(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号されたパケットデータの再生出力時刻を指示するための時刻管理情報を含むパケットを有して成るパックを構成単位とするＭＰＥＧ規格の圧縮信号を復号するＭＰＥＧデコーダにおいて、
上記パック内のパケットに含まれるパケットデータを復号する復号手段と、
上記復号手段により復号されたデータを再生出力する再生出力手段と、
上記再生出力手段において上記復号されたデータを再生出力するタイミングの基準となる時刻を計測する時刻計測手段と、
上記時刻計測手段による計測値と上記時刻管理情報の値とを比較して上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きいかどうかを判別する判別手段と、
上記判別手段による判別の結果、上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きい場合には、上記時刻管理情報が含まれるパケット内のパケットデータを復号せずに次のパックの処理に移るように制御する制御手段とを具備することを特徴とするＭＰＥＧデコーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＰＥＧデコーダがビデオ用とオーディオ用とにそれぞれ設けられており、
上記各制御手段は、自己のＭＰＥＧデコーダにおいて次のパックの処理に移るように制御したときには、他方のＭＰＥＧデコーダにおいても次のパックの処理に移るように相互に制御することを特徴とするＭＰＥＧデコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＭＰＥＧデコーダに関し、特に、少なくとも１つのパケットを含んだパックを構成単位とするビットストリームから成るＭＰＥＧ規格の圧縮信号を復号するＭＰＥＧデコーダに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオデータおよびオーディオデータの圧縮技術の１つとして、ＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Experts Group ）と称される技術が開発されてきている。現在、このＭＰＥＧによる圧縮技術（ＭＰＥＧビデオおよびＭＰＥＧオーディオ）には、ＭＰＥＧ１とＭＰＥＧ２との２つの規格がある。
【０００３】
このＭＰＥＧ規格に基づく圧縮技術により符号化されたビデオおよびオーディオの各ビットストリーム（ビット列）が実際のアプリケーションに適用される場合には、ビデオデータとオーディオデータとが同期化して多重化される。そして、多重化されたビットストリームは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されたり、ケーブルや電波などの伝送媒体を介して通信されたりする。
【０００４】
上記ＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮されたビデオデータとオーディオデータとを多重化する際には、パケットによる多重化方式が用いられることが多い。この方式では、ビデオデータ、オーディオデータのそれぞれがパケットと呼ばれる適当な長さのビットストリームに分割されるとともに、各パケットにヘッダ等の付加情報が付けられる。
【０００５】
そして、上記ビデオおよびオーディオの各パケットが適宜切り換えられて時分割多重化される。このとき、多重化されるデータは、ビットストリームの途中から復号再生することを可能にするために、複数のパケットを束ねたパックと呼ばれる構成単位で取り扱われる。このパックは、その先頭部にパックヘッダを有している。
【０００６】
図４は、上記したパケットおよびパックの構成を示す図である。なお、図４（ａ）はオーディオデータのパック構成を示し、図４（ｂ）はビデオデータのパック構成を示している。
【０００７】
図４（ａ）に示したように、オーディオデータの１パックは、パックヘッダとパケットとにより構成されている。さらに、１パケットは、パケットヘッダとパケットデータとにより構成され、上記パケットデータのフィールドに、圧縮された１または複数フレームのオーディオデータが配置される。
【０００８】
上記パックヘッダは、パックの先頭を示すパック開始コードと、ＳＣＲ（System Clock Reference）と呼ばれるシステム時刻基準参照値情報と、ビデオデータおよびオーディオデータの多重化レートとで構成される。上記システム時刻基準参照値情報ＳＣＲは、時刻基準となる内部タイマの値ＳＴＣ（System Time Clock ）をエンコーダ側で意図した値にセット・校正するための情報である。
【０００９】
また、上記パケットヘッダは、パックの先頭を示すパケット開始コードと、ビットストリームの種別を示すＩＤと、パケットのデータ長を示すパケット長と、復号対象のオーディオデータが格納されるＳＴＤ（System Target Decoder ）バッファのスケールやサイズを示すＳＴＤバッファ基本情報と、ＰＴＳ（Presentation Time Stamp ）と呼ばれる再生出力の時刻管理情報とで構成される。上記再生出力の時刻管理情報ＰＴＳは、パケットデータ内の最初のフレームを再生出力すべき時刻を指示するための情報である。
