JPH10336606A - デジタル信号送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一番組において映像源を複数含む複数映像
源チャンネルを含むデジタル信号送受信装置において受
信側で映像源を切り替える際、受信装置の映像源バッフ
ァを一旦クリアする必要があり、映像出力が途切れる。 【解決手段】 送信装置において各映像源の切り替え点
をそろえて多重化を行い、また各映像源の映像信号を符
号化する際、送信装置内の仮想受信装置の仮想受信バッ
ファが切り替えの際破綻しないように制限を加え符号化
を行うことにより、受信装置での切り替えの際の連続し
た映像出力を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送信側においてあ
る番組が複数の映像源を持ち、各映像源のデータがその
番組中で多重、送信され、受信側で複数映像源番組中の
所望の映像源を選択して受信、復号する、デジタル信号
送受信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像、音声のデジタル圧縮の標準
規格であるエムピーイージー（以下ＭＰＥＧ：Ｍｏｖｉ
ｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）を
用いたシステムが普及している。また、このＭＰＥＧに
より圧縮した信号を放送に用いる際にはＩＳＯ／ＩＥＣ
１３８１８−１規格により規定されるＭＰＥＧ２トラン
スポートパケットからなるトランスポートストリーム
（以下ＴＳ）が用いられる。ここでＭＰＥＧにおける映
像、音声の多重化について図８を用いて説明する。図８
は一番組送受信装置を示している。図８において８００
は一番組多重装置、８０１は映像信号入力、８０２は音
声信号入力、８０３はその他のデータ信号入力、８０４
は映像信号符号化部、８０５は音声信号符号化部、８０
６は信号多重部、８０７は一番組ＴＳ出力部、８０８は
伝送路、７００は受信装置、７０１はＴＳ受信部、７０
３は受信した多重ＴＳ中の映像、音声、データ信号を分
離、抽出する多重ＴＳ処理部、７０４は多重分離部、７
０５は映像データ用バッファ、７０６は音声データ用バ
ッファ、７０７はその他のデータ用バッファ、７０８は
映像信号復号部、７０９は音声信号復号部である。

【０００３】映像データに関してはまず映像信号符号化
部８０４に入力される。ここで映像データは処理、圧縮
されて映像エレメンタリーストリーム（以下ＥＳ）とな
る。また音声データも同様に音声信号符号化部８０５に
おいて処理、圧縮され音声ＥＳとなる。

【０００４】これらのＥＳおよびその他のデータ信号
が、信号多重部８０６においてそれぞれパケット化され
た後時分割多重され、一つの番組からなる一本のＴＳと
なる。映像、音声、データ信号の各パケットに対しては
それらを区別するたびにＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）
がつけられる。またこの際に番組情報であるＰＭＴ（Ｐ
ｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）パケットやＰＭＴ
を抽出するための総合的な番組情報であるＰＡＴ（Ｐｒ
ｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）パ
ケットなどの各種情報パケットも多重される。ＰＡＴパ
ケットにはＰＭＴパケットの情報（ＰＩＤなど）が記述
されており、このＰＡＴパケットのＰＩＤはＭＰＥＧ規
格において一意に定められている。またＰＭＴパケット
中には所望番組の映像、音声およびその他のデータのＰ
ＩＤが記述されている。受信側においてこれらのＰＭ
Ｔ、ＰＡＴを用いて所望番組を抽出する手順について
は、後の受信装置の説明の際に詳述する。

【０００５】このようにして作られたＴＳが一番組ＴＳ
出力部８０７から出力され、伝送路８０８を通って受信
装置７００に伝送される。

【０００６】受信装置７００においてはＴＳ受信部７０
１において受信したＴＳが多重ＴＳ処理部７０３の中の
多重分離部７０４に入力される。多重分離部７０４にお
いてはまず、一意に定められたＰＡＴのＰＩＤを持つパ
ケットを抽出することにより、ＴＳ中からＰＡＴパケッ
トを抽出する。次にこのＰＡＴ中に記述されているＰＭ
ＴパケットのＰＩＤ情報を用い、ＴＳ中のＰＭＴパケッ
トを抽出する。ＰＭＴパケット中には所望番組の映像、
音声およびデータパケットのＰＩＤ情報が記述されてい
る。こうして得られた所望番組の映像、音声およびデー
タパケットのＰＩＤを用いて多重分離部７０４において
映像、音声のＥＳおよびその他のデータ信号を分離する
処理を行い、映像データ用バッファ７０５、音声データ
用バッファ７０６、その他のデータ用バッファ７０７を
介して出力する。映像ＥＳは映像信号復号部７０８にお
いて伸長処理され、出力される。音声ＥＳも同様に音声
信号復号部７０９において伸長処理され、出力される。

【０００７】放送などの用途においては、複数の番組を
一本の伝送路を通じて受信装置に送る必要がある。図９
は複数の番組を時分割多重し、一本のＴＳとして送信す
る複数番組多重送受信装置を示している。図９において
９００は複数番組多重送信装置、９０１−１は番組１の
映像信号入力、９０２−１は番組１の音声信号入力、９
０３−１は番組１のその他のデータ信号入力、９０４−
１は番組１の一番組多重部、９０５−１は番組１の映像
信号符号化部、９０６−１は番組１の音声信号符号化
部、９０７−１は番組１の信号多重部、９０１−２は番
組２の映像信号入力、９０２−２は番組２の音声信号入
力、９０３−２は番組２のその他のデータ信号入力、９
０４−２は番組２の一番組多重部、９０５−２は番組２
の映像信号符号化部、９０６−２は番組２の音声信号符
号化部、９０７−２は番組２の信号多重部、９０１−ｎ
（ｎは自然数）は番組ｎの映像信号入力、９０２−ｎは
番組ｎの音声信号入力、９０３−ｎは番組ｎのその他の
データ信号入力、９０４−ｎは番組ｎの一番組多重部、
９０５−ｎは番組ｎの映像信号符号化部、９０６−ｎは
番組ｎの音声信号符号化部、９０７−ｎは番組ｎの信号
多重部、９０８は複数番組多重部、９０９はＴＳ出力
部、９１０は伝送路である。７００〜７０９については
図８と同様のためここでは説明を省略する。また図９に
おいては、多重する番組数をｎとしている。

