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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transcodieren
von Daten, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transcodieren
eines Datenstroms, welcher Audio- und/oder Videodaten enthält und über einen
Hochfrequenzkanal übertragen
wird.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, dass für die Übertragung digitaler Fernsehinhalte über Satellit,
Kabel oder Funk der erzeugte Datenstrom der digitalen Fernsehsignale
nach mathematischen Verfahren komprimiert wird, um die erheblichen
Datenmengen zu reduzieren und somit Kosten sparender zu übertragen.
Das dafür
im allgemeinen verwendete MPEG-2 Kompressionsverfahren ist weltweit
standardisiert. Dabei betragen die durchschnittlichen Datenraten
in der Praxis zwischen 2 MBit/s und 6 MBit/s. Es wurden jedoch zwischenzeitlich
effizientere Kompressionsalgorithmen, wie z.B. MPEG-4 oder H.264,
entwickelt, welche die Daten des gleichen Fernsehsignals wesentlich
höher komprimieren
und somit kleinere Datenraten erzeugen.
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Ferner
ist bekannt, dass die regulierenden Behörden auf nationaler, sowie
internationaler Ebene den DVB-Standard (DVB – Digital Video Broadcasting)
Common Interface (CI) als Schnittstellen-Standard von Modulen für Empfangsgeräte empfehlen. Daher
verfügt
ein Großteil
der im Markt befindlichen Empfangsgeräte, wie z.B. Set-Top Boxen, über diese Schnittstelle.
Wird ein entsprechendes Modul in das Common Interface eingesteckt,
leitet das Empfangsgerät
den empfangenen Datenstrom, welcher auch Transportstrom genannt
wird, in das Modul und nimmt ihn vom Modul wieder auf. Heutzutage
sind sogenannte Conditional Access Modules (CAM) verfügbar, welche
gemäß DVB-Standard
verschlüsselte Sendungen
entschlüsseln.
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Der
Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass DVB-konforme Fernsehempfangsgeräte zwar
per Definition nach MPEG-2 komprimierte Transportströme dekomprimieren
können,
jedoch nicht solche, welche nach MPEG-4 oder H.264 komprimiert sind,
so dass der wirtschaftliche Vorteil dieser hochkomprimierenden Verfahren
in der Praxis nicht umgesetzt werden kann. Insbesondere die vielen
Millionen im Markt befindlichen Set-Top Boxen können zum Großteil nicht
mit einer hochkomprimierenden Decodereinheit nachgerüstet werden.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung die oben genannten Nachteile des Stands
der Technik zu überwinden
und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen,
womit besonders kostengünstig
ermöglicht
wird, DVB-konforme Fernsehempfangsgeräte mit einer hochkomprimierenden
Decodereinheit auszurüsten,
z.B. zum Decodieren nach dem MPEG-4- oder H.264-Kompressionsverfahren.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in Patentanspruch 1 definierte Vorrichtung und das im Patentanspruch
14 definierte Verfahren gelöst.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der Erfindung
weist eine Vorrichtung zum Transcodieren von komprimierten Daten
auf: einen ersten Decoder zum Erzeugen eines decodierten Datenstroms
aus einem aufgenommenen Transportdatenstrom, einen zweiten Decoder
zum Dekomprimieren des decodierten Datenstroms, welcher nach einem
ersten Kompressionsalgorithmus komprimiert ist, in ein erstes Audio-/Videosignal
in Echtzeit, einen ersten Encoder zum Komprimieren des ersten Audio-/Videosignals in
ein zweites Audio-/Videosignal in Echtzeit, welches nach einem zweiten Kompressionsalgorithmus
komprimiert wird, einen zweiten Encoder zum Erzeugen eines auszugebenden
Audio-/Videostandardsignals aus dem zweiten Audio-/Videosignal,
und eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Vorrichtung mit
einer Signalverarbeitungsvorrichtung.
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Dabei
ist in vorteilhafter Weise die Signalverarbeitungsvorrichtung eine
Set Top-Box und
die Verbindungseinrichtung ist eine nach dem Common Interface-Standard gestaltete
Schnittstelle. Der aufgenommene Transportdatenstrom ist bevorzugt
ein DVB-konformer Transportdatenstrom. Das auszugebende Audio-/Videostandardsignal
ist bevorzugt ein DVB-konformes Signal. Bevorzugt ist das Übertragungsprotokoll
des decodierten Datenstroms aus dem aufgenommenen Transportdatenstrom
das Internet Protocol (IP). Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der erste Kompressionsalgorithmus ein Kompressionsalgorithmus nach
dem MPEG-4 Standard und der zweite Kompressionsalgorithmus ist ein
Kompressionsalgorithmus nach dem MPEG-2 Standard. Die Datenraten des
aufgenommenen Transportdatenstroms und des auszugebenden Audio-/Videostandardsignals
können
unterschiedlich groß sein,
wobei die Datenrate des aufgenommenen Transportdatenstroms in vorteilhafter
Weise kleiner ist als die Datenrate des auszugebenden Audio-/Videostandardsignals.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Vorrichtung in vorteilhafter Weise einen Descrambler auf,
welcher einen verschlüsselten Datenstrom
eines oder mehrerer virtueller Übertragungskanäle des aufgenommenen
Transportdatenstroms entschlüsselt.
