JP2007104030A - データ処理装置、その方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】データ処理装置100は、出音処理部、出音部131,132から音声が出力されていない状態では、映像と音声との高精度な同期をとって上記音声の出力を開始し、出音処理部、出音部131,132から音声が出力されている状態において、演算回路125による表示遅延時間が変化した場合には、この変化直前の表示遅延時間をもって音声の出力を継続し、音声出力が一時停止後に出力再開するときは、演算回路125による最新の表示遅延時間で映像と音声との高精度な同期をとり直す。
【選択図】図5
Description
圧縮映像データおよび圧縮音声データは、たとえばDVD・Blu-Ray Discなどの記録媒体や、デジタル放送、インターネットなどあらゆるデジタルメディアから取得可能なものを対象とする。
これにより、デジタル放送受信機は、このNITに基づいてチャンネル切換操作により要求された要求チャンネルに対応するトランスポンダを選択することができ、この結果この要求チャンネルに対応するトランスポートストリームを受信することができる。
そして、このデジタル放送受信機はステップSP3の処理に移り、このPATに基づいて要求チャンネルに対応するPMT(Program Map Table)を受信する。
このデジタル放送受信機は、受信しているトランスポートストリームの中から、認識したPIDに対応するパケットを分離することにより、この要求チャンネルに対応する圧縮映像データや圧縮音声データやPCRデータ等をストリームとして得ることができる。
これにより、このデジタル放送受信機において計時される基準時刻を、エンコード装置側の時刻と同期させることができる。
同様にして、このストリームにおいては、たとえば1フレーム分に相当する圧縮音声データ「Dframe(0)」、「Dframe(1)」、……ごとに、その音声を出力すべき時刻を示した出音時刻情報(PTS)が対応付けられている。
そして、ピックアップ2が出力する再生信号は復調回路3に入力されて復調される。復調回路3により復調されたデータは、セクタ検出回路4を介してECC回路5に入力され、誤りの検出、訂正が行われる。
ECC回路5は、訂正不能のデータが生じた場合、トラックジャンプ判定回路18にエラー発生信号を出力する。誤りの訂正が行われたデータは、ECC回路5からリングバッファメモリ7に供給されて記憶される。
分離回路制御回路11は、ヘッダ分離回路9から供給されたパケットヘッダのストリームid(stream id )情報に従い、スイッチング回路10の入力端子Gと出力端子(被切換端子)H1、H2を順次接続状態にして、時分割多重されたデータを正しく分離し、対応するコードバッファ13、15に供給する。
このときには、データがリングバッファメモリ7から、今度は要求とは逆向きに流れていく。
このため、トラックジャンプ判定回路18は、書き込みポイント(WP)および再生ポイント(RP)によりリングバッファメモリ7が現在記憶しているデータ量を算出(検出)し、そのデータがあらかじめ設定された所定の基準値を越えた場合に、リングバッファメモリ7がオーバーフローするおそれがあると判断して、トラツキングサーボ回路17にトラックジャンプ指令を出力する。
そして、リングバッファ制御回路6において、その再生位置が光ディスク1が再び1回転して位置Bから位置Aに到来するまでの間、すなわちセクタ検出回路4から得られるセクタナンバがトラックジャンプ時のセクタナンバになるまでの間、新たなデータのリングバッファメモリ7への書き込みが禁止され、必要に応じてリングバッファメモリ7に既に記憶されているデータが、多重化データ分離回路8に転送される。
このようにしてこのデータ再生装置においては、リングバッファメモリ107を持つことにより可変レート対応ができ、さらにエラーに対してリトライ(再試行)を行うことができる。
図6は、図5のデータ処理装置の基本的な映像表示タイミングと出音タイミングを示すタイムチャートである。
また、図7、図5のデータ処理装置の表示遅延時間の更新にかかわる映像表示タイミングと出音タイミングを示すタイムチャートである。
本実施形態のデータ処理装置100は、たとえばデジタル放送受信機、蓄積データの再生装置に適用可能である。
