(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、
トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第１の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、
トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第２の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、
スムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成するファーストインファーストアウトデータ基本バッファと、
指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含み、
前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、
前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも３倍に設定することを特徴とするターゲットシステム復号化器。
【請求項２】
前記ビデオ要素は、ビデオフレームであることを特徴とする請求項１に記載のターゲットシステム復号化器。
【請求項３】
前記ビデオ要素は、ビデオフィールドであることを特徴とする請求項１に記載のターゲットシステム復号化器。
【請求項４】
前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、早期に前記データ基本バッファから除かれる前記別のデータアクセスユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項１に記載のターゲットシステム復号化器。
【請求項５】
前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項１に記載のターゲットシステム復号化器。
【請求項６】
前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間は、前記アプリケーション復号化器への前記データアクセスユニットの導入のためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間として指定されることを特徴とする請求項１に記載のターゲットシステム復号化器。
【請求項７】
デジタルテレビ受信機によりビジュアル及びオーディオデータストリームのうちの少なくとも１つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するデータのバッファ化システムであって、
データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段であって、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも約３倍に設定する手段と、
ビジュアルデータストリームの中に含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、
スムージングバッファから前記データ基本バッファに前記データを転送する手段とを有することを特徴とするデータをバッファ化するためのデータのバッファ化システム。
【請求項８】
前記ビデオ要素は、ビデオフレームであることを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項９】
前記ビデオ要素は、ビデオフィールドであることを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１０】
前記受信機に対して適当な最大データレートの関数である最大レートで、前記データ基本バッファに前記データを付加することを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１１】
トランスポートバッファから前記スムージングバッファにデータを転送することをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１２】
前記取り出し時間は、早期に前記データ基本バッファから除かれる他の前記データのユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１３】
前記取り出し時間は、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１４】
前記取り出し時間は、前記データ基本バッファからのデータの前記アクセスユニットを取り出すためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間を指定することによって決定されることを特徴とする請求項７に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１５】
前記復号化時間スタンプは、明示的に定められることを特徴とする請求項１３に記載のデータのバッファ化システム。
【請求項１６】
