JP2008228313A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログ受信装置による再生出力を、デジタル受信装置に模倣させることにより、アナログ放送の再生出力に慣れ親しんだ視聴者の誤解を防ぐ。
【解決手段】送信装置は、内容に同一性がある低品位ストリーム、高品位ストリームを符号化部１１、符号化部１２に生成させる。そして高品位ストリームを、時間Ｔだけ遅延させながら、２つ以上のデジタルストリームを伝送路に送信する。受信装置は、時間的に遅延がなされた高品位ストリームを再生部に再生させると共に、時間的に先行している低品位ストリームのうち、高品位ストリームが欠落した際、代わりになる部分を蓄積部に蓄積しておく。再生制御部は、伝送路の障害発生時において、時間遅延がなされたデジタルストリームの代わりに、蓄積された低品位ストリームの一部分を再生部に再生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信装置に関し、デジタル方式の放送サービスを実現する場合の改良に関する。

近年、アナログ放送をデジタル放送に移行させるための社会基盤整備が着々と進行しつつある。かかる整備作業を円滑に進行させるには、デジタル放送とアナログ放送との差違を充分把握せねばならない。デジタル放送とアナログ放送との差違は、伝送路において障害が発生した際大きく現れる。

アナログ放送では、伝送路に障害が発生した際、受信装置による再生出力が劣化する。雷雨等による伝送路の障害発生が、受信装置における再生品質の劣化をもたらすということは、５０年以上というアナログ放送の運用実績から、一般常識として多くの視聴者に知られている。

これに対しデジタル放送では、伝送路における障害は、ビット誤りとして受信装置に影響する。受信装置は、放送波の受信時にビット誤りを検出すれば、リードソロモン形式のパリティ符号等を用いてこのビット誤りを訂正した上で再生出力を行う。これにより、ビット誤りがない状態と同等の再生出力を視聴者に供給することができる。突然の雷雨などで誤り訂正できる範囲を越えた量のビット誤りが発生すると、受信装置は、再生出力を中断する。尚、本明細書で”デジタル放送の障害”は、ビット誤りの訂正が可能なレベルの障害ではなく、ビット誤りの訂正がもはや不可能なレベルの障害を意味するものとする。

このような技術については、以下の文献に示される文献公知発明が存在する。
特開２０００−３２４０４号公報 特開２０００−７８１１６号公報 特開２００２−２３２７９２号公報 特表２００１−５２０４７９号公報 特開２００２−６４７５９号公報

ところで「伝送路の障害発生は、受信装置における再生品質の劣化をもたらす」という一般常識の浸透が、デジタル放送の運営の思わぬ障害になる場合がある。上述した一般常識が多くの視聴者に浸透しているので、雷雨の発生時において多くの視聴者は「この雷雨により受信装置の再生出力が劣化する筈だ。」という観念を抱いて受信装置の再生出力を視聴する。この観念を裏切り、大量のビット誤りが観測されたことを理由に、再生品質の劣化という過程を経ずに突然受信装置による再生出力が中断したとする。そうすると、視聴者は、受信装置が故障したと勘違いすることがある。雷雨等による伝送路障害が発生する度に、「受信装置が故障した」という苦情が多くの視聴者から寄せられれば、受信装置のメーカーは、その苦情処理に忙殺されてしまう。

本発明の目的は、伝送路の障害発生時におけるアナログ放送の受信装置による再生出力を、デジタル放送の受信装置に模倣させることにより、アナログ放送の再生出力に慣れ親しんだ視聴者の誤解を防ぐ受信装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る受信装置は、音声信号源を同一とし、符号量の割り当てが互いに異なる2つのオーディオストリームを生成し、それと共に、映像信号源を同一とし、符号量の割り当てが互いに異なる2つのビデオストリームを生成して、割当て符号量が大きいビデオストリーム及びオーディオストリームと、割当て符号量が小さいビデオストリーム及びオーディオストリームとを送信する放送システムにおける受信装置であって、
符号量小のビデオストリームの一部分にあたるデータであって、符号量大のビデオストリームの欠落時に当該符号量大のビデオストリームの代わりになるデータを蓄積する第１蓄積手段と、符号量小のオーディオストリームの一部分にあたるデータであって、符号量大のオーディオストリームの欠落時に当該符号量大のオーディオストリームの代わりになるデータを蓄積する第２蓄積手段と、ビデオストリームを再生する第１再生手段と、オーディオストリームを再生する第２再生手段と、制御手段とを備え、
前記制御手段は、ストリームの受信誤りが所定の第１の基準を下回る場合は、符号量大のビデオストリームを選択的に第１再生手段により出力させるよう制御し、ストリームの受信誤りが所定の第１の基準を上回る場合は、第１蓄積手段の蓄積データを第１再生手段により出力させるよう制御し、
前記制御手段は、ストリームの受信誤りが所定の第２の基準を下回る場合は、符号量大のオーディオストリームを選択的に第２再生手段により出力させるよう制御し、ストリームの受信誤りが所定の第２の基準を上回る場合は、第２蓄積手段の蓄積データを第２再生手段により出力させるよう制御することを特徴としている。

本発明は、上述したように構成されているので、伝送路に障害が発生すれば”高画質＋高音質”の再生出力から、”低画質＋低音質”の再生出力に切り換わる。更に、受信中断期間の時間経過に伴って、”映像＋音声”から”音声のみ”へと、再生出力を切り換えてゆく。『画質と音質とが劣化する状態』から『画像は見えないが音声はだけは聞こえる状態』へと段階的に、再生出力を切り換えてゆくので、ジワジワと再生品質が落ちてゆく様子をデジタル受信装置に再現させることができる。これにより、よりアナログ受信装置らしい再生出力を行うことができる。

