JP4437341B2 - ターゲットシステム復号化器及びデータのバッファ化システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルテレビ(DTV)に関し、より詳細には、デジタルテレビプログラムのオーディオまたはビジュアルコンテンツに同期した放送データサービスを提供するのに有効なDTV受信機のためのバッファシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルテレビシステムはユーザーに対しコーディネートされたプレゼンテーションをするための、オーディオ,ビデオおよび補助コンポーネントを含むプログラムをアセンブルする送信機および受信機を含む。この送信システムは、デジタルソースデータ(プログラムのオーディオ,ビデオおよび補助データコンポーネントを示す基本のもしくはアプリケーションのデータストリーム)を受信し、圧縮し、数個の基本データストリームからのデータを単一トランスポートビットストリームに多重化し、このデータを受信機へ送信するためのサブシステムを含む。受信機側ではこのトランスポートビットストリームを基本成分データストリームに多重分離する。基本データストリームは復号化され、オーディオおよびビデオデータストリームが同期化されたプログラム要素として受信機のプレゼンテーションサブシステムへ送られ、コーディネートされたテレビプログラムとしてディスプレイされる。
【0003】
上記のようなデジタルテレビシステムは、本明細書で参考例として引用する、ATSCデジタルテレビ規格(ATSC DIGITAL TELEVISION STANDARD)、高度テレビシステム委員会(Advanced Television Systems Committee)、文書A/53(1997年12月23日)に記載されている。このシステムは本明細書で参考例として引用する、ISO/IEC DIS13818−1および2、情報技術−動画および関連するオーディオ情報の包括的符号化(INFORMATION TECHNOLOGY-GENERIC CODING OF MOVING PICTURES AND ASSOCIATED AUDIO INFORMATION)、国際規格機構1995(1995年9月16日)のMPEG−2システムおよびビデオストリームシンタックスを使用する。オーディオの符号化は、本明細書で参考例として引用するデジタルオーディオ圧縮規格(DIGITAL AUDIO COMPRESSION STANDARD)(AC−3)、高度テレビシステム委員会、文書A/52(1994年11月16日)、(1995年12月20日)によるものである。
【0004】
デジタルテレビは、テレビプログラムの基本オーディオおよびビデオコンテンツの他に、ある範囲の補助的データサービスにより、テレビプログラムを補強する機会を提供する。ATSCデジタルテレビ規格に記載されている補助データサービスとしては、制御データ,スクランブルされた信号への限定されたアクセスに関連する条件アクセス制御データおよびクローズドキャプション,緊急放送および送信中のプログラムまたは将来に送信すべきプログラムのオーディオ,ビデオおよびデータコンテンツに関する情報を含むプログラムガイドのようなプログラムのオーディオおよびビデオサービスに関連したデータが挙げられる。
【0005】
これらの基本補助データサービスの他に、デジタルテレビ規格は別の補助的または個人的データサービスを放送することを予定しており、これらサービスのコンテンツはデジタルテレビコンテンツの開発者によって将来定義されるものである。これらデータサービスは非同期,同期および同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータを含むことができる。同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータは、テレビプログラムの特定のオーディオまたはビジュアルの時間に関連したデータサービスを提供する機会を与えるものである。
【0006】
ATSCデジタル規格の組は高度テレビシステム委員会のT3S13ワーキンググループによって草稿が作成された、データ放送のための仕様を含むことになろう。現在、草稿状態のこのATSCデータ放送仕様は、デジタルテレビビデオ放送で使用されるISO/IEC13818−1(MPEG−2システム)のデジタル多重ビットストリームとコンパチブルとなるように、データ送信を容易にするためのデータあるいはシステム仕様を含むことが予想される。テレビ放送における特定のオーディオまたはビジュアルコンテンツに補助データを関連づけることができるようにするのに必要なメカニズムをこの放送仕様が記述することも予想される。
【0007】
ATSCデジタルテレビ規格は、DTV受信機のための仮想的補助サービスのターゲットシステム復号化器(デコーダ)のためのモデルを記述している。このような理想化された復号化器はISO/IEC13818−1:1996年(MPEG−2)規格に記載されたトランスポートストリームシステムのターゲット復号化器(T−STD)のための概念的モデルに従ってモデル化されている。このMPEG−2の概念的T−STDモデルは、テレビプログラムのビデオ,オーディオおよびシステム情報コンポーネントを示す基本データストリームの各々のための個々のシステムターゲット復号化器を含む。しかしながら、MPEG−2システム仕様は同期化された補助データサービスのためのシステムターゲット復号化器を定めていない。
