JP2007259313A - ストリーム再生方法及び再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイムスタンプとＰＣＲが互いに同期していないＴＴＳを、１系統のクロックを用いて再生する。
【解決手段】 各ＴＳパケットに付加されたタイムスタンプの値と、ＰＣＲを含むＴＳパケットの前記ＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系に基づいて非同期に記録されたＴＴＳが、ＨＤＤ１０からＴＴＳバッファ１１を介してＰＣＲ検出部１３及びタイムスタンプ書き換え部１２に供給される。書き換え部１２は、ＴＴＳ中のＴＳパケットに付与されたタイムスタンプを、ＰＣＲ検出部１３により検出されたＰＣＲの値に同期した値に書き換え、同期化ＴＴＳを提供する。カウンタ１５及びＳＴＣカウンタ１７は、自走式クロック発振器１６により発生されたクロックをカウントする。比較出力部１４は、カウンタ１５の値と前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットのタイムスタンプの値との比較に基づいて、同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットを出力する。デコーダ１９は比較出力部１４から出力されるＴＳパケットを、カウンタ１７のカウント値に基づいてデコードする。
【選択図】 図１

Description

本発明はデジタル放送を介して得られたデータストリームを再生するストリーム再生方法及び再生装置に関する。

近年では、ＣＳやＢＳ等のデジタル衛星放送あるいは地上波デジタル放送が一般的になっている。これらデジタル放送により、大画面かつ鮮明な映像を一般家庭において視聴することができる。

デジタル放送を受信して得られるＴＳ(transport stream)をデコードあるいはＨＤＤ(hard disk drive)等の記録媒体に記録する方法の一つとして、ＴＳ中のＴＳパケットに、受信装置が独自に発生したクロック信号に基づいて生成したタイムスタンプを付与する方法がある。このタイムスタンプが付与されたＴＳをＴＴＳ(time stumped transport stream)という。ＴＳを構成するＴＳパケットには、時間情報であるＰＣＲ(program clock reference)を含むＰＣＲパケットが１００ｍＳに１つ以上予め含まれている。

下記特許文献１にはＴＳを受信した際に、ＰＣＲの時間情報に同期したタイムスタンプをＴＳパケットに付与してＴＴＳを生成するタイムスタンプ付与装置が開示されている。
特開２００３−２８３９９６公報

タイムスタンプとＰＣＲが同期していない通常のＴＴＳを再生する場合、ＴＴＳはＴＳパケットのタイムスタンプの時刻に基づいたタイミングで、タイムスタンプが除去されＴＳとしてデコーダに出力され、デコード処理される。このとき、各ＴＳパケットの出力は、再生装置が独自に発生したタイムスタンプ用クロックにより動作するカウンタのカウント値に従って行われる。例えば、カウント値とタイムスタンプの値が一致した時に、当該ＴＳパケットが次段のデコーダに出力される。

デコード処理の際には、ＰＣＲパケットに含まれるＰＣＲが抽出され、ＰＣＲに同期したクロック信号ＳＴＣ（system time clock）が発生される。クロック信号ＳＴＣは、ＶＣＸＯ(voltage controlled xtal oscillator)等の電圧制御発振器を用いて発生される。デコーダでは、クロック信号ＳＴＣに基づいてデコードが行われる。従ってクロック信号ＳＴＣは、上記タイムスタンプ用クロック信号とは別系統のクロック信号であって、両クロック信号は互いに同期していない。

