JP2008277994A

JP2008277994A - デジタル放送受信装置

Info

Publication number: JP2008277994A
Application number: JP2007117115A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kusunoki; 誠楠
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】音声モードの切り替わりやデータ抜けの発生時のバッファ変動による映像／音声出力の破綻をより確実に防止するデジタル放送受信装置を提供する。
【解決手段】映像の出力バッファと、音声の出力バッファと、前記映像の出力バッファと前記音声の出力バッファの出力タイミングを制御する内部カウンタと、この内部カウンタのカウンタ値の補正処理をするバッファ変動監視手段と、前記音声のデータ抜けを検出するデータ抜け判定手段とを備え、前記データ抜けが検出される場合は前記内部カウンタの補正処理を前記バッファ変動監視手段は停止することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル放送受信装置に関する。

携帯型デジタル放送受信端末等のデジタル放送受信装置が普及してきているが、映像と音声の出力の同期は課題として残っている。このために、放送局側基準クロックに同期させるためのPCR(Program Clock Reference)リカバリ処理を行うことがあるが、他方でPCRリカバリ処理を行うことなく、受信機が持つ内部カウンタを使って代替して簡易にAV同期を行うこともある。例えば特許文献１に記載の技術では、映像信号の入力を検知して内部カウンタの制御を行っている。

また他方、音声PES(Packetized Elementary stream)バッファの変動を監視して内部カウンタを適宜補正することにより、映像／音声バッファのオーバーフロー及びアンダーフローを防止する工夫もされている。例えば特許文献２に記載の技術では、ロックされたクロック信号を用いてAV同期を取る場合に、音声バッファの変動を検知してクロック信号を調整する。しかしながら音声信号にはステレオ／デュアルモノ(２ヶ国語）／モノラルなどのモードがあり、それぞれのモードでは音声バッファ占有量が大きく異なるため、音声モードが切り替わる場合にこの先行技術では正しくクロック信号を調整できないという問題がある。また、データ抜けが発生するとバッファ変動によるクロック調整は正常にできないという問題もある。これらのクロック調整をより確実に行うことにより映像／音声バッファの破綻を防止する必要がある。
特開２００５−２０４１８０号公報（１９頁、図２）特表２００６−５０６０１５号公報（１４頁、図４）

本発明は、音声モードの切り替わりやデータ抜けの発生時のバッファ変動による映像／音声出力の破綻をより確実に防止するデジタル放送受信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のデジタル放送受信装置は、映像の出力バッファと、音声の出力バッファと、前記映像の出力バッファと前記音声の出力バッファの出力タイミングを制御する内部カウンタと、この内部カウンタのカウンタ値の補正処理をするバッファ変動監視手段と、前記音声のデータ抜けを検出するデータ抜け判定手段とを備え、前記データ抜けが検出される場合は前記内部カウンタの補正処理を前記バッファ変動監視手段は停止することを特徴とする。

また、映像の出力バッファと、音声の出力バッファと、前記映像の出力バッファと前記音声の出力バッファの出力タイミングを制御する内部カウンタと、この内部カウンタの初期値の設定をするProgram Clock Reference代替検出手段と、音声モードの変化を検出する音声モード判別手段とを備え、前記音声モードの変化が検出された場合は前記内部カウンタの初期値設定を前記Program Clock Reference代替検出手段は行うことを特徴とする。

本発明によれば、音声モードの切り替わりやデータ抜けの発生時のバッファ変動による映像／音声出力の破綻をより確実に防止するデジタル放送受信装置が得られる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による実施例１を図１乃至図５を参照して説明する。
図１に本発明の一実施例であるデジタル放送受信機の概略ブロック図を示す。アンテナ１から入力された放送波はチューナ２でMPEG2−TS(Transport Stream)に復調される。そして更にMPEG2-TS分離部３で映像PESと音声PESに分離される。またMPEG2-TSで抽出されたPCR(Program Clock Reference)は後述の内部カウンタ１４の初期化に使われる。映像PESに関しては、映像PTS検出部４で映像PTSを取得して、映像PESバッファ５に格納されるように構成されている。映像PESは内部カウンタと映像PTSを比較して、映像PTSで示される時間に映像デコーダ６に出力され、デコードされた画像がモニタ７に表示される。音声PESに関しては、音声PTS検出部８で音声PTSを取得し、音声モード判別部９でモノラル／デュアルモノ／ステレオの音声モードを判別して、音声PESバッファ１０に格納されるよう構成されている。音声PESは内部カウンタ１４と音声PTSを比較して、音声PTSで示される時間に音声デコーダ１１に出力されデコードされた音声がスピーカ１２に出力される。バッファ変動監視部１３は音声PESバッファ１０にあるデータ量の変動を監視し、音声PESバッファ１０のデータ量が増加傾向である場合は増加を抑えるように内部カウンタ１４を補正する。また音声PESバッファ１０のデータ量が減少傾向である場合は減少を抑えるように内部カウンタ１４を補正する。音声モードが切り替わると、バッファ変動監視部１３に音声モードが切り替わったことが音声モード判別部９から通知され、内部カウンタ補正処理をバッファ変動監視部１３に停止させ、内部カウンタ初期値設定を再実行する。音声PTS検出部８で得られた音声PTS情報は、音声データ抜け判定部１５に送られ、音声PTSの連続性を判断し、音声PTSが不連続になった場合はデータ抜けが発生していると判断し、バッファ変動監視部１３へデータ抜けを通知する。データ抜けが発生している場合はバッファが異常に変動するため、バッファ変動監視部１３では内部カウンタ１４の補正を行わないようにする。内部カウンタ１４の補正はPLL回路を用いたハードウェアで行ってもよいし、実際のカウンタ値に係数を乗算することでソフトウェア的に行ってもよい。本実施例では後者の方法を説明する。

