JP6104044B2

JP6104044B2 - 映像データ伝送装置及び映像データ伝送方法

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Publication number: JP6104044B2
Application number: JP2013102251A
Authority: JP
Inventors: 仲田　樹広; 樹広仲田; 暁江島; 藤倉　幹夫; 幹夫藤倉
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: JP2014222839A

Description

本発明は、ＴＳ（Transport Stream）パケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置に係り、特に、誤り訂正技術に関する。

図４は従来方式による映像データ伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、地上デジタル放送やFPU（Field Pickup Unit）等の映像信号を無線伝送する映像データ伝送システムでは、映像エンコーダ４０１にてカメラからの映像信号を映像圧縮し、情報ビットレートを低減する。映像圧縮方式としては、MPEG-2（Moving Picture Experts Group phase 2）やH.264などの方式が用いられることが多く、最近では更なる高圧縮が期待できるHEVC（High Efficiency Video Coding）方式も検討がなされている。この時、圧縮された映像信号を映像エンコーダ４０１から送信伝送装置４０２に転送する信号フォーマットとしては、TS（Transport Stream）パケットフォーマットが良く用いられている。

TSパケットフォーマットは、ISO/IECとITU-Tの合同規格で、ISO/IECでは「13818-1：2000」、ITU-Tでは「H.222.0」として規格化されている。図５はTSパケットフォーマットを示す図であり、図５に示すように、TSパケットは、１８８バイト単位で構成され、先頭部分がデータの種類を表す４バイトの情報（TSヘッダ）であり、後半部分の１８４バイトがデータ本体（ペイロード）となっている。地上デジタル放送やFPU等の無線伝送装置４０２，４０３では、このTSパケット１８８バイトに対してRS（Reed-Solomon）符号等の拡張データを付加する場合もある。例えば、FEC（Forward Error Correction：順方向誤り訂正）を施すことにより、無線伝送路で生じた誤りを訂正する機能を有している。地上デジタル放送やFPUの規格（非特許文献１及び２）では、この１８８バイトに対して１６バイトのRS誤り訂正符号（パリティ）を付加し、２０４バイトをTSパケットとして取り扱っている。この時のRS符号はRS（204,188）であり、受信伝送装置４０３側では８バイトまでの誤りを訂正することが可能となる。（特許文献１参照）

映像エンコーダ４０１からのTSパケットは送信伝送装置４０２に入力され、送信伝送装置４０２では、例えば、地上デジタル方式やFPUの規格に基づいた変調処理が施され、変調信号を伝送路に送出する。
送信伝送装置４０２において、例えば、FPUの規格（非特許文献２）では、変調方式として多値数の多い64QAMから多値数の少ないBPSKの変調まで複数のビットレートでの伝送が規格化されている。伝搬路の状態が良く、伝送誤りが生じにくい場合には、64QAM等を用いることで高いビットレートでの伝送が実現できる。一方、伝送路の状況が悪い場合には、誤りなく伝送を行うためには多値数を下げることにより伝送耐性を強化する。このように、送信伝送装置４０２で伝送できるビットレートは伝送路の状況によって決定されることが多く、映像エンコーダ４０１は送信伝送装置４０２の伝送レート以下のビットレートでエンコードする必要がある。

ところで、映像エンコーダ４０１への入力画像が細かい絵柄であったり、シーンチェンジなどの映像の切り替わりが多かったりする場合には、その映像が持つ情報量は多く、効率的な映像圧縮を行うことができない。逆に、滑らかな絵柄の映像等では高い圧縮率を実現できる。従って、エンコード映像の画質が一定になるような映像エンコードを行うと、画質によってエンコード後のビットレートにむらが生じることとなる。
そのため、FPU等の無線伝送装置４０２，４０３では、エンコーダで生じる最大のビットレートが送信伝送装置４０２の伝送レートよりも低くなるように設定し、図６に示すように、エンコード後のビットレートが低い場合には、送信伝送装置４０２へ転送するTSパケットのビットレートを一定にするようにダミーデータ等を挿入している。このダミーデータ挿入のことを一般的にスタッフィングと称し、このスタッフィング処理はTS単位で実施されることが多い。すわなち、有効なTSパケットとダミーデータである無効なTSパケット（ヌルパケットと称するが、以降ではヌルパケットのことを無効TSパケットと称することにする）で構成される。また、TSパケットが有効か無効かの識別子はTSパケットの先頭部分のTSヘッダにその情報を埋め込み、無効TSパケットの場合には、TSヘッダに後続するデータ（ペイロード）は“FF”あるいは“00”（１６進数）とする。

