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JP2001094943A - Ｍｐｅｇ復号器の同期方法及び同期装置 - Google Patents

Ｍｐｅｇ復号器の同期方法及び同期装置

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Publication number
JP2001094943A
JP2001094943A JP2000237477A JP2000237477A JP2001094943A JP 2001094943 A JP2001094943 A JP 2001094943A JP 2000237477 A JP2000237477 A JP 2000237477A JP 2000237477 A JP2000237477 A JP 2000237477A JP 2001094943 A JP2001094943 A JP 2001094943A
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time
image
data
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はMPEG復号器の同期方法及び装置の提
供を目的とする。 【解決手段】 本発明の方法は、局部クロックLSTCと関
係した画像のビデオの実際の提示時点Tpresを計算し、
計算された表示時点と画像のビデオに関して符号器が期
待する表示時点に対応したPTSラベルとの間のオフセッ
トSTCOを計算することにより、バーチャルクロックVSTC
=STCO＋LSTCを定め、バーチャルクロックVSTCに関連し
た時点PTSで画像に対応したビデオ及びオーディオを提
示する。本発明は、符号化データを記録するハードディ
スク及びMPEG復号器を有する衛星復号器並びにディジタ
ルテレビジョン受信機に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体から生ず
る圧縮データを復号化するMPEG復号器を同期させる方法
に関する。また、本発明は、この方法を実施するMPEG復
号器、かかるMPEG復号器を含む衛星復号器又はテレビジ
ョン受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１には、MPEGデータストリームのハー
ドディスクへの記録を用いる衛星復号器の構造が示され
ている。
【０００３】MPEGプログラムストリーム（PS）は、マル
チプレクサ１の入力で受信される。マルチプレクサ１
は、PES（パケット化基本ストリーム）データパケット
の形式でプログラムのデータを出力する。データはメモ
リ２に送られ、次に、データを記録するため、ディスク
インタフェース３を経由してハードディスク４に送られ
る。
【０００４】データを読み出すため、ハードディスク４
は、ディスクインタフェース５及びメモリ６に接続され
る。第１のメモリ出力はビデオMPEG復号化回路７に接続
され、第２のメモリ出力はオーディオMPEG復号化回路８
に接続される。これらの復号化回路７及び８からの出力
は、それぞれ、ディジタル・アナログ変換器、次いで、
テレビジョン受信機（図示されない）に伝達されるビデ
オキュー及びオーディオキューに対応する。
【０００５】メモリ回路６は、特に、ハードディスク４
に蓄積されたオーディオ及びビデオデータをデマルチプ
レクスすることが可能である。分離されたビデオPESデ
ータ及びオーディオPESデータは、それぞれに対応した
復号化回路によって処理される。
【０００６】ハードディスクに蓄積されたデータは、ス
トリームをデマルチプレクスしたの値に得られたデータ
である。したがって、PSプログラムストリームは記憶さ
れないので、読み出しの際にPSプログラムストリームを
再生すること、このストリームを構成する全てのプログ
ラムを記憶すること、或いは、キーワード記録と共にス
クランブル処理されたデータを記録することなどが回避
される。
【０００７】ハードディスクを備えた環境、すなわち、
復号化前にデータをハードディスク上に中間記憶する環
境に関する特定の特性を強調するため、従来の構造によ
るMPEG標準に準拠した復号器の動作方法、すなわち、た
とえば、衛星伝送若しくはケーブルを介して所定の伝送
ビットレートでそのままデータストリームを受信する復
号器の動作方法を説明する。
【０００８】復号器のバッファメモリの管理は、MPEG標
準の場合、バーチャルメモリと呼ばれるモデリングに基
づいて行なわれる。実際上、シーケンスを構成する各画
像の符号化は一定コストで実行されず、符号器の出力側
のバッファメモリはデータストリームを一定平均ビット
レートで送出するため使用される。復号器側でも、一定
ビットレートデータストリームから可変コスト画像を送
出するためバッファメモリが必要とされる。復号器のバ
