(57)【要約】【課題】  位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができる位相同期回路を提供する。【解決手段】  送られてくるＡＶストリームをデコードし音声信号と映像信号とを出力する際、音声信号と音声信号に対応する映像信号との同期をとるため、音声信号の音声信号フレームと映像信号の映像信号フレームとの位相差を比較し、位相誤差情報を出力する位相同期回路１００において、出力される位相誤差情報が所定の閾値以下の場合、位相誤差情報を収束させるように処理を行い音声信号と映像信号との同期をとるようにするとともに、出力される位相誤差情報が所定の閾値より大きい場合、音声信号の出力をミュートするよう制御する制御手段１０７を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送られてくるＡＶストリームをデコードし音声信号と映像信号とを出力する際、前記音声信号と前記音声信号に対応する映像信号との同期をとるため、前記音声信号の音声信号フレームと前記映像信号の映像信号フレームとの位相差を比較し、位相誤差情報を出力する位相同期回路において、
前記出力される位相誤差情報が所定の閾値以下の場合、前記位相誤差情報を収束させるように処理を行い前記音声信号と前記映像信号との同期をとるようにするとともに、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値より大きい場合、前記音声信号の出力をミュートするよう制御する制御手段を有することを特徴とする位相同期回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリーム内における音声信号と音声信号に対応する映像信号との同期をとるために、音声信号と映像信号との位相差を比較し、比較に基づいて出力される位相誤差情報を収束させるよう処理をする位相同期回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のDVC（Digital Video Camera）などでは、ストリーム内における音声データの供給レートに再生周波数を合わせる（同期させる）ため、PLL（Phase Locked Loop：位相同期回路）を設けている。ここで、位相同期回路の構成について図２を用いて説明する。位相同期回路２０は、第１の分周器２１、第２の分周器２２、位相比較部２３、ループフィルタとして機能するLPF（Low Pass Filter：ローパス  フィルタ）２４、１bit（ビット） DAC（Digital Analog Converter）２５、VCO（Voltage Controlled Oscillator）２６から構成されている。VCO２６は、電圧により出力周波数を制御するものであり、入出力特性を図３に示す。入力電圧に対する出力周波数の関係において、直線性が高いほど特性がよいことになる。第１の分周器２１は、VCO２６から出力された出力周波数（MCK：マスタクロック）を２５６又は３８４分周してサンプリング周波数fsを出力する。マスタクロックが、１２．２２８MHzの場合、２５６分周すれば４８kHzとなり、３８４分周すれば３２kHzとなる。ここで、分周とは、入力信号の周期をN倍にするもので、通常、カウンタを用いて構成される。例えば、N＝５の場合、５個のパルスをカウントし、１個のパルスを出力するようにすれば、分周比は５となる。
【０００３】
第２の分周器２２は、後述のAFSIZEから求められるサンプル個数分の分周を行っている。ここで、DVCに用いられるDVフォーマットでは、映像１フレーム分のストリームに記録されている音声データの個数をAFSIZEという値で管理している。fsが３２kHzでNTSC（National Television System Committee）の場合、１フレームに記録され得るサンプル個数は１０５３〜１０８０程度となり、それに応じて１０５３〜１０８０分周されることになる。上述した第１の分周器２１及び第２の分周器２２を経由することで、映像１フレーム分に記録されている音声データを出力するための周波数信号が得られる。
【０００４】
位相比較部２３は、第２の分周器２２を経由した周波数信号と、システムのビデオフレーム部２７からの映像の周波数信号、すなわち映像１フレームを流すための周波数信号との位相差を比較する。ここで、システムのビデオフレーム部２７は、位相同期回路２０を含むシステムの一部の構成要素であって、動作クロックに基づいて映像の周波数信号を生成している。LPF２４は、位相比較部２３から出力された、位相誤差を収束させるように所定の処理が施された位相誤差情報のスムージング（平均化）を行う。位相比較部２３内の所定の処理及び位相比較の概念については後述する。１bit DAC２５は、LPF２４から出力された出力結果をPWM（Pulse Width Modulation）波形へ変換する。１bit DAC２５から出力されるPWM信号を用いることで、VCO２６は出力周波数を制御している。この出力周波数は、再度、第１の分周器２１へ入力される。そして、最終的に、位相比較部２３における位相誤差がゼロになるまでフィードバックがかけられる。
