JP2009525657A - トランスポート・ストリームのジッタの除去 - Google Patents

Abstract

受信器から、多重化されたビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームを受信するように構成された装置であり、多重化されたデータ・ストリームは、受信器によって受信された複数の入力・ビデオ・ストリームから作成されている。装置は、ＰＯＤ（point-of-deployment）モジュールを使用して、多重化されたデータ・ストリームを復号化するように構成されたＰＯＤモジュール・コントローラと、復号モジュールに接続され、ビデオ・データ・パケットを、それぞれの出力ビデオ・データ・ストリームに分けるために、多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されたデマルチプレクサを含み、デマルチプレクサは、出力ビデオ・データ・ストリームのパケットが、タイミング情報に従ってタイム・スペーシングを有するために、多重化されたデータ・ストリームと関連付けられたタイミング情報を使用するようにさらに構成されている。

Description

本発明は、トランスポート・ストリームのジッタの除去に関する。

現代のケーブルシステムは、単一ケーブルを経由して、何百チャンネルものプログラミング容量をエンドユーザに分配する。何百チャンネルを単一ケーブルに束ねるために、ケーブル会社は、典型的には、ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）および／またはＶＳＢ（vestigial sideband modulation）等の信号変調を使用して、チャンネルを区別する。ケーブルホストの１または２以上のチャンネル・チューナ（例えば、セット・トップ・ケーブル・ボックス、またはテレビ受信機内のチューナ回路）は、テレビ受信機に表示させるために、ＱＡＭ変調信号を復調し、ＭＰＥＧ２トランスポート・ストリーム等の復調されたＱＡＭ信号を取り出す。

ケーブル会社は通常、有料チャンネル等のいくつかのチャンネルを暗号化することで、無許可の閲覧および／または著作権侵害を防いでいる。これらの暗号化されたチャンネルは、典型的には、閲覧する前に、ＰＯＤ（point of deployment）アクセスカード、または「ケーブルカード（CABLECARD）」等の暗号解読器によって復号化される。ケーブルカードは、現代の多くのテレビ受信機に見られるスロットに、挿入するように設計された小さな装置（ラップトップ型コンピュータ用のＰＣＭＣＩＡと同様である）である。ケーブルカードは、典型的には、エンドユーザのケーブル会社によって提供され、ケーブル会社によって提供された信号を復号するのに使用される、復号アルゴリズム／キーを含む。一般的に、異なるケーブルシステムは、異なる復号アルゴリズムを含んだ異なるケーブルカードを使用する。ケーブルカードは、復調されたＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームを受信し、次に復号化し、テレビ受信機が表示するための転送を行う。

第二世代のケーブルカード（例えば、ＯＣ−ＳＰ−ＣＣＩＦ２．０(Open CABLECARD 2.0 specification)に準拠するケーブルカード）またはＭカード（MCARD）は、表示用の複数のトランスポート・ストリーム（例えば、複数のトランスポート・ストリームが多重化されて、単一の多重化トランスポート・ストリームになる場合）の復号化が可能である。例えば、ピクチャ・イン・ピクチャを使用している場合、複数のテレビ受信機が、単一のＭカードに接続された場合、および／または複数のテレビ受信機が、単一のＭカードを使用する単一のビデオ分配箱に接続された場合、エンドユーザは、典型的には、複数のトランスポート・ストリームを同時に復号化する。しかしながら、ケーブルカードは、不定量の遅延を復調／復合化のプロセスにもたらす可能性があり、複数のトランスポート・ストリームのデータ・パケットに、タイム・スペーシング・ジッタを及ぼす場合がある。結果として生じる分離され、復号化されたトランスポート・ストリームの品質は、対応する多重化される前の信号と比較して低下する、またはトランスポート・ストリームが見えなくなる場合がある。

一態様において、一般的に、本発明は、多重化ビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームを、受信器から受信するように構成された装置を提供し、多重化されたデータ・ストリームは、受信器によって受信された複数の入力ビデオ・ストリームから作成されている。装置は、ＰＯＤ（point-of-deployment）モジュールを使用して、多重化されたデータ・ストリームを復号化するように構成されたＰＯＤモジュール・コントローラと、復号モジュールに接続され、ビデオ・データ・パケットを、それぞれの出力ビデオ・データ・ストリームに分けるために、多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されたデマルチプレクサを含み、デマルチプレクサは、出力ビデオ・データ・ストリームのパケットが、タイミング情報に従ってタイム・スペーシングを有するために、多重化されたデータ・ストリームと関連付けられたタイミング情報を使用するようにさらに構成されている。

本発明の実装では、以下の機能を１または２以上含むことができる。デマルチプレクサは、多重化されたデータ・ストリームのビデオ・データ・パケットの各々と関連付けられた各々のタイミング情報を用いて、多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されている。デマルチプレクサは、ビデオ・データ・パケットのヘッダに含まれているそれぞれのタイミング情報を用いて、多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成さている。タイミング情報は、ビデオ・データ・パケットのヘッダにそれぞれのタイム・スタンプを含み、デマルチプレクサは、それぞれのビデオ・データ・ストリームのパケット間のタイム・スペーシングを決定するように構成されている。デマルチプレクサは、バッファを含み、それぞれのビデオ・データ・パケットと関連付けられたタイミング情報に従って、一定期間、多重化されたデータ・パケットを格納するように構成されている。ＰＯＤモジュール・コントローラおよびデマルチプレクサは、半導体チップに配置される。

別の態様では、一般的に、本発明は、複数の暗号化された入力ビデオ・データ・ストリームを受信するように構成された受信器に使用するマルチプレクサを提供し、マルチプレクサ・モジュールは、複数の入力ビデオ・データ・ストリームのデータ・パケットを、ビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームに多重化し、タイミング情報を、多重化されたデータ・ストリームと関連付けるように構成されていることから、それぞれの入力ビデオ・データ・ストリームのビデオ・データ・パケットのタイム・スペーシングは、デマルチプレクサによって決定できる。

