JP4767283B2 - トランスコーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、符号化されたマルチメディア信号の符号化方式をリアルタイムに変換する装置の構成方法に関する。地上波ディジタル放送された信号をＩＰ送信する場合や蓄積されているマルチメディアコンテンツを所要の符号化方式で再符号化する場合に関する。

従来、複数種類の符号化されたメディア信号を含むトランスポートストリームを符号化変換する場合には、トランスコーダ装置を用いて、音声や映像といった各メディア信号を所定の階層まで復号した後、再度符号化して多重化する方法が一般的であった。

また、各種制御信号は入力信号とは独立に新たに作成して送出することが一般的であった。図３に、従来の一般的なトランスコーダ装置のブロック図を示す。トランスコーダ装置は、メディア信号のいずれかの符号化方式または符号化パラメータを所望の条件に変更する装置である。例えばメディア信号の伝送レートを下げるために、より符号化効率の良い符号化方式に変更して送信する。

図３において、トランスポートストリーム（ＴＳ）入力１００より入力されるＴＳは、固定長のＴＳパケットの連続した信号である。ＴＳパケットはヘッダ部とペイロード部から構成され、ヘッダ部はＴＳパケットの種別を識別するためのパケットＩＤ（ＰＩＤ）を有している。ＴＳ分配部１１０は各ＴＳ処理部１２０〜１２５へＴＳを接続する。

プログラムアソシエーションテーブル（ＰＡＴ）−ＴＳ抽出部１２０は、ＰＩＤが特定の値０×００００であるＰＡＴ−ＴＳを抽出する。ＰＡＴ−ＴＳには、プログラム番号とプログラムマップテーブル（ＰＭＴ）−ＰＩＤのリストが記述されている。

トランスコーダ装置には、処理すべきプログラム番号１３０がシステム定数として設定され、ＰＡＴ−ＴＳ抽出部１２０は、設定されたプログラム番号１３０に対応するＰＭＴ−ＰＩＤを経路１３１によりプログラムマップテーブル（ＰＭＴ）−ＴＳ抽出部１２１に通知する。

ＰＭＴ−ＴＳ抽出部１２１は、通知されたＰＭＴ−ＰＩＤを用いてＰＭＴ−ＴＳを抽出する。ＰＭＴ−ＴＳには、プログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）のＰＩＤ、ストリームタイプと対応するエレメンタリーストリーム（ＥＳ）のＰＩＤのリストが含まれている。このリストのパラメータ情報より、ＰＣＲ−ＰＩＤ、音声ＴＳのＰＩＤ（ＡＵＤ−ＰＩＤ）、ユーザデータＴＳのＰＩＤ（ＤＡＴ−ＰＩＤ）、ビデオＴＳのＰＩＤ（ＶＩＤ−ＰＩＤ）を抽出し、ＰＣＲ−ＴＳ抽出部１２２、ＡＵＤ−ＴＳ抽出部１２３、ＤＡＴ−ＴＳ抽出部１２４、ＶＩＤ−ＴＳ抽出部１２５に通知する。

ＰＣＲ−ＴＳ抽出部１２２は、通知されたＰＣＲ−ＰＩＤを用いてＰＣＲ−ＴＳを抽出する。ＰＣＲ−ＴＳにはデコーダのタイミングが得られるタイムスタンプが含まれている。ＰＣＲ−ＴＳ抽出部はこのタイムスタンプを受信ＳＴＣ作成部１４２に通知する。受信ＳＴＣ作成部１４２は通知されたタイムスタンプを用いてデコーダ用の基準時計ＳＴＣ（受信用ＳＴＣ）１３３を作成する。受信用ＳＴＣ１３３はＡＵＤデコーダ１４３、ユーザデータデコーダ１４４、ＶＩＤデコーダ１４５に通知される。

