(57)【要約】本発明のオーディオ／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方法及びシステムは、送信側に：入力信号をＡ／Ｄ変換器を用いてディジタル形式に変換するステップと、その信号を操作し制御し適合化しまたは変えるために、その信号を処理するステップと、その信号のサンプリング・レートを変換し、クロックに適合化されたディジタル信号を符号化して、その符号化信号を多重化してパックして多重化信号を形成し、その多重化信号をネットワークに供給するステップと、活動状態のネットワーク・インタフェースを分析するステップとを含み；受信側にそれらの逆のステップを含む。それによって、ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号転送の遅延時間を短くするために、パケット・サイズを最小化することによって、生成されるＩＰパケットを最適化し、短い遅延の符号化アルゴリズムが選択されて符号化が行われる。
2005528828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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方法であって、
送信側において、
−  アナログ形式で利用可能な場合のオーディオおよび／またはビデオ入力信号を、Ａ／Ｄ変換器を用いてディジタル形式に変換するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えるために、前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を処理するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号のサンプリング・レートを変換して、ディジタル入力クロックをネットワーク・クロックに適合化させ、またはＡ／Ｄクロックをネットワーク・クロックに適合化させて、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、
−  前記クロックに適合化されたディジタル信号を符号化して、ビット数を減らし、より低いビット・レートの符号化信号を形成するステップと、
−  前記符号化信号を多重化してパックして、使用されおよび／または適用されるネットワーク・インタフェースに適合した多重化信号を形成するステップと、
−  前記多重化信号をネットワークに供給するステップと、
−  活動状態のネットワーク・インタフェースを分析し、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／または送信しているかを検証するステップと、
受信側において、
−  活動状態のネットワーク・インタフェースを分析し、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／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前記多重化信号を取り込み、それをビットストリーム分析器（１３）に供給するステップと、
−  符号化信号を得るべく前記多重化信号を分離するために、前記多重化信号を分析するステップと、
−  前記符号化信号を復号してディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を生成するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号のサンプリング・レートを変換して、ネットワーク・クロックをディジタル出力クロックに適合化させ、またはネットワーク・クロックをＤ／Ａ変換器のクロックに適合化させて、クロックに適合化されたディジタル信号を得るステップと、
−  前記クロックに適合化されたディジタル信号を処理して、前記クロックに適合化されたディジタル信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えるステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号をＤ／Ａ変換器を用いてアナログ形式に変換するステップと、
を含み、
ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号の転送の遅延時間を短くするために、パケット・サイズを最小化することによって、ビットストリーム生成手段（８）によって生成されるＩＰパケットを最適化し、符号化手段（６）によって短い遅延の符号化アルゴリズムが選択されることを特徴とする、オーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信する方法。
【請求項２】
データ挿入器（７）を用いて、符号化信号内にまたは別のストリーム中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前記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に記載の方法を用いた、オーディオおよび／またはビデオ信号を送信し、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ことを特徴とする、送信装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の方法を用いた、オーディオおよび／またはビデオ信号を受信し、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ことを特徴とする、受信装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の方法を用いた、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ことを特徴とする、システム。
【請求項６】
短い遅延の符号化アルゴリズムによって得られ、短いフレーム長、高いビット・レートおよび高いサンプリング・レートで符号化されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の符号化信号。
【請求項７】
前記ＩＰパケットが最小パケット・サイズを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の多重化信号。
【請求項８】
短い遅延の復号アルゴリズムによって得られ、短いフレーム長、高いビット・レートおよび高いサンプリング・レートを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の復号信号。
【請求項９】
前記ＩＰパケットが最小パケット・サイズを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の分離された信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオおよび／またはビデオ信号を転送し、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方法および／またはシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット・ネットワークを用いて数種類の情報、特にオーディオおよび／またはビデオ信号を転送することが知られている。
【０００３】
現在、インターネットを介したオーディオ信号およびビデオ信号の伝送は、非常に低速で（遅く）、遅延し、信頼できないことが知られている。
【０００４】
例えば、ウェブ・ラジオは、ＦＭまたはディジタル・ラジオ・サービスの聴取者に対する現在の放送の品質に整合しない（相当しない）。ウェブ・ラジオの全体の遅延は、時には数秒より大きくなることがある。さらに、そのオーディオ品質（音質）は、利用可能なネットワーク容量に依存する。あまり多くのユーザがインターネットを使用すると、オーディオ信号転送が中断されることがある。
