JP2002509401A - デジタルテレビ信号の品質を測定するための方法とシステム - Google Patents
デジタルテレビ信号の品質を測定するための方法とシステムInfo
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Abstract
Description
し、さらに詳しくは、デジタルオーディオビジュアル信号を分配するためのネッ
トワークサービスの品質を管理することを目的とするものである。 分配ネットワークを効果的に管理することを可能とするためには、ネットワー
クの中の種々の信号上で実行された品質測定を使用することが必要である。その
信号とは、オーディオビジュアル信号を転送し、かつ放送するのに使われる。
ルシステムに特有の特色、たとえば、連続した画像が画面上に見られるのと同じ
順序で転送されないMPEG-2システムの特色(画像グループGOPから画像Iが転送さ
れ、次に画像P、最後に画像Bが転送される)を考慮することなしに、そのような
管理を可能にするシステムを提供することである。
する参照時間信号を使うという観念に基づいている。 このように、この発明は、データストリームからなるデジタルテレビ信号の品
質を測定する方法を提供するものであって、その方法は、品質を測定し、データ
ストリームの少なくともいくつかのデータの品質を表す測定信号を生成すること
を含み、次のステップを含むことを特徴とする。 a)データストリームから参照時間信号を選択すること、 b)前記参照時間信号に基づいてロックされたクロック信号のフェーズと、デジ タルテレビ信号の初期エンコードの間に生成されたタイムベースのカウン ト数から明確に導出されるカウント数と共に、参照時間信号に基づいてマ ルチビットデジタルクロック信号を生成すること、 c)実行される測定の種類について意味のあるデジタルクロック信号の少なくと もいくつかのビットを使って、前記測定信号をラベリングすること。
行されるデータである。どちらの場合にも、方法は、前記PIDフィールドに基づ いて選択されたフレームから、ビデオデータをデコードするステップを含んでも
よい。
を示すフラグをテストすることによって実行してもよい。
号、DTS信号あるいは、さらにPTS信号であってもよい。ステップb)の間は、前
記デジタルクロック信号はk×27MHzの周波数であることが好都合である。
ここでkは0でない整数あるいは有理数である。
信号の品質を測定するためのシステムを提供する。このシステムは、少なくとも
いくつかの伝送設備と関連する複数の測定装置を含み、そのそれぞれの装置が、
・入力としてのデータストリームを受信し、かつデータストリームから選択され
た参照時間信号を出力する識別デバイスと、 ・そのフェーズ(phase)が、前記参照時間信号に基づいてロックされ、与えら れた周波数で動作するマルチビットデジタルクロック信号を出力し、そのカウ ント数がデジタルテレビ信号のエンコード中に生成されたタイムベースのカウ ント数から明確に導出されるクロック発生器と、 ・前記マルチビットクロック信号のうち少なくとも意味のあるビットを使用して 品質測定値をラベル付けするためのデバイスと、 ・ラベル付けされた品質測定値を伝送するためのデバイスとからなり、 前記伝送デバイスの少なくとも一つによって伝送されたラベル付けされた測定デ
ータを収集するための受信機を含む、 ことを特徴とする。 好ましくは、マルチビットデジタルクロック信号のカウント数は前記タイムベ
ースのカウント数に等しい。 本発明のラベリングの手順によって、伝送および/またはエンコードおよび/
またはデコードに起因する伝播の遅れによって影響を受けるデータ認識を行うこ
となく、ネットワーク中の種々の点で同一のデータについて行われた測定を比較
することができる。
参照し、次に続く記述を読むことによってもっと明らかになるであろう。
、オーディオストリームおよびデータストリームがどのようにして転送または記
憶に適したストリームに組み込まれるかを指定している。この規格はビデオ信号
およびオーディオ信号デコーダからの出力時の表示を同期化し、デコーダのバッ
ファメモリまたは「バッファ」が空になる、あるいは飽和することがないように
することを保証するための必要かつ十分な情報を提供する。この情報はビデオ信
号およびオーディオ信号のデコードおよび表示に関与するタイムスタンプから構