ＡＵＤ−ＴＳ抽出部１２３、ＤＡＴ−ＴＳ抽出部１２４、ＶＩＤ−ＴＳ抽出部１２５は、通知されたＡＵＤ−ＰＩＤ、ＤＡＴ−ＰＩＤ、ＶＩＤ−ＰＩＤを用いて、該当するＴＳ（ＡＵＤ−ＴＳ、ＤＡＴ−ＴＳ、ＶＩＤ−ＴＳ）を抽出し、抽出したＴＳを対応するＡＵＤデコーダ１４３、ＤＡＴデコーダ１４４、ＶＩＤデコーダ１４５に出力する。

ＡＵＤデコーダ１４３はＡＵＤ−ＴＳを上位の階層の信号にデコードする。たとえばＡＵＤ−ＰＥＳにデコードする。ＰＥＳパケットヘッダにはデコードされた信号を出力する時刻が含まれており、受信ＳＴＣ作成部１４２より通知されている受信用ＳＴＣ１３３を用いて出力時刻を決定する。

ＤＡＴデコーダ１４４、ＶＩＤデコーダ１４５も同様に動作する。ただしＶＩＤデコーダ１４５は目的とする変換内容によってＶＩＤ−ＰＥＳまたはビデオ信号ＶＩＤの階層までデコードする。ビデオ符号化方式を変換する場合には、ビデオ信号にデコードされＶＩＤエンコーダ１６５に送信する。

以上の処理によって、受信したＴＳから抽出した全種類のメディア信号がデコードされる。各メディア信号は、受信用ＳＴＣ１３３により出力時刻を一致させている。以下ではＶＩＤエンコーダの符号化方式を符号化効率の良い符号化方式に変更する場合について説明する。

送信ＳＴＣ作成部１６２では、送信ＳＴＣ用時刻入力１５３からの信号に従ってエンコーダ用の基準時計ＳＴＣ（送信用ＳＴＣ）１５４を作成し、ＡＵＤエンコーダ１６３、ＤＡＴエンコーダ１６４、ＶＩＤエンコーダ１６５、および送信ＰＣＲ−ＴＳ作成部１７２に通知する。

ＡＵＤエンコーダ１６３は、ＡＵＤデコーダ１４３から出力されるＡＵＤ−ＰＥＳを入力し、ＡＵＤ−ＰＥＳのヘッダ部に送信用ＳＴＣ１５４を設定し、送信ＡＵＤ−ＰＥＳ信号を作成する。作成された送信ＡＵＤ−ＰＥＳ信号をＡＵＤ−ＴＳ作成部１７３に送信する。ＤＡＴエンコーダ１６４も同様に動作し、ＤＡＴ−ＰＥＳをＤＡＴ−ＴＳ作成部１７４に送信する。

ＶＩＤエンコーダ１６５はＶＩＤデコーダ１４５からビデオ信号ＶＩＤを入力する。目的とする符号化方式で再符号化して送信ＶＩＤ−ＰＥＳを作成し、ＶＩＤ−ＰＥＳのヘッダ部に送信用ＳＴＣ１５４を設定し、送信ＶＩＤ−ＰＥＳ信号を作成する。作成された送信ＶＩＤ−ＰＥＳ信号をＶＩＤ−ＴＳ作成部１７５に送信する。

送信ＰＡＴ−ＴＳ作成部１７０は、装置パラメータボックスより１５０を通じて入力される送信プログラム番号を用いて送信ＰＡＴ−ＴＳを作成する。送信ＰＭＴ−ＴＳ作成部１７１は装置パラメータボックスより１５１を通じて入力される送信ＰＭＴ用パラメータ情報を用いて、送信ＰＭＴ−ＴＳを作成する。送信ＰＩＤ用パラメータ情報１５２のうち、送信ＰＣＲ−ＰＩＤ、送信ＡＵＤ−ＰＩＤ、送信ＤＡＴ−ＰＩＤ、送信ＶＩＤ−ＰＩＤはＰＣＲ−ＴＳ作成部１７２、ＡＵＤ−ＴＳ作成部１７３、ＤＡＴ−ＴＳ作成部１７４、ＶＩＤ−ＴＳ作成部１７５に通知される。

