JP2004524775A - ビデオ及びオーディオパケットをビデオトランスポートストリームに挿入するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
複数のオリジナルデータパケットを含む到来デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する装置が開示される。当該装置は、1) 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶することができる入力バッファと、2) 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得して、前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定することができるビデオプロセッサとを有する。前記ビデオプロセッサは、前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定し、この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定する。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にはビデオ放送システムに関し、より詳細には、ビデオトランスポートストリーム中の利用可能なスペースにデータパケットを挿入するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス及びケーブルシステムの両方を含む従来のテレビジョン放送システムは、ますます、放送システムによって搬送される基本的なテレビジョン番組以外のデータストリームを送信するのに用いられるようになってきている。例えば、ケーブルテレビジョンシステムは、現在ではケーブル加入者にインターネット接続サービスを提供している。インターネットデータは、双方向インターネットプロトコル(IP)トラフィックのために設けられた専用のチャネルで搬送される。放送システムは、番組タイトル、放送時間、チャネル割当て、内容のまとめ等に関連した情報を含む電子番組ガイド(EPG)データストリームも送信する。テレビジョンセット又はセットトップボックス(STB)は、テレビジョン視聴者が、リモートコントロールでMENU又はPROGRAMのオプションを選択することによって、選択されたチャネル上でEPGデータをレビューすることを可能にする。
【０００３】
デジタル放送トランスポートストリームは、ビデオ、オーディオ及びデータのパケットを含む。通常、トランスポートストリームには、追加のデータパケットが挿入されることができるスペース又はヌルパケットがある。これらの追加のデータパケットは、ビデオクリップ、オーディオトラック、アプリケーションプログラム及びテキストファイル等を含んでよい。追加のデータを挿入することは、既にトランスポートストリームに存在しているデータパケットの一部を置換することによっても可能である。例えば、ケーブル会社は、ネットワークビデオソースから、コマーシャル、テキスト及びEPG情報のデータパケットを含むトランスポートストリームを受信することができる。ケーブルシステムは、既存のコマーシャル及びEPGデータを、ローカルエリア用の置換コマーシャル及び新しいEPGと置換することができる。トランスポートストリームとトランスポートストリーム中の置換可能なデータパケットとの差が、新しいデータパケットの挿入のために利用可能なデータ帯域幅を構成する。
【０００４】
この挿入は、配信チェーンの種々の時点で行われることができ、例えばネットワークのローカル局において行われることができる。挿入されるデータパケットは、ローカルな広告、ウェブページ(オリジナルビデオストリームに連動してもよい)及びローカルな天気予報等を含むことができる。挿入されるデータフォーマットは、IPパケット及びMPEGパケットを含む。放送ストリームにデータを挿入するこの機能は、サービスプロバイダが消費者に新しいサービスを提供する機会を提供する。
【０００５】
放送ストリームへのデータ挿入に利用可能なデータ帯域幅は、時間とともに変化する。利用可能な帯域幅を効率的に用いるためには、近い将来(例えば数秒から30分)における利用可能なデータ帯域幅を予測するための機構が必要である。例えば、データが株式相場表示器(stock ticker)ウェブサイトから設定可能なレートでストリーミングすると仮定する。ウェブサイトのストリーミングプロセッサが、利用可能なデータ帯域幅が収容することができるよりも高いレートでデータを送信する場合、株式相場表示器ウェブサイトからのデータの一部はなくなってしまう。放送トランスポートシステムの利用可能なデータ帯域幅を推定することによって、データ挿入装置はストリーマに所望のストリーミングデータレートを知らせることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、当該技術分野において、新しいデータパケットをデジタルトランスポートストリームに挿入することができる、下流の位置に配置された改良された放送システムの必要性がある。特に、新しいデータパケットをデジタルビデオトランスポートストリームの次のN秒間に挿入するのに利用可能な帯域幅を、より正確に推定することができる、ビデオ処理システムに対する必要性がある。
【０００７】
従来技術の上述の欠陥に対処するために、本発明の第1の目的は、例えば放送設備における使用のための、複数のオリジナルデータパケットを含む到来(incoming)デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の有利な実施例によれば、本装置は、1) 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶することができる入力バッファと、2) 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得して、前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定することができるビデオプロセッサであって、前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定し、この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定する、ビデオプロセッサと、を有する。
【０００９】
本発明の1つの実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記記憶されたオリジナルデータパケット中で、前記到来デジタルビデオトランスポートストリーム中で搬送されるプログラムを有する少なくとも1つの基本のデータストリームとは関連しない置換可能なデータパケットを識別することが更に可能である。
【００１０】
本発明の他の実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つの置換可能なデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する。
【００１１】
本発明の更に他の実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記オリジナルデータパケット中のヌルデータパケットを更に識別することができる。
【００１２】
本発明の更に他の実施例によれば、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つのヌルデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する。
【００１３】
本発明の他の実施例によれば、前記ビデオプロセッサは、M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの合計の関数として前記挿入レートを推定する。
【００１４】
本発明の更に他の実施例によれば、前記合計のうちの前記M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの各々は、重み付け関数a(k)によってスケール変更される。
【００１５】
