JP3849103B2

JP3849103B2 - MPEG-AUDIO decoding system

Info

Publication number: JP3849103B2
Application number: JP23499696A
Authority: JP
Inventors: 文昭西田; 満高橋; 登小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JPH1078796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理に関し、特に放送型システムに適用した場合の、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理方式に関するものである。
【０００２】
ＶＯＤ（Video On Demand ）方式の応用として、双方向でビデオや音声の送受信が可能な、双方向マルチメディアサービスが考えられているが、現状では、このような大規模なシステムを普及させることは、コストの制約上困難である。そこで、既存の通信網と、ＬＡＮ（Local Area Network）を利用した場合のコスト面での優位性から、ＬＡＮをベースとした放送型の Near VOD が主流になるものと考えられる。
【０００３】
本発明は、主として Near VOD のようなマルチメディアサービスにおいて、配信装置とＬＡＮサーバ間で放送型接続（１：ｎ接続）を適用し、ＬＡＮサーバから、数十ユーザを対象としたＬＡＮをベースとした装置で、さまざまなデータ配信サービスを可能にするシステムにおいて、符号化方式としてＭＰＥＧ符号化方式を適用した場合に、受信装置としてパソコン等のような汎用ＭＰＵを用い、ソフトウェア処理によってＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を行う場合の、復号処理方式を提供するものである。
【０００４】
【従来の技術】
図１０は、ＬＡＮをベースとした放送型システムの構成を示したものである。図示のように、配信装置１から、回線網２を経て、複数のローカルエリア１，２，…，Ｎのサーバ３に接続し、サーバ３からそれぞれ複数の受信装置４に対してデータ配信を行う。
【０００５】
従来のＭＰＥＧサービスの形態としては、ＣＤ−Ｒ０Ｍ等の蓄積装置に、予めＭＰＥＧ符号化データとして保存したものを提供し、ユーザがパソコン等に再生専用のＭＰＥＧデコーダ（復号化）ボード（デコード用専用ＬＳＩやＤＳＰを実装したもの）を搭載し、このボードによって符号化データを復号して、再生された音声信号を出力装置（スピーカ等）によって、出力する方法が一般的である。
【０００６】
マルチメディア通信網が整備されるとともに、上述のような蓄積型のサービスだけでなく、通信回線を利用した放送型のサービス形態が現実のものとなってきた。また、汎用のＭＰＵの処理能力の向上とともに、ＭＰＥＧ符号化方式における、音声の符号化方式であるＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理を、コストの制約上、パソコン等の汎用ＭＰＵを搭載した受信装置によって処理することが可能となってきた。
【０００７】
ここで、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式は、２０ｋHz帯域の音声（音響）信号を圧縮符号化するアルゴリズムであって、一般的には、音声信号を符号化データに変換することによって圧縮して出力する符号器と、この符号化データを復号して音声信号を再生する復号器とから構成される。
【０００８】
図１１は、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号装置の概略構成を示したものである。図中、１０１はフレーム分解部であって、フレーム構成されている符号化データを、各フレームでサンプルごとに意味のある個々のデータに分解する。１０２は逆スケーリング部であって、符号器で正規化されたスケーリングファクタの逆スケーリングを行う。
【０００９】
１０３は逆量子化部であって、符号器で量子化された量子化データについて、逆量子化の処理を行う。１０４は合成フィルタ部であって、符号器において周波数領域で複数の帯域に分割して処理されたサンプルデータの合成処理を行う。１０５は高域強調処理部であって、聴感上の音質向上の効果がある高域強調の処理を行う。
【００１０】
従来は、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理をパソコンのＭＰＵで処理させるためには、高速処理が可能な受信装置を用意する必要があり、既存の処理能力の小さい受信装置の場合は、画像処理と音声処理とを含めた、ＭＰＥＧ復号専用のボードを用意する必要があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＰＥＧ符号化方式を、ＬＡＮをベースとした放送型システムに適用した場合の、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯの復号処理方法に関しては、処理能力の小さい受信装置の場合には、音声専用のハードウェアを搭載する必要があるという、コスト上の問題がある。また処理能力の大きい受信装置で、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を行う場合にも、パソコンのような汎用ＭＰＵで処理する場合には、他のアプリケーションの処理上の負荷が一時的に増加したときの、音質の低下が問題となる。
【００１２】
本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとするものであって、ＬＡＮをベースとする放送型の配信装置システムに、ＭＰＥＧ符号化方式を適用した場合の、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式における復号方法を工夫することによって、安価なシステムを構成することが可能なようにするとともに、また受信装置において、他のアプリケーションと復号処理とを並列処理する場合の、音質の低下を防止できる、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理方式を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理は、大きく分けると、フレーム分解部と、合成フィルタを含めた復号合成処理部とからなる。本発明の復号処理方式は、サーバが、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、使用する受信装置の処理能力に応じて分担処理し、また、受信装置に搭載されるソフトウェアを改良して処理方法を変更することによって、受信装置の処理量を減少させて、処理能力の低い現行の端末でも、新たなハードウェアを追加することなく、他の加入者と同等のサービスを受けることができるようにするとともに、ＭＰＵの負荷が大きい場合の、音質の低下を防止するものである。
