JPH10224751A - デジタルテレビデータストリームでのｖｂｉデータの通信 - Google Patents

デジタルテレビデータストリームでのｖｂｉデータの通信

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JPH10224751A
JPH10224751A JP10039486A JP3948698A JPH10224751A JP H10224751 A JPH10224751 A JP H10224751A JP 10039486 A JP10039486 A JP 10039486A JP 3948698 A JP3948698 A JP 3948698A JP H10224751 A JPH10224751 A JP H10224751A
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vbi
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レイ・ヌーバー
Kent Walker
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Abstract

(57)【要約】 【課題】さまざまなタイプのVBIユーザ情報を収容する
デジタルテレビデータに対する，柔軟かつ経済的な移送
シンタックス及びセマンティクを与える。 【解決手段】VBIユーザ情報を一般シンタックスを使っ
てデジタルテレビデータストリーム内で通信するための
方法及び装置が与えられる。該シンタックスによって，
アナログテレビ信号のVBI部分内で運ばれる仮想的にあ
らゆるタイプのユーザデータのデジタル移送が可能とな
る。画素ジェネレータが，デジタルデータストリームの
ユーザ部分内に与えられる情報を使用してVBIラインを
デジタルビデオ信号内へ挿入するために使用される。該
シンタックスは第１記号の開始時間を有する画素ジェネ
レータ，記号当たりの画素数，挿入するハイ及びローレ
ベル，遷移時間である記号時間の分数，挿入する記号
数，及びデータを挿入すべきフレームライン番号を与え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明はデジタルテレビ信
号の通信に関し，特に通常アナログテレビ信号の垂直帰
線消去間隔(VBI)内で運ばれるタイプのほとんどのデー
タをデジタルテレビデータストリームで運ぶための帯域
幅の効果的手法に関する。以下にユーザデータと呼ばれ
るそれらのデータの例として，クローズド・キャプショ
ン・データ(CC)，垂直インターバル時間コード(VITC)，
非リアルタイム・ビデオ・データ（例えば，垂直インタ
ーバル試験信号-VITS），サンプルビデオデータ，北ア
メリカ・ベーシック・テレテキスト仕様(NABTS)，ワー
ルド・システム・テレテキスト(WST)，ヨーロッパ放送
連合(EBU)データ及びニールセン・オートメイテッド・
メジャーメント・アンド・ラインナップ(AMOL)データな
どが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】テレビ信号のデジタル送信はアナログ技
術より非常に高い品質のビデオ及びオーディオサービス
を分配する。特にデジタル送信手法は，ケーブルテレビ
ネットワークを通じて放送される信号またはケーブルテ
レビ契約者に対する衛星及び／または直接家庭衛星テレ
ビ受信機への信号に対して有利である。オーディオ業界
でデジタルコンパクトディスクがアナログフォノグラフ
レコードに取って代わったように，デジタルテレビ送信
機及び受信機が現存のアナログ装置に取って代わること
が期待されている。
【０００３】圧縮されたビデオデータを受信機に送信す
るための一つの方法はパケット化されたデータストリー
ム内に含まれるパケット形式である。典型的に，圧縮ビ
デオデータを運ぶパケットは，テレビ信号を再構成する
のに必要な対応するオーディオデータ及び制御情報を運
ぶ他のパケットとともに多重化される。この方法でデジ
タルテレビ信号を転送するためのひとつの規格にMPEG-2
標準規格があり，ここに参考文献として組み込む国際標
準化機構の国際標準ISO/IEC 13818-1 題名"Generic Cod
ing of Moving Pictures and Associated Audio: Syste
m"1994年11月13日 勧告 H.222.0に詳述されている。MPE
G-2ビデオに対するビデオシンタックス及びセマンティ
クのさらなる詳細は，ここに参考文献として組み込む国
際標準化機構の国際標準ISO/IEC 13818-2 題名"Generic
Coding of Moving Pictures andAssociated Audio:Vid
eo"1995年 勧告H.262に記載されている。
【０００４】パケットストリーム内でデジタルテレビデ
ータを運ぶためのもうひとつの標準規格は，ここに参考
文献として組み込む1995年4月12日及び9月15日に承認さ
れたアドバンスド・テレビジョン・システムズ・コミッ
ティー(ATSC)デジタルテレビ標準A/53である。該ATSC標
準デジタルテレビ標準は，ISO/IEC MPEG-2ビデオ標準，
デジタルオーディオ圧縮(AC-3)標準及びISO/IEC MPEG-2
システム標準に基づいている。
【０００５】ATSC及びMPEG-2システム（及び本願の譲受
人であるジェネラル・インスツルメント・コーポレーシ
ョンの所有する類似のDigiCipher IIシステム）におい
て，移送ストリームまたは移送マルチプレクスは固定長
パケットの連続セットから構成されている。ビデオシー
ケンスは，シーケンスヘッダの次にさまざまな拡張，ユ
ーザデータ，画像グループ(GOP)ヘッダ，付加的ユーザ
データ，画像ヘッダなどが続くような序列構造を使って
送信される。シーケンスヘッダは概してひとつ以上のGO
Pを含む画像シーケンスに関する情報を与える。例え
ば，この情報は水平及び垂直寸法値，アスペクト比，フ
レーム及びビット速度，及びビデオデータの量子化パラ
メータを含む。デコーダで使用するための付加的データ
を与えるユーザデータ拡張もまた他のものの中に含まれ
得る。DigiCipher特別予測及びブロック移動推定を含む
シーケンス内で使用される特別のビデオ圧縮技術の使
用，及びDigiCipher II信号を識別するために，DigiCip
her II標準はシーケンスヘッダの後に付加的なユーザデ
ータの移送を与える。
【０００６】MPEG-2及びDigiCipher IIシンタックスの
両方において，例えばビデオフォーマット及びカラー記
述情報を含む連続ディスプレイ拡張はシーケンス拡張及
びユーザデータに加えて与えられる。他の情報内の後続
の画像ヘッダのグループは時間コードを与える。その後
に，表示されるべき画像のシーケンス内の対応する画像
に関連するさまざまな情報を含む画像ヘッダが与えられ
る。その後，画像拡張及び最終的には見るために復合化
されかつ再構成されるべき実際の画像データが与えられ
る。シーケンスディスプレイ拡張のようなさまざまな拡
張またはユーザデータはシーケンス拡張の後であってGO
Pヘッダまたは画像ヘッダの前になければならないとい
う事実の他には，MPEGはそれらが送信されるところの順
序を特定しないことが知られている。MPEGは送られるべ
きGOPヘッダを要求せず，そのようなヘッダは特定の実
行において無視される。
【０００７】実際の送信装置において，クローズド・キ
ャプションズ，VITS，補助リアルタイムビデオ，テレテ
キスト，及びAMOLデータを与えるような特別の目的に対
して異なる時間で付加的データを含むことが必要であり
得る。そのような付加的データはアナログ信号の垂直帰
線消去間隔(VBI)部分内で運ばれ，ここではVBIユーザ情
報，ユーザデータまたはユーザ情報と呼ばれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】アナログ及び合成ビデ
オのVBIライン内で運ばれる波形を通じて与えられるサ
ービスに対して多くの規格が開発されてきた。デジタル
ビデオ圧縮装置は，２次元移動ビデオの特徴に対して最
適化されるアルゴニズムを採用する。これらのアルゴニ
ズムは概してアナログビデオのVBIライン内に存在する
ビデオ波形の圧縮に対して非常に適している訳ではな
い。
【０００９】VBI波形の特徴は動画と比較して非常に異
なる。704または720個の輝度及び色光度画素の8または1
0ビットサンプルを送るような場合，これらのラインに
対して圧縮が不足すると帯域幅は非常に増大する。例え
ば，8ビット解像度及び30Hzでの720個の輝度及び色光度
値は345,600bpsを要求するが，これらのラインによって
運ばれる情報は“クローズド・キャプションズ”の場合
480bpsを示し，“北アメリカ・ベーシック・テレテキス
ト仕様”の場合6720bpsを示すのみである。デジタルビ
デオへの移行が進むにつれ，VBIサービスの運搬及び再
構成に対する要求は続く。たとえデジタルビデオ圧縮技
術が採用されても，デジタルビデオ分配装置は動画とと
もにVBIを再構成することが期待される。したがって，
特定のユーザデータシンタックス及びセマンティクに対
しVBI波形を開発する代わりに，VBIビデオラインの圧縮
に対して効果的で柔軟なアルゴリズム，シンタックス及
びセマンティクが要求される。
【００１０】与えられた時間で使用されまたは使用され
ないさまざまなタイプのVBIユーザ情報を収容するデジ
タルテレビデータに対する一般的な移送シンタックス及
びセマンティクを与えることが有利である。そのような
方法はVBIユーザ情報の移送に関して柔軟性を与えると
同時に帯域幅の経済的な管理を可能にする。本発明は上
