JP3767966B2

JP3767966B2 - Data transmission equipment

Info

Publication number: JP3767966B2
Application number: JP8073297A
Authority: JP
Inventors: 雄一大波
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JPH10276431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動画像信号を伝送し受信再生、もしくは蓄積装置から読みだし再生する装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像処理技術とりわけ画像データ、音声データの圧縮技術は、めざましい発展を遂げている。そして、その圧縮技術を利用し圧縮されたデータを遠隔地に伝送する応用システムも急速に普及している。
【０００３】
このような伝送システムでは、送信部における画像データなどの入力レートと、受信部の対応する画像データなどの出力レートを同一にする必要がある。つまり、送信部と受信部で入出力レートに差異があれば、結果として受信部の画像データなどの出力に、データの欠損が発生するなどの問題が生じる。
【０００４】
一般にこのような問題を解決するには、送信部に入力される画像データなどの入力レートの基準になる単一のクロックを送信側で発生し、これと同一の周波数のクロックを受信部で再生するようにする。そして、出力する画像データなどの出力レートの基準に、受信部で再生したこのクロックを用いることで実現している。（この送信部、受信部の入出力レートの基準になるクロックを、以下送信部システムクロック、受信部システムクロックと呼ぶ。）一般的には、送信部システムクロックの周波数が、ある比率（必ずしも１：１ではない比率）で画像データなどの入力レートにロックするようにしている。
【０００５】
このため、伝送路上に流されるストリームには、圧縮データの他に、受信部でシステムクロックを再生するために必要な情報も多重化されている。以下この情報を、受信部システムクロック再生情報と呼ぶ。国際規格のＭＰＥＧ２（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐｐｈａｓｅ２）では、この情報をＰＣＲ（ＰｒｏｇｒａｍＣｌｏｃｋＲｅｆｅｒｅｎｃｅ），またはＳＣＲ（ＳｙｓｔｅｍＣｌｏｃｋＲｅｆｅｒｅｎｃｅ）という名称で定義している。
【０００６】
次に、より具体的な従来技術によるシステム構成例を図２に示す。図２において、伝送路１を境に送信部２０と受信部３３に区別される。また、図２は画像データのみを処理し、前述の送信部システムクロックの周波数は、入力画像データのレートと１：１の比率でロックする場合の例を示している。
【０００７】
送信部２０には、入力画像データ２１と、そのクロックである入力画像データクロック２２が入力される。送信部２０では、入力画像データ２１が圧縮符号化され、圧縮データとなる。一方入力画像データクロック２２をもとに、送信部システムクロック２３が生成される。そして、送信部システムクロック２３で動作するカウンタ２４のカウンタ値が所定の間隔で周期的にホールドされ、受信部システムクロック再生情報となる。そして、前記圧縮データと受信部システムクロック再生情報とがそれぞれ多重化され、ストリーム２５となって伝送路１に出力される。なお、このストリーム２５は、伝送路１からの伝送クロック２６に従って出力する。
【０００８】
伝送路１は、上述のストリーム２５を伝送クロック２６に従い送端から取り込み、受端にストリーム３として、伝送クロック４とともに、それに同期して出力する。なお、伝送クロック２６と伝送クロック４の周波数は同一である。受信部３３は、伝送路１から得た伝送路速度のストリーム３を受信部システムクロック再生情報抽出部６とビデオ復号化処理部５に入力し、入力したストリームから受信部システムクロック再生情報と圧縮データとを識別し分離してそれぞれ処理する。それにより、受信部システムクロック再生情報７をもとに受信部システムクロック２７が再生される。この時、ＶＣＯ制御部２８は、受信部システムクロック２７の周波数が送信部システムクロック２３の周波数と同一になるように（ロックするように）ＶＣＯ１４を制御する。
【０００９】
この受信部システムクロック２７は、ビデオ復号化処理部５に供給される。ビデオ復号化処理部５に入力された圧縮データは、該受信部システムクロック２７に応じて復号され、出力画像データ１９となって出力される。また、ビデオ復号化処理部５は受信部システムクロック２７を基準にして、出力画像データクロック１８を生成し、同様に出力する。
【００１０】
以上のように、入力画像データ２１の入力レートを基準にした送信部システムクロック２３が送信部２０において生成され、受信部３３では受信部システムクロック再生情報７をもとに、送信部２０における送信部システムクロック２３と同一周波数の受信部システムクロック２７が再生される。そして、その受信部システムクロック２７を基準に出力画像データ１９が出力されるため、入力画像データ２１と出力画像データ１９のレートを同一とすることができる。
【００１１】
各部の内部構成と動作をもう少し詳しく説明する。送信部２０は、ビデオ符号化処理部２９、カウンタ２４、ホールド回路３０、切り替え器３１、送信部システムクロック発生器３２からなる。ビデオ符号化処理部２９の書き込み側、送信部システムクロック発生器３２には、入力画像データクロック２２が供給される。例えば、その周波数は２７ＭＨｚである。送信部システムクロック発生器３２は、入力画像データクロック２２にロックした送信部システムクロック２３を出力する。ここでは、入力画像データクロック２２と送信部システムクロック２３の比率を１：１と仮定しているため、送信部システムクロック２３も２７ＭＨｚになる。
【００１２】
符号化処理部２９の読み出し側、ホールド回路３０、切り替え器３１には、伝送路１に関連した伝送クロック２６が供給される。ビデ才符号化処理部２９は、入力画像データを入力画像データクロック２２で取り込み、圧縮データに変換する。圧縮データは、伝送路１の容量より小さいデータレートとされる。この圧縮データは、伝送クロック２６で多重化タイミング、に合わせて読み出され、切り替え器３１によりストリーム２５へ出力される。
