JP2006157729A - 再生装置及び再生方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 MPEG2TSのPTSの破壊を検出して、PTSなきものとフラグ処理してデコーダの異常動作を防止する再生装置を提供する。
【解決手段】放送信号を受信し復調してMPEG2TS(Transport Stream)11を出力するチューナ部71と、MPEG2TS11に含まれるPES(Packetized Elementary Stream)に含まれるPTS(Presentation Time Stamp)を複数連続して格納する記憶部72と、PESに含まれる識別フラグ(pts_dts flags)がPTSの存在を示すとき、PTSが示す時間情報に応じてMPEG2TSを再生する再生部76と、複数のPTSを比較して、隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、差分を含むPTSの識別フラグをPTS不在と書き換えることで、再生部が識別フラグの書き換えられた範囲でデコーダの異常動作を回避すべく制御する制御部51とをもつ再生装置。
【選択図】図4

Description

この発明は、MPEGストリームを再生する再生装置に関し、特に、MPEG2TSのPTS(Presentation Time Stamp)が破壊されている場合、PTS処理を一時中断する再生装置及び再生方法に関する。
最近、MPEGストリームの記録及び再生が非常に一般化してきており、多くの装置において、動画コンテンツや音楽情報の記録や再生に用いられている。この符号かストリーム中においては、符号化ストリーム中に多重されるPTS(出力指定時刻)が用いられており、この時刻に基づく、ストリームの再生処理が行われるものである。しかし、このPTSが送信中に破壊される場合があり、これを補正する技術が知られている。
すなわち、特許文献1においては、符号化ストリーム中に多重されるPTS(出力指定時刻)が正しくない場合に正しいPTSに書き換える方法について記載されており、これにより、PTS情報が多少ゆらいでも、本来の再生を可能とするものである。
特開2003−284066号公報。
しかし、特に携帯テレビ受信端末等においては、受信状況が悪いことが非常に多く、受信状況が悪化してPTSが破壊される場合がある。このような場合に、特許文献1に示す技術では、PTSを補正しても補正しきれないと、デコーダの処理異常となるため復旧が難しくなり、その後電波状況が改善しても再生処理が長時間不可能となるという問題がある。
本発明は、MPEG2TSのPTSの破壊を検出して、PTSなきものとフラグ処理することで、PTS復活後の再生をスムーズにする再生装置を提供することを目的としている。
本発明の一実施形態は、放送信号を受信し復調してMPEG2TS(Transport Stream)を出力するチューナ部と、前記MPEG2TSに含まれるPES(Packetized Elementary Stream)に含まれるPTS(Presentation Time Stamp)を複数連続して格納する記憶部と、前記MPEG2TSに含まれる前記PESに含まれる識別フラグ(pts_dts flags)が前記PTSが存在していると示すとき、前記PTSが示す時間情報に応じて前記MPEG2TSを再生する再生部と、前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えるべく制御する書換部とを具備することを特徴とする再生装置である。
上述した再生装置においては、携帯型又は移動型受信機で放送信号からTSストリームを受信する場合に、電波が弱い場合はPTSだけでなくES(Elementary Stream)自体も壊れるため、正しくないPTSを補正してもデコーダで再生できない可能性が高い。この場合、PTSを無理に補正するのではなく、PTSがないものとした識別フラグ等に書き換えることにより、装置に処理的な負担をかけることなくPTS異常に対応することが可能となる。これにより、電波状況によりPTSが破壊してもデコーダの異常動作を生じることが無くなり、電波状況が改善した後のスムーズな再生処理の再開を可能とするものである。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、例えば、携帯型のテレビジョン受信端末として実施することが可能であり、以下において、その実施形態の一例を図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る再生装置が扱うMPEG2−TSのデータ構造の一例を示す説明図、図2は、同じく再生装置が扱うMPEG2−TSのTSヘッダのデータ構造の一例を示す説明図、図3は、同じく再生装置が扱うMPEG2−TSのPES(Packetized Elementary stream)のデータ構造の一例を示す説明図、図4は、同じく再生装置の構成の一例を示すブロック図、図5は、同じく再生装置の異常PTSの検出のためのPTSのバッファの格納状態の一例を示す説明図、図6は、同じく異常PTSの検出のためのPTSとPCRとのバッファの格納状態の一例を示す説明図、図7は、同じく再生装置の異常PTS時のフラグ書換処理の一例を示すフローチャート、図8は、同じく再生装置の異常PTS時のフラグ書換処理の他の一例を示すフローチャート、図9は、同じく再生装置の異常PTS時フラグ書換処理の他の一例を示すフローチャートである。
