(57)【要約】  本発明は、高周波数テレビジョン信号の移動受信及び移動再生方法に関する。受信信号は、チューナ及び復調器へ供給され、復調されたうえでデマルチプレクサによって少なくともビデオ信号とオーディオ信号とへ分割され、データとしてビデオデコーダ及びオーディオデコーダへ供給される。当該処理はビデオデコーダ及びオーディオデコーダの前方で少なくとも２つの受信経路において並列に行われる。本発明では、第１の受信経路のデータをリングバッファに記憶しつつ、第２の受信経路を介してデータを処理して再生のために供給し、第２の受信経路から第１の受信経路への切り替えが行われた場合、ビデオデコーダがリングバッファに記憶されたデータをさらなる処理のために受け取る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波数テレビジョン信号の移動受信及び移動再生方法であって、
受信信号を、チューナ及び復調器へ供給し、復調したうえでデマルチプレクサによって少なくともビデオ信号とオーディオ信号とへ分割し、データとしてビデオデコーダ及びオーディオデコーダへ供給し、該処理を前記ビデオデコーダ及びオーディオデコーダの前方で少なくとも２つの受信経路において並行して行い、
第１の受信経路のデータをリングバッファに記憶しつつ、第２の受信経路を介してデータを処理して再生のために供給し、
前記第２の受信経路から前記第１の受信経路への切り替えが行われた場合、前記ビデオデコーダは、前記リングバッファに記憶されたデータをさらなる処理のために受け取る
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リングバッファは、前記第１の受信経路のデータを前記第２の受信経路のデータと同時に持続的に記憶する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ビデオデコーダは、前記切り替えの時点で、最新の基準画像からデータを受け取る、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記リングバッファは、少なくとも、２つの基準画像間のデータを記憶する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記基準画像から画像信号を規則的に表示する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ビデオデコーダは、前記第１の受信経路が中断された時点の画像まで早送りで動作し、当該時点から前記第２の受信経路を介してリアルタイムでビデオ画像を再生する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記第１の受信経路の最後の画像は、前記ビデオデコーダが前記早送りを終了するまでフリーズ状態で維持される、請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念記載の、高周波数テレビジョン信号の移動受信及び移動再生方法であって、受信された信号をチューナ及び復調器へ供給し、復調したうえでデマルチプレクサによって少なくともビデオ信号とオーディオ信号とへ分割し、データとしてビデオデコーダ及びオーディオデコーダへ供給し、当該処理をビデオデコーダ及びオーディオデコーダの前方で少なくとも２つの受信路において並列に行う方法に関する。
【０００２】
移動ディジタルテレビジョン受信では、変化する受信条件のためにしばしばデータストリームの中断が発生するが、このことはユーザにとっては画像信号及び音響信号の中断を意味する。こうした中断は数秒以上にわたって続くことがあり、場合によっては視聴者が選択したプログラムの重要な情報が失われてしまう。充分な受信品質を有する代替的な伝送経路が存在すれば、この代替的な経路への切り替えを提案できる。よって、本発明は、代替的な伝送経路への迅速な切り替えを行える低コストの方法を提供することを目的とする。
【０００３】
実用されている複数の代替伝送経路の手段
階層的変調
よりローバストな伝送プロセス（適切な変調パラメータ、より高度な冗長性、より高いエラー防止能）によって受信領域を拡大することができる。しかし、これにより、達成可能なデータレートひいては伝送可能なプログラムの個数及び／又は送信される画像及び音響の品質は低下してしまう。
【０００４】
ＤＶＢ及びＩＳＤＢ−Ｔでは、高いビットレートを有するデータストリームに加え、ビットレートは低いが高いローバスト性を有する別のデータストリームを形成する階層的変調方法が知られている。日本ではこの方法が採用されており、「１２セグメント」（高ビットレート）及び「１セグメント」（ローバスト部分、ただし低ビットレート）として知られている。これらの双方が同じトランスポンダで（つまり同じ周波数で）伝送される。
