JP2007201983A - 放送局同期方法、及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末機でデジタルＴＶ放送を受信するため、２７ＭＨｚのＶＣＯ等を追加せず、携帯端末機内部のシステムクロックを用いて放送局同期を取る。
【解決手段】意図的に音声再生時間の調整を行い、受信したＰＣＲ値と端末のシステムクロックから計算で求まる再生用のシステム時刻基準値である再生用ＳＴＣ値と、同期を取るための音声再生用提示時刻情報であるＡｕｄｉｏ用ＰＴＳ値の時間のズレを無くす事で、携帯端末装置と放送局の同期を取る。Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力するＰＣＭデータ数を増減させるのではなく、再生するＰＣＭデータのサンプリング周波数に対して、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに送り込むタイミングを調整する。一定サンプル数毎のＰＣＭデータ再生時間を遅めたり早めたりする事ができ、ＰＣＭデータ数を増減させること無く音声再生時間の調整が行え歪みを抑えた音声再生が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、デジタルＴＶ放送受信システムにおける放送局同期技術に関し、特に、放送局で基準となっているシステムクロックと非同期で異なる周波数のクロックしか持っていない携帯端末装置の放送局同期方法に適用して有効な技術に関する。

デジタルＴＶ放送受信機における放送局との同期方法として、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の様な電圧帰還型発振器ではなく、コストの安い無帰還型発振器を用い、同期用の番組時刻基準値情報ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）と再生Ａｕｄｉｏのタイムスタンプを比較してズレを検出し、そのズレ補正することで放送局との同期を取る方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３１３６号公報（第１図）

例えば、携帯電話機のシステムクロックは主に通信を目的とした周波数のため、デジタルＴＶ放送の受信に必要な２７ＭＨｚの放送局基準クロックとは、非同期で周波数も異なる。固定受信機と同じ２７ＭＨｚのＶＣＯとＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を搭載すれば、容易に放送局と同期は取れるが、コストアップや部品追加による携帯電話機の大型化、新たなクロック追加によって生じるノイズなどの問題が生じる。更には、部品追加による消費電流増加で、視聴時間が短くなり、喜ばしくない。

また、前記特許文献１における放送局同期方法では、１つのクロックのみを用いて放送局との同期を取る方法が提案されているが、必ずＰＣＭデータ本来のｆｓで音声再生が行われるように、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）データのデータ数を調整している。従って、データ数を補完することによって、同じデータが重複して再生されたり、逆に、途中のデータが抜き取られて再生されたりするため、再生音声には歪みが生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、携帯端末機でデジタルＴＶ放送を受信するため、携帯端末機に２７ＭＨｚのＶＣＯ等の部品を追加せずに、本来、携帯端末機内部に備わる通信用システムクロックだけを用い、再生音声の歪みを抑えながら放送局と同期を取ることができる放送局同期技術を提供することにある。

本発明では、意図的に音声再生時間の調整を行い、受信したＰＣＲ値と端末のシステムクロックから計算で求まる再生用のシステム時刻基準値である再生用ＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）値と同期を取るための音声再生用提示時刻情報であるＡｕｄｉｏ用ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）値の時間のズレを無くす事で、携帯端末装置と放送局の同期を取るものである。また、上記２つの時間のズレを補正する方法として、Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に出力するＰＣＭデータ数を増減させるのではなく、再生するＰＣＭデータのサンプリング周波数に対して、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに送り込むタイミングを調整する事を考える。ＰＣＭデータのサンプリング周波数に対して、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに送り込むタイミングをプラス／マイナス調整する事で、一定サンプル数毎のＰＣＭデータ再生時間を遅めたり早めたりする事ができる。この方法であれば、ＰＣＭデータ数を増減させること無く、音声再生時間の調整を行う事ができるので、歪みを抑えた音声再生が可能となる。

以上の方法であれば、再生音声の歪みを抑えながら、放送局との同期を取ることが可能となる。

本発明によれば、部品を追加せずに、放送局と同期を取ることが可能な方法及び装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本実施の形態は、デジタルＴＶ放送受信機能を有するＣＰＵ全般に適用されるものであるが、ここでは一例として、アプリケーション専用ＣＰＵで処理する方法を説明する。これは発明に適用される受信側のＬＳＩ構成を限定するものではなく、アプリケーション専用ＣＰＵ以外の、例えば通信用ＣＰＵでも同様の制御が可能である。

更に本実施の形態は、デジタルＴＶ放送受信機能を有する携帯端末機全般に適用されるが、ここでは携帯端末機の一例として携帯電話機を用いて説明する。これは本発明に適用される受信側の機器を限定するものでは無く、携帯電話機以外の例えば、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などでも同様の構成が可能である。

