(57)【要約】【課題】デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変動を測定する。【解決手段】デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し、第１及び第２エレメンタリ・ストリーム用のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積する。デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値及びエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を補間して、共通のサンプリング・ポイントを有するデータ・セットを形成する。第２エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットから第１エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットを減算して、第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化を表すエレメンタリ・ストリーム差値を形成する。【選択図】図８
2011101360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変動を測定する方法であって、
デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し、
上記第１及び第２エレメンタリ・ストリーム用のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し、
上記デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値及び上記エレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を補間して、共通のサンプリング・ポイントを有するデータ・セットを形成し、
上記第２エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットから上記第１エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットを減算して、上記第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化を表すエレメンタリ・ストリーム差値を形成するデータ・ストリームの遅延変動測定方法。
【請求項２】
デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の少なくとも第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変動を測定する装置であって、
上記第１及び第２エレメンタリ・ストリームを含むトランスポート又はプログラムのストリーム内のデジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプを検出するデジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ検出回路と、
上記第１及び第２エレメンタリ・ストリームを含むトランスポート・ストリーム内のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプを検出するエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ検出回路と、
処理ロジック手段とを具え、
該処理ロジック手段は、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し；上記第１及び第２エレメンタリ・ストリーム用のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し；上記デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値及び上記エレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を補間して、共通のサンプリング・ポイントを有するデータ・セットを形成し、上記第２エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットから上記第１エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットを減算して、上記第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化を表すエレメンタリ・ストリーム差値を形成する
ことを特徴とするデータ・ストリームの遅延変動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリームの試験に関し、特に、圧縮デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の遅延を測定する改良された方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる「オンディマンド」テレビジョン・サービス、インターネット・プロトコル・テレビジョン（ＩＰＴＶ）などのほとんどの最新のデジタル・テレビジョン放送システムは、デジタル圧縮及び伝送技術を用いて、オーディオビジアル・コンテンツを最終視聴者に配信している。
【０００３】
