JP3920125B2 - 復号装置及び復号方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は符号化データを復号して、復号されたデータを出力する復号装置及び復号方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
国際符号化標準ＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ ＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ ＩＳＯ／ＩＥＳ１３８１−２）に代表される画像、音声の圧縮技術は、その高画質性と高圧縮効率から放送分野への採用が普及しつつある。以下、ＭＰＥＧ２の復号の概要を説明する。
【０００３】
ＭＰＥＧ２では画像と音声が別々に符号化される。このため、復号時に両者の同期をとるために、パック単位で付与される時刻基準参照値ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）及びＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）パケット単位で付与される出力指定時刻ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）というタイムスタンプ情報を利用する。
【０００４】
図４はＭＰＥＧ２による符号化データ（ビットストリーム）のデータ構造例を示す図である。符号化データの１単位であるパックは、パックに関する情報を格納するパックヘッダ１、画像の符号化データを格納する画像ＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）パケット２、音声の符号化データを格納する音声ＰＥＳパケット３からなる。パックヘッダ１には時刻基準参照値ＰＣＲ６が格納される。
【０００５】
ＰＥＳパケットは画像符号化データ（エレメンタリーストリーム）及び音声符号化データ（エレメンタリーストリーム）を可変長でパケット化したものである。画像ＰＥＳパケット２及び音声ＰＥＳパケット３は、それぞれＰＥＳヘッダ４，５を持ち、これらの中に出力指定時刻ＰＴＳ７，８が格納される。１つのＰＥＳパケットは、同じＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：１３ビットのストリーム識別情報で当該パケットの個別ストリームの属性を表す）番号を持つ複数のＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）パケット９からなる。ＴＳパケットは１８８バイトの固定長パケットで、４バイトのＴＳヘッダ９ａとペイロード９ｂからなる。
【０００６】
時刻基準参照値ＰＣＲは、映像と音声の復号器を含むＭＰＥＧ２復号器において、内部に備えているクロックＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の値を符号器側で意図した値に設定及び校正するための情報である。時刻基準参照値ＰＣＲは４２ビット（６バイト）で符号化器から送信され、復号器側ではＰＣＲを構成する最終バイト到着の瞬間に、この時刻基準参照値ＰＣＲの値がクロックＳＴＣに設定される。
【０００７】
出力指定時刻ＰＴＳは、ＭＰＥＧシステム復号器内部のクロックＳＴＣが時刻を計測し、クロックＳＴＣの値がＰＴＳに一致した場合に、当該ＰＥＳパケットを表示又は出力（以下単に出力と称す）するための出力指定時刻である。ＰＴＳの精度は９０ｋＨｚのクロックで計測した値を３３ビットで表す。出力指定時刻ＰＴＳは符号化器が符号化の際に復号器のために付与する。
【０００８】
例えば、時刻基準参照値ＰＣＲがＴ０であり、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ１秒後に復号した画像データを出力し、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ２秒後に復号した音声データを出力させたい場合には、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳを「Ｔ０＋ｔ１」、音声データの出力指定時刻である音声ＰＴＳを「Ｔ０＋ｔ２」とする。実際には、符号化器は、符号化器と復号器の内部の符号化処理時間と復号処理時間を考慮して、画像ＰＴＳ「Ｔ０＋ｔ１」、音声ＰＴＳ「Ｔ０＋ｔ２」を付与する。
【０００９】
図５は従来の出力指定時刻ＰＴＳを用いた画像・音声の同期システムの基本概念を示すブロック図である。復号器の分離部４０では、入力ストリームから音声と画像の各符号化ストリームを分離すると同時に、それぞれの音声ＰＴＳと画像ＰＴＳも分離する。タイムスタンプ比較部４３では、それぞれのＰＴＳの差分を算出し、その結果に応じて音声か画像のどちらか一方の復号出力を遅延させて両者を同期させる。このとき、音声復号器４１、画像復号器４２において異なった遅延が発生するが、遅延バッファである音声遅延メモリ４４、画像遅延メモリ４５においてこの遅延の差分を含めて制御すれば良い。
【００１０】
ＭＰＥＧシステムには、ＭＰＥＧ２多重ストリームを分離し、１つの番組を構成する要素である個々の符号化された画像・音声ストリームを得て、それぞれに対応する画像・音声復号器に対してバッファリングして同期した出力を行う過程を表現するための仮想的なデコーダモデルがあり、システムターゲットデコーダ（以下ＳＴＤ）と称する。ＳＴＤは出力指定時刻ＰＴＳを用いた同期制御方式を実現するためのタイミングの規定を正確に行うための理論的なモデルであり、実際の復号器はこのモデル（ＳＴＤ）と異なる構成で良い。
【００１１】
図６はトランスポートストリームのシステムターゲットデコーダであるＴ−ＳＴＤの構成を示すブロック図である。Ｔ−ＳＴＤはデマルチプレクサ部５０、トランスポートバッファ５１、メインバッファ５２、画像又は音声の復号器５４で構成される。画像の場合、メインバッファ５２は多重バッファ５２ａとエレメンタリーストリームバッファ５２ｂの２つの部分に分けて規定されている。多重バッファ５２ａは次段のエレメントリストリームバッファ５２ｂへのデータ転送速度の整合性が取れるように機能している。エレメンタリーストリームバッファ５２ｂは、データを蓄積するＶＢＶ（Ｖｉｄｅｏ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ）バッファ機能を有している。
【００１２】
また、図中には示されていないが、時刻を計測するクロックＳＴＣが備えられており、このクロックＳＴＣにビットストリーム中の時刻基準参照値ＰＣＲの値が設定される。
【００１３】
次にＴ−ＳＴＤの動作を説明する。
Ｔ−ＳＴＤでは、エレメンタリーストリームのアクセスユニット（図示せず）が、図５中のｔｐｎに相当する時刻にメインバッファ５２から復号器５４へ瞬時に転送され復号表示されると規定している。すなわち、このｔｐｎが出力指定時刻ＰＴＳ７，８として符号化器においてＰＥＳパケットヘッダ４，５中に格納される。Ｔ−ＳＴＤは、時刻基準参照値ＰＣＲの値により設定されたクロックＳＴＣの値が出力指定時刻ＰＴＳと一致した時点で、メインバッファ５２中の当該符号化データを復号し出力する。
【００１４】
図７はＭＰＥＧ２ビットストリームの構成を示す図である。メインバッファ５２のサイズはＶＢＶバッファサイズとしてシーケンスヘッダ７１に格納されている。また、符号化データの各ピクチャの先頭（ｐｉｃｔｕｒｅ ｓｔａｒｔ ｃｏｄｅ）がＶＢＶバッファに入力されてから復号されるまでの時間を示すバッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙは、ピクチャヘッダ７２に格納されており、ＶＢＶバッファサイズとバッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙの条件に基づいて、メインバッファ５２は入力されるストリームの蓄積とタイムスタンプによるデータの履き出し動作を行う。
【００１５】
図８はシステムターゲットデコーダにおけるメインバッファ５２の動作を説明する図である。メインバッファ５２に各データが蓄積され、バッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙ間隔毎の各出力指定時刻ＰＴＳに各データが出力される。
【００１６】
このように、ＭＰＥＧ２復号器において復号した画像データと復号した音声データを、符号化器が意図したタイミングで出力させるためには、符号化器で付与される出力指定時刻ＰＴＳが正常な値であることが必要である。
【００１７】
一方、放送分野でＭＰＥＧシステムを使用する場合、音声と映像のＡＶ同期は数ｍｓの精度で合っていることが要求される。しかしながら、符号化器の状態や符号化器から復号器間の伝送路の状態によって伝送誤りが生じ、出力指定時刻ＰＴＳが正常な値でなくなった場合に、そのＰＴＳを用いて出力制御を行うと、画像データ又は音声データの出力タイミングが正しいタイミングとならず、ＡＶ同期が要求精度を満足しない場合が発生する。
【００１８】
