WO2011064909A1 - 映像情報再生方法及びシステム、並びに映像情報コンテンツ - Google Patents

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龍智明
南賢司
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a video information playback method and a video information playback system for playing back encoded data distributed via a network and encoded data read from a storage medium.
  • the invention also relates to content distributed over a network or read from a storage medium.
  • devices that reproduce MPEG data such as DVDs and Blu-ray players
  • PCR PCR to read data from storage media so that the decoder buffer does not underflow or overflow.
  • Time correction using the system clock is not necessary. Therefore, for example, when data read from these storage media is sent to a plurality of playback devices and displayed on the plurality of playback devices, the synchronization is shifted due to system clock variations after several hours. It may end up.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and its purpose is to read data from a storage medium and reproduce a plurality of video information in a situation where the system clock cannot be corrected using PCR.
  • the reproduction is synchronized between the reproducing devices.
  • the video information reproducing method of the present invention A plurality of videos including content including time stamp information, which is composed of a sequence including at least intra-frame encoded image information and inter-frame forward prediction encoded image information from a content server connected via a network or storage media.
  • a video information playback method for receiving at an information playback device and decoding and playing back the content with the video information playback device, A video information playback device serving as a reference for playback time is determined from among a plurality of video information playback devices, and an error in playback time between each video information playback device and the reference video information playback device is detected.
  • a detection step If there is a delay from the reference video information playback device, the number of frames of the encoded content to be played back according to the delay time is subtracted from the number of frames to be played back by the reference video information playback device.
  • the number of frames of the encoded content to be reproduced according to the advance time is added to the frame reproduced by the reference video information reproducing apparatus to adjust the number of frames to be reproduced. And adjusting step.
  • the reproduction time can be synchronized with high accuracy among a plurality of video information reproduction devices.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows roughly the structural example of the video information reproducing
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of transition of the remaining amount of the buffer memory of the playback device with the most advanced playback time and the playback device with the latest delay in the video information playback system of FIG. 2. It is a figure which shows an example of a structure of the PES packet of MPEG data which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows an example of a structure of the packet of TS stream which concerns on Embodiment 1 of invention. It is a figure which shows an example of the syntax of the packet for a synchronization adjustment of FIG. It is a flowchart which shows the video information reproduction
  • FIG. FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a video information playback apparatus used for carrying out the video information playback method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the illustrated video information reproducing apparatus is an apparatus that reproduces content distributed from a content server via a network.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the entire video information playback system including the video information playback device and content server of FIG.
  • Data is distributed from the content server 41 to each video information reproducing device 42 via a network 43 constituted by, for example, Ethernet (registered trademark).
  • the following description is based on the assumption that data is distributed on the network 43 by broadcast distribution using UDP (User Datagram Protocol).
  • the video information reproducing device 42 shown in FIG. 2 is configured as shown in FIG. 1, for example.
  • the video information playback apparatus shown in FIG. 1 includes a playback unit 10 as a playback unit for data distributed from the content server 41 and a CPU 21 as a playback control unit for controlling the entire apparatus.
  • the playback unit 10 receives the data distributed from the content server 41, the data reception unit 11, the buffer memory 12 that temporarily stores the data received by the data reception unit 11, and the buffer memory 12 It has a demultiplexer 13 that separates the read data into video information and audio information, a video decoder 14 that decodes the video information, and an audio decoder 15 that decodes the audio information.
  • the video signal output from the video decoder 14 is sent to the external display device 31, and the video is displayed by the external display device 31.
  • the audio signal output from the audio decoder 15 is sent to an audio output device (not shown), and audio is output.
  • the data distributed to the data receiving unit 11 is assumed to be a TS (Transport Stream).
  • the video information and the audio information are divided into PES (Packetized Elementary Stream) packets and further divided into TS packets, and the video information and the audio information are distributed in a superimposed state.
  • PES Packetized Elementary Stream
  • PES packet can be MPEG2 or H.264.
  • PES header information is added to an ES (Elementary Stream) encoded by H.264 or the like.
  • the PES packet is packetized in units of time management for reproduction, and for example, one image frame (picture) is regarded as one PES packet in the video information.
  • the header information of the PES packet includes a time stamp, for example, a PTS (Presentation Time Stamp) which is time information for reproduction.
  • the TS packet has a fixed length (188 bytes), and a unique PID (Packet ID) is assigned to each data type in the header portion of each TS packet. With this PID, it is possible to identify whether it is video information, audio information, or system information (reproduction control information or the like).
  • the demultiplexer 13 reads the PID, identifies whether it is video information or audio information, and distributes the data to each decoder.
  • the data format can identify whether the information is video information or audio information. Any format other than TS may be used. Further, when there is no audio information and only data of video information is distributed, it may be left as PES (Packetized Elementary Stream) without being divided into TS packets. In this case, the demultiplexer 13 and the audio decoder 15 of the reproducing unit 10 are not necessary.
  • the CPU 21 operates as reception data control means that constantly monitors the capacity of the buffer memory 12 and performs control so that the buffer memory 12 does not cause underflow or overflow. .
  • FIG. 3 is a diagram showing the transition of the capacity of the buffer memory 12.
  • the CPU 21 constantly monitors the capacity of the buffer memory 12 and notifies the content server 41 of the remaining amount of the buffer memory 12 sequentially.
  • the playback device performs playback in a state in which the content server 41 is not transmitting data, and as a result, the remaining amount of data in the buffer memory 12 decreases to the lower limit (first predetermined threshold) SR1, the content server 41
  • transmission of data to the playback device 42 is started (restarted) and the remaining capacity of the buffer memory 12 reaches the upper limit (second predetermined threshold) SR2, the content server 41 transmits data to the playback device 42. Stop.
  • the content server 41 resumes data transmission.
  • the transmission data is controlled so that the remaining amount of data in the buffer memory 12 falls between the upper limit value SR2 and the lower limit value SR1.
  • the CPU 21 monitors the playback time of the video decoder 14 in the same playback device 42, notifies the content server 41 of the time, and at the same playback device 42 for the reference playback time notified from the content server 41. It also operates as means for increasing and decreasing the data size transferred from the content server 41 to the buffer memory 12 in accordance with the difference in the playback time of the video decoder 14.
  • the content server 41 notifies each playback device 42 of the deviation from the playback time of the standard playback device 42. If the playback time of the playback device 42 is ahead of the standard playback time of the playback device 42, the CPU 21 increases the amount of data stored in the buffer memory 12 from the data received by the data receiving unit 11 to When the playback time is later than the playback time of the playback device 42, the data is controlled so as to reduce the amount of data stored in the buffer memory 12. A detailed description of the control of the amount of data stored in the buffer memory 12 will be described later.
  • FIG. 4 is a diagram showing a data structure of TS data distributed from the content server 41.
  • video information and audio information are divided into 188-byte packets (TS packets), and system information such as video packets storing video data, audio packets storing audio data, and PAT / PMT is stored.
  • TS packets 188-byte packets
  • system information such as video packets storing video data, audio packets storing audio data, and PAT / PMT is stored.
  • the superimposed PSI / SI packet is superimposed so that video and audio reproduction is not interrupted.
  • the content server 41 starts broadcasting TS data to each reproduction device 42.
  • This playback start request may be made by sending a signal from any of the playback devices, or may be given by a separate control device not shown.
  • Each reproduction device 42 receives the distributed TS data by the data receiving unit 11 and starts accumulation in the buffer memory 12.
  • the content server 41 arbitrarily determines a representative device among all the playback devices 42 and sequentially monitors the remaining amount of data in the buffer memory 12 of the playback device 42 as a representative.
  • the content server 41 detects that the remaining capacity of the buffer memory 12 exceeds the third predetermined threshold value (initial reproduction start value) SR3 that is larger than the lower limit value SR1 and smaller than the upper limit value SR2 in FIG.
  • the apparatus 42 is instructed to start reproduction (display and output start on the reproduction apparatus).
  • each packet of TS data in the buffer memory 12 is sent to the demultiplexer 13, and according to the PID of the packet, video information, audio information, SPI / SI information And separated.
  • the separated video information is sent to the video decoder 14, and the decoded video signal is output to the external display device 31.
  • the separated audio information is sent to the audio decoder 15, and the decoded audio signal is sent to an audio output device (not shown) to output audio.
  • the CPU 21 sequentially notifies the content server 41 of the remaining amount of the buffer memory 12, and when the content server 41 detects that the remaining amount of the buffer memory 12 has reached the upper limit SR2, The content server 41 stops data transfer.
