BRPI0918671A2 - método para entrega de programação de tv linear digital usando codificação de vídeo escalável - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA ENTREGA DE PROGRAMAÇÃO DE TV LINEAR DIGITAL • USANDO CODIFICAÇÃO DE VÍDEO ESCALÁVEL
Um arranjo de entrega para programas de TV lineares usa SVC na qual os dados de vídeo de camada de enriquecimento codificados são pré-transferidos a um STB e dados de vídeo de camada base são transmitidos ao vivo para o STB no horário de visualização. A pré-transferência dos dados de camada de enriquecimento é feita durante os horários de visualização fora de pico tirando vantagem da abundância de largura de banda de rede enquanto reduzindo a demanda de largura de banda durante os horários de visualização de pico pela transmissão somente dos dados de camada base. Os dados de camada de enriquecimento são transferidos em um arquivo MP4 modificado e armazenados no STB para sincronização posterior e combinação com a camada base, que é enviada ao STB em um fluxo de protocolo em tempo real (RTP). Os dados de camada de enriquecimento e base combinados são decodificados por SVC para apresentação ao usuário final. O arquivo de vídeo de enriquecimento pré-transferido pode ser fornecido com proteção de gerenciamento de direitos digitais (DRM), fornecendo desse modo acesso condicional ao vídeo enriquecido.
Description
. “MÉTODO PARA ENTREGA DE PROGRAMAÇÃO DE TV LINEAR DIGITAL USANDO CODIFICAÇÃO DE VÍDEO ESCALÁVEL” - Pedidos de Patente Relacionados Este pedido reivindica o benefício sob 35 U.S.C $ 119(e) do Pedido Provisório U.S.
No 61/097.531, depositado em 16 de setembro de 2008, cujos conteúdos inteiros são aqui incorporados a título de referência para todos os propósitos neste pedido.
Campo da Invenção A presente invenção geralmente refere-se a sistemas de comunicações de dados, e mais particularmente à entrega de dados de vídeo.
Fundamentos da Invenção Em sistemas de entrega de televisão (TV) digital linear, há uma restrição de largura de banda que limita o número total de programas de TV disponíveis para os terminais de usuário final.
À medida que os programas de TV de alta definição se tornam cada vez mais populares, essa restrição de largura de banda se torna cada vez mais visível.
Com mais e mais conteúdo intensivo de largura de banda, tal como programas em alta definição (HD) competindo por telespectadores em horário nobre, a largura de banda disponível durante o » horário de pico pode se tornar um gargalo. es Com o decorrer do dia, um serviço de transmissão de TV típico experimentará de- . manda de largura de banda amplamente variada.
Por exemplo, a demanda de largura de banda geralmente tem pico às 18:00 e 23:00 nos dias de semana, e 10:00 até 23:00 nos fins de semana.
Nos horários de pico, a maioria, se não toda, a largura de banda disponível é utilizada e pode ainda ser insuficiente sob algumas condições.
Em outros horários fora de pico, entretanto, a largura de banda está tipicamente disponível em abundância.
Assim, enquanto a largura de banda em horários fora de pico pode ser não aprovei- tada plenamente, pode não haver suficiente largura de banda disponível durante os horários de pico para alcançar a demanda de usuário final para programação de Definição Padrão (SD) e de Alta Definição (HD). Sumário da Invenção Em uma modalidade exemplificada de acordo com os princípios da invenção, um — método de entrega usando Codificação de Vídeo Escalável (SVC) desloca a entrega de vií- deo de largura de banda intensiva em horário de pico a janelas de horário fora de pico.
À largura de banda fora de pico não aproveitada plenamente é usada vantajosamente para otimizar a eficiência de entrega geral com pouco ou nenhum custo de atualização de rede.
Em particular, o fluxo de bits de vídeo produzido por um codificador SVC compre- —endeuma camada base e uma ou mais camadas de enriquecimento.
Em uma modalidade exemplificada de acordo com os princípios da invenção, o fluxo de vídeo de camada base, usualmente codificado com taxa de bits inferior, taxa de quadro inferior, e qualidade de vi-
. deo inferior, é enviado ou transmitido ao vivo a terminais de usuários finais, onde um ou mais fluxos de vídeo de camada de enriquecimento são progressivamente transferidos a - terminais de usuários finais antes do horário do programa, durante horários fora de pico. Os métodos de entrega de acordo com a invenção podem ser usados para um ser- viçode TV linear para reduzir o consumo de largura de banda durante os horários de pico. Em adição, o vídeo de camada base pode ser manipulado como um serviço básico onde o vídeo de camada de enriquecimento pode ser manipulado como um serviço premium para sua qualidade de vídeo mais alta. O Gerenciamento de Direitos Digitais (DRM) ou similar pode ser empregado para controlar o acesso ao vídeo de camada de enriquecimento.
