JP4383844B2 - 映像表示装置及び映像表示装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルテレビ放送受信機などに適用可能な映像表示装置及び映像表示装置の制御方法に関する。

一般に、デジタルテレビ放送では、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式で圧縮された複数チャネルの映像・音声データ信号（ＭＰＥＧ信号）とデジタルデータとを多重化したデジタルデータ信号が用いられる。デジタルテレビ放送受信機は、このデジタルデータ信号をアンテナなどで受信し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や
１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの所定の変調方式で復調する。さ
らにデジタルテレビ放送受信機は、多重化された信号から所望の番組の映像・音声データやデジタルデータを分離し、ＭＰＥＧ方式で圧縮されている映像・音声データを復号化処理し、映像処理回路及び音声処理回路を介してモニタ、スピーカへ出力する。

このようなデジタルテレビ放送受信機における選局方式としては、例えば特許文献１、２に開示された技術が知られている。特許文献１のものは、チャンネル変更時の選局期間、復調期間、同期信号再生期間を検出し、チャンネル切替期間の最後にデコードした画像を表示する。また特許文献２のものは、フレームバッファをダブルバッファ構成にして、チャンネル切替期間に切替前のバッファから映像（静止画）を表示する。
特開平８−１０２８９４号公報 特開２００２−５１３２５号公報

ＭＰＥＧ２方式で圧縮されている映像データ１００は、図１１に示すように、複数のピクチャがグループ化されたＧＯＰ（Group Of Picture）１０４から構成されている。ＧＯＰ１０４は、Ｉピクチャ１０１、Ｐピクチャ１０２、Ｂピクチャ１０３の３種類の圧縮されたフレームを含んでいる。このような構成により、伝送路の障害等で信号が正しく受信できなかった場合でも、ＧＯＰの単位で復帰できるようにしている。

Ｉピクチャ１０１は、フレーム内符号化画像であり、それ単体で復号することが可能である。これに対し、Ｐピクチャ１０２とＢピクチャ１０３は、フレーム間符号化画像（差分データ）であり、復号のために他のフレームを参照する必要がある。Ｉピクチャ１０１はＧＯＰ１０４の先頭にしか存在しないので、復号処理はＧＯＰ１０４の先頭から始めることになる。

したがって、視聴している番組を変更するためにチャンネル切り替えを行う際には、変更後の番組映像をＩピクチャ１０１の出現を待って復号化しなければならない。例えば、一般的なＢＳデジタル放送では、ＧＯＰ１０４が１５ピクチャで構成されているので、最大０．５秒程度は表示する映像が途切れることになる。

この映像の途切れは、画面を複数の領域に分割して複数の番組映像を表示するマルチ画面表示のときに特に問題となる。

今、デジタル放送信号を受信するチューナ、受信信号を復調し復号化する変復調回路、復号化回路を一組用いて、マルチ画面表示を行う場合を考える。図１２にその表示例を示す。図１２の例では縦横それぞれ４分割し、全体で１６の番組映像を表示している。

マルチ画面表示処理では、まず１番目のチャンネルを選択し、そのチャンネルの信号を復号化して得た映像データを１／１６に縮小し、対応する表示領域に縮小表示する。そして、一定時間経過後に、次のチャンネルに切り替え、同じようにして縮小画像を表示する。この処理を１６チャンネルについて順次繰り返すことで、一つの画面に複数のチャンネルの番組映像を擬似的に表示する。図１２の例では、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→Ｍ→Ｎ→Ｏ→Ｐ→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→・・・の順に、一定時間ごとに（例えば数秒ごとに）チャンネルを切り替えて表示している。

図１３に、マルチ画面表示のチャンネル切り替えタイミングを示す。説明の都合上、図１３では３画面／３番組の切り替えについて示しているが、１６画面でも同様である。この例では、時間Ｔ０間隔でチャンネルを切り替えている。

まず、時刻Ｃ０に番組Ａから番組Ｂへチャンネルを切り替える。チャンネルを切り替えるには、切り替えたい番組が含まれるトランスポンダを受信するようチューナの周波数設定を変更する。チューナの設定変更に要する時間を時間ｔ１とすると、番組ＢのＭＰＥＧ映像データは時刻Ｃ１から受けられるようになる。しかし前述のようにＭＰＥＧ２を復号するにはＩピクチャの出現を待たなければならない。この例ではチューナ設定を変更してから時間ｔ２後に初めてＩピクチャが検出される。すなわち時間ｔ１＋ｔ２の間、表示できる映像データが無い状態が発生するので、その間マルチ画面ではすべての分割画面で静止画のみの表示になってしまう。番組Ｂから番組Ｃへのチャンネル切り替えは時刻Ｃ０から時間Ｔ０後の時刻Ｃ２に行う。この場合にはチューナ設定で必要な時間ｔ１とＩピクチャを検出するまでの時間ｔ４がかかることになる。

