(57)【要約】【課題】  表示側でのタイミング調整を不要とした映像受信装置を得る。【解決手段】  ネットワークインタフェース手段１１は、特殊再生を行うためのＩピクチャのみの映像情報を受信する。ストリーム処理手段１２は、特殊再生の前処理として、通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するようＩピクチャ間に補間データを挿入する。また、ストリーム処理手段１２は、ＭＰＥＧストリームのＰＣＲ、ＰＴＳを、Ｉピクチャと補間データとを含めたＭＰＥＧストリームのタイミングに整合するよう付け替える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＥＧストリームを受信し再生する映像受信装置において、
特殊再生を行うためのＩピクチャのみの映像情報を受信した場合、当該特殊再生の前処理として、通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するよう前記Ｉピクチャ間に補間データを挿入するストリーム処理手段を備えた映像受信装置。
【請求項２】
ストリーム処理手段は、特殊再生を示すストリーム制御情報に基づいて補間データのサイズを算出することを特徴とする請求項１記載の映像受信装置。
【請求項３】
ストリーム処理手段は、特殊再生を行う場合は、ＭＰＥＧストリームの時間制御情報を、Ｉピクチャと補間データとを含めたＭＰＥＧストリームのタイミングに整合するよう付け替えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像受信装置。
【請求項４】
ＭＰＥＧストリームの復号化を行い、奇数フィールドと偶数フィールドの映像情報を出力するビデオデコード手段と、
前記ビデオデコード手段で出力した片方の映像フィールドのみで映像フレームを出力する出力映像表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の映像受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビデオサーバからＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワークといったネットワークを介して配信されるＭＰＥＧストリームを受信し再生する映像受信装置に関するものであり、特にその特殊再生ストリームの受信処理の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＶＯＤ（ビデオオンデマンド）システムとして、ビデオサーバからＭＰＥＧデータをＭＰＥＧデコーダに配信し、ＭＰＥＧデコーダでデコード処理を行って映像の再生を行うようにした装置があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなシステムの映像受信装置で特殊再生を行う場合は、ビデオサーバからＩピクチャのみを配信し、デコーダでは、このＩピクチャを所定の時間フリーズ処理してこのような再生を実現している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１５４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のＶＯＤシステムにおける映像受信装置では、Ｉピクチャによる間欠的な特殊再生を行うために、特殊再生の設定に応じて１フレームの表示期間の設定を調整する機能を持たなければならず、また、受信したＭＰＥＧストリームと同期関係を維持する必要があった。
【０００６】
また、単純なＩピクチャだけを切り出した特殊再生用ストリームを受信した場合に、通常再生時とは異なり、入力されるＰＣＲ（Program Clock Reference）やＰＴＳ（Presentation Time Stamp）やＤＴＳ（Decoding Time