JP2008066811A - デジタル放送受信システム - Google Patents

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泉喜文
Yasuo Ekoshi
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Abstract

【課題】
ノートPC等の小型情報システムに適したデジタル放送受信システムを提供することにある。
【解決手段】
本発明のデジタル放送受信システムは、PCに接続してデジタル放送をPCで視聴可能なデジタル放送受信システムであって、前記デジタル放送受信システムは、動画圧縮されたデジタル放送波を伸張する放送波デコード手段と前記デコードした放送波の映像の大きさを小さくする映像スケール変換手段とを有するデジタル・チューナユニットと、PCに接続する伝送インターフェイス手段を備えるようにし、前記伝送インターフェイス手段を経由してPCにデジタル放送映像を送付し、デジタル放送を視聴可能にするようにした。さらに、前記デジタル・チューナユニットはデジタルチューナと放送波デコーダを有し、前記伝送インターフェイス手段は、デコード後の映像情報をPCに送付するようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、デジタル放送波によって送られてくる動画像情報を、視聴、録画、再生を行うデジタル放送受信システムにおいて、チューナユニットと録画再生システムが、それぞれサブシステムとなった形態のデジタル放送受信システムの構成方法に関するものである。また特に録画再生システムがPC(パーソナルコンピュータ)であるものに関する。
デジタル放送受信システムにおいて、チューナユニットが別のサブシステムとなっており、PCを接続することで、デジタル放送受信システムを構成するものとして特許文献1記載のデジタル放送受信装置が挙げられる。
特許文献1に開示された技術によれば、チューナユニットとPCの間を伝送インターフェイスで接続し、チューナユニットとPCの間を相互認証し、また伝送インターフェイス上にチューナユニットから出力されたトランスポート・ストリームをそのままの形で暗号化して流すことで、デジタル放送の放送番組の著作権を守ることを実現している。
特開2006−74686号公報
前記特許文献1の技術には、放送番組情報が多重化されたトランスポート・ストリームを、そのまま伝送インターフェイス上に流すため、伝送帯域が不足する可能性がある問題がある。
また、放送番組の著作権を守るために、放送波に含まれる認証データをPC側で用いており、サブシステムで閉じておらず、解析されやすい。
また、広帯域な放送番組をデコードする部位がPC側に存在し、PCのCPU使用率が高いことが予想される。
また、放送番組を録画し、再生することや、またその録画番組の著作権を守ることについては、考慮されていない。
また、放送波に多重化されているデータ放送の受信方法については考慮されていない。
また、デジタル放送受信システムでは、通常用いられる赤外線などを用いたリモートコントロール(通称:リモコン)については、考慮されていない。
また、チューナユニットとPCの接続を取り外した際でも使用可能なような利便性については考慮されていない。
また、チューナの種別が異なるケースについて考慮されていない。
さらに、伝送インターフェイスの種別が異なる場合について考慮されていない。
本発明の目的、は上記従来技術の問題点を解決し、ノートPC等の小型情報システムに適したデジタル放送受信システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のデジタル放送受信システムは、PCに接続してデジタル放送をPCで視聴可能なデジタル放送受信システムであって、前記デジタル放送受信システムは、動画圧縮されたデジタル放送波を伸張する放送波デコード手段と前記デコードした放送波の映像の大きさを小さくする映像スケール変換手段とを有するデジタル・チューナユニットと、PCに接続する伝送インターフェイス手段を備えるようにし、前記伝送インターフェイス手段を経由してPCにデジタル放送映像を送付し、デジタル放送を視聴可能にするようにした。
さらに、本発明のデジタル放送受信システムは、前記デジタル・チューナユニットはデジタルチューナと放送波デコーダを有し、前記伝送インターフェイス手段は、デコード後の映像情報をPCに送付するようにした。