記利点を有する移送方法及び装置を与える。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明にしたがって，ア
ナログテレビ信号の垂直帰線消去間隔(VBI)波形で非ゼ
ロ復帰(NRZ)として従来運ばれていたタイプのユーザ情
報をデジタルテレビデータストリーム内で運ぶための方
法が与えられる。この開示の目的のために，“NRZデー
タ”の用語は，マンチェスター符号化データのようなNR
Zデータとして表される他のタイプのデータを含むもの
である。デジタルテレビデータストリームはユーザデー
タシンタックスを含む約束に従ってデータを移送する。
そのような約束は，制限なくMPEG-2，ATSC及びDigiCiph
er IIデジタルテレビ標準を含む。該方法に従って，従
来のユーザデータシンタックスには，ユーザ情報がNRZ
データとしてアナログテレビ信号内で運ばれるところの
ベースVBIフレームラインに対して，ひとつ以上の水平
テレビラインを特定するライン指示値が追加される。ま
たユーザデータシンタックスには，NRZデータの記号速
度とデジタルテレビデータストリームのリファレンスク
ロックとの間の関係を定義する少なくとも一つのタイミ
ングリファレンス値が追加される。さらにユーザデータ
シンタックスには，デジタルテレビデータストリーム内
で運ばれるユーザ情報の量を示す少なくとも一つのカウ
ント値が追加される。それから，ユーザデータシンタッ
クスには，少なくとも一つのカウント値によって指示さ
れたある量のユーザ情報を運ぶのに十分な少なくとも一
つのユーザ情報フィールドが追加される。
【００１２】さらにユーザデータシンタックスには開始
サンプル値が追加される。該開始サンプル値は，最初の
輝度(ルマ(luma))NRZ記号内への遷移がデジタルテレビ
データストリームから再構成される対応するテレビ信号
内で始まるべきサンプルポイントを示す。
【００１３】さらに，ユーザデータシンタックスには，
デジタルテレビデータストリームから再構成される対応
するテレビ信号内にルマNRZ記号が現れるべきところの
振幅を示す最初の振幅値が追加される。
【００１４】さらに，ユーザデータシンタックスには，
デジタルテレビデータストリームから再構成される対応
するテレビ信号内のルマNRZ記号に対し与えられるべき
パルス形状を示すパルス形状値が追加される。さらにま
た，ユーザデータシンタックスには，対応するVBIデー
タがデジタルテレビデータストリームから再構成される
対応するテレビ信号内に挿入されるべきところのテレビ
フィールドを示すフィールド番号が追加される。
【００１５】有利なことに，ユーザデータシンタックス
は複数のルマNRZ構成体を分配することが可能である。
各構成体は付随するユーザ情報を運ぶ。そのような実施
例において，ユーザデータシンタックスにはルマNRZカ
ウント値が追加され，それはその後に続くルマNRZ構成
体の数を示すものである。また，ユーザデータシンタッ
クスには，ルマNRZデータが続くことを特定するデータ
タイプのフィールドが追加されることもできる。
【００１６】ユーザデータシンタックスには，ルマNRZ
記号の２番目の振幅レベルを示す第２振幅値が追加され
得る。デジタルテレビデータストリームから対応するテ
レビ信号を再構成する際に使用するためのルマNRZ構成
体の優先順を指定するために，シンタックス内に優先順
値が与えられる。
【００１７】上記したように，ユーザデータシンタック
スにはタイミングリファレンス値が追加される。この値
はルマNRZ記号クロック増分値及びルマNRZ絶対値から成
る。記号クロック増分及び絶対値は，以下のようにNRZ
記号速度及びリファレンスクロックに関係する。
【００１８】
【数１】 該カウント値は続くルマNRZワードの整数個数を示すワ
ードカウント及び続く完全なルマNRZワードより少ない
ルマNRZビット総数を示す残余カウントから成る。当該
シンタックスは完全なNRZワードより少ない残余を通信
可能にすることによって帯域幅の有効利用をもたらす。
MPEG-2またはATSC実行のような特定の実施例において，
ルマNRZワードはそれぞれ長さ22ビットであり，該方法
はさらに偽MPEG開始コードを防ぐべく各ルマNRZワード
の後にマーカービットを挿入する工程から成る。
【００１９】ユーザ情報はルマNRZワード及びルマNRZビ
ットとしてユーザデータシンタックスに従って運ばれ
る。各ルマNRZワードは，左から右へ表示されるような
ビデオライン上に再構成されるべき第１ルマNRZ記号に
対応する第１ビットを有するルマNRZ記号のひもから成
る。各ルマNRZビットはビデオライン上に再構成される
べきルマNRZ記号を表す。該ルマNRZビットは，左から右
へ表示されるように，ルマNRZワードから再構成される
記号に続いてそれらの記号がビデオライン上に再構成さ
れるところの順番で与えられる。
【００２０】従来アナログテレビ信号の垂直帰線消去間
隔波形内でNRZデータとして運ばれたタイプのユーザ情
報を，デジタルテレビデータストリームから復合化する
ためにレシーバ装置が与えられる。デジタルテレビデー
タストリームはユーザデータシンタックスを含む約束に
従ってデータを移送する。シンタックスプロセッサはユ
ーザデータシンタックスに従って運ばれた情報を検出す
る。そのような情報は，特定のユーザ情報が対応するテ
レビ信号内で運ばれるところのベースVBIフレームライ
ンに対して，少なくとも一つの水平テレビラインを識別
する第１の値を含む。第２の値は，対応するテレビ信号
のNRZ記号速度とデジタルテレビデータリファレンスク
ロックとの間の関係を識別する。第３の値はデジタルテ
レビデータストリーム内で運ばれるユーザ情報の量を示
す。またユーザデータシンタックスに従って運ばれた情
報は運ばれるべき実際のユーザ情報を含む。再構成プロ
セッサは，該ユーザ情報をVBI NRZデータへフォーマッ
トするために，第１，第２及び第３の値に応答する。ア
ナログテレビ信号が再構成されるところのデジタルテレ
ビ信号内へVBI NRZデータを挿入するためのVBI挿入機が
与えられる。変形的に，そのようなデジタルテレビ信号
は，ビデオレコーダまたはデジタルテレビのようなデジ
タルテレビ装置によって直接記録されまたは再生されて
もよい。
【００２１】図示された実施例において，シンタックス
プロセッサは，第１NRZ記号への遷移が再構成されたテ
レビ信号内で開始されるべきサンプルポイントを示す開
始サンプル値を検出する。VBI挿入機はNRZデータを再構
成されたテレビ信号内に挿入するための開始サンプル値
に応答する。シンタックスプロセッサは，NRZ記号が再
構成されたテレビ信号内に現れるべきところの振幅を示
す第１の振幅値を検出する。再構成プロセッサは第１振
幅値によって示された振幅でVBI NRZデータを与えるた
めに該第１振幅値に応答する。
【００２２】図示された実施例のシンタックスプロセッ
サは再構成されたテレビ信号内でNRZ記号に対して与え
られるべきパルス形状を示すパルス形状値を検出する。
該再構成プロセッサは示されたパルス形状をVBI NRZデ
ータに与えるためにパルス形状値に応答する。
【００２３】さらにシンタックスプロセッサは，対応す
るVBIデータが再構成されたテレビ信号内に挿入される
べきところのテレビフィールドを示すフィールド番号を
検出する。VBI挿入機は対応するVBIデータを適当なフィ
ールド内へ挿入するためのフィールド番号に応答する。
さらに，シンタックスプロセッサは処理されるべきNRZ
構成体の数を示すNRZカウント値を検出する。NRZカウン
ト値に応答して，後続のNRZ構成体が処理される。
【００２４】さらに，シンタックスプロセッサはデジタ
ルテレビデータストリーム内にNRZデータを配置するた
めのデータタイプフィールドを検出する。また，データ
長フィールドにより特定されるデータ量をスキップする
ことによってサポートしないデータタイプを無視できる
ように，データ長フィールドが与えられる。
【００２５】シンタックスプロセッサによる検出のため
に第２の振幅値が与えられる。第２振幅値は，NRZ記号
が再構成されたテレビ信号内に現れるべきところの第２
振幅を示す。第１及び第２振幅値の目的は，“０”及び
“１”記号に対する輝度レベルを制御することである。
そのような実施例において，再構成プロセッサは第１及
び第２振幅でVBI NRZデータを与えるべく第１及び第２
振幅値に応答する。
【００２６】シンタックスプロセッサはまたNRZ構成体
の優先順を指定する優先順値を検出する。優先順値によ
って確立された優先順によって，異なる性能のデコーダ
を配置することができるようになり，個別のデコーダは
画像に関して供給されたすべてのラインを再構成するこ
とができない時，割り当てられた優先順に基づいて再構
成すべきラインを決定する。再構成プロセッサは選択さ
れたラインを再構成するための優先順値に応答する。置
することができるようになり，個別のデコーダは画像に
関して供給されたすべてのラインを再構成することがで
きない時，割り当てられた優先順に基づいて再構成すべ
きラインを決定する。再構成プロセッサは選択されたラ
インを再構成するための優先順値に応答する。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明は，従来アナログテレビ信
号のVBI部分内で運ばれたさまざまな量の異なるタイプ
の情報を移送するためにデジタルテレビデータストリー
ムを使用する帯域幅有効利用法及び装置を与える。当該
情報は，MPEG，ATSCまたはDigiCipherII移送ストリーム
における“シーケンス・ユーザ・データ”と区別するた
めに“画像ユーザデータ”と呼ばれるユーザデータのタ
イプのサブセットである。ここでVBIユーザ情報と呼ば
れるこのサブセットは，クローズド・キャプションズデ
