JP2005509324A - パケット化されたビデオ・データを処理する方法 - Google Patents

Abstract

パケット化されたビデオ・データを処理するシステムおよび方法。第１の表示解像度を有する第１のビデオ・プログラムを表す符号化されたデータが受信されると共に、第１の表示解像度よりも低い表示解像度を有する第２のビデオ・プログラムを表す符号化されたデータが受信される。送信識別情報が、前記第１の表示解像度から前記第２の表示解像度への遷移を伝えるために生成され、前記第１のビデオ・プログラムの符号化されたデータおよび前記第２のビデオ・プログラムの符号化されたデータと、前記識別情報とが、パケット化されたデータに組み込まれる。前記パケット化されたデータは、出力のため送信チャンネルに供給される。

Description

本発明は、ビデオ処理システムに関し、特に、異なる解像度を有する第１および第２のビデオ・ストリームを符号化（ｅｎｃｏｄｅ：エンコード）すると共に、復号化（ｄｅｃｏｄｅ：復号化）する間に、一方から他方のストリームにシームレスに（ｓｅａｍｌｅｓｓｌｙ：継ぎ目無く）遷移するための装置および方法に関する。

データ信号は、多くの場合、データ圧縮または符号化処理、および、データ伸張または復号化処理といったコンピュータ処理技術に委ねられている。そのようなデータ信号としては、例えば、ビデオ（ｖｉｄｅｏ：映像）信号が該当する。一般的に、ビデオ信号は、連続する動画のビデオ画面（画像）を表している。ビデオ信号処理において、特定のコード化規格・標準に従ってビデオ信号を符号化することにより、ビデオ信号はディジタル的に圧縮されて、ディジタルの符号化されたビットストリームを形成する。符号化されたビデオ信号ビットストリーム（ビデオ・ストリーム、または、データ・ストリーム）が復号化されると、元のビデオ信号に対応する復号化済みビデオ信号が得られる。

ここで、「フレーム（ｆｒａｍｅ）」という用語は、ビデオ・シーケンスの装置のために共通して使用される。フレームは、ビデオ信号の空間情報の複数のラインを含んでいる。フレームは、ビデオ・データの１つまたはそれ以上のフィールドから構成される。従って、符号化されたビットストリームの様々なセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）は、定められたフレームまたはフィールドを表している。符号化されたビットストリームは、後でビデオ・デコーダによって復元されるために記憶され、および／または、統合サービス・ディジタル網（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＩＳＤＮ）および一般加入電話網（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＳＴＮ）電話接続、ケーブル、直接衛星システム（ＤＳＳ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような送信チャンネルまたはシステムを介して、遠隔ビデオ信号復号化処理システムに送信される。

ビデオ信号は、多くの場合、テレビジョン（ＴＶ）形式のシステムにおいて用いられるために、符号化され、送信され、復号化される。例えば、北米における多くの一般的なテレビジョン（ＴＶ）システムは、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格に従って動作し、（３０×１０００／１００１）≒２９．９７フレーム／秒（ｆｐｓ：ｆｒａｍｅｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）で動作する。ＮＴＳＣの空間解像度は、標準テレビジョン（ＳＤＴＶ：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴＶ：標準品位テレビジョン）または標準（ＳＤ）と呼ばれることがある。ＮＴＳＣ方式は、元来、６０サイクルの交流電源システムの半分の周波数である３０フレーム／秒（ｆｐｓ）を使用していた。その後、電源と「位相をずらす」ようにするために、２９．９７フレーム／秒（ｆｐｓ）に変えられ、高調波ひずみが減らされた。また、例えばヨーロッパにおいては、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌｉｎｅ）のような他の方式が使用されている。

ＮＴＳＣ方式において、データの各フレームは、一般的に、偶数フィールドが奇数フィールドとインタレース（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）またはインタリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）されて成り立っている。各フィールド（ｆｉｅｌｄ）は、画面またはフレームの水平線が変更された複数の画素から構成される。従って、ＮＴＳＣ方式のカメラは、１秒当たり２９．９７×２＝５９．９４フィールド分のアナログ・ビデオ信号（２９．９７の奇数フィールドとインタレースされた２９．９７の偶数フィールドとを含む）を出力し、これにより、２９．９７フレーム／秒（ｆｐｓ）でビデオを供給する。

様々なビデオ圧縮規格がディジタル・ビデオ処理のために用いられており、それらは、定められたビデオ・コード化規格・標準のためのコード化されたビットストリームを特定する。これらの規格は、国際標準化機構／国際電気標準会議（ＩＳＯ／ＩＥＣ）１１１７２のＭＰＥＧ−１（ＭＰＥＧ：Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）国際規格（「ディジタル記録媒体のための動画および付随する音声のコード化（Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｅｄｉａ）」）や、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８のＭＰＥＧ−２国際規格（「動画および付随する音声情報の一般化されたコード化（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）」）を含んでいる。その他のビデオ・コード化規格・標準としては、国際電気通信連合（ＩＴＵ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ Ｕｎｉｏｎ）によって開発されたＨ．２６１（Ｐｘ６４）がある。ＭＰＥＧにおいて、「画面（ｐｉｃｔｕｒｅ）」という用語は、フレームデータ（即ち、両方のフィールド）、または、単一フィールドのデータを表すことがあるデータのビットストリームを指している。従って、ＭＰＥＧ符号化処理技術は、ビデオ・データのフィールドまたはフレームからＭＰＥＧ「画面」を符号化するために用いられる。

１９９４年の春に採用されたＭＰＥＧ−２は、ＭＰＥＧ−１の互換可能な拡張版であり、それは、ＭＰＥＧ−１を基礎にしていると共に、ＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン）をサポートする機能を含み、インタレースされたビデオ・フォーマット（形式）や他の数多くの先進機能をサポートしている。ＭＰＥＧ−２は、部分的には、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送のサンプル・レート（１フレーム当たり７２０サンプル／ライン×４８０ラインで２９．９７ｆｐｓ）で使用されるように設計された。ＭＰＥＧ−２で用いられているインタレース（飛越し）走査において、１つのフレームは、２つのフィールド、即ち、トップ・フィールドとボトム・フィールドとに分割される。これらのフィールドの内の一方は、他方のフィールドの後で１フィールド周期を開始する。各ビデオ・フィールドは、別々に送信された画面の画素のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ：部分集合）である。例えば、ＭＰＥＧ−２は、この規格に従って符号化される放送映像において使用可能なビデオ符号化規格である。ＭＰＥＧ規格は、様々なフレーム・レートおよびフォーマット（形式）をサポートすることができる。

一般的に、ＭＰＥＧトランスポートのビットストリームまたはデータ・ストリームは、１つ以上の音声（オーディオ）ストリームやタイミング情報のようなその他のデータと多重化された１つ以上のビデオ・ストリームを含んでいる。ＭＰＥＧ−２において、特定のビデオ・シーケンスを記述している符号化されたデータは、組み合わされた数個の層（レイヤ）、即ち、シーケンス層、ＧＯＰ層、画面（ピクチャ）層、断面（スライス）層、および、マクロブロック層で表される。