Em vista do acima, e como estará aparente a partir da leitura da descrição detalha- da, outras modalidades e características são também possíveis e estão dentro dos princí- pios da invenção.
Breve Descrição dos Desenhos Algumas modalidades de aparelhos e/ou métodos de acordo com as modalidades da presente invenção são agora descritas, a título de exemplo somente, e com relação às figuras em anexo, nas quais: - A FIG. 1 é um diagrama de bloco de um ambiente de entrega de vídeo típico. A FIG. 2 é um diagrama de bloco de um sistema de entrega de vídeo exemplificado . de acordo com os princípios da invenção.
As FIGs. 3A, 3B e 3C mostram um formato exemplificado de um arquivo recipiente de mídia contendo informação de vídeo de camada de enriquecimento de SVC.
A FIG. 4 mostra um formato exemplificado de um fluxo de pacote para carregar in- formação de vídeo de camada base de SVC. A FIG. 5 mostra um fluxograma de um método exemplificado de operação de um — dispositivo de recebimento em uma modalidade exemplificada da invenção.
A FIG. 6 ilustra a sincronização de dados de camada base enviados com dados de camada de enriquecimento pré-transferidos. Descrição Detalhada das Modalidades Além do conceito inventivo, os elementos mostrados nas figuras são bem conheci- dose não serão descritos em detalhes. Por exemplo, além do conceito inventivo, a familiari- dade com a transmissão de televisão, receptores e codificação de vídeo é assumida e não é descrita em detalhes aqui. Por exemplo, além do conceito inventivo, a familiaridade com recomendações atuais e propostas para padrões de TV tal como NTSC (Comitê de Siste- mas de Televisão Nacional), PAL (Linhas de Alternação de Fase), SECAM (Cor Sequencial — com Memória) e ATSC (Comitê Avançado de Sistemas de Televisão), Sistema de Televisão Digital Chinês (GB) 20600-2006 e DVB-H é assumida. Igualmente, além do conceito inventi- vo, outros conceitos de transmissão tal como banda lateral vestigial de oito níveis (8-VSB),
' Modulação por Amplitude em Quadratura (QAM), e componentes receptores tais como dis- positivo de entrada de radiofrequência (RF) (tal como bloqueadores de baixo ruído, sintoni- - zadores, conversores descendentes, etc.), demoduladores, correlacionadores, integradores com perdas e squarers são assumidos. Ademais, além do conceito inventivo, a familiaridade com protocolos tal como Protocolo de Internet (IP), Protocolo de Transporte em Tempo Real (RTP), Protocolo de Controle RTP (RTCP), Protocolo de Datagrama de usuário (UDP), é assumida e não descrita aqui. Similarmente, além do conceito inventivo, a familiaridade com os métodos de formatação e codificação tal como o Padrão de Sistemas de Grupo de Espe- cialistas de Imagem em Movimento (MPEG)-2 (ISO/IEC 13818-1), Codificação de Vídeo Avançado H.264 (AVC) e Codificação de Vídeo Escalável (SVC) é assumida e não descrita aqui. Dever-se-ia notar que o conceito inventivo pode ser implementado usando técnicas de programação convencionais, que, como tal, não serão descritas aqui. Finalmente, números similares nas figuras representam elementos similares.
A maioria dos programas de TV é atualmente entregue em um sistema tal como aquele representado na FIG. 1. No sistema 100 representado, um codificador MPEG- 2/Codificação de Vídeo Avançado (AVC) 110 recebe um sinal de vídeo 101 representando, . por exemplo, um programa de TV, e gera um sinal de transmissão ao vivo 125 para distribu- ição a um, ou mais dispositivos de conexão à internet via TV (STBs) como representado por . STB 150. O último então decodifica o sinal de transmissão ao vivo recebido 125 e fornece o sinalde vídeo 165, tal como vídeo em alta definição (HD) ou de definição padrão (SD), a um dispositivo de exibição 170, tal como uma TV, para exibir a um usuário. Toda a informação necessária para que o STB 150 gere sinal de vídeo 165 é transmitida ao vivo via o sinal 125. O sinal 125 pode ser conduzido por qualquer meio adequado, incluindo canais de comuni- cações sem fio ou por fio.
A FIG. 2 representa um sistema exemplificado 200 de acordo com os princípios da invenção, no qual o vídeo codificado é entregue a partir de um servidor de vídeo 210 a ter- minais de usuários finais tal como o STB 250 usando tecnologia de codificação avançada tal como Codificação de Vídeo Escalável (SVC). Com base no sinal de vídeo 201, o codificador SVC 212 do servidor 210 gera ao menos dois fluxos de camada de vídeo espacialmente —escalável: um fluxo de camada base com resolução SD em uma taxa de bits inferior, e um fluxo de camada de enriquecimento com resolução HD em uma taxa de bits mais alta. O sinal de vídeo 201 representa, por exemplo, um programa de TV em HD. As camadas base e de enriquecimento de SVC são conduzidas ao STB 250 via os fluxos 224 e 226, respecti- vamente. Embora ilustrado aqui em termos de escalabilidade espacial (por exemplo, SD vs.