ータ，サンプルビデオデータ，NABTS，WST，EBUデータ
及びニールセンAMOLデータのような情報から成る。画像
ユーザデータのこれらのカテゴリーの各々は更新された
各画像である。画像ユーザデータは，VBIラインに対応
する連続ビデオフレームの部分内で移送される。各VBI
ラインは本発明に従う処理の前に，720個の８ビット輝
度サンプル及び720個の８ビット色光度サンプルによっ
て表される。
【００２８】本発明は，ほとんどの標準規格VBI波形が
ビデオ信号の輝度部分上で変調された非ゼロ復帰(NRZ)
データとして表され得るという理解から生まれた。その
ような波形は，それらのパルス形状，記号当たりの画素
数，記号の立ち上がり時間に対する比，ビデオライン内
の波形開始時間，及び適用可能ビデオシステム（すなわ
ち，ビデオ標準規格）によって分類される。該標準規格
はデータの重要なライン・ツウ・ラインまたはフレーム
・ツウ・フレーム相関を特定しないため，各VBIライン
は他のVBIラインと独立に処理され得る。
【００２９】さらに，パルス形状仕様により異なるVBI
波形は，間隔内にひとつの記号時間より少ないパルス形
状を要求する波形（非テレテキスト波形のような）及び
ひとつの記号時間以上のパルス波形を要求する波形（テ
レテキスト波形のような）に分類され得る。
【００３０】本発明は，デジタルテレビデータストリー
ム内でのVBIデータ通信のためのシンタックスを与える
べく，さまざまな異なるVBI波形フォーマットに関して
上記された理解を利用する。発明はさらに，さまざまな
VBI波形のほとんどを再構成することができる単一の状
態機械を与えるべくこれらの理解を利用する。該状態機
械は以下のパラメータをプログラム可能にする。すなわ
ち，特定のVBIラインのフィールド番号，特定のVBIライ
ンのライン番号，特定のVBI波形標準によって使用され
る記号速度，標準規格のCCIR-601開始サンプル番号，標
準規格の立ち上がり時間（記号の遷移間隔に対する
比），NRZが“０”及び“１”記号に対する標準規格のC
CIR-601値，標準規格の波形内の記号の数，及び特定のV
BIラインの波形内の記号の値のベクトルなどである。当
業者には周知のように，“CCIR-601”はデジタル成分コ
ーディング及びフィルタリングに関して，国際ラジオ諮
問委員会によって公布された標準規格である。
【００３１】表１は既知のVBI波形標準のキー属性を要
約したものである。リストされた標準規格は，525ライ
ン(NTSC及びPAL/M)または625ライン(PAL/M以外のPAL)ビ
デオシステムのいずれかに適応する。各標準規格は，記
号の同期化の目的のためにタイミング・リファレンス及
び同期パターンとして波形のある部分を与える。同様
に，各々はビデオライン当たり固定数のデータビットを
与え，そのいくつかはエラー検出の目的のために与えら
れる。各々は，異なるデータビット値を表すべく異なる
振幅を採用し，かつある変調テクニックを使用してビデ
オライン上でデータビットを変調する。同様に，各々は
ビデオラインごとに固定数のデータビットを与え，その
いくつかはエラー検出の目的のために与えられる。各々
は異なるデータビット値を表すべく異なる振幅を採用し
ながらある変調テクニックによりデータビットをビデオ
ライン上で変調する。最後に，各波形は公称記号速度
（ときどきビデオライン速度[fh]及びパルス（記号）形
状（しばしば特定のアルファ値を有する二乗余弦パルス
形状または立ち上がり時間[tr]により特定される）を採
用する。特定の標準規格の固有の属性は太字で強調され
ている。
【００３２】
【表１】 表１に記載された異なるVBI波形標準を比較することに
より，以下のようなさまざまな結果が引き出される。
【００３３】1.EBU 3217のバイパルス変調記号を含めす
べての波形はビデオ信号の輝度上で変調されたNRZデー
タとして表されるが，NRZ“０”及び“１”記号を表す
公称輝度値は波形ごとに異なる。
【００３４】2.パルス形状仕様は，非テレテキスト波形
及び逆テレテキスト波形に対して一つの記号時間間隔以
下のパルス形状を要求するようなものへその波形を偏波
する。
【００３５】3.データの多くのラインごとまたはフレー
ムごとの相関を特定する標準規格はないので，各VBIラ
インを他のVBIラインと独立に扱うことが有利である。
【００３６】4.VITCの同期ビットはデータビットとして
最高にシンプルに扱われる。
【００３７】5.記号当たりのCCIR-601サンプルの数はす
べての波形に対して13のファクタの範囲である。
【００３８】6.記号の立ち上がり時間に対する比はすべ
ての非テレテキスト波形に対して1.5から8.5の範囲に及
んでいる。
【００３９】7.波形の記号速度は21のファクタの範囲で
ある。
【００４０】8.最初のCCIR-601サンプルに関しての要求
される波形の開始サンプルは，CCIR-601サンプルゼロの
前の27個のサンプルから，サンプルゼロの後の26個のサ
ンプルの公称値を有するサンプルゼロ後の80個のサンプ
ルまでの範囲に及んでいる。
【００４１】上記結果を見ると，状態機械内で以下のパ
ラメータがプログラム可能であれば，すべてのこれらVB
I波形を再構成するのに単一の状態機械が作成され得る
ことが決定された。
【００４２】1.特定のVBIラインのフィールド番号， 2.特定のVBIラインのライン番号， 3.標準規格の記号速度， 4.標準規格のCCIR-601開始サンプル番号， 5.標準規格の立ち上がり時間（記号遷移時間間隔）， 6.NRZ“０”及び“１”記号に対する標準規格のCCIR-60
1値， 7.標準規格の波形内の記号数， 8.特定のVBIラインの波形内の記号の値のベクトル。
【００４３】さなざまなVBI波形の各々を再構成する際
に使用する上記パラメータのプラグラム可能性を与える
状態機械は，図３とともに以下に開示される。状態機械
の説明の前に，本発明の新規なシンタックスがエンコー
ダ及びデコーダ構成の実施例とともに開示される。
【００４４】図１は，生のデジタルビデオデータをユー
ザデータシンタックスへ処理するためのエンコーダのブ
ロック図である。ここで該ユーザデータシンタックスは
“ルマ(luma)NRZ”と呼ばれ，そこでは異なるタイプの
さまざまな量のVBIユーザ情報がデジタルテレビデータ
ストリーム内で通信される。動画及びテレビエンジニア
協会(SMPTE)標準に従うような生のデジタルビデオが，
端子10を通じてシリアルレシーバ12へ入力される。該シ
リアルレシーバは入力されたデータを並列フォーマット
で連続化する。連続化されたデータは，従来の先入れ先
出し(FIFO)レジスタから成るバッファ14内にバッファさ
れる。ビデオパーザ16は連続データのシンタックスを判
読し，新規ラインの開始，新規フレームの開始，及び生
の輝度及び色光度データを識別するようなさまざまな情
報をはぎ取る。輝度及び色光度データはデマルチプレク
サ18に入力され，そこで連続ビデオフレームの垂直帰線
消去間隔（例えば，対応するNTSCアナログテレビ信号の
ライン1-21）に対応するデータ部分及びそれらのフレー
ムのアクティブビデオ部分に分割される。デマルチプレ
クサ18はまた取り込まれたデータストリーム同期が失わ
れたかどうかを決定し，もしそうなら圧縮されるべきア
クティブビデオも受信するビデオ圧縮プロセッサ22へ
“同期損失”信号を出力する。ビデオ圧縮プロセッサは
米国特許第5,376,968号，5,235,419号，5,091,782号ま
たは5,068,724号に説明されるように周知の技術であ
る。
【００４５】VBIとして分類されるいくつかのタイプの
ユーザデータは実際のVBI内に存在しなくてもよいこと
がわかる。例えば，市場調査用にエー・シー・ニールセ
ン・カンパニーによって使用されるプログラミングライ
ンナップ情報であって“オートメイテッド・メジャーメ
ント・オブ・ラインナップ”(AMOL)と呼ばれるものが，
ナショナル・テレビジョン・システム・コミッティー(N
TSC)放送標準における各テレビフレームのフィールド2
のライン22内に挿入される。ライン22はアクティブビデ
オラインであって，デコーダはNTSC信号に対してライン
22の代わりにライン23でアクティブビデオの処理を開始
してもよい。30枚のフレームシーケンスの中で，典型的
に各フレーム用のAMOLラインが存在するが，ほとんどの
フレーム用のデータは概してヌルである。AMOLデータを
収容するために，VBIはライン21の代わりにライン22へ
拡張するよう仮定される。
【００４６】デジタルビデオ入力信号のVBI部分に含ま
れるデータは，デマルチプレクサ18から輝度RAM及び色
光度RAMの両方を含むランダム・アクセス・メモリ(RAM)
20へ出力される。該RAMはシンタックスプロセッサ24に
よって要求されるまでデータを保存する。該シンタック
スプロセッサはVBIユーザ情報を引き出し，末端ユーザ
の対応するデコーダへ通信されるべきデジタルテレビデ
ータストリームのVBI部分内で情報が効率的に移送され
るようなシンタックスを確立する。
【００４７】シンタックスプロセッサによって与えられ
るシンタックスはヘッダFIFO28内に保存され，それはデ
ジタルテレビデータストリームのMPEGまたはDigiCipher
II実行用の移送ヘッダを組み立てるのに使用される。
ヘッダFIFOはバレルシフタ30へシンタックス情報を与
え，バレルシフタ30はビデオコーダ26からの圧縮された
アクティブビデオと当該ヘッダを結合する。ビデオコー
ダ26はビデオ圧縮プロセッサ22からの圧縮ビデオを，例
えば，符号語(CW)，符号語長(CL)，及び符号情報を識別
するデータタグを与えるハフマン符号化を使って周知の
方法で符号化する。バレルシフタ30からの出力データス
トリームは，アクティブビデオを復合化するのに必要な
