JP2008017328A - 録画機能付デジタル放送受信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LANインタフェースで受信した複数チャンネル分のIPパケットを時系列に含むIPストリームをそのまま格納する受信バッファ、格納IPストリームを一定時間毎に切り出して時刻情報を付加して受信イメージブロックを生成する受信イメージブロック生成部、受信イメージブロックを格納エリア管理番号順に従ってHDDに記録し、また、指定番組時間に対応する受信イメージブロックをHDDから読み出すHDD書込・読出部、読み出した受信イメージブロックから視聴チャンネルのIPパケットを切り出し、当該IPパケットから送信側のタイムスタンプ付きTSパケットを取り出すストリーム分離部と、タイムスタンプに基づいて揺らぎを補正してTSパケットを順次取り出すクロック同期処理部を備える。
【選択図】図4
Description
非特許文献1の95頁に掲載の図「(b)地上デジタル放送対応の全チャンネル録画機の構成例」を理解しやすいように機能単位で分割構成したものを図13に示し以下に説明する。
(1) チャンネル毎、さらには番組毎に仕分けして格納することから、記録データ量の節約や早い再生起動といったことは可能になるものの、仕分けするためのハードウェア量が増加し、コストダウンが困難である。
(2) HDDへの書込みについても、チャンネル分に分離したデータアクセスとなることから、HDDアクセス負荷が高くなり、高速なディスクインタフェースを採用する必要が出てくる。
(3) 全チャンネル録画機では、実際に視聴する割合は実時間(例えば1週間)に比べればかなり少ない時間になると想定されることから、全ての録画番組を即起動可能状態で保存することは無駄が多いと考えられる。
(4) 記録データ量の削減の点から、番組関連情報は削除して映像、音声コンテンツのみを記録するようにし、その代わり、番組関連情報は抽出処理済みデータにして管理するようにしている。そうすると(3)と同様に番組ガイドの特定箇所の表示を行う頻度はそれほど高くないと考えられることから、事前処理での無駄が多い。
図1はIP放送の配信システムの構成を示すブロック図で、8つの放送チャンネルがそれぞれ異なるIPマルチキャストにより配信され受信機まで到達する様子を示している。
図において、配信システムは、大きく分けてIP配信センタ1、IPネットワーク5、受信機9から構成されている。放送番組を送り出すIP配信センタ1には、番組送出サーバ2、IP変換機3、レイヤ2スイッチ4が置かれている。番組送出サーバ2は、担当する放送チャンネルの番組コンテンツを溜めておき、時間スケジュールに従って該当番組をMPEG2トランスポートストリーム(Transport Stream:以下TSとする)として送出する手段である。IP変換機3は、担当するチャンネルのMPEG2のTSをIPマルチキャスト形式のIPパケットにエンカプセルして送出する手段である。レイヤ2スイッチ4は、LAN(Local Area Network)で使用されるスイッチで、8チャンネル分のIPパケットを時系列にマージしてIPマルチキャスト用のIPストリームを生成する手段である。IPネットワーク5は、IPパケットを中継するための、IPマルチキャスト対応ルータ6、局内終端装置7、宅内終端装置8で構成されている。局内終端装置7は、局舎側に設置され、局舎と宅内とのアクセス系を構成する装置である。宅内終端装置8は、家庭側に置かれ、局内終端装置7と対向で動作する装置である。受信機9は、IPネットワーク5を介して配信された放送を受信するための手段である。
