(57)【要約】【課題】階層伝送を行うデジタルテレビジョン放送において、受信状態の悪化により訂正不可能な伝送誤りが含まれる場合にも、映像及び音声の劣化を最小限に抑えること。【解決手段】複数階層の伝送ストリームを映像及び音声の基本ストリームに分離し復号した後、それぞれデータを細分割して誤りの検出を行う。映像の場合はマクロブロックまたはスライス単位で、音声の場合はフレーム単位で、指定された階層の優先度に従い、正常に復号できたデータを選択して映像・音声信号を生成する。また、階層の異なるデータの境界部に対して平滑化処理を行う。【選択図】図１
2006319701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数階層伝送方式のデジタル放送を受信するデジタル放送受信装置において、
受信した伝送ストリームを復調する受信部と、
該復調した伝送ストリームから各階層毎の映像ストリームと音声ストリームを分離する分離部と、
該映像ストリームに対して復号する映像復号部と、
該音声ストリームに対して復号する音声復号部と、
復号された映像データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い、該分割した映像データを選択して映像信号を生成する映像処理部と、
復号された音声データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い、該分割した音声データを選択して音声信号を生成する音声処理部と、を備え、
該映像処理部は、上記映像復号部において正常に復号できなかった映像データについては、次に優先する階層の対応する映像データを選択し、
該音声処理部は、上記音声復号部において正常に復号できなかった音声データについては、次に優先する階層の対応する音声データを選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記受信する伝送ストリームは、品質の高い順に弱階層、中階層、強階層のストリームを含み、
前記映像処理部及び前記音声処理部は、前記映像データ及び前記音声データを該品質順に優先して選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像処理部は、前記映像データをマクロブロック単位に分割し、これから選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像処理部は、前記映像データをスライス単位に分割し、これから選択することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項５】
請求項３に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像処理部は、前記映像復号部において正常に復号できなかったマクロブロック単位の映像データの頻度に応じて、選択する際の映像データの単位をスライス単位またはフレーム単位に切り換えることを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像処理部は、異なる階層から映像データを選択する場合、該選択する映像データを前記生成する映像信号のフォーマットに合わせるよう変換することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項７】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像処理部は、異なる階層から映像データを選択する場合、隣接する互いに異なる階層の映像データの境界部に平滑化処理を行うことを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項８】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記音声処理部は、異なる階層から音声データを選択する場合、隣接する互いに異なる階層の音声データの境界部に平滑化処理を行うことを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項９】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記映像復号部及び前記音声復号部は、前記指定された優先度の高い階層の映像ストリーム及び音声ストリームの復号を実行し、該復号が正常に実行できなかった場合、次に優先する階層の映像ストリーム又は音声ストリームの復号を実行することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のデジタル放送受信装置であって、
