(57)【要約】デジタル放送において、信号を送受信する際、受信信号の品質が低下して発生する障害（例えば、信号が映像信号や音声信号の場合、映像の乱れや音声の途切れ）を減らすことを目的とする。送信装置（３）は、原信号Ａｉと、当該原信号Ａｉに情報量削減処理を施し、かつＮフレーム分の遅延を加えて得られた遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’とを多重化して送信する。受信装置４は、多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’を受信して原信号Ａｉと遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’とに分離した後、原信号ＡｉにＮフレーム分の遅延を加える。受信装置（４）は、遅延原信号Ａｉ−Ｎが一定品質を上回っているか否かを判定し、判定結果に応じて当該遅延原信号Ａｉまたは当該遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’いずれかを選択して処理する。
2003030534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送に用いられ、信号を送受信するためのシステムであって、
信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信した信号を受信して処理する受信装置とを備え、
前記送信装置は、送信しようとする原信号と、当該原信号の情報量を削減した信号であって、かつ当該原信号を時間的にずれさせた予備信号とを多重化して送信し、
前記受信装置は、
前記多重化信号を受信して原信号と予備信号とに分離し、
当該原信号と当該予備信号との時間的なずれを打ち消し、
当該原信号の品質に応じて当該原信号または当該予備信号を選択し、
選択した方の信号を処理することを特徴とする、送受信システム。
【請求項２】
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号が与えられ、当該原信号の情報量を削減する情報量削減部と、
前記情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号が与えられ、当該予備信号に遅延を加える第１の遅延部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号と、前記第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とが与えられ、当該原信号と、当該遅延予備信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が原信号と遅延予備信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を原信号と遅延予備信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた原信号が与えられ、当該原信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記第２の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号が与えられ、当該遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記分離部が分離して得られた遅延予備信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原信号および当該遅延予備信号のいずれかを選択する選択部と、
前記選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項３】
前記送信装置は、
前記分岐部から出力される他方の原信号と、前記第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とを復号化して、当該原信号を前記第２の遅延部に、当該遅延予備信号を前記選択部に与える復号化部をさらに含む、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項４】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備信号を前記原信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項３に記載の送受信システム。
【請求項５】
送信しようとする原信号が映像信号および／または音声信号であり、
前記基準値は、前記処理部が遅延原信号を処理して得られる映像および／または音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項８】
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号が与えられ、当該原信号の情報量を削減する情報量削減部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号が与えられ、当該原信号に遅延を加える第１の遅延部と、
前記情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号と、前記第１の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号とが与えられ、当該遅延原信号と、当該予備信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が遅延原信号と予備信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を、遅延原信号と予備信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた予備信号が与えられ、当該予備信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記分離部が分離して得られた遅延原信号が与えられ、当該遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記第２の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原信号または当該遅延予備信号を選択する選択部と、
前記選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項９】
前記送信装置は、
前記情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号と、前記第１の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された遅延原信号と、符号化された予備信号とを復号化して、当該遅延原信号を前記判定部に、当該予備信号を前記第２の遅延部に与える復号化部をさらに含む、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１０】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備信号を前記原信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項９に記載の送受信システム。
【請求項１１】
送信しようとする原信号が映像信号および／または音声信号であり、
前記基準値は、前記処理部が遅延原信号を処理して得られる映像および／または音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１２】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１３】
送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号に含まれる信号の一部を選択して、予備信号として出力する第１の選択部と、
前記第１の選択部から出力される予備信号に遅延を加えて、遅延予備信号として出力する第１の遅延部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号と、前記第１の遅延部から出力される遅延予備信号とを多重化して出力する多重化部と、
前記多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を原信号と遅延予備信号とに分離して出力する分離部と、
前記分離部が分離した原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する第２の遅延部と、
前記第２の遅延部からの遅延原信号または前記分離部からの遅延予備信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、
前記第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項１４】
前記送信装置は、さらに、
前記分岐部から出力される原信号を符号化して、前記多重化部に入力する第１の符号化部と、
前記第１の遅延部から出力される予備信号を符号化して、前記多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
前記受信装置は、さらに、
前記第２の遅延部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第１の復号化部と、
前記分離部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第２の復号化部とを含む、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１５】
前記第１の選択部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１６】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１７】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１８】
送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する第１の遅延部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号に含まれる信号の一部を選択し、予備信号として出力する第１の選択部と、
前記第１の遅延部から出力される遅延原信号と、前記選択部から出力される予備信号とを多重化して出力する多重化部と、
前記多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を遅延原信号と予備信号とに分離して出力する分離部と、
前記分離部が分離した予備信号に遅延を加えて出力する第２の遅延部と、
前記第２の遅延部からの遅延予備信号または前記分離部からの遅延原信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、
前記第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項１９】
前記送信装置は、さらに、
前記第１の遅延部から出力される遅延原信号を符号化して、前記多重化部に入力する第１の符号化部と、
前記第１の選択部から出力される予備信号を符号化して、前記多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
前記受信装置は、さらに、
前記分離部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第１の復号化部と、
前記第２の遅延部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第２の復号化部とを含む、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２０】
前記第１の選択部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２１】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２２】
前記原信号は、符号化済みの信号であることを特徴とする、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項２３】
前記受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項２４】
デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送受信するためのシステムであって、
映像信号および音声信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信した映像信号および音声信号を受信する受信装置とを備え、
前記送信装置は、送信しようとする映像信号および原音声信号と、当該原音声信号の情報量を削減した信号であって、かつ当該原音声信号を時間的にずれさせた予備音声信号とを多重化して送信し、
前記受信装置は、
前記多重化信号を受信して、映像信号および原音声信号と、予備音声信号とに分離し、
当該映像信号および当該原音声信号と、当該予備信号との時間的なずれを打ち消し、
当該原音声信号の品質に応じて当該原音声信号または当該予備音声信号を選択し、
当該映像信号と、選択した方の音声信号とを処理することを特徴とする、送受信システム。
【請求項２５】
前記送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号と、前記第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とが与えられ、当該映像信号と、当該原音声信号と、当該遅延予備音声信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を、映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた映像信号および原音声信号が与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記第２の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記分離部が分離して得られた遅延予備音声信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
前記第２の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項２６】
前記送信装置は、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号と、前記第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とを復号化して、当該映像信号および当該原音声信号を前記第２の遅延部に、当該遅延予備音声信号を前記選択部に与える復号化部をさらに含む、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項２７】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備音声信号を前記原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項２６に記載の送受信システム。
【請求項２８】
前記基準値は、前記処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項２９】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項３０】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原音声信号を選択することを特徴とする、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項３１】
前記送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号とが与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
前記第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とが与えられ、当該遅延映像信号と、当該遅延原音声信号と、当該予備音声信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を、遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記分離部が分離して得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記第２の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
前記分離部が分離して得られた遅延映像信号と、前記選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項３２】
前記送信装置は、
前記第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とを復号化して、当該映像信号を前記処理部に、当該遅延原音声信号を前記判定部に、当該予備音声信号を前記第２の遅延部に与える復号化部とさらに含む、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３３】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備音声信号を前記原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項３２に記載の送受信システム。
【請求項３４】
前記基準値は、前記処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３５】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３６】
前記受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項３７】
デジタル放送に用いられ、信号を送信するための送信装置であって、
送信しようとする原信号の情報量を削減して予備信号として出力する情報量削減手段と、
前記原信号と前記予備信号とを時間的にずらす時間ずらし手段と、
前記時間ずらし手段によって時間的にずらされた前記原信号と前記予備信号とを多重化して送信する多重化送信手段とを含む、送信装置。
【請求項３８】
デジタル放送に用いられ、本来再生するための原信号と前記原信号の受信状況に応じて再生するための予備信号との多重化信号を受信するための受信装置であって、
