(57)【要約】【課題】線回線のような伝送誤りが発生しやすい伝送路を使用したシステムにおいて、TSパケットのデータ化けや欠落などが頻発するとデータ復号時に映像音声ノイズとなって品質低下を生じる。本発明はPESヘッダのデータ化けによってPESヘッダに付加されるPESのサイズ情報と、デコーダへ転送するPESのデータサイズとの不整合を防ぐトランスポートデコーダを提供する。【解決手段】TSヘッダ、およびPESヘッダを解析して、PESヘッダのLength情報と実際にデコード部に転送するデータサイズの間に不整合が発生した場合には、トランスポートデコード部でPESヘッダに付加されるサイズ情報の書換えを行い不整合を解消する。また、上記の不整合が一定回数続いた時、例えば、MPEG2-AACの場合にはPESパケット単位で、PESヘッダに付加されるADTSヘッダのオーディオの音声情報を書き替えてパケット単位で音量を下げる。  【選択図】図１
2011223427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポートストリームを解析し処理するデータ処理装置と、前記データ処理装置の出力データをデコードするデータ復号手段を備えたデジタル放送受信装置であって、
前記トランスポートストリームに含まれるPESパケットを解析する解析手段と、
前記解析手段の解析結果に応じてPESパケットのデータを書き替える手段
を備える事を特徴とするデジタル放送受信装置。
【請求項２】
前記トランスポートストリームを解析するデータ処理装置において、
トランスポートストリームのヘッダ情報からビデオまたはオーディオのペイロードのサイズを計算する手段と、
前記PESパケットを解析する解析手段においてPESのヘッダ情報に付加されるPESデータのサイズを抽出する手段を備え、
前記ペイロードサイズと前記PESのデータサイズを比較しPESパケットのヘッダ情報を書き替える手段を備える事を特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
【請求項３】
前記ペイロードサイズと前記PESのデータサイズを比較してPESパケットのヘッダ情報を書き替える手段において、比較結果が不一致の場合に、その不一致の回数が一定の閾値を超えた場合にオーディオのPESパケットのヘッダ情報に付加される音量情報を書き替える事を特徴とする請求項２に記載のデジタル放送受信装置。
【請求項４】
トランスポートストリームを処理する手段と、前記トランスポートストリームの出力データをデコードするデータ復号手段を備えたデジタル放送受信装置であって、
前記トランスポートストリームに含まれるPESパケットを解析する解析手段と、
前記解析手段の解析結果に応じてPESパケットのデータを破棄する手段を備える事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、ビデオやオーディオ等の多重化された圧縮信号を処理するデジタル放送受信装置に関し、特にトランスポートストリームを処理する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビのデジタル放送において、ビデオ信号およびオーディオ信号を高能率圧縮符号化する方式としてISO／IEC１３８１８−１で規定されるMPEG2（Moving Picture Experts Group）規格等に準拠する符号化方式が採用されている。MPEG２システムでは、送信側においてビデオ／オーディオ等の素材を符号化し、この符号化されたデータをPES（Packetized Elementary Stream）と呼ばれるパケットに変換する。PESは、PESヘッダとPESペイロードから構成される可変長のパケットであり、PESヘッダにはパケット長やヘッダ長を示す情報やコンディショナル・コーディング情報等が含まれる。デジタル放送規格ではPESを多重化して伝送する形式についてTS（Transport Stream）と呼ばれる１８８バイトの固定長のパケットへ分割されて送信される形式が定義されている。これらTSパケットには４バイトのヘッダ情報が付加され、パケット中の誤り情報、PESの先頭を示すフラグ、パケット識別情報（PID：Packet Identification）やアダプテーションフィールド／ペイロードの有無を示す情報が付加される。
受信側では、送信側から伝送されたトランスポートストリームのヘッダ情報を解析し、伝送路におけるデータ化けによるエラーパケットに対して破棄等の処理を行う。その後、ユーザが視聴を希望したプログラムをPIDにより識別し、ビデオPES、およびオーディオPESが挿入されたTSパケットの分離を行い、ビデオ、およびオーディオのPESパケットは、デコーダ部によって復号される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら一連の処理において、特に無線回線のような伝送誤りが発生しやすい伝送路を使用したシステムにおいては、TSパケットのデータ化けや欠落などが頻発するとデータ復号時に映像音声ノイズとなって品質低下を生じ、特にオーディオに関して異音、特に金属音が発生すると著しい不快感を与える。
