JP2005223914A - Ｍｐｅｇ−２データの伝送速度調節方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストでＭＰＥＧ−２データの伝送速度を調節するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】 ＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節装置２１０は、様々な伝送速度で受信されるＭＰＴＳパケットをバッファリングするための受信バッファー２１８と、ＭＰＥＧ−２の'Null'パケットを保存するパケット保存器２１９と、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータを予め設定された出力伝送速度で読み込んで行き、前記受信バッファーに関して予め設定されたアンダーフローの発生予測状況が生じると、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータを読み込む動作を中止して、パケット保存器２１９に保存されたＭＰＥＧ−２のNullパケットを読み込んで送信する信号処理部２１６と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＭＰＥＧ−２(Moving Picture Experts Group-２)データの伝送速度を調節する技術に関し、より詳しくは、ＭＰＥＧ−２データが様々な入力伝送速度（transmission rate）で入力されるにもかかわらず、常に一定の出力伝送速度に維持して出力することが出来、別途のクロックデータリカバリ(ＣＤＲ：Clock Data Recovery)に関する情報無しにデータを復元出来るようにするためのＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節方法及び装置に関する。

ＭＰＥＧ−２システムでは、プログラムストリーム(Program stream)とトランスポートストリーム(Transport stream)という二つの種類の多重化ビット列を扱う。このうちのプログラムストリーム(Program stream)は、一つの放送プログラム(ビデオ＋オーディオ＋字幕)をエラーが無いチャンネル環境で使う場合、或いはＣＤなどのように媒体自らのエラー訂正機能をそのまま活用する場合、の多重化方式に使用される。一方、トランスポートストリーム(transport stream)は、エラーが有るチャンネル環境でいくつかの放送プログラムを同時に送る場合の多重化方式に使用される。すなわち、ビデオＣＤなどのように一つのプログラムを保存する場合にはプログラムストリームが使われ、一方、人工衛星などを利用して複数のプログラムのデジタル放送を行う場合にはトランスポートストリームが使用される。

ＭＰＥＧ−２システムは、時分割多重(ＴＤＭ：Time Division Multiplexing)方式で使われているパケット多重化方式を採択する。このパケット多重化方式では、ビデオとオーディオビット列のそれぞれを、先ずパケットと呼ばれる適当な長さのビット列(ＰＥＳ：Packetized Elementary Stream)に分割する。ＰＥＳパケットは、種々のアプリケーションとの通信に対応するように、長さの上限が６４Ｋバイトまでとされ、また、各パケットごとの長さについては、固定長或いは可変長のいずれとすることも出来る。また、ＰＥＳパケットのそれぞれは、可変伝送速度や不連続的な送信も許容されている。そして、このようなそれぞれのＰＥＳを一つのビット列に多重化することで、上記のプログラムストリームやトランスポートストリームが作られる。

パケットの長さは、送信チャンネルや媒体に大きく依存する。例えば、広帯域総合情報通信網(ＢＩＳＤＮ：Broadband Integrated Services Digital Networks)におけるプロトコルであるＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode、非同期伝達モード)では、５３バイトのパケット(セル)が使用される。このようなパケットでは、基本情報を載せるヘッダ(header)が５バイトを占めるので、使用者のための実際の情報(ペイロード：Payload)は、４８バイト以内となる。トランスポートストリームパケット(以下、トランスポートパケットと略称する。)は、ＡＴＭとの接続性を考慮して、１８８バイトの比較的短い固定の長さを有している。トランスポートパケットの開始部分の４バイトはヘッダであり、残りの１８４バイトが、実際にビデオデータやオーディオデータを積んで運ぶ使用者情報のための部分である。このようなトランスポートパケットは、４個のＡＴＭセルに積まれて伝送されることになるが、このときに、各ＡＴＭセルの使用者情報４８バイトの内の１バイトがＡＡＬ(ＡＴＭ Adaptation Layer)用として使われ、このため、実際の使用者情報は４７バイトになる。

