JP3762428B2 - デジタル・ビデオ送信システム - Google Patents

Description

本願は、「デジタル・プログラム・サービス分配システムにおいてクローズド・キャプショニングを提供するための装置および方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｃｌｏｓｅ Ｃａｐｔｉｏｎｉｎｇ Ｉｎ Ａ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する１９９３年１月２０に出願された米国出願第０，８／００６，４７６号の一部継続出願である。本願は、「イメージ形成サービスを含む複数のデジタル・サービスを送信するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ Ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ」と題する米国出願弁理士整理番号第４４６３９−Ａ−５４２号、「同期検出用のメモリ効率方法および装置（Ｍｅｍｏｒｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｓｙｎｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）」と題する米国出願弁理士整理番号第４４６４１−Ａ−５４６号、「ＱＰＳＫキャリアを標定追跡するための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｌｏｃａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ ａ ＱＰＳＫ Ｃａｒｒｉｅｒ）」と題する米国出願弁理士整理番号第４４８５２−Ａ−５４９号、「多重サービス・データ受信機アーキテクチャ（Ｍｕｌｔｉ−Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）」と題する米国出願弁理士整理番号第４４６４２−Ａ−５４７号、および「圧縮されたデジタル・テレテキスト・サービスおよびテレテキスト・サポート・サービスを提供するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｔｅｘｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｔｅｘｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）」と題する米国出願弁理士整理番号第４４８９０−Ａ−５５１号に関連する主題を含み、これらは全て本願と同時に出願され、これら全てが含む開示は、本願に援用される。
発明の背景
発明の分野
本発明は、一般的にデジタル信号の伝送に関し、更に特定すれば、複数の遠隔地に送信するための、圧縮画像処理サービスや、当該画像処理サービスに伴う難聴者のためのクローズド・キャプショニング（ｃｌｏｓｅｄ ｃａｐｔｉｏｎｉｎｇ）のような補助データ・サービスを含む、複数のデジタル・サービスを多重化するシステムおよび方法に関するものである。
関連技術の説明
本発明の背景について、これより、種々のプログラム・サービスを加入者に分配する、ケーブル・テレビジョンや直接放送衛星（ＤＢＳ）システムのような有料テレビジョン・システムについて説明するが、本発明は、添付の請求の範囲に明示的に記載されているのを除いて、それらに決して限定されるものではない。
有料テレビジョン・システムにおいては、プログラマは種々の遠隔場所に分配するためのプログラムを生成する。「プログラム」は、ビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプショニングやテレテキストのような他の関連サービスで構成される。単一のプログラマが多くのプログラムおよびサービスも対応することを望む場合もある。典型的に、プログラマはこれらのサービスを衛星を通じて個々の加入者（即ち、ＤＢＳ加入者）および／またはケーブル・テレビジョン・オペレータに供給する。ケーブル・テレビジョン・オペレータの場合、衛星を通じて送信されたサービスは、オペレータのケーブル・ヘッド・エンド施設にて受信される。ケーブル・オペレータは、典型的に、多くのプログラマからのプログラムやその他のサービスを受信し、その加入者に分配したいプログラム／サービスを選択する。加えて、ケーブル・オペレータは、ケーブル・ヘッド・エンドに、局所的に生成したサービスを挿入することもある。選択されたサービスおよび局所的に生成されたサービスは、次に同軸ケーブル分配ネットワークを通じて、個々の加入者に送信される。ＤＢＳ加入者の場合、各加入者は直接にプログラマからの衛星ダウン・リンクを受信することができる。
過去においては、ケーブルおよびＤＢＳシステムを含む有料テレビジョン・システムは、アナログ領域で処理されていた。しかしながら、最近、有料テレビジョン業界は、送信の前に、すべてのアナログ信号がデジタル信号に変換される全デジタル・システムに向かって動き始めている。デジタル信号伝送は、デジタル・データを送信および受信端で処理することにより、画質の改善を図ることができるという利点を提供する。更に、デジタル・データ圧縮技術が開発され、高い信号圧縮比が達成されている。デジタル圧縮によって、固定帯域内でより多数の個別サービスが送信可能になる。帯域制限は、衛星トランスポンダおよび同軸ケーブル分配ネットワークの双方によって課されるので、デジタル圧縮は非常に効果的である。
更に他の背景が、「複数のデジタル・サービスを送信するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）」と題する１９９２年１０月３０日出願の米国特許出願第９６８，８４６号に見出すことができる。この出願は、あたかも全てが記載されているかのごとく、本願に援用される。
音声およびデータ通信を含む遠隔通信、ならびに衛星、放送およびケーブル・テレビジョンを含むテレビジョンの、以前では別個であった技術を融合するという、高まりつつある傾向に伴い、かかるサービスの１つまたは複数の集合体を１つ以上処理可能な適応型伝送システムの開発に興味が寄せられつつある。今日までにかかるサービスを提供するために研究された主な媒体は、例えば、同軸ケーブル、地上マイクロ波、所謂セルラ無線機、放送ＦＭ、放送衛星、および光ファイバ等があり、その他にもいくつか名前があげられる。
各媒体はそれ自体の特性を有する。例えば、デジタル・データ伝送についてケーブルと衛星とを比較すると、ケーブルは中程度の誤り率を有する傾向があるが、誤りが発生するときは、誤りは長いバーストとなる。媒体としての衛星は、主に必要な信号出力が弱いために、非常に誤り率が悪く、したがって信号対ノイズ比も小さい。そして、衛星では、畳み込み誤り訂正器のような技術を利用することによって、特別に補正しているが、ケーブル環境では不要である。
「複数のデジタル・サービスを送信するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）」と題する１９９２年１０月３０日に出願された係属中の米国出願第０７／９６８，８４６号では、例えば、衛星またはケーブル分配ネットワークを通じて遠隔場所にサービスを搬送する多重データ・ストリームを発生するエンコーダが記載されている。この開示は本願に援用される。発生されたデータ・ストリームは、連続するフレーム列から成り、各フレームは２つのフィールドから成り、各フィールドは複数のラインから成る。１フィールドのラインの内第１群は、トランスポート層を定義し、ラインの第２群はサービス・データ領域を定義する。この開示された方式の特徴の１つは、多重データ・ストリームをフィールド毎に動的に変化させることができる能力である。この開示された方式の更に別の特徴は、多重データ・ストリームのデータ伝送速度が公知のアナログ・ビデオ・フォーマットの周波数、即ち、フレーム、フィールドおよび水平ライン速度に関係付けられていることである。
「遠隔場所に送信するために複数のデジタル・プログラム・サービスを多重化するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏ Ｒｅｍｏｔｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）」と題する１９９２年１１月２日に出願された、係属中の米国出願第０７／９７０，９１８号では、例えば、映像、音声、テレテキスト、クローズド・キャプショニング、および「その他の」データ・サービスの集合体から成る複数のデジタル・プログラム・サービスを多重化するための他のシステムが記載されている。この開示は本願に援用される。これに開示された方式によれば、各々トランスポート層領域とプログラム・データ領域とを有する複数のサブフレーム・データ・ストリームが発生される。次に、これらサブフレーム・データ・ストリームは、トランスポート層領域とサブフレーム・データ領域とを有するスーパーフレームに、共に多重化される。
加入者の家庭にある、または他のいずれかの受信端末にあるデコーダは、多重化データ・ストリームを種々のサービスに分離する。かかるサービスの１つが従来のテレビジョン・ビデオ画像である。効率的にビデオ画像を転送するために、画像内の冗長情報は除去することが好ましく、このプロセスをビデオ圧縮と呼んでいる。多数のビデオ圧縮技術が提案されており、いくつかの技術は、例えば、国際標準機構、ＩＳＯ−１１１７２および１３８１８に採用されている。通常これをＭＰＥＧ標準（ＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２を含む）と呼んでおり、ＭＰＥＧとはＭｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐのことである。いくつかの製造者はＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２で圧縮されたビデオ・データを伸張する集積回路を既に開発している。例えば、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ−ＣＳＦ、Ｃ−Ｃｕｂｅ、およびＬＳＩ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは全て、かかる伸張用集積回路を開発している。
