JP4742836B2 - Receiver - Google Patents
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Description
本発明は、インターネットなどのIP(Internet Protocol)ネットワークを介して映像・音声などを含むデータストリームを受信、デコードし、テレビなどに表示するストリームデータ受信装置およびストリームデータ受信方法に関するものである。 The present invention relates to a stream data receiving apparatus and a stream data receiving method for receiving and decoding a data stream including video / audio via an IP (Internet Protocol) network such as the Internet and displaying the data stream on a television or the like.
近年、ビデオサーバなどの送信機からインターネットなどのIPネットワークを介して映像や音声を含むAVストリームを伝送し、受信機側でストリーミング再生を行う、いわゆるIPストリーミングが広がりつつある。従来は、PC(パーソナルコンピュータ)を受信機とするIPストリーミングの利用が主流であったが、更にIPストリーミングの利用者を増やすためには、テレビなどの家電製品を受信機としたIPストリーミングの利用を実現する必要がある。 In recent years, so-called IP streaming, in which an AV stream including video and audio is transmitted from a transmitter such as a video server via an IP network such as the Internet and streaming reproduction is performed on the receiver side, is spreading. Conventionally, the use of IP streaming with a PC (personal computer) as a receiver has been the mainstream, but in order to increase the number of IP streaming users, the use of IP streaming with a home appliance such as a television as a receiver It is necessary to realize.
このように、家電製品を受信機としたIPストリーミングの利用者を増やすためには、受信装置において受信したAVストリームを一時的に蓄積するバッファ・メモリをできるだけ容量の少ないものに抑え、家電製品の単価をできるだけ低く抑える必要がある。また、AVストリームの受信開始から表示されるまでの時間を短くするためにも、できるだけ、バッファ内に蓄積されるデータ量を小さくすることが必要である。バッファ・メモリの容量を少なく抑えるためには、送信機がAVストリームを送信する送信速度と、受信機がAVストリームをデコード処理する速度を同期させ、バッファ・メモリに蓄積されるAVストリームの量を低く抑えることが必要になる。このような速度の同期のためには、受信したAVストリームをもとに、受信機側で送信機のAVストリームの送信タイミングを回復し、受信機側のデコード処理のタイミングをこれに同期させる技術が必要となる。 In this way, in order to increase the number of IP streaming users who use home appliances as receivers, the buffer memory for temporarily storing AV streams received by the receiving device is limited to the one with as little capacity as possible. It is necessary to keep the unit price as low as possible. Also, in order to shorten the time from the start of AV stream reception until it is displayed, it is necessary to reduce the amount of data stored in the buffer as much as possible. In order to reduce the capacity of the buffer memory, the transmission speed at which the transmitter transmits the AV stream and the speed at which the receiver decodes the AV stream are synchronized, and the amount of AV stream stored in the buffer memory is reduced. It is necessary to keep it low. In order to synchronize such speed, a technique for recovering the transmission timing of the AV stream of the transmitter on the receiver side based on the received AV stream and synchronizing the timing of the decoding process on the receiver side with this. Is required.
ところが、IPネットワークを介したAVストリームの伝送においては、ビデオサーバ等、送信機側の送出特性(バースト特性)や、IPネットワークの伝送特性(伝送遅延揺らぎ)によって、受信機に到着するデータレートは大きく揺らぐ。そのような条件下であっても受信機側で安定したタイミング回復を行うには、受信機のタイミング回復回路(通常PLL等で構成される)の時定数をきわめて大きくする必要があり、同回路が安定するまでに長時間を要する可能性がある。結果、受信機のタイミング回復までに長時間を要する可能性があった。 However, in the transmission of an AV stream via an IP network, the data rate arriving at the receiver depends on transmission characteristics (burst characteristics) on the transmitter side, such as a video server, and transmission characteristics (transmission delay fluctuation) of the IP network. Shake greatly. In order to perform stable timing recovery on the receiver side even under such conditions, it is necessary to extremely increase the time constant of the timing recovery circuit of the receiver (usually composed of a PLL or the like). It may take a long time to stabilize. As a result, it may take a long time to recover the timing of the receiver.