このように、タイムスタンプとＰＣＲが同期していないＴＴＳを再生する場合、タイムスタンプ用クロックと、ＰＣＲ用クロックの２系統のクロックが必要であった。

本発明は、タイムスタンプとＰＣＲが互いに同期していないＴＴＳを、１系統のクロックを用いて再生することを目的とする。

本発明の一実施例に係るストリーム再生方法は、記録媒体から読み出され、各ＴＳパケットに付加されたタイムスタンプの値と、ＰＣＲを含むＴＳパケットの前記ＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系に基づいて非同期に記録されたＴＴＳを、データバッファに一時的に記録するステップと、前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＰＣＲを検出するステップと、前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＴＳパケットに付与されたタイムスタンプを、前記検出されたＰＣＲの値に同期した値に書き換え、同期化ＴＴＳを提供するステップと、クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第１カウンタの値と、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットのタイムスタンプの値との比較に基づいて、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットを出力するステップと、前記基準クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第２カウンタのカウント値に従って、前記比較に基づいて出力されるＴＳパケットをデコードするステップとを具備する。

タイムスタンプとＰＣＲが互いに同期していないＴＴＳを１系統のクロックを用いて再生することが可能となる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明によるストリーム再生装置の一実施例を示すブロック図である。このストリーム再生装置は、ＴＶ、ＤＶＤレコーダ等のデジタル放送を受信して再生する映像再生装置に適用される。

デジタル放送を受信して得られるＴＳは、各ＴＳパケットにタイムスタンプが付与され、ＴＴＳとしてＨＤＤ(hard disk drive)１０等の情報記録媒体に記録される。ここで、記録されたＴＴＳは、各ＴＳパケットに付加されたタイムスタンプの値とＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系（クロック発振器）に基づいて非同期に記録されたものである。

ＴＴＳはＨＤＤ１０からＴＴＳバッファ１１を介して本発明によるタイムスタンプ書き換え部１２に供給される。このとき、ＰＣＲ検出部１３によってＴＴＳ中のＰＣＲが検出され、タイムスタンプ書き換え部１２に供給される。ＴＴＳバッファ１１は、入力側のＨＤＤ１０と出力側のタイムスタンプ書き換え部１２の処理速度のずれを吸収するために用いられる。

ここでＴＴＳについて説明する。図２はＴＴＳの構成を示す図である。ＴＴＳはＴＳを構成する１８８バイトの各ＴＳパケットに、４バイトのタイムスタンプを付加したものである。このタイムスタンプは、例えば本発明が適用される受信機が、デジタル放送によりＴＳ中の各ＴＳパケットを受信したときに付与した情報であって、各ＴＳパケットの受信タイミングを示めす。

各ＴＳパケットはＰＥＳヘッダとpayloadからなり、payloadには分割された映像ＰＥＳ又は音声ＰＥＳが格納される。payloadは例えばＭＰＥＧ２符号化ストリームである。

図３はＴＳ headerの構成を示す図である。sync byteはＴＳパケットの先頭を示すコード（０ｘ４７）である。ＰＩＤはパケットＩＤと呼ばれ、映像ＰＥＳと音声ＰＥＳはそれぞれ異なる一意に決められたＰＩＤ値を持つ。ＰＩＤを調べることで映像ＰＥＳが格納されているか音声ＰＥＳが格納されているか等を識別することができる。adaptation field controlは、このパケットにadaptation fieldとpayloadが存在するかどうかを示すフラグである。adaptation filed lengthは、adaptation field の長さを示す値である。ＰＣＲ＿flagはＰＣＲが存在するかしないかを示すフラグ、ＰＣＲは当該ＴＳが作成されたときに付与された時間情報であり、通常は受信機の時刻を校正するために用いられる。ＰＣＲを含むＴＳパケットをＰＣＲパケットといい、ＰＣＲパケットは例えば１００ｍＳに１つＴＳ中に含まれている。これは映像フレームでいうと、例えば３フレーム分のＴＳ中に１つ含まれている。