本発明の一実施の形態として、図１から図６を用いて、２７ＭＨｚの放送局基準クロックと同一周波数のクロック発生器を持たない携帯端末機で、デジタルＴＶ放送を受信する際の放送局同期における同期精度を向上させる方法について説明する。

図１は、本実施の形態における携帯電話機の概略構成の一例を示すブロック構成図である。

本実施の形態における携帯電話機は、通信用アンテナ１０１、無線通信部１０２、符号復号処理部１０３、マイク１０４、レシーバ１０５、通信用ＣＰＵ１０６、入力部１０７、システムクロック１０８、デジタルＴＶ用アンテナ１０９、デジタルＴＶ用高周波部１１０、アプリケーションＣＰＵ１１１、記憶部１１２、表示部１１３、Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４、スピーカ１１５等から構成される。

アンテナ１０１は電波を高周波電気信号に変換、またその逆の変換を行うものである。無線通信部１０２は高周波電気信号を復調、また符号復号処理部１０３の出力信号を変調する手段である。符号復号処理部１０３は、無線通信部１０２の出力信号を復号し、レシーバ１０５や通信用ＣＰＵ１０６に出力し、逆に通信用ＣＰＵ１０６やマイク１０４の出力信号を符号化し、無線通信部１０２に出力する手段である。通信用ＣＰＵ１０６は、主に電話機の通信に関わる処理、及び制御を行う制御部である。入力部１０７は、数字キーやカーソルキー等の手段である。システムクロック１０８は、２７ＭＨｚクロックとは異なる周波数で、主に通信に必要な周波数が用いられ、更に、そのクロックが通信用ＣＰＵ１０６のシステムクロックに使われる事が多い。

デジタルＴＶ用アンテナ１０９は、デジタルＴＶ放送の電波を受信し、高周波電気信号に変換するためのアンテナである。デジタルＴＶ用高周波部１１０は、デジタルＴＶ用アンテナ１０９より出力される高周波電気信号を復調する高周波部である。アプリケーションＣＰＵ１１１は、主に携帯電話のアプリケーションに関わる処理、及び制御を行う制御部である。記憶部１１２は、アプリケーションＣＰＵ１１１のプログラムやデータ等の格納、或いはアプリケーション実行時の作業用エリアとなるメモリである。表示部１１３は、ＬＣＤ等の手段である。Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４は、ＰＣＭデータをアナログ音に変換するＤＡＣである。

図２は、デジタルＴＶ放送を受信するために必要となるアプリケーションＣＰＵ１１１内の概略構成図の一例と、映像・音声データの流れの一例を示す図である。

アプリケーションＣＰＵ１１１内は、デジタルＴＶ用高周波部１１０から出力されたデジタル放送規格で使用されているプロトコルであるＭＰＥＧ２−トランスポートストリーム（以下、ＭＰＥＧ２−ＴＳと言う）を、例えば１８８Ｂｙｔｅごとにパッキングして、ＴＳバッファ２５１に転送するＴＳ処理部２０１と、ＭＰＥＧ２−ＴＳを動画用エレメンタリ−ストリーム（以下、Ｖｉｄｅｏ−ＥＳと言う）と、オーディオ用エレメンタリ−ストリーム（以下、Ａｕｄｉｏ−ＥＳと言う）に分離するＴＳ−ＤｅＭｕｘ部２０２と、分離されたＶｉｄｅｏ−ＥＳをデコードし、表示部１１３で表示可能な描画データに変換するＶｉｄｅｏデコード部２０３と、描画データを表示部１１３に転送する表示制御部２０４と、分離されたＡｕｄｉｏ−ＥＳをデコードし、ＰＣＭデータに変換するＡｕｄｉｏデコード部２０５と、Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４へのＰＣＭデータ転送や、ＰＣＭデータを再生する時のサンプリング周波数（以下、ｆｓと言う）を設定するためのＡｕｄｉｏ制御部２０６と、例えば記憶部１１２とＡｕｄｉｏ制御部２０６の間で、ＣＰＵに代わって高速でＰＣＭデータの転送を行うＤＭＡＣ２０７と、上述の各処理の制御やＡｕｄｉｏ再生時間等の演算を行うＣＰＵコア部２０８と、更に、本発明において放送局との同期を取る上で重要な役割を担う、システムクロック１０８によって常時カウント動作を行うフリーランカウンタ２０９と、ＴＳ処理部２０１で抽出されたＰＣＲ値を保持するＰＣＲ値保持バッファ２１０と、ＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値を保持するＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファ２１１とを備える。

