JPWO2007000836A1 - 再生装置 - Google Patents
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Abstract
アナログビデオ信号を表示装置に正しく再生する再生装置である。記録媒体上のデジタルオーディオ信号とこれに同期したデジタルビデオ信号の再生部(5)と、オーディオ信号記憶部(8)と、ビデオ信号記憶部(11)と、デジタルオーディオ信号の外部機器への伝送、及び、その伝送レートを制御するレート制御コマンドの受信を行うインターフェイス部(9)と、受信したレート制御コマンドに応じて変動する、デジタルオーディオ信号の伝送レートを制御するためのクロックを発振する第1発振部(14)と、ビデオ信号記憶部(11)からのデジタルビデオ信号を変換するDAC(13)と、そのアナログビデオ信号を直交変調して作られた色信号を含むアナログビデオ信号に変換して表示装置に出力するビデオ信号出力部(17)と、そのアナログビデオ信号の出力レートを一定に制御するための固定クロックを発振する第2発振部(15)を備える。
Description
本発明は、記録媒体に記録されたデジタルオーディオ信号とデジタルビデオ信号とを同期再生する技術に関する。
従来、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)−1394規格に準拠したデジタルインターフェイス(以下、IEEE1394インターフェイスという)を備えたDVD(Digital Versatile Disc)プレーヤ等の再生装置がある(例えば、日本の特開平11−339386号公報参照)。
図3に基づき、従来のDVDプレーヤが他機器とIEEE1394インターフェイスを介して接続された例を説明すると、DVDプレーヤ100と、AV(Audio Visual)アンプ200とをIEEE1394シリアルバス300で接続することにより、DVDに記録されたデジタルオーディオ信号をAVアンプへ伝送することができる。また、DVDに記録されたマルチチャンネルオーディオ信号に同期したビデオ信号は、DVDプレーヤ100からビデオコード400により接続された表示装置(例えば、Television)500に出力される。
IEEE1394インターフェイスを備えたDVDプレーヤの多くは、IEEE−1394規格において規定されたA&Mプロトコル(Audio and Music Data Transmission Protocol)のフォーマットに変換したデジタルオーディオ信号を伝送する。このA&Mプロトコルは、デジタルオーディオ信号とこれに付随する補助データを伝送するためのプロトコルであるが、ビデオ信号の伝送はサポートしない。
ここで、従来のIEEE1394インターフェイスを介して互いに接続された機器は、それぞれ独立した動作クロックを発振するクロック源を備える。したがって、図3に示すように、DVDプレーヤ100とAVアンプ200がIEEE1394シリアルバスにより接続されていても、各クロック源から発振されるクロックの周波数は通常一致しない。このため、DVDプレーヤ100とAVアンプ200との間で信号処理のタイミングにずれが生じ、DVDプレーヤ100からAVアンプ200へデジタルオーディオ信号を伝送するとジッタが発生する。
このオーディオ信号のジッタを低減させるために、上述したA&Mプロトコルには、伝送レート制御規格(例えば、AV/C Command Set for Rate Control of Isochronous Data Flow 1.0)が用意されている。この規格について図3を例として説明する。AVアンプ200は、上記の規格の非同期プロトコルにより、内蔵するクロック源から発振されるクロックの周波数に基づいたレート制御コマンドをDVDプレーヤ100に出力する。DVDプレーヤ100は、AVアンプ200から受信したレート制御コマンドに基づいて、内蔵するクロック源から発振するクロックの周波数を変動させAVアンプ200に備えられたクロック源のクロックの周波数に合わせることにより、AVアンプ200へ送信するデジタルオーディオ信号の伝送レートを制御する。これにより、DVDプレーヤ100とAVアンプ200との間の伝送路で発生するジッタを低減させることができる。
更に、DVDプレーヤ100に備えられたクロック源のクロックの周波数にAVアンプ200に備えられたデジタルアナログ変換器の動作クロックの周波数を合わせることにより、ジッタを発生させないことも可能になる。
