JP2001111610A - 情報データ伝送システムの受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送路状態の劣化によりＰＥＳパケットに欠
落が発生しても、バッファメモリにおいてアンダーフロ
ーが生じないようにし、これにより音切れ等のない高品
質のオーディオ再生を行えるようにする。 【解決手段】 ＴＳ分離装置２０でオーディオＰＥＳが
分離抽出されるごとに、そのヘッダに挿入されているタ
イムスタンプを一つ前に受信したオーディオＰＥＳのタ
イムスタンプとタイムスタンプ比較器４５で比較して時
間間隔を検出し、この時間間隔をもとに復号制御部４６
でＰＥＳの欠落の有無を判定する。そして、ＰＥＳの欠
落があると判定した場合には、復号制御部４６からオー
ディオ復号部４３に対し補完情報を与え、オーディオ復
号部４３において過去の復号処理により生成したパラメ
ータと一つ前のＰＥＳのオーディオデータとから、欠落
したＰＥＳのオーディオデータを補完生成するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば番組（プ
ログラム）を構成するビデオやオーディオ等の異なる情
報データを多重化して伝送する情報データ伝送システム
に係わり、特に伝送路として例えば無線回線のような伝
送誤りが発生し易い伝送路を使用したシステムで使用さ
れる受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオやオーディオ、コンピュータデー
タ等の種類の異なるメディア情報をそれぞれ符号化した
のち多重化して伝送するシステムとして、ＭＰＥＧ（Mo
ving Picture Experts Group）システムが知られてい
る。

【０００３】例えばＭＰＥＧ２システムは、送信側にお
いて、先ずビデオやオーディオ等の個別素材をそれぞれ
の連携を保ちながら別個に符号化し、この符号化された
個別の各ストリームをそれぞれＰＥＳ（Packetized Ele
mentary Stream）と呼ばれるパケットに変換する。各Ｐ
ＥＳは、ＰＥＳヘッダとＰＥＳペイロードとから構成さ
れる可変長パケットである。図３はこのＰＥＳのパケッ
ト構造を示すもので、ＰＥＳヘッダにはパケット長やヘ
ッダ長を表す情報、フラグと制御情報及びコンディショ
ナル・コーティング情報等が含まれる。このうちコンデ
ィショナル・コーティング情報には、ＰＥＳペイロード
に挿入される情報データの再生時刻を指定するタイムス
タンプ情報が含まれる。このタイムスタンプ情報には、
情報データの提示時刻を与えるプレゼンテーションタイ
ムスタンプ（ＰＴＳ）と、復号開始時刻を与えるデコー
ディンタイムスタンプ（ＤＴＳ）の２種類が定義されて
いる。

【０００４】次に、このように生成された各ＰＥＳをそ
れぞれ図４に示すように一定長ずつに区切り、これをト
ランスポート・ストリーム（ＴＳ）の各ＴＳパケット
（１８８バイトの固定長）に順次挿入する。また、これ
らのＴＳパケットにはそれぞれＴＳヘッダを挿入する。
ＴＳヘッダには、図５に示すように同期バイトから始ま
って誤り表示、ユニット開始表示等の同期情報が挿入さ
れ、さらにパケット識別情報（ＰＩＤ：Packet Identif
ication）と、ペイロードのスクランブルの有無やアダ
プテーション・フィールドの有無及びペイロードの有無
等を示す制御情報が挿入される。ＰＩＤは、１３ビット
のストリーム識別情報であり、該当パケットの個別スト
リームの属性を表す。

【０００５】これに対し受信側では、送信側から伝送さ
れたトランスポート・ストリームから、ユーザが視聴を
希望したプログラムのビデオＰＥＳ及びオーディオＰＥ
Ｓが挿入されたＴＳパケットを分離する。そして、この
分離したＴＳパケットのビデオＰＥＳ及びオーディオＰ
ＥＳの各ペイロード部分をそれぞれ個別の復号器で復号
し、さらにＰＥＳヘッダに挿入されているタイムスタン
プ情報に応じて時間的な対応をとって再生する。