前記復号化時間スタンプは、暗示的に定められることを特徴とする請求項１３に記載のデータのバッファ化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルテレビ（ＤＴＶ）に関し、より詳細には、デジタルテレビプログラムのオーディオまたはビジュアルコンテンツに同期した放送データサービスを提供するのに有効なＤＴＶ受信機のためのバッファシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルテレビシステムはユーザーに対しコーディネートされたプレゼンテーションをするための、オーディオ，ビデオおよび補助コンポーネントを含むプログラムをアセンブルする送信機および受信機を含む。この送信システムは、デジタルソースデータ（プログラムのオーディオ，ビデオおよび補助データコンポーネントを示す基本のもしくはアプリケーションのデータストリーム）を受信し、圧縮し、数個の基本データストリームからのデータを単一トランスポートビットストリームに多重化し、このデータを受信機へ送信するためのサブシステムを含む。受信機側ではこのトランスポートビットストリームを基本成分データストリームに多重分離する。基本データストリームは復号化され、オーディオおよびビデオデータストリームが同期化されたプログラム要素として受信機のプレゼンテーションサブシステムへ送られ、コーディネートされたテレビプログラムとしてディスプレイされる。
【０００３】
上記のようなデジタルテレビシステムは、本明細書で参考例として引用する、ＡＴＳＣデジタルテレビ規格（ATSC DIGITAL TELEVISION STANDARD)、高度テレビシステム委員会(Advanced Television Systems Committee)、文書Ａ／５３（１９９７年１２月２３日）に記載されている。このシステムは本明細書で参考例として引用する、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＤＩＳ１３８１８−１および２、情報技術−動画および関連するオーディオ情報の包括的符号化(INFORMATION TECHNOLOGY-GENERIC CODING OF MOVING PICTURES AND ASSOCIATED AUDIO INFORMATION)、国際規格機構１９９５（１９９５年９月１６日）のＭＰＥＧ−２システムおよびビデオストリームシンタックスを使用する。オーディオの符号化は、本明細書で参考例として引用するデジタルオーディオ圧縮規格(DIGITAL AUDIO COMPRESSION STANDARD)（ＡＣ−３）、高度テレビシステム委員会、文書Ａ／５２（１９９４年１１月１６日）、（１９９５年１２月２０日）によるものである。
【０００４】
デジタルテレビは、テレビプログラムの基本オーディオおよびビデオコンテンツの他に、ある範囲の補助的データサービスにより、テレビプログラムを補強する機会を提供する。ＡＴＳＣデジタルテレビ規格に記載されている補助データサービスとしては、制御データ，スクランブルされた信号への限定されたアクセスに関連する条件アクセス制御データおよびクローズドキャプション，緊急放送および送信中のプログラムまたは将来に送信すべきプログラムのオーディオ，ビデオおよびデータコンテンツに関する情報を含むプログラムガイドのようなプログラムのオーディオおよびビデオサービスに関連したデータが挙げられる。
【０００５】
これらの基本補助データサービスの他に、デジタルテレビ規格は別の補助的または個人的データサービスを放送することを予定しており、これらサービスのコンテンツはデジタルテレビコンテンツの開発者によって将来定義されるものである。これらデータサービスは非同期，同期および同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータを含むことができる。同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータは、テレビプログラムの特定のオーディオまたはビジュアルの時間に関連したデータサービスを提供する機会を与えるものである。
【０００６】
ＡＴＳＣデジタル規格の組は高度テレビシステム委員会のＴ３Ｓ１３ワーキンググループによって草稿が作成された、データ放送のための仕様を含むことになろう。現在、草稿状態のこのＡＴＳＣデータ放送仕様は、デジタルテレビビデオ放送で使用されるＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１（ＭＰＥＧ−２システム）のデジタル多重ビットストリームとコンパチブルとなるように、データ送信を容易にするためのデータあるいはシステム仕様を含むことが予想される。テレビ放送における特定のオーディオまたはビジュアルコンテンツに補助データを関連づけることができるようにするのに必要なメカニズムをこの放送仕様が記述することも予想される。
【０００７】
ＡＴＳＣデジタルテレビ規格は、ＤＴＶ受信機のための仮想的補助サービスのターゲットシステム復号化器（デコーダ）のためのモデルを記述している。このような理想化された復号化器はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１：１９９６年（ＭＰＥＧ−２）規格に記載されたトランスポートストリームシステムのターゲット復号化器（Ｔ−ＳＴＤ）のための概念的モデルに従ってモデル化されている。このＭＰＥＧ−２の概念的Ｔ−ＳＴＤモデルは、テレビプログラムのビデオ，オーディオおよびシステム情報コンポーネントを示す基本データストリームの各々のための個々のシステムターゲット復号化器を含む。しかしながら、ＭＰＥＧ−２システム仕様は同期化された補助データサービスのためのシステムターゲット復号化器を定めていない。