【００１０】
一方、ビデオデータの１パックは、図４（ｂ）のように構成されている。これから分かるように、ビデオパックは、パケットヘッダ内における再生出力の時刻管理情報ＰＴＳの次に復号の時刻管理情報ＤＴＳ（Decoding Time Stamp ）が更に含まれている点で、図４（ａ）のように構成されたオーディオパックと異なっている。
【００１１】
上記復号の時刻管理情報ＤＴＳは、ＩピクチャやＰピクチャにおいて復号する順序と再生出力する順序とが異なることに対応して設けられたものであり、再生出力の時刻管理情報ＰＴＳと復号の時刻管理情報ＤＴＳとが異なる場合には、両方のタイムスタンプが付けられ、一致する場合には再生出力の時刻管理情報ＰＴＳだけが付けられる。
【００１２】
上述のように構成されたビットストリームを復号再生する際において、ビデオデータとオーディオデータとの同期は、上記パケットヘッダ中に含まれる再生出力の時刻管理情報ＰＴＳと、上記パックヘッダ中に含まれるシステム時刻基準参照値情報ＳＣＲとに基づいて実現される。
【００１３】
すなわち、まず、システム時刻基準参照値情報ＳＣＲに基づいて、時刻基準となる内部タイマの値ＳＴＣがエンコーダ側で意図した値に校正される。その後、順次カウントアップする内部タイマの値ＳＴＣと時刻管理情報ＰＴＳの値とが逐次比較され、内部タイマの値ＳＴＣが時刻管理情報ＰＴＳの値と一致したときに、該当するパケットデータ内の最初のフレームから再生出力が開始される。
【００１４】
例えば、
ＰＴＳ＞ＳＴＣ
が成り立つとき（例えば、再生出力の時刻管理情報が１０時０分２秒であり、内部タイマが１０時０分０秒であるようなとき）は、まだ再生出力すべき時刻になっていないので、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータの復号および再生出力は行われない。
【００１５】
その後、内部タイマの値ＳＴＣが増えていき、２秒後に
ＰＴＳ＝ＳＴＣ
となった時点で、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータの復号および再生出力が開始される。
【００１６】
また、
ＰＴＳ＜ＳＴＣ
が成り立つとき（例えば、再生出力の時刻管理情報が１０時０分２秒であり、内部タイマが１０時０分４秒であるようなとき）は、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータは、過去のデータとして廃棄される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＭＰＥＧデコーダにおいて、
ＰＴＳ≫ＳＴＣ
で示されるように、再生出力の時刻管理情報ＰＴＳの値が内部タイマの値ＳＴＣよりも遙かに大きくなるときがある。
【００１８】
しかしながら、このようなとき（例えば、再生出力の時刻管理情報が１１時０分０秒であり、内部タイマが１０時０分０秒であるようなとき）は、パケットデータの復号および再生出力が開始されるまでの時間（上記の例では１時間）が非常に長くなってしまう。したがって、このような場合にはデコーダからの出力がなくなってシステムが実質的にハングアップしてしまうという問題があった。
【００１９】
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、再生出力の時刻管理情報ＰＴＳと内部タイマの値ＳＴＣとの差が非常に大きいためにデコーダからの出力が長時間なくなってシステムが実質的にハングアップしてしまうという不都合をなくすことができるようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＭＰＥＧデコーダは、復号されたパケットデータの再生出力時刻を指示するための時刻管理情報を含むパケットを有して成るパックを構成単位とするＭＰＥＧ規格の圧縮信号を復号するＭＰＥＧデコーダにおいて、上記パック内のパケットに含まれるパケットデータを復号する復号手段と、上記復号手段により復号されたデータを再生出力する再生出力手段と、上記再生出力手段において上記復号されたデータを再生出力するタイミングの基準となる時刻を計測する時刻計測手段と、上記時刻計測手段による計測値と上記時刻管理情報の値とを比較して上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きいかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別の結果、上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きい場合には、上記時刻管理情報が含まれるパケット内のパケットデータを復号せずに次のパックの処理に移るように制御する制御手段とを具備する。
【００２１】
本発明の他の特徴とするところは、請求項１に記載のＭＰＥＧデコーダがビデオ用とオーディオ用とにそれぞれ設けられており、上記各制御手段は、自己のＭＰＥＧデコーダにおいて次のパックの処理に移るように制御したときには、他方のＭＰＥＧデコーダにおいても次のパックの処理に移るように相互に制御することを特徴とする。
【００２２】
【作用】