本発明の実装では、以下の機能を１または２以上含むことができる。マルチプレクサは、それぞれのタイミング情報を、多重化されたデータ・ストリームのビデオ・データ・パケットの各々と関連付けるように構成されていることから、それぞれの入力ビデオ・データ・ストリームのビデオ・データ・パケットのタイム・スペーシングを決定することができる。マルチプレクサは、ビデオ・データ・パケットのヘッダに、タイミング情報を付加し、多重化されたデータ・ストリームを形成するように構成される。タイミング情報は、タイム・スタンプである。タイミング情報は、マルチプレクサが、ビデオ・データ・パケットを処理した時間を表示する。タイミング情報は、装置が、ビデオ・データ・パケットを処理した時間を反映する。

別の態様では、一般的に、本発明は、複数の暗号化された入力ビデオ・データ・ストリームを受信し、入力ビデオ・データ・ストリームから、複数の出力ビデオ・データ・ストリームを取り出して、同時に表示するように構成された受信器を使用するシステムを提供し、システムは、複数の入力ビデオ・データ・ストリームのデータ・パケットを、ビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームに多重化し、タイミング情報を、多重化されたデータ・ストリームと関連付けるように構成されていることから、それぞれの入力データ・ストリームのビデオ・データ・パケットの入力タイム・スペーシングを決定できるマルチプレクサと、多重化されたデータ・ストリームを復号化するように構成されているマルチプレクサに接続された復号モジュールと、復号モジュールに接続され、ビデオ・データ・パケットを、それぞれの出力ビデオ・データ・ストリームに分けるために、多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されたデマルチプレクサを含み、デマルチプレクサは、出力ビデオ・データ・ストリームのパケットが、対応する入力ビデオ・データ・ストリームの、対応するデータ・パケットの入力タイム・スペーシングと実質的に等しいタイム・スペーシングを有するために、タイミング情報を使用するようにさらに構成されている。

本発明の実装では、以下の機能を１または２以上含むことができる。マルチプレクサは、それぞれのタイミング情報を、多重化されたデータ・ストリームのビデオ・データ・パケットの各々と関連付けするように構成されていることから、それぞれの入力ビデオ・データ・ストリームのビデオ・データ・パケットのタイム・スペーシングを決定することができる。マルチプレクサは、ビデオ・データ・パケットのヘッダに、それぞれのタイミング情報を付加し、多重化されたデータ・ストリームを形成するように構成されている。タイミング情報は、タイム・スタンプである。タイミング情報は、ビデオ・データ・パケットが受信器によって処理された時間を表示する。デマルチプレクサは、バッファを含み、それぞれのビデオ・データ・パケットと関連付けられたタイミング情報に従って、一定期間、分離されたデータ・パケットを格納するように構成されている。

本発明のさまざまな態様は、以下の機能の１または２以上を提供できる。復調されたデータ・ストリームのデータ・パケットのタイム・スペーシングは、復号化プロセスの間保持できる。先行技術と比べて、復号化されたデータ・パケットのジッタを、削減または除去することもできる。いくつかのトランスポート・ストリームの多重化および分離は、トランスポート・ストリーム・パケットのデータ・ペイロード・フィールドを変えることなく行うことができる。複数の暗号化されたチャンネルを、すぐに単一のテレビ受信機（例えば、ピクチャ・イン・ピクチャ）で閲覧できる。

本発明自体に加えて、これらと他の発明の機能も、以下の図、詳細な説明、および請求を参照することで、より十分に理解されるだろう。

本発明の実施形態は、実質的に、ジッタを除去し、入力トランスポート・ストリームのタイム・スペーシング情報を保持する一方で、複数のトランスポート・ストリームを多重化および分離する技術を提供する。例えば、ケーブルホストは、ケーブルプロバイダから、暗号化されたＱＡＭまたはＶＳＢ変調信号を受信する。チューナは、それらの信号を２つの別々のトランスポート・ストリーム、例えば、ＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームに復調する。トランスポート・ストリームは、ＴＤＭ（time division multiplexing）を使用して、複数のトランスポート・ストリームを統合して、単一のトランスポート・ストリームにするマルチプレクサに送信される。多重化プロセスの間、マルチプレクサは、多重化されたデータ・パケットの各々のヘッダに、タイム・スタンプを付加し、パケットが、マルチプレクサによって受信された時間を反映する。多重化された単一のトランスポート・ストリームは、暗号化されたチャンネルを復号化し、復号化された多重化トランスポート・ストリームをデマルチプレクサに送信する、ケーブルカードに送信される。復号化され、分離されたストリームの各々のパケット・タイミングを、多重化前の、対応するストリームと同じにするために、デマルチプレクサは、タイム・スタンプを用いて、復号化された多重化トランスポート・ストリームを、複数の復号化されたトランスポート・ストリームに分離する。分離されたストリームは、テレビ受信機に表示される。他の実施形態は、発明の範囲内で行われる。

図１を参照すると、ケーブルテレビシステム５は、ケーブル信号プロバイダ１２、ケーブルホスト１５、およびディスプレイシステム２０を含む。ケーブル信号プロバイダ１２は、他の変調方式も可能であるが、例えば、ＱＡＭ６４またはＱＡＭ２５６変調信号といったケーブル信号１０を供給する。ケーブル信号１０は、典型的には、エンドユーザによって使用される多数のプログラミングのチャンネルおよび／または他のデータを含む。ケーブルホスト１５は、ケーブル信号１０を、ディスプレイシステム２０によって使用される信号形式に復調できる標準のセット・トップ・ケーブル・ボックスである。ここでのケーブルホスト１５は、セット・トップ・ボックスであるが、別々のセット・トップ・ボックスを用いる代わりに、ホスト１５を、「デジタル・ケーブル接続用（digital cable ready）」テレビ受信機に組み込むといった他の構成も可能である。システム５は、ケーブル信号プロバイダ１２によって提供された信号が、ケーブルホスト１５によって復調され、ディスプレイシステム２０によって処理され、表示される（例えば、信号に含まれたビジュアル情報が表示される）ように構成される。

