(57)【要約】【課題】クロックリカバリの安定度を向上させることが可能な映像信号処理装置を提供すること。【解決手段】受信バッファ１は、受信したＴＳパケットを蓄積する。ＧＡＰ復元部２は、受信バッファ手段に蓄積されたＴＳパケットの転送時における時間間隔を復元する。制御部３は、ＴＳパケットに含まれるＰＣＲ値と、ＰＣＲ間に含まれるＴＳパケットの個数とから、受信バッファ１に蓄積されたＴＳパケット転送の時間間隔を算出してＧＡＰ復元部２におけるＴＳパケットの転送を制御する。したがって、ＴＳパケットの転送速度をほぼ一定とすることができ、クロックリカバリの安定度を向上させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したトランスポートパケットを蓄積する受信バッファ手段と、
前記受信バッファ手段に蓄積されたトランスポートパケットの転送時における時間間隔を復元する復元手段と、
前記受信バッファ手段に蓄積されたトランスポートパケット転送の時間間隔を算出して前記復元手段におけるトランスポートパケットの転送を制御する制御手段と、
前記復元手段から転送されたトランスポートパケットに基づいて映像信号を復号するデコード手段とを含み、
前記制御手段は、前記受信バッファ手段におけるトランスポートパケットの蓄積量と所定値との差分値が０となるように、前記復元手段におけるトランスポートパケットの転送の速度を制御する、映像信号処理装置。
【請求項２】
受信したトランスポートパケットを蓄積するステップと、
前記蓄積されたトランスポートパケットの転送時における時間間隔を算出するステップと、
前記算出された時間間隔でトランスポートパケットを転送するステップと、
前記転送されたトランスポートパケットに基づいて映像信号を復号するステップとを含み、
前記転送するステップは、
前記蓄積するステップで蓄積されたトランスポートパケットの蓄積量と所定値との差分値が０となるように、前記トランスポートパケットの転送の速度を制御するステップを含む、映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスポートストリーム（ＴＳ）を受けて映像信号を処理する技術に関し、特に、ＰＣＲ（Program Clock Reference：プログラム時刻基準参照値）によるクロックリカバリの安定度を向上させて映像信号を処理する映像信号処理装置および映像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット網を介して映像信号を送受信するシステムが普及してきている。このようなシステムで用いられるセットトップボックス（ＳＴＢ）においては、映像信号の送受信にＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２−ＴＳ（Transport Stream）を使用した通信プロトコルが利用されることが多い。
【０００３】
図５は、ＭＰＥＧ２−ＴＳのパケット構成を示す図である。ＭＰＥＧ２−ＴＳは、複数のトランスポートパケット（以下、ＴＳパケットとも呼ぶ。）によって構成される。ＴＳパケットはそれぞれ、１８８バイトまたは２０４バイトのサイズを有しており、アダプテーション・フィールド制御およびアダプテーション・フィールドを含んでいる。
【０００４】
アダプテーション・フィールド制御は、そのＴＳパケットがアダプテーション・フィールドを含むか否かを示す情報である。したがって、アダプテーション・フィールド制御の情報によっては、アダプテーション・フィールドを含まないＴＳパケットもある。
【０００５】
アダプテーション・フィールドには、対応するＴＳパケットの付加情報などが格納される。このアダプテーション・フィールドは、ＰＣＲフラグおよびオプショナル・フィールドを含んでいる。このＰＣＲフラグは、オプショナル・フィールドにＰＣＲが含まれるか否かを示す情報である。
【０００６】
ＰＣＲフラグが“１”の場合には、オプショナル・フィールドにＰＣＲが含まれることを示している。また、ＰＣＲフラグが“０”の場合には、オプショナル・フィールドにＰＣＲが含まれないことを示している。したがって、ＰＣＲフラグの値によっては、オプショナル・フィールドにＰＣＲを含まないアダプテーション・フィールドもある。
【０００７】
ＰＣＲは、トランスポートストリームを生成した符号装置のシステムクロックを、当該トランスポートストリームを受信する復号装置でリカバリするための時刻情報である。また、ＰＣＲは、トランスポートストリームを生成した符号装置のシステムクロックの周波数と、当該トランスポートストリームを受信する復号装置が生成するシステムクロックの周波数とを一致させるためのクロック調整値でもある。
【０００８】
すなわち、トランスポートストリームを生成した符号装置のシステムクロックの周波数と、当該トランスポートストリームを受信する復号装置のシステムクロックとは厳密には一致しない。そのため、符号装置で生成したフレーム枚数と同じフレーム枚数を、復号装置でデコードするためには、復号装置において、符号装置のシステムクロックをリカバリして一致させる必要がある。