【００１３】
カウンタ２４は、送信部システムクロック２３にて動作するカウンタであり、いわば、送信部が基準とする時計である。ホールド回路３０は多重化タイミングに従ってカウンタ値をホールドし受信部システムクロック再生情報として切り替え器３１に出力され、圧縮データと多重化され、ストリーム２５へ出力される。
【００１４】
この受信部システムクロック再生情報付加において、ある受信部システムクロック再生情報から次の受信部システムクロック再生情報までの最大の間隔については、一般に規定されている。例えば、ＭＰＥＧ２では、ＳＣＲの間隔について最大０．７秒、ＰＣＲについては、最大０．１秒と規定している。しかし、実際に付加されるその周期については特に規定がないため、それぞれのアプリケーションによって異なる。
【００１５】
送信部２０の出力であるストリーム２５は、基本的に受信部システムクロック再生情報、圧縮データを繰り返す形で構成され、最終的に例えば、６．１４４Ｍｂｐｓでのデータ群となる。
【００１６】
次に、受信部３３について説明する。受信部３３は、受信部システムクロック再生情報抽出器６、カウンタ１２、ホールド回路９、ビデオ復号化処理部５、ＶＣＯ制御部２８、ＶＣＯ１４からなる。（ＶＣＯは、ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ０ｓｃｉｌｌａｔｏｒの略）
ビデオ復号化処理部５の入力側および受信部システムクロック再生情報抽出器６には、伝送クロック４（例えば、周波数６．１４４ＭＨｚ）が伝送路１から供給される。ビデオ復号化処理部５の出力側およびカウンタ１２には、受信部システムクロック２７（周波数２７ＭＨｚ）が供給される。ビデオ復号化処理部５は、ストリーム３から圧縮データを抽出し、元の画像を復号再生する。
【００１７】
次にＶＣＯ制御部２８の構成を説明する。ＶＣＯ制御部２８は、差分検出器２８−１、ＤＡ変換器１７−３、アンプ１７−４、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）１７−５から構成される。
【００１８】
差分検出器２８−１は、カウンタ値をホールドするホールド回路９の出力１０と受信部システムクロック再生情報抽出器６で抽出された受信部システムクロック再生情報７の値の差分値をディジタルエラー値を示す信号ｄｅとして出力する。信号ｄｅはＤＡ変換器１７−３でアナログの工ラー量である信号ａｅに変換される。そして、エラー量信号ａｅは、ＡＭＰ１７−４でゲイン変換され、ＬＰＦ１７−５で平均化されて信号ｆになる。ＶＣＯ１４は制御信号ｆの電圧値に応じて、出力周波数を高めたり低めたりする動作を行う。
【００１９】
その動作の制御は、カウンタのホールド出力１０が受信部システムクロック再生情報７の値よりもより大きい場合に、受信部システムクロック２７の周波数がより低くなるようにＶＣＯ１４が制御されることで実現される。
【００２０】
基本的に、カウンタ１２のホールド出力１０が、受信部システムクロック再生情報７の値よりも大きい場合は、受信部のカウンタ１２を動作させている受信部システムクロック２７の周波数が、送信部のカウンタ２４を動作させている送信部システムクロック２３の周波数より高くなる。このため上記のような制御で、受信部システムクロック２７の周波数を送信部システムクロック２３の周波数により近づけることができ、最終的に同一にする（ロックさせる）ことができる。
【００２１】
前述したように受信部システムクロック再生情報は、周期的にストリーム３に多重化されているため、差分検出器２８−１で差分を検出し、ＶＣＯ１４を制御するという動作が繰り返される。このことにより、送信部システムクロック２３と受信部システムクロック２７の周波数が同一となり、カウンタ値のホールド出力１０と、受信部システムクロック再生情報抽出器６の値である受信部システムクロック再生情報７の値の差は、ある一定値に収束することになる。つまり、この状態が受信部システムクロック２７が、送信部システムクロック２３にロックした状態となる。
【００２２】
ここで、前述したＶＣＯ制御部２８の動作、特にｄｅからｆまでのゲイン設定について、より詳細に述べる。まず差分検出器２８−１は、受信部システムクロック再生情報７の値からカウンタのホールド出力１０の値を減算して、ｄｅとする。そして、ｄｅの下位１６ビットをＤＡ変換器１７−３で変換し、ａｅとする。また、このａｅの電圧変化は１Ｖｐ−ｐとする。そして、ＶＣＯ１４の制御電圧に対する周波数変更特性は、２０ｐｐｍ／Ｖとする。なお、初期状態においてＶＣＯ１４の入力ｆは、変更電圧範囲の中間電位となっているものとし、このときＶＣＯ１４の出力である受信部システムクロック２７は、２７ＭＨｚとなるとする。
【００２３】
この構成で、ｄｅからｆまでのゲイン調整は、アンプ１７−４で実行される。ここでｄｅからｆまでのゲインは主に、最大の受信部システムクロック再生情報間隔と、送信部システムクロック２３の最大周波数偏差と、ＶＣＯ１４の周波数変更特性に依存する。
【００２４】
ＭＰＥＧ２では、最大のＳＣＲの間隔を０．７秒、送信部システムクロック２３の許容周波数偏差は、２７ＭＨｚ±３０ｐｐｍとなっている。本説明ではこの仕様と同じとする。また、ＶＣＯの周波数変更特性については、上記したように２０ｐｐｍ／Ｖと仮定する。
【００２５】
このような設定において、アンプ１７−４のゲインは、ｄｅの出現しうる最大の絶対値において、ＶＣＯ１４の制御が発振しないように（周波数の変更し過ぎにならないように）設定しなければならない。ｄｅの出現しうる最大の絶対値は、ＶＣＯ１４が初期状態の２７ＭＨｚの受信部システムクロック２７を出力しているときで、受信部システムクロック再生情報間隔が０．７秒で、さらに送信部システムクロック２３が、２７ＭＨｚ＋３０ｐｐｍまたは、２７ＭＨｚ−３０ｐｐｍのときに発生する。
【００２６】
仮に、２７ＭＨｚ＋３０ｐｐｍとすれば、ｄｅは（１）式のようになる。
ｄｅ＝（27000810×0.7）−（27000000×0.7）≒567 ・・（１）
ここで（）の第１項は、０．７秒間に送信部カウンタ２４がカウントする値で、（）の第２項は、０．７秒間に受信部カウンタ１２がカウントする値で、27000810は＋３０ｐｐｍの場合の周波数である。
【００２７】
このｄｅの値は、ＤＡ変換器１７−３で変換され、（２）式に示す電圧ａｅだけ、変化する。