そして、フィルタ部108は、PCR(Program Clock Reference)フィルタ108A、映像フィルタ108B、字幕フィルタ108C、および音声フィルタ108Dを、含んで構成されている。
これにより、デジタルチューナ101は、取得したNITに基づいてユーザのチャンネル切換操作により要求された要求チャンネルに対応するトランスポンダを選択することができ、その結果、この要求チャンネルに対応するトランスポートストリームを受信することができる。
次いで、DEMUX処理部104内に設けられたPMT取得部107は、PAT取得部106により取得されたPATに基づいて、ユーザのチャンネル切換操作により要求された要求チャンネルに対応するPMT(Program Map Table)を取得する。
抽出された各データはSTCカウンタ部110、映像ESバッファ111、字幕ESバッファ112、および音声ESバッファ113にそれぞれ供給される。
これにより、源発振クロック生成部109は、エンコーダ装置側の基準クロック信号に同期した動作クロック信号S101を生成することができ、得られた動作クロック信号S101を水平垂直同期信号発生回路123、同期信号発生回路127、およびSTCカウンタ部110に対して供給する。
そして、水平垂直同期信号発生回路123は、生成した垂直同期信号S102を第1ラッチ回路124と表示処理部129に対して供給する。
また、水平垂直同期信号発生回路123は、源発振クロック生成部109から供給される動作クロック信号S101と、生成した垂直同期信号S102および水平同期信号S103とを、表示処理部129に対して供給する。
すなわち、水平垂直同期信号発生回路123は、供給手段の一部として機能する。
その結果、デジタル映像信号S104と字幕信号S110に基づく映像が表示部130に表示される。
そして、同期信号発生回路127は、生成した同期信号S105と源発振クロック生成部109から供給される動作クロック信号S101とを、出音処理部131に対して供給する。
このようにして、出音処理部131は、供給される動作クロック信号S101およびオーディオフレーム(Audio Frame)出力同期信号S105に従って、音声デコーダ部119から供給されるデジタル音声信号S106を、後段の出音部132に対して供給する。
その結果、デジタル音声信号S106に基づく音声が出音部132を介して出力される。
また、同期信号発生回路127は、生成したオーディオフレーム(Audio Frame)出力同期信号S105を第2ラッチ回路133に供給する。
STCカウンタ部110は、PCRフィルタ108AからPCRパケットが供給されると、計時している基準時刻を、供給されたPCRパケット中のPCRデータに示されている時刻に合わせる。
これにより、このデジタルチューナ101および蓄積メディア102からのストリームにおいて計時される基準時刻を、エンコード装置側の時刻と同期させることができる。
そして、STCカウンタ部110は、計時している基準時刻を示した基準時刻情報I101を、源発振クロック生成部109、第1ラッチ回路124、第2ラッチ回路133、第1比較回路120、第2比較回路121、および第3比較回路122に対して供給する。
そして、第1比較回路120は、たとえば図6に示すように、基準時刻情報I101において示される基準時刻が、表示時刻情報I102において示されるたとえば表示時刻「PTSV(0)」と一致したとき、デコード処理を開始させるためのデコード処理開始命令信号S107を、映像デコーダ部115に対して供給する。
これにより、このデジタル映像信号S104に基づく映像「Vpic(0)」を表示するタイミングが、この映像「Vpic(0)」を表示すべき表示時刻「PTSV(0)」よりも、所定時間dt(0)だけ遅れることになる(以下、この所定時間を表示遅延時間と呼ぶ)。
ビデオのフレームレートや水平垂直画素数が変化した場合には必要に応じて垂直同期信号の周期設定を変更することがある。このような事象の発生に伴いビデオの表示遅延時間は変化するため、以下ビデオの表示遅延時間のことをdt[最新値]と呼ぶこととする。
一方、オーディオの出力遅延時間の調整に使用される表示遅延時間のことをdtと呼ぶこととする。
