JP7569195B2 - Transmitting device and receiving device - Google Patents
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Description
本発明は、送信装置および受信装置に係り、特に、MMT(MPEG Media Transport)を用いた放送システムで映像や音声のコンテンツを送受信する送信装置および受信装置に関する。 The present invention relates to a transmitting device and a receiving device, and in particular to a transmitting device and a receiving device that transmit and receive video and audio content in a broadcasting system using MMT (MPEG Media Transport).
非特許文献1に規定されるMMTでは、映像・音声コーデックの処理単位をMPU(Media Processing Unit)と呼ぶ。MPUの先頭データは、過去に送信されたデータに依存せずに処理が可能なランダムアクセスポイントである必要がある。MMTの放送利用を規定する非特許文献2では、映像符号化のイントラ(Intra)フレーム(フレーム内符号化を行うフレーム)を復号順の先頭とするGOP(Group Of Picture)をMPUとして扱う。
なお、映像符号化方式の一例として用いられるHEVC(High Efficiency Video Coding)の規格上ではGOPという用語は使用されていない。ただし、MPEG-2 Videoなどの従来方式にならい、イントラフレームを先頭とするフレームの集合を便宜上、GOPと呼ぶことがある。
In MMT defined in
The term GOP is not used in the High Efficiency Video Coding (HEVC) standard, which is used as an example of a video coding method. However, following the example of conventional methods such as MPEG-2 Video, a set of frames starting with an intraframe may be referred to as a GOP for convenience.
非特許文献1によれば、本来、MPUは、ISOBMFF(ISO Base Media File Format)形式をベースとしたものとして規定されている。また、非特許文献1では、MMTP(MMT Protocol)により、ISOBMFFのメタデータ部分をMPUメタデータおよびムービーフラグメントメタデータとして送信する方法が規定されている。しかし、非特許文献2で規定される放送用途では、処理の低遅延化を図るためMPUメタデータおよびムービーフラグメントメタデータの生成・伝送を省略しており、HEVCエンコーダが生成するNAL(Network Abstraction Layer)ユニットをそのままMMTP/UDP(User Diagram Protocol)/IP(Internet Protocol)パケットに多重して送信する。
According to
ISOBMFFは、基本のデータ構造が非特許文献3により規定されており、その拡張として、例えば、非特許文献4では、HTTP(Hypertext Transfer Protocol)/TCP(Transmission Control Protocol)通信を用いた映像ストリーミング配信方式であるMPEG-DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)の運用方法や拡張データ構造が規定されている。MPEG-DASHと同様にHTTP/TCPを用いる動画ストリーミング配信方式として、非特許文献5に規定されるHLS(HTTP Live Streaming)が使用されている。MPEG-DASHとHLSで共通に使用できるISOBMFFベースのセグメント形式については、非特許文献6においてCMAFとして規定されている。なお、CMAFは、非特許文献1および非特許文献2よりも最近策定された、新しい規格である。CMAFでは、セグメント形式の共通化の他に、映像ストリーミング配信の低遅延化を図る技術として、セグメント構造をさらに細分化するチャンク構造が定義された。
The basic data structure of ISOBMFF is specified in Non-Patent Document 3, and as an extension of that, for example, Non-Patent Document 4 specifies the operation method and extended data structure of MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP), a video streaming delivery method using HTTP (Hypertext Transfer Protocol)/TCP (Transmission Control Protocol) communication. HLS (HTTP Live Streaming), specified in Non-Patent Document 5, is used as a video streaming delivery method that uses HTTP/TCP like MPEG-DASH. The ISOBMFF-based segment format that can be used in common with MPEG-DASH and HLS is specified as CMAF in Non-Patent Document 6. CMAF is a new standard that was formulated more recently than
非特許文献2では、放送における映像・音声コンテンツ伝送の低遅延化を図るために、ISOBMFF構造のメタデータ生成と、ムービーフラグメントメタデータとしての伝送と、を省略することとしている。しかし、ムービーフラグメントメタデータの伝送を省略すると、DTS-PTS差分情報(dts_pts_offset)を受信装置のデコーダに伝送できないという問題があった。このDTS-PTS差分情報は、映像符号化のフレーム間参照構造に伴う、映像フレームの復号タイミングを指示するDTS(Decoding Timestamp)と、映像フレームの提示タイミングを指示するPTS(Presentation Timestamp)との差分値を指示する情報である。
そこで、非特許文献2では、このDTS-PTS差分情報等の情報を別途記述する「MPU拡張タイムスタンプ記述子」を定義し、制御情報であるMMT Package Table(MPテーブル)内の記述子として伝送することを規定した。MPU拡張タイムスタンプ記述子には、MPU(GOP)内の全てのフレームのDTS-PTS差分情報を列挙する。
なお、映像を符号化したビットストリーム上は、受信装置において復号処理を実行する順に映像フレームが符号化されている。したがって、復号タイミングを指示するDTSは、送信装置から受信装置へ明示的に送信されなくとも、受信装置でフレームレートの逆数を加算していくことで計算により容易に求められる。例えば、毎秒60フレームの映像であれば、各映像フレームのDTSは、受信した順に60分の1秒を一定間隔で加算していくことで求められる。
In Non-Patent Document 2, in order to reduce the delay of video and audio content transmission in broadcasting, the generation of metadata in the ISOBMFF structure and the transmission as movie fragment metadata are omitted. However, if the transmission of the movie fragment metadata is omitted, there is a problem that the DTS-PTS difference information (dts_pts_offset) cannot be transmitted to the decoder of the receiving device. This DTS-PTS difference information is information indicating a difference value between a DTS (Decoding Timestamp) that indicates the decoding timing of a video frame and a PTS (Presentation Timestamp) that indicates the presentation timing of a video frame, which is associated with the inter-frame reference structure of video coding.
Therefore, Non-Patent Document 2 defines an "MPU extended time stamp descriptor" that separately describes information such as this DTS-PTS differential information, and specifies that it is transmitted as a descriptor in the MMT Package Table (MP table), which is control information. The MPU extended time stamp descriptor lists the DTS-PTS differential information of all frames in the MPU (GOP).
In addition, in the bit stream of encoded video, video frames are encoded in the order in which the decoding process is performed in the receiving device. Therefore, the DTS indicating the decoding timing can be easily calculated by adding up the reciprocal of the frame rate in the receiving device, even if it is not explicitly transmitted from the transmitting device to the receiving device. For example, for a video of 60 frames per second, the DTS of each video frame can be calculated by adding 1/60th of a second at regular intervals in the order of reception.
他方、非特許文献7においては、非特許文献2で規定されたMMTの利用方法について、実際のサービス(高度広帯域衛星デジタル放送)を対象に、より詳細な運用方法が規定されている。非特許文献7によれば、MPU拡張タイムスタンプ記述子について、該当するMPUよりも、早いタイミングで伝送することを要求している。しかしながら、MPU拡張タイムスタンプ記述子は、MPU全体の映像符号化が終わった後でなければ生成できない。このような映像遅延を回避するために、MMTにおいても、新たにCMAFで規定されたチャンク構造に対応したISOBMFFメタデータを使用することが考えられる。CMAFチャンクは、ISOBMFFをベースにした構造であるため、MMTPでの多重化が可能である。このとき、MPU(GOP)をさらに細分化した数フレーム単位をチャンクとして構成する。そして、チャンク単位で、ISOBMFFメタデータによるDTS-PTS差分情報を記述し、MMTPのムービーフラグメントメタデータとして伝送することで、MPU拡張タイムスタンプ記述子を使用せずとも、デコーダに対して必要なDTS-PTS差分情報を伝送できる。具体的には、TrackFragmentRunBox(‘trun’)のsample_composition_time_offsetにより、チャンク内の各フレームのDTS-PTS差分情報を記述することができる。 On the other hand, Non-Patent Document 7 specifies a more detailed operation method for the use of MMT specified in Non-Patent Document 2 for actual services (advanced wideband digital satellite broadcasting). According to Non-Patent Document 7, it is required that the MPU extended time stamp descriptor be transmitted earlier than the corresponding MPU. However, the MPU extended time stamp descriptor can only be generated after the video coding of the entire MPU is completed. In order to avoid such video delay, it is possible to use ISOBMFF metadata corresponding to the chunk structure newly specified in CMAF in MMT as well. Since the CMAF chunk has a structure based on ISOBMFF, it can be multiplexed in MMTP. At this time, the MPU (GOP) is further divided into several frames, which are configured as chunks. Then, by describing the DTS-PTS differential information by ISOBMFF metadata on a chunk-by-chunk basis and transmitting it as MMTP movie fragment metadata, the necessary DTS-PTS differential information can be transmitted to the decoder without using the MPU extended time stamp descriptor. Specifically, the sample_composition_time_offset in TrackFragmentRunBox ('trun') can be used to describe the DTS-PTS differential information for each frame in the chunk.
各MPUの提示タイミングは、既存の技術では、MPUタイムスタンプ記述子(非特許文献1)により、MPU先頭の提示タイミングの絶対時刻が伝送され、その時刻が受信装置での映像・音声提示制御に使用される。MPUタイムスタンプ記述子に記載されるMPUタイムスタンプ(mpu_presentation_time)は、MPUの提示時刻を64ビットのNTP(Network Time Protocol)形式のUTC(Coordinated Universal Time)時刻で示す。そのため、「うるう秒」の挿入・削除が行われると、MPUタイムスタンプの巻き戻りなど非連続が生じる。この対策として、MPU拡張タイムスタンプ記述子において、2ビットのうるう秒指示子(mpu_prasentation_time_leap_indicator;以下、Leap Indicatorと略記する)を伝送することとされた。うるう秒指示子(Leap Indicator)は、MPUタイムスタンプ記述子に記載された同一のMPUシーケンス番号で対応付けられるMPUのMPUタイムスタンプ(UTC時刻)が、次の(1)~(3)のいずれであるかを示す。
(1)「うるう秒」を挿入する日(UTC基準)の「うるう秒」を挿入する前の時刻を基準とする(Leap Indicator=1)、
(2)「うるう秒」を削除する日(UTC基準)の「うるう秒」を削除する前の時刻を基準とする(Leap Indicator=2)、
(3)「うるう秒」のない日(UTC基準)の時刻や「うるう秒」の挿入・削除された後の時刻を基準とする(Leap Indicator=0)。
In the existing technology, the presentation timing of each MPU is transmitted by the MPU timestamp descriptor (Non-Patent Document 1) as the absolute time of the presentation timing of the head of the MPU, and this time is used for video and audio presentation control in the receiving device. The MPU timestamp (mpu_presentation_time) described in the MPU timestamp descriptor indicates the presentation time of the MPU in 64-bit UTC (Coordinated Universal Time) time in NTP (Network Time Protocol) format. Therefore, when a leap second is inserted or deleted, discontinuity occurs such as rewinding the MPU timestamp. As a countermeasure against this, it has been decided to transmit a 2-bit leap second indicator (mpu_presentation_time_leap_indicator; hereinafter abbreviated as Leap Indicator) in the MPU extended timestamp descriptor. The leap second indicator (Leap Indicator) indicates which of the following (1) to (3) the MPU timestamp (UTC time) of the MPU associated with the same MPU sequence number described in the MPU timestamp descriptor is.
