專利名稱：健壯模式交錯播送存儲內(nèi)容的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交錯播送(staggercasting)方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
列在這里以供參考的、高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)在1995年9月16日建議的當(dāng)前美國數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)使用了單載波調(diào)制技術(shù)八級殘留邊帶調(diào)制(8-VSB)。由于這是一種單載波調(diào)制技術(shù)，在通信信道中易造成信號變差，譬如，多路徑和其它信號衰減引起的衰落。雖然一些這樣的衰落可以通過信道均衡技術(shù)來補(bǔ)償，但如果衰落足夠長和足夠嚴(yán)重，則接收器將丟失信號和解調(diào)器系統(tǒng)將失去同步。重新獲取信號和使解調(diào)器重新同步可能需要花費幾秒鐘時間，令觀眾相當(dāng)反感。
為了解決這個問題，第一ATSC提案通過允許在有限時間間隔、例如小于10％的時間間隔內(nèi)使用更健壯的信道編碼(調(diào)制)技術(shù)，允許創(chuàng)建第二通信信道。例如，2或4-VSB調(diào)制技術(shù)可以用于所選幀。第二ATSC建議在保持8-VSB調(diào)制技術(shù)的同時，允許更健壯的編碼技術(shù)，例如格型編碼。這樣的系統(tǒng)在保持與現(xiàn)有接收器的向后兼容的同時，允許兼容接收器具有改進(jìn)的性能。
克服衰落的另一種已經(jīng)技術(shù)是交錯播送。列在這里以供參考的、K.Rama-swamy等人在2002年7月17日提交的PCT申請第US02/22723號、和J.A.Cooper等人在2002年7月19日提交的PCT申請第US02/23032號公開了交錯播送通信系統(tǒng)。交錯播送通信系統(tǒng)發(fā)送包括兩個組分(component)代表內(nèi)容信號的復(fù)合信號其中之一相對于另一個延遲了。換句話說，組分代表內(nèi)容信號之一相對于另一個超前了。通過通信信道向一個或多個接收器廣播復(fù)合信號。在接收器上，通過延遲緩沖器延遲時間超前的組分代表內(nèi)容信號，以便使它在時間上重新與其他組分代表內(nèi)容信號同步。在正常條件下，未延遲接收的組分代表內(nèi)容信號用于再現(xiàn)內(nèi)容。但是，如果出現(xiàn)信號衰落，則在延遲緩沖器中的以前接收的和時間超前的組分代表內(nèi)容信號用于再現(xiàn)內(nèi)容，直到衰落結(jié)束和復(fù)合信號再次可用，或延遲緩沖器已空為止。如果延遲間隔，和相關(guān)延遲緩沖器足夠大，則可以補(bǔ)償大多數(shù)可能的衰落。
K.Ramaswamy等人在2002年7月17日提出的PCT申請第US02/22723號、和J.A.Cooper等人在2002年7月19日提出的PCT申請第US02/23032號公開了一種交錯播送系統(tǒng)，其中復(fù)合信號中的一個組分(component)信號表示比其他組分信號更高質(zhì)量的內(nèi)容。在該結(jié)構(gòu)中，較低質(zhì)量的組分信號相對于較高質(zhì)量的組分信號在時間上提前。如上所述，在正常條件下的接收器上，使用未被延遲的所接收的組分信號——在這種情況下是更高質(zhì)量的組分信號——來再現(xiàn)內(nèi)容。然而，如果發(fā)生信號衰落，則使用延遲緩沖器中的先前所接收和時間上提前的代表內(nèi)容信號——在這種情況下是較低質(zhì)量的組分信號——來再現(xiàn)內(nèi)容，直到衰落結(jié)束和復(fù)合信號再次可用，或者延遲緩沖器騰空。這允許在正常條件下再現(xiàn)較高質(zhì)量的信號，和在存在衰落事件的情況下再現(xiàn)較低質(zhì)量的信號。因為低質(zhì)量信號需要很少的位來發(fā)送，因此減少了提供抗衰落所需的開銷。
存儲設(shè)備尺寸的減小使得能夠在許多電子系統(tǒng)中并入這些存儲設(shè)備。例如，用于電纜和衛(wèi)星接收的電視接收器機(jī)頂盒并入了這些存儲設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人也意識到這一概念可擴(kuò)展到其中多個組分(component)信號都被包含在復(fù)合信號中的系統(tǒng)，所有的組分信號表示不同質(zhì)量的內(nèi)容。在復(fù)合信號中表示最低質(zhì)量的內(nèi)容的組分信號未被延遲。更高質(zhì)量的組分信號相對于最低質(zhì)量的編碼信號而被延遲組分信號的質(zhì)量越高，則延遲越長。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)所有組分信號可用時，則可以再現(xiàn)所有質(zhì)量的代表內(nèi)容信號。而且，使用相對健壯的編碼技術(shù)可以編碼一些或所有組分信號。
本發(fā)明人也意識到這種交錯播送通信系統(tǒng)也可適用來以改進(jìn)方式與電子存儲設(shè)備進(jìn)行操作。在這種系統(tǒng)中，一個接收的代表內(nèi)容信號將被存儲在存儲設(shè)備中。存在用戶將希望從可用的代表內(nèi)容信號當(dāng)中以期望質(zhì)量指定存儲代表內(nèi)容信號的情況。
根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于存儲交錯播送的內(nèi)容的方法和設(shè)備包括編碼一組代表內(nèi)容信號。所述信號組能夠被解碼來產(chǎn)生相應(yīng)的一組解碼信號，每個解碼信號具有不同于對應(yīng)于其他編碼信號的解碼信號質(zhì)量的質(zhì)量。產(chǎn)生包括及時交錯的編碼信號組的復(fù)合信號。從復(fù)合信號中提取編碼信號組。檢測提取的編碼信號組中的錯誤，以便產(chǎn)生沒有錯誤的可用的提取編碼信號的子集。解碼可選擇的期望質(zhì)量的代表內(nèi)容信號。隨后在存儲設(shè)備中存儲解碼的代表內(nèi)容信號。


圖1是交錯播送發(fā)送器的一部分的方塊圖；圖2是交錯播送接收器的一部分的方塊圖；圖3是有助于理解如圖1和2所示的交錯播送通信系統(tǒng)的工作的包(packet)時序圖；圖4是有助于理解改進(jìn)交錯播送通信系統(tǒng)的工作的GOP時序圖；圖5是可用于如圖2所示的接收器中的選擇器的方塊圖；圖6是交錯播送接收器的另一個實施例的一部分的方?jīng)Q圖；圖7是有助于理解如圖6所示的交錯播送接收器的工作的視頻幀時序圖；圖8例示了有關(guān)程序映像表(PMT)和/或程序和信息系統(tǒng)協(xié)議-虛擬信道表(PSIP-VCT)的擴(kuò)充語法和語義；圖9是發(fā)送代表內(nèi)容信號的多分辨率(resolution)版本的交錯播送發(fā)送器的另一個實施例的一部分的方塊圖；圖10是接收發(fā)送的代表內(nèi)容信號的多分辨率版本的交錯播送接收器的另一個實施例的一部分的方塊圖；圖11是發(fā)送雙交錯代表內(nèi)容信號的發(fā)送器的一部分的方塊圖；圖12是接收雙交錯代表內(nèi)容信號的接收器的一部分的方塊圖；和圖13是有助于理解如圖11所示的雙交錯發(fā)送器和如圖12所示的雙交錯接收器的工作的顯示圖。
具體實施例方式
圖1是基于本發(fā)明原理的交錯播送發(fā)送器100的一部分的方塊圖。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，對于完整的發(fā)送器需要其它部件，但為了簡化圖形起見而未示出。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)該明白，那些部件是什么，和如何選擇、設(shè)計、實現(xiàn)、以及與所示的部件互連那些其它部件。
在圖1中，在所示的實施例中可以是視頻圖像信號、音頻聲音圖像、程序數(shù)據(jù)、或這些的任何組合的內(nèi)容源(未示出)將代表內(nèi)容信號供應(yīng)給發(fā)送器100的輸入端105。輸入端105與健壯模式編碼器110和正常模式編碼器120各自的輸入端耦合。健壯模式編碼器110的輸出端與多路復(fù)用器140的第一輸入端耦合。正常模式編碼器120的輸出端與延遲器130的輸入端耦合。延遲器130的輸出端與多路復(fù)用器140的第二輸入端耦合。多路復(fù)用器140的輸出端與調(diào)制器150的輸入端耦合。調(diào)制器150的輸出端與輸出端115耦合。輸出端115與通信信道(未示出)耦合。