【０００８】番組１の映像、音声およびその他のデータ
信号は番組１の一番組多重装置９０４−１において多重
され、一本のＴＳとして複数番組多重部９０８に入力さ
れる。番組２、・・・、番組ｎに対しても同様にそれぞ
れ一本のＴＳとして複数番組多重部９０８に入力され
る。

【０００９】複数番組多重部９０８においては、入力さ
れた各番組のＴＳを一本のＴＳに再多重し、複数番組出
力部９０９から出力する。

【００１０】このようにして作られた複数番組多重ＴＳ
が伝送路９１０を通って受信装置７００に伝送される。
受信装置７００においては一番組送受信装置の場合と同
様の手順で所望番組を抽出、出力する。受信装置におい
て番組を切り替える際には映像データ用バッファ７０
５、音声データ用バッファ７０６、その他のデータ用バ
ッファ７０７を一旦空にし、次に多重ＴＳ処理部７０４
において切り替えた番組の映像、音声およびその他のデ
ータの各パケットを抽出し出力を行う。

【００１１】ところで、ＭＰＥＧ規格を満たす映像スト
リームは、規格において定義される仮想的な受信装置に
課せられる制約を満足させる必要がある。

【００１２】すなわち送信装置側において仮想的な受信
装置を設定し、この仮想受信装置内の映像バッファであ
るＶＢＶバッファがオーバーフロー、アンダーフローを
起こさないようシミュレーションを行いながら映像デー
タを符号化していく。このＶＢＶバッファのシミュレー
ションについて図１０を用いて説明する。図１０におい
て横軸は送受信系において定義される時刻を、また縦軸
はＶＢＶバッファの占有量を示す。ＢｍａｘはＭＰＥＧ
規格によって規定されるＶＢＶバッファの最大容量であ
る。また図１０においては映像ビットストリームはＣＢ
Ｒ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）、すなわち
一定レートにより符号化装置から出力されるものとして
いる。

【００１３】映像符号化装置からの映像符号化ストリー
ム出力は時刻ｔ１から開始される。その後一定レートに
て受信装置に入力され、ＶＢＶバッファにデータが蓄積
されていく。そして系で定義されるある時刻、ここでは
ｔ５になると次段での処理のためにまとまったデータ、
すなわち１ピクチャ分のデータｄ０がＶＢＶバッファか
ら取り除かれる。以後、時刻ｔ６、ｔ７、ｔ８、・・・
において１ピクチャ分のデータｄ１、ｄ２、ｄ３、・・
・が取り除かれる。以後この動作を繰り返す。このＶＢ
Ｖバッファの最大容量についてはＭＰＥＧ規格によって
規定されており、このシミュレーションにおいてその最
大容量を超えたり（オーバーフロー）、ＶＢＶバッファ
におけるデータ量が負になったり（アンダーフロー）し
ないように符号化が行われる。

【００１４】このＭＰＥＧ規格を用いたデジタル信号送
受信装置において、同一番組中に複数の映像源を持つ複
数映像源チャンネルを送信側から送信し、受信側におい
て複数映像源チャンネルでの所望の映像源を選択する機
能を実現するためには、各映像源のデータを別の番組を
送るのと同様の形で送信し、受信側で番組切り替えと同
様の操作を行って映像源を選択することにより実現する
ことができる。

【００１５】複数映像源チャンネルを送受信するデジタ
ル信号送受信装置の例を図１１に示す。図１１のデジタ
ル信号送受信装置においては送信装置において番組１、
番組２、・・・、番組ｎを多重出力し、受信装置におい
て所望の番組を取り出す。また番組１が複数映像源チャ
ンネル対応となっており、番組１における映像源が３つ
存在する構成になっている。音声およびその他のデータ
に関してはこの番組で一つとする。図１１において１１
００は複数番組多重送信装置、３０１−１は番組１の映
像源１の映像信号入力、３０２−１は番組１の音声信号
入力、３０３−１は番組１のその他のデータ信号入力、
１１０４−１は番組１の一番組多重部、１１０５−１は
番組１の映像信号符号化部、３０６−１は番組１の音声
信号符号化部、３０７−１は番組１のストリーム多重
部、３０８は番組１の映像源２の映像信号入力、１１０
９は番組１の映像源２の映像信号符号化部、３１０は番
組１の映像源２の映像トランスポートストリーム化部、
３１１は番組１の映像源３の映像信号入力、１１１２は
番組１の映像源３の映像信号符号化部、３１３は番組１
の映像源３の映像トランスポートストリーム化部、３０
１−２は番組２の映像信号入力、３０２−２は番組２の
音声信号入力、３０３−２は番組２のその他のデータ信
号入力、３０４−２は番組２の一番組多重部、３０５−
２は番組２の映像信号符号化部、３０６−２は番組２の
音声信号符号化部、３０７−２は番組２のストリーム多
重部、３０１−ｎは番組ｎの映像信号入力、３０２−ｎ
は番組ｎの音声信号入力、３０３−ｎは番組ｎのその他
のデータ信号入力、３０４−ｎは番組ｎの一番組多重
部、３０５−ｎは番組ｎの映像信号符号化部、３０６−
ｎは番組ｎの音声信号符号化部、３０７−ｎは番組ｎの
ストリーム多重部、１１１４は複数番組多重部、３１６
はＴＳ出力部、３１７は伝送路である。７００〜７０９
については図８と同様のためここでは説明を省略する。

