(57)【要約】  第１の符号化レートの第１のデータ・ストリームおよび第２の符号化レートの第２のデータ・ストリームを含む信号を受信し（５１０）、第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に第１のデータ・ストリームのコンテンツを出力し（５５０）、第１のストリームのエラー値が第１のエラー値を超える場合に第２のデータ・ストリームのコンテンツを出力する（５８０）、方法（５００）。装置（３００）は、第１の符号化レートで符号化された第１の部分および第２の符号化レートで符号化された第２の部分を含む信号を受信する復調器（３２０）と、復号された第１の部分のエラー・レートが第１のエラー・レートを超えるかどうかを判定する制御装置（３６０）と、復号された第１の部分が第１のエラー・レートを超える場合に、復号された第２の部分のビデオ信号を供給する出力ドライバ（３５０、３７０）とを含む。
2013535921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の符号化レートで符号化された第１のデータ・ストリームおよび第２の符号化レートで符号化された第２のデータ・ストリームを含む信号を受信するステップ（５１０）と、
前記第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に、前記第１のデータ・ストリームの第１のコンテンツを出力するステップ（５５０）と、
前記第１のデータ・ストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値を超える場合に、前記第２のデータ・ストリームの第２のコンテンツを出力するステップ（５８０）と、
を含む、方法（５００）。
【請求項２】
前記第１のコンテンツおよび前記第２のコンテンツが同じビデオ画像を含む、請求項１に記載の方法（５００）。
【請求項３】
前記信号が同期情報を含み、該同期情報は前記第１のストリームと前記第２のストリームとが前記ビデオ画像に基づいて同期されることを示す、請求項２に記載の方法（５００）。
【請求項４】
前記同期情報に基づいて前記第１のストリームの前記第１のコンテンツの出力の時刻を調節するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法（５００）。
【請求項５】
第１の復号プロセスを用いて前記第１のデータ・ストリームを復号して前記第１のコンテンツを生成するステップ（５３０）と、
第２の復号プロセスを用いて前記第２のデータ・ストリームを復号して前記第２のコンテンツを生成するステップ（５６０）と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法（５００）。
【請求項６】
前記第２のデータ・ストリームを復号する前記ステップ（５６０）が、前記第１の復号されたストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値よりも低い場合にディセーブルされる、請求項５に記載の方法（５００）。
【請求項７】
前記第２のデータ・ストリームが前記第１のデータ・ストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値よりも低くかつ第２のエラー値を超える場合に復号される、請求項５に記載の方法（５００）。
【請求項８】
前記第２のデータ・ストリームの前記第２のコンテンツを出力する前記ステップ（５８０）が、前記第１のデータ・ストリームの前記第１のコンテンツより低いビデオ品質で前記第２のコンテンツを出力することをさらに含む、請求項１に記載の方法（５００）。
【請求項９】
前記第２のデータ・ストリームの前記第２のコンテンツを出力する前記ステップ（５８０）が、前記第１のコンテンツを表示することができるビデオ・ディスプレイ上に前記第２のコンテンツを表示するために前記第２のストリームのビデオ・コンテンツを変換することをさらに含む、請求項１に記載の方法（５００）。
【請求項１０】
第１の符号化レートで符号化された第１の部分および第２の符号化レートで符号化された第２の部分を含む信号を受信する復調器（３２０）と、
前記復調器（３２０）に結合され、前記信号の復号された第１の部分のエラー・レートが第１のエラー・レートを超えるかどうかを判定する制御装置（３６０）と、
前記制御装置（３６０）に結合され、前記信号の復号された第１の部分が前記第１のエラー・レートを超える場合に前記信号の復号された第２の部分のビデオ信号を供給する出力ドライバ（３５０、３７０）と、
を備える、信号受信装置（３００）。
【請求項１１】
前記信号の前記第１の部分および前記第２の部分が同じビデオ画像を含む、請求項１０に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１２】
前記信号が、該信号の前記第１の部分および前記第２の部分を同期させる同期情報を含む、請求項１１に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１３】
前記出力ドライバ（３５０、３７０）が前記信号の前記復号された第１の部分が前記第１のエラー・レートよりも低い場合に前記信号の前記復号された第１の部分のビデオ信号をさらに供給し、当該信号受信装置が前記信号の前記復号された第１の部分を前記信号の復号された第２の部分と同期させる、前記制御装置に結合されたシンクロナイザをさらに備える、請求項１２に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１４】
前記復調器（３２０）に結合され、前記信号の前記第１の部分を復号して該信号の第１の部分のビデオ信号を生成する第１のデコーダ（３３０）と、
前記復調器（３２０）に結合さ、前記信号の第２の部分を復号して該信号の第２の部分のビデオ信号を生成する第２のデコーダ（３４０）と、
をさらに含む、請求項１０に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１５】
前記第２のデコーダ（３４０）が、前記信号の復号された第１の部分のエラー・レートが前記第１のエラー・レートよりも低い場合にディセーブルされる、請求項１４に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１６】
前記第２のデコーダ（３４０）が、前記信号の復号された第１の部分のエラー・レートが前記第１のエラー・レートを超えかつ第２のエラー・レートよりも低い場合に前記信号の第２の部分を復号する、請求項１４に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１７】
前記出力ドライバ（３５０、３７０）が、さらに、前記第１のストリームのエラー・レートが前記第１のエラー・レートを超える場合に前記第２のストリームの復号されたビデオ・コンテンツを出力する、請求項１６に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１８】
前記出力ドライバ（３５０、３７０）が、さらに、前記信号の第１の部分の前記ビデオ・コンテンツよりも低いビデオ品質で前記信号の第２の部分の前記ビデオ・コンテンツを供給する、請求項１０に記載の信号受信装置（３００）。
【請求項１９】
前記出力ドライバ（３５０、３７０）が、さらに、前記信号の第１の部分のビデオを表示することができるビデオ・ディスプレイ上に前記第２のストリームを表示するために、前記信号の第２の部分のビデオ・コンテンツを変換する、請求項１０に記載の信号受信装置。
【請求項２０】
第１の符号化レートの第１のデータ・ストリームと第２の符号化レートの第２のデータ・ストリームとを含む信号を受信する手段（３１０）と、
前記第１のデータ・ストリームを復号する手段（３３０）と、
前記復号された第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値を超える場合に前記第２のデータ・ストリームを復号する手段（３４０）と、
前記復号された第１のデータ・ストリームのエラー値が第２のエラー値を超える場合に前記復号された第２のデータ・ストリームのコンテンツを出力する手段（３７０）と、を備える、装置（３００）。
【請求項２１】
前記第２のエラー値が前記第１のエラー値よりも大きい、請求項２０に記載の装置（３００）。
【請求項２２】
前記出力する手段（３７０）が、前記復号された第１のデータ・ストリームのエラー値が前記第１のエラー・レートよりも低い場合に前記復号された第１のデータ・ストリームのコンテンツを出力する手段を含む、請求項２０に記載の装置（３００）。
【請求項２３】
前記復号された第１のデータ・ストリームのコンテンツを前記復号された第２のデータ・ストリームのコンテンツと同期させる手段（３５０）をさらに備える、請求項２０に記載の装置（３００）。
【請求項２４】
入力装置に応答して対話型グラフィック・ディスプレイ（６００）に信号復号プロセスの選択肢を表示する方法であって、
第１の符号化レートで符号化された第１のデータ・ストリームと第２の符号化レートで符号化された第２のデータ・ストリームとを含む受信信号の復号に関連する複数の視覚要素を表示するステップと、
ユーザ入力に応答して前記受信信号のための復号プロセスを選択するステップと、を含み、
前記復号プロセスが、
前記第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に前記第１のデータ・ストリームの第１のコンテンツを出力すること（５５０）、および
前記第１のデータ・ストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値を超える場合に前記第２のデータ・ストリームの第２のコンテンツを出力すること（５８０）をさらに含む、方法。
【請求項２５】
前記複数の視覚要素が、前記復号プロセスをオンにする選択肢および前記復号プロセスをオフにする選択肢のうちの少なくとも一方を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の視覚要素が、前記第１のデータ・ストリームのエラー値が前記第１のエラー値を超えるときに前記第２のデータ・ストリームを出力する第１の選択肢と、前記第１のデータ・ストリームのエラー値が第２のエラー値を超えるときに前記第２のデータ・ストリームを出力する第２の選択肢とを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数の視覚要素が、前記第１のコンテンツを表示することができるビデオ・ディスプレイに前記第２のコンテンツを表示するために前記第２のストリームのビデオ・コンテンツを変換する選択肢を含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示は、一般に、ディジタル信号データ伝送システムの動作に関し、より詳細には、複数のビデオ符号化レベルおよび複数の受信性能レベルを有するビデオ信号を含む放送テレビジョンのデータの伝送、受信および復号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
本欄は、以下に述べる本発明の様々な態様に関係する可能性がある様々な技術的特徴を読者に紹介するための項である。この記述は、本発明の様々な態様をより理解し易くする背景情報を読者に与えるのに有効であると考えられる。従って、以下の記述は、この点に照らして読むべきものであり、従来技術を承認するものとして読むべきものではないことを理解されたい。
【０００３】
世界中のテレビジョン放送システムは、アナログの音声信号およびビデオ信号の配信から、最新のディジタル通信システムを用いたディジタルの音声およびビデオの配信へと移行している。例えば、米国では、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）が、「ＡＴＳＣ標準：ディジタル・テレビジョン標準Ａ／５３」（Ａ／５３標準）と呼ばれる標準を開発している。Ａ／５３標準では、ディジタル・テレビジョン放送用のデータを符号化および復号する方法を定義している。さらに、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、電磁スペクトルの一部をテレビジョン放送に割り振っている。ＦＣＣは、この分配部分のうちの連続した６メガヘルツ（ＭＨｚ）のチャンネルを、地上波（すなわちケーブルまたは衛星でない）ディジタル・テレビジョン放送の伝送用として個々の放送業者に割り当てる。各６ＭＨｚチャンネルは、Ａ／５３標準の符号化／変調フォーマットに基づいて、毎秒約１９メガビット（Ｍｂ）のチャンネル容量を有する。さらに、ＦＣＣは、この６ＭＨｚチャンネルを介した地上波ディジタル・テレビジョン・データの伝送は、Ａ／５３標準に準拠していなければならないと定めている。
【０００４】
