JPH0946642A - 画像と音声データの圧縮装置における初期同期確立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像と音声データの圧縮装置において、任意
のタイミングで圧縮処理の開始指示がなされても、圧縮
後の各データを同期させて出力させる。 【解決手段】 ユーザＩ/Ｆ9から圧縮開始指示があった
後、フレームパルス生成回路8の第１回目のフレームパ
ルスでＣＰＵ10に割込みがかかり、その割込み応答時間
後にＣＰＵ10が音声圧縮回路6の圧縮動作を開始させ
て、その圧縮音声データをバッファメモリ7へ蓄積させ
る。また、ＣＰＵ10は割込み応答時間後に動画像圧縮回
路4を動作レディ状態にしておき、第２回目のフレーム
パルスで画像データの圧縮処理を開始させる。ＣＰＵ10
は動画像圧縮回路4の圧縮動画像データの出力があった
時点で第２回目のフレームパルスに対応したバッファメ
モリ7の圧縮音声データから出力させ、各圧縮データの
出力に係る初期同期を確立させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像と音声データの
圧縮装置における初期同期確立方法に係り、画像データ
と音声データを符号化圧縮してＣＤ-ＲＯＭやハードデ
ィスク等の記録媒体に記録する場合、又は高効率に伝送
する場合において、圧縮処理が任意のタイミングで指示
されても、正確に同期をとって各圧縮データを出力させ
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、本格的なマルチメディア時代の到
来を向かえ、ストレージメディアの容量節減やデータ伝
送の効率化を図ることを目的として多種多様な画像デー
タと音声データの圧縮・伸張処理技術の開発がなされて
いるが、画像データと音声データはデータ量が大きく異
なり、またそれぞれ特有の性質を有しているために、時
系列的な対応関係をもたせながら各データの圧縮処理を
実行するには各種の問題が生じる。

【０００３】具体的には、画像データと音声データはそ
れぞれの符号化アルゴリズムに基づいて独立したデータ
圧縮装置で圧縮されるが、画像データの処理速度は音声
データのそれよりも遅くなり、各データが同時に各圧縮
装置へ入力されても圧縮画像データが出力されるタイミ
ングは圧縮音声データが出力されるタイミングより遅延
し、出力タイミングの同期をとらないと、各圧縮データ
を伸張・再生した場合に画像と音声の不一致による違和
感が生じる。

【０００４】その問題に対して、例えば、画像データ圧
縮系の出力側にバッファメモリが設けられている画像及
び音声データの圧縮処理装置において、音声データ圧縮
系の出力側に可変遅延手段を設けておき、前記のバッフ
ァメモリに対する圧縮画像データの書込み開始時から読
出し開始時までの遅延量に対応する量だけ、可変遅延手
段で圧縮音声データの出力を遅延させる方式が提案され
ている(特開平5-304642号)。

【０００５】また、画像データと音声データをフレーム
毎に圧縮処理する装置において、現在処理中の画像フレ
ームと音声フレームの番号を比較し、音声フレームの番
号が画像フレームの番号より大きい場合には画像データ
の圧縮処理が遅れていることになるため、その比較した
画像フレームの画像圧縮処理を中断し、次のフレームの
画像データの圧縮処理へ移行させて同期を調整する方式
も提案されている(特開平6-121276号)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像データ
と音声データの圧縮処理を行って記録媒体に記録する場
合等においては、例えば、ＶＴＲから読出されている動
画像データと音声データをモニタ装置に表示しながら、
必要とされる時間帯の動画像と音声データのみを選択的
に圧縮処理して記録させるような場合が多い。その場
合、ユーザインターフェイス(Ｉ/Ｆ)のキー操作により
圧縮処理の開始を指示することになるが、その指示入力
は操作者が選択した任意の時点でなされるため、１フレ
ームの画像データを圧縮処理している中間時間帯に指示
入力がなされる場合が殆どである。従って、任意の時点
で圧縮処理の開始が指示されるような場合には、指示後
の初期状態において圧縮画像データに対して圧縮音声デ
ータを対応付けて出力させること、即ち各圧縮データの
同期を如何に確立させるかが課題となる。

