JP5400165B2 - 高速チャネル変更 - Google Patents

Description

本発明は、概してデジタルビデオ放送システムに関し、特に、高速チャネル変更機能を容易にするデジタルビデオ放送システムに関する。

デジタルビデオ放送システムでは、ユーザがあるチャネルから別のチャネルに切り替えるのに要する時間を低減するための高速チャネル変更機構を提供することが望ましい。チャネル変更時間は、通常は非常に長く、モバイルビデオ放送アプリケーションでは通常は１０秒を超える。

高速チャネル変更の既存の解決策は、追加のビットを使用して、何とか標準のビデオコンテンツよりも早く表示されることができる低い解像度のビデオを提供する。既存の解決策は、チャネル変更が行われると、低い解決策のビデオビットを無駄にするという欠点をもつ。さらに、既存の解決策は、高速チャネル変更機能を提供するために既存のシステムへの変更を必要とし（即ち、下位互換性がなく）、かかる変更は、新しいシステム内で新しい受信機が動作することを必要とすることになる。

ＩＴＵ−ＴおよびＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｇｅｎｅｒｉｃ Ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ、Ｈ．２６４−ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０（ＡＶＣ）、２００３ 「Ｆｒａｍｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、ＥＴＳＩ ＥＮ ３００ ７４４ Ｖ１．５．１（２００４−１１） 「Ｆｒａｍｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｔｏ Ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅｓ （ＳＨ） ｂｅｌｏｗ ３ＧＨｚ」、ＤＶＢ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ａ１１１ Ｒｅｖ．１、２００７年７月

先行技術のさまざまな欠陥は、デジタルビデオ放送システム内のチャネルを変更するために必要とされる時間量を低減するための本発明のシステム、装置、および方法によって対処される。具体的には、さまざまな実施形態が、優先度の高い（長いインターリーブの）および優先度の低い（短いインターリーブの）信号を提供するために各チャネルを階層的に変調することによって、デジタルテレビジョンシステム内で高速チャネル変更機能を提供し、受信機は、より速やかに新しいチャネルに変更するために、新しいチャネルの優先度の低い信号内の情報を速やかに復調し、使用することができる。

一実施形態では、第１のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造に従って複数のオーディオビジュアルストリームのそれぞれを圧縮符号化して、それによってそれぞれの第１の圧縮符号化されたストリームを提供するためのシステムが、以下を備える方法を含む：第２のＧＯＰ構造に従ってオーディオビジュアルストリームを圧縮符号化して、それによってそれぞれの第２の圧縮符号化されたストリームを提供するステップ、第２のＧＯＰ構造を形成するフレームの数は、第１のＧＯＰ構造を形成するフレームの数よりも少なく、第２のＧＯＰ構造フレームは、対応する第１のＧＯＰ構造内のフレームと時間的に位置合わせされ、第２の圧縮符号化されたストリームは、受信デバイスが第１の圧縮符号化されたストリームの間で速やかに移行することを可能にするように構成されている。

もう１つの実施形態では、ある装置が、第１のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造および第２のＧＯＰ構造のそれぞれに従って複数のオーディオビジュアルストリームのそれぞれを符号化して、それによって複数の対応する第１および第２の圧縮符号化されたストリームを提供するための符号器と、第１の圧縮符号化されたストリームのそれぞれを変調してそれぞれの優先度の高いストリームを提供するための、および第２の圧縮符号化されたストリームのそれぞれを変調して、それによってそれぞれの優先度の低いストリームを提供するための変調器とを備え、優先度の低いストリームは、受信デバイスが優先度の高いストリームの間で速やかに移行（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）することを可能にするように構成されている。

本発明の教示は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解されることができる。

一実施形態によるシステムのブロック図である。 一実施形態による優先度の高いおよび優先度の低いストリームのグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造を示す図である。 改良されたビデオ品質の実施形態のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造を示す図である。 一実施形態による方法の流れ図である。

理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通の同一の構成要素を示すのに同一の参照番号が使用されている。

本発明は、さまざまな実施形態によって対応される具体的な特徴を示すモバイルビデオ放送システムに関して主に説明されることになる。しかし、復号されるストリーム間のより速い変更が求められる他の符号化／復号化システムに本発明が適用可能であることが、当業者および本明細書の教示を受けた者には理解されよう。

本発明者は、伝送される信号の深刻なフェーディングまたは閉塞（たとえば、車が短いトンネルまたは陸橋を通過する間の）に対抗するために、モバイルビデオ放送システムの物理層および／またはリンク層との関連の中で比較的長いインターリーバがしばしば使用されることに注目してきた。長いインターリーブ時間はよりロバストな受信機を提供するが、長いインターリーブ時間を使用して提供される伝送情報はまた受信機で処理するのに長い時間を必要とする。さらに、モバイルビデオ放送システムは通常は、高品質のビデオストリームをサポートするために必要なビットレートを低減するために、その中でＩフレーム（イントラ符号化ビデオフレーム）がまれに伝送されるグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造を使用する。新しいチャネルの復号／処理は新しいチャネル内のＩフレームで始動しなければならないため、フレームのこのまれな伝送は問題、即ちチャネルを切り替えるための長い待ち時間、を引き起こす。