この情報の送信を促進するために、多重ビデオ・シーケンスを表すディジタル・データ・ストリームは、より小型の数個のユニットに分割され、それらのユニットの各々は、それぞれのパケット化された基本ストリーム（ＰＥＳ：Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｔｒｅａｍ、パケッタイズド・エレメンタリー・ストリーム）パケットにカプセル化される。即ち、トランスポート・ストリームは、共に多重化された別個の時間基準（ｔｉｍｅｂａｓｅ：タイムベース）を有する１つのプログラムまたは多数のプログラムを含んでいる。送信の際に、各パケッタイズド・エレメンタリ−・ストリーム（ＰＥＳ）パケットは、固定長を有する複数のトランスポート・パケットに分割され、それらのトランスポート・パケットにおいては、各プログラムが、共通の時間基準を有する１つ以上のＰＥＳから構成されてもよい。各トランスポート・パケットは、１つのＰＥＳパケットのみに関するデータを含んでいる。基本ストリームは、圧縮されたビデオまたは音声（オーディオ）のソース・マテリアル（素材）から構成されている。ＰＥＳパケットは、トランスポート・ストリーム・パケットに挿入される。それらのＰＥＳパケットの各々は、ただ１つの基本ストリームのデータのみを伝送する。また、トランスポート・パケットも、トランスポート・パケットを復号化する際に使用される制御情報を保持するヘッダを含んでいる。

このように、ＭＰＥＧストリームの基本ユニットはパケット（ｐａｃｋｅｔ）であり、パケットは、パケット・ヘッダおよびパケット・データを含んでいる。例えば、各パケットは、データのフィールドを表している。パケット・ヘッダは、ストリーム識別コード（ｓｔｒｅａｍ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ）を含むと共に、１つ以上のタイムスタンプ（ｔｉｍｅ−ｓｔａｍｐ）を含むようにしてもよい。例えば、各データ・パケットは、パケット識別子（ＰＩＤ：Ｐａｃｋｅｔ−ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ、パケットＩＤ）フィールドを含む最初の２つの８ビット・バイトを伴う１００バイト長以上であってもよい。トランスポート・パケット・ヘッダのパケット識別子（ＰＩＤ）は、そのパケットにおいて伝送される基本ストリーム（ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｓｔｒｅａｍ、エレメンタリー・ストリーム）を一意的に区別する。直接衛星システム（ＤＳＳ）用のアプリケーションにおいては、例えば、パケット識別子（ＰＩＤ）は、サービス・チャンネルＩＤ（ＳＣＩＤ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤ）および様々なフラグとしてもよい。一般的に、サービス・チャンネルＩＤ（ＳＣＩＤ）は、データ・パケットが属する特定のデータ・ストリームを一意的に区別する固有の１２ビットの数である。

また、プログラム（ｐｒｏｇｒａｍ：番組）情報を伝送することに加えて、トランスポート・パケットは、サービス情報および時間基準（ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）も伝送する。ＭＰＥＧ規格によって特定されるサービス情報は、番組特定情報（ＰＳＩ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）として知られており、それ自体のパケット識別子（ＰＩＤ）値によって番号を付けられた４つのテーブルに配置されている。

トランスポート・ストリーム（ＴＳ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）は、受信機側に配置されている統合受信デコーダ（ＩＲＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｄｅｃｏｄｅｒ）によって、最終的には多重化を解除される必要がある。従って、圧縮された音声およびビデオ情報を復号化すると共に、それを正しい時刻で表すためには、同期情報を伝送しなければならない。エンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ：符号器）におけるクロックは、この情報を生成する。各々が別々の時間基準を伴うトランスポート・ストリームにおいて、多数のプログラムが存在する場合には、個々のクロックが各プログラムのために用いられる。これらのクロックは、サンプリングされた間隔におけるクロック自体の瞬間的な値を示すタイムスタンプと共に、正しい復号化処理と音声およびビデオの表示のためにデコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ：復号器）に参照用の基準を与えるタイムスタンプを生成するために用いられる。

情報がデコーダ・バッファから抽出されて復号化される時間を示すタイムスタンプは、デコーディング・タイム・スタンプ（ＤＴＳ：Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐｓ、復号時刻情報）と呼ばれる。対応する音声と共に復号化された画面が視聴者に示される時間を示すタイムスタンプは、プレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ：Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐｓ、提示時刻情報）と呼ばれる。音声とビデオとの間に相関する正確なタイミングを伝送するように設計された、音声およびビデオのための別々のプレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ）が存在する。更に、１組のタイムスタンプは、プログラム・クロックの値を示している。これらのスタンプは、プログラム・クロック基準（ＰＣＲ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）と呼ばれている。デコーダは、エンコーダによって生成されたプログラム・クロック周波数を復元するために、これらのプログラム・クロック基準（ＰＣＲ）を使用する。

直接衛星システム（ＤＳＳ）用のＭＰＥＧシステムにおいては、ＤＳＳ送信が用いられると、ＭＰＥＧ−２によって符号化されたビデオ・ビットストリームがＤＳＳパケットによってトランスポートされる。直接衛星システム（ＤＳＳ）は、ユーザに、ＤＳＳ受信機を用いて、衛星から放送されるテレビジョン・チャンネルを直接受信させる。一般的に、この直接衛星システム（ＤＳＳ）受信機は、ケーブルによってＭＰＥＧの統合受信デコーダ（ＩＲＤ）装置に接続された小型の１８インチ衛星放送用パラボラ・アンテナを含んでいる。衛星放送用パラボラ・アンテナは、衛星に向けて照準が定められており、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）は、従来のＴＶデコーダと同様の方式で、ユーザのテレビジョンに接続されている。或いは、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）が、ローカル（ｌｏｃａｌ：地方）局から信号を受信してもよい。これらの信号は、全国ネットワークを介してローカル局によって受信される全国的な番組（プログラム）の再送信と同様に、ローカルな番組（プログラム）を含んでもよい。

ＭＰＥＧの統合受信デコーダ（ＩＲＤ）においては、フロント・エンド回路部が、衛星からの信号を受信すると共に、それをオリジナル（ｏｒｉｇｉｎａｌ：元、原）のディジタル・データ・ストリームに変換し、そのデータ・ストリームは、トランスポートの抽出および伸張を施すビデオ／音声デコーダ回路に供給される。特に、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）のトランスポート・デコーダは、パケッタイズド・エレメンタリー・ストリーム（ＰＥＳ）パケットを再構成させるためにトランスポート・パケットを復号化する。パケッタイズド・エレメンタリー・ストリーム（ＰＥＳ）パケットは、画像を表すＭＰＥＧ−２ビットストリームを再構成させるために、順次復号化される。ＭＰＥＧ−２ビデオのために、ＩＲＤは、受信された圧縮ビデオを伸張するために用いられるＭＰＥＧ−２デコーダを含んでいる。例えば、一定のトランスポート・データ・ストリームが、インタリーブされたトランスポート・パケットのような多数の画像シーケンスを同時に伝送する。

