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JP2012105236A - 同期制御装置、同期制御方法 - Google Patents

同期制御装置、同期制御方法 Download PDF

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JP2012105236A JP2010254517A JP2010254517A JP2012105236A JP 2012105236 A JP2012105236 A JP 2012105236A JP 2010254517 A JP2010254517 A JP 2010254517A JP 2010254517 A JP2010254517 A JP 2010254517A JP 2012105236 A JP2012105236 A JP 2012105236A
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Abstract

【課題】簡易な構成の同期制御装置により、素早い映像切り替えを実現すること
【解決手段】同期制御装置10は、第1のビデオデータ、第2のビデオデータ、オーディオデータを重畳した重畳信号から映像信号、音声信号を同期して出力する。デマルチプレクサ130は、第1のビデオデータにかかる映像信号から第2のビデオデータにかかる映像信号への表示切り替え命令の際に、表示している第1のビデオデータのタイムスタンプと対応する第2のビデオデータを抽出する。同期制御部200は、抽出した第2のビデオデータのタイムスタンプと、オーディオデータのタイムスタンプに基づいて、映像信号と音声信号の出力タイミングを決定する。
【選択図】図1

Description

本発明は同期制御装置、及び同期制御方法に関し、特にマルチメディアデータにかかる同期制御装置、及び同期制御方法に関する。
ビデオデータおよびオーディオデータの符号化、およびこれらのデータの多重化に関する国際規格として、MPEG(Moving Picture Expert Group)規格が広く知られている。MPEG規格に基づいて記録されたビデオデータ、オーディオデータにはPTS(Presentation Time Stamp)と呼ばれる時間同期を取るための情報が付加されている。例えば、ビデオデータに対応して複数のオーディオデータを持つようなストリームの場合、このPTSにより、映像を再生したまま音声のみを切り替えることができる。同様にオーディオデータに対応して複数種類のビデオデータを持つようなストリームの場合、このPTSにより同一音声を再生したまま画面のアングルのみを切り替えること等ができる。このようなストリームデータを扱う場合、映像と音声の同期を取る必要がある。
特許文献1にはストリームデータ内の映像と音声の同期を取る技術が開示されている。図5は、特許文献1に記載の同期再生装置10の構成を示すブロック図である。ATAPI制御部110は、メディア300からストリームデータを読み出し、読み出したストリームデータをプレイバックバッファ120に格納する。デマルチプレクサ130は、プレイバックバッファ120からストリームデータを読み出し、ビデオデータ、オーディオデータ、再生情報、に分離する。デマルチプレクサ130は、ビデオデータをビデオバッファ140に格納する。デマルチプレクサ130は、オーディオデータをオーディオバッファ150に格納する。デマルチプレクサ130は、再生情報をSTC生成部160に供給する。
STC生成部160は再生情報を基に、タイミングを制御するためのSTC(System Time Clock)を生成し、ビデオデコーダ170及びオーディオデコーダ190に供給する。ビデオデコーダ170は、ビデオバッファ140に格納されたビデオデータを読み出してデコードし、映像信号として出力する。オーディオデコーダ190は、オーディオバッファ150に格納されたオーディオデータを読み出してデコードし、音声信号として出力する。PTS検出部180は、ビデオデコーダ170を介してビデオバッファ140に格納されたビデオデータを読み出し、PTSを検出する。同様にPTS検出部180は、オーディオデコーダ190を介してオーディオバッファ150に格納されたオーディオデータを読み出し、PTSを検出する。PTS検出部180は、PTSの検出結果を同期制御部200に供給する。同期制御部200は、PTSの検出状態を基に、ビデオデコーダ170及びオーディオデコーダ190の出力タイミングを決定する。