<本発明の一実施形態であるテレビジョン受信端末である再生装置>
本発明に係るテレビジョン受信端末である再生装置は、符号化ストリーム受信機である。このテレビジョン受信端末である再生装置Aは、図4において、ヘッダ書換機能を有し全体の動作を制御する制御部81と、制御部81にそれぞれ接続される構成であって、アンテナに接続されるチューナ71と、チューナ71からMPEG2−TS(Transport Stream)ストリームが供給されるMPEG2−TS格納用バッファ72と、これに接続され、MPEG2−TSから映像PESを分離したデータが格納される映像PESバッファ73と、映像をデコードする映像デコーダ76と、音声PESを格納する音声PESバッファ74と、音声PESをデコードする音声デコーダ77と、受信データを記録する記録用バッファ75と、記録処理を行う記録装置78と、映像デコーダに接続されるディスプレイ79と、音声を出力するスピーカ80とを有している。
再生装置は、このような構成において、アンテナから入力された電波は、チューナ71においてMPEG2−TS(Transport Stream)ストリームに復調され、MPEG2−TS格納用バッファ72に格納される。MPEG2−TSから映像PESを分離したデータは、映像PESバッファ73に格納され、映像デコーダ76にてデコードされる。またMPEG2−TSから音声PESを分離したデータは音声PESバッファ74に格納され、音声デコーダ77にてデコードされる。受信したデータを記録する場合は記録用バッファ75にデータが格納され、記録装置78に記録される。映像デコーダ76でデコードされた画像は映像PESに記載されたPTS(presentation time stamp)と呼ばれる表示出力時刻になったら出力される。同様に音声デコーダ77でデコードされた音声は音声PESに記載されたPTSが示す表示出力時刻になったら出力される。このPTSが異常値となると、映像及び音声デコーダが正常に動作しなくなる可能性が発生する。またPTSが異常値のまま記録されたデータは再生するときに正しく再生できない可能性がある。以下に、PTS異常に対する本発明の一実施形態であるヘッダ処理について、詳細に述べるが、初めにストリームのデータ構成に付いて説明する。
(MPEG2−TSの構成等)
図1にMPEG2−TSと映像PES及び音声PESの関係を示す。MPEG2−TS11は、1パケット188byteのパケット列から構成され、パケットはヘッダ部分12とpayload部分からなる。payload部分には映像PES13及び音声PES31が分割されて格納される。ここで、映像PES13は、PESheader21、映像payload22,23、又、音声PES31は、PESheader31、音声payload33を有している。又、図3の映像PESバッファ73及び音声PESバッファ74はMPEG2−TSパケット列より、映像PES及び音声PESを抽出分離したものが格納される。
又、同様に、図2にTSheaderの構成を示す。TSheader12は、sync byte41と、PID42と、adaptation field control43と、adaptation field control44とを有している。又、このadaptation field control44は、更に、adaptation field length51と、PCR_flag53と、PCR(Program Clock Reference)54とを有している。
次に、図3にPES(Packetized Elementary Stream)の構造を示す。映像PES及び音声PES共にPESの構造は同じである。PES14はPESヘッダ32と呼ばれるヘッダ部分とPES packet data byteと呼ばれるElementary stream33本体からなる。Elementary streamとは映像又は音声を圧縮符号化したデータそのものである。PESヘッダ32にはPES packet data byteにあるElementary streamをデコード表示する時間を示すPTS(presentation time stamp)65又はデコード開始する時間を示すDTS(decoding time stamp)65が付けられる。映像デコーダ又は音声デコーダは、このPTS/DTS65に従って、デコード開始とデコードした画像の表示又は音声の出力を行う。
このPTS65が正常でない場合は、デコーダの動作がおかしくなる可能性がある。図3のアンテナで受信した電波強度が弱い場合に、チューナ71で復号されるMPEG2−TSが正しく復号されない場合がある。この場合、MPEG2−TSストリーム中のPTS65も異常値となり、その結果、映像デコーダや音声デコーダが正常に動作しないという問題が発生する。その対策として異常PTSをデコーダに送る前に検知して補正する処理を行う。図3のMPEG2−TS格納用バッファ72は、このPTS補正を行うために受信機内に設けているものである。
<本発明の一実施形態であるヘッダ処理>
次に、本発明に係る再生装置の一実施形態であるPTS異常に対するヘッダ処理を詳細に説明する。発明に係る再生装置の異常PTS処理を図7のフローチャートを用いて詳細に説明する。
