JP2016015739A5 - - Google Patents

Description

１日の間、一般的なＴＶ放送サービスの帯域需要は、大きく変化するだろう。例えば、帯域需要は、一般的に、平日の午後６時から午後１１時の間、及び週末の午前１０時から午後１１時までにおいてピークを迎える。ピーク時間において、全てではないにしてもほとんどの使用可能な帯域は使用されており、いくつかの条件において帯域が不十分でさえあり得る。一方、通常、オフピーク時間においては、帯域は十分に利用可能である。

本発明の原理に従った例示の実施形態において、スケーラブルビデオコーディング（Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＳＶＣ））を使用した伝送方法が、ピークタイムの広い帯域幅を必要とするビデオの伝送をオフピーク時間ウインドウに移動する。今まで十分に使用されていなかったオフピークの帯域が、有利に使用されて、僅かなアップグレード費用でまたはアップグレード費用無しで全体の伝送効率が改善される。

本発明による伝送方法は、リニアなＴＶサービスに使用されて、ピーク時間の帯域消費を減少させることが可能である。さらに、ベース層ビデオが基本のサービスとして扱われることが可能であり、その一方でエンハンスメント層ビデオがその高いビデオ品質に関する上位サービスとして扱われることも可能である。デジタル著作権管理（ＤＲＭ）等が使用されて、エンハンスメント層ビデオへのアクセスが制御されてもよい。

本発明の概念以外、添付図面に示されている要素は、公知であり、詳細には説明されていない。例えば、本発明の概念以外、テレビ放送、受信機及びビデオエンコーディングについて熟知していることが前提とされ、これらは本明細書には詳細に説明されていない。例えば、本発明の概念以外、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ）、ＳＥＣＡＭ（ＳＥｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ Ａｖｅｃ Ｍｅｍｏｉｒｅ）、及びＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）（ＡＴＳＣ）、中国デジタルテレビシステム（ＧＢ）２０６００−２００６、及びＤＶＢ−Ｈ等のＴＶ規格に関する現在の勧告及び今まで提案された勧告への熟知が前提とされる。同様に、本発明の概念以外、８−ＶＳＢ（ｅｉｇｈｔ−ｌｅｖｅｌ ｖｅｓｔｉｇｉａｌ ｓｉｄｅｂａｎｄ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の他の伝送概念、並びにラジオ周波数（ＲＦ）フロントエンド（ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ）（ローノイズブロック（ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ｂｌｏｃｋ）、チューナ、ダウンコンバータ（ｄｏｗｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等）、デモジュレータ、コリレータ、リークインテグレータ（ｌｅａｋ ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）、及びスクエアラ（ｓｑｕａｒｅｒ）等の受信コンポーネントの熟知が前提とされる。さらに、本発明の概念以外、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＴＣＰ（ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のプロトコルへの熟知が前提とされ、本明細書において説明されていない。同様に、本発明の概念以外、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）−２システム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１）、Ｈ．２６４ ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）及びスケーラブルビデオコーディング（ＳＶＣ）が前提にされ、本明細書において説明されていない。本発明の概念が、それ自体は本明細書に記載されていない従来のプログラミング技術を用いて実装されてもよいことに留意すべきである。最後に、図面内の同様の参照符号は同様の要素を示す。

図２は、本発明の原理に従った例示のシステム２００を示している。このシステムにおいて、エンコーディングされたビデオは、ビデオサーバ２１０からＳＴＢ等のエンドユーザ端末に、スケーラブルビデオコーディング（ＳＶＣ）等の高度なコーディング技術を使用して伝送される。ビデオ信号２０１に基づいて、サーバ２１０のＳＶＣエンコーダ２１２は、少なくとも２つの空間的に拡張可能な（ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｓｃａｌａｂｌｅ）ビデオ層ストリームを生成する。すなわち、低いビットレートのＳＤ解像度を用いた１つのベース層ストリーム、及び高いビットレートのＨＤ解像度を用いた１つのエンハンスメント層ストリームである。ビデオ信号２０１は、例えば、ＨＤＴＶ番組に対応している。ＳＶＣベース層及びＳＶＣエンハンスメント層は、ストリーム２２４及び２２６を介してＳＴＢ２５０に各々伝送される。本明細書においては空間的に拡張可能（例えば、ＳＤ対ＨＤ）という用語で説明されているが、本発明の原理は、ＳＶＣ拡張性の時間的及び品質的なモードにも適用可能である。

