JP3520595B2

JP3520595B2 - 符号化画像・音声データの受信装置

Info

Publication number: JP3520595B2
Application number: JP07113195A
Authority: JP
Inventors: 万寿男奥; 藤井　　由紀夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JPH08275147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】高能率符号化手段にて画像データ
ならびに音声データを圧縮、符号化した符号化データを
受信し、符号化データの復号を行う圧縮画像・音声デー
タの受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データのデータ量の多さゆえに、冗
長性などを除去する高能率符号化手段で圧縮、符号化し
た後、符号化データを伝送あるいは記録することによ
り、伝送／記録コストの低減が図られる。上記高能率符
号化手段の例としては、ISO/SC29/WG11で標準化してい
るMPEG方式がよく知られている。MPEG方式では、画像、
音声の符号化方法以外にもこれら符号化データの多重化
方法ついてMPEG/システムとして標準化を行っている。
なお該MPEGシステムの詳細は、ISO/IEC 13818-1 Draft
International Standard に記載されているが、その概
要は「MPEG/マルチメディア符号化の国際標準」安田浩
編著、丸善刊行の159頁〜166頁にも記載されている。

【０００３】図8は、MPEG/システムの一多重化方法であ
るトランスポートシステムで採用されているトランスポ
ートパケット(以下TSパケットと記す)の構成を示した図
である。

【０００４】1TSパケットは188バイトの固定長パケット
であり、4バイトのヘッダと184バイトのデータ部より成
る。また4バイトのヘッダはシンクバイト、エラーフラ
グ、ユニットスタートフラグ、スクランブル制御フラ
グ、プライオリティフラグ、ならびにPIDデータ、アダ
プテーションフィールド制御フラグ、巡回カウンタより
構成され、PIDデータの値により該TSパケット内のデー
タ部の内容区分を識別する。

【０００５】またデータ部は、前記アダプテーションフ
ィールド制御フラグでその存在が示されるアダプテーシ
ョンフィールド(以下AFと記す)と画像や音声の符号化デ
ータや多重化情報データなどのペイロードより成る。AF
はAF長データ、不連続フラグ、ランダムアクセスフラ
グ、プライオリティフラグ、AFのオプションデータの有
無を示すPCRフラグ、OPCRフラグ、スプライスポイント
フラグ、プライベートデータフラグ、ならびこれらフラ
グで存在が示されるオプションデータより成る。これら
のオプションデータの中で、PCRデータは送信側と受信
側とでクロック同期を取るための情報であり、受信側で
はフェーズロックドループを用いて27MHzに定められて
いる基準クロックを発生させる。

【０００６】図9は、複数の番組(以下チャンネルと記
す)が多重されたビットストリーム(以下TSストリームと
記す)から特定のチャンネルに属する画像ならびに音声
の符号化データにアクセスする方法を示した図である。

【０００７】プログラムアソシエーションテーブル(以
下PATと記す)は、常にPID="0"のTSパケットで伝送され
るが、該PATは複数チャンネルの多重化情報として、各
々のチャンネルのプログラムマップテーブル(以下PMTと
記す)がどのPID値を有するTSパケットで伝送されるのか
を与える。

【０００８】図9の例は3チャンネルを多重した例である
が、j番のチャンネルを選択する場合には、j番のチャン
ネルに対応したPMTを得るために、PID=MjなるTSパケッ
トを捕獲する。該PMTには画像データがPID=VjのTSパケ
ットに、音声データがPID=AjのTSパケットで伝送されて
いることが記載されており、PID=VjのTSパケットを捕獲
することにより画像の符号化データを、PID=AjのTSパケ
ットを捕獲することにより音声の符号化データを受信す
ることが可能となる。

【０００９】しかしながら上記説明したMPEG/システム
では、TSストリームのシンタックス等を定めているのみ
であり、実際にどのような構成で受信装置を実現するか
について定めているわけでない。また番組案内などの付
加価値サービスの多重についても何ら具体的に定めてい
るものではなく、放送業者あるいは番組配送業者が任意
に定めることができるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
のチャンネルが多重されたビットストリームを受信し
て、画像データ、音声データを復元する圧縮画像・音声
データの受信装置を提供することにあり、しかも付加価
値サービスをもフレキシブルに受信可能とさせることに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、多重化ストリームから一チャンネ
ル分の符号化ストリームならびに多重化情報データ、付
加情報データを選択するデータ選択手段、該選択した符
号化ストリーム等をバスに供給するバスアクセス手段、
および該バスに接続したマイクロプロセッサ、ランダム
アクセスメモリ、プログラムメモリ、前記付加情報デー
タの処理手段、画像データの復号化手段、音声データの
復号化手段を備える。