このように、各放送局で１次的に多重化されて送出されたトランスポートパケットは、その後、多くの放送局のトランスポートパケットらで再び多重化されて一つのビット列を構成し、これにより、一つの中継器を通じて送出されることができる形態になる。デジタル衛星放送での多重化は、時分割多重化(ＴＤＭ)と周波数分割多重化(ＦＤＭ：Frequency Division Multiplex)とが結合されている。すなわち、中継器らはそれぞれ２７ＭＨｚの帯域幅を有しながらＦＤＭ方式で運用されるが、一つの中継器を４つの放送局がＴＤＭ方式で共有するものである。それぞれの中継器によって運ばれたトランスポートストリームは、エラー訂正のために、リードソロモン(Reed Solomon)コーディングと畳み込みコーディング(convolution coding)とが行われて、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調を通じて地上局と衛星との間での送信が行われる。

受信端末でのトランスポートストリームのデコーディング時には、上記の逆の過程が行われる。まず、受信端末は、該受信端末のユーザが受信しようとする放送信号が入っている中継器を選択し、次に、該中継器を介して入力した信号をＱＰＳＫ復調し、エラー訂正を行う。このとき、当該中継器は、幾つかの放送が多重化されたビットストリームを出力している。したがって、受信端末は、まず、受信しようとする放送局のトランスポートパケットのみを選び出し、これらの内のビデオパケットはビデオデコーダで、オーディオパケットはオーディオデコーダで、それぞれデコーディングすることによって、映像と音響をそれぞれ再生することになる。

最近では、ケーブルＴＶや衛星ＴＶネットワークなどのような広帯域通信システムによるデジタルビデオデータの送信が非常に一般化してきた。このようなビデオデータの送信につき、ソースビデオシーケンスは、予め圧縮された後に（或いは圧縮無しで）、エンコードされてトランスポートストリームを形成し、次に、て適切な固定伝送速度(ＣＢＲ：Constant Bit Rate)或いは可変伝送速度(ＶＢＲ：Variable Bit Rate)で送信されることができる。しかしながら、種々の適用のために、例えばセットトップボックス(ＳＴＢ：Set-Top Box)及び／又はネットワークのいくつかの中間ノードで通信する前に、ビデオデータの伝送速度を変更させる装置が必要になる。この場合に、セットトップボックスなどに、様々な伝送速度のビデオデータをすべて処理することができるようにするための装置を内蔵させることも考えられるが、このような構成は、コスト面や装備の簡素化の側面で望ましくない。

また、ＭＰＥＧ−２データの伝送速度を変化させるためには、比較的高額のＲｅＭＵＸなどのような装置を使用する必要があった。さらには、ＭＰＥＧ−２データの送信用に広く使用されているＤＶＢ-ＡＳＩ(Digital Video Broadcast Asynchronous Serial Interface)送信方式でさえ、実際のデータ伝送速度を知ることが不可能であり、単に、ＤＶＢ-ＡＳＩのインターフェースクロックを抽出することが出来るのみであった。そのため、ＤＶＢ-ＡＳＩのクロック情報もまた、データのクロック情報として使用され、その結果、受信データをＦＩＦＯ(First In First Out)などのバッファーに保存して、再び送信する場合に、受信部のバッファーにアンダーフロー(Underflow)やオーバーフロー(Overflow)が発生することがあった。例えば、２７Ｍｂｐｓにつき、実際のデータ速度とクロック情報とに１ｐｐｍの差がある場合には、約３３０秒毎にアンダーフローやオーバーフローが発生する。さらに、この差が２７Ｍｂｐｓにつき２ｐｐｍになると、（３３０／２＝）約１６５秒毎にアンダーフローやオーバーフローが発生する。したがって、ＭＰＥＧ−２データの送信時に問題になる送信時と受信時のクロック不一致によって生じるデータの損失を防止し、ＭＰＥＧ−２データを効果的に送信するための技術が求められていた。