図6は、ストリームの通常再生時のビデオバッファ140と、出力されるビデオ映像信号の関係を示す概念図である。ビデオ画像は、同期制御部200の指示に応じてSTCとPTSの値が同一となるように出力される。ここで、ビデオバッファ140には、ビデオデコーダ170へのデータ供給が枯渇しないように一定量のビデオデータが予め格納される。
続いて、特許文献1に記載の同期再生装置10を用いて、アングル切り替え(同一音声を再生したまま画面のアングルのみを切り替える)を行う際の動作を図7及び図8を参照して説明する。図7は、アングル切り替え時の動作概念を示す図である。図8は、アングル切り替え時の同期制御装置10の動作を示すフローチャートである。
ユーザが任意のタイミングにアングル切り替えを、リモートコントローラ等を用いて指示する。図7の例では、第1のアングルに関するビデオデータ(以下、Video#1と記載する。)のPTS#5の表示中に映像切り替えの指示がなされている。ここで、本例のビデオバッファ140には、Video#1のPTS6〜10のデータが格納されている。ビデオデコーダ170は、処理を停止し、ビデオバッファ140にあるビデオデータを破棄する(S11)。
同期制御装置10は、アングル切り替えが終了するまでVideo#1の表示を継続させる(S12)。図7の例では、同期制御装置10は、アングル切り替えが終了するまでVideo#1のPTS#5の表示を継続する。次に、デマルチプレクサ130を、指定されたアングルにかかるビデオデータ(以下、Video#2と記載する。)を抽出するように設定する(S13)。これにより、ビデオバッファ140には、Video#2のデータが格納される。この際、ビデオバッファ140から順次Video#1のビデオデータが破棄されるため、Video#2のデータはPTS11のデータから格納され始める。その後、ビデオデコーダ170は、処理を再開する(S14)。
PTS検出部180は、Video#2のPTSを検出する(S15)。さらに、PTS検出部180は、オーディオデータ(以下、Audio#1と記載する。)のPTSを抽出する(S16)。同期制御部200は、Video#1のPTSとAudio#1のPTSの差分から、Video#2のPTSとAudio#1のPTSの差分を減算し、減算結果の絶対値が閾値以内か否かを判定する(S17)。
減算結果の絶対値が閾値以内であれば(S17:Yes)、同期制御部200は、映像と音声の同期がとれたと判定し、ビデオデコーダ170に映像切り替えの指示を行う。そして、ビデオデコーダ170は、Video#2をデコードした映像信号の出力を行う(S18)。一方、減算結果の絶対値が閾値以内でない場合(S17:No)、再度Video#2のPTSと、Audio#1のPTSと、抽出する(S15、S16)。
例えば、図7のアングル切り替えの例において、Video#1のPTSは5であり、Audio#1のPTSは6(図示せず)とする。この場合において、Video#2のPTSは11であり、閾値が2とする。この場合、数回のPTSの再抽出(Video#2:11→12→…、Audio#1:6→7→…)が発生したのちに、音声と映像の同期がとれたものと判定される。当該判定の後に、表示画像がVideo#2に切り替わる。このように、映像の切り替えに一定の待ち時間が生じる。
続いて、同期制御装置10が複数のビデオバッファを持つ構成について検討する。図9は、同期制御装置10が複数のビデオバッファを持つ場合の構成を示すブロック図である。同期制御装置10は、図5の構成と比較してビデオバッファ1(140)、ビデオバッファ2(141)、ビデオバッファ3(142)、ビデオデコーダ1(170)、ビデオデコーダ2(171)、ビデオデコーダ3(172)を備える。各ビデオバッファには、各アングルのビデオデータが格納される。各ビデオデコーダは、対応するビデオバッファからビデオデータを読み出し、デコード処理を行う。ここで、指定されたビデオデコーダのみが出力処理を行うことにより、映像切り替えを実現している。デマルチプレクサ130は、3種類のビデオデータを読み出し、読み出したビデオデータをビデオバッファ1〜3に格納する。
なお、たとえばブルーレイROM(Read Only memory)の規格では、ビデオデータは9種類、オーディオデータは32種類だけ同一メディアに含まれる可能性が有り、同期制御装置は、それに対応するビデオバッファ等を任意数だけ備えることが可能である。