さまざまな実施形態が、改良されたチャネル変更時間、信号の損失が生じる場合の改良されたプレイバック性能、および復号器が受ける誤りの時間（持続性）の低減のうちの１つまたは複数を有利には提供する。

簡潔に言えば、一実施形態では、優先度の高い符号化されたストリームは、比較的標準的なグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造をもつビデオおよび音声フレームを含む符号化されたプログラミングを備える。この優先度の高いまたは主要なコンテンツストリームは、イントラ符号化フレーム（Ｉフレーム）、予想通りに符号化されたフレーム（Ｐフレーム）、双方向で符号化されたフレーム（Ｂフレーム）、および、任意選択でＳＰおよび／またはＳＩフレーム（たとえばＨ．２６４仕様に定義されるような）として符号化された正規のプログラミングを伝送する。優先度の高いまたは主要なコンテンツストリームはまた、音声データを提供するための音声フレームも含む。優先度の高いまたは主要なコンテンツストリームは一般に、本明細書で説明される高速チャネル変更能力を欠き、標準復号回路によって復号されるように構成される。優先度の低いまたは高速ザッピングコンテンツストリームは、例示として、ＳＩフレーム（任意選択でＩフレームまたは他のフレームタイプを含む）として符号化された解像度を下げられたプログラミングを伝送する。優先度の低いまたは高速ザッピングコンテンツストリームのＳＩフレームは、一実施形態では、ＨＰストリームフレームのＬＰストリームフレームとの置き換えが実質的にシームレスであるような、優先度の高いまたは主要なコンテンツストリームのそれぞれのＩフレームとおよびＰフレームとして時間的に位置合わせされる。ＳＩフレームは、参照によってその全文をここに援用する、ＩＴＵ−ＴおよびＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｇｅｎｅｒｉｃ Ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ、Ｈ．２６４−ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−１０（ＡＶＣ）、２００３で説明されている。

さまざまな実施形態は、参照によってここに全文を援用する、「Ｆｒａｍｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ」、ＥＴＳＩ ＥＮ ３００ ７４４ Ｖ１．５．１（２００４−１１）、および、「Ｆｒａｍｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｔｏ Ｈａｎｄｈｅｌｄ ｄｅｖｉｃｅｓ （ＳＨ） ｂｅｌｏｗ ３ＧＨｚ」、ＤＶＢ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ａ１１１ Ｒｅｖ．１、２００７年７月、ＤＶＢ ＢｌｕｅＢｏｏｋ Ａ１１１ Ｒｅｖ．１などのデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）標準が役立つ（に貢献する）。

従って、さまざまな実施形態は、第１のストリームが階層的変調のＨＰによって送信され、第２のストリームが階層的変調のＬＰによって送信され、それらのうちの１つが高速チャネル変更を提供するための高速復号に使用される、高速チャネル変更を提供するシステム方法および／または装置を備える。これらの実施形態は、ＬＰストリーム内のＳＩフレームまたは任意の特定のＧＯＰ構造と必ずしも関連付けられる必要はない。一般的に言えば、階層的変調のＬＰストリームは、ＬＰストリームの具体的な構造に関わらず、高速チャネル変更に使用される。

図１は、一実施形態による構成要素を含むシステムのブロック図である。具体的には、図１のシステム１００は、複数のコンテンツストリームソース１１０−１、１１０−２、１１０−３から１１０−Ｎまで（まとめてコンテンツストリームソース１１０）、伝送システム／媒体１２０および受信機１４０を備える。１つのみの受信機１４０が図１に描かれていることが認識されるであろう。しかし、複数の受信機１４０を含むシステムが発明者によって意図されている。

各コンテンツストリームソース１１０はオーディオビジュアル信号ソース１１０１、符号器１１０２、ストリームプロセッサ１１０３、変調器１１０５および任意選択のコントローラ１１０６と関連付けられている。各コンテンツストリームソース１１０は、伝送システム／媒体１２０を介した１つまたは複数の受信機１４０への伝送に適した優先度の高いおよび優先度の低い変調されたストリームを提供する。任意選択のコントローラ１１０６は、本実施形態に合わせて必要に応じて符号器１１０２、ストリームプロセッサ１１０３および変調器１１０５の動作を適合させる。さまざまな実施形態で、符号器１１０２、ストリームプロセッサ１１０３および変調器１１０５は、本発明に従って、コントローラ１１０６を使用せずに、動作する。コントローラ１１０６は、さまざまな実施形態に従って情報を受信、処理、提供および／または交換するための少なくとも１つのプロセッサ、さまざまな支援回路、入出力（Ｉ／Ｏ）回路、メモリ、通信バスなどを備える。

