JP2002509400A - デジタルテレビのための監視装置を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、フレームとして系統化されたデータストリームからなるデジタルテレビ信号の品質を監視するための装置を制御する方法に関する。この方法は、ａ）データストリーム中の参照時間信号（PCR）を選択すること、ｂ）参照時間信号（PCR）に基づいて、そのフェーズが前記参照時間信号（PCR）からサーボコントロールされ、そのカウント数がデジタルテレビ信号の初期エンコードの間に生成されたタイムベース（STC）のカウント数から明確に導出されるマルチビットデジタルクロック信号（MTS）を生成すること、およびｃ）デジタルクロック信号（MTS）の少なくとも意味のあるビットをデジタルストリームからデコードされたアナログビデオフレーム同期化信号（STV）と同期的に測定装置へ転送し、測定トリガー信号（MSTC）を生成することからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、デジタルテレビ信号の品質を監視するための装置を制御する方法
に関する。

【０００２】 品質を測定するための装置、あるいはさらに詳しくは、起こりうる品質の低下
を評価するための装置は、すでに知られており、スポット測定を行うように設計
されている。しかし、この装置では同じ画像シーケンスで測定が実行されている
ことを保証しつつ、放送ネットワーク中の異なる地点、たとえば、ネットワーク
の入口とネットワークの種々のノードにおいて測定を実行するのは容易ではない
。

【０００３】 この発明の目的は、そのような問題を解決することのできる監視装置を制御す
る方法を提供することである。

【０００４】 この発明は、各ビデオ同期信号上にサンプル化されたデジタルクロック信号を
生成するという考え方に基づき、実行しようとする測定の始めに測定装置に参照
値（reference）を与えることができるようにし、測定に付される画像シーケン スを記録するためのタイムスタンプ情報をも与えることを可能にする。

【０００５】 このように、この発明は、フレームとして系統化されたデータストリームから
なるデジタルテレビ信号の品質を監視するための装置を制御する方法を提供する
ものであり、その方法は、次のステップからなることを特徴とする。

【０００６】 ａ）データストリーム中の参照時間信号を選択すること、 ｂ）参照時間信号に基づいて、その時期（phase）が参照時間信号からサーボ制 御され、そのカウント数がデジタルテレビ信号の初期エンコードの間に、生成さ
れたタイムベースのカウント数から明確に導出される、マルチビット デジタル
クロック信号を生成すること、および ｃ）測定トリガー信号を生成するために、データストリームからデコードされた
アナログビデオフレーム同期信号と同期するようにデジタルクロック信号のうち
少なくとも意味あるビットを測定装置に転送すること。 保持されるビットは、少なくとも、実行される測定の種類について意味のある
ビットである。

【０００７】 ステップａ）は、次のサブステップを含むことが有利である。 ａ₁）番組（プログラム）に関連するビデオデータに対応したフレームを選択す ること、および ａ₂）そのフレームから前記参照時間信号を選択すること。 たとえば、デジタルテレビ信号は、MPEG-2規格であり、ステップａ₁）中は、 フレームはPIDフィールドを基準として選択される。

【０００８】 好ましくは、特定のビデオデータに対して、オーディオおよび／またはビデオ
品質測定が実行される。どちらの場合にも、この方法は、前記PIDフィールドを 基準として選択されたフレームからビデオデータをデコードするステップを含ん
でもよい。

【０００９】 参照時間信号の選択は、検討中の各フレーム中の前記参照時間信号の存在を示
すフラグを検査することによって実行されるようにしてもよい。 MPEG-2規格のデジタルテレビ信号において、参照時間信号は、PCR信号あるい はSCR信号であってもよい。ステップｂ）の間に、前記デジタルクロック信号は 、ｋ×２７ＭＨｚの周波数であることが有利である。ここでｋは０でない整数あ
るいは有理数である。