代表的な北アメリカのテレビジョン・ネットワークにおいて、一般的に、所定のテレビジョン・ネットワークのネットワーク局は、衛星によって高精細度（ＨＤ：Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の番組（放送：ｆｅｅｄ）を送信する。この信号は、地方の系列のローカル局によって再送信されるのではなく、より効率的に送信帯域幅を使用するために、ユーザの統合受信デコーダ（ＩＲＤ）によって直接受信される。ローカル局も、一般的に、同期信号、および、ローカル番組またはコマーシャルの放送許可を得たようなその他の信号をローカル局の地理的領域内の統合受信デコーダ（ＩＲＤ）に供給するために、ネットワークのビデオ番組を受信する。ローカル番組は、一般的に、ローカル局から衛星までアップリンク（ｕｐｌｉｎｋ：伝送）され、そして衛星は、ネットワークの高精細度（ＨＤ）番組およびローカル番組を同時に送信する。これらは、同じトランスポンダ（中継器（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）、即ち、同じ送信「チャンネル」）を用いて送信してもよいし、別のトランスポンダを用いて送信してもよい。

高精細度（ＨＤ）ストリームおよび標準（ＳＤ）ストリームの両方は、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）（同じチャンネルまたは異なるチャンネルのどちらでもよい）によって受信され、ユーザの統合受信デコーダ（ＩＲＤ）が、ローカルのコマーシャルを復号化するために、単にビットストリームを切り換えるだけであれば、望ましくないアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）が混入する場合がある。例えば、新たな番組に切り換えて新たなデータを得るために必要とされる時間内に、ＩＲＤは、新たな番組データが得られるまでの間、黒いフレーム（ｂｌａｃｋ ｆｒａｍｅ）を表示したり、最後に復号化された画面を何度も繰り返す必要があるかも知れない。

このようなアーティファクトを回避する代替方法として、可能なときに、まず高精細度（ＨＤ）ビットストリームを復号化すると共にローカル・コマーシャルを挿入することによりローカル・コンテンツをビデオ領域（ドメイン）に挿入して、それを再符号化することが挙げられるであろう。しかし、高精細度（ＨＤ）信号を符号化および再符号化するためにはハードウェアが必要とされるので、ローカル局におけるシステムのコストが増大する。もう１つの方法としては、そのビットストリームにおけるローカル・コマーシャルに他のビットストリームを挿入して、オリジナルの高精細度（ＨＤ）プログラムと入れ替えることが挙げられるだろう。これは、ビットストリーム・スプライシング（ｓｐｌｉｃｉｎｇ：重ね継ぎ）と呼ばれている。しかし、この方法によっても、全体システムに更にコストが加算されてしまう。

（発明の概要）
本発明の技術的思想は、ディジタル・ビデオ・デコーダにおいて、複数の異なる解像度を有する２つのビデオ・ストリームを利用して、あるビデオ解像度から別のビデオ解像度に切り換えることである。各ストリームからのビデオ・データをバッファに記憶することにより、ビデオ・ストリームを切り換えるのに要する時間を合わせるようにバッファがビデオ・データを保持して出力すれば、ディジタル・ビデオ・デコーダが、各ビデオ・ストリームを継ぎ目無く切り換えることができる。

本発明においては、ディジタル・ビデオ・デコーダにおける継ぎ目の無いストリーム・スイッチングを行う方法およびシステムが提供される。ここで使用されているように、「ストリーム・スイッチング（ｓｔｒｅａｍ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ストリ−ム切換え）」とは、あるディジタル・データ・ストリーム（例えば、ビデオ・データ・ストリーム）から他のデータ・ストリームへの定められた統合受信デコーダ（ＩＲＤ）の切換えのことを称しており、これらの両データ・ストリームは、同じチャンネルから送信されるものであってもよいし、そうでなくてもよい。

好ましい実施形態において、第１の解像度（例えば、高精細度（ＨＤ））を有する第１のビデオ・ストリームは、ローカル局によって、第２の解像度（例えば、標準（ＳＤ））を有する第２のビデオ・ストリームと同じチャンネルで送信される。（異なるチャンネルを用いてもよい。）第１のストリームは、例えば、そのローカル局が系列として加盟している全国テレビジョン放送ネットワークから受信されるメイン・テレビジョン（ＴＶ）番組のようなメイン・プログラムを含んでいる。第２のストリームは、ローカル・テレビジョン（ＴＶ）ニュース番組やローカル・コマーシャルのように、ローカルな内容（ローカル・コンテンツ）を含んでいる。

この実施形態において、ローカル局は、高精細度（ＨＤ）ストリームを受信して、ローカルの標準（ＳＤ）ストリームを生成する。好ましくは、これらの両ストリームは、適切な送信機（例えば、衛星や無線塔）を介して、同じチャンネルで送信される。それらの２つのストリームと、高精細度（ＨＤ）および標準（ＳＤ）エンコーダと、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）とは、後で詳述するように構成されており、それにより、ＩＲＤは、ＨＤストリームからＳＤストリームに、および、その反対向きに、継ぎ目無く切り換えられる。例えば、ストリーム間の切換えは、黒い画面や、ビデオの固定や繰り返し等の目につくビデオのアーティファクトなしに行われるので、継ぎ目が無くなる。

このように、本発明は、特定の時間において、ＭＰＥＧビデオのような１つのビデオ・ストリームから別のストリームに、継ぎ目の無い方法により切り換える統合受信デコーダ（ＩＲＤ）を提供する。１つの実施形態においては、特定の信号を受信する際に、ＩＲＤが、同調周波数やパケット識別子（ＰＩＤ）等の特性がそのＩＲＤに予め送信されている他の番組に自動的にチューニングを合わせる。そうする間に、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）は、そのバッファに既に存在している先のビデオ・プログラムからのデータを復号化し続ける。新たな番組に切り換えて新たなデータを取得するために必要とされる全体の時間をカバーするのに十分なデータがバッファ内に存在する場合には、その遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ：移行）において継ぎ目が無くなるので、黒いフレームを表示したり最後に復号化された画面を繰り返して、有効なデータが存在しないことを覆い隠す必要がなくなる。本発明の継ぎ目の無いチャンネル切換えを実現するために、２つのビデオ・ストリームが相互に同期させられる。また、スプライシング・ポイント（継ぎ目時点）の時間的な位置は、エンコーダおよびデコーダ（ＩＲＤ）の両方によって完全に知られている。以下において、このような継ぎ目の無い遷移を可能とするために満たされるべき制約について、詳しく説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るディジタル・ビデオ放送システム１００が示されている。システム１００は、高精細度（ＨＤ）エンコーダ１１１を含むネットワーク局（ｓｔａｔｉｏｎ）１１０を含んでいる。ＨＤエンコーダ１１１は、複数の高精細度（ＨＤ）ビデオ・ストリームを含む高精細度（ＨＤ）放送（ｆｅｅｄ）１１４を配信する。それらの高精細度（ＨＤ）ビデオ・ストリームは、ネットワークのメイン放送を含んでいる。このＨＤ放送１１４は、衛星１１５に送信されて、ユーザの統合受信デコーダ（ＩＲＤ）に再送信される。また、ネットワーク局１１０において生成されたＨＤネットワーク放送１１６は、一般的に、ローカル局１２０のように、ネットワークのローカルな系列のローカル局に送信される。