【０００９】
符号装置は、トランスポートストリームの送信時に、送信するトランスポートストリームに含まれる複数のＴＳパケットのうち所定の時間間隔のＴＳパケットに、符号装置のシステムクロックによりカウントされるカウンタ値をＰＣＲとして付加する。復号装置側で、このＰＣＲを用いて符号装置のシステムクロックをリカバリする。
【００１０】
ＭＰＥＧ２の規格においては、復号装置側でＰＣＲの到着時刻と、ＰＣＲ間に受信したトランスポートストリームのビット数とから符号装置側のクロックレートを算出する方法が用いられる。具体的には、復号装置のシステムクロックを用いて生成されたタイムスタンプ値と、符号装置から受信したＰＣＲ値とを比較し、その差が０となるように復号装置側のシステムクロックを制御する。これに関連する技術として、下記の特許文献１〜３に開示された発明がある。
【００１１】
特許文献１に開示された遅延ゆらぎ吸収方法において、受信装置から供給された時系列のパケットはバッファに順次格納されると同時に基準時刻情報検出器に供給され、また入力バイトカウンタに１バイト単位で加算される。基準時刻情報検出器はバイト値ａを読み込むとともにパケットデータから基準時刻情報ｂを検出し、これらを基準時刻・位置記憶器に格納する。出力タイミング制御器はバッファのパケットを、バイト値ａ、基準時刻情報ｂ、出力バイトカウンタのバイト値Ｂｎ、送出時刻Ｃｎ、当該パケットのパケット長で決まる間隔でデコーダへ供給する。
【００１２】
特許文献２に開示された発明は、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ジッタ抑圧装置であって、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、時間情報抽出手段によって抽出した時間情報を蓄えるための時間情報記憶手段と、入力ディジタル信号を蓄えるためのデータ記憶手段と、クロック発生手段と、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に多重するデータ生成手段と、データ記憶手段に記憶した入力ディジタル信号とデータ生成手段によって生成されたデータとを多重する多重化手段と、多重化手段によって多重化された多重データに含まれる時間情報を補正する時間情報補正手段と、時間情報記憶手段、データ記憶手段、多重化手段および時間情報補正手段を制御する制御手段とを備える。
【００１３】
特許文献３に開示されたクロック再生回路においては、所定期間Ｔａに出力されたエラー信号の総和Σｅの絶対値とジッタ幅Ｊとの関係に基づき、入力信号と再生クロックとが同期状態にあるか否かを判別し、同期状態にある場合にはジッタ幅Ｊに対する安定ゲインＧａを目標値としてゲインを変更し、同期状態にない場合にはジッタ幅Ｊに対する許容ゲインＧｂを目標値としてゲインを変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−１５２２７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７７８１６号公報
【特許文献３】特開２００１−０２８５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ＩＰパケットによってＴＳパケットを配信する場合、ＩＰパケットに複数のトランスポートストリームを格納すること、符号装置側のＩＰパケット送出レートがばらつくことなどにより、復号装置側におけるＴＳパケットの受信時刻のばらつきが大きくなる。
【００１６】
そのため、上述の復号装置のシステムクロックを用いて生成されたタイムスタンプ値と、符号装置から受信したＰＣＲ値とを比較して符号装置側のクロックをリカバリする方法では、到着時刻のばらつき（ジッタ）が大きいほど、制御の引き込みレンジを上げて、すなわちクロックの変化する範囲を広げて追従する必要がある。したがって、リカバリしたクロックの安定度が低く、リカバリしたクロックから生成される映像用の同期信号の変動が大きくなる。
【００１７】
ＰＣＲを用いつつリカバリしたクロックの安定度を上げるためには、受信したＴＳパケットを一旦バッファに格納し、元の間隔でデコーダに送出する方法が用いられる場合もある。たとえば、符号装置側でＴＳパケットに別途送出時のタイムスタンプを格納し、復号装置側でそのタイムスタンプを参照し、そのタイミングでＴＳパケットを取り出す。
【００１８】
このような方法を用いた場合、符号装置側でタイムスタンプを別途付加し、復号装置側で付加されたタイムスタンプを抽出してＴＳパケットを取り出すタイミングを制御する機構が必要となる。このようなタイムスタンプを別途付加することなく、リカバリしたクロックの安定度を上げることが望ましい。しかしながら、上述の特許文献１〜３に開示された発明を用いたとしても、これを実現することは難しい。