標準的アナログＮＴＳＣ複合ビデオ信号は、既に圧縮されたフォーマットである。対角線輝度解像度（ｄｉａｇｏｎａｌ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）は、輝度帯域内にカラー・サブキャリアを収容するために放棄された。不幸にして、カラー・サブキャリアの存在のために、隣接するサンプルおよび隣接するフレーム間の相関が減少し、更に多くの圧縮段を適用するのが困難になった。この理由のために、効率的な圧縮アルゴリズムが、ＮＴＳＣ信号ではなく、元の分離成分、即ち、輝度Ｙ、第１色差Ｕ、および第２色差Ｖ（輝度および色差）に適用されている。
ビデオの圧縮は、当該信号から冗長度をなくすことを基本としている。ビデオ信号には主に２種類の冗長度、即ち心視覚的冗長度（ｐｓｙｃｈｏｖｉｓｕａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）と数学的冗長度とがある。効率的な伝送システムは、双方の種類の冗長度をなくす。
信号内の心視覚的冗長度は、人間の目および脳が使用しない情報を伝送する結果として発生し、説明することはできない。明白な例の殆どは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の過剰なクロミナンス帯域である。ビデオ信号がＲ，Ｇ，Ｂ成分として表わされる場合、画質に認知可能な低下を起こさずにこれらの成分を減少させることはできない。しかしながら、最大帯域の輝度信号があると、目はカラー情報の大きな帯域減少を検出することはできない。ＮＴＳＣは、線形マトリクスにより元のＲ，Ｇ，Ｂ信号をＹ，Ｕ，Ｖ成分に変換することによって、この人間の心視覚特性を利用している。こうすると、Ｕ，Ｖ成分は、明確な画質の損失を受けずに、輝度成分の２５％に帯域を減少することができる。しかしながら、ＮＴＳＣは完全には色差冗長度を利用していない。水平方向においてのみ帯域を減少しているが、目は垂直方向のクロミナンスの詳細にも同様に鈍感である。心視覚冗長度の他の形態は、高速移動物体上の輝度の細部、輝度対角線解像度、高コントラスト比遷移（エッジ・マスキング）に近い輝度の細部を含む。心視覚冗長度の解消は、冗長情報を分離し破棄可能な領域に信号を変換することによって進められる。
数学的冗長度は、信号のいずれかのサンプルが、同一信号内の他のいずれかのサンプルと非ゼロ相関係数を有するときに発生する。これは、ある潜在的な情報が１回以上表わされており、これを除去することによってデータ圧縮に導くことができることを意味する。ある典型的な画像の最少にサンプルされたテレビジョン輝度信号では、隣接するサンプルは通常９０ないし９５％相関関係がある。
隣接するフレームは、静止領域では１００％相関関係があり、平均して９０％を超える相関関係がある。
ビデオ圧縮では、動画の冗長情報を個々の画素毎、ライン毎、およびフレーム毎に除去する。圧縮された動画は、多重化されたデータ・ストリーム内のサービスの一部として効率的に転送される。
今日の機器では、動画は典型的に、アナログＮＳＴＣ複合ビデオ信号やＰＡＬ信号のような標準的信号形式で符号化されている。これらの信号は、情報フレームの周期的繰り返しを含み、各フレームは情報ラインの周期的繰り返しを含み（１フレーム内のラインは第１および第２フィールドに編成されている）、更に各ラインは同期情報部分とアクティブ・ビデオ部分とを含む。１フレームのラインの第１サブセットが垂直同期に使用される。１フレームのラインの第２サブセットが、垂直ブランキング期間（以後ＶＢＩ）の間、多くの形式のデータの中で、ライン２１上の難聴者のためのクローズド・キャプショニングのような、補助データを転送するために使用される。垂直ブランキング期間の間に転送されるデータをＶＢＩデータと呼ぶ。残りのラインは、フレームのラインの第３サブセットを構成し、ビデオ画像を含む。標準的なビデオ圧縮技術で最も圧縮可能なのはこのビデオ画像である。
ビデオ圧縮技術では、補助データ即ちＶＢＩデータは、圧縮前に画像から除去される。したがって、例えば、ＮＴＳＣ信号の垂直ブランキング期間の間に送信される補助ＶＢＩデータに依存してきたユーザは、多重データ・ストリームによって送信される圧縮された動画サービスを受ける場合、かかるサービスを享受することができなくなる。
発明の概要
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服することである。本発明の更に他の目的は、全種類のＶＢＩデータを送信するために、業界標準に準拠した装置を提供することである。本発明の更に他の目的は、標準ＭＰＥＧフォーマットで符号化されたＶＢＩデータをデコードし、エンコーダ端において適切なデータを符号化することにより、シンボルの幅、シンボルの高データ・レベル、およびシンボルの低データ・レベルを柔軟に制御可能な装置を提供することである。
これらおよびその他の目的は、圧縮ビデオ・データを複合ビデオ・データに処理するビデオ・システムにおいて達成される。複合ビデオ・データは、複数の標準形式から選択された標準複合ビデオ信号形式に対応し、かかる複数の標準形式には、ＮＴＳＣ複合ビデオ信号形式およびＰＡＬビデオ信号形式の少なくとも一方が含まれ、前記ビデオ・システムは、プロセッサと、標準ビデオ伸張器と、ビデオ・インターフェースとを含む。標準ビデオ伸張器は、圧縮されたビデオ・データを処理し、伸張されたビデオデータおよびユーザ・データを得る。ユーザ・データにはＶＢＩデータが符号化されている。プロセッサはユーザ・データからＶＢＩデータを抜粋する。ビデオ・インターフェースは、伸張されたビデオ・データおよびＶＢＩデータを処理し、ＶＢＩデータが符号化された複合ビデオ・データを得る。ビデオ・インターフェースは、ＶＢＩデータを処理してＶＢＩ信号データとするＶＢＩデータ発生器と、ビデオ伸張器に結合されていて伸張されたデータを受信する混合器であって、ＶＢＩデータ発生器に結合されＶＢＩ信号データを受信し、走査線のアクティブ部分の間に出力Ｙ，Ｕ，およびＶのデータを発生する前述混合器と、Ｙ，ＵおよびＶデータを処理して複合ビデオ・データとする回路とを含む。
【図面の簡単な説明】
以下の好適実施例の記載において、以下の図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明によるデコーダ部分の部分的ブロック図である。
図２は、本発明のビデオ・プロセッサを示すブロック図である。
図３は、本発明のビデオ・インターフェースを示すブロック図である。
図４は、本発明のＶＢＩデータ発生器を示す例示ブロック図である。
図５は、本発明の単純な結合器の例を示す概略図である。
図６は、米国特許出願第９６８，８４６号に記載されているような、複数の遠隔場所に送信するための、複数のデジタル・サービスを多重化するシステムの部分的ブロック図である。
図７は、エンコーダによって発生された多重データ・ストリームの模式図である。
図８は、ＮＴＳＣビデオ・サービスを送信するための、関連技術の多重データ・ストリームのフレームの全体的配列および内容を詳細に示す。
図９は、関連技術の多重データ・ストリームのフレームの例示的な第１フィールド内で搬送可能な、データおよびサービスを詳細に示す。
図１０は、関連技術の多重データ・ストリームのフレームの例示第２フィールド内で搬送可能な、データおよびサービスを詳細に示す。
図１１は、本発明のための例示的な環境を簡略化して示すブロック図である。
図１２は、デコーダ２１６のブロック図である。
図１３は、本発明によるライン２１の波形の一例を示す。
図１４は、図１２のライン２１形成回路２４２のブロック図である。
図１５は、本発明による別のフレーム・フォーマットである。更に、
図１６は、本発明による更に別のフレーム・フォーマットである。
好適実施例の詳細な説明
以下に、米国特許出願第９６８，８４６号における開示の一部を、図６ないし図１０に関してまとめると共に補正し、本発明の具体的応用を説明する際に有用な情報を更に与えることにする。
６図は、複数の遠隔場所（図示せず）に送信するための、複数のデジタル・サービスを多重化するシステム１００の部分的ブロック図である。有料テレビジョンの場合、システム１００は複数のサービス・エンコーダ１１２を含み、各々が「プログラマ」によって動作される。図示のように、システム１００内には任意の数Ｎのプログラマが存在してもよい。発明の背景で述べたように、プログラマは、種々の加入者に分配するための「プログラム」を提供する実体（ｅｎｔｉｔｙ）である。例えば、図６に示すように、プログラマ１はプログラム１ないしＮを提供することができる。各プログラムは、ビデオ、オーディオおよびクローズド・キャプショニングのような、１組の関連するサービスを含む。一例として、図６は、プログラマ１が、ビデオ・サービス１１４と、ステレオ音響のような２つの関連するオーディオ・サービス１１６，１１８とから成るプログラム１を提供していることを示す。与えられたプログラムは、関連するサービスの集合体で構成することができ、プログラマはいかなる数のプログラムでも提供可能である。