  • the remaining capacity of the buffer memory 12 of each playback device 42 gradually decreases as data is consumed by the decoder.
  • the content server 41 detects that the remaining capacity of the buffer memory 12 of the representative playback device 42 has reached the lower limit SR1
  • the content server 41 resumes data distribution.
  • the reproduction is continued without causing the buffer memory 12 to underflow or overflow and the sound or video to be interrupted.
  • the remaining capacity of the buffer memory 12 has reached the lower limit SR1
  • there is no more data to be transmitted so as shown by the dotted line EOC in FIG. ,
  • the remaining amount is even less, and finally reaches zero.
  • the threshold values SR1, SR2, and SR3 should be set to optimum values depending on the capacity of the buffer memory 12, the bit rate to be reproduced, etc., but are not directly related to the present application. Is not mentioned.
  • each PES indicates that the time specified by the PTS included in the header information of the PES (relative time with respect to the time when the head of the content is played back) is generated from the crystal oscillator in the playback device 42.
  • the image of each PES is designated by the PTS included in the header information of the PES while performing decoding while performing detection or performing time adjustment (delay) after decoding.
  • Playback output is performed at the specified time (relative time from the start of content playback).
  • the difference in the reproduction time mentioned above means that the reproduction time of the PES packet including a certain PTS in one reproduction apparatus is different from the time measured by the clock circuit 22 in the one reproduction apparatus and the PES packet including the same PTS. This means a difference from the time measured by the clock circuit 22 in the other playback device.
  • the error in the frequency of the crystal oscillator causes the deviation in the reproduction time of each reproduction device 42 with time. For example, if the accuracy of the crystal oscillator is ⁇ 20 ppm, an error of 40 ppm occurs between the reproducing device 42 with the most advanced display and the reproducing device 42 with the most delayed display, and the reproduction is continued for 24 hours. Assuming that a time lag of about 3 seconds may occur.
  • the content server 41 controls the data distribution while monitoring the remaining amount of data in the buffer memory 12 with one of all the playback devices 42 as a representative playback device 42 and monitoring the remaining data.
  • the reproducing device 42 having a large error is used as a representative, there is a high possibility that a buffer underflow or overflow occurs in the buffer memory 12 of another reproducing device 42.
  • FIG. 5 shows the playback device (F) with the fastest time advance and the slowest when the video playback device 42 with the fastest time advance is selected as a representative 20 hours after the start of playback.
  • the transition of the remaining amount of the buffer of the playback device (S) is shown.
  • Data delivery from the content server 41 is resumed from time T1 when the remaining amount of the earliest playback device (F) reaches the lower limit SR1, but at this time, the remaining amount (S) of the latest playback device is the data More remains.
  • the video encoding bit rate is 10 Mbps
  • the playback device (S) more data remains in the playback device (S) than the playback device (F) by 3.5 Mbits due to the time lag described above.
  • the capacity of the buffer memory 12 is 10 Mbit
  • the lower limit SR1 is 3 Mbit
  • the upper limit SR2 is 6 Mbit
  • the remaining capacity of the playback apparatus (F) becomes 6 Mbit
  • the remaining capacity of the playback apparatus (S) is 9. 5 Mbit, which is approaching the limit of the buffer memory capacity.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an array of PES packets in the improved video information for carrying out the video information reproducing method according to the embodiment of the present invention.
  • the one indicated by the symbol “I” is constituted by the I picture
  • the symbol “P” is constituted by the P picture
  • the symbol “B” is constituted by the B picture.
  • the subscripts “1”, “2”, “3”, etc. attached to the symbols “I”, “P”, “B” are for distinguishing I, P, and B pictures, respectively. Also shows the order.
  • I picture is image information (intra-frame encoded image information) that is intra-frame encoded, and can be decoded independently.
  • the P picture is image information (interframe forward prediction encoded image information) that is forward motion compensated prediction encoded with reference to a previous picture (I picture or another P picture), and the B picture is It is image information (inter-frame bi-directional predictive encoded image) that has been bi-directional motion compensated predictive encoded with reference to a previous picture and a subsequent picture (I picture, P picture or other B picture). .
  • the TS data playback time is 60 sec and the frame rate is 30 fps
  • the TS data is composed of the above 1800 PES packets. 10 frames of PES packets are added to the main part (the part included in the TS data even when the synchronization adjustment of the present invention is not performed) for reproduction synchronization adjustment, and a total of 1810 PES packets are added. Consists of.
  • the added 10-frame video is encoded to repeatedly display the same video as the 60-second final frame.
  • a frame (group) for synchronization adjustment is composed of 1 frame of I picture data composed of the same video data as the video of the last frame, and 9 frames of P picture data for subsequently displaying the same video. It is configured.
  • the addition of the frame for synchronization adjustment may be held in a form authored in advance in the content server 41, or may be added at the time of distribution on the content server 41 using an MPEG dummy picture. Good.
  • the PES packet at the head of the added PES packet is an I picture (in the case of H.264, it is an IDR picture, but this is also intra-frame encoded image information), and the subsequent PES packet is a B picture. Is composed of P picture or I picture (IDR picture). Since the B picture is not included, the added picture for 10 frames for synchronization adjustment has the same display order as the data arrangement order.
  • PES packets are arranged in the order of “I 1 ”, “P 1 ”, “B 1 ”, “B 2 ” in the head portion of the TS data in FIG.
  • the display order is “I 1 ”, “B 1 ”, “B 2 ”, “P 1 ”, and the arrangement order is different from the display order.
  • FIG. 7 is a diagram showing an arrangement of TS packets of TS data improved in order to implement the video information reproducing method according to the embodiment.
  • the difference from the TS data in FIG. 4 is that adjustment information in which adjustment packet information indicating the number of packets from the beginning of the TS data in which the first TS packet of each added PES packet for 10 frames exists is described. This is the point where packets are superimposed.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the syntax of the synchronization adjustment packet.
  • “PTS_for_adjust (i)” indicates the leading PTS value of each PES packet that can be used for synchronization adjustment.
  • SPN_for_adjust (i) is a value indicating how many packets from the beginning of the TS data the TS packet including the beginning of the PES packet indicated by “PTS_for_adjust (i)” is.
  • the adjustment packet information is superimposed on the TS packet and sent to the reproduction device 42. However, it is not always necessary to superimpose the adjustment packet information on the TS packet. 42 may be sent.
  • the content server 41 has a plurality of TS data configured as shown in FIG. 7 and is continuously distributed to each video information reproducing device 42.
  • distribution of TS data of the content server 41 is started in the order instructed in advance.
  • the CPU 21 monitors the arrival of TS packets including the added 10-frame PES packet from the adjustment information packet data included in the TS data, and the TS packets after SPN_for_adjust (0). Are discarded and are not stored in the buffer memory 12.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing sequence for synchronizing reproduction between the video information reproducing apparatuses 42. Steps ST5 and ST6 indicate processing in the content server 41, and other steps indicate processing in the playback device 42.
  • the content server 41 confirms the current playback time for each playback device 42 (ST3) about several tens of minutes, that is, every time a predetermined time elapses (ST2).
  • each playback device 42 In response to the confirmation of the playback time from the content server 41, each playback device 42 notifies the content server 41 of the current playback time (ST4).
  • the content server 41 totals the notified times and determines whether or not it is necessary to adjust the reproduction time (ST5). Therefore, it is determined whether or not the difference between the most advanced playback time and the latest playback time is greater than a predetermined value, for example, one frame or more.
  • a predetermined value for example, one frame or more.
  • the reproduction device 42 having the average value among the reproduction times is set as the reference reproduction device 42, and the reproduction time is set as the reference time.
  • Notification is sent to all playback devices 42 (ST6).
  • Each playback device 42 that has received the reference time determines whether or not playback is delayed from the reference playback device 42 based on the difference between the playback time notified by itself and the reference time notified from the content server 41. To recognize whether or not playback is being performed and adjust the playback time (ST7).
  • the reproduction apparatus 42 adds 10 frames added for synchronization adjustment. Of these, up to the fifth frame is reproduced, and the CPU 21 discards data after SPN_for_adjust (5). Therefore, the total reproduction time of TS data currently being reproduced is the main story + 5 frames, and the final frame of the main story is displayed continuously for the last six frames. After reproducing the added first five frames, the TS data of the next content is continuously reproduced.
  • FIG. 10 is a diagram showing in detail the adjustment sequence in step ST7 of FIG. First, it is determined whether or not playback is delayed by one frame or more from the playback time (reference time) of the playback device 42 as a reference (ST8).
