(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフレーム長を調整するためのフレーム長制御コードがビットストリーム中に含まれている圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと、上記デコーダの動作基準周波数とが互いに独立して設定されたシステムにおいて、
上記圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの有無を所定単位ごとに解析する解析手段と、
上記解析手段による解析結果に基づいて、上記フレーム長制御コードの実際の含有率と、上記圧縮デジタルデータの規格上から決定される含有率とを比較することによって両者の誤差を検出し、その誤差を修正するようにする制御信号を発生する制御手段と、
上記制御手段により発生された制御信号に応じて、外部から入力されるクロックの原周波数を変換し、上記デコーダの動作基準周波数として供給する周波数変換手段とを備えることを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの実際の含有率を所定時間ごとの統計処理によって求めるように制御することを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
上記圧縮デジタルデータはそのビットストリーム中に、上記フレーム長制御コードの他に、規格上のフレーム長を表すためのフレーム長コードを含んでおり、
上記制御手段は、上記解析手段により解析される上記フレーム長コードに基づいて上記フレーム長制御コードの規格上の含有率を求めることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項４】
上記圧縮デジタルデータのデコーダへの実際の転送ビットレートと上記外部から入力されるクロックの原周波数との周波数比率を、規格上から決定される周波数比率と比較することによって両者の誤差を検出する比較手段を更に備え、
上記制御手段は、上記比較手段により検出された誤差を修正するようにする制御信号を発生する手段を更に含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の周波数変換装置。
【請求項５】
圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと、上記デコーダの動作基準周波数とが互いに独立して設定されたシステムにおいて、
上記圧縮デジタルデータのデコーダへの実際の転送ビットレートと外部から入力されるクロックの原周波数との周波数比率を、規格上から決定される周波数比率と比較することによって両者の誤差を検出する比較手段と、
上記比較手段により検出された誤差を修正するようにする制御信号を発生する制御手段と、
上記制御手段により発生された制御信号に応じて、上記外部から入力されるクロックの原周波数を変換し、上記デコーダの動作基準周波数として供給する周波数変換手段とを備えることを特徴とする周波数変換装置。
【請求項６】
上記デコーダの動作基準周波数を発生する元となる原周波数を、上記制御手段に対して外部制御により任意に設定するための手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は周波数変換装置に関し、特に、圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと、上記デコーダの動作基準周波数とが互いに独立して設定されるようになされたデコードシステムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来提案されている様々な圧縮符号化方式の中で、圧縮されたデジタルデータをデコードして出力する際に、その圧縮デジタルデータのデコーダへの入力ビットレートと、出力データのサンプリングレート（デコーダの動作基準周波数）とを互いに独立して設定できるようになされたものがある。この種の方式では、通常は、圧縮デジタルデータの入力ビットレートと出力データのサンプリングレートとの比率が一定に保たれるようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記圧縮デジタルデータの入力ビットレートと出力データのサンプリングレートとの比率に相対誤差が生じる場合がある。そして、このように相対誤差が生じると、デコード処理の動作に異常が発生する。通常のデコーダでは、異常が発生すると、リセットをかけた後に、継続して入力される圧縮デジタルデータのデコードを実施するようになされているため、異常発生時に出力データの連続性が失われてしまうという不都合が生じていた。
【０００４】
