專利名稱：同步活動圖像專家組解碼器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種同步MPEG(活動圖像專家組)解碼器的方法，該解碼器適合于來源記錄媒介的壓縮數(shù)據(jù)的解碼。本發(fā)明還涉及到一個實現(xiàn)這種方法的MPEG解碼器，涉及到一種衛(wèi)星解碼器或者包括這種解碼器的電視接收機。


圖1描繪了一種利用硬盤上MPEG數(shù)據(jù)流記錄的衛(wèi)星解碼器結(jié)構(gòu)圖。
在多路復用器1的輸入端接收一個MPEG節(jié)目數(shù)據(jù)流(PS)。然后以PES數(shù)據(jù)包(對于打包基本數(shù)據(jù)流的初始標準)的形式輸出一個節(jié)目的數(shù)據(jù)。為了記錄這些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被發(fā)送給一個存儲器2然后再經(jīng)過硬盤接口3到硬盤4。
為了數(shù)據(jù)的讀取，硬盤4連接到硬盤接口5然后再連到一個存儲器6。第一個存儲器的輸出連接到一個視頻MPEG解碼電路7而第二個存儲器的輸出連接到一個音頻MPEG解碼電路8。對應于視頻和音頻提示信號的這兩個電路的輸出傳送給數(shù)字/模擬變換器然后再到電視接收機(這些在圖中沒有描繪)。
其中，存儲器電路6能夠多路分解存儲在硬盤上的音頻和視頻數(shù)據(jù)。然后，這些視頻PES和音頻PES數(shù)據(jù)由它們各自的解碼器處理。
存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)是在多路分解該數(shù)據(jù)流之后獲得的數(shù)據(jù)。因此，一是沒有處理的PS節(jié)目數(shù)據(jù)流的存儲，這避免在讀取時一個這樣數(shù)據(jù)流的再生，還有避免構(gòu)成這個數(shù)據(jù)流的所有節(jié)目的存儲，或者避免用關(guān)鍵字記錄加密的數(shù)據(jù)存儲等。
在一種常規(guī)的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)MPEG標準的解碼器工作方式，這就是說它通過給定的傳輸比特率直接接收該數(shù)據(jù)流，例如通過衛(wèi)星或電纜傳輸，在下面再調(diào)出以至于強調(diào)與硬盤環(huán)境有關(guān)的特殊特征，即在解碼之前利用硬盤上數(shù)據(jù)的中間存儲。
在MPEG標準中，根據(jù)模擬涉及到的虛擬內(nèi)存，來實現(xiàn)解碼器緩沖存儲器的管理。的確，構(gòu)成一個序列的每幅圖象的編碼沒有以不變的價值來實現(xiàn)，而編碼器輸出的緩存存儲器用來以恒定平均比特率傳輸數(shù)據(jù)。在解碼器一邊，從恒定比特率的數(shù)據(jù)流中，還需要緩存存儲器以便傳輸可變-價值的圖象。解碼器緩存存儲器管理的實現(xiàn)，其中是以數(shù)據(jù)流中編碼器傳送的時鐘以及分配給傳輸圖象和確定從解碼器退出的時刻為基礎，對每幅圖象編碼器存儲器中一幅圖象存儲的時刻與解碼器存儲器讀時刻之間的時間間隙必須是相同的。
這里包括PCR時鐘，對于MPEG標準中節(jié)目時鐘參考是固定不變的，該時鐘是一個傳輸?shù)臅r間提示信號并且根據(jù)解碼器的同步來實現(xiàn)。
這里還包括DTS標志，對于MPEG標準中解碼時間標志是固定不變的，該標志是數(shù)據(jù)流中傳輸?shù)囊粋€字段并且它表示一幅要在解碼器中解碼圖象的時刻。
