Procedimiento de difusión de un flujo de transporte de audio/vídeo numérico en paquetes, especialmente para difusión por línea xDSL.

Un procedimiento de difusión de un flujo de vídeo digital multiplexado de tipo Flujo de Transporte TS,

en elcual:

- se escinden en paquetes unos datos de imagen de un flujo elemental ES y se transmiten en forma de unflujo elemental empaquetado TS, estando identificado cada paquete por un identificador de paquete PID propio;

- la difusión incluye, en instantes predefinidos, unos puntos de acceso aleatorio correspondientes alcomienzo de difusión de una imagen completa de tipo Intra; y

- el procedimiento incluye asimismo la emisión de una pluralidad de tablas, encapsuladas en respectivospaquetes TS (30, 32, 36),

permitiendo estas tablas determinar los PIDs de los paquetes (34) que contienen dichos datos de imagen,y siendo necesario el acceso a todas las tablas de esta pluralidad y su tratamiento para permitir, en el lado derecepción del flujo de vídeo digital multiplexado, la recomposición, y eventualmente la desencriptación, de cadaimagen del flujo elemental a partir de los sucesivos paquetes difundidos,

procedimiento caracterizado por las etapas previas de:

- determinación del tiempo máximo (tmaxPAT, tmaxPMT, tmaxECM) de toma en cuenta y de tratamiento, en el ladode recepción del flujo de vídeo digital multiplexado, de cada una de las tablas de dicha pluralidad de tablas; y

- cálculo de una duración (tmaxPAT + tmaxPMT + tmaxECM) de período refractario correspondiente, acumulada parael conjunto de las tablas,

y, de manera continua en la difusión:

- determinación del instante (tA) del punto de acceso aleatorio próximo; y

- emisión del paquete que encapsula la primera de dichas tablas, a más tardar en el instante (tPAT) del puntode acceso aleatorio (tA) próximo, anticipado en la duración (tmaxPAT + tmaxPMT + tmaxECM) de dicho período refractario.

Procedimiento de difusión de un flujo de transporte de audio/vídeo numérico en paquetes, especialmente para difusión por línea xDSL

La invención concierne a la difusión de los flujos de vídeo digitales.

Más en particular, ésta concierne a la difusión de flujos de vídeo mediante canales de transmisión que tan sólo ofrecen una velocidad de transmisión de datos (o "ancho de banda") relativamente pequeña, como en el caso de las transmisiones por IP (Internet Protocol) , especialmente de las transmisiones efectuadas sobre un par telefónico trenzado corriente, preexistente, a través de un proveedor de acceso a Internet mediante una tecnología de tipo xDSL (Digital Subscriber Line, línea digital de abonado) , principalmente ADSL (Asymmetric DSL) .

En concreto, el ancho de banda en xDSL se halla sometido a fuertes restricciones por la técnica de transmisión: depende de la atenuación en el par de cobre telefónico, función a su vez, entre otros factores, de la longitud del par de hilos de cobre (lejanía entre el abonado y el autoconmutador central) , del número de puntos de corte y de la calidad del enlace, particularmente del diámetro de los hilos. Para brindar la elegibilidad a un máximo de clientes, se hace necesario por tanto imponer fuertes restricciones sobre el ancho de banda utilizado por los programas de televisión.

El ancho de banda para una difusión por xDSL queda limitado así a unos megabits por segundo (Mbps) , como máximo una veintena de megabits por segundo.

Para la difusión de la televisión, en una transmisión de tipo xDSL, el ancho de banda asignado es típicamente una asignación fija de 3, 5 Mbps por canal difundido. Por lo tanto, los flujos de audio y de vídeo que se van a difundir son objeto previamente de una compresión mediante un codificador, por medio de procedimientos tales como los que prescriben particularmente las normas ISO/IEC 13818-2 y 3 (MPEG-2) .

Tras la compresión, los datos codificados de vídeo, de audio y del sistema conforman respectivos flujos elementales continuos ES (Elementar y Stream, flujo elemental) , que corresponden cada uno de ellos, por ejemplo, a una imagen del flujo de vídeo o una trama del flujo de audio. Los flujos ES son segmentados a continuación en paquetes de tamaño variable o PES (Packetized Elementar y Stream, flujo elemental empaquetado) , los cuales a su vez son segmentados a continuación en paquetes de tamaño fijo TS (Transport Stream, flujo de transporte) .