このように、送信伝送装置４０２から送出した変調信号は受信伝送装置４０３に入力され、復調処理や誤り訂正処理などを行い、TSパケットデータを出力する。
受信伝送装置４０３からのTSパケットは映像デコーダ４０４に入力され、TSパケットデータを伸長し、映像信号が再生される。

特開２００５−１３０２７７号公報

ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３１２．０版、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式、社団法人電波産業会、平成２３年３月２８日改定、[平成２５年４月１８日検索]、インターネット＜URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B31v2_0.pdf＞ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３３１．１版、テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形ＯＦＤＭ方式デジタル無線伝送システム、社団法人電波産業会、平成１７年１１月３０日改定、[平成２５年４月１８日検索]、インターネット＜URL：http://www.arib.or.jp/english/html/overview/doc/2-STD-B33v1_1.pdf＞

しかし、移動体で運用するFPUでは、伝送路の特性は時々刻々変動するため、伝送路の状況によっては伝送誤りが発生してしまうことがある。図４に示す受信伝送装置４０３では誤り訂正復号処理機能を有しているが、誤り訂正復号後に誤りが残留してしまうこともあり、この様な場合には後続する映像デコーダ４０４で映像伸長処理が不可能となり、ブロックノイズの発生や、映像フリーズが生じてしまうことがある。
特に、生中継放送で運用する場合には、誤りが生じても再送を行うことができないため、フリーズした映像が放送されてしまうことになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、TSパケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置において、伝送路の状況が悪く、伝送誤りが生じやすい場合であっても、誤り訂正性能を向上させ、安定的な伝送を実現させることが可能な映像データ伝送装置及び映像データ伝送方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様の映像データ伝送装置は、TS（Transport Stream）パケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置において、TSパケットの順序を少なくとも２つのTSパケット以上の長さに分散するように並べ替えるインターリーバと、前記インターリーバのデータに対して誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段と、前記誤り訂正符号化手段の出力データを伝送する送信手段と、前記送信手段から送信された伝送信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した受信信号に対して、前記誤り訂正符号化手段で誤り訂正符号化されたデータに対して誤り訂正復号化する第１の誤り訂正復号化手段と、前記第１の誤り訂正復号化手段で誤り訂正復号化された誤り訂正復号結果に対して前記インターリーバで並べ替えたデータの順序を元に戻すデインターリーバと、前記デインターリーバの出力データであるTSパケットを解析し、有効なTSパケットであるか無効なTSパケットであるかを判断するTSパケット解析手段と、前記TSパケット解析手段での判断結果に基づき、無効なTSパケットである場合には、当該TSパケットを既知パケットに置換えることで無効TSパケットに対して誤り修正を行う無効TSパケット置換手段と、前記無効TSパケット置換手段の出力の順序を再度並べ替えるインターリーバと、前記インターリーバでのインターリーブ結果に対して二度目の誤り訂正を行うことで、誤り率の改善を行う第２の誤り訂正復号化手段と、前記第２の誤り訂正復号化手段の出力のデータ順序を再度元の順序に戻すデインターリーバと、を備え、誤り訂正能力を向上させることを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明の一態様の映像データ伝送装置は、上記した映像データ伝送装置において、前記第１の誤り訂正復号化手段の入力データに対して、TSパケットを解析し、TSパケット中の既知データを置換える既知データ置換え手段と、前記無効TSパケット置換手段で無効TSパケットを既知パケットに置換えた信号に対して、TSパケット中の既知信号であると推測されるデータに対して、既知信号に置換える既知データ置換え手段と、を備え、誤り訂正能力を向上させることを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明の一態様の映像データ伝送方法は、TS（Transport Stream）パケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置の映像データ伝送方法において、TSパケットの順序を少なくとも２つのTSパケット以上の長さに分散するように並べ替えるインターリーバステップと、前記インターリーバステップのデータに対して誤り訂正符号化する誤り訂正符号化ステップと、前記誤り訂正符号化ステップの出力データを伝送する送信ステップと、前記送信ステップで送信された伝送信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した受信信号に対して、前記誤り訂正符号化ステップで誤り訂正符号化されたデータに対して誤り訂正復号化する第１の誤り訂正復号化ステップと、前記第１の誤り訂正復号化ステップで誤り訂正復号化された誤り訂正復号結果に対して前記インターリーバステップで並べ替えたデータの順序を元に戻すデインターリーバステップと、前記デインターリーバステップの出力データであるTSパケットを解析し、有効なTSパケットであるか無効なTSパケットであるかを判断するTSパケット解析ステップと、前記TSパケット解析ステップでの判断結果に基づき、無効なTSパケットである場合には、当該TSパケットを既知パケットに置換えることで無効TSパケットに対して誤り修正を行う無効TSパケット置換ステップと、前記無効TSパケット置換ステップの出力の順序を再度並べ替えるインターリーバステップと、前記インターリーバステップでのインターリーブ結果に対して二度目の誤り訂正を行うことで、誤り率の改善を行う第２の誤り訂正復号化ステップと、前記第２の誤り訂正復号化ステップの出力のデータ順序を再度元の順序に戻すデインターリーバステップと、を備え、誤り訂正能力を向上させることを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明の一態様の映像データ伝送方法は、上記した映像データ伝送方法において、前記第１の誤り訂正復号化ステップの入力データに対して、TSパケットを解析し、TSパケット中の既知データを置換える既知データ置換えステップと、前記無効TSパケット置換ステップで無効TSパケットを既知パケットに置換えた信号に対して、TSパケット中の既知信号であると推測されるデータに対して、既知信号に置換える既知データ置換えステップと、を備え、誤り訂正能力を向上させることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、TSパケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置において、伝送路の状況が悪く、伝送誤りが生じやすい場合であっても、誤り訂正性能を向上させ、安定的な伝送を実現させることができる。