より、具体的には、伝送路の途中で発生したPESヘッダのデータ化けによってPESヘッダのLength情報と実際にデコーダへ転送するサイズ情報との間に不整合が発生すると、オーディオのデコード処理時に品位が低下する。例えばPES Lengthの値が化けて大きな値に変化した場合に、オーディオ以外のデータのデコード処理を行う事が考えられる。
またオーディオのデコード部がPESヘッダのサーチを行った際に、PES Lengthとデータサイズの整合が取れないために、PESヘッダサーチを繰り返し継続する事などが考えられる。
そこで、本発明においては、従来の課題を解決するために、PESヘッダのデータ化けによってPESヘッダに付加されるPESのサイズ情報と、デコーダへ転送するPESのデータサイズとの不整合を防ぐトランスポートデコーダを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
トランスポートストリームを解析するデータ処理装置において、トランスポートストリームのヘッダ情報からビデオまたはオーディオのペイロードのサイズを計算する手段と、
PESパケットを解析する解析手段においてPESのヘッダ情報に付加されるPESデータのサイズを計算する手段を備え、ペイロードサイズと前記PESのデータサイズを比較しPESパケットのヘッダ情報を書き替える手段を備える事を特徴とするデジタル放送受信装置である。
また、ペイロードサイズと前記PESのデータサイズを比較してPESパケットのヘッダ情報を書き替える手段において、比較結果が不一致の場合に、その不一致の回数が一定の閾値を超えた場合に、オーディオのPESパケットのヘッダ情報に付加される音量情報を書き替える事を特徴とするデジタル放送受信装置である。
また、トランスポートストリームを処理する手段と、前記トランスポートストリームの出力データをデコードするデータ復号手段を備えたデジタル放送受信装置であって、
前記トランスポートストリームに含まれるPESパケットを解析する解析手段と、解析手段の解析結果に応じてPESパケットのデータを破棄する手段を備える事を特徴とするデジタル放送受信装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、伝送路の途中で発生したPESヘッダのデータ化けに対して、PESヘッダのLength情報と、実際にデコーダへ転送するデータサイズの間に不整合が発生しないため、オーディオの品位の低下を軽減することが出来る。
【０００７】
またTSヘッダ、およびPESヘッダを解析して、PESパケット単位でヘッダ情報の書き替えを行うため、伝送経路でのデータ化け、データ欠損に応じて、PESパケット単位で音声レベル等を調整する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に関わるデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図
【図２】図１のTS処理部を示すブロック図
【図３】図２のTS解析部の動作を説明するための図
【図４】図２のTS解析部の動作を説明するためのフローチャート
【図５】図２のTS解析部の動作を説明するためのフローチャート
【図６】図２のTS解析部の動作を説明するためのフローチャート
【図７】本発明の一実施の形態２に関わるデジタル放送受信装置の構成を示すブロック図
【図８】図７のTS処理部を示すブロック図
【図９】図７のTS解析部の動作を説明するためのフローチャート
【図１０】図７のTS解析部の動作を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明に係わる実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用したデジタル放送受信装置の実施の形態１を示している。本実施例におけるデジタル放送受信装置は、チューナ／復調部１０１と、TSヘッダ解析部１０２と、PIDフィルタ部１０３と、TS処理部１０４と、APESバッファ１０５と、VPESバッファ１０６と、AUDIOデコード部１０７とVIDEOデコード部１０８と、PESバッファ制御部１０９で構成される。
【００１０】
以下、デジタル信号の流れに沿って本実施例の説明を行う。チューナ復調部１０１は、アンテナで受信された電波から特定の搬送波IFを選局し、復調等の処理を行いトランスポートストリームTS１を出力する。
【００１１】
