(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）情報ストリームを受けるステップを備え、前記受けた情報ストリームは複数のタイミング部および関連するペイロード部を有し、前記タイミング部は、前記関連するペイロード部を復号化しプログラムを復号化器において生成するために必要とされ、
（Ｂ）前記情報ストリームのタイミング部を復号化するステップを備え、
（Ｃ）前記復号化されたタイミング部に関連付けられたペイロード部の復号化器遅延時間を決定するステップを備え、
（Ｄ）前記復号化器遅延時間およびプログラムクロック基準ベース信号を使用して前記情報ストリームの前記タイミング部を記録するステップを備え、
（Ｅ）前記受けた情報ストリームの前記複数のタイミング部および関連付けられたペイロード部の各々に対してステップ（Ｂ）〜（Ｄ）を繰り返すステップを備えるタイムベース（time base）補正方法。
【請求項２】
ステップ（Ｃ）は、前記復号化されたタイミング部に関連付けられた前記ペイロード部の１フレーム内のバイト数を決定するステップを更に備え、
ステップ（Ｄ）は、
前記復号化器遅延時間を復号バッファ利用率パラメータに比較するステップと、
前記復号バッファ利用率が所定の閾値レベルを超えていることを前記比較が示す場合、前記情報ストリームを受取るレートを減少するステップと、を更に備える請求項１に記載のタイムべース補正方法。
【請求項３】
ステップ（Ｄ）は、前記復号バッファ利用率が所定の閾値レベル未満であることを前記比較が示す場合、前記情報ストリームを受取るレートを増加するステップを、更に備える請求項２に記載のタイムベース補正方法。
【請求項４】
ステップ（Ｃ）は、前記復号化されたタイミング部に関連付けられた前記ペイロード部の１フレーム内のバイト数を決定するステップを、更に備え、
ステップ（Ｄ）は、
前記復号化器遅延時間を復号バッファ利用率パラメータに比較するステップと、
前記復号バッファ利用率が所定の閾値レベルを超えていることを前記比較が示す場合、前記情報ストリームを受取るレートを減少するステップと、を更に備える請求項１に記載のタイムベース補正方法。
【請求項５】
ビットストリームのリタイミング方法であって、前記ビットストリームはタイミング部およびそれぞれのペイロード部を備え、
プログラムクロック基準ベース信号に応答して新しいタイミング情報を発生するステップと、
プレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームの前記タイミング部から検索するステップと、
前記発生された新しいタイミング情報を前記検索されたプレゼンテーションタイムスタンプに加え（add）、新しいプレゼンテーションタイムスタンプを生成するステップと、
前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームに挿入し、タイミング再調整されたビットストリームを生成するステップと、を備えるリタイミング方法。
【請求項６】
デコードタイムスタンプを前記ビットストリームの前記タイミング部から検索するステップと、
前記検索されたデコードタイムスタンプを前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプから差し引く（subtract）ステップと、
前記発生されたタイムスタンプを新しいデコードタイムスタンプとして前記ビットストリームに挿入するステップと、
を備える請求項５に記載のリタイミング方法。
【請求項７】
前記発生するステップは、
遅延パラメータを前記プログラムクロック基準ベース信号に加え、調整されたタイミング信号を生成するステップと、
前記ビットストリーム内の情報パケットの開始を示す制御信号に応答して、前記調整されたタイミング信号を格納するステップと、
を備える請求項５に記載のリタイミング方法。
【請求項８】
バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、
前記調整されたタイミング信号を前記格納されたタイミング信号に比較するステップを備え、
前記調整されたタイミング信号が前記格納されたタイミング信号を超える場合においては、前記所望のフローが低減されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起し、
前記格納されたタイミング信号が前記調整されたタイミング信号を超える場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こすステップを備える、請求項７に記載のリタイミング方法。
【請求項９】
バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、
前記発生された新しいタイミング情報を前記調整されたタイミング信号から差し引き、第１の差信号を生成するステップを備え、
前記第１の差信号を前記ビットストリームに関連付けられたバッファ遅延パラメータに比較するステップを備え、
前記第１の差信号が前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータを超える場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こし、
前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータが前記第１の差信号を超える場合においては、前記所望のフローが低減されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こすステップを備える、請求項７に記載のリタイミング方法。
【請求項１０】
バッファ制御信号を生成するステップを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、
復号化器バッファ内のバイト数の指標（indicium）を監視するステップを備え、
前記復号化器バッファ内の前記バイト数が所定の最大量を超える場合においては、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こし、
前記復号化器バッファ内の前記バイト数が所定の最小量未満の場合においては、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が指示することを引き起こすステップを備える、請求項７に記載のリタイミング方法。
【請求項１１】
タイミング信号発生器に応答してビットストリームをタイミング再調整するために適した装置であって、前記ビットストリームはタイミング部およびそれぞれのペイロード部を備え、
前記タイミング信号発生器からのタイミング信号に応答を示し、タイムスタンプを発生するためのタイムスタンプ発生器と、
前記ビットストリームの前記タイミング部からプレゼンテーションタイムスタンプを検索するための第１の復号化器と、
前記発生されたタイムスタンプを前記検索されたプレゼンテーションタイムスタンプに加え、新しいプレゼンテーションタイムスタンプを生成するための加算器と、
前記加算器に結合され、前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプを前記ビットストリームに挿入し、タイミング再調整されたビットストリームを生成するためのマルチプレクサと、
を備える装置。
【請求項１２】
前記ビットストリームの前記タイミング部からデコードタイムスタンプを検索するための第２の復号化器を備え、
前記検索されたデコードタイムスタンプを前記新しいプレゼンテーションタイムスタンプから差し引くための減算器を備え、
前記マルチプレクサは、前記発生されたタイムスタンプを新しいデコードタイムスタンプとして前記ビットストリームに挿入する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記タイムスタンプ発生器は、
前記タイミング信号に遅延パラメータを加え、調整されたタイミング信号を生成するための加算器と、
前記ビットストリーム内の情報パケットの開始を示す制御信号に応答して、前記調整されたタイミング信号を格納するための記憶要素（storage element）と、を備える請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