【0008】
ATSCのモデル補助サービスのターゲットシステム復号化器は、受信機のトランスポートストリーム多重分離器と復号化される特定タイプの基本データストリームのためのアプリケーション復号化器とをリンクするバッファシステムを含む。このトランスポートストリーム多重分離器は単一の多重化されたMPEG−2トランスポートビットストリームからいくつかの基本ストリームを分離し、再構成するようになっており、アプリケーション復号化器はユーザーへのプレゼンテーションを準備する際のデータ基本ストリームを構成するデータ要素またはアクセスユニットを復号化するようになっている。ATSCモデルの補助サービスのターゲット復号化器だけでなく、欧州デジタルビデオ放送コンソーシアム(DVD)仕様に記載された復号化器は、512バイトのトランスポートバッファの次にスムージングバッファが続く2つのバッファシステムとなっている。
【0009】
ストリーミングデータを同期化してプレゼンテーションするには、DTV受信機はデータのパケットを収集し、これらパケットをデータアクセス単位(復号化し、ビデオおよびオーディオプログラムの瞬間に同期して提供すべきデータの基本ユニット)にアセンブルし直し、データを処理し、かつデータを所望の時間でプレゼンテーションをするのに適当な形態に変換するアプリケーション復号化器へ、アセンブルし直されたデータアクセスユニットを送ることができなければならない。受信機が、必要以上に早期に、またはより高速のレートでデータを受信する場合、バッファに余分なデータを蓄積しなければならない。他方、受信機は十分なデータを容易に利用できるようになっていなければならない。さもないと、プレゼンテーションがスムーズでない状態となり、ビデオまたはオーディオコンテンツと適当に同期化しなくなる。
【0010】
補助サービスのターゲット復号化器のためのATSCモデルはトランスポート多重分離バッファおよびスムージングバッファから成る。しかしながら、復号化し、次にプログラムのオーディオまたはビジュアル要素と同期化して提供すべきデータアクセスユニットを再構成するためのバッファは設けられていない。同様に、データアクセスユニットのサイズ,データアクセスユニットの送信の周波数および同期化の方法については、ATSCデジタルテレビ規格によって制定されていないし、MPEG−2仕様によっても制定が予定されていない。
【0011】
補助データのための復号化モデルは簡単なものから複雑なものへの何らかのモデルとなり得るので、すべての種類の補助データのための汎用T−STDモデルの誘導は、ストレートフォワードではない。この結果、受信機がキャッシュ動作するのに必要とするデータの質が、容量(メモリのオーバーフローの条件)または全体の能力を越えることがある。もしくはこれとは異なり、受信機がオーディオまたはビデオデータストリーム内の適当な時間で復号化し、同期化したプレゼンテーションをするために、適当な時間内にデータアクセスユニット内のデータのすべてを受信できないことがあり、この結果、データが失われたり、性能(メモリのオーバーフローの条件)が一致しなくなることになる。
【0012】
従って、同期化されたデータサービスのためのデータアクセスユニットのサイズの限界を設定し、受信機の能力を越えない質およびレートで、適正に同期化されたプレゼンテーションを行えるように、データが適当な時間に到達し、データが失われないよう、送信機または送信局のMPEG−2の多重化器に送信局のスケジュールを実行させる、同期化されたデータサービスを行うための補助サービスのターゲット復号化器のためのバッファシステムが求められている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、スムージングバッファを含むデジタルテレビ受信機によって同期化されたプレゼンテーションをするよう、データの送りを制御するためのバッファ機構であって、前記データのオーバーフローおよびアンダーフローを生じることなく、前記スムージングバッファからの前記データを受信するように作動が制限されたデータ基本バッファを含むバッファ機構であって、さらに前記データ基本バッファのデータ容量は、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機が受信できる前記データ量に応じて決まるバッファ機構を有するターゲットシステム復号化器及びバッファ化システムを提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第1の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第2の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、データのオーバーフローおよびアンダーフローを生じることなく作動するように制限されており、スムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成する先入れ先出しデータ基本バッファと、指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含むターゲット復号化器が特定される。