(1) The time before the leap second is inserted on the day (UTC standard) when the leap second is inserted is used as the base (Leap Indicator = 1),
(2) The time before the leap second is deleted on the day (UTC basis) on which the leap second is deleted is used as the base (Leap Indicator = 2),
(3) The time is based on a day without a leap second (UTC standard) or on the time after a leap second has been inserted or deleted (Leap Indicator = 0).
なお、UTC基準の一日は、日本時間の午前9時0分0秒から翌日の午前8時59分59秒までに対応する。「うるう秒」の挿入では、日本時間の午前8時59分59秒のあとに午前8時59分60秒の挿入されることで1日が1秒伸びる。一方、「うるう秒」の削除では、午前8時59分59秒が削除されることで、1日が1秒短くなる。 A day according to UTC corresponds to the period from 9:00:00 a.m. Japan time to 8:59:59 a.m. the following day. When a leap second is inserted, 8:59:60 a.m. is inserted after 8:59:59 a.m. Japan time, lengthening the day by one second. On the other hand, when a leap second is deleted, 8:59:59 a.m. is deleted, shortening the day by one second.
しかしながら、DTS-PTS差分情報をISOBMFFメタデータで送信することにしてMPU拡張タイムスタンプ記述子を使用しないこととした場合、MPU拡張タイムスタンプ記述子の「うるう秒」に関する補助情報(うるう秒指示子)を伝送することができなくなってしまう。 However, if DTS-PTS differential information is sent using ISOBMFF metadata and the MPU extended timestamp descriptor is not used, it will not be possible to transmit auxiliary information (leap second indicator) regarding the "leap second" in the MPU extended timestamp descriptor.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、MPU拡張タイムスタンプ記述子を使用せずに、うるう秒の対策をすることができる送信装置および受信装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a transmitting device and a receiving device that can deal with leap seconds without using the MPU extended timestamp descriptor.
前記課題を解決するために、本発明に係る送信装置は、符号化された映像信号と、MPU(Media Processing Unit)に付与されるタイムスタンプ記述子と、メタデータとを多重化したMMT(MPEG Media Transport)信号を送信する送信装置であって、TAI(International Atomic Time)時刻を提供する時刻サーバと通信してTAI時刻を表現するカウンタ値を再生するTAIクロック再生部と、映像フレームの符号化を行って符号化された映像信号とGOP(Group Of Picture)開始トリガ信号とを出力する映像エンコーダ部と、前記TAIクロック再生部で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に基づいて、前記映像エンコーダ部からの前記GOP開始トリガ信号に従って、MPUに付与するPTS(Presentation Timestamp)として、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプを決定するPTS決定部と、MPUシーケンス番号と、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプが前記MPUに付与されたのと同じタイミングにおける秒で表したUTC(Coordinated Universal Time)時刻とTAI時刻との差分を示すUTC-TAIオフセットと、を含む記述子を前記タイムスタンプ記述子として生成する記述子生成部と、前記映像エンコーダ部から、各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTS(Decoding Timestamp)とPTSとの差分値を指示する情報であるDTS-PTS差分情報を取得し、前記メタデータとして、前記MPU単位または前記MPUを分割したチャンク単位で前記DTS-PTS差分情報を含むISOベース・メディア・ファイル・フォーマット(ISOBMFF)のメタデータを生成するISOBMFFメタデータ生成部と、前記符号化された映像信号と、前記MPUに付与されるタイムスタンプ記述子と、前記DTS-PTS差分情報を含む前記メタデータと、を多重化して前記MMT信号を生成するMMT多重化部と、を備える構成とした。 In order to solve the above problem, the transmission device according to the present invention is a transmission device that transmits an MMT (MPEG Media Transport) signal in which an encoded video signal, a timestamp descriptor assigned to an MPU (Media Processing Unit), and metadata are multiplexed, and includes a TAI clock reproduction unit that communicates with a time server that provides TAI (International Atomic Time) time and reproduces a counter value that represents the TAI time, a video encoder unit that performs encoding of video frames and outputs an encoded video signal and a GOP (Group Of Picture) start trigger signal, a PTS determination unit that determines an MPU timestamp expressed in TAI time as a PTS (Presentation Timestamp) to be assigned to an MPU in accordance with the GOP start trigger signal from the video encoder unit based on the counter value that represents the TAI time reproduced by the TAI clock reproduction unit, and a UTC (Coordinated Universal Time) timestamp expressed in seconds at the same timing as when the MPU timestamp expressed in TAI time was assigned to the MPU. a descriptor generation unit that generates, as the timestamp descriptor, a descriptor including a UTC-TAI offset indicating the difference between the UTC (Decoding Timestamp) time and the TAI time; an ISOBMFF metadata generation unit that acquires DTS-PTS differential information, which is information indicating the differential value between the DTS (Decoding Timestamp) and the PTS, as picture reorder information for each frame from the video encoder unit, and generates ISO Base Media File Format (ISOBMFF) metadata including the DTS-PTS differential information as the metadata, in units of the MPU or in units of chunks obtained by dividing the MPU; and an MMT multiplexing unit that multiplexes the encoded video signal, the timestamp descriptor assigned to the MPU, and the metadata including the DTS-PTS differential information to generate the MMT signal.
また、本発明に係る受信装置は、送信装置から送信されるMMT信号を受信する受信装置であって、UTC時刻を提供する時刻サーバと通信してUTC時刻を表現するカウンタ値を再生するUTCクロック再生部と、前記MMT信号に多重され伝送されたタイムスタンプ記述子から、所定のMPUにおけるTAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、UTC-TAIオフセットと、を抽出する記述子解析部と、前記UTCクロック再生部で再生されたUTC時刻を表現するカウンタ値に前記UTC-TAIオフセットを加算することで前記カウンタ値をTAI時刻を表現するカウンタ値へ変換するTAIオフセット加算部と、前記MMT信号に多重され伝送されたメタデータから各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTSとPTSとの差分値を指示する情報であるDTS-PTS差分情報を抽出するISOBMFFメタデータ解析部と、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、前記ISOBMFFメタデータ解析部から抽出された各フレームのDTS-PTS差分情報と、から各フレームのTAI時刻で表したPTSを計算するPTS計算部と、前記MMT信号に多重され伝送された映像信号を復号した映像フレームが入力され、前記TAIオフセット加算部で変換されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、各フレームのTAI時刻で表したPTSと、を比較して必要に応じて前記映像フレームを並べ替えて出力するピクチャリオーダーバッファと、を備える構成とした。 The receiving device according to the present invention is a receiving device that receives an MMT signal transmitted from a transmitting device, and includes a UTC clock reproduction unit that communicates with a time server that provides UTC time to reproduce a counter value representing UTC time, a descriptor analysis unit that extracts an MPU timestamp expressed in TAI time in a specified MPU and a UTC-TAI offset from a timestamp descriptor multiplexed and transmitted on the MMT signal, a TAI offset addition unit that converts the counter value into a counter value representing TAI time by adding the UTC-TAI offset to the counter value representing UTC time reproduced by the UTC clock reproduction unit, and a picture of each frame from metadata multiplexed and transmitted on the MMT signal. The system is configured to include an ISOBMFF metadata analysis unit that extracts DTS-PTS differential information, which is information indicating the difference between the DTS and PTS as picture reorder information; a PTS calculation unit that calculates the PTS expressed in the TAI time of each frame from the MPU timestamp expressed in the TAI time and the DTS-PTS differential information of each frame extracted from the ISOBMFF metadata analysis unit; and a picture reorder buffer that receives as input a video frame obtained by decoded the video signal multiplexed and transmitted in the MMT signal, compares the counter value representing the TAI time converted by the TAI offset addition unit with the PTS expressed in the TAI time of each frame, and rearranges and outputs the video frames as necessary.
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
送信装置は、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプを使用して、MPUの提示時刻を伝送することができる。また、送信装置によれば、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプがMPUに付与されたのと同じタイミングにおけるUTC時刻とTAI時刻の差分を示すUTC-TAIオフセットをMMT信号により伝送することができる。TAI時刻で表したMPUタイムスタンプは、うるう秒の挿入・削除に関わらず単純増加するため、このMMT信号を受信する受信装置は、TAI時刻を基準クロックとすることで、うるう秒の挿入・削除について特別に考慮した制御を必ずしもする必要がなく、映像・音声等の提示制御が可能となる。また、受信装置は、MMT信号に多重され伝送されてきたタイムスタンプ記述子から抽出されたUTC-TAIオフセットを利用することによって、UTC時刻を提供する時刻サーバから取得したUTC時刻をTAI時刻に変換し、映像・音声等の提示制御に使用することができる。
The present invention provides the following excellent effects.
