図面 (/)

技術 タイミング補正方法およびその装置

出願人 サーノフコーポレーション
発明者 ポールワラスライオンズジョンプリケットベルツアルフォンスアンソニーアカンポラ
出願日 1998年5月28日 (21年5ヶ月経過) 出願番号 1998-147684
公開日 1999年3月30日 (20年7ヶ月経過) 公開番号 1999-088314
状態 特許登録済
技術分野 TV信号の圧縮,符号化方式 デジタル伝送方式における同期 TV信号の圧縮,符号化方式
主要キーワード 満杯レベル データ処理設備 時間基準値 局所基準 電圧制御式 充足状況 余剰容量 基準ベース
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年3月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

イミン準拠を維持する一方で、臨機応変なデータの挿入を考慮するリタイミングの方法および装置、また離れた末端加入者復号化器において適正なバッファ状態を確保するリタイミングの方法および装置を提供する。

解決手段

複数のタイミング部および関連するペイロード部からなる情報ストリームを受け、各タイミング部を復号化し、復号化されたタイミング部に関連するペイロード部の持続時間パラメータを決定し、持続時間パラメータおよび局所基準時間パラメータを用いてタイミング部を記録する装置および方法が開示されている。

概要

背景

受信したビットストリーム復号および表示の処理の同期化は、ディジタルテレビジョンステムといった実時間ディジタルデータ配信(delivery)システムの特に重要な側面である。例えば、メディア統合動画像圧縮国際標準(Moving Picture Experts Group:MPEG)は、ディジタルデータ配信システムに関するいくつかの標準公表してきた。第1の標準は、MPEG−1として知られ、ISO/IEC標準11172と呼び、参照することによってここに取り込まれる。第2の標準は、MPEG−2として知られ、ISO/IEC標準13818と呼び、参照することによってここに取り込まれる。圧縮ディジタルビデオシステムは、高精細度テレビジョン委員会ATSC)のディジタルテレビジョン標準ドキュメントA/53に記載され、参照することによってここに取り込まれる。受信したデータは、(受信したデータが発生され、また伝送されるレート(rate)に合致する)特定のレートで処理されることが予想されるので、同期が低下(loss)すると、復号化器においてバッファオーバフローまたはアンダフローに至り、その結果として、表示の喪失(loss)および/または同期のずれに至る。

符号化された叉は圧縮されたビットストリームから別のビットストリームへの切り替えが必要である場合が多くある。ビットストリーム間の切り替えを行うとき、タイミング情報を正確に保存することが重要である。例えば、TVスタジオは、サーバ上に格納されたATSCビットストリームからサーバに格納された別のビットストリームに切り替えすることができる。また、スタジオでの切り替えは、作動中の符号化器放送中のカメラ)と(例えば、コマーシャル番組ストリームに挿入する)サーバとの間で、または、スタジオの番組のストリームと遠隔供給装置(feed)との間でも起こり得る。家庭用受信器は、テーププレーヤレコーダからのビットストリームへ番組のビットストリームを切り替えることができる。ビットストリーム発生器は、準拠(compliance)または他の試験のために用いられ、通常、ビットストリームを終わりなく環状にする(loop)。これは、重ね継ぎ形式、すなわち、ビットストリームの終わりをビットストリームの始めにつなぎ合わせる形式である。

ある圧縮されたATSCビデオビットストリームから別のビットストリームへ切り替えるとき、時間の空白なしに、復号化されたピクチャを適正に且つ順次に表示することを確実にするために、ピクチャ(picture)ビットストリームの伝送の順序において適切な方策(measure)が取られなければならない。番組のビデオおよび音声の復号化および表示の円滑な移り変わりを提供するために、トランスポートストリームプレゼンテーションタイムスタンプ(presentation time stamp:PES)ストリームを含む場合、プレゼンテーションタイムスタンプ(PTS)およびデコードタイムスタンプ(decode time stamp:DTS)がタイミング再調整されなければならない。

概要

イミング準拠を維持する一方で、臨機応変なデータの挿入を考慮するリタイミングの方法および装置、また離れた末端加入者復号化器において適正なバッファ状態を確保するリタイミングの方法および装置を提供する。

複数のタイミング部および関連するペイロード部からなる情報ストリームを受け、各タイミング部を復号化し、復号化されたタイミング部に関連するペイロード部の持続時間パラメータを決定し、持続時間パラメータおよび局所基準時間パラメータを用いてタイミング部を記録する装置および方法が開示されている。

目的

したがって、要求は、本技術分野において、タイミング準拠(compliance)を維持する一方で、臨機応変なデータの挿入を考慮するタイミング再調整の方法および装置に対して存在する。また、離れた末端の加入者復号化器において適正なバッファ状態を確保するタイミング再調整の方法および装置を提供することが望ましい。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

(A)情報ストリームを受けるステップを備え、前記受けた情報ストリームは複数のタイミング部および関連するペイロード部を有し、前記タイミング部は、前記関連するペイロード部を復号化プログラム復号化器において生成するために必要とされ、(B)前記情報ストリームのタイミング部を復号化するステップを備え、(C)前記復号化されたタイミング部に関連付けられたペイロード部の持続時間パラメータを決定するステップを備え、(D)前記持続時間パラメータおよび局所基準(local reference)時間パラメータを使用して前記情報ストリームの前記タイミング部を記録するステップを備え、(E)前記受けた情報ストリームの前記複数のタイミング部および関連付けられたペイロード部の各々に対してステップ(B)〜(D)を繰り返すステップを備えるタイムベース(time base)補正方法

請求項2

ステップ(C)は、前記復号化されたタイミング部に関連付けられた前記ペイロード部のサイズパラメータを決定するステップを更に備え、ステップ(D)は、前記持続時間パラメータを復号バッファ利用率パラメータに比較するステップと、前記復号バッファ利用率が所定の閾値レベルを超えていることを前記比較が示す場合、応して、前記情報ストリームを受取レートを減少するステップと、を更に備える請求項1に記載のタイムべース補正方法。

請求項3

ステップ(D)は、前記復号バッファ利用率が所定の閾値レベル未満であることを前記比較が示す場合、応じて、前記情報ストリームを受取るレートを増加するステップを、更に備える請求項2に記載のタイムベース補正方法。

請求項4

ステップ(C)は、前記復号化されたタイミング部に関連付けられた前記ペイロード部のサイズパラメータを決定するステップを、更に備え、ステップ(D)は、前記持続時間パラメータを復号バッファ利用率パラメータに比較するステップと、前記復号バッファ使用率が所定の閾値レベルを超えていることを前記比較が示す場合、応じて、前記情報ストリームを受取るレートを減少するステップと、を更に備える請求項1に記載のタイムベース補正方法。

請求項5

ビットストリームリタイミング方法であって、前記ビットストリームはタイミング部およびそれぞれのペイロード部を備え、局所タイミング信号応答して局所タイムスタンプを発生するステップと、プレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームの前記タイミング部から検索するステップと、前記発生されたタイムスタンプを前記検索されたプレゼンテーションタイムスタンプに加え(add)、新しいプレゼンテーションタイムスタンプを生成するステップと、前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームに挿入し、タイミング再調整されたビットストリームを生成するステップと、を備えるリタイミング方法。