ッファメモリの管理は、特に、データストリーム内で符
号器によって伝送されたクロックと、伝送された画像に
割り付けられたタグとに基づいて行なわれ、画像が復号
器のメモリから出る時点が定義され、画像を符号器のメ
モリに記憶する時点と復号器のメモリから読み出す時点
の間の時間間隔は各画像に対し同一でなければならな
い。
【０００９】これは、MPEG標準のPCR（プログラムクロ
ック基準）に関係し、PCRは、データストリーム内で伝
送された時間キューであり、このPCRに基づいて復号器
の同期が行なわれる。
【００１０】これは、また、MPEG標準のDTS（復号化タ
イムスタンプ）タグに関係し、DTSタグはストリームで
伝送されるフィールドであり、画像が復号器内で復号化
されるべき時点を示す。
【００１１】トランスポート・ストリームTSに現れるPC
Rキューは、時間を計算するため復号器によって使用さ
れる。PCRは、復号器レベルでスケジューリングタグを
送出する。
【００１２】DTSは復号化スケジュールを与え、すなわ
ち、画像が復号器のバッファメモリから読み出され、復
号化されるべき時点を与える。
【００１３】PCRキュー及びDTSキューは、それぞれ、ト
ランスポート・ストリームTSの188バイトパケットヘッ
ダ及びPESストリームのパケットヘッダで伝送され、第
１のパケット化ステップがトランスポート・ストリーム
TSの生成の際に必要とされる。
【００１４】PTS（プレゼンテーション・タイム・スタ
ンプ）は、画像の表示時点に対応し、復号化後に画像の
並べ替えを行える。PTSはPESストリームのパケットヘッ
ダに存在する。
【００１５】MPEG復号器がハードディスクから与えられ
たデータに基づいて動作するとき、これらのデータは復
号器のテンポで使われる。復号化された画像を表示する
ためのオーディオ及びビデオ復号器の同期信号（VSYN
C）は、毎秒約２５画像を送出するように局部27MHzクロ
ックによって調整される。記録は、オーディオ及びビデ
オPESのレベルで行なわれるので、PSストリームのPCRに
関係したキューは失われ、局部クロックの従属化の役に
立たない。従属性が欠如することによって、ハードディ
スクの書き込み及び読み出しポインタのレベルで管理上
の問題が生じ、オーディオ及びビデオ信号のレベルで同
期上の問題が生じる。
【００１６】ポインタの管理に関して、ハードディスク
への同時的な書き込みが行なわれないため、ポインタ管
理の問題があまり難しくない読み出し専用モードと、読
み出し／書き込みモードの二つのモードを考慮すべきで
ある。
【００１７】読み出し専用モードの場合、先に記録され
たストリームが再生されるとき、自走発振中の局部クロ
ックの精度は十分である。記録の定格値に対する変動
は、40msのビデオ画像の区間内で検出される。テレビジ
ョン及び視聴者のレベルの許容度は十分に大きいので、
専門家用テレビジョンの標準よりもかなり低い精度でも
間に合う。
【００１８】その理由は、画像同期信号（VSYNC）が27M
Hzクロックに基づいて定義されるからである。この信号
は40msの周期を有する。局部クロックの精度に起因した
この信号の低速のドリフトは全く問題にならない。なぜ
ならば、テレビジョンは伝送系列の最後に存在するから
である。
【００１９】これに対し、書き込み／読み出しモードの
（書き込みモードに対し読み出しがシフトしたモードで
あり、一般的に、タイム・シフティングと呼ばれるモー
ド）場合、ディスクから読み出したストリームにクロッ
クを従属させ得ないならば、クロックが自走発振するこ
とに起因した不調が生じる可能性がある。
【００２０】記録と読み出しを同時に行う場合、すなわ
ち、タイム・シフト再生の場合、書き込みがディスク上
の読み出しによって追い越される危険性や、遅延が増大
する危険性がある。ドリフトは小さいので、遅延の増大
はそれほど厄介な問題ではない。これに対し、読み出し
が書き込みを追い越した場合、すなわち、読み出しポイ
ンタが書き込みポインタを追い越し、未だ書き込みされ
ていないメモリ領域を読み出し始める場合、描写された
画像は、よくても前の記録中にこの領域に記録されてい
た画像であり、現在記録中の画像は再生されない。この
状況は、記録と読み出しの間のシフトが読み出しの短い
休止に起因するときに起こり得る。この例において、27
MHzのクロックがデータを符号化する際に符号器によっ
て使用されたクロックよりも僅かに速い場合、データの
再生は、データの記録よりも速くなり、長期間に亘っ
て、すなわち、ある区間の記録されたプログラムの間、
読み出しポインタは書き込みポインタを追い越す可能性
がある。したがって、このモードでは、書き込みと読み
出しの間のこのような差（ずれ）を防止する必要があ
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】一つの考え方は、局部
クロックを、記録されている間に現れるストリームのPC