本発明の実施形態１に係る映像データ伝送装置の構成の一例を示す図である。図1に示す映像データ伝送装置の各部の信号を説明するための図である。本発明の実施形態２に係る映像データ伝送装置の構成の一例を示す図である。従来方式による映像データ伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。 TSパケットフォーマットを示す図である。無効TSパケットを挿入するスタッフィング処理を説明するための図である。バイト/ビット単位とそれに適した誤り訂正符号化の一例を示す図である。アダプテーションフィールドで構成されるTSパケットを示す図である。

＜実施形態１＞
（映像データ伝送装置１００の構成及び動作・処理）
以下、本発明の実施形態１に係る映像データ伝送装置について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る映像データ伝送装置の構成の一例を示す図である。図２は、図1に示す映像データ伝送装置の各部の信号を説明するための図である。
また、図１には信号名として（ａ）〜（ｉ）を付しているが、これらの各信号の構成の詳細を図２に示している。図２において、太線で囲まれた長さが1TSパケットを示しており、白抜きのブロックは有効TSデータ、網掛けしたブロックは無効TSデータを示している。
本発明の実施形態１に係る映像データ伝送装置１００は、図１に示すように、パラレル／シリアル変換器１と、第１インターリーバ２ａと、外符号化器３と、第２インターリーバ４と、送信部５とを備える送信伝送装置１０１と、受信部６と、第２デインターリーバ７と、外復号化器８ａと、第１デインターリーバ９ａと、TSパケット解析器１０と、無効TSパケット置換器１１と、第１インターリーバ２ｂと、外復号化器８ｂと、第１デインターリーバ９ｂとを備える受信伝送装置１０２とから構成され、送信伝送装置１０１の送信部５と受信伝送装置１０２の受信部６との間は無線または有線で接続される。