エンハンスメント層ストリーム２２６が、エンコーディングする時刻にＳＴＢ２５０に送信されてもよい一方で、時間的に後に送信されるベース層ストリーム２２４は、記憶装置２１３等に保存され、視聴時刻にＳＴＢ２５０への伝送のために記憶装置から読み出される。代替的に、ビデオ信号２０１は、エンコーダ２１２によって生成されたときに送信されるベース層ストリーム２２４を用いて視聴時間において再生（ｒｅ−ｐｌａｙ）されかつ再度エンコーディングされ得、それによって記憶装置２１３が除去される。図示していないが、エンハンスメント層ストリーム２２６は、生成された後に保存され、ＳＴＢ２５０に送信されるときに記憶装置から読み出されてもよい。保存及び読み出しのための任意の適切な手段が、ストリーム２２４及び／または２２６に対して使用可能である。

エンハンスメント層ファイルは、デジタル著作権管理（ＤＲＭ）保護付きであってもよい。エンハンスメント層ビデオに対して条件付きアクセスを用いることは、高度なビデオをベース層ビデオに追加される上位アドオンサービスとして提供することを可能にする。例えば、ＨＤ番組は、エンハンスメント層への条件付きアクセスによって提供され得、その一方で、ＳＤ番組はベース層へのアクセスによって全ての契約者に提供され得る。ＨＤ番組のこれらの契約に関して、１または複数のエンハンスメント層ファイルが、後に使用される１または複数のＨＤ番組の全てまたは一部に関して、ＳＴＢに前もってダウンロードされるだろう。エンハンスメント層ファイルの各々は、１もしくは複数のＨＤ番組またはＨＤ番組の一部のデータを含んでもよい。ＨＤ番組を契約していないユーザは、インジケータ等に基づいて、エンハンスメント層データ受信できるかもしくは受信できなくてもよく、または当該ファイルを受信できるが保存もしくは復号できなくてもよい。インジケータは、例えば、様々な可能性があるが、ユーザがパスワードもしくはアクセスコードを間違えなく入力するかまたはユーザのＳＴＢにスマートカードを挿入すること等のユーザとのやりとりに基づいて設定されてもよい。エンハンスメント層ファイルがＤＲＭ保護付きであり、ＳＴＢ２５０がこれらを復号可能である場合、このような復号は２５８において行われ、復号されたエンハンスメント層データは、その後、ファイルリーダ２５６に提供される。代替的に、復号は、ファイルリーダ２５６によって行われてもよい。ファイルリーダ２５６は、復号されたエンハンスメント層データを、視聴時間にＳＴＢ２５０にストリーミング配信されたベース層データとの同期化及び結合のためにブロック２５５に提供する。結合されたデータは、その後、ビデオ信号２６５のデコーディング及び生成のためにＳＶＣデコーダ２５９に送られる。ＲＴＰストリーム内の対応するＳＶＣベース層を有するＭＰ４ファイル内のＳＶＣエンハンスメント層を同期化及び結合する例示の方法は、以下に説明される。

図３Ａ−３Ｃに示された例示のファイル形式が、ＳＶＣエンハンスメント層データしか含まないことに注意する。ＳＶＣベース層データ及びエンハンスメント層データの両方を含むファイル形式は、エンハンスメント層サンプルとインタリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）されたベース層サンプルを含む。

