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技術 オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法

出願人 ヤマハ株式会社
発明者 石田厚司
出願日 2004年10月20日 (16年2ヶ月経過) 出願番号 2004-305572
公開日 2006年5月11日 (14年7ヶ月経過) 公開番号 2006-119265
状態 特許登録済
技術分野 デジタル記録再生の信号処理 音声の分析・合成 ディジタル回路網 圧縮、伸長・符号変換及びデコーダ
主要キーワード 専用LSI 巡回バッファ サンプルカウンタ データサンプル数 オーバーサンプリングデータ 出力バッファ領域 チャネル当り オーバーサンプリング処理
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重要な関連分野

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図面 (8)

課題

解決手段

出力バッファ5の領域を領域Aと領域Bに分け、フレームNの前半に、領域Bにデコードデータを書き込むと共に、領域Aの前半に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力する。また、フレームNの後半に、以前に保存したデコードデータを領域Bから読み出しオーバーサンプリングしたデータを領域Bと領域Aの前半部分に書き込むと共に、出力バッファ5の領域Aの前フレームN−1の残りのデータを出力する。この手順を、順次繰り返す。

概要

背景

近時、デジタルオーディオの分野において、MPEオーディオとして、MPEG2 AAC(Advanced Audio Coding)5.1チャネルが使用されることが多くなり、このコンテンツ再生に際してMPEGオーディオデータデコードが必要になる。また、このMPEGオーディオデータのデコードした結果であるPCMオーディオデータオーバーサンプリングした後に、DA変換することが多い。

ここで、従来例として、専用LSIデコード後にオーバーサンプリングを行う例を図6に示す。対象となるデコード処理の一例として、ここではMPEG2 AAC 5.1チャネルデコード後に2倍オーバーサンプリングを実行する例について説明する。

図6において、専用LSI100はDSPで構成され、AACデコード機能とオーバーサンプリング機能とを持つ。AACデコーダ101は、入力ストリーム信号(AACビットストリーム信号)を受信し、フレームを単位としてデコード処理を行う。オーバーサンプリング処理部102は、デコード結果に対してオーバーサンプリング処理を施し、出力バッファ110に記録する。

AACデコーダ101では、フレームを単位としてデコード処理を行い、チャネルあたり1,024ワードサンプル)のデータを一旦出力バッファ110に書き込み、オーバーサンプリング処理部102は、AACデコーダ101でデコードされ一旦出力バッファ110に書き込まれたチャネルあたり1,024サンプルのデコードデータ(PCMオーディオデータ)を、2倍オーバーサンプリングし、フレーム当たり2,048ワードのPCMオーディオデータとして出力バッファ110に書き込む。

また、出力バッファ110には、チヤネルごとに出力バッファ領域Aと出力バッファ領域Bが設けられている。従って、出力バッファ110は、チャネル当り
デコード出力サンプル数×2(A,B領域)×2(2倍オーバーサンプリング)」のデータで構成される。従って、5.1チャネルの場合の出力バッファ110のメモリ容量は、
「6(チャネル)×1,024(サンフ゜ル数)×2(A,B領域)×2(2倍オーハ゛-サンフ゜リンク゛)=24,576ワート゛」となる。

また、図7は、図6に示す従来例の出力バッファ110の動作説明図である。
図7(a)に示すように、フレームNの処理開始時においては、出力バッファ110には、5.1chの各チャネル、L、R、LS、RS、C、LEFの前フレームN−1のオーバーサンプリング結果(2,048ワード/チャネル)が出力バッファ領域Aに記録されている。そして、このフレームNでは、オーバーサンプリング結果を出力バッファ領域B(2,048ワード/チャネル)に書き込みつつ、出力バッファ領域Aのデータを専用LSIの外部(DAC等)に出力する処理を行う。