映像データ伝送装置１００では、図１に示すように、図示しない映像エンコーダからのスタッフィングされたTSパケットは、パラレル/シリアル変換器１に入力される。パラレル/シリアル変換器１では、動作モードとしてビット単位かバイト単位であるかを切り替えて、２種類のモードで動作する。動作モードがビット単位の場合、バイトデータをシリアルのビットデータに変換し、動作モードがバイト単位の場合には、入力データをバイパスしてバイトデータをそのまま出力する。この動作モードの切り替えにより、パラレル/シリアル変換器１の出力がバイト単位あるいはビット単位となるが、以降では特に明記しない限り、その両方のデータを取り扱うこととする。またこの動作モードの切り替えについては誤り訂正方式に係わり、詳細については後述する。

パラレル／シリアル変換器１の出力信号（ａ）は第１インターリーバ２ａに入力されるが、図２では左から２番目のパケットに無効TSパケットが挿入されている。第１インターリーバ２ａでは、入力されたTSパケットを分散するようにその順序を入れ替える機能を有している。ここで、TSパケットの分散は少なくとも２つ以上の複数のTSパケットにまたがるような分散処理を行う必要がある。この分散されたデータは、図２の信号（ｂ）に示すように、無効TSデータが有効TSデータと混ざり合う状態になっている。第１インターリーバ２ａでは、有効なTSデータと無効なTSデータの割合が全てのパケットで同一になるように分散処理を行うことが望ましい。この理由は、後述する受信伝送装置１０２側での誤り訂正の訂正能力を最大限に高めるためである。また、第１インターリーバ２ａでの分散処理で生じる時間遅延を短くするために、スタッフィング処理に関しても無効TSパケットを集中的に挿入するのではなく、平均的に挿入されていることが望ましい。

第１インターリーバ２ａで分散されたTSパケットは外符号化器３に入力され、外符号化器３では誤り訂正符号化処理が施される。入力データがバイト単位であれば、バイト単位の処理に適したRS（Reed-Solomon）符号化などが用いられ、入力データがビット単位であれば、ビット単位の処理に適したBCH符号化などが用いられる。例えば、入力データがバイト単位の場合、前述したように非特許文献１及び２では、RS符号を用いて１８８バイトのTSパケットに対して誤り訂正用の冗長バイトとして１６バイトを付加し、合計２０４バイトのTSパケットとしてTSパケットを再構成する。誤り訂正用の冗長バイトを増やすほど、誤り訂正能力は向上するが、正味の伝送レートは低下してしまうというトレードオフの関係にある。ここでは、非特許文献１及び２に記載してあるRS（204,188）符号を例に説明したが、もちろん他の符号化方式を用いても差し支えない。

外符号化器３で符号化されたTSパケットは、第２のインターリーブ処理である第２インターリーバ４に入力される。第２インターリーバ４では、外符号化器３で再構成されたTSパケットに対して再度インターリーブ処理を施す。第２インターリーバ４も第１インターリーバ２ａと同様にデータの順序を並べ替えるが、第１インターリーバ２ａでは無効TSパケットを分散させることを目的としていたのに対し、第２インターリーバ４では無線伝送路で生じるバースト（集中）的な誤りに対して効率的な誤り訂正を行うことを目的としている。
従って、有線の伝送路や、無線伝送路であっても伝送路特性が安定的であり、バースト誤りが生じることがなければ第２インターリーバ４を搭載する必要はない。また、分散処理後のデータもTSパケットフォーマットであることが望ましいが、必ずしもその限りではない。

第２インターリーバ４の出力は送信部５に入力され、送信部５では、入力データがバイト単位である場合には、パラレル/シリアル変換を行い、ビットデータに変換して扱うことが多い。このビットデータに対して、送信部５では内符号と呼ばれる第２の誤り訂正符号化や変調処理を行い、伝送路に変調信号を送出する。ここで、第２の誤り訂正符号としては畳み込み符号やLDPC符号等が用いられることが多い。
送信部５からの変調信号は、無線あるいは有線の伝送路を経由して受信伝送装置１０２の受信部６に入力される。受信部６で受信した変調信号は、復調処理及び誤り訂正復号化処理が施されるが、伝送路の状況により誤り訂正復号（内符号）化処理結果に伝送誤りが生じることがある。

