JP2004312419A - 符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】番組の変化を短時間で確認することができる符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置を提供する。
【解決手段】番組の変化時であるかを判断し(ステップ19d)、変化時には、高い頻度で付加されるように判断して(ステップ19e)、PCR(Program Clock Reference)を符号化されたフレームに付加する(ステップ19f)ことにより、復号化にあたり、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生する。
【選択図】 図4
【解決手段】番組の変化時であるかを判断し(ステップ19d)、変化時には、高い頻度で付加されるように判断して(ステップ19e)、PCR(Program Clock Reference)を符号化されたフレームに付加する(ステップ19f)ことにより、復号化にあたり、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、番組を符号化及び復号化する符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置に係り、特に、番組変化時の処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
動画像と音声の時系列情報からなるマルチメディア番組を、MPEG方式などによって符号化して伝送し、復号再生するマルチメディア情報処理システムにおいては、動画像と音声は、フレームと呼ばれる単位毎に符号化され、そのフレームに再生する時刻(Presentation Time Stamp、以後、PTSと称する。)が付加されて符号化装置から復号化装置に伝送される。動画像に対するフレームは、時間的に連続する静止画であり、音声に対するフレームは、一定時間間隔に分割した音声である。
【0003】
そして、符号化された動画像と音声とを同期をとって再生するには、符号化されたフレームを復号して得られたフレームと、符号化されたフレームに付加されたPTSとを共にメモリに記憶する。そして、復号化装置の基準同期信号(System Time Clock、以後、STCと称する。)が示す時刻が、上記PTSの時刻に一致した時点で、上記メモリに記憶された復号されたフレームを再生する。
【0004】
ここで、STCは、符号化されたマルチメディア番組に付加される番組時刻基準参照値(Program Clock Reference、以後、PCRと称する。)の時刻を示すように常に校正されている。
【0005】
ここで、1つの番組の中では、伝送されるPCRは、実時間の経過に従って経過した実時間に相当して値が増加するので、連続的な変化をする。しかし、ある番組の中で伝送されるPCRは、他の番組の中で伝送されるPCRとは無関係である。そこで、伝送される番組が異なるものに変化した際には、伝送されるPCRは不連続な変化をする。
【0006】
一方、例えば、移動通信端末装置を用いて構成される、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステムでは、符号化された情報の伝送中にPCRに誤りが混入し、その誤りが伝送装置によって訂正されないまま復号再生装置に入力されることがある。
【0007】
なぜなら、移動通信端末装置を用いて構成される、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステムでは、伝送ビットレートが低いため、デジタルテレビ放送システムで用いられている強固な誤り訂正用の冗長ビットを付加することができないことや、また、再送を行わないUDP(User Datagram Protocol)プロトコルを用いているため、インターネットで用いられているTCP(Transmission Control Protocol)プロトコルの再送機能を用いることもできないためである。
【0008】
このため、移動通信端末装置を用いた、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステム向けの動画像の復号再生装置では、受信したPCRが不連続な変化を示した際には、その不連続な変化が番組の変化によるものか、伝送中の誤りによるものかを直ちに判断することができない。そこで、上記不連続な変化が番組の変化によるものと確認するまでは、STCを参照せずに、処理能力に応じた再生が行われている(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−290910号公報(第2頁、図1)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法では、番組の変化によってPCRが不連続な変化をした場合に、番組が変化したと確認するまでは、適切な時刻に情報の再生を行うことができない問題点があった。
【0011】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、番組の変化を短時間で確認することができる符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の符号化復号化方法は、時系列の情報を符号化し、その符号化された時系列の情報に、その情報を再生する時刻及び時刻参照基準情報を付加してストリームデータを作成し、且つ、前記時系列の情報に不連続性が発生した場合には不連続性が発生しない場合に比較して前記時刻参照基準情報を高い頻度で付加して前記ストリームデータを作成し、その作成された前記ストリームデータを伝送手段を用いて伝送し、その伝送された前記ストリームデータを受信して前記符号化された情報と前記再生する時刻と前記時刻参照基準情報とに分離し、分離された前記時刻参照基準情報に従って再生時刻計時手段の時刻を校正し、分離された前記符号化された情報を復号して復号情報を生成し、前記再生時刻計時手段の校正された時刻が分離された前記再生する時刻になった時に前記復号情報を再生信号として出力することを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、番組の変化時に高い頻度で付加される時刻参照基準情報を用いることにより、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による符号化復号化方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る符号化復号化方法が適用され、また、符号化装置及び復号化装置を内蔵する移動通信端末装置の構成を示すブロック図である。
【0015】
この移動通信端末装置は、装置全体の制御を行う制御装置1と、アンテナ2aと、通信装置2bと、送受信装置3と、利用者からの操作指示を入力する入力装置4と、動画像及び音声からなるマルチメディア番組の符号化及び復号再生を行う符号化復号化装置5と、カメラ6aと、マイク6bと、表示装置6cと、スピーカ6dとにより構成される。
【0016】
通信装置2bは、アンテナ2aが受信した高周波信号を送受信装置3へ出力し、また、送受信装置3から出力される高周波信号をアンテナ2aより送信する。
【0017】
また、送受信装置3は、通信装置2bからの高周波信号を増幅、周波数変換及び復調し、それによって得た符号化されたマルチメディア番組信号を符号化復号化装置5に送り、また、制御信号を制御装置1に送る。送受信装置3は、更に、符号化復号化装置5から出力される符号化されたマルチメディア番組信号、及び、制御装置1から出力される制御信号を変調、周波数変換及び増幅し、高周波信号を得てそれを通信装置2bに送る。
【0018】
図2は、符号化復号化装置5の構成を示すブロック図である。符号化復号化装置5は、カメラ6aと接続される動画像符号化部12と、PES(画像)作成部13と、PES(画像)バッファ14a、14bと、符号化STC部15a、15bと、マイク6bと接続される音声符号化部16と、PES(音声)作成部17と、PES(音声)バッファ18a、18bと、多重分離部19と、動画像復号化部21と、音声復号化部22と、再生時刻管理部23と、画像バッファ24と、表示装置6cと接続される画像再生制御部25と、音声バッファ26と、スピーカ6dと接続される音声再生制御部27と、再生STC部28とにより構成される。
【0019】
上記のように構成された、本発明の実施形態に係る移動通信端末装置の動作を、符号化の動作から説明する。
【0020】
符号化の動作は、制御装置1から、第1の番組の符号化であるか、または、第2の番組の符号化であるかを指定して起動されることにより動作を開始する。制御装置1は、第1の番組の符号化であるとの指定をして符号化をさせる場合には符号化STC部15aを所定の時刻を示すように事前に校正し、また、第2の番組の符号化であるとの指定をして符号化をさせる場合には符号化STC部15bを所定の時刻を示すように事前に校正する。