【０００６】ところで、伝送路として無線回線を使用す
るマルチメディア伝送システムでは、伝送路の状態がフ
ェージング等によって劣悪な状況になることがある。こ
のような状況下では、受信装置においてビデオＰＥＳ及
びオーディオＰＥＳを正しく再構築できなくなる状態に
陥る。このような状態が頻繁に起きると、ビデオ系及び
オーディオ系の各復号器の前段に設けられているバッフ
ァメモリがアンダーフローを起こし、これが原因となっ
てビデオ情報及びオーディオ情報の受信品質の劣化を招
く。例えばオーディオ系では雑音や異音、音切れ等を生
じ、非常に好ましくない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように伝送
路として無線回線を使用した場合には、伝送路の状態が
劣化してＰＥＳパケットの欠落が頻発すると、各メディ
アごとにその復号器の前段に設けられているバッファメ
モリがアンダーフローを起こし、これにより情報データ
の受信品質の低下を生じる。

【０００８】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、伝送路状態の劣化によ
りＰＥＳパケットに欠落が発生しても、バッファメモリ
においてアンダーフローが生じないようにし、これによ
り情報データの受信品質を高め得る情報データ伝送シス
テムの受信装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係わる情報データ伝送システムの受信装置
は、複数の情報データ系列をそれぞれ符号化してパケッ
トのペイロードに挿入すると共にこれらのパケットのヘ
ッダに上記各情報データ系列間の時間的な対応関係を表
すタイムスタンプ情報を挿入し、これらのパケットを多
重化して伝送する情報データ伝送システムで使用される
受信装置において、タイムスタンプ情報の抽出手段と、
受信パケットの欠落を判定する判定手段と、情報データ
の補完手段とを新たに備えている。

【００１０】そして、所望の情報データ系列に対応する
パケットが受信されるごとに、上記抽出手段によりヘッ
ダからタイムスタンプ情報を抽出し、この抽出された各
タイムスタンプ情報をもとに上記判定手段により受信パ
ケットの欠落の有無を判定する。そして、この判定によ
り受信パケットの欠落が検出された場合には、この欠落
した受信パケットにより伝送されるべき情報データ系列
を上記補完手段により補完するようにしたものである。

【００１１】従ってこの発明によれば、フェージング等
の影響により伝送路品質が劣化してパケットの欠落が発
生しても、この欠落したパケットの有無が受信装置でタ
イムスタンプ情報をもとに検出され、この欠落したパケ
ットにより伝送されるはずだった情報データが補完され
る。このため、例えば伝送路として、伝送品質の劣化が
生じやすい無線回線を使用する場合でも、復号器の前段
のバッファメモリがアンダフローを起こす心配はなくな
り、この結果情報データを高品質に再生することができ
る。

【００１２】具体的には、オーディオデータに対し上記
のようなタイムスタンプ情報をもとにしたパケット欠落
判定と補完処理を行う。このようにすると、異音や雑
音、途切れ等のない高品質の受信オーディオ出力を再生
することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる実施の形
態を、図面を参照して説明する。ＭＰＥＧ２システムで
は、送信側の装置において、ビデオやオーディオ等の個
別素材をそれぞれの連携を保ちながら別個に符号化して
ＰＥＳパケットに変換し、このＰＥＳパケットのヘッダ
に当該ＰＥＳパケットのペイロードに挿入されるビデオ
データやオーディオデータの再生時刻を指定するタイム
スタンプ情報を挿入して送信する。そして、受信側の装
置において、ユーザが視聴を希望するプログラムのビデ
オＰＥＳ及びオーディオＰＥＳを受信パケットから分離
抽出してその各ペイロード部分をそれぞれ個別の復号器
で復号し、さらにＰＥＳヘッダに挿入されている上記タ
イムスタンプ情報に応じて時間的な対応をとって再生す
るようにしている。

