JP2008042762A - デジタル放送信号送出装置及びこのデジタル放送信号送出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】決められたビットレートの中で映像・音声の品質向上を図るとともに、符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように調整し得るデジタル放送信号送出装置を提供する。
【解決手段】符号化部１２において、生成されるＥＳの符号発生量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量情報として常時監視し、このバッファ占有量情報と予め保持されている基準符号量とを比較することで、ＴＳ多重部１１にてＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングが挿入されるか否かを判定し、スタッフィングが挿入される場合に、スタッフィングが挿入されないようにＥＳの符号発生量を制御して、ＴＳパケットのサイズに合わせるようにしている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばベースバンド映像・音声信号からＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規定のＥＳ（Elementary Stream）を生成し、このＥＳからＴＳ（Transport Stream）パケットを生成して送出するデジタル放送信号送出装置及びこのデジタル放送信号送出装置の制御方法に関する。

近年、地上波放送システムにおいては、デジタル放送が開始されている。このデジタル放送においては、ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts Group 2）により、番組で使用する映像、音声それぞれのＴＳパケットを放送局で多重伝送し、受信機側で各ＴＳパケットを復調し、適宜タイミングを合わせて合成再生することで、放送番組を視聴可能としている。

上記放送局においては、ＴＳパケットの切り替え、同期化、多重化などの信号処理を施すスタジオ機器が必要不可欠である。このスタジオ機器としての符号化装置では、映像・音声の圧縮符号量を符号化規格のみ考慮して決定している。このため、ＰＥＳ(Packetized Elementary Stream）のビットレートに変動が生じた場合にも、符号化規格を満たすために、ＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングを挿入するようにしている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−１０１８６０公報。

ところで、地上波デジタル放送では、携帯端末向けのデジタル放送（１セグメント放送）も開始されている。この１セグメント放送では、固定受信機向けのデジタル放送よりも低い出力ビットレートで、放送局から受信機へＴＳを伝送している。このため、１セグメント放送にあっても、与えられたビットレートの中で映像・音声の品質を最大限に引き出せるように、符号量を決めることも要望されており、それと同時に、リアルタイム伝送及びデコードできるように、符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように調整することも要望されている。

しかしながら、１セグメント放送において、固定受信機向けのデジタル放送と同様に、符号化規格を満たすために、ＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングを挿入してしまうと、映像・音声の品質を最大限に引き出すことが困難となる。

そこで、この発明の目的は、決められたビットレートの中で映像・音声の品質向上を図るとともに、符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように調整し得るデジタル放送信号送出装置及びこのデジタル放送信号送出装置の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は、符号化部にてベースバンド信号をヘッダ領域及びデータ領域を有する放送用に規格化されたストリームパケットに圧縮符号化し、多重化部にてストリームパケットをバッファリングし、しかる後に他の複数のストリームパケットと多重化し基準符号量の送出信号として送出するデジタル放送信号送出装置において、符号化部で生成されるストリームパケットの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として監視し、このバッファ占有量と基準符号量とを比較することで、ストリームパケットのデータ領域に無効なデータ部分となるスタッフィング部が挿入されるか否かを検出する検出手段と、この検出手段の検出結果からスタッフィング部が挿入される場合に、多重化部で多重化されるストリームパケットのデータ領域にスタッフィング部が挿入されないように符号化部で生成されるストリームパケットの出力データ量を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。

符号化部が、ベースバンド信号からＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規定のＥＳ（Elementary Stream）を生成し、このＥＳからＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、このＰＥＳからＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するとき、検出手段は、ＥＳの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として監視し、制御手段は、検出手段の検出結果からスタッフィング部が挿入される場合に、多重化部で多重化されるＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入されないように符号化部で生成されるＥＳの出力データ量を制御することを特徴とする。

この構成によれば、符号化部で生成されるＥＳの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として常時監視し、この占有量と多重化部から出力される送出信号の基準符号量とを比較することで、多重化部で多重化されるＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入されるか否かを判定し、ＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入される場合に、ＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入されないように符号化部で生成されるＥＳの出力を停止するようにしている。

従って、スタッフィング部を挿入しない分だけ、決められたビットレートの中で映像・音声の品質を向上させることができ、また符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように、ＥＳの圧縮符号量をＴＳパケットのサイズに合わせることができる。