このようにマルチ画面表示では、頻繁にチャンネルが切り替えられるため、表示不能期間が頻発し、視聴している者に違和感を与えてしまうという問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、番組映像を切替表示する際に表示不能期間を極力発生させないようにする映像表示装置及び映像表示装置の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る映像表示装置は、フレーム内符号化画像とフレーム間符号化画像とから構成される番組映像データを受信する受信手段と、受信した番組映像データから生成した番組映像を表示部に表示する表示手段とを有し、前記受信手段で受信する番組映像データを自動的に切り換えることで複数の番組映像データを受信し、受信した当該複数の番組映像データから生成した複数の番組映像を前記表示部の画面に並置して表示する映像表示装置であって、前記受信手段を用いて前記複数の番組映像データを順次受信することで各番組映像データのフレーム内符号化画像の出現タイミングを検出し、前記番組映像データ毎のフレーム内符号化画像の出現タイミングを示す出現情報を生成する生成手段と、前記受信手段で受信中の番組映像データから他の番組映像データを受信するように切り換えるタイミングにおいて、切り換え候補である複数の番組映像データ
夫々のフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間を前記出現情報を用いて求め、前記複数の番組映像データ夫々の待ち時間からフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間が最も短い番組映像データを決定する決定手段と、前記決定手段で決定した番組映像データを前記受信手段で受信するよう、前記受信手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る映像表示装置の制御方法は、フレーム内符号化画像とフレーム間符号化画像とから構成される番組映像データを受信する受信手段と、受信した番組映像データから生成した番組映像を表示部に表示する表示手段とを有し、前記受信手段で受信する番組映像データを自動的に切り換えることで複数の番組映像データを受信し、受信した当該複数の番組映像データから生成した複数の番組映像を前記表示部の画面に並置して表示する映像表示装置の制御方法であって、前記受信手段を用いて前記複数の番組映像データを順次受信することで各番組映像データのフレーム内符号化画像の出現タイミングを検出し、前記番組映像データ毎のフレーム内符号化画像の出現タイミングを示す出現情報を生成する生成工程と、前記受信手段で受信中の番組映像データから他の番組映像データを受信するように切り換えるタイミングにおいて、切り換え候補である複数の番組映像データ夫々のフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間を前記出現情報を用いて求め、前記複数の番組映像データ夫々の待ち時間からフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間が最も短い番組映像データを決定する決定工程と、前記決定工程で決定した番組映像データを前記受信手段で受信するよう、前記受信手段を制御する制御工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、フレーム内符号化画像の出現タイミングに合わせて番組映像を切り替える処理を実行するので、表示不能期間を極力発生させないようにすることが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を示している。この映像表示装置は、デジタルテレビ放送を受信する機能を有するデジタルテレビ放送受信機である。

映像表示装置は、アンテナ１、チューナ２、ＤＥＭＵＸ回路（デマルチプレクサ）３、オーディオデコーダ４、音声処理回路５、スピーカ６、ビデオデコーダ７、画像処理回路８、映像処理回路９、モニタ１０、機器制御部１１、フリーランカウンタ１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４などを備える。

アンテナ１は、衛星から送られてくるデジタルテレビ放送信号を受信する受信アンテナである。アンテナ１は一般に周波数変換器を備え、受信し周波数変換した信号をチューナ２に与える。

チューナ２は、映像・音声データを含む高周波デジタル変調信号のうちから特定周波数の信号を取り出す。すなわち、チューナ２は、デジタルテレビ放送信号の複数のトランスポンダのなかから一つを選択する処理を行う。また、チューナ２は、逆インタリーブ回路、誤り訂正回路などを備えることにより、選択したデジタル変調信号を復調してトランスポートストリームを出力する。

ＤＥＭＵＸ回路３は、チューナ２から受け取ったトランスポートストリームを、ＭＰＥＧ２のビデオトランスポートパケット、オーディオトランスポートパケット、ＰＳＩ（Program Specific Information）に分離する。ＤＥＭＵＸ回路３は、ビデオトランスポートパケットとオーディオトランスポートパケットをそれぞれビデオデコーダ７、オーディオデコーダ４に供給し、ＰＳＩに含まれるサービス情報を機器制御部１１に供給する。

なお、前述のごとく、トランスポートストリームには複数のチャンネルが多重化されて
おり、このなかから任意のチャンネルを選択するための処理は、所望のチャンネルがトランスポートストリーム中でどのパケットＩＤで多重化されているかといったデータをＰＳＩから取り出すことで可能となる。更に、トランスポートストリームの選定（トランスポンダの選定）もＰＳＩの情報に基づいて行うことができる。

ビデオデコーダ７は、ビデオトランスポートパケットをデコードするものである。ビデオデコーダ７は、入力された可変長符号を復号して量子化係数や動きベクトルを求め、逆ＤＣＴ変換や動きベクトルに基づく動き補償制御などを行う。ビデオデコーダ７により生成された映像データは画像処理回路８に出力される。

画像処理回路８のフレームバッファには、既にビデオ復号処理された他のチャンネルの映像データが保持されている。画像処理回路８はビデオデコーダ７から入力された映像データとフレームバッファに保持されている映像データの合成処理を行い、マルチ画面表示用の映像データを生成する。このマルチ画面表示用の映像データは映像処理回路９に出力される。

オーディオデコーダ４は、オーディオトランスポートパケットをデコードするものである。オーディオデコーダ４は、入力された符号化信号を復号して音声データを生成する。オーディオデコーダ４により生成された音声データは音声処理回路５に出力される。

映像処理回路９は画像処理回路８から映像データを受け取り、Ｄ／Ａ変換を行い、例えばＮＴＳＣフォーマットのコンポジット信号に変換する。映像処理回路９は出力抵抗、増幅器等を備える。映像処理回路９から出力されたＮＴＳＣコンポジット信号は映像出力端子（図示せず）を通じてモニタ１０に出力される。これによりモニタ１０に映像が表示される。

一方、音声処理回路５はオーディオデコーダ４から出力された音声データを受け取り、Ｄ／Ａ変換を行い、右（Ｒ）音のアナログ信号及び左（Ｌ）音のアナログ信号を生成する。音声処理回路５は出力抵抗、増幅器等を備える。音声処理回路５から出力された音のアナログ信号は左右音声出力端子（図示せず）を通じてスピーカ６に出力される。これによりスピーカ６から音声が出力される。

機器制御部１１は、デジタルテレビ放送受信機全体の動作を制御するもので、マイクロコンピュータにより構成される。機器制御部１１には、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４が接続されている。

ＲＯＭ１４には、本実施形態のデジタル放送受信機の制御用プログラムが格納されている。機器制御部１１が実行するマルチ画面表示における番組映像の切替制御は、このＲＯＭ１４に格納されたプログラムに基づいてなされる。

