JP2006014079A - Digital signal processor and digital signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部より伝送レート制御が可能な機器から所定の伝送路を介して伝送されてくる複数のデータパケットからなるデータストリームを取得して復号するディジタル信号処理装置及びディジタル信号処理方法に関する。 The present invention relates to a digital signal processing apparatus and a digital signal processing method for acquiring and decoding a data stream composed of a plurality of data packets transmitted from a device capable of controlling a transmission rate from outside via a predetermined transmission path.
放送や通信メディアに適した国際標準方式としてMPEG2(Moving Picture Experts Group)規格がある。MPEG2は国際標準であるISO/IEC13818-1により規定されている。MPEG2の圧縮方式では、パケットによる多重方式が用いられており映像・音声・付加データなどの信号はパケットと呼ばれる単位に分割される。そして、この映像や音声などのパケットを順次切り換えてつなぎあわせることにより時分割の多重が実現される。 The MPEG2 (Moving Picture Experts Group) standard is an international standard system suitable for broadcasting and communication media. MPEG2 is defined by the international standard ISO / IEC13818-1. In the MPEG2 compression system, a packet multiplexing system is used, and signals such as video, audio, and additional data are divided into units called packets. Time-division multiplexing is realized by sequentially switching and connecting the packets of video and audio.
パケットにはパケットヘッダが付加され、そこには個別の信号を識別する情報やパケットのサイズ、符号化時のクロックを再現するための情報(PCR:Program Clock Reference)、同期再生のための時間情報(PTS:Presentation Time Stamp)などが記述される。また、MPEG2の圧縮方式では、時刻管理単位としてSTC(System Time Clock)の概念が存在する。 A packet header is added to the packet, which contains information for identifying individual signals, packet size, information for reproducing the clock at the time of encoding (PCR: Program Clock Reference), and time information for synchronous playback (PTS: Presentation Time Stamp) is described. In the MPEG2 compression method, there is a concept of STC (System Time Clock) as a time management unit.
MPEG2の多重方式のひとつとしてトランスポートストリーム(Transport Stream:TS)がある。MPEG-TSは放送や通信ネットワークなどデータの伝送誤りが発生する環境に適用されることを想定しており、符号化した時の基準時間を復号器のSTCで再現するためにPCR(Program Clock Reference)情報をパケットヘッダに含ませ伝送している。 One of MPEG2 multiplexing systems is Transport Stream (TS). MPEG-TS is assumed to be applied to environments where data transmission errors occur, such as broadcasting and communication networks. PCR (Program Clock Reference) is used to reproduce the reference time at the time of encoding with the STC of the decoder. ) Information is included in the packet header and transmitted.
MPEG-TSパケットを例えばIEEE(The Institute of Electrical and Electoronics Engineers)1394バスラインにより伝送する場合、受信器側ではPCR情報を用いて送信器のクロックを再現し、記録・再生等の処理を行っている。 When MPEG-TS packets are transmitted, for example, via the IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394 bus line, the receiver side uses the PCR information to reproduce the transmitter clock, and performs processing such as recording and playback. Yes.
しかし、PCRを記録する際の量子化誤差があるため、またIEEE1394バスライン伝送の際に生じる時間のずれのため、受信器側で再現したクロックにはジッタと呼ばれるクロックのゆれが存在し、ジッタの影響により記録・再生する音声・画像が劣化する。 However, there is a quantization error when recording PCR, and due to the time lag that occurs during IEEE1394 bus line transmission, the clock reproduced on the receiver side has a clock fluctuation called jitter. The sound / image recorded / reproduced deteriorates due to the influence of.
このジッタの影響を小さくする手法として、特願2000−619897(W000/72552)及び特開2002−354051があり、これらの手法をIEEE1394バスラインにおいて実現する方法が“AV/C Command Set for Rate Control of Isochronous Data Flow”として1394 Trade Associationの正式規格として発行されている。 There are Japanese Patent Application No. 2000-619897 (W000 / 72552) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-354051 as methods for reducing the influence of this jitter. of Isochronous Data Flow ”is published as the official standard of the 1394 Trade Association.
これらの手法では、受信器において受信したデータを一旦メモリなど一時記憶素子に保持し、受信器のクロックに従って、一時記憶素子に保持されたデータを読み出し、記録・再生等の処理を行う。つまり、送信側と受信側とで、クロックの非同期化が可能となる。受信器は、例えば水晶発振器が生成したマスタクロックに基づいてデータを読み出すので、上記PCRを記録する際の量子化誤差と、IEEE1394バスライン伝送の際に生じる時間のずれの影響を抑えることができ、よってジッタの影響を限りなく小さくすることが可能となる。 In these methods, data received by the receiver is temporarily held in a temporary storage element such as a memory, and the data held in the temporary storage element is read out according to the clock of the receiver, and processing such as recording / reproduction is performed. That is, the clock can be desynchronized between the transmission side and the reception side. The receiver reads data based on, for example, a master clock generated by a crystal oscillator, so that it is possible to suppress the effects of quantization errors when recording the PCR and time lag that occurs during IEEE1394 bus line transmission. Therefore, the influence of jitter can be reduced as much as possible.
ところで、上記手法に基づいたデータ送受信システムにあっても、受信側の一時記憶素子などに保持されているデータ量を常に一定にするため、送信側で伝送データ量を制御する必要がある。そこで、一時記憶素子に保持されているデータの残量を定期的に確認し、その残量に従って伝送レート制御命令を受信器から送信器に発行し、送信器側でその命令に従って伝送データ量を制御する方法がとられている。このため、送信側と受信側とで、クロックを非同期化してはいるが、伝送データ量制御を可能とし、一時記憶素子などに保持されているデータ量が常に一定となるように制御できる。 By the way, even in a data transmission / reception system based on the above method, it is necessary to control the amount of transmission data on the transmission side in order to always keep the amount of data held in the temporary storage element on the reception side. Therefore, the remaining amount of data held in the temporary storage element is periodically checked, a transmission rate control command is issued from the receiver to the transmitter according to the remaining amount, and the amount of transmission data is determined according to the command on the transmitter side. A way to control is taken. For this reason, although the clock is desynchronized between the transmission side and the reception side, the transmission data amount can be controlled, and the data amount held in the temporary storage element or the like can always be controlled to be constant.
図9は、特願2000−619897(W000/72552)及び特開2002−354051に開示された手法が適用された、ディスク再生装置50と復号化装置60からなる映像音声再生システムの構成を示す図である。この映像音声再生システムは、一時記憶素子(メモリ69)に保持されているデータの残量に従って伝送レート制御命令を発行し、ディスク再生装置50の伝送データ量を制御するものである。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a video / audio reproduction system including a disk reproduction device 50 and a decoding device 60 to which the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-619897 (W000 / 72552) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-354051 is applied. It is. This video / audio reproduction system issues a transmission rate control command in accordance with the remaining amount of data held in a temporary storage element (memory 69), and controls the transmission data amount of the disk reproduction device 50.