ケーブルホスト１５は、デモジュレータ２５および３０、出力形式スムーザ４５および５０、マルチプレクサ６５、および外部トランスポート・ストリーム・コネクタ７０を含む。デモジュレータ２５および３０は、ケーブルプロバイダ１２に接続され、ＱＡＭまたはＶＳＢ形式からケーブル信号１０を受信し、復調し、復調されたトランスポート・ストリーム３５および４０のそれぞれを、例えば、ＭＰＥＧ２形式で出力するように構成される。デモジュレータ２５および３０の各々は、好適には、チューナ回路として機能し、エンドユーザの要求に応じて、特定のチャンネルを選択できる。例えば、「チャンネル４４」の閲覧を選択しているユーザに応じて、デモジュレータ２５、３０の１つが、ケーブル信号１０を復調し、チャンネル４４に対応するケーブル信号１０部分を分離する。デモジュレータ２５および３０は、出力形式スムーザ４５および５０のそれぞれに接続され、復調されたトランスポート・ストリーム３５および４０を、出力形式スムーザ４５および５０のそれぞれに出力するように構成される。出力形式スムーザ４５および５０は、復調されたトランスポート・ストリームのジッタを除去する、および／または一定のデータ速度の出力を生成することができる。トランスポート・ストリーム５５および６０は、出力形式スムーザ４５および５０から、マルチプレクサ６５に送信される。図１に出力形式スムーザを示しているが、出力形式スムーザ４５および５０は、省く（例えば、デモジュレータ２５および／または３０は、マルチプレクサ６５に直接接続できる）ことができる。

マルチプレクサ６５は、出力形式スムーザ４５および５０に接続され、ストリーム５５および６０を受信し、外部デモジュレータ８０に接続され、外部トランスポート・ストリーム・コネクタ７０を経由して、外部デモジュレータ８０から、外部トランスポート・ストリーム７５を受信するように構成される。外部デモジュレータ８０は、マルチプレクサ６５と互換性があるプロトコル（例えば、ＭＰＥＧ２）を用いた外部入力である。外部デモジュレータ８０は、例えば、ＤＶＤプレイヤ、デジタルＶＣＲ、ハード・ドライブ・レコーダ、コンピュータ・ビデオ・ストリーム等の他のチューナとすることができる。

マルチプレクサ６５は、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５を、単一の多重化トランスポート・ストリーム８５に多重化できる。マルチプレクサ６５は、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５に、タイミング情報（例えば、マルチプレクサが、トランスポート・ストリーム５５を受信する時間、デモジュレータ２５が、ケーブル信号１０を受信する時間、マルチプレクサ６５が、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５を多重化する時間を反映するタイミング情報）を付加し、多重化されたトランスポート・ストリーム８５を形成するように構成される。マルチプレクサ６５は、ディスプレイシステム２０に接続され、付加的なタイミング情報を含んでいる多重化されたトランスポート・ストリーム８５を、ディスプレイシステム２０に送信できる。付加されたタイミング情報は、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５の各々に、パケット受信の相対的なタイミングを示す。相対的なタイミング情報は、さまざまな形をとることができる。例えば、タイミングの情報は、絶対時間（例えば、時刻）、第１パケットから現在のパケットまでの相対時間（例えば、遅延時間）、前のパケットから現在のパケットまでの相対時間（遅延時間）、データ・パケット間の反復的なインクリメントの代表値（例えば、データ・パケット間の均一のタイム・インクリメントを表す数字）等にできる。タイミング情報は、パケットの各々に入れることができ、または、例えば、反復的なインクリメントの場合、タイミング情報は、第１パケットの一部として、またはいくつかのパケットの１番目に送信され、後のパケットでストリーム数とパケット数を識別し、タイミングを計算している。タイミング情報の付加は、例えば、既存のタイミング情報を、データ・パケットに置換すること、タイミング情報フィールドを、全ての０および／または１（２進法における０と１）からタイミング情報の代表値に変えること、新しいタイミング情報フィールドを作成すること等のさまざまな方法で行うことができる。タイミング情報は、１０８ＭＨｚのカウンタ動作を用いて、マルチプレクサ６５によって作成できる。カウンタは、２７ＭＨｚクロックを基準としている（例えば、カウンタのタイミングは、２７ＭＨｚクロックで制御できる）。

図２も参照すると、表４０５は、３つの入力トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８から、マルチプレクサ６５によって受信されたデータ・パケットを示す。図示されたトランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８の部分は、それぞれ、パケットＡ０からＡ７間、Ｂ０からＢ３間、Ｃ０からＣ２間を含む。ここで、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８の各々からのデータ・パケットは、パケットが、Ｔ１からＴ１６間の着信時間に対応していることを示しているカラムに対応する時間に着信する。異なるストリーム４０６、４０７、および４０８における、それぞれのパケットは、それらの間で同じタイム・スペーシングを有するにもかかわらず、異なるストリーム４０６、４０７、および４０８の間のデータ・パケットは、パケット間の異なるタイム・スペーシングで着信する。ここで、トランスポート・ストリーム４０７からのデータ・パケットは、４番目のタイム・スロット毎に（ここでは、Ｔ３、Ｔ７、Ｔ１１、およびＴ１５）に着信するのに対し、トランスポート・ストリーム４０６からのＡ０からＡ７間のデータ・パケットは、タイム・スロット１つおきに（ここでは、Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１１、Ｔ１３、およびＴ１５）に着信する。トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８における各々のパケット間のこれらの等間隔は、必要とされない。