成される。タイムスタンプはバイナリストリームそのものの供給に関与している
。
ある。これはエンコーダに入る信号とデコーダを出る同一の信号間の遅れである
。これはデコーダのバッファに対するエンコードおよびデコーダからの出力時の
表示に起因する。したがって各画像および各オーディオサンプルはそれぞれ一回
しか表示されない。このように、2つの画像間の時間的インターバルは一定した ままである。また、オーディオ信号がサンプルされる周波数はエンコーダへの入
口およびデコーダからの出口での周波数と同じである。
から出るときでのビデオ信号およびオーディオ信号を同期化することである。事
実、タイムスタンプはタイムベースの各クロックパルスをインクリメントするカ
ウンタの役目をする(「system time clock」または規格では27MHzのSTCとして 知られている)。
化は、タイムスタンプをセーブするエンコーダを備えることによって、得ること
ができる。これはタイムスタンプが関連する信号とともにデコーダに転送される
ときに適用される。デコーダはこれらを利用して、信号がデコーダ出口に存在す
るときのタイミングを制御する。 主なタイムスタンプは以下の通りである。
り、タイムスタンプは33+9ビットでエンコードされる。 SCRまたはPCRはデコーダ中で使用され、一定の遅れを確保するためにエンコー
ド中に使用されたものと同一のSTCタイムベースを再生させる。
C'をデコーダで生成するのに使われ、それによって遅延が一定となることを保証
する。
ンプはデコードされた信号ブロックまたは表示ユニット「presentation unit 」がデコーダ出口にある瞬間を示す。タイムベースはDTSと同一のクロックで ある(90kHzのクロック)。このタイムスタンプは33ビットでエンコードされ る。PTSは少なくとも0.7秒毎にそれぞれのPESに存在していなければならず 、P
ESパケットヘッダに位置している。 PTSおよびDTS信号がSTCタイムベースに関するタイムスタンプを表すことは認 識されるべきである。これらの信号は絶対時間に対応しない(すなわちこれらは
エンコード時間、デコード時間のいずれをも指定しない)。
測定値を対照することができるように、実行された測定値をラベル付けすること
によって、測定装置、特に、オーディオビジュアル信号の品質を測定するための
装置を管理することを目的としてMPTS多重プログラムデジタルトランスポートス
トリームに存在するタイムデータを使うこと、たとえばMPEG-2システムを使うこ
とを必要とする。
コードによって引き起こされた遅延に関係なく、ネットワークのすべての地点で
データを認識することができるように、また、カスケード接続されたいくつかの
伝送装置のイベントでさえ認識できるように、「日付入れ(dated)」される。
」と同じであり、したがって同じ信号に関係する種々の測定間の対応をとること
ができるようにし、特にネットワークの先頭から伝送され伝達連鎖に沿って伝送
された信号の品質を追跡することができるようにする。
て、そのイベントの時の位置を決定し、イベント、たとえば障害を特徴づけるこ
とをできるようにする。 このような日付入れは、ネットワーク全体におけるオーディオビジュアル放送
のサービスの全品質についての正確な知識を得ることに寄与する。
の発明では、MPEG-2信号に関連した単一化されたデータクロックが存在する。こ
の有益な特徴は、デジタルテレビネットワーク上でサービスの品質管理を自動化
すること(P1からP4:4つの測定例)に寄与する。
かの品質測定が比較される。 それらの測定は、ネットワーク上の異なる地点で2つの測定を実行し、その測
定を比較する。たとえば、オーディオとビデオの品質を客観的に測量するために
は、いくつかのアプローチで比較を実行することが必要である。 一例として、この動作は、伝送の初期において実行される測定と、関係した最
終的な伝送リンクで実行される他の測定との間で実行される。
F)を監視する測定装置とによって、それぞれ実行される。 パラメータを比較できるようにするために、補助的なチャネルが装置CEとCFと
の間の一方向あるいは他の方向で測定されるように、品質パラメータQPを中継す
る。
な時間同期が必要である。従って、各測定に関連した日付入れ情報が確実である
ことを保証することが必要である。
