(57)【要約】【課題】  本発明は、送信時に伝送するプログラムクロックレファレンス情報をあらかじめ伝送路に応じたレートによってパケット化し、受信したデータに網ジッタが発生したときにジッタの抑圧装置を有するMPEG復号化装置を提供することを目的とする。【解決手段】  PCR発生器ではあらかじめ伝送路に応じたレートでパケット化し、そして３１０のFIFOでレート変換されたトランスポートストリームと３１１からの出力であるPCRパケットを多重化して出力する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報を入力する第１の入力手段と、前記第１の入力手段によって入力された情報を蓄積するための第１の蓄積手段と、前記第１の蓄積手段によって蓄積された情報をパケット化する第１のパケット化手段と、
第２の情報を入力する第２の入力手段と、前記第２の入力手段によって入力された情報を蓄積するための第２の蓄積手段と、前記第２の蓄積手段によって蓄積された情報をパケット化する第２のパケット化手段と、
前記第１の情報および前記第２の情報に関連する第３の情報を生成する第１の生成手段と、前記第１の情報および前記第２の情報および前記第３の情報を多重化する第１の多重化手段と、前記第１の多重化手段によって多重化された多重化情報を蓄積するための第３の蓄積手段と、前記第１の情報および前記第２の情報および前記第３の情報に関連する第４の情報を生成する第２の生成手段と、前記第３の蓄積手段によって蓄積された情報と、前記第４の情報を多重化する第２の多重化手段を有することを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記第４の情報はＩＳＯ/ＩＥＣ１３８１８−１に示されるプログラム・クロック・リファレンス・ベース及びプログラム・クロック・リファレンス・エクステンションであることを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
前記第３の情報はＩＳＯ/ＩＥＣ１３８１８−１に示されるプログラム仕様情報であることを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
【請求項４】
前記第３の蓄積手段は蓄積された情報をレート変換する機能を有することを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
【請求項５】
入力ディジタル信号に含まれる時間情報のジッタを低減する復号化装置において、入力ディジタル信号から時間情報を抽出する時間情報抽出手段と、クロック発生手段と、前記クロック発生手段からのクロックを計測するクロック計測手段と、入力ディジタル信号を蓄えるためのデータ記憶手段と、前記クロック計測手段と前記時間情報抽出手段との情報から前記データ記憶手段に記憶したデータを読み出し制御する制御手段と、
前記入力ディジタル信号に多重するデータ生成手段と、前記データ記憶手段に記憶した入力ディジタル信号と前記データ生成手段によって生成されたデータを多重する多重化手段を有することを特徴とする復号化装置。
【請求項６】
前記入力ディジタル信号はＩＳＯ/ＩＥＣ１３８１８−１に示されるトランスポートストリームであり、前記時間情報は前記トランスポートストリームに挿入されているプログラム・クロック・リファレンス・ベース及びプログラム・クロック・リファレンス・エクステンションであることを特徴とする請求項５記載の復号化装置。
【請求項７】
前記データ生成手段にて生成されるデータはＩＳＯ/ＩＥＣ１３８１８−１で示されるヌルパケットであることを特徴とする請求項５記載の復号化装置。
【請求項８】
前記制御手段は前記時間情報抽出手段からの抽出信号と、前記クロック計測手段からの計測値を比較し、この比較結果によって、前記データ生成手段によって生成された情報または前記データ記憶手段によって記憶された情報を多重制御ことを特徴とする請求項５記載のジッタ抑圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はATM網等を介してリアルタイムでの映像及び音声を伝送する際に発生する網ジッタの除去及び、符号化器と復号化器とのタイミング同期をとるためのシステムクロック再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音声・映像データを圧縮符号化し、ビットストリームとして多重伝送する方式としてMPEG2方式が盛んに用いられている（特許文献１〜３参照）。このMPEG2方式では送信側と受信側の同期をとるために、システムクロックを送信側において生成し、このレファレンス情報（PCR：Program Clock Reference）をビットストリーム中の適当な間隔で挿入し、受信側でこれを抽出して受信側の発振器をこのPCRと位相ロックさせるPLL回路を用いてシステムクロックを再生させることにより、送信側と受信側の同期をとることができる。
