JP3570952B2 - System and method for testing MPEG-2 compressed digital broadcast video during operation and non-operation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ・データ伝送システムに関するものであり、詳しく云えば、MPEG −2圧縮を受けたディジタル放送ビデオの稼働中テスト(in−service testing)及び非稼動中テストを行うシステム及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビデオ通信ネットワークにおいて、MPEG(Moving Picture Expert Group)2圧縮アルゴリズム及びATMネットワークは、通常、アナログ・オンリ・ネットワークでは見られないビデオ伝送信号のパーターベイション(Perturbation)を生じさせることができる。ネットワークの異常及び障害をリアルタイムで検出するために、サービスが最小の回路停止時間でもって回復されるよう、稼働中の回路テストが行われる。EIA/TIA 250Cの稼働中テストの技法がテレビジョン業界では周知である。放送会社は、歴史的には、テスト信号を挿入するために両フィールドのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン10−20を使用していた。そのVBIには、更に、クローズド・キャプション・テキスト及び映画テレビ技術者協会(SMPTE)タイム・コードも組み込まれる。VBIはアクティブ・ビデオ・エリアの一部ではなく、従って、視聴者には見えない。
【0003】
しかし、MPEG−2ビデオ・エンコーダは、伝送される帯域幅を縮小するために、VBIライン1及び21を除いて各スクリーン又はフレームをフィルタするので、そのエンコーダは稼働中テストを予め除外している。そのビデオ・エンコーダはSMPTEタイム・コードをグループ・オブ・ピクチャ(GOP)にコピーし、クローズド・キャプション・テキストがMPEG−2トランスポート・ストリームの形でユーザ・データとして送られる。テスト信号は無視される。受信終了時に、VBIラインがMPEG−2デコーダによって再生され、SMPTEタイム・コード及びクローズド・キャプション・テキストが再挿入される。しかし、VBIは如何なるテスト信号も全く持たない。従って、稼働中テストは次のような2つのテストに限定される。すなわち、
(1)同期パルス振幅テスト、
(2)ビデオの存在又は不存在を基本的に確認するクロミナンス・バースト振幅テスト。
これらのテストはビデオの品質を測定又は評価することができない。
【0004】
MPEG−2ビデオ・エンコーダのそのような限定は、エンド・ツー・エンドのビデオ品質をテストするために、信号の発生時点でテスト信号をVBIに挿入することを必要とすることが多い放送会社にとって障害になっている。それらのビデオ伝送がMPEG−2圧縮をいずれかの段階で受ける場合、VBIテスト信号は失われる。
【0005】
ビデオ伝送システムの稼働中テストに関連する従来技術は次のような特許を含む。即ち、
1992年9月15日に出願され、1997年4月1日に発行された米国特許第5,617,148号(発明者:Montgomery)は、スペクトル減衰に対する制御されたエレメント、或いは、ビデオ信号のブランキング・インターバル又はそのブランキング・インターバルに含まれたクローズド・キャプション・データを歪ませることなく、そのビデオ信号への二次信号の挿入を助けるために使用される制御フィルタを開示している。
【0006】
1990年11月6日に発行された米国特許第4,969,041号(発明者:O’Grady)は、ビデオ信号に低レベルの波形を加えることによって、データがそのビデオ信号に組み込まれることを開示している。その低レベルの波形は、ビデオ信号の雑音レベル以下のレベルを有し、データに対応する。ビデオ信号に組み込まれたデータを検出するために、ビデオ信号はそのデータに対応する低レベルの波形と相関し、相関係数を発生する。高い相関係数は、データに変換される低レベルの波形の存在を表す。その低レベルの波形は多くのビデオ・ライン上に広がるので、視聴者によって検出されることがあり得る固定パターン雑音異常を回避するために、それは、多くのフレームにとって1つのビデオ・フレーム内の同じロケーションで又は同じロケーション近くで生じない。
【0007】
1994年4月15日に出願され、1996年12月17日に発行された米国特許第5,585,858号(発明者:Harper)は、完全に対話型のプログラムと正規の一般的なプログラムとを同じ標準ビデオ信号帯域幅で同時放送するためのシステムを開示している。そのビデオの未使用のラインは、更なる対話型応答のオーディオ・チャネル並びにグラフィックス及び制御データを組み込むために使用されることが望ましい。別の方法として、対話型音声セグメントが、音声副搬送波で又はケーブル周波数防護帯域で連続的に又は1つずつ与えられるか、或いは対話型プログラム・ボックスにおけるメモリに事前記憶される。外部記憶装置又はゲーム・カートリッジの使用を通して、より多くのオーディオ及びグラフィックスを提供することができる。信号における組込みコードで送られたオーバレー・ロジック又はレシーバ・ロケーションにおいてソフトウエアの形で常駐するオーバレー・ロジックの使用を通して、更なるデータがシステム内の指定されたトリガ・ポイントに入れられる。
【0008】
1991年6月14日に出願され、1996年11月5日に発行された米国特許第5,572,247号(発明者:Montgomery)は、ケーブル・テレビジョン・システムのビデオ帯域幅におけるデータ信号の透明な受信を可能にするための信号プロセッサを開示している。受信された信号は、ビデオ帯域幅においてアクティブ・ビデオ・インターバルで周波数インターリーブされたビデオ及びデータ・コンポーネントを有する。データ信号は、ビデオ信号の水平走査速度の非ゼロ倍における搬送波でもって変調される。受信側は、制御信号に応答してその結合信号を伝送する順方向チャネルを選択し、その伝送された結合信号のデータ部分を取り出す。
【0009】
1994年2月24日に出願され、1996年9月17日に発行された米国特許第5,557,333号、及び1994年6月14日に出願された米国特許第5,327,237号(発明者:Jungo)は、ビデオ帯域におけるビデオ信号を持った二次データ信号の透明な同時送受信を可能にするための信号プロセッサを開示している。送信側における信号プロセッサは水平走査速度でデータをラスタ化し、水平走査速度の非整数倍におけるデータ搬送波でもってデータを変調して周波数インターリーブを得る。データは、各ビデオ・ラインのアクティブ・ビデオ部分の期間に伝送される。
【0010】
1994年10月31日に出願され、1997年9月2日に発行された米国特許第5,663,766号(発明者:Sizer)は、ディジタル情報をビデオ信号でコミュニケートするためのシステムを開示している。そのシステムは、ディジタル情報によって変調された搬送波信号をビデオ信号に加えるように構成されたエンコーダを含む。或る周波数以外の周波数で変調された搬送波信号はビデオ・スペクトルにおけるピークに対応する。受信側は、そのビデオ信号を任意選択的にセンスするように及びビデオ信号におけるエンコードされたディジタル情報を回復するように構成される。
【0011】
従来技術からみて、視聴者にとって透明な方法でビデオの品質を測定又は評価するためには、ビデオ・テスト信号がVBI或いはオーバスキャン・エリア又はアクティブ・エリア内に挿入されるという、MPEG−2圧縮アルゴリズムに従ってビデオ伝送の稼働中テストを行う必要がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、MPEG圧縮を受けるビデオ伝送の稼働中テストを行うシステム及び方法を提供することにある。
【0013】
本発明のもう1つの目的は、ビデオ伝送において、そのビデオ伝送がMPEG−2圧縮を受ける場合にビデオ品質を評価するためのテスト信号を挿入する方法を提供することにある。
【0014】
本発明のもう1つの目的は、テストを視聴者にとって透明なものにする方法で、ビデオ伝送におけるビデオ・テスト信号を隠蔽するシステム及び方法を提供することにある。
【0015】
本発明のもう1つの目的は、ビデオ放送の内容に基づいてベース・ビデオ伝送のアクティブ表示エリア内にビデオ・テスト信号を動的に配置するためのシステム及び方法を提供することにある。
【0016】
本発明のもう1つの目的は、ビデオ・テスト信号をビデオ・ブランキング・インターバルから除去し、そのテスト信号をビデオ伝送のアクティブ・ビデオ・エリアに周期的に挿入してMPEG−2ビデオ・エンコーダ・フィルタリングを回避するためのシステム及び方法を提供することにある。
【0017】
本発明のもう1つの目的は、テスト信号を伝送のアクティブ・ビデオ・エリアから取り出し、新たに作成されたビデオ・ブランキング・インターバルにそのテスト信号を入れるためのシステム及び方法を提供することにある。
【0018】
本発明のもう1つの目的は、周期が変化する間欠的なテスト信号を受けながら、回復されたビデオ・ブランキング・インターバルで連続的なテスト信号を発生するためのシステム及び方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
これらの及び他の目的、特徴及び利点は、ローカル・ビデオ・ステーションを遠隔制御するための広域TCP/IPネットワークに結合されたコマンド及びコントロール(CAC)オペレーションズ・センタを含むビデオ伝送システムにおいて達成される。各ステーションは、POP(Points of Presence)のようなゲートウェイを通して非同期転送モード(ATM)ネットワークに結合される。各POPは、ATMスイッチを介してそのネットワークとインターフェースする。起動POPでは、加入者ビデオ・フィードが、垂直インターバル・テスト信号(VITS)発生器及び信号アナライザに結合されたアナログ・ビデオ・スイッチへ経路設定される。そのスイッチは、MPEG−2エンコーダを介してマルチプレクサに接続される。そのマルチプレクサは、MPEG−2エンコーダの出力を多重化して、ATMスイッチに配送するための一連のIフレーム、Bフレーム、及び(又は)Pフレームにおいて生じるピクチャのシングルOC−3ビデオ・トランスポート・ストリームにする。ビデオ品質をテストするために、VITS発生器はNTSCカラー・バー・テスト・パターンをリモートPOPに送る。
【0020】
テスト信号は、アクティブ・ビデオに影響を与えることなくフレームのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)に入れられる。修正されたディジタル・ストリームは、エンコードするためにMPEGビデオ・エンコーダに送られる。テスト信号挿入コントローラが、下流のテスト信号エクストラクタに送られるトリガ・データ・パケットを形成する。CRCエラーが検出された場合、各トリガ・データ・パケットは念のために2回送られる。トリガ・データ・パケットはVBIテスト信号テーブルに記憶される。テスト信号は、隠蔽テクニックを使用して表示エリア外に入れられる。ビデオ・ロジックがそのテスト信号の隠蔽を決定する。そのテスト信号のための使用可能なスペースが存在するかどうかを決定するために、フレームのオーバスキャン・エリアがテストされる。そのようなスペースが存在する場合、1つのラインが選択され、隠蔽モードが計算される。オーバスキャン・エリアが満杯である場合、すべての使用可能なセーフ・アクション・ラインがモーション及びコンテントによってランク付けされる。既に挿入されたテスト信号は使用可能なラインの数を少なくする。テスト信号が並置されないように、ライン分離パラメータは他のラインを考慮から外す。各ラインに対して隠蔽スコアが計算される。セーフ・ラインは隠蔽スコアによってランク付けされる。
【0021】
最高のスコアが所定の品質閾値よりも大きい場合、ライン、モード及びスコアは戻される。そうでない場合、使用可能なタイトル・セーフ・ラインがモーション・コンテント・スコアに従ってランク付けされる。コンテントが欠けたライン及び静的モーションを持ったラインに対してスコアリングがウェート付けされる。そこで、各フレームの表示と同期して、テスト信号記憶装置からのテスト信号が各アクティブ・ビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・エントリのためのビデオ・ブランキング・エリアに挿入される。アクティブ・ビデオ・エリアにおけるテスト信号は、トリガ・データ・パケットに含まれた隠蔽モードに従って、記憶されたピクチャから検索及び形成されたビデオ・ラインを挿入することによって隠蔽される。その修復されたビデオ・ラインはディジタル・アナログ変換のために送られる。テスト信号挿入コントローラは、いつ及びどこでテスト信号をディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームに挿入すべきかを決定する。受信終了時に、アナログ・スイッチが測定及び分析のために出力をテスト信号アナライザに切り替える。フレームと関連するタイム・コードが現フレームに比べられる。エクストラクタのテスト信号トリガ・テーブルからエントリが除去され、VBIライン・テーブルにフラッグがセットされる。
【0022】
フレーム再構成時に、テスト信号エクストラクタはアクティブVBIテーブル・エントリを通してループし、記憶されたテスト信号を挿入する。隠蔽フラッグがセットされている場合、現在処理されているフレームが現ピクチャからテスト信号ラインに移される。そこで、テスト信号が信号ライン記憶装置から現ピクチャのターゲットVBIライン・フィールドにコピーされる。現フレームが隠蔽フラッグを含んでいる場合、ビデオ・ラインは隠蔽される。VBIテーブルにおける隠蔽モードがデコードされる。修復を必要とするラインの上及び下の次のラインを使用して、テスト信号を有するラインが修復される。従って、Iフレームのビデオ・ブランキング・エリアに挿入された隠蔽ビデオ・テスト信号を使用して、稼働中テストがディジタル圧縮されたビデオにおいて達成される。その場合、隠蔽ビデオ・テスト信号は、Iフレームのフレーム再構成時にエクストラクタのテスト信号トリガ・テーブル及びエクストラクタのVBIライン・テーブルによって識別される。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は、非同期転送モード(ATM)ネットワーク115に結合された3つのPOP(Points of Presence)又はゲートウェイ100、105、及び110を含むビデオ伝送システム10を示す。ATMネットワーク115は、アナログ信号をディジタル化して圧縮することによって高帯域幅の放送ビデオをゲートウェイに送る。ディジタル化された信号は受信ゲートウェイにおいてアナログ信号に変換され、加入者に送られる。コマンド及びコントロール・センタ(CAC)120がそれらのPOPゲートウェイを遠隔制御する。
【0024】
POPゲートウェイは、ATMスイッチ140からOC−3(155Mbps)アクセス・ライン118を介してATMネットワーク115に接続される。POPゲートウェイは、加入者への及び加入者からのアナログ・ビデオ信号を搬送する一組のアクセス・ライン128、129を有する。それらのアクセス・ラインはアナログ・ビデオ・スイッチ132に接続され、そのスイッチ132は、アクセス・ライン118が専用のMPEG−2エンコーダ136又はデコーダ137にスイッチされることを可能にする。POPゲートウェイは、ATMスイッチ140を介してATMネットワーク115と結びつく。送信サイドでは、ATMスイッチは、MPEG−2エンコーダの出力を多重化して単一のOC−3トランスポート・ストリームにするマルチプレクサ(Mux)138に接続される。新たに確立された各ビデオ回路のビデオ品質をテストするために、垂直インターバル・テスト信号(VITS)発生器130及び信号アナライザ134がスイッチ132に配線される。
【0025】
POPゲートウェイにアドレスされるネットワーク・データは、OC−3データを多重化解除して個別のMPEG−2トランスポート・ストリームにするデマルチプレクサ139へ経路設定される。出力加入者ライン129は信号を加入者に供給する。
【0026】
CAC120は、コンピュータ172、173におけるソフトウエア・エグゼクティブのプログラム制御の下に発生されたコマンドによってビデオ接続を確立及び解除する。これらのコンピュータはTCP/IP広域ネットワーク174を介して各POPゲートウェイへの連続的な接続を維持してPOP装置を制御し、警報状態を監視する。
【0027】
図2は、ロサンゼルスにおけるPOPゲートウェイ300からワシントンDCにおけるPOPゲートウェイ400への代表的なビデオ接続を示す。ゲートウェイ300は、ビデオ・テープ・レコーダ321から顧客の私設アクセス・ライン328を介してアナログ・ビデオを供給する。アナログ・スイッチ384によって、パス380は第1の使用可能なMPEG−2エンコーダ336に経路設定される。信号はマルチプレクサ338へと進み、そこで、その信号は、それがATMスイッチ340及びATMネットワーク445によって適正に経路設定されることを可能にするATMアドレスを与えられる。受信POPゲートウェイ400において、デマルチプレクサ452は、ATMスイッチ450から受け取った集合的なOC−3信号を多重化解除し、その多重化解除されたMPEG−2トランスポート・ストリームを専用のMPEG−2デコーダ454に経路設定する。MPEG−2デコーダのアナログ・ビデオ出力はアナログ・スイッチ456に送られ、そのアナログ・スイッチはそれらの信号を顧客の私設アクセス・ライン463にスイッチしてビデオ・モニタ470上に表示させる。
【0028】
接続を確立した直後であるが、加入者ライン328、463を接続パス380、485にスイッチする前に、垂直インターバル・テスト信号(VITS)装置332は、NTSCカラー・バー・テスト・パターンを遠方のPOPゲートウェイ400に送るために接続をスイッチ382に切り替えられる。受信のPOPゲートウェイ400において、アナログ・ビデオ・スイッチ456はデコーダ454の出力を、測定及び分析のためにテスト信号アナライザ458にスイッチする。数秒のテスト期間の後、そのテスト装置は出力及び加入者ラインをアクティブな接続に切り替えられ、回路は加入者に切り替えられる。カラー・バー・テストが失敗した場合、回路は非活動化され、全く異なるネットワーク・リソース・セットを使用して新たなビデオ接続が確立されるであろう。そこで、その新たな接続は加入者へのリリース前にテストされるであろう。
【0029】
図3はCACセンタ402のコンポーネントを示す。CACセンタは各加入者予約のデータベース418を維持する。加入者は、ウェブ・ブラウザを備えた自分のコンピュータ405からビデオ回路に対する予約を行う。予約ウェブ・サーバ416への接続後、加入者は予約データを必要とするウェブ・ページを印刷される。予約リクエストが予約システム414に送られる。システム414は、そのリクエスト時にその回路を確立するに十分なリソースがネットワークに存在することを保証するようにネットワーク・リソース・マネージャ410に要求する。一方、ネットワーク・リソース・マネージャ410は、アクセス・ライン、エンコーダ、及びデコーダの使用可能性、並びにネットワーク帯域幅をチェックするようにネットワーク・リソース・データベース412に要求する。将来の接続を引き受けるために使用し得るリソースがない場合、ネットワーク・リソース・マネージャ410はリソース・データベース412を更新し、予約システム414に肯定的に応答する。そこで、ネットワーク予約システム414はそれの予約データベース418を更新する。予約ウェブ・サーバ416は、予約リクエスト・ウェブ・ページをリフレッシュすることによって加入者に確認済みの予約を知らせる。
【0030】
