JP2004336190A - Receiving apparatus and receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のプログラムを含む放送を受信する受信装置および受信方法に関し、特に、当該放送の受信状況に応じて前記複数のプログラムから所定のプログラムを出力対象として選択する受信装置および受信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
地上波のアナログ放送を受信する従来の受信装置では、ステレオや音声多重などのマルチ音声放送を受信する際に、電波の受信状況が良好でない場合は、自動的に受信モードを切り換えて、より受信感度の高い、モノラル音声を受信することによって、テレビジョン放送を受信する際の品質の安定性を、見かけ上確保している。
【0003】
また、テレビジョン放送については、MPEG(Moving Picture Experts Group)方式による映像圧縮とディジタル変復調技術を利用したディジタル化も進んできており、衛星を用いたCS(Communication Satellite)ディジタル放送、およびBS(Broadcasting Satellite)ディジタル放送が既に始まっている。更に、地上波を利用する地上波ディジタル放送も2003年から開始される予定である。
【0004】
上記アナログ放送においては、受信した放送を再生する場合、受信状況の悪化に伴って徐々に出力される映像や音声の品質が劣化していく。しかしながら、ディジタル放送では、ある受信レベルを境に、急激に品質が劣化することが知られており、これが、いわゆる、崖効果と呼ばれるものである。
【0005】
そこで、このような問題点に対処するため、地上波ディジタル放送に関しては、階層化伝送方式によって多重化された複数の圧縮ビットストリームを受信し、それらの受信レベルに応じてどのビットストリームを再生するかをユーザが指定する信号符号化受信装置が下記の特許文献1に開示されている。
【0006】
受信レベルが良好でない場合は、提供する放送の品質を徐々に落としていくことで放送の継続性を維持し、それによって突然放送が中断されるという最悪の事態を回避しようという発想である。こうしたアプローチは、「グレースフルデグラデーション(緩やかな劣化)」と呼ばれ、ディジタル放送の受信に関する分野では広く知られている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−223665号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の信号符号化受信装置等では、ユーザがプログラムを切り換えるための指示をしなければならず、ユーザの負担が大きいという問題点がある。
【0009】
従って、この発明の目的は、放送の受信状況に応じて、自動的に出力対象のプログラムを切り換える受信装置および受信方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、品質の異なる複数のプログラムが送信される放送の放送信号を受信し、複数のプログラムのうち所定のプログラムを出力する受信装置であって、放送信号の受信状況を判定する受信状況判定手段と、判定された受信状況に基づいて、出力するプログラムを自動的に切り換える切換手段とを有するように構成される。
【0011】
この発明は、品質の異なる複数のプログラムが送信される放送の放送信号を受信し、複数のプログラムのうち所定のプログラムを出力する受信方法であって、放送信号の受信状況を判定するステップと、判定された受信状況に基づいて、出力するプログラムを自動的に切り換えるステップとを有するように構成される。
【0012】
この発明においては、受信状況判定手段が判定した放送の受信状況に応じて、出力対象のプログラムが、他の品質のプログラムに自動的に切り換えられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。ここでは、この発明の受信装置および受信方法を、地上波ディジタル放送を受信する受信装置および受信方法を例にとって説明する。また、HDTV(High Definition Television)以上の解像度や情報量を提供する高臨場感放送の実現を目的の1つとするISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial)と呼ばれる放送形態によるサービスが提供されることを前提として説明をする。
【0014】
更に、日本で検討されている地上波ディジタル放送の伝送方式に従って実施の形態が構成される。具体的には、変調方式としてマルチキャリア(多重搬送波)の変調を行うOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)が採用され、1チャンネル内の各プログラムは、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM(64 Quadrature Amplitude Modulation)等で変調される。
【0015】
また、OFDMは、遅延波のある伝送路に強いという点に最大の特徴があり、移動体向け高品質ディジタル音声放送(DAB : Digital Audio Broadcasting)の有力な伝送方式となっている。
【0016】
誤り訂正方式は、内符号としてビタビ復号を使用し、外符号としてブロック符号であるリードソロモン符号を使用する。
【0017】
また、1チャンネルに複数のプログラムを階層化するために、BST(Band Segmented Transmission)と呼ばれる方式がとられる。BSTでは、1つのチャンネル帯である6MHz帯域(実効域は5.6MHz)を13のセグメントに分け、これらを2つまたは3つのグループに分類し、ロバストなグループ順に階層として伝送する。
【0018】