ａｅ＝（５６７÷２１６）×１ｖ≒０．００８６ｖ・・（２）
従って、このａｅの値によって、ＶＣＯ１４が３０ｐｐｍに変化するように、アンプ１７−４のゲインを設定すればよい。単純には、式（２）の値で、３０ｐｐ旧変化するようにゲインを求めればよい。
【００２８】
これを式（３）に示す。
ゲイン=（30ｐｐｍ÷20ｐｐｍ／ｖ）÷（0.0086ｖ）≒174 ・・（３）
ここで（30ｐｐｍ÷20ｐｐｍ／ｖ）は、ＶＣＯ１４が３０ｐｐｍ変化するのに必要な電圧変化である。この内の２０ｐｐｍ／ｖは、ＶＣＯ１４の周波数変更特性、（0.0086ｖ）は、（２）式の値である。
【００２９】
従って、ゲインは１７４倍に設定することで、１度に３０ｐｐｍの誤差を補正することができ、受信部システムクロック２７の周波数を送信部システムクロック２３の周波数にロックさせることができる。
【００３０】
ところが、受信部システムクロック再生情報間隔が０．７秒の１／１０である０．０７秒だとする。この場合、ｄｅは５６．７になり、ａｅは０．０００８６ｖになる。つまり、３０ｐｐｍの１／１０である３ｐｐｍしか一度に補正できず、最終的に受信部システムクロック再生情報７の値とカウンタのホールド出力１０の値の比較を、１０回以上繰り返した後に、受信部システムクロック２７の周波数がロックすることになる。つまり、必要以上に周波数がロックするための時間を要する。基本的には、このロックするまでの間、入力画像データ２１の入力レートと出力画像データの出力レートが一致しないため、出力画像データ１９に欠損などの誤動作が発生する可能性が有り、伝送装置の安定性に問題があった。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の伝送装置は、受信部のシステムクロック再生動作パラメータ（主にゲイン）が、伝送路上のストリームに多重化されている受信部システムクロック再生に必要な情報（ＭＰＥＧ２のＳＣＲまたはＰＣＲに相当する。）の多重化間隔の最大値を基準に設定されている。このため、受信部システムクロック再生情報の間隔が最大値より小さい場合、受信部システムクロックの周波数は、送信部システムクロックの周波数と同一になる、すなわち、ロックするのに必要以上の受信部システムクロック再生情報比較が要求され、必ずしも最適な動作をしない。このため、このロックするまでの間に、受信部の出力画像データに欠損などの誤動作が発生する可能性が有り、伝送装置の安定性に問題があった。
【００３２】
本発明は、この問題を解決するため、受信部システムクロック再生情報の多重化間隔を考慮し、受信部システムクロック再生動作パラメータ（主にゲイン）を動的に設定することで、どのような受信部システムクロック再生情報間隔のストリームに対しても、常に最適な受信部システムクロック再生動作を可能とし、より安定性の有る伝送装置の提供を目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の伝送装置の受信部は、送信部に入力される伝送すべき連続データに関係するデータと、その連続データの入力レートの基準となる送信部システムクロックの周波数に、受信部での連続データの出力レートの基準となる受信部システムクロックの周波数を合わせるための受信部システムクロック再生情報が、少なくとも多重化されたストリームに入力するもので、その受信部入力ストリームから連続データに関係するデータを抽出して出力すべき連続データを再生し出力するデータ再生部と、その連続データの出力レートの基準となる受信部システムクロックを発生する受信部システムクロック発生部と、受信部入力ストリームから受信部システムクロック再生情報を抽出する受信部システムクロック再生情報抽出部と、受信部システムクロックで動作するカウンタと、前記カウンタの値と受信部システムクロック再生情報抽出部から抽出された値を比較し、前記受信部システムクロック発生部を制御する情報を生成する受信部システムクロック発生制御部を具備し、特に前記受信部システムクロック発生制御部において、受信部に到着した前回の受信部システムクロック再生情報から現在の受信部システムクロック再生情報までの間隔を測定する間隔測定部を具備するものである。
【００３４】
それにより、本発明の受信部は、まずデータ再生部で、受信部入力ストリームから連続データに関係するデータを抽出して出力すべき連続データを再生し出力する。その連続データの出力レートの基準となる受信部システムクロックを、受信部システムクロック発生部が発生する。一方、受信部システムクロック再生情報抽出部が受信部入力ストリームから受信部システムクロック再生情報を抽出する。次に、間隔測定部により、受信部に到着した前回の受信部システムクロック再生情報から現在の受信部システムクロック再生情報までの間隔を測定する。その結果により、受信部システムクロック発生制御部が、受信部システムクロックで動作するカウンタの値と、受信部システムクロック再生情報抽出部から抽出された値を比較した結果から、受信部システムクロック発生部を制御する情報を生成する時のゲインを最適化し、受信部システムクロックの周波数を送信部システムクロックの周波数に合わせる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明によるデータ伝送装置の受信部を、図１を使用し説明する。図１では、ＶＣＯ制御部１７と間隔測定部１５の部分を除いて、従来例の技術で説明した図２と基本的に同じ構成である。
【００３６】
図１の受信部２は、伝送路１からストリーム３と伝送クロック１３を入力し、出力画像データ１９と出力画像データクロック１８を出力する。受信部２のビデオ復号化処理部５は、伝送路１からのストリーム３と伝送クロック４、及びＶＣＯ１４からの受信システムクロック１３を入力し、出力画像データ１９と出力画像データクロック１８を出力する。また、受信部システムクロック再生情報抽出部６は、伝送路１からのストリーム３と伝送クロック４を入力し、受信部システムクロック再生情報７をＶＣＯ制御部１７に出力する。さらに、受信部システムクロック再生情報抽出部６は、データ８をホールド回路９と間隔測定部１５に出力する。なお、間隔測定部１５はデータ１６をＶＣＯ制御部１７に出力する。
【００３７】
一方、ＶＣＯ制御部１７は、信号ｆをＶＣＯ１４に出力する。ＶＣＯ１４は、受信部システムクロック１３をビデオ復号化処理部５とカウンタ１２に出力する。そのカウンタ１２は、カウンタ値１１をホールド回路９に出力する。