【００１２】さらには符号化ストリームに付随するグロ
ック情報に基づいてクロック信号を生成する手段、符号
化ストリームのパケット同期信号を前記マイクロコンピ
ュータに供給するパケット同期供給手段、伝送誤りの訂
正漏れを示すエラーフラグを符号化ストリーム中に付加
する手段、記録メディアインタフェース手段を備える。

【００１３】

【作用】データ選択手段は多重化ストリームより一チャ
ンネル分の符号化ストリーム等を選択し、バスアクセス
手段を介してランダムアクセスメモリに格納する。マイ
クロプロセッサはランダムアクセスメモリよりデータを
読み出して、読み出したデータの内容を区分けし、画像
データは画像データの復号手段へ、音声データは音声デ
ータの復号手段へ、多重化情報はPIDデータとしてデー
タ選択手段へ、付加情報データはそのままもしくは加工
して付加情報データの処理手段へ、前記バスを介して送
出する。

【００１４】画像データの復号手段では、画像の符号化
データを伸張・復号し、音声データの復号手段では、音
声の符号化データを伸張・復号し、画像、音声の受信が
行われる。さらには付加情報データの処理手段では、例
えばプログラムガイド等を復号した画像データにオーバ
レイ表示を可能にさせる。

【００１５】またクロック信号を生成する手段は、前記
画像データの復号手段、音声データの復号手段、マイク
ロプロセッサのクロック信号を供給し、符号化データ等
のデータ転送を容易にさせ、パケット同期供給手段は、
マイクロプロセッサ内でのパケット同期の認識を容易に
させる。

【００１６】さらにエラーフラグを付加する手段は、誤
りの存在を特別な信号線を用いることなく画像データの
復号手段等が用に認識可能とさせ、記録メディアインタ
フェース手段は、受信した多重化ストリームから一チャ
ンネル分を記録メディアに供給し、低いビットレートで
の画像・音声データの記録再生を可能にさせる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面を用いて説明
する。

【００１８】図1は、本発明による圧縮画像・音声デー
タの受信装置の例を示す図である。

【００１９】図にて、1は誤り訂正復号器、2はチャンネ
ルデマルチプレックサ、3はランダムアクセスメモリ(以
下RAMと記す)、4はマイクロコンピュータ、5はプログラ
ムメモリ、6はオンスクリーンディスプレイ・プロセッ
サ(以下OSDプロセッサと記す)、7は画像デコーダ、8は
音声デーコーダである。また図にて、圧縮画像・音声デ
ータの受信装置のチューナ部等は本発明とは直接関係が
ないので記載を省略している。

【００２０】また図2は、チャンネルデマルチプレック
サ2の一構成を示す図であり、10はPSI-PIDフィルタ、11
はSI-PIDフィルタ、12は画像・音声PIDフィルタ、13はP
CR抽出回路、14は同期信号ディレイ回路、15はエラーフ
ラグディレイ回路、16は混合回路、17はエラーフラグ付
加回路、18はダイレクトメモリアクセス用バッファ(以
下DMAバッファと記す)、19はPIDデータインタフェー
ス、20はクロック発生回路である。

【００２１】さらに図3ならびに図4は、図1および図2で
示した実施例の動作を説明する図であり、また図5は、
前記マイクロコンピュータ4の受け持つ仕事(以下タスク
と記す)を示した図である。

【００２２】図1にて、誤り訂正復号器1に入力する符号
化ストリームaは、図3、図4の(a)のCH1、CH2、CH3で示
した各チャンネルの符号化データに対応したTSパケット
に加え、PSI(プログラム仕様情報)のTSパッケットや、S
I(付加サービス情報)のTSパッケットが多重されてい
る。また伝送誤りの訂正や検出のためにパリティデータ
が各々のTSパケットに付加されている。誤り訂正復号器
1では、上記パリティデータを用いて誤り訂正を行い、
誤り訂正後の符号化ストリーム(図1のb)、TSパケットの
ヘッダに対応したTSパケットの同期信号c(図3、図4の
(b))、さらには上記パリティデータの範囲では訂正しき
れなかった伝送エラーが残余する場合には、その存在を
示すエラーフラグd(図4の(d))をチャンネルデマルチプ
レックサ2に送出する。