前記分離部、前記映像復号部、前記音声復号部、前記映像処理部及び前記音声処理部の各動作をソフトウェアにて実行する演算処理部と、
該演算処理用ソフトウェアと前記映像及び音声データを記憶する記憶部とを備えることを特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項１１】
複数階層伝送方式のデジタル放送を受信するデジタル放送受信方法において、
受信した伝送ストリームを復調し、
該復調した伝送ストリームから各階層毎の映像ストリームと音声ストリームを分離し、
該映像ストリーム及び該音声ストリームを復号し、
復号された映像データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い該分割した映像データを選択するとともに、正常に復号できなかった映像データについては、次に優先する階層の対応する映像データを選択して映像信号を生成し、
復号された音声データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い該分割した音声データを選択するとともに、正常に復号できなかった音声データについては、次に優先する階層の対応する音声データを選択して音声信号を生成することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記受信する伝送ストリームは、品質の高い順に弱階層、中階層、強階層のストリームを含み、
前記映像データ及び音声データを該品質順に優先して選択することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記映像データをマクロブロック単位に分割し、これから選択して映像信号を生成することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記映像データをスライス単位に分割し、これから選択して映像信号を生成することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記映像データの復号時において正常に復号できなかったマクロブロック単位の映像データの頻度に応じて、選択する際の映像データの単位をスライス単位またはフレーム単位に切り換えることを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
異なる階層から映像データを選択する場合、該選択する映像データを前記生成する映像信号のフォーマットに合わせるよう変換することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
異なる階層から映像データを選択する場合、隣接する互いに異なる階層の映像データの境界部に平滑化処理を行うことを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
異なる階層から音声データを選択する場合、隣接する互いに異なる階層の音声データの境界部に平滑化処理を行うことを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記指定された優先度の高い階層の映像ストリーム及び音声ストリームの復号を実行し、該復号が正常に実行できなかった場合、次に優先する階層の映像ストリーム又は音声ストリームの復号を実行することを特徴とするデジタル放送受信方法。
【請求項２０】
複数階層伝送方式のデジタル放送を受信するデジタル放送受信装置において、
受信した伝送ストリームを復調する受信部と、
該伝送ストリームから各階層毎の映像ストリームを分離する分離部と、
該映像ストリームを復号する映像復号部と、
復号された映像データをマクロブロックに分割して、指定された階層の優先度に従い、該分割した映像データを選択して映像信号を生成する映像処理部とを備え、
上記伝送ストリームとして、最優先する第１の階層の映像ストリームは復号不可能なマクロブロックを含み、次に優先する第２の階層の映像ストリームは該第１の階層とは異なる絵柄の映像で構成された伝送ストリームを上記受信部に供給した場合、上記映像処理部は、上記第１の階層における復号不可能なマクロブロックの映像部分を、上記第２の階層の異なる絵柄の映像にて置換することを特徴とするデジタル放送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階層伝送方式により伝送されたデジタル放送を好適に受信するデジタル放送受信装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン放送のデジタル化が進んでいる。日本では、１９９６年に通信衛星によるデジタル放送、２０００年に放送衛星によるデジタル放送、２００３年に地上デジタル放送がそれぞれ開始されている。