JP2005136913A - デジタル放送受信装置及びその制御方法 - Google Patents

デジタル放送受信装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】簡易な構成で、受信パケットの転送時の遅延時間の変動に影響を受けることなく、システムクロックの時刻を正確に維持できるようにする。
【解決手段】デジタル放送受信装置は、デジタル放送に関わるパケットを入力するTSパケット入力部4と、このTSパケット入力部4から送られてくるパケットをデコードするMPEGデコード部5とを含む。STC再生部10は、MPEGデコード部5での同期処理に使用されるシステムクロックを再生する。バッファ11〜13の各々は、STC再生部10で再生されたシステムクロックの値をパケットに付加し、当該パケットを一時的に記憶してから出力する。STC制御部21は、TSパケット入力部4から送られてくるパケットから、上記バッファにおいて付加されたシステムクロックの値と所定のクロック基準値とを取り出して比較し、その差に応じてSTC再生部10で再生されるシステムクロックを補正する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、BS(Broadcasting Satellite)デジタル放送、CS(Communication Satellite)デジタル放送、地上波デジタル放送などのデジタル放送を受信することが可能なデジタル放送受信装置及びその制御方法に関する。
現在、BSデジタル放送やCSデジタル放送が実施されており、地上波デジタル放送も開始されようとしている状況にある。
BS/CSデジタル放送、地上波デジタル放送では、ビデオ、オーディオ、及びその他の情報を多重化したものであるMPEG2(Moving Picture Expert Group 2)トランスポートストリームが使用されている。このトランスポートストリームには、オーディオやビデオの同期に使用されるPCR(Program Clock Reference)値が記録される。
デジタル放送受信装置は、一般に、チューナ及び誤り訂正部で処理された後のトランスポートストリームパケットを入力するパケット入力部と、このパケット入力部に入力された後のパケットのデコード処理を行うデコード部とを有している。デコード部には、STC(System Time Clock)と呼ばれるシステムクロックを再生するSTC再生部(システム時計)が備えられる。このSTC再生部は、受信されるパケット中のPCR値を参照することで当該STCを補正するようにしている。
ところで、上記パケット入力部には、入力されるパケットを一時記憶するバッファが設けられており、当該パケットを入力してからデコード部へ出力するまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は一定ではなく変動する。その結果、デコーダ側のSTCを正確に補正することができず、正確な時刻を維持することができないという問題がある。
遅延時間の変動の問題を解決する技術として、例えば特許文献1が挙げられる。この文献では、放送局側のストリーム多重化装置においてパケットが入力部に入力されてから出力部より出力されるまでの時間を求め、求めた時間に応じてパケットに添付されているPCRの補正を行う。加入者宅側のデコーダは、受信されるパケットに添付されているPCRの値を参照してデコーダ自身のシステムクロックを修正する。これにより、デコーダ側のシステムクロックの歩調が乱れないようにしている。
特開2000−174813号公報
しかしながら、上記文献の技術では、入力/出力時刻測定部、PCR補正項算出部、PCR書換部などの機構を装置の中に新たに設けなければならないため、構成が複雑となり、製造コストが増加するという問題がある。上記文献の技術は、放送局側における遅延時間の変動の問題を解決するためには適しているかもしれないが、加入者宅側(デジタル放送受信装置側)における遅延時間の変動の問題を解決するのに適しているとは言い難い。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、受信パケットの転送時の遅延時間の変動に影響を受けることなく、システムクロックの時刻を正確に維持することができるデジタル放送受信装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係るデジタル放送受信装置は、デジタル放送に関わるパケットを入力するパケット入力部と、前記パケット入力部から送られてくるパケットをデコードするデコード部とを含むデジタル放送受信装置であって、前記パケット入力部に設けられ、前記デコード部での同期処理に使用されるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段と、前記パケット入力部に設けられ、前記システムクロック再生部で再生されたシステムクロックの値を前記入力されたパケットに付加し、当該パケットを一時的に記憶するバッファ手段と、前記デコード部に設けられ、前記バッファ手段から出力されるパケットから、前記バッファ手段において付加されたシステムクロックの値と所定のクロック基準値とを取り出して比較し、その差に応じて前記システムクロック再生手段で再生されるシステムクロックを補正するシステムクロック制御手段とを具備することを特徴とする。
