JP4425115B2 - クロック同期装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、クロック同期装置およびプログラムに係り、特に、映像データ等の一定レートで連続して生成されるデータを伝送するシステムで、連続データをパケット化して伝送するシステムにおける送受信間のデータクロックの同期化装置に関する。

映像データ等の一定レートで連続して生成されるデータを、ＡＴＭやＩＰ（Internet Protocol）等のパケット通信回線を用いて伝送する場合において、送信側に入力されるデータのクロック周波数と、パケット受信側で連続データを再生し出力するためのクロック周波数に差がある場合、パケット受信側で再生する連続データのアンダーフローによるデータの途切れや、受信側バッファのオーバーフローによるデータ欠落の問題が発生する。
そのため、ＭＰＥＧ−ＴＳ等のパケット伝送方式においては、送信側で入力データのクロック信号を基にした時刻情報を各パケットに付加し、受信側で受信したパケット内の時刻情報と、受信側のデータ再生用クロックをもとにした時刻情報の比較を行い、比較結果にもとづき受信側のデータ再生用クロックの周波数を制御することにより、送受信間のデータクロック周波数を一致させる。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
亀山渉、花村剛著、「デジタル放送教科書（上）」、 インプレスネットビジネスカンパニー、第4章、ISBN4-87280-477-5

従来のＭＰＥＧ−ＴＳ方式の映像クロック同期装置は、図１１に示す構成で実現されるのが一般的である。
図１１に示す装置では、マスタークロック１１に同期した映像機器１２からの映像信号が、送信部１３から伝送路１４を介して受信部１５に伝送される。
送信部１３においては、映像入力部１６において２系統に分割され、一方の映像信号は送信バッファ部１７において一時バッファリングされる。他方の映像信号はクロック再生部１９において映像信号から周波数成分が抽出され、それを基に送信側時刻を生成する。
パケット送信部１８においては、映像信号をパケット化すると共に、クロック再生部１９から出力される送信時刻情報（ＰＣＲ）を埋め込み、伝送路１４に出力する。
受信部１５では、パケット受信部２０でパケットを受信し、受信バッファ部２１で組み立てを行うとともに、ＰＣＲ抽出２３で、パケット内に格納された送信時刻情報（ＰＣＲ）を抜き出す。
一方、受信部１５では、ＶＣＸＯ部２６で生成されたクロック情報を用い、ＳＴＣ生成部２７で、受信時刻情報（ＳＴＣ）を作成し、比較器２４でＰＣＲとＳＴＣの比較を行い、比較値をＬＰＦ部２５においてノイズ成分を除いた後に、ＶＣＸＯ部２６の周波数を制御することで、送信側のクロックを再生し、映像出力部２２において再生されたクロックに従った映像信号を出力する。

しかしながら、従来の技術では、以下のような問題点がある。
（１）伝送路１４が、ＩＰネットワーク等のジッタの多い場合には送信時刻情報（ＰＣＲ）と受信時刻情報（ＳＴＣ）の比較値に大きな時間変動を生じ、受信部１５で安定した映像クロック信号が得られない。
（２）送信部１３の映像クロックを受信部１５で再生する方式のため、用途が限定される。例えば、生中継等では中継先内の送信部１３から中継先のマスタークロック１１に従って送られてくる映像を、放送局内の受信部１５で受けた後、放送局内で使用する映像クロックへの載せ替えが必要となる。その際に、映像クロックの周波数差によって、コマ落ち、コマ余りの問題が発生する。
（３）送受信間のクロックの遅延（位相差）の制御が出来ない。