ローカル局１２０は、ローカル・コンテンツを標準（ＳＤ）ビデオ・ストリームに符号化するための標準（ＳＤ）エンコーダ１２１を含んでいる。送信機１２２は、複数のローカルＳＤストリームを含むローカル標準（ＳＤ）放送（ｆｅｅｄ）１２３を、衛星１１５に向けて送信（アップリンク）し、これにより、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）１３０等のローカル局１２０に関連する所定のローカル・エリアのＩＲＤに再送信が行われる。高精細度（ＨＤ）放送１１４からの高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６、および、ローカルＳＤ放送１２３からの標準（ＳＤ）ストリーム１３７は、衛星１１５から、所定のユーザのＩＲＤ１３０によって受信される。衛星が、これらのデータ・ストリームを送信するために同じトランスポンダを使用する場合には、それらは同じチャンネルに設定される。従って、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）１３０による高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６から標準（ＳＤ）ストリーム１３７への切換えは、チャンネルではなくストリームの切換えを含むものである。しかし、これらのストリームが、異なるトランスポンダを用いて衛星１１５により送信される場合には、ストリームの切換えはチャンネルの切換えをも含んでいる。

例えば、このように、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）１３０によって受信された高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６は、信号を複製してローカル放送（利用可能な帯域幅を多く占めてしまう）を配信しなければならないのを回避する全国的な高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）放送の一部であってもよい。標準（ＳＤ）ストリーム１３７は、コマーシャルや、ローカル・ニュースや、その他のローカル番組等のローカル・プログラムを表している。ＳＤストリーム１３７によって伝送されるローカル・プログラムを、特定の時間にＨＤプログラム「内」に「挿入する」ために、現在ＨＤプログラムを復号化しているＩＲＤは、適切なストリーム・スイッチ信号によって、ＳＤストリーム１３７に切り換えることを命令される。同時に、ＳＤストリーム１３７は、ＨＤストリーム１３６に挿入されるべきであったが実際にはビデオまたはビットストリームのスプライシングが用いられたローカル・プログラムを表示する。ＨＤストリーム１３６およびＳＤストリーム１３７が、正確に同期され、継ぎ目無く遷移するならば、ユーザは何も気付かないだろう。ローカル・プログラムの終了時において、ＩＲＤは、次のスプライシング・ポイントまでに、ＨＤストリーム１３６に切り換え戻す。

物理的な切換えはかなりの時間を要し、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）デコーダのバッファのサイズは限られているので、時間の制約は考慮されなければならない。本発明においては、２つのストリーム間における正確な同期を維持すると共に、それらのストリーム間を切り換えるときに、クロックの不連続を回避している。ＤＶＤ復号化のような他の種類の復号化とは異なり、システム１００等のような放送システムにおいては、ＩＲＤデコーダは、送信ビットレートに対していかなる制御も行っていない。このように、ストリームが切り換えられるときに、データを「バースト・モード」で読み込むことができないので、バッファ１３２が空になることが起こり得る。また、データはいつも放送されている（「更新されている」）ので、デコーダ１３１は、入力データのバッファ処理を自由に止めることができない。またそうしなければ、バッファ１３２がオーバーフローしてしまう。

図２を参照すると、異なる３つのデコーダ２１０、２２０、２３０について、時間に対する平均的なバッファ占有のバリエーションが示されている。最初の図２のＡは、常に高精細度（ＨＤ）プログラムに同調されたままの高精細度（ＨＤ）デコーダ２１０に対応する第１のデコーダ２１０について、バッファ占有と時間との関係を示している。高精細度（ＨＤ）エンコーダ（例えば、１１１）は、ＨＤデコーダ２１０のバッファ占有の正確なモデルを維持しており、ビットレートの制御スキームによって遂行される全ての決定は、それに基づいて行われる。図２のＢに示された第２のデコーダ２２０は、常に標準（ＳＤ）プログラムに同調されたままの標準（ＳＤ）デコーダ２２０に対応している。ＨＤエンコーダと同様に、標準（ＳＤ）エンコーダ１２１は、ＳＤデコーダ２２０のバッファ占有の正確なモデルを維持している。図２のＣに示される第３のデコーダ２３０は、最初のスプライシング・ポイントの検出時にＳＤストリームに切り換え、２番目のスプライシング時点の検出時に当初のＨＤストリームに戻すＨＤデコーダ２３０に対応している。ＨＤデコーダ２３０は、デコーダ１３１の動作および状態を表している。

本発明のスキーム（ｓｃｈｅｍｅ：方法、仕組み）に含まれる複数の異なるメカニズムを示すために、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）１３０による高精細度（ＨＤ）ビデオ・ストリーム１３６と標準（ＳＤ）ビデオ・ストリーム１３７との間における切換えの例を考える。ビデオ・ストリームの切換えは、２つの標準（ＳＤ）ストリーム間、または、２つの高精細度（ＨＤ）ストリーム間における切換えにも適用することができ、或いは一般的に、デコーダのバッファ・サイズや、切換え前のバッファされたデータによってカバーされる最大遅延に適切な変更を加えることにより、２つの異なるデータ・ストリーム間における切換えにも適用できる。

本質的に、デコーダ側における２つのストリーム間の切換えは、デコーダ・バッファ１３２において、２つのストリームのスプライシング（繋ぎ合せ）を直接施すことと等価である。これが正確に遂行されると共に、いかなるバッファの問題（オーバーフローまたはアンダーフロー）も引き起こさないことを確実にするように、或る処理をとらなければならない。実際、高精細度（ＨＤ）エンコーダ１１１も標準（ＳＤ）エンコーダ１２１も、実際にストリームの切換えを行う高精細度（ＨＤ）デコーダ１３１におけるバッファ１３２のレベルを監視する機能を有していない。両エンコーダは、デコーダのバッファ・レベルが、１組のストリームが切換わった後に（ＨＤからＳＤ、ＳＤからＨＤ）、ＨＤデコーダ２１０のバッファ・モデルのバッファ・レベルに正確に適合するものとする。即ち、一連の切換えの前後におけるデコーダ１３１等のＨＤデコーダのバッファ・レベルは、切換えを行うか否かに関わらず、ＨＤエンコーダ１１１によって維持されるＨＤデコーダ２１０のバッファ・モデルのバッファ・レベルに適合しなければならない。

