JP4564350B2 - 信号処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタル放送受信機のような信号処理装置および同装置で用いられるストリーム処理方法に関する。
近年、デジタル圧縮符号化されたオーディオ・ビデオのようなデータストリームをリアルタイムに伝送するためのリアルタイム伝送システムが開発されている。リアルタイム伝送システムにおいては、データストリームの伝送は、トランスポートストリームを用いて実行される。トランスポートストリームは、トランスポートストリームパケット群から構成されている。
また、最近では、各々に時刻情報が付加されたパケット群を伝送するシステムも開発されている。例えば、特許文献1には、カウンタのカウント値が付加された送信データを伝送するデータ伝送装置が開示されている。
地上波デジタル放送のようなデジタル放送においても、放送番組データは上述のトランスポートストリームから構成されている。
デジタル放送受信機においては、放送信号はチューナによって受信および復調され、これによってトランスポートストリームが放送信号から抽出される。トランスポートストリームを構成するトランスストリームパケット群はリアルタイムにデジタル放送受信機内のデコーダに送られ、そこでデコードされる。通常、デコーダは、個々のパケットの受信タイミングに応じてそのデコード動作速度が規定されるように設計されている。トランスポートストリームパケット群の各々はその再生タイミングに対応するタイミングでリアルタイムにデコーダに送られるので、デコーダは、トランスポートストリームを正常にデコードおよび再生することができる。
ところで、最近では、複数の家電機器同士を相互に接続可能なホームネットワークシステムの実現が望まれている。ホームネットワークシステムで使用されるデジタル放送受信機においては、放送番組データのようにリアルタイムに伝送されるトランスポートストリームのみならず、蓄積メディアからネットワークを介して任意の速度で転送されるトランスポートストリームをデコードおよび再生する機能も必要とされる。
特開2000−341234公報
しかし、蓄積メディアから読み出されるトランスポートストリームは、そのトランスポートストリームの本来の伝送レートよりも高速にデジタル放送受信機に伝送される。このため、蓄積メディアからネットワークを介して伝送されるトランスポートストリームをそのままデコーダに入力すると、そのトランスポートストリームが異常に早い速度で再生されてしまうなどの不具合が発生する。よって、デコード対象のストリームの種類(リアルタイムストリーム/非リアルタイムストリーム)に応じて、デコーダの動作制御方法を切り替えるという特殊なデコード制御を実行することが必要となる。
また、ホームネットワークシステムで使用されるデジタル放送受信機においては、ネットワークを介して受信したトランスポートストリームを例えばIEEE 1394規格のデジタルVCR(Video Cassette Recorder)のような外部機器に記録する機能も要求されている。この場合、外部機器に対してはトランスポートストリームをリアルタイムに伝送することが必要となる。
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、特殊なデコード制御を行うことなく、ネットワークから受信したストリームを正常に再生でき、且つ当該ストリームを外部機器にリアルタイムに伝送することが可能な信号処理装置およびストリーム処理方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明の信号処理装置は、圧縮符号化されたデータを含むストリームであって、各々にタイムスタンプが付加されたパケット群から構成されるストリームをネットワークを介して受信する受信手段と、前記受信手段によって受信されたストリーム内のパケット群の各々に付加されたタイムスタンプに基づいて前記受信手段によって受信されたストリームから第1のリアルタイムストリームを生成し、前記第1のリアルタイムストリームを出力端子から外部に出力する出力手段と、圧縮符号化されたデータをそれぞれ含む複数のリアルタイムストリームを入力するための複数の入力端子に接続され、前記複数の入力端子に入力される複数のリアルタイムストリームから再生対象のリアルタイムストリームを選択するセレクタと、前記セレクタによって選択されたリアルタイムストリームをデコードするデコーダとを具備し、前記第1のリアルタイムストリームが前記複数の入力端子の一つに帰還入力されるように前記複数の入力端子の一つに前記出力端子が帰還接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、特殊なデコード制御を行うことなく、ネットワークから受信したストリームを正常に再生でき、且つ当該ストリームを外部機器にリアルタイムに伝送することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る信号処理装置の構成が示されている。この信号処理装置は、デジタル放送信号を受信するデジタル放送受信装置として実現されている。
このデジタル放送受信装置1は、家庭内のLAN(Local Area Network)のようなネットワーク3に接続する機能を有している。また、デジタル信号処理装置1は、IEEE 1394規格の外部機器との通信を実行することもできる。