出現(xiàn)在傳輸數(shù)據(jù)流TS中的PCR提示信號由解碼器用來計算時間。因此PCR在解碼器等級上傳輸該時序安排標志。
該DTS給出解碼時序安排，這就是說該時刻的圖象必須從解碼器的緩存存儲器中讀出并且解碼。
PRC和DTS提示信號是分別以傳輸數(shù)據(jù)流TS的188-字節(jié)的包標題和PES數(shù)據(jù)流的包標題傳輸?shù)模谝粋€打包步驟在傳輸數(shù)據(jù)流TS的產(chǎn)生中需要。
初始的PST，代表顯示時間標志，其對應于圖象顯示的時刻并且允許解碼后的圖象重新排序；該PTS存在于PES數(shù)據(jù)流的包標題中。
當MOEG解碼器根據(jù)源于硬盤的數(shù)據(jù)工作時，這些數(shù)據(jù)以解碼器的進展速度消化。用來顯示由本地27MHz時鐘來調(diào)整的解碼圖象(VSYNC)的音頻和視頻解碼器的同步信號以便每秒近似地傳輸25幅圖象。
因為該記錄是在音頻和視頻PES級別進行的，所以與PS數(shù)據(jù)流的PCR有關(guān)的提示信號就丟失了而且可能不用在跟蹤本地時鐘中。這種跟蹤的不存在在硬盤讀寫指針的級別產(chǎn)生一個管理問題，如同在音頻和視頻信號級別的同步問題一樣。
至于這些指針的管理，考慮兩種方式只讀方式，即不出現(xiàn)同時硬盤的寫入(對于這個問題不是太麻煩)，和讀/寫方式。
只讀方式，當以前記錄的數(shù)據(jù)流重放時，自由振蕩器的時鐘精度是滿足的。相對于記錄標稱值的變化在40ms視頻圖象期間找到。電視與收看者水平的容差級別是足夠大地，將能做到比專業(yè)電視標準低非常多的精度。
這是因為圖象同步信號(VSYNC)基于27MHz時鐘來確定。其具有40ms的周期。由于本地時鐘的精度，這個信號的慢漂移根本不造成麻煩，其原因是事實上電視處在發(fā)射通路的末端。
另一方面，讀/寫方式(讀與寫方式是交替進行，一般認為是時間的交替)，由于事實上該時鐘是處于自由振蕩中，則故障可能發(fā)生，這不可能跟蹤從硬盤中讀出的數(shù)據(jù)流。
當記錄和讀同時操作時，時間偏移重放的情況，存在一個風險即寫入操作將被讀取硬盤操作壓過，或者將增加延時。因為偏差是較慢的，所以這第二種情況麻煩不大。另一方面，如果讀出超過寫入，這就是說如果讀指針超過寫指針并且中斷去讀取至今沒有寫的存儲區(qū)域，則描繪的圖象將最多記錄在這個以前記錄期間的區(qū)域，并且被記錄的圖象不再重放。這種情況可能發(fā)生在記錄與讀之間時是由于讀取時的一個短的暫停。在這種情況下，當記錄數(shù)據(jù)時如果27MHz時鐘比編碼器所用的時鐘稍微快一點，數(shù)據(jù)的重放就比它們的記錄快并且超過一個長周期，這就是說對于一定持續(xù)時間的記錄節(jié)目，讀指針可能超過寫指針。因此在這種模式下，必須禁止寫與讀之間的這種滑動。
一種想法是使本地時鐘跟蹤易變數(shù)據(jù)流的PRC(節(jié)目時鐘參考)同時被記錄。然而，這將不能解決另外一種故障，該故障可能發(fā)生在由于事實上記錄數(shù)據(jù)沒有預先知道有效性時。因為寫和讀是同步的，所以在本地時鐘被同步于易變數(shù)據(jù)流的PRC的情況下，讀與寫之間的延時將被保持除非解碼器開始非?？斓叵摂?shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)被破壞這是可能發(fā)生的。的確，在實時傳輸?shù)那闆r下，這些錯誤的數(shù)據(jù)能夠在讀解碼器緩存器上立即檢測出來，當這些僅在讀取后檢測到錯誤數(shù)據(jù)能夠在硬盤上記錄以及在解碼器的緩存器中存儲時，與上面相同的操作不能保持。當被破壞的數(shù)據(jù)由解碼器檢測到時，后面再同步并且立即清空緩存器，使得數(shù)據(jù)丟失并且為添充緩存器而重復訪問硬盤。在這種情況下，還可能發(fā)生讀指針超過寫指針。這可能發(fā)生在由于較差的傳輸條件引起的錯誤提示信號的傳輸時或者數(shù)據(jù)傳輸丟失時。