The transmitting device can transmit the presentation time of the MPU by using the MPU timestamp expressed in TAI time. In addition, according to the transmitting device, the UTC-TAI offset indicating the difference between the UTC time and the TAI time at the same timing as the MPU timestamp expressed in TAI time is given to the MPU can be transmitted by the MMT signal. Since the MPU timestamp expressed in TAI time simply increases regardless of the insertion/deletion of leap seconds, the receiving device receiving this MMT signal can control the presentation of video, audio, etc. by using the TAI time as the reference clock without necessarily having to perform control that takes into special consideration the insertion/deletion of leap seconds. In addition, the receiving device can convert the UTC time acquired from a time server that provides the UTC time into TAI time by utilizing the UTC-TAI offset extracted from the timestamp descriptor that has been multiplexed and transmitted in the MMT signal, and use it for the presentation control of video, audio, etc.
以下、本発明に係る送信装置および受信装置の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
ここでは、説明の都合上、1.伝送システムの全体構成、2.MPUに付与されるタイムスタンプ記述子、3.UTC-TAIオフセット、4.送信装置の構成、5.送信装置の動作、6.受信装置の構成、7.受信装置の動作、の各章に分けて説明する。
Hereinafter, an embodiment of a transmitting device and a receiving device according to the present invention will be described.
First Embodiment
For convenience of explanation, the following sections will be described: 1. Overall configuration of a transmission system, 2. Time stamp descriptor assigned to an MPU, 3. UTC-TAI offset, 4. Configuration of a transmitting device, 5. Operation of a transmitting device, 6. Configuration of a receiving device, and 7. Operation of a receiving device.
[1.伝送システムの全体構成]
まず、第1実施形態に係る伝送システムの全体構成について図1を参照して説明する。
伝送システム1は、送信装置300と、受信装置500と、を含んでいる。
送信装置300は、映像音声信号源100から入力された映像音声信号を符号化して送出するものである。一例として、送信装置300は、映像を映像符号化方式のHEVCでエンコードを行い、また、音声を音声符号化方式のAACでエンコードを行い、MMTで多重化して送信している。MMTでは、符号化された映像・音声データの処理単位であるMPUに、絶対時刻のMPUタイムスタンプを付与して送信することになっている。送信装置300は、TAI時刻サーバ200をリファレンスクロックとして利用してTAI(国際原子時)時刻を参照し、TAI時刻を基準とした映像・音声等のMPUの提示時刻と、提示時刻と同じタイミングのUTC時刻とTAI時刻の差分情報をMMT制御情報の記述子に記載して伝送する。以下では、この記述子を、TAI-MPUタイムスタンプ記述子と呼称して説明する。
[1. Overall configuration of the transmission system]
First, the overall configuration of a transmission system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The
The transmitting
映像音声信号源100は、映像信号や音声信号等のコンテンツを蓄積した電子機器やサーバ等である。例えば映像信号を蓄積した映像信号源は、ビデオカメラやビデオサーバ等である。
TAI時刻サーバ200は、GPS等から時刻情報を取得して、ネットワークを介して各種機器にTAI時刻を分配する時刻サーバである。本実施形態では、TAI時刻サーバ200は、例えば、PTP(Precision Time Protocol)サーバであるものとする。PTPサーバは、UTC時刻とTAI時刻との差分情報も配信するため、各種機器は、UTC時刻を得ることもできる。なお、PTPサーバには、GPS等の信号源を直接参照するグランドマスターと、グランドマスターに同期するスレイブとの種別があるが、どちらであってもよい。
The video/
The
図1に示す伝送路400は、放送やインターネット等を模式的に示している。ここで、放送とは、例えば、衛星放送、地上放送、ケーブル放送、IP(Internet Protocol)マルチキャスト放送を意味する。つまり、送信装置300は、例えば、衛星放送、地上放送、ケーブル放送、IPマルチキャスト放送等のMMT(MPEG Media Transport)を用いたコンテンツ伝送を行う。
The
受信装置500は、送信装置300が送出したMMTPパケット列(MMT信号)を伝送路400を通じて受信し、多重分離し、放送番組の映像や音声を復号・再生するものである。送出されたMMT信号には、映像・音声データと、TAI時刻のタイムスタンプ情報と、が多重化されている。受信装置500は、映像を復号してモニタ600に出力し、また、音声を復号してスピーカ700に出力する。図1では、モニタ600やスピーカ700が、受信装置500の外部に図示されているが、モニタ600やスピーカ700は、受信装置500に内蔵していてもよい。また、受信装置500としては、例えば、一般的なテレビ、スマートフォン、タブレットが挙げられる。なお、図1では、図面を見やすくするために受信装置500を1台のみ図示したが、通常、受信装置500は複数台である。
The receiving
受信装置500は、インターネット上などに存在するUTC時刻サーバ800から、UTC時刻を取得する。本実施形態では、UTC時刻サーバ800は、例えば、NTPサーバであるものとする。なお、送信側のPTPサーバは、放送局設備として使用されていたり業務用サーバとして使用されたりしているが、受信側では、PTPサーバは普及していないのが現状であり、NTPサーバが、時刻合わせに一般的に利用されている。
The receiving
受信装置500は、UTC時刻サーバ800に同期したUTC(協定世界時、ユニバーサルタイム)時刻と、送信装置300から受信した記述子(TAI-MPUタイムスタンプ記述子)のTAI時刻を基準とした映像・音声のMPUの提示時刻と、提示時刻と同じタイミングのUTC時刻とTAI時刻の差分情報を参照して、映像・音声等を再生する。
The receiving
TAI時刻とUTC時刻との相違点は、UTC時刻が、うるう秒の挿入によって同じ値を繰り返す場合があるのに対して、TAI時刻は、うるう秒の挿入があっても構わずカウントアップされる点である。後記するように、本実施形態では、送信装置300は、映像・音声等のMPUの提示時刻を、TAI時刻で表現して記載した記述子を伝送する。一方、受信装置500は、一般にネットワークを介してNTPサーバ等のUTC時刻サーバ800から提供されるUTC時刻を参照しているため、従来は、TAI時刻を得ることができなかった。これに対して、後記するように、本実施形態では、送信装置300は、TAI-MPUタイムスタンプ記述子に、UTC時刻とTAI時刻との差分情報として、UTC-TAIオフセットを含めて伝送する。これにより、受信装置500は、UTC時刻サーバ800から提供されるUTC時刻のカウント値を、TAI時刻のカウント値へ変換して基準クロックとして利用することができるので、TAIオフセット加算部においてうるう秒の存在を考慮した制御を行う必要がなくなる。
The difference between TAI time and UTC time is that UTC time may repeat the same value due to the insertion of leap seconds, whereas TAI time is counted up regardless of the insertion of leap seconds. As described below, in this embodiment, the transmitting
UTC時刻サーバ800から受信装置500へは、UTC時刻に加えて、うるう秒の挿入・削除を予告する、うるう秒指示子(Leap Indicator)が提供される。うるう秒指示子は、0または1または2の値をとる。うるう秒指示子が0の場合はうるう秒の挿入・削除の予定がないことを示す。うるう秒指示子が1の場合には次の午前8時59分59秒(日本時間)のあとにうるう秒の挿入が予定されていることを示す。うるう秒指示子が2の場合には次の午前8時59分58秒(日本時間)のあとにうるう秒の削除が予定されていることを示す。受信装置500は、うるう秒指示子によって、うるう秒の追加・削除のタイミングを事前に知ることができる。
In addition to UTC time, the
なお、送信装置300は、PTPサーバ等のTAI時刻サーバ200からUTC時刻とTAI時刻との差分情報を得ることができ、これを記述子に記載することは容易である。
PTPサーバの場合、Announce Messageにより、過去に行ったうるう秒の挿入・削除の積算によるUTC時刻とTAI時刻の差分をcurrentUTCOffsetとして配信している。このcurrentUTCOffsetの値は、2020年6月時点では37秒である。また、この37秒のうちの10秒は、1972年にUTCが制定された際の初期値である。つまり、37秒のうちの27秒は、過去に27回行われたうるう秒の挿入による積算値である。
The transmitting
In the case of a PTP server, the difference between UTC time and TAI time resulting from the accumulation of leap second insertions and deletions made in the past is distributed as currentUTCOffset by an Announce Message. The value of this currentUTCOffset is 37 seconds as of June 2020. Furthermore, 10 seconds of this 37 seconds are the initial value when UTC was established in 1972. In other words, 27 seconds of the 37 seconds are the accumulated value resulting from the insertion of leap seconds 27 times in the past.
[2.MPUに付与されるタイムスタンプ記述子]
次に、本実施形態に係る送信装置300が、MPUに付与されるタイムスタンプ記述子として生成するTAI-MPUタイムスタンプ記述子(図3参照)について、既存のMPUタイムスタンプ記述子(図2参照)と対比しながら説明する。図2は、非特許文献1で規定されるMPUタイムスタンプ記述子のデータ構造を示している。また、図3は、本実施形態に係るTAI-MPUタイムスタンプ記述子のデータ構造の一例を示している。
[2. Time stamp descriptor assigned to MPU]
Next, the TAI-MPU timestamp descriptor (see FIG. 3) generated by the transmitting
なお、図2、図3の項目「データ表記」において、uimsbfは、unsigned integer most significant bit firstの略語であり、「符号無し整数、最上位ビットが先頭」を意味する。また、simsbfは、signed integer most significant bit firstの略語であり、「符号あり整数、最上位ビットが先頭」を意味する。 In the "Data Representation" section of Figures 2 and 3, uimsbf is an abbreviation for "unsigned integer most significant bit first," meaning "unsigned integer, most significant bit first." Also, simsbf is an abbreviation for "signed integer most significant bit first," meaning "signed integer, most significant bit first."
図2に示す既存のMPUタイムスタンプ記述子において、「descriptor_tag」には、記述子の種類を特定するための識別値が格納される。
「descriptor_length」には、記述子のバイトサイズを示す数値が格納される。
forループの中で、「mpu_sequence_number」と、「mpu_presentation_time」とについて、複数の組み合わせを格納することができる。
「mpu_sequence_number」には、対象のMPUを指定するMPUシーケンス番号が格納される。
「mpu_presentation_time」には、NTP形式のUTC時刻のMPUタイムスタンプが格納される。
In the existing MPU timestamp descriptor shown in FIG. 2, "descriptor_tag" stores an identification value for identifying the type of descriptor.
"descriptor_length" stores a number indicating the byte size of the descriptor.