初めに、MPEG2−TS格納用バッファ72が満杯になるまでチューナーからのMPEG2−TSデータを溜めて満杯になったら(S11)、バッファの最初から終わりまでのPCRとPTSをすべて検出して記憶する(S12,S13)。そして、バッファ内のPCRとPTSをすべて取得したら、PTSが正常かどうかの判断を全て行う(S14)。そして、ここで、過去及び未来のPTSとPCRとの値に基づいて、PTSが異常かどうかを判断するものである(S15)。
そして、PTSが異常であると判断されたら(S16)、PESヘッダのpts_dts_flagsを例えば“0”に書き換える(S17)。すべてのPTSの判断を終えたら(S18)、バッファ内のデータを映像PESバッファ73、音声PESバッファ74、あるいは記録用バッファ75へ送り、再生処理に移行するものである(S19)。
(PTS異常検出の手法)
ここで、PTS異常検出の様々な手法について、図8及び図9のフローチャートを用いて逐一述べる。すなわち、図5のバッファ内のPTSを参照して異常PTSを検知する場合、まず最初にMPEG2−TS格納用バッファ72内に含まれるすべてのPTSを抽出する。PTSはPESヘッダに付けられるため、PESヘッダの先頭のpacket code prefixを探す。PESヘッダにはPTSが存在することを示す2ビットのフラグ(pts_dts_flags)があり、この値が“10”又は“11”の場合はPTSが存在する。PESヘッダが見つかったらpts_dts_flagsの値を調べてPTSが存在する場合はその値を取得する。図5ではバッファ内に5つのPTS(PTS1,PTS2,PTS3,PTS4,PTS5)が存在している。次に連続するPTSの差分を計算する。MPEG2−TSの規格ではPTSの差分値は700ms以下となっている。従ってPTSの差分が700msを超える場合や、前のPTS値よりもPTS値が小さくなっている場合は、PTSが異常であると判断できる(図8のS31)。例えばPTS1〜PTS5がそれぞれ100ms, 500ms, 1500ms, 1200ms, 1700msであった場合は、
PTS3−PTS2=1000ms>700ms
PTS4<PTS3
であることからPTS3(1500ms)が異常値であると判断できる。
又、更に、ここで、1つのフレームを1つのPESで用いる場合においては、15フレーム/secで実施する規格が好適である。この規格での処理を想定すると、1/15sec=66msecという値が想定できるため、PTSの下限を66msecと想定することも可能である。従って、一例として、PTSは、66msec乃至700msecの範囲を超えると、PTS異常とみなすという判断が可能である。
又、更に、このような値を示したとしても、実際に電波が弱い場合はPTSが抜けることも考えられ、この場合は隣接する2つのPTSの差分値が700msを超えるからといって単純に異常とは判断できない場合もある。このような場合は隣接するPTSだけでなく、その周辺のPTS値も合わせて判断することが好適である。すなわち、記憶部に格納された複数のPTSを比較して、隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSだけでなくそのPTSの周辺のPTSも時間情報の差分が所定値を超えているかどうかを判断する。そして、所定値を超えており異常であるとの判断がされた場合は、該当するPESヘッダのpts_dts_flagsを“00”に書き換える。
これにより、デコーダはPTSがないものと判断する。PTSが異常である場合はElementary streamも壊れている場合が多いため、デコーダでデコードされないが、PTSフラグであるpts_dts_flagsを“00”に書き換えることにより、デコーダはPTS処理を一時行わないため、デコーダのPTS制御に起因する異常動作を防止することができる。これにより、電波状況によりPTSが破壊してもデコーダの異常動作を生じることが無くなり、電波状況が改善した後のスムーズな再生処理の再開を可能とするものである。
(PCRの参照)
図6ではPCRを参照して異常PTSを検知する方法を説明する。PCR(program clock reference)は、受信機の基準時間を放送局側の基準時間に校正するためにMPEG2−TSに付けられる。PCRは、図2に示すようにTSヘッダのadaptation fieldに付けられるものである。TSヘッダには、adaptation fieldと呼ばれる領域があり、PIDに続くフラグ領域にadaptation fieldが存在するかしないかを示す2ビットのフラグ(adaptation field control)がある。adaptation field controlが“10”か“11”の場合は、adaptation field領域が存在する。adaptation fieldにはPCRが存在することを示す1ビットのフラグ(PCR_flag)があり、PCR_flagが“1”の場合にPCRが存在する。
