JP2009521164A - 入力フレームシーケンスから構成される入力データストリームの処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する装置であって、当該装置は、前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成する処理ユニットと、前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるタイミングユニットとを有する。

Description

本発明は、入力フレームシーケンスから構成される入力データストリームの処理装置に関する。

本発明はさらに、入力フレームシーケンスから構成される入力データストリームの処理方法に関する。

本発明はさらに、プログラム要素に関する。

本発明はさらに、コンピュータ可読媒体に関する。

電子娯楽装置が、ますます重要になっている。特に、より多数のユーザがハードディスクベースのオーディオ／ビデオプレーヤー及び他の娯楽装置を購入している。

記憶スペースの減少はオーディオ／ビデオプレーヤーの分野における重要な問題であるため、オーディオ及びビデオデータはしばしば圧縮され、またセキュリティのために暗号化されて格納される。

ＭＰＥＧ２は、動画及び関連する音声の汎用的な符号化のための規格であり、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）構成と呼ばれる規定された順序により構成可能なビデオストリームをフレームデータから生成する。ＭＰＥＧ２ビデオビットストリームは、ピクチャを符号化したデータフレーム系列から構成される。ピクチャを符号化する３つの方法は、イントラ符号化（Ｉピクチャ）、順方向予測（Ｐピクチャ）及び双方向予測（Ｂピクチャ）である。イントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）は、独立して復号化可能なフレームである。順方向予測フレーム（Ｐフレーム）は、先行するＩフレーム又はＰフレームの情報を必要とする。双方向予測フレーム（Ｂフレーム）は、先行する及び／又は後続するＩフレーム又はＰフレームの情報に依存する。

メディアコンテンツがノーマルスピードにより再生されるノーマル再生モードから、メディアコンテンツが、例えば、低減されたスピード（スローフォワード）、静止ピクチャなどの変更された方法により再生されるトリッププレイ再生モードにスイッチすることは、又はその反対にスイッチすることは、メディア再生装置において興味深い機能である。

ＵＳ２００３／００５３５４０Ａ１は、ＧＯＰを含むＭＰＥＧ符号化ビデオデータの処理について開示している。各ＧＯＰは、１以上のＩフレームと複数のＢ又はＰフレームを有する。ＭＰＥＧスローフォワード符号化ビデオストリームを生成するため、ＭＰＥＧ符号化ビデオデータの各フレームの符号化タイプが特定され、フリーズフレームが特定された符号化タイプの所定の機能として、また所望のスローダウンファクタの所定の機能として挿入される。一実現形態では、ｎのスローダウンファクタと、各オリジナルＩ又はＰフレームに対して、（ｎ−１）逆方向予測されたフリーズフレームが挿入され、各オリジナルＢフレームに対して、オリジナルＢフレームの（ｎ−１）個のコピーが追加され、ノーマル再生ビットレートを取得し、ビデオオーバフロー又はアンダフローを回避するため、選択された大きさのパディングが、各オリジナルＢフレームの各コピーに追加される。

本発明の課題は、データストリームの効率的な処理を可能にすることである。

上記課題を達成するため、独立クレームに記載される入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する装置、入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体が提供される。

本発明の一実施例によると、入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する装置であって、前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成する処理ユニットと、前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるタイミングユニットとを有する装置が提供される。

本発明の他の実施例によると、入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する方法であって、前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成するステップと、前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるステップとを有する方法が提供される。

さらに、本発明の他の実施例によると、プロセッサにより実行されると、上述した方法を制御又は実行するよう構成されるコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ可読媒体が提供される。

さらに、本発明の他の実施例によると、プロセッサにより実行されると、上述した方法を制御又は実行するよう構成されるプログラム要素が提供される。

本発明によるデータ処理は、コンピュータプログラム、すなわち、ソフトウェアによって、又は１以上の特別な電子最適化回路、すなわち、ハードウェアによって、又はハイブリッド形式、すなわち、ソフトウェアコンポーネントとハードウェアコンポーネントによって実現可能である。

本発明の一実施例によると、出力フレームシーケンスを構成するため、フレームを繰り返すことによって、及び／又はエンプティフレームを後続の入力フレームの間に挿入することによって、トリックプレイストリームがノーマルプレイデータストリームに基づき生成される。しかしながら、この出力フレームシーケンスについて、タイミング情報は、トリックプレイファクタに対応するデータの復号化及び提供などの条件に関してトリックプレイモードの要求に従うよう調整される。出力フレームのタイミング情報を取得するため、このタイミング情報の訂正又は更新のため、入力フレームのオリジナルのタイミング情報に基づきトリックプレイストリームに関するタイミング情報を求めることが効果的であるかもしれない。この手段をとることによって、完全に新しい時間情報を独立に計算することが不可欠であるため、タイミング情報を計算するための計算負荷を低減することが可能になる。これとは対照的に、低い負荷によりトリックプレイに互換的なタイミング情報を取得するため、オリジナルストリームの既存のタイミング情報が当該情報を単に更新するためのプラットフォームとして取得されるかもしれない。

従って、本発明の実施例は、例えば、低速フォワードストリーム、低速リバースストリーム又はスタンド静止ストリームなどのトリックプレイストリームの時間軸に関する出力フレームの配置に関する。このような実施例は、オリジナルパケットに前置された記録タイムスタンプ又は他のタイミング情報を利用するかもしれない。必要なデータの受信前に復号化がスタートするケースにおいて生じる可能性のある復号化エラーを防ぐため、フレームデータのエンドとこのフレームの復号化タイムスタンプとの距離が、トリックプレイストリーム及びノーマルプレイストリームに対して実質的に同じになるように選択されるかもしれない。このため、フレームデータのスタートと対応する復号化タイムスタンプとの距離が、ノーマルプレイストリームとトリックプレイストリームにおいて同じになるよう選択されるかもしれない。このフレームのパケットは、オリジナルのノーマルプレイストリームと同様のパケット距離により配置されるかもしれない。

復号化問題を回避し、出力フレームの後続するフレーム間の適切な時間関係が取得されることを確実にすることによって、再生クオリティが大きく向上されるかもしれない。

従って、オリジナルタイミング情報が、トリックプレイ、特に低速フォワードトリックプレイを生成するのに利用されるかもしれない。ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が訂正され、所望される場合には、さらなるＰＣＲが出力データストリームに追加されるかもしれない。

本発明の実施例は、ＭＰＥＧ準拠デコーダが低速フォワードプレイモードのためのＭＰＥＧ準拠トランスポートストリームを提供可能である場合、ＭＰＥＧトランスポートストリームを格納する格納装置に関する。本発明の実施例は、ノーマルプレイストリームからのパケットのオリジナルのタイミング関係を利用して、すなわち、いわゆるタイムスタンプを利用して、低速フォワードストリームのＭＰＥＧ準拠時間軸に対するフレーム及びパケットの配置のためのアルゴリズムを提供する。まず、オリジナルノーマルプレイフレームは、低速プレイストリームのための新たな時間軸上に配置されるかもしれない。これは、オリジナルパケットのタイムスタンプとＰＣＲとを訂正することを意味するかもしれない。繰り返されるＢフレームが配置され、再びオリジナルパケットのタイムスタンプとＰＣＲとが訂正されるかもしれない。

大きなＢフレームに対して、最後の繰り返しＢフレーム以外のすべてのフレームが、パケットタイムスタンプを訂正することによって圧縮されるかもしれない。これについて、“大きなＢフレーム”とは、１フレーム時間の期間を超えるＢフレームとして定義されるかもしれない。欧州と同様の２５Ｈｚの周波数によって、フレーム時間が実質的に４０ｍｓの時間に等しいかもしれない。

低速フォワードモードに必要となるエンプティフレームが、特別な方法により挿入されるかもしれない。最初のエンプティフレームは、前のフレームに直接連結されるかもしれない。後続するエンプティフレームは、１つのフレーム期間の時間分割に配置されるかもしれない。エンプティフレームを含むパケットのタイムスタンプは、特に２つの方法によって、すなわち、前のフレームから求めたれた固定スペーシングを利用することによって、又は１つのフレーム期間にパケットを均等に分散させることによって計算されるかもしれない。挿入されるエンプティフレームの境界におけるＰＣＲが計算される。圧縮されたＢフレームの境界におけるＰＣＲ値がまた計算される。

実施例によると、記録タイムスタンプを用いた低速フォワードのフレーム及びパケットの配置が開示される。従って、時間軸に関する低速フォワードＭＰＥＧストリームのフレーム及びパケットを配置するアルゴリズムが提供される。このアルゴリズムによると、低速フォワードストリームのための新たな時間軸が生成され、この新たなストリームにおいて（すなわち、低速フォワードストリームなどのトリックプレイストリーム）、対応するＤＴＳに対するフレームのスタートとの距離がオリジナルノーマルプレイストリームのものと同じになるように、オリジナルフレームがこの時間軸上に配置されるかもしれない。これは、ＰＣＲの変更を必要とするかもしれない。

さらに、繰り返されるＢフレームは、時間軸上の適切な位置に配置され、オリジナルのＰＣＲとＤＴＳは訂正される。

さらに、１フレーム期間より多くを占有する大きなフレームは、パケット間の距離を調整することによって時間について圧縮され、ローカルビットレートを増加させるかもしれない。

さらに、エンプティＢフレームが、特別な方法によって、すなわち、前フレームと後続する繰り返しフレームと直接連結される最初の繰り返しフレームが、オリジナル表示期間の時間分割により配置されるように挿入されるかもしれない。タイムスタンプは、前フレームからの平均時間として、又はパケットを均等に分散させることによって計算されるかもしれない。

上記記載は、Ｂｆフレームの使用を前提としていた。あるいは、Ｂｂフレーム又はＰｅフレーム（すなわち、エンプティＰフレーム）が利用可能である。しかしながら、これらは予め挿入される。少なくとも２つのタイプのエンプティＢフレームが区別されるかもしれない。エンプティフォワード予測Ｂフレーム（いわゆるＢｆフレーム）は、特に表示モードにおいてＢｆフレームに先行するアンカーフレームを参照するフレームを示す。エンプティバックワード予測Ｂフレーム（いわゆるＢｂフレーム）は、特に表示モードにおいてＢｂフレームに続くアンカーフレームを参照するフレームを示す。ＢｆフレームとＢｂフレームは、特にデータストリームの何れのポジションにそれらが挿入されるべきかという性質に関して異なっている。

次に、本発明のさらなる実施例が説明される。

以下において、入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する装置の実施例が説明される。しかしながら、これらの実施例はまた、入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体に適用される。

前記タイミングユニットは、相対的な前記タイミング情報が前記入力フレームシーケンスの相対的なタイミング情報と同一となるように、又は前記出力フレームシーケンスの相対的な前記タイミング情報が前記入力フレームシーケンスの相対的なタイミング情報に関して訂正されるように、前記タイミング情報を前記出力フレームに割り当てるよう構成されてもよい。必要に応じて、タイミングユニットはまた、ノーマルプレイのためのタイミング情報と比較して、トリックプレイのためのタイミング情報を訂正してもよい。従って、入力及び出力フレームのタイミング情報が互いに適切に一致することが確信され、適切な再生クオリティがもたらされる。

さらに、前記タイミングユニットは、前記タイミング情報としてＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）及び／又は記録タイムスタンプを調整するよう構成されてもよい。ＤＴＳと記録タイムスタンプの両方が調整されるかもしれないが、それらの時間差が変わらないように行われる。ＤＴＳは、ノーマルプレイ動作モード又はトリックプレイ動作モード、特に低速フォワードモードにより再生されるＭＰＥＧデータストリームに現れるかもしれない。

前記タイミングユニットは、出力フレームのスタートと対応するＤＴＳとの間の（時間）距離が入力フレームのスタートと対応するさらなるＤＴＳとの間の距離と同じになるように、前記タイミング情報を前記出力フレームに割り当てるよう構成されてもよい。この手段を利用することによって、復号化問題と同期問題が解消され、複製ファクタやトリックプレイファクタの値の広範な範囲において、トリックプレイストリームがアーチファクトなしに再生されることが保証されるかもしれない。

前記タイミングユニットは、前記出力フレームシーケンスにおける最初に再生されるべき後続する各出力フレームの間のポジションにタイミングパケットを挿入するよう構成されてもよい。トリックプレイでは、フレームが何回か再生されるか（Ｂフレームなど）、又はアンカーフレーム（Ｉフレーム、Ｐフレームなど）にエンプティフレームが続くかもしれない。このような最初に再生されたフレーム間に挿入されるタイミングパケットは、ＭＰＥＧ２ストリームにおけるＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）であるかもしれない。このようなパケットは、後続のフレームの復号化及びプレゼンテーションを同期させるために必要とされるタイミング情報を有するかもしれない。

出力ストリームのこのような挿入されたタイミングパケットは、入力フレームシーケンスのタイミングパケットに関して訂正されるかもしれない。このような訂正を実行することによって、ノーマルプレイモードと比較してトリックプレイモードから得られる異なる要求が考慮されるかもしれない。

前記処理ユニットは、前記所定の複製レートに従って時間軸に沿って前記入力データストリームの入力フレームを伸張することによって、前記出力データストリームの出力フレームを生成するよう構成されてもよい。トリックプレイファクタが３などの値を有するとき、このトリックプレイファクタ又は複製レートに基づき決定されるトリックプレイストリームを提供するため、入力フレームは時間軸に沿ってこの３のファクタだけ伸張されるべきである。

前記処理ユニットは、双方向予測フレームが前記所定の複製レートに従って数回繰り返されるように構成されてもよい。ＭＰＥＧ２ストリームの低速フォワードトリックプレイモードでは、双方向予測フレームがエンプティフレームによって充填されず、複数回繰り返されるべきである。この手段は、Ｉフレーム又はＰフレームについても可能であるかもしれない。しかしながら、多くのケースにおいて、アンカーフレーム（Ｉフレーム又はＰフレーム）は、アンカーフレームの簡単な繰り返しと対照的にエンプティフレームを挿入することによって繰り返されることがより望ましい。

前記タイミングユニットは、最初に再生される双方向予測フレームにタイミング情報が割り当てられるのと同様に、タイミング情報を繰り返される双方向予測フレームに割り当てるよう構成されてもよい。従って、複数のＢフレームがトリックプレイストリームにおいて単に繰り返されるため、タイミング情報は各Ｂフレームに適切に割り当てられるべきである。

前記タイミングユニットは、所定の閾値（フレーム時間など）を超えるサイズを有する双方向予測フレームが時間について圧縮されるように構成されてもよい。これは、後述される図４８において示される。欧州では、２５Ｈｚの周波数が所定の閾値として選択される４０ｍｓのフレーム時間に等しく、これにより、４０ｍｓのサイズを超えるＢフレームが圧縮される。

前記タイミングユニットは、繰り返される双方向予測フレームの最後のフレームを除いて、所定の閾値を超えるサイズを有する双方向予測フレームが時間について圧縮されるように構成されてもよい。原則的に、系列の最後の双方向予測フレームのみがそのままに維持され、他のすべての先行する双方向フレームの期間は、時間軸に沿ってＢフレームの期間を短縮することによって等しく調整される。

前記処理ユニットは、前記所定の複製レートに従ってアンカーフレームを繰り返すため、エンプティフレームを挿入するよう構成されてもよい。“アンカーフレーム”という用語は、特に伝送順序及び／又は表示順序において、他のアンカーフレームに関してそれの相対的な時間ポジションを維持するフレームを示すかもしれない。ＭＰＥＧ２に関して、ＩフレームとＰフレームがアンカーフレームとして示されるかもしれない。これとは対照的に、Ｂフレームは、ＭＰＥＧ２においてアンカーフレームとは呼ばれないかもしれない。

前記処理ユニットは、低速フォワード再生モード、低速リバース再生モード、スタンド静止再生モード、ステップ再生モード及びインスタントリプレイ再生モードからなるグループのトリックプレイ再生モードに従って前記トリックプレイストリームを生成するよう構成されてもよい。このトリックプレイ生成は、ユーザが装置のボタン、キーパッド又はリモコンなどのユーザインタフェースにおいて対応する選択肢を選択することによって調整又は制御されるかもしれない。トリックプレイについて、後続するデータの一部のみが出力のために利用され（例えば、ビジュアル表示及び／又は音声出力のためなど）、又は同じコンテンツが複数回利用されるかもしれない。

前記入力フレーム及び／又は前記出力フレームは、イントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）、フォワード予測フレーム（Ｐフレーム）及び双方向予測フレーム（Ｂフレーム）からなるグループの少なくとも１つのフレームを含むかもしれない。このようなフレームは、ＭＰＥＧ２ビデオビットストリームの一部であるかもしれない。イントラ符号化フレームは、特定のピクチャに関するものであり、対応するデータを含む。フォワード予測フレームは、先行するＩフレーム又はＢフレームの情報を必要とする。双方向予測フレームは、先行する及び／又は後続のＩフレーム又はＰフレームの情報に依存するかもしれない。

当該装置は、前記入力データストリーム及び／又は前記出力データストリームを格納する格納ユニットを有するかもしれない。このような格納ユニットは、ハードディスク、フラッシュカード又はＣＤ若しくはＤＶＤなどの他の何れかのデータキャリアであってもよい。しかしながら、格納ユニットはまた、当該装置が必要とされる情報をダウンロードするための（ネットワーク）アクセスを有するインターネットサーバであるかもしれない。

当該装置は、平文データストリーム、完全に暗号化されたデータストリーム又は暗号化部分と平文部分との混合（いわゆる、ハイブリッドストリーム）を処理するよう構成されてもよい。すなわち、データストリーム全体が、完全に暗号化されるか若しくは解読されてもよく、又はこれらの組み合わせであってもよい。従って、解読手段及び／又は暗号化手段が、本発明の実施例によるデータ処理装置の適切なポジションに予見されるかもしれない。

当該装置は、ビデオデータ又はオーディオデータの入力データストリームを処理するよう構成されてもよい。しかしながら、このようなコンテンツは、本発明の実施例によるスキームにより処理可能な唯一のデータタイプではない。同様のアプリケーションにおけるトリックプレイの生成は、ビデオ処理と（純粋な）オーディオ処理の両方についての問題となるかもしれない。

当該装置は、デジタルデータの入力データストリームを処理するよう構成されてもよい。

さらに、当該装置は、前記出力データストリームを再生する再生ユニットを有してもよい。このような再生ユニットは、ラウドスピーカー、イヤフォン及び／又は光表示装置を有し、オーディオデータとビジュアルデータの両方が人間に感知可能に再生可能となる。

本発明の実施例による装置は、ＭＰＥＧ２データストリームを処理するよう構成されてもよい。ＭＰＥＧ２は、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）により合意されたオーディオ及びビデオ符号化規格のグループに対する名称であり、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８国際規格として公表されている。例えば、ＭＰＥＧ２は、デジタル衛星及びケーブルテレビを含むオーディオ及びビデオ放送信号を符号化するのに利用されるが、さらにＤＶＤについても使用されるかもしれない。

しかしながら、本発明の実施例による装置はまた、暗号化されたＭＰＥＧ４データストリームを処理するよう構成されてもよい。より一般的には、他のフレームが従属する安価フレームを利用する何れかのコーデックスキームが実現されてもよく、特に予測フレームを用いた何れかのタイプの符号化と何れかのタイプのＭＰＥＧ符号化／復号化が実現されてもよい。

本発明の実施例による装置は、デジタルビデオ記録装置、ネットワーク対応装置、限定受信システム、ポータブルオーディオプレーヤー、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、コンピュータ、テレビ、公衆娯楽装置及びＭＰ３プレーヤーからなるグループの少なくとも１つとして実現されてもよい。

本発明の上記及びさらなる特徴は、後述される実施例から明らかとなり、実施例を参照して説明される。

以下では、図１〜１３を参照して、本発明の実施例によるトランスポートストリームのトリックプレイの実現形態の異なる特徴が説明される。

特に、部分的に又は全体的に暗号化された又は暗号化されていないＭＰＥＧ２符号化ストリームに対してトリックプレイを実行する複数の可能性が説明される。以下の説明は、ＭＰＥＧ２トランスポートストリームフォーマットに特有の方法を対象としている。しかしながら、本発明はこのフォーマットに限定されるものでない。

いわゆるタイムスタンプされたトランスポートストリームによる拡張による実験が実際に実行された。これは、トランスポートストリームパケットを有し、そのすべてが、トランスポートパケット到着時間が設けられる４バイトのヘッダを付加される。この時間は、受信装置においてパケットの第１バイトが受信された時点におけるプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）タイムベースの値から求められるかもしれない。これは、ストリームの再生が相対的に容易な処理となるように、ストリームと共にタイミング情報を格納する適切な方法である。

