(57)【要約】【課題】如何なるデータも捨てることなく、共通の表示技術を用いて、オーディオ・データ及びビデオ・データを同時に表示する。【解決手段】ＦＩＦＯ２０はオーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ（ラスタライザ）クロック・ドメインに変換し、サンプリング・レート変換器２２はビデオ・クロック・ドメインにてオーディオ・データをアップサンプリングする。マルチプレクサ２６は変換器２２の出力信号又はビデオ・データを選択して表示データとする。多相フィルタ１６は表示データをアップサンプリングし、ラスタライザ１２はアップサンプリングされた表示データを表示器１４にラスタ表示する。【選択図】図１
2004240432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示データを受け該表示データをアップサンプリングして表示ラスタライザに入力する多相フィルタを有し、ビデオ・データ・レートでオーディオ・データを表示する装置であって、
上記オーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ・クロック・ドメインに変換する変換手段と、
上記多相フィルタに入力する前に上記変換手段からのオーディオ・データを補間して、補間されたオーディオ・データを上記表示データとして発生する補間手段と
を具えたオーディオ・データ表示装置。
【請求項２】
表示データをアップサンプリングする多相フィルタと、このアップサンプリングされた表示データを表示用に蓄積するラスタライザとを有するビデオ表示手段を用いてオーディオ・データ及びビデオ・データを同時に表示する方法であって、
上記オーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ・クロック・ドメインに変換するステップと、
上記ビデオ・クロック・ドメインにて上記オーディオ・データをアップサンプリングして、補間されたオーディオ・データを上記多相フィルタに入力する表示データとして発生するステップと
を具えた同時表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、オーディオ／ビデオの試験及び測定に関し、特に、ビデオ・ラスタライザを用いて、オーディオを表す波形を表示するオーディオ処理を行うためのオーディオ・データ表示装置及び同時表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ波形モニタやベクトルスコープなどのビデオ測定機器において、ビデオ・データは、２７ＭＨｚの如き高いデータ・レート（速度）でサンプリングされる。したがって、測定機器内ではシステム・クロックを用いるが、その周波数は、ビデオ・データ・レートの整数倍である。ラスタライザ（ラスタ化回路）の出力内容は、通常１秒当たり３０回の表示更新を行うレートでの表示の読出しである。これに対し、オーディオ・データは、ビデオ・データ・レートよりも非常に遅いレート、例えば、４８ＫＨｚでサンプリングされる。従来、オーディオ・データの波形表示を行うには、オーディオ・データ・レート用に設計された回路を有する独自の装置を必要とした。
【０００３】
１９９６年１月１６日に発行されたボブ・エルカインド等の米国特許第５４８５１９９号「ビデオ波形表示測定機器でのデジタル・オーディオ波形表示」（特開平８−６３８７９号公報に対応）に開示された従来技術では、デジタル・オーディオ・データを小容量のバッファ・メモリに蓄積し、ビデオ・サンプリング・レートで動作しているデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）によりビデオ・データのバーストを取り替えていた。デジタル・オーディオ・データのこの高速クロック動作は、アナログ波形表示技術に対しても良好に動作する。これは、デジタル・サンプル・レートのデータになるように、ＤＡＣの再構成フィルタがオーディオ・データを補間するためである。よって、単一のＤＡＣ及びフィルタを用いて、オーディオ波形をビデオ波形と組み合わせて、補間されたデジタル・データを同時に表示できる。
【特許文献１】特開平８−６３８７９号公報
【０００４】