しかし、DVDプレーヤ等の再生装置が、図3に例示するように、オーディオ信号が伝送されるAVアンプ等の機器とは異なる表示装置にビデオ信号を伝送する場合には、表示装置へのビデオ信号の出力形態によっては問題が生じる場合がある。具体的には、再生装置から表示装置に直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号(例えば、アナログコンポジット信号、アナログS-Video信号)を伝送する場合に、上記のジッタ防止のための手法は伝送信号に好ましくない影響を与えうる。
すなわち、再生装置は、オーディオ信号の出力先から上述したレート制御コマンドを受信すると、受信したレート制御コマンドに基づいてクロック周波数を変動させる。
通常、DVDプレーヤ等の再生装置は同一のクロック源から分周したクロックに基づいて動作しており、オーディオ信号の伝送先である機器からレート制御コマンドを受信した場合、オーディオ信号の伝送レートのみならず、ビデオ信号の出力レートも変動することになる。
ここで、アナログコンポジット信号やアナログS-video信号には、色差信号が色副搬送波に対する位相変調信号として輝度信号に多重されている。表示装置は、入力されたこのようなアナログビデオ信号の色副搬送波の周波数及び位相に同期した復調キャリアを生成し、入力されたアナログビデオ信号の色副搬送波と生成した復調キャリアの位相を比較し色差信号を復調する。
クロックが変動し、入力されるアナログビデオ信号の出力レートが変動すると、表示装置において色差信号が正しく復調されない場合がある。この結果、表示装置の画面に色ずれが発生したカラー映像が表示されたり、カラー映像がモノクロ映像として表示される虞がある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
本発明の一態様では、記録媒体に記録されたデジタルオーディオ信号及び当該デジタルオーディオ信号に同期したデジタルビデオ信号を再生する再生部と、前記再生部が再生したデジタルオーディオ信号を記憶し、読出すオーディオ信号記憶部と、前記再生部が再生したデジタルビデオ信号を記憶し、読出すビデオ信号記憶部と、前記再生部が再生したデジタルオーディオ信号の外部機器への伝送、及び、当該伝送の伝送レートを制御するレート制御コマンドの受信を行うインターフェイス部と、前記インターフェイス部が受信したレート制御コマンドに応じて変動する、前記インターフェイス部からのデジタルオーディオ信号の伝送レートを制御するためのクロックを発振する第1発振部と、前記ビデオ信号記憶部から読み出されたデジタルビデオ信号をアナログビデオ信号に変換する変換部と、前記変換部からのアナログビデオ信号を、直交変調して作られた色信号を含むアナログビデオ信号に変換して表示装置に出力するビデオ信号出力部と、前記ビデオ信号出力部からのアナログビデオ信号の出力レートを一定に制御するための固定クロックを発振する第2発振部と、を備える、再生装置とする。これによって、デジタルオーディオ信号の伝送レートが変動しても、アナログビデオ信号の出力レートを一定に制御して、直交変調して作られた色信号を含むアナログビデオ信号が表示装置に正しく再生される。
また、前記ビデオ信号出力部は、前記変換部からのアナログビデオ信号を、アナログコンポジット信号又はアナログS-Video信号に変換して表示装置に出力する再生装置とすることもできる。これは、表示装置へ伝送されるアナログビデオ信号の伝送レートが一定とできるため、直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号であるアナログコンポジット信号、又はアナログS-Video信号についても、表示装置で正しく復調されるからである。
また、前記再生部は前記第1発振部が発振したクロックに基づいて再生し、前記ビデオ信号記憶部は、前記第2発振部が発振したクロックに基づいて記憶したデジタルビデオ信号を読出す再生装置とすることもできる。これにより、ビデオ信号記憶部から読み出されるデジタルビデオ信号の読出し速度が一定となり、再生装置から伝送される直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号は正しく復調される。
