(57)【要約】【課題】ＴＳパケットのデータ伝送レートが大きく変更されても、安定してデータ受信装置からパケットデータを送出することができるデータ受信装置及び方法を提供する。【解決手段】データ受信装置２００は、記憶部１０、記憶状態検出部４０、比較部３１、タイマ３２、及び制御部３３を有する。記憶部１０は、時刻情報を含むパケットデータを記憶する。記憶状態検出部４０は、記憶部１０のデータ残量を検出し、その変化に基づいて、伝送データが急激に変化したことを検出し、タイマ３２は、その更新値にオフセット値を加減算するクロック揺らぎ補正制御を中断し、通常のカウントアップを行い、その出力値を比較部３１において時刻情報と比較し、時刻情報がタイマ出力値以上であれば制御信号を制御部３３に出力し、制御部３３が発生するデータ読み出しタイミング信号により、記憶部１０からパケットデータを読み出す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ送信装置からネットワークを介して送られてきた、時刻情報を含むパケットデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部のデータ残量を検出する記憶状態検出部と、
内部時刻を計測するタイマと、
制御部と
を有するデータ受信装置において、
前記タイマは、その更新値にオフセット値を加減算することによって、前記データ送信装置と前記データ受信装置の間の基準時刻の偏差を補正し、
前記制御部は、前記記憶状態検出部が検出するデータ残量の変化を抽出し、前記変化が所定の閾値より大きくなり、且つ、前記変化が単調変化である場合には、前記タイマの更新値は変更することなく、前記タイマが計測する内部時刻を用いて、前記記憶部から前記データを読み出すタイミングを与えるデータ読み出しタイミング信号を生成する
ことを特徴とするデータ受信装置。
【請求項２】
前記記憶部から読み出された前記データを、前記時刻情報と、前記時刻情報以外の前記パケットデータ本体部分とに分離する時刻情報分離部と、
前記タイマが計測する内部時刻と、前記時刻情報分離部によって分離された前記時刻情報が示す時刻とを比較する比較部と
をさらに有し、
前記制御部は、前記比較部における比較の結果が、前記タイマが計測する内部時刻が前記時刻情報の示す時刻以上である場合に、前記データ読み出しタイミング生成部は、前記データ読み出しタイミング信号を生成して、前記記憶部から前記データを読み出させる
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項３】
前記記憶部は、複数のラインで区画されているメモリであり、
前記記憶状態検出部は、データの書き込み処理が行われた前記メモリのラインに対応するアドレスと、データの読み出し処理が行われた前記メモリのラインに対応するアドレスとに基づいて、前記データ残量を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項４】
前記記憶状態検出部は、前記記憶部に対する、１つのパケットデータ分のデータの書き込み処理が行われた回数と、前記記憶部に対する、１つのパケットデータ分のデータの読み出し処理が行われた回数とに基づいて、前記データ残量を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項５】
前記記憶状態検出部は、前記データ残量の変化から定まる平均値に対する、前記データ残量の変化の大きさに応じて、前記所定の閾値を設定する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項６】
データ送信装置からネットワークを介してデータ受信装置に送られてきた、時刻情報を含むパケットデータを記憶するステップと、
前記記憶されているデータのデータ残量を検出するステップと、
タイマにより内部時刻を計測するステップと、
前記タイマの更新値にオフセット値を加減算することによって、データ送信装置と前記データ受信装置の間の基準時刻の偏差を補正するステップと
を有し、
前記データ残量の変化を抽出し、前記変化が所定の閾値より大きくなり、且つ、前記変化が単調変化である場合には、前記基準時刻の偏差を補正するステップにおける前記タイマの更新値は変更することなく、前記タイマが計測する内部時刻を用いて、前記記憶されているデータを読み出させるタイミングを与えるデータ読み出しタイミング信号を生成する
ことを特徴とするデータ受信方法。
【請求項７】
前記記憶されているデータを読み出し、前記時刻情報と、前記時刻情報以外の前記パケットデータ本体部分とに分離するステップと、
前記内部時刻と、前記分離された時刻情報が示す時刻とを比較するステップと、
前記比較の結果が、前記内部時刻が前記時刻情報の示す時刻以上である場合に、前記データ読み出しタイミング信号を生成して、前記記憶されている前記データを読み出させるステップと
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のデータ受信方法。
【請求項８】
前記データ残量の検出は、データの書き込み処理が行われたメモリのラインに対応するアドレスと、データの読み出し処理が行われた前記メモリのラインに対応するアドレスとに基づいて、実行される
ことを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のデータ受信方法。
【請求項９】
前記データ残量の検出は、１つのパケットデータ分のデータの書き込み処理が行われた回数と、１つのパケットデータ分のデータの読み出し処理が行われた回数とに基づいて、実行される
ことを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のデータ受信方法。
【請求項１０】
前記データ残量の変化から定まる平均値に対する、前記データ残量の変化の大きさに応じて、前記所定の閾値を設定する