図9に示す同期制御装置10によるアングル切り替え時の処理を説明する。図10は、図9に示す同期制御装置10によるアングル切り替え時(Video#1からVideo#2への切り替え)の動作概念を示す図である。図11は、図9に示す同期制御装置10のアングル切り替え時(Video#1からVideo#2への切り替え)の動作を示すフローチャートである。上述のように、同期制御装置は、3つのビデオバッファ、及び3つのビデオデコーダを備え、デマルチプレクサ130は、各々のビデオバッファに各アングルのビデオデータを供給している。
ユーザからVideo#1からVideo#2へのアングル切り替えの指示を受け付けた場合、PTS制御部180は、ビデオバッファ1(170)からビデオデータを読み出し、PTSを抽出する。そして、PTS制御部180は、ビデオバッファ2(171)からビデオデータを読み出し、PTSを抽出する(S15)。さらに、PTS制御部180は、Audio#1のPTSを抽出する(S16)。同期制御部200は、Video#1のPTSとAudio#1のPTSの差分から、Video#2のPTSとAudio#1のPTSの差分を減算し、減算結果の絶対値が閾値以内か否かを判定する(S17)。
減算結果の絶対値が閾値以内であれば(S17:Yes)、同期制御部200は、映像と音声の同期がとれたと判定し、ビデオデコーダ170に映像切り替えの指示を行う。そして、ビデオデコーダ170は、Video#2をデコードした映像信号の出力を行う(S18)。一方、減算結果の絶対値が閾値以内でない場合(S17:No)、再度Video#2のPTSと、Audio#1のPTSと、抽出する(S15、S16)。
ここで、図9に示す同期制御装置10においては、複数のビデオバッファにビデオデータが並列的に読み出されている。そのため、図10に図示するようにアングル切り替え指示から早期に同期が取れ、映像を素早く切り替えることができる。
特開2006−340102号公報
上述の図5に示す同期制御装置10の構成では、アングル切り替え(出力映像信号の切り替え)時に一定の待ち時間が生じてしまうという問題が生じる。一方、図9に示す同期制御装置10の構成では、複数のビデオバッファ及びビデオデコーダを備える必要があるため、ハードウェア構成が複雑になるとともに、装置として高価となってしまうという問題がある。
すなわち、素早い映像切り替えを、簡易な構成の同期制御装置で実現することができないという問題があった。
本発明にかかる同期制御装置の一態様は、第1のビデオデータ、第2のビデオデータ、オーディオデータを重畳した重畳信号から映像信号、音声信号を同期して出力する同期再生装置であって、前記第1のビデオデータを格納する第1のビデオバッファと、前記第2のビデオデータを格納する第2のビデオバッファと、前記第1のオーディオデータを格納する第1のオーディオバッファと、前記第1または前記第2のビデオバッファに格納された前記第1または前記第2のビデオデータをデコードし、前記映像信号を出力するビデオデコーダと、前記第1のオーディオバッファに格納された前記第1のオーディオデータをデコードし、前記音声信号を出力するオーディオデコーダと、前記重畳信号を前記第1のビデオデータ、前記第2のビデオデータ、前記オーディオデータに分離するとともに、前記第1のビデオデータにかかる映像信号から前記第2のビデオデータにかかる映像信号への表示切り替え命令の際に、表示中の前記第1のビデオデータのタイムスタンプに基づいて、前記第2のビデオデータを前記重畳信号から抽出して前記第2のビデオバッファに格納するデータ分離部と、前記第1または前記第2のビデオバッファから読み出したビデオデータのタイムスタンプと、前記オーディオバッファから読み出したオーディオデータのタイムスタンプに基づいて前記映像信号と前記音声信号の出力タイミングを決定する同期処理部と、を備える、ものである。
本発明にかかる同期制御方法の一態様は、第1のビデオデータ、第2のビデオデータ、オーディオデータを重畳した重畳信号から映像信号、音声信号を同期して出力する同期制御方法であって、前記第1のビデオデータにかかる映像信号から前記第2のビデオデータにかかる映像信号への表示切り替え命令の際に、表示している前記第1のビデオデータのタイムスタンプを抽出し、前記タイムスタンプと対応する前記第2のビデオデータを抽出し、抽出した前記第2のビデオデータのタイムスタンプと、前記オーディオデータのタイムスタンプに基づいて、前記映像信号と前記音声信号を同期する、ものである。