情報が含まれるヘッダにより分割されたアクティブビデ
オを含む。このデータストリームは必要に応じてパケッ
タイザ34へデータを与えるビデオバッファ32内に保存さ
れる。該パケッタイザは従来の装置であって，ATSC，MP
EG-2，またはDigiCipher IIデジタルテレビ標準のよう
な移送ストリーム標準規格に従って，データを移送パケ
ットへ組み立てる。
【００４８】シンタックスプロセッサ24の機能は，それ
が本願発明と関連する限りにおいて，ATSC及びMPEG移送
標準により使用される正式文法を使って以下に説明され
る。この文法はＣ言語類似のシンタックスであって，コ
ンピュータ言語Ｃのように手続きプログラム及びその機
能を特定する代わりに，ビットの連続かつ可変速度シー
ケンスを説明する方法である。シンタックスの第１列は
シンタックスエレメントを含む。第２列はシンタックス
エレメントのビット長を与え，第３列はシンタックスタ
イプを識別する。該タイプはbslbf（ビットストリング
最左ビットファースト）及びuimsbf（符号無し整数最大
ビットファースト）である。ヘッダ“ユーザ_デー
タ(){...}”は中括弧内のシンタックスエレメントが指
定されたセットであることを示し，指定“ユーザ_デー
タ()”を単純に使用することでシンタックス内のどこか
に呼び出される。ビット構造の条件発生は通常の“if”
テストで示される。Ｃ言語で周知のカスタマリ比較演算
子もまた使用可能である。ループ構造が可能であり，そ
れは標準Ｃループヘッダシンタックスを使用する。シン
タックス表はセマンティクのセットを伴い，それは先の
未定義のシンタックスフィールドの各々に対する定義を
与えかつ使用上の制約条件を与える。以下の画像ユーザ
データビットストリームシンタックス（陰影部分は標準
ATSCユーザデータシンタックスを表し，それ以外の部分
は本発明のシンタックスを表す）及びビットストリーム
セマンティクは本発明の好適実施例を示している。
【００４９】
【表２】画像ユーザデータセマンティク拡張 additional_data_type（付加的データタイプ）・・・フ
ィールドに従う付加的データ構成体のタイプを指示する
８ビット整数（[1:255]の範囲の値）である。このフィ
ールドは付加的データがルマNRZデータであることを指
示するべく１６進法で０１の値を有する。
【００５０】additional_data_length（付加的データ
長）・・・フィールドに従う付加的データ構成のバイト
長を指示する１６ビットの符号無し整数（[0:65535]の
範囲の値）である。該長さは付加的データ長フィールド
それ自身は含まないが，与えられた付加的データタイプ
に対する以下の付加的データを含み，その他の付加的デ
ータタイプの後続の付加的データを含まない。
【００５１】luma_nrz_count（ルマnrzカウント）・・
・フィールドに従うルマNRZ構成体の数を指示する５ビ
ット整数（[0:31]の範囲の値）である。すべてのそのよ
うな構成体は所定のライン内でフィールドの表示順に生
じなければ成らない。
【００５２】luma_nrz_priority（ルマnrz優先順）・・
・異なるレベルのハードウエア性能が存在するところの
画像再構成の際に構成の優先順位を指示する０から３の
間の数である。ルマNRZ構成体に対して，表示フィール
ド当たりの固定数のラインが優先順位ゼロと表示され
る。
【００５３】field_number（フィールド番号）・・・表
３に表示順に説明されるVBIデータが生成されるところ
のフィールド番号である。
【００５４】
【表３】 line_offset（ラインオフセット）・・・CCIRレポート6
24-4に特定されるような，ベースVBIフレームライン（5
25-ライン{NTSC及びPAL/M}フィールド1のライン9，525-
ラインフィールド2のライン272，625-ライン{PAL/Mを除
きすべてPAL}フィールド1のライン5及び625-ラインフィ
ールド2のライン318）に関してルマNRZデータが生成さ
れるところのライン内のオフセットを与える５ビット整
数（[1:31]の範囲の値）である。
【００５５】start_sample（開始サンプル）・・・最初
のルマNRZ記号内への遷移が開始されるところの再構成
された輝度ラインのサンプルを示す９ビット符号無し整
数（[0:511]の範囲の値）である。開始サンプルはCCIR6
01サンプルと同一の単位であり，CCIR601再構成フレー
ムの最初のサンプルに比例している。
【００５６】nrz_increment（nrz増分）・・・ルマNRZ
記号クロック増分値を示し，またnrz絶対値とともにル
マNRZ記号クロックと27MHzリファレンスとの関係を説明
する値をとる６ビットの符号無し整数（[1:63]の範囲の
値）である。詳細はnrz_絶対値のセマンティクを見よ。
【００５７】nrz_modulus（nrz絶対値）・・・ルマNRZ
記号クロック絶対値を示し，またnrz増分とともにルマN
RZ記号クロックと27MHzリファレンスとの関係を説明す
る値をとる１０ビットの符号無し整数（[2:1023]の範囲
の値）である。特に，nrz増分及びnrz絶対値はルマNRZ
記号速度に比例し， nrz増分／nrz絶対値＝ルマNRZ記号速度／システムクロ
ック周波数 ここで，システムクロック周波数はISO/IEC 13818-1に
おいて27MHz±30ppmとして特定され，nrz増分の値はnrz
絶対値−1を越えてはならない。
【００５８】0_amplitude（０振幅）・・・値０のルマN
RZ記号がCCIR 601再構成フレームの振幅を単位として再
構成されるところの振幅を示す８ビットの符号無し整数
（[1:254]の範囲の値）である。
【００５９】1_amplitude（１振幅）・・・値１のルマN
RZ記号がCCIR 601再構成フレームの振幅を単位として再
構成されるところの振幅を示す８ビットの符号無し整数
（[1:254]の範囲の値）である。
【００６０】pulse_shape（パルス形状）・・・ルマNRZ
のこのラインを再構成するのに使用されるパルスの形を
示す２ビットの符号無し整数である。パルス形状の意味
は表４に定義されている。
【００６１】
【表４】 symbol_to_transition_ratio（記号の遷移に対する比）
・・・各記号の0振幅と1振幅で示される2-4(0.0625)の
単位を有する振幅の間の遷移時間間隔に対する各ルマNR
Z記号の時間間隔の比を示す８ビット符号無し整数（[1
6:255]の範囲の値）である。このフィールドは1.0から1
5.9375の範囲の記号の遷移に対する比を有する記号を記
述する。
【００６２】nrz_alpha（nrzアルファ）・・・そのパル
ス形状が2-5(0.03125)の単位を有する各ルマNRZ記号を
記述するところの二乗余弦フィルタに対するアルファ値
を示す５ビットの符号無し整数（[0:31]の範囲の値）で
ある。このフィールドは0.03125から1.0のアルファ値を
記述する。nrzアルファの意味は表５に定義されてい
る。
【００６３】
【表５】 word_count（ワードカウント）・・・マーカービット及
びこのフィールドに続くルマnrzワードペアの数を示す
５ビットの符号無し整数（[0:31]の範囲の値）である。
【００６４】luma_nrz_word（ルマnrzワード）・・・最
初に受信されたビットは，左から右へ表示されるような
ビデオライン上に再構成される第１ルマNRZ記号の値で
あるような，ルマNRZ記号の２２ビットストリングであ
る。ルマnrzワードは，それらの記号が左から右に表示
されるようなビデオライン上で再構成されるべき順序で
受信される。
【００６５】remainder_count（残余カウント）・・・
このフィールドに続くルマnrzビットの数を示す５ビッ
トの符号無し整数（[0:21]の範囲の値）である。
【００６６】luma_nrz_bit（ルマnrzビット）・・・ビ
デオライン上で再構成されるべきルマNRZ記号を表す単
一ビットである。ルマnrzビットは，左から右に表示さ
れるように，ルマnrzワードから再構成される記号に続
いて，それらの記号がビデオライン上に再構成されるべ
き順序で受信される。
【００６７】上記シンタックスは図１に示されるシンタ
ックスプロセッサ24によって組み立てられる。好適実施
例において，該シンタックスプロセッサはファームウエ
ア内で実行される。シンタックスがデジタルビデオデー
タへ加えられた後，多くのデコーダに通信するための最
終移送ストリームを与えるべく，合成データストリーム
がパケット化されかつパケッタイザ34から出力される。
【００６８】図２は上記VBIユーザデータシンタックス
を含む受信データストリームを処理するためのビデオ減
圧プロセッサ（すなわち，デコーダ）のブロック図であ
る。該ビデオ減圧プロセッサ(VDP)はレシーバでテレビ
番組を再構成するのに必要なビデオデータを保存しかつ
検索するべくDRAM122をアドレスするメモリマネージャ1
30を組み込む。該プロセッサ120は，移送レイヤー（す
なわち，制御及び他の非ビデオ情報）と時々ビデオプロ
セッサの“移送パケットインターフェイス”と呼ばれる
端子110を通じて入力される圧縮ビットストリームのビ
デオレイヤーとの両方を復合化するように設計されたパ
イプラインプロセッサである。
【００６９】例えば，Mバスコントローラ150から成るユ
ーザプロセッ正弦ターフェイスがビデオデータプロセッ
サの制御用に端子114に与えられる。このインターフェ
イスは周知技術のプロセッサ120内でさまざまなレジス
タを構成する。
【００７０】DRAM122へのインターフェイスがアドレス
ライン124及びデータライン126を通じて与えられる。図
２に示された実施例において，DRAM122は９ビットのア