【００１４】
以下、本発明の課題を解決するための具体的手段とその作用を記述する。
【００１５】
(1) 配信装置１から一または複数のＬＡＮサーバ３を経てそれぞれのローカルエリア内の複数の受信装置４に対して放送形式でＭＰＥＧ符号化データを配信するシステムの場合に、ＬＡＮサーバ３に、配下のローカルエリアにおける受信装置の処理能力を表す値を設定することができる設定手段１１と、この設定値を検出することができる検出手段１２とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、設定値を検出して、設定値に応じて定まる区分でＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、ＬＡＮサーバ３において処理することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を、ＬＡＮサーバ３と受信装置４とにおいて分担して処理するようにする。
【００１６】
(2) 配信装置１から一または複数のＬＡＮサーバ３を経てそれぞれのローカルエリア内の複数の受信装置４に対して放送形式でＭＰＥＧ符号化データを配信するシステムの場合に、ＬＡＮサーバ３に、配下のローカルエリア内の各受信装置の処理能力を表す値を設定することができる設定手段１１と、この設定値を検出することができる検出手段１２とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、ＬＡＮサーバ３がそれぞれの受信装置からの個別の配信要求を認識し、受信装置に対する設定値を検出して、設定値に応じて定まる区分でＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、ＬＡＮサーバ３において処理することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を、ＬＡＮサーバ３と受信装置４とにおいて分担して処理するようにする。
【００１７】
(3) 配信装置１から一または複数のＬＡＮサーバ３を経てそれぞれのローカルエリア内の複数の受信装置４に対して放送形式でＭＰＥＧ符号化データを配信するシステムの場合に、各受信装置４に、受信装置の処理能力を所定の値として認識することができる処理能力認識手段１４を備えるとともに、各ＬＡＮサーバ３に、配下のローカルエリア内の各受信装置において認識された処理能力を表す値を設定することができる設定手段１１と、この設定値を検出することができる検出手段１２とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、ＬＡＮサーバ３がそれぞれの受信装置からの個別の配信要求を認識し、受信装置に対する設定値を検出して、設定値に応じて定まる区分でＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、ＬＡＮサーバ３において処理することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を、ＬＡＮサーバ３と受信装置４とにおいて分担して処理するようにする。
【００１８】
(4) 配信装置１から一または複数のＬＡＮサーバ３を経てそれぞれのローカルエリア内の複数の受信装置４に対して放送形式でＭＰＥＧ符号化データを配信するシステムの場合に、各ＬＡＮサーバ３に、各受信装置４の処理能力を所定の値として認識することができる処理能力認識手段１５と、この認識された処理能力を表す値を設定することができる設定手段１１と、設定値を検出することができる検出手段１２とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、ＬＡＮサーバがそれぞれの受信装置からの個別の配信要求を認識し、受信装置に対する設定値を検出して、この設定値に応じて定まる区分でＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、ＬＡＮサーバ３において処理することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を、ＬＡＮサーバ３と受信装置４とにおいて分担して処理するようにする。
【００１９】
このように、(1) 〜(4) の場合は、サーバが、設定された数値（符号）に応じてＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を分担処理するので、処理能力の小さい受信装置の場合でも、専用のハードウェアを搭載する等の必要がなく、安価な装置によって、所要の処理を行うことができるようになる。
【００２０】
(5) (1) 〜(4) の場合に、各ＬＡＮサーバ３に、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化データのフレームを分解することができるフレーム分解手段１６と、フレームデータの帯域を段階的に制限することができる帯域制限手段１７とを備える。そして、受信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、ＬＡＮサーバ３がそれぞれの受信装置からの個別の配信要求を認識し、配信要求のあった受信装置に対する設定値を検出して、この設定値に応じて帯域制限手段においてＭＰＥＧ符号化データの帯域を制限して、受信装置に配信するようにする。
【００２１】
このように、(5) の場合は、サーバにおいて、ＭＰＥＧ符号化データを帯域制限して配信するので、受信装置における処理負荷を減少させることができ、従って処理能力の低い受信装置でも復号可能になるとともに、受信装置における処理量を少なくするので、他の処理負荷がある場合の、音質低下を防止することができるようになる。
【００２２】
(6) (1) 〜(4) の場合に、各受信装置４に、受信装置の処理能力を所定の値として認識することができる処理能力認識手段１４と、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理時の合成フィルタを段階的に帯域制限した複数の合成フィルタから構成してなる合成フィルタ処理手段１８とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、各受信装置４が認識された処理能力に応じて合成フィルタ処理手段１８における帯域制限を行って、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号の処理を行うようにする。