再生中の１つの問題は、ＭＰＥＧ２デコーダバッファがオーバラン又はアンダフローしないことを保証することである。入力ストリームがデコーダバッファモデルに準拠していた場合、相対的なタイミングの復元は、出力ストリームがまた準拠することを保証する。ここに記載されるトリックプレイ方法のいくつかは、タイムスタンプから独立し、タイムスタンプのある及びないトランスポートストリームに対して等しく良好に作用する。

図１は、１８８バイトのトータル長１０４を有し、４バイトの長さ１０５を有するタイムスタンプ１０１と、パケットヘッダ１０２と、１８４バイトの長さを有するパケットペイロード１０３とから構成されるタイムスタンプのあるトランスポートストリームパケット１００を示す。以下の説明では、記録されたトランスポートストリームからＭＰＥＧ／ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｇ）に準拠したトリックプレイストリームを生成する可能性の概略が与えられ、すべてのデータビットが操作可能な完全に平文であるものから、トランスポートストリームヘッダと一部のテーブルしか操作のためにアクセス可能でない完全に暗号化された（ＤＶＢスキームなどによって）ストリームまで、記録ストリームのフルスペクトルをカバーしようとするものである。

ＭＰＥＧ／ＤＶＢトランスポートストリームのトリックプレイを生成する際、コンテンツが少なくとも部分的に暗号化されていると問題が生じる可能性がある。通常のアプローチであるエレメンタリストリームレベルに降下するか、又は解読前に何れかのパケット化されたエレメンタリストリーム（ＰＥＳ）ヘッダにアクセスすることさえ可能でないかもしれない。これはまた、ピクチャフレームの検出が可能でないことを意味する。既知のトリックプレイエンジンは、この情報にアクセスし、処理することが可能である必要がある。

本説明のフレームでは、“ＥＣＭ”という用語はエンタイトルメントコントロールメッセージ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ）を表す。このメッセージは、特にシークレットプロバイダ専用情報を有し、ＭＰＥＧストリームを解読するのに必要とされる暗号化されたコントロールワード（ＣＷ）を含むかもしれない。典型的には、コントロールワードは１０〜２０秒間で終了する。ＥＣＭは、トランスポートストリームのパケットに埋め込まれる。

本説明のフレームでは、“キー”という用語は特に、スマートカードに格納され、トランスポートメッセージに埋め込まれているＥＭＭ、すなわち、“エンタイトルメントマネージメントメッセージ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）”を用いてスマートカードに伝送されるデータを表す。これらのキーは、ＥＣＭに存在するコントロールワードを解読するのにスマートカードにより利用されるかもしれない。このようなキーの一例となる有効期間は、１ヶ月である。本説明のフレームでは、“コントロールワード（ＣＷ）”という用語は、特に実際のコンテンツを解読するのに必要とされる解読情報を表す。コントロールワードは、スマートカードによって解読され、その後に解読コアのメモリに格納されるかもしれない。

平文ストリームに対するトリックプレイに関するいくつかの特徴が説明される。

生成される何れかのＭＰＥＧ２ストリームがＭＰＥＧ２に準拠したトランスポートストリームであることが好ましい。これは、デコーダが装置内に統合されるだけでなく、ＩＥＥＥ１３９４インタフェースなどの標準的なデジタルインタフェースを介し接続されるかもしれないためである。

高い圧縮レシオを実現するため、ビデオの時間冗長性を利用するＭＰＥＧ２などのビデオ符号化技術を利用する際に生じる問題が考慮されるべきである。フレームはもはや独立に符号化されないかもしれない。図２において、複数のＧＯＰの構成が示される。特に、図２は、Ｉフレーム２０１とＰフレーム２０２のシーケンスを有する複数のＭＰＥＧ２によるＧＯＰ構成を有するストリーム２００を示す。ＧＯＰサイズは、参照番号２０３により表される。ＧＯＰサイズ２０３は１２フレームに設定され、Ｉフレーム２０１とＰフレーム２０２のみがここに示される。

ＭＰＥＧでは、第１フレームのみが他のフレームから独立に符号化されるＧＯＰ構成が利用されるかもしれない。これは、いわゆるイントラ符号化又はＩフレーム２０１である。予測フレーム又はＰフレーム２０２は、それらが図２の矢印２０４により示されるような前のＩフレーム２０１又はＰフレームにのみ依拠することを意味する一方向の予測により符号化される。このようなＧＯＰ構成は、典型的には、１２又は１６フレーム２０１，２０２のサイズを有している。図３において、複数のＧＯＰの他の構成３００が示される。特に、図３は、Ｉフレーム２０１、Ｐフレーム２０２及びＢフレーム３０１のシーケンスを有するＭＰＥＧ２によるＧＯＰ構成を示す。再び、ＧＯＰサイズは参照番号２０３により示される。

図３に示されるような双方向予測フレーム又はＢフレーム３０１を含むＧＯＰ構成を利用することが可能である。例えば、１２フレームのＧＯＰサイズ２０３が選択される。Ｂフレーム３０１は、それらがカーブした矢印２０４によりいくつかのＢフレームに対して示されるような前の及び次のＩ若しくはＰフレーム２０１，２０２に依拠することを意味する双方向予測によって符号化される。圧縮されたフレームの伝送順序は、それらが表示される順序と同じでないかもしれない。

Ｂフレーム３０１を復号化するため、Ｂフレーム３０１の前後両方のリファレンスフレームが（表示順による）が必要とされる。デコーダにおけるバッファ需要を最小化するため、圧縮されたフレームは再順序付けされるかもしれない。このため、伝送ではまず、リファレンスフレームが到来するかもしれない。図３の下部において、伝送されるときの再順序付けされたストリームが示される。この再順序付けは、直線の矢印３０２により示される。Ｂフレーム３０１を含むストリームは、すべてのＢフレーム３０１がスキップされる場合、きれいなトリックプレイピクチャを与えることができる。本例では、これは３倍速の早送りトリックプレイをもたらす。

ＭＰＥＧ２ストリームが暗号化されていなくても、（すなわち、平文である）、トリックプレイはトリビアルでない。Ｉフレームのみに基づく低速リバースの可能性が簡単に説明される。効率的なフレームベースの低速リバースは、ＭＰＥＧ２のＧＯＰの必要な逆転のためより難しい。スローモーションフォーワードとも呼ばれる低速フォワードは、表示ピクチャがノーマススピードより低速に実行されるモードである。低速フォワードの基本的な形式は、トリックプレイＧＯＰを生成する高速フォワードアルゴリズムを利用する技術によってすでに可能である。高速フォワードスピードを０〜１の値に設定することは、高速フォワードトリックプレイＧＯＰの繰り返しに基づく低速フォワードストリームを生じさせる。平文ストリームに対して、これは問題とはならないが、暗号化ストリームに対しては、それは特定の状態においてＩフレームの部分の誤った解読を導く可能性がある。この問題を解決するための選択肢は複数あるが、最も適切な方法は、高速フォワードトリックプレイＧＯＰを繰り返すことでなく、エンプティＰフレームを加えることによってトリックプレイＧＯＰのサイズを拡張することである。実際、この技術はまた、高速フォワード／リバースに用いられるトリックプレイＧＯＰと、独立に復号化可能なＩフレームとに基づくものであるため、低速リバースを可能にする。しかしながら、以下の理由によって、このタイプのＩフレームに基づく低速フォワード又は低速リバースを利用することは所望されない。ノーマルプレイにおけるＩフレーム間の距離は約１／２秒であり、低速フォワード／リバースについて、それは低速モーションファクタと乗算される。このため、このタイプの低速フォワード又は低速リバースは、実際にはユーザが利用するスローモーションではなく、連続するピクチャ間の大きな時間的距離によるスライドショーのようなものである。

静止ピクチャモードと呼ばれる他のトリックプレイモードでは、表示ピクチャは中断される。これは、静止ピクチャモードの期間にエンプティＰフレームをＩフレームに加えることによって実現可能である。このことは、最後のＩフレームから得られるピクチャが中断されることを意味する。ノーマルプレイから静止ピクチャにスイッチすると、これはまたＣＰＩファイルのデータに従って最も近いＩフレームとすることができる。この技術は、高速フォワード／リバースモードの拡張であり、特にインタレースキルが利用される場合には、良好な静止ピクチャを生じさせる。しかしながら、ノーマルプレイ又は低速フォワード／リバースから静止ピクチャにスイッチする際、位置的な精度はしばしば不十分なものとなる。

静止ピクチャモードは、ステップモードを実現するよう拡張可能である。ステップコマンドは、ストリームを次の又は前のＩフレームに進める。ステップサイズは、最小で１ＧＯＰであるが、ＧＯＰの整数値に等しいより大きな値に設定することも可能である。ステップフォワード及びステップバックワードは共に、Ｉフレームしか利用されないため、このケースでは可能である。

低速フォワードはまた、すべてのフレームの繰り返しに基づくものとすることが可能であり、これははるかにスムーズなスローモーションを生じさせる。実際、低速フォワードの最適な形式は、時間的な解像度が２倍であり、インタレースアーチファクトがないため、フレームの代わりにフィールドの繰り返しである。しかしながら、これは特に、本質的にフレームに基づくＭＰＥＧ２ストリームにとっては実際上不可能であり、それらが大きく暗号化されている場合には、さらに不可能である。インタレースアーチファクトは、特殊なエンプティフレームを用いて繰り返しを強制することによって、Ｉ及びＰフレームについて大きく低減させることが可能である。このようなインタレース低減技術は、Ｂフレームには利用可能でない。Ｉ及びＰフレームについてインタレースキルを使用することがこのケースにおいて依然として効果的であるか、又は実際に視聴者にとってより苛つかせるピクチャをもたらすか否かは、実験によってのみ検証可能である。

個別のフレームに基づく低速リバースは、実際には時間予測のためＭＰＥＧ信号にとって大変複雑なものとなる。完全なＧＯＰがバッファ及びリバースされる必要がある。ＧＯＰにおけるこれらのフレームを逆順により記録する既知のシンプルな方法はない。このため、ほとんど完全な復号化及び符号化が、これら２つの間のフレーム順序の逆転により必要とされるかもしれない。これは、ＭＰＥＧデコーダとエンコーダと共に、完全に復号化されたＧＯＰのバッファリングを要求する。

静止ピクチャモードは、フレームベース低速フォワードモードの拡張として定義することができる。それは、現在フレームのタイプが何れであっても、静止ピクチャモードの時間における当該フレームの繰り返される表示に基づくものである。実際、これは、ノーマルプレイストリームがスローダウンされるファクタを示す場合、無限のスローダウンファクタによる低速フォワードとなる。ピクチャがＢフレームで停止される場合、インタレースキルの可能性はない。この意味において、当該静止ピクチャモードは、トリックプレイＧＯＰベース静止ピクチャモードより劣っている。これは、やや精度の低い静止ピクチャのポジションを犠牲にして、Ｉ又はＰフレームにおいてピクチャを停止することによってのみ訂正可能である。時間リファレンスとＰＴＳにおける不連続性はまた、このケースでは回避可能である。さらに、Ｉ又はＰフレームの繰り返しが、Ｂフレームに対して必要とされるように、フレームデータ自体の繰り返しの代わりにエンプティフレームを挿入することによって強制されるため、ビットレートは大きく低下する。このため、技術的に言うと、Ｉ又はＰフレームにおけるピクチャの停止はベストな選択である。

静止ピクチャモードはまた、ステップモードにより拡張可能である。ステップコマンドは、ストリームを原則的に次のフレームに進める。次のＰフレーム又は次のＩフレームにステップすることによって、より大きなステップサイズが可能である。フレームベースの後方ステップは可能でない。唯一のオプションは、前のＩフレームの１つの後方ステップすることである。

２つのタイプの静止ピクチャモード、すなわち、トリックプレイＧＯＰベースとフレームベースとが説明された。第１のモードは、高速フォワード／リバースに最も論理的に接続され、第２のモードは、低速フォワードに関連する。あるモードから静止ピクチャに切り替わる際、スイッチング遅延を最小化するため、関連する静止ピクチャモードを選択することが好ましい。双方の方法からもたらされるストリームは、それらが何れもアンカーフレームの繰り返しを強制するためにエンプティフレームを挿入することに基づいているため、大変類似しているように見える。しかしながら、詳細なストリーム構成レベルでは、いくつかの相違点が存在する。

以下において、ＣＰＩ（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ファイルに関するいくつかの特徴が説明される。

ストリームにおいてＩフレームを検出することは、通常はフレームヘッダを検出するためストリームを構文解析をすることを要する。記録の生成中、記録の完了後にオフラインに、又は実際にはオフラインであるが記録の瞬間に関してわずかな遅延のある半オンラインに、Ｉフレームがスタートするポジションの特定が実行可能である。Ｉフレームのエンドは、次のＰフレーム又はＢフレームのスタートを検出することによって検出可能である。このように求められるメタデータは、ＣＰＩファイルとして記される独立しているが結合されたファイルに格納可能である。このファイルは、トランスポートストリームファイルに各Ｉフレームのスタートと最終的なエンドへのポインタを含むかもしれない。各記録はそれ自体のＣＰＩファイルを有するかもしれない。

ＣＰＩファイル４００の構成が、図４に示される。

ＣＰＩファイル４００とは別に、格納情報４０１が示される。ＣＰＩファイル４００はまた、ここに説明されていない他のデータを含むかもしれない。

ＣＰＩファイル４００からのデータによって、ストリームの何れかのＩフレーム２０１のスタートにジャンプすることが可能である。ＣＰＩファイル４００がまたＩフレーム２０１のエンドを含む場合、トランスポートストリームファイルから読み出すデータ量は、完全なＩフレーム２０１を取得するため正確に知られている。いくつかの理由のため、Ｉフレームエンドがわからない場合、ＧＯＰ全体又はＧＯＰデータの少なくとも大きな部分が、Ｉフレーム２０１の全体が確実に読まれるように読み込まれる。ＧＯＰのエンドは、次のＩフレーム２０１のスタートによって与えられる。Ｉフレームのデータ量は合計のＧＯＰデータの４０％以上となりうることが、測定から知られている。

トリックプレイピクチャリフレッシュレートの低下は、各Ｉフレーム２０１を複数回表示することによって実現できることが知られている。これに応じて、ビットレートが低下する。これは、Ｉフレーム２０１の間に、いわゆる、エンプティＰフレーム２０２を加えることによって実現可能である。このようなエンプティＰフレーム２０２は、実際にはエンプティでなく、デコーダに前のフレームを繰り返すよう指示するデータを含むかもしれない。これは限られたビットコストしか有さず、多くの場合、Ｉフレーム２０１と比較して無視することができる。実験から、ＩＰＰ又はＩＰＰＰなどのトリックプレイＧＯＰ構成が、トリックピクチャクオリティに対して許容され、高いトリックプレイスピードでは効果的でさえあるかもしれないことが知られている。結果として得られるトリックプレイビットレートは、ノーマルプレイビットレートと同じオーダを有する。また、これらの構成は記憶装置から要求される持続的な帯域幅を低下させることが言及される。

ここで、タイミング問題とストリーム構成に関するいくつかの特徴が説明される。

図５において、トリックプレイシステム５００が概略的に示される。

トリックプレイシステム５００は、記録ユニット５０１、Ｉフレーム選択ユニット５０２、トリックプレイ生成ブロック５０３及びＭＰＥＧ２デコーダ５０４を有する。トリックプレイ生成ブロック５０３は、構文解析ユニット５０５、加算ユニット５０６、パケット化ユニット５０７、テーブルメモリユニット５０８及びマルチプレクサ５０９を有する。

記録ユニット５０１は、Ｉフレーム選択ユニット５０２に平文ＭＰＥＧ２データ５１０を提供する。マルチプレクサ５０９は、ＭＰＥＧ２デコーダ５０４にＭＰＥＧ２ ＤＶＢに準拠したトランスポートストリーム５１１を提供する。

Ｉフレーム選択ユニット５０２は、記憶装置５０１から特定のＩフレーム２０１を読む。何れのＩフレーム２０１が選択されるかは、後述されるようなトリックプレイスピードに依存する。抽出されたＩフレーム２０１は、復号化及びレンダリングのため、後にＭＰＥＧ２デコーダ５０４に送信されるＭＰＥＧ２／ＤＶＢに準拠したトリックプレイストリームを構成するのに利用される。

トリックプレイストリームにおけるＩフレームパケットのポジションは、オリジナルのトランスポートストリームの相対的なタイミングとは関連付けすることはできない。トリックプレイでは、時間軸はスピードファクタにより圧縮又は拡大され、さらにリバーストリックプレイに対しては反転されるかもしれない。従って、オリジナルのタイムスタンプが付されたトランスポートストリームのタイムスタンプは、トリックプレイの生成には適していないかもしれない。

さらに、オリジナルのＰＣＲタイムベースは、トリックプレイに対して妨げられるかもしれない。まず、選択されたＩフレーム２０１の内部でＰＣＲが利用可能であることは保証されない。しかしながら、ＰＣＲタイムベースの周期が変更されることがより重要である。ＭＰＥＧ２の仕様によると、この周期は３０ｐｐｍから２７ＭＨｚの範囲内であるべきである。オリジナルのＰＣＲタイムベースは、この要求を充足するが、トリックプレイに使用される場合、それはトリックプレイスピードファクタと乗算されるであろう。リバーストリックプレイに対しては、これはさらに誤った方向に続くタイムベースをもたらす。従って、古いＰＣＲタイムベースは削除される必要があり、新たなものがトリックプレイストリームに追加される必要がある。

最後に、Ｉフレーム２０１は、通常はデコーダ５０４にフレームの復号化をスタートする時点（ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ（ＤＴＳ））と、それを表示など提供する時点（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ（ＰＴＳ））とを通知する２つのタイムスタンプを有する。復号化と提供は、それぞれＤＴＳとＰＴＳがストリームのＰＣＲによりデコーダ５０４において再構成されるＰＣＲタイムベースに等しくなった時点でスタートされるかもしれない。２つのＩフレーム２０１のＰＴＳ値などの間の距離が、表示時間におけるそれらのノミナルな距離に対応する。トリックプレイでは、この時間距離はスピードファクタにより圧縮又は拡大される。新たなＰＣＲタイムベースがトリックプレイで使用され、ＤＴＳとＰＴＳの距離がもはや正しくないため、Ｉフレーム２０１のオリジナルのＤＴＳとＰＴＳは置換される必要がある。

上述した複雑さを解決するため、Ｉフレーム２０１がまず構文解析ユニット５０５においてエレメンタリストリームに構文解析される。その後、エンプティＰフレーム２０２が、エレメンタリストリームレベルで加えられる。取得されたトリックプレイＧＯＰ構成が、１つのＰＥＳパケットにマッピングされ、トランスポートストリームパケットにパケット化される。その後、ＰＡＴ、ＰＭＴなどの訂正されたテーブルが加えられる。この段階では、新たなＰＣＲタイムベースが、ＤＴＳ及びＰＴＳと共に含まれている。トランスポートストリームパケットには、トリックプレイストリームがノーマルプレイに使用されるものと同じ出力回路により処理可能となるように、ＰＣＲタイムベースに関連付けされる４バイトタイムスタンプが前置される。

以下において、トリックプレイスピードに関するいくつかの特徴が説明される。ここでは、まず固定されたトリックプレイスピードが説明される。

上述されるように、Ｉフレーム２０１に２つのエンプティＰフレーム２０２が続くＩＰＰなどのトリックプレイＧＯＰ構成が利用されるかもしれない。オリジナルＧＯＰは１２フレームのＧＯＰサイズ２０３を有し、すべてのオリジナルＩフレーム２０１がトリックプレイに利用されることが仮定されている。これは、ノーマルプレイストリームのＩフレーム２０１が１２フレームの距離を有し、トリックプレイストリームの同じＩフレーム２０１が３フレームの距離を有することを意味する。これは、１２／３＝４倍のトリックプレイスピードをもたらす。フレームのオリジナルＧＯＰサイズ２０３がＧによって表され、フレームのトリックプレイＧＯＰサイズがＴによって表され、トリックプレイスピードファクタがＮ_ｂによって表される場合、一般にトリックプレイスピードは、
Ｎ_ｂ＝Ｇ／Ｔ （１）
により与えられる。

