JPH10290207A - 多重化データ分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】復号出力の遅延を抑えることが可能な改良され
た多重化データ分離装置を提供すること。 【解決手段】処理に必要なパケットを選択するパケット
選択部111において、PID比較値108のパケット比較部113
への設定が未了の場合にパケット選択部111のスイッチ1
15を強制的に閉じた状態にするための選択部114をパケ
ット選択部111に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多重化したデータ
の分離装置に関わり、特にビットレートの高いビデオデ
ータやオーディオデータなどを多重化したストリームか
ら所望のデータを分離する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル化されたビデオデータやオー
ディオデータを伝送する用途及び記録する用途の広がり
に伴い、複数のビデオデータ及びオーディオデータを多
重化する技術が必要になっている。多重化データ分離装
置は、多重化によってストリーム（時分割多重信号）と
なっているデータから所望のビデオデータ又はオーディ
オデータを抜き出し、分離したデータをそれぞれのデコ
ーダ（復号器）に送るものである。

【０００３】複数のビデオデータ及びオーディオデータ
を多重化する規格の一例として、MPEG（Moving Picture
s Expert Group）システム規格（例えば、ISO/IEC委員
会編「"Information Technology - Generic Coding of
Moving Pictures and Associated Audio: SYSTEMS", IS
O/IEC 13818-1 International Standard, 1994.Nov」参
照）が挙げられる。MPEGは、ビデオ及びオーディオの符
号化並びにその多重化に関する国際規格であり、その中
の多重化に関する部分がMPEGシステム規格である。以
下、MPEGシステム規格の内のトランスポートストリーム
（Transport Stream：以下「TS」という）と呼ばれるス
トリームの形式について説明する。なお、MPEGには、用
途に応じてMPEG1（蓄積用）、MPEG2（汎用）、MPEG４
（通信用）があるが、以下の説明では、MPEG2を取り上
げる。

【０００４】TSは、複数プログラム（チャネル）の多重
が可能なストリーム形式であり、主に放送用途に適用さ
れるものである。TSにおいては、188バイト固定長のパ
ケットが連続している。複数プログラムのビデオデータ
及びオーディオデータは、それぞれパケットに分解され
てから所定の順序に従って配列される。その結果、パケ
ットの連続したストリームが形成される。なお、パケッ
トには、ビデオデータ及びオーディオデータを収容した
ものの他に、ストリームに関する情報などを収容したも
のがある。各パケットの先頭にヘッダが設けられてお
り、ヘッダの中にPID（Packet Identifier）と呼ばれる
識別子が置かれている。この識別子を調べることによ
り、パケットの種類（プログラム別のビデオデータやオ
ーディオデータ又はストリーム情報など）を知ることが
できる。

【０００５】次に、TSから所望のプログラムのビデオデ
ータやオーディオデータを分離する手順を簡単に説明す
る。前述のストリームに関する情報を収容したパケット
は、PSI（Program Specific Information）と呼ばれ、
このPSIを解析することにより各プログラムのビデオデ
ータやオーディオデータを収容したパケットに付けられ
ているPIDの値が分かるようになっている。

【０００６】PSIは、更にPAT（Program Association Ta
ble）とPMT（Program Map Table）の２段階構成となっ
ている。まず、PATパケットを解析することによって所
望のプログラムに対応するPMTのPID（識別子）が得られ
る。続いて、そのPIDの値をもとに該当するPMTパケット
が取り出される。同PMTパケットを解析することによっ
て所望のプログラムのビデオデータやオーディオデータ
が収容されているパケットのPIDを得ることができる。
同PIDの値が得られれば、そのPIDを有するパケットが選
択的に取り出され、同パケットから、ビデオデータやオ
ーディオデータが分離される。得られたデータは、それ
ぞれのデコーダに転送される。