本発明によれば、チューナユニットとPCの機能分割の最適化が図れ、特に、ノートPC等の小型情報システムに適したデジタル放送受信システムを提供することができ、デジタル放送システムの普及に寄与することができる。
本発明によれば、チューナユニット側に、チューナと放送波デコーダと映像スケール変換部位を備え、PC側に映像データ受信部位、映像データ表示部位を備えることで、PC側には、放送波をそのままデコードするデコーダが存在しないため、低い性能のプロセッサでもデジタル放送の視聴動作が可能となる。以下図面により詳細に説明する。
(実施例1)
以下図1から図3を用いて、本発明の第1の実施例について説明を行う。
図1は、本発明の第1の実施例のデジタル放送受信システム内部ブロック図であり、1はチューナユニット、2はPC、3は受信アンテナ、4はデジタルチューナ、5はリモコン受光部、6は放送波分割部、7は放送波デコーダ、8は映像スケール変換部、9はリモコン、10は制御部、11は暗号・復号化部,12は暗号化部、13,14は認証部、15は復号部,16は暗号・復号部、17は制御部、18はデータ放送デコーダ、19は映像転送部、20は表示部、21は、PSエンコーダ、22はPSデコーダ、23はHDD、24は伝送インターフェイス、25はデジタル放送受信制御部、26は表示部、27は外部出力である。図2は、デジタル放送受信システムの外観図であり、1はチューナユニット、2はPC、28は受信アンテナケーブル、5はリモコン受光部、9はリモコン、24は伝送インターフェイス、29は外部出力ケーブルである。
図2において、本発明の第1の実施例では、チューナユニット1とPC2が、伝送インターフェイス24によって接続されたシステムであり、受信アンテナ3(図1に図示)に接続された受信アンテナケーブル28と外部出力27に接続された外部出力ケーブル29が、チューナユニット1に接続された外観を持ち、チューナユニット1には、リモコン9からの制御信号を受け取るリモコン受光部5を備える。チューナユニット1は、PC2からみて、PC2の周辺機器の位置付けであるが、伝送インターフェイス24によって接続され、全体としてデジタル放送受信システムを構成しているものである。
図1に戻って、図1はデジタル放送受信システムを構成しているチューナユニット1とPC2の内部ブロック図を示したものである。チューナユニット1には、受信アンテナ3が接続されており、ここでデジタル放送を受信している。受信アンテナ3はデジタルチューナ4に接続されており、ここでデジタル放送のトランスポート・ストリームで構成された放送波を分波している。デジタルチューナ4の出力は、放送波分割部6に接続されており、放送波分割部6では、デジタル放送特有の多重化された情報ストリームを分割する機能を備える。放送波分割部6により、放送波の映像や音声の情報ストリームは、放送波デコーダ7に渡される。また、放送分割部6の出力の一部は、データ放送データとして暗号・復号部11に渡され、暗号化されて、PC2の暗号・復号部16に伝送される。暗号・復号部16では、暗号化されたデータ放送データが復号され、データ放送デコーダ18に渡される。データ放送データは、データ放送デコーダ18によって、データ放送の映像としてデコードされる。データ放送の映像は、折り返して、暗号・復号部16に渡され 暗号化され、チューナユニット1に戻り、暗号・復号部11によって復号され、フレームメモリ27に書かれる。放送分割部6から出力された放送波は、放送波デコーダ7に渡され、映像信号として、フレームメモリ27に書かれる。フレームメモリ27に書かれた映像情報は、映像スケール変換部8と表示部26に入力され、外部出力27としてチューナユニット1から出力される。また映像スケール変換部8によって、スケール(映像の縦横の大きさ)を小さくされて、暗号部12に映像情報が送られる。暗号部12では、暗号化を実施し、PC2に伝送される。PC2では、復号部15によって復号され、映像転送部19に送られる。その後、映像転送部19から表示部20に送られ、PC2の表示装置に映像が表示される。以上の動作の結果、デジタル放送受信システムを構成するチューナユニット1とPC2によって、受信アンテナ3で受信したデジタル放送の映像を、PC2の表示装置に表示可能である。
ここで、PC2の制御部17とチューナユニット1の制御部は、互いに制御信号を送りあっており、接続されたことの検出の他、制御信号や状態情報を送りあい、システム全体の制御を実現している。