例えば、ＭＰＥＧ１オーディオ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １１１７２−３  ）の圧縮符号化方式に準拠したデコーダでは、内部処理等のためにバッファメモリを持っており、このバッファ容量はある程度の余裕を持たせてあるので、相対誤差の発生時においても、その余裕の分だけは復号化音声を正常に出力し続けることができる。
【０００５】
しかしながら、ある程度の時間相対誤差が発生すると、バッファメモリの余裕の分を越えてデータが余分に入力されたり、バッファメモリが空になったりして、バッファ溢れもしくはデータ不足の異常が発生する。これにより、そのような異常が発生した区間の音声データが途切れ、例えば音楽に使用した場合に、その音楽が途中で切れてしまい、音楽鑑賞が妨げられてしまうこととなる。
【０００６】
上記圧縮デジタルデータの入力ビットレートと出力データのサンプリングレートとの比率に相対誤差が発生する原因の一例としては、例えば、圧縮デジタルデータのフレーム長が規格通りの長さになるように調整するためのフレーム長制御コード自体に誤りがある場合が考えられる。
【０００７】
例えば、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩでは、１１５２ＰＣＭ単位で１オーディオフレームが構成されている。ここで、圧縮デジタルデータのビットレートが２２４Ｋｂｐｓ、圧縮時のサンプリング周波数が４４．１ＫＨｚである場合、上記オーディオフレームの単位時間当りのビット数は、２２４Ｋ×（１１５２／４４．１Ｋ）＝５８５１．４２８５７．．．．（以下、この規格通りの正常なフレーム長をＦｌｅｎｇｔｈＮとする）である。
【０００８】
このように、単位時間当りのオーディオフレームのビット数を正確に計算すると少数点以下の数字が出てくるが、ビット数は整数でなければならないので、少数部分の丸め込みが行われる。ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩでは、フレーム当りの長さが８で割り切れるビット数となるように規格化されており、この場合、上記正確に計算した値に最も近い２つの値として、５８４８ビット（以下、フレーム長ＡをＦｌｅｎｇｔｈＡとする）と５８５６ビット（以下、フレーム長ＢをＦｌｅｎｇｔｈＢとする）との何れかに丸め込まれる。
【０００９】
ところが、このような丸め込みを単に行うだけだと、本来のビットレートとの間に誤差が生じてしまい、不都合が生じる。そこで、丸め込まれたフレーム長により表されるデータ量と、実際に入力されてくる圧縮デジタルデータのデータ量との差を見かけ上なくすために、パディングと呼ばれるフレーム長制御コード（ダミーのデータ）を用いてフレーム長を調整することが行われる。
【００１０】
すなわち、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩでは、フレーム長Ａについてはパディング無し、フレーム長Ｂについてはパディング有りとして、双方の属性を持つ複数のオーディオフレームを一定の比率で伝送することにより、長期的に見て、実際に送られてくる圧縮デジタルデータのデータ量との整合を図っている。上述の例では、パディング無しとパディング有りとの比率は、４：３でなければならない。
【００１１】
しかしながら、このようなパディングの有無の比率自体が誤っていると、実際のデコード処理のときに、圧縮デジタルデータの入力速度とデコードの処理速度とが相違してくる。例えば、パディングが全て無しとなると、デコード処理の速度よりも速い速度で圧縮デジタルデータが入ってきてしまい、バッファ溢れが生じる。その結果、上述したように、リセット動作によって出力音声データが途切れ、音楽鑑賞が妨げられてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、圧縮デジタルデータのデコーダへの入力ビットレートとデコーダからの出力データのサンプリングレートとの間で相対誤差が発生した場合でも、デコード動作に異常が発生しないようにする（例えば、出力音声データが途切れないようにする）ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数変換装置は、少なくともフレーム長を調整するためのフレーム長制御コードがビットストリーム中に含まれている圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと、上記デコーダの動作基準周波数とが互いに独立して設定されたシステムにおいて、上記圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの有無を所定単位ごとに解析する解析手段と、上記解析手段による解析結果に基づいて、上記フレーム長制御コードの実際の含有率と、上記圧縮デジタルデータの規格上から決定される含有率とを比較することによって両者の誤差を検出し、その誤差を修正するようにする制御信号を発生する制御手段と、上記制御手段により発生された制御信号に応じて、外部から入力されるクロックの原周波数を変換し、上記デコーダの動作基準周波数として供給する周波数変換手段とを備える。