【０００５】
そのような結果のために、業務用オーディオおよびビデオ放送では、業務用アプリケーション用のＩＰ（インターネット・プロトコル）ネットワークが使用されず、特にＩＰを用いてライブ（生）送信することは避けられている。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的（課題）は、上述の欠点を解消し、遅延時間を最小化し要求される帯域幅を減少させることによってＩＰネットワーク上でオーディオおよびビデオ信号の転送品質を改善することである。
【０００７】
その目的を達成するため、本発明の目的は、請求項１および従属請求項に記載した明確な特徴を有する、インターネット・ネットワーク上でオーディオおよびビデオ信号を転送し遅延時間を最小化する方法および装置を実現することである。
【０００８】
本発明の別の目的および利点は、発明を限定するためでなく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】
【０００９】
実用上の理由から、説明する例は、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、ビデオ信号にも適用可能である。
【００１０】
図１は、本発明によるオーディオ信号の送信および受信システムのブロック図を示している。
【００１１】
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。
【００１２】
送信側において：
−  モノラルまたはステレオのアナログ・オーディオ入力信号が、１で示されている。
【００１３】
−  アナログ入力が用いられるとき、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器が、２で示されている。
【００１４】
−  Ａ／Ｄ変換または直接ディジタル入力の結果としての、モノラル、ステレオまたはマルチ（多）チャネル５．１または７．１等（またはその類似方式）のディジタル・オーディオ入力信号が、３で示されている。ディジタル入力が用いられるとき、Ａ／Ｄ変換器２は使用されない。
【００１５】
−  ディジタル・オーディオ信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えることができるオーディオ処理ユニット（装置）が、４で示されている。
【００１６】
−  ディジタル入力クロックをネットワーク・クロックに適合化させ、またはＡ／Ｄクロックをネットワーク・クロックに適合化させるのに必要なサンプリング・レート変換器であって、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・レート変換器が、５で示されている。
【００１７】
−  ディジタル信号を、例えば、線形、知覚符号化（perceptual coded）または非知覚符号化（non-perceptual coded）フォーマットに符号化してビット数を減らす符号化器であって、その結果として低ビット・レート符号化信号が得られる符号化器が、６で示されている。ＩＰネットワーク上の伝送の遅延時間を短くするために、符号化アルゴリズムの選択と、例えばフレーム長、ビット・レートおよびサンプリング・レート等のような或るパラメータの設定が行われる。
【００１８】
−  符号化信号内にまたは別の（分離された）ストリーム中のいずれかに追加的データを挿入するのに用いることができるデータ挿入器（inserter）が、７で示されている。代替構成として、データ挿入器を用いて、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してもよい（即ち、ドイツ特許ＤＥ44 30 864に記載されている方法で）。
【特許文献１】ＤＥ４４３０８６４
【００１９】
−  符号化信号および／またはデータ信号および／または隠蔽（hidden）されたデータ信号を多重化し、それらを、使用されおよび／または適用されるネットワーク・インタフェースに適合することを必要とするその結果の多重化信号の形式にパックするビットストリーム生成器が、８で示されている。伝送における遅延時間を減少させるように、得られたパケット・データを適切な大きさにし（opportunely sized）なければならない。
【００２０】
−  その多重化信号をそのネットワークに供給する（入れる）ネットワーク・インタフェースが、９で示されている。
【００２１】
−  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、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／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、１０で示されている。
【００２２】
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、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／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、１１で示されている。
【００２３】
−  そのネットワークから多重化信号を取り込み、それをビットストリーム分析器１３に供給するネットワーク・インタフェースが、１２で示されている。
【００２４】
−  符号化信号を得るべく信号を分離（逆多重化）するために、多重化信号を分析するビットストリーム分析器が、１３で示されている。
【００２５】
−  符号化信号を復号してディジタル信号を生成する復号器が、１４で示されている。その復号器は、例えば線形、知覚符号化または非知覚符号化フォーマットのような送信側で用いられるのと同じ符号化方式で復号することができなければならない。
【００２６】
−  ネットワーク・クロックをディジタル出力クロックに適合化させ、またはネットワーク・クロックをＤ／Ａ変換器クロックに適合化させるのに必要なサンプリング・レート変換器であって、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・レート変換器が、１５で示されている。
【００２７】
−  ディジタル・オーディオ信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えることができるオーディオ処理ユニット（装置）が、１６で示されている。
【００２８】
−  ディジタル・オーディオ入力信号３の再生（復元）を結果として生じる、モノラル、ステレオまたはマルチ（多）チャネル５．１または７．１等（またはその類似方式）のディジタル・オーディオ入力信号が、１７で示されている。
【００２９】
−  ディジタル・オーディオ信号をアナログ・オーディオ信号に変換するＤ／Ａ変換器が、１８で示されている。
【００３０】
−  アナログ・オーディオ入力信号１の再生を結果として生じる、モノラルまたはステレオのアナログ・オーディオ出力信号が、１９で示されている。
【００３１】
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。
【００３２】
本発明の方法の利点も明細書から明らかになる。
【００３３】
システムの符号化部からの符号化信号および／またはデータ信号および／または隠蔽されたデータ信号がビットストリーム生成器によってパックされてＩＰデータグラムが生成される。ＩＰデータグラムは、ＩＰネットワーク上の伝送の遅延時間を減少させるために、符号化された上述の多重化信号を構成する。ＩＰデータグラムは、常に、オーバーヘッドを表す、同期、配信およびシステム情報を有するヘッダを含んでいる。より重要な（上位の）短いパケットが用いられまたは送信されるときこのオーバーヘッドはより長く（高く）、より重要でない（下位の）長いパケットが用いられまたは送信されるときこのオーバーヘッドはより短く（低く）なる。
