置(101) (102)との間の音声データの ソケット (ポート番号 47474) (103)を示す。また、第 11図のように本発明では、コント ロール専用のソケット(ポート番号 41414) (104)を音声データとは別に設けてコント ロール及び応答の信号が送受信可能にしている。コントロール信号には、アナログ信 号入出力装置のネットワーク上での探索、録音開始、録音停止といった信号を含む。 応答信号には、上記探索、録音開始、録音停止に対する応答が含まれる。
[0101] トランスポートプロトコルには UDPを用いて!/、る。
[0102] UDPプロトコルでは IPパケットを UDPパケットで包みこんでいる。 UDPバケツ トは、ヘッダには送信元ポート番号、宛先ポート番号、メッセージ長、チェックサム、デ ータを標準で含んでおり、実質的には IPパケットと大きな差異はない。
[0103] 本実施例では、 UDPプロトコルを利用することで、ヘッダに、音量、音声レベル、サ ンプリングレート、サンプルあたりのビット数等の再生 (又は録音)に必要な特性情報 を含めて送信する。これにより、例えば PC上から出力される音声データの変化にも即 座に対応できるなど、 IPパケットの上位プロトコルの採用による効果を奏することがで きる。
[0104] 音声データの構造を第 12図に示す。すなわち、最初の 1バイトは音声データを示 すコマンドであり、次いで 1ビットのチャネル数(モノラル、ステレオ)、以下図示の通り サンプル当たりのビット数、音量、サンプリングレート、データ長と続く。そして、 1フレ ーム分の PCMデータが送出される。
[0105] PCMデータの 1フレームは、本実施例では 10ms分のデータ量としているが、固定 化はしない。また、データ長が 512バイトを超える場合には、最大パケット長を 512バ イトとし、複数のパケットに分けて送信する。例えばフレーム長が 882バイト、上記へッ ダが 6バイトで、データ長 888バイトの場合には、第 1パケット 512バイト、第 2パケット は 376バイトとなる。そして、左右の音声チャネルに送信する場合、順次第 1パケット 、第 2パケットと送信する。
[0106] アナログ信号入出力装置(101)の全体構成を第 13図に示す。該装置(100)は L AN、インターネット等を介してネットワークコントローラ(110)、 CPU (111)、音声処 理回路(112)、 DZA変換処理部(113)、 AZD変換処理部(114)を備えており、さ らにスピーカ(115)、マイク(116)が付設される。スピーカ(115)やマイク(116)は付 設せずに外部端子で接続可能にしてもょ 、。
[0107] CPU (111)は LANと音声処理回路との間のデータ転送及び、装置の状態管理を 司り、音声処理回路(112)は、後述するように音声データバッファリング、 D/A-A ZD変換の制御、同期制御、音量制御を司っている。 [0108] CPU(l ll)は、音声処理回路(112)に音声データを書き込んだ後、データ有効 であれば、状態 (左チャネル再生 ·右チャネル再生 ·録音開始 ·録音停止等の区別)、 フレーム長、サンプリングレート、チャネル数、ビット数、音量を順次書き込み、最後に データ有効のフラグ (所定ビット列)を書き込んで終了する。
[0109] 音声処理回路(112)の構成を示す回路ブロック図が第 14図である。 CPU (111)と 物理信号線であるアドレスバス ·データバス( 120) ( 121)で接続されたデコード部( 1 22)が上記制御信号や音声データを取り出し、音量転送部(123)、音声データ 1次 バッファ(124)、制御部(125)にそれぞれ転送する。音量転送部(123)では音量制 御情報に基づいて図示しない電子ボリュームで再生音量を変化させる。
[0110] 音声データは 1次バッファ(124)力 転送部(125)を経て連続的にメインバッファ( 127)に転送される。