図２の例示のシステム２００を参照すると、図３Ａ−３Ｃに示されているファイル等の変形されたＭＰ４ファイルを生成する場合、サーバ２１０内のファイルライタ２１６は、タイミング情報を有するエンハンスメント層ＮＡＬＵを、ＳＶＣエンコーダ２１２からＭＰ４ファイルのメディアデータアトム構造内にコピーする。上述のように、変更されたＭＰ４ファイルは、当該ファイルが関連する番組の生放送の前に、ＳＴＢ２５０に事前にダウンロードされる。

ＳＴＢ２５０内のファイルリーダ２５６は、サーバ２１０内のファイルライタ２１６の逆の機能を実行する。ファイルリーダ２５６は、２５７内に保存されている事前にダウンロードされているメディアコンテナファイルを読み込み、アトム３６０内のタイミング情報を有するエンハンスメント層ＮＡＬＵ、及びＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＣＯＲＤＩＮＧ ＯＦ ＭＯＶＩＮＧ ＰＩＣＴＵＲＥＳ ＡＮＤ ＡＵＤＩＯ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１５ Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ２−情報技術--オーディオビジュアルオブジェクトのコーディング--スケーラブルビデオコーディングのファイルフォーマットサポート）に定義されているようなアトム３７０内のスケーラビリティレベル記述子を抽出する。

そこから抽出されたタイミング情報に基づいて、ＳＴＢ２５０内の同期化及び結合モジュール２５５が、デパケタイザ２５４及びファイルリーダ２５６から得られたベース及びエンハンスメント層ＮＡＬＵを同期化及び結合する。同期化の後、生ＲＴＰストリームから非パケット化されたベース層ＮＡＬＵと事前にダウンロードされていたＭＰ４ファイルから抽出される対応するエンハンスメントＮＡＬＵとが結合される。例示の実施形態において、ベース層ＮＡＬＵとエンハンスメント層ＮＡＬＵとの結合は、デコーダ２５９に対して、正確なデコーディング順序でＮＡＬＵを表示することを含んでもよい。結合されたＮＡＬＵは、その後、適切なＳＶＣデコーディングのためにデコーダ２５９に送信される。

本発明の原理に従ったＳＴＢ２５０等の受信デバイスの例示の動作方法のフロー図が図５に示されている。５０５において、ＳＴＢは、後に視聴される番組のエンハンスメント層ビデオ（ＥＬＶ）ファイル５０７を、サーバ２１０等から受信して保存する。５１０において、上述の番組の視聴時間に先立って、ＳＴＢ２５０がサーバ２１０から、番組に関連しており、ＲＦＣ２３２７に記載されているセッション記述プロトコル（ＳＤＰ）に従っているようなセッション記述ファイルを受信する。このＳＤＰファイルは、１または複数の関連付けられたエンハンスメント層の存在及びそれらの暗号化情報を特定してもよい。５１５において、ＳＴＢは、ＳＴＢが番組に対して関連付けられたＥＬＶファイルを有しているか、及び上述のようにＥＬＶファイルが上位サービス契約に関係しているＤＲＭによって保護されている場合に、ＳＴＢが当該ＥＬＶファイルを復号して読み込めるかを判定する。そうであるならば、上述のファイルリーダ機能２５６等のＥＬＶファイルリーダ処理が５２０で開始される。

５２５において、ＳＴＢは、ＲＴＰストリーミング等によって、ＳＶＣベース層のパケット（１または複数）のフレームを受信する。ベース層フレームの各々は、図４に示されているような、１または複数のパケットによって表されてもよい。５３０において、ベース層フレームは、さらなる処理のために非パケット化される。図４に示されているように、ベース層ＲＴＰパケットの各々は、ＲＴＰヘッダ及びＳＶＣベース層ＮＡＬＵを含む。５３５において判定されるように、関連付けられたＥＬＶファイルが存在し、ＳＴＢがそれを読み込み可能であるならば、動作は５４０に進み、そこにおいて、同期化情報が非パケット化されたベース層フレームから抽出される。このような同期化情報は、例えば、フレームのベース層パケット（１または複数）のヘッダ内のＲＴＰタイムスタンプを含んでもよい。５４５において、ベース層フレームのタイミング情報と合致するタイミング情報を有しているエンハンスメント層アクセスユニットのＮＡＬＵがＥＬＶファイル５０７から読み込まれる。タイミング情報に基づいて、エンハンスメント層ＮＡＬＵを特定する例示の方法が以下に説明されている。ベース層ＮＡＬＵ（１または複数）及びそれに合致するエンハンスメント層ＮＡＬＵ（１または複数）は、５５０において結合、すなわち、それらのタイミング情報に基づいて適切に並べられ、当該結合されたものが表示のために５５５においてデコーディングされる。

