JP2007251867A - デジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法 - Google Patents

デジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 早送り再生機能を向上可能なデジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法を提供する。
【解決手段】 本発明では、音声ストリームを含むデジタル情報を受信している場合にデジタル情報の視聴を一時停止する指示が入力されると、受信したデジタル情報を記憶する。前記一時停止を解除する指示が入力されると前記デジタル情報を記憶しつつ、記憶されたデジタル情報の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生する。前記記憶したデジタル情報の再生速度を変化させる際に、音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えて復号する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、録画機能を有するデジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法に関する。
受信した番組の映像情報を記録媒体に記録して再生するデジタル放送記録再生装置が特許文献1に開示されている。このデジタル放送記録再生装置では、使用者が一時停止などして、表示装置に再生するシーンの放送時刻が現在時刻より遅れたときに、使用者によって追いつき再生が指示されたとき、そのシーンを表すTS(Transport Stream)よりその放送時刻を記録媒体より読み出すとともに現在時刻取得手段より与えられる現在時刻を比較手段で比較する。放送時刻が現在時刻に近づくにつれ、早送り再生の再生速度を通常再生の再生速度に近づけるように、再生速度制御手段で再生速度を制御する。
特開2001−094948号公報
放送番組には映像情報だけでなく音声情報も含まれているため、早送り再生時にも音声情報を確認したいという要求があるとともに、音声情報についても早送り再生から現放送に切り替わる際に、その境目での使用者の違和感を軽減することが求められている。例えば、音声の周波数が急激に変化すると、ユーザは違和感を持ってしまうため、このような問題を解消することが必要である。
本発明は、上記課題を解決し、早送り再生機能を向上可能なデジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、音声ストリームを含むデジタル情報を受信している場合にデジタル情報の視聴を一時停止する指示が入力されると、受信したデジタル情報を記憶する。前記一時停止を解除する指示が入力されると前記デジタル情報を記憶しつつ、記憶されたデジタル情報の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生する。前記記憶したデジタル情報の再生速度を変化させる際に、音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えて復号する。
本発明によれば、早送り再生機能を向上可能なデジタル放送受信装置およびデジタル情報受信装置、再生方法を提供することができる。
録画機能を有するデジタル放送受信装置の一例を、図面を用いて説明する。
図1は、携帯端末型のデジタル放送受信装置100の内部構成の一例を示すブロック図である。なお、携帯端末型装置は、ユーザが保持するものだけに限られず、自動車に搭載する車載用途の装置も含むものである。また、携帯端末型の装置について以下説明するが、これに限定するものではなく、据置型の装置に本発明を適用してもよい。
制御部101は、CPU(Central Processing Unit)等により構成され、デジタル放送受信装置100全体の制御を行う。操作部102は、番号キーやファンクションキーを含む複数のキーから構成され、ユーザからの指示を受け付ける。据置型のデジタル放送受信装置では、赤外線受信部を設け、操作部102をリモコンで構成するようにしても良い。
選局部103は、デジタル放送を選局するためのチューナであり、放送受信用アンテナ104を介して受信したデジタル放送を復調し、デジタルデータを出力する。なお、この復調には、放送に含まれる誤り訂正符号を用いた誤り訂正も含まれる。無線通信部105は、通信用送受信アンテナ106を介して、CDMA(Code Division Multiple Access)方式等の無線通信を行うモデムである。