ディスク再生装置50において、ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)53は、図示を省略したモータ駆動部、スピンドルモータ等を制御して光ディスク54を回転駆動し、また、光学ピックアップ、RFアンプ、信号処理装置などを用いて、この光ディスク54に記録された符号化映像音声信号を出力する。この時、DSP53は、当該ディスク再生装置50に内蔵されている水晶発振回路51により生成されているクロックPCLK52に同期して符号化映像音声信号55を入出力回路56に出力する。また、DSP53は、入出力回路56の指示による伝送レート制御情報57を基に±数%(例えば±1%)の出力レートの調整を行うことができるようになっている。
In the disk reproducing apparatus 50, a digital signal processor (DSP) 53 controls a motor driving unit, a spindle motor, etc. (not shown) to rotate and drive the
入出力回路56は、DSP53より受け取った符号化映像音声信号55をパラレルシリアル変換処理し、所定のデータを付加した後、バイフェーズマーク変調してバスラインB1に出力する。また、入出力回路56は、PCLK52からPTS及びPCRを生成し、上記映像音声信号をパケット化の際にこれらPTS及びPCRをパケットに重畳してバスラインB1に送出する。また、入出力回路56は、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、ディスク再生装置50を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路56は、この取得したパケットを復号し、復号化装置60からの伝送レート制御命令の場合、その内容をDSP53に伝送レート制御情報57として出力する。
The input /
ディスク再生装置50と復号化装置60との間は、IEEE1394インターフェイス方式で規定されたバスラインB1で接続されている。なお、IEEE1394インターフェイス方式の場合には、接続順序はどのような接続であっても良く、図9は一例を示したものである。また、別のバスラインB2により図示しない他の機器などと接続することも可能である。 The disc playback device 50 and the decryption device 60 are connected by a bus line B1 defined by the IEEE1394 interface method. In the case of the IEEE1394 interface method, the connection order may be any connection, and FIG. 9 shows an example. It is also possible to connect to another device (not shown) by another bus line B2.
復号化装置60において、入出力回路61は、ディスク再生装置50の入出力回路56と同様に、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、復号化装置60を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路61は、復号化装置60に内蔵されている水晶発振回路62により生成されているクロックDCLK63に同期して、バスラインB1、B2から取得したパケットのうちディスク再生装置50にてパケット化した符号化映像音声信号を取得し、メモリ69に蓄積する。また入出力回路61は、メモリ残量監視器64から伝送レート制御情報65を受信した場合、その内容をディスク再生装置50への伝送レート制御命令としてパケットを生成し、バスラインB1へ送出する。また入出力回路61は、メモリ69に蓄積されている符号化映像音声信号をDCLK63に同期して取り出し、符号化映像音声信号67として復号化器66に伝送する。
In the decryption device 60, the input / output circuit 61 monitors packets transmitted on the bus lines B1 and B2 and designates the decryption device 60 as a destination, like the input /
メモリ残量監視器64では、メモリ69の残量を監視し、数秒間隔(例えば1秒)で伝送レート制御情報65に、メモリ69の残量が一定値(例えばメモリ総量の1/3)以下の場合伝送レートを数%(例えば1%)上げるよう命令を送出し、メモリの残量が一定値(例えばメモリ総量の2/3)以上の場合伝送レートを数%(例えば1%)下げるよう命令を送出し、それ以外の場合は現状の伝送レートを保持するよう命令を送出する。
The memory remaining amount monitor 64 monitors the remaining amount of the
復号化器66では、DCLK63に同期して符号化映像音声信号67を復号化し、復号化映像音声信号68として出力する。復号化映像音声信号68は図示しないディジタル・アナログ変換器によりアナログ信号に変換され、各々テレビ等の映像出力装置やスピーカー等の音声出力装置に送出される。
The
ここで、メモリ69の残量が一定値以下または一定値以上に達してから実際に伝送レートが制御されたパケットが復号化装置60に到達するまでの時間を最大制御遅延時間Dmax、伝送レート制御命令を発する間隔をDcommand、ディスク再生装置50において伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間をDprocessとすると、最大制御遅延時間Dmaxは次式1で表すことができる。
Dmax=Dcommand+Dprocess ・・・(1)
Here, the time until the packet whose transmission rate is actually controlled reaches the decoding device 60 after the remaining amount of the
Dmax = Dcommand + Dprocess (1)
また、メモリ残量が過不足とならないよう伝送レートを制御するための、メモリ残量閾値の最小値をMfast、および最大値をMslowとすると、メモリ残量閾値の最小値Mfastおよびメモリ残量閾値の最大値Mslowは、メモリ総量をMmax、単位時間当たりのデータ量をdata_rateとすると次式2および次式3で表すことができる。
Mfast=data_rate・Dmax ・・・(2)
Mslow=Mmax−data_rate・Dmax ・・・(3)
If the minimum value of the memory remaining threshold is Mfast and the maximum value is Mslow for controlling the transmission rate so that the remaining amount of memory does not become excessive or insufficient, the minimum value Mfast of the remaining memory threshold and the remaining memory threshold The maximum value Mslow can be expressed by the following
Mfast = data_rate · Dmax (2)
Mslow = Mmax−data_rate · Dmax (3)
また、従来の技術を用いた手法として、シリアルバスプロトコル(Serial Bus Protocol:SBP)2を用いた伝送方式がある。SBP2は国際標準であるISO/IEC14776-232により規定されている。SBP2はパソコンなどに接続されているハードディスクなどに対しデータの読み書きに用いられる非同期伝送方式であり、IEEE1394バスの規格に基づく接続に最適であるとされている。 In addition, as a method using a conventional technique, there is a transmission method using a serial bus protocol (SBP) 2. SBP2 is defined by the international standard ISO / IEC14776-232. SBP2 is an asynchronous transmission method used for reading and writing data to a hard disk connected to a personal computer or the like, and is said to be optimal for connection based on the IEEE1394 bus standard.
図10はSBP2プロトコルを用いた伝送方式が適用された、データ送出装置70と復号化装置80からなる映像音声再生システムの構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a video / audio reproduction system including a data transmission device 70 and a decoding device 80 to which a transmission method using the SBP2 protocol is applied.
データ送出装置70において、CPU72は、メモリ76の残量を監視し、メモリ76のデータ残量が少なくなったことを検知すると適宜、図示しないモータ駆動部、スピンドルモータなどを制御し、光ディスク71を回転駆動し、この光ディスク71に記録された符号化映像音声信号を入力しメモリ76に一時的に保持する。CPU72は、入出力回路75からSBP2制御信号74の入力があるとメモリ76に一時的に保持されている符号化映像音声信号をSBP2データ信号形式に変換しSBP2データ信号73として入出力回路75に出力する。
In the data transmission device 70, the
入出力回路75は、CPU72より受け取ったSBP2データ信号73をパラレルシリアル変換処理し、所定のデータを付加した後、バイフェーズマーク変調してバスラインB1に出力する。また、入出力回路75は、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、データ送出装置70を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路75は、この取得したパケットを復号し、復号化装置80からのSBP2制御命令の場合、その内容をCPU72にSPB2制御信号74として出力する。
The input /
データ送出装置70と復号化装置80との間は、IEEE1394インターフェイス方式で規定されたバスラインB1で接続してある。なお、IEEE1394インターフェイス方式の場合には、接続順序はどのような接続であっても良く、図10は一例を示したものである。また、別のバスラインB2により図示しない他の機器などと接続することも可能である。 The data transmission device 70 and the decryption device 80 are connected by a bus line B1 defined by the IEEE1394 interface method. In the case of the IEEE1394 interface method, the connection order may be any connection, and FIG. 10 shows an example. It is also possible to connect to another device (not shown) by another bus line B2.