これらデジタル・オーディオビジアル・システムにおいて、エンコーダ（ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、Ｈ．２６４などの汎用圧縮標準を用いるエンコーダ）により、オーディオ及びビデオのデータを圧縮して、各データ形式用の個別の圧縮エレメンタリ・ストリームを発生する。これら圧縮エレメンタリ・ストリームは、パケット化エレメンタリ・ストリーム（ＰＥＳ：Packetized Elementary Stream）にパケット化される。サブタイトル・データの如き他のデータもＰＥＳパケットにパケット化される。次に、多数のＰＥＳパケットをトランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリームに組合せる。これは、サービス情報の如きデータを含む他の非ＰＥＳパケットも含んでいる。最終視聴者へ配信するための通信ネットワーク（例えば、デジタルＴＶ放送システム、又はＩＰＴＶシステムに基づくネットワーク）を介して、トランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリームを送る。
【０００４】
エンコーダ内部ＰＥＳパケットから出力されるエレメンタリ・ストリームからのシーケンシャル・データ・バイトをカプセル化して（包み込んで）、エレメンタリ・ストリームをパケット化する。これは、ＰＥＳヘッダを含んでいる。
【０００５】
ビデオ又はオーディオのエンコーダからのエレメンタリ・ストリーム・データを伝送する典型的な方法は、まず、エレメンタリ・ストリーム・データからＰＥＳパケットを生成し、次に、トランスポート・ストリーム（ＴＳ）パケット又はプログラム・ストリーム（ＰＳ）パケット内部のこれらＰＥＳパケットをカプセル化する。デジタル・ビデオ放送（ＤＶＢ：Digital Video Broadcasting）及びＡＴＳＣ（Advanced Television Systems Committee）が定めた標準放送技術を用いて、ＴＳ／ＰＳパケットをサービス情報とマルチプレクスし、伝送する。
【０００６】
パケット化エレメンタリ・ストリームは、アクセス・ユニットを具え、各アクセス・ユニットは、ビデオ、オーディオ又はデータの他の形式を含んでいる。アクセス・ユニットは、色々な意味で、インターネットの如きコンピュータ・ネットワークで用いるようなインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットに類似している。ここで、これらは、パケット化されたデータであり、ヘッダ・データを含んでおり、ダウンストリーム装置がどのように各ペイロード・データを記述し制御するかのヘッダ・データを含む。
【０００７】
最終聴視者は、デコード装置を含む受信器を用いて、受信したトランスポート・ストリームからのオーディオビジアル・データを受信しデコードして、ＴＶ又は他の視覚装置により再生する。受信器及びデコード装置は、統合デジタルＴＶ、デジタルＴＶセット・トップ・ボックス、又は、必要なデコード装置（例えば、ＵＳＢデジタルＴＶドングル）が接続されたある種のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）の形式でもよい。
【０００８】
個別のパケット化エレメンタリ・ストリームを介して、ビデオ、オーディオ及び他の関連データを送るので、データが互いに整列するようなメカニズムがあり、同期状態で最終聴視者にて再生される。オーディオ、ビデオ又は他のデータは、しばしば互いに同期して出力するので、上述の同期状態の再生は重要であり、リップ同期（ビデオとオーディオの同期）、サブタイトル同期などを維持する。
【０００９】
典型的には、例えば、エンコーダのクロック基準とデコーダ（又は、再マルチプレクサの如き他のダウンストリーム装置）内のローカル・クロック基準との間の伝送システムの同期アクセスを確実にするために、中央プログラム・クロック基準（ＰＣＲ：Program Clock Reference）を用いて、単一のトランスポート・ストリーム内の個別のパケット化エレメンタリ・ストリームを同期させる。これを実現するには、ローカル・エンコーダ・クロック基準出力に基づいたＰＣＲタイムスタンプをエンコーダからの出力トランスポート・ストリームに周期的に送るので、エンコーダ・クロック基準からの必要タイミング・データにより、ダウンストリーム装置のローカル・クロック基準をアップデートできる。
【００１０】
トランスポート・ストリームは、典型的には、マルチプレクサの出力にて形成される。このマルチプレクサは、多数のエンコーダから出力される（又は、前もってエンコードされて蓄積メモリから出力される）多くのパケット化エレメンタリ・ストリームを集める。エンコーダが互いにローカルであるならば、これらエンコーダをローカルで単一のクロックに同期させなければならない。
【００１１】
典型的には、システム・クロック基準（ＳＣＲ：System Clock Reference）を設ける。このＳＣＲは、プログラム・クロック基準（ＰＣＲ）とは対照的に、プログラム・ストリーム内のタイムスタンプ出力である。なお、ＰＣＲは、多数のプログラムを含む集合トランスポート・ストリーム内に現れる。ほとんどの場合、ＳＣＲ値及びＰＣＲ値が理想的に機能する。しかし、ＭＰＥＧ−２標準において、複数のＳＣＲの間の最大許容インターバルは７００ｍｓであり、一方、複数のＰＣＲの間の最大許容インターバルは１００ｍｓである。プログラム・ストリーム及びトランスポート・ストリームの両方は、アクセス・ユニットのデコード及びプレゼンテーションのためにプレゼンテーション・タイムスタンプ（ＰＴＳ：Presentation Time Stamp）及びデコード・タイムスタンプ（ＤＴＳ：Decode Time Stamp）を用いる。
【００１２】
アクセス・ユニットをデコーダの受信器バッファから除去し、瞬時にデコードし、表示用に提示しなければならない時をプレゼンテーション・タイムスタンプが示す。