【００１４】すなわち、各ＰＥＳパケットには、ビデオ
やオーディオ等の各情報データを時間的な対応をとって
再生するためにタイムスタンプ情報が予め挿入されてい
る。

【００１５】この発明は、この点に着目し、受信される
ＰＥＳパケットに挿入されているタイムスタンプ情報の
連続性をもとに受信パケットの欠落の有無を監視し、受
信パケットの欠落が検出された場合に、この欠落したＰ
ＥＳパケットの情報データを以前に受信したＰＥＳパケ
ットの情報データとその復号パラメータとをもとに補完
するようにしたものである。

【００１６】図1は、この発明に係わるＭＰＥＧ２シス
テムの受信装置の一実施形態を示すブロック図である。
ＭＰＥＧ２システムの送信装置から無線伝送路を介して
到来した無線伝送信号は、受信アンテナ１１を介して無
線受信部１０に入力され、この無線受信部１０で周波数
変換されたのちトランスポート・ストリームに復調され
る。そして、この受信トランスポート・ストリームは、
ＭＰＥＧ２用のトランスポート・ストリーム分離装置
（ＭＰＥＧ２ ＴＳ分離装置）２０に入力される。

【００１７】このＴＳ分離装置２０は、トランスポート
・ストリームバッファ（ＴＳバッファ）２１を有してお
り、このＴＳバッファ２１で上記受信トランスポート・
ストリームを蓄積する。ＴＳ分離部２２は、制御部２５
から与えられたプログラム指定情報に従い、ＴＳバッフ
ァ２１に蓄積されている受信トランスポート・ストリー
ムから該当するビデオ・ストーム及びオーディオ・スト
リームのＴＳパケットを選択的に分離する。そして、こ
の分離した各ＴＳパケットをそれぞれバッファ２３，２
４を介してビデオ復号器３０又はオーディオ復号器４０
に供給する。

【００１８】図２は、上記オーディオ復号器４０の構成
を示す回路ブロック図である。同図において、オーディ
オ復号器４０はタイムスタンプ／データ分離部４１、デ
ータバッファ４２、オーディオ復号部４３、プレゼーテ
ーションバッファ４７及びディジタル／アナログ変換器
（Ｄ／Ａ変換器）４８からなるデータ復号系を備え、さ
らにそれに加え、タイムスタンプバッファ４４、タイム
スタンプ比較器４５及び復号制御部４６を備えている。

【００１９】タイムスタンプ／データ分離部４１は、前
記バッファ２４からＰＥＳパケットを取り込み、このＰ
ＥＳパケットのペイロードから符号化オーディオデータ
を抽出してデータバッファ４２に書き込むと共に、ヘッ
ダからタイムスタンプを抽出してタイムスタンプバッフ
ァ４４に書き込む。

【００２０】タイムスタンプ比較器４５は、新たに受信
されたＰＥＳパケットのタイムスタンプが上記タイムス
タンプバッファ４４に書き込まれるごとに、当該タイム
スタンプとその一つ前に受信されたＰＥＳパケットのタ
イムスタンプをタイムスタンプバッファ４４からそれぞ
れ読み出して比較し、その結果を復号制御部４６に通知
する。

【００２１】復号制御部４６は、上記タイムスタンプ比
較器４５から通知された比較結果をもとに、受信ＰＥＳ
パケットの欠落の有無を判定する。そして、欠落が検出
された場合には補完すべき情報単位の大きさを決定し、
オーディオ復号部４３に補完情報を与える。

【００２２】オーディオ復号部４３は、データバッファ
４２から符号化オーディオデータを読み込み、この符号
化オーディオデータを復号してその復号オーディオデー
タをプレゼーテーションバッファ４７に書き込む。また
オーディオ復号部４３は、復号を行ったときのパラメー
タを保存し、復号制御部４６から補完情報が与えられる
と、データバッファ４２から受け取った符号化オーディ
オデータと、保存してある上記パラメータとに基づいて
復号データを補完し、この補完データをプレゼーテーシ
ョンバッファ４７に書き込む。

