JP4583300B2 - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル放送受信装置に関し、特に階層伝送により、同一内容の番組が高品質な映像信号及び音声信号を含む階層と、低品質な映像信号及び音声信号を含む階層とで同時伝送されている場合において、放送電波の受信状況の変化に応じて受信する階層を適切に切替えるデジタル放送受信装置に関する。

例えば、放送衛星を使用した衛星デジタル放送では、階層伝送により同一内容の番組が高品質な映像信号及び音声信号を含む階層と低品質な映像信号及び音声信号を含む階層で同時伝送されている。ここで、高品質な映像信号及び音声信号を含む階層は、高い伝送レートを要するために伝送誤りに比較的弱く、低品質な映像信号及び音声信号を含む階層は、伝送レートが低く伝送誤りに比較的強い。衛星デジタル放送においては、前者を高階層、後者を低階層と呼ぶ。

一方、２００３年１２月より放送が開始された地上デジタル放送では、衛星デジタル放送と同様に地上デジタル放送運用規定（ＡＲＩＢ ＴＲ−Ｂ１４）で規定された階層伝送による放送が可能である（非特許文献１参照）。地上デジタル放送では、高い伝送品質を要するため伝送誤りに比較的弱い階層を弱階層、低い伝送品質で受信可能であって伝送誤りに比較的強い階層を強階層と呼ぶ。弱階層では高い伝送レートを確保できるため、高品質な映像信号及び音声信号が伝送され、強階層では低伝送レートにより低品質な映像信号及び音声信号が伝送される。

このような階層伝送に対応した受信機では、受信状況が良好な時には弱階層（高階層）を受信し、受信状況が低下すると強階層（低階層）を受信する。受信階層の切替えを映像信号と音声信号とで独立に行う方法として、例えば、特許文献１には、映像や音声デコーダで生じるデコードエラーの頻度から、視聴者が知覚する信号の劣化度を想定した、信号の誤り率を新たに算出し、誤り率があらかじめ設定した閾値を超えた場合に、高階層から低階層へ変調方式を切替えるデジタル放送受信装置が開示されている。
特開２００１−３０９２７３号公報 地上デジタルテレビジョン放送運用規定（ＡＲＩＢ ＴＲ−Ｂ１４）第７編 地上デジタルテレビジョン放送送出運用規定，ｐ．３３

しかしながら、前述した階層切替え方法では、高階層から低階層への切替えは映像信号と音声信号で独立しているものの、低階層から高階層への切替えは映像信号と音声信号で同時に行われる構成となっているため、映像信号と音声信号の切替えが完全に独立しているとは言えない。また、映像や音声デコーダで生じるデコードエラーの頻度を基にして階層切替えを行っているため、映像や音声の乱れが発生してからでないと高階層から低階層への切替えが行われないという問題点もある。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、その目的は、階層伝送により同一内容の番組が高品質な映像信号及び音声信号を含む階層と低品質な映像信号及び音声信号を含む階層で同時伝送されている場合において、放送信号の信号品質に関する情報と受信階層を判定する閾値とを用いて、映像信号と音声信号の階層切替えを完全に独立に行い、視聴者にとって安定して見やすい映像信号及び音声信号を出力するデジタル放送受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のデジタル放送受信装置は、放送信号を受信するアンテナ部と、該アンテナ部により受信された該放送信号から所望のチャンネルを選局する選局部と、該選局部により選局された該放送信号に対して復調処理及び誤り訂正処理を施し、該放送信号の信号品質に関する情報を取得する伝送路復調部と、該伝送路復調部により復調処理及び誤り訂正処理を施された該放送信号を多重分離する多重分離部と、該多重分離部により多重分離された弱階層信号を復号する弱階層デコード部と、該多重分離部により多重分離された強階層信号を復号する強階層デコード部と、該弱階層デコード部により復号された弱階層映像信号及び該強階層デコード部により復号された強階層映像信号の内、少なくとも１つを選択して映像表示部に出力する映像切替部と、該弱階層デコード部により復号された弱階層音声信号及び該強階層デコード部により復号された強階層音声信号の内、少なくとも１つを選択して音声出力部に出力する音声切替部と、受信階層を判定するための映像閾値及び音声閾値を設定する閾値設定部と、該映像切替部及び該音声切替部を制御する切替制御部とを備え、該切替制御部は、該伝送路復調部により取得された該放送信号の信号品質に関する情報と該閾値設定部により設定された該映像閾値とを比較して該映像切替部に対し選択すべき階層を指示し、且つ該切替制御部は、該伝送路復調部により取得された該放送信号の信号品質に関する情報と該閾値設定部により設定された該音声閾値とを比較して該音声切替部に対し選択すべき階層を指示し、ユーザからの指示を入力するユーザインタフェース部を備え、該ユーザインタフェース部は、前記映像閾値及び前記音声閾値と、前記放送信号の信号品質に関する情報の平均化時間を変更することを特徴とする。