これらは主に動画圧縮符号化技術であるＭＰＥＧ方式やデジタル変調技術等を用いて実現されており、情報をデジタル化して送信することにより、放送の高品質化と多チャンネル化を実現している。その反面、デジタル放送においては、電波受信状態が所定のレベル以下になると、アナログ放送に比べ品質が極端に劣化する。特に地上デジタル放送においては、電波のマルチパス妨害に対する耐性の強化や移動体受信を可能とすることが求められ、この問題は重要である。そこで地上デジタル放送においては、伝送路符号化方式としてＢＳＴ−ＯＦＤＭ（Ｂａｎｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が採用され、伝送帯域を小分割したＯＦＤＭセグメントのグループ毎に異なる伝送パラメータを用いることで、劣化耐性の異なる複数階層の伝送を行っている。
【０００３】
複数階層で同一の放送内容を伝送している場合、複数階層を受信可能な受信機では、受信状態に応じて階層を選択して再生することが可能となる。全ての階層で受信状態が良好な場合は、高品質な映像再生が期待できる階層（Ａ階層とする）を選択する。受信状態が悪化してＡ階層で正常な再生が行えない場合には、Ａ階層の次に高品質な映像再生が期待できるＢ階層を選択する。さらにＢ階層で正常な再生が行えない場合には、次の品質のＣ階層を選択する。受信機にこのような機能を付加することで、エラー耐性を強化することができる。この例として、特許文献１に記載の移動体通信機が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６９２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デジタル放送のＭＰＥＧ方式のシステムストリームでは、映像と音声の基本ストリームが多重化されている。受信状態の悪化によりシステムストリームデータに誤りが発生したとしても、映像と音声の両方が劣化するとは限らず、一方の基本ストリームは影響を受けていない場合がある。また映像基本ストリームの構造において、フレームを複数のスライスと呼ばれる単位に分割して符号化することによって、ストリームデータに誤りがあっても、誤りの影響を特定のスライス内に限定することができる。さらにスライス内はマクロブロックと呼ばれる単位毎に符号化がなされており、スライス内で誤りが発生するまでのマクロブロックは、誤りの影響を受けていない。従って、受信状況の悪化により、映像の基本ストリームデータに誤りが生じる場合でも、誤りが比較的軽度の場合には、フレーム内の一部分のみが影響を受け、他の部分では正常に再生可能な場合がありえる。
【０００６】
この点に関し前記特許文献１に記載される従来技術によれば、異常と判定された高品質な階層のストリームデータは全て破棄され、品質の低い階層のストリームデータに置換されてしまう。その結果ユーザは、受信障害によるデータ誤りの影響を受けなかった映像または音声の部分まで含めて視聴できないという不都合が生じる。前記特許文献１には、階層の選択をどのようなデータ単位で行うかについては明示されていないが、該文献に記載の回路構成では、受信したストリームデータの段階で、すなわち映像と音声に分離する前、しかもデコード処理を施す前に品質の評価を行っている。よって、映像と音声を独立に選択することができず、またフレーム以下の小さなデータの単位で階層を選択することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、受信状況の悪化によりストリームデータに誤りが生じた場合でも、可能な限り品質の高い映像と音声を選択して再生することのできるデジタル放送受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する為、本発明のデジタル放送受信装置は、各階層毎の映像ストリームと音声ストリームを分離する分離部と、映像ストリームを復号する映像復号部と、音声ストリームを復号する音声復号部と、復号された映像データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い、分割した映像データを選択して映像信号を生成する映像処理部と、復号された音声データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い、分割した音声データを選択して音声信号を生成する音声処理部とを備える。映像処理部は、映像復号部において正常に復号できなかった映像データについては、次に優先する階層の対応する映像データを選択し、音声処理部は、音声復号部において正常に復号できなかった音声データについては、次に優先する階層の対応する音声データを選択する。
【０００９】
好ましくは、前記映像データをマクロブロック単位又はスライス単位に分割し、これらから映像データを選択する。
