(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックされたクロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持するシステムであって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、初期中間点レベルとを判定する構成要素であって、該初期中間点レベルが、前記初期最小動作レベルの２分の１と前記初期最大動作レベルの２分の１との和に等しく計算される、該構成要素と、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する構成要素と、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定し、そして当該ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるように前記クロック信号を調整する構成要素と、
を含む、前記システム。
【請求項２】
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルが、前記入力バッファにおけるデータ量の現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する構成要素が、前記入力バッファにおけるデータ量の現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）と、現在の最大動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍａｘ）と、現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）とを判定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）が、以下の数式により計算される、請求項３に記載のシステム。
動作中間点  ＝  現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）  ＝  現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）  ＋  初期中間点レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ）  −  初期最小動作レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ）
【請求項５】
前記オーディオ信号および前記ビデオ信号が、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）信号からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムが、テレビジョン・セットの部分である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記テレビジョン・セットが、高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）セットである、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
ロックされたクロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持するシステムであって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、初期中間点レベルとを判定する手段であって、該初期中間点レベルが、前記初期最小動作レベルの２分の１と前記初期最大動作レベルの２分の１との和に等しく計算される、該手段と、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する手段と、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定する手段と、
前記ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるようにクロック信号を調整する手段と、
を備える、前記システム。
【請求項９】
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルが、前記入力バッファにおけるデータ量の現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）からなる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する手段が、前記入力バッファにおけるデータ量の現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）と、現在の最大動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍａｘ）と、現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）とを判定する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）が、以下の数式により計算される、請求項１０に記載のシステム。
