(57)【要約】【課題】専用プロセッサを用いることなく、システムクロックの再生処理を行う。【解決手段】クロック再生装置１０は、システムクロックを生成するシステムクロック発生部１１と、システムクロックをカウントして内部時刻情報を生成するＳＴＣカウンタ１２と、トランスポートパケットが取り込まれた時に、当該トランスポートパケットに内部時刻情報を付加するタイムスタンプ付加手段１３と、内部時刻情報が付加されたトランスポートパケットを一時的に記憶するバッファメモリ１４と、バッファメモリ１４からトランスポートパケットを読み出して、当該トランスポートパケットからＰＣＲ及びタイムスタンプを抽出し、システムクロックの発振周波数を調節するＰＣＲパケット処理部１６とを備える。【選択図】図１
2007202086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている前記基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生装置であって、
システムクロックを生成するシステムクロック発生手段と、
前記システムクロックをカウントして内部時刻情報を生成するカウント手段と、
データストリームが取り込まれた時に、前記カウント手段により生成された前記内部時刻情報を前記データストリームに付加する付加手段と、
前記付加手段により前記内部時刻情報が付加された前記データストリームを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記データストリームに含まれる前記基準時刻情報及び前記内部時刻情報に基づいて、前記システムクロック発生手段により生成される前記システムクロックの発振周波数を調節するシステムクロック調節手段と、
を備えることを特徴とするクロック再生装置。
【請求項２】
基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている前記基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生装置であって、
システムクロックを生成するシステムクロック発生手段と、
前記システムクロックをカウントして第１内部時刻情報を生成するシステムクロックカウント手段と、
前記システムクロックとは別個のサブクロックを生成するサブクロック発生手段と、
前記サブクロックをカウントして第２内部時刻情報を生成するサブクロックカウント手段と、
データストリームが取り込まれた時に、前記サブクロックカウント手段により生成された第２内部時刻情報を前記データストリームに付加する付加手段と、
前記付加手段により前記第２内部時刻情報が付加された前記データストリームを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記データストリームに含まれる前記基準時刻情報、前記第２内部時刻情報、及び前記システムクロックカウント手段により生成された前記第１内部時刻情報に基づいて、前記システムクロック発生手段により生成される前記システムクロックの発振周波数を調節するシステムクロック調節手段と、
を備えることを特徴とするクロック再生装置。
【請求項３】
基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている前記基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生方法であって、
データストリームが取り込まれた時に、システムクロックをカウントして得られる内部時刻情報を前記データストリームに付加し、記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたデータストリームに含まれる前記基準時刻情報及び前記内部時刻情報に基づいて前記システムクロックの発振周波数を調節するステップと、
を含むことを特徴とするクロック再生方法。
【請求項４】
基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている前記基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生方法であって、
データストリームが取り込まれた時に、システムクロックとは別個のサブクロックをカウントして得られる第２内部時刻情報を前記データストリームに付加し、記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたデータストリームに含まれる前記基準時刻情報、前記第２内部時刻情報、及びシステムクロックをカウントして得られる第１内部時刻情報に基づいて前記システムクロックの発振周波数を調節するステップと、
を含むことを特徴とするクロック再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル放送の受信機にて用いられるクロック再生技術、例えば、ＭＰＥＧ方式によりトランスポートストリームに挿入されたプログラムクロックリファレンスに基づいてシステムクロックを再生するクロック再生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル放送にあっては、映像データ、音声データ、その他のデータをパケット化して多重し、データストリームとして伝送する技術が構築されている。この伝送方式では、放送される番組について基準となる時刻情報が、データストリームに含まれており、ディジタル放送の受信機は、この基準時刻情報を参照してシステムクロックを再生し、システムクロックに従って映像データ及び音声データを再生する処理を行っている。
【０００３】