前記多重化信号を受信して前記原信号と前記予備信号とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された原信号と予備信号との時間的なずれを打ち消す時間打ち消し手段と、
前記原信号の品質に応じて、前記時間打ち消し手段によって時間的なずれが打ち消された原信号または予備信号を選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した方の信号を処理する処理手段とを含む、受信装置。
【請求項３９】
デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送信するための送信装置であって、
送信しようとする原音声信号の情報量を削減して予備音声信号として出力する情報量削減手段と、
送信しようとする映像信号および原音声信号と、前記予備音声信号とを時間的にずらす時間ずらし手段と、
前記時間ずらし手段によって時間的にずらされた前記映像信号と前記原音声信号と前記予備音声信号とを多重化して送信する多重化送信手段とを含む、送信装置。
【請求項４０】
デジタル放送に用いられ、本来再生するための映像信号および原音声信号と前記原音声信号の受信状況に応じて再生するための予備音声信号との多重化信号を受信するための受信装置であって、
前記多重化信号を受信して前記映像信号および前記原音声信号と、前記予備音声信号とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された映像信号および原音声信号と、予備信号との時間的なずれを打ち消す時間打ち消し手段と、
前記原音声信号の品質に応じて、前記時間打ち消し手段によって時間的なずれが打ち消された原音声信号または予備音声信号を選択する選択手段と、
前記映像信号と、前記選択手段が選択した方の音声信号とを処理する処理手段とを含む、受信装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、送受信システムに関し、より特定的には、例えば地上デジタル放送などに用いられ、映像信号や音声信号を送受信するための送受信システムに関する。
背景技術
近年、デジタル放送技術は、目覚ましい発展を遂げている。デジタル放送の場合、受信障害への耐性が強い方式を採用することができるので、デジタル放送は、従来のアナログ放送と比較して、より安定した映像、音声およびデータ放送を提供することができる。そのため、従来のアナログ放送は、衛星・地上波を問わず、徐々にデジタル放送へと転換されつつある。
ところが、デジタル放送にも、アナログ放送には存在しなかった特有の問題が存在する。デジタル放送特有の問題とは、受信信号の信号レベルが低くなり、それに伴い信号品質があるレベルを下回ると、デジタル放送用受信装置が出力する映像や音声に障害が現れ始め、さらに信号品質が低下すると、映像や音声が信号途絶時と同じ状態にまで急激に劣化して、視聴が不可能となるといった問題である。
以下、この特有の問題について、さらに詳しく説明する。映像信号の受信品質が一定品質を下回ると、従来のデジタル放送用受信装置は、乱れた映像を表示し始める（たとえば、ブロック状のノイズを画面に表示し始める）。さらに映像信号の品質低下が進むと、従来のデジタル放送用受信装置は、乱れが急速に拡大した映像を表示し、信号途絶時と同じ状態となり、その状態が解消されるまで映像表示を停止する。あるいは、従来のデジタル放送用受信装置は、途絶直前に表示していた画面をそのまま表示し続ける。また、音声信号の受信品質が一定品質を下回ると、従来のデジタル放送用受信装置は、途切れのある音を出力し始める。さらに受信信号の品質低下が進むと、従来のデジタル放送用受信装置は、途切れの頻繁な音を出力するようになり、信号途絶と同じ状態となって、その状態が解消されるまで音声出力を停止する。
一方、アナログ放送の場合、信号レベルが低下するにつれて以下のような状態となる。映像信号の受信レベルの低下が進むと、アナログ放送用受信装置が表示する映像は、カラー映像から白黒映像となる。さらに受信レベルが低下すると、アナログ放送用受信装置が表示する映像は、徐々にノイズに埋もれた映像となり、最後には見ることが不可能な映像となる。また、音声信号の受信レベルの低下が進むと、アナログ放送用受信装置が出力する音声は、少しずつノイズ成分を含むようになり、最後に聞くことが不可能な音声となる。なお、アナログテレビ放送の場合、一般に、映像信号と比較して音声信号の方が信号レベルの低下への耐性が強いので、アナログテレビ放送用受信装置は、映像の表示が途絶えるような状況になっても、音声の出力を続けることができる。
信号品質が十分に確保できた場合、従来のデジタル放送用受信装置は、アナログ放送と比較して非常に高品質な音声や映像を提供することができる。ところが、信号品質がある一定レベルを下回った場合、従来のデジタル放送用受信装置は、急激に視聴が不可能な状態となる。その結果、視聴者は、アナログテレビ放送のときよりも、不快感を感じることとなる。
上記のように、視聴していた映像や音声が突然乱れ始め、程なく出力停止に至る現象は、デジタル地上波放送を、車などの移動体において移動しながら視聴するデジタル放送用受信装置において、しばしば発生する。なぜなら、デジタル地上波放送の場合、地上に設けられた放送局や中継局が電波を放射するので、電波の伝搬特性が地形や障害物の有無に応じて変化する。その結果、ある受信場所では、受信信号の品質が大きく低下することとなるからである。また、信号品質の変動が大きいため、デジタル放送用受信装置は、視聴者が映像や音声を視聴できたりできなかったりする状況を頻繁に繰り返す。ところが、従来のデジタル放送用受信装置は、このような受信信号の品質低下によって発生する障害に対し、単に静止画を出力するといった程度の対策をするだけであった。
なお、特開２０００−３５８００４号公報（以下、特許文献１という）には、巡回送信するデータ（このシステムでは、同じデータを巡回して送信することを想定している）の内、データ受信の為に必須または受信頻度の高いデータを複数回送信するシステムが記載されている。特許文献１に記載のシステムは、データ受信開始までの待ち時間を短縮すると共に、データ取得時間を短縮して、データ受信の効率を高めることができる。ところが、特許文献１に記載のシステムは、受信レベルの低下時に突然再生不可能になるというデジタル放送特有の問題を解決するシステムではなかった。
また、社団法人  電波産業界、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１、１．０版、平成１３年５月３１日策定、第３章、Ｐ１０（以下、非特許文献１という）に記載されているように、日本の地上デジタル放送では、一つの送信チャネルを階層に分割し、階層毎にキャリア変調方式や誤り訂正符号化率を異なるものなるようにしている。たとえば、誤り発生を抑えたい信号については、誤り耐性の高いキャリア変調方式および高い誤り訂正能力を持つ誤り訂正符号化率を採用する。
しかし、非特許文献１に記載の方法によれば、階層毎に受信限界となる信号レベルが異なるために、誤り発生を抑えたい信号の誤り発生率を抑えることはできるものの、受信信号の品質が大きく低下した場合、非特許文献１に記載の方法によっては、共に正しく受信できない可能性がある。すなわち、非特許文献１に記載の方法では、誤り耐性に差をつけるため、ある程度の受信品質劣化に耐える受信装置を提供することができるが、共に受信限界レベルを下回るような場合、この方法を適用した受信装置は、上記デジタル放送特有の問題を発生してしまう。このように、従来、いずれのデジタル放送用受信装置でも、上記デジタル放送特有の問題を解決することはできなかった。
それゆえに、本発明の目的は、デジタル放送に用いられてる信号を送受信するシステムであって、受信信号の品質が低下して発生する障害（例えば、信号が映像信号や音声信号の場合、映像が乱れたり音声が途切れたり、最悪の場合には映像表示や音声出力が停止されるといった現象）を減らすことができる送受信システムを提供することである。
そして、一般に、視聴者は、映像乱れと比較して、音声の途切れに対して格段に強い不快感を感じる場合が多い。そのため、たとえ映像は乱れても、音声の途切れを防止できれば、視聴者の不満は、ある程度まで軽減できる。音声の途切れを防止するだけであれば、映像の乱れと音声の途切れとの両方を防止するのに比べ、伝送情報量の増加が少なくて済むことが期待される。
それゆえに、本発明のさらなる目的は、デジタル放送に用いられて映像信号および音声信号を送受信するシステムであって、受信信号の品質が低下して発生する音声の途切れだけを減らすことができる、伝送情報量の増加が少ない送受信システムを提供することである。
発明の開示
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下に述べるような特徴を有している。
第１の局面は、デジタル放送に用いられ、信号を送受信するためのシステムであって、
信号を送信する送信装置と、
送信装置が送信した信号を受信して処理する受信装置とを備え、
送信装置は、送信しようとする原信号と、当該原信号の情報量を削減した信号であって、かつ当該原信号を時間的にずれさせた予備信号とを多重化して送信し、
受信装置は、
多重化信号を受信して原信号と予備信号とに分離し、
当該原信号と当該予備信号との時間的なずれを打ち消し、
当該原信号の品質に応じて当該原信号または当該予備信号を選択し、
選択した方の信号を処理することを特徴とする。
上記第１の局面によれば、原信号と、当該原信号を時間的にずれさせた予備信号とを多重化して送信するので、原信号と予備信号とでは、互いに対応する部分が異なる時間に伝送される。そのため、受信した原信号のある部分が一定品質を下回って処理不能であるとき、予備信号の対応部分が処理不能であるとは限らない。そこで、受信した多重化信号を原信号と予備信号とに分離して時間的なずれを解消した上で、原信号が一定品質以上であるか否かを判定し、判定結果が肯定であれば原信号を、否定であれば予備信号を選択して処理する。
これにより、受信信号の品質が低下して発生する障害を減らすことができる。ここで、原信号は、典型的には、下記第５の局面のように、映像信号および／または音声信号であるが、文字やプログラムなどのデータ信号でもよい。原信号が映像信号および／または音声信号である場合、受信信号の品質低下による映像の乱れや音声の途切れを減らすことができる。
しかも、予備信号の情報量は、原信号よりも少ないので、原信号を単に２回送信する場合と比べ、伝送情報量の増加が少なくて済む。
第２の局面は、第１の局面において、送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原信号が与えられ、当該原信号の情報量を削減する情報量削減部と、
情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号が与えられ、当該予備信号に遅延を加える第１の遅延部と、
分岐部から出力される他方の原信号と、第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とが与えられ、当該原信号と、当該遅延予備信号とを多重化する多重化部と、
多重化部が原信号と遅延予備信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を原信号と遅延予備信号とに分離する分離部と、
分離部が分離して得られた原信号が与えられ、当該原信号に遅延を加える第２の遅延部と、
第２の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号が与えられ、当該遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
分離部が分離して得られた遅延予備信号と、判定部による品質判定を受けた遅延原信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原信号および当該遅延予備信号のいずれかを選択する選択部と、
選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む。
上記第２の局面によれば、送信装置は、原信号と、当該原信号に対して遅延した予備信号とを多重化して送信する。一方、受信装置は、多重化信号を受信して原信号と遅延予備信号とに分離した後、原信号を遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消している。
第３の局面は、第２の局面において、送信装置は、
分岐部から出力される他方の原信号と、第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とを符号化して多重化部に与える符号化部をさらに含み、
受信装置は、
分離部が分離して得られた、符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とを復号化して、当該原信号を第２の遅延部に、当該遅延予備信号を選択部に与える復号化部をさらに含む。
上記第３の局面によれば、送信装置において各信号が符号化され、受信装置において、符号化された各信号が復号化される（下記第９，１４，１９の局面も同様である）。
第４の局面は、第３の局面において、情報量削減部は、符号化部が遅延予備信号を原信号よりも圧縮して符号化することによって実現される。
上記第４の局面によれば、符号化と共に情報量の削減が可能となる（下記第１０の局面も同様である）。
第５の局面は、第２の局面において、送信しようとする原信号が映像信号および／または音声信号であり、
基準値は、処理部が遅延原信号を処理して得られる映像および／または音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である。
上記第５の局面によれば、原信号が映像信号および／または音声信号である。この場合、信号品質が低下して、遅延原信号を処理して再生される映像および／または音声に障害（映像の乱れや音声の途切れ）が発生し始める直前に、処理の対象が遅延原信号から遅延予備信号に切り替わる。ここで、信号品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される（下記第１１の局面も同様である）。
第６の局面は、第２の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
上記第６の局面によれば、何らかの事情で送信すべき信号の伝送レートが変更になったとしても、メモリ不足が原因で遅延処理ができなくなるといった事態を回避することが可能となる（下記第１２，１６，２１，２９および３５の局面も同様である）。
第７の局面は、第２の局面において、選択部は、ユーザの指示に応じて、分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする。
上記第７の局面によれば、リアルタイム再生を所望するユーザの要望に応えることが可能となる（下記第１７，３０の局面も同様である）。
第８の局面は、第１の局面において、送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原信号が与えられ、当該原信号の情報量を削減する情報量削減部と、
分岐部から出力される他方の原信号が与えられ、当該原信号に遅延を加える第１の遅延部と、
情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号と、第１の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号とが与えられ、当該遅延原信号と、当該予備信号とを多重化する多重化部と、
多重化部が遅延原信号と予備信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を、遅延原信号と予備信号とに分離する分離部と、
分離部が分離して得られた予備信号が与えられ、当該予備信号に遅延を加える第２の遅延部と、
分離部が分離して得られた遅延原信号が与えられ、当該遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
第２の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号と、判定部による品質判定を受けた遅延原信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原信号または当該遅延予備信号を選択する選択部と、
選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む。
上記第８の局面によれば、送信装置は、予備信号に対して遅延した原信号と、予備信号とを多重化して送信する（言い換えれば、原信号と、原信号に対して先行する予備信号とを多重化して送信する）。一方、受信装置は、多重化信号を受信して原信号と遅延予備信号とに分離した後、予備信号を遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消している。
第９の局面は、第８の局面において、送信装置は、
情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号と、第１の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号とを符号化して多重化部に与える符号化部をさらに含み、
受信装置は、
分離部が分離して得られた、符号化された遅延原信号と、符号化された予備信号とを復号化して、当該遅延原信号を判定部に、当該予備信号を第２の遅延部に与える復号化部をさらに含む。
第１０の局面は、第９の局面において、情報量削減部は、符号化部が遅延予備信号を原信号よりも圧縮して符号化することによって実現される。
第１１の局面は、第８の局面において、送信しようとする原信号が映像信号および／または音声信号であり、
基準値は、処理部が遅延原信号を処理して得られる映像および／または音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である。
第１２の局面は、第８の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
第１３の局面は、第１の局面において、送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原信号に含まれる信号の一部を選択して、予備信号として出力する第１の選択部と、
第１の選択部から出力される予備信号に遅延を加えて、遅延予備信号として出力する第１の遅延部と、
分岐部から出力される他方の原信号と、第１の遅延部から出力される遅延予備信号とを多重化して出力する多重化部と、
多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を原信号と遅延予備信号とに分離して出力する分離部と、
分離部が分離した原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する第２の遅延部と、
第２の遅延部からの遅延原信号または分離部からの遅延予備信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、
