專利名稱：在atsc信道上廣播獨(dú)立編碼信號(hào)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種數(shù)字視頻廣播，具體涉及用于數(shù)字視頻信號(hào)的先進(jìn)編碼方法的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
已經(jīng)通過(guò)越來(lái)越強(qiáng)大的壓縮算法和有效實(shí)現(xiàn)這樣的壓縮方法所需要的數(shù)字處理能力中的相應(yīng)改進(jìn)的開發(fā)來(lái)滿足對(duì)于在有限傳輸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的視頻通過(guò)量的持續(xù)的增加需求。在所述壓縮處理的操作中，在傳輸站點(diǎn)由編碼器作用于數(shù)字化視頻信號(hào)信息，所述編碼器執(zhí)行期望的壓縮算法，并且作為輸出產(chǎn)生視頻比特流，所述視頻比特流需要比原始的視頻信號(hào)信息本應(yīng)需要的傳輸帶寬實(shí)質(zhì)小的傳輸帶寬。在向一個(gè)接收站點(diǎn)傳輸那個(gè)被壓縮的視頻比特流后，一個(gè)解碼器作用于所述比特流，所述解碼器將壓縮處理反轉(zhuǎn)，并且恢復(fù)原始的視頻信號(hào)信息。
由高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)頒布的用于美國(guó)的數(shù)字電視廣播的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)使用基于MPEG-2(運(yùn)動(dòng)圖象專家組)的視頻和音頻壓縮來(lái)廣播HDTV(高清晰度電視)業(yè)務(wù)。但是，可以在使用基于MPEG-2壓縮的6MHz信道上支持僅僅一個(gè)HDTV業(yè)務(wù)或多達(dá)6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)清晰度業(yè)務(wù)。先進(jìn)視頻壓縮技術(shù)(諸如MPEG-4)的使用將使得同一6MHz信道可以至少兩倍地有效?？梢栽谝粋€(gè)6MHz信道上承載例如2個(gè)高清晰度信道或多達(dá)12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)清晰度信道。另外，MPEG-4支持用于向具有小顯示器的器件發(fā)送信號(hào)的低比特率的信道。相反，MPEG-2在以低比特率進(jìn)行發(fā)送中效率很低。利用MPEG-4第10部分編碼，有可能在400Kbps以高質(zhì)量發(fā)送四分之一VGA分辨率。因?yàn)樗姆种籚GA分辨率大致是VCR質(zhì)量，可以在一個(gè)ATSC 6MHz信道上發(fā)送50個(gè)這樣的信道。
另外，用于MPEG-4的先進(jìn)差錯(cuò)恢復(fù)和可擴(kuò)縮工具使得可以建立堅(jiān)固的視頻分配系統(tǒng)，這對(duì)于以低比特流工作的器件通常是困難的。但是，因?yàn)锳TSC標(biāo)準(zhǔn)被限制到以MPEG-2編碼來(lái)工作，因此不能使用現(xiàn)有技術(shù)的ATSC數(shù)字視頻來(lái)實(shí)現(xiàn)MPEG-4的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
用于數(shù)字電視廣播的ATSC標(biāo)準(zhǔn)除了通常的音頻和視頻信道之外還指定了數(shù)據(jù)信道。一種方法被提供用于使用ATSC數(shù)據(jù)信道來(lái)廣播MPEG-4視頻流，對(duì)于MPEG-4視頻流，可以建立新的視頻服務(wù)。MPEG-4流可以被封裝為MPEG-2 PES(分組化基本流)或直接被封裝為MPEG-2傳送分組。這些機(jī)制使得能夠同步廣播用于ATSC數(shù)字TV系統(tǒng)的MPEG-4流，而在數(shù)據(jù)廣播時(shí)不改變ATSC標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用用于廣播MPEG-4視頻和音頻流的ATSC地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)來(lái)用于移動(dòng)和非移動(dòng)接收機(jī)。