【０００７】前記の特開平5-304642号の方式は、バッフ
ァメモリの容量や回線伝送レートの遅延が圧縮画像デー
タに発生する遅延時間となるが、それは初期状態のバッ
ファメモリの読出し開始時と書込み開始時の差となって
現れるため、その時間差を可変遅延手段に対する遅延量
として与えている。この方式によれば、前記の課題の解
決策が与えられるようにも思えるが、圧縮処理の開始指
示が任意のタイミングで行われる場合については、最初
のフレームの圧縮データが画像と音声について不完全な
ものになり、また本来的に圧縮処理が遅延する画像デー
タ圧縮系側に遅延量計測用のバッファメモリを設け、且
つその系に音声データの圧縮系を従属させているため、
全体としてのスループットが低下する。尚、特開平6-12
1276号の方式は、圧縮動作中の同期調整を実現するもの
であり、前記のように圧縮処理の開始指示が任意のタイ
ミングでなされる場合の同期確立を与えるものではな
く、またその方式では音声フレーム番号が画像フレーム
番号より大きくなった場合に圧縮画像データの欠落が発
生してしまう。

【０００８】そこで、本発明は、同期信号を伴って画像
データと音声データが時系列的に対応せしめられたマル
チメディアデータの伝送を受けながら、任意のタイミン
グで圧縮処理の開始指示を与える場合において、圧縮画
像データと圧縮音声データの初期出力の同期を確立させ
る方法を提供し、所望の時間帯の画像データと音声デー
タを圧縮し、常に同期をとって記録・伝送できるように
することを目的として創作された。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、同期信号を伴
って画像データと音声データが時系列的に対応せしめら
れたマルチメディアデータの伝送を受け、画像データを
画像圧縮処理手段で、音声データを音声圧縮処理手段で
それぞれ圧縮し、各圧縮データを時系列的に対応させて
出力する画像と音声データの圧縮装置において、前記マ
ルチメディアデータの圧縮処理開始を指示する圧縮指示
手段と、前記同期信号を用いて画像データのフレーム開
始信号を生成させるフレーム信号生成手段と、前記画像
圧縮処理手段と前記音声圧縮処理手段の動作開始を制御
する第１制御手段と、前記音声圧縮処理手段による圧縮
音声データを蓄積するバッファ手段と、前記バッファ手
段に蓄積されている圧縮音声データの読出しを制御する
第２制御手段を設け、前記圧縮指示手段から指示入力が
あった場合に、その指示入力の後に前記フレーム信号生
成手段が生成した第１回目のフレーム開始信号に基づい
て、前記第１制御手段が前記音声圧縮処理手段の動作を
開始させると共に前記画像圧縮処理手段を動作レディモ
ードに設定し、次の第２回目のフレーム開始信号に基づ
いて前記画像圧縮処理手段の圧縮動作を開始させ、前記
画像圧縮処理手段が圧縮画像データを遅延出力させた時
点で、前記第２制御手段が前記バッファ手段に蓄積され
ている第２回目のフレーム開始信号以降の音声データに
対応した圧縮音声データを読出し出力させることを特徴
とする画像と音声データの圧縮装置における初期同期確
立方法に係る。

【００１０】本発明では、フレーム単位で圧縮処理され
た圧縮画像データの出力タイミングに圧縮音声データの
出力タイミングを従属させる。そして、その手順を管理
するために、フレーム信号生成手段が入力マルチメディ
アデータに含まれている同期信号(例えば、画像データ
の垂直同期信号や水平同期信号)を用いて生成させるフ
レーム開始信号を用いる。圧縮指示手段からは任意のタ
イミングで指示入力がなされるが、第１制御手段はその
指示入力があった時点からフレーム信号生成手段の出力
を監視し、指示入力の後の第１回目のフレーム開始信号
に基づいて入力音声データを音声圧縮処理手段によって
圧縮させ、その圧縮音声データはバッファ手段に蓄積さ
れる。尚、第１回目のフレーム開始信号のタイミングと
音声圧縮処理手段による圧縮動作の開始タイミングは必
ずしも一致するわけではなく、割込み処理等が伴う場合
にはその応答時間分だけ遅れるが、音声圧縮処理手段の
処理速度は比較的高速であるため、音声圧縮処理手段は
第２回目のフレーム開始信号が出力されるまでに圧縮音
声データを出力させる。