例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）準拠のディジタル放送では、送信機にて、映像データ、音声データなどがパケット化されて多重されたトランスポートストリームに、基準時刻情報としてプログラムクロックリファレンス（ProgramClock Reference、以下ＰＣＲと称する）が適当な間隔で挿入される。そして、ディジタル放送の受信機は、ＰＣＲを含むトランスポートストリームを受信すると、このＰＣＲを参照してシステムクロックの発振周波数を調節する。このようなシステムクロック再生技術の一例が、下記の特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開平８−２８８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術のディジタル放送の受信機では、ＰＣＲが含まれたトランスポートストリームを得ると、システムクロックの再生処理を直ちに行っている。仮に、ディジタル放送の受信機がシステムクロックの再生処理を直ちに行わないと、ＰＣＲに対してシステムクロックが進んでしまい、システムクロックの発振周波数の調節が不可能となり、システムクロックが大きく進んだ場合には映像データや音声データを正しくデコード出来なくなるという問題がある。よって、ディジタル放送の受信機では、システムクロックの再生処理のために、リアルタイム処理が可能な専用プロセッサ（専用の回路）を用意している。
【０００５】
一方、近年、ディジタル放送が技術的に高度化するに伴い、受信機の機能を見直す機会が多くなってきている。しかしながら、専用プロセッサの処理は容易に変更することができないため、上述したようにシステムクロックの再生処理が専用プロセッサにより行われていると、受信機の機能を変更することが困難となる。また、専用プロセッサの機能を変更するためには、回路設計をやり直す必要があるため、受信機の機能を見直すのに要する費用が多大になる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、システムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用プロセッサを用いることなく、システムクロックの再生処理を行うことが可能なクロック再生装置及びクロック再生方法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】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明は、基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生装置であって、システムクロックを生成するシステムクロック発生手段と、システムクロックをカウントして内部時刻情報を生成するカウント手段と、データストリームが取り込まれた時に、カウント手段により生成された内部時刻情報をデータストリームに付加する付加手段と、付加手段により内部時刻情報が付加されたデータストリームを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたデータストリームに含まれる基準時刻情報及び内部時刻情報に基づいて、システムクロック発生手段により生成されるシステムクロックの発振周波数を調節するシステムクロック調節手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように構成されたクロック再生装置によれば、クロック再生装置は、データストリームを取り込むと、前段の処理として、当該データストリームに内部時刻情報を付加してから記憶する処理を行う。その後、クロック再生装置は、後段の処理として、記憶されたデータストリームに含まれる基準時刻情報及び内部時刻情報に基づいてシステムクロックの発振周波数を調節し、システムクロックを再生する処理を行う。
【０００９】
システムクロックを調節するためには、データストリームが取り込まれた時の内部時刻情報が必要であるため、クロック再生装置は、前段の処理を、データストリームが取り込まれた直後にリアルタイムに行う。一方、前段の処理によりデータストリームに内部時刻情報が既に付加されているため、クロック再生装置は、後段の処理を、データストリームが取り込まれてから時間が経過した後に行うことができる。よって、上述したクロック再生装置によれば、後段の処理を行うために専用プロセッサを用意する必要がないため、専用プロセッサを用いることなく後段の処理を行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、基準時刻情報が含まれたデータストリームを取り込んで、この取り込まれたデータストリームに含まれている基準時刻情報に基づいてシステムクロックを再生するクロック再生装置であって、システムクロックを生成するシステムクロック発生手段と、システムクロックをカウントして第１内部時刻情報を生成するシステムクロックカウント手段と、システムクロックとは別個のサブクロックを生成するサブクロック発生手段と、サブクロックをカウントして第２内部時刻情報を生成するサブクロックカウント手段と、データストリームが取り込まれた時に、サブクロックカウント手段により生成された第２内部時刻情報をデータストリームに付加する付加手段と、付加手段により第２内部時刻情報が付加されたデータストリームを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたデータストリームに含まれる基準時刻情報、内部時刻情報、及びシステムクロックカウント手段により生成された第１内部時刻情報に基づいて、システムクロック発生手段により生成されるシステムクロックの発振周波数を調節するシステムクロック調節手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このように構成されたクロック再生装置によれば、クロック再生装置は、データストリームを取り込むと、前段の処理として、当該データストリームに第２内部時刻情報を付加してから記憶する処理を行う。その後、クロック再生装置は、後段の処理として、記憶されたデータストリームに含まれる基準時刻情報、第２内部時刻情報、及び第１内部時刻情報に基づいてシステムクロックの発振周波数を調節し、システムクロックを再生する処理を行う。
