JP3856135B2

JP3856135B2 - ストリーム変換／送出装置

Info

Publication number: JP3856135B2
Application number: JP2003094223A
Authority: JP
Inventors: 正起女川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004304467A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリーム変換／送出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＥＧ２方式では、ＰＳ（Program Stream：プログラムストリーム）とＴＳ（Transport Stream：トランスポートストリーム）の２つのストリームが規定されている。このうち、ＰＳは、１つのプログラムを１本のストリーム中に構成することができるものであり、ＤＶＤ、ＨＤＤ等の蓄積メディアへの記録に使用されている。一方、ＴＳは、複数のプログラムを１本のストリーム中に構成することができるものであり、デジタル放送等の伝送系に使用されている。
【０００３】
最近では、これらの技術を応用した装置として、蓄積メディアに記録されたＰＳをＴＳに変換して送出するストリーム変換／送出装置が多数開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。なお、これらのストリーム変換／送出装置から送出されたＴＳを受信し、再生するストリーム再生装置は、受信したＴＳをデコード処理した上で再生を行うことになる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９８８９１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４３３９４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１，２に開示された従来技術においては、以下に記載するような問題点がある。
【０００６】
特許文献１においては、デジタル放送等の専用伝送路上にＴＳを送出することが前提となっているため、ストリーム変換／送出装置でＴＳの送出タイミングを制御することは考慮されていない。
【０００７】
しかしながら、ストリーム変換／送出装置からトラフィックが変化するネットワーク上にＴＳを送出する場合は、ストリーム変換／送出装置側でＴＳの送出タイミングを制御しないと、ＴＳの送出誤差が発生し、ストリーム再生装置側でＴＳを単純に再生する場合に不都合が生じてしまう。
【０００８】
ところで、ストリーム変換／送出装置側でＴＳの送出タイミングを制御する場合には、ストリーム再生装置におけるデコード時間を再現するために、簡易であっても一旦デコード処理を実行する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ストリーム変換／送出装置でハードウェアによりデコード処理を実行する場合には専用のハードウェアが必要であり、また、ソフトウェアによりデコード処理を実行する場合にはＣＰＵにとって非常に大きな負荷となる。
【００１０】
そのため、特許文献２においては、ストリーム変換／送出装置において、送出すべきＰＳのデータ量と圧縮レートに基づいて、ストリーム再生装置におけるデコード時間を算出することにより、ストリーム変換／送出装置におけるデコード処理を不要としている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示された算出方法は、ＣＢＲ（Constant Bit Rate：固定レート圧縮）方式のＰＳのようにデータ量が固定の場合には対応することができるが、ＶＢＲ（Variable Bit Rate：可変レート圧縮）方式のＰＳのようにデータ量が可変する場合には対応することができない。