ワーク上で実行される測定に割り当てることを可能にする。 したがって、そのような同期化のために、比較は強化され、強固なものとなる
。日付入れ情報が一致していることを確保するだけで十分である。 当然ながらこれはネットワークが地上無線、有線、あるいはさらに衛星のどれ
を用いているかにかかわらず、ネットワーク上のあらゆる地点で実行される測定
に適用される。
第2レベルの送信機、たとえばEM21……EM29、あるいはさらにEM31,…EM36など へ送る。
実行される測定を比較することができる。したがって、望ましいと考えられるネ
ットワーク中のいかなる地点において品質を追跡することが可能となる。
タイムスタンプと関連している。各データペア(日付、品質測定値)は、他の監
視システムと管理システムによって用いられるように設計されている。
ムスタンプを用いるという観念に基づく。データストリーム中に含まれ得る数種
類のデータは、すでに記載されている。それらはこの発明に関連した使用に適し
たタイムリファレンスの一実施例を構成する。
品質パラメータとの有利な関連により、他の測定装置と管理システムSUPへの前 進的な伝送が可能になる。その後データは、監視するために、有効に使うことが
できる。日付入れ測定と関連する測定もまた、オーディオビジュアル放送でのサ
ービスの品質に関係する事象と決定を分析するのに寄与する。
ワークを検査するためのツールであり、監視データベースを含むこともできる。 この情報は、発生したオーディオビジュアル信号放送のサービスの品質に影響
を与えた出来事の履歴を持つようにすることもできる。 この情報は、また、ネットワークの異なるレベルからくる信号上で実行される
測定の比較を可能にする。 さらに、前記信号は、RF信号、エンコードされかつ多様化されたデジタルデー
タ、および/またはベースバンドの信号サンプルなどの種々の異なる形式として
もよい。
定と最終測定の間の同期化を提供する。 この動作は、データに日付入れすることによって実行される。 測定と、関連する日付とにより、比較測定方法の実行を可能にする同期化が提
供されうる。
ための品質監視装置によって実行された日付入れ測定のために、たとえば、MPEG
-2-TSストリームなどのデータストリームをデコードし、タイムスタンプ情報MTS
をそこから引き出すことからなる。 MPEG-2規格を用いたとき、MPEG-2-TSストリームに含まれるPCRフィールドある
いはSCRフィールド、あるいはさらにDTSフィールドやPTSフィールドを使用する ことが有益である。
TSマルチプログラム転送ストリームを受信する。 特に、測定装置EMESは、ベースバンドでオーディオビジュアル信号を処理し、
EMEと考えられる装置によって測定された信号の品質を表す信号QPを出力するの と同じ方法で、前記信号の品質を測定するオーディオおよびビデオアナライザを
含む。 データ抽出装置EXDは、データストリームに含まれるフィールドをデコードし 、クロックジェネレータモジュールHGは、測定信号QPに日付を付けるために使用
されるマルチビットクロック信号TSを生成する。
ことを特に可能にする。 たとえば、PCRに基づいて、STCを生成することができる。データタイムスタン
プカウンタSTC'が27MHzでクロックを表すために、42ビットでカウントする。 装置は、MPEG-2-TSストリームをデコードし、このタイムスタンプカウンタを 使って測定装置EMESによって測定されたデータをマークする。
され、信号STC'=STCの形式にSTCを統合する。 伝送設備にはデコーダを組み込まれるが、そのようなデコーダの中には、中間
デコーダデータが残存したままであり、利用しやすくないことが判るであろう。
れた品質パラメータを信号MTSに基づいて、索引付けることができるようにする 。
PEG-2-TSフレームは188バイトからなり、MPEG-2デコーダにペイロード情報を見 つけることのできる種々の特別なフィールドがその中に存在する。 与えられたプログラムを識別するために、パケット識別フィールドPIDを13ビ ットで使用することができる。 装置は特定のPID、好ましくはオーディオおよびビデオ品質測定が行われてい るプログラムに関連するビデオデータのPIDを識別するモジュールを含んでもよ い。
ムから回収し、このように回収したフレームに基づいてPCR(またはSCR)フィー