—HD),osprincípiosda invenção podem ser aplicados nos modos temporal e de qualidade de escalabilidade de SVC, também.
Como observado pela invenção, as diferentes camadas SVC são entregues a ter-
V minais de usuários finais em diferentes momentos. Em uma modalidade exemplificada, o fluxo de camada de enriquecimento de SVC 226 é enviado ao STB 250 durante horários y fora de pico, sendo que o fluxo de camada base correspondente 224 é enviado ao STB 250 no horário de visualização; isto é, quando o sinal de vídeo 265 é gerado pelo STB 250 para exibição pelo dispositivo de exibição 270 ao usuário final. Observa-se que o horário de visu- alização pode ocorrer a qualquer horário do dia, incluindo durante os horários de pico de demanda de largura de banda.
O fluxo da camada de enriquecimento 226 pode ser enviado ao STB 250 no horário da codificação, sendo que o fluxo de camada base 224, que é enviado posteriormente, será armazenado, tal como no armazenador 213, e expulso do armazenador para transmissão ao STB 250 no horário de visualização. Alternativamente, o sinal de vídeo 201 pode ser repro- duzido e codificado novamente no horário de visualização, com o fluxo de camada base 224 enviado à medida que é gerado pelo codificador 212, eliminando desse modo o armazena- dor 213. Embora não mostrado, o fluxo de camada de enriquecimento 226 pode também ser armazenado após ser gerado e expulso do armazenador no horário em que é enviado ao STB 250. Qualquer dispositivo adequado para armazenar e expulsar pode ser usado para o * fluxo 224 e/ou 226.
Os diferentes fluxos de vídeo em camada 224, 226 podem ser entregues usando di- - ferentes mecanismos de transporte (por exemplo, transferência de arquivo, transmissão de arquivo, etc.) contanto que os terminais de usuários finais tal como o STB 250 possam re- sincronizar e combinar os diferentes fluxos de vídeo para decodificação SVC. Também, em- bora ilustrados como fluxos separados, os fluxos 224 e 226 podem ser transportados do servidor 210 para o STB 250 usando os mesmos canais físicos ou canais físicos diferentes e dispositivos de camada física associados. Em uma modalidade exemplificada, os fluxos 224 e226podem também ser transmitidos a partir de diferentes servidores.
O STB 250 resincroniza e combina os dois fluxos para decodificação e gera a partir dele o vídeo 265 para apresentação pelo dispositivo de exibição 270. Observa-se que o si- nal de vídeo 265 é gerado à medida que o fluxo de camada base 224 é recebido pelo STB
250. Como discutido, o fluxo de camada de enriquecimento 226 será recebido em um horá- rioantesdo fluxo de camada base 224, caso no qual o fluxo de camada de enriquecimento 226 será armazenado na memória 257 até que seja hora de combinar os dois fluxos em 255 para decodificação pelo decodificador SVC 259. Normalmente, o fluxo de camada de enri- quecimento 226 é completamente armazenado antes de quaisquer dados do fluxo de cama- da base 224 terem sido recebidos.
Em uma modalidade exemplificada, o fluxo de camada de enriquecimento 226 é formatado como um arquivo recipiente de mídia, tal como arquivo MP4 ou similar, que pre- serva a informação de tempo de decodificação de cada quadro de vídeo. O bloco escritor de
. arquivo 216 do servidor 210 formata o fluxo de camada de enriquecimento gerado pelo codi- ficador SVC 212 no dito arquivo recipiente de mídia. Esse arquivo é transferido ao STB 250 - e armazenado em 256. Na hora da decodificação ou logo antes dela, o bloco leitor de arqui- vo 256 do STB 250 extrai os dados de vídeo em camada de enriquecimento e informação de 5 tempo associada contida no arquivo recipiente de mídia transferido. As operações do escri- tor de arquivo 216 e do leitor de arquivo 256 são descritas em mais detalhes abaixo com relação a uma estrutura de arquivo MP4 modificada. Quando o programa de TV representado pelo sinal 201 é programado para exibi- ção, o fluxo de vídeo em camada base 224 é transmítido a múltiplos dispositivos de recebi- —mentotalcomoo STB 250 via transmissão ao vivo, transmissão contínua por rede, ou simi- lar. Em uma modalidade exemplificada, a transmissão do fluxo de vídeo em camada base 224 é executada com transmissão contínua de protocolo em tempo real (RTP). RTP fornece informação de horário em cabeçalhos que podem ser usados para sincronizar o fluxo de camada base 224 com os dados de camada de enriquecimento no arquivo recipiente de —mídiamencionado anteriormente. No servidor 210, o “paquetizador” 214 formata a camada base SVC em pacotes RTP para transmissão contínua ao STB 250. No STB 250, o “despa- - quetizador" 254 extrai os dados de vídeo de camada base e informação de tempo d fluxo de pacote RTP de camada base recebido 224 para sincronização e combinação com a camada . de enriquecimento pelo bloco 255. As operações do paquetizador 214 e do despaquetizador 254 são descritas em mais detalhes abaixo com relação a uma estrutura de pacote RTP ilustrativa.