In the for loop, multiple combinations of "mpu_sequence_number" and "mpu_presentation_time" can be stored.
"mpu_sequence_number" stores the MPU sequence number that specifies the target MPU.
"mpu_presentation_time" stores the MPU timestamp in UTC time in NTP format.
図3に示すTAI-MPUタイムスタンプ記述子は、図2に示すMPUタイムスタンプ記述子と比べて、forループの中が一部異なっている。TAI-MPUタイムスタンプ記述子は、「mpu_presentation_time」に代えて、「tai_mpu_presentation_time」を備えている。「tai_mpu_presentation_time」には、TAI時刻のMPUタイムスタンプが格納される。TAI時刻には様々な記述フォーマット(形式)を取り得るが、図3においては、一例として「tai_mpu_presentation_time」のビット数を64ビットとした。この64ビットのタイムスタンプをNTP形式と同様に用いる場合、前半32ビットが秒数を表し、後半32ビットが、小数点以下(2進数小数)を表す。
その他の記述フォーマットの例として、PTP形式と同様のタイムスタンプを用いることもでき、この場合は合計80ビットで、前半48ビットで秒数を表し、後半32ビットで小数点以下(ナノ秒)を表す。
The TAI-MPU timestamp descriptor shown in Fig. 3 is different from the MPU timestamp descriptor shown in Fig. 2 in that the for loop is partially different. The TAI-MPU timestamp descriptor has "tai_mpu_presentation_time" instead of "mpu_presentation_time". The MPU timestamp of the TAI time is stored in "tai_mpu_presentation_time". The TAI time can have various description formats, but in Fig. 3, the number of bits of "tai_mpu_presentation_time" is 64 bits as an example. When this 64-bit timestamp is used in the same way as the NTP format, the first 32 bits represent the number of seconds, and the latter 32 bits represent the number of digits below the decimal point (binary decimal).
As an example of another description format, a timestamp similar to the PTP format can be used, in which case it is 80 bits in total, with the first 48 bits representing the number of seconds and the latter 32 bits representing the number of decimal points (nanoseconds).
また、図3に示すTAI-MPUタイムスタンプ記述子は、MPUタイムスタンプ記述子にはなかった「utc_tai_offset」を備えている。
「utc_tai_offset」には、そのMPUに「tai_mpu_presentation_time」が付与されたのと同じタイミングにおける、秒で表したUTC時刻とTAI時刻との差分が格納される。以下では、このUTC時刻とTAI時刻との差分のことをUTC-TAIオフセットと呼称し、詳細に説明する。
In addition, the TAI-MPU timestamp descriptor shown in FIG. 3 includes "utc_tai_offset" which was not included in the MPU timestamp descriptor.
In "utc_tai_offset", the difference between the UTC time and the TAI time expressed in seconds at the same timing when "tai_mpu_presentation_time" is added to the MPU is stored. In the following, this difference between the UTC time and the TAI time is called the UTC-TAI offset and will be described in detail.
[3.UTC-TAIオフセット]
次に、UTC-TAIオフセットについて図4を参照して説明する。図4は、「うるう秒」を挿入する場合の概念図である。図4の横軸において、時間T1は、日本時間でうるう秒挿入日の午前8時59分59秒である。時間T2は、日本時間でうるう秒挿入日の午前8時59分60秒(うるう秒)である。時間T3は、日本時間でうるう秒挿入日の午前9時00分00秒である。図4の縦軸は、UTC時刻(NTP形式)の起点日時からのカウンタ値と、TAI時刻(PTP形式)の起点日時からのカウンタ値をそれぞれ示している。
[3. UTC-TAI Offset]
Next, the UTC-TAI offset will be described with reference to Figure 4. Figure 4 is a conceptual diagram of the insertion of a "leap second". On the horizontal axis of Figure 4, time T1 is 8:59:59 AM on the leap second insertion date, Japan time. Time T2 is 8:59:60 AM (leap second), Japan time, on the leap second insertion date. Time T3 is 9:00:00 AM on the leap second insertion date, Japan time. The vertical axis of Figure 4 shows the counter value from the starting date and time of UTC time (NTP format) and the counter value from the starting date and time of TAI time (PTP format).
図4に示すように、UTC時刻(NTP形式)とTAI時刻(PTP形式)とは、それぞれ、ある起点日時からのカウンタ値によって、時刻情報を示している。具体的には、UTC時刻(NTP形式)は、起点日時を1900年1月1日0:00:00(UTC)としている。UTC時刻(NTP形式)のカウンタ値は、1900年1月1日0:00:00(UTC)からの経過時間をカウントした値である。 As shown in FIG. 4, UTC time (NTP format) and TAI time (PTP format) each indicate time information based on a counter value from a certain starting date and time. Specifically, UTC time (NTP format) has a starting date and time of 0:00:00 (UTC) on January 1, 1900. The counter value of UTC time (NTP format) is the count of the elapsed time from 0:00:00 (UTC) on January 1, 1900.
また、TAI時刻(PTP形式)は、起点日時を1970年1月1日0:00:00(UTC)としている。TAI時刻(PTP形式)のカウンタ値は、1970年1月1日0:00:00(UTC)からの経過時間をカウントした値である。なお、本明細書中では、(UTC)の表記は、協定世界時(ユニバーサルタイム)の絶対時刻を示している。 The starting date and time for TAI time (PTP format) is 0:00:00 (UTC) on January 1, 1970. The counter value for TAI time (PTP format) is the count of the time elapsed since 0:00:00 (UTC) on January 1, 1970. Note that in this specification, the notation (UTC) indicates the absolute time of Coordinated Universal Time (Universal Time).
以下では、特に断らない場合、単にUTC時刻と表記した場合、1900年1月1日0:00:00(UTC)を起点(エポック)としたNTP形式の時刻情報を示すものとする。また、単にTAI時刻と表記した場合、その表記は、1970年1月1日0:00:00(UTC)を起点(エポック)としたPTP形式の時刻情報を示すものとする。 Unless otherwise specified, the term UTC time below refers to NTP format time information with the origin (epoch) being January 1, 1900, 0:00:00 (UTC). Also, the term TAI time below refers to PTP format time information with the origin (epoch) being January 1, 1970, 0:00:00 (UTC).
UTC時刻に適用される「うるう秒」の挿入・削除については、削除も考慮されているが、過去の実績としては挿入されたことしかない。「うるう秒」挿入の場合には、図4に太い破線で示すように、UTC時刻のカウンタ値は、時間T2において非連続であり、1秒だけ巻き戻ることとなる。一方、図4に太い実線で示すように、TAI時刻のカウンタ値は、時間T2において巻き戻ることはない。よって、図4に示すように、うるう秒を挿入した後のUTC-TAIオフセットΔ2は、うるう秒を挿入する前のUTC-TAIオフセットΔ1よりも1秒だけ小さな値となる。
以下では、分かりやすくするために、うるう秒の挿入前後のUTC-TAIオフセットΔ1,Δ2を区別せずに、単にUTC-TAIオフセットと表記する。
Regarding the insertion and deletion of a "leap second" applied to UTC time, deletion is also considered, but in the past, only insertion has been performed. In the case of inserting a "leap second", as shown by the thick dashed line in Figure 4, the counter value of UTC time is discontinuous at time T2, and rewinds by one second. On the other hand, as shown by the thick solid line in Figure 4, the counter value of TAI time does not rewind at time T2. Therefore, as shown in Figure 4, the UTC-TAI offset Δ2 after the leap second is inserted is one second smaller than the UTC-TAI offset Δ1 before the leap second is inserted.
In the following, for ease of understanding, the UTC-TAI offsets Δ1 and Δ2 before and after the insertion of the leap second will not be distinguished, and will simply be referred to as the UTC-TAI offset.
UTC-TAIオフセットは、UTC時刻のカウンタ値の整数部(NTP形式のタイムスタンプでは64ビットのうち上位の32ビット)と、TAI時刻のカウンタ値の整数部(PTP形式のタイムスタンプでは80ビットのうち上位の48ビット)との差分の秒によって表現することができる。
UTC-TAIオフセットは、例えば、(i)UTC時刻の起点とTAI時刻の起点との違いによる70年分のオフセット値と、(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値と、の和によって定義することができる。このように、前記(i)のオフセット値と前記(ii)のオフセット値との和で定義された場合、UTC-TAIオフセットのデータは、例えば32ビットの整数で表現できる。具体例として、(i)が-2208988800(秒)、(ii)が37(秒)とすると、UTC-TAIオフセットは(i)と(ii)の和である-2208988763(秒)を伝送する。
The UTC-TAI offset can be expressed as the difference in seconds between the integer part of the counter value of the UTC time (the most significant 32 bits of a 64-bit timestamp in an NTP format) and the integer part of the counter value of the TAI time (the most significant 48 bits of an 80-bit timestamp in a PTP format).
The UTC-TAI offset can be defined, for example, by the sum of (i) an offset value of 70 years due to the difference between the origin of UTC time and the origin of TAI time, and (ii) an offset value indicating the number of seconds accumulated by the insertion of leap seconds in the past. When defined as the sum of the offset value (i) and the offset value (ii) in this way, the UTC-TAI offset data can be expressed, for example, as a 32-bit integer. As a specific example, if (i) is -2208988800 (seconds) and (ii) is 37 (seconds), then the UTC-TAI offset transmitted is -2208988763 (seconds), which is the sum of (i) and (ii).
なお、前記(i)の70年分のオフセット値は既知の固定値であるため、織り込み済みのものとして、送信装置300から受信装置500へ伝送するUTC-TAIオフセットの値は、前記(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値のみとしてもよい。具体例としては、(i)の-2208988800秒は織り込み済みのものとして、UTC-TAIオフセットの値としては(ii)の37(秒)を伝送する。
Note that since the offset value for 70 years in (i) above is a known fixed value, it is acceptable for the UTC-TAI offset value transmitted from the transmitting
また、UTC-TAIオフセットには、差分を表すのに十分なビット幅を有する必要があるが、前記した32ビットのビット幅に限るものではない。UTC-TAIオフセットが、例えば、前記(i)の70年分のオフセット値を含まず、前記(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値のみであるものとした場合、例えば、8ビットや16ビットのビット幅でも十分である。 The UTC-TAI offset must have a bit width sufficient to represent the difference, but is not limited to the 32-bit width mentioned above. If the UTC-TAI offset does not include the 70-year offset value in (i) above, but is only the offset value in (ii) above indicating the number of seconds accumulated from the insertion of past leap seconds, then a bit width of, for example, 8 or 16 bits is sufficient.