ここで、1つの階層を9、あるいは10セグメント以上で送れば、実質的には、HDTV並の高い品質(HD品質)の放送を伝送できる。また、3セグメント以上からなる階層が1つあれば、通常は、従来のアナログNTSC放送の画質に匹敵するSDTV(Standard Definition Television)並の標準品質(SD品質)の放送を伝送できると考えられる。このSD品質は、相対的には、上記HD品質より低い品質のものである。
【0019】
HDTVは、日本における規格では、走査線数1125本、アスペクト比16:9の高画質かつワイド画面の方式であり、原信号の伝送ビットレートは、8ビット量子化の場合、1.188Gbit/sである。一方、SDTVの一方式であるNTSCの場合は、走査線数525本、アスペクト比4:3であり、原信号の伝送ビットレートは、8ビット量子化の場合、216Mbit/sである。
【0020】
更に、より高能率なMPEG4などの画像/データ圧縮方式を用いることにより、1ないし2セグメントからなる階層でも、中型サイズ以下の画面でSD品質の放送が配信可能と考えられる。
【0021】
この発明の実施の形態は、複数階層システムの放送チャンネルに対し、本来的にはHD品質の放送を受信し、出力することを目的とする受信装置であって、電界強度やマルチパス環境に応じてアナログのFM音声受信のように、放送の受信状況に応じて最弱階層のHD品質プログラム、強階層のSD品質プログラムを自動的に選択する。
【0022】
特に、チャンネルデータの送出側が、各階層ともHD品質またはSD品質という品質の違いはあっても、同じ内容のプログラムを提供するものとすれば、一種の難視聴対策が可能な放送送受信システムを構成しうる。
【0023】
図1は、1チャンネルの階層化の一例を示す略線図である。図1Aは、1つのチャンネルの帯域(5.6MHz)が、13のセグメントに分けられ、1つのセグメントS7が、1つのプログラムの伝送に使用されている。当該プログラムは、前述の通り、QPSK、DQPSK等の変調方式で変調され、更にOFDMで変調される。このように、1プログラムの伝送に1セグメントが使用される場合は、通常、中型サイズ以下の画面にSD品質のプログラムを提供できる。また、ここでの1セグメントの帯域は、1つの移動体通信、携帯電話に使用するのに適している。
【0024】
図1Bは、図1Aと同様に分割された13のセグメントにおいて、3つのセグメントS6、S7、およびS8が、1つのプログラムの伝送に使用されている。当該プログラムは、図1Aと同様の変調がされ、通常は、標準サイズの画面にSD品質のプログラムを提供できる。
【0025】
図1Cは、図1Aと同様に分割された13のセグメントにおいて、3つのセグメントS5、S6、およびS8が、第1のプログラムの伝送に使用され、1つのセグメントS7が第2のプログラムの伝送に使用されている。これらの2つのプログラムを異なる変調方式で変調し、全体をOFDMで変調・多重化することができる。受信装置側では、第1のプログラムを、通常サイズの画面にSD品質で放送でき、また第2のプログラムを、中型サイズ以下の画面にSD品質で放送することができる。
【0026】
次に、図2および図3を参照して、この発明の実施の形態の受信装置10の構成、および動作について説明する。図2と図3の両図面によって、受信システム10の全体が例示される。従って、図2のビット・デインターリーブ29aから送信されるデータは、図3のデパンクチャド30aで受信され、以下同様に、図2のビット・デインターリーブ29b、ビット・デインターリーブ29cから、図3のデパンクチャド30b、デパンクチャド30cにそれぞれデータが送信される。
【0027】
この発明では、受信状況判定手段は、放送信号の受信状況を判定する機能を有しており、後述するように、本実施の形態においては、比較判定部39がこれに該当する。また切換手段は、前記判定された受信状況に基づいて、その状況に適したプログラムを選択し、自動的に切り換える機能を有しており、本実施の形態においては、後述の制御部14および切換部15がこれに対応する。
【0028】
受信装置10は、アンテナ11、アンテナ11に接続されるチューナ20、チューナ20からIF信号を受信する復調部13、復調部13から所定の信号を受け取る制御部(CPU)14、制御部14から制御信号を受信するとともに復調部13からTS(トランスポートストリーム)を受信する切換部15、切換部15からのTSを受信してAV処理するAV信号処理部16、および表示部17を含む。
【0029】
復調部13は、更に、FFT部21、同期再生部22、フレーム抽出部23、キャリア復調部24、周波数デインターリーブ部25、時間デインターリーブ部26、デマッピング部27、第1の階層分割部28、ビット・デインターリーブ部29a〜29c、デパンクチャ部30a〜30c、階層合成部31、ビタビ復号部32、第2の階層分割部33、バイト・デインターリーブ部34a〜34c、エネルギー逆拡散部35a〜35c、TS再生部36、RS復号部37、および比較判定部38を含む。
【0030】
AV信号処理部16には、液晶画面やCRTモニタ等の表示部17が接続されており、AV信号処理部16からHD品質のプログラムやSD品質のプログラムが当該表示部17に表示される。同様にスピーカ等の音声出力装置も、AV信号処理部16に接続されるが、ここでは表示を省略する。AV信号処理部16からは、様々な音質レベルの音声が当該音声出力装置に出力される。
【0031】
UHF(Ultra High Frequency)、VHF用(Very High Frequency)のチューナ20は、アンテナ11を介してISDB−TのOFDM信号をRF(Radio Frequency)信号として受信し、増幅、周波数変換、およびフィルタリング等を行った後、IF(Intermediate Frequency)信号として復調部13に出力する。
【0032】
FFT部21は、上記IF信号を受信し、FFT(Fast Fourier Transform)演算を行う。また、このとき、同期再生部22およびフレーム抽出部23によって入力信号に関してフレーム同期が取られる。
【0033】
次に、キャリア復調部24が、FFT部21から出力された信号に対して所定の方式でディジタル復調を行う。
