JP2010028223A

JP2010028223A - フレーム補償装置及びフレーム補償方法

Info

Publication number: JP2010028223A
Application number: JP2008184055A
Authority: JP
Inventors: Kenji Datake; 健志駄竹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】サンプリング周波数が異なる２つの放送素材を多重した信号がフレーム単位で編集された場合に、一方の放送素材についてのフレームの不連続によるノイズ発生を回避し得るフレーム補償装置を提供する。
【解決手段】編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、補償量との対応関係を表す補償テーブル１７３１を廃棄／補完処理部１７３に設け、編集点検出部１７２にて音声信号から不連続となるフレームの組み合わせ、つまり編集点を検出することで、廃棄／補完処理部１７３にて編集点検出部１７２からの検出結果に基づいて、補償テーブル１７３１から編集点に対応する補償量を読み出し、この補償量を音声信号の編集点に加算する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば放送局に適用される放送番組送出システムに係り、特に映像及び音声のフレーム同期制御技術に関する。

周知のように、放送番組送出システムにあっては、放送番組の送出素材となる映像信号及び音声信号を予めサーバに格納しておき、自動番組送出制御装置（ＡＰＣ）からの指示に従って該当する素材を再生し、オンエアを行うようになっている。このようなオンエア処理において、番組で使用する映像信号及び音声信号をそれぞれＴＳ(Transport Stream)パケット化して多重伝送し、受信側で各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。

ところで、上記放送番組送出システムでは、オンエア処理前に、映像に重畳された音声の編集がフレーム単位で行われることがある。この編集は、非圧縮の音声に対し行われることになる。このため、編集点で音声フレーム番号が不連続となり、ノイズが発生することになる。このことは、編集が頻繁に行われるほど顕著となり非常に好ましくない。

なお、この種に関連する従来技術として、特許文献１に、ＧＯＰ(Group Of Pictures)を構成するビデオ情報データの境界となる編集位置で、ビデオ情報の途中でオーディオ情報が途中に存在する場合には、分割位置から前方のストリームには分割位置を跨ぐオーディオフレームデータが完全な構成となるようにビデオ情報を持つＴＳパケットをダミーＴＳパケットデータに書き替える構成が示されている。但し、この特許文献１に記載のものは、ＴＳパケット化された音声信号を取り扱う場合を問題としており、非圧縮の音声信号に関するものではない。
特開２００５−１１７５５６公報。

以上述べたように、放送番組送出システムにおいては、オンエア処理前に、映像に重畳された音声の編集がフレーム単位で行われた場合に、編集点で音声フレーム番号が不連続になりノイズが発生することになる。この音声フレーム番号の不連続を回避する手段については、まだ検討段階であって実現されていないのが現状である。

そこで、この発明の目的は、サンプリング周波数が異なる２つの放送素材を多重した信号がフレーム単位で編集された場合に、一方の放送素材についてのフレームの不連続によるノイズ発生を回避し得るフレーム補償装置及びフレーム補償方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明に係るフレーム補償装置は、放送番組を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造でかつ非圧縮の第１の素材信号及び第２の素材信号を多重し、放送信号として送出する送出装置に用いられ、第１及び第２の素材信号を多重した信号に対し選択的にフレーム単位で編集が行われた場合に、この編集に応じたフレーム補償を行うフレーム補償装置であって、第２の素材信号とフレーム位相が一致する第１の素材信号のフレーム数を単位長とし、この単位長の第１の素材信号を入力して、編集により不連続となるフレームの組み合わせを検出する検出手段と、この検出手段で検出されたフレームの組み合わせから補償量を生成し、この補償量で第１の素材信号を補償する補償手段とを備えるようにしたものである。

また、補償手段は、編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、補償量との対応関係を表す補償テーブルを格納する記憶手段を備え、検出手段による検出結果に基づいて、補償テーブルから対応する補償量を読み出して第１の素材信号の編集点に加算することを特徴とする。