本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＩＰネットワーク等のジッタの多い伝送路を用いた映像伝送においても、送受信間の映像クロックを同期させることが可能で、コマ落ちのない映像伝送を実現するクロック同期装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、受信側に設置した映像のマスタークロックに同期した映像クロック信号を送信側映像機器に供給することにより、生中継においても放送局内で映像クロックの載せ替えが不要であり、コマ落ちのない放送が可能となるクロック同期装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、送受信間の遅延を制御することにより、伝送路を介して設置された複数の映像機器の同期が可能となるクロック同期装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述のクロック同期装置の一部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の目的を達成するために、本発明は、通信回線を介して互いに接続されるパケット送信装置とパケット受信装置とを備え、外部の連続データ出力装置から送出される連続データを前記パケット送信装置から前記通信回線を介して前記パケット受信装置へ送信する際に前記連続データのクロックを送受信間で同期化するクロック同期装置であって、前記パケット受信装置は、前記通信回線から前記連続データをパケットとして受信するパケット受信部と、受信したパケット内の情報をデータとして蓄える受信バッファ部と、前記通信回線から見て前記パケット受信装置側にある外部クロック源から入力される外部クロックに同期して前記連続データを出力するデータ出力部と、前記受信バッファ部のバッファ使用量を観測する受信バッファ観測部と、前記受信バッファ使用量から、前記外部クロックと前記連続データクロックとの差分を求めてクロック調整量を決定し、該クロック調整量から前記連続データのクロック制御量を計算して前記通信回線に該クロック制御量を送信するクロック制御部とを有し、前記パケット送信装置は、前記通信回線から前記クロック制御量を入力としてＶＣＸＯ制御信号を生成する制御部と、前記ＶＣＸＯ制御信号を入力制御電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、前記入力制御電圧により決定される周波数の基本クロックを生成するＶＣＸＯ部と、前記ＶＣＸＯ部で生成された基本クロックに基づき、前記連続データ出力装置に供給するクロックを生成するクロック生成部とを有し、前記外部クロック源に同期した前記連続データのクロックを前記連続データ出力装置に供給することを特徴とする。

また、本発明は、通信回線を介して互いに接続されるパケット送信装置とパケット受信装置とを備え、外部の連続データ出力装置から送出される連続データを前記パケット送信装置から前記通信回線を介して前記パケット受信装置へ送信する際に前記連続データから生成した擬似連続データのクロックと前記連続データのクロックとを同期化するクロック同期装置であって、前記パケット受信装置は、前記通信回線から前記擬似連続データをパケットとして受信する疑似パケット受信部と、前記疑似パケット受信部で受信したパケット内の情報をデータとして蓄える受信バッファ部と、前記通信回線から見て前記パケット受信装置側にある外部クロック源からの外部クロックが入力される疑似データ出力部と、前記受信バッファ部のバッファ使用量を観測する受信バッファ観測部と、前記受信バッファ使用量から、前記外部クロックと前記擬似連続データクロックとの差分を求めてクロック調整量を決定し、該クロック調整量から前記擬似連続データのクロック制御量を計算して前記通信回線に該クロック制御量を送信するクロック制御部とを有し、前記パケット送信装置は、前記連続データから前記擬似連続データを生成し、該擬似連続データをパケットとして前記通信回線に送信する疑似パケット送信部と、前記通信回線上から前記クロック制御量を入力してＶＣＸＯ制御信号を生成する制御部と、前記前記ＶＣＸＯ制御信号を入力制御電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、前記入力制御電圧により決定される周波数の基本クロックを生成するＶＣＸＯ部と、前記ＶＣＸＯ部で生成された基本クロックに基づき、前記連続データ出力装置に供給するクロックを生成するクロック生成部とを有し、前記外部クロック源に同期した前記連続データのクロックを前記連続データ出力装置に供給することを特徴とする。

また、伝送路としてＩＰネットワーク等のジッタの大きい伝送路を使用した場合、受信バッファ部の使用量にも大きなジッタ成分が含まれるので、受信バッファ使用量のジッタ成分を軽減するため、本発明では、前記受信バッファ観測部が、一定時間間隔でサンプリングしたバッファ使用量をさらに一定時間分累積し、その平均値を前記受信バッファ部の使用量とすることを特徴とする。
また、本発明は、前述のクロック同期装置の一部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
また、本発明は、前述のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）本発明によれば、ＩＰネットワーク等のジッタの多い伝送路を用いた映像伝送においても、送受信間の映像クロックを同期させることが可能で、コマ落ちのない映像伝送を実現することが可能となる。
（２）本発明によれば、受信側に設置した映像のマスタークロックに同期した映像クロック信号を送信側映像機器に供給することにより、生中継においても放送局内で映像クロックの載せ替えが不要であり、コマ落ちのない放送が可能となる。
（３）本発明によれば、同一のマスタークロックが供給された複数の受信側と、それぞれに対する複数の送信側との間の遅延を制御することにより、伝送路を介して設置された複数の映像機器の同期が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図であり、パケット送信部（以下、単に、送信部という）１３内の同期クロック生成部３６と、パケット受信部（以下、単に、受信部という）１５内のクロック同期化制御部３７が、本発明の部分である。
同図において、１６は外部機器から入力された映像データを送信バッファへ書き込む映像入力部、１７は映像入力部とパケット送信部との間のバッファリングを行う送信バッファ部、２８は映像データをパケット化し伝送路へ送出するパケット送信部、２０は伝送路から入力された映像データを受信バッファ部２１へ書き込むパケット受信部、２１はパケット受信部と映像出力部との間のバッファリングを行う受信バッファ部、２２は外部から入力された映像クロック信号のタイミングに従って、受信バッファ部２１から映像データを読み込み映像信号を出力する映像出力部、３４は受信バッファ部２１の使用量を観測する受信バッファ観測部、３５は送信側クロック周波数の制御量を決定し、制御量情報をＶＣＸＯ制御部２９へ伝送路１４を介して送信するクロック制御部、２９はクロック制御部３５から制御量情報を受け取り、ＶＣＸＯ制御信号を出力するＶＣＸＯ制御部、３０はＤ／Ａ変換を行いＶＣＸＯ制御電圧を生成するＤ／Ａ変換部、３１はＶＣＸＯの制御電圧の高域周波数成分を抑制するＬＰＦ部、３２は送信側映像クロック用基本周波数を生成するＶＣＸＯ部、３３はＶＣＸＯの出力を用いて、外部映像機器に供給する映像クロック（３値同期信号、ブラックバースト信号等）を生成する映像クロック生成部である。