R（プログラムクロック基準）に従属させることであ
る。しかし、この考え方は、記録されたデータの有効性
がアプリオリにはわからないために生ずる別の不具合を
解決しない。書き込みと読み出しは同期しているので、
局部クロックが入力されたストリームのPCRに同期する
場合に、読み出しと書き込みの間の遅延は、復号器がデ
ータを非常に速く使い尽くさない限り維持される。デー
タの使い尽くしは、たとえば、データが間違いを含む場
合に起こり得る。実際上、実時間（ライブ）伝送の場合
に、これらの誤りを含むデータは復号器のバッファを読
むときに即座に検出されるが、ハードディスクへの記録
の場合には、このような誤りを含むデータを即座に検出
することはできず、これらのデータが復号器のバッファ
に記憶され、読み出された後に始めて検出することがで
きる。誤りを含むデータが復号器によって検出されたと
き、復号器は再同期を行い、直ちにバッファを空にして
データの損失を生じさせ、バッファを一杯にするためハ
ードディスクへのアクセスが繰り返し行なわれる。この
場合、読み出しポインタは書き込みポインタを追い越す
可能性がある。これは、誤りを含むキューの伝送時、又
は、たとえば、良くない伝送条件によるデータ伝送の損
失時に起こり得る。
【００２２】オーディオ及びビデオデータの同期に関す
る限り、読み出し専用モードであるか、読み出し／書き
込みモードであるかには係らず、たとえば、読み出し専
用モードでは、局部クロックを初期化し、PCRキューに
同期させ得ないということは、ビデオとオーディオの間
の同期の問題を生じさせる。なぜならば、局部クロック
に対する表示の時点に関するキューは、この局部クロッ
クが符号器のクロックと同期しなくなるために利用でき
ないからである。
【００２３】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、パケット化基
本ストリーム（PES）オーディオ及びビデオデータパケ
ットにより構成され記録媒体から得られる圧縮データを
復号化するMPEG復号器を同期させる方法であって、局部
クロックLSTCと関係した画像のビデオの実際の表示時点
Tpresを計算するステップと、バーチャルクロックVSTC=
STCO＋LSTCを定めるため、上記計算された表示時点と、
上記画像のビデオに関して符号器が期待する表示時点に
対応したPTSラベルとの間のオフセットSTCOを計算する
ステップと、上記バーチャルクロックVSTCに関連したPT
S日時で上記画像に対応したビデオ及びオーディオを提
示するステップとを有する方法である。
【００２５】本発明の具体的な特徴によれば、ビデオ復
号器のバッファを通るビデオの通過時間には所定の値TV
BVが与えられる。
【００２６】本発明の変形例によれば、TVBVの判定はPE
Sデータを記録媒体に記録するビットレートに依存す
る。
【００２７】本発明の変形例によれば、TVBVの判定はVB
V_delayに依存する。
【００２８】本発明の具体的な特徴によれば、オフセッ
トSTCOは、 STCO＝PTS−TVBV−TVSYNC−（TimeRef×40ms）−TDEC−
LSTCpic であり、式中、TVSYNCはフレーム周期に一致し、TDECは
フレーム周期の回数に切り上げられた画像の復号化の間
隔に一致し、TimeRefは並べ替えのための画像の時間的
基準を表し、LSTCpicは最初の画像の検出の時点に関係
する。
【００２９】本発明の具体的な動作方法は、記録された
データをシフトモード（タイム・シフティング）で読み
出す方法であって、データは書き込みポインタに基づい
て記録され、記録されたデータは読み出しポインタに基
づいてシフトされた時間に読み出され、読み出しポイン
タと書き込みポインタの間には最小のギャップが与えら
れ、このギャップが実現されたとき、復号器のフリーズ
モードが作動される。
【００３０】本発明は、さらに、MPEG復号器をPESデー
タパケットを含む記録されたMPEGストリームに同期させ
る装置であって、バーチャルクロックVSTCを定義するた
め、LSTCタグで計算されるような画像のビデオの提示の
時点Tpresと、符号器から供給されたこの画像の提示のP
TS値との間の差に一致し、復号器の局部クロックLSTCに
適用されるオフセットSTCOを計算する手段を有し、オー
ディオデータ及びビデオデータの復号化はバーチャルク
ロックVSTCがPTS値に一致したときに行われることを特
徴とする。
【００３１】また、本発明は、MPEG復号器と請求項１１
に係る同期装置を有する衛星復号器である。また、本発
明は、MPEG復号器と請求項１１に係る同期装置を有する
テレビジョン受信機である。
【００３２】PES形式のプログラムをハードディスクに
局部的に記録するためには、再生時に、局部クロックの
従属化、並びに、ビデオ復号器とオーディオ復号器の同
期に注意する必要がある。
【００３３】ここで提案された方法は、公称的な動作に