【0034】
その後、周波数デインターリーブ部25および時間デインターリーブ部26が、これらの信号に対し、デインターリーブ処理を行う。インターリーブは、伝送誤りがバースト的に発生する場合に、その誤り系列をランダムにする技術である。OFDMでは、周波数軸の方向にインターリーブを行う周波数インターリーブと、時間軸の方向にインターリーブを行う時間インターリーブが可能であり、送信側でこれらのインターリーブ処理を行い、受信側でこれを解除する処理、すなわち、デインターリーブ処理を行う。復調部13においては、周波数デインターリーブ部25と、時間デインターリーブ部26がこれに対応する。これによって、伝送路のバースト的な誤りを分散させることができる。
【0035】
その後、符号化データは、時間デインターリーブ部26からデマッピング部27に送られる。ここでは、送信側で行ったマッピング処理が解除される。マッピング処理は、インターリーブと同様、ノイズやフェージング等の伝送路におけるエラー発生原因を分散させる。各シンボルへのマッピング処理は、QPSK、16QAM等の変調方式に応じて行われる。
【0036】
次に、データは、第1の階層分割部28に送られ、そこで各階層に分割される。図1Cで例示したような、1セグメントを使用したプログラムと3セグメントを使用したプログラムが送信される場合、これらの各階層に対応したデータが、個別に取り出される。
【0037】
分割された各データは、それぞれ対応するビット・デインターリーブ部29a〜29cに送信され、そこでビット・デインターリーブ処理が行われる。送信側では、上記シンボルへのマッピング処理時に、バースト的なエラーを回避するために、ビット単位でビット・インターリーブを設定できる。このインターリーブがされている場合に、それを解除するために上記ビット・デインターリーブ処理を行う。
【0038】
次に、分割された各データには、デパンクチャ部30a〜30cにおいて、それぞれデパンクチャ処理がされる。送信側では、元となる畳み込み符号化データのうちいくつかのシンボルを消去することによって、より高い符号化率の符号化データ(パンクチャド符号)を作り出すことができる。従って、送信側で当該処理を施している場合には、上記デパンクチャ処理を行う。
【0039】
階層合成部31は、デパンクチャ部30a〜30cからデータを受信し、階層合成を行う。階層合成されたデータは、ビタビ復号部32に送られる。ビタビ復号部32は、そこで、送信側で行われた畳み込み符号化を用いた誤り訂正によって内符号復号を行う。このような内符号化には、ビタビ復号と畳み込み符号が組み合わされて用いられるのが一般的である。ビタビ復号によって誤り訂正が行われたデータは、第2の階層分割部33に送信され、そこで再度階層分割される。
【0040】
次に、各階層に分割されたデータは、バイト・デインターリーブ部34a〜34cでそれぞれデインターリーブされる。バイト・インターリーブは、ビット・インターリーブと同様に、誤り耐性を強化するために行われる処理で、内符号と外符号の間で、バイト単位に設定できる。各バイト・デインターリーブ部34a〜34cは、入力されたデータがリードソロモン符号で誤り訂正符号化されている場合に、デインターリーブを行う。
【0041】
それぞれのバイト・デインターリーブ部34a〜34cより出力されたデータは、送信側でエネルギー拡散処理を行っている場合は、エネルギー逆拡散部35a〜35cにおいて、当該処理と逆の処理を施す。エネルギー拡散処理は、送信時に、特定の周波数にエネルギーが集中するのを回避するために行う処理である。
【0042】
データは、エネルギー逆拡散部35a〜35cよりTS再生部36に送信される。ここで、TS再生部36は、階層毎に受信したデータを蓄積し、TS(トランスポートストリーム)単位に並べ替え、それらのTSを、送信側で多重化された順序でRS復号部37に送出する。
【0043】
RS復号部37は、TS再生部36から送出されたTSを受信し、RS復号を行う。例えば、204バイト(シンボル)からなるRSブロック単位で、RS(204、188)のRS復号を行って、RSブロック内に存在するエラーバイトを訂正し、トランスポートストリームパケット(TSP)を出力する。より具体的には、188バイトのTSPに対して16バイトのパリティを付加したリードソロモン符号化処理が行われる。上記RS(204、188)の誤り訂正能力は8バイトであり、1RSブロック(204バイト)内に9バイト以上のエラーが存在していた場合には、そのブロックは訂正することができない。
【0044】
RS復号部37は、訂正を行った場合、訂正したバイトについては、エラーフラグを出力し、ブロックの訂正ができない場合には、訂正不能フラグを出力することができる。
【0045】
RS復号が終了すると、RS復号部37からTSが切換部15に出力される。図1Cに示したような、1チャンネルに複数のプログラムが階層化されているような場合には、各プログラムのTSが複数混合された形で切換部15に提供される。
【0046】
一方、RS復号部37の出力とビタビ復号部32の出力は、ともに比較判定部38に送信され、そこで、両方のデータが比較される。当該比較処理によって、RS復号の前後のデータが比較され、全体のバイト(シンボル)のうちどれだけのバイトが訂正されているかが判定される。このことは、換言すれば、全体のバイトのうちどれだけのバイトが誤って受信されたかが判定されることであり、実質的にはBER(Bit Error Rate)またはMER(Modulation Error Ratio)等の情報が得られることになる。また、比較判定部38は、図3においては1つの比較器の記号で示されているが、これは理解を容易にするための表記にすぎず、実際は、比較処理の他、RS復号部37の出力等を用いて、BER等の値を求めるための演算も行う。
【0047】
従って、上記BERやMER等の情報は、チューナ20を介して受信した信号の受信状況を表すものと考えることができる。この情報はまた、受信C/N(Carrier to Noise Ratio)と同様の意味を有する。また、前述のように、RS復号部37は、エラーフラグおよび訂正不能フラグを出力することができるので、これらを用いてある程度、受信状況の良否を把握することも可能である。