また、本発明に係るデジタル放送受信装置の制御方法は、デジタル放送に関わるパケットを入力するパケット入力部と、前記パケット入力部から送られてくるパケットをデコードするデコード部とを含むデジタル放送受信装置の制御方法であって、前記パケット入力部において、前記デコード部での同期処理に使用されるシステムクロックを再生し、当該再生したシステムクロックの値を前記入力されたパケットに付加し、当該パケットを一時的にバッファに記憶した後に出力し、前記デコード部において、前記バッファから出力されるパケットから、前記パケット入力部で付加したシステムクロックの値と所定のクロック基準値とを取り出して比較し、その差に応じて前記パケット入力部で再生されるシステムクロックを補正することを特徴とする。
簡易な構成で、受信パケットの転送時の遅延時間の変動に影響を受けることなく、システムクロックの時刻を正確に維持することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態によるデジタル放送受信装置は、BSデジタル放送、CSデジタル放送、地上波デジタル放送の各番組データを受信することが可能である。また、これらの各放送では、ビデオ、オーディオ、及びその他の情報を多重化したものであるMPEG2トランスポートストリームが使用されている。このトランスポートストリームには、オーディオやビデオの同期に使用されるPCRの値が記録される。
上記デジタル放送受信装置は、チューナ/誤り訂正部1〜3、TSパケット入力部4、MPEGデコード部5、モニタ6、及びスピーカ7を備えている。
チューナ/誤り訂正部1は、アンテナを通じて受信されるBSデジタル放送の信号に対して選局処理、誤り訂正処理などを施し、MPEG2トランスポートストリームパケット(以下、MPEG−TSパケットと呼ぶ)としてバッファ11へ出力する。
チューナ/誤り訂正部2は、アンテナを通じて受信されるCSデジタル放送の信号に対して選局処理、誤り訂正処理などを施し、MPEG−TSパケットとしてバッファ12へ出力する。
チューナ/誤り訂正部3は、アンテナを通じて受信される地上波デジタル放送の信号に対して選局処理、復号処理、誤り訂正処理などを施し、MPEG−TSパケットとしてバッファ13へ出力する。
TSパケット入力部4は、チューナ/誤り訂正部1〜3から出力されるMPEG−TSパケットを入力処理するものであり、STC再生部10及びバッファ11〜13を有する。
STC再生部10は、MPEGデコード部5での同期処理に使用されるSTCと呼ばれるシステムクロックを再生するものであり、システム時計に相当するものである。このSTC再生部10は、後述するSTC制御部21から送られてくる制御信号に従って自身のSTCを必要に応じて補正する。これにより、正確な時刻が維持されるようになっている。
また、STC再生部10は、STC値(即ち、現在の時刻を示す値)を、バッファ11〜13へ出力すると共に、MPEGデコード部5内の後述するバッファ23,25へ出力する。
バッファ11は、チューナ/誤り訂正部1から送られてくるMPEG−TSパケットを入力すると同時に、STC再生部10から送られてくるSTC値を入力し、この入力したSTCの値を当該入力したMPEG−TSパケットに付加し、そのパケットを一時的に記憶するものである。
バッファ12は、チューナ/誤り訂正部2から送られてくるMPEG−TSパケットを入力すると共に、STC再生部10から送られてくるSTC値を入力し、この入力したSTCの値を当該入力したMPEG−TSパケットに付加し、そのパケットを一時的に記憶するものである。
バッファ13は、チューナ/誤り訂正部3から送られてくるMPEG−TSパケットを入力すると共に、STC再生部10から送られてくるSTC値を入力し、この入力したSTCの値を当該入力したMPEG−TSパケットに付加し、そのパケットを一時的に記憶するものである。
上記バッファ11〜13に一時記憶された各MPEG−TSパケットは、出力順を調停されてから出力され、TSパケット入力部4からMPEGデコード部5へ転送される。
一方、MPEGデコード部5は、TSパケット入力部4から転送されてくるMPEG−TSパケットをデコード処理するものであり、PIDフィルタ20、STC制御部21、ビデオデコーダ22、ビデオ用バッファ23、オーディオデコーダ24、及びオーディオ用バッファ25を有する。
PIDフィルタ20は、TSパケット入力部4側のバッファ11〜13から出力されるMPEG−TSパケットを入力して、パケット毎に予め付加されている識別子であるPID(Packet Identifier)に従ってフィルタリングを行うものであり、PCR値を有するMPEG−TSパケットをSTC制御部21へ出力し、ビデオデータを有するMPEG−TSパケットをビデオデコーダ22へ出力し、オーディオデータを有するMPEG−TSパケットをオーディオデコーダ24へ出力する。