記憶部107は、制御部101の動作プログラム等を保存するメモリである。番組保存部108は、受信したデジタル放送番組を録画保存するメモリである。番組情報保存部109は、録画する番組のEPG(Electric Program Guide:電子番組ガイド)等の番組情報を保存するメモリである。なお、EPGは、デジタル放送により送信されても良いし、無線通信回線網を利用し、インターネット等を介して取得されるようにしても良い。
記憶部107、番組保存部108、番組情報保存部109は、それぞれ別のRAM(Random Access Memory)等のメモリであっても良いし、1つのメモリの中に記憶部107、番組保存部108等を設けるようにしても良い。また、メモリカードなどの取り外し可能な外部記憶媒体を用いるようにしても良い。例えば、番組保存部108を外部記憶媒体とし、他の記憶部107等をRAMで構成するようにしても良い。番組保存部108を外部記憶媒体とし、複数の媒体を取り替えて用いることができるようにすることにより、多くのデジタル放送番組データを保存することができる。
映像復号部110は圧縮された映像データを復号するデコーダーであり、表示部111は映像復号部110で復号された映像を表示する液晶モニタ等のディスプレイである。音声復号部112は圧縮された音声データを復号するデコーダーであり、音声出力部113は音声復号部112で復号された音声を出力するスピーカである。なお、表示部111をユーザがペンや指を用いてディスプレイの画面を触ることにより、文字や数字、ユーザ指示を入力可能なタッチパネル方式にしても良い。これにより、ユーザは使用状況や入力する情報に応じて、操作部102あるいは表示部111を使い分けることができる。また、表示部111のみを使用することにして、操作部102を省略しても良い。
デジタル放送を、放送用受信アンテナ104及び選局部103を介して受信すると、記憶部107に一時保存する。一時保存されたデジタル放送データは、制御部101により圧縮映像データと圧縮音声データに分離される。圧縮映像データは、映像復号部110にて復号され、表示部111にて表示される。また、圧縮音声データは、音声復号部112にて復号され、音声出力部113にて音声として出力される。デジタル放送番組を録画する場合は、デジタル放送データを番組保存部108に保存する。
通信用送受信アンテナ106及び無線通信部105を介して、受信したデジタルデータは、記憶部107に一時保存される。一時保存されたデジタルデータは、制御部101により、データを分離される。メール等の文字データの場合は表示部111にて表示し、通話等の音声データの場合は音声出力部113にて音声として出力する。また、制御部101の制御により、記憶部107等に保存されたデータを読出し、無線通信部105及び通信用送受信アンテナ106を介してデジタルデータとして送信する。
図2は、デジタル放送受信装置100における、デジタル放送受信処理の一例を示したフローチャートである。本処理を実行するためのプログラムは記憶部107に保存され、制御部101により実行される。
デジタル放送の受信が開始されると(ステップ201)、映像データは表示部111に表示され、音声データは音声出力部113から出力され、放送が視聴される(ステップ202)。制御部101は、放送視聴中に停止指示が入力された場合(ステップ203)、放送受信を終了する処理を行う(ステップ204)。
また、制御部101は、一時停止の指示が入力されたかどうかを検出する(ステップ205)。放送視聴中に一時停止されると、録画を開始し(ステップ206)、番組保存部108に順次録画保存する。放送視聴中に停止も一時停止もされなければ、放送視聴を継続する。
一時停止中、制御部101は、一時停止が解除されるのを待つ(ステップ207)。ステップ207で一時停止が解除されたことが検出できたら、一時停止後の再生方式を判別する(ステップ208)。このデジタル放送受信装置100では、現放送と再生している放送データとの時間差が一定のまま、通常の再生速度で録画した放送データを再生するタイムシフト再生と、再生している放送データが現放送に追いつくように、早送りで録画した放送データを再生する早送り再生の2方式を有する。
ステップ208で、一時停止後の再生方式が、タイムシフト再生の場合、現放送を録画しながら、録画済みのデータを再生する(ステップ209)。制御部101は、再生視聴中に停止された場合(ステップ210)、録画を終了し(ステップ211)、放送受信を終了する処理を行い(ステップ212)、再生視聴を終了する(ステップ213)。
