JP5318943B2 - スタガーキャスティングにおける省電力化のための方法および装置 - Google Patents

Description

本願発明の原理は、ロバスト性（堅牢性）を向上させるための冗長時間差（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｔｉｍｅ‐ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）コンテンツ送信の原理に関する。この技術は、「スタガーキャスティング（ｓｔａｇｇｅｒｃａｓｔｉｎｇ）」と呼ばれる。より具体的には、本発明の原理は、スタガーキャスティング環境において使用するための省電力方法および装置に関する。

米国における現行のディジタル・テレビジョン送信規格は、ＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｍｉｔｅｅ）によって１９９５年９月１６日付で提案されているような、シングル・キャリア変調技術である８値残留側波帯（８−ＶＳＢ：ｅｉｇｈｔ ｌｅｖｅｌ ｖｅｓｔｉｇｉａｌ ｓｉｄｅｂａｎｄ）を使用している。８−ＶＳＢ信号は、マルチパスによって引き起こされるフェージングや他の信号減衰など、通信チャンネルにおける信号劣化を受けやすい。このようなフェージングの幾らかは、チャンネル・イコライゼーション技術などによって補償できる場合があるが、フェージングがとても長く、とても深刻である場合には、受信機において信号損失が生じ、復調器システムが同期を失ってしまう。信号の再取得、復調器の再同期には、数秒必要となることがあり、視聴者にとって非常に悩ましいものである。

この問題を克服するために、第１のＡＴＳＣの提案は、限定された時間、例えば、１０％未満の時間によりロバストな変調技術を使用できるようにして、第２の通信チャンネルを作成できるようにする。例えば、２−ＶＳＢ変調技術または４−ＶＳＢ変調技術を選択したフレームに使用することができる。第２のＡＴＳＣの提案は、８−ＶＳＢ変調技術を使用したまま、よりロバストな符号化技術、例えば、トレリス符号化を使用できるようにする。このようなシステムは、既存の受信機との後方互換性を維持する一方で、互換性のある受信機を用いた場合のパフォーマンスを向上する。

フェージングを克服する別の技術は、スタガーキャスティングである（出願人の従前の特許出願を参照する）。スタガーキャスティング通信システムは、一方が他方よりも時間的にずれた、２つの成分コンテンツを表す信号を含むコンポジット信号を送信する。別の言い方をすれば、一方のコンテンツ成分を表す信号は、他方のコンテンツ成分を表す信号よりも進んでいる。コンポジット信号は、通信チャンネルを介して１つ以上の受信機にブロードキャストされる。受信機では、時間的に進んだ成分コンテンツを表す信号は、他方の成分コンテンツを表す信号と再度時間的に同期するように、遅延バッファを介して遅延される。通常の条件では、遅延されずに受信された成分コンテンツを表す信号は、コンテンツを再生するために使用される。しかしながら、信号フェージングが発生する場合には、遅延バッファにおいて、フェージングが終了してコンポジット信号が利用可能になるまで、または、この遅延バッファが空になるまで、受信済みの、時間的に進んだコンテンツを表す信号が使用されてコンテンツを再生する。遅延期間、さらに、関連する遅延バッファが十分に大きい場合には、フェージングが補償される可能性が高い。従って、スタガーキャスティングが受信機に対し、主信号の損失部分を正しく受信された時間差補償信号で置き換えたり、再構築したりできるようにすることは、明らかである。

スタガーキャスティングは、フェージングを克服することによって、地上送信される信号を受信する際のロバスト性を向上させる。上述したように、この方法では、番組のフェージングした（従って、失われた）セグメントを正しく受信された時間的に進んだバージョンの番組で置き換えたり、再構築したりすることが求められる。しかしながら、番組の両方のバージョン（即ち、主／ノーマル信号および予備／スタガーキャスト信号の両方）を処理し、保存するために、追加的な処理電力や保存のためのメモリが必要となる。