【００１０】 また、この発明は、フレームとして系統化されたデータストリームを含むデジ
タルテレビ信号の品質を測定するための装置を提供する。その装置は、 ・データストリームを入力として受信し、そのデータストリームから選択された
参照時間信号を出力する識別デバイス、 ・そのフェーズ（phase）が前記参照時間信号に基づいてロックされ、かつ与え られた周波数で動作するマルチビット クロック信号を出力し、そのカウント数
がデジタルビデオ信号の初期エンコード中に生成されたタイムベースのカウント
数から明確に導出されるクロックジェネレータ、 ・第１の入力時に前記マルチビットクロック信号の少なくとも意味のあるビット
を受信し、第２の入力時にデータストリームデコーダからの出力時に存在するア
ナログビデオフレーム同期信号を受信し、かつ前記アナログビデオフレーム同期
信号の発生時ごとに前記マルチビットクロック信号のうち少なくとも意味のある
ビットの更新値を表わす信号を、出力するサンプラー、および ・入力として前記更新値の信号を受信し、その結果トリガー測定のための信号を
生成する測定デバイス、 からなることを特徴とする。

【００１１】 本発明の他の特徴および利点は、非限定的な実施例による以下の記載を読み、
添付する図面を参照することによって、さらに明らかになるであろう。

【００１２】 MPEG-2規格［ISO/IEC 13818−1］は、基本となる1つ以上のビデオストリーム
、オーディオストリームおよびデータストリームがどのようにして転送または記
憶に適したストリームに組み込まれるかを指定している。この規格はビデオ信号
およびオーディオ信号デコーダからの出力時の表示を同期化し、デコーダのバッ
ファメモリまたは「バッファ」が空になる、あるいは飽和することがないように
することを保証するための必要かつ十分な情報を提供する。この情報はビデオ信
号およびオーディオ信号のデコードおよび表示に関与するタイムスタンプから構
成される。タイムスタンプはバイナリストリームそのものの供給に関与している
。

【００１３】 この規格に記載されているタイミングモデルは一定の遅れを提供するモデルで
ある。これはエンコーダに入る信号とデコーダを出る同一の信号間の遅れである
。これはデコーダのバッファに対するエンコードおよびデコーダからの出力時の
表示に起因する。したがって各画像および各オーディオサンプルはそれぞれ一回
しか表示されない。このように、2つの画像間の時間的インターバルは一定した ままである。また、オーディオ信号がサンプルされる周波数はエンコーダへの入
口およびデコーダからの出口での周波数と同じである。

【００１４】 タイムスタンプの機能は、遅れが一定となることを確保することと、デコーダ
からの出るときのビデオ信号およびオーディオ信号を同期化することである。事
実、タイムスタンプはタイムベースの各クロックパルスをインクリメントするカ
ウンタの役目をする（「system time clock」または規格では27MHzのSTCとして 知られている）。

【００１５】 デコーダから出るときの一定の遅れおよびビデオ信号とオーディオ信号の同期化
は、タイムスタンプをセーブするエンコーダを備えることによって、得ることが
できる。これはタイムスタンプが関連する信号とともにデコーダに転送されると
きに適用される。デコーダはこれらを利用して、信号がデコーダ出口に存在する
ときのタイミングを制御する。

【００１６】 主なタイムスタンプは以下の通りである。 ・プログラムストリーム用のSCR（システムクロック参照値「system clock refe
rence」）および転送ストリーム用のPCR（プログラムクロック参照値「program
clock reference」）

【００１７】 これらのタイムスタンプは、単一プログラムのビデオおよびオーディオDTSお よびPTS（下記に定義する）に使用されるタイムベースをエンコードする。 STCタイムベースは27MHzで動作するクロックに相当する42ビットカウンタであ
り、タイムスタンプは33＋9ビットでエンコードされる。 SCRまたはPCRはデコーダ中で使用され、一定の遅れを確保するためにエンコー
ド中に使用されたものと同一のSTCタイムベースを再生させる。

