KR20050074555A - 버퍼 연산을 사용하는 디지털 환경에서 오디오와 비디오간의 립싱크를 결정하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

버퍼 연산을 사용하는 디지털 환경에서 오디오와 비디오간의 립싱크를 결정하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 개시된 실시예들은 비디오 신호(29)와 오디오 신호(31) 간의 동기화를 유지하기 위한 시스템(23) 및 방법(400)에 관한 것이다. 시스템(23)은 적어도 하나의 버퍼의 초기 레벨을 결정하는 구성 요소(34), 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 결정하는 구성 요소(34), 버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨과 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 비교하여 드리프트 양을 결정하고 드리프트 양이 임계 레벨에 도달한 경우 버퍼의 초기 중간점 레벨을 유지하도록 클록들을 조정하는 구성 요소(34)를 포함할 수 있다.

Description

버퍼 연산을 사용하는 디지털 환경에서 오디오와 비디오 간의 립싱크를 결정하기 위한 방법 및 시스템{A SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING LIP SYNCHRONIZATION BETWEEN AUDIO AND VIDEO IN A DIGITIZED ENVORONMENT USING BUFFER CALCULATION}
본 출원은 2002년 11월 7일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "A METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING LIP SYNCH BETWEEN AUDIO AND VIDEO IN A DIGITIZED ENVORNMENT USING BUFFER CALCULATION"인 미국 가출원 제 60/424,451호의 우선권을 주장하며, 이를 여기에서 참조문헌으로서 결합된다.
본 발명은 오디오/비디오 신호 수신기에서의 오디오 및 비디오 신호 사이에 동기를 유지하는 분야에 관한 것이다.
이 부분은 발명의 상세한 설명 및/또는 청구범위에서의 본 발명의 다양한 태양과 관련된 다양한 기술 분야를 독자에게 설명하기 위함이다. 이 설명이 독자에게 배경정보를 제공하여, 본 발명의 다양한 태양에 대하여 보다 잘 이해할 수 있도록 할 것으로 생각된다. 따라서, 이 설명들은 이러한 관점에서 읽혀야 할 것이지, 종래 기술의 수용으로 받아들여서는 안되는 것은 물론이다.
텔레비젼과 같은 디스플레이 장치에 포함될 수 있는 일부 오디오/비디오 수신기 모듈은 비디오 출력 D/A 클록에 고정된 오디오 출력 디지털-아날로그(D/A) 클록을 갖도록 설계되었다. 이것은 오디오 클록 및 비디오 클록이 별도로 제어될 수 없다는 것을 의미한다. 신호 제어 시스템은 균등한 퍼센티지만큼 양 클록들의 속도를 가변적으로 변경시킨다. 이러한 시스템의 일부에서, 클록 복구 시스템은 비디오(D/A) 클록을 비디오 소스 아날로그-디지털(A/D) 클록에 일치시킬 수 있다. 그 후, 오디오 출력(D/A) 클록은 오디오 소스 A/D 클록에 일치되는 것으로 가정될 수 있다. 이 가정은, 소스 오디오 및 비디오가 생성되는 경우에, 브로드캐스터들이 그 오디오 및 비디오 클록을 유사하게 고정할 것으로 예상된다는 사실에 기초한다.
ATSC(Advanced Television Systems Committee) 명세사항이 브로드캐스터들로 하여금 비디오 소스 A/D 클록을 오디오 소스 A/D 클록에 고정하도록 요구하기는 하지만, 이 클록들이 고정되지 않는 경우들이 있었다. 전송되는 비디오 소스 자료의 클록으로 전송되는 오디오 소스 자료의 클록을 고정하는데 브로드캐스터들이 실패하여, 오디오 제공이 발생해야 하는 때와 오디오가 실제로 제공되는 때 사이에 시간 지연이 있을 수도 있다. lip 동기화 또는 립싱크 에러로 지칭될 수 있는 이 에러는 오디오/비디오 장치에 의하여 제공되는 사운드로 하여금 디스플레이되는 영상과 일치하지 않도록 할 수도 있다. 이 효과는 많은 시청자들의 심기를 불편하게 한다.