【0015】
デジタルテレビ受信機によりビジュアルおよびオーディオデータストリームのうちの少なくとも1つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するシステムであって、データのオーバーフローまたはアンダーフローを生じることなく作動するように制限されており、データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段と、ビジュアルおよびオーディオデータストリームのうちの前記少なくとも1つに含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、スムージングバッファから前記データ基本バッファへ前記データを加える手段とを備えた、データをバッファ化するためのシステムが提供される。
【0016】
補助サービスのターゲット復号化器のバッファは、DTV送信機から受信機へのデータのフローを制御し、よってプログラムのオーディオまたはビジュアル要素の瞬間に同期して提供すべきデータは、ビジュアルまたはオーディオプログラム要素の対応する瞬間にコーディネートされて適当な時間に復号化され、提供すべき補助データサービスアプリケーション復号化器内で利用可能となる。データ基本バッファの作動上の制限は、データの喪失を生じさせるようなデータのオーバーフローを制限するよう、送信局で多重化システムが監視すべき条件を課している。データ基本バッファのサイズは受信機で保持できるデータ量、すなわち復号化前にデータを保持できる時間を制限する。2つの連続するデータアクセスユニットを取り出す間の最小時間間隔により、データ受信機でサポートすべきデータ転送能力の上限が定められる。
【0017】
添付図面と共に、次の本発明の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の目的,特徴および利点をより容易に理解できよう。
そして各請求項の発明は、以下の技術的手段により構成される。
【0025】
請求項1の発明は、デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第1の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第2の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、ムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成するファーストインファーストアウトデータ基本バッファと、指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含み、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも3倍に設定することを特徴としたものである。
【0027】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフレームであることを特徴としたものである。
【0028】
請求項3の発明は、請求項19の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフィールドであることを特徴としたものである。
【0032】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間が、早期に前記データ基本バッファから除かれる前記別のデータアクセスユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【0033】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間が、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【0034】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記アプリケーションデコーダのための前記導入時間が、前記アプリケーション復号化器への前記データアクセスユニットの導入のためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間として指定されることを特徴としたものである。
【0035】
請求項7の発明は、デジタルテレビ受信機によりビジュアル及びオーディオデータストリームのうちの少なくとも1つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するデータのバッファ化システムであって、データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段であって、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも約3倍に設定する手段と、ビジュアルデータストリームの中に含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、スムージングバッファから前記データ基本バッファに前記データを転送する手段とを有することを特徴としたものである。