【００１８】 ・DTS（デコードタイムスタンプ「decording time stamp」）：このタイムス タンプはエンコードされた信号ブロックまたは「アクセスユニット」（AU）がデ
コーダ入口にある瞬間を示す。タイムベースは300に分割された先行のクロック （したがって90kHzで動作するクロックを生じさせる）であり、このタイムスタ ンプは33ビットでエンコードされる。

【００１９】 ・PTS（表示タイムスタンプ「presentation time stamp」）：このタイムスタ
ンプはデコードされた信号ブロックまたは表示ユニット「presentation unit」 がデコーダ出口にある瞬間を示す。タイムベースはDTSと同一のクロックである （90kHzのクロック）。このタイムスタンプは33ビットでエンコードされる。PTS
は少なくとも0.7秒毎にそれぞれのPESに存在していなければならず、PESパケッ トヘッダに位置している。

【００２０】 PTSおよびDTS信号がSTCタイムベースに関するタイムスタンプを表すことは認 識されるべきである。これらの信号は絶対時間に対応しない（すなわちこれらは
エンコード時間、デコード時間のいずれをも指定しない）。

【００２１】 本発明は、MPEG2システムのタイムデータを利用して、測定装置、特にオーデ ィオビジュアル信号の品質を測定する装置を制御することを提供する。

【００２２】 本発明は、例えばデジタルテレビにおけるオーディオおよびビデオなどの品質
を監視する装置を制御することを目的として、例えばMPEG-2-TSストリームなど のデータストリームをデコードし、タイムスタンプ情報（例えば40ms毎に3バイ ト）をそこから引き出すことからなる。

【００２３】 MPEG-2規格を使用するときには、MPEG-2-TSストリームに含まれるPCRフィール
ド（またはSCRフィールド）およびアナログビデオ信号を使用して、オーディオ 信号およびビデオ信号の特性を測定する装置を制御するために必要な時間指標を
得ることが有益である。

【００２４】 図1に示すように、総合的なリファレンスTICを備えた装置が、デジタルテレビ
ネットワークに挿入される。 TIC装置は、あるいは選択されるフレームのPID識別名を表す信号PIDMとともに
、MPEG-TSマルチプログラム転送ストリームを受け取る。信号PIDMは測定装置EME
Sによって生成される。デコーダDECはMPEG-TSストリームを受け取り、アナログ フレーム同期信号STVを生成する。この信号STVは測定を誘発するための信号MSTC
を出力する装置TICの入力に適用される。信号MSTCは測定装置EMESの入力に適用 される。

【００２５】 特に、測定装置EMESはベースバンドでオーディオ信号を処理し、この信号の品
質を測定するオーディオおよびビデオアナライザからなる。本発明の方法は、実
行しようとする品質測定のための測定開始「パルス」からなる信号MSTCを用いる
ことにより、測定が開始される瞬間を制御することを可能にするものである。

【００２６】 装置TICは、クロックPCRのデコード；システムクロックの生成；および前記ク
ロックをサンプリングするためのアナログビデオ信号STVを用いた同期化を実行 する。 MPEG-2-TSストリームはデジタルデータのスタンピングに関する時間情報を含 む。MPEG-2-TSフレームに含まれるフィールドPCRは適切な時にデータをマークす
ることを特に可能にする。STCはPCRに基づいて生成される。これは27MHzクロッ クに相当する42ビットカウンタからなるデータタイムスタンプカウンタである。
装置TICはMPEG-2-TSストリームをデコードし、このタイムスタンプカウンタを用
いて測定装置を制御する。

【００２７】 本発明の実施例において、MPEG-2-TSストリームはPCRをそこから引き出し、信
号MTSを合成するためにデコードされる。信号MTSのカウントは例えば信号STCか ら明確に演繹され、また例えば信号STCと同等である。このデータ項目はMSTCと 呼ばれる情報を作り出すことを可能にする（40ms毎に3バイト）。この動作は、 処理を誘発させ、かつ信号MSTCに基づいて測定された品質パラメータを指標化す
ることによってオーディオおよび／またはビデオ品質を監視する装置を制御する
。

