DE19754296A1 - Synchronisationseinrichtung - Google Patents
SynchronisationseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten
Dekoder, insbesondere von einem internen Audiodekoder eines
DVD-Spielers mit einem externen Audiodekoder eines
Mehrkanalverstärkers.
Audiokodierungssystem, wie Dolby AC-3 und MPEG-2 Audio,
erlauben die Übertragung von hochqualitativen Audiosignalen,
insbesondere auch die Übertragung von Mehrkanalton.
Definiert man die möglichen Wiedergabekonfigurationen mit
"x/y", wobei x die Anzahl der Frontkanäle und y die Anzahl
der Surroundkanäle ist, so sind z. B. bei Dolby AC-3 die
folgenden Wiedergabekonfigurationen möglich: 3/2, 3/1, 2/2,
3/0, 2/1, 2/0, 1/0. Zusätzlich kann noch ein
Tieffrequenzkanal übertragen werden.
Um eine solche Mehrkanaltonwiedergabe zu ermöglichen, muß
der übertragende Audiodatenstrom zunächst von einem hierfür
geeigneten Mehrkanaltondekoder dekodiert werden. Enthält das
zur Wiedergabe vorgesehene Gerät jedoch lediglich einen
Zweikanalaudiodekoder, so kann eine Mehrkanaltonwiedergabe
nur unter Verwendung eines externen Mehrkanaltondekoders
erfolgen. Die Audiodaten werden hierbei über eine serielle
digitale Schnittstelle vom Wiedergabegerät an den
Mehrkanaldekoder ausgegeben. Soll die Ausgabe der
Audiosignale begleitend zu einem Videosignal erfolgen, wie
z. B. bei der Wiedergabe eines auf einer DVD gespeicherten
Filmes, so ist ein Synchronisationsverfahren erforderlich,
um eine Lippensynchronität zwischen der Bild- und
Mehrkanaltonwiedergabe zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches
Verfahren zur Synchronisierung eines ersten Dekoders mit
einem zweiten Dekoder anzugeben, welches sich durch einfache
Verfahrensschritte und hieraus resultierendem geringen
Hardwareaufwand auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch das in
Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in
Anspruch 10 angegebene Vorrichtung gelöst.
Im Prinzip besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur
Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten
Dekoder darin daß
- - einer Zählvariable ein erster Wert zugewiesen wird;
- - erste Daten durch den ersten Dekoder empfangen werden;
- - zweite Daten, die mit den empfangenen ersten Daten identisch sind oder sich nach einer Bearbeitung aus diesen ergeben, von dem ersten Dekoder zu dem zweiten Dekoder ausgegeben werden, wobei jeweils für die Ausgabe einer bestimmten Datenmenge die Zählvariable dekrementiert oder inkrementiert wird;
- - der erste Dekoder mit der Dekodierung der ersten Daten beginnt, wenn die Zählvariablen einen zweiten Wert, welcher dem Beginn der Dekodierung der zweiten Daten durch den zweiten Dekoder entspricht, annimmt.
Insbesondere ist das Verfahren anwendbar, wenn die ersten
und zweiten Daten Mehrkanal-Audiosignale enthalten, die in
Frames übertragen werden, welche wiederum in Blöcke
unterteilt sein können.
Die Mehrkanal-Audiosignale sind hierbei vorzugsweise nach
einem MPEG-2-Audio-, Dolby-AC-3-Algorithmus oder einer
anderen Audio-Option der DVD kodiert worden.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren einzusetzen, wenn
der erste Dekoder ein Zweikanalaudiodekoder, der zweite
Dekoder ein Mehrkanalaudiodekoder ist.
Vorteilhaft ist es, der Zählvariablen einen ersten Wert
zuzuweisen, der sich aus Systemparametern wie dem
Datenkodierungsverfahren, der Übertragungsgeschwindigkeit
oder der Datenrate ergibt.