そのため、高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６と標準（ＳＤ）ストリーム１３７との間の同期を完璧に維持することが必要とされる。それらは、同じ基準クロックおよびプレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ）を備えていなければならない。ＨＤストリーム１３６およびＳＤストリーム１３７におけるスプライシング・ポイントが、同じプレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ）の同じ時刻に生じるようにしなくてはならない。理想的には、２つのストリームのＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）構造さえも一致すべきであり、時間的に他のストリームにおける画面およびそれに相当するものも、厳密に同じタイプでなければならない（Ｉ、Ｐ、Ｂ、フレームまたはフィールド構造、第１または第２または第３フィールド・フレームのトップまたはボトム）。しかし、このＧＯＰ構造の同期を取ることは困難である。従って、この実施形態においては、ＧＯＰ構造が一致していることは必要とされないが、閉じられたＧＯＰは、各スプライシング・ポイントの直後に開始することが必要とされる。この条件については、後で更に詳しく説明する。

図２に示す例において、最初のスプライシング・ポイントは、時刻ｔ_０において発生し、２番目のスプライシング・ポイントは、時刻ｔ_１において発生すると仮定する。２つのストリームが正確に同期していると仮定すると、次の条件に従う場合に、継ぎ目の無い遷移が得られる。
ｔ_０ｈｄ≧ｔ_ｓ＋ｔ_０ｓｄ
ｔ_１ｓｄ≧ｔ_ｓ＋ｔ_１ｈｄ
ここで、ｔ_ｓは、高精細度（ＨＤ）デコーダ１３１における切換えおよび新たなシーケンス・ヘッダを探すために必要とされる時間であり、ｔ_０ｈｄは、最初に切換えが発生した時に、バッファ１３２内の高精細度（ＨＤ）データによってカバーされる期間であり、ｔ_０ｓｄは、最初の切換え（標準（ＳＤ）のビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ：Ｖｉｄｅｏ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ）の遅延）後にデコーダのバッファ１３２を満たすために必要な取得時間であり、ｔ_１ｓｄは、２番目の切換えが発生した時にバッファ１３２内のＳＤデータによってカバーされる期間であり、ｔ_１ｈｄは、２番目の切換え（ＨＤのＶＢＶの遅延）後に、デコーダ・バッファ１３２を満たすために必要な取得時間である。

時間ｔ_ｓの標準値は、約０．３秒である。この値は、同調時間（新たな番組が異なる周波数で送信される場合）と、デスクランブル・キーを取得して処理するのに必要な時間（条件付きアクセスが使用されている場合）とを含んでいる。取得時間（ＶＢＶ遅延）は、デコーダのバッファ１３２のサイズと、符号化処理のビットレートとに依存する。エンコーダは、デコーダにおけるバッファ占有を制御し、それにより、取得時間を定められた値に設定する。ほとんどの時間、符号化処理のビットレートが固定されている場合には、平均の取得時間は、シーケンスの全体に渡って同じままである。しかし、エンコーダは、コード化の困難性をより良く処理するためにシーンカット（ｓｃｅｎｅ ｃｕｔ）またはシーンフェード（ｓｃｅｎｅ ｆａｄｅ）するような特定の場合には、その平均値を一時的に変更してもよい。

適用可能なエンコーダは、２つのストリーム間を切り換える直前に、バッファ１３２に記憶されるデータ量を決定する。バッファされたデータによってカバーされ得る最大の期間は、デコーダのバッファ・サイズの最大値と符号化処理のビットレートとに従って変化する。ＭＰＥＧ−２規格においては、ビデオ・バッファ検査機構（Ｖｉｄｅｏ Ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ Ｖｅｒｉｆｉｅｒ：ＶＢＶ）バッファ・サイズの最大値として、標準（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＳＤ）ストリームに１．８３５００８Ｍビット、また、高精細度（ＨＤ）ストリームに７．３４００３２Ｍビットが与えられている。例えば、０．３秒の切換え時間と、０．１秒の最短取得時間とにより、切換えが生じる時にバッファにおいて約０．５秒のビデオがあれば（０．３＋０．１＋２つのストリームの同期における誤差を補うためのマージン）、継ぎ目の無い遷移が理論的に可能である。デコーダのバッファ１３２が最大サイズを備えているので、継ぎ目の無い遷移を実現するために用いることのできる最大の符号化処理ビットレートに関する制限がある。その制限は、ＳＤストリームについては約３．５Ｍビット／秒であり、ＨＤストリームについては約１４Ｍビット／秒である。最大ビットレートに関する制限を広げる唯一の方法は、より大きいサイズのデコーダ・バッファを使用するか（しかし、それはＭＰＥＧ−２に準拠しない）、または、バッファされたデータによってカバーされる時間を減らすことである（実際には、ｔ_ｓを減らすことになる）。

本発明においては、エンコーダ１１１および１２１は、２つの異なる作業（タスク）を行うように構成されている。それらは、まず、各々のスプライシング・ポイントの前で、デコーダのバッファ占有を特定の値に設定するが、そのためには、ビットレート制御機構の変更が必要とされる。また、それらは、進行中のＧＯＰ内におけるスプライシング・ポイントの位置がどこであっても、そのスプライシング・ポイントの直後に閉じられたＧＯＰを開始させなくてはならない。これらの作業については、以下の２つの段落において、更に詳しく説明する。

高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６から標準（ＳＤ）ストリーム１３７への切換えの際に、高精細度（ＨＤ）エンコーダ１１１は、ｔ_０ｈｄを最大にするためにデコーダのバッファ１３２を満たさなくてはならない。同時に、標準（ＳＤ）エンコーダ１２１は、可能な限り取得時間ｔ_０ｓｄを減少させるために、ＳＤデコーダ２２０の仮想的なデコーダ・バッファを空にしなくてはならない。ＳＤからＨＤに切り換え戻す時には、その逆を行う。この場合には、ＳＤエンコーダ１２１は、ｔ_１ｓｄを最大にするためにデコーダ・バッファ１３２を満たし、一方、ＨＤエンコーダ１１１は、ｔ_１ｈｄを減らすために、デコーダ２１０の仮想的なデコーダ・バッファを空にする。図３は、ＨＤストリームのためのビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延のバリエーションを示している。当業者であれば、ＳＤストリームのバリエーションが、図３の最後の２つの図（図３のＢおよびＣ）における３２０および３３０を逆にすることによって得られることを理解するであろう。