Ein Schlüsselwertspeicher speichert
bevorzugt einen Schlüsselwert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung
einen Puffer auf, welcher die Daten des decodierten Datenstroms
aus dem aufgenommenen Transportdatenstrom zwischenspeichert.
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Gemäß dem Erfindung
weist ein Verfahren zum Transcodieren von komprimierten Daten, die Schritte
auf:
Aufnehmen eines Transportdatenstroms;
Erzeugen eines
decodierten Datenstroms durch Decodieren des aufgenommenen Transportdatenstroms;
Dekomprimieren
des decodierten Datenstroms, welcher nach einem ersten Kompressionsalgorithmus komprimiert
ist, in ein erstes Audio-/Videosignal
in Echtzeit;
Komprimieren des ersten Audio-/Videosignals in
ein zweites Audio-/Videosignal
in Echtzeit, welches nach einem zweiten Kompressionsalgorithmus
komprimiert ist;
Erzeugen eines auszugebenden Audio-/Videostandardsignals
aus dem zweiten Audio-/Videosignal;
Ausgeben des auszugebenden
Audio-/Videostandardsignals.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Rundfunkbetreiber
die hohen Übertragungskosten
drastisch reduzieren kann, da bei gleichem Informationsgehalt die
nach einem höher
komprimierenden Verfahren zu übertragende
Datenmenge wesentlich geringer ist, als die nach einem niedriger komprimierenden
Verfahren zu übertragende
Datenmenge, da die Übertragungskosten
von der übertragenen
Datenmenge pro Zeiteinheit, also von der Datenrate, abhängen. Auch
können
nahezu alle im Markt verfügbaren
digitalen Empfangsgeräte
leicht an den Empfang von Datenströmen, welche nach verschiedenen
Kompressionsverfahren komprimiert sind, angepasst werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Nutzung virtueller Übertragungskanäle flexibel
gestaltet ist, so dass ein Rundfunkbetreiber die bezüglich der
technologischen Verfügbarkeit,
seiner technologischen Ausstattung und/oder der Kosten günstigste
Lösung
wählen
kann. Set-Top Boxen und Standard DVB-Receiver können vorteilhaft durch die
Erfindung den Datenkanal eines DVB-konformen Transportstroms dekodieren.
Der Rundfunkbetreiber kann zwischen einem verschlüsselnden Übertragungsverfahren
und einem nicht verschlüsselnden Übertragungsverfahren
wählen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Datenflusses in einem Gesamtsystem
zur Bereitstellung, Komprimierung, Verschlüsselung, Übertragung, Entschlüsselung,
Transcodierung, Dekomprimierung und Darstellung von Audio- und/oder
Videodatenströmen
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Transcodermoduls mit einer Übertragungskanalweiche
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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3 eine
schematische Darstellung eines Transcodermoduls gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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4 eine
schematische Darstellung des Datenflusses in einem Gesamtsystem
zur Bereitstellung, Komprimierung, Übertragung, Transcodierung, Dekomprimierung
und Darstellung von Audio- und/oder Videodatenströmen gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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5 eine
schematische Darstellung eines Transcodermoduls gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und
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6 eine
schematische Darstellung eines Transcodermoduls gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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1.
zeigt die schematische Darstellung des Datenflusses in einem Gesamtsystem
zur Bereitstellung, Komprimierung, Verschlüsselung, Übertragung, Entschlüsselung,
Transcodierung, Dekomprimierung und Darstellung von Audio- und/oder Videodatenströmen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, besteht ein Gesamtsystem, welches die
vorliegende Erfindung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
enthält, aus
einer Vorrichtung 10, welche einen Audiodatenstrom 11 liefert,
einer Vorrichtung 12, welche einen Videodatenstrom 13 liefert,
einem MPEG-4 Encoder 14, welcher die Datenströme 11 und 13 entgegennimmt
und daraus einen nach MPEG-4 komprimierten Datenstrom 15 erzeugt,
welcher an einen Scrambler 16 für die Verschlüsselung
weitergereicht wird.
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Der
Scrambler 16 gibt dann einen verschlüsselten, nach MPEG-4 komprimierten
Datenstrom 17 aus, der die ursprünglichen Audio- und Videodaten enthält.
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Ferner
kann das Gesamtsystem eine optionale Vorrichtung 18a, welche
einen Audiodatenstrom 19a liefert, und/oder eine optionale
Vorrichtung 18b, welche einen Videodatenstrom 19b liefert,
enthalten.
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Der
durch den Scrambler 16 erzeugte Datenstrom 17 sowie
die durch die optionalen Vorrichtungen 18a und 18b erzeugten
Datenströme 19a und 19b werden
durch einen Multiplexer 20 aufgenommen und dieser formt
daraus einen DVB-konformen Transportdatenstrom,
welcher über
eine Übertragungsstrecke 21 an
die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 übertragen wird.
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Die Übertragungsstrecke 21 weist
weitere Vorrichtungen (nicht gezeigt) auf, wie z.B. einen geeigneten
Sender und einen geeigneten Empfänger, sowie
einen Hochfrequenzkanal, über
welchen der Transportdatenstrom mittels eines Hochfrequenzübertragungsverfahrens übertragen
wird.
