(57)【要約】本発明の様々な側面によれば、高優先度ストリームと低優先度ストリームとを有する階層変調を含むデジタル放送信号を送信するための方法および装置、ならびに受信するための方法および装置が提供される。第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信または受信されるように構成され、前記低優先度ストリームによって送受信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成されるように、コンテンツが２つのストリームに符号化されて送信または受信される。【選択図】図２
2008543142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を送信するための装置であって、送信されるサービスコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに符号化するための少なくとも１つのエンコーダを備える、装置。
【請求項２】
前記第一および第二のストリームの組み合わせが、前記サービスコンテンツに増加したビットレートを与えるように、前記第一のストリームが低優先度ストリームを含み、前記第二のストリームが高優先度ストリームを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第一のストリームおよび前記第二のストリームが、同じサービスコンテンツを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第一のストリームは、低解像度のビデオを含むベースレイヤーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第二のストリームは、高解像度ビデオのための更なる情報を含む拡張レイヤーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第一及び第二のストリームは同時に送信されるように構成される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
前記第一のストリームおよび前記第二のストリームは、それらの間に位相シフトが存在するように送信されるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項８】
前記デジタル放送信号は、DVB-Hのようなモバイルデジタルブロードバンド放送信号を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を受信するための装置であって、受信したサービスコンテンツを、第一のストリームが前記高優先度ストリームによって受信されるように構成され、前記低優先度ストリームによって受信される第二のストリームが、更なる情報を含むように構成される、２つのストリームに復号化するための少なくとも１つのデコーダを備える、装置。
【請求項１０】
前記装置は、DVB-Hでの送信を受信するためのモバイル受信器を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を送信するための方法であって、送信されるべきコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに符号化するステップを含む、方法。
【請求項１２】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を受信するための方法であって、受信したコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって受信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって受信された第二のストリームが、更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに復号化するステップを含む、方法。
【請求項１３】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を符号化するためのエンコーダであって、送信されるコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、更なる情報を含むように構成される、
２つのストリームに符号化するための符号化手段を備える、エンコーダ。
【請求項１４】
パケット識別子を含む１つ以上のトランスポートストリームパケットとして送信されるパケットを処理するように構成されたモバイル端末であって、
・  電子サービスガイド情報を格納するための第一のメモリと、
・  低優先度および高優先度ストリームの間でサービスディスカバリデータをリンクさせるサービスディスカバリデータを格納するための第二のメモリと、
・  レンダリングのために、前記電子サービスガイドからサービスを選択するための手段と、
・  パケット識別子を使用して、少なくとも１つの前記サービスディスカバリデータをフィルタ処理するためのトランスポートストリームフィルタと、
を備え、前記フィルタリングは、前記サービスを受信してレンダリングするための、低優先度ストリームと高優先度ストリームとの間での選択に基づくものである、モバイル端末。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階層変調（Hierarchical Modulation）を使用したデジタル放送信号を送信および／または受信するための装置に関する。さらに、本発明は、このような装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、（携帯電話またはPDAのような）ハンドヘルドの電池式デバイス向けに放送されるマルチメディアコンテンツ、特にTVコンテンツは、有望なビジネスチャンスであると考えられている。
【０００３】