【００２８】 MPEG-2-TSフレームはさまざまな種類の情報を含む。MPEG-2-TSフレームは188 バイトからなり、MPEG-2デコーダにペイロード情報を回復させることのできる種
々の特別なフィールドがその中に存在する。 与えられたプログラムを識別するために、パケット識別フィールド（PID）を1
3ビットで使用することができる。 装置は特定のPID、好ましくはビデオおよびオーディオ品質測定が行われてい るプログラムに関連するビデオデータのPIDを識別するモジュールを含んでいて もよい。

【００２９】 図2に示すように、装置TICは3つの機能的なモジュールを有している。 ・測定装置EMESに必要なPIDMに関連する188バイトのフレームをMPEG-TSストリ
ームから回収し、このように回収したフレームに基づいてPCR（またはSCR）フィ
ールドを生成する抽出装置（extractor）MPCR ・図４を参照して下記に記載のように、信号PCRに基づいて42ビットで信号STC
を生成するモジュールSSTC ・デコーダDECによって提供される信号STVを受け取り、信号STVの発生毎に少 なくとも信号STCの意味のあるビットをサンプリングして信号MSTCを生成するサ ンプラーECH 信号STCの例えばビットｂ₂₀からｂ₄₁の有用かつ意味のあるビットのみを維持 することが好ましい。 フィールドPCRは各フレームで42ビットを占める（33ベースビット、6反転(rev
ersed)ビット、9拡張 (extension)ビット）。

【００３０】 信号PCRを取り出す抽出装置MPCRは注目している各フレームの中にPCRの存在を
示すフラグを最初にテストし、そこから4２ビットの情報を取り出す。この情報 は27MHzの周波数で作動するエンコーダおよびデコーダの中間のデジタルクロッ クのリフレッシュを表している。情報PCRはデータストリーム中に規則的に出現 しない。MPEG-2規格ではPCR情報を含む2つのフレーム間の時間が100ms以下であ ることが要求されるが、この信号は信号STCのフェーズ（phase）を設定するため
のみに使用されるので、これが重大な障害を与えることはない。

【００３１】 図3に示すように、モジュールMPCRは、MPEG-TSストリームを復調し、かつPIDM
のファンクションとして選択されたフレームTSMを出力するサブモジュールEPID を有する。サブモジュールSPCRはこれらのフレームにフィルターを適用し、サブ
モジュールSPCRから出るときに再生される信号PCRの存在を示すフラグを検出す る。デコーダDECは、デコードファンクションを適切に行うサブモジュールDC、 およびアナログ信号STVを生成するサブモジュールESYを有する。デコーダサブモ
ジュールDCはまた、信号PIDMを受け取って、フレームが信号STCを再生するため に選択されたものと同一である好ましい場合において、その測定を実行しようと
するフレームを選択する。測定装置は、通信サブモジュールCOMと測定サブモジ ュールMESを有する。サブモジュールCOMは、信号PIDMをサブモジュールEPIDおよ
びDCに供給し、信号MSTCを受け取ってそれを測定サブモジュールMESに転送する 。信号PIDMに基づいて選択されたフレームを用いて、デコーダのサブモジュール
DMはベースバンド中のオーディオビデオデータDAVを測定サブモジュールMESに供
給する。MESは特定の測定装置を識別し、信号MSTCによってラベルされる評価信 号EVを出力する。

