JP3053717B2 - 受信機においてタイミングを回復する装置 - Google Patents

受信機においてタイミングを回復する装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ情報のデジタル
伝送に関し、さらに詳細には、ＡＴＭデジタル受信機に
おける可変ビット速度のビデオのためのタイミング回復
に関する。
【０００２】
【従来の技術】利用者のデータを一連のいわゆる「セ
ル」に分割し、それらを通信網に非同期的に入れること
により可変ビット速度の伝送を支援するような通信網が
知られている。そのような通信網の１つが、広帯域統合
サービス・デジタル網（Ｂ−ＩＳＤＮ）であり、非同期
転送モード（ＡＴＭ）通信網と称する。
【０００３】ＡＴＭ通信網により、ビデオ情報を可変ビ
ット速度で伝送することが可能となり。さらに、これに
より、比較的多数の利用者からのデータを統計的に多重
化して単一のデータ・チャネルで伝送することが可能と
なる。
【０００４】ＩＳＯ動画専門家グループ（ＭＰＥＧ）の
音声画像符号化規格（ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11のＩＳＯ
１１１７２委員会草案）において、幾つかの音声、画
像、および（または）補助のデータ源からのビット・ス
トリームを結合するためのシステム多重化機能が与えら
れている。受信機において、システムのデマルチプレク
サにより、セルを含む音声パケットが音声復号器に、セ
ルを含む画像パケットが画像復号器に、そしてセルを含
む補助パケットが補助復号器に供給される。データ・パ
ケットにおけるいわゆる表現タイム・スタンプ（ＰＴ
Ｓ）および復号タイム・スタンプ（ＤＴＳ）により、受
信機において表示される音声および画像の同期が可能と
なる。また、ＭＰＥＧ規格は、一定速度のチャネル・ク
ロックに原則としては固定されうる所定の公称周波数の
システム時間クロック（ＳＴＣ）にも対応している。原
則としては、音声および画像のクロックも、ＳＴＣに固
定することができる。
【０００５】しかしながら、可変ビット速度の、すなわ
ちパケット化された多くのチャネルには、固定先となる
受信機用の連続したチャネル・クロックがない。さら
に、データ・パケットの伝送には、「ジッタ遅延」があ
り得る。したがって、離れた受信機から送信されるタイ
ミング情報から受信ＳＴＣを取り出さなければならな
い。このような構造の場合、受信機におけるデータ・バ
ッファのデータのオーバフロ−（溢れ）および（また
は）アンダフロー（不足）の可能性を実質的に除去する
ことが重要である。
【０００６】受信機の画像クロックおよび音声クロック
がＳＴＣより安定でなければならないような構造の場
合、別の問題も発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題は、ＡＴＭ受信機においてタイミングを回復する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ＡＴＭ受信機におけるタ
イミング回復の問題は、位相比較器、フィルタ、電圧制
御発振器（ＶＣＯ）および出力カウンタを備えた第１の
ＰＬＬを用いて、離れたＡＴＭ送信機から非同期的に受
信されるシステム・クロック基準（ＳＣＲ）値へと固定
することにより、克服することができる。ＳＣＲ値は、
非同期ＳＣＲ値の送信の瞬間のシステム・タイミング・
クロック（ＳＴＣ）の瞬間値を表す。受信機において、
まず、出力カウンタを初期の受信ＳＣＲ値の値に設定す
ることにより、取り出されたＳＴＣが初期受信パケット
のデータ・セルの復号に利用できるようにする。次に、
音声画像データに含まれているいわゆる表示／復号タイ
ム・スタンプをＳＴＣと共に都合よく用いて受信データ
を正しく表示する。
【０００９】実施例としては、受信機のデータ・バッフ
ァにおいて復号前のデータが余分に蓄積する原因となる
「ジッタ遅延（Ｄj）」の値を加えることによって受信
機データ・バッファのアンダフローを軽減するものがあ
る。このような実施例では、データ・バッファの満杯度
を監視し、これに応じてジッタ遅延を調節することによ
って、チャネルのジッタ遅延の動的追跡が行われる。
【００１０】もう１つの典型的な実施例においては、タ
イミング誤差信号が供給される画像表示制御に付加的な
ＰＬＬを用いることにより、復号器の画像タイミングの
安定性を高めてある。この付加的なＰＬＬには、スイッ
チ、フィルタ、クリッパー、および電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）が含まれる。スイッチは、ＶＣＯからの出力パル