バッファ制御信号を生成する論理ユニットを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、
前記調整されたタイミング信号を前記格納され調整されたタイミング信号に比較して出力信号を生成するための、前記タイムスタンプ発生器および前記論理ユニットに結合された第１の比較器と、を備え、
前記論理ユニットは、前記調整されたタイミング信号が前記格納され調整されたタイミング信号を超えることを示す前記第１の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、
前記論理ユニットは、前記格納され調整されたタイミング信号が前記調整されたタイミング信号を超えることを示す前記第１の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
バッファ制御信号を生成するための論理ユニットを備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリームの所望のデータフローを示し、前記タイムスタンプ発生器および前記タイミング信号発生器に結合され、前記発生されたタイムスタンプを前記調整されたタイミング信号から差し引き第１の差信号を生成するための第２の減算器を備え、
前記第２の減算器および前記論理ユニットに結合され、前記第１の差信号を前記ビットストリームに関連付けられたバッファ遅延パラメータに比較するための第２の比較器を備え、
前記論理ユニットは、前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータを前記第１の差信号が超えることを示す前記第２の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、
前記論理ユニットは、前記ビットストリームに関連付けられた前記バッファ遅延パラメータが前記第１の差信号を超えることを示す前記第２の比較器の出力信号に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
バッファ制御信号を生成する論理装置を備え、前記バッファ制御信号は前記ビットストリーム内の所望のデータフローを示し、
前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号は示すことを引き起こす、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記出力ビットストリームはパケット化された基本ストリームを含み、
当該装置は、前記マルチプレクサの出力に結合され、前記出力ビットストリームをトランスポート符号化し、トランスポート符号化されたビットストリームを生成するためのトランスポートストリーム符号化器を更に備える、請求項１１記載の装置。
【請求項１８】
前記トランスポートストリーム符号化器は、第２のビットストリームを第２のビットストリーム源から受けて、前記トランスポート符号化されたビットストリームは、前記マルチプレクサからの前記出力ビットストリームおよび前記第２のビットストリームを少なくとも備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記論理ユニットに結合され、復号化器バッファに格納されたバイト数を計数するためのフレームバイトカウンタを備え、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最大量を超える前記バイト数に応答して、前記所望のフローが減少されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こし、
前記論理ユニットは、前記復号化器バッファに格納され所定の最小量未満である前記バイト数に応答して、前記所望のフローが増加されることを前記バッファ制御信号が示すことを引き起こす、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、通信システムに関し、特に、タイミング情報を含むパケット化された情報のタイミング再調整する（retiming）ための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
受信したビットストリームの復号および表示の処理の同期化は、ディジタルテレビジョンシステムといった実時間ディジタルデータ配信（delivery）システムの特に重要な側面である。例えば、メディア統合系動画像圧縮の国際標準（Moving Picture Experts Group：ＭＰＥＧ）は、ディジタルデータ配信システムに関するいくつかの標準を公表してきた。第１の標準は、ＭＰＥＧ−１として知られ、ＩＳＯ／ＩＥＣ標準１１１７２と呼び、参照することによってここに取り込まれる。第２の標準は、ＭＰＥＧ−２として知られ、ＩＳＯ／ＩＥＣ標準１３８１８と呼び、参照することによってここに取り込まれる。圧縮ディジタルビデオシステムは、高精細度テレビジョン委員会（ＡＴＳＣ）のディジタルテレビジョン標準ドキュメントＡ／５３に記載され、参照することによってここに取り込まれる。受信したデータは、（受信したデータが発生され、また伝送されるレート（rate）に合致する）特定のレートで処理されることが予想されるので、同期が低下（loss）すると、復号化器においてバッファのオーバフローまたはアンダフローに至り、その結果として、表示の喪失（loss）および／または同期のずれに至る。
【０００３】
符号化された叉は圧縮されたビットストリームから別のビットストリームへの切り替えが必要である場合が多くある。ビットストリーム間の切り替えを行うとき、タイミング情報を正確に保存することが重要である。例えば、ＴＶスタジオは、サーバ上に格納されたＡＴＳＣビットストリームからサーバに格納された別のビットストリームに切り替えすることができる。また、スタジオでの切り替えは、作動中の符号化器（放送中のカメラ）と（例えば、コマーシャルを番組のストリームに挿入する）サーバとの間で、または、スタジオの番組のストリームと遠隔の供給装置（feed）との間でも起こり得る。家庭用受信器は、テーププレーヤ／レコーダからのビットストリームへ番組のビットストリームを切り替えることができる。ビットストリーム発生器は、準拠（compliance）または他の試験のために用いられ、通常、ビットストリームを終わりなく環状にする（loop）。これは、重ね継ぎの形式、すなわち、ビットストリームの終わりをビットストリームの始めにつなぎ合わせる形式である。
【０００４】
ある圧縮されたＡＴＳＣビデオビットストリームから別のビットストリームへ切り替えるとき、時間の空白なしに、復号化されたピクチャを適正に且つ順次に表示することを確実にするために、ピクチャ（picture）ビットストリームの伝送の順序において適切な方策（measure）が取られなければならない。番組のビデオおよび音声の復号化および表示の円滑な移り変わりを提供するために、トランスポートストリームがプレゼンテーションタイムスタンプ（presentation time stamp：ＰＥＳ）ストリームを含む場合、プレゼンテーションタイムスタンプ（ＰＴＳ）およびデコードタイムスタンプ（decode time stamp：ＤＴＳ）がタイミング再調整されなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術のリタイミングシステム（retiming system）は、ローカルＰＣＲ及びＰＣＲＢ発生器によって利用される２７ＭＨｚの（ローカル）ステーションクロックを備える。多重化されたトランスポートストリームが受信されて、ＰＴＳ、ＤＴＳ、およびＰＣＲのタイミング情報が検出され、且つローカルに発生されたＰＴＳ、ＤＴＳ、およびＰＣＲのタイミング情報によって置き換えられて、タイミング再調整されたトランスポートストリームを生成する。多重化されたトランスポートストリームを備えるトランスポートストリームは一定のビットレートのデータストリームであり、またその結果生じるトランスポートストリームも同様に一定のビットレートのデータストリームである。このため、いかなる追加データも必ずストリームのビットレートを変化させるので、臨機応変に（oppotunistic）データを挿入する機会はない。別の欠点は、システムの動作が、切り替え処理の移り変わりにおいて、不規則に間隔があるＰＣＲパケットを導くことが有り得る（すなわち、ＡＴＳＣに準拠（compliant）しない）。さらに、ＰＴＳおよびＤＴＳを単にタイミング再調整することは、離れた末端（far-end）の加入者の復号化器において適正なバッファ状態を確保するには不十分である。
