(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧縮符号化され、所定ブロック周期で少なくとも１つのフレーム内符号化画面とこの画面を基に作成した複数の予測画面とから成る画面群構造（ＧＯＰ：Group Of Pictures）を有した２系統のストリームを同期トリガ信号に応じて同期させた上で、一方のストリームを選択的に導出するストリーム同期切替装置において、
各系統に設けられ、映像信号に圧縮符号化処理を施して前記ストリームを生成するものであって、外部からの信号によりストリームのＧＯＰサイズを制御可能な符号化手段と、
各系統の符号化手段の出力を入力して、一方のストリームを送出信号として導出する切替手段と、
系統切替の所定時間前に、切替元及び切替先の符号化手段に同期トリガ信号を与えて、切替時に切替元の符号化手段の出力における画面群構造の最後の画面と切替先の符号化手段の出力における画面群構造の最後の画面とが一致するように、各符号化手段の出力におけるＧＯＰサイズを可変設定した上で、前記切替手段を切り替えるタイミング制御手段とを具備し、
前記各系統の符号化手段は、同期トリガ信号が与えられた場合に、出力すべきストリームのＧＯＰを解析し、この解析結果に基づき、切替時に互いにＧＯＰの最後の画面が一致するように、同期トリガ信号受信時から切替までのＧＯＰの予測画面を前記フレーム内符号化画面と置き換えることを特徴とするストリーム同期切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＭＰＥＧ２の符号化規格により圧縮符号化された２系統以上のストリームを同期させて選択的に切り替えるストリーム同期切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アナログ放送送出設備におけるスタジオ機器にあっては、ビデオ信号の切り替え、同期化、多重化などの信号処理を施している。
【０００３】
これに対し、デジタル放送送出設備においては、ＭＰＥＧ２符号化方式により符号化された映像ストリームの切り替え、同期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。
【０００４】
ここで、従来のアナログ放送送出設備では、信号が圧縮されていないため、系統切替時にショックが目立たないようにするのに、フレーム同期を行なった上で、フレーム位置で切り替えるものとし、接点の切替時に発生するノイズ対策等を講じるだけで十分であった。
【０００５】
しかしながら、デジタル放送送出設備では、エンコーダにて映像信号に圧縮符号化を施してストリームを形成しており、圧縮符号化されたストリームにおいては切れ目が分かり難く、特にＭＰＥＧ２等の映像符号化圧縮方式ではストリームを１つのフレーム内符号化ピクチャー（Ｉピクチャー）とこのピクチャーを基に作成した複数の予測画面（Ｐピクチャー、Ｂピクチャー）とから成るＧＯＰ構造に形成している。このため、デジタル放送送出設備では、系統切り替えにおいて、アナログ放送のように単純にフレーム同期を行なってフレーム位置で切り替えることはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、デジタル放送送出システムにあっては、２系統のエンコーダ出力を切り替える場合に、アナログ放送の技術をそのまま適用することはできず、このため、切り替えをスムーズに行なうことができ、しかもＧＯＰにも対応可能な切替装置が強く望まれていた。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、圧縮符号化が施された２系統のストリームを同期させた上で、切り替えを送出信号に乱れを生じさせることなくスムーズに行なうことのできるストリーム同期切替装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るストリーム同期切替装置は、互いに圧縮符号化され、所定ブロック周期で特定パターングループを構成する規格化された２系統のストリームを同期トリガ信号に応じて同期させた上で、一方のストリームを選択的に導出するストリーム同期切替装置において、各系統に設けられ、映像信号に圧縮符号化処理を施して前記ストリームを生成するものであって、外部から与えられる信号によりストリームのブロック長を制御可能な符号化手段と、各系統の符号化手段の出力を入力して、一方のストリームを送出信号として導出する切替手段と、系統切替の所定時間前に、切替元及び切替先の符号化手段に同期トリガ信号を与えて切替先の符号化手段の出力と切替元の符号化手段の出力とが同期するように各符号化手段で生成されるストリームのブロック長を制御した後、切替手段を切り替えるタイミング制御手段とを備えるようにしたものである。
【０００９】
