JP5036353B2 - データ再生装置及びデータ再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、音データ等に含まれる同期パターンを検出することができるデータ再生装置及びデータ再生方法に関する。

背景技術におけるデータ再生装置１００は、図４に示すように、インターフェース部１０、同期パターン検出部１２、レジスタ１４、カウンタ１６、同期判定部１８及びデコーダ２０を含んで構成される。データ再生装置１００は、インターフェース部１０を介してメモリ等からＭＰ３等のオーディオデータを含む様々なデータを受信し、受信したデータを再生する。

オーディオデータは、所定のビットレートで符号化及び圧縮化されたフレームとしてストリーム送信される。各フレームには、所定の同期パターンを有するビット列からなる同期信号が付加される。例えば、ＭＰ３フォーマットのデータストリームを構成するフレーム３０は、図５に示すように、１２ビットの同期信号３２、同期信号３２に続く２０ビットのヘッダフレーム３４、ヘッダフレーム３４に続くサブフレーム３６を含んで構成される。ＭＰ３の場合、同期信号３２の同期パターンは“０ｘｆｆｆ”とされる。

ヘッダフレーム３４は、フレームの長さを示すビットレート、フレームの種類（タイプ）、サンプリング周波数、エンファンス情報等のフレームの特性を示す情報を含んで構成される。

すなわち、オーディオデータのストリームは、図６に示すように、所定のフレーム長毎に同期パターンが挿入されたビット列として送信される。また、同期信号の直後のビット列によって、フレーム長、すなわち次の同期パターンまでのデータ長が示される。

オーディオデータは、インターフェース部１０を介して、同期パターン検出部１２へ順次入力される。同期パターン検出部１２は、入力されてくるデータストリームをデコーダ２０へ出力すると共に、内蔵レジスタ等に予め登録されている基準同期パターンと等しいパターンを有するビット列を同期パターンとして検出する。そして、同期パターンの直後に格納されているフレーム長を検出し、そのフレーム長の情報をレジスタ１４に格納する。

同期パターンを検出後、カウンタ１６は、次の同期パターンまでのデータのビット数をカウントする。そして、同期パターン検出部１２において、再度同期パターンが検出されると、同期パターン検出部１２から同期判定部１８へ判定制御信号が入力される。同期判定部１８は、判定制御信号を受けると、そのときのカウンタ１６のカウンタ値とレジスタ１４に格納されているフレーム長とを比較し、両者が適切に一致していれば正しい同期タイミングが検出されたものとしてデコーダ２０へ同期セット信号を出力する。デコーダ２０は、同期セット信号を受けると、その同期タイミングに同期させて、同期パターン検出部１２から入力されてくるデータストリームをレジスタ１４に格納されているフレーム長毎にデコードする。

また、特許文献１には、可変長の任意のビットレートで圧縮符号化されたデータストリームを、疑似同期信号によるノイズの発生を最小限に抑えて再生するデータ再生装置及びその制御方法が開示されている。

この技術では、同期信号検出部に、ヘッダ情報解析器から出力されるストリーム種類カウンタと、ストリーム種類カウンタの値に基づいて信号処理部にストリーム変換の開始を指示するストリーム種類判定部とを搭載しておき、ストリーム種類カウンタの値が所定の値に達した場合には入力信号がストリーム信号であると判定し、所定の値に達していない場合には同期アドレス格納部に格納されているアドレスよりも１ビット進んだところから同期信号の検出を再開する。

特開２００５−２５９２２０号公報

ところで、データストリームには複数のフレームが連続して含まれる。サブフレーム等に同期パターン（図では“０ｘｆｆｆ”としている）と同じビットパターンのデータが含まれていた場合、同期パターン検出部１２においてそのビットパターンを同期パターンとして誤って検出する可能性がある。そうすると、同期パターン検出部１２において次に同期パターンを検出した際に、レジスタ１４に格納されているフレーム長とカウンタ１６のカウンタ値とが一致せず、同期パターンを検出するまでに時間がかかり、デコーダ２０におけるデータストリームのデコード処理の開始が遅れるなどの障害となる場合がある。