表４１０は、マルチプレクサ６５によってディスプレイシステム２０に送信された、多重化されたトランスポート・ストリーム４１２を示す。マルチプレクサ６５は、ストリーム４０６、４０７、および４０８のパケットを統合して、単一のストリーム４１２にするように構成される。マルチプレクサ６５は、ＦＩＦＯ（first-in-first-out）、ＬＩＦＯ（last-in-first-out）等の優先アルゴリズム、または多重化されたトランスポート・ストリーム４１２のデータ・パケットを重み付け順に優先させた配置を実装する。入力トランスポート・ストリーム４０６、４０７および／または４０８の各々に、特定の優先順位を与えることができ、優先順位の高いストリームのパケットが、優先順位の低いストリームのパケットと同時に着信する場合、または優先順位の低いストリームのパケットが、多重化されたストリーム４１２に入れられるのを待機している場合、優先順位の高いパケットからのパケットは、優先順位の低いストリームからのパケットより先に、多重化されたストリーム４１２に配置される。例えば、表４０５と４１０に示すように、トランスポート・ストリーム４０７は、トランスポート・ストリーム４０８よりも高い優先順位を有し、トランスポート・ストリーム４０８は、トランスポート・ストリーム４０６よりも高い優先順位を有する。マルチプレクサ６５は、マルチプレクサ６５のバッファが、送信されるのを待機しているトランスポート・ストリーム４０６、４０７および４０８の各々からのデータ・パケットを含む場合、マルチプレクサ６５は、最初に、トランスポート・ストリーム４０７から、データ・パケットを送信し、次に、トランスポート・ストリーム４０８から、データ・パケットを送信し、次にトランスポート・ストリーム４０６からデータ・パケットを送信するように構成される。

表４０５、４１０、および４１５は、異なる絶対時間に対応することができる。表４１５に表されたデータ・パケットは、表４０５に表されたデータ・パケットが受信された後、ある時間（ｎ）で出力される。例えば、マルチプレクサ６５が、１０ミリ秒の遅延を生じた場合、次のＴ１＋ｎは、少なくともＴ１の１０ミリ秒後になる。遅延（ｎ）は、例えば、多重化、復号化、および分離のプロセスに内在する遅延によって生じる場合がある。

図３も参照すると、拡張されたＭＰＥＧ２トランスポート・ストリーム・データ・パケット２００は、ヘッダ・フィールド２０５、２１０、２１５、２２０、２２５、２３０、２３５、２４０、２４５、２５０、２５５、および２６０とペイロード２６５を含む。ヘッダ・フィールド２０５、２１０、２１５、２２０、２２５、２３０、２３５、２４０、２４５、２５０、２５５、および２６０の各々は、長さ１バイトで、ペイロード２６５は、長さ１８８バイトであるが、他の構成（例えば、データ・パケット２００は、２００バイトよりも長くできる）も可能である。データ・パケット２００は、ケーブルホスト１５とディスプレイシステム２０の間、またはケーブルプロバイダ１２とケーブルホスト１５の間で送信されるデータ・パケットを表す。フィールド２０５は、ホストが作成したトランスポート・ストリームＩＤであり、単一のトランスポート・ストリームの各々のパケットと同一であり、各々のトランスポート・ストリームに固有のものである。フィールド２０５は、好適には、ディスプレイシステム２０によって使用され、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５のどれに特に、データ・パケット２００が属するのかを決定する。フィールド２１０は、ホスト１５またはケーブルカード以外のものが使用するために、予約されている。フィールド２１５および２２０は、ホストが使用するために、予約されている。フィールド２２５、２３０、２３５、および２４０は、マルチプレクサ６５によって作成されたタイミング情報を含む。フィールド２４５および２５０は、ケーブルカード２．０仕様で定義されたように、ケーブルカードが使用するために、予約されている。フィールド２６０は、エラー訂正に使用するために、ホスト１５および／またはケーブルカードによって作成されたＣＲＣ（cyclic redundancy check）バイトを含む。ヘッダ・フィールドを、パケット２００の先頭に示すが、ヘッダは、データ・パケットの真ん中および／または最後に配置できる、および／またはデータ・パケットの任意の非ペイロード部分に配置できる。

タイミング情報は、多重化されたデータ・ストリーム４１２のパケット各々に提供され、対応するストリームの特定のデータ・パケットのタイミングを表示する。例えば、多重化されたパケットＭＡ０は、多重化されたパケットＭＡ１と同じように、タイミング情報を含む。これら２つのパケットＭＡ０とＭＡ１に含まれている情報から、分離されたパケットＡ０とＡ１の相対的なタイム・スペーシングは、ストリーム４０６に対応して決定できる。ストリーム４０７、４０８と同様に、ストリーム４０６の他のパケットも同様に真である。ここで、タイミング情報は、絶対時間を表示するタイム・スタンプであることから、２つのパケットの分離時間を計算できる。従って、多重化されたパケットの各々のタイミング情報は、この例では異なるが、共通のストリームのパケット間の相対的な時間分離は、容易に決定できる。

図１を再度参照すると、ディスプレイシステム２０は、ＰＯＤ（point-of-deployment）モジュール・コントローラ（ここでは、Ｍ−カード・コントローラ９０）、ＰＯＤモジュール（ここでは、Ｍ−カード９５）、デコーダ１２０、およびディスプレイ要素１３０を含む。ディスプレイシステム２０は、例えば、ケーブルカード・スロットを含んでいるＰＯＤが使用可能なテレビ受信機であるが、他の構成（例えば、ディスプレイ要素１３０を、Ｍ−カード・コントローラ９０、Ｍ−カード９５、およびデコーダ１２０から離れて配置できる）も可能である。