この構成では、タイミング制御手段は、系統切替の所定時間前に、各系統の符号化手段に対しそれぞれ同期トリガ信号を与える。すると、各系統の符号化手段では、所定時間後に切り替えられるストリーム位置を求め、このストリーム位置で切り替えられるように、同期トリガ受信時から切替時までのストリームのブロック長を可変設定して互いに同期させる。
【００１０】
このため、切替手段における系統切替時のタイミング制御を容易に行なうことができるので、切替前のストリームと切替後のストリームとが綺麗につながり、これにより再生映像に乱れが生じなくなる。
【００１１】
また、この発明では、各系統の符号化手段は、入力映像信号から少なくとも１つのフレーム内符号化画面とこの画面を基に作成した複数の予測画面とから成る画面群構造（ＧＯＰ：Group Of Pictures）を有したＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts Group 2)規定のストリームを生成し、タイミング制御手段は、系統切替の所定時間前に、切替元及び切替先の符号化手段に同期トリガ信号を与えて、切替時に切替元の符号化手段の出力における画面群構造の最後の画面と切替先の符号化手段の出力における画面群構造の最後の画面とが一致するように、切替元及び切替先の符号化手段の出力における画面群構造のサイズを可変設定した上で、切替手段を制御することを特徴とする。このとき、各符号化手段は、同期トリガ信号が与えられた場合に、出力すべきストリームの画面群構造を解析し、この解析結果に基づき、切替時に各符号化手段の出力における画面群構造の最後の画面と一致するように、画面群構造の予測画面をフレーム内符号化画面と置き換える。
【００１２】
この構成において、各系統の符号化手段では、所定時間後に切り替えられるストリーム位置を求め、このストリーム位置で画面群構造の最後の画面がくるように、同期トリガ受信時から切替時までのストリームの画面群構造中の予測画面をフレーム内符号化画面と置き換えることで、画面群構造のサイズを調整して強制的に同期合わせを行なうようにしている。通常、画面群構造のパターンが崩れると、画質劣化につながってしまうが、各系統の符号化手段で生成されるストリームにおいて、画面群構造サイズを可変する期間は、同期トリガ信号を受けてから切替時までの期間であり、この期間は再生映像に影響を受けない期間であるので問題はない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。
【００１４】
図１は、この発明のストリーム同期切替装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、図中符号１１はマルチプレクサであり、第１系統のストリームＡ及び第２系統のストリームＢを入力して、いずれか１系統のストリームを送出ストリームＣとして出力する。
【００１６】
この第１系統にはエンコーダ１２が接続され、第２系統にはエンコーダ１３が接続される。このうち、エンコーダ１２は、入力される番組情報信号（素材Ａ）をＭＰＥＧ２符号化方式に基づく可変長圧縮符号化を施し、ストリームＡを生成する。また、エンコーダ１３は、入力される番組情報信号（素材Ｂ）をＭＰＥＧ２符号化方式に基づく可変長圧縮符号化を施し、ストリームＢを生成する。
【００１７】
これらマルチプレクサ１１及びエンコーダ１２、１３は、系統切替時に、トリガ信号発生器１４によって制御される。
【００１８】
トリガ信号発生器１４は、系統切替の所定時間前に、エンコーダ１２、１３に同期トリガ信号を与えて各出力ストリームの同期合わせを行なった上でマルチプレクサ１１の切替制御を行なう。
【００１９】
上記構成において、以下にその処理動作を説明する。
【００２０】
まず、エンコーダ１２及びエンコーダ１３では、互いに独立して同一のストリームＡ、Ｂを生成する。これらのストリームＡ、Ｂは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、１５フレームから成るＧＯＰ構造で形成されている。ここで、エンコーダ１２の出力とエンコーダ１３の出力とをマルチプレクサ１１で切り替える場合に、ＧＯＰ境界を合わせないと、図２（ｃ）に示すように、ＧＯＰが崩れて、切替前のストリームＡと切替後のストリームＢとが綺麗につながらなくなり、この切替部分が図２（ｄ）に示すように、受信機側の再生映像で乱れを起こすことになる。
【００２１】