典型的には、各プログラムの個々のサービスは、アナログ・フォーマットで生成される。本発明のシステムおよび方法によれば、各エンコーダ１１２は、アナログ形式のサービスをデジタル・サービスに変換する複数のアナログ／デジタル変換器１２０を有する。加えて、ビデオおよびオーディオ・サービスはビデオおよびオーディオ圧縮装置１２２によって圧縮可能であるが、圧縮は必要ではない。当業者は知っているように、多くの使用可能なビデオおよびオーディオ圧縮技術がある。例えば、ＭＰＥＧは、デジタル・ビデオ・サービス業界で広く用いられているビデオ圧縮アルゴリズムを開発した。ベクトル量子化は、デジタル・ビデオのための別のより新しい圧縮技術である。本発明によれば、ビデオおよびオーディオ圧縮装置１２２ではいずれの圧縮技術でも採用可能であり、装置１２２は、どの圧縮方法にも決して限定されるものではない。更に、先に述べたように、オーディオおよびビデオ・サービスの圧縮は必要ではない。圧縮は、単に、所与の帯域内で送信可能なデータ量を増大する役目を果たすに過ぎない。
各エンコーダは更にサービス・マルチプレクサ１２４を含む。後に更に詳しく説明するが、サービス・マルチプレクサ１２４は、本発明の方法にしたがって機能し、ケーブル・ヘッド・エンド設備またはＤＢＳ加入者のような遠隔場所への送信のために、個々のデジタル・サービスを多重化する。各エンコーダ１１２内のサービス・マルチプレクサ１２４は多重データ・ストリーム１２６を発生し、衛星１３０を通じて遠隔場所に送信するために、送信機１２８に供給する。図６に示すように、各プログラマ（例えば、プログラマ１．．．プログラマＮ）は、それ自体の多重データ・ストリーム１２６を提供する。後に更に詳しく説明するが、多重データ・ストリームは、ケーブル・ヘッド・エンド、ＤＢＳ加入者、またはケーブル加入者のような種々の遠隔場所において、受信可能である。各遠隔場所は、サービス・デマルチプレクサを用いて、本発明の方法にしたがって、多重ストリームから選択したサービスを抽出する。サービス・デマルチプレクサの更なる詳細は、後に説明する。
図７は、各エンコーダ１１２内の各サービス・マルチプレクサ１２４によって発生される多重データ・ストリーム１２６の模式図である。本発明によれば、多重データ・ストリーム１２６は、連続する「フレーム」のシーケンスから成る。図示のように、各フレームは２つの「フィールド」から成る。後に更に詳しく説明するが、各フィールドは多重化されたサービス・データと、本発明のシステムを動作させるために必要な「システム・データ」を含む「トランスポート層」とを含む。ある形式のシステム・データは単一のフィールドで送信するには数が多すぎるので、これらのデータ形式は、「フィールド群」と呼ばれる１連のフィールドに跨がって送信される。例えば、１つの群サイクルは８フィールドから成るが、１つの群サイクルは任意数のフィールドによっても定義することができる。本質的に、群サイクルは、多重データ・ストリーム１２６における境界を規定し、その中で１組のシステムおよび暗号に関連するデータ全体が送信される。これら群サイクルの境界は固定でも、動的に変化してもよい。以下で説明するが、各遠隔場所のサービス・デマルチプレクサは、次の群サイクルに含まれるサービス・データから選択したサービスを抽出するために、所与の群サイクル内のシステム・データを必要とする。
図６に関連して説明したように、多重データ・ストリーム内で搬送されるビデオ・サービスは、典型的には、アナログ・ビデオ信号として発生し（ＨＤＴＶ信号を除く）、図６に示すように、アナログ／デジタル変換器１２０によってこのアナログ・ビデオ信号が「デジタル化」され、「デジタル・サービス」となる。以後に更に詳しく説明するが、加入者場所において、選択されたビデオ・サービスが多重データ・ストリームから抽出され、例えばテレビジョンのような表示装置上で目視される。しかしながら、目視の前に、デジタル・ビデオ・サービスは、再度それらのアナログ形式に変換されなければならない。当業者は知っているように、テレビジョン業界で広く用いられている、いくつかのアナログ・ビデオ信号フォーマットがある。ＮＴＳＣフォーマットは米国で広く用いられており、一方ＰＡＬフォーマットはヨーロッパの殆どで用いられている。
本発明の一実施例において、そしてシステム１０全体にわたってハードウエア構造および周波数発生を簡略化するために、多重データ・ストリーム１２６の全体的フレーム構造および送信速度は、多重データ・ストリームにおいて搬送されるビデオ・サービスの特定のアナログ・ビデオ・フォーマットに関連付け、かつそれに依存することが好ましい。多重データ・ストリームのフレーム構造およびデジタル送信速度は、多重データ・ストリームにおいて搬送されるビデオ・サービスがＰＡＬビデオ信号か、あるいはＮＴＳＣビデオ信号かによって異なる。鍵となるアナログ・ビデオ周波数に関連付けてデジタル多重データ速度およびクロックを用意することにより、システム全体のハードウエア構造を簡略化することになる。特に、加入者場所におけるアナログ・ビデオ（同様に、オーディオ）信号の再生は、大幅に簡略化される。
図８は、多重データ・ストリームにおいて搬送されるビデオ・サービスがＮＴＳＣビデオ信号フォーマットに基づく場合の、図７の多重データ・ストリームの例示フレームの全体的配列および内容を示す。多重データ・ストリームのフレーム構造および送信速度は、アナログＮＴＳＣのそれに関連付けることが好ましい。以下で更に詳しく説明するが、例えば、多重データ・ストリームの全体的なデータ速度を、アナログ・テレビジョン・ライン周波数Ｆ_hに関連付ける。ＮＴＳＣビデオ信号の場合、１５．７３５４ｋＨｚである（即ち、Ｆ_h＝１５．７３４ｋＨｚ）。図８に示すように、１つのフレームは複数のラインから成り、その各々は１７１バイト長（即ち、１３６８ビット）であることが好ましく、搬送されるビデオ・サービスがＮＴＳＣフォーマット信号の場合、フレームは５２５本のラインを有する。例えば、デジタル・サービスは５２５本のラインのフレームを含むことができ、各ラインは１７１バイトを有し、１秒当たり１５，７３４ラインの速度で送信され、それぞれのアナログ・サービスに対応する。当業者は認めるように、フレームの５２５本のラインは、アナログＮＴＳＣ画像のライン数に対応する。加えて、各フレーム内のラインは、２つの「フィールド」を含むように編成され、その各々が２６２本のラインを含む。検査ラインが第２フィールドに付加され、合計で５２５本のラインとなる。更に、当業者は認めるように、この２フィールド構造は、ＮＴＳＣ信号の２フィールド・フォーマットに類似するものである。
多重データ速度とアナログＮＴＳＣ周波数との間の対応を取るために、フレームの各ラインは、Ｆ_hに等しい周波数、即ち、水平ライン周波数で送信される。ＮＴＳＣビデオの場合、Ｆ_hは１５．７３４ｋＨｚである。したがって、ＮＴＳＣビデオ・サービスが多重において搬送される場合、多重データ速度は以下のようになる。

５２５本のラインで期待されるように、全体的なフレーム速度は２９．９７Ｈｚであり、これはＮＴＳＣビデオ信号のアナログ・フレーム速度に等しい。当業者は認めるであろうが、１３６８Ｆ_hの多重速度は、正確にはＮＴＳＣ再生速度（ＮＴＳＣ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ）には一致しない。ＮＴＳＣ再生速度は実際には１３６５Ｆ_hであり、したがって加入者場所のデコーダは速度変換を行って、正確にアナログＮＴＳＣビデオ信号を再生しなければならない。単一の２１．５Ｍｂｐｓ多重データ・ストリームは、６Ｍｈｚのケーブル・チャネル内で変調しかつ送信することができ、２つの２１．５Ｍｂｐｓ多重データ・ストリームは、単一のＣ−バンド衛星トランスポンダによってインターリーブされ、送信される。
更に図８を参照する。フレームの各フィールドは、ＶＳＹＮＣワード１４２で始まり、各ラインはＨＳＹＮＣバイト１４６で始まっている。以下で説明するが、各加入者場所におけるデコーダのサービス・デマルチプレクサは、ＨＳＹＮＣおよびＶＳＹＮＣのパターンを用いて、多重データ・ストリームを受信後にフレーム同期およびフィールド同期を取る。ＶＳＹＮＣワード１４２は、各フィールドに対して同様に発生され、１フィールドおきにビットを反転させてもよい。ＨＳＹＮＣバイト１４６は、各ラインに対して同一であることが好ましい。各フィールド内のＶＳＹＮワード１４２の後には、「トランスポート層」１４４が続くことが好ましい。通常、各フィールド内のトランスポート層１４４は、本発明のシステムの動作に必要な「システム・データ」を含み、更に重要なのは、「システム・データ」の内容および構造、ならびにフィールド内で後に続くサービス・データを指定する。以下で更に詳しく説明するが、トランスポート層１４４の重要な部分は「多重マップ」であり、これは各フィールド内でＶＳＹＮＣワード１４２の直後に位置する。多重マップは、フィールド内で後に続くトランスポート層パケットの数および位置を指定するもので、フィールド毎に動的に調節可能とすることにより、高い柔軟性を達成している。
図８に示すように、各フィールドのトランスポート層の後には、多重データ・ストリームにおいて搬送されるオーディオおよびビデオ・サービスを含むサービス・データ空間１４８が続く。以下で更に詳しく説明するが、各フィールド内で搬送される複数のビデオ・サービスおよびオーディオ・サービスは、当該フィールド内で様々に配置されるので、システムは多数のサービス・データ速度に対応することができる。あるサービスのデータ速度は、ＨＤＴＶ速度（約１７Ｍｂｐｓ）から１．５４４Ｍｂｐｓの遠隔通信標準Ｔ１データ速度まで可変である。ビデオ、オーディオおよびその他のサービスに割り当てられるデータ量は、サービス間で調節可能である。オーディオ・サービスに用いられないサービス・データ空間の部分は、ビデオまたはその他のサービス・データに再割り当てしてもよい。オーディオ・サービスはフィールド内のビデオ・サービスには連携されていないので、システムは「ラジオ」サービスを提供することができる。フィールド内のサービス・データの動的配置のために、個々のビデオ・サービスは、同一データ速度を有する必要がない。１つの多重データ・ストリーム内でプログラマが提供できるサービスに可能な組み合わせは、多重データ・ストリームの最大データ速度（即ち、２１．５Ｍｂｐｓ）および可変の区画用増分幅によってのみ制限される。柔軟性のある本方法を用いれば、遠隔通信標準Ｔ１速度までの低いデータ速度のあらゆるデジタル・サービスに将来対応することができる。更に図示するように、各フレームのトランスポート層１４４およびサービス・データ部分１４８は、２０バイトのリード・ソロモン誤り訂正コード１５０を用いて、エラー・コード化されている。しかしながら、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、いずれのブロック・オリエンテドな訂正方式を用いてもよいことを当業者は認めよう。