O arquivo de camada de enriquecimento pode ter proteção de gerenciamento de di- reitos digitais (DRM). Usar o acesso condicional para o vídeo em camada de enriquecimento torna possível oferecer o vídeo enriquecido como um serviço complementar premium ao —vídeoem camada base. Por exemplo, a programação em HD pode ser fornecida via acesso condicional à camada de enriquecimento, sendo que a programação em SD pode ser forne- cida a todos os assinantes via acesso à camada base. Para aqueles que assinam a progra- mação em HD, um ou mais arquivos de camada de enriquecimento serão pré-transferidos aos seus STBs para todos ou parte de um ou mais programas em HD para serem vistos — posteriormente. Cada arquivo de camada de enriquecimento pode conter dados para um ou mais programas em HD ou partes de um programa em HD. Os usuários que não assinam a programação em HD podem ou não receber o arquivo de dados de camada de enriqueci- mento ou podem receber o arquivo, mas não armazenar ou descriptografá-lo, com base em um indicador ou similar. O indicador pode ser configurado, por exemplo, com base em uma — interface com o usuário, tal como o usuário inserindo com sucesso uma senha ou código de acesso ou inserindo um smartcard em seu STB, entre outras possibilidades. Se os arquivos de camada de enriquecimento têm proteção DRM e o STB 250 foi habilitado para descripto-
. grafá-los, tal descriptografia acontece em 258 e os dados de camada de enriquecimento descriptografados são então fornecidos ao leitor de arquivo 256. Alternativamente, a des- . criptografia pode ser executada pelo leitor de arquivos 256. O leitor de arquivos 256 fornece os dados de camada de enriquecimento descriptografados ao bloco 255 para sincronização ecombinaçãocom os dados de camada base transmitidos ao STB 250 no horário de visua- lização. Os dados combinados são então enviados ao decodificador SVC 259 para decodifi- cação e geração do sinal de vídeo 265. Um método exemplificado de sincronização e com- binação de uma camada de enriquecimento SVC em um arquivo MP4 com uma camada base SVC correspondente em um fluxo RTP é descrito abaixo.
Em uma modalidade exemplificada, o acesso condicional às características da ca- mada de enriquecimento pode também ser controlado pelo bloco de sincronização e combi- nação 255. Por exemplo, se características de segurança digital no arquivo recipiente de mídia de camada de enriquecimento indicam que o STB 250 tem o direito de usar os dados de camada de enriquecimento, o bloco 255 executará sincronização e combinação dos da- dosdecamada de enriquecimento e base, do contrário, ele pulará a sincronização e combi- nação e encaminhará somente os dados de camada base ao decodificador SVC 259. As . características de segurança podem também incluir um indicador que indica o número de vezes que a camada de enriquecimento pode ser decodificada. Cada vez que a camada de - enriquecimento é decodificada, o número é diminuído até que nenhuma decodificação da camada de enriquecimento é permitida.
Como descrito acima, em uma modalidade exemplificada da invenção, as camadas base e de enriquecimento do fluxo SVC codificado são separadas em um arquivo MP4 pré- transferível e um fluxo de pacote RTP para transmissão ao vivo, respectivamente. Embora o corpo de padrões ISO defina o formato de arquivo MP4 para conter conteúdo AVC codifica- —do(ISO/IEC 14496-15:2004 Information technology — Coding of áudio-visual objects — Part 15: Advanced Video Coding (AVC) file format), o formato de arquivo MP4 pode ser pronta- mente estendido para conteúdo codificado SVC. As FIGs. 3A-3C mostram uma disposição exemplificada de conteúdo de camada de enriquecimento SVC codificado em um arquivo MP4 modificado.