  • the playback device 42 that has determined that it is delayed by one frame or more from the reference time calculates a delay time from the reference time and its own playback time, calculates the number of frames corresponding to the delay time, and corresponds to the delay time from 5 frames.
  • the data size to be accumulated in the buffer memory 12 is calculated by subtracting the number of frames.
  • the delay time is 60 msec (2 frames)
  • the data after SPN_for_adjust (3) is stored.
  • Discard (ST9) the total reproduction time of the TS data currently being reproduced is the main part + 3 frames, and the final frame of the main part is continuously displayed in the last four frames. After playing the added first three frames, the TS data of the next content is continuously played back.
  • step ST10 it is determined whether or not one frame or more has been advanced from the playback time of the playback device 42 serving as a reference.
  • the playback device 42 that has determined that it has advanced one frame or more calculates the advance time from the reference time and its own playback time, calculates the number of frames corresponding to the advance time, advances to 5 frames, and the number of frames corresponding to the time Is added to calculate the data size to be stored in the buffer memory 12 (ST11). For example, when the advance time is 90 msec (for 3 frames), only the first 8 frames of the 10 frames added to the end of the TS data are stored in the buffer memory 12, and the data after SPN_for_adjust (8) is stored. Discard.
  • the total playback time of the TS data currently being played back is the main story + 8 frames, and the final frame of the main story is displayed continuously for the last nine frames. After the added first half 8 frames are reproduced, the reproduction of the TS data of the next content is continued.
  • step ST10 the playback device 42 that has determined that the advance time is within one frame plays back up to the fifth frame of the 10 frames added to the end of the TS data, and discards the data after SPN_for_adjust (5) ( ST12). Therefore, the total reproduction time of TS data currently being reproduced is the main story + 5 frames, and the final frame of the main story is continuously displayed in the last six frames. After reproducing the added first five frames, the TS data of the next content is continuously reproduced.
  • the total playback time of the currently played content of the playback device 42 that is delayed from the reference time is shortened by two frames compared to the reference playback device 42, and the playback time is advanced.
  • the total playback time of the content currently being played back by the device 42 is longer than the reference playback device 42 by two frames.
  • FIG. 11 is a diagram showing the transition of the playback time of each playback device 42 before and after content switching.
  • the playback device 42 that is delayed with respect to the reference time shortens the total playback time of the TS data that is currently played back by the amount of delay compared to the reference playback device 42.
  • the advanced playback device 42 sets the total playback time of the TS data being played back longer than the reference playback device 42 by the amount of delay, thereby reproducing the TS data of the next content. It is possible to adjust the start timing to a time difference within one frame or less.
  • FIG. 12 is a diagram showing a general arrangement of MPEG frames.
  • the content server 41 distributes data in the order of “I 1 ”, “P 1 ”, “B 1 ”, “B 2 ”,..., But the display order is “I 1 ”, “ B 1 ”,“ B 2 ”,“ P 1 ”,...
  • the data is four frames of “I 1 ”, “P 1 ”, “B 1 ”, “B 2 ”. Minutes need to be input to the buffer memory 12. Since the decoder 14 reproduces four frames “I 1 ”, “B 1 ”, “B 2 ”, and “P 1 ”, the number of frames originally intended to be displayed exceeds two frames.
  • FIG. 13 shows an arrangement of frames that are considered in order to synchronize with the accuracy of one frame in units of frames.
  • the difference from FIG. 12 is that encoding is performed without using B frames.
  • the frame arrangement order matches the playback order. For this reason, if it is desired to reproduce only three frames, the data for three frames “I 1 ”, “P 1 ”, and “P 2 ” may be stored in the buffer memory, and the subsequent frames may be discarded.
  • the frame accuracy can be adjusted synchronously.
  • the encoding efficiency is lowered, and the data size is increased in order to ensure the same image quality as that when the B frame is used.
  • the main part is encoded using the B frame and the adjustment frame is encoded without using the B frame, but the main part and the adjustment frame are separated.
  • Encoding according to another rule has a problem that encoding becomes complicated. Therefore, in a system where synchronization accuracy is required, the adjustment frame is encoded without using the B frame, and when high synchronization accuracy is not required, encoding using the B frame may be performed.
  • the playback time of the playback device 42 whose playback time is close to the average value of the playback times of all playback devices 42 is set as the reference time.
  • the playback time needs to be close to the average value.
  • the median value may be used, and the playback device 42 with the most advanced playback time is used as a reference, and the playback device 42 with the most advanced playback time plays back all the 10 added frames. The same effect can be obtained even if the apparatus 42 reproduces by reducing the number of additional reproduction frames from 10 frames in accordance with the magnitude of the error from the reference reproduction time.
  • the playback device 42 with the latest playback time is used as a reference, the playback device 42 with the latest playback time is not played back, and the other playback devices 42 are not connected to the reference playback time.
  • the same effect can be obtained by increasing the number of additional frames to be reproduced according to the size of the error.
  • the present invention can be applied to a display device that displays on a plurality of screens in, for example, an automobile, a train, a building, and the like. .
  • Embodiment 2 the adjustment method in the case where the variation in the reproduction time between the reproduction devices 42 is within the number of frames prepared for adjustment has been described.
  • the data from the content server 41 is not available before the playback device 42 is ready for playback because a sudden load is applied to the CPU 21 in the playback device 42 or the playback device 42 is reset due to the influence of electrical noise.
  • the reproduction synchronization may be greatly shifted. In this case, since the shift time is several seconds, it may take several tens of minutes to several hours until synchronization is achieved by the adjustment method of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a sequence diagram improved in order to make adjustments in a short time when the reproduction time has deviated significantly in this way.
  • steps ST18 and ST19 are processes performed in the content server 41, and the other steps are processes performed in each playback device 42.
  • First with respect to the playback time of the playback device 42 serving as a reference, whether or not the amount of deviation is within a range that can be synchronized by the adjustment method described in the first embodiment (the method described in the first embodiment). It is determined whether or not adjustment is possible (ST13).
  • step ST14 normal adjustment (adjustment described with reference to FIG. 10) is performed. Details of the adjustment in step ST14 have been described in detail in the first embodiment, and will not be repeated. If it is determined that the amount of deviation in the reproduction time is outside the range where synchronization is possible, reproduction of the currently reproduced content is interrupted and all data stored in the buffer memory 12 is cleared (ST15). .
  • the playback device 42 that interrupted playback waits for the delivery of the TS data of the content currently being played back and the delivery of the first packet of the first TS packet of the next content (ST16).
  • the CPU 21 starts storing data in the buffer memory 12 (ST17).
  • the content server 41 instructs the playback device 42 serving as a reference to notify the content server 41 when playback of the first frame of the next content is started, and plays back the reference.
  • the content server 41 issues a playback start instruction to the playback device 42 that has stopped playback ( ST19), the reproduction of the content in the reproduction device 42 that has interrupted the reproduction is resumed.
  • the content server 41 is notified of the start of playback, and until the playback start instruction is transmitted from the content server 41 to the playback device 42 that interrupted playback, the delay due to the network and the delay due to the software processing time Since there is a delay from when the playback instruction is issued to the video decoder 14 until the first frame is displayed, at this time, the playback time of the playback device 42 that interrupted playback is several frames from the other playback devices 42. Being late. However, since this delay is within a range that can be adjusted by the sequence for adjusting the normal synchronization, the synchronization can be matched in the next adjustment sequence.
  • the playback device 42 As described above, with respect to the playback device 42 whose playback time is significantly shifted, the playback is temporarily stopped, and the playback device 42 serving as the reference starts playback of the first frame of the next content. By restarting the playback, it becomes possible to quickly synchronize the playback time by adjusting the next content.
  • the present invention can be applied to a display device that displays on a plurality of screens, for example, in an automobile, a train, a building, and the like, and an effect that synchronization of reproduction times between the plurality of display devices can be adjusted in a short time can be obtained. .