ことを特徴とする請求項６から９までのいずれかに記載のデータ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（ＴＳ）のようなストリームをリアルタイムで伝送するシステムにおいて用いられるデータ受信装置及びデータ受信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のデータ受信方法として、データ送信側においてＴＳパケットの先頭にタイムスタンプ（以下「時刻情報」と言う。）を付加し、データ受信装置においてＴＳパケットに付加された時刻情報を用いて、データ送信側のクロックに対するデータ受信装置のクロックの揺らぎを補正するものがある（例えば、特許文献１参照）。このデータ受信装置においては、ＴＳパケットに含まれる時刻情報に基づいて、データ受信装置に備えられた記憶部からデータを読み出している。このデータ受信装置は、時刻情報に基づいて電圧制御発信器を制御し、クロックの揺らぎを補正しているが、回路のコスト低減及び簡素化のために、以下のような方法も用いられる。
【０００３】
例えば、データ受信装置が、データ送信装置のクロックには同期していないフリーランのクロック発信器を有し、このクロックで動作するタイマの出力値と、受信したＴＳパケットに含まれる時刻情報とを比較し、この比較結果に基づくタイミングでデータ受信装置に備えられた記憶部からパケットデータを読み出す方法である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５８８９４号公報（段落００４４―００４７、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した方法では、データ送信装置とデータ受信装置のクロックが同期していないため、データ受信装置の記憶部においてオーバーフロー若しくはアンダーフローが生じることがあり得る。そこで、データ受信装置の記憶部のデータ残量を一定に保つようにタイマの更新値にオフセット値を加減算し、データ受信装置の記憶部からのデータ読み出し頻度を調整する方法も考えられる。
【０００６】
しかし、例えば、伝送データの内容が、デジタルビデオやＤＶＤプレーヤの早送りなどの特殊再生に関するものである場合には、データ送信装置からデータ受信装置へのデータ伝送レートが著しく低下し、データ受信装置の記憶部のデータ残量が減少する。すると、データ受信装置は、記憶部のデータ残量を一定に保つためにタイマの更新値からオフセット値を減算し、タイマのカウントアップを遅くしようとする。この結果、データ受信装置の記憶部からデータが読み出されない時間が長くなり、データの読み出しが破綻してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、データの伝送レートが急激に低下しても、安定してデータ受信装置からパケットデータを送出することができるデータ受信装置及びデータ受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ受信装置は、データ送信装置からネットワークを介して送られてきた、時刻情報を含むパケットデータを記憶する記憶部と、前記記憶部のデータ残量を検出する記憶状態検出部と、内部時刻を計測するタイマと、制御部とを有するデータ受信装置であって、前記タイマは、その更新値にオフセット値を加減算することによって、前記データ送信装置と前記データ受信装置の間の基準時刻の偏差を補正し、前記制御部は、前記記憶状態検出部が検出するデータ残量の変化を抽出し、前記変化が所定の閾値より大きくなり、且つ、前記変化が単調変化である場合には、前記タイマの更新値は変更することなく、前記タイマが計測する内部時刻を用いて、前記記憶部から前記データを読み出すタイミングを与えるデータ読み出しタイミング信号を生成するように構成されている。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ受信方法は、データ送信装置からネットワークを介してデータ受信装置に送られてきた、時刻情報を含むパケットデータを記憶するステップと、前記記憶されているデータのデータ残量を検出するステップと、タイマにより内部時刻を計測するステップと、前記タイマの更新値にオフセット値を加減算することによって、データ送信装置と前記データ受信装置の間の基準時刻の偏差を補正するステップとを有し、前記データ残量の変化を抽出し、前記変化が所定の閾値より大きくなり、且つ、前記変化が単調変化である場合には、前記基準時刻の偏差を補正するステップにおける前記タイマの更新値は変更することなく、前記タイマが計測する内部時刻を用いて、前記記憶されているデータを読み出させるタイミングを与えるデータ読み出しタイミング信号を生成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のデータ受信装置及びデータ受信方法では、記憶部内のデータ残量を監視することにより、伝送データの内容が、例えば、特殊再生画像のような低レート信号であることを検出する。そして、伝送データの内容が低レート信号であることを検出した場合には、タイマの更新値は変更することなく、タイマが計測する内部時刻を用いて、記憶部から所定のパケットデータを読み出させるタイミングを与えるタイミング信号を生成する。したがって、本発明のデータ受信装置及びデータ受信方法によれば、パケットデータが低レート信号であったとしても、記憶部のデータ読み出しが破綻することを防止することができ、結果的に、映像信号を途切れることなく伝送できるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るデータ受信装置（すなわち、実施の形態１に係るデータ受信方法を実行できる装置）を含むパケットデータ送受信システムの構成を概略的に示すブロック図である。図１に示されるように、実施の形態１におけるパケットデータ送受信システムは、データ送信装置１００と、データ受信装置２００とから構成されている。データ送信装置１００から送信されるパケットデータは、ネットワーク３００を介して、データ受信装置２００に伝送される。