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Der
Hochfrequenzkanal ist vorzugsweise ein Hochfrequenzkanal, welcher über einen
Satelliten abgestrahlt wird und ein komprimiertes Fernsehsignal
eingebettet in einen oder mehrere der virtuellen Übertragungskanäle eines
DVB-konformen Datenstroms überträgt. Der
Hochfrequenzkanal kann aber auch beispielsweise einer Übertragungsstrecke
eines terrestrisch übertragenden
Rundfunksystems, einer Kabelverbindung (z.B. eines Fernsehkabelsystems
oder eines Telefonkabelsystems) oder einer anderen geeigneten Übertragungsstrecke
entsprechen.
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Die
Signalverarbeitungsvorrichtung 22 nimmt den über die Übertragungsstrecke 21 übertragenen
DVB-konformen Transportstrom auf. Ist der Empfänger auf das entsprechende
Programm eingestellt, leitet die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 den
DVB-konformen Transportdatenstrom 2 über eine Verbindungseinrichtung 23 an
ein Transcodermodul (TCM) 1 weiter, das den DVB-konformen Transportdatenstrom
transcodiert und als Audio-/Videostandardsignal 6 wieder
an die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 zurückgibt.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 ist mit einem Audio-/Videogerät 24 beispielsweise
einem Fernsehgerät
oder einem Computer verbunden, das die empfangenen Bild- und Toninformationen
wiedergibt.
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Wie
in 2 gezeigt, wird in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung an das Transcodermodul TCM 1 ein DVB-konformer
Transportdatenstrom (TS_in) 2 mit einem nach einem ersten
Kompressionsverfahren komprimiertem Inhalt übertragen. Der Transportdatenstrom 2 enthält mehrere
virtuelle Übertragungskanäle 3, 4 und 5,
welche in 2 strichliniert veranschaulicht
sind. Das TCM 1 gibt ein DVB-konformes Audio-/Videostandardsignal (TS_out) 6 mit
einem nach einem zweiten Kompressionsverfahren komprimierten Inhalt
aus, welcher mehrere virtuelle Übertragungskanäle 7, 8 und 9 enthält, welche
in 2 strichliniert veranschaulicht sind. Sowohl der
DVB-konforme Transportdatenstrom 2 als auch das DVB-konforme
Audio-/Videostandardsignal 6 werden auch Transportströme genannt.
Zwar sind im Beispiel der 2 jeweils
nur drei virtuelle Übertragungskanäle gezeigt,
es können je
nach Bedarf aber auch mehr oder weniger Übertragungskanäle in den
Transportströmen 2 und 6 enthalten
sein.
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Über die
virtuellen Übertragungskanäle 3 und 7 werden
Audiodaten übertragen,
diese stellen daher Audiokanäle
dar. Über
die virtuellen Übertragungskanäle 4 und 8 werden
Videodaten übertragen, diese
stellen daher Videokanäle
dar. Über die
virtuellen Übertragungskanäle 5 und 9 werden
Daten übertragen,
diese stellen daher Datenkanäle
für Daten jeglicher
An dar. Die über
die virtuellen Übertragungskanäle 3 bis 9 übertragenen
Datenströme
werden auch Elementarströme
genannt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Fernsehsignal, über welches
das Fernsehprogramm übertragen
wird, vor der Hochfrequenzübertragung
nach dem MPEG-4 Kompressionsverfahren bzw. -algorithmus als erstem Kompressionsverfahren
komprimiert und nicht wie üblich
nach dem MPEG-2-Kompressionsverfahren bzw. -algorithmus (im folgenden
auch zweites Kompressionsverfahren genannt). Das Fernsehsignal wird
gegebenenfalls verschlüsselt,
das heißt
gescrambelt, als Datenstrom in den Datenkanal 5 des DVB-konformen
Transportdatenstroms 2 eingebettet. Die üblicherweise
benutzten virtuellen Übertragungskanäle, also
der Audiokanal 3 und der Videokanal 4, werden
für die Übertragung
des Fernsehprogramms nicht verwendet.
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Als Übertragungsprotokoll
für die Übertragung
des Datenstroms im Datenkanal 5 wird in der bevorzugten
Ausführungsform
das Internet-Protokoll IP (Internet Protocol) verwendet. Dies bedeutet,
dass die Daten, welche das Fernsehsignal darstellen, als Datenstrom
nach dem Internet Protocol übertragen werden,
eingebettet in einen DVB-konformen Transportdatenstrom 2.
Als das erste bzw. zweite Kompressionsverfahren kann jedoch statt
des MPEG-4- bzw. MPEG-2-Kompressionsverfahren
auch jedes andere geeignete Kompressionsverfahren verwendet werden.
Beispielsweise kann als das erste Kompressionsverfahren auch das
H.264-Kompressionsverfahren verwendet werden. Geeignete proprietäre Kompressionsverfahren
können
auch verwendet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird ein im Datenkanal 5 nach dem
Kompressionsverfahren MPEG-4 komprimierter Datenstrom, welcher Audio-
und/oder Videodaten enthält,
an das TCM 1 übertragen.