至于音頻和視頻數(shù)據(jù)的同步是相關(guān)的，不管是只讀方式還是讀/寫方式，不能初始化和同步本地時鐘于PCR標志的事實可能引起視頻與音頻之間同步的問題，例如在只讀方式。這是因為涉及代表相對本地時鐘的時刻提示信號不能利用，由于事實上這個時鐘不再與編碼器同步。
本發(fā)明的目的是克服前述的缺陷。
本發(fā)明的目的是提供一種用于為源于記錄媒介的壓縮數(shù)據(jù)解碼而同步MPEG解碼器的方法，這些數(shù)據(jù)包括PEC(打包的基本數(shù)據(jù)流)音頻和視頻數(shù)據(jù)包，其特征在于它包括-計算一幅圖象的視頻的顯示Tpres的實際時刻的步驟，這個時刻與本地時鐘LSTC有關(guān)，-計算已經(jīng)算出的顯示時刻與對應于這幅圖象視頻編碼器期望的顯示時刻PTS標記之間的偏移量STCO的步驟，以至于確定一個實際的時鐘VSTC=STCO+LSTC，-對應于這幅在PTS圖象的視頻和音頻的顯示與實際時鐘VSTC有關(guān)。
根據(jù)一個特有的特性，該視頻信號經(jīng)過視頻解碼器緩存器的過渡時間施加在一個預定值TVBV上。
根據(jù)一個變化，TVBV的確定取決于在記錄媒介上PES數(shù)據(jù)記錄的比特率。
根據(jù)一個變化，TVBV的確定取決于VBV-延時。
根據(jù)一個特有的特性，偏移量等于STCO=PTS-TVBV-TVSYNC-(TimeRef×40ms)-TDEC-LSTCpic其中TVSYNC-對應于一個幀周期，TDSC-對應于圖象解碼持續(xù)時間，其在較高的數(shù)量的幀周期，
TimeRef-表示該圖象重新排序的時間參考，LSTCpic-與第一幅圖象的檢測時刻有關(guān)。
根據(jù)一種特殊的工作方式，以移位方式讀取數(shù)據(jù)(時間移位)，該數(shù)據(jù)是以寫指針為基礎記錄的，記錄的數(shù)據(jù)根據(jù)讀指針以移位的時間方式來讀取，最小的時隙發(fā)生在讀和寫的指針之間，當獲得這個時隙時，解碼器的凍結(jié)-方式啟動。
本發(fā)明另一方面是一種同步裝置，該裝置用于同步MPEG解碼器與記錄的MPEG數(shù)據(jù)流的裝置，所記錄的數(shù)據(jù)由PES數(shù)據(jù)包組成，其中它包括用于計算要應用于解碼器的本地時鐘LSTC的偏移量STCO以便確定一個實際時鐘VSTC的裝置，作為在LSTC標志中計算的，這個偏移量等于圖象的視頻的顯示Tpres的時刻和源于編碼器的這幅圖象的顯示PTS值之間的差值，以及其中當實際時鐘VSTC等于PTS值時才執(zhí)行音頻和視頻數(shù)據(jù)的解碼。
本發(fā)明另一方面是衛(wèi)星解碼器，其中它包括一個MPEG解碼器和一個如上面所述的同步裝置，還有一個電視接收機，其中包括一個MPEG解碼器和一個如上面所述的同步裝置。
因此以PES形式的一個節(jié)目在硬盤上的本地記錄要求在重放時采取防范措施本地時鐘的跟蹤以及視頻和音頻解碼器的同步。
在此所提的方法力爭模仿能夠以操作音頻和視頻解碼器這樣一種方法的衛(wèi)星傳輸?shù)牟考?，在這些方式中盡可能地類似它們的正常操作方式。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是提出一種能夠簡單實現(xiàn)的同步方法，不需要利用PRC而且避免了當讀取硬盤數(shù)據(jù)時一般常遇到的故障。