オーディオビジュアル信号ソース１１０１は、テレビ番組、映画などのコンテンツに関連付けられたビデオ、音声および他の信号／ストリームを提供する。オーディオビジュアル信号ソース１１０１は、コンテンツストリームソース１１０に関して隣接または遠隔でもよい。たとえば、オーディオビジュアル信号ソース１１０１は、遠隔の衛星リンクから受信されるネットワークテレビジョン供給、ローカルサーバからストリームされる映画などを備え得る。オーディオビジュアル信号ソース１１０１は、符号化されていないオーディオビジュアル情報（ビデオ、音声および／または他の情報など）を符号器１１０２に提供する。

符号器１１０２、例示的にＨ．２６４符号器、は符号化されていないオーディオビジュアル情報を符号化するために動作する。ＭＰＥＧ標準（ＭＰＥＧ−４パート１０など）、ＡＶＣ標準など、他の符号化標準もまた本実施形態に関連して有利に使用されることができる。ＳＩフレーム（Ｈ．２６４に定義）の具体的な使用は単に一実施形態である。一般的に言えば、本発明は、高速チャネル変更のためのオーディオビジュアル信号を速やかに形成するために使用されることができる追加情報（ＳＩフレームなど）のＬＰストリームでの伝送を提供する。好ましくは、同一の情報は、主要なコンテンツのオーディオビジュアル信号を強化するためにＨＰストリーム内の情報と結合されることができる。符号器１１０２は、１つまたは複数の符号器を備えることができる。符号器１１０２およびストリームプロセッサ１１０３は、互いに協力して２つの符号化されたコンテンツストリーム、即ち符号化された優先度の高いコンテンツストリーム（Ｈ）および符号化された優先度の低いコンテンツストリーム（Ｌ）、を形成する。

符号化された優先度の高いおよび優先度の低いコンテンツストリームは、図２および３に関して以下にさらに詳しく説明される。簡潔に言えば、一実施形態では、優先度の高い符号化ストリームは、標準受信／復号デバイスによって復号および他の方法で処理されることができる正規の解像度の符号化されたプログラミングを備える。この実施形態では、優先度の低いプログラミングは、低いフレームレートの符号化されたプログラミングを含む。優先度の高い符号化ストリームのグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造は、優先度の低い符号化ストリームに含まれるのよりも多くのフレームを含む。一実施形態では、優先度の高いおよび優先度の低い符号化ストリームの両方が、さまざまな実施形態で同一の音声データを実質的に含む。一実施形態では、１つのみのＨＰストリームが音声を含む。

優先度の高いおよび優先度の低いコンテンツストリームは、伝送システム／媒体１２０を介した次の伝送のために、変調器１１０５内でそれぞれ優先度の高い変調器１１０５Ｈおよび優先度の低い変調器１１０５Ｌによって変調される。

受信機１４０は、復調器１４０２、優先度の高い復号器１４０３Ｈ、優先度の低い復号器１４０３Ｌ、スイッチング機構１４０４、音声／ビデオ処理回路１４０５およびコントローラ１４０６と関連付けられる。

復調器１４０２は、優先度の高いストリーム復調器１４０２Ｈおよび優先度の低いストリーム復調器１４０２Ｌを備える。ＨＰ復調器１４０２Ｈは、伝送システム／媒体１２０を介して受信された優先度の高い符号化されたストリームを復調して、それによって優先度の高い符号化されたストリームＨを提供するために動作する。ＬＰ復調器１４０２Ｌは、伝送システム／媒体１２０を介して受信された優先度の低い符号化されたストリームを復調して、それによって優先度の低い符号化されたストリームＬを提供するために動作する。

優先度の高い符号化されたストリームＨは、優先度の高い復号器１４０３Ｈによって復号されて、それによって優先度の高い復号されたストリームを提供する。優先度の低い符号化されたストリームＬは、優先度の低い復号器１４０３Ｌによって復号されて、それによって優先度の低い復号されたストリームを提供する。復号器は、実質的に本明細書に記載されるようなＨ．２６４復号器を例示として備える。

スイッチング機構１４０４は、コントローラ１４０６によって提供される選択信号ＳＥＬＥＣＴに応答して、優先度の高い復号されたストリームと優先度の低い復号されたストリームのうちの１つを音声／ビデオ処理回路１４０５に提供する。

音声／ビデオ処理回路１４０５は、復号されたストリームを処理してテレビジョン、コンピュータモニタおよび／または他のディスプレイなどのプレゼンテーションデバイスによる使用に適したビデオＶおよび音声Ａ信号をプレゼンテーションデバイスに提供する。

コントローラ１４０６は、さまざまな実施形態に従って情報を受信、処理、提供および／または交換するための少なくとも１つのプロセッサ、さまざまな支援回路、入出力（Ｉ／Ｏ）回路、メモリ、通信バスなどを備える。コントローラ１４０６は、「チャネル変更」および他の指令などのユーザ指令を受信するためにさまざまなユーザ入出力デバイス（図示せず）と対話する。これらの指令に応答して、コントローラ１４０６は、所望のユーザ行動を実施するために、スイッチング機構１４０４、復号器１４０３および復調器１４０２のうちの１つまたは複数の動作を適合させる。