【0048】
また、本実施の形態では、BER等を測定するために、ビタビ復号後のデータが比較対象として用いられており(いわゆる、Post−Viterbi)、この方法は、地上波を受信する場合のような、比較的エラーの多い受信において一般的に採用されている。しかしながら、この発明の受信装置は、比較対象のデータを、このポイントで取得するように限定するものではない。
【0049】
比較対象のデータを取得するポイントは、受信方法や受信経路に応じて変動しうる。例えば、ケーブル放送や衛星放送等の、比較的高品質の受信が可能な場合には、ビタビ復号前のデータが比較対象として用いられるのが一般的である(いわゆる、Pre−Viterbi)。
【0050】
また更に、本実施の形態では、放送信号についての誤り訂正を、ビタビ復号と組み合わされた畳み込み符号(内符号)、およびリードソロモン符号(外符号)を使用して行っているが、この発明の受信装置の誤り訂正が、このような組み合わせのみによって行われると解すべきではなく、他の既知の1つあるいは複数の誤り訂正方式を利用することが可能である。
【0051】
受信状況を表す、例えばBERのような情報(受信状況データ)は、復調部13の比較判定部38から制御部14に送信される。比較判定部38による比較処理、および制御部14への送信処理は、例えば、RS復号部37で1つのTSが処理されるタイミング毎に、またはその他の所定のタイミングで行うことができる。
【0052】
制御部14は、上記受信状況データを受け取ると、それを所定のしきい値と比較し、BERの値の方が大きければ(すなわち、受信C/Nが低下している場合)、受信状況が不良であると判断して、自動的に、データ量の少ない、よりロバストなSD品質(第1の品質)のプログラムに対応するTSを選択するよう切換部15に制御信号を送付する。
【0053】
一方、前記しきい値よりBERの値の方が小さければ(すなわち、受信C/Nが大きい場合)、受信状況が良好であると判断し、自動的に、データ量の多いHD品質(第2の品質)のプログラムに対応するTSを選択するよう切換部15に制御信号を送信する。
【0054】
切換部15は、RS復号部37から複数のプログラムに対応するTSを受信し、制御部14から受信する制御信号に応じて所定の階層のプログラムのTSのみを選択し、AV信号処理部16に送出する。
【0055】
もちろん、このようなHD品質のプログラムとSD品質のプログラムを切り換えるには、両方の品質に対応するプログラムが階層化された放送信号を、実際に受信していなければならない。
【0056】
また、制御部14は、上記のように2つの品質のプログラムを交互に切り換えるだけでなく、受信状況のレベルに応じて、3つ以上の異なる品質のプログラムの中から出力対象のプログラムを選択して、段階的な切換を行うようにすることもできる。例えば、受信状況のレベルが良好である場合には、このレベルに対応する高品質のプログラムを出力対象とし、受信状況のレベルが中程度である場合には、当該レベルに対応する普通品質のプログラムを出力対象とし、受信状況のレベルが不良である場合には、当該レベルに対応する低品質のプログラムを出力対象とするように制御することができる。
【0057】
こうした切換制御によって、AV信号処理部16には、受信状況が不良である場合はデータ量の多いHD品質のプログラムのTSが提供され、受信状況が良好である場合はデータ量の少ないSD品質のプログラムのTSが提供される。
【0058】
本実施の形態においては、受信状況の差によって、HD品質のプログラムとSD品質のプログラムを切り換える、すなわち画質の異なるプログラムを自動的に切り換える例について説明してきたが、このような画質の差に加えて、プログラムに含まれる音声の質やプログラムに関するその他の情報の程度に差を設けるように設定することもできる。
【0059】
AV信号処理部16は、TSを受信すると、その中のデータの種別を判定して、対応するデコーダに送信する。例えば、TSにMPEG−2(Moving Picture Experts Group−2)データのような画像データが含まれている場合は、それをMPEGデコーダに送信し、AC−3のような音声データが含まれている場合には、AC−3(Audio Coding−3)デコーダに送信する。各デコーダは、入力データを対応する出力デバイスに出力する。例えば、MPEGデコーダは、MPEG−2データを受信して、それを表示部17に出力し、AC−3デコーダは、AC−3データをデコードし、それをスピーカ等の音声出力装置に出力する。
【0060】
次に、図4を参照して、制御部14における切換制御処理の動作について説明する。当該処理ソフトウエアは、受信装置10が稼働している場合には常駐的に動作しているものとし、一定の時間間隔で比較判定部38から受信状況に関する情報(受信状況データ)が送信されてきているかを監視する。また、制御部14においては、他の処理や他の常駐ソフトウエアも平行して動作しているが、ここでは、本処理の動作のみについて説明するものとする。
【0061】
切換制御処理は、ユーザが受信装置10における一連の選局動作を終了した場合に開始される。
【0062】
ステップS11において、復調部13の比較判定部38から受信状況データが送信されてきているかを一定間隔で確認し、送信されていれば、それを取得する。ここで、受信状況データは、例えば、BERのような放送の受信状況を表すデータである。また、この時点では、受信装置10が、ユーザの選局に応じて特定のチャンネルのHDTVのプログラムを表示部17等に出力していると仮定する。
【0063】
ステップS12において、取得した受信状況データの値が、所定の値「QEF(Quasi Error Free:疑似エラーフリー)」より良い状態を示す場合は、受信状況が良好で現在の階層のプログラムを画出しして差し支えないと判断し、切換部15に特段制御をせず、そのまま動作を続行させる。よって、結果的にHD品質のプログラムは、引き続き表示部17に表示される。このとき、制御部14は、現状の階層のTSを取り込み続けるように切換部15に確認をするようにしてもよい(ステップS15)。