できるだけ類似したモードでオーディオ及びビデオ復号
器を動作させることができる態様で衛星伝送のコンポー
ネントをエミュレートしようとする。
【００３４】本発明の特徴及び効果は、以下の例示的な
説明と、添付図面とから明らかになるであろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】［ポインタの管理］図２の（ａ）
及び（ｂ）は、オーディオキュー及びビデオキューをハ
ードディスクに書き込み、ハードディスクから読み出す
動作を概略的に示す図である。
【００３６】図２の（ａ）はハードディスクへの書き込
み動作に対応する。ビデオPES及びオーディオPESは、デ
ィスク上の全く同一の128kBブロック（256アドレッシン
グブロック）、または、512バイトのLBA(論理ブロック
アドレッシング)に記録される。ビデオは112kBを占有
し、サウンドは、オーディオビットレートに比例して残
りの16kBの一部分を占有する。112kBのビデオが一時記
憶される間に到着したオーディオの量に対応した値ｑ
は、128kBブロックの先頭に書き込まれ、記憶されたオ
ーディオの量に対応する。ブロックは、ビデオビットレ
ートとオーディオビットレートの比に従って記録され
る。
【００３７】図２の（ｂ）は、ハードディスクの読み出
し動作に対応し、112kBのビデオは、量qkBのオーディオ
情報（可変部分）がオーディオPESストリームを形成す
るよう読み出されるときと同時に、ビデオPESストリー
ムを形成するよう読み出される。
【００３８】図３は、ハードディスクに記憶されたとき
の１ブロックが128kBのデータブロックの系列を示す図
であり、ハードディスクの読み出しポインタ及び書き込
みポインタも示されている。図中、符号９で示された２
個の矢印は、書き込みポインタ（右側の垂直矢印）と読
み出しポインタ（左側の垂直矢印）の間の遅延を表す。
符号１０で示された２個の矢印は、最初に予め規定され
たポインタ間のギャップ、本例では５ブロックを表す。
符号１１で示された２個の矢印は、フリーズギャップ、
すなわち、画像をフリーズさせる最小ギャップを表す。
【００３９】本例の場合、ソフトウェアを用いて、たと
えば、ポインタ間に128kBの最小ギャップを保証する。
最小ギャップに達したとき、復号化は、復号器のメモリ
の読み出しを止めることによって一時的に停止され、こ
れによって、画面上の画像は、書き込みポインタと読み
出しポインタが少なくとも１ブロックによって分離され
るまで、フリーズ（こま止め）される。実際上、初期ギ
ャップは再設定されない。なぜならば、データはいずれ
の場合でも失われ、初期遅延を再設定する目的のためだ
けに画像をフリーズさせたまま保つ利益はないからであ
る。
【００４０】［オーディオ／ビデオ同期］オーディオデ
ータとビデオデータがインターレースモードで記憶され
る場合、プログラム中の二つの成分の再生は、必ず同時
に行われるべきである。この条件は、第１の近似とし
て、第１のビデオバイトと第１のオーディオバイトがそ
れぞれの復号器に同時に到着することである。ビデオが
復号器を通る通過時間が生じるので、第１のビデオバイ
トと第１のオーディオバイトは、復号器に同時に到着し
ても同時に復号化されるわけではない。
【００４１】大容量オーディオバッファメモリの使用を
避けるため、オーディオは符号化の時点から位相が遅れ
る。したがって、再生時に、標準モード（直接伝送）
で、オーディオはビデオと位相が合う。この遅れは、符
号器側で決められ、ビデオビットレートに依存する。
【００４２】データがハードディスクに記録されたと
き、このビデオビットレートでオーディオ復号器及びビ
デオ復号器に伝達されることはないので、オーディオと
ビデオの間に再び位相シフトが生じる。
【００４３】スタートアップ時のビデオ復号器の一般的
な場合の動作態様は、図４のフローチャートに示されて
いる。このスタートアップは以下の通り行われる。
【００４４】復号化処理は、ステップ１２において、特
に、ヘッダを抽出するためデータストリームを受信す
る。ステップ１３では、第１のシーケンスヘッダが検出
されるまでループが繰り返される。第１のシーケンスヘ
ッダが検出された場合、ステップ１４に進み、このシー
ケンスヘッダの後に続く画像ヘッダが読み出される。PT
Sキューを利用できるかどうかがステップ１５でチェッ
クされる。DTSキューがステップ１６で推定される。ス
テップ１７では、DTSを局部クロックLSTCと比較するル
ープが行われる。比較の結果が一致している場合、この
ループから抜け出し、次の同期信号（VSYNC）を受信を
受信したとき、パリティ試験がステップ１８で行われ、
正しいパリティが検出されたとき、ステップ１９の画像
の復号化が始動される。
【００４５】PTSキューが利用できない場合、ステップ
２０において、復号器のバッファメモリが使用される。
