(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＥＧ２（Motion Picture Experts Group ２)圧縮符号化データをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）での変調時に時間圧縮を行う変調方式にて送信するディジタル放送であって、ＭＰＥＧ２圧縮符号化データの再生に必要な送信側システムクロックに同期した再生用の時間情報であるＰＣＲ (Program Clock Reference)を含むＰＣＲパケットを、トランスポートストリーム中に挿入して送信し、受信側でこのＰＣＲパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するシステムにおいて、
変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中でのＰＣＲパケット挿入位置に起因するＰＣＲパケットの上記時間情報内容と再生側での実際の出現位置の時間との誤差分を、トランスポートストリーム中での有効な信号が含まれる期間の長さおよび同期信号のための期間の長さおよび同期の一単位の期間を示す信号とを参照して求め、修正する手段を設けたことを特徴とするディジタル放送システムのクロック再生装置。
【請求項２】
ＭＰＥＧ２（Motion Picture Experts Group ２)圧縮符号化データをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）での変調時に時間圧縮を行う変調方式にて送信するディジタル放送であって、ＭＰＥＧ２圧縮符号化データの再生に必要な送信側システムクロックに同期した再生用の時間情報であるＰＣＲ (Program Clock Reference)を含むＰＣＲパケットを、トランスポートストリーム中に挿入して送信し、受信側でこのＰＣＲパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するシステムにおいて、
変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中でのＰＣＲパケット挿入位置に起因するＰＣＲパケットの上記時間情報内容と再生側での実際の出現位置の時間との誤差分を、トランスポートストリーム中での有効な信号が含まれる期間の長さおよび同期信号のための期間の長さおよび同期の一単位の期間を示す信号とを参照して求め、修正し、この修正した時間情報を用いてクロック再生を行うことを特徴とするディジタル放送システムのクロック再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル放送の送受信システムにかかわり、特に変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いると共に、データ圧縮方式としてＭＰＥＧ２システム規格（ＩＳＯ１３８１８−１）を使用して圧縮符号化するシステムにおける受信側での送信側に同期したシステムクロックを精度良く再生して利用できるようにするクロック再生装置および再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル放送に使用される変調方式の一つとしてＯＦＤＭがある。このＯＦＤＭは、送信するデータの変調時に時間圧縮を行う変調方式である。
【０００３】
このＯＦＤＭを用いて変調したディジタル信号の模式図を図８に示す。ＯＦＤＭでのデータ伝送は、図８に示す如く伝送シンボルを単位として行われる。そして、伝送シンボルはデータ伝送のために必要な信号期間である有効シンボル期間と、マルチパス低減のために設けられるガードインターバル期間からなる。そして、このガードインターバル期間は、データのストリームを挿入できない期間となる。
【０００４】
一方、フォーマット、データ転送速度、圧縮テクニックを規定するフルモーションビデオの動画像圧縮にかかわる国際標準の一つに、ＭＰＥＧ２（Motion Picture Experts Group ２)がある。そして、このＭＰＥＧ２システムレイヤを使用したデータ伝送では、パケット単位の処理を行っており、１パケットは１８８バイトで構成されている。
【０００５】
このＭＰＥＧ２システムレイヤを使用したデータ伝送を採用した場合に、受信側でデータのデコード処理をするにあたっては、送信側システムのクロックを受信側で再生する必要があり、そのためのクロック再生の仕組みとして、時間情報をストリームに挿入して伝送するようにしている。
【０００６】
ストリームに挿入され伝送される当該時間情報は、ＰＣＲ(Program Clock Reference）と呼ばれ、これは送信側においてシステムクロックでカウントしたカウンタ値を符号化時に付加して送ると云う形態をとる。受信側ではこの時間情報を元にして送信側のシステムクロックを再生し、受信データの復号化処理に用いる。ＰＣＲは４２ビットの値をとるが、この４２ビット構成のＰＣＲは送信システム側において、多重する際にストリームに付加される。そして、ストリームを受け取った受信側では、このＰＣＲを抽出し、このＰＣＲの示す値と受信側自身の発生クロックをカウントして得たカウンタ値とを比較し、ＰＬＬ（フェーズロックループ）制御をかけることによって、送信側のシステムクロックを再生する。
【０００７】
また、受信側ではこの再生されたシステムクロックをカウントした値を用いて、デコード処理の時間管理をも行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課顕】
ところで、上記で説明したＭＰＥＧ２システムレイヤを用い、符号化された信号を変調方式ＯＦＤＭで変調して伝送する場合に、送信側では、継続したストリームを処理するものの、当該ＯＦＤＭ変調ではガードインターバル期間を設けるために、この期間はストリームを挿入できない。