【００１６】受信装置において映像源１から映像源２に
切り替えるには、番組の切り替えを行うのと同様の方法
で映像データ用バッファ７０５を一旦クリアし、多重分
離部７０４において映像源２のＰＩＤを持つパケットを
取り出し、映像データ用バッファ７０５を介してデータ
を映像信号復号部７０８に送り復号、出力する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法では、映像源切り替え時に映像データのバッファをク
リアし、そのあと目的の映像源のデータをバッファに蓄
積、デコードを行うため、切り替えの際に画面出力が途
切れてしまうという問題点を有していた。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のデジタル信号送受信装置は、まず送信装置
において切り替え後の映像を連続したストリームの形に
するために、各映像源の切り替え点をそろえて多重化を
行う。また切り替え点をそろえることによる伝送レート
の変化も考慮に入れてＶＢＶバッファのシミュレーショ
ンを行い、この結果を元に符号化を行う。さらに受信装
置において映像源を切り替えてもＶＢＶバッファの破綻
が起こらないように送信装置において各映像源の映像信
号を符号化することにより、切り替え時に画面出力が途
切れることのない複数映像源チャンネルを実現する。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下本発明の実施の形態１について、
図面を参照しながら説明する。

【００２０】なお以下の実施の形態において映像信号は
ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２あるいはＩＳＯ／ＩＥＣ
１３８１８−２規格に基づいて符号化されているものと
する。

【００２１】実施の形態１では図１１において説明した
従来のデジタル信号送受信装置において、複数番組多重
部１１１４と多重分離部７０４における処理が異なる。
以下、各部での処理について説明する。なお、本実施の
形態においてはＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２、２．４
節で記述されているＧｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ
ｓ（以下ＧＯＰ）を単位とし、その境界を切り替え点と
している。

【００２２】図１は本実施の形態におけるＴＳのパケッ
ト列を示したものである。図１において１１０、１１
１、１１２、１１３はそれぞれ、複数番組多重部１１１
４が出力する映像源１の映像データのｋ、ｋ＋１、ｋ＋
２、ｋ＋３番目のＧＯＰデータを含むパケットである。
１２０、１２１、１２２、１２３はそれぞれ、複数番組
多重部１１１４が出力する映像源２の映像データのｋ、
ｋ＋１、ｋ＋２、ｋ＋３番目のＧＯＰデータを含むパケ
ットである。１３０、１３１、１３２、１３３はそれぞ
れ、複数番組多重部１１１４が出力する映像源３の映像
データのｋ、ｋ＋１、ｋ＋２、ｋ＋３番目のＧＯＰデー
タを含むパケットである。また各々の番号の最後につい
ているａ、ｂはそれぞれＧＯＰの先頭、最終部分を含む
パケットを示す。

【００２３】本実施の形態においては複数番組多重部１
１１４において、図１に示されるように各映像源におけ
るＧＯＰを構成するパケットをある一定の長さを持つタ
イムスロット内に多重する。すなわち、一つのタイムス
ロットが各映像源の一つのＧＯＰデータを含むように多
重を行う。多重分離部７０４は映像源１から２に切り替
えを行う際にタイムスロットの境目で切り替えを行う。
各映像源のＧＯＰはそれぞれタイムスロットに収まって
いるので、必ず映像源１のＧＯＰのパケットが終了した
すぐ後に映像源２のＧＯＰが開始される。任意の映像源
間の切り替えにおいても同様である。

【００２４】本実施の形態における多重分離部７０４で
の映像パケット処理のフローチャートを図１２に示す。
切り替え要求が発生しない間多重分離部７０４は、指定
されたＰＩＤの映像パケットを映像データバッファ７０
５を介し映像信号復号部７０８に送る、すなわちステッ
プ１２−ａと１２−ｂを繰り返す。ステップ１２−ｂに
おいて切り替え要求が発生すると、タイムスロットの境
目が来るまでは切り替え前の映像源のパケットを処理す
る。すなわちステップ１２−ｃと１２−ｄを繰り返す。
境目以降はステップ１２−ｅにおいて切り替え後の映像
源のＰＩＤを処理すべき映像源パケットのＰＩＤとして
指定し、以後はステップ１２−ａに戻り、同様に処理を
行う。

【００２５】このように本実施の形態においては、複数
番組多重部において各映像源のＧＯＰをそれぞれ一つの
タイムスロット内に多重することにより、ＧＯＰの先頭
での切り替え後の映像が連続したストリームの形にな
る。

【００２６】なお本実施の形態においては各タイムスロ
ットの長さは一定としたが、可変の場合も同様にＧＯＰ
の先頭での切り替え後の映像が連続したストリームの形
で復号できる。

【００２７】なお本実施の形態においては１ＧＯＰを一
つの単位とし、映像源の切り替えを行う場合を示した
が、他のまとまり、例えば２つ以上のＧＯＰを一つの単
位とした場合にも同様に実現できる。