図4は、加入者が将来のビデオ伝送のために帯域幅を予約する予約注文ウェブ・ページを示す。加入者は、接続の開始日(Start Date)及び開始時間(Start Time)605並びに終了日(Stop Date)及び終了時間(Stop Time)610を入れる。更に、起動ポート(Origin Port)615及び宛先ポート(Dest. Port)620のPOPロケーションも指定される。予約の依頼時(Submit)640に、ウェブ・ページは、その接続の計算された期間(Duration)625、確認された予約状態(Reservation Status Confirmed)630、及び将来の伝送時にその予約を参照するために使われる固有の予約ID(Reservation ID)650を更新される。
【0031】
図3に戻ると、ネットワーク・リソース・マネージャは、新たな予約を受け付けるほかに、リクエストされた時間に新たなビデオ接続を作成し、その予約が満了した時に接続を破棄する。このプロセスは、ATMスイッチ・コントロール430、アナログ・スイッチ・コントロール432、テスト装置コントロール434、及びMPEG−2装置コントロール436を制御するコマンドを一組のプログラム・エグゼクティブに発生することによって行われる。一方、これらのプログラム・エグゼクティブは、IPルータ440を通してアクセスされる広域ネットワーク445におけるスレーブ装置にハードウエア特有のコマンドを発生する。各エグゼクティブは、オペレータ介入が必要と思われる場合にネットワーク・オペレータがPOP装置の手操作制御を行うことを可能にするユーザ・コンソールを持った別個のコンピュータにおいて稼働する。しかし、ネットワーク全体の制御は、ネットワーク・リソース・マネージャ410の制御の下に十分に活動的にされる。各エグゼクティブがコマンドを発生する時及びPOP警報状態を検出する時、ネットワーク・ステータスは、ネットワーク・オペレータによって連続的に監視されるオペレータ・コンソール438及びプリンタ425において更新される。
【0032】
各POPは、ネットワーク445に対するゲートウェイであるIPハブ490を備えている。そのハブから、イーサネット・ライン495がネットワーキング装置の各セット及びターミナル・サーバ462に接続される。そのターミナル・サーバは、テスト装置コントローラ434が広域IPネットワーク445からRS−322制御インターフェースを介してすべてのテスト信号発生器及び測定セットを遠隔制御すること及び監視することを可能にする。本発明はMPEG−2ビデオ・エンコーダ/デコーダ・システムに付属性物として組み込まれる。MPEG−2は、「ムービング・ピクチャ・エキスパート・グループ(MPEG)標準、動画のコーディング及び関連の音声ITU勧告H.262(Moving Pictures Expert Group(MPEG) Standard, Coding of Moving Pictures and Associated Audio ITU Recommendation H.262)」において説明されている。次に、本発明の理解を容易にするために、MPEG−2圧縮に関するいくつかの関連した局面を復習することにする。
【0033】
図5は、MPEG−2ビデオ層ハイアラーキに関する従来技術を示すものである。図5において、MPEG−2データ・ストリームはビデオ・ストリーム及びオーディオ・ストリームより成り、それらのストリームは共にシステムのストリームにパックされる。ビデオ・ストリームには別の層も存在する。最高の層はビデオ・シーケンス層80であり、それはそのシーケンス全体に関係する情報を含んでいる。ビデオ・シーケンス80は、1つ又は複数のビデオ・フレームを含むピクチャ・グループ(Group of Pictures − GOP)82に分割される。525ラインのフレームを作るようにインターレースされた奇数及び偶数のフィールドであるビデオ・フレームが第3の層、即ち、ピクチャ層84を形成する。ピクチャは、更に、水平方向のセクション85のスライスに分割される。そのスライス層は連続したマクロ・ブロック87から成り、そのマクロ・ブロックは8x8ピクセル・ブロック89の最下層から成る。
【0034】
図6及び図7において、MPEG−2エンコーディングは、ルミナンス(Y)及びクロミナンス(CrCb)ビデオ・コンポーネントをエンコードするために使用されるサンプリングのタイプと呼ばれる4:2:0又は4:2:2フォーマットを使用する。図6において、4:2:2又は4:2:0フォーマット・サンプリングは、4つのルミナンス・サンプルごとに2Cr 及び2Cb サンプルを与える。CrCb サンプルは4:2:0フォーマットにおいてそれぞれ1に減少する。Yサンプルに関する単一の CrCb のロケーションが図6に示される。図7に示されるように15Mbps以上の速度で圧縮される時、4:2:2サンプリングを使用すると、すばらしい結果が得られる。4:2:2サンプリング・フォーマットをサポートするMPEG−2エンコーダが1998年に入手可能になった。
【0035】
図5に戻ると、GOPには、次のような3つのタイプのピクチャ、Iフレーム、即ち、イントラ・フレーム;Pフレーム、即ち、予測的にモーション補償されたフレーム;及びBフレーム、即ち、双方向にモーション補償されたフレームがある。Bフレームは最小サイズのピクチャである。それは、それらが前のIフレーム又はPフレーム及び次のIフレーム又はPフレームの両方からのモーション算定法を使用してエンコードされるためである。Pフレームは前のIフレーム又はPフレームから予測され、それらはサイズが大きい。Iフレームは独立してコード化され、遥かに大きい。
【0036】
GOPシリーズのフレームはIフレームでもって始まる。Iフレームの後には一連のBフレーム及び(又は)Pフレームが続く。使用されるBフレームが多ければ多いほど、低下したビデオ品質の価格における圧縮はより効率的になる。そのIBPシーケンスは、アプリケーションの要件に従ってユーザによりセットされたビデオ・エンコーダ構成パラメータである。Iフレームは状況の変化に対して、又はモーション補償が効果的に使用され得ない時、自動的に生成されてもよい。
【0037】
図8は、伝送システムを介してビデオ・パフォーマンス及び品質をテストするために使用されるいくつかの周知のテレビジョン・テスト信号を示す。FCCマルチバースト700は周波数応答のためのテスト信号を提供する。NTC7コンポジット710は振幅及び位相測定を可能にする。NTC7コンビネーション720は周波数応答及び歪みテストを提供する。FCCカラー・バー730は振幅及びタイミング測定を提供する。これらのテスト信号の1つ又は複数を、後述のような稼働中テストのためのビデオ・ブランキング・インターバルに入れることが可能である。
【0038】
A.テスト信号インジェクタのオペレーション
図9はテスト信号インジェクタ1102のブロック図を示す。ビデオ信号入力1100は、SMPTEタイム・コード及び各フレームのVBIを監視するために、及びVBIテスト信号検出器1110においてVBIテスト信号の存在を検出するために処理される。どちらのフィールドのVBIライン10乃至20におけるいずれの非ブラック信号もテスト信号として扱われる。テスト信号が検出される時、それらはテスト信号記憶装置1170に記憶される。モーション検出器1130はモーション及び状況の変化に関して着信ビデオを検査し、一方、ビデオ隠蔽装置1140は現フレームからのビデオ・ラインと前及び次のフレームからのビデオ・ラインとを比較する。個々のビデオ・ラインが修復の完了によってスコアされる。圧縮及び圧縮解除されたビデオに対する下流のエクストラクタにおいて生じると思われる隠蔽結果を正確にスコアするために、インジェクタにおいてその信号を圧縮及び圧縮解除すること、及び現在の順方向及び逆方向ピクチャ記憶装置を処理することが必要である。MPEG−2ビデオ・エンコーダ1195が、Iフレーム生成を予測するピクチャ記憶装置を得る目的で準パス・エンコーダとして使用される。これについては更に詳細に後述する。
【0039】
テスト信号挿入コントローラ1150は、テスト信号をディジタル・ビデオ・ストリーム1100に挿入すべき時及び挿入すべき場所(1155)を決定する。そこで、修正されたシリアル・ディジタル・ビデオ1160がエンコードのためにMPEG−2ビデオ・エンコーダに送られる。コントローラ1150は、更に、テスト信号を得るために着信Iフレームに関してTSエクストラクタ(「テスト信号エクストラクタ」以下同じ、図18及び図19参照)に警報を与えるために下流に送られるトリガ・データ・パケット1180を形成する。VBIテスト信号テーブル1197は挿入コントローラ状態データを記憶する。
【0040】
図10において、トリガ・データ・パケットがVBIテスト信号テーブル1200に記憶される。そのVBIテスト信号テーブルは、パケットが2回伝送されることを保証するために伝送カウント1204を含み、挿入されたテスト信号なしにIフレームが送られた回数を追跡するIフレーム・カウント1202を含む。重要なシーンの変化時、又は隠蔽が有効でないと思われる時には、Iフレームにテスト信号は挿入されない。これは、TSエクストラクタがVBIラインにおいてテスト信号を反復し続けるので、TSエクストラクタの出力に影響を及ぼさない。3つまでの連続したIフレームが影響なくスキップ可能である。エクストラクタがテスト信号なしで4つの連続したIフレームを見た後、それはテスト信号をドロップし、VBIラインをブラックに回復させる。信号伝送済みフラッグ1206は、TSエクストラクタが少なくとも1つのIフレームを1つの挿入されたテスト信号と共に処理したことを表す。
【0041】
トリガ・データ・パケット1208がテーブル1209に示される。修正されたIフレームのタイム・コード1210が第1フィールドで送られる。そのタイム・コードは、そのIフレームに先行するGOPヘッダにおいて見られるタイム・コードと同じ値及びフォーマットである。マーカ1215及び1235が、MPEG−2仕様に従って開始コード・エミュレーションを排除するためにそのデータ構造内に入れられる。次の2つのフィールドは、テスト信号取り出し元であるVBIラインID/フィールド1220、及びそのテスト信号の移動先であるビデオ・ラインID/フィールド1230である。テスト信号を伝送するために1つ又は3つのラインが使用されたことを表すライン・カウント1240が送られる。3つのラインは4:2:0フォーマットで使用される。推奨される隠蔽モード1250は、失われたビデオ・ラインの修復を最適化するためにも送られる。隠蔽モード・フィールドは、4:2:0モードにおいて3つのラインの修復を促進するために3つまでの隠蔽モード値(3x16ビット)を記憶する。各隠蔽モード値1255は、隠蔽モード、ピクセル・シフト・カウント、及び修復を形成するために使用されるラインを含む16ビット構造である。データ・パケット全体はエラー検出のためのCRC1270によって保護される。パケットは、PESヘッダにおいて得られる128ビットの個人データであるPES個人データとして送られる。スタッフィング・フィールド1260はデータ・ブロックを埋め込んで128ビットにするために使用される。VBIに複数のテスト信号が存在する場合、それぞれに対して個別のトリガ・データ・パケットが生成される。
【0042】
CRCエラーが第1パケットにおいて検出された場合、各トリガ・データ・パケットは念のために2回送られる。テスト信号が検出された時、それは次のIフレーム上に送られるよう予定される。ビデオ・エンコーダ内部における所定量のエンコード遅れ及び待ち時間がある場合、下流のTSエクストラクタは、テスト信号の到達前にトリガ・データ・パケットのいくつかのフレームを受け取るであろう。ターゲットIフレームを検出するためにタイム・コードを使用することは、システムにおけるフレーム・バッファリング又は待ち時間に対してインジェクタ/エクストラクタの相互作用をインセンシティブにする。
【0043】
図11において、テキスト信号トリガ・データ1280は、ビデオ・プライベート・エレメンタリ・ストリームに組み込まれたビデオ・プログラム・エレメンタリ・ストリーム(PES)個人データとしてパケット化される。そこで、テスト信号は、トランスポート・ストリーム・マルチプレクサ1284において、オーディオPES1288及びプログラム・システム情報1290と共に多重化されてMPEGトランスポート・ストリームにされる。トリガ・データ・パケットをビデオPESに組み込むことは、トリガ・データ・パケットをビデオと強く結合する。各々がそれ自身のテスト信号及びトリガ・データ・パケットを搬送するというような複数のビデオPESストリームが多重化されてもよい。
【0044】
図12は、図9に示されたテスト信号挿入コントローラのロジック・フローを示す。各フレームに関して、伝送すべき何らかのトリガ・データ・パケットがあるかどうかを知るために(ブロック1520)、ループに入る(ブロック1510−1570)。そのようなトリガ・データ・パケットがある場合、そのパケットは送られ(ブロック1530)、伝送カウントはゼロにされる(ブロック1535)。
【0045】
非ブラック信号の存在に関して両フィールドにおける各VBIラインがテストされる(ブロック1540)。それが見つかった場合、テスト信号はテスト信号記憶装置にコピーされる(ブロック1550)。現フレームがIフレームである場合(ブロック1560)、更なるIフレーム・ロジックが呼び出される(ブロック1570)。最後のVBIラインが処理されてしまった後、プロセスは終了する(ブロック1580)。
【0046】
図13は、図12に示されたオペレーション(ブロック1570)において呼び出されたインジェクタIフレーム処理を示す。VBIのテスト信号部分における各ラインがVBIライン10−20に対するラインであるかどうかがチェックされ(ブロック1310)、それが肯定される場合、テスト信号の存否に関して再び調べられる(ブロック1320)。それが見つからない場合、そのラインに対するVBIテーブル・エントリはクリアされる(ブロック1325)。それは見つかった場合、モーション・スコアが検索され(ブロック1330)、現在高いモーションが存在するかどうか又はこれがシーケンス外のIフレームであるかどうかを決定するためのテストが行われる(ブロック1340)。急速なシーン変化の時、たとえIフレームがGOPシーケンスにおける期待されたフレーム・タイプではなかったとしても、MPEG−2ビデオ・エンコーダはIフレームをエンコードし得る。これらの状態のいずれも真であるとテストされる場合、テスト信号がTSエクストラクタに少なくとも一度は送られたかどうかを知るためのテストが行われる(ブロック1350)。そのテスト結果が否定的である場合、Iフレームを安全にスキップすることが可能である。それが肯定的である場合、Iフレームが3つよりも多くのフレームに対して抑止されてないことを保証するために,Iフレーム・カウントがチェックされる。そのチェックの結果が否定的である場合、Iフレーム・カウントはインクレメントされ(ブロック1360)、ループは反復する。そのチェックの結果が肯定的である場合、テスト信号は必ずビデオに挿入される。
【0047】
ビデオ・エンコーダがIフレーム・オンリ・モードに対して構成されているかどうか決定するために、もう1つのテストがブロック1345において行われる。そのテスト結果が肯定的である場合、テスト信号は再び抑止される。テスト信号は、Iフレーム・オンリ・モードで動作している時に4フレームごとに伝送される。Iフレーム・オンリ・コーディングは、非常に高い帯域幅を消費するので、ビデオを伝送する時には滅多に使用されない。隠蔽モードにおける最高にランク付けされたラインが検索され(ブロック1365)、そのスコアがユーザ指定の品質閾値と比較される(ブロック1370)。そのスコアの方が高い場合、テスト信号が送られる。そのスコアの方が高くない場合、Iフレーム・カウントが再びチェックされ(ブロック1375)、そのカウントが3よりも大きい場合のみテスト信号が送られる。トリガ・データ・パケットが形成され、伝送される(ブロック1380)。MPEG−2ビデオ・エンコーダに送られたビデオ入力にテスト信号が挿入される(ブロック1385)。
【0048】
図14において、トリガ・データ・パケットが図9に示されたインジェクタによって形成される。トリガ・データ・パケットは、TSエクストラクタがアクティブ・ビデオ・エリアからテスト信号を取り除くために及びその信号を正しいVBIラインに入れるために必要なすべての情報を含む。トリガ・データ・パケットは次のようなステップ・シーケンスで形成される。ブロック1420において、伝送カウントが1にセットされる。ブロック1430において、Iフレームがクリアされる。ブロック1435において、タイム・コードが記憶される。ブロック1440において、隠蔽モードが記憶される。ブロック1445において、ビデオ・ラインIDフィールドが記憶される。ブロック1450において、VBIラインIDフィールドが記憶される。ブロック1455において、4:2:2フォーマットの存在を決定するためにテストが行われる。その判定結果が肯定的である場合はブロック1460において1のライン・カウントを記憶する。否定的である場合は4:2:0フォーマットに対して3のライン・カウントを記憶する。なお、そのフォーマットでは、3つの連続したビデオ・ラインが、4:2:2フォーマットにおけるように1の代わりに信号を送るために使用される。その否定的である場合は、ブロック1480において、3のライン・カウントを記憶する。ブロック1460及び1480の両方ともブロック1465に進み、トリガ・データ・パケットに対するCRCを計算及び記憶させる。ブロック1470において、トリガ・データ・パケットは伝送され、ブロック1475において、今や下流のTSエクストラクタがVBIにおいてアクティブ・テスト信号を有することを表す信号伝送済みフラッグがセットされる。しかる後、ブロック1490において、プロセスが終了する。
【0049】
図15は、NTSC放送におけるアクティブ・ビデオ・エリア1700を含むテレビジョン・スクリーンを示す。なお、そのNTSC放送は、各々が262.5本のラインより成る2つのインターレース・フィールドを含む525本のビデオ・ライン(図示されてない)のものである。そのアクティブ・ビデオ・エリアは、更に、タイトル・セーフ・エリア1705及びアクション・セーフ・エリア1710を含む。これらのエリアは、シーンのフレーミング及びタイトル・テキストの配置において制作者をガイドする境界として働く。各インターレース・フィールドのライン22乃至33及びライン250乃至262はオーバスキャン・エリア1715にある。オーバスキャンのサイズは各テレビジョンに対して変わるであろうし、同じテレビジョンにおいても電源の電圧調整における動揺のために変わるであろう。視聴者が水平及び垂直走査の非映像部分を見ることがないようにするために、オーバスキャンは、一般に、アクティブ・ビデオの5%に対してセットされる。これは、スクリーンの最上部における各フィールドの約12本のラインを効果的に見えなくする。
【0050】
そのオーバスキャン・エリアは、テスト信号の隠蔽がビデオ・コンテントに関係なく視聴者に気づかれないという高度の信頼性を与える。しかし、各テスト信号は伝送のためにアクティブ・ビデオの3つのラインを必要とするので、オーバスキャン・エリアにおけるパスすることが可能な信号の数は、4:2:0モードでは制限されるということに注意すべきである。3つの連続したビデオ・ラインの修復を最適化するためには、隣接ラインが使用されてはならない。それは上側又は下側のオーバスキャン・エリアにおいて4つのテスト信号しかパスされ得ないためである。ビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)1702はビデオ・ライン1乃至21から成り、ビデオ信号のフレームを完全なものにする。
【0051】
オーバスキャン・エリアが十分に利用される時、ビデオ・ラインは隠蔽の効果によってランク付け又はスコアされる。そこで、最高の隠蔽スコアを所定の閾値と比較することによって、アクティブ・ビデオにテスト信号を配置することが決定される。その閾値が低ければ低いほど、隠蔽効果は小さくなる。スコアが受け入れ可能な閾値よりも低くなる時、挿入されるテスト信号がない場合には1乃至3個のIフレームがスキップされてもよい。
【0052】
望ましい実施例は表示領域の外にテスト信号を置くことを教示しているけれども、本発明において使用される隠蔽技法はタイトル・セーフ・エリア1710において信号又は他のデータをパスする他の実施例を可能にする。それは、この領域における現在のビデオ内容が最適な隠蔽を容易にするためである。TSインジェクタはミスしたビデオ・ラインを最適に修復する方法をTSエクストラクタに指示するので、隠蔽が機能強化される。下記(1)−(5)の事項を使用するいくつかのモードの1つにおいて時空的に隣接したビデオ・ラインを使用して、失われたビデオ・ラインが置換される;