【０００６】
したがって、要求は、本技術分野において、タイミング準拠（compliance）を維持する一方で、臨機応変なデータの挿入を考慮するタイミング再調整の方法および装置に対して存在する。また、離れた末端の加入者復号化器において適正なバッファ状態を確保するタイミング再調整の方法および装置を提供することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
先行技術にこれまで関連付けられた不利な点は、本発明のリタイミング装置および方法によって克服される。本装置および方法は、可変長パケット化された基本ストリームといった情報ストリームを受けて、受けたストリームのタイミング部をローカルタイミング基準を用いて復号して、復号したタイミング情報およびローカルタイミング基準に関するタイミング情報を用いて新しいタイミング情報を計算して、計算されたタイミング情報を用いてストリームをタイミング再調整する。タイミング再調整されたストリームは再符号化されて、復号化器によって復号するときは、タイミングの不連続性によって誘起されるエラーなしに所望の情報を再生するストリームを形成する。
【０００８】
特に、本発明は、複数のタイミング部およびそれに関連するペイロード（payload）部を備える情報ストリームを受けて、タイミング部は前記関連ペイロード部を復号し復号化器において番組を生成するために必要である。本発明は、情報ストリームの各タイミング部を復号して、復号化されたタイミング部に関連付けられたペイロード部の復号化器遅延時間を決定して、復号化器遅延時間およびプログラムクロック基準ベース信号を用いて前記情報ストリームのタイミング部を再符号化する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の教示は、添付図面とともに以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解できる。理解を容易にするために、可能な場合、同一または同様の符号を用い、図面に共通である同一または同様の構成要素を示す。
【００１０】
図１は、本発明に従うトランスポート層の切り替え及びリタイミングシステム（switching and retiming system）１００のブロック図を示す。ＡＴＳＣディジタルテレビジョンシステムに準拠し、且つ例えば、テレビスタジオまたはテレビ局の環境において有用である、トランスポート層を用いるシステム１００が図示されている。動作中の（live）ビデオ及び音声パケット化基本ストリーム（ＰＥＳ）符号化器（video and audio packetized elemntary stream encoder）１１０（例えば、カメラまたは遠隔音声／ビデオ供給装置）は、トランスポートストリーム符号化器１１５に結合されるパケット化された基本ストリームＳ１を生成する。トランスポートストリーム符号化器（transport stream encoder）１１５は、トランスポートストリーム切り替え器（transport stream switcher）１３０に結合される第１のトランスポートストリームＳ２ＴにＰＥＳ Ｓ１を変換する。トランスポートストリーム切り替え器１３０は、トランスポートストリームサーバ（transport stream server）１２０（例えば、ビデオディスク）から第２のトランスポートストリームＳ３Ｔを受ける。（図示されていない）制御信号に応答して、トランスポートストリーム切り替え器１３０は、２つのトランスポートストリームＳ２Ｔ、Ｓ３Ｔのうち１つを選択して、選択したトランスポートストリームをストリームＳ４Ｔとしてトランスポートストリーム復号化器（transport stream decoder）１３５に送る。トランスポートストリーム切り替え器１３０は３つ以上の入力ストリームを含むことができ、また、入力ストリームは、様々な供給源（source）、例えばビットストリームサーバ、作動中の（active）符号化器（動作中のカメラ）若しくは遠隔の供給装置（feed）、ビットストリーム発生器、等から来ることができるということに注目すべきである。このように、入力ストリームは、プログラムクロック基準（Program Clock Reference：ＰＣＲ）、プレゼンテーションタイムスタンプ（ＰＴＳ）およびデコードタイムスタンプ（ＤＴＳ）といった情報を共有しそうにない。
【００１１】
トランスポートストリーム復号化器１３５は、選択されたＳ４Ｔトランスポートストリームを復号し、パケット化された基本ストリームＳ４Ｐを生成する。ＰＥＳデマルチプレクサ（demultiplexer）１３７はストリームＳ４Ｐの多重化を解除し（demultiplex）、必要に応じて、音声ＰＥＳ Ｓ４ＰＡおよびビデオＰＥＳ Ｓ４ＰＶを生成する。音声Ｓ４ＰＡストリームおよびビデオＳ４ＰＶストリームは、それぞれ、音声ＰＴＳリタイミングユニット３００ＡおよびビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖに結合される。ビデオリタイミングユニット３００Ｖは、プログラムクロック基準ベース（Program Clock Reference Base：ＰＣＲＢ）信号Ｓ９から導かれる新しいタイミング情報を用いて、ビデオストリームの古いプレゼンテーションタイムスタンプ（ＰＴＳ）およびデコードタイムスタンプ（ＤＴＳ）の復号化して、タイミング再調整する。音声リタイミングユニット３００Ａは、ＰＣＲＢ信号Ｓ９から導かれる新しいタイミング情報を用いて、音声ストリームの古いＰＴＳをタイミング再調整する。
【００１２】
トランスポートストリーム符号化器（transport stream encoder：ＴＳＥ）１５０は、タイミング再調整された音声Ｓ７ＰＡおよびビデオＳ７ＰＶのＰＥＳストリームを受けて、これらのストリームをマルチプレックス化（多重化）し出力トランスポートストリームＳ１１を生成する。ＴＳＥ１５０は、２７ＭＨｚのステーションクロック信号Ｓ１０を受け、且つ、出力トランスポートストリームＳ１１にマルチプレックス（多重化）されるＰＣＲパケットを作り出す、ＰＣＲ発生器およびリタイマ（retimer）を含む。また、ＰＣＲ発生器は、（２７ＭＨｚのステーション・クロックを３００で割った）９０ｋＨｚのレートにおいて同期化されたＰＣＲベース基準信号Ｓ９を生成する。ＰＣＲＢ基準信号Ｓ９は、ＰＴＳおよびＤＴＳスタンプ処理に使用するためのリタイミングユニット３００Ａ、３００Ｖにフィードバックされる。
【００１３】
図１のリタイミングシステム１００において、選択されたトランスポートストリームＳ４Ｔは、ＰＣＲＢの遅延されたもの（delayed version）から抽出された正味の相対時間を用いて、含まれているＰＥＳストリームのＰＴＳおよびＤＴＳが重ね書きされることができるように、ＰＥＳ層に復号される。ＰＥＳ層に復号化することは、視覚表現と音声表現との間の関係、すなわち「口合わせ（lip sync）」が厳格に忠実になされる（adhered to）ことを確実にする。このように、継ぎ目のない重ね継ぎの主要な側面、すなわち、ＰＥＳ層内のＰＴＳおよびＤＴＳ、並びにトランスポート層内のＰＣＲを処理し、結果として生じるビットストリームＳ１１にこれらの信号を正確に規定すること、が達成される。
【００１４】
図１のリタイミングシステム１００は、また、加入者のＰＥＳ復号化器において適正なバッファ管理を確実に行うために、データフロー制御を考慮する。（以下、図３に関連して検討する）アルゴリズム的方法によって、加入者側のバッファの充足状況（occupancy）を決定することができて、バッファが満杯状態の場合、リタイミングユニット３００Ａ、３００Ｖは、加入者側のバッファがアンロードする（unload）ための時間を提供するために、そのビットレートを低減する（または、配付を遅らせる）ことができ、そして音声Ｓ７ＰＡおよびビデオＳ７ＰＶのＰＥＳストリームをリタイミングできる。加えて、トランスポートストリーム符号化器１５０は、受信器準備未了（RECEIVER NOT READY）（Ｓ８）信号をリタイミングユニット３００Ａ、３００Ｖに振り出し（issure）、ＴＳＥのバッファが満杯状態の場合にストリームＳ７ＰＡおよびＳ７ＰＶの配送を停止することができる。さらに、リタイミングユニット３００Ａ、３００Ｖは、（動作中のビットストリーム用）ビデオ／音声符号化器または（格納されているビットストリーム用）サーバにおけるデータ生成を調整する（regulate）ために使用できるバッファ制御信号Ｓ１２を発生できる。バッファ制御信号Ｓ１２は、例えば、音声ＰＴＳリタイミングユニット３００Ａにおいて発生されることができるけれども、ビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖによって発生されているものとして、図１に図示されている。