また、前記ビデオ信号記憶部に記憶されたデジタルビデオ信号の量を監視し、量に応じて前記ビデオ信号記憶部に記憶されたデジタルビデオ信号の補間処理を行う補間処理部を備える再生装置とすることもできる。これにより、2つの独立に発生されるクロックによりビデオ信号記憶部にビデオ信号を書き込む書き込み速度とビデオ信号記憶部からビデオ信号を読み出す読み出し速度に差が生じても、ビデオ信号記憶部がオーバーフロー又はアンダーフローを生じることを防ぐことができる。
以下、本発明の一実施の形態としての再生装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態にかかる再生装置は、図3に示すように、IEEE1394インターフェイスを介してオーディオ信号をAVアンプ等に伝送するとともに、ビデオケーブルを介してTV等の表示装置にアナログビデオ信号を伝送する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これに限定されない。
図1に、本実施の形態にかかる再生装置のブロック図を示す。図1に示す再生装置は、再生部5と、信号分離部6と、オーディオデコーダ7と、オーディオ信号記憶部8と、IEEE1394インターフェイス(I/F:Interface)9と、ビデオデコーダ10と、ビデオ信号記憶部11と、フレーム記憶部12と、DAC(Digital to Analog Converter)13と、ビデオ信号出力部17と、第1発振部14と、第2発振部15と、補間処理部16と、を備える。
再生部5は、記録媒体から圧縮されたデジタルオーディオ信号とこれに同期したデジタルビデオ信号を再生する。ここで、デジタルビデオ信号はコンポーネント信号である。記録媒体は、Video−CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-Ray Disc)、HD−DVD(High-Definition DVD)等の光ディスクであってもよく、HD(Hard Disk)等であってもよい。再生部5は、光ディスクから再生する場合には光ピックアップ等を備えたディスクドライブから構成され、HDから再生する場合にはHDD(Hard Disk Drive)から構成される。
信号分離部6は、再生部5が再生した信号をデジタルオーディオ信号とデジタルビデオ信号に分離する。
オーディオデコーダ7は、信号分離部6から入力されたデジタルオーディオ信号を図示しないリードバッファに記憶し、リードバッファに記憶されたデジタルオーディオ信号をデコードする。記録媒体から読み出された信号が、リニアPCM(Pulse Code Modulation)のような非圧縮の信号であれば体裁を整えるのみで出力する。
オーディオ信号記憶部8は、オーディオデコーダ7によりデコードされたデジタルオーディオ信号を記憶する。オーディオ信号記憶部8に記憶されたデジタルオーディオ信号は、記憶された順番で順次読み出される。
IEEE1394インターフェイス9は、IEEE−1394規格に準拠したデジタルインターフェイスであり、オーディオ信号記憶部8から入力されたデジタルオーディオ信号をA&Mプロトコルのフォーマットに変換する。IEEE1394インターフェイス9はIEEE1394接続端子21を介してIEEE1394シリアルバス22に接続される。IEEE1394シリアルバス22の一端には、AVアンプ等が接続され、A&Mプロトコルのフォーマットに変換されたデジタルオーディオ信号がAVアンプ等に伝送される。
また、逆に、IEEE1394インターフェイス9は、AVアンプ等からの制御コマンドを受け付ける。オーディオ信号の伝送先から非同期プロトコル(AV/C Digital Interface Command Set General Specification)によるレート制御コマンドを受信する。
ビデオデコーダ10は、信号分離部6から入力されたデジタルビデオ信号を図示しないリードバッファに記憶し、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)方式の伸長プロトコルによりリードバッファに記憶されたデジタルビデオ信号をデコードする。
ビデオ信号記憶部11は、ビデオデコーダ10がデコードしたデジタルビデオ信号を記憶する。ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号は、1フレームのデジタルビデオ信号が順次読み出される。
フレーム記憶部12は、ビデオ信号記憶部11から出力された1フレームのデジタルビデオ信号を記憶する。
DAC13は、フレーム記憶部12からのデジタルビデオ信号をアナログビデオ信号に変換する。DAC13から出力されるビデオ信号は、アナログコンポーネント信号である。
