JP4888865B2 - Streaming data compensation method and digital signal receiving apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、通信プロトコルにおいて送信側と受信側のサンプリング周波数の同期を取らない非同期通信のストリーミングデータ補償方法に関し、特に、パケット通信時におけるパケット過剰および不足を受信機側で補償するストリーミングデータ補償方法に関する。また、かかるストリーミングデータ補償方法を用いたデジタル信号受信装置に関する。 The present invention relates to a streaming data compensation method for asynchronous communication that does not synchronize sampling frequencies of a transmission side and a reception side in a communication protocol, and in particular, a streaming data compensation method that compensates for excess and shortage of packets at the time of packet communication on the receiver side. About. The present invention also relates to a digital signal receiving apparatus using such a streaming data compensation method.
ストリーミングデータを非同期に送受信するデジタル通信では、同じサンプリング周波数を出力する水晶発信器を送信側および受信側において使用することが一般的である。しかし、水晶発信器の周波数精度のばらつき等により、送信側のデータ送信速度と受信側のデータ処理速度とのあいだにずれが生じることがある。この場合、送信側のデータ送信速度より受信側のデータ処理速度が速ければ、やがて処理するデータがなくなるため、受信側においてデータ不足が発生する。一方、送信側のデータ送信速度より受信側のデータ処理速度が遅ければ、処理すべきデータが蓄積されるため、受信側においてデータ過剰が発生する。 In digital communication in which streaming data is transmitted and received asynchronously, it is common to use a crystal oscillator that outputs the same sampling frequency on the transmission side and the reception side. However, there may be a difference between the data transmission speed on the transmission side and the data processing speed on the reception side due to variations in the frequency accuracy of the crystal oscillator. In this case, if the data processing speed on the receiving side is faster than the data transmission speed on the transmitting side, data to be processed will eventually disappear, and data shortage will occur on the receiving side. On the other hand, if the data processing speed on the reception side is slower than the data transmission speed on the transmission side, the data to be processed is accumulated, so that excessive data occurs on the reception side.
特にストリーミングデータをパケット単位で送受信する場合においては、受信側はパケット単位でデータをバッファに格納するため、受信側におけるデータ過剰やデータ不足がパケット単位で生じる。例えばストリーミングデータ配信される音声信号において、データが1パケット分不足すれば、無音部分が1パケット分生じる結果を招く。逆に、データが1パケット分過剰となれば、1パケット分情報を廃棄する必要が生じ、廃棄したパケットの前後の音声が不自然につながる結果を招く。いずれにおいてもストリーミングデータを再生した場合に品質劣化が発生する。このような問題を解決するために、受信側にサンプリングレート・コンバータ(以下、「SRC」という。)を備えて、送信側と受信側のサンプリング周波数のズレを補償する方法等が考えられるが、一般的にSRCの価格は高く、受信機の製品コストを上げる要素になる。また、従来技術としては、送信時に、データの出現順序に応じて、N種類の時系列データに分離してパケットを作成し、かかるパケットを受信側で逆加工して時系列のデータに再統一する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。この方法によりパケット不足が生じた場合に、復元された時系列データに飛び飛びにデータ不足サンプルが生じることになるので、パケット不足を簡易に補償することができ、また、補償精度が高くなることが期待できると、記載されている。
しかし、特許文献1にかかる方法は送信側と受信側との双方が特殊な処理を行う必要があるため、専用の送受信システムを構築する場合にのみ採用しうる。また、不足パケットが生じた場合、復元後の1パケット中に多くの補間を行う必要が生じ、補間後のストリーミングデータの品質にも疑念が生ずる。また、パケットの過剰には対応できない。
However, since the method according to
本発明はかかる実情を鑑みてなされたもので、送信側に特殊な処理を必要とせず、受信側のみで行えるストリーミングデータ補償方法であって、パケット不足およびパケット過剰のいずれにも対応可能であり、1パケットに多くの補間を行わなくてすむストリーミングデータ補償方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a streaming data compensation method that does not require special processing on the transmission side and can be performed only on the reception side, and can cope with either packet shortage or packet excess. An object of the present invention is to provide a streaming data compensation method that does not require many interpolations in one packet.
本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、ストリーミングデータの非同期パケット通信における、送受信が非同期であることに起因して発生するパケット不足およびパケット過剰を受信側で補償するストリーミングデータ補償方法において、不足パケットまたは過剰パケットに含まれるデータと同数のデータを、複数のパケットに分散させ、かつ同一パケット内における連続するデータ列において該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、この差分絶対値最小データ列においてデータ補間またはデータ消去することにより、前記不足パケットまたは前記過剰パケットを補償する。 The streaming data compensation method according to the present invention is a streaming data compensation method that compensates for a packet shortage and packet excess caused by asynchronous transmission and reception in streaming data asynchronous packet communication on the receiving side. A difference in which the same number of data as the data included in the excess packets is distributed to a plurality of packets, and in the continuous data string in the same packet, the sum of the absolute difference values of two adjacent data in the data string is minimized. An absolute value minimum data string is calculated, and data interpolation or data erasure is performed in the difference absolute value minimum data string to compensate for the insufficient packet or the excessive packet.
上記構成によると、ストリーミングデータの非同期パケット通信における、送受信が非同期であることに起因して発生するパケット不足およびパケット過剰を受信側で補償するストリーミングデータ補償方法であるため、送信側に特殊な処理を必要とせず、受信側のみでパケット補償を行うことができる。従って、専用の送受信システムを構築する必要がない。また、パケット不足およびパケット過剰を補償するストリーミングデータ補償方法であるため、パケット不足およびパケット過剰のいずれにも対応可能である。更に不足パケットまたは過剰パケットに含まれるデータと同数のデータを、複数のパケットに分散させてデータ補間またはデータ消去することによりパケット補償するストリーミングデータ補償方法であるため、1パケットに多くの補償を行わなくてすむ。 According to the above configuration, in the asynchronous packet communication of streaming data, since it is a streaming data compensation method that compensates for a packet shortage and packet excess that occur due to asynchronous transmission and reception on the reception side, special processing is performed on the transmission side. Thus, packet compensation can be performed only on the receiving side. Therefore, there is no need to construct a dedicated transmission / reception system. In addition, since the streaming data compensation method compensates for packet shortage and packet excess, it is possible to cope with both packet shortage and packet excess. In addition, it is a streaming data compensation method that compensates for packets by distributing the data as many as the data contained in the missing packets or excess packets to multiple packets and interpolating or erasing the data. No need.
本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、前記データ補間は、同一パケット内における連続するn個のデータ(nは偶数)からなるデータ列において、該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、前記差分絶対値最小データ列の中央に、隣接する2データの重み付け加算値を挿入することにより前記データ補間を行うことが好ましい。 In the streaming data compensation method according to the present invention, the data interpolation is an absolute value of a difference between two adjacent data in the data string in a data string consisting of n consecutive data (n is an even number) in the same packet. It is preferable to perform the data interpolation by calculating a differential absolute value minimum data sequence that minimizes the sum of the two and inserting a weighted addition value of two adjacent data in the center of the differential absolute value minimum data sequence.
上記構成によると、データ補間は、差分絶対値最小データ列の中央に、隣接する2データの重み付け加算値を挿入することにより前記データ補間を行うため、データ補間の影響が最も小さくなるようにデータ補間することが可能となる。ここで、重み付け加算値としては、例えば平均値などが利用できる。また、この方法はデータ列としてn個のデータ即ち、偶数個のデータを用いる場合に有効である。 According to the above configuration, since the data interpolation is performed by inserting the weighted addition value of two adjacent data at the center of the difference absolute value minimum data string, the data interpolation is performed so that the influence of the data interpolation is minimized. Interpolation is possible. Here, for example, an average value can be used as the weighted addition value. This method is effective when n data, that is, an even number of data is used as a data string.