ＰＡＴ−ＴＳ作成部１７０、送信ＰＭＴ−ＴＳ作成部１７１、送信ＰＣＲ−ＴＳ作成部１７２、送信ＡＵＤ−ＴＳ作成部１７３、送信ＤＡＴ−ＴＳ作成部１７４、送信ＶＩＤ−ＴＳ作成部１７５が作成した各ＴＳ信号は、ＴＳ多重化部１８０に入力され所望の優先度に従って多重化される。多重化されたトランスポートストリームは送信トランスポートストリーム出力１９０より出力する。

以上のように、従来のトランスコーダ装置の信号処理方式では、全てのメディアのトランスポートストリームを一旦所定の階層までデコードした後、時刻を調整し再度新たな時刻を用いて再符号化する。このため符号化方式を変換する必要の無いメディアのトランスポートストリームも変更することが必要になり、トランスコーダ装置の透過性を低下させていた。ここで透過性とは、トランスコーダ装置に入力された符号化変換される信号以外の情報がすべて変更されること無く出力され、出力信号の利用に制限をもたらさないことを意味する。時刻情報を変更することや新たな時計を用いて再度符号化することによって、出力信号のパケット構造やタイミングが変化し、パケット内の時刻パラメータや制御変数値が書き変わるため、透過性は低下する。

また符号化方式を変換しないメディアの信号に対してもデコード、エンコードを行うため装置が複雑化していた。さらに各メディア信号ごとの処理内容が異なるため、メディア間の遅延時間が合せにくいという問題があった。

符号化方式を変換する必要のないメディアのトランスポートストリームを変換することにより、透過性の低下が発生するという問題に対し、特許文献１では、音声ＴＳとデータＴＳをトランスコードせずに、映像ＴＳのみをトランスコードしている。その後、これらＴＳを多重化している（特許文献１）。
特開２００７−０８１８１０号公報

しかしながら従来の技術においては、音声ＴＳとデータＴＳに対し、時刻情報を補正しなければならない。時刻情報の補正は、ＴＳをデコードしたＰＥＳの階層で行なう必要があるため、透過性が低下する可能性があり、装置が複雑化する可能性があった。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、音声ＴＳとデータＴＳに対し、時刻情報の補正をＴＳをデコードしたＰＥＳの階層で行なう必要がなく、透過性の低下を防止でき、装置を簡素化することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、入力されたトランスポートストリームに含まれる指定メディア信号の符号化方式を変換して出力トランスポートストリームを作成するためのトランスコーダ装置の信号処理方式において、複数種類の符号化されたメディア信号を含むトランスポートストリームを処理内容に応じて、前記トランスポートストリームを制御する第１のグループと、符号化方式を変換する対象となる第２のグループと、前記符号化方式の変換に必要な遅延に相当する遅延を挿入する第３のグループと、に分類する手段と、前記第１のグループの前記トランスポートストリームより変換処理に必要なパラメータ情報を抽出する手段と、前記第２のグループの前記トランスポートストリームの符号化方式を所望の符号化方式に変換する手段と、前記第３のグループの前記トランスポートストリームを前記第２のグループの変換遅延時間に合わせて遅延する手段と、前記第１のグループの前記トランスポートストリームを前記第２のグループの変換遅延時間に合わせて遅延させるとともに、遅延させた前記第１のグループの前記トランスポートストリームと前記パラメータ情報を抽出する手段により抽出した前記パラメータ情報を用いて前記第１のグループの前記トランスポートストリームを新たに作成する手段と、新たに作成した前記第１のグループの前記トランスポートストリームと、符号化方式を変換した前記第２のグループの前記トランスポートストリームと、遅延時間を調整した前記第３のグループの前記トランスポートストリームと、を所望の優先度に従って一つのトランスポートストリームとして多重化する手段と、を備える。

本発明によれば、音声ＴＳとデータＴＳに対し、時刻情報の補正をＴＳをデコードしたＰＥＳの階層で行なう必要がなく、透過性の低下を防止でき、装置を簡素化することができる。