【０００９】
つまり、ＯＦＤＭ変調ではストリームを挿入できない期間が生じることが避けられない。そして、最悪の場合、図９に示すように、ＰＣＲを含むパケットがガードインターバル期間をまたがって送信されるケースもあり得る。すなわち、ＰＣＲを含む１パケット分のパケットが送られている途中で、ガードインターバル期間に差し掛かると、そのパケットの残り分の伝送が中断され、ガードインターバル期間が終了した段階で残り分の伝送が再開される。そのため、１つのパケットがガードインターバル期間を挟んで２つに分けられて伝送されると云った事態である。
【００１０】
図２ではＯＦＤＭの１シンボル期間に対して、ＰＣＲを含むパケットの時間的な位置が変わった場合に実際の時間と、ＰＣＲの示す値とで、どれくらいの誤差が生じるかを説明している。
【００１１】
図２の［ｃａｓｅ１］のように、ガードインターバル直前にＰＣＲを含むパケットが存在した時に対して、図２の［ｃａｓｅ２］のように、ガードインターバル直後にＰＣＲを含むパケットが存在したときは、ＰＣＲで示されている時間情報はガードインターバル期間の時間分だけ、本来入力されるべきはずの時刻での 値とずれることになる。
【００１２】
例えば、１シンボル期間を５０［ｍ秒］として、このうち、有効シンボル期間を４８［ｍ秒］、ガードインターバル期間を２［ｍ秒］として、伝送レート４０［Ｍｂｐｓ］のストリームを変調する時、ガードインターバル直後にＰＣＲを含むパケットが存在すると、ＰＣＲの値は２［ｍ秒］の誤差を生じることになる。この誤差値は受信側で使用される２７［ＭＨｚ］のクロック数に換算すると、５４×１０3クロックにもなり、この誤差値分がずれてしまうことになる。
【００１３】
以上のように処理が行われると、受信側では入力されるＰＣＲに誤差が生じるため、再生されるシステムクロックの精度は落ち、クロックのジッタが生じ、このクロックを使用したデコード処理に悪影響を及ぼす。従って、これを抑制する技術の開発が待たれる。
【００１４】
そこで、この発明の目的とするところは、受信側で安定したクロック再生を可能にするディジタル放送システムのクロック再生装置および方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する。
【００１６】
すなわち、本発明は、ＯＦＤＭでの変調時に時間圧縮を行う変調方式を採用したディジタル放送であって、ＭＰＥＧ２圧縮符号化を使用したデータを伝送する場合に、ＭＰＥＧ２圧縮符号化データの再生に必要な送信側システムクロックに同期した再生用の時間情報であるＰＣＲ (Program Clock Reference)を、トランスポートストリーム中に挿入したＰＣＲパケットにより送信し、受信側でこのＰＣＲパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するにあたり、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中にＰＣＲパケットを挿入した結果、その挿入位置に起因するＰＣＲパケットの上記時間情報の内容に対する当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置の時間誤差分を、修正手段を設けて時間情報修正するようにしたものである。
【００１７】
また、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中に挿入するＰＣＲパケットの位置を、ＰＣＲパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置で時間誤差が生じない位置に来るよう挿入位置制御をするようにしたものである。
【００１８】
すなわち、送信側または受信側において上記時間情報が持つＰＣＲの値と実際に処理が行われる時刻との間で誤差を抑制する手段を設けた。送信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、変調時のフレーム信号を参照して補正した時間情報をマルチプレクサで挿入する。受信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、復調時のフレーム信号を参照して、受信した時間情報を補正する。
【００１９】
従来は、ＯＦＤＭ等の変調時にトランスポートストリームを時間圧縮する変調方式を使ったディジタル放送方式では、受信側で受信する時間情報と実際に受信される時間との間に誤差が生じ、安定したクロック再生ができなかったが、上記の手段を用い受信機で時間情報の補正を行うか、もしくは送信側で変調時の時間圧縮を考慮した時間情報を挿入することにより、受信側で安定したクロック再生が可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照してこの発明の実施例を説明する。
【００２１】
（第１の実施例）
ここでは、ＩＳＯ１３８１８−１に規定されるＭＰＥＧ２  Ｓｙｓｔｅｍｓを使用し、変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いたディジタル放送を受信する方式において、変調されている信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報（ＰＣＲ）を受信側において補正できるようにすることにより、再生クロックの精度を確保する技術を説明する。
【００２２】
従って、この実施例では、変調されている信号における有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報を補正する装置を、受信側に設ける構成とする。
【００２３】
図１に、このような時間情報（ＰＣＲ）を補正する機能を有するディジタル放送用の受信機の一実施例を示す。図１において、１１はＯＦＤＭ復調器、１２はデマルチプレクサ、１３は復号器、１４はトランスポート処理部である。