在工作中，正常模式編碼器120利用信源編碼技術(shù)編碼內(nèi)容視頻、音頻和/或數(shù)據(jù)。在所示的實施例中，信源編碼技術(shù)是MPEG(運動圖像專家組)2編碼技術(shù)，但也可以使用任何其它這樣的信源編碼技術(shù)。利用包括分辨率、幀速率、量化級等的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行信源編碼處理。在正常模式編碼器120中進(jìn)行進(jìn)一步處理，以便系統(tǒng)編碼信源編碼代表內(nèi)容信號。在所示的實施例中，使信源編碼代表內(nèi)容信號形成包含編碼視頻、音頻和/或數(shù)據(jù)的一系列傳輸包。根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)格式化這些傳輸包，但也可以使用任何其它這樣的系統(tǒng)編碼。
健壯模式編碼器110也利用信源編碼技術(shù)編碼內(nèi)容視頻、音頻和/或數(shù)據(jù)。與正常模式編碼器120的信源編碼技術(shù)相比，健壯模式編碼器110使用的信源編碼技術(shù)更加健壯。在所示的實施例中，所使用的健壯模式編碼是由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG委員會的聯(lián)合視頻組(JVT)當(dāng)前正在開發(fā)的指定為MPEG AVC/H.264的、并且下面稱為JVT編碼的視頻編碼技術(shù)。但是，也可以使用任何其它這樣的信源編碼技術(shù)。例如，也可以使用相對于MPEG正常模式編碼器120提供健壯編碼、諸如改進(jìn)格狀編碼之類的其它信源編碼技術(shù)。也可以利用包括分辨率、幀速率、和量化級等的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行健壯編碼處理，但這些參數(shù)的值對于健壯編碼處理和正常編碼處理可能不同。在健壯模式編碼器110中也進(jìn)行進(jìn)一步處理，以便系統(tǒng)編碼信源編碼代表內(nèi)容信號。在所示的實施例中，也根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)使信源編碼代表內(nèi)容信號形成一系列傳輸包，但也可以再次使用任何其它這樣的系統(tǒng)編碼。
延遲器130使正常模式編碼信號延遲一個欲使系統(tǒng)在一預(yù)計衰落間隔范圍上都能工作的數(shù)量。這個參數(shù)的值依賴于通信信道的特性。例如，存在許多建筑物和諸如飛機(jī)之類的運動體的城市地帶與鄉(xiāng)村平原地帶相比，衰落更普遍并可以持續(xù)更長時間。在所示的實施例中，延遲可以從大約0.5秒變化到幾秒。
圖3是有助于理解如圖1和圖2所示的交錯播送通信系統(tǒng)的工作的包時序圖。圖3例示了多路復(fù)用器140的輸入端上的系統(tǒng)編碼傳輸包流。在圖3中，來自健壯模式編碼器110的包用水平行方格300表示，方格300用小寫字母“a”、“b”、“c”等標(biāo)記。來自正常模式編碼器120的包用水平行方格310表示，方格310用數(shù)字“0”、“1”......和大寫字母“A”、“B”、“C”等標(biāo)記。相同字母標(biāo)記的包包含代表自相同時間的內(nèi)容的數(shù)據(jù)。也就是說，來自健壯模式編碼器110的包“a”包含代表時間上與來自正常模式編碼器120的包“A”中的數(shù)據(jù)所代表的內(nèi)容相對應(yīng)的內(nèi)容的數(shù)據(jù)。正常模式和健壯模式包流中的每個包在首標(biāo)中包含將它們識別成屬于那個包流的數(shù)據(jù)。延遲器130將正常模式編碼器120的包延遲延時Tadv。也就是說，健壯模式包在時間上比相應(yīng)正常模式包超前Tadv。在如圖3所示的實施例中，Tadv是10個包時間間隔。如上所述，這個時間間隔可以從大約0.5秒變化到幾秒。
在多路復(fù)用器140中將健壯模式和延遲正常模式包流一起多路復(fù)用成復(fù)合包流。復(fù)合包流是時域多路復(fù)用的，這意味著生成每次一個地傳送連續(xù)包的單數(shù)據(jù)流。包含其它數(shù)據(jù)、例如標(biāo)識符和控制數(shù)據(jù)(未示出)的附加包也可以被多路復(fù)用到多路復(fù)用器140生成的復(fù)合包流中。另外，可能包括代表其它代表內(nèi)容信號的一個或多個的正常模式和健壯模式包流兩者、代表其它內(nèi)容源(也未示出)的其它包流也可以以已知方式被多路復(fù)用到多路復(fù)用器140生成的復(fù)合包流。圖3中的包流300和310代表復(fù)合包流中的組分代表內(nèi)容信號。可以看出，來自正常模式編碼器120的包“A”在與來自健壯模式編碼器110的包“k”相同的時刻發(fā)送。
然后，為了在通信信道上發(fā)送，信道編碼來自多路復(fù)用器140的復(fù)合包流。在所示的實施例中，信道編碼是通過在調(diào)制器150中調(diào)制復(fù)合包流完成的。對正常模式包流的信道編碼不同于對健壯模式包流的信道編碼。更具體地說，應(yīng)用于健壯模式包流的調(diào)制比應(yīng)用于正常模式包流的調(diào)制更健壯。在所示的實施例中，當(dāng)調(diào)制正常模式包流中的包時，調(diào)制是基于ATSC標(biāo)準(zhǔn)的8-VSB調(diào)制。當(dāng)調(diào)制健壯模式包流中的包時，調(diào)制是更健壯的調(diào)制，例如，如上所述的4-VSB或2-VSB。
簡而言之，在所示的實施例中，正常模式包流是利用MPEG2編碼技術(shù)信源編碼的，并且是利用8-VBS調(diào)制信道編碼的。這是完全與現(xiàn)有ATSC標(biāo)準(zhǔn)向后兼容的。此外，在所示的實施例中，健壯模式包流是利用JVT編碼技術(shù)信源編碼的源，和是利用4-VBS和/或2-VBS調(diào)制信道編碼的源。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面引用的新ATSC標(biāo)準(zhǔn)只涉及健壯模式包流的信道編碼，即，4-VBS和/或2-VBS，而不指定信源編碼技術(shù)。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可以使用任何這樣的信源編碼技術(shù)，和在所示實施例中的JVT編碼技術(shù)是用于健壯模式包流的這樣信源編碼的一個例子。在本申請的其余部分，‘正常模式包流’是指利用MPEG2信源編碼技術(shù)被信源編碼的包流、根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)被系統(tǒng)編碼成包的包流、利用8-VSB調(diào)制被信道編碼的包流；和‘健壯模式包流’是指利用JVT信源編碼技術(shù)被信源編碼的包、根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)被系統(tǒng)編碼成包的包、和利用4-VBS和/或2-VBS調(diào)制被信道編碼的包。
然后，將調(diào)制復(fù)合信號供應(yīng)給通信信道(未示出)，通信信道可以是無線RF(射頻)信道，或諸如閉路電視系統(tǒng)之類的有線信道。通信信道可能使復(fù)合信號變差。例如，復(fù)合信號的信號強(qiáng)度可能發(fā)生變化。尤其，復(fù)合信號可以因多路徑或其它信號衰減機(jī)制而衰落。一個或多個接收器從通信信道接收可能變差的復(fù)合信號。