上記は、当業者が以下の本発明の詳細な説明をより良く理解することができるよう、本発明の特徴及び技術的利点をかなり広く概説したものである。本発明の請求項の対象を形成する本発明の追加の特徴及び利点が、以下で説明される。当業者は、本発明と同一の目的で実行される他の構造を修正又は設計するのに開示された概念及び特定の実施例を容易に用いることができることを認識するであろう。当業者は、このような同等の構成は、本発明の最も広い形式において本発明の精神及び範囲から逸脱しないということもまた認識するであろう。
【００１６】
詳細な説明に着手する前に、本願特許明細書を通じて用いられる特定の単語及び語句の定義を示すのが有利であるかもしれない。即ち、「含む(include)」及び「有する(comprise)」という用語並びにその派生語は、制限無しの包含を意味し、「又は(or)」という単語は包含的である、即ち、「及び/又は」を意味し、「〜に関連する(associated with)」及び「〜に関連する(associated therewith)」並びにその派生語は、〜を含む(to include)、〜に含まれる(be included within)、〜と相互接続する(interconnect with)、〜を含む(contain)、〜に含まれる(be contained within)、〜に接続する(connect to or with)、〜に結合される(couple to or with)、〜と通信可能である(be communicable with)、〜と共動する(cooperate with)、インターリーブする(interleave)、並置する(juxtapose)、〜と近接している(be proximate to)、〜に結び付いている(be bound to or with)、持つ(have)、〜の特性を持つ(have a property of)等を意味することができ、「コントローラ(controller)」という単語は、少なくとも1つの動作を制御するあらゆる装置、システム、又はこれらの一部を意味し、このような装置は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの少なくとも2つの何らかの組み合わせによって実行することができる。いかなる特定のコントローラに関連した機能でも、局所的に又は遠く離れて、集中化又は分配されることができるということに注意すべきである。特に、コントローラは、1つ以上のデータプロセッサ並びに1つ以上のアプリケーションプログラム及び/又はオペレーティングシステムプログラムを実行する関連した入出力装置及びメモリを有してよい。特定の単語及び語句の定義は、この特許明細書を通じて提供されており、当業者は、ほとんどの場合でなくとも多くの場合、このような定義は、このような定義された単語及び語句の前及び後の使用にも適用されるということを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明及び本発明の利点のより完全な理解のため、ここで添付の図と併せて用いられる以下の説明が参照され、ここで、同様の番号は同様の物を示す。
【００１８】
本願特許明細書において、以下で説明される図1乃至4及び本発明の原理を説明するために用いられる種々の実施例は、説明を目的とするのみであり、決して本発明の範囲を制限するように解釈されるべきでない。当業者は、本発明の原理がいかなる最適に構成された装置においても実現されることができると理解するであろう。
【００１９】
図1は、本発明の1つの実施例による例示的なテレビジョン放送システム100を示す。テレビジョン放送システム100はローカル放送設備110を有し、該設備はネットワークビデオソース121〜123の各々から1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信する。ローカル放送設備110は、ワイヤライン通信リンクから又はワイヤレス通信リンクからこれらのデジタルビデオトランスポートストリームを受信することができる。例えば、ローカル放送設備110は、ネットワークビデオソース121からワイヤライン通信リンク131を介して1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信し、ネットワークビデオソース122からワイヤライン通信リンク132を介して1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信する。
【００２０】
ローカル放送設備110は基地トランシーバ局134及び135も有し、これらトランシーバ局はネットワークビデオソース123からローカル放送設備110に1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームをワイヤレスで送信する。ある典型的な実施例では、ネットワークビデオソース123は、デジタルビデオトランスポートストリームを、通信回線133を介して、ローカルマルチポイント配信システム(LMD)ネットワークの一部である基地トランシーバ局134に送信することができる。LMDネットワークにおいては、基地トランシーバ局134から基地トランシーバ局135にデジタルビデオトランスポートストリームを送信するのにマイクロ波中継装置が用いられる。
【００２１】
ローカル放送設備110は、加入者位置141〜143にデジタルビデオトランスポートストリームを送信する。これら加入者位置は、個人の住居及び事業拠点を含んでよい。ローカル放送設備110がケーブルテレビジョンシステムの一部である場合、ローカル放送設備110は、1つ以上の送信用デジタルビデオトランスポートストリームを、通信ワイヤライン151を介して加入者位置141及び142に送信することができる。通信ワイヤライン152は、1つ以上の送信用デジタルビデオトランスポートストリームをローカル放送設備110から送信器153に搬送し、この送信器153は、加入者位置143に送信用デジタルビデオトランスポートストリームをワイヤレスで送信する。
【００２２】
ローカル放送設備により受信及び送信されるデジタルビデオトランスポートストリームの各々は、6MHzの放送チャネルで搬送される。トランスポートストリームは通常幾つかのバーチャルチャネルを含んでおり、このバーチャルチャネルの各々が番組を含んでいる。バーチャルチャネルで搬送される番組が、視聴者が信号テレビジョンチャネル(例えば映画、ニュース放送及び天気チャネル)上で見るものである。通常、各バーチャルチャネルは、3メガビット／秒(Mbps)等の固定帯域幅を割り当てられる。
【００２３】
バーチャルチャネルの番組は、ビデオストリーム、オーディオストリーム及びデータストリームを含む幾つかの基本のストリームを含んでよい。これらの基本のストリームは、デジタル的に圧縮されている。バーチャルチャネルで搬送されるデジタル的に圧縮された基本のストリームが割当帯域幅の全てを使い切らなければ、残りの帯域幅は、安定した全体的なデータスループットを維持するためにヌルパケットで満たされてもよい。しかし、配信チェーンのどこかの位置(例えばローカル放送設備110等)で、これらのヌルパケットを置換することによって、有用なデータがバーチャルチャネルに挿入されることができる。加えて、新しいデータパケットが、既にバーチャルチャネルに存在する置換可能な基本ストリームに属する既存のデータパケットを置換することによって挿入されてもよい。
【００２４】
図2-Aは、本発明の1つの実施例による、ローカル放送設備110で受信される例示的な到来デジタルデータトランスポートストリーム200を示す。到来デジタルデータトランスポートストリーム200は、複数の置換不可能なパケット、置換可能なパケット、ヌルパケットを有する。置換不可能なパケット(NRP)は、一例として、ケーブル加入者が視聴しているテレビジョン番組の基本のストリーム(例えばオーディオ又はビデオ)の一部であるデータパケットであってもよい。置換不可能なパケット(NRP)の一部は、電子番組ガイド(EPG)データパケットを含んでもよい。置換可能なパケット(RP)は、ケーブル加入者が視聴しているテレビジョン番組の一部ではなく、且つ、更に上流にある他のネットワーク設備で以前にデジタルビデオトランスポートストリームに挿入された、追加のオーディオ、ビデオ又はテキストデータパケットであってもよい。
【００２５】