비디오 출력 레이트를 비디오 입력 레이트에 일치시킴으로써 오디오/비디오 클록이 복구되는 경우에, 립싱크 에러를 보상하는 유일한 방법은 오디오 출력을 시간 조작하는 것이다. 오디오가 연속적인 시간 제공이기 때문에, 일정 종류의 가청 왜곡, 뮤트 또는 스킵을 갖지 않고서, 오디오 출력을 시간 조작하는 것은 어려운 일이다. 이 원하지 않는 가청 교란의 주파수는 방송국에서의 상대적인 비고정 오디오와 비디오 클록들 사이의 주파수 차이에 의존한다. ATSC 소스는 매 2-3분마다 오디오를 뮤트하는 것으로 관찰되었다. 오디오 신호의 주기적 뮤팅은 텔레비전의 시청자에게 바람직하지 않은 결과를 가져올 수 있다.
디지털화된 오디오와 비디오 간의 립 싱크(lip synch)를 유지하는 하나의 방법은 오디오 및 비디오 버퍼들의 특정 측정을 행하는 것과, 시간상의 립 싱크 오프셋을 결정하기 위해 이 정보를 해석하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 스트리밍 애플리케이션에 있어서, 데이터 스트림들(예를 들면, 비디오 및 오디오 데이터 스트림들) 및 수신 버퍼들의 특성 때문에 버퍼의 정확한 버퍼 레벨을 아는 것은 어렵다. 버퍼 레벨은 항상 변화하기 때문에 이것은 용이하게 판독될 수 없다. 즉, 주어신 시점에서 버퍼 레벨을 단순히 판독하는 것은 그 버퍼 레벨이 시간에 걸쳐 끊임없이 변화될 수 있기 때문에 정확하지 않을 수 있다.
버퍼의 동작점을 결정하는 하나의 접근법으로는 시간에 걸쳐 버퍼 레벨들을 평균화하는 것이 있다. 그러나, 그 버퍼 레벨의 평균화는 관찰되는 시간 윈도우가 부분적인 버퍼 충진 또는 배출을 포함하는 경우, 또는 예컨대 재생(playback)이 이전의 충진 미드웨이(midway)로 해석되는 경우에는 왜곡된 결과를 초래할 수 있다.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 구현될 수 있는 버퍼 제어 테이블에 대응하는 그래픽 도시이다.
도 3은 시간에 걸쳐 버퍼에 저장된 데이터의 양(즉, 버퍼 레벨)의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 어떻게 버퍼 레벨이 감시되고 조정되는가를 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예들에 따른 프로세스를 나타내는 프로세스도이다.
개시된 실시예들은 고정된 클록들을 사용하여 처리되는 비디오 신호(29)와 오디오 신호(31) 간의 동기화를 유지하기 위한 시스템(23) 및 방법(400)에 관한 것이다. 시스템(23)은 버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨을 결정하는 구성 요소(34)와, 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 결정하는 구성 요소(34)와, 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨과 버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨을 비교함으로써 드리프트의 양을 결정하고 드리프트의 양이 임계 레벨에 도달하는 경우 버퍼의 초기 중간점을 유지하도록 그 클록들을 조절하는 구성 요소(34)를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 시시예를 이하에서 설명하기로 한다. 이 실시예의 정확한 기재를 제공하고자 하는 노력에서, 실제 구현에서의 모든 특징들이 본 명에서에서 설명되어 있는 것은 아니다. 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같은 임의의 이러한 실제의 구현의 발전에서, 구현마다 다를 수도 있는 시스템-관련 및 영업-관련 호환성과 같은 개발자 특정의 목적을 달성하기 위하여 많은 구현-특정의 결정이 행해질 수 있음은 물론이다. 게다가, 이러한 개발 노력이 복잡하고 시간 소모적임에도 불구하고, 이 개시사항을 향유하는 당업자에게 있어서는 설계, 제조의 반복적인 일이 될 것이다.
본 발명은 소스 오디오 클록 및 소스 비디오 클록이 고정되지 않고, 디지털 TV 오디오 및 비디오 클록이 고정되는 경우에 오디오/비디오 수신기(예컨대, HDTV를 포함하는 디지털 TV)로 하여금 동기화된 오디오 및 비디오를 제공할 수 있게 한다. 게다가, 본 발명은 MPEG 소스와 같은 디지털 소스의 비고정 오디오 및 비디오 클록에서의 립싱크를 유지하는데 유용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 버퍼 연산을 사용하는 디지털 비디오 및 오디오 환경에서 오디오와 비디오 간의 관련 립 싱크를 결정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 디지털화된 오디오와 비디오 간의 립 싱크는 오디오 및 비디오 버퍼들에 대한 특정한 측정을 행하고 이 정보를 해석하여 시간에 있어서 립 싱크 오프셋을 결정함으로써 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 예시적인 시스템의 블록도이다. 시스템은 도면부호 10으로 지칭된다. 당업자는 도1에 도시한 구성요소가 단지 예시의 목적을 위한 것임을 알 수 있다. 본 발명을 구현하는 시스템은 도 1에 도시한 구성요소들의 서브셋 또는 부가적인 요소를 사용하여 구현될 수 있다. 부가적으로, 도 1에 도시한 기능 블록들은 결합되거나 또는 보다 작은 기능 유닛으로 분리될 수 있다.