ビデオ信号出力部17は、DAC13からのアナログビデオ信号を、直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号に変換して出力する。例えば、ビデオ信号出力部17は、NTSC(National Television Standards Committee)/PAL(Phase Alternation by Line)エンコーダを含んで構成され、アナログコンポーネント信号を、例えば、アナログコンポジット信号やアナログS-Video信号に変換する。
ビデオ信号出力部17からのアナログビデオ信号は、ビデオ出力端子20を介して表示装置に伝送される。表示装置は、アナログビデオ信号に基づいて画像表示可能なものであれば、TV、プロジェクタ等いかなる構成であってもよい。
第1発振部14は、例えば水晶振動子を含んで構成され、再生部5、信号分離部6、オーディオデコーダ7、オーディオ信号記憶部8、IEEE1394インターフェイス9、ビデオデコーダ10及びビデオ信号記憶部11による、再生装置からのデジタルビデオ信号の出力(伝送)動作を制御するクロックを発振する。再生装置からのデジタルビデオ信号の伝送レートは基本的に再生部5における読み出し速度が律する。
第1発振部14は、IEEE1394インターフェイス9を介してデジタルオーディオ信号の伝送先から非同期プロトコル(AV/C Digital Interface Command Set General Specification)によるレート制御コマンドを受信すると、受信したレート制御コマンドに応じて、発振するクロックの周波数を変動させる。第1発振部14からオーディオ信号記憶部8に入力されるクロックの周波数が変動すると、オーディオ信号記憶部8から読み出されるデジタルオーディオ信号の読み出し速度が変動に応じて制御される。このようにして、再生装置から伝送されるデジタルオーディオ信号の伝送レートはAVアンプ等の伝送先からのレート制御コマンドに基づいて制御される。
第2発振部15は、例えば水晶振動子を含んで構成され、フレーム記憶部12、DAC13、ビデオ信号出力部17及びビデオ信号記憶部11のデジタルビデオ信号の読出しの動作を制御するクロックを固定周波数で発振する。第2発振部15は、再生装置からのビデオ信号の出力(伝送)動作を制御する。再生装置からのビデオ信号の出力レートは、基本的にビデオ信号記憶部11からのビデオ信号の読み出し速度が律する。
第2発振部15が発振するクロックの周波数は固定されているため、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の読み出し速度が一定になる。このため、再生装置から表示装置へ伝送されるアナログビデオ信号の伝送レートを一定にすることができる。
補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11に記憶されるデジタルビデオ信号の容量を監視し、状態に応じて補間処理を行う。具体的には、補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の記憶容量が所定の上限のしきい値より多くなると、ビデオ信号記憶部11に記憶されたビデオ信号を削除する。また、補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の記憶容量が所定の下限のしきい値より少なくなると、ビデオ信号記憶部11から読み出されるデジタルビデオ信号を追加する。
次に、本実施の形態にかかる再生装置において、IEEE1394シリアルバスを介してデジタルオーディオ信号の伝送先からレート制御コマンドを受信するときの再生動作を説明する。
第1発振部14は、IEEE1394インターフェイス9を介して接続されたAVアンプからレート制御コマンドを受信すると、受信したレート制御コマンドに基づいて発振するクロックの周波数を変動させる。オーディオ信号記憶部8は、変動したクロックに応じてデジタルオーディオ信号の読み出し速度を変動させる。このようにして、再生装置から伝送されるデジタルオーディオ信号の伝送レートは伝送先からのレート制御コマンドに基づいて制御される。これにより、再生装置とAVアンプ等との間のオーディオ信号の処理タイミングは一致し、ジッタの発生は防がれる。