さらに、UTC時刻とTAI時刻とのどちらを基準とするかによってオフセットの正負が変わるが、送信装置300と受信装置500との間で認識が合うように共通の規格・運用によって定めればよく、本実施形態の適用において、オフセットの正負がどちらかに限定されるものではない。例えば、UTC時刻を基準としてTAI時刻に変換するには、UTC時刻に対して負数のオフセットを加算する必要があるが、オフセットが負数となることも織り込み済みとして、UTC-TAIオフセットの値としては絶対値の2208988763(秒)を伝送することとしても良い。
Furthermore, the positive or negative offset changes depending on whether UTC time or TAI time is used as the base time, but this can be determined by a common standard/operation so that the recognition is consistent between the transmitting
また、伝送される記述子に記載されるTAI時刻は、フォーマットの一例としての形式では、PTP形式と同様の1970年1月1日0:00:00(UTC)を起点としたカウンタ値で表現されるが、その他の日時を起点とした表現を用いたとしても、本実施形態の適用性をなんら損なうものではない。 In addition, in one example format, the TAI time written in the transmitted descriptor is expressed as a counter value starting from 0:00:00 (UTC) on January 1, 1970, similar to the PTP format, but the applicability of this embodiment is not impaired in any way even if an expression starting from another date and time is used.
[4.送信装置の構成]
次に、送信装置300の構成例について図5を参照して説明する。なお、説明を簡略化するために、特にピクチャリオーダー(フレームの復号順序と表示順序の並び替え)情報が必要な映像処理に特化して説明し、音声処理の説明を省略し、送信装置300は、HEVC/MMTエンコーダであるものとする。
[4. Configuration of the transmitting device]
Next, a configuration example of the
送信装置300は、符号化された映像信号と、MPU(Media Processing Unit)に付与されるタイムスタンプ記述子と、メタデータとを多重化したMMT(MPEG Media Transport)信号を送信するものであり、TAIクロック再生部310と、フレームバッファ部320と、HEVCエンコーダ部(映像エンコーダ部)330と、MMT多重化部340と、PTS決定部350と、MPUシーケンス番号カウンタ部360と、記述子生成部370と、ISOBMFFメタデータ生成部380と、を備えている。
The transmitting
TAIクロック再生部310は、TAI(International Atomic Time)時刻を提供するTAI時刻サーバ200(例えばPTPサーバ)と通信してTAI時刻を表現するカウンタ値を再生するものである。TAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200から離散的に送られてくるPTPパケットのTAI時刻のカウンタ値を連続的なものとして再生して、この再生された絶対値のTAI時刻(装置内の基準クロック)をPTS決定部350に出力する。また、本実施形態では、TAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200からUTC-TAIオフセット(currentUTCOffset)を取得して保持する。
The TAI
受信装置500において利用するUTC-TAIオフセットは、例えば、前記(i)の70年分のオフセット値と、前記(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値との和で定義され、32ビットのビット幅を有する。この場合、TAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200から取得した(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数(currentUTCOffset)に対して、前記(i)の70年分のオフセット値を加算した値を有するUTC-TAIオフセットをPTS決定部350に出力する。なお、UTC-TAIオフセットが、例えば、前記(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値で定義される場合、TAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200から取得した(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数(currentUTCOffset)をそのままUTC-TAIオフセットとしてPTS決定部350に出力する。
The UTC-TAI offset used in the receiving
フレームバッファ部320は、映像音声信号源100から入力する映像信号を保持するメモリであり、保持された映像信号は、HEVCエンコーダ部330に入力される。つまり、フレームバッファ部320は、HEVCエンコーダ部330に入力される前の映像信号を一時的に保持する。
The
HEVCエンコーダ部330は、映像フレームの符号化を行って符号化された映像信号とGOP(Group Of Picture)開始トリガ信号とを出力するものである。HEVCエンコーダ部330は、フレームバッファ部320から映像フレームを取得し、符号化を行う。HEVCエンコーダ部330においては、各フレームについて、フレーム内符号化やフレーム間参照符号化など各種符号化モードを決定して、符号化モードを行う。放送用途では、およそ0.5秒の一定周期でフレーム内符号化を行うイントラフレームでの符号化を行う。
HEVCエンコーダ部330は、符号化された映像信号(HEVC符号化データ)をMMT多重化部340に出力する。MMT多重化部340では、イントラフレームを先頭とするGOPをMPUとして扱うため、HEVCエンコーダ部330は、イントラフレームを符号化したタイミングで、PTS決定部350とMPUシーケンス番号カウンタ部360にGOP開始トリガを送信する。HEVCエンコーダ部330は、各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTS-PTS差分情報を、ISOBMFFメタデータ生成部380に出力する。
GOP開始トリガ信号とは、HEVCエンコーダ部330が、あるフレームをフレーム内符号化のみでイントラフレームとして符号化し、新規のMPU(GOP)が開始することを送信装置300内の各部に通知するトリガ信号である。なお、GOP開始トリガ信号の実現のためにインターフェースやデータの形式が限定されるものではない。一例として、HEVCエンコーダ部330が、符号化処理中のフレームの符号化モードをイントラフレームと決定した時点でGOP開始トリガ信号を出力しても良い。また、既存のエンコーダへの軽微な機能付加によってGOP開始トリガ信号を実現することができる。例えば、HEVCエンコーダ部330が、既存のエンコーダと、このエンコーダから実際にイントラフレームとして符号化された符号データが出力されたこと検知するとGOP開始トリガ信号を生成する付加機能部と、を備える構成としても良い。このようにGOP開始トリガ信号の実現のためには様々な実装が可能である。
The
The
The GOP start trigger signal is a trigger signal that the
PTS決定部350は、TAIクロック再生部310で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に基づいて、HEVCエンコーダ部330からのGOP開始トリガ信号に従って、MPUに付与するPTS(Presentation Timestamp)として、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプ(以下、TAI-MPUタイムスタンプという)を決定するものである。PTS決定部350は、TAI-MPUタイムスタンプを記述子生成部370に出力する。また、PTS決定部350は、TAI-MPUタイムスタンプを決定するのと同じタイミングのUTC-TAIオフセット情報を、記述子生成部370に出力する。
なお、PTS決定部350がGOP開始トリガ信号を受けたUTC時刻をそのまま該当MPUのPTSとすると、処理タイミングによる誤差を生じる可能性がある。このような誤差を防止するため、本実施形態では、PTS決定部350は、新規に開始するMPUに付与するPTSを次のように決定する。すなわち、PTS決定部350は、新規に開始するMPUの直前のMPU内のフレーム数に基づいて当該直前のMPUのデュレーション(時間長)を計算する。そして、PTS決定部350は、当該直前のMPUに付与されたPTS(UTC時刻)に、当該直前のMPUのデュレーション(時間長)を加算した値(UTC時刻)を、新規に開始するMPUのPTSとして決定する。つまり、前のMPUの先頭時刻にそのMPUの継続時間を加算した時刻を次のMPUの先頭時刻とすることを再帰的に繰り返す。PTS決定部350は、このようにすることで正確なPTSを算出してMPUに付与できる。
The
If the
MPUシーケンス番号カウンタ部360は、MPU毎に、そのMPUを特定するためのMPUシーケンス番号を1ずつインクリメントするものである。MPUシーケンス番号カウンタ部360は、MPUシーケンス番号の現在値を保持しており、HEVCエンコーダ部330からのGOP開始トリガ信号に従って、MPUシーケンス番号をカウントアップして、新たなMPUのMPUシーケンス番号を決定し、MPUシーケンス番号の現在値を記述子生成部370に出力する。
The MPU sequence
記述子生成部370は、MPUシーケンス番号と、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプ(TAI-MPUタイムスタンプ)と、UTC-TAIオフセットと、を含む記述子をTAI-MPUタイムスタンプ記述子(図3)として生成する。ここで、UTC-TAIオフセットは、TAI-MPUタイムスタンプがMPUに付与されたのと同じタイミングにおける秒で表したUTC(Coordinated Universal Time)時刻とTAI時刻との差分を示す。TAI-MPUタイムスタンプ記述子は、MMTの制御情報に多重化されてMMT多重化部340に出力される。
The
ISOBMFFメタデータ生成部380は、HEVCエンコーダ部330から、各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTS(Decoding Timestamp)とPTSとの差分値を指示する情報であるDTS-PTS差分情報を取得し、MPU単位またはMPUを分割したチャンク単位のメタデータとして、DTS-PTS差分情報を含むISOBMFFのメタデータを生成する。フレーム間参照を用いた符号化処理のために順序を入れ替えたI(イントラ)フレーム、P(Predictive)フレーム、B(Bidirectionally Predictive)フレームには、時間方向にリオーダー(復号順序と表示順序の並び替え)が発生するので、ISOBMFFメタデータ生成部380は、そのリオーダー情報として、DTS-PTS差分情報のISOBMFFメタデータを生成する。生成されたメタデータはムービーフラグメントメタデータのパケットに多重化されてMMT多重化部340に出力される。
なお、DTS-PTS差分情報を含むISOBMFFメタデータは、MPU(GOP)を分割したチャンク単位で生成して送信することもできる。例えば、MPU(GOP)が32フレームで構成される場合に、8フレームをチャンクとし、8フレーム分のDTS-PTS差分情報を含むISOBMFFメタデータを生成し、ムービーフラグメントメタデータとして送信することができる。
The ISOBMFF
Note that ISOBMFF metadata including DTS-PTS difference information can also be generated and transmitted in chunk units obtained by dividing an MPU (GOP). For example, when an MPU (GOP) is composed of 32 frames, 8 frames are treated as a chunk, and ISOBMFF metadata including DTS-PTS difference information for 8 frames can be generated and transmitted as movie fragment metadata.