請求項6

デコードタイムスタンプを前記ビットストリームの前記タイミング部から検索するステップと、前記検索されたデコードタイムスタンプを前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプから差し引く(subtract)ステップと、前記発生されたタイムスタンプを新しいデコードタイムスタンプとして前記ビットストリームに挿入するステップと、を備える請求項5に記載のリタイミング方法。

請求項7

前記発生するステップは、遅延パラメータを前記局所タイミング信号に加え、調整されたタイミング信号を生成するステップと、前記ビットストリーム内情報パケットの開始を示す制御信号に応答して、前記調整されたタイミング信号を格納するステップと、を備える請求項5に記載のリタイミング方法。

請求項8

バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、前記調整されたタイミング信号を前記格納されたタイミング信号に比較するステップを備え、前記調整されたタイミング信号が前記格納されたタイミング信号を超える場合においては、前記所望のフローが低減されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起し、前記格納されたタイミング信号が前記調整されたタイミング信号を超える場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こすステップを備える、請求項7に記載のリタイミング方法。

請求項9

バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、前記発生されたタイムスタンプを前記調整されたタイミング信号から差し引き、第1の差信号を生成するステップを備え、前記第1の差信号を前記ビットストリームに関連付けられたバッファ遅延パラメータに比較するステップを備え、前記第1の差信号が前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータを超える場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こし、前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータが前記第1の差信号を超える場合においては、前記所望のフローが低減されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こすステップを備える、請求項7に記載のリタイミング方法。

請求項10

バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、復号化器バッファ内のバイト数指標(indicium)を監視するステップを備え、前記復号化器バッファ内の前記バイト数が所定の最大量を超える場合においては、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こし、前記復号化器バッファ内の前記バイト数が所定の最小量未満の場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こすステップを備える、請求項7に記載のリタイミング方法。

請求項11

局所タイミング源に応答してビットストリームをタイミング再調整するために適した装置であって、前記ビットストリームはタイミング部およびそれぞれのペイロード部を備え、タイミング信号に応答を示し、タイムスタンプを発生するためのタイムスタンプ発生器と、前記ビットストリームの前記タイミング部からプレゼンテーションタイムスタンプを検索するための第1の復号化器と、前記発生されたタイムスタンプを前記検索されたプレゼンテーションタイムスタンプに加え、新しいプレゼンテーションタイムスタンプを生成するための加算器と、前記加算器に結合され、前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームに挿入し、タイミング再調整されたビットストリームを生成するためのマルチプレクサと、を備える装置。

請求項12

前記ビットストリームの前記タイミング部からデコードタイムスタンプを検索するための第2の復号化器を備え、前記検索されたデコードタイムスタンプを前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプから差し引くための減算器を備え、前記マルチプレクサは、前記発生されたタイムスタンプを新しいデコードタイムスタンプとして前記ビットストリームに挿入する、請求項11に記載の装置。

請求項13

前記タイムスタンプ発生器は、前記タイミング信号に遅延パラメータを加え、調整されたタイミング信号を生成するための加算器と、前記ビットストリーム内の情報パケットの開始を示す制御信号に応答して、前記調整されたタイミング信号を格納するための記憶要素(storage element)と、を備える請求項11に記載の装置。

請求項14

バッファ制御信号を生成する論理ユニットを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、前記調整されたタイミング信号を前記格納され調整されたタイミング信号に比較すると共に、応じて出力信号を生成するための、前記タイムスタンプ発生器および前記論理ユニットに結合された第1の比較器と、を備え、前記論理ユニットは、前記調整されたタイミング信号が前記格納され調整されたタイミング信号を超えることを示す前記第1の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、前記論理ユニットは、前記格納され調整されたタイミング信号が前記調整されたタイミング信号を超えることを示す前記第1の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項13に記載の装置。

請求項15

バッファ制御信号を生成するための論理ユニットを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリームの所望のデータフローを示し、前記タイミング発生器および前記タイミング源に結合され、前記発生されたタイムスタンプを前記調整されたタイミング信号から差し引き第1の差信号を生成するための第2の減算器を備え、前記第2の減算器および前記論理ユニットに結合され、前記第1の差信号を前記ビットストリームに関連付けられたバッファ遅延パラメータに比較するための第2の比較器を備え、前記論理ユニットは、前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータを前記第1の差信号が超えることを示す前記第2の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、前記論理ユニットは、前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータが前記第1の差信号を超えることを示す前記第2の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項13に記載の装置。

請求項16

バッファ制御信号を生成する論理装置を備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号は示すことを引き起こす、請求項13に記載の装置。

請求項17

前記出力ビットストリームパケット化された基本ストリームを含み、当該装置は、前記マルチプレクサの出力に結合され、前記出力ビットストリームをトランスポート符号化し、トランスポート符号化されたビットストリームを生成するためのトランスポートストリーム符号化器を更に備える、請求項11記載の装置。

請求項18

前記トランスポートストリーム符号化器は、第2のビットストリームを第2のビットストリーム源から受けて、前記トランスポート符号化されたビットストリームは、前記マルチプレクサからの前記出力ビットストリームおよび前記第2のビットストリームを少なくとも備える、請求項17に記載の装置。

請求項19

前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項14に記載の装置。

請求項20

前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項15に記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、一般的には、通信ステムに関し、特に、タイミング情報を含むパケット化された情報のタイミング再調整する(retiming)ための装置および方法に関する。

背景技術

0002

受信したビットストリーム復号および表示の処理の同期化は、ディジタルテレビジョンシステムといった実時間ディジタルデータ配信(delivery)システムの特に重要な側面である。例えば、メディア統合動画像圧縮国際標準(Moving Picture Experts Group:MPEG)は、ディジタルデータ配信システムに関するいくつかの標準公表してきた。第1の標準は、MPEG−1として知られ、ISO/IEC標準11172と呼び、参照することによってここに取り込まれる。第2の標準は、MPEG−2として知られ、ISO/IEC標準13818と呼び、参照することによってここに取り込まれる。圧縮ディジタルビデオシステムは、高精細度テレビジョン委員会ATSC)のディジタルテレビジョン標準ドキュメントA/53に記載され、参照することによってここに取り込まれる。受信したデータは、(受信したデータが発生され、また伝送されるレート(rate)に合致する)特定のレートで処理されることが予想されるので、同期が低下(loss)すると、復号化器においてバッファオーバフローまたはアンダフローに至り、その結果として、表示の喪失(loss)および/または同期のずれに至る。

0003

符号化された叉は圧縮されたビットストリームから別のビットストリームへの切り替えが必要である場合が多くある。ビットストリーム間の切り替えを行うとき、タイミング情報を正確に保存することが重要である。例えば、TVスタジオは、サーバ上に格納されたATSCビットストリームからサーバに格納された別のビットストリームに切り替えすることができる。また、スタジオでの切り替えは、作動中の符号化器放送中のカメラ)と(例えば、コマーシャル番組ストリームに挿入する)サーバとの間で、または、スタジオの番組のストリームと遠隔供給装置(feed)との間でも起こり得る。家庭用受信器は、テーププレーヤレコーダからのビットストリームへ番組のビットストリームを切り替えることができる。ビットストリーム発生器は、準拠(compliance)または他の試験のために用いられ、通常、ビットストリームを終わりなく環状にする(loop)。これは、重ね継ぎ形式、すなわち、ビットストリームの終わりをビットストリームの始めにつなぎ合わせる形式である。