【００１２】
図１に示されるように、データ送信装置１００は、入力端子１と、時刻情報付加部２と、タイマ３とを備えている。入力端子１には、例えば、１８８バイトのデータであるトランスポートストリーム（ＴＳ）パケットが入力される。タイマ３は、データ送信装置１００内の内部時刻を計測する。時刻情報付加部２は、入力端子１から入力されたＴＳパケットに、タイマ３が計測した内部時刻を時刻情報として付加する。時刻情報が付加されたＴＳパケットは、データ送信装置１００のインターフェース手段（図示せず）からネットワーク３００を介して送信される。
【００１３】
図２は、時刻情報が付加されたＴＳパケットを説明するための図である。図２に示される例においては、時刻情報が４バイトであり、ＴＳパケット（パケットデータ本体部分）が１８８バイトであり、時刻情報はＴＳパケットの先頭に付加されている。
【００１４】
また、図１に示されるように、データ受信装置２００は、記憶部１０と、時刻情報分離部２０と、データ読み出しタイミング生成部３０と、記憶状態検出部４０とを備えている。
【００１５】
記憶部１０は、データ送信装置１００からネットワーク３００を介して送信され、データ受信装置２００のインターフェース手段（図示せず）により受信された時刻情報が付加されたＴＳパケットを記憶する。時刻情報分離部２０は、記憶部１０から読み出されたパケットデータ（すなわち、時刻情報が付加されたＴＳパケット）を、時刻情報と、ＴＳパケット（パケットデータ本体部分）とに分離する。
【００１６】
図１に示されるように、データ読み出しタイミング生成部３０は、比較部３１と、タイマ３２と、制御部３３とから構成されている。データ読み出しタイミング生成部３０は、記憶部１０からのデータ読み出しタイミング信号を生成する。制御部３０により生成されるデータ読み出しタイミング信号は、時刻情報分離部２０により分離された時刻情報に基づいて、時刻情報が付加されたＴＳパケットを記憶部１０から読み出すためのタイミングを与える信号である。タイマ３２は、データ受信装置２００内の内部時刻を計測する。比較部３１は、時刻情報分離部２０からの時刻情報とタイマ３２からの内部時刻とを比較する。制御部３３は、比較部３１の比較結果に基づいて記憶部１０からのデータ読み出しタイミング信号を生成する。記憶状態検出部４０は、記憶部１０内に記憶されているデータのデータ残量を計測する。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｃ）は、図１のパケットデータ送受信システムにおけるＴＳパケットの伝送状態を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｃ）には、伝送帯域が異なる伝送路上でのＴＳパケットの様子が示されている。図３（ａ）は、データ送信装置１００の入力端子１に入力されるＴＳパケットの様子を示している。また、図３（ｂ）は、ネットワーク３００上を伝送されるＴＳパケットの様子を示している。また、図３（ｃ）は、データ受信装置２００から出力されるＴＳパケットの様子を示している。なお、図３（ａ）〜（ｃ）において、横方向（ＴＳパケットＴＳ１〜ＴＳ５の配列方向）は時間軸方向である。
【００１８】
図３（ａ）に示されるように、データ送信装置１００の入力端子１に入力されるＴＳパケットのパケット間隔は、通常、各々のパケット間で異なっており、一定ではない。
【００１９】
また、データ受信装置２００の後段に接続され、データ受信装置２００から出力されるＴＳパケットを受け取るＴＳパケット再生装置（図示せず）において、ＴＳパケットを正しく再生するためには、図３（ａ）に示されるデータ送信装置１００に入力される各ＴＳパケット間の間隔と、図３（ｃ）に示されるデータ受信装置２００から出力される、対応する各ＴＳパケット間の間隔とが、ほぼ等しくなる（ただし、５０μｓ程度の多少の誤差は許容される。）ことが必要である。すなわち、データ受信装置２００から出力される各ＴＳパケットは、データ送信装置１００に入力される各ＴＳパケットに対して、一定の遅延量を持つようにして出力されることが必要である。
【００２０】
一般に、データ送信装置１００の前段の伝送路の伝送帯域と、データ受信装置２００の後段の伝送路の伝送帯域とは、ほぼ同じである。例えば、ＩＥＥＥ１３９４Ｓ４００を用いてデータ伝送を行う場合には、最大４００Ｍｂｐｓの伝送速度でＴＳパケットが送受信される。
【００２１】
しかし、ネットワーク３００上の伝送帯域は、データ送信装置１００の前段の伝送路の伝送帯域及びデータ受信装置２００の後段の伝送路の伝送帯域とは異なる。例えば、ネットワーク３００として無線ＬＡＮを使用した場合の実行スループットは２５Ｍｂｐｓ程度であり、上述したＩＥＥＥ１３９４Ｓ４００の実行スループット（４００Ｍｂｐｓ程度）と比較して狭い。なお、ネットワーク３００としてＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を使用した場合であっても、実行スループットは８０Ｍｂｐｓ程度であり、ＩＥＥＥ１３９４Ｓ４００の実行スループットと比較した場合、伝送帯域が非常に狭い。
【００２２】
したがって、ＴＳパケットが伝送帯域の異なる伝送路を経由する場合には、データ送信装置１００の前段とデータ受信装置２００の後段とにおいてＴＳジッタが発生し、各ＴＳパケット間の間隔が、補償されなくなる。一般に、ＴＳを伝送する場合、データ受信装置２００から出力されるＴＳの上記ＴＳジッタは所定値（例えば、５０μｓ）以下に抑える必要がある。これは、以下の理由による。データ受信装置２００の後段に配置されたＭＰＥＧデコーダ装置（図示せず）は、入力されるＴＳパケットからＰＣＲ（プログラムクロック基準）の付加されたＴＳパケットを分離し、その入力タイミング、及び時刻情報に基づき内部の基準クロックにＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）をかけている。したがって、ＴＳパケットに大きなジッタが発生すると、上記基準クロックのＰＬＬが働かず、復号画像が止まったり、ブロックノイズなどが発生したりする。