本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、同一パケット内における連続するn+1個のデータ(nは偶数)からなるデータ列において、該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、前記差分絶対値最小データ列の中央値を、該中央値の直前のデータと該中央値との重み付け加算値、および該中央値の直後のデータと該中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することにより前記データ補間を行うことにより前記データ補間を行うことが好ましい。 In the streaming data compensation method according to the present invention, in a data string composed of consecutive n + 1 data (n is an even number) in the same packet, the sum of absolute differences between two adjacent data in the data string is minimized. The difference absolute value minimum data string is calculated, and the median of the difference absolute value minimum data string is calculated by adding a weighted addition value between the data immediately before the median and the median, and data immediately after the median and the data It is preferable to perform the data interpolation by performing the data interpolation by replacing with two data consisting of weighted addition values with the median.
上記構成によると、データ補間は、差分絶対値最小データ列の中央値を、中央値の直前のデータと中央値との重み付け加算値、および中央値の直後のデータと中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することによりデータ補間を行うため、データ補間の影響が最も小さくなるようにデータ補間することが可能となる。ここで、重み付け加算値としては、例えば平均値などが利用できる。また、この方法はデータ列としてn+1個のデータ即ち、奇数個のデータを用いる場合に有効である。 According to the above configuration, the data interpolation is performed by calculating the median of the difference absolute value minimum data string, the weighted addition value between the data immediately before the median and the median, and the weighted addition value between the data immediately after the median and the median Since the data interpolation is performed by replacing the two data, the data interpolation can be performed so that the influence of the data interpolation is minimized. Here, for example, an average value can be used as the weighted addition value. This method is effective when n + 1 data, that is, an odd number of data is used as a data string.
本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、前記データ消去は、同一パケット内における連続するn個のデータからなるデータ列において、該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、前記差分絶対値最小データ列の中央の隣接する2データを、該中央の隣接する2データの重み付け加算値に置換することにより、前記データ消去を行うことが好ましい。 In the streaming data compensation method according to the present invention, in the data erasure, the sum of absolute differences of two data adjacent to each other in the data sequence is minimized in the data sequence including n consecutive data in the same packet. The difference absolute value minimum data string is calculated, and the data erasure is performed by replacing the two adjacent data at the center of the difference absolute value minimum data string with the weighted addition value of the two adjacent data at the center. Is preferred.
上記構成によると、データ消去は、差分絶対値最小データ列の中央の隣接する2データを、該中央の隣接する2データの重み付け加算値に置換することにより行うため、影響が最も小さくなるようにデータ消去することが可能となる。ここで、重み付け加算値としては、例えば平均値などが利用できる。また、この方法はデータ列としてn個のデータ即ち、偶数個のデータを用いる場合に有効である。 According to the above configuration, data erasure is performed by replacing the two adjacent data at the center of the difference absolute value minimum data string with the weighted addition value of the two adjacent data at the center, so that the influence is minimized. Data can be erased. Here, for example, an average value can be used as the weighted addition value. This method is effective when n data, that is, an even number of data is used as a data string.
本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、前記データ消去は、同一パケット内における連続するn+1個のデータ(nは偶数)からなるデータ列において、該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、前記差分絶対値最小データ列の中央値、該中央値の直前のデータおよび該中央値の直後のデータからなる3データを、該中央値の直前のデータと該中央値との重み付け加算値、および該中央値の直後のデータと該中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することにより前記データ消去を行うことが好ましい。 In the streaming data compensation method according to the present invention, in the data erasure, in the data string composed of consecutive n + 1 data (n is an even number) in the same packet, the difference absolute value of two adjacent data in the data string The difference absolute value minimum data sequence in which the sum of the values is the smallest is calculated, and three data consisting of the median of the difference absolute value minimum data sequence, the data immediately before the median and the data immediately after the median are It is preferable to perform the data erasure by replacing the data immediately before the value with the weighted addition value of the median value and the two data consisting of the data immediately after the median value and the weighted addition value of the median value.
上記構成によると、データ消去は、差分絶対値最小データ列の中央値、中央値の直前のデータおよび中央値の直後のデータからなる3データを、中央値の直前のデータと中央値との重み付け加算値、および中央値の直後のデータと中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することにより前記データ消去を行うことによりデータ消去を行うため、影響が最も小さくなるようにデータ消去することが可能となる。ここで、重み付け加算値としては、例えば平均値などが利用できる。また、この方法はデータ列としてn+1個のデータ即ち、奇数個のデータを用いる場合に有効である。 According to the above configuration, the data erasure is performed by weighting the data immediately before the median and the median by weighting the 3 data including the median of the minimum difference absolute value data string, the data immediately before the median, and the data immediately after the median. Data erasure is performed by erasing the data by replacing the two values consisting of the addition value and the weighted addition value of the data immediately after the median and the median. It becomes possible. Here, for example, an average value can be used as the weighted addition value. This method is effective when n + 1 data, that is, an odd number of data is used as a data string.
また、本発明にかかるストリーミングデータ補償方法は、デジタル信号受信装置に好適に用いられる。 The streaming data compensation method according to the present invention is preferably used for a digital signal receiving apparatus.
本発明によれば、送信側に特殊な処理を必要とせず、受信側のみで行えるストリーミングデータ補償方法であって、パケット不足およびパケット過剰のいずれにも対応可能であり、1パケットに多くの補間を行わなくてすむストリーミングデータ補償方法を提供することができる。 According to the present invention, a streaming data compensation method that does not require special processing on the transmission side and can be performed only on the reception side, can handle both packet shortage and packet excess, and can perform many interpolations in one packet. It is possible to provide a streaming data compensation method that does not need to be performed.
(第1の実施形態)
本発明を具体化したストリーミングデータ補償方法、および同ストリーミングデータ補償方法を用いたデジタル信号受信装置の一実施形態を図1〜図17を用いて、以下に説明する。
(First embodiment)
An embodiment of a streaming data compensation method embodying the present invention and a digital signal receiving apparatus using the streaming data compensation method will be described below with reference to FIGS.
