JP2011109365A - ビットストリーム処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】MPEG2−VideoビットストリームのTSパケットの解析に際してスタートコードの検索を効率良く行う。
【解決手段】ビットストリーム処理装置100において、スタートコード検索部120は、シーケンススタートコードと、GOPスタートコードと、ピクチャスタートコードの検索を行う。該スタートコード検索部120は、1フレームに対応する複数のTSパケットの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で上記検索を行う。
【選択図】図1
【解決手段】ビットストリーム処理装置100において、スタートコード検索部120は、シーケンススタートコードと、GOPスタートコードと、ピクチャスタートコードの検索を行う。該スタートコード検索部120は、1フレームに対応する複数のTSパケットの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で上記検索を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、ビットストリーム処理、具体的にはMPEG2−Videoビットストリームにおけるスタートコードの検索技術に関する。
MPEG2−Video(ISO/IEC13818−2)で圧縮された動画像データと、その動画像データに対応した圧縮音声データとを多重化して伝送または蓄積する規格としてMPEG−2システム(ISO/IEC13818−1)が知られている。
MPEG−2システムにおいて、符号化された画像/音声のそれぞれは、エレメンタリストリーム(ES:Elementary Stream)と呼ばれ、画像ESまたは音声ESを分割してパケット化したものはPES(Packetized Elementary Stream)と呼ばれる。
PESの伝送方式の1つであるトランスポートストリーム(TS:Transport Stream)は、デジタル放送規格の多くで採用される。例えばARIB(電波産業会:Association of Radio Industries and Business)で規定されている地上デジタル放送にもTSが採用されている。
TSでは、PESパケットをトランスポートストリームパケット(TSパケット)と呼ばれる188バイト固定長のパケットに分割する。このTSパケットの連続が、トランスポートストリームとなる。
図3は、トランスポートストリームの構成を示す。上述の通り、トランスポートストリームはTSパケットにより構成される。TSパケットはPESパケットを分割して得たものである。なお、ARIBでは、1PESパケットは1フレームに対応するように規定されている。
PESパケットは、PESヘッダとPESデータバイト(PESペイロードともいう)から構成される。PESペイロードには、スライス層の前に、「シーケンス層+GOP層+ピクチャ層」、「シーケンス層+ピクチャ層」、「GOP層+ピクチャ層」、「ピクチャ層」のいずれかが存在する。本明細書において、以下、PESペイロードにおける、スライス層の前の層を「先頭層群」(ピクチャ層のみの場合を含む)という。PESペイロードには、先頭層群の各層のスタートコードが含まれている。
各TSパケットの先頭には、TSヘッダが付属されており、TSヘッダには、ペイロードユニットスタートインジケータ(PUSI)が含まれている。「1」であるPUSIは、トランスポートストリームのペイロードがPESパケットの第一バイトから開始することを示す。すなわち、TSヘッダに含まれるPUSIを参照することにより該TSパケットがPESパケットの先頭のTSパケットであるか否かが分かる。例えば、PUSIが「1」であるTSパケットがPESパケットの先頭のTSパケットであり、PUSIが「0」であるTSパケットがPESパケットの先頭のTSパケットではない。
また、PESパケットの先頭のTSパケットは、TSヘッダの後にPESヘッダが設けられている。PESヘッダがTSヘッダの直後に設けられる場合もあれば、TSヘッダとPESヘッダの間にアダプテーションフィールドが設けられる場合もある。
デジタル放送を受信して再生する側では、受信したビットストリームに対して解析処理、デマルチプレクスなどの処理を行ってデコーダに出力する。MPEG2デコーダでは、シーケンス層、GOP層、ピクチャ層に存在するパラメータ情報を必要とする。これらの各層には、開始位置を示すユニークなビット列(スタートコード)が存在し、パラメータ情報は、各層のスタートコードからのオフセットで取得することができる。そのため、例えば特許文献1に記載されたように、デジタル放送を受信して再生する映像再生装置において、解析処理のためにこれらのスタートコードの検出が行われる。
以下、シーケンス層、GOP層、ピクチャ層のスタートコードを、それぞれ「シーケンススタートコード」、「GOPスタートコード」、「ピクチャスタートコード」という。
デジタル放送を受信して再生する映像再生装置に対して、様々な視点からの技術が考案されている。
例えば、特許文献2には、映像コンテンツを保護するために、Iピクチャのデータを含むTSパケットと、他のTSパケットとを分けて保存する技術が開示されている。Iピクチャのデータを含むTSパケットであるか否かの判定は、該TSパケットのペイロードユニットスタートインジケータ(PUSI)の値が「1」であるか否か、およびシーケンススタートコードの有無に基づいてなされる。