[0111] 従来、メインバッファ(127)に貯留されたデータは、そのまま DZA変換されて出力 されていた力 本発明では新たに同期制御の機構を有する。ホストコンピュータや、 各音声入出力装置にはそれぞれに異なるクロック源が設けられている。本装置(100 )でも、サンプリングクロック発生部(128)が固有のクロックを発振している。特に、ホ ストコンピュータ(パーソナルコンピュータ)の仮想サウンドドライバはソフトタイマーに よりデータ処理周期を生成しているため誤差が大きい。 1つのサンプリング周波数で も、それぞれデータ速度は微妙に異なり、そのままでは音途切れや、ステレオ左右チ ャネル間での位相のずれの拡大の原因となる。そのため、本発明では送信側のデー タ速度に合わせることによる同期制御を実現した。
[0112] すなわち、メインバッファ(127)のデータ残容量の下限閾値 ·上限閾値を予め設定 する。そして、上記データ有効の信号毎にデータ残容量を制御部(125)が監視、取 得する。
[0113] そして、下限閾値を下回っていた場合には、サンプリングクロックを 1段階遅くする 制御を制御部(125)において行い、 0八'八0転送部(129)カら0八データパラレル' シリアル変換部 ( 130)を介して DZA変換処理部(113)に送る。
[0114] 一方、上限閾値を上回っていた場合には、サンプリングクロックを 1段階速くする制 御を行い、同様に送出する。適正範囲内に戻っていた場合にはサンプリングクロック を本来のクロックに戻す制御を行う。
[0115] 例えば、サンプリングクロック力 4100Ηζの場合、サンプリングクロック発生部(128 )で発生するシステムクロック力45. 1584MHzの場合、 512 X 2分周で通常 44100 Hzを得る。これを 1段階遅くする制御によると、 513 2分周で440141¾、速くする ff¾御によると、 51 I X 2分周で 44186Hzとなる。
[0116] このとき、サンプリングクロックの可変率は 0. 2%程度に過ぎず、音質に大きな影響 は出ない。なお、上限と下限の閾値の差を極力小さく(1フレーム程度まで)抑えるこ とで,出来るだけ精密な同期を試みている。
[0117] ところで、データ有効信号は、 1フレーム分の音声データを書き込んだ後に CPU (1 11)力も発行される力 これにはホストコンピュータのタスクスィッチや LANカード、ド ライバの処理遅延、コリジョン遅延等の「揺らぎ」成分が含まれている。そして、上記デ ータ残容量の判定が 1回では「揺らぎ」成分が大きく影響してしまうため、真のデータ 残容量を測定することができな 、。
[0118] この「揺らぎ」の影響を小さくするため、データ残容量の取得には、過去 32回分の 測定値を平均した値を現在のデータ残容量として測定するようにして 、る。
[0119] これらの測定はいずれも制御部(125)が行い、制御部(125)では過去 32回分の 測定値の記憶及び平均演算を行う。
[0120] さて、以上の同期制御機構によると、例えばステレオ化した場合にもデータ残容量 が常に等しい状態となるため、送信側の速度に各音声入出力装置力 の出力が揃 い、結果として左右の位相差は変化することがなくなる。従って、位相同期がとれるた め、別途位相制御を行う必要がない。
[0121] 初期位相差は、複数の音声入出力装置に対するュニキャストによる処理時間差、 主にイーサネット(登録商標)への送出時間差によって決まる。例えば 44100Hzの場 合で、 1フレームのデータは 2パケットに分割して送出し、第 1パケットは 512バイトと する。 512バイトをュ-キャストした時の時間差は、 100Base- TXの場合、 512 X 8/100000000=41 μ sであり、さらにイーサヘッダ分やコリジョン回避遅延分を含めて焼 く 50 sと計算できる。左右チャネルの位相差は 50 μ sであるから、音速にして 1. 7c mになる。従って、通常のスピーカ配置においては全く問題とならない程度に抑える ことができる。
[0122] このように、同期制御機構によって再生速度が同期されるため、初期位相差のまま 複数の音声入出力装置力 の音声出力が同期され、特にステレオ音声出力や、サラ ゥンド環境を実現する 5. lch、6. lch、 7. lchといったスピーカ環境も全く同様に構 成することができる。