【０００５】
ＤＶＢでは、高データレート部分は例えばＱＡＭ６４で伝送が行われる一方、ローバスト部分はＱＰＳＫのみによって変調される。一般に、ローバスト部分におけるプログラムは、最大データレートを保つために、著しく低い解像度と高い圧縮率とによって形成される。
【０００６】
ユーザにとっては高データレートでプログラムを視聴できることが理想的である。受信信号が劣化する場合には、ローバスト伝送への切り替えが行われて、画像品質及び音響品質が劣化したとしても、送信が続行されるほうがよい。高いデータレートでの受信品質が再び充分なものになると直ちに良好な画像品質及び音響品質への戻し切り替えが行われる。
【０００７】
他の処理手段
中国では、品質は低いものの、モバイルテレフォン規格ＣＭＭＢによって、幾つかのプログラムをテレビジョン専用のＤＴＭＢプロセスと同時に供給している。これにより、ＤＴＭＢ信号の受信が中断すると、ＣＭＭＢへの切り替えが行われる。ただし、これにはもちろん、受信機が双方の規格をサポートしていることが前提となる。
【０００８】
受信領域の切り替え
ここで説明している迅速な切り替えの第３の適用例は、受信機が或る送信機の送信領域から別の送信機の送信領域へ移行する場合である。理想的には、受信機の制御ユニットが、平均して良好な信号を送信している別の送信機を識別し（いわゆる送信機トラッキング、例えばＤＥ１０２００５０３９５０７Ａ１から知られる）、中断無しに切り替えを行う。この場合、２つの送信機は典型的には同じ画像品質を有する。したがって、ビットレートもしくは品質の高低は問題とならず、最初に選択された受信経路が１次経路となり、切り替えられた受信経路が２次経路となる。
【０００９】
今日では、移動テレビジョン受信、特に車両内のＴＶチューナを介したテレビジョン受信では、ハードウェア側で基本的に次の２種類の機器クラスが区別される。
Ａ）１次受信経路及び代替受信経路の双方が同時に復号化を行い、復号化されたコンテンツ（画像及び音響）を必要に応じて切り替えることができるハイエンド機器。切り替え過程は画像に基づいて行われ、ユーザには認識されない（副次的作用がない）。
Ｂ）１組のビデオデコーダ及びオーディオデコーダのみを備えるローエンド機器。１次信号が中断すると、代替経路への切り替えが行われる。切り替えが行われてはじめて、ビデオデコーダ及びオーディオデコーダが代替データであらためて開始される。全切り替え時間は、
ａ．チューナ及び復調器が新たな受信経路に同期する時間（基本的には、動作中、切り替えの前に生じており、ゼロに設定可能な時間である）；
ｂ．ビデオデコーダ及びオーディオデコーダ用のデータバッファを充填する時間ＴＰｕｆｆｅｒ；
ｃ．ビデオデコーダがデータバッファ内の第１の基準画像を待機する時間ＴＲｅｆ；
ｄ．ビデオデコーダが基準画像を復号化して表示する時間（典型的には画像の表示時間より短く、５０Ｈｚのテレビジョンシステムでは２０ｍｓ、６０Ｈｚのテレビジョンシステムでは１６．７ｍｓである）；
から得られる。
【００１０】
欠点：
手段Ａ）
・２つのビデオデコーダ、又は、タイムスロット法において２つの独立のビデオフォーマットを復号化する１つのビデオデコーダが必要となる。ビデオ復号化部はシステムオンチップＳＯＣ（＝集積回路ＩＣ）の一部であり、大きな計算能力を必要とする。こうしたリソースの２重化は、ＩＣコストの大幅な増大を意味する。
【００１１】
・大きなチップ面積又は高いクロックにより、電力消費量が増大する。
【００１２】
・第２のビデオデコーダに対して、また、復号化された基準画像のバッファリングに対しても、メモリを設けなければならない。必要メモリは数１０Ｍｂｙｔｅの領域に達する。メモリに対するバス帯域幅も同様に著しく高くなる。場合によっては、第２のメモリモジュールもしくは大きなデータバスを有するモジュールを用意する必要がある。
【００１３】
手段Ｂ）
・切り替え時間は実質的にはＴＰｕｆｆｅｒ＋ＴＲｅｆで求められ、数秒単位となる。この時間内に送信された情報は、ユーザにとっては失われる。
【００１４】
