CN102484547A - 数字广播发送装置、数字广播接收装置以及数字广播收发系统 - Google Patents
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Abstract
一种数字广播发送装置，包括：数据包生成部(51，52)，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成PES数据；描述符更新部(57)，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；分包部(54)，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；多路复用部(55)，对PES数据和段数据进行多路复用；以及调制部(56)，对多路复用后的数据进行调制并发送。
Description
技术领域
本发明涉及通过包括地波以及卫星通信的传输路径，以数字方式至少传输声音的信息的数字广播传输系统、传输中所使用的数字广播发送装置以及数字广播接收装置。
背景技术
近些年，通过包括地波或卫星通信的传输路径，将声音、影像以及文字等信息作为数字信号来传输的数字广播得到了进一步的发展。
作为传输数字信号的方式，众所周知的是以ISO/IEC13818-1而提案的方式。在ISO/IEC13818-1中所规定的方式与以下的控制有关，即，在发送一侧，以各个节目的声音、影像以及数据而被编码的数字信号被多路复用后传输，在接收一侧，接收指定的节目并再生。
被编码的声音信号以及影像信号以规定的时间被划分，并被附加包含再生时间信息等的报头信息，从而构成被称为PES(Packetized ElementaryStream：打包基本流)的数据包。
并且，PES一般以184字节来被划分，包含被称为数据包标识符的用于识别的ID(PID)等的报头信息被附加，被重构为被称为TSP(传输数据包：Transport Packet)的数据包并被多路复用。
并且，表示被称为节目特殊信息(Program Specific Information)的节目与构成节目的数据包的关系的表信息，也被多路复用为声音信号以及影像信号的TSP。
作为节目特殊信息被规定有4种表，例如：PAT(Program AssociationTable：节目关联表)、以及PMT(Program Map Table：节目映射表)。
PAT中被描述有与各个节目相对应的PMT的PID，PMT中被描述有存放了构成对应的节目的声音、影像信号等的数据包的PID。
接收机通过参照PAT和PMT，从多个节目被多路复用后的TSP中取出构成目标节目的数据包。另外，数据的数据包以及PSI以被称为与PES不同的段形式被存放在TSP内。
从PES数据包中若除去报头等仅抽出数据的情况下，例如能够得到MPEG-2AAC的流。
作为声音信号的编码方式，有ISO/IEC 13818-7(MPEG-2Audio AAC)。
在数字广播中所使用的AAC标准的情况下，在当前的服务中与5.1声道对应。在日本的数字广播中，有社团法人电波产业会发行的ARIB标准规格以及运用规定，对于具体的方式、参数以及运用的规定都有详细规定。
图13示出了既定的声音成分的类别。该图中所示的2/0模式(立体声)被普遍使用，在环绕声广播中使用3/2+LFE模式，即执行5.1声道环绕声广播。
图14是以往的数字广播发送装置的方框图。尤其是与双声道立体声广播和环绕声广播的切换有关的功能受到关注。
图14所示的以往的数字广播发送装置包括：序列控制部142、声音信号输入切换部150、声音信号编码部151、分包部152、描述符编码部153、分包部154、多路复用部155、以及调制部156。
根据手册或送出程序设计的切换指示被输入到序列控制部142。序列控制部142决定切换点，控制声音信号输入切换部150，将输入信号从双声道切换为5.1声道信号。
每个信号在声音信号编码部151以MPEG-2AAC方式被编码。在5.1声道的情况下，除了以ADTS固定报头来示出“3/2+LFE”之外，还以PCE(Program Configuration Element)进行缩混系数的传输。这些都被包含在声音信号流中。
图15是示出用于接收5.1声道环绕声广播的以往的接收装置的一个例子的方框图。
图15所示的以往的接收装置包括：天线101、解调部102、逆多路复用部103、数据包解析部110、流信息解析部111、AAC双声道解码器112、AAC5.1声道解码器113、缩混系数解析部114、缩混合成部115、数据包解析部125、以及选择器116。
在图15所示的接收装置的构成中，由于一般的电视接收机的声音再生通常为双声道立体声，因此在5.1声道环绕声广播一旦被解码处理后，缩混为双声道立体声信号。
在图15中，从由天线101接收的广播波，以解调部102解调后再生传输流，在逆多路复用部103按照各自的形式而被划分。其中的段数据在数据包解析部125被解析，取出PAT/PMT并作为节目信息等利用，PES数据在数据包解析部110被解析，取出选择的流。
在数据包解析部110解析并选择的流，进一步由流信息解析部111解析，并被划分为AAC的报头、基本信号以及其他。报头中若有双声道立体声的ID，则基本信号由AAC双声道解码器112解码处理为双声道立体声信号，若报头中有5.1声道环绕声的ID，则以AAC5.1声道解码器113被解码处理为5.1声道信号。
被解码处理的5.1声道信号在缩混合成部115，从5.1声道被缩混为双声道。此缩混所需要的缩混系数使用被填埋在流报头的PCE中的。按照各自的情况进行解码处理，被缩混的双声道立体声信号由选择器116选择，作为双声道立体声信号被输出。
这样，在以往的AAC5.1声道方式的情况下，由于是以双声道再生的接收机来接收的，因此需要先进行5.1声道的解码处理后再进行缩混，之后再转换为双声道信号。因此，尤其是对于需要节省电的便携式设备而言，反而会造成处理量增大，因而不适用。
