專利名稱：恢復(fù)mpeg－2傳輸流中節(jié)目時(shí)基并實(shí)現(xiàn)音頻/視頻同步的魯棒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上針對同步對來自廣播流的數(shù)字音頻/視頻數(shù)據(jù)包的解碼，更具體而言，針對處理用于安排這種音頻/視頻數(shù)據(jù)包內(nèi)容解碼和顯示的參考信號(hào)中的時(shí)基序列不連續(xù)。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)圖象專家組第2版(MPEG-2)標(biāo)準(zhǔn)是一種在很多種音頻/視頻分配系統(tǒng)，包括例如數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(DSS)廣播，中使用的數(shù)字音頻/視頻(A/V)壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2傳輸標(biāo)準(zhǔn)，ISO13818-1，要求廣播電臺(tái)在多路音頻和視頻包流中按周期性的時(shí)間間隔發(fā)送節(jié)目時(shí)鐘參考(PCR)時(shí)間戳。這種在DSS節(jié)目流中稱為系統(tǒng)時(shí)鐘參考(SCR)的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳與產(chǎn)生廣播流的MPEG-2編碼器中的系統(tǒng)時(shí)鐘(STC)有嚴(yán)格關(guān)系，因此可以用于復(fù)制編碼器的系統(tǒng)時(shí)鐘。此外，多路傳輸?shù)組PEG-2廣播流的每個(gè)音頻和視頻包都包含用來確定相對于節(jié)目時(shí)鐘參考在該時(shí)刻包必須分別被解碼和用于顯示的時(shí)間的解碼時(shí)間戳(DTS)和顯示時(shí)間戳(PTS)。
從MPEG-2廣播流中各個(gè)包解碼的音頻和視頻內(nèi)容的顯示是利用相關(guān)包中的解碼和顯示時(shí)間戳來同步的。因此，MPEG-2解碼器必須恢復(fù)并維持基于廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘的一個(gè)內(nèi)部拷貝，并通過調(diào)節(jié)該內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘來跟蹤編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘中的長期頻率變化。目前，這種編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘的恢復(fù)和跟蹤典型地是利用將頻率和值鎖定到恢復(fù)的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的內(nèi)部硬件時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)的，其中鎖定是利用音頻和視頻解碼器中的鎖相回路(PLL)。
由于例如插入廣告或用戶改變節(jié)目(頻道)，在用于呈現(xiàn)給解碼器的MPEG-2傳輸流的節(jié)目時(shí)鐘參考序列中可能會(huì)發(fā)生時(shí)基不連續(xù)。因此，MPEG-2解碼器還應(yīng)當(dāng)是魯棒的，可以預(yù)防時(shí)基的不連續(xù)和丟失的不連續(xù)指示器，還應(yīng)當(dāng)在節(jié)目改變后盡可能快地鎖定到新節(jié)目的頻率/時(shí)基。
MPEG-2廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的不連續(xù)將導(dǎo)致，例如，解碼器內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘相應(yīng)的跳躍，典型地會(huì)導(dǎo)致解碼器內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間與用于解碼器管道(它與“舊”節(jié)目時(shí)鐘參考序列值有關(guān))中的包的解碼和顯示時(shí)間戳之間有很大差別。如果一檢測到這種大偏移，解碼器就簡單地丟棄解碼和顯象時(shí)間戳與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間有大偏差的任何包，則音頻/視頻顯示中可能出現(xiàn)無規(guī)律的跳躍或中斷。因此，魯棒的MPEG-2解碼器必須具有內(nèi)置的啟發(fā)式算法來處理節(jié)目時(shí)鐘參考序列的不連續(xù)。
由這種節(jié)目時(shí)鐘參考序列不連續(xù)引起的問題在基于軟件的MPEG-2解碼器中加劇了，在這種解碼器中，由于處理器必須順序?yàn)榉蛛x來自廣播流的音頻和視頻包的多路分解器及音頻和視頻解碼器提供服務(wù)，而這又是重復(fù)循環(huán)進(jìn)行的，因此解碼器管道中的延遲是隨機(jī)的。所以，即使在沒有不連續(xù)的情況下，音頻和視頻解碼器也不能保證在數(shù)據(jù)到達(dá)解碼器輸入后以固定的時(shí)間間隔接收內(nèi)容數(shù)據(jù)。
因此，本領(lǐng)域就需要一種同步顯示從MPEG-2廣播流中解碼的音頻和視頻內(nèi)容的系統(tǒng)，該系統(tǒng)容許節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳值序列中的不連續(xù)，而不需要啟發(fā)式算法來處理音頻/視頻顯示中的這種不連續(xù)、插入中斷或暫停。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上面討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種用于MPEG-2解碼器的將頻率和，可選地，相位同步到所接收MPEG-2傳輸流中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，但值不同步。在將包轉(zhuǎn)發(fā)到音頻和視頻解碼器之前，分離來自傳輸流的音頻和視頻包的多路分解器將這些包中的解碼和顯示時(shí)間戳至少改變節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳值與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間的一個(gè)偏移。節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的不連續(xù)自動(dòng)導(dǎo)致該偏移的變化，從而內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘持續(xù)單調(diào)增加，而包中的解碼和顯示時(shí)間戳不會(huì)突然變得無效。