【０００８】
ＡＴＳＣのモデル補助サービスのターゲットシステム復号化器は、受信機のトランスポートストリーム多重分離器と復号化される特定タイプの基本データストリームのためのアプリケーション復号化器とをリンクするバッファシステムを含む。このトランスポートストリーム多重分離器は単一の多重化されたＭＰＥＧ−２トランスポートビットストリームからいくつかの基本ストリームを分離し、再構成するようになっており、アプリケーション復号化器はユーザーへのプレゼンテーションを準備する際のデータ基本ストリームを構成するデータ要素またはアクセスユニットを復号化するようになっている。ＡＴＳＣモデルの補助サービスのターゲット復号化器だけでなく、欧州デジタルビデオ放送コンソーシアム（ＤＶＤ）仕様に記載された復号化器は、５１２バイトのトランスポートバッファの次にスムージングバッファが続く２つのバッファシステムとなっている。
【０００９】
ストリーミングデータを同期化してプレゼンテーションするには、ＤＴＶ受信機はデータのパケットを収集し、これらパケットをデータアクセス単位（復号化し、ビデオおよびオーディオプログラムの瞬間に同期して提供すべきデータの基本ユニット）にアセンブルし直し、データを処理し、かつデータを所望の時間でプレゼンテーションをするのに適当な形態に変換するアプリケーション復号化器へ、アセンブルし直されたデータアクセスユニットを送ることができなければならない。受信機が、必要以上に早期に、またはより高速のレートでデータを受信する場合、バッファに余分なデータを蓄積しなければならない。他方、受信機は十分なデータを容易に利用できるようになっていなければならない。さもないと、プレゼンテーションがスムーズでない状態となり、ビデオまたはオーディオコンテンツと適当に同期化しなくなる。
【００１０】
補助サービスのターゲット復号化器のためのＡＴＳＣモデルはトランスポート多重分離バッファおよびスムージングバッファから成る。しかしながら、復号化し、次にプログラムのオーディオまたはビジュアル要素と同期化して提供すべきデータアクセスユニットを再構成するためのバッファは設けられていない。同様に、データアクセスユニットのサイズ，データアクセスユニットの送信の周波数および同期化の方法については、ＡＴＳＣデジタルテレビ規格によって制定されていないし、ＭＰＥＧ−２仕様によっても制定が予定されていない。
【００１１】
補助データのための復号化モデルは簡単なものから複雑なものへの何らかのモデルとなり得るので、すべての種類の補助データのための汎用Ｔ−ＳＴＤモデルの誘導は、ストレートフォワードではない。この結果、受信機がキャッシュ動作するのに必要とするデータの質が、容量（メモリのオーバーフローの条件）または全体の能力を越えることがある。もしくはこれとは異なり、受信機がオーディオまたはビデオデータストリーム内の適当な時間で復号化し、同期化したプレゼンテーションをするために、適当な時間内にデータアクセスユニット内のデータのすべてを受信できないことがあり、この結果、データが失われたり、性能（メモリのオーバーフローの条件）が一致しなくなることになる。
【００１２】
従って、同期化されたデータサービスのためのデータアクセスユニットのサイズの限界を設定し、受信機の能力を越えない質およびレートで、適正に同期化されたプレゼンテーションを行えるように、データが適当な時間に到達し、データが失われないよう、送信機または送信局のＭＰＥＧ−２の多重化器に送信局のスケジュールを実行させる、同期化されたデータサービスを行うための補助サービスのターゲット復号化器のためのバッファシステムが求められている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、スムージングバッファを含むデジタルテレビ受信機によって同期化されたプレゼンテーションをするよう、データの送りを制御するためのバッファ機構であって、前記データのオーバーフローおよびアンダーフローを生じることなく、前記スムージングバッファからの前記データを受信するように作動が制限されたデータ基本バッファを含むバッファ機構であって、さらに前記データ基本バッファのデータ容量は、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機が受信できる前記データ量に応じて決まるバッファ機構を有するターゲットシステム復号化器及びバッファ化システムを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第１の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第２の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、データのオーバーフローおよびアンダーフローを生じることなく作動するように制限されており、スムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成する先入れ先出しデータ基本バッファと、指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含むターゲット復号化器が特定される。