復号化装置80において、入出力回路83は、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、復号化装置80を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路83は、当該復号化装置80に内蔵されている水晶発振回路81により生成されているクロックDCLK82に同期して、バスラインB1、B2から取得したパケットのうちデータ送出装置70にてパケット化したSBP2データを取得し、メモリ89に蓄積する。また入出力回路83は、メモリ残量監視器88から伝送レート制御情報84を受信した場合、その内容に従いデータ送出装置70へのSBP2制御命令としてパケットを生成し、バスラインB1へ送出する。また入出力回路83は、メモリ89に蓄積されている符号化映像音声信号をDCLK82に同期して取り出し、符号化映像音声信号85として復号化器86に伝送する。
In the decoding device 80, the input /
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に開示されて手法では、一時記憶素子に保持されているデータ量に従ってデータ伝送量の制御を行うため、MPEG2で採用されている可変ビットレート(Variable Bit Rate:VBR)など、動的にデータ量が変化する場合はデータが過不足となる場合があるため利用する事が出来ない。
However, in the methods disclosed in
具体的には以下の通りである。上記図9に示した構成の映像音声再生システムにおいては、最大制御遅延時間Dmaxを求める際、伝送レート制御命令を発する間隔Dcommandについては復号化装置60において調査することが可能であったが、ディスク再生装置50において伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間Dprocessについては対象となるディスク再生装置50により異なるため、正確なDmaxを求める事が困難であった。 Specifically, it is as follows. In the video / audio reproduction system having the configuration shown in FIG. 9, when the maximum control delay time Dmax is obtained, the decoding device 60 can investigate the interval Dcommand for issuing the transmission rate control command. The time Dprocess required from the reception of the transmission rate control command in the playback device 50 to the control of the transmission rate differs depending on the target disk playback device 50, so it is difficult to obtain an accurate Dmax.
また、メモリ残量閾値の最小値Mfast、メモリ残量閾値の最大値Mslowを求める際、(式2)および(式3)から分かるように単位時間当たりのデータ量data_rateが一定となるようなデータ形式の場合のみ利用する事が可能である。MPEG2で採用されているVBR(Variable Bit Rate)など動的にデータ量が変化する場合、単位時間当たりのデータ量data_rateが一定ではないため、メモリ残量が過不足とならないようなメモリ残量閾値の最小値および最大値を決定する事が出来ない。従って、メモリ69がオーバーフロー/アンダーフローする場合があり利用することが出来なかった。
Further, when obtaining the minimum value Mfast of the remaining memory threshold and the maximum value Mslow of the remaining memory threshold, data such that the data amount data_rate per unit time is constant as can be seen from (Equation 2) and (Equation 3). It can be used only for the format. When the amount of data changes dynamically such as VBR (Variable Bit Rate) adopted in MPEG2, the amount of data per unit time data_rate is not constant, so the remaining memory threshold is such that the remaining amount of memory does not become excessive or insufficient. The minimum and maximum values cannot be determined. Therefore, the
また、上記図10に示したシステムにて適用したSBP2プロトコルは非同期伝送方式であり、伝送するデータの連続性を保証していないため、同期伝送に用いる場合、復号化の際にデータが不足し、映像や音声に乱れが生じる場合がある。 In addition, the SBP2 protocol applied in the system shown in FIG. 10 is an asynchronous transmission method and does not guarantee the continuity of the data to be transmitted. , Video and audio may be disturbed.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、動的にデータ量が変化する場合でも、ジッタの影響で生ずる音声・画像等の情報の劣化を低減し、かつ伝送レート制御を可能とするディジタル信号処理装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the amount of data dynamically changes, it is possible to reduce deterioration of information such as sound and images caused by the influence of jitter and to control transmission rate. An object of the present invention is to provide a digital signal processing apparatus.
本発明に係るディジタル信号処理装置は、上記課題を解決するために、外部より伝送レート制御が可能な機器から所定の伝送路を介して伝送されてくる複数のパケット化データからなるデータストリームを取得して復号するディジタル信号処理装置において、クロックを発生するクロック発生手段と、上記機器から伝送されてくるデータストリームを取得し、上記クロック発生手段が発生しているクロックに同期して上記複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得して記憶手段に書き込むと共に、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力するデータ入出力手段と、上記データ入出力手段によって上記記憶手段から読み出された上記符号化情報信号からなるパケットを上記クロックに同期して復号して出力する復号手段と、上記クロック発生手段が発生したクロックに同期して生成したシステム時間情報と、上記データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、上記データ入出力手段に上記命令データとして供給する伝送レート制御手段とを備える。 In order to solve the above problems, the digital signal processing apparatus according to the present invention acquires a data stream composed of a plurality of packetized data transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside via a predetermined transmission path. In the digital signal processing apparatus for decoding, the clock generating means for generating a clock and the data stream transmitted from the device are acquired, and the plurality of packets are synchronized with the clock generated by the clock generating means. A packet comprising an encoded information signal in the encoded data is acquired and written to the storage means, and the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device superimposed on the packet is extracted, and the predetermined data Data input / output means for outputting command data for control to the device via a transmission line; Decoding means for decoding and outputting the packet comprising the encoded information signal read from the storage means by the output means in synchronization with the clock, and a system generated in synchronization with the clock generated by the clock generation means Comparing the time information with the encoding reference time information taken out by the data input / output means, and generating a transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device based on the comparison result, the data input / output And a transmission rate control means for supplying the means as the command data.
このディジタル信号処理装置では、外部より伝送レート制御が可能な機器から伝送されてくるデータストリームをデータ入出力手段が取得し、クロック発生手段が発生しているクロックに同期して複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得し、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力する。そして、伝送レート制御手段がクロック発生手段により発生されたクロックに同期して生成したシステム時間情報と、データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、データ入出力手段に上記命令データとして供給する。 In this digital signal processing device, the data input / output means obtains a data stream transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside, and a plurality of packetized data is synchronized with the clock generated by the clock generating means. A packet consisting of the encoded information signal is obtained, the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device superimposed on the packet is taken out, and further transmitted to the device via the predetermined transmission path. Outputs command data for control. The transmission rate control means compares the system time information generated in synchronization with the clock generated by the clock generation means and the encoding reference time information extracted by the data input / output means, and based on the comparison result, A transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device is generated and supplied to the data input / output means as the command data.
本発明に係るディジタル信号処理方法は、上記課題を解決するために、外部より伝送レート制御が可能な機器から所定の伝送路を介して伝送されてくる複数のパケット化データからなるデータストリームを取得して復号するためのディジタル信号処理方法において、クロックを発生するクロック発生工程と、上記機器から伝送されてくるデータストリームを取得し、上記クロック発生工程が発生しているクロックに同期して上記複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得して記憶手段に書き込むと共に、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力するデータ入出力工程と、上記データ入出力工程によって上記記憶手段から読み出された上記符号化情報信号からなるパケットを上記クロックに同期して復号して出力する復号工程と、上記クロック発生工程が発生したクロックに同期して生成したシステム時間情報と、上記データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、上記データ入出力手段に上記命令データとして供給する伝送レート制御工程とを備える。 In order to solve the above problems, the digital signal processing method according to the present invention obtains a data stream composed of a plurality of packetized data transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from outside through a predetermined transmission path. In the digital signal processing method for decoding, a clock generation step for generating a clock, a data stream transmitted from the device is acquired, and the plurality of the plurality of data streams are synchronized with the clock generated by the clock generation step. The packet consisting of the encoded information signal of the packetized data is acquired and written to the storage means, and the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device, which is superimposed on the packet, is extracted, and further A data input / output step for outputting command data for control to the device via a predetermined transmission line; A decoding step for decoding and outputting the packet comprising the encoded information signal read from the storage means in the data input / output step in synchronization with the clock, and generating in synchronization with the clock generated by the clock generation step The system time information is compared with the encoding reference time information taken out by the data input / output means, and a transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device is generated based on the comparison result, and the data A transmission rate control step for supplying the input / output means as the command data.