ネットワーク3には、サーバコンピュータ2が接続されている。このサーバコンピュータ2の蓄積メディア21には、オーディオ・ビデオ(AV)コンテンツが蓄積されている。デジタル放送受信装置1は、蓄積メディア21に格納されているAVコンテンツをネットワーク3を介して受信し、その受信したAVコンテンツをデコードおよび再生することができる。
デジタル放送受信装置1は、図示のように、地上波デジタルチューナ11、BS/CS(Broadcasting Satellite/Communication Satellite)チューナ12、信号処理部13、およびIEEE 1394インターフェース部14等から構成されている。
地上波デジタルチューナ11は、地上波デジタル放送の放送番組データを受信する放送受信部である。地上波デジタル放送の放送番組データはトランスポートストリーム(TS)から構成されている。トランスポートストリーム(TS)を構成するトランスポートストリームパケット(TSパケット)群は、デジタル放送信号によって放送局からリアルタイムに伝送される。地上波デジタルチューナ11は、デジタル放送信号を受信し、そのデジタル放送信号からあるチャンネルの放送番組データに対応するトランスポートストリーム(TS)を取り出す。トランスポートストリーム(TS)は、圧縮符号化された放送番組データを含む。このトランスポートストリーム(TS)はリアルタイムストリームである。トランスポートストリーム(TS)を構成するTSパケット群は、放送局から送信されるタイミングと同じタイミングで、地上波デジタルチューナ11から信号処理部13にリアルタイムに送られる。
BS/CSチューナ12は、BS/CS放送の放送番組データを受信する放送受信部である。BS/CS放送の放送番組データも地上波デジタル放送と同様にトランスポートストリーム(TS)から構成されている。トランスポートストリーム(TS)を構成するトランスポートストリームパケット(TSパケット)群は、デジタル放送信号によって放送局からリアルタイムに伝送される。BS/CSチューナ12は、デジタル放送信号を受信し、そのデジタル放送信号からあるチャンネルの放送番組データに対応するトランスポートストリーム(TS)を取り出す。トランスポートストリーム(TS)は、圧縮符号化された放送番組データを含む。このトランスポートストリーム(TS)はリアルタイムストリームである。トランスポートストリーム(TS)を構成するTSパケット群は、放送局から送信されるタイミングと同じタイミングで、BS/CSチューナ12から信号処理部13にリアルタイムに送られる。
IEEE 1394インターフェース部14は、IEEE 1394シリアルバスを介して外部機器(例えばデジタルVCR)との通信を実行する通信制御装置である。このIEEE 1394インターフェース部14は、外部機器からリアルタイムに送信される、AVコンテンツのトランスポートストリーム(TS)を受信する機能を有している。また、IEEE 1394インターフェース部14は、信号処理部13からリアルタイムに転送されるトランスポートストリーム(TS)をIEEE 1394シリアルバスを介して外部機器にリアルタイムに送出する機能を有している。
信号処理部13はトランスポートストリーム(TS)を処理するためのLSIである。この信号処理部13は、サーバコンピュータ2の蓄積メディア21から転送されるAVコンテンツを受信する機能を有している。蓄積メディア21に格納されたAVコンテンツのストリームは、その再生速度に対応する本来の伝送レートとは関係なく蓄積メディア13から任意の速度で読み出し可能な非リアルタイムストリームである。信号処理部13からの要求を受けた場合、蓄積メディア21に格納されたAVコンテンツのストリームは、そのAVコンテンツの本来の伝送レートよりも高速にネットワーク3を介してデジタル放送受信装置1に伝送される。
このAVコンテンツのストリームは、タイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS:Time Stamped Transport Stream)から構成されている。タイムスタンプ付トランスポートストリームは、TTSパケット群から構成されている。各TTSパケットは、タイムスタンプが付加されたTSパケットである。サーバコンピュータ2は、デジタル放送受信装置1からの要求に応答して、蓄積メディア21からタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)を読み出し、そしてそのタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)をデジタル放送受信装置1に伝送する。
タイムスタンプ付トランスポートストリームパケット(TTSパケット)の構造を図2に示す。タイムスタンプ付トランスポートストリームパケット(TTSパケット)は、188バイトのトランスポートストリームパケット(TSパケット)と、そのTSパケットの先頭に付加された4バイトのタイムスタンプ(時間情報)とから構成されている。各TSパケットに付加されたタイムスタンプは、それに対応するTSパケットのデコーダへの相対的な入力時刻を示す時間情報として使用される。