因此，新提出的方案是对以往的AAC进行扩展，将以双声道缩混而被低速率化的位流作为基本信号，并通过添加附加信息，从而使多声道再生成为可能。
例如，通过将声道间的强度差或相位差信息附加到从多声道缩混到双声道的基本信号，则存在能够以96kbps左右来再生5.1声道环绕声的MPEG环绕声方式。这是以ISO/IEC 23003-1而被标准化的方式。
MPEG环绕声方式的特点是，由于基本信号为缩混信号，因此在以往的设备中除了具有能够没有问题地再生的兼容性以外，还能够以比AAC5.1声道低的速率来实现同等程度的音质。
因此，MPEG环绕声方式被考虑用于新的系统。尤其是在以低位速率为主体的地波数字电视的单频段播放(1 segment broadcasting)或数字无线电的实用化实验广播的单频段播放等中，即使想与以往一样广播AAC5.1声道，但也会因位速率不足而不能广播。但是，通过采用能够以96kbps左右的MPEG环绕声方式，因此能够以与单频段播放同等程度的位速率来正式地使环绕声播放实用化。
该MPEG环绕声方式在日本还可以考虑到用于2011年以后的采用了VHF带的多媒体广播。在这种情况下的5.1声道环绕声广播中，取代以往的AAC5.1声道，而采用MPEG环绕声方式的可能性较高。
图16A-图16E示出了AAC、AAC+SBR(Spectral Band Replication：频谱带扩展)、MPEG环绕声的各个格式构成、以及仅取出作为基本信号的AAC双声道信号的装置的构成的一部分的方框图。图中的“报头”是MPEG-2AAC的ADTS固定报头。并且，图中的“Ch”以及“ch”被用作声道的略语。其他的图也是同样。
图16A示出了通常的MPEG-2 AAC的帧的结构。图16B示出了在以MPEG-2AAC表示的基本信号中附加了以SBR方式表示的高频信息后的帧结构。
图16C示出了在以MPEG-2 AAC表示的基本信号中附加了声道扩展信息后的MPEG环绕声的帧结构。
图16D示出了在以MPEG-2 AAC表示的基本信号中附加了以SBR方式表示的高频信息和声道扩展信息后的MPEG环绕声的帧结构。
图16E是示出从接收的数据中仅取出作为基本信号的AAC双声道信号的装置的构成的一部分的方框图。
在日本的广播中作为基本信号使用MPEG-2 AAC的双声道立体声。作为MPEG-2 AAC的扩展方式的AAC+SBR以及MPEG环绕声方式，均具有在基本信号上附加了扩展信息后的格式结构。
具有这些帧结构的数据串作为脉冲串的流而被传输。
在图16A-图16D所示的某个方式中，报头以及基本信号部的格式构成是共同的。在以往的MPEG-2 AAC的帧结构中，如图16A所示，基本信号之后是以空值数据(null date)等填埋的填充区域。因此，只要是与MPEG-2 AAC对应的以往的解码器，即使是图16A-图16D的某个数据被输入的情况下，由于报头以及基本信号部的格式构成是共同的，因此在MPEG-2 AAC的基本信号部至少具有能够再生的兼容性。
进一步对图16E所记载的仅取出作为基本信号的双声道信号的装置进行说明。在图16E中，对于与图15所示的功能块具有相同功能的块赋予相同的符号，并省略说明。AAC双声道解码器112，不管图16A-图16D示出什么样的信号，其仅对基本信号进行解码处理，再生MPEG-2 AAC双声道立体声并输出。
图17示出了以往的各种接收机的解码处理的一览。
在图17中举例示出了两种类别的接收机。分别是到此为止所说明的双声道再生专用设备和5.1声道再生接收机。
作为双声道再生专用设备可以设想为是便携式设备，也与高音质的SBR对应。作为5.1声道再生接收机可以设想为是车载型的调谐器，在接收5.1声道环绕声广播的情况下，至少能够以5+1个的扬声器来欣赏环绕声音响效果。并且，在双声道立体声广播的情况下能够以以往的双声道立体声来欣赏，也可以施加用于5.1声道的疑似环绕声的处理，从而利用共同的扬声器组。
图18是示出以往的5.1声道再生专用接收装置的一个例子的方框图。在图18中，从流信息解析部111输出基本信号、SBR信息、声道扩展信息、SBR信息有无数据、以及声道扩展信息有无数据。
基本信号被输出到AAC双声道解码器112，SBR信息被输出到SBR信息解析部117，声道扩展信息被输出到声道扩展信息解析部122。SBR信息有无数据以及声道扩展信息有无数据均被输出到模式控制部141。
频带扩展部118根据在AAC双声道解码器112被解码的基本信号，将频道复制到高频以进行频带扩展。并且，频带扩展部118利用SBR信息解析部117的输出，进行控制，以使包络的能量在频率轴上呈平滑状。
声道扩展部130根据基本信号，利用声道扩展信息解析部122的输出，进行声道扩展，并生成5.1声道信号。模式控制部141在SBR信息有无数据存在的情况下，控制选择器119，以选择被频带扩展后的基本信号。并且，模式控制部141在声道扩展信息有无数据存在的情况下，控制选择器121，以选择5.1声道信号。选择器119的双声道信号在5.1声道疑似环绕声部120被变换为疑似环绕声信号后被输出到选择器121。这样的构成例如可以适用于车载型的接收机。
图19是示出以往的声道扩展部130的构成的一个例子的方框图。
为了便于说明而省略细节，在主要通路中包含实数系数QMF分析滤波器301、奈奎斯特分析滤波器304、奈奎斯特合成滤波器307、实数系数QMF合成滤波器310等多个滤波器、以及延迟部302、308等延迟要素。因此，处理时间需要花费10ms-数百ms。
另外，声道扩展部130除具有这些构成要素外，还具有实数复数变换部303以及309。
图20是示出以往的5.1声道疑似环绕声部120的一个例子的方框图。在5.1声道疑似环绕声部120中，由于在被输入的双声道基本信号中不包含侧面信息，因此在相关检测部201从双声道基本信号中进行声道间的相关检测，控制矩阵分配合成部202以及混响回声滤波处理部203，生成5.1声道信号。
图21是示出以往的接收机的声音类别变换检测以及变更辅助处理流程的流程图。