ここでMPEG2-TSとPESについて説明する。図２（ａ）はMPEG2-TSの構造を示したものである。MPEG2-TSは１パケット188byteのパケット列から構成され、ヘッダ部分とpayload部分からなる。ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Code)16byteを加えて204byteとする方式を採ってもよい。payload部分には映像PESや音声PESが分割されて格納される。各PESにもPES headerなるヘッダ部分がある。

図２（ｂ）にTS headerの構造を示す。先頭のsync byteは１６進表現で0x47の固定値を持つ。PIDはパケットID（識別子）と呼ばれ、一つの受信単位において映像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。図１のMPEG2-TS分離部３はこのPIDを外部から指定されることにより映像PESと音声PESを分離する。adaptation field内の１ビットのPCR_flagが1の場合はPCRが含まれており、図１のPCR検出部１６はTS headerのPCR_flagに続く部分からPCRを取り出す。PCRは42ビットから成り、２７ＭＨｚ相当の時間表現である。

図３（ａ）にPESの構造を示す。PESは前述のPESヘッダと呼ばれるヘッダ部分と、PES packet data byteと呼ばれる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ヘッダにはPES packet data byteにあるESをデコード表示する時刻を示すPTS(Presentation Time Stamp)が付けられる。PTSは33ビットから成り、90KＨｚ相当の時間表現である。図１の音声データ抜け判定部１５は連続する音声PESに含まれるPTSの差分によりデータ抜けを判断する。例えばワンセグの音声PESに含まれるESは１音声フレーム〜２音声フレームであるため、PTSの差分が音声フレームの時間と比較して非常に大きい場合は音声PESが欠落していると判断できる。図３（ｂ）に音声ESの構造を示す。デジタル放送で採用されている音声ESはADTS(audio data transport stream)と呼ばれる形式で、先頭にadts_fixed_headerとadts_variable_headerという２つのヘッダに続いてraw_data_blockと呼ばれるデータ本体からなる。adts_fixed_header内にはchannel_configurarionという音声モードを識別するための情報が含まれており、図１の音声モード判別部９はchannel_configurarionを常に監視して音声モードを判別する。channel_configurarionは２ビットから成り、２進表現では００がモノラル、０１がデュアルモノ(２ヶ国語）、１０がステレオで、１１はリザーブされている。

図４に内部カウンタ値の補正式を示す。補正開始時の内部カウンタ値Ａを内部カウンタ基準値、Ｂを補正前の内部カウンタ値、Ｃを補正後のカウンタ値とすると、Ｃ＝Ａ＋（Ｂ−Ａ）×αとなる。ここでαは補正係数であり、αを調整することにより音声PESバッファのデータ量が一定の範囲になるように制御する。例えば内部カウンタ１４の進み具合が放送局側の基準時間より遅い場合は、音声PESバッファ１０のデータ量は増加傾向となるため、α＜１として内部カウンタ値が小さくなるように補正する。逆に内部カウンタ１４の進み具合が放送局側の基準時間より早い場合は音声PESバッファ１０のデータ量は減少傾向となるため、α＞１として内部カウンタ値が大きくなるように補正する。

