JP2007116604A - エンコーダ装置、そのストリーム切り替え制御方法、デコーダ装置、およびコーデック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｈ．２６４方式による符号化された２本のストリームを切り替えた際、切り替え前の画質劣化をなくし、かつ、切り替え後の不連続ストリームを受けた復号機での復号不可時間を短くする。
【解決手段】２つのエンコーダ装置１、４は、入力された映像信号をＨ．２６４に基づく圧縮符号化方式を用いて符号化し、ＩＤＲ周期毎に挿入されたＩＤＲスライスを含むフレーム画像のストリームから成る圧縮信号Ａ、Ｂとして出力する。信号切替器８は、圧縮信号Ａ、Ｂを切り替えて１つの圧縮信号Ｃを出力する。制御装置７は、信号切替器８から出力される圧縮信号Ｃを、エンコーダ装置１の圧縮信号Ａからエンコーダ装置４の圧縮信号Ｂに切り替える際、切り替え前の時点で、切り替え後に選択されるエンコーダ装置４の符号化時のＩＤＲ周期のみを短くするよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンコーダ装置、そのストリーム切り替え制御方法、デコーダ装置、およびコーデック装置に係り、特にエンコーダ装置のＨ．２６４ストリーム切り替え時の映像デコード不可時間短縮方法に関する。

近年開始されている地上デジタル放送では、１チャンネル分の帯域を１３セグメントに分割して、その中の１セグメントを携帯電話や車載器等の移動体機器で受信できるようにした１セグメント放送（携帯端末向け放送）の計画が進められている。１セグメント放送では、使用されるビットレートの制約等の関係で、映像信号の圧縮符号化方式として、ＩＴＵ−Ｔ勧告によるＨ．２６４方式が採用されている。

Ｈ．２６４方式では、符号化の基本単位が、動画像のフレーム画像の単位であるピクチャではなく、さらにそのピクチャを構成する一つ一つのスライスとなっている。また、符号化されたフレーム画像のビットストリームを成すデータ構造として、動画像符号化処理層としてのＶＣＬ（Video Coding Layer）と、ネットワーク抽象層としてのＮＡＬ（Network Abstraction Layer）とが規定されている。ＮＡＬの単位であるＮＡＬユニットには、通常のスライスから成るピクチャのほか、ＩＤＲ（Instantaneous Decoder Refresh）スライスから構成されるＩＤＲピクチャが含まれる。ＩＤＲピクチャは、画像シーケンスの先頭位置に置かれ、復号開始を示す特殊なピクチャである。復号時には、ＩＤＲピクチャの位置で、全ての参照ピクチャが開放されて参照不可能になり、ビットストリームを復号するための状態が全てリセットされる。

このようなＨ．２６４方式を採用した１セグメント放送では、放送を番組の途中からでも復号できるように、ビットストリーム上に、復号開始を示すＩＤＲスライスのみで構成されるＩＤＲピクチャが周期的に挿入される。このＩＤＲピクチャの間隔（以下、「ＩＤＲ周期」と呼ぶ）は、例えば０．５秒〜５秒程度（又はこれに対応するフレーム数）に設定される。このＩＤＲ周期が長くなると、番組を選択してから画像が画面表示されるまでの時間が長くなる。

一方、放送局で用いる放送システムは、機器の故障対策や保守のため、現用系と予備系の二重化構成が一般的である（例えば、特許文献１、２等参照）。このため、１セグメント放送についても、現用系と予備系が適用される。この場合、放送局側では、２系のエンコーダと、両エンコーダの出力側に接続される信号切替機とを備えたシステムを適用し、両エンコーダにて放送すべき映像信号を圧縮符号化し、その圧縮信号である２本のビットストリームのいずれかを信号切替機にて切り替えながら、１つのビットストリームとして送出する。一方、復号機（受信機）側では、そのビットストリームである圧縮信号を受信して復号化し、復号化された画像（デコード画像）を画面表示する。
特開２００２−２９０３８４号公報 特開２００５−０９４３９０号公報

しかしながら、前述した２本のビットストリームを切り替えて出力する場合、受信機側では、その切り替え時点から次のＩＤＲ周期の開始時点までの間、ビットストリームの不連続が生じるため、その不連続ストリームの存在によって復号ができない期間が生じる。この復号不可時間は、最大でＩＤＲ周期時間分になる。このため、ＩＤＲ周期が長いもの同士を切り替えた場合には、復号不可時間が長くなる。この間、受信機側では復号ができないため、デコード画像に代えて黒画面や前の画面をそのまま継続出力しなければならない。この状況は、ＩＤＲ周期が長くなる程、より一層顕著となる。