【0037】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフレームであることを特徴としたものである。
【0038】
請求項9の発明は、請求項7の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフィールドであることを特徴としたものである。
【0042】
請求項10の発明は、請求項7の発明において、前記受信機に対して適当な最大データの関数である最大レートで、前記データ基本バッファに前記データを付加することを特徴としたものである。
【0043】
請求項11の発明は、請求項7の発明において、トランスポートバッファから前記スムージングバッファにデータを転送することをさらに含むことを特徴としたものである。
【0044】
請求項12の発明は、請求項7の発明において、前記取り出し時間が、早期に前記データ基本バッファから除かれる他の前記データのユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【0045】
請求項13の発明は、請求項7の発明において、前記取り出し時間が、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【0046】
請求項14の発明は、請求項7の発明において、前記取り出し時間が、前記データ基本バッファからの前記データのアクセスユニットの取り出すためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間を指定することによって決定されることを特徴としたものである。
【0049】
請求項15の発明は、請求項13の発明において、前記復号化時間スタンプが、明示的に定められることを特徴としたものである。
【0050】
請求項16の発明は、請求項13の発明において、前記復号化時間スタンプが、暗示的に定められることを特徴としたものである。
【0051】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、デジタルテレビシステムは送信機2すなわち送信局と、受信機4とを含む。送信機2はデジタルソースデータ6の複数のデータストリームを受信する設備を含み、各ストリームはテレビプログラムのうちのビデオ,オーディオまたは補助データサービスコンポーネントを示す。ATSCデジタルテレビ企画に記載されている補助データサービスとして、制御データと、復号器が適当なキーを有しない場合、プログラムをスクランブルする条件アクセスデータと、プログラム要素を取得するためのシステム条件,プログラムガイド用情報,緊急メッセージおよびクローズドキャプションサービスのようなプログラムのオーディオおよびビデオサービスに関連したデータとが挙げられる。
【0052】
基本補助データサービスの他に、ATSC規格は別の補助またはプライベートデータサービスの放送の規格を定めることを予定している。プライベートデータサービスの範囲はデジタルテレビシステムのための新しい用途および特徴が開発されるにつれ、将来定められることが予想される。例えば、かかるサービスにはテレビプログラムのビデオおよびオーディオコンテンツにユーザーが応答できるようにする相互対話性機能が含まれ得る。ATSC規格は非同期,同期または同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータとして送信されるこれらデータサービスの規格を定めることを予定している。
【0053】
送信機2ではアプリケーション符号化器8内でソースデータストリーム6が処理され、アプリケーション符号化器8は送信前に必要なデータの符号化およびフォーマット化を実行する。アプリケーション符号化器8は、補助データ基本ストリームのためのデータサーバーを含む。デジタルテレビシステムは、MPEG−2規格、ISO/IEC13818−1、情報技術−動画および関連するオーディオ情報の包括的符号化、国際規格機構(1995年)で指定されたMPEG−2ツールキットおよびビデオストリームシンタックスからの圧縮技術を利用している。オーディオの符号化はデジタルオーディオ圧縮規格(AC−3)、高度テレビシステム委員会、文書A52(1994年11月16日)、(1995年12月8日)によるものである。このデータサーバーはドラフトであるATSC T3S13データ放送仕様に定義されたプロトコルカプセル化,パケット化層,同期化層および保護層によりデータパケットを発生する。
【0054】
符号化され、フォーマット化された基本ビットストリーム10は、トランスポートパケット化および多重化サブシステム12へ送られ、ここで基本ビットストリーム10のパケットに分割される。トランスポートパケット化および多重化サブシステム12へのプログラム要素の入力は、そのプログラム要素に関連するトランスポートシステムのターゲット復号化器モデル(ターゲット復号化バッファ)31が課す限定条件に従う。例えば、補助サービス情報のトランスポートパケット化および多重化は、本明細書に記載の補助サービスシステムのターゲット復号化モデルが課す制限条件に従う。この制限条件はデータのオーバーフローおよびアンダーフロー、および受信機への過度のデータ転送レートを防止するための条件を含む。