【0064】
ここで、QEFは、例えばMPEGデコーダにTSが提供される時点で、訂正できないエラーが、1時間あたり1つ未満であるという受信状況のレベルを表し、その受信状況レベルは、BERの所定の値が表すレベルと対応する。
【0065】
切換部15が、過去の制御部14からの制御信号によってSD品質の階層のTSを選択している場合、制御部14は、出力対象のTSをHD品質の階層のTSを選択するよう切換部15を制御する必要がある。
【0066】
ステップS12において、取得した受信状況データの値が、QEF近辺で設けたしきい値より悪い状態を示す場合は、受信状況が劣化し、出力画像や音声にノイズが発生する可能性がある。
【0067】
そこで、この場合、制御部14は、ステップS13において、よりロバストなSD品質の階層のTSを選択するように切換部15を制御し、ステップS14において、SD品質のプログラムに表示を切り換える。
【0068】
切換部15が、過去の制御部14からの制御信号によってSD品質の階層のTSを選択している場合、制御部14は、出力対象のTSを切り換えずにそのまま維持するように切換部15を制御する必要がある。
【0069】
また、HD用の大画面モニタにSD画質のプログラムをそのまま出力すると、ノイズによる受信エラー以外の画像符号化に伴うブロックノイズはモスキートノイズが目立つ傾向もある。その場合は、画面上でアンダースキャン気味に、すなわち映像信号の隅から隅まで100%表示し、ノイズを目立ちにくくするよう制御してもよい。
【0070】
これまで、この発明の受信装置および受信方法を、ISDB−T方式に基づく地上波ディジタル放送の受信装置を例にとって説明してきたが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、他の様々な受信装置に適用できる。例えば、他の規格によって複数のプログラムが送信される放送について、その放送の受信状況が何らかの方法で検出できれば、この発明の受信装置および受信方法を適用することが可能である。
【0071】
【発明の効果】
この発明によれば、放送の受信状況に応じて、出力対象のプログラムが、ユーザの指示等を受けることなく、他の品質のプログラムに自動的に切り換えられる。
【0072】
また、この発明によって、放送の受信状況が良好でない場合は、少ない伝送データの低品質プログラムを出力するように切り換え、他方、放送の受信状況が良好な場合は、多くの伝送データを必要とする高品質プログラムを出力するよう切り換え、受信状況が悪化しても放送の中断を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】BSTにおける1チャンネルの階層化の一例を示す略線図である。
【図2】この発明の実施の形態に係る受信装置の一例を示すブロック図である。
【図3】この発明の実施の形態に係る受信装置の一例を示すブロック図である。
【図4】この発明の実施の形態に係る、TSの切換を制御する処理の一例のフローチャートである。
【符号の説明】
10・・・受信装置、11・・・アンテナ、13・・・復調部、14・・・制御部(CPU)、15・・・切換部、16・・・AV信号処理部、17・・・表示部、20・・・チューナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method for receiving a broadcast including a plurality of programs, and more particularly to a receiving apparatus and a receiving method for selecting a predetermined program from among the plurality of programs as an output target according to a receiving state of the broadcast. .
[0002]
[Prior art]
With conventional receivers that receive terrestrial analog broadcasts, when receiving a multi-audio broadcast such as stereo or audio multiplex, if the reception condition of the radio wave is not good, the reception mode is automatically switched to receive more. By receiving monaural audio with high sensitivity, the stability of quality when receiving television broadcasts is apparently secured.
[0003]
As for television broadcasting, video compression using the MPEG (Moving Picture Experts Group) system and digitization using digital modulation / demodulation techniques have been progressing, and CS (Communication Satellite) digital broadcasting using satellites and BS (Broadcasting). (Satellite) Digital broadcasting has already begun. In addition, terrestrial digital broadcasting using terrestrial waves is scheduled to start in 2003.