【００１４】
本発明の他の特徴とするところは、上記制御手段は、上記圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの実際の含有率を所定時間ごとの統計処理によって求めるように制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明のその他の特徴とするところは、上記圧縮デジタルデータはそのビットストリーム中に、上記フレーム長制御コードの他に、規格上のフレーム長を表すためのフレーム長コードを含んでおり、上記制御手段は、上記解析手段により解析される上記フレーム長コードに基づいて上記フレーム長制御コードの規格上の含有率を求めることを特徴とする。
【００１６】
本発明のその他の特徴とするところは、上記圧縮デジタルデータのデコーダへの実際の転送ビットレートと上記外部から入力されるクロックの原周波数との周波数比率を、規格上から決定される周波数比率と比較することによって両者の誤差を検出する比較手段を更に備え、上記制御手段は、上記比較手段により検出された誤差を修正するようにする制御信号を発生する手段を更に含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明のその他の特徴とするところは、圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと、上記デコーダの動作基準周波数とが互いに独立して設定されたシステムにおいて、上記圧縮デジタルデータのデコーダへの実際の転送ビットレートと外部から入力されるクロックの原周波数との周波数比率を、規格上から決定される周波数比率と比較することによって両者の誤差を検出する比較手段と、上記比較手段により検出された誤差を修正するようにする制御信号を発生する制御手段と、上記制御手段により発生された制御信号に応じて、上記外部から入力されるクロックの原周波数を変換し、上記デコーダの動作基準周波数として供給する周波数変換手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のその他の特徴とするところは、上記デコーダの動作基準周波数を発生する元となる原周波数を、上記制御手段に対して外部制御により任意に設定するための手段を更に備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明は上記技術手段より成るので、圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの含有率が規格上の含有率と異なってしまった場合でも、実際の含有率と規格上の含有率との誤差が検出され、その誤差を修正するような周波数のクロックが制御手段の制御の下で周波数変換手段により生成されて、デコーダの動作基準クロックとして供給されるようになり、上記デコーダの処理速度が、上記フレーム長制御コードの挿入によって調整される圧縮デジタルデータのデコーダへの入力速度と常に合致するように制御されるようになる。
【００２０】
また、本発明の他の特徴によれば、圧縮デジタルデータのデコーダへの実際の転送ビットレートとデコーダの動作基準周波数の発生元である原周波数との周波数比率が、規格上の周波数比率と異なってしまった場合でも、両者の周波数比率の誤差が比較手段により検出され、その誤差を修正するような周波数のクロックが制御手段の制御の下で周波数変換手段により生成されてデコーダに供給されるようになり、上記デコーダの処理速度が、上記圧縮デジタルデータのデコーダへの入力速度と常に合致するように制御されるようになる。
【００２１】
さらに、本発明のその他の特徴によれば、例えば、様々な圧縮符号化方式に準拠した原周波数を制御手段に対して外部制御により設定することにより、様々な圧縮符号化方式に対応して上述のような誤差の検出を行い、その圧縮符号化方式の下でデコーダが誤りなく動作するための動作基準周波数を周波数変換手段により発生するようにすることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態による周波数変換装置を含むデコードシステムの全体構成を示す概略ブロック図である。なお、以下では、この図１に示すデコードシステムは、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩに準拠するものであるとして説明する。
【００２３】
図１において、圧縮デジタルデータは、周波数変換装置１を介してデコーダ２に供給され、ここでデコード処理が行われる。このデコード処理は、所定の動作基準クロックに従って行われるが、その動作基準クロックは、周波数変換装置１の外部より入力されるクロックの原周波数が周波数変換器５により適当な周波数に変換されることによって与えられる。
【００２４】