【００２３】図2に示したチャンネルデマルチプレクサ2
では、前記誤り訂正後の符号化データbを、図2のPSI-PI
Dフィルタ10、SI-PIDフィルタ11、画像・音声PIDフィル
タ12、PCR抽出回路13に分配する。PSI-PIDフィルタ10で
は、前記PAT、PMT等の多重化情報のTSパケット(以下PSI
パケットと記す)を、またSI-PIDフィルタ11では、プロ
グラムガイドや限定受信情報などの付加サービス情報の
TSパケット(以下SIパケット)を、画像・音声PIDフィル
タ12では特定のチャンネルの画像や音声それぞれの符号
化データに対応したTSパケット(以下画像パケットなら
びに音声パケットと記す)を抽出する。さらにはPCR抽出
回路13では、前記PCRデータのあるTSパケットを捕獲
し、PCRデータを抜き取る。さらにPSIパケット、SIパケ
ットおよび画像パケット、音声パケットは混合回路16で
再多重し、チャンネル選択後の符号化ストリームとして
エラーフラグ付加回路に送出する。該チャンネル選択後
符号化ストリームを図3、図4の(c)に示す。図ではCH2の
チャンネルを選択した場合の符号化ストリームの例であ
るが、図示したように符号化ストリームは、PSIパケッ
ト、SIパケット、CH2のTSパケット(図では画像と音声の
区別を特に示してはいない)のみより成る。

【００２４】エラーフラグ付加回路17には、前記チャン
ネル選択後符号化ストリームおよびエラーフラグディレ
イ回路15で適切なタイミング調整を行った前記エラーフ
ラグdをも入力し、図4(c)に示したように、エラーの存
在を符号化ストリームの中にマークする。該マーク信号
は、符号化ストリームではユニークなパターンとなるよ
う、例えば前記MPEG方式ではsequence_error_codeを選
ぶのがよい。その後符号化ストリームはDMAバッファ18
を介し、busに接続され、マイコン4との間でDMA転送を
行い、RAM3に符号化ストリームを格納する。

【００２５】なおMPEG方式のsequence_error_codeは4バ
イトのコードである。このように複数バイトのエラーフ
ラグコードを用いる場合には、前記エラーフラグ付加回
路17では、エラーフラグを付加すべき位置が前記TSパケ
ットの最終バイトから(最終-3)バイトの間にあるとき、
エラーフラグコードが2つのパケットをまたがることの
ないよう、(最終-4)バイトの位置からエラーフラグコー
ドを付けるようにする。

【００２６】また前記busには、PIDインタフェース19も
接続されており、後述するマイコン4からのPID情報を受
け取り、前記PSI-PIDフィルタ10、SI-PIDフィルタ11、
画像・音声PIDフィルタ12、PCR抽出回路13が捕獲すべき
TSパケットのPID情報をそれぞれに分配する。

【００２７】マイコン4は、図5に記したように上記DMA
転送以外に、符号化ストリームをRAM3より読み出し、前
記TSパケットのヘッダ解析を行い、各々のTSパケットの
データ区分、即ち画像データであるか、音声データであ
るか、あるいはPSIデータであるか、SIデータであるか
の識別を行う。その後データの内容に応じ処理を行う。

【００２８】画像データの場合には、前記busに接続さ
れた画像デコーダ7に送出し、画像データを復号化す
る。同様に音声データの場合にも、音声デコーダ8に送
出し、音声データを復号する。

【００２９】またPSIデータの場合には、その内容を解
析し、さらには図示していないリモコン装置を用いてユ
ーザが指示する選択チャンネル情報に基づいて、チャン
ネルデマルチプレクサ2内のPSI-PIDフィルタ10、SI-PID
フィルタ11、画像・音声PIDフィルタ12、PCR抽出回路13
が捕獲すべきTSパケットのPID情報が何と何であるかを
定め、busを介し該PID情報をチャンネルデマルチプレク
サ2のPIDデータインタフェース19に送出する。

【００３０】またSIデータの場合には、その内容を解析
し、例えばプログラムガイドの情報であれば、該情報を
からオンスクリーンディスプレイ(OSDと記す)用のデー
タを生成し、busを介し、OSDプロセッサ6に送出する。O
SDプロセッサ6では、前記画像デコーダ7で復号した画像
データの同期gに合わせて、OSDデータfを画像デコーダ7
に供給し、復号した画像データにオーバレイ等して前記
プログラムガイドなどを表示させる。

【００３１】プログラムメモリ5は、マイコン4の動作を
記述したプログラムを格納しておくものである。該プロ
グラムメモリ5には、リードオンリメモリ(ROM)を用いて
もよいが、書換可能型の不揮発性メモリやICカード等を
用いることにより、色々なタイプのSI情報にも柔軟に対
応ができる。