また、上述の処理によって生成された各種データを一時的に保持するためのＴＳバッファ２５１と、フリーランカウンタ２０９の値を一時的に保持するタイムスタンプバッファ２５２と、ＰＣＭデータバッファ２５３とで構成される。タイムスタンプバッファ２５２が保持する値は、ＴＳ処理部２０１でパッキングしたデータ群の先頭データがＴＳ処理部２０１に受信された時の、フリーランカウンタ２０９の値である。

ＤＭＡＣ２０７は、ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）転送回数を設定することが可能であり、設定した回数分のサンプル数のＰＣＭデータを転送する。デジタルＴＶ放送が終了するか、或いはユーザーが視聴終了操作を行うまで、繰り返しＤＭＡ転送は行われる。また、ＤＭＡＣ２０７は、設定したサンプル数のＰＣＭデータ転送が完了すると、ＤＭＡＣ転送完了割り込みを出力する。このＤＭＡＣ転送完了割り込みは、ＣＰＵコア部２０８に入力され、フリーランカウンタ２０９の値とＰＣＲ値保持バッファ２１０に保持されている値とＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファ２１１に保持されている値の取得を行い、再生用ＳＴＣ値の演算を行うタイミング信号としても用いられる。

各バッファ２５１、２５２、２５３は、各々で取り扱うデータサイズが大きいためワークメモリに用いる記憶部１１２を分割して各種バッファに充てるのが一般的だが、アプリケーションＣＰＵ１１１内に備わる内蔵メモリをそれに充てても構わない。また、バッファ毎に外部の記憶部１１２とアプリケーションＣＰＵ１１１の内部メモリに分散して割り当てても良い。

図３は、Ａｕｄｉｏ制御部２０６の概略構成の一例を示す構成図である。

Ａｕｄｉｏ制御部２０６は、ＰＣＭデータのｆｓやステレオ／モノラル等の設定を行うＰＣＭデータ処理部３０１と、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４に出力できるように信号のタイミングを作り直し、ＬＲＣＬＫ／ＢＣＬＫ／Ｄａｔａを作り出すＤＡＣ−ＩＦ部３０２とを備え、更に、入出力のＰＣＭデータをバッファリングするための入力ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）３５１と、Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４に出力するデータをバッファリングする出力ＦＩＦＯ３５２とで構成される。

ＰＣＭデータ処理部３０１には、予めｆｓを設定する必要がある。正確なＡｕｄｉｏ再生を行うためには、ＰＣＭデータのｆｓを正確に設定する必要があるが、必ずしもＰＣＭデータのｆｓと同じ値を設定する必要は無い。詳細は後述するが、例えば、入力ｆｓとＡｕｄｉｏ再生時間との関係は、入力ｆｓ＝２４ｋ［Ｈｚ］（＝ｆｓの補正なしのＡｕｄｉｏ再生時間）に対して、入力ｆｓ＝２４ｋ＋α［Ｈｚ］（＝ｆｓを補正してＡｕｄｉｏ再生時間を短くする）、入力ｆｓ＝２４ｋ−α［Ｈｚ］（＝ｆｓを補正してＡｕｄｉｏ再生時間を長くする）、の調整が行われる。

また、ＰＣＭデータ処理部３０１は、フィルタリング処理等によるｆｓ変換によって、入力されたＰＣＭデータのｆｓとは異なる出力ｆｓでＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力することも可能である。これは、Ａｕｄｉｏ再生用のマスタクロックを持っていない携帯電話機において有効な方法であり、放送局同期と同様に、携帯電話機のシステムクロックで生成可能なｆｓを出力ｆｓとしてＰＣＭデータ処理部３０１に設定してＰＣＭデータの再生を行う。

入力ＦＩＦＯ３５１は、再生するコンテンツのサイズと比べると非常に小容量であるため、アンダーフローやオーバーフローを発生させないように、入力ＦＩＦＯ３５１内のデータ量を監視して、必要に応じて次データの転送をＤＭＡＣ２０７に要求する。

次に、図４から図６の携帯電話機でデジタルＴＶ放送を受信するために必要な放送局との同期を取るための動作フローを用いて、放送局同期方法について説明する。

図４は、視聴開始からの一連の動作の一例を示すメインフロー図である。図５は、放送局同期処理において、再生用ＳＴＣ値を取得する動作の一例を示すフロー図である。図６は、図４のメインフロー中の「再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値のズレを補正」する動作の一例を詳細に示すフロー図である。