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Abstract

　コンテンツの本編の最後のフレームと同じ内容の映像を表示するためのＩ又はＰピクチャーを、再生同期調整用のフレームとして、本編の最後のフレームの後に複数枚追加しておき、基準となる再生装置よりも再生が進んでいる場合は、より多くの同期調整用フレームを再生し(ＳＴ１１)、再生が遅れている場合には、より少ない同期調整用フレームを再生する(ＳＴ９)。ＰＣＲを利用してシステムクロックの補正ができない情況で、蓄積メディアからデータを読み出して再生したり、ネットワーク配信でデータを受信して再生したりした場合において、複数の再生装置(４２)における再生を同期させることができる。

Description

映像情報再生方法及びシステム、並びに映像情報コンテンツ
　本発明は、ネットワーク経由で配信された符号化されたデータや、蓄積メディアから読み出された符号化されたデータの再生を行う映像情報再生方法及び映像情報再生システムに関するものである。本発明はまたネットワーク経由で配信される、或いは蓄積メディアから読み出されるコンテンツに関する。
　複数の再生装置に対して配信されたコンテンツを、バッファメモリがアンダーフローや、オーバーフローさせることなく再生同期をとる方法としては、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｔｒｅａｍ）に含まれる、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｃｌｏｃｋ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を利用することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－９６７５６号公報
　地上波デジタル放送などのＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｔｒｅａｍ）を使った放送では、データ送信側から定められたビットレートでデータが送られてくるため、デコーダのシステムクロックが正規の２７ＭＨｚに完全に一致していないと、バッファメモリが空になってしまったり、あるいはバッファメモリがオーバーフローしてしまったりしてしまい、正常に再生できなくなってしまう。この問題を回避するために、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｃｌｏｃｋ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を使って、デコーダのシステムクロックを定期的に補正する仕組みが用意されている。このようにシステムクロックがＴＳを受信したすべての再生装置において、同一の時刻に調整されるため、複数の再生装置をならべて表示を行わせた場合、すべての表示装置間で完全に同期がとれた状態となる。
　一方、ＤＶＤやＢｌｕ－ｒａｙプレーヤーなどの、ＭＰＥＧデータを再生する機器は、デコーダのバッファがアンダーフローや、オーバーフローを起こさないよう、蓄積メディアから、データの読み出しを行うため、一般にはＰＣＲを使ったシステムクロックを使った時刻補正は必要では無い。そのため、例えば、これらの蓄積メディアから読み出されたデータを複数の再生装置に送り、該複数の再生装置で表示を行った場合、数時間後には、システムクロックのばらつきのため、同期がずれてしまうことがある。
　同様のことが、ネットワーク配信による再生においても起こりうる。ネットワーク経由の配信も、放送のように定められたビットレートでデータが送出されないため、再生装置側で大きなバッファメモリを保有して再生を行うことが一般的であり、ＤＶＤなどと同様にＰＣＲを使ったシステムクロックの補正はできない。そのため、長時間再生を行うと表示装置間で同期がずれてしまうことがある。
　例えば、サイネージ用途では、一斉配信されたコンテンツは、すべての再生装置において再生同期することが求められるが、以上のように、蓄積メディアからデータを読み出したり、ネットワークでデータを配信したりする場合、ＰＣＲが利用できないため、複数の表示装置で長時間再生を行っていると、それぞれの表示が少しずつずれてしまい、そのことが問題となる。
　そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＰＣＲを利用してシステムクロックの補正ができない情況で、蓄積メディアからデータを読み出して複数の映像情報再生装置で再生したり、ネットワーク配信されたデータを複数の映像情報再生装置で受信して再生したりする場合において、再生装置間で再生の同期が取れるようにすることにある。
　本発明の映像情報再生方法は、
　ネットワークで接続されたコンテンツサーバーから、或いは蓄積メディアから、少なくともフレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報を含むシーケンスで構成され、かつタイムスタンプ情報を含むコンテンツを複数の映像情報再生装置で受信し、前記コンテンツを前記映像情報再生装置で復号し再生する映像情報再生方法であって、
　複数の映像情報再生装置の中から、再生時刻の基準となる映像情報再生装置を決めて、それぞれの映像情報再生装置と、基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する検出ステップと、
　基準となる映像情報再生装置から遅れている場合は、遅れ時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレーム数から減じ、基準となる映像情報再生装置から進んでいる場合は、進み時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレームに加算して、再生するフレーム数を調整する調整ステップと
　を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ＰＣＲを使ったデコーダの再生時刻調整ができない、ストリーミング配信されたデータや、蓄積メディアから読み出したデータの再生においても、各再生装置で再生するコンテンツの総フレーム数を、それぞれの再生装置で個別に設定できるため、複数の映像情報再生装置間で再生時刻を高精度に同期させることができるという効果が得られる。
本発明の実施の形態１に係る映像情報再生方法の実施に用いられる映像情報再生装置の構成例を概略的に示すブロック図である。 図１の係る映像情報再生装置と該映像情報再生装置にネットワークを介して接続されるコンテンツサーバーを含む映像情報再生システム全体の構成を概念的に示す図である。 図１の映像情報再生装置のバッファメモリの残量の遷移の一例を示す図である。 一般的なＴＳストリームのパケットの構成の一例を示す図である。 図２の映像情報再生システム内の再生時刻が最も進んだ再生装置と、最も遅れた再生装置のバッファメモリの残量の遷移の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るＭＰＥＧデータのＰＥＳパケットの構成の一例を示す図である。 発明の実施の形態１に係るＴＳストリームのパケットの構成の一例を示す図である。 図７の同期調整用パケットのシンタックスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る映像情報再生方法を示すフローチャートである。 図９のステップＳＴ７の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における、同期調整のために、再生装置ごとに異なる数のフレームを追加再生する様子を示す図である。 一般的なＭＰＥＧ２データの、デコードされる順番と、表示される順番との関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る同期調整用に追加されたフレームの、デコードされる順番と、表示される順番との関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る映像情報再生方法を示すフローチャートである。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る映像情報再生方法の実施に用いられる映像情報再生装置の構成例を概略的に示すブロック図である。図示の映像情報再生装置は、コンテンツサーバーからネットワークを経由して配信されるコンテンツを再生する装置である。
　図２は、図１の映像情報再生装置とコンテンツサーバーを含む映像情報再生システム全体を概略的に示すブロック図である。コンテンツサーバー４１から、例えばイーサネット(登録商標)で構成されるネットワーク４３を経由して各映像情報再生装置４２に、データは配信される。以下では、ネットワーク４３上に、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使ったブロードキャスト配信によりデータを配信することを前提として説明を行う。
　図２に示される映像情報再生装置４２は、例えば図１に示されるように構成される。
　図１に示される映像情報再生装置は、コンテンツサーバー４１から配信されたデータの再生手段としての再生部１０と、装置全体の制御を実行する再生制御手段としてのＣＰＵ２１とを有する。再生部１０は、コンテンツサーバー４１からの配信されたデータを受信する、データ受信部１１と、データ受信部１１で受信されたデータを一時的に蓄積しておくバッファメモリ１２と、バッファメモリ１２から読み出されたデータを、映像情報、音声情報の各情報に分離するデマルチプレクサ１３と、映像情報をデコードするビデオデコーダ１４と、音声情報をデコードするオーディオデコーダ１５とを有する。ビデオデコーダ１４から出力される映像信号は、外部表示装置３１に送られ、外部表示装置３１によって映像が表示される。オーディオデコーダ１５から出力される音声信号は、音声出力装置（図示せず）に送られ、音声が出力される。