Der zweite Dekoder beginnt vorteilhafterweise mit der
Dekodierung, wenn ein Frame der Mehrkanal-Audiosignale zu
einem vorgegebenen Bruchteil oder vollständig übertragen
wurde.
Die Zählvariable kann hierbei bit-, byte- oder wortweise
dekrementiert werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die ersten Daten nach dem
Empfang durch den ersten Dekoder entpackt und in einen
Speicher abgelegt werden und zur Ausgabe an den zweiten
Dekoder aus dem Speicher ausgelesen und formatiert werden.
Insbesondere ist das Verfahren vorteilhaft, wenn der erste
Dekoder aus den ersten Daten Audiosignale dekodiert, die
synchron mit Videosignalen, welche mit den Audiosignalen in
einem gemeinsamen Datenstrom übertragen und durch einen
Videodekoder dekodiert worden sind, ausgegeben werden.
Im Prinzip besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten
Dekoder aus einer Schnittstelle, über die zweite Daten von
dem ersten Dekoder an den zweiten Dekoder ausgegeben werden
können, und einem Zählregister, welchem in Abhängigkeit von
dem für die zweiten Daten benutzten Kodierungsverfahren
und/oder der Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle
und/oder der Datenrate der Schnittstelle ein erster Wert
zugewiesen wird, wobei bei der Ausgabe der Daten über die
Schnittstelle das Zählregister inkrementiert oder
dekrementiert wird und wobei beim Erreichen eines Wertes der
Zählvariablen, welcher dem Beginn der Dekodierung der Daten
durch den zweiten Dekoder entspricht, dem ersten Dekoder ein
Steuersignal zugeführt wird, welches die Dekodierung erster
Daten durch den ersten Dekoder auslöst.
Vorteilhaft ist das Zählregister Teil des ersten Dekoders,
wobei dem Zählregister der erste Wert von einem
Systemcontroller zugewiesen wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Dekoder neben
einem Prozessor zur Prozessteuerung und Dekodierung der
ersten Daten eine oder mehrere der folgenden Einheiten
enthält:
- - einen oder mehrere Speicher zur Speicherung der ersten Daten bei deren Empfang und/oder zur Zwischenspeicherung bei einer Bearbeitung der ersten Daten;
- - eine Entpackereinheit, welche zum Entpacken der empfangenen Daten in einen Elemtarstrom dient;
- - eine Formatierungseinheit, welche eine Formatierung für die serielle Ausgabe über die Schnittstelle durchführt.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der
Erfindungen beschrieben. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine Anordnung bestehend aus einem Wiedergabegerät
mit Zweikanalaudiodekoder und einem externen
Mehrkanalaudiodekoder;
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Zweikanalaudiodekoders;
Fig. 3 die synchrone Dekodierung von Audiodaten durch
zwei erfindungsgemäß synchronisierte Dekoder.
In Fig. 1 ist schematisch ein DVD-Spieler DVD dargestellt,
an dem ein externer Mehrkanalaudiodekoder DEC2 angeschlossen
ist. Es sind hierbei lediglich die für die Erfindung
wesentlichen Baugruppen dargestellt, die übrigen Baugruppen
sind dem Fachmann geläufig und müssen zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens keine Änderung erfahren. Der
Systemcontroller und Demultiplexer SYS liefert einen
Videodatenstrom V und einen Audiodatenstrom A. Weiterhin
wertet er u. a. im Datenstrom enthaltende Zeitmarken aus und
sendet Befehle zur Synchronisation an den Dekoder DEC1. Der
Dekoder DEC1 nimmt neben der Dekodierung der Audiodaten auch
eine Formatierung für eine serielle Ausgabe der Daten vor.