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的交錯播送接收器200的一部分的方塊圖。在圖2中，輸入端205可與通信信道(未示出)連接，以便能夠接收發(fā)送器100(圖1)生成的調(diào)制復(fù)合信號。輸入端205與解調(diào)器207的輸入端耦合。解調(diào)器207的輸出端與多路分解器210的輸入端耦合。多路分解器210的第一輸出端與選擇器230耦合。多路分解器210的第二輸出端與延遲器220耦合。延遲器220的輸出端與選擇器230的第二輸入端耦合。選擇器230的輸出端與多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240的信號輸入端耦合。多路分解器210的控制信號輸出端與選擇器230和多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240的各自相應(yīng)輸入端耦合。多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240的輸出端與輸出端215耦合。輸出端215生成代表內(nèi)容信號，代表內(nèi)容信號被供應(yīng)給實用電路(未示出)，例如帶有再現(xiàn)視頻內(nèi)容所代表的圖像的圖像再現(xiàn)設(shè)備和再現(xiàn)音頻內(nèi)容所代表的聲音的聲音再現(xiàn)設(shè)備、和可能包括使觀眾與接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容交互的用戶輸入設(shè)備的電視接收器。
在工作過程中，解調(diào)器207利用接收來自正常模式包流(8-VSB)或健壯模式包流(4-VSB和/或2-VSB)的包所要求的適當(dāng)解調(diào)技術(shù)來解調(diào)接收的調(diào)制信號。所得信號是接收的復(fù)合包流信號。接收的復(fù)合包流信號由多路分解器210根據(jù)每個接收包的首標(biāo)中的標(biāo)識數(shù)據(jù)多路分解成各個正常模式信源編碼和健壯模式信源編碼組分(component)包流。將接收的正常模式包流直接供應(yīng)給選擇器230。使接收的健壯模式包流經(jīng)過延遲器220，延遲器220將接收的健壯模式包流延遲與在圖1的發(fā)送器100中延遲正常包流相同的時間長度。因此，在選擇器230的輸入端上兩個包流信號所代表的內(nèi)容在時間上已對準(zhǔn)。
如果所接收的復(fù)合信號的一部分不穩(wěn)定，多路分解器210還在控制信號輸出端上生成錯誤信號。幾種技術(shù)的任何一種都可以使用，例如，信噪比檢測器或位錯率檢測器。另外，接收復(fù)合信號中的錯誤可以通過檢測丟失的包來檢測。每個包在它的首標(biāo)中包括標(biāo)識包屬于哪個包流的數(shù)據(jù)和包序號兩者。如果包流的序號丟失了，則包也丟失了，并且檢測到錯誤。在這種情況下，可以記錄包丟失的包流，和只有那個包流被檢測為存在錯誤?？梢詥为毣蚪M合在一起使用這些或任何其它這樣的檢測器。
盡管控制信號被例示成從多路分解器210發(fā)出的，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，不同錯誤檢測器可能需要來自接收器中不同地方的信號。無論使用什么配置，都生成當(dāng)復(fù)合信號的一部分不可用時有效的錯誤信號E。選擇器230被限制成響應(yīng)這個錯誤信號E將兩個包流信號之一傳送給多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240。多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被限制成以下面更詳細(xì)描述的方式解碼那個包流信號。
多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240對選擇器230向其提供無論哪種包流執(zhí)行系統(tǒng)解碼(拆包)和信源解碼兩者。多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240可以被配置成根據(jù)不同編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包流信號的信源解碼。例如，當(dāng)從選擇器230接收到正常模式編碼包流時，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被配置成根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)拆包和信源解碼這些包并再生代表內(nèi)容信號。類似地，當(dāng)從選擇器230接收到健壯模式編碼包流時，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被配置成根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)拆包這些包和根據(jù)JVT標(biāo)準(zhǔn)信源解碼這些包，并再生代表內(nèi)容信號。
圖2的接收器200的工作可以再次參照圖3來理解。時間t0可以代表接收器被接通，或用戶指定要接收的新內(nèi)容源的時間。在t0和t4之間的時間Tadv內(nèi)，將健壯模式包“a”到“j”載入延遲器220中，并且接收指定為“0”到“9”的正常模式包。在時間t4，可從多路分解器210獲得正常模式包“A”，和可從延遲器220獲得延遲健壯模式包“a”。在正常條件下，在錯誤信號線E上錯誤信號無效。作出響應(yīng)，選擇器230將正常模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240，和如上所述，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240開始從正常模式包中生成代表內(nèi)容信號。這通過正常模式包“A”到“G”中的斜陰影線301例示。
從時間t1到t2，在通信信道中出現(xiàn)嚴(yán)重衰落，和從時間t2到t3，接收器恢復(fù)調(diào)制信號并重新與那個信號同步。在從t1到t3的這個時間內(nèi)，正常模式包“H”到“M”和健壯模式包“r”到“w”丟失。這通過那些包中的斜陰影線302和303表示。但是，以前成功地接收了健壯模式包“h”到“m”。由于延遲器220，從時間t1到t3可從到選擇器230的其他輸入端上獲得這些健壯模式包。
衰落的出現(xiàn)通過錯誤信號線E上的有效錯誤信號來檢測和表示。響應(yīng)錯誤信號線E上的有效錯誤信號，選擇器230將以前接收的健壯模式包“h”到“m”耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240。同時，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被配置成拆包和解碼健壯模式包。因此，從時間t1到t3，來自健壯模式包流的包“h”到“m”被解碼，并且代表內(nèi)容信號仍然對實用電路(未示出)可用。這通過健壯模式包“h”到“m”中的斜陰影線301例示。
在時間t3，衰落結(jié)束并且復(fù)合信號變得再次可用。因此，正常模式包“N”、“O”、“P”......變得可用。衰落的消失通過錯誤信號線E上的無效錯誤信號來檢測和表示。作出響應(yīng)，選擇器230將正常模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240。同時，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被配置成拆包并且解碼正常模式包和繼續(xù)生成代表內(nèi)容信號。
在從時間t1到t3的衰落和恢復(fù)期間，健壯模式包“r”到“w”丟失了。因此，從時間t6到t7，當(dāng)接收到正常模式包“R”到“W”時，在延遲器220中沒有相應(yīng)的健壯模式包。在這個時間內(nèi)，沒有抗衰落的保護(hù)。但是，一旦延遲器被重新填充，衰落保護(hù)變得又可用了。
如上所述，盡管從時間t1到t3出現(xiàn)了衰落，但代表內(nèi)容信號仍然對實用電路(未示出)保持可用。另外，由于健壯信源編碼和信道編碼(調(diào)制)技術(shù)，健壯模式包有可能存活于更嚴(yán)重的信道變差，因此，可用在正常模式包可能不可用的時候。健壯模式包流傳送的內(nèi)容信號的質(zhì)量可能不同于正常模式包流中內(nèi)容信號的質(zhì)量。尤其，健壯模式包流中內(nèi)容信號的質(zhì)量可能低于正常模式包流中內(nèi)容信號的質(zhì)量。較低質(zhì)量內(nèi)容信號需要比較高質(zhì)量內(nèi)容信號少的位來傳送，并且這樣的健壯模式包流需要比正常模式包流低的通過量。因此，以次要的、較低通過量的包流為代價，使萬一出現(xiàn)衰落事件允許適度變差的系統(tǒng)成為可能。