図４はＰＥＳの構成を示す図である。映像ＰＥＳおよび音声ＰＥＳ共にＰＥＳの構成は同一である。ＰＥＳはＰＥＳヘッダと呼ばれるヘッダ部分とＰＥＳ packet data byteすなわちＥＳ(Elementary stream)本体からなる。ＥＳとは映像または音声を圧縮符号化したデータそのものである。ＰＥＳヘッダに格納されたpacket start code prefixは、ＰＥＳの先頭を示すコード（０ｘ０００００１）である。stream idはストリームの種類を示す値であって、ＰＥＳ packet lengthはＰＥＳの長さを示す値である。ＤＴＳ(decoding time stamp)は、このＰＥＳをデコードすべき時刻情報であって、ＰＴＳ(presentation time stamp)は、デコードされたデータを出力すべき時刻情報である。デコーダ１９から映像と音声を、ＰＴＳで示された時刻に出力することで映像と音声の同期が取れる。

図１の説明に戻り、タイムスタンプ書き換え部１２は、入力されたＴＴＳのタイムスタンプが、ＴＳに含まれるＰＣＲに同期するように、あるいは等しくなるようにタイムスタンプの値を書き換える。これにより、タイムスタンプとＰＣＲを同一のクロック系（クロック発振器）で扱うことが可能となる（この動作は後に詳述される）。ここで、タイムスタンプがＰＣＲに同期するとは、タイムスタンプの値とＰＣＲの値が同様の増加率で増加することを示す。

タイムスタンプ書き換え部１２によりタイムスタンプが書き換えられたＴＴＳは、タイムスタンプ比較出力部１４に供給される。カウンタ１５は、クロック発振器１６によって発生されたクロックを計数する。

タイムスタンプ比較出力部１４は、入力されたＴＴＳのＴＳパケットに付与されたタイムスタンプの値が、カウンタ１５のカウント値に一致したタイミングで当該ＴＳパケットを出力する。このようにしてタイムスタンプ比較出力部１４は、ＴＳを実時間すなわちリアルタイムに出力する。

ＳＴＣカウンタ１７は、クロック発振器１６より発生されたクロックＳＴＣをカウントする。デコーダ１９は、タイムスタンプ比較出力部１４から供給されるＴＳのペイロード中のＰＥＳヘッダに記録されたＰＴＳ／ＤＴＳ（図４参照）とＳＴＣカウンタ１７のカウント値に基づいて、ＥＳの映像及び音声ＭＰＥＧストリームをデコードする。例えば、ＤＴＳの値とＳＴＣカウンタのカウント値が一致したとき、当該ＥＳをデコードする。同期生成部１８は、垂直同期信号及び水平同期信号等を生成する。

前述したようにタイムスタンプは、デジタル放送を受信した際に各ＴＳパケットに付与した時間情報であり、ＰＣＲは当該ＴＳを生成した送信側装置がＴＳに付与した時間情報である。つまり、タイムスタンプとＰＣＲは例えば互いに異なる周波数のクロックに基づいて生成された非同期な時間情報である。このようなＴＴＳから映像等を再生するには、従来、ＴＴＳからＴＳパケットをリアルタイムに出力する処理（タイムスタンプ比較出力部１４の処理）に用いられるタイムスタンプ用クロック発振器と、ＰＣＲに同期されたクロック（ＳＴＣ）に基づくデコード処理に用いられるＰＣＲ用クロック発振器の２つのクロック発振器が必要であった。

本発明では、タイムスタンプ書き換え部１２により、入力されたＴＴＳのタイムスタンプが、ＴＴＳ中のＰＣＲに同期した値に書き換えられるので、タイムスタンプ比較出力部１４に供給する比較カウンタを駆動するクロックとデコーダ１９のデコード処理に用いるＳＴＣカウンタを駆動するクロックを、同一のクロック系（クロック発振器１６が発生するクロックを基に生成されたクロック）を用いて行うことができる。

尚、タイムスタンプ書き換え部１２、ＰＣＲ検出部１３、タイムスタンプ比較出力部１４、カウンタ１５、デコーダ１９、ＳＴＣカウンタ１７、同期生成部１８は、個別電子回路を用いてハードウエアとして構成してもよいし、プログラムの処理ステップとしてソフトウエアにより構成してもよい。