【００２８】（実施の形態２）以下本発明の実施の形態
２について、図面を参照しながら説明する。

【００２９】実施の形態２では図１１において説明した
従来のデジタル信号送受信装置において、複数番組多重
部１１１４と多重分離部７０４、および映像信号符号化
部１１０５−１、１１０９、１１１２での処理が異な
る。複数番組多重部１１１４と多重分離部７０４での処
理は実施の形態１において示した処理と同様である。以
下、各映像信号符号化部での処理について説明する。

【００３０】映像符号化部において符号化されたデータ
を実施の形態１で示されるようなタイムスロットにおさ
めて多重する場合、映像符号化器が想定する出力レート
と実際に多重部において多重して出力するレートが一致
しない。したがって映像符号化部において想定する出力
レートに基づいてＶＢＶバッファのシミュレーションを
行っても、多重後のレートによっては受信装置側のバッ
ファの破綻が生じる場合がある。そこで本実施の形態に
おいては、多重後のレートに基づいてシミュレーション
を行う。

【００３１】図２は本実施の形態において、ある映像源
の映像データに対して映像信号符号化部で行われるＶＢ
Ｖバッファのシミュレーションの例を示したものであ
る。図２において横軸は送受信系において定義される時
刻を、また縦軸はＶＢＶバッファの占有量を示す。Ｂｍ
ａｘはＭＰＥＧ規格によって規定されるＶＢＶバッファ
の最大容量である。

【００３２】本実施の形態におけるＶＢＶバッファシミ
ュレーションを図２を用いて説明する。ＶＢＶバッファ
においては時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、・・・におい
てそれぞれ必要量のデータをバッファから取り除く。ま
た本実施の形態においてはタイムスロットを規定しその
中に各ＧＯＰを多重することにより、データが送られる
レートが各タイムスロットにおいて変化する。そのた
め、バッファ占有量の増加の傾きが各タイムスロットで
変化している。図２の例では時刻ｔ２’、ｔ６’、ｔ１
０’においてそれぞれ変化している。

【００３３】本実施の形態におけるＶＢＶバッファのシ
ミュレーションのフローチャートを図１３に示す。ステ
ップ１３−ｃにおいて時刻ｔｎにおいてＶＢＶバッファ
から取り除くデータ量を一旦決定した後、ステップ１３
−ｄにおいてタイムスロット規定に基づくレートの変化
も考慮に入れて時刻ｔ（ｎ＋１）までのシミュレーショ
ンを行う。ステップ１３−ｆにおいてＶＢＶバッファの
オーバーフローが発生していないかを判定し、オーバー
フローが発生しなければステップ１３−ｈにおいてその
データ量により符号化を行う。オーバーフローが発生す
るならば、ステップ１３−ｇにおいてデータ量の再設定
を行う。この際オーバーフローを防ぐためにデータ量
を、時刻ｔｎにおけるバッファ占有量をＢｔｎ、時刻ｔ
（ｎ＋１）におけるバッファ占有量をＢｔ（ｎ＋１）と
した場合に（数１）を満たす範囲で設定する。

【００３４】

【数１】

【００３５】データ量の再設定により多重後のレートが
変化する場合があるので、ステップ１３−ｄに戻り再度
シミュレーションを行い、ステップ１３−ｆでオーバー
フローがないか確認する。この操作によりＶＢＶバッフ
ァの破綻の起きないデータ量を決定する。

【００３６】映像信号符号化部においてこのレートの変
化を考慮に入れて符号化を行わない場合、例えば図２の
例においてはｔ６’においてレートが低くなっている
が、映像信号符号化部がこれを考慮せずに元のレートで
バッファ占有量が増えていくとして符号化を行うことに
なり、ｔ７あるいはｔ８などでより多くのデータ量が取
り除かれ、アンダーフローが発生する可能性がある。本
実施の形態においては各映像符号化部において、このタ
イムスロットごとの伝送レートの変化も含めてＶＢＶバ
ッファのシミュレーションを行い、その結果を元に符号
化を行うことにより、タイムスロット規定によるＶＢＶ
バッファの破綻を防ぐ。

【００３７】このように本実施の形態においては実施の
形態１の効果に加え、各映像符号化部においてＶＢＶバ
ッファのシミュレーションをタイムスロットごとの伝送
レートの変化も考慮に入れて行い、その結果を元に符号
化を行う。こうすることにより、タイムスロットを規定
し各ＧＯＰをタイムスロット内におさめた際に伝送レー
トがタイムスロット毎に変化したときもＶＢＶバッファ
の破綻が生じない。

【００３８】（実施の形態３）以下本発明の実施の形態
３について、図面を参照しながら説明する。

【００３９】図３は本実施の形態における送信装置の構
成である。図３において３０４−１は本実施の形態にお
ける番組１の一番組多重部、３０５−１は本実施の形態
における番組１の映像源１の映像信号符号化部、３０９
は本実施の形態における番組１の映像源２の映像信号符
号化部、３１２は本実施の形態における番組１の映像源
３の映像信号符号化部、３１４は本実施の形態における
複数番組多重部、３１５は映像符号化監視部である。そ
の他の構成要素については図１１と同様のためここでは
説明を省略する。

【００４０】また図４、図５は映像源切り替え時のＶＢ
Ｖバッファシミュレーションであり、図４は本実施の形
態による処理を施さない場合、図５は本実施の形態によ
る処理を行った場合の図である。図４、図５において横
軸は送受信系において定義される時刻を、また縦軸はＶ
ＢＶバッファの占有量を示す。また実線は映像源１の映
像データにおけるバッファ占有状態、破線は映像源２の
映像データにおけるバッファ占有状態、太線は映像源２
から映像源１へと切り替えた際のバッファ占有状態を示
している。また本実施の形態においては映像源数が３の
場合について示している。図４、図５においては時刻ｔ
３とｔ４の間に切り替え命令が到着した場合を示してい
る。