本発明によれば、階層伝送により同一内容の番組が、高品質な映像信号及び音声信号を含む階層と、低品質な映像信号及び音声信号を含む階層とで同時伝送されている場合において、受信階層を判定する閾値を映像信号と音声信号とでそれぞれ独立に用いることにより、視聴者にとって安定して見やすい映像信号及び音声信号を出力するデジタル放送受信装置を提供することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１のデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。１０１はアンテナ部、１０２は選局部、１０３は伝送路復調部、１０４は多重分離部、１０５は弱階層デコード部、１０６は強階層デコード部、１０７は映像切替部、１０８は音声切替部、１０９は映像表示部、１１０は音声出力部、１１１は信号品質値、１１２は切替制御部、１１３は閾値設定部、１１４はデジタル放送受信装置全体の制御を行う制御部である。

本実施例１のデジタル放送受信装置において、アンテナ部１０１は放送電波を受信し、受信信号を選局部１０２に供給する。選局部１０２は、供給された受信信号から希望するチャンネルの信号を選局し、伝送路復調部１０３に供給する。伝送路復調部１０３は、供給された受信信号を復調及び誤り訂正処理し、トランスポートストリーム信号を多重分離部１０４に供給する。また、伝送路復調部１０３は、受信信号の信号品質に関する値１１１（以下、「信号品質値」とする）を検出し、切替制御部１１２に供給する。この信号品質値１１１は、受信信号の同期状態、搬送波電力対雑音電力比（ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio））、誤り訂正処理でのビット誤り率、ＡＧＣ制御電圧、変調誤差比（ＭＥＲ（Modulation Error Ratio））などから算出される値を想定している。

本実施例１では、信号品質値１１１が大きい場合に受信状況が良いことを示し、信号品質値１１１が小さい場合に受信状況が悪いことを示す。多重分離部１０４は、供給されたトランスポートストリーム信号を弱階層信号と強階層信号とに分離し、弱階層信号は弱階層デコード部１０５に、強階層信号は強階層デコード部１０６にそれぞれ供給される。弱階層デコード部１０５は、供給された弱階層信号をデコードし、弱階層映像信号を映像切替部１０７に、弱階層音声信号を音声切替部１０８にそれぞれ供給する。また強階層デコード部１０６は、供給された強階層信号をデコードし、強階層映像信号を映像切替部１０７に、強階層音声信号を音声切替部１０８にそれぞれ供給する。映像切替部１０７は、供給された弱階層映像信号と強階層映像信号のどちらか一方の映像信号を選択し、映像表示部１０９に供給する。

ここで、映像切替部１０７における映像信号の選択は、切替制御部１１２により制御される。映像表示部１０９は、供給された弱階層映像信号又は強階層映像信号を表示する。音声切替部１０８は、供給された弱階層音声信号と強階層音声信号のどちらか一方の音声信号を選択し、音声出力部１１０に供給する。ここで、音声切替部１０８における音声信号の選択は、切替制御部１１２により制御される。音声出力部１１０は、供給された弱階層音声信号又は強階層音声信号を出力する。閾値設定部１１３は、受信階層の切替えを判定するための映像閾値及び音声閾値を切替制御部１１２に供給する。切替制御部１１２は、供給された映像閾値と信号品質値１１１を比較し、映像切替部１０７に対し選択すべき階層を指示する。また切替制御部１１２は、供給された音声閾値と信号品質値１１１を比較し、音声切替部１０８に対し選択すべき階層を指示する。

上記で述べた弱階層及び強階層は、地上デジタル放送運用規定（ＡＲＩＢ ＴＲ−Ｂ１４）に規定されており、高い伝送品質を要するため伝送誤りに比較的弱い階層を弱階層、低い伝送品質で受信可能であって伝送誤りに比較的強い階層を強階層と呼ぶ。弱階層では高い伝送レートを確保できるため、高品質な映像信号及び音声信号が伝送され、強階層では低伝送レートにより低品質な映像信号及び音声信号が伝送される。ここでは、弱階層と強階層で同一内容の番組が放送されているものとする。