【0021】
そして、第1の番組の符号化の場合には、PES(画像)バッファ14a、符号化STC部15a、及び、PES(音声)バッファ18aとが用いられる。一方、第2の番組の符号化の場合には、PES(画像)バッファ14b、符号化STC部15b、及び、PES(音声)バッファ18bとが用いられる。以後の説明は、第1の番組の符号化の場合と仮定して行う。
【0022】
次に、動画像の符号化の動作の説明を、動画像符号化部12の動作から説明する。動画像符号化部12は、まず、カメラ6aから出力される動画像信号から画像フレーム信号、即ち、時間的に連続する静止画を作成する。
【0023】
続いて動画像符号化部12は、得られた画像フレーム信号毎に、画像フレーム信号を離散コサイン変換し、得られた離散コサイン変換係数を量子化して符号化する。更に、得られた符号化された画像フレーム信号内のフレームヘッダ情報にそれを再生する時刻B_TSを付加して、その符号化された画像フレーム信号をPES(画像)作成部13に送る。ここで、時刻B_TSは、動画像独自に定義されたものである。
【0024】
次に、PES(画像)作成部13の動作を説明する。PES(画像)作成部13は、動画像符号化部12から出力される符号化された画像フレーム信号からPES(Packetized Elementary Stream)パケットを作成し、そのパケットをPES(画像)バッファ14aに格納する装置である。
【0025】
即ち、PES(画像)作成部13は、動画像符号化部12から出力される符号化された画像フレーム信号に、その画像フレーム信号を再生する時刻であるPTSを付加してPESパケットを作成し、そのパケットをPES(画像)バッファ14aに格納する。
【0026】
ここで、時刻PTSは、符号化STC部15aが示す値に所定の値を加えた値を用いる。所定の値とは、作成しているPESパケット(画像)が伝送され、その中の符号化された画像フレーム信号が復号され、再生されるまでに見込まれる所用時間である。
【0027】
図3(a)は、第1の符号化された画像フレーム信号31aから第mの符号化された画像フレーム信号31bまでが、第1のPESパケット(画像)31cから第mのPESパケット(画像)31dまでを構成している状況を示す。
【0028】
ここで、全ての符号化された画像フレーム信号内のフレームヘッダ情報には時刻B_TSが付加されている。即ち、第1の符号化された画像フレーム信号31aには時刻B_TS(31e)が付加され、以降同様にして、第mの符号化された画像フレーム信号31bには時刻B_TS(31f)が付加されている。
【0029】
また、全てのPESパケット(画像)のヘッダには時刻PTSが付加されている。即ち、第1のPESパケット(画像)31cには時刻PTS(31g)が、以降同様にして、第mのPESパケット(画像)31dには時刻PTS(31h)が付加されている。
【0030】
次に、音声の符号化の動作の説明を、音声符号化部16の動作から説明する。音声符号化部16は、まず、マイク6bから出力される音声信号から音声フレーム信号、即ち、一定時間間隔に分割した音声信号を作成する。
【0031】
音声符号化部16は、続いて、得られた音声フレーム信号毎に、それをAAC(Advanced Audio Coding)方式によって時間周波数変換する。続いて、得られたMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)係数を量子化して符号化する。更に、得られた符号化された音声フレーム信号をPES(音声)作成部17に送る。
【0032】
次に、PES(音声)作成部17の動作を説明する。PES(音声)作成部17は、音声符号化部16から出力される符号化された音声フレーム信号からPESパケットを作成し、そのパケットをPES(音声)バッファ18aに格納する装置である。
【0033】
即ち、PES(音声)作成部17は、音声符号化部16から出力される符号化された音声フレーム信号を複数個まとめ、先頭の符号化された音声フレーム信号に、その音声フレーム信号を再生する時刻であるPTSを付加してPESパケットを作成し、そのパケットをPES(音声)バッファ18aに格納する。なお、先頭以外の符号化された音声フレーム信号にも時刻PTSを付加しても良い。
【0034】
ここで、時刻PTSは、PES(画像)作成部13の動作の説明で述べたのと同様に、符号化STC部15aが示す値に所定の値を加えた値を用いる。
【0035】
図3(b)は、第1の符号化された音声フレーム信号32aから第nの符号化された音声フレーム信号32bまでが1つのPESパケット(音声)を構成している状況を示す。ここで、第1の符号化された音声フレーム信号32aには時刻PTS(32c)が付加されている。
【0036】
次に、多重分離部19のPESパケット多重化の動作を説明する。多重分離部19は、PES(画像)バッファ14aから読み出したPESパケット(画像)、及び、PES(音声)バッファ18aから読み出したPESパケット(音声)を、パケット毎に固定長のTS(Transport Stream)パケットに分割して送受信装置3に送る。連続したTSパケットが、符号化された情報からなるストリームデータをなす。
【0037】
図4は、この多重分離部19のPESパケットの多重化の動作のフローチャートを示す。多重分離部19のPESパケットの多重化は、制御装置1の指示により動作を開始し(ステップ19a)、まず、PES(画像)バッファ14a又はPES(音声)バッファ18aからPESパケットを読み出す(ステップ19b)。
【0038】
続いて、読み出したPESパケット全ての送信が終了したかを調べる(ステップ19c)。終了していなければ、続いて、多重分離部19が制御装置1の指示により動作を開始してからの時間(x)を調べ(ステップ19d)、その時間(x)が所定の開始後時間(a)以内であれば(x≦a)、続いて、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)を調べる(ステップ19e)。
【0039】
前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より長ければ(y≧b1)、多重分離部19は、まだ送信していないPESパケットを分割し、符号化STC部15aが示す時刻をPCRとしてTSパケット内のヘッダー情報に付加して固定長のTSパケットを作成し(ステップ19f)、作成したTSパケットを送受信装置3に送信して(ステップ19g)、ステップ19cへ戻って、処理を繰返す。
【0040】
ステップ19eで、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より短かれば(y<b1)、まだ送信していないPESパケットを分割し、PCRを付加せずに固定長のTSパケットを作成し(ステップ19h)、作成したSTパケットを送受信装置3に送信して(ステップ19g)、ステップ19cへ戻って、処理を繰返す。
【0041】
なお、多重分離部19の動作開始直後で、まだPCRを送信していない場合には、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より長い(y≧b1)とみなして、多重分離部19は、ステップ19fの動作に進む。
【0042】
ステップ19dで、多重分離部19が制御装置1の指示により動作を開始してからの時間(x)が所定の開始後時間(a)を越えていれば(x>a)、多重分離部19は、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)を調べる(ステップ19i)。
【0043】
前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第2の所定経過時間(b2)より長ければ(y≧b2)、既に説明したステップ19f以下の処理を行って、PCRが付加されたTSパケットを作成し、そのパケットを送信する。前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第2の所定経過時間(b2)より短ければ(y<b2)、既に説明したステップ19h以下の処理を行って、PCRが付加されないTSパケットを作成し、そのパケットを送信する。
【0044】
ステップ19cで、読み出したPESパケット全ての送信が終了していれば、多重分離部19は、ステップ19bへ戻ってPESパケットの読み出しを行う。
【0045】
図3(c)は、1つのPESパケットが第1のTSパケット33aから第pのTSパケット33bまでに分割され、一部のTSパケット内にPCRが付加された状況を示す。即ち、第1のTSパケット33a内にはPCR(33c)が付加されている。
【0046】