【００１２】
システムクロックを調節するためには、データストリームが取り込まれた時の内部時刻情報が必要であるため、クロック再生装置は、前段の処理を、データストリームが取り込まれた直後にリアルタイムに行う。一方、前段の処理によりデータストリームに第２内部時刻情報が既に付加されているため、クロック再生装置は、後段の処理を、データストリームが取り込まれてから時間が経過した後に行うことができる。
【００１３】
よって、上述したクロック再生装置によれば、後段の処理を行うために専用プロセッサを用意する必要がないため、専用プロセッサを用いることなく後段の処理を行うことができる。また、上述したクロック再生装置によれば、データストリームに付加される第２内部時刻情報を生成するために、システムクロック発生手段とは別個のサブクロック発生手段を利用している。よって、クロック再生装置のレイアウト設計をより自由に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のクロック再生装置及びクロック再生方法によれば、システムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用プロセッサを用いることなく、システムクロックの再生処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明のクロック再生装置に係る好適な実施形態について説明する。以下に説明するクロック再生装置は、ディジタル放送システムの受信機の一部として用いられており、ディジタル放送システムの送信機からのトランスポートストリームを取り込むと、トランスポートストリームに含まれたＰＣＲを利用して送信機側のシステムクロックを再生している。
【００１６】
［第１実施形態］
図１には、第１実施形態に係るクロック再生装置１０の内部構成を機能ごとに示した機能ブロック図が示されている。ディジタル放送システムの受信機は、送信機からの放送波をアンテナで受信すると、放送波から所定周波数の信号成分を抽出し、この抽出した信号にダウンコンバート処理を施した後、復調処理を施し、さらに誤り訂正等の処理を施してトランスポートストリームを生成する。このようにして生成されたトランスポートストリームが、クロック再生装置１０に入力される。
【００１７】
図１に示されるように、クロック再生装置１０は、システムクロック発生部１１と、システムタイムクロックカウンタ（以下、ＳＴＣカウンタと称する）１２と、タイムスタンプ付加部１３と、バッファメモリ１４と、デマルチプレクサ１５と、ＰＣＲパケット処理部１６とを備えている。クロック再生装置１０は、再生されたシステムクロックのカウント値を、受信機内での処理タイミングを決定するための時刻情報として、ビデオデコーダ１７、オーディオデコーダ１８などに出力する。
【００１８】
クロック再生装置１０の各機能について、各構成要素ごとにより詳しく説明する。システムクロック発生部１１は、各プロセッサの動作タイミングを決定するためのシステムクロックを生成し出力するシステムクロック発生手段としての機能を有している。システムクロック発生部１１が出力するシステムクロックの発振周波数は、およそ２７ＭＨｚである。また、システムクロック発生部１１は、発振周波数が調節可能に構成された電圧制御発振器ＶＣＸＯであり、その発振周波数がＰＣＲパケット処理部１６からの制御信号により微調整される。
【００１９】
ＳＴＣカウンタ１２は、システムクロック発生部１１により出力されるシステムクロックを取り込んで、システムクロックをカウントアップし、逐次、そのカウント値を出力するカウント手段としての機能を有している。ＳＴＣカウンタ１２により出力されるカウント値は、クロック再生装置１０の内部で利用される内部時刻情報である。ＳＴＣカウンタ１２は、そのカウント値を、タイムスタンプ付加部１３及びＰＣＲパケット処理部１６に出力する。
【００２０】
タイムスタンプ付加部１３は、送信機からの放送波を処理して生成されたトランスポートストリームを取り込む。トランスポートストリームは、トランスポートパケットが連続するデータストリームであるため、タイムスタンプ付加部１３は、次々と到来するトランスポートパケットを順次に取り込んでいる。また、タイムスタンプ付加部１３は、ＳＴＣカウンタ１２から出力されるシステムクロックのカウント値を常に取り込んでいる。タイムスタンプ付加部１３は、トランスポートパケットを取り込む度に、同時に取り込まれるシステムクロックのカウント値を、そのトランスポートパケットの先頭に付加する付加手段としての機能を有している。ここで、各トランスポートパケットに付加されるカウント値は、そのトランスポートパケットがタイムスタンプ付加部１３に取り込まれた時刻を示すタイムスタンプである。
【００２１】