【００１０】
好ましくは、異なる階層から映像データを選択する場合、選択する映像データを生成する映像信号のフォーマットに合わせるよう変換する。また、異なる階層から映像データを選択する場合、隣接する互いに異なる階層の映像データの境界部に平滑化処理を行う。
【００１１】
本発明のデジタル放送受信方法は、受信した伝送ストリームを復調し、復調した伝送ストリームから各階層毎の映像ストリームと音声ストリームを分離し、映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。復号された映像データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い分割した映像データを選択するとともに、正常に復号できなかった映像データについては、次に優先する階層の対応する映像データを選択して映像信号を生成する。復号された音声データをフレーム以下のサイズに分割して、指定された階層の優先度に従い分割した音声データを選択するとともに、正常に復号できなかった音声データについては、次に優先する階層の対応する音声データを選択して音声信号を生成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、デジタル放送の受信状況が悪化しても、視聴する映像及び音声の品質の劣化を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。以下の説明におけるデジタル放送受信装置は、一例として地上デジタルテレビジョン放送を対象としているが、本発明はこれに限らず、複数階層伝送方式の信号を受信する受信装置に適用可能である。
【００１４】
本実施例のデジタル放送受信装置の動作を説明する前に、対象とする地上デジタルテレビジョン放送における伝送信号のフォーマットに関して簡単に説明する。
【００１５】
図２は、地上デジタル放送におけるＢＳＴ−ＯＦＤＭ方式の伝送スペクトルを表す図である。ＴＶチャネルの帯域幅６ＭＨｚを１３個のＯＦＤＭセグメントに分割し、セグメント０を中心に周波数インタリーブを行う。これらのＯＦＤＭセグメントを最大３つのグループに分け、階層伝送を行う。各階層は、階層毎に異なる伝送パラメータと１つ以上のＯＦＤＭセグメントにより構成され、所要ＣＮ比の低い順に強階層・中階層・弱階層と呼ばれる。階層数２の場合は、強階層・弱階層、階層数１の場合は、弱階層の呼称を用いる。伝送パラメータは、固定受信向け・移動受信向け・携帯受信向けの３タイプが用意されており、階層伝送のパターンに応じて各階層と組み合わせて使用される。
【００１６】
図３は、各階層の特性を示す図である。図中の各パラメータに関し、各階層間の相対的な比較を表している。強階層は最も所要ＣＮ比が低い（劣化耐性が高い）が、伝送情報レートが制限される為に、解像度・フレームレートとも最も低く設定される。逆に弱階層は最も所要ＣＮ比が高い（劣化耐性が低い）が、解像度・フレームレートとも最も高く設定できる。中階層は、強階層と弱階層の中間の特性を有している。これらの階層伝送により劣化耐性の強化と、移動体端末における受信が可能となっている。特に携帯端末向けには、強階層において中央のＯＦＤＭセグメント（セグメント０）のみを用いてＨ．２６４規格の簡易動画を伝送する部分受信サービスが用意され、低い所要ＣＮ比による安定した受信を実現している。
【００１７】
図４は、ＭＰＥＧ伝送ストリームの構成の一例を示す図である。ＭＰＥＧ伝送ストリームとは、地上デジタルテレビジョン放送においてはＭＰＥＧ２システム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）に規定されるトランスポートストリームである。ＭＰＥＧ伝送ストリームは、映像の基本ストリームと音声の基本ストリームを多重化したシステムストリームであり、伝送に適するように、パケット形式で構成されている。ＭＰＥＧ伝送ストリームのパケット０・１・２・４・５は、映像アクセスユニットを構成する基本ストリームを含んでいる。またＭＰＥＧ伝送ストリームのパケット３・６は、音声アクセスユニットを構成する基本ストリームを含んでいる。ここでアクセスユニットとは、映像または音声のフレームを復号するのに必要な基本ストリームデータである。アクセスユニットの先頭のパケット内には、アクセスユニットから復号されるフレームの表示時刻情報も含まれている。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明によるデジタル放送受信装置の一実施例を示す構成ブロック図である。信号入力部には、ＴＳ（トランスポートストリーム）受信部１０１、ＴＳ分離部１０２を有する。映像信号系には、３系統のデコーダ（ＭＰＥＧ−２デコーダ１０４，１０５、Ｈ．２６４デコーダ１０６）、バッファメモリ１０７〜１０９、スケーラ１１０〜１１２、エラー検出部１３１〜１３３、映像合成部１１３、平滑処理部１１４、映像表示部１１５を有する。音声信号系には、３系統のＡＡＣデコーダ１１６〜１１８、バッファメモリ１１９〜１２１、エラー検出部１４１〜１４３、音声切換部１２５、平滑処理部１２６、音声表示部１２７を有する。映像表示部１１５と音声表示部１２７は、本受信装置に内蔵しても、あるいは外部に接続しても良い。