此外，如上所述，內(nèi)容信號可以包括視頻、音頻和/或數(shù)據(jù)。尤其，在正常模式包流和健壯模式包流兩者中都可傳送音頻數(shù)據(jù)，使得盡管出現(xiàn)衰落，音頻數(shù)據(jù)也仍然可用。健壯模式包流傳送的音頻內(nèi)容信號可以具有不同的質(zhì)量，具體地說，比正常模式包流中音頻內(nèi)容信號的質(zhì)量低的質(zhì)量。質(zhì)量較低的音頻信號可通過較少的位和較少的包傳送，因此，對健壯模式包流的要求相對較低。萬一出現(xiàn)衰落事件，這還允許適度變差。
對如上所述的系統(tǒng)，在任何時間都有可能發(fā)生從正常模式包流到健壯模式包流的轉(zhuǎn)換。如果健壯模式包流傳送與降低到那個包級的正常模式包流中的代表內(nèi)容信號相同的代表內(nèi)容信號，可能不會出現(xiàn)什么問題。但是，如果健壯模式包流傳送與正常模式包流中的代表內(nèi)容信號不同的代表內(nèi)容信號，例如，如果以不同的分辨率、量化級、幀速率等表示內(nèi)容，則觀眾可能注意到令人反感的再現(xiàn)圖像變化。在較壞情況下，如果在解碼畫面的中途出現(xiàn)包流轉(zhuǎn)換，則那個畫面和其它附近畫面的解碼可能完全失敗，和視頻圖像可能中斷較長時間間隔，直到解碼器重新與可獨立解碼的畫面同步為止。
如上所述，正常模式包流通過源、系統(tǒng)和信道編碼的組合來傳送。在所示的實施例中，信源和系統(tǒng)編碼基于已知的MPEG2編碼方案，并且信道編碼使用8-VSB調(diào)制技術(shù)。MPEG信源編碼方案將視頻圖像信號編碼成一系列獨立解碼分段。也稱為基本流分段的獨立解碼分段(IDS)是可以與任何其它獨立解碼分段獨立地精確解碼的分段。在MPEG標(biāo)準(zhǔn)中，獨立解碼分段包括序列、畫面組(GOP)和/或畫面。這些獨立解碼分段在壓縮位流中用唯一開始碼來界定。也就是說，獨立解碼分段被當(dāng)作是從分段開始碼開始，直到但不包括下一個分段開始碼的所有數(shù)據(jù)。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)下的畫面是內(nèi)部編碼(I畫面)、相互間預(yù)測(P畫面)或雙向預(yù)測(B畫面)畫面。編碼I畫面無需參照任何其它畫面。GOP包括被編碼成I、P、和/或B畫面組合的一組畫面。在封閉GOP中，可以不用參照任何其它GOP中的畫面來解碼GOP中的所有畫面。在MPEG2包流中清楚地標(biāo)識每個GOP的開頭。
此外，如上所述，健壯模式包流通過信源、系統(tǒng)和信道編碼的組合來傳送。在所示的實施例中，信源編碼基于JVT編碼方案，系統(tǒng)編碼基于MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，和信道編碼使用2-VSB和/或4-VSB調(diào)制技術(shù)。利用JVT信源編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼的畫面由編碼片段組成，和給定畫面可能包含不同編碼類型的片段。每個片段可能是內(nèi)部編碼(I)片段、相互間預(yù)測(P)片段、雙向預(yù)測(B)片段、只使用空間預(yù)測的SI片段、或即使使用不同參考畫面也可以精確再現(xiàn)的SP片段。JVT信源編碼標(biāo)準(zhǔn)也包括瞬時解碼刷新(IDR)畫面。IDR是只包含I片段和標(biāo)記IDS的開頭的特殊類型IVT編碼畫面。IDR表示可以不用要求參照以前畫面來解碼當(dāng)前畫面、和所有后面編碼的畫面。仿效MPEG2標(biāo)準(zhǔn)下的GOP，可以對每預(yù)定個畫面編碼IDR一次。在JVT信源編碼方案中，獨立解碼分段可以通過在JVT包流中清楚標(biāo)識的IDR來界定。
通過將一些約束施加在正常和健壯信源編碼方案上，可以開發(fā)出在使令人反感偽像(artifact)減到最少的同時，可以從正常模式包流轉(zhuǎn)換到健壯模式包流的系統(tǒng)。如果獨立解碼分段被編碼成從正常(MPEG2)和健壯(JVT)包流中的相同內(nèi)容位置開始，可以在令人反感偽像最少的獨立解碼分段位置上作出正常和健壯包流之間的轉(zhuǎn)換。在所示的實施例中，用在正常(MPEG2)包流中的獨立解碼分段是封閉GOP和從I畫面開始。在相應(yīng)健壯(JVT)包流中，每個獨立解碼分段都從IDR畫面開始。正常(MPEG)模式包流中的I畫面和健壯(JVT)模式包流中的IDR畫面兩者編碼來自內(nèi)容源(未示出)的相同視頻畫面。兩種信源編碼方案都允許形成IDS和以其它方式界定。例如，MPEG2信源編碼方案也允許形成片段以代表畫面。倘若IDS被插入處在相同內(nèi)容位置上的兩種包流中，可以使用任何這樣的方式。
再次參照圖1，輸入端105進(jìn)一步與用虛線例示的場景剪切檢測器160的輸入端耦合。場景剪切檢測器160的輸出端與正常模式編碼器120和健壯模式編碼器110的各自控制輸入端耦合。
在工作過程中，場景剪切檢測器160檢測視頻內(nèi)容中新場景的出現(xiàn)。響應(yīng)新場景的檢測，將控制信號發(fā)送到正常模式編碼器120和健壯模式編碼器110。正常模式編碼器120和健壯模式編碼器110兩者響應(yīng)控制信號，開始編碼新獨立解碼分段。正常模式編碼器120將新I畫面和健壯模式編碼器110將IDR畫面插入它們各自的編碼包流中。正常模式編碼器120和健壯模式編碼器110工作來生成具有相同時間長度的相應(yīng)獨立解碼分段。如上所述，編碼代表內(nèi)容信號被系統(tǒng)編碼成各自的包流。
延遲器130被設(shè)置成引入等于獨立解碼分段時間長度的延遲。多路復(fù)用器140將健壯模式編碼包流和延遲的正常模式編碼包流組合成復(fù)合包流。復(fù)合包流，其被調(diào)制器150以適當(dāng)?shù)姆绞叫诺谰幋a(調(diào)制)，并通過輸出端115供應(yīng)給通信信道。
參照圖4可以更好地理解發(fā)送器在這種工作模式下的工作。圖4例示了到多路復(fù)用器140的輸入端上的包流。在圖4中，來自鍵壯模式編碼器110的一系列獨立解碼分段(IDS)被例示成一系列長方形400，以及來自正常模式編碼器120的一系列獨立解碼分段被例示成一系列長方形410。如上所述，內(nèi)容內(nèi)的時間位置、以及來自鍵壯模式編碼器110和正常模式編碼器120的獨立解碼分段的寬度是相同的。由于延遲器130引入的延遲與IDS的持續(xù)時間相同，來自鍵壯模式編碼器110的IDS與來自正常模式編碼器120的前一個IDS對準(zhǔn)。
在可以代表場景剪切檢測器160檢測的場景變化的時間t0，未延遲健壯模式編碼IDS N開始和先前延遲正常模式編碼IDS N-1開始。每個健壯模式(JVT信源編碼)IDS被例示成代表各個片段的一系列長方形440，和從獨立解碼刷新(IDR)畫面開始。IDR畫面后面接著B、P、SI和/或SP片段。這些片段又被系統(tǒng)編碼成傳輸包“a”、“b”、“c”等的序列450。類似地，每個正常模式(MPEG2信源編碼)IDS被例示成代表從I畫面開始的GOP的一系列長方形420。I畫面后面接著一列P畫面和B畫面。這些I、P和B畫面又被系統(tǒng)編碼成傳輸包“A”、“B”、“C”等的序列430。所例示的排列只不過是例子，可以使用任何適當(dāng)排列。
這個復(fù)合信號由接收器接收。再次參照圖2中的接收器200，在時間t0，在時間Tadv內(nèi)將接收的健壯模式IDS N載入延遲器220中。延遲器230將在發(fā)送器中延遲器130引入正常包流相同的延遲(一個IDS時間間隔)引入接收的健壯包流。因此，對于代表內(nèi)容信號，在時間上重新對準(zhǔn)選擇器230的輸入端上的接收正常包流和延遲健壯包流。