Weiterhin erfolgt ein Auspacken des PES-Datenstroms zum
Elementary-Datenstrom. Der Elementary-Datenstrom wird einer
weiteren Signalverarbeitung unterzogen bis eine Ausgabe von
PCM-Audiosignalen PCM1 erfolgt. Da der Dekoder DEC1
lediglich ein Zweikanaldekoder ist, kann durch diesen auch
lediglich eine Ausgabe von Stereosignalen erfolgen. Dem
Mehrkanalaudiodekoder DEC2 werden über eine serielle
Schnittstelle, z. B. IEC 985 (IEC 1937) oder IEC 1394,
ebenfalls die Daten des Elementary-Datenstroms zugeführt.
Durch diesen Dekoder erfolgt nun eine
Mehrkanaltondekodierung der Daten, die durch Verwendung der
sogenannten Down-Mixing-Technik in Abhängigkeit von der
Wiedergabekonfiguration erfolgen kann. Ausgegeben werden
dann durch den Mehrkanalaudiodekoder DEC2 ebenfalls PCM-
Audiosignale PCM2.
Die Synchronisierung der zwei Dekoder DEC1 und DEC2 erfolgt
in folgender Weise. Der Zweikanalaudiodekoder DEC1 weist ein
Zählregister auf, welches von dem Systemcontroller SYS
gesetzt wird. Der zugewiesene Wert hängt hierbei von dem
benutzten Kodierungsverfahren, wie z. B. Dolby AC-3, MPEG-2
Audio, DTS oder SDDS, der Übertragungsgeschwindigkeit der
seriellen Schnittstelle und/oder der vorliegenden Datenrate
ab. Der Wert der Zählvariable wird bevorzugt einer Tabelle
entnommen. Der Zweikanalaudiodekoder DEC1 beginnt jeweils
sofort mit dem Aussenden seiner empfangenden Daten, wobei
die folgenden Prozesse durchgeführt werden: Nachdem die
Daten empfangen wurden und gegebenenfalls noch vom
Programmstrom zum Elementary-Datenstrom entpackt wurden,
werden sie in einem Speicher abgelegt. Zur Ausgabe der Daten
werden diese aus dem Speicher wiederum gelesen, formatiert
und dann über die serielle Schnittstelle ausgegeben. Hierbei
wird bei jedem Lesen aus dem Speicher das Zählregister
dekrementiert. Erreicht das Register den Wert "0", so
signalisiert dieses dem Zweikanalaudiodekoder DEC1, daß der
Mehrkanalaudiodekoder DEC2 mit der Dekodierung und
Bearbeitung beginnt, der Zweikanalaudiodekoder DEC1 startet
dann zu diesem Zeitpunkt ebenfalls die Dekodierung und
Bearbeitung. Damit ist dann die Synchronisierung zwischen
den beiden Dekodern DEC1 und DEC2 gewährleistet.
Vorraussetzung für eine erfolgreiche Synchronisierung ist
eine geeignete Wahl des Wertes der Zählvariable bei
Zuweisung zum Zählregister. Für den Wert der Zählvariable
wird vorzugsweise die Anzahl der Datenwörter gewählt, die
nötig ist, um mit der Dekodierung beginnen zu können. Für
jedes gelesene Datenwort wird dann das Zählregister um ein
Datenwort reduziert. Wird das Dolby AC-3 Verfahren
verwendet, so werden bei einer AC-3-Datenrate von 448 kbps
die Audiodaten in Frames mit einer Größe von jeweils 896
Wörtern übertragen. Ein AC-3 Dekoder kann mit der
Dekodierung beginnen, wenn, je nach Implementierung, 2/3
eines Frames oder ein gesamtes Frame vorliegt. Das Register
sollte daher in diesem Fall mit einem Wert von 560 Worten
gesetzt werden, da dieses etwa 2/3 der 896 Worte entspricht.
Wird ein MPEG-2 Audio Kodierungsverfahren benutzt, so muß
für den Beginn der Dekodierung ein vollständiger Frame
vorliegen.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Dekoders aus Fig. 1.