通過下面參照附圖和給出例子的描述大家將更清楚本發(fā)明的特點和優(yōu)點，附圖包括圖1描繪一個帶有硬盤的衛(wèi)星解碼器的簡單方框圖。
圖2a描繪寫音頻和視頻數(shù)據(jù)到硬盤上的操作。
圖2b描繪從硬盤讀取音頻和視頻數(shù)據(jù)的操作。
圖3描繪與記錄數(shù)據(jù)相關(guān)的讀和寫指針。
圖4描繪根據(jù)已有技術(shù)在啟動時視頻解碼器的工作方式。
圖5描繪一幅解碼圖象的顯示中需要的各種步驟。
指針的管理圖2a和圖2b圖解地描述了實現(xiàn)硬盤上音頻和視頻提示信號的存儲與提取的方式。
圖2a對應于寫入硬盤的操作。視頻和音頻PES是以一體和同樣的128kB數(shù)據(jù)塊記錄在硬盤上(256個地址編址數(shù)據(jù)塊)[或者1ba，表示512字節(jié)的邏輯數(shù)據(jù)塊編址的字母縮寫]。視頻占用112kB而音頻占用剩余的16kB部分，與音頻的比特率成比例。在視頻的112kB緩存的同時對應于到達音頻數(shù)據(jù)量數(shù)值q被寫在128kB數(shù)據(jù)塊的開始，因此其對應于存儲的音頻數(shù)據(jù)量。在記錄上，視頻/音頻比特率的比例是根據(jù)一個數(shù)據(jù)塊的。
圖2b對應于讀硬盤的操作，112kB視頻數(shù)據(jù)被讀取以至于形成視頻PES數(shù)據(jù)流，同時作為音頻信息(可變部分)的數(shù)據(jù)量qkB形成音頻PES數(shù)據(jù)流。
圖3描繪數(shù)據(jù)塊的連續(xù)性，每個128kB和對于這個硬盤的讀寫指針的位置一樣存儲在硬盤上。引用的雙箭頭9表示寫指針(右邊的垂直箭頭)與讀指針(左邊的垂直箭頭)之間的延時。引用的雙箭頭10表示一個規(guī)定的間隙，這里是5個數(shù)據(jù)塊在這些指針之間一開始就預定的，而引用的雙箭頭11表示一個凍結(jié)間隙，這就是說引起圖象凍結(jié)的最小間隙。
這種想法是通過軟件來保證一個最小的間隙，例如指針之間的一個128kB數(shù)據(jù)塊。當達到這點時，解碼通過暫停解碼器存儲器的讀操作來臨時延緩，從而使得屏幕上的圖象凍結(jié)，直到至少一個數(shù)據(jù)塊分開了寫和讀。事實上，一旦沒有找到這點就要建立初始的間隙，因為數(shù)據(jù)在任何情況下丟失并且利用重建初始延時的唯一目標來保持圖象凍結(jié)都是沒有益處的。
音頻/視頻同步給定音頻和視頻數(shù)據(jù)存儲的“交錯”的方式，該節(jié)目的兩個元素的重放必須同時進行。作為第一近似這可以說第一個視頻字節(jié)和第一個音頻字節(jié)同時到達它們各自的解碼器。這個并不是說它們將同時解碼，原因是視頻經(jīng)過其解碼器的過渡時間。
眾所周知，為了避免使用大容量音頻緩存存儲器，該音頻從編碼的時間進行相位延時。因此重放時，在標準方式(直接發(fā)送)音頻與視頻同相位。這個延時在編碼器確定并且取決于視頻的比特率。
當該數(shù)據(jù)記錄在硬盤上并且因為它們不再傳送到音頻解碼器和用這個視頻比特率傳送到視頻解碼器時，一個相位移重新出現(xiàn)在該音頻與視頻之間。
通常情況下，視頻解碼器啟動的工作方式用一個流程圖輔助描繪在圖4中。這個啟動執(zhí)行如下步驟12，解碼過程接收數(shù)據(jù)流以便提取其中的字頭。步驟13實現(xiàn)一個循環(huán)直到檢測到第一個序列的字頭。當是這樣一種情況時，執(zhí)行步驟14以及它在于讀取跟隨這個序列字頭的圖象字頭。如果PTS標志是可用的，步驟15承擔檢查，然后在步驟16期間推斷DTS標志。步驟17組成一個比較DTS與本地時鐘LSTC的循環(huán)。該循環(huán)的輸出對應等同于接收下一個同步信號(VSYNC)，奇偶檢測在步驟18執(zhí)行，在步驟19，基于正確奇偶的檢測觸發(fā)圖象解碼。