[0123] また、図示したようにメインバッファ(127)は必要最小限の容量 (4フレーム分程度) としており、これによつて遅延を極力小さくし、リアルタイムなアプリケーションや他の デバイスとの連携が可能になっている。
本実施例の音声入出力装置(101)は、設置を簡単にするために、電源供給には PoEを用いている。また、設定も簡単にするために、ホストコンピュータから LAN上の 装置を検索すると、各装置がアドレスなどを応答するように設計している。転送用アブ リケーシヨン上のグループ設定 (スピーカの左右の設定) GUIにスピーカの一覧が表 示され、選択するだけで出力先、左右、音量、などを設定することを可能としている。
[0124] ところで、本装置は上述のように、マイク力 入力した音声をネットワーク側に送信 することも可能である。受信側がホストコンピュータの場合は、出力の場合と同様に仮 想的なサウンドデバイス経由の入力としており、様々なアプリケーションの音声入力と して利用することが出来る。ホストコンピュータを経由せずに、受信側も別の音声入出 力装置 (例えば 102)とすることも可能であり、この場合は受信側端末は上記と同様の 方法で音声を受信する。このような簡易的なデバイスを LANに接続するだけで,イン ターフォン様にシステムを構成することもできる。
実施例 3
[0125] 第 15図に、ネットワーク上に遠隔制御端末(130)を設けて、ホストコンピュータ(10
0)を制御する構成を示す。
[0126] 本構成は、上記の音声データのソケット及びコントロール専用のソケットとは別に、さ らに遠隔制御用の操作ソケットを用いる。該ソケットは TCPによる接続で、例えばポー ト番号として 43434を用いる。
[0127] 本端末(130)は、スピーカの切り替えスィッチ、音量変更スィッチを備えて、該スィ ツチの押下によりホストコンピュータに向けて音声入出力装置の指定情報や、音量の 設定情報を送出する機能を有する。該情報はコマンド及びデータ長、アクティブにす る音声入出力装置名称情報又は音量値力 なるビット列であり、公知のネットワーク アダプタ力もネットワークを通じて送出される。
[0128] ホストコンピュータは、ネットワークアダプタ部で該信号を受信し、これに基づ 、て前 記制御信号処理部が制御信号を送信する。
[0129] 本端末によると、音声入出力装置やホストコンピュータによらずに適当な場所で出 力先や音量の調整が行えるようになるため、本発明の音声入出力装置と組み合わせ ると特に好適である。
[0130] なお、該機能は別途音声入出力装置に付設することもできる。この場合、本来ホス トコンピュータで制御していたが、任意の音声入出力装置から指定が行える。例えば 、部屋を移動する際に移動先の音声入出力装置に出力先を変えることができるよう になる。特に、上述したインターフォン用の構成と組み合わせると任意の端末に直接 出力させることができるため好適である。
[0131] さらに、音声入出力装置やホストコンピュータ、あるいは上記遠隔操作装置に赤外 線の受光部を設け、赤外線リモコンカゝら遠隔操作が行えるように構成してもよ 、。 別実施例
[0132] 以上の実施例では有線、無線の LAN、インターネットを開示した力 無線 LANの 規格 802. lieに適用すると好適である。該規格によると、 QoSが実現されるため、上述 したパケット揺らぎの問題が解消される。従って、平均化処理が不要であり、より完全 な同期、位相同期が可能となる。
[0133] その他、無線 USBを用いて、短距離間での信号伝送を行ってもよい。本発明は必 ずしも音声に限らず、あらゆるアナログ信号の入出力に適用することができる。従って USBにより周辺機器等力もの信号を送受信する構成でもよい。
[0134] アナログ信号の例としては、例えば電灯の照度調整、電熱線の温度調整、アナログ ビデオ信号、或いは、高周波の時系列信号でァクチユエートする任意の信号などを 用いることちでさる。