例えば、DVB-H（デジタルビデオ放送−ハンドヘルド：Digital Video Broadcasting - handheld）、DVB-T（デジタル放送−地上波：Digital Video Broadcasting - Terrestrial）、DMB-T（デジタルマルチメディア放送−地上波：Digital Multimedia Broadcast-Terrestrial）、T-DMB （地上波デジタルマルチメディア放送：Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting）、およびMediaFLO（メディアフロー：Forward Link Only）などをこのようなサービスの構築に使用することができる。標準化、技術評価、ロビー活動、ビジネス機会の検討を目的とする、いくつもの国際フォーラムや研究開発プロジェクトが存在し、その中には、CBMS （放送とモバイルサービスとの融合：Convergence of Broadcast and Mobile Services）、MBMS （マルチメディア放送および同報サービス：Multimedia Broadcast Multicast Service）、OMA （オープンモバイルアライアンス：Open Mobile Alliance）、BMCO （放送とモバイルとの融合：Broadcast_Mobile_Convergence）フォーラム、DigiTAG （デジタル地上波テレビのアクショングループ：Digital terrestrial television action group）, IP Datacast Forum（IPデータキャストフォーラム）が含まれる。
【０００４】
DVB-T/H規格の最も興味深い特徴のうちの１つは、階層変調を使用することができるネットワークを構築する能力である。概して、これらのシステムは、２つの独立した多重送信に対して同じRFチャネルを共有する。
【０００５】
階層変調では、可能な配列のデジタル状態（例えば、64QAMの場合は64の状態、16QAMの場合は16の状態）が、非階層の場合とは異なって解釈される。
【０００６】
特に、２つの別個のデータストリームを、送信に利用できるようにすることができる。第一のストリーム（HP; High Priority：高優先度）は、その状態が位置する複数のクアドラント（例、特別なQPSKストリーム）によって定義され、第二のストリーム（LP; Low Priority：低優先度）は、そのクアドラント（例、16QAMまたはQPSKストリーム）内の状態の位置によって定義される。
【０００７】
このような既知のシステムでは、例えば、異なる機能があり、異なる受信状態にあるIRD（Integrated Receiver Decoder：統合受信デコーダ）のような受信器で使用するために、階層変調によって２つの異なる解像度／ディテールレベルを有する同じビデオコンテンツを送信することが提案されている。図1において、IRD Aは、戸外での受信状態におけるモバイル受信器を対象としたサービスを説明するために使用され、IRD Cは、ETSI TR 102 377に基づいた戸外での受信状態における携帯型受信器を対象としたサービスを説明するために使用される。低解像度ではHPを使用し、高解像度ではLPを使用する。したがって、図1から分かるように、同じコンテンツが不都合にも二度送信される。
【０００８】
例えば、低解像度の5 Mbit/sおよび高解像度の10 Mbit/sといった２つのコンテンツストリームが存在する。階層モードでは、送信に十分な能力を有するようにするために、HPにQPSK、LPに16-QAMを選択しなければならない。このような選択による問題は、LPの場合、16QAMの性能が非階層の64QAMよりも悪くなることである。したがって、LPストリームのモバイル受信の可能性が非常に制限される。
【０００９】
一方で、HPおよびLPにQPSKを選択した場合は、QPSKが選択されているので、モバイル受信能力は十分である（非階層の16QAMに等しい）。しかし、このソリューションを使用すると、高解像度のストリームに対する十分な能力が無いために、サービスの数を制限しなければならない。
【発明の概要】
【００１０】
したがって、本発明は、能力および性能の要件を柔軟に結びつけるように階層変調の符号化を適応させることを目的とする。
【００１１】
本発明の様々な側面によれば、高優先度マルチメディアストリームと低優先度マルチメディアストリームとを有する階層変調を含むデジタル放送信号を送信するための方法および装置、ならびに受信するための方法および装置が提供される。各マルチメディアストリームは、特定の符号化タイプおよび関連するシグナリングの１つ以上のメディアストリームを含むことが可能である。受信または送信されるメディアコンテンツの少なくとも１つのソースが２つのストリームに符号化されるが、この２つのストリームにおいて、第一のストリームは高優先度ストリームによって送信または受信されるように構成され、第二のストリームは低優先度ストリームによって送信または受信されると共に、第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態は、従属請求項および様々な実施形態の説明に詳述される。
【様々な実施形態の説明】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明について一例として説明する。
【００１４】
図2は、様々な実施形態のシステムおよび／または送信器に適用されるスケーラブルエンコーダ200を示す図である。スケーラブルビデオエンコーダは、スケーラブルエンコーダ200の一例とすることができる。例えば、解像度またはディテールレベルを、スケーラブルとすることが可能である。スケーラブルエンコーダは、マルチプロトコルカプセル化装置（Multiprotocol Encapsulator）（IPE）201を備える。IPE 201は、信号202としての別個のIPストリームとして、サービス1、IRD C、スケーラブルビデオベース、および拡張プロトコルレイヤーを受信する。DVB信号203は、第一のストリーム204と第二のストリーム205とを含む。第一のストリームは、高優先度（HP）でのサービス1、IRD Cベースレイヤーである。第二のストリームは、低優先度（LP）でのサービス1、IRD A拡張レイヤーを含む。ベースレイヤーは、低解像度のビデオを含み、HPストリームによって送信される。拡張レイヤーは、高解像度ビデオに必要な追加情報を含み、LPストリームによって送信される。したがって、コンテンツは二度送信されないが、ベースレイヤーおよびエンハンスメント（すなわち拡張レイヤー）が別々に送信される。
【００１５】