Ｎ_ｂはまた、ベーシックスピードとして示される。オリジナルストリームからＩフレーム２０１をスキップすることによって、高速化が実現可能である。Ｉフレーム２０１が１つおきに抽出される場合、トリックプレイスピードは２倍になり、Ｉフレーム２０１が２つおきに抽出される場合、トリックプレイスピードは３倍になるなどである。すなわち、オリジナルストリームの使用される各Ｉフレーム２０１の間の距離は２，３，．．．となる。この距離は、常に整数であるかもしれない。トリックプレイの生成に使用されるＩフレーム２０１の間の距離がＤにより表される場合（Ｄ＝１は、すべてのＩフレーム２０１が使用されることを意味する）、一般的なトリックプレイスピードファクタＮは、
Ｎ＝Ｄ＊Ｇ／Ｔ （２）
により与えられる。

これは、ベーシックスピードのすべての整数倍が実現可能であり、許容されるスピードセットをもたらすことを意味する。Ｄはリバーストリックプレイに対して負となり、Ｄ＝０は静止ピクチャをもたらすことに留意すべきである。データは、フォワード方向しか読む込み可能でない。従って、リバーストリックプレイでは、データはフォーワードに読み込まれ、Ｄにより与えられる先行するＩフレーム２０１を抽出するため、後方にジャンプする。また、より大きなトリックプレイＧＯＰサイズＴがより低速なベーシックスピードをもたらすことに留意すべきである。例えば、ＩＰＰＰは、ＩＰＰより精細なスピードセットをもたらす。

図６を参照するに、トリックプレイでの時間圧縮が説明される。

図６は、Ｔ＝３（ＩＰＰ）及びＧ＝１２の状況を示す。Ｄ＝２に対して、２４フレームのオリジナル表示時間は、３フレームのトリックプレイ表示時間に圧縮され、これにより、Ｎ＝８となる。与えられた具体例では、ベーシックスピードは整数であるが、そうである必要はない。Ｇ＝１６及びＴ＝３に対して、ベーシックスピードは１６／３＝５ １／３となり、整数のトリックプレイスピードセットをもたらさない。従って、ＩＰＰＰ構成（Ｔ＝４）は、１６のＧＯＰサイズにより良好に適合し、４倍のベーシックスピードをもたらす。１２及び１６の最も一般的なＧＯＰサイズに適合した１つのトリックプレイ構成が所望される場合、ＩＰＰＰが選択されてもよい。

次に、任意のトリックプレイスピードが説明される。

いくつかのケースでは、上述された方法から得られるトリックプレイスピードセットは満足いくものであるが、いくつかのケースではそうでない。Ｇ＝１６及びＴ＝３のケースでは、おそらく依然として整数トリックプレイスピードファクタが所望されるであろう。Ｇ＝１２及びＴ＝４のケースでさえ、７倍など、当該セットにおいて利用可能でないスピードを有することが所望されるかもしれない。ここで、トリックプレイスピードの式が反転され、
Ｄ＝Ｎ＊Ｔ／Ｇ （３）
によって与えられる距離Ｄが計算される。

Ｇ＝１２，Ｔ＝４及びＮ＝７の上記具体例を使用することによって、Ｄ＝２ １／３がもたらされる。固定数のＩフレーム２０１をスキップする代わりに、何れのＩフレーム２０１が要求されるスピードに最も良く適合するかという事実に基づき、次のＩフレーム２０１を選択する適応的なスキップアルゴリズムが利用されるかもしれない。最も良く適合するＩフレーム２０１を選択するため、距離Ｄを有する次の理想ポイントＩｐが計算され、この理想ポイントに最も近いＩフレーム２０１の１つが、トリックプレイＧＯＰを構成するのに選択されるかもしれない。以下のステップでは、再び次の理想ポイントが、直近の理想ポイントをＤだけ増加させることによって計算されるかもしれない。

分数の距離によるトリックプレイを示す図７に示されるように、Ｉフレーム２０１を選択するための特に３つの可能性がある。
Ａ．理想ポイントに最も近いＩフレーム；Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（Ｉｐ）
Ｂ．理想ポイントの前の最後のＩフレーム；Ｉ＝ｉｎｔ（Ｉｐ）
Ｃ．理想ポイントの後の最初のＩフレーム；Ｉ＝ｉｎｔ（Ｉｐ）＋１
明らかに理解できるように、実際の距離はｉｎｔ（Ｄ）とｉｎｔ（Ｄ）＋１の間で変化し、平均距離がＤに等しくなるように、これら２つの出現の間のレシオはＤの分数に依存する。これは、平均トリックプレイスピードがＮに等しいが、実際に使用されるフレームは理想フレームに関してわずかなジッタを有することを意味する。これについていくつかの実験が行われ、トリックプレイスピードはローカルに変動するが、これは視覚的に阻害するものとはならない。通常、特にやや高いトリックプレイスピードでは、それは目立つものでさえない。また図７から、方法Ａ，Ｂ又はＣを選択しても実質的な相違はないことが明らかである。

この方法によると、トリックプレイスピードＮは、整数である必要はないが、ベーシックスピードＮ_ｂ以上の任意の数とあうることが可能である。また、この最小値を下回るスピードも選択可能であるが、このとき、有効なトリックプレイＧＯＰサイズＴは２倍、又は３倍以上などのさらに低いスピードであるため、ピクチャリフレッシュレートはローカルに低下するかもしれない。これは、アルゴリズムが同じＩフレーム２０１を複数回選択するため、トリックプレイＧＯＰの繰り返しによるものである。

図８は、Ｎ＝２／３Ｎ_ｂに等しいＤ＝２／３の具体例を示す。ここで、ラウンドファンクションは、Ｉフレーム２０１を選択するのに使用され、参照できるように、フレーム２及び４が２回選択される。

何れにしても、上述した方法は連続的に可変的なトリックプレイスピードを可能にする。リバーストリックプレイについて、Ｎの負の値が選択される。図７の例では、これは単に、矢印７００が他方の方向を指し示していることを意味する。上述された方法はまた、上述された固定的なトリックプレイスピードのセットを有し、特にラウンドファンクションが使用される場合、同じクオリティを有する。従って、このセクションで説明されたフレキシブルな方法は、スピードの選択が何れであっても常に実現されることが適切であるかもしれない。

トリックプレイピクチャのリフレッシュレートに関するいくつかの特徴が説明される。

“リフレッシュレート”という用語は、特に新たなピクチャが表示される頻度を示す。スピードは依存しないが、それはＴの選択に影響を与える可能性があるため、ここで簡単に説明される。オリジナルピクチャのリフレッシュレートがＲ（２５Ｈｚ又は３０Ｈｚ）により示される場合、トリックプレイピクチャのリフレッシュレート（Ｒ_ｔ）は、
Ｒ_ｔ＝Ｒ／Ｔ （４）
により与えられる。

ＩＰＰ（Ｔ＝３）又はＩＰＰＰ（Ｔ＝４）のトリックプレイＧＯＰ構成では、リフレッシュレートＲ_ｔはそれぞれ、欧州では８ １／３Ｈｚと６ １／４Ｈｚであり、米国では１０Ｈｚと７ １／２Ｈｚである。トリックプレイピクチャのクオリティの判断はやや主観的なものであるが、これらのリフレッシュレートは低速スピードについては許容できるものであり、より高速なスピードではさらに効果的なものとなるという実験からの明らかなヒントがある。

以下において、暗号化されたストリーム環境に関するいくつかの特徴が説明される。

ここでは、暗号化されたトランスポートストリームに関する情報が、暗号化されたストリームに対するトリックプレイの説明の基礎として与えられる。それは、放送に用いられる限定受信システムに着目している。

図９は、これから説明される限定受信システム９００を示す。

限定受信システム９００では、コンテンツ９０１はコンテンツ暗号化ユニット９０２に提供される。コンテンツ９０１を暗号化した後、コンテンツ暗号化ユニット９０２は、コンテンツ解読ユニット９０４に暗号化されたコンテンツ９０３を供給する。本明細書では、ＥＣＭはエンタイトルメント・コントロール・メッセージ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ）を表すことが記載された。さらに、ＫＭＭはキー・マネージメント・メッセージ（Ｋｅｙ Ｍａｎｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）を表し、ＧＫＭはグループ・キー・メッセージ（Ｇｒｏｕｐ Ｋｅｙ Ｍｅｓｓａｇｅ）を表し、ＥＭＭはエンタイトルメント・マネージメント・メッセージ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）を表す。コントロールワード９０６は、コンテンツ暗号化ユニット９０２とＥＣＭ生成ユニット９０７に供給される。ＥＣＭ生成ユニット９０７は、ＥＣＭを生成し、これをスマートカード９０５のＥＣＭ復号化ユニット９０８に提供する。ＥＣＭ復号化ユニット９０８は、ＥＣＭから暗号化されたコンテンツ９０３を解読するためコンテンツ暗号化ユニット９０４に提供される必要な解読情報であるコントロールワードを生成する。

さらに、認証キー９１０がＥＣＭ生成ユニット９０７とＫＭＭ生成ユニット９１１に提供される。ＫＭＭ生成ユニット９１１は、ＫＭＭを生成し、これをスマートカード９０５のＫＭＭ復号化ユニット９１１に提供する。ＫＭＭ復号化ユニット９１２は、出力信号をＥＣＭ復号化ユニット９０８に提供する。

さらに、グループキー９１４がＫＭＭ生成ユニット９１１とＧＫＭ生成ユニット９１５に提供され、さらにユーザキー９１８が提供されるかもしれない。ＧＫＭ生成ユニット９１５は、ＧＫＭ信号ＧＫＭを生成し、これをスマートカード９０５のＧＫＭ復号化ユニット９１６に提供する。ＧＫＭ復号化ユニット９１６は、さらなる入力としてユーザキー９１７を取得する。

さらに、エンタイトルメント９１９が、ＥＭＭ信号を生成し、これをＥＭＭ復号化ユニット９２１に提供するＥＭＭ生成ユニット９２０に提供されてもよい。スマートカード９０５に設けられたＥＭＭ復号化ユニット９２１は、ＥＣＭ復号化ユニット９０８に対応する制御情報を提供するエンタイトルメントリストユニット９１３に接続される。

多くのケースにおいて、コンテンツプロバイダとサービスプロバイダは、限定受信（ＣＡ）システムを介し特定のコンテンツアイテムへのアクセスを制御することを所望する。

これを実現するため、放送されるコンテンツ９０１は、ＣＡシステム９００の制御の下で暗号化される。受信機では、コンテンツは、アクセスがＣＡシステム９００により与えられている場合、復号化及びレンダリング前に解読される。

ＣＡシステム９００は、レイヤ化された階層を利用する（図９を参照されたい）。ＣＡシステム９００は、ＥＣＭと呼ばれる暗号化されたメッセージの形式によって、サーバからクライアントにコンテンツ解読キー（コントロールワード（ＣＷ）９０６，９０９）を転送する。ＥＣＭは、認証キー（ＡＫ）９１０を用いて暗号化される。セキュリティの理由のため、ＣＡサーバ９００は、ＫＭＭを発行することによって認証キー９１０を更新するかもしれない。ＫＭＭは、実際、特殊なタイプのＥＭＭであるが、簡単化のため、ＫＭＭという用語が利用されるかもしれない。ＫＭＭはまた、再び特殊なタイプのＥＭＭであるＧＫＭを送信することによって更新されるグループキー（ＧＫ）９１４などとすることができるキーを用いて暗号化される。その後、ＧＫＭは、スマートカード９０５に埋め込まれた固定された一意的なキーであり、プロバイダのＣＡシステム９００しか知られていないユーザキー（ＵＫ）９１７，９１８により暗号化される。認証キーとグループキーは、受信機のスマートカード９０５に格納される。

エンタイトルメント９１９（視聴権限など）が、ＥＭＭの形式によって個別のカスタマに送信され、セキュアな装置（スマートカード９０５）にローカルに格納される。エンタイトルメント９１９は、特定のプログラムに接続される。エンタイトルメントリスト９１３は、加入タイプに応じてプログラムグループへのアクセスを与える。ＥＣＭは、エンタイトルメント９１９が特定のプログラムに利用可能である場合に限って、スマートカード９０５によってキー（コントロールワード）に処理される。エンタイトルメントＥＭＭは、ＫＭＭ（図９には図示せず）と同じレイヤ化された構成に従う。

ＭＰＥＧ２システムでは、暗号化されたコンテンツＥＣＭとＥＭＭ（ＫＭＭとＧＫＭタイプを含む）のすべてが、１つのＭＰＥＧ２トランスポートストリームに多重化される。上記説明は、ＣＡシステム９００の一般化された概観である。デジタルビデオ放送では、暗号化アルゴリズム、奇／偶コントロールワード構成、ＥＣＭ及びＥＭＭのグローバルな構成及びそれらの参照のみが規定される。ＣＡシステム９００の詳細な構成とＥＣＭ及びＥＭＭのペイロードの符号化及び利用方法は、プロバイダに固有なものである。また、スマートカードはプロバイダに固有なものである。しかしながら、経験から、多くのプロバイダが図９の一般化された概観の構成に実質的に従っていることが知られている。

以下において、ＤＶＢ暗号化／解読に関するトピックスが説明される。

適用される暗号化及び解読アルゴリズムは、ＤＶＢ規格団体によって規定されている。原則的に、２つの暗号化の可能性、すなわち、ＰＥＳレベル暗号化とＴＳレベル暗号化が規定されている。しかしながら、実際的には、主としてＴＳレベル暗号化方法が利用されている。トランスポートストリームパケットの暗号化及び解読は、パケットベースにより実行される。これは、暗号化及び解読アルゴリズムが、新たなトランスポートストリームパケットが受信される毎に、再スタートされることを意味する。従って、パケットは個別に暗号化又は解読することができる。トランスポートストリームでは、一部のストリーム部分は暗号化され（オーディオ／ビデオなど）、他の部分は暗号化されないため（テーブルなど）、暗号化されたパケットと平文のパケットが混合している。１つのストリーム部分（ビデオなど）の中でさえ、暗号化されたパケットと平文のパケットが混合しているかもしれない。

図１０を参照するに、ＥＶＢにより暗号化されたトランスポートストリームパケット１０００が説明される。

ストリームパケット１０００は、１８８バイトの長さ１００１を有し、２つの部分から構成される。パケットヘッダ１００２は、４バイトのサイズ１００３を有する。パケットヘッダ１００２に続いて、適応化フィールド１００４ストリームパケット１０００に含まれるかもしれない。その後、ＤＶＢにより暗号化されたパケットペイロード１００５が送信されるかもしれない。

図１１は、図１０のトランスポートストリームパケットヘッダ１００２の詳細な構成を示す。

トランスポートストリームパケットヘッダ１００２は、同期ユニット（ＳＹＮＣ）１０１０、パケットにおけるトランスポートエラーを示すトランスポートエラーインジケータ（ＴＥＩ）１０１１、以降のペイロード１００５のＰＥＳパケットの可能なスタートを特に示すペイロードユニットスタートインジケータ（ＰＬＵＳＩ）１０１２、トランスポートのプライオリティを示すトランスポートプライオリティユニット（ＴＰＩ）１０１７、パケットの割当てを決定するのに用いられるパケット識別子（ＰＩＤ）１０１３、トランスポートストリームパケットを解読するのに必要とされるＣＷを選択するのに用いられるトランスポートスクランブリングコントロール（ＳＣＢ）１０１４、適応化フィールドコントロール（ＡＦＬＤ）１０１５、及び連続性カウンタ（ＣＣ）１０１６を有する。図１０及び図１１は、以下の異なる部分を有し、暗号化されたＭＰＥＧ２トランスポートストリームパケット１０００を示す。
・パケットヘッダ１００２は、平文である。それは、パケット識別子（ＰＩＤ）ナンバー、適応化フィールドの有無、スクランブリングコントロールビットなどの重要な情報を取得するのに利用される。
・適応化フィールド１００４もまた、平文である。それは、ＰＣＲなどの重要なタイミング情報を有することが可能である。
・ＤＶＢ暗号化パケットペイロード１００５は、ＤＶＢアルゴリズムを用いて暗号化された実プログラムコンテンツを含む。

放送されたプログラムを解読するのに必要とされる正しいＣＷを選択するため、トランスポートストリームパケットヘッダを構文解析することが必要である。図１１において、このヘッダの概略図が与えられる。放送プログラムの解読のための重要なフィールドは、スクランブリングコントロールビット（ＳＣＢ）フィールド１０１４である。このＳＣＢフィールド１０１４は、解読手段が何れのＣＷを用いて放送プログラムを解読しなければならないか示す。さらに、それは、パケットのペイロードが暗号化されているか、又は平文であるか示している。すべての新たなトランスポートストリームパケットに対して、このＳＣＢ１０１４は、時間変動し、またパケット毎に変化するため構文解析される必要がある。

以下において、完全に暗号化されたストリームに対するトリックプレイに関するいくつかの特徴が説明される。

これが興味深いトピックである第１の理由は、平文のストリームと完全に暗号化されたストリームに対するトリックプレイが可能な範囲の２つの極端なものであるためである。他の理由は、完全に暗号化されたストリームを記録する必要があるアプリケーションが存在するためである。従って、完全に暗号化されたストリームに対してトリックプレイを実行するための技術を有することが有用である。基本的な原理は、記憶装置から十分大きなデータブロックを読み出し、それを解読し、ブロックのＩフレームを選択し、それによりトリックプレイストリームを構成することである。

図１２において、このようなシステム１２００が示される。

図１２は、完全に暗号化されたストリームに対するトリックプレイの基本的な原理を示す。このため、ハードディスク１２０１に格納されているデータが、トランスポートストリーム１２０２として解読手段１２０３に提供される。さらに、ハードディスク１２０１は、スマートカード１２０４にＥＣＭを提供する。スマートカード１２０４は、このＥＣＭからコントロールワードを生成し、これを解読手段１２０３に送信する。

コントロールワードを利用して、解読手段１２０３は、暗号化されたトランスポートストリーム１２０２を解読し、解読されたデータをＩフレーム検出フィルタ１２０５に送信する。そこから、データは、エンプティＰフレーム挿入ユニット１２０６に提供され、データがセットトップボックス１２０７に送られる。そこから、データはテレビ１２０８に提供される。

記録が何を含むかに関していくつかの特徴が説明される。

１つのチャネルの記録の生成では、当該記録は、以降の段階でチャネルの記録を再生するのに必要とされるすべてのデータを含む必要がある。特定のトランスポンダにすべてを単に記録することも可能であるが、いくつも記録するこの方法は、記録のためのプログラムを再生することを必要とする。これは、帯域幅と記憶スペースの両方が浪費されることを意味する。その代わりに、本当に必要とされるパケットのみが記録されるべきである。各プログラムに対して、これは、ＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＣＡＴ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｔａｂｌｅ）並びに明らかに各プログラムに対してビデオ及びオーディオパケットと共に、何れのパケットがプログラムに属しているか記述したＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）などのすべてのＭＰＥＧ２に必須のパケットを記録しなければならない。さらに、ＣＡＴ／ＰＭＴは、ストリームを解読するのに必要とされるＣＡパケット（ＥＣＭ）について記述するかもしれない。解読後に記録が平文により生成されない場合、これらのＥＣＭパケットもまた記録される必要がある。

生成される記録がフル多重化からのすべてのパケットから構成されていない場合、記録は、いわゆる、パーシャルトランスポートストリーム１３００になる（図１３を参照されたい）。さらに、図１３はフルトランスポートストリーム１３０１を示す。ＤＶＢ規格は、パーシャルトランスポートストリーム１３００が再生される場合、ＮＩＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＢＡＴ（Ｂｏｕｑｕｅｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）などのすべてのノーマルＤＶＢ必須テーブルが排除される。これらのテーブルの代わりに、パーシャルストリームは、ＳＩＴ（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）及びＤＩＴ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）の各テーブルを挿入する。

以下において、ＥＣＭの処理に関するいくつかの特徴が説明される。

トリックプレイ中の次のブロックへのジャンプは、ストリームにおける後方ジャンプを意味する可能性がある。これはトリックプレイリバースのケースだけでなく、適度なスピードでのトリックプレイフォワードのケースであるかもしれないことが説明される。フォワードジャンプによるフォワードトリックプレイと、本来的に後方へのジャンプによるリバーストリックプレイの状況が以降に説明される。

データが解読される必要があるという事実によって引き起こされる特定の問題が発生するかもしれない。限定受信システムが送信用に設計されるかもしれない。ノーマルプレイでは、送信されたストリームは、オリジナルのタイミングにより再構成されるかもしれない。しかしながら、トリックプレイは、変更されたタイミングによる暗号メタデータの処理を意味するかもしれない。データは、トリックプレイにより時間内に圧縮又は拡大されるかもしれないが、スマートカードの遅延は一定に維持されるかもしれない。

