專利名稱：Mpeg傳輸流的恒定比特率填充的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及數(shù)據(jù)通信。更具體地，本發(fā)明涉及用于利用兼容的(compliant)節(jié)目時鐘參考把可變比特率傳輸流轉(zhuǎn)換成固定比特率傳輸流的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)字視頻廣播(DVB)中，傳輸流被用來在發(fā)射器設(shè)備和接收器設(shè)備之間遞送節(jié)目數(shù)據(jù)。所述傳輸通常通過網(wǎng)絡(luò)被傳送。節(jié)目數(shù)據(jù)具有視頻和音頻分量，還有例如副標(biāo)題、 圖文電視和其他的輔助信息。發(fā)射器設(shè)備接收一個或多個節(jié)目的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)分量作為輸入。發(fā)射器設(shè)備壓縮所述數(shù)據(jù)，把所述數(shù)據(jù)分為分組并且生成單個傳輸流。周期節(jié)目時鐘參考(PCR) 可被包括在所生成的傳輸流中。PCR被接收器設(shè)備用來以預(yù)定的節(jié)目速率呈現(xiàn)音頻和視頻信號。傳輸流被發(fā)射器設(shè)備傳送到網(wǎng)絡(luò)。接收器設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)獲得所述傳輸流。接收器設(shè)備解碼所述傳輸流。分析所述視頻、 音頻和PCR分量來重構(gòu)所述傳送的(一個或多個)節(jié)目。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個實施例中，提供了用于把可變比特率傳輸流轉(zhuǎn)換成恒定比特率傳輸流的系統(tǒng)。傳輸流由發(fā)射器設(shè)備生成并且要被接收器設(shè)備接收。所述系統(tǒng)包括發(fā)射器設(shè)備、接收器設(shè)備和至少具有如下部件的另外設(shè)備(1)輸入緩沖器，用于存儲多個分組和輸入傳輸流的至少兩個節(jié)目時鐘參考；(2)與所述輸入緩沖器耦合的比較器，用于確定是否已經(jīng)存儲完整節(jié)目時鐘參考(PCR)間隔；(3)與所述比較器耦合的算術(shù)單元，用于如果已經(jīng)存儲完整PCR間隔則計算插入到輸出傳輸流中的空分組的數(shù)目；(4)與所述算術(shù)單元耦合的PCR重壓戳器(restamper )，用于重壓戳所述PCR。所述設(shè)備可以被實現(xiàn)在發(fā)射器設(shè)備中、 接收器設(shè)備中、或到發(fā)射器設(shè)備和接收器設(shè)備的媒介(intermediary)中。對于本發(fā)明的另一實施例，提供了用于把可變比特率傳輸流轉(zhuǎn)換成恒定比特率傳輸流的方法。所述方法包括(1)接收具有一個或多個節(jié)目的可變比特率傳輸流，其中所述傳輸流包括至少一個PCR流；(2)把所述傳輸流的多個分組存儲到緩沖器；(3)計算要插入到所述傳輸流的空分組的數(shù)目；(4)將所述空分組散布(distribute)到所述傳輸流。上述是概要，并且因而在必要的情況下包含細(xì)節(jié)的簡化、概括和省略；因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，所述概要僅僅是說明性的，無論如何不是旨在是限制性的。由權(quán)利要求單獨限定的本公開的其他方面、創(chuàng)造性的特征和優(yōu)點將在下面闡述的非限制性詳細(xì)描述中變得顯而易見。


圖IA是用于實現(xiàn)具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的實施例的框圖。圖IB是用于實現(xiàn)具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的另一實施例的框圖。
圖IC是用于實現(xiàn)具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的又另一實施例的框圖。圖2是傳輸流轉(zhuǎn)換器的實施例的框圖。圖3是用于轉(zhuǎn)換具有單個PCR PID的VBR傳輸流到CBR傳輸流的實施例的流程圖。圖4是用于轉(zhuǎn)換具有多個PCR PID的VBR傳輸流到CBR傳輸流的實施例的流程圖。圖5是用于計算糾錯變量α以重壓戳PCR的一個實施例的流程圖。圖6是用于防止PCR間隔兼容性(compliance)問題的實施例的流程圖。圖7是輸出生成器的實施例的框圖。圖8是輸出生成器的另一實施例的框圖。