0004

ある圧縮されたATSCビデオビットストリームから別のビットストリームへ切り替えるとき、時間の空白なしに、復号化されたピクチャを適正に且つ順次に表示することを確実にするために、ピクチャ(picture)ビットストリームの伝送の順序において適切な方策(measure)が取られなければならない。番組のビデオおよび音声の復号化および表示の円滑な移り変わりを提供するために、トランスポートストリームプレゼンテーションタイムスタンプ(presentation time stamp:PES)ストリームを含む場合、プレゼンテーションタイムスタンプ(PTS)およびデコードタイムスタンプ(decode time stamp:DTS)がタイミング再調整されなければならない。

発明が解決しようとする課題

0005

先行技術のリタイミングシステム(retiming system)は、ローカルPCR及びPCRB発生器によって利用される27MHzの(ローカル)ステーションクロックを備える。多重化されたトランスポートストリームが受信されて、PTS、DTS、およびPCRのタイミング情報が検出され、且つローカルに発生されたPTS、DTS、およびPCRのタイミング情報によって置き換えられて、タイミング再調整されたトランスポートストリームを生成する。多重化されたトランスポートストリームを備えるトランスポートストリームは一定のビットレートデータストリームであり、またその結果生じるトランスポートストリームも同様に一定のビットレートのデータストリームである。このため、いかなる追加データも必ずストリームのビットレートを変化させるので、臨機応変に(oppotunistic)データを挿入する機会はない。別の欠点は、システムの動作が、切り替え処理の移り変わりにおいて、不規則に間隔があるPCRパケットを導くことが有り得る(すなわち、ATSCに準拠(compliant)しない)。さらに、PTSおよびDTSを単にタイミング再調整することは、離れた末端(far-end)の加入者の復号化器において適正なバッファ状態を確保するには不十分である。

0006

したがって、要求は、本技術分野において、タイミング準拠(compliance)を維持する一方で、臨機応変なデータの挿入を考慮するタイミング再調整の方法および装置に対して存在する。また、離れた末端の加入者復号化器において適正なバッファ状態を確保するタイミング再調整の方法および装置を提供することが望ましい。

課題を解決するための手段

0007

先行技術にこれまで関連付けられた不利な点は、本発明のリタイミング装置および方法によって克服される。本装置および方法は、可変長パケット化された基本ストリームといった情報ストリームを受けて、受けたストリームのタイミング部をローカルタイミング基準を用いて復号して、復号したタイミング情報およびローカルタイミング基準に関するタイミング情報を用いて新しいタイミング情報を計算して、計算されたタイミング情報を用いてストリームをタイミング再調整する。タイミング再調整されたストリームは再符号化されて、復号化器によって復号するときは、タイミングの不連続性によって誘起されるエラーなしに所望の情報を再生するストリームを形成する。

0008

特に、本発明は、複数のタイミング部およびそれに関連するペイロード(payload)部を備える情報ストリームを受けて、タイミング部は前記関連ペイロード部を復号し復号化器において番組を生成するために必要である。本発明は、情報ストリームの各タイミング部を復号して、復号化されたタイミング部に関連付けられたペイロード部の持続時間パラメータを決定して、持続時間パラメータおよびローカル基準時間パラメータを用いて前記情報ストリームのタイミング部を再符号化する。

発明を実施するための最良の形態

0009

本発明の教示は、添付図面とともに以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解できる。理解を容易にするために、可能な場合、同一または同様の符号を用い、図面に共通である同一または同様の構成要素を示す。

0010

図1は、本発明に従うトランスポート層の切り替え及びリタイミングシステム(switching and retiming system)100のブロック図を示す。ATSCディジタルテレビジョンシステムに準拠し、且つ例えば、テレビスタジオまたはテレビ局の環境において有用である、トランスポート層を用いるシステム100が図示されている。動作中の(live)ビデオ及び音声パケット化基本ストリーム(PES)符号化器(video and audio packetized elemntary stream encoder)110(例えば、カメラまたは遠隔音声ビデオ供給装置)は、トランスポートストリーム符号化器115に結合されるパケット化された基本ストリームS1を生成する。トランスポートストリーム符号化器(transport stream encoder)115は、トランスポートストリーム切り替え器(transport stream switcher)130に結合される第1のトランスポートストリームS2TにPES S1を変換する。トランスポートストリーム切り替え器130は、トランスポートストリームサーバ(transport stream server)120(例えば、ビデオディスク)から第2のトランスポートストリームS3Tを受ける。(図示されていない)制御信号応答して、トランスポートストリーム切り替え器130は、2つのトランスポートストリームS2T、S3Tのうち1つを選択して、選択したトランスポートストリームをストリームS4Tとしてトランスポートストリーム復号化器(transport stream decoder)135に送る。トランスポートストリーム切り替え器130は3つ以上の入力ストリームを含むことができ、また、入力ストリームは、様々な供給源(source)、例えばビットストリームサーバ、作動中の(active)符号化器(動作中のカメラ)若しくは遠隔の供給装置(feed)、ビットストリーム発生器、等から来ることができるということに注目すべきである。このように、入力ストリームは、プログラムクロック基準(Program Clock Reference:PCR)、プレゼンテーションタイムスタンプ(PTS)およびデコードタイムスタンプ(DTS)といった情報を共有しそうにない。

0011

トランスポートストリーム復号化器135は、選択されたS4Tトランスポートストリームを復号し、パケット化された基本ストリームS4Pを生成する。PESデマルチプレクサ(demultiplexer)137はストリームS4Pの多重化を解除し(demultiplex)、必要に応じて、音声PES S4PAおよびビデオPES S4PVを生成する。音声S4PAストリームおよびビデオS4PVストリームは、それぞれ、音声PTSリタイミングユニット300AおよびビデオPTS−DTSリタイミングユニット300Vに結合される。ビデオリタイミングユニット300Vは、プログラムクロック基準ベース(Program Clock ReferenceBase:PCRB)信号S9から導かれる新しいタイミング情報を用いて、ビデオストリームの古いプレゼンテーションタイムスタンプ(PTS)およびデコードタイムスタンプ(DTS)の復号化して、タイミング再調整する。音声リタイミングユニット300Aは、PCRB信号S9から導かれる新しいタイミング情報を用いて、音声ストリームの古いPTSをタイミング再調整する。

0012

トランスポートストリーム符号化器(transport stream encoder:TSE)150は、タイミング再調整された音声S7PAおよびビデオS7PVのPESストリームを受けて、これらのストリームをマルチプレックス化(多重化)し出力トランスポートストリームS11を生成する。TSE150は、27MHzのステーションクロック信号S10を受け、且つ、出力トランスポートストリームS11にマルチプレックス(多重化)されるPCRパケットを作り出す、PCR発生器およびリタイマ(retimer)を含む。また、PCR発生器は、(27MHzのステーション・クロックを300で割った)90kHzのレートにおいて同期化されたPCRベース基準信号S9を生成する。PCRB基準信号S9は、PTSおよびDTSスタンプ処理に使用するためのリタイミングユニット300A、300Vにフィードバックされる。