MMT多重化部340は、映像信号と各種制御情報とを多重化し、MMT信号として伝送路400を介して受信装置500へ伝送する。MMT多重化部340には、HEVCエンコーダ部330から、HEVC符号化データが入力し、記述子生成部370から、TAI-MPUタイムスタンプ記述子が入力し、ISOBMFFメタデータ生成部380からメタデータが入力する。MMT多重化部340は、符号化された映像信号(HEVC符号化データ)と、MPUに付与されるタイムスタンプ記述子(TAI-MPUタイムスタンプ記述子)と、DTS-PTS差分情報を含むメタデータと、を多重化してMMT信号を生成する。
The
[5.送信装置の動作]
次に、図6を参照(適宜図1および図5参照)して、本発明の第1実施形態に係る送信装置の動作について説明する。
送信装置300のTAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200と通信してTAI時刻を表現するカウンタ値を再生する(ステップS101)。一方、HEVCエンコーダ部330は、入力する映像信号の符号化を行ってHEVC符号データとGOP開始トリガ信号とを出力する。
そして、PTS決定部350は、TAIクロック再生部310で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に基づいて、HEVCエンコーダ部330からのGOP開始トリガ信号に従って、TAI-MPUタイムスタンプを決定する(ステップS102)。
5. Operation of the Transmitter
Next, with reference to FIG. 6 (and also with reference to FIGS. 1 and 5 as appropriate), the operation of the transmitting device according to the first embodiment of the present invention will be described.
The TAI
Then, the
そして、記述子生成部370は、MPUシーケンス番号と、TAI-MPUタイムスタンプと、UTC-TAIオフセットと、を含むTAI-MPUタイムスタンプ記述子を生成する(ステップS103)。一方、ISOBMFFメタデータ生成部380は、HEVCエンコーダ部330から、各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTS-PTS差分情報を取得し、DTS-PTS差分情報を含むISOBMFFメタデータとして生成する。
そして、MMT多重化部340は、HEVCエンコーダ部330からのHEVC符号データと、記述子生成部370からのTAI-MPUタイムスタンプ記述子と、DTS-PTS差分を含むメタデータと、を多重化してMMT信号を生成し、伝送路400から受信装置500へ送信する(ステップS104)。
Then, the
Then, the
[6.受信装置の構成]
次に、受信装置500の構成例について図7を参照して説明する。なお、説明を簡略化するために、特にピクチャリオーダー(復号順序と表示順序の並び替え)情報が必要な映像処理に特化して説明し、音声処理の説明を省略している。
[6. Configuration of Receiving Device]
Next, a configuration example of the receiving
受信装置500は、送信装置300から送信されるMMT信号を受信する受信装置であって、UTCクロック再生部510と、MMT多重分離部520と、記述子解析部530と、TAIオフセット加算部540と、ISOBMFFメタデータ解析部550と、PTS計算部560と、HEVCデコーダ部(映像デコーダ部)570と、ピクチャリオーダーバッファ580と、を備えている。
The receiving
UTCクロック再生部510は、UTC時刻を提供するUTC時刻サーバ800(例えばNTPサーバ)と通信してUTC時刻を表現するカウンタ値を再生するものである。UTCクロック再生部510は、UTC時刻のカウンタ値をクロックとして再生し、TAIオフセット加算部540に出力する。また、UTCクロック再生部510は、UTC時刻サーバ800から提供されるうるう秒の挿入・削除を予告する、うるう秒指示子(Leap Indicator)も受信する。
The UTC
MMT多重分離部520は、この受信装置500に入力するMMT信号から、例えば、制御情報、MPUシーケンス番号、メタデータ、HEVC符号データ(符号化された映像信号)を分離して、制御情報からTAI-MPUタイムスタンプ記述子を抽出する。MMT多重分離部520は、TAI-MPUタイムスタンプ記述子等の制御情報およびMPUシーケンス番号を記述子解析部530に出力する。MMT多重分離部520は、メタデータをISOBMFFメタデータ解析部550に出力し、HEVC符号データをHEVCデコーダ部570に出力する。
The
記述子解析部530は、MMT信号に多重され伝送されたTAI-MPUタイムスタンプ記述子から、所定のMPUにおけるTAI時刻で表したMPUタイムスタンプ(TAI-MPUタイムスタンプ)と、UTC-TAIオフセットと、を抽出するものである。記述子解析部530は、MMT多重分離部520から取得したTAI-MPUタイムスタンプ記述子を解析して、現在のMPUのTAI-MPUタイムスタンプと、UTC-TAIオフセットとを特定する。記述子解析部530は、UTC-TAIオフセットをTAIオフセット加算部540に出力する。記述子解析部530は、TAI-MPUタイムスタンプをPTS計算部560に出力する。なお、TAI-MPUタイムスタンプには、MPUの先頭のピクチャの絶対時刻による提示時刻が格納されている。
The
TAIオフセット加算部540は、UTCクロック再生部510で再生されたUTC時刻を表現するカウンタ値にUTC-TAIオフセットを加算することでカウンタ値をTAI時刻を表現するカウンタ値へ変換するものである。TAIオフセット加算部540は、UTCクロック再生部510から取得したUTC時刻に対して、記述子解析部530から取得したUTC-TAIオフセットを加算して、クロックをTAI時刻の絶対時刻で表現されたクロックへ変換する。TAIオフセット加算部540は、TAI時刻のクロックをピクチャリオーダーバッファ580に出力する。
The TAI offset
ここで、TAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットは、あくまでも送信装置300がPTSを決定したタイミングのUTC時刻においてのUTC-TAIオフセットである。そのため、送信装置300と受信装置500との間に伝送遅延がある場合には、以下の注意が必要である。図4に示したようにUTC時刻へのうるう秒の挿入のタイミングではUTC-TAIオフセットが減少し、一方、うるう秒の削除のタイミングでは図示を省略するがUTC-TAIオフセットが増加する。伝送遅延がなければ、受信装置500においてUTC時刻へうるう秒の挿入・削除のタイミングは、例えばTAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットが増減するタイミングと等しい。一方、伝送遅延がある場合、受信装置500がUTC時刻サーバ800から直接参照するUTC時刻へのうるう秒の挿入・削除のタイミングに対して、TAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットが増減するタイミングが伝送遅延の分だけ遅延し、タイミングにずれが生じることで正しくTAI時刻に変換されない可能性がある。
Here, the UTC-TAI offset transmitted in the TAI-MPU timestamp descriptor is the UTC-TAI offset at the UTC time when the transmitting
これを回避するために、本実施形態では、以下の方法を用いてもよい。この対処方法では、受信装置500のUTCクロック再生部510は、送信装置300からのMMT信号の受信開始時の一度だけUTC時刻サーバ800(例えばNTPサーバ)から取得したUTC時刻の絶対値を利用して、その後は、UTC時刻サーバ800から取得される時刻情報を単に時間経過の速度リファレンスとして使用して、単純増加する時刻を出力する。UTCクロック再生部510は、MMT信号の受信開始後にUTC時刻サーバ800(例えばNTPサーバ)の時刻情報を時間経過の速度リファレンスとして使用する際に、うるう秒指示子も参照して、うるう秒の挿入・削除が行われたとしても、そのうるう秒の影響を除外するよう考慮した制御として、TAI時刻と同様に単純増加する時刻(UTC時刻の絶対値)を出力し続ける。このようにすることで、UTCクロック再生部510の後段のTAIオフセット加算部540は、うるう秒の挿入・削除について特別に考慮した制御が不要となる。この場合、TAIオフセット加算部540は、MMT信号の受信開始後最初に受信したUTC-TAIオフセット(初期値)を保持して、その後、TAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットが増減しても、受信開始時に保持したUTC-TAIオフセットの初期値をそのまま利用する。
To avoid this, the following method may be used in this embodiment. In this method, the UTC
なお、TAIオフセット加算部540は、送信側と受信側とで共通の規格・運用の取り決めによる必要に応じて、TAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットの値をそのままUTC時刻に加算するのではなく、伝送されてきたUTC-TAIオフセットの正負符号の反転や、織り込み済みの固定値のオフセットの加算などを行った上で、UTC時刻に加算することでTAI時刻に変換する。
Note that, depending on the needs of the common standards and operational agreements between the sending and receiving sides, the TAI offset
ISOBMFFメタデータ解析部550は、MMT信号に多重され伝送されたメタデータからDTS-PTS差分情報を抽出するものである。ISOBMFFメタデータ解析部550は、MMT多重分離部520で分離されたメタデータから、例えば現在のMPUに属する各フレームのDTS-PTS差分情報を抽出し、DTS-PTS差分情報をPTS計算部560に出力する。DTS-PTS差分情報は、絶対時刻ではなく相対値で表現されている。なお、DTS-PTS差分情報を含むISOBMFFメタデータが、MPU(GOP)を分割したチャンク単位で受信される場合には、ISOBMFFメタデータ解析部550は、例えば、8フレームのチャンク単位でDTS-PTS差分情報をPTS計算部560に出力する。
The ISOBMFF
PTS計算部560は、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプ(TAI-MPUタイムスタンプ)と、ISOBMFFメタデータ解析部550から抽出された各フレームのDTS-PTS差分情報と、からMPU内の各フレームのTAI時刻で表したPTSを計算するものである。PTS計算部560は、記述子解析部530から取得したTAI-MPUタイムスタンプと、ISOBMFFメタデータ解析部550から出力されたDTS-PTS差分情報(相対値)とから、各フレームのTAI時刻で表したPTSを計算する。TAIオフセット加算部540は、各フレームのTAI時刻のPTSをピクチャリオーダーバッファ580に出力する。
The
HEVCデコーダ部570は、MMT多重分離部520で分離されたHEVC符号データを復号し、復号した映像フレーム(各ピクチャ)をピクチャリオーダーバッファ580に出力する。
The
ピクチャリオーダーバッファ580は、MMT信号に多重され伝送された映像信号を復号した映像フレームが入力され、TAIオフセット加算部540で変換されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、PTS計算部560で算出された各フレームのTAI時刻で表したPTSと、を比較し、必要に応じて映像フレームを並べ替えて、モニタ600等に出力する。
なお、送信装置300と受信装置500の間に伝送遅延がある場合においては、PTSで指示されたTAI時刻が、TAIオフセット加算部540で変換されたTAI時刻に対して過去の時刻になる場合がある。この場合、ピクチャリオーダーバッファ580は、PTSに加算するオフセット時間を調整し、各フレームのPTSにこのオフセット時間を加算したTAI時刻と、TAIオフセット加算部540で変換されたTAI時刻と、を比較して提示制御を行う。オフセット時間については、バッファアンダーフローが起きる場合にはオフセット時間を大きくし、バッファオーバーフローが起きる場合にはオフセット時間を小さくするように制御を行うことで、安定した再生が可能となる。
The picture reorder
In addition, when there is a transmission delay between the transmitting
[7.受信装置の動作]
次に、図8を参照(適宜図1および図7参照)して、本発明の第1実施形態に係る受信装置の動作について説明する。
受信装置500のUTCクロック再生部510は、UTC時刻サーバ800と通信してUTC時刻を表現するカウンタ値を再生する(ステップS201)。一方、MMT多重分離部520は、伝送されてきたMMT信号から、制御情報、MPUシーケンス番号、メタデータ、HEVC符号データを分離して、制御情報からTAI-MPUタイムスタンプ記述子を抽出する。
そして、記述子解析部530は、MMT信号から多重分離されたTAI-MPUタイムスタンプ記述子から、TAI-MPUタイムスタンプと、UTC-TAIオフセットと、を抽出する(ステップS202)。そして、TAIオフセット加算部540は、UTCクロック再生部510で再生されたUTC時刻を表現するカウンタ値にUTC-TAIオフセットを加算して、TAI時刻へ変換する(ステップS203)。
7. Operation of the Receiving Device
Next, the operation of the receiving device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 (and also with reference to FIGS. 1 and 7 as appropriate).