Como mostrado nas FIGs. 3A e 3C, um arquivo MP4 modificado 30 como usado em uma modalidade exemplificada da invenção inclui um átomo de metadados 301 e um átomo de dados de mídia 302. O átomo de metadados 301 contém o átomo de rastreio SVC 310 que contém a lista de edição 320. Cada edição na lista de edição 320 contém um tempo e duração de mídia. As edições, de ponta a ponta, formam a linha de tempo do rastreio. O átomo de rastreio SVC 310 também contém o átomo de informação de mídia 330 que con- tém a tabela de amostra 340. A tabela de amostra 340 contém o átomo de descrição de a- mostra 350, a tabela de tempo para amostra 360 e o átomo descritor de nível de escalabili-
y dade 370. O átomo de tabela de tempo para amostra 360 contém os dados de tempo e da- dos estruturais para a mídia. Uma vista mais detalhada do átomo 360 é mostrada na FIG. ' 3B. Como mostrado na FIG. 3B, cada entrada no átomo 360 contém um ponteiro para uma amostra de vídeo codificado em camada de enriquecimento e uma duração correspondente dTdaamostrade vídeo. As amostras são armazenadas em ordem de decodificação. A es- tampa de tempo de decodificação de uma amostra pode ser determinada adicionando-se a duração de todas as amostras anteriores na lista de edição. A tabela de tempo para amostra fornece essas durações como mostrado na FIG. 3B. O átomo de dados de mídia 302 mostrado na FIG. 3C contém as amostras de vídeo codificado em camada de enriquecimento referidas pelos ponteiros no átomo 360. Cada amostra no átomo de dados de mídia 302 contém uma unidade de acesso e um comprimen- to correspondente. Uma unidade de acesso é um conjunto de unidades de Camada de Abs- tração de Rede (NAL) consecutivas cuja decodificação resulta em uma imagem decodifica- da.
Nota-se que o formato de arquivo exemplificado mostrado nas FIGs. 3A-3C contém somente dados de camada de enriquecimento SVC. Um formato de arquivo contendo am- É bos dados de camada base e de enriquecimento SVC incluiria amostras de camada base intercaladas com amostras de camada de enriquecimento. . Com relação ao sistema exemplificado 200 da FIG. 2, quando criando um arquivo MP4 modificado, tal como o arquivo mostrado nas FIGs. 3A-3C, o escritor de arquivos 216 no servidor 210 copia as NALUs da camada de enriquecimento com informação de tempo do codificador SVC 212 na estrutura de átomo de dados de mídia do arquivo MP4. Como discutido acima, o arquivo MP4 modificado é pré-transferido ao STB 250 adiante da trans- missão ao vivo do programa ao qual o arquivo pertence.
O leitor de arquivos 256 no STB 250 executa a função reversa do escritor de arqui- vos 216 no servidor 210. O leitor de arquivos 256 lê o arquivo recipiente de mídia pré- transferido armazenado em 257 e extrai as NALUs da camada de enriquecimento com a informação de tempo no átomo 360 (FIGs. 3A, 3B) e descritor de nível de escalabilidade no átomo 370 como definido em ISO/IEC JTC1/SC29WG11 CODING OF MOVING PICTURES —AND AUDIO (ISO/IEC 14496-15 Emenda 2 — Tecnologia da Informação — Codificação de objetos audiovisuais — Suporte de formato de arquivo para Codificação de Vídeo Escalável).
A “paquetização” e o transporte de um fluxo codificado SVC ao longo de RTP foram especificados pelo IETF (ver, por exemplo, RTP Payload Format for SVC Video, IETF, 6 de março de 2009). As NALUs de camada base e de enriquecimento podem ser paquetizadas em pacotesRTP separados. A FIG. 4 mostra um fluxo de pacote RTP que carrega somente a camada base SVC, de acordo com uma modalidade exemplificada da invenção. A estam- pa de tempo RTP de cada pacote é configurada para a estampa de tempo de amostragem
. do conteúdo.
Com relação ao sistema exemplificado 200 da FIG. 2, o “paquetizador”" 214 do ser- . vidor 210 paquetiza as NALUs de camada base SVC de acordo com o protocolo RTP com informação de tempo copiada para o campo de estampa de tempo de cabeçalho RTP.
O despaquetizador 254 lê pacotes recebidos pelo STB 250 a partir do armazenador temporário de rede do STB (não mostrado) e extrai as NALUs de camada base com sua informação de tempo associada.
Com base na informação de tempo extraída a partir dele, o módulo de sincroniza- ção e combinação 255 no STB 250 sincroniza e combina as NALUs de camada base e de enriquecimento do despaquetizador 254 e leitor de arquivos 256. Após a sincronização, ca- da NALU de camada base despaquetizada a partir do fluxo RTP ao vivo e a NALU de enri- quecimento correspondente extraída do arquivo MP4 pré-transferido são combinadas.