送信部５で用いる誤り訂正符号化として、畳み込み符号を用いた場合、その誤り訂正復号化方式としてはビタビ復号が用いられることが多い。ビタビ復号化処理の特徴として、伝送路で生じた誤りを訂正しきれなかった場合には、ビタビ復号化器の出力データには誤りが集中することが多い（バースト誤り）。
また、送信部５での誤り訂正符号化としてLDPC符号を用いた場合、LDPC復号の特徴として、伝送路で生じた誤りを訂正しきれなかった場合の誤りは分散的になる場合が多い（ランダム誤り）。
このように、映像データ伝送装置１００で用いる誤り訂正符号（内符号）化方式により、受信部６の出力データに生じる誤りに偏りが生じることがある。この誤りの偏りと、取り扱うデータの単位（バイトあるいはビット）は外符号化器３と密接な関係にあり、これについての詳細は後述する。

また、受信部６では、バイト単位のデータを取り扱う場合には、送信部５と逆にシリアル/パラレル変換によりバイト単位のデータに変換した結果を出力する。ここで、ビットデータからバイトデータへの変換タイミングは、映像データ伝送装置１００のフレーム同期タイミングを用いるなどして送信部５と同期を取っておく必要がある。
受信部６の出力は第２デインターリーバ７に入力され、第２デインターリーバ７では第２インターリーバ４と逆の並べ替えを行い、データ順序を元に戻す。この処理により、伝送路で生じたバースト誤りは分散され、ランダム化される。図２の信号（ｃ）では誤りが生じているデータには×を記載している。

第２デインターリーバ７の出力は外復号化器８ａに入力される。外復号化器８ａではバイト単位あるいはビット単位で誤り訂正復号を行う。外符号化器３で説明したように、バイト単位ではRS符号などが用いられ、ビット単位ではBCH符号などが用いられることが多い。
ここで、送信側の誤り訂正復号（内符号）にバースト誤りが残留しやすいビタビ復号を用いた場合、バイト単位に訂正可能なRS復号を用いた方が効率の良い誤り訂正が可能である。逆に、LDPC復号のように誤りがランダム的に生じる場合には、ビット単位の誤り訂正であるBCH復号が好適である。このような理由から、取り扱うデータをバイト単位とビット単位で切り替える。これらの符号構成例を図７に示す。図７は、バイト/ビット単位とそれに適した誤り訂正符号化の一例を示す図である。

外復号化器８ａの一例として、RS（204,188）符号を用いた場合、８バイトまでの誤りを訂正可能である。しかし、伝送路の状況が悪く、TSパケット内に８バイト以上の誤りが存在すると、RS復号の訂正能力を超え、そのTSパケットの誤り訂正は不可能となってしまう。
この誤り訂正復号の一例として、図２の信号（ｄ）は、外復号化器８ａで誤り訂正した結果を示している。図２の例では、外復号化器８ａの誤り訂正能力として1TSパケット中２バイト（あるいはビット）までのデータは訂正できるものとしている。従って、図２（ｄ）では、左から２番目と４番目のTSパケットは誤りが全て訂正されており、１番目と３番目のTSパケットは外復号化器８ａの誤り訂正能力を超えているため、誤りはそのまま残留している。
外復号化器８ａの出力信号は第１デインターリーバ９ａに入力され、第１インターリーバ２ａと逆の並べ替えを行い、入力データの順序に戻す（図２の信号（ｅ））。この第１デインターリーバ９ａでの並べ替えを行うことにより、TSパケットの順序は入力された元のTSパケットの順序となっている。そのため、伝送路の状況が良好で誤りが少なく、外復号化器８ａで全ての誤りを訂正することができている場合には、この信号を最終的な映像デコーダへの出力信号としても問題ない。
本発明は、外復号化器８ａで誤りが訂正しきれない場合に有効であり、以下に本発明による誤り訂正手法について説明する。

