JP3914218B2 - 時系列情報の送出装置及び受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、伝送される映像や音声などの時系列情報から一部分の情報を切り出す受信装置と、その時系列情報を送出する送出装置に関し、特に、正確な精度での部分情報の切り出しを実現するものである。

デジタル衛星放送では、マルチプログラムへの対応を可能にするため、映像、音声及びデータが、ＭＰＥＧ２システムのトランスポート・ストリーム（ＴＳ）に多重化されて放送される。
このＴＳでは、多重化に１８８バイトの固定長のトランスポート・パケット（ＴＳパケット）が用いられ、このＴＳパケットには、図３に示すように、ペイロード（情報）の前にパケット・データの内容識別情報が付加される。
ＴＳでは、個別のプログラムのパケット（ＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）パケット）情報（図４に図示）を再分割して複数のＴＳパケットにより伝送する。
受信装置では、変調されているＴＳを受信すると、復調した後、選択したプログラムのパケットを分離して復号再生する。

このＭＰＥＧ方式による映像・音声の伝送では、映像や音声の復号単位（映像は１フレーム、音声は１オーディオ・フレーム）の復号再生時点を復号側に伝えるため、図４に示すように、ＰＴＳ（Presentasion Time Stamp）及びＤＴＳ（Decoding Time Stamp）の２種類のタイムスタンプが用いられる。ＰＴＳは再生出力の時刻管理情報であり、ＤＴＳは復号の時刻管理情報である。これらのタイムスタンプは、パケットの中に復号単位の先頭がある場合にはパケットに付加され、パケットの中に復号単位の先頭が無い場合には付加されない。
また、ＴＳパケットには、図３に示すように、これらのタイムスタンプに対して時間基準を与えるＰＣＲ（Program Clock Reference）が付加される。
こうしたデジタル放送では、多チャネル化が可能となり、視聴者の選択肢は増加するが、番組選択操作は煩雑になる。そのため、デジタル多チャネル放送では、番組名や放送スケジュール、出演者名などの情報を含むＥＰＧ（電子番組ガイド）をデータ放送して番組選択の便を図っている。視聴者は、テレビ画面にそれを表示して、番組表上で直接、選局や視聴予約などを操作したり、選択した番組の次回番組予告を見たりすることが可能となる。

本発明者を含むグループでは、視聴者が、放送時刻に縛られずに自分のペースで観たい番組を観ることができる次世代のデジタル放送システムの開発を進めている。
この放送システムでは、受信装置が、放送される情報の中から、視聴者の操作を待つことなく、視聴者の嗜好に適合する番組を選択して自動的に蓄積する。例えば、ＥＰＧ情報から視聴者がよく見る番組の次回番組予告を蓄積したり、視聴者が車好きであるときには、車のＣＭを蓄積する。視聴者は、こうして蓄積された情報を都合のよい時間に受信装置の画面に表示して楽しむことができる。

この放送システムでは、放送される映像・音声情報の中から所定の部分情報を切り出すことが必要になる。また、伝送される映像・音声情報の中から部分情報を抽出することは、こうしたシステムだけで無く、多くの伝送システムにおいて求められる（下記特許文献１参照）。
映像・音声などの時系列情報から部分情報を抽出するシステムは、これまで、図６に示すように構成されている。時系列情報が映像である場合に、映像を送出する側の送出部１は、映像を生成する映像生成手段12と、切り出すべき部分映像の送出予定時刻を出力する送出予定時刻生成手段11とを具備し、また、映像を受信する側の受信部３は、時刻を計時する計時手段33と、伝送手段２を通じて伝送された映像から所定時刻の部分映像を切り出す時刻トリミング手段31と、切り出された部分映像を表示する表示手段32とを具備している。
このシステムでは、送出部１の映像生成手段12が、映像を出力し、また、送出予定時刻生成手段11が、切り出しの対象となる部分映像の送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻を予め受信部３に通知する。
受信部３の時刻トリミング手段31は、計時手段33が出力する時刻情報に基づいて、受信した映像の中から、送出開始予定時刻から送出終了予定時刻までの映像を切り出す。切り出された部分映像は、表示手段32に出力されて表示される。
このように、送出側で、映像を送出する前にビデオクリップの場所を時刻指定することにより、受信側での部分映像の抽出が可能となる。
特開平９−２４５４６７号公報