そこで、この実施形態では、トリガ信号発生器１４において、外部から通知される系統切替指示の所定時間前（例えば３秒前）に各エンコーダ１２、１３に同期トリガ信号を与えて、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、各出力ストリームＡ、Ｂの同期合わせを行なう。このとき、エンコーダ１２、１３では、同期トリガ信号を受信してから所定時間後の切替ストリーム位置を解析し、この位置がＧＯＰの途中に当たる場合に、同期トリガ信号を受信した時点から切替時までのストリームのＧＯＰサイズを可変設定して、切替時におけるエンコーダ１２の出力ストリームのＧＯＰ最後のピクチャーデータとエンコーダ１３の出力ストリームのＧＯＰ最後のピクチャーデータとを強制的に一致させる。なお、エンコーダ１２、１３で生成されるストリームＡ、Ｂにおいて、ＧＯＰサイズを可変する期間は、同期トリガ信号を受けてから切替時までの期間であり、この期間は再生映像に影響しない期間であるので問題はない。
【００２２】
以後、トリガ信号発生器１４は、同期トリガ信号を出力してから所定時間後に、切替タイミング信号をマルチプレクサ１１に与えて、ストリームＡからストリームＢに切り替える。これにより、図３（ｃ）に示す如く、切替前のストリームＡと切替後のストリームＢとが綺麗につながり、図３（ｄ）に示す如く受信機側で再生映像に乱れを生じさせることなく送出ストリームＣを送出されるようになる。
【００２３】
参考に、ＭＰＥＧ２符号化方式におけるＧＯＰ構造を図４に示す。このＧＯＰ構造ではフレーム内符号化によるＩ（Intra）ピクチャ、フレーム間順方向予測符号化によるＰ（Predictive）ピクチャ、双方向予測符号化によるＢ（Bidirectionally Predictive）ピクチャの３タイプのピクチャを有する。その配列順序はＩＢＢＰＢＢＰ…となっており、一つのＧＯＰ期間では通常１５フレームに設定されている。このＧＯＰ構造がくずれると、映像再生時に画面が乱れたり、再生が途絶える等の不具合を生じる。このため、ストリーム切替の際にはＧＯＰ構造のパターンを崩さないようにする必要がある。
【００２４】
この実施形態では、エンコーダ１２、１３において、同期トリガ信号受信時から切替までの再生映像に影響しない期間の連続する複数のＧＯＰ中の少なくともＰピクチャまたはＢピクチャをＩピクチャに順次置き換えるようにして、各ＧＯＰサイズをそれぞれ可変設定するようにしている。
【００２５】
以上のように上記実施形態では、トリガ信号発生器１４により、系統切替の所定時間前に、各系統のエンコーダ１２、１３に対しそれぞれ同期トリガ信号を与え、各系統のエンコーダ１２、１３では、所定時間後に切り替えられるストリーム位置を解析し、この解析したストリーム位置でＧＯＰの最後のＢピクチャがくるように、同期トリガ受信時から切替時までのストリームのＧＯＰ中のＰピクチャもしくはＢピクチャをＩピクチャと置き換えることで、ＧＯＰサイズを調整して強制的に同期合わせを行なうようにしている。通常、ＧＯＰ構造のパターンが崩れると、画質劣化につながってしまうが、各系統のエンコーダ１２、１３で生成されるストリームＡ、Ｂにおいて、ＧＯＰサイズを可変する期間は、同期トリガ信号を受けてから切替時までの再生映像に影響しない期間であるので問題はない。
【００２６】
従って、マルチプレクサ１１における系統切替時のタイミング制御を容易に行なうことができるので、切替前のストリームと切替後のストリームとが綺麗につながり、これにより再生映像に乱れが生じなくなる。
【００２７】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えばＧＯＰ構造以外にも、所定ブロック周期で特定パターングループを構成する２系統のストリームを同期トリガ信号に応じて同期させた上で、一方のストリームを選択的に導出するようなものであっても同様に実施できる。
【００２８】
その他、装置構成、エンコーダの種類、トリガ信号発生器の構成、マルチプレクサの種類、ストリームの同期合わせ手順、切替手順等についても、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。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、圧縮符号化が施された２系統のストリームを同期させた上で、切り替えを送出信号に乱れを生じさせることなくスムーズに行なうことのできるストリーム同期切替装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のストリーム同期切替装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】上記実施形態の装置構成における処理動作を説明するために示すタイミング図。
【図３】同じく上記実施形態の装置構成における処理動作を説明するために示すタイミング図。
【図４】ＭＰＥＧ２符号化方式におけるストリームのＧＯＰ構造パターンを説明するために示す図。
【符号の説明】
１１…マルチプレクサ、
１２、１３…エンコーダ、
１４…トリガ信号発生器。
【図１】
0004197582.tif 000002
【図２】
0004197582.tif 000003
【図３】
0004197582.tif 000004
【図４】
0004197582.tif 000005