具體實施例方式在下面詳細(xì)的描述中，闡明多個特定細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下可以實踐本發(fā)明。在其他情況下，沒有詳細(xì)描述公知的方法、程序、部件和電路以便不會使得本發(fā)明變得晦澀難懂。傳輸比特率由在兩個連續(xù)PCR之間的流中比特的數(shù)目除以在這兩個PCR之間的差 (以時間來表示)來定義。壓縮的節(jié)目數(shù)據(jù)的通信可以包括可變比特率(VBR)傳輸流。VBR 傳輸流可以視為在每對連續(xù)PCR之間的逐段(piece-wise)恒定比特率流。所述節(jié)目可以以多種格式來壓縮，包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H. ^4、VC_1、和其他。一些接收器設(shè)備能夠接受VBR傳輸流并且處理或顯示它們。然而，其他設(shè)備具有嚴(yán)格定時需求并且需要固定的或者恒定比特率(CBR)的傳輸流以供處理。圖IA描述了具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。所述系統(tǒng)包括發(fā)射器設(shè)備100和接收器設(shè)備105。發(fā)射器設(shè)備100可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被耦合到接收器設(shè)備105。發(fā)射器設(shè)備100還可以包括編碼器110、打包器(packetizer) 120、復(fù)用器 (mux) 130和傳輸流轉(zhuǎn)換器140。編碼器110耦合到打包器120。打包器120耦合到復(fù)用器 130。復(fù)用器130耦合到傳輸流轉(zhuǎn)換器140。編碼器110接收節(jié)目的視頻和音頻分量作為輸入。編碼器110可以壓縮和轉(zhuǎn)換所述輸入為數(shù)字形式。第一個產(chǎn)生的基本流可以包括視頻數(shù)據(jù)。第二個產(chǎn)生的基本流可以包括音頻數(shù)據(jù)。所述基本流是到打包器120的輸入。打包器120產(chǎn)生打包的基本流。每個打包的基本流(PEQ可以包括首部和有效載荷。所述首部可以包括用來解碼所述有效載荷比特所必要的信息。所述有效載荷可以包括例如音頻和視頻信號的基本編碼的分量。復(fù)用器130合并所述視頻和音頻數(shù)據(jù)的打包的基本流來形成單個傳輸流。復(fù)用器 130還負(fù)責(zé)進(jìn)一步打包所述打包的基本流到傳輸分組并且插入PCR。下面在圖6中描述用于插入PCR到傳輸分組的算法的一個實施例。對于本發(fā)明的這個實施例，所述傳輸流是到發(fā)射器設(shè)備100的傳輸流轉(zhuǎn)換器140的輸入。傳輸流轉(zhuǎn)換器140轉(zhuǎn)換VBR傳輸流到CBR傳輸流。下面在圖2中更加詳細(xì)描述傳輸流轉(zhuǎn)換器140的實現(xiàn)。接收器設(shè)備105包括解碼器150、解復(fù)用器(de-mux) 160、視頻解碼器170和音頻解碼器180。解碼器150耦合到解復(fù)用器160。解復(fù)用器160耦合到視頻解碼器170和音頻解碼器180。
解碼器150可以基于網(wǎng)絡(luò)的特定信道來解碼傳輸流。解復(fù)用器160分離傳輸流的音頻、視頻和時鐘分量。所述時鐘可以被用來同步基本流的解碼與公共主PCR時基。視頻解碼器170解碼所述視頻基本流。音頻解碼器180解碼所述音頻基本流。圖IB描述了用于實現(xiàn)具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的另一實施例的框圖。 與圖IA類似，圖IB的實現(xiàn)包括發(fā)射器設(shè)備100和接收器設(shè)備105。然而，對于本發(fā)明的這個實施例，傳輸流轉(zhuǎn)換器140是接收器設(shè)備105的一部分。傳輸器設(shè)備100部件、編碼器 110、打包器120和復(fù)用器130的功能與前面描述的相同。在接收器設(shè)備105中，傳輸流轉(zhuǎn)換器140耦合到解碼器150。接收器設(shè)備105部件、傳輸流轉(zhuǎn)換器140、解碼器150、解復(fù)用器160、視頻解碼器170和音頻解碼器180的功能與前面描述的相同。圖IC描述了用于實現(xiàn)具有VBR到CBR傳輸流轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的又另一實施例的框圖。與圖IA類似，圖IC的實現(xiàn)包括發(fā)射器設(shè)備100和接收器設(shè)備105。