これにより、第1ラッチ回路124から演算回路125に対しては、基準時刻「vt(n-1)」が示された基準時刻情報I101が供給されている。
dt[最新値] = Vt - (PTSV - STC[vt]) mod Vt ・・・式(1)
因みにこの式(1)を具体的に説明すると、圧縮映像データ「Dpic(0)」に基づく映像「Vpic(0)」を表示すべき表示時刻「PTSV(0)」を入手後、後で図11のフローチャートに関連付けて説明するように、その後に垂直同期信号S102が供給されたときのSTC時刻「STC[vt]」を引き算した後、その結果を垂直同期信号S102の周期時間Vtで割り算する。そしてこの割り算した結果生じた余りを、垂直同期信号S102の周期時間Vtから引き算することにより、表示遅延時間dt[最新値]を算出する。
表示遅延時間管理部128は、供給された表示遅延時間dt[最新値]を保持する。
この第1演算回路125や表示遅延時間管理部128等が算出手段の一部として機能する。
そして、第2比較回路121は、基準時刻情報I101において示される基準時刻が、修正出音時刻情報I106において示される出音時刻「vt(n)」と一致したとき、デコード処理を開始させるためのデコード処理開始命令信号S108を、音声デコーダ部119に対して供給する。
なお、本実施形態において、加算器126や第2比較回路121等により同期調整手段が構成される。
これにより、圧縮音声データ「Dframe(0)」に基づく音声「Sframe(0)」が、時刻「PTSA(0)」から表示遅延時間dtだけ遅れた時刻「vt(n)」に出力される。
そして、第3比較回路122は、当該基準時刻情報I101において示される基準時刻が、出字時刻情報I107において示される出字時刻と一致したとき、デコード処理を開始させるためのデコード処理開始命令信号S109を、字幕デコーダ部117に対して供給する。
これによりこれ以降も、映像「Vpic(1)」、……が表示される映像表示タイミングと、それ対応する音声「Sframe(1)」、……が出音される出音タイミングとを、高精度に一致させることができる。
これに対して、たとえば特許文献3に開示された蓄積データの再生装置では、図8に示すように、映像「Vpic(0)」、……を表示させる前に、生成されている垂直同期信号を表示時刻情報に合わせるように調節しているため、垂直同期信号に乱れが生じ、これにより表示される映像「Vpic(0)」、……にショックが入ってしまっていた。
具体的には、蓄積データの再生装置においては、図7においてタイミングT2で、生成されている垂直同期信号を表示時刻情報PTSV(0)に合わせるように調節する。そのため、垂直同期信号(VSYNC)に乱れが生じ、その直後に表示される映像Vpic(0)にショックが入る。
また、本発明の実施形態に係る構成を採用していないデジタル放送受信機では、PID切替やVideo sequence(水平垂直画素数、フレームレート、PTSのグリッド)の切替りなどに伴って高精度AV同期を保障する遅延値(dt)が変化するとAudioが音飛びするか、高精度AV同期を保てないままとなる。
具体的には、図9に示すように、PID切替やVideo sequenceの切替りなどで、図中の表示時間遅延dt(0)とdt(1)のように表示時間遅延が変化する。その場合、dt(0)< dt(1)であれば、Sframe(0)の出力が終わっても、次のSframe(1)の出力時刻がPTSA(1)+dt(1)であるため、まだ出力時刻とならない。したがって、音飛びが発生する。
また、dt(0) > dt(1)であれば、Sframe(0)の出力が終わらないうちに、Sframe(1)の出力時刻となってしまうため、同期ずれとなる。
具体的には、図6および図7に示すように、表示遅延時間の最新値が、dt(0)からdt(1)に変化するように、変化しても、Sframe(1)の出力時に使用する表示遅延時間dtを、Sframe(0)時のdtと同じものにすることで、Audioの音飛びや映像出力の乱れを回避することができる。
図10は、本実施形態に係るデータ処理装置の状態遷移について説明するためのフローチャートである。
その後、放送受信によりステップSP105においてNITを取得し、ステップSP106においてPATを取得し、ステップSP110においてPMTを取得し、各PIDを取得する。