0013

図1のリタイミングシステム100において、選択されたトランスポートストリームS4Tは、PCRBの遅延されたもの(delayed version)から抽出された正味の相対時間を用いて、含まれているPESストリームのPTSおよびDTSが重ね書きされることができるように、PES層に復号される。PES層に復号化することは、視覚表現音声表現との間の関係、すなわち「口合わせ(lipsync)」が厳格忠実になされる(adhered to)ことを確実にする。このように、継ぎ目のない重ね継ぎの主要な側面、すなわち、PES層内のPTSおよびDTS、並びにトランスポート層内のPCRを処理し、結果として生じるビットストリームS11にこれらの信号を正確に規定すること、が達成される。

0014

図1のリタイミングシステム100は、また、加入者のPES復号化器において適正なバッファ管理を確実に行うために、データフロー制御を考慮する。(以下、図3に関連して検討する)アルゴリズム的方法によって、加入者側のバッファの充足状況(occupancy)を決定することができて、バッファが満杯状態の場合、リタイミングユニット300A、300Vは、加入者側のバッファがアンロードする(unload)ための時間を提供するために、そのビットレートを低減する(または、配付を遅らせる)ことができ、そして音声S7PAおよびビデオS7PVのPESストリームをリタイミングできる。加えて、トランスポートストリーム符号化器150は、受信器準備未了(RECEIVER NOT READY)(S8)信号をリタイミングユニット300A、300Vに振り出し(issure)、TSEのバッファが満杯状態の場合にストリームS7PAおよびS7PVの配送を停止することができる。さらに、リタイミングユニット300A、300Vは、(動作中のビットストリーム用)ビデオ/音声符号化器または(格納されているビットストリーム用)サーバにおけるデータ生成を調整する(regulate)ために使用できるバッファ制御信号S12を発生できる。バッファ制御信号S12は、例えば、音声PTSリタイミングユニット300Aにおいて発生されることができるけれども、ビデオPTS−DTSリタイミングユニット300Vによって発生されているものとして、図1に図示されている。

0015

図1のシステム100によって示されたとおり、PESS4Pの多重化の解除を行い(demultiplex)、引き続いて基本ストリームS7PA、S7PVの再び多重化を行う(redemultiplex)ことは、有利なことに、可変ビットレートのストリームまたは一定ビットレートのストリームの何れかを考慮している。前者の場合、(利用可能であれば)データストリームS5は、選択されたトランスポートストリームS4Tからトランスポートストリーム復号化器135によって抽出されることができる。抽出されたデータストリームS5は、離れた末端の加入者に対する付加(add-on)サービスとしてトランスポートストリームに含まれつつある、例えば、個人または加入者のデータストリームであってもよい。また、抽出されたデータストリームS5は、また、テレビスタジオまたはテレビ局に有用な情報を搬送するようにしてもよい。抽出されたデータストリームS5は、(図示されていない)データ処理設備(data processing arrangement)によって操作されてもよく、また臨機応変な(oppotunistic)データストリームS6の一部としてTSE150に結合されてもよい。また、臨機応変なデータストリームは、他のデータストリーム(例えば、コマーシャル、ステーション識別ペイ・パー・ビュー視聴課金)、加入者確認コード等)を含むことができる。オポチュニステック(oppotunistic)データストリームS6は、TSE150によって符号化されて、出力トランスポートストリームS11に含まれる。

0016

図1のシステム100によって示されたとおり、PESS4Pの多重化解除を行い、引き続いて基本ストリームS7PA、S7PVの再び多重化を行うことは、先行技術の設備(arrangement)における別の問題、すなわち、現在選択されているストリームおよび単一の27MHzクロック源に対して次に選択されるべきストリームのバイトクロックをロックするという要求、に向けられる(address)。入って来る(incoming)トランスポートストリームをPES層に復号化することによって、差分誤差(すなわち、許容範囲限界(tolerance limit)から許容範囲の限界)は取り去られて、その結果、TSE150からのトランスポートストリームS11は、ATSCシステムのタイミング要件に準拠する。さらに、トランスポートストリームPCRスタンプ処理を制御することによって、PCR基準パケットを100mS毎に送るというATSCの要件矛盾なく忠実になされる(adhered)ようにしてもよい。

0017

図2は、本発明に従う好適なPES層の切り替え及びリタイミングシステム(switching and retiming system)200のブロック図を示す。図2のシステム200は、ATSCディジタルテレビジョンシステムに準拠すると共に、例えば、テレビスタジオまたはテレビ局の環境において有用であるPES層を用いて図示されている。

0018

図2のシステム200において、動作中のビデオ及び音声PES符号化器(video and audio PES encoder)210(例えば、カメラまたは遠隔の音声/ビデオ供給装置)は、PES切り替え器230に結合され、音声S2PAおよびビデオS2PVのパケット化された基本ストリームを生成する。また、PES切り替え器230は、PESサーバ220(例えば、ビデオディスク)から音声S3PAおよびビデオS3PVのパケット化された基本ストリームの第2の対を受ける。(図示されていない)制御信号に応答して、PES切り替え器230は、音声S4PAおよびビデオS4PVのパケット化された基本ストリームの一対を選択し、それぞれの音声リタイミングユニット300Aおよびビデオリタイミングユニット300Vに結合する。ビデオPTS−DTSリタイミングユニット300Vおよび音声PTSリタイミングユニット300Aは、図1に関連して以前に記述されたものと実質的に同じに動作し、そして図3図7に関連して詳細に検討される。TSE250は、図1のシステム100内のTSE150に関連して以前に記述されたものと実質的に同じに動作し、これ以上検討されない。

0019

TSE(すなわち、停止機能(stop feature)を用いるデータフロー制御、PCRB発生、およびPCR挿入のためのTSE)および(固有に内蔵されたバッファを使用するデータフロー制御のための)PES符号化器とのこの処理の相互作用と、PTS及びDTSリタイミングのための処理とは、次に検討される本発明の重要な側面である。

0020

図3は、図1および図2のシステムに使用するために適したビデオPTS−DTSリタイミングシステム300のブロック図を示す。音声PTSリタイミングユニットは、図7を関連して以下に検討する。一般には、ビデオリタイミングユニット300Vの以下の記述は、また、音声リタイミングユニット300Aの類似の符号が付された部分にも適用可能である。PTS−DTSリタイミングユニット300Vは、PES入力ビットストリームS4PをPES切り替え器230(PES層リタイミングシステム200)またはPESデマルチプレクサ(demultiplexer)137(トランスポート層リタイミングシステム100)から受けて、PES出力ビットストリームS7Pをスタジオまたはステーション内のTSE150に配信する(家庭用記録器といった他の場合に引き続いて及ぶ(cover))。TSEは、PCRスタンプ処理をその出力において実行する。TSEは、(27MHzのステーションクロックを300で割った)90KHzレートの同期PCRベース基準をフィードバックする。PTS−DTSリタイミングユニットは、以下のように動作する。

0021

PCRB直並列変換器312は、TSE150からのPCRB信号S9を、加算器314および減算器322に結合される並列(バイト)ストリームS301に変換する。加算器314は、並列PCRB S301を復号化器遅延時間S304に加算し、調整された時間基準レジスタ316に格納される調整されたPCRB時間基準S302を生成する。調整されたPCRB時間基準S302は、第1のピクチャがビデオバッファから除かれて、且つ遠隔の末端の復号化器において復号化されることができるときのPCRBカウント値を反映する。