Dabei stellen die Daten dieses Datenstroms das Fernsehprogramm in
Form von Audio- und Videodaten dar. Der Datenstrom im Datenkanal 5 ist
in den DVB-konformen
Transportdatenstrom 2, welcher eine Datenrate von z.B.
ca. 1 Mbps aufweist, eingebettet.
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Das
TCM 1 nimmt den DVB-konformen Transportdatenstrom 2 mit
dem nach dem ersten Kompressionsverfahren komprimierten, eingebetteten
Datenstrom im Datenkanal 5 entgegen. Dann löst es diesen
Datenstrom aus dem DVB-konformen Transportdatenstrom 2 heraus
und erzeugt somit den decodierten Datenstrom aus dem Datenkanal 5.
Danach dekomprimiert das TCM 1 diesen Datenstrom nach dem
ersten Kompressionsverfahren, also in einer bevorzugten Ausführungsform
nach dem MPEG-4 Kompressionsverfahren.
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Danach
wird der entgegengenommene, nun dekomprimierte Datenstrom, welcher
Audio- und/oder Videodaten enthält,
durch das TCM 1 auf Datenströme, auch Ausgabedatenströme genannt, für den Audiokanal 7 und
Videokanal 8 für
die Ausgabe des DVB-konformen Audio-/Videostandardsignal 6 aufgeteilt.
Das TCM 1 komprimiert nun den Ausgabedatenstrom des Videokanals 8 nach
dem zweiten Kompressionsverfahren, also in einer bevorzugten Ausführungsform
nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren, und bettet diesen zusammen
mit dem Ausgabedatenstrom des Audiokanals 7 in einen entsprechendes
DVB-konformes Audio-/Videostandardsignal 6 ein.
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Darauf
gibt das TCM 1 das DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 aus,
welches die Audiodaten im entsprechenden virtuellen Übertragungskanal 7 und
die Videodaten im entsprechenden virtuellen Übertragungskanal 8 enthält. Dieses
DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 kann bis zu 15 Mbps
an Datenrate aufweisen. Die Datenrate des DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 ist also
nach der Transcodierung höher
als die Datenrate des DVB-konformen Transportdatenstroms 2.
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Wie
in 1 und in 4 gezeigt,
findet die Übertragung
des DVB-konformen Transportdatenstroms (TS_in) 2 zu dem
Transcodermodul TCM 1 und die Entgegennahme des DVB-konformen
Audio-/Videostandardsignals (TS_out) 6 von dem Transcodermodul
TCM 1 durch eine Signalverarbeitungsvorrichtung 22 statt.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 führt das Umsetzen des vom Transcodermodul
TCM 1 erhaltenen DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6,
welches nach dem zweiten Kompressionsverfahren komprimiert ist,
auf ein genormtes Fernsehsignalformat durch. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 kann
z.B. ein Satellitenempfänger
(Receiver), eine Set-Top Box, ein Fernsehempfänger oder ein anderes geeignetes System
sein.
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Das
TCM 1 wird über
eine Verbindungseinrichtung 23 mit der Signalverarbeitungsvorrichtung 22 verbunden.
Die Verbindungseinrichtung 23 kann z.B. eine Schnittstelle
nach dem Common Interface-Standard sein, was flexible Einsatzmöglichkeiten
des TCMs 1 gewährleistet.
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Wenn
kein TCM 1 mit der Verbindungseinrichtung 23 verbunden
ist, schleift die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 den,
bei entsprechend eingestelltem Kanal, empfangenen DVB-konformen
Transportdatenstrom 2, also die verschiedenen virtuellen Übertragungskanäle 3, 4 und 5,
in die verschiedenen virtuellen Übertragungskanäle 7, 8 und 9 durch.
Der Benutzer wird dann, wenn er einen Sender anwählt, welcher ein Signal gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung überträgt, darüber informiert,
dass er für
die Wiedergabe des Fernsehprogramms dieses Senders ein mit der Verbindungseinrichtung 23 verbundenes
TCM 1 benötigt. Hierzu,
werden gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in den eingangsseitig nicht genutzten
virtuellen Übertragungskanälen 3 und 4 durch
den Sender unverschlüsselte und
unkomprimierte oder unverschlüsselte
und nach MPEG-2 komprimierte Datenströme übertragen.
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Beispielsweise
kann im Audiokanal 3 ein Audiodatenstrom übertragen
werden, welcher dann, nach dem Durchschleifen in den Audiokanal 7,
die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 weiter durchläuft und
von dieser an ein Fernsehgerät 24 weitergegeben
wird. Das Fernsehgerät 24 gibt
dann den Audiodatenstrom hörbar
wieder. Als ein weiteres Beispiel kann im Videokanal 4 ein
MPEG-2 komprimiertes Standbild oder ein MPEG-2 komprimierter Videodatenstrom übertragen
werden, welches bzw. welcher dann, nach dem Durchschleifen in den
Videokanal 8, die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 durchläuft und von
dieser an das Fernsehgerät 24 weitergeben
wird. Das Fernsehgerät 24 zeigt
dann das Standbild bzw. den Videodatenstrom sichtbar an. Durch ein
entsprechendes Standbild oder einen entsprechenden Videodatenstrom,
beispielsweise einen entsprechenden Text, kann der Benutzer über das
Fehlen eines für
die Wiedergabe des Fernsehprogramms dieses Senders benötigten TCM 1 informiert
werden.