【００２３】
例えば、ネットワーク３００に無線ＬＡＮ（実行スループット２５Ｍｂｐｓ程度）を使用し、２０Ｍｂｐｓ程度のＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ストリームを伝送した場合は、無線部分の伝送帯域が、データ送信装置１００の前段のデータ伝送帯域（例えば、ＩＥＥＥ１３９４Ｓ４００を使用した場合は、４００Ｍｂｐｓ程度）と比較して、非常に狭い。このため、ＴＳパケットの平均的な無線区間におけるビットレートは、入力ＴＳパケットがＶＢＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｂｉｔｅ  ｒａｔｅ）である場合であっても、無線区間では伝送帯域が非常に狭いのでほぼ一定の間隔で送信される（図３（ｂ）参照）。すなわち、ＴＳパケットを伝送する際には、各ネットワーク伝送帯域の差により、１つのＴＳパケットを伝送するのに費やされる時間が変化する。
【００２４】
したがって、ＴＳパケットが伝送されるのに費やされる時間が変化した分、ＴＳパケット間の間隔が変化することになる。そして、当該ＴＳパケット間の間隔が変化した状態で、何の調整も行わなければ、ＴＳパケット間の間隔は、その後においても変化したままとなり、ＴＳジッタが補償されないことになる。
【００２５】
そこで、データ受信装置２００の後段において、データ送信装置１００の前段におけるＴＳパケット間の間隔を復元するために、以下の処理を行う。
【００２６】
まず、データ送信装置１００の入力端子１よりＴＳパケットが入力されると、時刻情報付加部２は、タイマ３より出力されるデータ送信装置１００内の基準時刻をＴＳパケットに付加しネットワーク３００にパケットデータ（時刻情報の付加されたＴＳパケット）を出力する（図２参照）。データ送信装置１００から出力され、ネットワーク３００を介して伝送されたＴＳパケットは、データ受信装置２００によって受信される。なお、上述したように、ネットワーク３００上の伝送帯域とデータ送信装置１００の前段の伝送帯域とは異なる。よって、図３（ａ）及び（ｂ）に示したように、ＴＳパケット間の間隔が変化する。実施の形態１では、データ送信装置１００の前段の伝送帯域が広く、ネットワーク３００上の伝送帯域が狭いので、ネットワーク３００上の対応する各ＴＳパケット間の間隔の方が小さくなる。
【００２７】
データ受信装置２００が、時刻情報が付加されたＴＳパケットを受信すると、当該ＴＳパケットは、記憶部１０に記憶される。実施の形態１では、記憶部１０は、２５６バイト×１０２４ラインで構成されており、データ受信装置２００が受信したＴＳパケットは１ライン単位で記憶部１０に記憶される。なお、ＴＳパケットは、図２に示されるように、時刻情報を含めて１９２バイトで構成されているが、実施の形態１では、受信した次のＴＳパケットを記憶する場合、記憶部１０内の次のラインの先頭より記憶するものとする。これにより、記憶部１０内の各ラインの先頭には上記時刻情報が記憶されることになる。したがって、先頭のＴＳパケットの書き込みが終了すると、制御部３３は次のラインの先頭の書き込みアドレスより２番目に入力されたＴＳパケットのための書き込みアドレスを記憶部１０に出力する。
【００２８】
したがって、時刻情報が付加されたＴＳパケットが、順次データ受信装置２００に受信される度に、記憶部１０からデータを読み出さない限り、書き込み状態にあるＴＳパケット数は増加する。
【００２９】
一方、データ受信装置２００では、予め設定されているデータ読み出し開始条件が満たされると、記憶部１０に記憶されているデータの読み出し処理が開始される。データ読み出し開始条件としては、例えば、記憶部１０に記憶されているＴＳパケット数（「データ残量」と言う。）が所定数以上になった場合に、記憶部１０に記憶されているＴＳパケットの読み出しを開始する。実施の形態１では、記憶部１０の記憶容量の半分（５１２ライン分のＴＳパケットが記憶された場合）を越えた場合に、ＴＳパケットの読み出しを開始するものとする。
【００３０】
データ読み出し開始条件が満たされたときの、記憶部１０からのデータの読み出し処理は、以下のようにして行われる。
【００３１】
まず、データ読み出し開始条件が満たされると、データ読み出しタイミング生成部３０が、記憶部１０に対して、データ読み出しタイミング信号を出力する。
【００３２】
記憶部１０が、当該データ読み出しタイミング信号を受信すると、記憶部１０は、先頭ラインのＴＳパケットが記憶されている上記時刻情報を出力する。実施の形態１では、４バイトで構成されている。記憶部１０から読み出されたデータ（時刻情報）は、時刻情報分離部２０に入力される。時刻情報分離部２０では、入力されたデータが時刻情報かＴＳパケットかを判別し、時刻情報であった場合、比較部３１に入力する。比較部３１は、入力された時刻情報をレジスタ（図示せず）に記憶するとともに、先頭のＴＳパケットの時刻情報の場合は、その時刻情報をタイマ３０へ出力する。タイマ３０は、先頭のＴＳパケットの付加されている時刻情報を受け取ると、それを初期値としてその時刻情報を内部時刻計測用のカウンタに設定するとともに、データ受信装置２００の内部時刻のカウントを開始する。
【００３３】
