JP2015015729A - マルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施するための方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施するための方法を提供する。
【解決手段】各種番組ソースを処理して合成し、処理済みストリームを生成するデジタル基地ステーションを含む。次いで、通信プロセッサが、それに応じて、様々な遠隔場所で好きなように見ることができるように、ローカルコンポジット出力ストリームとして、処理済みストリームを各種の有線および無線の表示装置へ送信する。送信経路性能を用いて、ビデオ符号化処理を決定し、対応する補助基地ステーションへユーザに気づかれないまま切換える。
【選択図】図1
【解決手段】各種番組ソースを処理して合成し、処理済みストリームを生成するデジタル基地ステーションを含む。次いで、通信プロセッサが、それに応じて、様々な遠隔場所で好きなように見ることができるように、ローカルコンポジット出力ストリームとして、処理済みストリームを各種の有線および無線の表示装置へ送信する。送信経路性能を用いて、ビデオ符号化処理を決定し、対応する補助基地ステーションへユーザに気づかれないまま切換える。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般に、強化されたテレビジョンシステムに関し、より詳細には、マルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施するための方法に関する。
強化されたテレビジョンシステムを実施するための効果的方法を開発することは、現在のテレビジョンシステムの設計者およびメーカーにとって意義のある考慮事項である。従来のテレビジョンシステムでは、表示装置を利用して、番組ソースから受信する番組情報を見ることができる。この従来の表示装置は、固定した場所に設置されるのが普通であり、その理由は、表示装置を利用可能なすべての入力装置へ電気的に結合する、各種物理的接続により制約を受けるからである。表示器の大きさや重量等、他の項目も従来のテレビジョンシステムにおいては視聴者の運動性を著しく制限する。
携帯型テレビ受像機は、適切な視聴場所を選定した場合、視聴者に柔軟性が与えられて有利である。例えば、家庭環境では、様々な遠隔場所に携帯型テレビを簡単に設置し直して番組を視聴することができる。従って、固定した表示装置から離れた場所で他の仕事をしながらでも、ユーザはテレビ番組を好きなように視聴できる。
しかし、携帯型テレビジョンシステムには操作性が悪いという特徴があり、通常、最新テレビジョンシステムの使用効果が低下してしまう。例えば、物理的接続の制約を受けないように、携帯型テレビは、遠隔地上波テレビ送信局から、携帯型テレビに組み込まれたアンテナまで伝搬されるテレビ信号を受信するのが典型的である。携帯型アンテナに関係するサイズや位置が制約を受けるので、このような携帯型テレビはかなり貧弱な受信特性しか示さないのが普通であり、送信されたテレビ信号の表示品質が不十分なことが多い。
さらに、潜在的番組ソース(ライブ放送およびデジタル記録放送ともに)の数が著しく増加しているので、多数の番組内容を選択視聴できるように提供することにより、システムユーザに利便性を与えることができる。家庭内の二部屋以上にテレビがある家庭では、各テレビに必要となるのは、全番組ソースからのテレビ番組受信に必須なハードウエアあるいは受信ハードウエアを共有する方法、のどちらかである。
しかし、システムの複雑さが実質的に増加するので、テレビジョンシステムには、各種システムコンポーネントや機能の、操作や相互作用を効果的に管理するための追加リソースが必要になる。従って、上記理由により、強化されたテレビジョンシステムを実施するための効果的方法を開発することは、現在テレビジョンシステムの設計者およびメーカーにとって依然として意義のある課題である。
本発明に基づいて、マルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施するための方法を開示する。一実施の形態では、最初に、マルチルームテレビジョンシステムは、このマルチルームテレビジョンシステムにおける異なる部屋または場所にいる別々のユーザのために、番組ソースを選択するデジタル基地ステーションに一つ以上の番組ソースを提供する。
選択された番組ソースが、要求されるビデオデータを含み、番組ガイド情報をオーバーレイ表示することも、その情報を含めることも必要としない場合、デジタル基地ステーションは、メディア入力サブシステムを利用して、番組ソースビデオデータを適切なフォーマットへフォーマット変換し、フォーマット変換したデータを処理して、処理済みデータを生成し(例えば、コード変換または符号化により)、出力ストリームプロセッサが使用するための処理済み番組情報を提供する。
選択された番組ソースが、番組ガイド情報をオーバーレイ表示するか、それを含めるのを要求する場合、メディア入力サブシステムは、最初に、番組ソースの合成に適したフォーマットへ、番組ソースビデオをフォーマット変換することになる。圧縮ビデオデータに対しては、このフォーマット変換は、ビデオデータの完全なまたは部分的な復号化を含むことになる。次いで、メディア入力サブシステムは、オーバーレイ合成、クロマキー合成、および2次元グラフィック操作のどれかの合成法を用いて、適切な番組ガイド情報を利用することにより、フォーマット変換した番組ソースビデオ情報を合成して、新規の合成ビデオストリームを生成する。次いで、メディア入力サブシステムは、合成ビデオストリームを処理し、処理済み番組情報を出力ストリームプロセッサへ提供する。
次に、出力ストリームプロセッサは、処理したオーディオ、ビデオ、およびデータを、処理済みストリームへ合成する。次いで、通信プロセッサが処理済みストリームを受信し、それに応じてネットワーク処理手順を実行して、有線または無線のネットワークインターフェースに向けて送信器準備完了ストリームを生成する。有線ネットワークでは、送信器準備完了ストリームは適切なLANへ提供されるか、または所望の宛先へ送信するための他の有線インターフェース装置へ提供される。無線通信では、送信器装置が送信器準備完了ストリームを受信し、変調し、そして無線ネットワーク送信処理を実行して、リモートTV(離れた場所に置かれたテレビ)、遠隔操作装置(リモコン)、補助基地ステーション、または任意の他の互換受像機付き装置へ放送ストリームを伝搬させる。
通信プロセッサは、各種の有線および無線のネットワーク接続からメディア入力サブシステムまでのネットワーク情報をフィードバックできる。メディア入力サブシステムは、ビデオデータのフォーマットおよび処理を行うためにネットワークフィードバック情報を用いる。符号化およびコード変換処理は、ネットワークフィードバック情報を理解し、利用することにより、さらに効果的に実行できる。さらに、符号化ステップは、送信器準備完了ストリームを送信チャンネルのチャンネル特性に合わせて準備するために、前進型誤信号訂正と組み合わせることができる。通信プロセッサは、処理済みストリームの様々な要素に対して、どのネットワークプロトコル形式を用いるかの選定に際して、さらに最適化することができる。
一つ以上のリモートTV(または他の互換性ある受像機付き装置)が、デジタル基地ステーションから送信ストリームを受信できる。次いで、リモートTVの入力サブシステムが、ネットワーク処理手順を実行して、受信ストリームを生成できる。送信信号のオーディオ、ビデオ、およびデータの部分を分離するために、デマルチプレクサ(逆多重化器)が、オーディオおよびデータのストリームを送信信号から分離し、ビデオ処理に沿って他のブロックの内の一つへ渡しながら、データおよびオーディオの処理を実行する。リモートTVは、MPEG2、MPEG4、VC1、H.264、ベクトル量子化、ウエーブレット変換、3Dウエーブレット変換、または別の形式の圧縮法を含む一つ以上の異なる圧縮フォーマットを復号化できる復号器はもとより、MPEG2高精細度テレビ(HDTV)用のATSC復号器を含む多様なビデオ復号器を含む。
従って、少なくとも上記の理由に対して、本発明は、多様な異種コンポーネントを利用して、最適システムの相互操作および機能性を支援する柔軟性のあるマルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施する。従って、本発明は、強化型マルチルームテレビジョンシステムを効果的かつ効果的に実施する。
