(57)【要約】同期及び非同期ネットワーク間を繋ぐオーディオ／ビデオ信号を転送／受信し、ネットワーク上の遅延時間を最小化する方法／システムは、活動状態のネットワークインタフェースを分析し、又はどのネットワーク・インタフェースがデータを受信／送信しているかを検証するステップと；ネットワークから同期クロック信号（多重信号）を取込み、ビットストリーム分析器３に供給するステップと；別のオーディオ・コーデック（逆多重）から取得した多重信号のフォーマットを分析するステップと；オーディオフォーマット（例、ＭＰＥＧ１層１の128K/sステレオ）を分析するステップと；プロトコル、パケットサイズ等に関してネットワークインタフェース及びネットワーク自体で要求されるＩＰデータグラムに符号化信号を適合化させて、データグラム信号を生成するステップと；データグラム信号を取込んでＩＰネットワークに供給するステップとを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信し、そのようなネットワーク上の遅延時間を最小化する方法であって、
−  活動状態にあるネットワーク・インタフェースを分析し、またはどのネットワーク・インタフェースがデータを受信および／または送信しているかを検証するステップと、
−  前記ネットワークから同期クロック信号（多重化信号）を取り込んでビットストリーム分析器（３）に供給するステップと、
−  別のオーディオ・コーデック（例、逆多重化）から取得した多重化信号のフォーマットを分析するステップと、
−  オーディオ・フォーマット（例、ＭＰＥＧ１層３  １２８ｋビット／ｓステレオ）を分析するステップと、
−  ＩＳＤＮネットワーク・クロックをＩＰ（インターネット・プロトコル）ネットワーク・クロックに適合化して、クロックに適合化されたディジタル信号を形成するステップと、
−  前記ディジタル信号を符号化するステップと、
−  プロトコル、パケット・サイズ等に関して前記ネットワーク・インタフェースによっておよびネットワークそのものによって要求されるＩＰ（インターネット・プロトコル）データグラムに前記符号化信号を適合化させて、データグラム信号を生成するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
データ挿入器（７）を用いて、符号化信号または別のストリームのいずれかに追加的データを挿入し、または、前記符号化信号の下位ビットをそのような追加的データで置換することを特徴とする、
請求項１に記載の、同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信する方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法を実行する、同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信する装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の方法を実行する、オーディオおよび／またはビデオ信号を受信するための同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信し、インターネット・ネットワーク上の遅延時間を最小化する装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の方法を実行する、オーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信するための同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信し、インターネット・ネットワーク上の遅延時間を最小化するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期ネットワークと非同期ネットワークの間を繋ぐ（橋渡しする）要求を満たすオーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信し、そのようなネットワーク上の遅延時間を最小化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この２０年間、例えばＥ１、ＩＳＤＮおよび固定レート・ディジタル・ネットワークのような専用ネットワークおよびダイヤルアップ・ネットワークによるオーディオ（音声）伝送の市場への大幅な進出が優勢的である。特にライブ（リアルタイム）、それだけでなくコントリビューション（contribution、貢献）および配信（distribution）についても、ダイアル・アップ線および専用線を介して、オーディオ・コーデック（ｃｏｄｅｃ）（符号化器および復号器、並びにネットワーク・インタフェースを含むもの）を用いて、ビット・レートを減少させ、ディジタル信号をネットワークのニーズに適合化させるように符号化が行われる。典型的には、適用されるビット・レートは５６／６４ｋｂｐｓ乃至最高２Ｍビット／ｓである。