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、デコード処理を行わずに、ネットワーク上のトラフィックの変化による送出誤差やＶＢＲ方式のＰＳの可変データ量を吸収することにより、ストリーム再生装置側での再生時の便宜を図ることができるストリーム変換／送出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のストリーム変換／送出装置は、蓄積メディアに蓄積されたＰＳをＴＳに変換し、ネットワーク上に送出するストリーム変換／送出装置において、蓄積メディアに蓄積されたＰＳを構成する少なくとも１ＧＯＰ分のＰＥＳを一時的に蓄積するＰＥＳ蓄積手段と、ＰＥＳ蓄積手段に一時的に蓄積された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に、所定間隔でＰＣＲを付加したＴＳパケットを構成要素とする１ＧＯＰ分のＴＳを生成するＴＳ生成手段と、ＴＳ生成手段にて生成された１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されていないＴＳパケットの送出間隔を詰めることで、ＴＳパケットの送出タイミングを制御するＴＳ送出制御手段とを有することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、ネットワーク上のトラフィックの変化によりＴＳパケットを送出できなかった時間がある場合にも、その時間内に送出すべきであったＴＳパケットを、ＴＳパケットの送出間隔を詰めたことで得られた時間内に送出すれば良いため、ネットワーク上のトラフィックの変化による送出誤差を吸収することが可能となる。
【００１５】
なお、ＴＳ送出制御手段は、ＧＯＰ内の構成フレーム数から算出される絶対再生時間に基づいて、ＴＳ生成手段に対して、ＰＣＲの付加間隔を指示し、ＴＳ生成手段は、ＴＳ送出制御手段から指示された間隔でＴＳパケットにＰＣＲを付加することとしても良い。
【００１９】
上記目的を達成するために本発明のプログラムは、蓄積メディアに蓄積されたＰＳをＴＳに変換し、ネットワーク上に送出するストリーム変換／送出装置で、前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳを構成する少なくとも１ＧＯＰ分のＰＥＳを一時的に所定の蓄積手段に蓄積する第１の処理と、前記第１の処理により所定の蓄積手段に一時的に蓄積された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に、所定間隔でＰＣＲを付加したＴＳパケットを構成要素とする１ＧＯＰ分のＴＳを生成する第２の処理と、前記第２の処理により生成された１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されていないＴＳパケットの送出間隔を詰めることで、ＴＳパケットの送出タイミングを制御する第３の処理とを実行するためのプログラムであることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態のストリーム変換／送出装置のネットワーク接続例を示す図である。
【００２３】
図１を参照すると、本実施形態のストリーム変換／送出装置１は、ＬＡＮ３等のネットワークを介して１つ以上のストリーム再生装置２と接続されており、蓄積メディアに蓄積されたＰＳをＴＳに変換し、ＬＡＮ３上に送出する。なお、ストリーム変換／送出装置１からＬＡＮ３上に送出されたＴＳを受信するストリーム再生装置２は、受信したＴＳをデコード処理した上で再生を行うことになる。
【００２４】
図２は、図１に示したストリーム変換／送出装置１の構成を示す図である。
【００２５】
図２を参照すると、ストリーム変換／送出装置１は、ＨＤＤ１１と、ＰＳ解析部１２と、ＰＥＳ（Packetized Elementary Stream：パケッタイズドエレメンタリストリーム）バッファ１３と、バイト計数部１４と、ＰＣＲ（Program Clock Reference：プログラムクロックリファレンス）生成部１５と、ＴＳ生成部１６と、タイマー１７と、ＴＳ送出制御部１８とを有している。
【００２６】
以下、ストリーム変換／送出装置１内の各構成要素の動作について、図２〜図７を参照して説明する。
【００２７】
図３を参照すると、蓄積メディアであるＨＤＤ１１は、複数個のＰＥＳパケットをまとめたもの（図３では「PES packets」と表記）にＰＳヘッダが付加されたものを構成要素とするＰＳを蓄積している。
【００２８】
ＰＳ解析部１２は、ＨＤＤ１１に蓄積されているＰＳを解析し、その解析結果に基づいて各種の処理を行う。
【００２９】