上記タイマ３０への初期値の設定が完了し、データ受信装置２００内の内部時刻のカウントが開始されると比較部３１ではタイマ３０より出力されるデータ受信装置２００の内部時刻と時刻情報分離部２０より入力されたＴＳパケットの先頭に付加されている時刻情報が示す時刻を比較し、データ受信装置２００の内部時刻が、時刻情報が示す時刻に等しい、或いは、時刻情報が示す時刻より大きかった場合、制御部３３に対して、先頭のＴＳパケットデータを読み出すよう制御信号を出力する。先頭のＴＳパケットの場合は、内部時刻が最初の時刻情報が示す時刻に初期設定されていることから、内部時刻は、時刻情報と等しくなっている。したがって、比較部３１は、制御部３３に対して制御信号を出力する。この制御信号が入力されると、制御部３３は、記憶部１０に先頭のＴＳパケットデータを読み出すための読み出しタイミング信号を出力する。具体的には、ＴＳパケットは、図２に示すように、１８８バイトで構成されている。制御部３３は、記憶部１０に１８８バイトのＴＳパケットを読み出すための制御信号（読み出しアドレス信号など）を出力する。
【００３４】
先頭のＴＳパケットのデータの読み出しが終了すると、制御部３３は、次のＴＳパケットの先頭に付加されている時刻情報の読み出し制御信号（読み出しアドレス信号など）を記憶部１０に出力する。記憶部１０は、先頭のＴＳパケットの読み出しに続き、制御部３３より出力される読み出し制御信号に基づき次のライン（２ライン目）に記憶されているＴＳパケットの先頭に付加されている時刻情報を読み出す。
【００３５】
時刻情報分離部２０は、記憶部１０より出力されるＴＳパケットと時刻情報とを分離し、ＴＳパケットを出力端子から出力する。一方、時刻情報は、比較部３１に出力する。比較部３１は、時刻情報分離部２０より時刻情報が入力されると、時刻情報をレジスタに記憶する。時刻情報をレジスタに記憶すると、比較部３１は、自身のレジスタ（図示せず）に記憶された時刻情報とタイマ３２より出力されるデータ受信装置２００の基準時刻を比較する。なお、通常は、時刻情報が入力してきた時点では、当該時刻情報が示す時刻に対して、内部時刻の方が小さい。
【００３６】
そして、比較部３１は、タイマ３２の基準時刻が、比較部３１に入力されてきた時刻情報が示す時刻と等しくなる（時刻情報が示す時刻＝基準時刻）まで、又は、タイマ３２の基準時刻が、比較部３１に入力されてきた時刻情報が示す時刻より大きくなる（時刻情報が示す時刻＜基準時刻）まで、制御部３３に制御信号を出力しない。よって、タイマ３２の基準時刻が、比較部３１に入力されてきた時刻情報が示す時刻に達していない状態においては、記憶部１０から新たに時刻情報とＴＳパケットが読み出されることはない。また、タイマ３２より出力される基準時刻が、比較器３１のレジスタ（図示せず）に記憶された時刻情報と等しくなる（時刻情報が示す時刻＝基準時刻）、又は、タイマ３２より出力される基準時刻が、比較器３１のレジスタ（図示せず）に記憶された時刻情報より大きくなる（時刻情報が示す時刻＜基準時刻）と、比較部３１は制御部３３に対して、先頭のＴＳパケットデータを読み出すよう制御信号を出力する。この制御信号が入力されると、制御部３３は、記憶部１０に２ライン目に記憶されているＴＳパケットデータを読み出すための読み出しタイミング信号を出力する。そして、時刻情報分離部２０は、記憶部１０よりＴＳパケットの有効データが読み出されると、出力端子を介して後段のＴＳパケット再生装置（図示せず）にＴＳパケットを出力する。
【００３７】
２ライン目のＴＳパケットのデータの読み出しが終了すると、制御部３３は、３ライン目のＴＳパケットの先頭に付加されている時刻情報の読み出し制御信号（読み出しアドレス信号など）を記憶部１０に出力する。記憶部１０は、２ライン目のＴＳパケットの読み出しに続き、制御部３３より出力される読み出し制御信号に基づき、次のライン（３ライン目）に記憶されているＴＳパケットの先頭に付加されている時刻情報を読み出す。以下、上記動作を繰り返すことによって、記憶部１０に記憶されたＴＳパケットを、記憶部１０から順次読み出す。
【００３８】
ここで、ＴＳパケットに付加された時刻情報は、ＴＳパケットがデータ送信装置１００に入力された際のタイマ３の出力値である。よって、制御部３３から出力される読み出しタイミング信号は、時刻情報付加部２により付加されたタイマ３の出力値（データ送信装置の基準時刻情報）を元に出力される。
【００３９】
したがって、データ受信装置２００における読み出しタイミング信号の出力間隔は、データ送信装置１００に入力されたＴＳパケットの入力間隔と同じである。つまり、時刻情報分離部２０において分離された各ＴＳパケットの本体部分を、前記読み出しタイミング信号の出力間隔で取り出したとする。すると、データ送信装置１００に入力された各ＴＳパケットのパケット間隔（図３（ａ））と、データ受信装置２００から出力される、対応する各ＴＳパケットのパケット間隔（図３（ｃ））が等しくなる。
【００４０】
以上までの説明は、ネットワーク３００上において、伝送信号が通常の再生画像であった場合（伝送レートが一定）で、当該ＴＳパケットがデータ受信装置２００に入力された場合である。
【００４１】
しかしながら、データ送信装置１００のクロックと、データ受信装置２００のクロックは同期していない。通常、データ送信装置１００及びデータ受信装置２００の基本クロック発生素子として水晶発振子などを使用した場合でも、１００ｐｐｍのクロック周波数偏差を有する。したがって、データ送信装置１００内の基準時刻とデータ受信装置２００内の基準時刻は、上記クロック周波数偏差分、徐々にずれてくる。よって、記憶部１０において記憶されているＴＳパケットのデータ残量が次第に増加若しくは減少し、最終的にオーバーフロー若しくはアンダーフローを生じる。これを防ぐために、記憶状態検出部４０において記憶部１０のデータ残量を監視し、データ残量が減少方向にある（単調減少）ときは、タイマ３２の更新値を減少させ、タイマのカウントアップを遅らせることにより、記憶部１０からのデータ読み出し頻度を減少させて、データ残量を一定に保つ。
【００４２】