ステップ２１で、このバッファメモリの使用状態レベル
がチェックされる。復号化のため要求される最小レベル
に達し、次の同期信号を受信したとき、ステップ１８で
パリティ試験が行われる。画像の復号化のステップ１９
は、正しいパリティが検出されたときに行われる。
【００４６】ビデオPESストリームの復号化はいくつか
の条件下で始まる。最初に、復号器は、ステップ１３で
スタートアップシーケンスを見つけるまで、ストリーム
の開始がわからない。次に、ストリームのエントリーポ
イントを構成する第１のシーケンスヘッダ（SWQ）が識
別される。データは、伝送のビットレートに対応したテ
ンポで復号器のバッファに累積される。シーケンスヘッ
ダの後に、ステップ１４で、画像ヘッダ(picture_heade
r)が復号器によって受信される。
【００４７】第１の画像の復号化のスタートアップのた
め必要とされる最小バッファレベルに関係したキューは
このヘッダ内にある。バッファ内でこのレベルに達した
とき（ステップ２１）、すなわち、ビデオビットレート
に関係した所定の時間後、復号器は、復号化を命令する
ため（ステップ１９）、垂直同期信号(VSYNC)のパリテ
ィが正しいかどうかを検査する（ステップ１８）。
【００４８】遅れ量VBV_delayがストリーム内で利用で
きない場合、PTS(提示タイムスタンプ)が復号化のスタ
ートアップを定める。
【００４９】スタートアップに関して、直接受信（すな
わち、ディスクへの記憶を伴わない）と、ハードディス
クからのデータの再生との間の主な相違点は、ディスク
に対して、無限であるかのように見える読み出しビット
レートと、PCR（プログラムクロック基準）に同期した
局部クロックLSTC（ローカルシステムタイムクロック）
が存在しないことである。
【００５０】ストリームのスタートアップ中に、ハード
ディスクからバッファを充填する際に実現可能な高ビデ
オビットレートのため、第１の画像の復号化は、直接受
信の場合よりも早く行われるので、オーディオとビデオ
の間に位相シフトが生じる。本発明によって実現され、
以下に説明されるビデオと関連したオーディオの同期
は、このような位相シフトを回避することが可能であ
る。
【００５１】LSTCの主要な役割は、通常、ストリーム制
御と、オーディオとビデオの同期である。ストリーム制
御は、データがディスクから供給される場合には問題に
ならない。なぜならば、伝送は、メモリバッファが一杯
になると直ちに停止されるからである。したがって、デ
ータ損失の危険性は無い。これに対して、基準クロック
は、オーディオをビデオと同期させるために依然として
必要である。ビデオのPTSキューから再生されたバーチ
ャルSTCクロック（VSTC）の利用はこの同期を実現させ
得る。
【００５２】バーチャルSTCは、オーディオがクロック
と同期できるようにビデオ処理によってできる限りすば
やく初期化されるべきである。初期化のため必要とされ
るキューは、局部STCカウンタ（LSTC）の値と、第１の
画像のPTSと、（もし、存在するならば）第１の画像の
遅れ量VBV_delayと、画像の並べ替えのため使用される
第１の画像の時間基準（TimeRef）と、垂直同期VSYNCの
パリティとである。
【００５３】ディスクを読み出すときに高ビットレート
が利用可能であるならば、第１の画像ヘッダ(PICヘッ
ダ)を取得する間に獲得されるこれらのキューは、非常
にすばやく利用可能である。
【００５４】図５は、復号化された画像を提示するため
必要とされる種々のステップを時間的に概略的に示す図
である。上端には、ディスクに格納され、現在ディスク
から読み出されているデータの系列が示されている。こ
のバンドはフレーム周期に分けられる。
【００５５】以下の説明中、日時を表すためのTpic（小
文字）と、間隔を表すためのTVBV（大文字）の表記が採
用される。
【００５６】シーケンスヘッダの後の第１の画像ヘッダ
を検出した後、ブロックの読み出し及び記録が、VBV_de
layに対応した時間TVBVの間、復号器のバッファで行わ
れる。この時間の経過後、パリティ検査が行われる。図
５に示されるように、同期信号が復号化される準備がで
きている画像のパリティと逆パリティであるならば、TV
SYNC(20ms)と一致した間隔が復号化の時点を決めるため
加えられる。この時点はTdecとして示される。実際の復
号化の間隔がフレーム周期よりも長い場合（図５では、
［復号化］と表記された矩形によって表現されている区
間）、TDECを考慮した復号化の区間は、実際の間隔より
も少し長い間隔TVSYNCの整数倍になるように選択され
る。Tpresが復号化された画像の実際の表示時点を表す
とき、TpresとTdecの間のギャップは、 TDEC＋TimeRef×TVSYNC に一致し、ここで、TimeRefは画像の並べ替えに役立つ
時間基準である。
【００５７】画像の復号化の時点Tdecは、バッファメモ
リのレベルが公称ビットレートで遅れVBV_delayに対応