図３の３１０、３２０、３３０に示す端から端までの（Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ）遅延は、データをエンコーダとデコーダのバッファ両方に通過させることによって費やされた時間の総量に対応する。この遅延は、一定であり、符号化されたフレームの数として表すことができる。ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延は、デコーダ・バッファ１３２内の定められたフレームによって費やされる時間である。ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延は、必ずしも一定である必要はなく、そのバリエーションは、符号化の対象となるビットレートであるＲ_ｉｎと、送信ビットレートであるＲ_ｏｕｔとに依存する。例えば、図３の３１０において、Ｒ_ｉｎおよびＲ_ｏｕｔは一定であり、ビデオ・ストリームがスプライシングされることなく放送中であると共にビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延が一定であるときの平均的なバッファ・レベルを示している。Ｒ_ｉｎおよびＲ_ｏｕｔが異なる値を有している時はいつでも、ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延がそれに応じて変更される。図３の３２０において、１つのビデオ・ストリームを別のビデオ・ストリームにスプライシングする直前に、Ｒ_ｉｎがＲ_ｏｕｔよりも小さくなるので、ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延が増加する（ＨＤデコーダ・バッファには、より多くのフレームが存在する）。図３の３３０において、第２のビデオ・ストリームのスプライシングの直前に、Ｒ_ｉｎがＲ_ｏｕｔよりも大きくなるので、ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延が低下する（ＨＤデコーダ・バッファには、より少ないフレームが存在する）。

何れのエンコーダも、マルチプレクサによって割り当てられたＲ_ｏｕｔに対して制御することができない。しかし、エンコーダは、各々のスプライシング・ポイントの前で目標のビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延に到達するという方法によって、Ｒ_ｉｎを調整することができる。ビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）の値においてスムーズな遷移を行わせるために、スプライシング・ポイントは、前もって知られている幾つかのＧＯＰであることが必要である。素早い遷移は、符号化処理のビットレートを急激に変更することによってのみ実現され、その結果、画質に目につく変化を生じてしまうことがある。一旦、目的のビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延に到達すると、エンコーダは、符号化処理のビットレートの値をＲ_ｏｕｔに設定する。統計的な多重化設定において、エンコーダがマルチプレクサから定められたビットレートを直接要求できるならば、Ｒ_ｏｕｔがＲ_ｉｎの替わりに調整される。

両方のエンコーダは、各々のスプライシング・ポイントの発生を正確に知っており、その発生は、いつも、第１のストリーム（ここでは、高精細度（ＨＤ）ストリーム１３６）のためのＧＯＰの端に対応すると想定される。この後者の制約は、高精細度（ＨＤ）エンコーダ１１１がスプライシング・ポイントの挿入を制御するとすれば、容易に満たすことができる。即ち、２つのストリームが同期している、それらは同じ基準クロックを共有しており、それらは両方共、同じプレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ）／デコーディング・タイム・スタンプ（ＤＴＳ）値を使用しているものとする。デテレシネ（ｄｅｔｅｌｅｃｉｎｅ）モードが使用されている場合に、このように反復フィールドを中断する権限を与えると、それらの２つのストリーム間における完全なＰＴＳ／ＤＴＳ同期を維持することがより困難になる。スプライシングを発生する正確なＰＴＳ／ＤＴＳ値は、前もって完全に知られている幾つかのＧＯＰであるので、ＳＤエンコーダ１２１は、次に来る何れのフレーム（まず、トップ・フィールド）も、この定められたＰＴＳ／ＤＴＳと正確に関連付けられていなければ、最終的にそうなるまで、幾つかのフィールドを擬似的に繰り返すことができる。

或いは、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）自体が、２つのストリーム間のＰＴＳ／ＤＴＳの違いを補うために、２〜３のフィールドをスキップまたは繰り返すことにより、スプライシング・ポイントにおけるＰＴＳ／ＤＴＳの不連続性を取り扱うことができる。一般的な事柄として、継ぎ目の無い遷移が望ましいので、フィールドをスキップすることは、フィールドを繰り返すことよりも好ましい。しかし、第２のストリームの画面を表示し始める前に第１のストリームの１組のフィールドを繰り返しても、目には見えないし、遷移は継ぎ目の無いものであると考えられる。

上記のように、（基準クロックおよびＰＴＳ／ＤＴＳに関する限り）２つのストリーム間に完全な同期が存在する場合であっても、２つのストリームが同じＧＯＰ構造を与えることを保証することは、ほとんど不可能である。即ち、スプライシング・ポイントが第１のストリームについてＧＯＰの端において発生する場合であっても、それはスプライシング・ポイント後の最初の画面が、第２のストリームについて新たなＧＯＰの最初のフレームであることを意味するものではない。しかし、ＰＴＳ／ＤＴＳの不連続性を回避したい場合には、これは必須である。新たなＧＯＰ、即ち、先のもの（閉じられたＧＯＰ）とは完全に独立しているＧＯＰは、スプライシング・ポイントの直後から開始しなくてはならない。従って、エンコーダ１１１および１２１は、リセットすることなく、現在の符号化処理（エンコーディング）構造を即座に変更できなくてはならない。これは、本質的には、同じシーケンス内で、異なる長さのＧＯＰと、異なるサイズの期間Ｐとを有することができることを意味する。大部分のエンコーダにとっては、ＧＯＰの長さを変更することは問題ではないが、Ｂ画面の数を即座に変更することは不可能である。これは、エンコーダ・パイプラインの初期化、または、動き予測チップが作動する方法に起因するものと考えられる。その場合には、スプライシング・ポイントと新たなＧＯＰの最初のフレームとの間の期間Ｐに匹敵する遅延が存在し得る。繰り返すと、課題を解決する唯一の方法は、統合受信デコーダ（ＩＲＤ）１３０において、フィールドを繰り返すことにより、失われたフィールドを補うことができる機構を実現することである。或いは、ＩＲＤにおいて第１のストリームの重なり合う複数のフィールドをスキップしながら、スプライシング・ポイントの前で新たなＧＯＰをスタートさせてもよい。このような機構によって、遷移を継ぎ目の無いものとしながら、２つのストリーム間の同期の制約を緩和させることができる。

統合受信デコーダ（ＩＲＤ）規格は、本発明における継ぎ目の無い遷移を提供するＩＲＤ１３０を実現するために、下記のように変更してもよい。
まず、ＩＲＤ１３０は、既にバッファ１３２に存在するデータを復号化し続けながら、１つのスプライシング・ポイントが検出されると、もう１つのストリームに自動的に切り換えなくてはならない。１つの実施形態において、スプライシング情報は、次のようなＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）ビデオ・ストリームのために伝送される。即ち、ＭＰＥＧ−２トランスポート・ストリームの適合フィールドは、１ビットの「スプライシング・ポイント・フラグ（ｓｐｌｉｃｉｎｇ＿ｐｏｉｎｔ＿ｆｌａｇ）」を備えている。フラグが１に設定されると、それは「スプライス・カウントダウン・フィールド」が関連する適合フィールドに存在することを示し、スプライシング・ポイントの発生を特定する。「スプライス・カウントダウン」は、８ビットのフィールドであり、正または負の値を表している。正の値は、スプライシング・ポイントが到達する前に、同じＰＩＤの残りのインポート・パケットの数を特定する。スプライシング・ポイントは、関連するスプライス・カウントダウン・フィールドがゼロに至るトランスポート・パケットの最後のバイトの直後に位置している。ＨＤエンコーダ１１１およびＳＤエンコーダ１２１は、スプライシング情報を挿入しなくてはならない。