ＲＡＭ１３は、デジタルテレビ放送受信機の電源投入時にＲＯＭ１４に格納されているプログラムがロードされるプログラムメモリとして用いられる。また、ＲＡＭ１３は、プログラムのバッファ、プログラム制御用の変数記憶領域、図４に示されるチャンネル切替制御テーブル７０１などの記憶領域としても使用される。フリーランカウンタ１２は番組を切り替えるタイミングを計測するのに用いられる。

次に、上記構成の映像表示装置における映像表示方法（番組映像の切替制御）について説明する。

図２は本実施形態でのチャンネル切り替えタイミングを示している。

図２において、番組Ａの表示中に番組Ｂへのチャンネル切替時刻Ｃ０が到来したとする。このとき、ただちに番組Ｂに切り替えれば時刻Ｃ１から番組Ｂを受信できるが、その場合には前述のように表示不能期間が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、まず、時刻Ｃ０よりも後に現れる番組ＢのＩピクチャの出現時刻Ｃ１′を予測する。そして、そのＩピクチャの出現時刻Ｃ１′に合わせて表示が切り替わるように、番組Ａから番組Ｂに処理対象を切り替える。具体的には、チューナ２の設定を変更するためにチューナ設定時間ｔ１を必要とするので、出現時刻Ｃ１′からチューナ設定時間ｔ１を引いた時刻Ｃ０′に、チューナ２に対して受信番組の切り替えを命令する。このような処理により、チャンネル切替時刻Ｃ０〜実際の切替時刻Ｃ０′の間（時間ｔ２）は、番組Ａがそのまま表示され続けることになり、表示不能期間を極力短くする（チューナ設定時間ｔ１程度にする）ことが可能となる。

番組Ｂから番組Ｃへの切り替えも同様に行われる。すなわち、番組Ｂの表示中にチャンネル切替時刻Ｃ２が到来しても、番組ＣのＩピクチャの次の出現時刻Ｃ３′からチューナ設定時間ｔ１を引いた時刻Ｃ２′まで待って、番組を切り替える。これにより、時刻Ｃ２〜時刻Ｃ２′の間（時間ｔ４）は、番組Ｂが表示され続けることになり、表示不能期間をチューナ設定時間ｔ１程度に短くすることができる。

Ｉピクチャの出現時刻の予測は例えば次のように行うことができる。まず、マルチ画面表示において一定時間ごとにチャンネルを切り替え、マルチ画面表示の処理対象となる各番組映像を順番に表示する。このとき、各番組映像のＩピクチャの出現タイミング（例えば、Ｉピクチャの出現傾向（ＧＯＰのピクチャ構成）と最後に出現したＩピクチャの出現時刻）を検出し、その出現タイミングを示す出現情報をＲＡＭ１３等の記憶手段に格納していく。チャンネル切替が一巡して再び最初のチャンネルに戻れば、以降は、記憶手段に格納された出現情報を参照することでＩピクチャの出現時刻を予測できる。

具体的には、番組Ａから番組Ｂに表示を切り替えるにあたっては、番組Ｂの出現情報を記憶手段から参照する。そして、出現情報に含まれる「最後のＩピクチャの出現時刻Ｂｌ」及び「Ｉピクチャの間隔Ｂｄ」と、「現在時刻（＝チャンネル切替時刻）Ｃ０」とから、式１を満たす整数Ｎを算出する。

｜Ｂｌ＋Ｂｄ×Ｎ−Ｃ０｜＜Ｂｄ …式１

次に、算出された整数Ｎを用いて、式２からＩピクチャの出現時刻Ｃ１′を算出する。

Ｃ１′＝Ｂｌ＋Ｂｄ×Ｎ …式２

マルチ画面表示のように比較的短い周期で同じチャンネルに切り替わる場合には、前回の表示から次の表示までの間にシーンチェンジ等が発生する可能性が低い。したがって、前回の表示における出現情報を参照すれば、高い精度でＩピクチャの出現時刻を予測することができる。本実施形態の映像表示方法は、この原理を利用したものである。なお、シーンチェンジ等でＩピクチャの出現時刻にずれが生じた場合には、出現傾向及び出現時刻を補正して記憶しておくものとする。

図３〜図７を参照して、本実施形態の映像表示方法の処理の流れについて詳しく説明する。図３は、本実施形態の映像表示方法のフローチャートを示す図である。図４は、プロ
グラムで使用する変数の一例を示し、図５は、チャンネル切替制御テーブルの一例を示している。図６は、１６番組からなるマルチ画面を合成するためのフレームバッファを示している。図７は、解像度変換による画像の縮小方法を説明するための図である。

ステップ６０１では、プログラムで使用する変数（図４）、チャンネル切替制御テーブル７０１（図５）、フレームバッファ７１０（図６）の初期化を行う。

プログラム変数のうち変数cTime７３４には、チャンネルを切り替える時間間隔（例え
ば数秒）がセットされる。この値は予め決められた定数であり、フリーランカウンタ１２の値に対応したものとする。また、現在処理の対象となっている番組（表示中の番組）を示す変数current７３０は「０」〜「１５」の値を取り、それらの値は番組Ａ〜番組Ｐに
対応しているものとする。初期値は番組Ａを表す値「０」がセットされる。

チャンネル切替制御テーブル７０１には、１６分割された個々の画面に対応する番組映像の情報が格納されている。番組映像情報には、トランスポンダＩＤ（TSID）７０２、周波数（Fr）７０３、ビデオトランスポートパケットＩＤ（VPID）７０４、オーディオトランスポートパケットＩＤ（APID）７０５、Ｉピクチャ出現時刻（iTime）７０６、Ｉピク
チャ間隔（interval）７０７が含まれる。

トランスポンダＩＤ７０２と周波数７０３はチューナ２に設定する値である。チューナ２はこれらの情報に基づき、複数のトランスポンダが含まれているデジタルテレビ放送信号から一つのトランスポンダを選択する。番組Ａ〜Ｐに対応して、トランスポンダＩＤ７０２にはTSID_A〜TSID_Pの値が、周波数７０３にはFr_A〜Fr_Pの値がセットされる。

