JP2005217486A

JP2005217486A - ストリーム復号装置

Info

Publication number: JP2005217486A
Application number: JP2004018322A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Yamada; 周平山田; Hideyuki Sumino; 英之角野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2005-08-11
Also published as: CN1649293A; EP1560392A1; US20050163275A1

Abstract

【課題】従来のストリーム復号装置では、複数種類のストリームが混在しているストリームを復号処理する場合、ストリームの種類が変化する部分でエラーが発生し、ストリームを正常に復号することができず、強制的に再生が終了したり、又は誤った再生をしたりしていた。
【解決手段】信号入力部３０１から同期ワード解析部３０２に入力されたストリームに対して、同期ワード解析部３０２により同期ワードを検索し、解析された同期ワードと復号可能な同期ワードパターンが一致していることを確認する。同期ワードが検出された場合、復号装置切り替え部３０６により、検出された同期ワードの種類に対応するヘッダ解析部３０３に選択的に出力する。解析されたヘッダ情報を用いて、復号処理部３０４により１フレームを復号処理し信号出力部３０５から出力する。出力した後、前記同期ワード解析部３０２に戻って、ストリーム中のすべてのフレームに対して同様の処理を繰り返す。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮符号化されたストリームを復号するためのストリーム復号装置に関するものである。

近年、マルチメディア技術の進展により、様々な種類の圧縮符号化方式が提案されている。例えば、オーディオ圧縮符号化方式においては、ＭＰＥＧ−１／２、ＤｏｌｂｙＡＣ−３、ＤＴＳ、ＭＰ３などがある。ここで、市場の要求として、圧縮符号化された音声ストリームを再生する際、その圧縮符号化方式の種類に拘わらず復号処理することのできるマルチ再生機能を持った音声再生装置が望まれている。

このような音声再生装置におけるマルチ再生機能の実現のためには、圧縮符号化された音声ストリームの圧縮符号化方式の種類を判定し、それぞれの圧縮符号化方式に対応した復号処理をいかにスムーズに切り替えて行うことができるかが重要となる。

前記圧縮符号化された音声ストリームの多くはフレーム構造をとっており、そのフレームの多くは先頭にヘッダと呼ばれるストリーム情報を格納しているパートを持っている。またヘッダの先頭にはフレームの先頭を表す同期ワードが存在している。この同期ワードはオーディオ圧縮符号化方式の種類により様々な値をしており、例えばＭＰ３フォーマットでは０ｘＦＦＦという値である。このように、同期ワードはそのストリームのフレームの先頭を表し、その続きに主情報が含まれていることを示している。しかし、ＭＰ３の場合、０ｘＦＦＦという値は主情報にも含まれていることがあるため、０ｘＦＦＦという値が必ずしも同期ワードであるとは限らない。

このような理由から、通常、ストリーム中の同期ワードを１つだけ検索しても同期が取れたと判定することはできない。例えば、ＭＰ３の場合、多くの再生装置は以下の手順を踏んで同期が取れたと判定している。

まず、入力されたストリームから同期ワードと思われる値０ｘＦＦＦが検出されたら、その後に続くヘッダ情報を解析してフレームサイズを計算する。次にそのフレームサイズから次の同期ワードの位置を算出し、その位置に０ｘＦＦＦという値が存在しているかを調べ、存在することを確認して初めて同期がとれたと判定する。ここで、同期が取れるというのは０ｘＦＦＦという値が同期ワードであることが確立し、フレームの先頭位置が確定したことをいう。このような手法によってストリームの同期確立を行った後、ストリームの復号処理を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来のストリーム復号装置について図面を参照しながら説明する。図１は従来のストリーム復号装置の構造を示すブロック図であり、図２はストリームの構造図である。従来のアルゴリズムで再生する場合、まず、前記ストリーム復号装置は、ストリームの種類が決定された状態で信号入力部１０１からストリームを取得する。