【００２４】
これらのうち、ＯＦＤＭ復調器１１は受信信号を復調するものである。トランスポート処理部１４は、ＯＦＤＭ復調器１１で復調された信号からデコードに必要な信号を分離する機能を有しており、復調器１１から得られるＯＦＤＭの復調信号からガードインターバル期間（同期シンボル期間）を示す信号を検出して、これとＯＦＤＭの有効シンボル期間（データ有効期間）との関係から、ＰＣＲを含むパケットが、ＯＦＤＭの１シンボル期間のどの位置に存在するかを認識して、パケットの存在する位置に応じたずれ量分、ＰＣＲの内容を補正すべく処理してこの補正処理したＰＣＲをデマルチプレクサ１２に与えると云った機能を有する。
【００２５】
デマルチプレクサ１２は、ＯＦＤＭ復調器１１で復調された多重化受信信号を分離するものであって、ＯＦＤＭ復調器１１で復調された信号をチャネル別に分離化し、チャネル別にＭＰＥＧ２のトランスポートストリームを取り出し、パケットに含まれるＰＣＲの値についてはトランスポート処理部１４で補正処理して与えられたものに変更すると共に、このＰＣＲを含むトランスポートストリームを復号器１３に与えるものである。
【００２６】
また、復号器１３は、ＭＰＥＧ２用のデコーダであって、ＰＣＲを含むトランスポートストリームを受けて、このストリーム中のＰＣＲを用い、システムクロックを再生すると共に、この再生したシステムクロックを用いてＭＰＥＧ２のトランスポートストリームを復号化し、画像データに戻す処理をするものである。
【００２７】
変調方式にＯＦＤＭを使用する場合、変調側ではビットストリームをＯＦＤＭ変調するにあたり、１フレーム期間内の最初にガードインターバル期間（ガードバンド期間）を設ける。そして、そのために変調側では、このガードインターバル期間のタイミングでガードバンド信号を発生させ、ＯＦＤＭ変調出力にガードインターバル期間を作る。そのため、受信側ではこれを検知すれば、ガードインターバル期間のタイミングを取得できる。
【００２８】
このような構成の受信機の動作を説明する。ＯＦＤＭにて変調された信号を受けると、ＯＦＤＭ復調器１１はこの受信した信号を復調する。そして、この復調した信号をデマルチプレクサ１２とトランスポート処理部１４に与える。
【００２９】
トランスポート処理部１４では、このＯＦＤＭ復調器１１で復調された信号からデコードに必要な信号を分離する。すなわち、トランスポート処理部１４では、復調器１１から得られるガードインターバル期間を示す信号を参照し、ＯＦＤＭの有効シンボル期間に対してＰＣＲを含むパケットの位置がどこか、すなわち、ＯＦＤＭの１シンボル期間のどの位置に存在するかを認識する。そして、パケットの存在する位置に応じたずれ量分、ＰＣＲの内容を補正すべく処理する。この補正処理したＰＣＲはデマルチプレクサ１２に与えられる。
【００３０】
デマルチプレクサ１２ではＯＦＤＭ復調器１１で復調された信号を分離化し、パケット単位でＭＰＥＧ２のトランスポートストリームを取り出し、パケットに含まれるＰＣＲの値についてはトランスポート処理部１４で補正したものに変更する。
【００３１】
このＰＣＲを含むトランスポートストリームは復号器１３に送られ、ここでＰＣＲを用いてシステムクロックを再生すると共に、この再生したシステムクロックを用いてＭＰＥＧ２のトランスポートストリームを復号化し、画像データに戻す。そして、表示系において、この画像データを用いて、動画像の表示が行われることになる。
【００３２】
このように、復調器１１から得られるＯＦＤＭの有効シンボル期間とガードインターバル期間を示す信号を参照し、ＰＣＲを含むパケットが、ＯＦＤＭの１シンボル期間のどの位置に存在するかを認識し、パケットの存在する位置に応じて補正処理し、システムクロックを再生する。
【００３３】
ここでトランスポート処理部１４における上述のＰＣＲの補正処理は、次の如きに行われる。
【００３４】
例えば、有効シンボル期間（データ有効期間）ｍ＝５０［ｍｓ］、ガードインターバル期間（同期シンボル期間）ｎ＝２［ｍｓ］の場合、図２に示す［ｃａｓｅ１］のように、同期シンボル期間（ガードインターバル期間）の開始時点直前時点で到達し終わるタイミングで、ＰＣＲを含むパケットＰｔが存在した場合は、ＰＣＲの値にガードインターバル期間ｎの長さ２［ｍｓ］を加える。具体的には、ＰＣＲは２７［ＭＨｚ］でカウントされた値であるので、送られて来たＰＣＲの値に、１０進の値で約“５４０００”を加えた値にし、これを補正済みの新たなＰＣＲ値とするわけである。
【００３５】
逆にガードインターバル期間の直前にＰＣＲを含むパケットが送られて来た場合、すなわち、図２に示す［ｃａｓｅ２］のように、同期シンボル期間（ガードインターバル期間）の終了点直後位置から到達が開始となるタイミングで、ＰＣＲを含むパケットＰｔが存在した場合は、ＰＣＲ値を変えず、元の値のままとする。従って、この場合、送られてきたパケットＰｔに含まれていた元のＰＣＲの値そのままであり、このＰＣＲの値を用いてＭＰＥＧデコーダである復号器２３では通常通りにデコード処理を行う。
【００３６】
また、同期シンボル期間（ガードインターバル期間）の終了時点からｐ時間経過時点でＰＣＲを含むパケットＰｔが存在することとなった場合は、ＰＣＲの値にガードインターバル期間の長さ２［ｍｓ］に（ｍ−ｐ）／ｍを乗じた値分を加えた値とする。
【００３７】
従って、例えばこの実施例では、図２に示すように有効シンボル期間長をｍ  ［ｍｓ］、ガードインターバル期間長をｎ［ｍｓ］とし、ＰＣＲを含むパケットが有効シンボル期間の開始位置からｐ［ｍｓ］後に存在する場合、元のＰＣＲの値に、
ｎ×（ｍ−ｐ）／ｍ［ms］
なる時間相当分のカウント値を加えると云う補正を施すようにする。但し、ｐは０≦ｐ≦ｍであり、また、ガードインターバル期間の終了点直後位置から到達開始となるタイミングで、ＰＣＲを含むパケットＰｔが存在する場合は、ＰＣＲ値を変えず、元の値のままとする。