動作中間点＝現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）  ＝  現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）  ＋  初期中間点レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ）  −  初期最小動作レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ）
【請求項１２】
ロックされたクロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持する方法であって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、初期中間点レベルとを判定するステップであって、該初期中間点レベルが、前記初期最小動作レベルの２分の１と前記初期最大動作レベルの２分の１との和に等しく計算される、該ステップと、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定するステップと、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定するステップと、
前記ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるようにクロック信号を調整するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１３】
前記バッファの少なくとも１つの現在のレベルを、前記入力バッファにおけるデータ量の現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）と、現在の最大動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍａｘ）と、現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）とを含むと定義し、
前記現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）を、以下の数式により計算する、請求項１２に記載の方法。
動作中間点  ＝  現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）  ＝  現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）  ＋  初期中間点レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ）  −  初期最小動作レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ）
【請求項１４】
クロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持するシステムであって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、前記初期最小動作レベルおよび前記初期最大動作レベルから導き出される初期中間点レベルとを判定する構成要素と、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する構成要素と、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定し、当該ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるようにクロック信号を調整する構成要素と、
を含む、前記システム。
【請求項１５】
クロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持するシステムであって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、前記初期最小動作レベルおよび前記初期最大動作レベルから導き出される初期中間点レベルとを判定する手段と、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定する手段と、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定する手段と、
前記ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるようにクロック信号を調整する手段と、
を含む、前記システム。
【請求項１６】
クロック信号を用いて処理されるビデオ信号とオーディオ信号との間の同期を維持する方法であって、
入力バッファにおけるデータ量の初期最小動作レベルと、初期最大動作レベルと、前記初期最小動作レベルおよび前記初期最大動作レベルから導き出される初期中間点レベルとを判定するステップと、
前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルを判定するステップと、