在图21中，首先接收机在步骤S11设定PID，并进行与选台相关的设定。
接收机在步骤S13在判断是否接收声音数据包的同时，仅取出声音数据包，并移向报头信息解析的步骤S14。在步骤S14，接收机解析报头信息，并判断类(profile)以及取样频率等，不过在此步骤还未进行双声道和MPEG环绕声的判别。
接收机在步骤S15进行作为基本信号的AAC双声道数据的处理。接着，接收机在步骤S16，判断接在基本信号之后的区域中是否有声道扩展信息。为了进行该判断，由于要以从上次的判断结果发生的变化为依据，因此至少需要送出周期以上的时间。在假定出错的情况下的被判断为是确实的概率，与反复的次数成正比而增高。在没有变更的情况下返回步骤S13。若有变更，接收机迅速进行声音的静音处理以及声道扩展部130的初始化(步骤S17)。接收机对于有可能发生噪声的时间，考虑适当的余地而等待规定时间，并保持静音(步骤S18)。接着，接收机进行声音的解静音(静音解除)，并输出再生信号(步骤S19)。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1国际公开第2008/117524号
(非专利文献)
非专利文献1 ISO/IEC 13818-1
非专利文献2 ISO/IEC 13818-7(MPEG-2Audio AAC)
非专利文献3 MPEG环绕声规格书：ISO/IEC 23003-1
非专利文献4 ARIB规格书：ARIB STD-B10
非专利文献5 ARIB规格书：ARIB ARIB STD-B32
如以上所述，MPEG环绕声方式的数据对于双声道设备而言，具有只要忽视声道扩展部分就能够再生基本信号的双声道的优点，因此MPEG环绕声方式是最适于便携式设备等的方式。因此，在MPEG环绕声方式中，不仅是基本信号，报头也与双声道AAC的构成完全相同，从而能够防止旧式的双声道设备的误工作。即，出现差之处仅在于声道扩展区域的有无。
这样，对于不需要格式化的判别的双声道设备而言虽然具有方便性，但是对于5.1声道设备而言就未必是优点。这是因为，即使在急需格式化的判别的情况下，也不能从报头解析中得到格式化的判别。为了反复判断在接在基本信号之后的区域中是否有声道扩展信息，从而需要花费相当多的时间。
图22是用于说明在以往的5.1声道接收机中，从2ch向5.1ch的序列的时序图。
图22中的A)表示声音模式的变化，在定时T01从双声道被切换为5.1声道。即迁移到5.1声道模式。
图22的B)表示被送出的声音PES的变化。直到定时T01为止，以双声道AAC编码的数据被送出，之后送出以MPEG环绕声来编码的数据。在日本的数字广播中，ARIB规格ARIB STD-B32中规定，在进行声音参数的切换时，输入500ms的静音(无声音)。因此，从定时T01开始到定时T03之间成为送出无声音数据。
图22的E)表示接收这样的信号的接收机的解码处理定时。由于接收机从检测是否有模式的变更，直到进行判别为止需要花费规定的时间，因此，在定时T02检测是否有模式的变更，之后进行声音的静音处理以及声道扩展部130的初始化(相当于图21的S17)。
图22的F)表示来自接收机的声音输出的变化。接收机从解码器的初始化所需要的规定时间经过后的定时T04开始进行解码处理，在到解码器延迟时间经过后的定时T05时才能得到解码处理数据。据此，能够解除静音并输出再生声音。
在广播送出一侧，从切换时的静音时间经过后的定时T03开始，开始输出下一个程序的声音。即，定时T03是程序的开头。从该定时T03经过解码延迟的定时T06，则成为接收再生的开始点。
定时T02在时间上的位置，会根据广播波的接收质量，而受到在判别有无模式变更时所需的时间的影响发生大的变化。T02会如图中所示发生延迟，结果是出现定时T05晚于定时T06，这样延迟的时间则成为程序开头的声音的间断。
即，从定时T06到定时T05之间发生间断。并且，在送出一侧，即使在进行了静音的500ms的部分，也会预想到因接收出错而造成无声音数据中出现噪声。因此，在接收一侧从检测模式变更到开始静音之间，有可能会残留噪声。
图23是用于说明在以往的5.1声道接收机的从5.1ch向2ch的序列的时序图。由于与图22几乎相同，因此省略说明。由于不需要声道扩展部130的初始化的所需时间，这样虽然能够减少若干问题，但也会出现同样的问题。
若假定新开发的MPEG环绕声方式被用于广播方式，则可以考虑到的状态是，MPEG环绕声方式与以往的MPEG-2AAC双声道方式共存并被运用。
在多媒体广播中，以时间单位或以程序单位来选择并进行广播。例如，在棒球的实况广播中为了提供临场感而采用MPEG环绕声方式，中途插入的广告广播一般是采用AAC双声道等。
此时，会出现切换时的问题。原本没有连接界线的声音难于连续输入，而不能回避多少存在一些无音(静音)时间。但是，在接收装置进行切换时所需的检测时间变得更长时，由于与静音控制相关的定时发生延迟，因此切换后的程序的开头部分成为无音状态，从而发生开头间断，更严重的是有可能发生噪声。
发明内容
本发明为了解决上述的以往课题，目的在于提供一种在数字广播接收机中，能够以短时间来进行与被传输来的声音信号的编码方式相对应的处理判断的数字广播发送装置、数字广播接收装置、以及数字广播收发系统。
为了解决上述的课题，本发明的一个实施例所涉及的广播发送装置包括：数据包生成部，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成打包基本流数据；描述符更新部，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；分包部，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；多路复用部，对所述打包基本流数据和所述段数据进行多路复用；以及调制部，对从所述多路复用部得到的被多路复用的数据进行调制并发送。