ステップ208で、一時停止後の再生方式が、早送り再生の場合、現放送を録画しながら、録画済みのデータを早送り再生する処理に移行する(ステップ214)。この早送り再生処理の詳細については、図6を用いて後で説明する。
ここで、早送り再生について説明する。図3は、圧縮映像データのフォーマットを示した図であり、映像ストリーム全体が、複数のGOP(Group Of Pictures)単位のデータブロックに分割されている様子を示す。
MPEG4(Moving Pictures Expert Group 4:国際標準化機関により標準化された動画・音声を含むデータの圧縮符号化技術(ISO/IEC14496))規格のシンプル・プロファイルによる映像データの圧縮方式では、1GOPは、他に参照画像を持たず独立して画像フレームを生成できるIピクチャ(Intra Picture)と、前方の参照画像を参照して画像フレームを生成する複数のPピクチャ(Predictive Picture)から構成されている。
Pピクチャを単独で生成するには参照画像を必要とするが、Iピクチャは参照画像を必要としないので、Iピクチャのみを再生することが可能であり、このIピクチャのみを順次表示することにより、任意の再生速度で映像ストリームの早送り再生をすることができる。本実施例では、すべてIピクチャもしくはいくつかのIピクチャ毎のIピクチャを一定時間間隔で表示し、映像ストリームの早送り再生を行う。
図4は、再生時のサンプリング周波数を高めることにより音声ストリームの早送り再生を実現する原理を説明した図である。
音声データは、複数のオーディオフレームから構成され、1オーディオフレームは、1024サンプルのデータで構成されている。サンプリング周波数が、48kHzの場合、1オーディオフレームが再生できる持続時間(再生持続時間)は、21.3ms(1024サンプル/48kHz)となる。ここで再生時のサンプリング周波数を、64kHzに高めると、1オーディオフレームが再生できる持続時間は、16ms(1024サンプル/64kHz)となり、1.33倍速(64kHz/48kHz=21.3ms/16ms)で再生できる。この再生時のサンプリング周波数を任意に高めることにより、任意の速度で再生を行うことができる。
図4では、受信した6個のオーディオフレームの再生持続時間が、128ms((1024サンプル/48kHz)×6)であり、再生時のサンプリング周波数を64kHzに高めた6個のオーディオフレームの再生持続時間が、96ms((1024サンプル/64kHz)×6)であることを示している。音声の再生速度は、1.33倍速(64kHz/48kHz)である。しかし、再生時のサンプリング周波数を高めると、記録時と再生時で、音声の周波数が高くなり、非常に違和感のある音声となる。
本実施例では、受信した複数のオーディオフレームから構成されている音声ストリームを、音声復号部112に入力する際、複数のオーディオフレームから適度にオーディオフレームを間引くことにより、音声の早送り再生を行う。
図5は、受信した12個のオーディオフレームを、オーディフレーム4個毎に1個のオーディオフレームを間引いて、音声復号部112に入力した様子を示している。音声復号部112には、受信時の12個のオーディオフレームから4個のオーディオフレーム毎に1個のオーディオフレームが間引かれ、9個のオーディオフレームが入力される。その結果、受信した12個のオーディオフレームの再生持続時間が、256ms((1024サンプル/48kHz)×12)であるが、音声復号部112では、9個のオーディオフレームとなり、オーディオフレームの再生持続時間が、192ms((1024サンプル/48kHz)×9)となる。音声の再生速度は、1.33倍速(256ms/192ms)である。
このように、本実施例によれば、記録時と再生時で音声のサンプリング周波数が変わらないので、違和感の無い音声を再生することができる。なお、オーディオストリームが間引かれているので、間引かれたオーディフレームの個所でのノイズ発生と、明瞭度が多少低下する可能性がある、4個のオーディオフレーム毎に1個のオーディオフレームが間引かれた程度の間引き方では、実用上再生された音声について、実用上問題無いレベルである。
表1は、現放送に追いつく場合の間引き量と再生速度、現放送との時間差による再生速度、継続時間の関係を示す制御データの一例である。このような表1に示すような制御データは記憶部107に記憶され、制御部101はこの制御データに基づいて再生速度の制御を行う。例えば、10分(600秒)遅れの状態から再生する場合は1.3333倍速から開始し、5分(300秒)遅れの状態から1.2308倍速から開始する。