例えば、サービスの数を制限することなくHP：QPSK、LP：QPSKの階層モードが使用される。これは、エンハンスメントが10 Mbit全てを必要とせず、例えば5 Mbitが利用可能であることにより可能となる。したがって、良好なモバイル受信が保証される。階層変調は、スケーラブルビデオコーデックと組み合わせたときに相乗効果をもたらす。スケーラブルビデオコーデックの一実施形態では、時間スケーラビリティ（フレームレート）または空間スケーラビリティ（ピクセル数）を使用することができる。別の更なる実施形態では、ピクチャレートがスケーラブルである。スケーラブルビデオコーデックが無い場合、階層変調の使用はより制限される。
【００１６】
様々な実施形態によるエンコーダ（代わりにサービスシステムと称される）は、ユーザーサービスに対するメディアストリームを符合化する。サービスシステムは、優先度クラスの数（ここで説明される階層変調の場合は２つ）と、それらの優先度に対するターゲットメディアビットレートとが、アプリオリに分かっている。他の方法では、IPカプセル化装置（代わりにマルチプロトコルカプセル化装置と称される）が、これらの値をサービスシステムにシグナリングする。
【００１７】
サービスシステムは、あるアプリオリな情報を使用して、それらの重要性に基づいて手動的または自動的に優先度でラベル化されたIPパケットを生成する。相異なる優先度ラベル値の数は、提供された優先度クラスの既知の数に等しい。例えば、ニュース放送サービスでは、オーディオがビデオよりも高い優先度を有し、また補助メディア拡張データよりも高い優先度を有する。
【００１８】
実施例の説明に戻ると、ベースレイヤーのIPパケットを、拡張レイヤーのIPパケットよりも高い優先度を割り当てることができるように、スケーラブル符号化されたビデオビットストリーム内で、更なる優先度の割り当てが行われることができる。優先度のシグナリングをするための実際的な手段では、IPマルチキャストが使用され、別個のマルチキャストグループのアドレスが各優先度レベルに対して割り当てられる。他の方法では、IPv6パケットヘッダー内の優先度ビットを使用することができる。他の方法では、RTPペイロードヘッダーまたはRTPペイロードにおける優先度のメディア特定の表示を使用することが、しばしば可能である。例えば、H.264 RTPペイロードフォーマットのRTPペイロードヘッダー内のnal_ref_idc要素を使用することができる。
【００１９】
さらに、サービスシステムは、特定の優先度レベルが割り当てられたIPパケットのビットレートを調整して、対応する優先度クラスの既知のメディアビットレートと一致させる。ビットレートを調整するための手段は、オーディオおよびビデオの符合化ターゲットビットレートの選択を含む。例えば、AMR-WB+のような多くのオーディオ符号化スキームは、異なるビットレートに対する複数のモードを含む。ビデオエンコーダは、とりわけエンコーダの出力ビットレートを調整するためのエンコーダ制御ブロックを含む。ビデオのビットレートを調整するための手段は、予測エラーピクチャのためのピクチャレートの制御および量子化ステップサイズの選択を含む。
【００２０】
さらに、メディア符号化は、スケーラブルな形態で行うことができる。例えば、ビデオを一時的にスケーラブルにすることができ、ベースレイヤーを7.5 Hzのピクチャレートに、またベースおよび拡張レイヤーを互いに30 Hzのピクチャレートに決定可能である。次いで、ベースレイヤーに、拡張レイヤーよりも高い優先度が割り当てられる。以下、２つの優先度クラスがある場合を考察し、サービスシステムは、2組のIPパケットストリームを生成し、その１つを高優先度（HP）ストリームと称し、もう１つを低優先度（LP）ストリームと称する。
【００２１】
〔放送に階層的な優先度変調を使用する様々な実施形態〕
多数のメディア圧縮スキームに対して、重要性のカテゴリを、符号化されたメディアのビット列に割り当てることができ、以下、これを優先度と称する。符号化されたビデオでは、例えば、非予測的（non-predictively）に符号化された情報（イントラピクチャ；intra picture）は、予測的（predictively）に符号化された情報（インターピクチャ；inter picture）よりも高い優先度を有する。インターピクチャのうち、他のインターピクチャの予測に使用されるもの（参照ピクチャ；reference picture）は、今後の予測に使用されないもの（非参照ピクチャ；non-reference picture）よりも高い優先度を有する。いくつかのオーディオ符号化スキームには、コンテンツの再生が開始可能となる前に、コードブック情報の存在が必要であり、本願明細書では、コードブックを搬送するパケットは、コンテンツパケットよりも高い優先度を有する。MIDIを使用する場合、機器の定義は、実際のリアルタイムのMIDIストリームよりも高い優先度を有する。当業者は、提示される実施例に基づいて、メディア符号化スキームにおいて、異なる優先度を容易に識別できるであろう。
【００２２】
優先権は、"柔軟な（soft）"基準に基づいて確立することもできる。例えば、メディアストリームがオーディオおよびビデオパケットを包含する場合、ほとんどの実際的な場合では、ユーザーの知覚という観点から、オーディオ情報は、ビデオ情報よりも重要性が高いものと仮定することができる。したがって、オーディオ情報は、ビデオ情報よりも高い優先度を運ぶ。アプリケーションの必要性に基づき、当業者は、単一のメディアストリーム内に伝送される相異なるメディアタイプに優先度を割り当てることができなければならない。
【００２３】
予測的に符号化されたメディアを担持しているパケットの損失は、通常、再生品質に悪影響をもたらす。喪失データは、パケットが属するメディアフレームに対して不快なアーチファクトをもたらすだけでなく、符号化プロセスの予測的な性質により、エラーが今後のフレームに広がる。上述のほとんどのメディア圧縮スキームは、独立復号器更新（independent decoder refresh：IDR）情報の概念を用いている。IDR情報は、元来、全てのメディアビット列のうちの最も高い優先度を有する。独立復号器更新情報は、デコーダを既知の状態に完全にリセットする情報として形成される。ITU-T H.261のような以前のビデオ圧縮企画では、IDRピクチャは、イントラピクチャと同一である。ITU-T H.264のような最新のビデオ圧縮規格では、参照ピクチャの選択を含む。全ての予測機構を中断して参照ピクチャ選択機構を既知の状態にリセットするために、これらの規格では、IDRピクチャと呼ばれる特別なピクチャタイプを含む。上述のオーディオおよびMIDIの実施例の場合、IDRは、今後の復号化に必要な全てのコードブック／機器情報から構成される。IDRの期間は、本願明細書では、復号化の順に、IDRサンプル（包括的）から次のIDRサンプル（排他的）までのメディアサンプルを含むように形成される。いかなるIDRフレームに続く符号化フレームも、IDRフレームより前のフレームを参照することができない。
