(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送の番組情報信号を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造の第１の素材情報信号及び第２の素材情報信号に対し、前記第２の素材情報信号のサンプリング周波数に対応するサンプリングクロック信号に基づいて同期処理を行なうデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置であって、
前記第１の素材情報信号に処理を加えて出力する第１の信号処理部と、
前記第２の素材情報信号に処理を加えて出力する第２の信号処理部と、
前記サンプリングクロック信号の前記第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と前記第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、前記第１及び第２の信号処理部に対し同期信号を与えて前記第１の信号処理部の出力と前記第２の信号処理部の出力とを同期させる同期発生制御部とを具備してなることを特徴とするデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項２】
デジタル放送の番組情報信号を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造の第１の素材情報信号及び第２の素材情報信号に対し前記第２の素材情報信号のサンプリング周波数に対応するサンプリングクロック信号に基づいて同期処理を行なうデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置であって、
前記第１の素材情報信号に処理を加えて出力する第１の信号処理部と、
前記第２の素材情報信号に処理を加えて出力する第２の信号処理部と、
前記第１の信号処理部に対し前記第１の素材情報信号のフレーム周期毎に同期信号を与えるものであって、前記サンプリングクロック信号の前記第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と前記第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、前記第２の信号処理部を前記第１の信号処理部に同期させるために必要な同期フラグを前記同期信号中の決められた位置に重畳して前記第１及び第２の信号処理部に与えることにより、前記第１の信号処理部の出力と前記第２の信号処理部の出力とを同期させる同期発生制御部とを具備してなることを特徴とするデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項３】
デジタル放送の番組情報信号を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造の第１の素材情報信号及び第２の素材情報信号に対し、前記第２の素材情報信号のサンプリング周波数に対応するサンプリングクロック信号に基づいて同期処理を行なうデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置であって、前記第１の素材情報信号の各フレーム毎に同期信号を付加しているとき、
前記第１の素材情報信号に処理を加えて出力する第１の信号処理部と、
前記第２の素材情報信号に処理を加えて出力する第２の信号処理部と、
前記サンプリングクロック信号の前記第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と前記第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期のタイミングで、前記第１の素材情報信号のフレームに付加された同期信号を抽出し、この抽出した同期信号を前記第２の信号処理部に与えて前記第１の信号処理部の出力と前記第２の信号処理部の出力とを同期させる同期信号抽出制御部とを具備してなることを特徴とするデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の信号処理部は、入力信号をＭＰＥＧ２符号化方式により圧縮ビットストリームに符号化する第１及び第２の符号化部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項５】
前記同期発生制御部は、前記サンプリングクロック信号の前記第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と前記第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、前記第２の符号化部による符号化処理を初期化することを特徴とする請求項１または２または４記載のデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項６】