圖1是ATSC廣播系統(tǒng)的高級(jí)示意說(shuō)明；圖2是按照本發(fā)明的方法的、被修改來(lái)工作的ATSC廣播系統(tǒng)的高級(jí)示意說(shuō)明；圖3提供了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于將MPEG-4數(shù)據(jù)封裝為ATSC傳送流的分組的方法的示意說(shuō)明；圖4提供了按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的、用于將MPEG-4數(shù)據(jù)封裝為ATSC傳送流的分組的方法的示意說(shuō)明；圖5提供了按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的、用于將MPEG-4數(shù)據(jù)封裝為ATSC傳送流的分組的方法的示意說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
在美國(guó)，按照由高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ASTC)頒布的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提供HDTV和其他高級(jí)電視服務(wù)，基本的這樣的標(biāo)準(zhǔn)的是ASTC標(biāo)準(zhǔn)A/53，ASTC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。另外，如在背景技術(shù)部分中所述，按照由稱為MPEG-2的運(yùn)動(dòng)圖像專家組頒布的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行在ASTC先進(jìn)電視系統(tǒng)中的數(shù)字電視信號(hào)的編碼和發(fā)送，所述稱為MPEG-2的運(yùn)動(dòng)圖像專家組頒布的標(biāo)準(zhǔn)被正式指定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC13818，信息技術(shù)-運(yùn)動(dòng)圖像和相關(guān)聯(lián)的音頻信息的一般編碼。(可以注意到美國(guó)HDTV按照與MPEG-2不同的音頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)，但是在此不討論這個(gè)不同)。
圖1中示出了ATSC高級(jí)電視系統(tǒng)的主子系統(tǒng)的高級(jí)示意圖解?？梢栽谶@個(gè)附圖中看出，所述系統(tǒng)包括應(yīng)用(視頻/音頻)編碼和壓縮子系統(tǒng)101、服務(wù)多路復(fù)用和傳送子系統(tǒng)102和RF/發(fā)送子系統(tǒng)103。所述應(yīng)用編碼和壓縮子系統(tǒng)包括視頻編碼和壓縮110和音頻編碼和壓縮112，它們是按照ATSCA/53標(biāo)準(zhǔn)被提供的。除了注意視頻應(yīng)用基于MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)并且這些輸入功能的細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員的是公知的之外，在此不需要進(jìn)一步討論ASTC視頻和音頻編碼和壓縮功能。
數(shù)據(jù)信道114也按照ATSC標(biāo)準(zhǔn)A/90、ATSC數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)來(lái)作為輸入被提供給所述系統(tǒng)。雖然編碼和/或壓縮的一些形式可以被應(yīng)用到使用數(shù)據(jù)信道對(duì)于所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入，但是這樣的編碼/壓縮在所述標(biāo)準(zhǔn)的范圍之外，因此在所述附圖中未示出。下面更詳細(xì)地說(shuō)明數(shù)據(jù)信道的操作。
服務(wù)多路復(fù)用和傳送子系統(tǒng)的服務(wù)多路復(fù)用功能部件120工作來(lái)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流劃分為信息的分組，包括每個(gè)分組或分組類型的唯一標(biāo)識(shí)，并且將視頻流分組、音頻流分組和數(shù)據(jù)流分組多路復(fù)用為單個(gè)的傳送流。傳送功能部件122使用MPEG-2傳送流協(xié)議，并且也將在下面更詳細(xì)地被說(shuō)明。實(shí)時(shí)時(shí)鐘123按照公知的原理提供對(duì)于傳送功能部件122和服務(wù)多路復(fù)用功能部件120的定時(shí)參考。
RF/發(fā)送子系統(tǒng)(103)包括信道編碼功能部件130、調(diào)制功能部件132和傳輸媒體134，它執(zhí)行對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員公知的功能，在此不必進(jìn)一步討論。來(lái)自RF/發(fā)送子系統(tǒng)的輸出信號(hào)被發(fā)送到接收機(jī)(具有解碼器136)，并且所述信號(hào)被解調(diào)、解碼和解壓縮以恢復(fù)原始信號(hào)信息。