図９は、本発明の一実施例による多重データ・ストリームの例示フレームの第１フィールドの全体的な配列と内容を更に詳細に示す。図示のように、トランスポート層１４４の第１ライン（即ち、フィールドのライン２）は、多重マップ１６２を含むシステム・データ・パケット１６０（ＳＤＰ）から成る。トランスポート層に続くラインは、サービス・シード・パケット１６４（ＳＳＰ：ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、ビデオ多重制御パケット１６６（ＶＭＣＰ）、仮想チャネル・マップ・パケット１６８（ＶＣＭ）、テレテキスト・データ・パケット１７０（ＴＴ）、アドレス指定可能なデータ・パケット１７２（ＡＤＰ）、および任意選択のシステム・パケット１７４を含むことができる。多重マップ１６２は、各フィールドと共に送信され、当該フィールドのトランスポート層１４４内の１つおきのデータ・パケット形式の数と位置とを指定する。多重マップ１６２を用いることによって、トランスポート層のパケットの互いの形式の数および位置を、フィールド毎に動的に変更し、程度の高い柔軟性を達成することができる。例えば、後に更に詳しく説明するが、多重マップ１６２は、「最大フィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）」モードで用いることができ、多重データ・ストリームの１フィールド全体を、アドレス指定可能なデータ・パケット１７４（ＡＤＰ）のようなシステム・データのために使用できるようにする。トランスポート層パケットの各形式を各フィールド毎に送信する必要はない。例えば、システム・シード・パケット１６４（ＳＳＰ）のようなあるパケットは、暗号サイクル（ｃｒｙｐｔｏｃｙｃｌｅ）の最初の数フィールドにおいてのみ送信すればよい。各パケット内のデータの内容および配列については、後により詳しく説明する。
更に図９を参照する。各フィールドの一部はサービス・データ１４８に割り当てられる。本発明の方法によれば、オーディオ・サービス、ユーティリティ・データおよびクローズド・キャプショニング・サービス、ならびにビデオ・サービスは、フィールド内で分離されている。図示のように、ユーティリティ・データおよびクローズド・キャプショニング・データ１７６は、トランスポート層１４４の各ラインの先頭で送信することもできる。各フィールドのオーディオ部分１７８は、送信される種々のオーディオ・サービス間で比例的に割り当てられる。各フィールドのオーディオ部分１７８のサイズは、異なる数のオーディオ・サービスを収容するために調節可能である。例えば、各フィールドのオーディオ部分１７８は、サービス・データ領域１４８の各ライン上で、最大２１バイトを含むことができる。
各フレームのサービス・データ１４８のビデオ部分１８０は、複数のより小さなビデオ・データ・パケット１８２（ＶＤＰ）から成る。例えば、ＶＤＰは、各々６０ビット幅としてもよいが、本発明の精神および範囲からは逸脱することなく、いずれのサイズのＶＤＰでも用いることができる。ＶＤＰ内の６０ビットの各々は、送信される特定のビデオ・サービスに割り当てることができる。例えば、５つのビデオ・サービスが送信される場合、各サービスには各ＶＤＰから１２ビットを割り当てることができる。各ＶＤＰ内の６０ビットは、種々のサービス間で、各サービスの個々のデータ速度に比例して割り当てることができる。例えば、高速のビデオ・サービスに割り当てる各ＶＤＰ内のビットは、低速のビデオ・サービスよりも多くすることができる。単一フレーム内のＶＤＰビットの割り当ては固定としてあるが、この割り当てはフレーム毎に調節することができる。以下でより詳しく説明するが、各トランスポート層１４４内のビデオ多重制御パケット（ＶＭＣＰ）は、所与のフィールドのＶＤＰ内のビデオ・サービスの割り当てを指定する。好適実施例では、ＶＭＣＰは各フィールドのトランスポート層で送信されるが、各ＶＤＰ内のサービスの割り当ては、統計的多重化処理をサポートするようにのみ、各フレーム毎に動的に変更可能とすることができる。しかしながら、当業者は、各ＶＤＰ内でのサービスの割り当ては、所望であれば、各フィールド毎に動的に変更可能であることを認めよう。
図１０は、例示的なフレームの第２フィールドの詳細、即ち、図９に示した多重データ・ストリームの第１フィールドの実施例を示す。見て分かるように、第２フィールドは全体的に第１フィールドと構造および配列が類似している。主な相違は、検査ライン１４０が付加されたことである。先に述べたように、検査ライン１４０は多重データ・ストリームの各フィールドの最後のラインであり、各フィールドを正確に２６１ラインとすることができる（ＶＳＹＮＣを含まない）。検査ライン１４０は、第２フィールドのライン２６４ないし５２４のように、リード・ソロモン・コードによるエラー・コード化はされていない。検査ラインは、所望であれば、システム検査データを搬送するために用いることもできる。
図９および図１０の双方を参照する。各フィールドの各ライン上の第３および第４バイトは、ユーティリティ・データおよびクローズド・キャプショニング・データを含む。１６ビット中の最初の１５ビットのみがユーティリティ・データに利用され、１６番目のビットはクローズド・キャプショニング・データに用いられる。加えて、各フレーム内（即ち、両フィールド）の５本のラインは、ユーティリティ・データやクローズド・キャプショニング・データを搬送しない。これらは、２本のＶＳＹＮＣライン１４２、検査ライン１４０、ならびに第１および第２フィールドそれぞれのライン２および２６４を含む。したがって、１フレームのユーティリティ・データの全ビット容量は以下のようになる。
（５２５−５）ライン＊（１５ビット／ライン）＝７８００ビット
これら７８００ビットはユーティリティ・データの８つの別個の「チャネル」に分割される。したがって、各フレームには、９７５ビット／チャネルがある。これらには、（３，２，１３）畳み込みＦＥＣを用いたエラー・コード化を行い、以下の誤り訂正能力を得ることが好ましい。
９７５＊２／３＝６５０ビット／チャネル／フレーム
したがって、ユーティリティ・データの各チャネルに得られる最大データ速度は、次のようになる。

この速度は、業界標準の１９．２ＫＢｐｓという速度より僅かに高いが、この余分な能力により、最悪の場合の入来データ・チャネルを僅かに高い速度で処理することができる。１９．４８ｋＨｚは（２７３０／２２０５）Ｆ_hに等しいので、１９．４８ｋＨｚのクロックはＦ_hから容易に得られる。これは、全体の多重データ速度を水平ライン周波数に関連付ける１つの利点を例示するものである。あるいは、各フレーム内のユーティリティ・データを１６個の個別のチャネルに分割し、各チャネルを９６００Ｋｂｐｓとすることも可能である。
クローズド・キャプショニング・データは、各ラインの４番目のバイトの最後のビットによって搬送することができる（即ち、ユーティリティおよびクローズド・キャプショニング・データ空間のビット１６）。ユーティリティ・データの場合と同様、クローズド・キャプショニング・データ（即ち、ライン当たり１ビット）は、各フレームの同じ５２０ライン上で送出される。当業者は知っているように、ビデオ・サービスには、しばしばクローズド・キャプショニング・データが関連付けられている。アナログＮＴＳＣフォーマットでは、クローズド・キャプショニング・データの２バイト（即ち、２文字）が、各アナログ・ビデオ・フレームのライン２１上で送出される。５２０ビットのクローズド・キャプショニング・ビットは、各々２６ビットから成る別個の２０個の「チャネル」に分割される。各「チャネル」は、多重データ・ストリーム内の異なるビデオ・サービスに対応する。したがって、各フレームでは、２０個までのビデオ・サービスが、関連するクローズド・キャプショニング・データを搬送することができる。フレームの最初の２６ビットは、ビデオ番号１に対応し、２番目の２６ビットはビデオ番号２に対応する、等である。本例では、各２６ビット区画の最初の１６ビットのみが用いられる。したがって、アナログＮＴＳＣフォーマットにおけるライン２１の場合と同様、ビデオ・サービス当たり、１フレーム毎に２文字が送信される。
データが伝送されるフレームは、通常、フレーム同期によって分離されたフレームの形状とし、フレーム内部のデータは１つ以上のセグメントに分離され、各セグメントは水平同期によって分離されているものとすることができる。これらの用語はテレビジョン画像の分野に由来するものであるが、多重データ・ストリームにおけるデジタル伝送という本願の分野では、そのような制約を受ける理由はない。例えば、各フレーム同期または水平同期と関連して伝送されるデータ量は、従来のテレビジョン・画像において伝送されるデータ量とは異なる場合がある。実際、多重データ・ストリームの各フレームにおいて伝送され、フレーム同期または水平同期のいずれかに関連するデータ量は、伝送チャネルの伝送要件に応じるように、任意の所定の固定量または動的に変化する量のいずれかでよい。したがって、各データ・フレームは、いずれかの画像表示装置の解像度や更新率に関してよりも、伝送要件（例えば、伝送チャネルの伝送中のノイズ、誤り訂正、異なる誤り確率要件を有する異なるデータ等）に関して編成することができる。