【００１５】
図１のシステム１００によって示されたとおり、ＰＥＳ Ｓ４Ｐの多重化の解除を行い（demultiplex）、引き続いて基本ストリームＳ７ＰＡ、Ｓ７ＰＶの再び多重化を行う（redemultiplex）ことは、有利なことに、可変ビットレートのストリームまたは一定ビットレートのストリームの何れかを考慮している。前者の場合、（利用可能であれば）データストリームＳ５は、選択されたトランスポートストリームＳ４Ｔからトランスポートストリーム復号化器１３５によって抽出されることができる。抽出されたデータストリームＳ５は、離れた末端の加入者に対する付加（add-on）サービスとしてトランスポートストリームに含まれつつある、例えば、個人または加入者のデータストリームであってもよい。また、抽出されたデータストリームＳ５は、また、テレビスタジオまたはテレビ局に有用な情報を搬送するようにしてもよい。抽出されたデータストリームＳ５は、（図示されていない）データ処理設備（data processing arrangement）によって操作されてもよく、また臨機応変な（oppotunistic）データストリームＳ６の一部としてＴＳＥ１５０に結合されてもよい。また、臨機応変なデータストリームは、他のデータストリーム（例えば、コマーシャル、ステーション識別、ペイ・パー・ビュー（視聴毎課金）、加入者確認コード等）を含むことができる。オポチュニステック（oppotunistic）データストリームＳ６は、ＴＳＥ１５０によって符号化されて、出力トランスポートストリームＳ１１に含まれる。
【００１６】
図１のシステム１００によって示されたとおり、ＰＥＳ Ｓ４Ｐの多重化解除を行い、引き続いて基本ストリームＳ７ＰＡ、Ｓ７ＰＶの再び多重化を行うことは、先行技術の設備（arrangement）における別の問題、すなわち、現在選択されているストリームおよび単一の２７ＭＨｚクロック源に対して次に選択されるべきストリームのバイトクロックをロックするという要求、に向けられる（address）。入って来る(incoming)トランスポートストリームをＰＥＳ層に復号化することによって、差分誤差（すなわち、許容範囲の限界（tolerance limit）から許容範囲の限界）は取り去られて、その結果、ＴＳＥ１５０からのトランスポートストリームＳ１１は、ＡＴＳＣシステムのタイミング要件に準拠する。さらに、トランスポートストリームＰＣＲスタンプ処理を制御することによって、ＰＣＲ基準パケットを１００ｍＳ毎に送るというＡＴＳＣの要件が矛盾なく忠実になされる（adhered）ようにしてもよい。
【００１７】
図２は、本発明に従う好適なＰＥＳ層の切り替え及びリタイミングシステム（switching and retiming system）２００のブロック図を示す。 図２のシステム２００は、ＡＴＳＣディジタルテレビジョンシステムに準拠すると共に、例えば、テレビスタジオまたはテレビ局の環境において有用であるＰＥＳ層を用いて図示されている。
【００１８】
図２のシステム２００において、動作中のビデオ及び音声ＰＥＳ符号化器（video and audio PES encoder）２１０（例えば、カメラまたは遠隔の音声／ビデオ供給装置）は、ＰＥＳ切り替え器２３０に結合され、音声Ｓ２ＰＡおよびビデオＳ２ＰＶのパケット化された基本ストリームを生成する。また、ＰＥＳ切り替え器２３０は、ＰＥＳサーバ２２０（例えば、ビデオディスク）から音声Ｓ３ＰＡおよびビデオＳ３ＰＶのパケット化された基本ストリームの第２の対を受ける。（図示されていない）制御信号に応答して、ＰＥＳ切り替え器２３０は、音声Ｓ４ＰＡおよびビデオＳ４ＰＶのパケット化された基本ストリームの一対を選択し、それぞれの音声リタイミングユニット３００Ａおよびビデオリタイミングユニット３００Ｖに結合する。ビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖおよび音声ＰＴＳリタイミングユニット３００Ａは、図１に関連して以前に記述されたものと実質的に同じに動作し、そして図３〜図７に関連して詳細に検討される。ＴＳＥ２５０は、図１のシステム１００内のＴＳＥ１５０に関連して以前に記述されたものと実質的に同じに動作し、これ以上検討されない。
【００１９】
ＴＳＥ（すなわち、停止機能（stop feature）を用いるデータフロー制御、ＰＣＲＢ発生、およびＰＣＲ挿入のためのＴＳＥ）および（固有に内蔵されたバッファを使用するデータフロー制御のための）ＰＥＳ符号化器とのこの処理の相互作用と、ＰＴＳ及びＤＴＳリタイミングのための処理とは、次に検討される本発明の重要な側面である。
【００２０】
図３は、図１および図２のシステムに使用するために適したビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングシステム３００のブロック図を示す。音声ＰＴＳリタイミングユニットは、図７を関連して以下に検討する。一般には、ビデオリタイミングユニット３００Ｖの以下の記述は、また、音声リタイミングユニット３００Ａの類似の符号が付された部分にも適用可能である。ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖは、ＰＥＳ入力ビットストリームＳ４ＰをＰＥＳ切り替え器２３０（ＰＥＳ層リタイミングシステム２００）またはＰＥＳデマルチプレクサ（demultiplexer）１３７（トランスポート層リタイミングシステム１００）から受けて、ＰＥＳ出力ビットストリームＳ７Ｐをスタジオまたはステーション内のＴＳＥ１５０に配信する（家庭用記録器といった他の場合に引き続いて及ぶ（cover））。ＴＳＥは、ＰＣＲスタンプ処理をその出力において実行する。ＴＳＥは、（２７ＭＨｚのステーションクロックを３００で割った）９０ＫＨｚレートの同期ＰＣＲベース基準をフィードバックする。ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニットは、以下のように動作する。
【００２１】
ＰＣＲＢ直並列変換器３１２は、ＴＳＥ１５０からのＰＣＲＢ信号Ｓ９を、加算器３１４および減算器３２２に結合される並列（バイト）ストリームＳ３０１に変換する。加算器３１４は、並列ＰＣＲＢ Ｓ３０１を復号化器遅延時間Ｓ３０４に加算し、調整された時間基準レジスタ３１６に格納される調整されたＰＣＲＢ時間基準Ｓ３０２を生成する。調整されたＰＣＲＢ時間基準Ｓ３０２は、第１のピクチャがビデオバッファから除かれて、且つ遠隔の末端の復号化器において復号化されることができるときのＰＣＲＢカウント値を反映する。
【００２２】
復号化器遅延時間Ｓ３０４を加算することは、バッファ制御のためにＤＴＳを使用するタイプの復号化器において、特定のビデオバッファの満杯レベルを達成するための機構を提供する。加算の遅延時間は、復号化器がバッファ利用率の所望のレベルを維持すること、例えば、ビデオバッファを一定数のピクチャ（恐らく、末端間（end-to-end）遅延を示す全ピクチャ）で満たすことを引き起こす。以下の要素、すなわち、ＶＢＶバッファサイズのヘッダエントリ、ＶＢＶ遅延及びフレームレート、１フレーム内のバイト数、復号化器バッファ内のフレーム数（すなわち、フレームバイトカウント）、のうち１つ以上を、復号化器遅延時間Ｓ３０４を決定するために使用できる。
【００２３】
遅延時間Ｓ３０４を使用し復号化器バッファの満杯状態を制御するための方法は、以下のとおりである。調整されたＰＣＲＢは、簡単に説明されるように、ＤＴＳエントリとして使用される。ビデオＰＥＳが復号化器内のビデオバッファの出力に存在するとき、ＰＥＳヘッダに含まれるＤＴＳ（デコードタイムスタンプ）は、トランスポートストリーム内のＰＣＲ（プログラム時刻基準参照値：Program Clock Reference）パケットから導かれるＰＣＲＢ実時間クロック基準に比較される。ＰＥＳは、回復されたＰＣＲＢとのＤＴＳの整列（alignment）まで待機しなければならない。この整列は、遅延時間Ｓ３０４が符号化器においてＰＣＲＢに加算されていたので、遅延時間Ｓ３０４の値が示す期間の後に起こり、そしてこの調整されたＰＣＲＢは、ＤＴＳ入力として使用される。