具体的には、図３を参照すると、ＰＳ解析部１２は、ＨＤＤ１１に蓄積されているＰＳに付加されたＰＳヘッダからＳＣＲ（System Clock Reference：システムクロックリファレンス）を取得し、ＰＣＲ生成部１５およびＴＳ送出制御部１８に出力する。なお、ＳＣＲとは、ストリーム複合化時に用いられるストリーム再生装置２側のシステム基準時間を生成するための情報のことである。この情報は、ＰＳではＳＣＲと呼ばれているが、ＴＳではＰＣＲと呼ばれ、システム基準時間の生成と、ストリーム変換／送出装置１側の基準時間とストリーム再生装置２側の基準時間とを一致させるためとに用いられる情報となる。
【００３０】
さらに、ＰＳ解析部１２は、ＨＤＤ１１に蓄積されているＰＳの構成要素である複数個のＰＥＳパケットから、ＥＳ（Elementary Stream：エレメンタリストリーム）にＰＥＳヘッダが付加されたものを構成要素とするＰＥＳを抽出し、ＰＥＳバッファ１３およびバイト計数部１４に出力する。なお、ＰＥＳヘッダには、ＰＴＳ（Presentation time stamp：プレゼンテーションタイムスタンプ）が含まれている。
【００３１】
さらに、ＰＳ解析部１２は、ＰＥＳの構成要素であるＥＳをＧＯＰ（Group Of Pictures：グループオブピクチャー）単位に区分した時にＧＯＰ毎に付加されるシーケンスヘッダから、ＧＯＰの先頭ステータス、ＧＯＰの末端ステータスおよびＧＯＰ内の構成フレーム数を取得し、ＴＳ送出制御部１８に出力する。なお、ＧＯＰとは、動画の単位であり、一般に１５フレームの静止画で構成される。
【００３２】
ＰＥＳバッファ１３は、ＰＳ解析部１２から出力された１ＧＯＰ分のＰＥＳを順次蓄積するＦＩＦＯ（First-In・First-Out）形式のバッファであり、蓄積されたＰＥＳをＴＳ生成部１６との相互応答によってＴＳ生成部１６に出力する。なお、本実施形態では、ＰＥＳバッファ１３は１ＧＯＰ分のＰＥＳを蓄積することとしているが、本発明はこれに限定されず、ＰＥＳバッファ１３は少なくとも１ＧＯＰ分のＰＥＳを蓄積できるものであれば良い。
【００３３】
バイト計数部１４は、ＰＳ解析部１２から出力された１ＧＯＰ分のＰＥＳのバイト数を計数し、そのバイト計数値を、ＴＳ送出制御部１８の制御によって（ＧＯＰの先頭ステータス、ＧＯＰ末端ステータス、およびＧＯＰ内の構成フレーム数を用いた制御）、ＰＣＲ生成部１５、ＴＳ生成部１６およびＴＳ送出制御部１８に出力する。なお、本実施形態では、バイト計数部１４にて計数された１ＧＯＰ分のＰＥＳのバイト数を１ＧＯＰ分のＰＥＳのデータ数として用いることとしているが、本発明はこれに限定されず、バイト計数部１４の代わりに、１ＧＯＰ分のＰＥＳのデータ数を計数するその他のデータ計数手段を設けても良い。
【００３４】
ＰＣＲ生成部１５は、ＰＳ解析部１２から出力されたＳＣＲと、バイト計数部１４から出力されたバイト計数値に基づいて、ＴＳ生成部１６にて生成されるＴＳに付加するＰＣＲを算出し、ＴＳ生成部１６に出力する。
【００３５】
ＴＳ生成部１６は、バイト計数部１４から出力されたバイト計数値と、ＰＣＲ生成部１５から出力されたＰＣＲとに基づいて、ＰＥＳバッファ１３から出力された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に、１ＧＯＰ分のＴＳを生成してＴＳ送出制御部１８に出力する。
【００３６】
具体的には、図４を参照すると、ＴＳ生成部１６は、ＰＥＳバッファ１３から出力されたＰＥＳから、ＴＳヘッダ（４バイト）を含むＴＳパケット（１８８バイト）を構成要素とする固定長のＴＳを生成する。
【００３７】
なお、ＰＣＲ生成部１５から出力されたＰＣＲは、ＴＳの規格により１００ｍｓ以内に送出することが規定されている。そのため、ＴＳ生成部１６は、ＴＳ送出制御部１８の制御によって（ＧＯＰの先頭ステータス、ＧＯＰ末端ステータス、およびＧＯＰ内の構成フレーム数を用いた制御）、１００ｍｓ以内の間隔で、ＴＳヘッダにＰＣＲを付加する。
【００３８】
ＴＳ送出制御部１８は、ＰＳ解析部１２から出力されたＳＣＲ、ＧＯＰの先頭ステータス、ＧＯＰの末端ステータスおよびＧＯＰ内の構成フレーム数と、バイト計数部１４から出力されたバイト計数値とを用いて、ＴＳ生成部１６から出力された１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されたＴＳパケットの前部に保護時間を設けつつ、タイマー１７からの時刻情報をもとに、ＴＳパケットの送出タイミングを制御する。ただし、ＰＣＲが付加されたＴＳパケットのうち先頭のＴＳパケットの前部には保護時間を設けない。なお、保護時間とは、ＬＡＮ３が高負荷状態である場合にも、ＰＣＲが付加された次のＴＳパケットの送出タイミングを極力保証することを目的とした予備の時間のことである。
【００３９】