次に、同期ワード解析部１０２によりストリームの同期ワードの位置を検索する。０ｘＦＦＦという値が検索された場合、ヘッダ解析部１０３により前記０ｘＦＦＦの後に続くヘッダ情報を解析してフレームサイズを計算し、次の同期ワードがある位置を推定する。この位置に同じ同期ワードがある場合、この０ｘＦＦＦは同期ワードであると確定し、ヘッダ情報の解析結果に基づいて復号処理部１０４でストリームの復号処理を行う。この位置に同期ワードが無い場合、この０ｘＦＦＦは同期ワードではなかったとして取り扱い、再び同期ワード解析部１０２に戻る。同期がとれて、そのフレームの復号した結果を信号出力部１０５から出力した後、再びヘッダ解析部１０３へ戻り、復号処理がストリームの最終フレームに達するまで同様の処理を繰り返す。

このように、フレーム毎にフレームサイズを計算して次の同期ワードのある位置を推定し、その位置に同じ同期ワードがあることを確認して復号処理を行うという処理を繰り返すことで、ストリームの復号処理を行っている。
特開平８−２０４６９１号公報

しかしながら、前記従来のストリーム復号装置では、複数種類のストリームが混在しているストリームを復号しようとする場合、ストリームの種類が変化する部分において次の同期ワードは前の同期ワードとは異なるものになっている。そのため、この部分でエラーが発生してストリームを正常に復号することができなくなり、強制的に再生を終了したり、又は誤った再生をしたりするという問題があった。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係るストリーム復号装置は、圧縮符号化されたストリームを復号するためのストリーム復号装置であって、
同期ワードを含むヘッダを持つ前記ストリームを入力する信号入力部と、
前記入力されたストリームから前記同期ワードを検出し、且つ前記同期ワードの種類を判定する同期ワード解析部と、
互いに並列に接続され、前記同期ワードの後に続くヘッダ情報を解析する複数のヘッダ解析部と、
前記同期ワード解析部と前記複数のヘッダ解析部との間に接続され、前記ストリームを前記複数のヘッダ解析部のうち前記同期ワードの種類に対応した前記ヘッダ解析部に選択的に出力する復号装置切り替え部と、
前記ヘッダ解析部で解析されたヘッダ情報に基づいて前記ストリームの復号処理を行う複数の復号処理部と、
前記復号処理されたストリームを出力する信号出力部とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係るストリーム復号装置は、請求項１に記載されたストリーム復号装置において、
前記同期ワード解析部は、前記入力されたストリームの圧縮符号化方式の種類を判定する機能をさらに有していることを特徴とする。

本発明の請求項３に係るストリーム復号装置は、請求項１に記載されたストリーム復号装置において、
前記ヘッダ解析部により解析された情報に基づいて次のフレームの同期ワードの位置を算出し、当該位置にある次の同期ワードを解析する次同期ワード解析部を備えていることを特徴とする。

本発明のストリーム復号装置によれば、複数種類のストリームが混在したストリームであっても、強制的に再生を終了したり、又は誤った再生をしたりすることなく正常に再生することができ、信頼性の向上が図れる。

以下に、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。

＜実施形態１＞
図３は、本発明の実施形態１に係るストリーム復号装置の構成を示すブロック図である。まず、ストリーム復号装置の各構成部について説明する。

信号入力部３０１は、フレームの先頭を表す同期ワードを含むヘッドを持つストリームを同期ワード解析部３０２に入力するものである。

同期ワード解析部３０２は、前記入力されたストリーム中の１フレームから同期ワードを検出し、且つこの同期ワードの種類を解析するものである。ここでは、検出された同期ワードと、本ストリーム復号装置で復号可能な音声圧縮方式の同期ワードのパターンとが一致しているかを確認することで同期ワードの種類を判定している。そして、この同期ワードの判定結果及びフレームを復号装置切り替え部３０６に出力している。