Stamp）といったＭＰＥＧストリームとしての時間制御情報の時間関係が崩れているため、ＭＰＥＧデコーダによってはデコード処理に支障をきたすことがあった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、表示側でのタイミング調整を不要とした映像受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、特殊再生を行うためのＩピクチャのみの映像情報を受信した場合、特殊再生の前処理として、通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するようＩピクチャ間に補間データを挿入するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、特殊再生を行う場合、その前処理として、Ｉピクチャ間に補間データを挿入して通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するようにしたので、表示側のタイミング調整が不要で、映像を再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の映像受信装置の実施の形態１を示す構成図である。
図示の映像受信装置１０は、ネットワークインタフェース手段（ネットワークＩ／Ｆ手段）１１、ストリーム処理手段１２、データ受信バッファ１３、ＡＶ分離手段１４、ビデオデコード手段１５、出力映像表示手段１６、オーディオデコード手段１７、全体管理手段１８からなる。
【００１１】
ネットワークインタフェース手段１１は、映像受信装置１０において、ＩＰネットワークといったネットワーク（図示せず）とのインタフェースを処理する機能部である。また、このようなネットワークには、ＭＰＥＧストリームを供給するための図示しないビデオサーバが接続されている。
【００１２】
ストリーム処理手段１２は、特殊再生を行う場合、その前処理として、ネットワークインタフェース手段１１が受信したＭＰＥＧストリームのＩピクチャの映像情報と、ストリーム制御情報とに基づいて、通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するようＩピクチャ間に補間データを挿入する機能を有している。また、ストリーム処理手段１２は、特殊再生を行う場合、補間データを挿入したＭＰＥＧストリームに対して、そのＭＰＥＧストリームの、ＰＣＲ、ＰＴＳ、ＤＴＳといった時間制御情報を通常再生時のＭＰＥＧストリームのタイミングに整合するよう付け替える機能を有している。
【００１３】
データ受信バッファ１３は、ＭＰＥＧストリームを一時的に格納するバッファである。ＡＶ分離手段１４は、ストリーム処理手段１２で処理されたＭＰＥＧストリームからビデオ信号とオーディオ信号とを抽出する機能部である。ビデオデコード手段１５は、ＡＶ分離手段１４で分離されたビデオ信号をデコードして、odd／evenフィールドからなる映像フィールドの映像信号を出力する機能部である。出力映像表示手段１６は、垂直同期信号に同期して、ビデオデコード手段１５がデコードした映像信号のうち、出力すべきフィールドを制御し、ビデオ信号として出力する機能部である。即ち、出力映像表示手段１６は、odd／even、odd／odd、even／evenのいずれかの映像フレームを出力するもので、特殊再生を行う場合は、odd／odd、またはeven／evenの映像フレームを出力するよう構成されている。
【００１４】
オーディオデコード手段１７は、ＡＶ分離手段１４で分離された音声信号をデコードしてオーディオ信号として出力する機能部である。全体管理手段１８は、例えばユーザから再生モードの変更指示があった場合、その変更指示内容に応じて出力映像表示手段１６とストリーム処理手段１２とにモード変更を通知するといった映像受信装置１０としての全体の管理を行う機能部である。
【００１５】
次に、このように構成された映像受信装置の動作について説明する。
先ず、通常再生時の動作について説明する。
通常再生が指定されている場合、全体管理手段１８はストリーム処理手段１２と出力映像表示手段１６に通常再生モードの制御を行う。ネットワークインタフェース手段１１は、図示しないビデオサーバよりネットワーク上に配信されたＭＰＥＧストリームを受信し、これをストリーム処理手段１２に出力する。ストリーム処理手段１２は、通常再生時はＭＰＥＧストリームだけの受信であるため、受信したＭＰＥＧストリームをそのままデータ受信バッファ１３に一時的に格納する。尚、データを一旦データ受信バッファ１３に格納するのは次のような理由からである。