図１に示す映像クロック同期装置において、外部の映像機器１２から入力された映像信号は、送信部１３内で、映像信号をパケット化するパケット送信部２８を経由して伝送路１４に出力され、受信部１５において受信処理が行われ映像信号に再生され出力される。
このとき、受信部１５からの出力映像は、受信側に置かれるマスタークロック１１に同期して出力される。
一方、送信部１３に入力される映像機器１２の映像信号は、受信部１５内のクロック同期化制御部３７から伝送路１４を介して、送信部１３内の同期クロック生成部３６に制御信号が送られることによって、生成された映像クロック出力に同期させる場合を示す。
ここで、クロック同期化制御部３７の受信バッファ観測部３４、およびクロック制御部３５は、汎用パソコンやワークステーションで動作するプログラムやボード上でプログラムと協調して動作するマイクロプログラムによるコントローラ等のハードウェアで構成可能である。
また、同期クロック生成部３６のＶＣＸＯ制御部２９は、汎用パソコンやワークステーションで動作し、ボード等のレジスタを設定するプログラムやボード上でプログラムと協調して動作するマイクロプログラムによるコントローラ等のハードウェアで構成可能である。
また、Ｄ／Ａ変換部３０、ＬＰＦ部３１、ＶＣＸＯ部３２、映像クロック生成部３３は、市販のＤ／Ａ変換ＩＣ、ＲＣフィルタ回路、ＶＣＸＯ部品、映像信号ＩＣ等で構成可能である。

以下、受信部１５のクロック同期化制御部３７の動作を説明する。
受信バッファ観測部３４においては、受信バッファ部２１のバッファ使用量を観測する。仮に、マスタークロック１１の周波数が、映像機器１２に入力されるクロックより高い場合には、バッファ量の減少が観測され、マスタークロック１１の周波数が映像機器１２に入力されるクロックより低い場合にはバッファ量の増加として観測される。
伝送路１４として、ＩＰネットワーク等のジッタの大きい伝送路の場合には、受信バッファ部の使用量の増減にも大きなジッタ成分が観測される。
そのため、受信バッファ使用量のジッタ成分を軽減するため、一定時間間隔でサンプリングしたバッファ使用量をさらに一定時間分（Ｔｓ秒）累積し、その平均値を受信バッファ部の使用量とする。
次に、動作の一例として、ＨＤＴＶ１０８０／３０ｉ（毎秒３０フレームの１０８０インターレースＨＤＴＶ方式）の場合には、以下のように動作する。
（１）１フレーム（１／３０秒）毎に受信バッファ部２１の使用量を観測する。
（２）３０秒（３０×３０＝９００サンプル）分のサンプルデータを累積し、平均値を計算する。
（３）計算した平均値を受信バッファ使用量としてクロック制御部３５へ送る。
クロック制御部３５では、受信バッファ観測部３４より受け取った受信バッファ使用量を元に、送受信間のクロック差を推定し、さらに送受信間の遅延量があらかじめ設定された値となるようにバッファリング量を調整するため送信側のクロックの調整量を計算する。
このクロック差、および、調整量をもとに、送信側クロック周波数の制御量を決定し、制御量情報をＶＣＸＯ制御部２９へ伝送路１４を介して送る。