復号装置切り替え部３０６は、互いに並列に接続された３つのヘッダ解析部３０３に接続されており、前記フレームをその同期ワードの種類に対応するヘッダ解析部３０３に選択的に出力するものである。また、前記ヘッダ解析部３０３は、前記同期ワードの後に続くヘッダ情報を解析するものである。

復号処理部３０４は、前記ヘッダ解析部３０３に直列に接続されており、前記ヘッダ解析部３０３で解析されたヘッダ情報に基づいて、前記フレームに対してそのフレームの音声圧縮方式に対応した復号処理を行うものである。

信号出力部３０５は、前記復号処理部３０４で復号処理されたデータを出力するものである。

次に、上記のように構成されたストリーム復号装置におけるストリームの復号処理の手順について説明する。

まず、同期ワード解析部３０２において、信号入力部３０１から入力されたストリーム中の１フレームから同期ワードを検出し、且つその同期ワードの種類を判定する。そして、復号装置切り替え部３０６により、前記フレームを前記同期ワードの種類に対応するヘッダ解析部３０３に選択的に出力し、前記ヘッダ解析部３０３においてヘッダ情報を解析する。

そして、復号処理部３０４において、前記解析されたヘッダ情報に基づいて前記フレームの復号処理を行い、信号出力部３０５から前記復号処理されたデータを出力する。

さらに、前記ストリーム中の１フレームに対する復号処理及びデータ出力が終了した後、再び前記同期ワード解析部３０２に戻り、次のフレームに対して上記の処理を繰り返す。このようにして、前記ストリーム中のすべてのフレームに対して復号処理を行う。

したがって、この実施形態１においては、複数種類のストリームが混在してストリームの種類が変化する部分で次の同期ワードが前の同期ワードと異なっている場合であっても、すべての同期ワードを検出してその同期ワードの種類に対応したヘッダ解析部３０３及び復号処理部３０４を用いてフレームの復号処理を行っているため、前記ストリームの種類が変化する部分でストリームエラーが発生することを防止して正常に再生することができる。

なお、本実施形態１では、ヘッダ解析部３０３及び復号処理部３０４をそれぞれ３つずつ搭載するようにしているが、搭載数はこれに限定するものではなく、復号可能な音声圧縮方式の種類に応じて様々に変更することができる。また、本ストリーム復号装置は、音声ストリームに限らず、映像ストリームや音声及び映像の複合ストリームにおいても適用可能なことは言うまでも無い。この点は、以下の実施形態２においても同様である。

＜実施形態２＞
図４は、本発明の実施形態２に係るストリーム復号装置の構成を示すブロック図である。以下、実施形態１との相違点についてのみ説明する。

すなわち、この実施形態２では、ヘッダ解析部４０３と復号処理部４０４との間に後述する次同期ワード解析部４０７が接続されている。その他の構成は実施形態１と同様である。

前記次同期ワード解析部４０７は、ヘッダ解析部４０３で解析されたヘッダ情報からフレームサイズを計算し、その結果から次の同期ワードの位置を算出し推定するとともに、この次の同期ワードの位置にある値と前の同期ワードの値とを比較し、一致していたら同期がとれたと判定し、この次の同期ワードを記憶しておくものである。

まず、同期ワード解析部４０２において、信号入力部４０１から入力されたストリーム中の１フレームから同期ワードを検出し、且つその同期ワードの種類を判定する。そして、復号装置切り替え部４０６により、前記フレームを前記同期ワードの種類に対応するヘッダ解析部４０３に選択的に出力し、前記ヘッダ解析部４０３においてヘッダ情報を解析する。

そして、次同期ワード解析部４０７において、前記解析されたヘッダ情報に基づいてフレームサイズを計算して次の同期ワードの位置を算出し、当該位置にある次の同期ワードと前の同期ワードとを比較して同期を判定する。同期が取れていると判定した場合は、この次の同期ワードを記憶する。