前記入力バッファにおけるデータ量の前記初期最小動作レベル、前記初期最大動作レベル、前記初期中間点レベルのうち少なくとも１つと、前記入力バッファにおけるデータ量の少なくとも１つの現在のレベルとを比較してドリフト量を判定するステップと、
前記ドリフト量が閾値レベルに達している場合に前記入力バッファにおけるデータ量の初期中間点レベルが維持されるようにクロック信号を調整するステップと、
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年１１月７日付で出願された「ディジタル化環境におけるバッファ計算を使用したオーディオとビデオとの間のリップ・シンク（同期）を判定するシステムおよび方法」と題された米国仮特許出願第６０／４２４，４５１号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、オーディオ／ビデオ信号受信機において、オーディオ（ａｕｄｉｏ：音声）信号とビデオ（ｖｉｄｅｏ：映像）信号との間の同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）を維持する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
この項目は、以下に説明、および／または、権利主張する本発明の様々な態様に関連すると思われる技術の様々な態様を読者に紹介することを意図したものである。この説明により、読者に対して背景技術に対する情報が提供されるため、本発明の様々な態様についてのより良い理解がより容易に得ることができるようになるであろう。従って、各々の記載内容は、この点に鑑みて解釈されるべきものであり、先行技術として認めているものとして解釈されるべきものではない。
【０００４】
テレビジョン等の表示装置に組み込まれることがあるオーディオ／ビデオ受信機モジュールの中には、ビデオ出力ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ：Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）クロック信号にロック（ｌｏｃｋ：固定）されたオーディオ出力ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）クロック信号を用いて設計されているものがある。つまり、オーディオ・クロック信号とビデオ・クロック信号とは別々に制御できない。単一の制御システムを用いた場合には、双方のクロック信号のレートを同一のパーセンテージ（割合）で様々に変更することができる。このようなシステムには、クロック信号回復（再生）システム（ｃｌｏｃｋ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ）が、ビデオＤ／Ａクロック信号をビデオ・ソース・アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ：Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）クロック信号に一致させるようにするものがある。更に、オーディオ出力Ｄ／Ａクロック信号は、オーディオ・ソースＡ／Ｄクロック信号に一致すると仮定する。この仮定は、各放送局が、皆同様に、ソース・オーディオおよびビデオが作成される際に、自己のオーディオ・クロック信号およびビデオ・クロック信号をロックするであろうと想定される事実に基づいたものである。
【０００５】
ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）の仕様では、放送局が自己のビデオ・ソースＡ／Ｄクロック信号を自己のオーディオ・ソースＡ／Ｄクロック信号にロックすることが求められているが、実際には、これらのクロック信号がロックされていない場合も存在した。放送局が、伝送されるオーディオ・ソース素材（ｍａｔｅｒｉａｌ）と伝送されるビデオ・ソース素材（ｍａｔｅｒｉａｌ）とをロックしない場合には、オーディオが出力されるべき時間と、オーディオが実際に出力される時間との間に時間遅延が生ずる場合がある。この誤差は、リップ同期誤差（ｌｉｐ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ）またはリップ・シンク誤差（ｌｉｐ  ｓｙｎｃ  ｅｒｒｏｒ）と呼ばれることがあり、オーディオ／ビデオ表示装置に出力される音声と表示されている画像とが一致しないという現象を生じさせる。この現象は、多くの視聴者を困惑させるものである。
【０００６】
ビデオ出力レートとビデオ入力レートとを一致させることによって、オーディオ／ビデオ・クロック信号回復（再生）が行われる場合、リップ同期誤差を補償するための唯一の方法は、オーディオ出力を時間操作することである。オーディオは、時間的に連続して出力（表示）されるものであるため、何らかのオーディオ的なディストーション（ａｕｄｉｂｌｅ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ：変形）、ミュート（ｍｕｔｅ：消音）、または、スキップ（ｓｋｉｐ）のようなものを行うこと無しには、このオーディオを時間操作することは困難である。これらの所望しないオーディオ上の障害の周波数は、放送局において相対的にロックされていないオーディオ・クロック信号とビデオ・クロック信号との周波数の差に依存している。ＡＴＳＣソースにおいては、２〜３分毎にオーディオをミュートしている。このように周期的にオーディオ信号をミュートした場合には、テレビジョンの視聴者にとって所望しない結果が生ずることがある。