【００１６】
即ち、ネットワーク上での映像配信は電波を使った放送とは違って、固定伝送レートのＭＰＥＧストリームであっても、バースト的に配信される。一方、ＭＰＥＧデコーダには固定伝送レートのＭＰＥＧストリームを入力する必要がある。ネットワークインタフェース手段１１が受信したＭＰＥＧストリームを一時的にデータ受信バッファ１３に格納するのは、ネットワーク上のバースト的なストリームを固定伝送レートに変換するために必要である。
【００１７】
ストリーム処理手段１２では、データ受信バッファ１３に一時的に格納されたＭＰＥＧストリームを固定の伝送レート（ビットレート）で読み出し、ＡＶ分離手段１４に出力する。ＡＶ分離手段１４はＭＰＥＧストリームからビデオストリームとオーディオストリームとを分離し、それぞれビデオデコード手段１５とオーディオデコード手段１７に出力する。ビデオデコード手段１５では入力したビデオストリームをデコードして出力映像表示手段１６に出力する。出力映像表示手段１６は、一般には、ビデオデコード手段１５と共にビデオデコーダＬＳＩに格納され、映像出力フレームの制御を行う。即ち、通常再生時には６０Ｈｚで映像フィールドを切り替えること映像フレームを構成する。
【００１８】
また、オーディオデコード手段１７では、入力したオーディオストリームをデコードしてオーディオ信号として出力する。そして、映像受信装置１０から出力されたビデオ信号とオーディオ信号は、図示しない表示装置やスピーカ等により映像および音声が再生される。
以上説明した通常再生時の動作は、従来と同様である。
【００１９】
次に、倍速再生といった特殊再生時の動作について説明する。
再生モードの切り替えは、全体管理手段１８で特殊再生モードに切り替えるための通知をストリーム処理手段１２と出力映像表示手段１６に通知することで行われる。
【００２０】
特殊再生時においても、ネットワークインタフェース手段１１がネットワーク上に配信されたＭＰＥＧストリームとストリーム制御情報を受信し、これらのデータをストリーム処理手段１２に出力するのは通常再生時と同様であるが、その配信情報が異なっている。
【００２１】
図２は、特殊再生時における本映像受信装置の動作を示す説明図であり、（ａ）は、特殊再生時の受信ストリーム、（ｂ）は補間後のストリーム、（ｃ）はＰＣＲおよびＰＴＳを付け替え後のストリームを表している。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、特殊再生時のＭＰＥＧストリームは、Ｉピクチャだけのストリームを間欠的に配信するのが一般的な手法である。即ち、図２（ａ）において、２１ａ，２１ｂ，２１ｃはそれぞれＩピクチャの配信を示し、２２ａ，２２ｂ，２２ｃは配信データがない部分を示している。また、このＩピクチャだけのストリームを正しくデコード処理するための補助データとしてビデオサーバよりストリーム制御情報が配信される。図２に示すように、Ｉピクチャ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが配信された後で、ストリーム制御情報２３ａ，２３ｂ，２３ｃが配信される。このストリーム制御情報２３ａ，２３ｂ，２３ｃの詳細は次のようになっている。
【００２３】
図３は、ストリーム制御情報の説明図である。
ストリーム制御情報は図３に示すように、コマンド識別、早送り／早戻しフラグ、倍速値、現在ピクチャのポインタ、次ピクチャのポインタを含んでいる。ここで、コマンド識別とは、データがストリーム制御情報であることを識別するための識別子である。また、早送り／早戻しフラグは、特殊再生の方向を示すフラグ、倍速値は特殊再生の速度を示す値、現在ピクチャのポインタは現在受信したＩピクチャの切り出し前のストリーム上の位置を示すポインタ、次ピクチャのポインタは、次に受信するＩピクチャの切り出し前のストリーム上の位置を示すポインタである。
【００２４】
ストリーム処理手段１２は、このようなＭＰＥＧストリームとストリーム制御情報２３ａ，２３ｂ，２３ｃを受信すると、そのストリーム制御情報２３ａ，２３ｂ，２３ｃに基づいて、図２（ｂ）に示すように、Ｉピクチャ間を補間するためのnullＴＳ(Transport Stream)の補間データ２４ａ，２４ｂ，２４ｃを作成し、補間後のストリームをデータ受信バッファ１３に格納する。