Der Audiodatenstrom A wird einem Entpacker P zugeführt, der
den PES-Datenstroms zum Elementar-Datenstrom entpackt. Die
Audiodaten des Elementar-Datenstroms werden zunächst in
einem Pufferspeicher BUF abgespeichert und dann einer
Prozessoreinheit DSP zugeführt, welche für die
Prozessteuerung sorgt und die eigentliche Dekodierung der
Daten durchführt. Zur Zwischenspeicherung der Daten ist ein
weiterer Speicher M vorgesehen. Die Daten werden einem
Formatierer FOR zugeführt, welcher die formatierten Daten A'
zur seriellen Ausgabe ausgibt. Dem Zählregister Z wird
zunächst ein Wert F zugewiesen, der dann bei jedem Lesen aus
dem Pufferspeicher BUF dekrementiert wird. Bei Erreichen des
Wertes "0" beginnt dann die Prozessoreinheit DSP mit der
Dekodierung. Schließlich erfolgt dann die Ausgabe der
dekodierten Audiodaten PCM1.
Die synchrone Dekodierung der Audiodaten durch die beiden
Dekoder DEC1 und DEC2 ist in Fig. 3 am Beispiel Dolby-AC3-
kodierter Daten dargestellt. Zunächst werden die Daten mit
einem Burst 1 mit hoher Datenrate, z. B. 10 Mbps eingelesen.
Für das Einlesen eines vollständigen Frames mit einer Größe
von 896 Worten sind 1,43 ms erforderlich. Unmittelbar nach
Einlesen des vollständigen Frames erfolgt eine Ausgabe 2 der
Daten zum externen Dekoder DEC2. Auch diese Ausgabe erfolgt
burstförmig, jedoch mit geringerer Datenrate. So ergibt sich
bei einer Verwendung einer Schnittstelle IEC 1937 für fS =
48 kHz eine Nutzdatenburstrate von 1,536 Mbps. Daraus folgt
eine Übertragungsrate von 6,2 ms für 2/3 eines Frames und
9,3 ms für ein vollständiges Frame. Nachdem das vollständige
Frame übertragen wurde, werden zunächst keine weiteren Daten
übertragen, symbolisiert durch den Zeitraum 3. Sind 2/3
eines Frames zum Dekoder DEC2 übertragen worden, so erreicht
das Zählregister den Wert "0" und es wird ein interner
Interrupt 4 erzeugt. Es beginnt nun die Dekodierung des
Frames, beginnend mit dem ersten Audioblock ABO und dann
fortsetzend mit den weiteren Audioblöcken AB1, AB2, AB3, AB4
und ABS des Frames. Daran schließt sich dann die Dekodierung
des nächsten Frames an. Der Burstinput 5 der Daten bei
Dekoder DEC2 ist zeitgleich mit der Ausgabe dieses Frames
von Dekoder DEC1. Wenn 2/3 des Frames übertragen sind,
beginnt Dekoder DEC2 unmittelbar mit der Dekodierung der
Audioblöcke AB0 bis AB5, jedoch ohne daß es hierfür eines
internen Interrupts bedarf. Auch hier liegen zwischen den
Burstinputs Zeiträume 6 vor, in denen keine Nutzdaten
übertragen werden.