【００２３】プレゼーテーションバッファ４７は、タイ
ムスタンプバッファ４４に保存されているタイムスタン
プにより指定されるタイミングで、復号オーディオデー
タを順次読み出してＤ／Ａ変換器４８に供給する。Ｄ／
Ａ変換器４８は、上記プレゼーテーションバッファ４７
から供給された復号オーディオデータをアナログ信号に
変換して、スピーカ６０から拡声出力させる。

【００２４】なお、３０はビデオ復号器であり、バッフ
ァ２３から読み出したビデオＰＥＳをＭＰＥＧ２方式に
より復号し、この復号処理により得られたビデオデータ
を表示器５０に供給して表示させる。

【００２５】次に、以上のように構成されたシステムの
動作を説明する。送信側装置から無線伝送信号が到来す
ると、この無線伝送信号はアンテナ１１を介して無線受
信部１０で受信されたのち、トランスポート・ストリー
ム（ＴＳ）に復調されてＴＳバッファ２１に蓄積され
る。

【００２６】ＴＳ分離部２２では、制御部２５から与え
られたプログラム指定情報に従い、上記ＴＳバッファ２
１に蓄積された受信トランスポート・ストリームの中か
ら先ずＰＡＴ（ＰＩＤ＝０ｘ００００）が抽出され、こ
のＰＡＴをもとに上記指定プログラムの管理情報を記述
したＰＭＴのＰＩＤが検出される。そして、このＰＩＤ
をもとにＰＭＴが抽出され、このＰＭＴの記述からビデ
オ・ストリームのＰＩＤ及びオーディオ・ストリームの
ＰＩＤがそれぞれ検出される。

【００２７】そしてＴＳ分離部２２では、受信トランス
ポート・ストリームの中から上記ＰＩＤが挿入されたＴ
Ｓパケットが選択的に分離抽出され、この分離抽出され
たＴＳパケットのうちビデオストリームのＴＳパケット
がバッファ２３に、またオーディオストリームのＴＳパ
ケットがバッファ２４に蓄積される。このとき、バッフ
ァ２３，２４では、上記ＴＳパケットが例えば数ＰＥＳ
単位にまとめられて蓄積される。また、バッファ２３，
２４にはバッファポインタが備えられており、新たなＰ
ＥＳが蓄積されるごとにこのバッファポインタの値は更
新される。

【００２８】さて、オーディオ復号器４０では次のよう
に復号処理が行われる。すなわち、タイムスタンプ／デ
ータ分離部４１は、バッファ２４のバッファポインタの
値が更新されるごとにそのＰＥＳを読み込み、このＰＥ
Ｓのヘッダからタイムスタンプ情報を分離抽出すると共
に、ペイロードから符号化オーディオデータを分離抽出
する。そして、タイムスタンプについてはタイムスタン
プバッファ４４に、また符号化オーディオデータについ
てはデータバッファ４３にそれぞれ書き込む。

【００２９】上記タイムスタンプバッファ４４に新たに
受信されたＰＥＳのタイムスタンプが書き込まれると、
タイムスタンプ比較器４５ではこの新たに受信されたＰ
ＥＳのタイムスタンプと、一つ前に受信されたＰＥＳの
タイムスタンプとが比較され、その時間間隔が検出され
る。そして、この時間間隔の検出値は復号制御部４６に
通知される。

【００３０】復号制御部４６は、上記時間間隔の検出値
が通知されると、この時間間隔の検出値をもとにＰＥＳ
の欠落の有無を判定する。そして、ＰＥＳの欠落がある
場合には、欠落したＰＥＳの単位を割り出して、その結
果を補完情報としてオーディオ復号部４３に与える。