Ａ／５３標準などのディジタル放送信号の伝送標準は、ソース・データ（例えばディジタル音声データおよびディジタル・ビデオ・データ）を処理して上記チャンネルを介して伝送される信号に変調するための方法を定義している。この処理では、チャンネルによって伝送信号にノイズおよびマルチパス干渉が加えられた場合でも、この信号をチャンネルから受信する受信器がソース・データを復元することができるように、冗長情報がソース・データに付加される。ソース・データに付加される冗長情報によって、ソース・データを伝送する有効データ・レートは低下するが、伝送信号からソース・データを復元する際に成功する可能性は高くなる。
【０００５】
Ａ／５３標準の開発プロセスは、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）および固定受信に焦点が当てられていた。このシステムは、既に市場に出回り始めていた大型の高解像度テレビジョン画面のビデオ・ビット・レートを最大限に高めるように設計されていた。しかし、ＡＴＳＣのＡ／５３標準またはレガシーな符号化／伝送標準での放送伝送では、モバイル受信器の受信が困難であるという問題が生じている。
【０００６】
この事実の認識に基づき、２００７年に、ＡＴＳＣは、放送業者がモバイル装置およびハンドヘルド装置にテレビジョンのコンテンツおよびデータをそれぞれのディジタル放送信号によって配信することを可能にする標準を開発するプロセスを立ち上げることを発表した。レガシーな伝送標準に加えられる変更点には、さらなるデータ冗長性を導入するための追加の符号化方式が含まれる。この追加の符号化は、レガシーなＡ／５３標準との逆方向互換性を維持しながら、モバイル装置、ハンドヘルド装置およびペデストリアン装置内の最新の受信器とも良好に動作できるようになっている。Ａ／１５３として知られているこの新しい標準では、既存のＡＴＳＣサービスも、同じ無線周波（ＲＦ）チャンネル内で、既存の受信機器に悪影響を及ぼすことなく動作することができる。
【０００７】
ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ信号として知られている追加のモバイル／ハンドヘルド信号をレガシーＡＴＳＣ信号と一緒に含めてもレガシーな受信を損なうことはないが、この追加信号は、放送チャンネル信号内において別個の信号または別個のサブチャンネルとして意図されている。さらに重要なことは、ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ信号は、通常は、レガシー放送信号への付加物（ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）として与えられるわけではなく、従って、レガシー信号の受信の性能およびユーザ・エクスペリエンスを向上させるように意図されているわけではないことである。本願の開示は、ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈなどの最新のモバイル／ペデストリアン信号を用いて、既存のレガシーＡＴＳＣ放送システムなどの固定受信システムの性能およびユーザ・エクスペリエンスを向上させることができるシステムおよび方法を提供することによって、この欠点を克服するものである。
【発明の概要】
【０００８】
本願の開示の１つの態様によれば、第１の符号化レートの第１のデータ・ストリームおよび第２の符号化レートの第２のデータ・ストリームを含む信号を受信するステップと、第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に第１のデータ・ストリームのコンテンツを出力するステップと、第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値を超える場合に第２のストリームのコンテンツを出力するステップと、を含む方法が提供される。
【０００９】
本願の開示の別の態様によれば、第１の符号化レートで符号化された第１の部分および第２の符号化レートで符号化された第２の部分を含む信号を受信する復調器と、上記復調器に結合され、上記信号の復号された第１の部分のエラー・レートが第１のエラー・レートを超えるかどうかを判定する制御装置と、上記制御装置に結合され、上記信号の復号された第１の部分が第１のエラー・レートを超える場合に上記信号の復号された第２の部分のビデオ信号を供給する出力ドライバと、を含む信号受信装置が提供される。
【００１０】
本願の開示の別の態様によれば、入力装置に応答して対話型グラフィック・ディスプレイに信号復号プロセスの選択肢を表示する方法であって、第１の符号化レートで符号化された第１のデータ・ストリームと第２の符号化レートで符号化された第２のデータ・ストリームとを含む受信信号の復号に関連する複数の視覚要素を表示することと、ユーザ入力に応答して受信信号のための復号プロセスを選択することと、を含む方法が提供される。この復号プロセスは、第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に第１のデータ・ストリームの第１のコンテンツを出力することと、第１のデータ・ストリームのエラー値が第１のエラー値を超える場合に第２のデータ・ストリームの第２のコンテンツを出力することと、をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願の開示の信号伝送システムのブロック図である。
【図２】本願の開示の例示的な信号伝送器の一実施形態のブロック図である。
【図３】本願の開示の例示的な信号受信器の一実施形態のブロック図である。
【図４】本願の開示による例示的な信号符号化プロセスのフローチャートである。
【図５】本願の開示による例示的な信号復号プロセスのフローチャートである。
【図６】本願の開示による例示的な信号を復号するユーザ・インタフェースを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の開示の特徴および利点は、例として述べる以下の説明によって、さらに明らかになるであろう。
【００１３】
図面に示す要素は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せといった様々な形態で実施することができることを理解されたい。これらの要素は、１つまたは複数の適当にプログラムされた汎用装置上で、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせたものとして実施されることが好ましい。その汎用装置は、プロセッサ、メモリおよび入出力インタフェースを含むことができる。本明細書では、「結合された」という表現は、直接接続されている状態、あるいは１つまたは複数の中間構成要素を介して間接的に接続されている状態を意味するものとして定義される。そのような中間構成要素は、ハードウェアの構成要素であってもソフトウェアの構成要素であってもよい。
【００１４】
本明細書は、本願の開示の原理を例示するものである。従って、本明細書に明示的に記述または図示していなくても、本発明の範囲に含まれる本願の開示の原理を具体化する様々な構成を、当業者なら考案することができることを理解されたい。
【００１５】
本明細書に記載する全ての例および条件に関する表現は、本願の開示の原理と、当技術分野をさらに進歩させるために発明者が与える概念とを、読者が理解するのを助けるという教育的な目的を有するものであって、これらの具体的に記載した例および条件に限定されるわけではないものと解釈されたい。
【００１６】
さらに、本願の開示の原理、態様および実施形態ならびに本願の開示の具体的な例について本明細書に記載する全ての記述は、その構造的均等物および機能的均等物の両方を含むものとする。さらに、これらの均等物には、現在既知の均等物だけでなく、将来開発されるであろう均等物も含まれる、すなわち、その構造に関わらず、同じ機能を実行する開発される任意の要素も含まれるものとする。
【００１７】
従って、例えば、当業者なら、本明細書に示すブロック図が本願の開示の原理を具体化する例示的な回路の概念図を表していることを理解するであろう。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、および擬似コードなどが、コンピュータ可読媒体中に実質的に表現され、明示してある場合もしていない場合もあるコンピュータまたはプロセッサによって実質的に実行される様々なプロセスを表すことも理解されたい。
【００１８】
図面に示す様々な要素の機能は、専用のハードウェアを使用することによって、またソフトウェアを実行することができるハードウェアを適当なソフトウェアと関連付けて使用することによって、実現することができる。プロセッサによってそれらの機能を実現するときには、単一の専用プロセッサで実現することも、単一の共用プロセッサで実現することも、あるいはその一部を共用することもできる複数の個別プロセッサで実現することもできる。さらに、「プロセッサ」または「制御装置」という用語を明示的に用いていても、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを指していると解釈すべきではなく、ディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）および不揮発性記憶装置（ただしこれらに限定されない）を暗に含むことがある。
【００１９】
従来の、かつ／または特注のその他ハードウェアも含まれることがある。同様に、図面に示す任意のスイッチも、概念的なものに過ぎない。それらの機能は、プログラム・ロジックの動作によっても、専用ロジックによっても、プログラム制御と専用ロジックの相互作用によっても、あるいは手作業でも実施することができ、実施者が、前後関係から適宜判断して特定の技術を選択することができる。
【００２０】
本明細書の特許請求の範囲において、特定の機能を実行する手段として表現されているいかなる要素も、以下を含む機能を実行するいかなる形態を含むものとする。例えば、（ａ）その機能を実行する回路素子の組合せや、（ｂ）ファームウェアやマイクロコードなども含めたいかなる形態のソフトウェアを、そのソフトウェアを実行してどの機能を実行する適当な回路と組み合わせたものも含むものとする。特許請求の範囲によって定義される本願の開示は、記載した様々な手段が実施する機能を、特許請求の範囲が要求する形式で組み合わせ、まとめることにある。従って、これらの機能を実施することができる任意の手段を、本明細書に示す手段の均等物とみなすものとする。
【００２１】
以下では、本願の開示の１つまたは複数の具体的な実施形態について述べる。これらの実施形態を簡潔に説明するために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴について述べているわけではない。このような実際の実施態様の開発では、いかなる実施態様の開発でも、いかなるエンジニアリング・プロジェクトや設計プロジェクトと同様に、システム面の制約やビジネス面の制約への準拠など、実施態様によって様々である可能性がある開発者個々の目的を達成するために、実施態様に固有の判断を数多く下さなければならないことを理解されたい。さらに、それでも、このような開発努力は、本願の開示の特典を有する当業者にとっては、日常的な設計、製作および製造業務であることも理解されたい。
【００２２】
以下、テレビジョン放送信号に関するシステム、より詳細には、米国で使用されるように定義されている放送信号に関するシステムについて述べる。記載する実施形態は、一般的には、信号を伝送する設備内、ならびにユーザの建物内で使用することができる。実施形態を組み込んだ装置の例としては、セットトップ・ボックス、ラップトップ・コンピュータまたはデスクトップ・コンピュータ、モニタ、およびテレビジョンなどがあるが、これらに限定されるわけではない。その他のタイプの信号を送受信するために利用されるその他のシステムが、同様の構造およびプロセスを含むこともある。当業者なら、本明細書に記載する回路およびプロセスの実施形態が、単に可能な実施形態の一つのセットに過ぎないことを理解するであろう。一般に、Ａ／５３標準およびＡ／１５３標準以外の放送標準および無線標準に準拠する信号を、本明細書に述べる方法と同様の方法で送受信することもできることに留意することは重要である。従って、代替実施形態では、このシステムの構成要素を再構成または省略することもできるし、あるいは追加の構成要素を加えることもできる。例えば、小さな修正を加えて、記載したシステムを、世界の他の場所で使用されている地上波用ディジタル・ビデオ放送（ＤＶＢ−Ｔ）の放送サービスで使用するように構成することもできる。
【００２３】