次に、クロック制御部３５の動作を詳細に説明する。
まず、クロック制御部３５の動作において必要となる目標受信バッファ使用量（Ｂｔ）、受信バッファ変動閾値（Ｂｔｈ）、送信クロック調整量（ｆａ）の決定関数を以下のように定義する。
目標受信バッファ使用量（Ｂｔ）は、目標とする送受信間の遅延から、送信側遅延量、伝送路の遅延量、受信バッファ部２１を除く受信部の遅延量を差し引くことにより、目標とする受信バッファ部２１の遅延時間を計算し、それから、目標とする受信バッファ使用量（Ｂｔ）を計算する。送受信間の遅延値の設定が不要の場合は、最初に観測される受信バッファ使用量をＢｔとする。
ここで、通常、送信バッファ部１７の使用量は、受信バッファ部２１の使用量に比べ、量、変動共に小さいため、送信側遅延量の変動は少なく、定数としてあらかじめ用意することが可能である。
また、伝送路の遅延量は、伝送距離から計算する方法、あるいは、ＩＰネットワークのＩＣＭＰを使ったラウンドトリップ時間の測定等によりあらかじめ用意することが可能である。
また受信バッファ部２１を除く、受信部１５の遅延量は回路構成等により決定し、あらかじめ用意することが可能となる。

受信バッファ変動閾値（Ｂｔｈ）は、受信バッファ観測部３４によって観測される受信バッファ使用量の観測精度を参考にあらかじめ設定した値である。
一例では、受信バッファ使用量が、±１０ライン内の精度で観測可能とした場合には、Ｂｔｈは受信バッファ使用量観測精度の２倍程度として、２０ラインと設定する。
送信クロック調整量（ｆａ）の決定関数は、受信バッファ使用量（Ｂ）と目標受信バッファ使用量（Ｂｔ）の差（ΔＢ）を元に送信クロック調整量（ｆａ）を求める関数として定義され、一例を図２に示す。
図２に示す例では、接続機器の特性に合わせて、最大クロック調整量（ｆａ＿ｍａｘ）を１０ｐｐｍとし、１００ラインのずれを約５分以内に制御する場合を考える。
１ｐｐｍの周波数差の場合、ＨＤＴＶ１０８０／３０ｉ方式で約３０秒あたり１ラインの差となることから、この場合には、ΔＢ＝１００ラインの時、ｆａ＝ｆａ＿ｍａｘとなるように設定する。

クロック制御部３５は、受信バッファ観測部３４より、受信バッファ使用量（Ｂ）が送られてくる毎に、図３に示す遷移状態に従って動作する。図３の５１が初期状態、５２が調整状態、５３が定常状態を示す。起動時は初期状態５１より開始する。
また、初期状態５１の動作を、図４のフローチャートに、調整状態５２の動作を図５のフローチャートに、定常状態５３の動作を図６のフローチャートにそれぞれ示す。
以下では、クロック制御部３５内の時刻カウンタ値をｔ秒、ｔ時間前の受信バッファ使用量をＢ０、受信バッファ使用量の予測値をＢｅ、ＢｅとＢｔの差分をΔＢｅ、送受信間クロック差の推定値をΔｆとする。
図４のフローチャートを用いて、初期状態５１での動作について説明する。
送受信間の遅延値の設定が不要の場合は、受信バッファ観測部３４から最初に出力されるバッファ使用量をＢｔとし（ステップ１０２）、ΔＢ、ｔの計算（ステップ１０３）、Δｆの初期化（ステップ１０４）、ｆａの初期値設定（ステップ１０５）を行う。
ΔＢ＞Ｂｔｈ、あるいはΔＢ＜−Ｂｔｈの場合（ステップ１０６）、ｆａを再計算（ステップ１０７）、収束予測時間（Ｔ）の計算（ステップ１０８）、制御量ｆｃの計算とＶＣＸＯ制御部２９への送付（ステップ１０９）、時刻ｔのリセットとＢ０の更新（ステップ１１０）を行い、調整状態５２へ遷移する（ステップ１１１）。
−Ｂｔｈ≦ΔＢ≦Ｂｔｈの場合（ステップ１０６）、時刻ｔのリセットとＢ０の更新（ステップ１１２）を行い、定常状態５３へ遷移する（ステップ１１３）。