受信機のタイミング回復までの時間を短くする技術として、例えば、デジタルテレビ放送受信機に関し、タイミング回復回路が安定した時点のVCOの制御電圧を記憶しておき、次回のストリーム受信時には、記憶しておいた制御電圧を初期オフセットとして与えることで、タイミング回復回路が安定するまでの時間を短くする技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 As a technique for shortening the time until the timing recovery of the receiver, for example, with respect to a digital television broadcast receiver, the control voltage of the VCO at the time when the timing recovery circuit is stabilized is stored and stored at the next stream reception. There has been proposed a technique for shortening the time until the timing recovery circuit is stabilized by applying the control voltage as an initial offset (see, for example, Patent Document 1).
この技術はIPネットワークを介しない従来のデジタル放送において有効である。一般に、衛星デジタル放送や地上デジタル放送の送信設備は、高い周波数精度を要求されるため、非常に高精度のクロック源を用いる。そのため、放送局間の周波数誤差は小さい。従って、受信機が前回とは異なるチャンネルのAVストリームを受信する場合でも、VCOの制御電圧は前回に近い値になる可能性が高い。 This technique is effective in conventional digital broadcasting not via an IP network. In general, transmission facilities for satellite digital broadcasting and terrestrial digital broadcasting are required to have high frequency accuracy, and therefore use a very high-accuracy clock source. Therefore, the frequency error between broadcasting stations is small. Therefore, even when the receiver receives an AV stream of a channel different from the previous time, the control voltage of the VCO is likely to be a value close to the previous value.
しかし、IPネットワークを介したIPストリーミングで用いられるビデオサーバなどでは、放送設備ほどの周波数精度を要求されないため、高精度のクロックを用いるとは限らない。(例えば、PCベースのビデオサーバでは、比較的要求精度の低い、CPUの動作クロックをそのまま時間計測に用いる場合もある。)その結果、ビデオサーバ間の誤差が大きくなり、受信機が前回と異なるビデオサーバからAVストリームを受信する場合、前回と同じVCOの制御電圧を用いても、タイミング回復回路が安定するまでの時間を短くする効果が得られない可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、IPネットワークを介したIPストリーミングのように、AVストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも、受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くする技術を提供することを目的としている。 The present invention is for solving the above-described problem, and even when there is a large error between AV stream transmission sources as in IP streaming over an IP network, the time until the timing of the received stream at the receiver is recovered. The purpose is to provide technology for shortening.
上記課題を解決するために、本発明にかかるビデオサーバは、圧縮されたストリームデータを蓄積する蓄積手段と、参照している同期信号を特定する同期基準情報を記憶する記憶手段と、前記蓄積手段から読み出したストリームデータおよび前記記憶手段から読み出した同期基準情報をネットワークを介して受信装置に送信する送信手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a video server according to the present invention includes a storage unit that stores compressed stream data, a storage unit that stores synchronization reference information that identifies a synchronization signal being referred to, and the storage unit. Transmission means for transmitting the stream data read from the storage means and the synchronization reference information read from the storage means to the receiving apparatus via a network.
また、本発明にかかる受信装置は、ストリームデータおよび同期基準情報を受信する受信手段と、受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、前記バッファ手段から前記デコード手段へ出力されるストリームデータを制御する制御手段と、受信したストリームデータのビットレート値と前記制御手段が出力するストリームデータのビットレート値の比率を示す制御パラメータと前記同期基準情報を関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段を備えた受信装置であって、前記制御手段は前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されているときは対応する制御パラメータに従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていないときは受信したストリームデータのビットレート値に従ってストリームデータの出力ビットレート値を制御することを特徴とする。 The receiving apparatus according to the present invention includes a receiving means for receiving stream data and synchronization reference information, a receiving buffer means for temporarily storing the received stream data, and a stream output from the buffer means to the decoding means. Control means for controlling data; storage means for associating and storing the synchronization reference information and a control parameter indicating a ratio between a bit rate value of received stream data and a bit rate value of stream data output by the control means; A receiving device including a decoding unit that decodes stream data received from the control unit and outputs the decoded data to a display unit, wherein the control unit controls the corresponding control parameter when the synchronization reference information is stored in the storage unit. Control the output bit rate value of the stream data according to When not stored quasi information in the storage means and controls the output bit rate value of the stream data according to the bit rate value of the stream data received.