Figure 2007251867
本例では、オーディオフレームを間引かない1倍速以外に、4フレーム毎に1フレーム間引いた1.3333倍速から35フレーム毎に1フレーム間引いた1.0294倍速までの11種類の再生速度がある。
オーディオフレームは、例えば次のように間引かれる。No.9の16オーディオフレーム毎に3フレームを間引く場合は、最初の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の6オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引く。また、No.10の再生速度の場合は、最初の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の4オーディオフレームで1オーディオフレームを間引く。No.11の再生速度の場合は、最初の4オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、次の4オーディオフレームで1オーディオフレームを間引き、更に次の5オーディオフレームで1オーディオフレームを間引く。
最初の遅れ時間が10分(600秒)、再生速度が11段階、各再生速度の持続時間をT(秒)とすると、遅れ時間+持続時間の総和と、各再生速度×持続時間の総和が等しいので、式(1)が成立する。
600+T×11=T×Σ(1.0294+…+1.3333) …(式1)
(式1)より各再生速度の持続時間T(秒)は、
T=600/(Σ(1.0294+…+1.3333)―11)
=600/(12.9230−11)
=312 …(式2)
追いつくまでの時間は、(式3)より、3432秒(約57分)となる。
312×11=3432 …(式3)
人間の感性は、変化の段階数が同じであっても、変化率が一定の場合の方が、変化幅が一定の場合に比べて、検知しにくい特性を有しているので、表1では、再生速度の変化率がほぼ一定(2.08%〜2.94%)になるように間引き量を調整している。
なお、表1では1倍速以外にから11種類の再生速度で変化させているが、これに限定するものではなく、3フレーム毎に1フレーム間引いた1.5倍速や、2フレーム毎に1フレーム間引いた2.0倍速で再生を行うようにしても良い。また、間引き量を表1に示した例よりも細かく変化させるようにしても良い。この場合、よりスムーズに再生速度が変化していくため、速度変化によるユーザの違和感を軽減することができる。逆に、間引き量をより大まかに制御すれば、再生速度を制御する回数が減少するので、制御プログラムの負荷を軽減することができる。但し、ユーザの違和感を軽減しつつ、制御プログラムの負担を抑制するためには、表1の例のように、再生速度の変化率を2.08%〜2.94%にすることが好ましい。
また、表1の例では、再生速度毎の継続時間を一定にとしているが、再生速度毎に継続時間を変化させても良い。例えば、再生速度が速い程継続時間を長くして、現放送に追いつく時間を短縮しても良い。
また、表1の例では、現放送との時間差が512秒を超える場合は、時間差が512秒になるまで、1.333倍速で再生しているが、時間差が例えば10分(600秒)を超えた場合は、3フレーム毎に1フレーム間引いた1.5倍速や、2フレーム毎に1フレーム間引いた2.0倍速で再生するようにしても良い。このように制御することにより、現放送に追いつくまでの時間を短縮することができる。
また、記憶部107に制御データのかわりに、遅れ時間と再生速度の段階数、各再生速度の持続時間の関係を示す関係式を記憶し、制御部101がこの関係式に基づいて再生速度を算出するようにしても良い。
本例において、音声の再生速度に合わせて、映像の再生速度を変える場合、表示部111へ出力する映像フレームの時間間隔を変化させる。例えば1秒間の表示するフレーム枚数を15枚とすると、映像フレームの時間間隔は、1倍速(標準状態)で66.66ms(1秒/15)となる。この映像フレームの時間間隔を短くして再生することにより、映像の再生速度を速くすることができる。表1の音声再生速度に対応した映像フレームの時間間隔を表2に示す。
Figure 2007251867
図6は、図2のステップ214における、現放送を録画しながら録画済みのデータを早送り再生する処理手順を示すフローチャートである。
早送り再生が開始されると(ステップ601)、制御部101は、録画時点での時刻と、現放送との時間差を検出し、記憶部107に記憶された制御データあるいは関係式を用いて再生速度を算出し(ステップ602)、録画を継続しつつ、算出した再生速度で録画済みのデータを再生する(ステップ603)。