信号処理部13は、ネットワークインタフェース部101、再生制御部102、TTS処理部103、入力制御部(セレクタ)104、記録制御部105、デマルチプレクサ(Demux)106、およびデコード処理部107等から構成されている。
ネットワークインタフェース部101は、デジタル放送受信機1に設けられたLANポート等を介してネットワーク3に接続されている。ネットワークインタフェース部101は、ネットワーク3を介してサーバコンピュータ2との通信を実行する通信制御装置である。ネットワーク3を介してサーバコンピュータ2から伝送されるタイムスタンプ付きトランスポートストリーム(TTS)は、ネットワークインタフェース部101によって受信される。受信されたタイムスタンプ付きトランスポートストリーム(TTS)は再生制御部102を介してTTS処理部103に入力される。
TTS処理部103は、受信されたタイムスタンプ付きトランスポートストリーム(TTS)内のTTSパケット群の各々のタイムスタンプに基づいて、タイムスタンプ付きトランスポートストリーム(TTS)からリアルタイムストリームを生成する。このリアルタイムストリームは、トランスポートストリーム(TS)から構成されている。
すなわち、TTS処理部103は、受信した各TTSパケットのタイムスタンプに従って、それら各TTSパケット内のTSパケットの送出タイミングを調整する。これにより、TSパケット群がリアルタイムにTTS処理部103の出力ポートから出力される。
TTS処理部103の出力ポートは、信号処理部13の出力端子115に接続されている。また、TTS処理部103の出力ポートは、入力制御部(セレクタ)104の入力ポート(IN4)に帰還接続されている。TTS処理部103によってリアルタイムストリームとして生成されたトランスポートストリーム(TS)は出力端子115を介してIEEE 1394インターフェース部14に送られる。同時に、トランスポートストリーム(TS)は、入力制御部(セレクタ)104の入力ポート(IN4)に送られる。
入力制御部(セレクタ)104は、リアルタイムストリームをそれぞれ入力するための入力ポート群IN1,IN2,IN3,IN4と、リアルタイムストリームをそれぞれ出力するための出力ポート群OUT1,OUT2とを備えている。
入力制御部(セレクタ)104の入力ポート群IN1,IN2,IN3,IN4は、信号処理部13の入力端子111,112,113,114にそれぞれ接続されている。地上波デジタルチューナ11によって受信されたトランスポートストリーム(TS)は入力端子111を介して入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN1に入力される。また、BS/CSチューナ12によって受信されたトランスポートストリーム(TS)は入力端子112を介して入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN2に入力される。IEEE 1394インターフェース部14によって受信される外部機器からのトランスポートストリーム(TS)は、入力端子113を介して入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN3に入力される。
また、入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN3には、TTS処理部103の出力ポートが接続されている。なお、出力端子115を入力端子114に帰還接続してもよい。
入力制御部(セレクタ)104は、入力ポート群(IN1,IN2,IN3,IN4)それぞれに入力されるトランスポートストリーム(TS)の中から再生対象のトランスポートストリーム(TS)を選択し、その選択したトランスポートストリーム(TS)を出力ポートOUT2から出力する。出力ポートOUT2から出力されるトランスポートストリーム(TS)は、デマルチプレクサ(Demux)106を介してデコード処理部107に送られる。
また、入力制御部(セレクタ)104は、入力ポート群(IN1,IN2,IN3,IN4)それぞれに入力されるトランスポートストリーム(TS)の中から蓄積メディア21に記録すべきトランスポートストリーム(TS)を選択し、その選択したトランスポートストリーム(TS)を出力ポートOUT1から出力する。出力ポートOUT1から出力されるトランスポートストリーム(TS)は、記録制御部105に送られる。
なお、出力ポートOUT2から出力されるトランスポートストリーム(TS)を記録制御部105に入力してもよい。
記録制御部105は、入力されたトランスポートストリーム(TS)に含まれるTSパケット群の各々にタイムスタンプを付加することにより、入力されたトランスポートストリーム(TS)からタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)を生成する。このタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)は、ネットワークインタフェース部101を介して、ネットワーク3上のサーバコンピュータ2に伝送される。