本発明では複数種類の符号化されたメディア信号を含むトランスポートストリームを処理内容に応じて制御信号グループ、符号化信号グループ、および遅延信号グループに分類する。制御信号グループは、トランスポートストリームより変換処理に必要なパラメータ情報を抽出する手段を設けている。符号化信号グループは、トランスポートストリームの符号化方式を所望の符号化方式に変換する手段を設けている。遅延信号グループは、トランスポートストリームを前記符号化信号グループの遅延時間に合わせて遅延する手段と、変換処理されたトランスポートストリームのパラメータ情報を反映した制御信号グループのトランスポートストリームを作成する手段を設けている。符号化方式を変換した符号化信号グループのトランスポートストリーム、遅延時間を調整した遅延信号グループのトランスポートストリーム、および新たに作成された制御信号グループのトランスポートストリームを所望の優先度に従って一つのトランスポートストリームとして多重化する手段を有するようにしたもので以下図面を用いて詳細に説明する。

図１に本発明の一実施例を示す。図１において、既出の図３と同じ番号を付与したものは、図３で示した従来技術と同様に動作する。

図１において、ＰＡＴ−ＴＳ抽出部１２０、ＰＭＴ−ＴＳ抽出部１２１、ＰＣＲ−ＴＳ抽出部１２２は制御信号グループを構成し、図３で示した従来技術と同様に、変換処理に必要なパラメータ情報を作成し関連する処理部に通知する。ＰＡＴ−ＴＳ抽出部１２０で抽出されたＰＡＴ−ＴＳは、ＰＡＴ変換遅延部２００に転送し、必要な加工と所定の遅延を施し送信ＰＡＴ−ＴＳパラメータ情報としてＰＡＴ−ＴＳ作成部１７０に出力する。必要な加工にはＰＡＴ−ＴＳの送信を行わないという処理も含まれる。これは複数の装置が並列に動作している場合には、一つのＰＡＴのみを必要とするため、ＰＡＴ変換遅延部ＰＡＴ−ＴＳを必要としない場合に適用される。またＰＡＴ変換遅延部で施される遅延時間には後述する符号化グループでの処理遅延時間Ｔｄに相当する値を用いる。

ＰＭＴ−ＴＳもＰＭＴ変換遅延部２０１で同様に変換遅延し、送信ＰＭＴ−ＴＳパラメータ情報２０７としてＰＭＴ−ＴＳ作成部に出力する。変換処理にはＰＭＴ−ＴＳを送信しないという処理のほか、必要に応じて符号化方式を変更するに伴うＰＭＴ内パラメータ値の書き換えやトランスコード出力のＰＩＤの変更などが含まれる。

ＰＣＲ−ＴＳ抽出部１２２から出力されるＰＣＲ−ＴＳに含まれているタイムスタンプは、受信ＳＴＣ作成部１４２に入力される。受信用ＳＴＣ作成部は、デコーダ用の基準時計ＳＴＣ（受信用ＳＴＣ）１３３を作成し、ＶＩＤデコーダ１４５、ＳＴＣ遅延部２０２に出力する。ＳＴＣ遅延部は受信用ＳＴＣ１３３を所定の値Ｔｄだけ遅延させる。この方法にはＳＴＣの転送を一定時間遅延する方法と、ＳＴＣ値より一定値を減算し即時に転送する方法がある。ＳＴＣ遅延出力（送信ＳＴＣパラメータ情報）２０９は送信ＳＴＣ作成部１６２に入力する。この結果送信ＳＴＣは受信用ＳＴＣに対し一定時間遅れた状態で動作する。送信ＳＴＣはＰＣＲ−ＴＳ作成部１７２に入力する。ＰＣＲ−ＴＳ作成部１７２は送信ＰＣＲ−ＴＳを作成する。

