JP5733899B2 - メディア分離装置 - Google Patents
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Description
例えば、TSパケットのPIDに誤りが加わると、誤る前のPIDに相当するメディア信号がTSパケット1つ分失われる。また、誤りが加わったPIDが、他のPIDと偶然一致すると、一致したPIDのメディア信号に誤った情報がTSパケット1つ分加わってしまう。
また、従来のメディア多重装置では、PIDの割り当てでPIDに誤りが加わることによって、上述のように誤ったPIDと他のPIDが偶然一致することを考慮していない。
この問題は、特に自動車などの移動体でデジタル放送の受信や、誤り率の高い無線伝送環境下において、メディア信号の受信品質や再生品質に大きな影響を与える。
このような不具合を解決する従来の技術として、例えば特許文献1には、メディア多重装置のPIDに誤り訂正符号を加え、メディア分離装置が、多重化されたデータに対して上記誤り訂正符号による訂正を行うことで、PIDに加わる誤りに対処する発明が開示されている。
また、特許文献1では、PIDの値の割り当てが、誤り訂正符号によって制約を受けるために、規格等により予め固定されたPIDが存在する場合には適用できないという課題があった。
図1は、この発明の実施の形態1によるメディア多重装置の構成を示すブロック図である。図1において、実施の形態1のメディア多重装置B100は、多重要素S101〜S110と多重制御指示情報S121を入力し、これらが多重化された送信トランスポートストリーム(TS)S130を出力する装置である。多重要素S101〜S110とは、図1では、番組1の内容を構成する映像S101、音声S102、基準時刻S103、付加情報S104、番組2の内容を構成する映像S105、音声S106、基準時刻S107、付加情報S108、番組1,2に共通な情報(共通情報)である付加情報S109、付加情報S110、の各信号である。
PID割当部B101は、入力した多重制御指示情報S121に基づいて、多重制御設定情報S122を生成し出力する構成部である。
なお、多重制御指示情報S121とは、複数の異なる番組の映像や音声などのメディア信号である多重要素S101〜S110を修飾し、多重化の方法を指示する信号である。多重制御指示情報S121の詳細は、図2を用いて後述する。
また、多重制御設定情報S122は、多重制御指示情報S121に多重要素PAT及び多重要素PMTに関する項目が追加され、さらに多重制御指示情報S121における全ての多重要素のPIDが設定された信号である。この多重制御設定情報S122の詳細は、図3を用いて後述する。
PMT生成部B103は、PID割当部B101から入力した多重制御設定情報S122の多重要素PMTに関する項目内容に基づいて、番組数分のプログラムマップテーブル(PMT)を生成する構成部である。図1では、番組数が2つの場合を示しており、PMT生成部B103が生成するPMTの個数は、多重制御設定情報S122に含まれる番組番号の種類に応じて増減する。ここでは、番組1のPMTとしてPMT1(S112)が生成され、番組2のPMTとしてPMT2(S113)が生成される。
多重形式項目C202には、多重要素項目C201に示している多重要素信号を多重化する多重形式が設定される。ここでは、PES(Packetized Elementary Stream)、PCR(Program Clock Reference)、Sectionのいずれかの形式で多重化する。
信号種別項目C204には、多重要素項目C201に設定される各多重要素信号の種別が指定される。ここで、信号種別として、映像、音声、基準時刻等が指定される。なお、指定がない場合もある。
ビットレート項目C206には、多重要素項目C201に設定される各多重要素信号のビットレートが指定される。例えば、映像S101のビットレートは15Mbpsで、音声S102では200kbpsとなっている。
多重形式項目C302には、多重要素項目C301に設定される各多重要素信号を多重化する多重形式が設定される。ここでは、PES、PCR、Sectionのいずれかの形式で多重化する。
信号種別項目C304には、多重要素項目C301に設定される各多重要素信号の種別が指定される。ここで、信号種別として、映像、音声、基準時刻、PAT、PMT等が指定される。なお、一部は指定がない場合もあるが、PAT及びPMTに関しては必ず指定される。