本実施例において、例えば100ミリ秒の継続時間を有する到来デジタルデータトランスポートストリーム200の基本の時間フレームTが示される。到来デジタルデータトランスポートストリーム200の時間フレームTは、置換不可能なパケット201〜203及び207〜209、置換可能なパケット204〜206並びにヌルパケット210〜211を有する。パケットが放送チェーンにおいて一定速度で移動していると仮定される。図2-Aに図示するように、ヌルパケットクラスタはほぼ9%の頻度(11個のパケットのうち2個)及び2パケットのサイズを有し、置換可能なパケットクラスタは27%の頻度(11個のパケットのうち3個)及び3パケットのサイズを有し、そして、置換不可能なパケットクラスタは27%の頻度(11個のパケットのうち3個)及び3パケットのサイズを有する。
【００２６】
図2-Bは、本発明の1つの実施例によるローカル放送設備110から送信される例示的な送出(outgoing)デジタルデータトランスポートストリーム250を示す。送出デジタルデータトランスポートストリーム250は、到来デジタルデータトランスポートストリーム200のデータパケットの一部をローカル放送設備110によって置換することにより得られる。このとき、送出デジタルデータトランスポートストリーム250の例示的な時間フレームTは、置換不可能なパケット201〜203及び207〜209、挿入されたパケット(IP)251〜254並びにヌルパケット211を有する。挿入されたパケット251、252、253及び254は、それぞれ、置換可能なパケット204、205及び206並びにヌルパケット210を置換した。本発明の典型的な実施例において、到来デジタルデータトランスポートストリーム200及び送出デジタルデータトランスポートストリーム250はMPEGデータトランスポートストリームであってもよく、置換不可能なパケット及び置換可能なパケットは基本のMPEGデータブロックである。
【００２７】
本発明は、統計及び電子番組ガイド(EPG)情報を用いて利用可能なデータ帯域幅を推定する単純な方法を紹介する。本発明は、利用可能なデータ帯域幅(即ちヌルパケット及び置換可能なデータパケット)を予測するために、バーチャルチャネルの基本のストリームのデータパケットの頻度を予測する。統計的な観点からは、基本のストリームの(例えば1秒間中の)データ頻度は、乱数である。しかし、番組の場面の相関及びエンコーディングアルゴリズムのため、ある短い期間あたりのエンコードされた番組のデータ頻度は、次の短い期間あたりのそれと関連している可能性がある。この従属性は、現在のデータ頻度及び過去のデータ頻度のうちの一方又は両方に基づて、近い将来のデータ頻度を予測することを可能にする。
【００２８】
ある番組の統計値は、他の番組の統計値と異なっている可能性がある。トランスポートストリームのEPG情報は、トランスポートストリームのバーチャルチャネルの番組ラインアップを説明する。これは、スケジュール、番組の種類及び来たる番組の概要を提供する。本発明は、その番組のためにどれくらいのデータスループットが必要かについて推定するのに、番組の種類及び番組の概要(例えば野球の試合、ニュース番組、アクション映画)を用いることができる。例えば、アクション映画は通常ニュース放送番組よりも多くのデータ帯域幅を必要とする。その結果、本発明は、トランスポートストリームのEPG情報を分析することによって、以下のデータストリーム事象又はパラメータを推定又は検出することができる：
1) バーチャルチャネルのデータ頻度が急激な変化を経る可能性があるとき。
通常、急激な変化は、番組の最初及び最後で、そして、コマーシャルの最初及び最後で発生する。
2) 番組の典型的な(即ち平均の)利用可能なデータ頻度。
データ頻度の相関に基づく統計的方法とEPG情報の分析とを組み合わせることにより、本発明は、時系列及びフィルタリング方法に基づくデータ頻度推定装置及び方法を含む。
【００２９】
図3は、本発明の1つの実施例によるローカル放送設備110の選択された部分をより詳細に示す。ローカル放送設備110は、入力バッファ310、ビデオプロセッサ320、出力バッファ330、メモリ340及び置換データパケットソース350を有する。メモリ340は、ビデオプロセッサ320によって実行されるパケット置換番組341を記憶している。パケット置換プログラム341は、より詳細に後述するように、中でも、到来デジタルビデオトランスポートストリームの利用可能な帯域幅に新しいデータパケットを挿入するのに用いられるデータ頻度推定アルゴリズムのためのコードを含む。本発明の有利な実施例によると、メモリ340は、CD-ROMドライブ等のリムーバブルメディアドライブを有してもよく、パケット置換プログラム341は、データ頻度推定アルゴリズムのためのコードを含むリムーバブルメディアディスクであってもよい。
【００３０】
入力バッファ310は、例示的な到来デジタルビデオトランスポートストリーム200等の到来デジタルビデオトランスポートストリームを受信して、この到来デジタルビデオトランスポートストリームを入力ビデオストリームブロック311に記憶する。ビデオプロセッサ320は、パケット置換プログラム341の制御下で動作して、到来ビデオストリームブロック311の各データパケットを取得して、各データパケットが、置換不可能なパケット(NRP)か、置換可能なパケット(RP)か、又はヌルパケット(NP)であるか決定する。本発明の典型的な実施例によれば、ビデオプロセッサ320は、各データパケットと関連したMPEGヘッダ情報を用いて各データパケットのパケットの種類を識別することができる。
【００３１】
ビデオプロセッサ320が、到来ビデオストリームブロック311のうちのどのデータパケットが置換可能なパケット又はヌルパケットであるかを識別した後、ビデオプロセッサ320は、オリジナルの置換可能なパケット又はヌルパケットの少なくとも一部を、置換データパケットソース350から取得される挿入パケット(IP)で置換して、これにより、送出デジタルビデオトランスポートストリームを形成する。置換データパケットソース350はあらゆる既知の記憶装置装置を有してよい。これは、CD-ROMドライブ及びDVDドライブ、VCRテープ、又は、他の到来デジタルデータトランスポートストリームが受信されるネットワークフィードを含む。次に、ビデオプロセッサ320は、新しい送出デジタルビデオトランスポートストリームを、出力バッファ330の出力ビデオストリームブロック331に記憶する。
【００３２】
図4は、本発明の1つの実施例によるビデオプロセッサ320によって実行されるデータ頻度推定アルゴリズムを示す流れ図400を表す。ビデオプロセッサ320は、次のS秒間(例えば100ミリ秒即ち0.1秒)内の基本のストリームのデータ頻度を推定(又は予測)する頻度推定アルゴリズムを用いる。まず最初に、ビデオプロセッサ320は、例えばプログラムのEPG情報を用いてプログラム開始時刻t0及び終了時刻t1を決定する。ビデオプロセッサ320は、k=0、1、...、mについて値a(k)を決定する(又は与えられる)。ここで、kは過去の期間N秒間の添字であり、a(k)はk番目の期間に関連したパラメータ(又は重み付け係数)であり、mは予測のために用いられる過去及び現在の期間の数である。本発明の1つの実施例によれば、k、m及びa(k)は、EPG情報から決定される番組の種類(例えばスポーツ番組、ニュース放送、アクション映画)に基づいて選択されてもよい。
【００３３】
パケット置換プログラム341の制御の下で、ビデオプロセッサ320は期間(k+1)のデータ頻度を推定するために以下の予測モデルアルゴリズムを実行する：
k = N、 N+1、 N+2、...について、
f'(k+1) = a(m)f(k) + a(m-1)f(k-1) + ... + a(0)f(k-m)
項f(k)は、k番目の期間の間のプログラム中の置換可能及びヌルパケットのデータ頻度である。例えば、第1の選択された期間中に全部で100個のデータパケットが受信されて、その中に10個のヌルパケット及び15個の置換可能なパケットがあれば、第1の選択された期間についてf(k)=25/100=0.25である。
【００３４】