0022

復号化器遅延時間S304を加算することは、バッファ制御のためにDTSを使用するタイプの復号化器において、特定のビデオバッファの満杯レベルを達成するための機構を提供する。加算の遅延時間は、復号化器がバッファ利用率の所望のレベルを維持すること、例えば、ビデオバッファを一定数のピクチャ(恐らく、末端間(end-to-end)遅延を示す全ピクチャ)で満たすことを引き起こす。以下の要素、すなわち、VBVバッファサイズのヘッダエントリVBV遅延及びフレームレート、1フレーム内のバイト数、復号化器バッファ内のフレーム数(すなわち、フレームバイトカウント)、のうち1つ以上を、復号化器遅延時間S304を決定するために使用できる。

0023

遅延時間S304を使用し復号化器バッファの満杯状態を制御するための方法は、以下のとおりである。調整されたPCRBは、簡単に説明されるように、DTSエントリとして使用される。ビデオPESが復号化器内のビデオバッファの出力に存在するとき、PESヘッダに含まれるDTS(デコードタイムスタンプ)は、トランスポートストリーム内のPCR(プログラム時刻基準参照値:Program Clock Reference)パケットから導かれるPCRB実時間クロック基準に比較される。PESは、回復されたPCRBとのDTSの整列(alignment)まで待機しなければならない。この整列は、遅延時間S304が符号化器においてPCRBに加算されていたので、遅延時間S304の値が示す期間の後に起こり、そしてこの調整されたPCRBは、DTS入力として使用される。

0024

電源投入初期化時において、初期設定コマンドS306は、格納されている時間基準S303を新タイムスタンプレジスタ320にセレクタ318が転送することを引き起こす。入力ビットストリームS4PでPESヘッダが復号化される度に、フレームレート(FR)レジスタ308に格納されているオフセット数が、加算器310によって新しいタイムスタンプS308に加算される。この加算の結果は、セレクタ318を介して新タイムスタンプレジスタ320に戻される。

0025

加算器310のオフセット数は、特に、一般に存在する(prevailing)フレームレートの1フレーム時間に含まれる90KHzのサイクルの数である。加算器310のオフセット数が表1(3列目)に示され、以下のように自動的に設定される。PES・シーケンス・ピクチャ・VBV遅延復号化器(PES,sequence,pixand VBV delay decoder)302は、入力データストリームS4P内のシーケンス開始コードを検出して、シーケンス検出信号S312を生成する。フレームレート復号化器304は、4ビットのフレームレートコードS310(表1の1列目)を抽出する。フレームレートコードS310のバイナリ値は、ATSC仕様にとおり(as per)、表1の2列目に列記されるフレームレートに対応する。検索表ルックアップテーブル:LUT)306は、オフセット数S311(表1の3列目)をフレームレートレジスタ308に提供する。シーケンス検出信号S312に応答して、フレームレートレジスタ308は、格納されているオフセット数を加算器310に提供する。PESストリームが複数の混合された(intermixed)フレームレートのシーケンスを有し得るので、本発明のPTS−DTSリタイミングユニットはすべてのタイムスタンプの更新を自動的に計算する、ということに注目すべきである。

0026

ID=000003HE=055 WI=100 LX=0550 LY=1350
表1
次のステップは、新しいPTSおよびDTSを計算することである。DTS復号ユニット328は、存在するなら、入力データストリームS4P内のDTSを復号化して、DTS信号S321を生成する。DTS復号ユニット328は、また、入力データストリームS4PがDTSを含む場合にハイ(high)(2進法で1)であり、PTSのみがある(すなわち、Bフレーム動作)場合にロウ(low)(2進法で0)の表示フラグS323を提供する。DTS表示信号S323は論理積(AND)ユニット334およびDTS更新ユニット340に結合される。新しいDTS S327は、DTSフラグS323が入力データストリームS4PにDTSの存在を示す場合にのみ、新タイムスタンプレジスタ320から取り出される。

0027

PTS復号ユニット326は、入力データストリームS4P内のPTSを復号化し、PTS信号S320を生成する。既存のPTS S320及びDTS S321の間の差S322は、減算器332によってANDユニット334に提供される。新しいPTS S326は、減算器332の出力の数S322を新タイムスタンプレジスタ320に格納されている数S308に加算することによって計算される。この演算は、加算器336において行う。なお、DTSが存在しない(すなわち、DTSフラグ=0)とき、ANDユニット334から加算器336への入力S324は、(ANDユニット334による演算のため)0であり、また、新しいPTS S326は、新タイムスタンプレジスタ320に格納されている数S308である、ことに注目すべきである。

0028

新PTS S326および新DTS S327は、それぞれ更新レジスタ338、340に格納される。マルチプレックスユニット344は、新しいPTS S326およびDTS S327の値を古い値の代わりに出力データストリームS7Pに挿入する。制御器343は、出て行く(outgoing)データストリームS7Pの適宜ビット(appropriate bit)の位置を追跡して、マルチプレックスユニット344が更新値をストリーム内の正しい位置に挿入することを引き起こす。出て行くデータストリームS7Pは、通常の方式でトランスポートストリーム符号化器150に進む。

0029

PTS−DTSリタイミングユニット300Vは、また、ここで説明されるように、遠隔の末端の復号化器(例えば、セットトップ受信器)におけるバッファの振舞い及びビットストリーム源(例えば、符号化器210およびサーバ220)におけるバッファまたはビットストリームの発生の振舞いを考慮する(account for)ことによって、システムのエンド間(end-to-end)遅延を管理する能力を提供する。

0030

PES・シーケンス・ピクチャ・VBV遅延復号化器302は、入力データストリームS4P内にPESパケットの開始を検出して、新タイムスタンプレジスタ320に結合されるPES検出信号S313を生成する。各PES間隔において、新タイムスタンプレジスタ320は、一般に存在する(prevailing)フレームレートによって決定される固定された定数S318を用いて更新される。新タイムスタンプレジスタ320の更新内容S308は、調整された時間基準レジスタ316の内容S303と比較器323によって比較される。比較器の結果(すなわち、より小さいか、より大きいか、または等しいか)は、PESデータが処理されつつあるレート(すなわち、低速過ぎるか、高速過ぎるか、ちょうど適正である)の表示を提供する。例えば、動作中のビデオ符号化器210またはサーバ220によって、PESストリームS4Pがあまりに低速で振り出されている(issured)場合、最大レートで符号化器210またはサーバ220の出力バッファ(図示されていない)を読み出しできるか、または、空にする(empty)ことができる。処理があまりに速く進んでいることを比較したものが示している場合、符号化器またはサーバにおけるバッファの読み出しを停止でき、または低減できる。バッファ制御信号S12は、符号化器210またはサーバ220のバッファ使用を制御するために、使用されることができる。

0031

バッファ制御信号S12を使用するある特定の装置は、共に譲渡された米国特許出願に記載されて、本願と同時に出願され(アトニードケット番号:12408)、参照することによってここに取り込まれる。フラグに応答して、この装置は、ビット数がそれぞれ増加されまたは減少されるように、情報フレームを追加しまたは減らす(drop)。

0032

加えて、通常、バッファ(図示されていない)がTSE150に対する入力にある。TSEのバッファがあまりに高いレートでデータを受けている場合、TSEは RECEIVER NOT REAQDY 信号S8をPTS−DTSリタイミングユニット300に供給できる。 RECEIVER NOT REAQDY 信号S8は、比較器323の出力において論理ユニット325に結合される。論理ユニットは、符号化器210、220のビットレートの発生を停止し又は低減するバッファ制御信号S12を発生する。