まず、図４に示すように、ユーザーが入力部１０７を操作してデジタルＴＶの視聴を開始させると、デジタルＴＶ用アンテナ１０９で受信した電波からチャネル情報等を解読し、初期化設定を行い、放送局同期方法に必要な、ＰＣＲ値保持バッファ２１０とＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファ２１１の初期化を行う（Ｓ１０１）。この両バッファは、記憶部１１２内に割り当てられるのが一般的だが、アプリケーションＣＰＵ１１１に内蔵されるメモリで対応可能であれば、それを充てても構わない。

ＴＳ処理部２０１は、例えば１８８Ｂｙｔｅなど、決められたＢｙｔｅ数ごとに受信したＭＰＥＧ２−ＴＳをパッキングして、ＴＳバッファ２５１に蓄積する（Ｓ１０２）。この時、パッキングされるＭＰＥＧ２−ＴＳの先頭データを受信したタイミングでフリーランカウンタ２０９の値をラッチし、タイムスタンプバッファ２５２に蓄積する（Ｓ１０３）。ＣＰＵコア部２０８は、ＴＳバッファ２５１に蓄積されているパッキングされたデータのヘッダ部分にＰＣＲが存在しているかを確認する（Ｓ１０４）。あるデータにＰＣＲが存在していた場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）、そのＰＣＲ値をＰＣＲ値保持バッファ２１０に、更に、ＰＣＲが存在しているパッキングデータを受信した際に取得し、タイムスタンプバッファ２５２に蓄積したフリーランカウンタ値をＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファ２１１に、それぞれ転送する（Ｓ１０５）。

ＴＳバッファ２５１に蓄積されたＭＰＥＧ２−ＴＳは、ＴＳ−ＤｅＭｕｘ部２０２でＶｉｄｅｏ−ＥＳとＡｕｄｉｏ−ＥＳに分割され、ここでは図示していないが、各々バッファに蓄積されている。本発明の場合、ＡＶ同期はＡｕｄｉｏ再生タイミングを基準とするため、Ａｕｄｉｏ処理の裏で、Ｖｉｄｅｏ−ＥＳがＶｉｄｅｏデコード部２０３でデコードされ、Ａｕｄｉｏ再生タイミングに合わせて表示制御部２０４から表示部１１３に転送され、描画処理が行われる。

ＴＳ−ＤｅＭｕｘ部２０２で分割されたＡｕｄｉｏ−ＥＳは、Ａｕｄｉｏデコード部２０５でデコードされてＰＣＭデータに変換され、ＰＣＭデータバッファ２５３に蓄積される（Ｓ１０６）。ＰＣＭデータバッファ２５３内のＰＣＭデータは、ＤＭＡＣ２０７によってＡｕｄｉｏ制御部２０６に転送されると、Ａｕｄｉｏ制御部２０６でタイミングを取り直され、Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４でアナログ音声に変換されてスピーカ１１５より出力される（Ｓ１０７）。

その際に、ＰＣＭデータ転送完了割り込みをトリガにして再生用ＳＴＣ値を算出し（Ｓ１０８）、ＰＣＲ値とフリーランカウンタ値を用いて算出した再生用ＳＴＣ値と、Ａｕｄｉｏデータに付加されているＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値を一定周期ごとに比較を行い、再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値のズレを求め、後ほど図６を用いて詳しく説明するが、このズレが無くなるよう、Ａｕｄｉｏ−ＰＴＳが再生用ＳＴＣに追従するようにＰＣＭデータ処理部３０１に設定する入力ｆｓを補正する（Ｓ１０９）。これによって、放送局に携帯電話機を同期させて、番組を視聴する。ここで、入力ｆｓの補正幅は、人間の聴覚特性に対して許容できる範囲内とすることで、再生音声の歪みや不自然さ等は抑えられる。

デジタルＴＶ放送の視聴を終了する場合は、ユーザーは終了キーを押下することになるが、これにより視聴終了かを確認し（Ｓ１１０）、終了キーが押下されていない場合は（Ｓ１１０のＮｏ）、再び、ＭＰＥＧ２−ＴＳをＴＳバッファ２５１に蓄積し（Ｓ１０２）、放送局と同期を維持しながら視聴を継続する。終了キーが押下された場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）は、全ての処理部を停止し、視聴を終了する。

ＰＣＭデータ再生処理としては、ＤＭＡＣ転送完了割り込みを出力した後でも、デジタルＴＶ放送の視聴を続けている限りは、直ぐに、次のＡｕｄｉｏ−ｆｒａｍｅ分のＰＣＭデータ転送処理に戻り、再生するＡｕｄｉｏが途切れないようにＰＣＭデータ転送処理を継続する。２回目以降に行われるＰＣＭデータ転送処理は、放送局との同期処理によってＡｕｄｉｏ再生時間を調整するため、入力ｆｓ設定値に補正が施されている。