IP配信センタ1では、例えば8つの放送チャンネルを配信するために、各チャンネルの番組コンテンツが、予めそれぞれの番組送出サーバ2に格納されている。なお、ここでは図示していないが、生放送中継のようなリアルタイムで他の場所から供給されるケースもある。各番組送出サーバ2では、決められた時刻に従って、番組コンテンツのMPEG2のTSに4バイトのタイムスタンプを付加し、すなわちTTSにして、対応するIP変換機3へ出力する。各IP変換機3では、このTSSをIPマルチキャスト形式のIPパケットに変換する。具体的には、図2で示したように、IPパケットの上に、UDP形式、RTP形式を構成し、RTPパケットのペイロード領域に192バイトのTTSパケットを複数配置する。さらに、IPヘッダの宛先アドレスの値として、チャンネル毎に割り当てられたIPマルチキャストアドレスを書き込む。Ethernet(登録商標)フレーム長の限度内としては、7個のTTSパケットが搭載可能である。各IP変換機3からは、例えばハイビジョン品質の映像の場合は20Mbps程度のストリームが送出される。レイヤ2スイッチ4では、入力された8チャンネル分のIPパケットを時系列にマージしてIPストストリームを生成してIPネットワーク5側に送出する。ここでは8ストリーム分で160Mbps程度のレートになることが想定される。
図4において、LANインタフェース20は、IPネットワークを介して伝送される8チャンネル分のIPパケットを時系列に含むIPストリームを全て受信する手段で、1000BASE−Tとか100BASE−TといったLAN規格に対応するものである。受信バッファ21は、メモリ上に構成され、LANインタフェースが受信したIPストリームをそのままの状態で順次格納する手段である。DMA制御部22は、HDD106に対する書き込みと読み出し時のデータ転送をCPU(Central Processing Unit)を介すことなく直接行なう手段で、図13におけるDMA制御回路104と似ているが、従来のような複数データの同時書き込みがない点で異なる。なお、この発明では、DMA制御部22とIDEインタフェース105をHDD書込・読出部29として扱うことにする。受信イメージブロック生成部28は、受信バッファ21に格納されたIPストリームを一定時間毎に切り出し、当該切り出したデータに切り出し時の時刻情報を付加してファイル化した受信イメージブロックを生成する手段である。
LANインタフェース20では、IPネットワーク5(図1)内を伝播して到来した8チャンネル分の全てのIPパケットを時系列に含んだIPストリームを受信し、受信したIPストリームをそのまま順次受信バッファ21に格納する。この動作を図5でみると、LANインタフェース20はGigabitEthernetコントローラ40(Ethernetは登録商標)に相当する。GigabitEthernetコントローラ40(Ethernetは登録商標)では、Ethernet(登録商標)のMACアドレスフィルタとして、8個分のIPマルチキャストに対応したMAC宛先アドレスを予め登録しておく。なお、IPネットワーク5を伝播するIPストリームは、その過程で、IPパケットの順序の入替や間隔のばらつきなどの擾乱を受けている可能性もある。GigabitEthernetコントローラ40(Ethernetは登録商標)では、登録したIPマルチキャストに合致したIPストリームに対してEthernet(登録商標)としての受信処理を行うことで8個のIPマルチキャストを受信する。GigabitEthernetコントローラ40(Ethernetは登録商標)は、内蔵するDMA機能により転送制御を行い、受信したEthernet(登録商標)フレームを逐次受信バッファ21を構成するRAM43に格納する。
HDD106には一般的なHDDを用いるが、その記録構造について図8により説明する。HDDの最小管理単位はセクタ80と呼ばれる512バイトの領域からなる。さらに、データの入出力の効率化のための格納エリアとしては、複数のセクタ80で構成したクラスタ81を導入し、ファイルとしての扱いはクラスタ単位にすることが一般的である。
HDD書込・読出部29による受信イメージブロックの記録方法について図9に示す。ここでは、受信イメージブロックが一定時間単位の場合(1)と一定サイズ単位の場合(2)の例を示している。一定時間単位の場合は、時刻情報70は一定間隔毎の値となるが、サイズについてはばらばらとなる。そのため、クラスタサイズ境界に足りない部分ができたときはPADDINGがなされる。一方、一定サイズ単位の場合は、時刻情報70はとびとびの値となるが、クラスタサイズ境界とは一致する。これらの違いは、格納効率とデータサーチ時間とのトレードオフとして現れる。現実的には、IPマルチキャストによる放送はCBR(Constant Bit Rate)と呼ばれる一定レートでの配信となるケースが多いことから、どちらの方法でもあまり違いがなくなる。