(1) 前のフレームの対向フィールドからの同じライン、
(2) 次のフレームの対向フィールドからの同じライン、
(3) 現フレームにおける隣接する(上の)ライン、
(4) 現フレームにおける隣接する(下の)ライン、
(5) 上記4つのラインのうちの2つから形成された合成ライン。
【0053】
これらの修復技法は、TSインジェクタによってビデオ・エリア内にテスト信号を最適に配置することと組み合わせる時、高度の隠蔽という結果を生じる。
【0054】
図16は隠蔽プロセスを示す。テスト・ブロック1600では、テスト信号が印加され、その信号にとって使用可能なスペースがあるかどうかを決定する。結果が肯定的である場合は、ブロック1610においてその信号をオーバスキャン・エリアに入れ、ブロック1620において隠蔽スコアが計算され、しかる後、ブロック1690においてプロセスは終了する。否定的である場合は、オーバスキャン・エリアが満杯であることを表し、ブロック1625においてライン分離距離がロードされ、しかる後、ブロック1630においてすべての使用可能なセーフ・アクション・ライン(33乃至45及び238乃至250:図16参照)がモーション及びコンテントによってランク付けされる。テスト・ブロック1635において、すべてのラインが隠蔽スコアを持つまで、ブロック1640において各使用可能なラインが隠蔽スコアを受ける。しかる後、ブロック1635の結果が否定で終了し、ブロック1645においてセーフ・アクション・ラインを隠蔽スコアによってランク付ける。
【0055】
テスト・ブロック1650において、各ラインに対する隠蔽スコアが閾値と比較される。最高のスコアが所定の閾値よりも大きい場合はブロック1690においてライン、モード、及びスコアを戻し、プロセスを終了させる。一方、小さい場合はブロック1655においてモーション及びコンテントに従い使用可能なタイトル・セーフ・ライン46−237をランク付けする。スコアリングは、コンテント(ブラック、連続したカラー又はパターン)の欠けたライン及び3つのフレームに対する静的モーションを持ったラインに対してウェート付けされる。テスト・ブロック1660において、最高のランク付けされた25本のラインが認識され、ブロック1665においてその各々が隠蔽スコアに関して計算される。すべての隠蔽スコアが計算されてしまった時、ブロック1660の判定結果が否定的である場合はプロセスをブロック1670に進める。ブロック1670では、タイトル・セーフ・ラインが隠蔽スコアによってランク付けされ、トップの候補がブロック1690に戻される。
【0056】
図17は、ライン隠蔽スコアを計算するためのプロセスを示す。ブロック1800において、前及び次のフレームにおけるターゲット・ビデオ・ライン及び同じビデオ・ラインの間のライン差を計算するために、各ラインが一時的に隣接しているか否かに関する決定が行われる。結果が肯定的である場合は、ブロック1805においてルーマ(luma)コンポーネント及びクローマ(Chroma)コンポーネントの間のライン差を決定するための計算を行う。ブロック1810において、完全な一致を表すゼロの差に関して一時的な隣接ラインがテストされる。結果が肯定的である場合は、ブロック1865においてラインに最大スコアを与え、そのモードがブロック1870に記録される。しかる後、プロセスはテスト・ブロック1800に戻る。
【0057】
テスト・ブロック1810において判定結果が否定的である場合はプロセスをブロック1800に戻す。ブロック1800の判定結果が否定的である場合は一時的に隣接した各ラインをテスト・ブロック1820に戻す。空間的に隣接した各ラインに関して、判定結果が肯定的である場合はブロック1825を開始させる。ブロック1825はターゲット・ビデオ・ラインと、現フレームの他のフィールドにおける空間的に隣接した2つのラインとの間の差を計算する。そこで、テスト・ブロック1830が、ターゲット・ビデオ・ラインと空間的に隣接した2つのラインとの差をゼロに比較する。判定結果が肯定的である場合は一致が生じたことを表し、ブロック1865において最大スコアが与えられる。それはブロック1870において記憶され、しかる後、プロセスはブロック1800に戻る。
【0058】
ブロック1830の判定結果が否定的である場合は、一時的に隣接したラインの差がゼロではないことを表す不一致を表示すると、プロセスは別の隠蔽スコアを決定するためにブロック1820に戻る。ブロック1820において判定結果が否定的である場合はブロック1835において空間的に隣接したラインを参照し、ビデオ・エンコーダによって計算されたモーション・ベクトルを使用してモーションの方向を決定する。ブロック1840において、ルーマ差が最小になるまで、前のフレームからの同じラインがその方向にシフトされる。次に、ブロック1845において、次のフィールドの同じビデオ・ラインからピクセルが取られ、ブロック1850において、ルーマ/クローマ差が計算される。テスト・ブロック1855はその差とゼロとを比較し、結果が肯定的である場合は出力をブロック1865に戻す。ブロック1865は最大スコアを与えることに続いてブロック1870でそのモードを記憶し、プロセスはブロック1875からブロック1800に戻る。テスト・ブロック1855において差がゼロでない場合、ブロック1860において前の5つの計算の最高スコアが記憶され、ブロック1870においてそのモードが記憶され、ブロック1800への戻りがそれに続く。
【0059】
B.テスト信号エクストラクタのオペレーション
図18はMPEG−2デマルチプレクサにおけるトランスポート・データ・ストリーム・フローを示す。ATMスイッチ140(図1参照)からのトランスポート・ストリーム2100はデマルチプレクサ2110によって受信され、デマルチプレクサ2110はそのストリームをビデオPES2160、オーディオPES2162、及びシステム制御2164に送る。そのビデオPES2160はテスト信号エクストラクタに送られ、トリガ・データ・パケットをデマルチプレクスさせる。ビデオPESはビデオ・デコーダ2122にも送られ、そのデコーダはデコードされたビデオを供給する。オーディオPES2162はオーディオ・デコーダ2124に供給され、そのデコーダはデコードされたオーディオ出力を供給する。
【0060】
図19はテスト信号エクストラクタ2900のブロック図である。そのエクストラクタはビデオ・デマルチプレクサ2901を含み、それはビデオPES信号ストリームをデマルチプレクスし、Iフレームを識別するために使用されるGOPヘッダに組み込まれたSMPTEタイム・コードを抽出する。トリガ信号デマルチプレクサ2905及びデパケッタイザ2908はトリガ・データ・パケットを抽出し、それらをテスト信号トリガ・テーブル2205に記憶する。各フレームのデコードと同期して、イントラ・フレーム・プロセッサ2910は、ピクチャ・タイプ及びGOPタイム・コードを受け取り、デコードされたIフレームのタイム・コードをテーブル2205におけるトリガ・テーブル・エントリと比較する。各一致したIフレーム及びトリガ・データ・パケットに対してビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン・テーブル2605においてエントリが行われる。
【0061】
ソフトウエア又はハードウエアでもよいテスト信号挿入及び隠蔽装置2915は、現ピクチャ・インディケータ、順方向ピクチャ・インディケータ、逆方向ピクチャ・インディケータ、及びピクチャ・タイプを受け取り、しかる後、Iフレーム、Bフレーム、及びPフレームの表示と同期して、テスト信号ライン記憶装置2930からテスト信号を発生させる。そのテスト信号は、テーブル2605における各アクティブVBIライン・エントリのためのビデオ・ブランキング・インターバル2940に挿入される。更に、Iフレームのアクティブ・ビデオ・エリアにおけるテスト信号は、トリガ・データ・パケットに含まれた隠蔽モードに従ってピクチャ記憶装置から検索/形成されたビデオ・ラインの挿入によって(図16のプロセスを使用して)隠蔽される。修復されたビデオ2945はディジタル・ツー・アナログ変換のために及びテレビジョン・スクリーンにおけるその後の表示のために送られる。
【0062】
図20は、ビデオ・ブランキング・インターバルのライン1乃至22に対するテスト信号トリガ・データ構造(テーブル)2200を示す。各テスト信号データ構造は、コラム1のテスト信号コンポーネント、コラム2のコンポーネントにおけるビットの数、及びコラム3のコンポーネントに対するニーモニックを含むテーブル2205に記憶される。その信号トリガ・データ構造のコンポーネントはブロック2210におけるタイム・コード、ブロック2215におけるマーカ、ブロック2220におけるビデオ・ブランキング・インターバル・ラインID/フィールド、ブロック2230におけるビデオ・ライン及びID/フィールド、ブロック2235におけるマーカ、ブロック2240におけるライン・カウント、ブロック2250における隠蔽モード、ブロック2260におけるスタッフィング及びパッディング・デジット、並びにブロック2270における巡回冗長検査コードを含む。
【0063】
図21は、エクストラクタにおける受信されたトリガ・データ・パケットの処理を示す。ブロック2300において、パケットがCRC不良に関してチェックされる。結果が肯定的である場合はブロック2320においてトリガ・データ・パケットを廃棄する。否定的である場合は、パケットをテスト・ブロック2310に転送し、そのパケットに含まれたVBIラインIDに対するエントリが既に存在するかどうかを決定する。結果が否定的である場合はテスト・ブロック2325を開始させ、そのパケットに関するタイム・コードが満了したかどうかを決定する。結果が肯定的である場合はプロセスをブロック2320に進め、そのパケットを廃棄させる。否定的である場合はプロセスをブロック2360に進め、テスト信号トリガ・テーブル2200において新しいエントリを作成し、しかる後、プロセスは終了させる。ビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・テスト・ブロック2310の判定結果が肯定的である場合はプロセスをブロック2330に進める。
【0064】
テスト・ブロック2330において、そのエントリのビデオ・ラインIDフィールド及びトリガ・データ・パケットが比較される。パケット・ビデオ・ラインがエントリ・ビデオ・ラインに等しい場合、プロセスをブロック2350に進め、トリガ・テーブルにおけるそのパケットに対するエントリを更新させる。パケット・ビデオ・ラインがエントリ・ビデオ・ラインに等しくない場合、プロセスはブロック2340に進み、ブロック2340はテスト信号トリガ・テーブルからエントリを除去し、ブロック2360においてテスト信号トリガ・テーブルにおける新しいエントリを作成させ、しかる後、プロセスは終了する。本発明の特徴は、アクティブ・ビデオ領域内でテスト信号を動的に移動させることである。ブロック2340及び2360は、テスト信号がIフレーム上に再配置されることを可能にし、TSエクストラクタをIフレームに基づきインジェクタに応答させる。
【0065】
図22はテスト信号エクストラクタにおけるIフレームの処理を示す。各Iフレームの到着時に、テスト・ブロック2400は、テスト信号トリガ・テーブルにエントリが存在するか否かを決定する。結果が肯定的である場合は、Iフレーム・タイム・コード(TC)がテーブル・エントリ・タイム・コードに等しいかどうかを決定するためにテスト・ブロック2410を開始させる。その結果が否定的である場合はプロセスをブロック2400に戻す。肯定的である場合はブロック2420を開始してVBIライン・アクティブ・フラッグをセットさせ、しかる後、ブロック2430において、VBIライン・テーブルにおけるIフレーム・カウントがクリアされる。ブロック2435において隠蔽フラッグがセットされ、ブロック2440において新しい隠蔽モードがビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・テーブルに移される。ブロック2445において、ビデオ・ラインIDフィールド及びカウントもビデオ・ブランキング・インターバル・テーブルに移され、しかる後、ブロック2450においてビデオ・ブランキング・ラインID及びフィールドがビデオ・ブランキング・インターバル・テーブルに移され、ブロック2455においてIフレームがタイミング信号トリガ・テーブルから削除され、プロセスはブロック2400に戻る。タイミング信号トリガ・テーブルにエントリが存在しない場合、フレームを図23に示されたビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・テーブル2605に転送する。次に、図23を説明し、そのような説明の後、図22のプロセスに戻ることにする。
【0066】
図23、24において、ビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・テーブル2600にはエントリが存在する。即ち、各フィールドにおける排他的なライン10からライン20までの各ビデオ・ブランキング・ラインに対して1つのエントリが存在する。テーブル2600における各エントリがブロック2605に示される。ブロック2610にはビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・アクティブ・フラッグがインストールされる。そのフラッグは、テスト信号をビデオ記憶装置からビデオ・ブランキング・インターバル・ライン上に移すようにTSエクストラクタに信号する。Iフレーム・カウント・ブロック2615は、テスト信号がテスト信号インジェクタ入力から生じる場合、そのテスト信号をタイムアウトするために使用される。テスト信号インジェクタは、それがテスト信号をビデオ・ブランキング・インターバルから除去することを信号するために別個のトリガを生成しない。組み込まれたテスト信号なしで3つの連続したIフレームが受信される場合、テスト信号エクストラクタはビデオ・ブランキング・インターバル・ライン・テーブルからエントリを除去し、テスト信号の発生を中止する。ビデオ・ネットワークにおける3つのIフレームのタイムアウトは12のGOPカウントを使用する。
【0067】
ブロック2620には隠蔽フラッグが記憶され、ブロック2630には隠蔽モードが記憶される。隠蔽フラッグ及び隠蔽モードは、テスト信号を搬送するために使用されるビデオ・ラインを修復するためのIフレーム再構成時に使用される。ブロック2640には、ビデオ・ブランキング・インターバル・ライン及びIDフィールドが記憶される。ブロック2650にはビデオ・ラインIDフィールドが記憶され、ブロック2660にはビデオ・ライン・カウントが記憶される。ビデオ・ラインIDフィールドは修復すべきビデオ・ラインを識別し、ビデオ・ライン・カウントは、テスト信号を伝送するために使用されたラインの数を表示する。
【0068】
図22に戻ると、ビデオ・エリアにおけるテスト信号に関して、Iフレーム・プロセス2400がエクストラクタテスト信号トリガ・テーブルにおける各エントリを通してループする。そのループを出る時、VBIラインが「アクティブ」とマークされているかどうかを決定するために、ブロック2460においてVBIライン・テーブルにおける各エントリが調べられる。結果が否定的である場合はそのプロセスを終了させる。肯定的である場合はテスト・ブロック2465を開始させ、VBIラインがアクティブとしてマークされているかどうかを決定する。結果が否定的である場合はプロセスをブロック2460に戻す。肯定的である場合はブロック2470においてテーブル・エントリ2605におけるIフレーム・カウント2615をインクレメントし、プロセスはテスト・ブロック2475に移る。ブロック2475において、Iフレーム・カウントはそれが3を越えたかどうかを決定するために調べられる。結果が肯定的である場合はブロック2480を開始させ、テーブル2605におけるVBIライン「アクティブ」フラッグがリセットされる。ブロック2480においてVBIエントリが「インアクティブ」としてマークされ、ブロック2485においてテスト信号がビデオ記憶装置からクリアされる。オペレーション・ブロック2460乃至2485より成るループにおいて、すべてのVBIラインが調べられてしまった後、ブロック2490においてプロセスは終了する。
【0069】
次に、図24に転ずると、フレーム再構成が示される。フレーム再構成の間、TSエクストラクタは、テスト・ブロック2500において各「アクティブ」VBIライン・エントリを介してループする。判定結果が否定的である場合はプロセスを終了させる。肯定的である場合はテスト・ブロック2510を開始させ、VBIラインがアクティブであるかどうか決定する。結果が否定的である場合はプロセスをテスト・ブロック2500に戻す。肯定的である場合は、テスト・ブロック2515においてIフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定する。隠蔽フラッグがセットされている場合、現在処理されているフレームはテスト信号を搬送したIフレームであり、従って、ブロック2520においてそのテスト信号は現ピクチャからテスト信号ラインに移される。そこで、ブロック2525において、テスト信号は、記憶された信号ラインから現ピクチャのターゲットVBIライン・フィールドにコピーされる。テスト・ブロック2530は、Iフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定する。結果が否定的である場合はプロセスをテスト・ブロック2500に戻す。肯定的である場合はブロック2540においてビデオ・ラインを隠蔽する。次に、図26に関連して、ビデオ・ラインを隠蔽するプロセスを説明することにする。ビデオ・ラインが隠蔽された後、ブロック2550において隠蔽フラッグがクリアされ、しかる後、プロセスはブロック2500に戻る。
【0070】
図25に転ずると、ビデオ・ラインを隠蔽するプロセスが、図23のVBIテーブル2600におけるVBIライン・テーブル2605のライン2630に記憶された隠蔽モードをインプリメントする。ブロック2700において、VBIエントリ・テーブルにおけるビデオ・ラインIDフィールド及びカウントがプロセスにロードされる。隠蔽モードがブロック2705においてロードされ、しかる後、隠蔽モードが前のフレームの同じラインにあるかどうかをテスト・ブロック2710が決定する。結果が肯定的である場合はブロック2750において逆方向フレーム記憶装置からビデオ・ラインを移動させ、しかる後、プロセスは終了する。テスト・ブロック2710の判定結果が否定的である場合はテスト・ブロック2715を開始させ、同じラインが次のフレームにあるかどうかを決定する。結果が肯定的である場合はブロック2760を開始させ、順方向フレーム記憶装置からビデオ・ラインを移動させ、しかる後、プロセスは終了する。否定的である場合はテスト・ブロック2720を開始させ、そのブロックにおいて、それが他のフィールドにおける上のラインであるかどうかに関する決定が行われる。
【0071】
ブロック2720において判定結果が肯定的である場合は、ブロック2770において現フレーム記憶装置からビデオ・ラインを移動させ、しかる後、プロセスは終了する。否定的である場合はテスト・ブロック2730を開始させ、隠蔽が他のフィールドにおける下のラインにあるかどうかを決定する。結果が肯定的である場合はブロック2780を開始させる。そのブロックは現フレーム記憶装置からビデオ・ラインを移動させ、しかる後、プロセスは終了する。否定的である場合はテスト・ブロック2740を開始させ、合成ラインを形成すべきかどうかを決定する。結果が肯定的である場合はブロック2785において合成ラインを形成する。合成ラインは、キャリア・ラインをシフトすること及び次のラインでもってバックフィルすることによって形成され、しかる後、プロセスは終了する。否定的である場合はそのプロセスを終了させる。
【0072】
