JP6495969B2 - メディアデータ伝送装置、パケット生成方法及びパケット復元方法 - Google Patents

Description

本発明は、メディアデータを伝送する技術に関する。

映像データや音声データといったメディアデータを多重化して伝送するための技術標準として、非特許文献１が策定されている。この技術標準は、一般的にはＭＥＰＧ−２システムとも呼ばれている。

図１に、映像と音声が結合されたメディアデータを、ＭＰＥＧ−２システムで規定されているＴＳ（Transport Stream）パケットに格納して伝送するために用いられる、メディアデータ伝送システムの一般的な構成を示す。このメディアデータ伝送システムは、メディアデータを送信するメディアデータ伝送装置１と、メディアデータを受信するメディアデータ伝送装置３とが、伝送路５で接続して構成される。

送信側のメディアデータ伝送装置１には、撮像機などによって生成された入力信号が、シリアルデジタルインタフェース（ＳＤＩ：Serial Digital Interface）などを介して入力される。メディアデータ伝送装置１に入力された入力信号は、メディア分離部１１で映像データ、音声データおよび補助データに分離される。補助データとは、映像データのブランキング期間を用いて伝送される、字幕などの文字データや各種の制御信号であり、アンシラリとも呼ばれるものである。

分離された映像データおよび音声データは、それぞれ映像符号化部１２および音声符号化部１３に入力され、適切な符号化方式で符号化される。符号化された映像データ、符号化された音声データおよび補助データは、それぞれ映像用パケット化部１４、音声用パケット化部１５および補助データ用パケット化部１６に入力される。

各パケット化部（１４〜１６）は、入力されたデータにＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）ヘッダを付与してＰＥＳパケットを生成し、さらにＰＥＳパケットを１８４バイトの固定長に分割して、ＴＳヘッダを付与してＴＳパケットを生成する。各パケット化部（１４〜１６）から出力されたＴＳパケットは、パケット多重部１７で多重化されて伝送路５に出力される。

伝送路５は、メディアデータ伝送装置１が出力したＴＳパケットをメディアデータ伝送装置３に向けて伝送する。伝送路５は、例えばＩＰネットワークなどの通信ネットワークである。

メディアデータ伝送装置３が受信したＴＳパケットは、パケット分離部３１で格納されたデータ種別（映像データ／音声データ／補助データ）ごとに分離され、それぞれに対応する映像用デパケット化部３２、音声用デパケット化部３３および補助データ用デパケット化部３４に出力される。

各デパケット化部（３２〜３４）は、入力されたＴＳパケットからＰＥＳパケットを復元し、ＰＥＳパケットから元のデータ（ＥＳ：Elementary Stream）を復元する。映像データに対応する映像用デパケット化部３２が出力したＥＳは、映像復号部３５に入力されて復号される。音声データに対応する音声用デパケット化部３３が出力したＥＳは、音声復号部３６に入力されて復号される。メディア結合部３７は、復号された映像データ、復号された音声データおよび補助データを結合して入力信号と同じフォーマットの信号を形成し、出力信号として出力する。

"Information technology − Generic coding of moving pictures and associated audio information: Systems"、ITU-T Recommendation、H.222.0 (2000) | ISO/IEC 13818-1:2000 "放送局間の情報伝送に使用する補助データ運用規程"、ARIB TR-B23 1.1版、社団法人電波産業会、2003年7月 "1125/60方式HDTVビット直列インタフェースにおける補助データの共通規格"、ARIB BTA S-005C 1.0版、社団法人電波産業会、2009年7月

近年、テレビジョンで放送されるコンテンツやディスク媒体に格納されて頒布されるコンテンツの高画質化および高音質化が、ユーザ、放送事業者、配信事業者から求められている。例えば、テレビジョン放送では、横４，０００画素、縦２，０００画素を超える４Ｋ解像度のコンテンツが放送開始されている。

しかし、従来のメディアデータ伝送システムは、技術標準に沿って一様にメディアデータを分割してパケット化するため、そのような高画質かつ高音質なコンテンツを伝送すると、そのコンテンツのデータ量に応じて、送信側のメディアデータ伝送装置１と受信側のメディアデータ伝送装置３との間を伝送するデータ（ＴＳパケット）のデータ量も膨大になる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、メディアデータ伝送装置間を伝送するパケットのデータ量またはビットレートを低減することを目的とする。

請求項１に記載のメディアデータ伝送装置は、メディアデータをパケットに格納して送信するメディアデータ伝送装置において、前記メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域を通知する制御部と、前記制御部からの通知に基づき、前記補助データから前記未使用データ領域を削除した補助データをペイロード部に格納し、前記未使用データ領域が削除前の補助データで位置していた位置情報をヘッダ部に格納したパケットを生成する生成部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載のメディアデータ伝送装置は、請求項１に記載のメディアデータ伝送装置において、前記制御部は、有効な情報を有していない場合に挿入される特定のビット列に一致するビット列を含む領域を前記未使用データ領域とすることを特徴とする。