したレベルに到達した後、できるだけ早く、正しいパリ
ティの第１の同期VSYNCで始まる。ディスクを読む際の
高ビットレートは、復号器のバッファを充填する時間が
短く、かつ、VBV_delayよりも著しく短いということを
意味する。このビットレートは、容易に衛星送信のビッ
トレートの２０倍に達する。より詳しく説明すると、４
Mbit/sの衛星伝送ビットレートで容量1.8Mbitの復号器
のバッファを満たすためには、0.45秒が必要である。こ
の遅れは、ハードディスクから満たされる場合には、0.
03秒まで短縮される。
【００５８】したがって、間隔VBV_delayを待機するこ
となく、直ちにビデオの復号化を開始することができ
る。しかし、オーディオとビデオは同期を保ち続ける必
要がある。オーディオの復号化は、同じ方法で繰り上げ
ることができないので、オーディオはビデオよりも遅れ
る。このような状況は、遅れないようにするためにオー
ディオデータが直ぐに無視されることを要求するので望
ましくない。
【００５９】この欠点を解決し、ディスクによって得ら
れる高ビットレートを補償するため、TVBVと称される遅
延が意図的にビデオに加えられる。この遅延によって、
元のVBV_delayをシミュレートできるようになる。
【００６０】TVBV＝VBV_delay VBV_delayがストリーム内で利用できないとき、式中
で、VBV_delayを復号器バッファのサイズ（std_buffe
r）で置換してもよい。
【００６１】TVBV＝std_buffer／BitRateSat−std_buff
er／BitRateDisk この間隔はビデオビットレート（衛星伝送ビットレート
BitRateSat）及びディスクのビットレート（BitRateDis
k）とは無関係である。
【００６２】ディスクのビットレートは、衛星のビット
レートよりもはるかに高いので、以下のような近似を行
うことができる。
【００６３】TVBV＝std_buffer／BitRateSat 値BitRateSatは書き込みの間に計算される。その理由
は、単位時間に書き込まれるバイト数がわかっているか
らである。
【００６４】バッファのサイズは一般的に1.8Mbitであ
る。
【００６５】この遅れが経過した後、復号器は始動でき
る。しかし、ある種のセットアップの場合、垂直同期の
正しいパリティを待機するため20msの遅延を追加する必
要がある。オーディオスタートアップがビデオよりも遅
れないことを保証することが望ましいので、垂直同期
（VSYNC）との再同期（リフェージング）を行う20msの
遅れ（TVSYNC）がデフォルトで導入される。第１の画像
の検出の日時（Tpic）に対する復号化の開始日時は、 Tdec＝Tpic＋TVBV＋TVSYNC である。
【００６６】復号化の開始時点（Tdec）がわかるので、
提示の時点（Tpres）は画像の時間基準（TimeRef）と、
その復号化のため要求される遅れ（TDEC）とに依存す
る。
【００６７】Tpres＝Tdec＋TimeRef＊40ms＋TDEC Tdecは復号器の実現形態に依存する（典型的に、20ms乃
至40ms）。本例の場合、40msで実現されている。
【００６８】Tdecを上述の計算された値によって置換す
ることにより、 Tpres＝Tpic＋TVBV＋TVSYNC＋TimeRef＊40ms＋TDEC となる。
【００６９】第１の画像が検出された正確な時点での局
部クロックLSTCの値である日時Tpicは必ずしもわからな
くてもよい。その理由は、たとえば、本システムにおい
て、クロックLSTCの実現例は、その値が20msに１回ずつ
サンプリングできるようにする。したがって、Tpicは、
LSTCpicが第１の画像が検出された時点で（前の垂直同
期でサンプリングされた）利用可能なクロックLSTCの値
を表現する以下の式で置き換えることが望ましい。
【００７０】Tpic＝LSTCpic 及び Tpres＝LSTCpic＋TVBV＋TVSYNC＋TimeRef＊40ms＋TDEC 次に、画像の実際の提示時点Tpresと、符号器によって
望まれた提示時点PTSとの間のギャップに対応したオフ
セット値が計算される。この時点PTSは、復号器のクロ
ックが初期化され、PCRと同期した場合に限り重要であ
る。この値PTSは、絶対的な表示時刻を定めるためでは
なく、オーディオ及びビデオの復号化の時点を同期させ
る（同じPTSにする）ために使用される。
【００７１】したがって、オフセットは、局部クロック
に訂正STCO（システムタイムクロックオフセット）を行
い、この局部クロックに基づいて定義された画像の提示
時点TpresをPTSラベルと対応させる。
【００７２】Tpres＋STCO＝PTS STCO＝PTS−TVBV−TVSYNC−（TimeRef×40ms）−TDEC−
LSTCpic したがって、バーチャルクロックVSTCは次のように定義
される。