Ｍ−カード・コントローラ９０は、制御と、接続１００と１０５を経由して、Ｍ−カード９５とのインタフェーシングに関わる。Ｍ−カード・コントローラ９０は、マルチプレクサ６５に接続され、マルチプレクサ６５から多重化されたトランスポート・ストリーム８５を受信するように構成される。多重化されたトランスポート・ストリーム８５に含まれたデータ部分は、暗号化される。Ｍ−カード・コントローラ９０は、暗号化された多重化トランスポート・ストリーム８５を、Ｍ−カード９５に送信するように構成される。Ｍ−カード９５は、他の構成も可能であるが、好適には、ケーブルカード・インタフェース２．０仕様（ＯＣ−ＳＰ−ＣＣＩＦ２．０−Ｉ０２−０５０７０８）に準拠している。Ｍ−カード９５は、トランスポート・ストリーム８５に含まれた暗号化された情報を復号化し、復号化された多重化信号を、接続１０５を経由して、Ｍカード・コントローラ９０に送信するように構成される。Ｍ−カード・コントローラ９０は、トランスポート・ストリーム１１０のように、復号化された多重化信号を、デコーダ１２０に転送できる。代替として、Ｍ−カード９５は、トランスポート・ストリーム８５の一部を復号化することのみ可能である（例えば、閲覧者が、トランスポート・ストリーム８５に含まれた全てのチャンネルの閲覧を許可されていない場合）。

デコーダ１２０は、トランスポート・ストリーム１１０に含まれる情報を分離し、および／または復号し、エンドユーザに表示するために、分離されたおよび／または復号された情報を、ビデオ信号１２５を経由して、ディスプレイ要素１３０に送信することができる。デコーダ１２０は、他のデマルチプレクサも使用できるが、Xilleon X260（カナダ オンタリオ州 マークハムの本件特許出願人製）等のデコーダが好ましい。デコーダ１２０は、他の構成（例えば、デコーダ１２０の外部に配置されているバッファ）も可能であるが、好適には、分離プロセスで使用されたバッファ１２２等のメモリを含む。バッファ１２２は、ディスプレイ要素１３０に送信される前に、分離されたデータ・パケットを格納できる。デコーダ１２０は、マルチプレクサ６５によって提供されたタイミング情報が表示する適切な期間、バッファ１２２の分離されたデータ・パケットを格納し、特定のトランスポート・ストリームのタイム・スペーシングを保持するように構成される。例えば、図２も参照すると、トランスポート・ストリーム４０８の復元において、パケットＣ０が、ディスプレイ要素１３０に送信されているのと同じタイム・インターバルの間、パケットＣ１が、デコーダ１２０によって受信される場合、デコーダ１２０は、ストリーム４２４の一部として、パケットＣ１を送信する前に、５回のタイム・インターバルの間、バッファ１２２のパケットＣ１を保持するので、トランスポート・ストリーム４０８のデータ・パケットＣ０とＣ１の５回のインターバルのタイム・スペーシングを再生する。

デコーダ１２０は、入力ストリームを、４０６、４０７、および４０８に分けると仮定して、ストリーム４１２のフォーマットと同じストリーム１１０を分離するように構成される。デコーダ１２０は、各々のパケットのタイミング情報を分析して、ストリーム４０６、４０７、および４０８におけるスペーシングの時間と同じ時間をパケットにスペースとして与えるように構成される。従って、表４１５に示すように、表４１０に示した多重化されたデータ・ストリーム４１２を入力として用いて、デコーダ１２０は、トランスポート・ストリーム４２２、４２３、および／または４２４が、他のパケットと比較して、各々のデータ・パケットの元のタイム・スペーシングを実質的に有するように、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および／または４０８を復元できる。例えば、デコーダ１２０は、各々のパケットをバッファに保持し、各々のパケットに含まれたタイミング情報によって表示されるのと同様に適した各々のパケットを挿入することによって、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８を復元できる。従って、情報ストリーム４０６、４０７、および４０８の各々のタイム・スペーシングは、保存されるので、多重化プロセスによってもたらされたジッタを削減する、および場合によっては除去する。

ディスプレイ要素１３０は、好適には、テレビ画面であるが、他の構成（例えば、プロジェクタ、コンピュータ画面等）も可能である。ディスプレイ要素１３０は、例えば、ピクチャ・イン・ピクチャ技術を用いて、一度に、１または２以上のトランスポート・ストリームからの情報を表示できる。図１に、ディスプレイ要素１３０を示すが、ディスプレイ要素１３０は、ディスプレイシステム２０の一部として、ディスプレイシステム２０の外部に配置できる。

図４と図１−３をさらに参照した動作において、ケーブルシステム５を用いて削減されたジッタを有する、分離されたＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームを作成するプロセス３００は、以下のステージを含む。プロセス３００において、複数のトランスポート・ストリーム（例えば、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および／または４０８）は、多重化され、タイム・スペーシングの保存を用いて分離され、ジッタを削減する、および場合によっては除去する。プロセス３００は、単に例示的なものであり、これにより限定されない。プロセス３００は、例えば、ステージの付加、除去、および／または変更によって変更できる。

ステージ３０５では、ケーブルホスト１５は、ケーブル信号プロバイダ１２からケーブル信号１０を受信する。ここでは、ケーブル信号１０は、ＱＡＭ６４またはＱＡＭ２５６を用いて変調される。

ステージ３１０では、デモジュレータ２５、３０、および８０は、ケーブル信号１０を、複数のトランスポート・ストリームに復調するが、ここでは、トランスポート・ストリーム４０６と４０７である。エンドユーザからの外部入力は、どの特定のチャンネルが、デモジュレータ２５および３０によって復調されるかを制御する。例えば、エンドユーザは、ケーブルチャンネル２６および７６に対応する、「ＨＢＯ（登録商標）」と「Ｓｈｏｗｔｉｍｅ（登録商標）」を、閲覧するのに選択する。デモジュレータ２５は、チャンネル２６を、ＭＰＥＧ２形式の第１のトランスポート・ストリーム４０６に復調する。デモジュレータ３０は、チャンネル７６を、ＭＰＥＧ２形式の第２のトランスポート・ストリーム４０７に復調する。さらに、外部デモジュレータ８０は、ケーブル信号１０（または、ＤＶＤプレイヤ等の別のソース）を復調し、トランスポート・ストリーム７５を、ここではトランスポート・ストリーム４０８であるが、マルチプレクサ６５に提供する。