【００１５】
デジタルテレビ受信機によりビジュアルおよびオーディオデータストリームのうちの少なくとも１つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するシステムであって、データのオーバーフローまたはアンダーフローを生じることなく作動するように制限されており、データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段と、ビジュアルおよびオーディオデータストリームのうちの前記少なくとも１つに含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、スムージングバッファから前記データ基本バッファへ前記データを加える手段とを備えた、データをバッファ化するためのシステムが提供される。
【００１６】
補助サービスのターゲット復号化器のバッファは、ＤＴＶ送信機から受信機へのデータのフローを制御し、よってプログラムのオーディオまたはビジュアル要素の瞬間に同期して提供すべきデータは、ビジュアルまたはオーディオプログラム要素の対応する瞬間にコーディネートされて適当な時間に復号化され、提供すべき補助データサービスアプリケーション復号化器内で利用可能となる。データ基本バッファの作動上の制限は、データの喪失を生じさせるようなデータのオーバーフローを制限するよう、送信局で多重化システムが監視すべき条件を課している。データ基本バッファのサイズは受信機で保持できるデータ量、すなわち復号化前にデータを保持できる時間を制限する。２つの連続するデータアクセスユニットを取り出す間の最小時間間隔により、データ受信機でサポートすべきデータ転送能力の上限が定められる。
【００１７】
添付図面と共に、次の本発明の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の目的，特徴および利点をより容易に理解できよう。
そして各請求項の発明は、以下の技術的手段により構成される。
【００２５】
請求項１の発明は、デジタルテレビ受信機のための同期化された補助データサービスを行うためのターゲットシステム復号化器であって、トランスポートストリーム多重分離器から前記同期化された補助データサービスのための第１の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するトランスポートバッファと、トランスポートバッファリークレートで前記トランスポートバッファから第２の複数のトランスポートストリームデータパケットを受信するスムージングバッファと、ムージングバッファリークレートで前記スムージングバッファから基本データストリームパケットデータを受信し、前記基本データストリームパケットデータを集め、データアクセスユニットを再構成するファーストインファーストアウトデータ基本バッファと、指定された導入時間に前記データ基本バッファから前記データアクセスユニットを受信するアプリケーション復号化器とを含み、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも３倍に設定することを特徴としたものである。
【００２７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフレームであることを特徴としたものである。
【００２８】
請求項３の発明は、請求項１９の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフィールドであることを特徴としたものである。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間が、早期に前記データ基本バッファから除かれる前記別のデータアクセスユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【００３３】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記アプリケーション復号化器のための前記導入時間が、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【００３４】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記アプリケーションデコーダのための前記導入時間が、前記アプリケーション復号化器への前記データアクセスユニットの導入のためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間として指定されることを特徴としたものである。
【００３５】
請求項７の発明は、デジタルテレビ受信機によりビジュアル及びオーディオデータストリームのうちの少なくとも１つのストリームの瞬間に同期化されたプレゼンテーションを行うためのデータをバッファ化するデータのバッファ化システムであって、データのアクセスユニットを再構成するようにデータを集めるデータ基本バッファの適当なサイズを設定する手段であって、前記データアクセスユニットのサイズは、前記受信機によるビデオ要素のディスプレイ時間内に前記受信機で受信することができるデータの最大量に設定され、前記データ基本バッファの容量は、前記データアクセスユニットのサイズの少なくとも約３倍に設定する手段と、ビジュアルデータストリームの中に含まれるプレゼンテーション時間スタンプと相関化された取り出し時間にプレゼンテーションのための前記データ基本バッファからデータの前記アクセスユニットを取り出す手段と、スムージングバッファから前記データ基本バッファに前記データを転送する手段とを有することを特徴としたものである。
