JP5241331B2

JP5241331B2 - デジタル放送受信装置

Info

Publication number: JP5241331B2
Application number: JP2008145259A
Authority: JP
Inventors: 輝米川; 直史冨田; 一道山本; 重樹東嶋; 正雄石黒
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-06-03
Also published as: CN101605219B; CN101605219A; BRPI0902032A2; JP2009296082A; EP2131568B1; EP2131568A1

Description

本発明は、選局時間の高速化とメモリ使用効率の向上を実現するデジタル放送受信装置に関するものである。

従来のデジタル放送受信機では、選局処理で必要な選局情報のプログラムアソシエーションテープル（Program Association Table；以下PAT）、プログラムマップテーブル（Program Map Table；以下PMT）等の番組特定情報（Program Specific Information；以下PSI）、映像・音声の基本ストリーム情報（Elementary Stream；以下ES）のパケット識別（Packet Identifier；以下PID）の取得、映像や音声のパケット取得等は以下のような逐次処理である。

(１) 選局処理に入ると最初にチューナーより出力されているトランスポートストリーム（Transport Stream；以下TS）に挿入されているPATの取得をする。（２）PATより選局対象のサービスに対応するPMTのPIDを取得する。（３）このPIDを使って取得したPMTより映像・音声ESのPIDを取得する。（４）このESから最初にフォーマット情報（映像の解像度、アスペクト比、音声のサンプリング周波数など）を取得する。（５）取得後引き続きデコードを行い、出力可能な映像・音声が生成できたらミュートを解除する。

このように従来の選局処理では、選局情報を取得するタイミングによっては、それらの再送を待つ必要があり、選局処理に時間がかかっていた。
たとえば、チューナーがパケットを取得する際、図1のようにPATの前にPMTを取得した場合はそのPMTは使用されず、次のPMTを取得するまで待つ必要がある。その結果、選局処理に遅延が生じる。そこで、選局する際にチューナーが取得したパケットをメモリ中にキャッシュして、そのときのPMTを無駄にせず、高速に選局する手法が提案されている（特許文献１）。

特開２００４―３１２６２９号公報

上記の手法では、選局処理を行う際に多くの情報をメモリに蓄積する可能性があり、あらかじめ容量の大きなメモリを搭載する必要がある。また、デコードを開始するにはPATの取得を待つので、その分多くの時間がかかる問題点もある。

そこで本発明は、メモリの消費を抑え、選局処理に要する時間を短くすることが可能なデジタル放送受信装置を提供する。

上述の課題を解決すべく、本発明はデジタル放送受信装置であって、番組特定情報を含むデジタルデータを入力するデータ入力手段と、入力されたデジタルデータをトランスポートストリームパケット単位に分割し転送するパケット分離手段と、取得したトランスポートストリームパケットの中で、正常なパケットと、破損したパケットの比率を調査するチューナー安定調査手段または一定期間時刻を計測する時刻計測手段と、トランスポートストリーム中のPIDごとのビットレートを調査するストリーム構成調査手段と、データ入力手段より取得した特定のトランスポートストリームパケットを保存するストリームキャッシュメモリと、データ入力手段より取得しパケットの中で、どのパケットをいつ取得するか判断し及び上記ストリームキャッシュメモリやデコーダへの転送を行うストリーム制御手段と、映像の情報をデコードするA/Vデコーダ、デコードされた情報をユーザーへ出力するミュート制御手段を有するデジタル放送受信装置で、選局処理開始直後、チューナーが不安定なときにストリーム制御手段は前記比率とビットレートより、選局に必要な情報が未取得でも映像パケットの識別番号を推定する。前記タイマーを用いた構成では一定期間、パケットの識別番号を調査し、選局に必要な情報が未取得でも映像パケットの識別番号を推定する。

さらにストリーム制御手段は、いつ・どのトランスポートパケットを保存・出力するかを判断し、メモリの消費を抑える。ストリーム制御手段は、選局に必要な情報が未取得でも映像パケットをデコーダへ送り、先行してデコード処理を行う。