【００７３】VSTC＝LSTC＋STCO このバーチャルクロックはオーディオの同期用の基準と
して利用される。
【００７４】VSTCの値がPTSに一致する場合、オーディ
オ提示は実行され、ビデオ提示と同期する（位相が合
う）。
【００７５】これらの計算の目的は、画像に関係したビ
デオの有効な提示時点（20msの何倍かの時間LSTC）を予
測し、この画像に関するビデオに関係した理論的な値PT
Sを用いてシフトを計算することである。このシフト
は、次に、オーディオデータの有効な提示時点を決める
ため利用される。
【００７６】オーディオPTSはVSTCを初期化するため使
用され、本例の場合に、オーディオがマスターである。
オーディオフレーム内にPTSが現れる頻度が低いので、
この解決法は採用されない。
【００７７】復号化処理に不連続性が無い場合、ビデオ
復号化とVSTCは同期したままであることがわかる。各画
像の提示の際に、 VSTC＝PTS であることが確認される。
【００７８】ビデオ復号化処理は、２種類の予測できな
い事象によって妨害される。
【００７９】その中の一方は、ディスクから読み出され
たストリームに関連した妨害は、ある種の画像の提示に
遅れを生じさせ、或いは、復号器の再初期化及びデータ
の損失に続いて順方向のジャンプが生じることである。
【００８０】他方は、アプリケーションによる「トリッ
クモード」と呼ばれるモードの実行中に、LSTCが意味を
持たなくなることである。この「トリックモード」とい
う用語は、標準的に使用され、かつ、フレームのこま止
めなどの特殊な動作モードに対応する。
【００８１】すべての場合について、スタートアップ時
と同じように、若しくは、（ポーズの場合）代替値を保
存することによってVSTCを再初期化することが推奨され
る。
【００８２】オフセット（PCRと同期したPTSに対するク
ロックLSTCのずれ）は、定期的に再更新されるべきであ
る。画像周期はリフレッシュ周期であるとみなされる。
【００８３】オーディオの復号化のスタートアップは、
ビデオの復号化のスタートアップよりも早い。スタート
時点を知るためには、VSTCを考慮するだけで十分であ
る。もちろん、VSTCがビデオによって初期化されるまで
待つことが必要である。
【００８４】VSTCがビデオの復号化と適切に同期し続け
ていることが保証される限り、オーディオのビデオとの
同期は、それらのクロックをVSTCに従属させることによ
って全く自然な形で実現される。しかし、オーディオ復
号器が、ビデオ復号器を調節する27MHzの基準クロック
と同期せずに、独立したクロックに同期する場合が起こ
り得る。オーディオ復号器は、その場合、VSTCに従属さ
せられるべきである。
【００８５】もちろん、上述のMPEG復号器及びハードデ
ィスクは、衛星復号器に一体的に組み込まれる。これら
の両方の構成要素、或いは、いずれか一方の構成要素
は、圧縮データを受信するディジタルテレビジョン受信
機の一部を容易に形成する。
【００８６】入力されるデータストリームは、プログラ
ムストリームPSであるとして説明したが、本発明の範囲
を逸脱することなく、データストリームをトランスポー
ト／ストリームTSとすることができる。
【００８７】
【発明の効果】本発明の主要な利点は、PCRを利用する
必要がなく、ハードディスクからデータを読み出す際に
一般的に生じる不具合を防止し、容易に実現できる同期
方法が提案されることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハードディクスを具備した衛星復号器の略構成
図である。
【図２】（ａ）はオーディオ及びビデオデータのディス
クへの書き込み動作を説明し、（ｂ）はオーディオ及び
ビデオデータのディスクからの読み出し動作を説明する
図である。
【図３】 記録されたデータに関係した書き込みポイン
タ及び読み出しポインタを表す図である。
【図４】 従来技術によるスタートアップ時のビデオ復
号器の動作方法を示すフローチャートである。
【図５】 復号化された画像の提示に要求される種々の
ステップを説明する図である。
【符号の説明】
１ マルチプレクサ ２，６ メモリ ３，５ ディスクインタフェース ４ ハードディスク ７ ビデオMPEG復号化回路 ８ オーディオMPEG復号化回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/93 Ｈ０４Ｎ 5/93 Ｚ 7/24 7/13 Ｚ (71)出願人 391000771 46，Ｑｕａｉ Ａｌｐｈｏｓｅ Ｌｅ Ｇ ａｌｌｏ，92648 Ｂｏｕｌｏｇｎｅ Ｃ ｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ，Ｆｒａｎｋｒｅ ｉｃｈ (72)発明者 フランク アベラール フランス国，35220 シャトーブール，リ ュ・シャトーブリアン 20 (72)発明者 ジャン−シャルル ギユモ フランス国，35235 トリネ・フヤール, アヴニュ・アンヌ・ド・ブルターニュ 40