図５のフローチャートを用いて、調整状態５２での動作について説明する。
受信バッファ観測部３４より送られてきた受信バッファ使用量をＢとし（ステップ１１５）、受信バッファの予想量（Ｂｅ）を計算し（ステップ１１６）、ΔＢｅ、ΔＢ、ｔを計算する（ステップ１１７）。
ΔＢｅ＞ＢｔｈあるいはΔＢｅ＜―Ｂｔｈの場合（ステップ１１８）、Δｆの計算（ステップ１１９）、ｆａの計算（ステップ１１９）、Ｔの計算（ステップ１２１）、ｆｃの計算とＶＣＸＯ制御部２９への送付（ステップ１２２）、ｔ、Ｂ０の更新（ステップ１２３）を行い、調整状態５２へ遷移する（ステップ１２４）。
−Ｂｔｈ≦ΔＢｅ≦Ｂｔｈの場合（ステップ１１８）、ｔ＜Ｔなら（ステップ１２５）、調整状態５２へ遷移（ステップ１２９）し、ｔ≧Ｔなら（ステップ１２５）、ｆｃの計算とＶＣＸＯ制御部２９への送付（ステップ１２６）、ｔ、Ｂ０の更新（ステップ１２７）を行い、定常状態５３へ遷移する（ステップ１２８）。
図６のフローチャートを用いて、定常状態５３での動作について説明する。
受信バッファ観測部３４より送られてきた受信バッファ使用量をＢとし（ステップ１３１）、ΔＢ、ｔを計算する（ステップ１３２）。
ΔＢ＞ＢｔｈあるいはΔＢ＜―Ｂｔｈの場合（ステップ１３３）、Δｆの計算（ステップ１３４）、ｆａの計算（ステップ１３５）、Ｔの計算（ステップ１３６）、ｆｃの計算とＶＣＸＯ制御部２９への送付（ステップ１３７）、ｔ、Ｂ０の更新（ステップ１３８）を行い、調整状態５２へ遷移する（ステップ１３９）。
−Ｂｔｈ≦ΔＢ≦Ｂｔｈの場合（ステップ１３３）、定常状態５３へ遷移する（ステップ１４０）。

以下、送信部１３の同期クロック生成部３６の動作を説明する。
クロック同期化制御部３７内のクロック制御部３５から伝送路１４を介して映像クロック生成部３６で制御量情報ｆｃを受け取り、ＶＣＸＯ制御部２９ではＶＣＸＯ制御信号Ｖｃを、図７に示すように出力するために次の動作を行う。なお、ＶｃはＤ／Ａ変換部３０の入力値で整数値である。
（１）起動時、ＶＣＸＯ制御信号Ｖｃに初期値を設定する。
（２）クロック制御部３５から制御情報ｆｃを受け取った場合、制御量ΔＶｃを、ΔＶｃ＝ｆｃ／ｋとして計算する。
ただし、ｋは、後段のＤ／Ａ変換部３０、ＬＰＦ部３１、ＶＣＸＯ部３２の特性によってあらかじめ決定された値である。単位は（ｐｐｍ／ｄｉｖ）であり、Ｄ／Ａ変換部３０の入力値を１増加させたときのＶＣＸＯ部３２の出力周波数変化量となる。
（３）あらかじめ決定された制御速度ｖ（ｄｉｖ／ｓ）に従って徐々にＶｃをΔＶｃ分変化させる。
ここで、ｖは単位時間当たりのＶｃの出力変化量で、１／ｖ（秒）毎にＶｃを１増加（減少）させる。急激な映像クロック周波数変化を抑制するための値である。
例えば、１０ｂｉｔ制御、５Ｖ出力Ｄ／Ａ変換器と、５０（ｐｐｍ／Ｖ）のＶＣＸＯ部品を使用した場合、ＬＰＦの利得を無視できるものとして、Ｄ／Ａ変換部３０の出力は約５（ｍＶ／ｄｉｖ）となることから、ｋ＝５０＊（５／１０００）＝０．２５（ｐｐｍ／ｄｉｖ）となる。
また、１秒当たりの最大周波数変化量を１ｐｐｍと設定すると、ｖ＝１／０．２５＝４（ｄｉｖ／ｓ）となる。
ＶＣＸＯ制御部２９で生成されたＶｃをボード上のレジスタに設定することでＤ／Ａ変換部３０では電圧に変換し、高域周波数成分をＲＣフィルタ等で構成されるＬＰＦ部３１を介してＶＣＸＯ部３２に入力し、ＶＣＸＯ部３２では入力電圧により決定される周波数の基本クロックを発生し、映像クロック生成部３３で外部の映像機器１２に供給する映像クロック（３値同期信号、ブラックバースト信号等）を生成する。