【００１１】一方、入力画像データに関しては、第１制
御手段は前記の第１回目のフレーム開始信号に基づいて
画像圧縮処理手段を動作レディモードに設定しておくだ
けでその圧縮動作は開始させず、第２回目のフレーム開
始信号に基づいて画像圧縮処理手段を動作させて入力画
像データの圧縮処理を開始させる。この場合、画像圧縮
処理手段は第１回目のフレーム開始信号による割込み処
理で予め動作レディモードになっているために直ちに圧
縮動作へ移行でき、第２回目のフレーム開始信号に対応
した画像データの最初からデータ圧縮を開始することが
できる。ここで、第１回目のフレーム開始信号で圧縮処
理を開始させないのは、割込み処理等による応答時間が
介在するとフレームの最初からデータ圧縮を行えず、フ
レーム単位での同期がとれなくなるからである。

【００１２】第２回目のフレーム開始信号で画像圧縮処
理手段が入力画像データの圧縮処理を開始した後、一定
の圧縮出力遅延時間が経過すると圧縮画像データが出力
されることになる。一方、バッファ手段は、第１回目の
フレーム開始信号があり、割込み処理等による応答時間
が経過した以降に音声圧縮処理手段が圧縮した圧縮音声
データを蓄積させており、当然に第２回目のフレーム開
始信号以降の圧縮音声データも蓄積させている。また、
画像データの圧縮速度より音声データの圧縮速度の方が
早いため、第２回目のフレーム開始信号に対応した画像
データの圧縮が完了するまでに同フレームに係る音声デ
ータの圧縮は完了している。

【００１３】そこで、画像圧縮処理手段が圧縮画像デー
タを遅延出力させた時点で、第２制御手段がバッファ手
段の圧縮音声データを第２回目のフレーム開始信号以降
のデータに対応した所定アドレス位置から読出し、圧縮
画像データと同期をとって出力させる。従って、初期同
期が正確に確立せしめられた状態で相互に対応した圧縮
画像データと圧縮音声データが同時に出力される。ま
た、その初期同期がとられたことにより、以降、フレー
ム開始信号を用いながら各圧縮データの出力同期を継続
的に維持してゆくことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の「画像と音声デー
タの圧縮装置における初期同期確立方法」の実施形態を
図面を用いて詳細に説明する。先ず、図１はＶＴＲとデ
ータ記録装置に接続されたマルチメディアデータの圧縮
装置のブロック回路図を示す。同図において、1はＶＴ
Ｒであり、VIDEO出力端子とAUDIO出力端子とSYNC(同期
信号;この場合は画像データの垂直同期信号)出力端子と
COMMAND入力端子が圧縮装置2側と接続されている。圧縮
装置2は、ＶＴＲ1のVIDEO出力端子から得られるアナロ
グ動画像信号を量子化するＡ/Ｄ変換器3と、Ａ/Ｄ変換
器3が量子化した動画像データを圧縮処理する動画像圧
縮回路4と、ＶＴＲ1のAUDIO出力端子から得られるアナ
ログ音声信号を量子化するＡ/Ｄ変換器5と、Ａ/Ｄ変換
器5が量子化した音声データを圧縮処理する音声圧縮回
路4と、圧縮処理された音声データをFIFO方式で蓄積す
るリングバッファメモリ7と、ＶＴＲ1のSYNC出力端子か
ら得られる同期信号に基づいてフレーム開始パルスを生
成させるフレームパルス生成回路8と、ＶＴＲ1の動作制
御やデータ圧縮の開始指示を行うユーザＩ/Ｆ9と、フレ
ームパルス生成回路8の生成するフレーム開始パルスに
基づいて動画像圧縮回路4と音声圧縮回路6の動作制御及
びリングバッファメモリ7からのデータ読出し制御を実
行するＣＰＵ10とからなる。尚、動画像圧縮回路4と音
声圧縮回路4はＶＴＲ1の同期信号を用いてデータ圧縮を
実行する。

【００１５】また、この圧縮装置2の利用に際しては、
ＶＴＲ1にモニタ装置21を接続しておき、ＶＴＲ1の動作
を制御してその磁気テープに収録されている動画像と音
声をモニタリングしながらユーザＩ/Ｆ9から圧縮処理の
開始指示を与え、所望時間帯の動画像と音声の圧縮デー
タを圧縮装置2の動画像圧縮回路4とリングバッファメモ
リ7の出力に接続されているデータ記録装置22の記録媒
体(ＣＤ-ＲＯＭ)22aに記録させる。