（第１実施形態）
以降、本発明に係る第１実施形態の放送システムの実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る放送システムの構成を示す図である。図１において、本発明に係る放送システムは、デジタル放送を実現するサービスを実現するものであり、デジタル方式の送信装置と、デジタル方式の受信装置とを含む。本実施形態における放送は、デジタル方式でなされる、地上波ラジオ放送である。

送信装置１は、デジタル放送における１つの帯域上で、デジタルストリームを送信する。デジタル放送における１つの帯域は、電波の周波数帯におけるタイムスロットにより特定される。１つの帯域は、１Ｍｂｐｓというビットレートを有している。

受信装置２，３，４，５は、デジタル方式の受信装置であり、既存のアナログラジオ受信機に置き換えられるべく、開発されたものである。この受信装置には携帯型、据置き型のものがあり、送信装置が送信したデジタルストリームを受信して、再生する。

以上が、本発明に係る放送システムの概要である。続いて送信装置の内部構成について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、送信装置は、信号源１０、符号化部１１、符号化部１２、遅延化部１３、多重化部１４、変調部１５からなる。

信号源１０は、放送局に設けられた集音装置や、テープに記録されたアナログ音声信号の再生装置であり、これらから入力される音声信号に基づき、アナログ信号を出力する。
符号化部１１は、信号源１０から出力されるアナログ信号を符号化して、デジタルストリームを得る。図２は、符号化部１１及び符号化部１２による符号化手順を示す図である。本図上段のグラフは、信号源１０により得られるアナログ音声信号を模式的に示している。符号化部１１による符号化は、信号源１０により生成されたアナログ信号の振幅を、予め定められたサンプリング周波数ｃｙでサンプリングする。このサンプリングにより得られた振幅は、予め定められた量子化ビット数ｒｘで表現される。このような符号化処理を行えば、オーディオフレームが得られる。オーディオフレームとは、デジタルオーディオデータの最小単位であり、サンプリング周波数の逆数に対応する時間長（例えば２０ｍ秒といったオーダーである。）を有する。この符号化処理を、信号源１０からアナログ信号が出力されている間繰り返すことで、オーディオフレームの配列からなるデジタルストリームが得られる。図３は、符号化部１１により生成されるデジタルストリームの構成を示す図である。信号源１０により生成されるデジタルストリームにおいてパケットは、少なくとも１つのオーディオフレームと、ヘッダとからなる。このヘッダは、識別子を含む。デジタルストリームのうちどのパケットが受信されているかは、このパケットの識別子により特定される。符号化部１１による符号化にあたって、量子化ビット数には、１つの帯域における１Ｍｂｐｓというビットレートのうち１０％が割り当てられる。つまり、伝送路での伝送に配慮を払った上で、デジタルストリームにビットレートを割り当てている。尚、デジタルストリームの１Ｍｂｐｓというビットレートは、一例であり変更してよいことはいうまでもない。

符号化部１２は、信号源１０から供給されるアナログ信号を符号化して別系統のデジタルストリームを得る。この符号化にあたって符号化部１２は、１つの帯域のビットレートのうち、残り９０％をこの別系統のデジタルストリームに割り当てる。割り当てられるビットレートが大きいため、符号化部１２から得られるデジタルストリームは、符号化部１１から得られるデジタルストリームより高品位になる。図２における矢印ｂｙ１，ｂｙ２は、符号化部１１及び符号化部１２によりなされる、２通りの符号化の態様を示す。図２におけるインディケータｉｄ１，ｉｄ２は、符号化部１１により割り当てられる量子化ビット数の細かさと、符号化部１２により割り当てられる量子化ビット数の細かさとを対比して示す。このインディケータから理解できるように、符号化部１２は、多くの量子化ビット数をもってアナログ信号を符号化するので、より緻密にアナログ信号を表現することができる。このことから、符号化部１２により得られるデジタルストリームを高品位ストリームといい、符号化部１１により得られるデジタルストリームを低品位ストリームという。

遅延化部１３は、符号化部１１が生成した低品位ストリームを、時間Ｔだけ遅延する。図４は、低品位ストリームと、遅延化部１３により時間的遅延が与えられた高品位ストリームとを示す図である。低品位ストリーム及び高品位ストリームは、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５・・・・・・Ｐ１０といった識別子を有する複数パケットの配列である。遅延化部１３には、時間Ｔの時間的遅延が与えられているため、この低品位ストリームの先頭から時間Ｔだけ遅れたパケットＰ６の位置に、高品位ストリームの先頭パケットＰ１が配置されていることがわかる。

多重化部１４は、符号化部１１により生成された低品位ストリームと、符号化部１２により生成され、遅延化部１３により遅延された高品位ストリームとを多重して多重化ストリームを得る。

変調部１５は、遅延化部１３の多重化により得られた多重化ストリームを変調して放送波を得て、デジタル放送における１つの帯域を用いて伝送路に送り出す。
続いて受信装置について説明する。図５は、受信装置の内部構成を示す図であり、復調部２０、多重分離部２１、蓄積部２２、補完データ記憶部２３、選択出力部２４、再生部２５、再生制御部２６からなる。

復調部２０は、伝送路を通じて伝送されている放送波を復調し、誤り訂正を行うことにより多重化ストリームを得て多重分離部２１に出力する。
多重分離部２１は、復調部２０が放送波を復調することにより得られた多重化ストリームに対して、誤り訂正を施した上で、この多重化ストリームを高品位ストリームと、低品位ストリームとに多重分離する。誤り訂正の際、多重分離部２１は、多重化ストリームにおけるビット誤り率を算出して、このビット誤り率が所定の基準を上回るか否かを判定し、上回る場合はその旨を再生制御部２６に通知する。ここでの基準は、誤り訂正が可能なビット誤りの許容量であり、これを上回るビット誤り率が多重分離部２１により通知されることは、多重化ストリームに発生したビット誤りを訂正することができず、多重分離部２１による多重分離が中断していることを示す。この中断がどれだけの期間継続しているかを監視することにより、再生制御部２６は高品位ストリームの受信が継続している期間（受信中断期間）を知得することができる。受信中断期間とは逆に、デジタルストリームが正常に受信されている期間を通常受信期間という。