請求項３に記載のメディアデータ伝送装置は、請求項１又は２に記載のメディアデータ伝送装置において、前記生成部は、前記ペイロード部に複数の補助データを含ませる場合、前記複数の補助データの個数と、前記複数の補助データにそれぞれ対応する補助データの種別情報と、前記複数の補助データにそれぞれ対応する前記未使用データ領域の位置情報とを、前記ヘッダ部に格納することを特徴とする。

請求項４に記載のメディアデータ伝送装置は、メディアデータが格納されたパケットを受信するメディアデータ伝送装置において、前記パケットのヘッダ部から、前記メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域が前記補助データで位置していた位置情報を取り出す制御部と、前記制御部が取り出した前記位置情報に基づき、前記パケットのペイロード部に格納された補助データに対して前記未使用データ領域を前記位置情報の位置に加える復元部と、を備えることを特徴とする。

請求項５に記載のパケット生成方法は、メディアデータを格納して伝送するためのパケットを生成するパケット生成方法において、前記パケット生成方法は、前記メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域を通知する第１ステップと、前記第１ステップの通知に基づき、前記補助データから前記未使用データ領域を削除した補助データをペイロード部に格納し、前記未使用データ領域が削除前の補助データで位置していた位置情報をヘッダ部に格納したパケットを生成する第２ステップと、を備えることを特徴とする。

請求項６に記載のパケット復元方法は、メディアデータが格納されたパケットを受信するパケット復元方法において、前記パケット復元方法は、前記パケットのヘッダ部から、前記メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域が前記補助データで位置していた位置情報を取り出す第１ステップと、前記第１ステップで取り出した前記位置情報に基づき、前記パケットのペイロード部に格納された補助データに対して前記未使用データ領域を前記位置情報の位置に加える第２ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、メディアデータ伝送装置から出力され伝送されるパケットのデータ量を削減でき、そのビットレートをより低減できるメディアデータ伝送装置を提供することができる。

メディアデータ伝送システムの構成例を示す図である。 ＳＤＩ信号を構成する各種データの配置領域を示す図である。 補助データパケットの配置構成を示す図である。 補助データパケットのパケット構造を示す図である。 ＤＩＤおよびＳＤＩＤの設定値を示す図である。 各補助データパケットに含まれるＵＤＷの構成を示す図である。 ダミーパケットを含む補助データパケットの構成例を示す図である。 補助データ用パケット化部の構成例を示す図である。 補助データ用デパケット化部の構成例を示す図である。 補助データ用パケット化部の処理フロー例を示す図である。 補助データ用デパケット化部の処理フロー例を示す図である。 ユーザデータ１パケットの構成例を示す図である。 ＰＥＳパケットのヘッダ構成例を示す図である。

本発明に係るメディアデータ伝送装置は、メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域を通知し、補助データから当該未使用データ領域を削除した補助データをペイロード部に格納するとともに、当該未使用データ領域が削除前の補助データで位置していた位置情報をヘッダ部に格納したパケットを生成することを特徴とする。

また、本発明に係るメディアデータ伝送装置は、パケットのヘッダ部から、メディアデータに含まれる補助データの情報のうち未使用データ領域が当該補助データで位置していた位置情報を取り出し、前記パケットのペイロード部に格納された補助データに対して前記未使用データ領域を当該位置情報の位置に加えることを特徴とする。

すなわち、本発明に係るメディアデータ伝送装置は、補助データから未使用データ領域を削除して伝送するので、伝送するパケットのデータ量あるいはビットレートを低減させることができる。

なお、「パケット」とは、映像、音声、あるいは補助データなどを格納し、メディアデータ伝送装置間を伝送させるための信号フォーマットを意味している。パケットの例として、ＴＳパケット（あるいは、ＴＳパケットをカプセル化したＩＰパケット）を挙げることができる。また、「未使用データ領域」とは、補助データ中の領域であって、有効な情報を有していない領域あるいは補助データを利用しようとするユーザが情報の格納ないし伝送を必要としない領域を意味している。

以下、図面を参照しながら、非特許文献２に規定された補助データを対象とした、本発明の一実施形態について説明する。

［補助データの説明］
メディア機器（映像または音声を含むデジタルデータを生成する機器）のデータ伝送用インタフェースとして、シリアルデジタルインタフェース（ＳＤＩ：Serial Digital Interface）が用いられている。ＳＤＩで伝送される信号（以下、「ＳＤＩ信号」という）における補助データの扱いは、例えば１１２５／６０ｉ方式の映像であれば、非特許文献３に定められている。

図２は、１１２５／６０ｉ方式のＳＤＩ信号のＹ（輝度）データにおける補助データの多重可能領域を説明する図である。図２の横方向は、１水平ラインに相当し、縦方向はその垂直方向に相当する。ＳＤＩ信号には、ＥＡＶ（End of Active Video）、ＬＮ（Line Number）、ＣＲＣＣ（Cyclic Redundancy Check Code）、ＨＡＮＣ（Horizontal Ancillary）、ＳＡＶ（Start of Active Video）、有効映像領域が含まれる。図２に示した横線網掛け部分は、補助データ多重可能領域である。放送局間でやりとりされる字幕データや制御信号などの補助データは、補助データパケットに格納されて伝送される。