【００２５】
図４は、補間データの作成方法の説明図であり、（ａ）は入力ストリーム、（ｂ）は生成ストリームを表している。
【００２６】
図中のＰＩ０，ＰＩ３は、それぞれ元のストリームの０番目、３番目のＩピクチャのポインタを示しており、これらのデータはストリーム制御情報中に含まれている。図中の（ａ）に示すＰＩ０−ＰＩ３は、元のストリームのデータサイズである。図中の（ｂ）に示す生成ストリームはnullＴＳで補間した後のデータであり、Ｉ０からＩ３までのデータサイズが（ＰＩ０−ＰＩ３）／ＳＰＤになるようにデータを補間する。尚、ＳＰＤは倍速値を表しており、Ｉ０のサイズは受信時にカウントする。
【００２７】
また、ネットワークインタフェース手段１１が受信したストリーム内には図２（ｂ）に示すように、ｐｔｓ１，ｐｔｓ２，ｐｔｓ３といったＰＴＳ値と、ｐｃｒ１，ｐｃｒ２，ｐｃｒ３，ｐｃｒ４，ｐｃｒ５，ｐｃｒ６といったＰＣＲ値が含まれている。特殊再生ストリームでは、Ｉピクチャを間引くことで倍速再生を実現するため、これらＰＴＳ値、ＰＣＲ値は実際のビットレートから求まる正しい位置関係にない。そこで、ストリーム処理手段１２は、ＰＴＳ値、ＰＣＲ値を実際のビットレートから求まる正しい位置関係にするために、データ受信バッファ１３内で、ｐｔｓ１ａ，ｐｔｓ２ａ，ｐｔｓ３ａおよびｐｃｒ１ａ，ｐｃｒ２ａ，ｐｃｒ３ａ，ｐｃｒ４ａ，ｐｃｒ５ａ，ｐｃｒ６ａに付け替え処理を行う。
【００２８】
図５は、ＰＴＳ（ＤＴＳ）およびＰＣＲの付け替え処理を示す説明図である。図中、（ａ）は通常再生時のＭＰＥＧストリーム、（ｂ）は処理前の倍速再生ストリーム、（ｃ）は処理後の倍速再生ストリームを示している。また、図中、Ｐｔ０，Ｐｔ１，…は、それぞれＩピクチャのポインタであり、Ｐｔ０／Ｐｔ２，Ｐｔ２／Ｐｔ４，…はストリーム制御情報に含まれる現在ピクチャのポインタと次ピクチャのポインタを表している。
【００２９】
通常再生時のＴＳのビットレートが予め分かっていることを前提として、上述したようにＩピクチャにnullＴＳを補間した後に、ＰＣＲが元のビットレートになるようにＰＣＲを付け替え、それに合わせてＰＴＳ（ＤＴＳ）を付け替える。
【００３０】
図５（ｂ）に示すように、倍速再生では、Ｉピクチャを間欠的に送るため、時間軸が圧縮された状態で映像受信装置１０に入力される。その圧縮された時間軸を元に戻すのが、ＰＣＲとＰＴＳ（ＤＴＳ）の付け替えである。基準となるのは、特殊再生開始後最初に来るＰＣＲとし、そこを機軸として、nullＴＳで補間したストリームと元のＴＳレート情報から、以降のＰＣＲを計算して付け替えを行う。また、ＰＴＳ（ＤＴＳ）は元のＰＣＲとの関係（差分）を新しいＰＣＲに対する関係に置き換える方法で付け替える。例えば、図の変数を用いて単純に示した場合、次の式で表せる。
ＰＴＳ２−ＰＣＲ７＝ＰＴＳ１ａ−ＰＣＲ１ａ
尚、ＤＴＳを書き換える場合も同様に行うことができる。
【００３１】
ＰＣＲ及びＰＴＳ（ＤＴＳ）付け替え処理後のストリームにおいては、固定ビットレートでＡＶ分離手段１４に入力した場合にＰＣＲからストリームのビットレートを求めることができる。また、２７ＭＨｚのクロック再生を行うことができるようになる。
【００３２】
このようにしてストリーム処理手段１２で処理されたストリームは、ＡＶ分離手段１４によってビデオストリームとオーディオストリームに分離され、それぞれビデオデコード手段１５およびオーディオデコード手段１７に出力される。ここで、ＡＶ分離手段１４から出力されるビデオストリームは、ＩピクチャがnullＴＳに相当する時間間隔でビデオデコード手段１５に渡されることになる。また、ビデオストリームはビデオデコード手段１５でデコード処理を行い、デコード後の映像信号が出力映像表示手段１６に出力される。
【００３３】
出力映像表示手段１６は、一定時間画面を静止後に次の画面を表示する動作を繰り返すことで特殊再生を行う。画面の静止は片方のフィールドだけの映像情報を用いて１フレームの映像を出力するよう動作する。即ち、早送り再生や早戻し再生を行う場合、図示しないビデオサーバから間欠的にＩピクチャを配信する方式では、１秒間に２枚程度のフレーム情報しか送らないため、その間は静止画の状態となる。このような場合、出力映像表示手段１６では、同一フィールドを表示することで安定した静止画を出力する。