本発明は、上記課題を鑑み、音データ等に含まれる同期パターンをより高い確度で検出することができるデータ再生装置及びデータ再生方法を提供することを目的とする。

本発明は、予め設定された基準同期パターンと一致するビットパターンをデータストリームから検出し、検出が成功する毎に、前記検出されたビットパターンに対応するデータフレームのフレーム長を抽出し、前記抽出されたフレーム長を記憶部に記憶させる同期パターン検出部と、前記検出が成功する毎に、前記記憶部に記憶された複数のフレーム長と、前記ビットパターンが検出されてからのデータストリームのビット長と、に基づいて、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定する同期判定部と、を備えることを特徴とするデータ再生装置である。

例えば、複数のレジスタと、前記複数のレジスタにそれぞれ対応し、データストリームのビット数をそれぞれカウントする複数のカウンタと、を備え、前記同期パターン検出部は、前記検出が成功する毎に、前記複数のレジスタからサイクリックに選択されたレジスタに、前記検出されたビットパターンに対して抽出されたフレーム長を格納し、前記同期判定部は、前記検出が成功する毎に、互いに対応する前記レジスタに格納されているフレーム長と前記カウンタのカウンタ値とに基づいて、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定する構成としてもよい。

また、前記同期判定部は、前記複数のレジスタに格納されているフレーム長と前記基準同期パターンのビット長との差分値が、前記複数のレジスタにそれぞれ対応する前記複数のカウンタのカウンタ値と所定のビット数の範囲内にある場合に、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであると判定することもできる。

また、前記データストリームに対して所定の処理を行う信号処理部を備え、前記信号処理部は、前記同期判定部の判定結果に応じて前記所定の処理を行うことが好適である。例えば、前記データストリームが圧縮オーディオデータのデータストリームである場合、前記信号処理部における前記所定の処理は、前記圧縮オーディオデータの伸張処理又は復号化処理とすることができる。

このような装置構成により、データストリームから予め設定された基準同期パターンと一致するビットパターンを検出する工程と、前記検出が成功する毎に、前記検出されたビットパターンに対応するデータフレームのフレーム長を抽出し、前記抽出されたフレーム長を記憶部に記憶させる工程と、前記検出が成功する毎に、前記記憶部に記憶された複数のフレーム長と、前記ビットパターンが検出されてからのデータストリームのビット長と、に基づいて、前記検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定する工程と、を備えることを特徴とするデータ再生方法を実行することができる。

本発明によれば、データストリームに含まれる同期パターンをより高い確度で検出することができる。これにより、データストリームに対する処理をより迅速に開始することが可能となる。

本実施の形態におけるデータ再生装置２００は、図１に示すように、インターフェース部４０、同期パターン検出部４２、レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎ、カウンタ４６ａ，４６ｂ・・・４６ｎ、同期判定部４８及びデコーダ５０を含んで構成される。データ再生装置２００は、インターフェース部４０を介してメモリ等からＭＰ３等のオーディオデータを含む様々なデータを受信し、受信したデータ再生する。

インターフェース部４０は、ＭＭＣ（マルチメディアカード）規格に則ったインターフェースであり、フラッシュメモリ等のＮＡＮＤ型外部メモリを装着可能である。外部メモリはコンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア（登録商標）、ＳＤカード(登録商標)、メモリステック（登録商標）等の様々なタイプとすることができる。インターフェース部４０に装着された外部メモリからオーディオデータ等がデータストリームとして同期パターン検出部４２へ読み込まれる。

なお、インターフェース部４０には著作権保護機構を設けてもよい。例えば、ＣＰＲＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ Ｍｅｄｉａ）やＵＤＡＣ−ＭＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｄｉａ Ｂａｓｅ）等の規格に則った著作権保護処理が行われる。