【００３７】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフレームであることを特徴としたものである。
【００３８】
請求項９の発明は、請求項７の発明において、前記ビデオ要素が、ビデオフィールドであることを特徴としたものである。
【００４２】
請求項１０の発明は、請求項７の発明において、前記受信機に対して適当な最大データの関数である最大レートで、前記データ基本バッファに前記データを付加することを特徴としたものである。
【００４３】
請求項１１の発明は、請求項７の発明において、トランスポートバッファから前記スムージングバッファにデータを転送することをさらに含むことを特徴としたものである。
【００４４】
請求項１２の発明は、請求項７の発明において、前記取り出し時間が、早期に前記データ基本バッファから除かれる他の前記データのユニットのためのプレゼンテーション時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【００４５】
請求項１３の発明は、請求項７の発明において、前記取り出し時間が、復号化時間スタンプによって指定される時間であることを特徴としたものである。
【００４６】
請求項１４の発明は、請求項７の発明において、前記取り出し時間が、前記データ基本バッファからの前記データのアクセスユニットの取り出すためのプレゼンテーション時間スタンプに先立つ時間を指定することによって決定されることを特徴としたものである。
【００４９】
請求項１５の発明は、請求項１３の発明において、前記復号化時間スタンプが、明示的に定められることを特徴としたものである。
【００５０】
請求項１６の発明は、請求項１３の発明において、前記復号化時間スタンプが、暗示的に定められることを特徴としたものである。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、デジタルテレビシステムは送信機２すなわち送信局と、受信機４とを含む。送信機２はデジタルソースデータ６の複数のデータストリームを受信する設備を含み、各ストリームはテレビプログラムのうちのビデオ，オーディオまたは補助データサービスコンポーネントを示す。ＡＴＳＣデジタルテレビ企画に記載されている補助データサービスとして、制御データと、復号器が適当なキーを有しない場合、プログラムをスクランブルする条件アクセスデータと、プログラム要素を取得するためのシステム条件，プログラムガイド用情報，緊急メッセージおよびクローズドキャプションサービスのようなプログラムのオーディオおよびビデオサービスに関連したデータとが挙げられる。
【００５２】
基本補助データサービスの他に、ＡＴＳＣ規格は別の補助またはプライベートデータサービスの放送の規格を定めることを予定している。プライベートデータサービスの範囲はデジタルテレビシステムのための新しい用途および特徴が開発されるにつれ、将来定められることが予想される。例えば、かかるサービスにはテレビプログラムのビデオおよびオーディオコンテンツにユーザーが応答できるようにする相互対話性機能が含まれ得る。ＡＴＳＣ規格は非同期，同期または同期化されたストリーミングデータおよび非ストリーミングデータとして送信されるこれらデータサービスの規格を定めることを予定している。
【００５３】
送信機２ではアプリケーション符号化器８内でソースデータストリーム６が処理され、アプリケーション符号化器８は送信前に必要なデータの符号化およびフォーマット化を実行する。アプリケーション符号化器８は、補助データ基本ストリームのためのデータサーバーを含む。デジタルテレビシステムは、ＭＰＥＧ−２規格、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１、情報技術−動画および関連するオーディオ情報の包括的符号化、国際規格機構（１９９５年）で指定されたＭＰＥＧ−２ツールキットおよびビデオストリームシンタックスからの圧縮技術を利用している。オーディオの符号化はデジタルオーディオ圧縮規格（ＡＣ−３）、高度テレビシステム委員会、文書Ａ５２（１９９４年１１月１６日）、（１９９５年１２月８日）によるものである。このデータサーバーはドラフトであるＡＴＳＣ  Ｔ３Ｓ１３データ放送仕様に定義されたプロトコルカプセル化，パケット化層，同期化層および保護層によりデータパケットを発生する。
【００５４】
符号化され、フォーマット化された基本ビットストリーム１０は、トランスポートパケット化および多重化サブシステム１２へ送られ、ここで基本ビットストリーム１０のパケットに分割される。トランスポートパケット化および多重化サブシステム１２へのプログラム要素の入力は、そのプログラム要素に関連するトランスポートシステムのターゲット復号化器モデル（ターゲット復号化バッファ）３１が課す限定条件に従う。例えば、補助サービス情報のトランスポートパケット化および多重化は、本明細書に記載の補助サービスシステムのターゲット復号化モデルが課す制限条件に従う。この制限条件はデータのオーバーフローおよびアンダーフロー、および受信機への過度のデータ転送レートを防止するための条件を含む。