この図１に示すデコードシステムは、圧縮デジタルデータのデコーダ２への転送ビットレートと、上記デコーダ２の動作基準周波数とが互いに独立して設定されるようになされたものである。本実施形態では、従来例で述べたような音切れ等の不都合を防止するために、上記転送ビットレートと上記動作基準周波数との比率が常に一定となるように、すなわち、圧縮デジタルデータのデコーダ２への入力速度とデコーダ２の処理速度とが常に一致するようにする。
【００２５】
上記圧縮デジタルデータは、そのビットストリーム中に、圧縮デジタルデータのフレーム長を調整するためのフレーム長制御コード（パディング）や、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩに準拠した規格上のフレーム長を表すためのフレーム長コード（ビットレートおよび圧縮時におけるサンプリング周波数の情報）を含んでいる。
【００２６】
なお、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩの場合は、圧縮デジタルデータのビットストリーム中に上記フレーム長コードが含まれているが、本実施形態を適用するためには少なくともフレーム長制御コードが含まれていれば良く、フレーム長コードは必ずしも含まれている必要はない。ただし、適用する圧縮符号化方式の規格上、何らかの形でフレーム長が設定されているものとする。
【００２７】
また、デコーダ２の動作基準クロックの周波数情報も圧縮デジタルデータのビットストリーム中に含まれていなくても良いが、上記フレーム長コードと同様に、圧縮符号化方式の規格上何らかの形で設定されているものとする。すなわち、動作基準クロックの周波数は、デコードシステムの都合により、圧縮時におけるサンプリング周波数のある倍数を選択する必要があるが、その値は周波数変換装置１において規定される、もしくは外部から設定されるものとする。
【００２８】
さらに、上記デコーダ２の動作基準クロックを生成するために周波数変換装置１の外部より入力されるクロックの原周波数も、この周波数変換装置１において規定される、もしくは外部から設定されるものとする。
【００２９】
以下では、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩに準拠する圧縮デジタルデータのビットストリーム中に含まれているサンプリング周波数（以下、Ｆｓ  と記す）は４４．１ＫＨｚ、ビットレート（以下、ＢＲと記す）は２２４Ｋｂｐｓであるとする。また、デコーダ２が要求する動作基準クロックのサンプリング周波数Ｆｓ  対する倍率（以下、Ｄｆｓと記す）は３８４倍、原周波数（以下、ＣＬＫｍと記す）は１３．５ＭＨｚであるとする。
【００３０】
上述したように、通常は、圧縮デジタルデータのビットレートは、フレーム長制御コード（パディング）によって規格通りのビットレートに調整され、圧縮デジタルデータのデコーダ２への入力速度とデコーダ２の処理速度とが常に一致するようになされている。すなわち、パディングを含むオーディオフレームとパディングを含まないオーディオフレームとを一定の比率で伝送することにより、そのトータルとして規格通りのビットレートになるように調整されている。
【００３１】
しかしながら、フレーム長制御コードの含有率自体に誤りが生じることがあり、これにより、デコード動作に異常が生じる場合がある。本実施形態では、そのような場合に対応するために、解析器３、制御手段４、周波数変換器５により、以下に説明するような処理を行うようにしている。
【００３２】
解析器３は、上記圧縮デジタルデータのビットストリーム中に含まれている３つの情報（フレーム長制御コード、サンプリング周波数Ｆｓ  、ビットレートＢＲ）を解析する。すなわち、解析器３は、フレーム長制御コードの有無をオーディオフレームの単位ごとに調べるとともに、ビットストリームのヘッダ中に含まれているサンプリング周波数Ｆｓ  およびビットレートＢＲの内容を解析する。
【００３３】
また、制御手段４は、上記解析器３による解析結果に基づいて、圧縮デジタルデータ中にフレーム長制御コードが実際に含まれている比率（含有率）と、上記サンプリング周波数Ｆｓ  およびビットレートＢＲから算出される規格上の含有率とを比較することによって両者の誤差を検出し、その誤差を修正するようにする制御信号を発生する。
【００３４】
そして、周波数変換器５は、周波数変換装置１の外部から入力されるクロックの原周波数ＣＬＫｍを上記制御手段４により発生された制御信号に応じた周波数に変換し、その変換した周波数を有するクロックをデコーダ２に対して動作基準周波数のクロックとして供給する。
【００３５】
図２は、上記制御手段４のより詳細な構成を示すブロック図であり、図３は、上記周波数変換器５のより詳細な構成を示すブロック図である。以下、これらの図２および図３を参照しながら、上述した制御手段４および周波数変換器５の動作を更に詳しく説明する。
【００３６】
