JP2004180255A - ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ネットワークシステムにおいて、データの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、サーバ装置とクライアント装置とのクロック信号の同期をとる。
【解決手段】サーバ装置から送信した情報をクライアント装置が受信して再生するネットワークシステムにおいて、サーバ装置は、電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいて情報の圧縮符号化に用いるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したクロックパルス数を示す情報と圧縮符号化した情報をクライアント装置に出力し、クライアント装置は、電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいて圧縮符号化された情報の復号伸長に用いるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数し、サーバ装置から受信したクロックパルス数と計数したクロックパルス数とのクロック差に基づいてクライアントクロック信号の周波数をサーバクロック信号の周波数に合わせる。
【選択図】 図１
【解決手段】サーバ装置から送信した情報をクライアント装置が受信して再生するネットワークシステムにおいて、サーバ装置は、電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいて情報の圧縮符号化に用いるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したクロックパルス数を示す情報と圧縮符号化した情報をクライアント装置に出力し、クライアント装置は、電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいて圧縮符号化された情報の復号伸長に用いるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数し、サーバ装置から受信したクロックパルス数と計数したクロックパルス数とのクロック差に基づいてクライアントクロック信号の周波数をサーバクロック信号の周波数に合わせる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ情報、ビデオ情報等を伝送するネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一世帯で複数のパーソナル・コンピュータ（Personal Computer：以下「ＰＣ」という)を所有し、家庭内でＰＣネットワークを構築して利用することが増えつつある。また、家庭内のＰＣネットワークを用い、オーディオ情報、ビデオ情報等をサーバ装置に蓄積し、クライアント装置でオーディオ情報、ビデオ情報等を再生する利用方法が考えられている。
【０００３】
家庭内ネットワークの利用方法の一例として、ネットワークの通信プロトコルとしてトランスミッション・コントロール・プロトコル／インターネット・プロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol：以下「ＴＣＰ／ＩＰ」という)を利用し、オーディオ情報、ビデオ情報等をムービング・ピクチャー・エキスパート・グループ−２（Moving Picture Experts Group - 2：以下「ＭＰＥＧ−２」という)方式で圧縮して送信するものがある。この利用方法では、サーバ装置とクライアント装置との間のデータ伝送の主導権をどちらが持つかによって２つの型がある。
【０００４】
一方は、プル型と呼ばれる。プル型は、クライアント装置がデータ伝送の主導権を持ち、クライアント装置がデータを要するときサーバ装置にデータの送信を要求して出力させるものである。これは、既にサーバ装置に記憶された圧縮ファイル等をクライアント装置で呼び出して再生する場合等に使われる。
【０００５】
他方は、プッシュ型と呼ばれる。プッシュ型は、サーバ装置がデータ伝送の主導権を持ちデータをクライアント装置に送るものである。これはサーバ装置が、オーディオ情報、ビデオ情報等を圧縮して記憶するとともにクライアント装置に送信し、送信されたオーディオ情報、ビデオ情報等をクライアント装置が再生する場合等に使われる。
【０００６】
プッシュ型のネットワークシステムでは、サーバ装置とクライアント装置の同期を取ることが重要である。サーバ装置の符号化器がデータの符号化に使用するクロックと、クライアント装置の復号化器がデータの復号化に使用するクロックとが同期していないと、クライアント装置の復号器に内蔵されているバッファメモリがオーバーフロー又はアンダーフローを引き起こす。
【０００７】
ネットワークの通信線で伝送されるデータが、例えば、ＭＰＥＧ−２方式のデータである場合、伝送されるデータ中に、プログラム・クロック・リファレンス（Program Clock Reference：以下「ＰＣＲ」という)と呼ばれる時間情報が含まれる。クライアント装置の復号器はＰＣＲを用いて、サーバ装置の符号器との同期をとる。
【０００８】
しかしながら、通信線を介してデータを伝送する場合、伝送時間の変動や遅延に対応しなければならない。ネットワークには、サーバ装置とクライアント装置の他の電気機器も接続されて用いられることがあり、このような複数の電気機器を接続して利用することによっても、伝送時間の変動及び遅延が生じる。
【０００９】
データの伝送時間の変動及び遅延への対応方法として、特許文献１に開示されている「クロック変動補償方法及びリアルタイムオーディオ／ビジュアルシステム」がある。これは、クライアント装置のバッファメモリの記憶量を検出し、サーバ装置とクライアント装置との同期をとるものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−９２１３０
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された発明は、ネットワークでの固定長ビットレートのデータ伝送を前提としているが、可変長ビットレートのデータ伝送に対応することができない。これは、可変長ビットレートでのデータ伝送では、バッファメモリに入力されるデータ量が変動するため、バッファメモリのデータ量を検出するだけでは補正量を算出することができないためである。
【００１２】
本発明の目的は、プッシュ型のネットワークシステムにおいて、オーディオ情報又はビデオ情報等を可変長ビットレートでデータ伝送する場合にも、データの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、サーバ装置のサーバクロック信号とクライアント装置のクライアントクロック信号との同期をとることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の符号化に用いるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したクロックパルス数を示す情報をクライアント装置に出力し、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたクロックパルス数を示す情報を受信し、クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の復号化に用いるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数し、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と計数したクロックパルス数との差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、クライアントクロック信号を生成するクライアントクロック生成手段と、前記クライアントクロック信号に基づいて前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段とを備え、前記クライアントクロック信号生成手段は、前記クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、前記サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を記憶するバッファを有し当該バッファに記憶されたオーディオ情報又はビデオ情報を読み出しクライアントクロック信号に基づいて復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記バッファに蓄積されたデータ量に基づいて前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数を補正するクロック計数値補正手段と、前記受信手段が受信したクロックパルス数と前記クロック計数値補正手段が補正したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段と、該クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記サーバクロック信号の周波数に合わせたクライアントクロック信号を前記復号手段に出力するクライアントクロック信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のネットワークシステムの第１の実施例の構成を示すブロック図である。