ここで、第2の所定経過時間(b2)は100msに満たない時間、例えば、70msとする。一方、第1の所定経過時間(b1)は、例えば、第1の所定経過時間(b1)の1割の値とする。また、所定の開始後経過時間(a)は、例えば、第1の所定経過時間(b1)の5割の値とする。
【0047】
上記のように所定時間が設定されると、番組開始直後の35msの間は約7msに1回の高い頻度で、PCRが送受信装置3経由で復号化装置に送信される。また、番組の開始から35msが経過した後では約70msに1回の頻度で、PCRが送受信装置3経由で復号化装置に送信される。
【0048】
これらの所定数は、上記の値に限るものではない。また、これらの所定数は、符号化装置から復号化装置への情報の伝送路の品質によって変化させても良い。例えば、その伝送路が衛星を経由した無線回線であって、天候が雪や雨や曇りの場合には、その伝送路の伝送品質が悪化するので、所定の開始後経過時間(a)を大きく設定することにより、高い頻度でPCRが送られる時間を長くし、伝送エラー耐性を強化しても良い。
【0049】
次に、符号化復号化装置5の復号化の動作を、まず、多重分離部19の分離の動作から説明する。多重分離部19は、送受信装置3から出力される符号化されたマルチメディア番組信号を、符号化された画像フレーム信号と、符号化された音声フレーム信号と、PCRとに分離する。そして、符号化された画像フレーム信号を動画像復号化部21に送り、符号化された音声フレーム信号を音声復号化部22に送り、PCRを再生時刻管理部23に送る。
【0050】
即ち、送受信装置3から出力されるマルチメディア番組信号は、図3(c)の構造を持つ複数のTSパケットからなり、一部のTSパケット内にPCR33c、…が付加された信号を受信し、この内、PCR33c、…を分離して、再生時刻管理部23に送る。
【0051】
また、多重分離部19は、PCRを分離したTSパケットをPESパケットに統合し、そのPESパケットが図3(a)に示す符号化された画像フレーム信号からなるパケットであれば、それに含まれる時刻PTS及びB_TSを含む符号化された画像フレーム信号を動画像復号化部21に送る。
【0052】
また、そのPESパケットが図3(b)に示す符号化された音声フレーム信号からなるパケットであれば、それに含まれる時刻PTS及び符号化された音声フレーム信号を音声復号化部22に送る。
【0053】
次に、動画像復号化部21の動作を説明する。動画像復号化部21は、多重分離部19から出力される符号化された画像フレーム信号を受信し、受信した画像フレーム信号を復号する。即ち、符号化された画像フレーム信号を復号し、復号された信号を逆量子化して、逆離散コサイン変換することによって復号された画像フレーム信号、即ち、静止画を得る。
【0054】
動画像復号化部21は、続いて、得られた復号された画像フレーム信号に再生する時刻PTSを付加する。即ち、まず、受信した符号化された画像フレーム信号に時刻PTSが付加されているか否かを調べ、付加されていれば、付加されていた時刻PTSと復号された画像フレーム信号を共に画像バッファ24に格納する。
【0055】
受信した符号化された画像フレーム信号に時刻PTSが付加されていない場合には、動画像復号化部21は、受信した符号化された画像フレーム信号に対応する時刻PTSを推定し、推定した時刻PTSと復号された画像フレーム信号を共に画像バッファ24に格納する。
【0056】
ここで、受信した符号化された画像フレーム信号に対する時刻PTSの推定値は、その画像フレーム信号に付加された時刻B_TSと、時刻PTSが付加されていた符号化された画像フレーム信号に付加されていて、動画像復号化部21が記憶している時刻B_TSとの差を求め、その差を動画像復号化部21が記憶している過去の時刻PTSに加えることによって得る。
【0057】
次に、画像再生制御部25の動作を説明する。画像再生制御部25は、再生STC部28が示す時刻を読込み、読込んだ時刻と同一の時刻PTSが画像バッファ24に記憶されているかを検索する。記憶されていれば、その時刻PTSと共に画像バッファ24に記憶されている復号された画像フレーム信号、即ち、静止画を読み出し表示装置6cに表示する。
【0058】
次に、音声復号化部22の動作を説明する。音声復号化部22は、まず、多重分離部19から出力される符号化された音声フレーム信号を受信する。その際、それに付加された時刻PTSも同時に受信する。続いて、受信した符号化された音声フレーム信号を復号し、復号された信号を逆量子化して、逆時間周波数変換することによって、復号された音声フレーム信号、即ち、一定時間幅の音声信号を得る。
【0059】
音声復号化部22は、続いて、動画像復号化部21と同様に、復号された音声フレーム信号に再生する時刻PTSを付加する。もし、受信した符号化された音声フレーム信号に時刻PTSが付加されていれば、その時刻PTSと復号された音声フレーム信号を共に音声バッファ26に格納する。
【0060】
その音声フレーム信号に時刻PTSが付加されていなければ、過去の符号化された音声フレーム信号に付加されていて、音声復号化部22が記憶している時刻PTSに、所定の推定値を加えて時刻PTSを求める。即ち、その過去の符号化された音声フレーム(フレーム1)から現在受信した符号化された音声フレーム(フレームm)間のフレーム数k(k=m−1)を求め、このフレーム数kに1つの音声フレームが含む音声の時間幅tを乗算した数(k×t)を加えることによって推定値を算出する。こうして求めた時刻PTSと復号された音声フレーム信号を共に音声バッファ26に格納する。
【0061】
次に、音声再生制御部27の動作を説明する。音声再生制御部27は、再生STC部28が示す時刻を読込み、読込んだ時刻と同一の時刻PTSが音声バッファ26に記憶されているかを検索する。記憶されていれば、その時刻PTSと共に音声バッファ26に記憶されている復号された音声フレーム信号、即ち、一定時間幅の音声信号をスピーカ6dに送って発音する。
【0062】
次に、再生時刻管理部23の動作を説明する。再生時刻管理部23は、多重分離部19から出力されるPCRを受信し、それが示す時刻を再生STC部28が示すように、再生STC部28を校正する装置である。
【0063】
図5は、再生時刻管理部23の動作のフローチャートを示す。再生時刻管理部23は、制御装置1の指示により動作を開始し(ステップ23a)、多重分離部19から出力されるPCRを受信する(ステップ23b)。そして、PCRを受信した時の時刻をクロック(図示せず)から得て、受信したPCRと共に、再生時刻管理部23内に記憶する。
【0064】
続いて、再生時刻管理部23は、受信したPCRを、再生STC部28が示す時刻を用いて評価し、または、再生時刻管理部23内に記憶されている過去に受信したPCRと、それらを受信した時の時刻とを用いて評価し、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」のいずれであるかを判断する(ステップ23c)。
【0065】
図6は、PCRの値を縦軸に、そのPCRを受信した時の時刻tを横軸にとることによって、再生時刻管理部23が受信したPCRを点として示した図であり、この図を参照して、ステップ23cの評価の方法を説明する。なお、この図で、PCR1〜PCR5が変化前の番組のPCRであり、PCR6〜PCR10が変化後の番組のPCRである。
【0066】
まず、図6に示した記号を説明する。PCR1を受信した時刻をt1、PCR1の値をp1と表記する。以下、同様に、iを自然数として、PCRiを受信した時刻をti、PCRiの値をpiと表記する。ここで、iが大きくなるとtiは大きくなる。即ち、i<jならti<tjである。
【0067】
さて、PCR3を受信した時に、その値p3がPCR3を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しければ、PCRは、前回再生STC部28が校正されてから実時間の経過分の増加をしているので、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0068】
または、PCR3の値p3を直前に受信したPCR2についての情報を用いて、両者を受信した時刻の差(t3−t2)と、両者の値の差(p3−p2)を計算し、これらの差が等しければ、同様に、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0069】
この時、PCR2の直前に受信したPCR1についての情報を用いて、PCR3とPCR1を受信した時刻の差(t3−t1)と、両者の値の差(p3−p1)を計算し、これらの差が等しいことも調べることによって、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断しても良い。
【0070】