【００３２】 オーディオおよびビデオ品質測定装置を制御するために、安定したクロック信
号STCが27MHzで生成される。MPEG-2規格に適合する27MHzクロックでクロックさ れるSTCを合成するために、図4に示すモジュールがPCR値と周波数27MHzでクロッ
クのフェーズを制御するサーボコントロールループ(VCO)を使用して信号STCを生
成する。STC合成の原理は、PCR値に基づいて27MHzの速度でSTC値を提供する27MH
zのフェーズロックドループを用いるときの原理である。

【００３３】 このために、図4に示すように、サブモジュールSPCRからの出力としての信号P
CRはサブトラクタSSの入力の１つに適用される。ＳＳの出力はインテグレータIN
Tに供給される。その結果INTからの出力はフェーズロックされた27MHzクロック のフェーズ制御入力に供給される。このクロックVCOからの出力はカウンタCPTR をインクリメントする。信号PCRはカウンタCPTRのロード入力LDに適用される。 信号PCRが発生する毎に、ローディング後のカウンタCPTRの値はサブトラクタSS の中のPCR値と比較される。サブトラクタSSからの出力として存在するこの比較 結果によって、前記フェーズロックを提供することが可能になる。

【００３４】 STC値のストリームは、オーディオビデオ品質アナライザの測定周波数と比べ て大きすぎる。ビデオ周波数(イメージ同期化)を参照したタイムスタンプが使用
される。2つのアナログビデオイメージは40msで分離されるため、オーディオお よびビデオアナライザの測定周波数の一例はヨーロッパ規格、すなわち40msまた
は40msの倍数のレートで選択される。

【００３５】 この場合において、ビデオ同期化抽出装置ESYは40ms毎に一回の「パルス」を送 る。このパルスを用いて、サンプラーはSTC値を取り出す。2つのオーディオおよ
びビデオ品質測定間の時間は40msまたは40msの倍数である。アナログビデオ信号
に関する同期化は、カウンタをサンプリングすることを可能にする。またこれは
40ms毎に1個のカウンタ値を測定装置に提供する。

【００３６】 重要でないビットが変動するレートは40msと比べて非常に高い。最も重要でな
いビットb₀は37ns毎に１回変化し、次のビットb₁は74ns毎に1回変化する。した がって、このカウンタの重要でないビットは有用ではない。したがって、信号MT
SCのためには、ビットb₂₀(23ｍｓ毎に変化する)からb₄₁(13時間15分毎に変化す る)を保持して測定装置にいつ測定を開始するかを知らせることで十分である。

【００３７】 重要でないビットの末端においては、これを測定が行われる期間よりも早く変
化する最初のビットまで保持することで十分である。より重要なビットの末端に
おいては、測定データを伝搬し、収集するのに必要な時間Tを与えて、2つの連続
的な測定の間において識別されうる、十分に多数のビットを保持することで十分
である。例えばTが3sの場合、ビットb₂₈を最も重要なビットとして保持すること
で十分である。なぜならこのビットは5.8秒毎に変化するからである。ラベリン グは例えばビットb₂₅からb₂₈を保持することによって行うことができる。

【００３８】 図5に各奇数フレームTIの開始時に存在する信号STVを示す。偶数フレームTPと
奇数フレームTIからなる一対のフレームの存続期間は40msである。この図はまた
STVから10msずれた信号TOも示している。

【００３９】 信号MSTCは、測定工程を誘発するための測定開始の瞬間を特定すること、ある
いはMSTC値を用いたラベル測定にも利用することによって、他のMPEG-2信号監視
装置のオーディオおよび／またはビデオ信号の品質を測定するための装置を制御
するために用いられる。したがってその後、同じシーケンスでかつネットワーク
の異なる地点で行われた測定と比較することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の方法を実施する装置のブロック図である。