本発明は上記技術手段より成るので、パケットデータの復号および再生出力が開始されるまでの時間を非常に短くすることができ、時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きい場合にデコーダからの出力がなくなってしまう不都合を防止することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の他の特徴によれば、ビデオ用のＭＰＥＧデコーダまたはオーディオ用のＭＰＥＧデコーダのうち、何れか一方のＭＰＥＧデコーダにおいて時刻管理情報の値が時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きくなったときに、上記一方のＭＰＥＧデコーダのみならず、他方のＭＰＥＧデコーダにおいても次のパックの処理に移るような制御が行われるようになる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の要素的特徴を示す機能ブロック図である。
【００２５】
図１において、１は入力手段であり、図４（ａ）あるいは図４（ｂ）に示したパック単位のビットストリームを入力する。２は復号手段であり、上記入力手段１より入力されたパック内のパケット中に含まれるパケットデータを復号する。３は再生出力手段であり、上記復号手段２により復号されたデータを再生して出力する。
【００２６】
４は時刻計測手段であり、上記復号手段２で復号されたパケットデータを上記再生出力手段３において再生出力するタイミングの基準となる時刻を計測する。５は判別手段であり、上記時刻計測手段４により計測された値ＳＴＣと上記入力手段１より入力されたパック内のパケット中に含まれる再生出力の時刻管理情報ＰＴＳの値とを比較し、時刻計測手段４による計測値ＳＴＣと再生出力の時刻管理情報ＰＴＳとの大小関係を判別する。
【００２７】
すなわち、判別手段５は、次に示す▲１▼〜▲４▼の何れの式が成り立つかを両者の大小比較によって判別する。
ＰＴＳ＞ＳＴＣ  …▲１▼
ＰＴＳ＝ＳＴＣ  …▲２▼
ＰＴＳ＜ＳＴＣ  …▲３▼
ＰＴＳ≫ＳＴＣ  …▲４▼
【００２８】
なお、式▲１▼と式▲４▼との区別は、再生出力の時刻管理情報ＰＴＳの値と時刻計測手段４による計測値ＳＴＣとの差が所定の設定値（例えば２秒）より大きくなるかどうかを見ることによって行う。
【００２９】
６は制御手段であり、上記判別手段５による判別結果に応じて第１〜第３の制御信号ｓ１，ｓ２，ｓ３を再生出力手段３に出力し、上記復号手段２により復号されたデータの再生出力タイミングを制御する。
【００３０】
すなわち、制御手段６は、判別手段５で上記した式▲１▼が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータはこれから２秒以内の将来に復号して再生出力するデータであるとして、そのパケットデータを現時点では再生出力しないように指示する第１の制御信号ｓ１を再生出力手段３に出力する。
【００３１】
また、判別手段５で式▲２▼が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータの再生出力を開始するように指示する第２の制御信号ｓ２を再生出力手段３に出力する。また、判別手段５で式▲３▼が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータを過去のデータとして廃棄するように指示する第３の制御信号ｓ３を再生出力手段３に出力する。
【００３２】
さらに、判別手段５で式▲４▼が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータを再生出力せずに、次のパックの処理に移るように指示する制御信号を再生出力手段３に出力する。例えば、この制御信号を、上記した式▲３▼が成り立つ場合に出力される、パケットデータを廃棄するように指示する第３の制御信号ｓ３と同じにすることで上記した機能を実現することが可能である。
【００３３】
以上の構成により、パック内のパケット中に含まれる時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻になるまで再生出力動作が待ち状態にされ、上記時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻になった時点で、復号されたパケットデータの再生出力が開始される。これにより、上記時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻に同期して復号データの再生出力が行われるようになる。
【００３４】
また、上記した式▲４▼が成り立つ場合、すなわち、現時点から上記時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻になるまでに相当の時間がかかる場合は、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータが廃棄される。これにより、次のパックの処理が直ちに行われるようになるので、時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻と現時刻との差が大きい場合にデコーダからの出力が長時間なくなって実質的にハングアップしてしまう不都合をなくすようにすることができる。