【０００３】
図４は、MPEG2のトランスポートストリームの構造を示す図であり、188バイトのトランスポートストリームパケットのうち、先頭の４バイト（32ビット）はヘッダである。ヘッダ内のadaptation field controlにより、adaptation fieldの有無が示される。adaptation fieldが無いことが示されると、ヘッダの後には直ちにpayloadが続く。このpayloadに映像や音声等のデータが挿入されて送られる。adaptation fieldの存在が示されると、ヘッダの後にはadaptation fieldが続き、残りの部分がpayloadとなる。adaptation fieldの後に続くpayloadには映像等のデータではなくstuffing byteを挿入することもできる。
【０００４】
adaptation field中に含まれるＰＣＲ信号は、実データが42ビットのデータで、これを含んだトランスポートストリームパケットが各プログラム毎に0.1秒以下の周期で伝送される。ＰＣＲフィールドの最終バイトが時刻の標準化位置と規定され、受信機側ではこの位置の到着時点でＰＣＲフィールドの示す値に従ってクロックを補正することが求められる。
【０００５】
以下、図６及び図５を用いてＭＰＥＧ２トランスポートストリームを受信する受信機におけるシステムクロック再生ＰＬＬ回路の構成を述べる。
【０００６】
まず、受信したTSパケットがクロック再生器５０１、MPEG2デコーダ５０２へ供給される。クロック再生器５０１ではPCRパケットを抽出し、システムクロックを再生する。再生したシステムクロックをMPEG２デコーダ５０２へ供給する。
【０００７】
図５はクロック再生器５０１の詳細ブロック図である。
【０００８】
受信したTSパケットから、ＰＣＲ検出器４０１により当該プログラムのパケットからＰＣＲ信号を抽出する。ＰＣＲ検出器４０１により検出されたＰＣＲ信号の時刻標準化位置においてＰＣＲ値を電圧制御発振器（ＶＣＯ）４０５の出力をカウントするカウンタ４０３にロードする。カウンタ値と受信されたＰＣＲ値が減算器４０２によって減算される。減算結果は、ローパスフィルタ４０４により平滑化されてＶＣＯ４０５に供給される。ＶＣＯ４０５の出力は、システムクロックとして出力端子４０６を介して、映像及び音声復号化器に供給される。
【特許文献１】特開平07-107490号公報
【特許文献２】特開平07-274142号公報
【特許文献３】特開平07-307711号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
MPEG2方式の信号をATM（Asynchronous Transfer Mode）で伝送する方式はMPEG  over ATMとして知られている。このMPEG over ATMでは例えば２つのTS（Transport  Stream）パケットを８個のATMセルにフォーマットして伝送される。このMPEG over ATMでは、図７に示すように、例えば、２つのトランスポートストリームパケットをAAL5にした後、８つのATMセルに分解して伝送する。一方、受信側では８つのATMセルを受信した時点でトランスポートパケットを組み立てるため、この２つのトランスポートパケットは図７に示すようにバーストデータとなる。ここでトランスポートストリームの伝送レートとATMの伝送レートの相違から、PCRの位置が本来の位置から変動して、これを基準として生成されるSTCにジッタが発生することになる。
【００１０】
又、AAL５におけるATM伝送では図８に示すように送信側と受信側の転送時間は保証されていないため更にジッタが発生することになる。
【００１１】
そこで本発明は、送信時に伝送するプログラムクロックレファレンス情報をあらかじめ伝送路に応じたレートによってパケット化し、受信したデータに網ジッタが発生したときにジッタの抑圧装置を有するMPEG復号化装置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】
【００１２】