本発明は、テレビジョンシステムの改良に関する。以下の説明は、当該技術に普通に精通した者が本発明を実行し使用できるように提示し、特許出願およびその要件の文脈で提供する。好適な実施の形態への多様な改変が、当該技術に精通する者には直ちに明らかになり、ここに記載する基本的原理を他の実施の形態に適用できよう。従って、本発明は、図示の実施の形態へ限定することを意図しているのではなく、ここで説明する原理および特徴と一致する最も広い範囲が与えられることを意図している。
本発明は、マルチルームテレビジョンシステムを効果的に実施するための方法を含み、多様な番組ソースを処理し、合成することにより、処理済みストリームを生成するデジタル基地ステーションを含む。次いで、通信プロセッサがそれに応じて、様々な遠隔場所で好きなように見れるように、様々な固定および携帯無線の表示装置へ、ローカルコンポジットストリームとして処理済みストリームを送信する。遠隔場所のユーザは、彼らの視聴装置のために番組ソースを選択でき、デジタル基地ステーションがローカルコンポジットストリームの一部として提供する番組ガイドを含む付加的な番組情報を要求できる。
図1を参照して、本発明の一実施の形態による基本的なマルチルームテレビジョンシステム110のブロック図を示す。図1の実施の形態において、マルチルームテレビジョンシステム110は、これに限定されるものではないが、幾つかの番組ソース112、切換器(スイッチャー)138、デジタル基地ステーション156、第1有線テレビ(TV)150、第2無線クライアントテレビ(TV)152、第3有線テレビ(TV)154、第4携帯テレビ(TV)158、および遠隔パソコンステーション168を含む。これら表示装置はそれぞれ、これに限定されるものではないが、標準精細度テレビ(SDTV)フォーマット、高精細度テレビ(HDTV)フォーマット、またはXGA、SXGA、UXGA、および1080プログレッシブ(1080P)等の、他の解像度形式を含む様々な表示フォーマットを扱うことができる。本発明の他の実施の形態では、マルチルームテレビジョンシステム110は、図1の実施の形態と併せて説明したものの内のどれかと異なるコンポーネントもしくは構成か、またはそれに追加したコンポーネントもしくは構成を含む。他のそのような一システムにより、マルチルームTVシステム110を介したパーソナルコンピュータ(パソコン)の遠隔使用が可能となる。
図1の実施の形態では、マルチルームテレビジョンシステム110は、家庭環境で経済的かつ効果的に使用可能に構成される。しかし、代替の実施の形態では、本発明は、任意の適切な環境で使用可能に実施できる。図1の実施の形態では、番組ソース112は、これに限定されるものではないが、他の装置と通信し、または入力/出力(I/O)経路116を経由してネットワークへ通信するパソコン114、デジタルビデオディスク装置または高精細度DVD(DVD/HD−DVD装置)118、経路122を経由してケーブルTV信号を受信するケーブルシステム受信器120、接続128により番組コンテンツの他のソースへ接続できる、各種形式の選択可能番組を格納し、提供するメディアサーバ/デジタルビデオレコーダ124、ネットワークゲームを含むことができるゲーム機126、およびその他ソース130、を含むことができる選択可能な多様な消費者向け電子装置を備える。その他ソース130は、監視カメラシステムからの、またはビデオカセットレコーダからのローカルビデオのような、任意の所望形式の番組ソースを含むことができる。衛星システム受信器132は、経路134を経由して衛星パラボラ信号を受信する。各種の番組ソースは、単一装置を利用するか、またはどれかの装置内のマルチバンドチューナを利用することもできる。パソコン114に対しては、番組ソース112は、主ユーザがコンピュータ116をローカルに使用し、副ユーザがマルチルームテレビジョンシステム110を介してコンピュータ116を使用できるように、コンピュータからの第2グラフィック出力ポートとしてもよい。
本発明の代替の実施の形態では、番組ソース112は、図1の実施の形態と併せて説明したものの内のどれかと異なるか、またはそれに追加した、他の任意な形式の番組ソースまたは装置を含めるように構成することもできる。例えば、番組ソース112は、任意の互換性のあるフォーマットまたは適切なフォーマットでフォーマット変換できる、ビデオ、オーディオ、またはデータ情報を含む任意形式の情報を提供できる。さらに、番組ソース112は、経済的な消費者向け家庭用途以外の環境で使用するための情報を含むように実施できる。例えば、マルチルームテレビジョンシステム110は、工業用途、政府用途、または科学用途を含むその他の各種用途を意図する番組ソース112を含むよう構成できる。
本発明は、別の番組ソース112として実施される各種補助データ送信を、サポートすることもでき、代替として別の既存の番組ソース112に組み込むこともできる。例えば、関連番組情報および/または番組チャンネルのガイド情報は、番組ソース112として提供するか、または別の番組ソース112へ組み込むことができる。このような番組ガイド情報は、テレビ放送の垂直帰線区間(VBI)信号によるか、MPEGシステムデータによるか、または高域ネットワーク(WAN)接続を経由するインターネットによるか、を含む任意の適切な方法で提供することができる。
図1の実施の形態では、切換器138が、各種の番組ソース112からの個々の番組信号を、経路136を経由して受信する。次いで、切換器138は、通常はシステム110の視聴者により提供される操作情報に応じて、一つ以上の番組ソース112をスイッチャー出力番組として選択する。切換器138は、スイッチャー出力番組からのオーディオおよびビデオ情報を、経路140を経由してTV154へ提供する。切換器138は、様々な番組ソースからのアナログ信号か、または復号化されたデジタル信号の何れかを受信するのが普通である。ビデオでは、これらの信号はコンポジットビデオ、コンポーネントビデオ、S−ビデオ、DVI、またはHDMIを含むことができる。
また、本発明によれば、切換器138は、アナログ経路142またはデジタル経路144を経由して、デジタル基地ステーション156へ一つ以上の番組ソース112を提供する。図1の実施の形態では、デジタル基地ステーション156は、システム110内にディスクリートコンポーネントとして実装される。しかし、代替の実施の形態では、デジタル基地ステーション156は、セットトップボックス(不図示)として、またはシステム110内の他のコンポーネントの一部として実装してもよい。
さらに、デジタル基地ステーション156は、デジタル経路146を経由して番組ソース112を直接受信できる。デジタル経路146は、DVI、HDMIまたは他のフォーマットで未圧縮の番組ソース情報を含むことができる。代替として、デジタル経路146は、MPEG−2、MPEG−4、VC1、H.264、または番組ソース112の内の一つが用いる任意の他のフォーマットの形式で圧縮された番組ソース情報を含んでもよい。これらの番組ソース112はそれぞれ、各種データを含むことができ、視聴する前に信号の追加認証が必要な番組ソースへの条件付きアクセス保護をも含む。
本発明によれば、デジタル基地ステーション156は、受信した一つ以上の番組ソース112を処理し、処理した一つ以上の番組ソース112を、様々な有線接続160、162を用いるか、またはデジタル基地ステーション156からの無線接続164を用いて、ローカルコンポジットストリームとして送信する。接続170によるテレビ152、接続172による携帯型テレビ158、接続174によるリモートビデオ製品166、および接続176による遠隔パソコンステーション168はそれぞれ、システムユーザが好きなように離れて視聴できるように構成される。システム110のデジタル基地ステーション156および各種テレビの実施および機能性については、図2〜図9と併せて以下に詳述する。