図7(b)においては、各チャネルの出力バッファ領域Aのデータは旧出力バッファ領域Bのデータであり、出力バッファ領域B(旧出力バッファ領域A)は空きになった領域であり、この領域Bに次のフレームN+1のオーバーサンプリング結果が書き込まれる。なお、この例においては、各チャネルデータ出力開始点(アドレス)を2,048ワード分だけ上位に移動する巡回バッファ構成を採っている。

そして、上記手順が繰り返され、フレームN、N+1、フレームN+2、・・・のデータが順次外部に出力される。

また、図7(c)および図7(d)は、デコード処理とオーバーサンプリング処理のタイミングを説明するための図である。図7(c)に示すように、フレームN−1のデータ出力中に、次のフレームNのデコード処理が行なわれ、その後に引き続いてオーバーサンプリング処理が行われる。そして、オーバーサンプリング結果(オーバーサンプリングデータ)が、出力バッファ領域Bに書き込まれる。

以上、従来の専用LSIを使用した場合のAACデコードおよびオーバーサンプリング処理について説明したが、この従来例においては、各チャネルごとに、データサンプル数の4倍のバッファメモリ容量を必要としていた。

なお、本発明に関連する先行技術文献として、所定周期書き込みモード読み出しモード切り替わるダブルバッファ構成の出力バッファに対して、DSP処理結果を書き込むとともに、所定のサンプリング周期読み出して外部に出力する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、本発明は、オーバーサンプリング処理を行うために必要な出力バッファのメモリ容量の低減を目的しており、特許文献1の発明とは、発明の前提、目的および構成が異なるものである。
特開2004−12967号公報

概要

デジタルオーディオにおけるデコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減する。 出力バッファ5の領域を領域Aと領域Bに分け、フレームNの前半に、領域Bにデコードデータを書き込むと共に、領域Aの前半に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力する。また、フレームNの後半に、以前に保存したデコードデータを領域Bから読み出し、オーバーサンプリングしたデータを領域Bと領域Aの前半部分に書き込むと共に、出力バッファ5の領域Aの前フレームN−1の残りのデータを出力する。この手順を、順次繰り返す。

目的

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、デジタルオーディオのデコードデータをオーバーサンプリングして出力する場合に、デコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる、オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

フレーム単位デコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムであって、前記デコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、前記メモリ領域をアドレス昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用する出力バッファと、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、前記領域α+1にデコードデータを書き込むと共に、前記領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手段と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手段と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手段とを備えることを特徴とするオーバーサンプリングシステム。

請求項2

複数のチャネルデータを含むフレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムであって、前記複数チャネルのデコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、また前記メモリ領域が各チャネルごとに順次割り当てられ、さらに前記各チャネルごとのメモリ領域がアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用される出力バッファと、フレームNの始めの(α−1)/αの期間に、各チャネルのデコードデータを前記各チャネルの領域α+1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手段と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだ各チャネルのデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記各チャネルの領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手段と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手段とを備えることを特徴とするオーバーサンプリングシステム。

請求項3

前記請求項1から2のいずれかに記載のオーバーサンプリングシステムを備えたことを特徴とするデコードLSI。

請求項4

フレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムにおけるオーバーサンプリング方法であって、前記デコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、前記メモリ領域をアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用する出力バッファを設ける手順と、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、前記領域α+1にデコードデータを書き込むと共に、前記領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手順と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手順と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手順とを含むことを特徴とするオーバーサンプリング方法。

請求項5

複数のチャネルデータを含むフレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムにおけるオーバーサンプリング方法であって、前記複数チャネルのデコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、また前記メモリ領域が各チャネルごとに順次割り当てられ、さらに前記各チャネルごとのメモリ領域がアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用される出力バッファを設ける手順と、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、各チャネルのデコードデータを前記各チャネルの領域α+1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手順と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだ各チャネルのデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記各チャネルの領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手順と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手順とを含むことを特徴とするオーバーサンプリング方法。