브로드캐스터 사이트는 전송 이전에 비디오 신호 및 대응하는 오디오 신호를 개별적으로 처리하는 비디오 A/D 컨버터(12) 및 오디오 A/D 컨버터(14)를 포함한다. 비디오 A/D 컨버터(12) 및 오디오 A/D 컨버터(14)는 별도의 클록 신호에 의하여 동작된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 비디오 A/D 컨버터(12)와 오디오 A/D 컨버터(14)에 대한 클록들이 반드시 고정되는 것은 아니다. 비디오 A/D 컨버터(12)는 이산 코사인 변환(DCT)을 이용하는 동작 보상 예측 인코더를 포함할 수도 있다. 비디오 신호는 비디오 신호 압축기/인코더(16)에 전달되고, 오디오 신호는 오디오 압축기/인코더(18)에 전달된다. 압축된 비디오 신호는 MPEG 등과 같은 일부 신호 프로토콜에 따라서 다른 보조 데이터와 함께 배치된다.
비디오 압축기/인코더(16) 및 오디오 압축기/인코더(18)의 출력은 오디오/비디오 멀티플렉서(20)에 전달된다. 오디오/비디오 멀티플렉서(20)는 오디오/비디오 수신 유닛으로의 전송을 위하여 오디오 및 비디오 신호를 단일한 신호로 결합한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 시분할 멀티플렉싱과 같은 전략이 오디오/비디오 멀티플렉서(20)에 의하여 사용되어, 오디오 및 비디오 신호를 결합할 수 있다. 오디오/비디오 멀티플레서(20)의 출력은 전송 매카니즘(22)으로 전달되어, 신호를 증폭 및 방송할 수 있다.
디지털 텔레비전을 포함할 수도 있는 오디오/비디오 수신기(23)는 브로드캐스터 사이트로부터 전송되는 오디오/비디오 신호를 수신하도록 적합화된다. 신호는 수신 매카니즘(24)에 의하여 수신되는데, 이는 수신된 신호를 오디오/비디오 디멀티플렉서(26)로 전달한다. 오디오/비디오 멀티플렉서(26)는 수신된 신호를 비디오 및 오디오 성분으로 디멀티플렉싱한다. 디멀티플렉싱된 비디오 신호(29)는 추가적인 처리를 위하여 비디오 압축해제기/디코더(28)로 전달된다. 디멀티플렉싱된 오디오 신호(31)는 추가적인 처리를 위하여 오디오 압축해제기/디코더(30)으로 전달된다.
압축해제기/디코더(28)의 출력은 비디오 D/A 컨버터(32)로 전달되고, 압축해제기/디코더(30)의 출력은 오디오 D/A 컨버터(34)로 전달된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 비디오 D/A 컨버터(32) 및 오디오 D/A 컨버터(34)의 클록들은 항상 고정된다. 비디오 D/A 컨버터(32) 및 오디오 D/A 컨버터(34)의 출력들은 시청자의 관람을 위한 비디오 이미지 및 대응하는 오디오 출력을 각각 생성하는데 사용된다.
도 1의 예시적인 시스템에서의 하드웨어가 오디오 및 비디오 표시의 분리된 제어를 허용하지 않더라도, 본 발명의 실시예를 사용하여 이러한 제어가 필요한지를 판정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 수신된 오디오 및 비디오 신호와 연관된 상대적인 전달 타이밍은 수신된 오디오 버퍼의 레벨을 관찰함으로써 측정된다. 오디오 버퍼의 레벨은 립싱크 에러의 상대적으로 정확한 측정인 것으로 관찰되었다.