　本実施の形態において、データ受信部１１に配信されるデータは、ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｔｒｅａｍ）を想定している。この場合、映像情報、音声情報は、ＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｓｔｒｅａｍ）パケットに分割された上で、さらにＴＳパケットに分割され、映像情報、音声情報が重畳された状態で配信される。
　ＰＥＳパケットは、ＭＰＥＧ２や、Ｈ．２６４等で符号化されたＥＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｓｔｒｅａｍ）に、ＰＥＳヘッダ情報が付加されたものである。ＰＥＳパケットは、再生の時間管理を行なう単位でパケット化したものであり、映像情報は、例えば、１枚の画像フレーム（ピクチャー）が１つのＰＥＳパケットとされる。ＰＥＳパケットのヘッダ情報には、タイムスタンプ、例えば再生を行なう時刻情報であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ　Ｓｔａｍｐ）が含まれる。
　ＴＳパケットは固定長（１８８バイト）のものであり、それぞれのＴＳパケットのヘッダ部分には、それぞれのデータ種別に固有のＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ　ＩＤ）が付与されている。このＰＩＤにより、映像情報であるか、音声情報であるか、システム情報（再生制御情報など）であるかの識別が可能である。デマルチプレクサ１３では、ＰＩＤを読み取り、映像情報であるか、音声情報であるかを識別し、それぞれのデコーダにデータを振り分ける。
　なお、本実施の形態においては、１８８バイトのＴＳパケットに分割されているものとして説明をしているが、映像情報であるか、音声情報であるかを識別することが可能な、データフォーマットであればＴＳ以外のフォーマットでもよい。また、音声情報が無く、映像情報のみのデータが配信されるような場合は、ＴＳパケットに分割せずＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ　Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｓｔｒｅａｍ）のままでもよい。この場合、再生部１０のデマルチプレクサ１３、オーディオデコーダ１５は必要がない。
　本実施の形態の映像情報再生装置においては、ＣＰＵ２１は、バッファメモリ１２の容量を常時監視し、バッファメモリ１２がアンダーフローやオーバーフローを起こさないように制御を行う、受信データの制御手段として動作する。
　図３はバッファメモリ１２の容量の遷移を示す図である。ＣＰＵ２１はバッファメモリ１２の容量を常にモニターしており、バッファメモリ１２の残量を逐次コンテンツサーバー４１に通知している。
　コンテンツサーバー４１がデータの送信を行なっていない状態で、再生装置が再生を行ない、その結果バッファメモリ１２のデータ残量が下限値（第１の所定の閾値）ＳＲ１まで減少すると、コンテンツサーバー４１は再生装置４２に対してデータの送信を開始（再開）し、バッファメモリ１２の残量が上限値（第２の所定の閾値）ＳＲ２に達すると、コンテンツサーバー４１は再生装置４２に対するデータの送信を停止する。
　次にバッファメモリ１２の残量が下限値１２まで減少すると、コンテンツサーバー４１はデータの送信を再開する。
　以上の動作を繰り返すことで、バッファメモリ１２のデータ残量が上限値ＳＲ２と下限値ＳＲ１との間に収まるよう送信データの制御を行う。
　また、ＣＰＵ２１は、同じ再生装置４２内のビデオデコーダ１４の再生時刻を監視し、コンテンツサーバー４１にその時刻を通知するとともに、コンテンツサーバー４１から知らされる基準となる再生時刻に対する、同じ再生装置４２内のビデオデコーダ１４の再生時刻のずれに従い、コンテンツサーバー４１からバッファメモリ１２に転送するデータサイズを増減させて制御する手段としても動作する。
　コンテンツサーバー４１は、標準となる再生装置４２の再生時刻からのずれ量を、各再生装置４２に通知する。ＣＰＵ２１は、再生装置４２の再生時刻が標準となる再生装置４２の再生時刻より進んでいる場合は、データ受信部１１で受信したデータから、バッファメモリ１２に蓄積するデータ量を多くし、標準となる再生装置４２の再生時刻より遅れている場合は、バッファメモリ１２に蓄積するデータ量を少なくするよう、データの制御を行う。バッファメモリ１２に蓄積するデータ量の制御の詳細な説明は後述する。
　図４は、コンテンツサーバー４１から配信されるＴＳデータの、データ構成を示す図である。ＴＳデータは、映像情報と音声情報は、１８８バイト単位のパケット（ＴＳパケット）に分割され、映像データ格納されたビデオパケット、音声データが格納されたオーディオパケット、ＰＡＴ・ＰＭＴ等のシステム情報が格納されたＰＳＩ／ＳＩパケットが、映像、音声の再生がとぎれることが無いよう重畳されている。
　次に、コンテンツサーバー４１から配信されたコンテンツが再生されるまでのシーケンスについて説明を行う。ユーザーから、コンテンツサーバー４１に対して再生開始の要求（再生のためのデータ送信の要求）が出されると、コンテンツサーバー４１は、各再生装置４２に対する、ＴＳデータのブロードキャストでの送信を開始する。（この再生開始の要求は、再生装置のいずれかから信号を送ることにより行なわれる場合もあり、また図示しない別個の制御機器により与えられることもある。）
　各再生装置４２は、配信されたＴＳデータをデータ受信部１１で受信し、バッファメモリ１２へ蓄積を開始する。この時、コンテンツサーバー４１は、全再生装置４２の中から、代表の装置を任意に決め、代表とした再生装置４２のバッファメモリ１２のデータ残量を逐次モニターをする。コンテンツサーバー４１は、バッファメモリ１２の残量が、図３の下限値ＳＲ１より大きく、上限値ＳＲ２より小さい第３の所定の閾値（初期再生開始値）ＳＲ３を超えたことを検知すると、全再生装置４２に対して再生の開始（再生装置における表示、出力の開始）を指示する。
　コンテンツサーバー４１から再生指示が出されると、各再生装置４２において、バッファメモリ１２のＴＳデータのそれぞれのパケットはデマルチプレクサ１３に送出され、該パケットのＰＩＤに従って映像情報、音声情報、ＳＰＩ／ＳＩ情報とに分離される。分離された映像情報はビデオデコーダ１４へ送出され、デコードされた映像信号は、外部表示装置３１に出力される。また分離された音声情報は、オーディオデコーダ１５へ送出され、デコードされた音声信号は音声出力装置（図示せず）に送られ、音声が出力される。映像と音声の再生が開始された後も、コンテンツサーバー４１からデータの送信が続けられる限り、バッファメモリ１２内の残量は時間とともに増加していく。但し、増加の速度は、再生装置で再生を行なっていないときに比べると遅くなり、そのため、再生時刻より後の残量曲線の傾きは小さくなる。
　先にも述べたように、ＣＰＵ２１はバッファメモリ１２の残量を逐次コンテンツサーバー４１に通知しており、バッファメモリ１２の残量が上限値ＳＲ２に達したことを、コンテンツサーバー４１が検知すると、コンテンツサーバー４１は、データの転送を停止する。
　データの転送が停止されると、各再生装置４２のバッファメモリ１２の残量は、デコーダでデータが消費されるに従って次第に減少する。代表となっている再生装置４２のバッファメモリ１２の残量が下限値ＳＲ１に達したことをコンテンツサーバー４１が検知すると、コンテンツサーバー４１はデータの配信を再開する。
　以上の動作を繰り返すことで、バッファメモリ１２がアンダーフローやオーバーフローを起こして音声や映像が途切れることなく、再生が継続される。
　但し、各コンテンツの最後の部分では、バッファメモリ１２の残量が下限値ＳＲ１に達したことが検知されても、それ以上送信すべきデータが存在しないので、図３に点線ＥＯＣで示すように、残量はさらに少なくなり、最後はゼロに達する。
　閾値ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３の値については、バッファメモリ１２の容量、再生するビットレート等により最適な値に設定されるべきであるが、本出願には直接関わる値でないため、特に閾値の値については言及しない。
　以上の手順で、全再生装置４２で一斉に再生が開始されるが、ビデオデコーダ１４の基準時刻を生成している、クロック回路２２内の水晶発振器の発振周波数は全く同一ではなく、再生装置４２間で発振周波数に差異がある。デコードした映像の出力時刻は、この基準時刻を元に映像情報中の（ＰＥＳパケットのヘッダ情報に含まれる）ＰＴＳに従って制御されている。即ち、各ＰＥＳは、該ＰＥＳのヘッダ情報に含まれるＰＴＳで指定された時刻（コンテンツの先頭を再生する時刻に対する相対時刻）になったことを、再生装置４２内の水晶発振器から発生されるクロックパルスのカウント結果との比較により、検知しながら、デコードを行なったり、デコード後の時間調整（遅延）を行なったりしながら、各ＰＥＳの画像を、当該ＰＥＳのヘッダ情報に含まれるＰＴＳで指定された時刻（コンテンツの再生開始からの相対時刻）に再生出力を行なうようにしている。上記の再生時刻のずれとは、あるＰＴＳを含むＰＥＳパケットの一つの再生装置における再生を、当該一つの再生装置内のクロック回路２２で計時した時刻と、同じＰＴＳを含むＰＥＳパケットの、別の再生装置における再生を、当該別の再生装置内のクロック回路２２で計時した時刻との差を意味する。
　上記の構成であるため、水晶発振器の周波数の誤差が原因となり、時間とともに各再生装置４２の再生時刻にずれが生じてくる。例えば、水晶発振器の精度が±２０ｐｐｍとし、最も表示の進んだ再生装置４２と、最も表示の遅れた再生装置４２との間には、４０ｐｐｍの誤差が生じ、２４時間連続して再生を続けると仮定すると、約３秒弱の時間のずれが生じる可能性がある。