【００１９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、クロックリカバリの安定度を向上させることが可能な映像信号処理装置および映像信号処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のある局面に従えば、映像信号処理装置は、受信したトランスポートパケットを蓄積する受信バッファ手段と、受信バッファ手段に蓄積されたトランスポートパケットの転送時における時間間隔を復元する復元手段と、受信バッファ手段に蓄積されたトランスポートパケット転送の時間間隔を算出して復元手段におけるトランスポートパケットの転送を制御する制御手段と、復元手段から転送されたトランスポートパケットに基づいて映像信号を復号するデコード手段とを含む。制御手段は、受信バッファ手段におけるトランスポートパケットの蓄積量と所定値との差分値が０となるように、復元手段におけるトランスポートパケットの転送の速度を制御する。
【００２１】
本発明の別の局面に従えば、映像信号処理方法は、受信したトランスポートパケットを蓄積するステップと、蓄積されたトランスポートパケットの転送時における時間間隔を算出するステップと、算出された時間間隔でトランスポートパケットを転送するステップと、転送されたトランスポートパケットに基づいて映像信号を復号するステップとを含む。転送するステップは、蓄積するステップで蓄積されたトランスポートパケットの蓄積量と所定値との差分値が０となるように、トランスポートパケットの転送の速度を制御するステップを含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のある局面によれば、制御手段が、受信バッファ手段に蓄積されたトランスポートパケット転送の時間間隔を算出して復元手段におけるトランスポートパケットの転送を制御するので、トランスポートパケットの転送速度をほぼ一定とすることができ、クロックリカバリの安定度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＧＡＰ復元部２の内部構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す制御部３の内部構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における制御部３の内部構成の一例を示す図である。
【図５】ＭＰＥＧ２−ＴＳのパケット構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における映像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。この映像信号処理装置は、受信バッファ１と、ＧＡＰ復元部２と、制御部３と、デコーダ４と、ＰＣＲクロックリカバリ部５と、映像信号制御部６とを含む。
【００２５】
受信バッファ１は、インターネットなどのネットワークを介して受信したＴＳパケットを順次格納し、そのパケット蓄積量をバッファレベル値として制御部３に出力する。また、受信バッファ１は、ＴＳパケットに含まれるＰＣＲを抽出して制御部３に出力するとともに、ＰＣＲ間に含まれるＴＳパケットの個数Ｎを算出して制御部３に出力する。また、受信バッファ１は、ＧＡＰ復元部２からの要求に応じて蓄積したＴＳパケットを順次ＧＡＰ復元部２を介してデコーダ４に転送する。
【００２６】
ＧＡＰ復元部２は、制御部３から出力されるｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値およびクロック信号を受け、受信バッファ１に蓄積されたＴＳパケットの転送タイミングを制御する。このＧＡＰ復元部２の詳細は後述する。
【００２７】
制御部３は、受信バッファ１から受けたＰＣＲ値およびＰＣＲ間に含まれるＴＳパケットの個数からｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を算出してＧＡＰ復元部２に出力する。このｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値とは、ＴＳパケット１個分のＰＣＲカウンタ値、すなわち各ＴＳパケットの時間間隔が制御部３で生成されるクロックの何クロック分に相当するかを示す値であり、次式によって算出される。
【００２８】
ｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値＝（１ｓｔ  ＰＣＲ値−２ｎｄ  ＰＣＲ値）／Ｎ    …（１）
また、制御部３は、受信バッファ１から受けたバッファレベル値を参照し、クロック信号を制御してＧＡＰ復元部２に出力する。この制御部３の詳細は後述する。
【００２９】
デコーダ４は、ＰＣＲクロックリカバリ部５から出力されるシステムクロックに同期してＴＳパケットに含まれる映像信号および音声信号を復号して映像信号制御部６に出力する。