この入力ｆｓ設定値の補正によって、本来、ＰＣＭデータが再生される時間と実際にＡｕｄｉｏ−ＤＡＣ１１４に出力されて再生する時間に差を生じさせ、この差を用いて、再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値のズレを補正して、放送局との同期を取る。

続いて、放送局との同期を取る上で基準の時刻となる再生用ＳＴＣ値の取得方法を、図５を用いて説明する。

再生用ＳＴＣの算出を実行するためのトリガは、ＤＭＡＣ２０７の転送完了割り込みを用いている。ここでは、Ａｕｄｉｏ−ｆｒａｍｅ（１０２４サンプル、或いは２０４８サンプル）単位で、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ制御部２０６に転送するものと仮定する。従って、再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値を比較してズレを求めて補正を行う周期も、Ａｕｄｉｏ−ｆｒａｍｅ周期となる。ＤＭＡＣ２０７によって、ＰＣＭバッファ２５３から１Ａｕｄｉｏ−ｆｒａｍｅ分のＰＣＭデータがＡｕｄｉｏ制御部２０６に転送されると、ＤＭＡＣ転送完了割り込みがＤＭＡＣ２０７より出力される（Ｓ２０１）。

ＣＰＵコア部２０８は、このＤＭＡＣ転送完了割り込みを受けると、再生用ＳＴＣ値を算出するため、必要なデータを集め始める。先ず、ＤＭＡＣ転送完了割り込みが出力された時のフリーランカウンタ２０９の値を取得する（Ｓ２０２）。更に、ＰＣＲ値保持バッファに転送されているＰＣＲ値と、ＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファに転送されているＰＣＲ受信時のフリーランカウント値を取得する（Ｓ２０３）。これら３値を下式にあてはめ、再生用ＳＴＣ値を算出する（Ｓ２０４）。

受信ＳＴＣ値＝ ＰＣＲ値 ＋（ ＤＭＡＣ転送完了割り込み受信時のフリーランカウント値− ＰＣＲ受信時のフリーランカウント値 ）× 単位変換係数
しかし本案の様に、ＰＣＲ値をカウントするクロックと、フリーランカウンタ値をカウントするクロックが異なる周波数の場合、クロックのレートが異なるために単純な足し算では再生用ＳＴＣ値は求まらない。そのため、携帯端末機の設計条件によって変化する可能性のあるフリーランカウンタの値に単位変換係数を掛け合わせ、フリーランカウンタ値をＰＣＲ値と同じレートに変換させる。この変換係数は、システムクロックの周波数によって一義的に決まるものであるため、端末設計時に固定できる。

続いて、再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値のズレを補正する処理フローを、図６を用いて説明する。この処理フローが実行される時には、上記図５で示した動作によって再生用ＳＴＣ値が算出されている。

ＣＰＵコア部２０８が、計算によって求めた再生用ＳＴＣ値と再生するＰＣＭデータに付随されるＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値を取得すると、２つの値を比較することで、放送局と携帯電話機で時間にズレが無いかを検出する（Ｓ３０１）。ここで、ズレが生じていなければ（Ｓ３０１のＹｅｓ）、放送局同期補正処理は行わず、ＰＣＭデータの転送を継続し、音声の再生を続ける。

もし、ズレが生じていた場合は（Ｓ３０１のＮｏ）、再生用ＳＴＣ値の進み具合に携帯電話機のＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値の進み具合を合わせる様に、ＰＣＭデータ再生時のＰＣＭデータ処理部３０１の入力ｆｓ設定値を補正して、Ａｕｄｉｏ再生時間の調整を行う。ＰＣＭデータ処理部３０１の入力ｆｓ設定値を調整するため、先ず、どちらの時間が遅れているのかを調べる（Ｓ３０２）。その結果から、入力ｆｓ設定値をプラス側に補正するのか、マイナス側に補正するのかを判断する。

例えば、Ａｕｄｉｏ再生時間の方が遅れている場合（Ｓ３０２のＹｅｓ）は、再生用ＳＴＣ値の時間の進み方に対して、ＰＣＭデータが再生される時間の方が遅れていると言うことになるため、次の再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値の比較が行われるまでのあいだに、本来、再生されるＰＣＭデータ数より多くのデータを処理できるように、ＰＣＭデータ転送時におけるＰＣＭデータ処理部３０１の入力ｆｓ設定値を、現在の入力ｆｓ設定値よりプラス側に補正する（Ｓ３０３）。