デマルチプレクサ(Demux)106は、入力制御部(セレクタ)104から入力されるトランスポートストリーム(TS)をビデオデータ(ビデオストリーム)とオーディオデータ(オーディオストリーム)とに分離する処理を実行する。この分離処理は、例えば、TSパケット単位で実行される。また入力されるトランスポートストリーム(TS)に複数の放送番組が多重化されている場合には、デマルチプレクサ(Demux)106は、再生対象の放送番組に対応するTSパケット群をトランスポートストリーム(TS)から抽出する処理も実行する。
デコード処理部107は、デマルチプレクサ(Demux)106から入力されたビデオデータおよびオーディオデータをそれぞれデコードするデコーダである。このデコード処理部107は、個々のTSパケットの受信タイミングに応じてそのデコード動作速度が規定されるように設計されている。デコード処理部107でデコード処理されたビデオデータおよびオーディオデータは出力端子116を介してモニタおよびスピーカへそれぞれ出力される。
このデジタル放送受信装置1においては、ネットワーク3から伝送されるストリームはTTS処理部103によってリアルタイムストリームに変換される。このリアルタイムストリームはIEEE 1394インターフェース部14を介して外部機器にリアルタイムに伝送されるとともに、入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN4に帰還される。入力ポート群IN1〜IN4に入力されるストリーム群はいずれもリアルタイムストリームである。このため、どの入力ストリームが再生対象のストリームとして選択された場合でも、当該再生対象のストリームは当該ストリームの再生速度(フレームレート)に対応する伝送速度でリアルタイムにデコード処理部107に送られる。デコード処理部107は、どの入力ストリームが再生対象のストリームとして選択された場合でも、当該再生対象のストリームを正常にデコードすることができる。よって、ストリームの種類(リアルタイムストリーム/非リアルタイムストリーム)に応じてデコード動作タイミングの制御方法を変更するという特殊なデコード制御を行うことなく、ネットワーク3から伝送されるストリームをデコードしながら、それに同期して当該ストリームを外部機器にリアルタイムに伝送することが可能となる。
次に、図3を参照して、TTS処理部103の構成を説明する。
TTS処理部103は、図示のように、バッファ201、カウンタ202、および出力制御部203などから構成されている。
バッファ201は、再生制御部102から入力されるタイムスタンプ付トランスポートストリームパケット(TTSパケット)群を一時的に格納する記憶領域である。カウンタ202は、信号処理部13内に設けられたクロック発生器からのクロック信号に同期してカウント動作を実行する。出力制御部203は、バッファ201に格納されたTTSパケット群の内、タイムスタンプの値がカウンタ202のカウント値に一致するTTSパケットのTSパケット部をバッファ201から読み出して出力する。これにより、TSパケット群はリアルタイムにIEEE 1394インターフェース部14および入力制御部(セレクタ)104にそれぞれ転送される。
次に、図4を参照して、記録制御部105の構成を説明する。
記録制御部105は、入力制御部301、タイムスタンプ生成部302、カウンタ303、およびバッファ304などから構成される。この記録制御部105は、入力制御部(セレクタ)104から出力されるトランスポートストリーム(TS)を受信する。このトランスポートストリーム(TS)は、図5に示すように、TSパケット群と同期信号とから構成されている。同期信号は、TSパケット間の区切りを示す。TSパケット群は入力制御部301に入力され、また同期信号はタイムスタンプ生成部302に入力される。
カウンタ303は、上述のクロック信号に同期してカウント動作を実行して、32bitのカウンタ値を時間情報として出力する。タイムスタンプ生成部302は、同期信号の立ち上りエッジを受信した時、その時の32bitのカウンタ値(時間情報)を入力制御部301に出力する。
入力制御部301は、受信したTSパケットの先頭にタイムスタンプ生成部302からの32bitのカウンタ値(時間情報)を付加して、TTSパケットを生成する。生成された各TTSパケットはバッファ304を介してネットワークインタフェース部101に送られる。
次に、図6のフローチャートを参照して、ネットワーク3から受信したストリームを再生しながら外部機器にリアルタイムに伝送する動作を説明する。
デジタル放送受信装置1は、ネットワーク3を介してサーバコンピュータ2から伝送されるタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)を受信する(ステップS101)。受信されたタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)はTTS処理部103に送られる。TTS処理部103は、各TTSパケットのタイムスタンプに基づいて、受信されたタイムスタンプ付トランスポートストリーム(TTS)からリアルタイムストリームを生成する(ステップS102)。このリアルタイムストリームはトランスポートストリーム(TS)である。