ビットレート項目C306には、多重要素項目C301に設定される各多重要素信号のビットレートが指定される。例えば、映像S101のビットレートは15Mbpsで、PMT1(S112)は15kbpsとなっている。
先ず、PID割当部B101は、多重制御指示情報S121を入力すると、この多重制御指示情報S121に対して、PATに関する多重制御情報と番組数分のPMTに関する多重制御情報とを追加すると共に、この多重制御指示情報S121のPID項目C203において、PIDの指定がない全ての要素についてPIDを決定して、多重制御設定情報S122として出力する。
図3の例において、PATに関する多重制御情報とは、多重要素項目C301が、多重要素S111であって、多重形式項目C302がSection、PID項目C303が“0x0000”、信号種別項目C304がPAT、番組番号項目C305が指定なし、となる。PMTに関する多重制御情報は、多重要素項目C301が多重要素S112であり、多重形式項目C302がSection、PID項目C303が“0x1100”、信号種別項目C304がPMT、番組番号項目C305が“1”となる。また、多重要素項目C301が多重要素S113であって、多重形式項目C302がSectionで、PID項目C303が“0x1200”、信号種別項目C304がPMT、番組番号項目C305が“2”となる。
(1)予め設定された割当が可能な全てのPID(0x0000〜0x1FFF)のうちから、多重制御指示情報S121のPID項目C203で既に指定されているPIDと、NULL PID(0x1FFF)とを除いたものを、PID候補として得る。
(2)PID候補中のPIDごとに、PID項目C203で指定されている全てのPIDからの最小符号距離を算出する。なお、PID同士の符号距離の算出は、ハミング距離、すなわちビットが一致していない個数を使用する。
(3)PIDごとに算出した各最小符号距離のうち、最小符号距離が最大のPIDを1つ選ぶ。
(4)多重制御指示情報S121のPID項目C203においてPIDの指定がない多重要素のうち(追加した多重制御情報も含む)、ビットレート項目C206(C306)に指定されるビットレートが最も高いものを選択し、この多重要素のPID項目C203(C303)に(3)で選んだPIDを設定する。
(5)(1)〜(4)の操作を、PID項目C203(C303)で「PID指定なし」の多重要素がなくなるまで繰り返す。
さらに、上述したPIDの決定を実行する前に、多重制御指示情報S121に対して、NULLパケットのPIDとビットレートを多重要素として追加することで、NULLパケットに加わる誤りにも対処することができる。
また、多重部B104は、送信TS(S130)に対して、誤り訂正符号等によって、誤りの存在を示すTEI(transport_error_indicator)を予め付加する。
なお、上記実施の形態1によるPID決定手順は、簡易的な一例であり、PID同士の距離を離すようにPIDを決定する方法であれば、他の方法も取ることができる。
(1a)割当が可能な全てのPID(0x0000〜0x1FFF)のうち、多重制御指示情報S121のPID項目C203で既に指定されているPIDと、NULL PID(0x1FFF)とを除いたものを、PID候補として得る。
(2a)PID候補中のPIDごとに、PID項目C203にて指定される全てのPIDからのビットレート/距離の最大値を評価値として算出する。
(3a)PIDごとに算出した各評価値のうち、最小値が得られたPIDを1つ選ぶ。
(4a)多重制御指示情報S121のPID項目C203においてPIDの指定がない多重要素のうち(追加した多重制御情報も含む)、ビットレート項目C206(C306)に指定されているビットレートが最も高いものを選択し、この多重要素のPID項目C203(C303)に(3a)で選んだPIDを設定する。
(5a)(1a)〜(4a)の操作を、PID項目C203(C303)で「PID指定なし」の多重要素がなくなるまで繰り返す。
このようにすることで、(1)〜(5)の手順と同様に多重要素同士のPIDの距離を離すことができ、かつ(1)〜(5)の手順でPIDを決定した場合よりも、ビットレートの高い多重要素のPIDと他の多重要素のPIDとの距離を離すことが可能である。
例えば、全ての多重要素のそれぞれのPID間のビットレート/距離の合計が最大となるPIDの組み合わせを探索してもよい。