これにより、IPネットワークを介したIPストリーミングのように、AVストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となる。 As a result, even when the error between the AV stream transmission sources is large as in IP streaming via the IP network, it is possible to shorten the time until the timing of the received stream at the receiver is recovered.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第一の実施の形態においてストリーム送信装置であるビデオサーバ22及びストリーム受信装置21を含むシステムの構成を示した図である。22はストリーム送信装置であるビデオサーバ、21はストリーム受信装置、23はNTPサーバ、24はIPネットワークである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system including a
ビデオサーバ22は、AVストリームをできるだけ正確なレートで送信するために、外部の同期基準を参照することができる。本例では、同期基準としてNTP(Network Time Protocol)サーバを用いている。NTPサーバ23は非常に高精度の時計を有しており、IPネットワーク24上の機器は、NTPプロトコルを用いて、NTPサーバ23から正確な時刻を参照することができる。
The
図1のビデオーサーバ22において、501はパケット送受信部、502はストリーム多重部、503はストリーム読出し部、504はストリーム蓄積部、506は同期基準情報テーブル、507は時刻管理部、508は時刻情報取得部である。同期基準情報テーブル506には、ビデオサーバ22が参照する同期基準を示す同期基準情報(本例の場合はNTPサーバ23のIPアドレス)があらかじめ記憶されている。また、ストリーム蓄積部504には、あらかじめ、AVストリームが必要な本数だけ蓄積されている。
In the
ビデオサーバ22において、時刻情報取得部508は同期基準情報テーブル506から同期基準情報であるNTPサーバ23のIPアドレスを読出し、そのIPアドレスにより指定されたNTPサーバ23から、NTPプロトコルを用いて定期的に時刻情報を取得し、時刻管理部507に通知する。時刻管理部507は、NTPプロトコルの通信揺らぎによる誤差の影響を避けるため、得られた時刻情報を時間方向に平滑化し、内部の時計をNTPサーバ23に同期させる。ストリーム読出し部503は、時刻管理部507の時計が示す時刻に従って、ストリーム蓄積部504からAVストリームを、個々のAVストリーム固有のレート(Rsrvとする)で読み出す。一方、ストリーム多重部502は、同期基準情報テーブル506から同期基準情報を読出し、ストリーム読出し部503が読み出したAVストリームに多重する。例えば、AVストリームのフォーマットがMPEG2 Transport Stream(以下、MPEG2−TSと記す。)の場合、同期基準情報をMPEG2−TS準拠のセクション形式のテーブルに記載し、TSパケットに変換し、AVストリームに多重する。
In the
ストリーム多重部502で多重されたAVストリームは、パケット送受信部501でIPパケットの形式に変換され、IPネットワーク24を介してストリーム受信装置21に送信される。
The AV stream multiplexed by the
図2は、図1と同じシステムにおいて、本発明装置のストリーム受信装置21の構成を詳しく示した図である。21は受信機であるストリーム受信装置、101はパケット受信部、102は受信バッファ、103は出力制御部、105は出力レート計算部、107は同期基準情報テーブルである。110はAVストリームを復号するAVデコーダ、111はAVデコーダ110で復号した映像や音声を表示するディスプレイ等の表示部である。
FIG. 2 is a diagram showing in detail the configuration of the
まず、図2における受信装置の動作の概要を示す。ストリーム受信装置21のパケット受信部101は、ビデオサーバ22から送信されたAVストリームを受信する。受信バッファ102はパケット受信部101が受信したAVストリームを一時的に蓄積し、出力制御部103の制御に従ってAVデコーダ110にAVストリームを送信する。出力レート計算部105は、受信バッファ102内の滞留データ量を監視することにより、出力すべきレートを計算し、出力制御部103に通知する。
First, an outline of the operation of the receiving apparatus in FIG. 2 is shown. The
出力制御部103は、出力レート計算部105から入手した出力レート値に応じたレートで、受信バッファ102からAVストリームを読み出し、AVデコーダ110に送信する。AVデコーダ110は、AVストリームのタイムスタンプ(MPEG2−TSの場合はPCR)を監視するPLL回路を内蔵しており、デコードクロック発信器120を出力制御部103から入力されたレートに同期させることにより、入力レートに応じた速度でAVストリームを復号処理する。表示部111はAVデコーダ110で復号した映像や音声を画面上に表示する
以下、図3のフローチャートを用いて、詳細な手順を説明する。
The
(1)ビデオサーバ22から通知された同期基準情報が同期基準情報テーブル107に登録されていない場合:
ストリーム受信装置21における出力レート計算部105は、まず、ビデオサーバ22に対して、希望するAVストリームを受信するために必要な情報とともに、ビットレート値Rsrvを、RTSP(Real Time Streaming Protocol)プロトコルを使って取得する。次に、ストリーム受信装置21は、同じくRTSPプロトコルによって、ビデオサーバ22にAVストリームの送信を要求すると、ビデオサーバ22はストリーム受信装置21に向けて、AVストリームの送信を開始する。