本発明においては、表示切り替えの際に、現在表示中の第1のビデオデータのタイムスタンプを抽出し、当該タイムスタンプに対応する切り替え対象の第2のビデオデータを抽出する。抽出した第2のビデオデータは、切り替え対象データを格納するバッファである第2のビデオバッファに格納される。表示中のタイムスタンプを持つビデオデータを用いることにより、素早く映像と音声の同期を取ることができる。さらに、ビデオバッファは2つのみであるため、簡易な構成により同期制御を実現できる。
本発明によれば、簡易な構成の同期制御装置により、素早い映像切り替えを実現することができる同期制御装置、及び同期制御方法を提供することができる。
実施の形態1にかかる同期制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態1にかかる同期制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる同期制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる同期制御装置によるアングル切り替え時の動作概念を示す図である。 特許文献1にかかる同期制御装置の構成を示すブロック図である。 特許文献1にかかる同期制御装置において、ストリームの通常再生時のビデオバッファと、出力されるビデオ映像信号の関係を示す概念図である。 特許文献1にかかる同期制御装置にかかる、アングル切り替え時の動作概念を示す図である。 特許文献1にかかる同期制御装置のアングル切り替え時の動作を示すフローチャートである。 複数のビデオバッファを持つ同期制御装置の構成を示すブロック図である。 複数のビデオバッファを持つ同期制御装置によるアングル切り替え時の動作概念を示す図である。 複数のビデオバッファを持つ同期制御装置の構成を示すブロック図である。
<実施の形態1>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる同期制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図5、図9に示す同期制御装置10と同一符号を付した処理部、記憶部は原則として同一の役割を持つことを意味する。
同期制御装置10は、ATAPI制御部110、プレイバックバッファ120、デマルチプレクサ130、ビデオバッファ1(140)、ビデオバッファ2(141)、オーディオバッファ150、STC生成部160、ビデオデコーダ170、PTS検出部180、オーディオデコーダ190、同期制御部200を備える。このように、同期制御装置は2つのビデオバッファと一つのビデオデコーダを備える。
ATAPI制御部110は、メディア300からストリームデータを読み出し、読み出したストリームデータをプレイバックバッファ120に格納する。デマルチプレクサ130は、プレイバックバッファ120からストリームデータを読み出し、ビデオデータ、オーディオデータ、再生情報、に分離する。デマルチプレクサ130は、ビデオデータをビデオバッファ140に格納する。デマルチプレクサ130は、オーディオデータをオーディオバッファ150に格納する。デマルチプレクサ130は、再生情報をSTC生成部160に供給する。
デマルチプレクサ130は、アングル切り替え(以下の例では、Video#1からVideo#2に切り替える。)時にPTS制御部180から現在表示しているVideo#1のPTSの情報を受け取る。そして、デマルチプレクサ130は、受け取ったPTSと同一PTSを持つVideo#2のビデオデータから順にビデオバッファ1(140)またはビデオバッファ2(141)に供給する。
ビデオバッファ1(140)、ビデオバッファ2(141)は、デマルチプレクサ130が抽出したビデオデータを一時的に格納するバッファである。ここで、ビデオバッファ1(140)、ビデオバッファ2(141)は、一方がアングル切り替え前に表示される映像(現在表示されている映像)にかかるビデオデータが格納され、他方がアングル切り替え後に表示される映像にかかるビデオデータが格納される。アングル切り替えが生じる度に、ビデオバッファ1(140)及びビデオバッファ2(141)は、役割をトグルにより切り換える。通常表示時には、現在の表示にかかるビデオデータが格納するビデオバッファではない側のビデオバッファは、データを保持していない。すなわち、いずれか一方のビデオバッファは空の状態となる。
オーディオバッファ150は、デマルチプレクサ130から供給されたオーディオデータを一時的に格納するバッファである。STC生成部160は、再生情報を基に、タイミングを制御するためのSTC(System Time Clock)を生成し、ビデオデコーダ170及びオーディオデコーダ190に供給する。