k番目の期間は、ヌル及び置換可能なパケットのデータ頻度が測定又は予測されるnミリ秒(例えば100ミリ秒)の期間である。ここで、数n(定数)は、データ挿入システムによって選択される。最初は、f(k)、f(k-1)、f(k-2)、...、f(k-m)は、ゼロにセットされてもよい。予測モデルは、後のデータ頻度が過去及び現在のデータ頻度と関連があるという仮定に基づく。f’(k+1)は、予測モデル及び前のデータ頻度f(k)、f(k-1)、f(k-2)…を用いたf(k+1)の推定であることに注意されたい。j = 0、1、2、...についての項a(j)は、例示的な予測モデルのパラメータである。式の右辺のk=N、N+1、...についてのf(k)は実際の測定値であり、予測ではないことに注意されたい。
【００３５】
以下のアルゴリズムは、予測モデルを更新して、f=(k+1)を推定するための参照アルゴリズムである。予測モデルを更新し、f=(k+1)を計算するための他のアルゴリズムも、役立つ可能性がある。
【００３６】
f(k)及びa(k)の初期化(プロセスステップ405)：
- ビデオプロセッサ320は、時間t0でプログラムの最初を開始して、実際のデータに基づいて最初のN個のf(k)頻度を測定する。ビデオプロセッサ320は、最初のN個の期間の合計パケットに対する置換可能パケット及びヌルパケットの数を記録する。Nは充分に大きく、通常予測モデルのパラメータの数であるmよりも大きい。ビデオプロセッサ320も、j=0、1、2、...mについてのa(j)を初期化する。これらは、所与の種類の番組の典型的なパラメータである。EPG情報は、番組の種類を決定するために用いられてもよい。
【００３７】
予測(プロセスステップ410)：
- 期間Kの終わりには、ビデオプロセッサ320は、k = K、K-1、K-2についてf(k)を測定している(KはN以上)。次に、ビデオプロセッサ320は、予測モデルを用いて、k= K、K-1、K-2、...についてのf(k)の測定値に基づいて、以下に従ってf'(K+1)(次の期間のデータ頻度)を予測する。
f'(K+1) = a(m)f(K) + a(m-1)f(K-1) + ... + a(0)f(K-m)
【００３８】
a(k)の更新(プロセスステップ415)：
- 時間経過と共に、ビデオプロセッサ320は、期間K+1の最後に到達する。ここで、ビデオプロセッサ320はf(K+1)の実際の値を測定する。実際のf(K+1)と予測されたf'(K+1)との間の差は、予測モデルがどれくらい正確かを示す良い基準である。ビデオプロセッサ320は、この差を用いて予測モデルの予測がより正確になるように調整することができる。予測モデルを調整するために、以下のモデルが用いられる：
k=K、K-1、K-2について、
[f(k+1)-f'(k+1)] = a(m)f(k) + a(m-1)f(k-1)
+...+ a(0)f(k-m)
ここで、a(j) = a_update(j) - a(j)である。ビデオプロセッサ320は、a(j)(j=0、1、2、...、m)についての上記の式を解く。このときビデオプロセッサ320は、予測モデルをa(j) = a_update(j) = a(j) + a(j)で更新する。
【００３９】
ループ(プロセスステップ420)：
- 次にビデオプロセッサ320は、プロセスステップ410及び415を繰り返すことによって、時間t1でプログラムの最後に達するまで、次の期間K+2、K+3、...についてのデータ頻度を予測する。
【００４０】
通常突然の場面変化から生じるスパイクを検出するために、フィルタリングアルゴリズムが用いられてもよい。これらの突然の場面変化は、番組又はコマーシャルの一部であり得る。種々の統計技術を用いて、推定が正確であるようにスパイクの効果を取り払うことができる。a(j)の初期値に関して、I=0、...、mであり、これらの値が同種の他のプログラムの以前の推定から知られていれば、本発明はこれらを使うことができる。そうでなければ、これらの値は最初はゼロと仮定されてもよい。
【００４１】
本発明は詳細に説明されたが、当業者には、本発明の最も広い形式における精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換及び修正を行うことができることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の1つの実施例による例示的なテレビジョン放送システムを示す。
【図２−Ａ】本発明の1つの実施例による図1のローカル放送設備で受信される例示的な到来デジタルデータトランスポートストリームを示す。
【図２−Ｂ】本発明の1つの実施例による図1のローカル放送設備から送信される例示的な送出デジタルデータトランスポートストリームを示す。
【図３】本発明の1つの実施例によるローカル放送設備の選択された部分をより詳細に示す。
【図４】本発明の1つの実施例によるローカル放送設備のビデオプロセッサによって実行されるデータ頻度推定アルゴリズムを示す流れ図である。
【０００１】
本発明は、一般にはビデオ放送システムに関し、より詳細には、ビデオトランスポートストリーム中の利用可能なスペースにデータパケットを挿入するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス及びケーブルシステムの両方を含む従来のテレビジョン放送システムは、ますます、放送システムによって搬送される基本的なテレビジョン番組以外のデータストリームを送信するのに用いられるようになってきている。例えば、ケーブルテレビジョンシステムは、現在ではケーブル加入者にインターネット接続サービスを提供している。インターネットデータは、双方向インターネットプロトコル(IP)トラフィックのために設けられた専用のチャネルで搬送される。放送システムは、番組タイトル、放送時間、チャネル割当て、内容のまとめ等に関連した情報を含む電子番組ガイド(EPG)データストリームも送信する。テレビジョンセット又はセットトップボックス(STB)は、テレビジョン視聴者が、リモートコントロールでMENU又はPROGRAMのオプションを選択することによって、選択されたチャネル上でEPGデータをレビューすることを可能にする。
【０００３】
デジタル放送トランスポートストリームは、ビデオ、オーディオ及びデータのパケットを含む。通常、トランスポートストリームには、追加のデータパケットが挿入されることができるスペース又はヌルパケットがある。これらの追加のデータパケットは、ビデオクリップ、オーディオトラック、アプリケーションプログラム及びテキストファイル等を含んでよい。追加のデータを挿入することは、既にトランスポートストリームに存在しているデータパケットの一部を置換することによっても可能である。例えば、ケーブル会社は、ネットワークビデオソースから、コマーシャル、テキスト及びEPG情報のデータパケットを含むトランスポートストリームを受信することができる。ケーブルシステムは、既存のコマーシャル及びEPGデータを、ローカルエリア用の置換コマーシャル及び新しいEPGと置換することができる。トランスポートストリームとトランスポートストリーム中の置換可能なデータパケットとの差が、新しいデータパケットの挿入のために利用可能なデータ帯域幅を構成する。
【０００４】
この挿入は、配信チェーンの種々の時点で行われることができ、例えばネットワークのローカル局において行われることができる。挿入されるデータパケットは、ローカルな広告、ウェブページ(オリジナルビデオストリームに連動してもよい)及びローカルな天気予報等を含むことができる。挿入されるデータフォーマットは、IPパケット及びMPEGパケットを含む。放送ストリームにデータを挿入するこの機能は、サービスプロバイダが消費者に新しいサービスを提供する機会を提供する。
【０００５】
放送ストリームへのデータ挿入に利用可能なデータ帯域幅は、時間とともに変化する。利用可能な帯域幅を効率的に用いるためには、近い将来(例えば数秒から30分)における利用可能なデータ帯域幅を予測するための機構が必要である。例えば、データが株式相場表示器(stock ticker)ウェブサイトから設定可能なレートでストリーミングすると仮定する。ウェブサイトのストリーミングプロセッサが、利用可能なデータ帯域幅が収容することができるよりも高いレートでデータを送信する場合、株式相場表示器ウェブサイトからのデータの一部はなくなってしまう。放送トランスポートシステムの利用可能なデータ帯域幅を推定することによって、データ挿入装置はストリーマに所望のストリーミングデータレートを知らせることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、当該技術分野において、新しいデータパケットをデジタルトランスポートストリームに挿入することができる、下流の位置に配置された改良された放送システムの必要性がある。特に、新しいデータパケットをデジタルビデオトランスポートストリームの次のN秒間に挿入するのに利用可能な帯域幅を、より正確に推定することができる、ビデオ処理システムに対する必要性がある。