図２は、一実施形態による優先度の高いおよび優先度の低いストリームのためのグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造を図示する。具体的には、優先度の高いＨＰストリーム２１０（「メインコンテンツ」として示す）、優先度の低いＬＰストリーム２２０（「高速ザッピング」として示す）、および結合された優先度の高いプラス優先度の低い（ＨＰ＋ＬＰ）ストリーム２３０を図示する。３つのストリームが、ｔ０−ｔ４として示される５つの時間周期を含む時間的に位置合わせされた形で表示される。

ＨＰストリーム２１０は、ストリームプロセッサ１１０３によって変調器１１０５Ｈに提供されるストリームである。ＨＰストリーム２１０は、その中で時間周期ｔ０の初めに最初のＩフレームが提供され、時間周期ｔ１、ｔ２およびｔ３の初めに、ＩフレームおよびＳＰフレームを分ける複数のＰまたはＢフレームをもつ、ＳＰフレームが提供される、ＧＯＰ構造を備える。即ち、それぞれの時間周期は、ＩフレームまたはＳＰフレームのうちの１つで始まり、複数のＰまたはＢフレームを含む。次のＧＯＰの開始は、時間周期ｔ４の初めに提供されるＩフレームによって指示される。

ＬＰストリーム２２０は、ストリームプロセッサ１１０３によって変調器１１０５Ｌに提供されるストリームである。ＬＰストリーム２２０は、その中で時間周期ｔ１、ｔ２およびｔ３の初めに、ＳＰフレームを分ける他のフレームはなしで、ＳＩフレームが提供される、ＧＯＰ構造を備える。即ち、それぞれの時間周期は、ＳＩフレームで始まり、他のフレームを含まない。代替実施形態では、Ｉフレームが時間周期ｔ０の初めにＬＰストリーム内に含まれる。さらに別の実施形態では、帯域幅を保存するために、このＩフレームは低減された空間解像度フレームおよび／または低減されたスペクトルコンテンツフレームである。

結合されたストリーム２３０は、受信機１４０によって再構成されたものとしてのＨＰストリーム２１０とＳＰストリーム２２０の組合せを表す。結合されたストリーム２３０は、その中でＬＰストリーム２２０内のそれぞれのＳＩフレームがＨＰストリーム２１０内のＰまたはＳＰフレームに置き換わるＧＯＰ構造を備える。結合されたストリーム２３０を使用する一実施形態では、改良されたビデオ品質が改良された誤り耐性によって提供される。改良された誤り耐性は、図３に図解されている。

結合されたストリーム２３０は、ＬＰストリームからの時間的に対応するＳＩフレームでＨＰストリーム内のＳＰフレームを置き換えることによって受信機で形成される。この方式では、ＬＰストリーム内に含まれる追加データが、ＨＰストリームを介してユーザに与えられるサービスの品質を改良するために使用される。同様に、伝送誤りなどによって引き起こされるフレーム誤りなどのＨＰストリームの混乱は、本例のＧＯＰ構造に関連付けられた４つの時間周期ではなくて、１つの時間周期の間のみ続く。最初のＩフレームおよび中間のＳＰフレームを含む任意のＧＯＰ構造が本実施形態が役立つことが、当業者には理解されよう。

図３は、改良されたビデオ品質の実施形態のためのグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造を図示する。具体的には、図３は、図２に関して前述されたＨＰストリーム２１０および結合されたストリーム２３０のそれぞれでの誤りの効果を図示する。図３を参照すると、ＨＰストリーム２２０の第２のフレームでの誤りの場合、その誤りは、次のＩフレーム（時間周期ｔ４の）までＧＯＰの予想通りに符号化されたフレームのすべてを介して伝搬する。それに反して、結合されたストリーム２３０の第２のフレームでの同一の誤りの場合、その誤りは次のＳＩフレームまでのみ伝搬する。

従って、一実施形態では、チャネル変更に起因する混乱への耐性を含む改良された誤り耐性はＨＰストリームおよびＬＰストリームを使用して提供され、ＬＰストリーム内のＳＩフレームがＨＰストリーム内の時間的に対応するフレームに置き換わるために使用される。

本発明のこの実施形態では、階層的変調が、高速チャネル変更機能を可能にするために、使用される。具体的には、高品質のビデオコンテンツが階層的に変調された信号のＨＰ層内で伝送され、低品質のビデオコンテンツならびに高速チャネル変更機能を支援して最小遅延で復号されることができる追加ビットが階層的に変調された信号のＬＰ層内で伝送される。一実施形態では、追加ビットは、誤り耐性を提供するために使用されるＬＰ層内で伝送され、それによってビデオ品質を改良する。本実施形態はまた、Ｈ．２６４ビデオ符号化標準のＳＰフレームおよびＳＩフレームの特別機能も使用する。