選局処理の高速化をするのに必要なメモリの消費を抑えることにより、搭載するメモリの容量を削減できる。また、先行してデコード処理を開始できるので選局処理を高速化できる。

以下、本発明にかかる実施例について、図面を参照して説明する。

図２に本発明の第１の実施例に関わるデジタル放送受信装置のブロック図を示す。本発明の第１の実施例に関わるデジタル放送受信機では、チューナー・復調部100とパケット分離手段101、チューナー安定調査手段102、ストリーム構成調査手段103、ストリームキャッシュ制御手段104、ストリームキャッシュ用メモリ105、Audio／Videoデコーダ106、ミュート解除手段107を備える。

チューナー・復調部100はアナログ変調波で送信されてきた放送信号をTSに復調する。TSは１つ以上の映像や音声、字幕情報、データ放送などのストリームから構成されている。そのTSは188バイト単位のTSパケットに細分化され送信されている。復調する際に、ノイズ等により正しく復調できなかった場合、図３に示すTSパケットヘッダ内の「トランスポート誤りインジケータ」のビットは、真「１」にセットされる。

パケット分離手段101は、TSパケットをPIDの値により、選局に必要な情報（PAT、PMTなど）や映像・音声ESなどに分離する。選局に必要な情報のPATは、PIDの値が0で固定されているが、映像・音声ESのPIDは放送局が任意に指定できる。

チューナー安定調査手段102はチューナーより取得したTSパケットの「同期バイト」および「トランスポート誤りインジケータ」を調査し、正常なパケットと破損したパケットの数を調べる。

ストリーム構成調査手段103はチューナーより取得した正常なパケットのPIDを一定期間調査し、その比率を調べる。この比率とチューナー安定調査手段102より取得した正常なパケットの数より、PIDごとのパケットのビットレートを推定できる。PIDごとのビットレートやESを示すビット配列から、映像ESのPIDを推定する。

ストリームキャッシュ制御手段104は前述しているチューナー安定調査手段102により、いつ・どのパケットをストリームキャッシュメモリに保存するかを決め、該当する時間に、該当するパケットを取得したとき、そのパケットをストリームキャッシュ用メモリ105へ転送する。この処理を行う際にストリームキャッシュ用メモリに保存するパケットの種類と時間の関係を図4に示す。

ストリームキャッシュ制御手段はチューナーが安定するまではPATの検索、ビット配列や前述しているPIDごとのビットレートを用いてPMTを推定し、ストリームキャッシュ用メモリに保存する。この間、他のパケットは取得しない。ストリームキャッシュ制御手段のフローチャートを図5に示す。PATやPMTなどの選局情報の取得やそのタイミングにより４つに分けられる。PATやPMTなどの取得の関係を図6から図9に示す。

（１）ストリームキャッシュ制御手段はチューナーの設定が完了（200）し、安定（202）するまでにPAT，PMTを取得（203,204）できている場合、それらの情報より、映像のPIDを決めてチューナーより送られてきたパケットの中から該当するパケットを取り出し（205）、デコーダへ転送する。従って、この場合は映像のパケットはストリームキャッシュ用メモリに保存されない。デコードを開始（206）し、正常な映像を作成できたらミュートを解除（217）する。チューナーやストリームキャッシュ制御、取得したデータの関係を図６に示す。

（２）ストリームキャッシュ制御手段はチューナーが安定（202）するまでにPATは取得（203）できたがPMTが取得（204）できなかった場合、映像のPIDを前述している手法で推定（207）し、そのパケットをストリームキャッシュ用メモリに保存する。PATが示すPMTの中で映像のPIDを含むPMTを取得（210）する。そのPMTが示す映像のPIDと推定したPIDが等しければ（211）、チューナーから取得したパケットやストリームキャッシュメモリに保存した映像パケットを用いてデコードを開始（212）する。正常な映像を作成できたらミュートを解除（217）する。チューナーやストリームキャッシュ制御、取得したデータの関係を図７に示す。