ATSC傳送功能基于MPEG-2系統(tǒng)規(guī)范，包括使用通過(guò)首標(biāo)識(shí)別的固定長(zhǎng)度的分組。每個(gè)首標(biāo)識(shí)別一個(gè)特殊的應(yīng)用比特流，也稱為基本比特流，它形成分組的有效載荷。被支持的應(yīng)用包括視頻、音頻、數(shù)據(jù)、程序和系統(tǒng)控制信息。用于視頻和音頻的基本比特流本身在傳送處理之前被包裝在被稱為分組化基本流(PES)的可變長(zhǎng)度分組結(jié)構(gòu)中。共享公共的時(shí)基的基本比特流被多路復(fù)用為節(jié)目。
ATSC傳送功能也遵照MPEG-2系統(tǒng)編碼規(guī)范，其中基本流可以被多路復(fù)用為程序流或傳送流。通過(guò)將具有公共時(shí)基的PES分組的一個(gè)或多個(gè)流組合為單個(gè)流而產(chǎn)生程序流。傳送流將具有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立時(shí)基的一個(gè)或多個(gè)程序組合為單個(gè)流。傳送流也被設(shè)計(jì)用于可能存在差錯(cuò)的環(huán)境，諸如在有損或有噪聲的媒介中的發(fā)送。
經(jīng)由ATSC數(shù)據(jù)信道114(按照ATSC標(biāo)準(zhǔn)A/90)發(fā)送的數(shù)據(jù)被封裝為MPEG-2傳送流分組的有效載荷。A/90標(biāo)準(zhǔn)考慮了各種數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括同步數(shù)據(jù)流式傳送(Data Streaming)和數(shù)據(jù)管道傳送(Data Piping)。在數(shù)據(jù)和時(shí)鐘可以在接收機(jī)再生為同步數(shù)據(jù)流式傳送的意義上，在所述標(biāo)準(zhǔn)中將同步數(shù)據(jù)流定義為具有定時(shí)要求的數(shù)據(jù)的流式傳送。同步數(shù)據(jù)流與其他的數(shù)據(jù)流沒(méi)有強(qiáng)的定時(shí)聯(lián)系，并且在PES分組中被攜帶。數(shù)據(jù)管道傳送被所述標(biāo)準(zhǔn)定義為用于提供在MPEG-2傳送流內(nèi)的任意用戶定義的數(shù)據(jù)的機(jī)制。利用數(shù)據(jù)管道傳送，數(shù)據(jù)被直接插入MPEG-2傳送流分組的有效載荷。
按照本發(fā)明的原理，數(shù)據(jù)信道被適配來(lái)接受MPEG-4視頻流，建立可用于ATSC廣播的新型視頻服務(wù)。MPEG-4的壓縮效率可以隨后被用于建立更多的數(shù)據(jù)信道，以及在用于具有較小顯示器尺寸的器件的、具有很低比特率的信道上發(fā)送數(shù)據(jù)(否則它將不能容納視頻服務(wù))。
經(jīng)由ATSC/MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的視頻發(fā)送被限于在CCIR601標(biāo)準(zhǔn)清晰度和HDTV分辨率之間的視頻分辨率。這與按照本發(fā)明的原理的在ATSC數(shù)據(jù)信道上的MPEG-4流的使用相反，按照本發(fā)明的原理的在ATSC數(shù)據(jù)信道上的MPEG-4流支持任何視頻幀分辨率，包括使用諸如QCIF(四分之一通用交換格式)或CIF(通用中間分辯圖像格式)的小手持尺寸類型的顯示器。
圖2示出了被安排來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理的、編碼器系統(tǒng)的高級(jí)示意說(shuō)明。對(duì)于對(duì)應(yīng)于圖1所述的系統(tǒng)和子系統(tǒng)的功能部件，在這個(gè)圖中使用共同的附圖標(biāo)號(hào)。除了需要說(shuō)明本發(fā)明的方法之外，在此不進(jìn)一步說(shuō)明這樣的公共功能部件。參見所述附圖，具體上參見數(shù)據(jù)信道114，可以看出附加的視頻編碼和壓縮功能部件115和音頻編碼和壓縮功能部件116被提供用于經(jīng)由數(shù)據(jù)信道發(fā)送的信息。在本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例中，使用MPEG-4方法來(lái)執(zhí)行這樣的視頻和音頻編碼和壓縮(115和116)，其中新的信息按照MPEG-4方案被編碼為視頻對(duì)象畫面(VOP)。
可以從所述附圖中看出，服務(wù)多路復(fù)用功能部件120包括MPEG-2服務(wù)多路復(fù)用功能部件121，它工作來(lái)執(zhí)行典型的現(xiàn)有技術(shù)MPEG-2處理；數(shù)據(jù)服務(wù)多路復(fù)用功能部件124，它從MPEG-4視頻編碼器115接收MPEG-4VOP的流。數(shù)據(jù)服務(wù)多路復(fù)用功能部件124使用PES分組或RTP(實(shí)時(shí)協(xié)議)分組來(lái)將MPEG-4 VOP和音頻訪問(wèn)單元封裝到獨(dú)立的PES或RTP流。下面詳細(xì)地說(shuō)明按照本發(fā)明的方法的MPEG-4單元的這樣的分組化的處理。