サーバ装置１は、入力端子ＩＮから入力されるオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮し、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。クライアント装置２は、サーバ装置１からのオーディオ情報又はビデオ情報を受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。電力供給線３は、サーバ装置１及びクライアント装置２に電力を供給する。通信線４は、サーバ装置１及びクライアント装置２に接続され、オーディオ情報又はビデオ情報等を伝送する。サーバ装置１とクライアント装置２は、プッシュ型のネットワークシステムとして動作する。
【００１７】
サーバ装置１は、符号器１１、サーバクロック生成手段１２、サーバ二値化手段１３、サーバクロック計数手段１４、送信手段１５を備える。符号器１１は、入力端子ＩＮから入力されたオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮する。サーバクロック生成手段１２は、符号器１１及びサーバクロック計数手段１４にサーバクロック信号を出力する。サーバ二値化手段１３は、電力供給線３から入力される交流電圧の波形を二値化し、デジタル信号（電源同期パルス信号）を生成する。サーバクロック計数手段１４は、サーバ二値化手段１３で生成されたデジタル信号の１周期の整数倍毎にサーバクロック生成手段１２から出力されるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したサーバクロック信号のクロックパルス数を示す情報を送信手段１５に出力する。送信手段１５は、符号器１１により圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報とサーバクロック計数手段１４により計数されたクロックパルス数を示す情報とを通信線４を介してクライアント装置２に出力する。
【００１８】
クライアント装置２は、受信手段２１、復号器２２、クライアントクロック生成手段２３、クライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６、クロック差算出手段２７を備える。受信手段２１は、サーバ装置１から通信線４を介して送信されたオーディオ情報又はビデオ情報とクロックパルス数を示す情報とを受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号器２２に出力し、クロックパルス数を示す情報をレジスタ２６に出力する。復号器２２は、入力されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴから出力する。クライアントクロック生成手段２３は、クライアントクロック信号を生成し、復号器２２及びクライアントクロック計数手段２５に出力する。クライアント二値化手段２４は、電力供給線３から入力する交流電圧の波形を二値化し、デジタル信号（電源同期パルス信号）を生成する。
【００１９】
クライアントクロック計数手段２５は、クライアント二値化手段２４で生成されたデジタル信号の１周期の整数倍毎にクライアントクロック生成手段２３から出力されるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数する。レジスタ２６は、受信手段２１が受信したクロックパルス数を示す情報のクロックパルス数を記憶する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたサーバ装置１のクロックパルス数とクライアントクロック計数手段２５により計数されたクライアント装置２のクロックパルス数との差を算出し、クライアントクロック生成手段２３に出力する。クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７が算出したクロックパルス数の差に基づいて、クライアント装置２のクライアントクロック信号の周波数をサーバ装置１のサーバクロック信号の周波数に合わせるように、クライアントクロック信号の周波数を変更する。
【００２０】
本実施例において、符号器１１は、オーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮するとしたが、オーディオ情報又はビデオ情報を圧縮しないで符号化してもよい。また、本実施例において、復号器２２は、圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長するとしたが、圧縮しないで符号化したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するようにしてもよい。
【００２１】
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号を同期させる動作について説明する。
まず、サーバ二値化手段１３とクライアント二値化手段２４について説明する。サーバ二値化手段１３とクライアント二値化手段２４は、同じ動作を行うため、二値化手段１３，２４として説明する。二値化手段１３，２４は、それぞれサーバ装置１及びクライアント装置２に接続された電力供給線３から供給される交流電圧の波形に基づいて電源同期パルス信号を生成する。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおける二値化手段１３，２４の二値化を説明するための図である。
二値化手段１３，２４は、図２の(Ａ)に示す交流電圧の波形に、半波整流やリミッタ処理を施すことによって、図２の(Ｂ)の電源同期パルス信号を得る。
【００２３】
次に、サーバクロック計数手段１４とクライアントクロック計数手段２５について説明する。サーバクロック計数手段１４とクライアントクロック計数手段２５は、同じ動作を行うため、クロック計数手段１４，２５として説明する。また、サーバクロック生成手段１２とクライアントクロック生成手段２３は、同じ動作を行うため、クロック生成手段１２，２３として説明する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクロック計数手段１４，２５のクロック計数を説明するための図である。
クロック計数手段１４，２５は、二値化手段１３，２４で生成された電源同期パルス信号(Ｂ)を、クロック生成手段１２，２３から出力されるクロック信号(Ｃ)によってサンプリングし、電源同期パルス信号(Ｂ)の立ち上がり位置を示す立ち上がり信号(Ｄ)を得る。本実施例においては、立ち上がり信号(Ｄ)を用いて電源同期パルス信号(Ｂ)の立ち上がり位置を検出し、電源同期パルス信号(Ｂ)の１０周期毎にリセット信号（Ｅ）を得る。２つのリセット信号（Ｅ）間のクロック信号(Ｃ)のクロックパルス数を計数して信号(Ｆ)を得て、計数信号（Ｆ）のクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を出力する。
【００２５】
例えば、クロック信号の周波数が２７ＭＨｚであって、電力供給線３の交流電源の周波数が５０Ｈｚであれば、クロック計数手段１４，２５の出力（計数値信号）は５４０００００となる。ここで、クロック信号の周波数には誤差αが生じるので、その誤差を考慮すれば５４０００００±αとなる。
【００２６】
サーバ装置１は、サーバクロック計数手段１４が計数したクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。本実施例では、１回のクロックパルス数の計数期間は、交流電源の周波数の１０周期分の期間(２００ｍｓｅｃ)であるため、サーバ装置１からクライアント装置２への計数値信号（Ｇ）の送信は２００ｍｓｅｃ毎に行われる。
【００２７】
クライアント装置２は、受信手段２１がサーバ装置１からのクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を受信すると、レジスタ２６に記憶する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数とクライアントクロック計数手段２５で計数されたクロックパルス数を読み込み、クロックパルス数の差を算出する。例えば、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数が５４００２２１であって、クライアントクロック計数手段２５が計数したクロックパルス数が５４０００３２であれば、そのクロックパルス数の差は５４００２２１−５４０００３２＝１８９となる。
【００２８】
クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７が算出したクロックパルス数の差に基づいてクライアントクロック信号の周波数を変化させる。
【００２９】
図４は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクライフント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図である。