タイムスタンプ付加部１３は、このようにタイムスタンプが付加されたトランスポートパケットを、記憶手段であるバッファメモリ１４に出力する。そして、タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットは、バッファメモリ１４に一時的に記憶される。なお、タイムスタンプ付加部１３は、トランスポートパケットにタイムスタンプを付加する処理をリアルタイムで行う回路から構成されている。
【００２２】
図２には、タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットのデータ構造が示されている。トランスポートパケットは、映像、音声、その他のデータがＭＰＥＧ方式で符号化された１８８バイトのデータであり、その先頭に４バイトのタイムスタンプが付加されている。トランスポートパケットは、主にヘッダとペイロードとを含んで構成されるが、アダプテーション・フィールドを含んだものもある。ヘッダの一部には、トランスポートパケットに含まれる情報の種別を示すパケット識別情報（以下、ＰＩＤと称する）が含まれている。また、ペイロードには、映像データ、音声データなどが多重されて含まれている。また、アダプテーション・フィールドの一部には、ＰＣＲが含まれている。
【００２３】
ここで、ＰＣＲは、１つの番組の基準となる時刻情報（基準時刻情報）であり、圧縮符号化された映像データ、音声データをデコードするタイミングや、デコードされた映像データ、音声データを再生するタイミングなどを決定するために利用される。ディジタル放送システムの送信機にはおよそ２７ＭＨｚで発振するクロック発生部が設けられており、このクロック発生部のクロックをカウントして得られたカウント値がＰＣＲである。ＰＣＲは、トランスポートストリームにおよそ０．１秒ごとに挿入されている。なお、ＰＩＤにＰＣＲの有無を示すビットが存在し、このビットを調べることによりトランスポートパケットにＰＣＲが含まれているか否かを判定可能となっている。
【００２４】
デマルチプレクサ１５は、タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットを、タイムスタンプ付加部１３により記憶された順序にしたがって、バッファメモリ１４から読み出す。そして、デマルチプレクサ１５は、ＰＩＤを参照して、トランスポートパケットのペイロードに含まれる映像、音声、その他のデータの種類を判別する。そして、デマルチプレクサ１５は、トランスポートパケットから映像データを分離してビデオデコーダ１７に出力し、音声データを分離してオーディオデコーダ１８に出力する。また、デマルチプレクサ１５は、トランスポートパケットからその他のデータ（例えば、放送される番組の番組名、放送時間など）を分離してセクション処理部１９に出力する。また、デマルチプレクサ１５は、ＰＩＤを参照して、トランスポートパケットにＰＣＲが含まれていると判定した場合には、そのＰＣＲを含むトランスポートパケットを、タイムスタンプが付加されたままの状態で、ＰＣＲパケット処理部１６に渡す。
【００２５】
ＰＣＲパケット処理部１６は、トランスポートパケットからＰＣＲを抽出して、このＰＣＲにより校正された時刻情報を生成して、ビデオデコーダ１７、オーディオデコーダ１８に出力する処理を行う。また、ＰＣＲパケット処理部１６は、システムクロック発生部１１のシステムクロックの発振周波数を、送信機のクロックの発振周波数に一致させるための処理を行っており、本発明におけるシステムクロック調節手段に相当する。なお、デマルチプレクサ１５及びＰＣＲパケット処理部１６は、複数種類の処理のために共用される共用プロセッサでソフトウェアを実行することにより実現されている。
【００２６】
ビデオデコーダ１７は、デマルチプレクサ１５から圧縮符号化された映像データを取り込んで、ＭＰＥＧ方式によるデコード処理を施して、デジタル映像信号を生成している。同様に、オーディオデコーダ１８は、デマルチプレクサ１５から圧縮符号化された音声データを取り込んで、ＭＰＥＧ方式によるデコード処理を施して、デジタル音声信号を生成している。ここで、ビデオデコーダ１７から出力されたデジタル映像信号は、Ｄ／Ａ変換処理が施されてアナログ映像信号に変換され、モニタに表示される。一方、オーディオデコーダ１８から出力されたデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換処理が施されてアナログ音声信号に変換され、スピーカから再生される。また、セクション処理部は、ユーザの要求に応じて、番組名、放送時間のデータをモニタに表示させるための処理などを行う。
【００２７】
上述したように構成されたクロック再生装置１０によれば、クロック再生装置１０がトランスポートストリームを取り込むと、クロック再生装置１０は、前段の処理として、当該トランスポートストリームにタイムスタンプを付加してから一時的に記憶する処理を行う。その後、クロック再生装置１０は、後段の処理として、記憶されたトランスポートストリームを読み出し、当該トランスポートストリームからＰＣＲ及びタイムスタンプを抽出し、これらに基づいてシステムクロックの発振周波数を調節する処理を行う。
【００２８】
ここで、システムクロックを調節するためには、データストリームが取り込まれた時のタイムスタンプが必要であるため、クロック再生装置１０は、前段の処理を、データストリームが取り込まれた直後にリアルタイムに行う。一方、前段の処理によりデータストリームにタイムスタンプが既に付加されているため、クロック再生装置１０は、後段の処理を、トランスポートストリームが取り込まれてから若干の時間が経過した後に行うことができる。よって、上述したクロック再生装置１０によれば、後段の処理を、システムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用プロセッサを用いることなく、複数種類の処理のための共用プロセッサを用いて、共用プロセッサの処理負荷が小さいタイミングに行うことができる。