【００３８】
次に動作について説明する。ＶＣＯ制御部１７と間隔測定部１５以外の動作は、従来例の技術で説明したものと同様である。
【００３９】
ＶＣＯ制御部１７では、差分検出器１７−１とＤＡ変換器１７−３の間に乗算器１７−２が配置されている。これにより、差分検出器１７−１の結果であるｄｅのゲインを変更可能とした。ゲイン変更されたｄｅは、ｄｅ’としてＤＡ変換器１７−３に入力される。後は、従来と同様に信号ｆに変換され、ＶＣＯ１４を制御する。
【００４０】
また、前記乗算器１７−２によるゲインは、間隔測定部１５のデータ１６で調整される。一方、受信部システムクロック再生情報抽出部６からのデータ８は、ストリーム３から受信部システムクロック再生情報を抽出するたびに、抽出した時点のタイミングを通知するものである。間隔測定部１５は、このデータ８を入力することで、前回の受信部システムクロック再生情報が抽出されてから、現在の受信部システムクロック再生情報が抽出されるまでの間隔を測定し、その結果に応じて乗算器１７−２のゲインを調整するためのデータ１６を出力する。
【００４１】
ここで、より具体的な動作について、従来の技術で行った説明をもとにして説明する。
まず、最大の受信部システムクロック再生情報間隔、送信部システムクロックの最大周波数偏差、ＶＣＯ１４の周波数変換特性を従来の技術で説明したものと同様とし、アンプ１７−４のゲインも１７４倍と同様に設定したとする。
【００４２】
このとき、間隔測定部１５で測定した、受信部システムクロック再生情報間隔が０．７秒だったとする。この場合、乗算器１７−２のゲインが１倍となるように、データ１６を出力するようにする。つまり、乗算器１７−２が無い従来の技術と同様の動作であり、それは０．７秒の間隔のときに最適動作するものである。
【００４３】
次に、従来の技術の説明時に問題となった、例えば、受信部システムクロック再生情報が０．０７秒の間隔（０．７秒より小さい間隔）の場合の動作について説明する。この場合、ｄｅは０．７秒のときに比べ、ｌ／ｌ０の値になり、そのままＤＡ変換器１７−３に入力しても、信号ｆによる変化も１／１０となり、結果ＶＣＯｌ４の周波数の変化も少なくなるので、必要以上の繰り返し動作の後に、受信部システムクロック１３の周波数がロックすることになったものがある。
【００４４】
そこで本発明では、図１に示すように、例えば０．０７秒間隔であることを間隔測定部１５で測定したら、乗算部１７−２のゲインが１０倍になるように、データ１６を出力するよう動作する。これにより、ｄｅ’は０．７秒の時と同じ値になり、必要最低限の繰り返し動作で、高速に、受信部システムクロック１３の周波数がロック可能になる。そして、受信部の出力画像データ１９における欠損などの誤動作に対し、より安定動作が可能な伝送装置が実現できる。
【００４５】
なお、アンプ１７−４のゲインが上述のように、最大の受信部システムクロック再生情報間隔を基準に設定されている場合は、乗算部１７−２のゲインが式（４）で求めるゲインになるように、間隔設定部１５のデータ１６を出力するようにすればよい。
【００４６】
ゲイン＝ｍａｘＤ÷ｒｅａｌＤ・・（４）
ここで、ｍａｘＤ：最大の受信部システムクロック再生情報間隔である。
ｒｅａｌＤ：実際の受信部システムクロック再生情報間隔である。
【００４７】
また、ＶＣＯ制御部１７全体でのゲインは、主に乗算部１７−２とアンプ１７−４で決定されるが、本発明はその配分を規定するものではなく、アンプ１７−４におけるゲインを乗算部１７−２に考慮しても良く、またその逆でも良い。但し、乗算部１７−２のゲインをアンプ１７−４に考慮した場合は、当然のことながら、データ１６によるゲイン変更機能がアンプ１７−４に存する必要がある。さらに、ＶＣＯ制御部１４のｄｅ’までの出力機能と、間隔測定部１５の機能を含めて、ＣＰＵで実現することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、受信部に到着した前回の受信部システムクロック再生情報から現在の受信部システムクロック再生情報までの間隔を測定した結果により、受信部システムクロック発生制御部が、受信部システムクロックで動作するカウンタの値と、受信部システムクロック再生情報抽出部から抽出された値を比較した結果から、受信部システムクロック発生部を制御する情報を生成する時のゲインを最適化し、受信部システムクロックの周波数を送信部システムクロックの周波数に一致するようにした。
【００４９】
これにより、どのような受信部システムクロック再生情報の間隔に対しても、必要最低限の繰り返し動作で、高速に、受信部システムクロックの周波数がロック可能になる。そして、受信部の出力画像データにおける欠損などの誤動作にたいし、安定動作が可能な伝送装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ伝送装置の受信部のブロック構成例を示す図。
【図２】従来技術による伝送装置のブロック構成例を示す図。
【符号の説明】
１：伝送路、２：受信部、５：ビデオ復号化処理部、６：システムクロック再生情報抽出部、９：ホールド回路、１２：カウンタ、１４：ＶＣＯ、１５：間隔測定部、１７−１：差分検出器、１７−２：乗算器、１７−３：ＤＡ変換器、１７−４：アンプ、１７−５：ＬＰＦ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an apparatus for transmitting and receiving a moving picture signal and receiving or reproducing from a storage apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image processing techniques, particularly image data and audio data compression techniques, have made remarkable progress. An application system that uses the compression technology to transmit compressed data to a remote location is also rapidly spreading.