0033

上記のバッファ制御方法は、PES切り替えを処理することにおいて重要な利点を例示している。ビデオPESデータレートは、トランスポートストリーム切り替えの一定ビットレート性質に比較されるように、可変であって、この場合、トランスポートビットストリームを停止することは禁止される。このため、可変ビットレートにすれば、臨機応変な(opportunistic)データの挿入が許容され、図1および図2に示されるように、このデータの挿入は、一定ビットレートのデータであれば、可能でない。

0034

図3のPTS−DTSリタイミングユニットは、VBV遅延番号S316を計算する能力、その番号をピクチャヘッダ(Picture Header)内の16ビットフィールドに(マルチプレクサ344を介して)挿入する能力、を有する。PCRB直並列変換器312の出力(すなわち、今の時間)は、減算器322において新タイムスタンプレジスタ320の内容から差し引かれる。PES・シーケンス・ピクチャ・VBV遅延復号化器302は、入力データストリームS4P内のピクチャヘッダを検出して、VBV遅延更新レジスタ324に結合されるピクチャ検出信号S314を生成する。ピクチャ検出信号S314に応答して、VBV遅延更新レジスタ324は、減算器322の出力S315を格納する。この格納された番号S316は、ピクチャが遠隔の末端の復号化器のバッファに存在する時間、すなわち、VBV遅延パラメータを、90KHz周期で示す。このように、本発明は、VBV遅延フィールド16進法FFFFに設定されるATSCモードを使用することなく、ATSC準拠のビットストリームを作り出す。

0035

また、ピクチャヘッダ内の時間基準が、ATSC標準に規定されるように、一群のピクチャ(GOP)内のピクチャの適宜の表示順序を反映するように調整されなければならない。後にGOPヘッダが続くシーケンスヘッダへ入力データストリームS4Pが切り替わるとき、時間基準は、選択されたストリームが別のストリームに切り替わるときに調整が必要とされないために、現時の選択されているストリーム内のゼロにおいて始まるように、適正に設定される。しかしながら、GOPヘッダ(GOTHeader)がシーケンスヘッダの後に続かない場合、新しい時間基準値が新たに選択されたストリームにおいて適正に更新されなくてはならない。新しい時間基準は、以前に選択されたストリームを監視することによって決定されることができる。フレーム毎に基づく(frame-by-frame basis)、元の値の関係を監視することによって、また、ストリームが切り替えられたときの時間基準値を示す値を用い新しい時間基準値を更新することによって、新しい継続する時間基準値が決定されることができる。この技術は、ピクチャが伝送順にあるとしても、時間基準の表示順を維持するという結果を達成する。

0036

また、VBVバッファの満杯状態が、復号化器に対するビデオストリームのフロー(流れ)を適正に制御するために監視されなくてはならない。初期化の(すなわち、初期化コマンドS306が真の状態にされた)際に、PTS−DTSリタイミングユニット300Vから出力されたバイト数は、フレーム毎に基づき(frame-by-frame basis)格納される。今の時間、各フレームのために復号時間、1フレーム当たりのバイト数、およびVBVバッファのサイズが、VBVバッファの満杯状態を判定するために使用される。

0037

初期設定の際に、VBVバッファは空である。最初のフレームがVBVバッファに出力されるとき、VBVバッファ内のバイトの現行の(running)総数がフレームバイトカウンタ354によって維持される。この総数がVBVバッファのサイズに等しい場合、フレームバイトカウンタ354から論理ユニット325への出力信号S317は、データがPTS−DTSリタイミングユニット300Vから出力されることを論理ユニット325が妨げることを引き起こす。

0038

VBVバッファの動作の2つのモードは、MPEG2仕様のAnnex Cに記載されているように可能である。第1番目のモード(モードA)は、VBV遅延が16進法のFFFFに設定されることを必要とする。第2番目のモード(モードB)は、VBV遅延が16進法のFFFFに設定されることを必要としないが、その代わり、VBVバッファにおけるVBV遅延の真の値を反映することを必要とする。

0039

モードAの初期設定中、フレームバイトカウンタ354によって示されるようにバッファが満杯になるまで、バイトがVBVバッファに出力される。一旦、VBVバッファが満杯になると、MPEG2仕様のAnnex Cに記述されているように、データがVBVバッファから取り出される。

0040

モードBの初期設定中、入って来るストリームS4PにおけるVBV遅延値以上にVBV遅延の計算された値がなるまで、バイトがVBVバッファに出力される。入って来るストリームは、ストリームに含まれる値を使用するとバッファがオーバフロー/アンダフローしないという点において、MPEG2準拠、且つ自己無矛盾であるべきである。フレームバイトカウンタ354に含まれVBVバッファの満杯状態の計算された値は、VBVバッファのアンダフロー/オーバフローを防ぐために使用される。ある理由のために入力ストリームが一致し(consistent)ない場合、この計算された値を使用してVBVバッファに対するデータフローを制御することができる。ストリームにおけるDTS−PTS値は、ストリームに含まれたVBV遅延値に一致して(consistent)いるべきである。

0041

モードAにおいてストリームに切り替わるとき、次に選択されたストリームにおけるVBV遅延の16進FFFF値が、PTS−DTSリタイミングセクションに維持され計算された値を用いて重ね書きされる。モードBにおいてストリームに切り替わるとき、計算されたVBVバッファ値および次に選択されたストリームのVBV遅延値が合わされる(aligned)まで、次に選択されたストリームのVBV遅延の16進法の値が、必要なときは、PTS−DTSリタイミングセクション300Vに維持され計算された値を用いて重ね書きされる。他の場合は、VBV遅延が合わされる(aligned)まで、入って来るストリームのデータフローが保持される。この処理は、リタイミング回路の次に続くトランスポートストリーム符号化器(Transport Stream Encoder)で起こっている再多重化の動作を利用する。整列(alignment)期間中には、VBVバッファにおけるVBV遅延を増加させるためにデータを最大ビデオビットレートでVBVバッファに出力することができる。バッファが満杯にならない限りVBV遅延が整列するまで、この処理は続くことができる。

0042

定常動作においては、今の時間がデコードタイムスタンプに合致する(match)とき、1フレームのデータがVBVバッファから除去される。そのフレーム内のバイト数は、PTS−DTSリタイミングユニット300Vのフレームバイトカウンタに保存された(kept)現行の(running)総数から差し引かれる。VBVバッファがすでに満杯であった場合、より多くの送られるべきデータのために空所が形作られた。エンド-ツー-エンド(end-to-end)遅延の全データがVBVバッファにあった場合、復号時間でVBVバッファを出るフレームは、次のフレームの送付始動する。

0043

VBVバッファが満杯になったとき、バッファ内の最初のフレームのDTSからPCRベースを引いた差がVBV遅延に等しくなる前に、新しいVBV遅延番号を計算して、且つ入力ストリームS4Pに存在するVBV遅延番号を重ね書きすることによって、上記のVBV遅延処理機能が作用し、このため、MPEG−2準拠を維持する。この方法は、ストリームS4P内のVBV遅延のような時間が復号化器のVBVバッファ内の計算されたVBV遅延に合致する(match)まで、VBV遅延番号をフレーム毎に基づく(frame-by-frame basis)制御を提供する。第2の(オプションの)VBV遅延処理機能が、より精密な制御を行うために実行されてもよく、このため、現在選択されているストリームと次に選択されるストリームとも間のより円滑な移行を可能にする。