數(shù)據(jù)服務(wù)多路復(fù)用功能部件124的輸出被提供到傳送流分組化器122，用于向MPEG-2傳送流插入多路復(fù)用的MPEG-4 VOP信息。在本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例中，MPEG-2傳送流分組化器將數(shù)據(jù)流分段為188個(gè)字節(jié)的分組，分配PID(音頻和視頻唯一PID)，多路復(fù)用各種流(音頻、視頻、數(shù)據(jù))，并且每100毫秒或更少(由ATSC標(biāo)準(zhǔn)指定)插入PCR值。當(dāng)然，MPEG-2傳送層也服務(wù)它的其他典型的現(xiàn)有技術(shù)功能，如ATSC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的(同步字節(jié)，連續(xù)計(jì)數(shù)器等)。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以容易地明白，按照本發(fā)明的原理建立以工作的解碼器136除了它的接收和解碼MPEG-2傳送流的通常操作之外，還包括另外的處理能力，用于恢復(fù)和解碼以MPEG-2傳送流封裝的MPEG-4數(shù)據(jù)。
MPEG-4視頻流可以以多種格式被封裝為ATSC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)廣播語(yǔ)法。在本發(fā)明的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)同步數(shù)據(jù)流式傳送或數(shù)據(jù)管道傳送的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)由數(shù)據(jù)信道來(lái)廣播MPEG-4流。
圖2服務(wù)多路復(fù)用層的一個(gè)重要功能是與系統(tǒng)的傳送層同步地附加音頻和視頻PTS值。當(dāng)使用同步數(shù)據(jù)流式傳送時(shí)，PES層執(zhí)行這個(gè)功能；對(duì)應(yīng)地，當(dāng)使用數(shù)據(jù)管道傳送時(shí)，RTP執(zhí)行這個(gè)功能。
現(xiàn)在詳細(xì)地考慮按照本發(fā)明的原理的MPEG-4單元的封裝，所述同步數(shù)據(jù)流式傳送實(shí)施例使用MPEG-2 PES和傳送流分組格式。每個(gè)MPEG-4視頻對(duì)象畫面(VOP)被以可變長(zhǎng)度的PES分組封裝。因此，每個(gè)PES分組以MPEG-4 VOP來(lái)開始。這些PES分組繼而被封裝到MPEG-2傳送分組。利用這個(gè)方法，需要在傳送分組的開始定位PES分組。這導(dǎo)致要向每個(gè)VOP周期加上0填充。使用MPEG-2傳送分組適配字段來(lái)實(shí)現(xiàn)填充。這個(gè)填充的使用是因?yàn)镸PEG-2傳送分組是固定的長(zhǎng)度；因此，在下一個(gè)MPEG-2傳送分組的開始，在MPEG-4 VOP的結(jié)尾和在下一個(gè)MPEG-2傳送分組的開始的、下一個(gè)MPEG-4 VOP的開始之間放置0填充。MPEG-4 VOP的分組對(duì)齊便利了在接收機(jī)較容易的VOP定位，因?yàn)榻邮諜C(jī)可以僅僅在每個(gè)MPEG-2 TS分組的開始查看以確定是否PES分組存在(因此MPEG-4 VOP存在)。
圖3中示意性地圖解了使用同步數(shù)據(jù)流式傳送將MPEG-4視頻數(shù)據(jù)封裝為MPEG-2傳送流的處理。在這個(gè)附圖中，封裝MPEG-4 VOP的PES分組310的序列被示出并置在MPEG-2傳送分組320的序列之上。PES分組310的每個(gè)包括PES首標(biāo)312-i、同步數(shù)據(jù)首標(biāo)314-i和MPEG-4視頻對(duì)象畫面(VOP)316-i(其中i表示分組索引號(hào)碼)。在MPEG-2傳送流320中，每個(gè)傳送分組由傳送首標(biāo)322-i和傳送有效載荷324-1構(gòu)成(再一次，其中i表示分組索引號(hào)碼)。