図６は、上述の変更されたＭＰ４ファイル等であって、ＲＴＰストリームにおいて受信されるベース層データに対応している事前ダウンロードメディアコンテナファイル内のエンハンスメント層データを特定する例示の方法を示している。ベース層ＲＴＰパケットＢｎがサーバからストリーミング配信される場合、ＳＴＢは、ストリーミング配信が開始された後のある時点でこのストリーミングを受信（tune into）する（６０５）。ベース層ＲＴＰパケットＢｎの各々は、ストリーム内の第１のパケットのタイムスタンプＢ１（例えば、ｔ１＝０）が基準となるＲＴＰタイムスタンプｔｎを有している。

図６の例に示されているように、ＳＴＢは、ベース層パケットＢ２のストリーミングの間に受信を行う。しかし、このストリームを適切にデコーディングするために、ＳＴＢはアクセスポイントを受信しなければならず、この受信はパケットＢ３が受信される際に発生する。パケットＢ３のタイムスタンプは、メディアコンテナファイル内の対応するエンハンスメント層データＥ３を発見するために使用される。換言すれば、メディアコンテナファイル内のトラックタイムラインの開始からｔｎ−ｔ１であるエンハンスメント層データサンプルは、ベース層パケットＢｎに対応しているだろう。データサンプルが上述の変更されたＭＰ４形式等で、それらに対応する存続期間を用いて一覧化された場合、先行するサンプルの存続期間が合計されてトラックタイムラインの開始からのデータサンプルの時間的変位、すなわちＲＴＰタイムスタンプに相当するデータサンプルが決定される。従って、図６で示されているように、Ｅ３は、Ｂ３に対応して決定される。なぜならば、Ｅ１及びＥ２の存続期間の合計ｄＴ１＋ｄＴ２は、ｔ３−ｔ１、ベース層ＲＴＰストリームの開始からのＢ３の時間的変位に等しいからである。このように、ＳＴＢの同期化及び結合モジュール（２５５）は、生ストリーミング放送から得られる第１のアクセスポイントパケット（Ｂｎ）のＲＴＰタイムスタンプを、ＲＴＰストリームの開始からのパケットの時間的変位を決定するための基準点として使用する（すなわち、ｔｎ−ｔ１）。その後、同期化及び結合モジュールは、事前にダウンロードされているエンハンスメント層メディアコンテナファイルの時間とサンプルとを対応させた表（３６０）をチェックし、トラックタイムラインの開始からの同一のまたは実質的に同一の時間的変位を有するエンハンスメント層サンプルを検索する。図６において、Ｂ３及びＥ３は、同期化されてＳＶＣデコーディングに関して一緒に提供される第１のベース及びエンハンスメント層データを表す。

Claims (2)