(1) When the synchronization reference information notified from the
First, the output
ストリーム受信装置21はAVストリームをパケット受信部101で受信し、受信バッファ102に蓄積する。その際、ストリーム分離部106は、受信したAVストリームから同期基準情報、すなわち、ビデオサーバ22が同期基準として参照しているNTPサーバ23のアドレス(IPアドレス)を取得する(ステップS1)。
The
続いて出力レート計算部105は、ビデオサーバ22から取得したNTPサーバ23のアドレスが同期基準情報テーブル107に登録されているかどうかを検索する(ステップS2)。
Subsequently, the output
同期基準情報テーブル107には、同期基準情報と出力制御部103の出力を制御するための制御パラメータ(詳細は後述する。)が関連付けて記憶されている。図4(a)は、同期基準情報テーブル107の記憶内容の一例を示した図である。
The synchronization reference information table 107 stores synchronization reference information and control parameters (details will be described later) for controlling the output of the
検索の結果、同期基準情報テーブル107にビデオサーバ22から取得したNTPサーバ23のアドレスが登録されていない場合は、ビデオサーバ22から取得したビットレートRsrvの値を、出力制御部103に初期ビットレートとして設定する(ステップS3)。
As a result of the search, if the address of the
出力制御部103は、出力レート計算部105によって指定されたビットレート値に応じた速度で、AVストリームを受信バッファ102から読み出し、AVデコーダ110に対して出力する(ステップS4)。
The
図6は、出力制御部103とAVデコーダ110のインタフェースの詳細を示した図である。両者の間は、インタフェースクロック、データイネーブル、AVストリームデータの3種類の信号で接続される。出力制御部103は、AVストリームの出力レートの制御を安定して行うために、インタフェースクロックを一定とし、データイネーブルの数を増減させることによって行う。データイネーブルの数を制御する周期をN(クロック)とした場合、出力インタフェースの最大レートをRmaxとすると、出力制御部103は、
(数1)
R=Rmax(n/N)
が所望の出力レートに最も近くなるようなnを求め、Nクロックの間にnクロック分だけイネーブル信号をHighとするような制御を行う。なお、ここで、Rmaxはインタフェースクロックの周波数から求められる値で、例えば出力制御部103の出力が8ビットパラレルのインタフェースの場合、Rmaxはインタフェースクロックの周波数の8倍である。
FIG. 6 is a diagram showing details of an interface between the
(Equation 1)
R = Rmax (n / N)
Is determined so as to be closest to the desired output rate, and control is performed so that the enable signal is set high for n clocks during N clocks. Here, Rmax is a value obtained from the frequency of the interface clock. For example, when the output of the
このような方式を用いない場合は、例えばVCO(電圧制御型可変周波数発信器)を用いて出力レートを直接制御する方式も可能である。その場合は、あらかじめ、VCOの制御電圧と出力周波数の関係を求めておけば、制御電圧を制御することにより所望のレートRを得ることができる。但し、VCOを使った方法の場合、VCOは温度等の周囲環境の変化等による発信周波数の誤差が大きいため、同じ制御電圧を与えた場合でも、時間によって発信周波数が変わる可能性がある。IPネットワーク24を用いたストリーミングの場合は上述のようにタイミング回復に時間がかかるため、少しの周波数誤差でも、余計に時間がかかってしまう可能性がある。図6に示した方式では、固定周波数の発信器104はVCOよりも周波数安定性が高いため、このような問題が少ない。
When such a method is not used, a method of directly controlling the output rate using, for example, a VCO (Voltage Control Type Variable Frequency Oscillator) is also possible. In that case, if the relationship between the control voltage of the VCO and the output frequency is obtained in advance, a desired rate R can be obtained by controlling the control voltage. However, in the case of the method using the VCO, since the VCO has a large error in the transmission frequency due to changes in ambient environment such as temperature, the transmission frequency may change with time even when the same control voltage is applied. In the case of streaming using the
