(57)【要約】【課題】遠隔地から放送や、無線または有線のネットワーク等によって伝送される映像信号や音声信号を復号化してＴＶなどの表示装置に出力する映像復号化装置において、映像信号処理用のクロックがノイズ等の影響を受けやすく、コストが高いという問題を解決することを目的とする。【解決手段】復号化手段１の出力するディジタル制御信号によって制御され、復号化手段１に対して映像信号の出力基準となる映像クロック信号１２を出力する容量負荷可変手段付き発振器２と、容量負荷可変手段付き発振器２に接続される水晶振動子３とを備え、ディジタル制御信号を制御して、容量負荷可変手段付き発振器２の水晶振動子３から見た容量負荷を変化することで映像クロック信号１２の周波数を制御する。【選択図】図１
2005110165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を復号化して出力する復号化手段と、前記復号化手段に接続され復号化された映像信号を一時的に保持する映像バッファと、前記復号化手段の出力するディジタル制御信号によって制御され、前記復号化手段に対して映像信号の出力基準となる映像クロック信号を出力する容量負荷可変手段付き発振器と、前記容量負荷可変手段付き発振器に接続される水晶振動子とを備えたことを特徴とする映像復号化装置。
【請求項２】
映像バッファの残量に応じてディジタル制御信号を制御して、容量負荷可変手段付き発振器の水晶振動子から見た容量負荷を変化することで映像クロック信号の周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の映像復号化装置。
【請求項３】
映像信号を復号化して出力する復号化手段と、前記復号化手段の出力するＰＣＲ（プログラム・クロック・レファレンス）によって初期化され、映像クロック信号を計数するカウンタと、前記復号化手段の出力するＰＣＲと前記カウンタの出力するカウンタ値を比較してディジタル制御信号を出力する比較手段と、前記比較手段の出力するディジタル制御信号によって制御され、前記復号化手段および前記カウンタに対して映像信号の出力基準となる映像クロック信号を出力する容量負荷可変手段付き発振器と、前記容量負荷可変手段付き発振器に接続される水晶振動子とを備えたことを特徴とする映像復号化装置。
【請求項４】
比較手段の比較結果が所定の範囲内に収まるようにディジタル制御信号を制御して、容量負荷可変手段付き発振器の水晶振動子から見た容量負荷を変化することで映像クロック信号の周波数を制御することを特徴とする請求項３記載の映像復号化装置。
【請求項５】
容量負荷可変手段付き発振器は、ディジタル制御信号をデコードして選択信号を出力する制御手段と、前記選択信号が入力され出力端子と接地間の容量を可変できる１または２個の容量可変手段と、水晶振動子に接続され映像クロック信号を出力する発振手段とを備えた請求項１乃至請求項４記載の映像復号化装置。
【請求項６】
容量可変手段は、複数のコンデンサが直列接続されたコンデンサアレイと、入力される選択信号によって前記コンデンサアレイの各コンデンサから引き出された複数の端子から１本の端子を選択して出力する選択手段とから構成され、前記選択信号によって前記選択手段の出力端子と接地間の容量を変化することが可能な請求項１乃至請求項５記載の映像復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔地から放送や、無線または有線のネットワーク等によって伝送される映像信号や音声信号を復号化してＴＶなどの表示装置に出力する映像復号化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、遠隔地から放送や、無線または有線のネットワーク等によって伝送される、映像信号や音声信号を復号化する映像復号化装置が多数開発されている。近年における画像圧縮技術の進展と、伝送路の容量拡大により、従来得ることができなかった高品質の映像や音声をリアルタイムで伝送することが可能となってきた。例えば、ＭＰＥＧ２方式で毎秒６Ｍｂｐｓ程度に圧縮符号化した映像データおよび音声データを、光ファイバー等のネットワークを用いて一般家庭に伝送し、家庭ではＳＴＢ(セット・トップ・ボックス)と呼ばれる端末において、圧縮符号化された映像データや音声データを復号化して、ＴＶ等の表示装置に表示することで、家庭においても非常に高品質な映像、音声を楽しむことが可能となってきている。
【０００３】