如果該PTS標志不能使用，步驟20在于填充解碼器的緩存存儲器。步驟21檢查該緩存存儲器填充的水平。當用于解碼需要的最低水平達到并且接收下一個同步信號時，在步驟18進行奇偶檢測。根據(jù)正確奇偶的檢測在步驟19執(zhí)行圖象解碼。
在幾種條件下著手視頻PES數(shù)據(jù)流的解碼。首先，在步驟13，解碼器不知道數(shù)據(jù)流的啟始直到它遇到啟動序列。因此它確定構(gòu)成數(shù)據(jù)流入口點的第一序列字頭(SEQ)。然后該數(shù)據(jù)以對應于傳輸比特率的速度在解碼器的緩存器中累加。在序列字頭之后，在步驟14解碼器接收圖象字頭(畫面-字頭)。
與第一幅圖象解碼啟動所需最低緩存器水平相關(guān)的提示信號是在這個標題中。一旦緩存器中達到這個水平(步驟21)，因此在相對視頻比特率一定時間后，解碼器檢查垂直同步信號(VSYNC)的正確奇偶以便命令解碼(步驟19)。
當VBV-延時在數(shù)據(jù)流中不合適的情況下，它是固定解碼啟動的PTS(顯示時間標志)提示信號。
說到啟動，直接接收(沒有涉及在硬盤上存儲)和來自硬盤上的數(shù)據(jù)重放之間的主要不同是-讀比特率對于磁盤來說看上去可能沒有限制。
-同步于PCR提示信號(節(jié)目時鐘參考)的本地時鐘(LSTC本地系統(tǒng)時鐘)不存在。
依靠可能在數(shù)據(jù)流啟動期間自硬盤填充緩存器時的高視頻比特率，第一幅圖象的解碼將比直接接收發(fā)生的快，而導致音頻與視頻之間的相位移。如本發(fā)明中實現(xiàn)的以及如下面描述的，與視頻相關(guān)的音頻的同步能夠避免這樣的相位移。
LSTC在數(shù)據(jù)流控制和音頻與視頻同步中通常擔當主要角色。當數(shù)據(jù)來源于硬盤因為緩存存儲器一填滿傳輸就停止時，數(shù)據(jù)流控制不成問題。因此沒有數(shù)據(jù)丟失的風險。另一方面，參考時鐘還是必要的以至于使得音頻與視頻同步。從視頻PTS提示信號再現(xiàn)的實際STC時鐘(VSTC)的利用使其能同步。
必須通過視頻過程盡快初始化STC，以至于能夠使音頻自身能夠與該時鐘同步。初始化所需的提示信號是本地STC計數(shù)器(LSTC)的數(shù)值。
第一幅圖象的PTS。
第一幅圖象(如果存在)的VBV-延時。
用于圖象記錄的第一幅圖象的時間參考(TimeRef)。
垂直同步VSYNC的奇偶性。
給定適合讀取硬盤的高比特率，采集第一幅圖象字頭(PIC字頭)而獲得的這些提示信號很快地可適用。
圖5粗略地描繪了一幅解碼圖象再顯示所需時間中的各種步驟。上端表示已經(jīng)存儲在硬盤上并且現(xiàn)在正讀取的數(shù)據(jù)的連續(xù)性。這個區(qū)分割成一些幀周期。
在下文中，下面的符號將被采納-Tpic表示一個時期(T后面小寫字母)
-TVBV表示一個持續(xù)時間(大寫字母)在序列字頭后面的第一幅圖象字頭的檢測之后，數(shù)據(jù)塊的讀取和記錄發(fā)生在對應于VBV-延時的TVBV時刻解碼器的緩存器中。在此時刻之后，執(zhí)行奇偶檢測。如果同步信號與準備要解碼的圖象具有相反的奇偶性，圖中的情況，等于TVSYNC(20ms)的持續(xù)時間被累加以便確定解碼的時刻。這個時刻稱為Tdec。如果解碼的實際持續(xù)時間大于一個幀周期(圖中這種情況持續(xù)時間由一個包含標有“解碼”字樣的矩形表示)，考慮解碼的持續(xù)時間TDEC被選為等于一個直接地大于實際持續(xù)時間的整數(shù)持續(xù)時間TVSSYNC。如果Tpres實際是解碼圖象顯示的時刻，Tpres和Tdec之間的間隙等于TDEC+TimeRef×TVSYNC，TimeRef用作圖象重新排序中的時間參考。