【０００３】
統合化およびディジタル化の連続処理に関連して、特に、ＬＡＮ／ＷＡＮ環境における大きな投資において、ディジタル・オーディオ信号の品質、ビット・レートおよび遅延時間のようなパラメータを変えることによってデータ容量を柔軟に使用するという新しい可能性を有するオーディオ・ゲートウェイ・コーデックの概念が導入されている。ＡＴＭネットワークにおいて、大きな容量を用いて、近似的任意の遅延時間なしに線形の高品質のオーディオを伝送できる。大きなネットワーク・トラフィック（トラヒック）の期間に、より多くのプログラムによって、オーディオはＭＰＥＧまたはその他のアルゴリズムを用いて符号化することができる。
【０００４】
さらに、送信装置と受信装置の間の互換性または両立性という放送業界における重要な問題に高い注目が集まっている。
【０００５】
１９９２年の終わりにＭＰＥＧ１が標準化される一方、第１に音声（speech）に重点を置いた先に開発された圧縮オーディオ用のアルゴリズムが８０年代に用いられた。
【０００６】
例えばビット・レート低減のようなＭＰＥＧアルゴリズムを用いて、例えばビット・レート、品質、遅延時間のようなパラメータを変化させる可能性があるという多くの利点がある一方で、例えば、符号化／復号の数いわゆるカスケードの数の減少、レポータがヘッドホンを介して放送中に自己の音声を聴くことを可能にするために、モニタ（監視）分野において必要となるｎ−１−ミキシング技術の導入、および品質を制御する可能性の大幅な減少、のような欠点がある。その理由は、典型的には、前の送信／蓄積いわゆる発生（generations、世代）において既に用いられたビット・レートに関する情報が存在しないからである。
【０００７】
９０年代半ばまでに、オーディオの送信／受信、処理および蓄積の分野においてＭＰＥＧが導入された。その後、或るアプリケーション（適用）に焦点を当てた結果、記録／アーカイブ（保管）、生成のためにより多くの線形のオーディオ符号化が使用された。
【０００８】
表１は、主に用いられるオーディオ符号化方式の追加情報を含むアプリケーションおよび符号化アルゴリズムの概観を示している。ＭＰＥＧに加えて、他の符号化アルゴリズムも考慮しなければならない。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
強く要求されるオーディオ方式は、極端に短い遅延時間および高い品質のために、通信および蓄積用の線形オーディオ符号化である。さらに、線形オーディオ符号化によってカスケードが可能になる。代替構成として、例えばａｐｔ−Ｘのような符号化遅延時間が短く冗長性の低減に基づいた他のアルゴリズムを用いることができる。通信におけるアプリケーション用として、特に、低ビット・レートの符号化方式（scheme）が好ましい。その理由は、それだけが、コスト効率の良い方法で信号を送信する方法だからである。
【００１１】
特に“サービスの品質ＱｏＳ”がないので、業務用（プロフェッショナル）放送においてＩＰ（インターネット・プロトコル）−オーディオのアプリケーションは導入されていない。
【００１２】
この数年の期間において、通信とプロダクション（生産）用のアプリケーションの組み合わせはより有用であるが、放送とスタジオ用のアプリケーションの２つのセグメントが、ほぼ互いに独立に確立された。図１は、放送における考慮される３つの世界の間の関係を示している。
【００１３】
−  ＩＴ（情報技術）の世界（ＩＴプロダクション、ＬＡＮ／ＷＡＮ、インターネット、イントラネット）
−  通信の世界（例えば、ＩＳＤＮ）
−  放送の世界（スイッチング）
【００１４】
ＩＴ（情報技術）世界（ＩＴ世界と通信世界）の間のリンクに関して、プロダクションにおいて、ファイルが生成されて、それが、ＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）が存在するように１つのＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）からルータを介して別のＬＡＮに送信され得る。
【００１５】
ファイルを送信するとき、送信すべきより重要度の低いまたはより重要度の高いファイルは存在しても、リアルタイムである必要はない。そのようなファイルは、リアルタイムより遅くまたは速く送信できる。現在までのところ、ファイル送信は、ライブ送信またはオンエア（放送）のイベントには用いられていない。
【００１６】
放送世界と通信世界の間のリンクに関して、リアルタイム送信は最も重要である。入力信号および出力信号はスイッチング（交換）室においてルーティングされて、バンド幅と宛先に応じて様々なネットワークを介して送信される。例えば送信機へ配信するための多数のラインが７日２４時間即ち常に使用される。その他のもの（ライン）は、例えばＩＳＤＮを介して数分だけ、例えば報告（レポート）に使用される。ライブ信号を考慮しなければならないこととは別に、全体の符号化遅延は高い注目をひく。