逆に、データ残量が増加方向（単調増加）にあるときは、タイマ３２の更新値を増加させ、タイマのカウントアップを早めることにより、記憶部１０からのデータ読み出し頻度を増加させて、データ残量を一定に保つ。以下、上記記憶部１０のデータ残量を元にデータ送信装置１００内の基準時刻を推定し、データ受信装置２００内の基準時刻を制御する方式を「クロック同期制御」と記す。
【００４３】
しかし、例えば、ＴＳパケットの伝送データ量が急に変化した場合、上記制御では、伝送データレートが変化した時点のＴＳパケットを読み出すまでに遅延時間が発生する。具体的には、約５１２ＴＳパケット分の遅延時間が発生する。以下、デジタルＶＴＲを再生中に高速再生を実施した場合について説明する。例えば、２０Ｍｂｐｓのコンテンツを再生中に高速再生を実施した場合、入力されるＴＳパケットのレートは２Ｍｂｐｓ程度になる場合がある。また、通常再生から高速再生、或いは高速再生から通常再生に移行する場合、デジタルＶＴＲのテープ走行系のサーボ、トラッキング系のサーボがロック（安定）するまで、ＴＳパケットは出力されない。図４に、デジタルＶＴＲが通常再生から高速再生（特殊再生）へ移行する際（時刻ｔ１）、高速再生（特殊再生）から通常再生へと移行する際（時刻ｔ３）のＴＳパケットの伝送データレートの変化を示す。また、図５に、その際の記憶部１０内の記憶ＴＳパケット数の変化を示す。図５に示されるように、デジタルＶＴＲの再生モードが移行する場合（ＴＳパケットのデータ量が大きく変化する場合）記憶部１０のデータ残量も著しく減少（或いは増加）する。
【００４４】
すると、記憶状態検出部４０では、上述したように記憶部１０に記憶されているＴＳパケットのデータ残量を一定（例えば、記憶部１０の記憶容量の半分）に保とうとして、タイマ３２の更新値を減少させ、タイマのカウントアップを遅らせて、記憶部１０からのデータ読み出し頻度が減少するよう制御する。しかし、記憶部１０内に記憶されているデータ残量の変化は、データ送信装置１００とデータ受信装置２００との間の基準クロック周波数の差に起因するものではない。したがって、このデータ残量の変化に応答してデータ受信装置２００内の基準時刻を遅らせると、記憶部１０からのＴＳパケットの読み出し制御が破綻する。具体的には、ネットワーク３００上で発生するＴＳパケットのジッタを吸収することができず、後段のＴＳパケット再生装置での再生画像が乱れるといった現象が発生する。
【００４５】
したがって、ネットワーク３００を介して入力されるＴＳパケットの伝送レートの変化を検出し、伝送レートが大きく変化した場合、記憶状態検出部４０での制御をマスクするなどして、記憶部１０におけるデータ読み出しの破綻を回避することが重要となる。本発明の実施の形態に係る装置及び方法は、記憶部１０からのデータ読み出し制御の破綻（以下「データ読み出し破綻現象」と記す。）を防止するために構成されたものである。
【００４６】
そこで、実施の形態１に係るデータ受信装置２００では、データ読み出し破綻現象を回避するために、以下のようにして、ネットワーク３００を介して入力されるＴＳパケットの伝送レートを検出している。以下、実施の形態１に係るＴＳパケットの伝送レートの検出方法について説明する。
【００４７】
図４は、デジタルＶＴＲが通常再生から特殊再生である高速再生（時刻ｔ１）に、高速再生から通常再生（時刻ｔ３）に切り換った際の、ＴＳパケットの伝送レートの変化を示している。図４において、縦軸が伝送レート、横軸が時間である。高速再生時は、図４の時間ｔ１〜ｔ３に示すように、ＴＳパケットの伝送レートが低くなる。その際の、記憶部１０のデータ残量を表したものが、図５である。高速再生になった時点（時刻ｔ１）で、ＴＳパケットの伝送レートが低下するため、記憶部１０からのデータ読み出しの頻度の方が、データ書き込みの頻度よりも高くなるので、データ残量が急激に少なくなる（時刻ｔ１〜ｔ２）。高速再生中は、従来の記憶状態検出部４０の制御ではデータ残量が低下するため、タイマ３２の基準時刻のカウント速度が遅くなっているため、データ残量が増加している（時刻ｔ２〜ｔ３）。そして、再度、通常再生になると（時刻ｔ４）、ＴＳパケットの伝送レートが上がるため、データ残量も上昇する。しかし、データ受信装置２００内の基準時刻が上述したように遅れているため、記憶部１０の記憶容量が一時的に目標値に向けて増加する。その際データ受信装置２００より出力されるＴＳパケットは、ネットワーク３００上で発生するジッタを十分吸収できないため、後段のＴＳパケット再生装置（図示せず）での再生画像が乱れるといった現象が発生する。
【００４８】
そこで、実施の形態１では、上述したようにデジタルＶＴＲの再生出力が通常再生から高速再生になるなど、データ伝送装置１００に入力されるＴＳパケットのデータ伝送レートが大きく変化したことに起因して、データ受信装置２００内の記憶部１０のデータ残量が大きく変化する。実施の形態１では、上記記憶部１０のデータ残量の変化より、データ送信装置１００に入力されるＴＳパケットのデータ伝送レートが著しく変化したことを検出し、記憶状態検出部４０でのデータ受信装置２００内の基準時刻補正制御を切り換えるように構成することにより、ネットワーク３００にて発生するＴＳジッタを補償できるように構成する。以下、記憶部１０に記憶されているデータのデータ残量から、伝送データが特殊再生画像になったことを検出する方法について説明する。
【００４９】
まず、図１で示される記憶状態検出部４０が、記憶部１０のデータ残量を計算する。具体的に、記憶状態検出部４０は、記憶部１０おいて、最後に書き込み処理が行われたアドレスと、最後に読み出し処理が行われたアドレスから、記憶部１０のデータ残量を計算することができる。
【００５０】
例えば、記憶部１０のメモリは、図６に示されるように、８ラインで構成されていたとする（実際には、実施の形態１では１０９６ラインで構成されているが、説明の簡略化のため８ラインとする）。なお、最下段のラインのアドレス「１」とし、上段に行くに連れてラインのアドレスは「１」ずつ増加する。よって、図６において、最上段のラインのアドレスは「８」である。