また、チューナユニット1のリモコン受光部5は、使用者によってリモコン9を用いて指示された選局操作などの制御信号を受け取り、制御部10に送られる。制御部10は、チューナユニット1全体の制御を実施しており、選局情報は、デジタルチューナ4に送られ、放送局の選局操作が実施される。
チューナユニット1とPC2に存在する認証部13と認証部14は、互いに認証しあうことで、チューナユニット1とPC2によって構成されるデジタル放送受信システムを一意のシステムとして構成することを実現している。
PC2には、PS(プログラム・ストリーム)フォーマットを扱うPSエンコーダ21とPSデコーダ22を備えており、映像転送部19から送られた映像データをPSエンコーダ21で、圧縮されたデータとなり、HDD23に保存され、放送番組の録画を実現させる。またHDD23に保存された放送番組は、PSデコーダ22に送られ、伸張されて映像データとなり、表示部20に送られ、放送番組の再生を実現させる。以上の動作によって、デジタル放送の録画と再生機能が利用可能である。
また、チューナユニット1とPC2の間を接続している伝送インターフェイス24上では、放送波の映像情報や、データ放送情報は、必ず暗号化されて伝送されており、チューナユニット1とPC2を合わせて、ひとつのシステムを構成している。
ここで、放送波におけるトランスポート・ストリームをチューナユニット1から直接そのまま伝送するのではなく、放送波デコーダ7で、一旦映像情報としてデコードしてから、映像スケール変換部8で、映像サイズを小さくして伝送するため、伝送インターフェイス24上で費やす伝送帯域は、そのまま送るよりは狭くてよいという効果がある。
PC2において、内部に存在する制御部17、暗号・復号部16、復号部15、認証部14、データ放送デコーダ18、映像転送部19、PSエンコーダ21、PSデコーダ22は、デジタル放送受信制御部25として、ソフトウェア・モジュールとして実装されている。
図3は、図1、2におけるPC2の内部ブロック図であり、31はプロセッサ、号32は入力手段、33は出力手段、34はFlash ROM、35はメインメモリ、36はシステムバス、23はHDDである。図3のPC2の内部は、プロセッサ31と各要素がシステムバス36で接続された形態となっており、PC2の電源を入れると、Flash ROM34上のプログラムから実行され、HDD23上のオペレーティング・システムやプログラムをメインメモリ35に展開して、プロセッサ31が解釈実行しているものである。
図1のデジタル放送受信制御部25として、ソフトウェア・モジュールで実装されていたプログラムは、同様に、プロセッサ31にて、解釈実行されており、入力手段32や出力手段33を通じて、動作しているものである。本実施例では、ソフトウェア・モジュールでの実装形態となっているが、メーカーの実装によっては、ハードウェア・モジュールで実装しても良い。しかしながら、ソフトウェア・モジュールで実装した場合には、特別なハードウェアを備えない汎用PCを用いてデジタル放送受信システムを構成可能となる効果が存在する。
(実施例2)
図4は、図1の映像スケール変換部8の第2の実施例であり、動作内容を説明したものである。ここでは、映像データの表示サイズが縦横1920x1080ドットであった場合、映像スケール変換部8の処理を経ると、縦横二分の一の960x540ドットに映像データを間引いて変換するものである。また、映像データの表示サイズが縦横1440x1080ドットであった場合、映像スケール変換部8の処理を経ると、縦横二分の一の720x540ドットに映像データを間引いて変換するものである。
ここでは、面積比四分の一になるような例を示したが、小さくかつ映像品質を保てるならば、たとえば720x720ドットであってもよく、ある特定の標準規格では52万画素以下にすることを要求されているケースが存在し、960x540ドットや720x720ドットは、どちらも約51.8万画素となり、品質を確保できる良好なサイズである。特に、720x720ドットでは、縦600本以上となり、また横方向は、人間の目の特性から、見分けることができず、分解能があまり高い必然性は無いので、この映像サイズの画質は、あまり劣化しないという特徴を持つ。
(実施例3)
図5は、図1の映像スケール変換部8の代わりに、TS/PSエンコーダ28を用いたものであり、詳細な動作については、後述の図6を用いて説明を行うが、TS/PSエンコーダ28では、図1〜4を用いて説明を行った実施例とは異なる手段で、伝送インターフェイス上の伝送帯域が小さくて済むよう工夫したものである。