　また、コンテンツサーバー４１は、全再生装置４２の中の、一つを代表の再生装置４２として、そのバッファメモリ１２内のデータ残量をモニターしながら、データ配信の制御を行っているため、最も誤差の大きい再生装置４２を代表とした場合、他の再生装置４２のバッファメモリ１２でバッファのアンダーフローやオーバーフローが発生する可能性が高くなる。
　図５は、再生を開始して２０時間後の、当該最も時刻の進みが早い映像再生装置４２が代表で選択されている場合の、最も時刻の進みの早い再生装置（Ｆ）と、最も遅い再生装置（Ｓ）のバッファの残量の遷移を示す。最も早い再生装置（Ｆ）の残量が下限値ＳＲ１になった時刻Ｔ１より、コンテンツサーバー４１からのデータ配信が再開されるが、この時、最も遅い再生装置の残量（Ｓ）は、データがより多く残っている。
　例えば、映像の符号化ビットレートが１０Ｍｂｐｓとすると、上記の時間のずれにより、再生装置（Ｓ）には再生装置（Ｆ）よりも、３．５Ｍｂｉｔも多くデータが残っている。
　バッファメモリ１２の容量が１０Ｍｂｉｔ、下限値ＳＲ１が３Ｍｂｉｔ、上限値ＳＲ２が６Ｍｂｉｔとすると、再生装置（Ｆ）の残量が６Ｍｂｉｔになった時点で、再生装置（Ｓ）の残量は、９．５Ｍｂｉｔとなり、バッファメモリの容量の限界に近づいている。このまま再生（そのためのデータの送信）をさらに継続すると、再生装置（Ｓ）のバッファメモリ１２の容量を超えたときに、再生すべきデータが捨てられ、一部フレームの抜けた映像が表示されることになる。
　上記に説明したように、水晶発振器の周波数のばらつきが原因で、長時間再生を継続することで、各映像情報表示装置間の表示の同期がとれなくなり、最悪の場合バッファメモリのオーバーフローや、アンダーフローが発生し、再生の途切れや中断が発生するという問題があった。
　図６は、本発明の実施の形態に係る映像情報再生方法を実施するために、改良された映像情報におけるＰＥＳパケットの配列の一例を示す図である。
　ＰＥＳパケットのうち、符号「Ｉ」で示すものはＩピクチャーで構成されたもの、符号「Ｐ」はＰピクチャーで構成されたもの、符号「Ｂ」はＢピクチャーで構成されたものを示す。符号「Ｉ」、「Ｐ」、「Ｂ」に付された添え字「１」、「２」、「３」などはそれぞれＩ、Ｐ、Ｂピクチャー同士を区別するためのものであり、再生の順序をも示す。
　Ｉピクチャーはフレーム内符号化された画像情報（フレーム内符号化画像情報）であり、単独にデコード可能である。Ｐピクチャーはそれより前のピクチャー（Ｉピクチャー又は他のＰピクチャー）を参照して順方向動き補償予測符号化された画像情報（フレーム間順方向予測符号化画像情報）であり、Ｂピクチャーは、それより前のピクチャー及びそれより後のピクチャー（Ｉピクチャー、Ｐピクチャー又は他のＢピクチャー）を参照して双方向動き補償予測符号化された画像情報（フレーム間双方向予測符号化画像）である。
　ここでＴＳデータの再生時間が６０ｓｅｃで、フレームレートが３０ｆｐｓとすると、ＴＳデータは合計１８００（６０ｘ３０＝１８００）のＰＥＳパケットとなるが、本実施の形態では、上記の１８００のＰＥＳパケットで構成される本編部分（本発明の同期調整をおこなわない場合にもＴＳデータを構成する部分として含まれる部分）に、再生同期調整用に、さらに１０フレーム分のＰＥＳパケットが追加され、合計１８１０のＰＥＳパケットにより構成される。この追加された１０フレームの映像は、６０ｓｅｃの最終フレームの映像と同じものを繰り返し表示するよう符号化されている。図示の例では、最終フレームの映像と同じ映像のデータからなる１フレームのＩピクチャーデータと、それに続き同じ映像を引き続き表示するための９フレームのＰピクチャーデータとで同期調整用フレーム（群）が構成されている。
　このように同期調整用のフレームの追加は、あらかじめコンテンツサーバー４１にオーサリングされた形態で保持してもよいし、またＭＰＥＧのダミーピクチャーを利用して、コンテンツサーバー４１上で配信時に付加してもよい。
　追加されたＰＥＳパケットの先頭のＰＥＳパケットは、Ｉピクチャー（Ｈ．２６４の場合はＩＤＲピクチャーであるが、これもフレーム内符号化された画像情報である）であり、続くＰＥＳパケットは、Ｂピクチャーを含まない、ＰピクチャーまたはＩピクチャー（ＩＤＲピクチャー）により構成されている。Ｂピクチャーを含まないため、追加された同期調整用の１０フレーム分のピクチャーは、表示される順番と、データの配列の順番とが一致することになる。これに対して、例えば、図６のＴＳデータの先頭部分は、「Ｉ１」、「Ｐ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、の順にＰＥＳパケットが配列されているが、実際に表示される順番は、「Ｉ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｐ１」であり、配列順と表示順が異なる。
　図７は、実施の形態に係る映像情報再生方法を実施するために、改良されたＴＳデータのＴＳパケットの配列を示す図である。図４のＴＳデータとの違いは、追加された１０フレーム分の各ＰＥＳパケットの先頭のＴＳパケットが、ＴＳデータの先頭から何パケット目に存在するかを示す調整パケット情報が記述された調整情報パケットが重畳されている点である。
　図８は、前記の同期調整用パケットのシンタックスを示す図である。
“ｎｕｍ＿ｏｆ＿ＰＥＳ”は、本編に追加された同期調整用に利用できるＰＥＳ（フレーム）の総数である。次のループは、“ｎｕｍ＿ｏｆ＿ＰＥＳ”の数だけ繰り返される。１０フレームある場合は“ｎｕｍ＿ｏｆ＿ＰＥＳ”＝１０となる。
　“ＰＴＳ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（ｉ）”は、同期調整用に利用できるＰＥＳパケットの各々の先頭のＰＴＳ値を示す。
　“ＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（ｉ）”は、“ＰＴＳ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（ｉ）”が指し示すＰＥＳパケットの先頭を含むＴＳパケットが、ＴＳデータの先頭から何パケット目であるかを示す値である。
　なお、本実施の形態では、調整パケット情報をＴＳパケットに重畳して再生装置４２に送っているが、必ずしもＴＳパケットに重畳する必要は無く、独自のコマンドに調整パケット情報を載せて、再生装置４２に送ってもよい。
　コンテンツサーバー４１には、図７のように構成されたＴＳデータが複数存在し、各映像情報再生装置４２に対して、連続して配信される。ユーザーからコンテンツサーバー４１に対して、再生の指示が出されると、あらかじめ指示された順番で、コンテンツサーバー４１のＴＳデータの配信が開始される。
　通常再生時においては、ＣＰＵ２１では、ＴＳデータに含まれる調整情報パケットのデータをから、追加された１０フレームのＰＥＳパケットが含まれるＴＳパケットが来るのを監視し、ＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（０）以降のＴＳパケットは破棄し、バッファメモリ１２に蓄積を行わない。
　図９は、映像情報再生装置４２間の再生を同期させるための処理のシーケンスを示す図である。ステップＳＴ５，ＳＴ６は、コンテンツサーバー４１における処理を示し、他のステップは、再生装置４２における処理を示す。
　通常再生を行っている時は、コンテンツの本編の再生が完了しても、前述の様に追加された１０フレーム分の表示は行われない（ＳＴ１）。前述した通り、水晶発振器の周波数は２０ｐｐｍ程度の精度であるため、数分再生した程度では、同期ずれは視認されない程度である。コンテンツサーバー４１からは、数十分に１回程度、即ち所定時間が経過するごとに（ＳＴ２）、各再生装置４２に対して、現在の再生時刻の確認が行われる(ＳＴ３）。
　コンテンツサーバー４１からの再生時刻の確認に対して、各再生装置４２からは、現在の再生時刻をコンテンツサーバー４１に通知する（ＳＴ４）。
　コンテンツサーバー４１では、通知された時刻を集計し、再生時刻の同期調整を行う必要があるかどうかを判断する（ＳＴ５）。そのため、最も進んでいる再生時刻と最も遅れている再生時刻の差が所定値以上、例えば１フレーム以上かどうかの判断を行なう。
　再生時刻の差が１フレーム以上あり、調整の必要性があると判断された場合、再生時刻の中の平均値を持つ再生装置４２を基準となる再生装置４２とし、その再生時刻を基準時刻として全再生装置４２に対して通知する（ＳＴ６）。
　基準時刻を受け取った各再生装置４２は、先ほど自身で通知した再生時刻と、コンテンツサーバー４１から通知された基準時刻との差から、基準の再生装置４２から、遅れて再生しているのか、進んで再生をしているかを認識し再生時刻を調整する（ＳＴ７）。
　コンテンツサーバー４１から通知された基準再生時刻との差が１フレーム以内であるかどうかを判定し、再生時刻の差が１フレーム以内である場合、再生装置４２は同期調整用に追加された１０フレームの内、５フレーム目までを再生し、ＣＰＵ２１はＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（５）以降のデータを破棄する。よって、現在再生中のＴＳデータの総再生時間は、本編＋５フレームとなり、最後の６フレームは本編最終のフレームが連続して表示されることになる。付加された前半５フレーム分を再生した後は、引き続き次のコンテンツのＴＳデータの再生を継続する。
　図１０は、図９のステップＳＴ７の調整シーケンスを詳細に示す図である。まず、基準とする再生装置４２の再生時刻（基準時刻）から、１フレーム以上遅れて再生しているかどうかを判別する（ＳＴ８）。