The UTC
Then, the
そして、ISOBMFFメタデータ解析部550は、MMT信号から多重分離されたメタデータから、DTS-PTS差分を抽出する(ステップS204)。そして、PTS計算部560は、TAI-MPUタイムスタンプと、例えばMPUに属する各フレームのDTS-PTS差分とから、MPU内の各フレームのTAI時刻で表したPTSを計算する(ステップS205)。一方、HEVCデコーダ部570は、MMT信号から多重分離されたHEVC符号データを復号し、復号した映像フレーム(各ピクチャ)をピクチャリオーダーバッファ580に出力する。
そして、ピクチャリオーダーバッファ580は、TAI時刻を表現するカウンタ値と、各フレームのTAI時刻で表したPTS(必要に応じてオフセット時間を加算)と、を比較し、必要に応じて映像フレームを並べ替えてモニタ600に出力する(ステップS206)。
Then, the ISOBMFF
Then, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る伝送システムについて説明する。第2実施形態に係る伝送システムの全体構成は第1実施形態と同様であり(図1参照)、送信装置の構成が異なっている。図9は、第2実施形態に係る送信装置を模式的に示すブロック図である。なお、図9において、図5に示した送信装置の構成と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a transmission system according to a second embodiment will be described. The overall configuration of the transmission system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), but the configuration of the transmission device is different. FIG. 9 is a block diagram showing a schematic diagram of the transmission device according to the second embodiment. In FIG. 9, the same components as those of the transmission device shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図9に示すように、送信装置300Bは、TAIクロック再生部310と、フレームバッファ部320と、HEVCエンコーダ部330と、MMT多重化部340と、PTS決定部350と、MPUシーケンス番号カウンタ部360と、記述子生成部370と、ISOBMFFメタデータ生成部380と、を備えると共に、さらに、起点(エポック)を変えるために起点オフセット加算部390を備えている。
As shown in FIG. 9, the transmitting
本実施形態では、TAIクロック再生部310は、通信によりTAI時刻サーバ200から取得したTAI時刻のカウンタ値を、装置内の基準クロックとして再生し、起点オフセット加算部390に出力する。また、TAIクロック再生部310は、TAI時刻サーバ200からUTC-TAIオフセット(currentUTCOffset)を取得して保持し、起点オフセット加算部390に出力する。
In this embodiment, the TAI
起点オフセット加算部390は、TAIクロック再生部310で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に秒で表した所定の固定値のオフセットを加算して、TAI時刻を表現するカウンタ値の起点を変更するものである。起点オフセット加算部390は、オフセットが加算されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、UTC-TAIオフセットとをPTS決定部350に出力する。本実施形態では、PTS決定部350は、起点オフセット加算部390でオフセットが加算されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、GOP開始トリガ信号と、に従って、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプ(TAI-MPUタイムスタンプ)を決定する。
The starting point offset
TAI時刻を提供するTAI時刻サーバ200がPTPサーバである場合、TAIクロック再生部310で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値は、起点(エポック)が1970年1月1日0:00:00(UTC)の時刻情報を示している。起点オフセット加算部390は、この起点(エポック)を変更する。起点オフセット加算部390は、再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に、正のオフセットまたは負のオフセットを加算することができる。正のオフセットが加算される場合、起点(エポック)が時間的に遡ることに相当するので、起点が1970年1月1日0:00:00(UTC)よりも前の日時、例えばUTC時刻の起点と同じ日時のように変更することができる。一方、正のオフセットが加算される場合、起点(エポック)が延期されることに相当するので、起点が1970年1月1日0:00:00(UTC)よりも後の日時、例えば2000年1月1日0:00:00(UTC)のように変更することができる。
When the
TAI時刻を提供するTAI時刻サーバ200がPTPサーバである場合、起点オフセット加算部390は、一例として、次のようにTAI時刻を表現するカウンタ値の起点を、NTP形式のUTC時刻の起点と同じ日時に変更してもよい。すなわち、起点オフセット加算部390は、TAI時刻を表現するカウンタ値の起点を1970年1月1日0:00:00(UTC)とするPTP形式のTAI時刻を表現するカウンタ値に、秒で表した所定のオフセットを加算することで、NTP(Network Time Protocol)形式のUTC時刻と同様の1900年1月1日0:00:00(UTC)を起点としたTAI時刻を表現するカウンタ値を生成する。ここで、PTP形式のTAI時刻を表現するカウンタ値(秒部分)に加算されるオフセットは、具体的には、NTP形式のUTC時刻において1970年1月1日0:00:00(UTC)を表現するカウンタ値(秒部分)である。
When the
このようにTAI時刻を表現するカウンタ値の起点を、NTP形式のUTC時刻の起点と同じ日時に変更した場合、起点オフセット加算部390がPTS決定部350に出力するUTC-TAIオフセットにおいて、前記(i)の70年分のオフセット値を考慮する必要はない。よって、この場合、起点オフセット加算部390がPTS決定部350に出力するUTC-TAIオフセットは、前記(ii)過去のうるう秒の挿入が積算された秒数を示すオフセット値とすればよい。
In this way, if the starting point of the counter value expressing the TAI time is changed to the same date and time as the starting point of UTC time in the NTP format, there is no need to take into account the offset value of 70 years in (i) above in the UTC-TAI offset that the starting point offset
なお、第1実施形態では、TAIクロック再生部310が、TAI時刻サーバ200から取得したcurrentUTCOffsetに例えば前記(i)の70年分のオフセット値を加算した値を有するUTC-TAIオフセットを出力できることとしたが、このような機能を起点オフセット加算部390へ集約してもよい。つまり、第2実施形態では、TAIクロック再生部310は、currentUTCOffsetをそのまま起点オフセット加算部390へ出力し、起点オフセット加算部390が、再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値にオフセットを加算する機能と、PTS決定部350へ出力するUTC-TAIオフセットの値を決定する機能と、を兼務するようにしてもよい。
In the first embodiment, the TAI
(変形例)
前記各実施形態に係る送信装置および受信装置において、映像コーデックはHEVCの場合を例に説明したが、これ限定されるものではない。例えば、AVC(Advanced Video Coding)、VVC(Versatile Video Coding)やAV1(AOMedia Video 1)のようなその他の映像符号化方式であっても適用が可能である。
(Modification)
In the transmitting device and the receiving device according to each embodiment, the video codec is HEVC, but the video codec is not limited to HEVC. For example, other video encoding methods such as AVC (Advanced Video Coding), VVC (Versatile Video Coding), and AV1 (AOMedia Video 1) can also be used.
また、映像コーデックのみならず、AAC(Advanced Audio Codec)など音声コーデックにも適用可能である。なお、映像でGOPに相当する符号化単位のMPUは、音声コーデックの場合、任意のAU(Access Unit)を境界にすることができるため、一定の時間周期でMPUを構成する場合や、映像のGOPに同期してMPUを構成する場合が考えられる。 This can be applied not only to video codecs, but also to audio codecs such as AAC (Advanced Audio Codec). Note that in the case of audio codecs, the MPU, which is the coding unit equivalent to a GOP in video, can be bounded by any AU (Access Unit). This means that MPUs can be configured at a fixed time period or in synchronization with video GOPs.
また、送信装置は、TAI時刻(起点日時を変更した場合も含む)によるTAI-MPUタイムスタンプを含むTAI-MPUタイムスタンプ記述子と、UTC時刻によるMPUタイムスタンプを含むMPUタイムスタンプ記述子とを併用して送信しても良い。さらにこの場合、MPUタイムスタンプ(UTC)の秒未満の小数部とTAI-MPUタイムスタンプの秒未満の小数部はうるう秒によらず共通であるため、TAI-MPUタイムスタンプ記述子ではTAI-MPUタイムスタンプの秒未満の小数部(小数点以下のビット部分)を省略し、整数部(秒数を表すビット部分)のみを伝送することも可能である。 The transmitting device may also transmit a combination of a TAI-MPU timestamp descriptor including a TAI-MPU timestamp based on TAI time (including cases where the starting date and time has been changed) and an MPU timestamp descriptor including an MPU timestamp based on UTC time. In this case, since the fractional part of the MPU timestamp (UTC) that is less than a second and the fractional part of the TAI-MPU timestamp that is less than a second are the same regardless of leap seconds, it is also possible to omit the fractional part of the TAI-MPU timestamp that is less than a second (the bit portion below the decimal point) in the TAI-MPU timestamp descriptor and transmit only the integer portion (the bit portion representing the number of seconds).