次いで、ステップSP115において、このPMTに基づいて認識したPIDを用いて、トランスポートストリームからPCRパケット、映像パケットおよび音声パケットを分離する。
そして、ステップSP116にて、分離した各ESのデコードを開始する。次にステップSP117において、STCカウンタ部110により計時している基準時刻を、ステップSP111またはステップSP113で選択済みの同期基準に基づいて、基準時計(STC)を設定する。
これにより、ステップSP124において、この映像「Vpic(0)」に対応する音声「Sframe(0)」を、かかる表示遅延時間dtだけ遅らせて出力することができる。
また、映像と字幕に関しては、ステップSP123・ステップSP125により、表示時刻がSTCに一致した以後のVSyncが供給された時に表示を開始する。
そして、このステップSP120において、表示遅延時間dt[最新値]の値をたとえば「0」に設定し、続くステップSP123、SP124およびSP125に進む。
詳細は、後で図13および図14のフローチャートに関連付けて説明する。
また、表示時刻情報(PTSV)毎に、後で図11に関連付けて説明するように、表示遅延時間dt[最新値]を算出する。さらに、図12に関連付けて説明するように、表示遅延時間dtの更新も随時実施している。
また、映像デコーダ部115と字幕デコーダ部117は水平垂直同期信号発生回路123からの垂直同期信号S102を待ち、垂直同期信号の検出後、映像デコーダ部115と字幕デコーダ部117はデコードを一時停止し、最後にデコードした画面を表示し続ける。
STCカウンタ部110はSTCの自動カウンタアップを中止する。
すなわち、水平垂直同期信号発生回路123からの垂直同期信号S102を待ち、次の垂直同期信号S102で映像デコーダ部115が1フレーム分だけデコードを実施し、その次の垂直同期信号S102でデコードを一時停止する。
次に、STCを、1フレーム分だけ進める。すなわち、STCカウンタ部110のSTCに1フレームの表示時間を加えて、その値を再びSTCカウンタ部110にセットする。上記の処理をコマ送りの解除が行われるまで繰り返す。
オーディオ(Audio)が出力されていない状態では高精度AV同期を取ってAudioを出力開始する。
Audioが出力されている状態でVideoSequence(フレームレート、水平垂直画素数)切り替わりなどに伴う表示遅延時間(dt[最新値])が変化してもAudio出力は変化前の表示遅延時間(dt)で継続する。
Audioがアンダーフロー(Underflow)やPTS ギャップ、再生モード遷移などでAudio一時停止後の出力再開する時に最新の表示遅延時間(dt[最新値])で同期を取り直す。
これにより高精度にAV同期を行いながら、PID切替やVideo sequence(水平垂直画素数、フレームレート、PTSのグリッド)の切替りなどに伴って表示遅延時間(dt)が変化しても、高精度AV同期を保ちながら、Audioの音飛びや映像出力の乱れを回避できる。
図11は、本実施形態に係るデータ処理装置100の表示遅延時間dt[最新値]の算出について説明するためのフローチャートである。
図12は、本実施形態に係るデータ処理装置のオーディオの出力遅延時間dtの更新処理について説明するためのフローチャートである。
ステップSP301またはステップSP303の条件判定に必要となる情報は、音声デコーダ部119からの音声同期ずれ検出情報I108により与えられる。
また、判定結果が否定であれば、出力遅延時間dtは変化しない。
また、図7のタイムチャートにおいては、ステップSP303の条件であるAudioのGap・無音が発生した場合に出力遅延時間dtを更新する状況を示している。
映像デコーダ部115および音声デコーダ部119が両方ともデコード状態にある時、リップシンクと呼ばれる表示画像と出力音声の同期ずれを検出し、修正する手段が必要となる。
図13は、本実施形態に係るデータ処理装置におけるビデオ(Video)の同期ずれ検出・修正について説明するためのフローチャートである。
結果が肯定であれば、ステップSP402へ移行する。
肯定結果であれば、ステップSP408へ移行する。否定結果であれば、ステップSP407へ移行する。