技術分野

0001

本発明は、フレーム単位圧縮されたデジタルオーディオデコード(伸張)した後にオーバーサンプリング(Oversampling)する、オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法に関し、特に、デコードデータオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファメモリ容量を低減できる、オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法に関するものである。

背景技術

0002

近時、デジタルオーディオの分野において、MPEオーディオとして、MPEG2 AAC(Advanced Audio Coding)5.1チャネルが使用されることが多くなり、このコンテンツ再生に際してMPEGオーディオデータのデコードが必要になる。また、このMPEGオーディオデータのデコードした結果であるPCMオーディオデータをオーバーサンプリングした後に、DA変換することが多い。

0003

ここで、従来例として、専用LSIデコード後にオーバーサンプリングを行う例を図6に示す。対象となるデコード処理の一例として、ここではMPEG2 AAC 5.1チャネルデコード後に2倍オーバーサンプリングを実行する例について説明する。

0004

図6において、専用LSI100はDSPで構成され、AACデコード機能とオーバーサンプリング機能とを持つ。AACデコーダ101は、入力ストリーム信号(AACビットストリーム信号)を受信し、フレームを単位としてデコード処理を行う。オーバーサンプリング処理部102は、デコード結果に対してオーバーサンプリング処理を施し、出力バッファ110に記録する。

0005

AACデコーダ101では、フレームを単位としてデコード処理を行い、チャネルあたり1,024ワードサンプル)のデータを一旦出力バッファ110に書き込み、オーバーサンプリング処理部102は、AACデコーダ101でデコードされ一旦出力バッファ110に書き込まれたチャネルあたり1,024サンプルのデコードデータ(PCMオーディオデータ)を、2倍オーバーサンプリングし、フレーム当たり2,048ワードのPCMオーディオデータとして出力バッファ110に書き込む。

0006

また、出力バッファ110には、チヤネルごとに出力バッファ領域Aと出力バッファ領域Bが設けられている。従って、出力バッファ110は、チャネル当り
デコード出力サンプル数×2(A,B領域)×2(2倍オーバーサンプリング)」のデータで構成される。従って、5.1チャネルの場合の出力バッファ110のメモリ容量は、
「6(チャネル)×1,024(サンフ゜ル数)×2(A,B領域)×2(2倍オーハ゛-サンフ゜リンク゛)=24,576ワート゛」となる。

0007

また、図7は、図6に示す従来例の出力バッファ110の動作説明図である。
図7(a)に示すように、フレームNの処理開始時においては、出力バッファ110には、5.1chの各チャネル、L、R、LS、RS、C、LEFの前フレームN−1のオーバーサンプリング結果(2,048ワード/チャネル)が出力バッファ領域Aに記録されている。そして、このフレームNでは、オーバーサンプリング結果を出力バッファ領域B(2,048ワード/チャネル)に書き込みつつ、出力バッファ領域Aのデータを専用LSIの外部(DAC等)に出力する処理を行う。

0008

図7(b)においては、各チャネルの出力バッファ領域Aのデータは旧出力バッファ領域Bのデータであり、出力バッファ領域B(旧出力バッファ領域A)は空きになった領域であり、この領域Bに次のフレームN+1のオーバーサンプリング結果が書き込まれる。なお、この例においては、各チャネルデータ出力開始点(アドレス)を2,048ワード分だけ上位に移動する巡回バッファ構成を採っている。

0009

そして、上記手順が繰り返され、フレームN、N+1、フレームN+2、・・・のデータが順次外部に出力される。

0010

また、図7(c)および図7(d)は、デコード処理とオーバーサンプリング処理のタイミングを説明するための図である。図7(c)に示すように、フレームN−1のデータ出力中に、次のフレームNのデコード処理が行なわれ、その後に引き続いてオーバーサンプリング処理が行われる。そして、オーバーサンプリング結果(オーバーサンプリングデータ)が、出力バッファ領域Bに書き込まれる。