第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む。
上記第１３の局面によれば、送信装置は、原信号に含まれる信号の一部を選択することによって原信号の情報量を削減する。また、送信装置は、原信号と、当該原信号に対して遅延した予備信号とを多重化して送信する。一方、受信装置は、多重化信号を受信して原信号と遅延予備信号とに分離した後、原信号を遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消している。
第１４の局面は、第１３の局面において、送信装置は、さらに、
分岐部から出力される原信号を符号化して、多重化部に入力する第１の符号化部と、
第１の遅延部から出力される予備信号を符号化して、多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
受信装置は、さらに、
第２の遅延部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、第２の選択部に入力する第１の復号化部と、
分離部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、第２の選択部に入力する第２の復号化部とを含む。
第１５の局面は、第１３の局面において、第１の選択部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする。
上記第１５の局面によれば、送信装置は、時間帯に応じて、選択すべき信号を変化させていくので、重要な時間帯における重要な情報については、視聴者に確実に伝えることが可能となる（下記第２０の局面についても同様である）。
第１６の局面は、第１３の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
第１７の局面は、第１３の局面において、選択部は、ユーザの指示に応じて、分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする。
第１８の局面は、第１の局面において、送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する第１の遅延部と、
分岐部から出力される他方の原信号に含まれる信号の一部を選択し、予備信号として出力する第１の選択部と、
第１の遅延部から出力される遅延原信号と、選択部から出力される予備信号とを多重化して出力する多重化部と、
多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を遅延原信号と予備信号とに分離して出力する分離部と、
分離部が分離した予備信号に遅延を加えて出力する第２の遅延部と、
第２の遅延部からの遅延予備信号または分離部からの遅延原信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、
第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む。
上記第１８の局面によれば、送信装置は、原信号に含まれる信号の一部を選択することによって原信号の情報量を削減する。また、送信装置は、予備信号に対して遅延した原信号と、予備信号とを多重化して送信する（言い換えれば、原信号と、原信号に対して先行する予備信号とを多重化して送信する）。一方、受信装置は、多重化信号を受信して原信号と遅延予備信号とに分離した後、予備信号を遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消している。
第１９の局面は、第１８の局面において、送信装置は、さらに、
第１の遅延部から出力される遅延原信号を符号化して、多重化部に入力する第１の符号化部と、
第１の選択部から出力される予備信号を符号化して、多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
受信装置は、さらに、
分離部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、第２の選択部に入力する第１の復号化部と、
第２の遅延部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、第２の選択部に入力する第２の復号化部とを含む。
第２０の局面は、第１８の局面において、第１の選択部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする。
第２１の局面は、第１８の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
第２２の局面は、第１の局面において、原信号は、符号化済みの信号であることを特徴とする。
第２３の局面は、第１の局面において、受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする。
第２４の局面は、デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送受信するためのシステムであって、
映像信号および音声信号を送信する送信装置と、
送信装置が送信した映像信号および音声信号を受信する受信装置とを備え、
送信装置は、送信しようとする映像信号および原音声信号と、当該原音声信号の情報量を削減した信号であって、かつ当該原音声信号を時間的にずれさせた予備音声信号とを多重化して送信し、
受信装置は、
多重化信号を受信して、映像信号および原音声信号と、予備音声信号とに分離し、
当該映像信号および当該原音声信号と、当該予備信号との時間的なずれを打ち消し、
当該原音声信号の品質に応じて当該原音声信号または当該予備音声信号を選択し、
当該映像信号と、選択した方の音声信号とを処理することを特徴とする。
上記第２４の局面によれば、映像信号および原音声信号と、当該原音声信号を時間的にずれさせた予備音声信号とを多重化して送信するので、原音声信号と予備音声信号とでは、互いに対応する部分が異なる時間に伝送される。そのため、受信した原音声信号のある部分が一定品質を下回って処理不能であるとき、予備音声信号の対応部分が処理不能であるとは限らない。そこで、受信した多重化信号を映像信号および原信号と予備信号とに分離して時間的なずれを解消した上で、原音声信号が一定品質以上であるか否かを判定し、判定結果が肯定であれば原音声信号を、否定であれば予備音声信号を選択して、映像信号と共に処理する。
これにより、受信信号の品質低下による音声の途切れだけを減らすことができる。映像については予備信号を送信していないので、映像の乱れを減らすことはできないが、映像および音声の両方について予備信号を送信する場合と比べ、予備信号のための伝送情報量の増加が少ないので、コストがかからない。
しかも、予備音声信号の情報量は、原音声信号よりも少ないので、原音声信号を単に２回送信する場合と比べ、伝送情報量の増加が少なくて済む。
第２５の局面は、第２４の局面において、送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
送信しようとする映像信号と、分岐部から出力される他方の原音声信号と、第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とが与えられ、当該映像信号と、当該原音声信号と、当該遅延予備音声信号とを多重化する多重化部と、
多重化部が映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を、映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とに分離する分離部と、
分離部が分離して得られた映像信号および原音声信号が与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
第２の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
分離部が分離して得られた遅延予備音声信号と、判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
第２の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む。
上記第２５の局面によれば、送信装置は、映像信号および原音声信号と、当該映像信号および当該原信号に対して遅延した予備音声信号とを多重化して送信する。一方、受信装置は、多重化信号を受信して映像信号および原音声信号と遅延予備音声信号とに分離した後、映像信号および原音声信号を遅延させることによって、映像信号および原音声信号と予備音声信号との時間的なずれを解消している。
第２６の局面は、第２５の局面において、送信装置は、
送信しようとする映像信号と、分岐部から出力される他方の原音声信号と、第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とを符号化して多重化部に与える符号化部をさらに含み、
受信装置は、
分離部が分離して得られた、符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とを復号化して、当該映像信号および当該原音声信号を第２の遅延部に、当該遅延予備音声信号を選択部に与える復号化部をさらに含む。
上記第２６の局面によれば、送信装置において各信号が符号化され、受信装置において、符号化された各信号が復号化される（下記第３２の局面も同様である）。
第２７の局面は、第２６の局面において、情報量削減部は、符号化部が遅延予備音声信号を原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される。
上記第２７の局面によれば、符号化と共に情報量の削減が可能となる（下記第３３の局面も同様である）。
第２８の局面は、第２５の局面において、基準値は、処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である。
上記第２８の局面によれば、信号品質が低下して、遅延原音声信号を処理して再生される音声に障害（音声の途切れ）が発生し始める直前に、処理の対象が遅延原音声信号から遅延予備音声信号に切り替わる。ここで、信号品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される（下記第３４の局面も同様である）。
第２９の局面は、第２５の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
第３０の局面は、第２５の局面において、選択部は、ユーザの指示に応じて、分離部が出力する原音声信号を選択することを特徴とする。
第３１の局面は、第２４の局面において、送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
送信しようとする映像信号と、分岐部から出力される他方の原音声信号とが与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とが与えられ、当該遅延映像信号と、当該遅延原音声信号と、当該予備音声信号とを多重化する多重化部と、
多重化部が遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
受信装置は、
送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を、遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とに分離する分離部と、
分離部が分離して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
分離部が分離して得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
第２の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号と、判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
分離部が分離して得られた遅延映像信号と、選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む。
上記第３１の局面によれば、送信装置は、予備音声信号に対して遅延した映像信号および原音声信号と、予備音声信号とを多重化して送信する（言い換えれば、映像信号および原音声信号と、当該映像信号および当該原音声信号に対して先行する予備音声信号とを多重化して送信する）。一方、受信装置は、多重化信号を受信して遅延映像信号および遅延原音声信号と予備音声信号とに分離した後、予備音声信号を遅延させることによって、映像信号および原音声信号と予備音声信号との時間的なずれを解消している。
第３２の局面は、第３１の局面において、送信装置は、
第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とを符号化して多重化部に与える符号化部をさらに含み、
受信装置は、
分離部が分離して得られた、符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とを復号化して、当該映像信号を処理部に、当該遅延原音声信号を判定部に、当該予備音声信号を第２の遅延部に与える復号化部とさらに含む。
第３３の局面は、第３２の局面において、情報量削減部は、符号化部が遅延予備音声信号を原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される。
第３４の局面は、第３１の局面において、基準値は、処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である。
第３５の局面は、第３１の局面において、第１の遅延部および第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする。
第３６の局面は、第２４の局面において、受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする。
第３７の局面は、デジタル放送に用いられ、信号を送信するための送信装置であって、
送信しようとする原信号の情報量を削減して予備信号として出力する情報量削減手段と、
原信号と予備信号とを時間的にずらす時間ずらし手段と、
時間ずらし手段によって時間的にずらされた原信号と予備信号とを多重化して送信する多重化送信手段とを含む。
第３８の局面は、デジタル放送に用いられ、本来再生するための原信号と原信号の受信状況に応じて再生するための予備信号との多重化信号を受信するための受信装置であって、
多重化信号を受信して原信号と予備信号とに分離する分離手段と、
分離手段によって分離された原信号と予備信号との時間的なずれを打ち消す時間打ち消し手段と、
原信号の品質に応じて、時間打ち消し手段によって時間的なずれが打ち消された原信号または予備信号を選択する選択手段と、
選択手段が選択した方の信号を処理する処理手段とを含む。
第３９の局面は、デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送信するための送信装置であって、
送信しようとする原音声信号の情報量を削減して予備音声信号として出力する情報量削減手段と、
送信しようとする映像信号および原音声信号と、予備音声信号とを時間的にずらす時間ずらし手段と、
時間ずらし手段によって時間的にずらされた映像信号と原音声信号と予備音声信号とを多重化して送信する多重化送信手段とを含む。
第４０の局面は、デジタル放送に用いられ、本来再生するための映像信号および原音声信号と原音声信号の受信状況に応じて再生するための予備音声信号との多重化信号を受信するための受信装置であって、
多重化信号を受信して映像信号および原音声信号と、予備音声信号とに分離する分離手段と、
分離手段によって分離された映像信号および原音声信号と、予備信号との時間的なずれを打ち消す時間打ち消し手段と、
原音声信号の品質に応じて、時間打ち消し手段によって時間的なずれが打ち消された原音声信号または予備音声信号を選択する選択手段と、
映像信号と、選択手段が選択した方の音声信号とを処理する処理手段とを含む。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態（第１〜第６の実施形態）に係るデジタル放送用送受信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す全体構成図は、以下に説明する全ての実施形態において適用される。図１において、本発明の実施形態に係るデジタル放送用送受信システム１は、信号源２からの映像信号および音声信号（なお、本実施形態では、単に「信号」と読んだ場合、映像信号と音声信号とを区別しないものとする）を送信する送信装置３と、送信装置３が送信した信号を受信して映像および音声を再生する受信装置４とを備える。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る送受信システム１は、映像および音声を一体的に処理する（第２の実施形態も同様）。
図２は、図１の信号源２から第１の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。図２において、信号は、連続する複数のフレーム（時間的に古いものからＡ１，Ａ２，Ａ３，…のように呼ぶ）で構成されている。このように構成された信号が、Ａ１，Ａ２，Ａ３…の順に信号源２から送信装置３に入力され、送信装置３によって受信装置４へ送信される。送信された信号は、受信装置４によって受信され、再生処理される。受信装置４は、車などの移動体に備え付けられている。
図３は、第１の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図３において、送信装置３は、入力部１０１と、分岐部１０２と、情報量削減部１０３と、遅延部１０４と、符号化部１０５と、多重化部１０６と、送信部１０７と、アンテナ１０８とを含む。入力部１０１は、信号源２からの信号を送信装置３の内部に入力する。分岐部１０２は、入力部１０１が入力した信号（以下、原信号という）を二分岐する。
分岐部１０２、情報量削減部１０３、遅延部１０４、符号化部１０５および多重化部１０６は、以下に説明するような機能をソフトウエア的に備えていてもよいし、ハードウエア的に備えていてもよい（その他の実施形態についても同様）。
情報量削減部１０３は、分岐部１０２から出力される一方の原信号の情報量を削減して出力する。情報量削減部１０３が出力する情報量が削減された信号を予備信号と呼ぶ。以下、情報量の削減方法を具体的にいくつか示す。たとえば、原信号が映像信号と音声信号とから構成されている場合、情報量削減部１０３は、予備信号として、音声信号だけを出力する。また、原信号が多チャンネル品質の音声信号である場合、情報量削減部１０３は、モノラル音声信号を予備信号として出力する。また、原信号が一般的に音楽用コンパクトディスクに収録されている程度の高音質音声信号である場合、情報量削減部１０３は、電話音声品質のような低品質の音声信号を予備信号として出力する。