デジタル信号受信装置の模式図である図1に示すように、本受信機は送信装置から送信されたパケット化されたデータを受信する受信機1と、DSP2(Digital Signal Processor)で構成されたパケット補償部およびパケット補償部から出力されたデジタル信号を音声に変換するデジタル−アナログコンバータ(以下、単に、DAC3とする。)を備えている。更に具体的には、デジタル信号受信装置の概念図である図2に示すように、パケット補償部には、受信機1から受け取ったパケット化されたデータを順に書き込むライトポインタ(以下、単に、WPとする。)と、3種類のバッファ、およびバッファのデータを読み込みDAC3に送信するリードポインタ(以下、単に、RPとする。)を備えている。この3種類のバッファr_data_buf21、x_data_buf22および p_data_buf23はそれぞれパケット格納番号0からパケット格納番号7までの8つのパケット格納領域を有する。
As shown in FIG. 1, which is a schematic diagram of a digital signal receiver, this receiver is a packet composed of a
このデジタル信号受信装置の受信機1がパケット化されたデータの信号受信を開始すると、受信したパケット化されたデータはWPを介してr_data_buf21にパケット単位で書き込まれる。受信開始時において、WPはr_data_buf21のパケット格納番号4にパケット化されたデータを書き込む。同タイミングでr_data_buf21のパケット格納番号0のデータがフィルタ24を介して、x_data_buf22のパケット格納番号4に書き込まれる。更に同じタイミングで、r_data_buf21のパケット格納番号0の値がRPによって読み出され、DAC3に送られる。なお、DAC3は1データ毎に処理するため、RPによるr_data_buf21のデータ読み込みもデータ毎である。
When the
ここで、WPによるr_data_buf21へのデータ書き込み速度は受信機1の受信速度より速いため、WPのパケット格納領域の移動速度は受信機1によるパケット化されたデータの信号受信速度、即ち、図示しない送信機の送信速度に依存する。同様に、RPによるx_data_buf22のデータ読み出し速度はDAC3の変換処理速度より速いため、RPのパケット格納領域の移動速度はDAC3の変換処理速度に依存する。通常、送信機の送信速度とDAC3の変換処理速度とはそれぞれ水晶発信機等により同じ速度になるように調整されている。従って、送信機の送信速度とDAC3の変換処理速度とは特に同期を取らなくても、通常は、同速度となっている。
Here, since the data writing speed to r_data_buf 21 by the WP is faster than the receiving speed of the
送信機の送信速度とDAC3の変換処理速度とが等しい場合、受信機1が次のパケット化されたデータを受信すると、WPはr_data_buf21のパケット格納番号5にパケット化されたデータを書き込む。同タイミングでr_data_buf21のパケット格納番号1のデータがフィルタ24を介して、x_data_buf22のパケット格納番号5に書き込まれる。更に同じタイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号1の値がRPによって読み込まれ、DAC3に送られる。同様の繰り返しで、図3に示すように、r_data_buf21のパケット格納番号7にWPがデータを書き込むのと、r_data_buf21のパケット格納番号3のデータをx_data_buf22のパケット格納番号7にコピーするのと、x_data_buf22のパケット格納番号3のデータがRPによって読み込まれ、DAC3に送られるのが同タイミングとなる。なお、r_data_buf21およびx_data_buf22には初期状態において0が入力されているので、r_data_buf21のパケット格納番号7にWPがデータを書き込んだ時点において、x_data_buf22のパケット格納番号0〜パケット格納番号3には0が入力されている。また、x_data_buf22のパケット格納番号4〜パケット格納番号7には、r_data_buf21のパケット格納番号0〜パケット格納番号3のデータがコピーされているのであるが、r_data_buf21の初期状態におけるパケット格納番号0〜パケット格納番号3のデータは0であるので、結局x_data_buf22のパケット格納番号0〜パケット格納番号7の全てに0が入力されている。
When the transmission speed of the transmitter and the conversion processing speed of the
図4に示すように、受信機1が5つ目のパケット化されたデータを受信すると、WPはr_data_buf21のパケット格納番号0にパケット化されたデータを書き込む。同タイミングでr_data_buf21のパケット格納番号4のデータがフィルタ24を介して、x_data_buf22のパケット格納番号0に書き込まれる。更に同じタイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号4の値がRPによって読み込まれ、DAC3に送られる。
As shown in FIG. 4, when the
このようにr_data_buf21 およびx_data_buf22のパケット格納番号7までデータが書き込まれると、パケット格納番号0に戻ってデータが上書きされる。以後この処理が繰り返される。なお、図4の状態において始めてr_data_buf21のパケット格納番号4に書き込まれたパケット化されたデータが、x_data_buf22のパケット格納番号0にコピーされる。しかし、RPはまだパケット格納番号4に書き込まれたr_data_buf21の初期値である0を読み込んでいる。
Thus, when data is written up to the
その後、図5に示すように、受信機1が8つ目のパケット化されたデータを受信すると、WPはr_data_buf21のパケット格納番号3にパケット化されたデータを書き込む。同タイミングでr_data_buf21のパケット格納番号7のデータがフィルタ24を介して、x_data_buf22のパケット格納番号3に書き込まれる。更に同じタイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号7の値がRPによって読み込まれ、DAC3に送られる。
After that, as shown in FIG. 5, when the
WPがr_data_buf21のパケット格納番号3にパケット化されたデータを書き込むことで、r_data_buf21のパケット格納番号0〜パケット格納番号7の初期値0は全て更新されたこととなる。また、以後の処理によって、1つ目のパケット化されたデータから順に新しいデータに更新されてゆく。
By writing the packetized data to the
WPがr_data_buf21のパケット格納番号3にパケット化されたデータを書き込み終えるのと同タイミングでr_data_buf21のパケット格納番号7のデータの、x_data_buf22のパケット格納番号3へのコピーが終了し、x_data_buf22のパケット格納番号7のデータのRPによる読み込みおよびDAC3への送信が終了する。結局、受信機1により受信されたパケット化されたデータは、x_data_buf22に4パケット遅れでコピーされ、RPによって更に4パケット遅れて読み込まれ、DAC3へ送信される。つまり8パケット遅れでDAC3によりデジタルアナログ変換処理が行われる。さらにx_data_buf22へコピーされるパケット格納番号とよりRPによって読み込まれるパケット格納番号を4パケット格納番号進めることによって、RPの移動方向の前方および後方に4パケット格納番号分の余裕を備えさせている。なお、r_data_buf21とx_data_buf22との間に設けられたフィルタ24としてはローパスフィルタやハイパスフィルタ等が考えられるが、特に必要でなければ無くても良い。
At the same timing when the WP finishes writing the packetized data in the
ところで、送信機の送信速度とDAC3の変換処理速度とは、通常は、同速度となっているが、特に同期を取っていないため、完全には一致しない。従って、WPとRPとの移動速度も厳密には異なっている。ここで、RPの移動方向の前方および後方に4パケット格納番号分の余裕を持たせているため、WPとRPとの移動速度が厳密には異なっていても、短時間であれば、吸収することができる。しかし、例えば、RPの移動速度がWPの移動速度より速い状態が続けば、RPの移動方向の前方に備えられた4パケット格納番号分の余裕が小さくなり、ついには0パケット格納番号となり、処理すべきデータがなくなる。一方で、RPの移動速度がWPの移動速度より遅い状態が続けば、RPの移動方向の後方に備えられた4パケット格納番号分の余裕が小さくなり、ついには0パケット格納番号となり、受信したデータの処理が間に合わなくなる。かかる事態を防止するため、RPの移動速度がWPの移動速度より速いか遅いかを確認し、RPの移動速度がWPの移動速度より速い場合にはデータを補間し、RPの移動速度がWPの移動速度より遅い場合にはデータをデータ消去するストリーミングデータ補償方法をこのデジタル信号受信装置は備えている。以下、具体的に説明する。
By the way, although the transmission speed of the transmitter and the conversion processing speed of the
図2に示すように、デジタル信号受信装置の受信機1がパケット化されたデータの信号受信を開始すると、WPはr_data_buf21のパケット格納番号4にパケット化されたデータを書き込むのと同タイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号0の値がRPによって読み出され、DAC3に送られる。このときのWPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号4から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号0を引くと、4である。ここで、RPの移動速度とWPの移動速度とが等しい場合には、図3に示すように、デジタル信号受信装置の受信機1が4つ目のパケット化されたデータの信号受信を開始すると、WPはr_data_buf21のパケット格納番号7にパケット化されたデータを書き込むのと同タイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号3の値がRPによって読み出され、DAC3に送られる。このときのWPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号7から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号3を引くと、やはり4である。つまり、WPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号を引くと、4であり変化しない。
As shown in FIG. 2, when the
しかし、RPの移動速度がWPの移動速度より速い場合には、例えば、図6に示すように、WPはr_data_buf21のパケット格納番号7にパケット化されたデータを書き込むのと同タイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号4の値がRPによって読み出され、DAC3に送られる場合がある。このときのWPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号7から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号4を引くと、3となる。つまり、RPの移動速度がWPの移動速度より速い場合にはパケット格納番号差は4より小さくなる。
However, when the moving speed of the RP is faster than the moving speed of the WP, for example, as shown in FIG. 6, the WP writes the packetized data to the