【００３４】
図６は、出力映像表示手段１６の処理を示す説明図である。
図中、（ａ）は垂直同期信号を示し、（ｂ）は特殊再生時のビデオデコード手段１５からの映像出力データ、（ｃ）は出力映像表示手段１６の出力データであり、この（ｃ）に示す出力データはoddフィールドの例を示している。尚、Ｏ３１，Ｅ３１やＯ６１，Ｅ６１における番号は、最初のフィールドから何番目のoddフィールドやevenフィールドであるかを示している。
【００３５】
図中（ｂ）に示すように、ビデオデコード手段１５からは、oddフィールド、evenフィールドが交互になった映像信号が出力される。出力映像表示手段１６は、（ｃ）に示すように、この映像信号から一方のフィールドの映像を１５フレームずつ静止した映像として出力する。このような処理により、垂直解像度は半分になるが、完全に静止した映像を出力することができる。
【００３６】
また、映像の切り替えは、次に表示するフィールド映像情報のデコード処理が完了した時に行われるため、画面を静止させる時間を特別に設定する必要はなく、構成を簡素化することができる。
【００３７】
以上のように、実施の形態１によれば、ＭＰＥＧストリームを受信し再生する映像受信装置１０において、特殊再生を行うためのＩピクチャのみの映像情報を受信した場合、ストリーム処理手段１２によって、特殊再生の前処理として、通常再生時のＭＰＥＧストリームの伝送レートを復元するようＩピクチャ間に補間データを挿入するようにしたので、デコーダにおいて特別のタイミング調整といった処理が必要なく、映像の再生が可能であるという効果がある。
【００３８】
また、実施の形態１によれば、ストリーム処理手段１２は、特殊再生を示すストリーム制御情報に基づいて補間データのサイズを算出するようにしたので、補間データのサイズ算出を容易に行うことができる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、ストリーム処理手段１２は、特殊再生を行う場合は、ＭＰＥＧストリームの時間制御情報を、Ｉピクチャと補間データとを含めたＭＰＥＧストリームのタイミングに整合するよう付け替えたので、前処理後は、通常再生と同様の処理を行うことができ、デコーダは、通常のＭＰＥＧストリームの再生と特殊再生とを意識することなく行うことができる。
【００４０】
また、実施の形態１によれば、ＭＰＥＧストリームの復号化を行い、奇数フィールドと偶数フィールドの映像情報を出力するビデオデコード手段１５と、ビデオデコード手段１５で出力した片方の映像フィールドのみで映像フレームを出力する出力映像表示手段１６とを備えたので、同一の映像フレームの期間では安定した静止画を表示することができ、その結果、安定した特殊再生の映像を表示することができる。
【００４１】
尚、上記実施の形態では、ＭＰＥＧストリームの時間制御情報として、ＰＣＲとＰＴＳとＤＴＳとしたが、ＰＣＲとＰＴＳは必須とし、ＤＴＳはデコードチップによって、付け替えるか否かを選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の映像受信装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】この発明の映像受信装置の実施の形態１における特殊再生時の動作を示す説明図である。
【図３】この発明の映像受信装置の実施の形態１におけるストリーム制御情報の説明図である。
【図４】この発明の映像受信装置の実施の形態１における補間データの作成方法の説明図である。
【図５】この発明の映像受信装置の実施の形態１におけるＰＴＳ（ＤＴＳ）およびＰＣＲの付け替え処理を示す説明図である。
【図６】この発明の映像受信装置の実施の形態１における出力映像表示手段の処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  映像受信装置、１２  ストリーム処理手段、１５  ビデオデコード手段、１６  出力映像表示手段。
【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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