格納する際に、領域が一杯になっていた場合は、クラスタ番号の順に上書きする形で書込みを実施する。これにより、ファイルシステムを導入して領域の管理を行い、空いた領域を探してからそこに上書きするといった、HDD管理のオーバヘッドがなくなる。
セレクタ25は、番組選択部31によるユーザ設定に従って、視聴するデータを、現在受信中の番組にするか、あるいはHDD106に記録した過去の番組の再生にするか切り替えるもので、現在の番組を視聴するときは経路30のデータを選択し、過去の番組を視聴するときは経路31のデータを選択する。図5でみた場合は、ユーザの設定入力に従ってCPU41が、HDD106に書き込まれた記録データの再生か、RAM43の受信データを出力させるかの制御となる。
現在受信中の番組を視聴する場合には、受信イメージブロック生成部28では、受信バッファ(RAM43)21から読み出した8チャンネルからなるIPストリームをブロック化せずにそのままセレクタ25を介してストリーム分離部26に与える。この動作は、図5でみた場合は、ソフトウェアに基づいてCPU41で実行される。
ストリーム分離部26では、入力されたIPストリームに対して、RTPヘッダ情報に基づいてRTPパケットの順序入れ替えなどを行った後、番組選択部31で設定された視聴するチャンネルのIPパケットを切り出す。この場合、各チャンネルのIPパケットはそれぞれ別々のIPマルチキャストアドレスを持つことから、該当するIPマルチキャストアドレスのみをトレースすることで、1チャンネル分のIPパケットを抽出できる。そして、1チャンネル分のIPパケットの中からRTPプロトコルでエンカプセルされたTTSパケットを抜き出す。ストリーム分離部26の動作は、図5でみた場合は、ストリーム処理部45で実行される。
映像デコーダ111では、MPEG2で符号化された映像データを復号して映像信号を出力する。また、音声デコーダ112では、MPEG2−AACなどで符号化された音声データを復号して音声信号を出力する。
セクションデータバッファ48に格納されたセクションデータは、ソフトウェア処理により番組関連情報を取得して番組関連情報データベース49に蓄積され、番組選択部31で提示する番組ガイドに用いられる。
HDD読出バッファ24から読み出された受信イメージブロックは、セレクタ25を経てストリーム分離部26に転送され、以降、上述した現在受信中の番組の場合と同じ処理過程を経て、映像、音声に再生される。
図11はこの発明の実施の形態2に係る過去の記録番組を再生する流れを示す説明図である。
全チャンネル録画機において、過去の番組を視聴する際には、過去の番組ガイドを提示して、そこから所望の番組を選択することが便利である。現在の日付が2006年3月7日とし、図11に示すように、番組選択部31の画面に2日前の2006年3月5日の番組カイドが提示させたとする。ここで、ユーザがAM8:00−9:00にチャンネル2で放送された番組Aを選択したとする。HDD書込・読出部29は、番組Aの開始時刻と格納エリア管理テーブル90のエントリを比較する。この例では、クラスタ番号#480からこの番組のデータが始まることを認識し、HDD106からの読み出しを起動する。ここで受信イメージブロックが1秒単位で構成されているとすると、HDD書込・読出部(図5の場合のCPU41で実行される制御ソフトウェアが受け持つ)29は、番組の頭が欠けないように、1秒前の2006/3/5 7:59:59の時刻情報を持つ受信イメージブロックをHDD106から探し出し、そこから番組時間分(この例では1時間分)の受信イメージブロックを連続的に読み出し、ストリーム分離部26に送る。ストリーム分離部26では、順次送られてきた受信イメージブロックからチャンネル2に割り当てられているIPマルチキャストアドレスを持つEthernet(登録商標)フレームを宛先MACアドレスから判断して抽出する。その後は、実施の形態1で説明したと同じ処理過程を経て、映像、音声の再生を実現する。