また、一方、第2発振部15は、一定した周波数のクロックを発振し続ける。このため、本実施の形態では、ビデオ信号記憶部11から読み出されるデジタルビデオ信号の読出し速度が一定となり、再生装置から表示装置へ伝送されるアナログビデオ信号の伝送レートは一定に維持される。このため、再生装置から伝送される直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号について、その伝送レートが変動することはなく、色差信号は正しく復調される。この結果、表示装置に表示されるカラー映像に色ずれが発生することやカラー映像がモノクロとして再生されることは確実に防がれる。
ここで、第1発振部14が第2発振部15から発振されるクロックの周波数と異なる周波数のクロックを発振し続けると、お互いのクロックの周波数の差によって、ビデオ信号記憶部11にオーバーフロー又はアンダーフローが生じる可能性がある。ビデオ信号記憶部11にオーバーフロー又はアンダーフローが生じると、ビデオ信号記憶部11からビデオ信号を読み出すことができなくなり、表示装置に出力されるビデオ信号が途切れる。この場合、ビデオ信号はオーディオ信号に対して遅れて出力される。
ビデオ信号記憶部11にオーバーフローが生じる場合は、第1発振部14からビデオ信号記憶部11へ入力するクロックの周波数が第2発振部15からビデオ信号記憶部11へ入力するクロックの周波数よりも高い場合、すなわち、ビデオ信号記憶部11へのデジタルビデオ信号の書き込み速度が読み出し速度よりも高い場合である。ビデオ信号記憶部11にアンダーフローが生じる場合は、第1発振部14からビデオ信号記憶部11へ入力するクロックの周波数が第2発振部15からビデオ信号記憶部11へ入力するクロックの周波数よりも低い場合、すなわち、ビデオ信号記憶部11へのデジタルビデオ信号の書き込み速度が読み出し速度よりも低い場合である。
補間処理部16は、このような2つのクロック周波数の違いに基づくビデオ信号記憶部11のオーバーフロー及びアンダーフローを防ぐために、ビデオ信号記憶部11に記憶されるデジタルビデオ信号の容量を監視し、容量に応じて補間処理を行う。保管処理部16は、ビデオ信号記憶部11の記憶容量に上限のしきい値及び下限のしきい値を設定し、デジタルビデオ信号の記憶容量を監視する。しきい値はデフォルトで設定されていてもよい。図2に、補間処理部16がビデオ信号記憶部11の容量を監視し、補間処理を行う動作を説明する図を示す。
図2(a)は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の容量が上限のしきい値より多くなる直前の状態を示す。補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の記憶量が上限のしきい値より多くなると、例えば、ビデオ信号記憶部11に記憶された最も古い1フレームに相当するデジタルビデオ信号を削除する。
図2(b)は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の記憶容量が下限のしきい値より少なくなる直前の状態を示す。補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11に記憶されたデジタルビデオ信号の記憶容量が前記下限のしきい値より少なくなると、例えば、デジタルビデオ信号の記憶容量が前記下限のしきい値よりも少なくなる直前に読み出された1フレームに相当するデジタルビデオ信号を再度、ビデオ信号記憶部11から読み出す制御をする。もちろん、前後のフレームから新たなフレームを作成し、追加するようにしてもよい。
以上のように、補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11のデジタルビデオ信号の記憶容量を監視し、ビデオ信号記憶部11にデジタルビデオ信号の補間処理をするので、2つのクロック周波数の差に基づいてビデオ信号記憶部11にオーバーフロー又はアンダーフローが生じることを防ぐことができる。したがって、光ディスクに記録されたオーディオ信号及び当該オーディオ信号に同期したビデオ信号がスピーカ及び表示装置から再生されるとき、再生されるビデオ信号の再生が途切れ、オーディオ信号と同期したビデオ信号が当該オーディオ信号に対して遅れて再生されることを防止することができる。