従来のデジタル・オーディオ波形モニタは、関連のフレーム・バッファにオーディオ・データを書き込み、表示制御器がフレーム・バッファを表示フレーム・レートにて読取ることによりラスタ表示を行っている。ビデオ波形モニタは、同様な方法ではあるが、更に高いクロック周波数及びピクセル・レートにてフレームの表示を行っている。同じプラットフォーム（測定機器）でビデオ波形及びオーディオ波形を組み合わせるためには、オーディオ・ヒストグラム及びビデオ・ヒストグラムを作成するために、別々のバッファが必要であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、如何なるデータも捨てることなく、共通の表示技術を用いて、オーディオ・データ及びビデオ・データを同時に表示できる方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表示データを受けこの表示データをアップサンプリングして表示ラスタライザ（１２）に入力する多相フィルタ（１６）を有し、ビデオ・データ・レートでオーディオ・データを表示する装置であって；オーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ・クロック・ドメインに変換する変換手段（２０）と；多相フィルタに入力する前に変換手段からのオーディオ・データを補間して、補間されたオーディオ・データを表示データとして発生する補間手段（２２）とを具えている。
また、本発明は、表示データをアップサンプリングする多相フィルタ（１６）と、このアップサンプリングされた表示データを表示用に蓄積するラスタライザ（１２）とを有するビデオ表示手段を用いてオーディオ・データ及びビデオ・データを同時に表示する方法であって；オーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ・クロック・ドメインに変換するステップと；ビデオ・クロック・ドメインにてオーディオ・データをアップサンプリングして、補間されたオーディオ・データを多相フィルタに入力する表示データとして発生するステップとを具えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ビデオ・ラスタライザを用いて、オーディオ処理を行う。オーディオ・サンプル（サンプリングしたオーディオ・データの値）をオーディオ・クロックにより先入れ先出し（ファーストイン・ファーストアウト：ＦＩＦＯ）バッファの如きバッファ・メモリにクロックし（クロックに同期して書き込み）、ラスタライザ・クロック（システム・クロック）によりバッファ・メモリからクロックし（クロックに同期して読み出し）て、オーディオ・データをオーディオ・クロックのドメイン（領域）からビデオ・クロックのドメインに変換する。このオーディオ・データは、ビデオ表示エンジン（ビデオ表示手段）により処理される前に、サンプル・レート変換器、即ち、補間器によりアップサンプリング（サンプリング・レートの高いサンプルに変換）される。ビデオ表示エンジンは、ラスタライザへ入力する表示データをアップサンプリングするための多相フィルタを含んでおり、ラスタライザから表示用のデータが読み出される。この場合、オーディオ・データ及びビデオ・データの両方が同じ表示技術を用いて、これらオーディオ・データ及びビデオ・データの両方を同じラスタ表示器に同時に表示できるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から理解できよう。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明によるオーディオ／ビデオ表示エンジンのブロック図である。従来と同様のビデオ・ラスタライザ１２は、その出力端がラスタ表示器１４に結合されており、その入力端が多相フィルタ１６に結合されている。なお、多相フィルタ１６は、補間器として機能する。多相フィルタ１６は、２タップ（２個のタップを有する）の５１２位相の補間器でもよい。これら多相フィルタ１６と、ラスタライザ１２と、表示器１４とは、ビデオ表示手段を構成する。なお、ラスタライザ１２は、アップサンプリングされた表示データをラスタ・データとして表示用に蓄積できる。オーディオ・プロセッサ１８は、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）バッファの如きバッファ・メモリ（変換手段）２０と、サンプリング・レート変換器（補間手段）２２と、制御器２４とを有している。バッファ・メモリ（ＦＩＦＯ）２０がオーディオ・クロック・レートでオーディオ・データを受ける。ＦＩＦＯ２０が準備できると、ビデオ・サンプリング・レートの整数倍であるシステム・クロック・レート（ラスタライザ・クロック・レート）にてオーディオ・データがＦＩＦＯ２０から読み出されて、サンプリング・レート変換器２２に入力する。このサンプリング・レート変換器２２は、例えば、８相補間器である補間手段として動作する。制御器２４は、ＦＩＦＯ２０用の読み出しアドレスと、ラスタライザ１２へのブランキング信号と、多相フィルタ１６へのシフト・イネーブル（付勢：ＥＮ）信号と、サンプリング・レート変換器（８相補間器）２２への係数選択信号とを発生する。サンプリング・レート変換器２２からの補間済オーディオ・データと、ビデオ・データとをマルチプレクサ（ＭＵＸ）２６に供給する。このマルチプレクサ２６の出力信号は、表示データであり、多相フィルタ１６に入力する。よって、マルチプレクサ２６より後の表示技術は、オーディオ・データ及びビデオ・データの両方に対して共通となる。