【０００７】
従来技術の上述の欠陥に対処するために、本発明の第1の目的は、例えば放送設備における使用のための、複数のオリジナルデータパケットを含む到来(incoming)デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の有利な実施例によれば、本装置は、1) 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶することができる入力バッファと、2) 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得して、前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定することができるビデオプロセッサであって、前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定し、この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定する、ビデオプロセッサと、を有する。
【０００９】
本発明の1つの実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記記憶されたオリジナルデータパケット中で、前記到来デジタルビデオトランスポートストリーム中で搬送されるプログラムを有する少なくとも1つの基本のデータストリームとは関連しない置換可能なデータパケットを識別することが更に可能である。
【００１０】
本発明の他の実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つの置換可能なデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する。
【００１１】
本発明の更に他の実施例によれば、このビデオプロセッサは、前記オリジナルデータパケット中のヌルデータパケットを更に識別することができる。
【００１２】
本発明の更に他の実施例によれば、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つのヌルデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する。
【００１３】
本発明の他の実施例によれば、前記ビデオプロセッサは、M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの合計の関数として前記挿入レートを推定する。
【００１４】
本発明の更に他の実施例によれば、前記合計のうちの前記M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの各々は、重み付け関数a(k)によってスケール変更される。
【００１５】
上記は、当業者が以下の本発明の詳細な説明をより良く理解することができるよう、本発明の特徴及び技術的利点をかなり広く概説したものである。本発明の請求項の対象を形成する本発明の追加の特徴及び利点が、以下で説明される。当業者は、本発明と同一の目的で実行される他の構造を修正又は設計するのに開示された概念及び特定の実施例を容易に用いることができることを認識するであろう。当業者は、このような同等の構成は、本発明の最も広い形式において本発明の精神及び範囲から逸脱しないということもまた認識するであろう。
【００１６】
詳細な説明に着手する前に、本願特許明細書を通じて用いられる特定の単語及び語句の定義を示すのが有利であるかもしれない。即ち、「含む(include)」及び「有する(comprise)」という用語並びにその派生語は、制限無しの包含を意味し、「又は(or)」という単語は包含的である、即ち、「及び/又は」を意味し、「〜に関連する(associated with)」及び「〜に関連する(associated therewith)」並びにその派生語は、〜を含む(to include)、〜に含まれる(be included within)、〜と相互接続する(interconnect with)、〜を含む(contain)、〜に含まれる(be contained within)、〜に接続する(connect to or with)、〜に結合される(couple to or with)、〜と通信可能である(be communicable with)、〜と共動する(cooperate with)、インターリーブする(interleave)、並置する(juxtapose)、〜と近接している(be proximate to)、〜に結び付いている(be bound to or with)、持つ(have)、〜の特性を持つ(have a property of)等を意味することができ、「コントローラ(controller)」という単語は、少なくとも1つの動作を制御するあらゆる装置、システム、又はこれらの一部を意味し、このような装置は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの少なくとも2つの何らかの組み合わせによって実行することができる。いかなる特定のコントローラに関連した機能でも、局所的に又は遠く離れて、集中化又は分配されることができるということに注意すべきである。特に、コントローラは、1つ以上のデータプロセッサ並びに1つ以上のアプリケーションプログラム及び/又はオペレーティングシステムプログラムを実行する関連した入出力装置及びメモリを有してよい。特定の単語及び語句の定義は、この特許明細書を通じて提供されており、当業者は、ほとんどの場合でなくとも多くの場合、このような定義は、このような定義された単語及び語句の前及び後の使用にも適用されるということを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明及び本発明の利点のより完全な理解のため、ここで添付の図と併せて用いられる以下の説明が参照され、ここで、同様の番号は同様の物を示す。
【００１８】
本願特許明細書において、以下で説明される図1乃至4及び本発明の原理を説明するために用いられる種々の実施例は、説明を目的とするのみであり、決して本発明の範囲を制限するように解釈されるべきでない。当業者は、本発明の原理がいかなる最適に構成された装置においても実現されることができると理解するであろう。
【００１９】
図1は、本発明の1つの実施例による例示的なテレビジョン放送システム100を示す。テレビジョン放送システム100はローカル放送設備110を有し、該設備はネットワークビデオソース121〜123の各々から1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信する。ローカル放送設備110は、ワイヤライン通信リンクから又はワイヤレス通信リンクからこれらのデジタルビデオトランスポートストリームを受信することができる。例えば、ローカル放送設備110は、ネットワークビデオソース121からワイヤライン通信リンク131を介して1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信し、ネットワークビデオソース122からワイヤライン通信リンク132を介して1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームを受信する。
【００２０】
ローカル放送設備110は基地トランシーバ局134及び135も有し、これらトランシーバ局はネットワークビデオソース123からローカル放送設備110に1つ以上のデジタルビデオトランスポートストリームをワイヤレスで送信する。ある典型的な実施例では、ネットワークビデオソース123は、デジタルビデオトランスポートストリームを、通信回線133を介して、ローカルマルチポイント配信システム(LMD)ネットワークの一部である基地トランシーバ局134に送信することができる。LMDネットワークにおいては、基地トランシーバ局134から基地トランシーバ局135にデジタルビデオトランスポートストリームを送信するのにマイクロ波中継装置が用いられる。