図４において、クライアントクロック生成手段２３は、加算器３１、レジスタ３２、デジタル・アナログ（Digital Analog：以下、「ＤＡ」という）変換器３３、電圧制御水晶発振器（ボルテージ・コントロールド・クリスタル・オシレータ（Voltage Controlled Crystal Oscillator：以下、「ＶＸＣＯ」という））３４を備える。
【００３０】
クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差は、加算器３１に入力される。レジスタ３２は、加算器３１から出力された最新の値（制御値）を記憶する。加算器３１は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差にレジスタ３２に記憶されている制御値を加算し、ＤＡ変換器３３とレジスタ３２に出力する。
【００３１】
加算器３１から出力された制御値（デジタル信号）は、ＤＡ変換器３３でアナログ信号（電圧）に変換される。ＤＡ変換器３３から出力されたアナログ信号は、制御電圧としてＶＸＣＯ３４に入力し、ＶＣＸＯ３４は、制御電圧に応じて周波数を変更し、クライアントクロック信号を出力する。
【００３２】
本実施例のネットワークシステムを、例えば、家庭内の同一の通信線及び同一の電力供給線に接続されるサーバ装置とクライアント装置とで構成されるホームネットワークシステムに用いた場合、サーバ装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号を生成し、クライアント装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号に同期したクライアントクロック信号を生成し、当該クライアントクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するため、通信線上で生ずるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、また、可変長ビットレートのデータ伝送であっても、サーバ装置のサーバクロック信号の周波数にクライアント装置のクライアントクロック信号の周波数を同期させることができる。
【００３３】
本発明の第２の実施例について説明する。
図５は、本発明のネットワークシステムの第２の実施例の構成を示すブロック図である。
サーバ装置１は、入力端子ＩＮから入力されるオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮し、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。クライアント装置２は、サーバ装置１からのオーディオ情報又はビデオ情報を受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。電力供給線３は、サーバ装置１及びクライアント装置２に電力を供給する。通信線４は、サーバ装置１及びクライアント装置２に接続され、オーディオ情報又はビデオ情報等を伝送する。サーバ装置１とクライアント装置２は、プッシュ型のネットワークシステムとして動作する。
【００３４】
サーバ装置１は、符号器１１、サーバクロック生成手段１２、サーバ二値化手段１３、サーバクロック計数手段１４、送信手段１５を備える。本実施例のサーバ装置１は、前述した第１の実施例におけるサーバ装置１と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００３５】
クライアント装置２は、受信手段２１、復号器２２、クライアントクロック生成手段２３、クライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６、クロック差算出手段２７、クロック計数値補正手段２８を備える。本実施例のクライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６は、前述した第１の実施例におけるクライアント装置２のクライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００３６】
図５においては、復号器２２は、受信手段２１が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を一時蓄積するバッファ２２ａを備え、バッファ２２ａから圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を読み出し復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。クロック計数値補正手段２８は、バッファ２２ａに蓄積されているデータ量に応じて、クライアントクロック計数手段２５が計数したクライアントクロック信号のクロックパルス数の計数値を補正して出力する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたサーバ装置のクロックパルス数とクロック計数値補正手段２８によって補正されたクロックパルス数との差を算出し、クライアントクロック生成手段２３に出力する。
【００３７】
本実施例において、符号器１１は、オーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮するとしたが、オーディオ情報又はビデオ情報を圧縮しないで符号化してもよい。また、本実施例において、復号器２２は、圧縮しないで符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長するとしたが、圧縮しないで符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するようにしてもよい。
【００３８】
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号を同期させるための動作について説明する。
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量はほぼ一定になるが、そのデータ量の平均量がバッファ２２ａの蓄積可能なデータ量（データ蓄積量）の１／２のデータ量より極端に少なくなる場合や多くなる場合がある。
【００３９】
サーバクロック信号とクライアントクロック信号とが同期した時点で、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２のデータ量より少ない場合、通信線４におけるデータ伝送の遅延などにより、バッファ２２ａがアンダーフローを起こす可能性がある。また、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２のデータ量より多い場合、サーバ装置１から多量のデータが送信されてくると（データ転送レートが高くなると）、バッファ２２ａがオーバーフローを起こす可能性がある。
【００４０】
このようなアンダーフローやオーバーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、サーバ装置１からクロックパルス数を示す情報が送信されてくる間に、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量に基づいて、クライアントクロック計数手段２５が計数したクロックパルス数の計数値を補正する。
【００４１】
図６は、本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置の復号器のバッファのデータ蓄積状態を説明するための図である。
図６において、四角形は、復号器２２のバッファ２２ａが蓄積可能なデータ量（データ蓄積量）を表し、斜線部分は、蓄積されたデータ量の平均量を表す。データ蓄積量の１／２よりデータ量が多い側（図中の上側）に上側閾値Ｕｔｈを設定し、データ蓄積量の１／２よりデータ量が少ない側（図中の下側）に下側閾値Ｕｔｈを設定する。
【００４２】
クロック計数値補正手段２８は、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより大きければ、補正値＝＋５とし、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより小さければ、補正値＝−５とする。
【００４３】
図６（ａ）において、サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより多くなる場合がある。この状態のとき、多量のデータがサーバ装置１から送信されてくると、瞬間的にバッファ２２ａがオーバーフローを起こすことがある。このオーバーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、クライアントクロック計数手段２５が計数した計数値（例えば、５４０００３７）に補正値（例えば、５）を加算し、その値（例えば、５４０００４２）をクロック差検出手段２７に出力する。
【００４４】
また、図６（ｂ）において、サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより少なくなる場合がある。この状態のとき、通信線４のデータ伝送の遅延等の原因によりクライアント装置２に入力するデータ量が少なくなると、瞬間的にバッファ２２ａがアンダーフローを起こすことがある。このアンダーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、クライアントクロック計数手段２５が計数した計数値（例えば、５４０００３７）から補正値（例えば、５）を減算し、その値（例えば、５４０００３２）をクロック差検出手段２７に出力する。