通过上述的本实施例所涉及的数字广播发送装置，能够在接收从本实施例的数字广播发送装置发送来的数据的数字广播接收装置，缩短在判别是否为MPEG环绕声广播时所需要的时间，并且可以不必等待流的解析就能够进行确实地判别。因此，在该数字广播接收装置中，例如即使是从AAC双声道模式切换到5.1声道模式的情况下，也能够实现以短时间来进行解码处理的切换以及静音处理的效果。
并且，也可以是，本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送装置还包括序列控制部，该序列控制部根据手册或送出程序设计的指示，决定所述声音成分类别的变更点，并且控制所述描述符更新部，以使在所述变更点的前后的规定时间中变更预约ID被输出。
由于能够在与此相对应的接收机事先通知变更点，因此能够进一步使解码处理以及静音处理的定时提早。退一步而言，对于为了防止噪声而在变更时插入无音的时间而言，也能够在系统上进行缩短。
并且，在本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送装置也可以是，所述序列控制部，控制所述数据包生成部，以使所述变更预约ID被送出的期间中的声音成为无音。
并且，在本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送装置也可以是，所述序列控制部，控制所述描述符更新部，以使所述变更预约ID开始被送出的定时成为，从比所述变更点提前500毫秒到提前1毫秒之间的任一个定时。
并且，本发明的一个实施例所涉及的数字广播接收装置接收多路复用广播，并输出所述多路复用广播中所包含的声音，所述多路复用广播是通过对至少包含有成分类别ID的成分描述符进行分包后来发送的，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，该数字广播接收装置包括：接收部，接收所述多路复用广播；第一数据包解析部，从作为接收的所述多路复用广播的数据的多路复用数据中所包含的打包基本流数据中，获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号；以及第二数据包解析部，从所述多路复用数据中所包含的段数据中，检测包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约。
通过上述实施例所涉及的数字广播接收装置，能够缩短在判别是否为MPEG环绕声广播时所需要的时间，并且可以不必等待流的解析就能够确实地进行判别。因此，在该数字广播接收装置中，即使是从AAC双声道模式切换来的情况下，也能够实现以短时间来执行解码处理的切换以及静音处理的效果。并且，由于能够事前通知变更点，因此能够使解码处理的初始化以及静音处理的定时提早。
并且，也可以是本发明的一个实施例所涉及的数字广播接收装置包括模式控制部，该模式控制部在所述第二数据包解析部检测出变更预约ID的情况下，输出用于使声音静音的静音控制信号。
并且，本发明能够作为数字广播收发系统来实现，该数字广播收发系统具备：本发明的一个实施例所涉及的数据广播发送装置，以及本发明的一个实施例所涉及的数字广播收发装置。
并且，本发明能够作为包含本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送装置所执行的处理的数字广播发送方法来实现。
并且，本发明能够作为包含本发明的一个实施例所涉及的数字广播接收装置所执行的处理的数字广播收发方法来实现。
并且，本发明还能够作为使计算机分别执行本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送方法以及本发明的一个实施例所涉及的数字广播收发方法的程序来实现。能够作为分别记录这些程序的记录介质来实现。并且，每个程序能够通过互联网等传输介质或DVD等记录介质来分发。
并且，本发明还能够作为包含本发明的一个实施例所涉及的数字广播发送装置所具备的构成要素的一个或多个集成电路来实现。
并且，本发明还能够作为包含本发明的一个实施例所涉及的数字广播接收装置所居欸的构成要素的一个或多个集成电路来实现。
通过本发明、能够提供一种在数字广播接收机中，能够以短时间进行与被传输来的声音信号的编码方式相对应的处理判断的数字广播发送装置、数字广播接收装置、以及数字广播收发系统。
附图说明
图1是示出本发明的实施例中的数字广播发送装置的构成的方框图。
图2是示出本发明的实施例中的十字广播发送装置中的声音输出切换的一个例子的流程图。
图3是示出本发明的实施例中的数字广播发送装置中的声音输出切换(从2ch向5.1ch)的一个例子的时序图。
图4A是示出本发明的实施例中的被添加到声音成分描述符的类别ID一览的图表。
图4B是示出在本发明的实施例中的被添加到声音成分描述符的模式的变更预约ID一览的图表。
图5是用于说明本发明的实施例中的声音的模式变更例子的迁移图。
图6是示出在本发明的实施例中，接收数字广播发送装置的广播，并再生5.1声道信号的数字广播接收装置的构成的方框图。
图7是示出最适于本发明的声道扩展部的具体构成例子的方框图。
图8是示出本发明的实施例中的数字广播发送装置中的声音类别变更检测以及变更辅助处理流程的流程图。
图9是示出本发明的实施例中的5.1ch系统中的从2ch向5.1ch的序列的时序图。
图10是示出本发明的实施例中的5.1ch系统中的从5.1ch向2ch的序列的时序图。
图11是示出再生本发明的实施例中的双声道立体声信号的数字广播发送装置的构成的方框图。
图12是示出在本发明的实施例的2ch系统中，模式以5.1ch、2ch、以及5.1ch的顺序进行迁移的情况下的序列的时序图。
图13是示出既定的声音成分的类别的图表。
图14是示出以往的数字广播发送装置的方框图。
图15是示出用于接收5.1声道环绕声广播的以往的接收装置的一个例子的方框图。
图16A示出了通常的MPEG-2AAC的帧结构。
图16B示出了将以SBR方式表示的高频信息附加到以MPEG-2AAC表示的基本信号中的帧结构。