生成されたリアルタイムストリームはIEEE 1394インターフェース部14に送られると共に、入力制御部(セレクタ)104の入力ポートIN4に帰還される(ステップS103)。入力制御部(セレクタ)104は、入力ポートIN4に入力されるリアルタイムストリームを選択して、選択したリアルタイムストリームを出力ポートOUT2から出力する(ステップS104)。出力ポートOUT2から出力されたリアルタイムストリームはデマルチプレクサ(Demux)106を介してデコード処理部107に送られる。
デコード処理部107は、出力ポートOUT2から出力されたリアルタイムストリームをデコードする(ステップS105)。デコード処理部107によってデコードされたビデオデータおよびオーディオデータは、それぞれモニタおよびスピーカに出力される(ステップS106)。
以上説明したように、本実施形態によれば、特殊なデコード制御を行うことなく、ネットワーク3から受信したストリームを正常に再生でき、且つ当該ストリームを外部機器にリアルタイムに伝送して記録することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されたものではなく、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を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせても良い。
本発明の一実施形態の係る信号処理装置のシステム構成を示すブロック図。 同実施形態の信号処理装置で用いられるタイムスタンプ付トランスポートストリームパケットの構成の例を示す図。 同実施形態の信号処理装置に設けられたTTS処理部の構成を示すブロック図。 同実施形態の信号処理装置に設けられた記録制御部の構成を示すブロック図。 同実施形態の信号処理装置で用いられるトランスポートストリームパケットと同期信号との関係を説明するための図。 同実施形態の信号処理装置によって実行される動作を説明するフローチャート。
符号の説明
1…デジタル信号処理装置、2…サーバコンピュータ、21…蓄積メディア、3…ネットワーク、11…地上波デジタルチューナ、12…BS/CSチューナ、13…信号処理装置、14…IEEE1394インターフェース部、101…ネットワークインタフェース部、102…再生制御部、103…TTS処理部、104…入力制御部(セレクタ)、105…記録制御部、106…デマルチプレクサ、107…デコード処理部、201,304…バッファ、202,303…カウンタ、203…出力制御部、301…入力制御部、302…タイムスタンプ生成部。

Claims (5)

  1. 圧縮符号化されたデータを含むストリームであって、各々にタイムスタンプが付加されたパケット群から構成されるストリームをネットワークを介して受信する受信手段と、
    前記受信手段によって受信されたストリーム内のパケット群の各々に付加されたタイムスタンプに基づいて前記受信手段によって受信されたストリームから第1のリアルタイムストリームを生成し、前記第1のリアルタイムストリームを出力端子から外部に出力する出力手段と、
    圧縮符号化されたデータをそれぞれ含む複数のリアルタイムストリームを入力するための複数の入力端子に接続され、前記複数の入力端子に入力される複数のリアルタイムストリームから再生対象のリアルタイムストリームを選択するセレクタと、
    前記セレクタによって選択されたリアルタイムストリームをデコードするデコーダとを具備し、
    前記第1のリアルタイムストリームが前記複数の入力端子の一つに帰還入力されるように前記複数の入力端子の一つに前記出力端子が帰還接続されていることを特徴とする信号処理装置。
  2. 前記放送番組データを受信する放送受信部をさらに具備し、前記放送受信部によって受信された放送番組データが前記複数のリアルタイムストリームの一つとして前記複数の入力端子の一つに入力されることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
  3. 外部機器との通信を実行してコンテンツデータを前記外部機器から受信する通信制御部とをさらに具備し、前記コンテンツデータが前記複数のリアルタイムストリームの一つとして前記複数の入力端子の一つに入力されることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
  4. 前記セレクタによって選択されたリアルタイムストリームに含まれるパケット群の各々にタイムスタンプを付加するタイムスタンプ付加手段と、
    前記タイムスタンプ付加手段によってタイムスタンプが付加されたパケット群を前記ネットワークを介して外部に伝送する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
  5. 前記出力手段は、
    前記受信手段によって受信されたストリーム内のパケット群を格納するバッファと、
    カウント動作を実行するカウンタと、
    前記バッファに格納されたパケット群の内、タイムスタンプの値が前記カウンタのカウント値に一致するパケットを前記バッファから読み出す手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。
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