ステージ３１５では、デモジュレータ２５、３０、および８０は、複数のＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームを、各々がデータ・パケット２００と実質的に同じである複数のＭＰＥＧ２データ・パケットにパケット化する。各々のＭＰＥＧ２データ・パケットは、最初の１２バイトはヘッダ情報で、残りの１８８バイトはＭＰＥＧ２データのペイロードを含んでいる、長さ２００バイトのデータ・パケットであるパケット２００と同じである。ＭＰＥＧ２データ・パケットは、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８として、マルチプレクサ６５に送信される。

ステージ３２０では、マルチプレクサ６５は、ＭＰＥＧ２トランスポート・ストリーム４０６、４０７、および４０８を受信し、マルチプレクサ６５が、各々のＭＰＥＧ２データ・パケットを受信した場合の機能として、ＭＰＥＧ２データ・パケットの各々に、タイミング情報を付加する。ＭＰＥＧ２データ・パケットは、図３に示すような形式に構成される。マルチプレクサ６５は、他のヘッダ・フィールドも使用できるが、データ・パケット２００の非ペイロード部分、ここでは、ヘッダ・フィールド２２５、２３０、２３５、および／または２４０に、タイミング情報を付加する。２以上のタイミング情報は、ヘッダ（例えば、各々のヘッダ・フィールド２２５、２３０、２３５．および／または２４０の異なるタイミング情報）に付加できる。

ステージ３２５では、マルチプレクサ６５は、ＴＤＭ（time-division multiplexing）を用いて、ＭＰＥＧ２データ・パケットを、単一の多重化トランスポート・ストリーム（ここでは、トランスポート・ストリーム４１２）に多重化する。マルチプレクサ６５は、優先アルゴリズムに従って、ＭＰＥＧ２データ・パケットを多重化する。例えば、多重化プロセスの間、マルチプレクサ６５は、マルチプレクサ６５のバッファに含まれた最も高い優先順位のパケットを、トランスポート・ストリーム４１２に挿入できる。マルチプレクサ６５は、多重化されたトランスポート・ストリームを、ＭＰＥＧ２データ・パケットにパケット化する。ステージ３３０では、多重化されたトランスポート・ストリームは、ディスプレイシステム２０に送信される。

ステージ３３５では、Ｍ−カード９５は、エンドユーザのケーブルプロバイダが提供する復号キー／アルゴリズムを用いて、多重化されたＭＰＥＧ２データ・パケットの各々のペイロードを符号化する。符号化プロセスの間、Ｍ−カード９５は、ヘッダ・フィールド２２５、２３０、２３５、および／または２４０に含まれたタイム・スタンプと、ヘッダ・フィールド２０５に含まれた情報を含んでいる、元のヘッダ情報の大部分を保存する。復号化多重化されたデータ・パケットは、Ｍ−カード９５によって、デコーダ１２０に送信される。

ステージ３４０では、デコーダ１２０は、別々のトランスポート・ストリームを変調して、復号化された多重化データ・パケットを分離する。デコーダ１２０は、ヘッダ・フィールド２０５に含まれたトランスポート・ストリームＩＤを作成したホストを用いて、個々のＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームに従って、データ・パケットをグループに分ける。

ステージ３４５では、デコーダ１２０は、必要に応じて、復号化されたデータ・パケットの各々のヘッダに含まれたタイミング情報を使用して、分離されたパケットのタイミング情報を適応させる。デコーダ１２０は、パケットに含まれたタイミング情報を分析し、適正な時間に、パケットを、ディスプレイ１３０に送信し、タイミング情報に従った期間、復号化されたデータ・パケットを格納し、トランスポート・ストリーム４０６、４０７、４０８のパケットの分離時間に適合させ、トランスポート・ストリーム４２２、４２３、４２４の作成を試みる。従って、デコーダ１２０は、個々の情報ストリーム４０６、４０７、４０８の元のパケットのタイム・スペーシングを、実質的に再生する。

プロセス３００は、ケーブルシステム５が動作中で、少なくも１つの特定のチャンネルが選択されるおよび／または外部ソースが、復号化された信号を提供しているかぎり、無限に繰り返す。

他の実施形態は、本発明の範囲内で行われる。例えば、プロセス３００は、代表的なものにすぎず、これに限定されない。図示するように、プロセス３００は、ＱＡＭ６４および／またはＱＡＭ２５６を用いて変調されたケーブルプロバイダ１２から、変調されたケーブル信号を受信する。しかし、ケーブルプロバイダ１２は、他の変調方式を使用できる。ケーブル信号１０は、ケーブルプロバイダ１２以外に、復号化されたＤＶＤ信号、暗号化されたコンピュータからのストリーミング・ビデオ、暗号化されてないデータ・ストリーム、および／または他のネットワーク・データ・ストリーム等の、他のソースから提供できる。トランスポート・ストリームは、複数のプログラム・ストリームを含むことができる。またステージ３１５では、ＭＰＥＧ４またはＭＰＥＧ７形式および／または大きなデータ・パケット（例えば、４００バイトのパケット）等を用いた、他のパケットサイズおよび／または形式が可能である。ステージ３２５の間、例えば、ＦＤＭ（frequency-division multiplexing）および／またはＳＤＭ（space-division multiplexing）等の、時分割多重化以外の多重化方式を使用できる。