本実施例１のデジタル放送受信装置の制御部１１４の動作を、図２を参照して説明する。図２は、信号品質値１１１の変動例と、この変動例に対する制御部１１４の動作を示した模式図である。図２において、２０１及び２０２は閾値設定部１１３により供給される映像閾値及び音声閾値、２０３は映像切替部１０７の受信階層を示す映像切替状態、２０４は音声切替部１０８の受信階層を示す音声切替状態である。

切替制御部１１２は、供給された映像閾値２０１と信号品質値１１１とを比較し、信号品質値１１１が映像閾値２０１より大きい時は弱階層映像信号を選択し、信号品質値１１１が映像閾値２０１より小さい時は強階層映像信号を選択するように映像切替部１０７を制御する。また、切替制御部１１２は、供給された音声閾値２０２と信号品質値１１１とを比較し、信号品質値１１１が音声閾値２０２より大きい時は弱階層音声信号を選択し、信号品質値１１１が音声閾値２０２より小さい時は強階層音声信号を選択するように音声閾値１０８を制御する。

上記構成によるデジタル放送受信装置を用いれば、例えば映像閾値２０１或いは音声閾値２０２を、弱階層が受信可能な必要な最小の信号品質値（以下「所要信号品質値」とする）よりも大きい値（弱階層が十分に安定して受信可能な信号品質値）に設定することで、低品質な強階層信号が優先的に受信されることになるが、階層切替え時に映像信号或いは音声信号に乱れを生じることなく視聴できる。また、映像閾値２０１或いは音声閾値２０２を、所要信号品質値よりも小さい値に設定することで、階層切替え時に映像信号或いは音声信号に乱れを生じるが、高品質な弱階層信号を優先的に視聴することが可能となる。

更に、映像閾値２０１と音声閾値２０２を独立に設定可能であるため、映像信号よりも音声信号をより確実且つ階層切替え時の映像信号或いは音声信号の乱れを低減したい場合には、音声閾値２０２を映像閾値２０１に対して大きい値に設定すればよい。逆に音声信号よりも映像信号をより確実且つ階層切替え時の映像信号或いは音声信号の乱れを低減したい場合には、映像閾値２０１を音声閾値２０２に対して大きい値に設定すればよい。

図３は、本発明の実施例２のデジタル放送受信装置の制御部１１４の動作例を示した模式図である。本実施例２における制御部１１４の動作を、図３を参照して説明する。
図３において、３０１は映像上限閾値、３０２は音声上限閾値、３０３は映像下限閾値、３０４は音声下限閾値であり、これらの閾値は閾値設定部１１３により供給される。切替制御部１１２は、映像信号が弱階層を受信している場合に信号品質値１１１が映像下限閾値３０３を下回ると映像信号を強階層に切替え、映像信号が強階層を受信している場合に信号品質値１１１が映像上限閾値３０１を上回ると映像信号を弱階層に切替える。また、切替制御部１１２は、音声信号が弱階層を受信している場合に信号品質値１１１が音声下限閾値３０４を下回ると音声信号を強階層に切替え、音声信号が強階層を受信している場合に信号品質値１１１が音声上限閾値３０２を上回ると音声信号を弱階層に切替える。

上記構成によるデジタル放送受信装置を用いれば、受信階層の切替えにヒステリシスを持たせているため、受信階層が弱階層から強階層へ或いは強階層から弱階層へと頻繁に切替わる現象を低減させることが可能である。

例えば、映像下限閾値３０３或いは音声下限閾値３０４を所要信号品質値とし、映像上限閾値３０１或いは音声上限閾値３０２を所要信号品質値よりも大きい値に設定すれば、低品質な強階層が信号が優先的に受信されることになるが、階層切替え時に映像信号或いは音声信号に乱れを生じることなく安定した視聴が可能となる。また、映像下限閾値３０３或いは音声下限閾値３０４を所要信号品質値より小さい値とし、映像上限閾値３０１或いは音声上限閾値３０２を所要信号品質値に設定すれば、階層切替え時に映像信号或いは音声信号に乱れを生じるが高品質な弱階層信号を優先的に視聴可能である。