遅延部１０４は、情報量削減部１０３からの予備信号を一定フレーム数だけ遅延させて出力する。この遅延させるフレーム数を、遅延フレーム数と呼ぶ。遅延フレーム数は、数秒間分が適切である。遅延部１０４は、予備信号を遅延フレーム数分だけ遅延させて出力する。遅延部１０４が出力する遅延後の予備信号を遅延予備信号と呼ぶ。また、遅延フレーム数をＮ（Ｎは、１以上の自然数）とし、遅延フレーム数に相当する時間を遅延時間と呼んで、Ｔ［秒］で表すこととする。
ここで、遅延部１０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔについて具体的に説明しておく。車などの移動体において信号を受信する場合、電波の受信品質は、地形や障害物の有無に応じて刻々と変化する。したがって、受信信号の品質は受信地点によって大きく異なることとなるので、受信障害が発生する場合がある。図４は、実際に５００ＭＨｚ帯域の地上デジタル放送波を時速約４０Ｋｍで移動する自動車に設置したアンテナで受信したときの受信信号のレベル変動の一例を示す図である。
図４において、縦軸は、受信信号の信号レベルを示す。縦軸の一目盛りは、１０ｄＢである。横軸は、時間を示す。横軸の一目盛りは、５秒である。図４に示すように、受信信号の受信レベルは、刻々と変化する。受信信号がある一定のレベルＲ［ｄＢ］を下回った場合、信号の品質が著しく劣化し、受信障害が発生する。なお、信号レベルの変動は、信号送信波が路面や周囲の建造物等に反射して生じた多数の波が干渉した結果生じる。また、信号レベルの変動周期は、移動体の移動速度や、信号が送信される周波数に依存する。
上記説明から分かるように、移動体において信号を受信する場合、受信装置が、現在、異常受信状態であったとしても、数秒後（例えば、５秒後）には、正常受信状態となる可能性が十分ある。ただし、原信号と予備信号との送信時間差が大きすぎると、受信装置は、初期動作時において、予備信号が受信できた後、映像や音声を再生することとなるので、一定の待ち時間が生じる。そのため、遅延時間として適切な時間は、初期動作時において、映像や音声が出力されるまで、視聴者が許容できる程度の待ち時間であり、かつ移動体における受信状況が改善するのに必要な時間がよい。すなわち、遅延時間としては、数秒が最適している。たとえば、遅延時間を約５秒と想定する。
次に、遅延フレーム数について説明する。デジタル放送の規格に、日本国における地上波デジタルテレビ放送標準規格を採用し、伝送モードがモード３であり、ガードインターバル長が１／８であり、かつフレーム長が２３１．３３６ｍｓとした場合（社団法人  電波産業界、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１、１．０版、平成１３年５月３１日策定、表３−１参照）、遅延時間Ｔ＝約５秒に相当する遅延フレーム数Ｎは、Ｎ＝２２となる。すなわち、この例の場合、遅延部１０４は、情報量削減部１０３からの予備信号を２２フレーム分遅延させて、出力することとなる。
符号化部１０５は、分岐部１０２から出力される原信号を符号化して出力すると共に、それとは別に、遅延部１０４からの遅延予備信号を符号化して出力する。たとえば、ここでの符号化方式を、ＭＰＥＧ−２方式とする。
多重化部１０６は、符号化部１０５からの符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とを時分割多重化して出力する。具体的には、多重化部１０６は、各フレームに存在する余分な領域（以下、ＮＵＬＬ領域という）に遅延予備信号を挿入して、原信号と遅延予備信号との多重化を図る（以下の実施形態についても同様）。ＮＵＬＬ領域は、変調方式の選択により容易に設けることができる。このように、各フレームのＮＵＬＬ領域に遅延予備信号を挿入することによって、従来のデジタル放送システムと同一のタイミングでの受信が可能となる。なお、多重化部１０６は、周波数多重化してもよい。
送信部１０７は、多重化部１０６が原信号と遅延予備信号とを多重化して得た信号（以下、多重化信号）を送信する。アンテナ１０８は、多重化信号を電波に変換して放射する。
図５は、第１の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。図５において、受信装置４は、アンテナ１０９と、受信部１１０と、分離部１１１と、復号化部１１２と、遅延部１１３と、判定部１１４と、選択部１１５と、再生処理部１１６とを含む。アンテナ１０９は、電波を捕捉して多重化信号に変換する。受信部１１０は、アンテナ１０９からの多重化信号を受信する。
分離部１１１、復号化部１１２、遅延部１１３、判定部１１４、選択部１１５および再生処理部１１６は、以下に説明するような機能をソフトウエア的に備えていてもよいし、ハードウエア的に備えていてもよい（その他の実施形態についても同様）。
分離部１１１は、受信部１１０が受信した多重化信号を、符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とに分離する。復号化部１１２は、分離部１１１が分離して得られた、符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とを復号化する。
遅延部１１３は、復号化部１１２が復号化して得られた原信号を一定フレーム数だけ遅延させて出力する。遅延部１１３における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔは、送信装置３の遅延部１０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔと同一である。すなわち、遅延部１１３は、Ｎフレーム分だけ復号化部１１２が復号化して得られた原信号を遅延させて出力する。遅延部１１３が出力する信号を遅延原信号と呼ぶ。
判定部１１４は、遅延部１１３からの遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する。選択部１１５は、判定部１１４からの判定結果（図５上、点線矢印で示す）に基づいて、判定部１１４からの遅延原信号または復号化部１１２からの遅延予備信号のいずれかを選択して出力する。再生処理部１１６は、選択部１１５が出力した方の信号を処理して、映像および音声を再生する。
上記のように構成された送受信システム１の動作について、以下に説明する。図３および図５には、図２に示したフレームＡｉが送信装置３に入力された時点における各部の入出力状態が示されている。図中のＡｉ’は、原信号のフレームＡｉと対応するような予備信号のフレームを表すものとする
図３において、入力部１０１から送信装置３の内部へと入力されてきた原信号Ａｉは分岐部１０２によって二分岐され、一方が情報量削減部１０３へ、他方が符号化部１０５へと与えられる。情報量削減部１０３は、与えられた原信号Ａｉの情報量を削減し、予備信号Ａｉ’として出力する。遅延部１０４は、情報量削減部１０３から出力される予備信号Ａｉ’にＮフレーム分の遅延を加え、遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を出力する。
すなわち、遅延部１０４は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉ’が入力されてきた時、Ｎフレーム分の記憶領域には、フレームＡｉ−１’〜Ａｉ−Ｎ’が既に記憶されている。遅延部１０４は、入力されてきたフレームＡｉ’を残りの１フレーム分の記憶領域に書き込むと共に、当該Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−Ｎ’だけを読み出して符号化部１０５に与える。なお、遅延部１０４は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、遅延部１０４は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うようなものであればよい。
符号化部１０５は、与えられた原信号Ａｉおよび遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を符号化する。次に、多重化部１０６は、符号化部１０５から出力される２つの信号Ａｉ，およびＡｉ−Ｎ’を多重化する。送信部１０７は、こうして多重化された多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’を、アンテナ１０８から電波の態様で送信する。
図５において、上記のようにして送信された電波がアンテナ１０９によって捕捉され、多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’に変換される。受信部１１０は、アンテナ１０９からの多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’を受信する。分離部１１１は、受信部１１０から出力される多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’を、原信号Ａｉと、遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’とに分離する。復号化部１１２は、分離部１１１から出力され、符号化された原信号Ａｉおよび符号化された遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’をそれぞれ復号化して出力する。遅延部１１３は、復号化部１１２からの原信号Ａｉに遅延時間に相当するＮフレーム分の遅延を加えて、遅延原信号Ａｉ−Ｎを出力する。
すなわち、遅延部１１３は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉが入力されてきた時、Ｔフレーム分の記憶領域には、フレームＡｉ−１〜Ａｉ−Ｎが既に記憶されている。遅延部１１３は、入力されてきたフレームＡｉを残りの１フレーム分の記憶領域に書き込むと共に、当該Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−Ｎだけを読み出して判定部１１４に与える。なお、遅延部１１３は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、遅延部１１３は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うようなものであればよい。
判定部１１４は、遅延原信号Ａｉ−Ｎの品質が基準値以上であるか否かを判定する。ここで、信号の品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される。一方、基準値として、映像の乱れや音声の途切れが発生し始める直前の品質と対応する値が選ばれる。あるいは、基準値として、映像表示や音声出力が停止される直前の品質と対応する値を選んでも良い。
選択部１１５は、判定部１１４の判定結果に応じて、遅延原信号Ａｉ−Ｎおよび遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’のいずれかを選択する。具体的には、選択部１１５は、遅延原信号Ａｉ−Ｎの品質が基準値以上であれば遅延原信号Ａｉ−Ｎを選択し、基準値に満たなければ遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を選択する。そして、選択された方の遅延信号Ａｉ−ＮまたはＡｉ−Ｎ’が再生処理部１１６に与えられ、再生処理部１１６は、当該遅延信号を処理して映像および音声を再生する。
このように、第１の実施形態に係る送受信システム１では、送信装置３が、原信号Ａｉと、当該原信号Ａｉの情報量を削減した信号であって、かつ当該原信号Ａｉよりも時間をＮフレーム分遅延させた予備信号Ａｉ−Ｎ’とを多重化して送信する。
一方、受信装置４は、当該多重化信号Ａｉ＋Ａｉ−Ｎ’を受信して、原信号Ａｉと遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’とに分離した後、原信号ＡｉをＮフレーム分遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消する。そして、受信装置４は、遅延原信号Ａｉ−Ｎの品質を判定して、品質が基準を満たしていれば当該遅延原信号Ａｉ−Ｎを処理し、満たしていなければ遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を処理して映像および音声を再生する。
すなわち、受信装置４は、現在の受信状況と数秒前の受信状況と比較して、数秒前の受信状況が良好であれば、受信装置４は、数秒前に受信した原信号を再生する。一方、数秒前の受信状況が劣悪であれば、現在の受信状況の良し悪しに関係なく、受信装置４は、現在受信中の予備信号を再生する。ところが、数秒前の受信状況が劣悪であったとしても、現在の受信状況が劣悪であるとは限らず、逆に、現在の受信状況が良好な場合が多い（図４参照）。したがって、受信装置４は、なるべく視聴者に不快を与えにくい信号を再生することとなり、受信状況の悪化に伴って突然、再生が途絶えるといったデジタル放送特有の問題を大幅に解消することが可能となる。
なお、送信装置３が二種類の符号化部を具備することで、図３における情報量削減部１０３を削減することが可能となる。図６は、二種類の符号化部を含む送信装置３の構成を示す図である。図６において、送信装置３は、入力部１０１と、分岐部１０２と、遅延部１０４と、第１の符号化部１０５ａと、第２の符号化部１０５ｂと、多重化部１０６と、送信部１０７と、アンテナ１０８とを含む。図６において、図３における送信装置３と同様の機能を有する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
第２の符号化部１０５ｂは、第１の符号化部１０５ａによる符号化に比べ、情報量を少なくなるような符号化方式を用いて符号化を行う。例えば、原信号Ａｉが映像信号である場合、第１の符号化部１０５ａは、ＭＰＥＧ−２符号化方式によって符号化を行い、第２の符号化部１０５ｂは、より情報圧縮効果の高いＭＰＥＧ−４符号化方式によって符号化を行う。これにより、第２の符号化部１０５ｂは、情報量を削減した遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’出力することができる。
なお、図６において、第１の符号化部１０５ａおよび第２の符号化部１０５ｂが用いる情報圧縮方式が同一である場合でも、第２の符号化部１０５ｂが、映像の解像度やフレーム数などを第１の符合化部１０５ａよりも少なくして、情報圧縮を行うようにすれば、同様の効果が得られる。また、原信号Ａｉが音声信号である場合でも、映像信号の場合と同様に、第１の符号化部１０５ａと第２の符号化部１０５ｂとの符号化率をそれぞれ異なるものとすれば、第２の符号化部１０５ｂは、情報量を削減した信号を生成することができる。
また、原信号Ａｉが映像信号、音声信号およびデータ信号からなる場合、音声信号だけを遅延させて送信させるには、符号済みの信号から音声信号だけを選択するようにしてもよい。図７は、音声信号だけを選択するようにした送信装置３の構成を示すブロック図である。図７において、符号化部１０５ｃは、原信号Ａｉを符号化して出力する。選択部１０３ｃは、符号化された信号から音声信号に相当する信号だけを選択して、予備信号Ａｉ’として出力する。例えば、ＭＰＥＧ−２のような情報圧縮方式におけるデータには、復号時に信号の種類を判別するためのＩＤが記録されている。したがって、選択部１０３ｃは、このようなＩＤを用いて、音声信号だけを選択することができる。
（第２の実施形態）
図８（ａ）は、図１の信号源２から第２の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。図８（ｂ）は、第２の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図８（ａ）に示すように、信号源２からの信号については、第１の実施形態と同様（図２参照）であるので、説明を省略する。
図８（ｂ）において、送信装置３は、入力部２０１と、分岐部２０２と、情報量削減部２０３と、遅延部２０４と、符号化部２０５と、多重化部２０６と、送信部２０７と、アンテナ２０８とを含む。入力部２０１は、信号源２からの信号を送信装置３の内部に入力する。分岐部２０２は、入力部２０１が入力した信号（以下、原信号）を二分岐する。情報量削減部２０３は、分岐部２０２から出力される一方の原信号の情報量を削減して出力する。情報量の削減に関する具体的方法として、第１の実施形態と同様、複数のものが考えられる。
遅延部２０４は、分岐部２０２から出力される他方の原信号を一定フレーム分だけ遅延させて出力する。遅延部２０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔについては、第１の実施形態と同様である。
符号化部２０５は、情報量削減部２０３が原信号の情報量を削減して得た信号（予備信号）と、遅延部２０４が原信号に遅延を加えて得た信号（遅延原信号）とをそれぞれ符号化して出力する。多重化部２０６は、符号化された遅延原信号と、符号化された予備信号とを多重化して出力する。送信部２０７は、多重化部２０６が遅延原信号と予備信号とを多重化して得た信号（多重化信号）を送信する。アンテナ２０８は、多重化信号を電波に変換して放射する。
図９は、第２の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。図９において、受信装置４は、アンテナ２０９と、受信部２１０と、分離部２１１と、復号化部２１２と、遅延部２１３と、判定部２１４と、選択部２１５と、再生処理部２１６とを含む。アンテナ２０９は、電波を捕捉して多重化信号に変換する。受信部２１０は、アンテナ２０９からの多重化信号を受信する。分離部２１１は、受信部２１０が受信した多重化信号を、符号化された遅延原信号と、符号化された予備信号とに分離する。復号化部２１２は、分離部２１１が分離して得られた、符号化された遅延原信号と、符号化された予備信号とを復号化する。
遅延部２１３は、復号化部２１２が復号化して得られた予備信号を一定フレーム数だけ遅延させて、遅延予備信号として出力する。遅延部２１３における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔは、送信装置３における遅延部２０４で用いられる値と同様である。
判定部２１４は、復号化部２１２が復号化して得た遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する。判定結果（図９上、点線矢印）は、選択部２１５に入力される。選択部２１５は、当該判定結果に応じて、遅延部２１３からの遅延予備信号または判定部２１４からの遅延原信号のいずれかを選択して出力する。再生処理部２１６は、選択部２１５が選択した方の遅延信号を処理して、映像および音声を再生する。
上記のように構成された送受信システム１の動作について、以下に説明する。図８（ｂ）および図９には、フレーム“Ａｉ”が送信装置３に入力された時点における各部の入出力状態が示されている。図中の記載方法については、第１の実施形態と同様であり、Ａｉ’は、原信号のフレームＡｉと対応するような予備信号のフレームを表している。