【００１０】
ビデオ・データの他の１組として簡単に処理できるように、オーディオ・データは、ビデオ・クロック・ドメインに変換される点に留意されたい。ＦＩＦＯ２０を用いて、大幅に異なるクロック周波数の違いを乗り越える。よって、ＦＩＦＯ２０は、オーディオ・データをオーディオ・クロック・ドメインからビデオ・クロック（ラスタライザ・クロック）ドメインに変換する変換手段として動作する。本実施例でのクロックの相違は、オーディオ・データ用クロックと、ビデオ・データ用クロックとの相違である。制御器２４は、オーディオ・データが無効の期間中に表示器１４をブランキングする。通常、ビデオ処理クロックがオーディオ・データ・レートの整数倍でないために、オーディオ・データが無効となることがある。制御器２４は、多相フィルタ１６が新たなデータをシフトする動作をイネーブル（付勢）する、即ち、多相フィルタ１６の新たなデータに対するシフト動作を制御できる。オーディオ帯域幅に対するオーディオ・データ・レートの比が多相フィルタ１６で期待される比、即ち、データがアップサンプリングされる比よりも大きくないと、サンプリング・レート変換器２２を用いて、オーディオ・データ・レートを高くする。多相フィルタ１６を用いて最終的なアップサンプリングを実行して、最終的なサンプリング・レートを元のオーディオ・データ・レートの数百倍に高める。これは、同様なオーディオ波形モニタでのアップサンプリングに対して、２倍、４倍、又は８倍のアップサンプリングである。マルチプレクサ２６及び多相フィルタ１６の動作を繰り返すことにより、同時に存在するオーディオ波形及び／又はビデオ波形を表示できる。
【００１１】
デジタル・フィルタの周波数応答は、サンプリングされるデータのサンプリング・レートに直接関係する。その結果、フィルタのサンプリング・レートを２倍にすることにより、帯域幅が２倍になる。デジタル・フィルタの周波数応答をグラフにする際、しばしば、Ｘ軸を正規化することにより、サンプリング・レートを特定すれば、絶対周波数応答が判る。図２は、２タップ（タップが２個の）有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタの正規化周波数に対する典型的な応答を示すグラフである。Ｘ軸の値に、ろ波すべきデータのサンプリング・レートを乗算することにより、絶対周波数応答を計算できる。図３は、サンプリング・レートＦｓが１９２ＫＨｚの場合の同じ２タップＦＩＲフィルタの周波数応答を示すグラフである。２０ＫＨｚにおける周波数応答は、約５％だけ減衰されている。図４は、同じ２タップＦＩＲフィルタで、データを８倍の数のサンプルになるように補間して、サンプリング・レートを８倍に増やした場合（即ち、Ｆｓ＝１５３８ＫＨｚの場合）の周波数応答のグラフである。周波数応答の２０ＫＨｚでの減衰は、サンプリング・レートが１９２ＫＨｚの図３の場合に比較して、サンプリング・レートが１５３６ＫＨｚの図４の場合には無視できる。
【００１２】
図示の特定実施例では、タップが２個で５１２位相の多相フィルタを、ラスタ化のための多相フィルタ１６として用いている。所望の周波数応答を達成するためには、オーディオ・データを多相フィルタ１６に供給する前に、このオーディオ・データを８倍の数のサンプルになるように補間する（８相補間）。２タップ・フィルタが大きなフィルタ長（filter length）に拡大すれば、補間をしなくてもよい。しかし、データ・レートは、システム・クロック・レートよりも非常に遅いので、単一のマルチプレクサと、係数が６４個のルックアップ・テーブルとを用いて、８相補間を達成できる。２タップ・フィルタを拡張して１０タップとすると、８個のマルチプレクサと、係数が５１２個のルックアップ・テーブルの８個とが必要となりコストがかさむ。総ての他の測定モードは、２タップ・フィルタを必要とするだけなので、タップ数を増やす利点がない。この場合、オーディオ処理もビデオ表示エンジンで実行して、ビデオ表示エンジンにオーディオ及びビデオの処理を行わせれば、ビデオ表示エンジンを変更する必要がない。
【００１３】
以下の説明では、以下の状態のアクションの説明と、図１のオーディオ／ビデオ表示エンジンの動作を示す波形タイミング図である図５とを参照する。なお、図５において丸で囲んだ数字が、図１と対応する
【００１４】
・状態０のアクション：ラスタライザによる表示をブランキングする。オーディオ・サンプルが入力すると、状態１に遷移する。
・状態１のアクション：８相補間器の位相１を計算した後、状態２に遷移する。
・状態２のアクション：位相１（ＰＨ１）の値を多相フィルタにシフトする（シフトにより入力する）。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態３に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相間器の位相２を計算する。