正如上面更詳細(xì)描述的那樣，在正常條件下，選擇器230將正常模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240，和多標(biāo)準(zhǔn)解碼器200被限制成解碼正常模式包。如果如上所述，在復(fù)合信號或它的一部分中檢測到錯誤，則在正常模式包流和健壯模式包流之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在本實施例中，正如上面更詳細(xì)描述的那樣，在IDS的開頭，選擇器230將健壯模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240，并且多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被限制成解碼鍵壯模式包。如果在復(fù)合信號中沒有進(jìn)一步檢測到錯誤，則在下一個IDS的開頭，選擇器230將正常模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240，并且多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被限制成再次解碼正常模式包。
在圖2的接收器200中，在IDS的開頭發(fā)生從解碼正常模式包流到解碼健壯模式包流以及相反的轉(zhuǎn)換。每個IDS是從無需參照任何其它畫面就可以成功解碼的I畫面(正常模式)或IDR畫面(健壯模式)開始的獨立解碼分段。并且，隨后的畫面也可以不用參照IDS之前的畫面來解碼。因此，可以沒有轉(zhuǎn)換引起的令人反感偽像來馬上進(jìn)行代表內(nèi)容信號的解碼和顯示。
為了進(jìn)一步使從解碼正常模式視頻包流到解碼健壯模式包流和反過來的轉(zhuǎn)換引起的視頻偽像減到最少，當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)換時，可以在正常模式視頻信號的那些和健壯模式視頻信號的那些之間逐漸改變所得視頻信號的圖像特性。當(dāng)健壯模式視頻流與正常模式視頻流相比質(zhì)量較低時，例如，如果健壯模式視頻流的空間分辨率、幀速率等小于正常模式視頻流的空間分辨率、幀速率等，這尤其合乎需要。
圖5是可以用在如圖3所示的接收器中的選擇器(track)230″的方塊圖。這樣的選擇器230″可以在它們之間轉(zhuǎn)換時在正常模式視頻信號的那些和健壯模式視頻信號的那些之間逐漸改變所得視頻信號的視頻特性(例如，分辨率、幀速率等)。圖5a是例示選擇器230″的工作的功能圖，圖5b是例示可以用在如圖2所示的接收器中的選擇器230″的實施例的結(jié)構(gòu)方塊圖。
在圖5a中，健壯模式視頻信號被耦合到軌道232的一端，和正常模式視頻信號被耦合到軌道232的另一端?；?34沿著軌道232滑動，并生成耦合到選擇器230″的輸出端的所得視頻信號。將所得視頻信號耦合到接收器200(圖2)的輸出端215?？刂戚斎攵吮获詈铣蓮亩嗦贩纸馄?10接收錯誤信號E?？刂戚斎攵伺c控制器電路231的輸入端耦合。如虛線所指，沿著軌道232滑片234的位置受控制器電路231控制。
在工作過程中，當(dāng)滑片234處在軌道232的上端時，將具有健壯模式視頻信號的特性(例如，分辨率、幀速率等)的所得視頻信號耦合到選擇器230″的輸出端。當(dāng)滑片234處在軌道232的下端時，將具有正常模式視頻信號的特性的所得視頻信號耦合到選擇器230″的輸出端。隨著滑片234在軌道232的上端和下端之間移動，選擇器230″的輸出端上所得視頻信號的特性被調(diào)整成在正常模式視頻信號的那些和健壯模式視頻信號的那些之間?；?34越接近軌道232的上端，所得視頻信號的特性越接近健壯模式視頻信號的那些，而越遠(yuǎn)離正常模式視頻信號的那些?；?34越接近軌道232的下端，所得視頻信號的特性越接近正常模式視頻信號的那些，而越遠(yuǎn)離健壯模式視頻信號的那些。
如上所述，錯誤信號E的值表示發(fā)生轉(zhuǎn)換的時間。當(dāng)發(fā)生從一個視頻信號(例如，正常模式或健壯模式視頻信號)到另一個視頻信號的轉(zhuǎn)換時，在發(fā)生轉(zhuǎn)換的時間附近的一個或多個視頻畫面的時間間隔內(nèi)，滑片234逐漸從軌道232的一端移動到另一端。例如，在從正常模式視頻信號轉(zhuǎn)換到健壯模式視頻信號期間，滑片234從軌道的底部開始。在轉(zhuǎn)換之前的幾個視頻畫面內(nèi)，滑片逐漸從軌道232的底部移動到頂部。在從正常模式包流轉(zhuǎn)換到健壯模式包流的時候，滑片處在軌道232的頂部。因此，在發(fā)生到健壯模式包流的轉(zhuǎn)換之前的幾個視頻畫面期間，所得視頻信號的特性從正常模式視頻信號的那些逐漸改變成健壯模式視頻信號的那些。類似地，在從健壯模式包流轉(zhuǎn)換到正常模式包流的時候，滑片處在軌道232的頂部。在轉(zhuǎn)換之后的幾個視頻畫面內(nèi)，滑片逐漸從軌道232的頂部移動到底部。因此，在發(fā)生到正常模式包流的轉(zhuǎn)換之后的幾個視頻畫面期間，所得視頻信號的特性從健壯模式視頻信號的那些逐漸改變成正常模式視頻信號的那些。
在圖5b中，將來自多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240(圖2)的視頻信號耦合到可變視頻質(zhì)量濾波器236的第一輸入端和選擇器238的第一輸入端。視頻質(zhì)量濾波器236的輸出端與選擇器238的第二輸入端耦合。選擇器238的輸出端生成所得視頻信號和與輸出端215(圖2)耦合。來自多路分解器210的錯誤信號E被耦合到控制器電路231。控制器電路231的第一輸出端與視頻質(zhì)量濾波器236的控制輸入端耦合，和控制器電路231的第二輸出端與選擇器238的控制輸入端耦合。
在工作過程中，視頻質(zhì)量濾波器236響應(yīng)來自控制器電路231的控制信號改變解碼視頻信號的視頻特性。來自控制器電路231的控制信號限制視頻質(zhì)量濾波器236生成視頻特性范圍在正常模式視頻信號的那些和健壯模式視頻信號的那些之間的視頻信號。在正常條件下，當(dāng)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)換時，控制器電路231限制選擇器238將解碼視頻信號耦合到輸出端，作為所得視頻信號。
響應(yīng)如上所述表示正常模式視頻信號和健壯模式視頻信號之間的轉(zhuǎn)換的錯誤信號E的值的改變，在轉(zhuǎn)換時間附近的時間間隔內(nèi)，控制器電路231限制選擇器238將來自視頻質(zhì)量濾波器236的視頻信號耦合到輸出端和限制質(zhì)量濾波器236逐漸改變所得視頻信號的視頻特性。更具體地說，如果發(fā)生從正常模式視頻信號到健壯模式視頻信號的轉(zhuǎn)換，在發(fā)生轉(zhuǎn)換之前的幾個視頻畫面的時間間隔內(nèi)，視頻質(zhì)量濾波器236被限制成將所得視頻信號的視頻特性從正常模式視頻信號的那些逐漸改變成健壯模式視頻信號的那些。在那個時間間隔的開頭，選擇器238被限制成將濾波的視頻信號耦合到輸出端，作為所得視頻信號。當(dāng)那個時間間隔結(jié)束，并且從健壯模式包流中導(dǎo)出解碼視頻信號時，選擇器238被限制成將解碼視頻信號耦合到輸出端，作為所得視頻信號。類似地，如果發(fā)生從健壯模式視頻信號到正常模式視頻信號的轉(zhuǎn)換，在發(fā)生轉(zhuǎn)換之后的幾個視頻畫面的時間間隔內(nèi)，視頻質(zhì)量濾波器236被限制成將所得視頻信號的視頻特性從健壯模式視頻信號的那些逐漸改變成正常模式視頻信號的那些。在那個時間間隔的開頭，選擇器238被限制成將濾波視頻信號耦合到輸出端，作為所得視頻信號。當(dāng)那個時間間隔結(jié)束，和從正常模式包流中導(dǎo)出解碼視頻信號時，選擇器238被限制成將解碼的視頻信號耦合到輸出端，作為所得視頻信號。
具有不同視頻質(zhì)量(分辨率、幀速率等)的視頻信號之間的突然轉(zhuǎn)換可能引起令觀眾反感的偽像。由于所得視頻信號的視頻質(zhì)量在從正常模式視頻信號轉(zhuǎn)換到健壯模式視頻信號之前逐漸下降，和在從健壯模式視頻信號轉(zhuǎn)換到正常模式視頻信號之后逐漸上升，可以使轉(zhuǎn)換造成的令人反感偽像減到最少。
交錯播送通信系統(tǒng)的另一個實施例還可以在使令人反感偽像減到最少的同時提供轉(zhuǎn)換和不要求IDS位于正常和健壯模式包流中的任何特殊位置上。圖6中示出了接收器200′。在圖6中，與圖2中的接收器200中的那些相似的部件用相同的標(biāo)號表示，并且，下面不再作詳細(xì)描述。在圖6中，多路分解器210的第一輸出端與正常模式解碼器240′的輸入端耦合。正常模式解碼器240′的第一輸出端與選擇器230′的第一輸入端耦合，和正常模式解碼器240′的第二輸出端與正常模式幀存儲器250′的第一輸入端耦合。延遲器220的輸出端與健壯模式解碼器240″的輸入端耦合。健壯模式解碼器240″的第一輸出端與選擇器230′的第二輸入端耦合，和健壯模式解碼器240″的第二輸出端與健壯模式幀存儲器250″的第一輸入端耦合。選擇器230′的輸出端與正常模式幀存儲器250′和健壯模式幀存儲器250″的各自第二輸入端耦合。正常模式幀存儲器250′的輸出端與正常模式解碼器240′的第二輸入端耦合，和健壯模式幀存儲器250″的輸出端與健壯模式解碼器240″的第二輸入端耦合。