スによってイネーブルとなり、いわゆる画像表現単位の
各々に対する瞬間エラー信号入力をフィルタに供給す
る。ＶＣＯは、入力制御信号を小さな電圧範囲にクリッ
プする（切り取る）ことにより変化を制限した非常に安
定な中心周波数を持つ。ＶＣＯからの出力パルスは、表
現単位の復号処理を有効にするのに用いられる。始動時
に、クリッパの制御によりＶＣＯ信号の許容電圧範囲を
拡大することにより、同期化を早めた実施例もある。
【００１１】
【実施例】はじめに、説明を簡潔かつ明確にするため
に、図１のマルチプレクサ・ユニット１００および図２
のデマルチプレクサ・ユニット２００には、画像および
それに対応する音声の単一チャネルしか示していない。
実際には、画像および対応する音声の複数のチャネル
が、送信のためマルチプレクサ・ユニット１００におけ
る多重化に使用され、同じ複数の画像および対応する音
声のチャネルが、デマルチプレクサ２００によって得ら
れる。
【００１２】特に図１に単純化して示したマルチプレク
サ・ユニット１００は、その画像チャネルに、ＰＴＳ／
ＤＴＳ挿入ユニット１０１、画像符号器１０２、および
画像データ・バッファ１０３を含む。音声チャネルに
は、ＰＴＳ挿入ユニット１０４、音声符号器１０５、お
よび音声データ・バッファ１０６を含む。画像データ・
バッファ１０３および音声データ・バッファ１０６から
のデータは、システム符号器／ＳＣＲ挿入器１１０に供
給される。システム時刻クロック発生器１１２には、発
振器１１４および出力カウンタ１１５が含まれる。カウ
ンタ１１５の出力は、ＳＴＣ値であり、ＰＴＳ／ＤＴＳ
挿入ユニット１０１、ＰＴＳ挿入ユニット１０４、およ
びシステム符号器／ＳＣＲ挿入器１１０に供給される。
尚、ＭＰＥＧの仕様によれば、発振器１１４の周波数
は、９０ｋHz±５０ppmでなければならない。さらに、
発振器１１４の周波数ドリフトは、２５０マイクロヘル
ツ／秒を越えてはならない。この実施例では、カウンタ
１１５は、発振器１１４から供給される各パルスに対し
て１回インクリメントされる出力として、３３ビットの
ＳＴＣ値を供給する。
【００１３】画像入力データは、まず、ＰＴＳ／ＤＴＳ
挿入ユニット１０１に供給される。ユニット１０１は、
画像表現、すなわち画像フレームの一部またはすべてに
表現タイム・スタンプ（ＰＴＳ）を挿入する。ＰＴＳが
非双方向に予測される画像表現（nonＢ画像）に挿入さ
れる場合、復号タイム・スタンプ（ＤＴＳ）も挿入しな
ければならない。これらの画像表現の場合、ＰＴＳは、
符号化される双方向画像表現の数＋１だけ（画像周期
で）上回る。この結果、「タイム・スタンプ」が挿入さ
れた画像データは、画像符号器１０２に移り、周知のよ
うに符号化される。符号化された画像データは、画像デ
ータ・バッファ１０３に供給され、システム符号器／Ｓ
ＣＲ挿入器１１０による送信を待つ。
【００１４】入力音声は、いわゆる音声アクセス単位
（ＡＡＵ＝audio access unit）の形式で、ＰＴＳ挿入
ユニット１０４に供給され、そこで、ＰＴＳの値がＡＡ
Ｕの一部または全部に挿入される。その後、それらのＡ
ＡＵは、音声符号器１０５に供給されて、周知のように
デジタル的に符号化された後、音声データ・バッファ１
０６に供給されてシステム符号器／ＳＣＲ挿入器１１０
による送信を待つ。
【００１５】ＰＴＳ／ＤＴＳは、デマルチプレクサ・ユ
ニット２００（図２）における本発明による音声および
画像データの復号および表示の制御に使用される。ＰＴ
Ｓ／ＤＴＳに応じて復号および表示を行うことは、同期
を維持するとともに、デマルチプレクサ・ユニット２０
０（図２）のデータ・バッファのオーバフローおよびア
ンダフローを避けるためである。一般に、ユニット１０
１および１０４によって挿入されるＰＴＳ／ＤＴＳの値
は、ある一定の値にシステム・クロック発生器１１２か
らの瞬間的なＳＴＣ値を加えたものに等しい。
【００１６】システム符号器／ＳＣＲ挿入器１１０は、
データのパックまたはパケットを形成し、これらをデー
タ通信チャネルに非同期的に供給する。パックには、複
数の画像および音声符号器（図示せず）からのパケット
が含まれる。また、パックのヘッダーには、システム時
間クロック発生器１１２からの瞬間的なＳＴＣ値である
ＳＣＲ値が収容される。ＭＰＥＧの仕様によれば、パッ
クは、最低０．７秒ごとに送信されなければならない。
さらに、ＭＰＥＧ仕様では、チャネルのデータ速度はパ
ックの持続期間中は一定であると仮定している。
【００１７】パックの中のパケットには、画像または音
声のデータが収容され、ＰＴＳ／ＤＴＳの値がある場合
には、それらの値はパケットに移されている。したがっ
て、パケットあたりＰＴＳ／ＤＴＳが１つ以上あるよう