この実施形態にはいくつかの利点がある。第１に、高速チャネル変更を提供するために使用されるビットが、チャネル変更が行われた後に無駄にされない。これらのビットは、チャネル変更の後はビデオ内の誤り耐性を提供するためにも使用される。第２に、サービスの品質が、さらに高い誤り耐性によって向上される。第３に、高速チャネル変更機能をもつシステムは下位互換性がある。既存の配備された受信機を置き換える必要がない。古い受信機は、高速チャネル変更機能なしで正規のビデオサービスを提供し続けることになる。新しい受信機は、より高いビデオ品質の追加利益とともに、高速チャネル変更機能をもつことになる。

本発明のもう１つの実施形態では、正規のプログラミングは４．９４Ｍｂｐｓのビットレートをもつ。この実施形態に関連するパラメータが、表１に関して以下に示される。ＨＰストリームは同じビットレートをもつ同じプログラミングを提供するが、それは同じＢＥＲを達成するために１．７ｄＢ大きいＣ／Ｎを必要とする。ＬＰストリームは、総ビットレート１．４８Ｍｂｐｓをもつ、ＩおよびＳＩフレーム、ならびに音声データを含む。このビットレートは、ＨＰ内の２倍の数のＩまたはＳＩフレームを提供する。従って、結合されたＨＰおよびＬＰストリームでは、誤り伝搬持続期間は、平均して、ＨＰストリーム内のそれの半分である。ＬＰについて

を達成するために、必要とされるＣ／Ｎは、ベースラインシステムよりも３ｄＢ高い、６．５ｄＢである。この実施形態では、ＳＩフレームが使用され、ＬＰストリーム内で伝送されるＳＩフレームの数はＨＰストリーム内で伝送されるＩフレームの約２倍である。

表１は、本明細書で説明されるさまざまな実施形態を使用しないベースラインシステムに関連付けられたさまざまなデータ点を一覧にする。表１は、さまざまな実施形態を使用する表２の一覧データとのベースラインの比較として提示される。表２を参照すると、ＨＰストリームとＬＰストリームの両方が、帯域幅の５ＭＨｚを占有する１６ＱＡＭコンステレーションを使用して伝搬される。しかし、ＬＰストリームが短いインターリーバ長をもつ１／５の符号レートをもつ一方で、ＨＰストリームは、長いインターリーバ長をもつ２／３の符号レートをもつ。短いインターリーバ長は、個々のフレームが受信機１４０の復調器１４０２によってさらに速やかに復調することができ、それによってチャネル変更動作によって引き起こされる誤りなどの誤りのより速い訂正を可能にすることができることを意味する。ＬＰストリームは、何らかの小さなペナルティで「高速ザッピング」または高速チャネル変更機能を提供する。

本発明の一実施形態では、階層的変調が高速チャネル変更機能を可能にするために使用される。この実施形態では、高品質のビデオコンテンツが階層的変調のＨＰ層内で伝送され、ＬＰ層は高速チャネル変更機能を提供するために最小遅延で復号されることができる追加ビットを伝送するために使用される。さらにＬＰ層内を伝送されるビットは誤り耐性を提供するためにも使用され、故にビデオ品質を改良する。その解決策はまた、Ｈ．２６４ビデオ符号化標準のＳＰフレームおよびＳＩフレームの特別な機能も使用する。

３つの利点が存在する。第１に、高速チャネル変更を提供するために使用されるビットは、チャネル変更が行われた後も無駄にされない。第２に、いくつかの実施形態で、これらのビットは、改良された映像品質を提供するために、チャネル変更の後にビデオで誤り耐性を提供するためにも使用される。第３に、高速チャネル変更機能をもつシステムは下位互換性がある。既存の、配備された受信機を置き換える必要がない。古い受信機は高速チャネル変更機能なしの正規のビデオサービスを提供し続けることになる。新しい受信機は、より高い映像品質の付加利益とともに、高速チャネル変更機能をもつことになる。

図４は、一実施形態による方法の流れ図である。具体的には、図４の方法４００は、前述の実施形態のいくつかの実装を示す。図４の方法４００は、送信機側のステップ（４１０−４２５）および受信機側のステップ（４３０−４４５）を備える。

ステップ４１０で、１つまたは複数のオーディオビジュアルストリームが第１および第２のＧＯＰ構造に従って符号化されて、それによって対応する第１および第２の圧縮符号化されたストリームを提供する。ボックス４１５を参照すると、符号器はＨ．２６４、ＡＶＣ、ＭＰＥＧまたは他の圧縮符号化標準もしくは技法のうちのいずれかに従うことができる。

ステップ４２０で、対応する第１および第２の圧縮符号化されたストリームのそれぞれが変調されて、無線、有線および／または光媒体などの媒体を介した伝送のために、それぞれ優先度の高いおよび低いストリームを提供する。ボックス４２５を参照すると、変調は、優先度の高いおよび低いストリームが受信機で関連する／スケーラブルであるように階層的でもよい。変調はまた、優先度の高いストリームには比較的長いインターリーバ長を、優先度の低いストリームには比較的短いインターリーバ長を提供することもできる。