【００３１】オーディオ復号部４３は、復号制御部４３
から補完情報が与えられない場合には、データバッファ
４２から読み込んだ最新のＰＥＳの符号化オーディオデ
ータをそのまま復号処理し、この復号処理により得られ
たオーディオデータをプレゼーテーションバッファ４７
に書き込む。これに対し、復号制御部４３から補完情報
が与えられた場合には、この与えられた補完情報に基づ
いて補完すべきＰＥＳの単位を決定し、過去の復号処理
において生成したパラメータと、データバッファ４２か
ら読み込んだ過去の符号化オーディオデータとからＰＥ
Ｓ単位でオーディオデータの補完を行う。そして、この
補完により生成されたオーディオデータをプレセーテー
ションバッファ９５０に書き込む。

【００３２】一般的に、ＰＥＳは１〜ｎ（ｎ：整数）オ
ーディオフレーム単位で構成される。このため、上記Ｐ
ＥＳ単位での補完処理により欠落した１〜ｎフレーム分
のオーディオデータが生成される。

【００３３】そうしてプレゼーテーションバッファ４７
に蓄えられたオーディオデータは、タイムスタンプバッ
ファ４４に記憶されたタイムスタンプにより表される時
刻に従ってＰＥＳ単位で読み出され、Ｄ／Ａ変換器４８
でアナログオーディオ信号に変換されたのちスピーカ６
０から拡声出力される。

【００３４】なお、プレゼーテーションバッファ４７に
一定量以上のオーディオデータが蓄積されている場合に
は、オーディオ復号器４３の前段にあるデータバッファ
４２からオーディオ復号器４３への符号化オーディオデ
ータの読み込みは行わない。

【００３５】以上述べたようにこの実施形態では、ＴＳ
分離装置２０でオーディオＰＥＳが分離抽出されるごと
に、そのヘッダに挿入されているタイムスタンプを一つ
前に受信したオーディオＰＥＳのタイムスタンプとタイ
ムスタンプ比較器４５で比較して時間間隔を検出し、こ
の時間間隔をもとに復号制御部４６でＰＥＳの欠落の有
無を判定する。そして、ＰＥＳの欠落があると判定した
場合には、復号制御部４６からオーディオ復号部４３に
対し補完情報を与え、オーディオ復号部４３において過
去の復号処理により生成したパラメータと一つ前のＰＥ
Ｓのオーディオデータとから、欠落したＰＥＳのオーデ
ィオデータを補完生成するようにしている。

【００３６】従って、伝送路状態がフェージング等によ
って劣悪な状況になり、ＰＥＳの欠落が頻繁に生じる状
態が起こった場合でも、タイムスタンプをもとに欠落し
たＰＥＳが検出されてそのオーディオデータが補完され
る。このため、受信装置におけるデータバッファ４２の
アンダーフローを防止でき、これにより異音や雑音が少
なくかつ途切れのないオーディオ信号を再生出力するこ
とができる。

【００３７】また、再生する際にビデオデータとオーデ
ィオデータとの間の時間的な対応をとるために使用され
ているタイムスタンプ情報を利用してＰＥＳの欠落を検
出するようにしているので、ＰＥＳの欠落を検出するだ
けの目的で新たな情報をＰＥＳに挿入する必要がない。
従って、伝送フォーマットを変更せずに受信装置内の変
更だけで簡単に実施できる利点がある。

【００３８】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、前記実施形態ではオーディオ
データを補完する場合を例にとって説明したが、オーデ
ィオデータに限らず、前後のフレーム間で相関が高い符
号化方式を採用している他の情報データにも本発明を適
用することができる。

【００３９】また、前記実施形態では伝送路として無線
回線を使用した場合を例にとって説明したが、伝送路と
して有線回線を使用するシステムの受信装置にも本発明
は適用可能である。要するに、ＰＥＳの欠落が発生する
恐れのある伝送路を使用するシステムであれば、如何な
る種類のシステムにも本発明は適用可能である。