上記背景に鑑みて、本発明の目的は、より低コストでＭＰＥＧ−２データの伝送速度を調節することが出来る方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＭＰＥＧ−２データを受信して、再び送信する際の受信部のバッファーに、アンダーフロー(Underflow)やオーバーフロー(Overflow)が発生することを防止して、効果的にＭＰＥＧ−２データを送信するための方法及び装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明のＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節装置は、様々な伝送速度で受信されるＭＰＴＳ(Multi Program Transport Stream)パケットをバッファリングするための受信バッファーと、ＭＰＥＧ−２の'Null'パケットを保存するためのパケット保存器と、前記受信バッファーにバッファリングされたデータを予め設定された出力伝送速度で読み込み、前記受信バッファーに関して予め設定されたアンダーフローの発生予測状況が生じると、前記受信バッファーにバッファリングされたデータを読み込む動作を中止して、前記パケット保存器に保存された前記ＭＰＥＧ−２のNullパケットを読み込んで送信する信号処理部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の他の態様は、様々な伝送速度で伝達されるＭＰＴＳ(Multi Program Transport Stream)パケットを受信して、予め設定された出力伝送速度で送信するＭＰＥＧ−２(Moving Picture Experts Group２)データの伝送速度調節方法であって、前記伝達されるＭＰＳＴパケットを受信する受信バッファーの現在のデータバッファリング地点(ＣＦ地点)が予め設定されたデータ出力地点(ＨＦ地点)に逹すると、バッファリングされたデータを読み込んで前記出力伝送速度で送信する第１過程と、前記バッファリングされたデータを読み込んでいる最中に前記ＣＦ地点が予め設定されたアンダーフロー予測地点(ＱＦ地点)に到逹すると、前記受信バッファーにバッファリングされるデータの読み込みを中止してＭＰＥＧ−２ Nullパケットを前記出力伝送速度で送信する第２過程と、前記Nullパケットを送信している最中に前記ＣＦ地点が前記ＨＦ地点に逹すると、前記バッファリングされたデータを読み込んで前記出力送信速度で送信して、前記第２過程に移行する第３過程と、を含むことを特徴とする。

上記構成を有する本発明によれば、バッファー制御方式のみを使用してより低コストにてＭＰＥＧ−２データの伝送速度を調節することが可能となり、特に、ＭＰＥＧ−２データを受信して再び送信する際に、該受信部のバッファーにアンダーフロー(Underflow)やオーバーフロー(Overflow)が発生することを防止して効果的にＭＰＥＧ−２データを送信することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成についての詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一の構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。

図１は本発明の一実施形態によるＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節装置及び関連するシステムの概略的な全体ブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態のＭＰＥＧ−２データ送信システムは、大きく、加入者に放送サービスを提供するために、多数の放送事業者(例えば、放送局)から伝達された放送データを多重化して一つの送信媒体(光ファイバ)を通じて送信するＯＬＴ(Optical Line Terminal)１００と、ＯＬＴ１００から受信した情報を加入者セットトップボックス（ＳＴＢ）に伝送する使用者側装置であるＯＮＵ(Optical Network Unit)２００と、から構成される。放送サービス事業者から伝達された放送データがＯＬＴ１００を経てＯＮＵ２００に送信されると、ＯＮＵ２００は、サービス利用者のセットトップボックスからのサービス要請信号を受信して、放送データをＴＤＭ方式で送信する。

ＯＬＴ１００は、複数のエンコーダ１００ａ〜１００ｄと再多重化器（ＲｅＭＵＸ）１２０とを有しており、放送局で１次的に多重化されて送られて来るトランスポートパケットを、各エンコーダ１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄでエンコーディングし、このようなエンコードされたデータをＲｅＭＵＸ１２０で再多重化して、一つの多重化されたビットストリーム(ＭＰＴＳ：Multi Program Transport Stream)を構築して送信する。ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００から送られて来るＭＰＴＳを入力し、予め設定された固定伝送速度で加入者セットトップボックスに送信することができるように伝送速度を調節する伝送速度調節装置２１０と、伝送速度調節装置２１０から出力されるビットストリームを各加入者セットトップボックスに送信する加入者分配装置２２０と、を含む。