［参考例］
図８は、本発明の参考例の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図であり、受信部１５内に同期クロック生成部３６とクロック同期化制御部３７が共に設置されている。
同図の動作は、送信側のマスタークロック１１に同期した映像機器１２から入力された映像信号が送信部１３から伝送路１４に出力され、受信部１５において受信処理が行われ映像信号が再生され出力される。
このとき、受信部１５内の受信バッファ部２１をクロック同期化制御部３７が観測し、調整信号を同期クロック生成部３６に送ることによって、送信部側のマスタークロック１１に同期した周波数の基本クロックが生成されて、この基本クロックを元に映像出力部２２で同期化することで、映像出力を行う。
ただし、参考例のクロック制御部３５の出力する制御量ｆｃは、実施例１における制御量ｆｃの符号を反転したものとする。

［実施例２］
図９は、本発明の実施例２の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図であり、実際の映像データの代わりに疑似映像データを送ることにより、送受信間の映像クロックの同期が可能な実施例である。
同図において、３８が映像信号の代わりにダミーのパケットデータを送信する擬似パケット送信部、３９が擬似データを受け取り処理する擬似受信部、４０が擬似データを受け取って元の映像データの長さに伸張する擬似パケット受信部、４１が擬似的に映像出力動作を行う擬似映像出力部である。
同図の動作は、映像機器１２から入力された映像信号は、送信部１３内で映像信号をパケット化するパケット送信部２８を経由して伝送路１４に出力すると同時に、擬似パケット送信部３８から短い擬似映像データが伝送路１４に出力される。
受信部１５においては、実際の映像信号だけを受信し映像信号がマスタークロック１１に同期して出力される。
一方、擬似受信部３９では、擬似映像データを擬似パケット受信部４０で受け取り、実際の映像データの長さに伸張した上で、受信バッファ部２１に渡し、擬似映像出力部４１ではマスタークロック１１に同期しながら、映像を擬似的に出力する。
これにより、実際の映像データを使わずに、クロック同期化制御部３７が動作でき、伝送路１４を介して調整指示を送信部１３内の同期クロック生成部３６に送ることで、映像機器１２に対して、受信側のマスタークロックに同期したクロックを与えることができる。

以上説明したように、前述の各実施例によれば、ＩＰネットワーク等のジッタの多い伝送路を用いた映像伝送においても、送受信間の映像クロックを同期させることが可能で、コマ落ちのない映像伝送を実現することが可能となる。
また、受信側に設置した映像のマスタークロックに同期した映像クロック信号を送信側映像機器に供給することにより、生中継においても放送局内で映像クロックの載せ替えが不要であり、コマ落ちのない放送が可能となる。
さらに、図１０に示すように同一のマスタークロックが供給された複数の受信側と、それぞれに対する複数の送信側との間の遅延を制御することにより、伝送路を介して設置された複数の映像機器の同期が可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例１の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示すクロック制御部の送信クロック調整量の決定関数の動作を説明するための図である。 図１に示すクロック制御部の状態の動作を説明するための状態遷移図である。 図１に示すクロック制御部の初期状態の動作を説明するフローチャートである。 図１に示すクロック制御部の調整状態の動作を説明するフローチャートである。 図１に示すクロック制御部の定常状態の動作を説明するフローチャートである。 図１に示すＶＣＸＯ制御部の動作を説明するための図である。 本発明の参考例の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２の映像クロック同期装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明によって生じる効果を説明するための図である。 従来の映像クロック同期装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１１ マスタークロック
１２ 映像機器
１３ パケット送信部
１４ 伝送路
１５ パケット受信部
１６ 映像入力部
１７ 送信バッファ部
１８ パケット送信部（ＰＣＲ挿入）
１９ クロック再生部
２０ パケット受信部
２１ 受信バッファ部
２２ 映像出力部
２３ ＰＣＲ抽出
２４ 比較器
２５，３１ ＬＰＦ部
２６，３２ ＶＣＸＯ部
２７ ＳＴＣ生成部
２８ パケット送信部
２９ ＶＣＸＯ制御部
３０ Ｄ／Ａ変換部
３３ 映像クロック生成部
３４ 受信バッファ観測部
３５ クロック制御部
３６ 同期クロック生成部
３７ クロック同期化制御部
３８ 擬似パケット送信部
３９ 擬似受信部
４０ 疑似パケット受信部
４１ 疑似映像出力部