上述した従来技術に関連して、「受信経路（伝送経路）」なる語は、上記手段Ａ）では、高周波数信号の受信（アンテナ）から受信及び処理された信号のさらなる処理のための出力にいたるまで全ての手段乃至ユニットを含む。受信経路が２つ以上、相互に並列に設けられている場合、受信経路の全てのユニットが２重もしくは受信経路の数に応じて多重に設けられる。つまり、例えば、アンテナで受信された信号がチューナ及び後続の復調器へ供給され、そこで受信高周波数から中間周波数への変換が行われる。この信号からアナログディジタル変換器によってディジタルデータストリーム（例えばＭＰＥＧ２データストリームが形成され、デマルチプレクサへ供給される。デマルチプレクサはデータストリームをビデオデータとオーディオデータと場合により他のデータとへ分割する。ビデオデータはビデオデコーダへ供給され、オーディオデータはオーディオデコーダへ供給される。各デコーダの出力側には別のユニットが接続され、各デコーダで処理された信号（データ）がこれら別のユニットへ供給され、その後で、特に画像信号及び音響信号に対するさらなる処理のために供給される。このように複雑に２重化もしくは多重化された受信経路は、パフォーマンスは良好であるがコストを増大させる。さらに、特に上記手段Ｂ）に関して云えば、受信経路の数ごとに、チューナ、復調器、デマルチプレクサ、アナログディジタル変換器が複数ずつ必要となるにもかかわらず、各受信経路のデマルチプレクサから後方では、唯一のビデオデコーダと、唯一のオーディオデコーダと、場合により後置接続される唯一の別のユニットとへ接続しなければならない。したがって、上記手段Ｂ）によれば、ビデオデコーダ及びオーディオデコーダの入力側よりも前方では複数の部分受信経路が設けられ、その後方では唯一の受信経路が設けられて、これらを介して特にビデオデータ及びオーディオデータが別個に伝送されるか、又は、さらなる処理装置まで共通に伝送される。
【００１５】
したがって、本発明の基礎とする課題は、従来技術に比べて改善された、画像信号及び音響信号を含む高周波数テレビジョン信号の移動受信及び移動再生方法を提供することである。特に、できるかぎり障害のない音響及び画像の再生を維持しながら、受信手段及び信号処理手段に必要なコストをできるかぎり小さく保持できることが望ましい。
【００１６】
この課題は請求項１に記載された特徴により解決される。
【００１７】
本発明によれば、第１の受信経路のデータがリングバッファに記憶され、第２の受信経路によってデータが処理されて再生のために供給され、第２の受信経路から第１の受信経路への切り替えが行われた場合、ビデオデコーダは、リングバッファに記憶されたデータをさらなる処理のために受け取る。
【００１８】
上記方法及びこの方法に対応するハードウェア手段は、次のような利点を有する：
最良の受信品質を保証するために、ビデオデコーダ及びオーディオデコーダの入力側に２つ（もしくは３つ以上の）の受信経路が設けられる。これは、所望の送信機（テレビジョン送信機）の受信経路によって受信及び再生を行い、他方の受信経路によって送信機トラッキングを行うことができることを意味する。所望のテレビジョン送信機の他方の受信経路で受信された信号のほうが良好に受信できることが検出されると、それまで使用されていた一方の受信経路から当該他方の受信経路への切り替えが行われる。この切り替え過程そのものは確立されているが、ビデオデコーダの作動を新たに供給されるデータで開始する際には問題が発生するので、本発明によれば、いずれか一方の受信経路のデータがリングバッファに記憶される。切り替え過程の後、リングバッファは、その時点まで送信機トラッキングのためにバックグラウンドで受信及び処理（ディジタル信号変換）を行っていた受信経路のデータを受け取って、このデータをビデオデコーダへ供給する。これにより、ビデオデコーダは、切り替えられた受信経路から供給されたデータ信号に迅速に同期することができるので、観察者にとってはテレビジョン画像が一貫して安定に得られることになる。
【００１９】
つまり、代替経路のバッファリングのためにリングバッファが設けられ、２つの基準画像間の少なくとも１つのデータセットが記録される。当該バッファは１次経路に同期して持続的に充填される。
【００２０】
切り替え時点では、最新の基準画像からのデータがビデオデコーダに追加される。ビデオデコーダは「過去」のデータを受け取り、直ちに復号化を開始する。ここで、時間ＴＰｕｆｆｅｒ＋ＴＲｅｆが消費される。
【００２１】
当該時点から復号化される画像につき、ユーザプリファランスにしたがってプロセスを進行させることができる。ここでは３つの手段が存在する。
１）基準画像からビデオ画像が規則的に表示される。欠点は、ユーザが１次経路の画像の最後の数秒分をもう一度視聴することになる点である。また、１次経路への戻し切り替えの際には望ましくない時間的跳躍が生じる。
２）ビデオデコーダが、１次経路が中断された時点の画像まで「早送り」で動作し、そこからビデオ画像をリアルタイムで再生する。欠点は、早送りが邪魔に感じられることである。