[0004]
In the analog broadcasting, when the received broadcast is reproduced, the quality of the output video and audio gradually deteriorates as the receiving condition deteriorates. However, in digital broadcasting, it is known that the quality rapidly deteriorates at a certain reception level, which is what is called a cliff effect.
[0005]
Therefore, in order to deal with such a problem, for terrestrial digital broadcasting, a plurality of compressed bit streams multiplexed by the hierarchical transmission method are received, and which bit stream is reproduced according to their reception levels. The following
[0006]
When the reception level is not good, the idea is to maintain the continuity of the broadcast by gradually lowering the quality of the broadcast to be provided, thereby avoiding the worst case in which the broadcast is suddenly interrupted. Such an approach is called “graceful degradation” and is widely known in the field of digital broadcast reception.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-223665 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the signal encoding receiver and the like of
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a receiving apparatus and a receiving method for automatically switching an output target program according to a broadcast receiving condition.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a receiving apparatus that receives a broadcast signal of a broadcast to which a plurality of programs having different qualities are transmitted, and outputs a predetermined program among the plurality of programs, and a reception state determination that determines a reception state of the broadcast signal Means, and switching means for automatically switching the output program based on the determined reception status.
[0011]
The present invention is a receiving method for receiving a broadcast signal of a broadcast in which a plurality of programs having different qualities are transmitted, and outputting a predetermined program among the plurality of programs, and determining a reception state of the broadcast signal; Automatically switching the program to be output based on the determined reception status.
[0012]
According to the present invention, the program to be output is automatically switched to a program of another quality according to the broadcast reception status determined by the reception status determination means.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a receiving apparatus and a receiving method of the present invention will be described by taking a receiving apparatus and a receiving method for receiving terrestrial digital broadcasting as an example. In addition, a service in a broadcasting form called ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) is provided, which is one of the objectives of realizing high-presence broadcasting that provides a resolution and information amount higher than HDTV (High Definition Television). The description will be made on the assumption that this is the case.
[0014]
Further, the embodiments are configured in accordance with the terrestrial digital broadcast transmission system studied in Japan. More specifically, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) for modulating a multicarrier (multi-carrier) is adopted as a modulation scheme, and each program in one channel includes a QPSK (Quadrature Phase Shifting, Quadrature Phase Shifting). DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM (64 Quadrature Amplitude Modulation), and the like.
[0015]
Further, OFDM has the greatest feature in that it is strong against a transmission path having a delay wave, and is an effective transmission system of high-quality digital audio broadcasting (DAB) for mobiles.
[0016]
The error correction method uses Viterbi decoding as an inner code, and uses a Reed-Solomon code which is a block code as an outer code.
[0017]
Also, in order to hierarchize a plurality of programs on one channel, a method called BST (Band Segmented Transmission) is used. In BST, a 6-MHz band (effective area is 5.6 MHz), which is one channel band, is divided into 13 segments, these are classified into two or three groups, and transmitted as layers in a robust group order.
[0018]
Here, if one layer is transmitted in 9 or 10 segments or more, a broadcast of high quality (HD quality) equivalent to HDTV can be transmitted substantially. In addition, if there is one layer including three or more segments, it is considered that a broadcast of standard quality (SD quality) equivalent to SDTV (Standard Definition Television), which is comparable to the image quality of conventional analog NTSC broadcast, can be transmitted. The SD quality is relatively lower than the HD quality.
[0019]
HDTV is a high-definition, wide-screen system with 1125 scanning lines and an aspect ratio of 16: 9 according to the Japanese standard. The transmission bit rate of the original signal is 1.188 Gbit / s in the case of 8-bit quantization. It is. On the other hand, in the case of NTSC, which is a type of SDTV, the number of scanning lines is 525, the aspect ratio is 4: 3, and the transmission bit rate of the original signal is 216 Mbit / s in the case of 8-bit quantization.
[0020]
Furthermore, by using a more efficient image / data compression system such as MPEG4, it is considered that even in a hierarchy composed of one or two segments, SD quality broadcast can be distributed on a screen of a medium size or smaller.
[0021]
An embodiment of the present invention is a receiving apparatus that is intended to receive and output HD-quality broadcasts for broadcast channels of a multi-layer system, and to respond to electric field strength and a multipath environment. As in analog FM audio reception, an HD quality program in the weakest hierarchy and an SD quality program in the strong hierarchy are automatically selected in accordance with the broadcast reception status.
[0022]
In particular, if the channel data transmission side provides programs of the same content even if there is a difference in the quality of HD quality or SD quality in each layer, a broadcast transmission / reception system that can provide a kind of countermeasures against poor viewing is configured. Can.
[0023]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of hierarchization of one channel. In FIG. 1A, the band of one channel (5.6 MHz) is divided into 13 segments, and one segment S7 is used for transmitting one program. As described above, the program is modulated by a modulation method such as QPSK or DQPSK, and is further modulated by OFDM. As described above, when one segment is used for transmission of one program, normally, an SD quality program can be provided on a screen of a medium size or smaller. Also, the one-segment band here is suitable for use in one mobile communication and one mobile phone.