また、特許文献3には、スタートコードの検索開始位置から後続するデータがスタートコードであるか否かをまず確認し、そして、スタートコードであればスタートコードの検索をせずに解析を行う一方、スタートコードではなければスタートコードの検索を行ってスタートコードを検出して解析を行う手法が開示されている。この手法によれば、スタートコードの検索開始位置の直後にスタートコードが存在する場合に検索を省くことができるため、解析効率を向上させることができるとされている。
近年、デジタル放送では、従来の標準画質(SD)の放送のみならず、SDより高画質な高精細度画質(HD)の放送も行われるようになっている。また、再生装置としても、複数のチャネルの同時再生も一般的になっている。このような背景において、デジタル放送の映像再生装置に対して、高い処理性能が求められるようになっている。
MPEG2ビデオエレメンタリストリームにおいて、スタートコードは任意の位置に配置されているため、MPEG2ビデオエレメンタリストリーム全域すなわちすべてのTSパケットのすべてのペイロードに対してスタートコードの検索を行う必要がある。HD放送のように取り扱うデータ量が多い場合、スタートコードを含むTSパケットは全TSパケットの約0.1%しかないため、スタートコードの検索をMPEG2ビデオエレメンタリストリーム全域に対して行うのでは、効率が良くないという問題がある。
特許文献3に開示された手法は、検索開始位置の直後にスタートコードが運よく存在すればこのスタートコードの検索を省くことができるが、検索開始位置の直後にスタートコードが存在しない場合には、後続のすべてのデータを検索範囲として検索を行う必要があり、上述した問題が存在する。
本発明の一つの態様は、MPEG2−Videoビットストリームを構成するTSパケットの解析に際して、シーケンススタートコードと、GOPスタートコードと、ピクチャスタートコードの検索を行うスタートコード検索方法である。この方法は、1フレームに対応する複数のTSパケットの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で上記検索を行う。
なお、上記態様の方法を適用した装置やシステム、該方法をコンピュータに実行させるプログラムなども、本発明の態様としては有効である。
本発明にかかる技術によれば、ビデオビットストリームの解析に際して、スタートコードの検索範囲を狭めることにより、スタートコードの検出を効率良く行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
本願発明者は、デジタル符号化と多重化されたビデオビットストリームに対するスタートコードの検出について鋭意研究模索した結果、下記のことを知見した。
(1)PESパケットのペイロードにおいて、スライス層の前に、「シーケンス層+GOP層+ピクチャ層」、「シーケンス層+ピクチャ層」、「GOP層+ピクチャ層」、「ピクチャ層」のいずれか1つが設けられている。前述したように、これらの層は、本明細書では、「先頭層群」という。
PESペイロード内の各層のうち、MPEG2デコーダが必要とするのは、先頭層群内の各層のパラメータ情報であり、スライス層のパラメータ情報を必要としない。そのため、先頭層群内の各層のパラメータ情報を得るためにスタートコードを検索する際に、先頭層群に対してのみスタートコードの検索を行えば足りる。
(2)先頭層群が「「シーケンス層+GOP層+ピクチャ層」である場合には、PESパケットのペイロードには、先頭層群の各層のスタートコード(シーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコード)が含まれる。
また、先頭層群に「ピクチャ層」のみ含まれる場合には、PESパケットのペイロードにはピクチャスタートコードが含まれる。
すなわち、先頭層群内に含まれる層の数、種類によって、スタートコードの数、種類が異なる。
しかし、先頭層群内に含まれる層の数、種類にかかわらず、先頭層群内の末尾の層は、必ずピクチャ層である。
上記知見に基づき、本願発明者は、シーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードの検索に際して、1フレームすなわち1PESパケットに対応する複数のTSパケットのうちの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で上記検索を行う手法を確立した。
「ピクチャ層が検出された位置」は、例えば「ピクチャスタートコードが検出された位置」とすることができる。
また、「1PESパケットに対応する複数のTSパケットのうちの先頭のパケット」は、例えば、PESヘッダを含むTSパケット、すなわちTSヘッダ内のペイロードユニットスタートインジケータPSUIが「1」であるTSパケットとすることができる。
具体的には、TSパケット単位で入力される映像再生装置において、例えば、TSヘッダ内のペイロードユニットスタートインジケータPSUIが「1」であることを検索開始条件とし、ピクチャスタートコードが検出されたことを検索終了条件とするようにスタートコードの検索を行う。
この手法により、スライス層をスタートコードの検索範囲から除外し、スタートコードの検索にかかる負荷を大幅に軽減することができる。
以下、上述した原理を踏まえて、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかるビットストリーム処理装置100を示す。このビットストリーム処理装置100は、例えばデジタル放送を受信して再生する装置に設けられ、MPEG2デコーダが必要とするスタートコード位置情報を得ると共に、デマルチプレクス処理を行ってビデオエレメンタリストリームを得るものである。
図1は、本発明の実施の形態にかかるビットストリーム処理装置100を示す。このビットストリーム処理装置100は、例えばデジタル放送を受信して再生する装置に設けられ、MPEG2デコーダが必要とするスタートコード位置情報を得ると共に、デマルチプレクス処理を行ってビデオエレメンタリストリームを得るものである。