오디오 및 비디오 신호들이 처음에 적절히 동기화되는 경우, 수신된 비디오 데이터 및 오디오 데이터는 재생 동안에 동일한 속도로 사용되어야 한다. 이 경우에, 오디오 정보를 보유하는 버퍼는 확대되거나 축소되지 않고 일정 시간 동안 대략 동일한 크기로 유지되어야 한다. 오디오 버퍼가 일반적으로 안정적인 범위를 초과하여 확대 또는 축소하는 경우에, 이는 적절한 링싱크가 조정되었다는 표시이다. 예컨대, 오디오 버퍼가 일정 시간에 걸쳐 전형적인 범위를 초과하여 확대된 경우, 이는 비디오 신호가 오디오 신호를 리딩한다(leading)는 표시이다. 오디오 버퍼가 그 전형적인 범위 아래로 축소되는 경우, 이는 비디오 신호가 오디오 신호에 래깅한다(lagging)는 표시이다. 링싱크 에러가 일정 시간에 걸쳐 0 근처에 있다고 판정되는 경우(즉, 오디오 버퍼가 일정 시간에 걸쳐 상대적으로 일정한 크기로 유지되는 경우), 오디오 A/D 소스 클록은 비디오 A/D 소스 클록에 고정되어 있는 것으로 추정된다. 일정 시간에 걸쳐 립싱크 에러가 커지는 경우, 오디오 A/D 및 비디오 A/D 소스 클록은 반드시 고정되는 것은 아니며, 보정이 요구될 수도 있다.
당업자라면 본 발명의 실시예들이 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있음을 알 수 있다. 게다가, 본 발명의 구성 부분들은 비디오 압축해제기/디코더(28), 오디오 압축해제기/디코더(30), 비디오 D/A 컨버터(32), 및/또는 오디오 D/A 컨버터(34) 또는 이들의 조합으로 배치될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 구성요소 또는 기능적인 태양은 도 1에 도시하지 않은 다른 장치로 배치될 수 있다.
신규한 오디오/비디오 제공이 개시되는 경우마다, 종종 채널 변경 동안에, 본 발명의 실시예는 초기 오디오 D/A 입력 버퍼 레벨을 메모리에 저장할 수 있다. 이 데이터는 비디오 D/A 컨버터, 오디오 D/A 컨버터(34) 내 또는 그 외부에 저장될 수 있다.
신호가 브로드캐스터에 의해 전송되었을 때 오디오 소스 클록이 비디오 소스에 고정된 경우, 버퍼 레벨은 일정 시간에 걸쳐 상대적으로 일정하게 유지되어야 한다. 버퍼 레벨이 드리프트되고, 그 드리프트가 대략 +/- 10 ms를 초과하는 립싱크 에러에 대응하는 경우에, 통상적인 클록 복구 제어는 디스에이블링될 수 있고, 비디오 D/A 컨버터(32) 및 오디오 D/A 컨버터(34)의 고정된 클록들은 버퍼 레벨을 그 초기 레벨로 되돌리는 방향으로 이동될 수 있다.
이 프로세스가 오디오 버퍼 레벨을 그 초기 레벨로 되돌리는 동안, 비디오가 그 원위치로부터 이동하는 정도가 또한 측정된다. 비디오가 대략 +/- 25 ms만큼 변위되는 경우, 프로세스는 (예컨대, 초기 오디오 입력 버퍼 레벨의 측정을 다시 개시함으로써) 비디오 프레임을 반복되거나, 또는 비디오 프레임(예컨대, 수신된 비디오의 MPEG 프레임)을 드롭하여, 그 측정된 변위를 무효화할 수 있다.
프로세스는, 또 다른 채널 변경이 검출될 때까지, 오디오 출력을 오디오 소스에 고정하고, 비디오 프레임을 스킵 또는 반복하여 임의의 비디오 드리프트를 무효화하는 모드로 계속된다. 신규한 채널 변경 후에, 본 발명의 실시예는 립싱크 에러의 보정을 중지하고, 시스템으로 하여금 신규한 립싱크 에러가 검출될 때까지 비디오 출력을 비디오 입력에 고정시키는 종래의 방법으로 되돌아가도록 할 수 있다.
초기 오디오 출력 D/A 입력 버퍼 레벨과 실제의 오디오 출력 D/A 입력 버퍼 레벨에 기초하여, 고정된 오디오 및 비디오 출력 클록들을 제어하는데 사용되는 알고리즘은, 안정적인 성능에 매우 중요하다. 버퍼 레벨이 타겟으로부터 멀리 떨어지는 경우에 버퍼 레벨이 빠르게 증가되며, 타겟으로부터 상대적으로 멀리 있게 되는 경우에 타겟을 향하여 빨리 이동하며, 원하는 위치에 접근하는 경우에 감속하는 응답을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 예컨대, 상대적인 위치에 대한 클록 주파수 변화와 변화율을 관련시키는 2 개의 제어 테이블을 생성함으로써, 달성된다.