在工作過程中，延遲器220將發(fā)送器100(圖1)中的延遲器130引入正常模式包流的相同延遲引入健壯模式包流。因此，對于代表內(nèi)容信號，在時間上對準(zhǔn)正常模式解碼器240′和健壯模式解碼器240″的各自輸入端上的包流信號。
正如上面詳細(xì)描述的那樣，系統(tǒng)解碼和信源解碼正常模式包流和延遲健壯模式包流兩者以生成相應(yīng)代表內(nèi)容信號流。在所示的實施例中，這些代表內(nèi)容信號流是視頻畫面的各自序列。在正常模式解碼和健壯模式解碼中，解碼預(yù)測畫面或片段需要代表附近畫面的視頻數(shù)據(jù)。正常模式幀存儲器250′為正常模式解碼器240′保存這些附近畫面，并且健壯模式幀存儲器250″為健壯模式解碼器240″保存這些附近畫面。
在如圖6所示的接收器中，逐個畫面地而不是根據(jù)IDS地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。正常模式解碼器240′將正常模式包解碼成包含連續(xù)視頻畫面的相關(guān)代表內(nèi)容信號。同時，健壯模式解碼器240″將健壯模式包解碼成包含連續(xù)視頻畫面的相關(guān)代表內(nèi)容信號。如上所述，多路分解器210生成表示來自解調(diào)器207的復(fù)合信號或至少它的一些部分不可用的錯誤信號線E上的錯誤信號。在如圖6所示的實施例中，這個錯誤信號可以通過檢測多路分解包流中的丟失包生成。因此，錯誤信號線E上的錯誤信號不僅表示包丟失了，而且表示包流正在丟失包。由于包在有效載荷中傳送形成包流傳送的視頻畫面的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，和在首標(biāo)中傳送標(biāo)識這個包所屬的包流的數(shù)據(jù)，正在丟失包的包流可以被標(biāo)記成錯誤的。
可能在正常模式包流和健壯模式包流兩者中都成功接收到視頻畫面；可能在正常模式包流中成功接收到，但在健壯模式包流中錯誤接收到視頻畫面；可能在正常模式包流中錯誤接收到，但在健壯模式包流中成功接收到視頻畫面；或可能在正常模式包流和健壯模式包流兩者中都錯誤接收到視頻畫面。
在正常條件下，也就是說，當(dāng)在正常模式包流或健壯模式包流中都沒有檢測到錯誤時，正常模式解碼器240′和健壯模式解碼器240″兩者都成功解碼相應(yīng)視頻畫面。選擇器230′將從正常模式解碼器240′導(dǎo)出的代表內(nèi)容視頻畫面耦合到輸出端215。此外，在正常條件下，正常模式解碼器240′將視頻畫面供應(yīng)給正常模式幀存儲器250′，和健壯模式解碼器240″將視頻畫面供應(yīng)給健壯模式幀存儲器250″。
如果在健壯模式包流中檢測到錯誤，但在正常模式包流中沒有檢測到錯誤，則只有正常模式解碼器240′成功解碼相應(yīng)視頻畫面。選擇器230′將從正常模式解碼器240′導(dǎo)出的代表內(nèi)容視頻畫面耦合到輸出端215。此外，正常模式解碼器240′將解碼視頻畫面供應(yīng)給正常模式幀存儲器250′。但是，由于健壯模式解碼器240″沒有成功解碼相應(yīng)視頻畫面，它不將任何視頻畫面供應(yīng)給健壯模式幀存儲器250″。取而代之，將來自正常模式解碼器240′的成功解碼視頻畫面從選擇器230′路由到健壯模式幀存儲器250″。
如果在正常模式包流中檢測到錯誤，但在健壯模式包流中沒有檢測到錯誤，則只有健壯模式解碼器240″成功解碼相應(yīng)視頻畫面。選擇器230′將從健壯模式解碼器240″導(dǎo)出的代表內(nèi)容視頻畫面耦合到輸出端215。此外，健壯模式解碼器240″將解碼視頻畫面供應(yīng)給健壯模式幀存儲器250″。但是，由于正常模式解碼器240′沒有成功解碼相應(yīng)視頻畫面，它不將任何視頻畫面供應(yīng)給正常模式幀存儲器250′。取而代之，將來自健壯模式解碼器240″的成功解碼視頻畫面從選擇器230′路由到正常模式幀存儲器250′。
在上面兩種情況中，存儲在與沒有成功解碼視頻畫面的解碼器相聯(lián)系的幀存儲器中的那個視頻畫面是來自其它解碼器的視頻畫面。這可能使隨后的解碼與如果正確視頻畫面存儲在幀存儲器中將會有的結(jié)果相比變差了。如果替代的視頻畫面具有比錯誤視頻畫面更低的質(zhì)量，情況尤其如此。但是，如果在幀存儲器中一點也沒有存儲視頻畫面，則隨后解碼的精度會更好些。
如果在正常模式包流和健壯模式包流兩者中的視頻畫面中都檢測到錯誤，則不能精確解碼視頻畫面，必須使用其它掩蔽技術(shù)。
參照圖7可以更好地理解如圖6所示的接收器200′的工作。在圖7中，頂部一組長方形(MPEG)分別代表正常模式解碼器240′的輸入420和輸出520；中間一組長方形(JVT)分別代表健壯模式解碼器240″的輸入440和輸出540；和底部一組長方形(OUTPUT)分別代表輸出端215上的視頻畫面460和它們的信源560。關(guān)于MPEG解碼上面一組長方形420代表正常模式解碼器240′的輸入端上的信源編碼視頻畫面(I、P和/或B)。下面一組長方形520代表正常模式解碼器240′的輸出端上的所得視頻畫面。類似地，關(guān)于JVT解碼上面一組長方形440代表健壯模式解碼器240″的輸入端上的信源編碼IDR畫面(可以包括數(shù)個純I片段)和隨后信源編碼視頻片段(I、P、B、SI和/或SP)。下面一組長方形540代表健壯模式解碼器240″的輸出端上的所得視頻畫面。關(guān)于輸出端215上面一組長方形460代表輸出視頻畫面和下面一組長方形560代表那個特定視頻畫面的源。
更具體地說，在正常模式(MPEG)包流中，如斜陰影線所指，視頻畫面6、10、和13的每一個丟失至少一個包。類似地，在健壯模式(JVT)包流中，如斜陰影線所指，視頻畫面7和10丟失至少一個包。正常模式包流和健壯模式包流兩者的所有其它視頻畫面包括所有包，并可以被成功解碼。
對于視頻畫面0-5、8、9、11、12和14，如圖7中的“M”所指，選擇器230′將從正常模式解碼器240′(MPEG)導(dǎo)出的視頻畫面耦合到輸出端215。另外，對于這些視頻畫面，將來自正常模式解碼器240′的視頻畫面供應(yīng)給正常模式幀存儲器250′，并且將來自健壯模式解碼器240″的視頻畫面供應(yīng)給健壯模式幀存儲器250″。
對于畫面6和13，正常模式包流中的視頻畫面是錯誤的，但健壯模式包流中的相應(yīng)視頻畫面是完整的和可用的。對于這些畫面，如圖7中的“J”所指，選擇器230′將來自健壯模式解碼器240″(JVT)的視頻畫面耦合到輸出端215。由于對于這些畫面，不存在正常模式視頻畫面，來自健壯模式解碼器240″的健壯模式視頻畫面被耦合到正常模式幀存儲器250′和健壯模式幀存儲器250″兩者。
對于畫面7，正常模式包流中的視頻畫面是完整的，但健壯模式包流中的相應(yīng)視頻畫面是錯誤的。對于這個畫面，如圖7中的“M”所指，選擇器230′將來自正常模式解碼器240′的視頻畫面耦合到輸出端215。由于對于這個畫面，不存在健壯模式視頻畫面，來自正常模式解碼器240′的正常模式視頻畫面被耦合到正常模式幀存儲器250′和健壯模式幀存儲器250″兩者。
對于畫面10，正常模式包流和健壯模式包流中的視頻畫面都是錯誤的。由于不存在有效視頻畫面，可以使用某種形式的錯誤掩蔽。這通過圖7中的“XX”表示。由于不存在來自正常模式解碼器240′或健壯模式解碼器240′的有效視頻畫面，沒有解碼的視頻畫面可以存儲在正常模式幀存儲器250′或健壯模式幀存儲器250″中。也可以從某種形式的錯誤掩蔽中導(dǎo)出存儲在幀存儲器250′和250″中的數(shù)據(jù)。
通過將兩種包流解碼成視頻畫面的流，和在每個視頻畫面的開頭從一種視頻流轉(zhuǎn)換到另一種視頻流，可以使未能適當(dāng)解碼包流引起的視頻偽像減到最少。在如圖6所示的接收器中可以使用如圖5所示，視頻質(zhì)量逐漸改變的轉(zhuǎn)換。但是，由于在圖6的接收器中，在每個畫面上都發(fā)生轉(zhuǎn)換，來自這樣轉(zhuǎn)換的偽像不會像如圖2所示，在IDS邊界上發(fā)生轉(zhuǎn)換時那樣令人反感。