【００１３】
アクセス・ユニットを受信器バッファから瞬時に除去しデコードする時をデコード・タイムスタンプが示す。これは、Ｂピクチャにピクチャ再整理を用いる時のみプレゼンテーション・タイムスタンプと異なる（Ｂピクチャについては後述する）。Ｂピクチャは、エンコードされたピクチャであり、現在のピクチャの前又は後でシーケンス内の他のピクチャからの入力を用いる。Ｂピクチャは、最大の圧縮を提供するが、デコードされる（又はエンコードされる）ポイントの前後からのデータを必要とするので、バッファを機能させる必要がある。ＤＴＳを用いると、ＰＴＳもビット・ストリーム内に設けなければならない。
【００１４】
しかし、これら同期機構が信頼できないので、複数の関連したエレメンタリ・ストリームの間で遅延が生じる。この遅延は、多くの原因により生じる。これら原因には、例えば、伝送装置を不正確に設定したり、間違った導入をしたり（よって、他の製造業者からの装置と同期しない）、使用中に簡単に故障することなどがある。よって、動作しているデジタル・オーディオビジアル伝送システムにて生じるオーディオビジアル（ＡＶ）遅延を実時間で測定する必要がある。ＡＶ遅延は、エンコーダ、通信、媒体、デコーダを含むいかなる部分にも存在する。これら技術では、ビデオ・ストリームに追加すべきウォータマークを一般的に必要とし、これをオーディオと比較する。すなわち、これには、測定を行うための特別な試験ビデオ及びオーディオのストリームが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特表２００９−５３３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
これら従来の試みの全ては、共通の１つの事項がある。すなわち、完全なタイミング同期と比較する際に、オーディオ・ストリーム及びビデオ・ストリームの間の絶対遅延を測定しようとする。
【００１７】
さらに、ある場合には、多数のトランスポート・ストリームが再マルチプレクスされたダウンストリームなので、ローカルでのコンテンツの挿入目的に、あるトランスポート・ストリームからのパケット化エレメンタリ・ストリームと他のトランスポート・ストリームからのパケット化エレメンタリ・ストリームとを比較できる。ドナー・トランスポート・ストリームは、新たな結果としてのトランスポート・ストリームにおいて明らかである不充分なエンコーダ出力からの結果として、ＰＣＲ、ＰＴＳ及びＤＴＳタイミング・エラーを含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
よって、本発明は、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変動を測定する方法である。本発明では、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し、第１及び第２エレメンタリ・ストリーム用のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積する。また、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値及びエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を補間して、共通のサンプリング・ポイントを有するデータ・セットを形成する。第２エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットから第１エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットを減算して、第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化を表すエレメンタリ・ストリーム差値を形成する。
【００１９】
この新たなＡＶ遅延測定は、絶対遅延ではなく、ある期間にわたってＡＶ遅延の変化を測定することによって伝送システムにおけるＡＶ遅延の原因のみに焦点を当てている。遅延のこれら変化は、典型的には、失われた又はエラーのあるパケット、大きなパケット遅延変動、伝送システム内の再マルチプレクサ、不規則なタイミング情報伝送を原因とする。
【００２０】
本発明の方法は、ＭＰＥＧ−２トランスポート・ストリーム（ＴＳ）又はプログラム・ストリーム（ＰＳ）に含まれる同じプログラム内のオーディオ及びビデオＰＥＳの間の時間経過における遅延の変化を測定する手段を提供する。この遅延は、しばしばリップ同期と呼ばれる。本発明の方法を用いて、ビデオ・パケット化エレメンタリ・ストリームとそれに関連したサブタイトル・データ・パケット化エレメンタリ・ストリームとの間のように同じトランスポート・ストリーム内の２つ以上のパケット化エレメンタリ・ストリームの間の遅延の変化を測定できる。
【００２１】
複数のエレメンタリ・ストリームの間の遅延の変化を測定することにより、デジタル伝送システムの有用データを試験技術者に提供する。これは、故障の伝送部分などを探すのを援助する。
【００２２】
オプションとして、本発明の方法は、差の値のグラフをプロット及び表示するステップも更に具えており、この差の値が、時間経過に伴う第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変化を示す。
【００２３】
オプションとして、本発明の方法は、第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化が所定しきい値又は変化比率以上であるか否かを判断するステップと、所定しきい値又は変化しきい値を超えたかをユーザに指示するステップも更に具えている。
【００２４】