【００２９】
このように本実施形態のクロック再生装置１０では、デマルチプレクス処理、システムクロック再生処理などを、従来用いられていたシステムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用のリアルタイム処理プロセッサに代えて、共用プロセッサでソフトウェアを実行することにより実現するため、デマルチプレクス処理、クロック再生処理などの機能を容易に変更することができるようになった。また、デマルチプレクス処理、システムクロック再生処理などを変更するためには、ソフトウェアを変更するのみでよいため、機能の変更に要する費用を低減することができるようになった。
【００３０】
次に、図３を参照して、ＰＣＲパケット処理部１６によるシステムクロックの再生処理について、その詳細を説明する。図３には、ＰＣＲパケット処理部１６の内部構成を機能ごとに示した機能ブロック図が示されている。ＰＣＲパケット処理部１６は、ＰＣＲ抽出部１６１と、初回オフセット保持部１６２と、オフセット付加部１６３と、タイムスタンプ抽出部１６４と、第１差分演算部１６５と、フォーマット変換部１６６と、第２差分演算部１６７と、ループフィルタ１６８とを備えている。ここで、ＰＣＲ抽出部１６１、初回オフセット保持部１６２及びオフセット付加部１６３は、ＰＣＲにより校正された時刻情報を生成するための機能ブロックである。一方、タイムスタンプ抽出部１６４、第１差分演算部１６５、フォーマット変換部１６６、第２差分演算部１６７及びループフィルタ１６８は、システムクロックの発振周波数を、送信機のクロックの発振周波数に一致させるための機能ブロックである。
【００３１】
先ず、ＰＣＲにより校正された時刻情報を生成するための機能について説明する。ＰＣＲ抽出部１６１は、トランスポートパケットからＰＣＲを抽出する。ここで、トランスポートパケットから抽出されるＰＣＲは、ＭＰＥＧ規格に準拠しており、上位側の３３ビットと下位側の９ビットとからなる４２ビットのデータである。このＰＣＲにおいて、下位側の９ビットは、１０進数で０から２９９までを表すために用いられる。下位側の９ビットが３００に至ると、上位側の３３ビットに繰り上がって、上位側の３３ビットに１が加えられるようになっている。
【００３２】
初回オフセット保持部１６２は、ＰＣＲ抽出部１６１によりＰＣＲがあるタイミングで抽出されると、同じタイミングでＳＴＣカウンタ１２からカウント値を取り込み、ＰＣＲの値からカウント値を減算してオフセット値を求め、その後オフセット値を保持し続ける。なお、初回オフセット保持部１６２は、ディジタル放送を視聴するユーザにより受信機の電源スイッチが入れられたり、ユーザにより視聴する番組が変更されたりして、特定の番組のＰＣＲが取り込まれ始めたタイミングに、上記のオフセット値を演算する処理を行う。
【００３３】
オフセット付加部１６３は、ＳＴＣカウンタ１２から逐次出力されるカウント値を取り込む度に、そのカウント値に初回オフセット保持部１６２により保持されているオフセット値を足し合わせて、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ１８に出力する。ここで、オフセット付加部１６３から出力される情報は、ＰＣＲの値を初期値として、システムクロックの発振に応じて増加する時刻情報である。このようにしてＰＣＲにより校正された時刻情報が生成され、この時刻情報が、映像データ、音声データをデコードするタイミングや、映像データ、音声データを再生するタイミングを決定するために利用される。
【００３４】
次に、システムクロックの発振周波数を、送信機のクロックの発振周波数に一致させるための機能について説明する。ＰＣＲパケット処理部１６にトランスポートパケットが取り込まれると、タイムスタンプ抽出部１６４は、そのトランスポートパケットの先頭に付加されたタイムスタンプを分離して抽出する。既述のとおり、タイムスタンプは、トランスポートパケットがクロック再生装置１０に取り込まれた時の、ＳＴＣカウンタ１２によるシステムクロックのカウント値であり、３２ビットのデータである。
【００３５】
一方、第１差分演算部１６５は、ＰＣＲ抽出部１６１によりトランスポートパケットから抽出されたＰＣＲの値から、初回オフセット保持部１６２により保持されているオフセット値を減算する。ここで、第１差分演算部１６５により演算される差分値は、タイムスタンプの値とほぼ同じ大きさであるが、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれに応じてタイムスタンプの値と若干異なった値となっている。
【００３６】
フォーマット変換部１６６は、第１差分演算部１６５により演算された差分値の形式を変換する処理を行う。既述のとおり、ＰＣＲがＭＰＥＧ規格に準拠した４２ビットデータであることから、第１差分演算部１６５により演算される差分値もＭＰＥＧ規格に準拠した４２ビットデータとなっている。よって、フォーマット変換部１６６は、上位側ビットの数値に３００を乗算してから下位側ビットの数値を加算することで、差分値を後の処理に適した形式に変換する。
【００３７】
第２差分演算部１６７は、タイムスタンプ抽出部１６４により抽出されたタイムスタンプと、フォーマット変換部１６６により変換された差分値とに基づいて、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを演算する処理を行う。既述のとおり、第１差分演算部１６５により演算される差分値は、タイムスタンプの値に対して、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれに応じて若干異なった値である。よって、第２差分演算部１６７は、第１差分演算部１６５により演算される差分値から、タイムスタンプの値を減算することで、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを演算する。