【００１９】
本実施例のデジタル放送受信装置の動作について順に説明する。ＴＳ受信部１０１は、デジタルテレビジョン放送電波を受信し、ＯＦＤＭ復調、誤り訂正処理を行って、各階層のＭＰＥＧ伝送ストリームをＴＳ分離部１０２に出力する。ＴＳ分離部１０２は、ＴＳ受信部１０１で得られた各階層のＭＰＥＧ伝送ストリームから映像及び音声の基本ストリームを分離する。ここで映像の基本ストリームには、弱・中階層においてはＭＰＥＧ−２規格（ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６２｜ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）、強階層においてはＨ．２６４規格（ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４｜ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０）が用いられる。音声の基本ストリームには、各階層ともＭＰＥＧ−２ＡＡＣ規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７）が用いられる。
【００２０】
図８は、ＴＳ分離部１０２において、ＭＰＥＧ伝送ストリーム８０から各階層の映像及び音声の基本ストリームを分離する方法を示したものである。例えば弱階層映像基本ストリーム８１では、パケット０・５・１０・１３を抽出してアクセスユニットとする。また弱階層音声基本ストリーム８２では、パケット１・７・１１を抽出してアクセスユニットとする。
【００２１】
各階層の映像基本ストリームは、それぞれＭＰＥＧ−２デコーダ１０４，１０５及びＨ．２６４デコーダ１０６に出力される。各階層の音声基本ストリームは、それぞれＡＡＣデコーダ１１６，１１７，１１８に出力される。なお、映像及び音声の基本ストリームのフォーマットは上記の規格に限定されるものではなく、他の規格を用いても何ら問題は無い。その場合、各階層のデコーダには、当該規格に対応するデコーダを用いればよい。
【００２２】
まず、映像信号の処理について述べる。ＭＰＥＧ−２デコーダ１０４，１０５及びＨ．２６４デコーダ１０６は、それぞれ弱・中・強階層の映像基本ストリームの復号を行い、復号フレームをバッファメモリ１０７〜１０９に格納する。ここで、各階層の復号フレームのサイズと周波数は異なるものとする。またエラー検出部１３１〜１３３は、それぞれ弱・中・強階層の映像基本ストリーム中のエラーを検出する。そして、フレーム中に復号できない部分がある場合、そのフレームの表示時刻情報とフレーム中の復号できない部分の位置情報を、映像合成部１１３に出力する。スケーラ１１０〜１１２は、それぞれバッファメモリ１０７〜１０９に格納された弱・中・強階層のフレームを、出力フレームのサイズとフォーマットに適合するよう変換（スケーリング）する。このとき、例えば線形補間等の公知のスケーリング技術を用いることができる。映像合成部１１３は、エラー検出部１３１〜１３３から受けたエラー情報に基づき、フレーム単位あるいはスライス、マクロブロック単位で、各階層のスケーリングされたフレームデータを選択し合成する。すなわち、復号できなかった部分については、他の階層のデータで置換する。その際、選択する階層の優先順序は、弱・中・強階層の順に指定されている。
【００２３】
本実施例では、受信したストリームを映像と音声の基本ストリームに分離し、これを復号した後で、復号処理の結果に基づきその品質（エラー）を評価する構成とした。よって、品質の評価単位となるデータサイズを細分割することが可能である。その結果、後述するように、例えば映像ではマクロブロック単位、音声ではフレーム単位で処理することができる。
【００２４】
図９は、映像合成部１１３の行う選択合成と、スケーラ１１０〜１１２の行うスケーリングを模式的に示した図である。図９（ａ）は弱階層フレーム、（ｂ）は中階層フレーム、（ｃ）は強階層フレームを示し、（ｄ）はこれらのデータを合成して得られた合成フレームである。最優先する弱階層フレーム（ａ）において、Ａ１，Ａ２で示すマクロブロック（ＭＢ）が復号不能（エラーＭＢ）であって、Ａ０で示す他のＭＢは正常だとする。このエラーＭＢ（Ａ１，Ａ２）を、中階層フレーム（ｂ）の対応する部分Ｂ１，Ｂ２で置換する。そのときＢ１は正常であるが、Ｂ２はエラーが発生したＭＢと重なっているために使用できない。そこで、さらに強階層フレーム（ｃ）の対応する部分Ｃ２で置換する。その際、階層によってフレームのサイズが異なるので、スケーリング処理（Ｂ１→Ｂ１'、Ｃ２→Ｃ２'）を行い、合成フレーム（ｄ）のサイズ・フォーマットに合わせる。