【００５５】
基本ストリームのパケットにはタイミング情報が含まれ、いくつかのパケット化された基本ストリームは１つのトランスポートビットストリーム１４となるように多重化される。データの符号化とパケット化とは、システムクロック１８により同期化される。トランスポートビットストリーム１４は、送信のためにモデムサブシステム２０へ送られる。地上放送テレビでは、モデムサブシステム２０はトランスポートビットストリーム内のデジタルデータを使って送信信号２２を変調する無線周波数送信システムでよい。衛星またはケーブル送信のためには、他のモデムシステムを使用でき、少なくとも一部のシステムは相互対話できるようにするための２方向通信を含むと予想される。
【００５６】
送信信号２２は受信機４内のモデムサブシステム２７によって受信される。エラー信号を有するトランスポートデータストリーム２６はトランスポート逆パケット化および多重分離サブシステム２８へ送られ、ここでプログラム要素の各々のための基本ビットストリーム３０がトランスポートデータストリーム２６から多重分離され、回復される。ビデオ，オーディオ，システムデータおよび補助データストリームのための個々のターゲット復号化器を含むトランスポートストリームシステムのターゲット復号化バッファ３１は、トランスポート逆パケット化及び多重分離システム２８とアプリケーション復号化器３２とをリンクする。アプリケーション復号化器３２では、連続する基本オーディオ，ビデオおよび補助データアクセスユニットのストリームが復号化され、基本データストリーム３４となるようにアセンブルし直される。これら基本データストリーム３４は、ディスプレイ，サウンド発生または他の動作のためにプレゼンテーションサブシステム３６へ送られる。プログラム要素の復号化とプレゼンテーションとは、システムクロック制御部３８によってコーディネートされ、このシステムクロック制御部３８へはトランスポートビットストリーム１４で送信されるプログラムクロック基準（ＰＣＲ）信号が入力される。
【００５７】
次に図２を参照すると、本発明の同期化されたデータサービスのための補助サービスのターゲット復号化器４０のバッファは、同期化された補助データサービス４４のデータストリームのためにトランスポートストリーム多重分離器４２とアプリケーション復号化器４３とをリンクする。トランスポートストリーム多重分離器４２はトランスポートビットストリーム４１をプログラム要素の各々のためのトランスポートパケットのストリームに分離し、プログラム要素はビデオ用データストリーム４６と、オーディオ用の１つ以上のストリーム４８と、システムデータ５０と、補助データサービス４４および５２とを含むことができる。
【００５８】
トランスポートストリーム多重分離器４２は、トランスポートパケットデータストリーム内の各々のデータを、そのストリームのためのトランスポートシステムのターゲット復号化器４０へ向ける。同期化されたデータサービスのための補助データサービスのターゲット復号化器４０では、トランスポートパケットヘッダー内のパケット識別子（ＰＩＤ）によって表示された完全なトランスポートデータパケットが、トランスポートストリームレートでトランスポートバッファ５４へ送られる。トランスポートバッファ５４へ転送されたパケットは二重のパケットと、ペイロードのないパケットとを含む。トランスポートバッファの目的は、同じプログラム要素に関係するトランスポートパケットの大きいバーストの送信を防止することにある。ＩＳＯトランスポートシステムのターゲット復号化器モデルと一致して、同期化されたデータサービスのための補助サービスのターゲット復号化器４０のトランスポートバッファ５４のサイズは５１２バイトである。
【００５９】
草稿ＡＴＳＣデータ放送仕様は、ＤＴＶシステムのためのデータサービスプロフィルとレベルの定義を含む。これら機能はＡＴＳＣプログラムおよびシステム情報プロトコル（ＰＳＩＰ）のイベント情報テーブルまたはデータ情報テーブル内のデータ放送デスクリプタ構造で信号化される。受信機の最大データレートは次のようなＭＰＥＧ−２で指定されるデータサービスプロフィルに従って変化する。
【００６０】
【表１】
0004437341.tif 000002
【００６１】
トランスポートバッファ内にデータがある場合、放送用ＭＰＥＧ−２データサービスプロフィルによって識別されるシステムの最大データレートの１.２倍のレートで、トランスポートバッファ５４からデータを取り出す。本発明のトランスポートシステムのターゲット復号化器では、データの喪失を防止するのに、トランスポートバッファ５４がオーバーフローすることは認められない。トランスポートバッファ５４内のオーバーフローをトリガーし得る多重化器へ補助サービスのトランスポートパケットが挿入されないように、送信局のデータサーバーによってこのような制限を考慮しなければならない。
【００６２】
ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１のパケット化された基本ストリーム（ＰＥＳ）パケットまたはＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−６のデジタル記憶メディアコマンドおよび制御（ＤＳＭ−ＣＣ）章の一部であるトランスポートバッファ５４内のデータバイト５５は、スムージングバッファ５６へ転送される。トランスポートストリームパケットおよび二重パケット内の他のバイトは、スムージングバッファ５６へ転送されるデータバイト５５には含まれない。スムージングバッファ５６はオーバーフローすることは認められない。このスムージングバッファ５６のサイズはトランスポートデータストリーム２６内のデスクリプタによって決定できるが、補助サービスのターゲット復号化器４０に対しては、一般に４０９６バイトである。
【００６３】
同期化されたデータサービス基本データストリームのデータ基本ストリームパケットのすべてのデータバイト６０は、スムージングバッファ５６の出力端からデータ基本バッファ５８へ送られる。データアクセスユニットの復号化が同時に行われることを規定し、基本ストリームパケットのプレゼンテーション時間スタンプ（ＰＴＳ）によって指定される時間に、ストリーミング同期化データサービスのデータアクセスユニットを示すすべてのバイトが、このデータ基本バッファ５８から取り出される。一旦復号化されると、各データアクセスユニットは、このデータアクセスユニットに関連するプレゼンテーション時間スタンプ（ＰＴＳ）値によって指定される時間に提供される。プレゼンテーションはモニタ上のディスプレイを含む、ＰＴＳによって指定される時間にトリガーされる任意の動作を含む。データアクセスユニットのプレゼンテーションは、同じＰＴＳ時間に提供されるプログラムのオーディオおよびビデオコンテンツと同期化される。
【００６４】
現実には復号化は同時に行われないので、復号化を可能にするよう、プレゼンテーションに対して指定される時間よりも早い時間にデータ基本ストリームバッファからデータアクセスユニットを取り出さなければならない。同期化されたストリーミングデータ基本ストリームに対し、先のデータアクセスユニット、実際にはデータアクセスのＤＴＳに対し、ＰＴＳが指定する時間が先のアクセスユニットのＰＴＳに等しいと考えることができる程度に早期に、データ基本ストリームバッファからデータアクセスユニットを取り出すことができる。
【００６５】
同期化された非ストリーミングデータ基本ストリームに対しては、そのデータアクセスユニットに対し、明示的または暗示的に指定される時間に、データ基本バッファからデータアクセスユニットを取り出す。データアクセスユニットに関連するビットストリーム内の復号化時間スタンプ（ＤＴＳ）を復号化時間の明示的仕様に対し使用できる。復号化時間の暗示的仕様は、データ基本バッファからデータアクセスユニットを取り出すための適当なＰＴＳ前の時間を指定するデータ基本ストリームの外部で信号化されるグローバルオフセットによって達成できる。任意のデータアクセスユニットに関連する復号化時間は、必要な実際の時間を表示するだけであり、受信機が、より短い時間内で復号化を実行する十分な計算能力を有する場合、受信機はより遅れた時間でアクセスユニットを取り込んでもよい。
【００６６】
オーバーフローをすることが認められないデータ基本バッファは、基本データストリーム（データアクセスユニット）の基本データユニットのサイズに上限を設定することを、本発明者は認識した。データ基本バッファがオーバーフローを生じた場合、データの喪失が生じるので、データ基本バッファ５８が満杯となった場合、スムージングバッファ５６からデータは転送されない。更にデータ基本バッファは、送信機の多重化器に送信スケジュールを課し、時間に鋭敏な放送データを制御された状態で受信機へ送る。例えばデータ基本バッファがアンダーフロー状態となることが認められない場合、バッファからデータアクセスユニットが取り出される前に、データアクセスユニットは完全に受信されているはずである。従って、受信機においてアンダーフローが生じない条件は、アプリケーション復号化器４３に完全なデータアクセスユニットを送らなければならないことである。
【００６７】
更に、データ基本バッファ内の２つの連続するデータアクセスユニットのＰＴＳ間の時間を制限することによって、受信機内の最大のデータ転送能力（スループット）が保証される。かかる制限は、受信機のハードウェアのスピードまたはデータアクセスユニットの外部デバイスへ送るインターフェースのスピードを設定する上で望ましい。データ基本バッファ５８から補助データサービスアプリケーション復号化器４３へのデータ転送の最大レートは、２つの連続するデータアクセスユニットのＰＴＳの間で経過しなければならない最短時間によって決定される。テレビモニタおよびコンピュータモニタを含む、種々の潜在的出力デバイスを活用するために、ＩＥＥＥ１３９４データバスに対し、最大リークレートが２００Ｍｂｐｓを越えないように、ＡＴＳＣデータ放送仕様における５.５６１１１１ミリ秒にこの時間を設定する。
【００６８】
同期化された補助データサービス基本ストリーム内のデータは、別の基本ストリーム、すなわちほとんどのビデオストリーム内の特定時間と同期した関係でディスプレイすべきである。従って、公称データアクセスユニットおよびデータ基本バッファ５８のサイズは、ビデオデータストリームに対する重要な基準時間中にシステムが受信し得るデータ量に応じて決定すべきであると、本発明者は結論した。一実施例として、ＤＴＶシステムのビデオフレームレートは毎秒３０フレームである。同期化したデータサービスに関連するデータをビデオに同期化した状態に維持するには、ビデオのフレームまたはデータアクセスユニットでディスプレイするために復号化すべきユニット内のデータ量は、システムの最大データ量×フレーム時間（３０分の１秒）を越えてはならない。