前面非常廣泛地概括了本發(fā)明的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，從而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解隨后本發(fā)明的詳細(xì)描述。本發(fā)明另外的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求主題的下文中描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，他們很容易利用所公開的概念和特定實(shí)施方案作為修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這些等效結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明最廣泛形式的主旨和范圍。
在開始下面的本發(fā)明詳速之前，闡明貫穿本專利文件所使用的特定單詞或短語的定義是有好處的術(shù)語“包括”和“包含”及其衍生詞的意思是沒有限制的包括；術(shù)語“或”是包括性的，意思是和/或；短語“與…關(guān)聯(lián)”和“與其關(guān)聯(lián)”及其衍生詞的意思可以是包括、包括在…內(nèi)、與…互連、包含、包含在…內(nèi)、連接到…或與…連接、耦合到…或與…耦合、可以與…通信、與…合作、使交織、使并列、接近…、與…關(guān)聯(lián)、具有、具有…屬性等；而術(shù)語“控制器”的意思是能夠控制至少一種操作的任何設(shè)備、系統(tǒng)或其一部分，不管這種設(shè)備是以硬件、固件、軟件還是以至少其中兩種的某種組合來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)當(dāng)指出，與任何特定控制器關(guān)聯(lián)的功能性都可以在本地或遠(yuǎn)程集中或分布。提供了對貫穿本專利文件特定單詞和短語的定義，而且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都應(yīng)當(dāng)理解這些定義可以應(yīng)用在這些定義單詞和短語的很多，如果不是最多，現(xiàn)有實(shí)例及未來應(yīng)用中。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在聯(lián)系附圖參考以下描述，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的對象，其中圖1描述了使用根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器的視頻系統(tǒng)；圖2更加詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器；圖3A是說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器中節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)、內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘及修改過的顯示時(shí)間戳之間關(guān)系的圖表；及圖3B是說明由根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳反映的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘頻率軌跡的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面討論的圖1至圖3A-3B及用于描述本專利文件中發(fā)明原理的各種實(shí)施方案都只是為了說明而不是要以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明原理可以在任何適當(dāng)布置的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
圖1描述了使用根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器的視頻系統(tǒng)。在該示意性實(shí)施方案中，視頻系統(tǒng)100是在具有用于接收MPEG-2廣播流的輸入102的視頻接收器101中實(shí)現(xiàn)的，其中根據(jù)已知技術(shù)，MPEG-2廣播流包括節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)及每個(gè)當(dāng)中都具有解碼和顯示時(shí)間戳的多路音頻和視頻包。
視頻接收器101可以是數(shù)字電視(DTV)或高清晰度電視(HDTV)接收器，用于連接到電視的衛(wèi)星、地面或電纜廣播接收器單元，用于訪問互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)頂盒，數(shù)字視頻錄像機(jī)，數(shù)字化視頻光盤(DVD)播放器等，而且還可以包括各種實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備某種組合的功能元件。視頻接收器101可以包括視頻顯示器(未示出)和音頻揚(yáng)聲器(也未示出)，或者可以可選地包括一個(gè)或多個(gè)用于將解碼的音頻和視頻信號(hào)發(fā)射到另一設(shè)備的輸出連接103。
在該示意性實(shí)施方案中，接收器101是用于數(shù)字電視接收器或機(jī)頂盒的數(shù)字視頻平臺(tái)(DVP)集成電路。因此，接收器101優(yōu)選地能夠進(jìn)行廣播流多路信號(hào)分離、包括MPEG-2傳輸流的數(shù)字音頻和視頻解碼及所有18種高級(jí)電視制式委員會(huì)(ATSC)數(shù)字電視格式和數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(DSS)廣播的解調(diào)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖1沒有明確地描述視頻接收器系統(tǒng)中的每一個(gè)元件。這里只顯示和描述了本發(fā)明這種系統(tǒng)中特有的和/或理解本發(fā)明結(jié)構(gòu)與操作必須的那些部分。