ドレスポート及び３２ビットのデータポートを有する。
例えば，標準CCIR 656の８ビット，２７MHzの多重輝度
(Y)及び色光度(Cr,Cb)信号として出力される減圧されか
つ再構成されたビデオに対して，ビデオ出力インターフ
ェイス138が与えられる。
【００７１】従来のJTAG（ジョイント・テスト・アクシ
ョン・グループ）コントローラ160に対して，端子162を
通じてテストインターフェイスが与えられ得る。JTAG
は，内部回路とともにパッケージ及びボード接続の欠陥
を検出するべくボードレベル試験用に使用される標準的
境界走査方法論である。
【００７２】ビデオ減圧プロセッサ120は端子112を通じ
てクロック信号を受信する。移送シンタックスパーザ13
2が，端子110から入力されるパケット化データストリー
ム内に含まれる移送パケットからタイミング情報及びビ
デオ情報を回復できるように，使用されるタイミング情
報がクロックによって与えられる。取り込み及びエラー
管理回路134は画像復合化の開始を同期化するべく，プ
ログラムクロックリファレンス(PCR)を利用し，ビデオ
シンタックスパーザ140によって検出されるタイムスタ
ンプ(DTS)を復合化する。この回路は垂直同期を設定
し，すべてのビデオ復合化及び表示機能に対して統一的
な同期をもたらす。
【００７３】ビデオレイヤーはメモリマネージャ130に
よりDRAM122内に構成された入力バッファ(FIFO)内にバ
ッファされる。ビデオシンタックスパーザ140はメモリ
マネージャ130を通じてDRAM FIFOから出力された圧縮ビ
デオデータを受信し，ビデオ情報を記述する係数から移
動ベクトル情報を分離する。該係数はハフマンデコーダ
152，逆量子化器154，及び逆離散コ正弦変換(IDCT)プロ
セッサ156によって処理される。
【００７４】移動ベクトルは現ビデオフレームを再構成
するのに必要な予め復合化されたビデオフレームをアド
レスするのに回復されかつ使用される。特に，移動ベク
トルデコーダ142はビデオシンタックスパーザから受信
された移動ベクトルを復合化し，それらを予測アドレス
ジェネレータ144へ送信する。該予測アドレスジェネレ
ータは，予測計算機146が現フレームブロックを再構成
するのに必要な予測信号を与えることができるように，
必要なアンカーフレーム（すなわち，イントラフレーム
(I)または予測(P)フレーム）データをメモリマネージャ
130によって検索するのに必要なアドレス情報を与え
る。差分デコーダ148は減圧ビデオデータを与えるべく
予測データを復合化係数データと結合する。減圧された
データはメモリマネージャ130によってDRAM122の適当な
バッファ内に保存される。移動ベクトルデコーダ142，
予測アドレスジェネレータ144，予測計算機146，差分デ
コーダ148，ハフマンデコーダ152，逆量子化器154及びI
DCT156によって実行されるビデオ減圧プロセスは一般的
なものであり当業者に周知の技術である点を認識すべき
である。
【００７５】メモリマネージャ130はDRAMアドレス及び
データバス124，126上のすべてのアクティビティをスケ
ジュール管理し，効果的にDRAM122をアドレスする。該
メモリマネージャは，DRAM122の入力FIFO部分，ビデオ
シンタックスパーザ140及びビデオ再構成回路136（予測
計算機146及び差分デコーダ148とともに）のデータ移送
要求がすべて一致していることを保証する。ビデオ再構
成回路136は，ビデオ出力ライン138の出力に対して与え
られたユーザデータを挿入するために，現画像を計算し
かつVBIユーザデータを処理する。ビデオ出力138は，図
１に示されたシリアルレシーバ12に対し与えられたオリ
ジナルフォーマットで，減圧されたアクティブビデオと
ともにすべての送信されたVBIユーザ情報を含む。
【００７６】DRAM122は外部メモリとして示されてい
る。将来メモリ技術が進歩すれば，DRAM122はビデオ減
圧プロセッサ内の内部メモリとして与えられることを認
識すべきである。DRAMは，圧縮入力ビデオビットストリ
ーム用の循環FIFOバッファとともにさまざまなデコード
及び出力ビデオバッファを与えるべくマッピングされ
る。DRAMはまた，復合化ビデオフレームを適正に表示す
るのに必要なさまざまな画像構造データを保存すると同
時に，テストパターンバッファ，VITSバッファ及びクロ
ーズド・キャプションズ表示並べ替えバッファを与える
ために使用される。DRAMは，変数がPALかNTSCビデオ
か，８メガか１６メガビットメモリ構成か，Ｂフレーム
が存在するか否かによって修正される際に必要な異なる
メモリマップを与えるべくメモリマネージャ130によっ
て再初期化される。
【００７７】上記したように，メモリマネージャ130
は，入力FIFO，ビデオパーザ及びビデオ再構成回路のデ
ータ移送要求を含むDRAMバス上のすべてのアクティビテ
ィをスケジュール管理する。該メモリマネージャはまた
従来の方法で要求されるDRAMのリフレッシュを実行す
る。例えば，２つまたは４つのDRAMのそれぞれの同じ行
が同時にリフレッシュされる。
【００７８】圧縮ビデオデータを含むパケット化ビット
ストリームがビデオ減圧プロセッサ120の端子110へ入力
されるとき，圧縮データによって表されるビデオフレー
ムは一度にひとつ再構成される。最初に，ビデオデータ
の完全フレームが受信されかつDRAM122内に保存されな
ければならない。後続のビデオフレーム用の情報は完全
ビデオフレームのサブセットから成り，それは先行ビデ
オフレーム（DRAM122に保存された）からの予測データ
へ付加されたとき完全フレームの再構成を生じさせる。
【００７９】図３は上記シンタックスに従ってデジタル
ビデオデータストリーム内で運ばれるユーザデータから
デジタルVBI波形を生成するための画素ジェネレータの
ブロック図である。波形ジェネレータは図２のビデオ再
構成回路136の一部であり，表１に記載されたAMOL，VIT
C，EBU VBI標準規格用にさまざまなパラメータを修正す
ることができる。これらのVBIサービスの各々は記号あ
たり対応する数の画素を有する。クローズド・キャプシ
ョンズ，AMOL，VITC及びEBUサービスは，ここで単一記
号インパルス応答と呼ばれる，一記号時間以下のインパ
ルス応答時間を有するパルスを有する。テレテキストサ
ービスは，インパルス応答時間がいくつかの記号である
ところの多重記号インパルス応答を有する。多重記号イ
ンパルス応答を有するサービスに対する波形ジェネレー
タが図４に記述されている。
【００８０】単一記号インパルス応答を有するサービス
の各々は，対応する立ち上がり時間，合計遷移時間，及
び遷移当たりの画素数を有する。この情報は各サービス
タイプ用に表６に要約される。
【００８１】
【表６】 サービスの単一記号インパルス応答カテゴリーは，記号
当たりCCIR601サンプリング速度で４つ以上の画素が存
在する特徴を有する。表６からわかるように，クローズ
ド・キャプションズは記号当たり最大数の画素27個を有
する。単一記号インパルス応答サービスに関して，一つ
の記号から次へのオーバーラップは存在しない。記号の
時間応答はその遷移及び完全振幅部分によって特徴づけ
られる。
【００８２】記号の遷移部分はサービスの一部としてダ
ウンロードされるか，または図３の遷移ジェネレータ21
8内に与えられるような遷移メモリ(ROMまたはRAM)内に
常駐する。ROMの使用がハードウエア複雑性及びチャネ
ル効率の点からより効果的である。さまざまなVBIサー
ビスのすべてに対して正弦二乗遷移(sine squared tran
sition)が機能する。
【００８３】デコーダにおいてVBI波形内に挿入される
べきデータは記号入力200を通じて挿入され，FIFO202内
で整列させられる。該データは画素ジェネレータによっ
て記号を再生することによってVBI内に挿入される。画
素ジェネレータには，端子201を通じて挿入されるハイ
及びローレベル（0振幅及び1振幅），端子203を通じて
（フィールド番号及びラインオフセットから引き出され
る）データを挿入すべきフレームライン番号，端子205
を通じて（パルス形状から引き出された）遷移タイプ，
端子207を通じて挿入される（ワードカウント及び残余
カウントから引き出された）記号数，端子209及び211を
それぞれ通じてnrz変数及びnrz増分，端子213を通じて
記号の遷移に対する比，及び端子215を通じて第１記号
（開始サンプル）の開始時間が与えられる。すべてのこ
の情報は挿入されるべき特定のタイプのVBIデータに固
有であり，上で定義されたシンタックスを通じて与えら
れる。VBIデータが挿入されるべきビデオデータは端子2
17を通じて波形ジェネレータに入力される。
【００８４】ビデオデータは例えば，従来のCCIR 656フ
ォーマットで与えられ，マルチプレクサ254へ接続され
る。マルチプレクサはまた挿入窓ジェネレータ248から
ゲート信号を受信する。該ゲート信号により，マルチプ
レクサは例えば長さ704画素の時間窓の間にVBIデータを
出力できる。
【００８５】VBIデータをビデオ内の適正な場所へ挿入
するために，ビデオデータのラインカウントが維持さ
れ，挿入の所望のラインと比較される。この機能は，端
子217を通じてビデオデータからカレントライン情報を
受信するライン時間ジェネレータ246及びライン検出器2
44によって与えられる。VBIデータが挿入されるべきラ
インがライン検出器によって検出されるとき，ライン時
間ジェネレータ246がライン検出器244によって使用可能
にされる。その後，ライン時間ジェネレータはそのビデ
オラインに対し画素のトラックを維持し，例えば，704
個のアクティブ画素の適当な挿入窓を与えるために，挿
入窓ジェネレータ248に対しビデオライン画素カウント