図３は、非特許文献２に規定された補助データパケットの配置を説明する図である。第１ラインは、おもに放送局間制御信号を伝送するラインであり、第２ラインは、おもに字幕を伝送するラインである。

第１ラインは、放送局間制御信号、データ放送トリガ信号、ユーザデータ１およびユーザデータ２の各パケットが、図２における２０ラインおよび５８３ラインの０ワード目から１０４７ワード目にかけて、順次多重される。一方、第２ラインは、デジタル字幕データ、デジタル字幕データ（オプション１）およびデジタル字幕データ（オプション２）の各パケットが、図２における１９ラインおよび５８２ラインの０ワード目から７８５ワード目にかけて、順次多重される。これらの補助データパケットは、図２において破線で囲ったライン内に多重される。

放送局間制御信号パケットは、発局コードや発局時刻、映像モード、音声モード、トリガ信号などの放送局間制御データを含む。データ放送トリガ信号パケットは、発局と受局との間でデータ放送関連のタイミングを同期させるために用いるデータ放送トリガ信号を含む。デジタル字幕データパケットは、映像に同期して画面に表示される台詞などの文字データや管理情報である字幕データを含む。ユーザデータパケットは、ユーザが自由に設定した形式のデータを格納して伝送するためのものである。第２ラインにおける予約エリアは、今後の拡張用に確保されている領域である。

なお、補助データパケットは、図２に示した１１２５／６０ｉ方式のＳＤＩ信号に用いられるだけではない。非特許文献２では、１１２５／６０ｉ方式以外に、７５０／６０ｐ方式、５２５／６０ｐ方式および５２５／６０ｉ方式の各ＳＤＩ信号における補助データパケットの多重位置が開示されている。

図４は、非特許文献３に記載された第２形式の補助データパケットのパケット構造を説明する図である。図３に示した各補助データパケット（放送局用制御信号、データ放送トリガ信号、ユーザデータ、デジタル字幕データの各パケット）は、いずれも図４に示したパケット構造を有する。補助データパケットは、補助データフラグ（ＡＤＦ）、データ識別ワード（ＤＩＤ）、第２データ識別ワード（ＳＤＩＤ）、データカウントワード（ＤＣ）、ユーザデータワード（ＵＤＷ）、チェックサム（ＣＳ）を含む。ＡＤＦは先頭から３ワード、ＤＩＤ、ＳＤＩＤ、ＤＣはそれぞれ１ワード、ＵＤＷは２５５ワード、ＣＳは１ワードで構成される。ＵＤＷは、各パケットの用途に対応するデータを格納する領域である。なお、１ワードは１０ビットである。

各補助データパケットのＤＩＤとＳＤＩＤには、その種別を識別できるように固有の値が与えられる。放送局間の情報伝送に使用される補助データパケットに用いられるＤＩＤは、各補助データパケットに共通する値が与えられており、ＳＤＩＤは、その中で各パケット種類を一意に識別可能な固有の値が与えられる。各補助データパケットに割り当てられたＤＩＤおよびＳＤＩＤの値を図５に示す。なお、この値は、１ワード（１０ビット）の値を１６進数で表したものである。

図６は、各補助データパケットにおけるＵＤＷの構成を説明する図である。放送局間制御信号パケットのプライベート領域、データ放送トリガ信号パケットのプライベート領域（正確には、private_data_byteワード）、ユーザデータパケットのＵＤＷ全域は、ユーザが自由に使用できる領域である。

また、放送局間制御信号パケットの予約領域、データ放送トリガ信号パケットの予約領域は、今後の仕様が決定されるまで利用できない領域であるが、予約領域をユーザが利用した場合でも他の機器とは互換性が保たれないだけであり、予約領域を利用することに特段の制限はない。以下、放送局間制御信号パケットのプライベート領域と予約領域、ユーザデータパケットのＵＤＷ全域、データ放送トリガ信号パケットのプライベート領域と予約領域を総称して「ユーザが自由に利用可能な領域」と呼ぶ。ただし、使用の用途がこの名称の意図に沿っている領域であれば、「ユーザが自由に利用可能な領域」はこれらに限定されるものではない。

非特許文献２では、各ラインにおいて２番目以降の補助データパケットを多重する場合であって、当該パケットの前に未使用領域が生じるときには、その領域にダミーパケットを挿入し、図３に示した補助データパケットの位置を保つようにしている。図７は、補助データパケットの一部にダミーパケットが使用された例を説明する図である。

例えば、第１ラインにおいてデータ放送トリガ信号パケットのみが多重される場合、放送局間制御信号パケットが多重される位置にダミーパケットが挿入される。ダミーパケットは、図４に示した第２形式のパケット構造を有し、データ識別ワードＤＩＤは「２５Ｆｈ」、第２データ識別ワードＳＤＩＤは「２ＦＡｈ」が用いられる。なお、この例において、データ放送トリガ信号パケットより後の位置には、ダミーパケットの挿入等の処理は不要である。