Esta segmentación queda definida por la norma internacional ISO/IEC 13818-1 (MPEG-2) eventualmente ampliada o precisada por normas regionales, especialmente la norma europea DVB o la norma americana ATSC. Para información más precisa, se pueden consultar las especificaciones detalladas:

ISO/IEC 13818-1:2007: Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information: Systems, International Standard ISO/IEC, Vol. 13818-1, y Dec 2000, pp. l-XVII, 1, XP002601409; y

ITU-T Recommendation H.262, International Standard ISO/IEC 13818.2 MPEG-2 Video, Transmission of Non-Telephone Signals. Information Technology - Generic Coding of Moving Pictures and associated Audio Information: Video, ITU-T Telecommunication Standardization Sector of ITU, Geneva, CH, 01 July 1995, pp. 1-211, XP000198491.

Los paquetes TS provenientes de los diferentes flujos elementales son multiplexados a continuación para conformar un tren final de datos binarios, el cual será emitido en soportes de transmisión tales como satélite, cable, difusión hertziana terrestre o red IP, especialmente difusión xDSL a través de una línea telefónica fija preexistente.

Cada paquete TS es un paquete de 188 bytes que comprende una cabecera de al menos 4 bytes, que comprende diferentes indicadores que califican el contenido del paquete, así como un número codificado en 13 bits (de 0000 a 8191) denominado PID (Packet IDentifier, identificador de paquete) , caracterizador de la pertenencia de los datos del paquete.

Para restituir correctamente el programa (o "servicio") de televisión solicitado por el usuario, el decodificador debe conocer los PID de los diferentes paquetes del programa.

La norma ISO/IEC 13818-1 define al efecto dos tablas de consulta, encapsuladas a su vez en paquetes elementales TS que permiten transportar el contenido de estas tablas:

-la PAT (Program Association Table, tabla de asociación de programa) , la cual siempre es transportada en paquetes de PID '0000', da la lista de los programas audiovisuales presentes en el flujo de transporte, así como los PIDs de los paquetes que transportan las PMTs asociadas a cada uno de esos programas;

-la PMT (Program Map Table, tabla de correspondencia de programa) da la lista de los flujos elementales de vídeo, de audio, de subtítulos, etc., asociados a un programa particular, así como su tipo, diferentes propiedades y el PID de los paquetes de contenido de cada uno de esos flujos; esta tabla está encapsulada y puede ser transportada

en paquetes de PID arbitrario, cuyo valor viene dado por la PAT.

El decodificador que recibe el flujo TS procede de la siguiente manera:

-en primer lugar, envía las órdenes necesarias a la capa física para seleccionar el flujo de transporte (frecuencia del satélite, frecuencia del cable, frecuencia hertziana o dirección multidifusión en las redes de tipo IP) ;

-lee todos los paquetes de ese flujo hasta encontrar un paquete de PID '0000' que define una PAT;

-busca entonces en la PAT el o los programa (s) pertinente (s) , localiza el o los PID (s) de la PMT o de las PMTs necesaria (s) ;

-a continuación lee todos los paquetes siguientes hasta recuperar la (s) PMT (s) solicitada (s) ;

-extrae, de esta (s) PMT (s) , la lista de los flujos elementales (de vídeo, de audio, de subtítulos; de encriptación, servicios interactivos) necesarios para los servicios;

-y a continuación programa el demultiplexador para enviar los PIDs solicitados hacia los módulos de equipo decodificador.

En ocasiones, para el correcto funcionamiento del decodificador son necesarias otras tablas, no definidas en ISO/IEC 13818-1, particularmente tablas encapsuladas en paquetes de tipo ECM (Entitlement Control Message, mensaje de control de permisos) que contienen las claves de desaleatorización de los flujos protegidos. La norma MPEG define en concreto que el PID que transporta los ECMs debe estar indicado en la PMT de cada programa encriptado. Por lo tanto, los módulos de equipo decodificador deberán esperar a que esos paquetes hayan sido recibidos para poder desencriptar el programa correspondiente.

No basta sin embargo con que los módulos de decodificación reciban los PIDs debidos en claro para que se termine la operación.

En efecto, puesto que los datos codificados pasan por varias etapas de encapsulamiento antes de ser segmentados en paquetes TS, es necesario localizar los comienzos de las estructuras PES y luego de las diferentes metaestructuras propias de cada tipo de datos: comienzo de trama de audio, comienzo de imagen, etc., correspondientes a cada uno de los paquetes PES que a su vez habían sido fraccionados en paquetes TS.

