(57)【要約】【課題】ＴＳ化のオーバーヘッドを削減すると共に、多重化処理の遅延量の増加を防止し得るストリーム生成装置を提供する。【解決手段】ＰＥＳ化部１３において、ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に纏めるようにし、かつＰＥＳヘッダ部のデータを生成する際に、ＰＥＳヘッダ部にＰＥＳのデータ長を記述しないことを利用して、ＥＳ符号化部１２にて１フレームの映像信号がＥＳ化された時点で、このＥＳからＰＥＳヘッダ部のデータを生成するようにし、ＥＳ符号化部１２から出力される複数フレーム分のＥＳをＰＥＳヘッダ部に繋げて１ＰＥＳを生成しＴＳパケット化部１４に出力するようにしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム構造の映像信号に圧縮符号化処理を施したＥＳ（Elementary Stream）からＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、このＰＥＳからＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規格で互いに一定のパケット長となる複数のＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するストリーム生成装置において、
前記ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に入れるデータとして取り込み、ＰＥＳヘッダ部のデータを前記ＰＥＳパケットデータ部に付加することでＰＥＳを生成するＰＥＳ生成手段と、
このＰＥＳ生成手段で生成されるＰＥＳを取り込み解析し、ＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部の各データを生成すると共に、これらＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部、前記ＰＥＳパケットデータ部の各データから前記複数のＴＳパケットを生成するＴＳ生成手段とを具備したことを特徴とするストリーム生成装置。
【請求項２】
前記ＰＥＳ生成手段は、前記ＰＥＳヘッダ部のデータに対する前記ＰＥＳのデータ長の記述を不要とすることを特徴とする請求項１記載のストリーム生成装置。
【請求項３】
フレーム構造の映像信号に圧縮符号化処理を施したＥＳ（Elementary Stream）からＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、このＰＥＳからＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規格で互いに一定のパケット長となる複数のＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するストリーム生成方法において、
前記ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に入れるデータとして取り込み、ＰＥＳヘッダ部のデータを前記ＰＥＳパケットデータ部に付加することでＰＥＳを生成し、
このＰＥＳを取り込み解析し、ＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部の各データを生成すると共に、これらＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部、前記ＰＥＳパケットデータ部の各データから前記複数のＴＳパケットを生成することを特徴とするストリーム生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばベースバンド映像信号からＥＳ（Elementary Stream）を生成し、このＥＳからＰＥＳ、ＰＥＳからＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規定のＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するストリーム生成装置及びストリーム生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地上波放送システムにおいては、デジタル放送が開始されている。このデジタル放送においては、ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts Group 2）により、番組で使用する映像、音声それぞれのＴＳパケットを放送局で多重伝送し、受信機側で各ＴＳパケットを復調し、適宜タイミングを合わせて合成再生することで、放送番組を視聴可能としている。
【０００３】
上記放送局においては、ＴＳパケットの切り替え、同期化、多重化などの信号処理を施すスタジオ機器が必要不可欠である。このスタジオ機器としての符号化装置では、ＭＰＥＧ２の規格に従い、ベースバンド映像信号をＥＳ（Elementary Stream）に符号化した後、ＥＳからＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、ＰＥＳから複数のＴＳパケットを生成している。また、映像・音声の圧縮符号量を符号化規格のみ考慮して決定している。このため、ＰＥＳのビットレートに変動が生じた場合にも、符号化規格を満たすために、ＴＳパケットのアダプテーションフィールドにスタッフィングを挿入するようにしている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１４２６１２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地上波デジタル放送では、携帯端末向けのデジタル放送（１セグメント放送）も開始されている。このことから、例えば放送局にあっては、局内でＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ／Ｈ．２６４などで圧縮符号化した映像信号を取り扱うようになってきた。