この構成によれば、編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、補償量との対応関係を表す補償テーブルを用意したことにより、第１の素材信号から不連続となるフレームの組み合わせを検出した場合に、この補償テーブルからフレームの組み合わせに対応する補償量を読み出し、この補償量を第１の素材信号の編集点に加算することでフレームが連続するように補償することができる。

従って、第１及び第２の素材信号がフレーム単位で編集されても、簡単な制御で、第１の素材信号に対しフレームの不連続によるノイズ発生を回避できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、サンプリング周波数が異なる２つの放送素材を多重した信号がフレーム単位で編集された場合に、一方の放送素材についてのフレームの不連続によるノイズ発生を回避し得るフレーム補償装置及びフレーム補償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、この発明に係るフレーム補償装置が適用される放送番組送出システムの構成を示すブロック図である。

図１において、ビデオサーバ１１,１２は予めオンエア用放送番組の素材データ（映像及び音声を含む）を記憶手段（図示せず）に格納しておくもので、バス１３を通じてＡＰＣ１４から与えられるオンエア指示信号に応じて、該当する素材データを記憶手段から読み出して選択的に再生して出力する。この再生データは、スイッチャー１５によりマルチプレクサ１６に選択的に導かれる。なお、この再生データは、非圧縮のデータである。

また、スイッチャー１５は、ビデオサーバ１１，１２の出力を入力し、ＡＰＣ１４からの切替指示信号に応じて選択的にマルチプレクサ１６に導出可能となっている。

一方、マルチプレクサ１６は、ビデオサーバ１１，１２の各出力の多重処理を行うものであるが、このマルチプレクサ１６は、特に本発明に係るフレーム補償部１７を搭載する。

図２は、この発明の一実施形態とするフレーム補償部１７の構成を示すブロック図である。

このフレーム補償部１７では、マルチプレクサ１６中の映像・音声分離部（図示せず）により分離された音声信号が入力され、入力バッファ部１７１に一旦保持される。この入力バッファ部１７１に保持された音声信号は、編集点検出部１７２及び廃棄／補完処理部１７３にそれぞれ供給される。編集点検出部１７２は、５フレーム分の音声信号を入力し、自走フレームカウンタ１７４によりカウントされるフレーム番号と照合することにより、フレーム番号の不連続による編集点を検出する。この検出結果は、廃棄／補完処理部１７３に供給される。

廃棄／補完処理部１７３は、補償テーブル１７３１を備えている。この補償テーブル１７３１には、図３に示すように、編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、補償量（サンプル数１，０，−１）との対応関係を表すデータが記憶されている。ここでは、編集点が１フレームと２フレームとの間に存在する場合の例を示す。Ａは１６０２サンプル、Ｂは１６０１サンプルのフレームを示し、後ろの数字は音声フレーム番号を示す。通常は、Ａ１，Ｂ２，Ａ３，Ｂ４，Ａ５の５フレームで１周期となり、合計８００８サンプルとなる。表の右側は、編集点の位置とどのフレームとどのフレームの間のサンプルを補償するかを示している。全ての場合について抽出すると全部で８０通りとなる。

廃棄／補完処理部１７３は、音声信号入力し、編集点検出部１７２による検出結果に応じた補償量を補償テーブル１７３１から読み出して、その補償量を入力された音声信号の編集点に加算して音声フレーム付け替え部１７５に出力する。

音声フレーム付け替え部１７５は、自走フレームカウンタ１７４によりカウントされたフレーム番号に従って、廃棄／補完処理部１７３で補償された音声信号のフレーム番号を連続するように付け替えて、出力バッファ１７６に出力する。出力バッファ１７６は、音声フレーム付け替え部１７５の出力を格納し、適宜出力する。

この出力バッファ１７６から出力された音声信号は、映像信号に多重される。

次に、上記構成における動作について説明する。
ビデオサーバ１１、１２から出力される映像信号は、画面走査線数５２５本、フレーム周波数２９．９７Ｈｚであり、そのフレーム同期信号は映像サンプリングクロック１３．５ＭＨｚを水平サンプリング数８５８と、画面走査線数５２５によりカウントダウンして得られる。