蓄積部２２は、多重化ストリームの多重分離により得られた低品位ストリームのうち、一部分が蓄積されるバッファメモリである。低品位ストリームのどの部分が蓄積されるかというと、現在から時間Ｔ前までに相当する部分である。何を目安に、時間Ｔを定めているかというと、遅延化部１３による遅延時間Ｔを目安に定めている。

図６は、蓄積部２２に蓄積される低品位ストリームの一部分を示す図である。本図における高品位ストリームのうち、白抜き矢印で示すパケットＰ５が受信装置により受信され、再生されているものとする。低品位ストリームについては、同じく白抜き矢印で対応付けられているパケットＰ１０が、受信されている。図において、このパケットＰ１０が、低品位ストリームを構成するパケットのうち、受信装置により受信された最新のものになる。このパケットＰ１０から数えて、時間Ｔ前までに受信装置により受信されたパケット、つまり、パケットＰ５からパケットＰ１０までの部分が、直前の時間Ｔの部分として、蓄積部２２に蓄積される。受信装置には絶えず新しいパケットが入力されてくるのだから、最も新しく受信されたパケットから数えて時間Ｔ前にあたる一部分が、この蓄積部２２に蓄積される。図７は、蓄積部２２に対する書き込み制御を示す図である。本図（ａ）において、復調部２０にパケットＰ６〜パケットＰ１０のパケットが格納されており、新たにパケットＰ１１が受信されたものとする。そうすると、図７（ｂ）に示すように、蓄積部２２に蓄積されたパケットＰ６〜パケットＰ１０のうち、最も古いパケットＰ６を削除して、変わりに新たに受信されたパケットＰ１１を蓄積部２２に書き込む。パケットＰ１２が受信された場合も同様である。図７（ｃ）に示すようにパケットＰ１２が受信されれば、図（ｄ）に示すように、最も古いパケットＰ７を削除する代わりに、新たに受信したパケットＰ１２を蓄積部２２に書き込む。古いパケットを削除し、最新のパケットを書き込むという処理の繰り返すことにより、最も新しく受信されたパケットから数えて時間Ｔ前にあたる一部分が蓄積部２２に存在することになる。この時間Ｔの部分を蓄積するための蓄積部２２の容量は、時間Ｔ×１Ｍｂｐｓ×１０％に定められている。蓄積部２２に低品位ストリームの一部分が蓄積されるのは、低品位ストリームが正常に受信されている期間のみであり、低品位ストリームの受信が中断している期間、つまり受信中断期間において蓄積部２２は低品位ストリームの蓄積を行わない。

補完データ記憶部２３は、受信中断期間において、再生中断を補完するための、予備の音声データを記憶している。この音声データは、伝送路の状態が悪いため、再生出力が中断している旨を示す音声アナウンスである。

選択出力部２４は、多重分離部２１の多重分離により得られた高品位ストリーム、及び、蓄積部２２に蓄積された低品位ストリームの一部分、補完データ記憶部２３に格納されている音声データの何れか一つを、再生部２５に出力する。この選択出力部２４による選択出力は、再生制御部２６からの指示の下でなされる。

再生部２５は、選択出力部２４により選択的に出力されたデジタルストリームの再生出力を行う。本実施形態におけるデジタルストリームは、音声データなので、再生部２５は音声出力を行う。蓄積部２２に蓄積された低品位ストリームは、１つの帯域に対するビットレートの１０％しか割り当てられていないのだから、蓄積部２２の低品位ストリームの再生時には、再生部２５による再生音質が劣ることになる。

再生制御部２６は、多重化ストリームが正常に受信されている間、多重化ストリームを多重分離することにより得られる高品位ストリームを、選択出力部２４に選択的に出力させる。多重分離部２１から受信中断が通知されている期間、つまり受信中断期間において、蓄積部２２に蓄積されている低品位ストリームの一部分を、選択出力部２４に選択的に出力させる。図８は、再生制御部２６による再生制御を示す図である。本図における受信中断期間は、低品位ストリームのパケットＰ１１からパケットＰ１６までの受信期間と重なり、高品位ストリームのパケットＰ６からパケットＰ１１までの受信期間と重なっている。受信中断期間により高品位、低品位ストリームにおけるこれらのパケットが欠落することは明らかである。一方蓄積部２２には、受信中断期間の開始点から時間Ｔ前までの一部分が蓄積されている。図８によると、この蓄積部２２に蓄積された一部分は、パケットＰ６からパケットＰ１０までである。これは、先に述べたように、低品位ストリームは、高品位ストリームより時間的に先行しているという理由に基づく。受信中断期間において、蓄積部２２に蓄積されている低品位ストリームの一部分を、選択出力部２４に選択的に出力させるという制御を行えば、高品位ストリームの受信中断期間には、高品位ストリームのパケットＰ６〜Ｐ１０の代わりに、蓄積部２２に既に蓄積された低品位ストリームのパケットＰ６〜Ｐ１０が再生されることになる。低品位ストリームのパケットＰ６〜Ｐ１０は、高品位ストリームのパケットＰ６〜Ｐ１０と放送内容の同一性がある。その一方、高品位ストリームにはデジタル放送の１つの帯域におけるビットレートのうち９０％が、低品位ストリームには、同帯域におけるビットレートのうち１０％が割り当てられている。低品位ストリームは、ビットレートの割り当てが低いので、放送内容に同一性があったとしても、再生部２５による再生品質が劣化することになる。受信中断期間における再生出力を、高品位ストリームのものから低品位ストリームのものに置き換えにより再生品質が劣化しているような印象を視聴者に与えることができる。