TSヘッダ解析部１０２は、TSヘッダの同期バイトの検出を行い、１８８バイト単位でデータの入力を行う。また、TSヘッダ解析部１０２は、TSヘッダ情報の解析を行って、Transport Error Indicatorを識別してエラーパケットの破棄を行い、TS２を出力する。
PIDフィルタ部１０３は、指定したオーディオ、ビデオのPIDの値でフィルタリングを行い、オーディオのトランスポートストリームと、ビデオのトランスポートストリーム、等のフィルタリングを行い、トランスポートストリームTS３を出力する。
TS処理部１０４は、TS３を入力し、TSのヘッダ情報に含まれるPayload_unit_start_indicatorの情報からPESパケットの先頭バイトの識別を行い、Adaptation_field_controlの情報からアダプテーションフィールド／ペイロードのサイズの解析を行って、TSからPESを抽出しオーディオのPES信号APESと、ビデオのPES信号VPESを出力する。
【００１２】
APESバッファ１０５、およびVPESバッファ１０６は、オーディオ、ビデオのPES信号APES、VPESを入力し、一定量バッファリングする事が可能なメモリバッファである。これらのバッファは、PESパケットの規格上のサイズが最大６４Kバイトのため、６４Kバイト以上のサイズ確保が望ましい。  
【００１３】
AUDIOデコード部１０７、およびVIDEOデコード部１０８は、オーディオのPES信号、およびビデオのPES信号を入力して、ESの抽出処理を行い、オーディオ、ビデオのデコード処理を行う。
PESバッファ制御部１０９は、TS処理部１０４とAUDIOデコード部１０７、およびVIDEOデコード部１０８と通信を行い、APESバッファ１０５、VPESバッファ１０６のデータ書き込みアドレス（ライトポインタ）と、データ読み出しアドレス（リードポインタ）を制御する。
【００１４】
続いてTS処理部１０４からAUDIOデコード部１０７までの信号処理をより詳細に説明する。本実施の形態は、オーディオの処理例を説明しているが、ビデオの処理であっても構わない。
図２は、図１のTS処理部１０４、APESバッファ部１０５、AUDIOデコード部１０７とPESバッファ制御部１０９とを詳細に書いた構成図である。
【００１５】
TS処理部１０４は、TSバッファ３０１と、TS解析部３０２で構成される。TSバッファ３０１は、TS解析部３０２がTSヘッダ、およびPESヘッダの解析を行い、トランスポートストリームからオーディオのペイロードを抽出するまでの期間、データバッファリングするためのメモリである。
【００１６】
TS解析部３０２は、TSから抽出したペイロードのデータサイズからAPESバッファのライトポインタWPの計算を行い、PESバッファ制御部１０９へWPを送信する。
【００１７】
PESバッファ制御部１０９は、TS解析部３０２から受けたAPESバッファのライトポインタWPをAUDIOデコード部１０７へと送信する。
AUDIOデコード部１０７は、APESバッファのライトポインタを受け取ると、APESバッファのリードポインタRPを更新して、オーディオのデータを取り込むと同時に、PESバッファ制御部１０９へリードポインタRPを送信する。
【００１８】
PESバッファ制御部１０９は、ライトポインタWPとリードポインタRPの差分から、APESバッファ１０５の空き残量のチェック等を行い、ライトポインタWPの制御を行う。例えば、APESバッファ１０５をリングバッファとして使用する場合、PESバッファ制御部１０９は、ライトポインタWPとリードポインタRPからAPESバッファ１０５の空き残量＝RP−WPの計算を行い、空き残量が一定の閾値以下となった場合にAPESバッファ１０５のオーバーフローと判断してライトポインタWPの更新を停止する。
【００１９】
図３に、TSバッファ３０１に入力されるTSパケットと、APESバッファ１０５のライトポインタWPとの関係を示す。図３は、２つのTSパケットが入力された場合を示した図であるが、１つ目のパケットにPESヘッダが含まれているため、Payload_unit_start_indicator（PUSI）が１を示しており、２つ目のパケットはPESの続きであるため、PUSIは0となっている。
図３の例では、PESヘッダに示されるPES Lengthは３００バイトであり、１つ目のTSパケットは１８４バイトのペイロードを含み、２つ目のパケットは１１６バイトのペイロードを含む。これら２パケットのペイロードの合計サイズは３００バイトとなり、図３の例では２つのTSパケットで１つのPESパケットを構成している。
【００２０】
本実施例では、図３に示す２パケットを入力した場合、TS解析部３０２は、１つ目のTSパケットを入力するとAPESバッファのライトポインタWPを１８４更新し、２つ目のパケットを入力するとライトポインタを１１６更新する。
【００２１】