【００２３】
このように、(6) の場合は、受信装置において、ＭＰＥＧ符号化データを最適の状態に帯域制限して復号処理を行うので、処理能力の低い受信装置でも復号可能になるとともに、他の処理負荷がある場合の、音質低下を防止することができる。
【００２４】
(7) (1) 〜(4) の場合に、各受信装置４に、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理時の複数の合成フィルタを段階的に帯域制限した複数の合成フィルタから構成してなる合成フィルタ処理手段１８と、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を監視してフレーム内で復号処理できないフレーム番号を検出するフレーム検出手段１９とを備える。そして、配信装置１からＭＰＥＧ符号化データを配信されたとき、受信装置４が、フレーム内で復号処理できないフレームを検出したときは、合成フィルタ処理手段１８における帯域制限を行って、この制限された帯域によって復号処理を行うようにする。
【００２５】
このように、(7) の場合は、受信装置において、ＭＰＥＧ符号化データを最適の状態に帯域制限して復号処理を行うので、処理能力の低い受信装置でも復号可能になるとともに、他の処理負荷がある場合の、音質低下を防止することができる。
【００２６】
(8)(7)の場合に、合成フィルタ処理手段１８において帯域を制限した場合に、引き続きフレーム検出手段１９においてＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を監視して、合成フィルタ処理手段１８において帯域制限を行う前の状態を検出したとき、合成フィルタ処理手段１８における帯域制限の処理を解除するようにする。
【００２７】
ＭＰＥＧ符号化データを帯域制限して復号処理を行う場合、再生音質が低下することを避けられないので、不必要な場合は帯域制限しないことが望ましい。(8) の場合は、必要なときのみ帯域制限し、必要ないときは帯域制限を解除できるので、常に最善の音質を維持することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態(1) を示したものである。図中、サーバ３において、１１は設定手段、１２は検出手段、１３はＣＰＵおよびメモリである。４_1,４_2,…, ４_Nは各ローカルエリアの受信装置である。
【００２９】
図１に示す、各ローカルエリアの受信装置４_1,４_2,…, ４_Nにおいて、それぞれの受信装置の処理能力が、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）の処理能力から、同等と判断できる場合には、予め、各サーバ３の設定手段１１に、受信装置の処理能力を表す数値（符号）を設定しておく。
【００３０】
任意の時間に、ローカルエリア内の任意の受信装置から配信要求があったとき、検出手段１２によって、設定手段１１に設定されている数値（符号）を検出することによって、受信装置の処理能力に応じて、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理の一部を、サーバ内において処理して、処理されたＭＰＥＧデータを各受信装置に配信する。この際、ＣＰＵおよびメモリ１３は、サーバ３の行う一般的処理および本発明方式において必要となる制御の処理を行う。
【００３１】
例えば、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式における復号処理は、その処理を大別すると、“フレーム分解部”，“逆スケーリング部”，“逆量子化部”，“合成フィルタ部”，“高域強調処理部”に分割できるので、これらにそれぞれある数値( 符号) を割り当てて、設定手段１１に設定する。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態(2) を示したものであって、図中、図１の場合と同じものを同じ番号で示している。
【００３３】
図２に示す、各ローカルエリアの受信装置４_1,４_2,…, ４_Nにおいて、それぞれの受信装置の処理能力が、ＭＰＵの処理能力から、異なっていると判断できる場合には、予め、各サーバ３の設定手段１１に、各受信装置４_1,４_2,…, ４_Nの処理能力を表す数値（符号）を設定しておく。処理能力を示す値の設定は、受信装置からの配信要求時に設定してもよい。
【００３４】
任意の時間に、ローカルエリア内の任意の受信装置から配信要求があったとき、検出手段１２によって、設定手段１１に設定されている数値（符号）を検出することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理の一部を、サーバ内において処理して、処理されたＭＰＥＧデータを各受信装置に配信する。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態(3) を示したものであって、図中、図１の場合と同じものを同じ番号で示し、１４は、各受信装置内に設けられた処理能力認識手段である。
【００３６】
図３において、サーバは、ローカルエリアの受信装置４_1,４_2,…, ４_Nの処理能力を、各受信装置内にある処理能力認識手段１４によって自動的に認識し、この認識した値を数値（符号）化して、サーバ３内に設定する。この場合におけるサーバへの設定時期は任意である。
【００３７】
任意の時間にローカルエリア内の任意の受信装置から配信要求があったときは、サーバ３は、受信装置ごとに検出手段１２によって、設定手段１１に設定されている数値（符号）を検出することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理の一部を、サーバ内において処理して、処理されたＭＰＥＧデータを各受信装置に配信する。
【００３８】
図４は、本発明の実施形態(4) を示したものであって、図中、図１の場合と同じものを同じ番号で示し、１５は、サーバ３内に設けられた、各受信装置に対応する処理能力認識手段である。
【００３９】
図４において、サーバ３は、ローカルエリアの受信装置４_1,４_2,…, ４_Nの処理能力を、サーバ内の処理能力認識手段１５によって自動的に認識し、この認識した値を数値（符号）化して、サーバ内の設定手段１１に設定する。この場合における、サーバの認識手段による、受信装置の処理能力の認識と設定の時期は任意である。