オプションとして、本発明の方法は、所定期間にわたって瞬時タイムスタンプ・データを積分して、スプリアス・データ変動を除去するステップを更に具えている。
【００２５】
オプションとして、この所定期間は、０．０８から５秒の範囲でフレーム期間の倍数である。
【００２６】
オプションとして、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリームは、トランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリームである。
【００２７】
オプションとして、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプは、ＰＣＲタイムスタンプ又はＳＣＲタイムスタンプである。
【００２８】
オプションとして、パケット化エレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプは、ＤＴＳ又はＰＴＳタイムスタンプである。
【００２９】
さらに、本発明は、プロセッサが上述の方法を実行するように、このプロセッサによって実行されるインストラクションから構成されるコンピュータ読出し可能な媒体も提供する。
【００３０】
本発明は、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム内の少なくとも第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の遅延変動を測定する測定装置であって；第１及び第２エレメンタリ・ストリームを含むトランスポート又はプログラムのストリーム内のデジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプを検出するデジタル・オーディビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ検出回路と；第１及び第２エレメンタリ・ストリームを含むトランスポート・ストリーム内のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプを検出するエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ検出回路と；処理ロジック手段とを具え；この処理ロジック手段は、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し；第１及び第２エレメンタリ・ストリーム用のエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を検出して蓄積し；デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・タイムスタンプ値及びエレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプ値を補間して、共通のサンプリング・ポイントを有するデータ・セットを形成し、第２エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットから上記第１エレメンタリ・データ・ストリームの補間データ・セットを減算して、第１及び第２エレメンタリ・ストリームの間の時間経過に伴う遅延の変化を表すエレメンタリ・ストリーム差値を形成することを特徴とする。
【００３１】
オプションとして、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリームは、トランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリームであり、デジタル・オーディオビジアル・データ・ストリーム・テンプレートは、ＰＣＲタイムスタンプ又はＳＣＲタイムスタンプである。
【００３２】
オプションとして、パケット化エレメンタリ・ストリーム・タイムスタンプは、ＤＴＳ又はＰＴＳタイムスタンプである。
【００３３】
本発明は、上述の装置から構成され、上述の方法を実行するアナライザを提供する。
【００３４】
本発明は、上述の方法を実行する上述の装置を具えたテレビジョン・ヘッド・エンドにおいて用いるオプションのモニタ装置を更に提供する。
【００３５】
本発明の方法は、各プログラム基準クロック（ＰＣＲ：Program Reference Clock）及びプレゼンテ−ション・タイムスタンプ（ＰＴＳ：Presentation Timestamp）をサンプリングでき、共通のＰＣＲタイムベースを用いる伝送システム内の任意の２つのポイントの間で用いることができる。プログラム・ストリームは、ＰＣＲの代わりにシステム・クロック基準（ＳＣＲ：System Clock Reference）タイムベースを用いるが、その動作及び用途は、ＰＣＲインプリメンテーションに類似している。よって、上述の方法を実行する装置が任意の伝送装置に配置されれば、その装置に遅延特性を測定できて、補正を行える。実際に、この遅延試験は、代わりに、伝送システムの全部分にわたって実行できる。
【００３６】
添付図を参照して、圧縮デジタル・ストリーム内の遅延の変化を測定する本発明の方法及び装置の実施例を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＴＶ放送ネットワークの如き典型的なデジタル・オーディオビジアル伝送システムを示す図である。
【図２】本発明の実施例が適用される典型的なデジタル・ビデオ・エンコード・システムの詳細な図である。
【図３】異なるヘッダ・データによりパケット化データのレーヤからどのようにＴＳが形成されたかを表すトランスポート・ストリーム（ＴＳ）の例示的構成を示す図である。