【００２１】
ローカル放送設備110は、加入者位置141〜143にデジタルビデオトランスポートストリームを送信する。これら加入者位置は、個人の住居及び事業拠点を含んでよい。ローカル放送設備110がケーブルテレビジョンシステムの一部である場合、ローカル放送設備110は、1つ以上の送信用デジタルビデオトランスポートストリームを、通信ワイヤライン151を介して加入者位置141及び142に送信することができる。通信ワイヤライン152は、1つ以上の送信用デジタルビデオトランスポートストリームをローカル放送設備110から送信器153に搬送し、この送信器153は、加入者位置143に送信用デジタルビデオトランスポートストリームをワイヤレスで送信する。
【００２２】
ローカル放送設備により受信及び送信されるデジタルビデオトランスポートストリームの各々は、6MHzの放送チャネルで搬送される。トランスポートストリームは通常幾つかのバーチャルチャネルを含んでおり、このバーチャルチャネルの各々が番組を含んでいる。バーチャルチャネルで搬送される番組が、視聴者が信号テレビジョンチャネル(例えば映画、ニュース放送及び天気チャネル)上で見るものである。通常、各バーチャルチャネルは、3メガビット／秒(Mbps)等の固定帯域幅を割り当てられる。
【００２３】
バーチャルチャネルの番組は、ビデオストリーム、オーディオストリーム及びデータストリームを含む幾つかの基本のストリームを含んでよい。これらの基本のストリームは、デジタル的に圧縮されている。バーチャルチャネルで搬送されるデジタル的に圧縮された基本のストリームが割当帯域幅の全てを使い切らなければ、残りの帯域幅は、安定した全体的なデータスループットを維持するためにヌルパケットで満たされてもよい。しかし、配信チェーンのどこかの位置(例えばローカル放送設備110等)で、これらのヌルパケットを置換することによって、有用なデータがバーチャルチャネルに挿入されることができる。加えて、新しいデータパケットが、既にバーチャルチャネルに存在する置換可能な基本ストリームに属する既存のデータパケットを置換することによって挿入されてもよい。
【００２４】
図2-Aは、本発明の1つの実施例による、ローカル放送設備110で受信される例示的な到来デジタルデータトランスポートストリーム200を示す。到来デジタルデータトランスポートストリーム200は、複数の置換不可能なパケット、置換可能なパケット、ヌルパケットを有する。置換不可能なパケット(NRP)は、一例として、ケーブル加入者が視聴しているテレビジョン番組の基本のストリーム(例えばオーディオ又はビデオ)の一部であるデータパケットであってもよい。置換不可能なパケット(NRP)の一部は、電子番組ガイド(EPG)データパケットを含んでもよい。置換可能なパケット(RP)は、ケーブル加入者が視聴しているテレビジョン番組の一部ではなく、且つ、更に上流にある他のネットワーク設備で以前にデジタルビデオトランスポートストリームに挿入された、追加のオーディオ、ビデオ又はテキストデータパケットであってもよい。
【００２５】
本実施例において、例えば100ミリ秒の継続時間を有する到来デジタルデータトランスポートストリーム200の基本の時間フレームTが示される。到来デジタルデータトランスポートストリーム200の時間フレームTは、置換不可能なパケット201〜203及び207〜209、置換可能なパケット204〜206並びにヌルパケット210〜211を有する。パケットが放送チェーンにおいて一定速度で移動していると仮定される。図2-Aに図示するように、ヌルパケットクラスタはほぼ9%の頻度(11個のパケットのうち2個)及び2パケットのサイズを有し、置換可能なパケットクラスタは27%の頻度(11個のパケットのうち3個)及び3パケットのサイズを有し、そして、置換不可能なパケットクラスタは27%の頻度(11個のパケットのうち3個)及び3パケットのサイズを有する。
【００２６】
図2-Bは、本発明の1つの実施例によるローカル放送設備110から送信される例示的な送出(outgoing)デジタルデータトランスポートストリーム250を示す。送出デジタルデータトランスポートストリーム250は、到来デジタルデータトランスポートストリーム200のデータパケットの一部をローカル放送設備110によって置換することにより得られる。このとき、送出デジタルデータトランスポートストリーム250の例示的な時間フレームTは、置換不可能なパケット201〜203及び207〜209、挿入されたパケット(IP)251〜254並びにヌルパケット211を有する。挿入されたパケット251、252、253及び254は、それぞれ、置換可能なパケット204、205及び206並びにヌルパケット210を置換した。本発明の典型的な実施例において、到来デジタルデータトランスポートストリーム200及び送出デジタルデータトランスポートストリーム250はMPEGデータトランスポートストリームであってもよく、置換不可能なパケット及び置換可能なパケットは基本のMPEGデータブロックである。
【００２７】
本発明は、統計及び電子番組ガイド(EPG)情報を用いて利用可能なデータ帯域幅を推定する単純な方法を紹介する。本発明は、利用可能なデータ帯域幅(即ちヌルパケット及び置換可能なデータパケット)を予測するために、バーチャルチャネルの基本のストリームのデータパケットの頻度を予測する。統計的な観点からは、基本のストリームの(例えば1秒間中の)データ頻度は、乱数である。しかし、番組の場面の相関及びエンコーディングアルゴリズムのため、ある短い期間あたりのエンコードされた番組のデータ頻度は、次の短い期間あたりのそれと関連している可能性がある。この従属性は、現在のデータ頻度及び過去のデータ頻度のうちの一方又は両方に基づて、近い将来のデータ頻度を予測することを可能にする。
【００２８】
ある番組の統計値は、他の番組の統計値と異なっている可能性がある。トランスポートストリームのEPG情報は、トランスポートストリームのバーチャルチャネルの番組ラインアップを説明する。これは、スケジュール、番組の種類及び来たる番組の概要を提供する。本発明は、その番組のためにどれくらいのデータスループットが必要かについて推定するのに、番組の種類及び番組の概要(例えば野球の試合、ニュース番組、アクション映画)を用いることができる。例えば、アクション映画は通常ニュース放送番組よりも多くのデータ帯域幅を必要とする。その結果、本発明は、トランスポートストリームのEPG情報を分析することによって、以下のデータストリーム事象又はパラメータを推定又は検出することができる：
1) バーチャルチャネルのデータ頻度が急激な変化を経る可能性があるとき。
通常、急激な変化は、番組の最初及び最後で、そして、コマーシャルの最初及び最後で発生する。
2) 番組の典型的な(即ち平均の)利用可能なデータ頻度。
データ頻度の相関に基づく統計的方法とEPG情報の分析とを組み合わせることにより、本発明は、時系列及びフィルタリング方法に基づくデータ頻度推定装置及び方法を含む。
【００２９】
図3は、本発明の1つの実施例によるローカル放送設備110の選択された部分をより詳細に示す。ローカル放送設備110は、入力バッファ310、ビデオプロセッサ320、出力バッファ330、メモリ340及び置換データパケットソース350を有する。メモリ340は、ビデオプロセッサ320によって実行されるパケット置換番組341を記憶している。パケット置換プログラム341は、より詳細に後述するように、中でも、到来デジタルビデオトランスポートストリームの利用可能な帯域幅に新しいデータパケットを挿入するのに用いられるデータ頻度推定アルゴリズムのためのコードを含む。本発明の有利な実施例によると、メモリ340は、CD-ROMドライブ等のリムーバブルメディアドライブを有してもよく、パケット置換プログラム341は、データ頻度推定アルゴリズムのためのコードを含むリムーバブルメディアディスクであってもよい。
【００３０】
入力バッファ310は、例示的な到来デジタルビデオトランスポートストリーム200等の到来デジタルビデオトランスポートストリームを受信して、この到来デジタルビデオトランスポートストリームを入力ビデオストリームブロック311に記憶する。ビデオプロセッサ320は、パケット置換プログラム341の制御下で動作して、到来ビデオストリームブロック311の各データパケットを取得して、各データパケットが、置換不可能なパケット(NRP)か、置換可能なパケット(RP)か、又はヌルパケット(NP)であるか決定する。本発明の典型的な実施例によれば、ビデオプロセッサ320は、各データパケットと関連したMPEGヘッダ情報を用いて各データパケットのパケットの種類を識別することができる。