しかし、時系列情報が実際に送出部から送出される時刻は、送出部内でのバッファリングの作用などが影響するため、実際にそれが送出されるまでは、正確な時刻を確定することができない。また、衛星を利用する放送などでは、伝送手段による伝送遅延が可成り大きく、放送波が衛星を往復するだけで０．２秒程度の時間が経過する。そのため、時系列情報の切り出すべき時間帯を事前に時刻指定する方法では、受信側で部分情報を正確に切り出すことができないという問題点を有している。

本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、時系列情報から部分情報を正確に切り出すことができる受信装置と、その時系列情報を送出する送出装置とを提供することを目的としている。

そこで、本発明では、送出装置に、時系列情報を生成する時系列情報生成手段と、この時系列情報の部分情報の送出開始予定時刻と送出終了予定時刻とを生成して、部分情報が送出される前に送出する送出予定時刻生成手段と、この時系列情報にインデックスを付加して送出する時系列情報送出手段と、前記部分情報をインデックスで指定するインデックス指定情報を生成して送出するインデックス指定情報生成手段とを設けている。
また、受信装置に、時系列情報の部分情報の送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻、インデックスが付加された時系列情報、並びに、部分情報をインデックスで指定するインデックス指定情報を受信する受信部と、送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻に基づいて、送出開始予定時刻と送出終了予定時刻との間の部分情報を含む時系列情報を切り出す時刻トリミング手段と、インデックス指定情報に基づいて、切り出された時系列情報から部分情報を切り出すインデックス・トリミング手段とを設けている。
そのため、送出済みになるまで送出時刻を正確に確定できない部分情報を、受信装置が、多くのメモリ容量を必要とすること無く、正確に切り出すことができる。

本発明では、受信装置が、多くのメモリ容量を必要とすること無く、時系列情報から部分情報を正確に切り出すことができる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の時系列情報伝送システムは、図１に示すように、送出部１が、映像を生成する映像生成手段12と、切り出すべき部分映像の送出予定時刻を出力する送出予定時刻生成手段11と、映像に付加されるインデックスを生成するインデックス生成手段14と、映像生成手段12が生成した映像にこのインデックスを付加するインデックス付加手段13と、切り出すべき部分情報についてインデックスで指定したインデックス指定情報を生成して送出するインデックス指定情報生成手段15とを備え、また、受信部３が、時刻を計時する計時手段33と、伝送手段２を通じて伝送された映像から時刻指定された部分映像を大まかに切り出す時刻トリミング手段31と、時刻トリミング手段31によって切り出された部分映像の中からインデックス指定情報に基づいて部分映像を正確に切り出すインデックストリミング手段34と、インデックストリミング手段34により切り出された部分映像を表示する表示手段32とを備えている。

このシステムの動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップ１：送出部１の映像生成手段12は、映像を生成してインデックス付加手段13に出力し、同時に、映像の実際の出力実績を表す実績情報をインデックス指定情報生成手段15に出力する。また、送出予定時刻生成手段11は、切り出しの対象となる部分映像の送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻を生成し、事前に受信部３に送出する。
ステップ２：送出部１のインデックス生成手段14は、映像に付加されるインデックスを生成して、インデックス付加手段13とインデックス指定情報生成手段15とに出力し、インデックス付加手段13は、映像生成手段12から出力された映像にこのインデックスを付加し、
ステップ３：このインデックスが付加された映像情報を、伝送手段２を通じて受信部３に送出する。
ステップ４：受信部３の時刻トリミング手段31は、計時手段33が出力する時刻情報に基づいて、受信した映像情報の中から、送出部１より事前に受信した送出開始予定時刻と送出終了予定時刻との間の映像を、余裕を持って大き目に切り出す。
ステップ５：送出部１のインデックス指定情報生成手段15は、映像生成手段12から入力した実績情報とインデックス生成手段14から入力したインデックスとを基に、切り出すべき部分映像の先頭及び末尾に付加されたインデックスを求め、このインデックスで部分映像を特定するインデックス指定情報を生成して受信部３に送出する。
ステップ６：受信部３のインデックストリミング手段34は、時刻トリミング手段31によって切り出された部分映像（暫定部分映像）の中からインデックス指定情報によって特定された部分映像を切り出す。表示手段32は、切り出された部分映像を表示する。