第１デインターリーバ９ａの出力（図２の信号（ｅ））は、TSパケット解析器１０に入力され、入力されたTSパケットを解析し、有効TSパケットと無効TSパケットを識別する。具体的な手法としては、TSパケットの先頭部分のデータ（TSヘッダ）の情報を読み取り、TSヘッダの内容により、そのTSが有効か無効であるかを判断する。また、TSヘッダに誤りが生じている場合もあるため、TSパケットの後半部分データが“FF”、“00”（１６進数）である場合にはTSヘッダが有効TSパケットであると示していても、そのTSパケットは無効であると判断し、逆にTSヘッダを修正する。
第１デインターリーバ９ａからのTSパケットデータとTSパケット解析器１０で判断されたTSパケット情報は無効TSパケット置換器１１に入力され、無効TSパケット置換器１１では、TSパケット解析器１０で無効TSパケットと判断されたTSパケットは全て既知データである無効TSパケットデータに置き換える。伝送路状況が悪く、外復号化器８ａで誤り訂正が不可能であり、無効TSパケットに誤りが残留していたとしても、この置き換え処理により無効TSパケットの誤りは修正される。図２に示すように、信号（ｆ）は、信号（ｅ）に対して無効TSパケットを既知データに置換えたことで、無効TSパケットに対して誤り修正が施されていることを示している（左から２番目の無効TSパケットの誤りを訂正）。

この処理により、無効TSパケットに対して誤り修正がなされるが、無効TSパケットは映像デコードには何ら影響を及ぼさないため、この段階では実質的に誤り修正の効果は得られない。
そのため、無効TSパケット置換器１１の出力データを再度送信伝送装置１０１側の第１インターリーバ２ａと同じ順序並べ替え処理を行う第１インターリーバ２ｂに入力し、インターリーブ処理を行う。このインターリーブ処理により、無効TSパケット置換器１１で誤り修正された無効TSパケットは複数のTSパケットに分散されることになる（信号（ｇ））。信号（ｇ）と信号（ｄ）はデータの順序は同一であるが、信号（ｇ）の無効データは正しく誤り修正され、無効データに誤りは生じていない。

第１インターリーバ２ｂの出力信号は、外復号化器８ｂに入力され、再度誤り訂正復号が施される。この誤り訂正処理は、第一回目の誤り訂正処理である外復号化器８ａと同じ機能を有するが、誤りの生じている無効TSパケットに対して、無効TSパケット置換器１１で誤り修正がなされているため、第１回目の誤り訂正時よりも誤りが軽減された状態で誤り訂正処理される。これにより、外復号化器８ｂでの第２回目の誤り訂正で更に誤りを訂正することが可能となる（図２の信号（ｈ））。信号（ｈ）では、信号（ｇ）に対して再度外復号を行うことで残留している誤りを更に軽減することができていること示している。
最後に、外復号化器８ｂの出力は、第１デインターリーバ９ｂに入力され、第１インターリーバ２ｂで並べ替えたデータ順序を元に戻し（図２の信号（ｉ））、映像データとして図示しない映像デコーダにTSパケットデータを出力する。

以上説明したように、本発明の実施形態１に係る映像データ伝送装置によれば、従来と同様の運用性を保持したまま、誤り訂正能力を向上させ、安定的な映像伝送を実現することができる。
本発明の誤り訂正能力の改善に関して、例えば、スタッフィングによる無効TSパケットの割合が約１％の場合、無効TSパケットを理想的に分散すると、１TSパケット中に約１バイトが無効データとなる。この無効データを置換えることによる映像データ伝送装置の所要C/N（画像フリーズが生じることのない限界のC/N）は約０．２ｄＢ改善することができる。更に、無効TSパケットの割合が増す度にこの改善度は大きくなる。