【００３１】
ビデオプロセッサ320が、到来ビデオストリームブロック311のうちのどのデータパケットが置換可能なパケット又はヌルパケットであるかを識別した後、ビデオプロセッサ320は、オリジナルの置換可能なパケット又はヌルパケットの少なくとも一部を、置換データパケットソース350から取得される挿入パケット(IP)で置換して、これにより、送出デジタルビデオトランスポートストリームを形成する。置換データパケットソース350はあらゆる既知の記憶装置装置を有してよい。これは、CD-ROMドライブ及びDVDドライブ、VCRテープ、又は、他の到来デジタルデータトランスポートストリームが受信されるネットワークフィードを含む。次に、ビデオプロセッサ320は、新しい送出デジタルビデオトランスポートストリームを、出力バッファ330の出力ビデオストリームブロック331に記憶する。
【００３２】
図4は、本発明の1つの実施例によるビデオプロセッサ320によって実行されるデータ頻度推定アルゴリズムを示す流れ図400を表す。ビデオプロセッサ320は、次のS秒間(例えば100ミリ秒即ち0.1秒)内の基本のストリームのデータ頻度を推定(又は予測)する頻度推定アルゴリズムを用いる。まず最初に、ビデオプロセッサ320は、例えばプログラムのEPG情報を用いてプログラム開始時刻t0及び終了時刻t1を決定する。ビデオプロセッサ320は、k=0、1、...、mについて値a(k)を決定する(又は与えられる)。ここで、kは過去の期間N秒間の添字であり、a(k)はk番目の期間に関連したパラメータ(又は重み付け係数)であり、mは予測のために用いられる過去及び現在の期間の数である。本発明の1つの実施例によれば、k、m及びa(k)は、EPG情報から決定される番組の種類(例えばスポーツ番組、ニュース放送、アクション映画)に基づいて選択されてもよい。
【００３３】
パケット置換プログラム341の制御の下で、ビデオプロセッサ320は期間(k+1)のデータ頻度を推定するために以下の予測モデルアルゴリズムを実行する：
k = N、 N+1、 N+2、...について、
f'(k+1) = a(m)f(k) + a(m-1)f(k-1) + ... + a(0)f(k-m)
項f(k)は、k番目の期間の間のプログラム中の置換可能及びヌルパケットのデータ頻度である。例えば、第1の選択された期間中に全部で100個のデータパケットが受信されて、その中に10個のヌルパケット及び15個の置換可能なパケットがあれば、第1の選択された期間についてf(k)=25/100=0.25である。
【００３４】
k番目の期間は、ヌル及び置換可能なパケットのデータ頻度が測定又は予測されるnミリ秒(例えば100ミリ秒)の期間である。ここで、数n(定数)は、データ挿入システムによって選択される。最初は、f(k)、f(k-1)、f(k-2)、...、f(k-m)は、ゼロにセットされてもよい。予測モデルは、後のデータ頻度が過去及び現在のデータ頻度と関連があるという仮定に基づく。f’(k+1)は、予測モデル及び前のデータ頻度f(k)、f(k-1)、f(k-2)…を用いたf(k+1)の推定であることに注意されたい。j = 0、1、2、...についての項a(j)は、例示的な予測モデルのパラメータである。式の右辺のk=N、N+1、...についてのf(k)は実際の測定値であり、予測ではないことに注意されたい。
【００３５】
以下のアルゴリズムは、予測モデルを更新して、f=(k+1)を推定するための参照アルゴリズムである。予測モデルを更新し、f=(k+1)を計算するための他のアルゴリズムも、役立つ可能性がある。
【００３６】
f(k)及びa(k)の初期化(プロセスステップ405)：
- ビデオプロセッサ320は、時間t0でプログラムの最初を開始して、実際のデータに基づいて最初のN個のf(k)頻度を測定する。ビデオプロセッサ320は、最初のN個の期間の合計パケットに対する置換可能パケット及びヌルパケットの数を記録する。Nは充分に大きく、通常予測モデルのパラメータの数であるmよりも大きい。ビデオプロセッサ320も、j=0、1、2、...mについてのa(j)を初期化する。これらは、所与の種類の番組の典型的なパラメータである。EPG情報は、番組の種類を決定するために用いられてもよい。
【００３７】
予測(プロセスステップ410)：
- 期間Kの終わりには、ビデオプロセッサ320は、k = K、K-1、K-2についてf(k)を測定している(KはN以上)。次に、ビデオプロセッサ320は、予測モデルを用いて、k= K、K-1、K-2、...についてのf(k)の測定値に基づいて、以下に従ってf'(K+1)(次の期間のデータ頻度)を予測する。
f'(K+1) = a(m)f(K) + a(m-1)f(K-1) + ... + a(0)f(K-m)
【００３８】
a(k)の更新(プロセスステップ415)：
- 時間経過と共に、ビデオプロセッサ320は、期間K+1の最後に到達する。ここで、ビデオプロセッサ320はf(K+1)の実際の値を測定する。実際のf(K+1)と予測されたf'(K+1)との間の差は、予測モデルがどれくらい正確かを示す良い基準である。ビデオプロセッサ320は、この差を用いて予測モデルの予測がより正確になるように調整することができる。予測モデルを調整するために、以下のモデルが用いられる：
k=K、K-1、K-2について、
[f(k+1)-f'(k+1)] = a(m)f(k) + a(m-1)f(k-1)
+...+ a(0)f(k-m)
ここで、a(j) = a_update(j) - a(j)である。ビデオプロセッサ320は、a(j)(j=0、1、2、...、m)についての上記の式を解く。このときビデオプロセッサ320は、予測モデルをa(j) = a_update(j) = a(j) + a(j)で更新する。
【００３９】
ループ(プロセスステップ420)：
- 次にビデオプロセッサ320は、プロセスステップ410及び415を繰り返すことによって、時間t1でプログラムの最後に達するまで、次の期間K+2、K+3、...についてのデータ頻度を予測する。
【００４０】
通常突然の場面変化から生じるスパイクを検出するために、フィルタリングアルゴリズムが用いられてもよい。これらの突然の場面変化は、番組又はコマーシャルの一部であり得る。種々の統計技術を用いて、推定が正確であるようにスパイクの効果を取り払うことができる。a(j)の初期値に関して、I=0、...、mであり、これらの値が同種の他のプログラムの以前の推定から知られていれば、本発明はこれらを使うことができる。そうでなければ、これらの値は最初はゼロと仮定されてもよい。
【００４１】
本発明は詳細に説明されたが、当業者には、本発明の最も広い形式における精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更、置換及び修正を行うことができることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の1つの実施例による例示的なテレビジョン放送システムを示す。
【図２−Ａ】本発明の1つの実施例による図1のローカル放送設備で受信される例示的な到来デジタルデータトランスポートストリームを示す。
【図２−Ｂ】本発明の1つの実施例による図1のローカル放送設備から送信される例示的な送出デジタルデータトランスポートストリームを示す。
【図３】本発明の1つの実施例によるローカル放送設備の選択された部分をより詳細に示す。
【図４】本発明の1つの実施例によるローカル放送設備のビデオプロセッサによって実行されるデータ頻度推定アルゴリズムを示す流れ図である。
Claims (21)
- 複数のオリジナルデータパケットを含む到来デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する装置において、当該装置は、
- 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶することができる入力バッファと、