Die Erfindung kann für die Synchronisierung von zwei
beliebigen Dekodern genutzt werden. Vor allem ist sie zur
Synchronisierung eines externen Mehrkanaldekoders mit einem
Zweikanalaudiodekoder, der Teil eines Wiedergabegerätes für
Audio- und/oder Videodaten ist, geeignet. Bei dem
Wiedergabegerät kann es sich um ein Gerät zum Auslesen von
optischen Bildplatten, wie z. B. einen DVD-Spieler, um einen
digitalen Videorekorder, wie z. B. ein DVC-Gerät, ein
Fernsehempfangsgerät für digitale TV-Signale, eine
Settopbox, andere Geräte der Unterhaltungselektronik oder
auch einen Computer handeln. Insbesondere ist ein Einsatz
für DVD-Spieler möglich, um eine Synchronisation von
Mehrkanalaudiosignalen, die durch einen externen Multikanal-
AV-Receiver ausgegeben werden, mit dem Videosignal zu
ermöglichen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Synchronisation eines ersten Dekoders
(DEC1) mit einem zweiten Dekoder (DEC2), dadurch
gekennzeichnet, daß
- - einer Zählvariable ein erster Wert (F) zugewiesen wird;
- - erste Daten (A) durch den ersten Dekoder empfangen werden;
- - zweite Daten (A'), die mit den empfangenen ersten Daten (A) identisch sind oder sich nach einer Bearbeitung aus diesen ergeben, von dem ersten Dekoder (DEC1) zu einem Anschluß für den zweiten Dekoder (DEC2) ausgegeben werden, wobei jeweils für die Ausgabe einer vorbestimmten Datenmenge die Zählvariable dekrementiert oder inkrementiert wird;
- - der erste Dekoder mit der Dekodierung der ersten Daten (A) beginnt, wenn die Zählvariablen einen zweiten Wert, welcher dem Beginn der Dekodierung der zweiten Daten durch den zweiten Dekoder entspricht, annimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten und zweiten Daten (A, A') Mehrkanal-
Audiosignale enthalten, die in Frames übertragen werden,
welche wiederum in Blöcke (AB0 - AB5) unterteilt sein
können.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrkanal-Audiosignale nach einem MPEG-2-Audio- oder
Dolby-AC-3-Algorithmus kodiert worden sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Dekoder (DEC1) ein
Zweikanalaudiodekoder, der anschließbare zweite Dekoder
(DEC2) ein Mehrkanalaudiodekoder ist.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zählvariablen ein erster Wert
(F) zugewiesen wird, der sich aus Systemparametern wie
dem Datenkodierungsverfahren, der
Übertragungsgeschwindigkeit oder der Datenrate ergibt.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der anschließbare zweite Dekoder
(DEC2) mit der Dekodierung beginnt, wenn ein Frame der
Mehrkanal-Audiosignale zu einem vorgegebenen Bruchteil
oder vollständig übertragen wurde.
7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zählvariable bit-, byte- oder
wortweise dekrementiert oder inkrementiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Dekoder (DEC1) aus den
ersten Daten (A) Audiosignale (PCM1) dekodiert, die
synchron mit Videosignalen, welche mit den Audiosignalen
in einem gemeinsamen Datenstrom übertragen und durch
einen Videodekoder dekodiert worden sind, ausgegeben
werden.
9. Vorrichtung zur Synchronisation eines ersten Dekoders
(DEC1) mit einem anschließbaren zweiten Dekoder (DEC2),
die eine Schnittstelle (S) aufweist, über die zweite
Daten (A') von dem ersten Dekoder (DEC1) an den zweiten
Dekoder (DEC2) ausgegeben werden können, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Zählregister (Z) vorgesehen ist,
welchem in Abhängigkeit von dem für die zweiten Daten
(A') benutzten Kodierungsverfahren und/oder der
Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle (S)
und/oder der Datenrate der Schnittstelle (S) ein erster
Wert (F) zugewiesen wird, wobei bei der Ausgabe der
Daten (A') über die Schnittstelle (S) das Zählregister
(Z) inkrementiert oder dekrementiert wird und wobei beim
Erreichen eines Wertes der Zählvariablen, welcher dem
Beginn der Dekodierung der Daten (A') durch den zweiten
Dekoder (DEC2) entspricht, dem ersten Dekoder (DEC1) ein
Steuersignal (4) zugeführt wird, welches die Dekodierung
erster Daten (A) durch den ersten Dekoder (DEC1)
auslöst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zählregister (Z) Teil des ersten Dekoders (DEC1) ist
und dem Zählregister (Z) der erste Wert (F) von einem
Systemcontroller (SYS) zugewiesen wird.
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