伝送速度調節装置２１０は、入力されるＭＰＴＳパケットからプログラム関連テーブル(ＰＡＴ：Program Association Table)を具備したトランスポートパケット(ＰＩＤ=０ｘ００００)及びそれぞれのプログラムについてのプログラムマップテーブル(ＰＭＴ：Program Map Table)を具備したトランスポートパケットを分析し、これについての情報を出力するＰＡＴ／ＰＭＴ分析器２１４と、ＰＡＴ／ＰＭＴ分析器２１４から出力される情報を入力してＰＣＲ(Program Clock Reference)パケットのＰＩＤ(Program Identification Information)を確認し、この確認結果に基づいてＰＩＤフィルター部２１２の動作を制御する信号処理部２１６と、信号処理部２１６の制御下に入力されるＭＰＴＳパケットの適切なＰＩＤを確認して、確認結果についての情報を信号処理部２１６に提供するＰＩＤフィルター部２１２と、入力されるＭＰＴＳパケットをバッファリングし、前記信号処理部２１６の制御下に、バッファリングしたパケットを信号処理部２１６に順次に供給する受信バッファー(ＦＩＦＯ)２１８と、'Nullパケット(ＰＩＤ=０ｘ１ＦＦＦ)'を保存するパケット保存器２１９と、ＰＣＲ情報を保存するＰＣＲ情報保存器２１５と、を具備する。

本実施形態では、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータを信号処理部２１６が読み込む速度は、受信バッファー２１８に入力されるデータの速度に対して、少なくとも同一であり、或いは速くするように設定される。これによって、受信バッファー２１８には、アンダーフローが発生され得る状況が常に形成される。信号処理部２１６は、受信バッファー２１８にアンダーフローが発生する前の適切な時に、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータを読み込む動作を中止し、かつ、パケット保存器２１９に保存されたＭＰＥＧ−２のNullパケットを読み込んで送信する。このときに、信号処理部２１６は、ＰＣＲ情報を分析し、該分析結果に基づいて、受信バッファー２１８のバッファリングサイズを適切に制御する。

換言すると、信号処理部２１６は、受信バッファー２１８の現在状態と現在読み込んでいるパケットの長さとを監視して、Nullパケットを保存しているNullパケット保存器２１９と、実際のＭＰＥＧ−２データを保存している受信バッファー２１６と、を選択して読み込んで行く。加入者セットトップボックスのＭＰＥＧ−２デコーダでは、このようにNullパケットが挿入されたトランスポートストリームを受信した場合には、オーディオＰＩＤ、ビデオＰＩＤ、テキストＰＩＤのパケットのみを選択して保存し、Nullパケットであることを示すＰＩＤ(０ｘ１ＦＦＦ)のパケットは取り除くので、既存の動作と異なるところが無い。すなわち、加入者セットトップボックスについては、特別な構成とする必要がなく、従来と全く同一のものを使用することができる。

上述のような構成及び動作により、伝送速度調節装置２１０は、加入者セットトップボックスに対して、該加入者セットトップボックスから指定された固定伝送速度(ＣＢＲ)(例えば２７Ｍｂｐｓ)でデータを送信する場合に、当該指定された固定伝送速度よりも低い伝送速度(例えば９Ｍｂｐｓ)でＯＬＴ１００からＭＰＥＧ−２データが入力される場合であっても、上述のNullパケットを挿入して、指定された伝送速度(２７Ｍｂｐｓ)に合わせて送信することができるようになる。この結果、加入者セットトップボックスへの伝送速度は一定に保たれ、かつ、アンダーフローの問題も生じない。このように、本実施形態の伝送速度調節装置２１０は、指定された固定伝送速度より低い伝送速度で入力されるすべてのＭＰＥＧ−２データを、ＣＤＲ無しに安定して伝送することが可能になる。

以下に、受信バッファー２１８のサイズ設定及びアンダーフローの確認動作について、より詳細に説明する。ＭＰＥＧ−２パケットの長さは、１８８バイトと２０４バイト(ＲＳコード追加時)による二種類の異なるサイズで構成されることができる。このようなパケットを読み込む過程において、受信バッファー２１８にアンダーフローが発生したか否かを予測及び確認し、アンダーフロー発生が予測される場合に、受信バッファー２１８からの読み込みを中止してNullパケットを挿入する処理を行うようにすると、現在送信していたデータの一パケット全体を送ることができずに途中でカットされてしまうことにより、エラーが発生することがある。したがって、この場合には、受信バッファー２１８が２０４バイト以上のサイズを有していることを保証するとともに、一パケットがすべて送信された後にNullパケットを挿入するようにしなければならない。また、Nullパケットを送信している過程で実データを再び送信することが求められる場合にも、同様に、２０４バイト以上がさらに必要になる。したがって、受信バッファー２１８の最小のサイズは４０８バイト以上でなければならない。