このように、この実施形態のシステムでは、時系列情報を伝送する送出側が、部分情報の送出予定時刻を事前に受信側に伝えるとともに、実際の時系列情報に付したインデックスによって部分情報を指定するインデックス指定情報を受信側に伝送する。一方、受信側は、受信した時系列情報を、送出予定時刻に基づいて暫定的に切り出し、次いで、この暫定的に切り出した時系列情報の中から、正確な部分情報をインデックス指定情報に基づいて切り出している。
そのため、受信側では、時系列情報を蓄積するための大きなメモリを持たなくとも、部分情報を正確に抽出することができる。
この時系列情報として、送出側と受信側との間でＭＰＥＧ２システムのＴＳを伝送するシステムでは、ＴＳパケットに付すＰＣＲをインデックスとして用いることができる。
この場合、送出側は、部分情報の送出に先立って、その部分情報の送出予定時刻を時刻指定し、また、実際に時系列情報を送出した後、送出時のＴＳパケットに付したＰＣＲを解析して、部分情報をＰＣＲにより再指定する。

一方、受信側は、受信したＴＳパケットの中で、時刻指定された範囲よりも多めのＴＳパケットを記憶手段に保存し、ＰＣＲでの再指定を受信した時点で、不要なＴＳパケットを記憶手段から削除する。なお、このＰＣＲは、ペイロードがスクランブルされていても参照することが可能である。
こうして、ＰＣＲをインデックスとすることにより、誤差範囲が１００ｍｓ以下（３フレーム前後）の精度で部分映像を切り出すことができる。
また、この場合、ＰＴＳまたはＤＴＳをインデックスとして併用することにより、部分情報の切り出し精度をさらに上げることができる。
このとき、送出側は、ＴＳパケットをＰＣＲで再指定した後、送出時のＰＴＳまたはＤＴＳの実績を解析して、部分情報をＰＴＳまたはＤＴＳにより再々指定する。
受信側は、ＰＣＲに基づいて選択したＴＳパケットから、さらに該当するＰＴＳまたはＤＴＳを有する情報だけを選択する。

こうして、ＰＴＳまたはＤＴＳをインデックスとすることにより、１フレームの精度で部分映像を切り出すことができる。但し、ＰＴＳ及びＤＴＳは、ペイロードがスクランブルされている場合、デスクランブル後に始めて参照することが可能となる。
また、ＰＥＳパケットをパックしたＭＰＥＧ２−ＰＳ（Program Stream）を時系列情報として伝送するＭＰＥＧ２ビデオのシステムでも、同様に、ＰＥＳパケットに付されたＰＴＳまたはＤＴＳをインデックスとして用いることにより、フレーム単位の精度で部分映像を切り出すことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、簡単な構成で部分情報の正確な切り出しが可能なシステムについて説明する。
このシステムは、図５に示すように、送出部１が、映像を生成する映像生成手段12と、切り出すべき部分映像の送出予定時刻を出力する送出予定時刻生成手段11と、時刻を計時する計時手段16と、映像の実際の送出時刻を表示する実績時刻の情報を生成して送出する実績時刻生成手段17とを備え、また、受信部３が、時刻を計時する計時手段33と、伝送手段２を通じて伝送された映像から送出予定時刻に基づいて部分映像を大まかに切り出す第１時刻トリミング手段35と、第１時刻トリミング手段35によって切り出された暫定部分映像の中から実績時刻情報に基づいて部分映像を正確に切り出す第２時刻トリミング手段36と、第２時刻トリミング手段32によって切り出された部分映像を表示する表示手段32とを備えている。