【０００５】
しかしながら、上記複数の圧縮符号化方式が混在する映像信号をＭＰＥＧ２−ＴＳに多重する場合、ＭＰＥＧ２規格の制約からオーバーヘッドが生じる。特に、１セグメント放送では、利用できる放送帯域が限られているため、このオーバーヘッドによる無駄は無視できない量となる。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、ＴＳ化のオーバーヘッドを削減すると共に、多重化処理の遅延量の増加を防止し得るストリーム生成装置及びストリーム生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明に係わるストリーム生成装置は、フレーム構造の映像信号に圧縮符号化処理を施したＥＳ（Elementary Stream）からＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）、このＰＥＳからＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規格で互いに一定のパケット長となる複数のＴＳ（Transport Stream）パケットを生成するストリーム生成装置において、ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に入れるデータとして取り込み、ＰＥＳヘッダ部のデータをＰＥＳパケットデータ部に付加することでＰＥＳを生成するＰＥＳ生成手段と、このＰＥＳ生成手段で生成されるＰＥＳを取り込み解析し、ＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部の各データを生成すると共に、これらＴＳヘッダ部、アダプテーションフィールド部、ＰＥＳパケットデータ部の各データから複数のＴＳパケットを生成するＴＳ生成手段とを備えるようにしたものである。
【０００８】
なお、ＰＥＳ生成手段は、ＰＥＳヘッダ部のデータに対するＰＥＳのデータ長の記述を不要とすることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に纏めるようにし、かつＰＥＳヘッダ部のデータを生成する際に、ＰＥＳヘッダ部にＰＥＳのデータ長を記述しないことを利用して、１フレームの映像信号がＥＳ化された時点で、このＥＳからＰＥＳヘッダ部のデータを生成するようにしている。
【００１０】
従って、多重化処理をＰＥＳ単位で行う必要がなくなり、フレーム単位で行うことが可能となり、これによりＴＳ化のオーバーヘッドを削減すると共に、多重化処理に要する遅延量の増加を防止でき、１セグメント放送のように限られた放送帯域を有効に利用できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳述したようにこの発明によれば、ＴＳ化のオーバーヘッドを削減すると共に、多重化処理の遅延量の増加を防止し得るストリーム生成装置及びストリーム生成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
図１は、この発明の一実施形態となるストリーム生成装置の構成を示すもので、１１はＴＳ多重部である。なお、ここでは説明を簡単にするため、ＴＳ多重部１１の入力チャンネル（系統）数を２チャンネルとし、各チャンネル入力はＭＰＥＧ２で規定される映像・データのＴＳパケットであるものとする。
【００１３】
この実施形態では、ＴＳ多重部１１の第１入力チャンネルにＥＳ符号化部１２、ＰＥＳ化部１３及びＴＳパケット化部１４を設けている。ＥＳ符号化部１２は、ベースバンド映像信号をＥＳ（Elementary Stream）に符号化する。
【００１４】
ＰＥＳ化部１３は、符号化部１２から出力されるＥＳからＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）を生成し、このＰＥＳをＴＳパケット化部１４に出力する。ＴＳパケット化部１４は、ＰＥＳからＴＳパケットを生成し、このＴＳパケットをＴＳ多重部１１に出力する。ＴＳ多重部１１は、入力されたＴＳパケットと第２入力チャンネルから入力されたＰＳＩ(Program Specific Information)用のＴＳパケットとを送出ＴＳに多重する。
【００１５】
次に、上記構成における処理動作について説明する。  
図２はＰＥＳ構造を示すものである。ＰＥＳヘッダは可変長で、パケット・スタート・コード・プリフィックスと呼ばれる固定パターンの開始コードから始まり、必要に応じてＰＥＳ長を特定するデータなどが付加される。ＰＥＳパケットデータ部も可変長で、ここにはＥＳそのものが存在する。
【００１６】