図4は、この発明の実施の形態2によるメディア分離装置の構成を示すブロック図である。図4において、実施の形態2のメディア分離装置B400は、メディア多重装置B100からの送信TSを、受信TS(S430)として受信すると、受信TS(S430)に多重化されたメディア信号を分離して出力する装置である。
なお、受信TS(S430)は、メディア多重装置B100によって、誤り訂正符号等から、誤りの存在を示すTEIが、予め付加されているものとする。また、上記実施の形態1と同様に、番組が2つの場合を例に挙げている。
TS修正部B401は、分離制御情報S421を基に、受信TS(S430)のPIDを修正し、修正TS(S431)として出力する構成部である。
なお、分離制御情報S421とは、複数の異なる番組の映像や音声などのメディア信号である多重要素S401〜S413を修飾し、分離の方法を指示する信号である。また、分離制御情報S421の詳細は、図5を用いて後述する。
分離制御情報の内容は、PATやPMTとして、受信TS(S430)に多重化されている。ただし、PATやPMTを使用せず、分離制御情報を他の方法で伝送してもよく、予め所定の値を分離制御情報としてメディア分離装置B400が保持しておいてもよい。
多重形式項目C502には、多重要素項目C501に示している多重要素信号を多重化する多重形式が設定される。ここでは、PES、PCR、Sectionのいずれかの形式で多重化されている。
信号種別項目C504には、多重要素項目C501に設定される各多重要素信号の種別が指定される。ここで、信号種別として、映像、音声、基準時刻等が指定される。
番組番号項目C505には、多重要素項目C501に設定される各多重要素信号が所属する番組を特定するための番組番号が指定される。図4,5は、番組が2つの場合を示しており、番組1の番組番号が“1”、番組2の番組番号が“2”となる。なお、番組番号の指定がない場合、その多重要素信号は、番組に所属しないことを示している。
分離制御情報S421は、初期状態でPAT及び番組に所属しない共通情報等、また、出現することがわかっている多重要素が予め登録されている。以降では、図5に示す分離制御情報S421を例示して説明する。つまり、分離制御情報S421のPATは、多重要素項目C501が多重要素S411であり、多重形式項目C502がSection、PID項目C503が“0x0000”、信号種別項目C504がPAT、番組番号項目C505が“指定なし”となる。
TS修正部B401は、所定数NのTSパケットを蓄積可能な不図示のバッファを有しており、このバッファ中のTSパケットを古いTS(先に蓄積されたTSパケット)から消去しつつ、このバッファに受信TS(S430)のTSパケットを順次蓄積する。
(1b)PID、TEI及びCC(continuity_counter)を、当該TSパケットのヘッダから取得する。
(2b)TEIが誤りなし(=0)を示している場合、当該TSパケットのPID修正は行わない。
(3b)TEIが誤り有り(=1)を示している場合、当該TSパケットに誤りがあると判断し、下記(4b)以降の処理を実行する。
(4b)当該TSパケットのPIDをPID1とし、分離制御情報S421中のある多重要素のPIDをPID2として、分離制御情報S421中でPID1との符号距離が近いPID2を特定する。
(5b)当該TSパケットの前後それぞれに存在するTSパケットのうち、当該TSパケットと最も位置が近く、かつPIDがPID2と同一で、かつ、CCが連続しているTSパケットを探索する。探索したTSパケットが、当該TSパケットの前後ともに見つかると、当該TSパケットのPIDをPID2で置き換えることが妥当であると判断する。
つまり、誤り有りと判定したPID1とビット一致度が最も高いPID2を置き換え対象として選択する。
(6b)置き換えが妥当と判断すると、当該TSパケットのPIDをPID2で置換し、当該TSパケットの処理を終了する。
(7b)置き換えが妥当でないと判断された場合、当該TSパケットのPID修正は行わず、上記(4b)で処理対象となるPIDとして、分離制御情報S421中の次のPID2を選択し、上記(4b)から上記(6b)までの処理を繰り返す。
先ず、TS修正部B401が、各多重要素のビットレートを判定すると共に、分離制御情報S421に多重要素ごとのビットレート項目(例えば、C506)を新たに追加し、判定で得られた各多重要素に対応するビットレートを追加する。
ビットレートの判定方法には、分離制御情報S421の各項目C501〜C505のいずれか若しくは複数の組み合わせに予め用意した所定の概略値を使用する方法、受信TS(S430)中のパケット出現率を、分離制御情報S421中の多重要素ごとに計測する方法等がある。