図１の解析器３でフレーム長制御コードの有無について解析された結果は、図２のフレーム長制御コード監視手段４１に与えられる。フレーム長制御コード監視手段４１は、この解析結果に基づいて、実際のビットストリーム中に含まれているフレーム長制御コードの比率をある一定時間（例えば２秒）ごとの統計処理によって求める。
【００３７】
一方、同じく図１の解析器３でフレーム長コード（サンプリング周波数Ｆｓ  およびビットレートＢＲ）について解析された結果は、図２のフレーム長制御コード正常含有率算出手段４２に与えられる。フレーム長制御コード正常含有率算出手段４２は、上記解析器３から与えられるフレーム長コードの解析結果に基づいて、ＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩの規格上から決定される正常なフレーム長制御コードの比率を算出する。
【００３８】
フレーム長制御コードエラー判断手段４３は、上記フレーム長制御コード監視手段４１により求められた圧縮デジタルデータ中に含まれるフレーム長制御コードの実際の比率と、フレーム長制御コード正常含有率算出手段４２により算出された正常なデータ中に含まれるフレーム長制御コードの比率とを比較し、その誤差から、異常（エラー）の有無を判定する。
【００３９】
なお、圧縮デジタルデータのビットストリーム中にサンプリング周波数Ｆｓ  およびビットレートＢＲが含まれていない圧縮符号化方式の場合は、上記フレーム長制御コード正常含有率算出手段４２は不要であり、その圧縮符号化方式の規格上決定される含有率を用いて上述のような比較を行えば良い。
【００４０】
ただし、上記統計処理における時間の区切りの関係から、短期的に見ると含有率が正常なものとやや異なるが、前後の時間の区切りを合わせて考えると、正常であることもある。そのような場合にエラーと判定することは好ましくないので、それを抑制する必要がある。
【００４１】
このことを実現するために、本実施形態では、フレーム長制御コード含有率の誤差の蓄積を計算し、蓄積された値がある閾値を越えた時点でエラーと判定するようにする。すなわち、一定時間ごとの統計処理によって求められた含有率を順番にＦＩＰ０，ＦＩＰ１，ＦＩＰ２，  …、正常な含有率をＦＩＰｎｏｒｍ  とし、エラーと判定するための閾値をＥｒｒＬｉｍｉｔとして、以下の（１）（２）の何れかの条件式が成り立つ場合にエラーと判定するようにすれば良い。
【００４２】
オーバーフロー判定：
ｓｕｍ（ＦＩＰ０−ＦＩＰｎｏｒｍ，ＦＩＰ１−ＦＩＰｎｏｒｍ，ＦＩＰ２−ＦＩＰｎｏｒｍ，  …）  ＞ＥｒｒＬｉｍｉｔ  （１）
アンダーフロー判定：
ｓｕｍ（ＦＩＰ０−ＦＩＰｎｏｒｍ，ＦＩＰ１−ＦＩＰｎｏｒｍ，ＦＩＰ２−ＦＩＰｎｏｒｍ，  …）  ＜−ＥｒｒＬｉｍｉｔ    （２）
【００４３】
ここで、フレーム長制御コード（パディング）の含有率に誤りが生じた場合の具体例として、統計処理を行う一定時間中の全てのオーディオフレームにパディングが含まれている場合について説明する。パディングが全て有りの場合は、正常な場合（パディング無し：有り＝４：３）と比較して、圧縮デジタルデータ中の１秒当りに含まれるフレーム数が次のように異なっている。
【００４４】
正常なビットストリームの１秒当りに含まれるフレーム数：
２２４Ｋ／５８５１．４２９［ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ］
上記エラーが含まれるビットストリームの１秒当りに含まれるフレーム数：
２２４Ｋ／５８５６［ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ］
【００４５】
フレーム長制御コードエラー判断手段４３は、このようなエラーを検出した場合に、次のような式（３）  に従ってエラー率ＥｒｒＦｒａｍｅを算出する。
ＥｒｒＦｒａｍｅ＝ＦｌｅｎｇｔｈＢ／ＦｌｅｎｇｔｈＮ＝５８５６／５８５１．４２９  （３）
そして、その算出したエラー率ＥｒｒＦｒａｍｅを制御信号生成手段４４に供給する。制御信号生成手段４４は、供給されたエラー率ＥｒｒＦｒａｍｅに基づいて、周波数変換器５の周波数倍率（Ｍ／Ｎ倍）を規定する制御信号を生成し、それを上記周波数変換器５に供給する。
【００４６】
図３に示すように、周波数変換器５は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５４より与えられる周波数を１／Ｍに分周するＭ分周器５１と、原周波数ＣＬＫｍを１／Ｎに分周するＮ分周器５２と、上記Ｍ分周器５１およびＮ分周器５２の両出力の位相差を求める位相比較器５３と、求められた位相差に基づいて発振周波数を変化させ、デコーダ２の動作基準周波数Ｆｓ  ×Ｄｆｓを発生するＶＣＯ５４とを有し、一般的なＰＬＬ回路により構成されている。
【００４７】
パディングの含有率に誤りがなく、正常に動作しているときの係数Ｍ，Ｎの設定値は、次の式（４）  のように求められる。
（Ｆｓ  ×Ｄｆｓ）／ＣＬＫｍ
＝（４４．１ＫＨｚ×３８４）／１３．５ＭＨｚ