【００３８】
このように、ＯＦＤＭ変調されている信号中での時間情報の、有効な信号が含まれる期間の長さ（有効シンボル期間の長さ）と、同期信号のための期間の長さ（ガードインターバル期間の長さ）と、同期の一単位の期間を示す信号（変調器からのフラグ（ガードバンド信号））を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報（ＰＣＲ）を受信側において補正することができるようにしたことにより、受信側において再生クロックの精度を確保することができるようになる。
次に、ビデオカメラ等の媒体から得られた映像信号をエンコードしてＯＦＤＭ変調出力する場合の例であって、受信側で特別な制御や処理をせずとも再生クロックの精度を確保できるようにする例を第２の実施例として説明する。
【００３９】
（第２の実施例）
この実施例は、ＩＳＯ１３８１８−１に規定されるＭＰＥＧ２圧縮符号化方式を使用して圧縮符号化されたデータを、ＯＦＤＭなどのようなトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いて送信するディジタル放送の送信側システムを対象としており、変調後の信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照し、トランスポートストリームに含まれる時間情報（ＰＣＲ）を補正すると共に、トランスポートストリームの中の時間情報を含むパケットが、変調の同期信号 のための期間を跨ぐことがないように送信側で制御することにより、受信側では特別な制御や処理をせずとも再生クロックの精度を確保できるようにする例である。
【００４０】
図３に第２の実施例の概略的なブロック構成図を示す。
【００４１】
この例はリアルタイムでビデオカメラ等の媒体からの映像信号をエンコードして出力するシステムを想定している。図１において、２１はビデオカメラなどの撮像装置、２２はＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ、３はマルチプレクサ、４は変調器である。
【００４２】
撮像装置２１は被写体を撮像して映像信号を出力するものであり、ＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２は、この映像信号をＭＰＥＧ２の方式で圧縮符号化し、出力する装置である。このリアルタイムエンコーダ２２は、データ圧縮する際に、ＯＦＤＭ変調器２１からの同期情報（ガードインターバル期間の開始時期対応のタイミングで発生する１シンボル期間相当の周期を持つ情報）を含んだ信号を参照し、出力する圧縮信号の圧縮のレート制御を行う機能を有している。
【００４３】
また、マルチプレクサ２３は、リアルタイムエンコーダ２２の出力にＰＣＲパケットを挿入して多重化し、出力するものであり、ＯＦＤＭ変調器２４はこのマルチプレクサ２３の出力をＯＦＤＭ変調して出力するものである。また、このＯＦＤＭ変調器２１は同期情報を出力し、リアルタイムエンコーダ２２やマルチプレクサ２３に与えることができるように構成してある。
【００４４】
図では１系統分しか示していないが、マルチプレクサ２３を設けて信号を多重化する構成をとる訳であるから、撮像装置２１は複数台あり、それぞれにＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２が用意され、これら複数のＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２でそれぞれの系統の映像信号がＭＰＥＧ２圧縮符号化されたものをマルチプレクサ２３は多重化する。また、各リアルタイムエンコーダ２２には、それぞれ帯域幅ｑ［Ｍｂｐｓ］が予め割り当てられている。
【００４５】
また、各リアルタイムエンコーダ２２からの圧縮符号化映像信号をマルチプレクサ２３にて多重化したものをＯＦＤＭ変調器２４で変調するに当たり、有効シンボル期間長（データ有効期間の長さ）がｍ［ｍｓ］、ガードインターバル期間長（同期シンボル期間の長さ）がｎ［ms］となるように変調しようとするに際し、対象とする上記複数のリアルタイムエンコーダ２２には、それぞれ現時点で割り当てられている帯域幅がｑ［Ｍｂｐｓ］に従って、これらのエンコーダ２２から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが
ｑ×ｍ／（ｍ＋ｎ）［Ｍｂｐｓ］
となるように、各リアルタイムエンコーダ２２は内部で圧縮レートの制御をかけるように構成してある。有効シンボル期間長ｍ［ｍｓ］、ガードインターバル期間長ｎ［ms］は、ＯＦＤＭ変調器２１からの同期情報により知ることができるから、各リアルタイムエンコーダ２２は同期情報を元に、上記圧縮レートの制御をかけるように構成してある。
【００４６】
このような構成において、撮像装置２１から出力された映像信号は、ＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２に入力される。すると、このＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２は入力された映像信号をＭＰＥＧ２圧縮方式によりデータ圧縮処理する。
【００４７】
そして、データ圧縮する際に、ＯＦＤＭ変調器２１からの同期情報を含んだ信号を参照し、出力する圧縮信号の圧縮のレート制御を行う。
【００４８】
ここで、ＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２にて実施される上記変調器２４から得られる同期情報を含む信号を参照しての圧縮のレート制御について説明する。
【００４９】
いま、変調器２４から同期情報を含む信号が１［ｂｉｔ］のフラグで送られて来るとする。ＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２ではこのフラグから、ＯＦＤＭの１シンボル期間長（１フレーム期間の長さ）、有効シンボル期間長、ガードインターバル期間長の確定ができる。