例えば、時刻基準参照値ＰＣＲがＴ０であり、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ３秒後に画像ＰＥＳパケットと音声ＰＥＳパケットを同時に出力させるために、符号化器において画像ＰＴＳ、音声ＰＴＳを共に「Ｔ０＋ｔ３」として付与した場合で、伝送路の状態によって音声ＰＴＳだけが伝送誤りにより異常となり「Ｔ０＋ｔ４」となった場合は、画像データと音声データが同時に出力されない。この差がＡＶ同期の要求精度以内であれば問題ないが、要求精度を越えた場合はＭＰＥＧシステムの信頼性に係わる問題となる。
【００１９】
また、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳは、時刻基準参照値ＰＣＲにより設定されたクロックＳＴＣにより計測された画像データの到着時刻より大きい値、すなわち、画像ＰＴＳが画像データの到着時刻より遅い時刻である必要があるが、画像ＰＴＳが符号化データ到着時刻より小さい値、すなわち、画像ＰＴＳが画像データの到着時刻より早い時刻である場合には、画像データが出力されない。画像データが出力されない状態が続けば、放送事故と判定される場合も考えられる。
【００２０】
さらに、例えば画像ＰＴＳが異常であり、ストリーム中のバッファサイズより大きな値となった場合、メインバッファ５２の制御が正しく行われず、メインバッファ５２のオーバーフローが発生する。その場合は出力される画像データが異常となる。
【００２１】
さらに、ＭＰＥＧ規格が制定される前に作製された符号化器の中には、上記Ｔ−ＳＴＤモデルに準拠せず、画像ＰＴＳが正しく付与されていないものがある。そのような符号化器が生成する符号化データは、Ｔ−ＳＴＤ準拠の復号器において画像データと音声データのタイミングを合わせることが困難である。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の復号装置は以上のように構成されているので、ＰＥＳパケットに格納されている出力指定時刻ＰＴＳが正常でない場合には、画像データと音声データを正しいタイミングで出力させることができなかったり、画像データと音声データの出力が途切れてしまうという課題があった。
【００２３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＰＥＳパケットに格納されている出力指定時刻ＰＴＳが正常でない場合でも、符号化器が意図したタイミングで画像データ、音声データを途切れなく出力することができる復号装置及び復号方法を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る復号装置は、分離器により分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、出力指定時刻が正常であるか否かを判定するＰＴＳ判定部と、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力するＰＴＳ補正部と、復号器により復号されたデータをバッファに格納し、ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻にバッファに格納されている復号されたデータを出力するメモリ制御部とを備えたものである。
【００２５】
この発明に係る復号装置は、出力指定時刻が到着時刻よりも早い場合にＰＴＳ判定部が出力指定時刻を異常と判定するものである。
【００２６】
この発明に係る復号装置は、ＰＴＳ補正部が予め設定されている所定値を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００２７】
この発明に係る復号装置は、ＰＴＳ補正部が符号化データに含まれるバッファ蓄積量情報を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００２９】
この発明に係る復号装置は、到着間隔判定部により符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００３０】
この発明に係る復号装置は、分離器により分離された画像データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、画像データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部と、分離器により分離された音声データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、音声データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部と、画像データの到着間隔を計測し、画像データの正常な到着間隔と比較して、画像データの到着間隔が正常であるか否かを判定すると共に、音声データの到着間隔を計測し、音声データの正常な到着間隔と比較して、音声データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、画像データの到着間隔が正常と判定され、画像データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、画像データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する画像ＰＴＳ補正部と、音声データの到着間隔が正常と判定され、音声データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、音声データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する音声ＰＴＳ補正部と、画像復号器により復号された画像データと音声復号器により復号された音声データをバッファに格納し、画像ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された画像データを出力すると共に、音声ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された音声データを出力するメモリ制御部とを備えたものである。
【００３１】
この発明に係る復号方法は、分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較して出力指定時刻が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力し、復号されたデータを基準出力指定時刻に出力するものである。
【００３２】
この発明に係る復号方法は、符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による復号装置であるＭＰＥＧ２デコーダの構成を示すブロック図である。図において、１０は符号化データから音声データと画像データを復号する復号処理回路、１１は音声データと画像データを蓄積するバッファ、１２は復号処理回路１０及びバッファ１１を統括制御するホストＣＰＵであり、ＭＰＥＧ２デコーダは、大別して復号処理回路１０、バッファ１１及びホストＣＰＵ１２から構成される。１３は復号処理回路１０とホストＣＰＵ１２を接続するシステムバスで、アドレス、データ及び割込み信号等の制御信号を伝送する。
【００３４】
また、図１の復号処理回路１０において、１４は分離器であり、符号化データであるビットストリームを画像データのエレメンタリーストリームである画像ＥＳと音声データのエレメンタリーストリームである音声ＥＳに分離すると共に、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳと音声データの出力指定時刻である音声ＰＴＳを分離する。また、分離器１４は、内部に備えているクロックＳＴＣにビットストリーム中の時刻基準参照値ＰＣＲを分離して設定し、時刻基準参照値ＰＣＲを基に時刻の計測を開始し、画像ＰＴＳの到着時間と音声ＰＴＳの到着時刻を計測する。
【００３５】
さらに、図１の復号処理回路１０において、１５は分離された画像ＰＴＳと計測された画像ＰＴＳの到着時間を比較し、画像ＰＴＳが正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部（ＰＴＳ判定部）、１６は画像ＰＴＳが異常と判定された場合に画像ＰＴＳを補正して基準出力指定時刻である基準ＰＴＳを出力する画像ＰＴＳ補正部（ＰＴＳ補正部）、１７は分離された音声ＰＴＳと計測された音声ＰＴＳの到着時間を比較し、音声ＰＴＳが正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部（ＰＴＳ判定部）、１８は音声ＰＴＳが異常と判定された場合に音声ＰＴＳを補正して基準出力指定時刻である基準ＰＴＳを出力する音声ＰＴＳ補正部（ＰＴＳ補正部）である。
【００３６】
さらに、図１の復号処理回路１０において、１９は分離された画像ＥＳから主に画像データを復号する画像復号器（復号器）、２０は分離された音声ＥＳから音声データを復号する音声復号器（復号器）、２１はバッファ１１に対する書込み／読出しを制御するメモリ制御部である。この復号処理回路１０全体を１個のＬＳＩに集積することも可能である。
【００３７】