【００４１】図４、図５においては時刻ｔ６’において
映像源の切り替えが起こり、以後太線の軌跡で推移す
る。

【００４２】本実施の形態において、複数番組多重部３
１４では実施の形態１で示された処理と同様の処理、す
なわち図１に示されるようにタイムスロットを規定しそ
の中に一つのみのＧＯＰが含まれるような形での多重を
行う。

【００４３】この際各映像符号化器が独立に動作してい
ると、切り替え後にＶＢＶバッファの破綻が発生する場
合がある。図４の場合においては切り替え後時刻ｔ７と
ｔ８の間においてバッファの破綻が生じている。そこで
本実施の形態においては各映像符号化器において他の映
像符号化器におけるＶＢＶバッファの状態を考慮に入れ
て符号化を行う。以下図３を用いて本実施の形態におけ
る処理について説明する。映像符号化監視部３１５は各
映像源のＶＢＶバッファの状態を監視し、各映像源の中
でＧＯＰの先頭データがＶＢＶバッファから取り除かれ
る時点（以下基準時刻とする）におけるＶＢＶバッファ
の占有量がもっとも大きいものおよびもっとも小さいも
のを基準値として映像信号符号化部３０５−１、３０
９、３１２に伝達する。各映像信号符号化部において
は、この基準値からＶＢＶバッファの状態が変化する場
合についてシミュレーションを行い、この結果を元にい
ずれの場合にもＶＢＶバッファの破綻が起こらない範囲
で符号化を行う。また映像符号化監視部３１５は必要に
応じ多重化のための情報、すなわち各タイムスロットに
おける各映像源の符号化データ量などを多重化部３１４
に与える。

【００４４】上記処理について図４、図５を比較しなが
ら説明する。図４の例では切り替えが起こった場合のバ
ッファ状態を考慮に入れていないため、時刻ｔ６’で映
像源が切り替わった後時刻ｔ７とｔ８の間でバッファの
オーバーフローが起こっている。それに対して図５、す
なわち本実施の形態においては切り替えが起こった場合
のバッファ状態を考慮し、時刻ｔ７においてＶＢＶバッ
ファから取り除かれる映像源１のデータ量を大きくとる
ことにより、オーバーフローを回避する。

【００４５】このように本実施の形態によれば、実施の
形態１、２での効果に加え、各映像源の映像符号化部に
おいて基準時刻における他の映像源のＶＢＶバッファの
最大値、最小値を基準としたシミュレーションを行い、
この結果を元に制限を加えて符号化を行う。これにより
映像源切り替えに起因するＶＢＶバッファの破綻は起き
ない。

【００４６】（実施の形態４）以下本発明の実施の形態
４について、図面を参照しながら説明する。

【００４７】実施の形態４は実施の形態３に対し、映像
信号符号化部３０５−１、３０９、３１２における処理
が異なる。以下、各映像信号符号化部における処理につ
いて説明する。

【００４８】図６は本実施の形態において各映像信号符
号化部において行われるＶＢＶバッファのシミュレーシ
ョンを示したものである。図６において横軸は送受信系
において定義される時刻を、また縦軸はＶＢＶバッファ
の占有量を示す。ＢｍａｘはＭＰＥＧ規格で定義される
ＶＢＶバッファの最大占有量、Ｂｍａｘ’およびＢｄｅ
ｆは本実施の形態において定義されるバッファ占有量、
６００はＢｄｅｆの変動の許容範囲を示している。図中
の実線、破線はそれぞれ映像源１、映像源２におけるＶ
ＢＶバッファの状態、太線は時刻ｔ１０’において映像
源１から映像源２への切り替えが発生した以降のＶＢＶ
バッファの状態を示す。図６においては映像源数を２と
している。

【００４９】図６においてＧＯＰの先頭データはｔ１、
ｔ５、ｔ９、ｔ１３においてＶＢＶバッファから取り除
かれる。本実施の形態においては、各映像源の映像信号
符号化部は図６に示されるように基準時刻、すなわちＧ
ＯＰの先頭データがＶＢＶバッファから取り除かれる時
刻におけるＶＢＶバッファの占有量が、Ｂｄｅｆを中心
とする許容範囲内に収まるような形で符号化を行う。さ
らに基準時刻以降のシミュレーションを行う際、バッフ
ァ占有量の最大値としてＢｍａｘ’を定義し、各映像符
号化部においては占有量がＢｍａｘ’を超えないように
符号化を行っていく。

【００５０】一例として、図６において時刻ｔ１０’に
おいて切り替えが発生した場合、ＶＢＶバッファの状態
は太線の軌跡で推移する。その際、タイムスロットにお
けるレートが映像源１と映像源２で異なるため、図のよ
うにバッファの占有量が増加していく場合がある。その
ため本実施の形態においては、ＭＰＥＧ規格で規定され
るＶＢＶバッファの最大値Ｂｍａｘよりも低い値にＢｍ
ａｘ’を設定し、切り替えによりバッファ占有量が増加
したときも破綻が起きないようにする。本実施の形態に
おけるＢｍａｘ’の値設定を以下に示す。