【００４５】
これらのことにより、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより多い場合、または、バッファ２２ｂに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより少ない場合、後段のクロック差算出手段２７においてレジスタ２６のクロックパルス数との差を算出する際に、そのクロックパルス数の差も大きくなる。この差に基づいて、クライアントクロック生成手段２３がクライアントクロック信号を生成すると、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２前後のデータ量で、クライアントクロック信号の周波数がサーバクロック信号の周波数に同期する。したがって、バッファ２２ａにおいてオーバーフロー又はアンダーフローが起こりにくくなる。
【００４６】
クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数とクロック計数値補正手段２８により補正されたクロックパルス数を読み込み、クロックパルス数の差を算出する。例えば、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数が５４００２２１であって、クロック計数値補正手段２８により補正されたクロックパルス数が５４０００３２であれば、そのクロックパルス数の差は５４００２２１−５４０００３２＝１８９となる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図である。
クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差により、クライアントクロック信号の周波数を変化させる。クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に計数を乗算する係数乗算器３５、係数乗算器３５から出力された値にレジスタ３２に記憶されている値を加算する加算器３１、加算器３１から出力された最新の値を記憶するレジスタ３２、加算器３２から出力されたデジタル信号をアナログ信号（電圧）に変換するＤＡ変換器３３、ＤＡ変換器３３から出力されたアナログ信号に基づく周波数のクライアントクロック信号を発振するＶＸＣＯ３４を備える。
【００４８】
係数乗算器３５は、後段の加算器３１から出力されるデジタル信号をＤＡ変換器３１のビット長に対応した値にするため、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に計数を乗算し補正する。例えば、クライアントクロック生成手段２３に、１２ビット長のＤＡ変換器３３、制御電圧２．５Ｖで発振周波数が２７ＭＨｚ±２７００Ｈｚ／４．０ＶのＶＣＸＯを使用している場合、係数は、３．７９５となる。
【００４９】
具体的には、ＶＣＸＯ３４は、中心制御電圧４．０Ｖのとき中心周波数２．７ＭＨｚの周波数の信号を発振し、中心制御電圧から２．５Ｖの範囲で±２７００Ｈｚだけ変化することができる。つまり、制御電圧が０．５Ｖの場合、２７ＭＨｚ−２７００Ｈｚの周波数の信号を出力し、制御電圧が４．５Ｖの場合、２７ＭＨｚ＋２７００Ｈｚの周波数の信号を出力する。
【００５０】
ＶＣＸＯ３４において、制御電圧を０Ｖ〜４．５Ｖに変化させるため、ＤＡ変換器３３には、１２ビット長（０〜４０９５の４０９６階調）のＤＡ変換器３３を用いることになる。１２ビット長のＤＡ変換器３３において、１Ｈｚに相当する階調は、４０９６／５４００＝約０．７５９（／Ｈｚ）となる。
【００５１】
クロック差算出手段２７から出力されるクロックパルス数の差は、電源周波数５０Ｈｚにおける１０周期毎の値であり、実際の１秒あたりのクロックパルス数の差は、クロック差算出手段２７から出力されるクロックパルス数の差の５倍となる。クロック差算出手段２７からのクロックパルス数の差をＡとすれば、実際の１秒あたりのクロックパルス数の差は、Ａ×５Ｈｚとなる。つまり、そのクロックパルス数の差を補正するための係数は、Ａ（Ｈｚ）×５×０．７５９（／Ｈｚ）＝３．７５９×Ａとなる。
【００５２】
したがって、係数乗算器３５は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に係数３．７９５を乗算し補正を行う。例えば、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差が１８９の場合、１８９×３．７９５＝７１７．２５５となる。
【００５３】
係数乗算器３５から出力された信号は、加算器３１に入力し、レジスタ３２に記憶されている値と加算され、ＤＡ変換器３３に出力される。例えば、レジスタ３２に記憶されている値が２１６９の場合、２１６９＋７１７．２５５＝２８８６．２５５となる。ＤＡ変換器３３に入力する値は整数値であるため、２８８６となる。この値がＤＡ変換器３３に入力すると共に、レジスタ３２に記憶される。
【００５４】
ＤＡ変換器３３は、加算器３１から入力された値に相当する電圧をＶＣＸＯ３４に出力する。ＶＣＸＯ３４は、ＤＡ変換器３３から入力された電圧値に応じた周波数の信号を発振し、クライアントクロック信号として復号器２２に出力する。
【００５５】
このようにして、クライアントクロック生成手段２３は、サーバ装置１のサーバクロック信号の周波数に同期したクライアントクロック信号を出力し、復号器２２は、そのクライアントクロック信号に基づいて受信手段２１がサーバ装置１から受信したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し出力する。
【００５６】
本実施例のネットワークシステムを、例えば、家庭内などの同一の通信線及び同一の電力供給線に接続されるサーバ装置とクライアント装置とで構成されるホームネットワークシステムに用いた場合、サーバ装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号を生成し、クライアント装置は、電力供給線から得られる電源周波数と復号器のバッファに蓄積されているデータ量に基づいてサーバクロック信号に同期したクライアントクロック信号を生成し、当該クライアントクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するため、通信線上で生ずるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、また、可変長ビットレートのデータ伝送であっても、サーバ装置のサーバクロック信号にクライアント装置のクライアントクロック信号を同期させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のネットワークシステムによれば、プッシュ型のネットワークシステムにおいて、通信線におけるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、オーディオ情報又はビデオ情報等を可変長ビットレートで伝送する場合にも、サーバ装置のサーバクロック信号とクライアント装置のクライアントクロック信号との同期をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークシステムの第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおける二値化手段１３，２４の二値化を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクロック計数手段１４，２５のクロック計数を説明するための図。
【図４】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図。
【図５】本発明のネットワークシステムの第２の実施例の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置の復号器のバッファのデータ蓄積状態を説明するための図。
【図７】本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ サーバ装置
２ クライアント装置
３ 電力供給線
４ 通信線
１１ 符号器
１２ サーバクロック生成手段
１３ サーバ二値化手段
１４ サーバクロック計数手段
１５ 送信手段
２１ 受信手段
２２ 復号器
２２ａ バッファ
２３ クライアントクロック生成手段
２４ クライアント二値化手段
２５ クライアントクロック計数手段
２６ レジスタ
２７ クロック差算出手段
２８ クロック計数値補正手段
３１ 加算器
３２ レジスタ
３３ ＤＡ変換器
３４ ＶＣＸＯ
３５ 係数乗算器
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ情報、ビデオ情報等を伝送するネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一世帯で複数のパーソナル・コンピュータ（Personal Computer：以下「ＰＣ」という)を所有し、家庭内でＰＣネットワークを構築して利用することが増えつつある。また、家庭内のＰＣネットワークを用い、オーディオ情報、ビデオ情報等をサーバ装置に蓄積し、クライアント装置でオーディオ情報、ビデオ情報等を再生する利用方法が考えられている。
【０００３】