次に、復号処理部４０４において、前記解析されたヘッダ情報に基づいて前記フレームの復号処理を行い、信号出力部４０５から前記復号処理されたデータを出力する。

さらに、前記ストリーム中の１フレームに対する復号処理及びデータ出力が終了した後、再び前記復号装置切り替え部４０６に戻り、前記復号装置切り替え部３０６により、次のフレームを前記次同期ワード解析部４０７に記憶された次の同期ワードの種類に対応するヘッダ解析部４０３に選択的に出力する。以下、同様の処理を繰り返すことで、前記ストリーム中のすべてのフレームに対して復号処理を行う。

また、フレームの最後にゴミデータ（関係ないデータ）が存在する場合には、次同期ワード解析部４０７によって次の同期ワードがあると推定された位置にはゴミデータが存在するため、次の同期ワードはないと判定される。このときには、このフレームに対する復号処理は行わない。

このようなストリームエラーが発生した場合には、再び前記同期ワード解析部４０２に戻り、ストリームにおいてゴミデータの存在した位置から順番に同期ワードを検索することで、続けて同期ワードを検出することができる。

この実施形態２においては、複数種類のストリームが混在してストリームの種類が変化する部分で次の同期ワードが前の同期ワードと異なっている場合であっても、すべての同期ワードを検出してその同期ワードの種類に対応したヘッダ解析部４０３及び復号処理部４０４を用いてフレームの復号処理を行っているため、前記ストリームの種類が変化する部分でストリームエラーが発生することを防止して正常に再生することができる。

また、同期ワード解析部４０２による同期ワードの検出を最初のフレーム以外は行わないため、フレーム中の同期ワードの検出にかかるデータ処理量を小さくすることができる。

また、一般的なストリーム復号装置において、ヘッダ情報からフレームサイズを計算して次の同期ワードの位置を推定し、そこに同じ同期ワードが存在することを確認する処理は行われていることが多いため、復号可能な音声圧縮方式の同期ワードパターンを増やす機能と次の同期ワードを記憶する機能とを追加するだけで前記次同期ワード解析部４０７と同様の処理をすることができるため、非常に容易に実装することができる。

本発明は、１つのストリームに複数種類のストリームが混在する場合に必ず必要となる機能であり、その産業上の利用可能性は非常に大きい。

従来のストリーム復号装置の構成を示すブロック図である。ストリームの構造図である。本発明の実施形態１に係るストリーム復号装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態２に係るストリーム復号装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１、３０１、４０１信号入力部
１０２、３０２、４０２同期ワード解析部
１０３、３０３、４０３ヘッダ解析部
１０４、３０４、４０４復号処理部
１０５、３０５、４０５信号出力部
３０６、４０６復号装置切り替え部
４０７次同期ワード解析部

Claims

圧縮符号化されたストリームを復号するためのストリーム復号装置であって、
同期ワードを含むヘッダを持つ前記ストリームを入力する信号入力部と、
前記入力されたストリームから前記同期ワードを検出し、且つ前記同期ワードの種類を判定する同期ワード解析部と、
互いに並列に接続され、前記同期ワードの後に続くヘッダ情報を解析する複数のヘッダ解析部と、
前記同期ワード解析部と前記複数のヘッダ解析部との間に接続され、前記ストリームを前記複数のヘッダ解析部のうち前記同期ワードの種類に対応した前記ヘッダ解析部に選択的に出力する復号装置切り替え部と、
前記ヘッダ解析部で解析されたヘッダ情報に基づいて前記ストリームの復号処理を行う複数の復号処理部と、
前記復号処理されたストリームを出力する信号出力部とを備えていることを特徴とするストリーム復号装置。
請求項１に記載されたストリーム復号装置において、
前記同期ワード解析部は、前記入力されたストリームの圧縮符号化方式の種類を判定する機能をさらに有していることを特徴とするストリーム復号装置。
請求項１に記載されたストリーム復号装置において、
前記ヘッダ解析部により解析された情報に基づいて次のフレームの同期ワードの位置を算出し、当該位置にある次の同期ワードを解析する次同期ワード解析部を備えていることを特徴とするストリーム復号装置。