图16C示出了在以MPEG-2AAC表示的基本信号中附加了声道扩展信息后的MPEG环绕声的帧结构。
图16D示出了在以MPEG-2AAC表示的基本信号中附加了以SBR方式表示的高频信息和声道扩展信息后的MPEG环绕声的帧结构。
图16E是示出从接收的数据中仅取出作为基本信号的AAC双声道信号的装置的构成的一部分的方框图。
图17示出了以往的各种接收机的处理一览。
图18是示出以往的5.1声道再生专用接收装置的一个例子的方框图。
图19是示出以往的声道扩展部的一个例子的方框图。
图20是示出以往的5.1声道疑似环绕声部的一个例子的方框图。
图21是示出以往的接收机的声音类别变更检测以及变更辅助处理的流程的流程图。
图22是用于说明以往的5.1声道接收机中的从2ch向5.1ch的序列的时序图。
图23是用于说明以往的5.1声道接收机中的从5.1ch向2ch的序列的时序图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。并且，在本实施例中，以将MPEG环绕声利用到声音编码方式的数字广播传输系统为例进行说明。
在本实施例中的前提是，对MPEG标准的一部分进行修改，并且为了传输新的成分类别数据的描述符而进行了添加。但是，即使在不能修改MPEG标准的情况下，作为经营者规定也被分配了区域，因此能够以ARIB标准来重新规定该区域。在这种情况下，与对MPEG标准的一部分进行修改的情况相比，虽然标准化的范围不同，但由于能够进行完全相同的信息的传输，因此不论哪种情况在本发明中的作用效果是相同的。
图1是示出本发明的实施例中的数字广播发送装置的构成的方框图。
数字广播发送装置60是一种发送装置，针对声音信号生成编码信息数据包，将MPEG环绕声的类别ID以及变更预约ID信息作为成分类别数据描述到生成的编码信息数据包，并将声音信号一起进行发送。
数字广播发送装置60包括：声音信号输入切换部50、声音信号编码部51、分包部52、多路复用部55、序列控制部42、成分描述符更新部57、分包部54、以及调制部56。
另外，通过声音信号编码部51和分包部52，本发明的数字广播发送装置中的数据包生成部的处理能够得以实现。并且，分包部54是本发明的数字广播发送装置中的分包部的一个例子。
构成节目的双声道立体声或5.1声道环绕声信号被输入到声音信号切换部50，在被切换后被选择，在被输入到声音信号编码部51后被变换为数字信号。由分包部52将报头信息添加在被变换的数字信号中，以成为PES(打包基本流)。
同时，序列控制部42根据手册或送出程序设计指示，在控制声音信号输入切换部50的同时，将MPEG环绕声类别ID以及变更预约ID作为成分类别数据输入到成分描述符更新部57。
成分描述符更新部57根据被输入的成分类别数据，将输出到分包部54的声音成分描述符更新。另外，“声音成分描述符”也有被简单记作“成分描述符”的情况。
从成分描述符更新部57输出的数据与其他的PAT以及PMT一起被输入到分包部54。分包部54将被输入的这些数据，以段形式被分包。
通过将成分类别数据传输到接收机，从而对接收机的最佳工作的效果显著。例如，在接收机一侧，关于声音信号的编码方式是AAC还是MPEG环绕声，能够比基本信号的解码开始提前知道。
在以往的情况下，从数据包中抽出一帧的所有基本信号，只有在解码后才知道声音信号是以AAC被编码的还是以MPEG环绕声来编码的。
对此，通过本实施例的数字广播发送装置60，表示声音信号是以AAC编码的还是以MPEG环绕声编码的描述符，与声音信号的PES数据包不同，作为编码信息以段形式而被分包。据此，在接收机一侧，能够在开始声音信号的解码之前知道编码信息。据此，在接收机中能够确实地得到声音信号的解码处理效果。
图2是本发明的实施例中的数字广播发送装置60中的声音输出切换的一个例子的流程图。
在通过手册或送出程序设计指示，声音信号数据的输入切换指示被输入到序列控制部42时(S01)，序列控制部42判断编码信息模式是否有变更(S02)，在有变更的情况下决定变更点(S03)。
在没有变更的情况下不停地进行循环以等待有变更为止。在变更点被决定时(S03)，序列控制部42在输出变更预约ID的同时，并且最好是通过控制声音信号编码部51，针对声音信号在适当地时刻开始淡出等处理，以作为变更前处理(S04)。在规定的时间经过后，序列控制部42通过控制声音信号编码部51来进行声音PES数据的切换，以作为变更处理(S05)。在此之后，序列控制部42在停止变更预约ID的送出的同时，通过控制声音信号编码部51，适时地使变更后的声音信号淡入，以进行解静音处理(S06)。
图3是示出本发明的实施例中的数字广播发送装置60中的声音输出切换(从2ch向5.1ch)的一个例子的时序图。
图3的A)是声音模式的时序图，图3的B)是声音信号PES的编码形式的时序图，图3的C)是声音成分描述符的类别ID的时序图，图3的D)是变更预约ID的时序图。
图3所示的S01、S04、S05、以及S06与图2的流程图的步骤相对应。即序列控制部42根据切换指示(S01)，作为变更前处理(S01)，开始送出变更预约ID“Ox17”，在切换处理(S05)点对声音PES进行静音的同时切换编码模式，并且同时切换类别ID。
另外，变更预约ID在该变更点的前后的规定时间(从该变更点开始规定时间之前或之后)的定时被输出。例如，在从该变更点开始500毫秒之前开始到1毫秒之前的任一个定时开始送出。
序列控制部42在变更后处理(S06)点停止变更预约ID，解除声音的静音。变更预约ID“Ox17”是MPEG环绕声的有无发生变化的内容。即意味着，当前虽然是双声道立体声，但被变更为5.1声道的MPEG环绕声。
相反，在从MPEG环绕声变更到双声道立体声的情况下也使用变更预约ID“Ox17”。意味着是否有当前的类别ID所示的MPEG环绕声的功能的有无的变更。
另外，在目前标准的声音成分描述符中，作为成分类别虽然规定了图13所示的内容，但是能够识别MPEG环绕声的成分类别却没有规定。因此在本发明中添加了声音成分标识符的成分类别ID，从而能够识别MPEG环绕声。