【００４０】
任意の時間にローカルエリア内の任意の受信装置から配信要求があったときは、サーバ３は、受信装置ごと、設定手段１１に設定されている数値（符号）を検出することによって、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式の復号処理の一部を、サーバ内において処理して、処理されたＭＰＥＧデータを各受信装置に配信する。
【００４１】
図５は、本発明の実施形態(5) を示したものであって、図中、図１の場合と同じものを同じ番号で示し、１６はサーバ３内に設けられたフレーム分解手段、１７は帯域制限手段である。
【００４２】
実施形態(5) においては、実施形態(1) 〜(4) の場合における、復号処理の分担の具体的方法として、サーバ３において、ＭＰＥＧ符号化データ配信時に、フレーム分解手段１６によって、フレーム分解を行ない、設定手段１１に設定された設定値に従って、帯域制限手段１７によって、帯域制限を行ったデータを配信する。
【００４３】
ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ符号化方式においては、時間軸上の音声信号を周波数領域に変換し、複数の周波数帯域に分割して処理を行う。この処理は、ポリフェーズ・フィルタバンクによって実現している。
【００４４】
図６は、ポリフェーズ・フィルタバンクを説明するものであって、ＢＰＦ_0,ＢＰＦ_1,…_,ＢＰＦ_nはそれぞれバンドパスフィルタを示し、ＢＰＦ_0,ＢＰＦ_1,…_,ＢＰＦ_nはそれぞれ、時間軸上の入力信号に対して、周波数軸上において、帯域０，１，…，ｎのサンプルデータを選択的に抽出する。復号器においては、合成フィルタ処理として、この逆の処理を行う。
【００４５】
実施形態(5) における帯域制限手段１７は、ポリフェーズ・フィルタバンクによって、複数の帯域のサンプルデータに変換された信号を、復号器の合成フィルタ（ポリフェーズ・フィルタバンクの逆の処理を行うもの）によって、逆の処理を行う際に、図６に示されたＢＰＦの数を制限して段階的に帯域制限を行う、複数の合成フィルタを設定し、設定手段１１に設定された設定値を参照して、所望の合成フィルタを用いて復号処理を行うものである。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態(6) を示したものであって、図中、図３の場合と同じものを同じ番号で示し、１８は各受信装置に設けられた合成フィルタ処理手段である。
【００４７】
各受信装置に備えられた処理能力認識手段１４によって、自装置の処理能力を認識し、段階的に帯域制限されている複数の合成フィルタからなる合成フィルタ処理手段１８において、最適となる合成フィルタを選択して復号処理を行う。
【００４８】
実施形態(6) においては、合成フィルタ処理手段１８におけるＢＰＦの数を任意に制限して段階的に帯域制限した合成フィルタを複数設定し、設定手段１１に設定された設定値を参照して、最適の帯域となる合成フィルタを用いて復号処理を行うものである。
【００４９】
図８は、本発明の実施形態(7) を示したものであって、図中、図７の場合と同じものを同じ番号で示し、１９は各受信装置に設けられたフレーム検出手段である。
【００５０】
各受信装置に設けられたフレーム検出手段１９によって、フレーム内で処理できないと判断されるフレーム番号を検出し、そのフレームでの処理を、実施形態(6) の場合と同様に、ＢＰＦの数を任意に制限して段階的に帯域制限した合成フィルタを複数設定した合成フィルタ処理手段１８によって、設定手段１１に設定された設定値を参照して、最適の帯域となる合成フィルタを用いて復号処理を行うものである。
【００５１】
図９は、本発明の実施形態(8) を示したものであって、図中、図８の場合と同じものを同じ番号で示している。
【００５２】
実施形態(8) においては、実施形態(7) におけるフレーム検出手段１９によって、合成フィルタ処理手段１８において帯域を制限した場合に、引き続きフレーム検出手段１９において、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理を監視し、合成フィルタ処理手段１８において、帯域制限する前の状態を検出したとき、合成フィルタ処理手段１８における処理を解除する。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＬＡＮをベースとした放送型システムにＭＰＥＧ符号化方式を適用した場合に、サーバが、ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号処理の一部を、使用する受信装置に応じて分担処理し、また、受信装置における処理方法を改善することによって、受信装置の処理量を減少させて、処理能力の低い現行の端末でも、新たなハードウェアを追加することなく、他の加入者と同等のサービスを受けることができるようにするとともに、ＭＰＵの負荷が大きい場合の、音質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態(1) を示す図である。
【図２】本発明の実施形態(2) を示す図である。
【図３】本発明の実施形態(3) を示す図である。
【図４】本発明の実施形態(4) を示す図である。
【図５】本発明の実施形態(5) を示す図である。
【図６】ポリフェーズ・フィルタバンクを説明する図である。
【図７】本発明の実施形態(6) を示す図である。
【図８】本発明の実施形態(7) を示す図である。
【図９】本発明の実施形態(8) を示す図である。
【図１０】ＬＡＮをベースとした放送型システムの構成を示す図である。
【図１１】ＭＰＥＧ−ＡＵＤＩＯ復号装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
３サーバ
４受信装置
１１設定手段
１２検出手段
１３ＣＰＵおよびメモリ
１４処理能力認識手段
１５処理能力認識手段
１６フレーム分解手段
１７帯域制限手段
１８合成フィルタ処理手段
１９フレーム検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a decoding process of an MPEG-AUDIO encoding system, and particularly to an MPEG-AUDIO decoding process system when applied to a broadcast type system.