を与える。213を通じて記号の遷移に対する比，及び端
子215を通じて第１記号（開始サンプル）の開始時間が
与えられる。すべてのこの情報は挿入されるべき特定の
タイプのVBIデータに固有であり，上で定義されたシン
タックスを通じて与えられる。VBIデータが挿入される
べきビデオデータは端子217を通じて波形ジェネレータ
に入力される。
【００８４】ビデオデータは例えば，従来のCCIR 656フ
ォーマットで与えられ，マルチプレクサ254へ接続され
る。マルチプレクサはまた挿入窓ジェネレータ248から
ゲート信号を受信する。該ゲート信号により，マルチプ
レクサは例えば長さ704画素の時間窓の間にVBIデータを
出力できる。
【００８５】VBIデータをビデオ内の適正な場所へ挿入
するために，ビデオデータのラインカウントが維持さ
れ，挿入の所望のラインと比較される。この機能は，端
子217を通じてビデオデータからカレントライン情報を
受信するライン時間ジェネレータ246及びライン検出器2
44によって与えられる。VBIデータが挿入されるべきラ
インがライン検出器によって検出されるとき，ライン時
間ジェネレータ246がライン検出器244によって使用可能
にされる。その後，ライン時間ジェネレータはそのビデ
オラインに対し画素のトラックを維持し，例えば，704
個のアクティブ画素の適当な挿入窓を与えるために，挿
入窓ジェネレータ248に対しビデオライン画素カウント
を与える。
【００８６】正しいラインのゼロ基準の到着と同時に，
ライン時間ジェネレータ246はまた，シンタックスから
得られた開始サンプル情報によって命令された開始画素
時間に対してダウンカウントを開始する開始時間検出器
（カウンタ）214に合図する。開始画素ダウンカウンタ2
14は順に記号カウンタ212をクリアする記号クロックジ
ェネレータ210を使用可能にする。
【００８７】記号クロックジェネレータ210はシンタッ
クスからnrz絶対値及びnrz増分を受け取る。ひとたび記
号クロックジェネレータが検出器214に応答して始動す
ると，画素時間にわたって分数記号時間の分子だけカウ
ンタを増加させることによって引き出される。カウンタ
の絶対値は分数の分母である。所望ならば，ハードウエ
ア実現を単純化するために分子及び分母に定数をかけ算
してもよい。
【００８８】記号クロックジェネレータ210はFIFO202か
ら出力されたVBIデータをクロックできるように，該FIF
Oへ記号クロックを出力する。それはまた，カレントサ
ンプルが表すところの記号時間の分数を以下に説明する
ように遷移時間スケーリング回路216へ与える。記号カ
ウンタ212がシンタックスからのワードカウント及び残
余カウントによって特定される記号の数をカウントし停
止信号が生成されるときまで，該記号クロックは作動し
続ける。該停止信号はまたVBIデータ経路内のシフトレ
ジスタ206をクリアする。
【００８９】レジスタ206によってシフトされたVBIデー
タは遷移符号検出回路208によってモニターされる。遷
移の存在または不存在は，先行の送信記号と送信される
べきカレント記号を比較することによって検出される。
もしそれらが同一なら同一の値が生成されかつ送信され
る。もし２つの記号間に差が生じれば，例えば，読みと
り専用メモリ(ROM)またはランダムアクセスメモリ(RAM)
から成る遷移ジェネレータ218がその後選択される。
【００９０】遷移ジェネレータは多重傾斜を生成するた
めのデータを，サポートされている各遷移タイプに対し
てひとつ保存する。該傾斜は異なるVBI標準規格用のVBI
データパルスに対する遷移を表す。カレントVBIデータ
用に選択された特定の傾斜はシンタックスのパルス値に
よって特定された遷移タイプによって決定され，端子20
5を通じて遷移ジェネレータ218に入力される。遷移の開
始及び終了は遷移時間スケーリング回路216から遷移ジ
ェネレータへ入力されるアドレスによって指令される。
該遷移時間スケーリング回路は，端子213からの遷移時
間間隔に対する記号比及び端子209からのnrz絶対値に従
って，記号時間の分数をスケーリングする。記号時間の
スケーリングされた分数は，VBIデータパルスの立ち上
がり時間内でのサンプルの位置を表す。検出回路220が
該アドレスが遷移ジェネレータROMまたはRAMの範囲を越
えたことを決定し，記号が100％その最終値に到達する
ときまで，遷移プロセスは繰り返される。その後，出力
マルチプレクサ（セレクタ）242はカレント及び残余の
その記号の画素に対する最終値を選択する。選択論理22
2は遷移検出回路224による遷移の初期検出及び回路220
によって決定されるような遷移の完了に基づいてマルチ
プレクサ242を制御する。
【００９１】ルックアップテーブル(LUT)236（例えば，
ROMに保存される）はシフトレジスタ206から出力された
データの各ビットを，最終的には特定のタイプの被処理
ユーザデータに対して適正な輝度レベルへスケーリング
される８ビットレベルへ変換する。例えば，LUT236はバ
イナリ“０”を８ビットワードの00001111へ変換し，バ
イナリ“１”を８ビットワード1110000へ変換する。こ
のマッピングは任意であり，他の所望の８ビットレベル
がバイナリ“１”及び“０”に対して選択される。LUT2
36の出力からの８ビットレベルがマルチプレクサ242に
与えられ，選択論理222によって指示されるように遷移
が進行中でなければ該マルチプレクサは出力用にこのレ
ベルを選択し，その場合には遷移ジェネレータ218から
の遷移が出力される。
【００９２】マルチプレクサ242から出力されたデータ
ストリームはその後，端子201を通じてユーザデータシ
ンタックスによって分配された０振幅及び１振幅に応答
して，要求された出力レベルへスケーリングされる。出
力マルチプレクサ254は，ジェネレータ248によって与え
られる挿入窓に対して，端子217からのビデオストリー
ム上に合成VBIデータを挿入する。該挿入窓はアクティ
ブビデオ時間間隔に対応する。
【００９３】多重VBIサービスは図３のジェネレータに
よって挿入される。付加的回路はライン毎にジェネレー
タを動作するのに必要な変数をロードするのに必要であ
る。データは通常のFIFO内に列を為している。図示され
た実施例において，もし他に指示されなければ，すべて
のクロックは13.5MHzで動作する。これは標準規格であ
るMPEG，ATSC及びDigiCipherシステムクロックの速度の
２分の１である。
【００９４】EBU 3217に従うデータは，遷移時間が記号
時間よりもほんの少し長いという性質を有する。この点
は，完全な遷移に比べ１０％から９％遅い時間を有する
変換を選択することによって克服される。波形成形EBU
3217データに対して特定されたフィルタはガウス遷移で
ある。窓のあるガウス遷移は正弦二乗よりも性能がよ
い。
【００９５】テレテキストサービスは図３においてVBI
サービスに対して開示されたと同様の方法でサポートさ
れる。テレテキストをサポートするために，波形ジェネ
レータは上記のようにひとつの記号より大きいインパル
ス応答を扱わなければならない。VBI波形ジェネレータ
のような実施例が図４に示されている。
【００９６】図４のVBIデータFIFO310，シフトレジスタ
312，記号カウンタ316，記号クロックジェネレータ32
0，開始時間検出回路322，スケール及びオフセット回路
306，マルチプレクサ（セレクタ）308，挿入窓ジェネレ
ータ332，ライン検出回路330及びライン時間ジェネレー
タ328は，図３に示された同一名称のエレメントに対応
している。13.5MHzのサンプリングで記号当たり1.89か
ら2.36のサンプルで変動するテレテキストサービスの多
重記号インパルス応答を扱うために，送信(Tx)フィルタ
ROM302及び補間フィルタ314が与えられる。該フィルタ3
02は所望により，特に所望のフォーマットのインパルス
応答がROM内に局所的に保存される代わりにダウンロー
ドされるべきであれば，RAM内で実現されてもよいこと
に注意すべきである。そのようなダウンロードは記号当
たり固定したサンプル数速度である。補間器は13.5MHz
速度画素を生成するべく使用される。速度差は補間器の
増分である。
【００９７】挿入されるべきデータは端子303を通じてF
IFO310内に整列される。データは画素ジェネレータによ
って記号を再生することによってVBI内に挿入される。
該画素ジェネレータは，端子315を通じて第１記号画素
の開始時間，端子311及び309を通じて記号当たりの画素
数（増分／絶対値），端子300を通じて挿入するハイ及
びローレベル（０振幅及び１振幅），端子301を通じて
信号方式のインパルス応答（遷移タイプ），端子307を
通じて挿入するための記号の数，端子305を通じてデー
タを挿入するためのフレーム及びライン番号を備える。
【００９８】端子317へ入力されるビデオデータはCCIR
656フォーマットで与えられる。ラインカウントが引き
出され，回路330，328及び322内の挿入の所望のライン
と比較される。正しいラインのゼロデータが到着するや
否や，開始画素時間用のダウンカウントが回路322内で
開始され，それが記号速度クロックジェネレータ320を
適正な時間に使用可能になる。704画素窓ジェネレータ3
32はライン時間ジェネレータ328によって使用可能にさ
れる。
【００９９】図３の波形ジェネレータ内と同様に，記号
時間は“記号時間／画素時間”分数の分子だけカウンタ
を増加させることによって引き出され，ここで増分“IN
CR”は分子であり，カウンタの絶対値は分数の分母であ
る。端子309及び311を通じて絶対値及び増分を受信する
に加え，記号クロックジェネレータ320は端子313を通じ
てシステムクロック（例えば，27MHz）を受信する。13.