【００５１】

【数２】

【００５２】

【数３】

【００５３】本実施の形態の場合、タイムスロットにお
けるレートの増加量の最大値は許容範囲をＢｗ、タイム
スロットの長さをＴｓｌｏｔとすると（数２）となる。
したがって基準時刻の直前、すなわち占有量が最大にな
る可能性のある時刻ｔ１２におけるＶＢＶバッファの占
有量の最大値は（数３）となる。したがってＢｍａｘ’
をＢｍａｘよりも（数３）以上低くとっておけば、ＶＢ
Ｖバッファのオーバーフローは発生しない。

【００５４】このように本実施の形態によれば、映像信
号符号化部において各映像源に対し基準時刻におけるＶ
ＢＶバッファの占有量とその変動の許容範囲、バッファ
占有量の最大値を定義し、以降のＶＢＶバッファの占有
量の変動がこの許容範囲内から始まった場合に規定範囲
内で推移するように制限を加えて符号化を行う。これに
より映像源切り替えに起因するＶＢＶバッファの破綻は
起きない。

【００５５】なお本実施の形態においてはＢｄｅｆおよ
び変動の許容範囲は各基準時刻において同じ値を使用し
たが、異なる値を使用しても同様にして実現できる。

【００５６】また本実施の形態においては基準時刻をＧ
ＯＰの先頭としたが、他の時刻としても同様に実現でき
る。

【００５７】（実施の形態５）以下本発明の実施の形態
５について図７を参照しながら説明する。図７は本実施
の形態における受信装置の構成を示している。図７にお
いて７０２はＰＩＤ制御部、７１０は切り変え命令入力
部である。その他の構成要素については図１１と同様の
ためここでは説明を省略する。以下本実施の形態につい
て、図７を参照しながら説明する。

【００５８】本実施の形態において、映像源切り替え命
令は受信側において外部から入力される。切り替え命令
が発生した場合、例えば映像源１から映像源２へ切り替
えを行う場合、図７においてまず切り替え命令がＰＩＤ
制御部７０２に送られる。そしてＰＩＤ制御部７０２に
おいて映像源１および映像源２のＧＯＰの先頭を含むパ
ケットが来るのを待ち、検出後、以降の映像源２のパケ
ットのＰＩＤを映像源１のＰＩＤに、映像源１のパケッ
トのＰＩＤを他のＰＩＤ（例えば映像源２のＰＩＤ）に
おきかえる。

【００５９】このように本実施の形態においては、多重
分離部の前段にＰＩＤ制御部を設け、受信装置において
映像源切り替え命令に対応してＰＩＤ制御部においてＰ
ＩＤを付け替えることにより、従来の多重分離部以降の
部分を変更することなしに映像源の切り替えを実現す
る。

【００６０】なおこの各映像源のＰＩＤなどの情報はあ
らかじめ受信装置内に保持しておくことも、送信装置よ
り送信することも可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、同一番
組を異なる映像源からとらえ、各映像源の映像データの
送信を行う複数映像源チャンネルを持つ送信装置と、送
信された複数映像源チャンネルから所望の映像源を選
択、切り替えを行う受信装置とを備えたデジタル放送送
受信装置において、まず切り替え後の映像を連続したス
トリームの形にするために、送信装置において各映像源
の切り替え点をそろえて多重化を行う。また切り替え点
をそろえることによる伝送レートの変化も考慮に入れて
ＶＢＶバッファのシミュレーションを行い、この結果を
元に符号化を行う。さらに受信装置において映像源を切
り替えてもＶＢＶバッファの破綻が起こらないように送
信装置において各映像源の映像信号を符号化することに
より、切り替え時に画面出力が途切れることのない複数
映像源チャンネルを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるトランスポート
パケット列を示す図