以下に述べる実施形態は、主に信号の伝送および受信に関し、特に、レガシーＡＴＳＣ放送信号などの第１の符号化信号ストリームと、ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ放送信号などの第２の符号化信号ストリームとを含むように符号化された放送信号の伝送および受信に関する。特定の制御信号および電力供給接続を含む（ただしこれらに限定されない）実施形態の特定の態様については、記述されておらず、図面にも示されていないが、当業者なら容易に確認することができる。これらの実施形態は、マイクロプロセッサおよびプログラム・コード、または特注の集積回路を使用することも含めて、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両者の任意の組合せを使用して、実施することができることに留意されたい。また、実施形態の一部は、当該実施形態の様々な要素の反復的な動作および連結を含むこともあることにも留意されたい。同一の要素の繰返しを、本明細書に記載の反復動作実施形態と直列に接続したり、それらの代わりに用いたり、それらに付加したりして利用したパイプライン・アーキテクチャを使用した代替実施形態も考えられる。
【００２４】
開示する実施形態では、より高いデータ・レートで符号化されたコンテンツ・データ・ストリーム（例えば音声、ビデオ、データ）を第１のストリームとして処理すること、および家庭内のビデオ・ディスプレイに表示するためのより高い品質レベルのビデオを含む出力信号を生成することを含む、放送信号の伝送装置および伝送方法について述べる。また、この伝送装置および伝送方法は、より低いデータ・レートで符号化された同じまたは類似のコンテンツを第２のストリームとして処理すること、および第１の信号に含まれる、携帯装置またはモバイル装置に用いられるビデオ・ディスプレイに表示するためのより低い品質レベルのビデオを有する出力信号を生成することも含む。また、この伝送装置および伝送方法は、第１のストリームと第２のストリームの間の同期を含むこともでき、結合された放送信号に含まれる各ストリームのビデオ・コンテンツの同期データを生成することもできる。
【００２５】
これらの実施形態ではまた、第１の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する第１の符号化レートまたはフォーマットを用いて符号化された第１のストリームと、第１の品質レベルよりも低い第２の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する、第１のレートまたはフォーマットよりも高いまたはロバストな第２の符号化レートまたはフォーマットを用いて符号化された同じまたは類似のコンテンツを含む第２のストリームとを含む信号を受信する装置および方法についても述べる。その他の特徴の違いの中でも、第２の品質レベルのピクチャ出力を有する第２のストリームは、第１の品質レベルのピクチャ出力を有する第１のストリームよりもビデオ解像度が低いことがあり、また走査レート解像度が低いこともある。
【００２６】
受信器の実施形態は、第１のストリームを復号して、復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レート・レベルよりも低い場合に表示ための第１の復号ストリームを供給する。また、受信器の実施形態は、第２のストリームを復号して、復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レベルを超える場合に、表示のための第２の復号ストリームを供給する。受信器の実施形態では、第１のストリームと第２のストリームとを同時に復号してもよいし、あるいは、第１の復号信号のエラーが第１のエラー・レベルよりも低い第２のエラー・レベルを超える場合にのみ第２のストリームを復号してもよい。受信器の実施形態では、第１の復号ストリームのエラー・レートが、第１のエラー・レートよりも低い第２のエラー・レートよりも低いときなど、特定の受信条件下で、第２のストリームの復号をディセーブルする機能をさらに含むこともできる。また、受信器の実施形態では、表示の移行をシームレスに行うために２つの復号ストリームの出力を同期させる機能を含むこともできる。受信器の実施形態では、第１の品質レベルのピクチャ出力用に使用される表示装置に第２のストリームを表示するために、第２のストリームの１つまたは複数のビデオ信号特徴を調節することもできる。
【００２７】
次に図１を参照すると、本願の開示の態様による信号伝送システム１００の一実施形態のブロック図が示してある。システム１００は、特に、ＡＴＳＣ  Ａ／１５３標準で使用されるなど、２種類以上の信号符号化フォーマットで伝送することができる放送信号とともに使用することに適している。図１の信号伝送器側では、ｍｏｔｉｏｎ  ｐｉｃｔｕｒｅ  ｅｘｐｅｒｔｓ  ｇｒｏｕｐ（ＭＰＥＧ）標準ＭＰＥＧ−２によって圧縮した音声／ビデオ・ストリームなど、第１の入力ソースにおける第１のデータ・ストリームは、高レート・エンコーダ１１０に接続される。第２のデータ・ストリームは、ＭＰＥＧ−２圧縮などの音声／ビデオ・ストリーム圧縮を用いることもでき、低レート・エンコーダ１２０に接続される。高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０は両方とも、マルチプレクサ／エキサイタ１３０に接続される。マルチプレクサ／エキサイタ１３０は、アンテナ１４０に接続され、このアンテナ１４０が、設定された放送周波数の放送波を介して結合された符号化信号を受信アンテナ１５０に伝送する。信号受信側では、アンテナ１５０は、セットトップ受信器１６０に接続される。セットトップ受信器１６０は、表示装置１７０に接続され、この表示装置１７０が、ビデオ／音声コンテンツの表示をユーザに提供する。
【００２８】
高レート・エンコーダ１１０は、１つまたは複数の信号圧縮および誤り訂正符号化プロセスを用いて、第１のデータ・ストリームを符号化する。信号圧縮は、ＭＰＥＧ−２圧縮を含むことができる。信号誤り訂正符号化は、リード・ソロモン符号化、データ・ランダム化または白色化（ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ）、データ・インタリーブ、およびトレリス符号化を含むことができる。一般に、高レート・エンコーダ１１０は、高精細度ビデオ品質を達成するビデオ・データ信号を生成することができる。高精細度ビデオ品質は、７２０本を超える水平方向解像度を有する順次走査フォーマットのビデオ信号を含むことができる。その他の高精細度ビデオ品質用のフォーマットも可能である。
【００２９】
低レート・エンコーダ１２０は、まず第２のデータ・ストリームをインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットに構成し、パケット・ベース・トレリス符号化およびパケット・ベース・リード・ソロモン符号化を含む１つまたは複数の信号圧縮および信号符号化プロセスを適用することによって、第２のデータ・ストリームを符号化することができる。また、低レート・エンコーダ１２０は、上述の符号化プロセスを用いて、複数の符号化レートで、第２のデータ・ストリームの全体または一部分を圧縮して符号化することもできる。さらに、低レート・エンコーダ１２０は、上述の、高レート・エンコーダ１１０で使用される信号符号化プロセスの１つまたは複数を含むこともできる。一般に、低レート・エンコーダ１２０は、低精細度ビデオ品質を達成するビデオ・データ信号を生成することができる。低精細度ビデオ品質は、７２０本未満の水平方向解像度を有するインタレース走査フォーマットのビデオ信号を含むことができる。その他の低精細度ビデオ品質用のフォーマットも可能である。
【００３０】
好ましい実施形態では、高レート・エンコーダ１１０は、ＡＴＳＣ  Ａ／５３信号標準に従って第１のデータ・ストリームを符号化し、低レート・エンコーダ１２０は、ＡＴＳＣ  Ｍ／ＨまたはＡＴＳＣ  Ａ／１５３標準に従ってパケット・ベース・データ・ストリームとして第２のデータ・ストリームを符号化する。
【００３１】
第１のデータ・ストリームのコンテンツが、第２のデータ・ストリームのコンテンツと同じである、またはそれに類似していてもよいことに留意することは重要である。コンテンツは最初は同じであることもあるが、高レート・エンコーダ１１０と低レート・エンコーダ１２０の間の信号符号化性能の差を見込むために、そのコンテンツの信号圧縮／符号化レベルは異なっていてもよい。例えば、高レート・エンコーダ１１０の出力コンテンツは、低レート・エンコーダ１２０とは異なるビデオ解像度またはアスペクト比を使用することができる。さらに、受信信号エラーしきい値は、高レート・エンコーダ１１０の出力に対してより高くすることができる。その結果、低レート・エンコーダ１２０からの信号ストリームが、受信装置において低い信号対雑音比でもデータ信号エラーを生じることなく受信可能になる可能性がある。
【００３２】
さらに、第１のデータ・ストリームのコンテンツは、第２のデータ・ストリームのコンテンツよりも時刻が進んでいても、遅れていてもよい。この時刻の遅延または進みは、高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０からの信号の伝送配信タイミングを調節するために必要であることもある。また、実施形態によっては、第１のデータ・ストリームと第２のデータ・ストリームとで、異なる信号フォーマットまたは圧縮機構を使用することもある。例えば、第１のデータ・ストリームがＭＰＥＧ−２ストリームであり、第２のデータ・ストリームがＭＰＥＧ−４ストリームである。
【００３３】
高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０は両方とも、上述のビデオ／音声圧縮プロセスの一部または全てを含むことができる。このようにして、高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０は両方とも、同じ未圧縮のビデオ信号および音声信号を受信することができる。また、高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０は、トランスポート・パケット形成処理を含むこともできる。高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０は、信号フォーマット・トランスコーディング処理を含むこともできる。例えば、高レート・エンコーダ１１０は、ＭＰＥＧ−２フォーマットからＭＰＥＧ−４フォーマットへの信号変換器、またはＭＰＥＧ−４フォーマットからＭＰＥＧ−２フォーマットへの信号変換器を含むことができる。
【００３４】
高レート・エンコーダ１１０および低レート・エンコーダ１２０からの符号化信号ストリームは、マルチプレクサ／エキサイタ１３０に供給される。マルチプレクサ／エキサイタ１３０は、２つの符号化ストリームを結合して、１つの伝送用ストリームにする。一実施形態では、マルチプレクサ／エキサイタ１３０は、この結合された信号ストリームを、その中の１組の位置または間隔が低レート・エンコーダ１２０からのパケット・ベース補助データ・ストリームとしてバースト・データを含むような、高レート・エンコーダ１１０から生じる連続データ・ストリームとして構築する。また、マルチプレクサ／エキサイタ１３０は、信号内にタイミング・レファレンスを設けることによって、２つの符号化信号ストリームの配信を同期させることもできる。タイミング・レファレンスは、クロックなどの絶対的なタイミング信号に基づいていてもよいし、例えば高レート・エンコーダ１１０からの符号化ストリームのコンテンツに基づく相対的な位置的タイミングに基づいていてもよい。また、マルチプレクサ／エキサイタ１３０は、トレリス符号化変調符号化など、結合された信号ストリームのための任意の最終の結合されたチャンネル符号化を含むことができる。エンコーダおよびマルチプレクサ／エキサイタの動作については、以下でさらに詳細に述べる。
【００３５】
２つの符号化ストリームが、最終の結合された信号内にサブチャンネルとして共存することができることに留意することが重要である。これら２つの符号化ストリームは、相互に関係があることもあり、また、いくつかの共通の処理を含むこともあるが、これら２つの符号化ストリームのそれぞれを、サブチャンネルとして独立して受信し、復元し、復号することができる。
【００３６】
結合された信号は、アンテナ１４０に供給され、放送波を介して伝送される。伝送信号は、固定型の放送受信機器だけでなく、モバイルまたはハンドヘルド型の受信機器で受信することも意図されていることに留意することが重要である。伝送信号内に性能レベルの異なる２つの符号化信号ストリームが存在することにより、２つの異なる受信性能レベルに基づいて２組の受信機器で信号を受信することができる。固定型の放送受信機器は、公称受信能力および改善された伝送チャンネル環境に基づいて、高品質ストリームを受信することができる。その後、高品質ストリームを、高精細度テレビジョンなどの高解像度ビデオ表示システムに表示することができる。携帯電話機や携帯情報端末、携帯テレビジョンなどのモバイルまたはハンドヘルド型の受信機器は、改善された受信能力およびより困難な伝送チャンネル環境に基づいて、低品質ストリームを受信することができる。その後、低品質ストリームを、モバイルまたはハンドヘルド型の受信装置とともに使用される上記のものよりはるかに小型で解像度の低い画面に表示することができる。