要約すると、ブロック2750及び2760は、それぞれ、前のフレーム及び次のフレームから同じライン/フィールドを使用してラインを修復する。ブロック2770及び2780は修復を必要とするラインの上及び下の次のラインを使用する。これらのラインは現フレームの別のフィールドから取られる。ブロック2730及び2740は時間的に又は空間的に分離されたラインを平均化することを伴う。ブロック2785では、ラインは、前のフレームからのラインの一部(ピクセル・シフト・カウントによって表される)を使用し、しかる後、次のフレームからのピクセルを使用してそのシフト・アウトされたピクセルを埋めることによって合成ラインを形成し、それによって隠蔽される。
【0073】
図26は本発明の別の実施例を示す。図26において、稼働中テストはVBIに挿入されたビデオ・テスト信号を使用することによって達成される。起動POP3500において、加入者のビデオ・フィード3528がアナログ・ビデオ・スイッチ3582を介して垂直インターバル・テスト信号(VITS)装置3532へ経路設定される。VITS装置3532は、アクティブ・ビデオに影響を与えることなくテスト信号をVBIに挿入する。アナログ・ビデオ・スイッチ3582はVITS3532の出力を、エンコード及び伝送するためのMPEG−2エンコーダ3536へ経路設定する。インジェクタ3534は、そのビデオがエンコードされる前にVBIからアクティブ・エリアにテスト信号を移動させる。受信端3505では、エクストラクタ5384がアクティブ・エリアからVBIにテスト信号を移動させ、デコードされた信号3585がアナログスイッチ3556によって2つの出力ポートに経路選択される。1つのポートはVITSに接続され、他方のポートはビデオ・テスト信号の分析及び測定を行う測定セット3558に接続される。VITS3557はビデオ・テスト信号3546を受け取り、稼働時テスト信号を含むブラックをラインに挿入することにより放送からテスト信号を効果的に除去する。次に、ビデオはアナログ・スイッチ3556にルート・バックされる。そのアナログ・スイッチにおいて、それは加入者の出力アクセス・ライン3562にスイッチされる。このように、ネットワーク115(図1参照)は、表示された放送或いは加入者のVBI信号又はデータに影響を与えずにエンド・ツー・エンドでテストされる。
【0074】
更に要約すると、本発明は垂直ブランキング・インターバルに入れられたテスト信号の検出を行う。即ち、本発明は、信号を抽出してそれをアクティブ・ビデオへ移動させ、このテスト信号を送るために使用されたラインを隠蔽し、それを最適に隠蔽するスクリーンのエリアに従って表示エリア内にこのラインを動的に位置決めする。その動的な位置決めは、それが位置決めされる場所を1秒当たり何回も変更することができる。最後に、エクストラクタはその信号を除去し、従って、たとえテスト信号が1秒当たり約2.5回ずつ下流に送られるだけであっても測定テスト・セットに連続的な信号を供給する。テスト信号はエクストラクタからは一様な連続信号に見える。
【0075】
本発明を特定の実施例において説明したけれども、本発明の精神及び技術範囲から逸脱することなく種々の変更を施し得ることは勿論である。
【0076】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【0077】
(1)MPEG−2圧縮を受けたアナログ放送ビデオを稼働中に及び非稼働中にテストするための交換ディジタル放送ネットワークにして、
アナログ放送ビデオを受信又は送信するための複数のゲートウェイを有する交換パケット・ネットワークであって、各ゲートウェイはアナログ・スイッチを通してアナログ放送ビデオのソース又はアナログ放送ビデオのシンクに結合される、交換パケット・ネットワークと、
各ゲートウェイにおいて、一連のフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームにテスト信号を挿入するためのテスト信号インジェクタ手段と、
前記フレームにビデオ・テスト信号を配置し、その配置を隠蔽するためのテスト信号挿入制御手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームの品質を損なうことなく前記フレームから前記テスト信号を見つけ及び抽出するためのテスト信号エクストラクタ手段と、
を含む交換ディジタル放送ネットワーク。
(2)フレームのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)におけるテスト信号のロケーションを定義するインジェクタVBIテスト信号テーブルを生成及び記憶するための手段を更に含む上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(3)タイム・コードを監視し、各フレームにおけるビデオ・テスト信号の存在を検出して第1出力信号を供給するための手段と、
モーション及びシーンの変化に関して着信アナログ・ビデオを検査し、第2出力信号を供給するための手段と、
現フレームからのアナログ・ビデオ・ラインと前及び次のフレームのアナログ・ビデオ・ラインとを比較し、該フレームにおけるビデオ・テスト信号の隠蔽をスコアし、第3出力信号を供給するための手段と、
前記第1、第2、及び第3出力信号を前記テスト信号挿入制御手段に供給するための手段と、
を更に含む上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(4)VBIテスト信号テーブルを生成及び記憶し、前記テーブルを前記テスト信号挿入制御手段に結合するための手段を更に含む上記(3)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(5)前記テスト信号挿入制御手段に結合されたトリガ・データ・パケットを生成し、出力を前記ネットワークに供給するための手段を更に含む上記(4)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(6)前記テスト信号挿入制御手段及びVBIテスト信号検出器に結合され、前記ビデオ・テスト信号を記憶し、前記テスト信号挿入制御手段によって指示されるように前記ビデオ・テスト信号を前記アナログ・ビデオに挿入するための手段を更に含む上記(5)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(7)前記エクストラクタ手段は、
トリガ・データ・パケット・データを受信し、テスト信号トリガ・テーブルに結合されたトリガ信号デマルチプレクサと、
ピクチャ・タイプ信号及びピクチャ・タイム・コードのグループに応答し、前記テスト信号トリガ・テーブル及びビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン・テーブルに結合されたイントラ・フレーム・プロセッサと、
現ピクチャ信号、順方向ピクチャ信号、逆方向ピクチャ信号、前記ピクチャ・タイプ信号、前記VBIライン・テーブルに応答し、テスト信号ライン記憶装置に結合されたテスト信号隠蔽装置と、
前記テスト信号ライン記憶装置とデコードされたディジタル・ビデオ・ストリームとを結合するための手段と
を含み、前記テスト信号は、それが伝送の立場から前記デコードされたディジタル・ビデオ・ストリームの品質を表示することを特徴とする上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(8)前記エクストラクタ手段のテスト信号トリガ・テーブルはフレームの各VBIラインに対するエントリを含み、該エントリはフレームにおけるトリガ信号のロケーションを定義することを特徴とする上記(7)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(9)前記VBIライン・テーブルは各VBIラインに対するエントリを含み、該エントリはフレームにおける該ラインのロケーション、隠蔽フラッグ、及び隠蔽モードを定義することを特徴とする上記(7)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(10)ゲートウェイ接続装置へのTCP/IPネットワークを介して各ゲートウェイへの継続的な接続を維持し、該ゲートウェイにおける警報状態を監視するための手段を更に含む上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(11)前記エンコード/デコードするための手段はMPEG−2エンコーディング/デコーディング・アルゴリズムをインプリメントすることを特徴とする上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(12)前記エンコード/デコードするための手段は前記ビデオ信号のルミナンス及びクロミナンス・コンポーネントをエンコードするために4:2:0又は4:2:2サンプリングをインプリメントすることを特徴とする上記(1)に記載の交換ディジタル放送ネットワーク。
(13)アナログ放送ビデオを受信又は送信するための複数のゲートウェイにして、各々がアナログ・スイッチを通してアナログ放送ビデオのためのソース又はシンクに結合される複数のゲートウェイと、
各ゲートウェイにおいて、一連のIフレーム、Bフレーム、及びPフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームにテスト信号を挿入するためのテスト信号インジェクタ手段と、
前記フレームにビデオ・テスト信号を配置し、その配置を隠蔽するためのテスト信号挿入制御手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームの品質を損なうことなく前記フレームから前記テスト信号を見つけ及び抽出するためのテスト信号エクストラクタ手段と、
を含む交換ディジタル放送ネットワークにおいて、ビデオ品質を評価するために、MPEG−2圧縮を受けたビデオ伝送にテスト信号を挿入するための方法であって、
(a)前記インジェクタ手段において各フレームをテスト信号に関して処理するステップ、
(b)前記インジェクタ手段において各Iフレームを処理するステップ、
(c)前記インジェクタ手段においてトリガ・データ・パケットを形成し、該トリガ・データ・パケットを前記エクストラクタ手段に伝送するステップ、
(d)Iフレームにおける前記テスト信号を隠蔽モードに関して処理するステップ、
(e)Iフレームにおける各テスト信号に関して隠蔽スコアを計算するステップ、
(f)前記エクストラクタ手段に伝送されたIフレームにおけるテスト信号を隠蔽するステップ、
(g)受信されたIフレームにおけるテスト信号に関して前記エクストラクタ手段に警報するために前記トリガ・データ・パケットを処理するステップ、
(h)前記エクストラクタ手段において前記Iフレームを前記テスト信号に関して処理するステップ、
(i)前記エクストラクタ手段において各Iフレームを再構成するステップ、及び
(j)すべてのフレームにおけるテスト信号をテスト中のVBIラインにコピーするステップ
を含む方法。
(14)更に、インジェクタにおける各フレームを処理するために、
フレームをビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン10−20の存否に関してテストし、VBIラインが識別されないことを表す否定状態はプロセスを終了させ、該VBIラインが識別されたことを表す肯定状態は次のステップにプロセスを移す、ステップと、
伝送されるべきトリガ・データ・パケットのカウントを決定するステップと、
非ブラック信号の存在に関して各VBIラインをテストし、肯定状態は前記テスト信号をテスト信号記憶装置にコピーし、否定状態はIフレーム処理を開始させる、ステップと、
最後のVBIが処理された後、フレームの処理を終了させるステップと
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(15)更に、テスト信号インジェクタにおいてIフレームを処理するために、
テスト信号を含むビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン10−20の存否に関してフレームをテストし、否定状態はプロセスを終了させ、肯定状態はテストされたVBIラインに対してテスト信号が識別されない場合にそのラインに対するVBIテーブルをクリアし、それが識別された場合には次のステップにプロセスを移す、ステップと、
Iフレームにおいてテスト信号を含むVBIラインに対するモーション・スコアを検索するステップと、
高いモーション又はシーケンス外のIフレームが存在するかどうかを決定するためにIフレームをテストし、肯定状態はテスト信号がエクストラクタに少なくとも1回送られたかどうかを決定するためのテストを開始させ、それが1回も送られなかった場合、Iフレームが3つよりも多くのフレームに対して抑止されなかったことを保証するためにIフレーム・カウントをチェックするステップと、
Iフレーム・カウントをインクレメントし、初期プロセス・ステップに戻るステップと
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(16)更に、トリガ・データ・パケットを形成するために、
伝送トリガ・データ・パケット・カウンタを1にセットするステップと、
Iフレーム・カウンタをクリアするステップと、
トリガ信号タイム・コードを記憶するステップと、
トリガ信号隠蔽モードを記憶するステップと、
トリガ信号ビデオ・ラインIDフィールドを記憶するステップと、
トリガ信号VBIラインIDフィールドを記憶するステップと、
トリガ信号を4:2:2フォーマットに関してテストし、否定状態は3のVBIライン・カウントを記憶し、肯定状態は次のステップに処理を進めるステップと、
1のVBIライン・カウントを記憶するステップと、
巡回冗長検査(CRC)コードを計算し、記憶するステップと、
トリガ・データ・パケットを伝送するステップ、
伝送トリガ信号伝送済みフラッグをセットするステップと
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(17)更に、トリガ信号をアクティブ・ビデオ・エリアにおいて隠蔽するために、
使用可能なスペースがアクティブ・ビデオ・エリアに存在するかどうかを決定し、否定状態はオーバスキャン・ビデオ・スクリーン・エリアが満杯であることを表し、肯定状態はビデオ・スクリーンのオーバスキャン・エリアに信号を記憶することに続いて隠蔽スコアを計算してプロセスを終了するステップと、
オーバスキャン・ビデオ・エリアが満杯である場合、ビデオ・ライン分離パラメータを記憶するステップと、
使用可能なビデオ・スクリーン・セーフ・エリアをモーション/コンテントによってランク付けするステップと、
各ビデオ・セーフ・エリア・ラインに対する隠蔽スコアを計算するステップと、
ビデオ・セーフ・ラインを隠蔽スコアによってランク付けするステップと、
各隠蔽スコアを閾値と比較するステップと、
最高の隠蔽スコアが前記閾値を超えるかどうかを決定し、肯定状態はプロセスを終了させ、否定状態はプロセスを次のステップに進めるステップと、
前記閾値を超えない使用可能なビデオ・セーフ・ラインをモーション/コンテントに従ってランク付けするステップと、
前記閾値を超えないランク付けされた使用可能なビデオ・セーフ・ラインに対する隠蔽スコアを計算するステップ、
前記閾値を超えない最高のランク付けされたビデオ・セーフ・ラインを選択し、プロセスを終了させるステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(18)更に、テスト信号トリガ・データ構造を形成するために、
タイム・コードを生成及び記憶するステップと、
マルチプレクサによるスタート・コード・エミュレーションを排除するためのマーカを生成及び記憶するステップと、
テスト信号が取り出されるVBIラインID/フィールドを生成及び記憶するステップと、
前記テスト信号が送られるビデオ・ラインID/フィールドを生成及び記憶するステップと、
前記テスト信号を伝送するときに1つ又は3つのラインのどちらが使用されるべきかを表すビデオ・アクティブ・エリア・ライン・カウントを生成及び記憶するステップと、
取られたビデオ・ラインの修復を最適化するために隠蔽モードを生成及び記憶するステップと、
前記トリガ・データ・パケットのためのスタッフィング・ビットを生成及び記憶するステップと、
巡回冗長検査(CRC)コードを生成及び記憶するステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(19)更に、エクストラクタにおいてトリガ・データ・パケットを処理するために、
トリガ・データ・パケットをCRC不良に関してチェックし、肯定状態は該パケットを廃棄し、否定状態は次のステップにプロセスを移すステップと、
VBIラインに対するエントリが存在するかどうかを決定し、否定状態はタイム・コードが満了したかどうかを決定し、前記タイム・コードが満了した場合に前記パケットを廃棄し、前記タイム・コードが満了しない場合にテスト信号トリガ・テーブルにおいて新しい・エントリを作成し、前記VBIラインに対するエントリが存在することを表す肯定状態は次のステップに処理を進める、ステップと、
パケット・ビデオ・ラインがエントリ・ビデオ・ラインに等しいかどうかを決定し、肯定状態は前記テスト信号トリガ信号テーブルにおけるエントリを更新し、しかる後、プロセスを終了させ、否定状態は次のステップにプロセスを進める、ステップと、
前記テスト信号トリガ・テーブルからエントリを除去するステップと、
前記テスト信号トリガ・テーブルにおける新しいエントリを作成し、しかる後、プロセスを終了させるステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(20)更に、エクストラクタにおいてIフレームを処理するために、
タイミング信号トリガ・テーブルにエントリが存在するかどうかの決定を行い、
(a)該決定の結果の肯定状態はIフレーム・コードがテーブル・エントリ・タイム・コードに等しいかどうかを決定するためのテストを開始させ、
(a1)該テストの結果の否定状態はプロセスをスタートに戻し、
(a2)該テストの結果の肯定状態は、
VBIライン・アクティブ・フラッグをセットし、
VBIライン・テーブルにおけるIフレーム・カウントをクリアし、
隠蔽フラッグをセットし、
ビデオ・ラインID/フィールド及びカウントをVBIテーブルへ移動させ、
VBIラインID/フィールドをVBIテーブルへ移動させ、
テスト信号トリガ・テーブルからエントリを削除してスタートに戻らせるステップと、
(b)前記決定の結果の否定状態はVBIライン・テーブルにおける各エントリの存否に関するテストを開始させ、
(b1)該テストの結果の否定状態はプロセスを終了させ、
(b2)該テストの結果の肯定状態はプロセスを次のステップに進めて、VBIラインがアクティブであるかどうかの決定を行わせ、
(b21)該決定の結果の否定状態はプロセスを前の状態に戻らせ、
(b22)該決定の結果の肯定状態はプロセスを次のステップに進めて、
前記Iフレーム・カウントをインクレメントさせ、
前記Iフレーム・カウントが3を越えるかどうかの決定を行わせ、該決定の結果の否定状態はプロセスを前記ステップ(b)に戻らせ、該決定の結果の肯定状態はプロセスを次のステップに進めて、
前記VBIライン・アクティブ・フラッグをリセットし、
前記テスト信号記憶装置におけるテスト信号をクリアし、プロセスを前記ステップ(b)に戻らせるステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(21)更に、エクストラクタにおいてフレームを再構成するために、
前記VBIラインにエントリが存在するかどうかを決定し、否定状態はプロセスを終了させ、肯定状態は次のステップを開始させる、ステップと、
VBIラインがアクティブであるかどうかを決定し、否定状態はプロセスを開始させ、肯定状態はプロセスを次のステップに進める、ステップと、
前記Iフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定し、肯定状態はプロセスを次のステップに進め、否定状態は次のステップをスキップしてプロセスをその次のステップに進める、ステップと、
ピクチャ記憶装置からテスト信号記憶装置にビデオ・ライン・テスト信号を移動させるステップと、