ＡＵＤ−ＴＳ抽出部１２３、ＤＡＴ−ＴＳ抽出部１２４は遅延信号グループを構成する。これらの出力（ＡＵＤ−ＴＳ、ＤＡＴ−ＴＳ）は各々のデコーダではなく、ＡＵＤ遅延回路２０３、ＤＡＴ遅延回路２０４に入力し、所定の時間Ｔｄだけ遅延させる。ＡＵＤ遅延回路２０３、ＤＡＴ遅延回路２０４の出力（ＡＵＤ−ＴＳ、ＤＡＴ−ＴＳ）はＡＵＤ−ＴＳ作成部１７３、ＤＡＴ−ＴＳ作成部１７４に入力する。この結果遅延信号グループの入力ＴＳは所定の時間Ｔｄだけ遅れた出力Ｔｓとなる。上記遅延回路の実現方法には遅延回路を用いる方法と、タイムスタンプをつけたバッファメモリを用いる方法がある。遅延回路を用いる方法では入力から出力までの通過時間がＴｄとなる回路で構成され、連続したストリームを遅延する場合に適する。タイムスタンプをつけたバッファメモリを用いる方法は、バッファメモリ入力時の時刻をデータとともに記憶し、Ｔｄ時間経過した時にバッファメモリより読み出す回路で構成され、間歇的に入力されるストリームを遅延する場合に適する。

最後に符号化信号グループの処理を説明する。ＶＩＤ−ＴＳ抽出部１２５から出力されるＶＩＤ−ＴＳは、ＶＩＤデコーダ１４５に入力しビデオ信号ＶＩＤに復号する。ビデオ信号ＶＩＤは、ビデオ処理遅延部２０５より所定の処理と遅延を行う。所定の処理にはフィルタ、フォーマット変換、スーパーインポーズ処理などを含むこともできる。なにも変更しないことでも良い。遅延は最も大きな遅延を有する経路に合わせるために用意した機能である。遅延値は０であっても良い。最も大きな遅延はトランスコーダと並列に動作する他のトランスコーダの遅延や、トランスコーダとは別の装置の遅延を考慮する場合に必要になる場合がある。ＶＩＤ処理遅延部２０５の出力は、ＶＩＤエンコーダ１６５に入力する。ＶＩＤデコーダ１４５、ＶＩＤ処理遅延部２０５、ＶＩＤエンコーダ１６５を通過するに必要な時間が符号化信号グループの遅延時間Ｔｄである。

以降の動作は図３で示した従来の実施例と同様である。各ＴＳ作成部１７０〜１７５が作成した各ＴＳ信号は、ＴＳ多重化部１８０に入力され所望の優先度に従って多重化される。多重化されたトランスポートストリームは送信トランスポートストリーム出力１９０より出力する。

上記のごとく本発明を適用することによって制御信号グループ、遅延信号グループ、符号化信号グループの各入力ＴＳは、所定の時間Ｔｄだけ遅延して出力ＴＳに変換される。通常Ｔｄの値はシステムを構成するときに設定する固定値である。すなわちＴＳ中に含まれる時刻情報の相対関係を保った状態で目的とするトランスコードが実現できたことになる。この結果、従来方式で問題となっていた信号の透過性を極力損なわないトランスコードが可能になる。また遅延信号グループは対象とするＴＳの遅延を行うことだけで良いので装置構成を簡略化できる。また各メディア間の信号処理時間を厳密に調整することができるので、トランスコーダによって信号の時間的揺らぎが増加することが無い。

実施例では、符号化方式を変換する符号化信号グループとして、ＶＩＤ−ＴＳを対象として説明したが、ＡＵＤ−ＴＳやＤＡＴ−ＴＳの符号化方式を変換することも同様に行うことができる。例えば音声符号化方式を新たな符号化方式に変換し信号速度を下げることが可能である。これは従来方式でビデオ信号のトランスコードのために、音声信号の復号、符号化を縦続接続するケースとは目的と構成が異なるものである。すなわち従来例は映像信号遅延に合わせるために、符号化方式の変換に関係なく音声信号およびユーザデータ信号の復号、符号化を行い、時刻情報も付け直すのに対し、本実施例では音声符号化方式、ユーザデータ符号化方式を変更する部分のみを、信号の復号、符号化を行い、映像信号の符号と同じ時刻情報を使用する。