図２に示す受信バッファー２１８の構成フォーマットの一例では、受信バッファー２１８のサイズが２０４８バイトに設定されており、予め適切に選択されたデータ出力地点(ＨＦ)、すなわち、図２の例では１０２４バイトまでデータがバッファリングされるとすぐに、信号処理部２１６は、バッファリングされたデータの読み込みを開始する。このとき、データの読込速度がデータ記録（バッファリング）速度よりも速く設定されているので、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータの量は、徐々に減少して行く。続いて、予め適切に設定されたアンダーフロー予測地点(ＱＦ)(５１２バイト)にバッファーデータ量が達すると、信号処理部２１６は、現在実行中であるパケットの送信を完了し、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータの読み込みを中止して、Nullパケットを挿入する。このようなNullパケットの挿入中には、受信バッファー２１８内には、バッファリングされるデータが再び蓄積され始める。これにより信号処理部２１６は、現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)が前述のデータ出力地点(ＨＦ)に到逹すると、現在実行中であるNullパケットの送信を完了し、再び受信バッファー２１８にバッファリングされたデータを読み込んで送信する。本実施形態では、このような処理動作を繰り返し遂行することで、データが送信される。

図３は、本実施形態による図１の受信バッファー２１８のバッファリングデータの入力及び出力状態を示した図である。図３では、受信バッファー２１８に９Ｍｂｐｓでパケットが入力及びバッファリングされ、また、受信バッファー２１８から２７Ｍｂｐｓでパケットが出力される場合について示した。すなわち、この場合には、データ出力速度は、データ入力速度の３倍の速さとなる。図３に示すように、受信バッファー２１８に５個のパケットＰＣＲ１，ＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３，ＰＣＲ２)が入力されバッファリングされる間に、出力パケットは、１０個のNullパケット(Ｎ)を伴った１５個のパケットが出力されることが示される。

一方、ＭＰＥＧ−２データの送信時には、送信端末と受信端末のプログラム同期化のために、予め設定された適切な周期(例えば、４０ｍｓ、或いは１００ｍｓ)でＰＣＲパケットが送信される。したがって、本発明の特徴により、Nullパケットを中間に挿入してデータを送信する場合には、ＰＣＲパケット間の周期が許容限界値を越える虞がある。したがって、本実施形態の装置では、現在送信されるＭＰＴＳにつき送信されたＰＣＲパケット間の周期を確認し、この確認結果に基づいて、受信バッファー２１８のバッファリングのサイズを調節する制御を行う。この制御を、図４を参照してより詳しく説明する。

図４は、本発明の一実施形態によって、図１の受信バッファー２１８のバッファリング領域割り当てのためにＰＣＲパケット間での入力許容タイミングの限界を説明するためのグラフである。図４には、ＰＣＲパケット間の周期(Δｔ)が４０ｍｓの場合、及び、該周期(Δｔ)が１００ｍｓである場合の、ＰＣＲパケット(ｉ"，ｉ)間の入力許容タイミングをグラフ上に示している。ここで、ＰＲＣパケット間の周期(Δｔ)が１００ｍｓである場合には、大括弧([])で表示した。図４を参照すると、すべてのＰＣＲパケットは、下記数式１の'k'の値を満足するように入力されなければならない。

前記数式１によれば、図４に示されたグラフ上で−δ〜＋δの値を満足する範囲内にＰＣＲパケットが入力されなければならない。そのような範囲が下記の数式２及び数式３によって計算される場合は、ＰＣＲパケット間の周期(Δｔ)が４０ｍｓの場合には略−２．１９７usec〜＋２．１９７usecの誤差を許容することができ、また、ＰＣＲパケット間の周期(Δｔ)が１００ｍｓの場合には、略−３．９９６usec〜+３．９９４usecの誤差を許容することができることを理解できる。