（３）ストリームキャッシュ制御手段はチューナーが安定（202）するまでにPATを取得できなかった場合（203）、映像のPIDを前述している手法で推定（208）し、ストリームキャッシュ用メモリにそのパケットを保存する。映像のパケットを保存中にPMTより先にPATを取得（209）し、その後PATが示す映像のPIDを含んだPMTを取得（210）した場合、そのPMTが示す映像のPIDと推定したPIDが等しければ（211）、チューナーから取得したパケットやメモリに保存した映像のパケットを用いてデコードを開始（212）する。正常な映像を作成できたらミュートを解除（217）する。チューナーやストリームキャッシュ制御、取得したデータの関係を図8に示す。

（４）ストリームキャッシュ制御手段はチューナーが安定（202）するまでにPATを取得（203）できなかった場合、映像のPIDを前述している手法で推定（208）し、ストリームキャッシュ用メモリにそのパケットを保存する。映像のパケットを保存中にPATを取得する前に、保存している映像ESのPIDを含んだPMTを取得した場合（213）、チューナーから取得したパケットやメモリに保存した映像のパケットを用いてデコードを開始（214）する。PATを取得（215）し、推定したPMTが正しく（216）、正常な映像を作成できたらミュートを解除（217）する。チューナーやストリームキャッシュ制御、取得したデータの関係を図9に示す。

上記以外は選局に必要な情報や映像はチューナーより取得（218）する。

ストリームキャッシュ用メモリ105は受け取ったTSパケットを図 10に示すように順にデータ領域へ保存する。ストリームキャッシュ用メモリに保存する際は、PIDごと（300）に受け取ったパケットの種類（301）や個数（302）、受け取った順番（303）などを管理領域に記録する。ストリームキャッシュ制御手段104が、必要なTSパケットを読み出す際は、PIDごとに記録されている取得順番（303）を参照し、その番号のTSパケットを転送する。

Audio／Videoデコーダ106は受け取った映像・音声ESのデコード処理を行う。

ミュート解除手段107は正常な映像が作成できたら、映像のミュートを解除する。

以上の動作により、チューナー安定調査手段102とストリーム構成調査手段103、ストリームキャッシュ制御手段104により、適切な時間に必要なTSパケットのみを取得するのでメモリの消費を抑えることができる。また、先行して取得したTSパケットを用いて選局に必要な情報を取得し、それらを用いて全てのデータが取得できていなくてもデコードを開始することができるので、選局時間を短縮させることが可能である。

第２の実施例として、地上デジタル放送やBSデジタル放送、有料放送などの暗号化されたデジタル放送の受信機を提供する。デジタル放送受信装置のブロック図は図2と同様であるが、フローチャートは図11になる。チューナーの設定が完了すると、PATの検索・取得を開始する。PMTおよびECMはビット配列およびPIDの比率より検索し、ストリームキャッシュ用メモリに保存する。PATやPMT、ECMなどの選局情報の取得やそのタイミングにより5つに分けられる。

（１）ストリームキャッシュ制御手段はチューナーが設定を完了（400）し、安定（402）するまでにPATを取得（403）し、そのPATが示す映像のPIDを含んだPMTを取得（404）し、そのPMTが示す映像のパケットを復号するのに必要な番組情報および制御情報からなる共通情報（Entitlement Control Message；以下ECM）を取得（405）していた場合、チューナーより映像ESを取得（406）し、デコーダへ転送（407）する。従って、この場合は映像のパケットはストリームキャッシュ用メモリに保存されない。デコードを開始し、正常な映像を作成できたらミュートを解除（423）する。チューナーやストリームキャッシュ制御、取得したデータの関係を図 12に示す。

（２）チューナーが安定（402）するまでに、ストリームキャッシュ制御手段がPATと該当するPMTを取得（403,404）しているが、映像のECMを取得（405）できなかった場合、映像のパケットをストリームキャッシュ用メモリに保存（408）する。該当するECMを取得（409）すると、チューナーから取得した映像ESやストリームキャッシュメモリに保存された映像ESを復号する。復号された映像ES中にアスペクト比などの映像のデコード処理を開始するのに必要な情報があった場合はそれをA/Vデコーダに送りデコードを開始（410）する。正常な映像を作成できたらミュートを解除（423）する。