従来の、有線ネットワークを経由して伝送される映像、音声を復号化する映像復号化装置(ＳＴＢ)の一例を図５に示す。
【０００４】
図５は、従来の映像復号化装置の構成を示したブロック図である。図５において、符号化データ入力端子６０にＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データおよび音声データが入力される。復号化手段５０においては、ＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データを復号し、出力端子６４に復号化された映像信号を出力する。一方、符号化データ入力端子６０に入力される符号化された映像データおよび音声データを送信する送出装置における映像信号符号化用クロック信号のクロック周波数と、受信側の映像復号化装置における映像信号復号化用クロック信号のクロック周波数は、それぞれ別々の水晶振動子をもとにして作られるため完全には一致しておらず、映像復号化装置において完全に固定周波数で発振する水晶振動子を用いて映像データを復号化すると、長い時間で見た場合、映像信号のコマ落ちや、コマのダブリが発生する。そこで、送出装置における映像信号符号化用クロック信号のクロック周波数と、受信側の映像復号化装置における映像信号復号化用クロック信号のクロック周波数を一致させるために、以下に示すような処理が行われていた。
【０００５】
復号化手段５０において、例えば復号化した映像信号データを保持する図示しない映像バッファの使用量に応じて、ディジタル値の制御データである発振制御信号６１を出力し、ディジタルアナログ変換手段５１において、発振制御信号６１をディジタルアナログ変換して、アナログ値である発振制御電圧６２を出力する。電圧制御型発振手段５２は、入力される発振制御電圧６２の電圧値に応じて発振周波数が変化する電圧制御型の発振器であって、映像信号処理用の２７ＭＨｚのクロック信号６３を出力する。図６に電圧制御型発振手段５２の内部構成の一例を示す。図６において、５３は抵抗器、５４はバリキャップ、５５はコンデンサ、５６は水晶振動子、５７は発振手段である。入力端子６５に加わった電圧値は、抵抗器５３を介して、バリキャップ５４に加わる。バリキャップ５４は電圧値に応じて容量が変わる素子であり、バリキャップ５４の両端に加わる電圧値によって、バリキャップ５４とコンデンサ５５の合成容量が変化し、水晶振動子５６に接続される容量負荷が変化することで水晶振動子５６の発振周波数が変化し、発振手段５７の発振周波数が変化し、出力端子６６に出力されるクロック信号６３の周波数を制御できる。
【０００６】
次に、図５において、復号化手段５０は、クロック信号６３に同期したタイミングで復号化した映像信号を図示しない映像バッファから読み出し、映像バッファが破綻せず一定量の映像信号が映像バッファに保持されるように制御を行って出力端子６４に映像信号を出力する。
【０００７】
なお、映像復号化装置に関する特許文献１としては下記のものがある。
【特許文献１】特開平１０−５１３１４号公報
【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、上記の従来の方法では、発振制御信号６１をディジタルアナログ変換して、アナログ値である発振制御電圧６２によって、電圧制御型発振手段５２の発振周波数を変化させていた。アナログ信号によって発振周波数を制御するため、ノイズ等の影響を受けやすく、もし周辺回路からの影響によって発振制御電圧６２にノイズが重畳された場合、電圧制御型発振手段５２の出力するクロック信号６３がジッタを持ってしまうという問題点があった。また、ディジタルアナログ変換手段や周辺のアナログ回路が必要であり、コストが高いという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ノイズ等の影響を受けず、かつ低コストの映像復号化装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の映像復号化装置は、復号化手段の出力するディジタル制御信号によって制御され、復号化手段に対して映像信号の出力基準となる映像クロック信号を出力する容量負荷可変手段付き発振器と、容量負荷可変手段付き発振器に接続される水晶振動子とを備え、ディジタル制御信号を制御して、容量負荷可変手段付き発振器の水晶振動子から見た容量負荷を変化することで映像クロック信号の周波数を制御するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の映像復号化装置は、上記構成を有し、ジッタの無い安定した映像クロック信号を発生することができ、かつ低コスト化を実現することができる。