【００３５】
なお、ここでは、制御手段６は第１〜第３の制御信号ｓ１，ｓ２，ｓ３を再生出力手段３に出力して再生出力手段３の動作を制御するようにしているが、復号手段２に出力して復号手段２の動作を制御するようにしても同様の処理を行うことができる。
【００３６】
図２は、ＭＰＥＧ規格による圧縮データの復号再生系の全体構成を簡略的に示す図である。
図２において、２１はビデオＣＤであり、ＭＰＥＧにより圧縮されたビデオデータおよびオーディオデータの多重ストリームが記録されている。２２はＣＤ−ＲＯＭデコーダであり、上記ビデオＣＤ２１に記録されている多重ストリームを取り出し、それを分離部２３に出力する。
【００３７】
上記分離部２３は、上記ＣＤ−ＲＯＭデコーダ２２により取り出された多重ストリームを、図４に示したようなビデオ、オーディオの各個別のビットストリームに分離する。２４はビデオデコーダであり、上記分離部２３により分離された図４（ｂ）のようなビットストリームを入力し、復号再生を行う。２５はオーディオデコーダであり、上記分離部２３により分離された図４（ａ）のようなビットストリームを入力し、復号再生を行う。
【００３８】
２６は表示装置であり、上記ビデオデコーダ２４により再生された映像を表示する。２７はスピーカであり、上記オーディオデコーダ２５により再生されたＰＣＭ音声を出力する。上記したビデオデコーダ２４およびオーディオデコーダ２５は、それぞれ図１に示したように構成されており、具体的には図３に示す構成で実現される。
【００３９】
図３において、３１はデータ入力部であり、図４（ａ）あるいは図４（ｂ）に示したオーディオデータあるいはビデオデータのビットストリームを入力する。３２はデコード回路であり、上記データ入力部３１より入力されたビットストリーム中に含まれるパケットデータを復号して出力する。
【００４０】
３３はラッチ付タイマであり、上記デコード回路３２で復号されたパケットデータを再生出力するタイミングの基準となる現在の時刻Ｔ１（上述した時刻計測手段４による計測値ＳＴＣに相当）を計測する。
【００４１】
すなわち、ラッチ付タイマ３３は、まず、データ入力部３１よりアンドゲート３５を介して入力されるシステム時刻基準参照値情報ＳＣＲに基づいて、時刻基準となる値をエンコーダ側で意図した値にセットし、その後は、このセットした値を基準にしてアップカウント動作を行う。
【００４２】
３４はレジスタであり、データ入力部３１よりアンドゲート３６を介して入力される再生出力の時刻管理情報ＰＴＳの値を保持する。以下では、この時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻をＴ２で表す。３７は第１のコンパレータであり、上記ラッチ付タイマ３３で計測された時刻Ｔ１と、上記レジスタ３４に保持された時刻管理情報ＰＴＳが表す時刻Ｔ２とを比較する。
【００４３】
３８は第２のコンパレータであり、上記第１のコンパレータ３７から一方の入力端子に入力される（Ｔ２−Ｔ１）の値と、他方の入力端子に入力される所定の設定時間（例えば２秒）を表す値Ｔ３とを比較する。この第２のコンパレータ３８は、上記第１のコンパレータ３７でＴ１＜Ｔ２が成り立つと判断されたときに上記（Ｔ２−Ｔ１）の値とＴ３の値とを比較するものである。
【００４４】
３９は制御部であり、上記第１のコンパレータ３７および第２のコンパレータ３８における比較結果に応じて第１〜第３の制御信号ｓ１，ｓ２，ｓ３をデコード回路３２に出力し、デコード回路３２により復号されたデータの再生出力タイミングを制御する。
【００４５】
すなわち、制御部３９は、第１のコンパレータ３７でＴ１＜Ｔ２が成り立つと判断され、さらに、第２のコンパレータ３８で（Ｔ２−Ｔ１）≦Ｔ３が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータはこれから２秒以内の将来に復号して再生出力するデータであるとして、そのパケットデータを現時点では再生出力しないように指示する第１の制御信号ｓ１をデコード回路３２に出力する。
【００４６】
また、制御部３９は、第１のコンパレータ３７でＴ１＝Ｔ２が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータを復号して再生出力するように指示する第２の制御信号ｓ２をデコード回路３２に出力する。これにより、上記再生出力の時刻管理情報ＰＴＳが示す時刻になった時点で、復号されたパケットデータの再生出力が開始される。
【００４７】
また、制御部３９は、第１のコンパレータ３７でＴ１＞Ｔ２が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータを過去のデータとして廃棄するように指示する第３の制御信号ｓ３をデコード回路３２に出力する。この場合、デコード回路３２は、次のパックのビットストリームを入力してデコード処理を行う。
【００４８】
さらに、制御部３９は、第１のコンパレータ３７でＴ１＜Ｔ２が成り立つと判断され、さらに、第２のコンパレータ３８で（Ｔ２−Ｔ１）＞Ｔ３が成り立つと判断されたときは、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータを再生出力せずに、次のパックの処理に移るように指示する制御信号、例えば、上記パケットデータを過去のデータとみなして廃棄するように指示する第３の制御信号ｓ３をデコード回路３２に出力する。