・状態３のアクション：位相２（ＰＨ２）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態４に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相３を計算する。
・状態４のアクション：位相３（ＰＨ３）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態５に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相４を計算する。
・状態５のアクション：位相４（ＰＨ４）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態６に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相５を計算する。
・状態６のアクション：位相５（ＰＨ５）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態７に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相６を計算する。
・状態７のアクション：位相６（ＰＨ６）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態８に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相７を計算する。
・状態８のアクション：位相７（ＰＨ７）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態９に遷移する。３５システム・クロックの期間中に、８相補間器の位相８を計算する。
・状態９のアクション：位相８（ＰＨ８）の値を多相フィルタにシフトする。３５システム・クロックだけ待って、多相フィルタが３５個の値を発生できるようにし、状態０に遷移する。
【００１５】
ステート・マシンを用いて、各入力オーディオ・データ・サンプルに対して、多相フィルタ１６が発生するポイント（サンプル点）の数を制御する。この特別な場合、オーディオ・データを多相フィルタ１６に入力する前に、サンプリング・レート変換器２２により、このオーディオ・データを先ず８相に補間する。出力値の計算に利用できるサイクルの総数は、システム・クロックを入力オーディオ・クロックにより分割した値に等しい。本実施例においては、システム・クロックは５４ＭＨｚであり、オーディオ・クロックは１９２ＫＨｚであり、隣接するオーディオ・データ・サンプルの間には約２８１個のシステム・クロックが生じる。処理遅延のない理想的なシステムの場合、この例では、８相補間器であるサンプリング・レート変換器２２が発生する補間値は、約３５システム・クロック（２８１／８）に１回の割合で発生する。補間器（サンプリング・レート変換器）２２から値が出力する毎に、この値が多相フィルタ１６にシフトされる。多相フィルタ１６の係数が絶えず変化するので、８個の補間したポイントの各々に対して、３５個の補間したポイントとなり、入力オーディオ・データ・サンプルの各々に対して、総計２８０個の値が発生する。したがって、入力オーディオ・サンプルの各々に対して、サンプリング・レート変換器２２が８位相を発生する。ここで、多相フィルタ１６が各位相を３５倍にアップサンプリングして、入力オーディオ・サンプルの各々に対して、２８０個の表示サンプルを発生する。
【００１６】
よって、本発明は、ビデオ・ラスタライザを用いるビデオ波形モニタにおいて、入力オーディオ・データをバッファし、このオーディオ・データを補間して、ビデオ・ラスタライザの入力用にアップサンプリングすると共に、多相フィルタを用いてオーディオ・データを更にアップサンプリングするので、オーディオ処理もできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるオーディオ／ビデオ表示エンジンのブロック図である。
【図２】２タップ多相フィルタの正規化した応答を示すグラフである。
【図３】オーディオ・サンプリング・レートでの２タップ多相フィルタの応答を示すグラフである。
【図４】ラスタライザのサンプリング・レートでの２タップ多相フィルタの応答を示すグラフである。
【図５】本発明による図１のオーディオ／ビデオ表示エンジンの動作を示す波形タイミング図である。
【符号の説明】
【００１８】
１２  ラスタライザ
１４  表示器
１６  多相フィルタ
１８  オーディオ・プロセッサ
２０  ファーストイン・ファーストアウト（変換手段）
２２  サンプリング・レート変換器（補間手段）
２４  制御器
２６  マルチプレクサ
【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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