前記同期信号抽出制御部は、前記サンプリングクロック信号の前記第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と前記第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、前記第１の素材情報信号のフレームに付加された同期信号を抽出し、この抽出タイミングで前記第２の符号化部による符号化処理を初期化することを特徴とする請求項３または４記載のデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【請求項７】
前記第１の素材情報信号は前記デジタル放送の番組情報信号を構成する映像信号であり、前記第２の素材情報信号は前記デジタル放送の番組情報信号を構成する音声信号であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタル放送の放送局に適用されるデジタル放送信号送出システムに係り、特に映像・音声のフレーム同期制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＢＳ（broadcasting satellite）デジタル放送、地上波デジタル放送の実用化が進められており、これらのデジタル放送においては、ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts Group 2）符号化方式により符号化された圧縮ビットストリームの切り替え、同期化、多重化などの信号処理を施す放送送出設備が必要不可欠となっている。また、デジタル放送においては、機器の故障対策及び保守のために、現用・予備の二重化構成としている。
【０００３】
ところで、一般に実施されているアナログ放送では、信号が圧縮されていないため、現用・予備の切替時に、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。しかしながら、デジタル放送では、現用・予備の切替前に、映像信号及び音声信号に圧縮符号化を施して圧縮ビットストリームを形成しており、圧縮ビットストリームにおいては切れ目が分かり難くなっている。したがって、現用・予備の切り替えにおいて、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。
【０００４】
そこで、上記切り替えにおける対策としては、映像信号及び音声信号をそれぞれ圧縮ビットストリームに圧縮符号化するエンコーダ同士で同期運転を行なうことが望ましいとされている。しかし、映像信号及び音声信号は、互いにフレーム周期及びサンプリングクロックが異なるため、映像用エンコーダ及び音声用エンコーダに対し別々に同期信号発生装置を用意する必要がある。このため、システムのコストアップを招いてしまうことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、デジタル放送信号送出システムにあっては、アナログ放送の技術をそのまま適用することはできず、映像用エンコーダの出力と音声用エンコーダの出力とを同期させるために、同期信号発生装置を別々に用意する必要があり、システムのコストアップを招くという問題を有している。
【０００６】
この発明の目的は、システムのコストアップを極力抑えた上で、映像信号を圧縮符号化した圧縮ビットストリームと音声信号を圧縮符号化した圧縮ビットストリームとを同期させることが可能なデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置は、デジタル放送の番組情報信号を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造の第１の素材情報信号及び第２の素材情報信号に対し、第２の素材情報信号のサンプリング周波数に対応するサンプリングクロック信号に基づいて同期処理を行なうデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置であって、第１の素材情報信号に処理を加えて出力する第１の信号処理部と、第２の素材情報信号に処理を加えて出力する第２の信号処理部と、サンプリングクロック信号の第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、第１及び第２の信号処理部に対し同期信号を与えて第１の信号処理部の出力と第２の信号処理部の出力とを同期させる同期発生制御部とを備えるようにしたものである。
【０００８】
なお、同期発生制御部については、第１の信号処理部に対し前記第１の素材情報信号のフレーム周期毎に同期信号を与えるようなもので、サンプリングクロック信号の第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、第２の信号処理部を第１の信号処理部に同期させるために必要な同期フラグを同期信号中の決められた位置に重畳して第１及び第２の信号処理部に与えることにより、第１の信号処理部の出力と第２の信号処理部の出力とを同期させるようにもしている。