図2を参照して、図1のクライアントテレビ152のブロック図を、本発明の一実施の形態に基づいて示す。図1の実施の形態を利用して、システム110の特定の他の表示装置を実装することもできる。図2の実施の形態では、クライアントテレビ152は、限定はしないが、表示画面212への経路と、以下の何れか、すなわち、無線RF受信器214のアンテナユニット240、同軸受信器216の同軸ケーブル244、LANプロセッサ218の有線LAN接続242、処理220(1394およびUSB受信器を含む)に関係付けられる一つ以上の高速デジタル接続246、HDMI受信器256のHDMI248、およびアナログ受信器222のアナログビデオ入力250、を含む各種入力との組み合わせを含む。
無線RF受信器214は、802.11a、b、g、n、s、およびその派生項、ならびに各種のウルトラワイドバンド(UWB)版を含む多様な無線プロトコルを受信し、処理する能力がある。アンテナ240は、一つ以上のアンテナを含み、無線RF受信器214と組み合わされ、ダイバーシティアンテナ、マルチ位相、マルチ入力マルチ出力(MIMO)、および他の関連技法等の高度な技法を利用できる。経路258は、リソース共有を所望する場合、RF受信器がLANプロセッサを利用できるようにする。
同軸受信器216は、多様なアナログおよびデジタルプロトコルをサポートする能力がある。デジタルプロトコルは、同軸経由マルチメディアアライアンス(MoCA(登録商標))、アドバンストテレビジョン標準化委員会(ATSC)規格の8−VSB変調、オープンケーブルネットワークインターフェース(OCI−N)または1394規格の同軸実装、HDMIまたは類似の派生規格を含むことができる。送信信号のオーディオ、ビデオおよびデータ部を分離するために、オーディオ/データ復号器を持つデマルチプレクサ256が、データを受信する第1処理ブロックとなる。このブロック256は、他のブロックの一つへビデオ処理を渡しながら、一方でデータおよびオーディオの処理を実行する。
図2の実施の形態では、クライアントTV152は、保護コンテンツを使用するために利用する条件付きアクセス228のセキュリティモジュールを含む、高精細度テレビ(HDTV)をサポートできる別体のATSC復号器226を含むことができる。この条件付きアクセスは、何らかの型式のセキュリティカードを用いるPOD(ペイオンデマンド)の形式からできているか、またはカードが不要なソフトウエアまたはネットワーク型キーを、システムが用いることができる。デジタル番組ストリームが、ATSC HDTV仕様で規定されるMPEG−2以外のフォーマットの場合、アドバンスト復号器254がビデオを解凍し、表示プロセッサ224が表示画面212にビデオを提供することになる。
アドバンスト復号器254は、MPEG−2、MPEG−4、VC1、H.264、ベクトル量子化(VQ)、ウエーブレット変換、3Dウエーブレット変換、または別の型式のビデオ圧縮法を含む一つ以上の異なる圧縮フォーマットを復号化する能力がある。システム110の一実施の形態では、デジタル基地ステーション156(図1)は、アドバンスト復号器254が一形式の復号化を実行するだけで済むように、全ての異なるビデオフォーマットを統一ビデオフォーマットへ変換する。最適化されたこのようなシステム110内のウエーブレット変換および3Dウエーブレット変換のコーデック(CODEC:符号/復号器)の使用について、図7と併せて更に以下説明する。
同軸受信器216は、追加処理のLANプロセッサ218を利用し、経路252を経由して復調した情報を提供することができる。LANプロセッサ218は、経路242を経由してLANへ接続することもでき、カテゴリ5の無シールドツイストペア(UTP)ケーブル、または他型式のケーブルを使用してもよい。プロトコルには、10/100イーサネット、ギガビットイーサネット、1394C、または住宅用イーサネットの何らかの他の形式が含まれる。同軸受信器216は、圧縮ビットストリームを受信するための標準ATSC仕様をサポートすることもできる。
再び図1を参照すると、遠隔パソコンステーション168は別の種類のクライアントである。一実施の形態では、遠隔地のパソコン114を、遠隔ユーザが完全に操作でき、または多数ユーザがマルチユーザ方式で共有することができる。番組ソース112の選択や操作だけでなく、遠隔パソコンステーション168は、遠隔キーボードおよび遠隔マウスを介して、パソコン114を操作するための特定コントロールを含んでいてもよい。マルチルームテレビジョンシステム110は、ネットワークインターフェース176の一つを介して、遠隔パソコンステーション168からパソコン114へ、キーボードおよびマウスの命令を送信することができ、次いで、遠隔パソコンステーション168に表示するために、パソコン116からデジタル基地ステーション156を通じて、表示画面を送信することができる。別の実施の形態では、遠隔ゲームステーションが、キーボードおよびマウスの代わりにジョイスティックまたはゲームパッドを用いて、同様の方法で動作可能である。
図3を参照して、本発明の一実施の形態に基づく、図1のマルチルームテレビジョンシステム110内の携帯型テレビ158の一実施例として用いるための、遠隔操作装置(リモコン)310の図を示す。図3の実施の形態では、リモコン310は、これに限定されるものではないが、リモコン画面314、リモコンボタン312、無線周波送信器/受信器(RF XMIT/RCVR)318、および赤外線送信器/受信器(IR XMIT/RCVR)316を含む携帯装置である。
図3の実施の形態では、視聴者は、リモコン312を用いてマルチルームテレビジョンシステム110の各種コンポーネントおよび操作パラメータを操作できる。例えば、リモコン312を用いて、システム110の他のコンポーネントおよびサブシステムの動作を、RF XMIT/RCVR318またはIR XMIT/RCVR316の何れかを用いる無線送信処理を介して操作できる。
リモコン画面314は、適切でかつ互換性のある表示技術を用いて実装される表示コンポーネントを含む。こうして、リモコン310は、RF XMIT/RCVR318またはIR XMIT/RCVR316を介して、デジタル基地ステーション156からローカルコンポジットストリームを受信し、それに応じて、リモコン画面314上に少なくとも一つの選択可能番組ソース112を表示できる。
一実施の形態では、このようにして、システムユーザは、メインのTV150またはリモートTV152上で、中断されない主番組ソース112を見ながら、同時にリモコン画面314により多様な選択可能な番組ソース112をプレビューできる。上記プレビュー機能では、リモコン画面314は、マルチルームテレビジョンシステム110内の別のピクチャーインピクチャー(PIP)チューナから送られてくる無線送信を受信できる。従って、プレビュー機能は、番組ソース112をプログラミングしたり、または現在の番組視聴動作を中断せずに他のチャンネルをプレビューするような機能のために利用できる。
図4を参照して、図1のマルチルームテレビジョンシステム110と併せて用いる、本発明の一実施の形態による補助基地ステーション410のブロック図を示す。図4の実施の形態では、補助基地ステーション410は、限定はしないが、無線周波(RF)リピータ414、リモートTV接続412、および交流/直流(AC/DC)変換器418を含む。代替の実施の形態では、補助基地ステーション410は、図4の実施の形態と併せて説明したこれら特定のコンポーネントと異なるか、または追加される他の各種コンポーネントを含むように実施することも容易である。
図4の実施の形態では、RFリピータ414は、リモートTV158またはリモコン310が、デジタル基地ステーション156からの直接無線送信を十分に受信できない状況で、リモートTV158またはリモコン310への一つ以上の番組ソース112の送信を強化して、送信品質を改良するという利点がある。例えば、壁の密度や構成、またはデジタル基地ステーション156からの物理的距離のような各種要因により、送信の強度や品質が著しく劣化することがある。
本発明によれば、RFリピータ414は、高周波伝送技法を用いて、デジタル基地ステーション156から直接送信されるローカルコンポジットストリームを受信し、強化できる。このようなRFリピート実施では、RFリピータ414は、メッシュ形ネットワークエージェントとして作用するか、または802.11s規格に準拠してもよい。代替として、RFリピータ414は、番組ソース送信を受信し、強化するとともに、任意の適切な技法および構成を用いて実装できる有線の家庭内ネットワーク(有線ローカルエリアネットワーク(LAN)416)上に提供される各種操作情報を伝送してもよい。