(1c)PID、TEI及びCCを、当該TSパケットのヘッダから取得する。
(2c)TEIが誤りなし(=0)を示している場合、当該TSパケットのPID修正は行わない。
(3c)TEIが誤り有り(=1)を示している場合、当該TSパケットに誤りがあると判断し、下記(4b)以降の処理を実行する。
(4c)当該TSパケットのPIDをPID1とし、分離制御情報S421中のある多重要素のPIDをPID2とし、PID2ごとにPID2に対応するビットレートを取得して、ビットレート/(PID1とPID2の符号距離)を評価値として算出し、評価値が最も大きいPID2から順に下記(5c)の判定を行う。
(5c)当該TSパケットの前後それぞれに存在するTSパケットのうち、当該TSパケットと最も位置が近く、かつPIDがPID2と同一で、かつ、CCが連続しているTSパケットを探索する。探索したTSパケットが、当該TSパケットの前後ともに見つかると、当該TSパケットのPIDをPID2で置き換えることが妥当であると判断する。
つまり、誤り有りと判定したPID1とビット一致度が最も高く、かつビットレートが最も高い多重要素のPID2を置き換え対象として選択する。
(6c)置き換えが妥当と判断すると、当該TSパケットのPIDをPID2で置換し、当該TSパケットの処理を終了する。
(7c)置き換えが妥当でないと判断された場合、当該TSパケットのPID修正は行わず、上記(4c)で処理対象となるPIDとして、分離制御情報S421中の次のPID2を選択し、上記(4c)から上記(6c)までの処理を繰り返す。
このようにすることで、多重要素のPIDに加わる誤りの影響を軽減することができ、誤り耐性を向上できる。特に、高ビットレートの多重要素が他の多重要素に影響を与える場合に、誤り耐性向上の効果を発揮できる。
このようにすることで、受信TS(S430)の入力前に行われた誤り訂正符号による訂正で訂正不能となったTSパケットが、TS修正部B401によるPID部の修正で、誤り訂正符号の訂正可能範囲に入った場合には、当該TSパケットに含まれる誤りを無くすことができる。
Claims (5)
- 複数のメディア信号がパケット化され、多重化されたメディア多重信号を入力し、当該メディア多重信号から前記メディア信号を分離して出力するメディア分離装置において、
入力した前記メディア多重信号に多重化されたメディア信号をそれぞれ識別するために割り当てられている識別子に誤りが含まれるか否かを判定し、誤りが含まれると判定すると、同一の識別子を持つ前記パケットに付与される前記パケットの通し番号、前記メディア多重信号中に出現し得る識別子と前記誤りが含まれると判定した識別子との符号距離、及び前記メディア多重信号中に出現し得る識別子を持つ前記パケットのビットレートに基づいて、当該誤りが加わる前の識別子の値として前記メディア多重信号中に出現し得る識別子の候補から選択し、選択した前記識別子で、前記誤りが含まれると判定した識別子を修正する修正部を備えたことを特徴とするメディア分離装置。 - 前記修正部は、前記誤りが加わる前の識別子の値として前記メディア多重信号中に出現し得る識別子の候補のうち、前記誤りが含まれると判定した識別子とのビット一致度が最も高い識別子を選択することを特徴とする請求項1記載のメディア分離装置。
- 前記修正部は、前記誤りが加わる前の識別子の値として前記メディア多重信号中に出現し得る識別子の候補のうち、前記誤りが含まれると判定した識別子とのビット一致度が最も高く、かつ伝送レートが最も高いメディア信号の識別子を選択することを特徴とする請求項1記載のメディア分離装置。
- 前記修正部は、入力した前記メディア多重信号が誤り訂正符号によって予め訂正されているとき、識別子の修正を行った後に前記誤り訂正符号による訂正を再び行うことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のメディア分離装置。
- 前記メディア多重信号は、トランスポートストリームであり、
識別子は、前記トランスポートストリーム中にパケット化されたメディア信号を識別するPIDであることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載のメディア分離装置。
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