また、インターフェース部４０は、インターネットやＬＡＮ等のネットワークからデータストリームを受信するためのネットワークインターフェースとしてもよい。この場合、ネットワークを介してインターフェース部４０に接続された外部装置からオーディオデータ等がデータストリームとして同期パターン検出部４２へ読み込まれる。

同期パターン検出部４２は、インターフェース部４０から入力されてくるデータストリームを受けて、受信したデータストリームをデコーダ５０へ転送すると共に、データストリームに含まれる同期パターンを検出する。同期パターン検出部４２は、同期パターンの検出に応じてカウンタ４６ａ，４６ｂ・・・４６ｎのいずれかにリセット信号を出力する。

上記のように、オーディオデータは、所定のビットレートで符号化及び圧縮化されたフレームとしてストリーム送信されてくる。各フレームには、図５に示したように、所定の同期パターン（ＭＰ３では“０ｘｆｆｆ”）を有するビット列からなる同期信号３２、ヘッダフレーム３４、サブフレーム３６を含んで構成される。そこで、同期パターン検出部４２は、内蔵又は外部レジスタに予め格納されている基準同期パターンと一致するビット列をデータストリームのなかから同期パターンとして検出する。

例えば、データストリームがＭＰ３のフォーマットである場合、同期パターン検出部４２は、内蔵メモリに予め格納されている同期パターン“０ｘｆｆｆ”と、インターフェース部４０から入力されてくるデータストリームのビットパターンと、を比較し、一致するビットパターンを同期パターンとして検出する。また、同期パターン“０ｘｆｆｆ”に連続するヘッダフレームに含まれるフレーム長のデータを抽出する。同期パターン検出部４２は、同期パターンが検出されると、同期判定部４８へ判定制御信号を出力する。

また、同期パターン検出部４２は、同期パターンの後に所定ビット数で格納されているビットレートやパディングビットを抽出し、それらの値からフレーム長を算出する。同期パターン検出部４２は、レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎの１つをサイクリックに順次選択し、抽出したフレーム長の情報を選択されたレジスタに格納する。さらに、選択されたレジスタに対応するカウンタの値をリセットする。選択されたレジスタへのフレーム値の格納処理、及び、選択されたレジスタに対応するカウンタのリセット処理は、同期判定部４８におけるレジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎからのフレーム長のデータの読み込み処理、及び、同期判定部４８におけるカウンタ４６ａ，４６ｂ・・・４６ｎからのカウンタ値の読み込み処理、が終了するタイミングで行われる。

レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎは、オーディオデータのフォーマットにおけるフレーム長のデータのビット数に合わせたメモリ容量を有する記憶部である。レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎは、同期パターン検出部４２において抽出されたフレーム長を受けて、そのデータを格納及び保持する。レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎは、フレーム長のほかにアドレス情報を格納する構成としてもよい。例えば、同期パターンの先頭アドレス情報を格納することで、後述するデコーダ５０での伸張処理や復号化処理を迅速に開始することができる。

カウンタ４６ａ，４６ｂ・・・４６ｎは、同期パターン検出部４２からデータストリームを受信し、同期パターン検出部４２からリセット信号が入力されてから次にリセット信号が入力されるまでのデータストリームに含まれるビット数をカウントする。

具体的には、まずレジスタ４４ａ及びそれに対応するカウンタ４６ａが選択される。同期パターン検出部４２は、同期パターンを検出すると、それに続くデータストリームからフレーム長のデータを抽出し、そのデータをレジスタ４４ａに格納する。さらに、レジスタ４４ａに対応するカウンタ４６ａをリセットしてカウンタ値を０に戻す。このとき、後述する同期判定部４８におけるフレーム長及びカウンタ値の読み込み処理が終了するタイミングより後に、レジスタ４４ａへのデータの格納処理、及び、カウンタ４６ａのリセット処理を実行する。同期パターン検出部４２は、レジスタ４４ａ及びカウンタ４６ａ，レジスタ４４ｂ及びカウンタ４６ｂ・・・レジスタ４４ｎ及びカウンタ４６ｎのように、互いに対応するレジスタ及びカウンタをサイクリックに順次選択しつつ、同期パターンを検出する毎に同様の処理を行う。