また、送信側と受信側との間に伝送遅延がある場合に受信装置500において正しくTAI時刻に変換されない可能性に対処する方法として、前記実施形態で説明した対処方法の代わりに以下の対処方法を用いてもよい。この変形例の受信装置500では、UTCクロック再生部510は、UTC時刻サーバ800から取得したUTC時刻の絶対値を常に利用してTAIオフセット加算部540に出力し、うるう秒の挿入・削除が行われたときには、それを反映したUTC時刻の絶対値を出力する。そして、TAIオフセット加算部540は、TAI-MPUタイムスタンプ記述子で伝送されるUTC-TAIオフセットの増減するのを待たず、うるう秒指示子で予告されたUTC時刻へうるう秒の挿入・削除のタイミングに合わせて、先行的にUTC-TAIオフセットを増減させる。変形例の受信装置500は、UTC-TAIオフセットの絶対値を知るにはTAI-MPUタイムスタンプ記述子を少なくとも一回受信する必要があるものの、UTC時刻へのうるう秒の削除・挿入によってUTC-TAIオフセットがどのように増減するかは、送信側と受信側とで共通の規格・運用の取り決めによって容易に予測できる。
In addition, as a method for dealing with the possibility that the receiving
以上、本発明の実施形態に係る送信装置および受信装置について説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 The transmitting device and receiving device according to the embodiment of the present invention have been described above, but the spirit of the present invention is not limited to these descriptions and must be interpreted broadly based on the claims. Furthermore, it goes without saying that various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.
本実施形態に係る送信装置および受信装置は、衛星放送、地上放送、ケーブル放送、IPマルチキャスト放送などでMMTを用いたコンテンツ伝送に利用することができる。 The transmitting device and receiving device according to this embodiment can be used for content transmission using MMT in satellite broadcasting, terrestrial broadcasting, cable broadcasting, IP multicast broadcasting, etc.
1 伝送システム
100 映像音声信号源
200 TAI時刻サーバ(時刻サーバ)
300,300B 送信装置
310 TAIクロック再生部
320 フレームバッファ部
330 HEVCエンコーダ部(映像エンコーダ部)
340 MMT多重化部
350 PTS決定部
360 MPUシーケンス番号カウンタ部
370 記述子生成部
380 ISOBMFFメタデータ生成部
390 起点オフセット加算部
400 伝送路
500 受信装置
510 UTCクロック再生部
520 MMT多重分離部
530 記述子解析部
540 TAIオフセット加算部
550 ISOBMFFメタデータ解析部
560 PTS計算部
570 HEVCデコーダ部
580 ピクチャリオーダーバッファ
600 モニタ
700 スピーカ
800 UTC時刻サーバ(時刻サーバ)
1
300,
340
Claims (4)
TAI(International Atomic Time)時刻を提供する時刻サーバと通信してTAI時刻を表現するカウンタ値を再生するTAIクロック再生部と、
映像フレームの符号化を行って符号化された映像信号とGOP(Group Of Picture)開始トリガ信号とを出力する映像エンコーダ部と、
前記TAIクロック再生部で再生されたTAI時刻を表現するカウンタ値に基づいて、前記映像エンコーダ部からの前記GOP開始トリガ信号に従って、MPUに付与するPTS(Presentation Timestamp)として、TAI時刻で表したMPUタイムスタンプを決定するPTS決定部と、
MPUシーケンス番号と、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプが前記MPUに付与されたのと同じタイミングにおける秒で表したUTC(Coordinated Universal Time)時刻とTAI時刻との差分を示すUTC-TAIオフセットと、を含む記述子を前記タイムスタンプ記述子として生成する記述子生成部と、
前記映像エンコーダ部から、各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTS(Decoding Timestamp)とPTSとの差分値を指示する情報であるDTS-PTS差分情報を取得し、前記メタデータとして、MPU単位または前記MPUを分割したチャンク単位で前記DTS-PTS差分情報を含むISOベース・メディア・ファイル・フォーマット(ISOBMFF)のメタデータを生成するISOBMFFメタデータ生成部と、
前記符号化された映像信号と、前記MPUに付与されるタイムスタンプ記述子と、前記DTS-PTS差分情報を含む前記メタデータと、を多重化して前記MMT信号を生成するMMT多重化部と、を備える
ことを特徴とする送信装置。 A transmitting device for transmitting an MMT (MPEG Media Transport) signal in which an encoded video signal, a time stamp descriptor assigned to an MPU (Media Processing Unit), and metadata are multiplexed, the transmitting device comprising:
a TAI clock regeneration unit that communicates with a time server that provides TAI (International Atomic Time) time and regenerates a counter value that represents the TAI time;
a video encoder unit that encodes video frames and outputs an encoded video signal and a GOP (Group Of Picture) start trigger signal;
a PTS determination unit that determines an MPU timestamp represented by the TAI time as a PTS (Presentation Timestamp) to be assigned to an MPU in accordance with the GOP start trigger signal from the video encoder unit, based on a counter value representing the TAI time reproduced by the TAI clock reproduction unit;
a descriptor generation unit that generates, as the timestamp descriptor, a descriptor including an MPU sequence number, an MPU timestamp expressed in the TAI time, and a UTC-TAI offset indicating the difference between the UTC (Coordinated Universal Time) time and the TAI time expressed in seconds at the same timing as the MPU timestamp expressed in the TAI time is assigned to the MPU;
an ISOBMFF metadata generation unit that acquires DTS-PTS differential information, which is information indicating a differential value between a DTS (Decoding Timestamp) and a PTS, as picture reorder information of each frame from the video encoder unit, and generates, as the metadata, metadata of ISO Base Media File Format (ISOBMFF) including the DTS-PTS differential information in units of MPUs or in units of chunks obtained by dividing the MPUs;
A transmitting device characterized by comprising an MMT multiplexing unit that multiplexes the encoded video signal, a timestamp descriptor assigned to the MPU, and the metadata including the DTS-PTS differential information to generate the MMT signal.
前記PTS決定部は、前記起点オフセット加算部で前記オフセットが加算されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、前記GOP開始トリガ信号と、に従って、前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプを決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。 a start point offset adding unit that adds a predetermined offset expressed in seconds to a counter value representing the TAI time reproduced by the TAI clock reproducing unit to change a start point of the counter value representing the TAI time;
The PTS determination unit determines an MPU time stamp expressed by the TAI time according to a counter value representing the TAI time to which the offset is added by the starting point offset addition unit and the GOP start trigger signal.
2. The transmitting device according to claim 1 .
前記起点オフセット加算部は、TAI時刻を表現するカウンタ値の起点を1970年1月1日0:00:00(UTC)とするPTP形式のTAI時刻を表現するカウンタ値に、秒で表した所定の正のオフセットまたは負のオフセットを加算することで、1970年1月1日0:00:00(UTC)よりも前の日時または後の日時を起点としたTAI時刻を表現するカウンタ値を生成する、
ことを特徴とする請求項2に記載の送信装置。 The time server that provides the TAI time is a PTP (Precision Time Protocol) server,
The origin offset addition unit generates a counter value representing a TAI time having a start point earlier or later than January 1, 1970, 0:00:00 (UTC) by adding a predetermined positive offset or negative offset expressed in seconds to a counter value representing a TAI time in a PTP format in which the start point of the counter value representing the TAI time is January 1, 1970, 0:00:00 (UTC).
3. The transmitting device according to claim 2.
UTC時刻を提供する時刻サーバと通信してUTC時刻を表現するカウンタ値を再生するUTCクロック再生部と、
前記MMT信号に多重され伝送されたタイムスタンプ記述子から、所定のMPUにおけるTAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、UTC-TAIオフセットと、を抽出する記述子解析部と、
前記UTCクロック再生部で再生されたUTC時刻を表現するカウンタ値に前記UTC-TAIオフセットを加算することで前記カウンタ値をTAI時刻を表現するカウンタ値へ変換するTAIオフセット加算部と、
前記MMT信号に多重され伝送されたメタデータから各フレームのピクチャリオーダー情報としてDTSとPTSとの差分値を指示する情報であるDTS-PTS差分情報を抽出するISOBMFFメタデータ解析部と、
前記TAI時刻で表したMPUタイムスタンプと、前記ISOBMFFメタデータ解析部から抽出された各フレームのDTS-PTS差分情報と、から各フレームのTAI時刻で表したPTSを計算するPTS計算部と、
前記MMT信号に多重され伝送された映像信号を復号した映像フレームが入力され、前記TAIオフセット加算部で変換されたTAI時刻を表現するカウンタ値と、各フレームのTAI時刻で表したPTSと、を比較して必要に応じて前記映像フレームを並べ替えて出力するピクチャリオーダーバッファと、を備える
ことを特徴とする受信装置。 A receiving device that receives an MMT signal transmitted from a transmitting device,
a UTC clock regenerator that communicates with a time server that provides UTC time and regenerates a counter value that represents the UTC time;
A descriptor analysis unit that extracts an MPU timestamp expressed in a TAI time in a specific MPU and a UTC-TAI offset from the timestamp descriptor multiplexed and transmitted in the MMT signal;
a TAI offset adding unit that converts a counter value representing a UTC time reproduced by the UTC clock reproducing unit into a counter value representing a TAI time by adding the UTC-TAI offset to the counter value;
an ISOBMFF metadata analysis unit that extracts DTS-PTS difference information, which is information indicating a difference value between a DTS and a PTS as picture reorder information of each frame, from the metadata multiplexed and transmitted in the MMT signal;
a PTS calculation unit that calculates a PTS expressed in TAI time of each frame from an MPU time stamp expressed in TAI time and DTS-PTS difference information of each frame extracted from the ISOBMFF metadata analysis unit;
A receiving device characterized by comprising a picture reorder buffer which receives as input a video frame decoded from a video signal multiplexed and transmitted onto the MMT signal, compares a counter value representing the TAI time converted by the TAI offset addition unit with a PTS represented by the TAI time of each frame, and rearranges and outputs the video frames as necessary.
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