【０００７】
ディジタル化したオーディオとオーディオとの間のリップ同期を維持する１つの方法として、オーディオ・バッファおよびビデオ・バッファに対して特定の測定を行って、この情報を解釈して時間内におけるリップ同期のオフセットを判定することが挙げられる。しかしながら、ストリーミングの用途においては、データ・ストリーム（例えば、ビデオおよびオーディオのデータ・ストリーム）および受信バッファの性質上、バッファの正確なバッファ・レベルを把握することは困難である。バッファ・レベルは、常に変化しているため、簡単に読み込むことはできない。換言すれば、バッファ・レベルは、時間が経過する際、常に変化している可能性があるため、時間内の所定のポイントにおけるバッファ・レベルを読み込むだけでは、正確なのものにはならない。
【０００８】
バッファの動作ポイントを判定するアプローチの１つは、時間が経過する際のバッファ・レベルを平均することである。しかしながら、バッファ・レベルを平均化すると、観察される時間窓（ウィンドウ）に部分的にバッファのフィル（ｆｉｌｌｓ：データの書き込み）やドレーン（ｄｒａｉｎｓ：データの読み込み）が含まれる場合や、例えば、初期のフィルの半ばによって再生が中断された場合には、偏った結果が得られる可能性がある。
【発明の開示】
【０００９】
（発明の概要）
開示されている各実施の形態は、ロックされたクロック信号を用いて処理されたビデオ信号（２９）とオーディオ信号（３１）との間の同期を維持するシステム（２３）および方法（４００）に関する。このシステム（２３）は、バッファの少なくとも１つの初期レベルを判定する構成要素（３４）と、前記バッファの少なくとも１つの現在のレベルを判定する構成要素（３４）と、前記バッファの少なくとも１つの初期レベルと前記バッファの少なくとも１つの現在のレベルとを比較して、ドリフト量を判定し、当該ドリフト量が閾値レベルに達していたときに前記クロック信号を調整することにより、前記バッファの初期中間レベルを維持する構成要素（３４）とからなるものであればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の１つ以上の具体的な実施の形態を説明する。各実施の形態を簡潔に説明するために、本明細書では、実際の実施の形態における全ての特徴についての説明は行わない。このような実際の実施の形態を発展させる際には、開発計画、または、設計計画の場合のように、システムに関連した制約やビジネスに関連した制約に係わる要求を満たすことなど、開発者の独自の目的を達成するために、実施の形態の内容に係る数多くの具体的な決定が行われ、実施の形態毎にそれぞれ異なることがあることが理解できよう。更に、このような開発努力は、複雑で時間を要することがあるが、この開示内容の利益を享受しようとする当業者にとってはありきたりな設計、製作、製造を行う定型業務である。
【００１１】
本発明は、オーディオ／ビデオ受信機（例えば、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）を含むディジタルＴＶ）が、ソース・オーディオ・クロック信号およびソース・ビデオ・クロック信号がロックされておらず、ディジタルＴＶのオーディオ・クロック信号とビデオ・クロック信号がロックされているときに、オーディオおよびビデオを同期して出力することを可能とする。更に、本発明は、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）ソースなど、ディジタル・ソースのロックされていないオーディオ・クロック信号とビデオ・クロック信号とのリップ同期を維持するのに有用である。本発明の実施の形態は、バッファ計算を使用してディジタル化されたオーディオおよびビデオ環境において、オーディオとビデオとの間のリレーショナル・リップ同期（ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ  ｌｉｐ  ｓｙｎｃｈ）を判定するシステムおよび方法に関するものである。ディジタル化されたオーディオおよびビデオとの間のリップ同期は、オーディオ・バッファおよびビデオ・バッファについての特定の測定を行い、この情報を解釈することにより時間内におけるリップ同期のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ：補正値）を判定することにより改良する。
【００１２】
図１は、本発明が実施される例示的なシステムのブロック図である。このシステムは、概ね参照符号１０により示されている。当業者であれば、図１に示されている各構成要素は、例示的なものにすぎないことが理解できるであろう。本発明を具体的に実施する際、図１に示す構成要素に対して追加の要素やサブセットを使用してもよい。また、図１に示す各機能ブロックを組み合わせるようにしてもよいし、更に小さな機能ユニットに細分化してもよい。
【００１３】