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Wie
bereits oben erwähnt,
enthält
der DVB-konformen Transportdatenstrom 2 im Datenkanal 5 einen
verschlüsselten,
nach dem ersten Kompressionsverfahren komprimierten Datenstrom.
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Das
TCM 1 transcodiert diesen DVB-konformen Transportdatenstrom 2,
wobei es den Datenstrom des Datenkanals 5 aus diesem herauslöst, den herausgelösten Datenstrom
des Datenkanals 5 entschlüsselt, den dadurch erhaltenen
Datenstrom nach dem ersten Kompressionsverfahren dekomprimiert, daraus
die Datenströme
für den
Audiokanal 7 und für den
Videokanal 8 erzeugt, den erzeugten Datenstrom für den Videokanal 8 nach
dem zweiten Kompressionsverfahren komprimiert, und beide so erzeugte
Datenströme
in einen neues DVB-konformes Audio-/Videostandardsignal 6 einbettet.
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Dieses
DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 wird dann über die
Verbindungseinrichtung 23 an die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 zurückgegeben,
welche diesen DVB-konform in den Datenstrom des Audiokanals 7 und
den Datenstrom des Videokanals 8 zerlegt, den Datenstrom
des Videokanals 8 nach dem zweiten Kompressionsverfahren dekomprimiert,
und dann aus dem so erzeugten dekomprimierten Datenstrom des Videokanals 8 zusammen
mit dem Datenstrom des Audiokanals 7 ein Signal nach einem
genormten Fernsehsignalformat erzeugt, welches an das Fernsehgerät 24 weitergegeben
wird.
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Wie
in 3 gezeigt, weist ein TCM 1 gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Steuerung 31 auf, welche
die einzelnen Komponenten des TCM 1 steuert. Die Steuerung 31 kann
z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller oder ein anderes Schalt-
oder Rechenwerk sein.
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Das
TCM 1 weist einen DVB-Decoder bzw. ersten Decoder 25 auf,
welcher den DVB-konformen Transportdatenstrom 2 aufnimmt,
den Datenstrom des Datenkanals 5 aus diesem herauslöst und diesen decodierten
Datenstrom 33 des Datenkanals 5 an einen Descrambler 26 weitergibt.
Der DVB-Decoder 25 enthält
in einer bevorzugten Ausführungsform
einen IP-Stack (nicht gezeigt), welcher die Verarbeitung von Signalen,
die nach dem Internet-Protokoll IP übertragen werden, ermöglicht.
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Der
Descrambler 26 entschlüsselt
den decodierten Datenstrom 33 des Datenkanals 5 anhand
eines Schlüssels,
welcher in einem Schlüsselspeicher 27 abgelegt
ist und gibt den so entschlüsselten
Datenstrom an einen MPEG-4 Decoder bzw. zweiten Decoder 28 weiter.
Der Schlüsselspeicher 27 kann
in verschiedenen Varianten ausgeführt werden, z.B. flexibel in
Form einer Smartcard und Smartcard-Lesegerät oder integriert in einem
nichtflüchtigen Speicherbaustein.
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Der
Descrambler 26 und der Schlüsselspeicher 27 sind
für die
Funktionalität
des TCM 1 nicht zwingend notwendig und daher optional.
Das Vorhandensein dieser Komponenten hängt von der Art des übertragenen
Transportdatenstroms 2 bzw. von der Art des übertragenen
Datenstroms des Datenkanals 5 ab, insbesondere davon, ob
der Datenstrom verschlüsselt
ist.
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Der
MPEG-4 Decoder 28 dekomprimiert den erhaltenen und nach
dem MPEG-4 Kompressionsverfahren komprimierten entschlüsselten
Datenstrom, welcher Audio- und/oder Videodaten enthält, und
gibt einen dekomprimierten Videodatenstrom und einen dekomprimierten
Audiodatenstrom, also ein erstes Audio-/Videosignal 34, an einen MPEG-2 Encoder
bzw. ersten Encoder 29 aus. Der MPEG-2 Encoder 29 komprimiert
den erhaltenen, nicht komprimierten Videodatenstrom des ersten Audio-/Videosignals 34 nach
dem MPEG-2 Kompressionsverfahren und gibt diesen zusammen mit dem
dekomprimierten Audiodatenstrom des ersten Audio-/Videosignals 34 als
ein zweites Audio-/Videosignal an einen DVB-Encoder bzw. zweiten
Encoder 30 aus. Der DVB-Encoder 30 bettet den
erhaltenen und nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren komprimierten
Videodatenstrom in den Videokanal 8 des DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 und den
erhaltenen, nicht komprimierten Audiodatenstrom in den Audiokanal 7 des
DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 ein. Das so
erzeugte DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 wird ausgegeben
und enthält
den nicht komprimierten Audiodatenstrom im Audiokanal 7 und
den nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren komprimierten Videodatenstrom
im Videokanal 8.