【００４９】
なお、以上の実施例では、２つのコンパレータ３７，３８を用いて時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との大小関係を判別するようにしているが、同様の判別を行うことが可能なものであればどのような構成でも構わない。
【００５０】
以上説明したように、本実施例によれば、現時点から再生出力の時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻になるまでに相当の時間がかかる場合は、その時刻管理情報ＰＴＳが含まれるパケット内のパケットデータが廃棄され、次のパックの処理が直ちに行われるようになるので、時刻管理情報ＰＴＳで示される時刻と現時刻との差が大きい場合にデコーダからの出力が長時間なくなって実質的にハングアップしてしまうという不都合をなくすようにすることができる。
【００５１】
なお、以上に説明したシステム時刻基準参照値情報ＳＣＲや再生出力の時刻管理情報ＰＴＳなどの情報は、例えば、図２においてビデオＣＤ２１から映像と音声とを再生する際に両者の同期をとるために使用されるものである。
【００５２】
したがって、図２のビデオデコーダ２４またはオーディオデコーダ２５の何れか一方において次のパックの処理に移るように制御したときに、他方のＭＰＥＧデコーダにおいても次のパックの処理に移るように制御すれば、映像と音声とを常に正確に同期させるようにすることができる。
【００５３】
このことは、例えば、図３に示した制御部３９から出力される第３の制御信号ｓ３を、自己のＭＰＥＧデコーダ内のデコード回路３２に出力するだけでなく、他方のＭＰＥＧデコーダ内のデコード回路３２にも出力するようにすることで実現することが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上述したように、請求項１に記載の発明によれば、復号されたパケットデータの再生出力時刻を指示するための時刻管理情報を含むパケットを有して成るパックを構成単位とするＭＰＥＧ規格の圧縮信号を復号するＭＰＥＧデコーダにおいて、上記パック内のパケットに含まれるパケットデータを復号する復号手段と、上記復号手段により復号されたデータを再生出力する再生出力手段と、上記再生出力手段において上記復号されたデータを再生出力するタイミングの基準となる時刻を計測する時刻計測手段と、上記時刻計測手段による計測値と上記時刻管理情報の値とを比較して上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きいかどうかを判別する判別手段と、上記判別手段による判別の結果、上記時刻管理情報の値が上記時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きい場合には、上記時刻管理情報が含まれるパケット内のパケットデータを復号せずに次のパックの処理に移るように制御する制御手段とを設けたので、パケットデータの復号および再生出力が開始されるまでの時間が非常に長くなってしまう不都合が発生することを防止することができる。これにより、復号データを再生出力すべき時刻と現在の時刻との差が非常に大きい場合にデコーダからの出力がなくなってシステムが実質的にハングアップしてしまうことがないようにすることができる。
【００５５】
また、請求項２に記載の発明によれば、ビデオ用のＭＰＥＧデコーダまたはオーディオ用のＭＰＥＧデコーダのうち、何れか一方のＭＰＥＧデコーダにおいて時刻管理情報の値が時刻計測手段の計測値よりも所定値以上大きくなったときに、上記一方のＭＰＥＧデコーダのみならず、他方のＭＰＥＧデコーダにおいても次のパックの処理に移るような制御が行われるようにすることができる。これにより、復号データを再生出力すべき時刻と現在の時刻との差が非常に大きいために、そのパック内のパケットデータを復号再生を行わずに、次のパック内に含まれるパケットデータの復号再生を行うようにしても、ビデオデータとオーディオデータとの同期がずれてしまう不都合が生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＭＰＥＧデコーダの要素的特徴を示す機能ブロック図である。
【図２】ＭＰＥＧ規格により圧縮されたデータの復号再生系の全体構成を簡略的に示す図である。
【図３】図１に示したＭＰＥＧデコーダを具体的に実施した場合の構成を示す図である。
【図４】オーディオパックおよびビデオパックのフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
１  入力手段
２  復号手段
３  再生出力手段
４  時刻計測手段
５  判別手段
６  制御手段
２４  ビデオデコーダ
２５  オーディオデコーダ
３１  データ入力部
３２  デコード回路
３３  ラッチ付タイマ
３４  レジスタ
３７  第１のコンパレータ
３８  第２のコンパレータ
３９  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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