図９は、再生制御部２６による再生制御の処理手順を示すフローチャートである。
再生制御部２６による処理は、通常受信期間における処理（ステップＳ１、ステップＳ２）と、受信中断期間における処理（ステップＳ３〜ステップＳ７）とに大別される。

通常受信期間において再生制御部２６は、ビットレートが基準を上回ったとの通知が多重分離部２１からなされない限り、高品位ストリームを選択出力部２４に選択的に出力させる（ステップＳ２）。

多重分離部２１からビット誤り率が基準を上回る旨が通知されれば、受信中断期間の処理を行う。多重分離部２１の最後の多重分離により得られたパケットの識別子を得て（ステップＳ３）、この識別子の次の識別子をもつパケットが、蓄積部２２に蓄積されているかを判定する（ステップＳ４）。もし存在すれば、このパケットを読み出して、選択出力部２４に出力させる（ステップＳ５）。続いて多重分離部２１からビット誤り率が基準を上回る旨が通知されているかを判定する（ステップＳ６）。もし継続していれば、再度ステップＳ４に移行して、次の識別子も有するパケットが、蓄積部２２に蓄積されているかを判定し（ステップＳ４）、次のパケットがもし存在すれば、そのパケットを蓄積部２２から読み出して出力する（ステップＳ５）。以上のステップＳ４〜ステップＳ６を繰り返すことにより、蓄積部２２にパケットが蓄積されている限り、パケットの再生出力が継続することになる。受信中断期間が、蓄積部２２に蓄積されている低品位ストリームの一部分の時間長より長ければ、受信中断期間の終了前に蓄積部２２から読み出すべきパケットが尽きてしまう場合がある。この場合、再生部２５は、ステップＳ７において補完データ記憶部２３に記憶されている音声データを選択出力部２４に選択的に出力させる。これにより伝送路の状態が悪いため、再生出力が中断している旨がユーザに伝えられる。

以上のように本実施形態によれば、低品位ストリームの送信時において、低品位ストリームは、高品位ストリームより時間的に先行している。多重化ストリームの受信中断期間中に再生されるべき高品位ストリームの一部分と同じ内容のものが、蓄積部２２に蓄積されるので、この予め蓄積された高品位ストリームの一部分を、低品位ストリームから読み出して再生すれば、視聴者に再生の中断を意識させることはない。

多重化ストリームの受信中断期間の継続中に、高品位ストリームの再生出力を低品位ストリームの再生出力に置き換えることにより、伝送路の障害発生の継続中に再生品質が劣化するという再生出力、つまりアナログ放送の受信装置の再生出力を、受信装置に模倣させることができる。かかる模倣により、アナログ放送に慣れ親しんだ視聴者の困惑を避けることができる。

尚時間Ｔは、伝送路における受信中断期間の統計値に一致させておくことが望ましい。高品位ストリームの送信に時間Ｔの時間遅延を与え、低品位ストリームの時間Ｔの部分を蓄積部２２に蓄積させておけば、受信中断期間からの復旧時に、再生の途切れが現れることがないからである。

また、本実施形態において、低品位ストリームと高品位ストリームとを多重して１つの多重化ストリームとして伝送路に送出したが、低品位ストリームと、高品位ストリームとを別々に伝送路に送出してもよい。例えば高品位ストリームを無線放送の伝送路に伝送させる場合、低品位ストリームを有線放送の伝送路に伝送させてもよい。雷雨等により高品位ストリーム伝送のための伝送路に障害が発生した場合でも、その障害は低品位ストリーム伝送のための伝送路には波及しないので、放送が断続することはない。

（第２実施形態）
第２実施形態は、スポーツ競技の中継等に、本発明に係る受信装置を提供する場合の改良である。第１実施形態において受信装置は、通常、時間的遅延が施された高品位ストリームを再生している。だとすると、視聴者は絶えず時間Ｔだけ遅れた放送内容を視聴することになる。予め収録がなされているような録画番組では、このような時間Ｔの遅れは、視聴者に意識されない。しかし放送される番組が、生放送やスポーツ中継であるなら、以下のような弊害がある。例えば受信装置が携帯型である場合、これを所持しながら、スポーツ競技を観戦している視聴者が存在するかもしれない。上述したように視聴者に供給される高品位ストリームは、時間的遅延がなされているので、受信装置を所持しながらスポーツ観戦を行っている視聴者は、目の前で行われているスポーツの実演と、受信装置による再生出力との時間的なズレに戸惑ってしまう。

本実施形態は、そのような弊害の防止を提案する。本実施形態に係る受信装置の構成を図１０に示す。図１０は、第２実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。本実施形態に示した図１と、この図１０との差違は、多重分離部２１による再生出力が、蓄積部２２だけではなく、選択出力部２４にも出力されている点である。つまり低品位ストリームは、蓄積部２２を介することなく、ダイレクトに選択出力部２４に出力されている。そして、選択出力部２４に対する切り換え操作を受け付けるためのスイッチ２７が設けられている。

これらの改良が施された第２実施形態に係る受信装置について説明する。第１実施形態で述べたように、選択出力部２４は多重分離部２１が多重分離した高品位ストリームを再生部２５に出力している。しかし視聴者から明示の操作がスイッチ２７に対して行われた際、再生制御部２６は、この高品位ストリームの代わりに、多重分離部２１により多重分離された低品位ストリームを、選択的に再生部２５に出力する。