図6ではPCR1,PCR2,PCR3,PCR4,PCR5の5つのPCRが含まれている。PCRが異常である場合も考えられるが、簡単のためPCRは正しいものとする。PCRはMPEG2−TSの規格により100ms以下の間隔で付けることになっているためPTSと直前のPCRの差分はそれほど大きくは変わらないはずである。従って、PTSとPCRの差分が例えば100msを超えて、大きく変化する場合はPTSが異常であると判断することができる(図9のステップS33)。例えばPCR1〜PCR5がそれぞれ200ms,250ms,300ms,350ms,400msで、PTS1〜PTS5がそれぞれ400ms, 460ms, 520ms, 2000ms, 600msであった場合は
PTS1−PCR1=200ms
PTS2−PCR2=210ms
PTS3−PCR3=220ms
PTS4−PCR4=1650ms
PTS5−PCR5=200ms
となり、これにより、PTS4が異常であるという判断がされる。PTSが異常と判断された場合はPESヘッダのpts_dts_flagsを“00”に書き換えることでデコーダのPTS制御に起因する異常動作を防止できる。
すなわち、PTSが異常である場合に、リアルタイムにPTSを正常な値に補正する方法では、受信機がある程度安定して電波を受信できるというという前提がある場合に有効である。しかし、特に、モバイル放送受信機、地上1セグ放送受信機といった携帯移動端末では電波強度が常に安定しているとは限らない。電波強度が弱い場合はMPEG2−TSが正しく復号されず、PTSが異常となることは常に起こりうる。このような場合はリアルタイムにPTSを正しい値に補正しようとしても近接したPTSが壊れている場合が多いため補正が難しい。またPTSを正しい値に補正したとしてもES自体が壊れている可能性が高いためデコードできない結果となりあまり意味はない。
本発明の一実施形態においては、一時的にバッファ上にMPEG2−TSを格納することで、過去及び未来のPTS又はPCRからPTSの異常を検出し、PTS異常の判断の信頼度を上げることができ、更に異常と検知されたPTSを補正するのではなく、PTSが存在しないストリームとするべく識別フラグを書き換えることで、デコーダのPTS制御に起因する異常動作を防止することができる。従って、この実施形態のPTS異常における処理により、電波強度が安定しない携帯移動端末の受信において、電波状況の改善すと共にスピーディな再生画像表示を可能とするものである。
(その他の実施形態)
以上記載した実施形態においては、チューナ部を設け、又、ストリームをMPEG2−TSを例にとって説明した。しかし、本発明の本質は、一例として、音声画像情報に含まれる情報単位の時間情報(Presentation Time Stamp)を、複数連続して格納する記憶領域と、この時間情報が存在するか否かを示す識別情報(pts_dts flags)が音声画像情報の情報単位が存在していると示すとき、時間情報に応じて音声画像情報を再生する再生部と、記憶部に格納された複数の時間情報を比較して、隣り合った複数の時間情報の差分が所定値を超えるとき、識別情報を時間情報が存在していないものに書き換えることで、再生部が識別情報の書き換えられた範囲で音声画像情報の情報単位のPTS処理を一時中断するべく制御する再生装置にある。従って、その本質は、少なくとも、チューナ部や、MPEG2−TSに限るものではなく、MPEG2−PSであっても、他のストリームであっても、同等に対象とすることが可能であり、同等の作用効果を発揮しうるものである。
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
本発明の一実施形態に係る再生装置が扱うMPEG2−TSのデータ構造の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る再生装置が扱うMPEG2−TSのTSヘッダのデータ構造の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る再生装置が扱うMPEG2−TSのPES(Packetized Elementary stream)のデータ構造の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る再生装置の構成の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る再生装置の異常PTSの検出のためのPTSのバッファの格納状態の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係るの異常PTSの検出のためのPTSとPCRとのバッファの格納状態の一例を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る再生装置の異常PTS時のフラグ書換処理の一例を示すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る再生装置の異常PTS時のフラグ書換処理の他の一例を示すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る再生装置の異常PTS時フラグ書換処理の他の一例を示すフローチャート。
符号の説明
71…チューナ、72…MPEG2−TS格納用バッファ、73…映像PESバッファ、74…音声PESバッファ、75…記録用バッファ、76…映像デコーダ、77…音声デコーダ、78…記録装置、79…ディスプレイ、80…スピーカ、81…制御部(ヘッダ書換部)。

Claims (13)