ここでは、トランスポート・ストリームを、放送波デコーダ7経由で、TS/PSエンコーダ28へ送り、サイズのより小さなトランスポート・ストリームかあるいはプログラム・ストリームに変換して、全体の帯域を小さくするものである。ここで、トランスポート・ストリームとプログラム・ストリームの違いは、単なるフォーマット形式の違いであるため、映像品質という観点からは、同様と考えてよいという利点がある。
図6では、図5で説明を行ったTS/PSエンコーダ28を用いた第3の実施例の内部ブロック図を示したものである。ここで、第1の実施例の説明を行った図1と異なる点のみ説明を行う。28はTS/PSエンコーダ、40はチューナユニット、41はPC、43はPSデコーダ、44はTSデコーダ、45は切り替え部である。
チューナユニット40内部には、放送波デコーダ7の後段にTS/PSエンコーダ28が接続され、暗号部12を経由して、暗号化され、PC41に伝送されている。PC41では、復号部15を経由して、映像情報を受け取り、切り替え部45を経て、視聴動作の場合には、PSデコーダ43あるいは、TSデコーダ44を経由して、表示部20へ送り、PC41の表示部位で映像が表示される。 録画動作の場合には、切り替え部45を経て、HDD23に録画番組として格納される。また再生動作の場合には、HDD23に格納された録画番組は、そのフォーマット形式によって、PSデコーダ43あるいはTSデコーダ44に送られ、映像情報としてデコードされ、表示部20に送られ、表示される。
ここで、第1の実施例と異なるのは、チューナユニット40に、図1に存在した映像スケール変換部8の代わりに、TS/PSエンコーダ28が存在し、また、PC41の内部には、PSエンコーダ21の代わりにTSデコーダ24が存在する点である。この第3の実施例では、TS/PSエンコーダ28は高価であるが、伝送インターフェイス24上に占める帯域をより小さくすることが可能となり、また、PC41内部からは、PSエンコーダが不要となったため、図3でのプロセッサをより安価な性能の低いものを用いることが可能となる。
(実施例4)
図7は、図1のデジタル放送受信システムの他の実施例であり、違いは、伝送インターフェイス24が切断された状態を示したものである。この状態では、チューナユニット1とPC2は、一切の通信が出来ないため、PC2からの制御やPC2が備える機能(データ放送のデコードと視聴、録画機能、再生機能)は、使用できなくなるが、それでもチューナユニット1は、リモコン9を用いて操作可能であるため、単体チューナとして、独立して、デジタル放送を受信して、映像表示を可能である。
図8は、図7を用いて説明を行った第4の実施例のときの外観図であり、80は外部モニタであり、その他は、図2と同じであるため、説明を省略する。ここでは、チューナユニット1とPC2の間の伝送インターフェイス24は、接続されていないが、チューナユニット1には、外部出力ケーブル29を経由して、外部モニタ80と接続されている。この実施例では、PC2の周辺機器であったチューナユニット1が、接続されている状態では、視聴、録画、再生、データ放送視聴といった機能の多い、デジタル放送受信システムを構成していたが、伝送インターフェイス24が接続されていなくても、デジタル放送の視聴機能だけは利用可能となるという利便性が存在する。
(実施例5)
図9は、図7と8を用いて説明を行った第4の実施例において、PC2内部のプログラム・モジュールであったデジタル放送受信制御部25と同時に動作するプログラムとして伝送インターフェイス接続監視機能を追加して、伝送インターフェイス24の接続を監視する場合の動作フローを示したものである。
PC2を起動した際、9001から9002へ移り、伝送インターフェイス24が接続されているか監視を行う。監視自体は、図1の制御部17か、認証部13を用いれば簡単に実現可能である。監視した結果、9003に移り、接続したと判断した場合には、9004に移り、デジタル放送受信制御部25におけるデジタル放送受信機能の実行を行う。また接続されていないと判断した場合には、デジタル放送受信制御部25におけるデジタル放送受信機能の終了を行う。その結果、伝送インターフェイス24が接続されているときには、デジタル放送受信システムが備える全機能が自動的に利用可能となり、接続されていないときでも、デジタル放送の視聴が可能になるといったとても便利な機能を備えている。
(実施例6)