なお、数式1で得られるレートは必ずしも所望の値と一致しない場合があるが、この場合もNを十分に長くすることにより、両者の誤差を十分小さくすることができる。
Note that the rate obtained by
次に、ビデオサーバ22の送信レートと、受信機のデコードレートを同期させるしくみについて、図5を用いて説明する。
Next, a mechanism for synchronizing the transmission rate of the
図5(a)に示すように、受信バッファ102の入力レート及び出力レートをそれぞれ、Rin、Routとする。ステップS4において、ストリーム受信装置21の出力制御部103は、発信器104の発振周波数から得られるRmaxを基準としたときのRsrvというレートで受信バッファ102からAVストリームを読み出す。一方、ビデオサーバ22は、自身の時刻管理部507の時計を基準としたときのRsrvというレートでAVストリームを送信する。前者はRoutに等しく、後者はRinに等しい。ビデオサーバ22の時計とストリーム受信装置21の発信器104の出力は必ずしも同期していないため、RinとRoutの間には誤差が生じる。このレート差によって、受信バッファ102内の滞留データの量は時間とともに徐々に増加、或いは減少し、そのまま放っておくと、いずれは受信バッファ102がオーバーフロー或いはアンダーフローし、AVデコーダ110に入力されるデータの一部が欠落することにより、表示部111に表示される映像・音声に乱れが生じる恐れがある。そこで、出力レート計算部105は、受信バッファ102内の滞留データ量の変化を監視することにより、次のような手順により、出力制御部103が読み出すレート(=Rout)を、Rinに一致させるよう、微調整を行う(ステップS5)。
As shown in FIG. 5A, the input rate and output rate of the
図5(b)は受信バッファ102内の滞留データ量の変化、同図(c)は出力制御部103の出力レートの変化の一例である。同図(b)に示すように、観測時間をTとし、その間の滞留データ量の変化をDとした場合、受信バッファ102に入力されるレートRinと出力するレートRoutの差Rdifは、
(数2)
Rdif=Rin−Rout=D/T
で表される。従って、出力制御部103の出力レートRoutをRdifだけ変化させることにより、Rinに近づけることができる。つまり、滞留データ量が増加傾向にあれば(すなわちDの符号が正の場合。)出力制御部103の出力レートを増加させ、滞留データ量が減少傾向にあれば(すなわちDの符号が負の場合。)出力レートを減少させる制御を行う。実際には、DやTの測定誤差により、一回の制御でRoutがRinと一致することはまれであるが、この制御を繰り返すことにより、両者を徐々に一致させることができる。前述の通り、AVデコーダ110は、入力されたAVストリームのタイムスタンプ(MPEG2−TSの場合はPCR)を監視するPLL回路を内蔵しており、デコードクロック発信器120の発振周波数を入力ストリームのレートに同期させることにより、入力レートに応じた速度でAVストリームを復号処理する。以上のようなしくみにより、ストリーム受信装置21のデコードレートをビデオサーバ22の送信レートと同期させることができる。すなわち、Routは徐々にある特定のレートRout0に収束する。ここで、Rout0は、ストリーム受信装置21の基準時計(この例では発信器104の発振周波数)を基準としたときのAVストリームのレートを表している。一方、Rsrvはビデオサーバ22の基準時計(この例では同期基準として参照するNTPサーバ23の時計)を基準としたときのAVストリームのレートである。これらの動作周波数は必ずしも一致していないが、それぞれは常にほぼ一定と考えて良いので、受信機が別のAVストリームを受信する場合でも、ビデオサーバ22が参照する同期基準が同じであれば、RsrvとRout0の比は、ほぼ一定の値になる。そこで、ストリーム受信装置21がAVストリームの受信を終了するときに、終了直前の出力制御部103の出力レートRout0と、最初にビデオサーバ22から取得したレートRsrvの比、
(数3)
Rratio=Rout0/Rsrv
で表されるRratioを制御パラメータとして、NTPサーバ23のアドレスと対応づけて同期基準情報テーブル107に記憶する(ステップS6)。
FIG. 5B shows an example of a change in the amount of retained data in the
(Equation 2)
Rdif = Rin−Rout = D / T
It is represented by Therefore, by changing the output rate Rout of the
(Equation 3)
Ratio = Rout0 / Rsrv
Is stored in the synchronization reference information table 107 in association with the address of the
(2)ビデオサーバ22から通知された同期基準情報が同期基準情報テーブル107に登録されている場合:
次に、上述のステップS2において、NTPサーバ23のアドレスが同期基準情報テーブル107に登録されていた場合の動作を説明する。
(2) When the synchronization reference information notified from the
Next, an operation when the address of the
この場合、取得したNTPサーバ23のアドレスと対応付けられている制御パラメータであるRratioを同期基準情報テーブル107から読出し、ビデオサーバ22から取得したAVストリームのビットレート値Rsrvに対して、
(数4)
Rdec=Rsrv×Rratio