トリックプレイストリームを生成するため、上述されたデータブロックは解読手段にわたされるかもしれない。この解読手段は、データブロックを解読するため、暗号化処理に使用されるコントロールワードを必要とする。これらのコントロールワードはまた暗号化され、ＥＣＭに格納されてもよい。通常のセットトップボックス（ＳＴＢ）では、これらのＥＣＭはチューニングされたプログラムの一部であるかもしれない。限定受信モジュールは、ＥＣＭを抽出し、それらをスマートカードに送信し、カードがＥＣＭを解読する権限を有している場合、それから解読されたコントロールワードを受け取る。コントロールワードは、通常は約１０秒間などの相対的に短い寿命しか有しない。この寿命は、トランスポートストリームパケットヘッダにおけるスクランブリングコントロールビットＳＣＢ１０１４により示されるかもしれない。それが変更される場合、次のコントロールワードが使用される必要がある。図１４において、このＳＣＢの変更又はスイッチが、垂直線と参照番号１４０２により示される。

図１４を参照するに、特に２つの異なるシナリオ又はストリームタイプが区別されるかもしれない。

図１４の下の行１４０１により示されるストリームタイプＩによると、２つのコントロールワード（ＣＷ）がＥＣＭ毎に設けられる。

図１４の上の行１４００により示されるストリームタイプＩＩによると、１つのコントロールワード（ＣＷ）のみがＥＣＭ毎に設けられる。

図１４は、参照番号１４０３により示される以降に構成される期間又はセグメントＡ，Ｂ，Ｃを有する２つのデータストリーム１４００，１４０１を示す。図１４の上の行１４００に示されるシナリオでは、対応するＥＣＭ毎に実質的に１つのコントロールワードが設けられる。これとは対照的に、下の行１４０１では、各ＥＣＭは２つのコントロールワード、すなわち、現在の期間又はＥＣＭに関するコントロールワードと、以降の期間又はＥＣＭのさらなるコントロールワードとを有する。このため、コントロールワードを設けることに関して冗長性が存在する。

短い寿命の間、解読情報のアイテムが複数回送信され、これにより、このようなコントロールワードの寿命の途中でのこのようなチャネルへのチューニングは、次のコントロールワードの待機を意味するものでない。限定受信モジュールは、カードへのトラフィックを低減又は最小化するため、やや低速のプロセッサしか持っていないとき、検出した最初の一意的なＥＣＭしかスマートカードに送信しないかもしれない。

これは、暗号化されたストリームに対するトリックプレイの制限があるかもしれないことを示す。スマートカードの処理能力の制限されたスピードからもたらされる非明示的な上限スピードが存在するかもしれない。トリックプレイでは、１０秒のコントロールワードの寿命が、トリックプレイスピードファクタにより圧縮又は拡大されるかもしれない。ＥＣＭをスマートカードに送信し、解読されたコントロールワードを受信することは、約１／２秒かかるかもしれない。コントロールワードがＥＣＭに設けられる方法は、プロバイダに固有のものであり、特に図１４に示されるように、ストリームタイプＩとストリームタイプＩＩについて異なるものであるかもしれない。

ＣＷ Ａは、期間Ａを暗号化するのに利用されたＣＷを示し、ＣＷ Ｂは、期間Ｂを暗号化するのに利用されたＣＷを示し、以下同様に示される。水平方向では、送信時間軸がプロットされている。ＥＣＭ Ａは、期間Ａの大きな部分の期間中に存在するＥＣＭであると定義されるかもしれない。この場合、ＥＣＭ Ａは、現在の期間ＡについてＣＷと、次の期間ＢについてストリームタイプＩのものを保持することが観察できる。一般に、ＥＣＭは、現在の期間について少なくともＣＷを保持し、次の期間についてＣＷを保持するかもしれない。ザッピングによって、これはおそらくすべての又は多くのプロバイダにとって成り立つかもしれない。

続ける前に、解読手段と解読手段がＣＷを処理する方法に関するさらなる情報が提供される。解読手段は、“奇”ＣＷと“偶”ＣＷのための２つのレジスタを有するかもしれない。“奇”と“偶”は、ＣＷの値がそれ自体奇又は偶であることを意味する必要はない。これらの用語は特に、ストリームにおける以降の２つのＣＷを区別するのに使用される。パケットを解読するのに何れのＣＷが使用される必要があるかは、パケットヘッダのＳＣＢ１０１４により示される。このため、ストリームを暗号化するのに用いられるＣＷは、偶と奇で交替される。図１４において、これは、例えば、ＣＷ Ａ及びＣＷ Ｃが奇であり、ＣＷ Ｂ及びＣＷ Ｄが偶であることを意味する。スマートカードによる解読後、ＣＷは、図１５に示されるように、前の値を上書きした解読手段の対応するレジスタに書き込まれるかもしれない。

図１５は、偶ＣＷ（レジスタ１５０１）と奇ＣＷ（レジスタ１５０２）を含む２つのレジスタ１５０１，１５０２を示す。さらに図１５において、スマートカード遅延１５００、すなわち、ＥＣＭからＣＷを抽出又は解読するのにスマートカードにより必要とされる時間が示される。

ストリームタイプＩのケースでは、各ＥＣＭは２つのＣＷを保持し、その結果、両方のレジスタ１５０１，１５０２がＥＣＭの解読後に上書きされるかもしれない。レジスタ１５０１，１５０２の１つはアクティブであり、他方は非アクティブである。何れがアクティブであるかは、ＳＣＢ１０１４に依存する。本例では、ＳＣＢ１０１４は、偶レジスタ１５０１がアクティブであることを期間Ｂにおいて示すであろう。アクティブレジスタは、それがすでに保持しているものと同じＣＷによってのみ上書きされるかもしれない。なぜなら、それは依然として当該期間の残りの解読に必要とされるためである。従って、非アクティブなレジスタのみが新たな値により上書きされるかもしれない。

トリックプレイにおける期間Ｂをより詳細に考察する。ＥＣＭが当該期間のスタート時にスマートカードに送信され、このため、その時点でＳＣＢスイッチ１４０２がクロスされると仮定する。問題は、どのＥＣＭがその後にスマートカードに送信可能であるかということである。

このＥＣＭは、期間Ｃのスタート時に使用するスマートカードによるタイムリーな解読を保証するため、ＣＷ Ｃを保持すべきである。

それはまた、解読手段におけるＣＷの正しい利用性を妨げることなくＣＷ Ｂを保持するかもしれない。

図１４を再び参照すると、期間Ｂのスタート時に、これは、ストリームタイプＩについてＥＣＭ Ｂの送信を意味し、ストリームタイプＩＩについてＥＣＭ Ｃの送信を意味することが理解できる。一般に、現在のＥＣＭは、それが２つのＣＷを保持している場合に送信可能であり、それが１つのＣＷしか保持していない場合には予め１期間送信可能である。予め１期間ＥＣＭを送信することは、埋め込まれたＥＣＭに矛盾するかもしれず、この場合、埋め込まれているＥＣＭはストリームから排除される必要がある。より一般化されたアプローチに対して、トリックプレイ生成回路又はソフトウェアによって、オリジナルＥＣＭが常にストリームから排除されることが好ましいかもしれない。しかしながら、これは常に正しいことであるとすることはできない。

図１６は、高速フォワードモードにおけるＥＣＭ処理を示す。

ＳＣＢスイッチ１４０２により分離された複数の以降の期間１４０３において、複数のデータブロック１６００が再生成され、異なるデータブロックの間のスイッチ１６０１が行われる。

ストリームタイプＩについて、ＥＣＭ Ｂが期間ＡとＢの間の境界で送信される。ストリームタイプＩＩについて、ＥＣＭ Ｃが、期間ＡとＢの間の境界で送信される。さらにストリームタイプＩによると、ＥＣＭ Ｃが期間ＢとＣの間の境界で送信される。ストリームタイプＩＩについて、ＥＣＭ Ｄが期間ＢとＣの間の境界で送信される。

ＥＣＭが正しい時点でトリックプレイについて利用可能となるように、ＥＣＭは別のファイルに格納されてもよい。このファイルでは、ＥＣＭが何れの期間に属しているか（記録されたストリームの何れの部分）が示されるかもしれない。ＭＰＥＧストリームファイルのパケットが番号付けされるかもしれない。ある期間の第１パケットの番号（ＳＣＢスイッチ１４０２）は、当該同じ期間１４０３においてＥＣＭと一緒に格納されてもよい。ＥＣＭファイルは、ストリームの記録中に生成されてもよい。

ＥＣＭファイルは、記録中に生成されるファイルである。ストリームでは、ビデオデータを解読するのに必要とされるコントロールワードを含むＥＣＭパケットが特定される。すべてのＥＣＭが、１０秒間など特定の期間に利用可能であり、当該期間中に複数回（１００回など）送信される（繰り返される）かもしれない。ＥＣＭファイルは、当該期間のすべての最初の新たなＥＣＭを含むかもしれない。ＥＣＭデータは当該ファイルに書き込まれ、メタデータにより伴われるかもしれない。まず、シリアルナンバー（１から数え上げられる）が与えられるかもしれない。第２フィールドとして、ＥＣＭファイルはＳＣＢスイッチのポジションを含むかもしれない。これは、当該ＥＣＭを用いてそれのコンテンツを正しく解読することが可能な第１パケットを示すかもしれない。その後、このＳＣＢスイッチの時点でのポジションが第３フィールドとして続くかもしれない。これら３つのフィールドは、ＥＣＭパケットデータに続くかもしれない。

ＥＣＭファイルに格納されているＳＣＢスイッチを利用して、このようなスイッチはこれがジャンプ中であったとしてもクロスされているか簡単に検出するかもしれない。正しいＥＣＭを送信するため、ＥＣＭが１又は２つのＣＷを有しているか知ることが要求されるかもしれない。原則的に、これはわかっていない。なぜなら、それはプロバイダに固有のものであり、秘密であるためである。しかしながら、これは、様々な時点でＥＣＭを送信し、ディスプレイ上でその結果を観察することによって、実験的に容易に決定することが可能である。記憶装置自体における実現に特に適した他の方法は、以下のようなものである。ＳＣＢスイッチの時点で１つのＥＣＭをスマートカードに送信し、ストリームを解読し、到来する２つの期間においてＰＥＳヘッダをチェックする。ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳヘッダがある場合、各期間において約２０個のＰＥＳヘッダが存在する。ＰＥＳヘッダのポジションは、パケットの平文のヘッダにおけるＰＬＵＳＩビットがそれの有無を示しているため、容易に検出されるかもしれない。第１期間中（スマートカードの遅延後）に正しいＰＥＳヘッダしか検出されない場合、ＥＣＭは１つのＣＷを含む。第２期間中にそれらがまた検出される場合、それは２つのＣＷを含む。

図１７において、このような状況が示される。

図１７は、１つのＣＷの検出と２つのＣＷの検出の状況を示す。参照できるように、暗号化されたコンテンツ１７００の異なる期間１４０３が提供される。スマートカードの遅延１５００により、ＥＣＭ Ａは対応するＣＷを生成するため解読されるかもしれない。暗号化されたコンテンツ１７００を解読することによって、解読されたコンテンツ１７０１が生成されるかもしれない。図１７において、ＰＥＳヘッダ１７０２、すなわち、期間Ａ（左側）のＰＥＳヘッダＡと期間Ｂ（右側）のＰＥＳヘッダＢがさらに示される。

図１７における１つのＣＷの期間Ｂのエリア１７０３は、データが誤ったキーにより解読及びスクランブル化されることを示している。このチェックは、記録中に実行可能であり、この場合、例えば、２０〜３０秒かかるであろう。それはまたオフラインで実行可能であり、ＰＬＵＳＩにより示される２つのパケットしか（各期間に１つ）チェックされる必要がないため、大変迅速に行うことが可能である。適切なＰＥＳヘッダが利用可能でない低い可能性のイベントでは、ピクチャヘッダがその代わりに利用可能である。実際、何れか既知の情報が検出に利用可能であるかもしれない。何れにしても、１つ／２つのＣＷ指標がＥＣＭファイルに格納されるかもしれない。

以下において、特に低速フォワードストリームの処理に関するいくつかの特徴が説明される。

次に、トリックプレイＧＯＰベース低速フォワード、静止ピクチャ及びステップモードが説明される。

スローモーションフォワードとして示される低速フォワードは、表示ピクチャがノーマルスピードより低速に実行されるモードである。低速フォワードの一形態は、図７及び８を参照して上述された技術によりすでに可能である。高速フォワードスピードを０〜１の間の値に設定することにより、高速フォワードトリックプレイＧＯＰの繰り返しに基づく低速フォワードストリームがもたらされる。平文ストリームについて、これは適切な手段であるが、暗号化されたストリームについては、それは特定の状態におけるＩフレームの一部の誤った解読をもたらすかもしれない。この問題を解決する１つの選択肢は、高速トリックプレイＧＯＰを繰り返すのでなく、エンプティＰフレームの加算によりトリックプレイＧＯＰのサイズを拡大することである。実際、この技術はまた低速リバースを可能にするかもしれない。なぜなら、それは高速フォワード／リバースに用いられるトリックプレイＧＯＰと、独立に復号化可能なＩフレームに基づくものであるためである。

このようなＩフレームベースの低速フォワード又は低速リバースは、以下の理由により特別なケースでは適切でないかもしれない。ノーマルプレイにおけるＩフレーム間の距離は約１／２秒であり、低速フォワード／リバースについては、それはスローモーションファクタと乗算される。従って、このタイプのスローフォワード又はスローリバースは、スローモーションとして通常理解されているものとは一致せず、実際には連続するピクチャ間の大きな時間的距離を有するスライドピクチャにより類似している。

静止ピクチャモードでは、表示ピクチャは停止されるかもしれない。これは、静止ピクチャモードの期間にエンプティＰフレームをＩフレームに加えることによって実現可能である。これは、最後のＩフレームから得られるピクチャが停止されることを意味する。ノーマルプレイから静止ピクチャにスイッチする際、これはまたＣＰＩファイルのデータに従って最も近いＩフレームとなる可能性がある。この技術は、高速フォワード／リバースモードの拡張であり、特にインタレースキルが用いられる場合、良好な静止ピクチャをもたらす。しかしながら、ノーマルプレイ又は低速フォワード／リバースから静止ピクチャにスイッチする際、位置的な精度は常に良好であるとは限らない。

静止ピクチャモードは、ステップモードを実現するため拡張可能である。ステップコマンドは、ストリームを次の又は前のＩフレームに進める。ステップサイズは、最小でも１ＧＯＰであるが、整数個のＧＯＰに等しいより大きな値に設定することも可能である。ステップフォワード及びステップバックワードは共に、Ｉフレームのみが利用されるため、本ケースでは可能である。

スローフォワードストリームを構成するため、多くの考慮が適用される。例えば、エレメンタリストリームレベルでのスローフォワードストリームの構成は、完全に平文のデータに対してのみ実行可能である。この結果、スローフォワードストリームは、ノーマルプレイストリームが当初に暗号化されていたとしても、完全に平文となる。このような状況は、著作権所有者には受け入れられないかもしれない。さらに、これは、すべての情報、すなわち、各フレームがスローフォワードストリームに平文で存在し、本当の高速フォワード／リバースストリームの場合と同様にフレームの単なる一部ではないため、高速フォワード／リバースストリームのケースより悪くなる。このため、平文のノーマルプレイストリームは、平文の低速フォワードストリームから容易に再構成可能である。このため、低速フォワードストリームは、ノーマルプレイストリームが暗号化されている場合、暗号化されるべきである。ＤＶＢ暗号化手段がカスタマ装置において不可であるため、これは、低速フォワードストリームが当初に送信された暗号化されたデータストリームからの暗号化されたデータパケットを用いてトランスポートストリームレベルで構成される場合に限って実現可能である。

以下において、図１８〜５７を参照して、本発明の実施例によるシステムにおいてデータストリームを処理可能なシステムが説明される。

以下に記載されるシステムは、図１〜１７を参照して説明されたシステムの何れかのフレームにおいてそれと組み合わせて実現可能である。

以下において、図１８を参照して、本発明の実施例によるＭＰＥＧ２データストリームを処理するデータ処理装置１８００が説明される。

データ処理装置１８００は、再生されるコンテンツ（オーディオビジュアルなど）を格納するハードディスク１８０１又は他の何れかの記憶装置を有する。このコンテンツは、例えば、トリックプレイ再生モード又はノーマルプレイ再生モードなどによって、以降の再生のためデータストリームを処理する処理ユニット１８０２に供給されるかもしれない。処理ユニット１８０２の出力は、再生されるデータストリームに関するタイミング情報を生成又は訂正するためタイミングユニット１８０３に供給されてもよい。タイミングユニット１８０３の出力は、コンテンツを再生するため、すなわち、オーディオビジュアル的にコンテンツを再生する再生ユニット１８０６に供給されてもよい。

ユーザは、コントロールユニット１８０５と通信することを可能にするユーザ入出力ユニット１８０４を介しデータ処理装置１８００の処理を制御するかもしれない。コントロールユニット１８０５は、システム１８００の各コンポーネントと通信可能である。

特に、装置１８００は、ビデオフレームシーケンスから構成される入力ビデオデータストリームを処理する。処理ユニット１８０２は、入力データストリームと、３など所定のトリックプレイファクタとに基づき、出力フレームシーケンスを有する出力データストリームを、低速フォワードストリームなどのトリックプレイストリームとして生成するかもしれない。このため、処理ユニット１８０２は、ノーマルプレイ再生モードにより当該データを再生するため、ハードディスク１８０１からのデータストリームを単に処理するか、又は低速フォワード、スタンド静止若しくは低速バックワードなどのトリックプレイ再生モードによりデータを再生するようにしてもよい。

低速フォワード再生モードについて、ハードディスク１８０１からの異なるフレームが複数回再生される必要があるか（Ｂフレームのケースでは）、又は処理ユニット１８０２によりエンプティフレームにより充填される必要がある（Ｉフレーム、Ｐフレームのケースでは）。しかしながら、再生モードがノーマルプレイモードからトリックプレイモードに変更されると、データストリームに関するタイミング情報を訂正又は調整する必要があるかもしれない。このため、タイミングユニット１８０３が、入力フレームシーケンスのオリジナルタイミング情報に基づくタイミング情報を出力フレームに割当て又は訂正するかもしれない。

特に、タイミングユニット１８０３は、タイミング情報を出力フレームに割り当てるかもしれない。この出力フレームの相対的なタイミング情報は、入力フレームシーケンスの相対的なタイミング情報と同じである。

説明された実施例では、同じに維持されるのはタイミング情報（ＤＴＳなど）自体ではなく、フレームの第１パケットと当該フレームのＤＴＳとの間の距離である。ＤＴＳは、依然として単なるタイミング情報であり、相対的なタイミング情報ではない。ＤＴＳと記録タイムスタンプの両方が調整されてもよいが、それらの時間差が変わらないようにされる。

タイミングユニット１８０３の機能に関して、ＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が、タイミング情報として出力フレームに割り当てられるかもしれない。タイミングユニット１８０３は、出力フレームのスタートと対応するＤＴＳとの間の距離が入力フレームのスタートと対応するＤＴＳと比較して同じになるように、タイミング情報を出力フレームに割り当てるかもしれない。これは、図４９を参照して以下でより詳細に説明される。さらに、タイミングユニット１８０３は、出力フレームのシーケンスにおいて最初に縮小されるべき以降の出力フレームの間のポジションにタイミングパケットを挿入するかもしれない。このようなタイミングパケットは、プログラム・クロック・リファレンス（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）であるかもしれない。

変更されたタイミングパケットは、入力フレームシーケンスのタイミングパケットに関して訂正されるかもしれない。ＭＰＥＧ２データストリームを処理する際、データ処理装置１８００はＢフレームを複数回繰り返し（トリックプレイファクタが３であるときは３回など）、Ｉフレーム及びＰフレームなどのアンカーフレームが、所定の又は予め選択されたトリックプレイレートに従って再生を実現するため、エンプティフレームを用いることによって繰り返されるかもしれない。インタフェースユニット１８０４を操作するユーザは、再生モードを選択し、ノーマルプレイモードと低速フォワード再生モードとの間でスイッチするかもしれない。

以下において、本発明の実施例による低速フォワードトリックプレイ再生に関するさらなる詳細が説明される。

次に、ストリームの各フレームへの分割が説明される。

トランスポートレベルで低速フォワードストリームを構成可能とするため、各フレームはトランスポートストリームパケット系列として利用可能であることが効果的である。フレーム毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、これは自然なものとなる。ＰＥＳパケットとトランスポートストリームパケットは並んでいるため、ＰＥＳパケットはトランスポートストリームパケット系列に含まれる。ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、これはＩフレームのスタートの場合のみである。他のすべてのフレーム境界は、ほとんどがパケットの内部に設けられる。このパケットは、２つのフレームからの情報を含む。まず、当該パケットは２つのパケットに分割され、第１のパケットは第１フレームからのデータを有し、第２のパケットは次のフレームからのデータを含む。上記分割から得られる２つのパケットはそれぞれ、アダプテーション・フィールド（Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ（ＡＦ））により充填されるかもしれない。