【０００９】
また、第１の素材情報信号は映像信号であり、第２の素材情報信号は音声信号であり、これに対し第１の信号処理部は、入力映像信号をＭＰＥＧ２符号化方式により圧縮ビットストリームに符号化する第１の符号化部であり、第２の信号処理部は、入力音声信号をＭＰＥＧ２符号化方式により圧縮ビットストリームに符号化する第２の符号化部であることを特徴とし、同期発生制御部は、サンプリングクロック信号の映像フレーム位相と一致するサンプル数と音声信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、第２の符号化部による符号化処理を初期化することを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、同期発生制御部において、音声用のサンプリングクロック信号を利用することに着目し、サンプリングクロック信号の映像フレームと位相一致するサンプル数と音声信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、映像用同期信号中に音声同期フラグを挿入して第１及び第２の符号化部に与えることにより、第１及び第２の符号化部の各出力を同期させることができるようになる。すなわち、音声用同期発生制御部を映像用同期発生制御部により共用するようにし、かつ第２の符号化部に同期信号を供給するための同期信号ラインを映像用の同期信号ラインにより共用するようにし、しかも第２の符号化部には映像用の同期信号から音声同期フラグを抽出する機能のみを持たせることが可能となる。
【００１１】
従って、映像用及び音声用の同期発生制御部を別々に用意する必要がなくなり、しかも音声用の同期信号ラインも映像用の同期信号ラインに共用されるだけでなく、第２の符号化部の符号化処理を映像信号のフレーム位相と一致するタイミングで初期化されるので、映像信号を符号化された圧縮ビットストリームと音声信号を符号化された圧縮ビットストリームとを情報の乱れを生じさせることなく同期させることができ、しかも構成上の簡素化が図れかつ効率的で安価なシステムを提供することができる。
【００１２】
また、この発明に係るデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置は、デジタル放送の番組情報信号を構成し互いにサンプリング周波数が異なるフレーム構造の第１の素材情報信号及び第２の素材情報信号に対し、第２の素材情報信号のサンプリング周波数に対応するサンプリングクロック信号に基づいて同期処理を行なうデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置であって、第１の素材情報信号の各フレームに同期信号を付加しているとき、第１の素材情報信号に処理を加えて出力する第１の信号処理部と、第２の素材情報信号に処理を加えて出力する第２の信号処理部と、サンプリングクロック信号の第１の素材情報信号のフレーム位相と一致するサンプル数と第２の素材情報信号の１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期のタイミングで、第１の素材情報信号のフレームに付加された同期信号を抽出し、この抽出した同期信号を第２の信号処理部に与えて第１の信号処理部の出力と第２の信号処理部の出力とを同期させる同期信号抽出制御部とを備えるようにしたものである。
【００１３】
この構成によれば、デジタル放送信号のベースバンド系における映像信号の各フレーム毎に付加された同期信号を利用して第１及び第２の符号化部の各出力を同期させることができ、しかも構成上の簡素化が図れかつ効率的で安価なシステムを提供することができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、この発明に係るデジタル放送信号送出システムの一実施形態を示す回路ブロック図である。図１において、符号１１はこの発明に係わるフレーム同期装置、符号１２は現用系におけるマルチプレクサ（ＭＵＸ）、符号１３は予備系におけるマルチプレクサ、符号１４は現用・予備切替装置である。
【００１６】
フレーム同期装置１１は、現用系及び予備系から成る二重化構成を成しており、現用系において、デジタル放送の映像信号をＭＰＥＧ２符号化方式に基づく可変長圧縮符号化を施し、ＭＰＥＧ２の圧縮ビットストリームに変換するエンコーダ（ＥＮＣ）１１１と、デジタル放送の音声信号をＭＰＥＧ２符号化方式に基づく可変長圧縮符号化を施し、ＭＰＥＧ２の圧縮ビットストリームに変換するエンコーダ（ＥＮＣ）１１２と、入力される音声クロック信号に基づいて、ＥＮＣ１１１，１１２に同期信号を与えてＥＮＣ１１１の出力とＥＮＣ１１２の出力とを同期させる同期発生制御部１１３とを備えている。また、予備系においては、ＥＮＣ１１４，１１５を備えており、これらＥＮＣ１１４，１１５は、現用系と同様に、同期発生制御部１１３による制御で、各々の出力が同期される。
【００１７】