【図４】図３のトランスポート・ストリームの例示的なシステム・ターゲット・デコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）の図であり、ＳＴＢ受信器内での一連のバッファを通過する各エレメンタリ・ストリームのデータの流れを示す。
【図５】共通のプログラム・クロック基準に対してプロットした異なるエレメンタリ・ストリーム１及び２の例示的ＰＴＳデータのグラフである。
【図６】図５に示した例示のデータにおけるＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム１）−ＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム２）のグラフである。
【図７】エレメンタリ・ストリーム遅延を試験するために、本発明の実施例による試験装置を具える典型的なデコーダ・システムのブロック図である。
【図８】本発明の実施例により、複数の別々のエレメンタリ・ストリームの間の遅延の変化を求める方法を説明する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明するが、同じ又は類似の部分及びステップを同じ又は類似の参照符号で示す。
【００３９】
以下の説明は、第１（例えば、ビデオ）パケット化エレメンタリ・ストリームと、関連した第２（例えば、オーディオ）パケット化エレメンタリ・ストリームの間の時間遅延を測定する場合である。しかし、トランスポート又はプログラムのストレス内で任意の関連した複数のパケット化エレメンタリ・ストリームの間の遅延を測定するのに、同じ方法及び装置を用いることができる点が明らかであろう。
【００４０】
図１は、典型的なデジタル・オーディオビジアル伝送システムの高レベルのブロック図である。ここで、入力オーディオ／ビデオ／データ供給１１０は、オーディオ／ビデオ・エンコード装置２００への入力となる。このオーディオ／ビデオ・エンコード装置２００は、分配系１２０を介して最終視聴者に送られる。最終視聴者は、統合デジタルＴＶ１４０、セット・トップ・ボックス（ＳＴＢ）１５０を介して接続されたＴＶ１３０、又は適切なＰＣ（パーソナル・コンピュータ）や類似の結合装置１６０を用いる。分配系の正確な特性は重要ではなく、地上放送ＴＶに用いる如き無線送信機ベースのシステムでもよいし、同様にサテライト放送システム又はＩＰネットワークなどでもよい。本発明は、特定の如何なる分配系１２０にも限定されない。
【００４１】
図２は、図１のオーディオ／ビデオ・エンコード装置２００の詳細なブロック図である。ビデオ、オーディオ又は他のデータ１１０は、ＰＴＳ及びＤＴＳ値挿入回路２１５を有するエンコーダ２１０に供給される。エンコーダ２１０は、ビデオ、オーディオ又はデータのストリーム（図示せず）の各々に対して個別であって実時間で動作するエンコーダの集合（バンク）として形成してもよい。また、（例えば、ビデオ、オーディオ又はデータのストリームが非実時間でエンコードされ、伝送ストレスに組合される前にローカルに蓄積される場合）エンコーダ２１２０は、総てのデータ・ストリームに分離して機能する単一のエンコーダとして形成してもよい。
【００４２】
典型的には、２７ＭＨｚで動作するローカル・エンコーダ・クロック発生器２３０は、ローカル・タイムベースをＰＣＲカウンタ２４０及びＰＴＳ／ＤＴＳ挿入回路２１５に供給する。ＰＣＲカウンタ２４０は、典型的には４２ビット・カウンタである。
【００４３】
ＰＴＳ及びＤＴＳタイムスタンプは、典型的には、９０ＫＨｚのレートで増分する３３ビット・カウンタである。これらは、例え低い時間分解能でも、同じプログラムでＰＣＲと呼ばれる。
【００４４】
ＰＴＳ／ＤＴＳ挿入回路２１５は、エンコード処理の一部として、パケット化エレメンタリ・ストリームの各々に対して各ＰＴＳ／ＤＴＳタイムスタンプを挿入する。しかし、ＰＣＲタイムベースは、ユニバーサルであり（また、データ・ストリームのレーヤ化された特徴により）、個別のパケット化エレメンタリ・ストリームがマルチプレクサ２２０にて一緒にマルチプレクスされると、典型的にはＰＣＲ値が挿入される。エンコーダによりエンコードされないサービス情報２２５もマルチプレクサ２２０に含まれる。
【００４５】
ＰＣＲ挿入装置を例示しているが、これは、（ＰＣＲカウンタ２４０から得られた）必要なＰＣＲ値を蓄積するレジスタを具えている。ロード・パルス２６０の受けると、このＰＣＲ値は、マルチプレクサで適切なトランスポート・ストリーム・パケットにロードされる（２７０）。
【００４６】
エンコード装置２００の出力は、ＰＣＲ（又はＳＣＲ）値及びＤＴＳ／ＰＴＳ値の両方を含むトランスポート・ストリーム２８０（又は場合によってはプログラム・ストリーム）である。
【００４７】
図３は、トランスポート・ストリーム２８０の構成例を示す。これは、異なるヘッダ・データにより、パケット化オーディオ、ビデオ又は他のデータのレーヤからどのようにトランスポート・ストリームを構成するかを示す。
【００４８】
トランスポート・ストリーム２８０は、データの多数のレーヤを具える。エレメンタリ・ストリームの形式で、圧縮ビデオ又はオーディオ・データは、圧縮レーヤ３１０でパケット化されて、ビデオ又はオーディオのアクセス・ユニット３１１を形成する。次に、ヘッダをパケット・レーヤ３２０内の圧縮ビデオ又はオーディオのアクセス・ユニットに追加して、デジタル・オーディオ／ビジュアル（又はサブタイトルなどの他のデータ）ペイロード部分３２３及びＰＥＳヘッダ３２１を具えるＰＥＳパケットを形成する。ＰＥＳヘッダ３２１は、ＤＴＳ及び／又はＰＴＳの値を含む。代わりに、他のデータ・パケット３２６をサービス情報３２４で形成してもよい。
【００４９】