【００３８】
ループフィルタ１６８は、ローパスフィルタであり、第２差分演算部１６７により演算された発振周波数のずれの低周波成分を抽出し、この低周波成分を周波数制御信号としてシステムクロック発生部１１に出力する。周波数制御信号により、システムクロック発生部１１が生成するシステムクロックの発振周波数が、送信機のクロックの発振周波数に一致するように微調整される。このようにして、受信機において、送信機のクロックと発振周波数が同じシステムクロックが再生される。
【００３９】
次に、上述したＰＣＲパケット処理部１６の処理の流れについて説明する。ＰＣＲパケット処理部１６は、クロック再生処理プログラムにより実現される。図４には、クロック再生処理プログラムの動作手順を示すフローチャートが示されている。先ず、ＰＣＲパケット処理部１６は、トランスポートパケットを取り込むと、そのトランスポートパケットからタイムスタンプを抽出し、続いて、ＰＣＲを抽出する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。次に、ＰＣＲパケット処理部１６は、抽出されたＰＣＲが特定の番組について初めて取り込まれたものか否かを判定する（Ｓ４０３）。
【００４０】
ここで、ＰＣＲパケット処理部１６は、初めて取り込まれたＰＣＲであると判定した場合には、ＰＣＲの値からＳＴＣカウンタ１２のカウント値を減算して初回のオフセット値を演算し、この初回のオフセット値にＳＴＣカウンタ１２のカウント値を加算して、ＰＣＲにより校正された時刻情報を求める（Ｓ４０４、Ｓ４０５）。一方、ＰＣＲパケット処理部１６は、初めて取り込まれたＰＣＲではないと判定した場合には、既に演算済みの初回のオフセット値にＳＴＣカウンタ１２のカウント値を加算して、ＰＣＲにより校正された時刻情報を求める（Ｓ４０５）。そして、ＰＣＲパケット処理部１６は、求められた時刻情報を、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ１８に出力する。
【００４１】
次に、ＰＣＲパケット処理部１６は、ＰＣＲの値から初回のオフセット値を減算して差分値を求め、この差分値をフォーマット変換する（Ｓ４０６、Ｓ４０７）。次に、ＰＣＲパケット処理部１６は、タイムスタンプの値から上記差分値を減算して、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを求め、発振周波数のずれをループフィルタで処理してから、システムクロック発生部１１に出力する（Ｓ４０８、Ｓ４０９）。これにより、システムクロックの発振周波数が、送信機のクロックの発振周波数に一致するように微調整される。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るクロック再生装置２０について説明する。図５には、第２実施形態に係るクロック再生装置２０の内部構成を機能ごとに示した機能ブロック図が示されている。また、図６には、第２実施形態に係るＰＣＲパケット処理部２３の内部構成を機能ごとに示した機能ブロック図が示されている。図５及び図６において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について重点的に説明する。
【００４３】
第２実施形態のクロック再生装置２０は、システムクロック発生部１１とは別に、独立したクロックを生成するサブクロック発生部２１と、サブクロック発生部２１により生成されるサブクロックをカウントするサブカウンタ２２とを備えている。サブクロック発生部２１により生成されるサブクロックの周波数は、システムクロックと同じくおよそ２７ＭＨｚである。サブカウンタ２２は、そのカウント値を、タイムスタンプ付加部１３及びＰＣＲパケット処理部２３に出力する。なお、ＳＴＣカウンタ１２のカウント値が、クロック再生装置２０の内部で利用される第１内部時刻情報であるのに対して、サブカウンタ２２のカウント値は、クロック再生装置２０の内部で利用される第２内部時刻情報である。
【００４４】
タイムスタンプ付加部１３は、トランスポートパケットを取り込む度に、同時に取り込まれるサブカウンタ２２のカウント値を、タイムスタンプとしてそのトランスポートパケットの先頭に付加する。タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットは、バッファメモリ１４に一時的に記憶され、その後、デマルチプレクサ１５によりバッファメモリ１４から読み出されて処理される。ＰＣＲパケット処理部２３は、ＰＣＲにより校正された時刻情報を生成する処理、及びシステムクロックの発振周波数を送信機のクロックの発振周波数に一致させるための処理を行う。
【００４５】
上述したように構成されたクロック再生装置２０によれば、クロック再生装置２０がトランスポートストリームを取り込むと、クロック再生装置２０は、前段の処理として、当該トランスポートストリームにタイムスタンプを付加してから一時的に記憶する処理を行う。その後、クロック再生装置２０は、後段の処理として、記憶されたトランスポートストリームを読み出し、当該トランスポートストリームからＰＣＲ及びタイムスタンプを抽出し、これらに基づいてシステムクロックの発振周波数を調節する処理を行う。
【００４６】