（３）チューナーが安定（402）するまでに、ストリームキャッシュ制御手段がPATを取得（403）しているが、映像情報を含んだPMTを取得（404）していない場合は、映像のPIDを前述している手法で推定し、そのパケットをストリームキャッシュ用メモリに保存（411）する。つぎにPATが示すPMTの中で映像のPIDを含むPMTを取得（414）する。そのPMTが示す映像のPIDと推定したPIDが等しければ（415）、PMTが示すECMをストリームキャッシュメモリやチューナーから取得して復号（416）し、A/Vデコーダに送りデコードを開始（417）する。正常な映像を作成できたらミュートを解除（423）する。

（４）チューナーが安定（402）するまでに、ストリームキャッシュ制御手段がPATを取得（403）できなかった場合、映像のPIDを前述している手法で推定し、ストリームキャッシュ用メモリにそのパケットを保存（412）する。映像のパケットを保存中に先にPATを取得（413）し、その後PATが示す映像のPIDを含んだPMTを取得（414）した場合、そのPMTが示す映像のPIDと推定したPIDが等しければ（415）、該当するECMをストリームキャッシュメモリやチューナーより取得し、映像のパケットを復号（416）し、デコードを行う（417）。正常な映像を作成できたらミュートを解除（423）する。

（５）チューナーが安定（402）するまでに、ストリームキャッシュ制御手段がPATを取得（403）できなかった場合、映像のPIDを前述している手法で推定し、ストリームキャッシュ用メモリにそのパケットを保存（412）する。映像のパケットを保存中にPATの取得（413）より先に、保存中の映像ESのPIDを示すPMTを取得（418）した場合は、そのPMTが示すECMをストリームキャッシュメモリやチューナーから取得（419）しデコード処理を開始（420）する。PATを取得（421）し、映像のPIDを示していたPMTと、PATが示すPMTのPIDが等しく（422）、正常な映像が作成できたらミュートを解除（423）する。

上記以外は選局に必要な情報や映像はチューナーより取得（424）する。

ストリームキャッシュ用メモリ105は受け取ったTSパケットを図 10に示すように順にデータ領域へ保存する。ストリームキャッシュ用メモリに保存する際は、PIDごと（300）に受け取ったパケットの種類（301）や個数（302）、受け取った順番（303）などを管理領域に記録する。ストリームキャッシュ制御手段が、必要なTSパケットを読み出す際は、PIDごとに記録されている取得順番（303）を参照し、その番号のTSパケットを転送する。

Audio／Videoデコーダ106は受け取った映像・音声のパケットのデコード処理を行う。ミュート解除手段107は正常な絵が作成できたらミュートを解除する。

第3の実施例として、図１３のようにチューナー安定調査手段を用いず、タイマーを用いたデジタル放送の受信機を提供する。プラットフォームによっては、チューナーより正常なパケット以外は取得できず、チューナー安定調査手段の実装が困難な場合もある。その場合は、タイマー108を用いてチューナーが安定するまでの期間を擬似的に設定し、実施例１、実施例２のようにストリーム構成手段103、ストリームキャッシュ制御手段104を用いて映像ESのPIDを推定する。このようにして、必要なメモリを節約し、高速な選局を実現することができる。

チューナーがPATより前にPMTを取得した場合を説明する図である。本手法によるデジタル放送受信機の構成例をしめす図である。ＴＳパケットヘッダの構成をしめす図である。ストリームキャッシュ用メモリに保存するパケットの種類と時間の関係をしめす図である。ストリームキャッシュ制御の処理フローをしめす図である。チューナーが安定するまでにＰＡＴとＰＭＴを取得できている場合の状態を説明する図である。チューナーが安定するまでにＰＡＴのみを取得できた場合の状態を説明する図である。パケットを保存中にＰＡＴを先に取得できた場合の状態を説明する図である。映像のＰＩＤを含むＰＭＴを先に取得した場合の状態を説明する図である。ストリームキャッシュ用メモリの構成をしめす図である。他のストリームキャッシュ制御の処理フローをしめす図である。他のチューナーが安定するまでにＰＡＴとＰＭＴを取得できている場合の状態を説明する図である。タイマーを用いた構成例を説明する図である。