테이블 1은 클록 주파수 변화를 상대적인 변화율과 관련시킨다.
주파수 변화 (Hz) 상대적인 변화율 (Bytes)
-430 v < -2000
-354 -2000 < v < -1800
-286 -1800 < v < -1600
-226 -1600 < v < -1400
-174 -1400 < v < -1200
-130 -1200 < v < -1000
-94 -1000 < v < -800
-62 -800 < v < -600
-46 -600 < v < -400
-34 -400 < v < -200
0 -200 < v < 200
34 200 < v < 400
46 400 < v < 600
62 600 < v < 800
94 800 < v < 1000
130 1000 < v < 1200
174 1200 < v < 1400
226 1400 < v < 1600
286 1600 < v < 1800
354 1800 < v < 2000
430 2000 < v
[테이블 1]
테이블 2는 클록 주파수 변화를 상대적인 거리와 관련시킨다.
주파수 변화 (Hz) 상대적인 거리 (Bytes)
-100 x < -4000
-90 -4000 < x < -3600
-80 -3600 < x < -3200
-70 -3200 < x < -2800
-60 -2800 < x < -2400
-50 -2400 < x < -2000
-40 -2000 < x < -1600
-30 -1600 < x < -1200
-20 -1200 < x < -800
-10 -800 < x < -400
0 -400 < x < 400
10 400 < x < 800
20 800 < x < 1200
30 1200 < x < 1600
40 1600 < x < 2000
50 2000 < x < 2400
60 2400 < x < 2800
70 2800 < x < 3200
80 3200 < x < 3600
90 3600 < x < 4000
100 4000 < x
[테이블 2]
당업자라면 테이블 1 및 2에 나타낸 값들이 예시적이고, 본 발명을 한정하도록 해석되지 않아야 함을 알 수 있다. 버퍼 레벨이 오디오 디코드로 인한 불규칙적인 입력 레이트 및 D/A 출력 클록으로 인한 매우 규칙적인 출력 레이트를 가지기 때문에, 버퍼 레벨 데이터는 통상적으로 다소 불규칙한 지터(jitter)를 가지게 된다. 이 다소의 지터를 소거하기 위하여, 버퍼 레벨은 30초 기간에 걸쳐 최대 버퍼 판독치와 최소 버퍼 판독치 사이의 중간점인 것으로 추정된다. 이 중간점은 주기적으로(예컨대, 매 30초 마다) 계산될 수 있으며, 일정 시간 동안의 오디오 소스 A/D 클록 주파수와 오디오 출력 D/A 클록 주파수 사이의 차이의 양호한 판독을 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 버퍼 제어 테이블(상술함)을 그래픽으로 나타내는 차트가 도시되어 있다. 이 차트는 통상 도면 부호 100으로 참조된다. 거리 함수(102) 및 변화율 함수(104)가 도 2에 도시되어 있다. 차트(100)의 y축은 헤르쯔 단위의 상대적 주파수 변화에 대응한다. 차트(100)의 x축은 거리 함수(102)에 대한 바이트 단위의 버퍼 변화율 및 변화율 함수(104)에 대한 바이트 단위의 상대적인 버퍼 변화율에 대응한다. 당업자는 차트(100)에 도시한 값들이 예시적이고, 본 발명을 한정하는 것은 해석되지 않아야 함을 알 수 있다.
차트(100)는, 버퍼 레벨이 초기 위치로부터 멀어지는 경우, 그리고 변화율이 잘못된 방향에 있는 경우에, 본 발명의 실시예가 주파수 보상이 적절한 방향으로 상대적으로 크게 되도록 하는 방법을 나타낸다. 이 커다란 주파수 보상은, 변화율이 스위칭되고, 버퍼 레벨이 올바른 방향으로 이동할 때까지 계속된다. 이 포인트에서, 속도 요소는 위치 요소에 대향하여 동작하기 시작할 것이다. 그러나, 위치 요소가 변화율 요소보다 더 큰 한, 주파수는 타겟을 향하여 변화율을 증가시키도록 되고, 거리는 감소될 것이다. 일단 변화율 요소가 거리 요소보다 더 큰 경우에, 변화율은 감소하기 시작할 것이다. 이 동작은 거리 요소가 원하는 초기 버퍼 레벨에 근접함에 따라 변화율을 부드럽게 정지시키도록 한다.