同期判定部４８は、同期パターン検出部４２から判定制御信号を受けると、レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎに格納されているデータと、レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎの各々に対応するカウンタ４６ａ，４６ｂ・・・４６ｎのカウンタ値とを読み出し、内部レジスタに格納する。そして、互いに対応するレジスタとカウンタの値を比較し、それぞれ適切な対応となっているか否かを判定する。

例として、レジスタ４４ａのフレーム長と、レジスタ４４ａに対応するカウンタ４６ａのカウンタ値の比較処理について説明する。データストリームがＭＰ３のフォーマットである場合、図２に示すように、カウンタ４６ａのカウンタ値が、レジスタ４４ａに格納されている１フレームのフレーム長から同期パターンのビット数（“０ｘｆｆｆ”＝８０ビット）を引いた値と一致する場合に、レジスタ４４ａのフレーム長とカウンタ４６ａのカウンタ値は適切に対応し合っていると判定することができる。他のレジスタのデータ及びそれに対応するカウンタのカウンタ値についても同様に比較処理を行う。

なお、レジスタ４４ａ，４４ｂ・・・４４ｎのいずれかに未だにフレーム長のデータが格納されていない場合には、そのレジスタに対する比較処理は行わない。

また、カウンタ４６ａにおけるビット数のカウント処理に、例えばビット落ち等の誤差が生ずる可能性がある場合には、図３に示すように、カウンタ４６ａのカウンタ値が、レジスタ４４ａに格納されているフレーム長と同期パターンのビット数（“０ｘｆｆｆ”＝８０ビット）との差から所定のビット数の誤差範囲内にあれば、レジスタ４４ａのフレーム長とカウンタ４６ａのカウンタ値は適切に対応し合っていると判定してもよい。

同期判定部４８は、少なくとも１つのレジスタのフレーム長とそれに対応するカウンタのカウンタ値とが適切に対応していると判定した場合にはデコーダ５０に同期セット信号を出力し、そうでない場合にはデコーダ５０に同期セット信号を出力しない。

このように、レジスタとカウンタのペアを複数設けることによって、データストリームにおいて検出された同期パターンの各々に対して抽出されたフレーム長と、次に出現する同期パターンまでのビット数と、が一致するか否かを、レジスタ及びカウンタのペアの数だけ遡って判定することができる。したがって、サブフレーム３６等に同期パターンと偶然一致するビットパターンが含まれていた場合でも、従来のデータ再生装置よりも迅速に正しい同期パターンの検出を行うことができる。

デコーダ５０は、所定のフォーマットで符号化処理や圧縮処理されたオーディオデータを同期パターン検出部４２から受信し、オーディオデータをそのフォーマットに則して伸張処理や復号化処理する。本実施の形態では、オーディオデータのフォーマットとしてＭＰ３を例に説明を行っているが、他のフォーマットとしては、例えば、ＡＡＣ等が挙げられる。デコーダ５０は、伸張処理や復号化処理等のデコード処理を行う際に、同期判定部４８から同期セット信号が入力されたタイミングに同期させて、データストリームの各フレームの先頭ビットを求めて処理を行う。

以上のように、本実施の形態におけるデータ再生装置２００によれば、データストリームに含まれる同期パターンをより高い確度で迅速に検出することができる。これにより、データストリームに対する処理をより迅速に開始することが可能となる。