更に、映像信号及び音声信号の上下閾値を独立に設定可能であるため、例えば映像信号より音声信号をより確実且つ階層切替え時の映像信号或いは音声信号の乱れを低減したい場合には、音声上限閾値３０２を映像上限閾値３０１よりも大きい値に設定し、且つ音声下限閾値３０４を映像下限閾値３０３よりも大きい値に設定すればよい。

一方、車載端末などによる移動体受信を行う場合、信号品質値１１１の時間変動は固定端末による受信に比べて非常に大きい。このように信号品質値１１１の時間変動が大きい場合には、階層切替えの頻度が多く発生するが、映像上限閾値３０１と映像下限閾値３０３の間隔、或いは音声上限閾値３０２と音声下限閾値３０４の間隔を大きくすることにより、階層切替えの頻度を低減させることが可能となる。

図４は、本発明の実施例３のデジタル放送受信装置の制御部１１４の構成を示すブロック図である。本実施例３のデジタル放送受信装置の構成は、図１に示した実施例１の制御部１１４の構成が、図４に示した構成に置換されたものである。本実施例３における制御部１１４の動作を、図４を参照して説明する。

図４において、信号品質値平均化部４０１は、あらかじめ設定された平均化時間の間、信号品質値１１１を記憶し、信号品質値１１１の平均値を切替制御部１１２に供給する。切替制御部１１２は、供給された信号品質値１１１の平均値と閾値設定部１１３より供給される映像閾値とを比較し、映像切替部１０７に対し選択すべき階層を指示する。また切替制御部１１２は、供給された信号品質値１１１の平均値と閾値設定部１１３より供給される音声閾値とを比較し、音声切替部１０８に対し選択すべき階層を指示する。

また、信号品質値平均化部４０１は、信号品質値１１１の平均化時間を映像信号用と音声信号用とで独立に設定してもよい。この場合、信号品質値平均化部４０１は、映像用の信号品質値の平均値と音声用の信号品質値の平均値とを切替制御部１１２に供給する。切替制御部１１２は、映像用の信号品質値の平均値と閾値設定部１１３より供給される映像閾値を比較し、映像切替部１０７に対し選択すべき階層を指示する。また切替制御部１１２は、音声用の信号品質値の平均値と閾値設定部１１３より供給される音声閾値とを比較し、音声切替部１０８に対し選択すべき階層を指示する。

上記構成によるデジタル放送受信装置を用いれば、信号品質値１１１の急激な上下変動が生じた場合でも信号品質値１１１の平均化処理のために急激な変動が低減され、頻繁な階層切替えを防止できる。例えば、音声信号の階層切替えの頻度を映像信号に比べてより減少させ、音声信号の階層切替えを信号品質値１１１の長期的な変動を基にして行いたい場合には、音声信号用の信号品質値１１１の平均化時間を映像信号用の信号品質値１１１の平均化時間よりも長く設定すればよい。なお、信号品質値平均化部４０１における信号品質値１１１の平均値の算出方法については、平均化時間の間に記憶した信号品質値１１１のうち、過去に遡るほど小さい係数、現時刻に近いほど大きい係数をそれぞれ掛け合わせておき、これらの値から平均値を算出した重み付き平均値を用いてもよい。

図５は、ユーザインタフェース部５０１を設けた本発明の実施例４のデジタル放送受信装置の制御部を示す。
本発明の実施例１から実施例３のデジタル放送受信装置の構成では、閾値設定部１１３における映像及び音声の閾値、また信号品質値平均化部４０１における信号品質値の平均化時間はあらかじめ定められた値であるため、これらの値を変更することはできない。そこで図５に示すように、ユーザインタフェース部５０１により、閾値設定部１１３及び信号品質値平均化部４０１に対してユーザが直接値を設定することが可能な手段を設ける。これにより、ユーザの好みに応じて映像信号及び音声信号の階層切替え方法を設定することが可能となる。

また、本発明において、制御部１１４は、映像信号及び音声信号が共に弱階層を選択している場合には、強階層デコード部１０６の復号処理を停止するように構成することができる。また、映像信号及び音声信号が共に強階層を選択している場合には、弱階層デコード部１０５の復号処理を停止してもよい。

本発明の実施例１のデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１のデジタル放送受信装置の制御部の動作例を示す模式図である。 本発明の実施例２のデジタル放送受信装置の制御部の動作例を示す模式図である。 本発明の実施例３のデジタル放送受信装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４のデジタル放送受信装置の制御部に適用されるユーザインタフェースを示すブロック図である。