＝（３２×７２×０．１  ×１０３  ×２７×３  ）／（３３×０．５  ×１０６  ）
＝（７２×２４）／（５４）
＝７８４／６２５＝Ｍ／Ｎ              （４）
【００４８】
したがって、パディングの含有率に誤りがなく、正常に動作しているときは、制御信号生成手段４４は、Ｍ＝７８４、Ｎ＝６２５の係数をそれぞれＭ分周器５１およびＮ分周器５２に設定するようにする制御信号を生成する。
【００４９】
一方、上述のようなエラーが含まれるときのＭ′，Ｎ′の設定値は、次の式（５）  のように求められる。
（Ｍ／Ｎ）×ＥｒｒＦｒａｍｅ
＝（７８４／６２５）×（５８５６／５８５１．４２９）
＝６２７６９／５００００
＝Ｍ′／Ｎ′                                      （５）
【００５０】
したがって、パディングの含有率に誤りがあるときは、制御信号生成手段４４は、Ｍ′＝６２７６９、Ｎ′＝５００００の係数をそれぞれＭ分周器５１およびＮ分周器５２に設定するようにする制御信号を生成する。
【００５１】
このようにすれば、圧縮デジタルデータのビットストリーム中に含まれているパディングの実際の比率と規格上の比率とが異なってしまった場合でも、圧縮デジタルデータのデコーダ２への入力速度と上記デコーダ２の処理速度とが常に一致するようにすることができ、デコード動作に異常が生じないようにすることができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、エラー率ＥｒｒＦｒａｍｅに応じて計算した値の係数Ｍ，Ｎを周波数変換器５のＭ分周器５１およびＮ分周器５２に設定する必要があるが、図３のような一般的なＰＬＬ回路では、Ｍ分周器５１およびＮ分周器５２に関して設定できる係数には制限がある。これは、ＰＬＬ回路について一般的な知識として知られているものである。
【００５３】
その内容は、ＰＬＬ回路を構成するＭ分周器５１およびＮ分周器５２（何れもデジタルカウンタで構成される）のカウンタ長は、ＰＬＬ回路を安定に動作させるためにあまり長いことは好ましくなく、ある有限長の長さに限定されているということである。すなわち、ＰＬＬ回路は、上記Ｍ分周器５１およびＮ分周器５２の両出力の位相を比較し、そのずれをフィードバックループで帰還することにより機能を実現しているが、カウンタの長さが増すと、フィードバックする間隔が長くなるため、安定度が低下してしまうのである。
【００５４】
このため、上記式（５）  のような計算によってＭ分周器５１およびＮ分周器５２に設定する係数値が算出されたとしても、実装しているＰＬＬ回路のカウンタ長の制限のために、上記算出された係数値そのものを設定できない場合が発生する。そのような場合の対処方法を、仮に、上記Ｍ分周器５１およびＮ分周器５２のカウンタ長が１２ビットであった場合を例にとって以下に説明する。
【００５５】
すなわち、目的とする２つの係数設定値（制御信号生成手段４４により算出された２つの係数値）Ｍ，Ｎの分周比により近い値を、上記カウンタ長の制限内で検索する。この検索は、係数Ｍ，Ｎの値をカウンタ長の制限内で得られる値に適当に変更してその分周比を幾つか計算し、その中から、上記目的とする分周比により近い値を得るという処理によって行う。
【００５６】
例えば、係数Ｍ，Ｎの値を３通りに変更してそれぞれの分周比を計算した場合の例を、次の表１に示す。この表１の例では、目的とする分周比に最も近い値が得られた近似値１についての係数Ｍ，Ｎの値（Ｍ＝８７５、Ｎ＝６９７）を、制御信号生成手段４４により算出されたＭ，Ｎの値（Ｍ＝６２７６９、Ｎ＝５００００）の代わりに用いる。
【００５７】
【表１】
0003613537.tif 000002
【００５８】
このように、本実施形態では、算出された２つの係数値Ｍ，Ｎの分周比と誤差が極めて小さい係数値の組を使用しているので、デコーダ２が通常のデコーダである場合、その内部バッファ（図示せず）の余裕の範囲内で復号化データの再生処理が終了するまで異常動作が発生しないようにすることができる。
【００５９】
しかしながら、このように誤差が極めて小さい場合でも動作時の誤差は蓄積する。そこで、例えば、表１に示した近似値１の誤差と近似値２の誤差とが互いに逆符号であることを利用して、近似値１の係数値と近似値２の係数値とをある一定の割合で使用し、お互いの誤差を相互に打ち消し合うようにすることにより、蓄積する誤差を少なくすることが可能である。
【００６０】
以上に述べた実施形態は、周波数変換装置１の外部から入力される圧縮デジタルデータの入力速度と原周波数との何れにおいても誤りがない（少なくとも両者の周波数比に誤差がない）場合の例であった。しかしながら、この周波数比に関しても、正常な比率から逸脱することがあり得る。
【００６１】
例えば、圧縮デジタルデータの転送ビットレートＢＲと原周波数ＣＬＫｍとの正常な比率は、
ＢＲ／ＣＬＫｍ＝２２４ＫＨｚ／１３．５ＭＨｚ