[0024]
FIG. 1B shows three segments S6, S7, and S8, which are used for transmitting one program, in the thirteen segments divided similarly to FIG. 1A. This program is modulated in the same manner as in FIG. 1A, and can normally provide an SD quality program on a standard size screen.
[0025]
FIG. 1C shows that in the 13 segments divided as in FIG. 1A, three segments S5, S6 and S8 are used for the transmission of the first program, and one segment S7 is used for the transmission of the second program. It is used. These two programs can be modulated by different modulation schemes, and the whole can be modulated and multiplexed by OFDM. On the receiving device side, the first program can be broadcast in SD quality on a screen of a normal size, and the second program can be broadcast in SD quality on a screen of a medium size or smaller.
[0026]
Next, the configuration and operation of the receiving
[0027]
In the present invention, the reception status determination means has a function of determining the reception status of the broadcast signal, and the comparison determination unit 39 corresponds to this in the present embodiment, as described later. Further, the switching means has a function of selecting a program suitable for the situation based on the determined reception situation and automatically switching the program. The
[0028]
The receiving
[0029]
The
[0030]
A display unit 17 such as a liquid crystal screen or a CRT monitor is connected to the AV
[0031]
A
[0032]
The
[0033]
Next, the
[0034]
After that, the
[0035]
Thereafter, the encoded data is sent from the
[0036]
Next, the data is sent to the first
[0037]
Each of the divided data is transmitted to the corresponding bit
[0038]
Next, each of the divided data is subjected to a depuncturing process in each of the
[0039]
The
[0040]
Next, the data divided into the respective layers is deinterleaved by the
[0041]
When the data output from the
[0042]
The data is transmitted from the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
When the RS decoding ends, the TS is output from the
[0046]
On the other hand, the output of the
[0047]
Therefore, the information such as the BER and the MER can be considered to indicate the reception status of the signal received via the
[0048]
Further, in the present embodiment, in order to measure BER and the like, data after Viterbi decoding is used as a comparison target (so-called Post-Viterbi). , Which are generally employed in relatively erroneous reception. However, the receiving device of the present invention is not limited to acquiring comparison target data at this point.
[0049]
The point at which the data to be compared is obtained may vary depending on the receiving method and the receiving path. For example, when relatively high-quality reception such as cable broadcasting or satellite broadcasting is possible, data before Viterbi decoding is generally used as a comparison target (so-called Pre-Viterbi).
[0050]
Furthermore, in the present embodiment, the error correction of the broadcast signal is performed using a convolutional code (inner code) and Reed-Solomon code (outer code) combined with Viterbi decoding. It should not be understood that the error correction of the receiving apparatus is performed only by such a combination, and it is possible to use one or more other known error correction schemes.
[0051]
Information (reception status data) such as BER indicating the reception status is transmitted from the
[0052]
When receiving the reception status data, the
[0053]
On the other hand, if the value of the BER is smaller than the threshold value (that is, if the reception C / N is large), it is determined that the reception status is good, and the HD quality with a large amount of data (second The control signal is transmitted to the
[0054]
The switching
[0055]
Of course, in order to switch between such an HD quality program and an SD quality program, it is necessary to actually receive a broadcast signal in which programs corresponding to both qualities are hierarchized.
[0056]
The
[0057]
By such switching control, the AV
[0058]
In the present embodiment, an example has been described in which the program of the HD quality and the program of the SD quality are switched, that is, the programs of different image qualities are automatically switched depending on the difference in the reception status. Thus, it can be set so as to provide a difference in the quality of speech included in the program and the degree of other information related to the program.
[0059]
Upon receiving the TS, the AV
[0060]
Next, the operation of the switching control process in the
[0061]
The switching control process is started when the user ends a series of channel selection operations in the receiving
[0062]
In step S11, it is checked at regular intervals whether reception status data has been transmitted from the
[0063]
In step S12, if the value of the obtained reception status data indicates a status better than a predetermined value “QEF (Quasi Error Free: pseudo error free)”, the reception status is good and the current hierarchy program is drawn. It is determined that there is no problem, and the operation is continued as it is without performing any special control on the
[0064]
Here, the QEF indicates the level of the reception status that, for example, when the TS is provided to the MPEG decoder, the number of uncorrectable errors is less than one per hour, and the reception status level is a predetermined value of the BER. Corresponds to the level represented by.
[0065]
When the switching
[0066]
In step S12, when the value of the obtained reception status data indicates a state worse than the threshold value provided near the QEF, the reception status may be degraded, and noise may be generated in the output image or audio.
[0067]
Therefore, in this case, the
[0068]
When the switching
[0069]
Also, if an SD image quality program is output as it is to a large screen monitor for HD, mosquito noise tends to be noticeable as block noise accompanying image encoding other than reception errors due to noise. In such a case, control may be performed so that the image is displayed in an underscanning manner on the screen, that is, 100% from the corners of the video signal to make the noise less noticeable.
[0070]
Although the receiving apparatus and the receiving method of the present invention have been described above by taking the receiving apparatus of terrestrial digital broadcasting based on the ISDB-T system as an example, the present invention is not limited to this embodiment. Can be applied to various receiving devices. For example, for a broadcast in which a plurality of programs are transmitted according to another standard, the receiving apparatus and the receiving method of the present invention can be applied as long as the reception status of the broadcast can be detected by any method.