【００５１】
上記のようにアドレスが付されたラインを有するメモリにおいて、図６に示されるように、最後に書き込み処理が行われたラインのアドレスが「７」であり、最後に読み出し処理が行われたラインのアドレスが「３」である場合を考察する。
【００５２】
この場合には、データ残量は以下のようになる。
（データ残量）
＝（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
−（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）
＝７−３
＝４
【００５３】
また、メモリの最上段まで書き込みが終了し、再びメモリの最下段から書き込み処理が行われたとする。この場合において、図７に示されるように、最後に書き込み処理が行われたラインのアドレスが「３」であり、また、最後に読み出し処理が行われたラインのアドレスが「６」である場合を考察する。
【００５４】
この場合には、データ残量は以下のようになる。
（データ残量）
＝（メモリアドレスの最大値）
＋｛（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
−（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）｝
＝８＋（３−６）
＝５
【００５５】
上記の考察から分かるように、
（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
＞（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）
の場合には、データ残量は以下のようになる。
（データ残量）
＝（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
−（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）
【００５６】
また、
（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
＜（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）
の場合には、データ残量は以下のようになる。
（データ残量）
＝（メモリアドレスの最大値）
＋｛（最後に書き込み処理が行われたラインのアドレス）
−（最後に読み出し処理が行われたラインのアドレス）｝
【００５７】
上記計算式を用いることにより、有限の要領であるメモリに対しても、ラインのアドレスを用いて、データの残量を求めることができる。
【００５８】
次に、記憶状態検出部４０でのクロック同期制御について説明する。実施の形態１では記憶状態検出部４０は、記憶部１０のデータ残量の変化を所定の期間計測する。具体的には、データ残量の変化を予め定められた期間積分する。そして、前回計測した積分結果と今回計測した積分結果の差分値を計測し、差分値の大きさにより上記クロック同期制御アルゴリズムを変えるよう構成する。ここで、差分値の大きさによりクロック同期制御アルゴリズムを切り換える理由について説明する。記憶部１０内のデータ残量の積分値の変化は、例えば、ＶＢＲのＴＳパケットが入力された場合は、瞬時で入力されるＴＳパケットのデータ量が変化する。したがって、記憶部１０のデータ残量の変化は、データ送信装置１００とデータ受信装置２００内の基準クロックの偏差に基づくもの以外に、入力されるＴＳパケットのデータ伝送レートの変化に起因し値は振れる。したがって、上記積分結果の差分値の値が大きく振れた場合でも、それは入力ＴＳパケットがＶＢＲであるため発生したものである場合がある。したがって、実施の形態１では、上記積分結果の差分値の変化に注目する。もし、入力されるＴＳパケットがＶＢＲであったため上記差分値が大きく増加した場合（例えば、大きくデータ残量が多くなった場合）は、ＶＢＲは巨視的に見た平均データ伝送レートはほぼ等しいので、単調にデータ残量が増加するのではなく、次の測定の際、或いはその次の測定の際、反対にデータ残量の積分値は負の値（データ残量が小さくなる方向）となる。
【００５９】
一方、例えば、上述したデジタルＶＴＲの場合（通常再生から高速再生に変化した場合）は、上記積分結果が大きく、且つ、単調に変化する。実施の形態１では、その差分値の変化を元に、データ送信装置１００に入力されるＴＳパケットのデータ伝送レートの変化を検出するよう構成する。
【００６０】
次に、ＴＳパケットのデータ伝送レートが変化したと判定した場合の処理について説明する。まず、記憶状態検出部４０が、データ伝送レートが変化したと判定すると、制御部３３及びタイマ３２にその旨を通知する。
【００６１】
タイマ３２は、更新値にオフセット値を加減算するのをやめる。すなわち、制御部３３は、記憶状態検出部４０が検出するデータ残量の変化を抽出し、前記変化が所定の閾値より大きくなり、且つ、前記変化が単調変化である場合には、タイマ３２の更新値は変更することなく、タイマ３２が計測する内部時刻を用いて、記憶部１０からデータを読み出すタイミングを与えるデータ読み出しタイミング信号を生成する。なお、記憶状態検出部４０は、データ残量の変化から定まる平均値に対する、データ残量の変化の大きさに応じて、前記所定の閾値を設定してもよい。このとき、タイマ３２は通常のカウントアップを行う。したがって、記憶部１０のデータ残量に関係なくタイマ３２が動作する。制御部３３が記憶部１０に対してデータ読み出しタイミング信号を出力し、記憶部１０から、まず、時刻情報が読み出される。
【００６２】