放送局側には、ビデオＡ／Ｄ変換器１２と、オーディオＡ／Ｄ変換器１４とが設けられており、これらのビデオＡ／Ｄ変換器１２およびオーディオＡ／Ｄ変換器１４は、伝送を行う前に、ビデオ信号と、このビデオ信号に対応するオーディオ信号を処理する。ビデオＡ／Ｄ変換器１２およびオーディオＡ／Ｄ変換器１４は、別個のクロック信号により動作する。図１に示すように、ビデオＡ／Ｄ変換器１２およびオーディオＡ／Ｄ変換器１４のクロック信号は、必ずしもロックされている必要はない。ビデオＡ／Ｄ変換器１２は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）を利用した動き補償された予測エンコーダ（ｍｏｔｉｏｎ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  ｅｎｃｏｄｅｒ）を含むようにしてもよい。ビデオ信号は、ビデオ・コンプレッサ／エンコーダ１６に転送され、オーディオ信号は、オーディオ・コンプレッサ／エンコーダ１８に転送される。圧縮されたビデオ信号は、ＭＰＥＧなどの何らかの信号プロトコルに従って、他の補助的なデータと共に、配列されるようにしてもよい。
【００１４】
ビデオ・コンプレッサ／エンコーダ１６およびオーディオ・コンプレッサ／エンコーダ１８の出力は、オーディオ／ビデオ・マルチプレクサ２０に転送される。オーディオ／ビデオ・マルチプレクサ２０は、オーディオ／ビデオ受信ユニットへの転送のために、オーディオ信号およびビデオ信号を組み合わせて単一の信号にする。当業者であれば理解できるであろうが、オーディオ信号およびビデオ信号を組み合わせるために、オーディオ／ビデオ・マルチプレクサ２０は、時分割多重化などの方法を使用してもよい。オーディオ／ビデオ・マルチプレクサ２０からの出力は、伝送機構２２に転送され、この伝送機構２２により、信号を増幅し、放送するようにしてもよい。
【００１５】
オーディオ／ビデオ受信機２３は、例えば、ディジタル・テレビジョンからなり、放送局側から伝送されたオーディオ／ビデオ信号を受信するのに適している。信号は、受信機構２４によって受信され、受信機構２４は、受信した信号をオーディオ／ビデオ・デマルチプレクサ２６に転送する。オーディオ／ビデオ・デマルチプレクサ２６は、受信した信号を逆多重化し、ビデオ成分とオーディオ成分とに分離する。逆多重化されたビデオ信号２９は、ビデオ・デコンプレッサ／デコーダ２８に転送され、更に処理される。逆多重化されたオーディオ信号３１は、オーディオ・デコンプレッサ／デコーダ３０に転送され、更に処理される。
【００１６】
ビデオ・デコンプレッサ／デコーダ２８の出力は、ビデオＤ／Ａ変換器３２に転送され、オーディオ・デコンプレッサ／デコーダ３０の出力は、オーディオＤ／Ａ変換器３４に転送される。図１に示すように、ビデオＤ／Ａ変換器３２のクロック信号およびオーディオＤ／Ａ変換器３４のクロック信号は、常にロックされている。ビデオＤ／Ａ変換器３２の出力およびオーディオＤ／Ａ変換器３４の出力は、それぞれ、ビデオ画像およびこのビデオ画像に対応するオーディオの出力を視聴者のエンターテインメント（ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ：娯楽）を作り出すために使用される。
【００１７】
図１の例示的なシステムにおけるハードウェアは、オーディオ出力およびビデオ出力の別個の制御を可能にするものではないが、本発明の実施の形態を用いて、このような制御が必要であるかどうかを判定することができる。本発明の実施の形態に従って、受信されたオーディオ信号およびビデオ信号に関連付けられた相対的なトランスポート・タイミング（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｔｉｍｉｎｇ：伝送タイミング）が、受信されたオーディオ・バッファのレベルを観察することにより測定される。オーディオ・バッファのレベルは、リップ同期誤差の比較的に正確な測定値として観察されている。
【００１８】
初期の段階でオーディオ信号とビデオ信号とが適切に同期している場合には、受信されたビデオ・データおよびオーディオ・データは、再生している間に同一のレートで使用されるべきである。この場合、オーディオ情報を保持するバッファのサイズは、時間の経過と共に大きくなったり小さくなったりせずに、概ね同一のサイズに維持される。オーディオ・バッファが、通常安定した範囲を超えて大きくなったり小さくなったりした場合には、適正なリップ同期に支障をきたしている可能性があることを示している。例えば、オーディオ・バッファが、時間の経過と共に通常の範囲（レンジ）を超えた場合には、ビデオ信号がオーディオ信号よりも先行している可能性があることを示している。オーディオ・バッファが、通常の範囲（レンジ）を下回った場合には、ビデオ信号がオーディオ信号よりも遅延している可能性があることを示している。時間が経過する際、リップ同期誤差が、ゼロに近いと判定されたとき（即ち、時間が経過する際、オーディオ・バッファが、比較的一定のサイズに維持されているとき）、オーディオＡ／Ｄソース・クロック信号がビデオＡ／Ｄソース・クロック信号にロックされたと考えられる。リップ同期誤差が、時間の経過と共に大きくなる場合には、オーディオＡ／Ｄソース・クロック信号およびビデオＡ／Ｄソース・クロック信号は、必ずしもロックされておらず、補正が必要であるものと考えられる。
【００１９】