【００５０】
ＭＰＥＧ２用のリアルタイムエンコーダ２２では、このようにして上記フラグから得られるそれぞれの期間の時間の長さの情報の他に、マルチプレクサ２３から供給されるレート制御の信号を受けて、これらの情報を元にして、圧縮のレート制御を行う。圧縮のレートは以下のように制御する。
【００５１】
すなわち、マルチプレクサ２３に入力するＭＰＥＧ２圧縮方式で圧縮符号化した映像信号を供給する複数のエンコーダ２２が存在し、これらエンコーダ２２からの圧縮符号化映像信号をマルチプレクサ２３にて多重化したものをＯＦＤＭ変調器２４で変調するに当たり、有効シンボル期間長（データ有効期間の長さ）がｍ［ｍｓ］、ガードインターバル期間長（同期シンボル期間の長さ）がｎ［ms］となるように変調しようとするに際し、対象とする上記複数のエンコーダ２２に現時点で割り当てられている帯域幅がｑ［Ｍｂｐｓ］であるとすると、これらのエンコーダ２２から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが
ｑ×ｍ／（ｍ＋ｎ）［Ｍｂｐｓ］
となるように、各エンコーダ２２内部で圧縮レートの制御をかける。
【００５２】
このようにして、各エンコーダ２２ではＯＦＤＭ変調器２４からの同期情報を元にｑ×ｍ／（ｍ＋ｎ）［Ｍｂｐｓ］となるよう、圧縮レートの制御がなされて各リアルタイムエンコーダ２２から出力されたＭＰＥＧ２圧縮符号化映像信号は、マルチプレクサ２３へと入力される。
【００５３】
マルチプレクサ２３では、これらのリアルタイムエンコーダ２２から入力された信号を、パケット化して多重する。また、マルチプレクサ２３では、ＯＦＤＭ変調器２４から入力される同期情報に対応してＰＣＲを含むパケットの多重を制御することにより、このマルチプレクサ２３で付加されるＰＣＲを含むパケットがＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないようにする。
【００５４】
この結果、ＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように、ＰＣＲを含むパケットを多重することができるようになり、このような処理がなされた信号が、ＯＦＤＭ変調器２４に与えられて変調され、出力されることになる。従って、ＰＣＲを用いての受信側でのクロック再生に当たり、精度を確保することができるようになる。
【００５５】
この実施例ではＰＣＲを用いての受信側でのクロック再生に当たり、受信側では特別な処理は必要なく、通常通りに受信処理を行えばよい。
以上は、撮像装置で撮像して得た映像信号をＯＦＤＭ変調して送信するにあたり、ＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように、ＰＣＲを含むパケットを多重するものであったが、ＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）やＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、ＨＤＤ（ハードディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）と云った蓄積メディアに蓄積されたエンコード済み（符号化処理済み）のデータをＯＦＤＭ変調するケースであって、ＰＣＲを用いての受信側でのクロック再生に当たり、精度を確保することができるようにする例を第３の実施例として説明する。
【００５６】
（第３の実施例）
この実施例は、ＩＳＯ１３８１８−１に規定されるＭＰＥＧ２圧縮符号化技術を使用して圧縮符号化されたデータを、変調方式としてＯＦＤＭなどのトランスポートストリームを変調時に時間圧縮する変調方式を用いて変調するディジタル放送の送信装置を対象としており、入力信号として蓄積メデイアからの圧縮処理された信号を有し、この信号は、多重後に割り当てられる帯域幅に応じた圧縮処理がなされており、変調後の信号の、有効な信号が含まれる期間の長さと、同期信号のための期間の長さと、同期の一単位の期間を示す信号を参照して、トランスポートストリームに含まれる時間情報を補正し、トランスポートストリームの中の時間情報を含むパケットが、変調の同期信号のための期間を跨がないように制御する手段を備える構成とすることを特徴としている。
【００５７】
図４に第３の実施例のシステムの概略的な構成をブロック図で示す。図において、３１は蓄積メディア装置、３２はマルチプレクサ、３３はＯＦＤＭ変調器である。
【００５８】
これらのうち、蓄積メディア装置３１はＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）やＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、ＨＤＤ（ハードディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）と云った蓄積メディアに蓄積された映像信号等を再生して供給するものであり、マルチプレクサ３２は、この蓄積メディア装置３１からの信号にＰＣＲパケットも含めて多重化して出力するものであり、ＯＦＤＭ変調器３３はこのマルチプレクサ３２の出力する信号をＯＦＤＭ変調して出力するものである。
【００５９】
また、上記ＯＦＤＭ変調器３３はガードインターバル期間の開始時期対応のタイミングで発生し、１シンボル期間相当の周期を持つ同期情報を出力し、マルチプレクサ３２に与えることができるように構成してある。
【００６０】
また、マルチプレクサ３２は、ＯＦＤＭ変調器３３から入力される同期情報に対応してＰＣＲを含むパケットの多重を制御することにより、このマルチプレクサ２３で付加されるＰＣＲを含むパケットがＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間をまたいで伝送されることがないように制御する機能を有する。