逆に、Ａｕｄｉｏ再生時間の方が進んでいる場合（Ｓ３０２のＮｏ）は、再生用ＳＴＣ値の時間の進み方に対して、ＰＣＭデータが再生される時間の方が早く進んでいると言うことになるため、次の再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値の比較が行われるまでのあいだに、本来、再生するＰＣＭデータ数に対して少ないデータ数の処理しかできないように、ＰＣＭデータ転送時におけるＰＣＭデータ処理部３０１の入力ｆｓ設定値を、現在の入力ｆｓ設定値よりマイナス側に補正する（Ｓ３０４）。

例えば、ＰＣＭデータのｆｓを２４ｋＨｚとし、ＤＭＡＣによる転送サンプル数を１Ａｕｄｉｏ−ｆｒａｍｅ＝１０２４サンプルとすると、入力ｆｓによる補正を行わない場合では、ｆｓ＝２４ｋＨｚのＰＣＭデータを入力ｆｓ＝２４ｋＨｚのタイミングで再生するので、１０２４サンプルのＰＣＭデータの再生時間は、
１／２４０００×１０２４≒４２．６６７ｍｓｅｃ
となる。

これに対し、Ａｕｄｉｏ再生時間が遅れている場合は、ＰＣＭデータが再生される時間の方がゆっくりになっているため、入力ｆｓ設定値をプラス側に補正することでＰＣＭデータを早く再生させ、Ａｕｄｉｏデータの再生時間を早めさせる。

例えば、プラス側に１０Ｈｚの補正を行うと、ｆｓ＝２４ｋＨｚのＰＣＭデータを入力ｆｓ＝２４．０１０ｋＨｚのタイミングで再生することになるため、１０２４サンプルのＰＣＭデータの再生時間は、
１／２４０１０×１０２４≒４２．６４９ｍｓｅｃ
となり、入力ｆｓの補正を行わない場合に比べ、再生時間を約０．０１８ｍｓｅｃ早めることができ、早めた分だけより多くのＡｕｄｉｏデータの再生が行うことができる。

逆に、Ａｕｄｉｏ再生時間が進んでいる場合は、ＰＣＭデータが再生される時間の方が早くなっているため、入力ｆｓ設定値をマイナス側に補正することでＰＣＭデータをゆっくり再生させ、Ａｕｄｉｏ再生時間を遅らせる。

例えば、マイナス側に１０Ｈｚの補正を行うと、ｆｓ＝２４ｋＨｚのＰＣＭデータを入力ｆｓ＝２３．９９０ｋＨｚのタイミングで再生することになるため、１０２４サンプルのＰＣＭデータの再生時間は、
１／２３９９０×１０２４≒４２．６８４ｍｓｅｃ
となり、入力ｆｓの補正を行わない場合に比べ、再生時間を約０．０１７ｍｓｅｃ遅らせることができるため、一定期間内で再生するＰＣＭデータ数を減らすことができる。

上記の方法でＡｕｄｉｏ再生時間を調整すれば、実際に再生しているＰＣＭデータのデータ数を変えずに済むため、再生音声に歪を生じさせずに済む。

本実施の形態によれば、携帯端末機に２７ＭＨｚのＶＣＯ等の部品を追加すること無く、再生音声の歪みを抑えながら、携帯端末機が放送局と同期を取ることが可能となる。これによって、携帯端末機に対しては余分な部品追加が生じないので、安価で小さい携帯端末機の提供が可能になる。

更には、余計な消費電流の増加を抑えられるので、デジタルＴＶ放送の長時間連続視聴が可能になる。

またｆｓ補正量を、人間の聴覚特性に対して許容範囲とされる０．２％以内に抑えることができれば、更に、再生音声の歪みや不自然さ等を抑えることが可能になる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、デジタルＴＶ受信システムにおける放送局同期技術に関し、特に、デジタルＴＶ受信機能を有する携帯端末機に適用され、携帯電話機や、携帯電話機以外のＰＨＳ、ＰＤＡ等の同様の構成による受信側の機器に広く適用可能である。

本発明の一実施の形態における携帯電話機の概略構成の一例を示すブロック構成図である。 本発明の一実施の形態において、デジタルＴＶ放送を受信するために必要となるアプリケーションＣＰＵ内の概略構成図の一例と、映像・音声データの流れの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態において、Ａｕｄｉｏ制御部の概略構成の一例を示す構成図である。 本発明の一実施の形態において、視聴開始からの一連の動作の一例を示すメインフロー図である。 本発明の一実施の形態において、再生用ＳＴＣ値を取得する動作の一例を示すフロー図である。 本発明の一実施の形態において、再生用ＳＴＣ値とＡｕｄｉｏ−ＰＴＳ値のズレを補正する動作の一例を詳細に示すフロー図である。