　基準時刻から１フレーム以上遅れていると判断した再生装置４２は、基準時刻と、自らの再生時刻から遅れ時間を算出し、遅れ時間に相当するフレーム数を割り出し、５フレームから遅れ時間に相当するフレーム数を減算することで、バッファメモリ１２に蓄積するべきデータサイズを計算する。例えば遅れ時間が６０ｍｓｅｃ（２フレーム分）であった場合、ＴＳデータの終端に付加された１０フレームの内、前半の３フレーム分だけをバッファメモリ１２に蓄積し、ＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（３）以降のデータを破棄する（ＳＴ９）。
　この結果、現在再生中のＴＳデータの総再生時間は、本編＋３フレームとなり、最後の４フレームは本編最終のフレームが連続して表示されることになる。付加された前半３フレーム分を再生した後、引き続き次のコンテンツのＴＳデータの再生を継続する。
　ステップＳＴ１０では、基準となっている再生装置４２の再生時刻から１フレーム以上進んでいるかどうかを判断する。１フレーム以上進んでいると判断した再生装置４２は、基準時刻と、自らの再生時刻から、進み時間を算出し、進み時間に相当するフレーム数を割り出し、５フレームに進み時間に相当するフレーム数を加算することで、バッファメモリ１２に蓄積すべきデータサイズを計算する（ＳＴ１１）。例えば進み時間が９０ｍｓｅｃ（３フレーム分）であった場合、ＴＳデータの終端に付加された１０フレームの内、前半の８フレーム分だけをバッファメモリ１２に蓄積し、ＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（８）以降のデータを破棄する。よって、現在再生中のＴＳデータの総再生時間は、本編＋８フレームとなり、最後の９フレームは本編最終のフレームが連続して表示されることになる。付加された前半８フレーム分を再生した後、引き続き次のコンテンツのＴＳデータの再生を継続する。
　ステップＳＴ１０で、進み時間が１フレーム以内と判断した再生装置４２は、ＴＳデータの終端に付加された１０フレームの内、５フレーム目までを再生し、ＳＰＮ＿ｆｏｒ＿ａｄｊｕｓｔ（５）以降のデータを破棄する（ＳＴ１２）。よって、現在再生中のＴＳデータの総再生時間は、本編＋５フレームとなり、最後の６フレームは本編最終のフレームが連続して表示されることになる。付加された前半５フレーム分を再生した後は、引き続き次のコンテンツのＴＳデータの再生を継続する。
　上記の場合、基準時刻から遅れた再生装置４２の、現在再生中のコンテンツの総再生時間は、基準となっている再生装置４２に対して、２フレーム分だけ短くなり、再生時刻が進んだ再生装置４２の、現在再生中のコンテンツの総再生時間は、基準となっている再生装置４２に対して、２フレーム分だけ長くなる。
　図１１は、コンテンツの切り替わり前後の、各再生装置４２の再生時刻の遷移を表した図である。上記のシーケンスに従って再生を行うと、基準時刻に対して、遅れている再生装置４２は、現在再生しているＴＳデータの総再生時間を、遅れた分だけ基準となっている再生装置４２より短くし、進んでいる再生装置４２は、現在再生しているＴＳデータの総再生時間を、遅れた分だけ基準となっている再生装置４２より長くすることで、次のコンテンツのＴＳデータの再生の開始タイミングを１フレーム以内の時間差以下にあわせることが可能となる。
　以上の様に、ＴＳデータの再生時刻を、各再生装置４２で高精度に調整可能とするために、付加された調整用のＴＳデータにはいくつかの制約条件が必要となる。図１２は一般的なＭＰＥＧのフレームの並びを示した図である。この場合、コンテンツサーバー４１からは、「Ｉ１」、「Ｐ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、…の順にデータが配信されるが、表示の順番は、「Ｉ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｐ１」、…となっている。図１２の様に、追加データが配列されている場合において、「Ｂ１」までを再生したい場合、データは「Ｉ１」、「Ｐ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」の４フレーム分をバッファメモリ１２に入力する必要がある。デコーダ１４では、「Ｉ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｐ１」の４フレームが再生されてしまうため、本来表示させたいフレーム数を２フレーム超えてしまう。
　同様に、「Ｂ２」まで表示させたい場合も、「Ｐ１」まで再生させたい場合も、「Ｉ１」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｐ１」の４フレームが再生されてしまう。このように、Ｂフレームが含まれるよう符号化すると、図１２に示す場合には最大２フレームの誤差が発生するため、同期精度が落ちてしまう。
　図１３は、フレーム単位で、１フレームの精度で同期をあわせるために考慮されたフレームの並びである。図１２との違いはＢフレームを使わずに符号化を行っている点である。このように符号化した場合、フレームの配列順と再生順とが一致している。このため、３フレーム分だけ再生したい場合は、「Ｉ１」、「Ｐ１」、「Ｐ２」の３フレーム分のデータをバッファメモリに蓄積し、以降のフレームを破棄すればよい。この様にＢフレームを使用しないことで、フレーム精度の同期調整が可能となる。但し、Ｂフレームを使わずに符号化した場合、符号化効率が下がるため、Ｂフレームを使った場合と同じ画質を確保するためには、データサイズが大きくなってしまう。これを回避するには、本編部分はＢフレームを使って符号化を行い、調整用のフレームについては、Ｂフレームを使わずに符号化を行う方法が望ましいが、本編と調整用のフレームとを別の規則で符号化することは、符号化が複雑になる問題点もある。よって、同期精度が求められるシステムに対して、調整用のフレームにＢフレームを使わずに符号化し、高い同期精度を求めない場合は、Ｂフレームを使用した符号化を行うとよい。
　以上、説明したように、終端に再生時刻の同期調整するためのフレームを追加されたＴＳデータを使い、基準となっている再生装置４２の再生時刻からの、相対的な再生時刻差情報から、バッファメモリに蓄積する追加された同期調整用のＴＳデータ量を調整することで、高精度に表示装置間の再生の同期を図ることが可能となる。
　なお、本実施の形態の説明では、再生時刻が全再生装置４２の再生時刻の平均値に近い再生装置４２の再生時刻を基準時刻に設定しているが、平均値に近い値である必要はなく、例えば、中央値としても良く、また最も再生時刻の進んだ再生装置４２を基準とし、最も再生時刻の進んだ再生装置４２には、追加された１０フレームすべてを再生させ、それ以外の再生装置４２には、基準となっている再生時刻との誤差の大きさに従って、追加再生するフレーム数を１０フレームから減らして再生させても、全く同じ効果が得られる。同様に、最も再生時刻の遅れた再生装置４２を基準とし、最も再生時刻の遅れた再生装置４２には、追加フレームは再生させず、それ以外の再生装置４２には、基準の再生時刻との誤差の大きさに従って、追加再生するフレームを増やして再生させることでも、全く同様の効果が得られる。
　本発明は、例えば自動車、列車、建物などにおいて複数の画面に表示を行なう表示装置に適用することができ、複数の表示装置間の再生時刻を高精度に同期させることができるという効果が得られる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、各再生装置４２間の再生時刻のばらつきが調整用に用意されたフレーム数以内に収まっている場合の調整方法について説明をおこなった。しかし、再生装置４２内でＣＰＵ２１に急な負荷がかったり、また電気的なノイズの影響で再生装置４２にリセットがかかってしまったりして、再生準備可能となる前に、コンテンツサーバー４１からのデータ配信が開始されてしまった場合、大幅に再生同期がずれてしまう場合がある。この場合、ずれ時間が、数秒間にもなるため、実施の形態１の調整方法で、同期がとれるまでに、数十分から数時間を要する場合がある。
　図１４は、このように大幅に再生時刻がずれてしまった時に、短時間に調整を行うために改良されたシーケンス図である。同図において、ステップＳＴ１８及びＳＴ１９は、コンテンツサーバー４１で行なわれる処理であり、その他のステップは、各再生装置４２で行なわれる処理である。
　まず、基準となっている再生装置４２の再生時刻に対して、実施の形態１で説明した調整方法で、同期化が可能な範囲内のずれ量かどうか（実施の形態１で説明した方法で調整が可能な範囲内かどうか）を判断する（ＳＴ１３）。
　同期化が可能な範囲内であると判断された場合は、ステップＳＴ１４へ進み、通常の調整（図１０を参照して説明した調整）を行う。ステップＳＴ１４での調整の詳細については、実施の形態１で詳細に説明を行ったので省略する。
　再生時刻のずれ量が、同期化が可能な範囲外であると判断されると、現在再生中のコンテンツの再生を中断し、バッファメモリ１２に蓄積されているすべてのデータをクリアする（ＳＴ１５）。
　再生を中断した再生装置４２は、現在再生中のコンテンツのＴＳデータの配信が完了し、次のコンテンツの先頭のＴＳパケットの先頭パケットが配信されるのを待つ（ＳＴ１６）。次のコンテンツの先頭のＴＳパケットを検出すると、ＣＰＵ２１は、データのバッファメモリ１２への蓄積を開始する（ＳＴ１７）。
　次に、コンテンツサーバー４１は、基準となっている再生装置４２に対して、次のコンテンツの先頭のフレームの再生が開始されたら、コンテンツサーバー４１に通知するよう指示し、基準となっている再生装置４２から、次のコンテンツの再生が開始されたことが、コンテンツサーバー４１に通知される（ＳＴ１８）と、コンテンツサーバー４１は、再生を中断した再生装置４２に対して、再生開始指示を出し（ＳＴ１９）、再生を中断した再生装置４２におけるコンテンツの再生が再開される。