さらに、図１のバッファ１１において、１１ａは分離された画像ＥＳをメモリ制御部２１の制御により蓄積する画像ＥＳバッファ、１１ｂは分離された音声ＥＳをメモリ制御部２１の制御により蓄積する音声ＥＳバッファ、１１ｃは画像復号器１９により復号された画像データをメモリ制御部２１の制御により出力するまで蓄積する画像出力バッファ、１１ｄは音声復号器２０により復号された音声データをメモリ制御部２１の制御により出力するまで蓄積する音声出力バッファである。
【００３８】
次に動作について説明する。
ＭＰＥＧ２デコーダの入力手段（図示せず）を介して復号処理回路１０に入力された符号化データ（ビットストリーム）は、分離器１４により画像ＥＳと音声ＥＳに分離される。分離された画像ＥＳと音声ＥＳは、メモリ制御部２１の制御により、それぞれ画像ＥＳバッファ１１ａ、音声ＥＳバッファ１１ｂに蓄積される。
【００３９】
画像ＥＳバッファ１１ａ、音声ＥＳバッファ１１ｂに蓄積された画像ＥＳと音声ＥＳは、メモリ制御部２１の制御により、それぞれ画像復号器１９と音声復号器２０に出力される。画像復号器１９と音声復号器２０は、それぞれ画像データと音声データを復号し、復号された画像データと復号された音声データは、メモリ制御部２１の制御により、画像出力バッファ１１ｃと音声出力バッファ１１ｄにそれぞれ蓄積される。
【００４０】
分離器１４は画像ＥＳと音声ＥＳを分離すると同時に、画像ＰＴＳと音声ＰＴＳを分離して、それぞれ画像ＰＴＳ判定部１５及び音声ＰＴＳ判定部１７に出力する。また、分離器１４は、入力された符号化データから時刻基準参照値ＰＣＲを分離し、内部に備えているクロックＳＴＣに分離した時刻基準参照値ＰＣＲを設定し、設定された時刻基準参照値ＰＣＲを基に時刻の計測を開始し、画像ＰＴＳの到着時間を計測して画像ＰＴＳ判定部１５に出力し、音声ＰＴＳの到着時刻を計測して音声ＰＴＳ判定部１７に出力する。
【００４１】
画像ＰＴＳ判定部１５は、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳと、この画像ＰＴＳの到着時刻の位相関係、すなわち、画像ＰＴＳと到着時刻の前後関係を判定する。ＭＰＥＧシステム規定により入力された符号化データがＴ−ＳＴＤモデルに準拠していれば、（画像）ＰＴＳと（画像ＰＴＳの）到着時刻の前後関係は次の（１）式で示され、（画像）ＰＴＳは到着時刻より遅い時刻になっている。
到着時刻＜ＰＴＳ （１）
画像ＰＴＳ判定部１５による判定の結果、（画像）ＰＴＳと（画像ＰＴＳの）到着時刻の前後関係が（１）式を満たさない場合は、画像ＰＴＳが異常と判断して、画像ＰＴＳ補正部１６に画像ＰＴＳの到着時刻を出力して画像ＰＴＳの補正指示を行う。
【００４２】
図２は出力指定時刻ＰＴＳの補正方法を示す図である。画像ＰＴＳ判定部１５から補正指示を受けた画像ＰＴＳ補正部１６は、図２に示すように、受け取った画像ＰＴＳの到着時刻から次の（２）式に従って画像ＰＴＳの補正を行い、基準出力指定時刻（基準ＰＴＳ）としてメモリ制御部２１に出力する。
基準ＰＴＳ＝到着時刻＋補正値 （２）
【００４３】
ここで、上記（２）式における補正値は予め決められた所定値でも良いし、画像のバッファ蓄積量情報であるｖｂｖ ｄｅｌａｙから計算しても良い。ＭＰＥＧ２に準拠していない符号器からの符号化データには、画像ＰＴＳが正しく付与されていないものがあるが、そのような場合には、予め既知の所定値を補正値として使用する。
【００４４】
一方、分離された音声ＰＴＳと計測された音声ＰＴＳの到着時刻を受け取った音声ＰＴＳ判定部１７も、画像ＰＴＳ判定部１５と同様にして、音声ＰＴＳと音声ＰＴＳの到着時刻の前後関係を判定する。ＭＰＥＧシステム規定により入力した符号化データがＴ−ＳＴＤモデルに準拠していれば、（音声）ＰＴＳと（音声ＰＴＳの）到着時刻は上記（１）式の関係が成り立つ。音声ＰＴＳ判定部１７による判定の結果、（音声）ＰＴＳと（音声ＰＴＳの）到着時刻の前後関係が、上記（１）式を満たさない場合は、音声ＰＴＳが異常と判断し、音声ＰＴＳ補正部１８に音声ＰＴＳの到着時刻を出力し、音声ＰＴＳの補正指示を行う。
【００４５】
音声ＰＴＳ判定部１７から補正指示を受けた音声ＰＴＳ補正部１８は、受け取った音声ＰＴＳの到着時刻から上記（２）式に従って音声ＰＴＳの補正を行い、基準出力指定時刻（基準ＰＴＳ）としてメモリ制御部２１に出力する。ここで、補正値は予め決められた所定値でも良いし、画像のバッファ蓄積量情報であるｖｂｖ ｄｅｌａｙから計算しても良い。
【００４６】
ＭＰＥＧ２に準拠していない符号器からの符号化データには、音声ＰＴＳが正しく付与されていないものがあるが、そのような場合には、予め既知の所定値を補正値として使用する。また、補正値として画像のバッファ蓄積量情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙを使用した場合は、符号化器で想定した正しい音声データの出力タイミングとならない可能性もあるが、復号された音声データが出力されないという事態を回避することが可能となる。
【００４７】
メモリ制御部２１は、画像ＰＴＳ補正部１６からの基準ＰＴＳのタイミングで、画像出力バッファ１１ｃに蓄積されている画像データを、画像復号器１９を介して映像出力として出力し、音声ＰＴＳ補正部１８からの基準ＰＴＳのタイミングで、音声出力バッファ１１ｄに蓄積されている音声データを、音声復号器２０を介して音声出力として出力する。
【００４８】
以上のように、この実施の形態１によれば、符号化データに含まれる出力指定時刻ＰＴＳが異常となっている場合でも、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果が得られる。
【００４９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による復号装置であるＭＰＥＧ２デコーダの構成を示すブロック図であり、図において、２２は符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部であり、その他の構成は実施の形態１の図１に示す構成と同等である。
【００５０】
次に動作について説明する。
出力指定時刻ＰＴＳはＰＥＳパケット毎に格納されているので、正しいタイミングで復号された画像データと音声データを出力するために、実施の形態１のように、画像ＰＴＳ及び音声ＰＴＳの判定、並びに画像ＰＴＳの補正及び音声ＰＴＳの補正を、ＰＥＳパケット到着毎に実施するが、以下の場合には、これに限らない。
【００５１】
画像ＰＥＳパケットは映像フレーム間隔３３ｍｓで到着するが、符号化器が原因で映像フレーム到着間隔が３３ｍｓとならない場合には、上記（２）式に従って補正を実施するとバッファ１１が破綻し画像データの出力が異常となる。
【００５２】
到着間隔判定部２２は画像ＰＥＳパケットが到着した時刻の間隔を計数し、正しい到着間隔３３ｍｓで到着しているか否かを判定し、判定結果を画像ＰＴＳ補正部１６に出力する。到着間隔判定部２２により到着間隔が正常と判定された場合に、画像ＰＴＳ補正部１６は、実施の形態１のように、上記（２）式を使用して画像ＰＴＳを補正して基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５３】
一方、到着間隔判定部２２により、その後に続く画像ＰＥＳパケットの到着間隔が異常だと判定された場合には、画像ＰＴＳ補正部１６は、到着した画像ＰＴＳの補正に上記（２）式を使用せずに、上記基準ＰＴＳに画像復号フレーム周期である３３ｍｓを加算して、新たな基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５４】
また、到着間隔判定部２２は音声ＰＥＳパケットが到着した時刻の間隔を計数し、正しい到着間隔で到着しているか否かを判定し、判定結果を音声ＰＴＳ補正部１８に出力する。到着間隔判定部２２により到着間隔が正常と判定された場合に、音声ＰＴＳ補正部１８は、実施の形態１のように、上記（２）式を使用して音声ＰＴＳを補正して基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５５】
一方、到着間隔判定部２２により、その後に続く音声ＰＥＳパケットの到着間隔が異常だと判定された場合には、音声ＰＴＳ補正部１８は、到着した音声ＰＴＳの補正に上記（２）式を使用せずに、上記基準ＰＴＳに音声復号フレーム周期を加算して、新たな基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５６】
その他の分離器１４、画像ＰＴＳ判定部１５、音声ＰＴＳ判定部１７、画像復号器１９、音声復号器２０、メモリ制御部２１の処理については、実施の形態１と同様である。
【００５７】
以上のように、この実施の形態２によれば、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果が得られる。
【００５８】