【００２５】
本実施例では、各階層フレームには同一映像（絵柄／色）の信号が供給される。もし、各階層フレームに異なる絵柄／色のストリームが供給された場合には、図９（ｄ）の合成出力フレームにおいて、記号Ｂ１'とＣ２'の部分は、周囲と異なる絵柄／色が表示されることになり、その部分が他の階層のデータで置換されたことが判明する。
【００２６】
また、平滑処理部１１４は、フレーム内で各階層のデータを合成した場合、その境界部分に平滑化処理を行う。平滑化処理では、例えば、線形低域通過フィルタや順序統計フィルタ等の低域通過特性を持つ非線形フィルタを用いることができる。映像表示部１１５は、映像合成部１１３及び平滑処理部１１４で生成されたフレームを、表示時刻情報に従って出力する。
【００２７】
次に、音声信号の処理に関して述べる。ＡＡＣデコーダ１１６〜１１８は、それぞれ弱・中・強階層の音声基本ストリームの復号を行い、復号フレームをバッファメモリ１１９〜１２１に格納する。またエラー検出部１４１〜１４３は、各階層の音声基本ストリーム中のエラーを検出して、復号できないフレームがある場合、そのフレームの表示時刻情報を音声切換部１２５に出力する。音声切換部１２５は、エラー検出部１４１〜１４３から受けたエラー情報に基づき、フレーム単位で各階層のフレームデータを選択して切り換える。また、平滑処理部１２６は、フレーム間で異なる階層のデータを切り換えた場合、その境界部分の平滑化処理を行う。音声表示部１２７は、音声切換部１２５及び平滑処理部１２６で生成されたフレームを、表示時刻情報に従って出力する。
【００２８】
図５は、本発明によるデジタル放送受信方法の映像処理に関する一実施例を示すフローチャート図である。ここでは、映像合成部１１３の動作を中心に、マクロブロック単位に映像データを合成する場合について説明する。
【００２９】
映像合成部１１３は、ＭＰＥＧ−２デコーダ１０４，１０５及びＨ．２６４デコーダ１０６からの表示時刻情報に基づき、次に表示すべきフレームを決定する（Ｓ５０１）。表示すべきフレームとは、現在時刻から最も直近の表示時刻を持つフレームである。そして、該フレームを構成するマクロブロック（ＭＢ）毎に順次以下の処理を進める（Ｓ５０２）。
【００３０】
まずＭＰＥＧ−２デコーダ１０４からの表示時刻情報とエラー検出部１３１からの誤り位置情報から、現在のマクロブロックにおいて弱階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ５０３）。該データが有効である場合、スケーラ１１０によるスケーリング処理を行い（Ｓ５０４）、該データを当該マクロブロックのデータとして選択する（Ｓ５０５）。
【００３１】
Ｓ５０３にて、弱階層のデータが有効でない場合、ＭＰＥＧ−２デコーダ１０５からの表示時刻情報とエラー検出部１３２からの誤り位置情報から、当該マクロブロックにおける中階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ５０６）。該データが有効である場合、該データをスケーリングし（Ｓ５０７）、当該マクロブロックのデータとして選択する（Ｓ５０８）。
【００３２】
Ｓ５０６にて、中階層のデータが有効でない場合、Ｈ．２６４デコーダ１０６からの表示時刻情報とエラー検出部１３３からの誤り位置情報から、当該マクロブロックにおける強階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ５０９）。該データが有効である場合、該データをスケーリングし（Ｓ５１０）、当該マクロブロックのデータとして選択する（Ｓ５１１）。
【００３３】
Ｓ５０９にて、強階層のデータが有効でない場合、誤り隠蔽処理を行う（Ｓ５１２）。誤り隠蔽処理では、例えば、前フレームの同位置のマクロブロックデータを繰り返し使用する。
【００３４】
当該マクロブロックのデータが選択されると、必要に応じて隣接するマクロブロックとの境界部の平滑化処理を行う（Ｓ５１３）。平滑化処理は、隣接するマクロブロックの階層と当該マクロブロックの階層とが異なる場合に、例えば平滑化フィルタ処理を行う。
【００３５】
当該フレームの処理が完了したか否かを判定し（Ｓ５１４）、完了していない場合は、Ｓ５０２に戻り次のマクロブロックの処理を行う。このようにして、マクロブロック毎にＳ５０３からＳ５１３までの処理を、当該フレームの全データが選択されるまで繰り返す。フレームの全データが決定された後、表示時刻情報に従って当該フレームを表示する（Ｓ５１５）。当該フレームの処理が完了したら、Ｓ５０１に戻り次のフレームの処理を行う。