ビットストリーム処理装置100は、入力処理部110と、スタートコード検索部120と、出力処理部130を備える。スタートコード検索部120は、検索制御部122とデータ解析部124を有する。
ビットストリームは、TSパケット単位でビットストリーム処理装置100の入力処理部110に入力される。
入力処理部110は、入力されたTSパケットにおけるSync_byteを検出して同期処理を行う。入力処理部110により同期処理がなされたTSパケットはスタートコード検索部120に入力される。
スタートコード検索部120において、検索制御部122は、検索開始条件が満たされたときから、検索終了条件が満たされるまで、入力処理部110から入力されたTSパケットをデータ解析部124に出力する。なお、検索制御部122は、検索終了条件が満たされると、入力処理部110から入力されたTSパケットを出力処理部130に出力する。
ここで、入力処理部110から入力されたTSパケットのTSヘッダ内のペイロードユニットスタートインジケータPUSIが「1」であることが、検索開始条件である。
また、データ解析部124からピクチャスタートコードが検出されたことが、検索終了条件である。
すなわち、検索制御部122は、入力処理部110から入力されたTSパケットのTSヘッダ内のPUSIが「1」であるときに、TSパケットの出力先をデータ解析部124に切り替える一方、データ解析部124から、ピクチャスタートコードが検出されたことが通知されると、TSパケットの出力先を出力処理部130に切り替える。
データ解析部124は、検索制御部122からのTSパケットに対して、シーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードの検索を行い、検出したスタートコードのビデオバッファ内の位置を示す位置情報(スタートコード位置情報P)を得て図示しない解析情報専用のバッファに出力し、後にMPEG2デコーダによる処理に供する。
また、データ解析部124は、シーケンススタートコードまたはGOPスタートコードを検出しても、スタートコードの検索を継続する。ピクチャスタートコードを検出したときには、その旨を検索制御部122に通知すると共に、該TSパケットに対するスタートコードの検索を終了して、該TSパケットを出力処理部130に出力する。なお、検索制御部122から入力されたTSパケットから、シーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードのいずれも検出されなかった場合に、データ解析部124は、該TSパケットを出力処理部130に出力する。
出力処理部130は、検索制御部122とデータ解析部124からのTSパケットに対してデマルチプレクス処理を行ってビデオエレメンタリストリーム(ビデオES)を得る。このビデオESは、図示しないビデオ専用のバッファに出力され、後にMPEG2デコーダによる処理に供される。
図2は、ビットストリーム処理装置100のスタートコード検索部120における処理の流れを示すフローチャートである。簡潔に説明するために、検索制御部122とデータ解析部124の処理を特に分けずに、スタートコード検索部120の全体の処理を説明および図示する。
図2に示すように、TSパケットが入力されると、スタートコード検索部120は、そのTSヘッダ内のPUSIを確認する(S100)。PUSIが「1」である場合、スタートコード検索部120は、スタートコードの検索ステートを「検索する」に設定すると共に、検索開始位置を該TSパケットのペイロードの先頭に設定する(S100:Yes、S102、S104)。一方、PUSIが「0」であるときには、スタートコード検索部120は、検索ステートの設定をせずに、検索開始位置を該TSパケットのペイロードの先頭に設定する(S100:No、S104)。なお、本実施の形態において、検索ステートは、「検索する」と「検索しない」の2通りを有し、初期値が「検索しない」である。
次に、スタートコード検索部120は、検索ステートが「検索する」と「検索しない」のいずれであるかによって異なる処理を行う。検索ステートが「検索しない」である場合には、スタートコード検索部120は、スタートコードの検索をせずに該TSパケットを出力処理部130に出力する(S110:No、S140)。
一方、検索ステートが「検索する」である場合には、スタートコード検索部120は、検索開始位置からスタートコードの検索を行う(S110:Yes、S112)。スタートコードが検出されなかった場合、スタートコード検索部120は、検索開始位置を後続データの先頭に設定してスタートコードの検索を再度行う(S114:No、S130:No、S132、S112〜)。該TSパケットの最終バイトまで検索を行ってもスタートコードが検出されなかった場合、スタートコード検索部120は、該TSパケットを出力処理部130に出力する(S114:No、S130:Yes)。
TSパケットが検出された場合には、スタートコード検索部120は、このスタートコードの種類を確認する(S114:Yes)。シーケンススタートコードまたはGOPスタートコードである場合(すなわちシーケンス層またはGOP層が検出された場合)には、スタートコード検索部120は、スタートコード位置情報Pを解析情報専用のバッファに出力すると共に、検索開始位置を後続データの先頭に設定してステップS110に戻る(S120:シーケンス/GOP、S128、S110〜)。
検出されたスタートコードがピクチャスタートコードである場合(すなわちピクチャ層が検出された場合)には、スタートコード検索部120は、スタートコード位置情報Pを解析専用のバッファに出力すると共に検索ステートを「検索しない」に設定する(S120:ピクチャ、S124、S126)。そして、検索開始位置を後続データの先頭に設定してステップS110に戻る(S128、S110〜)。