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Wie
in 4 gezeigt, besteht ein Gesamtsystem, welches die
vorliegende Erfindung gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
enthält, aus
der Vorrichtung 10, welche den Audiodatenstrom 11 liefert,
der Vorrichtung 12, welche den Videodatenstrom 13 liefert,
dem MPEG-4 Encoder 14, welcher die Datenströme 11 und 13 entgegennimmt
und daraus den nach MPEG-4 komprimierten Datenstrom 15 erzeugt,
welcher an den Multiplexer 20 weitergereicht wird.
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Ferner
kann das Gesamtsystem die optionale Vorrichtung 18a, welche
den Audiodatenstrom 19a liefert, welcher im Audiokanal 3 übertragen
wird, und/oder die optionale Vorrichtung 18b, welche den Videodatenstrom 19b liefert,
welcher im Videokanal 4 übertragen wird, enthalten,
wie bereits bei 2 beschrieben.
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Da
bei dem Gesamtsystem gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Scrambler 16 nicht vorhanden
ist, entspricht der durch den MPEG-4 Encoder 14 erzeugte Datenstrom 15 dem
Datenstrom 17 des Gesamtsystems gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Mit anderen Worten wird der vom MPEG-4 Encoder 14 erzeugte
Datenstrom 15 in diesem Fall direkt, also ohne Verschlüsselung,
an den Multiplexer 20 weitergegeben.
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Der
durch MPEG-4 Encoder 14 erzeugte Datenstrom 15 sowie
die durch die optionalen Vorrichtungen 18a und 18b erzeugten
Datenströme 19a und 19b werden
durch den Multiplexer 20 aufgenommen und dieser formt daraus
einen DVB-konformen Transportstrom,
welcher über
die Übertragungsstrecke 21 an
die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 übertragen wird.
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Die Übertragungsstrecke 21 weist
weitere Vorrichtungen (nicht gezeigt) auf, wie bereits bei 2 beschrieben.
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Die
Signalverarbeitungsvorrichtung 22 nimmt den über die Übertragungsstrecke 21 übertragenen
DVB-konformen Transportdatenstrom auf. Ist der Empfänger auf
das entsprechende Programm eingestellt, leitet die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 den
DVB-konformen Transportdatenstrom TS_in 2 über die
Verbindungseinrichtung 23 an das TCM 1 weiter
das den DVB-konformen Transportdatenstrom transcodiert und als Audio-/Videostandardsignal 6 wieder
an die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 zurückgibt.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 ist mit einem Audio-/Videogerät bzw. dem
Fernsehgerät 24 verbunden,
das die empfangenen Bild- und Toninformationen wiedergibt.
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Wie
bereits oben erwähnt,
enthält
der DVB-konforme Transportdatenstrom 2 im Datenkanal 5 einen
nach dem ersten Kompressionsverfahren komprimierten Datenstrom.
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Das
TCM 1 transcodiert diesen DVB-konformen Transportdatenstrom 2,
wobei es den Datenstrom des Datenkanals 5 aus diesem herauslöst, den dadurch
erhaltenen Datenstrom nach dem ersten Kompressionsverfahren dekomprimiert,
daraus die Datenströme
für den
Audiokanal 7 und für
den Videokanal 8 erzeugt, den erzeugten Datenstrom für den Videokanal 8 nach
dem zweiten Kompressionsverfahren komprimiert, und beide so erzeugten
Datenströme
in ein neues DVB-konformes
Audio-/Videostandardsignal 6 einbettet.
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Dieses
DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 wird nun über die
Verbindungseinrichtung 23 an die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 zurückgegeben,
welche diesen DVB-konform in den Datenstrom des Audiokanals 7 und
den Datenstrom des Videokanals 8 zerlegt, den Datenstrom
des Videokanals 8 nach dem zweiten Kompressionsverfahren dekomprimiert,
und dann aus dem so erzeugten dekomprimierten Datenstrom des Videokanals 8 zusammen
mit dem Datenstrom des Audiokanals 7 ein Signal nach einem
genormten Fernsehsignalformat erzeugt, welches an das Fernsehgerät 24 weitergegeben
wird.
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Wie
in 5 gezeigt, weist ein TCM 1 gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Steuerung 31 auf, welche
die einzelnen Komponenten des TCM 1 steuert. Die Steuerung 31 kann
z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller oder ein anderes Schalt-
oder Rechenwerk sein, wie bereits bei 3 beschrieben.
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Das
TCM 1 weist einen DVB-Decoder bzw. ersten Decoder 25 auf,
welcher den DVB-konformen Transportdatenstrom 2 aufnimmt,
den Datenstrom des Datenkanals 5 aus diesem herauslöst und diesen decodierten
Datenstrom 33 des Datenkanals 5 an den MPEG-4
Decoder bzw. zweiten Decoder 28 weitergibt.
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Der
DVB-Decoder 25 enthält
in der bevorzugten Ausführungsform
einen IP-Stack (nicht gezeigt), welcher die Verarbeitung von Signalen,
welche nach dem Inter net-Protokoll IP übertragen werden, ermöglicht,
wie bereits oben bei 3 erwähnt.