な状況の場合、最初のものを除いて、すべて捨てられ
る。
【００１８】Ｒiは、画像表現（絵）ｉの符号化の最中
にデータ・チャネルに送られるビット数の表現である。
送信中の現在の画像表現に対し、システム符号器／ＳＣ
Ｒ挿入器１１０は、送信される実際のビット数を画像符
号器１０２に供給する。将来の画像表現に対しては、画
像符号器１０２が、各画像表現に対して送信されるべき
ビット数に対して示唆された値をシステム符号器／ＳＣ
Ｒ挿入器１１０に供給する。次に、システム符号器／Ｓ
ＣＲ挿入器１１０は、周知の規定された原則（例えば、
１９９１年５月２１日のＡＴＭ画像符号化のための専門
家グループによる文書番号ＡＶＣ−５６，ＣＣＩＴＴ
ＳＴＵＤＹ ＧＲＯＵＰ ＸＶ ＷＰＸＶ／１の「ＡＴ
Ｍ網のための可変ビット速度の画像に関する制約（Cons
traints on Variable Bit-Rate Video for ATM Network
s）」と題する論文にある）により実際の値を選択す
る。
【００１９】図２は、デマルチプレクサ・ユニット２０
０の詳細を単純化したブロック図で表す。特に、システ
ム復号器／ＳＣＲ抽出器２０１は、復号されるべき画像
情報を画像データ・バッファ２０２に供給し、そこに画
像情報が格納され、表示を待つ。バッファ２０２からの
画像データは、画像表示制御器２０３に、そして結果的
に画像復号器２０４に供給される。同様に、音声データ
は、システム復号器／ＳＣＲ抽出器２０１から音声デー
タ・バッファ２０５に供給され、そこに格納され、表示
を待つ。バッファ２０５からの音声データは、音声表示
制御器２０６に、そして結果的に、音声復号器２０７に
供給される。また、システム復号器／ＳＣＲ抽出器２０
１は、受信されたシステム・クロック基準（ＳＣＲ）値
を検出して、それらを受信中の有効なＳＣＲ値が何時あ
るかを示すENABLE信号および始動値と共にシステム時間
クロック発生器２０８に供給する。
【００２０】システム時間クロック発生器２０８は、位
相比較器２１０、フィルタ２１１、電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）２１２および出力カウンタ２１４を備えたＰＬＬ
である。システム復号器／ＳＣＲ抽出器２０１におい
て、有効なＳＣＲ値が受信されると、ENABLE信号が供給
され、フィルタ２１１がイネーブルとなる。始動値が供
給され、カウンタ２１４が受信中の初期ＳＣＲ値に設定
されるので、最初に受信されたパックのパケットにおけ
る最初の音声または画像のデータが正しく表示される。
カウンタ２１４からのＳＴＣ出力は、位相比較器２１０
において受信されたＳＣＲ値と比較される。フィルタ２
１１は、ＳＣＲ−ＳＴＣの差を滑らかにして、ＶＣＯ２
１２の周波数の制御に用いられる制御電圧を生成する。
【００２１】伝送のジッタ遅延がなく、ＶＣＯ２１２の
中心周波数がマルチプレクサ・ユニット１００（図１）
内の発振器１１４の中心周波数に近いと仮定すると、フ
ィルタ２１１の制御信号出力は、最終的に小さな一定に
近い値に安定する。発振器１１４（図１）の周波数が高
い方に僅かに変動すると、ＳＣＲの値は、僅かに増大
し、これに応じてＶＣＯ２１２に供給されている制御電
圧も増加し、その周波数も増加する。さらに、これが原
因となって、システム時間クロック発生器２０８からの
出力として供給されているＳＴＣ値が僅かに増大し、し
たがって、受信されたＳＣＲの値を追跡することにな
る。同様に、発振器１１４の周波数の減少に対しても、
デマルチプレクサ・ユニット２００におけるＳＣＲおよ
びＳＴＣの値は、やはり減少することによって互いに追
跡する。
【００２２】フィルタ２１１によって与えられる平滑化
の量、すなわちＳＣＲ−ＳＴＣの差信号の発生を平均化
する持続期間により、ＶＣＯ２１２が如何に早く応答で
きるかが決まる。フィルタ２１１による平滑化の量が小
さければ、ＳＴＣおよびＳＣＲは素早く揃うことができ
る。しかしながら、音声および画像のクロックもＶＣＯ
２１２から取り出される場合、そのように素早く揃うこ
とは、音声および画像の質にとっては有害となりうる。
このような場合、フィルタ２１１によるかなり滑らかな
平滑化が必要となる。
【００２３】フィルタ２１１の利得、換言すれば、ＶＣ
Ｏ２１２の入力感度も、カウンタ２１４に供給される出
力パルスの周波数の安定性に影響を及ぼす。利得が大き
い場合、ＳＣＲとＳＴＣとの間に小さな差があっても、
ＶＣＯ２１２の出力に大きな周波数変動が起こる。利得
が大きすぎると、ＶＣＯ２１２は決して安定しない。利
得が小さすぎると、ＳＣＲおよびＳＴＣが互いに近くな
い場合でも、安定した動作が起こる。