上記目的を達成するため、第１の情報を入力する第１の入力手段と、前記第１の入力手段によって入力された情報を蓄積するための第１の蓄積手段と、前記第１の蓄積手段によって蓄積された情報をパケット化する第１のパケット化手段と、第２の情報を入力する第２の入力手段と、前記第２の入力手段によって入力された情報を蓄積するための第２の蓄積手段と、前記第２の蓄積手段によって蓄積された情報をパケット化する第２のパケット化手段と、前記第１の情報および前記第２の情報に関連する第３の情報を生成する第１の生成手段と、前記第１の情報および前記第２の情報および前記第３の情報を多重化する第１の多重化手段と、前記第１の多重化手段によって多重化された多重化情報を蓄積するための第３の蓄積手段と、前記第１の情報および前記第２の情報および前記第３の情報に関連する第４の情報を生成する第２の生成手段と、前記第３の蓄積手段によって蓄積された情報と、前記第４の情報を多重化する第２の多重化手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、入力ディジタル信号に含まれる時間情報のジッタを低減する復号化装置において、入力ディジタル信号から時間情報を抽出する時間情報抽出手段と、クロック発生手段と、前記クロック発生手段からのクロックを計測するクロック計測手段と、入力ディジタル信号を蓄えるためのデータ記憶手段と、前記クロック計測手段と前記時間情報抽出手段との情報から前記データ記憶手段に記憶したデータを読み出し制御する制御手段と、前記入力ディジタル信号に多重するデータ生成手段と、前記データ記憶手段に記憶した入力ディジタル信号と前記データ生成手段によって生成されたデータを多重する多重化手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のデータ符号化、復号化装置は網ジッタを含む受信トランスポートストリームパケットに対し、網ジッタの抑圧を行うことができるため、トランスポートストリームパケット復号器において安定したシステムクロックを再生することが可能となり、映像及び音声を容易に復号できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例）
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３−Ａは、本発明によるＭＰＥＧ符号化装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図３−Ａにおいて、３０１はディジタル映像データをISO/IEC 13818-2に従うように圧縮する映像符号器であり、３０２はディジタル音声データをISO/IEC 13818-3に従うように圧縮する音声符号器である。
【００１７】
３０３は符号化器の出力である映像ＰＥＳ及び音声ＰＥＳをISO/IEC 13818-1のトランスポートストリーム（ＴＳ：Transport Stream）に従ってそれぞれのＰＥＳをトランスポートストリームパケットにパケット化して多重するＴＳ（Transport Stream）多重器である。
【００１８】
３０４はトランスポートストリームパケットをＡＴＭセル化するＡＴＭセルフォーマッタである。
【００１９】
以下、上述のように構成されたディジタル伝送装置の伝送動作を説明する。映像データ及び音声データは夫々映像符号器３０１、音声符号器３０２に夫々入力される。映像符号器３０１では、ISO/IEC 13818-2に従うように、空間的、時間的に相関性の高い情報を検査し冗長度の低いデータへ変換することにより情報量の圧縮を行う。又、音声符号器３０２ではISO/IEC 13818-3に従うように情報量の圧縮を行う。これら圧縮されたデータ列の中で単独で伸張可能な単位をアクセスユニット（ＡＵ）と呼び、映像ＡＵ及び音声ＡＵのデータ列を夫々映像エレメンタリストリーム（映像ＥＳ）、音声エレメンタリストリーム（音声ＥＳ）と呼ぶ。
【００２０】
映像ＥＳ、音声ＥＳは、一般的にはアクセスユニットを基準とする単位で、そのＥＳの属性をあらわすストリームＩＤや復号側における復号時間や表示時間を示すタイムスタンプ情報などと共に可変長なパケットにパケット化（ＰＥＳ）される。
【００２１】
ＴＳ多重器３０３は映像ＰＥＳ、音声ＰＥＳを受け取り、トランスポートストリーム（ＴＳ）に変換し出力する。
【００２２】
図３−Ｂは、ＴＳ多重器３０３の詳細な構成を示すブロック図である。
【００２３】