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パケット化基本ストリーム（PES）オー
    ディオ及びビデオデータパケットにより構成され記録媒
    体から得られる圧縮データを復号化するMPEG復号器を同
    期させる方法であって、 局部クロックLSTCと関係した画像のビデオの実際の提示
    時点Tpresを計算するステップと、 上記計算された表示時点と、上記画像のビデオに関して
    符号器が期待する表示時点に対応したPTSラベルとの間
    のオフセットSTCOを計算することにより、バーチャルク
    ロックVSTCを、 VSTC=STCO＋LSTC に従って定めるステップと、 上記バーチャルクロックVSTCに関連した時点PTSで上記
    画像に対応したビデオ及びオーディオを提示するステッ
    プとを有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ビデオ復号器のバッファを通るビデオの
    通過時間に所定の値TVBVが与えられることを特徴とする
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記所定の値TVBVはPESデータを記録媒
    体に記録するビットレートに依存して決まることを特徴
    とする請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】上記所定の値TVBVは遅れ量VBV_delayに依
    存して決まることを特徴とする請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記オフセットは、フレーム周期の回数
    に切り上げられた画像の復号化の期間TDECに依存するこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 計算されたオフセットは１フレーム周期
    TVSYNCずつ増加させられることを特徴とする請求項１記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 上記オフセットSTCOは、 STCO＝PTS−TVBV−TVSYNC−（TimeRef×40ms）−TDEC−
    LSTCpic によって表され、式中、 TVSYNCはフレーム周期に一致し、 TDECはフレーム周期の回数に切り上げられた画像の復号
    化の間隔に一致し、 TimeRefは並べ替えのための画像の時間的基準を表し、 LSTCpicは最初の画像の検出の時点に関係することを特
    徴とする請求項２記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記バーチャルクロックVSTCは、スター
    トアップ時、トリックモード実行時、または、ビデオ復
    号器の再初期化時に再更新されることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 バーチャルクロックVSTCは画像毎に再更
    新されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 書き込みポインタに基づいて記録され
    たデータを、読み出しポインタに基づいてシフトされた
    時間に読み出されるシフトモード（タイム・シフティン
    グ）で読み出すため、上記読み出しポインタと上記書き
    込みポインタの間には最小のギャップが与えられ、上記
    ギャップに到達したとき、復号器のフリーズモードが作
    動されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 MPEG復号器をPESデータパケットを含
    む記録されたMPEGストリームに同期させる同期装置であ
    って、 バーチャルクロックVSTCを定義するため、LSTCタグで計
    算されるような画像のビデオの提示時点Tpresと、符号
    器から供給されたこの画像の提示時点のPTS値との間の
    差に一致し、復号器の局部クロックLSTCに適用されるオ
    フセットSTCOを計算する手段を有し、 オーディオデータ及びビデオデータの復号化はバーチャ
    ルクロックVSTCがPTS値に一致したときに行われること
    を特徴とする同期装置。
  12. 【請求項１２】 MPEG復号器と請求項１１記載の同期装
    置とを有する衛星復号器。
  13. 【請求項１３】 MPEG復号器と請求項１１記載の同期装
    置とを有するテレビジョン受信機。
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