【０００５】
上述した位相比較部２３における位相比較の概念について図４を用いて説明する。上述したように、DVCでは撮影時（あるいはアフレコ時）に、映像１フレーム分のストリームに記録された音声データの個数をAFSIZEという情報で管理しており、再生時には、映像と音声との同期をとる、すなわち、映像１フレームを出力する時間でAFSIZEにより示された分の音声データを出力することが必要になる。そのために位相同期回路を用いて、音声の出力に用いられるマスタクロックの周波数を、映像信号との位相のずれをなくすように(微小に)変化させることで、映像信号との同期をとっている。映像との位相のずれを検出する方法の概要を示したものが図４である。
【０００６】
基準である映像フレーム信号（映像の周波数信号）（以下、単に映像フレームとも言う）の比較対象には、図４に示した音声フレーム信号（映像１フレーム分に記録されている音声データを出力するための周波数信号）（以下、単に音声フレームとも言う）を用いる。音声フレームは、図２の第１の分周器２１及び第２の分周器２２により、マスタクロックを（２５６又は３８４）×AFSIZE分周したものであり、AFSIZEで示された個数分の音声データを出力するために必要な時間を意味する。位相ずれの検出には、映像フレームの中間点からカウントを開始し、映像フレームの切替わりタイミングでカウント値が０（ロック時）となるカウンタを用いる。このとき、音声フレームの切替わりでのカウンタの値は、映像フレームと位相が一致していれば０となるが、位相差が生じている場合、そのずれの量がカウンタの値に反映される。
【０００７】
NTSCの場合、(映像の)フレーム周期は２９．９７Hzという値であり、音声のサンプリング周期の整数倍という関係を有することができないため、フレームごとのAFSIZEの値は増減することになる。それに伴い、図４に示した音声フレームの周期も変化することになる。AFSIZEの変化により生じる位相のずれを図４のカウンタを用いて検出することが位相比較部２３の働きとなる。上述したように、映像フレームの中間点からカウントを開始するようにしたのは、位相誤差情報として取り得る値が、正方向、負方向に均等、かつ最大となるためである。ここで、位相比較部２３内における所定の処理について図５を用いて説明する。位相比較部２３では、第２の分周器２２を経由した周波数信号（フレーム信号）と、映像の周波数信号（フレーム信号）との位相差を比較した結果である位相誤差情報に対して、所定の倍率を掛け、リミッタを掛け、バイアスを加算するなどの処理を施してLPF２４へ処理結果を出力している。図５において、evmulは乗算を意味し、evshftは指数演算を意味し、evlmt、evlmtenは上限又は下限値などを意味し、evbiasは加減算を意味する。このように、位相誤差情報を調整することにより、位相比較部２３以降のフィードバックのかかりの度合いを調整することができる。これらの演算により、位相誤差情報を急激に収束させたり、緩やかに収束させたりすることができる。急激な収束を行うと、収束自体にかかる時間は短縮できるが、収束過程における変化は大きなものとなり、程度によっては聴感上の支障をきたす場合もある。なお、上述したように、常に位相比較部２３における処理をすべて施す必要はない。上述したような位相同期回路は、下記の特許文献１及び非特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８５３１７号公報（図１）
【非特許文献１】http://www.hh.iij4u.or.jp/~tokumi/archive2/PLL.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の位相同期回路自体には位相誤差情報に基づく判断をする機能はなく、位相誤差が大きく位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、収束していない周波数で音声を出力しようとするため、視聴を妨げるノイズを発生させるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができる位相同期回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、送られてくるＡＶストリームをデコードし音声信号と映像信号とを出力する際、前記音声信号と前記音声信号に対