0044

オプションの第2のVBV遅延処理機能は、以下のように、PTS−DTSリタイミングユニット300に組み込まれることができる。PES・シーケンス・ピクチャ・VBV遅延復号化器302は、入力データストリームS4PのPESピクチャヘッダ内に含まれるVBV遅延パラメータを検出する。検出されたVBV遅延S329が、第2の比較器327に結合されて、減算器322によって生成され更新されたVBV遅延番号S315に比較される。この比較の結果S330は論理ユニット325に結合され、ここで、復号化器バッファの利用率の追加の計算が実行される。この付加的な計算結果は、2つのVBV遅延の差の大きさを示して、また、応答において、比較器323の出力と関連して作用し、(動作中のビットストリーム用)ビデオ/音声符号化器または(格納されているビットストリーム用)サーバにおけるデータ生成を調整するためにバッファ制御信号S12を発生する。

0045

入力ストリームに存在するVBV遅延番号は、復号化器においてバッファによって制御されるようにシステムのエンド-ツー-エンド(end-to-end)遅延を維持するために、符号化器(図示されていない)によってまず計算されることに注目しなければならない。減算器322によって生成されているVBV遅延と現在選択されているストリームS4Pにおいて使用されているVBV遅延との変位を測定することによって、論理ユニット325はバッファ制御信号S12をより高精度に調節する(modulate)ことができる。上記のように、バッファ制御信号S12は、ビットストリーム源のデータレートを高速化しまたは低速化するために使用される。

0046

図7は、図1および図2のリタイミングシステムに使用するために適した音声PTSリタイミングシステム300Aのブロック図を示す。音声PTSリタイミングユニット300Aは、図3に関連して上記に説明したように、本質的に、ビデオPTS−DTSリタイミングユニット300Vの機能的な部分集合である。このようなものとして、ビデオユニット300Vと音声ユニット300Aとの差のみが検討される。音声PTSリタイミングシステム300Aは、図3のビデオPTS−DTSリタイミングシステム300Vに示されたVBV管理構造を含まないことに注目すべきである。

0047

音声PTSリタイミングユニット300Aは、PES切り替え器230(PES層リタイミングシステム200)またはPESデマルチプレクサ137(トランスポート層リタイミングシステム100)からPES入力ビットストリームS4Pを受けて、PES出力ビットストリームS7PをTSE150に配付する。TSEは、その出力でPCRスタンプ処理(PCR stamping)を実行する。TSEは、同期化されたPCRベース基準を(27MHzのステーションクロックを300で割った)90KHzレートでフィードバックする。PTS−DTSリタイミングユニットは、以下のように動作する。

0048

電源投入初期化時において、初期設定コマンドS306は、格納された時間基準S303を新タイムスタンプレジスタ320にセレクタ318が転送することを引き起こす。入力ビットストリームS4P内の音声PESを復号化する度毎に、フレームレート(FR)レジスタ308Aに格納されているオフセット数は、加算器310によって新しいタイムスタンプS308Aに加算される。この加算結果は、セレクタ318を介して新タイムスタンプレジスタ320に返される。

0049

音声PES復号化器302Aは、入力データストリームS4P内の音声PES開始コードを検出して、音声PES検出信号S312Aを生成する。音声フレームレート復号化器304Aは、4ビットのフレームレートコードS310を取り出す。ルックアップテーブル(LUT)306Aは、オフセット数S311Aをフレームレートレジスタ308Aに提供する。音声PES検出信号S312Aに応答して、フレームレートレジスタ308Aは、格納されたオフセット数を加算器310に提供する。加えて、音声PES検出信号S312Aは、新タイムスタンプレジスタ320に結合される。各PES間隔において、新タイムスタンプレジスタ320は、広く一般に存在する(prevailing)フレームレートによって決定される固定された定数S318を用いて更新される。

0050

PTS復号ユニット326は、入力データストリームS4P内のPTSを復号化し、PTS信号S320を生成する。復号化されたPTSは、新タイムスタンプレジスタ320に格納された番号S308が新しいPTS S326として多重化ユニット344に結合されることを示す。制御器343は、出て行くデータストリームS7P内の適宜ビット(appropriate bit)の位置を追跡して、多重化ユニット344が更新値をストリーム内の正確な位置に挿入することを引き起こす。出て行くデータストリームS7Pは、通常の方法でトランスポートストリーム符号化器150に進む。

0051

図4は、例えば、「遠隔の末端の復号化器」または家庭用ATSCテレビジョンシステムに使用される受信器/復号化器システム400のブロック図を示す。トランスポートストリーム復号化器(TSD)405は、(例えば、ダイレクト放送(direct broadcast)システムからの)入力トランスポートストリームを通常の方法にて復号化し、PESデータストリームを生成するとともに、同様にPCRおよびPCRBデータをPES復号化器415に供給する。復号化器415は、音声およびビデオPESストリームを通常の方法にて復号化し、音声およびビデオの再生成のために適宜の音声およびビデオシステム(図示されていない)に結合されることができる出力信号を発生する。図4のシステムは、記録されたシーケンス(例えば、ビデオディスク、CD、コンピュータ記憶デバイス等)へ切り替えることを考慮に入れていない。

0052

図5は、図4に示されるシステム400といった家庭用の受信器/復号化器システム500のブロック図を示し、本発明に従う改良を含む。記録されたシーケンスへ切り替えることを適用する(accommodate)ために、図5のシステム500は、ビットストリームサーバ520、例示的には、家庭用記録器テープサーバを含み、このサーバはプログラム素材(material)をPESフォーマットで格納する。図2に関連して以前に検討したように、PESの記憶装置は、トランスポートストリームのオーバヘッドの格納を回避するので、トランスポートストリームの記憶装置より効率的である。

0053

TSD505は、図4のTSD405と実質的に同じに動作する。さらに、PES切り替え器530およびサーバ520は、それぞれ、図2のPES切り替え器230およびPESサーバ220と実質的に同じに動作する。また、PTS−DTSリタイミングユニット300は、図2および図3のPTS−DTSリタイミングユニット300と実質的に同じに動作する。

0054

(PES復号化器のバッファの適正な満杯状態を維持するために)フロー制御を許容するバッファ(図示されていない)は、記録器/サーバ520またはPES切り替え器530に含められることができる。PTS−DTSリタイミングユニット300をトランスポート復号化器のPCRB信号に対してロックすることは、放送から直接の(off-air)ビットストリームと記録されたビットストリームとの間の円滑な切り替えを確実にする。放送から直接の信号がない場合、PTS−DTSリタイミングユニット300は、トランスポート復号化器内の電圧制御式水晶発振器VCXO)といった自走(free-runnnig)PCRタイミング源に基づいて(from)動作する。