このシステムの送出部１では、送出予定時刻生成手段11が、切り出しの対象となる部分映像の送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻を生成して、事前に受信部３に送出する。また、映像生成手段12は、生成した映像を送出するとともに、映像の実際の出力実績を表す実績情報を実績時刻生成手段17に出力する。
実績時刻生成手段17は、映像生成手段12から入力した実績情報と計時手段16から入力する時刻情報とを基に、切り出すべき部分映像の先頭及び末尾が実際に送出された時刻を求め、それを実績情報として受信部３に送出する。
受信部３では、第１時刻トリミング手段35が、計時手段33より出力される時刻情報に基づいて、受信した映像情報の中から、送出部１より事前に受信した送出開始予定時刻と送出終了予定時刻との間の映像を、余裕を持って大き目に切り出す。
第２時刻トリミング手段36は、第１時刻トリミング手段35によって切り出された部分映像（暫定部分映像）の中から、実績時刻情報に基づいて、部分映像を正確に切り出す。表示手段32は、切り出された部分映像を表示する。

このように、この実施形態のシステムでは、時系列情報を伝送する送出側が、部分情報の送出予定時刻を事前に受信側に伝えるとともに、部分情報の実際の送出時刻を求め、これを受信側に伝送する。一方、受信側は、受信した時系列情報を、送出予定時刻に基づいて暫定的に切り出し、次いで、この暫定的に切り出した時系列情報の中から、実際の部分情報の送出時刻に相当する部分を切り出している。
そのため、伝送手段２による遅延を無視できるような環境の下では、受信側において、簡単な構成によって、時系列情報から部分情報を正確に抽出することができる。
なお、各実施形態では、切り出された部分情報を直接表示手段で表示しているが、この部分情報を一旦蓄積手段に蓄積するようにしてもよい。

本発明の送出装置及び受信装置は、デジタル放送等の送出装置及び受信装置として広く利用することができる。

第１の実施形態の時系列情報伝送システムの構成を示すブロック図、 第１の実施形態の時系列情報切り出し方法の手順を示すフローチャート、 ＭＰＥＧ２トランスポート・パケットのデータ構造、 ＰＥＳパケットのデータ構造、 第２の実施形態の時系列情報伝送システムの構成を示すブロック図、 従来の時系列情報伝送システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 送出部
２ 伝送手段
３ 受信部
11 送出予定時刻生成手段
12 映像生成手段
13 インデックス付加手段
14 インデックス生成手段
15 インデックス指定情報生成手段
16、33 計時手段
17 実績時刻生成手段
31 時刻トリミング手段
32 表示手段
34 インデックストリミング手段
35 第１時刻トリミング手段
36 第２時刻トリミング手段

Claims (5)

1. 時系列情報を生成する時系列情報生成手段と、
   前記時系列情報の部分情報の送出開始予定時刻と送出終了予定時刻とを生成して、前記部分情報が送出される前に送出する送出予定時刻生成手段と、
   前記時系列情報にインデックスを付加して送出する時系列情報送出手段と、
   前記部分情報を前記インデックスで指定するインデックス指定情報を生成して送出するインデックス指定情報生成手段と
   を備えることを特徴とする送出装置。
2. 前記時系列情報送出手段が、プログラム・クロック・リファレンスを前記インデックスとするＭＰＥＧ２システムのトランスポートストリームを送出し、前記インデックス指定情報生成手段が、前記部分情報を前記プログラム・クロック・リファレンスによって指定するインデックス指定情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の送出装置。
3. 前記時系列情報送出手段が、プレゼンテーション・タイムスタンプを前記インデックスとするＭＰＥＧ２システムのストリームを送出し、前記インデックス指定情報生成手段が、前記部分情報を前記プレゼンテーション・タイムスタンプによって指定するインデックス指定情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の送出装置。
4. 前記時系列情報送出手段が、デコード・タイムスタンプを前記インデックスとするＭＰＥＧ２システムのストリームを送出し、前記インデックス指定情報生成手段が、前記部分情報を前記デコード・タイムスタンプによって指定するインデックス指定情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の送出装置。
5. 時系列情報の部分情報の送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻、インデックスが付加された前記時系列情報、並びに、前記部分情報を前記インデックスで指定するインデックス指定情報を受信する受信部と、
   前記送出開始予定時刻及び送出終了予定時刻に基づいて、前記送出開始予定時刻と前記送出終了予定時刻との間の前記部分情報を含む時系列情報を切り出す時刻トリミング手段と、
   前記インデックス指定情報に基づいて、切り出された前記時系列情報から前記部分情報を切り出すインデックス・トリミング手段と
   を備えることを特徴とする受信装置。

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