符号の説明

100・・・チューナー及び復調部、101・・・パケット分離手段、102・・・チューナー安定調査手段、103・・・ストリーム構成調査手段、104・・・ストリームキャッシュ制御手段、１０５・・・ストリームキャッシュ用メモリ、１０６・・・映像・音声デコーダ、１０７・・・ミュート解除手段、１０８・・・タイマー
３００・・・ＴＳパケットの識別番号、３０１・・・ＰＩＤごとのＴＳパケットの種類（ＰＳＩ、ＥＳ）、３０２・・・ＰＩＤごとのＴＳパケットの個数、３０３・・・ＰＩＤごとのＴＳパケットの取得した順番

Claims

デジタル放送受信装置であって、番組特定情報を含むデジタルデータを入力するデータ入力手段と、入力されたデジタルデータをトランスポートストリームパケット単位に分割し転送するパケット分離手段と、取得したトランスポートストリームパケットの中で、正常なパケットと、破損したパケットの比率を調査するチューナー安定調査手段と、トランスポートストリーム中のPIDごとのビットレートを調査するストリーム構成調査手段と、データ入力手段より取得した特定のトランスポートストリームパケットを保存するストリームキャッシュメモリと、データ入力手段より取得しパケットの中で、どのパケットをいつ取得するか判断し及び上記ストリームキャッシュメモリやデコーダへの転送を行うストリーム制御手段と、映像の情報をデコードするA/Vデコーダ、デコードされた情報をユーザーへ出力するミュート制御手段を有し、ストリーム制御手段が前記比率とビットレートより、選局に必要な情報が未取得でも映像パケットの識別番号を推定し、さらにいつ・どのトランスポートパケットを保存・出力するかを判断し、デコーダへ出力することを特徴とするデジタル放送受信装置。
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、前記ストリーム制御手段は、前記チューナー安定調査手段と前記ストリーム構成調査手段の情報より、いつ・どのトランスポートストリームパケットを前記ストリームキャッシュメモリへ保存・読み出し、デコーダへ転送するか決め、そのパケットを転送することを特徴とするデジタル放送受信装置。
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、前記ストリームキャッシュメモリは、管理領域とデータ領域に区切られ、管理領域にトランスポートストリームパケットの識別番号ごとに、取得した順番を記録し、データ領域に取得した順にまとめてトランスポートパケットを記録することを特徴とするデジタル放送受信装置。
デジタル放送受信装置であって、番組特定情報を含むデジタルデータを入力するデータ入力手段と、入力されたデジタルデータをトランスポートストリームパケット単位に分割し転送するパケット分離手段と、一定時間時刻を計測できる時刻計測手段と、トランスポートストリーム中のPIDごとのビットレートを調査するストリーム構成調査手段と、データ入力手段より取得した特定のトランスポートストリームパケットを保存するストリームキャッシュメモリと、データ入力手段より取得しパケットの中で、どのパケットをいつ取得するか判断し及び上記ストリームキャッシュメモリやデコーダへの転送を行うストリーム制御手段と、映像の情報をデコードするA/Vデコーダ、デコードされた情報をユーザーへ出力するミュート制御手段を有し、ストリーム制御手段が前記時刻計測手段とビットレートより、選局に必要な情報が未取得でも映像パケットの識別番号を推定し、さらにいつ・どのトランスポートパケットを保存・出力するかを判断し、デコーダへ出力することを特徴とするデジタル放送受信装置。
請求項4に記載のデジタル放送受信装置であって、前記ストリーム制御手段は、前記チューナー安定調査手段と前記ストリーム構成調査手段の情報より、いつ・どのトランスポートストリームパケットを前記ストリームキャッシュメモリへ保存・読み出し、デコーダへ転送するか決め、そのパケットを転送することを特徴とするデジタル放送受信装置。
請求項4に記載のデジタル放送受信装置であって、前記ストリームキャッシュメモリは、管理領域とデータ領域に区切られ、管理領域にトランスポートストリームパケットの識別番号ごとに、取得した順番を記録し、データ領域に取得した順にまとめてトランスポートパケットを記録することを特徴とするデジタル放送受信装置。