ビデオトランスポートパケットＩＤ７０４とオーディオトランスポートパケットＩＤ７０５は、トランスポートストリームから番組に対応したビデオトランスポートパケットとオーディオトランスポートパケットを取り出すためのＩＤである。番組Ａ〜Ｐに対応して、ビデオトランスポートパケットＩＤ７０４にはVPID_A〜VPID_Pの値が、オーディオトランスポートパケットＩＤ７０５にはAPID_A〜APID_Pの値がセットされる。

トランスポンダＩＤ７０２、周波数７０３、ビデオトランスポートパケットＩＤ７０４及びオーディオトランスポートパケット７０５の値は、前述のＰＳＩを解析することで知ることができる。

Ｉピクチャ出現時刻７０６は、番組映像のＩピクチャを検出した時刻（フリーランカウンタ１２の値）を記憶しておく変数である。ステップ６０１では、初期値として、まだＩピクチャが検出されていないことを示す値「−１」がセットされる。

Ｉピクチャ間隔７０７はＩピクチャと次のＩピクチャのあいだの時間間隔（フリーランカウンタ１２の差分値）を記憶しておく変数である。ステップ６０１では、初期値として、まだＩピクチャが検出されていないことを示す値「−１」がセットされる。

また、ステップ６０１では、１６番組を合成するためのフレームバッファ７１０の各番組領域７１１〜７２６がクリアされる。

以上の初期化が終了するとステップ６０２へ進む。

ステップ６０２ではチューナ２の設定を行う。変数current７３０の値に従ってチャン
ネル切替制御テーブル７０１からトランスポンダＩＤ７０２と周波数７０３を読み出し、チューナ２にセットする。

チャンネルの切り替え設定を行ったので、その切替時刻を記憶するためにフリーランカウンタ１２を読み出し、その値を変数sTime７３２に格納する。

チューナ２に所望のトランスポンダの周波数を設定した後しばらくすると、チューナ２内のアナログのＲＦ回路（図示せず）が安定し、受信可能な状態になる。チューナ２内のデジタルの復調回路（図示せず）は、ＲＦ回路が安定状態であることを検知すると、ロック信号を発生する。

ステップ６０３では、このロック信号の検知を待つことにより、設定が完了したかどうか判定している。チューナ２に値をセットする前とロック信号を検知した時にフリーランカウンタ１２を読み出し、その差分をとることで、チューナ２の設定変更に要する時間（チューナ設定時間ｔ１）を知ることができる。このチューナ設定時間ｔ１は変数rTime７
３１に記憶しておく。

表示は未だ始まっていないので、状態を表す変数status７３３を、表示していないことを表す値「０」にセットする。またチューナ２の設定を行い、チャンネル設定あるいはチャンネル切り替えを行ったところなので、変数current７３０に対応する番組のＩピクチ
ャ出現時刻７０６に値「−１」をセットする。

ステップ６０４では、アンテナ１でデジタルテレビ放送信号を受信する。

ステップ６０５はチューナ２の処理である。チューナ２は、ステップ６０４で受信した受信信号を所定の周波数の信号へダウンコンバートし、トランスポンダＩＤ７０２に従って選局された信号のＱＰＳＫ復調を行い、誤り訂正を施す。

ステップ６０６では、ＤＥＭＵＸ回路３が、チャンネル切替制御テーブル７０１から、変数current７３０に対応する番組のビデオトランスポートパケットＩＤ７０４及びオー
ディオトランスポートパケットＩＤ７０５の値を読み出す。そして、それらの値に従ってビデオトランスポートストリームとオーディオトランスポートストリームを抽出する。

ステップ６０７ではステップ６０５で抽出したビデオトランスポートストリームとオーディオトランスポートストリームをビデオとオーディオのエレメンタリストリームへ変換する。

ビデオエレメンタリストリームのピクチャヘッダには、ピクチャの種別を表すピクチャコーディングタイプが含まれている。ステップ６０８では、ピクチャコーディングタイプを参照し、Ｉピクチャであるか否かの判定を行う。Ｉピクチャである場合にはステップ６１０へ進む。Ｉピクチャでない場合にはステップ６０９へ進む。

ステップ６０９では、変数status７３３をチェックし、現在表示中であるか判定する。表示中でない場合にはＩピクチャの検出待ちであるのでステップ６０４へ戻り、表示中の場合にはステップ６１２へ進む。

ステップ６１０では、変数status７３３に、番組映像を表示中であることを表す値「１」をセットする。

ステップ６１１では、ステップ６０８でＩピクチャが検出されたのを受けて、チャンネル切替制御テーブル７０１にＩピクチャ出現時刻７０６とＩピクチャ間隔７０７を格納する。具体的には、フリーランカウンタ１２の値を読み出して一時的に記憶するとともに、
チャンネル切替制御テーブル７０１から変数current７３０に対応する番組のＩピクチャ
出現時刻７０６の値を読み出す。Ｉピクチャ出現時刻７０６の値が「−１」の場合には、チューナ設定後初めてＩピクチャを検出したということなので、Ｉピクチャ間隔７０７の設定は行わない。Ｉピクチャ出現時刻７０６の値が「−１」でない場合には、記憶しておいたフリーランカウンタ１２の値からＩピクチャ出現時刻７０６の値を引いた差分値を、Ｉピクチャ間隔７０７に格納する。そして、Ｉピクチャ出現時刻７０６の値にかかわらず、記憶しておいたフリーランカウンタ１２の値をＩピクチャ出現時刻７０６に格納する。

ステップ６１２〜ステップ６１４では映像データ処理が、ステップ６１５〜ステップ６１６では音声データ処理が並列に実行される。

ステップ６１２では、ハフマン復号化、逆量子化、ＩＤＣＴ処理を行ってビデオデコードを行う。マルチ画面表示では画面を分割して縮小表示を行う必要がある。縮小方法はＩＤＣＴ処理で高周波成分を削除する方法が一般的なので、本実施形態でもこの方法をとる。