【００２４】
符号化ビットストリームの１つの有用な特性は、スケーラビリティである。以下、異なるデータレートで復号化される圧縮シーケンスの能力を示すビットレートスケーラビリティを説明する。このような圧縮されたシーケンスは、異なる帯域幅のチャネルでストリームにすることができ、また異なる受信端末でリアルタイムに復号化および再生することができる。
【００２５】
スケーラブルマルチメディアは、一般的にデータの階層的レイヤーに順序付けられる。ベースレイヤーは、ビデオシーケンスのようなマルチメディアクリップの個々の表現を含み、拡張レイヤーは、ベースレイヤーに加えて精緻化データ（refininment data）を含む。マルチメディアクリップの品質は、拡張レイヤーがベースレイヤーに追加されるに従って漸進的に向上する。
【００２６】
スケーラビリティは、インターネットや無線通信ネットワーク内の無線チャネルのような異種的で、エラーの発生しやすい環境に望ましい特性である。前記特性は、ビットレート、表示解像度、ネットワークスループット、およびデコーダの複雑さのような制限に対処するために望ましいものである。
【００２７】
シーケンスがダウンロードされ、それぞれが異なる処理能力を有する異なるデバイスで再生された場合、ビットレートスケーラビリティを低処理能力のデバイスで使用して、ビットストリームの一部だけを復号化することによって、ビデオシーケンスの低品質の表現を提供することができる。高処理能力のデバイスは、完全な品質でシーケンスを復号化および再生することができる。加えて、ビットレートスケーラビリティは、ビデオシーケンスの低品質表現の復号化に必要な処理能力が、完全な品質のシーケンスを復号化するときよりも低いことを意味する。これは、計算スケーラビリティの形態である。
【００２８】
ビデオシーケンスがストリーミングサーバ内に予め格納されている場合、およびサーバーが、例えばネットワークの混雑を回避するために、ビットストリームとして送信されるビットレートを一時的に下げなければならない場合、サーバーがビットストリームのビットレートを下げることができるが、それでも使用可能なビットストリームを送信する場合に好都合である。これは、ビットレートスケーラブル符号化を使用して達成することができる。
【００２９】
スケーラビリティを使用して、階層符号化（Layered Coding）とトランスポートの優先順位付け（transport prioritasation）とを組み合わせた位相システムにおけるエラー耐性を向上させることができる。トランスポートの優先順位付けという用語は、トランスポートにおいて異なる品質のサービスを提供する機構の説明に使用される。これらの機構は不等エラー保護を含み、異なるチャネルエラー／損失レートを提供し、異なる優先度を割り当てて異なる遅延／損失要件をサポートする。例えば、スケーラブルに符合化されたビットストリームのベースレイヤーは、高度なエラー保護を有する送信チャネルを介して配信することが可能であり、一方で、拡張レイヤーは、エラー傾向の高いチャネルで送信することが可能である。
【００３０】
ビデオスケーラビリティは、しばしば時間、空間、品質、および関心領域に分類される。これらのスケーラビリティのタイプを以下に説明する。全てのタイプのビデオスケーラビリティに関して、信号化の複雑さ（計算サイクルに関して）は、拡張レイヤーの数の単調増加関数である。したがって、全てのタイプのビデオスケーラビリティは、計算スケーラビリティも提供する。
【００３１】
時間スケーラビリティ（Temporal Scalability）とは、異なるピクチャレートで復号化される圧縮シーケンスの能力のことである。例えば、時間スケーラブル符号化ストリームは、30 Hz、15 Hz、および7.5 Hzのピクチャレートで復号化することが可能である。時間スケーラビリティには、非階層および階層的の２つのタイプがある。非階層時間スケーラビリティでは、特定の符号化ピクチャを、動き補正（別名、インター予測）の予測参照として、または他の符号化ピクチャの他の復号プロセスとして使用しない。これらのピクチャは、H.264/AVCのような最新の符号化規格において、非参照ピクチャと称される。非参照ピクチャは、出力順に以前のピクチャから、または出力順に以前および後続のピクチャの両方からインター予測することが可能である。さらに、インター予測における各予測ブロックは、１つのピクチャから生じさせるか、または、双予測符号化では、２つのソースブロックの加重平均とすることが可能である。従来のビデオ符号化規格では、Bピクチャが手段を時間スケーラビリティに提供していた。Bピクチャは、双予測された非参照ピクチャであり、出力順に以前および後続の参照ピクチャの両方から符号化される。とりわけ、非参照ピクチャは、ピクチャ表示レートを増加させることによって、知覚される画像の向上に使用される。これらは移行のフレームの復号化に影響を及ぼさずに除外することができるので、ビデオシーケンスは、送信ネットワークの帯域幅の制約、または異なるデコーダの能力に基づいて、異なるレートで復号化することが可能となる。非参照ピクチャは、参照ピクチャに比べて圧縮性能を高めることが可能であるが、これらの使用には、メモリの増加および追加的な遅延の導入が必要となる。
【００３２】