また、その対策として、切り替え時に両エンコーダのＩＤＲ周期を短くすることも考えられる。しかしながら、この場合には、切り替え前の時点でＩＤＲ周期を短く設定する必要があり、その分、切り替え前の時点で画質劣化を招くことがあった。

一方、上述した特許文献１、２では、ＭＰＥＧ−２方式に基づくシステムに適用したものであり、このようなＨ．２６４方式を用いた場合に固有のＩＤＲ周期時間分の復号不可時間の存在や、ＩＤＲ周期を短くした場合の画質劣化を想定していない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、Ｈ．２６４方式による符号化された２本のストリームを切り替えた際、切り替え前の画質劣化をなくし、かつ、切り替え後の不連続ストリームを受けた復号機での復号不可時間を短くすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るデコード装置は、入力された映像信号をＨ．２６４の規格に基づく圧縮符号化方式を用いて符号化し、ＩＤＲ（Instantaneous Decoder Refresh）周期毎に挿入されたＩＤＲスライスを含むフレーム画像のストリームから成る圧縮信号として出力する複数のエンコーダと、前記複数のエンコーダからの圧縮信号を切り替えて１つの圧縮信号を出力する信号切替器と、前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択される選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期のみを短くするよう前記複数のエンコーダを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明において、前記制御手段は、前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択されない非選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期を変えないよう前記複数のエンコーダを制御する手段を備えてもよい。

本発明において、前記ＩＤＲ周期は、前記複数のエンコーダに設定される第１のＩＤＲ周期値と、前記第１のＩＤＲ周期値よりも短い第２のＩＤＲ周期値とを有し、前記制御手段は、前記切り替え前の時点で、前記選択エンコーダのみに前記第２のＩＤＲ周期値を設定する手段を備えてもよい。前記複数のエンコーダは、２つのエンコーダであってもよい。

本発明に係るデコーダ装置は、上記いずれかに記載のエンコーダ装置により出力される圧縮信号を復号化することを特徴とする。

本発明に係るコーデック装置は、上記いずれかに記載のエンコーダ装置と、前記エンコーダ装置により出力される圧縮信号を復号化するデコーダ装置とを備えたことを特徴とする。

本発明に係るエンコーダ装置のストリーム切り替え制御方法は、入力された映像信号をＨ．２６４の規格に基づく圧縮符号化方式を用いて符号化し、ＩＤＲ（Instantaneous Decoder Refresh）周期毎に挿入されたＩＤＲスライスを含むフレーム画像のストリームから成る圧縮信号として出力する複数のエンコーダと、前記複数のエンコーダからの圧縮信号を切り替えて１つの圧縮信号を出力する信号切替器とを備えたエンコーダ装置のストリーム切り替え制御方法であって、前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択される選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期のみを短くするよう前記複数のエンコーダを制御することを特徴とする。

本発明によれば、Ｈ．２６４方式による符号化された２本のストリームを切り替えた際、切り替え前に、切り替え後に選択される方のエンコーダ装置における符号化時のＩＤＲ周期のみを短くしている。このため、Ｈ．２６４方式による符号化された２本のストリームを切り替えた際、切り替え前の画質劣化をなくし、かつ、切り替え後の不連続ストリームを受けた復号機での復号不可時間を短くすることが可能となる。

次に、本発明に係るエンコーダ装置、デコーダ装置、コーデック装置、およびそのストリーム切り替え制御方法を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例を示す機能ブロック図である。

図１に示すエンコーダ装置は、１セグメント放送用の現用系および予備系の二重化構成のもの適用している。このエンコーダ装置は、ベースバンド映像信号が並列に入力される２系のＨ．２６４エンコーダ装置（以下、エンコーダ装置と略称する）１、４と、両エンコーダ装置１、４の出力側に接続される信号切替器８と、外部から与えられる信号（操作者の操作で指示される切替信号等）に応じて、両エンコーダ装置１、４及び信号切替器８に制御信号Ｓ１〜Ｓ３を与え、これら各動作を制御する制御装置（制御インタフェース部）７とを備える。