【図２】 図１のＴＩＣモジュールがどのように動作するかを示したブロック図である。

【図３】 図１の装置の実施例を示したものである。

【図４】 ＳＳＴＣモジュールのフェーズロックドループを示している。

【図５】 ビデオ同期を示したタイム図である。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームとして系統化されたデータストリームからなるデジ
   タルテレビ信号の品質を監視するための装置を制御する方法であって、次のステ
   ップ、 ａ）データストリームの中の参照時間信号（PCR）を選択し、 ｂ）参照時間信号（PCR）に基づいて、そのフェーズが、前記参照時間信号から サーボコントロールされ、そのカウント数がデジタルテレビ信号の初期エンコー
   ドの間に生成されたタイムベースのカウント数（PCR）から明確に導出されるマ ルチビットデジタルクロック信号（MTS）を生成し、 ｃ）デジタルクロック信号（MTS）の少なくとも意味のあるビットを、データス トリームからデコードされたアナログビデオフレーム同期信号（STV）と同期的 に測定装置へ転送し、測定トリガー信号（MSTC）を生成することからなることを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ステップａ）が次のサブステップ、 ａ₁）番組（プログラム）に関連するビデオデータに一致するフレームを選択 することと、 ａ₂）前記フレームから前記参照時間信号を選択すること、 からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 デジタルテレビ信号が、MPEG-2規格であり、ステップａ₁） の間は、フレームがPIDフィールドに基づいて選択されることを特徴とする請求 項２記載の方法。
4. 【請求項４】 ビデオデータは、オーディオおよび／またはビデオ品質測定
   が実行されるデータであることを特徴とする請求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】 前記PIDフィールドに基づいて選択されたフレームから、ビ デオデータをデコードするステップを含むことを特徴とする請求項３または４記
   載の方法。
6. 【請求項６】 マルチビットクロック信号（MTS）のカウントが、タイムベ ースのカウント（STC）に等しいことを特徴とする先行するいずれかの請求項に 記載された方法。
7. 【請求項７】 前記参照時間信号の選択が、注目中の各フレームの中の前記
   参照時間信号の存在を示すフラグをテストすることによって実行されることを特
   徴とする先行するいずれかの請求項の方法。
8. 【請求項８】 デジタルテレビ信号がMPEG-2規格であり、参照時間信号がPC
   R信号あるいはSCR信号であることを特徴とする先行するいずれかの請求項の方法
   。
9. 【請求項９】 ステップｂ）の間、前記デジタルクロック信号がｋ×27MHz の周波数であり、ｋは０でない整数又は有理数であることを特徴とする請求項８
   記載の方法。
10. 【請求項１０】 フレームとして系統化されたデータストリームからなるデ
    ジタルテレビ信号の品質を測定する装置であって、 ・入力としてのデータストリームを受信し、かつ前記データストリームから選択 された参照時間信号（PCR）を出力する識別デバイス（MPCR）と、 ・そのフェーズが前記参照時間信号に基づいてロックされ、与えられた周波数で 動作するマルチクロック信号（MTS）を出力し、そのカウント数が、デジタル ビデオ信号の初期エンコードの間に生成されたタイムベース（STC）のカウン ト数から明らかに導出されるクロック発生器（SSTC）と、 ・第１の入力時に、少なくとも前記マルチビットクロック信号（MTS）の意味の あるビットを受信し、 第2の入力時に、データストリームデコーダ（DEC）からの出力時に存在する
    アナログビデオフレーム同期化信号（STV）を受信し、 前記アナログビデオフレーム同期化信号（STV）が出現するごとに、少なくと もマルチビットクロック信号（MTS）の意味のあるビットの更新値を表す信号 を出力するサンプラー（ECH）と、 ・前記更新値を入力として受信し、その結果測定を誘発するために信号（MSTC） を生成する測定デバイス（EMES）と、 からなることを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 識別デバイスが番組に関連するビデオデータと一致するフ
    レーム識別信号を受信する選択入力を有し、前記フレームから前記参照時間信号
    を選択するように構成されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 マルチビットデジタルクロック信号（MTS）のカウントが 、前記タイムベースのカウント（STC）に等しいことを特徴とする請求項９また は１０記載の装置。