Em uma modalidade exemplificada, combinar as NALUs de camada base e de camada de enri- quecimento pode incluir apresentar as NALUs na ordem de decodificação correta para o decodificador 259. As NALUs combinadas são então enviadas ao decodificador 259 para decodificação SVC apropriada. . Um fluxograma de um método de operação exemplificado de um dispositivo de re- cebimento, tal como o STB 250, de acordo com os princípios da invenção é mostrado na . FIG. 5. Em 505, o STB recebe e armazena um arquivo de vídeo em camada de enriqueci- —mento(ELV) 507, tal como a partir do servidor 210, para um programa a ser visto posterior- mente.
Em 510, antes do horário de visualização do programa mencionado anteriormente, o STB 250 recebe a partir do servidor 250 um arquivo de descrição de sessão, tal como de acordo com o protocolo de descrição de sessão (SDP) descrito em RFC 2327, considerando o programa.
O arquivo SDP pode também especificar a presença de uma ou mais camadas de enriquecimento associadas e sua informação de criptografia.
Em 515, o STB determina se ele tem um arquivo ELV associado para o programa e se ele está capacitado a descrip- tografá-lo e lê-lo, como no caso onde o arquivo ELV é protegido por DRM ligado a uma as- sinatura de serviço premium, como discutido acima.
Se sim, um processo de leitura de ar- quivo ELV é iniciado em 520, tal como a função de leitor de arquivo 256 discutida acima.
Em 525, o STB recebe um quadro de pacote(s) de camada base SVC, tal como por transmissão contínua RTP.
Cada quadro de camada base pode ser representado por um ou mais pacotes, tal como aqueles mostrados na FIG. 4. Em 530, o quadro de camada base é despaquetizado para processamento posterior.
Como mostrado na FIG. 4, cada pacote RTP de camada base contém um cabeçalho RTP e uma NALU de camada base SVC.
Se, como determinado em 535, houver um arquivo ELV associado e o STB está capacitado a lê-lo, a operação prossegue para 540 onde a informação de sincronização é extraída do quadro de camada base despaquetizado.
Ta! informação de sincronização pode incluir, por exemplo, a
. estampa de tempo RTP no cabeçalho do pacote(s) de camada base do quadro.
Em 545, as NALUs de uma unidade de acesso à camada de enriquecimento tendo informação de tempo . combinando com a do quadro de camada base são lidas a partir do arquivo ELV 507. Um método exemplificado para identificar as NALUs de camada de enriquecimento correspon- — dentescom base na informação de tempo é descrito abaixo.
A NALU(s) de camada base e a NALU(s) de camada de enriquecimento são combinadas em 550, isto é, apropriadamente sequenciadas com base em sua informação de tempo, e a combinação decodificada em 555 para exibição.
Em 535, se não houver arquivo ELV associado com o programa cuja camada base estásendo transmitida ao STB, ou o STB não está capacitado a lê-lo, a operação prossegue para 555 na qual o quadro de camada base sozinho é decodificado para visualização.
Em 560, uma determinação é feita como se o programa terminou.
O programa ter- mina quando os pacotes de camada base para o programa não são mais recebidos.
Se não, a operação volta para 525 para receber o próximo quadro de camada base e o procedimen- to descrito acima é repetido, do contrário, o processo da FIG. 5 termina.
Se o arquivo ELV 507 é lido completamente antes do fim do programa, ou outro arquivo ELV é lido, se dispo- . nível, ou a operação pode prosseguir para decodificar a camada base sozinha, sem enri- quecimento. - Apesar do exemplo acima ser dado usando MP4 e RTP, o mecanismo de sincroni- zação pode ser aplicado, por exemplo, a MP4 e MPEG2-TS, entre outros formatos padrão.
Para aplicações com múltiplas camadas de enriquecimento, todas as camadas de enriquecimento podem ser pré-transferidas em um ou mais arquivos, com a camada base sendo transmitida.
Alternativamente, uma ou mais camadas de enriquecimento podem ser pré-transferidas e uma ou mais camadas de enriquecimento transmitidas junto com a cama- dabase A FIG. 6 ilustra um método exemplificado de identificar dados de camada de enri- quecimento em um arquivo recipiente de mídia pré-transferido, tal como o arquivo MP4 mo- dificado descrito acima, correspondendo aos dados de camada base recebido em um fluxo RTP.
À medida que os pacotes RTP Bn de camada base são transmitidos a partir do servi- dor,oSTP sintoniza no fluxo em algum horário 605 após o início do fluxo.
Cada pacote RTP Bn de camada base tem uma estampa de tempo RTP tn que é referida à estampa de tempo do primeiro pacote no fluxo, B1 (por exemplo, t1 = O). Como mostrado na ilustração da FIG. 6, o STB sintoniza durante a transmissão do pacote de camada base B2. De modo a decodificar apropriadamente o fluxo, entretanto, o STB precisa receber um ponto de acesso, que ocorre quando o pacote B3 é recebido.
À estampa de tempo do pacote B3 é usada para encontrar os dados de camada de enriqueci- mento correspondentes E3 no arquivo recipiente de mídia.