[0003]
In such a transmission system, it is necessary to make the input rate of image data or the like in the transmission unit the same as the output rate of image data or the like corresponding to the reception unit. In other words, if there is a difference in input / output rates between the transmission unit and the reception unit, a problem such as data loss occurs in the output of image data or the like of the reception unit as a result.
[0004]
In general, in order to solve such problems, a single clock that is used as a reference for the input rate of image data and the like input to the transmitter is generated on the transmitter side, and a clock having the same frequency is reproduced by the receiver. To do. This is realized by using this clock reproduced by the receiving unit as a reference for the output rate of image data to be output. (The clocks that serve as references for the input / output rates of the transmitter and receiver are hereinafter referred to as transmitter system clock and receiver system clock.) Generally, the frequency of the transmitter system clock has a certain ratio (not necessarily 1). (The ratio is not 1), and the input rate of image data is locked.
[0005]
For this reason, in addition to the compressed data, information necessary for reproducing the system clock by the receiving unit is multiplexed in the stream flowing on the transmission path. Hereinafter, this information is referred to as receiving unit system clock recovery information. In the international standard MPEG2 (Moving Picture Experts Group phase 2), this information is defined by the name of PCR (Program Clock Reference) or SCR (System Clock Reference).
[0006]
Next, FIG. 2 shows a more specific system configuration example according to the prior art. In FIG. 2, the transmission path 20 is distinguished by a transmission section 20 and a reception section 33. FIG. 2 shows an example in which only the image data is processed, and the frequency of the transmission unit system clock is locked at a ratio of 1: 1 with the rate of the input image data.
[0007]
The transmission unit 20 receives input image data 21 and an input image data clock 22 that is a clock of the input image data 21. In the transmission unit 20, the input image data 21 is compression-encoded to become compressed data. On the other hand, a transmission unit system clock 23 is generated based on the input image data clock 22. Then, the counter value of the counter 24 operating with the transmission unit system clock 23 is periodically held at a predetermined interval to become reception unit system clock reproduction information. Then, the compressed data and the receiving unit system clock reproduction information are multiplexed and output as a stream 25 to the transmission line 1. The stream 25 is output according to the transmission clock 26 from the transmission line 1.
[0008]
The transmission line 1 takes in the above stream 25 from the sending end according to the transmission clock 26, and outputs it as a stream 3 at the receiving end together with the transmission clock 4 in synchronization therewith. The transmission clock 26 and the transmission clock 4 have the same frequency. The receiving unit 33 inputs the stream 3 of the transmission line speed obtained from the transmission line 1 to the receiving unit system clock reproduction information extracting unit 6 and the video decoding processing unit 5, and receives the receiving unit system clock reproduction information and the compression from the input stream. Data is identified and separated and processed separately. As a result, the receiver system clock 27 is recovered based on the receiver system clock recovery information 7. At this time, the VCO control unit 28 controls the VCO 14 so that the frequency of the receiving unit system clock 27 is the same as (locked to) the frequency of the transmitting unit system clock 23.
[0009]
The receiver system clock 27 is supplied to the video decoding processor 5. The compressed data input to the video decoding processing unit 5 is decoded according to the receiving unit system clock 27 and output as output image data 19. Further, the video decoding processing unit 5 generates the output image data clock 18 with reference to the receiving unit system clock 27 and outputs it similarly.
[0010]
As described above, the transmission unit system clock 23 based on the input rate of the input image data 21 is generated in the transmission unit 20, and the reception unit 33 performs transmission in the transmission unit 20 based on the reception unit system clock reproduction information 7. The receiver system clock 27 having the same frequency as the receiver system clock 23 is reproduced. Since the output image data 19 is output based on the receiver system clock 27, the rates of the input image data 21 and the output image data 19 can be made the same.
[0011]
The internal configuration and operation of each part will be described in a little more detail. The transmission unit 20 includes a video encoding processing unit 29, a counter 24, a hold circuit 30, a switch 31, and a transmission unit system clock generator 32. The input image data clock 22 is supplied to the writing side of the video encoding processing unit 29 and the transmission unit system clock generator 32. For example, the frequency is 27 MHz. The transmission unit system clock generator 32 outputs the transmission unit system clock 23 locked to the input image data clock 22. Here, since the ratio of the input image data clock 22 and the transmission unit system clock 23 is assumed to be 1: 1, the transmission unit system clock 23 is also 27 MHz.
[0012]
A transmission clock 26 related to the transmission path 1 is supplied to the reading side of the encoding processing unit 29, the hold circuit 30, and the switch 31. The bidet encoding processing unit 29 takes in the input image data with the input image data clock 22 and converts it into compressed data. The compressed data has a data rate smaller than the capacity of the transmission path 1. This compressed data is read in accordance with the multiplexing timing by the transmission clock 26 and output to the stream 25 by the switch 31.
[0013]
The counter 24 is a counter that operates based on the transmission unit system clock 23, that is, a clock used as a reference by the transmission unit. The hold circuit 30 holds the counter value in accordance with the multiplexing timing, and outputs it to the switch 31 as receiving unit system clock reproduction information, is multiplexed with the compressed data, and is output to the stream 25.