[0135] また、上記実施例では、電源供給には PoEを用いたが、電源の供給方法は任意で ある。例えば太陽電池及び無線 LANを用いれば、完全にワイヤレスな音声入出力 装置の配置が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] アナログ信号をデジタル信号に変換し、ネットワークを介してホストコンピュータに送 信するアナログ信号入力端末を用いるアナログ信号入力システムであって、 アナログ信号入力端末には少なくとも、
アナログ信号の入力部と、
該アナログ信号をデジタル信号に変換する AD変換部と、
IP接続可能で、データの送受信を司るネットワークコントローラ部と、
ホストコンピュータとの間で上りソケット及び下りソケットの 2つの接続を確立する端 末側 IP接続確立処理部と、
ホストコンピュータからの少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を受信する 制御信号処理部と、
該制御信号に基づいてデジタル信号を送出する信号送出部と
を備えると共に、
ホストコンピュータには少なくとも、
IP接続可能で、データの送受信を司るネットワークアダプタ部と、
アナログ信号入力端末との間で上りソケット及び下りソケットの 2つの接続を確立す るホスト側 IP接続確立処理部と、
アナログ信号入力端末に向けて少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を 送信する制御信号処理部と、
アプリケーションを実行し、該アプリケーションで上記デジタル信号を用いるアプリケ ーシヨン処理部と、
上りソケット接続及び下りソケット接続を切断する IP接続切断処理部と
を備える
ことを特徴とするアナログ信号入力システム。
[2] 前記アナログ信号入力端末の端末側 IP接続確立処理部が、ホストコンピュータから の下りソケット接続を検出すると、コンピュータに向けて上りソケット接続を行うように作 用する一方、
前記ホストコンピュータのホスト側 IP接続確立処理部力 アナログ信号入力端末に 下りソケット接続を行うように作用する
請求項 1に記載のアナログ信号入力システム。
[3] 前記アナログ信号入力端末に、マイクを備えて、該マイクからの出力信号をアナ口 グ信号の入力部で入力する
請求項 1又は 2のいずれかに記載のアナログ信号入力システム。
[4] 前記ネットワークが無線通信ネットワークであって、前記ネットワークコントローラ部 及びネットワークアダプタ部力 無線通信ネットワークに対応する
請求項 1な!、し 3の 、ずれか〖こ記載のアナログ信号入力システム。
[5] 前記ネットワークにお 、て UDP (User Datagram Protocol)プロトコルを用い、前記 I
P接続時の IPパケットを UDPパケットに包含すると共に、
前記 UDPプロトコルにおけるヘッダ部に、前記取り込んだデジタル信号の信号内 容に係る特性情報データを含めて送出する
請求項 1な!、し 4の 、ずれか〖こ記載のアナログ信号入力システム。
[6] 前記アナログ信号が音声信号であって、前記特性情報データが、音声レベル、サ ンプリングレート、サンプルあたりのビット数の少なくともいずれかである請求項 5に記 載のアナログ信号入力システム。
[7] ホストコンピュータ力もデジタル信号を、ネットワークを介してアナログ信号出力端末 に送信し、該アナログ信号出力端末にお!ヽて該デジタル信号をアナログ信号に変換 し出力するアナログ信号出力システムであって、
アナログ信号出力端末には少なくとも、
IP接続可能で、データの送受信を司るネットワークコントローラ部と、
ホストコンピュータとの間で上りソケット及び下りソケットの 2つの接続を確立する端 末側 IP接続確立処理部と、
ホストコンピュータからの少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を受信する 制御信号処理部と、
該制御信号に基づいてデジタル信号を受入する信号受入部と、
該デジタル信号をアナログ信号に変換する DA変換部と、
該アナログ信号を出力する出力部と を備えると共に、
ホストコンピュータには少なくとも、
IP接続可能で、データの送受信を司るネットワークアダプタ部と、