以上詳述したようにこの発明によれば、決められたビットレートの中で映像・音声の品質向上を図るとともに、符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように調整し得るデジタル放送信号送出装置及びこのデジタル放送信号送出装置の制御方法を提供することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態となるデジタル放送信号送出装置の構成を示すもので、１１はＴＳ多重部である。なお、ここでは説明を簡単にするため、ＴＳ多重部１１の入力チャンネル（系統）数を３チャンネルとし、各チャンネル入力はＭＰＥＧ２で規定される映像・音声・字幕のＴＳパケットであるものとする。

この実施形態では、ＴＳ多重部１１の第１入力チャンネルに符号化部１２、ＰＥＳ化部１３及びＴＳパケット化部１４を設けている。符号化部１２は、ベースバンド映像信号をＥＳ（Elementary Stream）に符号化する。

ＰＥＳ化部１３は、符号化部１２から出力されるＥＳからＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）を生成し、このＰＥＳをＴＳパケット化部１４に出力する。ＴＳパケット化部１４は、ＰＥＳからＴＳパケットを生成し、このＴＳパケットをＴＳ多重部１１に出力する。ＴＳ多重部１１は、入力されたＴＳパケットと第２入力チャンネルから入力された音声用のＴＳパケットと第３入力チャンネルから入力された字幕等のＴＳパケットとを送出ＴＳに多重する。

ところで、この実施形態では、上記符号化部１２に、スタッフィング挿入判定部１２１と、符号量制御部１２２とを備えている。

スタッフィング挿入判定部１２１は、ＥＳの発生符号量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量情報とし、ＴＳ多重部１１にて送出される送出ＴＳの符号量、つまり基準符号量と比較し、これによりスタッフィングが挿入されるか否かを判定する。

符号量制御部１２２は、上記スタッフィング挿入判定部１２１によりスタッフィングが挿入されると判定された場合に、スタッフィングが挿入されないようにＥＳの発生符号量を制御する。

次に、上記構成における処理動作について説明する。
符号化部１２で生成されたＥＳは、ＰＥＳ化部１３でＰＥＳに生成され、ＴＳパケット化部１４でＴＳパケットに生成された後、ＴＳ多重部１１に供給される。符号化部１２は、図２に示す特性に従って、符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量がオーバーフロー及びアンダーフローしないように、Ｖ（Ｎ−１）、Ｖ（Ｎ）、Ｖ（Ｎ＋１）、Ｖ（Ｎ＋２）…という順にデコーダの処理単位のＥＳを生成する。なお、Ｖはデコーダの処理単位のＥＳであり、Ｎは自然数を示している。
ところで、低ビットレートで送出ＴＳを送出する場合に、符号化部１２で管理している発生符号量とＴＳ多重部１１で管理している発生符号量との間に誤差が生じてしまう場合がある。このため、図３に示すように、その誤差に相当する無効なデータ部分となるスタッフィングがＴＳパケットのペイロード部に挿入されてしまうことになる。

そこで、本実施形態では、符号化部１２において、図４に示す制御処理を実行するようにしている。

符号化部１２は、生成したＥＳの符号発生量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量情報として監視し（ステップＳＴ４ａ）、このＥＳの符号発生量と予め保持された基準符号発生量とを比較し（ステップＳＴ４ｂ）、ＴＳ多重部１１にてスタッフィングがＴＳパケットのペイロード部に挿入されるか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｃ）。

ここで、スタッフィングが挿入されない場合には（Ｎｏ）、符号化部１２は通常通りにＥＳを出力するが、スタッフィングが挿入される場合に（Ｙｅｓ）、スタッフィングがＴＳパケットのペイロード部に挿入されないようにＥＳの符号発生量を制御する（ステップＳＴ４ｄ）。

なお、ＥＳの符号発生量を制御方法としては、スタッフィングが挿入される期間だけ符号化部１２の出力を停止する。

これにより、図５に示すごとく、ＴＳ多重部１１にてＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングが挿入されることなく、ＴＳ多重部１１の多重処理をスムーズに行うことができる。

以上のように上記実施形態では、符号化部１２において、生成されるＥＳの符号発生量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量情報として常時監視し、このバッファ占有量情報と予め保持されている基準符号量とを比較することで、ＴＳ多重部１１にてＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングが挿入されるか否かを判定し、スタッフィングが挿入される場合に、スタッフィングが挿入されないようにＥＳの符号発生量を制御して、ＴＳパケットのサイズに合わせるようにしている。

