WO2013128696A1 - デジタル放送方法 - Google Patents

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裕美 藤田
永山　英紀
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    • H04N21/2389—Multiplex stream processing, e.g. multiplex stream encrypting

Definitions

  • the present invention relates to a digital broadcasting method using a communication line.
  • the MPEG-2 TTS data stream is converted into RTP (Real-time Transport Protocol) packets with headers attached to a group of a predetermined number of MPEG-2 TTS packets and transmitted from the transmission side to the communication line.
  • RTP Real-time Transport Protocol
  • null packets were deleted on the transmission side, and non-null MPEG-2 TTS packets were packed up to the upper limit of RTP packets. For this reason, variations occur in the timing of RTP packetization on the transmission side, and the reception side needs to secure a buffer to absorb variations in arrival times of RTP packets. Further, there is a problem that the delay time on the receiving side increases.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
  • the object of the present invention is to eliminate the need for an extra buffer on the receiving side, reduce the delay time on the receiving side, and average the rate of data transfer on the communication line. It is possible to obtain a digital broadcasting method capable of substantially reducing the image quality.
  • the TTS processing unit attaches a time stamp to each packet of the MPEG-2 TS and converts it into MPEG-2 TTS, and the group configuration unit has a predetermined number of the MPEG-2 TTS.
  • a step of collecting packets to form a group a step of a null packet removal unit deleting a null packet from the group, and a transmission unit of the MPEG-2 TTS packet in the group from which the null packet has been deleted. Pre-packed, converted into RTP packets, and transmitted to the communication line.
  • the delay time on the receiving side can be shortened, and the average rate of data transfer on the communication line can be substantially reduced.
  • FIG. 10 is a flowchart of a digital broadcasting method according to Comparative Example 1. It is a figure which shows the example of RTP packetization by the system of the comparative example 2.
  • FIG. 10 is a flowchart of a digital broadcasting method according to Comparative Example 2. It is the figure which compared the example of RTP packetization by each system of Embodiment of this invention and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 10 is a flowchart of a digital broadcasting method according to Comparative Example 1. It is the figure which compared the example of RTP packetization by each system of Embodiment of this invention and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a digital broadcasting system according to an embodiment of the present invention. This system is divided into a transmitter 1 and a receiver 2.
  • the receiver 2 receives the RTP packet transmitted from the transmitter 1 via the communication line 3 such as the Internet.
  • the transmitter 1 includes a video / audio encoder (compression / multiplexing device) 4, a TTS processing unit 5, a group configuration unit 6, a Null packet removal unit 7, and a transmission unit 8.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of RTP packetization according to the system of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of the digital broadcasting method according to the embodiment of the present invention. The digital broadcasting method of this embodiment will be described with reference to these drawings.
  • the video / audio encoder (compression / multiplexing device) 4 outputs MPEG-2 TS used for normal broadcasting.
  • MPEG-2 TS a Null packet not including a video or the like is inserted in order to adjust the reproduction timing when the original video is encoded by a broadcasting station or the like.
  • the TTS processing unit 5 attaches a time stamp to each MPEG-2 TS packet and converts it to MPEG-2 TTS.
  • the MPEG-2 TS is input to the TTS processing unit 5 (step S1), and the time information at the time of encoding received from the video / audio encoder (compression / multiplexing device) 4 is used as a time stamp for the MPEG-2 TS. (Step S2).
  • the group configuration unit 6 adds an MPEG-2 TTS packet to the group (step S3).
  • the group construction unit 6 repeats steps S1 to S3 until the predetermined number n of MPEG-2 TTS packets is reached (step S4).
  • the group configuration unit 6 passes a group of n packets to the null packet removal unit 7.
  • the transmission unit 8 prepends the MPEG-2 TTS packet in the group from which the Null packet has been deleted, adds a header, converts the packet into an RTP packet, and transmits the packet to the communication line 3 (step S10).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of RTP packetization according to the method of the first comparative example.
  • FIG. 5 is a flowchart of the digital broadcasting method according to Comparative Example 1.
  • MPEG-2 TS packets are packed into one RTP packet up to the upper limit without distinguishing Null packets (steps S11 to S14).
  • steps S11 to S14 there is no variation in RTP packetization timing, and in the case of MPEG-2 TS CBR transmission, the reproduction timing can be reproduced on the receiving side in an environment that is not affected by jitter or packet loss.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of RTP packetization by the method of Comparative Example 2.
  • FIG. 7 is a flowchart of the digital broadcasting method according to Comparative Example 2.
  • a time stamp is attached to each packet of MPEG-2 TS, converted to MPEG-2 TTS, and transmitted to communication line 3 (steps S15 to S22).
  • the receiver 2 can rearrange the packets at the correct timing and order. That is, the receiver 2 can accurately reproduce the reproduction timing and order by the time stamp in the MPEG-2 TTS. Therefore, since the transmitter 1 can delete the null packet, the average rate of data transfer on the communication line 3 can be substantially reduced.
  • a predetermined number of packets including Null packets are collected to form a group, and Null packets are deleted from the group and the remaining MPEG-2 TTS packets are left-justified. Convert to RTP packet.
  • RTP packets are generated at regular intervals, no extra buffer is required on the receiving side, and the delay time on the receiving side can be shortened. Even if there is no non-null MPEG-2 TTS packet in one group, the RTP packet is generated only in that group. For this reason, the length of the entire RTP packet is not constant, but there is no problem in the specification.
  • FIG. 8 is a diagram comparing RTP packetization examples according to the respective modes of the embodiment of the present invention and Comparative Examples 1 and 2.
  • Comparative Example 1 the transfer load is large because the NTP packet is included in the RTP packet.
  • Comparative Example 2 the Null packet is deleted to reduce the transfer load, but the RTP packetization timing varies. Therefore, since the arrival interval of the RTP packet is not constant on the receiving side, an extra buffer is required and the delay time increases.
  • the transfer load is at the same level as in Comparative Example 2, and the timing of RTP packetization is at the same level as in Comparative Example 1. Therefore, in this embodiment, no extra buffer is required on the receiving side, the delay time on the receiving side can be shortened, and the average rate of data transfer on the communication line can be substantially reduced.