一方、RPの移動速度がWPの移動速度より遅い場合には、例えば、図7に示すように、WPはr_data_buf21のパケット格納番号7にパケット化されたデータを書き込むのと同タイミングで、x_data_buf22のパケット格納番号2の値がRPによって読み出され、DAC3に送られる場合がある。このときのWPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号7から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号2を引くと、5となる。つまり、RPの移動速度がWPの移動速度より遅い場合にはパケット格納番号差は4より大きくなる。
On the other hand, when the moving speed of the RP is slower than the moving speed of the WP, for example, as shown in FIG. 7, the WP writes the packetized data to the
即ち、パケット格納番号差が4より大きいか小さいかによってRPの移動速度がWPの移動速度より速いか遅いかを確認することが出来る。より具体的には、WPがパケット格納番号を移動するごとにパケット格納番号差を算出し、パケット格納番号差が4より小さければ、RPの移動速度がWPの移動速度より速いことが確認でき、パケット格納番号差が4より大きければ、RPの移動速度がWPの移動速度より遅いことが確認できる。なお、図3に示すようにr_data_buf21のパケット格納番号7にWPが書き込んだ後には、図4に示すようにWPはr_data_buf21のパケット格納番号0に書き込むため、WPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号0から、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号4を引くとパケット格納番号差は−4となる。そこで、r_data_buf21のパケット格納番号7へのWPによる書き込みが終了すれば、WPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号に8を足した上でRPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号を引くよう算出方法を変更する。例えば、WPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号0に8を足した上で、RPが読み出しているx_data_buf22のパケット格納番号4を引くとパケット格納番号差は4となる。逆に、x_data_buf22のパケット格納番号7へのRPによる読み出しが終了すれば、WPが書き込んでいるr_data_buf21のパケット格納番号に8を足すことなくx_data_buf22のパケット格納番号を引くよう算出方法を変更する。即ち、パケット格納番号差の算出方法を再度、元に戻す措置を取る。このようにすることでパケット格納番号差は常に正の値となる。
In other words, whether the moving speed of the RP is faster or slower than the moving speed of the WP can be confirmed depending on whether the packet storage number difference is larger or smaller than 4. More specifically, the packet storage number difference is calculated every time the WP moves the packet storage number. If the packet storage number difference is smaller than 4, it can be confirmed that the moving speed of the RP is faster than the moving speed of the WP. If the packet storage number difference is larger than 4, it can be confirmed that the moving speed of RP is slower than the moving speed of WP. As shown in FIG. 3, after the WP writes to the
このように求めたパケット格納番号差が一定以上変化した場合、例えば4+2以上(即ち、6以上)または4−2以下(即ち、2以下)となった場合にパケット補償を行う。パケット格納番号差が2以下となった場合には、RPの読み出すデータ数を増加させることによりRPの移動速度を遅くするパケット補償を行う。かかるパケット補償によって、パケット格納番号の差が3以上に回復すれば、補償を終了する。一方、RPの読み取るデータを1パケットあたり1増加させる補償によってもパケット格納番号の差が3以上に回復せず、逆に1以下となれば、RPの読み取るデータ数を1パケットあたり2個増加させる補償を行う。更に、この処理によってもパケット格納番号の差が3以上に回復しない場合にはRPの読み取るデータ数を1パケットあたり3個以上同様に増加させる。 Packet compensation is performed when the packet storage number difference thus determined changes more than a certain value, for example, 4 + 2 or more (ie, 6 or more) or 4-2 or less (ie, 2 or less). When the packet storage number difference is 2 or less, packet compensation is performed to reduce the moving speed of the RP by increasing the number of data read by the RP. When the packet storage number difference is recovered to 3 or more by this packet compensation, the compensation is terminated. On the other hand, even if compensation for increasing the data read by the RP by 1 is not recovered to a difference of 3 or more in the packet storage number difference, conversely, if it becomes 1 or less, the number of data read by the RP is increased by 2 per packet. Compensate. Further, if the packet storage number difference does not recover to 3 or more by this processing, the number of data read by the RP is increased by 3 or more per packet.
逆に、パケット格納番号差が6以上となった場合には、RPの読み出すデータ数を減少させることによりRPの移動速度を速くするパケット補償を行う。かかるパケット補償によって、パケット格納番号の差が5以下に回復すれば、補償を終了する。一方、RPの読み取るデータを1パケットあたり1減少させる補償によってもパケット格納番号の差が5以下に回復せず、逆に7以上となれば、RPの読み取るデータ数を1パケットあたり2個減少させる補償を行う。更に、この処理によってもパケット格納番号の差が5以下に回復しない場合にはRPの読み取るデータ数を1パケットあたり3個以上、同様に減少させる。 Conversely, when the packet storage number difference is 6 or more, packet compensation is performed to increase the moving speed of the RP by reducing the number of data read by the RP. If the packet storage number difference is restored to 5 or less by this packet compensation, the compensation is terminated. On the other hand, even if compensation for reducing the data read by RP by 1 per packet does not recover the difference in packet storage number to 5 or less, conversely, if it becomes 7 or more, the number of data read by RP is reduced by 2 per packet. Compensate. Furthermore, if the packet storage number difference does not recover to 5 or less even by this processing, the number of data read by the RP is similarly reduced by 3 or more per packet.
このストリーミングデータ補償方法は、非同期パケット送信される信号中のパケット不足およびパケット過剰を受信側で補償するストリーミングデータ補償方法であるため、送信側に特殊な処理を必要とせず、受信側のみでストリーミングデータ補償方法を行うことができる。また、パケット不足およびパケット過剰を補償するストリーミングデータ補償方法であるため、パケット不足およびパケット過剰のいずれにも対応可能である。更に複数のパケットに分散させてデータ増加またはデータ減少することによりパケット補償するストリーミングデータ補償方法であるため、1パケットに多くのデータ補間やデータ消去を行わなくてすむストリーミングデータ補償方法である。 This streaming data compensation method is a streaming data compensation method that compensates for a packet shortage and packet excess in a signal transmitted by an asynchronous packet on the receiving side, so that no special processing is required on the transmitting side, and streaming is performed only on the receiving side. Data compensation methods can be performed. In addition, since the streaming data compensation method compensates for packet shortage and packet excess, it is possible to cope with both packet shortage and packet excess. Furthermore, since this is a streaming data compensation method in which packets are compensated by distributing data to a plurality of packets to increase or decrease data, it is a streaming data compensation method that eliminates many data interpolations and data erasures in one packet.