【００２４】
電源投入の初期化時において、初期設定コマンドＳ３０６は、格納されている時間基準Ｓ３０３を新タイムスタンプレジスタ３２０にセレクタ３１８が転送することを引き起こす。入力ビットストリームＳ４ＰでＰＥＳヘッダが復号化される度に、フレームレート（ＦＲ）レジスタ３０８に格納されているオフセット数が、加算器３１０によって新しいタイムスタンプＳ３０８に加算される。この加算の結果は、セレクタ３１８を介して新タイムスタンプレジスタ３２０に戻される。
【００２５】
加算器３１０のオフセット数は、特に、一般に存在する（prevailing）フレームレートの１フレーム時間に含まれる９０ＫＨｚのサイクルの数である。加算器３１０のオフセット数が表１（３列目）に示され、以下のように自動的に設定される。ＰＥＳ・シーケンス・ピクチャ・ＶＢＶ遅延復号化器（PES,sequence,pix and VBV delay decoder）３０２は、入力データストリームＳ４Ｐ内のシーケンス開始コードを検出して、シーケンス検出信号Ｓ３１２を生成する。フレームレート復号化器３０４は、４ビットのフレームレートコードＳ３１０（表１の１列目）を抽出する。フレームレートコードＳ３１０のバイナリ値は、ＡＴＳＣ仕様にとおり（as per）、表１の２列目に列記されるフレームレートに対応する。検索表（ルックアップテーブル：ＬＵＴ）３０６は、オフセット数Ｓ３１１（表１の３列目）をフレームレートレジスタ３０８に提供する。シーケンス検出信号Ｓ３１２に応答して、フレームレートレジスタ３０８は、格納されているオフセット数を加算器３１０に提供する。ＰＥＳストリームが複数の混合された（intermixed）フレームレートのシーケンスを有し得るので、本発明のＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニットはすべてのタイムスタンプの更新を自動的に計算する、ということに注目すべきである。
【００２６】
【表１】
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表１
次のステップは、新しいＰＴＳおよびＤＴＳを計算することである。ＤＴＳ復号ユニット３２８は、存在するなら、入力データストリームＳ４Ｐ内のＤＴＳを復号化して、ＤＴＳ信号Ｓ３２１を生成する。ＤＴＳ復号ユニット３２８は、また、入力データストリームＳ４ＰがＤＴＳを含む場合にハイ（high）（２進法で１）であり、ＰＴＳのみがある（すなわち、Ｂフレーム動作）場合にロウ（low）（２進法で０）の表示フラグＳ３２３を提供する。ＤＴＳ表示信号Ｓ３２３は論理積（ＡＮＤ）ユニット３３４およびＤＴＳ更新ユニット３４０に結合される。新しいＤＴＳ Ｓ３２７は、ＤＴＳフラグＳ３２３が入力データストリームＳ４ＰにＤＴＳの存在を示す場合にのみ、新タイムスタンプレジスタ３２０から取り出される。
【００２７】
ＰＴＳ復号ユニット３２６は、入力データストリームＳ４Ｐ内のＰＴＳを復号化し、ＰＴＳ信号Ｓ３２０を生成する。既存のＰＴＳ Ｓ３２０及びＤＴＳ Ｓ３２１の間の差Ｓ３２２は、減算器３３２によってＡＮＤユニット３３４に提供される。新しいＰＴＳ Ｓ３２６は、減算器３３２の出力の数Ｓ３２２を新タイムスタンプレジスタ３２０に格納されている数Ｓ３０８に加算することによって計算される。この演算は、加算器３３６において行う。なお、ＤＴＳが存在しない（すなわち、ＤＴＳフラグ＝０）とき、ＡＮＤユニット３３４から加算器３３６への入力Ｓ３２４は、（ＡＮＤユニット３３４による演算のため）０であり、また、新しいＰＴＳ Ｓ３２６は、新タイムスタンプレジスタ３２０に格納されている数Ｓ３０８である、ことに注目すべきである。
【００２８】
新ＰＴＳ Ｓ３２６および新ＤＴＳ Ｓ３２７は、それぞれ更新レジスタ３３８、３４０に格納される。マルチプレックスユニット３４４は、新しいＰＴＳ Ｓ３２６およびＤＴＳ Ｓ３２７の値を古い値の代わりに出力データストリームＳ７Ｐに挿入する。制御器３４３は、出て行く（outgoing）データストリームＳ７Ｐの適宜ビット（appropriate bit）の位置を追跡して、マルチプレックスユニット３４４が更新値をストリーム内の正しい位置に挿入することを引き起こす。出て行くデータストリームＳ７Ｐは、通常の方式でトランスポートストリーム符号化器１５０に進む。
【００２９】
ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖは、また、ここで説明されるように、遠隔の末端の復号化器（例えば、セットトップ受信器）におけるバッファの振舞い及びビットストリーム源（例えば、符号化器２１０およびサーバ２２０）におけるバッファまたはビットストリームの発生の振舞いを考慮する（account for）ことによって、システムのエンド間（end-to-end）遅延を管理する能力を提供する。
【００３０】
ＰＥＳ・シーケンス・ピクチャ・ＶＢＶ遅延復号化器３０２は、入力データストリームＳ４Ｐ内にＰＥＳパケットの開始を検出して、新タイムスタンプレジスタ３２０に結合されるＰＥＳ検出信号Ｓ３１３を生成する。各ＰＥＳ間隔において、新タイムスタンプレジスタ３２０は、一般に存在する（prevailing）フレームレートによって決定される固定された定数Ｓ３１８を用いて更新される。新タイムスタンプレジスタ３２０の更新内容Ｓ３０８は、調整された時間基準レジスタ３１６の内容Ｓ３０３と比較器３２３によって比較される。比較器の結果（すなわち、より小さいか、より大きいか、または等しいか）は、ＰＥＳデータが処理されつつあるレート（すなわち、低速過ぎるか、高速過ぎるか、ちょうど適正である）の表示を提供する。例えば、動作中のビデオ符号化器２１０またはサーバ２２０によって、ＰＥＳストリームＳ４Ｐがあまりに低速で振り出されている（issured）場合、最大レートで符号化器２１０またはサーバ２２０の出力バッファ（図示されていない）を読み出しできるか、または、空にする（empty）ことができる。処理があまりに速く進んでいることを比較したものが示している場合、符号化器またはサーバにおけるバッファの読み出しを停止でき、または低減できる。バッファ制御信号Ｓ１２は、符号化器２１０またはサーバ２２０のバッファ使用を制御するために、使用されることができる。
【００３１】
バッファ制御信号Ｓ１２を使用するある特定の装置は、共に譲渡された米国特許出願に記載されて、本願と同時に出願され（アトーニードケット番号：１２４０８）、参照することによってここに取り込まれる。フラグに応答して、この装置は、ビット数がそれぞれ増加されまたは減少されるように、情報フレームを追加しまたは減らす（drop）。
【００３２】
加えて、通常、バッファ（図示されていない）がＴＳＥ１５０に対する入力にある。ＴＳＥのバッファがあまりに高いレートでデータを受けている場合、ＴＳＥは RECEIVER NOT REAQDY 信号Ｓ８をＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００に供給できる。 RECEIVER NOT REAQDY 信号Ｓ８は、比較器３２３の出力において論理ユニット３２５に結合される。論理ユニットは、符号化器２１０、２２０のビットレートの発生を停止し又は低減するバッファ制御信号Ｓ１２を発生する。
【００３３】
上記のバッファ制御方法は、ＰＥＳ切り替えを処理することにおいて重要な利点を例示している。ビデオＰＥＳデータレートは、トランスポートストリーム切り替えの一定ビットレート性質に比較されるように、可変であって、この場合、トランスポートビットストリームを停止することは禁止される。このため、可変ビットレートにすれば、臨機応変な（opportunistic）データの挿入が許容され、図１および図２に示されるように、このデータの挿入は、一定ビットレートのデータであれば、可能でない。
【００３４】