具体的には、図５を参照すると、ＴＳ送出制御部１８は、ＴＳ生成部１６から出力されたＴＳパケットをＣＰＵ（不図示）で制御可能な単位（図５では２ｍｓ程度）でまとめたもの（図５では「TSPs」と表記）を前倒しに送出しその送出間隔を詰めることで、ＰＣＲが付加されたＴＳパケットの前部（ＰＣＲが付加されたＴＳパケットのうち先頭のＴＳパケットの前部を除く）に保護時間を設けることとしている。
【００４０】
なお、ＴＳ送出制御部１８は、ＧＯＰ内の構成フレーム数から算出されるストリーム再生装置２側の絶対再生時間に基づいて、ＰＣＲの送出間隔が１００ｍｓ以内になる時間間隔を算出し、その時間間隔で、ＴＳヘッダにＰＣＲを付加するようＴＳ生成部１６に指示する。
【００４１】
上述したように、ＴＳ送出制御部１８は、表示形式の更新フレームレート（ＮＴＳＣ方式であれば、約３０（１．００１分の３０）枚／ｓｅｃ）と、ＧＯＰ内の構成フレーム数と、１ＧＯＰ分のバイト数とに基づいてＴＳパケットの送出タイミングの制御を行うことになる。
【００４２】
ここで、保護時間を設けた送出タイミングでＴＳパケットを送出する場合の効果について、図６および図７を参照して説明する。
【００４３】
図６を参照すると、保護時間を設けない送出タイミングでＴＳパケットを送出する構成においては、ＬＡＮ３が低負荷状態である場合は、ＰＣＲが付加された次のＴＳパケットの送出タイミングを保証することができる。
【００４４】
しかしながら、ＬＡＮ３が高負荷状態となり、ＴＳパケットの送出が行えなかった時間がある場合、その時間に送信すべきであったＴＳパケットの送出タイミングが遅れることによって、ＰＣＲが付加された次のＴＳパケットの送出タイミングを保証することができなくなる。
【００４５】
これに対して、図７を参照すると、本実施形態のように、保護時間を設けた送出タイミングでＴＳパケットを送出する構成においては、ＬＡＮ３が高負荷状態となり、ＴＳパケットの送出が行えなかった時間がある場合にも、その時間に送信すべきであったＴＳパケットを保護時間内に送出することができるため、ＰＣＲが付加された次のＴＳパケットの送出タイミングを極力保証することができる。
【００４６】
なお、本発明においては、ストリーム変換／送出装置１内の処理は上述の専用のハードウェアにより実現されるもの以外に、その機能を実現するためのプログラムをストリーム変換／送出装置１にて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをストリーム変換／送出装置１に読み込ませ、実行するものであっても良い。ストリーム変換／送出装置１にて読取可能な記録媒体とは、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の移設可能な記録媒体の他、ストリーム変換／送出装置１に内蔵されたＨＤＤ等を指す。さらに、ストリーム変換／送出装置１にて読取可能な記録媒体は、ＬＡＮ３を介してプログラムを送信する場合のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合のストリーム変換／送出装置１内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されたＴＳパケットの前部に保護時間を設けつつ、ＴＳパケットの送出タイミングを制御する構成としているため、デコード処理を行わずともネットワーク上のトラフィックの変化によるある一定の送出誤差を吸収することができる。
【００４８】
また、本発明においては、ＰＳに含まれるＳＣＲとＰＳを構成するＰＥＳのバイト計数値に基づいてＰＣＲを生成し、そのＰＣＲとＰＥＳのバイト計数値に基づいてＴＳを生成する構成としているため、デコード処理を行わずともＶＢＲ方式のＰＳの可変データ量を吸収することができる。
【００４９】
このように、本発明においては、デコード処理を行わずともネットワーク上のトラフィックの変化による送出誤差やＶＢＲ方式のＰＳの可変データ量を吸収することができるため、専用のハードウェアを必要とせず、また、ＣＰＵを低負荷としたストリーム変換／送出装置を構成することができる。
【００５０】
それにより、ストリーム変換／送出装置をホームサーバで実現することができるため、ホームサーバを用いた宅内のＩＰ（Internet Protocol）配信ネットワークを安価に構築することができる。
【００５１】