である。これに対し、規格と異なるビットレートＢＲ′（例えば２２０Ｋｂｐｓ）で圧縮デジタルデータが転送されたり、規格と異なる原周波数ＣＬＫｍ′（例えば１３ＭＨｚ）でクロックが入力されたりする場合は、周波数の比率は、
ＢＲ′／ＣＬＫｍ′＝２２０ＫＨｚ／１３ＭＨｚ
となる。
【００６２】
このように、圧縮デジタルデータの転送ビットレート自体にエラーが発生したり、あるいは外部入力のクロックの原周波数自体にエラーが発生した場合でも、上記したパディングの含有率についてエラーが発生した場合と同様に、誤差の蓄積によりデコーダ２が異常な動作をしてしまうことがある。そこで、本実施形態では、このような場合にも対応できるようにするために、図１に示すように、比較手段６を設けている。
【００６３】
比較手段６は、エラーが発生していない場合の周波数比とエラーが発生している場合の周波数比とを比較し、その誤差を検出する。すなわち、比較手段６は、正常なビットレートＢＲと誤りのビットレートＢＲ′との絶対的なずれや、正常な原周波数ＣＬＫｍと誤りの原周波数ＣＬＫｍ′との絶対的なずれは検出できないが、正常な周波数比と誤りの周波数比とのずれは検出することができる。
【００６４】
この場合、制御手段４は、図２に示すように、比較手段６における上述のような比較結果を比率エラー判断手段４５で受けて、周波数比に関するエラーが発生したかどうかを判定する。周波数比エラーの有無の判定方法としては、上述のパディング含有率エラーの有無の判定方法と同様に、一定時間ごとに検出される誤差の和がある一定値を越えた場合にエラーと判定するようにすれば良い。
【００６５】
そして、上述のような周波数比エラーが発生したと判定した場合は、比率エラー判断手段４５は、次のような式（６）  に従ってエラー率ＥｒｒＦｒｅｑ  を算出する。
ＥｒｒＦｒｅｑ
＝（ＢＲ′／ＣＬＫｍ′）／（ＢＲ／ＣＬＫｍ）
＝（２２０Ｋ／１３Ｍ）／（２２４Ｋ／１３．５Ｍ）    （６）
そして、その算出したエラー率ＥｒｒＦｒｅｑ  を制御信号生成手段４４に供給する。
【００６６】
制御信号生成手段４４は、供給されたエラー率ＥｒｒＦｒｅｑ  に基づいて、周波数変換器５の周波数倍率（Ｍ／Ｎ倍）を規定する制御信号を生成し、それを上記周波数変換器５に供給する。
【００６７】
すなわち、制御信号生成手段４４は、上述のような周波数比エラーが含まれるときのＭ′，Ｎ′の設定値を、次の式（７）  のように求める。ただし、式（７）  中に示したＭ／Ｎの値は、上述した式  （４）により求められる。
（Ｍ／Ｎ）×ＥｒｒＦｒｅｑ
＝（７８４／６２５）×（２２０Ｋ／１３Ｍ）／（２２４Ｋ／１３．５Ｍ）
＝２０７９／１６２５                      （７）
【００６８】
したがって、圧縮デジタルデータの転送ビットレートと外部より入力されるクロックの原周波数との比率に誤りがあるときは、制御信号生成手段４４は、Ｍ′＝２０７９、Ｎ′＝１６２５の係数をそれぞれ図３のＭ分周器５１およびＮ分周器５２に設定するようにする制御信号を生成する。
【００６９】
なお、上記Ｍ分周器５１およびＮ分周器５２のカウンタ長が上述した例と同様に１２ビットである場合、上記算出された係数値Ｍ′，Ｎ′は上記カウンタ長の範囲内にあり、そのまま設定することができる。したがって、この場合は、上述のような誤差の少ない近似値を検索して使用する処理は行わなくても良い。
【００７０】
さらに、本実施形態においては、図１および図２に示すように、デコーダ２の動作基準クロックを生成する元クロックの原周波数を、周波数変換装置１の外部制御により（例えば人手により）制御手段４に対して設定するための手段も設けている。
【００７１】
これにより、例えば、ＭＰＥＧオーディオ以外の圧縮符号化方式に準拠した原周波数を設定することにより、様々な圧縮符号化方式に対応してエラー検出を行い、その圧縮符号化方式の下でデコーダ２が誤りなく動作するための動作基準周波数を周波数変換器５により発生するようにすることができる。つまり、１つの制御手段４を複数の目的に適合させて使用することが容易にできる。
【００７２】
この場合、外部制御により設定された原周波数は、図２に示した正常周波数比率算出手段４６に与えられる。正常周波数比率算出手段４６は、この設定された原周波数と、解析器３により解析された規格上の転送ビットレート（該当する圧縮符号化方式による圧縮デジタルデータのビットレート）とから、その圧縮符号化方式においてエラーが発生していない場合の正常な周波数比を算出する。
【００７３】
そして、比率エラー判断手段４５は、上記正常周波数比率算出手段４６における算出結果に基づいて、上述の式（６）  と同様にしてエラー率ＥｒｒＦｒｅｑ  を算出し、それを制御信号生成手段４４に供給する。制御信号生成手段４４は、供給されたエラー率ＥｒｒＦｒｅｑ  に基づいて、周波数変換器５の周波数倍率（Ｍ／Ｎ倍）を規定する制御信号を生成し、上記周波数変換器５に供給する。
【００７４】