以上のように本実施形態によれば、スポーツ観戦を行いながら、受信装置の再生出力を視聴している視聴者が存在する場合、そのような視聴者は、明示的な操作を行うことにより。時間的遅延がある高品位ストリームと、時間的遅延がない低品位ストリームとを選択的に出力することができる。スポーツ観戦を行いながら、そのスポーツ競技の実況を受信装置にて受信している視聴者が存在する場合、そのような視聴者は、明示的な操作を行うことにより、時間的遅延がない低品位ストリームの再生出力を選ぶことができる。これにより視聴者は、目の前で行われている試合内容と、受信装置による再生出力との時間的なズレを気にせずに済む。

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態に示したデジタル受信装置によるアナログ受信装置の模倣に、リアリティを持たせる場合の改良に関する。図１１は、第３実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。本図が図５と比べて新規なのは、重畳部２８、パイロットランプ２９が新規に追加される点である。

第３実施形態における重畳部２８は、受信中断期間において再生部２５の再生出力に、ノイズ信号を重畳する。ノイズ信号は、ホワイトノイズを模した信号波形を有しており、受信中断期間において、低品位ストリームの再生出力に、このノイズ信号を重畳すれば、再生部２５による再生出力に「ザーザー」というアナログ受信装置の再生出力で聞き馴れたノイズが混ざる。そのため、アナログ受信装置の再生出力と聞き間違えるような再生出力を、受信装置に行わせることができる。

パイロットランプ２９は、高品位ストリームの受信状況を表す発光ダイオード等の発光素子である。再生制御部２６は、受信中断期間と、通常受信期間とが視覚的に区別できるようなパイロットランプの制御を行う。つまり本実施形態の再生制御部２６は、高品位ストリームが正常に受信されている場合、安定したパイロットランプの明滅を行う。一方受信中断期間において再生制御部２６は、パイロットランプを断続的に点滅させる。こうすることで、アナログ受信装置に具備されていたパイロットランプの明滅を、デジタル受信装置にリアルに再現させることができる。

以上のように本実施形態によれば、ノイズの混入やパイロットランプの明滅等、古くから多くの視聴者に親しまれてきたアナログ受信装置の再生出力を、デジタル受信装置にリアルに模倣させるので、長くアナログ放送に親しんだ視聴者に違和感を感じさせることはない。

（第４実施形態）
第１実施形態では、低品位ストリームと、これより時間Ｔだけ時間的に遅延がある高品位ストリームとを伝送路に送出した。これに対し第４実施形態では、ｎ個のデジタルストリームを伝送路に送出する。図１２は、第４実施形態にかかる送信装置の内部構成を示す図である。本図においてデジタルストリームの総数ｎは、ｎ＝３としている。

図１に示した符号化部１１、符号化部１２は、図１２では低レート符号化部３１、中レート符号化部３２、高レート符号化部３３に置き換えられている。低レート符号化部３１、中レート符号化部３２、高レート符号化部３３は、信号源１０が生成したアナログ信号に対して符号化を行う。低レート符号化部３１、中レート符号化部３２、高レート符号化部３３が、第１実施形態に示した符号化部１１、符号化部１２と異なるのは、ビットレートの割り当てである。つまり第１実施形態では、符号化部１１、符号化部１２に対し、１０％、９０％の割合でビットレートを配分していた。これに対し第４実施形態では、５％：１０％：８５％の割合で、ビットレートを配分している。

図１における遅延化部１３は、図１２において遅延化部３４、遅延化部３５に置き換えられている。遅延化部３４、遅延化部３５は、中レート符号化部３２、高レート符号化部３３により生成されたデジタルストリームに対して時間的遅延を与える。遅延化部３４と、遅延化部３５との違いは、遅延時間である。遅延化部３４は、中レート符号化部３２が生成したデジタルストリームに、Ｔ／２の時間的遅延を与えて多重化部１４に出力する。遅延化部３５は、高レート符号化部３３が生成したデジタルストリームに、時間Ｔの時間的遅延を与えて多重化部１４に出力する。

上述したような置き換えがなされているため、図１２における多重化部１４は、低レート符号化部３１により生成されたデジタルストリーム（１）、中レート符号化部３２により生成され、遅延化部３４によりＴ／２の時間的遅延が与えられたデジタルストリーム（２）、高レート符号化部３３により生成され、遅延化部３５により時間Ｔの時間的遅延が与えられたデジタルストリーム（３）の計３つのデジタルストリームを多重して、１つの多重化ストリームを得る。

続いて受信装置の内部について説明する。図１３は、第４実施形態にかかる受信装置の内部構成を示す図である。図５に示した蓄積部２２は、図１３において蓄積部３６、蓄積部３７に置き換えられている。蓄積部３７は、ビットレートの５％が割り当てられた低品位のデジタルストリームを蓄積する。蓄積部３６は、ビットレートの１０％が割り当てられ、Ｔ／２の時間的遅延が与えられた中品位のデジタルストリームを蓄積する。

第４実施形態の再生制御部２６は、通常受信期間において、ビットレートの８５％が割り当てられ、時間Ｔの時間的遅延が与えられたデジタルストリームを選択出力部２４に出力させる。これにより、通常受信期間において、８５％のビットレートが割り当てられたデジタルストリームが再生部２５により再生される。