Em outras palavras, a amostra
. de dados de camada de enriquecimento que é tn - t1 a partir do início da linha de tempo de rastreio no arquivo recipiente de mídia corresponderá ao pacote de camada base Bn.
Quan- . do as amostras de dados são tabuladas com suas durações correspondentes, como no for- mato MP4 modificado descrito acima, as durações da amostra anterior são somadas para determinar um deslocamento temporal da amostra de dados a partir do início da linha de tempo do rastreio — em outras palavras, o equivalente da amostra de dados de uma estam- * —padetempo RTP.
Assim como mostrado na FIG. 6, E3 é determinado para corresponder a B3 porque a soma das durações de E1 e E2, dT1 + dT2, igual a t3 — t1, o deslocamento temporal de B3 a partir do início do fluxo RTP de camada base.
Como tal, o módulo de sin- cronizaçãoe combinação (255) do STB usa a estampa de tempo RTP do primeiro pacote de ponto de acesso (Bn) a partir da transmissão ao vivo como seu ponto de referência para determinar o deslocamento temporal do pacote a partir do início do fluxo RTP (isto é, tn — t1). Então, o módulo de sincronização e combinação verifica a tabela de tempo para amostra (360) do arquivo recipiente de mídia em camada de enriquecimento pré-transferido e busca —pelaamostrade camada de enriquecimento que tem o mesmo ou substancialmente o mes- mo deslocamento temporal a partir do início da linha de tempo de rastreio.
Na ilustração da . FIG. 6, B3 e E3 representam os primeiros dados de camada base e de camada de enrique-
cimento a serem sincronizados e fornecidos juntos para decodificação SVC. . Em vista do acima, o anterior ilustra meramente os princípios da invenção e estará —claroque os versados na técnica serão capazes de descobrir numerosos arranjos alternati- vos que, embora não explicitamente descritos aqui, incorporam os princípios da invenção e estão dentro de seu espírito e escopo.
Por exemplo, embora ilustrado no contexto de ele- mentos funcionais separados, esses elementos funcionais podem ser incorporados em um ou mais circuitos integrados (Cls). Similarmente, embora mostrados como elementos sepa- —rados, alguns ou todos os elementos podem ser implementados em um processador contro- lado por programa armazenado, por exemplo, um processador de sinal digital ou um pro- cessador de propósito geral, que executa software associado, por exemplo, correspondendo a uma ou mais etapas, software que pode ser incorporado em qualquer de uma variedade de meios de armazenamento adequados.
Ademais, os princípios da invenção são aplicáveis —aváriostipos de sistemas de comunicações sem fio e por fio, por exemplo, transmissão ter- restre, por satélite, Fidelidade Sem Fio (Wi-Fi), celular, etc.
De fato, o conceito inventivo é também aplicável a receptores estacionários ou móveis.
Entende-se, portanto, que numero- sas modificações podem ser feitas às modalidades ilustrativas e que outros arranjos podem ser descobertos sem abandonar o espírito e escopo da presente invenção.
x REIVINDICAÇÕES
1. Método para reproduzir um sinal de vídeo digital codificado transmitido na primei- ' ra e na segunda camada em um aparelho de reprodução de vídeo, onde a segunda camada compreende informação para aperfeiçoamento de pelo menos um dentre uma resolução, —taxade quadro e qualidade da primeira camada, sendo o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber (505) unidades de dados da segunda camada; checar um indicador indicando se o aparelho de reprodução de vídeo está apto a armazenar uma cópia da segunda camada; se o indicador indicar que o aparelho de reprodução de vídeo está apto a armaze- nar uma cópia da segunda camada, armazenar (505) as unidades de dados recebidas da segunda camada; receber (525) unidades de dados da primeira camada correspondente às unidades de dados da segunda camada; combinar (550) as unidades de dados da primeira camada com as unidades de da- dos correspondentes da segunda camada enquanto recebe unidades de dados adicionais da primeira camada, onde as unidades de dados da segunda camada são recebidas e ar- mazenadas antes de quaisquer unidades de dados correspondentes da primeira camada À serem recebidas; e gerar quadros de vídeo de saída pela decodificação (555) das unidades de dados i combinadas.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende as etapas de: receber uma entrada de usuário para configurar o indicador para um dentre permitir — decodificar as unidades de dados combinadas ou desabilitar a decodificação das unidades de dados combinadas.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende as etapas de: identificar (515) um arquivo (507) contendo as unidades de dados armazenadas da segunda camada em resposta ao recebimento das unidades de dados da primeira camada; e E acessar (520) o arquivo para restaurar as unidades de dados da segunda camada. 4, Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que : as unidades de dados da primeira e da segunda camadas compreendem amostras digitais e —aetapade combinar inclui identificar (545) amostras digitais na primeira camada e amostras digitais na segunda camada tendo informação de sincronização combinada.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que
. 2 . as unidades de dados da segunda camada estão contidas em um arquivo recipiente de mi- dia (507). ' 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o D arquivo recipiente de mídia é um arquivo MP4.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as unidades de dados da primeira camada são transmitidas em um fluxo de pacotes (224) de acordo com um Protocolo em Tempo Real (RTP).