【００３７】
アンテナ１５０は、この結合されたデータ・ストリームを含む伝送信号を受信し、この信号をセットトップ受信器１６０に供給する。セットトップ受信器１６０は、受信信号に同調し、これを復調し、復号する。さらに、セットトップ受信器１６０は、受信信号を、第１のデータ・ストリームのコンテンツと第２のデータ・ストリームのコンテンツに分離する。一般に、セットトップ受信器１６０は、高レート・エンコーダ１１０からの第１のデータ・ストリームのコンテンツのみを処理し、復号する。しかし、本明細書に述べるように、セットトップ・ボックス受信器は、低レート・エンコーダ１２０からの第２のデータ・ストリームのコンテンツも処理し、復号することもできるので有利である。２つのデータを含む受信信号の受信および処理の詳細については、以下でさらに詳細に述べる。
【００３８】
高レート・エンコーダ１１０で最初に処理されてから受信され復号されたデータ・ストリームまたは低レート・エンコーダ１２０で最初に処理されてから受信され復号されたデータ・ストリームとしての、セットトップ受信器１６０からの出力信号は、表示装置１７０に供給される。表示装置１７０としては、テレビジョン、モニタ、コンピュータ・ディスプレイなどが挙げられる。実施形態によっては、セットトップ受信器１６０と表示装置１７０を結合して、１つの受信表示装置として実施することもできる。
【００３９】
次に図２を参照すると、本願の開示の態様による信号伝送器システム２００のブロック図が示してある。伝送器２００は、ＡＴＳＣ  Ｍ／ＨまたはＡＴＳＣ  Ａ／１５３放送標準に従って信号を符号化し、伝送する。伝送器２００は、メイン・サービス・データおよびＭ／Ｈサービス・データのＭＰＥＧトランスポート・ストリーム（ＴＳ）パケットの、２組の入力ストリームを受信する。メイン・サービス・データは、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０に供給される。Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームは、プリプロセッサ２１０に供給される。パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０およびプリプロセッサ２１０の出力は、パケット・マルチプレクサ２４０に接続される。パケット・マルチプレクサ２４０は、ポストプロセッサ２５０に接続される。ポストプロセッサ２５０の出力は、同期マルチプレクサ２７０に接続される。フィールド同期信号およびセグメント同期信号の両方が、入力として同期マルチプレクサ２７０に供給される。同期マルチプレクサ２７０は、パイロット挿入器２７２に接続される。パイロット挿入器２７２は、前置等化器フィルタ２７４に接続される。前置等化器フィルタ２７４は、８レベル残留側波帯（８−ＶＳＢ）変調器２７８に接続される。８−ＶＳＢ変調器２７８は、アップコンバータ２８０に接続される。アップコンバータ２８０は、アンテナ２９０に接続される。アンテナ２９０は、メイン・サービス・データおよびＭ／Ｈサービス・データの結合され処理されたストリームを、１つまたは複数のＡＴＳＣ  Ａ／１５３放送信号として伝送する。
【００４０】
プリプロセッサ２１０は、Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームの符号化に関連するいくつかのブロックをさらに含む。入力信号は、Ｍ／Ｈフレーム・エンコーダ２１２に供給される。Ｍ／Ｈフレーム・エンコーダは、ブロック・プロセッサ２１４に接続される。ブロック・プロセッサ２１４は、グループ・フォーマッタ２１６に接続される。シグナリング・エンコーダ２１８も、グループ・フォーマッタ２１６に入力を供給する。グループ・フォーマッタは、パケット・フォーマッタ２２０に接続される。パケット・フォーマッタは、プリプロセッサ２１０の出力信号を供給する。
【００４１】
ポストプロセッサ２５０は、結合されたデータ・ストリームの符号化に関連するいくつかのブロックをさらに含む。入力信号は、修正データ・ランダマイザ２５２に供給される。データ・ランダマイザ２５２は、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４に接続される。系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４は、データ・インタリーバ２５６に接続される。データ・インタリーバ２５６は、パリティ置換器２５８に接続される。データ・インタリーバ２５６は、非系統的ＲＳエンコーダ２６０にも接続される。パリティ置換器２５８は、修正トレリス・エンコーダ２６２に接続される。修正トレリス・エンコーダ２６２の出力の１つは、フィードバック入力として非系統的ＲＳエンコーダ２６０に接続される。非系統的ＲＳエンコーダ２６０は、第２の入力としてパリティ置換器２５８に接続される。修正トレリス・エンコーダ２６２は、ポストプロセッサ２５０の出力信号も供給する。ポストプロセッサ２５０内のブロックの多くは、ＡＴＳＣ  Ａ／５３放送信号用の信号符号化システムに見られる機能と同様の機能を実行することに留意することは重要である。これらのブロックの一部の機能は、追加のＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈサービス・データ・ストリームの存在による変更を組み込むように修正または適合されている。
【００４２】
ハイ・レベルでは、伝送器２００の機能は、よりデータ・レートの高いメイン・サービス・データおよびよりデータ・レートの低いＭ／Ｈサービス・データという２つのタイプのストリームを結合して、１つのＭＰＥＧトランスポート・ストリーム・パケット・ストリームにし、これを処理および変調して、Ａ／５３標準に従う通常のＡＴＳＣトレリス符号化８−ＶＳＢ信号にすることを含む。レガシー８−ＶＳＢ受信器との互換性をとるために、プリプロセッサ２１０において、Ｍ／Ｈサービス・データを、Ｍ／Ｈカプセル化（ＭＨＥ）パケットと呼ばれる特殊なＭＰＥＧ−２トランスポート・ストリーム・パケットにカプセル化する。プリプロセッサ２１０は、任意の所望のフォーマットのカプセル化サービス・データに対応することができる。例えば、ＭＰＥＧ−２ビデオ／音声や、ＭＰＥＧ−４ビデオ／音声またはその他のデータなど、ＭＰＥＧトランスポート・ストリームで搬送されるサービス、あるいはＩＰパケットで搬送されるサービスを処理することができる。
【００４３】
プリプロセッサ２１０は、Ｍ／Ｈサービス・データをＭ／Ｈデータ構造に再構成して、Ｍ／Ｈサービス・データのロバストネスを向上させる。Ｍ／Ｈフレーム・エンコーダ２１２およびブロック・プロセッサ２１４で、前方誤り訂正が実行される。シグナリング・エンコーダ２１８およびグループ・フォーマッタ２１６によって、トレーニング・シーケンスが付加される。その後、パケット・フォーマッタ２２０が、この処理済みの機能強化データをＭＨＥトランスポート・ストリーム・パケットにカプセル化し、このＭＨＥパケットを、メイン・サービス・データ・ストリームに挿入される２０７バイトの連続した１１８個のパケット（またはセグメント）のグループとしてフォーマットする。
【００４４】
メイン・サービス多重データが、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０に供給される。パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０は、レガシー受信器が動作できるように送出信号がＭＰＥＧ標準およびＡＴＳＣ標準に準拠するように、メイン・サービス多重データを調節して、結合点における時刻のずれを補償する。メイン・サービス・データおよびＭ／Ｈサービス・データの時分割多重を行うと、Ｍ／Ｈストリームが存在しない場合に生じるタイミングと比較して、メイン・サービス・ストリーム・パケットの伝送時間が変化する。パケット・マルチプレクサ２４０において、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０からの時刻調節済みのメイン・サービス多重データと、プリプロセッサ２１０からの処理済みのＭ／Ｈサービス・データとが一緒に多重化または結合される。パケット・マルチプレクサ２４０では、各Ｍ／Ｈグループが、ＡＴＳＣデータ・フィールドのサイズの半分である１５６個のデータ・パケットからなるＭ／Ｈスロットに挿入される。Ｍ／Ｈスロットは、Ｍ／Ｈグループを含んでもよいし、含まなくてもよい。Ｍ／Ｈグループが特定のスロットに挿入される場合には、１１８個のパケットがＭ／Ｈパケットであり、３８個のパケットがメイン・サービス・データ・パケットである。Ｍ／Ｈグループがスロットに挿入されない場合には、１５６個のパケット全てがメイン・サービス・データ・パケットである。Ｍ／Ｈスロットに対するＭ／Ｈグループの割当ては、Ｍ／Ｈデータとメイン・サービス・データの間の相対レートによって決まるものとする。
【００４５】
結合されたデータ・ストリームは、ポストプロセッサ２５０に供給される。ポストプロセッサ２５０は、結合されたデータ・ストリームをさらに符号化し、処理する。ポストプロセッサ２５０は、結合されたデータ・ストリームのメイン・サービス・データ部分とＭ／Ｈサービス・データ部分とを認識し、分離し、別々に処理し、符号化することができる。ポストプロセッサ２５０は、Ａ／５３標準に基づいて８−ＶＳＢ符号化を用いてメイン・サービス・データを処理し、符号化する。この符号化は、修正データ・ランダマイザ２５２におけるデータ・ランダム化、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４におけるＲＳ符号化、データ・インタリーバ２５６におけるデータ・インタリーブ、および修正トレリス・エンコーダ２６２におけるトレリス符号化を含む。
【００４６】
また、ポストプロセッサ２５０は、ＡＴＳＣ  ８−ＶＳＢ受信器との互換性を確保するために、結合されたストリーム中の前処理済みＭ／Ｈサービス・データを操作する。結合されたストリーム中のＭ／Ｈサービス・データは、ポストプロセッサ２５０中でメイン・サービス・データとは異なる処理を受ける。Ｍ／Ｈサービス・データは、修正データ・ランダマイザ２５２を介して渡されるが、ランダム化はされない。前処理済みＭ／Ｈサービス・データは、系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４において非系統的データとして符号化され、データ・インタリーバ２５６において５２バイトを含むデータのブロックとしてインタリーブされる。データ・インタリーバ２５６は、Ａ／５３  ＡＴＳＣ畳込みインタリーバに対応し、Ｍ／Ｈサービス・データおよびメイン・サービス・データに等しく適用される。前処理済みＭ／Ｈサービス・データに含まれる各トレーニング・シーケンスの開始時に修正トレリス・エンコーダ２６２内に位置する１組のトレリス・エンコーダ・メモリを適切に初期化するために、前処理済みＭ／Ｈサービス・データに対して追加動作も実行される。
【００４７】
系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４は、修正データ・ランダマイザ２５２のデータ出力において（Ｎ，Ｋ，ｔ）＝（２０７，１８７，１０）符号のＲＳ符号化プロセスを実行するために使用される。系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４は、上記と同じＲＳ符号用の標準的なＡＴＳＣ  ＲＳエンコーダを修正したものであるが、Ａ／１５３標準の一部として含まれるＭ／Ｈグループ・データ・フォーマット・テーブルによって暗示される修正を反映している。Ｍ／Ｈサービス・データを非系統的ＲＳ符号化することによって、レガシー受信器による受信を阻害することなく、等間隔の長いトレーニング・シーケンスを挿入することが可能になる。
【００４８】
系統的／非系統的ＲＳエンコーダ２５４の動作中に、入力データがメイン・サービス・データ・パケットに対応する場合には、ＲＳエンコーダは、レガシーＡＴＳＣ  ８−ＶＳＢシステムの場合と同じ系統的ＲＳ符号化プロセスを実行して、１８７情報バイトの各パケット・セットの末尾に２０バイトのＲＳ  ＦＥＣパリティ・データを付加し、それにより２０７符号化バイトのパケットまたはセグメントを生成する。しかし、入力データがＭ／Ｈサービス・データ・パケットに対応する場合には、ＲＳエンコーダは、非系統的ＲＳ符号化プロセスを実行する。
【００４９】