【0055】
基本ストリームのパケットにはタイミング情報が含まれ、いくつかのパケット化された基本ストリームは1つのトランスポートビットストリーム14となるように多重化される。データの符号化とパケット化とは、システムクロック18により同期化される。トランスポートビットストリーム14は、送信のためにモデムサブシステム20へ送られる。地上放送テレビでは、モデムサブシステム20はトランスポートビットストリーム内のデジタルデータを使って送信信号22を変調する無線周波数送信システムでよい。衛星またはケーブル送信のためには、他のモデムシステムを使用でき、少なくとも一部のシステムは相互対話できるようにするための2方向通信を含むと予想される。
【0056】
送信信号22は受信機4内のモデムサブシステム27によって受信される。エラー信号を有するトランスポートデータストリーム26はトランスポート逆パケット化および多重分離サブシステム28へ送られ、ここでプログラム要素の各々のための基本ビットストリーム30がトランスポートデータストリーム26から多重分離され、回復される。ビデオ,オーディオ,システムデータおよび補助データストリームのための個々のターゲット復号化器を含むトランスポートストリームシステムのターゲット復号化バッファ31は、トランスポート逆パケット化及び多重分離システム28とアプリケーション復号化器32とをリンクする。アプリケーション復号化器32では、連続する基本オーディオ,ビデオおよび補助データアクセスユニットのストリームが復号化され、基本データストリーム34となるようにアセンブルし直される。これら基本データストリーム34は、ディスプレイ,サウンド発生または他の動作のためにプレゼンテーションサブシステム36へ送られる。プログラム要素の復号化とプレゼンテーションとは、システムクロック制御部38によってコーディネートされ、このシステムクロック制御部38へはトランスポートビットストリーム14で送信されるプログラムクロック基準(PCR)信号が入力される。
【0057】
次に図2を参照すると、本発明の同期化されたデータサービスのための補助サービスのターゲット復号化器40のバッファは、同期化された補助データサービス44のデータストリームのためにトランスポートストリーム多重分離器42とアプリケーション復号化器43とをリンクする。トランスポートストリーム多重分離器42はトランスポートビットストリーム41をプログラム要素の各々のためのトランスポートパケットのストリームに分離し、プログラム要素はビデオ用データストリーム46と、オーディオ用の1つ以上のストリーム48と、システムデータ50と、補助データサービス44および52とを含むことができる。
【0058】
トランスポートストリーム多重分離器42は、トランスポートパケットデータストリーム内の各々のデータを、そのストリームのためのトランスポートシステムのターゲット復号化器40へ向ける。同期化されたデータサービスのための補助データサービスのターゲット復号化器40では、トランスポートパケットヘッダー内のパケット識別子(PID)によって表示された完全なトランスポートデータパケットが、トランスポートストリームレートでトランスポートバッファ54へ送られる。トランスポートバッファ54へ転送されたパケットは二重のパケットと、ペイロードのないパケットとを含む。トランスポートバッファの目的は、同じプログラム要素に関係するトランスポートパケットの大きいバーストの送信を防止することにある。ISOトランスポートシステムのターゲット復号化器モデルと一致して、同期化されたデータサービスのための補助サービスのターゲット復号化器40のトランスポートバッファ54のサイズは512バイトである。
【0059】
草稿ATSCデータ放送仕様は、DTVシステムのためのデータサービスプロフィルとレベルの定義を含む。これら機能はATSCプログラムおよびシステム情報プロトコル(PSIP)のイベント情報テーブルまたはデータ情報テーブル内のデータ放送デスクリプタ構造で信号化される。受信機の最大データレートは次のようなMPEG−2で指定されるデータサービスプロフィルに従って変化する。
【0060】
【表1】
【0061】
トランスポートバッファ内にデータがある場合、放送用MPEG−2データサービスプロフィルによって識別されるシステムの最大データレートの1.2倍のレートで、トランスポートバッファ54からデータを取り出す。本発明のトランスポートシステムのターゲット復号化器では、データの喪失を防止するのに、トランスポートバッファ54がオーバーフローすることは認められない。トランスポートバッファ54内のオーバーフローをトリガーし得る多重化器へ補助サービスのトランスポートパケットが挿入されないように、送信局のデータサーバーによってこのような制限を考慮しなければならない。
【0062】