ステップ４３０で、最初のチャネルに関連付けられた優先度の高いストリームが受信され、処理される。即ち、最初のテレビジョンチャネルに関連付けられた圧縮されたオーディオビジュアルストリームを含む優先度の高いストリームが、たとえばモバイル受信機および無線デジタルテレビジョンシステム、セットトップボックス（ＳＴＢ）、または他のテレビジョン処理デバイスなどによって、受信され、処理される。通常は、その処理は、ディスプレイデバイスによる使用のためのプレゼンテーション対応信号の生成を含む。ボックス４３５を参照すると、優先度の高いストリームが、前述のようなＨＰ＋ＬＰストリームを提供するために、優先度の低いストリームと結合されることができる。次のストリーム移行またはチャネル変更動作で使用されるためのＬＰストリームを同時に処理することなど、他の処理技法もまた使用されることができる。いくつかの実施形態では、ＬＰストリーム内のフレームはＨＰストリーム内のフレームと位置合わせされる。この位置合わせは、プレゼンテーションタイムスタンプ（ＰＴＳ）または他の時間的情報に基づくことができる。他の実施形態では、ＬＰストリーム内のフレームはＨＰストリーム内のフレームと位置合わせされない。

ステップ４４０で、ユーザから受信されたチャネル変更指令に応答して、受信機が所望の新しいチャネルに関連付けられたＬＰ／ＨＰストリームの処理を始める。ボックス４４５を参照すると、受信機が任意選択で、所望の新しいチャネルに関連付けられた結合されたＨＰ／ＬＰストリームを処理する。前述のように、結合されたＨＰ／ＬＰストリームを処理することによって、ＧＯＰを介した任意の誤りの伝播の持続時間は低減される。

一実施形態では、チャネル変更指令に応答して、受信機が、新しいチャネルに関連付けられたＬＰストリームの処理を始める。この処理は、高速チャネル変更を実施するのに有用な圧縮されたフレームおよび／または他のデータをそこから抽出するためにＬＰストリームを復調するステップを備え得る。一実施形態では、受信機が、抽出されたＬＰストリームフレームを新しいチャネルに関連付けられた復調されたＨＰストリームのフレームと結合させて結合されたＨＰ／ＬＰストリームを提供する。概して言えば、実施形態は、ＬＰストリームの高速復調（ＬＰストリームを変調するために使用される短いインターリーバおよび／または低減されたビットレートによる）を使用して受信機復号器に中間情報を提供し、現在のチャネルから新しいチャネルへの高速チャネル変更を助ける。

図４に関して本明細書で説明される技法は、さまざまな実施形態で、ＨＰおよびＬＰストリームの階層的符号化、比較的長いおよび比較的短いインターリーバ長の使用、その中でＬＰフレームがＨＰフレームに置き換わって使用されるＧＯＰ構造の使用などによって受信機で高速チャネル変更を提供する。

一実施形態では、受信機は、階層的に符号化された優先度の高い（ＨＰ）および対応する優先度の低い（ＬＰ）ストリームを介して受信されるチャネル情報をそれぞれ復調するための優先度の高い（ＨＰ）復調器および優先度の低い（ＬＰ）復調器を備える復調器を備えて、それによって符号化されたチャネルコンテンツを提供する。符号化されたＨＰストリームは比較的長いインターリーバ長と関連付けられ、符号化されたＬＰストリームは比較的短いインターリーバ長と関連付けられる。受信機は、符号化されたチャネルコンテンツを復号しそれによって復号されたチャネルコンテンツを提供するための復号器を含む。チャネル変更指令に応答して、ＬＰ復調器は所望の新しいチャネルに関連付けられたＬＰストリームの処理を始めて既存のチャネルから所望の新しいチャネルへの高速変更を支援する情報をそこから抽出する。その情報はビデオフレーム、音声フレーム、補助／付属情報などを備え得る。一実施形態では、ＨＰの変調されたストリームは第１のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造に従って符号化されたコンテンツを含み、ＬＰの変調されたストリームは第２のＧＯＰ構造に従って符号化されたコンテンツを含み、第２のＧＯＰ構造は第１のＧＯＰ構造よりも少ないフレームを含む。

一実施形態では、複数のコンテンツストリーム（チャネル）のそれぞれが階層的に変調されて比較的長いインターリーバ長をもつ優先度の高い（ＨＰ）変調されたコンテンツストリームおよび比較的短いインターリーバ長をもつ対応する優先度の低い（ＬＰ）変調されたコンテンツストリームをそれぞれ形成する。対応するＨＰおよびＬＰの変調されたコンテンツストリームのペアのそれぞれは特定のチャネルと関連付けられたコンテンツを提供する。ＨＰ／ＬＰの変調されたコンテンツストリームペアは、受信機でまたは既存のチャネルから所望の／次のチャネルへの高速変更を容易にするように構成される。