符号の説明

１０１…通信用アンテナ、１０２…無線通信部、１０３…符号復号処理部、１０４…マイク、１０５…レシーバ、１０６…通信用ＣＰＵ、１０７…入力部、１０８…システムクロック、１０９…デジタルＴＶ用アンテナ、１１０…デジタルＴＶ用高周波部、１１１…アプリケーションＣＰＵ、１１２…記憶部、１１３…表示部、１１４…Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣ、１１５…スピーカ、２０１…ＴＳ処理部、２０２…ＴＳ−ＤｅＭｕｘ部、２０３…Ｖｉｄｅｏデコード部、２０４…表示制御部、２０５…Ａｕｄｉｏデコード部、２０６…Ａｕｄｉｏ制御部、２０７…ＤＭＡＣ、２０８…ＣＰＵコア部、２０９…フリーランカウンタ、２１０…ＰＣＲ値保持バッファ、２１１…ＰＣＲ受信時のフリーランカウンタ値保持バッファ、２５１…ＴＳバッファ、２５２…タイムスタンプバッファ、２５３…ＰＣＭデータバッファ、３０１…ＰＣＭデータ処理部、３０２…ＤＡＣ−ＩＦ部、３５１…入力ＦＩＦＯ、３５２…出力ＦＩＦＯ。

Claims (11)