で得られたRdec値を初期レートとして出力制御部103に設定する(ステップS7)。以下、ステップS4からステップS6と同様に動作する。
In this case, the ratio, which is the control parameter associated with the acquired address of the
(Equation 4)
Rdec = Rsrv × Ratio
Is set in the
以上のような手順により、ストリーム受信装置21は、ビデオサーバ22とストリーム受信装置21の同期が取れていない場合であっても、受信したAVストリームの受信したストリームデータのビットレートに正確に合致した出力を実現することが可能となる。また、ビデオサーバ22が同期基準として参照している信号源の情報を取得し、信号源に関連した制御情報を既に記憶している場合は、初期出力レートを記憶したパラメータに従って制御することで、受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となる。すなわち、異なるビデオサーバ22からのストリームを受信する場合であっても、同一のNTPサーバ23に同期している場合は、数式3におけるRratioの値はほぼ一定であることが期待できるため、数式4で求めたRdecを出力制御部103の初期レートとして用いることにより、出力制御部103の出力レートを短い時間で収束させることができる。
Through the above procedure, the
なお、本実施の形態では、各要素がストリーム受信装置21の内部に備わっている場合を例示したが、これらの要素のうち一部がストリーム受信装置21の外部に備わっていてもよい。例えば、AVデコーダ110や表示部111、同期基準情報テーブル107は、ストリーム受信装置21の外部に備わっていてもよい。また、これらの要素のうち一部または全部が一体となった構成であってもよい。例えば、出力制御部103が出力レート計算部105の機能を有していてもよいし、同期基準情報を記憶していてもよい。
In the present embodiment, the case where each element is provided inside the
(実施の形態2)
図7は本発明の第二の実施の形態の受信装置の構成を示した図である。図7において、203は出力制御部であるが、第一の実施の形態の出力制御部103とは、AVストリームの出力タイミングの制御方法が異なる。205はカウント速度計算部、208はカウンタである。それ以外は第一の実施の形態の場合と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7,
本実施の形態では、図8に示すように、ビデオサーバ22からAVストリームを送信する際に、AVストリームを構成するパケット(AVパケット)に、各AVパケットをAVデコーダ110に入力すべき時刻情報が付与される。例えば、MPEG2−TSの場合は、27MHz精度の時刻情報が、AVパケットであるTSパケット毎に挿入される。カウンタ208は27MHzのクロックでカウントアップし、出力制御部203は、受信バッファ102の先頭にあるAVパケットの時刻情報とカウンタ208のカウント値が一致したタイミングでAVデコーダ110にそのパケットを出力する。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, when transmitting an AV stream from the
但し、ビデオサーバ22が付与する時刻情報用のカウンタの速度と、ストリーム受信装置21のカウンタ208の速度は、必ずしも一致しているわけではないため、両者の誤差により、受信バッファ102の滞留データ量が徐々に上昇または減少する。そこで、カウント速度計算部205は、受信バッファ102の滞留データ量の変化によってカウンタ208の動作クロックを調整する。すなわち、観測時間Tにおける受信バッファ102内の滞留データ量の変化をDとすると、受信バッファ102の入出力レートの差Rdifは数式2で表される通りであるが、それをカウンタ208の動作クロックの誤差に変換すると、
(数5)
Rdif’=(D/T)×(Rcnt/Rsrv)
となる。ここで、Rcntはカウンタ208の動作クロックの中心周波数であり、本実施の形態では27MHzである。すなわち、カウンタ208の動作クロックをRdif’だけ変化させることにより、受信バッファ102の出力レートを、受信レートに近づけることができる。
However, since the speed of the counter for time information provided by the
(Equation 5)
Rdif ′ = (D / T) × (Rcnt / Rsrv)
It becomes. Here, Rcnt is the center frequency of the operation clock of the
この制御を繰り返すことにより、カウンタ208の動作速度は、徐々に一定の値Rcnt0に収束する。この値は、ビデオサーバ22が参照する同期基準が同じであれば、別のAVストリームを受信する場合でも変わらないと考えられる。そこで、ステップS6において、ストリーム終了直前のカウンタ208の動作速度Rcnt0を制御パラメータとして、AVストリームの同期基準情報と関連付けて同期基準情報テーブル107に記憶する。次にAVストリームの受信を開始する場合は、ステップS7において、記憶しておいた制御パラメータRcnt0をカウンタ208の動作周波数の初期値として用いることにより、第一の実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。図4(b)に、同期基準情報テーブル107の記憶内容の一例を示す。
By repeating this control, the operation speed of the
なお、上記実施の形態2では、カウンタ208のクロック周波数を制御することでカウンタ208の動作速度を調整するとしたが、図6の出力制御回路におけるレート調整のしくみと同様に、クロック周波数を固定とし、イネーブル信号の制御によってカウンタ208の動作速度を調整することも可能である。