【０００７】上記のような多重化データ分離装置を実現
させる場合、PSIの解析を行なう解析処理部は、処理が
複雑であり、また、適用されるシステムに応じて処理の
変更が容易であることが要求されるため、中央処理装置
〔以下「CPU（Central Processing Unit）」という〕を
用いて構成するのが普通である。しかし、一般にTSのデ
ータ速度が非常に速いため、TSの分離処理の全てをCPU
に行なわせると、CPUの負荷が大きくなり過ぎ、結果と
してCPUを用いて構成することが不可能になるという問
題が生じる。そこで、専用ハードウェア部を備え、同部
においてPIDの値によりパケットを選択し、CPUに転送さ
れるパケット数を少なくする提案が特願平８−３２３３
３６号願書によってなされた。

【０００８】図５は、同願書に示されているデータ分離
装置から特に本発明に関係する部分を抜き出して示した
ものである。同願書では、専用ハードウェア部が書き込
み制御部として示されているが、その中で中心をなすの
が図５におけるパケット選択部111である。

【０００９】送られてきたTSデータ101の連続した各パ
ケットは、パケット選択部111で選択されてからメモリ1
16に送られ、CPUである解析処理部（以下単に「解析
部」という）117によりメモリ116から順次読み出されて
解析処理される。解析部117は、解析したパケットがPSI
である場合、解析結果をもとに処理に必要なパケットの
PIDの値を取得し、その値を示すPID比較値信号108をパ
ケット選択部111に送る。一方、解析したパケットがビ
デオ／オーディオのパケットである場合、同パケットに
収容されているそれぞれのデータ106，107をビデオデコ
ーダ／オーディオデコーダに転送する。

【００１０】パケット選択部111においては、まずPID検
出部112が各パケットからPID102を抽出する。次に、PID
比較部113が解析部117から送られてきた信号108のPID比
較値とPID102の値を比較し、値が一致する場合、即ち、
そのパケットが処理の必要なパケットである場合、出力
のパケット選択信号103を‘１’とする。このことによ
ってスイッチ115が閉じられ、選択されたパケット105が
メモリ116へ転送される。

【００１１】上記PID比較部113の構成例を図６に示す。
信号108をどのレジスタ171に格納するかを決めるイネー
ブル信号161は、同信号が各レジスタに振り分けられる
ように設定される。

【００１２】PID検出部112から送られてきたPID102の値
は、レジスタ171に格納されているPID比較値を基準にし
て比較器172によって比較され、そのいずれか一つと一
致した場合にOR回路173がパケット選択信号103を‘１’
とする。レジスタ171は、初期状態では全て０となって
おり、解析部117から信号108が送られてくると空いてい
るレジスタ171のいずれかにそのPID比較値が格納され
る。なお、PATのPIDの値は、０に設定されている。

【００１３】次に、図５に示した多重化データ分離装置
に図７に示すようなTSが入力された場合を例に同装置の
動作を説明する。図７においては、ひとつの四角形が一
つのパケットに対応し、TSは左から順に入力されるもの
とする。また、PATはPATパケット、PMTはPMTパケット、
V1，V2，…は所望のビデオパケット、他chは復号（デコ
ード）の必要がないパケットを示しており、説明を簡略
化するためにオーディオパケット、ユーザデータなどは
省略されている。更に、*印が付いているビデオパケッ
トは、ビデオデコーダが復号を開始するパケットである
ことを示している。

【００１４】上記のように、PID比較部113のレジスタ17
1の初期値がPATのPID値である０となっているため、初
期状態では入力TS101内のPATパケット105のみがメモリ1
16へ送られる。解析部117は、同PATを解析することによ
り、所望のチャネルのPMTのPID値（PMT_PID）を取得す
る。次に、同PMT_PIDの信号108は、パケット選択部１１
１に送られ、ＰＩＤ比較部113のレジスタ171の一つに格
納されて比較のための基準値となる。その結果、PATパ
ケットと所望チャネルのPMTパケットとがパケット選択
部111を通過することができるようになる。その後、PMT
パケットが到達するとパケット選択部111を通ってPMTパ
ケット105がメモリ116に送られ、解析部117でこのPMTを
解析することにより、所望のビデオデータを搭載してい
るパケットのPID値（V_PID)が得られる。同V_PIDの信号
108は、パケット選択部111に送られ、PID比較部113のレ
ジスタ171の一つに格納されて比較のための基準値とな
る。その結果、PATパケット、PMTパケット、所望のビデ
オパケットがパケット選択部111を通過することができ
るようになる。そのあと、復号開始可能のビデオパケッ
ト（V1*）が到達すると、同パケットに搭載されている
ビデオデータがビデオデコーダに送られ、ビデオデコー
ダが復号を開始して復号データを出力する。以降、継続
して復号が行なわれる。