1. 放送局の基準クロックと非同期で異なる周波数のシステムクロックで動作している装置の同期をとる放送局同期方法であって、
   前記システムクロックでカウント動作を行うフリーランカウンタと、受信した同期用の番組時刻基準値情報を保持するバッファと、同期用の番組時刻基準値情報を受信した時のフリーランカウンタ値を保持するバッファを備え、
   予め定めた一定期間ごとに取得する前記フリーランカウンタの値と、前記同期用の番組時刻基準値情報を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報と、前記同期用の番組時刻基準値情報を受信した時のフリーランカウンタ値を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報受信時のフリーランカウンタ値より算出される再生用のシステム時刻基準値と、Ａｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値の差分情報をズレ時間として検出し、
   再生用のシステム時刻基準値にＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値を追従させるように、先に定めた一定期間単位でＡｕｄｉｏデータの再生時間を調整することで、再生用のシステム時刻基準値とＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値の間に生じているズレ時間の補正を行い、放送局との同期を取ることを特徴とする放送局同期方法。
2. 請求項１記載の放送局同期方法におけるシステム時刻基準値の算出方法として、
   一定期間ごとに取得する前記フリーランカウンタの値と、前記同期用の番組時刻基準値情報を受信した時のフリーランカウンタ値を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報受信時のフリーランカウンタ値の差分値を補正値として、前記同期用の番組時刻基準値情報を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報に加算して、システム時刻基準値を算出することを特徴とする放送局同期方法。
3. 請求項１記載の放送局同期方法において、
   前記同期用の番組時刻基準値情報を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報、及び前記同期用の番組時刻基準値情報を受信した時のフリーランカウンタ値を保持するバッファに保持されている同期用の番組時刻基準値情報受信時のフリーランカウンタ値は、新しい前記同期用の番組時刻基準値情報を受信する度に、各々、新しい値に更新されること特徴とする放送局同期方法。
4. 請求項１記載の放送局同期方法におけるＡｕｄｉｏデータ再生時間の調整方法として、
   再生するＰＣＭデータのデータ数は変化させず、先に定めた一定期間毎にＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力する時のサンプリング周波数を調整することで、前記放送局との同期を取ることを特徴とする放送局同期方法。
5. 請求項１記載の放送局同期方法において、
   音声を再生するためのＰＣＭデータ転送において、ＰＣＭデータの転送完了を示す信号を、再生用のシステム時刻基準値の算出を行うタイミング信号として用い、算出された再生用のシステム時刻基準値とＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値の比較してズレを求め、ＰＣＭデータをＡｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力するサンプリング周波数を調整することで、前記放送局との同期を取ることを特徴とする放送局同期方法。
6. デジタルＴＶ放送の電波を電気信号に変換するアンテナと、前記アンテナにより出力された電気信号を復調する高周波部と、放送局の基準クロックとは非同期で異なる周波数のシステムクロックと、ＭＰＥＧ２−ＴＳデータをＶｉｄｅｏデータとＡｕｄｉｏデータに分離してデコード処理を施すＣＰＵと、前記ＣＰＵで分離したＶｉｄｅｏデータをデコードして生成した描画データを表示する表示手段と、前記ＣＰＵで分離したＡｕｄｉｏデータをデコードして生成したＰＣＭデータをアナログ音声に変換するＡｕｄｉｏ−ＤＡＣと、前記Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣにより変換されたアナログ音声を拡声するスピーカとを有する端末機に用いられる放送局同期制御装置であって、
   前記ＣＰＵは、前記ＭＰＥＧ２−ＴＳデータを所定のデータ数ごとにパッキングするＴＳ処理部と、前記ＭＰＥＧ２−ＴＳデータをＶｉｄｅｏデータとＡｕｄｉｏデータに分離するＴＳ−ＤｅＭｕｘ部と、前記ＴＳ−ＤｅＭｕｘ部により分離されたＡｕｄｉｏデータをＰＣＭデータに変換するＡｕｄｉｏデコード部と、前記Ａｕｄｉｏデコード部により変換されたＰＣＭデータを、設定したサンプリング周波数で前記Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力するＡｕｄｉｏ制御部と、前記ＣＰＵ内の各部の制御や演算処理を行うＣＰＵコア部と、前記ＣＰＵコア部に代わってＰＣＭデータを前記Ａｕｄｉｏ制御部に転送するＤＭＡＣと、
   前記システムクロックによってカウント動作を行うフリーランカウンタと、受信した同期用の番組時刻基準値情報を保持するバッファと、同期用の番組時刻基準値情報を受信した時の前記フリーランカウンタの値を保持するバッファとを備えることを特徴とする放送局同期制御装置。
7. 請求項６記載の放送局同期制御装置において、
   前記Ａｕｄｉｏ制御部は、前記ＰＣＭデータのサンプリング周波数やステレオ／モノラルの設定を行うＰＣＭデータ処理部と、前記ＰＣＭデータのタイミングを制御して前記Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力するＤＡＣ−ＩＦ部と、前記Ａｕｄｉｏ制御部に入力されるＰＣＭデータをバッファリングする入力ＦＩＦＯと、前記Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣに出力するＰＣＭデータをバッファリングしておく出力ＦＩＦＯとを備えることを特徴とする放送局同期制御装置。
8. 請求項６記載の放送局同期制御装置において、
   前記放送局の基準クロックとは非同期で周波数も異なる携帯端末機のシステムクロックで、前記フリーランカウンタはカウント動作を行い、ＭＥＰＲＧ２−ＴＳデータより抽出された同期用の番組時刻基準値情報と同期用の番組時刻基準値情報受信時のフリーランカウント値を、各々の保持用バッファに保持し、
   音声を再生するために前記ＤＭＡＣによってＰＣＭデータは前記Ａｕｄｉｏ制御部に転送され、ＰＣＭデータの転送完了を示す信号をトリガとしてフリーランカウンタの値を取得し、更に、各々の保持用バッファに保持した同期用の番組時刻基準値情報と同期用の番組時刻基準値情報受信時のフリーランカウント値を用いて、再生用のシステム時刻基準値を算出し、再生するＰＣＭデータに付随されているＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値と比較を行い、再生用のシステム時刻基準値に対するＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値の遅れ／進みの差を前記ＣＰＵコア部が判定し、
   前記ＣＰＵコア部は、ＰＣＭデータを前記Ａｕｄｉｏ−ＤＡＣへ出力する際に、遅れ／進みの差を補正するように前記ＰＣＭデータ処理部に設定する入力サンプリング周波数を調整することを特徴とする放送局同期制御装置。
9. 請求項８記載の放送局同期制御装置において、
   前記ＣＰＵコア部は、再生用のシステム時刻基準値とＡｕｄｉｏ再生用の提示時刻情報値の比較を行う期間を任意に設定可能であることを特徴とする放送局同期制御装置。
10. 請求項８記載の放送局同期制御装置において、
    前記ＣＰＵコア部は、前記ＰＣＭデータ処理部に設定する入力サンプリング周波数を所定の範囲内で補正可能であり、
    前記ＣＰＵコア部によって補正されたサンプリング周波数によってＰＣＭデータの再生時間が調整されて音声再生が行われることを特徴とする放送局同期制御装置。
11. 請求項１０記載の放送局同期制御装置において、
    前記所定の範囲は、人間の聴覚特性に対して許容される程度にあらかじめ規定された範囲であることを特徴とする放送局同期制御装置。

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