본 발명의 실시예들은 초기 버퍼 레벨을 설정하고, 버퍼의 리딩 에지에서 드리프트를 감시하고, 그 드리프트를 감소시키기 위해 시스템을 조정함으로써 립 싱크 드리프트를 결정할 수 있다. 감시하는 단계와 시스템 조정 단계는 양호하게는 그 립싱크 드리프트가 보정될 때까지 계속될 수 있음을 주목해야 한다.
버퍼의 초기 동작 레벨들은 립 링크 보정의 시작점을 결정하기 위해 설정되어야 한다. 시작점은 립 싱크가 가장 정확한 레벨에서 결정되어야 한다. 따라서, 시작점은 버퍼 연산을 위한 타겟으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 버퍼의 동작은 일반적으로는 도 3을 참조하여 설명된다.
도 3은 시간에 걸쳐 버퍼에 저장된 데이터의 양(즉, 버퍼 레벨)의 변화를 나타낸다. 그 그래프는 일반적으로 참조 번호 200으로 표시된다. 트래이스(trace;202)는 수신 버퍼에 저장된 데이터의 양을 나타낸다. 설명을 위해, 트래이스(202)는 오디오 수신 버퍼에 저장된 데이터의 양을 나타내는 것으로 한다. 최소 동작 레벨(204) 및 최대 동작 레벨(206)이 그래프(200)에 도시되어 있다. 버퍼에 저장된 데이터의 양이 최소 동작 레벨(204) 아래로 떨어지면, 버퍼가 존재하는 재생 장치는 재생할 데이터가 없어질 위험에 처할 수 있다. 버퍼 내의 데이터의 양이 최대 동작 레벨(206)을 초과하는 경우, 버퍼가 오버플로우될 수 있고 재생 데이터가 상실될 수 있다. 최소 동작 레벨(204) 및 최대 동작 레벨(206)은 미리 규정될 수 있거나, 또는 그들이 사용 중일 때 버퍼의 동작 특성을 측정함으로써 결정될 수 있다.
그래프(200)는 어떻게 버퍼 레벨이 초기에 제로에서 시작하여 데이터가 출력(예를 들면, 사용자로 재생)을 시작할 수 있는 것으로 결정될 때까지 버스트들로 성장하는 가를 나타낸다. 그래프의 경사선들은 버퍼들이 그들의 데이터를 일정한 레이트로 출력하여 소모(deplete)하는 위치를 나타낸다. 데이터 버스트들은 시간에 걸쳐 일정한 레이트로 발생하지만, 버스트 클러스터들이 발생될 수 있다. 버스트 클러스터들은 전체 버퍼 레벨에 영향을 미칠 수 있다. 상대적으로 짧은 시간 기간 동안, 버퍼에 저장된 데이터의 양이 통상적으로 최대 레벨과 최소 레벨 사이에서 상대적으로 신속하게(예를 들면, 30초 이내에) 안정화될 수 있기 때문에 최소 및 최대 동작 레벨들이 결정될 수 있다.
시간에 걸쳐, 버퍼의 리딩 에지에서의 드리프트는 데이터 스트림의 비디오 및 오디오 성분들에 대한 소스 클록 및 목적지 클록이 고정되어 있지 않다면 발생될 수 있다. 예를 들면, 목적지 클록이 소스 클록에 비해 빠르다면, 버퍼는 영구적으로 비어있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 어떻게 버퍼 레벨이 감시되고 조절되는가를 도시하는 도면이다. 그 그래프는 일반적으로 참조번호 300으로 나타낸다. 초기 버퍼 레벨들은 도 4에 도시된 예에서 Init Min, Init Max, Init Mid로 표시되어 있으며, 링 싱크가 양호한 타겟을 확립하도록 계산된다. 도 4에 도시된 예에서, 목적지 클록은 소스 클록보다 빠르다. 그 결과, 현재의 버퍼 레벨들은 천천히 소모된다. 현재의 버퍼 값들은 Cur Min, Cur Max, Cur Mid로서 식별된다. 리딩 에지(Cur Min)는 다음 식을 사용하여 동작 중간점(Cur Mid)의 위치를 계산하는데 사용될 수 있기 때문에 이 단계에서는 중요한 측정값이다.