- 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得して、前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定することができるビデオプロセッサであって、前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定し、この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定する、ビデオプロセッサと、
を有する装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記ビデオプロセッサは、前記記憶されたオリジナルデータパケット中で、前記到来デジタルビデオトランスポートストリーム中で搬送されるプログラムを有する少なくとも1つの基本のデータストリームとは関連しない置換可能なデータパケットを識別することが更に可能である、装置。
- 請求項2に記載の装置において、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つの置換可能なデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記ビデオプロセッサは、前記オリジナルデータパケット中のヌルデータパケットを更に識別することができる、装置。
- 請求項4に記載の装置において、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つのヌルデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記ビデオプロセッサは、M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの合計の関数として前記挿入レートを推定する、装置。
- 請求項6に記載の装置において、前記合計中の前記M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの各々は、重み付け関数a(k)によってスケール変更可能である、装置。
- 複数のオリジナルデータパケットを含む到来デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する方法において、当該方法は、
- 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶するステップと、
- 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得するステップと、
- 前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定するステップと、
- 前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定するステップと、
- この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定するステップと、
を有する方法。 - 請求項8に記載の方法において、前記記憶されたオリジナルデータパケット中で、前記到来デジタルビデオトランスポートストリーム中で搬送されるプログラムを有する少なくとも1つの基本のデータストリームとは関連しない置換可能なデータパケットを識別するステップを更に有する方法。
- 請求項9に記載の方法において、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つの置換可能なデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入するステップを更に有する方法。
- 請求項8に記載の方法において、前記ビデオプロセッサは、前記オリジナルデータパケット中のヌルデータパケットを識別するステップを更に有する方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つのヌルデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入するステップを更に有する方法。
- 請求項8に記載の方法において、前記推定データ頻度を使用して前記挿入レートを決定する前記ステップが、M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの合計の関数として前記挿入レートを推定するサブステップを有する、方法。
- 請求項13に記載の方法において、前記合計中の前記M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの各々を重み付け関数a(k)によってスケール変更するサブステップを更に有する方法。
- テレビジョン放送システムにおいて、
- 複数のネットワークビデオソースであって、前記複数のネットワークビデオソースの各々が、前記テレビジョン放送システムの他の設備に、少なくとも1つのデジタルビデオトランスポートストリームを送信することができる、複数のネットワークビデオソースと、
- 複数の放送設備であって、前記複数の放送設備の各々は、複数のオリジナルデータパケットを含む到来デジタルビデオトランスポートストリームに新しいデータパケットを挿入する装置を有し、当該装置は、
* 前記到来デジタルビデオストリームの前記オリジナルデータパケットを記憶することができる入力バッファと、
* 前記入力バッファから前記記憶されたオリジナルデータパケットを取得して、前記オリジナルデータパケットから、前記複数のオリジナルデータパケットのうちの最も新しく受信されたN個のデータパケットと関連したN個のデータ頻度を決定することができるビデオプロセッサであって、前記N個のデータ頻度から、複数の次に到来するオリジナルデータパケットの推定データ頻度を推定し、この推定データ頻度を使用して、前記新しいデータパケットが前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに挿入されることができる挿入レートを決定する、ビデオプロセッサと、
を有する、放送設備と、
を有するシステム。 - 請求項15に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記ビデオプロセッサは、前記記憶されたオリジナルデータパケット中で、前記到来デジタルビデオトランスポートストリーム中で搬送されるプログラムを有する少なくとも1つの基本のデータストリームとは関連しない置換可能なデータパケットを識別することが更に可能である、システム。
- 請求項16に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つの置換可能なデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する、システム。
- 請求項15に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記ビデオプロセッサは、前記オリジナルデータパケット中のヌルデータパケットを更に識別することができる、システム。
- 請求項18に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記ビデオプロセッサは、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケット中の少なくとも1つのヌルデータパケットを置換することによって、前記複数の次に到来するオリジナルデータパケットに前記新しいデータパケットを挿入する、システム。
- 請求項15に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記ビデオプロセッサは、M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの合計の関数として前記挿入レートを推定する、システム。
- 請求項20に記載のテレビジョン放送システムにおいて、前記合計中の前記M個の最も新しく受信されたオリジナルデータパケットの各々は、重み付け関数a(k)によってスケール変更可能である、システム。
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