アナログ信号入力端末との間で上りソケット及び下りソケットの 2つの接続を確立す るホスト側 IP接続確立処理部と、
アナログ信号出力端末に向けて少なくとも開始要求、停止要求に係る制御信号を 送信する制御信号処理部と、
アプリケーションを実行し、該アプリケーション力もデジタル信号を発生するアプリケ ーシヨン処理部と、
発生したデジタル信号を送出する信号送出部と、
上りソケット接続及び下りソケット接続を切断する IP接続切断処理部と
を備える
ことを特徴とするアナログ信号出力システム。
[8] 前記アナログ信号出力端末の端末側 IP接続確立処理部が、ホストコンピュータから の下りソケット接続を検出すると、コンピュータに向けて上りソケット接続を行うように作 用する一方、
前記ホストコンピュータのホスト側 IP接続確立処理部力 アナログ信号入力端末に 下りソケット接続を行うように作用する
請求項 7に記載のアナログ信号出力システム。
[9] 前記アナログ信号出力システムにおいて、
前記アナログ信号出力端末にバッファ領域部とデータ要求部を備え、該バッファ領 域部における記憶容量に応じてデータ要求部がデータの送信要求信号を送出する と共に、
前記ホストコンピュータの信号送出部は、該送信要求信号に従ってデジタル信号を 送出する
請求項 7又は 8のいずれかに記載のアナログ信号出力システム。
[10] 前記アナログ信号出力端末に、スピーカを備え、前記出力部力もの出力信号をスピ 一力から音声として発生させる 請求項 7な 、し 9の 、ずれかに記載のアナログ信号出力システム。
[11] 前記ネットワークが無線通信ネットワークであって、前記ネットワークコントローラ部 及びネットワークアダプタ部力 無線通信ネットワークに対応する
請求項 7な 、し 10の 、ずれか〖こ記載のアナログ信号出力システム。
[12] 前記ネットワークにおいて UDP (User Datagram Protocol)プロトコルを用い、前記 I P接続時の IPパケットを UDPパケットに包含すると共に、
前記 UDPプロトコルにおけるヘッダ部に、前記取り込んだデジタル信号の信号内 容に係る特性情報データを含めて送出する
請求項 7な 、し 11の 、ずれかに記載のアナログ信号出力システム。
[13] 前記アナログ信号が音声信号であって、前記特性情報データが、音声レベル、サ ンプリングレート、サンプルあたりのビット数の少なくともいずれかである
請求項 12に記載のアナログ信号出力システム。
[14] 前記アナログ信号出力端末にお!、て、前記信号受入部で受け入れたデジタル信 号を貯留する所定の容量のバッファ部を備えると共に、該バッファ部における貯留容 量又は残容量を監視する監視部と、該 、ずれかの容量に応じて前記 DA変換部に おけるサンプリングクロックを変化させる同期制御部とを少なくとも備え、出力部で出 力するアナログ信号の同期を行う
請求項 7ないし 13のいずれかに記載のアナログ信号出力システム。
[15] 前記アナログ信号出力システム力 1つのホストコンピュータに対して 2つ以上のァ ナログ信号出力端末を備える構成であって、各アナログ信号出力端末にはステレオ 左右チャネル音声データを含む異なる 2種類以上の音声データをそれぞれ送出し、 前記同期制御部の作用により 2つ以上のアナログ信号出力端末力 出力する音声の 同期をとる
請求項 14に記載のアナログ信号出力システム。
[16] 前記アナログ信号出力システムにおいて、アナログ信号出力端末からの出力態様 を遠隔操作するための遠隔操作端末をネットワーク上に設ける構成であって、ホスト コンピュータと該遠隔操作端末とを、前記上りソケット及び下りソケットの 2つの接続と は異なる操作ソケットで接続し、該遠隔操作端末カも該ホストコンピュータに遠隔操 作信号を送信すると、ホストコンピュータの前記ネットワークアダプタ部は該信号を受 信し、該信号に基づ!/、て前記制御信号処理部が制御信号を送信する
請求項 7ないし 15のいずれかに記載のアナログ信号出力システム。
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