一方、ビデオサーバ１１、１２から出力される音声信号は、４８ｋＨｚのサンプリングクロックが多用される。デジタル映像伝送に通常用いられるＳＤＩ信号形式では、映像信号の補助信号領域の一定位置に音声同期信号を重畳しているものの音声フレーム情報が含まれていないため、音声フレームの正確なタイミングを生成することができない。そこで、この発明では、音声サンプリングクロックが８００８サンプル数周期毎に映像信号の５フレームと位相が合致することに着目する。

映像信号に４８ｋＨｚの音声信号を重畳するときは、５フレーム周期で１６０１または１６０２サンプルを重畳している。このとき、音声フレーム番号として１〜５の番号を付けている。１，３，５フレームが１６０２サンブルとなり、２，４フレームが１６０１サンプルとなる。

ところで、映像信号を編集して任意のフレームで接続すると、音声フレームが不連続となり、５フレーム期間で８００８サンプルが保てなくなり、音声用バッファがアンダーフローやオーバーフローを起こして音声ノイズが発生する。

なお、以前は、雑音発生を防ぐために、大容量のバッファが必要であった。

そこで、この発明では、編集を行っても音声フレームが不連続にならないようにするために、自走フレームカウンタ１７４を用いて、音声フレーム付け替え部１７５でフレーム番号が連続するように付け替える。編集されていなければ、５フレーム期間で８００８サンプルは保たれる。編集点が存在すると８００８＋１または８００８−１となるため、廃棄／補完処理部１７３にてサンプル数が足りないときは編集点で１サンプル補完し、多いときは編集点の１サンプルを捨てる処理を行う。

図４は、フレーム補償部１７の処理手順を示すフローチャートである。
フレーム補償部１７は、入力バッファ部１７１に格納される音声信号を５フレーム分読み出して編集点検出部１７２及び廃棄／補完処理部１７３に入力し、編集点検出部１７２にて入力フレーム番号を検出する（ステップＳＴ４ａ）。そして、自走フレームカウンタ１７４によりカウントされるフレーム番号と比較してフレーム番号が連続しているか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｂ）。

ここで、不連続である場合（Ｎｏ）、編集点検出部１７２は不連続の旨とその位置を廃棄／補完処理部１７３に通知する。廃棄／補完処理部１７３は、編集点検出部１７２から通知される検出結果から編集点がＡ１、Ａ３と不連続の場合に、対応する補償量（サンプル数１）を補償テーブル１７３１から読み出し（ステップＳＴ４ｃ）、この補償量を入力した音声信号のフレーム番号１、２の編集点に加算する（ステップＳＴ４ｄ）。

また、編集点がＢ２、Ｂ４と不連続の場合に、廃棄／補完処理部１７３は対応する補償量（サンプル数−１）を補償テーブル１７３１から読み出し、この補償量を入力した音声信号のフレーム番号１、２のいずれかから廃棄する。

一方、上記ステップＳＴ４ｂにおいて、連続していると判定された場合（Ｙｅｓ）、編集点検出部１７２は連続の旨を廃棄／補完処理部１７３に通知する。これにより、廃棄／補完処理部１７３は、入力された音声信号をそのまま音声フレーム付け替え部１７５に出力する（ステップＳＴ４ｅ）。

このように、編集点で音声サンプルの廃棄／補完処理を行うことにより、５フレーム期間で８００８サンプルは保たれ、出力バッファ１７６のアンダーフローやオーバーフローを防ぐことができる。

以上のように上記実施形態では、編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、補償量との対応関係を表す補償テーブル１７３１を廃棄／補完処理部１７３に設けたことにより、編集点検出部１７２にて音声信号から不連続となるフレームの組み合わせ、つまり編集点を検出することで、廃棄／補完処理部１７３にて編集点検出部１７２からの検出結果に基づいて、補償テーブル１７３１から編集点に対応する補償量を読み出し、この補償量を音声信号の編集点に加算することで５フレームで８００８サンプルを保て、かつフレーム番号が連続するように補償することができる。