従って、スタガーキャスティングの場合においてこの高まっている電力要求に取り組む省電力システムを提供することが望ましい。

本発明の原理は、省電力のための制御メカニズム（ユーザが制御する、または、電力閾値の感知によってアプリケーションが自動的に管理する制御メカニズム）を提案することであり、この制御メカニズムは、両方の信号（即ち、通常の信号およびスタガーキャスト信号）を処理してエンド・ユーザへの提供のためのアプリケーションに送るか、一方の信号を処理してエンド・ユーザへの提供のためのアプリケーションに送るかを判断する。

一実施態様によれば、受信機は、通常のストリームと時間的に進んだストリームの両方を復号するように構成された復号器と、所定の入力を受信し、この入力に応答して復号および表示のために時間的に進んだストリームを強制的に選択するように構成された省電力モード・セレクタとを有する。復号器は、低解像度の時間的に進んだ信号を復号するように構成されている。

表示装置の解像度に一致するように、低解像度の時間的に進んだ信号をアップコンバートするアップコンバータを設けてもよい。

受信機は、時間的に進んだストリームを遅延させる遅延バッファと、時間的に進んだストリームの遅延していないバージョンと時間的に進んだストリームの遅延したバージョンの両方を受信するように構成された多重化器をさらに含むことができる。

別の実施態様によれば、受信機における省電力のための方法は、省電力モード・セレクタの入力で省電力リクエストを識別するステップと、この省電力リクエストに応答して時間的に進んだストリームを選択するステップと、を含む。

この方法は、表示装置上での表示解像度に一致するように、低解像度のスタガーキャスト・ストリームをアップコンバートするステップをさらに含んでいてもよい。

省電力モードの間、識別された省電力リクエストに応答して受信機内におけるフェージング保護が無効にされ、選択されたストリームが遅延しないように時間的に進んだストリーム上で遅延バッファがバイパスされる。

省電力リクエストは、電力モード・セレクタでのユーザ入力であってもよいし、受信機内で検出した低バッテリ状態であってもよい。

本発明の原理の他の態様および特徴事項は、以下の詳細な説明を添付図面と合わせて考慮することによって明らかになるであろう。しかしながら、各図面は、例示的な目的のみのために設計されているものであり、本発明の原理を限定する定義であるとみなされるべきではない。本発明の原理の限定については、付随する請求の範囲を参照すべきである。さらに、各図面の寸法は、特に示されている場合を除き、必ずしも実際の縮尺通りではない。各図面は、単に、本願明細書に記載された構造および処理を概念的に例示するように意図されたものにすぎない。各図面における同様の参照符号は、同様の構成要素を表す。

従来技術において公知の標準的な、または、通常のスタガーキャスト受信機を示すブロック図である。 本発明の原理に係る実施態様に従った省電力スタガーキャスト受信機のブロック図である。 本発明の原理に係る実施態様に従った省電力方法のフロー図である。

図１は、通常のスタガーキャスト受信機１００およびこのスタガーキャスト受信機１００内に通常存在する対応する各コンポーネントを示している。スタガーキャスト受信機１００は、通常のストリーム、スタガーキャスト・ストリーム、さらに、フェージング検出信号を出力する物理層１０２を含む。ストリーム・セレクタ１０４は、通常のストリームおよび遅延した（１１０）スタガーキャスト・ストリームを受信する。復号器１０６は、選択されたストリームを復号し、このストリームを表示装置に出力する。アプリケーション、または、ユーザや表示装置によって選択される解像度出力に依存して、復号されたストリームの解像度をアップコンバートするように動作するオプションのアップコンバータ１０８を含むことができる。フェージング検出信号（または、フェージング検出信号を遅延させたもの−Ｄ１、Ｄ２）がストリーム・セレクタ１０４、復号器１０６、およびオプションのアップコンバータ１０８の各々に入力される。