かかる柔軟なデータ・フレームの環境では、情報の送信は、機能的に、例えば図１５に示すように、パケット、オーディオ・データおよびビデオ・データとして、それぞれ、低速データ、中速データ、および高速データに編成することができる。図１５に示すフレーム内のデータは、水平同期によって区別されるセグメント間の境界には無関係となるように、パケット、オーディオ・データおよびビデオ・データ間で割り当てられることが好ましい。図１５では、水平同期によって分離された各セグメント内のデータは、リード・ソロモン（または同等の）誤り検出／訂正コードを含むことが好ましく、データ・セグメントの残りの部分は、機能的に区分された送信情報を含む。
図１６は、機能的に区分されたパケット・データが、更に領域１および２に区分され得ることを示し、領域１は、領域２に含まれる情報の伝送誤り確率と比較した場合、低い伝送誤り確率を必要とする情報の送信に用いられる。例えば、多重構造制御または暗号シード（ｅｎｃｈｒｙｐｔｉｏｎ ｓｅｅｄ）の分配は特に低い伝送誤り確率を必要とする。また、この領域１に含まれるべき特定の情報形式は、物理的伝送チャネルに期待されるノイズ・レベルに応じて動的に変化し、該チャンネルで伝送される情報が、指定された低伝送誤り確率で受信されるようにすることも可能である。
図１１は、本発明の実施例のための環境における、アップリンク・エンコーダ２００とデコーダ２１６とを概略的に示すブロック図である。この図は、本発明を文章で説明するよう簡略化されている。アナログのＮＴＳＣビデオ（またはＰＡＬ）がプログラマから受信され、クローズド・キャプショニング（ＣＣ）データが、商業的に入手可能なデータ分離回路２１０によってアナログ信号から分離される。全てのアナログ・データはデジタル・データに変換され、最終的に、２１．５Ｍｂｐｓの多重が行われるに至る。
ＭＰＥＧエンコーダ２１２によって符号化され、更にマルチプレクサ２１４によって多重化された後、多重化されたデータは、デコーダ２１６内のトランスポートＡＳＩＣ２１８に供給され（即ち、アップリンクおよびダウンリンク・チャネルを通過した後）、このデコーダはデータを多重解除（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）し、ＣＣ、ＴＸＥＴおよびビデオ・データを別個にビデオ・ボード２２０に供給する。ビデオ・ボード２２０は、元のライン２１をデジタル的に再生し、それをアナログに変換し、ライン２１を適切なラインおよびフィールドに挿入して、元のＮＴＳＣビデオ信号を再生する。本システムは、ＰＡＬビデオ信号の再生も可能である。
図１２は、図１１のビデオ・ボードの詳細を示す。図示のように、デジタルＲＧＢ形式のテレテキスト・データが受信され、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換器２３４に供給され、次いでマルチプレクサ２４６に渡される。ＭＰＥＧ符号化されたビデオが２１．５Ｍｂｐｓの速度で受信され、速度変換／プロトコル管理部２３０に供給される。そこから、符号化されたビデオが、ＭＰＥＧビデオ・デコーダ・チップを用いてデコードされる。このチップは、Ｃ−Ｃｕｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能である（部品番号ＣＬ９５０）。このＭＰＥＧチップは、スイッチ２３８を通じてメモリ２３６から受信したマイクロコードに応じて、ＮＴＳＣおよびＰＡＬビデオの双方のデコード処理が可能である。デコードされたビデオは、次に、マルチプレクサ２４６の他方の入力に送られる。したがって、テレテキストまたはデコードされたＮＴＳＣ（またはＰＡＬ）のビデオが、Ｄ／Ａ変換器／アナログ・ビデオ・エンコーダ２４８に供給される。後者の素子２４８は、ベースバンド・ビデオ信号を出力する。Ｄ／Ａ変換器は、デジタル入力から、ＮＴＳＣまたはＰＡＬアナログ信号のいずれかを生成することができる。マイクロプロセッサ２４０は、ＭＰＥＧデコーダおよびアナログ・ビデオ・エンコーダの双方に、どちらの信号を生成すべきかを伝える。マルチプレクサについては、先に引用した米国特許出願第９６８，８４６号に詳しく記載されている。
クローズド・キャプショニング・データは、フレーム当たり２６ビットの割合でデコーダ２１６に供給することができる。図１２に示すように、ＣＣデータの２６ビットはライン２１形成回路２４２に渡される。ライン２１形成回路２４２はアナログ形態のライン２１を再生する。ライン２１形成回路および付随するタイミング発生回路２４４については、図１３を参照しながら、以下で説明する。一旦形成されると、ライン２１は第２のマルチプレクサ２５０によって、適正なＮＴＳＣアナログ・ビデオ・フィールドに挿入される。この回路はマイクロプロセッサ２４０によって制御される。
図１３は、本発明の一実施例によるライン２１の波形を示す。信号は開始ビットで始まる。開始ビットの後に正弦波（ＲＵＮ ＩＮ）が続く。これはＣＣデコーダに警報を送り、同期を取るために用いられる。正弦波の後には、クローズド・キャプショニング・テキストの２文字（ＣＨＡＲ１および２）が続く。更に、停止ビット（ＳＴＯＰ）が続く。加入者がクローズド・キャプショニング・デコーダを購入すると、かかるデコーダは単にライン２１を各ＮＴＳＣフレームから引き出し、全文章が受信されるまでＣＣテキスト文字をバッファ記憶し、ユーザが読むためにそれらを画面に表示する。このプロセスについては、以下で説明する。
図１４は、図１２のライン２１形成回路２４２の詳細を示す。各フレーム内に設けられたＣＣデータの２６ビットは、データ分離および記憶部２６０によって受信され、受信データをバッファし、ＣＣデータの各２文字（即ち、バイト）を分離する。次に、所与のライン２１に挿入されるべき２文字は、１６ビット・レジスタ２６２に記憶される。このレジスタはフレーム同期信号によってクロックされるので、文字はフレーム境界上で供給される（ライン２１は１フィールドおきに、即ち、フレーム毎に発生されることを思い出されたい）。次に、２文字は回路２６４に送られる。回路２６４は、開始ビットおよび必要なデッド・タイムを信号に挿入する。ＣＣ情報はこの時点ではまだデジタルである。次に、これをマルチプレクサ２７０に供給する。デジタル正弦波発生器２６８がデジタル正弦波を発生し、マルチプレクサ２７０の他方の入力に供給する。
ライン２１の形成が要求されたとき、ライン２１イネーブル・ラインがライン２１期間全域にわたってハイになる。これによって、ライン２１期間形成回路２６６がイネーブルされ、種々の回路要素のタイミングを制御する。具体的には、ライン２１期間形成器はマルチプレクサ２７０、正弦波発生器２６８、および開始ビットおよびデッド・タイム挿入回路２６４を制御し、Ｄ／Ａ加算ネットワーク２７２において、完全なデジタル表現がアナログに変換されるようにする。次いで、このアナログ信号はフィルタ２７４による低域フィルタ処理を受け、シャープエッジが除去される。この結果が、エンコーダ１１２でＮＴＳＣビデオから分離された、元のライン２１のアナログ再生である。再生されたライン２１は、次に、適切なアナログＮＴＳＣフィールドに挿入される。
図１４の回路の利点の１つは、ライン２１が完全にデジタル的に再生されることである。具体的には、正弦波がデジタル的に再生され、次いで、デジタル表現全体がＤ／Ａ変換される。他の選択肢は、正弦波をアナログで発生することであろう。しかしながら、正弦波をデジタル的に構成することにより、ライン２１形成回路全体を、単一のＡＳＩＣで実施可能となる。したがって、個別のアナログおよびデジタル回路の混成が不要となる。
更に他の実施例において、図１は、かかるデジタル多重化されたデータ・サービス用デコーダの部分１０を示すブロック図である。この部分１０は、ユーザによって作動されるフロント・パネル制御部１６の指揮の下で、マイクロ制御部１４によって制御されるマルチプレクサ１２を含む。多重解除されたデータ・ストリームは、テキスト情報とオーディオ情報、例えば、ステレオ音楽の分配とを含むことができる。このテキスト情報とオーディオ情報は、それぞれ、テキスト・プロセッサ１８およびオーディオ・プロセッサ２０において再生される。多重解除された情報は、関連する補助データ情報（例えば、ビデオ情報に付随する音響）を伴ったビデオ情報を含むこともできる。この情報は、ビデオ・プロセッサ３０において処理される。
図２において、ビデオ・プロセッサ３０は、ビデオ処理伸張器３２、圧縮制御プロセッサ３４、およびビデオ・インターフェース４０を含む。ビデオ処理伸張器３２に入力される圧縮済みのビデオ・データは、圧縮されたビデオ、関連するオーディオ、その他のオーバーヘッド制御情報およびユーザ・データ等のデータ・ブロックを含む。ビデオ処理伸張器３２は、伸張されたビデオ・データを減少させ、ビデオ・インターフェース４０に出力する。また、ビデオ処理伸張器３２はユーザ・データを分離し、圧縮制御プロセッサ３４に出力する。圧縮制御プロセッサ３４は、ユーザ・データに詰め込まれた垂直ブランキング期間データを識別し、抜粋する。続いて、ＶＢＩが圧縮制御プロセッサ３４からビデオ・インターフェース４０に出力される。好ましくは、テキスト・プロセッサ１８またはビデオ処理伸張器３２またはその他のソースからのテキスト（ＴＴＸ）データも、ビデオ・インターフェース４０に供給される。ビデオ・インターフェース４０は、これらの信号を処理し、複合ビデオ信号データを出力する。
図３において、ビデオ・インターフェース４０は、ビデオ処理伸張器からの伸張されたビデオ・データを受信し、当該データを輝度ＹデータおよびカラーＵＶデータに分離してそれぞれ補間器４６，４８に供給するデマルチプレクサ４４を含む。ビデオ・インターフェース４０は、補間されたＹおよび補間されたＵＶデータを生成するＹ補間器４６とＵＶ補間器４６とを含み、これらデータは多重混合器５０に出力される。また、ビデオ・インターフェースはＶＢＩデータ発生器６０も含み、これはＶＢＩデータを圧縮制御プロセッサ３４から受信し、ＶＢＩ信号データを発生し、多重混合器５０に出力する。好ましくは、ビデオ・インターフェース４０は、ＲＧＢテキスト情報をＹＵＶテキスト情報に変換する変換器５８も含む。ビデオ・インターフェース４０は、インターフェース制御部４２を含み、該制御部４２は圧縮制御プロセッサからの水平および垂直同期情報ならびに入力データを受信し、圧縮制御プロセッサへの出力データを生成すると共に、ビデオ・インターフェース４０に関連する回路の動作を制御するための、例えば補間器４６および４８を制御するための、または、例えば多重混合器５０を制御するための種々の制御信号を生成する。