次に、PCR3の直後にPCR4を受信し、その値p4がPCR4を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しくなく、または、PCR3とPCR4を受信した時刻の差(t4−t3)と両者の値の差(p4−p3)が異なっていれば、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断する。
【0071】
次に、PCR4の直後にPCR5を受信し、その値p5がPCR5を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しければ、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。ここで、後述するように、再生STC部28は、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断されたPCR4によって校正されていない。
【0072】
または、PCR4とPCR5を受信した時刻の差(t5−t4)と両者の値の差(p5−p4)が異なっているが、PCR4の直前に受信したPCR3についての情報を用い、PCR5とPCR3を受信した時刻の差(t5−t3)と両者の値の差(p5−p3)が等しければ、p4が異常であり、PCR5については、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0073】
更に、PCR5の直後にPCR6を受信し、その値p6がPCR6を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しくなく、または、PCR5とPCR6を受信した時刻の差(t6−t5)と両者の値の差(p6−p5)が異なっていれば、PCR4と同様に、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断する。
【0074】
PCR6の直後にPCR7を受信し、それらを受信した時刻の差(t7−t6)と両者の値の差(p7−p6)が等しければ、PCR6から番組の変化があり、PCR7については、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断する。
【0075】
この際、更にPCR7の直後にPCR8を受信し、両者を受信した時刻の差(t8−t7)と両PCRの値の差(p8−p7)が等しいことも調べた後に、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断しても良い。ここで、PCR6に続いて、PCR7やPCR8を短い間隔で受信することによって、短時間で「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断することができる。
【0076】
ステップ23cで、上記に説明したように、受信したPCRの評価を行い、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断した場合には、受信したPCRの値で再生STC部28を校正し(ステップ23d)、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0077】
また、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断した場合には、受信したPCRの値で再生STC部28を校正せずに、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0078】
更に、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断した場合には、受信した変化後の番組のPCRの値で再生STC部28を校正し(ステップ23e)、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0079】
図6を参照して説明した通り、番組の変化後には、再生時刻管理部23は、高頻度でPCRを受信するので、PCRを受信したが、そのPCRの値で再生STC部28を校正していない時間は短時間である。即ち、短時間のうちに、再生STC部28は、新しい番組のフレーム信号の時刻PTSに対応したPCRに従って校正を受けることになり、その結果、新しい番組が適切な時刻に再生される。
【0080】
なお、ステップ23eの新しい番組のPCRで再生STC部28を校正した時点で、画像バッファ24と音声バッファ26に記憶されている変化前の番組のフレーム信号は、再生されない可能性がある。これらのフレーム信号は、破棄しても良く、また、再生STC部28が示す時刻を参照せずに、引き続いて再生しても良い。
【0081】
ここで、変化前の番組のフレーム信号であるか否かは、フレーム信号と共に記憶されている時刻PTSが番組変化前のPCRに近い値であるか、番組変化後のPCRに近い値であるかを調べ、番組変化前のPCRに近い値であれば、変化前の番組のフレーム信号であると判断する。
【0082】
本実施形態では、第1の番組と第2の番組の2種の番組があるとしたが、3種以上の番組があっても良い。また、第1の番組から第2の番組に変化するだけでなく、第1の番組の間に、それを中断して第2の番組が用いられても良い。
【0083】
また、第1の番組と第2の番組のいずれもが、カメラ6aによって入力され動画像符号化部12で符号化された情報、及び、マイク6bによって入力され音声符号化部16で符号化された情報であるとしたが、例えば、第2の番組は、符号化信号記憶装置(図示せず)に記憶された情報であり、PES(画像)作成部13、及び、PES(音声)作成部17が符号化信号記憶装置から読み出すとしても良い。
【0084】
また、動画像は、1つの動画像であるとしたが、動画像が複数の任意形状の動画像の集まりとして定義されていても良い。その場合には、上記各任意形状の動画像毎に行われる復号及び再生に本発明を適用できる。
【0085】
更に、画像フレームの符号化は離散コサイン変換方式によるとしたが、これに限るものはなく、また、音声フレームの符号化はAAC方式によるとしたが、これに限るものではない。本発明は以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0086】
また、以上の説明は、本発明を移動通信端末装置に適用した形態を例にとって行ったが、本発明は、放送システムの送信装置及び受信装置に適用することも当然に可能である。
【0087】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、番組の変化時に高い頻度で付加されるPCR(Program Clock Reference)を用いることにより、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る移動通信端末装置を示すブロック図。
【図2】本発明の実施形態に係る符号化復号化装置を示すブロック図。
【図3】本発明の実施形態に係る符号化されたマルチメディア番組のデータ構造を示す図。
【図4】本発明の実施形態に係る多重分離部の多重化の動作を示すフローチャート。
【図5】本発明の実施形態に係る再生時刻管理部の動作を示すフローチャート。
【図6】番組の変化の際に出力されるPCRの値の変化の概念図。
【符号の説明】
5 符号化復号化装置
12 動画像符号化部
13 PES(画像)作成部
15a、15b 符号化STC部
16 音声符号化部
17 PES(音声)作成部
19 多重分離部
21 動画像復号化部
22 音声復号化部
23 再生時刻管理部
25 画像再生制御部
27 音声再生制御部
28 再生STC部
【発明の属する技術分野】
本発明は、番組を符号化及び復号化する符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置に係り、特に、番組変化時の処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
動画像と音声の時系列情報からなるマルチメディア番組を、MPEG方式などによって符号化して伝送し、復号再生するマルチメディア情報処理システムにおいては、動画像と音声は、フレームと呼ばれる単位毎に符号化され、そのフレームに再生する時刻(Presentation Time Stamp、以後、PTSと称する。)が付加されて符号化装置から復号化装置に伝送される。動画像に対するフレームは、時間的に連続する静止画であり、音声に対するフレームは、一定時間間隔に分割した音声である。
【0003】
そして、符号化された動画像と音声とを同期をとって再生するには、符号化されたフレームを復号して得られたフレームと、符号化されたフレームに付加されたPTSとを共にメモリに記憶する。そして、復号化装置の基準同期信号(System Time Clock、以後、STCと称する。)が示す時刻が、上記PTSの時刻に一致した時点で、上記メモリに記憶された復号されたフレームを再生する。