異なる形式のＰＳＥパケット３２５及び他のデータ・パケット３２６は、トランスポート・レーヤ・ペイロード３３２を形成する。これらは、各トランスポート・レーヤ・ヘッダ３３１と組み合わさって、トランスポート・レーヤ・パケット３３５を形成し、また、トランスポート・レーヤ３３０内のトランスポート・ストリーム２８０に組合される。
【００５０】
トランスポート・レーヤ・ヘッダ３３１は、オプションとして、アダプテーション・フィールド内のＰＣＲタイムスタンプを含んでいる（ＰＣＲタイムスタンプのみを少なくとも１００ｍｓ毎に送る必要があり、全てのパケットがＰＣＲタイムスタンプを含む必要がない）。トランスポート・レーヤ・ヘッダ３３１のアダプテーション・フィールドも、スプライス・ポイント・フラグ、ランダム・アクセス・インジケータなどの如き他のデータ項目を含んでもよい。トランスポート・ストリーム・ヘッダは、同期バイト、フラグ及び／又は他のインジケータとパケット識別子（ＰＩＤ：Packet Identifier）の如く用途における特定標準に必要な他のデータも含む。ＰＩＤは、各エレメンタリ・ストリームと、トランスポート・ストリーム内のサービス情報用の独自の識別子である。
【００５１】
図４は、図３のトランスポート・ストリーム用の例示的なシステム・ターゲット・デコーダ（Ｔ−ＳＴＤ）４００を示す図であり、ＳＴＢ受信器内の一連のバッファを介して各エレメンタリ・ストリームのデータの流れを示す。
【００５２】
デコーダ４００は、典型的には、各エレメンタリ・ストリーム形式用の分離したデコード経路を具えている。トランスポート・ストリーム２８０は、必要なところにビデオ、オーディオ又はデータのエレメンタリ・ストリームの任意の組合せを含めるので、デコーダは、各形式に対して多数のデコード経路（例えば、１つのビデオ・デコード経路、２つのオーディオ・デコード経路及び１つのデータ・デコード経路）を具えてもよい。デマルチプレクサ４０５は、トランスポート・ストリームの出力に異なるエレメンタリ・ストリームをデマルチプレクスして、各対応デコード経路に供給する。
【００５３】
図４の例は、各エレメンタリ・ストリーム形式に１つのみのデコード経路が存在する場合を示している。
【００５４】
ビデオ・デコード経路４０１は、入力ストリームから内部パケット・ジッタを除去するトランスポート・バッファ４１０を具えている。ビデオが標準分解能又は高分解能である例において、トランスポート・バッファ４１０は、マルチプレクス・バッファ４１２を供給して、データの流れを安定化させる。マルチプレクス・バッファ４１２は、実際のデコードの前に蓄積するために、エレメンタリ・ストリーム・バッファ４１４に供給する。
【００５５】
オーディオ及びシステム・メイン・バッファ（４４２及び４５２）は、ビデオ・エレメンタリ・バッファ４１４と類似の機能を果たす。
【００５６】
マルチプレクス・バッファ４１２は、ビデオ・デコード４１６に供給する。このビデオ・デコード４１６は、順次再生するために、ビデオ・データを各ピクチャにデコードする。ピクチャは、フレーム又はフィルタの形式でよい。Ｂピクチャを用いると、再順序バッファ４１８及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）４２０を用いて、正確な再生順序を回復させる。最終で正確に順序づけられたビデオ・データ６３３が表示用の出力として利用可能である。
【００５７】
出力トランスポート・ストリーム又はプログラム・ストリーム（ＰＣＲ、ＳＣＲ、ＰＴＳ及びＤＴＳ）内のタイムスタンプを選択して、デコード内のバッファがアンダー・フロー又はオーバーフローしないようにすることを、マルチプレクサ２２０を含むエンコーダ２００が確実にする。アンダー・フロー又はオーバーフローは、視聴者に混乱を起こさせる。
【００５８】
同様の処理をオーディオ及びデータのデコード経路の両方に用いる。しかし、これらには、再順序づけの問題がないので、デコーダの前にトランスポート・バッファ（４４０、４５０）及びメイン・バッファ（４４２、４５２）が必要になるのみである。
【００５９】
オーディオ・デコード経路は、デコードされたオーディオ６３２を生じる一方、データ・デコード経路は、デコードされたデータ、例えば、システム情報６３０を生じる。
【００６０】
ＰＣＲ及びＰＴＳ／ＤＴＳタイムスタンプの間に同期がないので、ＰＣＲ及びＰＴＳタイムスタンプが異なる時点で伝送される。よって、ＰＴＳ又はＤＴＳをＰＣＲと直接比較するために、同じトランスポート・ストリーム・パケット内で２つが送られない限り、補間を行わなければならない。
【００６１】
図４を参照する。デコード・タイムスタンプ（ＤＴＳ：Decoding Timestamp）は、ＰＥＳ内の第１アクセス・ユニットをビデオ・エレメンタリ・ストリーム・バッファ４１４（又はオーディオ/データ用のメイン・バッファ）から除去してデコードすべき時点を指示する。プレゼンテーション・タイムスタンプ（ＰＴＳ）は、アクセス・ユニットがユーザに表示される時点を指示する。オーディオ・ストリームでは、ＰＴＳはＤＴＳに等しい。ビデオ・ストリームでは、ＭＰＥＧ圧縮に用いる前後基準のため、アクセス・ユニットを表示順序と異なる順序で伝送してもよい。可能性のある前後基準を用いるアクセス・ユニットは、最高の圧縮を提供し、双方向又はＢピクチャとして知られている。結論として、いくつかのアクセス・ユニットがユーザに表示される前に、アクセス・ユニットをデコードしなければならない。この期間中、アクセス・ユニットは、受信器バッファに蓄積される。全てのアクセス・ユニットにＤＴＳ及びＰＴＳは必要ないが、これらは、少なくとも７００ｍｓ毎に伝送しなければならない。中間アクセス・ユニット用のデコード及びプレゼンテーション時間は、受信器により補間できる。
【００６２】