【００１５】このように、処理が不必要のパケットを遮
断するための専用ハードウェア部、即ち、パケット選択
部111を設けることにより、解析部117で解析するパケッ
ト数を減らすことができ、従って、CPUの負担が軽減さ
れ、CPUを用いた構成が可能となる。

【００１６】しかしながら、前記多重化データ分離装置
においては、PSIが連続して送られた場合、即ち、PATと
PMTが隣接して送られた場合、復号データの出力が遅れ
るという不都合を避けることができない。以下、図８を
用いて復号出力遅延の問題点を説明する。なお、図の見
方は図７と同様である。

【００１７】まず、入力TS101としてPATパケットが送ら
れてくると、前述のようにして解析処理が行われてPMT_
PIDが得られ、このPID値がPID比較部113のレジスタ171
に書き込まれることにより、パケット選択部111をPATパ
ケットとPMTパケットが通過することができるようにな
る。しかし、この処理が完了する前に到達したPMTパケ
ットは、パケット選択部111で遮断されるため解析処理
が行なわれない。そのため、PMTの解析処理は、次にも
う一度PMTパケットが到達してから実施される。

【００１８】更に、復号出力の遅延は、PMTと*印がある
復号開始指示パケットが隣接して送られた場合にも発生
する。即ち、PMTパケットが到達してV_PIDが得られたと
きにも、このV_PIDがレジスタ171に書き込まれる前に到
達したビデオパケットは、パケット選択部111で遮断さ
れる。その結果、図８に示すV1*から復号データの出力
が可能であるにも拘らず、実際の復号データ出力はV21*
からとなる。

【００１９】以上の遅延の問題は、例えば放送を受ける
場合、受信開始時やチャネル変更時に顕著であり、ビデ
オ／オーディオがしばらく時間を経てから現われる結
果、視聴者に違和感を与えることとなる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の前記問題を解決し、復号出力の遅延を抑えること
が可能な改良された多重化データ分離装置を提供するこ
とにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の前記課題は、PI
D比較値の基準値としての設定が未了の場合にパケット
選択部のスイッチを常時閉じた状態に保つ選択部をパケ
ット選択部に設けることによって効果的に解決すること
ができる。このような手段を採用すれば、PSIが連続し
て送られた場合、PID比較値の設定が未了の状態でもPAT
に隣接したPMTがスイッチを通過するため当該PMTが解析
部に送られ、直ちにPMTの解析が実行されるからであ
り、更に、PMTに隣接して復号開始パケットが送られて
くる場合、PMTの解析が未了状態でも当該パケットがス
イッチを通過するため当該パケットが解析部に送られ、
直ちにパケットの解析が実行されるからである。

【００２２】なお、前記選択部は、具体的には、スイッ
チの開閉を制御するための制御信号をスイッチに供給す
るものであり、PID比較値の基準値としての設定の未
了、完了を異なる状態（例えば‘１’と‘０’）で表わ
す判定信号を用い、当該判定信号が設定の未了を表わす
場合、制御信号をスイッチが閉じる状態（例えば
‘１’）にし、判定信号が設定の完了を表わす場合、PI
D比較部出力のパケット選択信号を制御信号にするよう
動作するものである。