接收器101包括一個(gè)或多個(gè)MPEG-2解碼器，該示意性實(shí)施方案包括兩個(gè)解碼器104-105，一個(gè)用于連接到電視接收器，而另一個(gè)用于連接到錄像機(jī)(VCR)或數(shù)字視頻錄像機(jī)。接收器101中至少一個(gè)，優(yōu)選地全部，解碼器使用音頻和視頻包解碼的魯棒同步，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的，該同步容許來自廣播流的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的時(shí)基不連續(xù)。
圖2更加詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器。在解碼器內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘將頻率和時(shí)間值都鎖定到來自廣播流的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的現(xiàn)有技術(shù)解碼器中，如上所述，節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的時(shí)基不連續(xù)可能會(huì)由于很多種原因，如節(jié)目(頻道)改變，而發(fā)生。
由于解碼器的內(nèi)部“恢復(fù)”系統(tǒng)時(shí)鐘突然有了新的時(shí)基，因此解碼器管道中包含參考前面時(shí)基的解碼和顯示時(shí)間戳的音頻和視頻包可能會(huì)在節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳(因此，還有內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間)與解碼和顯示時(shí)間戳之間顯示大的偏移，該解碼和顯示時(shí)間戳包括過去曾經(jīng)是關(guān)于當(dāng)前內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間的解碼和顯示時(shí)間戳。此外，依賴于所使用的緩沖量，短時(shí)間內(nèi)節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的幾次時(shí)基不連續(xù)可能會(huì)在解碼器系統(tǒng)中產(chǎn)生多個(gè)不同的時(shí)基。
有很多種可選方案來處理由于節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的不連續(xù)而導(dǎo)致的時(shí)基差異。一種新的軟件時(shí)鐘可以引入解碼器系統(tǒng)，其中每個(gè)不連續(xù)都可以維持新時(shí)鐘信號(hào)和相關(guān)節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列之間的一致關(guān)聯(lián)。但是，在時(shí)鐘是元件實(shí)例屬性而不是顯示時(shí)間戳形式的包屬性的軟件解碼器中，這種解決方案不容易實(shí)現(xiàn)。此外，處理多個(gè)時(shí)鐘比每個(gè)要進(jìn)行解碼的廣播流一個(gè)時(shí)鐘要復(fù)雜得多。
另一種可選方案涉及只有在所有參考“舊”節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)基的包都被解碼和顯示以后，才將解碼器的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘切換到新時(shí)基。但是，這需要精確確定消耗完所有具有參考“舊”時(shí)基的解碼和顯示時(shí)間戳的包的時(shí)間，而且還需要一種特殊機(jī)制(例如，一個(gè)特殊的包)來表示流通路內(nèi)“舊的”和“新的”時(shí)間之間的界線。盡管這可能不難實(shí)現(xiàn)，但解碼器中每個(gè)元件都需要修改以便在所有輸出播送這種信息。此外，還可能存在同時(shí)需要新舊時(shí)鐘值的情況，如在具有參考舊時(shí)基的顯示時(shí)間戳的包提交的同時(shí)，又有具有參考新時(shí)基的解碼時(shí)間戳的包上行解碼。
還有一種可選方案是一旦檢測到節(jié)目時(shí)鐘參考不連續(xù)，就切換到一個(gè)自由運(yùn)作的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，直到所有具有參考現(xiàn)有時(shí)基的解碼和顯示時(shí)間戳的包都在自由運(yùn)作模式下以幀頻顯示幀的方式消耗完。就上述跟蹤包消耗和時(shí)基邊界而言，這種方案有相同的問題，而且至少在緩沖的顯示數(shù)據(jù)被解碼器接收之前會(huì)造成不連續(xù)。
在本發(fā)明中，解碼器200(用于圖1一個(gè)或兩個(gè)解碼器104-105的設(shè)計(jì))中的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201將頻率同步到所接收的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳，但值不同步。即，盡管以與所接收節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳相同的速率增加，但內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201不鎖定到所接收節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的值，因而可以顯示不同的時(shí)間。
為了同步解碼的音頻和視頻內(nèi)容，從所接收廣播流分離音頻和視頻包及節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)的多路分解器202在將這些包轉(zhuǎn)發(fā)到音頻和視頻解碼器203-204之前要修改所接收音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳。所接收音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳由一個(gè)至少等于節(jié)目時(shí)鐘參考值與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間差值的偏移量來代替。
圖3A是說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器中節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)、內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘及修改過的顯示時(shí)間戳之間關(guān)系的圖表。盡管為了清晰只描述了顯示時(shí)間戳，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解相同的關(guān)系也適用于音頻和視頻包中所接收和修改過的解碼時(shí)間戳，只是有不同的偏移值。