　基準となっている再生装置４２から、コンテンツサーバー４１に再生開始が通知され、コンテンツサーバー４１から、再生を中断した再生装置４２に再生開始指示が伝わるまで、ネットワークによる遅延、ソフトウェアの処理時間による遅延、ビデオデコーダ１４に再生指示を出してから最初のフレームが表示されるまでの遅延があるため、この時点では、再生を中断した再生装置４２の再生時刻は、他の再生装置４２に対し数フレーム遅れた状態にある。しかし、この遅れは通常の同期を調整するシーケンスで調整可能な範囲内であるため、次回の調整シーケンスで同期を一致させることが可能である。
　以上説明したように、再生時刻が大幅にずれた再生装置４２に対しては、一旦再生を中断し、基準となっている再生装置４２が、次のコンテンツの先頭フレームを再生開始するタイミングで、再生を再開することで、次のコンテンツの調整で速やかに再生時刻の同期を図ることが可能となる。
　本発明は、例えば自動車、列車、建物などにおいて複数の画面に表示する表示装置に適用することができ、複数の表示装置間の再生時刻の同期を短時間に合わせることができるという効果が得られる。
　１０　再生部、　１１　データ受信部、　１２　バッファメモリ、　１３　デマルチプレクサ、　１４　ビデオデコーダ、　１５　オーディオデコーダ、　２１　ＣＰＵ（判別手段、再生制御手段）、　３１　外部表示装置、　４１　コンテンツサーバー、　４２　再生装置、　４３　ネットワーク。

Claims (14)

  1. 　ネットワークで接続されたコンテンツサーバーから、或いは蓄積メディアから、少なくともフレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報を含むシーケンスで構成され、かつタイムスタンプ情報を含むコンテンツを複数の映像情報再生装置で受信し、前記コンテンツを前記映像情報再生装置で復号し再生する映像情報再生方法であって、
    　複数の映像情報再生装置の中から、再生時刻の基準となる映像情報再生装置を決めて、それぞれの映像情報再生装置と、基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する検出ステップと、
    　基準となる映像情報再生装置から遅れている場合は、遅れ時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレーム数から減じ、基準となる映像情報再生装置から進んでいる場合は、進み時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレームに加算して、再生するフレーム数を調整する調整ステップと
    　を有することを特徴とする映像情報再生方法。
  2. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出するステップにおいて、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、平均値に最も近い再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項１に記載の映像情報再生方法。
  3. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出するステップにおいて、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、最も遅れた再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項１に記載の映像情報再生方法。
  4. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出するステップにおいて、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、最も進んだ再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項１に記載の映像情報再生方法。
  5. 　前記検出ステップで検出された再生時刻の誤差が、前記調整ステップによる調整により同期化が可能な範囲内のものかどうか判断する判断ステップと、
    　上記判断ステップで同期化が可能な範囲内のものではないと判断された場合、現在再生中のコンテンツの再生を中断し、バッファメモリに蓄積されているコンテンツのデータを破棄する破棄ステップと、
    　再生を中断した映像情報再生装置において、次のコンテンツを受信した時点より、コンテンツのデータをバッファメモリに蓄積する蓄積ステップと、
    　次のコンテンツを、基準となる映像情報再生装置が再生を開始したタイミングを、前記再生を中断した映像情報再生装置がコンテンツサーバーから通知を受け、その通知を受けたら、次のコンテンツの再生を開始する開始制御ステップと
    　をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の映像情報再生方法。
  6. 　前記フレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報がＭＰＥＧ２またはＨ．２６４で符号化されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の映像情報再生方法。
  7. 　ネットワークで接続されたコンテンツサーバーから、或いは蓄積メディアから、少なくともフレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報を含むシーケンスで構成され、かつタイムスタンプ情報を含むコンテンツを複数の映像情報再生装置で受信し、前記コンテンツを前記映像情報再生装置で復号し再生する映像情報再生システムであって、
    　複数の映像情報再生装置の中から、再生時刻の基準となる映像情報再生装置を決めて、それぞれの映像情報再生装置と、基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する手段と、
    　基準となる映像情報再生装置から遅れている場合は、遅れ時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレーム数から減じ、基準となる映像情報再生装置から進んでいる場合は、進み時間に応じて再生する符号化されたコンテンツのフレーム数を、基準となる映像情報再生装置が再生するフレームに加算して、再生するフレーム数を調整する手段と、
    　を有することを特徴とする映像情報再生システム。
  8. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する手段において、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、平均値に最も近い再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項７に記載の映像情報再生システム。
  9. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する手段において、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、最も遅れた再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項７に記載の映像情報再生システム。
  10. 　前記それぞれの映像情報再生装置と前記基準となる映像情報再生装置との間の再生時刻の誤差を検出する手段において、コンテンツサーバーが、各映像情報再生装置から通知される再生時刻を集計し、最も進んだ再生時刻の映像情報再生装置を基準とすることを特徴とする請求項７に記載の映像情報再生システム。
  11. 　前記検出手段で検出された再生時刻の誤差が、前記調整手段による調整により同期化が可能な範囲内のものかどうか判断する判断手段と、
    　上記判断手段で同期化が可能な範囲内のものではないと判断された場合、現在再生中のコンテンツの再生を中断し、バッファメモリに蓄積されているコンテンツのデータを破棄する破棄手段と、
    　再生を中断した映像情報再生装置において、次のコンテンツを受信した時点より、コンテンツのデータをバッファメモリに蓄積する蓄積手段と、
    　次のコンテンツを、基準となる映像情報再生装置が再生を開始したタイミングを、前記再生を中断した映像情報再生装置がコンテンツサーバーから通知を受けたら、次のコンテンツの再生を開始する開始制御手段と
    　をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の映像情報再生システム。
  12. 　前記フレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報がＭＰＥＧ２またはＨ．２６４で符号化されたものであることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の映像情報再生システム。
  13. 　ネットワークで接続されたコンテンツサーバーから配信される、或いは蓄積メディアから、少なくともフレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報を含むシーケンスで構成され、かつタイムスタンプ情報を含むコンテンツであって、
    　前記本編の最後のフレームと同じ内容の映像を表示するためのフレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報が、再生同期調整用のフレームとして、本編の最後のフレームの後に複数枚追加されている
    　ことを特徴とする映像情報コンテンツ。
  14. 　前記フレーム内符号化画像情報、及びフレーム間順方向予測符号化画像情報がＭＰＥＧ２またはＨ．２６４で符号化されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の映像情報コンテンツ。
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