図７は解像度変換による画像の縮小方法を模式的に示している。ＭＰＥＧ２ビデオストリームはマクロブロックという８×８のピクセルで構成され、マクロブロックの集合によって画像が形成されている。図７において、画像４２１の１つのマクロブロック４２３を拡大して表しているのがマクロブロック４２４である。マクロブロック４２４の低周波部分の左上の２×２ピクセル４２５のみをＩＤＣＴ処理すると、縦１／４、横１／４に縮小された復号画像を得ることができる。全てのマクロブロックに対してこの処理を行うことで、１／１６の縮小画像４２２を得ることができる。

ステップ６１３では、画像処理回路８が縮小画像４２２をフレームバッファ７１０の対応する番組領域７１１〜７２６へ書き込んで合成処理を行う。フレームバッファ７１０のデータは映像処理回路９に出力される。

ステップ６１４において、映像処理回路９は受け取ったデータをＤ／Ａ変換し、ＮＴＳＣフォーマットのコンポジット信号に変換する。この映像信号は、映像出力端子（図示せず）を通じてモニタ１０に出力される。

ステップ６１５ではオーディオデコードを行う。オーディオデコーダ４は、オーディオエレメンタリストリームのヘッダ情報からサンプル周波数やレイヤなどをチェックし、スケールファクタやサンプルによってオーディオエレメンタリストリームを音声データに復号する。この音声データは、音声処理回路５に出力される。

ステップ６１６において、音声処理回路５はオーディオデコーダ４から受け取った音声データをＤ／Ａ変換し、右（Ｒ）音のアナログ信号及び左（Ｌ）音のアナログ信号を生成する。音声処理回路５から出力された音のアナログ信号は左右音声出力端子（図示せず）を通じてスピーカ６に音声出力される。

ステップ６１７ではフリーランカウンタ１２を読み出して現在時刻を知る。チャンネルが切り替わった時刻sTime７３２にチャンネル切替間隔cTime７３４を加えた値と現在時刻とを比較し、現在時刻のほうが小さい場合には、未だ切替時刻にはなっていないのでステップ６０４へ戻る。等しいか大きい場合には切替時刻になっていることを示している。次に切り替える番組は変数current７３０の値に「１」を加えたものである。ただし、変数current７３０の値が「１５」であった場合には、番組Ａに戻すために値を「０」にする。

切替時刻になっている場合には、チャンネル切替制御テーブル７０１から次の番組のＩ
ピクチャ出現情報であるＩピクチャ出現時刻７０６及びＩピクチャ間隔７０７の値を読み出す。そして、それらの値が下記式３を満たすかどうか調べる。ただし、値は全てフリーランカウンタ１２の値換算である。

iTime＋interval−rTime−現在時刻＜１／３０秒 …式３

式３を満たす場合には、ステップ６１８へ進む。ステップ６１８では変数current７３
０の値をステップ６１７で求めた次の番組の値に更新し、処理対象を次の番組に切り替える。そして、ステップ６０２へ戻り、ステップ６０２〜６１８を繰り返す。これにより、次の番組のＩピクチャの出現時刻に合わせて表示が切り替えられる。

一方、式３を満たさない場合は、切り替えを行っても１フレーム以内にＩピクチャが出現しないので、処理対象は切り替えずにステップ６０４へ戻る。この場合には現在の番組が引き続き表示されることになる。

以上、本実施形態によれば、フレーム内符号化画像であるＩピクチャの出現タイミングに合わせて番組映像を切り替える処理を実行するので、表示不能期間を極力発生させないようにすることが可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→…→Ｏ→Ｐ→Ａ→…のように順番に番組を切り替えていた。しかし、次の番組に切り替える場合にＩピクチャの出現を予測し、その時刻まで待って切り替えていたので、番組ごとの表示時間が一定にならないという弊害が生じることがある。

そこで本実施形態では、切替候補となる複数の番組の出現情報を参照し、各番組のＩピクチャが出現するまでの時間を比較して、最も短い時間で切り替え可能な番組を切替先として選ぶようにする。これにより、チャンネル切替時刻が到来した時に、最適な（最短の時間で切り替え可能な）番組に切り替えられるので、番組ごとの表示時間をある程度一定にすることができる。ただし、表示の順番は変わることになる。

図８は本実施形態でのチャンネル切り替えタイミングを示している。

図８において、番組Ａの表示中にチャンネル切替時刻Ｃ０が到来したとする。このとき、時刻Ｃ０にチューナ設定時間ｔ１を加算して基準時刻を計算し、前述の式１、式２を用いて、基準時刻以降のＩピクチャ出現時刻を切替対象となる全ての番組について予測する。そして、基準時刻からＩピクチャ出現時刻までの時間を比較し、その時間が最も短い番組を切替先として選択するのである。

図８の例では、番組Ｂは時間ｔ１０、番組Ｃは時間ｔ１１となり、両者を比較すると時間ｔ１１のほうが小さい。よって、番組Ａから番組Ｃに切り替えることにする。この場合も第１の実施形態と同様、時刻Ｃ０に直ちに切り替えるのではなく、時刻Ｃ０＋ｔ１１に切り替えを行い、表示不能期間を極力短くする。

さらに時間Ｔ０が経過し、再びチャンネル切替時刻Ｃ６が到来したら、同様に、時刻Ｃ６にチューナ設定時間ｔ１を加算した基準時刻を基準として、切替先の番組を選択する。ただし、このときの切替対象からは、既に表示の更新が終った番組（図８の例では、番組Ａと番組Ｃ）は除かれる。すなわち、ある条件下で特定の番組ばかりに切り替わり、ほとんど切替わらない番組がでてしまうといった事態を防ぐために、全ての番組の更新が一巡
するまでは同じ番組に切り替わらないようにするのである。