【0004】
ここで、STCは、符号化されたマルチメディア番組に付加される番組時刻基準参照値(Program Clock Reference、以後、PCRと称する。)の時刻を示すように常に校正されている。
【0005】
ここで、1つの番組の中では、伝送されるPCRは、実時間の経過に従って経過した実時間に相当して値が増加するので、連続的な変化をする。しかし、ある番組の中で伝送されるPCRは、他の番組の中で伝送されるPCRとは無関係である。そこで、伝送される番組が異なるものに変化した際には、伝送されるPCRは不連続な変化をする。
【0006】
一方、例えば、移動通信端末装置を用いて構成される、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステムでは、符号化された情報の伝送中にPCRに誤りが混入し、その誤りが伝送装置によって訂正されないまま復号再生装置に入力されることがある。
【0007】
なぜなら、移動通信端末装置を用いて構成される、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステムでは、伝送ビットレートが低いため、デジタルテレビ放送システムで用いられている強固な誤り訂正用の冗長ビットを付加することができないことや、また、再送を行わないUDP(User Datagram Protocol)プロトコルを用いているため、インターネットで用いられているTCP(Transmission Control Protocol)プロトコルの再送機能を用いることもできないためである。
【0008】
このため、移動通信端末装置を用いた、符号化されたマルチメディア情報を実時間に伝送及び再生するシステム向けの動画像の復号再生装置では、受信したPCRが不連続な変化を示した際には、その不連続な変化が番組の変化によるものか、伝送中の誤りによるものかを直ちに判断することができない。そこで、上記不連続な変化が番組の変化によるものと確認するまでは、STCを参照せずに、処理能力に応じた再生が行われている(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−290910号公報(第2頁、図1)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法では、番組の変化によってPCRが不連続な変化をした場合に、番組が変化したと確認するまでは、適切な時刻に情報の再生を行うことができない問題点があった。
【0011】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、番組の変化を短時間で確認することができる符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の符号化復号化方法は、時系列の情報を符号化し、その符号化された時系列の情報に、その情報を再生する時刻及び時刻参照基準情報を付加してストリームデータを作成し、且つ、前記時系列の情報に不連続性が発生した場合には不連続性が発生しない場合に比較して前記時刻参照基準情報を高い頻度で付加して前記ストリームデータを作成し、その作成された前記ストリームデータを伝送手段を用いて伝送し、その伝送された前記ストリームデータを受信して前記符号化された情報と前記再生する時刻と前記時刻参照基準情報とに分離し、分離された前記時刻参照基準情報に従って再生時刻計時手段の時刻を校正し、分離された前記符号化された情報を復号して復号情報を生成し、前記再生時刻計時手段の校正された時刻が分離された前記再生する時刻になった時に前記復号情報を再生信号として出力することを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、番組の変化時に高い頻度で付加される時刻参照基準情報を用いることにより、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による符号化復号化方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る符号化復号化方法が適用され、また、符号化装置及び復号化装置を内蔵する移動通信端末装置の構成を示すブロック図である。
【0015】
この移動通信端末装置は、装置全体の制御を行う制御装置1と、アンテナ2aと、通信装置2bと、送受信装置3と、利用者からの操作指示を入力する入力装置4と、動画像及び音声からなるマルチメディア番組の符号化及び復号再生を行う符号化復号化装置5と、カメラ6aと、マイク6bと、表示装置6cと、スピーカ6dとにより構成される。
【0016】
通信装置2bは、アンテナ2aが受信した高周波信号を送受信装置3へ出力し、また、送受信装置3から出力される高周波信号をアンテナ2aより送信する。
【0017】
また、送受信装置3は、通信装置2bからの高周波信号を増幅、周波数変換及び復調し、それによって得た符号化されたマルチメディア番組信号を符号化復号化装置5に送り、また、制御信号を制御装置1に送る。送受信装置3は、更に、符号化復号化装置5から出力される符号化されたマルチメディア番組信号、及び、制御装置1から出力される制御信号を変調、周波数変換及び増幅し、高周波信号を得てそれを通信装置2bに送る。
【0018】
図2は、符号化復号化装置5の構成を示すブロック図である。符号化復号化装置5は、カメラ6aと接続される動画像符号化部12と、PES(画像)作成部13と、PES(画像)バッファ14a、14bと、符号化STC部15a、15bと、マイク6bと接続される音声符号化部16と、PES(音声)作成部17と、PES(音声)バッファ18a、18bと、多重分離部19と、動画像復号化部21と、音声復号化部22と、再生時刻管理部23と、画像バッファ24と、表示装置6cと接続される画像再生制御部25と、音声バッファ26と、スピーカ6dと接続される音声再生制御部27と、再生STC部28とにより構成される。
【0019】
上記のように構成された、本発明の実施形態に係る移動通信端末装置の動作を、符号化の動作から説明する。
【0020】
符号化の動作は、制御装置1から、第1の番組の符号化であるか、または、第2の番組の符号化であるかを指定して起動されることにより動作を開始する。制御装置1は、第1の番組の符号化であるとの指定をして符号化をさせる場合には符号化STC部15aを所定の時刻を示すように事前に校正し、また、第2の番組の符号化であるとの指定をして符号化をさせる場合には符号化STC部15bを所定の時刻を示すように事前に校正する。
【0021】
そして、第1の番組の符号化の場合には、PES(画像)バッファ14a、符号化STC部15a、及び、PES(音声)バッファ18aとが用いられる。一方、第2の番組の符号化の場合には、PES(画像)バッファ14b、符号化STC部15b、及び、PES(音声)バッファ18bとが用いられる。以後の説明は、第1の番組の符号化の場合と仮定して行う。
【0022】
次に、動画像の符号化の動作の説明を、動画像符号化部12の動作から説明する。動画像符号化部12は、まず、カメラ6aから出力される動画像信号から画像フレーム信号、即ち、時間的に連続する静止画を作成する。
【0023】
続いて動画像符号化部12は、得られた画像フレーム信号毎に、画像フレーム信号を離散コサイン変換し、得られた離散コサイン変換係数を量子化して符号化する。更に、得られた符号化された画像フレーム信号内のフレームヘッダ情報にそれを再生する時刻B_TSを付加して、その符号化された画像フレーム信号をPES(画像)作成部13に送る。ここで、時刻B_TSは、動画像独自に定義されたものである。
【0024】
次に、PES(画像)作成部13の動作を説明する。PES(画像)作成部13は、動画像符号化部12から出力される符号化された画像フレーム信号からPES(Packetized Elementary Stream)パケットを作成し、そのパケットをPES(画像)バッファ14aに格納する装置である。
【0025】
即ち、PES(画像)作成部13は、動画像符号化部12から出力される符号化された画像フレーム信号に、その画像フレーム信号を再生する時刻であるPTSを付加してPESパケットを作成し、そのパケットをPES(画像)バッファ14aに格納する。
【0026】
ここで、時刻PTSは、符号化STC部15aが示す値に所定の値を加えた値を用いる。所定の値とは、作成しているPESパケット(画像)が伝送され、その中の符号化された画像フレーム信号が復号され、再生されるまでに見込まれる所用時間である。
【0027】
図3(a)は、第1の符号化された画像フレーム信号31aから第mの符号化された画像フレーム信号31bまでが、第1のPESパケット(画像)31cから第mのPESパケット(画像)31dまでを構成している状況を示す。
【0028】