圖3A說明了示為時(shí)間(橫軸)函數(shù)的各時(shí)鐘參考和時(shí)間戳的值或時(shí)間(縱軸)的變化。如圖所示，內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300以與編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間301，如從廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳得到的，相同的速率增加，但有獨(dú)立的值。因此，當(dāng)時(shí)基不連續(xù)302在節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列301中發(fā)生時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300繼續(xù)以與節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳301相同的頻率變化，但感受不到值(時(shí)間)中相同的不連續(xù)，而是持續(xù)單調(diào)增加。
所接收音頻和視頻包中偏移編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘的顯示時(shí)間戳303將反映發(fā)生在節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列301中的時(shí)基不連續(xù)302。為了避免由于顯示時(shí)間戳序列303中的跳躍導(dǎo)致音頻和視頻包變得無效，在將這些包轉(zhuǎn)發(fā)到音頻和視頻解碼器管道之前，音頻和視頻包中的顯示時(shí)間戳由經(jīng)過修改的顯示時(shí)間戳來代替。接收到的顯示時(shí)間戳303由一個(gè)至少等于節(jié)目時(shí)鐘參考值301與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300之間差值的偏移量來代替。
不管節(jié)目時(shí)鐘參考值301與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300之間存在什么樣的初始偏移值v，只要在節(jié)目時(shí)鐘參考值301與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300之間繼續(xù)保持該偏移v，該v就可以用作修改過的顯示時(shí)間戳值304。當(dāng)時(shí)基不連續(xù)302在節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列301中發(fā)生時(shí)，節(jié)目時(shí)鐘參考值301與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300之間產(chǎn)生不同的偏移值z，順序接收到的音頻和視頻包中所接收的顯示時(shí)間戳303簡單地由新偏移z代替。從而，修改過的顯示時(shí)間戳序列304感受不到在所接收顯示時(shí)間戳序列303中看到的時(shí)基不連續(xù)302，而是與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300一起持續(xù)單調(diào)增加。
應(yīng)當(dāng)指出，盡管圖3描述了負(fù)值的偏移量v和z，但可選地也可以使用正的或零偏移值。此外，該偏移應(yīng)當(dāng)至少是節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳與當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間的差值；該偏移可選地可以包括對用于發(fā)送(緩沖)和處理包的隨機(jī)延遲的附加調(diào)整。
回過頭來參考圖2，在圖2示意性實(shí)施方案中解碼器200的一種特定實(shí)現(xiàn)中，只有多路分解器202(和其中的計(jì)數(shù)器205)是以硬件實(shí)現(xiàn)的，而解碼器200的剩余部分都是以軟件實(shí)現(xiàn)的。多路分解器202在初始化過程中為內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201設(shè)置初始時(shí)間值并啟動(dòng)它。內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201產(chǎn)生27MHz的時(shí)鐘信號(hào)，在本發(fā)明中，盡管該時(shí)鐘的時(shí)間值在數(shù)字音頻/視頻流的重播過程中沒有修改，但該時(shí)鐘的時(shí)間和頻率可以在時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)修改。
當(dāng)廣播流中包含節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳的包在時(shí)刻t到達(dá)多路分解器202時(shí)，對計(jì)數(shù)器205，一個(gè)13.5MHz的通用輸入/輸出(GPIO)計(jì)數(shù)器，帶節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳PCRt的當(dāng)前值ct進(jìn)行采樣并存儲(chǔ)，以便在某個(gè)非恒定的軟件延遲dt之后允許頻率控制單元206進(jìn)行可靠的比較。
在比較時(shí)，表示節(jié)目時(shí)鐘參考當(dāng)前值應(yīng)該是多少的一個(gè)投影的“當(dāng)前”節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳PCR’可以由頻率控制單元206通過下式從存儲(chǔ)的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳PCRt、存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)器值ct和計(jì)數(shù)器205當(dāng)前值ct+dt得到PCR＝PCRt+dt＝PCRt+r*2*(ct+dt-ct)，其中r是恢復(fù)的編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘頻率與用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201的27MHz基頻之間的比率，對于該示意性實(shí)施方案r可以設(shè)置成1，而不會(huì)引入任何顯著的誤差。