【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を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は有線または無線のネットワーク経由で伝送される映像、音声データを復号化する映像復号化装置における本発明の第一の実施の形態の構成を示したブロック図である。図１において、１は復号化手段、２は容量負荷可変手段付き発振器、３は水晶振動子、４は映像バッファである。
【００１４】
以上のように構成された映像復号化装置において、その動作について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１５】
図１において、符号化データ入力端子６０に、ＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データおよび音声データが入力される。復号化手段１においては、ＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データを復号し、出力端子６４に復号化された映像信号を出力する。
【００１６】
次に、送出装置における映像信号符号化用クロック信号のクロック周波数と、受信側の映像復号化装置における映像信号復号化用クロック信号のクロック周波数を一致させるために、以下に示すような処理を行う。図１の復号化手段１においては、復号化した映像信号データを一時的に保持する映像バッファ４の使用量に応じて、ディジタル値の制御データである発振制御信号１１を出力する。容量負荷可変手段付き発振器２は、発振制御信号１１に応じて水晶振動子３から見た容量負荷を変化させることができる。水晶振動子３は、接続された容量負荷可変手段付き発振器２の容量負荷を変化させると、発振周波数が微妙に変化する。容量負荷可変手段付き発振器２は、入力される発振制御信号１１の値に応じて発振周波数が変化する発振器であって、映像信号処理用の２７ＭＨｚのクロック信号１２を出力する。図２に容量負荷可変手段付き発振器２の内部構成を示す。図２において、入力端子２０にディジタル信号である発振制御信号１１が入力される。制御手段５においては発振制御信号１１の内容を解釈して、選択信号２２を容量可変手段６に出力し、同時に選択信号２３を容量可変手段７に出力する。上記容量可変手段６、７の内部構成を図３に示す。容量可変手段６、７は、コンデンサを直列に多段接続したコンデンサアレイ９と、コンデンサアレイ９内の各コンデンサから引き出した複数の端子線のうちから一本の端子線を選択する選択手段１０から構成されている。選択手段１０は入力端子２７に入力される選択信号２２、２３に応じて、コンデンサアレイ９内の各コンデンサからの端子線のうち一本の端子線を選択して出力端子２８に出力する。
【００１７】
次に図２において、容量可変手段６の出力は、接続端子２４に接続されており、また容量可変手段７の出力は、接続端子２５に接続されている。接続端子２４、２５には、水晶振動子３が接続される。
【００１８】
図２において、発振手段８はインバータ回路、バッファ回路等から構成されており、２７ＭＨｚのクロック信号１２をクロック出力端子２６に出力する。以上のように構成された容量負荷可変手段付き発振器２においては、発振制御信号１１によって内蔵したコンデンサアレイ９の引き出し端子の一本を選択することで、容量可変手段６、７の出力端子２８と接地間の容量が変化する。すなわち、水晶振動子３に接続された接続端子２４、２５の水晶振動子３側から見た容量負荷が変化するため、水晶振動子３の発振周波数を微妙に変化させることができる。
【００１９】
次に、図１において、復号化手段１は、容量負荷可変手段付き発振器２の出力するクロック信号１２に同期したタイミングで復号化した映像信号を映像バッファ４から読み出し、出力端子６４に映像信号を出力する。
【００２０】