【００４０】その他、ＰＥＳの欠落を検出するための手
段や情報データの補完処理手段の構成、情報データの種
類、符号化方式等についても、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。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、複数
の情報データ系列をそれぞれ符号化してパケットのペイ
ロードに挿入すると共にこれらのパケットのヘッダに上
記各情報データ系列間の時間的な対応関係を表すタイム
スタンプ情報を挿入し、これらのパケットを多重化して
伝送する情報データ伝送システムで使用される受信装置
において、所望の情報データ系列に対応するパケットが
受信されるごとに、ヘッダからタイムスタンプ情報を抽
出し、この抽出された各タイムスタンプ情報をもとに受
信パケットの欠落の有無を判定する。そして、この判定
により受信パケットの欠落が検出された場合には、この
欠落した受信パケットにより伝送されるべき情報データ
系列を補完するようにしている。

【００４２】従ってこの発明によれば、フェージング等
の影響により伝送路品質が劣化してパケットの欠落が発
生しても、この欠落したパケットの有無が受信装置でタ
イムスタンプ情報をもとに検出され、この欠落したパケ
ットにより伝送されるはずだった情報データが補完され
ることになる。この結果、伝送路として無線回線を使用
する場合でも、復号器の前段のバッファメモリがアンダ
フローを起こす心配はなくなり、この結果情報データを
高品質に再生することができる情報データ伝送システム
の受信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わるＭＰＥＧ２システムの受信
装置の一実施形態を示すブロック図。

【図２】 図１に示した受信装置のオーディオ復号器の
構成を示す回路ブロック図。

【図３】 ＭＰＥＧ２のＰＥＳパケットのデータ構造を
示す図。

【図４】 ＭＰＥＧ２システムにおける各ストリームの
相互関係を示す図。

【図５】 ＭＰＥＧ２トランスポートストリーム・パケ
ットのデータ構造を示す図。

【符号の説明】

１０…無線受信部 １１…アンテナ ２０…ＭＰＥＧ２ ＴＳ分離装置 ２１…ＴＳバッファ ２２…ＴＳ分離部 ２３…ビデオ復号用のバッファ ２４…オーディオ復号用のバッファ ２５…制御部 ３０…ビデオ復号器 ４０…オーディオ復号器 ４１…タイムスタンプ／データ分離部 ４２…データバッファ ４３…オーディオ復号部 ４４…タイムスタンプバッファ ４５…タイムスタンプ比較器 ４６…復号制御部 ４７…プレゼーテーションバッファ ４８…ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器） ５０…表示器 ６０…スピーカ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の情報データ系列をそれぞれ符号化
   してパケットのペイロードに挿入すると共にこれらのパ
   ケットのヘッダに上記各情報データ系列間の時間的な対
   応関係を表すタイムスタンプ情報を挿入し、これらのパ
   ケットを多重化して伝送する情報データ伝送システムで
   使用される受信装置において、 多重伝送された前記各パケットを受信するパケット受信
   手段と、 このパケット受信手段により所望の情報データ系列に対
   応するパケットが受信されるごとにそのヘッダからタイ
   ムスタンプ情報を抽出する抽出手段と、 この抽出手段により抽出された各タイムスタンプ情報を
   もとに受信パケットの欠落の有無を判定する判定手段
   と、 この判定手段により受信パケットの欠落が検出された場
   合に、この欠落した受信パケットにより伝送されるべき
   情報データ系列を補完する補完手段とを具備したとを特
   徴とする情報データ伝送システムの受信装置。
2. 【請求項２】 前記複数の情報データ系列にオーディオ
   データが含まれている場合に、このオーディオデータに
   対応するパケットが受信されるごとにそのヘッダからタ
   イムスタンプ情報を抽出して受信パケットの欠落の有無
   を判定し、受信パケットの欠落が検出された場合にこの
   欠落した受信パケットで伝送されるべきオーディオデー
   タを補完することを特徴とする請求項１記載の情報デー
   タ伝送システムの受信装置。
3. 【請求項３】 前記補完手段は、判定手段により受信パ
   ケットの欠落が検出された場合に、補完すべき受信パケ
   ットの単位を決定し、過去の復号処理において生成した
   パラメータと過去の符号化情報データとから受信パケッ
   ト単位で情報データを補完することを特徴とする請求項
   １記載の情報データ伝送システムの受信装置。