前記テスト信号記憶装置からターゲットVBIライン/フィールドに前記テスト信号をコピーするステップと、
前記Iフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定し、否定状態はプロセスをスタートに戻し、肯定状態はプロセスを次のステップに進める、ステップと、
前記ビデオ・ラインを隠蔽するステップと、
前記隠蔽フラッグをクリアするステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(22)更に、ビデオ・ラインを隠蔽するために、
前記ビデオ・ラインID/フィールド及びカウントをロードするステップと、
前記隠蔽モードをロードするステップと、
前記隠蔽モードが同じライン又は前のラインにおけるものであるかどうかの決定を行い、肯定状態は逆方向フレーム記憶装置から前記ビデオ・フレームを移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定状態は次のステップを開始させる、ステップと、
同じラインが次のフレームにあるかどうかを決定し、肯定状態は前記ビデオ・ラインを順方向フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定状態はプロセスを次のステップに進めさせる、ステップと、
前記隠蔽が上のラインにおけるものであるかどうかを決定し、肯定状態の場合には前記ビデオ・ラインを現フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定状態の場合にはプロセスを次のステップに進めさせる、ステップと、
前記隠蔽が下のラインにあるかどうかを決定し、肯定状態は前記ビデオ・ラインを現フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定状態はプロセスを次のステップに進めさせる、ステップと、
合成ラインを形成すべきかどうかを決定し、否定状態はプロセスを終了させ、肯定状態はキャリア・ラインをシフトすること及び次のラインでもってバックフィルすることによって合成ラインを形成させ、しかる後、プロセスを終了させるステップと、
を含むことを特徴とする上記(13)に記載の方法。
(23)MPEG−2圧縮を受けたアナログ放送ビデオを稼働中に及び非稼働中にテストするための交換ディジタル放送ネットワークにして、
アナログ放送ビデオを受信又は送信するための複数のゲートウェイを有する交換パケット・ネットワークであって、各ゲートウェイはアナログ・スイッチを通してアナログ放送ビデオのソース又はシンクに結合される、交換パケット・ネットワークと、
各ゲートウェイにおいて、一連のフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームに信号を挿入するための信号インジェクタ手段と、
前記フレームに前記信号を配置し、その配置を隠蔽するための信号挿入制御手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームの品質を損なうことなく前記フレームから前記信号を見つけ及び抽出するための信号エクストラクタ手段と、
を含む交換ディジタル放送ネットワーク。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポイント・オブ・プレゼンス(POP)ロケーションを処理する、本発明の原理を組み込んだコマンド及びコントロール・ファシリティ(CAC)の概略表示である。
【図2】図1のシステムに含まれた第1POPにおけるビデオ稼働中テスト信号発生器及び第2POPにおけるテスト信号アナライザの概略表示である。
【図3】図1のCACセンタのコンポーネントを示す。
【図4】将来のビデオ伝送のためのビデオ加入者による帯域幅予約順序の概略表示である。
【図5】MPEG−2ビデオ層ハイアラーキの従来技術の表示である。
【図6】MPEG−2サンプリング式4:2:2の従来技術の表示である。
【図7】MPEG−2サンプリング式4:2:0の従来技術の表示である。
【図8】伝送システムを介してビデオ性能及び品質をテストするために使用されるいくつかの周知のテレビジョン・テスト信号を示す。
【図9】図1に示されたテスト信号インジェクタ130のブロック図を示す。
【図10】テスト信号トリガ・データ構造の概略表示である。
【図11】図10のデータ構造を多重化するMPEG−2マルチプレクサを示す。
【図12】MPEG−2エンコーダにおいて各フレームを処理するための流れ図である。
【図13】図9のテスト信号インジェクタにおいてIフレームを処理するための流れ図である。
【図14】トリガ・データ・パケットを形成するための流れ図である。
【図15】テスト信号挿入のエリアを示すテレビジョン・スクリーンを示す。
【図16】図9のテキスト・インジェクタにおけるビデオ・ライン隠蔽のための流れ図である。
【図17】図9のインジェクタのための隠蔽スコアを計算するための流れ図である。
【図18】MPEG−2デマルチプレクサを示す。
【図19】テスト信号エクストラクタのブロック図である。
【図20】図19のエクストラクタのためのエクストラクタ・テスト信号トリガ・テーブルの概略表示である。
【図21】図18のエクストラクタにおいてトリガ・データ・パケットを処理するための流れ図である。
【図22】図19のエクストラクタにおいてIフレームを処理するための流れ図である。
【図23】図19のエクストラクタのためのVBIライン・テーブルの表示である。
【図24】図19のテスト信号エクストラクタにおけるフレーム再構成のための流れ図である。
【図25】図19のエクストラクタにおいてビデオ・ラインを隠蔽するための流れ図である。
【図26】本発明の別の実施例である。
【符号の説明】
300 POPゲートウェイ
321 ビデオ・テープ・レコーダ
332 垂直インターバル・テスト信号装置
338 マルチプレクサ
400 POPゲートウェイ
452 デマルチプレクサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a video data transmission system, and more specifically,MPEG -2compressionReceivedIn-service testing of digital broadcast videoAnd non-operational testsAnd a method for performing the method.
[0002]
[Prior art]
In video communication networks, the Moving Picture Expert Group (MPEG) 2 compression algorithm and ATM networks can cause perturbation of video transmission signals that is not normally found in analog-only networks. In order to detect network anomalies and faults in real time, live circuit tests are performed so that service is restored with minimal circuit downtime. Techniques for in-service testing of the EIA / TIA 250C are well known in the television industry. Broadcasters have historically used both fields of video blanking interval (VBI) lines 10-20 to insert test signals. The VBI also incorporates closed caption text and the Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) time code. The VBI is not part of the active video area and is therefore not visible to the viewer.
[0003]
However, since the MPEG-2 video encoder filters each screen or frame except
(1) Synchronous pulse amplitude test,
(2) A chrominance burst amplitude test that essentially confirms the presence or absence of video.
These tests cannot measure or evaluate the quality of the video.
[0004]
Such a limitation of the MPEG-2 video encoder makes it difficult for broadcasters that often need to insert test signals into the VBI at the point of signal generation to test end-to-end video quality. Obstacles. If those video transmissions undergo MPEG-2 compression at any stage, the VBI test signal will be lost.
[0005]
Prior art related to in-service testing of video transmission systems includes the following patents. That is,
U.S. Pat. No. 5,617,148, filed Sep. 15, 1992 and issued on Apr. 1, 1997 (Montgomery), discloses a controlled element for spectral attenuation, or the control of a video signal. A control filter is disclosed that is used to assist in inserting a secondary signal into the video signal without distorting the blanking interval or the closed caption data contained in the blanking interval.
[0006]
U.S. Pat. No. 4,969,041 issued Nov. 6, 1990 (O'Grady) discloses that data is incorporated into a video signal by adding a low-level waveform to the video signal. Is disclosed. The low level waveform has a level below the noise level of the video signal and corresponds to the data. To detect the data embedded in the video signal, the video signal is correlated with a low-level waveform corresponding to the data to generate a correlation coefficient. A high correlation coefficient indicates the presence of a low-level waveform that is converted to data. Because its low-level waveform spreads over many video lines, to avoid fixed pattern noise anomalies that can be detected by the viewer, it uses the same for many frames in one video frame. It does not occur at or near the same location.
[0007]
U.S. Pat. No. 5,585,858 (Harper), filed on Apr. 15, 1994 and issued on Dec. 17, 1996, describes a fully interactive program and a legitimate general program. Discloses a system for simulcasting with the same standard video signal bandwidth. The unused lines of the video are preferably used to incorporate additional interactive response audio channels and graphics and control data. Alternatively, the interactive audio segments may be provided continuously or one at a time on an audio subcarrier or on a cable frequency guard band, or may be pre-stored in memory in an interactive program box. More audio and graphics can be provided through the use of external storage or game cartridges. Further data is entered into designated trigger points in the system through the use of overlaid logic sent in embedded code in the signal or software resident at the receiver location in software.
[0008]
U.S. Patent No. 5,572,247, filed on June 14, 1991 and issued on November 5, 1996 (Montgomery), describes a data signal in the video bandwidth of a cable television system. Discloses a signal processor for enabling transparent reception of a signal. The received signal has video and data components that are frequency interleaved at the active video interval in the video bandwidth. The data signal is modulated with a carrier at non-zero times the horizontal scan rate of the video signal. The receiver selects a forward channel for transmitting the combined signal in response to the control signal and retrieves a data portion of the transmitted combined signal.
[0009]
U.S. Pat. No. 5,557,333 filed on Feb. 24, 1994 and issued on Sep. 17, 1996, and U.S. Pat. No. 5,327,237 filed on Jun. 14, 1994. (Inventor: Jungo) discloses a signal processor for enabling transparent simultaneous transmission and reception of secondary data signals with video signals in the video band. A signal processor at the transmitting end rasterizes the data at the horizontal scan rate and modulates the data with a data carrier at a non-integer multiple of the horizontal scan rate to obtain frequency interleaving. Data is transmitted during the active video portion of each video line.
[0010]
U.S. Pat. No. 5,663,766 filed on Oct. 31, 1994 and issued on Sep. 2, 1997 (Sizer) discloses a system for communicating digital information with a video signal. are doing. The system includes an encoder configured to add a carrier signal modulated with digital information to a video signal. A carrier signal modulated at a frequency other than a certain frequency corresponds to a peak in the video spectrum. The receiver is configured to optionally sense the video signal and to recover the encoded digital information in the video signal.
[0011]
In order to measure or evaluate the quality of the video in a way that is transparent to the viewer in view of the prior art, MPEG-2 compression in which the video test signal is inserted into the VBI or overscan or active area. In-service testing of video transmission must be performed according to the algorithm.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a system and method for in-service testing of a video transmission subject to MPEG compression.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a method for inserting a test signal for evaluating video quality in a video transmission when the video transmission is subjected to MPEG-2 compression.