[0002]
As an application of the VOD (Video On Demand) method, interactive multimedia services that can transmit and receive video and audio in both directions are considered, but at present, such large-scale systems are not widely used. It is difficult due to cost constraints. Therefore, it is considered that broadcast-based Near VOD based on LAN will become the mainstream due to cost advantages when using an existing communication network and a LAN (Local Area Network).
[0003]
The present invention mainly applies a broadcast connection (1: n connection) between a distribution device and a LAN server in a multimedia service such as Near VOD, and is based on a LAN targeted for several tens of users from a LAN server. In a system that enables various data distribution services in the above-mentioned apparatus, when an MPEG encoding system is applied as an encoding system, a general-purpose MPU such as a personal computer is used as a receiving apparatus, and MPEG-AUDIO decoding is performed by software processing. The present invention provides a decoding processing method in the case of performing processing.
[0004]
[Prior art]
FIG. 10 shows a configuration of a broadcast type system based on a LAN. As shown in the figure, the distribution device 1 is connected to the servers 3 in the plurality of local areas 1, 2,..., N via the network 2, and the server 3 performs data distribution to the plurality of reception devices 4, respectively. .
[0005]
As a form of the conventional MPEG service, a storage device such as a CD-R0M provided in advance as MPEG-encoded data is provided, and a user uses a dedicated MPEG decoder (decoding) board (dedicated for decoding) on a personal computer or the like. In general, an LSI or DSP is mounted, the encoded data is decoded by this board, and the reproduced audio signal is output by an output device (speaker or the like).
[0006]
With the development of multimedia communication networks, not only storage-type services as described above, but also broadcast-type service forms using communication lines have become a reality. In addition to improving the processing capability of a general-purpose MPU, the MPEG-AUDIO encoding method, which is an audio encoding method in the MPEG encoding method, is received with a general-purpose MPU such as a personal computer due to cost constraints. It has become possible to process by the device.
[0007]
Here, the MPEG-AUDIO encoding method is an algorithm for compressing and encoding an audio (acoustic) signal in a 20 kHz band, and generally, the audio signal is compressed and output by converting it into encoded data. It comprises an encoder and a decoder that decodes the encoded data and reproduces an audio signal.
[0008]
FIG. 11 shows a schematic configuration of an MPEG-AUDIO decoding apparatus. In the figure, reference numeral 101 denotes a frame decomposing unit, which decomposes encoded data composed of frames into meaningful individual data for each sample in each frame. An inverse scaling unit 102 performs inverse scaling of a scaling factor normalized by the encoder.
[0009]
Reference numeral 103 denotes an inverse quantization unit, which performs inverse quantization processing on the quantized data quantized by the encoder. A synthesis filter unit 104 synthesizes sample data processed by dividing into a plurality of bands in the frequency domain in the encoder. Reference numeral 105 denotes a high-frequency emphasis processing unit, which performs high-frequency emphasis processing that has an effect of improving sound quality on hearing.
[0010]
Conventionally, in order to perform MPEG-AUDIO decoding processing by the MPU of a personal computer, it is necessary to prepare a receiving device capable of high-speed processing. In the case of an existing receiving device with a small processing capacity, image processing and audio processing are required. It was necessary to prepare a board dedicated to MPEG decoding, including
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When the MPEG encoding method is applied to a broadcast system based on LAN, the MPEG-AUDIO decoding processing method needs to be equipped with dedicated hardware for audio in the case of a receiving device with a small processing capacity. There is a cost problem. In addition, when a MPEG-AUDIO decoding process is performed by a receiving apparatus having a large processing capacity, when processing is performed by a general-purpose MPU such as a personal computer, the processing load of other applications is temporarily increased. Decrease in sound quality becomes a problem.
[0012]
The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and an MPEG-AUDIO encoding method when the MPEG encoding method is applied to a broadcast-type distribution device system based on a LAN. By devising the decoding method in the above, it is possible to configure an inexpensive system, and in the receiving device, it is possible to prevent deterioration in sound quality when other applications and decoding processing are processed in parallel. An object of the present invention is to provide an MPEG-AUDIO decoding processing system.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The MPEG-AUDIO decoding process is roughly divided into a frame decomposing unit and a decoding / combining processing unit including a synthesizing filter. According to the decoding processing method of the present invention, the server performs part of the MPEG-AUDIO decoding processing according to the processing capability of the receiving apparatus to be used, and improves the software installed in the receiving apparatus. To reduce the amount of processing of the receiving device so that even current terminals with low processing capabilities can receive services equivalent to those of other subscribers without adding new hardware In addition, the sound quality is prevented from deteriorating when the MPU load is large.
[0014]
Hereinafter, specific means and actions for solving the problems of the present invention will be described.
[0015]
(1) In the case of a system that distributes MPEG encoded data in broadcast format from a distribution device 1 to a plurality of reception devices 4 in each local area via one or a plurality of LAN servers 3, A setting unit 11 capable of setting a value representing the processing capability of the receiving apparatus in the subordinate local area and a detection unit 12 capable of detecting the set value are provided. Then, when the MPEG encoded data is distributed from the distribution device 1, the setting value is detected, and a part of the MPEG-AUDIO decoding process is processed in the LAN server 3 in a section determined according to the setting value. The MPEG-AUDIO decoding process is shared between the LAN server 3 and the receiving device 4.