当業者であれば、本発明の実施の形態が、ソフトウェア、ハードウェア、又、ソフトウェアおよびハードウェアを組み合わせて実現されてもよいことが理解できるであろう。更に、本発明の構成部品は、ビデオ・デコンプレッサ／デコーダ２８、オーディオ・デコンプレッサ／デコーダ３０、ビデオＤ／Ａ変換器３２、および／または、オーディオＤ／Ａ変換器３４、或いは、これらを組み合わせたものにおいて設けることができる。更に、本発明の構成要素、または、機能的な特徴を、図１に示していない他のデバイスにおいて設けるようにしてもよい。
【００２０】
通常、新たなオーディオ／ビデオ出力が始まるときは常に、チャンネルの変更の間に、本発明の実施の形態では、初期のオーディオＤ／Ａ入力バッファ・レベルをメモリに記憶するようにしてもよい。このデータは、ビデオＤ／Ａ変換器３２、オーディオＤ／Ａ変換器３４内、または、これらの変換器の外部に記憶される。
【００２１】
オーディオ・ソース・クロック信号が、ビデオ・ソースにロックされる場合、放送局が信号を送信するとき、バッファ・レベルは、時間が経過する際に、比較的に一定に維持される。バッファ・レベルがドリフト（変動）し、このドリフトが概ね＋／−１０ｍｓを超えたリップ同期誤差に相当する場合には、通常のクロック信号回復（再生）制御が無効となるようにしてもよく、ロックされたビデオＤ／Ａ変換器３２のクロック信号およびオーディオＤ／Ａ変換器３４のクロック信号は、オーディオ・バッファが、初期のレベルに戻る方向に移動するようにしてもよい。
【００２２】
この処理により、オーディオ・バッファが初期のレベルに戻る際、ビデオが当初のポジションから移動する度合いも測定される。ビデオが概ね＋／−２５ｍｓずれたとき、（例えば、初期のオーディオ入力バッファ・レベルの測定を再度初期化することにより）この処理はビデオ・フレームが繰り返されるようにしてもよく、または、ビデオ・フレーム（例えば、受信されたビデオのＭＰＥＧフレーム）をドロップ（スキップ）して測定されたずれが打ち消されるようにしてもよい。
【００２３】
この処理は、オーディオ出力をオーディオ・ソースにロックし、ビデオ・フレームをスキップするか繰り返すことによりビデオのドリフトを打ち消すようなモードで、別のチャンネルの変更が検出されるまで続けられる。新たなチャンネルの変更の後、本発明の実施の形態では、リップ同期誤差の補正を終了し、新たなシンク誤差が検出されるまで、ビデオ出力をビデオ入力にロックするような従来の方法が実行されるようにシステムを戻すようにしてもよい。
【００２４】
ロックされたオーディオ出力クロック信号およびビデオ出力クロック信号を、初期のオーディオ出力Ｄ／Ａ入力バッファ・レベルおよび実際のオーディオ出力Ｄ／Ａ入力バッファ・レベルに基づいて制御するのに使用されるアルゴリズムは、安定した性能を得るために非常に重要である。バッファ・レベルがターゲット（目標値）から離れるとき、このバッファ・レベルを速やかに反転し、バッファ・レベルがターゲット（目標値）から比較的遠ざかっているときに、速やかにターゲットに向かわせ、バッファ・レベルが所望のポジションに近づくにつれて減速するようなレスポンスを得ることが望ましい。これは、例えば、相対的なポジションおよび変化率に対するクロック周波数の変化に関する２つの制御テーブルを作成することにより成し遂げられる。
【表１】
0004482911.tif 000002
表１は、相対変化率に対するクロック周波数の変化に関する。
【表２】
0004482911.tif 000003
表２は、相対距離に対するクロック周波数の変化に関する。
【００２５】
当業者であれば、表１および表２に示されている各値が例示的なものであり、本発明を限定するように解釈するべきでないことが理解できるであろう。バッファ・レベルは、オーディオ・デコードによる不規則な入力レートと、Ｄ／Ａ出力クロック信号による極めて規則的な出力レートを有しているので、バッファ・レベル・データには、通常何らかの異常なジッタ（ｊｉｔｔｅｒ：変動）が生じることになる。このジッタの幾らかを取り除くために、バッファ・レベルは、３０秒の期間において最大のバッファの読み取り値と最小のバッファの読み取り値との間の中間点に推定される。この中間点は、周期的（例えば、３０秒毎）に計算され、時間が経過する際の、オーディオ・ソースＡ／Ｄクロック周波数とオーディオ出力Ｄ／Ａクロック周波数との差の良好な読み取り値を得ることができる。
【００２６】
図２を参照すると、図は、（上述した）バッファ制御表をグラフにより示している。このグラフは、概ね参照符号１００により示されている。図２には、距離関数１０２および変化率関数１０４が示されている。グラフ１００のｙ軸は、変化率をヘルツ（Ｈｚ）で表している。グラフ１００のｘ軸は、距離関数１０２における相対バッファ距離をバイト（ｂｙｔｅ）で表しており、変化率関数１０４における相対バッファの変化率をバイトで表している。当業者であれば、グラフ１００に示す各値が例示的なものであり、本発明を限定するように解釈するべきでないことが理解できるであろう。
【００２７】