例えば、図８の例では、時刻Ｃ６から時間ｔ１経過後すぐに番組ＡのＩピクチャが出現し、番組ＢのＩピクチャは時間ｔ１２だけ待たないと出現しないが、番組Ａは既に表示を更新したので番組Ｂに切り替えを行う。この場合もやはり、時刻Ｃ６ではなく、時刻Ｃ６＋ｔ１２に切り替えを実行する。

図９及び図１０を参照して、本実施形態の映像表示方法の処理の流れについて詳しく説明する。図９は、本実施形態の映像表示方法のフローチャートを示す図である。図１０は、チャンネル切替制御テーブルの一例を示している。なお、本実施形態においても第１の実施形態と同じプログラム変数（図４）を使用する。

ステップ８０１では、プログラムで使用する変数（図４）、チャンネル切替制御テーブル７５１（図１０）、フレームバッファ７１０（図６）の初期化を行う。

プログラム変数のうち変数cTime７３４には、チャンネルを切り替える時間間隔（例え
ば数秒）がセットされる。この値は予め決められた定数であり、フリーランカウンタ１２の値に対応したものとする。また、現在処理の対象となっている番組（表示中の番組）を示す変数current７３０は「０」〜「１５」の値を取り、それらの値は番組Ａ〜番組Ｐに
対応しているものとする。初期値は番組Ａを表す値「０」がセットされる。

チャンネル切替制御テーブル７５１には、１６分割された個々の画面に対応する番組映像の情報が格納されている。番組映像情報には、トランスポンダＩＤ（TSID）７５２、周波数（Fr）７５３、ビデオトランスポートパケットＩＤ（VPID）７５４、オーディオトランスポートパケットＩＤ（APID）７５５、Ｉピクチャ出現時刻（iTime）７５６、Ｉピク
チャ間隔（interval）７５７、判定フラグ７５８が含まれる。

トランスポンダＩＤ７５２と周波数７５３はチューナ２に設定する値である。チューナ２はこれらの情報に基づき、複数のトランスポンダが含まれているデジタルテレビ放送信号から一つのトランスポンダを選択する。番組Ａ〜Ｐに対応して、トランスポンダＩＤ７５２にはTSID_A〜TSID_Pの値が、周波数７５３にはFr_A〜Fr_Pの値がセットされる。

ビデオトランスポートパケットＩＤ７５４とオーディオトランスポートパケットＩＤ７５５は、トランスポートストリームから番組に対応したビデオトランスポートパケットとオーディオトランスポートパケットを取り出すためのＩＤである。番組Ａ〜Ｐに対応して、ビデオトランスポートパケットＩＤ７５４にはVPID_A〜VPID_Pの値が、オーディオトランスポートパケットＩＤ７５５にはAPID_A〜APID_Pの値がセットされる。

トランスポンダＩＤ７５２、周波数７５３、ビデオトランスポートパケットＩＤ７５４及びオーディオトランスポートパケット７５５の値は、前述のＰＳＩを解析することで知ることができる。

Ｉピクチャ出現時刻７５６は、番組映像のＩピクチャを検出した時刻（フリーランカウンタ１２の値）を記憶しておく変数である。ステップ８０１では、初期値として、まだＩピクチャが検出されていないことを示す値「−１」がセットされる。

Ｉピクチャ間隔７５７はＩピクチャと次のＩピクチャのあいだの時間間隔（フリーランカウンタ１２の差分値）を記憶しておく変数である。ステップ８０１では、初期値として、まだＩピクチャが検出されていないことを示す値「−１」がセットされる。

判定フラグ７５８は表示の更新が一巡したかを判定するためのフラグである。ステップ８０１では、初期値として値「０」がセットされる。

また、ステップ８０１では、１６番組を合成するためのフレームバッファ７１０の各番組領域７１１〜７２６がクリアされる。

以上の初期化が終了するとステップ８０２へ進む。

ステップ８０２ではチューナ２の設定を行う。変数current７３０の値に従ってチャン
ネル切替制御テーブル７５１からトランスポンダＩＤ７５２と周波数７５３を読み出し、チューナ２にセットする。

チャンネルの切り替え設定を行ったので、その切替時刻を記憶するためにフリーランカウンタ１２を読み出し、その値を変数sTime７３２に格納する。

チューナ２に所望のトランスポンダの周波数を設定した後しばらくすると、チューナ２内のアナログのＲＦ回路（図示せず）が安定し、受信可能な状態になる。チューナ２内のデジタルの復調回路（図示せず）は、ＲＦ回路が安定状態であることを検知すると、ロック信号を発生する。

ステップ８０３では、このロック信号の検知を待つことにより、設定が完了したかどうか判定している。チューナ２に値をセットする前とロック信号を検知した時にフリーランカウンタ１２を読み出し、その差分をとることで、チューナ２の設定変更に要する時間（チューナ設定時間ｔ１）を知ることができる。このチューナ設定時間ｔ１は変数rTime７
３１に記憶しておく。

表示は未だ始まっていないので、状態を表す変数status７３３を、表示していないことを表す値「０」にセットする。またチューナ２の設定を行い、チャンネル設定あるいはチャンネル切り替えを行ったところなので、変数current７３０に対応する番組のＩピクチ
ャ出現時刻７５６に値「−１」をセットする。

ステップ８０４では、アンテナ１でデジタルテレビ放送信号を受信する。

ステップ８０５はチューナ２の処理である。チューナ２は、ステップ８０４で受信した受信信号を所定の周波数の信号へダウンコンバートし、トランスポンダＩＤ７５２に従って選局された信号のＱＰＳＫ復調を行い、誤り訂正を施す。

ステップ８０６では、ＤＥＭＵＸ回路３が、チャンネル切替制御テーブル７５１から、変数current７３０に対応する番組のビデオトランスポートパケットＩＤ７５４及びオー
ディオトランスポートパケットＩＤ７５５の値を読み出す。そして、それらの値に従ってビデオトランスポートストリームとオーディオトランスポートストリームを抽出する。