但是，變差的信道條件可能導(dǎo)致正常模式包流和健壯模式包流之間的頻繁轉(zhuǎn)換。這種頻繁轉(zhuǎn)換可能導(dǎo)致可能令觀眾反感的偽像。如果健壯模式視頻信號的視頻質(zhì)量明顯不同于正常模式視頻信號的視頻質(zhì)量，情況尤其如此。
為了使正常模式包流和健壯模式包流之間的過度頻繁轉(zhuǎn)換引起的偽像減到最少，選擇器230(圖2)和230′(圖6)被配置成將轉(zhuǎn)換限制在比預(yù)定頻率更頻繁上。更具體地說，選擇器230或230′可以監(jiān)視希望轉(zhuǎn)換的頻率，和將它與預(yù)定閾值相比較。如果所希望轉(zhuǎn)換的頻率超過閾值，則將發(fā)生實際轉(zhuǎn)換的頻率限制在某個最大頻率以下。這是一種形式的轉(zhuǎn)換滯后。
例如，假設(shè)正常模式包流傳送高質(zhì)量(例如，高清晰度(HD))的視頻信號和健壯模式包流傳送低質(zhì)量(例如，標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD))的視頻信號。當(dāng)正常模式HD包流不可用時，處理健壯模式SD包流來生成圖像。為了顯示在HD顯示設(shè)備上而按比例放大SD視頻信號生成質(zhì)量差的視頻圖像。如果正常模式包流頻繁地漸強(qiáng)漸弱，但健壯模式包流仍然可用，則在正常模式HD視頻信號和健壯模式SD視頻信號之間會發(fā)生頻繁轉(zhuǎn)換。HD包流和SD包流之間的頻繁轉(zhuǎn)換，以及高質(zhì)圖像和低質(zhì)圖像之間的頻繁轉(zhuǎn)換將產(chǎn)生令觀眾反感的偽像。
繼續(xù)討論該例子，如果錯誤信號E表示發(fā)生轉(zhuǎn)換(即，正常模式包丟失)應(yīng)該，例如，每分鐘多于兩次，則將實際轉(zhuǎn)換限制成使如上所述的轉(zhuǎn)換偽像減到最少。在本例中，在這些條件下，選擇器230或230′對于每次轉(zhuǎn)換，選擇，例如，至少一分鐘的健壯模式包流。這將降低轉(zhuǎn)換次數(shù)，因此，使那些轉(zhuǎn)換造成的可見偽像減到最少。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，這只是實現(xiàn)轉(zhuǎn)換滯后的一個實施例?？梢允挂饻蟮淖畲筠D(zhuǎn)換頻率和受限轉(zhuǎn)換頻率的閾值不同于該例子的那些?？梢詰{經(jīng)驗確定這樣的閾值，以找出使令人反感的可見偽像減到最少的那些。并且，在接收器工作期間閾值可以動態(tài)地變化。最后，可以開發(fā)出當(dāng)存在通常導(dǎo)致過度轉(zhuǎn)換的條件時限制轉(zhuǎn)換的其它滯后算法。
再次參照圖3和4，在任何廣播或信道改變的開頭，存在正常模式包(310，410)填充延遲器220(圖2和圖6)的指定為Tadv的間隔。在如圖2和6所示的接收器中，只有在延遲電路220充滿之后接收器才開始工作。但是，當(dāng)接收器被接通或信道發(fā)生改變時，這引起不適當(dāng)延遲。但是，在時間間隔Tadv內(nèi)，健壯模式包流(300，400)即時可用的。
在圖2中，如虛線所示，未延遲健壯模式包流從多路分解器210直接耦合到選擇器230的第三輸入端。當(dāng)對接收器加電或選擇新信道時，選擇器230將未延遲健壯模式包流耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240。正如上面詳細(xì)描述的那樣，多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240被限制成拆包和解碼健壯模式包，和在輸出端215上使視頻信號可即時用于實用電路。當(dāng)正常模式包流可用時，選擇器230將正常模式包流信號耦合到多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240。
在圖6中，未延遲健壯模式包流從多路分解器210直接耦合到健壯模式解碼器240″。當(dāng)對接收器加電或選擇新信道時，正如前面更詳細(xì)描述的那樣，健壯模式解碼器240″被限制成拆包和解碼來自多路分解器210的健壯模式包流和生成健壯模式視頻信號，選擇器230′被限制成通過輸出端215將健壯模式視頻信號從健壯模式解碼器″耦合到實用電路。當(dāng)正常模式包流可用時，正常模式解碼器240′拆包和解碼它，生成正常模式視頻信號。選擇器230′被限制成通過輸出端215將正常模式視頻信號耦合到實用電路。
在每一種情況下，分析正常模式包流和健壯模式包流中的數(shù)據(jù)，以確定什么時候正常模式包流變得可用和接收器可以開始正常工作。按照已知的MPEG2系統(tǒng)(傳輸包)編碼，通過程序時鐘基準(zhǔn)(PCR)數(shù)據(jù)將與發(fā)送器中的系統(tǒng)時鐘(STC)有關(guān)的信息放入編碼包流中。表示必須解碼包流的一部分(稱為訪問單元)的時間的、稱為展示時間標(biāo)記(PTS)的進(jìn)一步信息至少包括在每個這樣訪問單元的開頭上。當(dāng)多標(biāo)準(zhǔn)解碼器240(圖2)或正常模式解碼器240′和健壯模式解碼器240″(圖6)拆包和解碼正常模式包流和健壯模式包流時，通過PCR數(shù)據(jù)使接收器中的系統(tǒng)時鐘(STC)與發(fā)送器中的系統(tǒng)時鐘(STC)同步。當(dāng)正常模式包流中PTS的值等于接收器STC的值時，這表示正常模式包流與健壯模式包流同步，和如上所述，接收器通過解碼正常模式包流，可以開始正常工作。
由于在一種多路復(fù)用傳輸包流上可以發(fā)送許多代表內(nèi)容信號，人們已經(jīng)開發(fā)出了供應(yīng)有關(guān)不同包流的信息的已知裝置。每種包流通過包標(biāo)識符(PID)標(biāo)識，PID包括在那個包流中的每個包的首標(biāo)中。具有預(yù)定已知PID的一種包流包含一個或多個數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表包含標(biāo)識符和有關(guān)所有其它包流的其它信息。這種已知表結(jié)構(gòu)可以用于傳送有關(guān)與任何其它正常模式包流無關(guān)的健壯模式包流的信息。但是，必須將有關(guān)與其它正常模式包流有關(guān)的健壯模式包流的附加信息從發(fā)送器發(fā)送到接收器。
這些現(xiàn)有表的擴(kuò)充語法和語義可以傳送必要信息。圖8是例示有關(guān)程序映像表(PMT)和/或程序和信息系統(tǒng)協(xié)議-虛擬信道表(PSIP-VCT)的擴(kuò)充語法和語義的表。圖8中的每行代表擴(kuò)充表中的數(shù)據(jù)項，或偽碼形式的元語法描述。第一列是數(shù)據(jù)項的名稱或元語法規(guī)定。第二列是數(shù)據(jù)項或語法規(guī)定的描述。第三列是任何數(shù)據(jù)項的大小表示。
擴(kuò)充語法中的第1項802是用于與其它正常模式包流交錯播送的健壯模式包流的數(shù)量。然后，如表的下一行和最后一行中的元語法規(guī)定所指，在表中包括了有關(guān)每種這樣交錯播送健壯模式包流的信息。一些這樣的信息是每種健壯模式包流所要求。例如，數(shù)據(jù)804代表健壯模式包流的程序標(biāo)識符(PID)；數(shù)據(jù)806代表那個包流傳送的數(shù)據(jù)的類型；數(shù)據(jù)808代表與這個包流相聯(lián)系的正常模式包流的PID；和數(shù)據(jù)810代表發(fā)送器100(圖1)中的延遲器130引入正常模式包流中的延遲。
但是，一些這樣的信息只與特定數(shù)據(jù)類型的健壯模式包流有關(guān)。例如，如果健壯模式包流傳送視頻數(shù)據(jù)，則將與壓縮格式、幀速率、交錯格式、水平和垂直分辨率、和位速率有關(guān)的信息812從發(fā)送器發(fā)送到接收器，以便可以適當(dāng)?shù)亟獯a和顯示健壯模式包流所代表的視頻圖像。類似地，如果健壯模式包流傳送音頻數(shù)據(jù)，則將與壓縮格式、位速率、取樣速率、和音頻模式(環(huán)繞、立體聲或單聲道)有關(guān)的信息814從發(fā)送器發(fā)送到接收器，以便可以適當(dāng)?shù)亟獯a和再現(xiàn)健壯模式包流所代表的聲音。