一実施形態では、ＬＰストリームは映像のみをもつ。もう１つの実施形態では、ＬＰストリームは音声のみをもつ。もう１つの実施形態では、ＬＰストリームは音声と映像の両方をもつ。これらの実施形態のいずれも、ＬＰストリームが任意選択で、適切なスプライシングポイントのインディケータ、場面変更インディケータなどのチャネルまたはストリーム移行を実施するのに有用な追加データを含む。

コントローラ１１０６および１４０６は、情報を受信、処理、提供および／または交換するための少なくとも１つのプロセッサ、さまざまな支援回路、入出力（Ｉ／Ｏ）回路、メモリ、通信バスなどを備える。その少なくとも１つのプロセッサは、メモリに格納されたプログラムまたはソフトウェア命令を実行するための任意の従来のプロセッサでもよい。メモリは、任意の従来の揮発性メモリ（殊にＲＡＭ、ＤＲＡＭなど）、非揮発性メモリ（コンピュータ可読媒体の中でもディスクドライブ、フロッピー（登録商標）、ドライブ、ＣＤＲＯＭ、ＲＰＲＯＭなど）、または、本発明による方法論などのデータおよびさまざまな制御プログラムを格納するための他の任意の従来のメモリデバイスでもよい。プロセッサは、電源、クロック回路、キャッシュメモリなどの従来の支援回路、ならびにさまざまなプログラムおよびルーチンを実行するのを助ける回路、ならびに他のプログラムおよびデータと協力する。そのようなものとして、ソフトウェア処理として本明細書に記載の処理ステップのうちのいくつかが、たとえばプロセッサと協力してさまざまなステップを実行する回路などのハードウェア内で実行され得ることが意図されている。入出力（Ｉ／Ｏ）回路は、各ネットワーク要素と通信するさまざまな機能要素の間のインタフェースを形成する。

コントローラ（ならびに本明細書に記載の他の処理および／またはネットワーク要素）は、本発明に従ってさまざまな制御機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして示されているが、本発明は、たとえば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのハードウェア内に実装されることができる。従って、本明細書に記載の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せによって同等に実行されるものとして広義に解釈されるものとして意図されている。

本発明は、コンピュータによって処理されるときに、コンピュータ命令が本発明の方法および／または技法が呼び出されるまたは他の方法で提供されるようにコンピュータの動作を適合させる、コンピュータプログラム製品として実装されることができる。本発明の方法を呼び出すための命令は、固定のまたは取外し可能な媒体内に格納され、ブロードキャスト媒体などの信号担持媒体内のデータストリームを介して伝送され、そして／またはその命令に従って動作する計算デバイス内のワーキングメモリ内に格納されることができる。

前述は本発明のさまざまな実施形態に関するが、本発明の他のおよびさらに別の実施形態が本明細書の基本的な範囲から逸脱することなく工夫されることができる。従って、本発明の適切な範囲は、以下の特許請求の範囲に従って判定されるべきである。

Claims (15)