[0014]
In this reception unit system clock recovery information addition, the maximum interval from one reception unit system clock recovery information to the next reception unit system clock recovery information is generally defined. For example, in MPEG2, the maximum SCR interval is 0.7 seconds, and the maximum PCR is 0.1 seconds. However, the period actually added is not particularly specified, and thus differs depending on each application.
[0015]
The stream 25 that is the output of the transmitting unit 20 is basically configured to repeat the receiving unit system clock reproduction information and the compressed data, and finally becomes a data group at, for example, 6.144 Mbps.
[0016]
Next, the receiving unit 33 will be described. The receiving unit 33 includes a receiving unit system clock reproduction information extractor 6, a counter 12, a hold circuit 9, a video decoding processing unit 5, a VCO control unit 28, and a VCO 14. (VCO stands for Voltage Controlled 0 sillator)
The transmission clock 4 (for example, frequency 6.144 MHz) is supplied from the transmission line 1 to the input side of the video decoding processing unit 5 and the receiving unit system clock reproduction information extractor 6. A receiver system clock 27 (frequency 27 MHz) is supplied to the output side of the video decoding processing unit 5 and the counter 12. The video decoding processing unit 5 extracts compressed data from the stream 3 and decodes and reproduces the original image.
[0017]
Next, the configuration of the VCO control unit 28 will be described. The VCO control unit 28 includes a difference detector 28-1, a DA converter 17-3, an amplifier 17-4, and an LPF (Low Pass Filter) 17-5.
[0018]
The difference detector 28-1 outputs the difference value between the output 10 of the hold circuit 9 that holds the counter value and the value of the receiver system clock recovery information 7 extracted by the receiver system clock recovery information extractor 6 as a digital error value. Is output as a signal de. The signal de is converted into a signal ae which is an analog work amount by the DA converter 17-3. The error amount signal ae is gain-converted by the AMP 17-4 and averaged by the LPF 17-5 to become a signal f. The VCO 14 operates to increase or decrease the output frequency according to the voltage value of the control signal f.
[0019]
The control of the operation is realized by controlling the VCO 14 so that the frequency of the receiving unit system clock 27 becomes lower when the hold output 10 of the counter is larger than the value of the receiving unit system clock reproduction information 7. The
[0020]
Basically, when the hold output 10 of the counter 12 is larger than the value of the reception unit system clock reproduction information 7, the frequency of the reception unit system clock 27 that operates the reception unit counter 12 is equal to the counter of the transmission unit. It becomes higher than the frequency of the transmission unit system clock 23 that operates 24. For this reason, with the control as described above, the frequency of the reception unit system clock 27 can be made closer to the frequency of the transmission unit system clock 23, and can be finally made the same (locked).
[0021]
As described above, since the receiving unit system clock reproduction information is periodically multiplexed in the stream 3, the operation of detecting the difference by the difference detector 28-1 and controlling the VCO 14 is repeated. As a result, the frequencies of the transmission unit system clock 23 and the reception unit system clock 27 become the same, and the hold output 10 of the counter value and the reception unit system clock reproduction information 7 which is the value of the reception unit system clock reproduction information extractor 6 The difference in values will converge to a certain value. That is, this state is a state in which the receiver system clock 27 is locked to the transmitter system clock 23.
[0022]
Here, the operation of the VCO control unit 28 described above, particularly the gain setting from de to f will be described in more detail. First, the difference detector 28-1 subtracts the value of the hold output 10 of the counter from the value of the receiver system clock recovery information 7 to obtain de. The lower 16 bits of de are converted by the DA converter 17-3 to be ae. The voltage change of ae is 1 Vp-p. And the frequency change characteristic with respect to the control voltage of VCO14 shall be 20 ppm / V. In the initial state, the input f of the VCO 14 is assumed to be an intermediate potential in the changed voltage range, and at this time, the receiving unit system clock 27 that is the output of the VCO 14 is 27 MHz.
[0023]
With this configuration, gain adjustment from de to f is executed by the amplifier 17-4. Here, the gain from de to f mainly depends on the maximum receiving unit system clock reproduction information interval, the maximum frequency deviation of the transmitting unit system clock 23, and the frequency change characteristic of the VCO 14.
[0024]
In MPEG2, the maximum SCR interval is 0.7 seconds, and the allowable frequency deviation of the transmitter system clock 23 is 27 MHz ± 30 ppm. This description is the same as this specification. Further, the frequency change characteristic of the VCO is assumed to be 20 ppm / V as described above.
[0025]
In such a setting, the gain of the amplifier 17-4 must be set so that the control of the VCO 14 does not oscillate at the maximum absolute value at which de can appear (so that the frequency is not changed too much). The maximum absolute value at which de can appear is when the VCO 14 outputs the 27 MHz receiver system clock 27 in the initial state, the receiver system clock reproduction information interval is 0.7 seconds, and the transmitter system clock This occurs when 23 is 27 MHz + 30 ppm or 27 MHz-30 ppm.
[0026]
If it is assumed that 27 MHz + 30 ppm, de becomes as shown in equation (1).
de = (27000810 × 0.7) − (27000000 × 0.7) ≒ 567 (1)
Here, the first term of () is a value counted by the transmitter counter 24 for 0.7 seconds, the second term of () is a value counted by the receiver counter 12 for 0.7 seconds, and 27000810 is This is the frequency in the case of +30 ppm.
[0027]
The value of de is converted by the DA converter 17-3 and changes by the voltage ae shown in the equation (2).
ae = (567 ÷ 216) × 1v≈0.0086v (2)
Therefore, the gain of the amplifier 17-4 may be set so that the VCO 14 changes to 30 ppm depending on the value of ae. Simply, the gain may be obtained so as to change 30pp old with the value of equation (2).
[0028]
This is shown in equation (3).