特定の実施の形態では、マルチルームテレビジョンシステム110は、別々の送信サブチャンネル上でそれぞれが動作する多数の補助基地ステーション410を含むことができる。本発明によれば、リモートTV158(図1)またはリモコン310(図3)は、従って、最高品質の送信信号を提供する特定サブチャンネルを配置するよう検索でき、次いで、無線送信を最適化するために、対応する補助基地ステーション410へユーザに気づかれないまま切換えることができる。
図4の実施の形態では、システムユーザは、リモートTV接続413へ携帯型テレビTV158を接続することにより、補助基地ステーション410上に携帯型テレビ158を格納できる。さらに、AC/DC変換器418は、RFリピータ414へ動作電力を提供し、リモートTV接続412を介して携帯型テレビ158内のバッテリを充電することもできる。
次に図5を参照して、本発明の一実施の形態に基づく、図1のデジタル基地ステーション156からのメディア入力サブシステム512を示す。図5の実施の形態では、デジタル基地ステーション156は、限定はしないが、一つ以上のメディア入力サブシステム512を含む。図5の実施の形態では、メディア入力サブシステム512は、経路514のアナログビデオ、経路528のアナログオーディオ、経路532の非圧縮デジタルオーディオ/ビデオ(A/V)データ、および圧縮デジタルオーディオ/ビデオ(CDAV)536を含む各種入力信号を受信する。代替の実施の形態では、メディア入力サブシステム512は、各種制御信号516を含む適切でかつ互換性のある他の任意形式の入力信号を受信できる。サブシステムコントロール518が、制御信号516を利用して、メディア入力サブシステム512の各種処理ステップそれぞれを制御する(サブシステムコントロールへの接続は不図示)。追加接続は、ユニバーサルシリアルバス(USB)562を介して利用できる。
本発明によれば、メディア入力サブシステムコントロール518は、広範なフォーマットおよび構成を用いて符号化される番組ソース112(図1)から各種情報を受信する。次いで、メディア入力サブシステムコントロール518は、受信した番組ソース112を処理し、操作して、図1のテレビ150、152、158、リモートビデオ製品166の内の一つ、または遠隔パソコンステーション168で表示するために、通信プロセッサ636(図6)がダウンストリーム送信する互換性のある特定フォーマットで、処理済み番組情報を生成するという利点がある。
アナログビデオ情報の場合には、デジタイザ530は、アナログビデオを、入力ストリームプロセッサ530へ渡すデジタルビデオへ変換する。アナログオーディオ情報の場合には、アナログ−デジタル変換器(ADC)516が、経路528のアナログオーディオを、オーディオプロセッサ534が入力ストリームプロセッサ530を経由して受信するデジタルオーディオへ変換する。本発明の一実施の形態では、オーディオプロセッサ534は、各種MPEGやPCM(パルス符号変調)の技法および処理の双方向変換を含む。上記のオーディオ信号処理手順に続いて、オーディオプロセッサ534は、処理したオーディオを出力ストリームプロセッサ524へ提供する。
入力ストリームプロセッサ530は、デジタイザ530からのデジタル化ビデオ、オーディオ用アナログーデジタル変換器(ADC)516からのデジタル化オーディオ、経路532のデジタルのオーディオおよびビデオ、ならびに経路536の圧縮したデジタルのオーディオおよびビデオを受信する。経路532の非圧縮デジタルビデオ、例えばHDMI、DVI、DVOおよびSDVOである。経路536の圧縮ビデオデータに適する標準規格は、1394A、1394B、1394C、または他の類似バスを含む。USB562は、圧縮オーディオおよびビデオデータを搬送できる別のバスである。入力はそれぞれ、オーディオおよびビデオ情報の追加情報(各種の補足データおよび追加のストリーム情報等)を含むことができる。入力ストリームプロセッサ530の機能の一つは、多様な入力のオーディオ、ビデオ、およびデータ部を分離し、次いで、オーディオ情報をオーディオプロセッサ534へ送り、ビデオ情報をビデオプロセッサ538へ送り、データ・デジタル著作権管理(DDRM)プロセッサ552へ、補足データおよびデジタル著作権管理(DRM)情報を追加することである。入力ストリームプロセッサ530は、サブシステムコントロール518から、追加処理ステップも要求する3種類の処理に関連する各種制御を含む情報も受信する。例えば、サブシステムコントロール518は、入力ストリームプロセッサ530へ、ビデオプロセッサ538の一部として提供される様々な種類のウィンドウ管理および表示機能を指示する。
ビデオプロセッサ538は、入力ビデオストリームの処理に関連する多くの機能を実行する。これらの機能は、デジタル信号プロセッサ、メディアプロセッサ、汎用プロセッサ、グラフィックプロセッサ(画像処理器)、固定機能処理ブロック、または上記を任意に組み合わせた方法を含め、様々な方法で実行することができる。処理ブロックに加えて、各種の処理ブロックとは別体のまたは統合された各種の格納メモリーが必要である。図5に示すユニットは、ビデオプロセッサ538の一バージョンで可能な、限定はしないが、幾つかの各種機能の機能的説明である。
各種の圧縮および解凍(CODEC)方法および規格が、ロスレス(可逆圧縮)またはロッシー(非可逆圧縮)のこともあるが、ビデオ用に存在する。離散コサイン変換(DCT)型CODECは、MPEG、MPEG−2、H.323、MPEG−4、WM9、VC1、AVC、AVSおよびその他の類似規格を含む。ウエーブレット変換は、別の形式のCODECであり、JPEG2000は、ウエーブレット型CODECの一例である。各CODECの様々な形式は、圧縮がビデオフレーム内で行われる空間的圧縮か、または圧縮がフレーム間で行われる時間的圧縮(第3の次元が時間である3D処理とも呼ばれる)かのどちらかである。DCT型CODECは、ピクチャー群(GOP)上で動作するのが普通であるが、単一のインデックスフレーム(Iフレーム)上でも動作する。DCT型CODECは固定サイズのピクセルブロック上で動作するのが普通であるが、一方、ウエーブレット型CODECはより柔軟に動作できる。CODECアーキテクチャに基づく、計算の複雑さ、待ち時間、圧縮比、ビデオ品質、メモリー要求度および互換性問題のトレードオフが数多く存在する。ランレングス符号化(RLE)、ハフマンコード、ベクトル量子化(VQ)、JPEGおよびモーションJPEGに基づく他のCODECを本システムで利用できる。
様々なCODECの各種標準実装をサポートすることに加えて、システム110はビデオおよび表示に関連するので、可能な場合、ウエーブレット型CODECでは、全体フレーム基準ではなく、走査線または走査線群基準で動作する方が有用である。走査線上または走査線群上で動作することにより、ウエーブレットCODECは、ビデオフレームの最初の部分の送信を開始でき、その間、ビデオフレームの追加される部分を圧縮し続けることができる。DCT型CODECは、解凍が過去および未来のビデオフレームからの情報を利用する、時間圧縮がもっと複雑な方法を用いることが多いので、現在のビデオフレーム上で動作する場合、復号器へ既に利用可能な過去のビデオフレームからの表示情報を用いるだけでよい、待ち時間の少ない3Dウエーブレット符号器の方が良好である。このような3Dウエーブレット符号器を用いることにより、変化した走査線群を符号器を通過する時に圧縮できる。走査線または走査線群が変化しなかった場合、符号器は、過去のフレームからのデータを使用するよう復号器へ指示できる。フレーム全体を必要としない他のプレシンクト(境界)型の方法を用いることができ、その方法では、境界同士の結合部分にエッジノイズが発生せずに圧縮できるブロック群として境界が定義される。
ウエーブレット型変換は、システム110にとって有益な別の特性を有する。例えば、ある形式のウエーブレット変換は、フレーム画像をフィルタ処理し、異なるサイズに縮尺変換したフレームの変形群である幾つかのサブバンドに、各フレームを分解する。システム110は、送信チャンネルに関する情報および目標表示特性と併せて、サブバンド符号化を最適化するために、同一画像の異なる解像度を有するこのピラミッド型スキームを用いる。上記技法について、図7と併せて更に以下説明する。