ここで、システムクロックを調節するためには、データストリームが取り込まれた時のタイムスタンプが必要であるため、クロック再生装置２０は、前段の処理を、データストリームが取り込まれた直後にリアルタイムに行う。一方、前段の処理によりデータストリームにタイムスタンプが既に付加されているため、クロック再生装置２０は、後段の処理を、トランスポートストリームが取り込まれてから若干の時間が経過した後に行うことができる。よって、上述したクロック再生装置２０によれば、後段の処理を、システムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用プロセッサを用いることなく、複数種類の処理のための共用プロセッサを用いて、共用プロセッサの処理負荷が小さいタイミングに行うことができる。
【００４７】
このように本実施形態のクロック再生装置２０では、デマルチプレクス処理、システムクロック再生処理などを、従来用いられていたシステムクロックの再生をリアルタイム処理が可能な専用のリアルタイム処理プロセッサに代えて、共用プロセッサでソフトウェアを実行することにより実現するため、デマルチプレクス処理、クロック再生処理などの機能を容易に変更することができるようになった。また、デマルチプレクス処理、システムクロック再生処理などを変更するためには、ソフトウェアを変更するのみでよいため、機能の変更に要する費用を低減することができるようになった。
【００４８】
さらに、本実施形態のクロック再生装置２０によれば、システムクロック発生部１１及びＳＴＣカウンタ１２とは別に、サブクロック発生部２１及びサブカウンタ２２を設けているため、クロック再生装置２０のレイアウト設計をより自由に行うことができる。例えば、システムクロック発生部１１とタイムスタンプ付加部１３との間に配線を延設することが困難である場合には、タイムスタンプ付加部１３の近くに、サブクロック発生部２１及びサブカウンタ２２を設けることができる。
【００４９】
次に、図６を参照して、ＰＣＲパケット処理部２３によるシステムクロックの再生処理について、その詳細を説明する。ＰＣＲパケット処理部２３は、ＰＣＲ抽出部２３１と、初回オフセット保持部２３２と、オフセット付加部２３３と、タイムスタンプ抽出部２３４と、第１差分演算部２３５と、第１フォーマット変換部２３６と、第２フォーマット変換部２３７と、第２差分演算部２３８と、第３差分演算部２３９と、ループフィルタ２４０とを備えている。
【００５０】
ここで、ＰＣＲ抽出部２３１、初回オフセット保持部２３２及びオフセット付加部２３３は、ＰＣＲにより校正された時刻情報を生成するための機能ブロックであり、第１実施形態と同じ処理を行っている。一方、タイムスタンプ抽出部２３４、第１差分演算部２３５、第１フォーマット変換部２３６、第２フォーマット変換部２３７、第２差分演算部２３８、第３差分演算部２３９及びループフィルタ２４０は、システムクロックの発振周波数を、送信機のクロックの発振周波数に一致させるための機能ブロックである。
【００５１】
システムクロックの発振周波数を、送信機のクロックの発振周波数に一致させるための機能について説明する。タイムスタンプ抽出部２３４は、ＰＣＲパケット処理部２３にトランスポートパケットが取り込まれると、そのトランスポートパケットの先頭に付加されたタイムスタンプを分離して抽出する。既述のとおり、タイムスタンプは、トランスポートパケットがクロック再生装置２０に取り込まれた時の、サブカウンタ２２によるクロックのカウント値であり、３２ビットのデータである。
【００５２】
一方、第１差分演算部２３５は、ＰＣＲ抽出部２３１によりトランスポートパケットから抽出されたＰＣＲの値から、初回オフセット保持部２３２により保持されているオフセット値を減算する。第１フォーマット変換部２３６は、第１差分演算部２３５により演算された差分値の形式を変換する処理を行う。既述のとおり、ＰＣＲがＭＰＥＧ規格に準拠した４２ビットデータであることから、第１差分演算部２３５により演算される差分値もＭＰＥＧ規格に準拠した４２ビットデータとなっている。よって、第１フォーマット変換部２３６は、上位側ビットの数値に３００を乗算してから下位側ビットの数値を加算することで、差分値を後の処理に適した形式に変換する。
【００５３】
第２フォーマット変換部２３７は、ＳＴＣカウンタ１２から出力されるカウント値を取り込んで、カウント値の形式を変換する処理を行う。ＳＴＣカウンタ１２から出力されるカウント値は、ＰＣＲと同様にＭＰＥＧ規格に準拠した４２ビットデータである。よって、第２フォーマット変換部２３７は、第１フォーマット変換部２３６と同様に、上位側ビットの数値に３００を乗算してから下位側ビットの数値を加算することで、カウント値を後の処理に適した形式に変換する。
【００５４】
第２差分演算部２３８は、サブカウンタ２２から出力されるカウント値から、第２フォーマット変換部２３７により変換されたカウント値を減算して、両カウント値の差分値を演算する。ここで、第２差分演算部２３８により演算される差分値は、ＰＣＲパケット処理部２３がトランスポートパケットからタイムスタンプ及びＰＣＲを抽出して処理するタイミングにおいて、ＳＴＣカウンタ１２から出力されるカウント値と、サブカウンタ２２から出力されるカウント値との差分である。
【００５５】
第３差分演算部２３９は、タイムスタンプ抽出部２３４により抽出されたタイムスタンプと、第１フォーマット変換部２３６により変換された差分値と、第２差分演算部２３８により演算された差分値とに基づいて、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを演算する処理を行う。具体的には、第３差分演算部２３９は、第１フォーマット変換部２３６により変換された差分値から、タイムスタンプの値を減算し、さらに第２差分演算部２３８により演算される差分値を加算することで、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを演算する。