【図２】本発明の実施の形態２におけるＶＢＶバッファ
のシミュレーションを示す図

【図３】本発明の実施の形態３におけるデジタル信号送
信装置を示す図

【図４】映像源切り替え時のＶＢＶバッファのシミュレ
ーションを示す図

【図５】本発明の実施の形態３における映像源切り替え
時のＶＢＶバッファのシミュレーションを示す図

【図６】本発明の実施の形態４における各映像源のＶＢ
Ｖバッファのシミュレーションを示す図

【図７】本発明の実施の形態５におけるデジタル信号受
信装置を示す図

【図８】一番組送受信システムのブロック図

【図９】複数番組送受信システムのブロック図

【図１０】ＶＢＶバッファのシミュレーションを示す図

【図１１】複数映像源チャンネル送受信システムの実現
例を示す図

【図１２】実施の形態１における多重分離部での処理の
フローチャート

【図１３】実施の形態２におけるＶＢＶバッファのシミ
ュレーションのフローチャート

【符号の説明】

１１０ａ 映像源１の映像データのｋ番目のＧＯＰの先
頭パケット １１０ｂ 映像源１の映像データのｋ番目のＧＯＰの最
後のパケット １２０ａ 映像源２の映像データのｋ番目のＧＯＰの先
頭パケット １２０ｂ 映像源２の映像データのｋ番目のＧＯＰの最
後のパケット １３０ａ 映像源３の映像データのｋ番目のＧＯＰの先
頭パケット １３０ｂ 映像源３の映像データのｋ番目のＧＯＰの最
後のパケット １１１ａ 映像源１の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の先頭パケット １１１ｂ 映像源１の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の最後のパケット １２１ａ 映像源２の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の先頭パケット １２１ｂ 映像源２の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の最後のパケット １３１ａ 映像源３の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の先頭パケット １３１ｂ 映像源３の映像データのｋ＋１番目のＧＯＰ
の最後のパケット １１２ａ 映像源１の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の先頭パケット １１２ｂ 映像源１の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の最後のパケット １２２ａ 映像源２の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の先頭パケット １２２ｂ 映像源２の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の最後のパケット １３２ａ 映像源３の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の先頭パケット １３２ｂ 映像源３の映像データのｋ＋２番目のＧＯＰ
の最後のパケット １１３ａ 映像源１の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の先頭パケット １１３ｂ 映像源１の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の最後のパケット １２３ａ 映像源２の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の先頭パケット １２３ｂ 映像源２の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の最後のパケット １３３ａ 映像源３の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の先頭パケット １３３ｂ 映像源３の映像データのｋ＋３番目のＧＯＰ
の最後のパケット ３００ 本発明の複数映像源チャンネル対応複数番組多
重送信装置 ３０１−１ 番組１の映像源１の映像信号入力 ３０１−２ 番組２の映像信号入力 ３０１−ｎ 番組ｎの映像信号入力 ３０２−１ 番組１の音声信号入力 ３０２−２ 番組２の音声信号入力 ３０２−ｎ 番組ｎの音声信号入力 ３０３−１ 番組１のその他のデータ信号入力 ３０３−２ 番組２のその他のデータ信号入力 ３０３−ｎ 番組ｎのその他のデータ信号入力 ３０４−１ 番組１の一番組多重部 ３０４−２ 番組２の一番組多重部 ３０４−ｎ 番組ｎの一番組多重部 ３０５−１ 本発明での番組１の映像信号符号化部 ３０５−２ 本発明での番組２の映像信号符号化部 ３０５−ｎ 本発明での番組ｎの映像信号符号化部 ３０６−１ 番組１の音声信号符号化部 ３０６−２ 番組２の音声信号符号化部 ３０６−ｎ 番組ｎの音声信号符号化部 ３０７−１ 番組１の信号多重部 ３０７−２ 番組２の信号多重部 ３０７−ｎ 番組ｎの信号多重部 ３０８ 番組１の映像源２の映像信号入力 ３０９ 番組１の映像源２の映像信号符号化部 ３１０ 番組１の映像源２の映像ＴＳ化部 ３１１ 番組１の映像源３の映像信号入力 ３１２ 番組１の映像源３の映像信号符号化部 ３１３ 番組１の映像源３の映像ＴＳ化部 ３１４ 本発明での複数番組多重部 ３１５ 映像符号化監視部 ３１６ ＴＳ出力部 ３１７ 伝送路 ６００ ＶＢＶバッファ容量変動の許容範囲 ７００ 受信装置 ７０１ ＴＳ受信部 ７０２ ＰＩＤ制御部 ７０３ 多重ＴＳ処理部 ７０４ 多重分離部 ７０５ 映像データ用バッファ ７０６ 音声データ用バッファ ７０７ その他のデータ用バッファ ７０８ 映像信号復号部 ７０９ 音声信号復号部 ７１０ 切り替え信号入力部 ８００ 一番組多重化装置 ８０１ 映像信号入力 ８０２ 音声信号入力 ８０３ その他のデータ信号入力 ８０４ 映像信号符号化部 ８０５ 音声信号符号化部 ８０６ 信号多重部 ８０７ 一番組ＴＳ出力部 ８０８ 伝送路 ９００ 複数番組多重送信装置 ９０１−１ 番組１の映像信号入力 ９０１−２ 番組２の映像信号入力 ９０１−ｎ 番組ｎの映像信号入力 ９０２−１ 番組１の音声信号入力 ９０２−２ 番組２の音声信号入力 ９０２−ｎ 番組ｎの音声信号入力 ９０３−１ 番組１のその他のデータ信号入力 ９０３−２ 番組２のその他のデータ信号入力 ９０３−ｎ 番組ｎのその他のデータ信号入力 ９０４−１ 番組１の一番組多重部 ９０４−２ 番組２の一番組多重部 ９０４−ｎ 番組ｎの一番組多重部 ９０５−１ 番組１の映像信号符号化部 ９０５−２ 番組２の映像信号符号化部 ９０５−ｎ 番組ｎの映像信号符号化部 ９０６−１ 番組１の音声信号符号化部 ９０６−２ 番組２の音声信号符号化部 ９０６−ｎ 番組ｎの音声信号符号化部 ９０７−１ 番組１の信号多重部 ９０７−２ 番組２の信号多重部 ９０７−ｎ 番組ｎの信号多重部 ９０８ 複数番組多重部 ９０９ ＴＳ出力部 ９１０ 伝送路 １１００ 従来の形態の複数映像源チャンネル対応複数
番組多重送信装置 １１０４−１ 従来の形態における番組１の一番組多重
部 １１０５−１ 従来の形態における映像源１の映像信号
符号化部 １１０９ 従来の形態における映像源２の映像信号符号
化部 １１１２ 従来の形態における映像源３の映像信号符号
化部 １１１４ 従来の形態における複数番組多重部