[0016]
(2) In the case of a system that distributes MPEG encoded data in broadcast format from the distribution apparatus 1 to one or more LAN servers 3 and to a plurality of reception apparatuses 4 in each local area, A setting unit 11 capable of setting a value representing the processing capability of each receiving apparatus in the subordinate local area and a detecting unit 12 capable of detecting the set value are provided. When the MPEG encoded data is distributed from the distribution device 1, the LAN server 3 recognizes individual distribution requests from the respective reception devices, detects a setting value for the reception device, and is determined according to the setting value. A part of the MPEG-AUDIO decoding process is processed in the LAN server 3 in the division, so that the MPEG-AUDIO decoding process is shared between the LAN server 3 and the receiving device 4.
[0017]
(3) In the case of a system that distributes MPEG encoded data in broadcast format from the distribution apparatus 1 to one or more LAN servers 3 and to a plurality of reception apparatuses 4 in each local area, And a processing capability recognition means 14 capable of recognizing the processing capability of the receiving device as a predetermined value, and each LAN server 3 is assigned a value representing the processing capability recognized by each receiving device in the subordinate local area. A setting unit 11 capable of setting and a detection unit 12 capable of detecting the set value are provided. When the MPEG encoded data is distributed from the distribution device 1, the LAN server 3 recognizes individual distribution requests from the respective reception devices, detects a setting value for the reception device, and is determined according to the setting value. A part of the MPEG-AUDIO decoding process is processed in the LAN server 3 in the division, so that the MPEG-AUDIO decoding process is shared between the LAN server 3 and the receiving device 4.
[0018]
(4) In the case of a system that distributes MPEG encoded data in a broadcast format from the distribution apparatus 1 to one or more LAN servers 3 and to a plurality of reception apparatuses 4 in each local area, The processing capability recognition unit 15 that can recognize the processing capability of each receiving device 4 as a predetermined value, the setting unit 11 that can set a value representing the recognized processing capability, and a setting value are detected. And detecting means 12 capable of performing the same. When the MPEG encoded data is distributed from the distribution apparatus 1, the LAN server recognizes individual distribution requests from the respective reception apparatuses, detects a setting value for the reception apparatus, and is determined according to the setting value. A part of the MPEG-AUDIO decoding process is processed in the LAN server 3 in the division, so that the MPEG-AUDIO decoding process is shared between the LAN server 3 and the receiving device 4.
[0019]
As described above, in the case of (1) to (4), since the server shares a part of the MPEG-AUDIO decoding process according to the set numerical value (code), it is a case of a receiving apparatus with a small processing capability. However, it is not necessary to install dedicated hardware, and the required processing can be performed by an inexpensive device.
[0020]
(5) In the cases of (1) to (4), each LAN server 3 is provided with a frame decomposing means 16 capable of decomposing frames of MPEG-AUDIO encoded data, and a band of the frame data is gradually limited. Band limiting means 17 capable of performing When the MPEG encoded data is distributed from the receiving device 1, the LAN server 3 recognizes an individual distribution request from each receiving device, detects a setting value for the receiving device that has made the distribution request, and In accordance with the set value, the band limiting means limits the band of the MPEG encoded data and distributes it to the receiving apparatus.
[0021]
As described above, in the case of (5), since the MPEG-encoded data is band-limited and distributed in the server, the processing load on the receiving device can be reduced, so that even a receiving device with low processing capability can be decoded. In addition, since the amount of processing in the receiving apparatus is reduced, it is possible to prevent deterioration in sound quality when there is another processing load.
[0022]
(6) In the cases of (1) to (4), each receiving device 4 has processing capability recognition means 14 capable of recognizing the processing capability of the receiving device as a predetermined value, and composition during MPEG-AUDIO decoding processing. And a synthesis filter processing means 18 comprising a plurality of synthesis filters in which the filter is band-limited in stages. Then, when MPEG encoded data is distributed from the distribution apparatus 1, the reception filter 4 performs band limitation in the synthesis filter processing means 18 in accordance with the recognized processing capability, and performs processing of MPEG-AUDIO decoding. To.
[0023]
As described above, in the case of (6), since the decoding process is performed by limiting the band of the MPEG encoded data to the optimum state in the receiving apparatus, the receiving apparatus with low processing capability can be decoded and other processing can be performed. It is possible to prevent deterioration in sound quality when there is a load.
[0024]
(7) In the case of (1) to (4), each receiving apparatus 4 is composed of a plurality of synthesis filters obtained by band-limiting a plurality of synthesis filters at the time of MPEG-AUDIO decoding processing. Means 18 and frame detection means 19 for monitoring the MPEG-AUDIO decoding process and detecting a frame number that cannot be decoded within the frame. When the MPEG encoded data is distributed from the distribution device 1, when the reception device 4 detects a frame that cannot be decoded in the frame, the synthesis filter processing means 18 performs band limitation, and this limited Decoding processing is performed according to the band.