【００２４】音声および画像の復号器のタイミングは、
前述のように音声データまたは画像データにそれぞれ含
まれる表示／復号タイム・スタンプ（ＰＴＳ／ＤＴＳ）
によって制御される。ＰＴＳが画像表現のたびに起こる
と仮定すると、画像データ・バッファ２０２に格納され
ている最も古い画像表現のＤＴＳ（ＤＴＳがない場合は
ＰＴＳ）が、画像表示制御器２０３に移る。画像表示制
御器２０３は、ＳＴＣ−Ｄjの値が最も古いＤＴＳの値
に増加するまで待機する。そして、制御器２０３は、そ
れに対応する画像表現に対する符号化画像データを画像
データ・バッファ２０２から取り出し、それを復号する
ために復号器２０４に渡す。画像表現である復号器２０
４への入力の各々に対し、画像表現が表示のために画像
出力として供給される。この画像出力は、（例えば、Ｂ
画像のための）入力と同じ画像表現でも、（例えば、非
Ｂ画像のための）格納されている前に復号された画像で
もよい。
【００２５】画像表現がＤＴＳを持たない場合、画像表
示制御器２０３は、単純に前の画像表現のＤＴＳに公称
画像持続時間を加えることによって外挿（推定）された
ＤＴＳ値を計算する。画像復号器２０４は、各画像表現
の復号を、次の画像表現が復号される期限の前に、常に
完了するものと仮定する。受信（または外挿）された最
も古い音声ＰＴＳがＳＴＣ−Ｄjに等しい場合、音声デ
ータ・バッファ２０５における次の音声アクセス単位
が、音声表示制御器２０６を介して音声復号器２０７に
供給される。復号された音声は、表示される画像出力に
対応する音声出力として直ちに渡される。
【００２６】画像および音声の表示制御の詳細は、図３
に示して後述する。
【００２７】伝送の実質的なジッタ遅延がある場合、デ
マルチプレクサ２００は正しく動作しない可能性があ
る。これは、システム時間クロック発生器２０８のフィ
ルタ２１１が、ジッタがない状況より長い期間にわたっ
て平均をとらなければならないからである。しかしなが
ら、このような状況でも、さらに深刻な問題は、データ
の到達時間がマルチプレクサ１００（図１）で仮定され
ている以上に異なることである。このようなことが起こ
ると、デマルチプレクサ２００における画像および（ま
たは）音声のデータ・バッファのオーバフローまたはア
ンダフローの可能性がある。
【００２８】データ・バッファのオーバフローは、マル
チプレクサ１００内の符号器によって仮定されている以
上にバッファ・サイズを増やすことによって、容易に避
けることができる。データ・バッファのアンダフロー
は、ジッタ遅延Ｄjの追加---これにより、データ・バッ
ファにおいて復号前のデータが余分に蓄積する---によ
って軽減することができる。余分に蓄えられたデータに
より、アンダフローに対する保証が与えられる。実際
に、ジッタ遅延に関する限界を保証することができれ
ば、データ・バッファのアンダフローの可能性は、十分
に大きなバッファおよびＤjに対する十分大きな値を選
定することによって、ほぼ取り除くことができる。次
に、このジッタ遅延Ｄjの値は、減算器２１６において
ＳＴＣと代数的に結合されてＳＴＣ−Ｄjを形成する。
ＭＰＥＧに対する遅延の量は、Ｄj／９００００秒によ
って与えられる。次に、ＳＴＣ−Ｄjの値は、後述のよ
うに画像表示制御器２０３および音声表示制御器２０６
において使用できるように供給される。
【００２９】チャネルに対するジッタ遅延の動的追跡
は、ジッタ遅延Ｄjの値を動的に生成するジッタ遅延算
出ユニット２１７を利用することによって実現される。
その結果動的に得られるＤjの値は、減算器２１６の負
入力に供給されて、ＳＴＣ−Ｄjの値が得られる。デー
タ・バッファのアンダフローを実質的に排除するには、
Ｄjが十分大きいことを保証するだけでよい。データの
到達が遅れる場合、すなわちＳＴＣ＞ＳＣＲである場
合、データ・バッファのアンダフローが起こる可能性が
ある。したがって、Ｄjの保守的な選定は、ＳＴＣ−Ｓ
ＣＲの最大の測定値である。実際の動作において、Ｄj
は、音声および画像の質にそれほど影響を与えることな
く所望の値まで非常にゆっくりと増加する。
【００３０】この実施例においては、画像データ・バッ
ファ２０２の瞬間的な満杯度を用いて、ジッタ遅延Ｄj
の値を変調している。このため、画像データ・バッファ
２０２の満杯度の値は、位相比較器２１０から出力され
るＳＣＲ−ＳＴＣの値と共にジッタ遅延算出ユニット２
１７に供給される。
【００３１】ジッタ遅延算出過程は、図４に流れ図で示
してある。処理の最初に、ステップ４０１において、Ｄ
jの値を公称予測ジッタ遅延値へと初期化する。次に、
ステップ４０２において、画像データ・バッファ２０２
の満杯値を読む。ステップ４０３において、画像データ