STC制御部21は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケットから、上記TSパケット入力部4内のバッファにおいて付加されたSTC値と、当該MPEG−TSパケットに予め付加されているPCR値とを取り出して比較し、その差に応じてSTC再生部10で再生されるSTCを補正するための制御信号を出力するものである。例えば、STC値がPCR値よりも大きければ(即ち、STCが進んでいれば)、STC値を下げる(即ち、STCを遅らせる)ように補正するための制御信号を出力する。一方、STC値がPCR値よりも小さければ(即ち、STCが遅れていれば)、STC値を上げる(即ち、STCを進ませる)ように補正するための制御信号を出力する。
ビデオデコーダ22は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケット内のビデオデータをデコードするものであり、デコード後のデータをビデオ用バッファ23へ出力する。
ビデオ用バッファ23は、ビデオデコーダ22から送られてくるビデオデータを一時記憶し、当該ビデオデータをSTC再生部10から送られてくるSTC値に同期して出力する。具体的には、STC再生部10から送られてくるSTC値と、当該MPEG−TSパケットに予め付加されている時刻管理情報であるPTS(Presentation Time Stamp)値とを比較し、当該PTS値がSTC値に一致した時点でビデオデータをモニタ6へ出力する。
オーディオデコーダ24は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケット内のオーディオデータをデコードするものであり、デコード後のデータをオーディオ用バッファ25へ出力する。
オーディオ用バッファ25は、オーディオデコーダ24から送られてくるオーディオデータを一時記憶し、当該オーディオデータをSTC再生部10から送られてくるSTC値に同期して出力する。具体的には、STC再生部10から送られてくるSTC値と、当該MPEG−TSパケットに予め付加されているPTS値とを比較し、当該PTS値がSTC値に一致した時点でオーディオデータをスピーカ7へ出力する。
モニタ6は、ビデオ用バッファ23から送られてくるビデオデータを映像として出力するものである。スピーカ7は、オーディオ用バッファ25から送られてくるオーディオデータを音声として出力するものである。
上記構成においては、例えば、TSパケット入力部4内の各要素10〜13をハードウェアで実現し、MPEGデコード部5内の各要素20〜25をソフトウェアで実現することが可能である。この場合、上記ソフトウェアを構成するプログラムを記憶及び実行するためのRAM及びCPUをMPEGデコード部5内に設けておけばよい。
次に、図2〜図9を参照して、入力バッファ11〜13においてMPEG−TSパケットにSTC値を付加して記憶する際の各種の形態について説明する。
図2は、STC値が付加される前のMPEG−TSパケットの概略構成を示す図である。このMPEG−TSパケットは、4バイトのヘッダ(Header)部と、184バイトのアダプテーション/ペイロード(Adaptation or Payload)部とを有する。なお、前述のPIDは、ヘッダ部の中に含まれている。また、前述のPCR値は、アダプテーション/ペイロード部の中に含まれている。
図3は、MPEG−TSパケットの先頭にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図である。このようにすると、ビデオデータやオーディオデータをデコードする際に不要となるSTC値をカットしやすくなる。
図4は、MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図である。このようにすると、付加したフィールドがバイト単位で構成されるので、MPEGデコード部5側での処理が容易となる。
図5は、MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にし、更にその前方にNバイト長のリザーブドバイトを加えることにより、8バイト長あるいは16バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図である。このように、付加するフィールドのバイト長を必要に応じて変えることが可能である。
図6は、MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にし、更にその後方にNバイト長のリザーブドバイトを加えることにより、8バイト長あるいは16バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図である。このように、Nバイト長のリザーブドバイトの位置を適宜変えてもよい。
図7は、MPEG−TSパケットにおけるヘッダ部とアダプテーション/ペイロード部との間にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図である。また、図8は、MPEG−TSパケットの最後尾にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図である。このように、STC値を付加する位置を適宜変えてもよい。