【００２３】判定信号は、PSIパケットの解析が未済み
でPID比較値の取得が未了である場合及びPID比較値の取
得を完了した場合にそれぞれ解析部において発生させる
ことが可能である。PID比較値の取得の未了、完了がPID
比較値の基準値としての設定の未了、完了として用いら
れる。その他に、PID比較部に供給されるPID比較値信号
の数を計数し、その数が所定の数を越えているか否かの
判定を行なう判定回路を設け、その出力信号を判定信号
として用いることが可能である。判定回路は、計数回路
と検出器の組み合わせにより構成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多重化データ
分離装置の実施の形態を図面に示した幾つかの実施例を
用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
MPEG2システム規格で規定されたTSを分離する装置に関
するものであり、また、説明の複雑化を避けるためパケ
ットの種類をPATパケット，PMTパケット，ビデオパケッ
トに限定した。また、図１〜図８における同一の記号
は、同一物又は類似物を表示するものとする。

【００２５】

【実施例】

＜実施例１＞図１において、114は、パケット選択部111
の中のPID比較部113とスイッチ115との間に設置した選
択部を示す。また、解析部117には、従来の機能を有す
るほか、PID比較値取得の未了、完了の判定信号109を発
生し、かつ、PATの解析未了の場合は送られてきたパケ
ットのうちPATパケットのみを解析し、その他のパケッ
トを破棄するように設定し、更に、PATの解析が完了し
ている場合はPMTを解析の対象とし、PAT，PMT以外のパ
ケットを破棄するように設定したものを用いた。その他
の各部は、図５に示した従来例のものと同じである。

【００２６】選択部114には、スイッチ115を閉じるため
の固定信号‘１’とPID比較部113出力のパケット選択信
号103と解析部117出力の判定信号109とが与えられる。
また、選択部114出力の制御信号104がスイッチ115に与
えられる。判定信号109は、PID比較値取得の未了、完了
をPID比較値設定の未了、完了として用いるもので、そ
れぞれに応じて‘１’，‘０’となるものであり、選択
部114は、判定信号109が‘１’のときに前記固定信号
‘１’を選択してそれを制御信号104とする。判定信号1
09が‘０’のときにパケット選択信号103を選択してそ
れを制御信号104とする。このような選択により、スイ
ッチ115は、PID比較値設定の未了のときに常に閉じた状
態となる。

【００２７】図１に示した多重化データ分離装置に図８
と同じTSが入力された場合の動作を図２を用いて説明す
る。なお、図２の見方は図７，８と同様である。

【００２８】初期状態では比較PID値の設定は未了であ
り、全てのパケットがパケット選択部111を通過する。
入力TS101としてPATパケットが送られてくると、同パケ
ットは、メモリ116を通して解析部117に送られ、解析さ
れる。解析の結果得られたPMT_PIDを示す比較PID値信号
108は、パケット選択部111に送られ、PID比較部113のレ
ジスタ171の一つに格納される。この段階ではまだ比較P
ID値の設定が未了であり、パケット選択部111は、全て
のパケットを通過させることができる。

【００２９】PATの解析が完了すると解析部117は、PMT
も解析の対象とする。この状態でPMTパケットが送られ
てくると、図５の場合と異なり、この段階では全てのパ
ケットがパケット選択部111を通過することができるた
め、たとえPMT_PID値の設定前であってもPMTパケットは
メモリ116を通過して解析部117に送られ、PMTが解析さ
れる。解析の結果得られたV_PIDを示す比較PID値信号10
8は、パケット選択部111に送られ、PID比較部113のレジ
スタ171の一つに格納される。この段階で、PAT，PMTの
解析が完了し、比較PID値が設定されたので、選択部114
は、PID比較部113からのパケット選択信号103を制御信
号104として出力する。また、解析部117は、PAT，PMT、
ビデオパケットを処理の対象とし他のパケットを破棄す
る通常動作に移行する。PMT_PIDの設定前に他チャネル
のパケットが送られた場合には、解析部117が同パケッ
トを破棄する。

【００３０】PMTパケット後に復号開始可能なビデオパ
ケットV1*が送られてくると、同ビデオパケットは、破
棄されることなくメモリ116を通過して解析部117に送ら
れ、続いてビデオパケットに収容されているビデオデー
タがビデオデコーダに送られ、ビデオデコーダがデコー
ドを開始して復号出力のデータが得られる。