ビデオ・インターフェース４０は、ビデオ処理伸張器、例えば、ＭＰＥＧビデオ標準等に基づく標準ビデオ圧縮器に対してビデオ・ポスト・プロセッサとして機能する。インターフェース回路４０は、ＭＰＥＧビデオ伸張器からの伸張されたビデオ・データを、デジタル的に表現されたデータ・サンプル列として受信し、複合信号データを、ＮＴＳＣ信号またはＰＡＬ信号のような標準複合ビデオ信号に対応する、これもまたデジタル的に表現されたデータ・サンプル列として出力する。ビデオ・インターフェース４０は、ＣＣＩＲ６０１規格で規定されている４：２：２サンプリング速度で、１６ビットＹＵＶデータを処理することが好ましい。補間器４６，４８は、例えば、ライン当たり３５２，４８０，５４４および７２０個の水平解像度セルといった標準的解像度全てをサポートするように設計されていることが好ましい。補間するために、補間器４６は、輝度Ｙデータに１：２、２：３および３：４補間を行い、ＵＶ補間器は、カラー・データＵおよびカラー・データＶに１：４、２：６および３：８補間を行う。インターフェース制御部４２は、補間マルチプレクサを制御し、例えば、フレーム当たり５２５ラインおよびフレーム当たり６２５ラインといった標準的なフレーム寸法の全てをサポートするフォーマットのデータを通過させる。
ビデオ・インターフェース４０では、多重混合器５０が（多重化によって）、補間器４６からのデジタル表現されたデータ・サンプル列としての補間されたＹデータ及び補間器４８からのデジタル表現されたデータ・サンプル列としての補間されたＵＶデータを、ＶＢＩデータ発生器６０からのデジタル表現されたデータ・サンプル列としてのＶＢＩ信号データとそれぞれ混合し、ＶＢＩ信号データを搬送するためのラインを含むフレーム基準フォーマットのデジタル表現されたデータ・サンプル列として、輝度データＹならびに色差データＵおよびＶを出力する。例えば、ライン２１を、クローズド・キャプショニング・データを搬送するために含むことができる。インターフェース制御部４２は、例えば、ＮＴＳＣ型の信号のアクティブなビデオ部分と対応するように、サンプルされたデータ列の先頭の基準を制御する。色差データＵはＵ乗算器５６の第１入力に供給され、色差データＶはＶ乗算器５４の第１入力に供給される。ビデオ・インターフェース４０は、インターフェース制御部４２によって制御されるサブキャリア発生器５２も含み、所定のカラー・サブキャリア波形に対応する余弦波形および正弦波形をサブキャリア波の位相および周波数で発生する。正弦波形は、Ｕ乗算器５６の第２入力に、デジタル表現されたデータ・サンプル列として供給され、余弦波形は、Ｖ乗算器５４の第２入力に、これもデジタル表現されたデータ・サンプル列として供給される。ビデオ・インターフェース４０は、インターフェース制御部４２による制御の下で、色差データＵＶの間（ＣＣＩＲ６０１のようなフォーマットのデータを出力するため）またはＵ乗算器５６およびＶ乗算器５４の出力の間で選択を行い、ＮＴＳＣ複合ビデオにおけるクロマ信号に対応するサンプルされたデータ列を出力する最終のマルチプレクサ７０も含む。したがって、マルチプレクサ７０は、その出力に、色差信号データＵＶまたはクロマ信号データＣのいずれかが符号化されたカラー・ビデオ・データを発生する。インターフェース制御部４２は、デジタル表現されたデータ・サンプル列として、複合同期信号も生成する。
特に、制御インターフェース４２は、輝度Ｙデータ（輝度データとも呼ぶ）および色差データＵＶまたはクロマ・データＣ（即ち、サブキャリア発生器５２からの余弦波および正弦波上で変調されたＵＶデータ）のいずれかの発生のタイミングを制御する。このデータの発生タイミングは、複合ビデオ・データの標準ラインのアクティブ・ビデオ部分と一致するように、制御インターフェース４２へのＨＶ同期入力に関して制御される。同様な方法で、制御インターフェース４２は、ＶＢＩ信号データの発生タイミングを、同じアクティブ・ビデオ部分と一致するように制御する。制御インターフェース４２は、多重混合器５０を制御し、ＶＢＩ信号データ（サンプルされたデータ列として）を、多重混合器５０の輝度Ｙおよび／または色差ＵＶ出力（これもサンプルされたデータ列である）に選択的に切り換える。いずれの特定走査線もビデオ・インターフェースから出力され、例えば、ＶＢＩデータ発生器６０において生成されたクローズド・キャプショニング・データを含むサンプルされたデータ列を、走査線２１のアクティブ・ビデオ部分の期間に多重混合器５０の輝度Ｙ出力に切り換えることができる。
また、インターフェース制御部４２から出力される複合同期データは、デジタル表現されたサンプル・データ列であり、その制御インターフェース４２へのＨＶ同期入力に関するタイミングは、多重混合器５０からの輝度Ｙデータ出力を補うように制御されるので、結合されたときに、結合されデジタル表現されたサンプル済みのデータ列は、例えば、ＥＩＡ ＲＳ−１７０Ａによって規定された標準的複合ビデオ信号に対応し、これにより、例えば白黒ＮＴＳＣビデオ信号に対応するデジタル表現されたサンプル済みのデータ列を達成する。
最後に、インターフェース制御部４２は、サブキャリア発生器５２、多重混合器５０のＵおよびＶ出力、ならびに最終のマルチプレクサ７０を制御してクロマ・データＣを発生し、上述の白黒ＮＴＳＣデータ列にカラーを加える。サブキャリア発生のタイミングおよびＩＲＥレベルの制御は、カラーＮＴＳＣ複合ビデオ信号のクロマ・バースト部分、およびＵＶ信号データが変調されるカラー・サブキャリア波の双方について、正しい位相角度および振幅を発生するように行われる。多重混合器５０から出力されるＵおよびＶのサンプルされたデータ列ならびに余弦および正弦のカラー・サブキャリア波形のサンプルされたデータ列のタイミングは、上述の複合ビデオ・データのアクティブ・ビデオ部分と一致するように制御されるので、乗算器５４，５６の出力は、カラー・サブキャリア波形上で変調された色差信号ＵおよびＶを有する被変調クロマ信号に対応する。
多重混合器５０は、圧縮制御プロセッサから（例えば、入力ポートＣＣＰ ＩＮを通じて）受信したパラメータ（例えばＡおよびＢで、各々正または負の量である）に応じて、インターフェース制御部４２によって制御され、複合ビデオ・データのクロマ・バースト部分の期間、出力ＵおよびＶとして所定の定数を出力することができる。したがって、位相を正確に制御された角度および振幅を有するカラー・サブキャリア波がクロマ・バースト部分の期間に最終のマルチプレクサ７０の出力に発生され、当該位相および振幅のカラー・サブキャリア波は、
Ａ＊ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂ＊ｓｉｎ（ωｔ）
となる。
あるいは、ＵおよびＶ信号データの振幅をゼロに設定して、色を除去し白黒画像を生成することもできる。更に、マルチプレクサ７０は、そのＣ出力に定数（例えばＫ）を加える加算器をＣ出力に含むように設計することができ、インターフェース制御部４２は、圧縮制御プロセッサから受信したパラメータ（例えば、Ｋ）に応じて、Ｃ出力のＤＣオフセットを制御可能であり、このオフセットＣは、
Ａ＊ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂ＊ｓｉｎ（ωｔ）＋Ｋ
となる。
図５は、輝度Ｙ、クロマＣおよび複合同期データのサンプル・データ列を結合する、例示的な結合器８０の一例を示す。まず、デジタル／アナログ変換器８２においてデジタル表現されたデータ・サンプル列が、アナログのサンプルされたデータ列に変換され、次に加算増幅器８４において加算され、続いて帯域制限フィルタ８６にかけられる。サンプルされたデータ列が結合器において加算されない場合はいつも、多重混合器５０、最終のマルチプレクサ７０またはインターフェース制御部４２では、サンプルされたデータ列はゼロになるように制御されることは、明らかである。あるいは、サンプルされたデータ列を一緒に多重化してもよく（例えば、５０，７０および４２からの三状態出力と）、この場合デジタル／アナログ変換器は１つのみが用いられる。
サブキャリア発生器５２は、ビデオ・インターフェース４０がカラーＮＴＳＣ信号およびＰＡＬ信号に必要な変調を発生できるようにする。制御インターフェース４２は、ＮＴＳＣおよびＰＡＬ信号に必要な複合同期信号を発生することができる。ＶＢＩデータ発生器６０、多重混合器５０およびマルチプレクサ７０は、圧縮済みのビデオ・データを介して送られたユーザ・データに既に符号化されているＶＢＩデータを再生して複合ビデオ・データに再挿入できるようにする。
複合ビデオ信号を発生するためには、ライン当たり最大の７２０解像度のサンプルが、複合ビデオ・データでは好ましい。３５２、４８０および５４４解像度セルの入力解像度の場合、補間器４６，４８において中間値が補間され、第１表に応じて７２０解像度サンプルが発生される。

４：２：２のサンプリング速度では、ＵおよびＶデータの各々は、Ｙデータの半分の速度でサンプリングされる。したがって、補間すべきサンプル数は、輝度（即ち、輝度データ）のそれの２倍となる。補間器は、７タップの有限インパルス応答フィルタであることが好ましい。
ＮＴＳＣ出力については、ＵＶのスケーリングを行わなければならず、一方（ＣＣＩＲ６０１）出力についてはＵおよびＶレベルは同一である。したがって、ＵおよびＶは互いに対してスケーリングされなければならない。Ｖのスケーリングは不変であり、Ｕのスケーリングは、ＮＴＳＣフォーマットでは４５／６４即ち０．７０１５でスケーリングされる。