上記実施の形態1で説明したように、この録画機能付きデジタル放送受信機では8チャンネル分のIPストリームの全てを記録するが、規定の期間(例えば1週間)が過ぎれば見ていようが見ていまいが、古いものから順番に記録データは削除されるようになっている。しかしながら、ユーザとしては、永続的に残したい番組もあるわけである。そのため、この実施の形態3では、8チャンネル分全てを記録する格納エリアとは異なるエリアを設け、永続的な保管を行うようにする。異なる格納エリアの具体例としては、HDD106に複数のパーティションを区切り、永続的保管対象番組を第2のパーティション上に番組単位のファイルとして構成するようにすればよい。また、HDD106とは異なるHDDを設けるようにしてもよい。記録のタイミングとしては、過去の番組を視聴しながら、同時に記録する方法、あるいは視聴はせずにバックグランドで該当番組を抽出して記録する方法が考えられる。なお、番組毎の格納方法については、既に製品などもあるので、この発明では特に言及するものではない。
番組ガイドを作るためには番組関連情報の収集が必要となる。従来は図4に示すように実際に流れるTSに含まれているセクションデータ形式での番組関連情報をDemux110により分離し、セクションデータバッファ48を介してソフトウェアで取得し、中身を解析して番組関連情報データベース49として蓄積する方法が採られている。
ところで、番組関連情報は8日先の情報まで含んでいる。すなわち、一日前に受信し記録したIPストリームには、既に本日分の番組情報も含まれていることになる。そこで、この実施の形態4では、HDD106に記録されている受信イメージブロックから番組関連情報を抽出し、これをソフトウェア処理により解析して当該番組関連情報に含まれる未来番組の情報に基づいて番組ガイドを生成する手段を設けるようにする。この番組ガイド生成の流れを図12に例示する。HDD106をスキャンしてHDDインタフェース部44で受信イメージブロックに含まれるチャンネル毎のTSを取得する。次に、ソフトウェアDemux処理により、チャンネル毎のTSをスキャンしてセクションデータを取得し、さらにセクションデータをスキャンして、番組関連情報を抽出して番組関連情報データベース491に格納する。この処理を夜間のようなユーザが使用していない時間帯において行う。次に、番組ガイドを提示する場合は、格納された番組関連情報の中から現在の日にちを含む未来番組の情報を抜き出して番組ガイドを生成する。
以上の番組ガイド生成手段を適用することにより、ハードウェア的なDEMUXリソースを増やすことなく、全てのチャンネルの番組関連情報を効率的に抽出し蓄積することが可能となる。
過去の記録番組を視聴する際、通常速度ではなく、早送りや早戻しで画像を見るための、コマ送り再生、コマ戻し再生といった特殊再生は重要である。従来の特殊再生は、TSレベルでタイムスタンプを付与しておき、再生時にタイムスタンプを参照することで実現してきた。
上述したように、この発明では、受信したIPストリームを一定時間毎または一定サイズ毎に切り出し、切り出したデータに切り出し時の時刻情報を付加して受信イメージブロックを順次生成し記録するようにしている。したがって、TSに分離する前に、受信イメージブロックに付加された時刻情報に基づいてジャンプ先を判定できることが分かる。そこで、実施の形態5では、HDD読出バッファ24に対して特殊再生手段なるものを設ける。この特殊再生手段では、コマ送り再生またはコマ戻し再生を行う際に、HDD106から読み出した受信イメージブロックに付加された時刻情報を参照しながら、設定した時間間隔で受信イメージブロック上をスキップし、スキップ先の受信イメージブロックを抽出してストリーム分離部26に出力するように動作する。例えば、3秒毎のコマ送り再生のような場合は、現受信イメージブロックの時刻情報から3秒先の受信イメージブロックにスキップし、到達先の受信イメージブロックを取り出してストリーム分離部26に出力する。ストリーム分離部26では、入力された受信イメージブロック中の希望のチャンネルのIPストリームからTSを生成し、映像を再生するために出力する。
以上の特殊再生手段を設けることにより、わざわざ別の作業ファイルを生成する必要などがなく、特殊再生を簡易に実現することが可能となる。
Claims (8)
- IPネットワークを介して伝送される複数チャンネル分のIPパケットを時系列に含むIPストリームを全て受信するLANインタフェースと、
前記LANインタフェースが受信したIPストリームをそのまま状態で順次格納する受信バッファと、