図10は、本発明の第6の実施例であり、図1を用いて説明を行った第1の実施例との異なる部位のみ説明を行う。図10において、70はチューナユニット、71はPCである。PC71の内部では、PSデコーダ24の出力が、表示部20だけでなく、暗号・復号部16に接続されており、ここで暗号化されて、チューナユニット70に送られる。
チューナユニット70では、暗号・復号部11にて、復号化され、フレームメモリ27に映像信号として、書き込まれる。フレームメモリ27に書き込まれた映像情報は、表示部26から出力信号27として出力される。ここでは、PC71を用いて、HDD23に格納されていた録画番組を再生した際、第1の実施例では、PC71側の表示部位にしか表示することが出来なかったが、第6の実施例では、チューナユニット70に送ることで、チューナユニット70に接続された外部モニタにも録画番組の再生映像が表示されるといった効果があり、デジタル放送受信システムとしては、より完成度が高く便利である。
(実施例7)
図1から図10までを用いて説明を行ったデジタル放送受信システムの実施例において、伝送インターフェイスの種別については、特に例を挙げてこなかったが、伝送インターフェイスの種別としては、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394や、Ethernet(登録商標)など有線のものであったり、無線を用いたものであったり、本発明の実施形態では、特に固定されるものではなく、一つだけでなく、映像信号と制御データを別々のインターフェイスを用いたり、同一インターフェイスを複数本用いたりしても良い。複数本用いることで、伝送帯域を拡大でき、より解像度が高い高品質な映像を扱うことが出来るといった。
(実施例8)
図1から図10までを用いて説明を行ったデジタル放送受信システムの実施例において、受信可能な放送波の種別については、特定していなかったが、日本や米国のデジタル放送や、欧州のデジタル放送だけでなく、どこのデジタル放送でも基本的な構成は大きく変わらず、応用するだけで対応可能である。
上記実施例によるデジタル放送受信システムでは、次に挙げる効果が存在する。
伝送インターフェイス上に伸張されたベースバンドの映像データを送ることで、放送波の信号帯域に影響されない一定のデータ転送量で送ることが可能となり、安定したデータ転送が可能となる。
また、映像スケール変換部位により、より小さなデータサイズにすることができ、帯域不足が起きないシステムが提供可能である。
また、認証部位をチューナユニット側とPC側に備えることで、放送波の認証システムとは独立した方式により、システム全体における著作権保護が、より強固になるといった効果がある。
また、暗号化部位をチューナユニット側に、復号化部位をPC側に備えることで、伝送インターフェイスに汎用的なものを使用可能といった効果が存在する。
また、チューナユニット側で放送波分割部位、放送波デコーダを備えることで、PC側のCPUリソースを消費することが無いといった効果が存在する。
また、放送番組の録画再生機構をPC側に備えることで、単なる受信装置ではなく、録画再生システムを構成でき、より便利なシステムを提供するといった効果が存在する。
また、データ放送の受信と視聴方式をPC側に構成することで、チューナユニット側は、簡便なプロセッサで構成可能といった効果が存在する。
また、リモコン受光部位を制御部位に接続し、チューナユニット側で、リモコンによる選局動作が可能となるといった効果が存在する。
また、プログラム・ストリームエンコーダとプログラム・ストリームデコーダをPC側に備えることで、チューナユニットから受信したベースバンド映像データを、圧縮してPC側のハードディスクに保存することが可能となり、それをデコードして、PC側で表示するといった機能を実現するといった効果が存在する。
また、PC側の構成部位をデジタル放送受信制御部位として、ソフトウェアユニットとして実装することで、PCにおいて簡単にデジタル放送受信システムを構成することが可能となる。
またPC側に、録画再生システムが存在するため、チューナユニットとの伝送インターフェイスを切り離して、PC単体で録画再生機能を動作させることが可能となるといった効果が存在する。
またデジタル放送特有のハードウェアをチューナユニット側に実装し、PC側は、全てをソフトウェア・モジュールで実装するため、PC側は汎用的なものでよいという効果がある。