従って、スタッフィングを挿入しない分だけ、１セグメント放送のように決められたビットレートの中で映像・音声の品質を向上させることができ、また符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファがオーバーフロー及びアンダーフローしないように、ＥＳの符号発生量をＴＳパケットのサイズに合わせることができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＭＰＥＧ２で規定されるＥＳ、ＰＥＳ、ＴＳパケットを取り扱う例について説明した。しかし、これに限ることはなく、ＭＰＥＧ２以外に、例えば放送用に規格化されたストリームパケットを取り扱うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、符号化部１２に対しスタッフィング挿入判定部１２１、符号量制御部１２２を設けるようにしたが、符号化部１２の外側に設けるようにしてもよい。

その他、デジタル放送信号送出装置の構成、バッファリングの占有量情報の監視方法、ＥＳの符号発生量の制御方法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

この発明の一実施形態となるデジタル放送信号送出装置の構成を示すブロック図。 同実施形態において、符号化部が符号化規格で決められている仮想デコーダバッファをオーバーフロー及びアンダーフローさせないという制約に従って、デコーダの処理単位のＥＳを生成する特性図。 ＴＳ多重部でＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングが挿入される場合のＴＳパケットの構造を示す図。 同実施形態における符号化部の制御手順を説明するために示すフローチャート。 同実施形態において、ＴＳパケットのペイロード部にスタッフィングが挿入されない場合のＴＳパケットの構造を示す図。

符号の説明

１１…ＴＳ多重部、１２…ＥＳ符号化部、１３…ＰＥＳ化部、１４…ＴＳパケット化部、１２１…スタッフィング挿入判定部、１２２…符号量制御部。

Claims (4)

1. 符号化部にてベースバンド信号をヘッダ領域及びデータ領域を有する放送用に規格化されたストリームパケットに圧縮符号化し、多重化部にて前記ストリームパケットをバッファリングし、しかる後に他の複数のストリームパケットと多重化し基準符号量の送出信号として送出するデジタル放送信号送出装置において、
   前記符号化部で生成される前記ストリームパケットの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として監視し、このバッファ占有量と前記基準符号量とを比較することで、前記ストリームパケットのデータ領域に無効なデータ部分となるスタッフィング部が挿入されるか否かを検出する検出手段と、
   この検出手段の検出結果から前記スタッフィング部が挿入される場合に、前記多重化部で多重化されるストリームパケットのデータ領域にスタッフィング部が挿入されないように前記符号化部で生成される前記ストリームパケットの出力データ量を制御する制御手段とを具備したことを特徴とするデジタル放送信号送出装置。
2. 前記符号化部が、前記ベースバンド信号からＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規定のＥＳ（Elementary Stream）を生成し、このＥＳからＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、このＰＥＳからＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するとき、
   前記検出手段は、ＥＳの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として監視し、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果から前記スタッフィング部が挿入される場合に、前記多重化部で多重化されるＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入されないように前記符号化部で生成される前記ＥＳの出力データ量を制御することを特徴とする請求項１記載のデジタル放送信号送出装置。
3. 前記制御手段は、前記多重化部で多重化されるＴＳパケットのペイロード部にスタッフィング部が挿入されないように前記符号化部で生成される前記ＥＳの出力を停止することを特徴とする請求項２記載のデジタル放送信号送出装置。
4. 符号化部にてベースバンド信号をヘッダ領域及びデータ領域を有する放送用に規格化されたストリームパケットに圧縮符号化し、多重化部にて前記ストリームパケットをバッファリングし、しかる後に他の複数のストリームパケットと多重化し基準符号量の送出信号として送出するデジタル放送信号送出装置の制御方法において、
   前記符号化部で生成される前記ストリームパケットの出力データ量を符号化規格で決められている仮想デコーダのバッファ占有量として監視し、このバッファ占有量と前記基準符号量とを比較することで、前記ストリームパケットのデータ領域に無効なデータ部分となるスタッフィング部が挿入されるか否かを検出し、
   この検出結果から前記スタッフィング部が挿入される場合に、前記多重化部で多重化されるストリームパケットのデータ領域にスタッフィング部が挿入されないように前記符号化部で生成される前記ストリームパケットの出力データ量を制御することを特徴とするデジタル放送信号送出装置の制御方法。

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