0055

図6は、本発明に従うビットストリーム発生器600のブロック図を示す。ビットストリーム発生器は、例えば、音声およびビデオテトストリームをPESフォーマットで格納するビットストリームサーバ620を備える。格納されたPESデータは、図2および図3のPTS−DTSリタイミングユニット300と実質的に同じに動作するPTS−DTSリタイミングユニット300に結合される。リタイミングユニット300は、TSE650に結合される連続的に環状にする(continuously looping)音声および/またはビデオビットストリームを生成する。TSE650は、図2のシステム200のTSE250と実質的に同じに動作し、結果のトランスポートストリームS11を生成する。

0056

図6の連続的ルーピング(continuously looping)ビットストリームシステムは、例えば、図2のシステム200によって向けられる問題に類似の問題、すなわち、無関連のタイミング情報を有する2つのビットストリームを継ぎ目無しに接続することに向けられる。上記のように2つのビットストリーム間で切り替えを行う場合においては、ビットストリームはそれぞれ異なる発生源から由来する。ビットストリーム発生器の筋書きの場合には、「切り替え」はビットストリームの終わりから同一のビットストリームの始めへである。このため、「2つの」(すなわち、始めおよび終わりの)ビットストリームのタイミング情報は同期化されず、そしてTSE650は、第2番目の(すなわち、始めの)ビットストリームのタイミング再調整をなしに、準拠しないトランスポートストリームを生成するかも知れない。

0057

本発明の別のアプリケーションは、対話型ディジタルビデオディスク(DVD)サーバの使用にある。ビットストリームがPESストリームとしてディジタルビデオディスクに記録される場合、そのときディスク上の対話型フレーム切り替えは、記述されたリタイミング方法を使用して可能である。例えば、DVDに基づく対話型ゲームにおいて、ユーザは多数の可能な動作(例えば、扉を開く、武器を取る、誰かまたは何かと話す等)のうち1つを選択できて、その各動作は、異なる音声/ビデオシーケンスを再生すること(playing)を必要とする。これらのシーケンスは、格納されたシーケンスから別のシーケンスに切り替わるとき、タイミング再調整する必要がある所定のタイミング情報と一緒にDVD上に格納されている。

0058

本発明の上記の実施例は、関連する標準に対する準拠を維持する一方で、例えば、圧縮されたATSCトランスポートおよびPESビットストリーム上の様々な動作を実行する、本発明によって使用される方法を例示する。この方法は、バッファのオーバフローまたはバッファのアンダフローが直接的な方法で回避されるように、フロー制御を調整する(regulate)。また、本発明は、(MPEG標準を参照する)ATSC標準に記載されている予め規定された重ね継ぎ(splicing)点だけでなく、多数の場所でビットストリームから出る方法を提供する。例えば、Iフレームまたはアンカーフレームにおいてストリームに入るべきことに注目しなければならない。

0059

本発明の教示を包含する様々な実施の形態が詳細に示され、且つ記述されてきたけれども、当業者であれば、これらの教示を包含する多数の他の多様な実施の形態を容易に考案することができる。本発明は広範な適用性を有する。

0060

例えば、本発明は、ロックされていない異なるサービス間の重ね継ぎすることを実行するスタジオにおいて有用である。本発明によれば、家庭用(すなわち、消費者の)記録器が高品質な重ね継ぎを作り出すこと可能にし、波打ち(waving)、ブルーフィールド(blue-field)およびスタジオ品質でない他のアーティファクト(artifact)を避ける。本発明は、画像品質を低下させることなく、例えば、テレビジョンピクチャからVCRピクチャへの切り替えを許容する。

0061

本発明は、いかなる記憶媒体に伝送されまたは格納されると共にビットストリームに再多重化される、例えば、補助データまたは制御データといった、いずれのデータストリームに対して有用である。例えば、放送会社がデータストリームの余剰容量データ配信サービス(例えば、「ポイントキャスト(pointcast)」情報サービス番組案内、種々雑多な(assorted)遠隔通信サービス、等)に販売したい場合、そのとき放送会社はデータストリームを容易に操作する必要がある。本発明は、この操作を行うツールを提供する。

0062

上記および他の実施の形態は特許請求の範囲に含まれる。

図面の簡単な説明

0063

図1図1は、本発明に従うトランスポート層の切り替えリタイミングシステムのブロック図である。
図2図2は、本発明に従うパケット化された基本ストリーム層の切り替えリタイミングシステムのブロック図である。
図3図3は、図1および図2のリタイミングシステムに使用するために適したビデオPTS−DTSリタイミングシステムのブロック図である。
図4図4は、受信器/復号化器システムのブロック図である。
図5図5は、図4に示されるシステムといった家庭用受信器/復号化器システムのブロック図であり、本発明に従う改良を含む。
図6図6は、本発明に従うビットストリーム発生器のブロック図である。
図7図7は、図1および図2のリタイミングシステムに使用するために適した音声PTSリタイミングシステムのブロック図である。

--

0064

100…トランスポート層切り替え・リタイミングシステム、110…ビデオ・音声パケット化基本ストリーム(PES)符号化器、120…トランスポートストリームサーバ、130…トランスポートストリーム切り替え器、135…トランスポートストリーム復号化器135、137…PESデマルチプレクサ(分離器)、150…トランスポートストリーム符号化器(TSE)、S2T、S3T、S4T…トランスポートストリーム、S4P…パケット化された基本ストリーム、S4PA…音声PES、S4PV…ビデオPES、300A…音声PTSリタイミングユニット、300V…ビデオPTS−DTSリタイミングユニット、S5…データストリーム、S8…受信器準備未了信号、S9…プログラムクロック基準ベース(PCRB)信号、S10…27MHzステーションクロック信号、S11…出力トランスポートストリーム、S12…バッファ制御信号
200…PES層の切り替え・リタイミングシステム、210…ビデオ・音声PES符号化器、220…PESサーバ、230…PES切り替え器
302…PES・シーケンス・ピクチャ・VBV遅延復号化器、304…フレームレート復号化器、306…検索表(ルックアップテーブル:LUT)、308…フレームレート(FR)レジスタ、310…加算器、312…PCRB直並列変換器、314…加算器、316…調整された時間基準レジスタ、318…セレクタ、320…新タイムスタンプレジスタ、322…減算器、323…比較器、324…VBV遅延更新レジスタ、325…論理ユニット、326…PTS復号ユニット、328…DTS復号ユニット、332…減算器、334…論理積ユニット、336…加算器、338…PTS更新レジスタ、340…DTS更新ユニット、343…制御器、344…マルチプレックスユニット、S301…並列(バイト)ストリーム、S302…調整されたPCRB時間基準、S303…格納されている時間基準、S304…復号化器遅延時間、S306…初期化コマンド、S308…新タイムスタンプ、S310…フレームレートコード、S311…オフセット数、S312…シーケンス検出信号、S313…PES検出信号、S314…ピクチャ検出信号、S316…VBV遅延番号、S317…出力信号、S320…PTS信号、S321…DTS信号、S323…DTS表示フラグ、S326…新PTS、S327…新DTS、302A…音声PES復号化器、304A…音声フレームレート復号化器、306A…ルックアップテーブル(LUT)、308A…フレームレートレジスタ、S308A…新タイムスタンプ、S310A…フレームレートコード、S311A…オフセット数、S312A…音声PES検出信号
400…受信器/復号化器システム、405…トランスポートストリーム復号化器(TSD)、500…受信器/復号化器システム、505…TSD、520…ビットストリームサーバ、530…PES切り替え器、600…ビットストリーム発生器、620…ビットストリームサーバ、650…TSE

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