ステップ８０７ではステップ８０５で抽出したビデオトランスポートストリームとオーディオトランスポートストリームをビデオとオーディオのエレメンタリストリームへ変換する。

ビデオエレメンタリストリームのピクチャヘッダには、ピクチャの種別を表すピクチャコーディングタイプが含まれている。ステップ８０８では、ピクチャコーディングタイプを参照し、Ｉピクチャであるか否かの判定を行う。Ｉピクチャである場合にはステップ８１０へ進む。Ｉピクチャでない場合にはステップ８０９へ進む。

ステップ８０９では、変数status７３３をチェックし、現在表示中であるか判定する。表示中でない場合にはＩピクチャの検出待ちであるのでステップ８０４へ戻り、表示中の場合にはステップ８１２へ進む。

ステップ８１０では、変数status７３３に、番組映像を表示中であることを表す値「１」をセットする。

ステップ８１１では、ステップ８０８でＩピクチャが検出されたのを受けて、チャンネル切替制御テーブル７５１にＩピクチャ出現時刻７５６とＩピクチャ間隔７５７を格納する。具体的には、フリーランカウンタ１２の値を読み出して一時的に記憶するとともに、チャンネル切替制御テーブル７５１から変数current７３０に対応する番組のＩピクチャ
出現時刻７５６の値を読み出す。Ｉピクチャ出現時刻７５６の値が「−１」の場合には、チューナ設定後初めてＩピクチャを検出したということなので、Ｉピクチャ間隔７５７の設定は行わない。Ｉピクチャ出現時刻７５６の値が「−１」でない場合には、記憶しておいたフリーランカウンタ１２の値からＩピクチャ出現時刻７５６の値を引いた差分値を、Ｉピクチャ間隔７５７に格納する。そして、Ｉピクチャ出現時刻７５６の値にかかわらず、記憶しておいたフリーランカウンタ１２の値をＩピクチャ出現時刻７５６に格納する。

ステップ８１２〜ステップ８１４では映像データ処理が、ステップ８１５〜ステップ８１６では音声データ処理が並列に実行される。

ステップ８１２では、ハフマン復号化、逆量子化、ＩＤＣＴ処理を行ってビデオデコードを行う。本実施形態でも画面を分割して縮小表示する必要があるので、上記第１の実施形態と同様にＩＤＣＴ処理で高周波成分を削除し画像を縮小する。ステップ８１３では、画像処理回路８が縮小画像をフレームバッファ７１０の対応する番組領域７１１〜７２６へ書き込んで合成処理を行う。フレームバッファ７１０のデータは映像処理回路９に出力される。

ステップ８１４において、映像処理回路９は受け取ったデータをＤ／Ａ変換し、ＮＴＳＣフォーマットのコンポジット信号に変換する。この映像信号は、映像出力端子（図示せず）を通じてモニタ１０に出力される。

ステップ８１５ではオーディオデコードを行う。オーディオデコーダ４は、オーディオエレメンタリストリームのヘッダ情報からサンプル周波数やレイヤなどをチェックし、スケールファクタやサンプルによってオーディオエレメンタリストリームを音声データに復号する。この音声データは、音声処理回路５に出力される。

ステップ８１６において、音声処理回路５はオーディオデコーダ４から受け取った音声データをＤ／Ａ変換し、右（Ｒ）音のアナログ信号及び左（Ｌ）音のアナログ信号を生成する。音声処理回路５から出力された音のアナログ信号は左右音声出力端子（図示せず）を通じてスピーカ６に音声出力される。

ステップ８１７ではフリーランカウンタ１２を読み出して現在時刻を知る。チャンネルが切り替わった時刻sTime７３２にチャンネル切替間隔cTime７３４を加えた値と現在時刻とを比較し、現在時刻のほうが小さい場合には、未だ切替時刻にはなっていないのでステップ８０４へ戻る。等しいか大きい場合には切替時刻になっていることを示しているので、次に切り替えるべき番組を選択するためにステップ８１８へ進む。

ステップ８１８では、チャンネル切替制御テーブル７５１の各番組（ただし現在表示中
の番組は除く。）の判定フラグ７５８の値をチェックする。判定フラグ７５８の値が「０」のときは表示の更新が行われていないことを表し、「１」のときは表示の更新が行われたことを表している。ここでは、判定フラグ７５８の値が「０」の番組を切替候補として選択し、それらの番組のＩピクチャ出現時刻７５６及びＩピクチャ間隔７５７の値をチャンネル切替制御テーブル７５１から読み出す。

そして、切替候補の各番組について、下記式４の値Ｔを算出する。この値Ｔは、現在時刻から最初にＩピクチャが出現するまでの待ち時間を表している。なお、式４の計算では、整数Ｎの値を１から順に大きくしていき、右辺が正の値に転じたときの値を、出現待ち時間Ｔとして採用する。ただし、値は全てフリーランカウンタ１２の値換算である。

Ｔ＝iTime＋interval×Ｎ−rTime−現在時刻 …式４

判定フラグ７５８の値が「０」である切替候補の各番組について出現待ち時間Ｔを求めたら、ステップ８１９へ進む。ステップ８１９では、各番組の出現待ち時間Ｔを比較して、その中で最小のものを選ぶ。

選択された番組の出現待ち時間Ｔが１／３０秒より大きい場合は、切り替えを行っても１フレーム以内にＩピクチャが出現しないので、処理対象は切り替えずにステップ８０４へ戻る。この場合には現在の番組が引き続き表示されることになる。

選択された番組の出現待ち時間Ｔが１／３０秒以内の場合は、処理対象をその番組に切り替える。出現待ち時間Ｔの値が等しい番組が複数あった場合には、チャンネル切替制御テーブル７５１の中で上にあるもの、即ち画面分割位置で、より上側、より左側にあるものを選択するものとする。