ISO/IEC13818−1のパケット化された基本ストリーム(PES)パケットまたはISO/IEC13818−6のデジタル記憶メディアコマンドおよび制御(DSM−CC)章の一部であるトランスポートバッファ54内のデータバイト55は、スムージングバッファ56へ転送される。トランスポートストリームパケットおよび二重パケット内の他のバイトは、スムージングバッファ56へ転送されるデータバイト55には含まれない。スムージングバッファ56はオーバーフローすることは認められない。このスムージングバッファ56のサイズはトランスポートデータストリーム26内のデスクリプタによって決定できるが、補助サービスのターゲット復号化器40に対しては、一般に4096バイトである。
【0063】
同期化されたデータサービス基本データストリームのデータ基本ストリームパケットのすべてのデータバイト60は、スムージングバッファ56の出力端からデータ基本バッファ58へ送られる。データアクセスユニットの復号化が同時に行われることを規定し、基本ストリームパケットのプレゼンテーション時間スタンプ(PTS)によって指定される時間に、ストリーミング同期化データサービスのデータアクセスユニットを示すすべてのバイトが、このデータ基本バッファ58から取り出される。一旦復号化されると、各データアクセスユニットは、このデータアクセスユニットに関連するプレゼンテーション時間スタンプ(PTS)値によって指定される時間に提供される。プレゼンテーションはモニタ上のディスプレイを含む、PTSによって指定される時間にトリガーされる任意の動作を含む。データアクセスユニットのプレゼンテーションは、同じPTS時間に提供されるプログラムのオーディオおよびビデオコンテンツと同期化される。
【0064】
現実には復号化は同時に行われないので、復号化を可能にするよう、プレゼンテーションに対して指定される時間よりも早い時間にデータ基本ストリームバッファからデータアクセスユニットを取り出さなければならない。同期化されたストリーミングデータ基本ストリームに対し、先のデータアクセスユニット、実際にはデータアクセスのDTSに対し、PTSが指定する時間が先のアクセスユニットのPTSに等しいと考えることができる程度に早期に、データ基本ストリームバッファからデータアクセスユニットを取り出すことができる。
【0065】
同期化された非ストリーミングデータ基本ストリームに対しては、そのデータアクセスユニットに対し、明示的または暗示的に指定される時間に、データ基本バッファからデータアクセスユニットを取り出す。データアクセスユニットに関連するビットストリーム内の復号化時間スタンプ(DTS)を復号化時間の明示的仕様に対し使用できる。復号化時間の暗示的仕様は、データ基本バッファからデータアクセスユニットを取り出すための適当なPTS前の時間を指定するデータ基本ストリームの外部で信号化されるグローバルオフセットによって達成できる。任意のデータアクセスユニットに関連する復号化時間は、必要な実際の時間を表示するだけであり、受信機が、より短い時間内で復号化を実行する十分な計算能力を有する場合、受信機はより遅れた時間でアクセスユニットを取り込んでもよい。
【0066】
オーバーフローをすることが認められないデータ基本バッファは、基本データストリーム(データアクセスユニット)の基本データユニットのサイズに上限を設定することを、本発明者は認識した。データ基本バッファがオーバーフローを生じた場合、データの喪失が生じるので、データ基本バッファ58が満杯となった場合、スムージングバッファ56からデータは転送されない。更にデータ基本バッファは、送信機の多重化器に送信スケジュールを課し、時間に鋭敏な放送データを制御された状態で受信機へ送る。例えばデータ基本バッファがアンダーフロー状態となることが認められない場合、バッファからデータアクセスユニットが取り出される前に、データアクセスユニットは完全に受信されているはずである。従って、受信機においてアンダーフローが生じない条件は、アプリケーション復号化器43に完全なデータアクセスユニットを送らなければならないことである。
【0067】
更に、データ基本バッファ内の2つの連続するデータアクセスユニットのPTS間の時間を制限することによって、受信機内の最大のデータ転送能力(スループット)が保証される。かかる制限は、受信機のハードウェアのスピードまたはデータアクセスユニットの外部デバイスへ送るインターフェースのスピードを設定する上で望ましい。データ基本バッファ58から補助データサービスアプリケーション復号化器43へのデータ転送の最大レートは、2つの連続するデータアクセスユニットのPTSの間で経過しなければならない最短時間によって決定される。テレビモニタおよびコンピュータモニタを含む、種々の潜在的出力デバイスを活用するために、IEEE1394データバスに対し、最大リークレートが200Mbpsを越えないように、ATSCデータ放送仕様における5.561111ミリ秒にこの時間を設定する。
【0068】
同期化された補助データサービス基本ストリーム内のデータは、別の基本ストリーム、すなわちほとんどのビデオストリーム内の特定時間と同期した関係でディスプレイすべきである。従って、公称データアクセスユニットおよびデータ基本バッファ58のサイズは、ビデオデータストリームに対する重要な基準時間中にシステムが受信し得るデータ量に応じて決定すべきであると、本発明者は結論した。一実施例として、DTVシステムのビデオフレームレートは毎秒30フレームである。同期化したデータサービスに関連するデータをビデオに同期化した状態に維持するには、ビデオのフレームまたはデータアクセスユニットでディスプレイするために復号化すべきユニット内のデータ量は、システムの最大データ量×フレーム時間(30分の1秒)を越えてはならない。