なお、以上に説明した実施形態は、図１に示したように、パディング含有率の誤りを見てデコーダの動作基準クロックの周波数を制御するための手段、圧縮デジタルデータの転送ビットレートと原周波数との比率の誤りを見て動作基準クロックの周波数を制御するための手段、および外部制御により原周波数を任意に設定して動作基準クロックの周波数を制御するための手段の３つの手段を全て含んだものであったが、それぞれを独立してあるいは任意の組み合わせで適用することが可能である。
【００７５】
また、圧縮符号化方式としてＭＰＥＧオーディオのレイヤＩＩを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば、画像圧縮のためのＭＰＥＧ１あるいはＭＰＥＧ２、ＡＣ−３等の圧縮符号化方式ように、圧縮デジタルデータのビットストリーム中にフレーム長制御コードが少なくとも含まれているものであれば何れも適用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は上述したように、圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの含有率を解析し、その解析した実際の含有率と規格上の含有率とを比較することによって両者の誤差を検出し、その誤差を修正するようにする周波数を発生して、それをデコーダの動作基準周波数として供給するようにしたので、圧縮デジタルデータ中に含まれているフレーム長制御コードの含有率が規格上の含有率と異なってしまった場合でも、その誤差を修正するような周波数を有するクロックを生成してデコーダの動作基準クロックとして供給するようにすることができ、圧縮デジタルデータのデコーダへの入力速度と上記デコーダの処理速度とが常に一致するようにすることができる。
【００７７】
したがって、フレーム長制御コードの含有率の誤りにより圧縮デジタルデータのデコーダへの入力ビットレートと出力データのサンプリングレートとの間で相対誤差が発生した場合でも、デコード動作に異常が生じないようにし、出力データの連続性が失われてしまうという不都合を防止することができる。例えば、ＭＰＥＧオーディオの圧縮デジタルデータを対象とした場合、再生音声の音切れをなくすようにすることができる。
【００７８】
また、本発明の他の特徴によれば、圧縮デジタルデータのデコーダへの転送ビットレートと外部入力クロックの原周波数との実際の周波数比率と、規格上の周波数比率との誤差を検出し、その誤差を修正するようにようにする周波数を発生して、それをデコーダの動作基準周波数として供給するようにしたので、転送ビットレートと原周波数との周波数比率が規格上の周波数比率と異なってしまった場合でも、その誤差を修正するような周波数を有するクロックを生成してデコーダの動作基準クロックとして供給するようにすることができ、圧縮デジタルデータのデコーダへの入力速度と上記デコーダの処理速度とが常に一致するようにすることができる。
【００７９】
したがって、上記周波数比率の誤りが発生した場合でも、デコード動作に異常が生じないようにし、出力データの連続性が失われてしまうという不都合を防止することができる。例えば、ＭＰＥＧオーディオの圧縮デジタルデータを対象とした場合、再生音声の音切れをなくすようにすることができる。
【００８０】
さらに、本発明のその他の特徴によれば、デコーダの動作基準周波数を発生する元となる原周波数を制御手段に対して外部制御により任意に設定するための手段を設けたので、例えば、様々な圧縮符号化方式に準拠した原周波数を制御手段に対して外部制御により設定することにより、様々な圧縮符号化方式に対応して上述のような誤差の検出を行い、その圧縮符号化方式の下でデコーダが誤りなく動作するための動作基準周波数を発生するようにすることができ、１つの制御手段を複数の圧縮符号化方式に適合させて使用することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による周波数変換装置を含むデコードシステムの全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示した制御手段４のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した周波数変換器５のより詳細な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  周波数変換装置
２  デコーダ
３  解析器
４  制御手段
５  周波数変換器
６  比較手段
４１  フレーム長制御コード監視手段
４２  フレーム長制御コード正常含有率算出手段
４３  フレーム長制御コードエラー判断手段
４４  制御信号生成手段
４５  比率エラー判断手段
４６  正常周波数比率算出手段
５１  Ｍ分周器
５２  Ｎ分周器
５３  位相比較器
５４  ＶＣＯ（電圧制御発振器）
【図１】
0003613537.tif 000003
【図２】
0003613537.tif 000004
【図３】
0003613537.tif 000005