［装置構成］
本実施の形態に係るメディアデータ伝送システム、メディアデータ伝送装置１およびメディアデータ伝送装置３は、図１に示された従来の構成とほぼ同じである。ただし、送信側のメディアデータ伝送装置１に備わり、補助データをＰＥＳパケット化およびＴＳパケット化して出力する補助データ用パケット化部１６の構成と、受信側のメディアデータ伝送装置３に備わり、補助データのＴＳパケットから補助データを取り出して出力する補助データ用デパケット化部３４の構成と、が異なる。以下、補助データ用パケット化部１６および補助データ用デパケット化部３４の構成について詳述する。

本発明の実施形態に係る、送信側のメディアデータ伝送装置１に備わる補助データ用パケット化部１６は、図８に示すように、取得部１６１、蓄積部１６２、設定制御部１６３、ＰＥＳパケット生成部１６４およびＴＳパケット生成部１６５を備える。

取得部１６１は、メディアデータ伝送装置１に備わるメディア分離部１１が出力した補助データパケットを逐次取得し、取得した補助データパケットを蓄積部１６２および設定制御部１６３へ逐次出力する機能を備える。

蓄積部１６２は、取得部１６１が逐次出力した補助データパケットを一時的に保持するバッファ機能を備える。

設定制御部１６３は、取得部１６１が逐次出力した補助データパケットを受信し、受信した補助データパケットに対して、ユーザが自由に利用可能な領域において有効な情報を有していない領域あるいは補助データを利用しようとするユーザが情報の格納ないし伝送を必要としない領域である未使用データ領域を指定する削除指示信号をＰＥＳパケット生成部１６４に出力する機能を備える。

ＰＥＳパケット生成部１６４は、設定制御部１６３から受信した削除指示信号に基づき、蓄積部１６２に保持されている補助データパケットのうち、削除指示信号が指定する未使用データ領域を除いた補助データパケットを読み出す機能を備える。また、ＰＥＳパケット生成部１６４は、未使用データ領域が除かれた補助データパケットをＰＥＳパケットのペイロードに格納し、除去した未使用データ領域の位置情報をＰＥＳパケットのヘッダに付与してＰＥＳパケットを生成し、ＴＳパケット生成部１６５へ出力する機能を備える。

ＴＳパケット生成部１６５は、ＰＥＳパケット生成部１６４が出力したＰＥＳパケットを取得し、１８４バイトの固定長に分割し、ＴＳヘッダを付与してＴＳパケットを生成する機能を備える。生成したＴＳパケットは、メディアデータ伝送装置１に備わるパケット多重部１７に出力される。

本明細書では、図８に示した設定制御部１６３およびＰＥＳパケット生成部１６４の具体的な処理に関する２つの実施例を後述する。

次に、本発明の実施形態に係る、受信側のメディアデータ伝送装置３に備わる補助データ用デパケット化部３４について説明する。補助データ用デパケット化部３４は、図９に示すように、取得部３４１、ＰＥＳパケット復元部３４２、蓄積部３４３、設定制御部３４４および補助データ復元部３４５を備える。

取得部３４１は、メディアデータ伝送装置３に備わるパケット分離部３１が出力した補助データを含むＴＳパケットを逐次取得し、取得したＴＳパケットをＰＥＳパケット復元部３４２へ逐次出力する機能を備える。

ＰＥＳパケット復元部３４２は、取得部３４１が逐次出力したＴＳパケットを受信し、ＴＳパケットのペイロードを読み出してＰＥＳパケットを復元し、蓄積部３４３および設定制御部３４４へ出力する機能を備える。

蓄積部３４３は、ＰＥＳパケット復元部が逐次出力したＰＥＳパケットを一時的に保持するバッファ機能を備える。

設定制御部３４４は、ＰＥＳパケット復元部３４２が逐次出力したＰＥＳパケットを受信してＰＥＳパケットのヘッダを参照し、ＰＥＳパケットに格納されている補助データパケットのユーザが自由に利用可能な領域における未使用データ領域の位置情報を取得し、未使用データ領域の位置情報を含む削除復元信号を補助データ復元部３４５に出力する機能を備える。

補助データ復元部３４５は、蓄積部３４３からＰＥＳパケットのペイロードを読み出して、未使用データ領域が削除された補助データパケットを取り出し、設定制御部３４４が出力した削除復元信号に基づき、ユーザが自由に利用可能な領域で削除されている未使用データ領域を補完して元の補助データを復元し、メディアデータ伝送装置３に備わるメディア結合部３７へ出力する機能を備える。

本明細書では、図９に示した設定制御部３４４および補助データ復元部３４５の具体的な処理に関する２つの実施例を後述する。

［処理フロー］
次に、補助データ用パケット化部１６および補助データ用デパケット化部３４の処理フローについて詳述する。

図１０は、本実施の形態に係るメディアデータ伝送装置１に備わる、補助データ用パケット化部１６の処理フローの概略を説明する図である。補助データ用パケット化部１６は、図１０の処理フローに沿って、以下の処理を行う。