解凍540機能を用いて、番組ソース112の一つから受信されるビデオ入力を解凍する。ビデオを解凍することにより、ビデオは空間領域へ変換されるので、各ビデオフレームを簡単に操作できるようになる。解凍ユニット540は、様々な番組ソース112が用いるビデオ圧縮形式を操作できるのが典型的であり、MPEG−2、MPEG−4、VC1、H.264、DIVX、または別のビデオ形式を含むことができる。
逆に、圧縮542機能を用いて、出力ストリームプロセッサ524が使用するためのビデオフォーマットへ非圧縮ビデオを圧縮する。圧縮542機能がサポートするフォーマットは、マルチルームテレビジョンシステム110に有用なフォーマットである。サポートされる圧縮フォーマットは、MPEG−2、MPEG−4、VC1、H.264、VQ、ウエーブレット変換、3Dウエーブレット変換、または別の型式のビデオ圧縮法を含む。ウエーブレット変換符号化は、サブバンド符号化および関連フィルタ設計に密接に関連付けることができる。このように、ウエーブレット変換は、ピラミッド型スキームのマルチ解像度解凍を含むことができる。異なる符号化技法を用いて異なるサブバンドを圧縮することも可能である。
レート変換およびコード変換544機能(レート/コード変換)を用いて、必ずしも全体にわたって復号化および符号化をしなくても、所与のビデオ圧縮フォーマット内でビットレートを変換し、または使用するビデオ圧縮フォーマットを、入力圧縮フォーマットの一つから、出力圧縮フォーマットの一つへ変換する。全体にわたる復号化および符号化は、大きな処理パワーを必要とするし、品質の低いビデオを生じることがあるので、それを回避すると有利なことがある。コード変換のためのフォーマットは、圧縮機能542に対して上記列挙したフォーマットを含むことができる。圧縮フォーマット内でビットレートを変更するレート変換機能は、ビットレートを後続のダウンストリームネットワークインターフェース(後述する)へ一致させるために有用である。
画像プロセッサ550機能は、入力ビデオストリームに各種の画像操作を実行する。このような操作は、システムに対してフォーマットおよび表示レートを最適化するための、ビデオフォーマット変換およびフレームレート変換を含むことができる。例えば、画像プロセッサ550は、完全な720プログレッシブ高精細度をサポートできない表示装置に対して、720プログレッシブ高精細度入力ビデオの解像度を修正して、480プログレッシブへ変換できる。別の機能は、他の画像強化操作を含むことができる。
グラフィックプロセッサ546機能を用いて、グラフィカルユーザーインターフェースの描画を実行し、オンスクリーン番組ガイドを提供する機能等のオンスクリーン表示のグラフィックを生成する。グラフィックプロセッサ546機能は、2Dグラフィック操作、3Dグラフィック操作、およびビデオデータに実行される特殊グラフィック操作を含むことができる。一実施例では、グラフィックプロセッサ546は、番組ガイド情報のオーバーレイ表示を生成する。次いで、このようなオーバーレイ表示を表示/オーバーレイプロセッサ548によりビデオフレームと合成して、グラフィックとビデオの合成フレームを生成する。グラフィックとビデオを合成する際に、表示/オーバーレイプロセッサ548は、アルファブレンド合成、ビデオをウィンドウへ縮尺、グラフィックにビデオをまたはビデオにグラフィックをカラー/クロマキー合成、またはグラフィックとビデオデータを合成する幾つかの他の任意の機能等の機能を実行する。
上記のように、デジタル基地ステーション156(図1)は、複数のメディア入力サブシステム512を含むことができる。場合によっては、表示/オーバーレイプロセッサ548は、他のメディア入力サブシステム512が処理したビデオストリームに対して、グラフィックとビデオを合成する機能を実行してもよい。こうしてピクチャーインピクチャーの各種合成法、および複数の同時進行ビデオの他の合成法をサポートできる。複数ビデオ間やビデオとグラフィック間のワイプ効果やフェイド効果のような追加機能を実行して、システムの総合能力を向上させることもできる。
ビデオプロセッサ538の総合機能の実施例として、番組ソース112の圧縮フォーマットを、サービスプロバイダーネットワーク送信に対して最適化できるが、ローカルのマルチルームシステム110で最も有用な圧縮フォーマット形式でなくてもよい。H.264ビデオ圧縮フォーマットは非常に狭帯域幅の解決策をもたらし、1000万ビット/秒(10Mbps)未満で高精細度ビデオ信号を送信できるので、衛星放送はH.264を利用できる。マルチルームテレビジョンシステム110では、ローカルネットワークの帯域幅が10Mbpsよりかなり高いことがある。さらに、グラフィックデータをネットワークの放送ビデオストリームと視覚的に合成するよう、デジタル基地ステーション156が要求され、そのグラフィックデータの操作が、デジタル基地ステーション156と同じ部屋にはないテレビ画面152から実行されていることがある。このような例では、入力ビデオストリームを解凍540機能により処理し、次いで、解凍ビデオをグラフィックプロセッサ546の出力と合成し、表示/オーバーレイプロセッサ548が各フレームの最終画像合成を実行することができる。次いで、各画像合成フレームは、ウエーブレット変換を実行する圧縮542機能により処理できる。ウエーブレット変換したビデオデータは、10Mbps程度であろうが、ウエーブレット変換、または3Dウエーブレット変換の待ち時間が非常に短いので、テレビ152のユーザは、グラフィック表示ナビゲーションやビデオ操作に対して非常に速い応答操作性を体感する。
データおよびデジタル著作権管理(DDRM)プロセッサ552は、サービスプロバイダが提供する保護されたプレミアム番組を、一台以上のテレビがある家庭環境内で安全に使用できるように、適切なデジタル著作権管理(DRM)の実行を含む各種機能を実行する。サービスプロバイダに対する認証は、スマートカード、またはキー型暗号システムの他の方法を含む。DDRMプロセッサ552は、セキュリティプロトコルの一部としてキー交換を用いる場合のキー生成能力を含んでもよい。DDRMプロセッサ552は、デジタルリビングネットワークアライアンス(DLNA)仕様の規定要件に準拠することもできる。他のデータ操作に、番組ソース112に含まれた補助データ情報の処理を含めることができる。
各種インターフェースが、それらと関係付けられるDRMスキームをそれぞれ変形してもよい。放送TVは、番組をコピー可能かどうかを指示するフラグを含んでもよい。HDMIは、高精細度コンテンツに対するアクセス権を指示する高精細度コピー保護(HDCP)プロトコルを含む。1394バスは保護プロトコルとしてDTCPを含むことができる。DDRMプロセッサ552は、コンテンツを、ネットワークインターフェースの一つを越えて配布させたり、フォーマット器526や経路556を介してテレビ装置へ出力しながら、意図された入力スキーム保護の順守に関わる。
出力ストリームプロセッサ524は、オーディオ、ビデオおよびデータの分解を実行し、経路522を経由して通信プロセッサ636(図6)が用いる出力ストリームを生成する。処理したビデオは、表示フォーマット器526によりフォーマット変換され、テレビ入力への直接接続に適する配線バス556上に出力することもできる。
出力ストリームプロセッサ524とビデオプロセッサ538との間の経路553は双方向である。従って、ビデオプロセッサ538は、ダウンストリーム通信プロセッサ636(図6)およびRF XMIT/RCVR640からの情報を受信できる。システム110がビデオ情報を送信するのに用いる通信チャンネルの形式を理解することにより、ビデオ符号化のパラメータを適切に調整できる。上記技法について、図7および図8と併せて以下に詳細に説明する。
図6を参照して、例示のデジタル基地ステーション156のブロック図は、限定はしないが、メディア入力サブシステム512、赤外線送受信器(IR XMIT/RCVR)644、一つ以上のローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース652、674、通信プロセッサ636、RF送受信サブシステム640、アンテナ664、ならびにネットワークオーディオ/ビデオインターフェース658を含む。代替の実施の形態では、デジタル基地ステーション156は、図6の実施の形態と併せて説明した特定コンポーネントと異なるか、またはそれらに追加される各種コンポーネントを含むよう実施できる。