図５はタイムスタンプ書き換え部１２の第１実施例による動作を説明するためのグラフである。

タイムスタンプ書き換え部１２は、ＰＣＲ検出部１３がＴＴＳバッファ１１から供給されたＴＴＳ中のＰＣＲを検出したタイミング（例えば時刻ｔｄ）で、ＰＣＲの値と該ＰＣＲを含むＴＳパケットのタイムスタンプの値との差分Δを検出する。タイムスタンプ書き換え部１２は、検出されたＰＣＲを含むＴＳパケットから、次に検出されるＰＣＲ直前のＴＳパケットＴＭＳｐまでのタイムスタンプの値を、各タイムスタンプの値から差分Δを減算することにより書き換える。このようにして、全てのタイムスタンプが書き換えられる。
図６はタイムスタンプ書き換え部１２の第２実施例による動作を説明するためのグラフである。

この実施例は、ＰＣＲとタイムスタンプの差分Δを均一にタイムスタンプに加算するのではなく、ＰＣＲが検出された後（例えば時刻ｔｄ後）、ｍ番目のＴＳパケットをｍに応じて変化する補正値Δｆ（ｍ）を用いて補正する方式である。

この方式は、タイムスタンプのクロック系とＰＣＲのクロック系の差分が大きく、ＰＣＲを含むＴＴＳを出力するタイミングと、それ以前のＴＴＳを出力タイミングが大幅に入れ替わることを防ぐのに有効である。

図７は本発明によるストリーム再生装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。

図１の第１実施例と異なる点は、ＴＴＳバッファの残容量を検出する残容量検出部２０が設けられ、自走式のクロック発振器１６の代わりにＶＣＸＯ(voltage controlled Xtal oscillator)２１が使用されることである。

送出側装置３０からは、ＴＴＳが実時間で送出されＴＴＳバッファ１１に入力される。ＴＴＳバッファ１１は入力信号のジッターを吸収するために使用される。残容量検出部２０は、ＴＴＳバッファ１１の残容量（空き容量）を検出し、検出した残容量を示す検出信号ＤＲＭをクロック発振器（ＶＣＸＯ）２１に出力する。クロック発振器２１は残容量検出部２０からの検出信号に応じて、その発振周波数が制御される。例えば残容量が増加傾向に振れているとき発振周波数は低下し、残容量が低下方向に振れているとき発振周波数は上昇する。このように、ＴＴＳバッファ１１の残容量変化を長期的に観測し、ＴＴＳバッファ１１のアンダーフロー／オーバーフローが起こらないように、クロック発振器（ＶＣＸＯ）２１の発振周波数が制御される。

以上説明したように本発明の実施例によれば、入力されるＴＴＳのタイムスタンプを、ＰＣＲのクロック系に同期するように書き換えることにより、単一のクロック系を用いてＴＴＳをデコードすることが可能となる。

本発明によるストリーム再生装置の一実施例を示すブロック図である。 ＴＴＳの構成を示す図である。 ＴＳ headerの構成を示す図である。 ＰＥＳの構成を示す図である。 タイムスタンプ書き換え部１２の第１実施例による動作を説明するためのグラフである。 タイムスタンプ書き換え部１２の第２実施例による動作を説明するためのグラフである。 本発明によるストリーム再生装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…ハードディスクドライブ、１１…ＴＴＳバッファ、１２…タイムスタンプ書き換え部、１４…タイムスタンプ比較出力部、１５…カウンタ、１６…クロック発振器、１７…ＳＴＣカウンタ、１９…デコーダ。

Claims (6)