図８（ｂ）において、送信装置３に入力されてきた原信号Ａｉは二分岐され、一方が情報量削減部２０３へ、他方が遅延部２０４へと与えられる。情報量削減部２０３は、与えられた原信号Ａｉの情報量を削減し、予備信号Ａｉ’として出力する。遅延部２０４は、原信号ＡｉにＮフレーム分の遅延を加えて、遅延原信号Ａｉ−Ｎを出力する。
すなわち、遅延部２０４は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉが入力されてきた時、Ｎフレーム分の領域には、フレームＡｉ−Ｎ〜Ａｉ−１が既に記憶されている。遅延部２０４は、入力されてきたフレームＡｉを残りの記憶領域に書き込むと共に、Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−Ｎだけを読み出して符号化部２０５に与える。なお、遅延部２０４は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部２０４は、どのような構造であってもよい。
符号化部２０５は、与えられた遅延原信号Ａｉ−Ｎおよび予備信号Ａｉ’をそれぞれ符号化して出力する。多重化部２０６は、符号化部２０５から出力される２つの信号Ａｉ−ＮおよびＡｉ’を多重化する。送信部２０７は、こうして多重化された信号Ａｉ−Ｎ＋Ａｉ’を、アンテナ２０８から電波の態様で送信する。
図９において、上記のようにして送信された電波がアンテナ２０９によって捕捉され、受信部２１０は、多重化信号Ａｉ−Ｎ＋Ａｉ’を受信する。分離部２１１は、受信部２１０からの多重化信号を、符号化された原信号Ａｉ−Ｎと、符号化された予備信号Ａｉ’とに分離する。復号化部２１２は、分離部２１１から出力される２つの符号化された信号Ａｉ−Ｎ，Ａｉ’をそれぞれ復号化する。遅延部２１３は、復号化部２１２から出力される予備信号Ａｉ’にＮフレーム分の遅延を加えて、遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を出力する。
すなわち、遅延部２１３は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉ’が入力されてきた時、Ｎフレーム分の領域には、フレームＡｉ−Ｎ’〜Ａｉ−１’が既に記憶されている。遅延部２１３は、入力されてきたフレームＡｉ’を残りの記憶領域に書き込むと共に、Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−Ｎ’だけを読み出して選択部２１５に与える。なお、遅延部２１３は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部２１３は、どのような構成であってもよい。
判定部２１４は、復号化部２１２から出力される遅延原信号Ａｉ−Ｎの品質が基準値以上であるか否かを判定する。ここで、信号の品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される。一方、基準値は、映像の乱れや音声の途切れが発生し始める直前の品質と対応する値が選ばれる。あるいは、基準値として、映像表示や音声出力が停止される直前の品質と対応する値が選ばれてもよい。
選択部２１５は、判定部２１４の判定結果に応じて、遅延原信号Ａｉ−Ｎまたは遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’のいずれかを選択する。すなわち、選択部２１５は、遅延原信号Ａｉ−Ｎの品質が基準値以上であれば遅延原信号Ａｉ−Ｎを選択し、基準値に満たなければ遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を選択する。そして、選択された方の遅延信号Ａｉ−ＮまたはＡｉ−Ｎ’が再生処理部２１６に与えられ、再生処理部２１６は、当該遅延信号を処理して映像および音声を再生する。
このように、第２の実施形態に係る送受信システム１では、送信装置３が、遅延原信号Ａｉ−Ｎと、当該遅延原信号Ａｉ−Ｎに対してＮフレーム分先行する予備信号Ａｉ’とを多重化して送信する。
一方、受信装置４は、当該多重化信号Ａｉ−Ｎ＋Ａｉ’受信して、遅延原信号Ａｉ−Ｎと予備信号Ａｉ’とに分離した後、予備信号Ａｉ’をＮフレーム分遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消している。そして、原信号Ａｉ−Ｎの品質を判定して、品質が基準を満たしていれば当該原信号Ａｉ−Ｎを処理し、満たしていなければ遅延予備信号Ａｉ−Ｎ’を処理して映像および音声を再生する。
すなわち、受信装置４は、現在の受信状況と数秒前の受信状況と比較して、現在の受信状況が良好であれば、現在受信中の原信号を再生する。一方、現在の受信状況が劣悪であれば、数秒前の受信状況の良し悪しに関係なく、受信装置４は、数秒前に受信した予備信号を再生する。ところが、現在の受信状況が劣悪であったとしても、数秒前の受信状況が劣悪であるとは限らず、逆に、数秒前の受信状況が良好な場合が多い。したがって、受信装置４は、なるべく視聴者に不快を与えにくい信号を再生することとなり、受信状況の悪化に伴って突然、再生が途絶えるといったデジタル放送特有の問題を大幅に解消することが可能となる。
なお、上記第１または第２の実施形態では、原信号が映像信号および音声信号であるとしたが、映像信号だけでもよく、また音声信号だけでもよい。あるいは、原信号が文字やプログラムなどのデータ信号であってもよい。また、原信号は、これらの少なくとも二つが混在するような信号であってもよい。
以上のように、第１または第２の実施形態では、原信号と、当該原信号を時間的にずれさせた予備信号とが多重化されて送信されるので、原信号と予備信号とでは、互いに対応する部分が異なる時間に伝送される。そのため、受信した原信号のある部分が一定品質を下回って処理不能であったとしても、予備信号の対応部分が処理不能であるとは限らない。そこで、受信した多重化信号を原信号と予備信号とに分離して時間的なずれを解消した上で、原信号が一定品質以上であるか否かを判定し、一定品質以上であれば原信号を、一定品質未満であれば予備信号を選択して処理する。
これにより、受信信号の品質が低下して発生する障害（例えば、信号が映像信号や音声信号の場合、映像の乱れや音声の途切れ）を減らすことができる。
しかも、予備信号の情報量は、原信号よりも少ないので、原信号を単に２回送信する場合と比べ、伝送情報量の増加が少なくて済む。
ところで、上記第１または第２の実施形態において、基本的には、映像および音声の両方について予備信号を送受信することとしたので、映像の乱れと音声の途切れとを共に減らすことが可能である。
一方、下記第３，第４の実施形態では、映像と比べて情報量の少ない音声についてだけ予備信号を送受信することにより、予備信号による伝送情報量の増加を最小限に抑えつつ、音声の途切れだけを減らすようにしている。一般に、ユーザは、音声がわずかでも途切れると耐え難い不快感を感じるが、映像が多少乱れても耐え難いほどの不快感を感じることは少ないためである。
（第３の実施形態）
図１０（ａ）は、図１の信号源２から第３の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。図１０（ｂ）は、第３の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１０（ａ）において、映像信号は、連続する複数の映像フレーム（時間的に古いものからＡ１，Ａ２，Ａ３，…のように呼ぶ）で構成され、音声信号は、連続する複数の音声フレーム（時間的に古いものからＢ１，Ｂ２，Ｂ３，…のように呼ぶ）とで構成されている。このように構成された映像信号および音声信号が、（Ａ１，Ｂ１），（Ａ２，Ｂ２），（Ａ３，Ｂ３），…の順に送信装置３に入力され、送信装置３によって送信される。送信された映像信号および音声信号は、受信装置４によって受信され、再生処理される。
図１０（ｂ）において、送信装置３は、入力部３０１と、分岐部３０２と、情報量削減部３０３と、遅延部３０４と、符号化部３０５と、多重化部３０６と、送信部３０７と、アンテナ３０８とを含む。入力部３０１は、信号源２からの映像信号および音声信号を送信装置３の内部に入力する。分岐部３０２は、入力部３０１が入力した音声信号（以下、原音声信号）を二分岐する。情報量削減部３０３は、分岐部３０２から出力される一方の原音声信号の情報量を削減して出力する。情報量の削減方法については、第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
遅延部３０４は、情報量削減部３０３が原音声信号の情報量を削減して得た信号（以下、予備音声信号）を一定フレーム数だけ遅延させて、遅延予備音声信号として出力する。遅延部３０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔは、第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する。
符号化部３０５は、入力部３０１が入力した映像信号と、分岐部３０２から出力される他方の原音声信号と、遅延部３０４が出力する遅延予備音声信号とをそれぞれ符号化して出力する。多重化部３０６は、符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とを多重化し、多重化信号として出力する。送信部３０７は、多重化部３０６からの多重化信号を送信する。アンテナ３０８は、多重化信号を電波に変換して放射する。
図１１は、第３の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。図１１において、受信装置４は、アンテナ３０９と、受信部３１０と、分離部３１１と、復号化部３１２と、遅延部３１３と、判定部３１４と、選択部３１５と、再生処理部３１６とを含む。アンテナ３０９は、電波を捕捉して多重化信号に変換する。受信部３１０は、アンテナ３０９からの多重化信号を受信する。分離部３１１は、受信部３１０が受信した多重化信号を、符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とに分離する。復号化部３１２は、分離部３１１が分離することによって得られた３つの信号、すなわち符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とをそれぞれ復号化して出力する。
遅延部３１３は、復号化部３１２が復号化して得た映像信号および原音声信号をそれぞれ一定フレーム数だけ遅延させて、遅延映像信号および遅延原音声音声信号として出力する。遅延部３１３における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔは、送信装置３における遅延部３０４で用いられる値と同様である。
判定部３１４は、遅延部３１３からの遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する。判定結果（図１１上、点線矢印）は、選択部３１５に入力される。選択部３１５は、判定部３１４による判定結果に応じて、遅延原音声信号または遅延予備音声信号のいずれかを選択して出力する。再生処理部３１６は、遅延部３１３からの遅延映像信号と、選択部３１５が選択した方の遅延音声信号とを処理して、映像および音声を再生する。
上記のように構成された送受信システム１の動作について、以下に説明する。図１０（ｂ）および図１１には、フレーム“（Ａｉ，Ｂｉ）”が送信装置３に入力された時点における各部の入出力状態が示されている。図中のＢｉ’は、原音声信号のフレームＢｉと対応するような予備音声信号のフレームを表している。
図１０（ｂ）において、送信装置３に入力されてきた映像信号Ａｉは、符号化部３０５へと与えられる。また、送信装置３に入力されてきた原音声信号Ｂｉは二分岐され、一方が情報量削減部３０３へ、他方が符号化部３０５へと与えられる。情報量削減部３０３は、与えられた原音声信号Ｂｉの情報量を削減する。遅延部３０４は、情報量削減部３０３から出力される予備音声信号Ｂｉ’にＮフレーム分の遅延を与えて、遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を出力する。
すなわち、遅延部３０４は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＢｉが入力されてきた時、Ｎフレーム分の領域には、フレームＢｉ−Ｎ’〜Ｂｉ−１’が既に記憶されている。遅延部３０４は、入力されてきたフレームＢｉ’を残りの記憶領域に書き込むと共に、Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＢｉ−Ｎ’だけを読み出して符号化部３０５に与える。なお、遅延部３０４は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部３０４は、どのような構造であってもよい。
符号化部３０５は、与えられた映像信号Ａｉ、原音声信号Ｂｉおよび遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’をそれぞれ符号化する。多重化部３０６は、符号化部３０５から出力される３つの信号Ａｉ，Ｂｉ，Ｂｉ−Ｎ’を多重化する。送信部３０７は、こうして多重化された信号Ａｉ＋Ｂｉ＋Ｂｉ−Ｎ’を、アンテナ３０８から電波の態様で送信する。
図１１において、上記のようにして送信された電波がアンテナ３０９によって捕捉され、多重化信号に変換される。受信部３１０は、アンテナ３０９からの多重化信号Ａｉ＋Ｂｉ＋Ｂｉ−Ｎ’を受信する。分離部３１１は、受信部３１０が受信した多重化信号Ａｉ＋Ｂｉ＋Ｂｉ−Ｎ’を、符号化された映像信号Ａｉと、符号化された原音声信号Ｂｉと、符号化された遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’とに分離する。復号化部３１２は、分離部３１１から出力される３つの符号化された信号Ａｉ，Ｂｉ，Ｂｉ−Ｎ’をそれぞれ復号化する。遅延部３１３は、復号化部３１２から出力される映像信号Ａｉおよび原音声信号ＢｉにＮフレーム分の遅延を与えて、遅延映像信号Ａｉ−Ｎおよび遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを出力する。
すなわち、遅延部３１３は、例えば少なくとも２×（Ｎ＋１）フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉおよびＢｉ入力されてきたとき、２×Ｎフレーム分の記憶領域には、フレームＡｉ−Ｎ〜Ａｉ−１およびＢｉ−Ｎ〜Ｂｉ−１が既に記憶されている。遅延部３１３は、入力されてきたフレームＡｉおよびＢｉを残りの２フレーム分の記憶領域に書き込むと共に、当該２×Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−ＮおよびＢｉ−ｎだけを読み出して、それぞれ、再生処理部３１６および判定部３１４に与える。なお、遅延部３１３は、リング状に構成された２×Ｎフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部３１３は、どのような構造であってもよい。
判定部３１４は、遅延部３１３から与えられる遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質が基準値以上であるか否かを判定する。ここで、信号の品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される。一方、基準値は、映像の乱れや音声の途切れが発生し始める直前の品質と対応する値が選ばれる。あるいは、映像表示や音声出力が停止される直前の品質と対応する値が選ばれてもよい。
選択部３１５は、判定部３１４の判定結果に応じて、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎまたは遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’のいずれかを選択する。すなわち、選択部３１５は、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質が基準値以上であれば遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを選択し、基準値に満たなければ遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を選択する。そして、遅延映像信号Ａｉ−Ｎと、選択された方の遅延音声信号Ｂｉ−ＮまたはＢｉ−Ｎ’とが再生処理部３１６に与えられ、再生処理部３１６は、当該遅延信号を処理して映像および音声を再生する。
このように、第３の実施形態に係る送受信システム１では、送信装置３が、映像信号Ａｉおよび原音声信号Ｂｉと、当該原音声信号Ｂｉの情報量を削減した信号であって、かつ当該原音声信号Ｂｉよりも時間をＮフレーム分遅延させた予備信号Ｂｉ−Ｎ’とを多重化して送信する。
一方、受信装置４は、当該多重化信号Ａｉ＋Ｂｉ＋Ｂｉ−Ｎ’を受信して、映像信号Ａｉと原音声信号Ｂｉと遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’とに分離した後、映像信号Ａｉおよび原音声信号ＢｉをＮフレーム分遅延させることにより、映像信号および原音声信号と予備音声信号との時間的なずれを解消している。そして、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質を判定して、品質が基準を満たしていれば当該遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを遅延映像信号Ａｉ−Ｎと共に処理し、満たしていなければ遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を遅延映像信号Ａｉ−Ｎと共に処理して、映像および音声を再生する。
すなわち、受信装置４は、音声信号について、現在の受信状況と数秒前の受信状況と比較して、数秒前の受信状況が良好であれば、受信装置４は、数秒前に受信した原信号を再生する。一方、数秒前の受信状況が劣悪であれば、現在の受信状況の良し悪しに関係なく、受信装置４は、現在受信中の予備音声信号を再生する。ところが、数秒前の受信状況が劣悪であったとしても、現在の受信状況が劣悪であるとは限らず、逆に、現在の受信状況が良好な場合が多い（図４参照）。したがって、受信装置４は、なるべく視聴者に不快を与えにくい音声信号を再生することとなり、受信状況の悪化に伴って突然、音声再生が途絶えるといったデジタル放送特有の問題を大幅に解消することが可能となる。
（第４の実施形態）
図１２（ａ）は、図１の信号源２から第４の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。図１２（ｂ）は、第４の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１２（ａ）に示すように、信号源からの信号については、第３の実施形態と同様（図１０（ａ）参照）であるので、説明を省略する。