このディジタル信号処理方法では、外部より伝送レート制御が可能な機器から伝送されてくるデータストリームをデータ入出力工程が取得し、クロック発生工程が発生しているクロックに同期して複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得し、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力する。そして、伝送レート制御工程がクロック発生工程により発生されたクロックに同期して生成したシステム時間情報と、データ入出力工程が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、データ入出力手段に上記命令データとして供給する。 In this digital signal processing method, a data input / output process acquires a data stream transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside, and a plurality of packetized data is synchronized with the clock generated by the clock generation process. A packet consisting of the encoded information signal is obtained, the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device superimposed on the packet is taken out, and further transmitted to the device via the predetermined transmission path. Outputs command data for control. The transmission rate control step compares the system time information generated in synchronization with the clock generated by the clock generation step and the encoding reference time information extracted by the data input / output step, and based on the comparison result, A transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device is generated and supplied to the data input / output means as the command data.
本発明に係るディジタル信号処理装置によれば、外部より伝送レート制御が可能な機器から伝送されてくるデータストリームをデータ入出力手段が取得し、クロック発生手段により発生されたクロックに同期して複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得し、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力し、また伝送レート制御手段がクロック発生手段により発生されたクロックに同期して生成したシステム時間情報と、データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、データ入出力手段に上記命令データとして供給するので、動的にデータ量が変化する場合でも、ジッタの影響で生ずる音声・画像等の情報の劣化を低減し、かつ伝送レート制御を可能とする。 According to the digital signal processing apparatus of the present invention, the data input / output means acquires a data stream transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside, and a plurality of data streams are synchronized with the clock generated by the clock generating means. A packet consisting of the encoded information signal of the packetized data is obtained, the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device superimposed on the packet is taken out, and further, via the predetermined transmission path System data information generated by the transmission rate control means in synchronization with the clock generated by the clock generation means, and the encoding standard extracted by the data input / output means. Compare with the time information, generate a transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device based on the comparison result, Since the data is supplied as command data to the data input / output means, even when the amount of data changes dynamically, the deterioration of information such as voice and images caused by the influence of jitter is reduced, and the transmission rate can be controlled. .
本発明に係るディジタル信号処理方法によれば、外部より伝送レート制御が可能な機器から伝送されてくるデータストリームをデータ入出力工程が取得し、クロック発生工程により発生されたクロックに同期して複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得し、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力し、また伝送レート制御工程がクロック発生工程により発生されたクロックに同期して生成したシステム時間情報と、データ入出力工程が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、データ入出力手段に上記命令データとして供給するので、動的にデータ量が変化する場合でも、ジッタの影響で生ずる音声・画像等の情報の劣化を低減し、かつ伝送レート制御を可能とする。 According to the digital signal processing method of the present invention, a data input / output process acquires a data stream transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside, and a plurality of data streams are synchronized with the clock generated by the clock generation process. A packet consisting of the encoded information signal of the packetized data is obtained, the encoding reference time information at the time of the encoding process in the device superimposed on the packet is taken out, and further, via the predetermined transmission path Output the command data for control to the device, and the transmission rate control process generates the system time information in synchronization with the clock generated by the clock generation process, and the encoding standard extracted by the data input / output process. Compare with the time information, generate a transmission rate control command for controlling the transmission rate of the device based on the comparison result, Since the data is supplied as command data to the data input / output means, even when the amount of data changes dynamically, the deterioration of information such as voice and images caused by the influence of jitter is reduced, and the transmission rate can be controlled. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、ディスク再生装置と復号化装置からなる映像音声再生システムである。ここでは、光ディスク媒体を用いた映像音声再生システムを例に挙げているが、その他の媒体、例えばテープ媒体や半導体メモリ媒体やハードディスク媒体を用いたシステムであっても良く、また音声再生システムやその他のシステムであっても良く、復号化装置からの伝送レート制御命令に従って伝送レートを制御可能なシステムであればその形態は問わない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a video / audio playback system including a disk playback device and a decoding device. Here, a video / audio reproduction system using an optical disk medium is taken as an example, but other media such as a system using a tape medium, a semiconductor memory medium, and a hard disk medium may be used. Any system can be used as long as the transmission rate can be controlled in accordance with a transmission rate control command from the decoding apparatus.
この映像音声再生システムにあって、復号化装置は、外部より伝送レート制御が可能な機器であるディスク再生装置から、IEEE1394伝送路のような所定の伝送路を介して伝送されてくる複数のパケット化データからなるデータストリームを取得して復号するディジタル信号処理装置の一例である。 In this video / audio reproduction system, the decoding device transmits a plurality of packets transmitted from a disk reproduction device, which is a device capable of externally controlling the transmission rate, via a predetermined transmission line such as an IEEE1394 transmission line. 1 is an example of a digital signal processing apparatus that acquires and decodes a data stream composed of digitized data.