応する映像信号との同期をとるため、前記音声信号の音声信号フレームと前記映像信号の映像信号フレームとの位相差を比較し、位相誤差情報を出力する位相同期回路において、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値以下の場合、前記位相誤差情報を収束させるように処理を行い前記音声信号と前記映像信号との同期をとるようにするとともに、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値より大きい場合、前記音声信号の出力をミュートするよう制御する制御手段を有することを特徴とする位相同期回路が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位相同期回路は、上記構成を有し、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る位相同期回路の構成を示す構成図である。本発明の実施の形態に係る位相同期回路について図１を用いて説明する。図１に示すように、位相同期回路（以下、PLLとも言う）１００は、第１の分周器１０１、第２の分周器１０２、位相比較部１０３、LPF１０４、１bit DAC１０５、VCO１０６、制御部１０７から構成されている。位相同期回路１００の各構成要素及びシステムのビデオフレーム部１０９は、上述した従来の位相同期回路２０の各構成要素及びシステムのビデオフレーム部２７とそれぞれ同様であるため、説明を省略するが、本発明の特徴部分の制御部１０７については後述する。なお、本発明の実施の形態に係る位相同期回路１００の位相比較部１０３は、位相誤差情報を制御部１０７へ出力するように構成されている。
【００１３】
制御部１０７は、位相比較部１０３から入力された位相誤差情報を受け、例えば位相誤差が大きいためにロック外れが生じるという異常時に対して、音声をミュートするなどの処理をさせる制御信号を出力する。ロック外れなどの異常時を判断する指標としては、例えば所定の閾値がある。制御部１０７は、位相誤差情報が所定の閾値を超えた場合に異常と判断して、制御信号を出力する。音声出力ブロック部１０８は、制御部１０７からの制御信号に基づいて対応する処理を行う。このように、従来の位相同期回路２０に位相誤差に対する判断処理を行う制御部１０７を付加したため、適切な音声出力の制御を行うことができるだけでなく、位相同期回路の構成が容易であり、自由度の高い設定をすることができる。
【００１４】
なお、上述した例では、DVCの音声出力における制御について述べたが、これに限られるものではなく、位相同期にPLLを用いる他の機構（装置）についても同様に応用可能である。また、上述した例では、クロック信号のロック外れへの対応について述べたが、制御部１０７から出力される制御信号を用いてVCO入力信号に対する処理（変換など）を施すことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明に係る位相同期回路は、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができるため、ストリーム内における音声信号と音声信号に対応する映像信号との同期をとるために、音声信号と映像信号との位相差を比較し、比較に基づいて出力される位相誤差情報を収束させるよう処理をする位相同期回路などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る位相同期回路について説明するための図である。
【図２】従来のDVCなどに用いられる位相同期回路について説明するための図である。
【図３】従来のDVCなどに用いられる位相同期回路のVCOにおける入出力特性を示す図である。
【図４】従来のDVCなどに用いられる位相同期回路の位相比較部における位相比較の概念について説明するための図である。
【図５】従来のDVCなどに用いられる位相同期回路の位相比較部内における処理について説明するための図である。
【符号の説明】
【００１７】
２０  位相同期回路（PLL）
２１  第１の分周器
２２  第２の分周器
２３  位相比較部
２４  LPF
２５  １bit DAC
２６  VCO
２７  システムのビデオフレーム部
１００  位相同期回路（PLL）
１０１  第１の分周器
１０２  第２の分周器
１０３  位相比較部
１０４  LPF
１０５  １bit DAC
１０６  VCO
１０７  制御部（制御手段）
１０８  音声出力ブロック部
１０９  システムのビデオフレーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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