従って、マルチプレクサ１６に入力される映像・音声信号がフレーム単位で編集されていても、簡単な制御で、音声信号に対しフレームの不連続によるノイズ発生を回避できる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えばデータ信号（文字、テキスト、画像）と音声信号とを多重する場合にも適用できる。また、サンプリング周波数４８ｋＨｚ以外の音声を扱う場合にも適用できる。さらに、音声以外の素材信号を扱う場合にも適用できる。

また、図１は、２台のビデオサーバ１１，１２の出力を切り替えて出力する例を示したが、１台のビデオサーバで蓄積されている複数の素材を切り替えて出力する場合もあり、その場合はこの発明のフレーム補償部１７をビデオサーバに内蔵することにより実現できる。

すなわち、ビデオサーバでは、記憶手段から読み出し出力された再生データが、前述のマルチプレクサ内での処理と同様に、ビデオサーバ内の映像・音声分離手段によって音声信号が分離され、その音声信号に対しフレーム補償が行われる。

また、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施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よい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係るフレーム補償装置が適用される放送番組送出システムの構成を示すブロック図。この発明の一実施形態とするフレーム補償部の構成を示すブロック図。上記図２に示した補償テーブルの記憶内容の一例を示す図。同実施形態におけるフレーム補償部の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１，１２…ビデオサーバ、１３…バス、１４…ＡＰＣ、１５…スイッチャー、１６…マルチプレクサ、１７…フレーム補償部、１７１…入力バッファ部、１７２…編集点検出部、１７３…廃棄／補完処理部、１７４…自走フレームカウンタ、１７５…音声フレーム付け替え部、１７３１…補償テーブル。

Claims

放送番組を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造でかつ非圧縮の第１の素材信号及び第２の素材信号を多重し、放送信号として送出する送出装置に用いられ、前記第１及び第２の素材信号を多重した信号に対し選択的にフレーム単位で編集が行われた場合に、この編集に応じたフレーム補償を行うフレーム補償装置であって、
前記第２の素材信号とフレーム位相が一致する前記第１の素材信号のフレーム数を単位長とし、この単位長の第１の素材信号を入力して、編集により不連続となるフレームの組み合わせを検出する検出手段と、
この検出手段で検出されたフレームの組み合わせから補償量を生成し、この補償量で前記第１の素材信号を補償する補償手段とを具備したことを特徴とするフレーム補償装置。
前記補償手段は、編集により不連続となるフレームの組み合わせを示す情報と、前記補償量との対応関係を表す補償テーブルを格納する記憶手段を備え、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記補償テーブルから対応する補償量を読み出して前記第１の素材信号の編集点に加算することを特徴とする請求項１記載のフレーム補償装置。
前記第１の素材信号は音声信号であり、前記第２の素材信号は映像信号であることを特徴とする請求項１記載のフレーム補償装置。
前記映像信号のフレームと位相が一致する前記音声信号のサンプル数が８００８であるとき、前記補償手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記単位長の音声信号のサンプル数が８００８になるように、前記音声信号中の編集点に前記補償量を加算することを特徴とする請求項３記載のフレーム補償装置。
さらに、前記補償手段により補償された第１の素材信号に対し、不連続となるフレーム番号を連続するように付け替える付け替え手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のフレーム補償装置。
放送番組を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造でかつ非圧縮の第１の素材信号及び第２の素材信号を多重し、放送信号として送出する送出装置に用いられ、前記第１及び第２の素材信号を多重した信号に対し選択的にフレーム単位で編集が行われた場合に、この編集に応じたフレーム補償を行うフレーム補償方法であって、
前記第２の素材信号とフレーム位相が一致する前記第１の素材信号のフレーム数を単位長とし、この単位長の第１の素材信号を入力して、編集により不連続となるフレームの組み合わせを検出し、
この検出されたフレームの組み合わせから補償量を生成し、この補償量で前記第１の素材信号を補償することを特徴とするフレーム補償方法。