[0025]
As described above, in the case of (7), since the decoding process is performed by limiting the band of the MPEG encoded data to the optimum state in the receiving apparatus, the receiving apparatus with low processing capability can be decoded and other processing can be performed. It is possible to prevent deterioration in sound quality when there is a load.
[0026]
(8) In the case of (7), when the synthesis filter processing means 18 limits the bandwidth, the frame detection means 19 continues to monitor the MPEG-AUDIO decoding process and before the synthesis filter processing means 18 performs the bandwidth restriction. When the state is detected, the band limiting process in the synthesis filter processing means 18 is canceled.
[0027]
When decoding is performed with band-limited MPEG encoded data, it is unavoidable that the reproduction sound quality is deteriorated. Therefore, it is desirable not to limit the band when unnecessary. In the case of (8), the band limitation can be performed only when necessary, and the band limitation can be canceled when it is not necessary, so that the best sound quality can always be maintained.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment (1) of the present invention. In the figure, in the server 3, 11 is a setting means, 12 is a detection means, 13 is a CPU and a memory. 4 _1, 4 _2, ..., 4 _N are receiving devices in each local area.
[0029]
In each local area receiving device 4 _1, 4 _2, ..., 4 _N shown in FIG. 1, when the processing capability of each receiving device can be determined to be equivalent from the processing capability of an MPU (Micro Processor Unit) A numerical value (symbol) representing the processing capability of the receiving device is set in advance in the setting means 11 of each server 3.
[0030]
When there is a distribution request from an arbitrary receiving device in the local area at an arbitrary time, the detection means 12 detects the numerical value (sign) set in the setting means 11 to increase the processing capability of the receiving device. Accordingly, a part of the decoding process of the MPEG-AUDIO encoding system is processed in the server, and the processed MPEG data is distributed to each receiving device. At this time, the CPU and the memory 13 perform general processing performed by the server 3 and control processing required in the method of the present invention.
[0031]
For example, the decoding processing in the MPEG-AUDIO encoding method is roughly classified into “frame decomposition unit”, “inverse scaling unit”, “inverse quantization unit”, “synthesis filter unit”, “high frequency emphasis processing”. Since these can be divided into “parts”, numerical values (symbols) are respectively assigned to these and set in the setting means 11.
[0032]
FIG. 2 shows an embodiment (2) of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0033]
In each local area receiving device 4 _1, 4 _2, ..., 4 _N shown in FIG. 2, if it can be determined that the processing capability of each receiving device is different from the processing capability of the MPU, the setting means 11 of each server 3, the receiver 4 _1, 4 _2, ..., setting the number (code) representing a 4 _N processing power. The value indicating the processing capability may be set when a delivery request is received from the receiving device.
[0034]
When there is a distribution request from an arbitrary receiving device in the local area at an arbitrary time, the detection unit 12 detects a numerical value (code) set in the setting unit 11 to thereby detect the MPEG-AUDIO encoding method. A part of the decoding process is processed in the server, and the processed MPEG data is distributed to each receiving apparatus.
[0035]
FIG. 3 shows the embodiment (3) of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and reference numeral 14 denotes a processing capability recognition provided in each receiving apparatus. Means.
[0036]
In FIG. 3, the server automatically recognizes the processing capability of the receiving devices 4 _1, 4 _2, ..., 4 _{N in} the local area by the processing capability recognizing means 14 in each receiving device. It is converted into a numerical value (encoded) and set in the server 3. In this case, the setting time for the server is arbitrary.
[0037]
When there is a distribution request from an arbitrary receiving device in the local area at an arbitrary time, the server 3 detects the numerical value (sign) set in the setting unit 11 by the detecting unit 12 for each receiving device. Thus, a part of the decoding process of the MPEG-AUDIO encoding system is processed in the server, and the processed MPEG data is distributed to each receiving device.
[0038]
FIG. 4 shows an embodiment (4) of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and 15 is a receiving device provided in the server 3. Is a processing capability recognition means corresponding to
[0039]
In FIG. 4, the server 3 automatically recognizes the processing capability of the receiving devices 4 _1, 4 _2, ..., 4 _{N in} the local area by the processing capability recognizing means 15 in the server. And set in the setting means 11 in the server. In this case, the timing of recognition and setting of the processing capability of the receiving apparatus by the recognition means of the server is arbitrary.
[0040]
When there is a distribution request from an arbitrary receiving device in the local area at an arbitrary time, the server 3 detects the numerical value (sign) set in the setting means 11 for each receiving device, thereby detecting the MPEG-AUDIO. A part of the decoding process of the encoding method is processed in the server, and the processed MPEG data is distributed to each receiving device.
[0041]
FIG. 5 shows an embodiment (5) of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, 16 is a frame disassembling means provided in the server 3, and 17 Is a band limiting means.
[0042]
In the embodiment (5), as a specific method of sharing the decoding process in the case of the embodiments (1) to (4), the frame decomposition means 16 performs frame decomposition in the server 3 when distributing MPEG encoded data. In accordance with the set value set in the setting means 11, the band-limited data is distributed by the band-limiting means 17.