続いて受信中断期間における再生制御について説明する。説明の便宜上、受信中断期間は、時間Ｔだけ継続するものとする。受信中断期間内の最初のＴ／２において、再生制御部２６は、ビットレートの８５％が割り当てられたデジタルストリームに代えて、蓄積部３６に蓄積されたデジタルストリームを、選択出力部２４に選択的に出力させる。蓄積部３６に蓄積されていたデジタルストリームの一部分は、ビットレートの１０％が割り当てられていたので、これを出力させることにより、再生部２５の再生品質は、ビットレートの８５％から、１０％まで低下する。続く受信中断期間のうち、残りのＴ／２の期間において、再生制御部２６は、１０％のデジタルストリームに代えて、蓄積部３７に蓄積されたデジタルストリームを、選択出力部２４に選択的に出力させる。蓄積部３７に蓄積されたデジタルストリームの一部分は、ビットレートの５％が割り当てられているので、かかる選択的な出力により、再生品質は１０％から５％に低下することになる。

以上のように本実施形態によれば、通常受信期間においてビットレートの８５％の再生品質で再生出力を行い、受信中断期間においては８５％の再生品質を、８５％→１０％→５％に低下させてゆく。受信中断期間において再生品質が徐々に落ちてゆくというような印象を視聴者に与えるので、アナログ受信装置の再生を視聴しているような感覚を、ユーザに与えることができる。

尚、８５％、１０％、５％というビットレートの配分率は説明の便宜のための一例に過ぎず、再生品質が徐々に落ちてゆくというような印象を視聴者に与えることができるのなら、これらの配分比率を変更してよいことはいうまでもない。

（第５実施形態）
第１実施形態では、信号源は１つであったが、第５実施形態は、映像、音声のそれぞれに信号源が存在する場合の改良である。図１４は、第５実施形態に係る送信装置の内部構成を示す図である。本図において信号源１０ａ、信号源１０ｂはそれぞれ映像、音声のアナログ信号を生成する信号源である。これらのそれぞれの信号源について、低品位ストリームと、時間的遅延がなされた高品位ストリームとを生成すべく、符号化部１１ａ〜遅延化部１３ａ、符号化部１１ｂ〜遅延化部１３ｂがそれぞれ設けられている。

符号化部１１ａ、符号化部１２ａ、符号化部１１ｂ、符号化部１２ｂは、それぞれ音声、映像を符号化する点で共通しているが、デジタルストリームに割り当てるべきビットレートが互いに異なる。何故なら、映像は音声より多くのビットレートを必要とするからである。

符号化部１１ａ，１２ａが、低品位、高品位ストリームに割り当てるべきビットレートは、第１実施形態で示したものと同一であり、それぞれ１Ｍｂｐｓの１０％、１Ｍｂｐｓの９０％である。一方、デジタル放送において映像データの伝送用のビットレートは５Ｍｂｐｓであると仮定する。そして符号化部１１ｂは、５Ｍｂｐｓのビットレートの１０％を低品位ストリームに、符号化部１２ｂは、この５Ｍｂｐｓのビットレートの９０％を高品位ストリームにそれぞれ割り当てる。

符号化部１１ａ、符号化部１２ａ、符号化部１１ｂ、符号化部１２ｂが符号化を行えば、１Ｍｂｐｓの１０％のビットレートが割り当てられた音声デジタルストリーム（１）、１Ｍｂｐｓの９０％のビットレートが割り当てられた音声デジタルストリーム（２）、５Ｍｂｐｓの１０％のビットレートが割り当てられた映像デジタルストリーム（３）、５Ｍｂｐｓの９０％のビットレートが割り当てられた映像デジタルストリーム（４）の計４つのデジタルストリームが得られることになる。尚、映像デジタルストリームの５Ｍｂｐｓというビットレートは、一例であり変更してよいことはいうまでもない。

遅延化部１３ａ、遅延化部１３ｂは、それぞれ音声デジタルストリーム、映像デジタルストリームに時間的遅延を与える。遅延化部１３ａが、符号化部１２ａにより生成された高品位ストリームに与える時間的遅延は、第１実施形態と同様時間Ｔである。符号化部１２ｂにより生成された高品位ストリームに、遅延化部１３ｂが与える時間的遅延は、時間Ｔの半分のＴ／２とする。遅延化部１３ｂが与える遅延時間を半分にしているのは、以下の理由による。低品位ストリームにおいてこの時間Ｔに相当する一部分は、蓄積部２２に蓄積される。時間Ｔは、低品位ストリームの一部分の蓄積に必要な蓄積部２２の格納容量に大きく影響する。格納容量は、時間Ｔ×１Ｍｂｐｓ×１０％の計算で求められ、時間Ｔが大きい程、蓄積部２２での蓄積のための容量は、大きくなるからである。

一方、映像について考えると、映像の低品位ストリームは、５Ｍｂｐｓ×１０％というように、音声の低品位ストリームより高いビットレートが割り当てられる。仮にこれを時間Ｔだけ蓄積させるとすると、時間Ｔ×５Ｍｂｐｓ×１０％の計算により、音声の低品位ストリームの５倍の格納容量が必要になる。受信装置における蓄積のための格納容量を減らすため、高品位ストリームに与えるデータ量を、時間Ｔの半分とし、受信装置に蓄積すべき低品位ストリームの一部分を短くしている。

以下の時間的遅延が与えられた映像の高品位ストリーム、低品位ストリームは、音声の高品位ストリーム、低品位ストリームと共に、多重化部１４に出力され、多重化される。
多重化部１４は、２つのデジタルストリームを多重化して多重化ストリームを得て変調部１５に送出させる。

以上が第５実施形態に係る送信装置の処理である。続いて第５実施形態にかかる受信装置の構成について説明する。図１５は、第５実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。第５実施形態の受信装置において、多重化部１４、蓄積部２２、再生部２５は、映像・音声のそれぞれについて設けられている。多重化部１４ａ、蓄積部２２ａ、再生部２５ａは、音声の高品位ストリーム及び低品位ストリームを処理するものである。多重化部１４ｂ、蓄積部２２ｂ、再生部２５ｂは、映像の高品位ストリーム及び低品位ストリームを処理するものである。