頻率控制單元206還可以對來自內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201的時(shí)間STC進(jìn)行采樣，在對計(jì)算頻率結(jié)果序列進(jìn)行平均濾波并丟棄錯(cuò)誤值以后，利用順序采樣和對應(yīng)的計(jì)算節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳通過下式計(jì)算用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201的頻率ff＝27MHz*(PCRn-PCRn-1)/(STCn-STCn-1)。
用于音頻和視頻顯示的時(shí)鐘信號(hào)是利用輸出與接收自相位控制單元207a-207b的控制信號(hào)成比例的頻率的直接數(shù)字合成器(DDS)206a-206b產(chǎn)生的，而且還是基于來自內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201的時(shí)間及接收自音頻和視頻解碼器203-204的顯示時(shí)間戳產(chǎn)生的。頻率控制單元206接收誤差測量值，顯示時(shí)間戳與系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間的差值(PTSn-STCn)，作為輸入并將該誤差驅(qū)動(dòng)至零。
圖3B是說明由根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的魯棒MPEG-2解碼器中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳反映的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘頻率軌跡的圖表。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到解碼時(shí)間戳將顯示相似的行為，只是有不同的偏移值，但為了清晰還是只描述了顯示時(shí)間戳。
圖3B說明了示為時(shí)間(橫軸)函數(shù)的各時(shí)鐘參考和時(shí)間戳的值或時(shí)間(縱軸)的變化。如圖所示，編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘可以經(jīng)歷頻率變化，如由廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳301所反映的。如果節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列301(及接收到的顯示時(shí)間戳序列303)反映時(shí)刻t的頻率變化，則盡管不會(huì)突然改變，但內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)300的頻率將改變。通過將顯示時(shí)間誤差測量值驅(qū)動(dòng)至零，盡管內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間300與節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳301之間的偏移可能改變，但頻率控制回路(包括圖2中的頻率控制單元206)將確保內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘300的頻率與在時(shí)刻t+x某一點(diǎn)的頻率匹配。修改過的顯示時(shí)間戳304的頻率也將以新的偏移改變，但是會(huì)持續(xù)單調(diào)增加。
回過頭來再參考圖2，修改音頻/視頻包中解碼和顯示時(shí)間戳的一個(gè)缺點(diǎn)是該修改必須在整個(gè)接收器系統(tǒng)中一致，這意味著為了進(jìn)行有效的比較，接收該解碼和顯示時(shí)間戳的另一節(jié)目原始流(PES)解碼器需要計(jì)算正確的時(shí)鐘值。因此，多路分解器202公布了代替計(jì)算正確時(shí)鐘值所需的解碼和顯示時(shí)間戳的偏移。
根據(jù)本發(fā)明，對解碼和顯示時(shí)間戳的修改允許將對時(shí)基不連續(xù)的管理集中在提取所有解碼和顯示時(shí)間戳的多路分解器202和檢測不連續(xù)的鎖相回路中。不需要音頻或視頻解碼器203-204或提交器來處理這種特殊情況。彼此靠近發(fā)生的幾次連續(xù)的時(shí)基不連續(xù)也可以正確地處理。只要存儲(chǔ)了代替解碼和顯示時(shí)間戳的偏移，平臺(tái)應(yīng)用編程接口(API)就可以暴露，以便允許應(yīng)用或中間件訪問真正的廣播系統(tǒng)時(shí)鐘值。
在本發(fā)明中，音頻和視頻解碼器察覺不到解碼和顯示時(shí)間戳的修改，而只是通過比較修改過的解碼和顯示時(shí)間戳與當(dāng)前內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間采樣值來顯示音頻和視頻幀。因此，由于不需要啟發(fā)式算法來處理不連續(xù)，所以音頻和視頻解碼器算法的實(shí)現(xiàn)很簡單。即使當(dāng)多路分解器遇到時(shí)基不連續(xù)時(shí)，多路分解器與音頻和視頻解碼器輸出之間解碼器管道中的數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳也保持有效。換句話說，解碼保持快速、無縫和不中斷地通過節(jié)目(頻道)和其它時(shí)基改變。因?yàn)榈米浴芭f”時(shí)基的時(shí)間戳參考持續(xù)增加的系統(tǒng)時(shí)鐘，所以不會(huì)迫使解碼器跳過或重復(fù)幀。
在本發(fā)明中，多路分解器還可以通過簡單地向解碼和顯示時(shí)間加一附加偏移，以對音頻和視頻解碼器透明的方式來調(diào)整沿音頻和視頻通路處理與緩沖中的隨機(jī)延遲。視頻和音頻緩沖可以由一個(gè)通過控制偏移來防止下溢和上溢的中央多路分解器來改變大小并管理，從而使多路分解器適應(yīng)于解碼器延遲。
盡管在全功能接收器和MPEG-2解碼器的情況下描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，至少本發(fā)明的部分機(jī)制能夠以包含多種形式指令的機(jī)器可用介質(zhì)的形式分布，而且不管使用什么特定類型的信號(hào)承載介質(zhì)，本發(fā)明都可以同等地用于真正實(shí)現(xiàn)該分布，指出這點(diǎn)很重要。機(jī)器可用介質(zhì)的實(shí)例包括永久性硬編碼類型介質(zhì)，如只讀存儲(chǔ)器(ROM)或電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，可記錄類型介質(zhì)，如軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器和光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)或數(shù)字化視頻光盤(DVD)，及發(fā)射類型介質(zhì)，如數(shù)字和模擬通信鏈路。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明最廣泛形式的主旨和范圍的情況下，可以對在此所公開的發(fā)明進(jìn)行各種改變、替換、變化、增強(qiáng)、細(xì)微差別、分級(jí)、更小形式、改造、修正、改進(jìn)和復(fù)制。