家庭内ネットワークの利用方法の一例として、ネットワークの通信プロトコルとしてトランスミッション・コントロール・プロトコル／インターネット・プロトコル（Transmission Control Protocol/Internet Protocol：以下「ＴＣＰ／ＩＰ」という)を利用し、オーディオ情報、ビデオ情報等をムービング・ピクチャー・エキスパート・グループ−２（Moving Picture Experts Group - 2：以下「ＭＰＥＧ−２」という)方式で圧縮して送信するものがある。この利用方法では、サーバ装置とクライアント装置との間のデータ伝送の主導権をどちらが持つかによって２つの型がある。
【０００４】
一方は、プル型と呼ばれる。プル型は、クライアント装置がデータ伝送の主導権を持ち、クライアント装置がデータを要するときサーバ装置にデータの送信を要求して出力させるものである。これは、既にサーバ装置に記憶された圧縮ファイル等をクライアント装置で呼び出して再生する場合等に使われる。
【０００５】
他方は、プッシュ型と呼ばれる。プッシュ型は、サーバ装置がデータ伝送の主導権を持ちデータをクライアント装置に送るものである。これはサーバ装置が、オーディオ情報、ビデオ情報等を圧縮して記憶するとともにクライアント装置に送信し、送信されたオーディオ情報、ビデオ情報等をクライアント装置が再生する場合等に使われる。
【０００６】
プッシュ型のネットワークシステムでは、サーバ装置とクライアント装置の同期を取ることが重要である。サーバ装置の符号化器がデータの符号化に使用するクロックと、クライアント装置の復号化器がデータの復号化に使用するクロックとが同期していないと、クライアント装置の復号器に内蔵されているバッファメモリがオーバーフロー又はアンダーフローを引き起こす。
【０００７】
ネットワークの通信線で伝送されるデータが、例えば、ＭＰＥＧ−２方式のデータである場合、伝送されるデータ中に、プログラム・クロック・リファレンス（Program Clock Reference：以下「ＰＣＲ」という)と呼ばれる時間情報が含まれる。クライアント装置の復号器はＰＣＲを用いて、サーバ装置の符号器との同期をとる。
【０００８】
しかしながら、通信線を介してデータを伝送する場合、伝送時間の変動や遅延に対応しなければならない。ネットワークには、サーバ装置とクライアント装置の他の電気機器も接続されて用いられることがあり、このような複数の電気機器を接続して利用することによっても、伝送時間の変動及び遅延が生じる。
【０００９】
データの伝送時間の変動及び遅延への対応方法として、特許文献１に開示されている「クロック変動補償方法及びリアルタイムオーディオ／ビジュアルシステム」がある。これは、クライアント装置のバッファメモリの記憶量を検出し、サーバ装置とクライアント装置との同期をとるものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−９２１３０
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された発明は、ネットワークでの固定長ビットレートのデータ伝送を前提としているが、可変長ビットレートのデータ伝送に対応することができない。これは、可変長ビットレートでのデータ伝送では、バッファメモリに入力されるデータ量が変動するため、バッファメモリのデータ量を検出するだけでは補正量を算出することができないためである。
【００１２】
本発明の目的は、プッシュ型のネットワークシステムにおいて、オーディオ情報又はビデオ情報等を可変長ビットレートでデータ伝送する場合にも、データの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、サーバ装置のサーバクロック信号とクライアント装置のクライアントクロック信号との同期をとることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の符号化に用いるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したクロックパルス数を示す情報をクライアント装置に出力し、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたクロックパルス数を示す情報を受信し、クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の復号化に用いるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数し、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と計数したクロックパルス数との差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、クライアントクロック信号を生成するクライアントクロック生成手段と、前記クライアントクロック信号に基づいて前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段とを備え、前記クライアントクロック信号生成手段は、前記クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、前記サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を記憶するバッファを有し当該バッファに記憶されたオーディオ情報又はビデオ情報を読み出しクライアントクロック信号に基づいて復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記バッファに蓄積されたデータ量に基づいて前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数を補正するクロック計数値補正手段と、前記受信手段が受信したクロックパルス数と前記クロック計数値補正手段が補正したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段と、該クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記サーバクロック信号の周波数に合わせたクライアントクロック信号を前記復号手段に出力するクライアントクロック信号生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のネットワークシステムの第１の実施例の構成を示すブロック図である。
サーバ装置１は、入力端子ＩＮから入力されるオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮し、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。クライアント装置２は、サーバ装置１からのオーディオ情報又はビデオ情報を受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。電力供給線３は、サーバ装置１及びクライアント装置２に電力を供給する。通信線４は、サーバ装置１及びクライアント装置２に接続され、オーディオ情報又はビデオ情報等を伝送する。サーバ装置１とクライアント装置２は、プッシュ型のネットワークシステムとして動作する。
【００１７】
サーバ装置１は、符号器１１、サーバクロック生成手段１２、サーバ二値化手段１３、サーバクロック計数手段１４、送信手段１５を備える。符号器１１は、入力端子ＩＮから入力されたオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮する。サーバクロック生成手段１２は、符号器１１及びサーバクロック計数手段１４にサーバクロック信号を出力する。サーバ二値化手段１３は、電力供給線３から入力される交流電圧の波形を二値化し、デジタル信号（電源同期パルス信号）を生成する。サーバクロック計数手段１４は、サーバ二値化手段１３で生成されたデジタル信号の１周期の整数倍毎にサーバクロック生成手段１２から出力されるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したサーバクロック信号のクロックパルス数を示す情報を送信手段１５に出力する。送信手段１５は、符号器１１により圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報とサーバクロック計数手段１４により計数されたクロックパルス数を示す情報とを通信線４を介してクライアント装置２に出力する。
【００１８】
クライアント装置２は、受信手段２１、復号器２２、クライアントクロック生成手段２３、クライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６、クロック差算出手段２７を備える。受信手段２１は、サーバ装置１から通信線４を介して送信されたオーディオ情報又はビデオ情報とクロックパルス数を示す情報とを受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号器２２に出力し、クロックパルス数を示す情報をレジスタ２６に出力する。復号器２２は、入力されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴから出力する。クライアントクロック生成手段２３は、クライアントクロック信号を生成し、復号器２２及びクライアントクロック計数手段２５に出力する。クライアント二値化手段２４は、電力供給線３から入力する交流電圧の波形を二値化し、デジタル信号（電源同期パルス信号）を生成する。