・バッファ２０２の満杯値が大きすぎて、ジッタ遅延が
大きすぎることを示しているかどうかを判断するために
検査する。ステップ４０３での検査結果がＹＥＳの場
合、ステップ４０４により、Ｄjの値をデクリメントす
る。その後、制御はステップ４０５に移る。ステップ４
０３における検査結果がＮＯの場合、ステップ４０６の
検査により、画像データ・バッファ２０２の満杯度が小
さすぎるかどうかを判断する。ステップ４０６での検査
結果がＹＥＳの場合、ステップ４０７により、Ｄjの値
をインクリメントする。その後、制御はステップ４０５
に移る。ステップ４０６での検査結果がＮＯの場合、ス
テップ４０５において、位相比較器２１０からＳＣＲ−
ＳＴＣの値を読む。ステップ４０８により、ステップ４
０５で得た値の符号を変化させてＳＴＣ−ＳＣＲを得
る。次に、ステップ４０９の検査により、Ｄjの値がＳ
ＴＣ−ＳＣＲの値を下回るかどうかを判断する。ステッ
プ４０９の検査結果がＹＥＳの場合、ステップ４１０に
おいてＤjの値をインクリメントする。ステップ４０９
での検査結果がＮＯの場合、制御はステップ４０２に戻
る。
【００３２】図４の処理におけるインクリメントおよび
デクリメントの量は、適応処理にどの程度の速さを望む
か、音声および画像の出力にどの程度の安定性が必要か
に依存する。このような判断は、システムの実施者によ
る選択に委ねられる。
【００３３】図３に、画像表示制御器２０３または音声
表示制御器２０６の何れかに対して使用可能な表示制御
ユニットの詳細を単純化したブロック図で表した。尚、
音声表示制御器２０６に対しては、ＰＴＳ値のみを用い
る。同図において、特にパケット分解器／ＤＴＳ（ＰＴ
Ｓ）抽出器３０１は、パケット・ヘッダーを取り去り、
ＤＴＳおよび（または）ＰＴＳの存在を検出する。（受
信される最初のパケットにはＰＴＳが入っていることが
求められる。）ＰＴＳ／ＤＴＳが検出された場合（ＤＴ
Ｓがない場合は、ＤＴＳ＝ＰＴＳと設定する）、パケッ
ト分解器／ＤＴＳ（ＰＴＳ）抽出器３０１からの信号に
より、スイッチ３０２がＡの位置に設定され、スイッチ
３０２のＡ入力にＤＴＳ値が供給される。一方、供給さ
れたＤＴＳ値は、スイッチ３０２による出力ＤＴＳ１と
してＤＴＳ（ＰＴＳ）レジスタ３０３に供給される。
【００３４】パケット分解器／ＤＴＳ（ＰＴＳ）抽出器
３０１は、パケット・ヘッダーを取り去った後、残りの
パケット・データを要求に応じて表現単位（ＰＵ）検出
器３０４に渡す。音声表示制御器２０６の場合は、ＰＵ
は音声アクセス単位（ＡＡＵ）である。第１のＰＵ（そ
の他のＰＵはそうではない）の開始時に、表現単位検出
器３０４が、クロック・パルスを出力してＤＴＳ（ＰＴ
Ｓ）レジスタ３０３にクロックを与え、これにより、そ
の入力ＤＴＳ１が読まれて記憶された後、出力ＤＴＳ２
として減算器３０５および加算器３０６に供給される。
この後、表現単位検出器３０４は待機する。
【００３５】ＳＴＣ−Ｄjの値が減算器３０５に供給さ
れ、そこで、格納されているＤＴＳ２の値と比較され
る。この結果の差ＳＴＣ−Ｄj−ＤＴＳ２が、ゼロ検出
器３０７に供給される。ＳＴＣ−ＤjがＤＴＳ２に等し
い値まで増加すると、ENABLE NEXT PU信号が、出力とし
て表現単位検出器３０４およびスイッチ３０２へのＳＥ
Ｔ Ｂ入力に供給される。これにより、次のＰＵを復号
器に渡すことができるようになる。画像表示制御器２０
３の場合、このENABLE NEXT PU信号を表現単位検出器３
０４が受信すると、検出器３０４は、直ちに、次のＰＵ
に対するデータを画像復号器２０４に転送する。同様
に、音声表示制御器２０６の場合は、ENABLENEXT PU信
号により、表現単位検出器３０４は、次のＰＵに対する
データを音声復号器２０７に転送する。また、前述のよ
うに、ENABLE NEXT PU信号により、スイッチ３０２はＢ
の位置に設定される。ＰＵの出力中に、パケット分解器
／ＤＴＳ（ＰＴＳ）抽出器３０１がＰＴＳ／ＤＴＳを検
出した場合、スイッチ３０２はＡの位置に設定される。
しかし、ＰＴＳ／ＤＴＳが検出されない場合、スイッチ
３０２の位置はＢのままである。
【００３６】ＰＵデータ転送の終了時に、表現単位検出
器３０４は、前と同様にＤＴＳ（ＰＴＳ）レジスタ３０
３のＣＫ（クロック）入力にクロック・パルスを出力す
る。新たなＤＴＳ値が届くと、前のようにスイッチ３０
２の入力Ａから読み込まれ、、ＤＴＳ１の値としてレジ
スタ３０３に供給され、レジスタ３０３からＤＴＳ出力
値として現れる。しかし、新たなＤＴＳ値が届かない場
合、スイッチ３０２は、依然としてＢの位置に留まる。
この場合、外挿されたＤＴＳ値が、加算器３０６から供