図３はＭＰＥＧ２のＴＳの構造を示すものである。ＴＳヘッダは４バイトの固定長で、同期バイトと呼ばれる固定パターンの開始コードから始まり、アダプテーションフィールドの有無を示すアダプテーションフィールド制御情報などが存在する。アダプテーションフィールドはＴＳヘッダのアダプテーションフィールド制御値が２または３のときだけ存在する可変長のフィールドで、システムの時間情報を示すＰＣＲ（Program Clock Reference）やスタッフィングなどが存在する。ＴＳのバイト数は１８８バイトの固定長なので、１８８からＴＳのヘッダ長（４バイト）とアダプテーションフィールドのバイト数を引いた値がペイロードのバイト数となる。
【００１７】
ＥＳ符号化部１２で生成された１フレーム分のＥＳは、図４に示すように、ＰＥＳ化部１３でＰＥＳに生成され、ＴＳパケット化部１４でＴＳパケットに生成された後、ＴＳ多重部１１に供給される。ＴＳパケットのペイロードにはＰＥＳそのものが存在するが、１つのＴＳパケットのペイロードで全てのＰＥＳが伝送できない場合には、それに続くＴＳパケットのペイロードに残りのＰＥＳを乗せて伝送する。
【００１８】
ＭＰＥＧ２規格では、ＰＥＳの先頭はＴＳパケットのペイロードの先頭でなければならないと定められており、ＰＥＳの先頭の位置をＴＳパケットのペイロードの先頭にするため、スタッフィングがＴＳパケットのアダプテーションフィールドに挿入されることになる。この場合、１ＰＥＳを１映像フレームで構成する場合、最大約２２ｋｂｐｓの無駄が生じる。この無駄は、図５に示すように、１ＰＥＳをＭＰＥＧ２で規格されている時間長（例えば０．７秒）を超えない範囲の複数フレーム（図５では４フレーム）で構成することで削減することができる。
【００１９】
１ＰＥＳを２フレームで構成すれば無駄は１／２になり、３フレームで構成すれば１／３になる。このように１ＰＥＳを複数フレームで構成する方法は無駄を削減するのに非常に有効である。
【００２０】
しかし、従来の多重化処理はＰＥＳ単位に処理を行っていたため、１ＰＥＳを構成するフレーム数が増えると、その分多重化処理の遅延量が増えることになる。
【００２１】
そこで、本発明は、この多重化処理の単位をＰＥＳ単位ではなく、フレーム単位とすることで多重化処理の遅延量の増加を防ぐようにしている。
【００２２】
ＰＥＳの先頭のＰＥＳヘッダにはＰＥＳの長さを記述するフィールドがある。可変長の圧縮方式(例えば、MPEG2,MPEG4, H.264|MPEG4-AVCなど)を使用した場合、圧縮後のデータ量は一定値とはならないため、ＰＥＳを構成する全てのデータが揃わないとＰＥＳの長さを記述することはできない。
【００２３】
しかし、ＭＰＥＧ２の規格ではＰＥＳの内容が映像である場合は実際のＰＥＳの長さを記述しないことが許容されており、これを利用すればＰＥＳを構成するデータが揃わなくてもＰＥＳヘッダを記述することが可能となる。
【００２４】
これにより、多重化処理はＰＥＳ単位で行う必要がなくなり、フレーム単位での処理が可能となる。ＰＥＳ単位で処理を行う場合は、ＰＥＳを構成する全てのフレームの符号化が終了するのを待って多重化処理を行う必要があった。この場合、１ＰＥＳ＝１フレーム構成と１ＰＥＳ＝ｎフレーム構成では（ｎ−１）フレーム分の符号化処理の時間だけ、１ＰＥＳ＝ｎフレーム構成の方が遅延量が増えることになる。
【００２５】
フレーム単位で処理を行う場合は、１フレームの符号化処理が終了すれば、そのフレームの多重化処理を行うことができるため、１ＰＥＳ＝１フレーム構成と１ＰＥＳ＝ｎフレーム構成では遅延量は変わらない。したがって、ｎをどれだけ大きくしても遅延量は一定となる。これにより遅延量の増加なしで、ｎの値を大きくすることができ、符号化効率の向上をはかることができる。
【００２６】
以上のように上記実施形態では、ＰＥＳ化部１３において、ＭＰＥＧ２規格による時間長を越えない範囲で複数フレームのＥＳを１つのＰＥＳパケットデータ部に纏めるようにし、かつＰＥＳヘッダ部のデータを生成する際に、ＰＥＳヘッダ部にＰＥＳのデータ長を記述しないことを利用して、ＥＳ符号化部１２にて１フレームの映像信号がＥＳ化された時点で、このＥＳからＰＥＳヘッダ部のデータを生成するようにし、ＥＳ符号化部１２から出力される複数フレーム分のＥＳをＰＥＳヘッダ部に繋げて１ＰＥＳを生成しＴＳパケット化部１４に出力するようにしている。
【００２７】
従って、ＴＳ多重部１１における多重化処理をＰＥＳ単位で行う必要がなくなり、フレーム単位で行うことが可能となり、これによりＴＳ化のオーバーヘッドを削減すると共に、多重化処理に要する遅延量の増加を防止でき、１セグメント放送のように限られた放送帯域を有効に利用できる。
【００２８】
その他、ストリーム生成装置の構成、ＴＳの生成方法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態となるストリーム生成装置の構成を示すブロック図。
【図２】ＰＥＳ構造を示す図。
【図３】ＭＰＥＧ２のＴＳ構造を示す図。
【図４】以前における映像信号からＥＳ、ＰＥＳ、ＴＳを生成する手順を説明するために示す図。
【図５】同実施形態における映像信号からＥＳ、ＰＥＳ、ＴＳを生成する手順を説明するために示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１１…ＴＳ多重部、１２…ＥＳ符号化部、１３…ＰＥＳ化部、１４…ＴＳパケット化部。
【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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