按照本發(fā)明的原理，每個(gè)PES分組的內(nèi)容被封裝為傳送分組序列的有效載荷部分，并且向在所述序列中的最終傳送分組加上0填充，以填充在那個(gè)最終傳送分組的有效載荷部分中的任何剩余比特?？紤]附圖中所示的說(shuō)明情況，構(gòu)成PES首標(biāo)312-1、同步數(shù)據(jù)首標(biāo)314-1和MPEG-4 VOP 316-1的一小部分的初始PES分組的第一部分被封裝到第一個(gè)圖解的傳送分組的有效載荷部分，即，傳送有效載荷324-1。MPEG-4 VOP 316-1的下一個(gè)部分隨后被封裝到下一個(gè)傳送分組的有效載荷部分，即，傳送有效載荷324-2。MPEG-4 VOP316-1的剩余部分隨后被封裝到第三傳送分組的有效載荷部分，即，傳送有效載荷324-3，并且加到那個(gè)分組的有效載荷部分的0填充326-3填充剩余的比特。
將會(huì)明了，構(gòu)成PES首標(biāo)312-2、同步數(shù)據(jù)首標(biāo)314-2和MPEG-4 VOP316-2的下一個(gè)PES分組將隨后被封裝到以傳送有效載荷324-4開始的、傳送分組有效載荷的下一個(gè)序列。
PES首標(biāo)包括與在傳送首標(biāo)中的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)相關(guān)的顯示時(shí)間標(biāo)記(PTS)。這個(gè)PTS將MPEG-4視頻流與系統(tǒng)時(shí)間同步。音頻PES分組也包括與傳送層PCR相關(guān)的音頻PTS。因此PES分組也包括與傳送層PCR相關(guān)的音頻PTS。因此，音頻和視頻通過(guò)具有相同的基準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)間(傳送層PCR)而同步ATSC數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)的這個(gè)模式需要的同步數(shù)據(jù)首標(biāo)被包括在每個(gè)PES首標(biāo)中(每個(gè)VOP一個(gè))。所述同步數(shù)據(jù)包括對(duì)于PTS字段的8比特?cái)U(kuò)展和選用的數(shù)據(jù)率參數(shù)。
對(duì)于數(shù)據(jù)管道傳送實(shí)施例，再次注意ATSC數(shù)據(jù)管道傳送使用使得任何類型的數(shù)據(jù)可以被封裝在MPEG-2傳送分組中而沒(méi)有任何限制的機(jī)制。沒(méi)有限制使得數(shù)據(jù)管道傳送可以使用比使用同步數(shù)據(jù)流式傳送更有效的用于封裝MPEG-4比特流的方法。但是，顯示時(shí)間標(biāo)記(PTS)仍然用于每個(gè)視頻幀和每個(gè)音頻幀。為此，最好將基于RTP的協(xié)議用在整個(gè)實(shí)施例中-即每個(gè)MPEG-4 VOP使用具有時(shí)間標(biāo)記的RTP首標(biāo)。如所公知的，RTP首標(biāo)包括32比特的時(shí)間標(biāo)記參數(shù)。
圖4中示意性地圖解了使用數(shù)據(jù)管道傳送來(lái)將MPEG-4視頻數(shù)據(jù)封裝到MPEG-2傳送流的處理。在這個(gè)附圖中，封裝MPEG-4 VOP的RTP分組410的序列被示出并置在MPEG-2傳送分組420的序列之上。RTP分組中的每個(gè)分組包括RTP首標(biāo)412-i和MPEG-4 VOP 416-i(其中i表示分組索引號(hào)碼)。在MPEG-2傳送流420中，每個(gè)傳送分組由傳送首標(biāo)422-i和傳送有效載荷424-i構(gòu)成(再一次，其中i表示分組索引號(hào)碼)。與用于圖3所示的同步數(shù)據(jù)流式傳送的封裝方法類似，每個(gè)RTP分組的內(nèi)容被封裝到傳送分組的序列的有效載荷部分，并且?guī)в屑又了鲂蛄兄械淖詈髠魉头纸M的0填充，以填充在那個(gè)最終傳送分組的有效載荷部分中的任何剩余比特。作為說(shuō)明，如此圖所示，RTP首標(biāo)412-1與MPEG-4 VOP 416-1的一部分一起被封裝在傳送有效載荷424-1中，MPEG-4 VOP 416-1的下一個(gè)部分被封裝在傳送有效載荷424-2中，MPEG-4 VOP 416-1的最后部分被封裝在傳送有效載荷424-3中。如此圖所示，在傳送有效載荷級(jí)使用0填充426-3(象在同步數(shù)據(jù)流式傳送的情況下一樣)以便將傳送首標(biāo)與VOP首標(biāo)對(duì)齊。
應(yīng)當(dāng)注意在本實(shí)施例中的、用于實(shí)現(xiàn)具有RTP的PTS的精確機(jī)制僅僅是說(shuō)明性的，并且本發(fā)明的原理意欲考慮與由基于RTP的系統(tǒng)定義的格式兼容的任何這樣的機(jī)制。在這一點(diǎn)上，還應(yīng)當(dāng)注意RTP標(biāo)準(zhǔn)(IETF/RFC1889)包括在首標(biāo)中的有效載荷類型(PT)參數(shù)。因此，存在對(duì)于不同的應(yīng)用定義的特定版本(其他RFC)。例如，IETF/RFC3016指定了一種將MPEG-4音頻和視頻封裝到RTP分組中的可能方式。