図３のＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニットは、ＶＢＶ遅延番号Ｓ３１６を計算する能力、その番号をピクチャヘッダ（Picture Header）内の１６ビットフィールドに（マルチプレクサ３４４を介して）挿入する能力、を有する。ＰＣＲＢ直並列変換器３１２の出力（すなわち、今の時間）は、減算器３２２において新タイムスタンプレジスタ３２０の内容から差し引かれる。ＰＥＳ・シーケンス・ピクチャ・ＶＢＶ遅延復号化器３０２は、入力データストリームＳ４Ｐ内のピクチャヘッダを検出して、ＶＢＶ遅延更新レジスタ３２４に結合されるピクチャ検出信号Ｓ３１４を生成する。ピクチャ検出信号Ｓ３１４に応答して、ＶＢＶ遅延更新レジスタ３２４は、減算器３２２の出力Ｓ３１５を格納する。この格納された番号Ｓ３１６は、ピクチャが遠隔の末端の復号化器のバッファに存在する時間、すなわち、ＶＢＶ遅延パラメータを、９０ＫＨｚ周期で示す。このように、本発明は、ＶＢＶ遅延フィールドが１６進法のＦＦＦＦに設定されるＡＴＳＣモードを使用することなく、ＡＴＳＣ準拠のビットストリームを作り出す。
【００３５】
また、ピクチャヘッダ内の時間基準が、ＡＴＳＣ標準に規定されるように、一群のピクチャ（ＧＯＰ）内のピクチャの適宜の表示順序を反映するように調整されなければならない。後にＧＯＰヘッダが続くシーケンスヘッダへ入力データストリームＳ４Ｐが切り替わるとき、時間基準は、選択されたストリームが別のストリームに切り替わるときに調整が必要とされないために、現時の選択されているストリーム内のゼロにおいて始まるように、適正に設定される。しかしながら、ＧＯＰヘッダ（GOT Header）がシーケンスヘッダの後に続かない場合、新しい時間基準値が新たに選択されたストリームにおいて適正に更新されなくてはならない。新しい時間基準は、以前に選択されたストリームを監視することによって決定されることができる。フレーム毎に基づく（frame-by-frame basis）、元の値の関係を監視することによって、また、ストリームが切り替えられたときの時間基準値を示す値を用い新しい時間基準値を更新することによって、新しい継続する時間基準値が決定されることができる。この技術は、ピクチャが伝送順にあるとしても、時間基準の表示順を維持するという結果を達成する。
【００３６】
また、ＶＢＶバッファの満杯状態が、復号化器に対するビデオストリームのフロー（流れ）を適正に制御するために監視されなくてはならない。初期化の（すなわち、初期化コマンドＳ３０６が真の状態にされた）際に、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖから出力されたバイト数は、フレーム毎に基づき（frame-by-frame basis）格納される。今の時間、各フレームのために復号時間、１フレーム当たりのバイト数、およびＶＢＶバッファのサイズが、ＶＢＶバッファの満杯状態を判定するために使用される。
【００３７】
初期設定の際に、ＶＢＶバッファは空である。最初のフレームがＶＢＶバッファに出力されるとき、ＶＢＶバッファ内のバイトの現行の（running）総数がフレームバイトカウンタ３５４によって維持される。この総数がＶＢＶバッファのサイズに等しい場合、フレームバイトカウンタ３５４から論理ユニット３２５への出力信号Ｓ３１７は、データがＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖから出力されることを論理ユニット３２５が妨げることを引き起こす。
【００３８】
ＶＢＶバッファの動作の２つのモードは、ＭＰＥＧ２仕様のＡｎｎｅｘ Ｃに記載されているように可能である。第１番目のモード（モードＡ）は、ＶＢＶ遅延が１６進法のＦＦＦＦに設定されることを必要とする。第２番目のモード（モードＢ）は、ＶＢＶ遅延が１６進法のＦＦＦＦに設定されることを必要としないが、その代わり、ＶＢＶバッファにおけるＶＢＶ遅延の真の値を反映することを必要とする。
【００３９】
モードＡの初期設定中、フレームバイトカウンタ３５４によって示されるようにバッファが満杯になるまで、バイトがＶＢＶバッファに出力される。一旦、ＶＢＶバッファが満杯になると、 ＭＰＥＧ２仕様のＡｎｎｅｘ Ｃに記述されているように、データがＶＢＶバッファから取り出される。
【００４０】
モードＢの初期設定中、入って来るストリームＳ４ＰにおけるＶＢＶ遅延値以上にＶＢＶ遅延の計算された値がなるまで、バイトがＶＢＶバッファに出力される。入って来るストリームは、ストリームに含まれる値を使用するとバッファがオーバフロー／アンダフローしないという点において、ＭＰＥＧ２準拠、且つ自己無矛盾であるべきである。フレームバイトカウンタ３５４に含まれＶＢＶバッファの満杯状態の計算された値は、ＶＢＶバッファのアンダフロー／オーバフローを防ぐために使用される。ある理由のために入力ストリームが一致し（consistent）ない場合、この計算された値を使用してＶＢＶバッファに対するデータフローを制御することができる。ストリームにおけるＤＴＳ−ＰＴＳ値は、ストリームに含まれたＶＢＶ遅延値に一致して（consistent）いるべきである。
【００４１】
モードＡにおいてストリームに切り替わるとき、次に選択されたストリームにおけるＶＢＶ遅延の１６進ＦＦＦＦ値が、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングセクションに維持され計算された値を用いて重ね書きされる。モードＢにおいてストリームに切り替わるとき、計算されたＶＢＶバッファ値および次に選択されたストリームのＶＢＶ遅延値が合わされる（aligned）まで、次に選択されたストリームのＶＢＶ遅延の１６進法の値が、必要なときは、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングセクション３００Ｖに維持され計算された値を用いて重ね書きされる。他の場合は、ＶＢＶ遅延が合わされる（aligned）まで、入って来るストリームのデータフローが保持される。この処理は、リタイミング回路の次に続くトランスポートストリーム符号化器（Transport Stream Encoder）で起こっている再多重化の動作を利用する。整列（alignment）期間中には、ＶＢＶバッファにおけるＶＢＶ遅延を増加させるためにデータを最大ビデオビットレートでＶＢＶバッファに出力することができる。バッファが満杯にならない限りＶＢＶ遅延が整列するまで、この処理は続くことができる。
【００４２】
定常動作においては、今の時間がデコードタイムスタンプに合致する（match）とき、１フレームのデータがＶＢＶバッファから除去される。そのフレーム内のバイト数は、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖのフレームバイトカウンタに保存された（kept）現行の（running）総数から差し引かれる。ＶＢＶバッファがすでに満杯であった場合、より多くの送られるべきデータのために空所が形作られた。エンド-ツー-エンド（end-to-end）遅延の全データがＶＢＶバッファにあった場合、復号時間でＶＢＶバッファを出るフレームは、次のフレームの送付を始動する。
【００４３】
ＶＢＶバッファが満杯になったとき、バッファ内の最初のフレームのＤＴＳからＰＣＲベースを引いた差がＶＢＶ遅延に等しくなる前に、新しいＶＢＶ遅延番号を計算して、且つ入力ストリームＳ４Ｐに存在するＶＢＶ遅延番号を重ね書きすることによって、上記のＶＢＶ遅延処理機能が作用し、このため、ＭＰＥＧ−２準拠を維持する。この方法は、ストリームＳ４Ｐ内のＶＢＶ遅延のような時間が復号化器のＶＢＶバッファ内の計算されたＶＢＶ遅延に合致する（match）まで、ＶＢＶ遅延番号をフレーム毎に基づく（frame-by-frame basis）制御を提供する。第２の（オプションの）ＶＢＶ遅延処理機能が、より精密な制御を行うために実行されてもよく、このため、現在選択されているストリームと次に選択されるストリームとも間のより円滑な移行を可能にする。
【００４４】
オプションの第２のＶＢＶ遅延処理機能は、以下のように、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００に組み込まれることができる。ＰＥＳ・シーケンス・ピクチャ・ＶＢＶ遅延復号化器３０２は、入力データストリームＳ４ＰのＰＥＳピクチャヘッダ内に含まれるＶＢＶ遅延パラメータを検出する。検出されたＶＢＶ遅延Ｓ３２９が、第２の比較器３２７に結合されて、減算器３２２によって生成され更新されたＶＢＶ遅延番号Ｓ３１５に比較される。この比較の結果Ｓ３３０は論理ユニット３２５に結合され、ここで、復号化器バッファの利用率の追加の計算が実行される。この付加的な計算結果は、２つのＶＢＶ遅延の差の大きさを示して、また、応答において、比較器３２３の出力と関連して作用し、（動作中のビットストリーム用）ビデオ／音声符号化器または（格納されているビットストリーム用）サーバにおけるデータ生成を調整するためにバッファ制御信号Ｓ１２を発生する。