また、ホームサーバを用いた宅内のＩＰ配信ネットワークを構築する場合に、ホームサーバから送出されたＴＳを受信／再生する装置を、デジタル放送受信用の受信端末（ＩＲＤ（Integrated Receiver Decoder））で実現することができる。ただし、この場合には、ＩＲＤがＩＰに対応することが条件となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のストリーム変換／送出装置のネットワーク接続例を示す図である。
【図２】本実施形態のストリーム変換／送出装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示したＰＳ解析部の動作を説明する図である。
【図４】図２に示したＴＳ生成部の動作を説明する図である。
【図５】図２に示したＴＳ送出制御部の動作を説明する図である。
【図６】保護時間を設けない送出タイミングでＴＳパケットを送出する場合の例を説明する図である。
【図７】保護時間を設けた送出タイミングでＴＳパケットを送出する場合の例を説明する図である。
【符号の説明】
１ストリーム変換／送出装置
２ストリーム再生装置
３ＬＡＮ
１１ＨＤＤ
１２ＰＳ解析部
１３ＰＥＳバッファ
１４バイト計数部
１５ＰＣＲ生成部
１６ＴＳ生成部
１７タイマー
１８ＴＳ送出制御部

Claims

蓄積メディアに蓄積されたＰＳをＴＳに変換し、ネットワーク上に送出するストリーム変換／送出装置において、
前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳを構成する少なくとも１ＧＯＰ分のＰＥＳを一時的に蓄積するＰＥＳ蓄積手段と、
前記ＰＥＳ蓄積手段に一時的に蓄積された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に、所定間隔でＰＣＲを付加したＴＳパケットを構成要素とする１ＧＯＰ分のＴＳを生成するＴＳ生成手段と、
前記ＴＳ生成手段にて生成された１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されていないＴＳパケットの送出間隔を詰めることで、ＴＳパケットの送出タイミングを制御するＴＳ送出制御手段とを有することを特徴とするストリーム変換／送出装置。
前記ＴＳ送出制御手段は、ＧＯＰ内の構成フレーム数から算出される絶対再生時間に基づいて、前記ＴＳ生成手段に対して、ＰＣＲの付加間隔を指示し、
前記ＴＳ生成手段は、前記ＴＳ送出制御手段から指示された間隔でＴＳパケットにＰＣＲを付加することを特徴とする、請求項１に記載のストリーム変換／送出装置。
前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳを構成する１ＧＯＰ分のＰＥＳのデータ数を計数するデータ計数手段と、
前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳに含まれるＳＣＲと前記データ計数手段にて計数されたデータ計数値に基づいて、ＴＳに付加されるＰＣＲを生成するＰＣＲ生成手段とをさらに有し、
前記ＴＳ生成手段は、前記データ計数手段にて計数されたデータ計数値と前記ＰＣＲ生成手段にて生成されたＰＣＲとに基づいて、前記ＰＥＳ蓄積手段に一時的に蓄積された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に１ＧＯＰ分のＴＳを生成することを特徴とする、請求項１または２に記載のストリーム変換／送出装置。
前記ＴＳ送出制御手段は、前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳに含まれるＳＣＲ、ＧＯＰの先頭ステータス、ＧＯＰの末端ステータスおよびＧＯＰ内の構成フレーム数と、前記データ計数手段にて計数されたデータ計数値とに基づいて、前記ＴＳ生成手段にて生成されたＴＳパケットの送出タイミングを制御することを特徴とする、請求項３に記載のストリーム変換／送出装置。
蓄積メディアに蓄積されたＰＳをＴＳに変換し、ネットワーク上に送出するストリーム変換／送出装置で、
前記蓄積メディアに蓄積されたＰＳを構成する少なくとも１ＧＯＰ分のＰＥＳを一時的に所定の蓄積手段に蓄積する第１の処理と、
前記第１の処理により所定の蓄積手段に一時的に蓄積された１ＧＯＰ分のＰＥＳ毎に、所定間隔でＰＣＲを付加したＴＳパケットを構成要素とする１ＧＯＰ分のＴＳを生成する第２の処理と、
前記第２の処理により生成された１ＧＯＰ分のＴＳ毎に、ＰＣＲが付加されていないＴＳパケットの送出間隔を詰めることで、ＴＳパケットの送出タイミングを制御する第３の処理とを実行するためのプログラム。