1. 記録媒体から読み出され、各ＴＳ(transport stream)パケットに付加されたタイムスタンプの値と、ＰＣＲ(program clock reference)を含むＴＳパケットの前記ＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系に基づいて非同期に付与されたＴＴＳ(time stumped transport stream)をデータバッファに一時的に記録するステップと、
   前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＰＣＲを検出するステップと、
   前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＴＳパケットに付与されたタイムスタンプを、前記検出されたＰＣＲの値に同期した値に書き換え、同期化ＴＴＳを提供するステップと、
   クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第１カウンタの値と、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットのタイムスタンプの値との比較に基づいて、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットを出力するステップと、
   前記クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第２カウンタのカウント値に従って、前記比較に基づいて出力されるＴＳパケットをデコードするステップと、
   を具備することを特徴とするストリーム再生方法。
2. 前記クロック発振器として、固定クロック発振器が用いられることを特徴とする請求項１記載のストリーム再生方法。
3. 各ＴＳ(transport stream)パケットに付加されたタイムスタンプの値と、ＰＣＲ(program clock reference)を含むＴＳパケットの前記ＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系に基づいて非同期に記録されたＴＴＳ(time stumped transport stream)をデータバッファに一時的に記録するステップと、
   前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＰＣＲを検出するステップと、
   前記バッファから提供されるＴＴＳ中の前記ＴＳパケットに付与されたタイムスタンプを、前記検出されたＰＣＲの値に同期した値に書き換え、同期化ＴＴＳを提供するステップと、
   前記バッファの残容量を検出するステップと、
   前記検出された前記残容量に応答して、クロックを発生するクロック発振器の発振周波数を可変するステップと、
   前記クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第１カウンタの値と、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットのタイムスタンプの値との比較に基づいて、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットを出力するステップと、
   前記クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第２カウンタのカウント値に従って、前記比較に基づいて出力されるＴＳパケットをデコードするステップと、
   を具備することを特徴とするストリーム再生方法。
4. 前記同期化ＴＴＳを提供するステップは、ＰＣＲを含むＴＳパケットを検出したタイミングで、前記ＰＣＲの値と前記ＰＣＲを含むＴＳパケットのタイムスタンプの値との差分を検出し、前記差分を用いて、前記検出されたＰＣＲを含むＴＳパケットから、次に検出されるＰＣＲを含むＴＳパケットの直前のＴＳパケットまでのタイムスタンプを書き換えるステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３の内の１項記載のストリーム再生方法。
5. 装置外部からデータストリームとして入力され、各ＴＳ(transport stream)パケットに付加されたタイムスタンプの値と、ＰＣＲ(program clock reference)を含むＴＳパケットの前記ＰＣＲの値が、互いに異なるクロック系に基づいて非同期に記録されたＴＴＳ(time stumped transport stream)を、一時的に格納するバッファ手段と、
   前記バッファ手段から提供されるＴＴＳ中の前記ＰＣＲを検出するＰＣＲ検出手段と、
   前記バッファ手段から提供されるＴＴＳ中の前記ＴＳパケットに付与されたタイムスタンプを、前記ＰＣＲ検出手段により検出されたＰＣＲの値に同期した値に書き換え、同期化ＴＴＳを提供する書き換え手段と、
   前記バッファ手段の残容量を検出する残容量検出手段と、
   クロックを発生し、前記残容量検出手段により検出された前記残容量に応答して、その発振周波数を可変するクロック発振器と、
   前記クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第１カウンタと、
   前記第１カウンタの値と、前記書き換え手段から提供さる同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットのタイムスタンプの値との比較に基づいて、前記同期化ＴＴＳ中のＴＳパケットを出力する比較出力手段と、
   前記クロック発振器により発生されたクロックを入力して動作する第２カウンタと、
   前記比較出力手段から出力されるＴＳパケットを、前記第２カウンタ手段のカウント値に基づいてデコードするデコーダと、
   を具備することを特徴とするストリーム再生装置。
6. 前記書き換え手段は、前記ＰＣＲ検出手段が前記ＰＣＲを検出したタイミングで、前記ＰＣＲの値と前記ＰＣＲを含むＴＳパケットのタイムスタンプの値との差分を検出し、前記差分を用いて、前記検出されたＰＣＲを含むＴＳパケットから、次に検出されるＰＣＲを含むＴＳパケットの直前のＴＳパケットまでのタイムスタンプを書き換えることを特徴とする請求項５記載のストリーム再生装置。

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