図6の実施の形態では、メディア入力サブシステム512は、番組ソース112(図1)を含む適切な任意ソースからの各種選択可能番組信号を受信できる。次いで、メディア入力サブシステム512は、それに応じて受信番組信号を処理し、操作して経路522上に、通信プロセッサ636が用いる処理済み出力ストリームを生成する。それに応じて、通信プロセッサ636は、処理済みストリームにネットワーク処理手順を実行して、経路638を経由する無線周波数送受信器(RF XMIT/RCVR)640への送信器準備完了ストリームを生成する。通信プロセッサ636は、マルチルームテレビジョンシステム110の関連特性に応じて上記ネットワーク処理手順を実行する。例えば、ネットワーク処理手順は、効果的な無線送信に利用される特定の無線送信技法、または各種のLANまたはネットワークのオーディオ/ビデオインターフェースに要求されるバス調停形式のような様々な因子に依存する。
図6の実施の形態では、RF XMIT/RCVR640は、次に、送信器準備完了ストリームを操作して(例えば、アップコンバート(高い周波数へ変換)および変調)、ローカルコンポジットストリームを生成し、経路662およびアンテナ664を通じて、本発明に基づく、リモートTV158、リモコン310、補助基地ステーション410、または他の適切な装置へ送信するという利点がある。図6の実施の形態では、RF XMIT/RCVR640を実装して、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、またはUWB規格の一つ、を含め、サポートされている各種無線規格を含む任意の所望型式の効果的なアップコンバート、変調、または他の無線送信技法を含めることができる。UWBを用いる場合、先進技術の無線1394および無線USBによる1394およびUSBプロトコルを無線でサポートすることができる。
図6の実施の形態では、デジタル基地ステーション156は、LANインターフェース652を介して、各種広域ネットワーク(インターネット等)と通信できる。例えば、メディア入力サブシステム512は、経路650、LANインターフェース652、経路654、通信プロセッサ636、および経路522を経由して、インターネットからのデジタルA/Vデータにアクセスできる。次いで、メディア入力サブシステム512は、インターネットA/Vデータを処理し、次に、上記説明のように、RF XMIT/RCVR640で無線送信するために、経路522を通じて、通信プロセッサ636へ処理したインターネットA/Vデータを提供する。同様に、メディア入力サブシステム512は、番組ソース112の一つを処理し、インターネット上で遠距離クライアントへ処理済みストリームを配布するために一圧縮形式を実行する。
本発明によれば、通信プロセッサ636は、図4と併せて先に説明したように、経路654、LANインターフェース652、および経路650を経由して、補助基地ステーション410内のRFリピータ414へ送信器準備完了ストリームも提供する。システムによっては(例えば、MoCA型システム)、LAN接続650は、同軸TVインターフェース564と物理的に同一とすることができる。標準の電話線または電力線を用いる家庭用ネットワークのような別のシステムでは、第2LAN接続672が、LANインターフェース674により制御される。別の実施の形態では、LANインターフェース674は、イーサネットオーバーCAT5 UTPケーブル(CAT5規格のUTPケーブルで動作するイーサネットプロトコル)、イーサネットオーバーパワーライン(電力線)、イーサネットオーバーフォンライン(電話線)およびイーサネットオーバーコアックス(同軸ケーブル)等、多数の物理的インターフェース(不図示)を制御できる。
通信プロセッサ636は、CAT5ケーブルのような多様な物理的接続656またはCAT5eまたはCAT6のようなUTPケーブルの強化版、へ接続できるネットワークオーディオ/ビデオインターフェース658を制御することもできる。追加の物理的接続は、同軸ケーブル、1394ケーブル、またはHDMIケーブルを用いることができる。一実施例では、ネットワークオーディオ/ビデオインターフェース658は、接続656で同軸ケーブル上のMPEG−2データ変調をサポートし、その変調はHDTV放送のためのATSC標準と互換性を有する。このような実装により、どの標準HDTVもそのような放送を受信し、復号化することが可能になる。
別の実施例では、ネットワークオーディオ/ビデオインターフェース658は、ストリーミングデータにより動作するよう設計され、典型的なイーサネット型規格よりもデータ指向性が低いことがある。そのような一例は、CAT5の配線で1394プロトコルを用いる1394Cである。UTPケーブルおよび同軸ケーブルで動作するDVIおよびHDMIと類似のプロトコルを走らせる他の試みをサポートすることもできる。別の実施は、イーサネットのUDP伝送スキームを用いることができ、パケット送信のハンドシェイク方式の簡便法および高速管理を含むが、その簡便法は、エラーがある場合、パケットを再送信する必要がある。これは、完全なTCP/IPプロトコルのオーバーヘッドを省いたTCP/IP手法の利点を有し、有線または無線IPネットワークへ応用することができる。
図6の実施の形態では、携帯型テレビ158またはリモコン310は、アンテナ664、RF XMIT/RCVR640、および通信プロセッサ636を経由して、メディア入力サブシステムプロセッサ512へ無線周波操作情報を無線で送信できるという利点がある。それに応じて、メディア入力サブシステム512は、マスターコントローラとして動作して、マルチルームテレビジョンシステム110の各種のコンポーネントおよび機能性を制御するために、無線で受信した無線周波の操作情報を利用する。メディア入力サブシステム512は、受信したRF操作情報を任意の適切な方法で使用することができる。例えば、メディア入力サブシステム512は、制御バス516を利用して有線接続するか、または経路642および赤外線送信器/受信器(IR XMIT/RCVR)644を介して制御情報を送信するかの何れかで、適切なシステムコンポーネントを制御してよい。付加モードでは、メディア入力サブシステム512は、通信プロセッサ636と、LAN650上の他の装置がユニバーサルプラグアンドプレイ(UPnP)プロトコルに準拠する、LANインターフェース652とを介して、システム110内の他の各種コンポーネントを制御できる。
本発明によれば、メディア入力サブシステム512は、IR XMIT/RCVR644およびRF XMIT/RCVR640を利用して、遠隔場所で生成される全てのシステム制御信号を監視することもできる。次いで、メディア入力サブシステム512は、それに応じて、対応するシステムコンポーネントの状態情報を維持して、マルチルームテレビジョンシステム110におけるシステムのインテリジェント制御の相互作用を支援する。例えば、番組ソース112から離れた場所で視聴しているシステムユーザが、衛星サービスプロバイダからリモートTV152に関する番組ガイド情報を見たいと望むかもしれない。メディア入力サブシステム512は、番組ソースへの適切な信号を生成して、番組ガイド情報を利用可能にすることができ、次いで、ビデオ番組ソース単体かまたは合成するかのどちらか所望のフォーマットで、番組ガイド情報をリモートTV152へ送信できる。別の実施の形態では、リモートTV152の一部としてIR入力246を実装することができる。IRコマンドは、他方のインターフェース220の制御により解釈され、LAN242、RF240、または別の接続を経由してメディア入力サブシステムプロセッサ512へ送られる。
本発明によれば、メディア入力サブシステム512は、制御バス516を用いて、マルチルームテレビジョンシステム110全体を通じて互換性のあるコンポーネントと通信することもできる。図6の実施の形態では、任意の互換性のある構成および/またはプロトコルを用いて、制御バス516を実装できる。例えば、制御バス516は、制御バス標準に基づいて効果的に実装でき、デジタルリビングネットワークアライアンス(DLNA)、またはホームオーディオビデオホーム相互接続(HAVI)標準に準拠する、各種の信号化プロトコルおよび技法を利用することもできる。