以上説明したように、本実施の形態にかかる再生装置は、レート制御コマンドによって変動するオーディオ信号の伝送レートを定めるクロックを発する第1発振部14とは別に、ビデオ信号の伝送レートを定める一定周波数のクロックを発する第2発振部15を備える。これにより、レート制御コマンドを受信しても、表示装置へ伝送されるアナログビデオ信号の伝送レートが一定となり、直交変調された色信号を含むアナログビデオ信号(例えば、アナログコンポジット信号、アナログS-Video信号)についても、表示装置で正しく復調される。この結果、表示装置に再生されるカラー映像に色ずれが発生することやカラー映像がモノクロとして再生されることを防ぐことができる。
また、本実施の形態の再生装置は、ビデオ信号記憶部11の記憶容量を監視し、監視状態に応じて補間する補間処理部16を備える。これにより、2つの独立に発生されるクロックによりビデオ信号記憶部11にビデオ信号を書き込む書き込み速度とビデオ信号記憶部11からビデオ信号を読み出す読み出し速度に差が生じても、ビデオ信号記憶部11がオーバーフロー又はアンダーフローを生じることを防ぐことができる。
上記実施の形態では、補間処理部16は、ビデオ信号記憶部11の記憶量に基づいて補間処理を行うものとした。しかし、これに限らず、図4に示すように、第1発振部14及び第2発振部15の発するクロックに基づいて補間処理を行うようにしてもよい。図4の実施の形態は、図1の実施の形態と比べ、補間処理部16の補間処理のみの違いであるため、他の図1と同符号を付したブロックは図1の実施の形態における各ブロックと同じ機能を果たしている。
また、上記実施の形態では、本発明をIEEE1394インターフェイスを備えた再生装置に用いた場合を例として説明した。しかし、これに限らず、オーディオ信号の伝送先から伝送元の伝送レートを制御可能なインターフェイスであればいかなるものであってもよい。
上記で詳細に説明したものは本発明の例に過ぎず、本発明の新規な開示及び利点から大きく逸脱することなしに、当該例示的な実施形態において多くの修正が可能であることは当業者には容易に理解されるであろう。従って、かかる修正のすべてが本発明の範囲内に含まれると意図される。
日本特許出願特願2005−189088(2005年6月29日出願)は、明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含め、その全体が参照される。
本発明は、記録媒体に記録されたデジタルオーディオ信号とデジタルビデオ信号とを同期再生する技術に用いて極めて有用である。
Claims (4)
- 記録媒体に記録されたデジタルオーディオ信号及び当該デジタルオーディオ信号に同期したデジタルビデオ信号を再生する再生部と、
前記再生部が再生したデジタルオーディオ信号を記憶し、読出すオーディオ信号記憶部と、
前記再生部が再生したデジタルビデオ信号を記憶し、読出すビデオ信号記憶部と、
前記再生部が再生したデジタルオーディオ信号の外部機器への伝送、及び、当該伝送の伝送レートを制御するレート制御コマンドの受信を行うインターフェイス部と、
前記インターフェイス部が受信したレート制御コマンドに応じて変動する、前記インターフェイス部からのデジタルオーディオ信号の伝送レートを制御するためのクロックを発振する第1発振部と、
前記ビデオ信号記憶部から読み出されたデジタルビデオ信号をアナログビデオ信号に変換する変換部と、
前記変換部からのアナログビデオ信号を、直交変調して作られた色信号を含むアナログビデオ信号に変換して表示装置に出力するビデオ信号出力部と、
前記ビデオ信号出力部からのアナログビデオ信号の出力レートを一定に制御するための固定クロックを発振する第2発振部と、
を備える、ことを特徴とする再生装置。 - 請求の範囲第1項に記載の再生装置において、
前記ビデオ信号出力部は、前記変換部からのアナログビデオ信号を、アナログコンポジット信号又はアナログS-Video信号に変換して表示装置に出力することを特徴とする再生装置。 - 請求の範囲第1項又は第2項に記載の再生装置において、
前記再生部は前記第1発振部が発振したクロックに基づいて再生し、
前記ビデオ信号記憶部は、前記第2発振部が発振したクロックに基づいて記憶したデジタルビデオ信号を読出すことを特徴とする再生装置。 - 請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一項に記載の再生装置において、
前記ビデオ信号記憶部に記憶されたデジタルビデオ信号の量を監視し、量に応じて前記ビデオ信号記憶部に記憶されたデジタルビデオ信号の補間処理を行う補間処理部を備えることを特徴とする再生装置。
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