階層的な時間スケーラビリティでは、特定の一組の参照および非参照ピクチャは、残存ビットストリームの復号化に影響を及ぼさずに符号化ビットストリームから除外することができる。階層的な時間スケーラビリティには、動き補正のための複数の参照ピクチャが必要である。すなわち、エンコーダが予測に対する参照ピクチャを選択することができる複数の復号化ピクチャを含む参照ピクチャバッファが存在する。H.264/AVC符号化規格では、サブシーケンスと呼ばれる機能によって、以下に説明するように、階層的な時間スケーラビリティが可能となる。各拡張レイヤーはサブシーケンスを含み、各サブシーケンスは複数の参照および／または非参照ピクチャを含む。サブシーケンスは、あらゆる下位のサブシーケンスレイヤーにおいて他のサブシーケンスにいかなる影響も及ぼさずに削除することができる、複数の相互依存ピクチャから構成される。サブシーケンスレイヤーは、互いへの依存関係に基づいて、階層的に構成される。最高位の拡張レイヤー内のサブシーケンスを削除したとき、残りのビットストリームは有効なままである。
【００３３】
空間スケーラビリティによって、多重解像度ビットストリームを作成して、様々なディスプレイ要件/制約を満たすことができる。空間スケーラビリティでは、空間拡張レイヤーを使用して、拡張レイヤーが参照に使用したアップサンプリングバージョンの再構成レイヤー、すなわち参照レイヤーと、より高解像度のバージョンの元の画像との間の符号化損失を回復する。例えば、参照レイヤーがQuarter Common Intermediate Format （QCIF）の解像度、176×144ピクセルであり、拡張レイヤーがCommon Intermediate Format （CIF）の解像度352×288ピクセルである場合、参照レイヤーのピクチャは、そこから拡張レイヤーのピクチャを適切に予測することができるようにスケーリングしなければならない。それぞれが以前のレイヤーのピクチャ解像度を高めた、複数の拡張レイヤーが存在しうる。
【００３４】
品質スケーラビリティは、信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio：SNR）スケーラビリティとしても知られている。これによって、符号化損失、すなわち元のピクチャと再構成されたものとの差分を回復することができる。これは、より細密な量子化器を使用して、拡張レイヤー内の差分ピクチャを符号化することによって達成される。この追加情報は、再生ピクチャ全体のSNRを増加させる。スケーラブルビデオ符号化手法の品質は、しばしば粗い粒状感のスケーラビリティおよび細密な粒状感のスケーラビリティにさらに分類される。粗い粒状感のスケーラビリティでは、適切な復号化には、（そのレイヤーに対するいずれか２つのランダムアクセスピクチャ内の）レイヤーに対応する全ての符号化データが必要である。レイヤーの符号化ビットのいずれかの削除によって、ピクチャ品質の制御不能な低下がもたらされる場合がある。レイヤーから符号化データを削除することによって生じる品質低下が減衰に対して補償される、低品質スケーラビリティが存在し、しばしばリーク予測と称される。細密な粒状感のスケーラビリティでは、得られる復号化品質は、最高位の拡張レイヤーから復号化されたビット数の単調増加関数である。すなわち、それぞれの追加的な復号化ビットが品質を改善するのである。粗いおよび細密な粒状感のスケーラビリティを組み合わせて、スケーラビリティステップの観点では中間レベルに達する方法もある。
【００３５】
関心領域スケーラビリティでは、品質または解像度の改善は、ピクチャ領域全体に対して一様ではないが、むしろピクチャ内の特定の領域だけが、拡張レイヤー内で改善される。
【００３６】
図3を参照する。本発明による信号を送信するための様々な実施形態が示されている。装置300は、コンテンツ301を取得する。コンテンツの一例は、ビデオストリームとすることができる。前記装置は、サービスシステム302を備える。サービスシステム302は、低品質ストリーム303aおよび高品質ストリーム303bの２つの別個のストリームにコンテンツ301を符合化する。高品質ストリーム303bは、低品質ストリーム303aのビットレートを例えば2倍に高めるように使用することができるので、いわゆる'アドイン'のストリームである。
【００３７】
様々な実施形態では、低品質ストリーム303aのビットレートを、例えば256 kpbsとすることができる。高品質'アドイン'ストリームのビットレートは、例えば256 kpbsとすることができる。それによって、組み合わせたストリームの合計ビットレートを、いくつかの実施形態では、512 kpbsに高めることができる。
【００３８】
様々な実施形態では、高品質ストリーム303bは、このように消費することができない。しかし、高品質ストリーム303bを'アドイン'として、２つのストリーム303aおよび303bの組み合わせストリームの品質を向上させる。一方で、低品質ストリーム303aは、単一のストリームとして消費することができる。例えば、受信状態が悪いときである。
【００３９】
図3の実施例を再び参照する。装置300は、マルチプレクサ（または、図4の実施例に示されるようなIPカプセル化装置）304aをさらに備える。低品質ストリーム303aは、別個のトランスポートストリームTS1に多重化される。TS1は、高優先度HP変調を使用して搬送される。高品質ストリーム303bは、マルチプレクサ（またはIPE）304bで、別個のトランスポートストリームTS2に多重化される。TS2は、低優先度LP変調を使用して搬送される。
【００４０】
さらに図3の様々な実施形態を参照する。装置300は、変調器305も備える。前記変調器は、高品質ストリーム303aを含むTS1と、低品質ストリーム303bを含むTS2とを組み合わせる。変調器305は、単一信号306内でTS1およびTS2を送信する。変調器305は、ETSI EN 300 744に定義されているように、階層的送信（または変調）を使用する。この階層変調では、TS1は、それ自体のチャネル符号化レートで高優先度ストリームにおいて送信され、TS2は、それ自体のチャネル符号化レートで低優先度ストリームにおいて送信される。
【００４１】
様々な実施形態では、受信器が制限された品質のストリームだけを消費する必要がある場合、受信器は受信信号のHP TS1ストリームをフィルタ処理することができる。一方で、受信器が品質の向上したストリーム、または場合により最高品質のストリームを消費する必要がある場合、受信器はHP TS1およびLP TS2の両方を使用する。
【００４２】
図4は、代替的な本発明の更なる実施形態を示す図であり、TSストリーム間に位相シフトが使用される。
【００４３】