図３−Ｂにおいて、３０５は入力された映像ＰＥＳを蓄えるメモリであり、３０６は入力された音声ＰＥＳを蓄えるメモリであり、３０７及び３０８は３０５及び３０６のメモリに蓄えられた映像及び音声ＰＥＳを、ISO/IEC 13818-1に従うようにトランスポートストリームパケットに変換するＴＳパケッタイザである。
【００２４】
３０９はISO/IEC 13818-1に示されるＰＩＤの定義など、ＴＳの総合的な付属情報をＰＳＩ（Program Specific Information：プログラム仕様情報）として生成し記憶させておくメモリである。
【００２５】
３１０はトランスポートストリームをATM網に送出するためのレート変換用FIFOである。
【００２６】
３１１は復号側の受信時刻を規定する基準時刻を表わすプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ：Program Clock Reference）を発生させるＰＣＲ発生器である。
【００２７】
以下、上述のように構成されたＴＳ多重器３０３の詳細動作を映像ＰＥＳを受信したときを例として説明する。映像ＰＥＳが入力され３０５のＲＡＭに書き込まれる。同時に映像ＰＥＳのスタートコード（packet_start_code_prefix：0x000001）を検出し１ＰＥＳの符号長をカウントする。次に３０５のＲＡＭから３０７のＴＳパケッタイザにデータが転送される。３０７のＴＳパケッタイザでは先に計測したＰＥＳ長からトランスポートストリームパケットのペイロードの先頭に映像ＰＥＳの先頭バイトが配置されるようにパケット化される。すなわちトランスポートストリームパケットの１８４バイトに満たないデータ長の場合、アダプテーション・フィールドを挿入し１８４バイト単位に調整するためのスタッフィングバイトを挿入する。
【００２８】
音声ＰＥＳに関しても、同様な処理動作となっている。
【００２９】
又、ＰＩＤの定義など、ＴＳの総合的な付属情報をＰＳＩ（Program Specific Information：プログラム仕様情報）として生成し３０９のＰＳＩ・ＲＡＭに記憶させておき、あらかじめ定義されているＰＩＤをもつＴＳパケットにパケット化する。
【００３０】
上記のように固定長のパケット化された各データを伝送路に応じて３１０のＦＩＦＯでレート変換し、ＴＳとして出力される。
【００３１】
３１１は復号側の受信時刻を規定する基準時刻を表わすプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ：Program Clock Reference）を発生させるＰＣＲ発生器であり、 ISO/IEC 13818-1に従ってある周期で多重される。更に、各プログラムへＰＣＲを供給する。
【００３２】
この３１１のPCR発生器ではあらかじめ伝送路に応じたレートでパケット化される。
【００３３】
そして３１０のFIFOでレート変換されたトランスポートストリームと３１１からの出力であるPCRパケットを多重化して出力する。
【００３４】
次に上記符号化された送信データを復号する本発明の復号化装置を図面を参照して説明する。図２は、本発明によるＭＰＥＧ復号化装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図２において、２０１はATMセル復号器であり、２０２はＰＣＲジッタ抑圧器、２０３はＴＳ復号器、２０４はＰＣＲ再生器、２０５は映像復号化器、２０６は音声復号化器である。
【００３６】
網からの受信ATMセルがATMセル復号器２０１に入力される。ATMセル復号器２０１でATMセルがトランスポートストリームパケットに変換される。変換された網ジッタを含むトランスポートストリームパケットがＰＣＲジッタ抑圧器２０２に入力される。
【００３７】
ＰＣＲジッタ抑圧器２０２では後述するジッタ抑圧方法によって網ジッタが抑圧されたトランスポートストリームパケットが出力される。
【００３８】
網ジッタが抑圧されたトランスポートストリームパケットがＴＳ復号器２０３に供給され、ＰＣＲを含むトランスポートストリームパケット、映像及び音声パケットに分離され、それぞれ、ＰＣＲ再生器２０４、映像復号化器２０５、音声復号化器２０６に供給される。
【００３９】
ＰＣＲ再生器２０４ではトランスポートストリームパケットからＰＣＲを抽出し、ＰＬＬ回路によってシステムクロックを再生する。再生されたシステムクロックを映像復号化器２０５、音声復号化器２０６に供給する。
【００４０】
映像復号化器２０５、音声復号化器２０６ではそれぞれ映像、音声パケットを復号化し、映像データ及び音声データを出力する。
【００４１】