エンコーダ装置１は、機能上、Ｈ．２６４方式により符号化を行うエンコード部２と、そのエンコード部２の符号化動作を制御する制御部３とから構成されている。制御部３は、制御装置７からの制御信号Ｓ１に基づき、エンコード部２にＩＤＲ周期値ａ１などの符号化制御値を渡す。エンコード部２は、制御部３からのＩＤＲ周期値ａ１を含む符号化制御値に基づき、入力されたベースバンド映像信号に対して、Ｈ．２６４方式による圧縮符号化を行い、符号化されたビットストリームとして圧縮信号Ａを信号切替器８に出力する。圧縮信号Ａには、ＩＤＲ周期値ａ１に対応するＩＤＲ周期毎にＩＤＲスライスが挿入されている。

エンコーダ装置４も、上記と同様に、機能上、Ｈ．２６４方式により符号化を行うエンコード部５と、そのエンコード部５の符号化動作を制御する制御部６とから構成されている。制御部６は、制御装置７からの制御信号Ｓ２に基づき、エンコード部２にそのＩＤＲ周期値ｂ１を含む符号化制御値を渡す。エンコード部５は、制御部６からのＩＤＲ周期値ｂ１を含む符号化制御値に基づき、入力されたベースバンド映像信号に対して、Ｈ．２６４方式による圧縮符号化を行い、符号化されたビットストリームとして圧縮信号Ｂを信号切替器８に出力する。圧縮信号Ｂには、ＩＤＲ周期値ｂ１に対応するＩＤＲ周期毎にＩＤＲスライスが挿入されている。

なお、両エンコーダ装置１、４によるＨ．２６４方式に基づく圧縮符号化については、公知の技術が用いられ、本発明の要部とは直接関係しないため、その詳細を省略する。

制御装置７は、外部から入力されたビットストリーム切り替えに関する操作信号に基づいて、両エンコーダ装置１、４のエンコード時に用いるＩＤＲ周期値を含む符号化制御値の制御信号Ｓ１、Ｓ２を両エンコーダ装置１、４に個別に送信する。また、この制御装置７は、外部から入力されたビットストリーム切り替えに関する操作信号に基づいて、信号切替機８に対して、圧縮信号Ａ、Ｂのいずれを選択するかの選択信号を含む制御信号Ｓ３を送信する。

信号切替機８は、一方のエンコーダ装置１の出力である圧縮信号Ａと、もう一方のエンコーダ装置４の出力である圧縮信号Ｂとを入力し、制御装置７からの制御信号Ｓ３に基づいて、２つの圧縮信号Ａ、Ｂのいずれかを選択し、１つの圧縮信号Ｃとしてデコーダ装置９に出力する。

上記のエンコーダ装置の出力側には、復号機（受信機）であるＨ．２６４デコーダ装置（以下、デコーダ装置と略称する）９が配置される。デコーダ装置９は、信号切替機８からの圧縮信号Ｃを受信してＨ．２６４方式に基づく復号化方式によりデコードし、そのデコード画像を表示装置（図示しない）に画面表示可能に出力する。なお、デコーダ装置９については、エンコーダ装置と共に一体のコーデック装置として搭載されても、これとは別体の受信機内に搭載されてもよい。また、１セグメント放送を受信可能な携帯電話機や車載器等の移動体機器にも、同様のデコーダ装置９が搭載される。また、Ｈ．２６４方式に基づく復号化については、公知の技術が用いられ、本発明の要部とは直接関係しないため、その詳細を省略する。

次に、図２〜図４に示すタイミングチャートを参照して、本実施例の全体動作を説明する。なお、図２〜４中の圧縮信号Ａ〜Ｃ、制御信号Ｓ１〜Ｓ３、デコード画像は、図１に対応している。また、ＩＤＲ周期は、ＩＤＲスライスの挿入間隔に対応するフレーム数で設定され、例えばＩＤＲ周期＝１２とは、１２フレーム毎にＩＤＲスライスが挿入されることを意味する。

図２は、ＩＤＲ周期が長いストリーム同士を切り替える場合を説明したものである。図２の例は、両エンコーダ装置１、４のＩＤＲ周期を１２フレームに設定してストリーム切り替えを実施したものである。