图4A以及图4B示出了除MPEG环绕声以外，为了能够进行附加有SBR等的识别而进行的添加以及修改的一览。
图4A示出了在本发明的实施例中被添加到声音成分描述符的类别ID的一览，图4B示出了添加的模式的变更预约ID的一览。在变更预约ID中进行了扩展，以使得除MPEG环绕声的变更以外，SBR的变更以及取样频率的变更预约也能够执行。
图5是用于说明声音的模式变更例子的迁移图。在XY平面的第一象限配置了从取样频率为16kHz至48kHz的标准模式，在第二象限配置了附带MPEG环绕声的模式，在第四象限配置了附带SBR的模式，在第三象限配置了附带SBR以及MPEG环绕声的模式。
例如粗线所示，从模式M03(取样频率24kHz标准)被附加SBR后迁移到M13，停止SBR迁移到取样频率为48kHz的M06，在迁移到附加了MPEG环绕声后的M26之后，再附加SBR从而迁移向M33。如图4A以及图4B所示，若进行了添加，则能够以声音成分描述符来表示所有的这些迁移。并且，以附带SBR的模式的取样频率所受到的限制仅为标准的运用规定。
如以上所述，通过声音成分描述符的扩展，从而能够将伴随着能够考虑到的所有的模式的识别以及变更预约的描述的多路复用数据送出。这是因为，在本发明的实施例中是由数字广播发送装置60送出的缘故。
接着，对接收从数字广播发送装置60发送来的广播的接收装置进行说明。
图6示出了接收本发明的实施例中的数字广播发送装置60的广播，再生5.1声道信号的数字广播接收装置的构成的方框图。
图6所示的数字广播接收装置70是一接收装置，通过解析由在数字广播发送装置60被编码的声音信号的编码信息所描述的段数据包，从而在按照对声音信号进行编码时的编码方式来进行解码的同时，即使在编码方式的切换点的前后也能够顺利地进行切换以及再生。
数字广播接收装置70具备图中未示出的天线101、解调部102、以及逆多路复用部103。数字广播接收装置70还包括：解析PES数据的数据包解析部10、流信息解析部11、AAC双声道(2ch)解码器12、SBR信息解析部17、声道扩展信息解析部22、频带扩展部18、选择器19、声道扩展部31、将2ch的信号变换为5.1ch的疑似环绕声信号的5.1声道疑似环绕声部20、选择器21、模式控制部41、解析段数据的数据包解析部25、以及ID检测部27。
并且，数据包解析部10是本发明的数字广播接收装置中的第一数据包解析部的一个例子。并且，通过数据包解析部25以及ID检测部27，本发明的数字广播接收装置中的第二数据包解析部的处理能够得以实现。
通过天线101接收的数字广播波由解调部102接收并被处理，输出被多路复用的TSP串。逆多路复用部103从接收的TSP串中输出PES数据以及段数据。
PES数据被输入到数据包解析部10，数据包解析部10从该PES数据中获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号。获得的声音流数据包由流信息解析部11解析。并且，从流信息解析部11中输出基本信号、SBR信息、声道扩展信息以及SBR信息有无数据、声道扩展信息有无数据。
基本信号被输出到AAC双声道解码器12，SBR信息被输出到SBR信息解析部17，声道扩展信息被输出到声道扩展信息解析部22。SBR信息有无数据和声道扩展信息有无数据均分别被输出到模式控制部41。
频带扩展部18根据在AAC双声道解码器12被解码的基本信号，将频谱复制到高频并进行频带扩展。并且，频带扩展部18利用SBR信息解析部17的输出，来将包络的能量控制得平滑。声道扩展部31至少根据基本信号，利用声道扩展信息解析部22的输出，进行声道扩展并生成5.1声道信号。以上与以往同样。
与以往的不同之处是，首先是在数据包解析部25从段数据中抽出编码信息之后，将该编码信息输入到ID检测部27，检测添加类别ID以及变更预约ID，并将检测出的添加类别ID以及变更预约ID输入到模式控制部41。
作为添加类别ID以及变更预约ID的内容因为包含相当于SBR信息有无数据以及声道扩展信息有无数据的类别ID，因此针对这些所得到的是与流信息解析部11的结果重叠的信息。但是得到的定时不同。当然，也可以取代以往的信息，而仅采用能够确实地及早地进行判别的添加类别ID以及变更预约ID。
模式控制部41根据这些信息，在声音信号为附带SBR的情况下，控制选择器19，以便选择被频带扩展后的基本信号。并且，模式控制部41在声音信号为附带MPEG环绕声的情况下，控制选择器21，以便选择5.1声道信号。
与以往不同的第二点是，变更预约ID的检测及其利用。变更预约ID能够在声音编码方式的变更点之前被检测出来。据此，用于事先将声音逐渐淡出并静音的静音控制信号能够从模式控制部41被输出到声音输出部(图中未示出)。并且，与此同时能够作为声道扩展部31的初始化信号而输出变更预约ID。即，变更预约ID也能够被用于使向MPEG环绕声的声道扩展模式移行的处理提早的情况。
图7是示出本发明的最佳声道扩展部31的具体的构成例子的方框图。
声道扩展部31的功能上的构成与以往的声道扩展部130的功能构成相同。但是，在各自的滤波器以及延迟部被赋予了初始化信号。据此，能够防止因残存的垃圾数据造成的噪声的发生，并且也不需要用于施加零数据等的序列。这样得到的效果是，在得到新数据时能够立刻开始在声道扩展部31的声道扩展处理。
图8是示出本发明的实施例的数字广播发送装置60中的声音类别变更检测以及变更辅助处理的流程的流程图。
对于与以往相同的步骤，赋予与图21相同的符号并省略说明。
与以往不同之处是，在步骤S11设定PID并进行与选台相关的设定之后，紧接着添加了步骤(S22)，在该步骤(S22)中，进行成分类别ID以及变更预约ID的检测判断。更具体而言，在S22为“是”的情况下，跳过S13到S16的步骤，直接移行到S17的处理，用于进行声音静音处理以及声道扩展部31的初始化的通路P22被添加。