ＥＮＣ１１１，１１２から出力されるそれぞれの圧縮ビットストリームは、ＭＵＸ１２で多重化されて現用・予備切替装置１４に供給される。また、ＥＮＣ１１４，１１５から出力されるそれぞれの圧縮ビットストリームは、ＭＵＸ１３で多重化されて現用・予備切替装置１４に供給される。
【００１８】
現用・予備切替装置１４は、ＭＵＸ１２，１３それぞれの出力を現用・予備切替信号に基づき選択的に切替導出する。
【００１９】
上記構成において、以下に図２を参照してその処理動作を説明する。
ＥＮＣ１１１，１１４に入力される映像信号は、画面走査線数５２５本、フレーム周波数２９．９７Ｈｚの走査規格を有するＮＴＳＣタイプのテレビジョン映像信号であり、そのフレーム同期信号は映像サンプリングクロック１３．５ＭＨｚを水平サンプリング数８５８と、画面走査線数５２５によりカウントダウンして得られ、その周期は約３３ｍｓのフレーム周期を有する。
【００２０】
一方、ＥＮＣ１１２，１１５に入力される音声信号では、図２（ａ）に示すような４８ｋＨｚのサンプリングクロックが多用されている。
【００２１】
すなわち、同期発生制御部１１３では、ＥＮＣ１１１，１１２間及びＥＮＣ１１４，１１５間の同期運転を行なうために、各ＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５に映像同期及び音声同期の２種類の同期信号を分配する必要が生じる。また、映像・音声の同期信号を１本の配線にて分配する方法もあるが、この方法は、デジタル映像伝送に通常用いられるＳＤＩ信号形式（ＳＭＰＴＥ２５９Ｍ規格によるシリアルデジタル映像信号）の補助信号領域の一定位置に音声同期信号を重畳しているものの音声フレーム情報が含まれていないため、音声フレームの正確なタイミングを生成することができない。そこで、この発明では、図２（ｂ）に示す如く音声サンプリングクロックが８００８サンプル数周期毎に映像信号の５フレームと位相が合致することに着目し、映像フレーム位相と音声フレーム位相が合致するタイミングを見出す。
【００２２】
同期発生制御部１１３では、図３に示すように、映像用サンプリングクロック発振器１１３１から発生される映像サンプリングクロック信号を割算器１１３２，１１３３により映像フレーム同期信号に変換し、この映像フレーム周期信号を乗算器１１３４及び割算器１１３５により音声サンプリングクロック信号に変換する。さらに、この音声サンプリングクロック信号は、割算器１１３６により音声フレーム周期信号に変換される。なお、音声信号の１フレーム周期に対応するサンプル数は、音声サンプリングクロックにおいて、１０２４である。また、映像フレーム周期信号ｆVFは、
ｆVF＝（１３．５×１０6）／（８５８×５２５）≒２９．９７［Ｈｚ］
であり、音声サンプリングクロック信号ｆAは、
ｆA＝（８００８／５）×ｆVF＝４８０００［Ｈｚ］
である。
【００２３】
この同期発生制御部１１３は、映像フレーム周期信号に基づいて、ＥＮＣ１１１，１１４に同期信号を与えるものである。ここで、ＥＮＣ１１１の出力とＥＮＣ１１２の出力との同期タイミングを決定するために、同期発生制御部１１３では、図２（ｄ）に示すように、音声サンプリングクロック信号の映像５フレーム周期に対応するサンプル数８００８と、音声フレーム周期に対応するサンプル数１０２４との最小公倍数に相当するサンプル数１，０２５，０２４周期毎に音声フレーム同期フラグを発生するようにしている。そして、同期発生部１１３は、図２（ｅ）に示すように、この音声フレーム同期フラグを映像同期信号中に挿入してＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５にそれぞれ分配・供給する。
【００２４】
以上のような動作により、ＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５に映像・音声同期信号を１本のラインにより分配・供給して、音声フレーム同期フラグによりＥＮＣ１１２，１１５の音声フレーム発生回路のカウンタ回路をリセットすることで、正確なフレーム同期動作を確保することができる。
【００２５】
以上のように上記実施形態では、同期発生制御部１１３において、音声サンプリングクロック信号を利用することに着目し、音声サンプリングクロック信号の映像５フレームと位相一致するサンプル数８００８と音声信号の１フレーム周期に対応するサンプル数１０２４との最小公倍数に相当するサンプル数１，０２５，０２４周期毎に、映像用同期信号中に音声フレーム同期フラグを挿入してＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５に与えることにより、ＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５の各出力を同期させることができるようになる。すなわち、音声用と映像用とを１つの同期発生制御部１１３により共用するようにし、かつ映像用同期信号ラインと音声用同期信号ラインとを１本の同期信号ラインにより共用するようにし、しかもＥＮＣ１１２，１１５には映像・音声同期信号から音声フレーム同期フラグを抽出する機能のみを持たせることが可能となる。