在時刻Tdec，圖象的解碼盡快地開始于正確奇偶的第一個同步VSYNC，該正確奇偶跟隨在緩存存儲器已經(jīng)達到對應正常比特率遲延VBV-延時水平的時刻后。還有，讀硬盤的高比特率意味著解碼器緩存器的填充時間少并且大大少于VBV-延時。這個比特率可以容易地大于衛(wèi)星傳輸?shù)?0倍。對于給出的一些理想情況，與衛(wèi)星傳輸比特率4Mbit/s比，1.8Mbit容量的解碼器緩存器的填充需要0.45秒。當填充源于硬盤時這個遲延減少到0.03秒。
因此不需要等待該持續(xù)時間VBV-延時，就能夠盡快地開始視頻解碼。然而，音頻和視頻必須保持同步。因為音頻解碼本身不能同樣地提前，所以音頻將遲延在視頻之后。這樣的狀況是不希望的，因為這要求迅速忽略音頻數(shù)據(jù)以便趕上。
為了減輕這個缺陷和因而要補償硬盤提供的高比特率，稱作TVBV的延時故意地強加在視頻上。該延時能夠模擬原始的VBV-延時。
TVBV=VBV-延時如果VBV-延時提示信號在數(shù)據(jù)流中不適用，它可以替換，在公式中，解碼器緩存器(std-buffer)的大小TVBV=std-buffer/BitRateSat-std-buffer/BitRateDisk該持續(xù)時間取決于視頻比特率(衛(wèi)星傳輸比特率BitRateSat)和硬盤的比特率(BitRateDisk)。
因為硬盤的比特率遠遠大于衛(wèi)星傳輸比特率，因此可以做出如下近似TVBV=std-buffer/BitRateSat數(shù)值BitRateSat是在寫操作同時計算的。這是因為在一個單位時間內(nèi)寫的字節(jié)數(shù)量是已知的。
緩存器的大小一般是1.8Mbits。
一旦這個延時已經(jīng)消失解碼就可以開始了。然而，在某些設備中，為了等待垂直同步的正確奇偶，20ms延時的增加可能是必須的。最好保證音頻啟動相對視頻沒有延時且不反相，允許與垂直同步(VSYNC)再定相的20ms遲延通過缺省設置引入。相對于第一幅圖象檢測時間(Tpic)的解碼啟動時間(Tdec)則是如下Tdec=Tpic+TVBV+TVSYNC知道了解碼(Tdec)的啟動時刻，顯示(Tpres)的時刻取決于圖象的時間參考(TimeRef)和其解碼需要的遲延(TDEC)Tpres=Tdec+TimeRef*40ms+TDECTdec取決于解碼器的執(zhí)行(一般是20ms或40ms)。在該應用中，執(zhí)行時間是40ms。
用上述計算值替代TdecTpres=Tpic+TVBV+TVSYNC+TimeRef×40ms+TDEC在第一幅圖象檢測的準確時刻本地時鐘LSTC的數(shù)值時刻Tpic不需要知道。這是因為，例如在我們的系統(tǒng)中，時鐘LSTC的執(zhí)行允許其值只在每20ms采樣一次。因此用下面的公式替換是可取的，在該公式中LSTCpic表示在第一幅圖象被檢測時刻可用的時鐘LSTC的值Tpic=LSTCpic以及Tpres=LSTCpic+TVBV+TVSYNC+TimeRef×40ms+TDEC現(xiàn)在對應于圖象的顯示的實際時刻Tpres與編碼器期望顯示的時刻PTS之間的間隙，計算偏移量值。這個時刻PTS僅在假如解碼器已經(jīng)初始化并且同步于PCR的時鐘下有意義。這里，該數(shù)值PTS不是用于確定絕對的顯示時間而是使得音頻和視頻解碼的時刻同步(相同的PTS)。