図１９において、この状況が示される。

図１９は、フレーム境界におけるパケットの分割を示す。特に、図１９は、それぞれがヘッダ１９０１とフレーム部分１９０２とを有する複数のＴＳパケット１９００を示す。図１９に示されるデータストリームの中央部分からわかるように、ヘッダ１９０１と２つの後続するフレーム１９０２とを有するパケットが、それぞれがアダプテーション・フィールド１９０３と対応するフレーム１９０２に続く分離したヘッダ１９０１を有する２つの分離した部分に分割される。

パケットの分割は平文ストリームに対しては困難でない。第１の選択肢は、図２０に示されるようなノーマルプレイデータを完全に解読することである。図２０は、ノーマルプレイデータの解読後の低速フォワード構成を示す。ハードディスク２００１からの暗号化されたノーマルプレイデータ２０００は、平文ストリーム２００３を生成する解読手段２００２に供給される。平文ストリーム２００３は、図１９に示されるような方法により異なるフレームを分割するフレーム分割ユニット２００４に供給される。その後、このデータは、低速フォワードストリームを構成する低速フォワード構成ユニット２００５に供給され、その後低速フォワードストリームは、セットトップボックス２００６に供給される。

格納されている完全に暗号化されたストリーム２００又は格納されているハイブリッドストリームの解読及び低速フォワードモードは、解読手段２００により何れのストリームデータもストリームにおいてスキップ又は重複されないため、困難ではない。格納されているストリーム２０００（完全に暗号化された又はハイブリッド）は、単に解読手段２００２にノーマルレートよりも低速に供給される。これはまた、埋め込まれているＥＣＭ（Ｅｎｔｉｔｌｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ）による問題がないことを意味する。解読ユニット２００２からの平文ストリーム２００３は、その後、パケットを分割するため、又はフレーム分割ユニット２００４における何れか必要なストリーム操作を実行するため利用することができる。得られる低速フォワードストリームは、このケースでは平文ストリームである。

暗号化されたノーマルプレイストリームからの暗号化された低速フォワードストリームの構成は、ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）暗号化手段が特別なケースではカスタマ装置において許可されていないため、トランスポートレベルで実行される。このため、すべてのフレーム境界上の少数の平文パケット２１００及び２１０２しか有しないハイブリッドストリーム（図２１を参照）が必要とされる。図２１はさらに、Ｉフレーム２１０３、Ｂフレーム２１０４又はＰフレーム２１０５に属する暗号化されたパケット２１０１を示す。

以下において、格納されているストリームが完全に暗号化されている場合、記憶装置の再生側でこのようなストリームがどのように生成可能であるか説明される。このケースでは、図２０の解読ユニット２００２は、必要なパケットのみを解読する選択的なタイプのものであってもよい。しかしながら好ましくは、ストリームは図２２に示されるようなハイブリッドストリームとしてすでに格納されている。

図２２は、格納されているハイブリッドストリーム２２００に対する低速フォワード構成を示す。図２２に示されるアレイでは、ハードディスク２００１とフレーム分割ユニット２００４の間には解読ユニット２００２は予見されない。しかしながら、解読ユニット２２０１はセットトップボックス２００６に予見されるかもしれない。

ハイブリッドストリームにおける平文パケット２１００，２１０２はまた、２つのフレームからのデータを含むパケットの分割を可能にすべきである。これは、以下で詳細に説明される基準によって保証されるかもしれない。しかしながら、シーケンスヘッダコード又はピクチャスタートコードの一部は、依然として暗号化されたパケットに設けることができる。この場合、理想的な分割は容易には可能でない。実際、暗号化されたパケットと平文パケットの間で分割がなされるかもしれない。これらの問題の解決策が以下で詳細に説明される。この状況では、エンプティＰフレームのみがＩフレームに連結される。フレームベース低速フォワードについて、ＢフレームとＢフレームの連結について、他のタイプの連結も考えられる。これは、図２３を参照して明らかなように、フレーム境界におけるあるタイプの接合アルゴリズムをもたらすかもしれない。

図２３は、前フレーム２３００、現在フレーム２３１２及び次フレーム２３０１が示されるデータストリームを示す。前フレーム２３００のエンドには、３バイトのピクチャスタートコード２３０２が設けられる。さらに、現在フレーム２３１２の始めに、１バイトのピクチャスタートコード２３０３が予見される。次フレーム２３０１に近づくと、前のパケットのフレームエンドは１バイトのピクチャスタートコード２３０４を有している。次フレーム２３０１の始めでは、３バイトのピクチャスタートコード２３０５が設けられる。図２３は、不完全なピクチャスタートコードが連結ポイントに存在することを示す。これは、接続領域２３０６において接合を必要にするかもしれない。従って、接合が、Ｂフレーム２３０７とＢフレーム２３０８の繰り返しの間で実行されるべきである。

図２３は特に、パケットヘッダ２３０９、平文データ２３１０及び暗号化データ２３１１を示す。図２３の例では、Ｂフレームのスタートとエンドには１バイトのピクチャスタートコードしか存在しない。このため、連結ポイントにおいて２バイトが欠落している。以下で詳細に説明される接合アルゴリズムは、このような問題を解決するかもしれない。この接合について、ピクチャスタートコードがどのように分割されるか知っているべきである。この情報は、以下で詳細に説明される方法により取得されるかもしれない。

以下において、フレームの繰り返しがより詳細に説明される。

低速フォワードモードでは、デコーダは低速フォワードファクタによりピクチャの表示を繰り返させられる。Ｉフレームから得られるピクチャの繰り返しを実行するため、エンプティＰフレームが利用されるかもしれない。この技術はまた、Ｐフレームから得られるピクチャに適用可能である。しかしながら、この技術は、エンプティＰフレームが常にＩフレーム又はＰフレームであるアンカーフレームを指し示しているため、Ｂフレームに容易には適用できない。これは、実際、何れかのタイプのエンプティフレームのケースである。このため、Ｂフレームから得られるピクチャの繰り返しは、他の方法により実現される必要がある。可能性のある方法は、Ｂフレームデータ自体を繰り返すことである。繰り返されるＢフレームはオリジナルＢフレームと同じアンカーフレームを指し示しているため、得られるピクチャは同じになる。Ｂフレームのデータ量は、通常はエンプティＰフレームよりはるかに大きなものであるが、一般に、それはＩフレームよりはかなり小さいものである。何れにしても、伝送はまたスローモーションファクタと乗算されるため、少なくとも平均的にはビットレートが増大する必要はない。

Ｉフレーム又はＰフレームから得られるピクチャの繰り返しを実行させるために用いられるエンプティフレームは、インタレースキルタイプのものとすることができ、これにより、これらのピクチャのインタレースアーチファクトを減少させることができる。しかしながら、このような低減は、繰り返しがエンプティフレームでなくＢフレームデータ自体の繰り返しにより実行されるものでないため、Ｂフレームから得られるピクチャに対しては容易には可能でない。このため、Ｂフレームは、オリジナルのインタレース効果を有する。インタレースキルがＩフレームとＰフレームについて利用される場合、インタレース効果を有するピクチャと有しないピクチャが表示されたピクチャのストリームに連続的に存在するため、これは大変不格好なものとなる。インタレースキルのないエンプティフレームのみを用いて低速フォワードストリームを構成することがより良好となることが、現在信じられている。

ＩフレームとＰフレームの繰り返しは、オリジナルＩフレーム又はＰフレームの後のエンプティＰフレームの伝送ストリームへの挿入によって実行されるかもしれない。このような方法は、エンプティＰフレームに続くＩフレームを有する高速フォワード／リバースストリームに対して利用されるかもしれない。しかしながら、この方法は、Ｂストリームを有する格納されている伝送ストリームから構成される低速フォワードストリームと同様に、Ｂフレームを含むストリームについて絶対に正しいものとは限らないかもしれない。伝送データから表示ストリームへの記録によって、ＩフレームとＰフレームは誤ったポジションで繰り返され、これにより、フレームの通常の表示順序を妨げる。これは、図２４及び２５に示されている。

図２４は、ノーマルプレイにより記録の効果を示す。図２４は、伝送順序２４００と表示順序２４０１を示す。特に、図２４は、ノーマルプレイによる記録の効果を示す。上側のラインは、Ｉフレーム２１０３，Ｐフレーム２１０５及びＢフレーム２１０４を有する１２のフレームのＧＯＰサイズによるノーマルプレイ遷移ストリーム２４００を示す。次の伝送ＧＯＰの最初の４つのフレームがまた、明確にするため示される。図２４の下側のラインは、表示順序への並び替え後のストリーム２４０１を示す。インデックスは、表示フレーム順を示す。ＭＰＥＧ２規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２：１９９５（Ｅ）（ページ２４及び２５を参照されたい）によると、並び替えは以下のように実行されるかもしれない。
・Ｂフレームは、それらのオリジナルポジションを維持する。
・アンカーフレーム（すなわち、ＩフレームとＰフレーム）は、次のアンカーフレームのポジションにシフトされる。

図２５は、低速フォワードモードにおける並び替えの効果を示す。特に、図２５は、伝送順序２５００、並び替え後の順序２５０１及び表示されるピクチャの順序２５０２を示す。ノーマルプレイストリームから構成される低速フォワードストリームを詳細に参照すると、図２５の上側ラインは、スローモーションファクタが３であると仮定すると、このケースのスローモーションストリームの最初の部分の伝送順序２５００を示す。エンプティＰフレームが、ＩフレームとＰフレームの後に挿入され、Ｂフレームが繰り返されるかもしれない。図２５の中間ラインは、並び替えの効果を示す。図２５の下側ラインは、ＩフレームとＰフレームがこのケースにおいてエンプティＰフレームによりどのように繰り返されるか示す。エンプティＰフレームは、それ自体エンプティＰフレームとすることが可能な前のアンカーフレームから得られるピクチャのコピーである表示ピクチャをもたらすかもしれない。図２５では、インデックスにより示される通常の表示順序２５０２が、フレームＩ４の表示が２つの部分に分割されているため妨げられていることが観察される。最後にフレームＩ４のみが正しいポジションに表示される。これはまた、Ｂフレームが誤って復号化される可能性があることを意味する。

以下において、このような問題を訂正する方法についてのいくつかの選択肢が説明される。図２６において１つの可能性が示される。図２６は、アンカーフレームの前にエンプティＰフレームを挿入することを示す。図２６の３つの行は、図２５の３つのラインと類似している。図２６において、エンプティＰフレームは、上側ライン２５００に示されるように、記憶装置から抽出された伝送されるストリームにおけるアンカーフレームの前に挿入される。並び替えられたストリーム２５０１において、エンプティＰフレームがアンカーフレームの後に配置される。これは、図２６の表示ピクチャ２５０２から明らかなように、アンカーフレームの正しい繰り返しについてそれらがあるべき場所である。

しかしながら、エンプティＰフレームを避けることが適切であるかもしれない理由がいくつか存在する。１つは、ＧＯＰ内のエラーの伝搬に関するものである。Ｐフレームは、前のアンカーフレームに依存し、Ｂフレームは、周囲のアンカーフレームに依存する。セットトップボックスへの伝送中のデータエラーは、符号化エラーを引き起こし、ピクチャにおける障害をもたらす。このエラーがアンカーフレームである場合、それはＧＯＰのエンドまで伝搬する。なぜなら、後続するＰフレームはこのアンカーフレームに依存するためである。また、Ｂフレームは、復号化のため障害のある周囲のアンカーフレームからのピクチャを使用するため、影響を受ける。これは、ピクチャの障害がＧＯＰのエンド方向に徐々に拡がるという結果をもたらすかもしれない。これは、ＧＯＰサイズが大変大きなものであり、このため長い時間となる場合、低速フォワードに特に重要である。他方、Ｂフレームのデータエラーは、他の何れのフレームもそれに依存しないため、極めて限られた影響しか有しない。従って、ピクチャの障害はこのＢフレームとそれの繰り返しに制限される。デジタルインタフェース上ではデータエラーは発生せず、エンプティＰフレームの使用を妨げるという第２の効果があると主張するものがいるかもしれない。これらがインタレースキルタイプを有する場合、それらは本来的に復号化されたピクチャで変化し、後続するフレームの復号化エラーをもたらす。従って、インタレースキルは可能でないかもしれない。

エンプティフレームの構成を参照して、複数のタイプのエンプティＢフレームが構成可能である。それらは、さらなるエラー伝搬を招かず、インタレースキルが利用可能であるという効果を有するかもしれない。

エンプティＢフレームの可能なタイプは、フォワード予測エンプティＢフレーム（Ｂｆフレームと示される）と、バックワード予測エンプティＢフレーム（Ｂｂフレームと示される）とである。

Ｂフレームは、通常は双方向予測であるが、一方向予測Ｂフレームもまた存在しうる。後者のケースでは、それらはフォワード又はバックワード予測とすることが可能である。フォワード予測は、符号化中に後続するＢフレームを予測するのにアンカーフレームが利用されることを意味する。このため、フォワード予測Ｂフレームから得られるピクチャは、前のアンカーフレームから復号化中に再構成される。これは、Ｂｆフレームが前のアンカーフレームの繰り返しを実行させることを意味する。このため、それは、エンプティＰ又はＰｅフレームと同じ効果を有する。Ｂｂフレームは、反対の効果を有する。それは、それに続くアンカーフレームの表示を実行させる。双方のタイプのエンプティＢフレームについて、インタレースキルバージョンがまた可能である。

以下において、低速フォワードストリームを構成するためこのようなエンプティＢフレームを利用する方法が説明される。

図２７において、Ｂｂフレームに基づく第１の可能性が示される。

Ｂｂフレームは、アンカーフレームの前に挿入され、並び替え中にそれらのポジションを維持する。アンカーフレームは、次のアンカーフレームのポジションにシフトされる。Ｂｂフレームは、並び替えられたストリームにおいてそれに続くアンカーフレームの表示を実行する。

図２８に示されるように、他の選択肢はＢｆフレームの利用である。

Ｂｆフレームは、伝送ストリームにおいてアンカーフレームの後に挿入される。並び替えられたストリームにおけるアンカーフレームの繰り返される表示は、それらに続くＢｆフレームにより実行される。

Ｂｆフレームの使用は、高速フォワード及び高速リバースストリームを構成するためのエンプティＰフレームの使用と類似している。実際、Ｂｆフレームの使用はまた当該ケースにおいて可能であり、このため、トリックプレイの生成をさらに一般化する。しかしながら、Ｂｆフレームが高速フォワード及び高速リバースに使用されるとき、記録の効果が考慮されるべきである。これは、ＰＴＳ／ＤＴＳなどの高速フォワード／リバースストリームと時間リファレンスにおけるいくつかのパラメータは適切に選択される必要があることを意味する。

以下において、時間リファレンスに関するさらなる詳細が説明される。

ＧＯＰヘッダからスタートする伝送ＧＯＰ内の表示順序は、各ピクチャヘッダにおける時間リファレンスにより示される。表示される最初のフレームは、ゼロに等しい時間リファレンスを有する。図２９において、これがノーマルプレイストリームについて示される。

図２９は、伝送順序２９０２のための時間リファレンス２９００と、表示順序２９０３のための時間リファレンス２９０１とを示す。

表示順序２９０３では、時間リファレンス２９０１は、０〜１１の単調増加系列である。並び替えによって、伝送ストリームのアンカーフレームの時間リファレンスはシフトされる。

図３０において、低速フォワードストリームの場合の時間リファレンスを考慮して、Ｂｆフレームが挿入される好適なケースの状況が、３のスローモーションファクタについて示される。

図３０は、Ｂｆフレームによる低速フォワードのための時間リファレンスを示す。

図３０の上側ラインは、オリジナル時間リファレンスと共に図２９に示されるノーマルプレイストリームから取得されたフレームを示す。図３０の第２ラインは、Ｂｆフレームの挿入とＢフレームの繰り返しを示す。このラインの上方に、オリジナル時間リファレンスが示され、それらはこのラインの下方にあるべきである。図３０の第３ラインは、記録後のフレームを示し、図３０の下側ラインは表示ピクチャを示す。これらのラインの下方に、並び替えられたフレームの時間リファレンスが示される。それは、０〜３５の増加系列を構成する。図３１及び３２において、Ｂフレーム又はＰｅフレームを予め挿入したケースにおける時間リファレンスが比較のため示される。

図３０〜３２から、低速フォワードストリームのフレームには新たな時間リファレンスが設けられるべきであることが得られる。これらがどのように求められるかが以降で説明される。理論的には、ＧＯＰはＧＯＰヘッダにより先行される必要はないことが記載されるべきである。ＧＯＰヘッダのないＧＯＰに実際に遭遇したことはないが、この状況がまた考慮される。時間リファレンスは、ＧＯＰヘッダの後に最初に表示されるフレームについてのみゼロにリセットされる。このため、ＧＯＰヘッダがない場合、時間リファレンスはゼロにリセットされず、１０２３のそれの最大値まで増加し、その後ゼロに戻される。この場合、Ｉフレームは、Ｉフレームに続くＰフレームとＢフレームと同様に、Ｐフレームに続くＢフレームとして扱われる必要がある。すべての計算は、モジュロー１０２４ベースで実行される。新たな時間リファレンスを生成するため、Ｂフレームとアンカーフレームの新たな時間リファレンスとが区別される。

以下において、Ｂフレームのための新たな時間リファレンスが説明される。

ここでは、オリジナルＢフレーム、繰り返されるＢフレーム又は挿入されるエンプティＢフレームの間の区別はされない。Ｂフレームの他のカテゴリ化が、時間リファレンスに関して行われる。

図３３は、Ｂｆ又はＢｂフレームが挿入されるケースの具体例を示す（Ｂ_ＢはＢ_ｂでないことに留意されたい）。一般に、３つのタイプのＢフレームが区別される。

１．Ｉフレームに続くＢフレーム（Ｂ_Ｉ）
これは、常に現在の伝送ＧＯＰのうち表示されるべき最初のフレームである。ＧＯＰヘッダがない場合、それはＰフレームに続くＢフレームとして扱われる。ＧＯＰヘッダが存在するとき、このＢフレームにおける時間リファレンスはゼロである。

Ｔ｛Ｂ_Ｉ｝＝０ （５）
２．Ｐフレームに続くＢフレーム（Ｂ_Ｐ）
並び替えによって、このＢフレームは、当該Ｂフレームの前にある伝送ストリームのＰフレームに先行する最後のアンカーフレームの後に表示される。この最後のアンカーフレームはＡ_Ｌにより示され、Ｉフレーム、Ｐフレーム又はエンプティＰフレームとすることが可能である。この場合、Ｂフレームの時間リファレンスは、１だけ増加した最後のアンカーフレームＡ_Ｌの時間リファレンスに等しい。

Ｔ｛Ｂ_Ｐ｝＝Ｔ｛Ａ_Ｌ｝＋１ （６）
３．他のＢフレームに続くＢフレーム（Ｂ_Ｂ）
それは、エンプティＢフレームとすることが可能な伝送ストリームにおける先行するＢフレーム（Ｂ_Ｌ）の後に表示される。

この場合、Ｂフレームの時間リファレンスは、１だけ増加した先行するＢフレームの時間リファレンスに等しい。

Ｔ｛Ｂ_Ｂ｝＝Ｔ｛Ｂ_Ｌ｝＋１ （７）
次に、アンカーフレームのための新たな時間リファレンスが説明される。

並び替えによって、アンカーフレームは、伝送ストリームにおいてそれらに続くＢフレームのシーケンスの後に表示される。従って、それらの新たな時間リファレンスを決定するため、低速フォワードストリームにおいていくつのＢフレームがＩフレーム及びＰフレームに続くか知ることが重要である。可変的なＧＯＰサイズ又は可変的なＧＯＰ構成の場合、これら履歴から求めることはできない。実際、可変的ＧＯＰ構成は一般的でない。可変的ＧＯＰサイズを有するステーションについてさえ、アンカーフレームに常に同じ大きさのＢフレームが続くであろう。にもかかわらず、可変的なＧＯＰ構成が考えられ、可能とである。