上記実施の形態１及び実施の形態２では、復号装置としてＭＰＥＧ２デコーダの例を説明しているが、他のデコーダの場合についても、この発明を同様に適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、分離器により分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、出力指定時刻が正常であるか否かを判定するＰＴＳ判定部と、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力するＰＴＳ補正部と、復号器により復号されたデータをバッファに格納し、ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻にバッファに格納されている復号されたデータを出力するメモリ制御部とを備えたことにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６０】
この発明によれば、出力指定時刻が到着時刻よりも早い場合にＰＴＳ判定部が上記出力指定時刻を異常と判定することにより、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６１】
この発明によれば、ＰＴＳ補正部が予め設定されている所定値を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６２】
この発明によれば、ＰＴＳ補正部が符号化データに含まれるバッファ蓄積量情報を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６４】
この発明によれば、到着間隔判定部により符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６５】
この発明によれば、分離器により分離された画像データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、画像データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部と、分離器により分離された音声データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、音声データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部と、画像データの到着間隔を計測し、画像データの正常な到着間隔と比較して、画像データの到着間隔が正常であるか否かを判定すると共に、音声データの到着間隔を計測し、音声データの正常な到着間隔と比較して、音声データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、画像データの到着間隔が正常と判定され、画像データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、画像データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する画像ＰＴＳ補正部と、音声データの到着間隔が正常と判定され、音声データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、音声データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する音声ＰＴＳ補正部と、復号された画像データと復号された音声データをバッファに格納し、画像ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された画像データを出力すると共に、音声ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された音声データを出力するメモリ制御部とを備えたことにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６６】
この発明によれば、符号化データに含まれる出力指定時刻を分離し、符号化データの到着時刻を計測し、分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較して出力指定時刻が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力し、復号されたデータを基準出力指定時刻に出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６７】
この発明によれば、符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による復号装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による復号装置におけるＰＴＳの補正方法を説明する図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による復号装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 ＭＰＥＧ２による符号化データ（ビットストリーム）のデータ構造例を示す図である。
【図５】 従来のＰＴＳを用いた画像・音声の同期システムの基本概念を示すブロック図である。
【図６】 トランスポートストリームのシステムターゲットデコーダの構成を示すブロック図である。
【図７】 ＭＰＥＧ２ビットストリームの構成を示す図である。
【図８】 システムターゲットデコーダにおけるメインバッファの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 復号処理回路、１１ バッファ、１１ａ 画像ＥＳバッファ、１１ｂ 音声ＥＳバッファ、１１ｃ 画像出力バッファ、１１ｄ 音声出力バッファ、１２ ホストＣＰＵ、１３ システムバス、１４ 分離器、１５画像ＰＴＳ判定部、１６ 画像ＰＴＳ補正部、１７ 音声ＰＴＳ判定部、１８ 音声ＰＴＳ補正部、１９ 画像復号器、２０ 音声復号器、２１ メモリ制御部、２２ 到着間隔判定部。
【発明の属する技術分野】
この発明は符号化データを復号して、復号されたデータを出力する復号装置及び復号方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
国際符号化標準ＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ ＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ ＩＳＯ／ＩＥＳ１３８１−２）に代表される画像、音声の圧縮技術は、その高画質性と高圧縮効率から放送分野への採用が普及しつつある。以下、ＭＰＥＧ２の復号の概要を説明する。
【０００３】
ＭＰＥＧ２では画像と音声が別々に符号化される。このため、復号時に両者の同期をとるために、パック単位で付与される時刻基準参照値ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）及びＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）パケット単位で付与される出力指定時刻ＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）というタイムスタンプ情報を利用する。
【０００４】
図４はＭＰＥＧ２による符号化データ（ビットストリーム）のデータ構造例を示す図である。符号化データの１単位であるパックは、パックに関する情報を格納するパックヘッダ１、画像の符号化データを格納する画像ＰＥＳ（Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ）パケット２、音声の符号化データを格納する音声ＰＥＳパケット３からなる。パックヘッダ１には時刻基準参照値ＰＣＲ６が格納される。
【０００５】
ＰＥＳパケットは画像符号化データ（エレメンタリーストリーム）及び音声符号化データ（エレメンタリーストリーム）を可変長でパケット化したものである。画像ＰＥＳパケット２及び音声ＰＥＳパケット３は、それぞれＰＥＳヘッダ４，５を持ち、これらの中に出力指定時刻ＰＴＳ７，８が格納される。１つのＰＥＳパケットは、同じＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：１３ビットのストリーム識別情報で当該パケットの個別ストリームの属性を表す）番号を持つ複数のＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）パケット９からなる。ＴＳパケットは１８８バイトの固定長パケットで、４バイトのＴＳヘッダ９ａとペイロード９ｂからなる。
【０００６】
時刻基準参照値ＰＣＲは、映像と音声の復号器を含むＭＰＥＧ２復号器において、内部に備えているクロックＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の値を符号器側で意図した値に設定及び校正するための情報である。時刻基準参照値ＰＣＲは４２ビット（６バイト）で符号化器から送信され、復号器側ではＰＣＲを構成する最終バイト到着の瞬間に、この時刻基準参照値ＰＣＲの値がクロックＳＴＣに設定される。
【０００７】
出力指定時刻ＰＴＳは、ＭＰＥＧシステム復号器内部のクロックＳＴＣが時刻を計測し、クロックＳＴＣの値がＰＴＳに一致した場合に、当該ＰＥＳパケットを表示又は出力（以下単に出力と称す）するための出力指定時刻である。ＰＴＳの精度は９０ｋＨｚのクロックで計測した値を３３ビットで表す。出力指定時刻ＰＴＳは符号化器が符号化の際に復号器のために付与する。