1. ビデオ再生装置内で第１の層及び第２の層において伝送されるエンコードされたデジタルビデオ信号を再生する方法であって、前記第２の層は前記第１の層の解像度、フレームレート及び品質のうちの少なくとも１つを向上させる情報を含み、前記方法が、
   前記ビデオ再生装置において、前記第２の層のデータユニットを受信するステップと、
   前記ビデオ再生装置において、前記第２の層の当該受信されたデータユニットをエンハンスメント層のメディアコンテナファイル内に保存するステップと、
   前記ビデオ再生装置において、前記第２の層のデータユニットに対応する第１の層のデータユニットを受信するステップと、
   前記ビデオ再生装置において、前記第１の層の更なるデータユニットを受信する間に前記第１の層のデータユニットを前記第２の層の対応するデータユニットと結合するステップであって、前記第２の層のデータユニットの全ては、前記第１の層の任意の対応するデータユニットが受信される前に受信されて保存され、前記第１の層のデータユニット及び前記第２の層のデータユニットは、デジタルサンプルを含み、前記結合するステップは、
   合致する同期情報を有する前記第１の層のデジタルサンプル及び前記第２の層のデジタルサンプルを特定することであって、
   第１の層のデータユニットのストリームの開始からの前記第１の層のアクセスポイントの時間的変位を、タイムスタンプに従い決定することと、
   トラックタイムラインの開始からの時間的変位が前記第１の層の前記アクセスポイントの前記時間的変位と合致する、前記第２の層の前記データユニットを特定することであって、前記エンハンスメント層のメディアコンテナファイルの時間とデジタルサンプルとを対応させた表にアクセスすることにより、前記トラックタイムラインの開始からの前記第２の層の前記データユニットの前記時間的変位を決定することを含み、前記時間とデジタルサンプルとを対応させた表は、前記第２の層のデジタルサンプルと、前記デジタルサンプルの各々の対応する期間と、を含み、前記時間とデジタルサンプルとを対応させた表における先行するデジタルサンプルすべての対応する期間すべてを加算することにより、前記デジタルサンプルの各々のデコード時刻が決定される、前記第２の層の前記データユニットを特定することと、
   を含む、前記第1の層のデジタルサンプル及び前記第２の層のデジタルサンプルを特定すること、
   を含む、前記結合するステップと、
   前記ビデオ再生装置において、前記結合されたデータユニットをデコードすることによって出力ビデオフレームを生成するステップと、
   を含む、前記方法。
2. 第１の層及び第２の層において伝送されるエンコードされたデジタルビデオ信号を再生する装置であって、前記第２の層が前記第１の層の解像度、フレームレート及び品質のうちの少なくとも１つを向上させる情報を含み、前記装置が、
   前記第２の層のデータユニットを受信する手段と、
   前記第２の層の当該受信されたデータユニットをエンハンスメント層のメディアコンテナファイル内に保存する手段と、
   前記第２の層のデータユニットに対応する前記第１の層のデータユニットを受信する手段と、
   前記第１の層の更なるデータユニットを受信する間、前記第１の層のデータユニットを前記第２の層の対応するデータユニットと結合する手段であって、前記第２の層のデータユニットの全てが、前記第１の層の任意の対応するデータユニットが受信される前に、受信されて保存され、前記第１の層のデータユニット及び前記第２の層のデータユニットは、デジタルサンプルを含み、前記結合する手段は、合致する同期情報を有する前記第１の層におけるデジタルサンプル及び前記第２の層におけるデジタルサンプルを特定することにより前記データユニットを結合し、前記特定することは、第１の層のデータユニットのストリームの開始からの前記第１の層のアクセスポイントの時間的変位を、タイムスタンプに従い決定することと、トラックタイムラインの開始からの時間的変位が前記第１の層の前記アクセスポイントの前記時間的変位と合致する、前記第２の層のデータユニットを特定することであって、前記エンハンスメント層のメディアコンテナファイルの時間とデジタルサンプルとを対応させた表にアクセスすることにより、前記トラックタイムラインの開始からの前記第２の層の前記データユニットの前記時間的変位を決定することを含み、前記時間とデジタルサンプルとを対応させた表は、前記第２の層のデジタルサンプルと、前記デジタルサンプルの各々の対応する期間と、を含む、前記第２の層のデータユニットを特定することと、を含み、前記時間とデジタルサンプルとを対応させた表における先行するデジタルサンプルすべての対応する期間すべてを加算することにより、前記デジタルサンプルの各々のデコード時刻が決定される、前記結合する手段と、
   前記結合されたデータユニットをデコードすることによって出力ビデオフレームを生成する手段と、
   を含む、前記装置。