＜実施形態２＞
（映像データ伝送装置２００の構成及び動作・処理）
以下、本発明の実施形態２に係る映像データ伝送装置について、図３を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態２に係る映像データ伝送装置の構成の一例を示す図である。
本発明の実施形態２に係る映像データ伝送装置２００は、図３に示すように、パラレル／シリアル変換器１と、第１インターリーバ２ａと、外符号化器３と、第２インターリーバ４と、送信部５とを備える送信伝送装置１０１と、受信部６と、第２デインターリーバ７と、既知信号置換器２０ａと、外復号化器８ａと、第１デインターリーバ９ａと、TSパケット解析器１０と、無効TSパケット置換器１１と、既知信号置換器２０ｂと、第１インターリーバ２ｂと、外復号化器８ｂと、第１デインターリーバ９ｂとを備える受信伝送装置２０２とから構成され、送信伝送装置１０１の送信部５と受信伝送装置２０２の受信部６との間は無線または有線で接続される。なお、図３中、図１と同一構成部分には同一符号を付している。
つまり、映像データ伝送装置２００は、実施形態１の映像データ伝送装置１００に対して、第２デインターリーバ７と外復号化器８ａとの間に既知信号置換器２０ａを挿入し、また、無効TSパケット置換器１１と第１インターリーバ２ｂとの間に既知信号置換器２０ｂを挿入した構成となっている。既知信号置換器２０ａ及び既知信号置換器２０ｂ以外は実施形態１と同様の動作・処理であり、これらの動作・処理については説明を割愛する。

前述したように、TSパケットはTSヘッダと本体データであるペイロード部分に分かれているが、図８に示すように、必要に応じてアダプテーションフィールドと呼ばれる拡張ヘッダが付加される場合がある。このアダプテーションフィールドでは、アダプテーションフィールドレングスで指定されている長さのデータは有効データであるが、それ以外のデータは無効データとなっている。映像データ伝送装置２００では、TSパケットを実施形態１で説明した有効TSパケットと無効TSパケットの解析を行い、無効TSパケットを置換えるだけではなく、これらTSヘッダやアダプテーションフィールド等についても解析を行い、既知信号と判断できるデータについては可能な限りデータの置換えを行うことで、誤り訂正効果を更に向上させようと試みるものである。

第２デインターリーバ７の出力データは、図２の信号（ｃ）に示すように、正しいTSパケットのフォーマットを呈していない。しかし、TSパケットの先頭には同期ワード“４７ｈ”が挿入されており、既知信号置換器２０ａでは、少なくともこの同期ワードは既知信号であるため同期ワードの置換を行う。また、同期ワード以外の既知信号を置換えることも可能である。この既知信号置換器２０ａでの既知データの置換え処理により、後続する外復号化器８ａでの誤り訂正性能を向上させることができる。

次に、既知信号置換器２０ｂの処理に関して、無効TSパケット置換器１１の出力では、図２の信号（ｆ）に示すように、TSパケットフォーマットを呈しているため、既知信号置換器２０ｂでは既知信号置換器２０ａよりも詳細にTSパケットを解析することが可能となり、更なる既知信号の置換えを行うことができる。例えば、前述した図８に示すTSヘッダのアダプテーションフィールドコントロール部を解析することで、そのTSパケットにアダプテーションフィールドが挿入されているかを判定し、アダプテーションフィールドが挿入されている場合にはその長さ（アダプテーションフィールドレングス）を知ることができる。このアダプテーションフィールドパケットの後半には無効データが挿入されることがあり、このような場合にも既知信号に置換えることが可能である。

以上説明したように、本発明の実施形態２に係る映像データ伝送装置によれば、既知信号置換器２０ａ及び既知信号置換器２０ｂによりTSパケットを解析し、実施形態１に係る映像データ伝送装置で行う無効TSパケットの置換えのみならず、更に多くの既知データを置換えることで、誤り訂正能力を改善することができる。

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１：パラレル／シリアル変換器、２ａ：第１インターリーバ、２ｂ：第１インターリーバ、３：外符号化器、４：第２インターリーバ、５：送信部、６：受信部、７：第２デインターリーバ、８ａ：外復号化器、８ｂ：外復号化器、９ａ：第１デインターリーバ、９ｂ：第１デインターリーバ、１０：TSパケット解析器、１１：無効TSパケット置換器、２０ａ：既知信号置換器、２０ｂ：既知信号置換器、１００：映像データ伝送装置、１０１：送信伝送装置、１０２：受信伝送装置、２００：映像データ伝送装置、２０２：受信伝送装置、４０１：映像エンコーダ、４０２：送信伝送装置、４０３：受信伝送装置、４０４：映像デコーダ。