【０００８】
例えば、時刻基準参照値ＰＣＲがＴ０であり、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ１秒後に復号した画像データを出力し、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ２秒後に復号した音声データを出力させたい場合には、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳを「Ｔ０＋ｔ１」、音声データの出力指定時刻である音声ＰＴＳを「Ｔ０＋ｔ２」とする。実際には、符号化器は、符号化器と復号器の内部の符号化処理時間と復号処理時間を考慮して、画像ＰＴＳ「Ｔ０＋ｔ１」、音声ＰＴＳ「Ｔ０＋ｔ２」を付与する。
【０００９】
図５は従来の出力指定時刻ＰＴＳを用いた画像・音声の同期システムの基本概念を示すブロック図である。復号器の分離部４０では、入力ストリームから音声と画像の各符号化ストリームを分離すると同時に、それぞれの音声ＰＴＳと画像ＰＴＳも分離する。タイムスタンプ比較部４３では、それぞれのＰＴＳの差分を算出し、その結果に応じて音声か画像のどちらか一方の復号出力を遅延させて両者を同期させる。このとき、音声復号器４１、画像復号器４２において異なった遅延が発生するが、遅延バッファである音声遅延メモリ４４、画像遅延メモリ４５においてこの遅延の差分を含めて制御すれば良い。
【００１０】
ＭＰＥＧシステムには、ＭＰＥＧ２多重ストリームを分離し、１つの番組を構成する要素である個々の符号化された画像・音声ストリームを得て、それぞれに対応する画像・音声復号器に対してバッファリングして同期した出力を行う過程を表現するための仮想的なデコーダモデルがあり、システムターゲットデコーダ（以下ＳＴＤ）と称する。ＳＴＤは出力指定時刻ＰＴＳを用いた同期制御方式を実現するためのタイミングの規定を正確に行うための理論的なモデルであり、実際の復号器はこのモデル（ＳＴＤ）と異なる構成で良い。
【００１１】
図６はトランスポートストリームのシステムターゲットデコーダであるＴ−ＳＴＤの構成を示すブロック図である。Ｔ−ＳＴＤはデマルチプレクサ部５０、トランスポートバッファ５１、メインバッファ５２、画像又は音声の復号器５４で構成される。画像の場合、メインバッファ５２は多重バッファ５２ａとエレメンタリーストリームバッファ５２ｂの２つの部分に分けて規定されている。多重バッファ５２ａは次段のエレメントリストリームバッファ５２ｂへのデータ転送速度の整合性が取れるように機能している。エレメンタリーストリームバッファ５２ｂは、データを蓄積するＶＢＶ（Ｖｉｄｅｏ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ）バッファ機能を有している。
【００１２】
また、図中には示されていないが、時刻を計測するクロックＳＴＣが備えられており、このクロックＳＴＣにビットストリーム中の時刻基準参照値ＰＣＲの値が設定される。
【００１３】
次にＴ−ＳＴＤの動作を説明する。
Ｔ−ＳＴＤでは、エレメンタリーストリームのアクセスユニット（図示せず）が、図５中のｔｐｎに相当する時刻にメインバッファ５２から復号器５４へ瞬時に転送され復号表示されると規定している。すなわち、このｔｐｎが出力指定時刻ＰＴＳ７，８として符号化器においてＰＥＳパケットヘッダ４，５中に格納される。Ｔ−ＳＴＤは、時刻基準参照値ＰＣＲの値により設定されたクロックＳＴＣの値が出力指定時刻ＰＴＳと一致した時点で、メインバッファ５２中の当該符号化データを復号し出力する。
【００１４】
図７はＭＰＥＧ２ビットストリームの構成を示す図である。メインバッファ５２のサイズはＶＢＶバッファサイズとしてシーケンスヘッダ７１に格納されている。また、符号化データの各ピクチャの先頭（ｐｉｃｔｕｒｅ ｓｔａｒｔ ｃｏｄｅ）がＶＢＶバッファに入力されてから復号されるまでの時間を示すバッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙは、ピクチャヘッダ７２に格納されており、ＶＢＶバッファサイズとバッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙの条件に基づいて、メインバッファ５２は入力されるストリームの蓄積とタイムスタンプによるデータの履き出し動作を行う。
【００１５】
図８はシステムターゲットデコーダにおけるメインバッファ５２の動作を説明する図である。メインバッファ５２に各データが蓄積され、バッファ蓄積情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙ間隔毎の各出力指定時刻ＰＴＳに各データが出力される。
【００１６】
このように、ＭＰＥＧ２復号器において復号した画像データと復号した音声データを、符号化器が意図したタイミングで出力させるためには、符号化器で付与される出力指定時刻ＰＴＳが正常な値であることが必要である。
【００１７】
一方、放送分野でＭＰＥＧシステムを使用する場合、音声と映像のＡＶ同期は数ｍｓの精度で合っていることが要求される。しかしながら、符号化器の状態や符号化器から復号器間の伝送路の状態によって伝送誤りが生じ、出力指定時刻ＰＴＳが正常な値でなくなった場合に、そのＰＴＳを用いて出力制御を行うと、画像データ又は音声データの出力タイミングが正しいタイミングとならず、ＡＶ同期が要求精度を満足しない場合が発生する。
【００１８】
例えば、時刻基準参照値ＰＣＲがＴ０であり、復号器がＰＥＳパケットを受け取った瞬間からｔ３秒後に画像ＰＥＳパケットと音声ＰＥＳパケットを同時に出力させるために、符号化器において画像ＰＴＳ、音声ＰＴＳを共に「Ｔ０＋ｔ３」として付与した場合で、伝送路の状態によって音声ＰＴＳだけが伝送誤りにより異常となり「Ｔ０＋ｔ４」となった場合は、画像データと音声データが同時に出力されない。この差がＡＶ同期の要求精度以内であれば問題ないが、要求精度を越えた場合はＭＰＥＧシステムの信頼性に係わる問題となる。
【００１９】
また、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳは、時刻基準参照値ＰＣＲにより設定されたクロックＳＴＣにより計測された画像データの到着時刻より大きい値、すなわち、画像ＰＴＳが画像データの到着時刻より遅い時刻である必要があるが、画像ＰＴＳが符号化データ到着時刻より小さい値、すなわち、画像ＰＴＳが画像データの到着時刻より早い時刻である場合には、画像データが出力されない。画像データが出力されない状態が続けば、放送事故と判定される場合も考えられる。
【００２０】
さらに、例えば画像ＰＴＳが異常であり、ストリーム中のバッファサイズより大きな値となった場合、メインバッファ５２の制御が正しく行われず、メインバッファ５２のオーバーフローが発生する。その場合は出力される画像データが異常となる。
【００２１】
さらに、ＭＰＥＧ規格が制定される前に作製された符号化器の中には、上記Ｔ−ＳＴＤモデルに準拠せず、画像ＰＴＳが正しく付与されていないものがある。そのような符号化器が生成する符号化データは、Ｔ−ＳＴＤ準拠の復号器において画像データと音声データのタイミングを合わせることが困難である。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の復号装置は以上のように構成されているので、ＰＥＳパケットに格納されている出力指定時刻ＰＴＳが正常でない場合には、画像データと音声データを正しいタイミングで出力させることができなかったり、画像データと音声データの出力が途切れてしまうという課題があった。
【００２３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＰＥＳパケットに格納されている出力指定時刻ＰＴＳが正常でない場合でも、符号化器が意図したタイミングで画像データ、音声データを途切れなく出力することができる復号装置及び復号方法を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る復号装置は、分離器により分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、出力指定時刻が正常であるか否かを判定するＰＴＳ判定部と、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力するＰＴＳ補正部と、復号器により復号されたデータをバッファに格納し、ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻にバッファに格納されている復号されたデータを出力するメモリ制御部とを備えたものである。
【００２５】
この発明に係る復号装置は、出力指定時刻が到着時刻よりも早い場合にＰＴＳ判定部が出力指定時刻を異常と判定するものである。
【００２６】
この発明に係る復号装置は、ＰＴＳ補正部が予め設定されている所定値を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００２７】