先ず、図1を参照してディスク再生装置1の構成を説明する。ディスク再生装置1において、ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)5は、図示を省略したモータ駆動部、スピンドルモータ等を制御して光ディスク6を回転駆動し、また、光学ピックアップ、RFアンプ、信号処理装置などを用いて、この光ディスク6に記録された符号化映像音声信号を出力する。この時、DSP5は、当該ディスク再生装置1に内蔵されている水晶発振回路3により生成されているクロックPCLK4に同期して符号化映像音声信号7を入出力回路8に出力する。また、DSP5は、入出力回路8の指示による伝送レート制御情報9を基に±数%(例えば±1%)の出力レートの調整を行う事ができるようになっている。
First, the configuration of the
入出力回路8は、DSP5より受け取った符号化映像音声信号7をパラレルシリアル変換処理し、所定のデータを付加した後、バイフェーズマーク変調してバスラインB1に出力する。また、入出力回路8は、PCLK4からPTS及びPCRを生成し、上記映像音声信号をパケット化の際にこれらPTS及びPCRをパケットに重畳してバスラインB1に送出する。このため、入出力回路8は、多重化装置の機能も備える。多重化装置の機能については後述する。また、入出力回路8は、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、ディスク再生装置1を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路8は、この取得したパケットを復号し、復号化装置2からの伝送レート制御命令の場合、その内容をDSP5に伝送レート制御情報9として出力する。
The input /
ディスク再生装置1と復号化装置2との間は、IEEE1394インターフェイス方式で規定されたバスラインB1で接続してある。なお、IEEE1394インターフェイス方式の場合には、接続順序はどのような接続であっても良く、図1は一例を示したものである。また、別のバスラインB2により図示しない他の機器などと接続することも可能である。
The
図1において、復号化装置2は、クロックを発生するクロック発生手段である水晶発振回路11と、ディスク再生装置1から伝送されてくるデータストリームを取得するデータ入出力回路26と、データ入出力回路26によって読み出された符号化情報信号(符号化映像音声信号)からなるパケットを上記クロックに同期して復号して出力する復号化器15と、上記クロックに同期して生成したシステム時間情報であるSTCと、データ入出力回路26がパケットから取り出したPCRとを比較し、比較結果に基づいてディスク再生装置1の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成する伝送レート制御器27とを備える。
In FIG. 1, a
水晶発振回路11は、ディスク再生装置1の水晶発振回路3によるクロックPCLK4とは非同期で、かつ精度の高いクロックDCLK12を生成する。
The
データ入出力回路26は、バスラインB1、B2で伝送されるパケットを監視し、復号化装置2を宛先として指定されているパケットを取得する。
The data input /
バスラインB1に送出されたパケット化された映像音声信号は、トランスポートストリームを構成している。これは、上記ディスク再生装置1の入出力回路8が、図2に示す多重化装置30の機能を有することから可能となる。
The packetized video / audio signals sent to the bus line B1 constitute a transport stream. This is possible because the input /
入出力回路8は、図2に示す多重化装置30の機能を備えることにより、光ディスク6からDSP5等により再生された、ビデオデータ31、オーディオデータ32及びその他のデータ33等を、各々の対応する符号化装置、すなわち、MPEG2ビデオ符号化装置34、オーディオ符号化装置35及びその他の符号化装置36に対して入力し、各々の符号化されたストリームデータ(これらをエレメンタリーストリームともいう)37、38及び39を得る。
The input /
MPEG2ビデオ符号化装置34は、動き補償予測、離散コサイン変換DCT、量子化、可変長符号化といった圧縮技術を使いビデオ信号を圧縮する。動き補償予測は、時間的な冗長度を利用して情報量を削減する。離散コサイン変換は、画面内部の空間的な冗長度を利用して情報量を削減する。
The MPEG2
オーディオ符号化装置35は、標本化周波数8〜96kHzのPCMオーディオデータを符号化している。チャンネル数、ビットレートは任意に選ぶことができる。ステレオ2chであれば、ビットレートは、おおよそ200kbps以内である。
The
また、オーディオ符号化装置35は、例えばSACDのような光ディスクから再生されたΔΣ変調により得られた1ビットオーディオ信号からなるダイレクトストリームデータDSDを所定の符号化方法にしたがって符号化してもよい。ΔΣ変調された1ビット・オーディオ信号は、従来のデジタルオーディオに使われてきたデータのフォーマット(例えばサンプリング周波数が44.1KHz、データ語長が16ビット)に比べて、非常に高いサンプリング周波数と短いデータ語長(例えばサンプリング周波数が44.1KHzの64倍、データ語長が1ビット)であり、伝送可能周波数帯域が広いことを特長としている。また、ΔΣ変調により1ビット信号であっても、64倍というオーバーサンプリング周波数に対して低域であるオーディオ帯域において、高いダイナミックレンジをも確保できる。この特徴を活かして高音質のレコーダーやデータ伝送に応用することができる。ΔΣ変調回路自体はとりわけ新しい技術ではなく、回路構成がIC化に適していて、また比較的簡単にAD変換の精度を得ることができることから、従来からADコンバータの内部などでよく用いられている回路である。ΔΣ変調された信号は、簡単なアナログローパスフィルターを通すことによって、アナログオーディオ信号に戻すことができる。
Further, the
多重化部40は、これらのエレメンタリーストリームを多重化し、一本化されたトランスポートストリーム41を生成する。特に、MPEG2において規定される方法では、この多重化の際に、画像及び音響信号の時間軸に対する、後述のPCRのような同期情報もトランスポートストリーム内に記録する。
The multiplexing unit 40 multiplexes these elementary streams to generate a
その他の符号化装置33は、例えば伝送に必要な情報PSIや、デジタルストレージメディア情報DSMIなどを符号化する。伝送に必要な情報は、プログラム仕様情報(Program Specific Information:PSI)とも呼ばれ、MPEG2-TS伝送には必須の情報である。デジタルストレージメディア情報DSMIは、例えばデジタル放送を受信してメディアに記録する場合に必要とされる情報である。
The
多重化部40では、MPEG2ビデオ符号化装置34からのストリームデータ37、オーディオ符号化装置35からのストリームデータ38、その他の符号化装置36からのストリームデータ39を、種別を問わずに、FIFO登録する。伝送チャネルをパケット長に分割してそれぞれをパケット・スロットとして、パケット・スロットがくる毎にFIFO登録にしたがって伝送チャネルに送り出す。もしパケット・スロットがきても、FIFO登録が空のときは、無効データ(NULL)パケットを挿入する。このようにして多重化部40は、トランスポートストリームTSを形成する。
In the multiplexing unit 40, the
図3は、多重化部40にて多重化されたトランスポートストリームTSの構造を示す図である。トランスポートストリームTSは、図4(a)に示すように固定長188バイト(bytes)のトランスポート・パケットが多重されることによって構成されている。図4(b)は、TSパケットの構造を示す図である。4バイトのヘッダ(Hader)情報と184バイト(bytes)のTSペイロードからなる。図4(c)に示すように、ヘッダ情報にあって8ビットの同期信号(SyncByte)は、TS開始コードを示すものであり、受信装置側のMPEGデコーダでTSパケットの先頭を検出するために用いられる。エラー表示(1ビット)は、このTSパケット中のビットエラーの有無を示す。ユニット開始表示(1ビット)は、ペイロードがビデオやオーディオ、PSIのデータ単位の先頭から始まるか否かを示す。優先度表示(TSパケットプライオリティ、1ビット)は、このTSパケットの重要度を示す。PID(Packet Identification、13ビット)は、パケット識別子、ストリーム識別情報である。スクランブル制御(2ビット)は、ペイロード部分のスクランブルの有無を示す。アダプテーションフィールド(AF)制御(2ビット)は、後述するアダプテーションフィールドの有無を示す。図3に示した構造にはアダプテーションフィールドがない。巡回カウンタ(4ビット)は、カウント情報の連続性によって、同じPIDを持つパケットが途中で一部棄却されているか否かが判別される。なお、巡回カウンタは、NULLパケットの場合は常に0x0になる。TSペイロードには、ビデオデータ、オーディオデータ、PSIデータが入る。NULLパケットの場合は0xFFでペイロード領域を埋める。 FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of the transport stream TS multiplexed by the multiplexing unit 40. The transport stream TS is configured by multiplexing transport packets having a fixed length of 188 bytes (bytes) as shown in FIG. FIG. 4B is a diagram illustrating the structure of a TS packet. It consists of 4-byte header (Hader) information and 184-byte (bytes) TS payload. As shown in FIG. 4C, the 8-bit synchronization signal (SyncByte) in the header information indicates the TS start code, and is used to detect the beginning of the TS packet by the MPEG decoder on the receiving device side. Used. The error indication (1 bit) indicates the presence or absence of a bit error in this TS packet. The unit start display (1 bit) indicates whether the payload starts from the beginning of the data unit of video, audio, or PSI. The priority indication (TS packet priority, 1 bit) indicates the importance of this TS packet. PID (Packet Identification, 13 bits) is a packet identifier and stream identification information. Scramble control (2 bits) indicates whether or not the payload portion is scrambled. The adaptation field (AF) control (2 bits) indicates the presence / absence of an adaptation field to be described later. The structure shown in FIG. 3 has no adaptation field. The cyclic counter (4 bits) determines whether or not a part of the packets having the same PID is partially discarded based on the continuity of the count information. The cyclic counter is always 0x0 for null packets. The TS payload contains video data, audio data, and PSI data. In the case of a NULL packet, the payload area is filled with 0xFF.