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の映像フレームから構成される映像源
   を入力する２つ以上の映像源入力部と、それぞれ対応す
   る前記各映像源入力部より連続的に入力される映像の１
   つ以上の映像フレームを符号化し、それのみで再生可能
   な単位である再生映像単位の生成を行い、前記再生映像
   単位の集合である符号化映像を連続的に出力する２つ以
   上の映像符号化部と、２つ以上の前記符号化映像を入力
   し、前記各符号化映像に共通のタイムスロットを規定
   し、各前記符号化映像の一つの前記再生映像単位が、一
   つの前記タイムスロットにおさまるように多重を行い出
   力する多重部とを有するデジタル信号送信装置と、前記
   デジタル信号送信装置より送信された信号を受信するデ
   ジタル信号受信装置とを備えたデジタル信号送受信装置
   において、前記デジタル信号受信装置で前記映像源を切
   り替える際に、前記タイムスロットの境界で切り替えを
   行うことを特徴とするデジタル信号送受信装置。
2. 【請求項２】映像符号化部において仮想受信バッファを
   持つ仮想受信装置を有し、前記仮想受信バッファに蓄積
   されるデータ量を計算し、前記データ量が規定の範囲を
   超えないように符号化映像の出力レートを制限して符号
   化を行う送信装置において、前記仮想受信バッファに蓄
   積されるデータ量を計算する際に、再生映像単位が一つ
   のタイムスロットにおさまるように出力するという制限
   を加えることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号
   送受信装置。
3. 【請求項３】仮想受信バッファに蓄積されるデータ量を
   計算する際に加える制限が、各タイムスロットにおける
   出力レートであることを特徴とする請求項２記載のデジ
   タル信号送受信装置。
4. 【請求項４】多重部において規定するタイムスロットの
   長さが一定であることを特徴とする請求項２記載のデジ
   タル信号送受信装置。
5. 【請求項５】各映像符号化部において仮想受信バッファ
   に蓄積されるデータ量を計算する際に、タイムスロット
   の境界で切り替えが発生し、他の映像源の符号化映像出
   力が前記仮想受信バッファに入力された際に、切り替え
   発生以降も前記データ量が規定の範囲内で推移するとい
   う制限を加えることを特徴とする請求項２記載のデジタ
   ル信号送受信装置。
6. 【請求項６】各映像符号化部において各映像源の映像を
   符号化する際、仮想受信バッファの規定時刻におけるデ
   ータ量を示す動作点と、前記規定時刻以降に前記仮想受
   信バッファに蓄積されるデータ量が規定の範囲内で推移
   するための前記動作点におけるデータ量変動の許容範囲
   を定義し、前記動作点におけるデータ量が前記許容範囲
   内に位置するように前記各映像符号化部において符号化
   を行うことを特徴とする請求項２記載のデジタル信号送
   受信装置。
7. 【請求項７】送信装置が各映像源の符号化映像を、前記
   映像源を区別するための識別子をつけたパケットを用い
   て送出し、受信装置が前記識別子に基づきパケットを選
   択するデジタル信号送受信装置において、受信装置内
   に、切り替え命令入力部からの切り替え命令を受け、切
   り替え前および切り替え後の前記符号化映像を含むパケ
   ットの識別子をつけかえる識別子制御部を有することを
   特徴とする請求項２記載のデジタル信号送受信装置。
8. 【請求項８】１つ以上の映像フレームからなる再生映像
   単位が、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２で規定されるＧ
   ＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）１つを構
   成していることを特徴とする請求項１記載のデジタル信
   号送受信装置。
9. 【請求項９】１つ以上の映像フレームからなる再生映像
   単位が、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−２で規定されるＧ
   ＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）２つ以上
   を構成していることを特徴とする請求項１記載のデジタ
   ル信号送受信装置。
10. 【請求項１０】映像符号化部において各映像源の映像が
    ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２あるいはＩＳＯ／ＩＥＣ
    １１１７２−２規格に基づいて符号化され、前記映像符
    号化部においてＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８あるいはＩＳ
    Ｏ／ＩＥＣ１１１７２規格で規定するＶＢＶ（Ｖｉｄｅ
    ｏ Ｂｕｆｆｅｒ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ）バッファモデル
    に基づきＶＢＶバッファに蓄積されるデータ量を計算
    し、前記データ量が規定の範囲内にあるように符号化映
    像の出力レートを制限して符号化を行う送信装置におい
    て、ＶＢＶバッファに蓄積されるデータ量を計算する際
    に、再生映像単位が一つのタイムスロット内におさまる
    ように出力するという制限を加えることを特徴とする請
    求項８あるいは請求項９いずれかに記載のデジタル信号
    送受信装置。
11. 【請求項１１】各映像符号化部においてＶＢＶバッファ
    に蓄積されるデータ量を計算する際、タイムスロットの
    境界で切り替えが発生し、他の映像源の符号化映像出力
    が前記ＶＢＶバッファに入力された時に、切り替え発生
    以降も前記データ量が規定の範囲内で推移するという制
    限を加えることを特徴とする請求項１０記載のデジタル
    信号送受信装置。
12. 【請求項１２】各映像符号化部において各映像源の映像
    を符号化する際、ＶＢＶバッファの規定時刻におけるデ
    ータ量を示す動作点と、前記規定時刻以降に前記ＶＢＶ
    バッファに蓄積されるデータ量が規定の範囲内で推移す
    るための前記動作点における前記データ量変動の許容範
    囲を定義し、前記動作点における前記データ量が前記許
    容範囲内に位置するように前記各映像符号化部において
    符号化を行うことを特徴とする請求項１０記載のデジタ
    ル信号送受信装置。
13. 【請求項１３】前記送信装置より送出する信号がＩＳＯ
    ／ＩＥＣ１３８１８−１規格に基づいたトランスポート
    ストリームであり、各符号化映像を含むパケットにＩＳ
    Ｏ／ＩＥＣ１３８１８−１規格に基づいた異なるＰＩＤ
    （ＰａｃｋｅｔＩＤ）を付加し、受信装置内に切り替え
    命令を受け、切り替え前および切り替え後の前記符号化
    映像を含むパケットのＰＩＤをつけかえるＰＩＤ制御部
    を有することを特徴とする請求項１０記載のデジタル信
    号送受信装置。