時刻情報は時刻情報分離部２０に入力され、続いて比較部３１に入力される。比較部３１において、時刻情報が示す時刻と、通常のカウントアップを始めたタイマ３２の出力値が比較され、時刻情報が示す時刻が、タイマ３２に出力値である内部時刻に等しい（時刻情報が示す時刻＝内部時刻）、若しくは、時刻情報が示す時刻が、タイマ３２に出力値である内部時刻より小さく（時刻情報が示す時刻＜内部時刻）なれば、比較部３１は制御信号を制御部３３に対して出力する。
【００６３】
制御部３３は、記憶部１０に対して、データ読み出しタイミング信号を出力し、同時にＴＳパケット再生装置（図示せず）に対して、有効信号を出力する。
【００６４】
記憶部１０は、このデータ読み出しタイミング信号を受信し、ＴＳパケットを１８８バイト出力し、この後に、データ読み出しアドレスを、次の時刻情報のアドレスに更新する。有効信号を受信したＴＳパケット再生装置（図示せず）は、このＴＳパケットを取り込む。
【００６５】
また、次のＴＳパケットの時刻情報が時刻情報分離部２０に対して出力され、さらに比較部３１に出力され、タイマ３２の出力値と比較される。
【００６６】
以上までの動作を繰り返し行う。そして、上記データ伝送レートの変化が所定の範囲に入ったと判断すると、記憶状態検出部４０は、入力ＴＳパケットのデータ伝送レートがほぼ一定に収束したと判断し、上記クロック同期制御を開始するよう制御信号をタイマ３２に出力する。これを受けて、タイマ３２は、記憶部１０のデータ残量が記憶容量の半分付近を保つように、更新値にオフセット値を加減算するクロック同期制御モードに戻る。
【００６７】
以上のように、実施の形態１に係るデータ受信装置２００は、記憶部１０に記憶されているデータのデータ残量から、データ伝送レートの変化を検出するよう構成するので、記憶状態検出部４０にて実施するクロック同期制御を破綻させることなく制御でき、ネットワーク３００にて発生するＴＳジッタを補償することができる。したがって、ＴＳパケットのデータ伝送レートが著しく変化するような場合でも、後段のＴＳパケット再生装置での再生画像が乱れるといった現象が発生することなくＴＳパケットを伝送することができる効果がある。
【００６８】
実施の形態２．
実施の形態１に係るデータ受信装置においては、記憶状態検出部４０は、記憶部１０において、最後に書き込み処理が行われたラインのアドレスと、最後に読み出し処理が行われたラインのアドレスから、記憶部１０のデータ残量を計算していた。しかし、実施の形態２に係るデータ受信装置においては、記憶状態検出部４０は、記憶部１０において、書き込み処理が行われた回数と、読み出し処理が行われた回数とから、記憶部１０のデータ残量を計算する。具体的に、実施の形態２における記憶状態検出部４０は、記憶部１０に１つのＴＳパケット分のデータの書き込みが完了した場合は、「１」を加算する。また、記憶部１０に１つのＴＳパケット分のデータの読み出しが完了した場合は、「１」を減算する。
【００６９】
例えば、記憶部１０への１つのＴＳパケット分のデータの書き込み回数と読み出し回数とが、同じであるとする。この場合、前記両回数の差は「０」となる。このことは、記憶部１０におけるデータ残量が「０」であること意味する。また、１度もＴＳパケットの読み出しが行われないなら、１つのＴＳパケット分のデータを書き込んだ回数が、記憶部１０におけるデータ残量となる。
【００７０】
以上のように、実施の形態２に係る記憶状態検出部４０は、記憶部１０へのＴＳパケットの書き込み処理が行われた回数と、読み出し処理が行われた回数とに基づいて、記憶部１０のデータ残量を計算している。したがって、実施の形態２に係る記憶状態検出部４０は、加算器等で簡単に構成できるので、実施の形態１に係る記憶状態検出部４０よりも、回路構成の複雑化を防止することができる。
【００７１】
なお、実施の形態１及び２においては、ＴＳパケットの入力ネットワークとしてＩＥＥＥ１３９４、ネットワーク３００として無線ＬＡＮを用いる場合について説明した。しかし、通信方式は、上記のものに限るものでなく、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、高速ＰＬＣ（電力線通信）、ＵＷＢ（超広帯域無線）等の有線ネットワークに本発明を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１及び２に係るデータ受信装置を含む、パケットデータ送受信システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】時刻情報が付随しているＴＳパケットを説明するための図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、ＴＳパケットの伝送状態を説明するための図である。
【図４】データレートの時間的変化を概略的に示す図である。
【図５】記憶部におけるデータ残量の時間的変化を概略的に示す図である。
【図６】実施の形態１におけるデータ残量の検出処理を説明するための図（その１）である。
【図７】実施の形態１におけるデータ残量の検出処理を説明するための図（その２）である。
【符号の説明】
【００７３】
１  データ送信装置の入力端子、  ２  データ送信装置の時刻情報付加部、  ３  データ送信装置のタイマ、  １０  記憶部、  ２０  時刻情報分離部、  ３０  データ読み出しタイミング生成部、  ３１  比較部、  ３２  タイマ、  ３３  制御部、  ４０  記憶状態検出部、  １００  データ送信装置、  ２００  データ受信装置、  ３００  ネットワーク。
【図１】
2006203765.tif 000003
【図２】
2006203765.tif 000004
【図３】
2006203765.tif 000005
【図４】
2006203765.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006203765.tif 000008
【図７】
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