続いて本発明に関わるTS解析部３０２のデータ処理の内容について説明する。図４は、入力されたオーディオのトランスポートストリームのPESパケット先頭を検出する処理例を示したフローチャートである。
図５は、TS解析部３０２がTSを解析してAPESバッファへ転送したPESの転送サイズ（＝WPライトポインタ）と、PESヘッダに付加されているPES のサイズ情報との間に不整合が生じた場合の処理例を示したフローチャートである。
まず、図４のステップ１では、TSヘッダ情報を解析しTSにPESパケットの先頭が含まれているかをチェックする。MPEG２の規格ではPayload_unit_start_indicator（以下PUSI）のフラグが１の場合にPESパケットの先頭を示すことが決められている。TS解析部３０２は、TSパケットのヘッダ情報のPUSI＝１を検出すると、該当TSにPESパケットの先頭が含まれていると判断しステップ２へ進む。
【００２２】
ステップ２では、PESヘッダがオーディオのPESパケットの先頭であるかを判断する。MPEG２の規格ではpacket_start_code_prefix == 0x000001、かつstream_id==0xC＊の場合にオーディオのPESパケットを含む事が定められており、これらの条件を共に満たした場合にオーディオのPESパケットの先頭位置と判断し、ステップ３へ進む。
ステップ３では、PESヘッダのPES_packet_length情報からPESのサイズ情報を抽出して保持する。PESパケットのデータサイズは可変であり、PESヘッダに２バイトのサイズ情報を付加する事が定められており、PESパケットのサイズは最大６４Kバイトである。
上記、ステップ１〜ステップ３の条件を全て満たした場合に、TS解析部３０２は、APESバッファ１０５へ出力したオーディオPESデータのトータルサイズのカウントアップを開始する。
【００２３】
TS解析部３０２は、入力される全てのTSパケットに対してステップ１〜ステップ３の処理手順に従って、PESパケットの先頭が含まれているかのチェックを行い、次のPESパケットの先頭が含まれていると判断した場合は、APESバッファ１０５へ出力したPESデータの転送サイズのカウントアップを停止する。
図５、図６は、上記PESの転送サイズと、PES Length情報との間に不整合が生じた場合の処理の例を示したフローチャートである。
前記ステップ３で保持したPESのパケットサイズと、APESバッファ１０５へ出力したPESのトータルサイズが不一致の場合、TS解析部３０２は、APESバッファ１０５上で、PESヘッダ情報PES_packet_lengthをAPESバッファに実際に出力したペイロードの転送サイズに書き替える（図５）。
【００２４】
さらに、上記のAPESバッファへの転送サイズとPESヘッダのPES Length情報の不整合がN回以上続いた場合には、伝送路におけるデータ化けが頻発しておりAUDIOデコード処理を行うと異音が発生すると判断して、PESヘッダに含まれるAUDIOの音量情報を書換えて音声をミュートする。例えば、MPEG2−AACの場合、ADTSヘッダに付加されるAUDIOのゲイン情報を書き替えて音量をゼロにする等の処理が考えられる（図６）。
以上のような構成により、本発明のデジタル放送受信装置においては、伝送路の途中で発生したPESヘッダのデータ化けに対して、PESヘッダのLength情報と、実際にデコーダへ転送するデータサイズの間に不整合が発生しないため、オーディオの品位の低下を軽減することが出来る。
【００２５】
またTSヘッダ、およびPESヘッダを解析して、PESパケット単位でヘッダ情報の書き替えを行うため、伝送経路でのデータ化け、データ欠損に応じて、PESパケット単位で音声レベル等を調整する事が可能になる。
【００２６】
（実施の形態２）
次に、本発明を適用したデジタル放送受信装置の実施の形態２について、図７に示す。
図７は、構成例１における図２の部分に対して、実施の形態２の場合を示したものであり、TS解析部４０２と、PESバッファ制御部４０９を除く全ての構成は実施の形態１と同じため省略する。またPESのヘッダを検出し、APESへ出力するPESデータのカウント方法も実施の形態１と同じである。
以下に、実施の形態２における処理を説明する。TS解析部４０２は、APESバッファのライトポインタWP、およびAPESバッファのバウンダリポインタBPをPESバッファ制御部４０９へ出力する。
この時、TS解析部４０２は、PESパケットの転送サイズがPES Lengthに到達した場合には、バウンダリポインタBPにライトポインタWPを入力し、転送サイズがPES Lengthに到達しない場合、バウンダリポインタBPにライトポインタWPを入力しない。
PESバッファ制御部４０９は、TS解析部４０２から受けバウンダリポインタBPをAUDIOデコード部１０７へと送信する。AUDIOデコード部１０７はAPESバッファのバウンダリポインタを受け取ると、APESバッファのデコード処理を行ってリードポインタRPを更新し、PESバッファ制御部へ通知する。