次にＰＣＲジッタ抑圧器２０２で行うＰＣＲジッタ抑圧方法について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は本発明によるＰＣＲジッタ抑圧器２０２でのＰＣＲジッタ抑圧の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図１において、１０１は受信されたトランスポートストリームパケットからＰＣＲ値を抽出するＰＣＲ抽出器、１０３は２７ＭＨｚ発振器、１０２は２７ＭＨｚ発振器１０３の２７ＭＨｚクロックを計測するカウンタ、１０４はカウンタ１０２の値からトランスポートストリームパケットをバッファ１０５に書き込み及び読み出し制御を行うコントローラ、１０５は受信されたトランスポートストリームパケットを蓄えるバッファ、１０６はヌルパケットを生成するスタッフィング発生器、１０７は受信されたトランスポートストリームパケットと１０６のスタッフィング発生器から出力されるヌルパケットを多重する多重器である。
【００４４】
図１において、網ジッタを含むトランスポートストリームパケットが順次受信され、ＰＣＲ抽出器１０１によってトランスポートストリームパケット内に多重されているＰＣＲを含む受信トランスポートストリームパケットからＰＣＲ値が抽出される。
【００４５】
同時に受信したトランスポートストリームパケットをバッファ１０５へ蓄える。
【００４６】
ＰＣＲ抽出器１０１は受信されたトランスポートストリームパケットからＰＣＲが含まれるトランスポートストリームパケットを抽出するとカウンタ１０２にＰＣＲ値をロードする。カウンタ１０２はロードされたＰＣＲ値を２７MHｚ発振器１０３から出力される２７MHｚクロックにてカウントアップしていく。
【００４７】
更にＰＣＲ抽出器１０１から次のＰＣＲ値のロード命令がくると計測していたカウント値をコントローラ１０４へ出力する。
【００４８】
コントローラ１０４はカウンタ１０２からのカウント値と受信トランスポートストリームパケットから抽出したＰＣＲ値を比較し、一致したときにバッファ１０５に蓄えられたトランスポートストリームパケットを多重器１０７へ出力する。
【００４９】
カウンタ１０２からのカウント値と受信トランスポートストリームパケットから抽出したＰＣＲ値が一致していないときは多重器１０７へスタッフィング生成器の出力であるヌルパケットを出力する。
【００５０】
上記構成によって網ジッタが取り除かれたトランスポートストリームパケットは図２のＴＳ復号器２０２へ供給される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のPCRジッタ抑圧器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のPCRジッタ抑圧器を含む復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】Ａは本発明の符号化装置の構成を示すブロック図である。Ｂは本発明の符号化装置のＴＳ多重器の構成を示すブロック図である。
【図４】MPEG2のトランスポートストリームの構成を示す図である。
【図５】システムクロック再生器の構成を示すブロック図である。
【図６】MPEG2復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図７】トランスポートストリームパケット及びATMセルの構成を示す図である。
【図８】ATM−AAL５でのセル送受信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１  PCR抽出器
１０２  カウンタ
１０３  ２７MHｚ発振器
１０４  コントローラ
１０５  バッファ
１０６  スタッフィング生成器
１０７  多重器
２０１  ATMセル復号器
２０２  PCRジッタ抑圧器
２０３  TS復号器
２０４  PCR再生器
２０５  映像復号化器
２０６  音声復号化器
３０１  映像符号化器
３０２  音声符号化器
３０３  TS多重器
３０４  ATMセルフォーマッタ
３０５  RAM
３０６  RAM
３０７  TSパケッタイザ
３０８  TSパケッタイザ
３０９  PSI RAM
３１０  FIF
３１１  PCR発生器
【図１】
2005167449.tif 000003
【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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