[0014]
It is another object of the present invention to provide a system and method for concealing a video test signal in a video transmission in a manner that makes the test transparent to the viewer.
[0015]
It is another object of the present invention to provide a system and method for dynamically placing a video test signal in an active display area of a base video transmission based on the content of a video broadcast.
[0016]
It is another object of the present invention to remove a video test signal from a video blanking interval and periodically insert the test signal into an active video area of a video transmission to provide an MPEG-2 video encoder. It is to provide a system and a method for avoiding filtering.
[0017]
It is another object of the present invention to provide a system and method for extracting a test signal from an active video area of a transmission and placing the test signal in a newly created video blanking interval. .
[0018]
It is another object of the present invention to provide a system and method for generating a continuous test signal at a recovered video blanking interval while receiving an intermittent test signal of varying period. is there.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
These and other objects, features and advantages are achieved in a video transmission system that includes a command and control (CAC) operations center coupled to a wide area TCP / IP network for remotely controlling a local video station. . Each station is coupled to an asynchronous transfer mode (ATM) network through a gateway, such as a POP (Points of Presence). Each POP interfaces to its network via an ATM switch. In the startup POP, the subscriber video feed is routed to an analog video switch coupled to a vertical interval test signal (VITS) generator and signal analyzer. The switch is connected to a multiplexer via an MPEG-2 encoder. The multiplexer multiplexes the output of the MPEG-2 encoder and delivers a single OC-3 video transport stream of pictures occurring in a series of I, B, and / or P frames for delivery to the ATM switch. To To test video quality, the VITS generator sends an NTSC color bar test pattern to the remote POP.
[0020]
The test signal is put into the video blanking interval (VBI) of the frame without affecting the active video. The modified digital stream is sent to an MPEG video encoder for encoding. A test signal insertion controller forms a trigger data packet that is sent to a downstream test signal extractor. If a CRC error is detected, each trigger data packet is sent twice just in case. The trigger data packet is stored in the VBI test signal table. The test signal is brought out of the display area using a concealment technique. Video logic determines the concealment of the test signal. The overscan area of the frame is tested to determine if there is available space for the test signal. If such space exists, one line is selected and the concealment mode is calculated. If the overscan area is full, all available safe action lines are ranked by motion and content. Test signals already inserted reduce the number of available lines. The line separation parameter excludes other lines from consideration so that test signals are not juxtaposed. A concealment score is calculated for each line. Safelines are ranked by concealment score.
[0021]
If the highest score is greater than a predetermined quality threshold, the line, mode and score are returned. Otherwise, the available title safe lines are ranked according to the motion content score. Scoring is weighted for lines with missing content and lines with static motion. Then, in synchronization with the display of each frame, a test signal from the test signal storage is inserted into the video blanking area for each active video blanking interval line entry. The test signal in the active video area is concealed by inserting video lines retrieved and formed from stored pictures according to the concealment mode included in the trigger data packet. The restored video line is sent for digital-to-analog conversion. The test signal insertion controller determines when and where to insert a test signal into the digital video transport stream. At the end of the reception, an analog switch switches the output to a test signal analyzer for measurement and analysis. The time code associated with the frame is compared to the current frame. The entry is removed from the extractor test signal trigger table and a flag is set in the VBI line table.
[0022]
Upon frame reconstruction, the test signal extractor loops through the active VBI table entries and inserts the stored test signal. If the concealment flag is set, the currently processed frame is moved from the current picture to the test signal line. There, the test signal is copied from the signal line store to the target VBI line field of the current picture. If the current frame contains a concealment flag, the video line is concealed. The concealment mode in the VBI table is decoded. The line with the test signal is repaired using the next line above and below the line requiring repair. Thus, in-service testing is accomplished on digitally compressed video using concealed video test signals inserted in the video blanking area of the I-frame. In that case, the concealed video test signal is identified by the extractor's test signal trigger table and the extractor's VBI line table during frame reconstruction of the I-frame.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a
[0024]
The POP gateway is connected to an
[0025]
Network data addressed to the POP gateway is routed to a
[0026]
[0027]
FIG. 2 shows an exemplary video connection from a
[0028]
Immediately after establishing the connection, but before switching the
[0029]
FIG. 3 shows components of
[0030]
FIG. 4 shows a pre-order web page in which the subscriber reserves bandwidth for future video transmissions. The subscriber enters a connection start date (Start Date) and start time (Start Time) 605 and an end date (Stop Date) and end time (Stop Time) 610. Further, the POP locations of the start port (Origin Port) 615 and the destination port (Dest. Port) 620 are also specified. At the time of requesting a subscription (Submit) 640, the web page may refer to the computed Duration of the connection (Duration) 625, the confirmed Reservation Status Confirmed 630, and the reservation for future transmissions. The reservation ID (Reservation ID) 650 that is used for the ID is updated.
[0031]
Returning to FIG. 3, in addition to accepting a new reservation, the network resource manager creates a new video connection at the requested time and destroys the connection when the reservation expires. This process is accomplished by issuing commands to a set of program executives that control an
[0032]
Each POP includes an
[0033]
FIG. 5 shows the prior art relating to the MPEG-2 video layer hierarchy. In FIG. 5, the MPEG-2 data stream consists of a video stream and an audio stream, both of which are packed into the system stream. There is another layer in the video stream. The highest layer is the
[0034]
In FIGS. 6 and 7, MPEG-2 encoding refers to the type of sampling used to encode the luminance (Y) and chrominance (CrCb) video components in a 4: 2: 0 or 4: 2: 2 format. Use In FIG. 6, 4: 2: 2 or 4: 2: 0 format sampling gives 2Cr and 2Cb samples for every four luminance samples. CrCb samples are reduced to 1 each in 4: 2: 0 format. The location of a single CrCb for the Y sample is shown in FIG. When compressed at a rate of 15 Mbps or more as shown in FIG. 7, excellent results are obtained using 4: 2: 2 sampling. An MPEG-2 encoder supporting a 4: 2: 2 sampling format became available in 1998.
[0035]
Returning to FIG. 5, the GOP contains three types of pictures: I-frames, ie, intra-frames; P-frames, ie, predictively motion compensated frames; and B-frames, ie, both There is a motion compensated frame in the direction. The B frame is a picture of the minimum size. This is because they are encoded using motion estimation from both the previous I or P frame and the next I or P frame. P frames are predicted from previous I or P frames, which are large in size. I-frames are independently coded and are much larger.
[0036]
GOP series frames begin with an I frame. The I frame is followed by a series of B and / or P frames. The more B-frames used, the more efficient the compression at the price of reduced video quality. The IBP sequence is a video encoder configuration parameter set by the user according to the requirements of the application. I-frames may be generated automatically for changing conditions or when motion compensation cannot be used effectively.
[0037]
FIG. 8 illustrates some well-known television test signals used to test video performance and quality over a transmission system. FCC multiburst 700 provides a test signal for frequency response. NTC7 composite 710 allows for amplitude and phase measurements. NTC7 combination 720 provides frequency response and distortion testing. FCC color bar 730 provides amplitude and timing measurements. One or more of these test signals can be included in a video blanking interval for in-service testing as described below.
[0038]
A. Operation of test signal injector
FIG. 9 shows a block diagram of the
[0039]
The test
[0040]
In FIG. 10, the trigger data packet is stored in VBI test signal table 1200. The VBI test signal table includes a
[0041]
The
[0042]
If a CRC error is detected in the first packet, each trigger data packet is sent twice, just in case. When a test signal is detected, it is scheduled to be sent on the next I frame. If there is a certain amount of encoding delay and latency inside the video encoder, the downstream TS extractor will receive several frames of the trigger data packet before the arrival of the test signal. Using time codes to detect target I-frames makes injector / extractor interaction insensitive to frame buffering or latency in the system.
[0043]
In FIG. 11, the text
[0044]
FIG. 12 shows the logic flow of the test signal insertion controller shown in FIG. For each frame, a loop is entered (blocks 1510-1570) to see if there are any trigger data packets to transmit (block 1520). If there is such a trigger data packet, the packet is sent (block 1530) and the transmission count is zeroed (block 1535).
[0045]
Each VBI line in both fields is tested for the presence of a non-black signal (block 1540). If found, the test signal is copied to test signal storage (block 1550). If the current frame is an I-frame (block 1560), additional I-frame logic is invoked (block 1570). After the last VBI line has been processed, the process ends (block 1580).
[0046]
FIG. 13 shows the injector I frame processing invoked in the operation (block 1570) shown in FIG. Each line in the test signal portion of the VBI is checked to see if it is a line to VBI lines 10-20 (block 1310), and if so, checked again for the presence of the test signal (block 1320). If it is not found, the VBI table entry for that line is cleared (block 1325). If it is found, the motion score is searched (block 1330) and a test is performed to determine if there is currently a high motion or if this is an I-frame out of sequence (block 1340). At rapid scene changes, an MPEG-2 video encoder may encode an I-frame even if the I-frame is not the expected frame type in the GOP sequence. If any of these conditions are tested to be true, a test is performed to see if a test signal has been sent to the TS extractor at least once (block 1350). If the test result is negative, the I-frame can be safely skipped. If it is positive, the I-frame count is checked to ensure that the I-frame has not been suppressed for more than three frames. If the result of the check is negative, the I-frame count is incremented (block 1360) and the loop repeats. If the result of the check is positive, the test signal is always inserted into the video.
[0047]
Another test is performed at
[0048]
In FIG. 14, a trigger data packet is formed by the injector shown in FIG. The trigger data packet contains all the information that the TS extractor needs to remove the test signal from the active video area and put the signal on the correct VBI line. The trigger data packet is formed by the following sequence of steps. At block 1420, the transmission count is set to one. At
[0049]
FIG. 15 shows a television screen including an
[0050]
The overscan area provides a high degree of confidence that the concealment of the test signal is transparent to the viewer regardless of the video content. However, since each test signal requires three lines of active video for transmission, the number of signals that can be passed in the overscan area is limited in 4: 2: 0 mode. It should be noted that To optimize the restoration of three consecutive video lines, adjacent lines must not be used. This is because only four test signals can be passed in the upper or lower overscan area. Video blanking interval (VBI) 1702 consists of
[0051]
When the overscan area is fully utilized, the video lines are ranked or scored by the effect of concealment. Thus, by comparing the highest concealment score to a predetermined threshold, it is determined to place the test signal on the active video. The lower the threshold, the smaller the concealment effect. When the score falls below an acceptable threshold, one to three I-frames may be skipped if no test signal is inserted.
[0052]
Although the preferred embodiment teaches placing the test signal outside of the display area, the concealment technique used in the present invention provides an alternative to passing signals or other data in the title safe area 1710. enable. This is because the current video content in this area facilitates optimal concealment. The concealment is enhanced because the TS injector tells the TS extractor how to optimally repair the missed video line. The lost video lines are replaced using spatio-temporally adjacent video lines in one of several modes using the following (1)-(5);
(1) the same line from the opposite field of the previous frame,
(2) the same line from the opposite field of the next frame,
(3) the adjacent (upper) line in the current frame,
(4) the adjacent (lower) line in the current frame,
(5) A composite line formed from two of the four lines.
[0053]
These repair techniques, when combined with optimal placement of the test signal in the video area by the TS injector, result in a high degree of concealment.
[0054]
FIG. 16 shows the concealment process. At
[0055]
At
[0056]
FIG. 17 shows a process for calculating a line concealment score. At
[0057]
If the determination in
[0058]
If the determination in
[0059]
B. Test signal extractor operation
FIG. 18 shows a transport data stream flow in the MPEG-2 demultiplexer. Transport stream 2100 from ATM switch 140 (see FIG. 1) is received by
[0060]
FIG. 19 is a block diagram of the test signal extractor 2900. The extractor includes a
[0061]
The test signal insertion and concealment unit 2915, which may be software or hardware, receives the current picture indicator, the forward picture indicator, the backward picture indicator, and the picture type, and then the I-frame, B-frame, and A test signal is generated from the test signal line storage device 2930 in synchronization with the display of the P frame. The test signal is inserted into the
[0062]
FIG. 20 shows a test signal trigger data structure (table) 2200 for
[0063]
FIG. 21 shows the processing of a received trigger data packet in an extractor. At
[0064]
At
[0065]
FIG. 22 shows processing of an I frame in the test signal extractor. At the arrival of each I-frame,
[0066]
23 and 24, an entry exists in the video blanking interval line table 2600. That is, there is one entry for each video blanking line from
[0067]
Block 2620 stores the concealment flag, and block 2630 stores the concealment mode. The concealment flag and concealment mode are used during I-frame reconstruction to repair the video line used to carry the test signal. At
[0068]
Returning to FIG. 22, for a test signal in the video area, the I-
[0069]
Turning now to FIG. 24, a frame reconstruction is shown. During frame reconstruction, the TS extractor loops through each "active" VBI line entry in
[0070]
Turning to FIG. 25, the process of concealing a video line implements the concealment mode stored in line 2630 of VBI line table 2605 in VBI table 2600 of FIG. At
[0071]
If the determination at
[0072]
In summary, blocks 2750 and 2760 repair the line using the same line / field from the previous and next frames, respectively.
[0073]
FIG. 26 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 26, in-service testing is accomplished by using a video test signal inserted into the VBI. At start-
[0074]
In further summary, the present invention provides for the detection of test signals that are placed in a vertical blanking interval. That is, the present invention extracts the signal and moves it to the active video, conceals the line used to send this test signal, and places this in the display area according to the area of the screen that optimally conceals it. Position the line dynamically. The dynamic positioning can change where it is positioned many times per second. Finally, the extractor removes the signal, thus providing a continuous signal to the measurement test set, even though the test signal is only sent downstream about 2.5 times per second. The test signal appears to the extractor as a uniform continuous signal.
[0075]
Although the present invention has been described in particular embodiments, it will be understood that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
[0076]
In summary, the following matters are disclosed regarding the configuration of the present invention.
[0077]
(1) To provide a switched digital broadcasting network for testing MPEG-2 compressed analog broadcast video during operation and non-operation;
A switched packet network having a plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway coupled to a source of analog broadcast video or a sink of analog broadcast video through an analog switch. When,
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Test signal injector means installed on at least one gateway for inserting a test signal into said frame;
Placing a video test signal in the frame, test signal insertion control means for concealing the placement,
Test signal extractor means installed on at least one gateway for finding and extracting the test signal from the frame without compromising the quality of the frame;
An exchange digital broadcasting network including:
(2) The switched digital broadcast network according to (1), further comprising means for generating and storing an injector VBI test signal table defining locations of test signals in a video blanking interval (VBI) of the frame.
(3) means for monitoring the time code, detecting the presence of a video test signal in each frame, and providing a first output signal;
Means for inspecting the incoming analog video for motion and scene changes and providing a second output signal;
Means for comparing the analog video line from the current frame with the analog video lines of the previous and next frames, scoring the concealment of the video test signal in the frame, and providing a third output signal; ,
Means for supplying the first, second, and third output signals to the test signal insertion control means;
The switched digital broadcast network according to (1), further comprising:
(4) The switched digital broadcast network according to (3), further comprising means for generating and storing a VBI test signal table, and coupling the table to the test signal insertion control means.
(5) The switched digital broadcast network according to (4), further comprising means for generating a trigger data packet coupled to said test signal insertion control means and providing an output to said network.
(6) coupled to the test signal insertion control means and a VBI test signal detector, storing the video test signal, and converting the video test signal to the analog video signal as directed by the test signal insertion control means; The switched digital broadcast network according to (5), further comprising means for inserting the digital broadcast into the network.
(7) The extractor means:
A trigger signal demultiplexer coupled to the test signal trigger table for receiving the trigger data packet data;
An intra-frame processor responsive to a group of picture type signals and picture time codes and coupled to the test signal trigger table and a video blanking interval (VBI) line table;
A test signal concealment device responsive to a current picture signal, a forward picture signal, a backward picture signal, the picture type signal, the VBI line table and coupled to a test signal line storage device;
Means for combining the test signal line storage with the decoded digital video stream;
The switched digital broadcast network of
(8) The exchange digital circuit according to (7), wherein the test signal trigger table of the extractor means includes an entry for each VBI line of the frame, the entry defining a location of the trigger signal in the frame. Broadcast network.
(9) The switched digital device according to (7), wherein the VBI line table includes an entry for each VBI line, the entry defining the location of the line in a frame, a concealment flag, and a concealment mode. Broadcast network.