因此，作为在以往技术中的课题的处理期间能够得以缩短，该处理期间是指，将从上次的判断结果发生的变化作为依据，用于进行双声道和MPEG环绕声的判别的所要时间。
图9是示出本发明的实施例中的5.1ch系统中的从2ch向5.1ch的序列的时序图。
图9中的A)表示声音模式，在定时T01从双声道被切换为5.1声道。即模式迁移。
图9的B)是被送出的声音PES。直到定时T01为止，以双声道AAC编码的数据被送出，之后送出以模式为MPEG环绕声来编码的数据。切换时的静音(无声音)从500ms缩短到200ms。
图9的C)是被送出的类别ID。到定时T02为止送出2/0模式(立体声)的类别ID，之后发送3/2+LFE模式(MPEG环绕声)的类别ID。
图9的D)是被送出的变更预约ID。在定时T01之前，从定时T00送出表示MPEG环绕声的变更被预约的“0x17”，直到T07为止反复进行送出。
图9的E)表示接收这样的信号的数字广播发送装置60的解码处理定时。数字广播发送装置60检测变更预约ID，为了事先通知模式的变更的有无(T02)而在定时T02开始初始化，并且变更后的MPEG环绕声的解码处理能够在T04开始。
图9的F)是表示声音输出的状态。在初始化所需时间经过后，从定时T04到解码处理延迟后的定时T05能够得到解码处理数据，解除静音从而输出再生声音。
图9的G)示出了从作为附加输出的疑似环绕声2ch向5.1ch的定时。与声道扩展部31同样，通过5.1声道疑似环绕声部20，能够减轻因滤波以及延迟处理而对全体造成的影响。对全体造成的影响包括对MPEG系统的缓冲器进行控制的负荷降低。
图10是示出本发明的实施例中的5.1ch系统中的从5.1ch向2ch的序列的时序图。
各个序列由于与图9相同，因此省略详细说明，声道扩展部31等的初始化时间被缩短，整体的静音时间也能够缩短。
图11是示出本实施例中的再生双声道立体声信号的数字广播接收装置的构成的方框图。在双声道立体声的情况下与以往相同问题较少。
图11所示的数字广播接收装置80的基本构成与图6所示的数字广播接收装置相同。但是，不具备与5.1ch的声音的再生相关的构成要素(5.1声道疑似环绕声部20以及声道扩展部31)，而具备双声道疑似环绕声部26。双声道疑似环绕声部26由模式控制部44控制。
图12是示出本发明的实施例中的2ch系统中，以5.1ch、2ch、5.1ch的顺序模式迁移的情况下的序列的时序图。在双声道立体声的情况下与以往相同没有问题。
如以上所述、本发明能够提供一种在数字广播接收机中，能够以短时间进行与被传输来的声音信号的编码方式相对应的处理判断的数字广播发送装置、数字广播接收装置、以及数字广播收发系统。
并且，本发明虽然是根据上述的实施例而被说明的，但是本发明并非受上述的实施例限定。以下的诸情况也包含在本发明内。
(1)本发明可以由具有微处理器、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、累积存储单元、显示装置、以及人机界面等的计算机系统来实现。通过按照以动态或固定地被累积的计算机程序来工作，从而各个装置能够实现其功能。
(2)构成上述的各个装置(60、70、80)的构成要素的一部分或全部也可以由系统LSI构成。具体而言，可以是包括微处理器、ROM、RAM等的计算机系统。计算机程序被存储，通过按照所述计算机程序进行工作，系统LSI能够实现其功能。
(3)本发明也可以由能够装卸的IC卡或单体的模块构成。所述IC卡或所述模块可以是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。计算机程序被存储，通过按照所述计算机程序进行工作，从而能够实现其功能。
(4)本发明也可以作为包括由本发明的数字广播发送装置以及数字广播接收装置所分别执行的处理的方法来实现。并且，也可以作为使计算机执行这些方法的计算机程序来实现，也可以是由所述计算机程序构成的数字信号。
并且，本发明能够作为分别记录这些程序的记录介质来实现。
本发明能够适用于以数字方式来传输声音、影像以及文字等信息的数字广播传输系统以及构成数字广播传输系统的数字广播发送装置和数字广播接收装置，尤其能够适用于数字电视、机顶盒、导航系统、便携式单频段电视等的数字广播接收装置。
符号说明
10，25，110，125 数据包解析部
11，111 流信息解析部
12，112 AAC双声道解码器
17，117 SBR信息解析部
18，118 频带扩展部
19，21，116，119，121 选择器
20，120 5.1声道疑似环绕声部
22，122 声道扩展信息解析部
26 双声道疑似环绕声部
27 ID检测部
31，130 声道扩展部
41，44，141 模式控制部
42，142 序列控制部
50，150 声音信号输入切换部
51，151 声音信号编码部
52，54，152，154 分包部
55，155 多路复用部
56，156 调制部
57 成分描述符更新部
60 数字广播发送装置
70，80数字广播接收装置
101 天线
102 解调部
103 逆多路复用部
113 AAC5.1声道解码器
114 缩混系数解析部
115 缩混合成部
153 描述符编码部
Claims (11)
1.一种数字广播发送装置，包括：
数据包生成部，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成打包基本流数据；
描述符更新部，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；
分包部，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；
多路复用部，对所述打包基本流数据和所述段数据进行多路复用；以及
调制部，对从所述多路复用部得到的被多路复用的数据进行调制并发送。
2.如权利要求1所述的数字广播发送装置，
该数字广播发送装置还包括序列控制部，该序列控制部根据手册或送出程序设计的指示，决定所述声音成分类别的变更点，并且控制所述描述符更新部，以使在所述变更点的前后的规定时间中变更预约ID被输出。