【００３０】
ＰＣＲクロックリカバリ部５は、システムクロックを用いて生成されたタイムスタンプ値と、ＧＡＰ復元部２から受けたＰＣＲの値とを比較し、その差が０となるようにシステムクロックを制御してデコーダ４および映像信号制御部６に出力する。
【００３１】
映像信号制御部６は、デコーダ４によって復号された映像信号を受け、ＰＣＲクロックリカバリ部５から出力されたシステムクロックに同期してＣＶＢＳ（Composite Video Base band Signal）の水平同期（Ｈｓｙｎｃ）信号、垂直同期（Ｖｓｙｎｃ）信号、ビデオ（Ｓ＿ｖｉｄｅｏ）信号、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）の各種制御信号を生成して出力する。
【００３２】
図２は、図１に示すＧＡＰ復元部２の内部構成の一例を示す図である。ＧＡＰ復元部２は、デクリメントカウンタ２１と、ゲート２２とを含む。デクリメントカウンタ２１は、初期設定時に制御部３から与えられるｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値をロードし、制御部３からのｃｌｏｃｋ信号に同期してデクリメントを開始する。このとき、ゲート２２は閉じられている。
【００３３】
デクリメントカウンタ２１の値が“０”となったときに、ゲート２２を開いて１個分のＴＳパケットをデコーダ４に転送するとともに、デクリメントカウンタ２１に再度ｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値をロードしてデクリメントを開始する。以上の処理を繰り返して、ｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値に対応する周期でＮ個分のＴＳパケットを順次デコーダ４に転送する。
【００３４】
図３は、図１に示す制御部３の内部構成の一例を示す図である。制御部３は、加算器３１と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）３２と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３３と、ＶＣＯ（Voltage Control Oscillator）３４とを含む。加算器３１は、バッファレベル値と、（−ＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値）とを加算することにより差分値を算出する。ＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値は予め定められた値であり、たとえば受信バッファ１の容量の半分の値が設定される。
【００３５】
受信バッファ１に常にこのＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値の分だけＴＳパケットが蓄積されるように制御が行なわれる。すなわち、加算器３１によって算出された差分値が“０”となるようにｃｌｏｃｋ信号の周波数が制御される。
【００３６】
ＤＡＣ３２は、加算器３１から出力される差分値に応じた電圧値のアナログ信号を生成してＬＰＦ３３に出力する。たとえば、加算器３１から出力される差分値が“０”のとき、ＤＡＣ３２は１Ｖの電圧を出力する。加算器３１から出力される差分値が正の値のとき、ＤＡＣ３２はその値に応じて１Ｖよりも大きい電圧を出力する。また、加算器３１から出力される差分値が負の値のとき、ＤＡＣ３２はその値に応じて１Ｖよりも小さい電圧を出力する。
【００３７】
ＬＰＦ３３は、ＤＡＣ３２から出力されるアナログ信号の高周波成分を除去し、ＤＡＣ３２から出力されるアナログ信号の低周波成分のみを出力する。
【００３８】
ＶＣＯ３４は、ＬＰＦ３３から出力されるアナログ信号の電圧値に応じた周波数のｃｌｏｃｋ信号を生成して出力する。上述のように加算器３１から出力される差分値が“０”のとき、ＤＡＣ３２から１Ｖの電圧が出力されるのであれば、そのときＶＣＯ３４は所定周波数のｃｌｏｃｋ信号を生成して出力する。ＤＡＣ３２から１Ｖよりも大きな値の電圧が出力されれば、その値に応じて所定周波数よりも大きな周波数のｃｌｏｃｋ信号を生成して出力する。また、ＤＡＣ３２から１Ｖよりも小さな値の電圧が出力されれば、その値に応じて所定周波数よりも小さい周波数のｃｌｏｃｋ信号を生成して出力する。
【００３９】