図4は、様々な実施形態のための代替案を示す図であり、受信器はHPストリームおよびLPストリームを同時に受信することができない。したがって、図4は、受信器がそのようにできない場合の更なる可能性を提供する。図4に基づく一実施形態では、LPおよびHPストリームは、位相シフトされて送信される。図4の更なる実施形態は、装置300を備え、さらに位相シフト制御器400を備える。位相シフト制御器400は、LPおよびHPのTSストリームが同時に存在しないように、IPE1（第一のマルチプロトコルカプセル化装置）およびIPE2（第二のマルチプロトコルカプセル化装置）の出力を制御する。図4では、信号401はTS1を含むIPE1の出力を示し、信号402はTS2を含むIPE 2の出力を示す。
【００４４】
IPカプセル化装置は、HPおよびLPストリームの時間スライスを生成する。対象とする復号化または再生時間に関するLPストリームにおける時間スライスの境界は、同じユーザーサービスのHPストリームの時間スライスの対象とする復号化または再生時間に比べて、制限されて形成された範囲内にある。時間スライスの境界に一致させる手段は、MPE-FECフレームのパディングおよびパンクチャリングと、符号化ビットストリームのビットレート適応とを含む。符号化ビットレートのビットレート適応は、選択したピクチャの拡張レイヤーからの削除、または、ピクチャ群の最後からの参照ピクチャの、例えばHPストリームからLPストリームへの移動を含む。HPおよびLPストリームの時間スライスの境界を一致させることによって、予想される調整遅延、すなわち無線受信の開始からメディア再生開始までの遅延の低減の助力となる。さらに、HPストリームの時間スライス内の境界のストリームは、それらの意図する復号化または再生時間によって配列される。例えば、同じ時間スライスにおける第一のオーディオおよびビデオのタイムスタンプは、ほぼ等しくなければならない。
【００４５】
本発明の更なる一実施形態では、IPカプセル化装置は、単一のユーザーサービスのHPおよびLPストリームの位相シフトされた送信を生成する。本発明の別の実施形態では、２つのIPカプセル化装置を位相シフトに使用することができる。すなわち、同じユーザーサービスのLPおよびHPストリームバーストは並行してではなく、むしろ次々に送信される。LPストリームの時間スライスは、メディアの復号化または再生時間に関して、LPの時間スライスに対応するHPの時間スライスより前に送信されることが好ましい。結果的に、端末が、LPストリームの時間スライスと対応するHPストリームの時間スライスとの送信の間に受信を開始する場合、HPストリームの時間スライスを復号化および再生することができる。時間スライスの送信順序が逆であり、第一の受信時間スライスがLPストリームからのものである場合、受信器は、第一のLPストリームの時間スライスを復号化できなくなり、調整遅延が長くなる。
【００４６】
IPカプセル化装置が、単一のユーザーサービスのHPおよびLPストリームの位相シフトされた送信を生成する場合、受信器が初期のバッファ遅延を調整するための手段も提供しなければならない。調整のための１つの手段は、初期のバッファ遅延をそれぞれの送信された時間スライスバーストに提供するものである。別の手段は、予め優先度クラスの数および送信順序を示すか、またはそれらを規格内に固定するものである。結果的に、受信器は、復号化の開始前に、特定の期間のメディア復号化または再生時間に対してどのくらいの時間スライスバーストを受信しなければならないのかを知ることになる。
【００４７】
受信を開始するとき、受信器は、HPストリームおよびLPストリームから単一のメディアビットストリームを再構成できるデータ量をバッファリングし、ビットストリームを十分に速い速度でメディアデコーダに入力する。初期のバッファリング遅延が時間スライスバーストごとにシグナリングされる場合、受信器は、シグナリングに提案されたようにバッファリングを行う。優先度クラスの数およびそれらの送信順序が分かっている場合、受信器は、メディアの復号化または再生時間の第一の受信期間に対応する最後の時間スライスを受信していれば、バッファリングを行う。
【００４８】
受信器は、HPストリームおよびLPストリームの時間スライスからのメディアサンプルを単一のビットストリームに構成しなおすが、メディアサンプルは、対応するメディア符号化使用に指定された復号化の順序である。これは、送信がIPマルチキャストに続く場合に、一般的にサンプルのRTPタイムスタンプを使用して行われる。メディア固有の手段を使用して、異なる時間スライスでサンプルを送信する場合、RTPペイロードフォーマットのインターリーブパケット化モードが使用され、ペイロードフォーマットは、サンプルをそれらの復号化順序にデインターリービングするための手段を提供する。例えば、H.264 RTPペイロードフォーマットのインターリーブパケット化モードが使用されるときに、復号化順序番号（decoding order number：DON）を、H.264の各ネットワーク抽象レイヤー（Network Abstraction Layer：NAL）ごとに導出することができる。
【００４９】
図5は、DVB信号を受信するときの端末500と受信器501との強調を示す図であり、コンテンツは、様々な本発明の更なる実施形態に基づいて符合化される。受信器501は、DVB-H信号のような無線デジタルブロードバンド信号を受信する。ユーザーは、ブロック503で、所望のサービスを端末内に格納された電子サービスガイド（electronic service guide：ESG）から選択する。受信器は、ESG内のデータが可能性を示した場合に、合計で256 kbpsを消費するか、または合計で512 kbpsを消費するサービスを選択することが可能である。次いで、ブロック504で、端末500は、対応するフィルタを発生させる。フィルタは、サービスの取得に必要とされるIPストリームに対して発生させる。例えば、より大きな512 kbpsのサービスは、少なくとも２つのIPストリームを含む。したがって、少なくとも２つのフィルタがこのようなものに必要である。
【００５０】