多重分離部２１は、多重化ストリームを多重分離して４つのデジタルストリームを得る。
蓄積部２２ａは、多重分離により得られた４つのデジタルストリームのうち、音声の低品位ストリームの一部分を蓄積する。音声の低品位ストリームのうち、どの一部分かというと、間近に受信された時間Ｔの部分である。

蓄積部２２ｂは、多重分離により得られた４つのデジタルストリームのうち、映像の低品位ストリームの一部分を蓄積する。映像の低品位ストリームのうち、どの一部分かというと、間近に受信されたＴ／２の部分である。

選択出力部２４ａは、多重分離部２１の多重分離により得られた音声の高品位ストリーム、蓄積部２２ａに蓄積された音声の低品位ストリームの一部分を選択的に出力する。
選択出力部２４ｂは、多重分離部２１からの多重分離により得られた映像の高品位ストリーム、蓄積部２２ｂに蓄積された映像の低品位ストリームの一部分を選択的に再生部２５ｂに出力する。

再生部２５ａは、選択出力部２４ａにより選択的に出力された音声のデジタルストリームを再生する。
再生部２５ｂは、選択出力部２４ａにより選択的に出力された映像のデジタルストリームを再生する。

再生制御部２６は、選択出力部２４ａ、選択出力部２４ｂの出力制御を行う。多重化ストリームが正常に受信されている状態において再生制御部２６は、選択出力部２４ａに音声の高品位ストリームを、選択出力部２４ｂに映像の高品位ストリームを出力させる。受信中断期間における再生制御部２６の再生制御は以下の通りである。ここでの受信中断期間の時間長は時間Ｔであるものとする。

時間Ｔの受信中断期間において再生制御部２６は、蓄積部２２ａの蓄積内容を選択出力部２４ａに出力させ、蓄積部２２ｂの蓄積内容を選択出力部２４ｂに出力させる。蓄積部２２ａ、蓄積部２２ｂには、映像の低品位ストリームの一部分、音声の低品位ストリームの一部分が蓄積されているので、映像の低品位ストリーム、音声の低品位ストリームがそれぞれ再生されることになる。

以上のように本実施形態によれば、伝送路に障害が発生すれば”高画質＋高音質”の再生出力から、”低画質＋低音質”の再生出力に切り換わる。更に、受信中断期間の時間経過に伴って、”映像＋音声”から”音声のみ”へと、再生出力を切り換えてゆく。『画質と音質とが劣化する状態』から『画像は見えないが音声はだけは聞こえる状態』へと段階的に、再生出力を切り換えてゆくので、ジワジワと再生品質が落ちてゆく様子をデジタル受信装置に再現させることができる。これにより、よりアナログ受信装置らしい再生出力を、受信装置に行わせることができる。

（第６実施形態）
第１実施形態における符号化部１１，１２は、固定ビットレートの符号化を行ったが、第６実施形態は、受信装置に、可変符号長デコードを行わせる改良に関する。図１６は、第６実施形態に係る放送システムの送信装置の内部構成を示す図である。図１と比較すると、図１における符号化部１１，１２は、それぞれ符号化部６０、符号化部６２に置き換えられている。そして、符号化部６０、符号化部６２のそれぞれについて、バッファ６１、バッファ６３が設けられている。

符号化部６０は、各オーディオフレームへのビットレート割り当てを可変符号長とする符号化、つまり可変長デコードを行い低品位ストリームを得る。
バッファ６１は、符号化部６０の可変長デコードによりえられた低品位ストリームのうち、３０秒分の一部分（３０秒分のオーディオフレーム群）を蓄えるバッファである。

符号化部６２は、各オーディオフレームへのビットレート割り当てを可変符号長とする符号化、つまり可変長デコードを行い高品位ストリームを得る。
バッファ６３は、符号化部６２の可変長デコードによりえられた高品位ストリームのうち、３０秒分の一部分（３０秒分のオーディオフレーム群）を蓄えるバッファである。

多重化部１４は、バッファ６１に蓄積された３０秒のオーディオフレーム群と、バッファ６３に蓄えられた３０秒分のオーディオフレーム群とを多重化して、１つの放送帯域の１Ｍｂｐｓというビットレートで変調部１５に送出させる。

続いて符号化部６０、符号化部６２による可変長デコードについて説明する。可変長デコードにおいて符号化部６０，６２は、アナログ信号内のオーディオフレームに対応する区間に、可聴成分、不可聴成分がどれだけ含まれているかを解析し、可聴成分が多く含まれている区間に多くのビットレートを、可聴成分が少ない区間には少ないビットレートをそれぞれ割り当てる。そしてこの割り当てに従い、これらの区間を符号化してオーディオフレームを得る。可聴成分をあまり含んでいないオーディオフレームへの割り当てを少なくした分、可聴成分を多く含むオーディオフレームに多くのビットレートを配分することができるので、トータルとして音質を高めることができる。

符号化部６０により各オーディオフレームに割り当てられるビットレートは、１Ｍｂｐｓ×１０％×３０秒というビット数を複数に分割した値である。つまり符号化部６０は、個々のオーディオフレームに割り当てるべきビットレートを可変長としながらも、３０秒という時間長における総ビット数が１Ｍｂｐｓ×１０％という上限を上回らないように配慮を払っている。

符号化部６２も同様であり、符号化部１２により各オーディオフレームに割り当てられるビットレートは、１Ｍｂｐｓ×９０％×３０秒というビット数を複数に分割した値である。各オーディオフレームに割り当てるべきビットレートを可変長としながらも、符号化部１２は３０秒という時間長における総ビット数が１Ｍｂｐｓ×９０％という実現を上回らないように配慮を払っている。