検出されたスタートコードがシーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードのいずれでもない場合には、スタートコード検索部120は、検索開始位置を後続データの先頭に設定してステップS110に戻る(S120:Other、S128、S110〜)。
図2に示す処理は、TSパケットが入力される度に繰り返される。
このように、本実施の形態の入力処理部110において、スタートコード検索部120は、1フレームの先頭からピクチャ層までを検索範囲とし、該検索範囲内でシーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードの検索を行うため、これらのスタートコードが存在しないスライス層を検索範囲から除外することにより、スタートコードの検索効率を向上させることができる。そのため、デジタル放送を受信して再生する再生装置において、ビットストリームを解析するための処理負荷を軽減することができる。
このように、本実施の形態の入力処理部110において、スタートコード検索部120は、1フレームの先頭からピクチャ層までを検索範囲とし、該検索範囲内でシーケンススタートコード、GOPスタートコード、ピクチャスタートコードの検索を行うため、これらのスタートコードが存在しないスライス層を検索範囲から除外することにより、スタートコードの検索効率を向上させることができる。そのため、デジタル放送を受信して再生する再生装置において、ビットストリームを解析するための処理負荷を軽減することができる。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述した各実施の形態に対してさまざまな変更、増減、組合せを行ってもよい。これらの変更、増減、組合せが行われた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
100 ビットストリーム処理装置
110 入力処理部
120 スタートコード検索部
122 検索制御部
124 データ解析部
130 出力処理部
110 入力処理部
120 スタートコード検索部
122 検索制御部
124 データ解析部
130 出力処理部
Claims (7)
- MPEG2−Videoビットストリームを構成するTSパケットの解析に際して、シーケンススタートコードと、GOPスタートコードと、ピクチャスタートコードの検索を行うスタートコード検索方法において、
1フレームに対応する複数のTSパケットの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で前記検索を行うことを特徴とするスタートコード検索方法。 - ピクチャスタートコードが検出された位置を前記ピクチャ層が検出された位置とすることを特徴とする請求項1に記載のスタートコード検索方法。
- TSヘッダ内のペイロードユニットスタートインジケータの値が1であるTSパケットを前記の先頭のパケットとすることを特徴とする請求項1または2に記載のスタートコード検索方法。
- MPEG2−Videoビットストリームを構成するTSパケットの解析を行うビットストリーム処理装置であって、
シーケンススタートコードと、GOPスタートコードと、ピクチャスタートコードの検索を行うスタートコード検索部を有し、
該スタートコード検索部は、1フレームに対応する複数のTSパケットの先頭のパケットのペイロードから、ピクチャ層が検出された位置までを検索範囲とし、該検索範囲内で前記検索を行うことを特徴とするビットストリーム処理装置。 - 前記スタートコード検索部は、ピクチャスタートコードが検出された位置をピクチャ層が検出された位置とすることを特徴とする請求項4に記載のビットストリーム処理装置。
- 前記スタートコード検索部は、TSヘッダ内のペイロードユニットスタートインジケータの値が1であるTSパケットを前記先頭のパケットとすることを特徴とする請求項4または5に記載のビットストリーム処理装置。
- デジタル放送の映像再生装置に備えられたことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載のビットストリーム処理装置。
Priority Applications (1)
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JP2009261671A JP2011109365A (ja) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | ビットストリーム処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000307643A (ja) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Sony Corp | データ解析装置及びデータ解析方法 |
JP2009253507A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Sony Corp | 情報処理装置および方法、並びにプログラム |
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2009
- 2009-11-17 JP JP2009261671A patent/JP2011109365A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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