ケーブルホストについて、図１のケーブルホスト１５に関して、上記に説明してきたが、他の構成も可能である。例えば、ケーブルホスト１５は、「デジタル・ケーブル接続用（digital cable read）」テレビ受信機、またはＤＶＤプレイヤ、ＶＣＲ、ハード・ドライブ・レコーダ、衛星放送受信機といった、他のオーディオ／ビジュアル・コンポーネント等のディスプレイシステム２０に含むことができる。マルチプレクサ６５は、３つの入力（例えば、トランスポート・ストリーム５５、６０、および７５）を含むものとして説明してきたが、他の構成（例えば、ケーブルホスト１５０に含まれた５つのデモジュレータから受信された５つのトランスポート・ストリーム）が可能である。出力形式スムーザ４５と５０を用いないケーブルホストが可能である。ハード・ドライブ・レコーディング・ユニット（例えば、ＤＶＲ（digital video recorder））、付加的なデモジュレータ、付加的なオーディオ・ビデオ出力、ネットワーク接続、イーサネット（登録商標）接続、電話接続、直列接続ポート、複数のディスプレイ接続等の、付加的なコンポーネントを、ケーブルホスト１５に付加できる。

ケーブル信号１０の変形も可能である。ケーブル信号１０は、衛星放送プロバイダ、閉回路テレビ・システム、インターネット・ビデオ・ストリーム、ＤＶＤプレイヤ、デジタルＶＣＲ、ハード・ドライバ・レコーダ（例えば、ＴＩＶＯ（登録商標）ユニット）等の、他のソースを元とすることができる。ケーブル信号１０は、ＡＭ（amplitude modulation）、ＦＭ（frequency modulation）、振幅偏移変調、周波数偏移変調、位相偏移変調、直角位相偏移変調、パルス符号変調、デルタ変調、スペクトラル拡散等の、他の変調方式を用いて変調できる。ケーブル信号１０は、暗号化されてないデータを含むことができる。ケーブル信号１０は、単一の信号チャンネルのみを含むことができる。ケーブル信号１０は、双方向（例えば、対話型プログラミング）にすることができる。ケーブル信号１０は、非ビデオ・データ（例えば、インターネットで使用されるデータ・パケット）を含むことができる。

ケーブルホスト１５およびディスプレイシステム２０は、別々の要素として示すが、他の構成も可能である。例えば、ケーブルホスト１５およびディスプレイシステム２０によって提供される機能性は、ケーブルカードのような単一の要素に統合できる。

データ・パケット２００を、２００バイトのＭＰＥＧ２データ・パケットとして説明してきたが、他の構成も可能である。例えば、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ３、ＭＰＥＧ４、ＭＰＥＧ７、ＭＰＥＧ２１、ＲＩＦＦ（Resource Interchange File Format）、ＡＶＩ（Audio Video Interleaved）、「Quick Time（登録商標）」等の、他の圧縮標準も使用できる。

「データ・パケット」は、同一でないコンテンツについて言える。例えば、ヘッダ情報は、変えることができ、タイミング情報は、挿入するおよび／または取り外すことができ、データ・パケットのペイロード部分は、実質的に同じコンテンツ（例えば、暗号化信号および復号化信号は、実質的に同じ情報を含むことができる）を保持している間、変えることができるため、これらのパケットは、同じパケットと言うことができる。また別の例では、イーサネット（登録商標）のパケットは、インターネットを移動し、基盤装置（例えば、ルータ、スイッチ等）が、パケット（例えば、アドレス情報、ホップ数等）に含まれた情報を、定期的に変えるとしても、同じパケットと見なされる。

本明細書で使用される言葉「接続された」は、直接接続、および／または他のコンポーネントを介した間接接続を含む。例えば、互いに接続された２つのコンポーネントは、レジスタ、トランジスタ、バッファ、ルータ、スイッチ、ハブ、プロセッサ、ディクリプタ等の、他のコンポーネントを介した間接接続を含む。

ビデオ信号１２５は、データ・パケットを、ディスプレイ要素１３０に提供しているが、ビデオ信号１２５は、他のコンポーネントにも、データ・パケットを提供できる。例えば、復号化された多重化データ・パケットは、ディスプレイ要素１３０、およびデジタル・ビデオ・レコーダ等の、他の装置に提供できる。

なお、他の実施形態は、本発明の精神と範囲内において行われる。例えば、上記に説明した機能は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードライティング、またはこれらの任意の組み合わせを用いて実装できる。ＦＰＧＡ（field programmable gate array）を使用して、本明細書に説明された機能を実装できる。機能を実装する特長として、機能部分が、異なった物理的配置で実装されるための分配を含んだ、物理的に様々な位置に配置することもできる。デモジュレータ２５および３０は、単一の装置部分にできる。タイミング情報は、特定のデータ・パケット（例えば、固有の識別子を用いる）と関連付けし、ＭＰＥＧ２データから分かれたデータ・パケット（例えば、タイミング情報は、他のデータ・パケット、他のトランスポート・ストリームで送信できる）で送信できる。タイミング情報は、マルチプレクサ６５以外の装置によって挿入できる。例えば、タイミング情報は、ホスト１５によって、各々のストリームが、マルチプレクサ６５の前、デモジュレータ２５と３０の前、および／または出力形式スムーザ４５と５０の前に受信された場合、各々のストリームに付加できる。ケーブルホスト１５、Ｍ−カード・コントローラ９０、およびデコーダ１２０は、半導体チップに、個々に配置できる、または他のコンポーネントと組み合わせて配置できる。例えば、ＦＤＭ（frequency-division multiplexing）、および／またはＳＤＭ（space- division multiplexing）といった、時分割多重化以外の多重化方式も使用できる。