データの具体的な増加方法を、まず説明する。図8に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が大きい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以上のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けば、いずれ標準状態より1パケット分WPが遅れた状態となる。これが上述したパケット格納番号差が3(4−1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差がなくなると、RPが読み込むデータが枯渇する結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを増加させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合うデータの間にデータを補間することにより行う。かかるデータ補間は、データ補間による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを補間する場所を選定する方法が問題となる。1つの方法として、図9に示すように、隣り合う2つのデータの差が最も小さいx14とx15との間に、図10に示すように補間するデータx20を挿入する。より具体的には、まず、1パケット内において隣り合う2データの差分絶対値を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|からa18 =|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a18の最小値axを探す。そして、xxとxx+1との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+xx+1)/2を挿入する。かかる作業によって、差分絶対値の最も小さい箇所、言い換えればデータ値の変化が少ない箇所にデータを挿入することができる。かかる処理によってRPの読み込むデータ量が増えるため、RPの移動速度が遅くなり、図11に示すようにRPの移動速度の進みが解消されれば、パケット補償を終了する。なお、データ数を1パケットあたり1個増加させてもRPの移動速度の進みが解消されない場合には、データ数を1パケットあたり2個増加させる。具体的には、a0〜a18の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値が小さいax’ を探し、xx’とxx’+1との間に重み付け加算値としてその平均値(xx’+xx’+1)/2を更に挿入する。データ数を1パケットあたり3個以上増加させる場合も同様の処理を行う。 First, a specific method for increasing data will be described. As shown in FIG. 8, when the moving speed of the RP is higher than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or more while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, WP will be delayed by one packet from the standard state. This is a state where the above-described packet storage number difference is 3 (4-1). If this state further advances and there is no packet storage number difference, the result is that the data read by the RP is exhausted. Therefore, as described above, data is increased by one sample per packet, and this increase is performed by interpolating data between data adjacent to each other in one packet. Such data interpolation is preferably performed so that the influence of data interpolation is minimized. Therefore, a method for selecting a place to interpolate data becomes a problem. One way, as shown in FIG. 9, between the two differences is the smallest x 14 and x 15 data adjacent to insert the data x 20 to be interpolated, as shown in FIG. 10. More specifically, first, all the absolute differences between two adjacent data in one packet are obtained. That is, all of a 0 = | x 1 −x 0 | to a 18 = | x 19 −x 18 | are obtained. Next, the minimum value a x of a 0 to a 18 is searched. Then, an average value (x x + x x + 1 ) / 2 is inserted between x x and x x + 1 as a weighted addition value. By such an operation, data can be inserted into a place where the difference absolute value is the smallest, in other words, a place where the change in the data value is small. Since the amount of data read by the RP is increased by such processing, the moving speed of the RP is slowed down. When the advance of the moving speed of the RP is eliminated as shown in FIG. If the progress of the RP movement speed is not resolved even if the number of data is increased by one per packet, the number of data is increased by two per packet. Specifically, a 0 ~a next difference absolute value of the minimum value a x plus minimum value a x 18 'looking for, x x' is less a x weighting addition between the x x '+ 1 and The average value (x x ′ + x x ′ + 1 ) / 2 is further inserted as a value. Similar processing is performed when the number of data is increased by 3 or more per packet.
データの減少方法を、次に説明する。図12に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が小さい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以下のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けば、いずれ標準状態より1パケット分WPが進んだ状態となる。これが上述したパケット格納番号差が5(4+1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差が8となると、RPが読み込む前にデータが更新される結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを減少させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合うデータ2個を、他の1個のデータと置換することにより行う。かかるデータ置換は、データ置換による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを置換する場所を選定する方法が問題となる。1つの方法として、図13に示すように、隣り合う2つのデータの差が最も小さいx14およびx15を図14に示すようにデータx20と置換する。より具体的には、パケット1内において隣り合う2データの差分絶対値を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|からa18 =|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a18の最小値axを探す。そして、xxとxx+1との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+xx+1)/2を挿入し、xxとxx+1とを消去する。かかる処理によってRPの読み込むデータ量が減るため、RPの移動速度が速くなり、図15に示すようにRPの移動速度の遅れが解消されれば、パケット補償を終了する。なお、データ数を1パケットあたり1個減少させてもRPの移動速度の遅れが解消されない場合には、データ数を1パケットあたり2個減少させる。具体的には、a0〜a18の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値が小さいax’ を探し、xx’とxx’+1との間に重み付け加算値としてその平均値(xx’+xx’+1)/2を更に挿入し、xx’とxx’+1とを消去する。データ数を1パケットあたり3個以上減少させる場合も同様の処理を行う。
Next, the data reduction method will be described. As shown in FIG. 12, when the moving speed of the RP is smaller than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or less while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, the WP will advance by one packet from the standard state. This is a state in which the packet storage number difference described above is 5 (4 + 1). If this state further advances and the packet storage number difference is 8, the result is that the data is updated before the RP is read. Therefore, as described above, the data is decreased by one sample per packet. This increase in data is achieved by replacing two adjacent data with one other data in one packet. Do. Such data replacement is preferably performed so that the influence of the data replacement is minimized. Therefore, a method for selecting a place to replace data becomes a problem. As one method, as shown in FIG. 13, x 14 and x 15 having the smallest difference between two adjacent data are replaced with data x 20 as shown in FIG. More specifically, all the absolute differences between two adjacent data in the
次にデータ数を増加あるいは減少させたデータをRPに読み取らせる方法について説明する。上述のパケット補償は、パケット補償部が有する3種類のバッファのうち、p_data_buf23 を用いて、以下のように行われる。図16に示すように、p_data_buf23は0〜7までの8つのパケット格納領域を有し、1パケット格納領域に1パケット分のデータを記録する。上述のようにデータの増加または減少を行ったパケットのデータはこのp_data_buf23に記録される。またRPはパケット補償が行われた場合、図17に示すように、x_data_buf22に記録されたパケットのコピーデータに換えて、p_data_buf23に記録されたパケット補償後のデータを読み込み、DAC3に送る。パケット補償が終了すると、RPはp_data_buf23に換えて、再びx_data_buf22のデータを読み込みDAC3に送る。
Next, a method for causing the RP to read data with the number of data increased or decreased will be described. The above-described packet compensation is performed as follows using p_data_buf23 among the three types of buffers included in the packet compensation unit. As shown in FIG. 16,
上記実施形態のデジタル信号受信装置によれば、以下のような効果を得ることができる。 According to the digital signal receiving apparatus of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記実施形態のストリーミングデータ補償方法は、非同期パケット送信される信号中のパケット不足およびパケット過剰を受信側で補償するストリーミングデータ補償方法であるため、送信側に特殊な処理を必要とせず、受信側のみでパケット補償を行うことができる。従って、専用の送受信システムを構築する必要がない。また、パケット不足およびパケット過剰を補償するストリーミングデータ補償方法であるため、パケット不足およびパケット過剰のいずれにも対応可能である。更に複数のパケットに分散させてデータ補間またはデータ消去することによりパケット補償するストリーミングデータ補償方法であるため、1パケットに多くの補償を行わなくてすむストリーミングデータ補償方法である。 (1) The streaming data compensation method of the above embodiment is a streaming data compensation method that compensates for a packet shortage and packet excess in a signal transmitted asynchronously on the reception side, and thus does not require special processing on the transmission side. Packet compensation can be performed only on the receiving side. Therefore, there is no need to construct a dedicated transmission / reception system. In addition, since the streaming data compensation method compensates for packet shortage and packet excess, it is possible to cope with both packet shortage and packet excess. Further, since the streaming data compensation method compensates the packet by dispersing or erasing data in a plurality of packets, the streaming data compensation method does not require much compensation for one packet.
(2)上記実施形態のストリーミングデータ補償方法によると、データ補間は、連続する2データからなる差分絶対値最小axのデータ列つまりxxおよびxx+1からなるデータ列の、隣接する2データ即ちxxとxx+1との平均値(xx+xx+1)を挿入することによりデータ補間を行うため、データ補間の影響が最も小さくなるようにデータ補間することが可能となる。 (2) According to the streaming data compensation method of the above-described embodiment, data interpolation is performed by using two adjacent data in a data sequence of minimum absolute value a x consisting of two consecutive data, that is, a data sequence consisting of x x and x x + 1. Since data interpolation is performed by inserting an average value (x x + x x + 1 ) of x x and x x + 1 , it is possible to perform data interpolation so that the influence of data interpolation is minimized.
(3)上記実施形態のストリーミングデータ補償方法によると、データ補間は、連続する2データからなる差分絶対値最小axのデータ列、つまりxxおよびxx+1からなるデータ列の隣接する2データデータxxおよびxx+1を、xxとxx+1との平均値(xx+xx+1)に置換することにより行うため、影響が最も小さくなるようにデータ消去することが可能となる。 (3) According to the streaming data compensation method of the above embodiment, the data interpolation is performed on the data sequence of the differential absolute value minimum a x composed of two consecutive data, that is, two data data adjacent to the data sequence composed of x x and x x + 1 Since x x and x x + 1 are replaced with the average value (x x + x x + 1 ) of x x and x x + 1 , data can be erased so that the influence is minimized.