まず、取得部１６１が、メディア分離部１１が出力した補助データパケットを取得する（Ｓ１１）。次に、設定制御部１６３が、取得した補助データパケットに対し、ユーザが自由に利用可能な領域において有効な情報を有していない領域あるいは補助データを利用しようとするユーザが情報の格納ないし伝送を必要としない領域である未使用データ領域を指定する（Ｓ１２）。次に、ＰＥＳパケット生成部１６４が、取得した補助データパケットから、指定された領域（未使用データ領域）を除去し（Ｓ１３）、未使用データ領域が除去された補助データパケットをＰＥＳパケットのペイロードに格納し（Ｓ１４）、除去した未使用データ領域の位置情報を当該ＰＥＳパケットのヘッダに付与してＰＥＳパケットを生成する（Ｓ１５）。最後に、ＴＳパケット生成部１６５が、ＰＥＳパケットをペイロードに格納したＴＳパケットを生成し、出力する（Ｓ１６）。

図１１は、本実施の形態に係るメディアデータ伝送装置３に備わる、補助データ用デパケット化部３４の処理フローの概略を説明する図である。補助データ用デパケット化部３４は、図１１の処理フローに沿って、以下の処理を行う。

まず、取得部３４１が、パケット分離部３１が出力したＴＳパケットを取得する（Ｓ３１）。次に、ＰＥＳパケット復元部３４２が、取得したＴＳパケットのペイロードからデータを取り出し、ＰＥＳパケットを復元する（Ｓ３２）。次に、設定制御部３４４が、復元したＰＥＳパケットのヘッダを参照し、格納されている補助データパケットにおける未使用データ領域の位置情報を取得する（Ｓ３３）。次に、補助データ復元部３４５が、復元したＰＥＳパケットのペイロードから、未使用データ領域が除去された補助データパケットを取り出し（Ｓ３４）、取得した未使用データ領域の位置情報に基づき、ＰＥＳパケットから取り出した補助データパケットに未使用データ領域を補完して元の補助データを復元し、出力する（Ｓ３５）。

［第１の実施例］
本発明の第１の実施例に係る、送信側のメディアデータ伝送装置１に備わる補助データ用パケット化部１６の処理、特に設定制御部１６３およびＰＥＳパケット生成部１６４の具体的な処理について開示する。さらに、受信側のメディアデータ伝送装置３に備わる補助データ用デパケット化部３４の処理、特に設定制御部３４４および補助データ復元部３４５の具体的な処理について開示する。

第１の実施例は、メディアデータ伝送装置１を利用するユーザが、自由に利用可能な領域のうちある特定の部分領域をあらかじめ指定し、当該部分領域のみにユーザデータを格納し、それ以外の部分領域を削除してメディアデータ伝送装置３に伝送する、という使用態様に対応するものである。

第１の実施例で用いるユーザデータ１パケットの補助データパケットの構成を図１２に例示する。以下、図１２に示したように、ユーザデータ１パケットを用い、そのＵＤＷの冒頭３２ｗｏｒｄ（０−３１ｗｏｒｄ）をあらかじめ指定し、この領域にユーザデータを格納して伝送する例を用いて、本実施例を説明する。

［ＰＥＳパケット生成処理］
送信側のメディアデータ伝送装置１に備わる補助データ用パケット化部１６における設定制御部１６３は、補助データ用パケット化部１６の外部から指示を受信可能な構成（不図示）とされている。ユーザは、指示端末（不図示）を操作し、設定制御部１６３に対して、使用する補助データを「ユーザデータ１」、使用するＵＤＷの領域を「０−３１ｗｏｒｄ」と指示する。

まず、設定制御部１６３は、指示端末（不図示）からの指示に応じて、「使用する補助データ：ユーザデータ１、使用するＵＤＷの領域：０−３１ｗｏｒｄ」の情報を含む削除指示信号を生成し、ＰＥＳパケット生成部１６４に出力する。なお、削除指示信号に含まれる情報として、「使用するＵＤＷの領域」に代えて、「使用しないＵＤＷの領域（すなわち、未使用データ領域）」を用いるようにしてもよい。

次に、ＰＥＳパケット生成部１６４は、設定制御部１６３から受信した削除指示信号を参照し、ユーザデータ１パケットにおけるＵＤＷの３２−２５４ｗｏｒｄはユーザが必要としない領域（すなわち、未使用データ領域）として削除対象であることを把握する。

続いて、ＰＥＳパケット生成部１６４は、蓄積部１６２に保持されている補助データパケットのＳＤＩＤを読み出し、その値が２ＦＣｈであれば、削除対象パケットと認識し、ＵＤＷの３２−２５４ｗｏｒｄを除く領域を蓄積部１６２から読み出す。このように、ＰＥＳパケット生成部１６４は、未使用データ領域を除いたユーザデータ１パケットを蓄積部１６２から読み出す。

その後、ＰＥＳパケット生成部１６４は、ＵＤＷが０−３１ｗｏｒｄの領域のみとされ未使用データ領域が除かれたユーザデータ１パケットを、ＰＥＳパケットのペイロードに格納する。

そして、ＰＥＳパケット生成部１６４は、ＰＥＳパケットのヘッダ（ＰＥＳヘッダ）に、除去対象であるユーザデータ１パケットを識別するためのＳＤＩＤ（＝２ＦＣｈ）と、使用するＵＤＷの領域の位置情報（＝先頭０ｗｏｒｄ：末尾３１ｗｏｒｄ）を付与してＰＥＳパケットを生成し、ＴＳパケット生成部１６５へ出力する。