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例，也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)RFC3016封裝手段(如以下所述)。但是，應(yīng)當(dāng)明白用于定義MPEG-4的RTP分組化協(xié)議的其他公知的RFC也在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)，并且以后可能開發(fā)的用于MPEG-4的這樣的RTP分組化協(xié)議也在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)。例如，存在仍然處于草稿形式的新RFC，它們限定MPEG-4第10部分視頻的RTP分組化，并且它應(yīng)當(dāng)被當(dāng)作在限定本發(fā)明的原理的考慮范圍內(nèi)。
在上述舉例說(shuō)明的RFC3016封裝手段中，時(shí)間標(biāo)記參數(shù)使用(以默認(rèn)方式)90KHz的基準(zhǔn)來(lái)用于其時(shí)間標(biāo)記。這與在ATSC標(biāo)準(zhǔn)中使用的90KHz基準(zhǔn)是一致的。因此，PCR和PTS字段將基于在這個(gè)示范情況下的同一時(shí)鐘周期。但是，在替代的RTP實(shí)現(xiàn)方式中，不要求PTS字段具有與ATSC90KHz時(shí)鐘相同的基準(zhǔn)時(shí)鐘。對(duì)于不同的基準(zhǔn)時(shí)鐘將進(jìn)行從一個(gè)采樣速率到另一個(gè)的轉(zhuǎn)換。所述轉(zhuǎn)換作為從一個(gè)時(shí)鐘域到另一個(gè)的正比進(jìn)行。例如，如果所使用的RTP協(xié)議限定了80KHz時(shí)鐘的PTS基準(zhǔn)，則PTS將被計(jì)算為PCR時(shí)鐘和分?jǐn)?shù)8/9的乘積，并且PCR和PTS時(shí)鐘將被編碼器同步地復(fù)位到0。
在一個(gè)替代實(shí)施例中，消除了在上述的數(shù)據(jù)管道傳送實(shí)施例中對(duì)于0填充的要求。在這個(gè)替代實(shí)施例中，RTP分組被封裝而不要求與傳送分組對(duì)齊。用于這個(gè)替代實(shí)施例的封裝方法被示意地圖解在圖5中，其中象圖4的方法一樣，封裝MPEG-4 VOP 510的RTP分組的序列被示出并置在MPEG-2傳送分組520的序列的上面。從附圖中顯而易見的是，RTP分組流510和傳送流的520的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖4所示的RTP和傳送流的結(jié)構(gòu)。但是，不像圖4的方法那樣，對(duì)于傳送首標(biāo)與VOP分組首標(biāo)的對(duì)齊沒(méi)有要求。因此，來(lái)自給定的VOP分組的開始處的比特可以被放置在包括前一個(gè)VOP分組的結(jié)束比特的同一傳送分組的傳送有效載荷中，因此消除了在圖4的實(shí)施例中所使用的對(duì)于0填充的要求。
但是，注意這個(gè)替代實(shí)施例的手段要求建立一種用于定位未對(duì)齊的分組的RTP首標(biāo)的方法。作為對(duì)這個(gè)要求的示意手段，可以將一個(gè)指針定義為傳送有效載荷的第一字節(jié)，或者對(duì)RTP首標(biāo)的擴(kuò)展可以包括選用的指針。但是，其他這樣的手段對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，所有這樣的手段意欲被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
當(dāng)不使用分組對(duì)齊時(shí)，消除了通常用于填充的浪費(fèi)的信道容量。因此，平均節(jié)省了每個(gè)幀184/2＝92字節(jié)。依賴于源材料的大小和所使用的比特率，這個(gè)節(jié)省可能是重要的。在高分辨率的情況下，浪費(fèi)的帶寬的相對(duì)比例較小。但是，當(dāng)本發(fā)明的方法用于較小的分辨率或幀速率時(shí)，有可能每個(gè)幀僅僅需要一些傳送分組。在這種情況下，可以節(jié)省20-30％的信道帶寬。但是應(yīng)當(dāng)注意，這個(gè)帶寬節(jié)省手段是同步數(shù)據(jù)流式傳送實(shí)施例不能獲得的，因?yàn)槟莻€(gè)格式強(qiáng)制使用PES。
根據(jù)上述的說(shuō)明，本發(fā)明的多種改進(jìn)和替代實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的。具體上，應(yīng)當(dāng)明白，使用MPEG-4編碼/壓縮標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理僅僅是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的方法對(duì)于其他或另外的先進(jìn)視頻壓縮方法的應(yīng)用意欲包括在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)。