【００１９】
クライアントクロック計数手段２５は、クライアント二値化手段２４で生成されたデジタル信号の１周期の整数倍毎にクライアントクロック生成手段２３から出力されるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数する。レジスタ２６は、受信手段２１が受信したクロックパルス数を示す情報のクロックパルス数を記憶する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたサーバ装置１のクロックパルス数とクライアントクロック計数手段２５により計数されたクライアント装置２のクロックパルス数との差を算出し、クライアントクロック生成手段２３に出力する。クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７が算出したクロックパルス数の差に基づいて、クライアント装置２のクライアントクロック信号の周波数をサーバ装置１のサーバクロック信号の周波数に合わせるように、クライアントクロック信号の周波数を変更する。
【００２０】
本実施例において、符号器１１は、オーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮するとしたが、オーディオ情報又はビデオ情報を圧縮しないで符号化してもよい。また、本実施例において、復号器２２は、圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長するとしたが、圧縮しないで符号化したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するようにしてもよい。
【００２１】
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号を同期させる動作について説明する。
まず、サーバ二値化手段１３とクライアント二値化手段２４について説明する。サーバ二値化手段１３とクライアント二値化手段２４は、同じ動作を行うため、二値化手段１３，２４として説明する。二値化手段１３，２４は、それぞれサーバ装置１及びクライアント装置２に接続された電力供給線３から供給される交流電圧の波形に基づいて電源同期パルス信号を生成する。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおける二値化手段１３，２４の二値化を説明するための図である。
二値化手段１３，２４は、図２の(Ａ)に示す交流電圧の波形に、半波整流やリミッタ処理を施すことによって、図２の(Ｂ)の電源同期パルス信号を得る。
【００２３】
次に、サーバクロック計数手段１４とクライアントクロック計数手段２５について説明する。サーバクロック計数手段１４とクライアントクロック計数手段２５は、同じ動作を行うため、クロック計数手段１４，２５として説明する。また、サーバクロック生成手段１２とクライアントクロック生成手段２３は、同じ動作を行うため、クロック生成手段１２，２３として説明する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクロック計数手段１４，２５のクロック計数を説明するための図である。
クロック計数手段１４，２５は、二値化手段１３，２４で生成された電源同期パルス信号(Ｂ)を、クロック生成手段１２，２３から出力されるクロック信号(Ｃ)によってサンプリングし、電源同期パルス信号(Ｂ)の立ち上がり位置を示す立ち上がり信号(Ｄ)を得る。本実施例においては、立ち上がり信号(Ｄ)を用いて電源同期パルス信号(Ｂ)の立ち上がり位置を検出し、電源同期パルス信号(Ｂ)の１０周期毎にリセット信号（Ｅ）を得る。２つのリセット信号（Ｅ）間のクロック信号(Ｃ)のクロックパルス数を計数して信号(Ｆ)を得て、計数信号（Ｆ）のクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を出力する。
【００２５】
例えば、クロック信号の周波数が２７ＭＨｚであって、電力供給線３の交流電源の周波数が５０Ｈｚであれば、クロック計数手段１４，２５の出力（計数値信号）は５４０００００となる。ここで、クロック信号の周波数には誤差αが生じるので、その誤差を考慮すれば５４０００００±αとなる。
【００２６】
サーバ装置１は、サーバクロック計数手段１４が計数したクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。本実施例では、１回のクロックパルス数の計数期間は、交流電源の周波数の１０周期分の期間(２００ｍｓｅｃ)であるため、サーバ装置１からクライアント装置２への計数値信号（Ｇ）の送信は２００ｍｓｅｃ毎に行われる。
【００２７】
クライアント装置２は、受信手段２１がサーバ装置１からのクロックパルス数を示す計数値信号（Ｇ）を受信すると、レジスタ２６に記憶する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数とクライアントクロック計数手段２５で計数されたクロックパルス数を読み込み、クロックパルス数の差を算出する。例えば、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数が５４００２２１であって、クライアントクロック計数手段２５が計数したクロックパルス数が５４０００３２であれば、そのクロックパルス数の差は５４００２２１−５４０００３２＝１８９となる。
【００２８】
クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７が算出したクロックパルス数の差に基づいてクライアントクロック信号の周波数を変化させる。
【００２９】
図４は、本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクライフント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図である。
図４において、クライアントクロック生成手段２３は、加算器３１、レジスタ３２、デジタル・アナログ（Digital Analog：以下、「ＤＡ」という）変換器３３、電圧制御水晶発振器（ボルテージ・コントロールド・クリスタル・オシレータ（Voltage Controlled Crystal Oscillator：以下、「ＶＸＣＯ」という））３４を備える。
【００３０】
クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差は、加算器３１に入力される。レジスタ３２は、加算器３１から出力された最新の値（制御値）を記憶する。加算器３１は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差にレジスタ３２に記憶されている制御値を加算し、ＤＡ変換器３３とレジスタ３２に出力する。
【００３１】
加算器３１から出力された制御値（デジタル信号）は、ＤＡ変換器３３でアナログ信号（電圧）に変換される。ＤＡ変換器３３から出力されたアナログ信号は、制御電圧としてＶＸＣＯ３４に入力し、ＶＣＸＯ３４は、制御電圧に応じて周波数を変更し、クライアントクロック信号を出力する。
【００３２】
本実施例のネットワークシステムを、例えば、家庭内の同一の通信線及び同一の電力供給線に接続されるサーバ装置とクライアント装置とで構成されるホームネットワークシステムに用いた場合、サーバ装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号を生成し、クライアント装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号に同期したクライアントクロック信号を生成し、当該クライアントクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するため、通信線上で生ずるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、また、可変長ビットレートのデータ伝送であっても、サーバ装置のサーバクロック信号の周波数にクライアント装置のクライアントクロック信号の周波数を同期させることができる。
【００３３】
本発明の第２の実施例について説明する。
図５は、本発明のネットワークシステムの第２の実施例の構成を示すブロック図である。
サーバ装置１は、入力端子ＩＮから入力されるオーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮し、通信線４を介してクライアント装置２に送信する。クライアント装置２は、サーバ装置１からのオーディオ情報又はビデオ情報を受信し、オーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。電力供給線３は、サーバ装置１及びクライアント装置２に電力を供給する。通信線４は、サーバ装置１及びクライアント装置２に接続され、オーディオ情報又はビデオ情報等を伝送する。サーバ装置１とクライアント装置２は、プッシュ型のネットワークシステムとして動作する。
【００３４】
サーバ装置１は、符号器１１、サーバクロック生成手段１２、サーバ二値化手段１３、サーバクロック計数手段１４、送信手段１５を備える。本実施例のサーバ装置１は、前述した第１の実施例におけるサーバ装置１と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００３５】