0011

以上、従来の専用LSIを使用した場合のAACデコードおよびオーバーサンプリング処理について説明したが、この従来例においては、各チャネルごとに、データサンプル数の4倍のバッファメモリ容量を必要としていた。

0012

なお、本発明に関連する先行技術文献として、所定周期書き込みモード読み出しモード切り替わるダブルバッファ構成の出力バッファに対して、DSP処理結果を書き込むとともに、所定のサンプリング周期読み出して外部に出力する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、本発明は、オーバーサンプリング処理を行うために必要な出力バッファのメモリ容量の低減を目的しており、特許文献1の発明とは、発明の前提、目的および構成が異なるものである。
特開2004−12967号公報

発明が解決しようとする課題

0013

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、デジタルオーディオのデコードデータをオーバーサンプリングして出力する場合に、デコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる、オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のオーバーサンプリングシステムは、フレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムであって、前記デコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、前記メモリ領域をアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用する出力バッファと、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、前記領域α+1にデコードデータを書き込むと共に、前記領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手段と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手段と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手段とを備えることを特徴とする。
これにより、出力バッファを有効に活用でき、デジタルオーディオにおけるデコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

0015

また、本発明のオーバーサンプリングシステムは、複数のチャネルデータを含むフレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムであって、前記複数チャネルのデコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、また前記メモリ領域が各チャネルごとに順次割り当てられ、さらに前記各チャネルごとのメモリ領域がアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用される出力バッファと、フレームNの始めの(α−1)/αの期間に、各チャネルのデコードデータを前記各チャネルの領域α+1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手段と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだ各チャネルのデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記各チャネルの領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手段と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手段とを備えることを特徴とする。
これにより、多チャネルのデコードデータをオーバーサンプリングする場合においても、出力バッファを有効に活用でき、デコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

0016

また、本発明のデコードLSIは、上記に記載のいずれかのオーバーサンプリングシステムを備えたことを特徴とする。
これにより、デコードLSI内におけるオーバーサンプリング処理に必要なメモリ容量を低減できる。

0017

また、本発明のオーバーサンプリング方法は、フレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムにおけるオーバーサンプリング方法であって、前記デコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、前記メモリ領域をアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用する出力バッファを設ける手順と、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、前記領域α+1にデコードデータを書き込むと共に、前記領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手順と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手順と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手順とを含むことを特徴とする。
これにより、出力バッファを有効に活用でき、デジタルオーディオにおけるデコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

0018

また、本発明のオーバーサンプリング方法は、複数のチャネルデータを含むフレーム単位のデコードデータに対しα倍のオーバーサンプリング処理を施し出力するオーバーサンプリングシステムにおけるオーバーサンプリング方法であって、前記複数チャネルのデコードデータのα+1倍のメモリ領域を有し、また前記メモリ領域が各チャネルごとに順次割り当てられ、さらに前記各チャネルごとのメモリ領域がアドレスの昇順に領域1、領域2、・・・領域α+1に分けて使用される出力バッファを設ける手順と、フレームNの始めの(α—1)/αの期間に、各チャネルのデコードデータを前記各チャネルの領域α+1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域1から領域α−1に書き込まれている前フレームN−1のデータを出力バッファから出力する手順と、フレームNの終わりの1/αの期間に、前記出力バッファに書き込んだ各チャネルのデコードデータを読み出し、オーバーサンプリング処理を行い、生成されたオーバーサンプリングデータを前記各チャネルの領域α+1〜領域α−1に書き込むと共に、前記各チャネルの領域αに書き込まれている前フレームN−1の残りのデータを出力バッファから出力する手順と、前記デコードデータの書込みと、前記オーバーサンプリングデータの書込みと、前記出力バッファからのデータ出力を、前記出力バッファの各領域を巡回させつつ、フレームN+1、フレームN+2、・・・・と順次繰り返す手順とを含むことを特徴とする。
これにより、多チャネルのデコードデータをオーバーサンプリングする場合においても、デコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