グラフ１００は、本発明の実施の形態において、バッファ・レベルが初期の位置から遠くに離れ、変化率が誤った方向にあるときに、どのように正しい方向に比較的大きな周波数補償をすることができるかを示している。この大きな周波数補償は、変化率が切り替わり、バッファ・レベルが正しい方向に移動するまで継続して行われる。このとき、速度成分は、ポジション成分に反するように働き始める。しかしながら、ポジション成分が、変化率成分よりも大きい限り、周波数は、ターゲットに向かって変化率が増加するようにプッシュされ、距離が減少する。変化率成分が距離成分よりも大きくなると、変化率が減少しはじめる。この作用により、距離成分が所望の初期バッファ・レベルに近づくに従い、円滑に変化率にブレーキがかけられる。
【００２８】
本発明の実施の形態においては、初期バッファ・レベルを設定し、バッファの前縁におけるドリフト（変動）を監視し、システムを調整してドリフトを低減することによりリップ同期ドリフトを判定するようにしてもよい。監視を行うステップおよびシステムを調整するステップは、好ましくは、リップ同期ドリフトが補正されるまで継続して行われる。
【００２９】
バッファの初期動作レベルは、リップ同期補正の開始ポイントを判定するために設定しなければならない。開始ポイントは、リップ同期が、最も正確であるレベルに決められるべきである。従って、次に、開始ポイントは、バッファ計算のためのターゲット（目標値）として使用される。本発明の実施の形態に従ったバッファの動作は、概ね図３を参照して説明される。
【００３０】
図３は、時間が経過する際の、バッファに記憶されるデータの量（即ち、バッファ・レベル）の変化を示すグラフである。このグラフは、概ね参照符号２００によって示されている。トレース２０２は、受信バッファに記憶されるデータの量を示している。例示的に、トレース２０２は、オーディオ受信バッファに記憶されるデータの量を示している。グラフ２００には、最小動作レベル２０４および最大動作レベル２０６が示されている。バッファに記憶されているデータの量が最小動作レベル２０４を下回って落ちこんだ場合には、バッファが存在する再生デバイスでは、再生するデータが無くなってしまう可能性がある。バッファにおけるデータの量が最大動作レベル２０６を超えた場合には、バッファがオーバーフローし、再生データが失われる可能性がある。最小動作レベル２０４および最大動作レベル２０６は、予め設定されたものでもよく、使用の際にバッファの動作特性を測定することによって決められるものでもよい。
【００３１】
グラフ２００は、どのようにバッファ・レベルが初期のゼロから開始し、データの出力（例えば、ユーザーに対する再生）を始めることができると判定されるまでにバーストにより増大するかを示している。グラフにおいてスロープが付けられているラインの各々は、一定のレートでのデータの出力により、バッファにおけるデータが無くなりつつある部分を示している。データのバーストは、時間が経過する際、一定のレートで行われるが、バーストのクラスターが生ずることもある。バーストのクラスターは、全体的なバッファ・レベルに影響を及ぼす。バッファに記憶されるデータの量は、通常、比較的に早く（例えば、約３０秒以内に）最小レベルと最大レベルとの間に落ち着くため、比較的短い期間の間に、最小動作レベルおよび最大動作レベルが判定される。従って、正確なリップ同期ターゲット範囲は、一定の期間（例えば、３０秒）最大動作レベルおよび最小動作レベルを監視することにより速やかに設定される。
【００３２】
時間が経過する際、データ・ストリームのビデオ成分とオーディオ成分のためのソース・クロック信号およびデスティネーション・クロック信号がロックされていない場合に、バッファの前縁においてドリフトが発生することがある。例えば、デスティネーション・クロック信号がソース・クロック信号と比較して速い場合には、バッファのデータが最終的に無くなる。
【００３３】
図４は、本発明に従って、どのようにバッファ・レベルが監視され、調整されるかを示すグラフである。グラフは、概ね参照符号３００により示されている。図４に示す例において、各初期バッファ・レベルは、Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ（初期最小動作レベル）、Ｉｎｉｔ  Ｍａｘ（初期最大動作レベル）、Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ（初期中間点レベル）として参照され、リップ同期が良好であるターゲットを設定するために計算される。図４に示す例において、デスティネーション（宛先）クロック信号は、ソース（源）クロック信号よりも速い。結果として、現在のバッファ・レベルは、徐々にゼロに近くなっていく。現在のバッファ値は、Ｃｕｒ  Ｍｉｎ（現在の最小動作レベル）、Ｃｕｒ  Ｍａｘ（現在の最大動作レベル）、Ｃｕｒ  Ｍｉｄ（現在の中間点レベル）として示される。前縁（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）は、以下の等式を用いて動作中間点（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）の位置を計算するのに使用されるため、この段階では、重要な測定値である。
Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ  ＝  （Ｉｎｉｔ  Ｍａｘ  ＋  Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ）／２