【００６１】
次に、このような構成の本装置の作用を説明する。この実施例では、信号の供 給元は、蓄積メディアであり、ここには既に映像や音声がＭＰＥＧ２圧縮符号化方式でエンコードされたものが蓄積されているので、この蓄積メディアの再生データを変調して送信する構成である。
【００６２】
蓄積メディア装置３１から出力されるデータは、図８に示すように有効シンボル期間の長さ（データ有効期間の長さ）ｍ［ｍｓ］、ガードインターバル期間の長さ（同期シンボル期間の長さ）ｎ［ｍｓ］の値を持つようにＯＦＤＭ変調される時、この蓄積メディア装置３１からの信号に割り当てられている帯域幅がｑ  ［Ｍｂｐｓ］とすると、この蓄積メディア装置３１から出力されるエンコード後のストリームのビットレートが、
ｑ×ｍ／（ｍ＋ｎ）［Ｍｂｐｓ］
となるようにエンコードされている。あるいは、蓄積メディア装置３１上でエンコードされているビットレートに対して、（ｍ＋ｎ）／ｍ倍の割合の帯域が与えられている。
【００６３】
蓄積メデイア装置３１の出力は、マルチプレクサ３２に出力される。マルチプレクサ３２では、入力された信号をパケット化して多重する。また、マルチプレクサ３２では、ＯＦＤＭ変調器３３から入力される信号（同期情報）により、ここで付加されるＰＣＲを含むパケットがＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間を跨いで伝送されることがないように、ＰＣＲを含むパケットも多重する。
【００６４】
そして、マルチプレクサ３２により以上の処理を施された信号が、ビットストリームとしてＯＦＤＭ変調器３３に出力され、ここでＯＦＤＭ変調されて本装置の最終出力となる。ＯＦＤＭ変調器３３ではマルチプレクサ３２からのビットストリームをＯＦＤＭ変調するにあたり、１フレーム期間内の最初にガードインターバル期間（ガードバンド期間）を設ける。そして、そのためにＯＦＤＭ変調器３３では、このガードインターバル期間のタイミングでガードバンド信号を発生させ、ＯＦＤＭ変調出力にガードインターバル期間を作る。
【００６５】
そのため、ガードバンド信号発生開始タイミングを得るためにＯＦＤＭ変調器３３では同期信号を発生する。この同期信号はマルチプレクサ３２にも与えられることによって、ここで付加されるＰＣＲを含むパケットが、ＯＦＤＭ変調後に、ガードインターバル期間を跨いで伝送されることがないように、ＰＣＲを含むパケットの多重するタイミングが制御できることになる。
【００６６】
そのため、ＰＣＲパケットがガードバンド期間を跨って挿入されることがなくなり、従って、受信側において特別の処理をせずとも通常の処理で再生クロックの精度を確保することができるようになる。このように、この実施例では受信機側では特別な処理は必要なく通常通りに受信処理を行う構成で済む。
＜ＰＣＲパケットの挿入制御＞
ＰＣＲパケットがガードバンド期間を跨って挿入されることのないようにする処理の一例を図５に示す。すなわち、マルチプレクサ３２において、図５（ａ）に示すようなガードバンド信号の間隔と同様の周期を持つ図５（ｅ）に示す如きＰＣＲパケットマスク信号を、変調器３３がフィードバックするガードバンド信号から作る機能を持たせる。また、マルチプレクサ３２はＰＣＲパケットマスク信号を受ける間はＰＣＲパケット挿入を実施しないようにする機能（マスクする機能）を持たせる。
【００６７】
また、このとき、ＰＣＲパケットマスク信号は、ガードバンド信号（図５（ａ））よりも、より広い間隔で、ＰＣＲパケット挿入をマスクするような時間幅を持たせる。
【００６８】
このような構成において、マルチプレクサ３２は、図５（ａ）に示すようなガードバンド信号の間隔と同様の周期を持つ図５（ｅ）に示す如きＰＣＲパケットマスク信号を、変調器３３がフィードバックするガードバンド信号から作る。そして、マルチプレクサ３２はＰＣＲパケットマスク信号を受ける間、ＰＣＲパケット挿入を実施しないようにする（図５（ｆ）参照）。ＰＣＲパケットマスク信号は、ガードバンド信号（図５（ａ））よりも広い幅を持っており、ガードバンド信号の前後をカバーするので、ガードインターバル期間を確実に外してＰＣＲパケットをトランスポートストリーム中に挿入することができる。
【００６９】
ＰＣＲパケットマスク信号は、ガードバンド信号（図５（ａ））よりも広い幅を持っているが、具体的には１パケット＝１８８［バイト］であることを考慮して、ガードバンド期間を含め、その前後１８８［バイト］づつの期間をマスクするような信号を想定している。
【００７０】
このＰＣＲパケットマスク信号を見て、マルチプレクサ３２ではマスク期間を以外の位置でトランスポートストリーム中にＰＣＲパケットの挿入を実施すべく制御する。
【００７１】
一般にＴＳのマルチプレクサでは、不定の周期でＰＣＲパケットを挿入しているが、ＩＳＯ１３８１８−１では、０．１［秒］以上の間隔で挿入するように定められており、この条件を満たすように動作させなければならない。
【００７２】
図５に示すように、この実施例では、マルチプレクサ３２で、通常ならばＰＣＲパケット挿入が行われるタイミングであっても、ＰＣＲパケットマスク信号が“Ｌ”レベルの期間であった場合にはＰＣＲパケッ卜挿入を禁止し、ＰＣＲパケットマスク信号が“Ｈ”期間ならば、通常通り挿入する（図５（ｆ））。
【００７３】
このように、本実施例においては、ＰＣＲパケットマスク信号が“Ｌ”期間にあってはＰＣＲパケットの挿入を強制的に禁止してしまう。そのため、ＭＰＥＧ規格に準拠させるようにするには、それを見越してマルチプレクサ３２では、ＰＣＲパケットの挿入間隔を予め短くしておく必要がある。
【００７４】
＜送信側と受信側の処理＞
次に送信側と受信側の処理について説明する。ＰＣＲパケットの挿入位置とこのＰＣＲパケットから得たＰＣＲに基づく再生クロックの精度を考察してみる。