この発明に係る復号装置は、ＰＴＳ補正部が符号化データに含まれるバッファ蓄積量情報を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００２９】
この発明に係る復号装置は、到着間隔判定部により符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００３０】
この発明に係る復号装置は、分離器により分離された画像データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、画像データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部と、分離器により分離された音声データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、音声データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部と、画像データの到着間隔を計測し、画像データの正常な到着間隔と比較して、画像データの到着間隔が正常であるか否かを判定すると共に、音声データの到着間隔を計測し、音声データの正常な到着間隔と比較して、音声データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、画像データの到着間隔が正常と判定され、画像データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、画像データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する画像ＰＴＳ補正部と、音声データの到着間隔が正常と判定され、音声データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、音声データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する音声ＰＴＳ補正部と、画像復号器により復号された画像データと音声復号器により復号された音声データをバッファに格納し、画像ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された画像データを出力すると共に、音声ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された音声データを出力するメモリ制御部とを備えたものである。
【００３１】
この発明に係る復号方法は、分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較して出力指定時刻が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力し、復号されたデータを基準出力指定時刻に出力するものである。
【００３２】
この発明に係る復号方法は、符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による復号装置であるＭＰＥＧ２デコーダの構成を示すブロック図である。図において、１０は符号化データから音声データと画像データを復号する復号処理回路、１１は音声データと画像データを蓄積するバッファ、１２は復号処理回路１０及びバッファ１１を統括制御するホストＣＰＵであり、ＭＰＥＧ２デコーダは、大別して復号処理回路１０、バッファ１１及びホストＣＰＵ１２から構成される。１３は復号処理回路１０とホストＣＰＵ１２を接続するシステムバスで、アドレス、データ及び割込み信号等の制御信号を伝送する。
【００３４】
また、図１の復号処理回路１０において、１４は分離器であり、符号化データであるビットストリームを画像データのエレメンタリーストリームである画像ＥＳと音声データのエレメンタリーストリームである音声ＥＳに分離すると共に、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳと音声データの出力指定時刻である音声ＰＴＳを分離する。また、分離器１４は、内部に備えているクロックＳＴＣにビットストリーム中の時刻基準参照値ＰＣＲを分離して設定し、時刻基準参照値ＰＣＲを基に時刻の計測を開始し、画像ＰＴＳの到着時間と音声ＰＴＳの到着時刻を計測する。
【００３５】
さらに、図１の復号処理回路１０において、１５は分離された画像ＰＴＳと計測された画像ＰＴＳの到着時間を比較し、画像ＰＴＳが正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部（ＰＴＳ判定部）、１６は画像ＰＴＳが異常と判定された場合に画像ＰＴＳを補正して基準出力指定時刻である基準ＰＴＳを出力する画像ＰＴＳ補正部（ＰＴＳ補正部）、１７は分離された音声ＰＴＳと計測された音声ＰＴＳの到着時間を比較し、音声ＰＴＳが正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部（ＰＴＳ判定部）、１８は音声ＰＴＳが異常と判定された場合に音声ＰＴＳを補正して基準出力指定時刻である基準ＰＴＳを出力する音声ＰＴＳ補正部（ＰＴＳ補正部）である。
【００３６】
さらに、図１の復号処理回路１０において、１９は分離された画像ＥＳから主に画像データを復号する画像復号器（復号器）、２０は分離された音声ＥＳから音声データを復号する音声復号器（復号器）、２１はバッファ１１に対する書込み／読出しを制御するメモリ制御部である。この復号処理回路１０全体を１個のＬＳＩに集積することも可能である。
【００３７】
さらに、図１のバッファ１１において、１１ａは分離された画像ＥＳをメモリ制御部２１の制御により蓄積する画像ＥＳバッファ、１１ｂは分離された音声ＥＳをメモリ制御部２１の制御により蓄積する音声ＥＳバッファ、１１ｃは画像復号器１９により復号された画像データをメモリ制御部２１の制御により出力するまで蓄積する画像出力バッファ、１１ｄは音声復号器２０により復号された音声データをメモリ制御部２１の制御により出力するまで蓄積する音声出力バッファである。
【００３８】
次に動作について説明する。
ＭＰＥＧ２デコーダの入力手段（図示せず）を介して復号処理回路１０に入力された符号化データ（ビットストリーム）は、分離器１４により画像ＥＳと音声ＥＳに分離される。分離された画像ＥＳと音声ＥＳは、メモリ制御部２１の制御により、それぞれ画像ＥＳバッファ１１ａ、音声ＥＳバッファ１１ｂに蓄積される。
【００３９】
画像ＥＳバッファ１１ａ、音声ＥＳバッファ１１ｂに蓄積された画像ＥＳと音声ＥＳは、メモリ制御部２１の制御により、それぞれ画像復号器１９と音声復号器２０に出力される。画像復号器１９と音声復号器２０は、それぞれ画像データと音声データを復号し、復号された画像データと復号された音声データは、メモリ制御部２１の制御により、画像出力バッファ１１ｃと音声出力バッファ１１ｄにそれぞれ蓄積される。
【００４０】
分離器１４は画像ＥＳと音声ＥＳを分離すると同時に、画像ＰＴＳと音声ＰＴＳを分離して、それぞれ画像ＰＴＳ判定部１５及び音声ＰＴＳ判定部１７に出力する。また、分離器１４は、入力された符号化データから時刻基準参照値ＰＣＲを分離し、内部に備えているクロックＳＴＣに分離した時刻基準参照値ＰＣＲを設定し、設定された時刻基準参照値ＰＣＲを基に時刻の計測を開始し、画像ＰＴＳの到着時間を計測して画像ＰＴＳ判定部１５に出力し、音声ＰＴＳの到着時刻を計測して音声ＰＴＳ判定部１７に出力する。
【００４１】
画像ＰＴＳ判定部１５は、画像データの出力指定時刻である画像ＰＴＳと、この画像ＰＴＳの到着時刻の位相関係、すなわち、画像ＰＴＳと到着時刻の前後関係を判定する。ＭＰＥＧシステム規定により入力された符号化データがＴ−ＳＴＤモデルに準拠していれば、（画像）ＰＴＳと（画像ＰＴＳの）到着時刻の前後関係は次の（１）式で示され、（画像）ＰＴＳは到着時刻より遅い時刻になっている。
到着時刻＜ＰＴＳ （１）
画像ＰＴＳ判定部１５による判定の結果、（画像）ＰＴＳと（画像ＰＴＳの）到着時刻の前後関係が（１）式を満たさない場合は、画像ＰＴＳが異常と判断して、画像ＰＴＳ補正部１６に画像ＰＴＳの到着時刻を出力して画像ＰＴＳの補正指示を行う。
【００４２】
図２は出力指定時刻ＰＴＳの補正方法を示す図である。画像ＰＴＳ判定部１５から補正指示を受けた画像ＰＴＳ補正部１６は、図２に示すように、受け取った画像ＰＴＳの到着時刻から次の（２）式に従って画像ＰＴＳの補正を行い、基準出力指定時刻（基準ＰＴＳ）としてメモリ制御部２１に出力する。
基準ＰＴＳ＝到着時刻＋補正値 （２）
【００４３】
ここで、上記（２）式における補正値は予め決められた所定値でも良いし、画像のバッファ蓄積量情報であるｖｂｖ ｄｅｌａｙから計算しても良い。ＭＰＥＧ２に準拠していない符号器からの符号化データには、画像ＰＴＳが正しく付与されていないものがあるが、そのような場合には、予め既知の所定値を補正値として使用する。
【００４４】
一方、分離された音声ＰＴＳと計測された音声ＰＴＳの到着時刻を受け取った音声ＰＴＳ判定部１７も、画像ＰＴＳ判定部１５と同様にして、音声ＰＴＳと音声ＰＴＳの到着時刻の前後関係を判定する。ＭＰＥＧシステム規定により入力した符号化データがＴ−ＳＴＤモデルに準拠していれば、（音声）ＰＴＳと（音声ＰＴＳの）到着時刻は上記（１）式の関係が成り立つ。音声ＰＴＳ判定部１７による判定の結果、（音声）ＰＴＳと（音声ＰＴＳの）到着時刻の前後関係が、上記（１）式を満たさない場合は、音声ＰＴＳが異常と判断し、音声ＰＴＳ補正部１８に音声ＰＴＳの到着時刻を出力し、音声ＰＴＳの補正指示を行う。