ルドを生成するデータ抽出装置(extractor)MPCR ・図7を参照して下記に記載のように、信号PCRに基づいて42ビットで信号STC' を生成するクロックジェネレータモジュールSSTC
る。bnは、実行されるべき測定の周期性の関数として選択される。 たとえば、1秒間に1回実行される品質測定では、信号STC'のビットb25=STC が0.73秒ごとに一度変化するので、ビットb25からb41までだけを保持することが
できる。
ersed)ビット、9拡張 (extension)ビット)。 信号PCRを取り出す抽出装置MPCRは注目している各フレームの中にPCRの存在を
示すフラグを最初にテストし、そこから42ビットの情報を取り出す。この情報 は27MHzの周波数で作動するエンコーダおよびデコーダの中間のデジタルクロッ クのリフレッシュを表している。情報PCRはデータストリーム中に規則的に出現 しない。MPEG-2規格ではPCR情報を含む2つのフレーム間の時間が100ms以下であ ることが要求されるが、この信号は信号STCのフェーズ(phase)を設定するため
のみに使用されるので、これが重大な障害を与えることはない。
ールSPCRからの出力で再生される信号PCRの存在を示すフラグを検出する。
号STCを再生するために選択されたものと同一である好ましい場合において、そ の測定が実行されるべきフレームを選択する。
ジュールCOMは、信号PIDMをサブモジュールEPIDおよびDCに供給し、信号MTSを受
け取ってそれを測定サブモジュールMESに転送する。信号PIDMに基づいて選択さ れたフレームから、デコーダのサブモジュールDMはベースバンド中のオーディオ
ビデオデータDAVを測定サブモジュールMESに伝える。そのMESは特定の測定装置E
MESを識別しかつ信号HDT(=MTS)を用いてラベル付けされる測定信号QPを出力す
る。
号STCが27MHzで生成される。MPEG-2規格に適合する27MHzクロックでクロックさ れるSTCを合成するために、図4に示すモジュールがPCR値と周波数27MHzでクロッ
クのフェーズを制御するサーボコントロールループ(VCO)を使用して信号STCを生
成する。STC合成の原理は、PCR値に基づいて27MHzの速度でSTCのオリジナル値を
提供する27MHzのフェーズロックドループを用いるときの原理である。 このために、図7に示すように、サブモジュールSPCRからの出力としての信号
PCRはサブトラクタSSの入力の1つに適用される。SSの出力はインテグレータI
NTに供給される。その結果INTからの出力はフェーズロックされた27MHzクロック
のフェーズ制御入力に供給される。このクロックVCOからの出力はカウンタCPTR をインクリメントする。信号PCRはカウンタCPTRのロード入力LDに適用される。 信号PCRが発生する毎に、ローディング後のカウンタCPTRの値はサブトラクタSS の中のPCR値と比較される。サブトラクタSSからの出力として存在するこの比較 結果によって、前記フェーズロックを提供することが可能になる。
される。 最も重要でないビットが変化するレートは、しばしば、その測定と比較して一
般的に非常に速い。 最も重要でないビットb0は37nsごとに一回変化し、次のビットb1は74nsごとに
1回変化する。 したがって、このカウンタの重要でないビットは有用ではない。
されるそれらのビットだけを保持することができる。 重要でないビットの末端においては、測定の周期よりも早く変化する最初のビ
ットまで保持することで十分である。 より重要なビットの末端においては、測定データを伝搬し、対照させるのに必
要な時間Tを考慮しながら、同じデータ上での2つの連続的な測定の間において 識別されるのに十分な多数のビットを保持することで十分である。
る。 信号MTSは、測定工程を誘発することと、その結果HDTの値と対応する測定値を
ラベリングすることによって、他のMPEG-2信号監視装置のオーディオおよび/ま
たはビデオ信号の品質を測定するための装置を制御するために用いられる。 この動作は、ネットワークの種々の異なる地点で同じデータについて実行され
た測定を比較することができる点で有利である。
めのネットワークを管理するシステムとに適用できる。 その有利な特徴の一つは、オーディオビジュアル信号に関連した統一された日
付と関係付けられた、ネットワーク信号上で実行された測定にある。