【0069】
19.2Mbpsのデータサービス最大ビットレートの可能なシステムに対する、フレームレートに同期化されたデータアクセスユニットの最大サイズは、約80キロバイト(30分の1秒×19.2Mbps)である。同様に、公称データアクセスユニットのサイズをフレームレートのある分数または倍数に関連させて決定できる。DTVシステム(毎秒60フィールド)において送信するためのデータアクセスユニットのサイズを決定する結果、19.2Mbpsで59.94Hzの公称周波数では、40040バイトのデータアクセスユニットが得られる。このレートでデータを取り扱うには、データ基本バッファ58の出力端で必要な最小リークレートを172.8Mbpsとする。
【0070】
データ基本バッファ58のサイズは、データアクセスユニットのサイズおよびバッファの希望する機能から誘導される。本発明者は正しく機能するためのデータ基本バッファ58の最小サイズは、3つの公称データアクセスユニットとすべきであると結論づけた。従って、データ基本バッファ58の最小サイズは、120120バイトである。このサイズのバッファによって、第1データアクセスユニットをバッファから取り出す処理中とし、第2データアクセスユニットをレディ状態に保持し、第3データアクセスユニットをバッファへ入力する処理中とすることが可能となる。補助データサービスデータ基本ストリームでは、データアクセスユニットのサイズはデータ基本バッファのオーバーフローまたはアンダーフローが生じない程度に長く変わり得る。トランスポートストリームが多数の同期化されたデータ基本ストリームを含み、これらデータストリームが同じデータサービスに属す場合、各ストリームのデータアクセスユニットの取得および再構成に合うように、データ基本バッファを同じように分割する。
【0071】
データ基本バッファが満杯でない場合、データサービスプロフィルのためのシステムの最大データレートに応じて決まるリークレートで、スムージングバッファ56からデータ基本バッファ58へデータを転送する。最大地上データレートは(トランスポートストリームでのオーバーヘッドを可能にする)約19.2Mbpsである。19.2Mbpsのスムージングバッファリークレートは、最大データ送信レートを行うシステムに対しては適当であるが、384Kbpsの最大データレートを有するG1サービスプロフィルを有するシステムに対しては過剰である。より高いデータ転送レートのデータサービスの異なるレベルに合わせるのに、データ基本バッファ内に別のデータ容量を組み込むことができる。
【0072】
本明細書で引用したすべての参考文献を参考例として引用する。
以上、明細書内で使用した用語および表現は、説明のために用いたものであり、発明を限定するために用いたものではない。これら用語および表現を使用するにあたり、図示し説明した特徴、またはその一部の均等物を排除するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって限定すべきであることが認められよう。
【0073】
【発明の効果】
同期化されたデータサービスのためのデータアクセスユニットのサイズの限界を設定し、受信機の能力を越えない質およびレートで、適正に同期化されたプレゼンテーションを行えるように、データが適当な時間に到達し、データが失われないよう、送信機または送信局のMPEG−2の多重化器に送信局のスケジュールを実行させる、同期化されたデータサービスを行うための補助サービスのターゲット復号化器、及びそれに用いるバッファ機構、及びデータのバッファ化システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるデジタルテレビ送信機および受信機のブロック図である。
【図2】本発明による補助データサービスターゲット複号化器のブロック図である。
【符号の説明】
2…送信機、4…受信機、6…デジタルソースデータ、8…アプリケーション符号化器、10…基本データストリーム、12…トランスポートパケット化および多重化サブシステム、14…トランスポートビットストリーム、18…システムクロック、20,27…モデムサブシステム、22…送信信号、26…トランスポートデータストリーム、28…トランスポート逆パケット化および多重分離サブシステム、30…基本ビットストリーム、31…ターゲット復号化バッファ、32…アプリケーション復号化器、34…基本データストリーム、36…プレゼンテーションサブシステム、38…システムクロック制御部、40…ターゲット復号化器、41…トランスポートビットストリーム、42…トランスポートストリーム多重分離器、43…アプリケーション復号化器、44…同期化された補助データサービス、46…ビデオ用データストリーム、48…オーディオ用データストリーム、50…システムデータ、52…補助データサービス1、54…トランスポートバッファ、55,60…データバイト、56…スムージングバッファ、58…データ基本バッファ。
Claims (16)
- デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、
トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第1の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、
トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第2の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、
スムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成するファーストインファーストアウトデータ基本バッファと、
指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含み、
前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、
前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも3倍に設定することを特徴とするターゲットシステム復号化器。 - 前記ビデオ要素は、ビデオフレームであることを特徴とする請求項1に記載のターゲットシステム復号化器。
- 前記ビデオ要素は、ビデオフィールドであることを特徴とする請求項1に記載のターゲットシステム復号化器。
- 前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、早期に前記データ基本バッファから除かれる前記別のデータアクセスユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項1に記載のターゲットシステム復号化器。
- 前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項1に記載のターゲットシステム復号化器。
- 前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、前記アプリケーション復号化器への前記データアクセスユニットの導入のためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間として指定されることを特徴とする請求項1に記載のターゲットシステム復号化器。
- デジタルテレビ受信機によりビジュアル及びオーディオデータストリームのうちの少なくとも1つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するデータのバッファ化システムであって、
データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段であって、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも約3倍に設定する手段と、
ビジュアルデータストリームの中に含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、
スムージングバッファから前記データ基本バッファに前記データを転送する手段とを有することを特徴とするデータをバッファ化するためのデータのバッファ化システム。 - 前記ビデオ要素は、ビデオフレームであることを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記ビデオ要素は、ビデオフィールドであることを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記受信機に対して適当な最大データレートの関数である最大レートで、前記データ基本バッファに前記データを付加することを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- トランスポートバッファから前記スムージングバッファにデータを転送することをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記取り出し時間は、早期に前記データ基本バッファから除かれる他の前記データのユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記取り出し時間は、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記取り出し時間は、前記データ基本バッファからのデータの前記アクセスユニットを取り出すためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間を指定することによって決定されることを特徴とする請求項7に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記復号化時間スタンプは、明示的に定められることを特徴とする請求項13に記載のデータのバッファ化システム。
- 前記復号化時間スタンプは、暗示的に定められることを特徴とする請求項13に記載のデータのバッファ化システム。
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