ビデオデコーダ170は、ビデオバッファ1(140)またはビデオバッファ2(141)からビデオデータを読み出し、読み出したビデオデータをデコードして映像信号として出力する。ビデオデコーダ170は、後述の同期制御部200の出力タイミングの指示に応じて映像信号を出力する。
オーディオデコーダ190は、オーディオバッファ150に格納されたオーディオデータを読み出してデコードし、音声信号として出力する。オーディオデコーダ190は、後述の同期制御部200の出力タイミングの指示に応じてオーディオ信号を出力する。
PTS検出部180は、ビデオデコーダ170を介してビデオバッファ1(140)またはビデオバッファ2(141)に格納されたビデオデータを読み出し、PTSを検出する。同様に、PTS検出部180は、オーディオデコーダ190を介してオーディオバッファ150からオーディオデータを読み出し、PTSを検出する。さらに、外部からアングル切り替えの指示が入力された場合、PTS検出部180は、現在表示中のビデオデータのPTSを抽出して、抽出したPTSをデマルチプレクサ130に通知する。
同期制御部200は、ビデオデータ及びオーディオデータのPTSの検出状態を基に、ビデオデコーダ170及びオーディオデコーダ190の出力タイミングを決定する。アングル切り替え時には、同期制御部200は、現在表示中のビデオデータのPTSとオーディオデータのPTSとの差分から、アングル切り替え対象のビデオデータのPTSとオーディオデータのPTSとの差分を、減算した減算値の絶対値が所定の閾値を超えているか否かに応じてビデオデータの出力タイミングを決定する。同期制御部200は、決定した出力タイミングをビデオデコーダ170及びオーディオデコーダ190に通知する。
次に、本実施の形態にかかる同期制御装置10がアングル切り替え(同一音声を再生したまま画面のアングルのみを切り替える)を行う際の動作を図2、図3及び図4を参照して説明する。図2及び図3は、本実施の形態にかかる同期制御装置10の動作を示すフローチャートである。図4は、本実施の形態にかかる同期制御装置10によるアングル切り替え時の動作概念を示す図である。図2、3、4では、Video#1からVideo#2に切り替える例を説明する。本例では、Video#1は、ビデオバッファ1(140)に格納されている。
本実施の形態にかかる同期制御装置10では、図8に示すフローチャートにおけるS13とS14との間に新たな処理(S2)を行う。当該新たな処理を図3に示している。デマルチプレクサ130の設定が終了した後に(S13)、PTS検出部180は、現在表示中のビデオデータVideo#1のデータをビデオバッファ1(140)から読み出し、PTSを抽出する(S21)。PTS検出部180は、検出したPTSをデマルチプレクサ130に供給する(S21)。図4の例では、PTS検出部180は、PTS#40を抽出する。
デマルチプレクサ130は、プレイバックバッファ120からPTS#40にかかるストリームデータを抽出し(S22)、Video#2のビデオデータのみを抽出する(S23)。その後、デマルチプレクサ130は、抽出したVideo#2のビデオデータをビデオバッファ2(141)に格納する(S14)。そして、ビデオデコーダ170が起動する(S14)。以降の処理は、図8に示す処理と略同一である。
図4の例では、アングル切り替えの指示の後に、ビデオバッファ2(141)には、Video#2のPTS#40のビデオデータが即時に格納される。ここで、PTS#40は、アングル切り替えの指示を受け付けた際のVideo#1のPTSの値と同一である。このような制御により、図8に示した処理に比べて映像と音声の同期が取れるまでの時間が短くなる。
上記のように、本実施の形態にかかる同期制御装置では、表示切り替えの際に、現在表示しているビデオデータのPTSに従って、切り替え対象のビデオデータを空きビデオバッファに格納している。これにより、ビデオバッファからのビデオデータの破棄が生ずることがない。さらに、表示中のビデオデータのタイムスタンプと同一値を持つビデオデータから同期判定を行うため、同期制御に費やす時間が短縮できる。
さらにまた、本実施の形態にかかる同期制御装置は、2つのビデオバッファと1つのビデオデコーダを備えた簡易な構成により、上述の効果を奏することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