In the second embodiment, the operation speed of the
(実施の形態3)
図9は、本発明の第三の実施例の受信装置の構成を示した図である。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the receiving apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図9において、305はデコードレート計算部である。310はAVデコーダであるが、第1及び第2の実施の形態の場合と異なり、デコードに必要なデータを受信バッファ102から、AVデコーダ310が主体的に読み出す。320はAVデコーダ310のデコードクロックを生成するデコードクロック発信器であるが、入力レートに応じて発振周波数を調整する機構は持っておらず、デコードレート計算部305の出力に応じて発振周波数を変化させる。その他は、第一の実施の形態の場合と同様である。
In FIG. 9,
本実施の形態において、デコードレート計算部305は、受信バッファ102におけるAVストリームの蓄積量の変化をもとに、デコードクロック発振器320の速度を調整することにより、AVデコーダ310のデコードレートを調整し、結果として、AVデコーダ310が出力する映像・音声のレートを調整する。すなわち、観測時間Tにおける受信バッファ102内の滞留データ量の変化をDとすると、受信バッファ102の入出力レートの差Rdifは数式2で表される通りであるが、それをデコードクロック発振器320の周波数の誤差に変換すると、
(数6)
Rdif’’=(D/T)×(Rsys/Rsrv)
となる。ここで、Rsysはデコードクロック発振器320が生成するデコードクロックの中心周波数であり、MPEG2の場合は27MHzである。すなわち、デコードクロック発振器320の速度をRdif’’だけ変化させることにより、AVデコーダ110のデコードレートを、受信レートに近づけることができる。この制御を繰り返すことにより、デコードクロック発振器320の周波数は、徐々に一定の値Rsys0に収束する。この値は、ビデオサーバ22が参照する同期基準が同じであれば、別のAVストリームを受信する場合でも変わらないと考えられる。そこで、ステップS6において、ストリーム終了直前のデコードクロック発振器320の周波数Rsys0を制御パラメータとしてAVストリームの同期基準情報と関連付けて同期基準情報テーブル107に記憶する。次にAVストリームの受信を開始する場合は、ステップS7において、記憶しておいた制御パラメータRsys0をデコードクロック発振器320の動作周波数の初期値として用いることにより、第一の実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。図4(c)に、同期基準情報テーブル107の記憶内容の一例を示す。
In the present embodiment, the decode
(Equation 6)
Rdif ″ = (D / T) × (Rsys / Rsrv)
It becomes. Here, Rsys is the center frequency of the decode clock generated by the
なお、上記実施の形態3では、デコードレート計算部305はAVデコーダ310のデコードクロック発振器320を制御することでAVデコーダ310が出力する映像・音声のレートを調整するとしたが、デコードレート計算部305がAVデコーダ310の出力クロックを制御することで映像・音声の出力レートを制御し、AVデコーダ310は出力レートに従ってデコードするという構成とすることも可能である。
In the third embodiment, the decode
なお、以上述べたそれぞれの実施の形態では、ビデオサーバ22から受信装置に同期基準情報を伝える方法として、MPEG2のセクション形式でAVストリームに多重する形態について述べたが、他の形式で多重することも可能である。また、同期基準情報をAVストリームに多重する以外の方法で受信装置に伝える方法も可能であり、例えば、受信装置からビデオサーバ22を制御するために用いられるRTSPプロトコルの通信の中で、SDPに記述して送ることも可能である。また、ビデオサーバ22とは別の番組表サーバから、番組を予約する際にあらかじめ取得したり、或いは、デジタルテレビ放送のデータ放送によってあらかじめ配布しておくことも可能である。
In each of the embodiments described above, as a method for transmitting the synchronization reference information from the
また、同期基準情報としてNTPサーバ23のアドレスを用いる場合を示したが、同期基準として信頼できる精度のものであれば、他のサーバのアドレスを用いることも可能である。また、同期基準情報としては、IPアドレスのほか、ドメイン名、URL等、同期基準として参照しているサーバや機器等を特定できるものであれば、どのようなものであってもよい。
Further, although the case where the address of the
また、同期基準として、必ずしもNTPサーバ23のような絶対時刻の情報を持ったものを使用する必要はなく、例えば、ISDNの基準クロックや、デジタルテレビ(あるいはラジオ)放送の特定のチャンネルの伝送クロック、GPSの電波などを利用することも可能である。この場合は、同期基準情報としては、これらの信号を特定するための情報を記述すればよい。
As the synchronization reference, it is not always necessary to use an
さらに、ビデオサーバ22が特に外部の同期基準を指定しない場合は、ビデオサーバ22自身を同期基準ととらえ、同期基準情報テーブル107には、ビデオサーバ22のアドレスとRratioを対応付けて記憶しておくことも可能である。