図4は、アダプテーションフィールドがあるTSパケット構造を示す。ヘッダ情報のアダプテーションフィールド制御により、アダプテーションフィールドが存在することが示されている(図4(b))。アダプテーションフィールドの最初の8ビットでアダプテーションフィールド長が示される。不連続表示では、次の同じPIDを有するパケットで、システムクロックがリセットされ、新たな内容となることが示される。ランダムアクセス表示は、ビデオのシーケンスヘッダまたはオーディオのフレームの始まりを示すものとされて、このランダムアクセス表示によってランダムアクセス時のエントリーポイントを検出できる。ストリーム優先表示では個別ストリームの重要部分がこのパケットのペイロードにあることが示される。ストリーム優先表示の次にフラグが設けられ、このフラグによってコンディショナル・コーディングのオプショナルフィールドが設定される。このオプショナルフィールドの後に無効データであるスタッフィングバイトが必要に応じて設けられる。 FIG. 4 shows a TS packet structure with an adaptation field. The adaptation field control of the header information indicates that there is an adaptation field (FIG. 4B). The first 8 bits of the adaptation field indicate the adaptation field length. In the discontinuous display, it is indicated that the system clock is reset and new contents are obtained in the next packet having the same PID. The random access display indicates the start of a video sequence header or audio frame, and the entry point at the time of random access can be detected by this random access display. The stream priority indication indicates that an important part of the individual stream is in the payload of this packet. A flag is provided after the stream priority display, and an optional field of conditional coding is set by this flag. After this optional field, a stuffing byte that is invalid data is provided as necessary.
オプショナルフィールドには、図4(c)に示すように時刻基準情報であるPCR値が設定されるPCRフィールド(48ビット)やオリジナルの番組基準時刻であるOPCR(Original Program Clock Referene)、編集可能な点までの、同一PIDのトランスポートパケットの数を示すスプライスカウントダウン等が置かれている。48ビットのPCRフィールドには、図4(d)に示すようにPCRBase(33ビット)、res(6ビット)、PCRExtension(9ビット)が記述される。なお、PCRは、例えば27MHzとされている。 In the optional field, as shown in FIG. 4C, a PCR field (48 bits) in which a PCR value as time reference information is set, an OPCR (Original Program Clock Referene) as an original program reference time, and editable. A splice countdown indicating the number of transport packets with the same PID up to a point is placed. In the 48-bit PCR field, PCRBase (33 bits), res (6 bits), and PCRExtension (9 bits) are described as shown in FIG. The PCR is set to 27 MHz, for example.
PCRは、連続する複数パケットに所定の時間間隔で配置されている時間情報である。MPEG2-TSは、時間情報PCRを含むパケットを伝送している。PCRは復号化装置で参照される時間情報を含み、符号器側で意図した時間に復号器の時刻を設定できる仕組みになっている。MPEG2-TSにおいてPCRは一定間隔で伝送され、その間隔は0.1秒以下と定められている。つまり、可変ビットレートで伝送されるパケットでありながら、PCRは一定間隔で伝送されている。トランスポートストリームを構成している、連続する複数パケットに、PCRが上記多重化部において、例えば0.03秒間隔で配置されている。 PCR is time information arranged at a predetermined time interval in a plurality of consecutive packets. MPEG2-TS transmits a packet including time information PCR. The PCR includes time information referred to by the decoding device, and has a mechanism in which the time of the decoder can be set to an intended time on the encoder side. In MPEG2-TS, PCR is transmitted at regular intervals, and the interval is set to 0.1 seconds or less. That is, the PCR is transmitted at a constant interval while being a packet transmitted at a variable bit rate. In the multiplexing unit, PCRs are arranged in a plurality of consecutive packets constituting the transport stream at intervals of, for example, 0.03 seconds.
そして、入出力回路26は、当該装置2に内蔵されている水晶発振回路11により生成されているクロックDCLK12に同期して、バスラインB1、B2から取得したパケットのうちディスク再生装置1にてパケット化した符号化映像音声信号を取得し、パケットに重畳されているPCRを取り出し、PCR28として伝送レート制御器27に送出する。
The input /
また入出力回路26は、取得したパケットから取り出した符号化映像音声信号をメモリ18に蓄積する。また入出力回路26は、伝送レート制御器27から伝送レート制御情報14を受信した場合、その内容をディスク再生装置1への伝送レート制御命令としてパケットを生成し、バスラインB1へ送出する。また入出力回路26は、メモリ18に蓄積されている符号化映像音声信号をDCLK12に同期して取り出し、符号化映像音声信号16として復号化器15に伝送する。
Further, the input /
伝送レート制御器27では、ディスク再生装置1で用いられているクロックPCLK4とは非同期の、クロックDCLK12に同期して生成した時間情報STC(System Time Clock)とPCR28との比較を行う。
The transmission rate controller 27 compares the
そして、伝送レート制御器27は、その比較結果に基づいてディスク再生装置1の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、データ入出力回路26に命令データとして供給する。具体的に、伝送レート制御器27では数秒間隔(例えば1秒)で伝送レート制御情報14に命令を出している。PCRからSTCを減じた値(T=PCR-STC)が時間閾値の最大値Tslow以上の場合、伝送レートを数%(例えば1%)下げる(SLOW)よう命令を送出する。また、PCRからSTCを減じた値(T=PCR-STC)が時間閾値の最小値Tfast以下の場合、伝送レートを数%(例えば1%)上げる(FAST)よう命令を送出する。また、それ以外の場合は現状の伝送レートを保持するよう命令を送出する。
Then, the transmission rate controller 27 generates a transmission rate control command for controlling the transmission rate of the
図5は、伝送レート制御器27がPCRからSTCを減じた値(T=PCR-STC)を基に、ディスク再生装置1側の伝送レートを制御する動作を説明するための図である。時間差Tが経過時間t1にて時間閾値の最大値Tslow以上になると、伝送レート制御器27は伝送レート制御情報14として、伝送レートを例えば1%下げるような伝送レート制御命令をパケット化し、入出力回路26を経由し、バスラインB1を通してディスク再生装置1に伝送する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the transmission rate controller 27 for controlling the transmission rate on the
ディスク再生装置1では、バスラインB1を通して伝送されるパケットを入出力回路8により監視し、ディスク再生装置1を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路8は、この取得したパケットを復号し、復号化装置2からの伝送レート制御命令の場合、その内容をDSP5に伝送レート制御情報9として出力する。伝送レート制御情報9は、伝送レートを例えば1%下げるような伝送レート制御命令であったので、DSP5は−1%だけ出力レートを下げる。これにより、復号化装置2側の伝送レート制御器27では、経過時間t2にて上記時間差Tが上記時間閾値の最大値Tslowより小さくなるのを把握できる。
In the
また、時間差Tが経過時間t3にて時間閾値の最小値Tfast以下になると、伝送レート制御器27は伝送レート制御情報14として、伝送レートを例えば1%上げるような伝送レート制御命令をパケット化し、入出力回路26を経由し、バスラインB1を通してディスク再生装置1に伝送する。
When the time difference T becomes equal to or less than the minimum value Tfast of the time threshold at the elapsed time t3, the transmission rate controller 27 packetizes a transmission rate control command that increases the transmission rate, for example, by 1%, as the transmission
ディスク再生装置1では、バスラインB1を通して伝送されるパケットを入出力回路8により監視し、ディスク再生装置1を宛先として指定されているパケットを取得する。入出力回路8は、この取得したパケットを復号し、復号化装置2からの伝送レート制御命令の場合、その内容をDSP5に伝送レート制御情報9として出力する。伝送レート制御情報9は、伝送レートを例えば1%上げるような伝送レート制御命令であったので、DSP5は+1%だけ出力レートを上げる。これにより、復号化装置2側の伝送レート制御器27では、経過時間t4にて上記時間差Tが上記時間閾値の最小値Tfastより大きくなるのを把握できる。
In the
復号化器15ではDCLK12に同期して符号化映像音声信号16を復号化し復号化映像音声信号17として出力する。復号化映像音声信号17は図示しないディジタル・アナログ変換器によりアナログ信号に変換され各々テレビ等の映像出力装置やスピーカー等の音声出力装置に送出される。
The
このように、復号化装置2は、受信したPCRと復号化装置2内の水晶発振回路3が生成したクロックに基づいたSTCの時間差を比較することで、ディスク再生装置1から伝送されるのが動的にデータ量が変化するような映像・音声等のデータであっても、ディスク再生装置1に伝送レート制御信号を送ることができ、よってディスク再生装置1の伝送レートを制御することができる。また、ディスク再生装置1と復号化装置2からなる映像音声再生システムは、量子化誤差やバスライン伝送が原因で生じるジッタの影響を小さくするが可能となる。
As described above, the
次に時間閾値の最小値Tfastおよび時間閾値の最大値Tslowの計算方式について説明する。最大制御遅延時間Dmax、メモリ総量をMmax、単位時間当たりの最大データ量をmax_data_rateとすると時間閾値Tfastおよび時間閾値Tslowは次式4および次式5で表すことができる。
Tfast=Dmax ・・・(4)
Tslow=(Mmax/max_data_rate)−Dmax ・・・(5)
Next, a method of calculating the minimum time threshold value Tfast and the maximum time threshold value Tslow will be described. When the maximum control delay time Dmax, the total memory amount is Mmax, and the maximum data amount per unit time is max_data_rate, the time threshold value Tfast and the time threshold value Tslow can be expressed by the following equations 4 and 5.