【００３２】さらにチャンネルデマルチプレクサ2とマ
イコン4の間には、前記bus以外に、クロック信号clkとT
Sパケットの同期信号eが接続される。PCR抽出回路13で
捕獲した情報は、クロック発生回路20で画像もしくは音
声もしくは両方に同期した基準クロック信号を発生させ
る。MPEG方式では、27MHzに選ばれる。該クロック信号
は、マイコン4のクロック信号として、さらには画像デ
コーダ7、音声デコーダ8のクロック信号として共通に使
われる。

【００３３】同期信号はbusを介して送出するTSパケッ
トに同期させるように、同期ディレイ回路14でタイミン
グ調整してeよりマイコン4のインタラプト信号として供
給する。マイコン4には、該インタラプト信号を与えた
後、一TSパケット分のデータを転送する。

【００３４】この結果本実施例では、複数のチャンネル
が多重されたビットストリームを受信し、画像データ、
音声データを区別して、それぞれに適したデコーダにデ
ータの送出が可能となる。しかもSI等の付加情報の処理
にも同一のマイコン4を用いており、プログラム等の差
し替えによりSI等の付加情報の処理が柔軟に行える。

【００３５】またマイコン4、画像デコーダ7、音声デコ
ーダ8にて共通のクロック信号を使用しており、符号化
データの転送が効率よく行える。さらにTSパケットの同
期信号をマイコン4のインタラプト信号として用いてお
り、TSパケットの同期検出は、誤り訂正回路1で1度行う
だけでよく、装置が簡素に実現できる。

【００３６】図6は、前記チャンネルデマルチプレクサ2
の第2の構成例である。図にて、図２に示した第１の構
成例と同一のものには同一の番号を付しており、本構成
例では第1の構成例に加えて、選択回路21および記録メ
ディアインタフェース22を備えている。

【００３７】前記エラーフラグ付加回路17でエラーフラ
グ処理した、チャンネル選択後の符号化データは、選択
回路21ならびに記録メディアインタフェース22に送出さ
れる。記録メディアインタフェース22からは、該チャン
ネル選択後の符号化データがVTRやハードディスク等の
記録メディアへの記録信号pとして送出される。また記
録メディアの再生信号qが記録メディアインタフェース2
2へ入力され、選択回路21の入力となる。

【００３８】選択回路21では、図示はしていない制御信
号により直接受信した符号化データを復号するか、記録
メディアからの再生信号信号を復号するのかを選択し、
選択した符号化データを前記DMAバッファに送出する。

【００３９】本例では、記録メディア装置の中に画像や
音声の符号化・復号化装置を設けることなくディジタル
的に画像・音声データの記録再生が行えるとともに、チ
ャンネル選択した信号を記録メディアへの記録信号とし
ており、そのデータレートも必要最小限に押さえられ
る。

【００４０】図7は、前記チャンネルデマルチプレクサ2
の第3の構成例である。図にて、図6に示した第2の構成
例と同一のものには同一の番号を付しており、本構成例
では第2の構成例に加えて、PSI-PIDフィルタ23、画像・
音声PIDフィルタ24、混合回路25、エラーフラグ付加回
路26を2重化している。

【００４１】記録メディアへの記録信号は、該2重化し
たPSI-PIDフィルタ23、画像・音声PIDフィルタ24、混合
回路25、エラーフラグ付加回路26を用いて生成する。

【００４２】この結果本例では、画像デコーダ7、音声
デコーダ8とで復号するチャンネルとは独立に、記録メ
ディアに記録するチャンネルを設定することが可能であ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、複数の
チャンネルが多重されたビットストリームを受信して、
画像データ、音声データを復元する圧縮画像・音声デー
タの受信装置が簡潔に実現でき、しかも付加価値サービ
スをも柔軟に受信可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧縮画像・音声データの受信装置

【図２】チャンネルデマルチプレクサの第1の構成例

【図３】圧縮画像・音声データの受信装置の動作を示す
図(1)

【図４】圧縮画像・音声データの受信装置の動作を示す
図(2)