しかしながら、このようなスプライシング情報は、同じパケット識別子（ＰＩＤ）の複数のストリーム間の切換えのみを示すことができる。しかし、場合によっては、ＩＲＤは、いつ切り換えるべきかということだけでなく、どの周波数（または、チャンネル、または、ビデオおよび音声のＰＩＤ）に切り換えるのかということも知らなくてはならない。このように、１つの実施形態において、プログラムおよびシステムの情報プロトコル（ＰＳＩＰ：Ｐｒｏｇｒａｍ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、スプライシング情報を供給するために、「スプライシング・ポイント・フラグ」に加えて使用される。

スプライシング情報に加えて、新たな記述子（ディスクリプタ）も、仮想的なチャンネル・テーブル（ＶＣＴ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔａｂｌｅ、バーチャル・チャンネル・テーブル）において生成されるようにしてもよい。この記述子は、新たなプログラムのためのストリームのＰＩＤと同様に、切換え時間および搬送周波数をＩＲＤに示すように設計され得る。また、この記述子は、ローカル・プログラムをいつ挿入すべきかについて、ローカルな放送会社に示すことができる。この記述子の主要フィールドは、以下のものを含んでいる。即ち、適用時間、所要時間、サービスの種類（ＳＤまたはＨＤ）、搬送周波数、番組の番号、ＰＣＲのＰＩＤ、基本ストリームの数、各基本ストリームのためのＰＩＤおよびストリームの種類、および、必要があれば、その他の情報である。バーチャル・チャンネル・テーブル（Ｖｅｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔａｂｌｅ：ＶＣＴ）は、４００ｍｓごとに送信される。
下記の表１は、使用することができる記述子の例を示している。

スプライシング情報と組み合わせられた上記の記述子における情報は、十分な切換え情報を備えている。この切換え情報（スプライシング・ポイントに先立って用意することができる）が与えられることにより、高精細度（ＨＤ）の使用のために設計された統合受信デコーダ（ＩＲＤ）は、スプライシング・ポイントのような切換え時間だけでなく、代替プログラムの周波数、ビデオおよび音声ストリームのパケット識別子（ＰＩＤ）等も知ることができる。これにより、ＩＲＤが、スプライシング・ポイントにおいて特定の代替番組への切換えを開始することができる。

ＳＤプログラム１３７からＨＤプログラム１３６へ切り換え戻すために、ＳＤエンコーダ１２１は、同様の記述子と共に、スプライシング情報およびバーチャル・チャンネル・テーブル（ＶＣＴ）の両方を送る必要がある。しかし、今度は、代替番組のサービスの種類は、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）でなくてはならないので、標準（ＳＤ）の使用のために設計された統合受信デコーダ（ＩＲＤ）は、切換え信号を無視することができる。

先に述べたように、２つのストリーム間で完全に同期しないで、ＰＴＳ／ＤＴＳ不連続部が発生する可能性がある。このような不連続部は、スプライシング・ポイントの周辺においては許容され、新たなＰＴＳが到達しない限り、単に最後のフレームを固定することによって取り扱われる。大部分のＩＲＤにとっては、これは問題ではない。全ての指示子（ポインタ）がリセットされ、バッファに現在存在するデータが失われる場合を除いて、ＰＴＳの不連続部は、大抵同じように取り扱われる。バッファにおける全てのデータはおそらく有効であるから、スプライシングの場合にリセットは必要ない。

本発明におけるストリームを切り換えるシステムおよび方法は、デコーダのバッファ１３２における２つのＭＰＥＧビデオ・ストリームの継ぎ目の無い直接的なスプライシングを提供する。両ストリームのビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延は、第１のストリームのビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延が、新たなストリームに切り換えて新たなデータを取得するために必要な全ての時間をカバーするように調整される。１つの実施形態においては、新たなストリームのビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延は、その取得時間を減らすように変更されることが可能であり、これにより、古いストリームからのデータによってカバーされる遅延が減少する。また、２つのストリームを正確に同期させることも必要であり、これにより、２つのストリームは、少なくとも同じ基準クロック（プログラム・クロック基準（ＰＣＲ）サンプル）を共有する。完璧に継ぎ目の無い遷移は、２つのストリームが正確に同じＰＴＳを使用すると共に、同じＧＯＰ構造を呈する場合に、少なくともスプライシング・ポイントの周囲において可能である。このような高水準の同期は達成が困難なので、スプライシング・ポイントにおいてＰＴＳ不連続部が発生することは大いにあり得る。

１つの実施形態において、本発明におけるストリームの切換えは、できるだけ不連続部を低減するように、次のような手順を踏んでいる。例えば、スプライシング・ポイント後にできるだけ早く、閉じられたＧＯＰの開始を確実にするようにＧＯＰ構造を変更したり、或いは、第１のストリームのＰＴＳ値に適合するように、（フィールドを繰り返すことによって）第２のストリームのＰＴＳ値を調整することである。こうすることによって、スプライシング・ポイントにおける不連続部は、４フィールド以下になる（３の値に限定されたＰ期間）。後に新たなＰＴＳが４フィールド以下に到達するまで、ＰＴＳ１３０が不連続部を無視すると共に、最後に表示されたフレームを固定しなくてはならない。たとえそうであっても、その遷移は「ほとんど継ぎ目がない」と考えてよい。スプライシング中に両ストリームに許される最大の符号化処理ビットレートに適用される制約がある。それらの制約は、デコーダのバッファ・サイズと、ＩＲＤが切換えを行うために必要な最小の期間とに起因する。

当業者であれば、先に主に２つのビデオ・ストリームに関して述べたように、本発明におけるストリームの切換えが、音声ストリームのような他種類のデータ・ストリームに拡張できることを理解するであろう。
本発明の特徴は、コンピュータ実行処理の形式、および、それらの処理を実施する装置において具体化することができる。また、本発明の様々な特徴は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、または、その他のコンピュータが読み出し可能な記録媒体に記録されたコンピュータ・プログラム・コードの形式によっても具体化することができ、コンピュータ・プログラム・コードがコンピュータにロードされて実行されると、そのコンピュータが発明を実施する装置となる。また、本発明は、例えば、記録媒体に記録されているか否かに関わりなくコンピュータにロードされ、および／または、コンピュータによって実行され若しくは伝送されるコンピュータ・データとして、または、送信若しくは伝送媒体（例えば、電気配線またはケーブルを通じて、光ファイバを介して、電磁放射を介して、または、搬送波に組み込まれた別の方法によって）を介した他の信号として送信されるコンピュータ・プログラム・コードの形式によっても具体化することができ、コンピュータ・プログラム・コードがコンピュータにロードされて実行されると、そのコンピュータが本発明を実施する装置となる。汎用のマイクロプロセッサにおいて実行される場合には、コンピュータ・プログラム・コードの階層が、そのマイクロプロセッサを、所望の処理を実行する特定の論理回路を生成するように構成する。