5MHzではなく27MHzでシステムクロックジェネレータを
動作させることによって，２倍の記号速度クロックが生
成される。
【０１００】FIFO310の使用可能な入力はデバイダ318か
らシステムクロックを受信し，それはクロックジェネレ
ータ320の出力を２で割る。記号クロックジェネレータ
は２倍の記号速度でクロックを与えるため，これが必要
である。特定数の記号がFIFOから出力されるとすぐ，シ
ステムクロックがカレントテレビラインに対して使用不
能になる。すべての後続データ記号はロー（ゼロ）状態
に強制される。これらの記号はデータではなく，704画
素窓のバランスをロー状態データで満たす。
【０１０１】送信フィルタROM302は記号当たり２つのサ
ンプルを生成する。開始時間がきたとき，送信シフトレ
ジスタは記号速度で送信記号によってロードされる。レ
ジスタは各挿入の完了と同時にロー状態へ初期化され
る。インパルス応答の時間間隔の間に送信データはシフ
トレジスタ312から送信ROMへ印加される。該ROMは周知
技術に従って予め計算された有限インパルス応答(FIR)
のルックアップテーブルを保存する。FIR計算結果をROM
内に保存することによって，結果を計算するためにFIR
係数を保存する必要がなくなる。ROMが端子301を通じて
遷移タイプによってアドレスされるとき，VBI波形内で
与えられるべき特定の遷移に対する適当なFIRがLUTから
出力される。
【０１０２】送信フィルタの出力はレジスタ304を通じ
て補間フィルタ314へ与えられる。補間フィルタは記号
当たり２つのサンプル速度データを13.5MHzサンプルへ
変換する。適当な補間フィルタが以下のFIR係数により
記述される。 A0= αμ2 − αμ A1= −αμ2 + (α+1)μ A2= −αμ2 + (α-1)μ + 1 A3=αμ2−αμ αは0.5に定義される。μは補間されるべきサンプル用
の時間である。この補間器(ParaIntr)の周波数応答400
及び本発明の譲受人に帰属するVideoCipher標準規格と
共にさまざまなテレテキスト標準規格用の送信インパル
ス応答402，404，406及び408が図５に示されている。補
間器は送信周波数応答にはっきりと影響を及ぼしている
ことがわかる。この周波数応答エラーはその衝撃を最小
化するべく送信フィルタ302内で補正（先行ひずみ）さ
れる。送信スペクトル及びその映像は補間に先立ちうま
く制御されることが所望される。これは記述されたデー
タ信号タイプの場合である。もし記号当たりの画素速度
が記号当たり約３サンプル以下であれば，記号当たりよ
り多くの数のサンプルが必要である。
【０１０３】補間器314に供給されたデータは２倍の記
号速度である。データの実際の移送は27MHzと一致して
生じる。補間器出力は13.5MHzで読み込まれる。
【０１０４】時間補間変数は13.5MHzの速度でフィルタ
へ供給される。時間ジェネレータ324及びスケーリング
経路326によって，μの数値表現はフィルタハードウエ
アの数値体系と一致し，カレント絶対値とは独立であ
る。
【０１０５】データストリームは要求される出力レベル
にスケーリングされなければならない。例えば，これは
スケール及びオフセット回路306によって与えられる画
素当たり一つのかけ算及び足し算によって達成される。
出力マルチプレクサ308はスケール及びオフセット回路3
06からのVBIデータを端子317からのCCIRビデオストリー
ム上の704画素窓に対して挿入する。
【０１０６】図３及び４の波形ジェネレータ回路によっ
て与えられる機能を実行するための他のさまざまな方法
が存在し，図示された特定の実施例に決して制限される
ものではない。例えば，スケーリング及びオフセットは
図示されたものより早い段階で実行されてもよい。図４
の実施例において，既知のあらゆる補間器が使用可能で
ある。さらに，多重記号実施例において，より低いデー
タ速度が記号当たりより多くのサンプルを有するインパ
ルス応答を有することによってサポートされる。すべて
のカレントテレテキスト標準規格は記号当たり２つのサ
ンプルによってサポートされる。
【０１０７】付加的に，M-レベルの多重レベルパルス振
幅変調(PAM)は図４の波形ジェネレータを使ってサポー
トされる。そのような実施例において，送信フィルタRO
Mへ供給される対数ベースで一つではなく２つの記号当
たりMビットが存在する。
【０１０８】本発明はユーザ情報をデジタルテレビデー
タストリーム内で通信するための方法及び装置を与える
ことを認識すべきである。ユーザ情報は，従来アナログ
テレビ信号の垂直帰線消去間隔内でNRZデータとして運
ばれるタイプのものである。ユーザデータはさまざまな
フィールドを補足されたユーザデータシンタックスで移
送される。これらは，付加的データタイプフィールド，
ルマNRZカウント及び優先順，フィールド番号，ライン
オフセット，開始サンプル，NRZ増分及び絶対値，振幅
値，パルス形状情報，並びにルマワード及びルマNRZビ
ットの形式で運ばれるユーザデータに関するワード及び
残余カウント情報を含む。
【０１０９】発明は好適実施例に関して説明されてきた
が，特許請求の範囲に記載された発明の思想及び態様か
ら離れることなくさまざまな付加及び修正が可能である
ことは，当業者の知るところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明に従うデジタルビデオエンコー
ダのブロック図である。
【図２】図２は，本発明に従うビデオ減圧プロセッサの
ブロック図である。
【図３】図３は，本発明に従うデジタルビデオデータス
トリーム内で運ばれるユーザデータからデジタルVBI波
形を生成するための画素ジェネレータの第１実施例のブ
ロック図である。
【図４】図４は，VBI送信標準規格の衝撃応答時間がひ
とつの記号時間より大きいとき，デジタルビデオデータ
ストリーム内で運ばれるユーザデータからデジタルVBI
波形を生成するための画素ジェネレータの第２実施例の
ブロック図である。
【図５】図５は，図４の補間機の周波数応答を示すグラ
フである。
【符号の説明】
10 端子 12 シリアルレシーバ 14 バッファ 16 ビデオパーザ 18 デマルチプレクサ 20 VBI RAM 22 ビデオ圧縮プロセッサ 24 シンタックスプロセッサ 26 ビデオコーダ 28 ヘッダFIFO 30 バレルシフタ 32 ビデオバッファ 34 パケッタイザ
【表２−１】
【表２−２】

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】従来アナログテレビ信号の垂直帰線消去間
    隔(VBI)波形内でNRZデータとして運ばれたタイプの情報
    をデジタルテレビデータストリーム内で通信するための
    方法であり，該デジタルテレビデータストリームはユー
    ザデータシンタックスを含む条件に従ってデータを移送
    するところの方法であって，ユーザ情報が対応するテレ
    ビ信号内でNRZデータとして運ばれるところのベースVBI
    フレームラインに関して，水平テレビラインを特定する
    ライン指示値を前記ユーザデータシンタックスに追加す
    る工程と，前記NRZデータの記号速度と前記デジタルテ
    レビデータストリームのリファレンスクロックとの間の
    関係を定義する少なくとも一つのタイミングリファレン
    ス値を前記ユーザデータシンタックスに追加する工程
    と，前記デジタルテレビデータストリーム内で運ばれる
    ユーザ情報の量を示す少なくとも一つのカウント値を前
    記ユーザデータシンタックスに追加する工程と，前記少
    なくとも一つのカウント値によって指示される量のユー
    ザ情報を運ぶのに十分な少なくとも一つのユーザ情報フ
    ィールドを前記ユーザデータシンタックスに追加する工
    程と，から成る方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の方法であって，さらに前
    記デジタルテレビデータストリームから再構成される対
    応するテレビ信号内で第１ルマNRZ記号への遷移が開始
    されるべきサンプルポイントを指示する開始サンプル値
    を前記ユーザデータシンタックスに追加する工程と，を
    含むところの方法。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の方法であって，
    さらに前記デジタルテレビデータストリームから再構成
    される前記対応するテレビ信号内でルマNRZ記号が現れ
    るべきところの振幅を指示する第１振幅値を前記ユーザ
    データシンタックスに追加する工程と，を含むところの
    方法。
  4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の方法で
    あって，さらに前記デジタルテレビデータストリームか
    ら再構成される前記対応するテレビ信号内で前記ルマNR
    Z記号に対して与えられるべきパルス形状を指示するパ