(4)また上記実施形態のデジタル信号受信装置は、本発明にかかるストリーミングデータ補償方法を用いているため、上記(1)〜(3)の効果を全て有するデジタル信号受信装置である。 (4) Moreover, since the digital signal receiving apparatus of the said embodiment uses the streaming data compensation method concerning this invention, it is a digital signal receiving apparatus which has all the effects of said (1)-(3).
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化したデジタル信号受信装置の第2の実施形態を説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態のデータの補償方法を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the digital signal receiving apparatus embodying the present invention will be described. Since the second embodiment has a configuration in which the data compensation method of the first embodiment is changed, detailed description of the same parts is omitted.
第2の実施形態において、データ補償は以下のように行う。図8に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が大きい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以上のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けば、いずれ標準状態より1パケット分WPが遅れた状態となる。これが上述したパケット格納番号差が3(4−1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差がなくなると、RPが読み込むデータが枯渇する結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを増加させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合うデータの間にデータを補間することにより行う。かかるデータ補間は、データ補間による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを補間する場所を選定する方法が問題となる。本実施形態においては、図18に示すように、連続する4つのデータ間における値の変化が最も小さいx13〜x16の4データの中間であるx14とx15との間に、図19に示すように補間するデータx20を挿入する。より具体的には、まず、パケット1内において連続する4データの隣り合う2データの差分絶対値の総和を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|+|x2−x1|+|x3−x2|からa16 =|x17−x16|+|x18−x17|+|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a16の最小値axを探す。そして、xx+1とxx+2との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+1+xx+2)/2を挿入する。かかる処理によって、差分絶対値の総和の最も小さい箇所、言い換えればデータ値の変化が少ない箇所にデータを挿入することができる。なお、データ数を1パケットあたり2個増加させる場合には、a0〜a16の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値の総和が小さいax’ を探し、xx’ +1とxx’ +2との間に重み付け加算値としてその平均値(xx’+1+xx’ +2)/2を更に挿入する。データ数を1パケットあたり3個以上増加させる場合も同様の処理を行う。
In the second embodiment, data compensation is performed as follows. As shown in FIG. 8, when the moving speed of the RP is higher than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or more while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, WP will be delayed by one packet from the standard state. This is a state where the above-described packet storage number difference is 3 (4-1). If this state further advances and there is no packet storage number difference, the result is that the data read by the RP is exhausted. Therefore, as described above, data is increased by one sample per packet, and this increase is performed by interpolating data between data adjacent to each other in one packet. Such data interpolation is preferably performed so that the influence of data interpolation is minimized. Therefore, a method for selecting a place to interpolate data becomes a problem. In the present embodiment, as shown in FIG. 18, between x 14 and x 15 , which is the middle of four data of x 13 to x 16 having the smallest value change between four consecutive data, FIG. inserting the data x 20 to be interpolated as shown in. More specifically, first, all the sums of absolute differences of two adjacent data of four consecutive data in the
データを減少させてパケット補償する方法を、次に説明する。図12に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が小さい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以下のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けばいずれ標準状態より1パケット分WPが進んだ状態となる。これが上述したパケット格納番号差が5(4+1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差が8となると、RPが読み込む前にデータが更新される結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを減少させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合う2個のデータを他の1個のデータと置換することにより行う。かかるデータ置換は、データ置換による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを置換する場所を選定する方法が問題となる。本実施形態においては、図20に示すように、4つのデータ間における値の変化が最も小さいx13〜x16の4データの中間であるx14およびx15を図21に示すようにデータx20と置換する。より具体的には、パケット1内において連続する4データの隣り合う差分絶対値の総和を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|+|x2−x1|+|x3−x2|からa16 =|x17−x16|+|x18−x17|+|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a16の最小値axを探す。そして、xx+1とxx+2との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+1+xx+2)/2を挿入し、xx+1とxx+2とを消去する。かかる処理によって、差分絶対値の総和の最も小さい箇所、言い換えればデータ値の変化が少ない箇所の2データを重み付け加算値としてその平均値である1データと置き換えることができる。なお、データ数を1パケットあたり2個減少させる場合には、a0〜a16の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値の総和が小さいax’ を探し、xx’ +1とxx’ +2との間に重み付け加算値としてその平均値(xx’+1+xx’ +2)/2を更に挿入し、xx’ +1とxx’ +2とを消去する。データ数を1パケットあたり3個以上減少させる場合も同様の処理を行う。
A method for packet compensation by reducing data will be described next. As shown in FIG. 12, when the moving speed of the RP is smaller than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or less while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, the WP will advance by one packet from the standard state. This is a state in which the packet storage number difference described above is 5 (4 + 1). If this state further advances and the packet storage number difference is 8, the result is that the data is updated before the RP is read. Therefore, as described above, the data is decreased by one sample per packet. This increase in data is achieved by replacing two adjacent data with one other data in one packet. Do. Such data replacement is preferably performed so that the influence of the data replacement is minimized. Therefore, a method for selecting a place to replace data becomes a problem. In the present embodiment, as shown in FIG. 20, x 14 and x 15 which are the middle of four data of x 13 to x 16 with the smallest change in value between the four data are represented as data x as shown in FIG. Replace with 20 . More specifically, all the sums of adjacent difference absolute values of four consecutive data in
なお、データ数を増加あるいは減少させたデータをRPに読み取らせる方法については、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。 Note that a method for causing the RP to read data with the number of data increased or decreased is the same as that in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
従って、第2の実施形態によれば、第1の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1)第2の実施形態では、パケット1内において連続する4データの隣り合う差分絶対値の総和の最小値axを求め、総和の最小値axを有するデータ列xx,xx+1,xx+2,xx+3,の中央であるxx+1とxx+2との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+1+xx+2)/2を挿入する。従って、パケット1内において隣り合う2データの差分絶対値の最小値axを求め、xxとxx+1との間に重み付け加算値としてその平均値(xx+xx+1)/2を挿入する第1の実施形態に比べ、データ値のマクロな変化が少ない箇所にデータを補充することが可能となる。そのため、マクロな変化による影響が、ミクロな変化による影響以上に重視される用途に使用することができる。
(1) In the second embodiment, determining the minimum value a x of the sum of absolute difference values adjacent four consecutive data on
(2)第2の実施形態では、パケット1内において連続する4データの隣り合う差分絶対値の総和の最小値axを求め、総和の最小値axを有するデータ列xx,xx+1,xx+2,xx+3,の中央の隣接する2データであるxx+1およびxx+2を、重み付け加算値としてその平均値(xx+1+xx+2)/2と置換する。従って、パケット1内において隣り合う2データの差分絶対値の最小値axを求め、xxとxx+1とを重み付け加算値としてその平均値(xx+xx+1)/2と置換する第1の実施形態に比べ、データ値のマクロな変化が少ない箇所においてデータを消去することが可能となる。そのため、マクロな変化による影響が、ミクロな変化による影響以上に重視される用途に使用することができる。
(2) In the second embodiment, determining the minimum value a x of the sum of absolute difference values adjacent four consecutive data on
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化したデジタル信号受信装置の第3の実施形態を説明する。なお、第3の実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態のデータの補償方法を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the digital signal receiving apparatus embodying the present invention will be described. Note that the third embodiment has a configuration in which only the data compensation method of the first embodiment and the second embodiment is changed. Therefore, detailed description of the same parts is omitted.