給され、新たなＤＴＳ１の値としてレジスタ３０３に供
給され、その出力にＤＴＳ２として現れる。この外挿さ
れたＤＴＳの値は、加算器３０６により前のＤＴＳ２の
値にＳＴＣの単位で表した公称画像期間の定数値を加え
ることによって得られる。例えば、公称画像周波数が２
９．９７Ｈｚで、ＳＴＣの周波数が９０ｋＨｚである場
合、定数値は３００３である。
【００３７】次に、表現単位検出器３０４は、ＳＴＣ−
Ｄjが増加してこの新たなＤＴＳ２の値に達するまで待
機し、達したところで、ゼロ検出器３０７からENABLE N
EXTPU信号（パルス）を受信して、このデータ出力サイ
クルを繰り返す。
【００３８】極めて安定な画像タイミングを必要とする
非常に高品質な用途の場合、システム時間クロック発生
器２０８の安定性が、所望の品質水準を達成するには不
十分な場合がある。例えば、ＭＰＥＧ仕様では、±５０
ｐｐｍのＳＴＣ安定性を求めているのに対し、伝送画像
クロックの安定性に対する工業規格は±３ｐｐｍであ
る。結果的に、画像のタイミングおよびデマルチプレク
サ・ユニット２００を高める構造が必要である。
【００３９】この目的のため、所望の品質の画像タイミ
ングを実現するために図３のゼロ検出器３０７の代わり
に使用できる時間ベースの修正回路を単純化したブロッ
ク図で図５に表す。図５において、タイミング誤差信号
ＳＴＣ−Ｄj−ＤＴＳ２が、スイッチ５０１、フィルタ
５０２およびクリッパ５０３を介して電圧制御発振器
（ＶＣＯ）５０４に供給される。要素５０１〜５０４に
より、付加的なＰＬＬを形成する。ＶＣＯ５０４が、出
力として一連の短いパルスをほぼ一定の周波数で供給す
る。これらの出力パルスは、表現単位検出器３０４（図
３）に供給されるENABLE NEXT PU信号であり、スイッチ
５０１にも供給される。
【００４０】ＶＣＯ５０４は、例えば２０．９Ｈｚのよ
うなビデオ工業規格にしたがう非常に安定な中心周波数
を有する。さらに、ＶＣＯ５０４の周波数変化は、通常
の動作中は、その入力制御電圧をクリッパ５０３によっ
て小さな範囲にクリップすることによって、例えば±３
ｐｐｍに制限されている。システムの始動中は許容制御
電圧範囲を広くすることによって、同期を速める方が望
ましいことがある。これは、電圧制御範囲を広くできる
ようにクリッパ５０３に始動信号を供給することによっ
て実現される。既に示したように、ＶＣＯ５０４からの
ENABLE NEXT PU信号（パルス）を用いても、スイッチ５
０１をイネーブルにすることができる。このENABLE NEX
T PU信号の各パルスにより、スイッチ５０１が閉じるこ
とによって、瞬間的なタイミング誤差信号入力をフィル
タ５０２に供給することが可能となる。フィルタ５０２
は、標本化されたタイミング誤差信号を、一般に、ある
時間枠にわたって平均化し、その結果をクリッパ５０３
に渡す。図５に示した時間ベースの修正器のＰＬＬの安
定性および追随率は、フィルタの持続時間および利得を
慎重に選択することによって、決定する。
【００４１】以上の説明は、本発明の実施例に関するも
ので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の
変形例が考えられるが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ａ
ＴＭ受信機においてタイミングを回復することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＴＭ網の送信機において用いられるマルチプ
レクサ・ユニットの詳細を単純化して示すブロック図で
ある。
【図２】ＡＴＭ網の受信機において用いられるデマルチ
プレクサ・ユニットの詳細を単純化して示すブロック図
である。
【図３】図２のデマルチプレクサ・ユニットにおいて用
いられる表示制御器の詳細を単純化して示すブロック図
である。
【図４】図２のジッタ遅延計算ユニットにおいてジッタ
遅延値を生成する過程を示す流れ図である。
【図５】画像タイミングの安定性を高めるために表示制
御器において用いられる時間ベースの修正器の詳細を単