【００１７】
ＩＴ世界のＬＡＮ／ＷＡＮネットワークからのオーディオ信号がリアルタイム（ライブ）で送信する必要がある場合は、典型的には、放送（同報）世界が選択されて、図２に示されたチェーンが実際に使用される。
【００１８】
一般的な事例では、報告は記録され、図３に示されたチェーンが選択される。
【００１９】
第１の事例では、線形ディジタルまたはアナログで送信するようにするために、たぶん既に符号化されているファイルを最初に復号する必要があり、次いで、符号化のために別の符号化器に入力する必要があり、一方、第２の例では、信号が、ＭＰＥＧ信号としてＩＳＤＮを介して受信され、復号器によって線形信号に復号されて、例えばＤＡＴとして格納され、その後、ＬＡＮで転送されて、たぶん再びＭＰＥＧファイルに符号化されてサーバに蓄積される。
【００２０】
２つの例は、複合技術のカスケードと統合を示し、従って、高いコストおよび投資を示している。
【００２１】
種々のアプリケーションにおける遅延時間の影響を分類し考察した。表２は、遅延時間に対する諸要件を有するアプリケーションを示している。ａｐｔ−Ｘのようなアルゴリズムと同様に、ＭＰＥＧアルゴリズムを使用する利点および欠点が存在する。
【００２２】
【表２】
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【発明の開示】
【００２３】
ＭＰＥＧは常にシステム遅延を含むが、ａｐｔ−Ｘは非常に短い遅延時間しか含まない、という主な相違点がある。例えば層２および３、ＭＰＥＧ１および２のような、ＭＰＥＧ標準内での相違も存在する。
【００２４】
現在、同期ネットワークと非同期ネットワークをつなぐ要求と、小さな遅延の要求とを満たす業務用のオーディオ・コーデック（codec）装置は存在しない。
【００２５】
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、同期ネットワークと非同期ネットワークをつなぎそのようなネットワーク上の遅延時間を最小化するという要求を満たすオーディオ信号および／またはビデオ信号を転送することである。
【００２６】
発明の概要
そのような目的のために、本発明は、その目的を達成するため、同期ネットワークと非同期ネットワークをつなぎそのようなネットワーク上の遅延時間を最小化するという要求を満たすオーディオ信号および／またはビデオ信号を転送／受信する方法／システムおよび装置に関し、請求項１と従属請求項に記載の明確な特徴を具えている。
【００２７】
本発明の別の目的および利点は、発明を限定しない説明のための例として挙げた詳細な説明および図面から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実用上の理由から、説明する例は、ＩＳＤＮネットワートおよびインターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク上でオーディオ信号を送信し受信する方法に関するものであるが、同じ原理は、ビデオ信号にも、他の同期および非同期ネットワークにも適用可能である。
【００２９】
例えば、２つのオーディオ装置ＡおよびＢがＩＳＤＮを介して接続され、ライブ・オーディオ送信がこのＩＳＤＮ接続を介して行われる。受信側Ｂでは、そのオーディオは、ＬＡＮ上のディジタル蓄積装置に格納されるべきである。図４は、本発明によるオーディオ・ゲートウェイ・コーデック機能のブロック図を示している。
【００３０】
本発明によるシステムは次の部分で構成されており、それらの部分は、或るアプリケーションを規定するシーケンスでまたは別の順序で設定されてもよい。
【００３１】
装置の受信側において、
−  アクティブな（活動状態にある）ネットワーク・インタフェースを分析し、またはどのネットワーク・インタフェースがデータを受信および／または送信しているかを検証するネットワーク分析器が、１で示されている。
【００３２】
−  そのネットワークから同期クロック信号（多重化信号）を取り込み、ビットストリーム分析器３にそれを供給するネットワーク・インタフェース（例えば、ＩＳＤＮのような同期ネットワーク）が、２で示されている。
【００３３】
−  別のオーディオ・コーデック（codec）（例えば逆多重化）から取得した多重化信号のフォーマットを分析するビットストリーム分析器が、３で示されている。
【００３４】
−  例えば、ＭＰＥＧ１の層３の１２８ｋビット／ｓのステレオのような、オーディオ・フォーマットを分析するデコーダが、４で示されている（例えば、１９９７年７月１日付けドイツ（特許出願）ＤＥ19727938号公報、およびＰＣＴ（特許出願）ＷＯ99／01948号公報による）。