ブロック505で、受信器501は、リクエストされたIPストリームのためのサービスディスカバリを実行する。ブロック505で、PAT、PMT、およびINTを介してPIDが発見される。さらに、LPおよびHPストリームの変調パラメータの発見が行われる。変調パラメータの発見は、選択したサービス、すなわちLPストリームか、またはHPストリームで搬送されたかどうかに依存する。さらに、HPおよびLPストリームのための変調パラメータを、例えば、地上波送達システムの記述子内の階層ビットによって発見することができる。ブロック506で、受信器501は、HPストリームとLPストリームとの間の受信を調整する。256 kbpsの低ビットレートのサービスが選択された場合、全てのデータがHPストリームで搬送されるので、受信器501は、HPストリームとLPストリームとを切り替える必要が無い。512 kbpsの高ビットレートのサービスが選択された場合、受信器501は、例えば第二のバーストごとに、HPストリームとLPストリームとを切り替える。受信器501は、バッファ管理手段507と、受信バッファ508も備える。バッファ管理ブロック507は、バッファリソースを制御し、バッファがいっぱいになると、受信データを端末500に転送する。
【００５１】
端末500は、ストリームアセンブルコントローラ508を備え、ストリームアセンブルが必要かどうかを確認する。コントローラ508は、選択されたものが低ビットレートサービスなのか、高ビットレートサービスなのかを確認する。高ビットレートサービスの場合には、いくつかのアセンブルが必要である。ブロック510で、端末は、低ビットレートストリームから、および拡張から高ビットレートサービスをアセンブルする。本発明の一実施形態では、階層化コーデックが、HP TSから生じた低品質ストリーム、およびLP TSから生じた拡張ストリームを、単一のストリームにアセンブルする。ブロック509で、ストリームが消費される。ブロック509では、消費に対して、直接受信した低ビットレートのサービスか、またはアセンブルされた高ビットレートのサービスを提供する。端末500は、アセンブリング、バッファリング、およびストリームの消費に使用することが可能である端末メモリ511をさらに備える。
【００５２】
端末は、DVB-H信号を受信するモバイルハンドヘルド端末とすることができる。受信器を実装するための様々な方法がある。
【００５３】
〔ハンドヘルドデバイス〕
ハンドヘルドデバイスは、通常電池式であり、我々の日々のノマディックな活動の必携品となっている。それらに加えて、携帯電話などは、リターンチャネルを有するので、対話型アプリケーションが容易に可能となる。ハンドヘルドデバイスの例には次のようなものがある。放送受信機能を備えた携帯電話。PDA：これらは、概して、携帯電話よりも画面が大きいという利点があるが、両方のデバイスを混合する傾向がある。携帯型テレビゲームデバイス：これらの主な利点は、TVアプリケーションに非常に良く対応していること、また、例えば若者の間で普及してきていることである。
【００５４】
〔携帯デバイス〕
携帯デバイスは、小型画面を持たず、ノマディックで電池式のものである。一例として、フラットスクリーンの電池式テレビがあるが、このようなデバイスは、いくつかのメーカーが提供しており、その用途の一例には、住宅（台所からベッドルームまで）内でノマディックに使用できるものがある。携帯型DVDプレーヤ、ラップトップコンピュータなどは、他の例である。
【００５５】
〔車載用統合デバイス〕
車載用統合デバイスも、適用可能なプラットホームのものである。デバイスは、自家用車、タクシー、バス、および路面電車に統合される。様々な画面サイズが想定される。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態では、図6のシステムを適用している。統合型受信デバイス（Integrated Receiver Device：IRD）は、デジタル放送ネットワークDigital Broadcast Network：DBN）の範囲内で作動することが好ましい。他の方法では、IRDは、エンドユーザー端末（End User Terminal：EUT）と称することができる。IRDは、DBNが提供するIPベースのサービスを受信することができる。DBNは、DVB、好ましくはDVB-Tに基づくものであり、DBNの送信は階層的な送信変調に基づくTSを含む。送信は、無線ブロードバンド送信であることも好ましい。送信前に、データはDBN内で処理される。図6のネットワークDBNは、コンテンツプロバイダからサービスコンテンツを受信するように構成することができる。DBNのサービスシステムは、第一の（いわゆる低品質）ストリームおよび第二の（いわゆる高い品質）ストリームの、２つの別個のストリームにコンテンツを符合化する。高品質ストリームは、組み合わせたストリームの合計ビットレートを増加させるように使用することができる追加情報を含む。システムのヘッドエンドHEは、第一のストリームが別個のTS1に多重化され、第二のストリームが別個のTS2に多重化されるように、ストリームを多重化する。TS1の多重化は、HP階層変調を使用して行われる。TS2の多重化は、LP階層変調を使用して行われる。HEの変調器は、単一信号でTS1およびTS2をIRDに送信する。
【００５７】
DBNの送信は、IRDへのDVB-Hに基づいた無線またはモバイル送信である。したがって、データを無線で転送することができる。
【００５８】
引き続き図6の実施例を参照する。IPカプセル化装置を含むヘッドエンド（HE）は、マルチプロトコルエンカプスレーション（MPE）を実行し、Picture Experts Group-Transport Stream （MPEG-TS）ベースのデータコンテナにIPデータを配置する。HEは、テーブルの生成、テーブルのリンキング、およびテーブルの変更を実行する。
【００５９】
そのように生成されたTSは、DVB-Hデータリンクを通じて送信される。IRDは、デジタルで放送されるデータを受信する。IRDは、階層的ブロードバンド送信および優先度を有するTSに従って、記述子およびTSを受信する。IRDは、優先度指示を有するTSを識別することができる。したがって、DBNは、階層的送信のTSの優先度をシグナリングしている。例えば、IRDは、受信したNITからtransport_stream_idを解析する。IRDは、異なる優先度でTSを分離することができる。また、IRDは、それらの階層的優先度に基づいてTSを分類することができる。したがって、限られた品質のストリームだけの消費を望む場合、受信器IRDはHP TS1ストリームを使用することが可能である。これで、LP TS2は全く消費されない。さらに、より高品質のストリームの消費を望む場合、受信器IRDは、HP TS1およびLP TS2の両方のストリームを使用することができ、それによって、消費されるサービスに対して、より高いビットレートを有する。