可変的ＧＯＰ構成を処理可能となるため、伝送される低速フォワードストリームにおける各アンカーフレームに続くＢフレームの個数が決定される必要がある。これは、エンプティＢフレーム又はエンプティＰフレームが挿入されるか否かを考慮して、オリジナルの記録されたストリームにおける当該アンカーフレームに続くＢフレームの個数とスローモーションファクタから計算可能である。このため、このＢフレームの個数が何れかの方法により決定される。これを実行可能にする方法として、次のアンカーフレームまでのすべてのデータを読み出すことが考えられるが、これは、かなりの大きさのバッファ処理を必要とする。このバッファ処理を回避するための他の可能性は、この上方をＣＰＩファイルに格納し、そこからそれを抽出することである。Ｂフレームの個数は、伝送されるストリームにおける次のアンカーフレームとのフレーム距離から容易に求めることが可能である。実際、それはこの距離から１を引いたものに等しくなる。この情報をＣＰＩファイルに格納する方法として２つある。

１．ＣＰＩファイルが、それのタイプを含む各フレームのエントリを保持する。

２．ＣＰＩファイルが、前のアンカーフレームとのフレーム距離を含む各アンカーフレームのエントリを保持する。

最初のケースでは、次のアンカーフレームとのフレーム距離は、ＣＰＩファイルにおいて容易にカウント可能である。第２のケースは、次のアンカーフレームとの距離の代わりに、前のアンカーフレームとの距離がフレームと共に格納されるため、やや奇妙に思われるかもしれない。現在のアンカーフレームから次のアンカーフレームまでの距離は、単にＣＰＩファイルの次のアンカーフレームからの距離情報を読み込むことによって求められる。この距離はＤにより示され、スローモーションファクタはＬにより示され、その双方がゼロより大きな整数となる（図３４を参照されたい）。

図３４は、ノーマルプレイ３４００と低速フォワードプレイ３４０１のための距離ＤとスローモーションファクタＬを示す。

ファクタＬは、スピードファクタでなく、スローダウンファクタである。

アンカーフレームに続くＢフレームの総数は、エンプティＢフレーム又はＰフレームの挿入に依存する。このため、２つの状況が区別される。すなわち、エンプティＢフレーム（Ｂｆ又はＢｂ）又はエンプティＰフレーム（Ｐｅ）が挿入される。ＧＯＰヘッダがない場合、ＩフレームがＰフレームとして取り扱われる。

次に、エンプティＢフレーム（Ｂｆ又はＢｂ）が挿入される場合の新たな時間リファレンスが説明される。

次のアンカーフレームとのオリジナルの距離はＤに等しい（図３４を参照されたい）。

スローフォワードストリームにおける次のアンカーフレームとの距離は、Ｌ×Ｄに等しい。

従って、アンカーフレームに続くＢフレームの総数は、Ｌ×Ｄ−１となる。

Ｉフレームに続く最初のＢフレームは、ゼロの時間リファレンスを有する（図３５を参照されたい）。

従って、Ｉフレームに続く最後のＢフレームは、Ｌ×Ｄ−２に等しい時間リファレンスを有する。Ｉフレームは、表示される次のフレームであり、それの時間リファレンスは１だけ大きい。このとき、Ｉフレームの時間リファレンスは、
Ｔ｛Ｉ｝＝Ｌ×Ｄ−１ （８）
により与えられる。

Ｐフレームの時間リファレンスはまた、前のアンカーフレームの時間リファレンスと低速フォワードストリームに依存する。この前のアンカーフレーム（Ｉフレーム又はＰフレーム）はＡ_Ｌにより示され、それの時間リファレンスはＴ｛Ａ_Ｌ｝により示される（図３６を参照されたい）。

Ｐフレームに続くＢフレームは、前のアンカーフレームＡ_Ｌの後に表示される。このＢフレームの時間リファレンスは、Ｔ｛Ａ_Ｌ｝＋１に等しい。

Ｐフレームに続く最後のＢフレームの時間リファレンスは、Ｔ｛Ａ_Ｌ｝＋Ｌ×Ｄ−１となる。

Ｐフレームは、表示されるべき次のフレームであり、それの時間リファレンスは、１だけ大きい。このとき、Ｐフレームの時間リファレンスは、
Ｔ｛Ｐ｝＝Ｔ｛Ａ_Ｌ｝＋Ｌ×Ｄ （９）
により与えられる。

以下において、エンプティＰフレーム（Ｐｅ）が挿入される場合に時間リファレンスがどのように規定されるかが説明される。

何れのエンプティＢフレームも挿入されていないため、アンカーフレームに続くＢフレームの総数は、Ｌ×Ｄ−１の代わりにＬ×（Ｄ−１）となる（図３７を参照されたい）。

Ｉフレームの時間リファレンスは、
Ｔ｛Ｉ｝＝Ｌ×（Ｄ−１） （１０）
により与えられる。

ＰフレームとＰｅフレームとが区別される。

Ｐフレームの前のアンカーフレームは、通常はそれがＩフレーム又はＰフレームであるＬ＝１のケースを除いて、Ｐｅフレームとなる。何れのケースにおいても、前のアンカーフレームがＡ_Ｌにより示され、それの時間リファレンスがＴ｛Ａ_Ｌ｝により示される（図３８を参照されたい）。

Ｐｅフレームを除くＰフレームの時間リファレンスは、
Ｔ｛Ｐ｝＝Ｔ｛Ａ_Ｌ｝＋Ｌ×（Ｄ−１）＋１ （１１）
により与えられる。

並び替え後、Ｐｅフレームは前のＩフレーム、Ｐフレーム又はＰｅフレームに直接続き、このため前のアンカーフレームに続く。この結果、Ｐｅフレームの時間リファレンスは、前のアンカーフレームＡ_Ｌのものより常に１だけ大きくなる（図３９を参照されたい）。

Ｐｅフレームの時間リファレンスはまた、Ｄ＝１とすることによってＰフレームの式により計算することができる。これは、伝送フレームのＰｅフレームに他のアンカーフレームが常に続くという事実から得られる。また、Ｌ＝１はノーマルプレイに対応し、すべてのケースにおいて通常の時間リファレンスをもたらすことに留意すべきである。

次に、各フレームの接合が説明される。

特に、不完全なピクチャスタートコードの場合のフレームの接合が説明される。低速フォワードストリームにおける連結ポイントでの要求される接合動作を決定するため、オリジナルストリームが個別のフレームに明示的に分割されるケースがまず明らかとなるべきである。以下において、ＧＯＰ毎に又はフレーム毎に１つのＰＥＳパケットとなる実際的な状況が考えられる。

フレーム毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、図４０に示されるように、オリジナルストリームはＰＬＵＳＩによるパケットと先行パケットとに分割されるかもしれない。

図４０において、フレーム毎に１つのＰＥＳパケットとなるストリームの分割が示される。図４０に示されるデータストリームは、平文パケットヘッダ４０００、アダプテーション・フィールド４００１、平文データ４００２、暗号化データ４００３及び平文ＰＥＳヘッダ４００４を有する。さらに、ＰＬＵＳＩプレゼントが参照番号４００５により示され、ＰＥＳヘッダが参照番号４００６により示される。

各フレームは、いくつかの完全なオリジナルパケットを有する。このため、パケット分割は必要とされない。このフレーム分割はまた、完全に暗号化されたストリームにおいて実行可能であるが、ある平文データへのアクセスが、低速フォワードストリームを構成するのに依然として必要である。ＰＬＵＳＩを有するパケットのスタートにおける分割はまた、２つのパケットに拡がるピクチャスタートコードが存在しないことを意味する。各フレームは、自らの正しく完全なピクチャスタートコードを有している。従って、このケースでは、接合動作は必要でない。

しかしながら、ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットのケースでは、状況は異なる。フレーム間の分割は、新たなフレームのピクチャスタートコードにおいて、ＰＥＳヘッダがそれに先行しない場合に行われる。

以下のアルゴリズムが、分割ポイントを決定するのに利用されるかもしれない。

１．オリジナルストリームが、ＰＬＵＳＩビットセット、ピクチャスタートコード及びピクチャ符号化拡張を有するパケットに対して同時に調べられる。

２．ＰＬＵＳＩビットセットを有するパケットに最初に遭遇した場合、当該パケットのスタートにおいて分割が行われる（ピクチャスタートコード４１００とピクチャコード拡張４１０１を含む図４１を参照されたい）。その後、ピクチャ符号化拡張について、ストリームが調べられる。これが検出した後、ポイント１に記載されるようにサーチが継続される。

３．ピクチャスタートコードに最初に遭遇した場合、ピクチャスタートコードのスタートにおいて分割が行われる。多くのケースにおいて、これは、ピクチャスタートコードを含むパケットが２つのパケットに分割される必要があり、第１のパケットは前のフレームに割り当てられ、第２のパケットは後のフレームに割り当てられることを意味する。（アダプテーション・フィールドの挿入位置が参照番号４２００により示されるピクチャスタートコード４１００のスタートにおけるストリームの分割を示す図４２を参照されたい。）両方のパケットがアダプテーションフィールド４２００により充填される。その後、第２パケットのペイロードが、ピクチャスタートコード４１００からスタートする。オリジナルパケットのタイムスタンプの記録は、これら２つのパケットのそれぞれにコピーされ、分割が行われる。分割された又はオリジナルパケットからの２つのパケットが、２つのフレームの連結ポイントにおいて使用されるか否かは、後述されるように、具体的な状況に依存する。その後、ストリームが、ピクチャ符号化拡張４１０１について検索される。これを検出した後、検索はポイント１において説明されたように継続される。

４．ピクチャ符号化拡張に最初に遭遇した場合、ピクチャスタートコードは、それが部分的に暗号化されているため、検出できないに違いない。これは、現在の平文エリアがピクチャスタートコードの数バイトからスタートしていることを意味する。この場合、現在の平文エリアの最初の平文パケットのスタートにおいて、分割が行われる。（ピクチャスタートコード４１００内のストリームの分割と、数バイトのピクチャスタートコード４３００と共にピクチャ符号化拡張４１０１を示す図４３を参照されたい。）ポイント１に説明されたサーチが、ピクチャ符号化拡張４１０１の検出後に続けられる。

説明されたアルゴリズムはまた、フレーム毎に１つのＰＥＳパケットを有するストリームの正しい分割ポイントを生じさせる。さらに、アルゴリズムは、上述したハイブリッドストリームと共に平文ストリームに適用するよう構成される。

与えられたアルゴリズムのポイント４からのみもたらされる可能性がある不完全なピクチャスタートコードのケースに限って、接合が必要となる。従って、ポイント４のみが理想的でない分割ポイントをもたらす。以下に説明される方法は、ピクチャスタートコードの何バイトが理想的でない分割ポイントの側にあるか決定するのに利用される。理想的でない分割ポイントの効果が、以降で詳細に説明される。

次に、何れかのタイプのエンプティＰフレームがこのような理想的でない分割ポイントに挿入される状況が検討される。最初のエンプティフレームを処理する方法が以下に説明される。分割ポイントの後のピクチャスタートコードの部分に等しい数バイトが、最初のエンプティフレームのピクチャスタートコードから削除される。中間のエンプティフレームは変更されない。最後のエンプティフレームは、以降のフレームのピクチャスタートコードの欠落部分について訂正される必要がある。このため、この欠落部分は、最後のエンプティフレームのエンドに追加されるかもしれない。理想的な分割ポイントに挿入されるエンプティフレームに対する変更は不要である。

以下において、Ｂフレームの繰り返しが検討される。Ｂフレームが両サイドに理想的な分割ポイントを有する場合、繰り返しのため接合動作は不要である。しかしながら、理想的でない分割ポイントがフレームの何れかの側にある場合、接合動作は必要又は効果的であるかもしれない。オリジナルフレームとそれの繰り返しは、同一のＢフレームの系列を構成する。ここでは、フレームはノーマルプレイストリーム又はエンプティフレームと同じフレームに接続されるため、系列のスタート又はエンドにおける接合動作は不要である。最初のケースでは、データの通常の順序が当該ポイントにおいて復元されるため、不連続性は存在しない。第２のケースのための手段は上述された。従って、Ｂフレームのエンドが同じＢフレームのスタートに接続される中間の連結ポイントのみが検討される必要がある。ここに記載される例は、図２３を参照して上述された例を参照し、明確にするため、図４４においてより詳細に繰り返される。

図４４は、連結ポイントにおける不完全なピクチャスタートコードを示す。

正しい接合について、Ｂフレームのエンド及びスタートにおけるピクチャｓｙたーとコードのバイト数を知ることが必要である（ＭＰＥＧ２の範囲内では、スタートコードは４バイト長であるかもしれない）。エンドにおけるバイト数をｎによって、スタートにおけるバイト数をｍによって表すと、理想的な分割ポイントでは、ｎ＝０及びｍ＝４となる。理想的でない分割ポイントの場合、後述される方法によって、あるフレームに対するｎの値と後続するフレームに対するｍの値が決定される。

ピクチャスタートコードのスタートにおいて分割が行われるため、ｎは４に等しくなることはなく、ｎ＝０となることは明らかである。他方、この場合、ピクチャスタートコードは前のフレーム内に完全にあり、分割は理想ポジションにおいて行われるため、ｍが０になることはなく、ｍ＝４となる。従って、０≦ｎ≦３及び１≦ｍ≦４が通常の状況である。

１つの同じフレームＮについてｎ及びｍの値を取得するため、これらの値が、当該フレームの周囲の２つの分割ポイントの情報から抽出される必要がある。従って、ｎ及びｍは、繰り返される必要があるＢフレームのエンド及びスタートにおけるピクチャスタートコードのバイト数を表す。この結果、それらはまた、中間的な連結ポイントの前後のピクチャスタートコードの数バイトを表す。

次に、ｎ＋ｍ＝４となることが仮定される。これは、Ｂフレームの周囲の両方の分割ポイントが理想的となるケースである。しかしながら、このケースでは接合動作が不要であることがすでに知られている。しかしながら、これはまた、双方の分割ポイントが理想的でないケースとなる可能性がある。これは、図４５に示される状況である。

図４５は、ｎ＋ｍ＝４の具体例を示す。

フレームＮの最後のパケットは、参照番号４５００により示され、図４５はさらに、参照番号４５０１により示されるフレームＮの最初のパケットを示す。境界４５０２において、接合動作は不要である。ピクチャスタートコードのバイト（ｎ＝３）は、参照番号４５０３により示される。ピクチャスタートコードのバイト（ｍ＝１）は、参照番号４５０４により示される。

ｎ＋ｍ＝４であるという事実は、ピクチャスタートコードの正しいバイト数が連結ポイントにあり、接合動作が不要であることを意味する。

しかしながら、図４６はｎ＋ｍ＞４である状況を示す。

これは、連結ポイントにおいて１，２又は３バイトが余分に存在することを意味する。このケースでは、ｎ＋ｍ−４に等しい数バイトが第２フレームのスタートから削除される。これは、これら平文バイトを充填（ｓｔｕｆｆｉｎｇ）バイトを含むアダプテーション・フィールド（ＡＦ）と置換することによって実現される。アダプテーション・フィールドがすでに存在する場合、それの長さはｍ＋ｎ−４により増加される必要があり、破棄されるべきデータが、規格に従って１６進数ＦＦを有する充填バイトと置換される。

ｎ＋ｍ＞４及びｎ＜３の特別なケースでは、接合を実行しないことが可能である。効果的に、エレメンタリストリームの充填を実現できる。

接合動作が必要なポイントは、参照番号４６００により示される。本例では、ピクチャスタートコードのバイト（ｎ＝２）が、参照番号４６０１により示される。ピクチャスタートコードのバイト（ｍ＝３）は、参照番号４６０２により示される。さらに、ピクチャスタートコードのバイト（ｎ＝２）は、参照番号４６０３により示され、ピクチャスタートコードのバイト（ｍ＝２）は、参照番号４６０４により示される。アダプテーション・フィールドを用いて置換されたバイトのポジション（ｎ＋ｍ−４）は、参照番号４６０５により示される。

図４７を参照するに、ｎ＋ｍ＜４であることが仮定される。

これは、１，２又は３バイトが連結ポイントにおいてピクチャスタートコードから欠落していることを意味する。この場合、何れのバイトが欠落しているか知るべきである。ｎとｍは共にわかっているため、欠落したバイトは一意的に特定できる。このとき欠落したバイトは、さらにアダプテーション・フィールドにより充填される新たなパケットにある。この接合パケットは、その後２つのフレームの間に置かれる。この接合パケットは、参照番号４７００により示される。参照番号４７０１は、ピクチャスタートコードのバイト（ｎ＝２）を示し、参照番号４７０２は、ピクチャスタートコードのバイト（ｍ＝１）を示す。参照番号４７０４は、挿入されたバイト（４−ｎ−ｍ）を示す。参照番号４７０５は、ピクチャスタートコードのバイト（ｍ＝１）を示す。

以下において、低速フォワードストリームにおけるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）とＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）が説明される。

ここでの説明は、低速フォワードストリームのすべてのフレーム、従って、繰り返されるＢフレームとエンプティフレームとを含むフレームに対する新たなＤＴＳと新たなＰＴＳの値の生成の説明を含む。与えられるＤＴＳ及びＰＴＳの式は、ノーマルプレイから低速フォワードにスイッチする際（従って、並び替え後）の表示ストリームにおいて連続的なＰＴＳをもたらす。スイッチポイントにおけるフレームの表示での不連続性が回避されるかもしれない。追加的なＤＴＳ又はＰＴＳはストリームに挿入される必要はなく、既存のＤＴＳ又はＰＴＳのみが新たな値と置換される。ＰＥＳパケットの長さは、それのオリジナルの値がいずれであっても、ゼロ（制限なし）に変更されるかもしれない。ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、スイッチポイントにおける誤ったＰＥＳパケット長が、この値がゼロ以外であって、実質的なバッファリングが用いられない場合、又はＩフレームのスタートにおいてスイッチが遅延されない場合には回避できない。実際の放送ストリームでは、ＰＥＳパケットの長さは大部分は制限なし（ゼロ）に設定される。

以下において、ＤＴＳの値の計算が説明される。

ＭＰＥＧ２規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１：１９９６（Ｅ）、特にページ９５〜９６を参照されたい）によると、ＤＴＳのないフレームのＤＴＳが、
ＤＴＳ｛Ｆ｝＝ＤＴＳ｛Ｆ_Ｌ｝＋Ｄｅｌｔａ （１２）
を用いて、ＤＴＳを有する直近のフレームから逐次的に計算される必要がある。

式（１２）において、Ｆは現在フレームを示し、Ｆ_Ｌは伝送ストリームにおける前フレームを示す。式（１２）の存在は、容易に理解できる。ストリームは、復号化の順序が伝送順序と一致するように並び替えられる。以降のフレームの復号化が１フレーム時間により分離されることは明らかである。これらの観察は、Ｄｅｌｔａが１フレーム時間に対応するＤＴＳインクリメントであると仮定すると、与えられた式を直接導く。式（１２）は、例えば、ＩフレームのＤＴＳからすべてのフレームのＤＴＳとＧＯＰを連続的に計算するため、ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースに利用されるかもしれない。しかしながら、この式はまた、スイッチポイント前の最後のフレームのＤＴＳから低速フォワードストリームのすべてのフレームのＤＴＳを容易に求めるのに利用可能である。

パラメータＤｅｌｔａは、ＤＴＳがＰＣＲベースにリンクされているため、１フレーム時間での９０ｋＨｚの周期数に等しい。図４８において、フレームレートに応じたＤｅｌｔａのいくつかの値が与えられる。

すなわち、図４８は、フレームレートの関数としてＤｅｌｔａを示している。

以下において、ＰＴＳ値の計算が説明される。

ＭＰＥＧ２規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１：１９９６（Ｅ）のページ３４を参照されたい）によると、ＢフレームのＰＴＳは、
ＰＴＳ｛Ｂ｝＝ＤＴＳ｛Ｂ｝ （１３）
により与えられる。

同じ規格によると、アンカーフレームのＰＴＳは、
ＰＴＳ｛Ａ｝＝ＤＴＳ｛Ａ｝ （ｌｏｗ＿ｄｅｌａｙシーケンスに対して） （１４）
ＰＴＳ｛Ａ｝＝ＤＴＳ｛Ａ_Ｎ｝ （ｎｏｎ−ｌｏｗ＿ｄｅｌａｙシーケンスに対して） （１５）
により与えられる。

式（１５）では、Ａ_Ｎは伝送されるストリームにおける次のアンカーフレームを表す。ｌｏｗ＿ｄｅｌａｙシーケンスは、ｌｏｗ−ｄｅｌａｙ＿ｆｌａｇがセットされたＢフレームのないストリームである。実際、Ｂフレームのないストリームに遭遇するが、それはｌｏｗ＿ｄｅｌａｙシーケンスでない。