図１３は、ＰＥＳパケット生成部１６４が生成するＰＥＳパケットのヘッダ構成例を説明する図である。なお、図中のカッコ内の数字は、その領域のビット数を表している。通常のＰＥＳヘッダ（ＰＥＳ基本ヘッダ）に用意されたＰＥＳ拡張フラグ（PES_extension_flag）を１に設定することで、ＰＥＳ拡張ヘッダを利用することができるようになる。ＰＥＳヘッダ長領域には、ＰＥＳ基本ヘッダとＰＥＳ拡張ヘッダの合計の長さを設定する。

ユーザデータ１パケットのＵＤＷから削除した領域を復元するための情報は、ＰＥＳ拡張ヘッダに記載される。ＰＥＳ拡張ヘッダには、例えば、ＵＤＷの未使用データ領域が削除されている機能を特定するための固有の識別ＩＤ（１６ビット）、このＰＥＳパケットのペイロードに格納されている補助データパケットの個数（４ビット）、未使用データ領域として用いるパディングデータ（８ビット）、未使用データ領域の削除対象とされた補助データパケットの種別に対応するＳＤＩＤ（８ビット）、ユーザがユーザデータを格納するために使用するＵＷＤ領域の先頭ｗｏｒｄ番号（８ビット）、同末尾ｗｏｒｄ番号（８ビット）を含めるようにすればよい。

なお、未使用データ領域の削除対象とされた補助データパケットの種別が複数にわたる場合は、ＳＤＩＤ／先頭ｗｏｒｄ番号／末尾ｗｏｒｄ番号の組をその種類の数だけＰＥＳ拡張ヘッダ中に含めるようにすればよい。また、削除指示信号に、「使用するＵＤＷの領域」ではなく、「使用しないＵＤＷの領域（すなわち、未使用データ領域）」が用いられている場合、先頭ｗｏｒｄ番号または末尾ｗｏｒｄ番号に未使用データ領域のｗｏｒｄ番号を入力してもよい。

図１２に示した領域がユーザデータを格納するために使用される場合、例えば、識別ＩＤ＝任意、格納パケット数＝１ｈ、パディングデータ＝００ｈ、ＳＤＩＤ＝ＦＣｈ、先頭ｗｏｒｄ番号＝００ｈ、末尾ｗｏｒｄ番号＝１Ｆｈと設定すればよい。なお、末尾にｈが付与されている数値は、それが１６進数で書き表されていることを示している。

［補助データ復元処理］
まず、受信側のメディアデータ伝送装置３に備わる補助データ用デパケット化部３４の設定制御部３４４は、ＰＥＳパケット復元部３４２が逐次出力したＰＥＳパケットを受信し、ＰＥＳパケットのヘッダを参照する。ＰＥＳ拡張ヘッダの先頭１６ビットが図１３の識別ＩＤと一致している場合、設定制御部３４４は、当該ＰＥＳパケットのペイロードに、ＵＤＷの未使用データ領域が削除された補助データパケットが少なくとも１つ含まれていることを認識する。

次に、設定制御部３４４は、ＰＥＳ拡張ヘッダの先頭から１７ビット目以降の４ビットを参照し、該当ＰＥＳパケットのペイロードに、未使用データ領域が削除された補助データパケットの数を認識する。以降の補助データ復元処理は、未使用データ領域が削除された補助データパケットの数だけ繰り返す。

次に、設定制御部３４４は、ＰＥＳ拡張ヘッダの先頭から２１ビット目以降の８ビットを参照し、その領域（パディングデータ）に格納されているビット列（ただしくは、この８ビットを１０ビットｗｏｒｄ形式にしたビット列）で書き戻せばよいことを認識する。

また、設定制御部３４４は、ＰＥＳ拡張ヘッダの先頭から２９ビット目以降の８ビットを参照し、その値が「ＦＣｈ」であれば、未使用データ領域の削除対象とされた補助データパケットはユーザデータ１パケットであることを認識する。

さらに、設定制御部３４４は、ＰＥＳ拡張ヘッダの先頭から３７ビット目以降の８ビットおよび４５ビット目以降の８ビットを参照し、その値がそれぞれ「００ｈ」および「１Ｆｈ」であれば、ユーザデータはＵＤＷの０〜３１ｗｏｒｄに含まれている、すなわち未使用データ領域はＵＤＷの３２〜２５４ｗｏｒｄであることを認識する。

そして、設定制御部３４４は、「未使用データの削除対象補助データのＳＤＩＤ：２ＦＣｈ、ＵＤＷの未使用データ領域：３２−２５４ｗｏｒｄ、未使用データ領域のパディングデータ：００ｈ」の情報を含む削除復元信号を生成し、補助データ復元部３４５に出力する。

補助データ復元部３４５は、ＰＥＳパケット復元部３４２が出力した削除復元信号を受信すると、蓄積部３４３からＰＥＳパケットのペイロードを読み出して、補助データパケットを取り出す。