上述のように、本発明を適用した装置では、ＰＣＲパケット周期を確認し、ＰＣＲパケット周期が許容限界値を脱しないように受信バッファー２１８のバッファリングのサイズを変更する。このために、本実施形態の装置では、受信バッファー２１８におけるアンダーフロー予測地点(ＱＦ)を適切に変更する。すなわち、ＰＣＲパケット周期が長い場合には、アンダーフロー予測地点(ＱＦ)は、より低くなるように適切に調節され、その結果、受信バッファー２１８におけるデータ出力地点(ＨＦ)とアンダーフロー予測地点(ＱＦ)との間の大きさ（サイズ）が上記数式らに従って大きくなるように、適切に調節される。

図５は、本実施形態の伝送速度調節装置２１０のＰＣＲパケット検出及びスタンプ(stamp)設定動作を説明するためのフローチャートである。図５を参照すると、まず、ステップ５１０で、入力されるＭＰＴＳからＰＡＴ及びＰＭＴを検出する。続くステップ５１２で、当該検出したＰＡＴ及びＰＭＴからＰＣＲ ＰＩＤを検出し、次のステップ５１４で、適切なＰＣＲ ＰＩＤのパケットを確認して、ＰＣＲデータを検出する。続くステップ５１６で、現在検出したＰＣＲデータと以前に保存されたＰＣＲデータとを用いて、図４に示したようなＰＣＲパケット間の入力許容値、すなわち、δの値を計算し、次のステップ５１８で、現在検出したＰＣＲデータを保存して、該データを次のＰＣＲデータの検出時に比較及び計算するために用いるようにする。続くステップ５２０では、前に計算したＰＣＲパケット間の入力許容値に従ってＰＣＲリースタンプ(Re-stamp)動作を遂行し、図２に示すような受信バッファー２１８のアンダーフロー予測地点(ＱＦ)を適切に設定する。上記のステップ５１４，ステップ５１６，ステップ５１８は、２回又は３回繰り返し遂行されることができ、その結果、ＰＣＲパケット間の入力周期及び入力許容値を平均値的に算出することができる。同様に、上述のステップ５２０におけるＰＣＲリースタンプ動作は、上記のように算出されたＰＣＲパケット間の入力周期及び入力許容値の平均値に従って設定することができる。このようなＰＣＲリースタンプ動作によれば、図６に示すようなバッファー制御動作が再び初期化されて行われる。

図６は、本発明の一実施形態によるＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節の動作を説明するための図であり、図１の受信バッファー２１８に入力されるトランスポートパケットらの送信動作のフローチャートを示すものであり、以下は、図３に示した受信バッファー２１８のバッファリングデータの入力及び出力状態を参照して説明する。初期のバッファー制御動作では、図６のステップ６１０で、データが受信バッファー２１８のデータ出力地点(ＨＦ地点)までバッファリングされるまで待機状態が維持され、受信バッファー２１８のＨＦ地点までバッファリングがされると、ステップ６１２に移行する。ステップ６１２では、受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がアンダーフロー予測地点(ＱＦ地点）に到逹したか否かを確認し、到達していない場合には、ステップ６１４に移行して、バッファリングされたデータを２７Ｍｂｐｓの速度で読み込む動作を開始し、以後ステップ６１２に移行して上記の処理を繰り返し遂行する。このような動作遂行中において、上記ステップ６１２で受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がアンダーフロー予測地点(ＱＦ地点）到逹すると、ステップ６１６に移行する。ステップ６１６では、現在送信中であるパケットの送信を完了する。続くステップ６１８では、受信バッファー２１８にバッファリングされるデータを読み込む動作を中止して、Nullパケットを挿入して送信する。続いて、ステップ６２０では、受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がデータ出力地点(ＨＦ地点)に達したか否かを確認して、受信バッファー２１８のＣＦ地点がＨＦ地点に達していない場合には、前述のステップ６１８に移行して上記の過程を繰り返し遂行する。このような動作遂行中において、上記ステップ６２０で受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がデータ出力地点(ＨＦ地点)に達すると、ステップ６２２に移行する。ステップ６２２では、現在送信中であるパケットの送信を完了してステップ６１２に移行し、以後は上述の処理を繰り返し実行する。