例示的な通常のスタガーキャスティング・モードにおいては、原則的に、受信機１００は、通常のストリームと「スタガーキャスト」ストリームとの両方を受信するように動作する。通常のストリームにフェージングが存在する場合には、受信機は、（ストリーム・セレクタを介して）コンテンツを既に受信したスタガーキャスト・ストリームに置き換える。スタガーキャスト・ストリームは、通常のストリームと同じ解像度のものでもよいし、通常のストリームとは異なる解像度のものでもよい。スタガーキャスト・ストリームが低解像度のものである場合、通常のストリームをスタガーキャスト・ストリームで置き換えて表示するために、オプションのアップコンバージョン（１０８）をスタガーキャスト・ストリームに適用する必要がある。

図２は、本発明の原理に係る例示的な実施態様に従った省電力スタガーキャスト受信機２００を示している。このモード（即ち、省電力モード）において、復号および表示のためにスタガーキャスト・ストリームが選択される。省電力モードは、追加された省電力モード・セレクタ２０２を介して、ユーザ入力、または、自動バッテリ・レベル検出に基づくようにすることができる。通常のストリームと比べて、より低解像度のストリームを復号するのは電力効率がよいため、低解像度のスタガーキャスト・ストリームを処理することによって、バッテリが省電力化する。ここでのトレードオフは、省電力の代わりに、スタガーキャスト・ストリームがより低品質となる点である。

一実施態様によれば、省電力モード・セレクタ２０２の使用により、フェージング検出信号が無効にされ、復号およびオプションのアップコンバージョンのために、通常のストリームに対してスタガーキャスト・ストリームが選択される。この省電力モードにおいては、フェージング保護が無く、低解像度の信号がアップコンバージョンされるため、出力表示の品質が低下することが理解できよう。しかしながら、バッテリの低下した状態では、復号処理のために消費する電力が少ないため、このことが受け入れられる場合がある。

別の実施態様によれば、省電力性を高めるために、省電力モードでは、遅延していないスタガーキャスト・ストリーム信号を選択するように動作するオプションの多重化器２０４を組み込むことによってスタガーキャスト・パス内の遅延バッファ１１０をバイパスするようにしてもよい。この機能の別の適用例では、ユーザがスタガーキャスト・パス内の遅延（１１０）をバイパスし、（例えば、スタガーキャスト遅延に依存して、１秒または２秒）前の番組を視聴できるようにする。これは、特に、スポーツ番組を視聴する際に重要となる場合がある。

図３は、本発明の原理に係る実施態様に従った方法３００を示している。最初に、省電力モード・セレクタ（２０２）の入力で省電力リクエストが識別される（３０２）。リクエストが受信されると（３０４）、スタガードキャスト・ストリームが選択され、フェージング保護が無効にされる（３０６）。上述したように、表示装置への伝送の前に、低解像度のスタガーキャスト・ストリームのオプションのアップコンバージョン（３１０）を行うことができる。

本発明の原理は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、特定目的用途のプロセッサ、または、これらを組み合わせた様々な形態において実施することが可能であることが理解できよう。好ましくは、本発明の原理は、ハードウエアおよびソフトウエアを組み合わせて実施することができる。さらに、好ましくは、ソフトウエアは、プログラム記憶装置上でアプリケーション・プログラムとして具体的な形態に実装される。アプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャからなるマシンにアップロードされ、このマシンによって実行されるようにしてもよい。好ましくは、このマシンは、一つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実装される。また、コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システムおよびマイクロインストラクション・コードを含む。本明細書中で開示される様々な処理および機能は、オペレーティング・システムを介して実行されるマイクロインストラクション・コードの一部を構成するものでもよいし、アプリケーション・プログラムの一部を構成するものであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。さらに、追加的なデータ記憶装置や印刷機等、様々な他の周辺機器をコンピュータ・プラットフォームに接続するようにしてもよい。

さらに、各図面に示すシステムの構成要素および方法ステップの幾つかは、好ましくは、ソフトウエアの形態によって実施されるため、システムの構成要素間の実際の接続（または処理ステップ）は、本発明の原理がプログラムされる方法によって異なる場合があることが理解できよう。本明細書の開示する内容に基づいて、関連する技術に関して通常の技術を有するものであれば、本発明の原理の実施態様または構成を理解し、さらに、類似した実施態様または構成を企図することができるであろう。