制御部101は、録画時点での時刻(再生している録画データが記録された時刻)と、現放送の時刻が一致したかどうかを判断する(ステップ604)。録画時点での時刻と、現放送の時刻が一致するまで(現放送に追いつくまで)、ステップ602とステップ603の処理順次繰り返す。その間の再生速度は、次第に遅くなり、1.0倍速に順次近づいていく。再生している録画データが記録された時刻と、現放送の時刻が一致した場合、録画を終了し(ステップ605)、受信している現放送を表示部111および音声出力部113に出力する(ステップ606)。
なお、制御部101は、放送視聴中に停止された場合(ステップ607)、放送受信を終了する(ステップ608)。
本実施例では、再生速度の変化率をほぼ一定にするように制御するため、早送り再生から現放送に切り替わる境目で使用者が感じる違和感を軽減することができる。
表3は、再生速度を連続的に変化できるように、再生時のサンプリング周波数も同時に変化させる場合の制御データの一例を示す。
Figure 2007251867
例えば、1.333倍速から1.300倍速に切り替える場合、もともとのサンプリング周波数である48kHzを一旦49.231kHzにすることにより、1.333倍の再生速度にする。そして、サンプリング周波数を49.231kHzから48kHzに徐々に変化させることにより、1.300倍速に連続的に移行する。このように、再生時のサンプリング周波数を変化させることにより、音声の再生速度を連続的に1.0倍速に変化させることができる。
なお、表3の例では、聴感上支障が無いように、サンプリング周波数の変化率が、平均率音階で、次の音階(半音)までの音の高さ(周波数)である2**(1/12)=1.05946倍(変化率5.946%)の半分である2.973%以下になるように、再生速度の刻みを設定している。
図7は、サンプリング周波数を変化させる機能を追加したデジタル放送受信装置700の内部構成の一例を示すブロック図である。図7では、図1と同一物は、同一符号を付している。
制御部101は、クロック信号発生部701を制御し、指定のサンプリング周波数を、クロック信号発生部701から発生させ、音声復号部112に供給するようにしている。また、クロック信号発生部701から、映像復号部110の動作周波数を決定するクロック信号を供給し、制御部101が、クロック信号発生部701を制御し、映像復号部110の動作周波数を変化することができるようになっている。
本実施例では、この機能を用いて、映像復号部110の動作周波数を高めることにより、映像復号部110の処理能力を向上させ、Iピクチャのみの再生でなく、Pピクチャを含めたすべてのフレームを表示する早送り再生を実現している。勿論、映像復号部110の処理能力にもともと余裕が有る場合は、映像復号部110の動作周波数を高めること無しに実現できることは言うまでも無い。
上記実施例では、音声の再生速度に合わせて、映像の再生速度を変えているが、映像の再生速度に合わせて、音声の再生速度を変えても良い。
上記実施例では、音声復号部の負荷を軽減するため、音声復号部の入力時に、オーディオフレームを間引いたが、音声復号部の出力時に生成されたPCM(Pulse code modulation)データを間引くことにより実現することもできる。この場合は、音声復号部の負荷が軽減されないが、再生速度を変化させる意味で効果は同じである。
デジタル放送には、地上波によるデジタル放送や、人工衛星を介したデジタル放送があるが、無線によるデジタル放送であることについては同じであり、本発明が適用できる。また、有線のケーブルテレビによるデジタル放送でも、本発明が適用できることは言うまでも無い。
デジタル放送受信装置の内部構成例を示すブロック図である。 デジタル放送受信装置におけるデジタル放送受信処理の一例を示したフローチャートである。 圧縮映像データのフォーマットを説明する為の説明図である。 再生時のサンプリング周波数を高めることにより音声ストリームの早送り再生を実現する原理を説明する為の説明図である。 音声復号部に入力するオーディオフレームを間引くことにより音声ストリームの早送り再生を実現する原理を説明する為の説明図である。 現放送を録画しながら録画済みのデータを早送り再生する処理手順を示すフローチャートである。 サンプリング周波数を変化させる機能を追加したデジタル放送受信装置の内部構成例を示すブロック図である。
符号の説明
100:デジタル放送受信装置
101:制御部
102:操作部
103:選局部
104:放送受信用アンテナ
105:無線通信部
106:通信用送受信アンテナ