インターフェース制御部４２は、圧縮制御プロセッサからの処理コマンド（例えば、カラー・バースト位相、振幅およびＤＣオフセット・パラメータ）を受信するための入力ポートＣＣＰ ＩＮを有すると共に、タイミング（例えば、ラインおよびフィールド番号）およびステータス信号を、圧縮制御プロセッサやライン番号またはフィールド番号のようなタイミング信号の処理を必要とするその他の回路に出力する出力ポートＣＣＰ ＯＵＴを有する。入力ポートＣＣＰ ＩＮは、例えば、３つの端子、即ちデータ・ストローブ、データ・インおよびイネーブル・データを含むことができる。
図４において、ＶＢＩデータ発生器６０は、フィルタ６２とスケーリング回路６４とを含む。ＶＢＩデータ発生器は、汎用の２レベル信号発生器である。ＶＢＩデータは、ＭＰＥＧユーザ・データ・ストリームによりデコーダに送られる。圧縮制御プロセッサは、ＭＰＥＧ伸張器からデータを引き出し、ＶＢＩデータをビデオ・インターフェース４０に渡す。ビデオ・インターフェース４０は、圧縮制御プロセッサからのＶＢＩデータを制御インターフェース４２において受信し、ＶＢＩデータ発生器６０においてＶＢＩ信号データをデジタル表現されたデータ・サンプルとして再生する。ＶＢＩ信号データは、１ビット・データ・ストリームを２７ＭＨｚのクロック速度でフィルタ（例えば、有限インパルス応答フィルタ）を用いてフィルタ処理することによって再生することが好ましい。フィルタの出力は、８ビット出力および約５００ナノ秒の立ち上がりおよび立ち下がり時間を有するデータ・ストリームであることが好ましい。こうすれば、８ビット・データ・ストリームにスケーリングを行い、圧縮制御プロセッサからの制御インターフェース４２で受信したハイ・レベルおよびロー・レベルのパラメータに応じた適正なＩＲＥに、この信号をスケーリングすることができる。フィルタは、１１タップの有限インパルス応答フィルタであり、１ビット入力および８ビット出力を有し、１，４，８，１２，１５，１６，１５，１２，８，４および１の係数を有することが好ましく、これは約５００ナノ秒の立ち上がり時間を与える。
標準的なＭＧＥＰ伸張器は、圧縮されたビデオ・データを伸張し、伸張されたビデオ・データおよびシステム・ユーザ・データを生成する。システム・ユーザ・データは、ＭＰＥＧグラマと呼ばれるＭＰＥＧフォーマットの任意の層、即ちビデオ列層、画像群層、画像層およびスライス層のいずれかの層と関連付けることができる。ＭＰＥＧ伸張器はユーザ・データにコードを付け、ユーザ・データが関連付けられる層を示す。好ましくは、ＶＢＩデータは、画像層に関連付けられたユーザ・データに符号化される。したがって、伸張制御プロセッサは、受信した全ユーザ・データを走査し、画像層に関連付けられたユーザ・データ・パケットを抜粋すると共に、更に画像層に関連付けられたユーザ・データを走査して、例えば、クローズド・キャプショニング・データのようなＶＢＩデータを含むと識別されたユーザ・データ・パケットを抜粋するが、任意の形式のデータをこの方法で転送することができる。
例えば、ユーザ・データは、特定の画像に関連付けられたカラー・サブキャリアの位相、振幅、およびＤＣオフセット・パラメータを含むことができる。これは、特定のビデオ・データ・ストリーム内のカラー・サブキャリアが予測されない位相、振幅またはＤＣオフセットによって特徴付けられているという点でカラー・サブキャリアが普通でない、即ち、異常である場合に特に有用である。
標準ＭＰＥＧ伸張器は、圧縮されたオーディオ・データの伸張も行う。テレビジョン型データ・ストリームは、ビデオおよびオーディオ双方のデータ・ストリームを含む。代替実施例では、ＶＢＩデータ、例えば、ライン２１のクローズド・キャプショニング・データは、オーディオ・データ・ストリームに関連付けられたユーザ・データにおいて符号化することもできる。これには、多言語環境においていくつかの利点がある。難聴者の家族がいるフランス語を話す家庭に搬送される英語のテレビジョン型データ・ストリームは、フランス語のオーディオ・データ・ストリームと、これに関連付けられたフランス語のライン２１クローズド・キャプショニング・データ・ストリームとの双方を有することが好ましい場合もある。あるいは、二言語通用地域に放送される英語のテレビジョン型データ・ストリームは、英語のオーディオ・データ・ストリームを有し、ライン２１クローズド・キャプショニング・データ・ストリームの中にフランス語で放送されるサブタイトルを含むこと、あるいはこの逆が好ましい場合がある。これは、また、外国語を教育する評判の良い方法であることがわかる。
一実施例では、ＶＢＩデータは、ＭＰＥＧ標準のような業界標準フォーマットのビデオ・データ・ストリーム（画像レベル）に関連付けられた２５６ビットのユーザ・データ・パケットの中で送信されることが好ましい。ＶＢＩデータは、ビデオ・データ・ストリームまたはそれに関連するオーディオ・データ・ストリームのいずれかの中で送信することができる。圧縮制御プロセッサは、ビデオ処理伸張器からＶＢＩデータを読み出し、ＶＢＩデータをビデオ・インターフェースに渡す。このデータは、例えば第２表にしたがってＶＢＩヘッダ・データを含む。先に論じたように、カラー・サブキャリア波形の位相、振幅およびＤＣオフセット・パラメータは、前記のとおり、カラー波形の発生を正確に制御するためにＶＢＩヘッダ・データにおいて符号化される。

今日では、ＮＴＳＣ複合ビデオ信号の垂直ブランキング期間内に、アクティブ・ビデオ部分において、多くの異なるデータ形式が送信されている。４７Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｃｈ．Ｉ，セクション７３．６８２（２１）〜（２３）は、検査信号、キューおよび制御信号、ライン１７〜２０上の識別信号、ライン１０〜１８および１２上の遠隔通信信号、更にライン２１上のクローズド・キャプショニング・データの送信について規定するものである。加えて、遠隔通信送信が許認された全ラインは、Ｆ．Ｃ．Ｃ．の承認の上で、他の目的に用いることもできる。垂直ブランキング期間内のデータ送信の異なる各形式は、ＩＲＥレベル、ビット・データ速度、およびビット立ち上がり／立ち下がり時間のような特に限定されたデータ符号化標準を有する。本発明は、これらの具体的な要件を認識し、単なるデータ・ビットの伝送以上のものを提供する。ＶＢＩデータのヘッダ部分において、本発明は、２７ＭＨｚのクロック・カウントに関してシンボル幅（例えば、クローズド・キャプショニング・データのビット幅）を定義することによってビット・レートを規定し、データ・ハイおよびロー値に関してハイ・ビット・レベルおよびロー・ビット・レベルのＩＲＥレベルを規定し、更にラインおよびフィールド番号に関して走査線番号を規定する。
例えば、ライン２１クローズド・キャプショニング・データは、ＲＵＮ ＩＮ正弦波と、通常７ビット・バイトに１バイト当たり１パリティ・ビットを加えたバイト２個で編成される１６ビット・データ（Ａ〜Ｐで示される１６シンボル）とを含む。ライン２１信号でのＲＵＮ ＩＮに対するビット数または等価物は３２であることが必要である。即ち、データ速度は、水平線走査速度ｆＨの３２倍（即ち、３２ｆＨ）とする必要がある。３２ｆＨのシンボル・データ速度を有する信号を発生するためには、ナイキストのサンプリング定理により、６４ｆＨのシンボル転送およびサンプリング速度が必要となる。ＮＴＳＣ信号では、ライン当たりのサンプル数は８５８ｆＨ（１３．５ＭＨｚサンプルの場合）、または１７１６ｆＨ（２７ＭＨｚサンプルの場合）である。したがって、ライン２１上で取り得る１７１６サンプルでは、クローズド・キャプショニング・データはライン当たり６４ｆＨサンプルを必要とし、ライン２１において再生されるクローズド・キャプショニング・データ・シンボル（例えば、サンプル・ビット）の幅は、１７１６サンプル／ラインを６４サンプル／ラインで除算したもの、即ち、約２７サンプル／シンボルのシンボル幅となる。クローズド・キャプショニング・データのためのＶＢＩデータ・パケットは、ライン２１が指定され、シンボル幅が２７．２７ＭＨｚクロックで指定され、シンボル数６４で指定されるよう、そのヘッダが設定されているべきである。また、適切なハイおよびローのデータ・レベルも指定される。ＲＵＮ ＩＮおよびビットＡ〜Ｐを発生する６４シンボルは以下の通りである。

同様に、他のＶＢＩデータも、エンコーダ端でアナログ信号から取り除かれ、デコーダ端で、ライン１５上のＳＭＰＴＥタイム・コードおよびライン２０または２２上のニールソン局識別コード（Ｎｉｅｌｓｏｎ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ）のようなデータを含むように再生することができる。
サンプルされたＶＩＴＳ（例えば、８ビットのデジタル表現された１３．５ＭＨｚデータ・サンプル列を含む）のような送信すべきデータの中には、単一の走査線のアクティブ・ビデオ部分では完全に送ることができない広帯域な反復性データがある。かかる場合、最初の画像フレームに関連するユーザ・データ・パケットにおいてエンコーダ端でＶＩＴＳ信号を（例えば、各Ｎ番目のナイキスト・サンプル毎に）アンダーサンプルしてもよい。次いで、ＶＩＴＳ信号は（各Ｎ番目のナイキスト・サンプル毎に）再度アンダーサンプルされ、１サンプルだけ時間シフトされ、更に、２番目の画像フレームに関連するユーザ・データ・パケットに符号化される。このプロセスは、完全にサンプルされたＶＩＴＳ信号が転送されるまで、３番目ないしＮ番目の画像フレームに対して繰り返される。デコーダは、全画像フレームを受信するまで各ユーザ・データ・パケットをデコードしセーブし、全画像フレームに関連するユーザ・データ・パケットからのアンダーサンプルされたデータを組み合わせてＶＩＴＳ信号を再生する。したがって、ＭＰＥＧ標準フォーマットを用いて、プログラマのサービスによって提供される原信号において広帯域な反復性のＶＢＩ信号を転送することが可能となる。