修正トレリス・エンコーダ２６２は、ＡＴＳＣ  Ａ／５３放送標準で使用される従来のトレリス・エンコーダと同様に動作する。動作に際しては、プリコーディングの異なる１２個のインタリーブ・レート２／３トレリス・エンコーダが、この符号化を実行する。Ｍ／Ｈデータを含むことにより、ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ信号を受信するために使用される既知のトレーニング・シーケンスを得るために、各Ｍ／Ｈトレーニング・シーケンスの直前にエンコーダのメモリを初期化しなければならないという追加の必要が生じる。さらに、Ｍ／Ｈ信号のトレリス初期化の前に計算されるＲＳパリティ・データが、伝送前にエラーを含むことになる。修正トレリス・エンコーダ２６２は、変更された初期化バイトを非系統的ＲＳエンコーダ２６０に供給する。非系統的ＲＳエンコーダ２６０は、データ・インタリーバ２５６によって供給される事前にインタリーブされたデータおよび制御信号とともに、この新たなパリティ・バイトを計算して、トレリス初期化によるエラーの生じたパリティ・バイトを置換する。これらの計算したパリティ・バイトは、系統的／非系統的ＲＳエンコーダによって計算され、修正トレリス・エンコーダ２６２に戻される元のパリティ・バイトを置換するために、パリティ置換器２５８に供給される。
【００５０】
修正トレリス・エンコーダ２６２の最終的な出力は、同期マルチプレクサ２７０および図２中の残りのブロックに供給される。図２中のこれらの残りのブロックは、ＡＴＳＣ  Ａ／５３標準を用いて信号を放送する信号伝送システムで使用されるブロックと同じ、または類似のブロックとすることができる。同期マルチプレクサ２７０は、フィールドおよびセグメント同期信号として知られているＡＴＳＣ  Ａ／５３同期を、データ・ストリームに挿入する。パイロット挿入器２７２は、小さな同相パイロットを、抑圧搬送波の周波数と同じ周波数を有するデータ信号に挿入する。任意選択の前置等化器フィルタ２７４は、この信号をフィルタリングして、既知のシステム歪みを予め補償し、受信を容易にする。８−ＶＳＢ変調器２７８は、連結された伝送器／受信器における残留側波帯変調および線形位相二乗余弦ナイキスト・フィルタ応答ならびに４４ＭＨｚの中間周波（ＩＦ）周波数に基づいて、Ａ／５３の仕様に従って、８レベル・トレリス符号化複合データ信号（パイロットおよび同期を含む）を変調する。最後に、ＲＦアップコンバータ２８０が、８−ＶＳＢ信号を、アンテナ２９０を介して放送される適切なＲＦチャンネル周波数にアップ変換、すなわち周波数シフトする。
【００５１】
系統的／非系統的エンコーダ２５４と非系統的エンコーダ２６０を結合することによって、別個の符号化ブロックをなくすことが可能であることもあることに留意することは重要である。一実施形態では、非系統的ＲＳエンコーダ２６０を、さらに、メモリと、トレリス符号化データに記憶した重み値を乗算し、Ｍ／Ｈサービス・データ部分の間にトレリス符号化データ・ストリームを初期化するために結合されたデータ・ストリームのＭ／Ｈサービス・データ部分のデータ・バイトを置換する処理ブロックとによって置き換えることもできる。
【００５２】
動作に際しては、伝送器２００は、より高いビデオ品質で符号化されたコンテンツを第１のストリームとして受信し、このより高い品質レベルのビデオを、家庭内のビデオ・ディスプレイに表示するように処理する。また、伝送器２００は、より低いビデオ品質で符号化された同じまたは類似したコンテンツも、第２のストリームとして受信し、このより低い品質レベルのビデオを、携帯装置またはモバイル装置とともに使用されるビデオ・ディスプレイに表示するように処理する。伝送器２００は、受信性能またはロバストネスを改善するために第２のストリームを別個に処理し、また第１のストリームと組み合わせて処理する。また、伝送器２００は、第１のストリームと第２のストリームの間の同期機構、および各ストリーム中のビデオ・コンテンツのための同期データを含むこともできる。
【００５３】
次に図３を参照すると、本願の開示の態様による受信器３００の一実施形態のブロック図が示してある。受信器３００は、空中の電磁波などの伝送媒体を介した信号の伝送によって悪影響を受けている信号を受信して復号するための回路および処理を含む。受信器３００は、ＡＴＳＣのレガシー・データ・ストリームなど、固定放送データ・ストリームを復号することができる。また、受信器３００は、Ａ／１５３標準による伝送信号の一部として含まれるＡＴＳＣ  Ｍ／ＨまたはＡ／１５３用に使用されるデータ・ストリームなど、さらにロバストなモバイルまたはハンドヘルド放送・データ・ストリームを復号することもできることがある。例えば、受信器３００は、図１に示すセットトップ受信器１６０や表示装置など、レガシーＡＴＳＣ信号を含むＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ信号として伝送される信号を受信して復号することができる受信装置に含まれることがある。
【００５４】
受信器３００では、受信信号はチューナ３１０に供給される。チューナ３１０は復調器３２０に接続される。復調器３２０はＡＴＳＣレガシー・トランスポート・デコーダ３３０およびＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈトランスポート・デコーダ３４０の両方に接続される。また、復調器３２０はチューナ３１０に戻り接続もされている。ＡＴＳＣレガシー・トランスポート・デコーダ３３０およびＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈトランスポート・デコーダ３４０は両方とも、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０に接続される。制御装置３６０は、復調器３２０、ＡＴＳＣレガシー・トランスポート・デコーダ３３０、ＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈトランスポート・デコーダ３４０、およびマルチプレクサ／シンクロナイザ３５０に接続される。マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は音声／ビデオ出力ドライバ３７０に接続される。音声／ビデオ出力ドライバ３７０はテレビジョンなどの表示装置またはユーザが視る家庭用エンタテインメント・システムに、音声信号およびビデオ信号を供給する。
【００５５】
音声コンテンツおよびビデオ・コンテンツを有する符号化プログラム・ストリームを含む信号が受信され、チューナ３１０に供給される。チューナ３１０は、様々な放送伝送器から伝送されている１つまたは複数のチャンネルを選択し、またはこれらに同調して、１つまたは複数のベースバンド信号を生成する。チューナ３１０は、このスプリット信号ストリームを増幅し、フィルタリングし、周波数変換するための増幅器、フィルタ、ミキサおよび発振器などの回路を含む。チューナ３１０は、通常は、復調器３２０によって、または後述する制御装置３６０などの別の制御装置によって制御または同調が行われる。制御コマンドは、チューナ３１０内のミキサとともに使用される発振器の周波数を変更して受信信号のベースバンドへの周波数変換を実行するコマンドを含む。
【００５６】
通常は、チューナ３１０の出力におけるベースバンド信号は、所望の受信信号と総称することができ、入力で受信された放送チャンネルのグループから選択または同調が行われた１つまたは複数のチャンネルを表すことができる。この信号は、ベースバンド信号と記載しているが、実際には、ベースバンドに近い周波数に位置していればよい。
【００５７】
チューナ３１０からの１つまたは複数のベースバンド信号は、復調器３２０に供給される。復調器３２０は、通常は、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、デローテータ、タイミング同期ループおよび等化器など、１つまたは複数のベースバンド信号を、復調器３２０の残りの回路による復調に適したディジタル信号に変換するために必要な処理回路を含む。一実施形態では、ディジタル信号は、この１つまたは複数のベースバンド信号のディジタル・バージョンを表すことができる。別の実施形態では、ディジタル信号は、この１つまたは複数のベースバンド信号のベクトル形態を表すことができる。
【００５８】
また、復調器３２０は、ディジタル信号を復調し、誤り訂正を実行して、１つまたは複数のトランスポート信号を生成する。復調器は、受信信号のリード・ソロモン復号および畳込み復号の回路を含むことができる。これらの復号回路は、受信信号全体を復号することができ、且つ／または受信信号内の個々のサブチャンネルまたはデータ・ストリームを復号することができる。一実施形態では、より高いデータ・レートのより高品質のビデオ信号コンテンツを含むメイン・サブチャンネルまたはデータ・ストリームと、より低いデータ・レートのより低品質のビデオ信号コンテンツを含むサブチャンネルまたはデータ・ストリームとを、それぞれ別個のトランスポート・ストリームとすることができる。各トランスポート信号またはストリームは、さらに、単一プログラム・トランスポート・ストリーム（ＳＰＴＳ）と呼ばれることが多い１つのプログラムのデータ・ストリームを表すこともできるし、あるいは、複数プログラム・トランスポート・ストリーム（ＭＰＴＳ）と呼ばれる一緒に多重化された複数のプログラム・ストリームを表すこともできる。
【００５９】
さらに、復調器３２０は、例えば誤り訂正デコーダ回路からの誤り訂正情報または統計値を用いて受信信号全体のエラー・レートを決定することができる。復調器３２０は、誤り訂正情報または等化器回路などその他の回路からの情報に基づいて、チャンネルの受信信号対雑音比の推定値を計算することもできる。復調器３２０は、受信信号中の別個の復調トランスポート・ストリームのエラー・レートまたは信号対雑音比を計算または決定することもできる。
【００６０】
復調器３２０からの１つまたは複数のトランスポート信号は、トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０の両方に供給される。トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０は両方とも、通常は、ＳＰＴＳまたはＭＰＴＳとして供給されるトランスポート信号を、個々のプログラム・ストリームと制御信号に分離する。トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０は両方とも、プログラム・ストリームを復号することができ、これらの復号したプログラム・ストリームから音声信号およびビデオ信号を生成する。トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０はそれぞれ、トランスポート信号内の特定のタイプのプログラム・ストリームしか復号することができないこともある。一実施形態では、トランスポート・デコーダ３３０は、ＡＴＳＣレガシーまたはＡ／５３のプログラム・ストリームなどの高精細度ビデオをもたらす高レートのより高品質のプログラム・ストリームを復号することができることがある。同様に、トランスポート・デコーダ３４０は、ＡＴＳＣ  Ｍ／ＨまたはＡ／１５３のプログラム・ストリームなど、モバイル装置の小型画面用のビデオを生成することができる低レートのより低品質のプログラム・ストリームを復号することができることがある。
【００６１】
また、トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０は、トランスポート信号内の特定のコンポーネントまたはプログラム・ストリームしか復号しないこともある。一実施形態では、トランスポート・デコーダ３３０は、ユーザ入力によって、または制御装置３６０などの制御装置を介して、ユーザによって選択されている高精細度ビデオ・プログラム・コンテンツを含む１つのプログラム・ストリームのみを復号して、この１つの復号したプログラム・ストリームに対応する１つの音声およびビデオ信号のみを生成するように指示される。トランスポート・デコーダ３３０で処理が行われている間に、制御装置３６０は、トランスポート・デコーダに供給されるプログラム・ストリーム中に有意な数のエラーが発生していると判定する。その結果、制御装置３６０は、トランスポート・デコーダ３４０に制御信号を供給して、トランスポート・デコーダ３３０内に現在あるプログラム・ストリームに関連するビデオ・プログラム・コンテンツの精細度を下げたものを含むプログラム・ストリームを復号することができる。別の実施形態では、トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０は、利用可能なプログラム・ストリームを全て復号し、その後、ユーザの要求または制御装置３６０からの制御信号に応じて１つまたは複数の音声およびビデオ信号を生成するように指示されることもある。
【００６２】
トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０からの音声およびビデオ信号ならびに任意の必要な制御信号は、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０に供給される。マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は、音声／ビデオ出力ドライバ３７０への音声およびビデオ信号の経路指定およびインタフェースを管理する。また、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は、トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０から供給される音声およびビデオ信号のタイミングの特徴を確立し、維持する。例えば、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は、トランスポート・デコーダ３３０およびトランスポート・デコーダ３４０からの各信号中の制御信号の一部として供給されるデコーダ・タイミング情報を検出または助成する（ｆｕｒｔｈｅｒ）ことができる。タイミング情報の結果として、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は、表示装置への音声およびビデオ・コンテンツの配信をより良好に同期させるために、一方の信号の時刻を他方の信号に対して遅延させることができる。一方の信号を遅延させるために、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリなどのメモリ（図示せず）を使用して、この一方の信号を記憶することができ、このメモリは、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０または制御装置３６０によって制御することができる。
【００６３】
音声／ビデオ出力ドライバ３７０は、低精細度ビデオ・コンテンツまたは高精細度ビデオ・コンテンツとして送達される音声およびビデオ信号を処理して、外部の表示装置に供給する。また、音声／ビデオ出力ドライバ３７０は、トランスポート・デコーダ３４０からのビデオ・コンテンツ（すなわち低精細度または低品質のビデオ）を高精細度ビデオ・ディスプレイに適切に表示するために、ビデオ変換処理回路も含むことができる。例えば、音声／ビデオ出力ドライバ３７０は、インタレース・ビデオを順次走査非インタレース・ビデオに変換する走査変換器を含むことができる。また、音声／ビデオ出力ドライバ３７０は、より低い垂直方向および／または水平方向解像度を有するビデオ信号をディスプレイに適合した解像度に変換するビデオ・アップ変換回路を含むこともできる。また、音声／ビデオ出力ドライバ３７０は、例えばアスペクト比４：３のビデオをアスペクト比１６：９のディスプレイに表示するように変換するアスペクト比変換回路を含むこともできる。
【００６４】
トランスポート・デコーダ３４０に供給される信号（すなわちより低レートのより低品質のビデオ信号）の１つまたは複数の特徴が、より高品質またはより高精細度の表示装置に適合していないことがあることに留意することは重要である。その結果として、走査変換または解像度変換を含む信号の信号変換が必要になることもある。この信号は、より高品質またはより高精細度の表示装置で動作してこの表示装置に表示されるように変換されることがあるが、この変換された信号によって生成される画像は、トランスポート・デコーダ３３０に供給される信号などの高品質ビデオ信号と品質面で等価ではない。より高品質の信号の代わりにより低品質の信号を出力して表示することは、トランスポート・デコーダ３３０に供給される信号（すなわちより高レートのより高品質のビデオ信号）の性能が信号の伝送または受信の問題によって損なわれている期間中にビデオ表示信号が完全または部分的に失われることを防止するために実施される。このような障害または受信の問題は、人がアンテナ付近で室内を歩くというような物体の移動、または雨や雪など大気状態の変化によって生じる可能性がある。障害または受信の問題は、一般的に短期間しか生じないが、時間経過とともに繰り返し発生する可能性もある。
【００６５】
また、当業者には周知のように、受信器３００は、メモリ、外部通信インタフェース、ユーザ・インタフェースおよび電源など、その他の要素（図示せず）を含むこともできる。メモリは、コンテンツの記録および記憶ならびに動作情報の記憶に使用することができる。メモリの例としては、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュ、ハードディスク・ドライブなどのハード媒体が挙げられる。外部通信インタフェースの例としては、サービス・プロバイダへの電話接続またはイーサネット（登録商標）接続を行う電話モデムが挙げられる。ユーザ・インタフェースの例としては、ユーザ・パネルまたは遠隔制御装置、およびそれに関連する信号受信器が挙げられる。最後に、電源は、通常は、受信器３００内の全てのブロックに接続され、これらのブロックに電力を供給する。
【００６６】
受信器３００内に示すブロックは重要な相互関係を有し、一部のブロックは、結合および／または再構成することができ、結合および／または再構成しても依然として全体の機能性は基本的に同じであることを、当業者なら理解されたい。例えば、復調器３２０と、トランスポート・デコーダ３３０と、トランスポート・デコーダ３４０とを、結合することができる。結合された回路は、さらに、制御回路３６０およびマルチプレクサ／シンクロナイザ３５０の機能の一部または全てを統合して、受信器３００のメイン・デコーダ／制御装置として機能することもできる。さらに、様々な機能の制御は、セットトップ・ボックスまたはテレビジョン装置での使用など、設計上の指定用途および指定要件に基づいて、分散または割振りを行うこともできる。
【００６７】
動作に際しては、受信器３００は、第１の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する第１の符号化レートまたはフォーマットを用いて符号化された第１のストリームを含む信号を受信する。また、この受信信号は、第１の品質レベルより低い第２の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する、第１の符号化レートより高い、またはこれよりロバストな第２の符号化レートまたはフォーマットを用いて符号化された、同じまたは類似のコンテンツを含む第２のストリームも含む。第２のストリームは、より低いビデオ解像度およびより低い走査レート解像度など、第１のストリームと比較して低い品質レベルのピクチャ出力をもたらすビデオ特徴を含むことができる。受信器３００は、第１のストリームを復号して、復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レベルよりも低い場合に、表示装置に表示するための第１の復号ストリームを出力する。
【００６８】
第１のストリームの復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レベルを超える場合には、受信器３００は、第２のストリームを復号して、表示装置に表示するための第２の復号ストリームを出力することができる。また、この受信器／デコーダは、復号エラー・レートが第２の別のエラー・レートに達するときなど、第１のストリームがまだ復号中である間に、第２のストリームの復号を開始し、それ以外のときには第２のストリームを復号しない、ということもできる。また、受信器３００は、表示の移行をシームレスに行うために２つの復号ストリームの出力を同期させる機能を含むこともできる。受信器３００は、第１の品質レベルのピクチャ出力用の表示装置に第２のストリームを表示するために、１つまたは複数のビデオ信号特徴に基づいて、第２の復号ストリームのビデオ信号を変換することもできる。
【００６９】
次に図４を参照すると、本願の開示の態様を含む信号符号化プロセス４００の一実施形態のフローチャートが示してある。プロセス４００は、ＡＴＳＣレガシー伝送などの高品質ビデオ信号伝送およびＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ伝送などの低品質ビデオ信号伝送の両方で使用される信号ストリームを符号化することを含む。プロセス４００について、主に図２の伝送器２００を参照して説明する。ただし、プロセス４００は、図１に示す高レート・エンコーダ１１０、低レート・エンコーダ１２０、およびマルチプレクサ／エキサイタ１３０などの伝送器ブロックにも等しく適用することができる。
【００７０】
ステップ４１０で、信号源から１つまたは複数のデータ・ストリームを受信する。一実施形態では、これらの信号ストリームは、同じビデオ・プログラム素材を含むが、ビデオ解像度が異なっている。別の実施形態では、単一のビデオ・ストリームを使用する。ステップ４１０で受信したストリームは、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０やプリプロセッサ２１０などの、エンコーダ回路またはブロックに供給することができる。さらに、受信データ・ストリームは、符号化などの信号処理の特徴を指示するための１つまたは複数の制御信号を含む、またはそれらの制御信号を伴うことができる。
【００７１】
ステップ４２０で、単一のビデオ・ストリーム、またはより高いビデオ解像度のビデオ・ストリームを、高レート・データ・ストリームとして符号化する。一実施形態では、ステップ４２０における符号化では、ＡＴＳＣ  Ａ／５３レガシー放送標準を用いて信号を符号化する。ステップ４２０における符号化は、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０より前に、またはその一部として実行され、放送パケット形成と、ＭＰＥＧ−２圧縮などのビデオ圧縮とを含むことができる。また、ステップ４２０における符号化は、リード・ソロモン符号化などのデータ誤り訂正符号化を含むこともできる。
【００７２】
ステップ４３０で、同じ単一のビデオ・ストリーム、またはより低い解像度のビデオ・ストリームを、低レート・データ・ストリームとして符号化する。一実施形態では、ステップ４３０における符号化では、ＡＴＳＣ  Ａ／１５３  Ｍ／Ｈ標準を用いて信号を符号化する。ステップ４３０における符号化は、プリプロセッサ２１０で実行され、インターネット・プロトコル・パケット形成と、ＭＰＥＧ−４圧縮などのビデオ圧縮とを含むことができる。また、ステップ４３０における符号化は、モバイル・インターネット・パケット構造に固有のデータ誤り訂正を含むこともでき、また、上述したステップ４２０と同様の誤り訂正符号化を含むこともできる。
【００７３】
次に、ステップ４４０で、ステップ４２０の結果とステップ４３０の結果を、一緒に時刻遅延させ、および／または同期させる。ステップ４４０で同期を行うことにより、受信器は、高レート・ビデオ・ストリームおよび低レート・ビデオ・ストリームの両方を同じ信号伝送の一部として受信することが可能になり、信号の受信状態に応じてこれら２つのストリームをシームレスに切り替えることが可能になる。この遅延および同期は、パケット・タイミングおよび調節ブロック２３０ならびにプリプロセッサ２１０で実行することができる。一実施形態では、２つのストリームの間の同期を認識するために、タイミング情報を、一方または両方のビデオ・ストリームに付加する、あるいは追加の制御データとして付加することができる。
【００７４】
遅延および／または同期が静的または動的に調節可能であることもあることに留意することは重要である。例えば、２つのストリームのコンテンツの外部からの観察または経験的観察に基づいて、タイミング情報を一方または両方のストリームに付加することもできるし、タイミング遅延を２つのストリームの間に導入することもできる。さらに、定期的な同期データを一方または両方のストリームに付加して、ストリームの受信および表示中に使用することもできる。この代替としては、２つのストリーム内のコンテンツに含まれるモニタリング情報に基づいて、符号化および伝送プロセス中に、２つのストリームの間の同期を調節することもできる。
【００７５】
ステップ４５０で、同期したデータ・ストリームを結合し、チャンネル符号化する。データ・ストリームの結合は、Ｍ／Ｈフレーミング・ブロック２３０で実行される。ステップ４５０における結合は、ステップ４２０で符号化された第１の高レート・データ・ストリームを連続的なデータ・ストリームとして確立することを含むことができる。ステップ４５０における結合では、その後、この連続的なデータ・ストリーム内で、ステップ４３０で符号化された第２の低レート・データ・ストリームの一部分を挿入するための特定の間隔位置を特定する。一実施形態では、ステップ４５０における結合は、ＡＴＳＣ  Ａ／１５３標準に基づいて実行される。さらに、ステップ４５０では、ポストプロセッサ２５０などの回路でチャンネル符号化を実行することもできる。チャンネル符号化は、リード・ソロモン符号化などのパリティ符号化、ならびにデータ・インタリーブおよびトレリス符号化変調を含むことができる。
【００７６】