図２の例では、時刻ｔ１にて、制御装置７から信号切替機８に対して、圧縮信号Ａから圧縮信号Ｂに切り替えるよう制御信号Ｓ３を出力する。この時、時刻ｔ１にて信号切替機８の出力信号である圧縮信号Ｃは不連続となる。このため、デコーダ装置９は、時刻ｔ１以降、次のＩＤＲスライスを受信する時刻ｔ２までの間、最大１２フレーム間、正常デコードができない状態となる（図中の時刻ｔ１〜ｔ２間のデコード画像における正常デコード不可期間参照）。

図３は、切り替え時にＩＤＲ周期を両ストリーム共に短くした場合を説明したものである。図３の例は、エンコーダ装置１、４のＩＤＲ周期を１２フレームから３フレームに短く設定してストリーム切り替えを実施したものである。

図３の例では、時刻ｔ３まではＩＤＲ周期が１２フレームであり、時刻ｔ３に制御装置７から両エンコーダ装置１、４に対してＩＤＲ周期が３フレームとなるよう制御信号Ｓ１、Ｓ２を出力する。次いで、時刻ｔ４にて、制御装置７から信号切替機８に対して、圧縮信号Ａから圧縮信号Ｂに切り替えるよう制御信号Ｓ３を出力する。この時、時刻ｔ４にて、信号切替機８の出力信号である圧縮信号Ｃは不連続となる。その後、時刻ｔ６にて、制御装置７からエンコーダ装置１、４にＩＤＲ周期が１２フレームとなるよう制御信号Ｓ１、Ｓ２を出力する。

この場合、デコーダ装置９は、時刻ｔ３以降、時刻４６までの間、ＩＤＲ周期が３フレームの圧縮信号Ｃ１を受けるため、通常時、すなわちＩＤＲ周期が１２フレームのときのデコード画像に比べて劣化する恐れがある（図中の時刻ｔ３〜ｔ４間のデコード画像における正常デコード・画質劣化の期間参照）。また、時刻ｔ４にて、信号切替機８の出力信号である圧縮信号Ｃは不連続となるため、時刻ｔ４以降、次のＩＤＲスライスを受信する時刻ｔ５まで、最大３フレーム間、正常デコードができない状態となる（図中の時刻ｔ４〜ｔ５間のデコード画像における正常デコード不可期間参照）。さらに、時刻ｔ５から、ＩＤＲ周期が１２フレームに戻る時刻ｔ６までの間、デコード画像が通常時（ＩＤＲ周期＝１２フレーム）に比べて劣化する恐れがある（図中の時刻ｔ５〜ｔ６間のデコード画像における正常デコード・画質劣化の期間参照）。

以上のように、図２の例では、切り替え後の不連続ストリームを受けたデコーダ装置９でのデコード不可時間が長くなり、図３の例では、切り替え前に画質劣化が生じるといった問題がある。

これに対し、図４は、本発明のエンコーダ装置のストリーム切り替え制御方法を適用したもので、圧縮信号Ａから圧縮信号Ｂに切り替える前の時点で、切り替え後に選択される方のエンコーダ装置２における符号化時のＩＤＲ周期のみを短くする場合を説明するものである。

図４の例では、切り替え前に選択されているエンコーダ装置１については、切り替え前後に関係なく、ＩＤＲ周期が常に１２フレーム（第１のＩＤＲ周期値）である。一方、切り替え後に選択されるエンコーダ装置４については、時刻ｔ７まではＩＤＲ周期が１２フレームであるが、時刻ｔ７に制御装置７からエンコーダ装置Ｂ４に対して、ＩＤＲ周期が３フレーム（第２のＩＤＲ周期値）となるよう制御信号Ｓ２が出力される。

次いで、時刻ｔ８で、制御装置７から信号切替機８に対して、圧縮信号Ａから圧縮信号Ｂに切り替えるよう制御信号Ｓ２を出力する。この時、時刻ｔ８にて信号切替機８の出力信号である圧縮信号Ｃは不連続となる。そして、時刻ｔ１０で、制御装置７よりエンコーダ装置４に対してＩＤＲ周期が１２フレームとなるよう制御信号Ｓ２を出力する。

この場合、デコーダ装置９は、時刻ｔ８にて信号切替機８の出力信号である圧縮信号Ｃが不連続となるまでは通常の画質を維持できる。また、画質劣化の可能性はあるものの、正常デコードができない時間は、時刻ｔ８以降、次のＩＤＲスライスを受信する時刻ｔ９までの間、最大３フレーム間で抑えることが可能となる（図中の時刻ｔ８〜ｔ９間のデコード不可期間参照）。