発明の効果

0019

本発明のオーバーサンプリングシステムおよびオーバーサンプリング方法においては、出力バッファを有効に活用でき、デジタルオーディオにおけるデコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

0020

また、本発明のオーバーサンプリングシステムおよびオーバーサンプリング方法においては、多チャネルのデコードデータをオーバーサンプリングする場合においても、デコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合には、出力バッファについて、従来例に対して25%のメモリ容量を削減できる。

0021

また、本発明のデコードLSIは、上記いずれかオーバーサンプリングシステムを備えるようにしたので、これにより、デコードLSI内におけるオーバーサンプリング処理に必要なメモリ容量を低減できる。

発明を実施するための最良の形態

0022

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

0023

[オーバーサンプリングシステムの構成例の説明]
図1は、本発明のオーバーサンプリングシステムの構成例を示す図である。図1に示す例は、専用のデコードLSIとして構成された例を示しており、MPEG2AAC形式エンコードされた入力ストリーム信号(AACビットストリーム信号)をデコードし、さらにオーバーサンプリング処理を施し、オーディオPCM(Pulse Code Modulation)信号として出力するためのLSIの例である。

0024

図1において、1はデコードLSIの全体、2は入力インタフェース(入力I/F)、3は入力バッファ、4はサンプルカウンタ、5は出力バッファ、6は出力インタフェース(出力I/F)、10はDSP(Digital Signal Processor)を示している。また、DSP10には、デコード処理部11、オーバーサンプリング処理部12が含まれている。また、オーバーサンプリング処理部12には、デコードデータ書込部13とオーバーサンプリングデータ書込部14とが含まれている。

0025

また、入力側において、入力ストリーム信号Dinは、5.1チャンネルオーディオ信号サンプリングしMPEG2 AACで符号化して得られたビットストリーム信号であり、各チャンネルのデータが時分割されて含まれている。また、入力ワードクロック信号fは、入力ストリーム信号Dinのサンプリング周期を規定するものであり、入力ビットクロック信号CKoutは、入力ストリーム信号Dinの各ビットの位置を規定するものである。

0026

また、出力側において、出力PCM信号Doutは、デコードデータ(MPEG2 AAC信号をデコードして得られた信号)をオーバーサンプリングした結果のデータが、オーディオPCM信号として出力された信号である。また、出力ワードクロック信号foは、出力PCM信号Doutのサンプリング周期を規定するものであり、出力ワードクロック信号foの周期は、入力ワードクロック信号f×α(オーバーサンプリング比)となる。また、出力ビットクロック信号CKoutは、出力PCM信号Doutの各ビットの位置を規定するものである。

0027

以上説明した本発明のデコードLSI1の構成において、入力I/F2は、外部入力信号Din、CKin、fを受信し、これらの信号を入力バッファ3およびサンプルカウンタ4に送る。入力バッファ3は、入力I/F2から受け取った入力ストリーム信号Dinをフレーム単位でパラレルデータに変換して一時記憶する。

0028

サンプルカウンタ4は、入力ワードクロック信号fからサンプリングのタイミングを生成し、フレーム時間(F)または半フレーム時間(F/2)などの情報をDSP10に提供する。

0029

出力バッファ5は、オーバーサンプリングデータ及びデコードデータを記憶するバッファであり、出力バッファ5に記憶されたオーバーサンプリングデータは、出力I/F6を介して外部出力される。

0030

また、出力バッファ5には、バッファ領域A、Bがチャネルごとに用意され、出力バッファ5全体で巡回バッファを構成する。例えば、2倍オーバーサンプリングの場合は、出力バッファ5は、フレームNの開始時点では、図1(a)に示す状態にあり、フレームN+1の開始時点では、図1(b)に示す状態になるように読み出し開始位置が巡回される。
なお、出力バッファ5のメモリ容量と、具体的な動作例については後述する。