Tfast = Dmax (4)
Tslow = (Mmax / max_data_rate) −Dmax (5)
次に最大制御遅延時間Dmaxを求める処理手順について図6を用いて説明する。図6において、復号化装置2は、最大制御遅延時間Dmaxを求めるために、先ずステップS1として、ディスク再生装置1に対し、本発明のディジタル信号処理方法に基づいた伝送レート制御を行うための設定を行う。次に、復号化装置2は、ステップS2として、本発明に基づいた伝送レート制御の設定がなされたか否かを判定し、設定されていないときは処理が失敗したことを例えばメッセージにて送り(ステップS6)、設定されたときはステップS3の処理に進む。
Next, a processing procedure for obtaining the maximum control delay time Dmax will be described with reference to FIG. In FIG. 6, in order to obtain the maximum control delay time Dmax, the
復号化装置2は、ステップS3の処理に進むと、当該ステップS3にてディスク再生装置1に対して伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間Dprocessの問い合わせを行う。すなわち、復号化装置2はディスク再生装置1に対し、ディスク再生装置1において伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間Dprocessを問い合わせる命令を発行する。問い合わせに成功すると(ステップS4)、復号化装置2はディスク再生装置1から受信した問い合わせ応答から上記時間Dprocessを知ることが可能となる。そして、上記時間Dprocessと、自身が知る伝送レート制御命令を発する間隔Dcommandとを、上記式1にしたがって加算し、最大制御遅延時間Dmaxを算出する(ステップS5)。
When the
次に単位時間当たりの最大データ量max_data_rateを求める処理手順について図7を用いて説明する。図7において、復号化装置2は、先ずステップS11として、ディスク再生装置1に対し本発明のディジタル信号処理方法による伝送レート制御を行うための設定を行う。
Next, a processing procedure for obtaining the maximum data amount max_data_rate per unit time will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the
次に、復号化装置2は、ステップS12として、上記伝送レート制御を行うための設定がなされたか否かを判定し、設定されていないときは処理が失敗したことを例えばメッセージにて送り(ステップS15)、設定されたときはステップS13の処理に進む。
Next, in step S12, the
復号化装置2は、ステップS13の処理に進むと、当該ステップS13にて単位時間当たりの最大データ量max_data_rateの問い合わせを行う。すなわち、復号化装置2はディスク再生装置1に対し、伝送される符号化映像音声信号パケットの単位時間当たりの最大データ量max_data_rateを問い合わせる命令を発行する。問い合わせに成功する(ステップS14)と、復号化装置2はディスク再生装置1から受信した問い合わせ応答から上記単位時間当たりの最大データ量max_data_rateを知ることが可能となる。
When the
なお、図6と図7の処理は同時に行っても良い。図8には、図6と図7の処理を組み合わせた一例の処理手順を示す。 6 and 7 may be performed simultaneously. FIG. 8 shows an example of a processing procedure in which the processes of FIGS. 6 and 7 are combined.
図8において、復号化装置2は、先ずステップS21として、ディスク再生装置1に対し、本発明のディジタル信号処理方法に基づいた伝送レート制御を行うための設定を行う。次に、復号化装置2は、ステップS22として、上記伝送レート制御の設定がなされたか否かを判定し、設定されていないときは処理が失敗したことを例えばメッセージにて送り、設定されたときはステップS23の処理に進む。
In FIG. 8, the
復号化装置2は、ステップS23の処理に進むと、当該ステップS23にて、ディスク再生装置1に対して伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間Dprocessの問い合わせを行う。すなわち、復号化装置2はディスク再生機器1に対し、ディスク再生装置1において伝送レート制御命令を受信してから伝送レートを制御するまでに必要とする時間Dprocessを問い合わせる命令を発行する。次に、復号化装置2は、ステップS24の処理に進み、当該ステップS4にて単位時間当たりmax_data_rateの最大データ量の問い合わせを行う。すなわち、復号化装置2はディスク再生機器1に対し、伝送される符号化映像音声信号パケットの単位時間当たりの最大データ量max_data_rateを問い合わせる命令を発行する。そして、上記二つの問い合わせが成功する(ステップS25)、復号化装置2はディスク再生装置1から受信した問い合わせ応答から上記時間Dprocessを知ることが可能となり、上記式1より最大制御遅延時間Dmaxを求めることが出来る。また、復号化装置2はディスク再生装置1から受信した問い合わせ応答から上記最大データ量max_data_rateを知ることが可能となる。
When the
また、復号化装置2にて、単位時間当たりの最大データ量max_data_rateを求める他の方法について説明する。単位時間当たりの最大データ量max_data_rateは、各符号化映像音声信号の単位時間当たりの最大データ量の和により求めることができる。
Further, another method for obtaining the maximum data amount max_data_rate per unit time in the
MPEG2では、符号化映像信号の単位時間当たりの最大データ量max_data_ratevideoは、シーケンスヘッダ(Sequence header)内のビットレートバリュー(bit_rate_value)およびシーケンスエクステンション(Sequence extension)内のビットレートエクステンション(bit_rate_extension)より次式6で表すことができる。
max_data_ratevideo =bit_rate_value+bit_rate_extension・400 ・・・(6)
In MPEG2, the maximum data amount max_data_rate video per unit time of the encoded video signal is the following from the bit rate value (bit_rate_value) in the sequence header (Sequence header) and the bit rate extension (bit_rate_extension) in the sequence extension (Sequence extension). This can be expressed by
max_data_rate video = bit_rate_value + bit_rate_extension · 400 (6)
同様に他の符号化映像音声信号についても単位時間当たりの最大データ量を求め、全ての最大データ量の総和を取る事でmax_data_rateを求める事が出来る。 Similarly, for other encoded video and audio signals, the maximum data amount per unit time is obtained, and max_data_rate can be obtained by taking the sum of all the maximum data amounts.