【００６０】
〔効果および範囲〕
上の説明は多数の特徴を含むが、これらは単に本発明を例示するために提供されたものであり、本発明の範囲を制限するものとして構成されたものではない。多数の特徴を、様々な方法で単一または複数の実施形態に組み合わせられることに留意されたい。したがって、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明の装置およびプロセスに種々の改良および変更が行えることは、当業者に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】DVB信号を送信するための既知のシステムを示す図である。
【図２】コンテンツが本発明の更なる一実施形態により符号化される、DVB信号を送信するためのシステムの一例を示す図である。
【図３】本発明の更なる実施形態を示す図である。
【図４】本発明のさらに別の更なる実施形態を示す図である。
【図５】コンテンツが本発明の更なる実施形態により符号化される、DVB信号を受信するための端末を示す図である。
【図６】本発明の実施例を使用することができる放送システムを示す図である。
【図１】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月5日(2006.9.5)
【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】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を送信するための装置であって、送信されるサービスコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに符号化するための少なくとも１つのエンコーダを備える、装置。
【請求項２】
前記第一および第二のストリームの組み合わせが、前記サービスコンテンツに増加したビットレートを与えるように、前記第一のストリームが低優先度ストリームを含み、前記第二のストリームが高優先度ストリームを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第一のストリームおよび前記第二のストリームが、同じサービスコンテンツを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第一のストリームは、低解像度のビデオを含むベースレイヤーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第二のストリームは、高解像度ビデオのための更なる情報を含む拡張レイヤーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第一のストリームおよび前記第二のストリームは、それらの間に位相シフトが存在するように送信されるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項７】
前記デジタル放送信号は、DVB-Hのようなモバイルデジタルブロードバンド放送信号を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を受信するための装置であって、受信したサービスコンテンツを、第一のストリームが前記高優先度ストリームによって受信されるように構成され、前記低優先度ストリームによって受信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、２つのストリームに復号化するための少なくとも１つのデコーダを備える、装置。
【請求項９】
前記装置は、DVB-Hでの送信を受信するためのモバイル受信器を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を送信するための方法であって、送信されるべきコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに符号化するステップを含む、方法。
【請求項１１】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を受信するための方法であって、受信したコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって受信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって受信された第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、
ような、２つのストリームに復号化するステップを含む、方法。
【請求項１２】
高優先度ストリームと低優先度ストリームとを含む、階層変調を使用したデジタル放送信号を符号化するためのエンコーダであって、送信されるコンテンツを、
・  第一のストリームが前記高優先度ストリームによって送信されるように構成され、
・  前記低優先度ストリームによって送信される第二のストリームが、前記第一のストリームのビットレートを増加させるための更なる情報を含むように構成される、
２つのストリームに符号化するための符号化手段を備える、エンコーダ。
【請求項１３】
パケット識別子を含む１つ以上のトランスポートストリームパケットとして送信されるパケットを処理するように構成されたモバイル端末であって、
・  電子サービスガイド情報を格納するための第一のメモリと、
・  低優先度および高優先度ストリームの間でサービスディスカバリデータをリンクさせるサービスディスカバリデータを格納するための第二のメモリと、
・  レンダリングのために、前記電子サービスガイドからサービスを選択するための手段と、
・  パケット識別子を使用して、少なくとも１つの前記サービスディスカバリデータをフィルタ処理するためのトランスポートストリームフィルタと、
を備え、前記フィルタリングは、前記サービスを受信してレンダリングするための、低優先度ストリームと高優先度ストリームとの間での選択に基づくものである、モバイル端末。
【国際調査報告】
2008543142.tif 000009
2008543142.tif 000010
2008543142.tif 000011