【００３１】以上の本実施例によれば、PSI直後のパケ
ットの取りこぼしがなくなり、遅延することなくV1*か
ら復号データが出力される。なお、PMT_PIDの設定以降
は、図７の例の場合と同様、処理に必要でないパケット
はパケット選択部111で遮断され、解析部117で解析する
パケット数減少の効果が維持される。

【００３２】なお、上記では、ビデオパケットに限定し
て説明したが、これに限らず、オーディオパケットなど
他の種類のパケットを含むストリームを処理する場合に
も本発明の適用が云うまでもなく可能であり、同様の効
果を得ることができる。更に前記したように本実施例
は、MPEG2システム規格で規定されたTSを分離する装置
に関するものであるが、MPEG1，MPEG4，JPEG（Joint Ph
otographic Experts Group ）などの他の規格の場合で
も、パケットを用いた多重化ストリームであれば本発明
を適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

【００３３】＜実施例２＞MPEG2システム規格で規定さ
れたTSの場合、設定すべきPID比較値の数は、例えばPA
T，PMTを対象に２個である。この個数を使ってPID比較
値設定の未了、完了の判定を行なう判定回路を用いた実
施例を図３に示す。同図において、118は、PID比較値信
号108を入力し、判定結果の判定信号109を選択部114に
供給する判定回路を示す。

【００３４】判定回路118は、解析部117からのPID比較
値信号108の個数を計数するカウンタと同カウンタ出力
の数を基準数（本実施例では２）と比較する検出器から
なり、同検出器は、入力の数が基準数に満たない場合に
判定信号109として‘１’を出力し、基準数以上であれ
ば判定信号109として‘０’を出力するものを用いた。

【００３５】選択部114は、判定信号109が‘１’の場合
にPID比較値設定が未了であるとして固定信号‘１’を
選択してそれを制御信号104とする。判定信号109が
‘０’の場合にPID比較値設定が完了であるとしてパケ
ット選択信号103を選択し、それを制御信号104とする。
このような設定により、スイッチ115は、PID比較値設定
の未了のときに常に閉じた状態となる。

【００３６】なお、設定すべきPID比較値の数が２個の
場合を説明したが、プログラムによっては、PID比較値
の数が２個を越える場合がある。その場合には比較器の
基準数を変更するだけで対応が可能であり、同様の効果
を得ることができる。

【００３７】＜実施例３＞多重化ストリームのTSには、
上述のパケットのほかに、TSの転送レートの調整等のた
めの無効パケットと呼ばれるパケットが含まれている。
無効パケットは、情報を含まないため、解析や復号の必
要がない。従って、PID比較値設定が未了のときにメモ
リ116や解析部117への無効パケットの供給を断つことに
よって、メモリ116や解析部117の無駄な動作を回避する
ことができる。PID比較値設定未了時に無効パケットを
パケット選択部111で遮断するようにした実施例を図４
に示す。同図において、119は、PID検出部112と選択部1
14の間に接続した比較器、121は比較器119の出力信号で
ある。その他の構成は、図１と同じである。

【００３８】比較器119は、PID検出部からのPID102をシ
ステム規格で定られている無効パケットのPIDの値（無
効PID番号）と照合し、一致していれば‘０’を、一致
していなければ‘１’を出力信号121として出力する。
また、選択部114は、PID比較値の設定未了時に出力信号
121をスイッチ115に制御信号104として供給する。従っ
て、入力TSが無効パケットのときにスイッチ115は、制
御信号104の‘０’を受けて開放状態になる。そのた
め、無効パケットは、スイッチ115を通過せず、遮断さ
れる。

【００３９】このようにすることにより、比較PID値設
定完了前において解析部117に転送されるパケット数を
減少させることができ、解析部117の負荷が軽減され
る。比較PID値設定完了後は、図１の場合と同じ動作と
なる。