【００７５】
［ｃａｓｅ１］  いま、図６（ａ）のような  …，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，…と続くトランスポートストリームがあって、これが図６（ｂ）に示すように変調時に時間圧縮される場合、受信機側で見るとＰＣＲパケットが、ガードバンド直後に挿入されているときが最も誤差が大きく、ガードバンド直後が最も誤差が少ない。
【００７６】
すなわち、［ｃａｓｅ１］の場合では、図６の（ｂ）のように、ｎ−２とｎ−１との境界の直後位置に、そして、ｎ−１とｎとの境界の直後位置に、そして、ｎとｎ＋１との境界の直後位置に、と云う具合に境界の直後位置にそれぞれガードバンド期間を設ける形態をとるものであり、この形態において、そのガードバンド期間経過の直後のタイミングでＰＣＲパケット挿入が行われる場合には最も誤差が大きく、ガードバンド期間の直前のタイミングでＰＣＲパケット挿入が行われる場合には最も誤差が小さい。
【００７７】
［ｃａｓｅ２］  図６（ａ）と同様の図６（ｃ）に示す如く、  …，ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，…と続くトランスポートストリームがあって、これが変調時に図６（ｄ）に示すように時間圧縮される場合、受信機側で見るとＰＣＲパケットが、ガードバンド直後に挿入されているときが最も誤差が大きく、ガードバンド直後が最も誤差が少ない。
【００７８】
すなわち、図６の（ｄ）のように、ｎ−２とｎ−１との境界の直前位置で、そして、ｎ−１とｎとの境界の直前位置で、そして、ｎとｎ＋１との境界の直前位置で、と云う具合に境界の直前位置でそれぞれ期間が終了するガードバンドを設ける形態をとる場合であり、この形態においてそのガードバンド期間経過の直後のタイミングでＰＣＲパケットが挿入されたときは最も誤差が小さく、ガードバンド直前に終了するタイミングでＰＣＲパケットが挿入されたときは最も誤差が大きい。
【００７９】
このように、時間圧縮後の形態により、ＰＣＲパケットの配置位置がガードバンド直前位置かガードバンド直後位置かで再生誤差の大きさが全く異なってしまう。
【００８０】
それ故、［ｃａｓｅ１］の場合においては、送信側のマルチプレクサで、ガードバンド期間直前の狭い範囲にだけ、ＰＣＲパケットを挿入するように制御すると、このストリームを受ける受信機側では、再生するクロックの精度は高くなる。また、［ｃａｓｅ２］の場合においては、ガードバンド期間直後の狭い範囲にだけ、ＰＣＲパケットを挿入するように制御すると、受信機側でのクロック再生の精度が高くなる。
【００８１】
なお、受信機でＰＣＲパケットの挿入されている位置に対して、補正をかけるようにすれば、さらに精度を上げることができる。そこで、次にこの場合での補正方法について説明する。
【００８２】
＜ＰＣＲパケットの挿入位置の補正法＞
クロック再生精度向上のため、受信機側において、ＰＣＲパケットの挿入されている位置に対する補正をかける方法について説明する。
【００８３】
図７の（ａ），（ｂ）に示す［ｃａｓｅ１］では、図６の［ｃａｓｅ１］と同様の時間圧縮がなされている。図７の（ｃ），（ｄ）に示す［ｃａｓｅ２］は図６の［ｃａｓｅ２］と同様の時間圧縮がなされている。
【００８４】
［ｃａｓｅ１］では、ガードバンド期間直後のＰＣＲパケットのデータが時間圧縮される前のデータと比べて、最も時間の誤差が大きく、［ｃａｓｅ２］では、ガードバンド期間直前のＰＣＲパケットのデータが時間圧縮される前のデータと比べて、最も時間の誤差が大きい。
【００８５】
ここで、図７（ｂ）に示すようにトランスポートストリーム中の“ａ”位置にＰＣＲパケットＰｔａが、また、トランスポートストリーム中の“ｂ”位置にＰＣＲパケットＰｔｂが挿入されている。ＰＣＲパケットの挿入されている位置は、ガードバンド期間直後を基準とすると、ＰＣＲパケットＰｔａは時間ｔａ２の位置に、ＰＣＲパケットＰｔｂは時間ｔａ３の位置にと云う具合となっている。この時、受信機側で行うＰＣＲ値の補正は、ＰＣＲパケットＰｔａ，Ｐｔｂに対して以下のようになる。ここで、ＰＣＲ値の補正値は、ＰＣＲパケットＰｔａについてはΔＸａ、そして、ＰｔｂについてはΔＸｂと表すものとする。
＜［ｃａｓｅ１］の場合＞
ΔＸａ＝２７［MHz］×｛ｔａ２−（ｔａ２−ｔａ１）×ｔａ４／（ｔａ４− ｔａ１）}
ΔＸｂ＝２７［ＭＨｚ］×｛ｔａ３−（ｔａ３−ｔａ１）×ｔａ４／（ｔａ４−ｔａ１）}
であり、ｔａ１＝２［ｍｓ］，ｔａ２＝１０［ｍｓ］，ｔａ３＝４０［ｍｓ］，ｔａ４＝５０［ｍｓ］とすると、
ＰＣＲパケットＰｔａのＰＣＲ値に対しては、ΔＸａ＝４５０００、また、ＰＣＲパケットＰｔｂのＰＣＲ値に対しては、ΔＸｂ＝１１２５０となり、この値を２７［ＭＨｚ］のカウント値に加える補正を受信機で行うようにする。
＜［ｃａｓｅ２］の場合＞
次に［ｃａｓｅ２］の場合を以下に説明する。
【００８６】
図７（ｄ）に示すように、トランスポートストリーム中の“ｃ”位置にはＰＣＲパケットＰｔｃが、そして、トランスポートストリーム中の“ｄ”位置にはＰＣＲパケットＰｔｄが挿入されている。ＰＣＲの挿入されている位置はガードバンド期間直後を基準とすると、ＰＣＲパケットＰｔｃの持つＰＣＲ値はｔｂ２時間経過分対応のカウント値分の補正が、また、ＰＣＲパケットＰｔｄの持つＰＣＲ値はｔｂ３時間経過分対応のカウント値分の補正が必要である。すなわち、受信機側で行うＰＣＲ値の補正は、ＰＣＲパケットＰｔｃ，Ｐｔｄに対して以下のようになる。ここで、ＰＣＲ値の補正値は、ＰＣＲパケットＰｔｃについてはΔＸｃ、そして、ＰｔｄについてはΔＸｄと表すものとする。
＜ｃａｓｅ２の場合＞
ΔＸｃ＝２７［ＭＨｚ］×｛ｔｂ２−（ｔｂ２−ｔｂ１）×ｔｂ４／（ｔｂ４−ｔｂ１）}
ΔＸｄ＝２７［ＭＨｚ］×｛ｔｂ３−（ｔｂ３−ｔｂ１）×ｔｂ４／（ｔｂ４−ｔｂ１）}