然而，對于本發(fā)明的這個實施例，傳輸流轉(zhuǎn)換器140在接收器設(shè)備105和發(fā)射器設(shè)備100兩者的外面。發(fā)射器設(shè)備100部件、編碼器110、打包器120和復(fù)用器130的功能與前面描述的相同。接收器設(shè)備105部件、解碼器150、解復(fù)用器160、視頻解碼器170和音頻解碼器180的功能與前面描述的相同。圖2描述傳輸流轉(zhuǎn)換器140的框圖。傳輸流轉(zhuǎn)換器140包括輸入緩沖器210、計數(shù)器220、PCR提取器225、比較器230、算術(shù)單元235、輸出緩沖器對0、空分組生成器對5、 復(fù)用器250、PCR重壓戳器255、和輸出生成器沈0。輸入緩沖器210耦合到計數(shù)器220、PCR 提取器225、和比較器230。比較器230耦合到算術(shù)單元235。算術(shù)單元235耦合到輸出緩沖器240和空分組生成器對5?？辗纸M生成器245耦合到復(fù)用器250。復(fù)用器250耦合到 PCR重壓戳器255。PCR重壓戳器255耦合到輸出生成器沈0。對于本發(fā)明的這個實施例，傳輸流作為到傳輸流轉(zhuǎn)換器140的輸入被接收。分組被接收并且存儲到輸入緩沖器210。每當(dāng)分組被存儲到輸入緩沖器210時計數(shù)器220可以增加。所述計數(shù)器值連同其相應(yīng)分組可被存儲到緩沖器210。PCR提取器225可以從傳輸流提取PCR值。PCR值可以連同其相應(yīng)的分組被存儲在緩沖器210中。比較器230識別緩沖器210何時已經(jīng)存儲了完整PCR間隔。一旦比較器230確定緩沖器210具有完整PCR間隔，比較器230傳遞PCR間隔的分組到算術(shù)單元235。算術(shù)單元 235計算要添加到傳輸流的空分組的數(shù)目?？辗纸M可以填充傳輸流到恒定比特率。一旦計算出空分組的數(shù)目，所述分組被發(fā)送到輸出緩沖器M0。當(dāng)分組從輸出緩沖器輸出時，空分組基于分組計數(shù)被空分組生成器245和復(fù)用器250插入到比特流。PCR重壓戳器255重壓戳PCR值來確保滿足所有定時需求。輸出生成器260控制傳輸流到網(wǎng)絡(luò)的輸出速率。下面在圖7和圖8中描述輸出生成器沈0的實施例。圖3和圖4示出了用于計算要插入的空分組的數(shù)目、在緩沖的傳輸流分組間散布空分組和重壓戳PCR的算法。更具體地，圖3描述了用于轉(zhuǎn)換具有單個PCR分組標(biāo)識符 (PID)的輸入VBR傳輸流到CBR傳輸流的實施例的流程圖。要傳送的每個節(jié)目可以具有唯
一PID0在操作310中，分組被接收。一些分組可以具有相應(yīng)PCR。在接收到至少第一和第
二PCR值時，操作320計算要插入的空分組的數(shù)目。下述的方程式計算填充輸入速率來達(dá)到目標(biāo)速率所需要的比特的數(shù)目(方程式1)
&是傳輸流轉(zhuǎn)換器140的目標(biāo)比特率。所述目標(biāo)比特率可以近似等于網(wǎng)絡(luò)的帶寬。/Ym 是到傳輸流轉(zhuǎn)換器140的第i+Ι個輸入PCR值。輸入PCR值的值可以從輸入傳輸流提取。 POi是來自傳輸流轉(zhuǎn)換器140的第i個輸出PCR值。第一 PCR值，/對可以被設(shè)置等于第一輸入PCR，/%。BI是在第一 PCR和第二 PCR之間輸入傳輸流中的比特或者分組的數(shù)目。如果Diff大于零，那么下述方程式被用于計算空分組的數(shù)目，
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括輸入緩沖器，用于存儲多個分組和輸入傳輸流的至少兩個節(jié)目時鐘參考；與所述輸入緩沖器耦合的比較器，用于確定是否已經(jīng)存儲完整節(jié)目時鐘參考(PCR)間隔；與所述比較器耦合的算術(shù)單元，用于在已經(jīng)存儲完整PCR間隔之后計算要插入到輸出傳輸流的空分組(NP)的數(shù)目；與所述算術(shù)單元耦合的PCR重壓戳器，用于重壓戳所述至少兩個PCR。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括與PCR重壓戳器耦合的輸出生成器，用于控制所述輸出傳輸流的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在第i個輸入PCR和第i+Ι個輸入PCR之間要插入的NP的數(shù)目等于
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中在分組k之后要插入的空分組的數(shù)目nk等于