符号の説明

１０１ アンテナ部
１０２ 選局部
１０３ 伝送路復調部
１０４ 多重分離部
１０５ 弱階層デコード部
１０６ 強階層デコード部
１０７ 映像切替部
１０８ 音声切替部
１０９ 映像表示部
１１０ 音声出力部
１１１ 信号品質値
１１２ 切替制御部
１１３ 閾値設定部
１１４ 制御部
２０１ 映像閾値
２０２ 音声閾値
２０３ 映像切替状態
２０４ 音声切替状態
３０１ 映像上限閾値
３０２ 音声上限閾値
３０３ 映像下限閾値
３０４ 音声下限閾値
４０１ 信号品質値平均化部
５０１ ユーザインタフェース部

Claims (4)

1. 放送電波の受信状況の変化に応じて受信階層を適切に切替えるデジタル放送受信装置において、
   放送信号を受信するアンテナ部と、
   該アンテナ部により受信された該放送信号から所望のチャンネルを選局する選局部と、
   該選局部により選局された該放送信号に対して復調処理及び誤り訂正処理を施し、該放送信号の信号品質に関する情報を取得する伝送路復調部と、
   該伝送路復調部により復調処理及び誤り訂正処理を施された該放送信号を多重分離する多重分離部と、
   該多重分離部により多重分離された弱階層信号を復号する弱階層デコード部と、該多重分離部により多重分離された強階層信号を復号する強階層デコード部と、
   該弱階層デコード部により復号された弱階層映像信号及び該強階層デコード部により復号された強階層映像信号の内、少なくとも１つを選択して映像表示部に出力する映像切替部と、
   該弱階層デコード部により復号された弱階層音声信号及び該強階層デコード部により復号された強階層音声信号の内、少なくとも１つを選択して音声出力部に出力する音声切替部と、
   受信階層を判定するための映像閾値及び音声閾値を設定する閾値設定部と、
   該映像切替部及び該音声切替部を制御する切替制御部とを備え、
   該切替制御部は、該伝送路復調部により取得された該放送信号の信号品質に関する情報と該閾値設定部により設定された該映像閾値とを比較して該映像切替部に対し選択すべき階層を指示し、且つ該切替制御部は、該伝送路復調部により取得された該放送信号の信号品質に関する情報と該閾値設定部により設定された該音声閾値とを比較して該音声切替部に対し選択すべき階層を指示し、
   ユーザからの指示を入力するユーザインタフェース部を備え、
   該ユーザインタフェース部は、前記映像閾値及び前記音声閾値と、前記放送信号の信号品質に関する情報の平均化時間を変更することを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. 請求項１記載のデジタル放送受信装置において、
   前記切替制御部は、
   前記放送信号の信号品質に関する情報が、前記映像閾値より大きい時は前記弱階層映像信号を選択し、前記放送信号の信号品質に関する情報が、前記映像閾値より小さい時は前記強階層映像信号を選択し、
   前記放送信号の信号品質に関する情報が、前記音声閾値より大きい時は前記弱階層音声信号を選択し、前記放送信号の信号品質に関する情報が、前記音声閾値より小さい時は前記強階層音声信号を選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
3. 請求項１または請求項２記載のデジタル放送受信装置において、
   前記閾値設定部は、映像上限閾値及び映像下限閾値、音声上限閾値及び音声下限閾値を設定し、
   前記切替制御部は、前記放送信号の信号品質に関する情報が該映像下限閾値より小さくなった場合に前記強階層映像信号を選択し、前記放送信号の信号品質に関する情報が該映像上限閾値より大きくなった場合に前記弱階層映像信号を選択し、
   前記放送信号の信号品質に関する情報が該音声下限閾値より小さくなった場合に前記強階層音声信号を選択し、前記放送信号の信号品質に関する情報が該音声上限閾値より大きくなった場合に前記弱階層音声信号を選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
4. 請求項１乃至請求項３記載のデジタル放送受信装置において、
   前記放送信号の信号品質に関する情報を記憶し、前記放送信号の信号品質に関する情報の平均値を算出する信号品質値平均化部を備え、
   前記切替制御部は、前記放送信号の信号品質に関する情報を入力する代わりに、該信号品質値平均化部により供給される該放送信号の信号品質に関する情報の平均値を入力とすることを特徴とするデジタル放送受信装置。

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