【００６９】
１９.２Ｍｂｐｓのデータサービス最大ビットレートの可能なシステムに対する、フレームレートに同期化されたデータアクセスユニットの最大サイズは、約８０キロバイト（３０分の１秒×１９.２Ｍｂｐｓ）である。同様に、公称データアクセスユニットのサイズをフレームレートのある分数または倍数に関連させて決定できる。ＤＴＶシステム（毎秒６０フィールド）において送信するためのデータアクセスユニットのサイズを決定する結果、１９.２Ｍｂｐｓで５９.９４Ｈｚの公称周波数では、４００４０バイトのデータアクセスユニットが得られる。このレートでデータを取り扱うには、データ基本バッファ５８の出力端で必要な最小リークレートを１７２.８Ｍｂｐｓとする。
【００７０】
データ基本バッファ５８のサイズは、データアクセスユニットのサイズおよびバッファの希望する機能から誘導される。本発明者は正しく機能するためのデータ基本バッファ５８の最小サイズは、３つの公称データアクセスユニットとすべきであると結論づけた。従って、データ基本バッファ５８の最小サイズは、１２０１２０バイトである。このサイズのバッファによって、第１データアクセスユニットをバッファから取り出す処理中とし、第２データアクセスユニットをレディ状態に保持し、第３データアクセスユニットをバッファへ入力する処理中とすることが可能となる。補助データサービスデータ基本ストリームでは、データアクセスユニットのサイズはデータ基本バッファのオーバーフローまたはアンダーフローが生じない程度に長く変わり得る。トランスポートストリームが多数の同期化されたデータ基本ストリームを含み、これらデータストリームが同じデータサービスに属す場合、各ストリームのデータアクセスユニットの取得および再構成に合うように、データ基本バッファを同じように分割する。
【００７１】
データ基本バッファが満杯でない場合、データサービスプロフィルのためのシステムの最大データレートに応じて決まるリークレートで、スムージングバッファ５６からデータ基本バッファ５８へデータを転送する。最大地上データレートは（トランスポートストリームでのオーバーヘッドを可能にする）約１９.２Ｍｂｐｓである。１９.２Ｍｂｐｓのスムージングバッファリークレートは、最大データ送信レートを行うシステムに対しては適当であるが、３８４Ｋｂｐｓの最大データレートを有するＧ１サービスプロフィルを有するシステムに対しては過剰である。より高いデータ転送レートのデータサービスの異なるレベルに合わせるのに、データ基本バッファ内に別のデータ容量を組み込むことができる。
【００７２】
本明細書で引用したすべての参考文献を参考例として引用する。
以上、明細書内で使用した用語および表現は、説明のために用いたものであり、発明を限定するために用いたものではない。これら用語および表現を使用するにあたり、図示し説明した特徴、またはその一部の均等物を排除するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって限定すべきであることが認められよう。
【００７３】
【発明の効果】
同期化されたデータサービスのためのデータアクセスユニットのサイズの限界を設定し、受信機の能力を越えない質およびレートで、適正に同期化されたプレゼンテーションを行えるように、データが適当な時間に到達し、データが失われないよう、送信機または送信局のＭＰＥＧ−２の多重化器に送信局のスケジュールを実行させる、同期化されたデータサービスを行うための補助サービスのターゲット復号化器、及びそれに用いるバッファ機構、及びデータのバッファ化システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるデジタルテレビ送信機および受信機のブロック図である。
【図２】本発明による補助データサービスターゲット複号化器のブロック図である。
【符号の説明】
２…送信機、４…受信機、６…デジタルソースデータ、８…アプリケーション符号化器、１０…基本データストリーム、１２…トランスポートパケット化および多重化サブシステム、１４…トランスポートビットストリーム、１８…システムクロック、２０，２７…モデムサブシステム、２２…送信信号、２６…トランスポートデータストリーム、２８…トランスポート逆パケット化および多重分離サブシステム、３０…基本ビットストリーム、３１…ターゲット復号化バッファ、３２…アプリケーション復号化器、３４…基本データストリーム、３６…プレゼンテーションサブシステム、３８…システムクロック制御部、４０…ターゲット復号化器、４１…トランスポートビットストリーム、４２…トランスポートストリーム多重分離器、４３…アプリケーション復号化器、４４…同期化された補助データサービス、４６…ビデオ用データストリーム、４８…オーディオ用データストリーム、５０…システムデータ、５２…補助データサービス１、５４…トランスポートバッファ、５５，６０…データバイト、５６…スムージングバッファ、５８…データ基本バッファ。
【図１】
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【図２】
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