因此該偏移量是要在本地時鐘上做的校正STCO(系統(tǒng)時間時鐘偏移量)以便根據(jù)本地時鐘確定的圖象的顯示時刻Tpres對應于PTS標記Tpres+STCO=PTSSTCO=PTS-TVBV-TVSYNC-TimeRef×40ms)-TDEC-LSTCpic因此我們確定了一個實際的時鐘VSTC如下VSTC=LSTC+STCO這個實際的時鐘作為音頻同步的參考。
當VSTC的數(shù)值等于PTS時，音頻的顯示能夠執(zhí)行并且將與視頻顯示同相。
這些計算的目的是預測關(guān)于一幅圖象的視頻顯示的有效時刻(時間LSTC任意20ms的倍數(shù))以至于計算相對這幅圖象的視頻的理論值PTS的偏移量。然后利用該偏移量來確定音頻數(shù)據(jù)的顯示的有效時刻。
音頻PTS還可以用來初始化VSTC并且在這種情況下音頻是主要的。這個解決辦法不被采納其原因是音頻幀中出現(xiàn)的PTS頻率較低。
大家可以觀測到，如果在解碼過程中不存在中斷，該視頻解碼與VSTC保持同步。然后可以檢驗在每幅圖象的顯示上VSTC=PTS。
不可估計的兩種類型可能會干擾視頻解碼過程-對于從硬盤讀取數(shù)據(jù)流的干擾可能引起某些圖象的顯示中的延時，或者是向前跳躍緊跟著解碼器的重新初始化以及后面數(shù)據(jù)的丟失。
-利用不再有效的LSTC持續(xù)時間由應用執(zhí)行的稱作“特技-方式”的執(zhí)行(在標準中使用的以及對應于特殊工作方式的術(shù)語如凍結(jié)幀等)。
在所有的情況下，最好在啟動時重新初始化VSTC或者保存一個退回的值(暫停的情況)。
偏移量可以有規(guī)律地再-更新(相對與PCR同步的PTS時鐘LSTC的滑動)。該圖象周期可以取作刷新的周期。
音頻解碼器的啟動比視頻解碼器的啟動更快。為了知道什么時候啟動考慮VSTC就足夠了。當然必須等待由視頻初始化的VSTC。
在一定程度上VSTC保持合適地與視頻解碼同步，音頻與視頻的同步完全自然地通過跟蹤它的VSTC來完成。然而可能發(fā)生音頻解碼器沒有與控制視頻解碼器的27MHz參考時鐘同步，而與一個獨立的時鐘同步。在這種情況下音頻解碼器必須跟蹤VSTC。
當然，MPEG解碼器和已經(jīng)存在的硬盤集成在一個衛(wèi)星解碼器中。這些元件或者它們之一剛好能夠容易地成為接收壓縮數(shù)據(jù)的數(shù)字電視接收機的一部分。
輸入的數(shù)據(jù)流被描述為一個節(jié)目的數(shù)據(jù)流PS。在不背離本發(fā)明的范圍情況下，它還可以屬于一種傳輸數(shù)據(jù)流TS。
權(quán)利要求
1．用于為源于記錄媒介(4)的壓縮數(shù)據(jù)解碼而同步MPEG解碼器的方法，這些數(shù)據(jù)包括PEC(打包的基本數(shù)據(jù)流)音頻和視頻數(shù)據(jù)包，其特征在于它包括-計算一幅圖象的視頻的顯示Tpres的實際時刻的步驟，這個時刻與本地時鐘LSTC有關(guān)，-計算已經(jīng)算出的顯示的時刻與對應于這幅圖象的視頻的編碼器期望的顯示的時刻的PTS標記之間的偏移量STCO的步驟，以至于確定一個實際的時鐘VSTC=STCO+LSTC，對應于這幅圖像的視頻和音頻的顯示相對于實際時鐘VSTC以PTS注明。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于視頻信號經(jīng)過視頻解碼器緩存器的過渡時間加在一個預定值TVBV上。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于TVBV的確定取決于記錄媒介上PES數(shù)據(jù)記錄的比特率。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于TVBV的確定取決于VBV-延時。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述偏移量的確定取決于圖象解碼持續(xù)時間(TDEC)，其在在一個較高數(shù)的幀周期。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于計算的偏移量按一幀的周期(TVSYNC)來增加。