ここで、全ての符号化された画像フレーム信号内のフレームヘッダ情報には時刻B_TSが付加されている。即ち、第1の符号化された画像フレーム信号31aには時刻B_TS(31e)が付加され、以降同様にして、第mの符号化された画像フレーム信号31bには時刻B_TS(31f)が付加されている。
【0029】
また、全てのPESパケット(画像)のヘッダには時刻PTSが付加されている。即ち、第1のPESパケット(画像)31cには時刻PTS(31g)が、以降同様にして、第mのPESパケット(画像)31dには時刻PTS(31h)が付加されている。
【0030】
次に、音声の符号化の動作の説明を、音声符号化部16の動作から説明する。音声符号化部16は、まず、マイク6bから出力される音声信号から音声フレーム信号、即ち、一定時間間隔に分割した音声信号を作成する。
【0031】
音声符号化部16は、続いて、得られた音声フレーム信号毎に、それをAAC(Advanced Audio Coding)方式によって時間周波数変換する。続いて、得られたMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)係数を量子化して符号化する。更に、得られた符号化された音声フレーム信号をPES(音声)作成部17に送る。
【0032】
次に、PES(音声)作成部17の動作を説明する。PES(音声)作成部17は、音声符号化部16から出力される符号化された音声フレーム信号からPESパケットを作成し、そのパケットをPES(音声)バッファ18aに格納する装置である。
【0033】
即ち、PES(音声)作成部17は、音声符号化部16から出力される符号化された音声フレーム信号を複数個まとめ、先頭の符号化された音声フレーム信号に、その音声フレーム信号を再生する時刻であるPTSを付加してPESパケットを作成し、そのパケットをPES(音声)バッファ18aに格納する。なお、先頭以外の符号化された音声フレーム信号にも時刻PTSを付加しても良い。
【0034】
ここで、時刻PTSは、PES(画像)作成部13の動作の説明で述べたのと同様に、符号化STC部15aが示す値に所定の値を加えた値を用いる。
【0035】
図3(b)は、第1の符号化された音声フレーム信号32aから第nの符号化された音声フレーム信号32bまでが1つのPESパケット(音声)を構成している状況を示す。ここで、第1の符号化された音声フレーム信号32aには時刻PTS(32c)が付加されている。
【0036】
次に、多重分離部19のPESパケット多重化の動作を説明する。多重分離部19は、PES(画像)バッファ14aから読み出したPESパケット(画像)、及び、PES(音声)バッファ18aから読み出したPESパケット(音声)を、パケット毎に固定長のTS(Transport Stream)パケットに分割して送受信装置3に送る。連続したTSパケットが、符号化された情報からなるストリームデータをなす。
【0037】
図4は、この多重分離部19のPESパケットの多重化の動作のフローチャートを示す。多重分離部19のPESパケットの多重化は、制御装置1の指示により動作を開始し(ステップ19a)、まず、PES(画像)バッファ14a又はPES(音声)バッファ18aからPESパケットを読み出す(ステップ19b)。
【0038】
続いて、読み出したPESパケット全ての送信が終了したかを調べる(ステップ19c)。終了していなければ、続いて、多重分離部19が制御装置1の指示により動作を開始してからの時間(x)を調べ(ステップ19d)、その時間(x)が所定の開始後時間(a)以内であれば(x≦a)、続いて、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)を調べる(ステップ19e)。
【0039】
前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より長ければ(y≧b1)、多重分離部19は、まだ送信していないPESパケットを分割し、符号化STC部15aが示す時刻をPCRとしてTSパケット内のヘッダー情報に付加して固定長のTSパケットを作成し(ステップ19f)、作成したTSパケットを送受信装置3に送信して(ステップ19g)、ステップ19cへ戻って、処理を繰返す。
【0040】
ステップ19eで、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より短かれば(y<b1)、まだ送信していないPESパケットを分割し、PCRを付加せずに固定長のTSパケットを作成し(ステップ19h)、作成したSTパケットを送受信装置3に送信して(ステップ19g)、ステップ19cへ戻って、処理を繰返す。
【0041】
なお、多重分離部19の動作開始直後で、まだPCRを送信していない場合には、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第1の所定経過時間(b1)より長い(y≧b1)とみなして、多重分離部19は、ステップ19fの動作に進む。
【0042】
ステップ19dで、多重分離部19が制御装置1の指示により動作を開始してからの時間(x)が所定の開始後時間(a)を越えていれば(x>a)、多重分離部19は、前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)を調べる(ステップ19i)。
【0043】
前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第2の所定経過時間(b2)より長ければ(y≧b2)、既に説明したステップ19f以下の処理を行って、PCRが付加されたTSパケットを作成し、そのパケットを送信する。前回PCRを送信した時刻からの経過時間(y)が第2の所定経過時間(b2)より短ければ(y<b2)、既に説明したステップ19h以下の処理を行って、PCRが付加されないTSパケットを作成し、そのパケットを送信する。
【0044】
ステップ19cで、読み出したPESパケット全ての送信が終了していれば、多重分離部19は、ステップ19bへ戻ってPESパケットの読み出しを行う。
【0045】
図3(c)は、1つのPESパケットが第1のTSパケット33aから第pのTSパケット33bまでに分割され、一部のTSパケット内にPCRが付加された状況を示す。即ち、第1のTSパケット33a内にはPCR(33c)が付加されている。
【0046】
ここで、第2の所定経過時間(b2)は100msに満たない時間、例えば、70msとする。一方、第1の所定経過時間(b1)は、例えば、第1の所定経過時間(b1)の1割の値とする。また、所定の開始後経過時間(a)は、例えば、第1の所定経過時間(b1)の5割の値とする。
【0047】
上記のように所定時間が設定されると、番組開始直後の35msの間は約7msに1回の高い頻度で、PCRが送受信装置3経由で復号化装置に送信される。また、番組の開始から35msが経過した後では約70msに1回の頻度で、PCRが送受信装置3経由で復号化装置に送信される。
【0048】
これらの所定数は、上記の値に限るものではない。また、これらの所定数は、符号化装置から復号化装置への情報の伝送路の品質によって変化させても良い。例えば、その伝送路が衛星を経由した無線回線であって、天候が雪や雨や曇りの場合には、その伝送路の伝送品質が悪化するので、所定の開始後経過時間(a)を大きく設定することにより、高い頻度でPCRが送られる時間を長くし、伝送エラー耐性を強化しても良い。
【0049】
次に、符号化復号化装置5の復号化の動作を、まず、多重分離部19の分離の動作から説明する。多重分離部19は、送受信装置3から出力される符号化されたマルチメディア番組信号を、符号化された画像フレーム信号と、符号化された音声フレーム信号と、PCRとに分離する。そして、符号化された画像フレーム信号を動画像復号化部21に送り、符号化された音声フレーム信号を音声復号化部22に送り、PCRを再生時刻管理部23に送る。
【0050】
即ち、送受信装置3から出力されるマルチメディア番組信号は、図3(c)の構造を持つ複数のTSパケットからなり、一部のTSパケット内にPCR33c、…が付加された信号を受信し、この内、PCR33c、…を分離して、再生時刻管理部23に送る。
【0051】
また、多重分離部19は、PCRを分離したTSパケットをPESパケットに統合し、そのPESパケットが図3(a)に示す符号化された画像フレーム信号からなるパケットであれば、それに含まれる時刻PTS及びB_TSを含む符号化された画像フレーム信号を動画像復号化部21に送る。
【0052】
また、そのPESパケットが図3(b)に示す符号化された音声フレーム信号からなるパケットであれば、それに含まれる時刻PTS及び符号化された音声フレーム信号を音声復号化部22に送る。
【0053】