図１２（ｂ）において、送信装置３は、入力部４０１と、分岐部４０２と、情報量削減部４０３と、遅延部４０４と、符号化部４０５と、多重化部４０６と、送信部４０７と、アンテナ４０８とを含む。入力部４０１は、信号源２からの映像信号および音声信号を送信装置３の内部に入力する。分岐部４０２は、入力部４０１が入力した音声信号（以下、原音声信号）を二分岐する。情報量削減部４０３は、分岐部４０２から出力される一方の原音声信号の情報量を削減して、予備音声信号として出力する。情報量の削減に関する具体的方法として、第１の実施形態と同様、複数のものが考えられる。
遅延部４０４は、入力部４０１が入力した映像信号と、分岐部４０２から出力される他方の原音声信号とに一定フレーム分だけの遅延を与えて、遅延映像信号および遅延原音声信号として出力する。
符号化部４０５は、遅延部４０４からの遅延映像信号と、遅延部４０４からの遅延原音声信号と、情報量削減部４０３からの予備音声信号とをそれぞれ符号化する。多重化部４０６は、符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とを多重化する。送信部４０７は、多重化部４０６が遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とを多重化することによって得られた信号（以下、多重化信号）を送信する。アンテナ４０８は、多重化信号を電波に変換して放射する。
図１３は、第４の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。図１３において、受信装置４は、アンテナ４０９と、受信部４１０と、分離部４１１と、復号化部４１２と、遅延部４１３と、判定部４１４と、選択部４１５と、再生処理部４１６とを含む。アンテナ４０９は、電波を捕捉して多重化信号に変換する。受信部４１０は、アンテナ４０９からの多重化信号を受信する。分離部４１１は、受信部４１０が受信した多重化信号を、符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とに分離する。
復号化部４１２は、分離部４１１が分離して得た３つの信号、すなわち符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とをそれぞれ復号化して出力する。
遅延部４１３は、復号化部４１２によって復号化された予備音声信号を一定フレーム数だけ遅延させて、遅延予備音声信号として出力する。遅延部４１３における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔについては、送信装置３における遅延部４０４で用いられる値と同様である。
判定部４１４は、復号化部４１２が復号化して得られた遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する。判定結果（図１３上、点線矢印）は、選択部４１５に入力される。選択部４１５は、当該判定結果に応じて、遅延部４１３からの遅延予備音声信号または判定部４１４からの遅延原音声信号のいずれかを選択する。再生処理部４１６は、復号化部４１２が復号化して得た遅延映像信号と、選択部４１５が選択した方の遅延音声信号とを処理して、映像および音声を再生する。
上記のように構成された送受信システム１の動作について、以下に説明する。図１２（ｂ）および図１３には、図１２（ａ）のフレーム“（Ａｉ，Ｂｉ）”が送信装置３に入力された時点における各部の入出力状態が示されている。図中のＢｉ’は、原音声信号のフレームＢｉと対応するような予備音声信号のフレームを表している。
図１２（ｂ）において、送信装置３に入力されてきた映像信号Ａｉは、遅延部４０４へと与えられる。送信装置３に入力されてきた原音声信号Ｂｉは二分岐され、一方が遅延部４０４へ、他方が情報量削減部４０３へと与えられる。情報量削減部４０３は、与えられた原音声信号Ｂｉの情報量を削減する。遅延部４０４は、与えられた映像信号Ａｉおよび原音声信号ＢｉにＮフレーム分の遅延を加えて、遅延映像信号Ａｉ−Ｎおよび遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを出力する。
すなわち、遅延部４０４は、例えば少なくとも２×（Ｎ＋１）フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＡｉおよびＢｉが入力されてきた時、２×Ｎフレーム分の記憶領域には、フレームＡｉ−Ｎ〜Ａｉ−１およびＢｉ−Ｎ〜Ｂｉ−１が既に記憶されている。遅延部４０４は、入力されてきたフレームＡｉおよびＢｉを残りの２フレーム分の記憶領域に書き込むと共に、当該２×Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＡｉ−ＮおよびＢｉ−Ｎを読み出して符号化部４０５に与える。なお、遅延部４０４は、リング状に構成された２×Ｎフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部４０４は、どのような構造であってもよい。
符号化部４０５は、与えられた遅延映像信号Ａｉ−Ｎ、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎおよび予備音声信号Ｂｉ’をそれぞれ符号化する。多重化部４０６は、符号化部４０５から出力される３つの信号Ａｉ−Ｎ，Ｂｉ−Ｎ，Ｂｉ’を多重化して出力する。送信部４０７は、こうして多重化された信号Ａｉ−Ｎ＋Ｂｉ−Ｎ＋Ｂｉ’を、アンテナ４０８から電波の態様で送信する。
図１３において、上記のようにして送信された電波がアンテナ４０９によって捕捉され、多重化信号に変換される。受信部４１０は、アンテナ４０９からの多重化信号Ａｉ−Ｎ＋Ｂｉ−Ｎ＋Ｂｉ’を受信する。分離部４１１は、受信部４１０が受信した多重化信号Ａｉ−Ｎ＋Ｂｉ−Ｎ＋Ｂｉ’を、符号化された遅延映像信号Ａｉ−Ｎと、符号化された遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎと、符号化された予備音声信号Ｂｉ’とに分離する。復号化部４１２は、分離部４１１から出力される３つの符号化された信号Ａｉ−Ｎ，Ｂｉ−Ｎ，Ｂｉ’をそれぞれ復号化する。遅延部４１３は、復号化部４１２から出力される予備音声信号Ｂｉ’にＮフレーム分の遅延を加えて、遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を出力する。
すなわち、遅延部４１３は、例えば少なくともＮ＋１フレーム分の記憶領域を持っており、フレームＢｉ’が入力されてきた時、Ｎフレーム分の領域には、フレームＢｉ−Ｎ’〜Ｂｉ−１’が既に記憶されている。遅延部４１３は、入力されてきたフレームＢｉ’を残りの記憶領域に書き込むと共に、Ｎフレーム分の記憶領域からフレームＢｉ−Ｎ’だけを読み出して選択部４１５に与える。なお、遅延部４１３は、リング状に構成されたＮフレーム分の記憶領域を持っていても同様の処理が行える。すなわち、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）処理を行うのであれば、遅延部４１３は、どのような構造であってもよい。
判定部４１４は、復号化部４１２から与えられる遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質が基準値以上であるか否かを判定する。ここで、信号の品質は、例えば信号のレベルや、誤り発生率などによって表現される。一方、基準値は、映像の乱れや音声の途切れが発生し始める直前の品質と対応する値が選ばれる。あるいは、基準値として、映像表示や音声出力が停止される直前の品質と対応する値が選ばれてもよい。
選択部４１５は、判定部４１４の判定結果に応じて、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎまたは遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’のいずれかを選択する。すなわち、選択部４１５は、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質が基準値以上であれば遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを選択し、基準値に満たなければ遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を選択する。そして、遅延映像信号Ａｉ−Ｎと、選択された方の遅延音声信号Ｂｉ−ＮまたはＢｉ−Ｎ’とが再生処理部４１６に与えられ、再生処理部４１６は、当該遅延信号を処理して映像および音声を再生する。
このように、第４の実施形態にかかる送受信システム１では、送信装置３が、遅延映像信号Ａｉ−Ｎと、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎと、当該遅延映像信号Ａｉ−Ｎおよび当該遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎに対してＮフレーム先行する予備音声信号Ｂｉ’とを多重化して送信する。
一方、受信装置４は、当該多重化信号Ａｉ−Ｎ＋Ｂｉ−Ｎ＋Ｂｉ’を受信して、遅延映像信号Ａｉ−Ｎと遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎと予備音声信号Ｂｉ’とに分離した後、予備音声信号Ｂｉ’をＮフレーム分遅延させることより、映像信号および原音声信号と予備音声信号との時間的なずれを解消している。そして、受信装置４は、遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎの品質を判定して、品質が基準を満たしていれば当該遅延原音声信号Ｂｉ−Ｎを遅延映像信号Ａｉ−Ｎと共に処理し、満たしていなければ遅延予備音声信号Ｂｉ−Ｎ’を遅延映像信号Ａｉ−Ｎと共に処理して、映像および音声を再生する。
すなわち、受信装置４は、音声信号について、現在の受信状況と数秒前の受信状況と比較して、現在の受信状況が良好であれば、現在受信中の原信号を再生する。一方、現在の受信状況が劣悪であれば、数秒前の受信状況の良し悪しに関係なく、受信装置４は、数秒前に受信した予備音声信号を再生する。ところが、現在の受信状況が劣悪であったとしても、数秒前の受信状況が劣悪であるとは限らず、逆に、数秒前の受信状況が良好な場合が多い（図４参照）。したがって、受信装置４は、なるべく視聴者に不快を与えにくい音声信号を再生することとなり、受信状況の悪化に伴って突然、再生が途絶えるといったデジタル放送特有の問題を大幅に解消することが可能となる。
以上のように、第３または第４の実施形態では、映像信号および原音声信号と、当該原音声信号を時間的にずれさせた予備音声信号とを多重化して送信するので、原音声信号と予備音声信号とでは、互いに対応する部分が異なる時間に伝送される。そのため、受信した原音声信号のある部分が一定品質を下回って処理不能であったとしても、予備音声信号の対応部分が処理不能であるとは限らない。そこで、受信した多重化信号を映像信号および原信号と予備信号とに分離して時間的なずれを解消した上で、原音声信号が一定品質以上であるか否かを判定し、一定品質以上であれば原音声信号を、一定品質未満であれば予備音声信号を選択して、映像信号と共に処理する。
これにより、受信信号の品質低下による音声の途切れだけを減らすことができる。映像については予備信号を送信していないので、映像の乱れを減らすことはできないが、映像および音声の両方について予備信号を送信する場合（たとえば、第１の実施形態や第２の実施形態）と比べ、予備信号のための伝送情報量の増加が少ないので、コストがかからない。
しかも、予備音声信号の情報量は、原音声信号よりも少ないので、原音声信号を単に２回送信する場合と比べ、伝送情報量の増加が少なくて済む。
なお、第２〜第４の実施形態においても、図６を用いて第１の実施形態において説明したように、送信装置３が圧縮符号化率の異なる二種類の符号化部を具備することで、情報量削減部を削減することが可能となる。
（第５の実施形態）
図１４（ａ）は、図１の信号源２から第５の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。図１４（ｂ）は、第５の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１４（ａ）において、信号は、連続する複数のフレーム（時間的に古いものからＶ１，Ｖ２，Ｖ３，…のように呼ぶ）で構成されている。さらに、各フレームＶｉは、複数種類のパケットから構成されている。１フレーム中において、各種類のパケットは、少なくとも一つ以上存在する。パケットの種類としては、映像パケット、音声パケットおよびデータパケット等がある。
このように構成された信号が、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，…の順に送信装置３に入力され、送信装置３によって送信される。送信された信号は、受信装置４によって受信され、再生処理される。
図１４（ｂ）において、送信装置３は、入力部５０１と、分岐部５０２と、選択部５０３と、遅延部５０４と、第１の符号化部５０５ａと、第２の符号化部５０５ｂと、多重化部５０６と、送信部５０７と、アンテナ５０８とを含む。入力部５０１は、信号源２からの原信号Ｖｉを送信装置３の内部に入力する。分岐部５０２は、入力部５０１が入力した原信号Ｖｉを二分岐する。
選択部５０３は、原信号Ｖｉの内、再送信したいパケットを選択し、予備信号Ｗ  ｉとして出力する。たとえば、原信号Ｖｉ上のフレームが映像パケット、音声パケットおよびデータパケットから構成されている場合、選択部５０３は、再送信したいパケットとして、音声パケットのみを選択し、それを予備信号Ｗｉとして出力する。なお、原信号が映像パケットのみから構成される場合などは、選択部５０３は、再送信したい信号として映像パケットのみを選択する。
遅延部５０４は、選択部５０３が選択した予備信号Ｗｉに一定フレーム数だけのの遅延を加えて、遅延予備信号Ｗｉ−Ｎとして出力する。遅延部５０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔは、第１の実施形態の場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。
第１の符号化部５０５ａは、原信号Ｖｉを符号化し、符号化後の信号Ｘｉを出力する。第２の符号化部５０５ｂは、遅延予備信号Ｗｉ−Ｎを符号化し、符号化後の信号Ｙｉ−Ｎを出力する。第２の符号化部５０５ｂは、第１の符号化部５０５ａと比較して、より情報量を削減する効果が高い符号化方式に従う符号化器であるとする。たとえば、第１の符号化器５０５ａはＭＰＥＧ−２符号化方式に従う符号化器であるとし、第２の符号化器５０５ｂはＭＰＥＧ−４符号化方式のようなＭＰＥＧ−２符号化方式よりも情報量削減効果の高い符号化方式に従う符号化器であるとする。このように第２の符号化部５０５ｂの符号化方式と第１の符号化部５０５ａの符号化方式とを相異なるものとすることによって、信号Ｙｉ−Ｎの情報量を信号Ｘｉの情報量より少なくすることができる。
多重化部５０６は、第１の符号化部５０５ａからの信号Ｘｉと第２の符号化部５０５ｂからの信号Ｙｉ−Ｎとを多重化して、多重化信号Ｘｉ＋Ｙｉ−Ｎを出力する。多重化部５０６は、多重化信号の作成の際、受信側で同期再生を行うための時間情報や、信号を認識するための識別情報（ＩＤ）、その他の制御信号などを多重化信号に付加する。
送信部５０７は、多重化部からの多重化信号Ｘｉ＋Ｙｉ−Ｎを送信するための変調を行う。アンテナ５０８は、送信部５０７で変調して得られた電気信号を電波に変換して放射する。
図１５は、第５の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。図１５において、受信装置４は、アンテナ５０９と、受信部５１０と、分離部５１１と、遅延部５１３と、第１の復号化部５１２ａと、第２の復号化部５１２ｂと、選択部５１５と、再生処理部５１６とを含む。
アンテナ５０９は、電波を捕捉して電気信号に変換する。受信部５１０は、アンテナ５０９で変換された電気信号を変調し、多重化された信号Ｘｉ＋Ｙｉ−Ｎに変換する。分離部５１１は、送信装置３の多重化部５０６において付加された信号を識別するための識別情報（ＩＤ）に基づいて、多重化信号Ｘｉ＋Ｙｉ−Ｎを信号Ｘｉと信号Ｙｉ−Ｎとに分離する。また、分離部５１１は、信号Ｘｉと信号Ｙｉ−Ｎとの送信時間差（送信装置３における遅延部５０４で与えられた遅延時間、図１５上、時間情報と記す）を、当該識別情報に基づいて算出し、遅延部５１３に入力する。
遅延部５１３は、分離部５１１が算出した時間情報に対応するフレーム数（遅延フレーム数Ｎと一致する）だけ、信号Ｘｉを遅延させ、信号Ｘｉ−Ｎとして出力する。具体的には、遅延部５１３は、入力された信号Ｘｉを一旦メモリなどの記憶媒体に記憶させ、Ｎフレーム分が経過した時点で出力するようにすればよい。この作業を連続させることで、遅延部５１３は、Ｎフレーム分だけ遅らせた信号を出力することができる。
第１の復号化部５１２ａは、遅延部５１３でＮフレーム分遅延された信号Ｘｉ−Ｎを復号化して、信号Ｖｉ−Ｎとして出力する。第２の復号化部５１２ｂは、分離部５１１で分離された信号Ｙｉ−Ｎを復号化して、信号Ｗｉ−Ｎとして出力する。また、第１の復号化部５１２ａおよび第２の復号化部５１２ｂは、受信した信号の品質情報（図１５上、矢印で記す）を、選択部５１５に伝える。たとえば、符号化方式がＭＰＥＧ−２符号化方式の場合、データ中にエラーの発生を検出するためのエラー情報フラグが備えられているため、第１の復号化部５１２ａおよび第２の復号化部５１２ｂは、このエラー情報フラグを検出することによって、受信品質の劣化を検出し、品質情報として選択部５１５に伝える。第１の復号化部５１２ａおよび第２の復号化部５１２ｂは、それぞれ、送信装置３における第１の符号化部５０５ａおよび第２の符号化部５０５ｂで採用した符号化方式に対応した復号化方式を用いる。
選択部５１５は、各信号の品質情報に基づいて、第１の復号化部５１２ａからの信号Ｖｉ−Ｎまたは第２の復号化部５１２ｂからの信号Ｗｉ−Ｎのいずれかの品質の良い方の信号を出力する。
図１６は、選択部５１５の動作例を示す模式図である。図１６（ａ）は、第１の復号化部５１２ａから出力される原信号Ｖｉをフレーム単位で示した図であり、縦一列で一つのフレームを表し、各フレーム上の四角枠が各パケットを表すものとする。ここでは、簡単のため、各フレームには、それぞれ一つずつの映像パケット、音声パケットおよびデータパケットが含まれているものとしている。図１６（ｂ）は、原信号Ｖｉの品質情報を示した図であり、図１６（ｃ）は、第２の復号化部５１２ｂから出力される予備信号Ｗｉをフレーム単位で示した図であり、図１６（ｄ）は、予備信号Ｗｉの品質情報を示した図であり、図１６（ｅ）は、選択部５１５の出力信号を示す図である。
原信号Ｖｉは映像パケット信号、音声パケット信号およびデータパケット信号からなり（図１６（ａ）参照）、信号Ｗｉは音声パケット信号である（図１６（ｃ）参照）とする。このとき、予備信号Ｗｉは、音声パケット信号であるので、原信号Ｖｉと予備信号Ｗｉの品質情報は、それぞれ音声信号の品質を示すものであるとする。なお、図１６では、説明の簡単のために、遅延フレーム数Ｎは１であるとしている。黒枠は、一フレームが誤りの場合を示し、白枠は、一フレームが誤りでない場合を示している。また、品質情報を示す信号は、０であれば誤りがないことを表し、１であれば誤りがあることを表すものとする。また、図の右方向に進むにつれて時間が経過するものとする。