図２には映像信号および音声信号を符号化信号グループとし、ユーザデータは遅延信号グループとする場合を示す。

遅延処理グループにはＡＵＤ−ＴＳとＤＡＴ−ＴＳが各１つ含まれる場合を対象として説明したが、その他の信号を加えても所定の遅延を与えるだけで良いので全く同様に処理することができる。すなわちＰＭＴ−ＴＳに含まれるストリームＩＤというパラメータ値を用いてストリームの符号化方式を判定することにより、複数の音声ストリームを遅延信号グループとして処理することができる。ユーザデータに対しても同様である。制御信号グループにはＰＡＴ−ＴＳ、ＰＭＴ−ＴＳ、ＰＣＲ−ＴＳを対象として説明したが、これらの信号を削除したり、他の信号を追加したりすることは可能である。例えば網情報テーブル（ＮＩＴ−ＴＳ）、条件付アクセステーブル（ＡＣＴ−ＴＳ）を必要に応じて追加することができる。

本発明は以下の分野に応用することができる。第一はデジタル放送されたＴＳストリームを入力しトランスコードしてネットワーク上に再送信する分野である。この場合受信したＴＳのレートに比較して出力ＴＳレートをより小さくすることが望まれる。このため大きな帯域を必要とするビデオ信号の符号化方式をより効率的な符号化方式にトランスコードし帯域を減少させる。本発明を適用すればビデオ信号以外は高い透過性を維持することができるのでトランスコードによるサービス性の低下を回避することができる。

第２は２つのネットワーク間で異なる符号化方式が利用されている場合に、２つのネットワーク間の信号をトランスコードして接続する分野である。この場合は必ずしも符号化効率を上げることではないが、ネットワーク間を接続するに必要な部分のみを符号化信号グループとして変換し、他を遅延信号グループとすることで簡易な装置構成で機能を実現することができる。

第３は蓄積メディアの分野である。従来の符号化方式で作成されたデータベースを読み出し、新しい符号化装置で再符号化して再度書き込む場合、必要なメディアのみを符号化信号グループ、他を遅延信号グループとすることで、デコード・エンコードによる品質劣化を極力抑えて処理することができる。

本発明の実施の形態に係るブロック図を示す。 本発明の実施の形態の効果の検証を説明するための説明図を示す。 従来技術を説明するための説明図を示す。

符号の説明

１００…トランスポートストリーム入力
１１０…ＴＳ配分部
１２０〜１２５…ＴＳ処理部

Claims (2)

1. 入力されたトランスポートストリームに含まれる指定メディア信号の符号化方式を変換して出力トランスポートストリームを作成するためのトランスコーダ装置の信号処理方式において、
   複数種類の符号化されたメディア信号を含むトランスポートストリームを処理内容に応じて、前記トランスポートストリームを制御する第１のグループと、符号化方式を変換する対象となる第２のグループと、前記符号化方式の変換に必要な遅延に相当する遅延を挿入する第３のグループと、に分類する手段と、
   前記第１のグループの前記トランスポートストリームより変換処理に必要なパラメータ情報を抽出する手段と、
   前記第２のグループの前記トランスポートストリームの符号化方式を所望の符号化方式に変換する手段と、
   前記第３のグループの前記トランスポートストリームを前記第２のグループの変換遅延時間に合わせて遅延する手段と、
   前記第１のグループの前記トランスポートストリームを前記第２のグループの変換遅延時間に合わせて遅延させるとともに、遅延させた前記第１のグループの前記トランスポートストリームと前記パラメータ情報を抽出する手段により抽出した前記パラメータ情報を用いて前記第１のグループの前記トランスポートストリームを新たに作成する手段と、
   新たに作成した前記第１のグループの前記トランスポートストリームと、符号化方式を変換した前記第２のグループの前記トランスポートストリームと、遅延時間を調整した前記第３のグループの前記トランスポートストリームと、を所望の優先度に従って一つのトランスポートストリームとして多重化する手段と、
   を備えることを特徴とするトランスコーダ装置。
   
2. 前記第２のグループのトランスポートストリームは、映像信号および音声信号であることを特徴とする請求項１記載のトランスコーダ装置。

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