(10) The exchange digital system according to the above (1), further comprising means for maintaining a continuous connection to each gateway via a TCP / IP network to the gateway connection device and monitoring an alarm condition at the gateway. Broadcast network.
(11) The switched digital broadcasting network according to (1), wherein the means for encoding / decoding implements an MPEG-2 encoding / decoding algorithm.
The means for encoding / decoding may implement 4: 2: 0 or 4: 2: 2 sampling to encode the luminance and chrominance components of the video signal. 2. An exchange digital broadcasting network according to
(13) a plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway being coupled to a source or sink for analog broadcast video through an analog switch;
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of I, B, and P frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Test signal injector means installed on at least one gateway for inserting a test signal into said frame;
A test signal insertion control means for arranging a video test signal in the frame and concealing the arrangement,
Test signal extractor means installed on at least one gateway for finding and extracting the test signal from the frame without compromising the quality of the frame;
A method for inserting a test signal into an MPEG-2 compressed video transmission to evaluate video quality in a switched digital broadcast network comprising:
(A) processing each frame with a test signal in said injector means;
(B) processing each I-frame in said injector means;
(C) forming a trigger data packet in said injector means and transmitting said trigger data packet to said extractor means;
(D) processing the test signal in an I frame with respect to a concealment mode;
(E) calculating a concealment score for each test signal in the I frame;
(F) concealing a test signal in the I frame transmitted to the extractor means;
(G) processing the trigger data packet to alert the extractor means about a test signal in a received I frame;
(H) processing said I frame with respect to said test signal in said extractor means;
(I) reconstructing each I frame in the extractor means;
(J) Copying test signals in all frames to the VBI line under test
A method that includes
(14) Further, in order to process each frame in the injector,
The frame is tested for the presence of video blanking interval (VBI) lines 10-20, a negative condition indicating that no VBI line has been identified ends the process, and a positive condition indicating that the VBI line has been identified is a positive condition. Move the process to the next step,
Determining a count of trigger data packets to be transmitted;
Testing each VBI line for the presence of a non-black signal, a positive state copies the test signal to a test signal storage device, and a negative state initiates I-frame processing;
Ending the processing of the frame after the last VBI has been processed;
The method according to the above (13), comprising:
(15) Further, in order to process the I frame in the test signal injector,
Test the frame for the presence of a video blanking interval (VBI) line 10-20 containing a test signal, a negative condition terminates the process, a positive condition if no test signal is identified for the tested VBI line. Clears the VBI table for that line, and if it is identified, moves the process to the next step;
Retrieving a motion score for the VBI line containing the test signal in the I frame;
Testing the I-frame to determine if there is a high motion or out-of-sequence I-frame, the positive state initiates a test to determine whether a test signal has been sent to the extractor at least once, If I was never sent, check the I-frame count to ensure that the I-frame was not suppressed for more than three frames;
Incrementing the I-frame count and returning to the initial process steps;
The method according to the above (13), comprising:
(16) Further, to form a trigger data packet,
Setting a transmission trigger data packet counter to 1;
Clearing the I-frame counter;
Storing a trigger signal time code;
Storing the trigger signal concealment mode;
Storing a trigger signal video line ID field;
Storing a trigger signal VBI line ID field;
Testing the trigger signal for 4: 2: 2 format, a negative state stores a VBI line count of 3, a positive state proceeds to the next step;
Storing a VBI line count of 1;
Calculating and storing a cyclic redundancy check (CRC) code;
Transmitting a trigger data packet;
Setting the transmission trigger signal transmitted flag; and
The method according to the above (13), comprising:
(17) Further, in order to hide the trigger signal in the active video area,
Determines if available space is present in the active video area, a negative state indicates that the overscan video screen area is full, and a positive state indicates that the overscan area of the video screen Calculating the concealment score following the storage of the signal and terminating the process;
Storing the video line separation parameter if the overscan video area is full;
Ranking available video screen safe areas by motion / content;
Calculating a concealment score for each video safe area line;
Ranking the video safe lines by a covert score;
Comparing each concealment score with a threshold;
Determining whether the highest concealment score exceeds the threshold, a positive state terminating the process, a negative state proceeding the process to the next step;
Ranking available video safe lines that do not exceed the threshold according to motion / content;
Calculating an concealment score for ranked available video safe lines that do not exceed the threshold.
Selecting the highest ranked video safe line that does not exceed the threshold and terminating the process;
The method according to the above (13), comprising:
(18) Further, to form a test signal trigger data structure,
Generating and storing a time code;
Generating and storing a marker to eliminate start code emulation by the multiplexer;
Generating and storing a VBI line ID / field from which the test signal is derived;
Generating and storing a video line ID / field to which the test signal is sent;
Generating and storing a video active area line count that indicates which one or three lines should be used when transmitting the test signal;
Generating and storing a concealment mode to optimize the restoration of the taken video line;
Generating and storing stuffing bits for the trigger data packet;
Generating and storing a cyclic redundancy check (CRC) code;
The method according to the above (13), comprising:
(19) Further, in order to process the trigger data packet in the extractor,
Checking the trigger data packet for a CRC failure, a positive state discarding the packet, a negative state moving the process to the next step;
Determining if there is an entry for the VBI line, a negative condition determines whether the time code has expired, discarding the packet if the time code has expired, and not expiring the time code If a new entry is made in the test signal trigger table, and a positive state indicating that an entry for the VBI line exists, proceed to the next step;
Determine if the packet video line is equal to the entry video line, a positive state will update an entry in the test signal trigger signal table, then terminate the process, a negative state will cause the process to proceed to the next step. The steps,
Removing an entry from the test signal trigger table;
Creating a new entry in the test signal trigger table and then terminating the process;
The method according to the above (13), comprising:
(20) Further, in order to process the I frame in the extractor,
Determine if an entry is present in the timing signal trigger table,
(A) a positive result of the determination initiates a test to determine if the I-frame code is equal to the table entry time code;
(A1) a negative result of the test returns the process to the start,
(A2) The positive result of the test is:
Set the VBI line active flag,
Clear the I frame count in the VBI line table,
Set the cover-up flag,
Move video line ID / field and count to VBI table,
Move VBI line ID / field to VBI table,
Removing the entry from the test signal trigger table and returning to the start;
(B) a negative result of said determination initiates a test for the presence of each entry in the VBI line table;
(B1) a negative result of the test terminates the process;
(B2) a positive result of the test causes the process to proceed to the next step, making a determination whether the VBI line is active;
(B21) a negative state of the result of the decision causes the process to return to the previous state;
(B22) a positive status of the result of the determination advances the process to the next step,
Incrementing the I-frame count;
A decision is made whether the I-frame count is greater than three, a negative state of the result of the decision causes the process to return to step (b), and a positive state of the result of the decision causes the process to proceed to the next step. Proceed,
Resetting the VBI line active flag,
Clearing the test signal in the test signal storage and returning the process to step (b);
The method according to the above (13), comprising:
(21) Further, in order to reconstruct the frame in the extractor,
Determining whether there is an entry in the VBI line, a negative state ends the process, a positive state starts the next step,
Determining whether the VBI line is active, a negative state initiates the process, an affirmative state advances the process to the next step,
Determining whether the I-frame and concealment flags are set, a positive state advances the process to the next step, a negative state skips the next step and advances the process to the next step;
Moving the video line test signal from the picture storage device to the test signal storage device;
Copying the test signal from the test signal storage device to a target VBI line / field;
Determining whether the I-frame and concealment flags are set, a negative state returns the process to the start, a positive state advances the process to the next step,
Concealing the video line;
Clearing the hiding flag;
The method according to the above (13), comprising:
(22) Further, in order to hide the video line,
Loading the video line ID / field and count;
Loading the concealment mode;
A determination is made whether the concealment mode is on the same line or the previous line, a positive state moves the video frame from the backward frame store, and then terminates the process; Starting the steps of
Determine if the same line is in the next frame, a positive state moves the video line out of the forward frame store, then terminates the process, a negative state causes the process to proceed to the next step , Steps,
Determine if the concealment is in the upper line, move the video line from the current frame store if affirmative, then terminate the process; if negative, process To the next step,
Determining whether the concealment is in the lower line, a positive state moves the video line out of the current frame store, then terminates the process, a negative state causes the process to proceed to the next step, Steps and
Deciding whether to form a composite line, a negative state terminates the process, a positive state causes a composite line to be formed by shifting the carrier line and backfilling with the next line, and then the process Terminating the
The method according to the above (13), comprising:
(23) To provide a switched digital broadcast network for testing MPEG-2 compressed analog broadcast video during operation and non-operation;
A switched packet network having a plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway coupled to a source or sink of analog broadcast video through an analog switch;
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Signal injector means installed on at least one gateway for inserting a signal into said frame;
Arranging the signal in the frame, signal insertion control means for concealing the arrangement,
Signal extractor means installed on at least one gateway for finding and extracting the signal from the frame without compromising the quality of the frame;
An exchange digital broadcasting network including:
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic representation of a command and control facility (CAC) that incorporates the principles of the present invention, handling point-of-presence (POP) locations.
FIG. 2 is a schematic representation of a video in-service test signal generator at a first POP and a test signal analyzer at a second POP included in the system of FIG. 1;
FIG. 3 shows components of the CAC center of FIG.
FIG. 4 is a schematic representation of a bandwidth reservation order by a video subscriber for future video transmission.
FIG. 5 is a prior art representation of an MPEG-2 video layer hierarchy.
FIG. 6 is a prior art representation of the MPEG-2 sampling equation 4: 2: 2.
FIG. 7 is a prior art representation of the MPEG-2 sampling equation 4: 2: 0.
FIG. 8 shows some well-known television test signals used to test video performance and quality over a transmission system.
FIG. 9 shows a block diagram of the
FIG. 10 is a schematic representation of a test signal trigger data structure.
FIG. 11 shows an MPEG-2 multiplexer for multiplexing the data structure of FIG.
FIG. 12 is a flowchart for processing each frame in an MPEG-2 encoder.
13 is a flowchart for processing an I frame in the test signal injector of FIG. 9;
FIG. 14 is a flowchart for forming a trigger data packet.
FIG. 15 shows a television screen showing an area for inserting a test signal.
FIG. 16 is a flowchart for video line hiding in the text injector of FIG. 9;
FIG. 17 is a flowchart for calculating a concealment score for the injector of FIG. 9;
FIG. 18 shows an MPEG-2 demultiplexer.
FIG. 19 is a block diagram of a test signal extractor.
FIG. 20 is a schematic representation of an extractor test signal trigger table for the extractor of FIG. 19;
FIG. 21 is a flowchart for processing a trigger data packet in the extractor of FIG. 18;
FIG. 22 is a flowchart for processing an I frame in the extractor of FIG. 19;
FIG. 23 is a display of a VBI line table for the extractor of FIG. 19;
FIG. 24 is a flowchart for frame reconstruction in the test signal extractor of FIG. 19;
FIG. 25 is a flowchart for concealing a video line in the extractor of FIG. 19;
FIG. 26 is another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
300 POP Gateway
321 Video Tape Recorder
332 Vertical interval test signal device
338 multiplexer
400 POP Gateway
452 demultiplexer
Claims (11)
各ゲートウェイにおいて、一連のフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、送信される前記フレームのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン以外のビデオ・ラインにVBIラインから抽出されたビデオ・テスト信号を挿入するためのテスト信号インジェクタ手段と、
前記フレームの前記VBIライン以外の前記ビデオ・ラインに前記ビデオ・テスト信号を配置し、その配置を隠蔽するためのテスト信号挿入制御手段と、
タイム・コードを監視し、各フレームのVBIラインにおけるビデオ・テスト信号の存在を検出して、その検出を示す信号であって、更に、前記タイム・コードを含む第1出力信号を供給するための手段と、
モーション及びシーンの変化に関して着信アナログ・ビデオを検査し、その検査の結果を含む第2出力信号を供給するための手段と、
現フレームからのアナログ・ビデオ・ラインと前及び次のフレームからの同じアナログ・ビデオ・ラインとを比較することによって、前記現フレームにおけるビデオ・テスト信号の隠蔽の効果をスコアし、そのスコアの結果を示す第3出力信号を供給するための手段と、
前記テスト信号挿入制御手段が、前記第1出力信号に応答してその制御を開始し、前記第2出力信号を用いて前記ビデオ・テスト信号の配置の隠蔽に適さないフレームをスキップし、及び前記第3出力信号を用いて前記ビデオ・テスト信号の配置に適した前記現フレームからのビデオ・ライン及び該ビデオ・ラインと他のラインとの受信側における置換方法を示す隠蔽モードを決定するために、前記第1、第2、及び第3出力信号を前記テスト信号挿入制御手段に供給するための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記隠蔽モードに従って前記ビデオ・テスト信号を隠蔽することにより前記フレームの品質を損なうことなく、受信した前記フレームから前記ビデオ・テスト信号を見つけ及び抽出するためのテスト信号エクストラクタ手段とを含む、
MPEG−2圧縮を受けたディジタル放送ビデオを稼働中及び非稼働中にテストするためのシステム。A switched packet network having a plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway coupled to a source of analog broadcast video or a sink of analog broadcast video through an analog switch. When,
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Test signal injector means installed on at least one gateway for inserting a video test signal extracted from a VBI line into a video line other than a video blanking interval (VBI) line of the frame to be transmitted ; ,
Test signal insertion control means for arranging the video test signal on the video line other than the VBI line of the frame , and concealing the arrangement;
Monitoring the time code, detecting the presence of a video test signal on the VBI line of each frame , and providing a first output signal including the time code, the signal indicating the detection . Means,
Means for examining the incoming analog video for motion and scene changes and providing a second output signal containing the results of the examination ;
Score the effect of concealment of the video test signal in the current frame by comparing the analog video line from the current frame with the same analog video line from the previous and next frames, and the score result Means for providing a third output signal indicative of :
The test signal insertion control means starts its control in response to the first output signal, skips a frame that is not suitable for concealing the arrangement of the video test signal using the second output signal, and Using the third output signal to determine a concealment mode indicating a video line from the current frame suitable for the placement of the video test signal and a method of replacing the video line with another line at the receiving end. Means for supplying the first, second, and third output signals to the test signal insertion control means;
A test signal installed on at least one gateway for finding and extracting the video test signal from the received frame without losing the quality of the frame by concealing the video test signal according to the concealment mode Extractor means,
A system for testing MPEG-2 compressed digital broadcast video during operation and non-operation.
各ゲートウェイにおいて、一連のIフレーム、Bフレーム、及びPフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、送信される前記Iフレームのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン以外のビデオ・ラインにVBIラインから抽出されたビデオ・テスト信号を挿入するためのテスト信号インジェクタ手段と、
前記フレームの前記VBIライン以外の前記ビデオ・ラインに前記ビデオ・テスト信号を配置し、その配置を隠蔽するためのテスト信号挿入制御手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームの品質を損なうことなく、受信した前記フレームから前記ビデオ・テスト信号を見つけ及び抽出するためのテスト信号エクストラクタ手段とを含み、
該テスト信号エクストラクタ手段は、
前記テスト信号挿入制御手段により形成される、前記ビデオ・テスト信号を配置された前記 I フレームのタイム・コード、その配置の隠蔽方法を示す隠蔽モード、前記ビデオ・テスト信号の取り出し元及び移動先を含むトリガ・データ・パケットを受信し、該トリガ・データ・パケットをテスト信号トリガ・テーブルに記憶する、該テスト信号トリガ・テーブルに結合されたトリガ信号デマルチプレクサと、
前記ディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームから抽出されたピクチャ・タイプ信号及びGOPタイム・コードを受け取り、該GOPタイム・コードを前記テスト信号トリガ・テーブル内の前記トリガ・データ・パケットに含まれる前記タイム・コードと比較し、一致する場合に前記テスト信号トリガ・テーブルの内容をビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン・テーブルに記憶する、前記テスト信号トリガ・テーブル及び前記VBIライン・テーブル結合されたイントラ・フレーム・プロセッサと、
一致した前記GOPタイム・コードをもつ現ピクチャ信号、該現ピクチャに対する順方向ピクチャ信号及び逆方向ピクチャ信号、前記ピクチャ・タイプ信号を受け取り、前記VBIライン・テーブルに記憶された前記隠蔽モード及び前記ビデオ信号の前記移動先に従って、前記現ピクチャ信号から前記ビデオ・テスト信号をテスト信号ライン記憶装置に移動させ、かつ前記現ピクチャ信号、前記順方向ピクチャ信号又は前記逆方向ピクチャ信号を用いて前記ビデオ・テスト信号を 隠蔽する、前記テスト信号ライン記憶装置に結合されたテスト信号隠蔽装置と、
前記VBIライン・テーブルに記憶された前記ビデオ・テスト信号の前記取り出し元に従って、前記テスト信号ライン記憶装置に記憶された前記ビデオ・テスト信号をデコードされたフレームのVBIラインにコピーするため、前記テスト信号ライン記憶装置とデコードされたディジタル・ビデオ・ストリームとを結合するための手段とを含み、
前記ビデオ・テスト信号は、それが伝送の立場から前記デコードされたディジタル・ビデオ・ストリームの品質を表示することを特徴とする、
MPEG−2圧縮を受けたディジタル放送ビデオを稼働中及び非稼働中にテストするためのシステム。A switched packet network having a plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway coupled to a source of analog broadcast video or a sink of analog broadcast video through an analog switch. When,
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of I, B, and P frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Test signal injector means installed in at least one gateway for inserting a video test signal extracted from a VBI line into a video line other than a video blanking interval (VBI) line of the I frame to be transmitted When,
Test signal insertion control means for arranging the video test signal on the video line other than the VBI line of the frame , and concealing the arrangement;
Test signal extractor means installed on at least one gateway for finding and extracting the video test signal from the received frame without compromising the quality of the frame;
The test signal extractor means
The time code of the I frame in which the video test signal is arranged , the concealment mode indicating the concealment method of the arrangement, the source and the destination of the video test signal are formed by the test signal insertion control means. A trigger signal demultiplexer coupled to the test signal trigger table for receiving the trigger data packet including the trigger data packet and storing the trigger data packet in a test signal trigger table .