【００２６】
従って、映像用及び音声用の同期発生制御部を別々に用意する必要がなくなり、しかも音声用の同期信号ラインも映像用の同期信号ラインに共用されるだけでなく、ＥＮＣ１１２，１１５の符号化処理を映像信号のフレーム位相と一致するタイミングで初期化されるので、映像信号を符号化された圧縮ビットストリームと音声信号を符号化された圧縮ビットストリームとを情報の乱れを生じさせることなく同期させることができ、しかも構成上の簡素化が図れかつ効率的で安価なシステムを提供することができる。
【００２７】
さらに、ＥＮＣに１１１，１１２，１１４，１１５の各出力を同期させることができるので、現用・予備切替装置１４におけるデジタル放送信号の現用・予備の切り替えをスムーズに行なうことができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態は、映像信号に重畳された同期信号を利用して音声用のエンコーダを映像用のエンコーダに同期させるようにしたものである
図４は、この第２の実施形態に係わるデジタル放送信号送出システムの構成を示すブロック構成図である。なお、図４において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２９】
すなわち、図４に示すシステムでは、映像信号の各フレーム毎に同期信号が付加されていることに着目し、ＥＮＣ１１１，１１４に入力されるべき映像信号を同期発生制御部１１６に入力する。
【００３０】
同期発生制御部１１６は、音声サンプリングクロック信号の映像５フレームと位相一致するサンプル数８００８と音声信号の１フレーム周期に対応するサンプル数１０２４との最小公倍数に相当するサンプル数１，０２５，０２４周期毎に、入力された映像信号のフレーム毎に付加された同期信号を抽出し、この抽出した同期信号を音声フレーム同期信号としてＥＮＣ１１２，１１５に与えてＥＮＣ１１１，１１４の各出力と同期させるようにしている。
【００３１】
上記構成によれば、ベースバンド系における映像信号の各フレーム毎に付加された同期信号を利用してＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５の各出力を同期させることができ、しかも上記第１の実施形態と同様に、構成上の簡素化が図れかつ効率的で安価なシステムを提供することができる。
【００３２】
（その他の実施形態）
この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、映像サンプリングクロック信号を利用するようにしても同様に実施可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、ＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５の各出力を同期させる場合について説明したが、ＥＮＣ１１１，１１２，１１４，１１５以外に映像信号に処理を加える映像用信号処理器の出力と音声信号に処理を加える音声用信号処理器の出力とを同期させる場合にも適用可能である。この場合、同期発生制御部は、映像サンプリングクロック信号の音声フレーム位相と一致するサンプル数と映像１フレーム周期に対応するサンプル数との最小公倍数に相当するサンプル数周期毎に、映像用のＥＮＣおよび音声用のＥＮＣに対し同期信号を与えることにより映像用のＥＮＣ出力と音声用のＥＮＣ出力とを同期させることができる。
【００３４】
その他、同期発生制御部の構成、ＥＮＣの種類、同期させるべき信号の種類等についても、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。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、システムのコストアップを極力抑えた上で、映像信号を圧縮符号化した圧縮ビットストリームと音声信号を圧縮符号化した圧縮ビットストリームとを同期させることが可能なデジタル放送信号送出システムのフレーム同期装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るデジタル放送信号送出システムの構成を示すブロック構成図。
【図２】同実施形態における処理動作を説明するためのタイミング図。
【図３】同実施形態の同期発生制御部における同期信号生成のための回路構成を示す図。
【図４】この発明の第２の実施形態に係るデジタル放送信号送出システムの構成を示すブロック構成図。
【符号の説明】
１１…フレーム同期装置、
１２，１３…ＭＵＸ（マルチプレクサ）、
１４…現用・予備切替装置、
１１１，１１２，１１４，１１５…ＥＮＣ（エンコーダ）、
１１３，１１６…同期発生制御部。
【図１】
0004387544.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004387544.tif 000004
【図４】
0004387544.tif 000005