【００５６】
ループフィルタ２４０は、ローパスフィルタであり、第３差分演算部２３９により演算された発振周波数のずれの低周波成分を抽出し、この低周波成分を、周波数制御信号としてシステムクロック発生部１１に出力する。周波数制御信号により、システムクロック発生部１１が生成するシステムクロックの周波数が、送信機のクロックの周波数に一致するように微調整される。このようにして、受信機において、送信機のクロックと発振周波数が同じシステムクロックが再生される。
【００５７】
次に、上述したＰＣＲパケット処理部２３の処理の流れについて説明する。ＰＣＲパケット処理部２３は、クロック再生処理プログラムにより実現される。図７には、クロック再生処理プログラムの動作手順を示すフローチャートが示されている。先ず、ＰＣＲパケット処理部２３は、トランスポートパケットを取り込むと、そのトランスポートパケットからタイムスタンプを抽出し、続いて、ＰＣＲを抽出する（Ｓ７０１、Ｓ７０２）。次に、ＰＣＲパケット処理部２３は、抽出されたＰＣＲが特定の番組について初めて取り込まれたものか否かを判定する（Ｓ７０３）。
【００５８】
ここで、ＰＣＲパケット処理部２３は、初めて取り込まれたＰＣＲであると判定した場合には、ＰＣＲの値からＳＴＣカウンタ１２のカウント値を減算して初回のオフセット値を演算し、この初回のオフセット値にＳＴＣカウンタ１２のカウント値を加算して、ＰＣＲにより校正された時刻情報を求める（Ｓ７０４、Ｓ７０５）。一方、ＰＣＲパケット処理部２３は、初めて取り込まれたＰＣＲではないと判定した場合には、既に演算済みの初回のオフセット値にＳＴＣカウンタ１２のカウント値を加算して、ＰＣＲにより校正された時刻情報を求める（Ｓ７０５）。そして、ＰＣＲパケット処理部２３は、求められた時刻情報を、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ１８に出力する。
【００５９】
次に、ＰＣＲパケット処理部２３は、ＰＣＲの値から初回のオフセット値を減算して差分を求め、この差分値（以下、第１差分値と称する）をフォーマット変換する（Ｓ７０６、Ｓ７０７）。また、ＰＣＲパケット処理部２３は、ＳＴＣカウンタ１２のカウント値をフォーマット変換してから、サブカウンタ２２のカウント値からフォーマット変換後のＳＴＣカウンタ１２のカウント値を減算して差分（以下、第２差分値と称する）を演算する（Ｓ７０８，Ｓ７０９）。
【００６０】
次に、ＰＣＲパケット処理部２３は、第１差分値から、タイムスタンプの値を減算し、さらに第２差分値を加算することで、システムクロックと送信機のクロックとの発振周波数のずれを演算する（Ｓ７１０）。そして、ＰＣＲパケット処理部２３は、発振周波数のずれをループフィルタで処理してから、システムクロック発生部１１に出力する（Ｓ７１１）。これにより、システムクロックの発振周波数が、送信機のクロックの発振周波数に一致するように微調整される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施形態に係るクロック再生装置を示す機能ブロック図である。
【図２】トランスポートパケットを示すデータ構造を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るクロック再生装置の一部であるＰＣＲパケット処理部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るクロック再生装置の処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係るクロック再生装置を示す機能ブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るクロック再生装置の一部であるＰＣＲパケット処理部を詳細に示す機能ブロック図である。
【図７】第２実施形態に係るクロック再生装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０…クロック再生装置、１１…システムクロック発生部、１２…ＳＴＣカウンタ、１３…タイムスタンプ付加部、１４…バッファメモリ、１５…デマルチプレクサ、１６…ＰＣＲパケット処理部、１７…ビデオデコーダ、１８…オーディオデコーダ、１９…セクション処理部、２０…クロック再生装置、２１…サブクロック発生部、２２…サブカウンタ、２３…ＰＣＲパケット処理部、１６１…ＰＣＲ抽出部、１６２…初回オフセット保持部、１６３…オフセット付加部、１６４…タイムスタンプ抽出部、１６５…第１差分演算部、１６６…フォーマット変換部、１６７…第２差分演算部、１６８…ループフィルタ、２３１…ＰＣＲ抽出部、２３２…初回オフセット保持部、２３３…オフセット付加部、２３４…タイムスタンプ抽出部、２３５…第１差分演算部、２３６…第１フォーマット変換部、２３７…第２フォーマット変換部、２３８…第２差分演算部、２３９…第３差分演算部、２４０…ループフィルタ。
【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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【図６】
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【図７】
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