図１７は、１フレーム期間における選択部５１５の動作を示すフローチャートである。以下、図１６および図１７を参照しながら、選択部５１５の動作について説明する。
まず、１フレーム期間が開始すると、選択部５１５は、信号Ｖｉ−Ｎの品質情報が１であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。１でない場合（すなわち、０である場合）、選択部５１５は、当該フレームに関して、原信号Ｖｉ−Ｎを出力する（ステップＳ１３）。一方、１である場合、選択部５１５は、予備信号Ｗｉ−Ｎの品質情報を参照する（ステップＳ１１）。
次に、選択部５１５は、当該フレームにおける予備信号Ｗｉ−Ｎの品質情報が１であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。１でない場合（すなわち、０である場合）、選択部５１５は、当該フレームに関して、原信号Ｖｉ−Ｎに置き換えて、予備信号Ｗｉ−Ｎを出力し（ステップＳ１４）、１フレーム分の処理を終了する。一方、１である場合、原信号Ｖｉ−Ｎおよび予備信号Ｗｉ−Ｎともに誤りがあるということであるので、選択部５１５は、原信号Ｖｉ−Ｎを出力し（ステップＳ１３）、１フレーム分の処理を終了する。
図１６に示すような信号Ｖ（Ｖ１〜Ｖ１０）が受信された場合、原信号Ｖ（Ｖ１〜Ｖ１０）と予備信号Ｗ（Ｗ１〜Ｗ１０）とを比較すると、原信号Ｖ６以外については、第２の復号化部５１２ｂからの出力信号の方が、正しく（誤りなく）受信できている。したがって、選択部５１５は、図１６（ｅ）に示すように、音声信号の誤りが低減された信号を出力することとなる。
再生処理部５１６は、選択部５１５により出力された信号を処理して、映像や音声に変換し、出力する。
以上のように、第５の実施形態では、原信号と当該原信号に時間的なずれを与えた予備信号とを多重化して送信するので、予備信号と原信号とは互いに対応する部分が異なる時間に伝送される。そのため、受信した原信号のある部分が一定品質を下回って処理不能であったとしても、予備信号の対応部分が処理不能であるとは限らなくなる。そこで、受信した多重化信号を原信号と予備信号とに分離して、時間的なずれを解消した上で、原信号が一定品質以上であるか否かを判定し、一定品質以上であれば原信号を、一定品質以下であれば予備信号を選択して処理する。
これにより、受信信号の品質が低下して発生する障害（例えば、信号が映像信号や音声信号の場合、映像の乱れや音声の途切れ）を減らすことが可能となる。しかも、予備信号の情報量は、原信号よりも少ないので、原信号を単に二回送信する場合と比べて、伝送情報量の増加を低減することが可能となる。
なお、上記実施形態では、第２の符号化部５０５ｂの符号化方式の方が、第１の符号化部５０５ａの符号化方式よりも情報圧縮率が高いものであるとしたが、別に、第１の符号化部５０５ａと第２の符号化部５０５ｂとが同一の符号化方式に従う場合でも、第２の符号化部５０５ｂにおいて、映像の解像度や映像フレーム数を減少させる（たとえば、通常の映像フレーム数が３０であった場合、映像フレーム数を１５とする）ことで、信号Ｙｉ−Ｎの情報量を信号Ｘｉの情報量より少なくすることができる。なお、ここでいう映像フレームとは、原信号を構成するフレームとは異なる概念であり、テレビ画面上で１秒間に３０回静止画が更新されるように、画面上に表示するための１枚の静止画のことである。
また、たとえば、原信号Ｖｉが音声信号であって、かつ選択部５０３で予備信号Ｗｉとして音声パケット信号を選択する場合、第１の符号化部５０５ａが原信号Ｖｉに含まれる音声パケット信号を高音質・多チャンネル品質の符号に変換し、第２の符号化部５０５ｂが信号Ｗｉを単一チャネル・低品質（電話音声品質等）の符号に変換するようにしても、信号Ｙｉ−Ｎの情報量を信号Ｘｉの情報量より少なくすることができる。なお、このような場合、たとえば、信号Ｗｉが映像パケット信号と音声パケット信号とからなり、選択部５０３で音声パケット信号だけを選択すれば、音声パケット信号を同一品質の符号に変換したとしても、信号Ｘｉと比較して信号Ｙｉの情報量は、少なくなる。これは、もともと、映像信号に比べて、音声信号に必要とされる情報量が小さいからである。
なお、原信号Ｖｉと信号Ｗｉとの入れ替えを行う場合、入れ替えたい信号が映像信号であれば、選択部５１５は、映像フレーム単位で信号の置き換えてもよい。すなわち、選択部５１５は、うまく受信できなかった映像フレームを予備信号によって作成される映像フレームに置き換えるようにしてもよい。
また、入れ替えたい信号が音声信号であれば、選択部５１５は、音声信号をアナログの電気信号に変換する直前のデジタル値波形信号の時点で、遅延原信号と遅延予備信号とを置き換えるようにしてもよい。
なお、信号Ｖが多チャンネル音声信号である場合、選択部５０３は、信号Ｗとして、モノラル音声信号を選択し、選択部５１５は、信号Ｖの全てのチャンネルの信号を信号Ｗのモノラル音声信号に置き換えるか、少なくとも一つのチャンネルだけ置き換え、その他のチャンネルは無音としてもよい。
なお、信号Ｗが音声信号の場合、選択部５１５は、第２の符号化部５１２ｂからの品質情報を用いなくても良い場合がある。これは、一般に信号誤りが発生した期間の音声信号は、信号時に無音とされるため、選択部５１５が、信号Ｖと信号Ｗとの無音期間を検出することで、品質の善し悪しを検出することができるからである。すなわち、選択部５１５は、信号Ｖが無音となった期間において、信号Ｗは無音でないならば、信号Ｗは正常に受信できたとみなして、信号の置き換えを行う。
なお、選択部５１５は、選択する信号を、その時々の重要度に応じて、時間的に変化させてもよい。図１８は、選択する信号を時間的に変化させる場合の選択部５１５の動作を示すフローチャートである。ここで、原信号は、映像信号、音声信号およびデータ信号からなるものとする。図１８に示すように、選択部５１５は、コマーシャル期間か否かを判断して（ステップＳ２０）、コマーシャル期間である場合、原信号から映像信号と音声信号とを選択して（ステップＳ２１）、出力する（ステップＳ２２）。一方、コマーシャル期間でない場合、選択部５１５は、音声信号のみを選択して（ステップＳ２３）、出力する（ステップＳ２４）。選択部５１５をこのように動作させることで、遅延時間を与え再送する信号の種類を時間的に変化させることができ、重要な時間帯には、必要な信号を送信するように切り替えることが可能となる。なお、ここでは、重要な時間帯として、コマーシャル期間と用いたが、その他、ニュース放送期間等を用いるようにしてもよい。
（第６の実施形態）
第１〜第５の実施形態では、送信装置において、原信号を符号化することとしたが、第６の実施形態では、原信号として、既に符号化されている信号を用いる。
図１９（ａ）は、第６の実施形態に係る送信装置３に入力される符号化済みの原信号Ｆｉを示す模式図である。図１９（ｂ）は、第６の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図１９（ａ）に示すように、原信号Ｆｉは、フレーム単位で構成される。例えば、原信号Ｆｉには、映像信号、音声信号およびデータ信号が含まれているものとする。
図１９（ｂ）において、送信装置３は、入力部６０１と、分岐部６０２と、選択部６０３と、符号化部６０５と、遅延部６０４と、再多重化部６０６と、送信部６０７と、アンテナ６０８とを含む。
入力部６０１は、信号源２からの符号化済みの原信号Ｆｉを受信し、送信装置３内部に入力する。分岐部６０２は、入力部６０１からの原信号Ｆｉを二分岐させ、再多重化部６０６および選択部６０３に入力する。
選択部６０３は、原信号Ｆｉの中から音声信号に相当する信号だけを選択する。たとえば、原信号ＦｉがＭＰＥＧ−２のような情報圧縮方式により符号化された信号である場合、原信号Ｆｉは、フレーム単位で構成される。さらに、各フレームは、複数のパケットから構成される。各パケットには、復号時に信号の種類を判別するためのＩＤが記録されている。選択部６０３は、このＩＤを判別することで、原信号Ｆｉから音声信号だけを選択することができる。選択部６０３は、選択した信号を信号Ｇｉとして、符号化部６０５に入力する。
符号化部６０５は、選択部６０３で選択した信号Ｇｉの情報量を削減するために再び符号化を行う。たとえば、符号化部６０５は、信号Ｇｉが多チャンネルの音声品質である場合、モノラル音声品質の音声信号に再符号化したり、原信号を構成する音声信号がコンパクトディスク程度の高品質である場合、情報量を削減した信号を電話品質の音声信号とする。なお、映像信号、音声信号およびデータ信号からなる原信号Ｆｉの情報量と比べて、音声信号の情報量はもともと少ないため、符号化部６０５を省略してもよい。
遅延部６０４は、符号化部６０５が出力する符号化後の予備信号Ｈｉにフレーム単位でＮフレーム分の遅延を加え、遅延予備信号Ｈｉ−Ｎを再多重化部６０６に入力する。遅延部６０４における遅延フレーム数Ｎおよび遅延時間Ｔについては、第１の実施形態と同様であるので省略する。
再多重化部６０６では、原信号Ｆｉと遅延予備信号Ｈｉ−Ｎとを多重化して出力する。再多重化部６０６は、多重化の際、受信側で同期再生を行うための時間情報や、信号を識別するための識別情報（ＩＤ：原信号Ｆｉに付加されていたＩＤとは異なるものである）、その他の制御信号を付加する。送信部６０７は、再多重化部６０６で得られた信号を送信するために変調を行う。アンテナ６０８は、送信部６０７で変調して得られた電気信号を電波に変換して放射する。
第６の実施形態における受信装置の構成については、第５の実施形態における受信装置と同様であるので、図１５を援用し、説明を省略する。
このように、第６の実施形態に係る送信装置３は、予め符号化されている原信号Ｆｉと、当該原信号Ｆｉの情報量を削減した信号であって、かつ当該原信号Ｆｉよりも時間をＮフレーム分遅延させた予備信号Ｈｉ−Ｎとを多重化して送信する。
一方、受信装置側では、当該多重化信号を受信して、原信号Ｆｉと予備信号とに分離した後、原信号ＦｉをＮフレーム分遅延させることにより、原信号と予備信号との時間的なずれを解消する。そして、原信号Ｆｉの品質を判定して、品質が基準を満たしていれば当該原信号Ｆｉを処理し、満たしていなければ予備信号を処理して映像および音声を再生することとなる。
これにより、受信信号の品質が低下して発生する障害（例えば、信号が映像信号や音声信号の場合、映像の乱れや音声の途切れ）を減らすことが可能となる。しかも、予備信号の情報量は、原信号よりも少ないので、原信号を単に二回送信する場合と比べて、伝送情報量の増加を低減することが可能となる。
なお、第６の実施形態においても、第５の実施形態と同様、図１８を用いて説明したように、選択する信号を時間的に変化させるようにしてもよい。
なお、上記第５，第６の実施形態では、送信装置において、予備信号を遅延して多重化することとしたが、原信号を遅延した多重送信するようにしてもよい。この場合の送信装置および受信装置の構成については、第２の実施形態の場合と同様、送信装置においては、原信号を遅延させる遅延部を設け、受信装置においては、予備信号を遅延させる遅延部を設ければよい。
すなわち、送信装置は、送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、分岐部から出力される一方の原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する遅延部と、分岐部から出力される他方の原信号に含まれる信号の一部を選択し、予備信号として出力する選択部と、遅延部から出力される遅延原信号と前記選択部から出力される予備信号とを多重化して出力する多重化部と、多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含む。受信装置は、送信装置から送信された多重化信号を受信する受信部と、受信部が受信した多重化信号を遅延原信号と予備信号とに分離して出力する分離部と、分離部が分離した予備信号に遅延を加えて出力する遅延部と、第２の遅延部からの遅延予備信号または分離部からの遅延原信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含むようにすればよい。
また、この場合、送信装置は、さらに、遅延部から出力される遅延原信号を符号化して、多重化部に入力する第１の符号化部と、選択部から出力される予備信号を符号化して、多重化部に入力する第２の符号化部とを含むようにし、受信装置は、さらに、分離部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、選択部に入力する第１の復号化部と、第２の遅延部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、選択部に入力する第２の復号化部とを含むようにしてもよい。
なお、上記第１〜第６の実施形態において、情報量を削減した予備信号を送信するための帯域は、原信号の帯域と異なる帯域であってもよい。現在の地上デジタル放送では、階層伝送という方式により、同一帯域であっても、変調方式や誤り訂正符号化率を変えることによって誤り耐性を強くさせている。この現在の地上デジタル放送に対して、原信号と予備信号との帯域を異なるものとする本発明を応用する。すなわち、送信装置は、情報量を落とし送信時間差を与えた予備信号を、別の階層（変調方式や誤り訂正符号化率が強い階層）で送信する。これにより、本発明の効果をさらに高めることが可能となる。
なお、上記第１〜第６の実施形態では、送信装置３において信号を符号化し、受信装置４において、符号化された信号を復号化しているが、伝送情報量を減らす必要がなければ、符号化および復号化を省略してもよい（すなわち、送信装置３から符号化部１０５，２０５，３０５，４０５，５０５ａ，５０５ｂ，６０５が、受信装置４から復号化部１１２，２１２，３１２，４１２，５１２ａ，５１２ｂが省略される）。
また、上記第１〜第６の実施形態では、信号が電波に変換されて送受信装置（３，４）間を無線伝送されているが、電話回線や光ファイバ網を通じて有線伝送されてもよい。また、原信号は無線伝送し、予備信号だけを有線伝送してもよい。
また、上記第１〜第６の実施形態では、外部の信号源２から信号が送信装置３へと供給されているが、送信装置３が信号源２を備えていてもよい。
また、上記第１〜第６の実施形態では、受信装置４に備わる再生処理部１１６，２１６，３１６，４１６，５１６が信号を処理して映像および音声を再生しているが、受信装置４の外部に再生装置が設けられてもよい。この場、再生処理部１１６，２１６，３１６，４１６，５１６は、信号を単に受信装置４の外部へと出力する処理だけを行う。
また、上記第１〜第６の実施形態では、原信号と予備信号とをＮ（Ｎは、１以上の自然数）フレーム分だけずらして送信しているが、フレーム以外の時間的な単位でずらしてもよい。この場合、初期動作開始時の待ち時間として視聴者が許す範囲で、両信号の時間的なずれを大きくすることにより、映像の乱れや音声のとぎれを防止する効果を高めることができる。原信号と予備信号との時間的なずれを大きくする場合、遅延部には、大容量の記憶媒体、例えばハードディスクや大容量半導体メモリなどが用いられる。
また、上記第１〜第６の実施形態における、信号の情報量を削減する方法についは、周波数帯域を狭めたり、チャンネル数を減らす等の方法でもよい。
また、上記第１〜第６の実施形態では、予備信号を１回だけ送信しているが、複数回送信するようにしてもよい。すなわち、例えば、原信号に対してＮフレーム分ずれた第１の予備信号と、原信号に対してＮ＋ｎフレーム分（ｎは自然数）ずれた第２の予備信号とを送信する。こうして予備信号の送信回数を増やせば、伝送情報量は増加するものの、映像の乱れや音声の途切れを防止できる可能性が高まる。
なお、上記第１〜第６の実施形態では、視聴者が許容できる程度の待ち時間であり、かつ移動体における受信状況が改善するのに必要な時間を遅延時間とし、たとえば、約５秒であるとした。ところが、何らかの事情で、放送すべき原信号の伝送レートを高くしなければならない場合、送信装置側および受信装置側の遅延部で使用するメモリが不足する場合があり、遅延処理ができない可能性が生ずる。そのため、原信号の伝送レートおよび受信装置側の遅延部におけるメモリ容量に応じて、送信装置側の遅延部は、遅延時間を早めたり遅らせたりして、遅延時間を可変させるようにしてもよい。たとえば、送信装置側の遅延部は、遅延時間を５秒としていたところを、２．５秒のように可変させる。この場合、送信装置側の多重化部は、原信号と予備信号との時間差を示す時間情報を付加して多重化する。受信装置側の遅延部は、当該時間情報に基づいて、原信号と予備信号との時間差を検出し、遅延時間を可変させながら、遅延原信号を出力する。このようにすることによって、何らかの事情で原信号の伝送レートを変更したとしても、遅延処理が可能な送信装置および受信装置を提供することができる。
なお、上記第１、第３、第５および第６の実施形態では、受信装置が常に遅延信号を再生することとしたが、ユーザの指示に応じて、遅延信号を再生せず、遅延されていない原信号を再生するようにしてもよい。具体的には、この場合、受信装置側の選択部は、ユーザの指示に応じて、現在受信中の遅延されていない原信号を読み込み、再生処理部に再生処理させるようにすればよい。これによって、ユーザの所望に応じたリアルタイム再生が可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る送受信システムは、受信レベルの低下によって、突然、映像が乱れたり音声が途切れたり、最悪の場合には映像表示や音声出力が停止されるといったデジタル放送特有の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態（第１〜第６の実施形態）に係るデジタル放送用送受信システムの全体構成を示すブロック図である。
図２は、図１の信号源２から第１の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図である。
図３は、第１の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。
図４は、実際に５００ＭＨｚ帯域の地上デジタル放送波を時速約４０Ｋｍで移動する自動車に設置したアンテナで受信したときの受信信号のレベル変動の一例を示す図である。
図５は、第１の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。
図６は、二種類の符号化部を含む送信装置３の構成を示す図である。
図７は、音声信号だけを選択するようにした送信装置３の構成を示すブロック図である。
図８は、（ａ）は、図１の信号源２から第２の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図であり、（ｂ）は、第２の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。
図９は、第２の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。
図１０は、（ａ）は、図１の信号源２から第３の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。