因此，這個(gè)說(shuō)明應(yīng)當(dāng)被理解為僅僅是說(shuō)明性的，用于向本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員教授執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式，并且不意欲說(shuō)明其所有的可能形式。也可以明白，所使用的詞匯是說(shuō)明性的詞匯而不是限定性的詞匯，并且可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，實(shí)質(zhì)地改變結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，而且保留在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有改進(jìn)的專用。
權(quán)利要求
1.在用于發(fā)送視頻和音頻信息的一個(gè)系統(tǒng)中，其中所述系統(tǒng)被限制為按照給定的標(biāo)準(zhǔn)工作，所述給定標(biāo)準(zhǔn)包括應(yīng)用給定的編碼方法，一種用于使用獨(dú)立于所述給定的編碼方法的編碼方法來(lái)發(fā)送所述信息的方法，所述方法包括步驟將所述信息編碼為按照所述獨(dú)立的編碼方法編碼的多個(gè)增量310、410、510；將被編碼的信息增量封裝為按照所述給定標(biāo)準(zhǔn)建立的發(fā)送分組的有效載荷部分324、424、524。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述被封裝的編碼信息增量保存用于所述給定的編碼方法的控制和定時(shí)信息。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述給定標(biāo)準(zhǔn)是由高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)頒布的，并且所述給定的編碼方法是MPEG-2。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述獨(dú)立的編碼方法是MPEG-4。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其中按照同步數(shù)據(jù)流式傳送技術(shù)來(lái)由所述發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送信息。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其中按照數(shù)據(jù)管道傳送技術(shù)來(lái)由所述發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送信息。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中被所述獨(dú)立編碼方法編碼的所述信息被封裝到按照實(shí)時(shí)協(xié)議建立的分組中。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中所述編碼信息的首標(biāo)與給定分組的傳送首標(biāo)對(duì)齊。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中使用0填充326、426來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信息首標(biāo)和所述傳送首標(biāo)的對(duì)齊。
10.按照權(quán)利要求7的方法，其中所述編碼信息的所述分組封裝獨(dú)立于傳送時(shí)間基準(zhǔn)。
11.一種編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，被安排來(lái)按照給定的標(biāo)準(zhǔn)編碼視頻和音頻信息，所述給定標(biāo)準(zhǔn)包括應(yīng)用給定的編碼方法，所述系統(tǒng)并且被安排來(lái)將所述編碼信息封裝為一個(gè)或多個(gè)傳送流，所述編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)包括獨(dú)立的信息信道114，用于根據(jù)與所述給定的編碼方法不同的編碼方法來(lái)處理被編碼為多個(gè)增量的信息流；用于將所述信息流124的編碼的信息增量封裝到按照所述給定標(biāo)準(zhǔn)建立的發(fā)送分組的有效載荷部分中的裝置。
12.按照權(quán)利要求11的編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，其中所述用于封裝的裝置還用于保存所述給定編碼方法的控制和定時(shí)信息。