[0043]
In the MPEG-AUDIO encoding method, the audio signal on the time axis is converted into the frequency domain and divided into a plurality of frequency bands for processing. This processing is realized by a polyphase filter bank.
[0044]
Figure 6 is for explaining a polyphase filter _{_{bank, BPF 0, BPF 1, ...}} , BPF n each represent bandpass filter, BPF _0, BPF _1, _..., each BPF _n, the time axis Sample data of bands 0, 1,..., N are selectively extracted from the upper input signal on the frequency axis. In the decoder, the reverse process is performed as the synthesis filter process.
[0045]
In the embodiment (5), the band limiting means 17 performs a signal that has been converted into sample data of a plurality of bands by the polyphase filter bank and performs a synthesis filter of the decoder (reverse processing of the polyphase filter bank). ), When performing the reverse processing, a plurality of synthesis filters that limit the number of BPFs shown in FIG. 6 and perform band limitation step by step are set, and the setting values set in the setting means 11 are set. Referring to, a decoding process is performed using a desired synthesis filter.
[0046]
FIG. 7 shows an embodiment (6) of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 3 are indicated by the same numbers, and 18 is a synthesis filter processing means provided in each receiver. is there.
[0047]
The processing capability recognition unit 14 provided in each receiving device recognizes the processing capability of the own device, and the synthesis filter processing unit 18 including a plurality of synthesis filters whose bandwidths are limited in stages determines the optimum synthesis filter. Select and perform decryption.
[0048]
In the embodiment (6), the number of BPFs in the synthesis filter processing unit 18 is arbitrarily limited to set a plurality of synthesis filters band-limited in stages, and the setting value set in the setting unit 11 is referred to. Decoding processing is performed using a synthesis filter having an optimum band.
[0049]
FIG. 8 shows an embodiment (7) of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. 7 are indicated by the same numbers, and 19 is a frame detection means provided in each receiving apparatus. .
[0050]
The frame number that is determined to be unprocessable within the frame is detected by the frame detection means 19 provided in each receiving apparatus, and the processing in that frame is performed by the number of BPFs as in the case of the embodiment (6). By a synthesis filter processing unit 18 that sets a plurality of synthesis filters that are arbitrarily limited and band-limited stepwise, a decoding process is performed using a synthesis filter that has an optimum band with reference to the setting value set in the setting unit 11 Is to do.
[0051]
FIG. 9 shows an embodiment (8) of the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
[0052]
In the embodiment (8), when the band is limited in the synthesis filter processing means 18 by the frame detection means 19 in the embodiment (7), the frame detection means 19 continues to monitor the MPEG-AUDIO decoding processing and When the filter processing unit 18 detects a state before band limitation, the processing in the synthesis filter processing unit 18 is canceled.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the MPEG encoding method is applied to a LAN-based broadcast system, the server performs a part of the MPEG-AUDIO decoding process according to the receiving device to be used. By sharing processing and improving the processing method in the receiving device, the processing amount of the receiving device is reduced, and even in the current terminal with low processing capacity, other subscribers can be added without adding new hardware. It is possible to receive a service equivalent to the above, and it is possible to prevent deterioration in sound quality when the MPU load is large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment (1) of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment (2) of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment (3) of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment (4) of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment (5) of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a polyphase filter bank.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment (6) of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment (7) of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment (8) of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a broadcast type system based on a LAN.
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of an MPEG-AUDIO decoding apparatus.
[Explanation of symbols]
3 Server 4 Receiving Device 11 Setting Unit 12 Detection Unit 13 CPU and Memory 14 Processing Capability Recognition Unit 15 Processing Capability Recognition Unit 16 Frame Decomposition Unit 17 Band Limiting Unit 18 Synthetic Filter Processing Unit 19 Frame Detection Unit

Claims

In a system for distributing MPEG-AUDIO encoded data in a broadcast format from a distribution device to a plurality of reception devices in each local area via a server,
A setting unit capable of setting a value representing the processing capability of the receiving device in the subordinate local area, a detection unit capable of detecting the setting value, and a frame of the MPEG-AUDIO encoded data are decomposed in the server. Frame disassembling means capable of performing, and band limiting means capable of limiting the band of frame data in stages,
When MPEG-AUDIO encoded data is distributed from a distribution device, the server recognizes an individual distribution request from each receiving device, detects the setting value for the receiving device that has made the distribution request, and performs the setting. An MPEG-AUDIO decoding processing system, wherein the bandwidth limiting means limits the bandwidth of the MPEG-AUDIO encoded data according to the value and distributes it to the receiving device.

In a system for distributing MPEG-AUDIO encoded data in a broadcast format from a distribution device to a plurality of reception devices in each local area via a server,
Each receiving device is composed of processing capability recognition means capable of recognizing the processing capability of the receiving device as a predetermined value, and a plurality of synthesis filters in which the synthesis filter during MPEG-AUDIO decoding processing is band-limited in stages. And a synthesis filter processing means
When the MPEG-AUDIO encoded data is distributed from the distribution device, each receiving device performs band limiting in the synthesis filter processing means in accordance with the recognized processing capability, and performs MPEG-AUDIO decoding processing. A featured MPEG-AUDIO decoding system.