純化して示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ マルチプレクサ・ユニット １０１ ＰＴＳ／ＤＴＳ挿入ユニット １０２ 画像符号器 １０３、２０２ 画像データ・バッファ １０４ ＰＴＳ挿入ユニット １０５ 音声符号器 １０６、２０５ 音声データ・バッファ １１０ システム符号器／ＳＣＲ挿入器 １１２ システム時間クロック発生器 ２００ デマルチプレクサ・ユニット ２０１ システム復号器／ＳＣＲ抽出器 ２０３ 画像表示制御器 ２０４ 画像復号器 ２０６ 音声表示制御器 ２０７ 音声復号器 ２０８ システム時間クロック発生器 ２１７ ジッタ遅延算出ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アミー アール．リーブマン アメリカ合衆国 08520 ニュージャー ジー イーストウィンザー、ジェフェリ ー レーン 19 (56)参考文献 特開 平４−100430（ＪＰ，Ａ) Ｃｈａｏ Ｈ．Ｊ．ｅｔ ａｌ．“Ａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆ ｅｒ Ｍｏｄｅ Ｐａｋｅｔ Ｖｉｄｅ ｏ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｓ ｔｅｍ”，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎ ｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．28 Ｎｏ．７, 第781頁−第788頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 7/033

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 システムクロック基準値（以下「ＳＣＲ
    値」という。）を含む非同期ディジタル信号を受信する
    手段と、 受信された非同期ディジタル信号から前記ＳＣＲ値を抽
    出する手段と、 入力および出力を有し、該入力に供給される抽出された
    ＳＣＲ値にロックし、該出力からシステム時間クロック
    信号（以下「ＳＴＣ信号」という。）を生成する位相ロ
    ックループ手段と、 前記位相ロックループ手段内の前記出力に位置し、始動
    時に受信されるＳＣＲ値（以下「始動時ＳＣＲ値」とい
    う。）が直接供給され、始動時に、前記出力における前
    記ＳＴＣ信号を前記始動時ＳＣＲ値に設定する設定手段
    と、 前記始動時ＳＣＲ値を前記設定手段に直接供給する手段
    とからなることを特徴とする、受信機においてタイミン
    グを回復する装置。
  2. 【請求項２】 前記設定手段は、前記出力において前記
    ＳＴＣ信号を生成するカウンタを有し、該カウンタは、
    始動時に前記始動時ＳＣＲ値に設定されることを特徴と
    する請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記位相ロックループ手段は、前記抽出
    されたＳＣＲ値および前記ＳＴＣ信号を受け取り位相誤
    差信号を生成する手段を有し、 前記装置は、 前記受信された非同期ディジタル信号からのデータを記
    憶するバッファ手段と、 前記バッファ手段の満杯度を取得する手段と、 前記位相誤差信号および前記満杯度を受け取り、ジッタ
    遅延値を動的に生成する手段と、 前記ジッタ遅延値を前記ＳＴＣ信号と代数的に結合して
    修正ＳＴＣ信号を生成する手段とをさらに有することを
    特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 システムクロック基準値（以下「ＳＣＲ
    値」という。）を含む非同期ディジタル信号を受信する
    手段と、 受信された非同期ディジタル信号から前記ＳＣＲ値を抽
    出する手段と、 入力および出力を有し、該入力に供給される抽出された
    ＳＣＲ値にロックし、該出力からシステム時間クロック
    信号（以下「ＳＴＣ信号」という。）を生成する位相ロ
    ックループ手段と、 前記位相ロックループ手段内にあり、前記抽出されたＳ
    ＣＲ値および前記ＳＴＣ信号を受け取り位相誤差信号を
    生成する手段と、 前記位相ロックループ手段内の前記出力に位置し、始動
    時に受信されるＳＣＲ値（以下「始動時ＳＣＲ値」とい
    う。）が直接供給され、始動時に、前記出力における前
    記ＳＴＣ信号を前記始動時ＳＣＲ値に設定する設定手段
    と、 前記受信された非同期ディジタル信号からのデータを記
    憶するバッファ手段と、 前記バッファ手段に記憶されているデータの量の満杯度
    を取得する手段と、 前記位相誤差信号および前記満杯度を受け取り、ジッタ
    遅延値を動的に生成する手段と、 前記ジッタ遅延値を前記ＳＴＣ信号から代数的に減算し
    て修正ＳＴＣ信号を生成する手段とからなることを特徴
    とする、受信機においてタイミングを回復する装置。
  5. 【請求項５】 前記修正ＳＴＣ信号は、前記非同期ディ