次に、復号化手段１が行うクロック信号１２の周波数の制御方法を示す。映像バッファ４は複数フレームの映像信号を保持できる容量を持っており、常に使用可能な残りのバッファ容量を監視している。復号化した映像信号データを保持する映像バッファ４の残量が一定のしきい値より小さくなった場合、クロック信号１２の周波数が高くなるように発振制御信号１１を出力する。逆に、映像バッファ４の残量が一定のしきい値より大きくなった場合、クロック信号１２の周波数が低くなるように発振制御信号１１を出力する。上記のような制御を行うことで、映像バッファ４が破綻することなく復号化処理を続けることができる。また、以上の説明において、音声データの処理については省略してあるが、クロック信号１２に同期した音声処理用クロック信号を発生することで、音声についても破綻なき処理が可能である。
【００２１】
なお、容量負荷可変手段付き発振器２の内部において容量可変手段を２個持つ構成としたが、容量可変手段を１個にして、もう一方の容量可変手段を固定のコンデンサに変更しても良い。
【００２２】
また、図１においては図示していないが、復号化手段１の前段に、有線または無線ネットワーク経由で伝送される映像、音声データの受信処理を行なう受信手段が置かれることは明らかである。
【００２３】
なお、符号化データ入力端子６０には圧縮符号化された映像信号が入力されるとしたが、圧縮符号化された映像信号に限定するものではなく、圧縮符号化されていないＮＴＳＣ信号等のディジタル信号であってもよい。この場合は、映像バッファ４の残留バッファ容量に応じて制御を行うことで、以降全く同様な構成を用いて同様な効果を得ることができる。また、映像クロック１２の周波数は２７ＭＨｚであるとしたが、他の周波数であってもよく、また容量負荷可変手段付き発振器２と復号化手段１の間に、クロック逓倍手段や、クロック分周手段、クロック分配手段を挿入してもよいことはいうまでもない。
【００２４】
以上説明したように本発明においては、全てディジタル信号を用いて容量負荷を変化させることが可能なので、ノイズの影響を受けることがなく、安定した動作制御が可能であり、映像信号用クロックのジッタを軽減することができる。また、半導体の内部にコンデンサアレイを作り込むことは容易なので、容量負荷可変手段付き発振器を集積回路化することは容易であり、集積回路化した場合、さらに安定した動作とさらなるコストダウンが可能である。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は本発明の映像復号化装置における第二の実施の形態の構成を示したブロック図である。本実施の形態は、地上波または衛星から伝送されるディジタル放送を受信する映像復号化装置（ＳＴＢ）の構成の一例を示したものである。
【００２６】
図４において、３０は復号化手段、３１は比較手段、３２はカウンタ、２は容量負荷可変手段付き発振器、３は水晶振動子である。
【００２７】
以上のように構成された映像復号化装置において、その動作を図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２８】
図４において符号化データ入力端子６０に、ＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データおよび音声データが入力される。復号化手段３０においては、ＭＰＥＧ２方式で符号化された映像データを復号し、出力端子６４に復号化された映像信号を出力する。
【００２９】
次に、送出装置における映像信号符号化用クロック信号のクロック周波数と、受信側の映像復号化装置における映像信号復号化用クロック信号のクロック周波数を一致させるために、以下に示すような処理を行う。図４の復号化手段３０においては、ＭＰＥＧ２のデータ内に挿入されているＰＣＲ（プログラム・クロック・レファレンス）値を検出し、ＰＣＲ値４０を出力する。ＰＣＲは、符号化装置側で、映像信号処理用の２７ＭＨｚのクロック信号をカウントしたカウント値であり、ＭＰＥＧ２データ中に周期的に挿入され伝送されている。カウンタ３２では、ＭＰＥＧ２データを受信開始後、最初に検出されたＰＣＲ値４０を初期値としてロードし、ロード後は、クロック信号４３を自動的にカウントアップする。次に、比較手段３１は、復号化手段３０において、新たなＰＣＲが検出されるたびに、カウンタ３２の出力するカウンタ値４１と、ＰＣＲ値４０を比較し、比較結果にもとづいてディジタル値である発振制御信号４２を出力する。容量負荷可変手段付き発振器２は、発振制御信号４２に応じて水晶振動子３から見た容量負荷を変化させることができる。水晶振動子３は、接続された容量負荷可変手段付き発振器２の容量負荷を変化させると、発振周波数が微妙に変化する。容量負荷可変手段付き発振器２は、入力される発振制御信号４２の値に応じて発振周波数が変化する発振器であって、映像信号処理用の２７ＭＨｚのクロック信号４３をカウンタ３２および復号化手段３０に出力する。