クライアント装置２は、受信手段２１、復号器２２、クライアントクロック生成手段２３、クライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６、クロック差算出手段２７、クロック計数値補正手段２８を備える。本実施例のクライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６は、前述した第１の実施例におけるクライアント装置２のクライアント二値化手段２４、クライアントクロック計数手段２５、レジスタ２６と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００３６】
図５においては、復号器２２は、受信手段２１が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を一時蓄積するバッファ２２ａを備え、バッファ２２ａから圧縮符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を読み出し復号化して伸長し、出力端子ＯＵＴに出力する。クロック計数値補正手段２８は、バッファ２２ａに蓄積されているデータ量に応じて、クライアントクロック計数手段２５が計数したクライアントクロック信号のクロックパルス数の計数値を補正して出力する。クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたサーバ装置のクロックパルス数とクロック計数値補正手段２８によって補正されたクロックパルス数との差を算出し、クライアントクロック生成手段２３に出力する。
【００３７】
本実施例において、符号器１１は、オーディオ情報又はビデオ情報を符号化して圧縮するとしたが、オーディオ情報又はビデオ情報を圧縮しないで符号化してもよい。また、本実施例において、復号器２２は、圧縮しないで符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長するとしたが、圧縮しないで符号化されたオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するようにしてもよい。
【００３８】
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号を同期させるための動作について説明する。
サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量はほぼ一定になるが、そのデータ量の平均量がバッファ２２ａの蓄積可能なデータ量（データ蓄積量）の１／２のデータ量より極端に少なくなる場合や多くなる場合がある。
【００３９】
サーバクロック信号とクライアントクロック信号とが同期した時点で、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２のデータ量より少ない場合、通信線４におけるデータ伝送の遅延などにより、バッファ２２ａがアンダーフローを起こす可能性がある。また、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２のデータ量より多い場合、サーバ装置１から多量のデータが送信されてくると（データ転送レートが高くなると）、バッファ２２ａがオーバーフローを起こす可能性がある。
【００４０】
このようなアンダーフローやオーバーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、サーバ装置１からクロックパルス数を示す情報が送信されてくる間に、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量に基づいて、クライアントクロック計数手段２５が計数したクロックパルス数の計数値を補正する。
【００４１】
図６は、本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置の復号器のバッファのデータ蓄積状態を説明するための図である。
図６において、四角形は、復号器２２のバッファ２２ａが蓄積可能なデータ量（データ蓄積量）を表し、斜線部分は、蓄積されたデータ量の平均量を表す。データ蓄積量の１／２よりデータ量が多い側（図中の上側）に上側閾値Ｕｔｈを設定し、データ蓄積量の１／２よりデータ量が少ない側（図中の下側）に下側閾値Ｕｔｈを設定する。
【００４２】
クロック計数値補正手段２８は、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより大きければ、補正値＝＋５とし、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより小さければ、補正値＝−５とする。
【００４３】
図６（ａ）において、サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより多くなる場合がある。この状態のとき、多量のデータがサーバ装置１から送信されてくると、瞬間的にバッファ２２ａがオーバーフローを起こすことがある。このオーバーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、クライアントクロック計数手段２５が計数した計数値（例えば、５４０００３７）に補正値（例えば、５）を加算し、その値（例えば、５４０００４２）をクロック差検出手段２７に出力する。
【００４４】
また、図６（ｂ）において、サーバ装置１のサーバクロック信号とクライアント装置２のクライアントクロック信号とが同期した際、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより少なくなる場合がある。この状態のとき、通信線４のデータ伝送の遅延等の原因によりクライアント装置２に入力するデータ量が少なくなると、瞬間的にバッファ２２ａがアンダーフローを起こすことがある。このアンダーフローを回避するため、クロック計数値補正手段２８は、クライアントクロック計数手段２５が計数した計数値（例えば、５４０００３７）から補正値（例えば、５）を減算し、その値（例えば、５４０００３２）をクロック差検出手段２７に出力する。
【００４５】
これらのことにより、バッファ２２ａに蓄積されたデータ量の平均量が上側閾値Ｕｔｈより多い場合、または、バッファ２２ｂに蓄積されたデータ量の平均量が下側閾値Ｄｔｈより少ない場合、後段のクロック差算出手段２７においてレジスタ２６のクロックパルス数との差を算出する際に、そのクロックパルス数の差も大きくなる。この差に基づいて、クライアントクロック生成手段２３がクライアントクロック信号を生成すると、バッファ２２ａに蓄積されるデータ量の平均量がバッファ２２ａのデータ蓄積量の１／２前後のデータ量で、クライアントクロック信号の周波数がサーバクロック信号の周波数に同期する。したがって、バッファ２２ａにおいてオーバーフロー又はアンダーフローが起こりにくくなる。
【００４６】
クロック差算出手段２７は、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数とクロック計数値補正手段２８により補正されたクロックパルス数を読み込み、クロックパルス数の差を算出する。例えば、レジスタ２６に記憶されたクロックパルス数が５４００２２１であって、クロック計数値補正手段２８により補正されたクロックパルス数が５４０００３２であれば、そのクロックパルス数の差は５４００２２１−５４０００３２＝１８９となる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図である。
クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差により、クライアントクロック信号の周波数を変化させる。クライアントクロック生成手段２３は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に計数を乗算する係数乗算器３５、係数乗算器３５から出力された値にレジスタ３２に記憶されている値を加算する加算器３１、加算器３１から出力された最新の値を記憶するレジスタ３２、加算器３２から出力されたデジタル信号をアナログ信号（電圧）に変換するＤＡ変換器３３、ＤＡ変換器３３から出力されたアナログ信号に基づく周波数のクライアントクロック信号を発振するＶＸＣＯ３４を備える。
【００４８】
係数乗算器３５は、後段の加算器３１から出力されるデジタル信号をＤＡ変換器３１のビット長に対応した値にするため、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に計数を乗算し補正する。例えば、クライアントクロック生成手段２３に、１２ビット長のＤＡ変換器３３、制御電圧２．５Ｖで発振周波数が２７ＭＨｚ±２７００Ｈｚ／４．０ＶのＶＣＸＯを使用している場合、係数は、３．７９５となる。
【００４９】
具体的には、ＶＣＸＯ３４は、中心制御電圧４．０Ｖのとき中心周波数２．７ＭＨｚの周波数の信号を発振し、中心制御電圧から２．５Ｖの範囲で±２７００Ｈｚだけ変化することができる。つまり、制御電圧が０．５Ｖの場合、２７ＭＨｚ−２７００Ｈｚの周波数の信号を出力し、制御電圧が４．５Ｖの場合、２７ＭＨｚ＋２７００Ｈｚの周波数の信号を出力する。
【００５０】