ステップ４６０で、この符号化および結合されたデータ・ストリームを伝送する。ステップ４６０における伝送は、８−ＶＳＢ変調器２７８、ＲＦアップコンバータ２８０およびアンテナ２９０によって実行され、音声およびビデオ・コンテンツの複数のプログラムを含むこの処理済みのストリームを、放送周波数の単一のチャンネルで単一の放送信号として伝送することを含むことができる。この代替としては、この処理済みのストリームは、異なる周波数の異なるチャンネルで複数の放送信号として伝送することもできる。
【００７７】
次に図５を参照すると、本願の開示の態様を含む信号復号プロセス５００の一実施形態のフローチャートが示してある。プロセス５００は、レガシーＡＴＳＣ信号などのより高品質のビデオ信号およびＡＴＳＣ  Ｍ／Ｈ信号などのより低品質のビデオ信号として符号化されたビデオ・プログラム・ストリームを含む受信信号を復号することを含む。プロセス５００について、主に図３の受信器３００を参照して説明する。ただし、プロセス５００は、図１に示すセットトップ受信器１６０など、完全な状態の受信システムにも等しく適用することができる。
【００７８】
ステップ５１０で、図４のプロセス４００に示すような方法で符号化されたビデオ・コンテンツを含む伝送信号を受信する。ステップ５１０における受信は、受信信号中の１組の放送チャンネルから所望の１つまたは複数のチャンネルに同調する、またはこれを選択することを含むことができる。ステップ５１０における受信は、主にチューナ３１０などのチューナにおいて実行することができる。次に、ステップ５２０で、受信信号中の上記１つまたは複数のチャンネルを復調する。ステップ５２０における復調は、チャンネル復号、信号タイミング、誤り訂正およびチャンネル等化の全てまたは一部を含むことができる。ステップ５２０における復調は、主に変調器３２０で実行することができる。
【００７９】
ステップ５３０で、復調信号の高レート・ビデオ・ストリーム部分を復号する。一実施形態では、高レート・ビデオ・ストリーム部分は、放送チャンネル中のメイン放送信号またはサブチャンネルを表し、高精細度ビデオ・プログラム・ストリームを含む。ステップ５３０における復号は、トランスポート・パケットの識別および構文解析、ならびにＭＰＥＧ−２復号などのビデオ圧縮復号を含むことができる。また、ステップ５３０における復号は、制御およびタイミング情報の抽出を含むこともできる。ステップ５３０における復号は、主にトランスポート・デコーダ３３０で実行される。
【００８０】
ステップ５４０で、ステップ５３０における高品質ビデオ・ストリーム部分の復号に関連するエラー・レートを割り出し、エラー・レートしきい値と比較する。一実施形態では、高レート・ビデオ・ストリームは、受信信号のパケット・エラー・レートが０．０００２（２×１０−４）よりも低い場合、すなわち受信したパケット５０００個当たりのエラー数が１よりも少ない場合には、ビデオ表示エラーを生じるエラーを生じることなく、完全に復号することができる。この高品質ビデオ・ストリーム信号では、このパケット・エラー・レートは、１６デシベル（ｄＢ）に等しい受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）に相当する。上記エラー・レートがこの第１のパケット・エラー・レート値よりも低い場合には、高レート・ビデオ・ストリームのデコーダ誤り訂正システムは出力信号を供給する前に誤りを訂正することができる。上記エラー・レートがこの第１のエラー・レートを超える場合には、いくつかのエラーが出力信号中に存在することになりビデオ表示信号の一部として残る可能性がある。これらのエラーは、ディスプレイに連続していないビデオ・コンテンツに「フローズン（ｆｒｏｚｅｎ）」ブロックとして現れることが多い。ステップ５４０におけるエラー・レートの割り出しは、主に復調器３２０またはトランスポート・デコーダ３３０で実行することができる。あるいは、エラー・レートの割り出しに使用される値は、復調器３２０またはトランスポート・デコーダ３３０で生成して、制御装置３６０で処理することもできる。
【００８１】
チャンネル中の別個のプログラム・ストリームそれぞれのエラー・レートを計算することができることに留意することが重要である。例えば、信号エラー・レートまたはビットエラー・レートは、受信チャンネル内のメイン信号またはサブチャンネル（例えば高レート・ビデオ・ストリーム部分）ならびに低レート・ビデオ・ストリームを含むサブチャンネルについて別々に割り出すことができる。この代替としては、ビットエラー・レートは、選択した放送チャンネル全体について割り出して、信号対雑音比の推定値に変換することもできる。一般に、信号のビットエラー・レートが高くなるほど、この信号の受信信号対雑音比は低くなる。ビットエラー・レートや信号対雑音比の推定値などのエラー・レートを割り出す方法は、当業者には周知であり、誤り訂正統計値をモニタリングすること、および等化器のタップ状態を推定することを含む（ただしこれらに限定されない）。
【００８２】
ステップ５４０で、エラー・レートがエラー・レートしきい値（例えばパケット・エラー・レート２×１０−４）よりも低いと判定された場合には、放送チャンネル中の高ビット・レートの高精細度ビデオ・プログラム・コンテンツを含むメイン・ビデオ・ストリームを、エラーなしで表示することができる。ステップ５５０で、高品質ビデオ・ストリームを、表示装置に供給する。ステップ５５０における供給は、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０および音声／ビデオ出力ドライバ３７０によって実行することができる。代替としては、エラー・レートしきい値の代わりに、受信信号の推定信号対雑音比（例えば１６ｄＢ）を、ステップ５４０でしきい値を決定するために使用することもできる。
【００８３】
ステップ５４０で、エラー・レートがエラー・レートしきい値を超える場合には、ステップ５６０で、復調したストリームの低レート・ビデオ部分の復号を開始する。一実施形態では、低レート・ビデオ・ストリーム部分は、放送信号中のサブチャンネルを表し、メイン信号として供給されるビデオ・プログラム・ストリームよりより低精細度のビデオ・プログラム・ストリームを含む。ステップ５６０における復号は、トランスポート・パケットの識別および構文解析、ならびにＭＰＥＧ−４復号などのビデオ圧縮復号を含むことができる。また、ステップ５６０における復号は、放送チャンネル内で間隔を置いて送達されるデータ・パケットから連続データ・ストリームを復元するために、データのパケット化解除を含むこともできる。また、ステップ５６０における復号は、制御およびタイミング情報の抽出を含むこともできる。ステップ５６０における復号は、主にトランスポート・デコーダ３４０で実行される。
【００８４】
ステップ５７０で、信号のプログラム・ストリームまたは部分の一方または両方の同期情報を識別する。この同期情報により、受信側装置は、高レート・ビデオ・プログラム・ストリームの一部として受信したコンテンツとの一致度が最も高い低レート・ビデオ・プログラム・ストリームの一部として受信したコンテンツを識別することができる。上述のように、この同期情報は、ビデオ・プログラム・ストリームの一方または両方の静的タイミング調節（例えば固定時刻遅延）または動的タイミング調節（例えば可変時刻遅延）を識別することができる。同期ステップ５７０は、遅延情報を決定することならびに表示装置に供給されるプログラム・ストリームの切替えに対応するために、高品質ビデオ・プログラム・ストリームまたは低品質ビデオ・プログラム・ストリームを遅延させる（例えばストリームをメモリに記憶する）ことを含むことができる。
【００８５】
次いで、ステップ５８０で、高レート・ビデオ・ストリームの代わりに、低レート・ビデオ・ストリームを表示装置に供給する。さらに、ステップ５８０では、低レート・ビデオ・ストリームに対して、上述のように、表示装置に供給される前に、走査変換、解像度変換、またはアスペクト比変換などの任意のビデオ信号処理を施すことができる。ステップ５８０における音声およびビデオ信号の処理および供給は、音声／ビデオ出力ドライバ３７０によって実行される。さらに、制御装置３６０またはマルチプレクサ／シンクロナイザ３５０は、ストリームの切替えによる望ましくない表示効果を防止するために、切替えにヒステリシスを導入することもできる。
【００８６】
プロセス５００で述べたステップは、高レート・ビデオ信号をエラーなしで（すなわちしきい値よりも低いエラー・レートで）適切に復号し、且つ／または表示することができないときにのみ、高レート・ビデオ信号の処理と、低レート・ビデオ信号の復号および処理とを別々に行うことができる実施形態を表していることに留意することは重要である。別の実施形態では、高レート・ビデオ信号をエラーなしで適切に復号し、且つ／または表示することができなくなる前の時点で、低レート・ビデオ信号の処理を開始することができる。例えば、ステップ５６０における復号は、受信信号のパケット・エラー・レート１×１０−４または１８ｄＢのＳＮＲなど、信号の性能劣化レベルに近い性能レベルを表す別のエラー・レートしきい値すなわち第２のエラー・レートしきい値を用いて開始することができる。さらに、同期ステップ５７０も、開始することができる。ある期間にわたる平均エラー・レート（例えばパケット・エラー・レートまたはＳＮＲ）をモニタリングする、またはエラー・レートが以前にエラーしきい値レベルに達した回数をカウントするなど、その他の中間型のエラーしきい値決定を使用することもできる。その後、エラー・レートがステップ５４０における上記に示した値と同様のエラー・レート値に達する場合には、低レート・ビデオ・プログラム・ストリームの復号および同期においてそれ以上のいかなる潜在的な遅延も生じることなく、高レート・ビデオ信号の代わりに、低レート・ビデオ信号を表示のために供給することができる。プログラム・ストリーム信号の復号および切替えは、制御装置３６０によって制御することができ、マルチプレクサ／シンクロナイザ３５０で実行することができる。
【００８７】
また、上述の例示的なプロセスでは、ユーザがプロセスの各部を制御できるようにするユーザ・インタフェースを利用することもできる。図６に本願の開示の態様に関連するユーザ・インタフェースの例示的な表示画面６００を示す。表示画面６００は、選択可能なラジオ・ボタンを含むいくつかの視覚表示要素を含む。これらのラジオ・ボタンの間のナビゲーション、またはこれらのラジオ・ボタンの選択は、画面上のカーソルの制御または移動によって実行することができる。カーソルのナビゲーションおよび制御では、キーパッド、遠隔制御装置、マウス、ジャイロ制御型ポインティング・デバイスおよび容量式タッチ・パッド（ただしこれらに限定されない）を含む、いくつかのユーザ・インタフェース・ナビゲーション装置の何れか１つを使用することができる。表示画面６００は、図３に示す受信装置など、上記プロセスを含む装置のユーザ・インタフェースのより大型のセットアップ・システムの一部として表示することができる。
【００８８】
ユーザ・インタフェース６００は、「信号品質設定」という見出しで装置の制御に関連する１組の機能を示す視覚表示要素６１０を含む。表示要素６１０の中には、ラジオ・ボタンの選択肢を有するそれよりも小さないくつかの視覚表示要素が、ユーザが選択できるように示してある。「低解像度ストリームが存在すれば使用する」と記されている表示要素６２０は、「常に」、「主要信号が受信できない場合のみ」および「使用しない」とそれぞれ記された３つのラジオ・ボタン６２１〜６２３を含む。表示要素６２０内の選択肢は、図５に示す信号復号プロセス５００の全体的な動作を制御するものである。ユーザは、カーソル制御装置を用いて所望のラジオ・ボタンに移動し、「入力」または「ＯＫ」キーを打つことにより、３つのラジオ・ボタンのうちの１つを選択することができる。
【００８９】
「低解像度ストリームしきい値」と記されている表示要素６３０は、「高」および「低」とそれぞれ記された２つのラジオ・ボタン６３１〜６３２を含む。表示要素６３０内の選択肢により、ユーザは、信号復号プロセス５００で述べた、高レート・ビデオ信号すなわち通常のビデオ信号の出力および／または表示と、低レート・ビデオ信号の出力および／または表示とを切り替える際の特徴およびタイミングを選択または調節することができる。表示要素６３０の選択肢は、上述のＳＮＲしきい値の１つまたは複数と結びつけることができる。ユーザは、カーソル制御装置を用いて所望のラジオ・ボタンに移動し、「入力」または「ＯＫ」キーを打つことにより、これらのラジオ・ボタンのうちの１つを選択することができる。「高」ラジオ・ボタン６３１を選択するということは、このプロセスにおいて、高レートまたは高解像度品質のストリームの復号が少数の復号エラーをもたらすときに、低レートまたは低解像度のビデオ・ストリームの復号および／または出力が開始されることを示す。一実施形態では、高ラジオ・ボタン６３１が選択されたときには、高レート信号のエラー・レートが１×１０−４に達したときに低レート・ビデオ・ストリームの復号が開始され、エラー・レートが２×１０−４に達したときに高レート・ビデオ・ストリームの代わりに低レート・ビデオ・ストリームが出力される。「低」ラジオ・ボタン６３２を選択するということは、このプロセスにおいて、高レート・ビデオ・ストリームを全く受信することができないとき、または高レート・ビデオ・ストリームが、２×１０−４など、ラジオ・ボタン６３１の場合より高いエラー・レートに達したときに、低レートまたは低解像度のビデオ・ストリームの復号および出力が開始されることを示す。