上述の動作を、図３を参照してより詳細に説明する。図３に示すように、受信バッファー２１８にバッファリングされるパケットは、上述のように９Ｍｂｐｓで入力されて、出力パケットは２７Ｍｂｐｓで出力される。この例では、受信バッファー２１８は、パケットが３個バッファリングされた際に、現在のデータバッファリング地点（ＣＦ）がデータ出力地点(ＨＦ)に到逹するものと仮定し、また、パケットが１．５個バッファリングされた際に、現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)がアンダーフロー予測地点(ＱＦ)に到逹するものと仮定して説明する。

したがって、初期時に受信バッファー２１８に９Ｍｂｐｓの速度で３個のパケットがバッファリングされた際には、そのバッファリングされたデータは２７Ｍｂｐｓの速度で読み込みが行われ、その結果、一番目のパケット(Ｐ１：例えば、ＰＣＲパケットと仮定する。)が送信され、ここでは受信バッファー２１８の現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)がアンダーフロー予測地点(ＱＦ)に到逹しないので、二番目にバッファリングされたパケットＤ１が送信されることになる。このとき、二番目にバッファリングされたパケットＤ１を送信している最中に受信バッファー２１６のＣＦ地点がＱＦ地点に到逹することになるが、現在送信中であるパケットＤ１の送信を一旦完了することとする。当該完了の後は、受信バッファー２１８の現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)がアンダーフロー予測地点(ＱＦ)に既に到逹したので(超過したので)、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータの読み込み動作を中止して、Nullパケットを送信する。

図３の例では、このように一番目，二番目のパケットＰ１，Ｄ１と４個のNullパケットを送信する間に、受信バッファー２１８に２個のパケットが入力され、これによって、受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がデータ出力地点(ＨＦ地点)に到逹することになる。その結果、三番目のパケットＤ２が送信され、ここでは受信バッファー２１８の現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)がアンダーフロー予測地点(ＱＦ)に到逹しないので、四番目のパケットＤ３が送信されることになる。このとき、四番目にバッファリングされたパケットＤ３を送信している最中に受信バッファー２１６のＣＦ地点がＱＦ地点に到逹することになるが、現在送信中であるパケットＤ３の送信を一旦完了することとする。当該完了の後は、受信バッファー２１８の現在のデータバッファリング地点(ＣＦ)がアンダーフロー予測地点(ＱＦ)に既に到逹したので(超過したので)、受信バッファー２１８にバッファリングされたデータの読み込み動作を中止して、Nullパケットを送信する。

図３の例では、この後４個のNullパケットを送信する間に、受信バッファー２１８の現在のデータ地点（ＣＦ地点）がデータ出力地点(ＨＦ地点)に到逹することになり、これにより、五番目のパケットＰ２が送信されることになる。

上述のように、本実施形態のトランスポートパケット伝送速度調節方式では、ＣＤＲを使用することなくバッファー制御のみで様々な入力伝送速度を有するトランスポートパケットを一定の（固定された）出力伝送速度で送信することが可能になる。したがって、このようなトランスポートパケット伝送速度調節方式によれば、受信端末(例えば加入者セットトップボックス)でデータを読んで行く速度(すなわち、上記固定された出力伝送速度)以下の伝送速度を有する入力データをすべて収容することが可能となる。この場合には、受信端末のＭＰＥＧ−２デコーダでは、Nullパケットを削除してから元々のデータパケットのみを処理するので、送信端末でNullパケットを挿入してもデータ復元には問題は無い。すなわち、Nullパケットを挿入してデータ伝送速度を上げても、ＭＰＥＧ−２デコーダでは元々のデータ伝送速度で入力データを認識できる。

以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の精神を逸脱することなく各種の変形が可能なことは、当業者には明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と均等なものにより定められるべきである。

本発明の一実施形態によるＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節装置及び関連するシステムの概略的な全体ブロック構成図である。 図１に示す受信バッファーのためのフォーマットの一例を示す図である。 図１の受信バッファーのバッファリングデータの入力及び出力状態を示した図である。 図１の受信バッファーのバッファリング領域割り当てのためにＰＣＲパケット間における入力許容タイミングの限界を説明するためのグラフ図である。 本発明の一実施形態によるＰＣＲパケット検出及びスタンプ設定動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態によるＭＰＥＧ−２データの伝送速度調節の動作を説明するための図であり、図１の受信バッファーに入力されるトランスポートパケットらの送信動作のフローチャートである。