1. 複数のコンテンツストリームのそれぞれを階層的に変調して、比較的長いインターリーバ長をもつ高い優先度の「ＨＰ」変調されたコンテンツストリームと、比較的短いインターリーバ長をもつ対応する低い優先度の「ＬＰ」変調されたコンテンツストリームとをそれぞれ形成するための変調器であって、それぞれの対応する「ＨＰ」および「ＬＰ」変調されたコンテンツストリームが、特定のチャネルに関連付けられたコンテンツを提供し、「ＨＰ」および「ＬＰ」変調されたコンテンツストリームが、受信デバイス内の高速チャネル変更機能を容易にするように構成されている、変調器を備え、
   ＨＰの変調されたストリームのそれぞれが、第１のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造に従って符号化されたコンテンツを含み、
   ＬＰの変調されたストリームのそれぞれが、高速チャネル変更のための信号を素早く形成するために使用することができるフレームを含む、装置。
2. ＬＰ変調されたストリームが、第２の「ＧＯＰ」構造に従って符号化されたコンテンツを含み、第２の「ＧＯＰ」構造が、第１の「ＧＯＰ」構造よりも少ないフレームを含み、
   第１および第２のＧＯＰ構造が結合されて、それによって対応するＨＰ変調されたストリーム内の時間的に対応するフレームを置き換えるために対応するＬＰフレームからのフレームを使用して結合されたＧＯＰ構造を提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 第１の「ＧＯＰ」構造が、最初のＩフレームおよび少なくとも１つのＳＰフレームを含み、第２の「ＧＯＰ」構造が、少なくとも１つのＳＩフレームを含み、結合された「ＧＯＰ」構造が、少なくとも１つのＳＰフレームが第２の「ＧＯＰ」構造からの対応するＳＩフレームによって置き換えられる第１の「ＧＯＰ」構造を備える、請求項２に記載の装置。
4. 第２のＧＯＰ構造が、対応する第１のＧＯＰ構造内のフレームと時間的に位置合わせされる、請求項２または３に記載の装置。
5. それぞれのＨＰ変調されたコンテンツストリームおよびそれぞれの対応するＬＰ変調されたコンテンツストリームが、共通のテレビチャネルに関連付けられている、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. ＬＰ変調されたコンテンツストリームが、オーディオを含む、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 複数のコンテンツストリームのそれぞれを圧縮符号化するための方法であって、
   複数のコンテンツストリームのそれぞれを階層的に変調して、比較的長いインターリーバ長をもつ高い優先度の「ＨＰ」変調されたコンテンツストリームと、比較的短いインターリーバ長をもつ対応する低い優先度の「ＬＰ」変調されたコンテンツストリームとをそれぞれ形成することであって、それぞれの対応するＨＰおよびＬＰ変調されたコンテンツストリームが、特定のチャネルに関連付けられたコンテンツを提供し、ＨＰおよびＬＰ変調されたコンテンツストリームが、受信デバイス内の高速チャネル変更機能を容易にするように構成されることを備え、
   ＨＰの変調されたストリームのそれぞれが、第１のグループオブピクチャ（ＧＯＰ）構造に従って符号化されたコンテンツを含み、
   ＬＰの変調されたストリームのそれぞれが、高速チャネル変更のための信号を素早く形成するために使用することができるフレームを含む、方法。
8. コンテンツストリームがオーディオビジュアルストリームであり、複数のオーディオビジュアルストリームのそれぞれが第１の「ＧＯＰ」構造に従って圧縮符号化されて、それによってそれぞれの第１の圧縮符号化されたストリームを提供する、請求項７に記載の方法であって、
   第２のＧＯＰ構造に従ってオーディオビジュアルストリームを圧縮符号化して、それによってそれぞれの第２の圧縮符号化されたストリームを提供するステップを備え、
   第２の「ＧＯＰ」構造を形成するフレームの数が、第１の「ＧＯＰ」構造を形成するフレームの数よりも少なく、
   第２の圧縮符号化されたストリームは、受信デバイスが第１の圧縮符号化されたストリームの間で速やかに移行することを可能にするように構成されている、方法。
9. 対応する第１および第２の圧縮符号化されたストリームペアのそれぞれが特定のチャネルに関連付けられ、第１の圧縮符号化されたストリームの間での移行が、既存のチャネルから所望／次のチャネルへの高速変更を備える、請求項８に記載の方法。
10. 第２のＧＯＰ構造フレームがＳＩフレームを備える、請求項８から９のいずれかに記載の方法。
11. 第２のＧＯＰ構造フレームが対応する第１のＧＯＰ構造フレームと時間的に位置合わせされる、請求項８から１０のいずれかに記載の方法。
12. 符号化がＨ．２６４標準に従う、請求項８から１１のいずれかに記載の方法。
13. 階層的に符号化された優先度の高い「ＨＰ」および対応する優先度の低い「ＬＰ」ストリームを介して受信されるチャネル情報をそれぞれ復調して、それによって符号化されたチャネルコンテンツを提供するための優先度の高い「ＨＰ」復調器および優先度の低い「ＬＰ」復調器を備える、復調器であって、符号化された「ＨＰ」ストリームが、比較的長いインターリーバ長と関連付けられ、符号化された「ＬＰ」ストリームが、比較的短いインターリーバ長と関連付けられている、復調器と、
    符号化されたチャネルコンテンツを復号して、それによって復号されたチャネルコンテンツを提供するための復号器と
    を備える、受信機装置であって、
    チャネル変更指令に応答して、「ＬＰ」復調器が、所望の新しいチャネルに関連付けられた「ＬＰ」ストリームの処理を開始して、そこから、既存のチャネルから所望の新しいチャネルへの高速変更を支援する情報を抽出し、
    「ＨＰ」変調されたストリームが、第１のグループオブピクチャ「ＧＯＰ」構造に従って符号化されたコンテンツを含み、
    「ＬＰ」ストリームのそれぞれが、高速チャネル変更のための信号を素早く形成するために使用することができるフレームを含み、
    前記受信機が、時間的に対応する「ＨＰ」変調されたストリーム内の対応するフレームを対応する「ＬＰ」ストリームからのフレームと置き換えて、結合された「ＧＯＰ」構造を提供するように構成されている、受信機装置。
14. 「ＬＰ」ストリームのそれぞれが、第２のＧＯＰ構造に従って符号化されたコンテンツを含み、
    第２の「ＧＯＰ」構造が、第１の「ＧＯＰ」構造より少ないフレームを含み、
    前記復号器が、第１および第２の「ＧＯＰ」構造を結合して、それによって前記結合された「ＧＯＰ」構造を提供する、請求項１３に記載の受信機装置。
15. コンピュータ命令が、コンピュータによって処理されるとき、コンピュータの動作を請求項７から１２のいずれかに記載の方法ステップを行うように構成されている、コンピュータプログラム。

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