Receiving a picture type signal and a GOP time code extracted from the digital video transport stream , and storing the GOP time code in the trigger data packet in the test signal trigger table; compared to code, the contents of the test signal trigger table stored in the video blanking interval (VBI) line table if they match, coupled the test signal trigger table and the VBI line table An intra-frame processor,
Receiving the current picture signal having the matched GOP time code, the forward picture signal and the backward picture signal for the current picture, the picture type signal , and storing the concealment mode and the video stored in the VBI line table. Moving the video test signal from the current picture signal to a test signal line storage device according to the destination of the signal; and using the current picture signal, the forward picture signal or the reverse picture signal, A test signal concealment device coupled to the test signal line storage device for concealing a test signal;
Testing the video test signal stored in the test signal line storage to a VBI line of a decoded frame according to the source of the video test signal stored in the VBI line table; Means for combining the signal line storage with the decoded digital video stream;
Wherein the video test signal is indicative of the quality of the decoded digital video stream from the point of transmission.
A system for testing MPEG-2 compressed digital broadcast video during operation and non-operation.
各ゲートウェイにおいて、一連のIフレーム、Bフレーム、及びPフレームにおけるアナログ放送ビデオを圧縮ディジタル形式におけるディジタル・ビデオ・トランスポート・ストリームとしてエンコード/デコードするための手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、送信される前記Iフレームのビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン以外のラインにVBIラインから抽出されたビデオ・テスト信号を挿入するためのテスト信号インジェクタ手段と、
前記フレームの前記VBIライン以外のラインに前記ビデオ・テスト信号を配置し、その配置を隠蔽するためのテスト信号挿入制御手段と、
少なくとも1つのゲートウェイにインストールされ、前記フレームの品質を損なうことなく、受信した前記フレームから前記ビデオ・テスト信号を見つけ及び抽出するためのテスト信号エクストラクタ手段とを含む交換ディジタル放送ネットワークにおいて、ビデオ品質を評価するために、MPEG−2圧縮を受けたディジタル放送ビデオを稼働中及び非稼働中にテストする方法であって、
(a)前記テスト信号インジェクタ手段においてフレームのVBIにおけるビ デオ・テスト信号の存在を検出するために各フレームを処理するステップ、
(b)前記テスト信号インジェクタ手段において、前記ビデオ・テスト信号の配置の隠蔽に適さないIフレームをスキップするために、各Iフレームを処理するステップ、
(c)スキップしたIフレーム以外のIフレームにおける前記ビデオ・テスト信号を隠蔽モードに関して処理するステップ、
(d)スキップしたIフレーム以外の前記Iフレームにおける各ビデオ・テスト信号に関して、該ビデオ・テスト信号を配置されるビデオ・ラインと該ビデオ・ラインと時空的に隣接するビデオ・ラインの差を計算することにより、隠蔽スコアを計算するステップ、
(e)前記隠蔽スコアを用いて、前記エクストラクタ手段に伝送されるIフレームにおける前記ビデオ・テスト信号を隠蔽するステップ、
(f)前記テスト信号インジェクタ手段において、前記ビデオ・テスト信号を配置された前記Iフレームのタイム・コードを含むトリガ・データ・パケットを形成し、該トリガ・データ・パケットを前記テスト信号エクストラクタ手段に伝送するステップ、
(g)受信されたIフレームにおける前記ビデオ・テスト信号関して前記テスト信号エクストラクタ手段に警報するために前記トリガ・データ・パケットを処理するステップ、
(h)前記テスト信号エクストラクタ手段において前記Iフレームを前記ビデオ・テスト信号に関して処理するステップ、
(i)前記テスト信号エクストラクタ手段において、前記Iフレームを再構築するステップ、及び
(j)すべてのフレームに対して前記ビデオ・テスト信号をテスト中の正しいVBIラインにコピーするステップ
を含む方法。A plurality of gateways for receiving or transmitting analog broadcast video, each gateway being coupled to a source or sink for analog broadcast video through an analog switch;
Means at each gateway for encoding / decoding analog broadcast video in a series of I, B, and P frames as a digital video transport stream in a compressed digital format;
Test signal injector means installed on at least one gateway for inserting a video test signal extracted from a VBI line into a line other than a video blanking interval (VBI) line of the I frame to be transmitted ;
Test signal insertion control means for arranging the video test signal on a line other than the VBI line of the frame and concealing the arrangement;
A test signal extractor means installed on at least one gateway for finding and extracting said video test signal from said received frames without deteriorating the quality of said frames; Testing an MPEG-2 compressed digital broadcast video in operation and non-operation to evaluate
(A) step of processing each frame in order to detect the presence of video test signals in the VBI of the frame in the test signal injector means,
(B) processing each I-frame in the test signal injector means to skip I-frames that are not suitable for concealing the arrangement of the video test signal ;
( C ) processing the video test signal in an I-frame other than the skipped I-frame with respect to a concealment mode;
( D ) calculating, for each video test signal in the I frame other than the skipped I frame, a difference between a video line in which the video test signal is arranged and a video line spatiotemporally adjacent to the video line; by, calculating a concealment score,
(E) using said concealing score, the step of concealing the video test signal in the I-frame that will be transmitted to the extractor means,
( F ) in the test signal injector means, forming a trigger data packet including a time code of the I frame in which the video test signal is arranged , and transmitting the trigger data packet to the test signal extractor means; Transmitting to the
(G) processing the trigger data packet to alert the test signal extractor means regarding the video test signal in a received I frame;
(H) processing said I frame with respect to said video test signal in said test signal extractor means;
(I) in the test signal extractor means, comprising the step of copying the I-frame reconstruction steps, and (j) all of the video test signal for the frame to the correct VBI line under test.
ビデオ・テスト信号を含むビデオ・ブランキング・インターバル(VBI)ライン10−20の存否に関してフレームをテストし、結果が否定的である場合はプロセスを終了させ、肯定的である場合はテストされたVBIラインに対してビデオ・テスト信号が識別されない場合にそのラインに対するVBIテーブルをクリアし、該ビデオ・テスト信号が識別された場合には次のステップにプロセスを移すステップと、 Iフレームにおいてビデオ・テスト信号を含むVBIラインに対するモーション・スコアを検索するステップと、
高いモーション又はシーケンス外のIフレームが存在するかどうかを決定するためにIフレームをテストし、結果が肯定的である場合はテスト信号が前記テスト信号エクストラクタに少なくとも1回送られたかどうかを決定するためのテストを開始させ、ビデオ・テスト信号が1回も送られなかった場合、Iフレームが3つより多いフレームに対して抑止されなかったことを保証するためにIフレーム・カウントをチェックするステップと、
Iフレーム・カウントをインクレメントし、初期プロセス・ステップに戻るステップとを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。Further, in order to process an I frame in the test signal injector,
Test the frame for the presence of a video blanking interval (VBI) line 10-20 containing a video test signal, terminating the process if the result is negative, or testing the VBI if positive. Clearing the VBI table for the line if no video test signal is identified for the line, and proceeding to the next step if the video test signal is identified; Retrieving a motion score for the VBI line containing the signal;
Test the I-frame to determine if there is a high motion or out-of-sequence I-frame, and if the result is positive, determine whether a test signal has been sent to the test signal extractor at least once Checking the I-frame count to ensure that if no video test signal was sent, the I-frame was not suppressed for more than three frames When,
The method of claim 6, the I-frame count is incremented, characterized in that it comprises the step of returning to the initial process step.
伝送トリガ・データ・パケット・カウンタを1にセットするステップと、
Iフレーム・カウンタをクリアするステップと、
トリガ信号タイム・コードを記憶するステップと、
トリガ信号隠蔽モードを記憶するステップと、
トリガ信号ビデオ・ラインIDフィールドを記憶するステップと、
トリガ信号VBIラインIDフィールドを記憶するステップと、
トリガ信号を4:2:2フォーマットに関してテストし、結果が否定的である場合は3のVBIライン・カウントを記憶し、肯定的であるは次のステップに処理を進めるステップと、
1のVBIライン・カウントを記憶するステップと、
巡回冗長検査(CRC)コードを計算し、記憶するステップと、
トリガ・データ・パケットを伝送するステップ、
伝送トリガ信号伝送済みフラッグをセットするステップと
を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。Furthermore, in order to form said trigger data packets,
Setting a transmission trigger data packet counter to 1;
Clearing the I-frame counter;
Storing a trigger signal time code;
Storing the trigger signal concealment mode;
Storing a trigger signal video line ID field;
Storing a trigger signal VBI line ID field;
Testing the trigger signal for a 4: 2: 2 format, storing a VBI line count of 3 if the result is negative, and proceeding positively to the next step;
Storing a VBI line count of 1;
Calculating and storing a cyclic redundancy check (CRC) code;
Transmitting a trigger data packet;
The method according to claim 6, characterized in that it comprises a step of setting a transmission trigger signal-transmitted flag.
使用可能なスペースがアクティブ・ビデオ・エリアに存在するかどうかを決定し、結果が否定的である場合はオーバスキャン・ビデオ・スクリーン・エリアが満杯であることを表し、肯定的である場合はビデオ・スクリーンのオーバスキャン・エリアに信号を記憶することに続いて隠蔽スコアを計算してプロセスを終了するステップと、
オーバスキャン・ビデオ・エリアが満杯である場合、ビデオ・ライン分離パラメータを記憶するステップと、
使用可能なビデオ・スクリーン・セーフ・エリアをモーション/コンテントによってランク付けするステップと、
各ビデオ・セーフ・エリア・ラインに対する隠蔽スコアを計算するステップと、
ビデオ・セーフ・ラインを隠蔽スコアによってランク付けするステップと、
各隠蔽スコアを閾値と比較するステップと、
最高の隠蔽スコアが前記閾値を超えるかどうかを決定し、結果が肯定的である場合はプロセスを終了させ、否定的である場合はプロセスを次のステップに進めるステップと、
前記閾値を超えない使用可能なビデオ・セーフ・ラインをモーション/コンテントに従ってランク付けするステップと、
前記閾値を超えないランク付けされた使用可能なビデオ・セーフ・ラインに対する隠蔽スコアを計算するステップ、
前記閾値を超えない最高のランク付けされたビデオ・セーフ・ラインを選択し、プロセスを終了させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。Furthermore, in order to conceal the video test signal in the active video area,
Determines if available space is present in the active video area; a negative result indicates that the overscan video screen area is full; a positive result indicates video Calculating the concealment score following the storage of the signal in the overscan area of the screen and terminating the process;
Storing the video line separation parameter if the overscan video area is full;
Ranking available video screen safe areas by motion / content;
Calculating a concealment score for each video safe area line;
Ranking the video safe lines by a covert score;
Comparing each concealment score with a threshold;
Determining whether the highest concealment score exceeds the threshold, terminating the process if the result is positive, or proceeding to the next step if negative
Ranking available video safe lines that do not exceed the threshold according to motion / content;
Calculating an concealment score for ranked available video safe lines that do not exceed the threshold.
Selecting the highest ranked video safe line that does not exceed the threshold and terminating the process;
7. The method according to claim 6 , comprising:
前記VBIラインにエントリが存在するかどうかを決定し、結果が否定的である場合はプロセスを終了させ、肯定的である場合は次のステップを開始させる、ステップと、
VBIラインがアクティブであるかどうかを決定し、結果が否定的である場合はプロセスを開始させ、肯定的である場合はプロセスを次のステップに進める、ステップと、
前記Iフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定し、、結果が肯定的である場合はプロセスを次のステップに進め、否定的である場合は次のステップをスキップしてプロセスをその次のステップに進める、ステップと、ピクチャ記憶装置からテスト信号記憶装置にビデオ・ライン・テスト信号を移動させるステップと、
前記テスト信号記憶装置からターゲットVBIライン/フィールドに前記テスト信号をコピーするステップと、
前記Iフレーム及び隠蔽フラッグがセットされているかどうかを決定し、、結果が否定的である場合はプロセスをスタートに戻し、肯定的である場合はプロセスを次のステップに進める、ステップと、
前記ビデオ・ラインを隠蔽するステップと、
前記隠蔽フラッグをクリアするステップと、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。Further, in order to reconstruct the I frame in the test signal extractor,
Determining whether there is an entry in the VBI line, terminating the process if the result is negative, and starting the next step if the result is positive;
Determining whether the VBI line is active, starting the process if the result is negative, and proceeding to the next step if the result is positive;
Determine whether the I-frame and the concealment flag are set, and if the result is positive, proceed to the next step; if negative, skip the next step and continue the process Moving the video line test signal from the picture storage device to the test signal storage device;
Copying the test signal from the test signal storage device to a target VBI line / field;
Determining whether the I-frame and concealment flag are set, returning the process to the start if the result is negative, or proceeding to the next step if the result is positive;
Concealing the video line;
Clearing the hiding flag;
7. The method according to claim 6 , comprising:
前記ビデオ・ラインID/フィールド及びカウントをロードするステップと、
前記隠蔽モードをロードするステップと、
前記隠蔽モードが同じライン又は前のラインにおけるものであるかどうかの決定を行い、結果が肯定的である場合は逆方向フレーム記憶装置から前記ビデオ・フレームを移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定的である場合は次のステップを開始させるステップと、
同じラインが次のフレームにあるかどうかを決定し、結果が肯定的である場合は前記ビデオ・ラインを順方向フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定的である場合はプロセスを次のステップに進めさせるステップと、
前記隠蔽が上のラインにおけるものであるかどうかを決定し、結果が肯定的である場合には前記ビデオ・ラインを現フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定的である場合にはプロセスを次のステップに進めさせるステップと、
前記隠蔽が下のラインにあるかどうかを決定し、結果が肯定的である場合は前記ビデオ・ラインを現フレーム記憶装置から移動させ、しかる後、プロセスを終了させ、否定的である場合はプロセスを次のステップに進めさせるステップと、
合成ラインを形成すべきかどうかを決定し、結果が否定的である場合はプロセスを終了させ、肯定的である場合はキャリア・ラインをシフトすること及び次のラインでもってバックフィルすることによって合成ラインを形成させ、しかる後、プロセスを終了させるステップとを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。Further, to conceal the video line where the video test signal is located ,
Loading the video line ID / field and count;
Loading the concealment mode;
A determination is made as to whether the concealment mode is on the same line or the previous line, and if the result is positive, removes the video frame from the reverse frame store and then terminates the process. , If negative, starting the next step;
Determine if the same line is in the next frame, move the video line from the forward frame store if the result is positive, then terminate the process, and if negative, Steps to get the process to the next step,
Determine if the concealment is in the upper line, move the video line from the current frame store if the result is positive, then terminate the process, negative In some cases, letting the process go to the next step,
Determine if the concealment is in the lower line, move the video line from the current frame store if the result is positive, then terminate the process; if negative, process To the next step,
Determines whether a composite line should be formed, terminates the process if the result is negative, and composites the line by shifting the carrier line if positive and backfilling with the next line to form, after which the method according to claim 6, characterized in that it comprises a step of terminating the process.
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