記載されているシステムは、ローカルな高精細度（ＨＤ）送信設備における設備投資に余裕がないローカル放送会社が事業をするのに有利な方法を示している。記載されているシステムによって、ローカル放送会社は、第三機関によって提供される衛星リンクを介して、高精細度（ＨＤ）と標準（ＳＤ）との両者の消費者向けビデオ情報を有利にカバーすることができる。ローカル放送会社は、ＨＤプログラムと、例えばローカル・ニュースとローカル放送会社を維持するための収益を生み出すコマーシャルとを含むローカルなＳＤプログラムとを切り換える機能を保持する一方、高価なＨＤ放送機器に投資する必要はない。先に詳しく説明したように、符号化されたＭＰＥＧ信号において、適切な量のＨＤ素材によってバッファ（ＶＢＶ）を満たすことにより、ＨＤプログラムからＳＤプログラムへの継ぎ目の無い遷移が可能となり、反対に、ＳＤからＨＤへの遷移も同様である。

当業者であれば、本発明の特質を説明するために上記に記載され図示された細部や、素材や、各部の配置において、請求の範囲に記載された本発明の原理および範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができる。

本発明の一実施形態に係るディジタル・ビデオ放送システムを示す図である。 ３つの異なるデコーダにおける時間に対する平均的なバッファ占有のバリエーションを示す図である。 本発明の継ぎ目の無いストリーム・スイッチングを実現するために、図１に示すシステムのＨＤエンコーダおよびデコーダ・バッファにおいて用いられるＨＤストリームのビデオ・バッファ検査機構（ＶＢＶ）遅延バリエーションを示す図である。

Claims (20)

1. パケット化されたビデオ・データを処理する方法であって、
   第１の表示解像度を有する第１のビデオ番組を表す符号化されたデータを受信するステップと、
   前記第１の表示解像度よりも低い第２の表示分解を有する第２のビデオ番組を表す符号化されたデータを受信するステップと、
   前記第１の表示解像度の番組から前記第２の表示解像度の番組への遷移を伝えるための送信識別情報を生成するステップと、
   前記第１のビデオ番組の符号化されたデータおよび前記第２の番組の符号化されたデータと前記識別情報とをパケット化されたデータに組み込むステップと、
   前記パケット化されたデータを出力するために送信チャンネルに供給するステップと、
   を具備するデータ処理方法。
2. 前記遷移が、継ぎ目の無い遷移である、請求項１記載のデータ処理方法。
3. デコーダにおいて復号化された前記第２の解像度のデータをアップコンバートして、ビデオ番組における継ぎ目の無い挿入のために第１の解像度のコマーシャルを供給するステップを更に具備する請求項１記載のデータ処理方法。
4. 前記第２のビデオ番組が、ビデオ・コマーシャルである、請求項１記載のデータ処理方法。
5. 前記第１のビデオ番組が、ネットワークのビデオ番組であり、前記第２のビデオ番組が、ローカルのビデオ番組である、請求項１記載のデータ処理方法。
6. 前記第２のビデオ番組が、ローカルのニュース番組である、請求項１記載のデータ処理方法。
7. 前記第１のビデオ番組を表す前記符号化されたデータが、ネットワーク局によって生成され、前記第２のビデオ番組を表す前記符号化されたデータが、ローカル局によって生成される、請求項１記載のデータ処理方法。
8. 前記パケット化されたデータが、衛星によって送信チャンネルに出力される、請求項７記載のデータ処理方法。
9. 第１の表示解像度のビデオ番組を表す画像表示入力データを復号化すると共に、より低い第２の表示解像度のビデオ・セグメントを組み込む方法であって、
   第１の表示解像度のビデオ番組を表す符号化されたデータを識別するステップと、
   前記第１の表示解像度よりも低い第２の表示解像度のビデオ・セグメントを表す符号化されたデータを、前記ビデオ番組内に挿入するために、識別するステップと、
   前記第１の表示解像度から前記第２の表示解像度への遷移を伝えるための識別情報を取得するステップと、
   前記ビデオ番組の符号化されたデータと前記ビデオ・セグメントの符号化されたデータを復号化することにより、前記識別情報をそれぞれ用いて、復号化された第１の解像度のデータ出力と復号化された第２の解像度のデータ出力とを供給するステップと、
   前記第１および第２の解像度の復号化されたデータ出力を表示のためにフォーマット化するステップと、
   を具備するデータ処理方法。
10. 前記復号化された第２の解像度のデータをアップコンバートすることにより、ビデオ番組における継ぎ目の無い挿入のために、第１の解像度のビデオ・セグメント・データを供給するステップを更に具備する請求項９記載のデータ処理方法。
11. 前記ビデオ・セグメントが、ビデオ・コマーシャルを表す、請求項９記載のデータ処理方法。
12. 前記第１のビデオ番組が、ネットワークのビデオ番組であり、前記ビデオ・セグメントが、ローカルのビデオ番組である、請求項９記載のデータ処理方法。
13. 前記ビデオ・セグメントが、ローカルのニュース番組である、請求項９記載のデータ処理方法。
14. 前記第１のビデオ番組を表す前記符号化されたデータが、ネットワーク局によって生成され、前記ビデオ・セグメントを表す前記符号化されたデータが、ローカル局によって生成される、請求項９記載のデータ処理方法。
15. 前記パケット化されたデータが、衛星によって送信チャンネルに出力される、請求項１４記載のデータ処理方法。
16. 前記復号化するステップが、前記ビデオ番組を表すデータと前記ビデオ・セグメントを表すデータとの両方をバッファに記憶するステップを含む、請求項９記載のデータ処理方法。
17. 前記バッファが、通常、前記第１の高い表示解像度のビデオ・データを記憶する、請求項１６記載のデータ処理方法。
18. 前記バッファが、ＭＰＥＧに準拠している、請求項１７記載のデータ処理方法。
19. ビデオを送信する方法であって、
    ネットワーク・プロバイダから高解像度ビデオ情報を受信するステップと、
    受信された高解像度ビデオ情報を、それより低い解像度のビデオ情報に変換するステップと、
    ローカルビデオ情報を低解像度で供給するステップと、
    低解像度に変換されたビデオ情報、および、データ・ストリームにおける低解像度のローカル情報を、アップリンク・パスを介して衛星に送信するステップと、
    を具備するビデオ送信方法。
20. 前記高解像度ビデオ情報が、高精細度テレビジョン情報であり、前記低解像度情報が、標準テレビジョン番組情報、ニュース、および、コマーシャルの内の少なくとも１つを含む、請求項１９記載のビデオ送信方法。

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