図１１は、第３の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。
図１２は、（ａ）は、図１の信号源２から第４の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図であり、（ｂ）は、第４の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。
図１３は、第４の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。
図１４は、（ａ）は、図１の信号源２から第５の実施形態に係る送信装置３に入力される信号の一構成例を示す模式図であり、（ｂ）は、第５の実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。
図１５は、第５の実施形態に係る受信装置４の構成を示すブロック図である。
図１６は、選択部５１５の動作例を示す模式図である。
図１７は、１フレーム期間における選択部５１５の動作を示すフローチャートである。
図１８は、選択する信号を時間的に変化させる場合の選択部５１５の動作を示すフローチャートである。
図１９は、第６の実施形態に係る送信装置３に入力される符号化済みの原信号Ｆｉを示す模式図である。
【図１】
2003030534.tif 000003
【図２】
2003030534.tif 000004
【図３】
2003030534.tif 000005
【図４】
2003030534.tif 000006
【図５】
2003030534.tif 000007
【図６】
2003030534.tif 000008
【図７】
2003030534.tif 000009
【図８】
2003030534.tif 000010
【図９】
2003030534.tif 000011
【図１０】
2003030534.tif 000012
【図１１】
2003030534.tif 000013
【図１２】
2003030534.tif 000014
【図１３】
2003030534.tif 000015
【図１４】
2003030534.tif 000016
【図１５】
2003030534.tif 000017
【図１６】
2003030534.tif 000018
【図１７】
2003030534.tif 000019
【図１８】
2003030534.tif 000020
【図１９】
2003030534.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月11日(2003.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削除
【請求項２】
（補正後）デジタル放送に用いられ、信号を送受信するためのシステムであって、
信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信した信号を受信して処理する受信装置とを備え、
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号が与えられ、当該原信号の情報量を削減する情報量削減部と、
前記情報量削減部が原信号の情報量を削減して得られた予備信号が与えられ、当該予備信号に遅延を加える第１の遅延部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号と、前記第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とが与えられ、当該原信号と、当該遅延予備信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が原信号と遅延予備信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を原信号と遅延予備信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた原信号が与えられ、当該原信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記第２の遅延部が原信号に遅延を加えて得られた遅延原信号が与えられ、当該遅延原信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記分離部が分離して得られた遅延予備信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原信号および当該遅延予備信号のいずれかを選択する選択部と、
前記選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、送受信システム。
【請求項３】
前記送信装置は、
前記分岐部から出力される他方の原信号と、前記第１の遅延部が予備信号に遅延を加えて得られた遅延予備信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された原信号と、符号化された遅延予備信号とを復号化して、当該原信号を前記第２の遅延部に、当該遅延予備信号を前記選択部に与える復号化部をさらに含む、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項４】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備信号を前記原信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項３に記載の送受信システム。
【請求項５】
送信しようとする原信号が映像信号および／または音声信号であり、
前記基準値は、前記処理部が遅延原信号を処理して得られる映像および／または音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項８】
削除
【請求項９】
削除
【請求項１０】
削除
【請求項１１】
削除
【請求項１２】
削除
【請求項１３】
（補正後）送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
前記情報量削減部は、前記分岐部から出力される一方の原信号に含まれる信号の一部を選択することによって、前記予備信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項１４】
（補正後）前記送信装置は、さらに、
前記分岐部から出力される原信号を符号化して、前記多重化部に入力する第１の符号化部と、
前記第１の遅延部から出力される予備信号を符号化して、前記多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
前記受信装置は、さらに、
前記第２の遅延部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記選択部に入力する第１の復号化部と、
前記分離部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記選択部に入力する第２の復号化部とを含む、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１５】
（補正後）前記情報量削減部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１６】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１７】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原信号を選択することを特徴とする、請求項１３に記載の送受信システム。
【請求項１８】
（補正後）デジタル放送に用いられ、信号を送受信するためのシステムであって、
信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信した信号を受信して処理する受信装置とを備え、
送信しようとする原信号には、複数の情報を示す複数の信号が含まれており、
前記送信装置は、
送信しようとする原信号を二分岐して出力する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原信号に遅延を加えて、遅延原信号として出力する第１の遅延部と、
前記分岐部から出力される他方の原信号に含まれる信号の一部を選択し、予備信号として出力する第１の選択部と、
前記第１の遅延部から出力される遅延原信号と、前記選択部から出力される予備信号とを多重化して出力する多重化部と、
前記多重化部から出力される多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を遅延原信号と予備信号とに分離して出力する分離部と、
前記分離部が分離した予備信号に遅延を加えて出力する第２の遅延部と、
前記第２の遅延部からの遅延予備信号または前記分離部からの遅延原信号のいずれかを、受信品質に応じて選択する第２の選択部と、
前記第２の選択部が選択した方の遅延信号を処理する処理部とを含む、送受信システム。
【請求項１９】
前記送信装置は、さらに、
前記第１の遅延部から出力される遅延原信号を符号化して、前記多重化部に入力する第１の符号化部と、
前記第１の選択部から出力される予備信号を符号化して、前記多重化部に入力する第２の符号化部とを含み、
前記受信装置は、さらに、
前記分離部から出力される遅延原信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第１の復号化部と、
前記第２の遅延部から出力される遅延予備信号を復号化して、受信品質を示す情報と共に、前記第２の選択部に入力する第２の復号化部とを含む、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２０】
前記第１の選択部は、選択すべき信号を時間に応じて変えていくことを特徴とする、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２１】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき原信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項１８に記載の送受信システム。
【請求項２２】
（補正後）前記原信号は、符号化済みの信号であることを特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項２３】
（補正後）前記受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の送受信システム。
【請求項２４】
デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送受信するためのシステムであって、
映像信号および音声信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信した映像信号および音声信号を受信する受信装置とを備え、
前記送信装置は、送信しようとする映像信号および原音声信号と、当該原音声信号の情報量を削減した信号であって、かつ当該原音声信号を時間的にずれさせた予備音声信号とを多重化して送信し、
前記受信装置は、
前記多重化信号を受信して、映像信号および原音声信号と、予備音声信号とに分離し、
当該映像信号および当該原音声信号と、当該予備信号との時間的なずれを打ち消し、
当該原音声信号の品質に応じて当該原音声信号または当該予備音声信号を選択し、
当該映像信号と、選択した方の音声信号とを処理することを特徴とする、送受信システム。
【請求項２５】
前記送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号と、前記第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とが与えられ、当該映像信号と、当該原音声信号と、当該遅延予備音声信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した多重化信号を、映像信号と原音声信号と遅延予備音声信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた映像信号および原音声信号が与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記第２の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記分離部が分離して得られた遅延予備音声信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
前記第２の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項２６】
前記送信装置は、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号と、前記第１の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された映像信号と、符号化された原音声信号と、符号化された遅延予備音声信号とを復号化して、当該映像信号および当該原音声信号を前記第２の遅延部に、当該遅延予備音声信号を前記選択部に与える復号化部をさらに含む、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項２７】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備音声信号を前記原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項２６に記載の送受信システム。
【請求項２８】
前記基準値は、前記処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項２９】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項３０】
前記選択部は、ユーザの指示に応じて、前記分離部が出力する原音声信号を選択することを特徴とする、請求項２５に記載の送受信システム。
【請求項３１】
前記送信装置は、
送信しようとする原音声信号を二分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力される一方の原音声信号が与えられ、当該原音声信号の情報量を削減する情報量削減部と、
送信しようとする映像信号と、前記分岐部から出力される他方の原音声信号とが与えられ、当該映像信号および当該原音声信号に遅延を加える第１の遅延部と、
前記第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とが与えられ、当該遅延映像信号と、当該遅延原音声信号と、当該予備音声信号とを多重化する多重化部と、
前記多重化部が遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とを多重化して得られた多重化信号を送信する送信部とを含み、
前記受信装置は、
前記送信部から送信された多重化信号を受信する受信部と、
受信部が受信した多重化信号を、遅延映像信号と遅延原音声信号と予備音声信号とに分離する分離部と、
前記分離部が分離して得られた予備音声信号が与えられ、当該予備音声信号に遅延を加える第２の遅延部と、
前記分離部が分離して得られた遅延原音声信号が与えられ、当該遅延原音声信号の品質が基準値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記第２の遅延部が予備音声信号に遅延を加えて得られた遅延予備音声信号と、前記判定部による品質判定を受けた遅延原音声信号と、当該判定の結果とが与えられ、当該判定結果に応じて、当該遅延原音声信号または当該遅延予備音声信号を選択する選択部と、
前記分離部が分離して得られた遅延映像信号と、前記選択部が選択した方の遅延音声信号とを処理する処理部とを含む、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項３２】
前記送信装置は、
前記第１の遅延部が映像信号に遅延を加えて得られた遅延映像信号と、前記第１の遅延部が原音声信号に遅延を加えて得られた遅延原音声信号と、前記情報量削減部が原音声信号の情報量を削減して得られた予備音声信号とを符号化して前記多重化部に与える符号化部をさらに含み、
前記受信装置は、
前記分離部が分離して得られた、符号化された遅延映像信号と、符号化された遅延原音声信号と、符号化された予備音声信号とを復号化して、当該映像信号を前記処理部に、当該遅延原音声信号を前記判定部に、当該予備音声信号を前記第２の遅延部に与える復号化部とさらに含む、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３３】
前記情報量削減部は、前記符号化部が前記遅延予備音声信号を前記原音声信号よりも圧縮して符号化することによって実現される、請求項３２に記載の送受信システム。
【請求項３４】
前記基準値は、前記処理部が遅延原音声信号を処理して得られる音声に障害が発生し始める直前の信号品質と対応するような値である、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３５】
前記第１の遅延部および前記第２の遅延部は、送信すべき映像信号および音声信号の伝送レートに応じて、遅延量を変化させることと特徴とする、請求項３１に記載の送受信システム。
【請求項３６】
前記受信装置は、移動体に備え付けられていることを特徴とする、請求項２４に記載の送受信システム。
【請求項３７】
削除
【請求項３８】
削除
【請求項３９】
デジタル放送に用いられ、映像信号および音声信号を送信するための送信装置であって、
送信しようとする原音声信号の情報量を削減して予備音声信号として出力する情報量削減手段と、
送信しようとする映像信号および原音声信号と、前記予備音声信号とを時間的にずらす時間ずらし手段と、
前記時間ずらし手段によって時間的にずらされた前記映像信号と前記原音声信号と前記予備音声信号とを多重化して送信する多重化送信手段とを含む、送信装置。
【請求項４０】
デジタル放送に用いられ、本来再生するための映像信号および原音声信号と前記原音声信号の受信状況に応じて再生するための予備音声信号との多重化信号を受信するための受信装置であって、
前記多重化信号を受信して前記映像信号および前記原音声信号と、前記予備音声信号とに分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された映像信号および原音声信号と、予備信号との時間的なずれを打ち消す時間打ち消し手段と、
前記原音声信号の品質に応じて、前記時間打ち消し手段によって時間的なずれが打ち消された原音声信号または予備音声信号を選択する選択手段と、
前記映像信号と、前記選択手段が選択した方の音声信号とを処理する処理手段とを含む、受信装置。
【国際調査報告】
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