米国特許出願第０８／００６，４７６号において開示されたシステムでは、クローズド・キャプショニング・データは、ビデオ・サービス・プログラマから提供されたアナログＮＴＳＣビデオ信号から分離され、ここに開示されたデジタル・フレーム・フォーマットのラインを構成するビットの第４バイトの最終ビットに符号化される。デジタル・データ・フレームはエンコーダからデコーダに送信される。デコーダでは、デマルチプレクサがビデオ・データからクローズド・キャプショニング・データを分離し、ビデオ・ボードがクローズド・キャプショニング・データをアナログ・データとして再生し、ビデオ・データをアナログ信号に変換し、再生されたアナログのクローズド・キャプショニング信号を、アナログ・ビデオ信号のライン２１に挿入する。
本発明では、クローズド・キャプショニング・データは、米国特許出願第０８／００６，４７６号において開示されたようにビデオ・フレームのデータ内にエンコードされるのとは対照的に、ＭＰＥＧ標準によって定義されたユーザ・データ又は等価物に符号化される。業界標準のＭＰＥＧ標準にしたがってビデオ、オーディオおよびユーザ・データを伸張し、関連付けるための回路が、業界の供給源から供給されている。
本発明では、圧縮制御プロセッサは、ＭＰＥＧユーザ・データからクローズド・キャプショニング・データを抜粋し、クローズド・キャプショニング・データを本発明のビデオ・インターフェースに出力するように制御される。垂直ブランキング期間の間に送られる走査線に通常に符号化される他の形式のＶＢＩデータのような、他の形式の補助データを、クローズド・キャプショニング・データと置き換えることも可能であり、以後これらをＶＢＩデータと呼ぶ。
他の実施例では、ユーザ・データ・パケットには、パンスキャン・コード（Ｐａｎｓｃａｎ ｃｏｄｅ）がエンコードされている。ＭＰＥＧ１標準に基づいたビデオ・データ・ストリームでは、１６：９のアスペクト比でフォーマットされた画像を送信することができるが、デコーダが４：３のアスペクト比フォーマットの表示装置またはテレビジョン用のビデオ信号を生成する場合、１６：９のアスペクト比でフォーマットされた画像の中央部分のみが表示される。パンスキャン・コードは、４：３のアスペクト比でフォーマットされた画像が抽出されるオフセットを規定する。本実施例では、パンスキャン・オフセット・コードは、好ましくは、ビデオ・データの画像層に関連するユーザ・データ・パケットに符号化される。デコーダでは、ＭＰＥＧ１伸張器が、ユーザ・データを圧縮制御プロセッサに供給し、圧縮制御プロセッサはユーザ・データをデコードし、パンスキャン・オフセット・コードをビデオ・インターフェース４０の制御インターフェース４２に供給する。
ビデオ・インターフェース４０は、単一の集積回路として製造されることが好ましい。
上述の実施例は、その広義の発明の概念から逸脱することなく変更が可能であることを当業者は認めよう。したがって、本発明は、開示された特定実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲に規定された本発明の範囲および精神に含まれる全ての修正を含むことを意図したものである。

Claims (13)

1. 複数のデジタル・サービスが多重化された圧縮されたビデオ・データを処理して、ＮＴＳＣ複合ビデオ信号形式とＰＡＬビデオ信号形式とのうちの少なくとも１つを含む複数の標準形式から選択された標準複合ビデオ信号形式に対応する複数の複合ビデオ・データを得るビデオ・システムであって、プロセッサと、前記圧縮されたビデオ・データを処理して伸長されたビデオ・データおよびユーザ・データを得る標準ビデオ伸長器とを備え、前記ユーザ・データにはＶＢＩデータが符号化されており、前記プロセッサは前記ユーザ・データから前記ＶＢＩデータを抜粋するよう動作し、前記伸長されたビデオ・データおよびＶＢＩデータをビデオ・インターフェースによって処理して、前記ＶＢＩ信号データが重畳されている前記複合ビデオ・データを得るビデオ・システムにおいて、
   前記ビデオ・インターフェースが、
   前記ＶＢＩデータを処理してＶＢＩ信号データを得るＶＢＩデータ発生器と、
   前記ビデオ伸長器に結合されて前記伸長されたビデオ・データを受信すると共に、前記ＶＢＩデータ発生器に結合されて前記ＶＢＩ信号データを受信する混合器であって、走査線のアクティブ・ビデオ部分の期間に出力Ｙ、ＵおよびＶデータを提供する混合器と、
   前記Ｙ、ＵおよびＶデータを処理して前記複合ビデオ・データを得る回路と、を具備するビデオ・システム。
2. 請求項１記載のビデオ・システムであって、
   前記ＶＢＩデータ発生器が、前記プロセッサから前記ＶＢＩデータを受信して該ＶＢＩデータにしたがって前記ＶＢＩ信号データを発生する回路を備え、
   前記ＶＢＩデータが、パケットＩＤデータ、ライン番号データ、奇数／偶数フィールド・データ、値ハイのデータ、値ローのデータ、シンボル幅データ、シンボル数データおよびシンボル・データの内の少なくとも１つを含むビデオ・システム。
3. 請求項２記載のビデオ・システムであって、
   前記ＶＢＩデータ発生器の前記回路が、
   前記シンボル・データを処理してフィルタ処理されたＶＢＩデータを得るフィルタと、
   前記フィルタ処理されたＶＢＩデータの振幅をスケーリングし、前記値ハイのデータおよび前記値ローのデータに基づいて前記ＶＢＩ信号データとする回路と、を備えるビデオ・システム。
4. 請求項２記載のビデオ・システムであって、前記ＶＢＩデータ発生器の前記回路が、前記ＶＢＩ信号データのシンボル・レートをシンボル幅データに基づいてタイム・スケーリングする回路を含むビデオ・システム。
5. 請求項２記載のビデオ・システムであって、前記ＶＢＩ信号データが、前記標準複合ビデオ信号の垂直ブランキング期間における走査線のアクティブ部分において再構成されるアナログ・ライン信号に対応するデジタル表現されたサンプル・データ列を含むビデオ・システム。
6. 請求項５記載のビデオ・システムであって、前記アナログ・ライン信号がクローズド・キャプショニング信号であるビデオ・システム。
7. 請求項５記載のビデオ・システムであって、前記アナログ・ライン信号がＩＤ信号であるビデオ・システム。
8. 請求項５記載のビデオ・システムであって、前記アナログ・ライン信号がタイム・コード信号であるビデオ・システム。
9. 請求項５記載のビデオ・システムであって、前記アナログ・ライン信号がＶＩＴＳ信号であるビデオ・システム。
10. 請求項９記載のビデオ・システムであって、
    前記ＶＢＩデータが、複数のアンダーサンプルされたＶＩＴＳ信号のうちの１つのアンダーサンプルされたＶＩＴＳ信号であり、
    前記ＶＩＴＳ信号が、前記複数のアンダーサンプルされたＶＩＴＳ信号から再構成可能であり、
    前記複数のアンダーサンプルされたＶＩＴＳ信号のうちの各々のアンダーサンプルされた信号が、ＶＩＴＳ信号データに対応し、
    前記複数のアンダーサンプルされたＶＩＴＳ信号が、一組のＶＩＴＳ信号データに対応し、
    前記一組のＶＩＴＳ信号データのうちの各々のＶＩＴＳ信号データが、各々のビデオ・フレームに関連付けられ、
    前記ビデオ・インターフェースが、
    前記一組のＶＩＴＳ信号データをセーブするためのライン記憶メモリと、
    前記一組のＶＩＴＳ信号データからＶＩＴＳ信号を再構成する回路と、
    を更に備えるビデオ・システム。
11. 請求項１記載のビデオ・システムであって、
    更に前記ユーザ・データにはカラー・バースト・パラメータが符号化されており、前記プロセッサは前記ユーザ・データから前記カラー・バースト・パラメータをも抜粋するよう動作し、前記ビデオ・インターフェースが、前記伸長されたビデオ・データおよびカラー・バースト・パラメータを処理して前記複合ビデオ・データを得るよう動作し、
    前記ビデオ・インターフェースが、
    正弦データおよび余弦データを発生するサブキャリア・データ発生器と、
    正弦データを処理して、前記プロセッサからの前記カラー・バースト・パラメータのうちの第１のパラメータの機能に基づいて、スケーリングされた正弦データを得る第１乗算器と、
    余弦データを処理して、前記プロセッサからの前記カラー・バースト・パラメータのうちの第２のパラメータの機能に基づいて、スケーリングされた余弦データを得る第２乗算器と、
    前記スケーリングされた正弦データおよび前記スケーリングされた余弦データを結合して、前記複合ビデオ・データのカラー・バースト部分データを発生する混合器と、
    前記複合ビデオ・データを形成するよう、前記カラー・バースト部分データを前記伸長されたビデオ・データと結合する手段と、
    を備えるビデオ・システム。
12. 請求項１１記載のビデオ・システムであって、
    前記結合する手段が前記ＶＢＩデータ発生器と前記混合器とを含み、前記混合器が、走査線の非アクティブ・ビデオ部分の期間に前記第１のパラメータとして出力Ｕを、前記第２のパラメータとして出力Ｖをそれぞれ提供するビデオ・システム。
13. 請求項１記載のビデオ・システムであって、
    前記ユーザ・データには、前記伸長されたビデオ・データのアクティブ・ビデオ部分を定義するパンスキャン・データが更に符号化されており、前記プロセッサが前記ユーザ・データから前記パンスキャン・データをも抜粋するよう動作し、前記ビデオ・インターフェースが、前記伸長されたビデオ・データおよびパンスキャン・データを処理して前記複合ビデオ・データを得るよう動作し、
    前記ビデオ・インターフェースの混合器が、前記ビデオ伸長器に結合されて前記伸長されたビデオ・データを受信すると共に、前記パンスキャン・データにしたがって走査線のアクティブ・ビデオ部分の期間に出力Ｙ、ＵおよびＶデータを発生するビデオ・システム。

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