ここで図7を参照して、ビデオフレームから図6の通信プロセッサ636までの、変換処理710について説明するデータフロー図を示す。第1ステップは、サブバンド符号化を経由してマルチ解像度表現へ分解されるビデオデータの各成分に対するものである。輝度成分Yに対するクワッドツリー(4文木)型分解を、ブロック712に、第1色成分Uに対するものをブロック714に、第2色成分Vに対するものをブロック716に示す。クワッドツリー型分解は、4つのサブバンドに各成分を分割するが、第1サブバンドは符号718h、718d、および718vで表され、ここで「h」、「d」、「v」は、それぞれ「水平」、「対角」、「垂直」を表す。第2サブバンドは、水平および垂直方向ともに第1サブバンドの解像度の半分であり、符号720h、720d、および720vで表される。第3サブバンドは、符号722h、722d、および722vで表され、第4サブバンドは、ボックス724で表される。
前進型誤信号訂正(FEC)は、送信されるビットストリームのエラー回復力を改良するための例示の一方法である。FECは、ベースビットに情報の付加冗長ビットを加える処理を含み、それにより、幾つかのビットが欠落するかまたは改竄された場合、フレームの完全な表示またはほぼ完全に近い表示を復号化システムにより再構築できる。FECステップ中に付加される冗長情報のビット数を増加させるにつれて、ビットストリームは、エラーに対する保護および回復力をさらに強める。ウエーブレット符号化ビデオの場合、ビデオフレームの最小解像度サブバンドが大部分の画像エネルギーを有するので、このサブバンドをフレーム解像度が高い方のサブバンドよりもFEC冗長ビットを増加させることにより、保護することができる。
各成分に対する異なるサブバンドは、経路702を経由して符号化ステップへ渡される。符号化ステップは、第1サブバンド736、第2サブバンド734、第3サブバンド732、および第4サブバンド730上で実行されるFECで符号化することにより、各サブバンドについて実行される。実行する符号化の形式に応じて、符号化処理の前に、またはその処理の一部としてデータに適用される他の各種ステップがある。これらのステップには、サブバンド間のフィルタ処理または差異化が含まれる。サブバンド間の差異を符号化するのは、ある種の圧縮ステップの一つである。典型的な画像では、画像エネルギーの大部分はその画像の解像度の低い表現に存在する。他のバンドは、画像の品質を高めるために用いられる高い周波数の細部表現を含む。サブバンドそれぞれに対する符号化ステップは、サブ画像内に含まれる視覚的な細部表現の量に最も適した方法およびビットレートを用いる。
他の縮尺可能な符号化技法を用いて、異なる送信特性を有する様々な通信チャンネルを横断して、各種画像のサブバンドを送信できる技法もある。この技法を用いて、優先度の高いソースのサブバンドを、より高い品質の送信チャンネルに合致させることができる。ベースのビデオ層ほど保護を強くし、上位層は保護を弱めるかまたは全く保護しないで送信する場合、このソース型符号化を用いることができる。この技法は、エラーの隠蔽に対して良好な総合性能をもたらすことがあり、画像品質の上品な性能劣化を可能にする。送信エラーの高い回復力を得るために、別のエラー回復エントロピー符号化(EREC)の技法を用いてもよい。
符号化の形式およびFECの強度は、サブ画像の視覚的細部表現に依存するのに加え、送信チャンネルエラー特性にも依存する。送信チャンネルフィードバック740は、通信プロセッサ744へ送られ、次いで、その情報が経路742を経由してサブバンド符号化ブロックそれぞれへフィードバックされる。サブバンド符号器はそれぞれ、符号化したサブ画像情報を通信プロセッサ744へ送信する。次いで、通信プロセッサ744は、圧縮ストリームを経路750を経由して目標の送信サブシステムへ送信する。
先に説明した2Dサブバンド符号化への拡張として、3Dサブバンド符号化を用いてもよい。3Dサブバンド符号化では、サブサンプリングしたコンポーネントビデオ信号は、低い空間解像度および時間解像度の成分から、高い周波数の細部表現を有する成分まで広がるビデオ成分へ分解される。これらの成分は、成分それぞれに含まれる画像エネルギーを維持するのに適切な方法を用いて、独立して符号化される。圧縮についても同様に、各種成分を量子化し、量子化した値のエントロピー符号化により、独立して実行される。復号化ステップは、各種の画像成分を回復させ、合成することにより、適切なビデオ画像の再構築ができる。ビデオ画像の心理的視覚特性は、ビデオの符号化および復号化を通じて維持される。より洗練された、動き符号化技法、画像合成、またはオブジェクト型符号化を適用するようなアドバンスト3D法も、所与のビットレートに対して画像品質を改良し、あるいは所与の品質に対してビットレートを減少させる方法である。
送信プロトコルに対する最適化を追加することもできる。例えば、ある形式のシステムでは、エラーが発生した場合に再送信されるパケットが存在することがあり、エラーが発生しても再送信されないパケットが存在することもある。同様に、パケットの再送信が必要かどうかを決定するよう設定できる様々なエラーレート閾値が存在する。フレームの異なるサブバンドに関するパケット送信プロトコルと併せて、FECアロケーションを管理することにより送信処理を最適化して、復号化したビデオが、可能な最高品質を確保できるようにする。例えば、イーサネットネットワークは、UDP、ハンドシェイクを有するUDP、およびTCP/IP送信の様々な形式を用いて、パケットに適切に優先順位を付け、必要な場合のみ再送信するよう保証できる。幾つかの送信プロトコルは、独立して管理されるか、または符号化ステップと組み合わされる追加のチャンネル符号化を有する。
特に、サブバンド符号化をUWBプロトコルと組み合せるシステムレベルの最適化も可能である。一実施の形態では、大部分の画像エネルギーを有するサブバンドは、メディアアクセスコントロール(MAC)プロトコルに対する、より高い優先度のハード予約方式を利用する。さらに、より高い画像エネルギーサブバンドに対して、より広い範囲を有するのが典型的なUWBスペクトルの低次バンドグループを用いることができる。この場合、携帯型テレビがUWBの高次バンドグループの範囲外にあったとしても、受信器は、依然としてUWBの低次バンドグループを受信するはずであり、元のビデオの中庸な、または低い解像度の表現を表示できるはずである。
次に図8を参照して、本発明の一実施の形態に基づく、マルチルーム送信手順を実行するための方法ステップのフロー図を示す。図8の実施の形態では、ステップ810において、マルチルームテレビジョンシステム110は、まず、一つ以上の番組ソース112をデジタル基地ステーション156へ提供する。ステップ812では、一つ以上の番組ソース112がデータ、ビデオ、またはオーディオの各情報の何らかの組み合わせを含むかどうかに応じて、入力ストリームプロセッサ530が各種番組ソース112を区別する。図8のフロー図は、アナログ入力のデジタルへの変換を特に示していないが、別の実施の形態では、これらのステップを含むことができる。
番組ソース112がデータを含む場合、ステップ824で、DDRMプロセッサ552が、デジタルデータを適切なフォーマットへフォーマット変換し、ステップ826で処理する。このデータ処理は、番組ガイド情報に関連付けるか、または放送で用いるDRMスキームに関連付けることができる。番組ソース112がオーディオデータを含む場合、ステップ820でオーディオデータはフォーマット変換され、ステップ822で、オーディオデータはオーディオプロセッサ534により処理される。
番組ソース112がビデオを含む場合、ステップ814でビデオプロセッサ538は、ビデオを適切にフォーマット変換し、次いで、ステップ816でビデオを処理する。ビデオをフォーマット変換するステップ814、およびビデオを処理するステップ816は、解凍、圧縮、符号化変換、レート変換、および画像処理の各種組み合わせを含むことができる。次いで、ビデオフレームは、ステップ826からのデータ、またはステップ814およびステップ816で生成されるデータ、の何れかと合成して、グラフィック情報を含むこともできる出力ビデオストリームを生成でき、表示/オーバーレイプロセッサ548で処理してから圧縮する。ステップ818は、出力ストリームプロセッサ524を経由して、データ、ビデオおよびオーディオを、合成された出力ストリームへさらに組み合わせる。ステップ828は、通信プロセッサ636を経由してネットワーク処理を実行する。