【００３６】
以上の動作により、映像フレームに関しては、マクロブロック単位で、弱・中・強階層の順序の指定された優先度に従って誤りの無いデータを選択し、高品質の映像データを生成することができる。また、階層の異なるデータを持つマクロブロック間の境界に対して平滑化処理を行うことで、フレーム内にブロック状の歪が発生することを防止することができる。
【００３７】
次に図６は、本発明によるデジタル放送受信方法の音声処理に関する一実施例を示すフローチャート図である。ここでは、音声切換部１２５の動作を中心に、音声データを切り換える場合について説明する。
【００３８】
音声切換部１２５は、ＡＡＣデコーダ１１６，１１７，１１８からの表示時刻情報に基づき、次に表示すべきフレームを決定する（Ｓ６０１）。次に表示すべきフレームとは、現在時刻から最も直近の表示時刻を持つフレームである。
【００３９】
まず、ＡＡＣデコーダ１１６からの表示時刻情報とエラー検出部１４１からの誤りフレーム情報から、現在のフレームにおいて弱階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ６０２）。該データが有効である場合、当該フレームとして該データを選択する（Ｓ６０３）。
【００４０】
Ｓ６０２にて、弱階層のデータが有効でない場合、ＡＡＣデコーダ１１７からの表示時刻情報とエラー検出部１４２からの誤りフレーム情報から、当該フレームにおける中階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ６０４）。該データが有効である場合、当該フレームとして該データを選択する（Ｓ６０５）。
【００４１】
Ｓ６０４にて、中階層のデータが有効でない場合、ＡＡＣデコーダ１１８からの表示時刻情報とエラー検出部１４３からの誤りフレーム情報から、当該フレームにおける強階層のデータが有効か否かを判定する（Ｓ６０６）。該データが有効である場合、当該フレームとして該データを選択する（Ｓ６０７）。
【００４２】
Ｓ６０６にて、強階層のデータが有効でない場合、誤り隠蔽処理を行う（Ｓ６０８）。誤り隠蔽処理とは、例えば、前フレームから滑らかにつながり、減衰するようなフレームデータを生成する。
【００４３】
当該フレームのデータが選択された後、必要に応じてフレーム境界の平滑化処理を行う（Ｓ６０９）。平滑化処理は、前フレームの階層と当該フレームの階層とが異なる場合に、例えば平滑化フィルタ処理を行う。
【００４４】
当該フレームの全データが決定された後、表示時刻情報に従って当該フレームを表示する（Ｓ６１０）。当該フレームの処理が完了したら、Ｓ６０１に戻り、次のフレームの処理を行う。
【００４５】
以上の動作により、音声のフレームに関しては、フレーム単位で、弱・中・強階層の順序の指定された優先度に従って誤りの無いデータを選択し、高品質の音声データを生成することができる。また、階層の異なるデータを持つフレーム間の境界に対して平滑化処理を行うことで、データの不連続に起因するノイズが発生することを防止する。
【００４６】
以上のように、本実施例のデジタル放送受信装置及び受信方法においては、映像データと音声データを独立に処理し、それぞれについて細分割されたデータ単位で、伝送誤りの影響をうけていない最も高品質な階層を選択して再生するので、品質劣化を最小限に抑えることができる。
【００４７】
上記実施例では、映像データはマクロブロック単位、音声データはフレーム単位でその良否を判定するとしたが、これに限らず、データの細分割を行うものであれば良い。例えば映像データについては、マクロブロックよりもサイズの大きなスライスレベル、フレームレベルであっても本発明の効果は期待できる。
【００４８】
上記実施例では、映像信号処理において無効と判定された数のマクロブロックが他の階層のデータにて置換される。１つのフレームの中で、置換されたマクロブロックの数が多いと、境界部分での不連続が目立ち、全体としての画質を劣化させることになる。そのような場合は、選択するデータの単位を、むしろサイズの大きいフレーム単位やスライス単位に切り換えた方が良い。よって、フレーム中の無効とされたマクロブロックの数をカウントし、その頻度が閾値を超えたら、選択する単位をマクロブロック単位からフレームまたはスライス単位に切り換える制御を付加するのが有効である。
【００４９】
上記実施例においては、弱・中・強階層に対応して、３系統のデコーダ、バッファメモリ、スケーラを備えるものとしたが、これらは同一機能を有しており、共通のハードウェアを用いて時分割に処理を行うようにしてもよい。
【００５０】