【００１６】以上の構成において、所望時間帯の動画像
と音声の圧縮データをデータ記録装置22の記録媒体22a
に記録させる際の初期同期の確立手順を図２のタイミン
グチャートを参照しながら説明する。先ず、ユーザＩ/
Ｆ9からＶＴＲ1にスタート指示を与えてモニタ装置21に
動画像と音声を再生出力させ、記録媒体22aに編集収録
すべき動画像の開始時と終了時を確認し、磁気テープを
その動画像の前まで巻き戻して再度スタート指示を与え
る。そして、前記に確認した編集収録すべき動画像が現
れた時点で、ユーザＩ/Ｆ9から圧縮処理の開始指示を与
える。

【００１７】ここで、フレームパルス生成回路8はＶＴ
Ｒ1のSYNC出力端子から２個の垂直同期信号が得られる
度に１個のフレーム開始パルスを出力しているが、ユー
ザＩ/Ｆ9からの圧縮処理の開始指示信号を受けたＣＰＵ
10はフレームパルス生成回路8の出力を監視しており、
指示後の第１回目のフレーム開始パルスを検出すると割
込みがかかる。そして、その割込み応答時間が経過した
時点で、ＣＰＵ10は直ちに音声圧縮回路6の圧縮動作を
開始させ、音声圧縮回路6はＡ/Ｄ変換器5から得られて
いる音声データを圧縮処理する。従って、前記の割込み
応答時間が経過した直後から音声データが圧縮され、そ
の圧縮音声データがリングバッファメモリ7へ逐次転送
されて蓄積されてゆく。

【００１８】また、ＣＰＵ10は割込み応答時間が経過し
た後に動画像圧縮回路4へ圧縮処理開始信号を出力させ
て動画像圧縮回路4をレディモードに設定する。そし
て、次にフレームパルス生成回路8から得られる第２回
目のフレーム開始パルスで動画像圧縮回路4に圧縮処理
を開始させる。従って、動画像圧縮回路4に対してはＡ/
Ｄ変換器3から動画像データが継続的に入力されている
が、ユーザＩ/Ｆ9による圧縮開始指示が入力された後、
２個のフレーム開始パルスが検出されるまでは圧縮処理
を実行せず、その第２回目のフレーム開始パルスが検出
された時点でそのフレーム開始パルスに対応した動画像
データ(１枚目のフィールドデータ)から圧縮処理を開始
することになる。

【００１９】ところで、動画像圧縮回路4が圧縮処理を
開始した時点から直ちに圧縮動画像データが出力される
わけではなく、当然にデータ圧縮に要する遅延時間が介
在し、その後に圧縮動画像データの出力が開始される。
そこで、ＣＰＵ10は動画像圧縮回路4が圧縮動作を開始
した後にデータ出力開始状態になるかどうかを監視して
おり、データ出力開始状態になった時点で直ちにリング
バッファメモリ7からの圧縮音声データの読出しを開始
させる。

【００２０】その段階で、リングバッファメモリ7は、
前記のように第１回目のフレーム開始パルスが検出され
て割込み応答時間が経過した時点以降の圧縮音声データ
を蓄積させているが、ＣＰＵ10は前記の制御と並行して
リングバッファメモリ7のアドレスも管理している。そ
して、ＣＰＵ10は、前記の第２回目のフレーム開始パル
スを検出した時点の圧縮音声データのアドレス位置を確
認し、リングバッファメモリ7からの圧縮音声データの
読出しを開始させるに際してはそのアドレス位置以降の
データのみが読出されるようにリングバッファメモリ7
の読出し制御を実行する。

【００２１】その結果、動画像圧縮回路4から圧縮動画
像データが出力されるタイミングとほぼ合致したタイミ
ングでリングバッファメモリ7から圧縮音声データが出
力され、且つそれらのデータは第２回目のフレーム開始
パルスで示されるフレームの圧縮動画像データ(１枚目
のフィールドデータ)とそれに対応した圧縮音声データ
であり、ユーザＩ/Ｆ9からの圧縮開始指示に基づいて初
期同期が確立せしめられた状態で各圧縮データが出力さ
れることになる。また、その初期同期の確立はユーザＩ
/Ｆ9からの圧縮開始指示が如何なるタイミングで入力さ
れても常に成立する。