同じトランスポート・ストリーム・プログラム内のオーディオ及びビデオ（及び任意の他のデータ）パケット化エレメンタリ・ストリームが同じＰＣＲタイムベースを用いるので、エレメンタリ・ストリーム１（例えば、ビデオ）用のＰＴＳ値は、エレメンタリ・ストリーム２（例えば、オーディオ）用のＰＴＳチト同じグラフ（図示せず）にプロットできる。
【００６３】
サンプリングしたＰＴＳ値を共通のＰＣＲタイムベースから減算して、２つのパケット化エレメンタリ・ストリームのＰＴＳ−ＰＣＲ変動を提供することが可能である。必要に応じて、２つより多いパケット化エレメンタリ・ストリームをサンプリングしてもよい。
【００６４】
図５は、変動情報を用いて得た共通プログラム・クロック基準に対する２つの異なるパケット化エレメンタリ・ストリーム１及び２用の例示ＰＴＳデータのグラフ５００を示す。すなわち、パケット化エレメンタリ・ストリーム１（例えば、ビデオ）５１０の変動が、パケット化・エレメンタリ・ストリーム２（例えば、オーディオ）５２０に対してプロットされる。
【００６５】
つぎに、ＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム１）−ＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム２）を示すグラフを生じる。これを図６に示す。ここでは、上述の方法を実行する試験装置を配置した分配系１２０の部分で生じたオーディオビジアル（ＡＶ）遅延６１０の効果的なプロット６００を示す。ＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム１）−ＰＴＳ（エレメンタリ・ストリーム２）のプロット６１０とベースラインとの間の差６２０が、各ポイント時点における遅延である。
【００６６】
いずれかのパケット化エレメンタリ・ストリームにおける各ＰＴＳに対してグラフにポイントをプロットする。他のパケット化エレメンタリ・ストリーム用の有効なＰＴＳを補間することにより、ＰＴＳ差値を計算する。
【００６７】
異なるサイズのフレームを用いると、グラフに高い周波変動が生じるが、所定期間、例えば、１秒間にわたって瞬時ＰＴＳ値を積分することにより、これら高い周波数変動をスムーズにできる。０．５秒から５秒の如く長い又は短い積分期間を等しく利用できる。重要な特徴は、総合積分時間が単一のフレーム期間（第２ビデオにつき２４フレームの場合は３３ｍｓ）の倍数である。この方法のスムーズ化を用いることは、スプリアスの個別値よりも、ＡＶ遅延変動における長時間の傾向を検出するのに最も有効である。
【００６８】
実際には、（Ｂピクチャを用いた）ビデオ・フレームの再順序化は、このようにすることにより得られる圧縮改善のために生じるようである。ビデオ・フレームの再順序化は、ＰＴＳ−ＰＣＲグラフにおける高い周波変動に影響する。よって、ＰＴＳの代わりにデコード・タイムスタンプ（ＤＴＳ）における差をプロットすることが好ましい。フレーム再順序化を用いない場合に、オーディオ及び他のデータ・パケット化エレメンタリ・ストリーム形式に対して、同じフレームのＤＴＳ値及びＰＴＳ値が等しい点に留意されたい。よって、ＰＴＳの代わりにＤＴＳを用いた任意のインプリメンテーションは、再順序化及び非再順序化エレメンタリ・ストリームに対して同じに作用する。
【００６９】
図７は、全体のシステムの特定部分で生じた遅延を試験するために、本発明の実施例によるパケット化エレメンタリ・ストリーム遅延の試験測定機器７００をデジタル・オーディオビジアル伝送系１２０にどのように取り付けるかを示す。図示の例において、入力トランスポート・ストリーム２８０からの入力ＰＣＲ値と、個別のデコーダ７２０に進む各パケット化エレメンタリ・ストリーム用の出力ＰＴＳ又はＤＴＳと比較することにより、デマルチプレクサ７１０により生じる遅延を測定する。なお、デコーダ７２０の各々は、個別にデコードされたオーディオ、ビデオ又はデータのビデオ・ストリームを生じる。
【００７０】
パケット化エレメンタリ・ストリーム遅延試験測定機器７００は、ＰＣＲ検出ユニット７４０を具えており、ローカル・デコーダ・クロック７５０（例えば、位相拘束ループ・クロック）を制御する。ＰＣＲ検出ユニット７４０は、ＰＣＲ値をＰＴＳ／ＤＴＳ対ＰＣＲ比較ユニット７７０に供給する。比較ユニット７７０は、ＰＴＳ及びＤＴＳ検出ユニット７６０を介して各被試験ストリーム用の個別のＰＴＳ／ＤＴＳ値も供給する。この比較ユニットは、図５及び６に示すグラフのように、プロット用に必要な全ての値を計算する。試験測定機器７００は、ユーザが何を見たいかに応じて、サンプル・データを表示できる任意形式のグラフを示すように構成される。
【００７１】
代わりに、例えば、テレビジョン・ヘッド・エンドに配置された動作モニタ機器内に、ＡＶ遅延の変化を測定する上述の方法をインプリメンテーションする場合、ＡＶ遅延の変化のあるレベルを検出するか、又はＡＶ遅延の変化のあるレートを検出するときに、オーディオの警告を発生するようにモニタ機器を適合させてもよい。これは、図５及び６のグラフ・プロットの実際の表示を必要としない。かかるインプリメンテーションにおいて、ヘッド・エンドから全てのＰＥＳが放送されなければ、図８に示すように２つではなく多数のパケット化エレメンタリ・ストリームがモニタされる。
【００７２】
図８は、本発明の実施例により２つの別々のパケット化エレメンタリ・ストリームの間の遅延の変化を求める方法の高レベルの流れ図を示す。これは、２つのパケット化エレメンタリ・ストリームのみに適用される。
【００７３】
本発明のこの方法は、ステップ８１０で、パケット化エレメンタリ・ストリーム１用のＰＴＳ又はＤＴＳタイムスタンプ対ＰＣＲタイムスタンプの時間差を測定し、ステップ８２０で、パケット化エレメンタリ・ストリーム２用のＰＴＳ又はＤＴＳタイムスタンプ対ＰＣＲタイムスタンプを測定する。
【００７４】