第3の実施形態において、データ補償は以下のように行う。図8に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が大きい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以上のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けば、いずれ標準状態より1パケット分WPが遅れた状態となる。これが上述したパケット格納番号差が3(4−1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差がなくなると、RPが読み込むデータが枯渇する結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを増加させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合うデータの間にデータを補間することにより行う。かかるデータ補間は、データ補間による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを補間する場所を選定する方法が問題となる。本実施形態においては、図22に示すように、連続する3つのデータ間における値の変化が最も小さいx13〜x15の3データの中間であるx14を、図23に示すように補間するデータx20およびx21と置換する。より具体的には、まず、パケット1内において連続する3データの隣り合う2データの差分絶対値の総和を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|+|x2−x1|からa17 =|x18−x17|+|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a17の最小値axを探す。そしてxx,xx+1,xx+2の中央値であるxx+1を、中央値の直前のデータxxと中央値xx+1との平均値(xx+xx+1)/2、および中央値の直後のデータxx+2と中央値xx+1との平均値(xx+1+xx+2)/2の2つのデータと置換する。かかる処理によって、差分絶対値の総和の最も小さい箇所、言い換えればデータ値の変化が少ない箇所にデータを補間することができる。なお、データ数を1パケットあたり2個増加させる場合には、a0〜a17の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値の総和が小さいax’ を探し、xx’,xx’+1,xx’+2の中央値であるxx’ +1を中央値の直前のデータxx’と中央値xx’+1との平均値(xx’+xx’+1)/2および中央値の直後のデータxx’+2と中央値xx’+1との平均値(xx’+1+xx’+2)/2の2つのデータと置換する。データ数を1パケットあたり3個以上増加させる場合も同様の処理を行う。
In the third embodiment, data compensation is performed as follows. As shown in FIG. 8, when the moving speed of the RP is higher than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or more while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, WP will be delayed by one packet from the standard state. This is a state where the above-described packet storage number difference is 3 (4-1). If this state further advances and there is no packet storage number difference, the result is that the data read by the RP is exhausted. Therefore, as described above, data is increased by one sample per packet, and this increase is performed by interpolating data between data adjacent to each other in one packet. Such data interpolation is preferably performed so that the influence of data interpolation is minimized. Therefore, a method for selecting a place to interpolate data becomes a problem. In the present embodiment, as shown in FIG. 22, to interpolate x 14 change in value between the three successive data is the
データを減少させてパケット補償する方法を、次に説明する。図12に示すように、WPの移動速度よりRPの移動速度が小さい場合には、WPが1パケット分のデータを書き込む間に、RPは1パケット以下のデータの読み込みを行う。従ってこの状態が続けばいずれ標準状態より1パケット分WPが進んだ状態となる。これが上述したパケット格納番号差が5(4+1)となった状態である。更にこの状態が進み、パケット格納番号差が8となると、RPが読み込む前にデータが更新される結果を招く。そこで、上述した様に、1パケットあたりに1サンプルずつデータを減少させるのであるが、このデータの増加は1パケット内において互いに隣り合う3個のデータを他の2個のデータと置換することにより行う。かかるデータ置換は、データ置換による影響が最も小さくなるように行うことが好ましい。そのため、データを置換する場所を選定する方法が問題となる。本実施形態においては、図24に示すように、3つのデータ間における値の変化が最も小さいx13〜x15の3データを図25に示すようにデータx20およびデータx21と置換する。より具体的には、パケット1内において連続する3データの隣り合う差分絶対値の総和を全て求める。即ち、a0= |x1 −x0|+|x2−x1|からa17 =|x18−x17|+|x19 −x18|までを全て求める。次に、a0〜a16の最小値axを探す。そして、xx,xx+1,xx+2の3データを中央値の直前のデータxxと中央値xx+1との平均値(xx+xx+1)/2および中央値の直後のデータxx+2と中央値xx+1との平均値(xx+1+xx+2)/2の2つのデータと置換する。かかる処理によって、差分絶対値の総和の最も小さい箇所、言い換えればデータ値の変化が少ない箇所の3データを各々の平均値である2データと置換することができる。なお、データ数を1パケットあたり2個減少させる場合には、a0〜a16の最小値axに加えて最小値axの次に差分絶対値の総和が小さいax’ を探し、xx’,xx’ +1,xx’ +2の3データをその中央値の直前のデータxx’と中央値xx’ +1との平均値(xx’ +xx’+1)/2および中央値の直後のデータxx’ +2と中央値xx’ +1との平均値(xx’+1+xx’ +2)/2と置換する。データ数を1パケットあたり3個以上減少させる場合も同様の処理を行う。
A method for packet compensation by reducing data will be described next. As shown in FIG. 12, when the moving speed of the RP is smaller than the moving speed of the WP, the RP reads data of one packet or less while the WP writes data for one packet. Therefore, if this state continues, the WP will advance by one packet from the standard state. This is a state in which the packet storage number difference described above is 5 (4 + 1). If this state further advances and the packet storage number difference is 8, the result is that the data is updated before the RP is read. Therefore, as described above, the data is decreased by one sample per packet. This increase in data is achieved by replacing the three adjacent data with the other two data in one packet. Do. Such data replacement is preferably performed so that the influence of the data replacement is minimized. Therefore, a method for selecting a place to replace data becomes a problem. In the present embodiment, as shown in FIG. 24, replaces the data x 20 and data x 21, as shown in FIG. 25 to 3 data of the changing smallest x 13 ~x 15 values between three data. More specifically, all the sums of adjacent difference absolute values of three consecutive data in the
なお、データ数を増加あるいは減少させたデータをRPに読み取らせる方法については、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。 Note that a method for causing the RP to read data with the number of data increased or decreased is the same as that in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
従って、第3の実施形態によれば、第1の実施形態に記載の効果および第2の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects described in the first embodiment and the effects described in the second embodiment.
(1)第3の実施形態では、データ補間は、差分絶対値最小データ列の中央値xx+1を、中央値の直前のデータxxと中央値xx+1との平均値(xx+xx+1)/2、および中央値の直後のデータxx+2と中央値xx+1との平均値(xx+1+xx+2)/2からなる2データと置換することによりデータ補間を行うため、データ補間の影響が最も小さくなるようにデータ補間することが可能となる。また、この方法はデータ列として奇数個のデータを用いる場合に有効である。 (1) In the third embodiment, data interpolation, the mean value of the median x x + 1 of the difference absolute value the minimum data string, the data x x and median x x + 1 immediately before the median (x x + x x + 1 ) / 2, and for performing the average value (x x + 1 + x x + 2) / 2 2 data and data interpolation by replacing consisting of data x x + 2 and median x x + 1 immediately after the median, the influence of data interpolation It is possible to interpolate data so that becomes the smallest. This method is effective when an odd number of data is used as a data string.
(2)第3の実施形態では、データ補間は、差分絶対値最小データ列の中央値xx+1を、中央値の直前のデータxxと中央値xx+1との平均値(xx+xx+1)/2、および中央値の直後のデータxx+2と中央値xx+1との平均値(xx+1+xx+2)/2からなる2データと置換することによりデータ補間を行うため、データ補間の影響が最も小さくなるようにデータ補間することが可能となる。また、この方法はデータ列として奇数個のデータを用いる場合に有効である。 (2) In the third embodiment, data interpolation, the mean value of the median x x + 1 of the difference absolute value the minimum data string, the data x x and median x x + 1 immediately before the median (x x + x x + 1 ) / 2, and for performing the average value (x x + 1 + x x + 2) / 2 2 data and data interpolation by replacing consisting of data x x + 2 and median x x + 1 immediately after the median, the influence of data interpolation It is possible to interpolate data so that becomes the smallest. This method is effective when an odd number of data is used as a data string.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
・第1の実施形態または第2の実施形態においては、パケット1内において隣り合う2データまたは4データの差分絶対値の総和の最小値を求め、その結果を基に、データの挿入または置換を行っているが、他の方法でも良い。即ち、2データ、4データの差分絶対値の総和に限らず、6、8などの偶数データの差分絶対値の総和の最小値を求め、その結果を基に、データの挿入または置換を行なう方法であってもよい。データ数が多いほどよりマクロな変化が少ない箇所にデータ増加または減少させることができる。
In the first embodiment or the second embodiment, the minimum value of the sum of absolute differences of two or four adjacent data in
・第3の実施形態においては、パケット1内において隣り合う3データの差分絶対値の総和の最小値を求め、その結果を基に、データの挿入または置換を行っているが、他の方法でも良い。即ち、3データの差分絶対値の総和に限らず、5、7などの奇数データの差分絶対値の総和の最小値を求め、その結果を基に、データの挿入または置換を行なう方法であってもよい。データ数が多いほどよりマクロな変化が少ない箇所にデータ増加または減少させることができる。
In the third embodiment, the minimum value of the sum of absolute differences of three adjacent data in
・上記実施形態においては、パケット格納番号差が標準から2ずれた場合にパケット補償を行っているが、他の方法であっても良い。即ちパケット補償が過剰にならず、かつパケット補償が間に合わない事態が生じない様にパケット補償を行なうタイミングが調整できれば良い。 In the above embodiment, packet compensation is performed when the packet storage number difference deviates by two from the standard, but other methods may be used. That is, it suffices if the packet compensation timing can be adjusted so that packet compensation does not become excessive and packet compensation is not in time.