  1. 放送信号を受信し復調してMPEG2TSを出力するチューナと、
    前記MPEG2TSが含むPESに含まれるPTSを複数連続して格納する記憶部と、
    前記MPEG2TSに含まれる前記PESに含まれる識別フラグが前記PTSが存在していると示すとき、前記PTSが示す時間情報に応じて前記MPEG2TSを再生する再生部と、
    前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えるべく制御する書換部と、
    を具備することを特徴とする再生装置。
  2. 前記書換部は、前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないことを示すべく、その値をゼロとすることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  3. 前記書換部は、前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSだけでなくそのPTSの周辺のPTSも時間情報の差分が所定値を超えているかに基づいて、前記識別フラグを書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  4. 前記書換部は、前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が700msecを超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  5. 前記書換部は、前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が66msec乃至700msecの範囲を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  6. 前記記憶部に格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、このPTSを異常と判断し、前記記憶部に格納された複数のPTS内にこのような異常のPTSが所定数以上あると判断したとき、前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  7. 前記MPEG2TSに含まれるTSヘッダに含まれるPCRを複数連続して格納する第2の記憶部を更に有し、
    前記書換部は、前記PTS及び前記PCRが示す時間情報の差分を求め、この値が一定の値を超えるとき、前記PTSを異常と判断して前記識別フラグを書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  8. 前記MPEG2TSに含まれるTSヘッダに含まれるPCRを複数連続して格納する第2の記憶部を更に有し、
    前記書換部は、前記PTSとPCRの差分が100msec以上であったとき、前記PTSが異常であるとして、前記識別フラグを書き換えることを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  9. 音声画像情報に含まれる情報単位の時間情報を、複数連続して格納する記憶部と、
    前記時間情報が存在するか否かを示す識別情報が前記音声画像情報の情報単位が存在していると示すとき、前記時間情報に応じて前記音声画像情報を再生する再生部と、
    前記記憶部に格納された複数の時間情報を比較して、前記隣り合った複数の時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記識別情報を前記時間情報が存在していないものに書き換えるべく制御する書換部とを具備することを特徴とする再生装置。
  10. 前記書換部は、前記記憶部に格納された複数の前記時間情報を比較して、前記隣り合った複数の時間情報が示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、その時間情報だけでなく、その時間情報の周辺の時間情報もその差分が所定値を超えているかに基づいて、前記識別情報を書き換えることを特徴とする請求項9記載の再生装置。
  11. 放送信号を受信し復調してMPEG2TSを出力し、
    前記MPEG2TSが含むPESに含まれるPTSを複数連続して記憶領域に格納し、
    前記格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないものに書き換えることを特徴とする再生方法。
  12. 前記格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSの前記識別フラグを前記PTSが存在していないことを示すべく、その値をゼロとすることを特徴とする請求項11記載の再生方法。
  13. 前記格納された複数のPTSを比較して、前記隣り合った複数のPTSが示す時間情報の差分が所定値を超えるとき、前記差分を含んでいるPTSだけでなくそのPTSの周辺のPTSも時間情報の差分が所定値を超えているかに基づいて、前記識別フラグを書き換えることを特徴とする請求項11記載の再生方法。
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