3.如权利要求2所述的数字广播发送装置，
所述序列控制部，控制所述数据包生成部，以使所述变更预约ID被送出的期间中的声音成为无音。
4.如权利要求2所述的数字广播发送装置，
所述序列控制部，控制所述描述符更新部，以使所述变更预约ID开始被送出的定时成为，从比所述变更点提前500毫秒到提前1毫秒之间的任一个定时。
5.一种数字广播接收装置，接收多路复用广播，并输出所述多路复用广播中所包含的声音，所述多路复用广播是通过对至少包含有成分类别ID的成分描述符进行分包后来发送的，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，
该数字广播接收装置包括：
接收部，接收所述多路复用广播；
第一数据包解析部，从作为接收的所述多路复用广播的数据的多路复用数据中所包含的打包基本流数据中，获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号；以及
第二数据包解析部，从所述多路复用数据中所包含的段数据中，检测包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约。
6.如权利要求5所述的数字广播接收装置，
该数字广播接收装置包括模式控制部，该模式控制部在所述第二数据包解析部检测出变更预约ID的情况下，输出用于使声音静音的静音控制信号。
7.一种数字广播收发系统，包括数字广播发送装置以及数字广播接收装置，
所述数字广播发送装置包括：
数据包生成部，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成打包基本流数据；
描述符更新部，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；
分包部，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；
多路复用部，对所述打包基本流数据和所述段数据进行多路复用；以及
调制部，对从所述多路复用部得到的被多路复用的数据进行调制并发送；
所述数字广播接收装置，接收多路复用广播，并输出所述多路复用广播中所包含的声音，所述多路复用广播是通过对至少包含有成分类别ID的成分描述符进行分包后来发送的，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述数字广播接收装置包括：
接收部，接收所述多路复用广播；
第一数据包解析部，从作为接收的所述多路复用广播的数据的多路复用数据中所包含的打包基本流数据中，获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号；以及
第二数据包解析部，从所述多路复用数据中所包含的段数据中，检测包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约。
8.一种数字广播发送方法，包括：
数据包生成步骤，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成打包基本流数据；
描述符更新步骤，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；
分包步骤，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；
多路复用步骤，对所述打包基本流数据和所述段数据进行多路复用；以及
调制步骤，对从所述多路复用步骤得到的被多路复用的数据进行调制并发送。
9.一种集成电路，包括：
数据包生成部，编码被输入的声音信号以变换为声音编码信号，并通过生成包含变换后的声音编码信号的声音流数据包，从而生成打包基本流数据；
描述符更新部，更新包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约；
分包部，通过对更新的成分描述符进行分包，从而生成段数据；
多路复用部，对所述打包基本流数据和所述段数据进行多路复用；以及
调制部，对从所述多路复用部得到的被多路复用的数据进行调制并发送。
10.一种数字广播接收方法，接收多路复用广播，并输出所述多路复用广播中所包含的声音，所述多路复用广播是通过对至少包含有成分类别ID的成分描述符进行分包后来发送的，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述数字广播接收方法包括：
接收步骤，接收所述多路复用广播；
第一数据包解析步骤，从作为接收的所述多路复用广播的数据的多路复用数据中所包含的打包基本流数据中，获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号；以及
第二数据包解析步骤，从所述多路复用数据中所包含的段数据中，检测包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约。
11.一种集成电路，接收多路复用广播，并输出所述多路复用广播中所包含的声音，所述多路复用广播是通过对至少包含有成分类别ID的成分描述符进行分包后来发送的，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，该集成电路包括：
接收部，接收所述多路复用广播；
第一数据包解析部，从作为接收的所述多路复用广播的数据的多路复用数据中所包含的打包基本流数据中，获得声音流数据包，该声音流数据包包含作为被编码的声音信号的声音编码信号；以及
第二数据包解析部，从所述多路复用数据中所包含的段数据中，检测包含成分类别ID以及变更预约ID的成分描述符，所述成分类别ID示出声音编码方式为MPEG环绕声，所述变更预约ID示出声音成分类别的变更预约。
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