これは、１Ｍｂｐｓという１帯域において、バッファ６１に蓄積されている高品位ストリームの一部分と、バッファ６３に蓄積されている高品位ストリームの一部分とを伝送路に送り出すため、バッファ６１、バッファ６３に蓄えられる３０秒という時間長のデータ総サイズを、１Ｍｂｐｓ×３０秒というビット数に収まるようにするための配慮である。

以上のように本実施形態によれば、可聴成分を多く含んでいるオーディオフレームに多くのビットレートを割り当て、可聴成分をあまり含んでいないオーディオフレームへのビットレートの割り当てを少なくすることにより、トータルとして音質を向上させることができる。尚、３０秒という時間長は、説明の便宜のための一例にすぎず、これを増減させてよいことはいうまでもない。

尚、第１実施形態〜第６実施形態の送信装置において、符号化部１２の後段に遅延化部１３を配したが、符号化部１２の前段に遅延化部１３を配してもよい。つまり、アナログ信号の段階で時間的な遅延を行わせてもよい。

尚、第１〜第６実施形態において説明した送信装置、受信装置の特徴は、コンピュータ読み取り可能なプログラムの改良により実現することができる。故に、この特徴部分たるプログラムを、送信装置、受信装置とは別個独立に実施してもよい。プログラムがコンピュータ読取可能な記録媒体に記録される場合、この記録媒体を譲渡、貸与するという態様で、プログラムのみを実施してもよい。またプログラムがネットワーク上で配信される場合、ネットワーク上でプログラムを伝送させるという態様で、プログラムを実施してもよい。

本発明に係る受信装置は上記実施形態に内部構成が開示されており、この内部構成に基づき量産することが明らかなので、本発明に係る受信装置は、産業上の利用可能性を有する。

第１実施形態に係る放送システムの構成を示す図である。 符号化部１１及び符号化部１２による符号化手順を示す図である。 符号化部１１により生成されるデジタルストリームの構成を示す図である。 低品位ストリームと、遅延化部１３により時間的遅延が与えられた高品位ストリームとを示す図である。 受信装置の内部構成を示す図である。 蓄積部２２に蓄積される低品位ストリームの一部分を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）蓄積部２２に対する書き込み制御を示す図である。 再生制御部２６による再生制御を示す図である。 再生制御部２６による再生制御の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。 第３実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。 第４実施形態にかかる送信装置の内部構成を示す図である。 第４実施形態にかかる受信装置の内部構成を示す図である。 第５実施形態に係る送信装置の内部構成を示す図である。 第５実施形態に係る受信装置の内部構成を示す図である。 第６実施形態に係る放送システムの送信装置の内部構成を示す図である。

符号の説明

１ 送信装置
２〜５ 受信装置
１０ 信号源
１１ 符号化部
１２ 符号化部
１３ 遅延化部
１４ 多重化部
１５ 変調部
２０ 復調部
２１ 多重分離部
２２ 蓄積部
２３ 補完データ記憶部
２４ 選択出力部
２５ 再生部
２６ 再生制御部
２７ スイッチ
２８ 重畳部
２９ パイロットランプ
３１ 低レート符号化部
３２ 中レート符号化部
３３ 高レート符号化部
３４ 遅延化部
３５ 遅延化部
３６ 蓄積部
３７ 蓄積部

Claims (5)

1. 音声信号源を同一とし、符号量の割り当てが互いに異なる2つのオーディオストリームを生成し、それと共に、映像信号源を同一とし、符号量の割り当てが互いに異なる2つのビデオストリームを生成して、割当て符号量が大きいビデオストリーム及びオーディオストリームと、割当て符号量が小さいビデオストリーム及びオーディオストリームとを送信する放送システムにおける受信装置であって、
   符号量小のビデオストリームの一部分にあたるデータであって、符号量大のビデオストリームの欠落時に当該符号量大のビデオストリームの代わりになるデータを蓄積する第１蓄積手段と、
   符号量小のオーディオストリームの一部分にあたるデータであって、符号量大のオーディオストリームの欠落時に当該符号量大のオーディオストリームの代わりになるデータを蓄積する第２蓄積手段と、
   ビデオストリームを再生する第１再生手段と、
   オーディオストリームを再生する第２再生手段と、
   制御手段とを備え、
   前記制御手段は、ストリームの受信誤りが所定の第１の基準を下回る場合は、符号量大のビデオストリームを選択的に第１再生手段により出力させるよう制御し、ストリームの受信誤りが所定の第１の基準を上回る場合は、第１蓄積手段の蓄積データを第１再生手段により出力させるよう制御し、
   前記制御手段は、ストリームの受信誤りが所定の第２の基準を下回る場合は、符号量大のオーディオストリームを選択的に第２再生手段により出力させるよう制御し、ストリームの受信誤りが所定の第２の基準を上回る場合は、第２蓄積手段の蓄積データを第２再生手段により出力させるよう制御する
   ことを特徴とする受信装置。
2. ストリームの受信誤りが前記所定の第１の基準を上回る第３の基準を上回る場合、前記制御手段は、符号量小のビデオストリームを第１再生手段により出力させない、ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. ストリームの受信誤りが前記所定の第２の基準を上回る第４の基準を上回る場合、前記制御手段は、符号量小のオーディオストリームを第２再生手段により出力させない、ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
4. 前記符号量小のビデオストリームを第１再生手段により出力させない場合、前記制御手段は、当該ビデオストリームとは別の、予備データを第１再生手段により出力させるよう制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の受信装置。
5. 前記符号量小のオーディオストリームを第２再生手段により出力させない場合、前記制御手段は、当該オーディオストリームとは別の、予備データを第２再生手段により出力させるよう制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の受信装置。

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