權(quán)利要求
1.一種解碼器(200)，包括內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘(201)，具有通過參考音頻/視頻廣播流中的節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)設(shè)置的頻率，但是還具有獨(dú)立于節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)值的時(shí)間(300)；及多路分解器(202)，從廣播流中提取音頻和視頻包并利用至少節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來修改音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳(303)。
2.權(quán)利要求1中所述的解碼器(200)，其中所述偏移隨節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)的改變而自動(dòng)改變。
3.權(quán)利要求2中所述的解碼器(200)，其中即使節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值序列(301)中有不連續(xù)，修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)也單調(diào)增加。
4.權(quán)利要求1中所述的解碼器(200)，還包括頻率控制單元206，接收來自廣播流的節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)并根據(jù)節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)設(shè)置用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率，而不需要改變用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間(300)。
5.權(quán)利要求1中所述的解碼器(200)，還包括音頻和視頻解碼器(203-204)，分別接收來自多路分解器(202)的包含修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)的音頻和視頻包，并使用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)和音頻和視頻包中修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)來控制音頻和視頻包中內(nèi)容的提交。
6.權(quán)利要求1中所述的解碼器(200)，其中在音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)由節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來代替。
7.權(quán)利要求1中所述的解碼器(200)，其中在音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)由節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(302)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移加上用于處理和緩沖延遲的值來代替。
8.視頻接收器(101)，包括輸入(102)，用于接收音頻和視頻廣播流；視頻顯示器和音頻系統(tǒng)，或者一個(gè)或多個(gè)與視頻顯示器和音頻系統(tǒng)的連接(103)，用于從音頻/視頻廣播流中解碼的音頻和視頻內(nèi)容的重播；及解碼器(200)，解碼來自音頻/視頻廣播流的音頻和視頻內(nèi)容用于重播，該解碼器(200)包括內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘(201)，具有通過參考音頻/視頻廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)設(shè)置的頻率，但是還具有獨(dú)立于節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)值的時(shí)間(300)；及多路分解器(202)，從廣播流中提取音頻和視頻包并利用至少節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來修改音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳303。
9.權(quán)利要求8中所述的視頻接收器(101)，其中偏移隨節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)的改變而自動(dòng)改變。
10.權(quán)利要求9中所述的視頻接收器(101)，其中即使節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值序列(301)中有不連續(xù)，修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)也單調(diào)增加。
11.權(quán)利要求8中所述的視頻接收器(101)，其中解碼器(200)還包括頻率控制單元(206)，接收來自廣播流的節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)并根據(jù)節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)設(shè)置用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率，而不需要改變用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間(300)。