Claims

TS（Transport Stream）パケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置において、
TSパケットの順序を少なくとも２つのTSパケット以上の長さに分散するように並べ替えるインターリーバと、
前記インターリーバのデータに対して誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段の出力データを伝送する送信手段と、
前記送信手段から送信された伝送信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した受信信号に対して、前記誤り訂正符号化手段で誤り訂正符号化されたデータに対して誤り訂正復号化する第１の誤り訂正復号化手段と、
前記第１の誤り訂正復号化手段で誤り訂正復号化された誤り訂正復号結果に対して前記インターリーバで並べ替えたデータの順序を元に戻すデインターリーバと、
前記デインターリーバの出力データであるTSパケットを解析し、有効なTSパケットであるか無効なTSパケットであるかを判断するTSパケット解析手段と、
前記TSパケット解析手段での判断結果に基づき、無効なTSパケットである場合には、当該TSパケットを既知パケットに置換えることで無効TSパケットに対して誤り修正を行う無効TSパケット置換手段と、
前記無効TSパケット置換手段の出力の順序を再度並べ替えるインターリーバと、
前記インターリーバでのインターリーブ結果に対して二度目の誤り訂正を行うことで、誤り率の改善を行う第２の誤り訂正復号化手段と、
前記第２の誤り訂正復号化手段の出力のデータ順序を再度元の順序に戻すデインターリーバと、を備え、
誤り訂正能力を向上させることを特徴とする映像データ伝送装置。
請求項1記載の映像データ伝送装置において、
前記第１の誤り訂正復号化手段の入力データに対して、TSパケットを解析し、TSパケット中の既知データを置換える既知データ置換え手段と、
前記無効TSパケット置換手段で無効TSパケットを既知パケットに置換えた信号に対して、TSパケット中の既知信号であると推測されるデータに対して、既知信号に置換える既知データ置換え手段と、を備え、
誤り訂正能力を向上させることを特徴とする映像データ伝送装置。
TS（Transport Stream）パケットフォーマットの映像信号を伝送する映像データ伝送装置の映像データ伝送方法において、
TSパケットの順序を少なくとも２つのTSパケット以上の長さに分散するように並べ替えるインターリーバステップと、
前記インターリーバステップのデータに対して誤り訂正符号化する誤り訂正符号化ステップと、
前記誤り訂正符号化ステップの出力データを伝送する送信ステップと、
前記送信ステップで送信された伝送信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した受信信号に対して、前記誤り訂正符号化ステップで誤り訂正符号化されたデータに対して誤り訂正復号化する第１の誤り訂正復号化ステップと、
前記第１の誤り訂正復号化ステップで誤り訂正復号化された誤り訂正復号結果に対して前記インターリーバステップで並べ替えたデータの順序を元に戻すデインターリーバステップと、
前記デインターリーバステップの出力データであるTSパケットを解析し、有効なTSパケットであるか無効なTSパケットであるかを判断するTSパケット解析ステップと、
前記TSパケット解析ステップでの判断結果に基づき、無効なTSパケットである場合には、当該TSパケットを既知パケットに置換えることで無効TSパケットに対して誤り修正を行う無効TSパケット置換ステップと、
前記無効TSパケット置換ステップの出力の順序を再度並べ替えるインターリーバステップと、
前記インターリーバステップでのインターリーブ結果に対して二度目の誤り訂正を行うことで、誤り率の改善を行う第２の誤り訂正復号化ステップと、
前記第２の誤り訂正復号化ステップの出力のデータ順序を再度元の順序に戻すデインターリーバステップと、を備え、
誤り訂正能力を向上させることを特徴とする映像データ伝送方法。
請求項３記載の映像データ伝送方法において、
前記第１の誤り訂正復号化ステップの入力データに対して、TSパケットを解析し、TSパケット中の既知データを置換える既知データ置換えステップと、
前記無効TSパケット置換ステップで無効TSパケットを既知パケットに置換えた信号に対して、TSパケット中の既知信号であると推測されるデータに対して、既知信号に置換える既知データ置換えステップと、を備え、
誤り訂正能力を向上させることを特徴とする映像データ伝送方法。