PESバッファ制御部４０９は、ライトリポインタWPとリードポインタRPの差分から、APESバッファ１０５の空き残量のチェック等を行い、バウンダリポインタBPの更新等の制御を行う。
【００２７】
すなわち、バウンダリポインタは、PES Lengthに達しないPESパケットを破棄するために使われるポインタであり、実施の形態２では、PESのLengthに到達せずに次のPESの先頭を含むTSパケットが入力された場合には、処理中のPESパケットはAPESバッファへ出力されるが、バウンダリポインタが更新されないため次のPESパケットに上書きされて破棄される。
図８に、TSバッファ３０１に入力されるTSパケットと、TS解析部１０４が出力するライトポインタWPと、TS解析部１０４へ入力されるバウンダリポインタBPの関係を示す。図８は、図３と同様に２つのTSパケットが入力された場合の図であり、PESヘッダに付加されるPES Lengthは３００バイトであり、１つ目のTSパケットは１８４バイトのペイロードを含み、２つ目のパケットは１１６バイトのペイロードを含む。
【００２８】
本実施例では、図８に示す２パケットを入力した場合、TS解析部４０２は、１つ目のTSパケットを入力するとAPESバッファのライトポインタWPを１８４更新し、バウンダリポインタは０のままである。２つ目のパケットを入力するとライトポインタを１１６更新し、ペイロードのサイズがPES Lengthの３００バイトに達したため、バウンダリポインタにライトポインタの値３００（＝１８４＋１１６）を入力する。
【００２９】
続いてPESのLengthとペイロードの転送サイズが一致しない２つのケースについて図９、図１０に示す。  図９はAPESバッファへ転送されるPESのデータが、PESのLengthよりも大きい場合で、図１０は、APESバッファへ転送されるPESのデータがPESのLengthよりも少ない場合である。
【００３０】
本実施例では、図９に示す２パケットを入力した場合、TS解析部４０２は、１つ目のTSパケットを入力するとAPESバッファのライトポインタWPを１８４更新し、バウンダリポインタは０のままである。２つ目のパケットを入力するとライトポインタを１１６更新し、ペイロードのサイズがPES Lengthの３００バイトに達したため、バウンダリポインタにライトポインタの値３００（＝１８４＋１１６）を入力する。したがってPESのデータ４バイトは転送しない。
【００３１】
図１０に示す２パケットを入力した場合、TS解析部３０２は、１つ目のTSパケットを入力するとAPESバッファのライトポインタWPを１００更新し、バウンダリポインタは０のままである。２つ目のパケットを入力するとPUSI=1でありPESパケットの先頭と判断してライトポインタの１００を０にリセットする。従って、PES Lengthに達しないPESパケットは破棄される。
【００３２】
以上のような構成により、本発明のデジタル放送受信装置においては、PESのLengthに到達せずに次のPESの先頭を含むTSパケットが入力された場合には、処理中のPESパケットはAPESバッファへ出力されるが、バウンダリポインタが更新されないため次のPESパケットに上書きされて破棄されるため、伝送路の途中で発生したPESヘッダのデータ化けに対して、PESヘッダのLength情報と、実際にデコーダへ転送するデータサイズの間に不整合が発生しないため、オーディオの品位の低下を軽減することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係わるトランスポートストリーム処理装置は、トランスポートストリームを受信するデジタル放送受信装置、およびトランスポートストリームを記録／再生するハードディスク処理装置や、ネットワーク処理装置等に利用する事ができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  チューナ／復調部
１０２  ＴＳヘッダ解析部
１０３  ＰＩＤフィルタ部
１０４  ＴＳ処理部
１０５  ＡＰＥＳバッファ
１０６  ＶＰＥＳバッファ
１０７  ＡＵＤＩＯデコード部
１０８  ＶＩＤＥＯデコード部
１０９  ＰＥＳバッファ制御部
３０１  ＴＳバッファ
３０２  ＴＳ解析部
【図１】
2011223427.tif 000003
【図２】
2011223427.tif 000004
【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】
2011223427.tif 000011
【図１０】
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