(PTSV−STC[vt])−(PTSA−STC[at])が(dt - dt[最新値])より大きい場合は、VideoがAudioに比べ、進んでいるため、一時停止指令を映像デコーダ部115に送る(ステップSP413)。
また、(PTSV−STC[vt])−(PTSA−STC[at])が(dt - dt[最新値])よりも小さい場合は、VideoがAuidoに比べ、遅れているため、映像デコーダ部115に読み飛ばし指令を送る(ステップSP414)。
差分値の絶対値がTn未満であれば、ずれを調べた後(ステップSP412)、ずれ修正を実施する(ステップSP413、SP414)。
図14は、本実施形態に係るデータ処理装置におけるオーディオ(Audio)の同期ずれ検出・修正について説明するためのフローチャートである。
肯定結果であれば、ステップSP508へ移行する。否定結果であれば、ステップSP507へ移行する。
(PTSA−STC[at])−(PTSV−STC[vt])が(dt[最新値] dt)より大きい場合は、AudioがVideoに比べ、進んでいるため、一時停止指令を音声デコーダ部119に送る(ステップSP513)。
また、(PTSA−STC[at])−(PTSV−STC[vt])が(dt[最新値] dt)よりも小さい場合は、AudioがVideoに比べ、遅れているため、音声デコーダ部119に読み飛ばし指令を送る(ステップSP514)。
差分値の絶対値がTn未満であれば、ずれを調べた後(ステップSP512)、ずれ修正を実施する(ステップSP513、SP514)。
また、たとえば、MPEG方式等に基づいてエンコードされた圧縮映像データおよび圧縮音声データをデコードすることにより映像および音声を出力するようになされたデコード装置に利用することができる。
ここでいうデコード装置には放送の受信視聴装置や蓄積メディア(DVD、Blu-ray Disk、HDDなど)の再生装置などが含まれ、本発明はこれらに対しても利用できる。
そして、これらの装置において次のような効果が得られる。
2)PID切替やVideo sequence(水平垂直画素数、フレームレート、PTSのグリッド)の切替りなどに伴って表示遅延時間(dt)が変化しても、高精度AV同期を保てる。
3)PID切替やVideo sequence(水平垂直画素数、フレームレート、PTSのグリッド)の切替りなどに伴って表示遅延時間(dt)が変化しても、高精度AV同期を保ちながら、Audioの音飛びや映像出力の乱れを回避しうる。
4)表示部130・出音部132が、記録機またはエンコーダに接続されていた場合(たとえば、HDDレコーダー、DVDレコーダー等の再圧縮・符号化するシステムの場合)、記録される画音のずれが無くなる。
Claims (14)
- 映像表示タイミング信号が供給されたとき、映像データに基づく映像を表示する表示手段と、
上記映像データに基づく映像を表示すべき表示時刻以後、映像を表示させるタイミングを示す上記映像表示タイミング信号を所定の周期で上記表示手段に供給する供給手段と、
上記映像データに基づく映像を表示すべき上記表示時刻から上記表示手段により当該映像が表示されるまでの表示遅延時間を算出する算出手段と、
音声データに基づく音声を出力すべき出音時刻から上記算出手段で算出した表示遅延時間が経過したとき、上記音声データに基づく音声を出力可能な出音手段と、
上記出音手段における上記音声の出力状態に応じて、上記出音手段の音声の出音タイミングを制御する制御手段と
を有するデータ処理装置。 - 上記制御手段は、上記出音手段から音声が出力されていない状態では、上記映像と上記音声との同期をとって上記音声の出力を開始する
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記制御手段は、上記出音手段から音声が出力されている状態において、上記算出手段による表示遅延時間が変化した場合には、当該変化直前の表示遅延時間をもって当該音声の出力を継続する
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記制御手段は、上記出音手段の音声出力が一時停止後に出力再開するときは、上記算出手段による最新の上記表示遅延時間で上記映像と音声との同期をとり直す
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記制御手段は、