デジタル放送受信システム構成図(実施例1)である。 デジタル放送受信システム外観図(実施例1)である。 PC内部ブロック図(実施例1)である。 他の帯域縮小化方式(実施例2)の説明図である。 他の帯域縮小化方式(実施例3)の説明図である。 デジタル放送受信システム内部ブロック図(実施例3)である。 デジタル放送受信システム内部ブロック図(実施例4)である。 デジタル放送受信システム外観図(実施例4)である。 伝送インターフェイス接続監視フローチャート図(実施例5)である。 デジタル放送受信システム構成図(実施例6)である。
符号の説明
1…チューナユニット、2…PC、3…受信アンテナ、
4…デジタルチューナ、8…映像スケール変換部、
24…伝送インターフェイス、28…TS/PSエンコーダ

Claims (8)

  1. PCに接続してデジタル放送をPCで視聴可能なデジタル放送受信システムであって、
    前記デジタル放送受信システムは、
    動画圧縮されたデジタル放送波を伸張する放送波デコード手段と前記デコードした放送波の映像の大きさを小さくする映像スケール変換手段とを有するデジタル・チューナユニットと、
    PCに接続する伝送インターフェイス手段を備え、
    前記伝送インターフェイス手段を経由してPCにデジタル放送映像を送付し、デジタル放送を視聴可能にすることを特徴とするデジタル放送受信システム。
  2. 請求項1に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記デジタル・チューナユニットはデジタルチューナと放送波デコーダを有し、前記伝送インターフェイス手段は、デコード後の映像情報をPCに送付することを特徴とするデジタル放送受信システム。
  3. 請求項1に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記映像スケール変換手段は、デコードした放送波の映像を縦960ドット、横540ドットの映像サイズにスケーリングすることを特徴とするデジタル放送受信システム。
  4. 請求項1に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記映像スケール変換手段は、デコードした放送波の映像を縦720ドット、横720ドットの映像サイズにスケーリングすることを特徴とするデジタル放送受信システム。
  5. PCに接続してデジタル放送をPCで視聴可能なデジタル放送受信システムであって、
    前記デジタル放送受信システムは、
    動画圧縮されたデジタル放送波を伸張する放送波デコード手段と前記デコードして放送波のトランスポート・ストリームをプログラム・ストリームに変換するエンコード手段とを有するデジタル・チューナユニットと、
    PCに接続する伝送インターフェイス手段を備え、
    前記伝送インターフェイス手段を経由してPCに帯域小さくしたデジタル放送映像を送付し、デジタル放送を視聴可能にすることを特徴とするデジタル放送受信システム。
  6. 請求項1または請求項5に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記伝送インターフェイス手段の接続状態を監視する接続監視手段と、
    前記デジタル・チューナユニットの映像出力を外部表示部に出力する外部映像出力部を備え、
    前記接続監視手段が前記伝送インターフェイス手段の切断を検出したときに前記外部映像出力部から映像出力することを特徴とするデジタル放送受信システム。
  7. 請求項1または請求項5に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記デジタル・チューナユニットの映像出力を外部表示部に出力する外部映像出力部を備え、
    前記伝送インターフェイス手段を経由してPCからデコードしたデータ放送視聴画面を受信し、前記デジタル・チューナユニットの映像出力と前記データ放送視聴画面を合成して、前記外部映像出力部から映像出力することを特徴とするデジタル放送受信システム。
  8. 請求項1または請求項5に記載のデジタル放送受信システムにおいて、
    前記デジタル・チューナユニットの映像出力を外部表示部に出力する外部映像出力部を備え、
    前記伝送インターフェイス手段を経由してPCからプログラムストリームをデコードした映像情報を取得し、前記外部映像出力部から映像出力することを特徴とするデジタル放送受信システム。
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