抽出することにある。 この発明において行われた手段およびデバイスは、サービスの品質を管理する
ためのシステムの要求に対して好ましい応答を与える。
ある。
る。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 データストリームからなるデジタルテレビ信号の品質を測定
する方法であって、品質を測定することと、データストリームの少なくともいく
つかのデータの品質を表す測定信号を生成することを含み、次のステップ、 a)データストリームから参照時間信号(PCR)を選択し、 b)参照時間信号(PCR)に基づいてロックされたクロック信号のフェーズと 、デジタルテレビ信号の初期エンコードの間に生成されたタイムベース(ST C)のカウント数から明確に導出されるカウント数とともに、参照時間信号 に基づいてマルチビットデジタルクロック信号(STC')を生成し、 c)実行された測定の種類を表すデジタルクロック信号の少なくともいくつか のビット(HDT)を使って、前記測定信号をラベル付けすることからなるこ とを特徴とする方法。 - 【請求項2】 マルチビットデジタル信号(STD')のカウント値が前記タイ
ムベース(STC)のカウント値に等しいことであることを特徴とする請求項1記 載の方法。 - 【請求項3】 ステップa)が次のサブステップ、 a1)前記データストリームから番組(プログラム)に関連するビデオデータ に一致するデジタルフレームを選択することと、 a2)前記フレームから前記参照時間信号を選択すること、 からなることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 【請求項4】 デジタルテレビ信号が、MPEG-2規格であり、ステップa1) の間は、フレームがPIDフィールドに基づいて選択されることを特徴とする請求 項3記載の方法。
- 【請求項5】 ビデオデータが、オーディオおよび/またはビデオ品質測定
が実行されるデータであることを特徴とする請求項3または4記載の方法。 - 【請求項6】 前記PIDフィールドに基づいて選択されたフレームから、ビ デオデータをデコードするステップを含むことを特徴とする請求項4または5記
載の方法。 - 【請求項7】 前記参照時間信号の選択が、注目中の各フレームの中の前記
参照時間信号の存在を示すフラグをテストすることによって実行されることを特
徴とする先行するいずれかの請求項の方法。 - 【請求項8】 デジタルテレビ信号がMPEG-2規格であり、参照時間信号がPC
R信号、SCR信号、DTS信号およびPTS信号からなるグループから選択されることを
特徴とする先行するいずれかの請求項の方法。 - 【請求項9】 ステップb)の間、前記デジタルクロック信号がk×27MHz の周波数であり、kは0でない整数又は有理数であることを特徴とする請求項8
記載の方法。 - 【請求項10】 複数の伝送設備を有するデジタルテレビネットワーク中で
信号の品質を測定するシステムであって、少なくともいくつかの伝送設備(EM11
, EM13, EM21)のと関連した複数の測定装置(EMS11, EMS13, EMS21……)を含 むことを特徴とし、各装置が、 ・入力としてのデータストリームを受信し、かつデータストリームから選択され た参照時間信号を出力する識別デバイスと、 ・そのフェーズが前記参照時間信号に基づいてロックされ、与えられた周波数で 動作するマルチビットデジタルクロック信号(STC')を出力し、そのカウント 数が、デジタルテレビ信号をエンコードする間に生成されたタイムベース(ST C)のカウント数から明確に導出されるクロック発生器と、 ・マルチビットデジタルクロック信号(STC')の少なくとも意味のあるビット( HDT)を用いて、品質測定値をラベル付けするためのデバイスと、 ・ラベル付けされた品質測定値を伝送するためのデバイスとからなり、 前記伝送デバイスの少なくとも一つによって伝送されたラベル付けされた測定
データを収集するための受信器(SUP)を含むことを特徴とするシステム。 - 【請求項11】 マルチビットデジタルクロック信号のカウント数が、前記
タイムベースのカウント数に等しいことを特徴とする請求項10記載のシステム
。
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