Further, when the
本発明にかかるストリームデータの受信装置および受信方法は、IPネットワークを介したIPストリーミングのように、AVストリームの送信源間の誤差が大きい場合でも受信機における受信ストリームのタイミング回復までの時間を短くすることが可能となるものであって、IPネットワークを介したストリームデータ受信装置およびストリームデータ受信方法等として有用である。 The apparatus and method for receiving stream data according to the present invention shortens the time until the timing recovery of the received stream in the receiver even when the error between the AV stream transmission sources is large, as in IP streaming over an IP network. This is useful as a stream data receiving apparatus and a stream data receiving method via an IP network.
21 ストリーム受信装置
22 ビデオサーバ
23 NTPサーバ
24 IPネットワーク
101 パケット受信部
102 受信バッファ
103、203 出力制御部
104 発信器
105 出力レート計算部
106 ストリーム分離部
107、506 同期基準情報テーブル
110、310 AVデコーダ
111 表示部
120、320 デコードクロック発信器
205 カウント速度計算部
208 カウンタ
305 デコードレート計算部
501 パケット送受信部
502 ストリーム多重部
503 ストリーム読出し部
504 ストリーム蓄積部
507 時刻管理部
508 時刻情報取得部
21
Claims (12)
前記受信手段が受信したストリームデータを一時的に蓄積する受信バッファ手段と、
前記受信手段が受信したストリームデータのビットレート値と後述する出力制御手段が出力するストリームデータの出力ビットレート値との比率を示す制御パラメータを計算する出力レート計算手段と、
前記同期基準情報と前記制御パラメータとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されている場合は前記同期基準情報に対応する制御パラメータ及び前記受信手段が受信したストリームデータのビットレート値に基づいて出力ビットレート値を設定し、前記同期基準情報が前記記憶手段に記憶されていない場合は前記受信手段が受信したストリームデータのビットレート値に基づいて出力ビットレート値を設定し、前記受信バッファ手段からデコード手段へ出力されるストリームデータを制御する出力制御手段と、
前記出力制御手段から受取ったストリームデータをデコードし、表示部に出力するデコード手段と、
を有する受信装置。 Receiving means for receiving stream data and synchronization reference information from a video server;
Receiving buffer means for temporarily storing stream data received by the receiving means;
An output rate calculating means for calculating a control parameter indicating a ratio between a bit rate value of the stream data received by the receiving means and an output bit rate value of the stream data output by the output control means described later;
Storage means for storing the synchronization reference information and the control parameter in association with each other;
When the synchronization reference information is stored in the storage means, an output bit rate value is set based on a control parameter corresponding to the synchronization reference information and a bit rate value of stream data received by the reception means, and the synchronization When the reference information is not stored in the storage means, the output bit rate value is set based on the bit rate value of the stream data received by the receiving means, and the stream data output from the reception buffer means to the decoding means Output control means for controlling;
Decoding means for decoding the stream data received from the output control means and outputting to the display unit;
A receiving apparatus.
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