従って、本実施例によれば、Ｈ．２６４方式による符号化された２本のＨ．２６４ストリームである圧縮信号を切り替えた際、切り替え前に、切り替え後に選択される方のエンコーダ装置における符号化時のＩＤＲ周期のみを短くしている。このため、圧縮信号を切り替えた際、切り替え前の画質劣化をなくし、かつ、切り替え後の不連続ストリームを受けた復号機での復号不可時間を短くすることが可能となる。

なお、上記実施例では、ＩＤＲ周期が長いときの値は１２フレーム、ＩＤＲ周期が短いときの値は３フレームとしているが、本発明はこれに限定されず、例えばＩＤＲ周期が長いときの値は１２フレーム以外でもよく、ＩＤＲ周期が短いときの値は３フレームより小さくてもよい。また、上記実施例では、２つのデコーダ装置を用いた場合を例示しているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、３つ以上のデコーダ装置を用いた場合でも適用可能である。

本発明は、Ｈ．２６４方式により映像信号の圧縮符号化を行う複数のエンコーダを使用し、各エンコーダから出力される複数のストリームを切り替えて１本のストリームを出力するエンコーダ装置に適用される。とくに、１セグメント放送で用いるＨ．２６４エンコーダ装置の用途に好適に利用される。

本発明の実施例に係るエンコーダ装置の全体構成を示すブロック図である。 図１に示すエンコーダ装置の動作において、ＩＤＲ周期が長いストリーム同士を切り替えた場合を説明するタイミングチャートである。 図１に示すエンコーダ装置の動作において、切り替え時にＩＤＲ周期を両ストリーム共に短くした場合を説明するタイミングチャートである。 図１に示すエンコーダ装置の動作において、切り替え前の時点で切り替え後に選択されるエンコーダ装置の符号化時のＩＤＲ周期のみを短くする場合を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１、４ Ｈ．２６４エンコーダ装置
２、５ エンコード部
３、６ 制御部
７ 制御装置
８ 信号切替器
９ Ｈ．２６４デコーダ装置

Claims (7)

1. 入力された映像信号をＨ．２６４の規格に基づく圧縮符号化方式を用いて符号化し、ＩＤＲ（Instantaneous Decoder Refresh）周期毎に挿入されたＩＤＲスライスを含むフレーム画像のストリームから成る圧縮信号として出力する複数のエンコーダと、
   前記複数のエンコーダからの圧縮信号を切り替えて１つの圧縮信号を出力する信号切替器と、
   前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択される選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期のみを短くするよう前記複数のエンコーダを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするエンコーダ装置。
2. 前記制御手段は、前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択されない非選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期を変えないよう前記複数のエンコーダを制御する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ装置。
3. 前記ＩＤＲ周期は、前記複数のエンコーダに設定される第１のＩＤＲ周期値と、前記第１のＩＤＲ周期値よりも短い第２のＩＤＲ周期値とを有し、
   前記制御手段は、前記切り替え前の時点で、前記選択エンコーダのみに前記第２のＩＤＲ周期値を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンコーダ装置。
4. 前記複数のエンコーダは、２つのエンコーダであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエンコーダ装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のエンコーダ装置により出力される圧縮信号を復号化することを特徴とするデコーダ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のエンコーダ装置と、
   前記エンコーダ装置により出力される圧縮信号を復号化するデコーダ装置とを備えたことを特徴とするコーデック装置。
7. 入力された映像信号をＨ．２６４の規格に基づく圧縮符号化方式を用いて符号化し、ＩＤＲ（Instantaneous Decoder Refresh）周期毎に挿入されたＩＤＲスライスを含むフレーム画像のストリームから成る圧縮信号として出力する複数のエンコーダと、前記複数のエンコーダからの圧縮信号を切り替えて１つの圧縮信号を出力する信号切替器とを備えたエンコーダ装置のストリーム切り替え制御方法であって、
   前記信号切替器により前記圧縮信号を切り替える際、当該切り替え前の時点で、前記複数のエンコーダのうち切り替え後に選択される選択エンコーダの符号化時の前記ＩＤＲ周期のみを短くするよう前記複数のエンコーダを制御することを特徴とするエンコーダ装置のストリーム切り替え制御方法。

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