そして、取り出した補助データパケットのＳＤＩＤが削除復元信号から提供されたＳＤＩＤ（２ＦＣｈ）と同じであった場合、補助データ復元部３４５は、削除復元信号の情報に基づき、この補助データパケットのＵＤＷは未使用データ領域が削除されていることを認識する。

その後、補助データ復元部３４５は、削除復元信号から提供されたＵＤＷの未使用データ領域に対応する領域を、同じく削除復元信号から提供されたパディングデータで埋めることで補完し、元の補助データを復元する。

最後に、補助データ復元部３４５は、復元した元の補助データをメディアデータ伝送装置３に備わるメディア結合部３７へ出力する。

以上説明したように、本実施例に係る送信側のメディアデータ伝送装置１は、入力信号に含まれる補助データのうちユーザが必要としない領域である未使用データ領域を指定し、補助データから該未使用データ領域を除去した補助データをペイロードに格納するとともに、補助データにおける除去した未使用データ領域の位置情報をヘッダに付与してパケットを生成し、伝送することを特徴とする。

また、本実施例に係る受信側のメディアデータ伝送装置３は、受信したパケットのヘッダに含まれる除去された未使用データ領域の位置情報に基づき、パケットのペイロードに格納された補助データに対し、未使用データが除去された領域を補完して補助データを復元することを特徴とする。

すなわち、本実施例に係るメディアデータ伝送装置は、補助データからユーザが必要としない未使用データ領域を削除して伝送するので、伝送するパケットのデータ量あるいはビットレートを低減させることができる。

［第２の実施例］
本発明の第２の実施例に係る、送信側のメディアデータ伝送装置１に備わる補助データ用パケット化部１６の処理、特に設定制御部１６３およびＰＥＳパケット生成部１６４の具体的な処理について開示する。さらに、受信側のメディアデータ伝送装置３に備わる補助データ用デパケット化部３４の処理、特に設定制御部３４４および補助データ復元部３４５の具体的な処理について開示する。

第２の実施例は、自由に利用可能な領域のうちどの部分領域にユーザデータが格納されるかを外部から指定されなくとも、メディアデータ伝送装置１が有効な情報を有していない領域（未使用データ領域）を自律的に特定し、当該部分領域を削除してメディアデータ伝送装置３に伝送する、という使用態様に対応するものである。

以下、図１２に示したように、ユーザデータ１パケットを用い、そのＵＤＷの冒頭３２ｗｏｒｄ（０−３１ｗｏｒｄ）の領域にユーザデータを格納して伝送する例を用いて、本実施例を説明する。

［ＰＥＳパケット生成処理］
まず、送信側のメディアデータ伝送装置１に備わる補助データ用パケット化部１６における設定制御部１６３は、取得部１６１が逐次出力した補助データパケットを受信する。

次に、設定制御部１６３は、受信した補助データパケットのＤＩＤおよびＳＤＩＤを参照し、補助データパケットの種別を判定する。図１２の例ではＤＩＤ＝２５Ｆｈ、ＳＤＩＤ＝２ＦＣｈであるので、図５を参照すれば、この補助データパケットがユーザデータ１パケットであると判定できる。

次に、設定制御部１６３は、受信した補助データパケットのうちユーザが自由に利用可能な領域（図１２の例では補助データパケットはユーザデータ１パケットであるので、図６のとおりＵＤＷの全域）を参照し、特定のビット列の存在を検索する。

ここで言う「特定のビット列」とは、有効な情報を有していない領域に挿入されるビット列であって、通常はオール１（１０ビットワードでは「２ＦＦｈ」）あるいはオール０（同「２００ｈ」）が用いられる。すなわち、設定制御部１６３は、受信した補助データパケットのうちユーザが自由に利用可能な領域に対して、「２ＦＦｈ」あるいは「２００ｈ」のビット列を検索し、該当するビット列は、有効な情報を有していない領域（未使用データ領域）と特定する。図１２の例では、ＵＤＷの３２−２５４ｗｏｒｄが未使用データ領域に相当する。

そして、設定制御部１６３は、未使用データ領域として特定された領域を指定する削除指示信号をＰＥＳパケット生成部１６４に出力する。図１２の例では、「使用する補助データ：ユーザデータ１、未使用データ領域：３２−２５４ｗｏｒｄ」の情報を含む削除指示信号を生成し、ＰＥＳパケット生成部１６４に出力する。なお、削除指示信号に含まれる情報として、「未使用データ領域」に代えて、「ユーザが使用しているＵＤＷの領域」（図１２の例では、０−３１ｗｏｒｄ）を用いるようにしてもよい。

その後、ＰＥＳパケット生成部１６４は、設定制御部１６３から受信した削除指示信号を参照し、ユーザデータ１パケットにおけるＵＤＷの３２−２５４ｗｏｒｄは未使用データ領域として削除対象であることを把握する。以降のＰＥＳパケット生成部１６４の処理は、第１の実施例におけるＰＥＳパケット生成部１６４の処理と同様であるため、説明は省略する。

［補助データ復元処理］
受信側のメディアデータ伝送装置３に備わる補助データ用デパケット化部３４の設定制御部２４４および補助データ復元部３４５は、第１の実施例と同様の処理を行うものであるため、その処理の説明は省略する。