0031

DSP10内のデコード処理部11は、入力バッファ3内に記録されたフレーム単位のデータを読み取りデコード処理してデコードデータを生成し、オーバーサンプリング処理部12へ送る。
オーバーサンプリング処理部12内のデコードデータ書込部13は、フレームNの前半で、デコード処理部11から受け取ったデコードデータを(一旦)出力バッファ5に出力する。この場合、デコードデータは、各チャネルごとに、図2(a)に示すフレーム前半のバッファ領域Bに格納される。

0032

オーバーサンプリング処理部12内のオーバーサンプリングデータ書込部14は、出力バッファ5のバッファ領域Bに保存したデコードデータを読み出し、オーバーサンプリングして出力バッファ5に最終出力する。この場合、オーバーサンプリングデータは、図2(b)に示すフレームN後半のバッファ領域Bに格納される。また、オーバーサンプリング処理部12におけるオーバーサンプリング処理は、フレーム時間の後半で開始することを前提とする(オーバーサンプリングの処理量がLSI1の処理能力の半分以下であることを前提とする)。この理由については、後述する。

0033

出力I/F6は、出力ワードクロック信号foからタイミングを得て、サンプリング周波数毎に、出力バッファ5に記録されたオーバーサンプリングした信号を、出力PCM信号Doutとして外部に出力する。

0034

[具体的な動作例の説明]
次に、図2を参照して、図1に示すデコードLSI1の具体的な動作例について説明する。ここではMPEG2 AAC5.1チャネルデコード後に2倍オーバーサンプリングを実行する例について説明する。

0035

この場合、出力バッファ5の容量は、「チャネル数×デコード出力サンプル数×(1+α)」より、
「5.1チャネル×1,024×(1+2)=18,432ワード(サンプル)」となる。

0036

また、出力バッファ5には、バッファ領域A、Bがチャネルごとに用意され、出力バッファ5全体で巡回バッファを構成する。また、2倍サンプリング(α=2)の場合は、図3(a)に示すように、出力バッファ5内の各チャネルに割り当てられた領域が、領域1、領域2、領域3の3(=α+1)部分に分けて使用され、フレームNの前半では、領域1と領域2がバッファ領域Aとなり、領域3がバッファ領域Bの状態にある(図2(a)に示す状態)。

0037

最初に、図2(a)に示すフレームNの前半において、デコード結果(デコードデータ1,024ワード)を、各チャネルごとに、出力バッファ領域B(1,024ワード/チャネル)に書き込み、出力バッファ領域Aから前フレームの結果(2,048ワード/チャネルのうち前半1,024ワード)をデコーダ外部に出力する。

0038

出力バッファ領域Aの前半の1,024ワードのデータを出力すると、バッファ領域Aの前半1,024ワード/チャネルが空き、フレームNの後半でここをバッファ領域Bとして使用する。フレームNの後半では、出力バッファ5は図2(b)に示す状態となる。なお、出力バッファ52を巡回させるため、各チャネルの開始アドレスは、1,024ワード分だけ上位にシフトする。

0039

次に、図2(b)に示すフレームNの後半では、フレームNの前半にバッファ領域Bに記録したデコードデータ(1,024ワード)を読み出し、このデコードデータに対してオーバーサンプリング処理を行う。そして、オーバーサンプリング結果を出力バッファB(2,048ワード/チャネル)に書き込み、出力バッファ領域Aから前フレームの結果(2,048ワード/チャネルのうち後半1,024ワード)を外部に出力する。

0040

また、図2に示す例ではフレームNのオーバーサンプリング処理が、図2(e)および図2(d)に示すように、フレーム時間の後半で行われる(バッファ領域Aの前半が空くまで待つため)。このためAACデコード処理を終えた時点でフレーム時間の半分に到達していない場合には、これを超えるまでオーバーサンプリング処理を開始しない。AACデコードを終えた時点でフレーム時間の半分を超えている場合は、引き続きオーバーサンプリングを開始する。