【００３０】
容量負荷可変手段付き発振器２の内部構成は実施の形態１における図２、図３と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
次に、復号化手段３０は、容量負荷可変手段付き発振器２の出力するクロック信号４３に同期したタイミングで復号化した映像信号を出力端子６４に出力する。
【００３２】
次に、クロック信号４３の周波数の制御方法を示す。比較手段３１において、復号化手段３０で検出されたＰＣＲ値４０とカウンタ３２の出力するカウンタ値４１を、ＰＣＲが検出されたタイミング毎に比較し、カウンタ値４１が新たに検出されたＰＣＲ値４０より小さい場合、クロック信号４３の周波数が高くなるように発振制御信号４２を出力する。逆に、カウンタ値４１が新たに検出されたＰＣＲ値４０より大きい場合、クロック信号４３の周波数が低くなるように発振制御信号４２を出力することで、常にカウンタ値４１とＰＣＲ値４０の差が所定の範囲内に収まるように制御する。上記のような制御を行うことで、符号化装置側の映像信号符号化用クロック信号と全く同期したクロック信号を復号化装置側でも生成可能である。
【００３３】
また、以上の説明においても、音声データの処理については省略したがクロック信号４３に同期した音声処理用クロック信号を発生することで、音声についても破綻なき処理が可能である。
【００３４】
さらに、図４においては図示していないが、復号化手段３０の前段に、放送される映像、音声データの受信を行なう受信手段、復調処理を行なう復調手段等が置かれることは明らかである。
【００３５】
また、本実施の形態においても、容量負荷可変手段付き発振器２と復号化手段３０、カウンタ３２の間に、クロック逓倍手段や、クロック分周手段、クロック分配手段を挿入してもよい。
【００３６】
以上説明したように、ディジタル放送を受信する映像復号化装置においても、ノイズの影響を受けることがなく、安定した動作制御が可能であり、かつコストダウンが可能となる。
【００３７】
また、本発明は映像復号化装置に適応するとしたが、これに限定するものではなく、音声信号の復号化装置等にも適応可能である。また、さらに一般的なＰＬＬ（フェイズ・ロック・ループ）回路にも適応可能であり、本発明を用いることで安定したＰＬＬ回路を構成することができる。
【００３８】
また、圧縮符号化された映像信号はＭＰＥＧ２方式であるとしたが、これに限定するものではなく、Ｈ２６１、Ｈ２６３、Ｈ２６４、ＭＰＥＧ４等他の符号化方式であってもよいことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる映像復号化装置は、低コストでノイズ等の影響を受けず安定動作するという特徴を有し、遠隔地から放送や、有線または無線のネットワーク等によって伝送される映像信号や音声信号を復号化してＴＶなどの表示装置に出力する映像復号化装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の復号化装置における第一の実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】本発明の復号化装置における容量負荷可変手段付き発振器の構成を示すブロック図
【図３】本発明の復号化装置における容量負荷可変手段付き発振器の容量可変手段の構成を示すブロック図
【図４】本発明の復号化装置における第二の実施の形態の構成を示すブロック図
【図５】従来の復号化装置の構成を示すブロック図
【図６】電圧制御型発振手段の内部構成の一例を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１  復号化手段
２  容量負荷可変手段付き発振器
３  水晶振動子
４  映像バッファ
５  制御手段
６、７  容量可変手段
８  発振手段
９  コンデンサアレイ
１０  選択手段
３０  復号化手段
３１  比較手段
３２  カウンタ
【図１】
2005110165.tif 000003
【図２】
2005110165.tif 000004
【図３】
2005110165.tif 000005
【図４】
2005110165.tif 000006
【図５】
2005110165.tif 000007
【図６】
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