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Abstract

　ＴＴＳ化処理部（５）がＭＰＥＧ－２　ＴＳ（Transport Stream）の各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳ（Time-stamped Transport Stream）に変換する。グループ構成部（６）がＭＰＥＧ－２　ＴＴＳの所定数のパケットを集めてグループを構成する。Ｎｕｌｌパケット除去部（７）がグループからＮｕｌｌパケットを削除する。送信部（８）が、Ｎｕｌｌパケットが削除されたグループ内のＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを前詰めしてＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットに変換して通信回線（３）に送信する。

Description

デジタル放送方法
　本発明は、通信回線を用いたデジタル放送方法に関する。
　インターネット等の通信回線を用いたデジタル放送において、映像と音声を多重化したＭＰＥＧ－２　ＴＳ（Transport Stream）によるハイビジョン放送（高精細動画情報）を行なう場合、要求される転送レートが高い（例えば２４Ｍｂｐｓ以上）ため、コンテンツに直接関係ない情報（Ｎｕｌｌパケット等）を削除して転送レートを下げることが考えられる。
　しかし、ＭＰＥＧ－２　ＴＳの固定ビットレート（CBR: constant bitrate）伝送の場合、受信側で再生タイミングを再現することができるのは、ジッタやパケットロスの影響を全く受けない環境において一定レートで伝送するモデルである。このモデルでＮｕｌｌパケットを削除し平均レートを下げると、伝送情報の受信が困難になる。
　これに対して、ＭＰＥＧ－２　ＴＳの各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳ（Time-stamped Transport Stream）に変換した後にＮｕｌｌパケットを除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。受信側はＭＰＥＧ－２　ＴＴＳ中のタイムスタンプにより再生タイミングを正確に再現できる。従って、送信側はＮｕｌｌパケットを削除することができるため、通信回線でのデータ転送の平均レートを実質的に下げることができる。
特開２００７－１０４０８５号公報
　ＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのデータストリームは、所定数のＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを集めたグループにヘッダを付したＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットに変換されて送信側から通信回線に送信される。従来は、送信側でＮｕｌｌパケットを削除して、ＮｕｌｌでないＭＰＥＧ－２　ＴＴＳパケットをＲＴＰパケットの上限一杯まで詰め込んでいた。このため、送信側のＲＴＰパケット化のタイミングにばらつきが生じ、受信側はバッファを確保してＲＴＰパケットの到着時間のばらつきを吸収する必要があった。さらに、受信側の遅延時間が増大するという問題もあった。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は受信側に余分なバッファが不要となり、受信側の遅延時間を短縮でき、通信回線でのデータ転送の平均レートを実質的に下げることができるデジタル放送方法を得るものである。
　本発明に係るデジタル放送方法は、ＴＴＳ化処理部がＭＰＥＧ－２　ＴＳの各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳに変換する工程と、グループ構成部が前記ＭＰＥＧ－２　ＴＴＳの所定数のパケットを集めてグループを構成する工程と、Ｎｕｌｌパケット除去部が前記グループからＮｕｌｌパケットを削除する工程と、送信部が、前記Ｎｕｌｌパケットが削除された前記グループ内の前記ＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを前詰めしてＲＴＰパケットに変換して通信回線に送信する工程とを備えることを特徴とする。