また、本発明では時間閾値Tfastと時間閾値Tslowは同じ値にすることも可能である。この場合、ディスク再生装置1への伝送レート制御命令は伝送レートを上げるような命令と伝送レートを下げるような命令のみとなる。時間閾値Tfastと時間閾値Tslowを同じ値とすると、必要となるメモリ総量Mmaxを次式7により求めることができる。
Mmax=2Dmax・ max_data_rate ・・・(7)
In the present invention, the time threshold value Tfast and the time threshold value Tslow can be set to the same value. In this case, the transmission rate control command to the
Mmax = 2Dmax · max_data_rate (7)
以上説明したように、本発明を適用することにより、実施の形態の映像音声再生システムにあって、ディジタル信号処理装置の一例である復号化装置2は、水晶発振回路11で発生したクロックに同期して生成したシステム時間情報であるSTCと、データ入出力回路26がパケットから取り出したPCRとを比較し、比較結果に基づいてディスク再生装置1の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成して、データ入出力回路26を介してディスク再生装置1に伝送する。PCRは、動的にデータ量が変化するようなパケット伝送にあっても一定間隔で伝送される。このため、上記特許文献1、特許文献2のようにメモリなど一時記憶素子に保持されているデータの残量に従ってデータ伝送量の制御を行っていた技術では、伝送レート制御ができなかった、動的にデータ量が変化する場合にでも、本実施の形態は伝送レート制御を可能とするので、量子化誤差やバスライン伝送が原因で生じるジッタの影響を小さくする事ができ、ひいてはジッタの影響で生ずる記録・再生する音声・画像の劣化を低減させることが可能となる。
As described above, by applying the present invention, in the video / audio reproduction system of the embodiment, the
また、本発明は、動的にデータ量が変化する場合のみに適用されるだけではない。上記PCRは、もちろん固定ビットレートでのパケット伝送にも用いられ、一定間隔で配置されているので、固定ビットレートのパケット伝送にあっても、本発明を適用できるのは明らかである。この場合も、上記PCRは復号化装置側では、符号化時のクロック再生に用いるではなく、STCとの比較により伝送レート制御にのみ用いられるので、従来のように、PCRによるクロック再生時の量子化誤差やバスライン伝送が原因で生じるジッタの影響を小さくする事ができ、ひいてはジッタの影響で生ずる記録・再生する音声・画像の劣化を低減させることが可能となる。 The present invention is not only applied only when the amount of data changes dynamically. Of course, the PCR is also used for packet transmission at a fixed bit rate, and is arranged at a constant interval. Therefore, it is obvious that the present invention can be applied to packet transmission at a fixed bit rate. Also in this case, the PCR is not used for the clock recovery at the time of encoding on the decoding device side, but is used only for the transmission rate control by comparison with the STC. Therefore, it is possible to reduce the influence of jitter caused by the error and the transmission of the bus line, and it is possible to reduce the deterioration of audio / image to be recorded / reproduced due to the influence of the jitter.
1 ディスク再生装置、2 復号化装置、3 水晶発振回路、4 クロックPCLK、5 DSP、6 光ディスク、7 符号化映像音声信号、8 入出力回路、9 伝送レート制御情報、11 水晶発振回路、12 クロックDCLK、14 伝送レート制御情報、15 復号化器、16 符号化映像音声信号、18 メモリ、26 入出力回路、28 PCR 1 disc playback device, 2 decoding device, 3 crystal oscillation circuit, 4 clock PCLK, 5 DSP, 6 optical disc, 7 encoded video / audio signal, 8 input / output circuit, 9 transmission rate control information, 11 crystal oscillation circuit, 12 clock DCLK, 14 transmission rate control information, 15 decoder, 16 encoded video / audio signal, 18 memory, 26 input / output circuit, 28 PCR
Claims (4)
クロックを発生するクロック発生手段と、
上記機器から伝送されてくるデータストリームを取得し、上記クロック発生手段が発生しているクロックに同期して上記複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得して記憶手段に書き込むと共に、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力するデータ入出力手段と、
上記データ入出力手段によって上記記憶手段から読み出された上記符号化情報信号からなるパケットを上記クロックに同期して復号して出力する復号手段と、
上記クロック発生手段が発生したクロックに同期して生成したシステム時間情報と、上記データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、上記データ入出力手段に上記命令データとして供給する伝送レート制御手段とを備える
ことを特徴とするディジタル信号処理装置。 In a digital signal processing apparatus that acquires and decodes a data stream composed of a plurality of packetized data transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from the outside via a predetermined transmission path,
Clock generating means for generating a clock;
Acquire a data stream transmitted from the device, acquire a packet composed of encoded information signals of the plurality of packetized data in synchronization with the clock generated by the clock generation means, and store it in the storage means. A data input for writing and extracting the encoding reference time information superimposed on the packet at the time of the encoding process in the device and outputting the command data for control to the device via the predetermined transmission path. Output means;
Decoding means for decoding and outputting the packet comprising the encoded information signal read from the storage means by the data input / output means in synchronization with the clock;
The system time information generated in synchronization with the clock generated by the clock generation means and the encoding reference time information extracted by the data input / output means are compared, and the transmission rate of the device is controlled based on the comparison result. A digital signal processing apparatus comprising: a transmission rate control means for generating a transmission rate control command for performing the command and supplying the command data to the data input / output means as the command data.
クロックを発生するクロック発生工程と、
上記機器から伝送されてくるデータストリームを取得し、上記クロック発生工程が発生しているクロックに同期して上記複数のパケット化データの内の符号化情報信号からなるパケットを取得して記憶手段に書き込むと共に、当該パケットに重畳されている、上記機器における符号化処理時の符号化基準時間情報を取り出し、さらに上記所定の伝送路を介して上記機器に制御のための命令データを出力するデータ入出力工程と、
上記データ入出力工程によって上記記憶手段から読み出された上記符号化情報信号からなるパケットを上記クロックに同期して復号して出力する復号工程と、
上記クロック発生工程が発生したクロックに同期して生成したシステム時間情報と、上記データ入出力手段が取り出した上記符号化基準時間情報とを比較し、比較結果に基づいて上記機器の伝送レートを制御するための伝送レート制御命令を生成し、上記データ入出力手段に上記命令データとして供給する伝送レート制御工程とを備える
ことを特徴とするディジタル信号処理方法。 In a digital signal processing method for acquiring and decoding a data stream composed of a plurality of packetized data transmitted from a device capable of controlling the transmission rate from outside via a predetermined transmission path,
A clock generation process for generating a clock;
Acquire a data stream transmitted from the device, acquire a packet composed of encoded information signals of the plurality of packetized data in synchronization with a clock generated by the clock generation step, and store it in a storage unit. A data input for writing and extracting the encoding reference time information superimposed on the packet at the time of the encoding process in the device and outputting the command data for control to the device via the predetermined transmission path. An output process;
A decoding step of decoding and outputting the packet comprising the encoded information signal read from the storage means in the data input / output step in synchronization with the clock;
The system time information generated in synchronization with the clock generated by the clock generation step is compared with the encoding reference time information extracted by the data input / output means, and the transmission rate of the device is controlled based on the comparison result. And a transmission rate control step of generating a transmission rate control command for performing the command and supplying the command to the data input / output means as the command data.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009104410A (en) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Sony Corp | Data recording device, internal control method thereof, and data recording system |
JP2013207650A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Jvc Kenwood Corp | Encoder and control method |
JP2016212192A (en) * | 2015-05-01 | 2016-12-15 | ローム株式会社 | DSD decoder, audio system |
-
2004
- 2004-06-28 JP JP2004190248A patent/JP2006014079A/en not_active Withdrawn
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