ＶＣＸＯ３４において、制御電圧を０Ｖ〜４．５Ｖに変化させるため、ＤＡ変換器３３には、１２ビット長（０〜４０９５の４０９６階調）のＤＡ変換器３３を用いることになる。１２ビット長のＤＡ変換器３３において、１Ｈｚに相当する階調は、４０９６／５４００＝約０．７５９（／Ｈｚ）となる。
【００５１】
クロック差算出手段２７から出力されるクロックパルス数の差は、電源周波数５０Ｈｚにおける１０周期毎の値であり、実際の１秒あたりのクロックパルス数の差は、クロック差算出手段２７から出力されるクロックパルス数の差の５倍となる。クロック差算出手段２７からのクロックパルス数の差をＡとすれば、実際の１秒あたりのクロックパルス数の差は、Ａ×５Ｈｚとなる。つまり、そのクロックパルス数の差を補正するための係数は、Ａ（Ｈｚ）×５×０．７５９（／Ｈｚ）＝３．７５９×Ａとなる。
【００５２】
したがって、係数乗算器３５は、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差に係数３．７９５を乗算し補正を行う。例えば、クロック差算出手段２７から出力されたクロックパルス数の差が１８９の場合、１８９×３．７９５＝７１７．２５５となる。
【００５３】
係数乗算器３５から出力された信号は、加算器３１に入力し、レジスタ３２に記憶されている値と加算され、ＤＡ変換器３３に出力される。例えば、レジスタ３２に記憶されている値が２１６９の場合、２１６９＋７１７．２５５＝２８８６．２５５となる。ＤＡ変換器３３に入力する値は整数値であるため、２８８６となる。この値がＤＡ変換器３３に入力すると共に、レジスタ３２に記憶される。
【００５４】
ＤＡ変換器３３は、加算器３１から入力された値に相当する電圧をＶＣＸＯ３４に出力する。ＶＣＸＯ３４は、ＤＡ変換器３３から入力された電圧値に応じた周波数の信号を発振し、クライアントクロック信号として復号器２２に出力する。
【００５５】
このようにして、クライアントクロック生成手段２３は、サーバ装置１のサーバクロック信号の周波数に同期したクライアントクロック信号を出力し、復号器２２は、そのクライアントクロック信号に基づいて受信手段２１がサーバ装置１から受信したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化して伸長し出力する。
【００５６】
本実施例のネットワークシステムを、例えば、家庭内などの同一の通信線及び同一の電力供給線に接続されるサーバ装置とクライアント装置とで構成されるホームネットワークシステムに用いた場合、サーバ装置は、電力供給線から得られる電源周波数に基づいてサーバクロック信号を生成し、クライアント装置は、電力供給線から得られる電源周波数と復号器のバッファに蓄積されているデータ量に基づいてサーバクロック信号に同期したクライアントクロック信号を生成し、当該クライアントクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を復号化するため、通信線上で生ずるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、また、可変長ビットレートのデータ伝送であっても、サーバ装置のサーバクロック信号にクライアント装置のクライアントクロック信号を同期させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のネットワークシステムによれば、プッシュ型のネットワークシステムにおいて、通信線におけるデータの伝送時間の変動や遅延の影響を受けることなく、オーディオ情報又はビデオ情報等を可変長ビットレートで伝送する場合にも、サーバ装置のサーバクロック信号とクライアント装置のクライアントクロック信号との同期をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワークシステムの第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおける二値化手段１３，２４の二値化を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクロック計数手段１４，２５のクロック計数を説明するための図。
【図４】本発明の第１の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図。
【図５】本発明のネットワークシステムの第２の実施例の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置の復号器のバッファのデータ蓄積状態を説明するための図。
【図７】本発明の第２の実施例のネットワークシステムにおけるクライアント装置のクライアントクロック生成手段の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ サーバ装置
２ クライアント装置
３ 電力供給線
４ 通信線
１１ 符号器
１２ サーバクロック生成手段
１３ サーバ二値化手段
１４ サーバクロック計数手段
１５ 送信手段
２１ 受信手段
２２ 復号器
２２ａ バッファ
２３ クライアントクロック生成手段
２４ クライアント二値化手段
２５ クライアントクロック計数手段
２６ レジスタ
２７ クロック差算出手段
２８ クロック計数値補正手段
３１ 加算器
３２ レジスタ
３３ ＤＡ変換器
３４ ＶＣＸＯ
３５ 係数乗算器
Claims (3)
- オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の符号化に用いるサーバクロック信号のクロックパルス数を計数し、計数したクロックパルス数を示す情報をクライアント装置に出力し、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたクロックパルス数を示す情報を受信し、クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報の復号化に用いるクライアントクロック信号のクロックパルス数を計数し、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と計数したクロックパルス数との差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とするネットワークシステム。
- オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、クライアントクロック信号を生成するクライアントクロック生成手段と、前記クライアントクロック信号に基づいて前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記サーバ装置から受信したクロックパルス数と前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段とを備え、前記クライアントクロック信号生成手段は、前記クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記クライアントクロック信号の周波数を前記サーバクロック信号の周波数に合わせることを特徴とするネットワークシステム。
- オーディオ情報又はビデオ情報を送信するサーバ装置と、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報を受信するクライアント装置とを備えるネットワークシステムであって、前記サーバ装置は、サーバクロック信号を生成するサーバクロック信号生成手段と、前記サーバクロック信号に基づいてオーディオ情報又はビデオ情報を符号化する符号手段と、前記サーバ装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するサーバ二値化手段と、前記サーバ二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記サーバクロック信号のクロックパルス数を計数するサーバクロック計数手段と、前記符号手段が符号化したオーディオ情報又はビデオ情報並びに前記サーバクロック計数手段が計数したクロックパルス数を示す情報を出力する送信手段とを備え、前記クライアント装置は、前記サーバ装置から送信されたオーディオ情報又はビデオ情報並びにクロックパルス数を示す情報を受信する受信手段と、前記受信手段が受信したオーディオ情報又はビデオ情報を記憶するバッファを有し当該バッファに記憶されたオーディオ情報又はビデオ情報を読み出しクライアントクロック信号に基づいて復号化する復号手段と、前記クライアント装置に供給される電力の電源周波数に同期した電源同期パルス信号を生成するクライアント二値化手段と、前記クライアント二値化手段が出力する電源同期パルス信号の１周期の整数倍毎に前記クライアントクロック信号のクロックパルス数を計数するクライアントクロック計数手段と、前記バッファに蓄積されたデータ量に基づいて前記クライアントクロック計数手段が計数したクロックパルス数を補正するクロック計数値補正手段と、前記受信手段が受信したクロックパルス数と前記クロック計数値補正手段が補正したクロックパルス数との差を算出するクロック差算出手段と、該クロック差算出手段が算出したクロックパルス数の差に基づいて前記サーバクロック信号の周波数に合わせたクライアントクロック信号を前記復号手段に出力するクライアントクロック信号生成手段とを備えたことを特徴とするネットワークシステム。
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