【００２２】そして、前記のように初期同期が確立して
いると、ＶＴＲ1から出力される動画像信号と音声信号
は対応付けられているため、以降の動画像データと音声
データについてもフレームパルス生成回路8のフレーム
開始パルスに基づいてフレーム単位で圧縮処理してゆけ
ば、常に同期がとれた状態で圧縮動画像データと圧縮音
声データを出力させてゆくことができる。また、モニタ
装置21を確認しながら編集収録すべき動画像が終了する
時点でユーザＩ/Ｆ9から圧縮処理の終了指示を与えれ
ば、圧縮データの出力が停止して所望の動画像と音声の
圧縮データのみがデータ記録装置22によってＣＤ-ＲＯ
Ｍ22aに記録されることになる。尚、データ記録装置22
は定められたフォーマットで各圧縮データをＣＤ-ＲＯ
Ｍ22aへ記録するが、動画像と音声の各圧縮データが初
期から同期をとって記録されているため、適正に伸張・
再生すれば動画像と音声に時間的なズレのない自然な再
生結果が得られることは当然である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の「画像と音声データの圧縮装置
における初期同期確立方法」は、以上の構成を有してい
ることにより、次のような効果を奏する。画像と音声デ
ータの圧縮装置において、圧縮指示手段から任意のタイ
ミングで圧縮処理の指示がなされても、圧縮画像データ
と圧縮音声データをほぼ完全に近い同期関係をもたせて
出力させることを可能にする。特に、ＶＴＲ等の画像と
音声データをモニタリングしながら所望時間帯のデータ
のみを圧縮して記録媒体に記録する場合や、通信回線を
通じて伝送する場合に最適な圧縮装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の「画像と音声データの圧縮装置におけ
る初期同期確立方法」の実施形態に係るマルチメディア
データの圧縮装置のブロック回路図(ＶＴＲとデータ記
録装置に接続されている)である。

【図２】実施形態の圧縮装置における初期同期確立動作
を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

1…ＶＴＲ、2…圧縮装置(画像と音声データの圧縮装
置)、3,5…Ａ/Ｄ変換器、4…動画像圧縮回路(画像圧縮
処理手段)、6…音声圧縮回路(音声圧縮処理手段)、7…
リングバッファメモリ(バッファ手段)、8…フレームパ
ルス生成回路、9…ユーザＩ/Ｆ(圧縮指示手段)、10…Ｃ
ＰＵ(第１制御手段,第２制御手段)、21…モニタ装置、2
2…データ記録装置、22a…記録媒体。

フロントページの続き (72)発明者 畠野 佐久磨 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 田子 正明 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期信号を伴って画像データと音声デー
   タが時系列的に対応せしめられたマルチメディアデータ
   の伝送を受け、画像データを画像圧縮処理手段で、音声
   データを音声圧縮処理手段でそれぞれ圧縮し、各圧縮デ
   ータを時系列的に対応させて出力する画像と音声データ
   の圧縮装置において、前記マルチメディアデータの圧縮
   処理開始を指示する圧縮指示手段と、前記同期信号を用
   いて画像データのフレーム開始信号を生成させるフレー
   ム信号生成手段と、前記画像圧縮処理手段と前記音声圧
   縮処理手段の動作開始を制御する第１制御手段と、前記
   音声圧縮処理手段による圧縮音声データを蓄積するバッ
   ファ手段と、前記バッファ手段に蓄積されている圧縮音
   声データの読出しを制御する第２制御手段を設け、前記
   圧縮指示手段から指示入力があった場合に、その指示入
   力の後に前記フレーム信号生成手段が生成した第１回目
   のフレーム開始信号に基づいて、前記第１制御手段が前
   記音声圧縮処理手段の動作を開始させると共に前記画像
   圧縮処理手段を動作レディモードに設定し、次の第２回
   目のフレーム開始信号に基づいて前記画像圧縮処理手段
   の圧縮動作を開始させ、前記画像圧縮処理手段が圧縮画
   像データを遅延出力させた時点で、前記第２制御手段が
   前記バッファ手段に蓄積されている第２回目のフレーム
   開始信号以降の音声データに対応した圧縮音声データを
   読出し出力させることを特徴とする画像と音声データの
   圧縮装置における初期同期確立方法。