マルチルームTVシステム110は、ステップ830で、ネットワーク送信を監視した後、最終的に出力経路の一つへネットワーク送信する機能のためのステップ832へ、出力ストリームを提供する。ネットワークを監視するステップ830を用いて、ビデオを処理するためのステップ816、およびネットワーク処理を実行するためのステップ828へ、ネットワーク情報をフィードバックすることができる。経路834を経由するこのフィードバックは、送信チャンネルの特性へビデオ出力ストリームを最高に合致させるよう、ビデオプロセッサ538が実行するビデオ処理の種類を適応させるのに有用である。送信チャンネルへビデオ符号化を適合させるこのような実施例の一つは、図7と併せて先に説明したマルチバンドウエーブレット符号化である。さらに、通信プロセッサ636は、ネットワーク監視ステップ830からの送信チャンネル情報を用いて、データに実行される送信処理の種類を修正することができる。
ここで図9を参照して、本発明の一実施の形態による、ネットワーク受信手順を実行するための方法ステップのフロー図を示す。簡単にするために、無線ネットワークを経由してデータを受信するリモートTV158を基準として、図2のネットワーク受信手順を説明する。但し、有線ネットワークを越えてリモートTV152、リモコン310、補助基地ステーション410、または任意の他の互換受信装置に至るネットワーク受信も同様に、本発明と併せて用いるよう想定している。
図9の実施の形態では、最初にステップ912で、リモートTV158が、デジタル基地ステーション156からローカルコンポジットストリームを受信する。次に、ステップ914で、RF受信器214が無線ネットワーク処理手順を実行してベースバンドストリームを生成するか、または図2の他の入力の一つがネットワーク送信を受信する。上記無線ネットワーク処理手順は、デジタル基地ステーション156から伝搬されるローカルコンポジットストリームの復調またはダウンコンバート(低い周波数へ変換)のような、各種の適切な技法を含むことができる。同軸受信器216およびLANプロセッサ218を含む他のネットワーク入力処理ブロックは、適切なネットワーク受信を実行する。
ステップ916で、リモートTV158は、ベースバンドストリームを受信し、データ、ビデオ、およびオーディオ情報を別々に含む分離成分にデマルチプレックスする。ベースバンドストリームがデータ情報を含む場合、ステップ918で、オーディオおよびデータの復号器256によるデマックス(デマルチプレクス)が、データ情報を適切なフォーマットに操作して、操作済みデータを生成し、図9の処理はステップ922に進む。同様に、ベースバンドストリームがビデオ情報を含む場合、ステップ920でアドバンスト復号器254が、ビデオ情報を解凍して、解凍ビデオを生成し、図9の処理はステップ922へ進む。
さらに、ベースバンドストリームがオーディオ情報を含む場合、ステップ926で、オーディオおよびデータの復号器256によるデマックスは、最初にオーディオ情報を解凍して、解凍オーディオを生成し、次いで、ステップ928でそれを用いてオーディオ出力を再生する。
ステップ922で、表示プロセッサ224は、操作済みデータ(ステップ918)および解凍ビデオ(ステップ920)にアクセスし、オプションのローカルグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)処理手順を実行して、リモートTV158上で表示するための表示データおよび表示ビデオを生成することができる。オプションのローカルGUI処理の例は、番組ソース112にではなく、ローカルのリモートTV158へ独自に適用する音量、色合い、または他の設定機能のためにオンスクリーン表示を用いるオプションである。最後にステップ924で、表示プロセッサ224は、マルチルームテレビジョンシステム110のユーザが見る表示データおよび表示ビデオを、リモートTVのスクリーン212へ提供する。
一実施の形態では、ローカルのGUI機能と番組ソース関連機能との重要な区別が行われる。マルチルームテレビジョンシステム110のユーザは、メディア入力サブシステムプロセッサ512の一部であるグラフィックプロセッサ546の操作により、TVスクリーン212上のユーザーインターフェースに影響を与える。番組ソース112を選択し、オンスクリーン表示ナビゲーションを実行する場合、グラフィックプロセッサ546および表示/オーバーレイプロセッサ548は、ビデオ情報とオンスクリーン表示情報とを合成してから圧縮542機能を実行する。この方法では、ステップ832で生成され、送信されるネットワークストリームは、表示準備完了ビデオを既に含むので、アドバンスト復号器254が解凍ビデオステップ920を実行すると、表示情報は、GUI処理を行うローカルステップ922がなくても、表示プロセッサ224に対する準備を既に完了している。ステップ922のローカルGUI処理は、表示プロセッサ224により、表示装置に対してローカルに実行される。
従って本発明は、広範な用途でユーザが効果的に利用できるフレキシブルなマルチルームテレビジョンシステムを実施する。例えば、ビデオカメラ装置は、デジタル基地ステーション156が、監視カメラやモニタ、または送信を受信し、接続された記憶装置にその送信を格納できるように、リモートTV158に対する無線送信を生成できる。
さらに、視聴者は、家庭用コンピュータからの情報を表示するために(例えば、料理しながら個人的なレシピ集を見る等)、様々なユーザプロファイルを表示するために(例えば、特定ユーザの好みのテレビチャンネル等)、またはリモートTV158を他の目的で使用していない時に、「ピクチャーフレーム」モード(写真モード)で画像を次々に見るために、マルチルームテレビジョンシステム110を柔軟に利用できる、従って、本発明は、多様で、かつ異種のコンポーネントを利用して、最適なシステム相互操作性および機能性を支援する柔軟なマルチルームテレビジョンシステム110を効果的に実施する。さらに、インターネットのユーザは、番組選択を操作でき、デジタル基地ステーション156を遠隔地から操作しながら、番組ソースの何れかを視聴でき、従って、マルチルームからマルチロケーションまで本システムを拡張できる。
好適な実施の形態をもとに、本発明を上記に説明してきた。他の実施の形態は、本開示からすれば当該技術に精通する者には明らかである。例えば、本発明は、上記の好適な実施の形態で説明したもの以外の構成を用いて直ちに実施できる。さらに、本発明は、好適な実施の形態として上記説明のもの以外のシステムと併せて用いると効果的である。従って、好適な実施の形態へのこれらおよび他の変形は、付帯の請求範囲によってのみ限定される本発明の範囲に含まれるよう、意図されている。
110 マルチルームテレビジョンシステム
112 番組ソース
138 切換器(スイッチャー)
156 デジタル基地ステーション
150 第1有線テレビ(TV)
152 第2無線クライアントテレビ(TV)
154 第3有線テレビ(TV)
158 第4携帯テレビ(TV)
168 遠隔パソコンステーション
112 番組ソース
138 切換器(スイッチャー)
156 デジタル基地ステーション
150 第1有線テレビ(TV)
152 第2無線クライアントテレビ(TV)
154 第3有線テレビ(TV)
158 第4携帯テレビ(TV)
168 遠隔パソコンステーション
Claims (1)
- デジタル基地ステーションを実施する装置であって、
前記デジタル基地ステーションに結合されたメディア入力サブシステムであって、番組ソースを処理し、それにより処理済みストリームを生成するよう構成された前記メディア入力サブシステムと、
前記メディア入力サブシステムの解凍ユニットであって、デジタル番組ソースデータに作用するよう構成された前記解凍ユニットと、
前記メディア入力サブシステムの圧縮ユニットであって、処理済みビデオを生成するよう構成された前記圧縮ユニットと、
前記メディア入力サブシステムに結合された通信プロセッサであって、前記処理済みストリームを操作し、送信器準備完了ストリームを生成するよう構成された前記通信プロセッサと、
前記通信プロセッサに結合された無線送信装置であって、前記送信器準備完了ストリームを無線で送信するよう構成された前記無線送信装置と
を具備する装置。
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