Gain = (30ppm ÷ 20ppm / v) ÷ (0.0086v) ≒ 174 (3)
Here, (30 ppm ÷ 20 ppm / v) is a voltage change necessary for the VCO 14 to change by 30 ppm. Of these, 20 ppm / v is the frequency change characteristic of VCO 14, and (0.0086 v) is the value of equation (2).
[0029]
Therefore, by setting the gain to 174 times, an error of 30 ppm can be corrected at a time, and the frequency of the receiver system clock 27 can be locked to the frequency of the transmitter system clock 23.
[0030]
However, it is assumed that the receiver system clock reproduction information interval is 0.07 seconds, which is 1/10 of 0.7 seconds. In this case, de is 56.7 and ae is 0.00086v. That is, only 3 ppm, which is 1/10 of 30 ppm, can be corrected at a time. Finally, the comparison of the value of the reception unit system clock reproduction information 7 and the value of the hold output 10 of the counter is repeated 10 times or more, and then the reception unit The frequency of the system clock 27 is locked. That is, it takes time for the frequency to lock more than necessary. Basically, since the input rate of the input image data 21 and the output rate of the output image data do not match until this lock, there is a possibility that a malfunction such as a loss may occur in the output image data 19. There was a problem with stability.
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional transmission apparatus, the system clock recovery operation parameter (mainly gain) of the reception unit is equivalent to information (MPEG2 SCR or PCR) necessary for the reception unit system clock recovery multiplexed in the stream on the transmission path. ) Is set based on the maximum value of the multiplexing interval. For this reason, when the interval of the receiver unit system clock reproduction information is smaller than the maximum value, the frequency of the receiver unit system clock becomes the same as the frequency of the transmitter unit system clock, that is, the receiver unit system clock more than necessary for locking. Reproduction information comparison is required, and the optimum operation is not necessarily performed. For this reason, there is a possibility that a malfunction such as a loss may occur in the output image data of the receiving unit before the lock, and there is a problem in the stability of the transmission apparatus.
[0032]
In order to solve this problem, the present invention considers the multiplexing interval of the receiver unit system clock recovery information and dynamically sets the receiver unit system clock recovery operation parameter (mainly gain) so that any reception is possible. It is an object of the present invention to provide a more stable transmission apparatus that can always perform an optimum receiving unit system clock reproduction operation even for a stream of a unit system clock reproduction information interval.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the receiving unit of the transmission apparatus according to the present invention includes the data related to the continuous data to be transmitted input to the transmitting unit, and the frequency of the transmitting unit system clock serving as a reference for the input rate of the continuous data. Receiving unit system clock reproduction information for adjusting the frequency of the receiving unit system clock, which is a reference for the output rate of continuous data at the receiving unit, is input to at least the multiplexed stream. A data reproducing unit for extracting and outputting continuous data to be output by extracting data related to continuous data from a receiver, a receiving unit system clock generating unit for generating a receiving unit system clock serving as a reference for an output rate of the continuous data, and Receiver system clock recovery information for extracting receiver system clock recovery information from the receiver input stream An extraction unit, a counter that operates with a receiver system clock, and compares the value of the counter with the value extracted from the receiver system clock reproduction information extraction unit to generate information for controlling the receiver system clock generator A receiving unit system clock generation control unit, and in particular, the receiving unit system clock generation control unit measures an interval from the previous receiving unit system clock recovery information arriving at the receiving unit to the current receiving unit system clock recovery information; An interval measuring unit is provided.
[0034]
As a result, the receiving unit of the present invention first extracts, in the data reproducing unit, data related to continuous data from the receiving unit input stream, and reproduces and outputs continuous data to be output. The receiving unit system clock generating unit generates a receiving unit system clock serving as a reference for the output rate of the continuous data. On the other hand, the reception unit system clock reproduction information extraction unit extracts reception unit system clock reproduction information from the reception unit input stream. Next, the interval measurement unit measures the interval from the previous reception unit system clock recovery information that has arrived at the reception unit to the current reception unit system clock recovery information. Based on the result, the reception unit system clock generation control unit compares the value of the counter operating with the reception unit system clock with the value extracted from the reception unit system clock reproduction information extraction unit, and the reception unit system clock generation unit The gain at the time of generating information for controlling the receiver is optimized, and the frequency of the receiver system clock is adjusted to the frequency of the transmitter system clock.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The receiving unit of the data transmission apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, except for the VCO control unit 17 and the interval measurement unit 15, the configuration is basically the same as that in FIG.
[0036]
1 receives a stream 3 and a transmission clock 13 from the transmission path 1, and outputs output image data 19 and an output image data clock 18. The video decoding processing unit 5 of the receiving unit 2 inputs the stream 3 from the transmission path 1 and the transmission clock 4 and the reception system clock 13 from the VCO 14, and outputs output image data 19 and output image data clock 18. The receiving unit system clock reproduction information extracting unit 6 receives the stream 3 and the transmission clock 4 from the transmission path 1 and outputs the receiving unit system clock reproduction information 7 to the VCO control unit 17. Further, the receiving unit system clock reproduction information extracting unit 6 outputs the data 8 to the hold circuit 9 and the interval measuring unit 15. The interval measuring unit 15 outputs the data 16 to the VCO control unit 17.
[0037]
On the other hand, the VCO control unit 17 outputs the signal f to the VCO 14. The VCO 14 outputs the reception unit system clock 13 to the video decoding processing unit 5 and the counter 12. The counter 12 outputs a counter value 11 to the hold circuit 9.
[0038]
Next, the operation will be described. Operations other than the VCO control unit 17 and the interval measurement unit 15 are the same as those described in the prior art.
[0039]
In the VCO control unit 17, a multiplier 17-2 is arranged between the difference detector 17-1 and the DA converter 17-3. Thereby, the gain of de which is a result of the difference detector 17-1 can be changed. The de whose gain has been changed is input to the DA converter 17-3 as de '. Thereafter, the signal is converted into the signal f as in the conventional case, and the VCO 14 is controlled.