Init Mid = (Init Max + Init Min) / 2
동작 중간점 = Cur Mid = Cur Min + Init Mid - Init Min
동작 중간점이 위치된 이후에, 다음 단계는 동작 중간점(Cur Mid)가 Init Mid와 동일할 때까지 시스템에 대한 조정을 행하는 것이다. 버퍼 레벨이 소모되고 있는 도 4에 도시된 예에서, 버퍼에 저장된 데이터의 소비를 제어하는 클록 신호는 그 소모율이 감소되도록 상술한 바와 같이 늦추어질 수 있다.
버퍼를 제어하는 클록 레이트가 조정되는 경우, Cur Max, Cur Min에 대한 새로운 값들이 계속하여 검출되며, Cur Mid에 대한 새로운 값이 계속하여 계산된다. 도 4에 도시된 예에서, 버퍼가 소모되고 있기 때문에 Cur Min의 성공적인 측정은 계속하여 감소될 것이다. 버퍼 소모의 경우에, Cur Max의 값은 보정 동작이 취해질 때 리셋될 수 있다. 이는 Cur Max 변수가 재계산되도록 하여, 보정 방향에서 보정 동작이 발생하는지 여부를 결정하는데 도움이 된다.
또한, Cur Max 및 Cur Min 변수들의 변화가 Init Mid를 향해 Cur Mid를 유도하려는 보정 노력들의 효과를 결정하도록 감시될 수 있다. 버퍼가 소모되고 있다면, 결정은 얼마나 많은 Cur Min이 감소되고 있는가 또는 얼마나 많은 Cur Max가 증가하고 있는가를 감시함으로써 추가적인 조정이 행해질 필요가 있는지에 대한 결정이 행해질 수 있다. 이러한 방식으로, Init Mid와의 수렴의 속력 또는 속도 및 Cur Mid 위치 양쪽을 감시하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스를 도시하는 프로세스도이다. 이 프로세스는 일반적으로 참조 번호 400으로서 표시된다. 블록 402에서, 프로세스가 시작된다.
블록 404에서, 초기 오디오 입력 버퍼 레벨들이 결정된다. 초기 버퍼 레벨들은 초기 최소 동작 레벨(Init Min), 초기 최대 동작 레벨(Init Max), 및 초기 중간점 레벨(Init Mid)을 포함할 수 있다. 현재 버퍼 레벨들은 블록 405에 도시된 바와 같이 시간에 걸쳐 감시된다. 현재의 버퍼 레벨들은 현재의 최소 동작 레벨(Cur Min), 현재의 최대 동작 레벨(Cur Max), 현재의 중간점 레벨(Cur Mid)를 포함할 수 있다. 시간에 걸쳐, 블록 406에 도시된 바와 같이, 초기 오디오 입력 버퍼 레벨의 드리프트 양이 결정된다. 드리프트가 임계치를 초과하는 경우(블록 408)에는, 비디오 D/A 변환기(32; 도 1) 및 오디오 D/A 변환기(34)의 고정된 클록들이 초기 버퍼 레벨을 유지하는 방향으로 조정될 수 있다(블록 410). 블록 412에서, 프로세스는 종료된다.
본 발명은 다양한 변형 및 대체 형태에 적합할 수 있지만, 특정한 실시예를
도면을 통하여 도시하였으며 여기서 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명을 개시된 특정한 형태에 제한하고자 의도된 것이 아님은 물론이다. 그 대신에, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의하여 한정되는 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 커버하기 위함이다.