上記出音手段から音声が出力されていない状態では、上記映像と上記音声との同期をとって上記音声の出力を開始し、
上記出音手段から音声が出力されている状態において、上記算出手段による表示遅延時間が変化した場合には、当該変化直前の表示遅延時間をもって当該音声の出力を継続する
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記制御手段は、
上記出音手段から音声が出力されている状態において、上記算出手段による表示遅延時間が変化した場合には、当該変化直前の表示遅延時間をもって当該音声の出力を継続し、
上記出音手段の音声出力が一時停止後に出力再開するときは、上記算出手段による最新の上記表示遅延時間で上記映像と音声との同期をとり直す
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記制御手段は、
上記出音手段から音声が出力されていない状態では、上記映像と上記音声との同期をとって上記音声の出力を開始し、
上記出音手段から音声が出力されている状態において、上記算出手段による表示遅延時間が変化した場合には、当該変化直前の表示遅延時間をもって当該音声の出力を継続し、
上記出音手段の音声出力が一時停止後に出力再開するときは、上記算出手段による最新の上記表示遅延時間で上記映像と音声との同期をとり直す
請求項1記載のデータ処理装置。 - 上記音声データに含まれる出音時刻情報と上記算出手段による上記表示遅延時間に基づいて上記出音タイミングを上記映像表示タイミングと一致させる同期調整手段を有する
請求項1記載のデータ処理装置。 - 少なくとも、上記表示遅延時間と上記同期調整手段の調整された出音タイミング情報に基づいて、上記映像と上記音声の同期ずれを検出可能し、検出したずれ量に応じて同期ずれを修正する同期検出修正手段を有する
請求項5記載のデータ処理装置。 - 映像表示タイミング信号が供給されたとき、映像データに基づく映像を表示する表示ステップと、
上記映像データに基づく映像を表示すべき表示時刻以後、映像を表示させるタイミングを示す上記映像表示タイミング信号を所定の周期で供給する供給ステップと、
上記映像データに基づく映像を表示すべき上記表示時刻から上記表示ステップにより当該映像が表示されるまでの表示遅延時間を算出する算出ステップと、
音声データに基づく音声を出力すべき出音時刻から上記算出ステップで算出した表示遅延時間が経過したとき、上記音声データに基づく音声を出力する出音ステップと、
上記出音ステップにおける上記音声の出力状態に応じて、上記出音ステップの出音タイミングを制御する制御ステップと
を有するデータ処理方法。 - 上記制御ステップにおいて、上記出音ステップで音声が出力されていない状態では、上記映像と上記音声との同期をとって上記音声の出力を開始する
請求項10記載のデータ処理方法。 - 上記制御ステップにおいて、上記出音ステップで音声が出力されている状態において、上記算出ステップによる表示遅延時間が変化した場合には、当該変化直前の表示遅延時間をもって当該音声の出力を継続する
請求項10記載のデータ処理方法。 - 上記制御ステップにおいて、上記出音ステップの音声出力が一時停止後に出力再開するときは、上記算出ステップによる最新の上記表示遅延時間で上記映像と音声との同期をとり直す
請求項10記載のデータ処理方法。 - 映像表示タイミング信号が供給されたとき、映像データに基づく映像を表示する表示ステップと、
上記映像データに基づく映像を表示すべき表示時刻以後、映像を表示させるタイミングを示す上記映像表示タイミング信号を所定の周期で供給する供給ステップと、
上記映像データに基づく映像を表示すべき上記表示時刻から上記表示ステップにより当該映像が表示されるまでの表示遅延時間を算出する算出ステップと、
音声データに基づく音声を出力すべき出音時刻から上記算出ステップで算出した表示遅延時間が経過したとき、上記音声データに基づく音声を出力する出音ステップと、
上記出音ステップにおける上記音声の出力状態に応じて、上記出音ステップの出音タイミングを制御する制御ステップと
をコンピュータに実行させるためのデータ処理プログラム。
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