13.按照權(quán)利要求11的編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，其中按照數(shù)據(jù)管道傳送方法來(lái)發(fā)送信息，并且其中通過(guò)所述不同編碼方法編碼的所述編碼信息增量被封裝到按照實(shí)時(shí)協(xié)議建立的分組中。
14.按照權(quán)利要求13的編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，其中所述編碼信息的首標(biāo)與給定分組的傳送首標(biāo)對(duì)齊。
15.按照權(quán)利要求14的編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，其中所述信息首標(biāo)和所述傳送首標(biāo)的所述對(duì)齊是通過(guò)使用0填充來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
16.按照權(quán)利要求13的編碼/多路復(fù)用系統(tǒng)，其中所述編碼信息增量的所述分組封裝獨(dú)立于傳送時(shí)間基準(zhǔn)。
17.一種解碼器136，包括處理裝置，被安排來(lái)在輸入端接收編碼信息，所述編碼信息被按照給定的標(biāo)準(zhǔn)編碼和發(fā)送，所述給定標(biāo)準(zhǔn)包括應(yīng)用給定的編碼方法，所述處理裝置還被安排來(lái)在編碼之前輸出實(shí)質(zhì)地表示所述編碼信號(hào)的信號(hào)；其中所述處理裝置還用于接收通過(guò)獨(dú)立于所述給定的編碼方法的編碼方法來(lái)編碼的編碼信息，并且在編碼之前輸出實(shí)質(zhì)地表示所述獨(dú)立編碼信號(hào)的信號(hào)；其中通過(guò)所述第二處理裝置接收的所述獨(dú)立編碼信息的增量部分被封裝到按照所述給定標(biāo)準(zhǔn)建立的發(fā)送分組的有效載荷部分中。
18.按照權(quán)利要求17的解碼器，其中由所述第二處理裝置接收的所述獨(dú)立編碼信息的所述增量部分保存用于所述給定編碼方法的控制和定時(shí)信息。
19.按照權(quán)利要求17的解碼器，其中按照數(shù)據(jù)管道傳送技術(shù)，由所述獨(dú)立編碼方法編碼和由所述處理裝置接收的信息被發(fā)送到所述解碼器，并且其中所述獨(dú)立編碼信息的所述增量部分被封裝到按照實(shí)時(shí)協(xié)議建立的分組中。
20.按照權(quán)利要求19的解碼器，其中所述獨(dú)立編碼信息的首標(biāo)與給定發(fā)送分組的傳送首標(biāo)對(duì)齊。
21.按照權(quán)利要求20的解碼器，其中所述信息首標(biāo)和所述傳送首標(biāo)的所述對(duì)齊是使用0填充來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
22.按照權(quán)利要求19的解碼器，其中所述獨(dú)立編碼信息增量的所述分組封裝獨(dú)立于傳送時(shí)間基準(zhǔn)。
全文摘要
用于數(shù)字電視廣播的ATSC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定除了通常的音頻和視頻信道之外的數(shù)據(jù)信道。提供一種方法來(lái)用于使用ATSC數(shù)據(jù)信道而廣播MPEG－4視頻流，對(duì)于所述MPEG－4視頻流，建立新的視頻服務(wù)。MPEG－4流可以被封裝為MPEG－2PES(分組化基本流)分組或直接被封裝為MPEG－2傳送分組。這些機(jī)制使得能夠同步廣播用于ATSC數(shù)字電視系統(tǒng)的MPEG－4流而不用當(dāng)數(shù)據(jù)廣播時(shí)改變ATSC標(biāo)準(zhǔn)。在用于發(fā)送視頻和音頻信息的系統(tǒng)中，其中所述系統(tǒng)被限制為按照給定的標(biāo)準(zhǔn)工作，包括應(yīng)用給定的編碼方法，通過(guò)下列方式來(lái)使用獨(dú)立于所述編碼方法的編碼方法發(fā)送信息將信息編碼為按照獨(dú)立的編碼方法編碼的多個(gè)增量(310)；將編碼的信息增量封裝到按照給定的標(biāo)準(zhǔn)建立的發(fā)送分組的有效載荷部分(324)中。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1552159SQ02817514
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者杰弗里·A·庫(kù)珀, 庫(kù)馬·拉馬斯沃米, 保羅·G·克努森, G 克努森, 拉馬斯沃米, 杰弗里 A 庫(kù)珀 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司