ステップ８２０では、選択された番組を表す値を変数current７３０にセットし、その
番組の判定フラグ７５８を「１」にセットする。その後、表示の更新が一巡したか、つまり、全ての番組の判定フラグ７５８が「１」であるかをチェックし、全て「１」になっている場合には全ての番組のフラグ７５８を「０」にリセットする。そして、ステップ８０２へ戻り、ステップ８０２〜８２０を繰り返す。これにより、次の番組のＩピクチャの出現時刻に合わせて表示が切り替えられる。

以上、本実施形態によれば、フレーム内符号化画像であるＩピクチャの出現タイミングに合わせて番組映像を切り替える処理を実行するので、表示不能期間を極力発生させないようにすることが可能となる。

また、本実施形態では、切替候補となる複数の番組のなかから最も短い時間で切り替え可能な番組を切替先として選ぶようにするので、チャンネル切替時刻が到来した時に、最適な（最短の時間で切り替え可能な）番組に切り替えられ、番組ごとの表示時間をある程度一定にすることができる。

本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を示す図である。 第１の実施形態でのチャンネル切り替えタイミングを示す図である。 第１の実施形態の映像表示方法のフローチャートを示す図である。 プログラムで使用する変数の一例を示す図である。 第１の実施形態のチャンネル切替制御テーブルの一例を示す図である。 １６番組からなるマルチ画面を合成するためのフレームバッファを示す図である。 解像度変換による画像の縮小方法を説明するための図である。 第２の実施形態でのチャンネル切り替えタイミングを示す図である。 第２の実施形態の映像表示方法のフローチャートを示す図である。 第２の実施形態のチャンネル切替制御テーブルの一例を示す図である。 ＭＰＥＧ方式のデジタル画像データの構成を示す図である。 マルチ画面表示の表示例を示す図である。 従来のチャンネル切り替えタイミングを示す図である。

符号の説明

１ アンテナ
２ チューナ
３ ＤＥＭＵＸ回路
４ オーディオデコーダ
５ 音声処理回路
６ スピーカ
７ ビデオデコーダ
８ 画像処理回路
９ 映像処理回路
１０ モニタ
１１ 機器制御部
１２ フリーランカウンタ
１３ ＲＡＭ
１４ ＲＯＭ
１００ 映像データ
１０１ Ｉピクチャ
１０２ Ｐピクチャ
１０３ Ｂピクチャ
１０４ ＧＯＰ
４２１ 画像
４２２ １／１６に縮小された画像（縮小画像）
４２３ マクロブロック
４２４ 拡大されたマクロブロック
４２５ マクロブロックの低周波部分のピクセル
７０１ チャンネル切替制御テーブル
７０２ トランスポンダＩＤ
７０３ 周波数
７０４ ビデオトランスポートパケットＩＤ
７０５ オーディオトランスポートパケットＩＤ
７０６ Ｉピクチャ出現時刻
７０７ Ｉピクチャ間隔
７１０ フレームバッファ
７１１〜７２１ 番組領域
７３０ 表示中番組を示す変数current
７３１ チューナ設定時間を示す変数rTime
７３２ チャンネル切替時刻を示す変数sTime
７３３ 状態を示す変数status
７３４ チャンネル切替間隔を示す変数cTime
７５１ チャンネル切替制御テーブル
７５２ トランスポンダＩＤ
７５３ 周波数
７５４ ビデオトランスポートパケットＩＤ
７５５ オーディオトランスポートパケット
７５６ Ｉピクチャ出現時刻
７５７ Ｉピクチャ間隔
７５８ 判定フラグ

Claims (2)

1. フレーム内符号化画像とフレーム間符号化画像とから構成される番組映像データを受信する受信手段と、受信した番組映像データから生成した番組映像を表示部に表示する表示手段とを有し、前記受信手段で受信する番組映像データを自動的に切り換えることで複数の番組映像データを受信し、受信した当該複数の番組映像データから生成した複数の番組映像を前記表示部の画面に並置して表示する映像表示装置であって、
   前記受信手段を用いて前記複数の番組映像データを順次受信することで各番組映像データのフレーム内符号化画像の出現タイミングを検出し、前記番組映像データ毎のフレーム内符号化画像の出現タイミングを示す出現情報を生成する生成手段と、
   前記受信手段で受信中の番組映像データから他の番組映像データを受信するように切り換えるタイミングにおいて、切り換え候補である複数の番組映像データ夫々のフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間を前記出現情報を用いて求め、前記複数の番組映像データ夫々の待ち時間からフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間が最も短い番組映像データを決定する決定手段と、
   前記決定手段で決定した番組映像データを前記受信手段で受信するよう、前記受信手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする映像表示装置。
2. フレーム内符号化画像とフレーム間符号化画像とから構成される番組映像データを受信する受信手段と、受信した番組映像データから生成した番組映像を表示部に表示する表示手段とを有し、前記受信手段で受信する番組映像データを自動的に切り換えることで複数の番組映像データを受信し、受信した当該複数の番組映像データから生成した複数の番組映像を前記表示部の画面に並置して表示する映像表示装置の制御方法であって、
   前記受信手段を用いて前記複数の番組映像データを順次受信することで各番組映像データのフレーム内符号化画像の出現タイミングを検出し、前記番組映像データ毎のフレーム内符号化画像の出現タイミングを示す出現情報を生成する生成工程と、
   前記受信手段で受信中の番組映像データから他の番組映像データを受信するように切り換えるタイミングにおいて、切り換え候補である複数の番組映像データ夫々のフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間を前記出現情報を用いて求め、前記複数の番組映像データ夫々の待ち時間からフレーム内符号化画像が出現するまでの待ち時間が最も短い番
   組映像データを決定する決定工程と、
   前記決定工程で決定した番組映像データを前記受信手段で受信するよう、前記受信手段を制御する制御工程と、
   を有することを特徴とする映像表示装置の制御方法。
   

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