【００４５】
音声ＰＴＳ判定部１７から補正指示を受けた音声ＰＴＳ補正部１８は、受け取った音声ＰＴＳの到着時刻から上記（２）式に従って音声ＰＴＳの補正を行い、基準出力指定時刻（基準ＰＴＳ）としてメモリ制御部２１に出力する。ここで、補正値は予め決められた所定値でも良いし、画像のバッファ蓄積量情報であるｖｂｖ ｄｅｌａｙから計算しても良い。
【００４６】
ＭＰＥＧ２に準拠していない符号器からの符号化データには、音声ＰＴＳが正しく付与されていないものがあるが、そのような場合には、予め既知の所定値を補正値として使用する。また、補正値として画像のバッファ蓄積量情報ｖｂｖ ｄｅｌａｙを使用した場合は、符号化器で想定した正しい音声データの出力タイミングとならない可能性もあるが、復号された音声データが出力されないという事態を回避することが可能となる。
【００４７】
メモリ制御部２１は、画像ＰＴＳ補正部１６からの基準ＰＴＳのタイミングで、画像出力バッファ１１ｃに蓄積されている画像データを、画像復号器１９を介して映像出力として出力し、音声ＰＴＳ補正部１８からの基準ＰＴＳのタイミングで、音声出力バッファ１１ｄに蓄積されている音声データを、音声復号器２０を介して音声出力として出力する。
【００４８】
以上のように、この実施の形態１によれば、符号化データに含まれる出力指定時刻ＰＴＳが異常となっている場合でも、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果が得られる。
【００４９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による復号装置であるＭＰＥＧ２デコーダの構成を示すブロック図であり、図において、２２は符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部であり、その他の構成は実施の形態１の図１に示す構成と同等である。
【００５０】
次に動作について説明する。
出力指定時刻ＰＴＳはＰＥＳパケット毎に格納されているので、正しいタイミングで復号された画像データと音声データを出力するために、実施の形態１のように、画像ＰＴＳ及び音声ＰＴＳの判定、並びに画像ＰＴＳの補正及び音声ＰＴＳの補正を、ＰＥＳパケット到着毎に実施するが、以下の場合には、これに限らない。
【００５１】
画像ＰＥＳパケットは映像フレーム間隔３３ｍｓで到着するが、符号化器が原因で映像フレーム到着間隔が３３ｍｓとならない場合には、上記（２）式に従って補正を実施するとバッファ１１が破綻し画像データの出力が異常となる。
【００５２】
到着間隔判定部２２は画像ＰＥＳパケットが到着した時刻の間隔を計数し、正しい到着間隔３３ｍｓで到着しているか否かを判定し、判定結果を画像ＰＴＳ補正部１６に出力する。到着間隔判定部２２により到着間隔が正常と判定された場合に、画像ＰＴＳ補正部１６は、実施の形態１のように、上記（２）式を使用して画像ＰＴＳを補正して基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５３】
一方、到着間隔判定部２２により、その後に続く画像ＰＥＳパケットの到着間隔が異常だと判定された場合には、画像ＰＴＳ補正部１６は、到着した画像ＰＴＳの補正に上記（２）式を使用せずに、上記基準ＰＴＳに画像復号フレーム周期である３３ｍｓを加算して、新たな基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５４】
また、到着間隔判定部２２は音声ＰＥＳパケットが到着した時刻の間隔を計数し、正しい到着間隔で到着しているか否かを判定し、判定結果を音声ＰＴＳ補正部１８に出力する。到着間隔判定部２２により到着間隔が正常と判定された場合に、音声ＰＴＳ補正部１８は、実施の形態１のように、上記（２）式を使用して音声ＰＴＳを補正して基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５５】
一方、到着間隔判定部２２により、その後に続く音声ＰＥＳパケットの到着間隔が異常だと判定された場合には、音声ＰＴＳ補正部１８は、到着した音声ＰＴＳの補正に上記（２）式を使用せずに、上記基準ＰＴＳに音声復号フレーム周期を加算して、新たな基準ＰＴＳとしてメモリ制御部２１に出力する。
【００５６】
その他の分離器１４、画像ＰＴＳ判定部１５、音声ＰＴＳ判定部１７、画像復号器１９、音声復号器２０、メモリ制御部２１の処理については、実施の形態１と同様である。
【００５７】
以上のように、この実施の形態２によれば、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果が得られる。
【００５８】
上記実施の形態１及び実施の形態２では、復号装置としてＭＰＥＧ２デコーダの例を説明しているが、他のデコーダの場合についても、この発明を同様に適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、分離器により分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、出力指定時刻が正常であるか否かを判定するＰＴＳ判定部と、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力するＰＴＳ補正部と、復号器により復号されたデータをバッファに格納し、ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻にバッファに格納されている復号されたデータを出力するメモリ制御部とを備えたことにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６０】
この発明によれば、出力指定時刻が到着時刻よりも早い場合にＰＴＳ判定部が上記出力指定時刻を異常と判定することにより、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６１】
この発明によれば、ＰＴＳ補正部が予め設定されている所定値を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６２】
この発明によれば、ＰＴＳ補正部が符号化データに含まれるバッファ蓄積量情報を到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６４】
この発明によれば、到着間隔判定部により符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６５】
この発明によれば、分離器により分離された画像データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、画像データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部と、分離器により分離された音声データの出力指定時刻と計測された到着時刻を比較し、音声データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部と、画像データの到着間隔を計測し、画像データの正常な到着間隔と比較して、画像データの到着間隔が正常であるか否かを判定すると共に、音声データの到着間隔を計測し、音声データの正常な到着間隔と比較して、音声データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、画像データの到着間隔が正常と判定され、画像データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、画像データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する画像ＰＴＳ補正部と、音声データの到着間隔が正常と判定され、音声データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、音声データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する音声ＰＴＳ補正部と、復号された画像データと復号された音声データをバッファに格納し、画像ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された画像データを出力すると共に、音声ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、バッファに格納されている復号された音声データを出力するメモリ制御部とを備えたことにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号された画像データと復号された音声データを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６６】