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, the program to be output is automatically switched to another quality program according to the broadcast reception status without receiving a user instruction or the like.
[0072]
Further, according to the present invention, when the broadcast reception condition is not good, switching is performed so as to output a low-quality program with less transmission data. On the other hand, when the broadcast reception condition is good, more transmission data is required It is possible to switch to output a high-quality program, and to avoid interruption of broadcasting even if the reception condition deteriorates.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of hierarchization of one channel in BST.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a receiving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a receiving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of an example of a process for controlling switching of a TS according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記放送信号の受信状況を判定する受信状況判定手段と、
前記判定された受信状況に基づいて、前記出力するプログラムを自動的に切り換える切換手段とを有することを特徴とする受信装置。In a receiving device that receives a broadcast signal of a broadcast in which a plurality of programs having different qualities are transmitted and outputs a predetermined program among the plurality of programs,
Reception status determination means for determining the reception status of the broadcast signal,
Switching means for automatically switching the output program based on the determined reception status.
前記受信状況判定手段は、受信された前記放送信号の誤り訂正前のデータと誤り訂正後のデータを比較することによって前記受信状況を判定することを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 1,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the reception status determination unit determines the reception status by comparing data of the received broadcast signal before error correction with data after error correction.
前記切換手段は、前記判定された受信状況のレベルに対応した品質のプログラムを前記複数のプログラムから選択して、出力対象を当該品質のプログラムに切り換えることを特徴とした受信装置。The receiving device according to claim 2,
The receiving device, wherein the switching means selects a program of a quality corresponding to the determined reception status level from the plurality of programs, and switches an output target to the program of the quality.
前記切換手段は、前記受信状況が、所定の受信レベルより低い場合は、前記複数のプログラムから第1の品質のプログラムを選択し、出力対象を当該第1の品質のプログラムに切り換え、前記受信状況が、前記所定の受信レベルより高い場合は、前記複数のプログラムから前記第1の品質より高い第2の品質のプログラムを選択し、出力対象を当該第2の品質のプログラムに切り換えることを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 2,
When the reception status is lower than a predetermined reception level, the switching means selects a first quality program from the plurality of programs, switches an output target to the first quality program, and However, when the reception level is higher than the predetermined reception level, a program of a second quality higher than the first quality is selected from the plurality of programs, and an output target is switched to the program of the second quality. Receiving device.
前記複数のプログラムが、階層化されて放送されることを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 1,
A receiving device, wherein the plurality of programs are broadcast in a hierarchical manner.
前記放送が地上波ディジタル放送であり、変調方式としてOFDMを使用することを特徴とする受信装置。The receiving device according to claim 5,
A receiver according to claim 1, wherein said broadcast is terrestrial digital broadcast, and OFDM is used as a modulation method.
前記放送信号の受信状況を判定するステップと、
前記判定された受信状況に基づいて、前記出力するプログラムを自動的に切り換えるステップとを有することを特徴とする受信方法。In a receiving method of receiving a broadcast signal of a broadcast in which a plurality of programs having different qualities are transmitted and outputting a predetermined program among the plurality of programs,
Determining the reception status of the broadcast signal;
Automatically switching the output program based on the determined reception status.
前記受信状況判定ステップは、受信された前記放送信号の誤り訂正前のデータと誤り訂正後のデータを比較することによって前記受信状況を判定することを特徴とする受信方法。The receiving method according to claim 7,
The receiving method according to claim 1, wherein the receiving status determining step determines the receiving status by comparing data of the received broadcast signal before error correction with data after error correction.
前記切換ステップは、前記判定された受信状況のレベルに対応した品質のプログラムを前記複数のプログラムから選択して、出力対象を当該品質のプログラムに切り換えることを特徴とした受信方法。The receiving method according to claim 8,
The switching method, wherein the switching step selects a program of a quality corresponding to the determined reception status level from the plurality of programs, and switches an output target to the program of the quality.
前記切換ステップは、前記受信状況が、所定の受信レベルより低い場合は、前記複数のプログラムから第1の品質のプログラムを選択し、出力対象を当該第1の品質のプログラムに切り換え、前記受信状況が、前記所定の受信レベルより高い場合は、前記複数のプログラムから前記第1の品質より高い第2の品質のプログラムを選択し、出力対象を当該第2の品質のプログラムに切り換えることを特徴とする受信方法。The receiving method according to claim 8,
In the switching step, when the reception status is lower than a predetermined reception level, a first quality program is selected from the plurality of programs, and an output target is switched to the first quality program. However, when the reception level is higher than the predetermined reception level, a program of a second quality higher than the first quality is selected from the plurality of programs, and an output target is switched to the program of the second quality. How to receive.
前記複数のプログラムが、階層化されて放送されることを特徴とする受信方法。The receiving method according to claim 7,
A receiving method, wherein the plurality of programs are broadcast in a hierarchical manner.
前記放送が地上波ディジタル放送であり、変調方式としてOFDMを使用することを特徴とする受信方法。The receiving method according to claim 11,
A receiving method, wherein the broadcast is terrestrial digital broadcast, and OFDM is used as a modulation method.
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