【図５】マイコンのタスクを示す図

【図６】チャンネルデマルチプレクサの第2の構成例

【図７】チャンネルデマルチプレクサの第3の構成例

【図８】符号化ストリームの説明図

【図９】チャンネル選択の原理を示す図

【符号の説明】

1…誤り訂正復号器、2…チャンネルデマルチプレクサ、
3…ランダムアクセスメモリ、4…マイコン、5…プログ
ラムメモリ、6…OSDプロセッサ、7…画像デコーダ、8…
音声デコーダ、10…PSI-PIDフィルタ、11…SI-PIDフィ
ルタ、12…画像・音声PIDフィルタ、13…PCR抽出回路、
18…DMAバッファ、19…PIDデータインタフェース、20…
クロック発生回路、22…記録メディアインタフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−275151（ＪＰ，Ａ) 特開平７−303118（ＪＰ，Ａ) 特開平７−297855（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/00 - 7/088 H04N 7/12 H04N 7/24 - 7/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮、符号化した画像データならびに音声
データよりなる一組の符号化ストリームを複数組と、上
位層と下位層を有する多重化情報データ、および付加情
報データとを多重した多重化ストリームからマイクロプ
ロセッサにより指示された一組の符号化ストリームと、
全ての上位層の多重化情報データと、マイクロプロセッ
サにより指示された一部の下位層の多重化情報データ
と、マイクロプロセッサにより指示された一部の付加情
報データを選択するデータ選択手段、該選択した符号化
ストリームならびに多重化情報データ、付加情報データ
をバスに供給するバスアクセス手段、およびマイクロプ
ロセッサ、ランダムアクセスメモリ、プログラムメモ
リ、前記付加情報データの処理手段、画像データの復号
手段、音声データの復号手段を備え、前記データ選択手段で選択した一組の符号化ストリーム
ならびに多重化情報データ、付加情報データを、前記バ
スアクセス手段ならびにバスを介しランダムアクセスメ
モリに格納し、またランダムアクセスメモリより読み出
したデータをマイクロプロセッサで解析し、上位層の多
重化情報データに基づいて前記データ選択手段に対して
下位層の多重化情報データの選択を指示し、該選択され
た下位層の多重化情報データを識別し、該下位層の多重
化情報データに基づいて前記データ選択手段に対して符
号化ストリーム及び付加情報データの選択を指示し、該
選択された画像データ、音声データ、および付加情報デ
ータを識別するとともに、画像データを前記画像データ
の復号手段へ、音声データを前記音声データの復号手段
へ、付加情報データを前記付加情報データの処理手段
へ、前記バスを介して供給することを特徴とする符号化
画像・音声データの受信装置。
【請求項２】請求項１に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、前記一組の符号化ストリームに対
応したクロック情報の抽出手段と該クロック情報に基づ
いてクロック信号を生成する手段を備え、該クロック信
号を前記マイクロプロセッサ、画像データの復号手段、
音声データの復号手段に供給することを特徴とする符号
化画像・音声データの受信装置。
【請求項３】請求項１に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、前記多重化ストリームはパケット
形式のストリームであり、前記選択した一組の符号化ストリームと多重化情報デー
タおよび付加情報データとを多重化した多重化ストリー
ムのパケット同期信号を、前記マイクロプロセッサに供
給するパケット同期供給手段を有することを特徴とする
符号化画像・音声データの受信装置。
【請求項４】請求項３に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、前記パケット同期信号は、前記マ
イクロプロセッサのインタラプト信号として入力し、該
インタラプト信号に引き続いて一パケット分のデータを
ランダムアクセスメモリに格納することを特徴とする符
号化画像・音声データの受信装置。
【請求項５】請求項１に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、前記多重化ストリームはパケット
形式のストリームであり、さらに誤り訂正パリティデー
タを含むとともに、該誤り訂正パリティデータを用いて
伝送誤りを検出ならびに訂正する伝送誤り訂正手段、符
号化ストリーム中にエラーフラグを付加する手段を備
え、該伝送誤り訂正手段の訂正不能誤りフラグを見て、前記
符号化ストリーム中にエラーフラグを付加する際に、一
パケットの中でエラーフラグが収まるようにすることを
特徴とする符号化画像・音声データの受信装置。
【請求項６】請求項１に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、記録メディアインタフェース手段
を含み、該記録メディアインタフェース手段は、前記データ選択
手段で選択した一組の符号化ストリームと多重化情報デ
ータおよび付加情報データとを多重化した多重化ストリ
ームを記録メディアに送出し、また記録メディアからの
再生ストリームを前記バスアクセス手段に供給するもの
であることを特徴とする符号化画像・音声データの受信
装置。
【請求項７】請求項１に記載の符号化画像・音声データ
の受信装置であって、前記データ選択手段とは異なる第
２のデータ選択手段と記録メディアインタフェース手段
を含み、該記録メディアインタフェース手段は、前記第２のデー
タ選択手段で選択した一組の符号化ストリームと多重化
情報データおよび付加情報データとを多重化した多重化
ストリームを記録メディアに送出し、また記録メディア
からの再生ストリームを前記バスアクセス手段に供給す
るものであることを特徴とする符号化画像・音声データ
の受信装置。