    ジタル信号で受信された画像情報の表示を制御するため
    に用いられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記修正ＳＴＣ信号は、前記非同期ディ
    ジタル信号で受信された音声情報の再生にも用いられる
    ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記バッファ手段は画像データバッファ
    からなり、 前記満杯度は、前記画像データバッファに記憶されてい
    る画像データの量を表すことを特徴とする請求項６に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 前記受信機は、前記画像データバッファ
    に記憶されている画像データ表現単位の画像復号器への
    供給を制御する画像表示制御手段を有することを特徴と
    する請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記受信機は、 音声データバッファと、 前記音声データバッファに記憶されている音声データ表
    現単位の音声復号器への供給を制御する音声再生制御手
    段とをさらに有することを特徴とする請求項８に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記画像表示制御手段は、前記修正Ｓ
    ＴＣ信号と、前記非同期ディジタル信号において画像デ
    ータとともに受信された規定のタイムスタンプ値とに応
    じて、前記画像データ表現単位の前記画像復号器への供
    給を制御することを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記音声再生制御手段は、前記修正Ｓ
    ＴＣ信号と、前記非同期ディジタル信号において音声デ
    ータとともに受信された規定のタイムスタンプ値とに応
    じて、前記音声データ表現単位の前記音声復号器への供
    給を制御することを特徴とする請求項１０に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記画像表示制御手段は、 前記画像復号器に供給される前記画像データ表現単位の
    転送タイミングを高める時間ベース修正手段を含むこと
    を特徴とする請求項１０に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記時間ベース修正手段は、前記修正
    ＳＴＣ信号と、前記画像復号器に供給されるべき画像デ
    ータ表現単位に対応する復号タイムスタンプ値との代数
    的結合を表す制御信号に応じて動作する第２の位相ロッ
    クループ手段を含むことを特徴とする請求項１２に記載
    の装置。
  14. 【請求項１４】 システムクロック基準値（以下「ＳＣ
    Ｒ値」という。）を含む非同期ディジタル信号を受信す
    る手段と、 受信された非同期ディジタル信号から前記ＳＣＲ値を抽
    出する手段と、 入力および出力を有し、該入力に供給される抽出された
    ＳＣＲ値にロックし、該出力からシステム時間クロック
    信号（以下「ＳＴＣ信号」という。）を生成する位相ロ
    ックループ手段と、 前記位相ロックループ手段内にあり、前記抽出されたＳ
    ＣＲ値および前記ＳＴＣ信号を受け取り位相誤差信号を
    生成する手段と、 前記受信された非同期ディジタル信号からのデータを記
    憶するバッファ手段と、 前記バッファ手段に記憶されているデータの量の満杯度
    を取得する手段と、 前記位相誤差信号および前記満杯度を受け取り、ジッタ
    遅延値を動的に生成する手段と、 前記ジッタ遅延値を前記ＳＴＣ信号から代数的に減算し
    て修正ＳＴＣ信号を生成する手段とからなることを特徴
    とする、受信機においてタイミングを回復する装置。
  15. 【請求項１５】 前記修正ＳＴＣ信号は、前記非同期デ
    ィジタル信号で受信された画像情報の表示を制御するた
    めに用いられることを特徴とする請求項１４に記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記修正ＳＴＣ信号は、前記非同期デ
    ィジタル信号で受信された音声情報の再生にも用いられ
    ることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
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