特に、本発明の実施の形態で採り上げた圧縮オーディオデータのフォーマットにおける同期パターンは比較的データ長が短い。そのため、データストリームの中に同期パターンと同じビットパターンが偶然存在する確率も高く、誤った同期パターンを検出する場合が多い。そのため、背景技術におけるデータ再生装置１００では、正しい同期パターンを検出するまでに時間がかかっていた。本発明の実施の形態によれば、データストリームの中に誤った同期パターンが存在する場合においても、正しい同期パターンを高い確度で迅速に検出することができる。

本発明の実施の形態におけるデータ再生装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態における同期判定処理を説明する図である。 本発明の実施の形態における同期判定処理を説明する図である。 背景技術におけるデータ再生装置の構成を示す図である。 ＭＰ３フォーマットにおけるデータのフレームの構成を示す図である。 オーディオデータのデータストリームの構成を示す図である。

符号の説明

１０ インターフェース部、１２ 同期パターン検出部、１４ レジスタ、１６ カウンタ、１８ 同期判定部、２０ デコーダ、３０ フレーム、３２ 同期信号、３４ ヘッダフレーム、３６ サブフレーム、４０ インターフェース部、４２ 同期パターン検出部、４４ａ〜４４ｎ レジスタ、４６ａ〜４６ｎ カウンタ、４８ 同期判定部、５０ デコーダ、１００，２００ データ再生装置。

Claims (6)

1. 予め設定された基準同期パターンと一致するビットパターンをデータストリームから検出し、
   検出が成功する毎に、前記検出されたビットパターンに対応するデータフレームのフレーム長を抽出し、前記抽出されたフレーム長を記憶部に記憶させる同期パターン検出部と、
   前記検出が成功する毎に、前記記憶部に記憶された複数のフレーム長と、前記ビットパターンが検出されてからのデータストリームのビット長と、に基づいて、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定する同期判定部と、
   を備えることを特徴とするデータ再生装置。
2. 請求項１に記載のデータ再生装置であって、
   複数のレジスタと、
   前記複数のレジスタにそれぞれ対応し、データストリームのビット数をそれぞれカウントする複数のカウンタと、を備え、
   前記同期パターン検出部は、前記検出が成功する毎に、前記複数のレジスタからサイクリックに選択されたレジスタに、前記検出されたビットパターンに対して抽出されたフレーム長を格納し、
   前記同期判定部は、前記検出が成功する毎に、互いに対応する前記レジスタに格納されているフレーム長と前記カウンタのカウンタ値とに基づいて、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定することを特徴とするデータ再生装置。
3. 請求項２に記載のデータ再生装置であって、
   前記同期判定部は、前記複数のレジスタに格納されているフレーム長と前記基準同期パターンのビット長との差分値が、前記複数のレジスタにそれぞれ対応する前記複数のカウンタのカウンタ値と所定のビット数の範囲内にある場合に、前記同期パターン検出部において検出されたビットパターンが正しい同期パターンであると判定することを特徴とするデータ再生装置。
4. 請求項２に記載のデータ再生装置であって、
   前記データストリームに対して所定の処理を行う信号処理部を備え、
   前記信号処理部は、前記同期判定部の判定結果に応じて前記所定の処理を行うことを特徴とするデータ再生装置。
5. 請求項４に記載のデータ再生装置であって、
   前記データストリームは、圧縮オーディオデータのデータストリームであって、
   前記信号処理部における前記所定の処理は、前記圧縮オーディオデータの伸張処理又は復号化処理であることを特徴とするデータ再生装置。
6. データストリームから予め設定された基準同期パターンと一致するビットパターンを検出する工程と、
   前記検出が成功する毎に、前記検出されたビットパターンに対応するデータフレームのフレーム長を抽出し、前記抽出されたフレーム長を記憶部に記憶させる工程と、
   前記検出が成功する毎に、前記記憶部に記憶された複数のフレーム長と、前記ビットパターンが検出されてからのデータストリームのビット長と、に基づいて、前記検出されたビットパターンが正しい同期パターンであるか否かを判定する工程と、
   を備えることを特徴とするデータ再生方法。

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