上記実施例においては、各階層の受信品質の良否に係わらず、弱・中・強階層の３系統のデコードを全て並行して実行しているが、通常は最優先する弱階層の信号のみをデコードし、該弱階層のデータが無効であると判定した場合に、次に優先する中階層、さらには強階層の信号のデコードを実行するように切り換えても良い。これにより、消費電力を低減できる効果がある。
【実施例２】
【００５１】
図７は、本発明によるデジタル放送受信装置の他の実施例を示す構成ブロック図である。本発明の受信装置はソフトウェアで実現することも可能であり、本実施例はその一例を示す。
【００５２】
デジタル放送受信装置７は、システムバス７０に、中央演算処理部７１と主記憶部７２と入出力部７３を接続する。入出力部７３には、補助記憶部７４とＴＳ受信部７５と表示部７６を接続する。表示部７６は本装置７の外部に接続しても良い。補助記憶部７４は、中央演算処理部７１の処理を行うプログラムとデータと、ＴＳ受信部７５によって受信した各階層の伝送ストリーム、映像・音声の基本ストリーム、及び復号フレームと出力フレームのデータを記憶する。主記憶部７２は、補助記憶部７４から読み出されたプログラムと処理途中のデータを逐次記憶する。中央演算処理部７１は、主記憶部７２内のプログラムに従って処理を行う。
【００５３】
中央演算処理部７１の処理により、ＴＳ受信部７５で受信したデジタルテレビジョンの伝送ストリームを、主記憶部７２に記憶する。中央演算処理部７１は、この伝送ストリームから各階層の映像及び音声の基本ストリームを順次分離し、主記憶部７２に記憶する。また中央演算処理部７１は、これらの映像及び音声の基本ストリームを順次復号し、復号フレームと表示時刻情報、及び誤り位置情報を主記憶部７２に記憶する。さらに中央演算処理部７１は、表示時刻情報及び誤り位置情報をもとに、映像及び音声の復号フレームの選択・合成・切換・平滑化処理等を行い、表示部７６を介して表示する。その処理内容は、前記図５、図６のフローチャートと同様である。中央演算処理部７１は、これらの処理を時分割して順次行う。
【００５４】
以上の構成により、本実施例のデジタル放送受信装置においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
上記各実施例では、地上デジタルテレビジョン放送を例に、強階層・中階層・弱階層の３階層の伝送方式について説明したが、本発明は任意の複数の階層の伝送方式に適用できることは言うまでもない。また、選択する階層の優先順序を、弱・中・強階層の順としたが、これも視聴する目的に応じて、任意に変更して指定できる。
【００５６】
本発明によれば、地上デジタルテレビジョン放送の如く複数階層伝送を行うデジタル放送を受信する際、受信状況の悪化により伝送ストリームに誤りが含まれた場合でも、視聴する映像及び音声の品質の劣化を最小限に抑えることが可能となる。その結果、受信劣化耐性を向上することができ、特に受信環境の変動しやすい移動体受信機等に有効に適用できる。
【００５７】
本発明による受信装置は、これを内蔵したテレビジョンはもちろん、受信した信号をハードディスク等の記録媒体に記録する記録部を有する装置（ＨＤＤレコーダ）にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明によるデジタル放送受信装置の一実施例を示す構成ブロック図。
【図２】地上デジタル放送におけるＢＳＴ−ＯＦＤＭ方式の伝送スペクトルを表す図。
【図３】複数階層伝送における各階層の特性を示す図。
【図４】ＭＰＥＧ伝送ストリームの構成の一例を示す図。
【図５】本発明によるデジタル放送受信方法の映像処理の一実施例を示すフローチャート図。
【図６】本発明によるデジタル放送受信方法の音声処理の一実施例を示すフローチャート図。
【図７】本発明によるデジタル放送受信装置の他の実施例を示す構成ブロック図。
【図８】ＭＰＥＧ伝送ストリームから各階層の映像及び音声の基本ストリームを分離する方法を示す図。
【図９】映像合成部の行う選択合成とスケーラの行うスケーリングを模式的に示した図。
【符号の説明】
【００５９】
１０１…ＴＳ受信部、１０２…ＴＳ分離部、１０４，１０５…ＭＰＥＧ−２デコーダ、１０６…Ｈ．２６４デコーダ、１０７〜１０９，１１９〜１２１…バッファメモリ、１１０〜１１２…スケーラ、１１３…映像合成部、１１４，１２６…平滑処理部、１１５…映像表示部、１１６〜１１８…ＡＡＣデコーダ、１２５…音声切換部、１２７…音声表示部、１３１〜１３３，１４１〜１４３…エラー検出部、７…デジタル放送受信装置、７０…システムバス、７１…中央演算処理部、７２…主記憶部、７３…入出力部、７４…補助記憶部、７５…ＴＳ受信部、７７…表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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