次に、動画像復号化部21の動作を説明する。動画像復号化部21は、多重分離部19から出力される符号化された画像フレーム信号を受信し、受信した画像フレーム信号を復号する。即ち、符号化された画像フレーム信号を復号し、復号された信号を逆量子化して、逆離散コサイン変換することによって復号された画像フレーム信号、即ち、静止画を得る。
【0054】
動画像復号化部21は、続いて、得られた復号された画像フレーム信号に再生する時刻PTSを付加する。即ち、まず、受信した符号化された画像フレーム信号に時刻PTSが付加されているか否かを調べ、付加されていれば、付加されていた時刻PTSと復号された画像フレーム信号を共に画像バッファ24に格納する。
【0055】
受信した符号化された画像フレーム信号に時刻PTSが付加されていない場合には、動画像復号化部21は、受信した符号化された画像フレーム信号に対応する時刻PTSを推定し、推定した時刻PTSと復号された画像フレーム信号を共に画像バッファ24に格納する。
【0056】
ここで、受信した符号化された画像フレーム信号に対する時刻PTSの推定値は、その画像フレーム信号に付加された時刻B_TSと、時刻PTSが付加されていた符号化された画像フレーム信号に付加されていて、動画像復号化部21が記憶している時刻B_TSとの差を求め、その差を動画像復号化部21が記憶している過去の時刻PTSに加えることによって得る。
【0057】
次に、画像再生制御部25の動作を説明する。画像再生制御部25は、再生STC部28が示す時刻を読込み、読込んだ時刻と同一の時刻PTSが画像バッファ24に記憶されているかを検索する。記憶されていれば、その時刻PTSと共に画像バッファ24に記憶されている復号された画像フレーム信号、即ち、静止画を読み出し表示装置6cに表示する。
【0058】
次に、音声復号化部22の動作を説明する。音声復号化部22は、まず、多重分離部19から出力される符号化された音声フレーム信号を受信する。その際、それに付加された時刻PTSも同時に受信する。続いて、受信した符号化された音声フレーム信号を復号し、復号された信号を逆量子化して、逆時間周波数変換することによって、復号された音声フレーム信号、即ち、一定時間幅の音声信号を得る。
【0059】
音声復号化部22は、続いて、動画像復号化部21と同様に、復号された音声フレーム信号に再生する時刻PTSを付加する。もし、受信した符号化された音声フレーム信号に時刻PTSが付加されていれば、その時刻PTSと復号された音声フレーム信号を共に音声バッファ26に格納する。
【0060】
その音声フレーム信号に時刻PTSが付加されていなければ、過去の符号化された音声フレーム信号に付加されていて、音声復号化部22が記憶している時刻PTSに、所定の推定値を加えて時刻PTSを求める。即ち、その過去の符号化された音声フレーム(フレーム1)から現在受信した符号化された音声フレーム(フレームm)間のフレーム数k(k=m−1)を求め、このフレーム数kに1つの音声フレームが含む音声の時間幅tを乗算した数(k×t)を加えることによって推定値を算出する。こうして求めた時刻PTSと復号された音声フレーム信号を共に音声バッファ26に格納する。
【0061】
次に、音声再生制御部27の動作を説明する。音声再生制御部27は、再生STC部28が示す時刻を読込み、読込んだ時刻と同一の時刻PTSが音声バッファ26に記憶されているかを検索する。記憶されていれば、その時刻PTSと共に音声バッファ26に記憶されている復号された音声フレーム信号、即ち、一定時間幅の音声信号をスピーカ6dに送って発音する。
【0062】
次に、再生時刻管理部23の動作を説明する。再生時刻管理部23は、多重分離部19から出力されるPCRを受信し、それが示す時刻を再生STC部28が示すように、再生STC部28を校正する装置である。
【0063】
図5は、再生時刻管理部23の動作のフローチャートを示す。再生時刻管理部23は、制御装置1の指示により動作を開始し(ステップ23a)、多重分離部19から出力されるPCRを受信する(ステップ23b)。そして、PCRを受信した時の時刻をクロック(図示せず)から得て、受信したPCRと共に、再生時刻管理部23内に記憶する。
【0064】
続いて、再生時刻管理部23は、受信したPCRを、再生STC部28が示す時刻を用いて評価し、または、再生時刻管理部23内に記憶されている過去に受信したPCRと、それらを受信した時の時刻とを用いて評価し、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」のいずれであるかを判断する(ステップ23c)。
【0065】
図6は、PCRの値を縦軸に、そのPCRを受信した時の時刻tを横軸にとることによって、再生時刻管理部23が受信したPCRを点として示した図であり、この図を参照して、ステップ23cの評価の方法を説明する。なお、この図で、PCR1〜PCR5が変化前の番組のPCRであり、PCR6〜PCR10が変化後の番組のPCRである。
【0066】
まず、図6に示した記号を説明する。PCR1を受信した時刻をt1、PCR1の値をp1と表記する。以下、同様に、iを自然数として、PCRiを受信した時刻をti、PCRiの値をpiと表記する。ここで、iが大きくなるとtiは大きくなる。即ち、i<jならti<tjである。
【0067】
さて、PCR3を受信した時に、その値p3がPCR3を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しければ、PCRは、前回再生STC部28が校正されてから実時間の経過分の増加をしているので、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0068】
または、PCR3の値p3を直前に受信したPCR2についての情報を用いて、両者を受信した時刻の差(t3−t2)と、両者の値の差(p3−p2)を計算し、これらの差が等しければ、同様に、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0069】
この時、PCR2の直前に受信したPCR1についての情報を用いて、PCR3とPCR1を受信した時刻の差(t3−t1)と、両者の値の差(p3−p1)を計算し、これらの差が等しいことも調べることによって、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断しても良い。
【0070】
次に、PCR3の直後にPCR4を受信し、その値p4がPCR4を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しくなく、または、PCR3とPCR4を受信した時刻の差(t4−t3)と両者の値の差(p4−p3)が異なっていれば、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断する。
【0071】
次に、PCR4の直後にPCR5を受信し、その値p5がPCR5を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しければ、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。ここで、後述するように、再生STC部28は、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断されたPCR4によって校正されていない。
【0072】
または、PCR4とPCR5を受信した時刻の差(t5−t4)と両者の値の差(p5−p4)が異なっているが、PCR4の直前に受信したPCR3についての情報を用い、PCR5とPCR3を受信した時刻の差(t5−t3)と両者の値の差(p5−p3)が等しければ、p4が異常であり、PCR5については、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断する。
【0073】
更に、PCR5の直後にPCR6を受信し、その値p6がPCR6を受信した時点で再生STC部28が示す時刻に等しくなく、または、PCR5とPCR6を受信した時刻の差(t6−t5)と両者の値の差(p6−p5)が異なっていれば、PCR4と同様に、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断する。
【0074】
PCR6の直後にPCR7を受信し、それらを受信した時刻の差(t7−t6)と両者の値の差(p7−p6)が等しければ、PCR6から番組の変化があり、PCR7については、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断する。
【0075】
この際、更にPCR7の直後にPCR8を受信し、両者を受信した時刻の差(t8−t7)と両PCRの値の差(p8−p7)が等しいことも調べた後に、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断しても良い。ここで、PCR6に続いて、PCR7やPCR8を短い間隔で受信することによって、短時間で「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断することができる。