・上記実施形態において、DSP2は3種類のバッファr_data_buf21、x_data_buf22および p_data_buf23を備えているが、他の構成であっても良い。例えば、p_data_buf23を備えず、r_data_buf21、からパケット補償後のデータをx_data_buf22に直接書き込む構成であっても良い。即ち、データ補間またはデータ消去によるパケット補償が可能となるバッファ構成であれば良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、DSP2は3種類のバッファr_data_buf21、x_data_buf22および p_data_buf23を備えているが、他の構成であっても良い。例えば、x_data_buf22を備えず、RPがr_data_buf21を読み取る構成であっても良い。即ち、データ補間またはデータ消去によるパケット補償が可能となるバッファ構成であれば良い。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、3種類のバッファr_data_buf21、x_data_buf22および p_data_buf23はパケット格納番号0からパケット格納番号7までのパケット格納番号を持つ8つのパケット格納領域を持っているが、他の構成であっても良い。例えば、p_data_buf23のパケット格納領域が他の2つのバッファより小さくても良いし、それぞれのバッファの大きさが全て異なっていても良い。即ち、パケット補償が可能な程度に一時記憶できる構造であればよい。
In the above embodiment, the three types of buffers r_data_buf21, x_data_buf22, and p_data_buf23 have eight packet storage areas with packet storage numbers from
・上記実施形態においては、パケット補償部をDSPで構成しているが、他の構成であっても良い。上記したパケット補償が可能であれば良いのであり、マイコン等他の電子部品(回路)で構成しても良い。 In the above embodiment, the packet compensation unit is configured by a DSP, but other configurations may be used. It is only necessary that the above-described packet compensation is possible, and it may be configured by other electronic components (circuits) such as a microcomputer.
・上記実施形態においては、フィルタ24としてローパスフィルタやハイパスフィルタを例示しているが、他のフィルタであっても良い。また、フィルタに換えて、例えば、符号データの複合やエラー訂正などの信号処理手段を備えても良い。この、フィルタ24や信号処理手段は回路によりハードウエアとして構成されたものであっても、DSPに組み込まれたプログラム等によるソフトウエアとして実現されたものであっても良い。
In the above embodiment, a low-pass filter and a high-pass filter are illustrated as the
本発明は、通信プロトコルにおいて送信側と受信側のサンプリング周波数の同期を取らない非同期パケット通信におけるパケット過剰および不足を受信機側で補償するストリーミングデータ補償方法、およびかかるストリーミングデータ補償方法を用いたデジタル信号受信装置であるため、特に、ストリーミングデータの品質劣化を防止する必要がある分野において、広く利用することが可能である。 The present invention relates to a streaming data compensation method for compensating for excess and shortage of packets in an asynchronous packet communication in which the sampling frequency of the transmission side and the reception side is not synchronized in the communication protocol, and digital using the streaming data compensation method. Since it is a signal receiving device, it can be widely used particularly in a field where it is necessary to prevent the quality deterioration of streaming data.
1…受信機、2…DSP(Digital Signal Processor)、3…DAC(デジタル−アナログコンバータ)、21…r_data_buf、22…x_data_buf、23…p_data_buf、24…フィルタ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
不足パケットまたは過剰パケットに含まれるデータと同数のデータを、複数のパケットに分散させ、かつ同一パケット内における連続するデータ列において該データ列内の互いに隣接する2データの差分絶対値の総和が最小となる差分絶対値最小データ列を算出し、この差分絶対値最小データ列においてデータ補間またはデータ消去することにより、前記不足パケットまたは前記過剰パケットを補償することを特徴とするストリーミングデータ補償方法。 In a streaming data compensation method for compensating for packet shortage and packet excess caused by asynchronous transmission / reception in streaming data asynchronous packet communication on the receiving side,
The same number of data as the data included in the missing packet or the excess packet is distributed to a plurality of packets , and the sum of the absolute difference values of two adjacent data in the data string is minimized in the continuous data string in the same packet. A streaming data compensation method , comprising: calculating a difference absolute value minimum data string to be and compensating for the insufficient packet or the excess packet by performing data interpolation or data erasure in the difference absolute value minimum data string .
前記差分絶対値最小データ列の中央に、隣接する2データの重み付け加算値を挿入することにより前記データ補間を行うことを特徴とする請求項1に記載のストリーミングデータ補償方法。 The data interpolation is the minimum difference absolute value that minimizes the sum of the absolute difference values of two adjacent data in the data string in a data string consisting of consecutive n data (n is an even number) in the same packet. Calculate the data column,
The streaming data compensation method according to claim 1, wherein the data interpolation is performed by inserting a weighted addition value of two adjacent data in the center of the difference absolute value minimum data string.
前記差分絶対値最小データ列の中央値を、該中央値の直前のデータと該中央値との重み付け加算値、および該中央値の直後のデータと該中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することにより前記データ補間を行うことを特徴とする請求項1に記載のストリーミングデータ補償方法。 In the data interpolation, in a data string composed of consecutive n + 1 data (n is an even number) in the same packet, the difference absolute value minimum that minimizes the sum of the difference absolute values of two adjacent data in the data string Calculate the data column,
2 data comprising the median of the differential absolute value minimum data string, the weighted addition value of the data immediately before the median and the median, and the weighted addition of the data immediately after the median and the median The streaming data compensation method according to claim 1, wherein the data interpolation is performed by replacing the data.
前記差分絶対値最小データ列の中央の隣接する2データを、該中央の隣接する2データの重み付け加算値に置換することにより、前記データ消去を行うことを特徴とする請求項1に記載のストリーミングデータ補償方法。 The data erasure is a minimum difference absolute value that minimizes the sum of absolute differences of two adjacent data in a data string composed of consecutive n data (n is an even number) in the same packet. Calculate the data column,
2. The streaming according to claim 1, wherein the data erasure is performed by replacing two adjacent data in the center of the difference absolute value minimum data sequence with a weighted addition value of the two adjacent data in the center. Data compensation method.
前記差分絶対値最小データ列の中央値、該中央値の直前のデータおよび該中央値の直後のデータからなる3データを、該中央値の直前のデータと該中央値との重み付け加算値、および該中央値の直後のデータと該中央値との重み付け加算値からなる2データと置換することにより前記データ消去を行うことを特徴とする請求項1に記載のストリーミングデータ補償方法。 In the data erasure, in a data string composed of consecutive n + 1 data (n is an even number) in the same packet, the difference absolute value minimum that minimizes the sum of absolute differences between two adjacent data in the data string Calculate the data column,
Three data consisting of the median of the minimum difference absolute value data string, the data immediately before the median, and the data immediately after the median, a weighted addition value of the data immediately before the median and the median, and 2. The streaming data compensation method according to claim 1, wherein the data erasure is performed by replacing the data immediately after the median with two data consisting of a weighted addition value of the median.
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