10 同期制御装置
110 ATAPI制御部
120 プレイバックバッファ
130 デマルチプレクサ
140、141 ビデオバッファ
150 オーディオバッファ
160 STC生成部
170 ビデオデコーダ
180 PTS検出部
190 オーディオデコーダ
200 同期制御部
300 メディア

Claims (8)

  1. 第1のビデオデータ、第2のビデオデータ、オーディオデータを重畳した重畳信号から映像信号、音声信号を同期して出力する同期再生装置であって、
    前記第1のビデオデータを格納する第1のビデオバッファと、
    前記第2のビデオデータを格納する第2のビデオバッファと、
    前記第1のオーディオデータを格納する第1のオーディオバッファと、
    前記第1または前記第2のビデオバッファに格納された前記第1または前記第2のビデオデータをデコードし、前記映像信号を出力するビデオデコーダと、
    前記第1のオーディオバッファに格納された前記第1のオーディオデータをデコードし、前記音声信号を出力するオーディオデコーダと、
    前記重畳信号を前記第1のビデオデータ、前記第2のビデオデータ、前記オーディオデータに分離するとともに、前記第1のビデオデータにかかる映像信号から前記第2のビデオデータにかかる映像信号への表示切り替え命令の際に、表示中の前記第1のビデオデータのタイムスタンプに基づいて、前記第2のビデオデータを前記重畳信号から抽出して前記第2のビデオバッファに格納するデータ分離部と、
    前記第1または前記第2のビデオバッファから読み出したビデオデータのタイムスタンプと、前記オーディオバッファから読み出したオーディオデータのタイムスタンプに基づいて、前記映像信号と前記音声信号の出力タイミングを決定する同期処理部と、を備える、同期再生装置。
  2. 前記データ分離部は、前記表示切り替え命令の際に、表示中の前記第1のビデオデータのタイムスタンプと同値のタイムスタンプを持つ前記第2のビデオデータを前記重畳信号から順に抽出することを特徴とする請求項1に記載の同期制御装置。
  3. 前記同期処理部は、前記表示切り替え命令の際に、前記第1のビデオデータのタイムスタンプと前記オーディオデータのタイムスタンプの差分から、前記第2のビデオデータのタイムスタンプと前記オーディオデータのタイムスタンプの差分、を減算した減算結果が所定閾値以内となる時点に前記映像信号と前記音声信号を同期して出力する制御することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の同期制御装置。
  4. 前記重畳信号はMPEG形式のマルチメディアデータであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の同期制御装置。
  5. 第1のビデオデータ、第2のビデオデータ、オーディオデータを重畳した重畳信号から映像信号、音声信号を同期して出力する同期制御方法であって、
    前記第1のビデオデータにかかる映像信号から前記第2のビデオデータにかかる映像信号への表示切り替え命令の際に、表示している前記第1のビデオデータのタイムスタンプを抽出し、前記タイムスタンプと対応する前記第2のビデオデータを抽出し、抽出した前記第2のビデオデータのタイムスタンプと、前記オーディオデータのタイムスタンプに基づいて、前記映像信号と前記音声信号を同期する、同期制御方法。
  6. 前記表示切り替え命令の際に、表示中の前記第1のビデオデータのタイムスタンプと同値のタイムスタンプを持つ前記第2のビデオデータを前記重畳信号から順に抽出することを特徴とする請求項5に記載の同期制御方法。
  7. 前記表示切り替え命令の際に、前記第1のビデオデータのタイムスタンプと前記オーディオデータのタイムスタンプの差分から、前記第2のビデオデータのタイムスタンプと前記オーディオデータのタイムスタンプの差分、を減算した減算結果が所定閾値以内となる時点に前記映像信号と前記音声信号の出力をするように同期制御することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の同期制御方法。
  8. 前記重畳信号はMPEG形式のマルチメディアデータであることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の同期制御方法。
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