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括與所述輸入緩沖器耦合的PCR提取器，用于從所述傳輸流提取所述至少兩個PCR，其中所述輸入緩沖器存儲所提取的PCR。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括與所述輸入緩沖器耦合的計數(shù)器，用于將所存儲的每個分組的相應(yīng)計數(shù)提供給所述輸入緩沖器，其中所述輸入緩沖器存儲所述相應(yīng)計數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中如果所述傳輸流具有單個PCR分組標(biāo)識符，則所述重壓戳器把第i+Ι個輸出PCR值/ ^設(shè)置為等于
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中如果j是從2到N的整數(shù)，則所述重壓戳器把第 j個分組標(biāo)識符的第i+Ι個輸出卩0 值設(shè)置等于
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述輸出生成器包括先入先出緩沖器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述輸出生成器具有第一輸出速率和第二輸出速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述輸出生成器包括 緩沖器；與所述緩沖器耦合的滯后控制，用于跟蹤所述緩沖器的占用； 與所述緩沖器耦合的輸出調(diào)度器，用于使得數(shù)據(jù)能夠從所述緩沖器輸出； 與所述滯后控制和所述輸出調(diào)度器耦合的壓控晶體振蕩器，用于向所述輸出調(diào)度器提供時鐘，其中所述時鐘是所述緩沖器占用的函數(shù)，其中所述時鐘具有對應(yīng)于所述第一輸出速率的第一頻率和對應(yīng)于所述第二輸出速率的第二頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述輸出生成器最初被設(shè)置為所述第一輸出速率，其中如果所述緩沖器降到低于預(yù)定占用，則所述輸出生成器被切換到所述第二輸出速率。
13.一種方法，包括接收具有一個或多個節(jié)目的可變比特率傳輸流，其中所述傳輸流包括至少一個節(jié)目時鐘參考(PCR)流；把所述傳輸流的多個分組存儲到緩沖器； 計算要插入到所述傳輸流的空分組的數(shù)目； 將所述空分組散布到所述傳輸流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括如果所述傳輸流具有多于一個PCR分組標(biāo)識符，則把所述傳輸流中的一個PCR時鐘選擇作為主PCR時鐘。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述主PCR時鐘被任意地選擇。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括為每個節(jié)目標(biāo)識符重壓戳所述PCR時鐘的PCR值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括 計算在PCR時鐘和主PCR時鐘之間的頻率差；周期性地校正在PCR時鐘和主PCR時鐘之間的漂移。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括插入額外的PCR分組以保持小于40毫秒的PCR間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括在新的傳輸流分組到達(dá)所述緩沖器時，傳送所述傳輸流分組。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括 填充所述緩沖器直到所述緩沖器至少半滿； 以初始第一恒定比特率排放所述緩沖器；如果緩沖器占用小于1/3滿，則以第二恒定比特率排放所述緩沖器； 如果所述緩沖器大于2/3滿，則把所述緩沖器的排放從所述第二恒定比特率切換到所述第一恒定比特率。
全文摘要
用于處理MPEG傳輸流的系統(tǒng)和方法。特別地，該系統(tǒng)可以接收具有一個或多個節(jié)目的可變比特率輸入傳輸流。利用兼容的節(jié)目時鐘參考把可變比特率傳輸流轉(zhuǎn)換成恒定比特率流?？辗纸M在合適的位置上添加到傳輸流以把它填充到恒定比特率。節(jié)目時鐘參考分組被重壓戳以保證滿足所有定時要求。
文檔編號H04N7/24GK102204249SQ200880131035
公開日2011年9月28日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者C.A.小諾倫哈 申請人:愛立信電視公司