    ルス形状値を前記ユーザデータシンタックスに追加する
    工程と，を含むところの方法。
  5. 【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の方法で
    あって，さらに前記デジタルテレビデータストリームか
    ら再構成される前記対応するテレビ信号内で対応するVB
    Iデータが挿入されるべきテレビフィールドを指示する
    フィールド番号を前記ユーザデータシンタックスに追加
    する工程と，を含むところの方法。
  6. 【請求項６】前記ユーザデータシンタックスが複数のル
    マNRZ構成体を分配することができ，その各々が付随す
    るユーザ情報を運ぶところの請求項１から５のいずれか
    に記載の方法であって，さらにルマNRZカウント値に続
    く前記ルマNRZ構成体の数を指示するルマNRZカウント値
    を前記ユーザデータシンタックスに追加する工程と，を
    含むところの方法。
  7. 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の方法で
    あって，さらにルマNRZデータが続くことを特定するデ
    ータタイプフィールドを前記ユーザデータシンタックス
    に追加する工程と，を含むところの方法。
  8. 【請求項８】請求項３から７のいずれかに記載の方法で
    あって，さらに前記ルマNRZ記号の第２振幅レベルを指
    示する第２振幅値を前記ユーザデータシンタックスに追
    加する工程と，を含むところの方法。
  9. 【請求項９】請求項６から８のいずれかに記載の方法で
    あって，さらに前記デジタルテレビデータストリームか
    ら前記対応するテレビ信号を再構成する際に使用するた
    めに前記ルマNRZ構成体の優先順位を指定する優先順値
    を前記ユーザデータシンタックスに追加する工程と，を
    含むところの方法。
  10. 【請求項１０】請求項１から９のいずれかに記載の方法
    であって，前記タイミングリファレンス値がルマNRZ記
    号クロック増分値及びルマNRZ絶対値から成り，該記号
    クロック増分及び絶対値は前記NRZ記号速度及び前記リ
    ファレンスクロックと， 増分値／絶対値 = 記号速度／リファレンスクロック の関係にある，ところの方法。
  11. 【請求項１１】前記カウント値は，続くルマNRZワード
    の整数個数を指示するワードカウント及び続く完全ルマ
    NRZワードより少ない合計ルマNRZビット数を示す残余カ
    ウントから成るところの請求項１から１０のいずれかに
    記載の方法であって，前記シンタックスは，完全なNRZ
    ワードより少ない残余を通信可能にすることによって，
    帯域幅の有効利用をもたらす，ところの方法。
  12. 【請求項１２】前記ルマNRZワードが各々22ビット長で
    あるところの請求項１１に記載の方法であって，さらに
    偽MPEG開始コードを防ぐべく各ルマNRZワードの後にマ
    ーカービットを挿入する工程と，を含むところの方法。
  13. 【請求項１３】請求項１から１２のいずれかに記載の方
    法であって，前記ユーザ情報はルマNRZワード及びルマN
    RZビットとして前記ユーザデータシンタックスに従って
    運ばれ，各ルマNRZワードは，左から右に表示されるよ
    うなビデオライン上で再構成されるべき第１ルマNRZ記
    号に対応する第１ビットを有するルマNRZ記号のひもか
    ら成り，各ルマNRZビットは前記ビデオライン上で再構
    成されるべきルマNRZ記号を表し，前記ルマNRZビット
    は，それらの記号がルマNRZワードから再構成される記
    号に続いて，左から右へ表示されるように，前記ビデオ
    ライン上で再構成されるべき順序で与えれる，ところの
    方法。
  14. 【請求項１４】請求項１から１３のいずれかに記載の方
    法であって，前記NRZデータが前記VBI波形の輝度（ル
    マ）部分内で運ばれる，ところの方法。
  15. 【請求項１５】従来アナログテレビ信号の垂直帰線消去
    間隔(VBI)波形内でNRZデータとして運ばれるタイプのユ
    ーザ情報をデジタルテレビデータストリームから復合化
    するレシーバ装置であり，前記デジタルテレビデータス
    トリームはユーザデータシンタックスを含む条件に従っ
    てデータを移送するところの装置であって， (1)前記ユーザデータシンタックスに従って運ばれる情
    報を検出するためのシンタックスプロセッサであって，
    該情報は，(a)特定のユーザ情報が対応するテレビ信号
    内で運ばれるところのベースVBIフレームラインに関し
    て水平テレビラインを識別する第１値と，(b)前記対応
    するテレビ信号のNRZ記号速度とデジタルテレビデータ
    リファレンスクロックとの間の関係を識別する第２値
    と，(c)デジタルテレビデータストリーム内で運ばれる
    ユーザ情報の量を指示する第３値と，(d)前記ユーザ情
    報と，を含むところのシンタックスプロセッサと， (2)前記ユーザ情報をVBI NRZデータへフォーマットする
    ために，前記第１，第２及び第３値に応答する再構成プ
    ロセッサと， (3)前記デジタルテレビデータストリームから再構成さ
    れるテレビ信号内に前記VBI NRZデータを挿入するため
    のVBI挿入機と，から成る装置。
  16. 【請求項１６】請求項１５に記載の装置であって，前記
    シンタックスプロセッサは，前記再構成されるテレビ信
    号内で第１NRZ記号への遷移が開始されるべきサンプル
    ポイントを指示する開始サンプル値を検出し，前記VBI
    挿入機は前記NRZデータを前記再構成されるテレビ信号
    内に挿入するために前記開始サンプル値に応答する，と
    ころの装置。
  17. 【請求項１７】請求項１５及び１６のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，前記再
    構成されるテレビ信号内でNRZ記号が現れるべきところ
    の振幅を指示する第１振幅値を検出し，前記再構成プロ
    セッサは，前記VBI NRZデータを前記振幅で与えるべく
    前記第１振幅値に応答する，ところの装置。
  18. 【請求項１８】請求項１５から１７のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，前記再
    構成されるテレビ信号内で前記NRZ記号に対して与えら
    れるべきパルス形状を指示するパルス形状値を検出し，
    前記再構成プロセッサは，前記VBI NRZデータに前記パ
    ルス形状を与えるべく前記パルス形状値に応答する，と
    ころの装置。
  19. 【請求項１９】請求項１５から１８のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，対応す
    るVBIデータが前記再構成されるテレビ信号内に挿入さ
    れるべきテレビフィールドを指示するフィールド番号を
    検出し，前記VBI挿入機は前記対応するVBIデータを適当
    なフィールドに挿入するために前記フィールド番号に応
    答する，ところの装置。
  20. 【請求項２０】請求項１５から１９のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，処理さ
    れるべきNRZ構成体の数を指示するNRZカウント値を検出
    しかつそれに応答する，ところの装置。
  21. 【請求項２１】請求項１５から２０のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，前記デ
    ジタルテレビデータストリーム内にNRZデータを配置す
    るためにデータタイプフィールドを検出しかつそれに応
    答する，ところの装置。
  22. 【請求項２２】請求項１７から２１のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは，前記再
    構成されるテレビ信号内でNRZ記号が現れるべきところ
    の第２振幅を指示する第２振幅値を検出し，前記再構成
    プロセッサは，前記VBI NRZデータを前記第１及び第２
    振幅で与えるべく，前記第１及び第２振幅値に応答す
    る，ところの装置。
  23. 【請求項２３】請求項１５から２２のいずれかに記載の
    装置であって，前記シンタックスプロセッサは前記NRZ
    構成体の優先順位を指定する優先順値を検出し，前記再
    構成プロセッサは前記ユーザ情報をフォーマットする際
    に使用するために前記優先順値に応答する，ところの装
    置。
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