符号の説明

２１０ 伝送速度調節装置
２１６ 信号処理部
２１８ 受信バッファー
２１９ パケット保存器

Claims (6)

1. ＭＰＥＧ−２(Moving Picture Experts Group２)データの伝送速度調節装置であって、
   様々な伝送速度で受信されるＭＰＴＳ(Multi Program Transport Stream)パケットをバッファリングするための受信バッファーと、
   ＭＰＥＧ−２の'Null'パケットを保存するためのパケット保存器と、
   前記受信バッファーにバッファリングされたデータを予め設定された出力伝送速度で読み込み、前記受信バッファーに関して予め設定されたアンダーフローの発生予測状況が生じると、前記受信バッファーにバッファリングされたデータを読み込む動作を中止して、前記パケット保存器に保存された前記ＭＰＥＧ−２のNullパケットを読み込んで送信する信号処理部と、
   を含むことを特徴とする伝送速度調節装置。
2. 前記受信されるＭＰＴＳパケットからＰＡＴ(Program Association Table)及びＰＭＴ(Program Map Table)の情報を分析して出力するためのＰＡＴ／ＰＭＴ分析器と、
   前記受信されたＭＰＴＳパケットの該当のＰＩＤ(Program Identification Information)を確認し、該確認結果に基づく情報を出力するためのＰＩＤフィルター部と、をさらに具備し、
   前記信号処理部は、前記ＰＡＴ／ＰＭＴ分析器から出力される情報を入力し、ＰＣＲ(Program Clock Reference)パケットのＰＩＤを確認し、前記ＰＩＤフィルター部の動作を制御し、前記ＰＣＲ情報を分析し、前記受信バッファーのバッファリングのサイズを調節すること
   を特徴とする請求項１に記載の伝送速度調節装置。
3. 前記信号処理部が前記受信バッファーにバッファリングされたデータを読んで行く出力伝送速度は、前記受信されるＭＰＴＳパケットの伝送速度と同一或いはより速いこと
   を特徴とする請求項１に記載の伝送速度調節装置。
4. 様々な伝送速度で伝達されるＭＰＴＳ(Multi Program Transport Stream)パケットを受信して、予め設定された出力伝送速度で送信するＭＰＥＧ−２(Moving Picture Experts Group２)データの伝送速度調節方法であって、
   前記伝達されるＭＰＳＴパケットを受信する受信バッファーの現在のデータバッファリング地点(ＣＦ地点)が予め設定されたデータ出力地点(ＨＦ地点)に逹すると、バッファリングされたデータを読み込んで前記出力伝送速度で送信する第１過程と、
   前記バッファリングされたデータを読み込んでいる最中に前記ＣＦ地点が予め設定されたアンダーフロー予測地点(ＱＦ地点)に到逹すると、前記受信バッファーにバッファリングされるデータの読み込みを中止してＭＰＥＧ−２ Nullパケットを前記出力伝送速度で送信する第２過程と、
   前記Nullパケットを送信している最中に前記ＣＦ地点が前記ＨＦ地点に逹すると、前記バッファリングされたデータを読み込んで前記出力送信速度で送信して、前記第２過程に移行する第３過程と、
   を含むことを特徴とする伝送速度調節方法。
5. 前記第２過程の遂行時に前記ＣＦ地点が前記ＱＦ地点に到逹すると、現在送信中であるパケットの送信を完了した後に、前記受信バッファーにバッファリングされたデータの読み込みを中止して、前記ＭＰＥＧ−２ Nullパケットを前記出力伝送速度で送信し、
   前記第３過程の遂行時に前記ＣＦ地点が前記ＨＦ地点に逹すると、現在送信中である前記Nullパケットの送信を完了した後に、前記バッファリングされたデータを読み込んで前記出力送信速度で送信すること
   を特徴とする請求項４に記載の伝送速度調節方法。
6. 前記ＭＰＴＳパケットのＰＣＲ(Program Clock Reference)パケット間の周期を確認し、該周期の確認結果に基づいて前記ＱＦ地点を調節して、前記第１過程を遂行する過程をさらに含むこと
   を特徴とする請求項４に記載の伝送速度調節方法。

Images