Claims (6)

1. 通信回線を介して互いに接続されるパケット送信装置とパケット受信装置とを備え、外部の連続データ出力装置から送出される連続データを前記パケット送信装置から前記通信回線を介して前記パケット受信装置へ送信する際に前記連続データのクロックを送受信間で同期化するクロック同期装置であって、
   前記パケット受信装置は、前記通信回線から前記連続データをパケットとして受信するパケット受信部と、
   受信したパケット内の情報をデータとして蓄える受信バッファ部と、
   前記通信回線から見て前記パケット受信装置側にある外部クロック源から入力される外部クロックに同期して前記連続データを出力するデータ出力部と、
   前記受信バッファ部のバッファ使用量を観測する受信バッファ観測部と、
   前記受信バッファ使用量から、前記外部クロックと前記連続データクロックとの差分を求めてクロック調整量を決定し、該クロック調整量から前記連続データのクロック制御量を計算して前記通信回線に該クロック制御量を送信するクロック制御部とを有し、
   前記パケット送信装置は、前記通信回線から前記クロック制御量を入力としてＶＣＸＯ制御信号を生成する制御部と、
   前記ＶＣＸＯ制御信号を入力制御電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、
   前記入力制御電圧により決定される周波数の基本クロックを生成するＶＣＸＯ部と、
   前記ＶＣＸＯ部で生成された基本クロックに基づき、前記連続データ出力装置に供給するクロックを生成するクロック生成部とを有し、
   前記外部クロック源に同期した前記連続データのクロックを前記連続データ出力装置に供給することを特徴とするクロック同期装置。
2. 通信回線を介して互いに接続されるパケット送信装置とパケット受信装置とを備え、外部の連続データ出力装置から送出される連続データを前記パケット送信装置から前記通信回線を介して前記パケット受信装置へ送信する際に前記連続データから生成した擬似連続データのクロックと前記連続データのクロックとを同期化するクロック同期装置であって、
   前記パケット受信装置は、前記通信回線から前記擬似連続データをパケットとして受信する疑似パケット受信部と、
   前記疑似パケット受信部で受信したパケット内の情報をデータとして蓄える受信バッファ部と、
   前記通信回線から見て前記パケット受信装置側にある外部クロック源からの外部クロックが入力される疑似データ出力部と、
   前記受信バッファ部のバッファ使用量を観測する受信バッファ観測部と、
   前記受信バッファ使用量から、前記外部クロックと前記擬似連続データクロックとの差分を求めてクロック調整量を決定し、該クロック調整量から前記擬似連続データのクロック制御量を計算して前記通信回線に該クロック制御量を送信するクロック制御部とを有し、
   前記パケット送信装置は、前記連続データから前記擬似連続データを生成し、該擬似連続データをパケットとして前記通信回線に送信する疑似パケット送信部と、
   前記通信回線上から前記クロック制御量を入力してＶＣＸＯ制御信号を生成する制御部と、
   前記ＶＣＸＯ制御信号を入力制御電圧に変換するＤ／Ａ変換部と、
   前記入力制御電圧により決定される周波数の基本クロックを生成するＶＣＸＯ部と、
   前記ＶＣＸＯ部で生成された基本クロックに基づき、前記連続データ出力装置に供給するクロックを生成するクロック生成部とを有し、
   前記外部クロック源に同期した前記連続データのクロックを前記連続データ出力装置に供給することを特徴とするクロック同期装置。
3. 前記受信バッファ観測部は、一定時間間隔でサンプリングしたバッファ使用量をさらに一定時間分累積し、その平均値を前記受信バッファ部の使用量とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクロック同期装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のクロック同期装置における、前記パケット受信装置の前記受信バッファ観測部、または、前記クロック制御部、あるいは、前記パケット送信装置の前記制御部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
5. 請求項３に記載のクロック同期装置における、前記パケット受信装置の前記受信バッファ観測部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
6. 請求項４または請求項５に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images