7．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于偏移量STOC等于STCO=PTS-TVBV-TVSYNC-(TimeRef×40ms)-TDEC-LSTCpic其中TVSYNC-對應于一個幀周期，TDSC-對應于在一個較高數(shù)的幀周期的圖象解碼持續(xù)時間，TimeRef-表示該圖象重新排序的時間參考，LSTCpic-與第一幅圖象的檢測時刻有關(guān)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當執(zhí)行“特技-方式”或者視頻解碼器重新初始化時，實際時鐘VSTC在啟動時再-更新。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于實際時鐘VSTC隨著每幅圖象再-更新。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，對于移位方式讀取數(shù)據(jù)(時間移位)，該數(shù)據(jù)是以寫指針為基礎記錄的，記錄的數(shù)據(jù)根據(jù)讀指針以移位的時間方式來讀取，其特征在于最小的時隙(11)發(fā)生在讀和寫的指針之間，當獲得這個時隙時，解碼器的凍結(jié)-方式啟動。
11．用于同步MPEG解碼器(7，8)與記錄的MPEG數(shù)據(jù)流的裝置，所記錄的數(shù)據(jù)由PES數(shù)據(jù)包組成，其特征在于它包括用于計算要應用于解碼器的本地時鐘LSTC的偏移量STCO以便確定一個實際時鐘VSTC的裝置，作為在LSTC標志中計算的，這個偏移量等于圖象的視頻的顯示Tpres的時刻和源于編碼器的這幅圖象的顯示PTS值之間的差值，以及其中當實際時鐘VSTC等于PTS值時才執(zhí)行音頻和視頻數(shù)據(jù)的解碼。
12．一種衛(wèi)星解碼器，其特征在于它包括一個MPEG解碼器(7，8)和一個根據(jù)權(quán)利要求11的同步裝置。
13．一種電視接收機，其特征在于它包括一個MPEG解碼器(7，8)和一個根據(jù)權(quán)利要求11的同步裝置。
全文摘要
本發(fā)明方法包括:計算一幅圖象視頻顯示Tpres的實際時刻的步驟,這個時刻與本地時鐘LSTC有關(guān),計算已經(jīng)算出的顯示時刻與對應于這幅圖象視頻編碼器期望的顯示時刻PTS標記之間的偏移量STCO的步驟,以至確定一個實際的時鐘VSTC=STCO+LSTC,對應于這幅在PTS圖象的視頻和音頻的顯示與實際時鐘VSTC有關(guān)。本發(fā)明應用涉及到衛(wèi)星解碼器,涉及到利用硬盤來記錄編碼數(shù)據(jù)的數(shù)字電視接收機和一個MPEG解碼器。
文檔編號H04N7/24GK1284718SQ00121268
公開日2001年2月21日 申請日期2000年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月13日
發(fā)明者克洛德·沙佩爾, 弗蘭克·阿伯拉爾, 讓-查理·吉耶莫 申請人:湯姆森多媒體公司