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Der
MPEG-4 Decoder 28 dekomprimiert den erhaltenen und nach
dem MPEG-4 Kompressionsverfahren komprimierten decodierten Datenstrom 33, welcher
Audio- und/oder Videodaten enthält,
und gibt den dekomprimierten Videodatenstrom und den dekomprimierten
Audiodatenstrom, also das erste Audio-/Videosignal 34,
an den MPEG-2 Encoder bzw. ersten Encoder 29 aus. Der MPEG-2
Encoder 29 komprimiert den erhaltenen, nicht komprimierten
Videodatenstrom des ersten Audio-/Videosignals 34 nach
dem MPEG-2 Kompressionsverfahren und gibt diesen zusammen mit dem
dekomprimierten Audiodatenstrom des ersten Audio-/Videosignals 34 als ein zweites
Audio-/Videosignal an den DVB-Encoder bzw. zweiten Encoder 30 aus.
Der DVB-Encoder 30 bettet den erhaltenen und nach dem MPEG-2
Kompressionsverfahren komprimierten Videodatenstrom in den Videokanal 8 des
DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 und den erhaltenen,
nicht komprimierten Audiodatenstrom in den Audiokanal 7 des DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 ein. Das
so erzeugte DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 wird
ausgegeben und enthält
den nicht komprimierten Audiodatenstrom im Audiokanal 7 und den
nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren komprimierten Videodatenstrom
im Videokanal 8.
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Wie
in 6 gezeigt, weist ein TCM 1 gemäß der dritten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Steuerung 31 auf, welche
die einzelnen Komponenten des TCM 1 steuert. Die Steuerung 31 kann
z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller oder ein anderes Schalt-
oder Rechenwerk sein, wie bereits bei 3 und 5 beschrieben.
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Das
TCM 1 weist einen DVB-Decoder bzw. ersten Decoder 25 auf,
welcher den DVB-konformen Transportdatenstrom 2 aufnimmt,
den Datenstrom des Datenkanals 5 aus diesem herauslöst und diesen decodierten
Datenstrom 33 des Datenkanals 5 an einen Puffer 32 weitergibt.
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Der
DVB-Decoder 25 enthält
in der bevorzugten Ausführungsform
einen IP-Stack (nicht gezeigt), welcher die Verarbeitung von Signalen,
welche nach dem Internet-Protokoll IP übertragen werden, ermöglicht,
wie bereits oben bei 3 und 5 erwähnt.
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Der
Puffer 32 speichert den erhaltenen Datenstrom zwischen
und gibt diesen zeitverzögert
an den Descrambler 26 weiter. Wenn bei der Übertragung
des Transportdatenstroms 2 Fehler auftreten, kann die Zwischenspeicherung
des erhaltenen Datenstroms des Datenkanals 5 durch den
Puffer 32 beispielsweise dazu dienen, ein vorher korrekt
empfangenes Bild des Videodatenstroms erneut anzuzeigen.
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Insbesondere
kann der Puffer 32 dazu dienen, den erhaltenen Datenstrom
des Datenkanals 5 nicht nur für kurze Zeit, sondern auch
persistent bzw. permanent zu speichern, um den erhaltenen Datenstrom
des Datenkanals 5, welcher z.B. einen kompletten Fernsehfilm
darstellt, für
die spätere
Wiedergabe zwischenzuspeichern. Insofern realisiert das TCM 1 eine
Aufnahme-/Wiedergabefunktion vergleichbar mit einem Videorecorder.
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Der
Puffer 32 kann in verschiedenen Varianten ausgeführt werden,
z.B. in Form eines integrierten flüchtigen oder nichtflüchtigen
Speicherbausteins.
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Der
Puffer 32 muss nicht zwangsweise zwischen dem DVB-Decoder 25 und
dem Descrambler 26 angeordnet sein, sondern kann z.B. auch
zwischen dem Descrambler 26 und dem MPEG-4 Decoder bzw.
zweiten Decoder 28 angeordnet sein, ohne dass sich die
durch den Puffer 32 bereitgestellte Funktionalität des TCM 1 gemäß der dritten
bevorzugten Ausführungsform ändert.
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Der
Descrambler 26 entschlüsselt
den Datenstrom des Datenkanals 5 anhand eines Schlüssels, welcher
in einem Schlüsselspeicher 27 abgelegt
ist und gibt den so entschlüsselten
Datenstrom an den MPEG-4 Decoder bzw. zweiten Decoder 28 weiter.
Der Schlüsselspeicher 27 kann
in verschiedenen Varianten ausgeführt werden, z.B. flexibel in Form
einer Smartcard und Smartcard-Lesegerät oder integriert in einem
nichtflüchtigen
Speicherbaustein, wie bereits oben bei 3 beschrieben.
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Der
Descrambler 26 und der Schlüsselspeicher 27 sind
für die
Funktionalität
des TCM 1 nicht zwingend notwendig und daher optional,
wie bereits oben bei 3 beschrieben.