【００４０】なお、いずれの実施例においても、比較PI
D値設定未了のうちはメモリ116に書き込まれるパケット
数は従来例に比べて多くなるが、この段階ではビデオ／
オーディオのデータをビデオデコーダ／オーディオデコ
ーダに転送する必要がなく、また、パケットの要／不要
は、パケット先頭のPIDのみで判定することができるた
め、メモリ116から読み出されるデータ量が少なくてす
み、従来例に比べて解析部117のCPUの処理能力を増やす
必要がない。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、比較PID値の設定未了
の場合、パケットの通過／遮断を行なうスイッチが常時
閉じた状態になるので、PSIパケットが連続して伝送さ
れた場合でも、解析処理部が連続してPID解析を行なう
こと可能となり、従って、復号データ出力までの遅延を
最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多重化データ分離装置の第１の実
施例を説明するための回路構成図。

【図２】第１の実施例の動作の概要を説明するための時
間系統図。

【図３】本発明の第２の実施例を説明するための回路構
成図。

【図４】本発明の第３の実施例を説明するための回路構
成図。

【図５】従来の多重化データ分離装置を説明するための
回路構成図。

【図６】PID比較部を説明するための回路構成図。

【図７】従来の多重化データ分離装置の動作の概要を説
明するため時間系統図。

【図８】従来の多重化データ分離装置の動作の時間遅れ
を説明するため時間系統図。

【符号の説明】

111…パケット選択部 112…PID検出部 113…PID比較部 114…選択部 115…スイッチ 117…解析処理部 118…判定回路 119…比較器 103…パケット選択信号 104…制御信号 108…PID比較値信号 109…判定信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パケット化した複数のデータを多重化する
   ことによって形成したストリームから所望のデータを分
   離する装置であって、 ストリームに関する情報を搭載したパケットを解析して
   選択すべきパケットの識別子の値を取得する解析処理部
   と、取得した識別子の値をパケット選択のための基準値
   として設定し、かつ、当該基準値をもとにスイッチを導
   通状態にすることによって入力ストリームから必要なパ
   ケットを取り出すパケット選択部と、当該パケット選択
   部によって選択されたパケットを保持するメモリとを備
   え、 前記解析処理部は、解析対象のパケットを当該メモリか
   ら読み出し、かつ、解析後のパケットのデータを転送先
   に出力するものであり、 前記パケット選択部は、選択すべきパケットの識別子の
   値の基準値としての設定が未了である間は前記スイッチ
   を常時導通状態に保つための選択部を備えていることを
   特徴とする多重化データ分離装置。
2. 【請求項２】前記解析処理部は、選択すべきパケットの
   識別子の値の取得の未了と完了をそれぞれ異なる状態で
   表わす判定信号を生成するものであり、前記選択部は、
   当該判定信号を入力し、判定信号が未了を表わす場合に
   前記スイッチを常時導通状態に保つものであることを特
   徴とする請求項１に記載の多重化データ分離装置。
3. 【請求項３】前記パケット選択部は、解析処理部によっ
   て値を取得された識別子の数を計数する手段と当該識別
   子の数が所定の個数を越えているか否かを検出する手段
   とを有する判定回路を備え、当該判定回路は、前記識別
   子の数が所定の個数未満である場合に選択すべきパケッ
   トの識別子の値の基準値としての設定が未了であること
   を表わし、所定の個数以上である場合に設定が完了であ
   ることを表わす判定信号を出力するものであり、前記選
   択部は、当該判定信号を入力し、判定信号が未了を表わ
   す場合に前記スイッチを常時導通状態に保つものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の多重化データ分離装
   置。
4. 【請求項４】前記パケット選択部は、入力ストリームに
   おける無効パケットの有無を検出してその有、無をそれ
   ぞれ異なる状態で表わす信号を出力する比較器を更に備
   え、前記選択部は、当該比較器の出力信号を用いること
   により、選択すべきパケットの識別子の値の基準値とし
   ての設定が未了である期間に入力ストリームに無効パケ
   ットが含まれる場合、前記スイッチを開放状態にするよ
   う動作するものであることを特徴とする請求項１〜請求
   項３のいずれか一に記載の多重化データ分離装置。