この発明によれば、符号化データに含まれる出力指定時刻を分離し、符号化データの到着時刻を計測し、分離された出力指定時刻と計測された到着時刻を比較して出力指定時刻が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔を計測し、符号化データの正常な到着間隔と比較して、符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定し、符号化データの到着間隔が正常と判定され、出力指定時刻が異常と判定された場合に、出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力し、復号されたデータを基準出力指定時刻に出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【００６７】
この発明によれば、符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、補正された出力指定時刻に符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することにより、符号化データに含まれる出力指定時刻が異常となっている場合でも、符号化データが到着する到着間隔が正常でない場合においても、復号されたデータを正しいタイミングで途切れなく出力させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による復号装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による復号装置におけるＰＴＳの補正方法を説明する図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による復号装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 ＭＰＥＧ２による符号化データ（ビットストリーム）のデータ構造例を示す図である。
【図５】 従来のＰＴＳを用いた画像・音声の同期システムの基本概念を示すブロック図である。
【図６】 トランスポートストリームのシステムターゲットデコーダの構成を示すブロック図である。
【図７】 ＭＰＥＧ２ビットストリームの構成を示す図である。
【図８】 システムターゲットデコーダにおけるメインバッファの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 復号処理回路、１１ バッファ、１１ａ 画像ＥＳバッファ、１１ｂ 音声ＥＳバッファ、１１ｃ 画像出力バッファ、１１ｄ 音声出力バッファ、１２ ホストＣＰＵ、１３ システムバス、１４ 分離器、１５画像ＰＴＳ判定部、１６ 画像ＰＴＳ補正部、１７ 音声ＰＴＳ判定部、１８ 音声ＰＴＳ補正部、１９ 画像復号器、２０ 音声復号器、２１ メモリ制御部、２２ 到着間隔判定部。
Claims (8)
- 符号化データを復号して、復号されたデータを出力する復号装置において、
上記符号化データに含まれる出力指定時刻を分離し、上記符号化データの到着時刻を計測する分離器と、
上記分離器により分離された出力指定時刻と計測された上記符号化データの到着時刻を比較し、上記出力指定時刻が正常であるか否かを判定するＰＴＳ判定部と、
上記分離器により計測された符号化データの到着時刻により上記符号化データの到着間隔を計測し、上記符号化データの正常な到着間隔と比較して、上記符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、
上記到着間隔判定部により上記符号化データの到着間隔が正常と判定され、上記ＰＴＳ判定部により上記出力指定時刻が異常と判定された場合に、上記出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力するＰＴＳ補正部と、
上記符号化データを復号する復号器と、
上記復号器により復号されたデータをバッファに格納し、上記ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、上記バッファに格納されている復号されたデータを出力するメモリ制御部とを備えたことを特徴とする復号装置。 - 上記ＰＴＳ判定部は上記出力指定時刻が上記符号化データの到着時刻よりも早い場合に上記出力指定時刻を異常と判定することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
- 上記ＰＴＳ補正部は予め設定されている所定値を上記符号化データの到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
- 上記ＰＴＳ補正部は上記符号化データに含まれるバッファ蓄積量情報を上記符号化データの到着時刻に加算して基準出力指定時刻として出力することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
- 上記到着間隔判定部により上記符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、上記ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に上記符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
- 符号化データを復号して、復号された画像データと音声データを出力する復号装置において、
上記符号化データに含まれる画像データと音声データを分離すると共に、上記符号化データに含まれる画像データの出力指定時刻と音声データの出力指定時刻を分離し、上記画像データの到着時刻と上記音声データの到着時刻を計測する分離器と、
上記分離器により分離された画像データの出力指定時刻と計測された画像データの到着時刻を比較し、上記画像データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する画像ＰＴＳ判定部と、
上記分離器により分離された音声データの出力指定時刻と計測された音声データの到着時刻を比較し、上記音声データの出力指定時刻が正常であるか否かを判定する音声ＰＴＳ判定部と、
上記分離器により計測された上記画像データの到着時刻により上記画像データの到着間隔を計測し、上記画像データの正常な到着間隔と比較して、上記画像データの到着間隔が正常であるか否かを判定すると共に、上記分離器により計測された上記音声データの到着時刻により上記音声データの到着間隔を計測し、上記音声データの正常な到着間隔と比較して、上記音声データの到着間隔が正常であるか否かを判定する到着間隔判定部と、
上記到着間隔判定部により上記画像データの到着間隔が正常と判定され、上記画像ＰＴＳ判定部により上記画像データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、上記画像データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する画像ＰＴＳ補正部と、
上記到着間隔判定部により上記音声データの到着間隔が正常と判定され、上記音声ＰＴ Ｓ判定部により上記音声データの出力指定時刻が異常と判定された場合に、上記音声データの出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力する音声ＰＴＳ補正部と、
上記分離器により分離された画像データを復号する画像復号器と、
上記分離器により分離された音声データを復号する音声復号器と、
上記画像復号器により復号された画像データと上記音声復号器により復号された音声データをバッファに格納し、上記画像ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、上記バッファに格納されている復号された画像データを出力すると共に、上記音声ＰＴＳ補正部により出力された基準出力指定時刻に、上記バッファに格納されている復号された音声データを出力するメモリ制御部とを備えたことを特徴とする復号装置。 - 符号化データを復号して、復号されたデータを出力する復号装置が行う復号方法において、
分離器が上記符号化データに含まれる出力指定時刻を分離して、上記符号化データの到着時刻を計測し、
ＰＴＳ判定部が分離された出力指定時刻と計測された上記符号化データの到着時刻を比較して上記出力指定時刻が正常であるか否かを判定し、
到着間隔判定部が計測された上記符号化データの到着時刻により上記符号化データの到着間隔を計測し、上記符号化データの正常な到着間隔と比較して、上記符号化データの到着間隔が正常であるか否かを判定し、
ＰＴＳ補正部が、上記符号化データの到着間隔が正常と判定され、上記出力指定時刻が異常と判定された場合に、上記出力指定時刻を補正して基準出力指定時刻として出力し、
復号器が上記符号化データを復号し、
メモリ制御部が、復号されたデータをバッファに格納し、上記基準出力指定時刻に、上記バッファに格納されている復号されたデータを出力することを特徴とする復号方法。 - 上記符号化データの到着間隔が異常と判定された場合に、上記ＰＴＳ補正部が補正された出力指定時刻に上記符号化データの正常な到着間隔を加算して基準出力指定時刻として出力することを特徴とする請求項７記載の復号方法。
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