さらに、上記の説明は、本発明について言及しているが、説明は、２以上の発明を含むことができる。

ケーブルカードを使用したケーブルテレビシステムのブロック図である。 複数のトランスポート・ストリームの、多重化前、多重化後、および分離後のブロックタイミング図である。 ＭＰＥＧ２データ・パケットのブロック図である。 複数のトランスポート・ストリームの多重化および分離を行うプロセスのブロックフロー図である。

Claims (18)

1. 多重化されたビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームを受信器から受信するように構成された装置であって、前記多重化されたデータ・ストリームは、前記受信器によって受信された複数の入力ビデオ・ストリームから生成され、前記装置は、
   ＰＯＤモジュールを使用して、多重化されたデータ・ストリームを復号化するように構成されたＰＯＤ（point-of-deployment）モジュール・コントローラと、
   復号モジュールに接続され、およびビデオ・データ・パケットが、それぞれの出力ビデオ・データ・ストリームにグループ分けされるために、前記多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されたデマルチプレクサであって、前記出力ビデオ・データ・ストリームの前記パケットが、タイミング情報に従って、タイム・スペーシングを有するために、前記多重化されたデータ・ストリームと関連付けられたタイミング情報を使用するように構成されたデマルチプレクサと
   を備えたことを特徴とする装置。
2. 前記デマルチプレクサは、前記多重化されたデータ・ストリームの前記ビデオ・データ・パケットの各々と関連付けられた各々のタイミング情報を用いて、前記多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記デマルチプレクサは、前記ビデオ・データ・パケットのヘッダに含まれた各々のタイミング情報を用いて、前記多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記タイミング情報は、前記ビデオ・データ・パケットのヘッダに、各々のタイム・スタンプを備え、および前記デマルチプレクサは、各々のビデオ・データ・ストリームのパケット間のタイム・スペーシングを決定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記デマルチプレクサは、バッファを備え、前記デマルチプレクサは、前記それぞれのビデオ・データ・パケットと関連付けられた前記タイミング情報に従って、それぞれの期間に、前記分離されたデータ・パケットを格納するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記ＰＯＤモジュール・コントローラおよび前記デマルチプレクサは、半導体チップ上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 複数の復号化された入力ビデオ・データ・ストリームを受信するように構成された受信器に使用するマルチプレクサであって、
   前記複数の入力ビデオ・データ・ストリームのデータ・パケットを、ビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームに多重化するように構成され、およびタイミング情報を、前記多重化されたデータ・ストリームと関連付けるように構成されることから、前記各々の入力ビデオ・データ・ストリームの前記ビデオ・データ・パケットのタイム・スペーシングをデマルチプレクサによって決定できるようにしたことを特徴とするマルチプレクサ。
8. 前記マルチプレクサは、各々のタイミング情報を、前記多重化されたデータ・ストリームのビデオ・データ・パケットの各々と関連付けするように構成されていることから、前記各々の入力ビデオ・データ・ストリームの前記ビデオ・データ・パケット前記タイム・スペーシングを決定できることを特徴とする請求項７に記載のマルチプレクサ。
9. 前記マルチプレクサは、前記タイミング情報を、前記ビデオ・データ・パケットのヘッダに付加して、前記多重化されたデータ・ストリームを形成するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のマルチプレクサ。
10. 前記タイミング情報は、タイム・スタンプであることを特徴とする請求項９に記載のマルチプレクサ。
11. 前記タイミング情報は、前記マルチプレクサが、前記ビデオ・データ・パケットを処理した時間を表示することを特徴とする請求項１０に記載のマルチプレクサ。
12. 前記タイミング情報は、前記装置が、前記ビデオ・データ・パケットを処理した時間を表示することを特徴とする請求項１０に記載のマルチプレクサ。
13. 複数の暗号化された入力ビデオ・データ・ストリームを受信し、前記入力ビデオ・データ・ストリームから同時に表示するための複数の出力ビデオ・データ・ストリームを取り出すように構成された受信器を使用するシステムであって、
    前記複数の入力ビデオ・データ・ストリームのデータ・パケットを、ビデオ・データ・パケットの多重化されたデータ・ストリームに多重化し、およびタイミング情報を、前記多重化されたデータ・ストリームと関連付けるように構成されていることから、前記各々の入力ビデオ・データ・ストリームの前記ビデオ・データ・パケットのタイム・スペーシングを決定できるマルチプレクサと、
    前記多重化されたデータ・ストリームを復号するように構成された前記マルチプレクサに接続された復号モジュールと、
    前記復号モジュールに接続され、および前記ビデオ・データ・パケットを、各々の出力ビデオ・データ・ストリームに分けるために、前記多重化されたデータ・ストリームを分離するように構成されたデマルチプレクサであって、前記タイミング情報を使用して、前記出力ビデオ・データ・ストリームの前記パケットが、対応する入力ビデオ・データ・ストリームの対応するデータ・パケットの入力タイム・スペーシングに実質的に等しいタイム・スペーシングを有するようにさらに構成されたデマルチプレクサと
    を備えたことを特徴とするシステム。
14. 前記マルチプレクサは、各々のタイミング情報を、前記多重化されたデータ・ストリームの各々のビデオ・データ・パケットと関連付けるように構成されていることから、前記各々の入力ビデオ・データ・ストリームの前記ビデオ・データ・パケットの前記タイム・スペーシングを決定できることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記マルチプレクサは、各々のタイミング情報を前記ビデオ・データ・パケットのヘッダに付加して、前記多重化されたデータ・ストリームを生成するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 前記タイミング情報は、タイム・スタンプであることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
17. 前記タイミング情報は、前記ビデオ・データ・パケットが前記受信器によって処理された時間を表示することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
18. 前記デマルチプレクサは、バッファを備え、前記デマルチプレクサは、前記それぞれのビデオ・データ・パケットと関連付けられた前記タイミング情報に従って、それぞれの期間に、前記分離されたデータ・パケットを格納するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。

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