107:記憶部
108:番組保存部
109:番組情報保存部
110:映像復号部
112:音声復号部
701:クロック信号発生部

Claims (8)

  1. 音声ストリームを含むデジタル放送を受信する受信部と、
    前記受信手段により受信されたデジタル放送を記憶する記憶部と、
    前記受信部により受信された音声ストリームまたは前記記憶部に記憶された音声ストリームを復号する音声復号部と、
    デジタル放送の視聴を一時停止する指示が入力されると前記記憶部によりデジタル放送を記憶し、前記一時停止を解除する指示が入力されると前記デジタル放送を記憶しつつ、前記記憶部に記憶されたデジタル放送の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生するように制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶したデジタル放送の再生速度を変化させる際に、前記記憶部に記憶された音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えて前記音声復号部に入力することを特徴とするデジタル放送受信装置。
  2. 前記制御部は、前記記憶部に記憶されたデジタル放送の再生速度を変化させる際に、前記再生速度の変化率がほぼ一定になるように前記音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えることを特徴とする請求項1に記載のデジタル放送受信装置。
  3. 前記制御部は、前記記憶部に記憶されたデジタル放送の再生速度を変化させる際に、前記音声復号部におけるサンプリング周波数を変化させることを特徴とする請求項1に記載のデジタル放送受信装置。
  4. 前記制御部は、前記早送り再生されているデジタル放送の記憶時刻と、現在の時刻との時間差に応じて、前記記憶部に記憶されたデジタル放送の再生速度を変化させることを特徴とする請求項1に記載のデジタル放送受信装置。
  5. 前記デジタル放送は映像ストリームを含み、前記デジタル放送受信装置は前記映像ストリームが出力される表示部を備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶されたデジタル放送の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生する場合、前記表示部に出力する前記映像ストリームの時間間隔を変化させることを特徴とする請求項1に記載のデジタル放送受信装置。
  6. 音声ストリームを含むデジタル情報を受信し、
    デジタル情報を受信している場合に前記デジタル情報の視聴を一時停止する指示が入力されると、受信したデジタル情報を記憶し、
    前記一時停止を解除する指示が入力されると前記デジタル情報を記憶しつつ、記憶されたデジタル情報の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生し、
    前記記憶したデジタル情報の再生速度を変化させる際に、音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えて復号することを特徴とするデジタル情報再生方法。
  7. 前記記憶されたデジタル情報の再生速度を変化させる際に、前記再生速度の変化率がほぼ一定になるように前記音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えることを特徴とする請求項6に記載のデジタル情報再生方法。
  8. 音声ストリームを含むデジタル情報を受信する受信部と、
    前記受信手段により受信されたデジタル情報を記憶する記憶部と、
    前記受信部により受信された音声ストリームまたは前記記憶部に記憶された音声ストリームを復号する音声復号部と、
    デジタル情報の視聴を一時停止する指示が入力されると前記記憶部によりデジタル情報を記憶し、前記一時停止を解除する指示が入力されると前記デジタル情報を記憶しつつ、前記記憶部に記憶されたデジタル情報の再生速度を複数段階に変化させて早送り再生するように制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶したデジタル情報の再生速度を変化させる際に、前記記憶部に記憶された音声ストリームのオーディオフレームの間引き量を変えて前記音声復号部に入力することを特徴とするデジタル情報受信装置。
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