３）手段２）と同様であるが、１次経路の最後の画像が、ビデオデコーダの早送りが終了するまでフリーズ状態で維持される点が異なる。
【００２２】
手段２），３）は、符号化アルゴリズムに基づいて過去の基準情報にアクセスする必要なくオーディオ復号化が可能であるので、代替経路のオーディオデータに対してバッファが必要ないという利点を有する。
【００２３】
利点：
・上記手段Ｂ）よりもコストが高くなることはない。必要なのは相応に小さなメモリ容量及び狭いメモリ帯域幅を有する唯一のビデオデコーダのみである。データバッファは圧縮データをホールドするだけなので、第２のビデオ復号化に対するメモリよりも格段に小さくて済む。
・上記手段Ｂ）に比べて著しく迅速な切り替えを行えるうえ、情報損失がなく、受信障害がある場合にも挙動（画像のフリーズ状態）が「自然に」感じられる。
【００２４】
ビデオデコーダの前方に２つの受信経路を有する相応の受信装置は次のように構成されている。ビデオデコーダ前方の各受信経路に高周波数信号を受信する固有のアンテナが設けられている。高周波数信号は適切な手段によって中間周波数信号へ変換され、チューナと復調器とへ供給される。適切なアナログディジタル信号変換器を介して、各受信経路のディジタルデータストリームがデマルチプレクサへ供給され、ビデオ信号とオーディオ信号と（場合により他の信号と）に分割される。ついで、分割された各信号が、ビデオデコーダ及びオーディオデコーダ（及び場合により他のユニット）に接続された切り替えユニットに供給される。又は、ディジタルデータストリームは、各受信経路のデマルチプレクサへ供給され、上述したように少なくともビデオ信号とオーディオ信号とに分割された後、本発明に関連して特に、一方の受信経路のビデオ信号が切り替えユニットへ供給され、双方の受信経路からのビデオ信号がビデオデコーダへ供給されてもよい。この場合、特に、一方の受信経路のビデオ信号又は他方の受信経路のビデオ信号のいずれかがビデオデコーダへ供給される。この箇所には、デマルチプレクサから出力されたビデオ信号を記憶するリングバッファが設けられているが、この時点ではリングバッファはビデオデコーダに接続されていない。所定の基準に基づいて一方の受信経路から他方の受信経路への切り替えが有効に行われると、リングバッファに記憶されたデータがビデオデコーダに供給され、ビデオデコーダはただちに作業を開始する。切り替え過程が有効に行われた後には、一方の受信経路に割り当てられたデータがリングバッファからビデオデコーダへ出力されるだけでなく、ビデオデコーダに接続されていない受信経路のデータもリングバッファへ供給されるので、次の切り替え過程のために記憶が可能となることが保証される。
【００２５】
基本的には、２つの経路（受信経路）においてリングバッファはつねに作動されている。ビデオデコーダがデータを受け取る場合、リングバッファは完全には充填されない。デコーダによって制御される読み出しポインタは、デマルチプレクサによって制御される書き込みポインタに密に追従する。デコーダがデータを受け取らない場合（例えば、切り替え前の代替経路のデコーダ、又は、切り替え後の１次経路のデコーダでは）、デコーダの読み出しポインタは動かず、バッファが充填される。書き込みポインタが読み出しポインタに達すると直ちに、デマルチプレクサ又は他の制御インスタンスによって読み出しポインタがさらに動かされなければならない。ただし、書き込みポインタが読み出しポインタを“追い越し”てはならない。この時点でバッファが最大充填量に達している。
【００２６】
デコーダが充填されたバッファへ切り替えられると、早送りによってリングバッファは再び空になる。なぜなら、送信機からのデータの到来はデコーダの早送りの処理よりも緩慢だからである。こうして初期状態が再び生じる。
【００２７】
リングバッファからデコーダへのデータ出力の速度は、デコーダの処理速度によって定められる。
【００２８】
１つの経路での正規の受信が行われている場合、復号化速度と送信機のデータレートとは一致し、バッファ充填状態も平均して一定にとどまる。早送り動作の場合、デコーダは通常の再生速度よりも迅速な速度でデータを要求する。本願発明は、リングバッファそのものがデータレートに対する制限にはならないこと、つまり、デコーダの処理速度がリングバッファのデータレートよりも低いため、リングバッファが２つの経路間の切り替えの速度に対して認識できない程度にしか影響しないことを基礎としている。
【国際調査報告】
2015511458.tif 000002
2015511458.tif 000003
2015511458.tif 000004
2015511458.tif 000005
2015511458.tif 000006