ステップ８３０にて、サンプリングしたＰＴＳ又はＤＴＳタイムスタンプ対ＰＣＲタイムスタンプのデータを補間して、ＰＴＳ／ＤＴＳ値とＰＣＲ値との間の直接比較を可能とする。これら値は、図５を参照して詳細に上述したように同時には生じない。
【００７５】
正確に同時に生じるデータが利用可能ならば、パケット化エレメンタリ・ストリーム１のデータをパケット化エレメンタリ・ストリーム２のデータから減算する（図６のグラフ用のデータを発生する）。
【００７６】
積分ステップ８５０に進み、スプリアス・データ変動を除去するために、サンプリングされたデータをスムーズにする。つぎに、ステップ８６０で、データをグラフにプロットする。ステップ８７０では、このデータをユーザの制御で表示するか、又は、このデータを用いて、あるしき値又は変化があるレートで生じた時を検出する警告システムを駆動できる。
【００７７】
本発明の装置及び方法の重要な部分は、ＰＥＳパケットにカプセル化される任意のオーディオ及びビデオのストリーム上で動作することである。これは、任意の放送トランスポート・ストリームで測定を行い、ユーザがソース・オーディオ及びビデオ素材に対して制御できない点を意味することで重要である。
【００７８】
ここで説明した方法は、パケット化オーディオ及びビデオ・エレメンタリ・ストリームの間の遅延の測定に限定されず、ＰＥＳパケット内でカプセル化され、同じＰＣＲシステム・タイム・クロックを基準とする任意の２つのパケット化エレメンタリ・ストリームの間の遅延の測定にも同様に適用できる。例えば、この方法を用いて、ビデオとそれに関連したサブタイトル・ストリームとの間の遅延の変化を測定できる。
【００７９】
この方法がＰＥＳヘッダ及びトランスポート・レーヤのみを必要とするので、この測定は、ＰＥＳレーヤでスクランブルされ、適合フィールド・パラメータに関連したＡＶストリームに対しても機能する。これは、暗号化されたトランスポート・ストリーム内でさえ典型的には暗号化されていない（実際のオーディオ／ビジュアル・ペイロードのみが暗号化される）。
【００８０】
上述は、ＭＰＥＧ−２システムの観点で機能したが、任意の等価なデジタル・オーディオ／ビデオ伝送又は放送システムでもこの方法及び装置を等しく用いることができる。この際、ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）を含み、ＰＣＲ及びＰＴＳ／ＤＴＳタイムスタンプと等価なタイムスタンプを用いる圧縮技術を用いる。例えば、標準分解能及び高分解能のビデオ・データの両方で、ＭＰＥＧ−４、Ｈ．２６４又はＶＣ−１にてこの方法を用いることができる。
【００８１】
上述の方法は、適切に適合するか設計されたハードウェアによっても実行できる。この方法の一部は、インストラクションのセットでも実現でき、コンピュータが読み出せる媒体に蓄積できる。この媒体からインストラクション・セットがプロセッサ、又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などを有するコンピュータにロードされ、プロセッサ又はコンピュータが上述の方法を実行する。
【００８２】
同様に、この方法は、特別にプログラムされた又ハードウェア設計された集積回路としても実現できる。この集積回路にプログラムがロードされると、上述の遅延測定方法が実行される。この集積回路は、ＰＣ等の如き汎用計算装置の一部としても構成できる。または、これは、ハードウェア試験及び／又は測定機器などの如く一層特化した装置の一部として構成してもよい。
【００８３】
一例のハードウェア実施例は、上述の装置を提供するように、及び／又は上述の方法を実行するようにプログラムされたフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）である。このＦＰＧＡは、試験又は測定機器内に配置される。
【００８４】
本発明の他の例のハードウェア実施例は、１つ以上の用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）であり、試験又は測定機器内に配置される。
【００８５】
上述の方法で実行されるステップの正確な順序及び内容は、速度、品質などの実行パラメータの特定のセットの要求に応じて変更してもよいことが当業者には理解できよう。スプリアス瞬間測定値を解決するために平均化を用いることはオプションであり、用途の拡張はインプリメンテーション・パラメータに応じる。さらに、上述の装置の異なる実施例は、本発明全体の特定のインプリメンテーションの要求に応じて、異なる組合せで、本発明の特徴を選択的にインプリメンテーションしてもよいことが明らかであろう。
【符号の説明】
【００８６】
１２０  分配系
１３０  ＴＶ
１４０  統合デジタルＴＶ
１５０  セット・トップ・ボックス
１６０  結合装置
２００  オーディオ／ビデオ・エンコード装置
２１０  エンコーダ
２１５  ＰＴＳ及びＤＴＳ挿入回路
２２０  マルチプレクサ
２３０  エンコーダ・クロック発生器
２４０  ＰＣＲカウンタ
２５０  レジスタ
４０５  デマルチプレクサ
４１０、４４０、４５０  トランスポート・バッファ
４１２  マルチプレクス・バッファ
４１４  エレメンタリ・ストリーム・バッファ
４１６、４４６、４５６  デコーダ
４１８  再順序バッファ
４２０  マルチプレクサ（ＭＵＸ）
４４２、４５２  メイン・バッファ
７１０  デマルチプレクサ
７２０  デコーダ
７４０  ＰＣＲ検出ユニット
７５０  ローカル・デコーダ・クロック
７６０  ＰＴＳ及びＤＴＳ検出回路
７７０  ＰＴＳ／ＤＴＳ対ＰＣＲ比較ユニット
７８０  表示器
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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