【特許文献１】ＤＥ１９７２７９３８
【特許文献２】ＷＯ９９／０１９４８
【００３５】
−  ＩＳＤＮネットワーク・クロックをＩＰネットワーク・クロックに適合化するのに必要なサンプリング・レート・コンバータであって、その結果としてクロックに適合化されたディジタル信号が得られるサンプリング・レート・コンバータが、５で示されている。
【００３６】
装置の送信側において、
−  ディジタル信号を符号化する符号化器（エンコーダ）が、６で示されている。
【００３７】
−  符号化信号内または別の（分離された）ストリームのいずれかに追加データを挿入するのに使用し得るデータ挿入器が、７で示されている。代替構成として、データ挿入器は、符号化信号の下位ビット（less significant bits）をそのような追加データで置換するのに使用し得るものであってもよい（即ち、ドイツ（特許出願）ＤＥ44 30 864号公報に記載されている方法で）。
【特許文献３】ＤＥ４４３０７６４
【００３８】
−  プロトコル、パケット・サイズ等に関してネットワーク・インタフェースおよびネットワークそのものによって要求されるＩＰデータグラムに符号化信号を適合化させ、その結果としてデータグラム信号が得られるビットストリーム発生器が、８で示されている。
【００３９】
−  データグラム信号を取り込んで、例えば１００Ｍビット／ｓイーサネット（登録商標）のようなＩＰネットワークにそれを流すネットワーク・インタフェースが、９で示されている。
【００４０】
本発明の記載した方法の特徴、目的および効果は、本明細書および図面から明らかである。
【００４１】
本発明の方法の目的の利点も詳細な説明から明らかである。
【００４２】
実際のところ、記載した方法は、例えば、Ｇ．７１１、Ｇ．７２２、ＭＰＥＧオーディオ層２および３、ＡＡＣ、ＣＴ−ＡＡＣＰｌｕｓ、等のような種々の符号化アルゴリズムを用い、ＩＳＤＮ、Ｅ１、Ｔ１、Ｘ．２１、ＰＳＴＮ、イーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、等のような種々のネットワーク・インタフェースの間の接続を可能にするリアルタイム・オペレーティング・システムを用いる、単一プロセッサ解決法を実現するように、上記各構成は、構成される。
【００４３】
オーディオ・インおよび／またはアウトには、典型的には、Ａ／Ｄ、Ｄ／ＡまたはディジタルＡＥＳ／ＥＢＵまたはＳＰＤＩＦコンポーネント（構成要素）が用いられる。サンプリング・レート変換器が、典型的には、既存の複数のＩＣを用いて実装される一方、符号化器および復号器は１つ以上のＤＳＰで実装され、ＤＳＰの選択は、システム上で動作する或るアルゴリズムに必要な処理電力によって決定される。特により複雑なアルゴリズムを用いてより大きなアップグレードを行うには、ハードウェア変更なしでは実現できない。
【００４４】
例えばインテル・ベースの（インテルを基本とする）プロセッサのようなスカラー・プロセッサの電力は、現在でも、複雑なオーディオ符号化アルゴリズムには充分である。上述の欠点を解消するのに必要なプラットフォームのコア要素は、強力なプロセッサ、標準化されたバス・システム、非専用ハードウェア、可能であれば、および主にソフトウェア開発による柔軟性である。
【００４５】
そのような装置は、１つのインタフェースを介して受信し、同時に別のインタフェースを介して送信し、または、１つのインタフェースを介して送信し、別のインタフェースを介して受信することができる。これには、パケットを送信することによって、例えば、ＩＳＤＮ、Ｅ１またはＴ１またはＸ．２１のような同期ネットワークを介して受信し、例えばイーサネット（登録商標）、ＬＡＮ／ＷＡＮのような非同期ネットワークを介して送信する可能性が含まれる。例えば、２つのオーディオ装置がＩＳＤＮを介してＡとＢを接続し、ライブ・オーディオ送信がこのＩＳＤＮ接続を介して行われる。受信部では、オーディオが格納され、またはＬＡＮ／ＷＡＮ環境中に（ストリームとして）流される。
【００４６】
本発明の新規な原理を逸脱することなく、例として説明した装置に関連し、オーディオおよび／ビデオ信号を転送し、インターネット・ネットワーク上での遅延時間を最小にする方法に対して、多数のバリエーションを当業者によって施せることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、放送における考慮される３つの世界の間の関係を示している。
【図２】図２は、チェーンを示している。
【図３】図３は、チェーンを示している。
【図４】図４は、本発明によるオーディオ・ゲートウェイ・コーデック機能のブロック図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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