　本発明により、受信側に余分なバッファが不要となり、受信側の遅延時間を短縮でき、通信回線でのデータ転送の平均レートを実質的に下げることができる。
本発明の実施の形態に係るデジタル放送システムを示す図である。 本発明の実施の形態の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るデジタル放送方法のフローチャートである。 比較例１の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。 比較例１に係るデジタル放送方法のフローチャートである。 比較例２の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。 比較例２に係るデジタル放送方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態及び比較例１，２のそれぞれの方式によるＲＴＰパケット化の例を比較した図である。
　図１は、本発明の実施の形態に係るデジタル放送システムを示す図である。このシステムは送信機１と受信機２に分かれる。送信機１が送信したＲＴＰパケットをインターネット等の通信回線３を介して受信機２が受信する。送信機１は、映像・音声エンコーダ（圧縮・多重装置）４、ＴＴＳ化処理部５、グループ構成部６、Ｎｕｌｌパケット除去部７、及び送信部８を備える。
　図２は本発明の実施の形態の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。図３は本発明の実施の形態に係るデジタル放送方法のフローチャートである。これらの図に沿って本実施の形態のデジタル放送方法を説明する。
　まず、映像・音声エンコーダ（圧縮・多重装置）４が、通常放送に使われるＭＰＥＧ－２　ＴＳを出力する。ここで、ＭＰＥＧ－２　ＴＳには、放送局等で元の映像からエンコードされる際に、再生タイミングを調整するために、映像等を含まないＮｕｌｌパケットが挿入されている。
　次に、ＴＴＳ化処理部５がＭＰＥＧ－２　ＴＳの各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳに変換する。具体的には、ＴＴＳ化処理部５にＭＰＥＧ－２　ＴＳが入力され（ステップＳ１）、映像・音声エンコーダ（圧縮・多重装置）４から受信したエンコード時の時刻情報をタイムスタンプとしてＭＰＥＧ－２　ＴＳのパケットに付ける（ステップＳ２）。
　次に、グループ構成部６がＭＰＥＧ－２　ＴＴＳパケットをグループに追加する（ステップＳ３）。グループ構成部６はＭＰＥＧ－２　ＴＴＳパケットの所定数ｎ個に到達するまでステップＳ１～Ｓ３を繰り返す（ステップＳ４）。
　次に、グループ構成部６はｎ個のパケットのグループをＮｕｌｌパケット除去部７に渡す。Ｎｕｌｌパケット除去部７はｎ個のパケットのグループから不要なＮｕｌｌパケットを削除する。具体的には、タイムスタンプが付けられたＴＳのヘッダを読み（ステップＳ５）、この中のパケットＩＤ（ＰＩＤ）をチェックする（ステップＳ６）。ＰＩＤがＮｕｌｌパケットを意味する“ＰＩＤ＝１ＦＦＦ”である場合は、そのＴＴＳパケットを削除し（ステップＳ７）、ステップＳ５に戻る。一方、ＰＩＤが“ＰＩＤ＝１ＦＦＦ”でない場合は、そのＴＴＳパケットは有効な情報を含むのでＭＰＥＧ－２　ＴＴＳをＲＴＰペイロード部に追加する（ステップＳ８）。１つのグループに含まれるＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのｎ個のパケットを処理するまでステップＳ５～Ｓ８を繰り返す（ステップＳ９）。
　次に、送信部８が、Ｎｕｌｌパケットが削除されたグループ内のＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを前詰めし、ヘッダを付してＲＴＰパケットに変換して通信回線３に送信する（ステップＳ１０）。
　続いて、本実施の形態の効果を比較例１，２と比較して説明する。図４は比較例１の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。図５は比較例１に係るデジタル放送方法のフローチャートである。比較例１では、Ｎｕｌｌパケットを区別せずにＭＰＥＧ－２　ＴＳパケットを１つのＲＴＰパケットに上限一杯まで詰め込む（ステップＳ１１～Ｓ１４）。これによりＲＴＰパケット化のタイミングにばらつきが生じないため、ＭＰＥＧ－２　ＴＳのＣＢＲ伝送の場合、ジッタやパケットロスの影響を全く受けない環境では、受信側で再生タイミングを再現することができる。