【００４５】
入力ストリームに存在するＶＢＶ遅延番号は、復号化器においてバッファによって制御されるようにシステムのエンド-ツー-エンド（end-to-end）遅延を維持するために、符号化器（図示されていない）によってまず計算されることに注目しなければならない。減算器３２２によって生成されているＶＢＶ遅延と現在選択されているストリームＳ４Ｐにおいて使用されているＶＢＶ遅延との変位を測定することによって、論理ユニット３２５はバッファ制御信号Ｓ１２をより高精度に調節する（modulate）ことができる。上記のように、バッファ制御信号Ｓ１２は、ビットストリーム源のデータレートを高速化しまたは低速化するために使用される。
【００４６】
図７は、図１および図２のリタイミングシステムに使用するために適した音声ＰＴＳリタイミングシステム３００Ａのブロック図を示す。音声ＰＴＳリタイミングユニット３００Ａは、図３に関連して上記に説明したように、本質的に、ビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００Ｖの機能的な部分集合である。このようなものとして、ビデオユニット３００Ｖと音声ユニット３００Ａとの差のみが検討される。音声ＰＴＳリタイミングシステム３００Ａは、図３のビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングシステム３００Ｖに示されたＶＢＶ管理構造を含まないことに注目すべきである。
【００４７】
音声ＰＴＳリタイミングユニット３００Ａは、ＰＥＳ切り替え器２３０（ＰＥＳ層リタイミングシステム２００）またはＰＥＳデマルチプレクサ１３７（トランスポート層リタイミングシステム１００）からＰＥＳ入力ビットストリームＳ４Ｐを受けて、ＰＥＳ出力ビットストリームＳ７ＰをＴＳＥ１５０に配付する。ＴＳＥは、その出力でＰＣＲスタンプ処理（PCR stamping）を実行する。ＴＳＥは、同期化されたＰＣＲベース基準を（２７ＭＨｚのステーションクロックを３００で割った）９０ＫＨｚレートでフィードバックする。ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニットは、以下のように動作する。
【００４８】
電源投入初期化時において、初期設定コマンドＳ３０６は、格納された時間基準Ｓ３０３を新タイムスタンプレジスタ３２０にセレクタ３１８が転送することを引き起こす。入力ビットストリームＳ４Ｐ内の音声ＰＥＳを復号化する度毎に、フレームレート（ＦＲ）レジスタ３０８Ａに格納されているオフセット数は、加算器３１０によって新しいタイムスタンプＳ３０８Ａに加算される。この加算結果は、セレクタ３１８を介して新タイムスタンプレジスタ３２０に返される。
【００４９】
音声ＰＥＳ復号化器３０２Ａは、入力データストリームＳ４Ｐ内の音声ＰＥＳ開始コードを検出して、音声ＰＥＳ検出信号Ｓ３１２Ａを生成する。音声フレームレート復号化器３０４Ａは、４ビットのフレームレートコードＳ３１０を取り出す。ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３０６Ａは、オフセット数Ｓ３１１Ａをフレームレートレジスタ３０８Ａに提供する。音声ＰＥＳ検出信号Ｓ３１２Ａに応答して、フレームレートレジスタ３０８Ａは、格納されたオフセット数を加算器３１０に提供する。加えて、音声ＰＥＳ検出信号Ｓ３１２Ａは、新タイムスタンプレジスタ３２０に結合される。各ＰＥＳ間隔において、新タイムスタンプレジスタ３２０は、広く一般に存在する（prevailing）フレームレートによって決定される固定された定数Ｓ３１８を用いて更新される。
【００５０】
ＰＴＳ復号ユニット３２６は、入力データストリームＳ４Ｐ内のＰＴＳを復号化し、ＰＴＳ信号Ｓ３２０を生成する。復号化されたＰＴＳは、新タイムスタンプレジスタ３２０に格納された番号Ｓ３０８が新しいＰＴＳ Ｓ３２６として多重化ユニット３４４に結合されることを示す。制御器３４３は、出て行くデータストリームＳ７Ｐ内の適宜ビット（appropriate bit）の位置を追跡して、多重化ユニット３４４が更新値をストリーム内の正確な位置に挿入することを引き起こす。出て行くデータストリームＳ７Ｐは、通常の方法でトランスポートストリーム符号化器１５０に進む。
【００５１】
図４は、例えば、「遠隔の末端の復号化器」または家庭用ＡＴＳＣテレビジョンシステムに使用される受信器／復号化器システム４００のブロック図を示す。トランスポートストリーム復号化器（ＴＳＤ）４０５は、（例えば、ダイレクト放送（direct broadcast）システムからの）入力トランスポートストリームを通常の方法にて復号化し、ＰＥＳデータストリームを生成するとともに、同様にＰＣＲおよびＰＣＲＢデータをＰＥＳ復号化器４１５に供給する。復号化器４１５は、音声およびビデオＰＥＳストリームを通常の方法にて復号化し、音声およびビデオの再生成のために適宜の音声およびビデオシステム（図示されていない）に結合されることができる出力信号を発生する。図４のシステムは、記録されたシーケンス（例えば、ビデオディスク、ＣＤ、コンピュータの記憶デバイス等）へ切り替えることを考慮に入れていない。
【００５２】
図５は、図４に示されるシステム４００といった家庭用の受信器／復号化器システム５００のブロック図を示し、本発明に従う改良を含む。記録されたシーケンスへ切り替えることを適用する（accommodate）ために、図５のシステム５００は、ビットストリームサーバ５２０、例示的には、家庭用記録器テープサーバを含み、このサーバはプログラム素材（material）をＰＥＳフォーマットで格納する。図２に関連して以前に検討したように、ＰＥＳの記憶装置は、トランスポートストリームのオーバヘッドの格納を回避するので、トランスポートストリームの記憶装置より効率的である。
【００５３】
ＴＳＤ５０５は、図４のＴＳＤ４０５と実質的に同じに動作する。さらに、ＰＥＳ切り替え器５３０およびサーバ５２０は、それぞれ、図２のＰＥＳ切り替え器２３０およびＰＥＳサーバ２２０と実質的に同じに動作する。また、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００は、図２および図３のＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００と実質的に同じに動作する。
【００５４】
（ＰＥＳ復号化器のバッファの適正な満杯状態を維持するために）フロー制御を許容するバッファ（図示されていない）は、記録器／サーバ５２０またはＰＥＳ切り替え器５３０に含められることができる。ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００をトランスポート復号化器のＰＣＲＢ信号に対してロックすることは、放送から直接の（off-air）ビットストリームと記録されたビットストリームとの間の円滑な切り替えを確実にする。放送から直接の信号がない場合、ＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００は、トランスポート復号化器内の電圧制御式水晶発振器（ＶＣＸＯ）といった自走（free-runnnig）ＰＣＲタイミング源に基づいて（from）動作する。
【００５５】
図６は、本発明に従うビットストリーム発生器６００のブロック図を示す。ビットストリーム発生器は、例えば、音声およびビデオテストストリームをＰＥＳフォーマットで格納するビットストリームサーバ６２０を備える。格納されたＰＥＳデータは、図２および図３のＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００と実質的に同じに動作するＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット３００に結合される。リタイミングユニット３００は、ＴＳＥ６５０に結合される連続的に環状にする（continuously looping）音声および／またはビデオビットストリームを生成する。ＴＳＥ６５０は、図２のシステム２００のＴＳＥ２５０と実質的に同じに動作し、結果のトランスポートストリームＳ１１を生成する。