このようにして、受信バッファ１の蓄積量が所定値よりも大きくなると、ＴＳパケットの転送が速くなるようにｃｌｏｃｋ信号の周波数を高くし、受信バッファ１の蓄積量が所定値よりも小さくなると、ＴＳパケットの転送が遅くなるようにｃｌｏｃｋ信号の周波数を低くして、ＴＳパケットの転送速度がほぼ一定となるように制御を行なっている。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態における映像信号処理装置によれば、制御部３がＴＳパケットに含まれるＰＣＲの値に応じてｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を算出してＧＡＰ復元部２に与え、受信バッファ１におけるＴＳパケットの蓄積量が一定となるようにｃｌｏｃｋ信号を生成してＧＡＰ復元部２に出力するようにしたので、ＴＳパケットの到着時刻のばらつき（ジッタ）を抑制することができ、ＰＣＲクロックリカバリ部５におけるクロックリカバリの安定度を向上させることが可能となった。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態における映像信号処理装置の概略構成およびＧＡＰ復元部の内部構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態における映像信号処理装置の概略構成およびＧＡＰ復元部２の内部構成と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【００４２】
本発明の第１の実施に形態においては、ｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を一定とし、ｃｌｏｃｋ信号の周波数を変化させることによりＰＣＲクロックリカバリ部５におけるクロックリカバリの安定度を向上させるものであった。本発明の第２の実施の形態においては、ｃｌｏｃｋ信号の周波数を一定とし、ｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を変化させることによりＰＣＲクロックリカバリ部５におけるクロックリカバリの安定度を向上させるものである。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施の形態における制御部３の内部構成の一例を示す図である。制御部３は、加算器３１と、アップダウンカウンタ３５とを含む。加算器３１は、ＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値と、（−バッファレベル値）とを加算することにより差分値を算出する。ＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値は予め定められた値であり、たとえば受信バッファ１の容量の半分の値が設定される。
【００４４】
受信バッファ１に常にこのＩＮＩＴ＿ｂｕｆ＿ｌｅｖｅｌ値の分だけＴＳパケットが蓄積されるように制御が行なわれる。すなわち、加算器３１によって算出された差分値が“０”となるようにアップダウンカウンタ３５の値が増減される。
【００４５】
アップダウンカウンタ３５は、初期設定時に式（１）に示すｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を設定する。そして、所定周期で以下のようにアップダウンカウンタ３５の値が更新される。加算器３１から出力される差分値が正の値のとき、アップダウンカウンタ３５は保持している値をインクリメントする。また、加算器３１から出力される差分値が負の値のとき、アップダウンカウンタ３５は保持している値をデクリメントする。
【００４６】
このようにして、受信バッファ１の蓄積量が所定値よりも大きくなると、ＴＳパケットの転送が速くなるようにｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を小さくし、受信バッファ１の蓄積量が所定値よりも小さくなると、ＴＳパケットの転送が遅くなるようにｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を大きくして、ＴＳパケットの転送速度がほぼ一定となるように制御を行なっている。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態における映像信号処理装置によれば、制御部３が受信バッファ１におけるＴＳパケットの蓄積量が一定となるようにｐａｃｋｅｔｓ  ｇａｐ値を増減してＧＡＰ復元部２に出力するようにしたので、ＴＳパケットの到着時刻のばらつき（ジッタ）を抑制することができ、ＰＣＲクロックリカバリ部５におけるクロックリカバリの安定度を向上させることが可能となった。
【００４８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  受信バッファ、２  ＧＡＰ復元部、３  制御部、４  デコーダ、５  ＰＣＲクロックリカバリ部、６  映像信号制御部、２１  デクリメントカウンタ、２２  ゲート、３１  加算器、３２  ＤＡＣ、３３  ＬＰＦ、３４  ＶＣＯ、３５  アップダウンカウンタ。
【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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