Esta operación generalmente se lleva a cabo localizando una secuencia de arranque en varios bytes que caracteriza el comienzo de un elemento sintáctico y permite, por una parte, el acceso al comienzo de una imagen codificada (así, los cuatro bytes '0x0 0x0 0x1 0x0' según ISO/IEC 13818-2, MPEG-2) .

En el caso del vídeo, esta etapa aún no es suficiente.

En efecto, los algoritmos de compresión conducen a la producción de varios tipos de imágenes, denominados I, P o B:

-una imagen I (Intra) corresponde a una imagen completa comprimida y codificada;

-una imagen de tipo P (Predictivo) es codificada prediciendo el mayor número posible de zonas de la imagen (macrobloques) mediante referencias a zonas similares de imágenes I o P de referencia asociadas a vectores de movimiento;

-las imágenes de tipo B (Bidireccional) aumentan aún más la eficiencia de compresión comparando la imagen que ha de codificarse con las imágenes anteriores y siguientes.

Las únicas imágenes que es posible obtener íntegramente de un paquete PES dado son por tanto las imágenes I, que no precisan para ser leídas de ningún contexto.

El instante correspondiente del flujo en el cual se recibirá el primer paquete de una imagen I se denomina "punto de acceso aleatorio".

En conclusión, después de una operación de cambio de canal, el decodificador tan sólo podrá restituir el nuevo programa después de haber efectuado las siguientes operaciones sucesivas:

-selección física o lógica... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de difusión de un flujo de vídeo digital multiplexado de tipo Flujo de Transporte TS, en el cual:

-se escinden en paquetes unos datos de imagen de un flujo elemental ES y se transmiten en forma de un flujo elemental empaquetado TS, estando identificado cada paquete por un identificador de paquete PID propio;

-la difusión incluye, en instantes predefinidos, unos puntos de acceso aleatorio correspondientes al comienzo de difusión de una imagen completa de tipo Intra; y

-el procedimiento incluye asimismo la emisión de una pluralidad de tablas, encapsuladas en respectivos paquetes TS (30, 32, 36) ,

permitiendo estas tablas determinar los PIDs de los paquetes (34) que contienen dichos datos de imagen,

y siendo necesario el acceso a todas las tablas de esta pluralidad y su tratamiento para permitir, en el lado de recepción del flujo de vídeo digital multiplexado, la recomposición, y eventualmente la desencriptación, de cada imagen del flujo elemental a partir de los sucesivos paquetes difundidos,

procedimiento caracterizado por las etapas previas de:

-determinación del tiempo máximo (tmaxPAT, tmaxPMT, tmaxECM) de toma en cuenta y de tratamiento, en el lado de recepción del flujo de vídeo digital multiplexado, de cada una de las tablas de dicha pluralidad de tablas; y

-cálculo de una duración (tmaxPAT + tmaxPMT + tmaxECM) de período refractario correspondiente, acumulada para el conjunto de las tablas,

y, de manera continua en la difusión:

-determinación del instante (tA) del punto de acceso aleatorio próximo; y

-emisión del paquete que encapsula la primera de dichas tablas, a más tardar en el instante (tPAT) del punto de acceso aleatorio (tA) próximo, anticipado en la duración (tmaxPAT + tmaxPMT + tmaxECM) de dicho período refractario.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de tablas comprende una tabla PAT de asociación de programa, seguida de una tabla PMT de correspondencia de programa.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de tablas comprende además una tabla ECM de mensaje de control de permisos, para la desencriptación de las imágenes del flujo elemental.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se prevé además un intervalo mínimo entre dos emisiones sucesivas de tablas de igual tipo de dicha pluralidad de tablas.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se prevé además un intervalo máximo entre dos emisiones sucesivas de tablas de igual tipo de dicha pluralidad de tablas.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una tabla de un tipo dado se encapsula en un sólo paquete y dicho tiempo máximo de toma en cuenta y de tratamiento de esa tabla corresponde al tiempo de toma en cuenta y de tratamiento de un paquete.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una tabla de un tipo dado se encapsula en varios paquetes y dicho tiempo máximo de toma en cuenta y de tratamiento de esa tabla corresponde al tiempo de toma en cuenta y de tratamiento de un paquete, aumentado en el tiempo de toma en cuenta de uno (s) paquete (s) suplementario (s) .

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una tabla de un tipo dado se emite tan sólo una vez entre dos puntos de acceso aleatorio sucesivos.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha difusión del flujo de vídeo digital multiplexado es una difusión mediante red como programa único.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que dicha difusión mediante red es una difusión por línea xDSL.