前記受信バッファに格納されたIPストリームを一定時間毎に切り出し、当該切り出したデータに切り出し時の時刻情報を付加してファイル化した受信イメージブロックを生成する受信イメージブロック生成部と、
ハードディスクドライブと、
前記生成された受信イメージブロックを格納エリア管理番号順に従って前記ハードディスクドライブに記録し、また、指定された番組時間に対応する受信イメージブロックを前記ハードディスクドライブから読み出すハードディスクドライブ書込・読出部と、
前記ハードディスクドライブ書込・読出部が順次読み出した受信イメージブロックから視聴するチャンネルのIPパケットを切り出し、当該IPパケットから送信側でタイムスタンプが付加されたトランスポートストリームパケットを取り出すストリーム分離部と、
前記タイムスタンプが付加されたトランスポートストリームパケットについて、当該タイムスタンプに基づいて揺らぎを補正してトランスポートストリームパケットを順次取り出すクロック同期処理部を備えたことを特徴とする録画機能付きデジタル放送受信機。 - 受信イメージブロック生成部は、IPストリームを一定時間毎に切り出す代わりに、IPストリームを一定サイズ毎に切り出すことにより受信イメージブロックを生成することを特徴とする請求項1記載の録画機能付きデジタル放送受信機。
- ハードディスクドライブは、記録する受信イメージブロックが一杯になった場合には、格納エリア管理番号順に上書きすることを特徴とする請求項1記載または請求項2記載の録画機能付きデジタル放送受信機。
- 受信イメージブロック生成部は、現在受信中の番組を視聴する場合には、受信バッファから読み出したIPストリームをブロック化せずにそのままストリーム分離部に与え、
ストリーム分離部は、前記受信イメージブロック生成部から入力されたIPストリームから現在受信中の視聴するチャンネルのIPパケットを切り出し、当該IPパケットから送信側でタイムスタンプが付加されたトランスポートストリームパケットを取り出すことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の録画機能付きデジタル放送受信機。 - IPストリームに含まれて送信される番組関連情報を分離して格納する番組情報データベースと、
格納された番組関連情報に基づいて過去の番組ガイドを表示し、当該番組ガイドに基づいて視聴番組の選択を行う番組選択部を備え、
ハードディスクドライブ書込・読出部は、番組ガイドで所望の過去の番組が選択されると、当該過去の番組の開始時刻より少し前の時刻に記録した受信イメージブロックを探し出し、そこから番組時間分の受信イメージブロックを連続的に読み出すことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の録画機能付きデジタル放送受信機。 - 受信した複数チャンネルの全てのIPストリームに係る受信イメージブロックを記録する同一のハードディスクドライブまたは別に設けたハードディスクドライブに第2のパーティションを構成し、読み出した前記受信イメージブロックの中から分離した特定の番組のデータを、前記第2のパーティション上に番組単位のファイルとして記録するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の録画機能付きデジタル放送受信機。
- ハードディスクドライブに記録した受信イメージブロックから、番組関連情報に相当する部分を抽出して解析し、当該番組関連情報に含まれる未来番組の情報に基づいて番組ガイドを生成する手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の録画機能付きデジタル放送受信機。
- ハードディスクドライブから読み出した受信イメージブロックに付加された時間情報を参照しながら設定した時間間隔で受信イメージブロック上をスキップし、スキップ先の受信イメージブロックを抽出してストリーム分離部に出力する特殊再生手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の録画機能付きデジタル放送受信機。
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