【００５６】
図６の連続的ルーピング（continuously looping）ビットストリームシステムは、例えば、図２のシステム２００によって向けられる問題に類似の問題、すなわち、無関連のタイミング情報を有する２つのビットストリームを継ぎ目無しに接続することに向けられる。上記のように２つのビットストリーム間で切り替えを行う場合においては、ビットストリームはそれぞれ異なる発生源から由来する。ビットストリーム発生器の筋書きの場合には、「切り替え」はビットストリームの終わりから同一のビットストリームの始めへである。このため、「２つの」（すなわち、始めおよび終わりの）ビットストリームのタイミング情報は同期化されず、そしてＴＳＥ６５０は、第２番目の（すなわち、始めの）ビットストリームのタイミング再調整をなしに、準拠しないトランスポートストリームを生成するかも知れない。
【００５７】
本発明の別のアプリケーションは、対話型ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）サーバの使用にある。ビットストリームがＰＥＳストリームとしてディジタルビデオディスクに記録される場合、そのときディスク上の対話型フレーム切り替えは、記述されたリタイミング方法を使用して可能である。例えば、ＤＶＤに基づく対話型ゲームにおいて、ユーザは多数の可能な動作（例えば、扉を開く、武器を取る、誰かまたは何かと話す等）のうち１つを選択できて、その各動作は、異なる音声／ビデオシーケンスを再生すること（playing）を必要とする。これらのシーケンスは、格納されたシーケンスから別のシーケンスに切り替わるとき、タイミング再調整する必要がある所定のタイミング情報と一緒にＤＶＤ上に格納されている。
【００５８】
本発明の上記の実施例は、関連する標準に対する準拠を維持する一方で、例えば、圧縮されたＡＴＳＣトランスポートおよびＰＥＳビットストリーム上の様々な動作を実行する、本発明によって使用される方法を例示する。この方法は、バッファのオーバフローまたはバッファのアンダフローが直接的な方法で回避されるように、フロー制御を調整する（regulate）。また、本発明は、（ＭＰＥＧ標準を参照する）ＡＴＳＣ標準に記載されている予め規定された重ね継ぎ（splicing）点だけでなく、多数の場所でビットストリームから出る方法を提供する。例えば、Ｉフレームまたはアンカーフレームにおいてストリームに入るべきことに注目しなければならない。
【００５９】
本発明の教示を包含する様々な実施の形態が詳細に示され、且つ記述されてきたけれども、当業者であれば、これらの教示を包含する多数の他の多様な実施の形態を容易に考案することができる。本発明は広範な適用性を有する。
【００６０】
例えば、本発明は、ロックされていない異なるサービス間の重ね継ぎすることを実行するスタジオにおいて有用である。本発明によれば、家庭用（すなわち、消費者の）記録器が高品質な重ね継ぎを作り出すこと可能にし、波打ち（waving）、ブルーフィールド（blue-field）およびスタジオ品質でない他のアーティファクト（artifact）を避ける。本発明は、画像品質を低下させることなく、例えば、テレビジョンピクチャからＶＣＲピクチャへの切り替えを許容する。
【００６１】
本発明は、いかなる記憶媒体に伝送されまたは格納されると共にビットストリームに再多重化される、例えば、補助データまたは制御データといった、いずれのデータストリームに対して有用である。例えば、放送会社がデータストリームの余剰容量をデータ配信サービス（例えば、「ポイントキャスト（pointcast）」情報サービス、番組案内、種々雑多な（assorted）遠隔通信サービス、等）に販売したい場合、そのとき放送会社はデータストリームを容易に操作する必要がある。本発明は、この操作を行うツールを提供する。
【００６２】
上記および他の実施の形態は特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従うトランスポート層の切り替えリタイミングシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明に従うパケット化された基本ストリーム層の切り替えリタイミングシステムのブロック図である。
【図３】図３は、図１および図２のリタイミングシステムに使用するために適したビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングシステムのブロック図である。
【図４】図４は、受信器／復号化器システムのブロック図である。
【図５】図５は、図４に示されるシステムといった家庭用受信器／復号化器システムのブロック図であり、本発明に従う改良を含む。
【図６】図６は、本発明に従うビットストリーム発生器のブロック図である。
【図７】図７は、図１および図２のリタイミングシステムに使用するために適した音声ＰＴＳリタイミングシステムのブロック図である。
【符号の説明】
１００…トランスポート層切り替え・リタイミングシステム、１１０…ビデオ・音声パケット化基本ストリーム（ＰＥＳ）符号化器、１２０…トランスポートストリームサーバ、１３０…トランスポートストリーム切り替え器、１３５…トランスポートストリーム復号化器１３５、１３７…ＰＥＳデマルチプレクサ（分離器）、１５０…トランスポートストリーム符号化器（ＴＳＥ）、Ｓ２Ｔ、Ｓ３Ｔ、Ｓ４Ｔ…トランスポートストリーム、Ｓ４Ｐ…パケット化された基本ストリーム、Ｓ４ＰＡ…音声ＰＥＳ、Ｓ４ＰＶ…ビデオＰＥＳ、３００Ａ…音声ＰＴＳリタイミングユニット、３００Ｖ…ビデオＰＴＳ−ＤＴＳリタイミングユニット、Ｓ５…データストリーム、Ｓ８…受信器準備未了信号、Ｓ９…プログラムクロック基準ベース（ＰＣＲＢ）信号、Ｓ１０…２７ＭＨｚステーションクロック信号、Ｓ１１…出力トランスポートストリーム、Ｓ１２…バッファ制御信号
２００…ＰＥＳ層の切り替え・リタイミングシステム、２１０…ビデオ・音声ＰＥＳ符号化器、２２０…ＰＥＳサーバ、２３０…ＰＥＳ切り替え器
３０２…ＰＥＳ・シーケンス・ピクチャ・ＶＢＶ遅延復号化器、３０４…フレームレート復号化器、３０６…検索表（ルックアップテーブル：ＬＵＴ）、３０８…フレームレート（ＦＲ）レジスタ、３１０…加算器、３１２…ＰＣＲＢ直並列変換器、３１４…加算器、３１６…調整された時間基準レジスタ、３１８…セレクタ、３２０…新タイムスタンプレジスタ、３２２…減算器、３２３…比較器、３２４…ＶＢＶ遅延更新レジスタ、３２５…論理ユニット、３２６…ＰＴＳ復号ユニット、３２８…ＤＴＳ復号ユニット、３３２…減算器、３３４…論理積ユニット、３３６…加算器、３３８…ＰＴＳ更新レジスタ、３４０…ＤＴＳ更新ユニット、３４３…制御器、３４４…マルチプレックスユニット、Ｓ３０１…並列（バイト）ストリーム、Ｓ３０２…調整されたＰＣＲＢ時間基準、Ｓ３０３…格納されている時間基準、Ｓ３０４…復号化器遅延時間、Ｓ３０６…初期化コマンド、Ｓ３０８…新タイムスタンプ、Ｓ３１０…フレームレートコード、Ｓ３１１…オフセット数、Ｓ３１２…シーケンス検出信号、Ｓ３１３…ＰＥＳ検出信号、Ｓ３１４…ピクチャ検出信号、Ｓ３１６…ＶＢＶ遅延番号、Ｓ３１７…出力信号、Ｓ３２０…ＰＴＳ信号、Ｓ３２１…ＤＴＳ信号、Ｓ３２３…ＤＴＳ表示フラグ、Ｓ３２６…新ＰＴＳ、Ｓ３２７…新ＤＴＳ、３０２Ａ…音声ＰＥＳ復号化器、３０４Ａ…音声フレームレート復号化器、３０６Ａ…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）、３０８Ａ…フレームレートレジスタ、Ｓ３０８Ａ…新タイムスタンプ、Ｓ３１０Ａ…フレームレートコード、Ｓ３１１Ａ…オフセット数、Ｓ３１２Ａ…音声ＰＥＳ検出信号
４００…受信器／復号化器システム、４０５…トランスポートストリーム復号化器（ＴＳＤ）、５００…受信器／復号化器システム、５０５…ＴＳＤ、５２０…ビットストリームサーバ、５３０…ＰＥＳ切り替え器、６００…ビットストリーム発生器、６２０…ビットストリームサーバ、６５０…ＴＳＥ
【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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【図７】
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