図５に音声PESバッファ１０のデータ量変動を用いて内部カウンタを補正するフローチャートを示す。最初に、例えば装置の電源投入後などに内部カウンタ１４をPCRによりPCR検出部１６は初期化する（ステップＳ１）。次に音声モードの切り替わりが通知されたか音声モード判別部９は調べ（ステップＳ２）、通知されたと判定した場合はすべての状態を初期化して、最初から制御をやり直す。音声モードの切り替わりが通知されたと判定しない場合は、次にデータ抜けの発生が通知されているか音声データ抜け判定部１５は調べ（ステップＳ３）、通知されている場合は内部カウンタ補正を行わないようにする。次に内部カウンタ基準値がすでに設定されているかを調べ（ステップＳ４）、設定されていない場合は設定する（ステップＳ５）。次に音声PESバッファが過渡状態かどうか調べ（ステップＳ６）、過渡状態であったらカウンタ補正は行わない。音声PESバッファの過渡状態というのは受信を開始してから音声PESバッファにデータが溜まるまでの過渡的な状態である。

音声PESバッファが過度状態でなかったら、音声PESバッファのデータ量を取得する。音声PESバッファのデータは短時間での変動があるため、その変動を平均化するために複数回データ量を取得してその平均値を計算する（ステップＳ７）。そしてその平均値に対する加算平均を取り（ステップＳ８）、音声PESバッファが増加傾向にあるか減少傾向にあるかを検出する。

音声PESバッファが増加しているかあるいは減少しているかを判断するには、比較するための加算平均値が必要となる。それを制御目標加算平均値と呼び、加算平均値が制御目標加算平均値に収束するように制御を行う。まず制御目標加算平均値は受信開始から一定の時間経過したときの加算平均値として設定する（ステップＳ９、１０）。次に実際の制御であるが、加算平均値が制御目標加算平均値より大きく（ステップＳ１１）、かつ直前の加算平均値よりも大きい場合は（ステップＳ１２）、補正係数を増加させる（ステップＳ１３）。加算平均値が制御目標加算平均値よりも大きくなく、かつ直前の加算平均値よりも小さい場合は（ステップＳ１４）、補正係数を減少させる（ステップＳ１５）。加算平均値を保存（ステップＳ１６）した後、これらの制御をフローチャートに示すように繰り返し行う。

音声モード検出部とデータ抜け検出部を新たに設けることで、音声モードが切り替わる場合やデータ抜けが発生する場合においても、バッファ変動によるクロック調整を正常に行うことができる。

本実施例では、例えば受信端末の内部クロックが放送局側の基準クロックに同期していない場合に、バッファの変動を監視して内部クロックを補正する方法において、音声モードの切り替わりによるバッファの変動を内部クロックの補正に反映することを防ぐことができる。またデータ抜けが発生している場合、バッファ変動による内部クロック補正は正常に行えないが、PTSの連続性からデータ抜けを検知し内部クロックの補正を停止することで異常な補正処理を防ぐことができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

本発明の一実施例を示すデジタル放送受信機の概略ブロック構成図。 MPEG2-TSの構造同実施例の一部の詳細を示すブロック構成図。 PESの構造と音声ESの構造同実施例の効果を説明するために示す特性図。本発明の一実施例の内部カウンタ値の補正式を説明するために示す図。音声PESバッファのデータ量変動を用いて内部カウンタを補正するフローチャート。

符号の説明

１…アンテナ、２…チューナ、３…MPEG2-TS分離部、４…映像PTS検出部、５…映像PESバッファ、６…映像デコーダ、７…モニタ、８…音声PTS検出部、９…音声モード判別部、１０…音声PESバッファ、１１…音声デコーダ、１２…スピーカ、１３…バッファ変動監視部、１４…内部カウンタ、１５…音声データ抜け判定部、１６…PCR検出部。

Claims

映像データの映像出力バッファと、
音声データの音声出力バッファと、
前記映像出力バッファと前記音声出力バッファの出力タイミングを制御するカウンタと、
このカウンタのカウンタ値の補正処理をする補正手段と、
前記音声データのデータ抜けを検出する音声データ抜け検出手段とを備え、
前記補正手段は、前記音声データ抜け検出手段によって前記音声データのデータ抜けが検出された場合、前記カウンタの補正処理を停止させることを特徴とするデジタル放送受信装置。
前記データ抜け検出手段は音声Presentation Time Stampの連続性を監視することにより前記音声のデータ抜けを検出することを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
映像データの映像出力バッファと、
音声データの音声出力バッファと、
前記映像出力バッファと前記音声出力バッファの出力タイミングを制御するカウンタと、
このカウンタの初期値の設定をするProgram Clock Reference代替検出手段と、
音声モードの変化を検出する音声モード判別手段とを備え、
前記音声モードの変化が検出された場合は前記カウンタの初期値設定を前記Program Clock Reference代替検出手段は行うことを特徴とするデジタル放送受信装置。
音声Presentation Time Stampを検出する音声PTS検出手段を備えることにより音声モードの変化を検出することを特徴とする請求項３に記載のデジタル放送受信装置。
前記映像出力バッファから出力される映像データを表示する手段を更に備えた請求項１または請求項４に記載のデジタル放送受信装置。