本発明の原理の基本となる新規な特徴について図示、説明、指摘したが、説明した方法および図示したデバイスの形態および詳細、さらに、その動作について、当業者であれば、その精神を逸脱することなく、様々な省略、置換、および変更が可能であることが理解されよう。例えば、実質的に同一の機能を実質的に同一の方法で実施して同一の効果を生み出す要素および／または方法ステップの組み合わせの全ては、本発明の原理の範囲の中に含まれることがはっきりと意図されている。さらに、本発明の原理の開示した形態、または、実施態様に関連して図示および／または説明した構造および／または要素、および／または方法ステップは、どのような他の開示、説明、または、示唆した形態や実施態様にも、設計変更の一般的事項として組み込めることが理解できよう。従って、付随する請求の範囲が示すようにのみ、限定がなされるように意図されている。

Claims (7)

1. 第１の解像度を有する画像を含む通常のストリームと、第２の解像度を有する画像を含む時間的に進んだストリームとの両方を復号する復号器であって、前記時間的に進んだストリームは、前記第１の解像度を有する前記画像に対して時間的に進んで伝送され、前記第２の解像度は前記第１の解像度よりも低い、復号器と、
   前記時間的に進んだストリームを遅延させるように構成された遅延バッファと、
   ２つの入力部を有する多重化器であって、第１の入力部は前記時間的に進んだストリームの遅延していないバージョンを受信し、第２の入力部は前記時間的に進んだストリームの遅延したバージョンを受信するために前記遅延バッファの出力部に結合される、多重化器と、
   省電力モードを示す入力を受信するように構成され、当該入力に応答して復号および表示のために前記時間的に進んだストリームのみを強制的に選択し、かつ、前記時間的に進んだストリームの前記遅延の機能が無効とされて前記時間的に進んだストリームの遅延していないバージョンが前記多重化器によって選択されるよう前記遅延バッファを強制的にバイパスする省電力モード・セレクタと、
   を含む、装置。
2. 前記入力に応答して前記低解像度の時間的に進んだ信号をアップコンバートするように構成されたアップコンバータをさらに含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記入力がユーザ入力からなる、請求項１に記載の装置。
4. 低バッテリ電力の状態を検出するように構成され、前記入力が検出された低バッテリ電力の状態を含む、請求項１に記載の装置。
5. 第１の解像度を有する画像を含む第１のストリームを受信するステップと、
   第２の解像度を有する前記画像を含む時間的に進んだストリームを受信するステップであって、前記時間的に進んだストリームは、前記第１の解像度を有する前記画像に対して時間的に進んで伝送され、第２の解像度は前記第１の解像度よりも低い、ステップと、
   動作の通常モードにおいて前記第１のストリームおよび前記第２のストリームの両方を復号するステップ、および、動作の省電力モードにおいて前記第２のストリームのみを復号するステップと、
   前記省電力モードを示す入力に応答して前記動作の通常モードおよび前記動作の省電力モードのうちの一方で動作するステップであって、前記動作するステップは、
   前記選択するステップで復号および表示のために前記時間的に進んだストリームのみを強制的に選択するステップ、および、前記時間的に進んだストリームの前記遅延の機能が無効とされて前記省電力モードにおいて前記時間的に進んだストリームの遅延していないバージョンが前記多重化器によって選択されるよう前記バッファリングするステップを強制的にバイパスするステップと、を含み、
   前記時間的に進んだストリームは、前記時間的に進んだストリームの遅延しているバージョンを提供するためにバッファリングされ、
   前記時間的に進んだストリームの遅延していないバージョン、および、前記時間的に進んだストリームの遅延しているバージョンの一つが選択され、前記時間的に進んだストリームの選択されたバージョンは、前記復号するステップのために転送される、方法。
6. 前記入力は、電力モード・セレクタでのユーザ入力を含む、請求項５に記載の方法。
7. 低バッテリ状態を検出し、当該検出した低バッテリ状態に応答して前記入力を発生させるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。

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