【００９０】
「低解像度ピクチャ・サイズ」と記されている表示要素６４０は、「元の設定を維持する」および「画面いっぱいに広げる（Ｆｉｌｌ）」とそれぞれ記された２つのラジオ・ボタン６４１〜６４２を含む。表示要素６４０は、より高い品質またはより高い解像度の表示画面で使用するための低レートまたは低解像度の信号ストリームの変換を制御するものである。ユーザは、カーソル制御装置を用いて所望のラジオ・ボタンに移動し、「入力」または「ＯＫ」キーを打つことにより、これらのラジオ・ボタンのうちの１つを選択することができる。「元の設定を維持する」ラジオ・ボタン６４１を選択するということは、このプロセスにおいて、受信信号ストリーム中の受信した低レート・ビデオ・プログラムの解像度に基づく画像サイズを利用することを示す。「画面いっぱいに広げる」ラジオ・ボタン６４２を選択することは、このプロセスにおいて、受信信号ストリーム中の高レート・ビデオ・プログラムの解像度に基づいて画像サイズを変換することを示す。解像度変換では、上述の技術またはその他の周知のスケーリングおよび変換技術を使用して、高レート・ビデオ信号と同様の方法で、低レートのより低い解像度の信号をより高い解像度の表示画面上に表示できるようにすることができる。
【００９１】
表示要素６１０は、「続ける」および「デフォルト設定にリセットする」とそれぞれ記された２つのラジオ・ボタン６１１〜６１２も含む。「続ける」ボタン６１１を選択すると、表示６００が終了し、ユーザ・インタフェースは、ビデオ・コンテンツまたは別のユーザ・インタフェース表示画面の表示など、以前の動作に戻る。「デフォルト設定にリセットする」ボタン６１２を選択すると、表示要素６２０、６３０および６４０中の各選択が、元の状態に復元される。一実施形態では、出荷時のデフォルト設定では、「使用しない」ボタン６２３、「高」ボタン６３１および「画面いっぱいに広げる」ボタン６４２が選択されている。
【００９２】
「常に」ボタン６２１または「使用しない」ボタン６２３を選択すると、ユーザ・インタフェース表示の残りの部分が変化することもあることに留意することは重要である。これらのボタンが選択された場合には、表示要素６１０内の特定の後の選択が不要になることがある。表示要素６１０内の残りのエントリの一部または全てが、表示要素６１０の表示から除去または消去されることがある。代替としては、表示要素６１０内の残りのエントリの一部または全てが、灰色になる、または網掛けされて、選択が不要である、またはこれらの残りのエントリでは選択が許可されていないことを示すこともある。
【００９３】
開示した実施形態では、より高いデータ・レートで符号化されたコンテンツを第１のストリームとして含む放送信号を伝送し、より高い品質レベルのビデオを家庭内のビデオ・ディスプレイに表示するために生成する装置および方法について説明している。放送信号は、携帯装置またはモバイル装置とともに使用されるビデオ・ディスプレイに表示するためのより低い品質レベルのビデオを生成する、より低いデータ・レートで符号化された同じまたは類似のビデオ画像コンテンツも、第２のストリームとして含む。また、この伝送装置および方法は、第１のストリームと第２のストリームの間の同期を含むこともでき、結合された放送信号内の各ストリームのビデオ・コンテンツの同期データも含むことができる。
【００９４】
また、これらの実施形態では、第１の符号化レートまたはタイプを用いて符号化された、第１の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する第１のストリームと、第１のレートより高いまたはロバストな第２の符号化レートまたはタイプを用いて符号化され、第１の品質レベルより低い第２の品質レベルの表示用ピクチャ出力を生成する、同じコンテンツ（音声、ビデオ、データ）を含む第２のストリームとを含む信号を受信する装置および方法についても説明している。第１の品質レベルのピクチャ出力は、第２の品質レベルのピクチャ出力より高いビデオ解像度を含むことができ、また、第２の品質レベルのピクチャ出力より高い走査レート解像度も含むことができる。受信器は、第１のストリームを復号し、復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レベルよりも低い場合に、第１の復号ストリームを表示するために出力する。
【００９５】
受信器は、第２のストリームを復号して、復号エラー・レートが第１の復号信号のエラー・レベルを超える場合に、第２の復号ストリームを表示するために出力することができる。受信器は、第１のストリームと第２のストリームを同時に復号してもよいし、あるいは、第１の復号信号のエラーが第１のエラー・レベルよりも低い第２のエラー・レベルを超える場合にのみ第２のストリームを復号してもよい。受信器は、第１の復号ストリームのエラー・レートが、第１のエラー・レートよりも低い第２のエラー・レートよりも低いときなど、特定の受信条件下で、第２のストリームの復号をディセーブルする機能をさらに含むこともできる。また、受信器は、表示の移行をシームレスに行うために２つの復号ストリームの出力を同期させる機能を含むこともできる。受信器は、第１の品質レベルのピクチャ出力用の表示装置に第２のストリームを表示するために、第２のストリームの１つまたは複数のビデオ信号特徴を調節する機能を含むこともできる。
【００９６】
実施形態には様々な修正および改変を加えることができるが、具体的な実施形態は、例示を目的として図面に示し、本明細書で詳細に説明したものである。しかし、本願の開示は、開示した特定の形態に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本願の開示は、以下の添付の特許請求の範囲によって定義される本願の開示の範囲に含まれる全ての修正形態、均等物および代替形態をカバーするものである。
【図１】
2013535921.tif 000003
【図２】
2013535921.tif 000004
【図３】
2013535921.tif 000005
【図４】
2013535921.tif 000006
【図５】
2013535921.tif 000007
【図６】
2013535921.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月2日(2013.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
第１の符号化レートで符号化された第１のデータ・ストリームおよび第２の符号化レートで符号化された第２のデータ・ストリームを含む信号を受信するステップと、
第１の復号プロセスを用いて前記第１のデータ・ストリームを復号して第１の復号されたストリームを生成するステップと、
前記第１の復号されたストリームのエラー値が第１のエラー値よりも低い場合に、前記第１の復号されたストリームから第１のコンテンツを出力するステップと、
前記第１の復号されたストリームのエラー値が第１のエラー値を超える場合に、第２の復号プロセスを用いて前記第２のデータ・ストリームを復号して第２の復号されたストリームを生成するステップと、
前記第１の復号されたストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値よりも大きい第２のエラー値を超える場合に、前記第２の復号されたストリームから第２のコンテンツを出力するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記第１のコンテンツおよび前記第２のコンテンツが同じビデオ画像を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号が同期情報を含み、該同期情報は前記第１のストリームと前記第２のストリームとが前記ビデオ画像に基づいて同期されることを示す、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記同期情報に基づいて前記第１の復号されたストリームからの前記第１のコンテンツの前記出力の時刻を調節するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のデータ・ストリームを復号する前記ステップが、前記第１の復号されたストリームの前記エラー値が前記第１のエラー値よりも低い場合にディセーブルされる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の復号されたストリームから前記第２のコンテンツを出力する前記ステップが、前記第１の復号されたストリームからの前記第１のコンテンツよりも低いビデオ品質で前記第２のコンテンツを出力することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の復号されたストリームから前記第２のコンテンツを出力する前記ステップが、前記第１のコンテンツを表示することができるビデオ・ディスプレイ上に前記第２のコンテンツを表示するために前記第２の復号されたストリームのビデオ・コンテンツを変換することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
信号受信装置であって、
第１の符号化レートで符号化された第１の部分および第２の符号化レートで符号化された第２の部分を含む信号を受信する復調器と、
前記復調器に結合された制御装置であって、該制御装置が前記信号の復号された第１の部分のエラー・レートが第１のエラー・レートを超えるかどうかを判定する、前記制御装置と、
前記復調器に結合された第１のデコーダであって、該第１のデコーダが前記信号の前記第１の部分を復号して該信号の復号された第１の部分からビデオ信号を生成する、前記第１のデコーダと、
前記復調器に結合された第２のデコーダであって、該第２のデコーダが前記信号の第２の部分を復号して該信号の復号された第２の部分からビデオ信号を生成し、前記信号の前記復号された第１の部分の前記エラー・レートが前記第１のエラー・レートよりも低い場合に該第２のデコーダがディセーブルされる、前記第２のデコーダと、
前記制御装置に結合された出力ドライバーであって、該出力ドライバーは、前記信号の復号された第１の部分が第２のエラー・レートよりも低い場合に前記信号の前記復号された第１の部分から前記ビデオ信号を供給し、前記信号の復号された第１の部分が前記第１のエラー・レートよりも大きい第２のエラー・レートを超える場合に前記信号の復号された第２の部分から前記ビデオ信号を供給する、前記出力ドライバーと、
を備える、前記信号受信装置。
【請求項９】
前記信号の前記第１の部分および前記第２の部分が同じビデオ画像を含む、請求項８に記載の信号受信装置。
【請求項１０】
前記信号が、該信号の前記第１の部分および前記第２の部分を同期させる同期情報を含む、請求項９に記載の信号受信装置。
【請求項１１】
当該信号受信装置が前記制御装置に結合されたシンクロナイザをさらに備え、該シンクロナイザが前記信号の前記復号された第１の部分を前記信号の復号された第２の部分と同期させる請求項１０に記載の信号受信装置。
【請求項１２】
前記出力ドライバーが、さらに、前記信号の第１の部分の前記ビデオ信号よりも低いビデオ品質で前記信号の第２の部分の前記ビデオ信号を供給する、請求項８に記載の信号受信装置。
【請求項１３】
前記出力ドライバーが、さらに、前記信号の第１の部分のビデオを表示することができるビデオ・ディスプレイ上に前記第２のストリームのビデオを表示するために、前記信号の第２の部分のビデオ信号を変換する、請求項８に記載の信号受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
ステップ４５０で、同期したデータ・ストリームを結合し、チャンネル符号化する。データ・ストリームの結合は、パケット・マルチプレクサ２４０で実行される。ステップ４５０における結合は、ステップ４２０で符号化された第１の高レート・データ・ストリームを連続的なデータ・ストリームとして確立することを含むことができる。ステップ４５０における結合では、その後、この連続的なデータ・ストリーム内で、ステップ４３０で符号化された第２の低レート・データ・ストリームの一部分を挿入するための特定の間隔位置を特定する。一実施形態では、ステップ４５０における結合は、ＡＴＳＣ  Ａ／１５３標準に基づいて実行される。さらに、ステップ４５０では、ポストプロセッサ２５０などの回路でチャンネル符号化を実行することもできる。チャンネル符号化は、リード・ソロモン符号化などのパリティ符号化、ならびにデータ・インタリーブおよびトレリス符号化変調を含むことができる。
【国際調査報告】
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