図9は、図4に示される6バイトのフィールド(STC値+リザーブドビット)を構成する際の各種の形態を示す図である。なお、STC値(42ビット分)は、33ビット分のSTCベース(STC base)部と、9ビット分のSTC拡張(STC extension)部とに分けて配置される。
図9(a)は、リザーブドビット(6ビット分)、STCベース部(33ビット分)、及びSTC拡張部(9ビット分)が、この順序で配置された場合の構成例を示す図である。
図9(b)は、STC拡張部(9ビット分)、STCベース部(33ビット分)、及びリザーブドビット(6ビット分)が、この順序で配置された場合の構成例を示す図である。
図9(c)は、STCベース部(33ビット分)、リザーブドビット(6ビット分)、及びSTC拡張部(9ビット分)が、この順序で配置された場合の構成例を示す図である。
このように、MPEG−TSパケットにSTC値を付加するにあたり、種々な形態が挙げられる。
次に、図10〜図13を参照して、本実施形態に係るデジタル放送受信装置における処理の流れを説明する。
TSパケット入力部4内のバッファ11〜13の各々は、対応するチューナ/誤り訂正部からMPEG−TSパケットが送られてきた場合、当該MPEG−TSパケットを入力し(図10のステップS1)、同時に、STC再生部10から送られてくるSTC値を入力し(ステップS2)、入力したSTC値をMPEG−TSパケットに付加して、当該パケットを一時的に記憶する(ステップS3)。
各バッファに一時記憶された各MPEG−TSパケットは、出力順を調停されてから出力され、TSパケット入力部4からMPEGデコード部5へ転送される(ステップS4)。
PIDフィルタ20は、TSパケット入力部4側から転送されてくるMPEG−TSパケットを入力し、PIDに基づいてフィルタリングを行い、a)PCR値を有するMPEG−TSパケット、b)ビデオデータを有するMPEG−TSパケット、c)オーディオデータを有するMPEG−TSパケット、にそれぞれ分けて出力する(ステップS5)。
STC制御部21は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケットから、上記TSパケット入力部4内のバッファにおいて付加されたSTC値と、当該MPEG−TSパケットに予め付加されているPCR値とを取り出して比較し、その差に応じてSTC再生部10で再生されるSTCを補正するための制御信号を出力する(図11のステップA1)。
STC再生部10は、上記制御信号に従ってSTCを補正し、STC値をTSパケット入力部4内のバッファ11〜13へ出力すると共に、MPEGデコード部5内のビデオ用バッファ23及びオーディオ用バッファ25へ出力する(ステップA2)。
一方、ビデオデコーダ22は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケット内のビデオデータをデコードし、デコード後のデータをビデオ用バッファ23へ出力する(図12のステップB1)。
ビデオ用バッファ23は、ビデオデコーダ22から送られてくるビデオデータを一時記憶し、当該ビデオデータをSTC再生部10から送られてくるSTC値に同期して出力する(ステップB2)。これにより、モニタ6から映像が出力される。
また、オーディオデコーダ24は、PIDフィルタ20から送られてくるMPEG−TSパケット内のオーディオデータをデコードし、デコード後のデータをオーディオ用バッファ25へ出力する(図13のステップC1)。
オーディオ用バッファ25は、オーディオデコーダ24から送られてくるオーディオデータを一時記憶し、当該オーディオデータをSTC再生部10から送られてくるSTC値に同期して出力する(ステップC2)。これにより、スピーカ7から音声が出力される。
このように本実施形態によれば、MPEG−TSパケットがTSパケット入力部4内のバッファに入力される時点を基準にしてSTC再生部10におけるSTC値が補正されるため、MPEG−TSパケットがTSパケット入力部4に入力されてからMPEGデコード部5へ出力されるまでの遅延時間が一定でなくても、正確な時刻管理を維持でき、MPEGデコード部5での正確な同期処理を維持できる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の一実施形態に係るデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図。 STC値が付加される前のMPEG−TSパケットの概略構成を示す図。 MPEG−TSパケットの先頭にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図。 MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図。 MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にし、更にその前方にNバイト長のリザーブドバイトを加えることにより、8バイト長あるいは16バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図。 