Claims (20)

  1. 고정된 클록들을 사용하여 처리되는 비디오 신호(29) 및 오디오 신호(31) 간의 동기화를 유지하는 시스템(23)에 있어서,
    버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨을 결정하는 구성 요소(34)와,
    상기 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 결정하는 구성 요소(34), 및
    상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨과 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨을 비교하여 드리프트의 양을 결정하고, 상기 드리프트의 양이 임계 레벨에 도달하는 경우 상기 버퍼의 초기 중간점 레벨을 유지하도록 상기 클록들을 조정하는 구성 요소(34)를 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨은 초기 중간점 레벨(Init Mid)을 포함하는 것인, 동기화 유지 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨은 초기 최소 동작 레벨(Init Min), 초기 최대 동작 레벨(Init Max), 초기 중간점 레벨(Init Mid)을 포함하는 것인, 동기화 유지 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초기 중간점 레벨(Init Mid)은 다음의 식:
    초기 중간점 레벨(Init Mid) = (초기 최대 동작 레벨(Init Max)+초기 최소 동작 레벨(Init Min))/2
    에 따라 계산되는 것인, 동기화 유지 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨은 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 포함하는 것인, 동기화 유지 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨은 현재 최소 동작 레벨(Cur Min), 현재 최대 동작 레벨(Cur Max), 및 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 포함하는 것인, 동기화 유지 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 현재 중간점 레벨(Cur Mid)은 다음식:
    동작 중간점=현재 중간점 레벨(Cur Mid) = 현재 최소 동작 레벨(Cur Min) + 초기 중간점 레벨(Init Mid) - 초기 최소 동작 레벨(Init Min)
    에 따라 계산되는, 동기화 유지 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 오디오 신호(31) 및 상기 비디오 신호(29)는 MPEG 신호를 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 시스템(23)은 텔레비전 세트의 일부를 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 텔레비전 세트는 HDTV 세트를 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  11. 고정된 클록들을 사용하여 처리되는 비디오 신호(29)와 오디오 신호(31) 간의 동기화를 유지하는 시스템(23)에 있어서,
    버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨을 결정하는 수단(34)과,
    상기 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 결정하는 수단(34)과,
    상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨과 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨을 비교하여 드리프트의 양을 결정하는 수단(34), 및
    상기 드리프트의 양이 임계 레벨에 도달하는 경우 상기 버퍼의 초기 중간점 레벨을 유지하도록 상기 클록들을 조정하는 수단(34)을 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨은 초기 중간점 레벨(Init Mid)을 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨은 초기 최소 동작 레벨(Init Min), 초기 최대 동작 레벨(Init Max), 및 초기 중간점 레벨(Init Mid)를 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 초기 중간점 레벨(Init Mid)은 다음식:
    초기 중간점 레벨(Init Mid) = (초기 최대 동작 레벨(Init Max) + 초기 최소 동작 레벨(Init Min))/2
    에 따라 계산되는, 동기화 유지 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨은 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨은 현재 최소 동작 레벨(Cur Min), 현재 최대 동작 레벨(Cur Max), 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 포함하는, 동기화 유지 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 현재 중간점 레벨(Cur Mid)은 다음식:
    동작 중간점 = 현재 중간점 레벨(Cur Mid) = 현재 최소 동작 레벨(Cur Min)+초기 중간점 레벨(Init Mid) - 초기 최소 동작 레벨(Init Min)
    에 따라 계산되는 것인, 동기화 유지 시스템.
  18. 고정된 클록들을 사용하여 처리되는 비디오 신호(29)와 오디오 신호(31) 간의 동기화를 유지하는 방법(400)에 있어서,
    버퍼의 적어도 하나의 초기 레벨을 결정하는 단계(404)와,
    상기 버퍼의 적어도 하나의 현재 레벨을 결정하는 단계(405)와,
    상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨과 상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨을 비교하여 드리프트의 양을 결정하는 단계(406), 및
    상기 드리프트의 양이 임계 레벨에 도달하는 경우 상기 버퍼의 상기 초기 중간점 레벨을 유지하도록 상기 클록들을 조정하는 단계(410)를 포함하는, 동기화 유지 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 초기 레벨이 초기 최소 동작 레벨(Init Min), 초기 최대 동작 레벨(Init Max), 및 초기 중간점 레벨(Init Mid)를 포함하도록 규정하는 단계와,
    상기 초기 중간점 레벨(Init Mid)을 다음식: 초기 중간점 레벨(Init Mid)=(초기 최대 동작 레벨(Init Max) + 초기 최소 동작 레벨(Init Min))/2 에 따라 계산하는 단계를 포함하는, 동기화 유지 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 버퍼의 상기 적어도 하나의 현재 레벨이 현재 최소 동작 레벨(Cur Min), 현재 최대 동작 레벨(Cur Max), 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 포함하도록 규정하는 단계와,
    상기 현재 중간점 레벨(Cur Mid)을 다음식: 동작 중간점 = 현재 중간점 레벨(Cur Mid) = 현재 최소 동작 레벨(Cur Min) + 초기 중간점 레벨(Init Mid) - 초기 최소 동작 레벨(Init Min)에 따라 계산하는 단계를 포함하는, 동기화 유지 방법.
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