12.權(quán)利要求8中所述的視頻接收器(101)，其中解碼器(200)還包括音頻和視頻解碼器(203-204)，分別接收來自多路分解器(202)的包括修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)的音頻和視頻包，并使用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)和音頻和視頻包中修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)來控制音頻和視頻包中內(nèi)容的提交。
13.權(quán)利要求8中所述的視頻接收器(101)，其中在音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)由節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來代替。
14.權(quán)利要求8中所述的視頻接收器(101)，其中在音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)由節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(302)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移加上用于處理和緩存延遲的值來代替。
15.一種解碼音頻/視頻廣播流的方法，包括通過參考音頻/視頻廣播流中節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)來設(shè)置用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘(201)的頻率，同時(shí)保持獨(dú)立于節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)值的用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間(300)；及從廣播流中提取音頻和視頻包；及利用至少節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來修改音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳(303)。
16.權(quán)利要求15中所述的方法，還包括隨節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)的改變而自動(dòng)改變對音頻和視頻包中解碼和顯示時(shí)間戳(303)的修改。
17.權(quán)利要求16中所述的方法，還包括即使節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)的序列中有不連續(xù)(302)，也單調(diào)增加修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)。
18.權(quán)利要求15中所述的方法，還包括接收來自廣播流的節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)(301)；及根據(jù)節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)設(shè)置用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘(201)的頻率，而不需要改變用于內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間(300)。
19.權(quán)利要求15中所述的方法，還包括在音頻和視頻解碼器(203-204)分別接收包括修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)的音頻和視頻包；及由音頻和視頻解碼器(203-204)利用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)和音頻和視頻包中修改后的解碼和顯示時(shí)間戳(304)來控制音頻和視頻包中內(nèi)容的提交。
20.權(quán)利要求15中所述的方法，其中利用至少節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)和內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間偏移來修改音頻和視頻包中的解碼和顯示時(shí)間戳(303)的步驟還包括下面其中一步用節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(301)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移來代替音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)；及用節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值(302)與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間(300)之間的偏移加上用于處理和緩沖延遲的值來代替音頻和視頻包中接收的解碼和顯示時(shí)間戳(303)。
全文摘要
MPEG－2解碼器中的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘201將頻率和可選地相位同步到所接收MPEG－2傳輸流中的節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳，但值不同步。在將包轉(zhuǎn)發(fā)到音頻和視頻解碼器之前，分離來自傳輸流的音頻和視頻包的多路分解器202利用至少節(jié)目時(shí)鐘參考信號(hào)值與內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間之間的偏移來修改這些包中的解碼和顯示時(shí)間戳。節(jié)目時(shí)鐘參考時(shí)間戳序列中的不連續(xù)自動(dòng)導(dǎo)致該偏移的改變，從而內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘持續(xù)單調(diào)增加，而包中的解碼和顯示時(shí)間戳不會(huì)突然變得無效。
文檔編號(hào)H04N7/62GK1561642SQ02819049
公開日2005年1月5日 申請日期2002年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月29日
發(fā)明者A·S·范德沙亞爾, M·馬尼, A·格里姆, R·米納克斯森達(dá)拉姆 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司