以上で説明しように、本実施例に係る送信側のメディアデータ伝送装置１は、入力信号に含まれる補助データに対し、有効な情報を有していない領域に挿入される特定のビット列を検索することで未使用データ領域を指定し、補助データから該未使用データ領域を除去した補助データをペイロードに格納するとともに、補助データにおける除去した未使用データ領域の位置情報をヘッダに付与してパケットを生成し、伝送することを特徴とする。

すなわち、本実施例に係るメディアデータ伝送装置は、補助データから有効な情報を有していない未使用データ領域を削除して伝送するので、伝送するパケットのデータ量あるいはビットレートを低減させることができる。

最後に、本実施の形態に係るメディアデータ伝送装置１，３による具体的な数値上の効果を説明する。映像を含めたＴＳパケットのビットレートを３Ｍｂｐｓとし、伝送を行う補助データとして放送局間制御信号およびデジタル字幕データの２パケットとし、それら以外のパケットに対しては本実施の形態に従って未使用データ領域を削除したと仮定すると、補助データを約２５０Ｋｂｐｓ削減することができる。放送局間において複数のメディアデータが同じ時間帯で重畳伝送されることを考慮すると、その定量的数値の数倍の削減効果が期待される。

なお、本実施の形態で説明したメディアデータ伝送装置１，３は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等を備えたコンピュータまたはデジタル映像デバイス（エンコーダ装置およびデコーダ装置）で実現できる。また、メディアデータ伝送装置１，３としてコンピュータを機能させるためのプログラムや当該プログラムの記憶媒体を作成することも可能である。

１…メディアデータ伝送装置（送信側）
１１…メディア分離部
１２…映像符号化部
１３…音声符号化部
１４…映像用パケット化部
１５…音声用パケット化部
１６…補助データ用パケット化部
１６１…取得部
１６２…蓄積部
１６３…設定制御部（制御部）
１６４…ＰＥＳパケット生成部（生成部）
１６５…ＴＳパケット生成部
１７…パケット多重部
３…メディアデータ伝送装置（受信側）
３１…パケット分離部
３２…映像用デパケット化部
３３…音声用デパケット化部
３４…補助データ用デパケット化部
３４１…取得部
３４２…ＰＥＳパケット復元部
３４３…蓄積部
３４４…設定制御部（制御部）
３４５…補助データ復元部（復元部）
３５…映像復号部
３６…音声復号部
３７…メディア結合部

Claims (6)

1. メディアデータをパケットに格納して送信するメディアデータ伝送装置において、
   前記メディアデータから抽出された補助データパケットの未使用データ領域を通知する制御部と、
   前記制御部からの通知に基づき、前記補助データパケットから前記未使用データ領域を削除した補助データパケットをペイロード部に格納し、前記未使用データ領域が削除前の補助データで位置していた位置情報をヘッダ部に格納したパケットを生成する生成部と、
   を備えることを特徴とするメディアデータ伝送装置。
2. 前記制御部は、
   有効な情報を有していない場合に挿入される特定のビット列に一致するビット列を含む領域を前記未使用データ領域とすることを特徴とする請求項１に記載のメディアデータ伝送装置。
3. 前記生成部は、
   前記ペイロード部に複数の補助データを含ませる場合、前記複数の補助データの個数と、前記複数の補助データにそれぞれ対応する補助データの種別情報と、前記複数の補助データにそれぞれ対応する前記未使用データ領域の位置情報とを、前記ヘッダ部に格納することを特徴とする請求項１又は２に記載のメディアデータ伝送装置。
4. メディアデータが格納されたパケットを受信するメディアデータ伝送装置において、
   前記パケットのヘッダ部から、前記メディアデータに含まれる補助データパケットの未使用データ領域が前記補助データパケットで位置していた位置情報を取り出す制御部と、
   前記制御部が取り出した前記位置情報に基づき、前記パケットのペイロード部に格納された補助データパケットに対して前記未使用データ領域を前記位置情報の位置に加える復元部と、
   を備えることを特徴とするメディアデータ伝送装置。
5. メディアデータを格納して伝送するためのパケットを生成するパケット生成方法において、
   前記パケット生成方法は、
   前記メディアデータから抽出された補助データパケットの未使用データ領域を通知する第１ステップと、
   前記第１ステップの通知に基づき、前記補助データパケットから前記未使用データ領域を削除した補助データパケットをペイロード部に格納し、前記未使用データ領域が削除前の補助データで位置していた位置情報をヘッダ部に格納したパケットを生成する第２ステップと、
   を備えることを特徴とするパケット生成方法。
6. メディアデータが格納されたパケットを受信するパケット復元方法において、
   前記パケット復元方法は、
   前記パケットのヘッダ部から、前記メディアデータに含まれる補助データパケットの未使用データ領域が前記補助データパケットで位置していた位置情報を取り出す第１ステップと、
   前記第１ステップで取り出した前記位置情報に基づき、前記パケットのペイロード部に格納された補助データパケットに対して前記未使用データ領域を前記位置情報の位置に加える第２ステップと、
   を備えることを特徴とするパケット復元方法。