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Der
MPEG-4 Decoder 28 dekomprimiert den erhaltenen und nach
dem MPEG-4 Kompressionsverfahren komprimierten entschlüsselten
Datenstrom, welcher Audio- und/oder Videodaten enthält, und
gibt den dekomprimierten Videodatenstrom und den dekomprimierten
Audiodatenstrom, also das erste Audio-/Videosignal 34,
an den MPEG-2 Encoder bzw. ersten Encoder 29 aus. Der MPEG-2
Encoder 29 komprimiert den erhaltenen, nicht komprimierten Videodatenstrom
des ersten Audio-/Videosignals 34 nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren
und gibt diesen zusammen mit dem dekomprimierten Audiodatenstrom
des ersten Audio-/Videosignals 34 an den
DVB-Encoder bzw. zweiten Encoder 30 aus. Der DVB-Encoder 30 bettet
den erhaltenen und nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren komprimierten
Videodatenstrom in den Videokanal 8 des DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 und den
erhaltenen, nicht komprimierten Audiodatenstrom in den Audiokanal 7 des
DVB-konformen Audio-/Videostandardsignals 6 ein. Der so
erzeugte DVB-konforme Audio-/Videostandardsignal 6 wird ausgegeben
und enthält
den nicht komprimierten Audiodatenstrom im Audiokanal 7 und
den nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren komprimierten Videodatenstrom
im Videokanal 8.
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Wie
oben beschrieben und wie in 1 und 4 gezeigt,
wird das TCM 1 in den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung durch Einstecken bzw. Einführen in die Verbindungseinrichtung 23 mit
der Signalverarbeitungsvorrichtung 22 elektrisch verbunden.
Dies bedeutet, dass das TCM 1 in die Signal verarbeitungsvorrichtung 22 einsteckbar
ist und aus dieser auch entnommen werden kann. Jedoch kann in eine
Signalverarbeitungsvorrichtung 22 auch eine Baugruppe,
welche die Funktionalität
des TCM 1 bereitstellt, integriert werden. Diese Baugruppe
ist dann mit der Signalverarbeitungsvorrichtung 22 fest
verbunden.
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Die
Signalverarbeitungsvorrichtung 22 kann in das Video-/Audiogerät 24 integriert
sein, beispielsweise mit einem über
die Verbindungseinrichtung 23 einsteckbarem TCM 1 oder
durch eine integrierte Baugruppe, welche die Funktionalität des TCM 1 bereitstellt,
wie oben beschrieben. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 22 kann
jedoch auch als Set-Top-Box ausgestaltet sein.
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Der
Transportdatenstrom 2 kann dem TCM 1 auch über eine
andere Verbindungseinrichtung als über die Verbindungseinrichtung 23 zugeführt werden.
Beispielsweise kann das TCM 1 eine zusätzliche Kabelbuchse bzw. eine
Kabelverbindung als Signalzuführung
enthalten, welche nach einem Telefonsystemstandard oder einem Computernetzwerkstandard
ausgeformt ist. Über
diese Signalzuführung
wird dem TCM 1 dann der Transportdatenstrom 2 zugeführt. Dieser
Transportstrom 2 wird dann durch den DVB-Decoder bzw. ersten
Decoder 25 aufgenommen, wie oben beschrieben.
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Das
TCM 1 kann nicht nur einen MPEG-2 Encoder bzw. ersten Encoder 29 für das Komprimieren
des erhaltenen, nicht komprimierten Videodatenstroms nach dem MPEG-2
Kompressionsverfahren enthalten, wie in 3 und 5 gezeigt,
sondern auch optional einen Encoder (nicht gezeigt) enthalten für das Komprimieren
des erhaltenen, nicht komprimierten Audiodatenstroms des Audio-/Videosignals 34.
Das Komprimieren des erhaltenen, nicht komprimierten Audiodatenstroms
des Audio-/Videosignals 34 kann dabei nach dem MPEG-2 Kompressionsverfahren
oder nach einem anderen Kompressionsverfahren erfolgen. In diesem
Fall werden die komprimierten Datenströme, also der komprimierte Videodatenstrom
und der komprimierte Audiodatenstrom, zusammen als ein zweites Audio-/Videosignal
an den DVB-Encoder bzw. zweiten Encoder 30 für das Erzeugen
eines DVB- konformen
des Audio-/Videostandardsignals 6 ausgegeben. Das DVB-konforme
Audio-/Videostandardsignals 6 enthält dann den komprimierten Audiodatenstrom
im Audiokanal 7 und den komprimierten Videodatenstrom im
Videokanal 8.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
somit ein Transportstrom (TS_in) 2, welcher einen nach
einem ersten Kompressionsverfahren komprimierten Inhalt aufweist,
in einen Transportstrom (TS_out) 6 überführt, welcher einen nach einem zweiten
Kompressionsverfahren komprimierten Inhalt aufweist. Der Inhalt
eines Transportstroms (TS_in) 2 wird transcodiert und dabei
ein Transportstrom (TS_out) 6 erzeugt.
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Der
Inhalt des Transportstroms (TS_in) 2 kann dabei auch von
einem ersten virtuellen Übertragungskanal 3, 4, 5 in
einen zweiten virtuellen Übertragungskanal 7, 8, 9 des
Transportstroms (TS_out) 6 überführt werden.
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Der
Fachmann erkennt, dass das erfindungsgemäße Verfahren, welches oben
beschrieben wurde, nicht nur durch eine Vorrichtung, welche festverdrahtet
implementiert ist, ausgeführt
werden kann, sondern auch durch einen Computer bzw. Mikroprozessor,
welcher ein Computerprogramm ausführt, dessen Programmcode so
ausgestaltet ist, dass damit die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgeführt
werden können.