【００３４】
特に、ビットストリーム生成器８によって生成されるＩＰパケットは、ＴＣＰ（伝送制御プロトコル）またはＵＤＰ（ユーザ・データグラム・プロトコル）パッケージ用のパケット・サイズを最小化することによって、最適化される。
【００３５】
別の利点は、符号化器６内で行われた決定された選択によって表される。例えば、短い遅延の符号化アルゴリズムを選択してもよいし、または遅延時間を短くするための、即ち短いフレーム長、高いビット・レートおよび高いサンプリング・レートの、その他のパラメータを設定してもよい。
【００３６】
そのようなパラメータ設定によって、ユーザは、符号化遅延時間対（versus）品質およびビット・レートおよび類似のパラメータを制御でき、最小遅延または最小帯域幅を実現するための自動計算を含むことができる。これは、大きな利点であると考えられる。
【００３７】
符号化／送信部と反対の関係（mirror）にある装置を用いてシステムの受信側で同じ状況を実現することができる。
【００３８】
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、オーディオおよび／ビデオ信号を転送／受信し、インターネット・ネットワーク上での遅延時間を最小にする方法、およびそれに関連する装置に対して、多数のバリエーションを当業者によって施すことができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明によるオーディオ信号の送信および受信システムのブロック図を示している。
【図１】
2005528828.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月24日(2004.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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方法であって、
送信側において、
−  アナログ形式で利用可能な場合のオーディオおよび／またはビデオ入力信号を、Ａ／Ｄ変換器を用いてディジタル形式に変換するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えるために、前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を処理するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号のサンプリング・レートを変換して、ディジタル入力クロックをネットワーク・クロックに適合化させ、またはＡ／Ｄクロックをネットワーク・クロックに適合化させて、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、
−  前記クロックに適合化されたディジタル信号を符号化して、ビット数を減らし、より低いビット・レートの符号化信号を形成するステップと、
−  前記符号化信号を多重化してパックして、使用されおよび／または適用されるネットワーク・インタフェースに適合した多重化信号を形成するステップと、
−  前記多重化信号をネットワークに供給するステップと、
−  活動状態のネットワーク・インタフェースを分析し、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／または送信しているかを検証するステップと、
受信側において、
−  活動状態のネットワーク・インタフェースを分析し、いずれのネットワークがデータを受信しおよび／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前記多重化信号を取り込み、それをビットストリーム分析器（１３）に供給するステップと、
−  符号化信号を得るべく前記多重化信号を分離するために、前記多重化信号を分析するステップと、
−  前記符号化信号を復号してディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号を生成するステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号のサンプリング・レートを変換して、ネットワーク・クロックをディジタル出力クロックに適合化させ、またはネットワーク・クロックをＤ／Ａ変換器のクロックに適合化させて、クロックに適合化されたディジタル信号を得るステップと、
−  前記クロックに適合化されたディジタル信号を処理して、前記クロックに適合化されたディジタル信号を操作し、制御し、適合化しまたは変えるステップと、
−  前記ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号をＤ／Ａ変換器を用いてアナログ形式に変換するステップと、
を含み、
ディジタル・オーディオおよび／またはビデオ信号の転送の遅延時間を短くするために、パケット・サイズを最小化することによって、ビットストリーム生成手段（８）によって生成されるＩＰパケットが最適化され、符号化手段（６）によって短い遅延の符号化アルゴリズムが選択され、
フレーム長、ビット・レートおよびサンプリング・レート等の１つ以上のパラメータの設定によって、ユーザが、品質およびビット・レートに対する符号化遅延時間を制御できるようにすることを特徴とする、オーディオおよび／またはビデオ信号を転送／受信する方法。
【請求項２】
データ挿入器（７）を用いて、符号化信号内にまたは別のストリーム中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前記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に記載の方法を用いた、オーディオおよび／またはビデオ信号を送信し、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ことを特徴とする、送信装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の方法を用いた、オーディオおよび／またはビデオ信号を受信し、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ことを特徴とする、受信装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の方法を用いた、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ことを特徴とする、システム。
【請求項６】
短い遅延の符号化アルゴリズムによって得られ、短いフレーム長、高いビット・レートおよび高いサンプリング・レートで符号化されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の符号化信号。
【請求項７】
前記ＩＰパケットが最小パケット・サイズを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の多重化信号。
【請求項８】
短い遅延の復号アルゴリズムによって得られ、短いフレーム長、高いビット・レートおよび高いサンプリング・レートを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の復号信号。
【請求項９】
前記ＩＰパケットが最小パケット・サイズを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の分離された信号。
【国際調査報告】
2005528828.tif 000004
2005528828.tif 000005
2005528828.tif 000006