[0040]
The gain by the multiplier 17-2 is adjusted by the data 16 of the interval measuring unit 15. On the other hand, the data 8 from the receiving unit system clock recovery information extraction unit 6 notifies the timing at the time of extraction each time the receiving unit system clock recovery information is extracted from the stream 3. The interval measurement unit 15 inputs the data 8 to measure the interval from the previous reception unit system clock recovery information is extracted until the current reception unit system clock recovery information is extracted. In response to this, data 16 for adjusting the gain of the multiplier 17-2 is output.
[0041]
Here, a more specific operation will be described based on the description made with the prior art.
First, the maximum receiving unit system clock reproduction information interval, the maximum frequency deviation of the transmitting unit system clock, and the frequency conversion characteristics of the VCO 14 are the same as those described in the prior art, and the gain of the amplifier 17-4 is also 174 times the same. Suppose that it is set.
[0042]
At this time, it is assumed that the reception unit system clock reproduction information interval measured by the interval measurement unit 15 is 0.7 seconds. In this case, the data 16 is output so that the gain of the multiplier 17-2 becomes one. That is, the operation is the same as that of the conventional technique without the multiplier 17-2, and it operates optimally at an interval of 0.7 seconds.
[0043]
Next, description will be made on the operation when the receiver system clock reproduction information has an interval of 0.07 seconds (interval smaller than 0.7 seconds), which becomes a problem when the conventional technology is described. In this case, de is a value of l / l0 compared to 0.7 seconds, and even if it is input to the DA converter 17-3 as it is, the change due to the signal f is also 1/10. As a result, the frequency of the VCO14 is Since the change is also reduced, the frequency of the receiving unit system clock 13 is locked after an unnecessarily repeated operation.
[0044]
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, when the interval measuring unit 15 measures, for example, 0.07 second intervals, the data 16 is output so that the gain of the multiplying unit 17-2 becomes 10 times. Works like this. As a result, de ′ becomes the same value as that at 0.7 seconds, and the frequency of the receiver system clock 13 can be locked at high speed with the minimum necessary repetitive operation. In addition, a transmission apparatus capable of more stable operation against malfunction such as a defect in the output image data 19 of the receiving unit can be realized.
[0045]
As described above, when the gain of the amplifier 17-4 is set based on the maximum receiving unit system clock reproduction information interval, the gain of the multiplying unit 17-2 is a gain obtained by Expression (4). Thus, the data 16 of the interval setting unit 15 may be output.
[0046]
Gain = maxD ÷ realD (4)
Here, maxD is the maximum receiving unit system clock reproduction information interval.
realD: an actual reception unit system clock reproduction information interval.
[0047]
The gain of the entire VCO control unit 17 is mainly determined by the multiplication unit 17-2 and the amplifier 17-4. However, the present invention does not define the distribution, and the gain in the amplifier 17-4 is multiplied. The part 17-2 may be considered, and vice versa. However, when the gain of the multiplication unit 17-2 is considered in the amplifier 17-4, it is natural that the amplifier 17-4 has a gain changing function based on the data 16. Further, the output function up to de ′ of the VCO control unit 14 and the function of the interval measurement unit 15 can be implemented by the CPU.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, the reception unit system clock generation control unit determines that the reception unit system clock generation control unit has received the reception unit system clock based on the result of measuring the interval from the previous reception unit system clock reproduction information that has arrived at the reception unit to the current reception unit system clock reproduction information. The value of the counter operating in the receiver and the value extracted from the receiver system clock reproduction information extractor is optimized, and the gain when generating information for controlling the receiver system clock generator is optimized, and the receiver system The clock frequency was made to match the frequency of the transmitter system clock.
[0049]
As a result, the frequency of the receiver system clock can be locked at high speed with the minimum necessary repetitive operation for any interval of the receiver system clock reproduction information. In addition, a transmission apparatus capable of stable operation against a malfunction such as a loss in the output image data of the receiving unit can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration example of a receiving unit of a data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a block configuration example of a transmission apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1: transmission path, 2: reception unit, 5: video decoding processing unit, 6: system clock reproduction information extraction unit, 9: hold circuit, 12: counter, 14: VCO, 15: interval measurement unit, 17-1: Difference detector, 17-2: multiplier, 17-3: DA converter, 17-4: amplifier, 17-5: LPF.

Claims

Data related to continuous data to be transmitted, which is input to the transmission unit, and an input rate of the continuous data in the reception unit of the transmission device that transmits continuous data such as a moving image signal and outputs the continuous data at the reception unit A receiving unit in which at least receiving unit system clock reproduction information for matching the frequency of the receiving unit system clock serving as the reference of the output rate of continuous data at the receiving unit to the frequency of the transmitting unit system clock serving as the reference of the receiving unit is multiplexed A data reproduction unit that inputs an input stream, extracts data related to the continuous data from the input stream of the reception unit, reproduces and outputs the continuous data, and a reception unit system clock serving as a reference for the output rate of the continuous data. Receiving unit system clock generating unit, and receiving unit system clock recovery information from the receiving unit input stream. Detecting a receiver system clock reproduction information extraction unit that extracts a counter operating in the receiver system clock, a difference value between the values extracted from the value and the receiver system clock reproducing information extracting section of the counter It has a receiver system clock generation controller having a difference detector, and measures the interval from the previous receiver system clock recovery information arriving at the receiver to the current receiver system clock recovery information, and the measured value Is provided with an interval measuring unit for obtaining a ratio based on the maximum interval value defined by a predetermined standard, and outputting a value corresponding to the reciprocal thereof, and the receiving unit system clock generation control unit is provided with the difference detector. A multiplier for multiplying the output difference value by the output value from the interval measurement unit is provided, and the receiver unit system clock generation is performed using the multiplier output. It generates information for controlling the data transmission apparatus and outputting to the receiving unit system clock generator.