動作中間点  ＝  Ｃｕｒ  Ｍｉｄ  ＝  Ｃｕｒ  Ｍｉｎ  ＋  Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ  −  Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ
【００３４】
動作中間点の位置が決定された後、次のステップでは、現在の動作中間点（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）が初期中間点（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ）と等しくなるまでシステムの調整が行われる。図４に示す例では、バッファ・レベルがゼロに近くなっていく際、バッファに記憶されたデータの消費を制御するクロック信号を上述したように減速させて、このデータが無くなっていく速度を低下させるようにしてもよい。
【００３５】
バッファを制御するクロック・レートが調節されるので、Ｃｕｒ  Ｍａｘ、Ｃｕｒ  Ｍｉｎの新しい値が継続して検出され、Ｃｕｒ  Ｍｉｄの新しい値が計算される。図４に示す例においては、Ｃｕｒ  Ｍｉｎの連続測定は、バッファのデータが無くなっていくため、継続的に低減されていく。バッファのデータが無くなっていく場合、補正処理を行うときにＣｕｒ  Ｍａｘの値をリセットするようにしてもよい。これにより、Ｃｕｒ  Ｍａｘ変数が再計算され、補正処理が正しい方向に行われているかどうかを判定しやすくなる。
【００３６】
更に、Ｃｕｒ  Ｍａｘ変数およびＣｕｒ  Ｍｉｎ変数の変化を監視して、Ｃｕｒ  Ｍｉｄを  Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ側に補正する処理の効果を判定するようにしてもよい。バッファのデータが無くなりつつある場合、どの程度Ｃｕｒ  Ｍｉｎが減少しているか、または、どの程度Ｃｕｒ  Ｍａｘが増加しているかを監視することにより、更なる調整が必要かどうかを判定するようにしてもよい。このようにして、Ｃｕｒ  Ｍｉｄの位置とＩｎｉｔ  Ｍｉｄに収束する速度（ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｏｒ  ｓｐｅｅｄ）の双方を監視する。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態に従った流れ図を示している。この処理は、概ね参照符号４００によって示されている。ブロック４０２において、処理が開始する。
【００３８】
ブロック４０４において、初期オーディオ入力バッファ・レベルが判定される。例えば、初期バッファ・レベルは、初期最小動作レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｎ）と、初期最大動作レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍａｘ）と、初期中間点レベル（Ｉｎｉｔ  Ｍｉｄ）とを含んでいる。ブロック４０５に示すように、時間が経過する際の現在のバッファ・レベルが監視される。例えば、現在のバッファ・レベルは、現在の最小動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｎ）と、現在の最大動作レベル（Ｃｕｒ  Ｍａｘ）と、現在の中間点レベル（Ｃｕｒ  Ｍｉｄ）とを含んでいる。ブロック４０６に示すように、時間が経過する際の初期オーディオ入力バッファ・レベルのドリフト量が判定される。ドリフトが閾値を超えたとき（ブロック４０８）、ビデオＤ／Ａ変換器３２（図１）およびオーディオＤ／Ａ変換器３４のロックされたクロック信号を初期バッファ・レベルが維持される方向に調整するようにしてもよい（ブロック４１０）。ブロック４１２において、処理が終了する。
【００３９】
本発明の態様に対し、様々な改変や変形が可能であるが、例示的に、図面において具体的な実施の形態が示され、本明細書において詳細に説明されている。しかしながら、本発明は、開示されている特定の態様に限定されるように意図されたものでないことを理解すべきである。むしろ、本発明は、請求の範囲によって定義される発明の精神と範囲内に実施の形態の変形例、均等物、および代替物の全てが含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明が実施される例示的なシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態おいて利用可能なバッファ制御テーブルに対応するグラフである。
【図３】図３は、時間が経過する際の、バッファに記憶されるデータ量（即ち、バッファ・レベル）の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明に従って、どのようにバッファ・レベルが監視され、調整されるかを示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に従った処理を示す流れ図である。
【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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