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de vídeo digital é codificado de acordo com Codificação de Vídeo Escalável (SVC), a primeira camada sendo uma camada base e a segunda camada sendo uma camada de a- perfeiçoamento.
9. Aparelho para reproduzir um sinal de vídeo digital codificado transmitido na pri- meira e segunda camada, onde a segunda camada compreende informação para aperfeiço- ar ao menos um dentre uma resolução, taxa de quadro e qualidade da primeira camada, —sendoo aparelho CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: dispositivo para receber (250) unidades de dados da segunda camada; dispositivo para armazenar (257) as unidades de dados recebidas da segunda ca- mada; em que se um indicador indicar que o aparelho não está apto a armazenar uma cópia ' da segunda camada, o dispositivo para armazenar não armazena as unidades de dados . 20 recebidas da segunda camada; dispositivo para receber (250) unidades de dados da primeira camada correspon- Ú dente às unidades de dados da segunda camada; dispositivo para combinar (255) as unidades de dados da primeira camada com as unidades de dados correspondentes da segunda camada enquanto recebendo unidades de — dados adicionais da primeira camada, onde as unidades de dados da segunda camada são recebidas e armazenadas antes de quaisquer unidades de dados correspondentes da pri- meira camada serem recebidas; e dispositivo para gerar quadros de vídeo de saída pela decodificação (259) das uni- dades de dados combinadas.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende dispositivo para receber uma entrada de usuário para configu- . rar o indicador para um dentre permitir decodificar as unidades de dados combinadas ou desabilitar a decodificação das unidades de dados combinadas.
Ê 11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO adicionalmente — pelofatode que compreende dispositivo (256) para identificar um arquivo contendo as uni- dades de dados armazenadas da segunda camada em resposta ao recebimento das unidades de dados da primeira camada e acessar o arquivo para recuperar as unidades de dados da
— ARNO AANAAAANAAMAANAAAANAMANNAAASA rica : 3 . segunda camada.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as unidades de dados da primeira e da segunda camada compreendem amostras digitais e o aparelho inclui dispositivo (255) para identificar amostras digitais na primeira camada e —amostrasdigitaisna segunda camada tendo informação de sincronização combinada.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as unidades de dados da segunda camada estão contidas em um arquivo recipiente de mi- dia ou as unidades de dados da segunda camada estão contidas em um arquivo MP4 (300).
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as unidades de dados da primeira camada são transmítidas em um fluxo de pacotes (224) de acordo com um Protocolo em Tempo Real (RTP).
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de vídeo digital é codificado (212) de acordo com Codificação de Vídeo Escalável (SVO), a primeira camada sendo uma camada base e a segunda camada sendo uma cama- dade aperfeiçoamento.
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FaEFK E TN TT, Nieto estouêndia ET) ampa de tempo (t1 Identificador de fonte de contribuição (SSRC) NALU de camada base SVC NTE E TT TT Nimeode sequência 652” | : É dentificador de fonte de sincronização R . Identificador de fonte de contribuição (SSRC) NALU de camada base SVC FIG. 4
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- RESUMO . “MÉTODO PARA ENTREGA DE PROGRAMAÇÃO DE TV LINEAR DIGITAL - USANDO CODIFICAÇÃO DE VÍDEO ESCALÁVEL" Um arranjo de entrega para programas de TV lineares usa SVC na qual os dados —devídeode camada de enriquecimento codificados são pré-transferidos a um STB e dados de vídeo de camada base são transmitidos ao vivo para o STB no horário de visualização.
À pré-transferência dos dados de camada de enriquecimento é feita durante os horários de visualização fora de pico tirando vantagem da abundância de largura de banda de rede en- quanto reduzindo a demanda de largura de banda durante os horários de visualização de pico pela transmissão somente dos dados de camada base.
Os dados de camada de enri- quecimento são transferidos em um arquivo MP4 modificado e armazenados no STB para sincronização posterior e combinação com a camada base, que é enviada ao STB em um fluxo de protocolo em tempo real (RTP). Os dados de camada de enriquecimento e base combinados são decodificados por SVC para apresentação ao usuário final.
O arquivo de —vídeode enriquecimento pré-transferido pode ser fornecido com proteção de gerenciamento de direitos digitais (DRM), fornecendo desse modo acesso condicional ao vídeo enriquecido. *. é --
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