であり、ｔｂ１＝２［ｍｓ］，ｔｂ２＝１０［ｍｓ］，ｔｂ３＝４０［ｍｓ］，ｔｂ４＝５０［ｍｓ］とすると、ＰｔａのＰＣＲ値に対しては、ΔＸｃ＝１０８００なるカウント値分を、そして、ＰｔｂのＰＣＲ値に対しては、ΔＸｄ＝４３２００なるカウント値分を２７［ＭＨｚ］のカウント値に加える補正を受信機で行う要にすればよい。
【００８７】
以上、種々の実施例を説明したが、要するに本発明は、ＯＦＤＭなどのように変調時に時間圧縮を行う変調方式を採用したディジタル放送であって、ＭＰＥＧ２システムレイヤを使用したデータ伝送を採用する場合に、ＭＰＥＧ２圧縮データの再生のために必要な送信側システムクロックの再生用の時間情報であるＰＣＲ (Program Clock Reference)を、トランスポートストリーム中に挿入したＰＣＲパケットにより送信し、受信側でこのＰＣＲパケットから得た時間情報を用いてクロックを再生し、受信データの再生に利用するにあたり、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中にＰＣＲパケットを挿入した結果、その挿入位置に起因するＰＣＲパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置の時間誤差分を、修正手段を設けて時間情報を修正するようにしたものである。
【００８８】
また、変調により時間圧縮されたトランスポートストリーム中に挿入するＰＣＲパケットの位置を、ＰＣＲパケットの上記時間情報の内容と当該挿入位置のずれ分による再生側での実際の出現位置で時間誤差が生じない位置に来るよう挿入位置制御をするようにしたものである。
【００８９】
すなわち、送信側または受信側において上記時間情報が持つＰＣＲの値と実際に処理が行われる時刻との間で誤差を抑制する手段を設けた。送信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、変調時のフレーム信号を参照して補正した時間情報をマルチプレクサで挿入する。受信装置に当該手段を設けた構成の本発明においては、復調時のフレーム信号を参照して、受信した時間情報を補正する。
【００９０】
ＭＰＥＧ２システムレイヤによるデータ伝送の場合、受信側でデータのデコード処理をするにあたっては、送信側システムのクロックを受信側で再生する必要があり、そのためのクロック再生の仕組みとして、時間情報をストリームに挿入して伝送するようにしている。ストリームに挿入され伝送される当該時間情報は、ＰＣＲ(Program Clock Reference）と呼ばれ、これは送信側においてシステムクロックでカウントしたカウンタ値を符号化時に付加して送ると云う形態をとる。受信側ではこの時間情報を元にして送信側のシステムクロックを再生し、受信データの復号化処理に用いる。ＰＣＲは４２ビットの値をとるが、この４２ビット構成のＰＣＲは送信システム側において、多重する際にストリームに付加され、ストリームを受け取った受信側では、このＰＣＲを抽出し、このＰＣＲの示す値と受信側自身の発生クロックをカウントして得たカウンタ値とを比較し、ＰＬＬ制御をかけることによって、送信側のシステムクロックを再生する。そして、受信側ではこの再生されたシステムクロックをカウントした値を用いて、デコード処理の時間管理をも行う。そのため、ＯＦＤＭ等の変調時にトランスポートストリームを時間圧縮する変調方式によるディジタル放送方式では、受信側で受信する時間情報と実際に受信される時間との間に、誤差が生じており、安定したクロック再生ができなかったが、上記のように検出した誤差分だけ、受信側で時間情報の補正を行うか、もしくは送信側で変調時の時間圧縮を考慮した時間情報を挿入する形態をとるようにしたことにより、受信側で安定したクロック再生が可能になる。
【００９１】
なお、本発明は上述した実施例に限定することなく、種々変形して実施し得ることは勿論である。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディジタル放送受信機でのシステムクロック再生の精度を従来よりも高めることが可能となり、放送を安定して再生することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】ＯＦＤＭ変調されたストリームにおけるＰＣＲを含むパケットの位置を説明する図である。
【図３】本発明を説明するための図であって、本発明の第２の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明を説明するための図であって、本発明の第３の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明を説明するための図であって、ＰＣＲパケットとストリームに対するその挿入位置制御例を説明する図である。
【図６】トランスポートストリームとガードバンドの位置関係を説明する図である。
【図７】トランスポートストリーム中のＰＣＲパケット位置とＰＣＲの補正量を説明するための図である。
【図８】ＯＦＤＭ変調されたストリームの模式図である。
【図９】ＯＦＤＭ変調されたストリームの模式図である。
【符号の説明】
１１…ＯＦＤＭ復調器、１２…デマルチプレクサ、１３…ＭＰＥＧ２用の復号器、１４…トランスポート処理部、２１…撮像装置（カメラ）、２２…ＭＰＥＧリアルタイムエンコーダ、２３，３２…マルチプレクサ、２４，３４…変調器、３１…蓄積メデイア。
【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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【図７】
0004011775.tif 000008
【図８】
0004011775.tif 000009
【図９】
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