　一方、インターネット等の通信回線を用いたデジタル放送において、ハイビジョン放送を行なうことを考える。ハイビジョン放送では要求される転送レートが高く、これを下げるためＮｕｌｌパケットを削除することが考えられるが、受信側で再生タイミングの再現が困難になる。よって、Ｎｕｌｌパケットを削除することができないため、比較例１はデジタル放送への適用が難しい。
　図６は比較例２の方式によるＲＴＰパケット化の例を示す図である。図７は比較例２に係るデジタル放送方法のフローチャートである。比較例２では、ＭＰＥＧ－２　ＴＳの各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳに変換して通信回線３に送信する（ステップＳ１５～Ｓ２２）。このため、受信機２で受け取ったＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットのタイミングや順序が送信側からずれても、受信機２は正しいタイミングや順序でパケットを再配列することができる。即ち、受信機２はＭＰＥＧ－２　ＴＴＳ中のタイムスタンプにより再生タイミングや順序を正確に再現できる。従って、送信機１はＮｕｌｌパケットを削除することができるため、通信回線３でのデータ転送の平均レートを実質的に下げることができる。
　しかし、比較例２では、Ｎｕｌｌパケットを削除して、ＮｕｌｌでないＭＰＥＧ－２　ＴＴＳパケットをＲＴＰパケットの上限一杯まで詰め込む。このため、送信側のＲＴＰパケット化のタイミングにばらつきが生じ、受信側はバッファを確保してＲＴＰパケットの到着時間のばらつきを吸収する必要がある。さらに、受信側の遅延時間が増大する。
　これに対して、本実施の形態では、Ｎｕｌｌパケットも含めて所定数のパケットを集めてグループを構成し、そのグループからＮｕｌｌパケットを削除して残ったＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを前詰めしてＲＴＰパケットに変換する。これにより、ＲＴＰパケットが一定間隔で生成されるため、受信側に余分なバッファが不要となり、受信側の遅延時間を短縮できる。なお、１つのグループ中にＮｕｌｌでないＭＰＥＧ－２　ＴＴＳパケットが一つも存在しない場合でも、そのグループだけでＲＴＰパケット化する。なお、このためにＲＴＰパケット全体の長さは一定ではなくなるが、仕様上は問題ない。
　図８は本発明の実施の形態及び比較例１，２のそれぞれの方式によるＲＴＰパケット化の例を比較した図である。比較例１では、Ｎｕｌｌパケットも含めてＲＴＰパケット化しているため、転送負荷が大きい。比較例２では、Ｎｕｌｌパケットを削除して転送負荷を軽減しているが、ＲＴＰパケット化のタイミングにばらつきが生じる。よって、受信側でＲＴＰパケットの到着間隔も一定でなくなるため、余分なバッファが必要となり、遅延時間が増大する。これに対して、本実施の形態は、転送負荷は比較例２と同レベルであり、ＲＴＰパケット化のタイミングは比較例１と同レベルである。よって、本実施の形態では、受信側に余分なバッファが不要となり、受信側の遅延時間を短縮でき、通信回線でのデータ転送の平均レートを実質的に下げることができる。
１　送信機
２　受信機
３　通信回線
５　ＴＴＳ化処理部
６　グループ構成部
７　Ｎｕｌｌパケット除去部
８　送信部

Claims (1)

  1. 　ＴＴＳ化処理部がＭＰＥＧ－２　ＴＳ（Transport Stream）の各パケットにタイムスタンプを付けてＭＰＥＧ－２　ＴＴＳ（Time-stamped Transport Stream）に変換する工程と、
    　グループ構成部が前記ＭＰＥＧ－２　ＴＴＳの所定数のパケットを集めてグループを構成する工程と、
    　Ｎｕｌｌパケット除去部が前記グループからＮｕｌｌパケットを削除する工程と、
    　送信部が、前記Ｎｕｌｌパケットが削除された前記グループ内の前記ＭＰＥＧ－２　ＴＴＳのパケットを前詰めしてＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットに変換して通信回線に送信する工程とを備えることを特徴とするデジタル放送方法。
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