MPEG−TSパケットの先頭にSTC値を付加するにあたり、STC値(42ビット分)にリザーブドビット(6ビット分)を加えて6バイト長にし、更にその後方にNバイト長のリザーブドバイトを加えることにより、8バイト長あるいは16バイト長にしたフィールドを付加した場合の構成例を示す図。 MPEG−TSパケットにおけるヘッダ部とアダプテーション/ペイロード部との間にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図。 MPEG−TSパケットの最後尾にSTC値(42ビット分)を付加した場合の構成例を示す図。 図4に示される6バイトのフィールド(STC値+リザーブドビット)を構成する際の各種の形態を示す図。 同実施形態に係るデジタル放送受信装置における処理の流れの一部を示す第1のフローチャート。 同実施形態に係るデジタル放送受信装置における処理の流れの一部を示す第2のフローチャート。 同実施形態に係るデジタル放送受信装置における処理の流れの一部を示す第3のフローチャート。 同実施形態に係るデジタル放送受信装置における処理の流れの一部を示す第4のフローチャート。
符号の説明
1〜3…チューナ/誤り訂正部、4…TSパケット入力部、5…MPEGデコード部、6…モニタ、7…スピーカ、10…STC再生部、11〜13…バッファ、20…PIDフィルタ、21…STC制御部、22…ビデオデコーダ、23…ビデオ用バッファ、24…オーディオデコーダ、25…オーディオ用バッファ。

Claims (9)

  1. デジタル放送に関わるパケットを入力するパケット入力部と、前記パケット入力部から送られてくるパケットをデコードするデコード部とを含むデジタル放送受信装置であって、
    前記パケット入力部に設けられ、前記デコード部での同期処理に使用されるシステムクロックを再生するシステムクロック再生手段と、
    前記パケット入力部に設けられ、前記システムクロック再生部で再生されたシステムクロックの値を前記入力されたパケットに付加し、当該パケットを一時的に記憶するバッファ手段と、
    前記デコード部に設けられ、前記バッファ手段から出力されるパケットから、前記バッファ手段において付加されたシステムクロックの値と所定のクロック基準値とを取り出して比較し、その差に応じて前記システムクロック再生手段で再生されるシステムクロックを補正するシステムクロック制御手段と、
    を具備することを特徴とするデジタル放送受信装置。
  2. 前記バッファ手段は、前記システムクロックの値を前記入力されたパケットの先頭に配置して記憶することを特徴とする請求項1記載のデジタル放送受信装置。
  3. 前記入力されたパケットは、ヘッダ部とアダプテーション/ペイロード部とを有しており、
    前記バッファ手段は、前記システムクロックの値を前記ヘッダ部と前記アダプテーション/ペイロード部との間に配置して記憶することを特徴とする請求項1記載のデジタル放送受信装置。
  4. 前記バッファ手段は、前記システムクロックの値を前記入力されたパケットの最後尾に配置して記憶することを特徴とする請求項1記載のデジタル放送受信装置。
  5. 前記バッファ手段は、前記システムクロックの値にリザーブドビットを加えて所定のバイト長にしたフィールドを前記入力されたパケットに付加して記憶することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載のデジタル放送受信装置。
  6. 前記リザーブドビットは、前記システムクロックの値の前方に配置されることを特徴とする請求項5記載のデジタル放送受信装置。
  7. 前記リザーブドビットは、前記システムクロックの値の後方に配置されることを特徴とする請求項5記載のデジタル放送受信装置。
  8. 前記システムクロックの値は、システムクロックベース部とシステムクロック拡張部とに分けて配置され、
    前記リザーブドビットは、前記システムクロックベース部と前記システムクロック拡張部との間に配置されることを特徴とする請求項5記載のデジタル放送受信装置。
  9. デジタル放送に関わるパケットを入力するパケット入力部と、前記パケット入力部から送られてくるパケットをデコードするデコード部とを含むデジタル放送受信装置の制御方法であって、
    前記パケット入力部において、前記デコード部での同期処理に使用されるシステムクロックを再生し、当該再生したシステムクロックの値を前記入力されたパケットに付加し、当該パケットを一時的にバッファに記憶した後に出力し、
    前記デコード部において、前記バッファから出力されるパケットから、前記パケット入力部で付加したシステムクロックの値と所定のクロック基準値とを取り出して比較し、その差に応じて前記パケット入力部で再生されるシステムクロックを補正する、
    ことを特徴とするデジタル放送受信装置の制御方法。
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