0041

以上、説明したように本発明のデコードデータ・オーバーサンプリングシステムでは、MPEG2 AAC5.1チャネルデコード後に2倍オーバーサンプリングを実行する場合、出力バッファ5の容量は、「チャネル数×デコード出力サンプル数×(1+α)」より、「5.1チャネル×1,024×(1+2)=18.432ワード(サンプル)」となる。このため、従来例の24,576ワード」と比較して、25%のメモリ容量の節約となる。さらにサンプリング比αが増加すると、さらにメモリ容量の低減効果が大きくなる。

0042

また、図4は、図2に示す具体的な動作例を整理してフローチャートで示したものである。以下、図4を参照して、その手順の流れについて説明する。

0043

最初に、フレームNのデータを処理するものとする(ステップS1)。
そして、フレームNの前半が開始される(ステップS2)。このフレームNの前半において、デコード結果(デコードデータ1,024ワード)を、出力バッファ領域B(1,024ワード/チャネル)に書き込む(ステップS3)。

0044

また、出力バッファ領域Aから前フレーム(フレームN−1)の結果(2,048ワード/チャネルのうち前半1,024ワード)をデコードLSIの外部に出力する(ステップS4)。

0045

次に、フレームNの後半が開始される(ステップS5)。
フレームNの後半において、バッファ領域BからステップS3で記録したデコードデータ(1,024ワード)を読み出す(ステップS6)。
そして、このデコードデータに対してオーバーサンプリング処理を行い(ステップS7)、オーバーサンプリング結果を出力バッファB(2,048ワード/チャネル)に書き込む(ステップS8)。

0046

また、出力バッファ領域Aから前フレーム(フレームN−1)の結果(2,048ワード/チャネルのうち後半1,024ワード)をデコードLSIの外部に出力する。
それから、フレームNをフレームN+1に更新して、上記処理を繰り返す。

0047

なお、図5は、3倍および4倍オーバーサンプリング時の出力バッファを示す図である。図5(a)は、3倍オーバーサンプリング時の出力バッファの状態を示す図であり、図5(b)は、4倍オーバーサンプリング時の出力バッファの状態を示す図である。

0048

なお、αが3以上の場合は、図3(b)に示すように、出力バッファ5は、各チャネルごとに領域1、領域2、・・・・領域α、領域α+1の(α+1)部分に分けて使用され、フレームNの前半では、領域1〜領域αがバッファ領域Aとなり、領域α+1がバッファ領域Bとなる。その後の動作としては、α=2の場合と同様である。ただし、オーバーサンプリング処理を開始するタイミングが(α—1)/α経過後となるような制約がかかる。

0049

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のオーバーサンプリングシステムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

0050

本発明においては、フレーム単位のデコードデータのオーバーサンプリング処理に使用される出力バッファのメモリ容量を低減できる効果を奏するので、本発明は、オーバーサンプリングシステム、デコードLSI、およびオーバーサンプリング方法等に有用である。

図面の簡単な説明

0051

本発明のオーバーサンプリングシステムの構成例を示す図である。
オーバーサンプリングシステムの動作例の説明図である。
出力バッファについての説明図である。
オーバーサンプリングシステムにおける処理手順を示すフローチャートである。
3倍および4倍オーバーサンプリング時の出力バッファを示す図である。
従来例のオーバーサンプリングシステムの構成を示す図である。
従来例の出力バッファの動作説明図である。

符号の説明

0052

1…デコードLSI、2…入力I/F、3…入力バッファ、4…サンプルカウンタ、5…出力バッファ、6…出力I/F、10…DSP、11…デコード処理部、12…オーバーサンプリング処理部、13…デコードデータ書込部、14…オーバーサンプリングデータ書込部

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