ｎｏｎ−ｌｏｗ＿ｄｅｌａｙシーケンスでは、ＰＴＳは同じフレームのＤＴＳの関数として表されるかもしれない。ノーマルプレイストリームでは、次のアンカーフレームとの距離はＤフレームに等しい。低速フォワードストリームにおける次のオリジナルアンカーフレームとの距離は、スローモーションファクタＬ〜Ｌ×Ｄフレームだけ増加される。エンプティＢフレームが使用される場合、低速フォワードストリームにはさらなるアンカーフレームは存在しない。ＤＴＳ値はフレーム毎にＤｅｌｔａだけ増加されるため、以下の式が成り立つ。

ＤＴＳ｛Ａ_Ｎ｝＝ＤＴＳ｛Ａ｝＋Ｌ×Ｄ×Ｄｅｌｔａ （１６）
ＤＴＳ｛Ａ_Ｎ｝をＰＴＳ｛Ａ｝に置換すると、エンプティＢフレームが挿入されるケースでのアンカーフレームのＰＴＳの以下の式が得られる。

ＰＴＳ｛Ａ｝＝ＤＴＳ｛Ａ｝＋Ｌ×Ｄ×Ｄｅｌｔａ （１７）
エンプティＰフレームを予め挿入する場合、オリジナルアンカーフレームと、ここではエンプティＰフレームである次のアンカーフレームとの距離は、（Ｌ−１）フレームだけ減少する。エンプティＰフレームと次のアンカーフレームとの距離は、常に１フレームに等しい。このとき、エンプティＰフレームが挿入されるケースにおけるアンカーフレームのＰＴＳは、
ＰＴＳ｛Ａ｝＝ＤＴＳ｛Ａ｝＋［Ｌ×Ｄ−（Ｌ−１）］×Ｄｅｌｔａ （１８）
ＰＴＳ｛Ｐｅ｝＝ＤＴＳ｛Ｐｅ｝＋Ｄｅｌｔａ （１９）
ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、ＩフレームのＤＴＳとＰＴＳのみが計算された値と置換される。さらなるＤＴＳ／ＰＴＳはストリームに追加される必要はない。これはプレゼンテーションストリームにおける２つのＰＴＳ値の間の７００ｍｓの最大距離を破るかもしれないが、問題は予想されない。その理由は、トータル低速フォワードストリームのＤＴＳ／ＰＴＳ値が、欠落したＤＴＳ／ＰＴＳ値についてルールに従って計算されるためである。これは、実際のＤＴＳ／ＰＴＳ値と低速フォワードストリームのフレームのＳＴＢにより計算される値との間に乖離が存在しないことを意味する。計算されたＰＴＳはオリジナルＰＴＳの置換以外の何れかの目的のためには使用されないため、ＧＯＰ毎に１つのＰＥＳパケットとなるケースでは、それはＩフレームに対してのみ計算されればよい。すべてのフレームに対して、ＤＴＳが計算される必要がある。まず、フレームのＤＴＳが前フレームのＤＴＳから計算されるため、さらにフレームの古いＤＴＳと新しいＤＴＳが低速フォワードストリームの当該フレームのデータの位置決めのため以下で使用されるためである。

次に、タイムスタンプを用いたフレーム及びパケットの位置決めが説明される。

このセクションは、各パケットに前置された記録タイムスタンプを用いた低速フォワードストリームの時間軸上のフレーム及びパケットの配置を扱う。それは、オリジナルノーマルプレイフレームの配置からスタートする。その後、Ｂフレームの繰り返し及び圧縮が説明される。その後、エンプティフレームの配置が説明される。最後に、ＰＣＲに関するいくつかの問題点が説明される。

以下において、オリジナルノーマルプレイフレームの位置決めが説明される。

復号化問題は、必要なデータが受信される前に復号化がスタートした場合に発生するかもしれない。このような可能な復号化問題は、フレームデータのエンドと当該フレームのＤＴＳとの距離が低速フォワード及びノーマルプレイストリームについて同じである場合、低速フォワードストリームについては回避されるかもしれない。これは、フレームデータのスタートにおける対応するＤＴＳとの距離をノーマルプレイストリームと同じに維持し、当該フレームのパケットをオリジナルノーマルプレイストリームからと同じパケット距離に配置することによって実現可能である。

ＤＴＳとの変更されていない距離を示す図４９において、この状況が示される。ＤＴＳとの距離は、図４９に示されるものよりはるかに大きくすることができる。

図４９は、参照番号４９００により示されるノーマルプレイにおける状況と、参照番号４９０１により示される低速フォワードにおける状況とを示す。

フレームデータのスタート時点は、当該フレームのスタートにおけるシステム・タイム・カウンタ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ）の値により与えられる。これは、バーチャルなＰＣＲの値であるＰＣＲＳにより示される。添え字Ｎ及びＳは、それぞれ並び替えられたノーマルプレイストリームにおけるオリジナルの値と、低速フォワードストリームにおける新たな値とを示す。フレームのスタートに対する配置ルールは、
ＤＴＳ^Ｓ−ＰＣＲＳ^Ｓ＝ＤＴＳ^Ｎ−ＰＣＲＳ^Ｎ （２０）
により与えられ、これは、
ＤＴＳ^Ｓ−ＤＴＳ^Ｎ＝ＰＣＲＳ^Ｓ−ＰＣＲＳ^Ｎ （２１）
に書き換えることができる。

ノーマルプレイストリームにおけるそれのオリジナルポジションに関する低速フォワードストリームのフレームのオフセットは、
ｏｆｆｓｅｔ＝ＰＣＲＳ^Ｓ−ＰＣＲＳ^Ｎ （２２）
により与えられ、これは、
ｏｆｆｓｅｔ＝ＤＴＳ^Ｓ−ＤＴＳ^Ｎ （２３）
に変換できる。

必要とされるＤＴＳ値は、各低速フォワードフレームについて、また必要に応じてＤＴＳを有さないＧＯＰ内のノーマルプレイフレームについて計算される。ノーマルプレイストリームと共に低速フォワードストリームにおけるすべてのオリジナルフレームのＤＴＳが利用可能であるため、これらのフレームのオフセットは、それらの新たなＤＴＳ値とオリジナルのＤＴＳ値との差分として計算できる。このとき、このオフセットは、フレームを位置決めし、当該フレームのデータ内に存在するＰＣＲＳのＰＣＲ値を訂正するのに利用される。後者は用意であり、オフセットが単にオリジナルのＰＣＲベースに加えられる。ＰＣＲ拡張は変更されない。これは、両方のケースにおいて訂正がオフセットに等しいため、ＤＴＳとＰＣＲとの間にはフォリフトは導入されないことを確実にする。このとき、新たなＰＣＲベース値とオリジナルＰＣＲベース値との間の関係は、
ＰＣＲｂａｓｅ^Ｓ＝ＰＣＲｂａｓｅ^Ｎ＋ｏｆｆｓｅｔ （２４）
により与えられる。

フレームの位置決めはやや難しい。位置決めは、すべてのパケットの前置される４培地の記録タイムスタンプ（ＴＳＴ）を訂正することによって実現される。このため、オフセットは９０ｋＨｚから２７ＭＨｚのベーシスから再計算される。直接的な選択は、オフセットに３００を乗じることである。しかしながら、それは、ノーマルプレイから低速フォワードにスイッチする際、ＰＣＲクロック周波数における可能なジャンプとみなされる必要がある。このようなジャンプは、タイムスタンプカウンタのクロックが記録中にＰＣＲにロックされる場合には行われない。しかしながら、ある理由又は他の理由のため、タイムスタンプがＰＣＲにロックされない場合、ジャンプするＰＣＲクロック周波数は、追加的な乗数Ｍを用いることによって回避することができる。このファクタは、このときタイムスタンプと記録されたノーマルプレイストリームにおけるＰＣＲを有する最新の２つのパケットのＰＣＲ値とのレシオに等しい。最新とは、現在フレームのスタート前の直近の２つのＰＣＲパケットを意味する。このレシオは、ロックされたタイムスタンプの理想的なケースにおいては１に等しい。これら少なくとも２つのＰＣＲパケットをＰ_{（ｋ−１）}とＰ_ｋにより示すと、フレームのすべてのパケットのタイムスタンプのオフセットは、
ＴＳＴｏｆｆｓｅｔ＝３００×ｏｆｆｓｅｔ×Ｍ （２５）
により与えられ、ここで、
Ｍ＝（ＴＳＴ^Ｎ｛Ｐ_ｋ｝−ＴＳＴ^Ｎ｛Ｐ_{（ｋ−１）}｝）／（ＰＣＲ^Ｎ｛Ｐ_ｋ｝−ＰＣＲ^Ｎ｛Ｐ_{（ｋ−１）}｝） （２６）
である。

この式のＰＣＲ値は、実際には、２７ＭＨｚクロックに基づくトータルＰＣＲ値である。これは、以下のようにＰＣＲベースと拡張から計算されるかもしれない。

ＰＣＲ＝３００×ＰＣＲｂａｓｅ＋ＰＣＲｅｘｔ （２７）
パケットＰ_{（ｋ−１）}とＰ_ｋの間のＴＳＴ又はＰＣＲ値のラップが存在する場合、Ｍの計算において奇妙な結果が生じる可能性があることが明らかである。これは、簡単に回避することができる。パケットＰ_ｋの値がパケットＰ_{（ｋ−１）}の値より小さい場合、ＴＳＴ又はＰＣＲの範囲に対応する値が、この減算前にパケットＰ_ｋの値に加えられる必要がある。これは、ＴＳＴ又はＰＣＲのレジスタが通常必要とされるよりも１ビット大きくなるべきであることを意味する。ＴＳＴについて、これはまた、この条件が発生した場合には追加ビットは１に設定され、そうでない場合にはゼロに設定されることを意味する。残りのビットは常にオリジナルのＴＳＴビットに等しい。

計算されたＴＳＴオフセットは、当該フレームのすべてのパケットのタイムスタンプを訂正するのに利用される。これは、オフセット値が記録されたタイムスタンプに加えられることを意味する。

以下において、Ｂフレームの繰り返しが説明される。

Ｂフレームから得られる表示ピクチャの繰り返しは、Ｂフレームデータの繰り返しにより実行される。これは、低速フォワードストリームの同一のＢフレームの系列を生じさせる。この系列の最初のフレームの配置は、オリジナルノーマルプレイフレームの位置決めを処理する場合に類似している。残りのフレームは、繰り返しＢフレームと呼ばれる。それらは第１フレームと同様にして扱うことが可能であり、これは、オフセットが低速フォワードストリームとオリジナル記録ストリームのＤＴＳ値の間の差分として計算されることを意味する。記録されたフレームのＤＴＳは、同一のＢフレームの完全な系列について同一である。低速フォワードストリームでは、フレームのＤＴＳは常に前フレームのＤＴＳにＤｅｌｔａだけ増加したものに等しい。これは、繰り返しＢフレームＢ_Ｒのオフセットはまた、以下の式により計算可能であることを意味する。

ｏｆｆｓｅｔ｛Ｂ_Ｒ｝＝ｏｆｆｓｅｔ｛Ｂ_Ｌ｝＋Ｄｅｌｔａ （２８）
ただし、Ｂ_Ｌは前のＢフレームを示す。

このとき、オフセットは、おそらく現在のＰＣＲと特定のＢ_Ｒフレームのパケットのタイムスタンプ（変換後）とを訂正するため、上述された方法で利用される。

図５０は、同一のＢフレーム系列の境界における等しいオフセットを示す。この状況は、ノーマルプレイについてと（参照番号５０００）、低速フォワードについて（参照番号５００１）示される。

エンプティフレームが連結ポイントに挿入されていない場合、ある系列の最初のＢフレームのオフセットは低速フォワードストリームの先行するフレームのオフセットに等しいことを示すことができる。２つの状況がこの要求を充足する。第１の状況は、エンプティフレームが予め挿入されるケースにおいて、Ｂフレームが前のアンカーフレームに連結されるときである。第２の状況は、Ｂフレームが前のＢフレームに連結されるときである。図５０は、これら２つのＢフレームの連結の効果を明らかにする。実際、同じことが系列のエンドについて成り立つ。また、連結ポイントの周囲の２つのフレームのオフセットは、このポイントにおいてエンプティフレームが挿入されていない場合、同じになる。図５０はまた、２つの連結されたＢフレームについてこれを示す。他方の状況は、Ｂｆフレームの以降の挿入が用いられるケースにおいて、後続するアンカーフレームとＢフレームとの連結である。

これは、このような連結ポイントの周囲の２つのフレームがノーマルプレイストリームと同様に接続されることを意味する。このため、オリジナルパケットは常にこのような連結ポイントで用いられ、パケットが２つのフレームからの情報を有するケースにおける分割から得られる２つのパケットについては使用されない。また、このようなポイントでは接合は不要であることは明らかである（上述されているように）。他のすべての連結ポイントにおいて、分割からの２つのパケットが存在する場合には用いられる。

以下において、Ｂフレームの時間圧縮が示される。

Ｂフレームの期間は１フレーム時間より通常は短いことが予想されるかもしれない。平均的には、これは正しいが、ときにはＢフレームの伝送時間は１フレーム時間より大きくなる可能性がある。約３０秒間の測定では、１．４フレーム時間のＢフレームが検出された。図５１において、この測定結果が示される。平均的なＢフレームデータ長は、０．６フレームに等しいが、Ｂフレームデータの期間は、通常は１フレーム時間より大きい。

図５１は、秒単位の時間がプロットされる横座標５１０１を有するグラフ５１００を示す。グラフ５１００の縦座標５１０２に沿って、フレーム時間数によるフレームの長さがプロットされる。

ＴＳＴオフセットによるタイムスタンプの訂正によりＢフレームのパケットを位置決めすることは、Ｂフレームの期間が１フレーム時間より小さい限り、正しい結果をもたらす。しかしながら、低速フォワードストリームのＢフレームが１フレーム時間より大きい場合、それのエンドは後続フレームと重複する。なぜなら、フレームのスタートは１フレーム時間の距離により配置されるためである。これは完全には正しくない。なぜなら、直近の繰り返しＢフレームは意後続フレームと重複しないためである。図５２において、１フレーム時間より大きなＢフレームの状況が明らかにされる。図５２は、Ｂフレームが１フレーム時間より大きいケースにおけるデータの重複を示す。

図５２は、ノーマルプレイの状況５２００、圧縮のない低速フォワードの状況５２０１及び圧縮のある低速フォワードの状況５２０２を示す。フレーム時間は、参照番号５２０３により示される。Ｂフレームは参照番号５２０４を有し、次のフレームは参照番号５２０５を有し、前のフレームは参照番号５２０６を有し、圧縮されたＢフレームは５２０７により示される。さらに、隣接するフレーム間の重複が、参照番号５２０８により示される。

前フレーム及び次フレームのタイプは、記載された効果に影響を与えない。従って、それらはアンカーフレーム、Ｂフレーム又はエンプティフレームとすることができる。

これは、最後を除く同一のＢフレームの系列のすべてのＢフレームが時間を経過と共に圧縮される必要があることを意味する。この圧縮は、ローカルビットレートをトータルのノーマルプレイストリームの最大ビットレートを超えるレベルまで増加させることが可能である。この増加を可能な限り制限するため、Ｂフレームのパケットは利用可能なフレーム時間に均等に配分される。Ｂフレームの最初のパケットのタイムスタンプは、上述されたオフセットルールにより計算される。ＢフレームのパケットがＰ_ｊにより示される場合（ただし、インデックスｊはＢフレーム内のパケット番号である）、低速フォワードストリームの圧縮されたＢフレームの最初のパケットのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_１｝＝ＴＳＴ^Ｎ｛Ｐ_１｝＋ＴＳＴｏｆｆｓｅｔ （２９）
により与えられる。

フレームの後続するパケットのタイムスタンプのインクリメントは、フレームのパケットの総数により除された１フレーム時間に対応する値に等しい。接合パケットやＰＣＲパケットなどのＢフレームのエンドにおけるさらなるパケットが、このようにして含まれる必要がある。このパケット数をＮ_ｂにより示し、圧縮されたＢフレームのパケットの間の距離をｄ_ｂにより示すと、この距離は、
ｄ_ｂ＝３００×Ｄｅｌｔａ／Ｎ_ｂ （３０）
により与えられる。

圧縮されたＢフレームと低速フォワードストリームの残りのパケットのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_ｊ｝＝ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（ｊ−１）}｝＋ｄ_ｂ （３１）
により与えられる。

理想的でないケースでは、この距離を計算するための乗数３００は、圧縮されたＢフレームの最後のパケットと後続するフレームの最初のパケットとの間のパケット距離問題をもたらす可能性がある。これは、乗数３００によってでなく、オフセットについて上述されたものと同じ方法によりＤｅｌｔａを変換することによって解決することが可能である。しかしながら、実際的な解決策は、パケットの実数より１だけ大きなＮ_ｂの値を採用することである。図５３は、不規則的なパケット距離と１フレーム時間より大きな期間を有するＢフレームが、どのように１フレーム時間の期間と一定のパケット距離を有するＢフレームに圧縮されるか示している。１フレーム時間は、３００かけるＤｅｌｔａのタイムスタンプのインクリメントに対応する。Ｎ_ｂがパケットの実数より１だけ大きくなるよう選択されているという事実は、圧縮されたＢフレームのエンドにおけるエンプティスペースをもたらす。

従って、図５３は均等に分散されたパケットによるＢフレームの圧縮を示す。

図５３は、非圧縮状態５３００と圧縮状態５３０１を示し、Ｂフレーム５３０２と１フレーム時間に圧縮されたＢフレーム５３０３を示す。

圧縮が必要とされる場合だけでなくすべてのケースにおいて、Ｂフレームに対する均等なパケットの分散の方法を利用することが可能である。しかしながら、大部分のケースにおいて、これは、Ｂフレームが拡張されることを意味する。Ｂフレームの最初のパケットへのＴＳＴオフセットの適用は、当該パケットのＤＴＳとの距離がノーマルプレイストリームに等しいことを意味する。そのとき、この拡張は、Ｂフレームデータのエンドと対応するＤＴＳとの間にオリジナルより小さな時間距離をもたらす。しかしながら、フレームのＤＴＳはフレームデータのスタートの１フレーム時間より早くなることはないことが理解できる。その理由は以下の通りである。フレームとオリジナルストリームのＤＴＳは、定義によって常に前のフレームのＤＴＳより以降の１フレーム時間である。この前フレームのＤＴＳは、当該フレームのデータのエンドより早くなることはなく、このため、現在フレームのデータのスタート前になることはない。これは、任意のフレームのＤＴＳが当該フレームのデータのスタートより以降の少なくとも１フレーム時間となることを意味する。これはまた、当該データが１フレーム時間に均等に分散されていたとしても、ＤＴＳが常にフレームデータのエンドの後になることを意味する。従って、上述された均等なパケット分散は、最後の繰り返しＢフレームを除いてすべてのＢフレームに適用可能である。簡単化のため、拡張されたフレームと共に圧縮されたフレームは圧縮フレームと呼ばれるかもしれない。

接合は、Ｂフレームの同一系列のＢフレーム間でのみ必要である。従って、可能なさらなる接合パケットが、圧縮されたＢフレームのエンドにのみ追加され、他の何れにも追加されない。追加的なＰＣＲパケットは、最後の繰り返しＢフレームのエンドを除いて、Ｂフレームのエンドに追加される。なぜなら、このポイントにはスペースがないためである。これは再び、追加的なＰＣＲが圧縮されたＢフレームのエンドにのみ追加されることを意味する。従って、圧縮アルゴリズムに含まれるため、これらのパケットに対して特別な配置アルゴリズムは不要である。

Ｂフレームの圧縮からの結果は、フレームデータ内のＰＣＲの値の訂正がもはやこのようなＢフレームについて正しくないということである。このケースにおいて当該ＰＣＲ値がどのように訂正されるか、及び圧縮されたＢフレームのエンドに追加されるＰＣＲの値がどのように計算されるかが、以下で説明される。次に、エンプティフレームの挿入が説明される。

挿入されるエンプティフレームが配置される場所が決定される必要がある。低速フォワードストリームのその他のフレームのポジションを参照して、特により大きなスローモーションファクタについては、エンプティフレームが挿入されるべきポイントに大きな時間ギャップが存在することが明らかである。過剰なＰＣＲ距離による問題を回避するため、エンプティフレームは当該エリアに分散れ、各エンプティフレームはＰＣＲを含むべきである。このため、連続するエンプティフレームの間の距離は、１フレーム時間となるよう選択される。最初のエンプティフレームは前のフレームに直接連結される。図５４において、これが示される。