【0076】
ステップ23cで、上記に説明したように、受信したPCRの評価を行い、「受信したPCRは正常であり、同じ番組が続いている」と判断した場合には、受信したPCRの値で再生STC部28を校正し(ステップ23d)、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0077】
また、「受信したPCRは異常であるか、番組の変化である」と判断した場合には、受信したPCRの値で再生STC部28を校正せずに、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0078】
更に、「受信したPCRは正常であり、番組の変化があった」と判断した場合には、受信した変化後の番組のPCRの値で再生STC部28を校正し(ステップ23e)、ステップ23bへ戻って次のPCRの処理を行う。
【0079】
図6を参照して説明した通り、番組の変化後には、再生時刻管理部23は、高頻度でPCRを受信するので、PCRを受信したが、そのPCRの値で再生STC部28を校正していない時間は短時間である。即ち、短時間のうちに、再生STC部28は、新しい番組のフレーム信号の時刻PTSに対応したPCRに従って校正を受けることになり、その結果、新しい番組が適切な時刻に再生される。
【0080】
なお、ステップ23eの新しい番組のPCRで再生STC部28を校正した時点で、画像バッファ24と音声バッファ26に記憶されている変化前の番組のフレーム信号は、再生されない可能性がある。これらのフレーム信号は、破棄しても良く、また、再生STC部28が示す時刻を参照せずに、引き続いて再生しても良い。
【0081】
ここで、変化前の番組のフレーム信号であるか否かは、フレーム信号と共に記憶されている時刻PTSが番組変化前のPCRに近い値であるか、番組変化後のPCRに近い値であるかを調べ、番組変化前のPCRに近い値であれば、変化前の番組のフレーム信号であると判断する。
【0082】
本実施形態では、第1の番組と第2の番組の2種の番組があるとしたが、3種以上の番組があっても良い。また、第1の番組から第2の番組に変化するだけでなく、第1の番組の間に、それを中断して第2の番組が用いられても良い。
【0083】
また、第1の番組と第2の番組のいずれもが、カメラ6aによって入力され動画像符号化部12で符号化された情報、及び、マイク6bによって入力され音声符号化部16で符号化された情報であるとしたが、例えば、第2の番組は、符号化信号記憶装置(図示せず)に記憶された情報であり、PES(画像)作成部13、及び、PES(音声)作成部17が符号化信号記憶装置から読み出すとしても良い。
【0084】
また、動画像は、1つの動画像であるとしたが、動画像が複数の任意形状の動画像の集まりとして定義されていても良い。その場合には、上記各任意形状の動画像毎に行われる復号及び再生に本発明を適用できる。
【0085】
更に、画像フレームの符号化は離散コサイン変換方式によるとしたが、これに限るものはなく、また、音声フレームの符号化はAAC方式によるとしたが、これに限るものではない。本発明は以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0086】
また、以上の説明は、本発明を移動通信端末装置に適用した形態を例にとって行ったが、本発明は、放送システムの送信装置及び受信装置に適用することも当然に可能である。
【0087】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、番組の変化時に高い頻度で付加されるPCR(Program Clock Reference)を用いることにより、短時間で番組が変化したことを確認し、適切な時刻に変化後の番組を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る移動通信端末装置を示すブロック図。
【図2】本発明の実施形態に係る符号化復号化装置を示すブロック図。
【図3】本発明の実施形態に係る符号化されたマルチメディア番組のデータ構造を示す図。
【図4】本発明の実施形態に係る多重分離部の多重化の動作を示すフローチャート。
【図5】本発明の実施形態に係る再生時刻管理部の動作を示すフローチャート。
【図6】番組の変化の際に出力されるPCRの値の変化の概念図。
【符号の説明】
5 符号化復号化装置
12 動画像符号化部
13 PES(画像)作成部
15a、15b 符号化STC部
16 音声符号化部
17 PES(音声)作成部
19 多重分離部
21 動画像復号化部
22 音声復号化部
23 再生時刻管理部
25 画像再生制御部
27 音声再生制御部
28 再生STC部
Claims (5)
- 時系列の情報を符号化し、
その符号化された時系列の情報に、その情報を再生する時刻及び時刻参照基準情報を付加してストリームデータを作成し、且つ、前記時系列の情報に不連続性が発生した場合には不連続性が発生しない場合に比較して前記時刻参照基準情報を高い頻度で付加して前記ストリームデータを作成し、
その作成された前記ストリームデータを伝送手段を用いて伝送し、
その伝送された前記ストリームデータを受信して前記符号化された情報と前記再生する時刻と前記時刻参照基準情報とに分離し、
分離された前記時刻参照基準情報に従って再生時刻計時手段の時刻を校正し、
分離された前記符号化された情報を復号して復号情報を生成し、
前記再生時刻計時手段の校正された時刻が分離された前記再生する時刻になった時に前記復号情報を再生信号として出力する
ことを特徴とする符号化復号化方法。 - 前記時刻参照基準情報の高い頻度の付加は、前記伝送手段の伝送品質が悪い場合に前記伝送品質が良い場合に比較して長時間にわたって行うことを特徴とする請求項1に記載の符号化復号化方法。
- 前記再生時刻計時手段の時刻校正は、2個の分離された前記時刻参照基準情報の差と、その2個の前記時刻参照基準情報に従って校正しようとした時刻の差とを比較し、その2つの差が等しい場合に行うことを特徴とする請求項1に記載の符号化復号化方法。
- 受信したストリームデータを符号化された情報と再生する時刻と時刻参照基準情報とに分離し、前記時刻参照基準情報に従って再生時刻計時手段の時刻を校正し、前記符号化された情報を復号し、前記再生時刻計時手段の校正された時刻が前記再生する時刻になった時に前記復号された情報を再生信号として出力する復号化装置と伝送手段によって接続されている符号化装置であって、時系列の情報を符号化する手段と、
この符号化手段によって符号化された時系列の情報に、その情報を再生する時刻及び時刻参照基準情報を付加してストリームデータを作成する手段と、
この作成手段によって作成されたストリームデータを前記伝送手段に送信する手段とを具備し、
前記作成手段は、前記時系列の情報に不連続性が発生した場合に、不連続性が発生しない場合に比較して前記時刻参照基準情報を高い頻度で付加することを特徴とする符号化装置。 - 符号化装置からの符号化された時系列の情報にその情報を再生する時刻及び時刻参照基準情報が付加されて作成されたストリームデータを伝送手段を介して受信する復号化装置であって、
受信された前記ストリームデータを符号化された情報と再生する時刻と時刻参照基準情報とに分離する手段と、
前記分離手段によって分離された前記時刻参照基準情報に従って再生時刻計時手段を校正する手段と、
前記分離手段によって分離された符号化された情報を復号する手段と、
前記校正手段によって校正された前記再生時刻計時手段の時刻が前記分離手段によって分離された再生する時刻になった時に前記復号手段によって復号された情報を再生信号として出力する手段とを具備し、
前記校正手段は、2個の分離された前記時刻参照基準情報の差と、その2個の前記時刻参照基準情報を前記校正手段が受信した時刻の差とを比較し、その2つの差が等しい場合に前記再生時刻計時手段を校正することを特徴とする復号化装置。
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JP2003103794A JP2004312419A (ja) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | 符号化復号化方法、符号化装置及び復号化装置 |
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2003
- 2003-04-08 JP JP2003103794A patent/JP2004312419A/ja active Pending
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