図５４は、エンプティフレームの配置を示し、前フレーム５４００、エンプティフレーム５４０１、フレーム時間５４０２度のさらなるエンプティフレーム５４０１などのシーケンスを示す。次のフレームは参照番号５４０３により示される。

配置アルゴリズムは、エンプティフレームのタイプ又は先行挿入若しくは後続挿入から独立している。しかしながら、エンプティフレームの最初のパケットの配置と残りのパケットの配置とが区別されるべきである。

以下において、エンプティフレームの最初のパケットの配置が説明される。

図５５から理解できるように、エンプティフレームの最初のパケットの配置が説明される。前フレーム５５００に複数のエンプティフレーム５５０１，５５０２，５５０３などが後続する。エンプティフレームの最初のパケットはＦＰ_ｉにより示され、ｉは、エンプティフレームシーケンス内の当該エンプティフレームのフレーム番号である。

最初のエンプティフレームの最初のパケットであるＦＰ_１の配置からスタートして、当該パケットのタイムスタンプを求めるための複数の選択肢が存在する。１つは、先行フレームの最後のパケットの低速フォワードタイムスタンプにｄの値を加えることである。この最後のパケットを再びＰ_Ｌにより示すと、最初のエンプティフレームの最初のパケットのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛ＦＰ_１｝＝ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_Ｌ｝＋ｄ （３２）
により与えられる。

ｄの値もまたいくつかの方法により選択可能である。先行するフレームの最後の２つのパケットのタイムスタンプ間の差分をｄの値として使用することも可能である。そのとき、圧縮されたフレームはエンプティフレームに先行しないため、タイムスタンプは低速フォワードストリーム又はオリジナル記録ストリームから抽出可能である。前フレームの最後の２つのパケットをＰ_Ｌ−１とＰ_Ｌにより示すと、ｄの値は、
ｄ＝ＴＳＴ｛Ｐ_Ｌ｝−ＴＳＴ｛Ｐ_{（Ｌ−１）}｝ （３３）
により与えられる。

ｄを計算するためのタイムスタンプが低速フォワードストリームから取得される場合、ＦＰ_１を計算するための式はまた、
ＴＳＴ^Ｓ｛ＦＰ_１｝＝２×ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_Ｌ｝−ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（Ｌ−１）}｝ （３４）
として表すことができる。

後続するエンプティフレームの最初のパケットのタイムスタンプは、１フレーム時間に対応する値をＦＰ_１のタイムスタンプに繰り返し加えることによって取得される。この値は、このケースでは３００×Ｄｅｌｔａとなるよう選択可能である。このとき、後続するエンプティフレームの最初のパケットのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛ＦＰ_ｉ｝＝ＴＳＴ^Ｓ｛ＦＰ_{（ｉ−１）}｝＋３００×Ｄｅｌｔａ （３５）
により与えられる。

以下において、エンプティフレームの残りのパケットの配置が説明される。

エンプティフレームのパケットは、Ｐ_ｊにより示される。ここで、ｊは当該エンプティフレーム内のパケット番号である。Ｐ_１は、ＦＰにより上述されたエンプティフレームの最初のパケットである。

残りのパケットのポジションは、エンプティフレームの最初のパケットから求められる。このため、パケット間の距離についてそれが決定される必要がある。実際、これは、十分利用可能なスペースがあるため、距離が短すぎない限り重要ではない。２つの選択肢がここで説明される。

第１の選択肢は、上述したようにｄの値を再び利用することである。この値は、エンプティフレーム内のパケットのタイムスタンプをインクリメントするのに用いられる。このとき、これらのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_ｊ｝＝ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（ｊ−１）}｝＋ｄ （３６）
により与えられる。

これは、前フレーム５６００、第１エンプティフレーム５６０１及び第２エンプティフレーム５６０２のシーケンスを示す図５６に示される。このため、図５６は、前のフレームに基づくエンプティフレームのパケット距離を示す。

第２の選択肢は、エンプティフレームのパケットを１フレーム時間に均等に分散することである。この場合、インクリメントは、エンプティフレームのパケット数により除された１フレーム時間に対応する値に等しい。このパケット数をＮ_ｅにより示し、パケット間の距離をｄ_ｅにより示すと、その距離は、
ｄ_ｅ＝３００×Ｄｅｌｔａ／Ｎ_ｅ （３７）
により与えられる。

このとき、エンプティフレーム内のパケットのタイムスタンプは、
ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_ｊ｝＝ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（ｊ−１）}｝＋ｄ_ｅ （３８）
により与えられる。

この状況はまた、前フレーム５６００が第１エンプティフレーム５６０１と第２エンプティフレーム５６０２に続くことを示す図５７に示される。

従って、図５７は、１フレーム時間に均等に分散されたエンプティフレームのパケットを示す。

次に、ＰＣＲに関するいくつかの特徴が説明される。

まず、低速フォワードストリームにさらなるＰＣＲが挿入されないと仮定されるかもしれない。Ｉフレームは通常は１フレーム時間よりはるかに大きいため、高い確率によりそれがＰＣＲを含む。Ｐフレームについて、その確率はすでに低下している。Ｂフレームは１フレーム時間よりほとんど小さいため、多くのＢフレームはＰＣＲを有していない。これは、Ｂフレームが繰り返されても、ＰＣＲ内の大きなギャップが低速フォワードストリームに生じることを意味する。一般に、ＰＣＲ間の最大距離はスローモーションファクタだけ増加すると言うことができる。これは、明らかに低速フォワードストリームへのさらなるＰＣＲの挿入を要求するものである。

フレームデータに埋め込まれるオリジナルＰＣＲとは別に、追加的なＰＣＲがエンプティフレームとＢフレームのエンドに追加されるべきである。後者は、当該ポイントにおいてスペースがないため、最後の繰り返しＢフレームのエンドを除いて成り立つ。これらの手段によって、最大距離がＤＶＢ規格の要求を超える可能性があるが、問題となるレベルでない。一般に、その状況は高速フォワード／高速リバースよりはるかに好ましい。

フレームに埋め込まれるＰＣＲの訂正が、少なくとも圧縮のないフレームについて上述された。エンプティフレームと、Ｂフレームのエンドと共に圧縮されたＢフレーム内のＰＣＲについて追加的なＰＣＲのＰＣＲ値を計算する他の方法が効果的である。第１の選択肢は、以下のルールである。すなわち、ＰＣＲ値は、ＰＣＲを含む２つのパケットの実際の低速フォワードタイムスタンプの間の差分により訂正される低速フォワードストリームにおける前のＰＣＲの値に等しい。現在のＰＣＲと前のＰＣＲを含むパケットをそれぞれＰ_ｃ及びＰ_{（ｃ−１）}により示すと、低速フォワードストリームの現在のＰＣＲは、
ＰＣＲ^Ｓ｛Ｐ_ｃ｝＝ＰＣＲ^Ｓ｛Ｐ_{（ｃ−１）}｝＋ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_ｃ｝−ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（ｃ−１）}｝ （３９）
また、ここでＰＣＲは、ベース及び拡張から計算されたトータルのＰＣＲ値を表す。この式は、理想的なケースについては完全であるが、理想的でないケースについては周波数変動と有意なＰＣＲジッタをもたらす。これは、予め計算された訂正ファクタＭを適用することによって回避される。現在のＰＣＲは、
ＰＣＲ^Ｓ｛Ｐ_ｃ｝＝ＰＣＲ^Ｓ｛Ｐ_{（ｃ−１）}｝＋（ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_ｃ｝−ＴＳＴ^Ｓ｛Ｐ_{（ｃ−１）}｝）／Ｍ （４０）
により与えられた。

パケットに挿入される必要があるＰＣＲベース及び拡張は、以下のようにＰＣＲ値から計算される。

ＰＣＲｂａｓｅ＝ｉｎｔ（ＰＣＲ／３００） （４１）
ＰＣＲｅｘｔ＝ＰＣＲ−３００×ＰＣＲｂａｓｅ （４２）
式（４１）及び（４２）は、実際、すべてのＰＣＲ値を調整するのに利用可能であり、圧縮されていないオリジナルフレームに埋め込まれたＰＣＲの値を含む。しかしながら、訂正ファクタによる計算は、蓄積される丸め誤差をもたらし、ＤＴＳに関してＰＣＲタイムベースのゆっくりとしたドリフトをもたらす。従って、このドリフトをゼロにリセットするため、圧縮されていないフレームにおいて埋め込まれたＰＣＲの訂正は、上述されるように、オフセット値の加算により実行される。

本明細書において用いられる略語のリストがテーブル１に与えられる。

テーブル１：トリックプレイに関する用語の略語
ＡＦＬＤ アダプテーション・フィールド・コントロール
ＢＡＴ ブーケ関連付けテーブル
ＣＡ 限定受信
ＣＡＴ 限定受信テーブル
ＣＣ 連続性カウンタ
ＣＷ コントロールワード
ＣＰＩ 特徴ポイント情報
ＤＩＴ 不連続性情報テーブル
ＤＴＳ 復号化タイムテーブル
ＤＶＢ デジタルビデオ放送
ＥＣＭ エンタイトルメント・コントロール・メッセージ
ＥＭＭ エンタイトルメント・マネージメント・メッセージ
ＧＫ グループキー
ＧＫＭ グループキーメッセージ
ＧＯＰ Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ
ＨＤＤ ハードディスクドライブ
ＫＭＭ キーマネージメントメッセージ
ＭＰＥＧ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ
ＮＩＴ ネットワーク情報テーブル
ＰＡＴ プログラム関連付けテーブル
ＰＣＲ プログラムクロックリファレンス
ＰＥＳ パケット化エレメンタリストリーム
ＰＩＤ パケット識別子
ＰＬＵＳＩ ペイロードユニットスタートインジケータ
ＰＭＴ プログラムマップテーブル
ＰＴＳ プレゼンテーションタイムスタンプ
ＳＩＴ 選択情報テーブル
ＳＣＢ スクランブリングコントロールビット
ＳＴＢ セットトップボックス
ＳＹＮＣ 同期ユニット
ＴＥＩ トランスポートエラーインジケータ
ＴＰＩ トランスポートプライオリティユニット
ＴＳ トランスポートストリーム
ＵＫ ユーザキー
上記実施例は本発明を限定するものでなく、説明するものであり、当業者は添付した請求項により規定される本発明の範囲から逸脱することなく他の多数の実施例を構成可能であることに留意すべきである。さらに、記載された実施例の何れも、バッテリやアキュミュレータなどの内部電源などの非明示的な構成を有する。請求項では、括弧内に記載された参照符号は請求項を限定するものとして解釈されるべきでない。“有する”という用語は、何れかの請求項又は明細書全体にリストされた以外の要素又はステップの存在を排除するものでない。要素の単数表現は、当該要素の複数表現を排除するものでなく、その反対も同様である。いくつかの手段を列記した装置クレームでは、これらの手段のいくつかは１つの同じハードウェアにより実現されるかもしれない。特定の手段が互いに異なる従属クレームに記載されるという事実は、これらの手段の組み合わせが効果的に利用できないことを示すものでない。“データ”及び“コンテンツ”という用語は、テキストでは相互に利用されたが、均等なものとして理解されるべきである。

図１は、タイムスタンプのあるトランスポートストリームパケットを示す。 図２は、イントラ符号化フレームとフォワード予測フレームを有するＭＰＥＧ２ ＧＯＰ構成を示す。 図３は、イントラ符号化フレーム、フォワード予測フレーム及び双方向予測フレームを有するＭＰＥＧ２ ＧＯＰ構成を示す。 図４は、特徴ポイント情報ファイルと格納されているストリームコンテンツの構成を示す。 図５は、平文ストリームに対するトリックプレイシステムを示す。 図６は、トリックプレイにおける時間圧縮を示す。 図７は、分数距離によるトリックプレイを示す。 図８は、低速トリックプレイを示す。 図９は、一般的な限定受信システム構成を示す。 図１０は、ＤＶＢにより暗号化されたトランスポートストリームパケットを示す。 図１１は、図１０のＤＶＢにより暗号化されたトランスポートストリームパケットのトランスポートストリームパケットヘッダを示す。 図１２は、完全に暗号化されたストリームに対するトリックプレイの実行を可能にするシステムを示す。 図１３は、フルトランスポートストリームとパーシャルトランスポートストリームを示す。 図１４は、ストリームタイプＩとストリームタイプＩＩのエンタイトルメント・コントロール・メッセージを示す。 図１５は、コントロールワードの解読手段への書き込みを示す。 図１６は、高速フォワードモードにおけるエンタイトルメント・コントロール・メッセージの処理を示す。 図１７は、１又は２つのコントロールワードの検出を示す。 図１８は、一実施例によるデータストリームを処理する装置を示す。 図１９は、フレーム境界におけるパケットの分割を示す。 図２０は、ノーマルプレイデータの解読後の低速フォワード構成を示す。 図２１は、各フレーム境界における平文パケットとのハイブリッドストリームを示す。 図２２は、格納されているハイブリッドストリームに関する低速フォワード構成を示す。 図２３は、連結ポイントにおける不完全なピクチャスタートコードを示す。 図２４は、ノーマルプレイにおける並び替えの効果を示す。 図２５は、低速フォワードモードにおける並び替えの効果を示す。 図２６は、アンカーフレーム前へのエンプティＰフレームの挿入を示す。 図２７は、バックワード予測エンプティＢフレームの利用を示す。 図２８は、フォワード予測エンプティＢフレームの利用を示す。 図２９は、ノーマルプレイの時間リファレンスを示す。 図３０は、Ｂｆフレームを有する低速フォワードのための時間リファレンスを示す。 図３１は、Ｂｂフレームの先行挿入のための時間リファレンスを示す。 図３２は、Ｐｅフレームの先行挿入のための時間リファレンスを示す。 図３３は、３つのタイプのＢフレームのための時間リファレンスを示す。 図３４は、ノーマルプレイ及び低速フォワードストリームのスローモーションファクタＬと距離Ｄを示す。 図３５は、使用されるエンプティＢフレームを有するＩフレームのための時間リファレンスを示す。 図３６は、エンプティＢフレームが使用される際のＰフレームのための時間リファレンスを示す。 図３７は、エンプティＰフレームが使用される際のＩフレームのための時間リファレンスを示す。 図３８は、エンプティＰフレームが使用される際のＰフレームのための時間リファレンスを示す。 図３９は、エンプティＰフレームのための時間リファレンスを示す。 図４０は、フレーム毎に１つのＰＥＳパケットとなるストリームの分割を示す。 図４１は、ＰＥＳヘッダのスタートにおけるストリームの分割を示す。 図４２は、ピクチャスタートコードのスタートにおけるストリームの分割を示す。 図４３は、ピクチャスタートコード内のストリームの分割を示す。 図４４は、連結ポイントにおける不完全なピクチャスタートコードを示す。 図４５は、ｎ＋ｍ＝４の例を示す。 図４６は、ｎ＋ｍ＞４の例を示す。 図４７は、ｎ＋ｍ＜４の例を示す。 図４８は、フレームレートの関数としてＤｅｌｔａを示すテーブルを示す。 図４９は、ＤＴＳとの変更されない距離を示す。 図５０は、同一のＢフレームの系列の境界における等しいオフセットを示す。 図５１は、Ｂフレームデータ長を示す。 図５２は、Ｂフレームが１フレーム時間より大きいケースにおけるデータの重複を示す。 図５３は、均等に分散されたパケットを有するＢフレームの圧縮を示す。 図５４は、エンプティフレームの配置を示す。 図５５は、エンプティフレームの最初のパケットの位置決めを示す。 図５６は、前のフレームに基づくエンプティフレームのパケット距離を示す。 図５７は、１フレーム時間に均等に分散されたエンプティフレームのパケットを示す。

Claims (25)

1. 入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する装置であって、
   前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成する処理ユニットと、
   前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるタイミングユニットと、
   を有する装置。
2. 前記タイミングユニットは、相対的な前記タイミング情報が前記入力フレームシーケンスの相対的なタイミング情報と同一となるように、又は前記出力フレームシーケンスの相対的な前記タイミング情報が前記入力フレームシーケンスの相対的なタイミング情報に関して訂正されるように、前記タイミング情報を前記出力フレームに割り当てるよう構成される、請求項１記載の装置。
3. 前記タイミングユニットは、前記タイミング情報としてＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｍｐ）及び／又は記録タイムスタンプを調整するよう構成される、請求項１記載の装置。
4. 前記タイミングユニットは、出力フレームのスタートと対応するＤＴＳとの間の距離が入力フレームのスタートと対応するさらなるＤＴＳとの間の距離と同じになるように、前記タイミング情報を前記出力フレームに割り当てるよう構成される、請求項１記載の装置。
5. 前記タイミングユニットは、前記出力フレームシーケンスにおける最初に再生されるべき後続する各出力フレームの間のポジションにタイミングパケットを挿入するよう構成される、請求項１記載の装置。
6. 前記タイミングユニットは、前記タイミングパケットとしてＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を挿入するよう構成される、請求項５記載の装置。
7. 前記タイミングユニットは、前記入力フレームシーケンスのさらなるタイミングパケットに関して前記出力フレームシーケンスに挿入されたタイミングパケットを訂正するよう構成される、請求項５記載の装置。
8. 前記処理ユニットは、前記所定の複製レートに従って時間軸に沿って前記入力データストリームの入力フレームを伸張することによって、前記出力データストリームの出力フレームを生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
9. 前記処理ユニットは、双方向予測フレームが前記所定の複製レートに従って数回繰り返されるように構成される、請求項１記載の装置。
10. 前記タイミングユニットは、最初に再生される双方向予測フレームにタイミング情報が割り当てられるのと同様に、タイミング情報を繰り返される双方向予測フレームに割り当てるよう構成される、請求項９記載の装置。
11. 前記タイミングユニットは、所定の閾値を超えるサイズを有する双方向予測フレームが時間について圧縮されるように構成される、請求項１記載の装置。
12. 前記タイミングユニットは、繰り返される双方向予測フレームの最後のフレームを除いて、所定の閾値を超えるサイズを有する双方向予測フレームが時間について圧縮されるように構成される、請求項１記載の装置。
13. 前記処理ユニットは、前記所定の複製レートに従ってアンカーフレームを繰り返すため、エンプティフレームを挿入するよう構成される、請求項１記載の装置。
14. 前記処理ユニットは、低速フォワード再生モード、低速リバース再生モード、スタンド静止再生モード、ステップ再生モード及びインスタントリプレイ再生モードからなるグループのトリックプレイ再生モードに従って前記トリックプレイストリームを生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
15. 前記入力フレーム及び／又は前記出力フレームは、イントラ符号化フレーム、フォワード予測フレーム及び双方向予測フレームからなるグループの少なくとも１つのフレームを含む、請求項１記載の装置。
16. 前記入力データストリーム及び／又は前記出力データストリームを格納する格納ユニットを有する、請求項１記載の装置。
17. 当該装置は、ビデオデータ又はオーディオデータの入力データストリームを処理するよう構成される、請求項１記載の装置。
18. 当該装置は、デジタルデータの入力データストリームを処理するよう構成される、請求項１記載の装置。
19. 当該装置は、前記出力データストリームを再生する再生ユニットを有する、請求項１記載の装置。
20. 当該装置は、ＭＰＥＧ２入力データストリーム又はＭＰＥＧ４入力データストリームを処理するよう構成される、請求項１記載の装置。
21. 当該装置は、少なくとも部分的に暗号化された入力データストリームを処理するよう構成される、請求項１記載の装置。
22. 当該装置は、デジタルビデオ記録装置、ネットワーク対応装置、限定受信システム、ポータブルオーディオプレーヤー、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、コンピュータ、テレビ、公衆娯楽装置及びＭＰ３プレーヤーからなるグループの少なくとも１つとして実現される、請求項１記載の装置。
23. 入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理する方法であって、
    前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成するステップと、
    前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるステップと、
    を有する方法。
24. 入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理するコンピュータプログラムが格納されているコンピュータ可読媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行されると、
    前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成するステップと、
    前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるステップと、
    を制御又は実行するよう構成されるコンピュータ可読媒体。
25. 入力フレームシーケンスを有する入力データストリームを処理するプログラム要素であって、
    当該プログラム要素は、プロセッサにより実行されると、
    前記入力データストリームと所定の複製レートとに基づき、出力フレームシーケンスを有するトリックプレイストリームとして出力データストリームを生成するステップと、
    前記入力フレームシーケンスのタイミング情報に基づくタイミング情報を前記出力フレームに割り当てるステップと、
    を制御又は実行するよう構成されるプログラム要素。
    

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