一段其它數(shù)據(jù)與健壯模式包流傳送的代表內(nèi)容信號的相對質(zhì)量有關(guān)。如上所述，健壯模式包流傳送的代表內(nèi)容信號的質(zhì)量可以不同于與之相聯(lián)系的正常模式包流傳送的代表內(nèi)容信號的的質(zhì)量。在如上所述的例子中，規(guī)定健壯模式包流傳送的代表內(nèi)容信號的質(zhì)量低于相關(guān)正常模式包流傳送的代表內(nèi)容信號的的質(zhì)量。但是，在一些條件下，提供者可以在健壯模式包流上發(fā)送更高質(zhì)量信號。在這種條件下，最好，接收器使用健壯模式包流傳送的代表內(nèi)容信號，而不是相關(guān)正常模式包流傳送的代表內(nèi)容信號。通過數(shù)據(jù)816向接收器表示這種情況。
通過提供將健壯模式包流與正常模式包流相聯(lián)系的信息，接收器200(圖2的)或200′(圖6的)可以在多路復(fù)用的包流中找出正常模式包流和健壯模式包流兩者，并且，如上所述，同時處理這兩者。不包括圖2和圖6的接收器的能力的先前的接收器忽略了這種信息和以已知方式處理正常模式包流。
如上所述，在如圖8所示的表中，將發(fā)送器100(圖1)中的延遲器130在健壯模式包流和相關(guān)正常模式包流之間引入的延遲作為數(shù)據(jù)810來發(fā)送。這使發(fā)送器可以改變延遲間隔和使接收器可以據(jù)此調(diào)整它的延遲間隔。例如，在一些信道條件下，可以比在其它信道條件下更有可能出現(xiàn)衰落，或衰落的特性可能發(fā)生改變(即，衰落可能延長了)。在這樣的條件下，可以增加延遲間隔。將延遲的長度發(fā)送到接收器，接收器使延遲器220(圖2和圖6中)適應(yīng)相同的延遲間隔。其它條件也可能要求不同延遲間隔。
可以推廣如上所述的交錯播送概念?？梢越诲e播送編碼成具有不同視頻質(zhì)量(例如，分辨率、幀速率等)的相同代表內(nèi)容信號的多個版本。圖9是發(fā)送代表內(nèi)容信號的多個版本的交錯播送發(fā)送器的另一個實施例的一部分的方塊圖。在圖9中，與如圖1所示的發(fā)送器中的那些相同的部件用相同標(biāo)號表示，并且，下面不再作詳細(xì)描述。圖10是交錯播送接收器的相應(yīng)實施例的一部分的方塊圖。在圖10中，與如圖2所示的接收器中的那些相同的部件用相同標(biāo)號表示，并且，下面不再作詳細(xì)描述。
在圖9a中，輸入端105與分層編碼器160的輸入端耦合。分層編碼器160信源編碼和打包數(shù)個輸出包流信號。數(shù)個輸出包流信號的第一個(0)被耦合到多路復(fù)用器140′的相應(yīng)輸入端。數(shù)個輸出包流信號的其余部分(1)到(n)被耦合到相應(yīng)數(shù)個延遲器130(1)到130(n)的各自輸入端。延遲器(2)引入的延遲間隔大于延遲器130(1)引入的延遲間隔；延遲器130(3)(未示出)引入的延遲間隔大于延遲器130(2)引入的延遲間隔；以此類推。如圖3所示，可以根據(jù)包指定延遲；如圖4所示，可以根據(jù)獨立解碼分段指定延遲；或如圖7所示，可以根據(jù)視頻畫面間隔指定延遲。數(shù)個延遲器130(1)到130(n)的各自輸出端與多路復(fù)用器140′的相應(yīng)輸入端耦合。
在工作過程中，第一包流信號(0)傳送在最低視頻質(zhì)量上信源編碼的基本視頻信號。第二包流信號(1)傳送額外視頻信息。這個額外視頻信息當(dāng)與基本視頻信號(0)組合在一起時，生成視頻質(zhì)量比單獨基本視頻信號(0)的視頻質(zhì)量高的視頻信號。第三包流信號(2)傳送進(jìn)一步的額外視頻信息。這個信號中的視頻信息當(dāng)與基本視頻信號(0)和第二包流信號(1)中的視頻信息組合在一起時，生成視頻質(zhì)量比基本信號(0)和第二信號(1)的組合的視頻質(zhì)量高的視頻信號。來自分層編碼器160的直到包流信號(n)的附加包流信號中的視頻信息可以組合在一起，生成視頻質(zhì)量更高的視頻信號。將多路復(fù)用信號加以信道編碼(調(diào)制)，和通過輸出端115供應(yīng)給接收器。
圖10a是與如圖9a所示的發(fā)送器相對應(yīng)的接收器。多路分解器210提取數(shù)個包流(0)到(n)。包流(n)被耦合到分層解碼器260的相應(yīng)輸入端。數(shù)個包流的其余部分(0)到(n-1)被耦合到相應(yīng)數(shù)個延遲器220的各自輸入端。數(shù)個延遲器220被限制成在時間上重新對準(zhǔn)分層解碼器260的輸入端上的所有數(shù)個包流(0)到(n)。來自多路分解器210的信號線E上的錯誤信號被耦合到分層解碼器260的控制輸入端。分層解碼器260的輸出端與輸出端215耦合。
在工作過程中，正如上面更詳細(xì)描述的那樣，解調(diào)器207在適當(dāng)?shù)臅r候信道解碼(解調(diào))接收信號。多路分解器210提取與如圖9a所示的包流(0)到(n)相對應(yīng)的傳送分層視頻信息的數(shù)個包流(0)到(n)。數(shù)個延遲器220在時間上對準(zhǔn)這些包流。來自多路分解器210的錯誤信號表示哪些包流不可用，例如，丟失包。分層解碼器260拆包數(shù)個包流和生成可以從可用包流中分層解碼的最高質(zhì)量視頻信號。也就是說，如果使除了傳送基本視頻信號的包流(0)之外的所有衰落事件不可用，則分層解碼器260只拆包和解碼包流(0)。如果包流(1)也可用，則分層解碼器260拆包和解碼包流(0)和包流(1)兩者和生成更高質(zhì)量的視頻信號，以此類推。如果所有包流(0)到(n)都可用，則分層解碼器260拆包和解碼所有包流和生成最高質(zhì)量的視頻信號，在圖9b中，輸出端105與數(shù)個視頻編碼器170的各自輸入端耦合。數(shù)個視頻編碼器170的第一個170(0)的輸出端與多路復(fù)用器140′的相應(yīng)輸入端耦合。數(shù)個視頻編碼器170的其余部分170(1)到170(n)的輸出端與延遲器131(1)到130(n)的各自輸入端耦合。延遲器130(2)引入的延遲間隔大于延遲器130(1)引入的延遲間隔；延遲器130(3)(未示出)引入的延遲間隔大于延遲器130(2)引入的延遲間隔；以此類推。如圖3所示，可以根據(jù)包指定延遲；如圖4所示，可以根據(jù)獨立解碼分段指定延遲；或如圖7所示，可以根據(jù)視頻幀間隔指定延遲。數(shù)個延遲器的各自輸出端與多路復(fù)用器140′的相應(yīng)輸入端耦合。
在工作過程中，第1編碼器170(0)信源編碼代表內(nèi)容信號和系統(tǒng)編碼(打包)所得信源編碼信號，以生成傳送代表最低質(zhì)量的視頻信號的信息的包流在所示的實施例中，四分之一公用接口格式(QCIF)視頻信號。第2編碼器170(1)類似地生成傳送代表比第1編碼器170(0)生成的視頻信號的質(zhì)量更高的視頻信號的信息的包流在所示的實施例中，公用接口格式(CIF)視頻信號。未示出的其它視頻編碼器類似地生成傳送視頻質(zhì)量依次提高的視頻信號的包流。SD視頻編碼器170(n-1)類似地生成傳送SD質(zhì)量視頻信號的包流，和HD視頻編碼器170(n)類似地生成傳送HD質(zhì)量視頻信號的包流。這些包流經(jīng)多路復(fù)用器140′多路復(fù)用，然后被信道編碼(調(diào)制)，并且通過輸出端115發(fā)送到接收器。
圖10b是與如圖9b所示的發(fā)送器相對應(yīng)的接收器。在圖10b中，多路分解器210提取數(shù)個包流(0)到(n)。包流(n)被耦合到HD解碼器270(n)的輸入端。包流的其余部分(0)到(n-1)被耦合到相應(yīng)數(shù)個延遲器220的各自輸入端。數(shù)個延遲器220的各自輸出端與數(shù)個視頻解碼器270的相應(yīng)輸入端耦合。數(shù)個視頻解碼器270的各自輸出端與選擇器的相應(yīng)輸入端耦合。來自多路分解器210的錯誤信號線E上的錯誤信號被耦合到選擇器280的控制輸入端。
在工作過程中，正如上面更詳細(xì)描述的那樣，解調(diào)器207在適當(dāng)?shù)臅r候信道解碼(解調(diào))接收的復(fù)合信號。多路分解器210提取與如圖9b所示的數(shù)個視頻編碼器170生成的那些相對應(yīng)的包流(0)到(n)。數(shù)個延遲器220在時間上重新對準(zhǔn)數(shù)個視頻解碼器270的各自輸入端上的所有這些包流(0)到(n)。每個包流被耦合到適合解碼那個包流傳送的視頻信號的視頻解碼器。例如，傳送QCIF質(zhì)量視頻信號的包流被耦合到QCIF解碼器270(0)；傳送CIF質(zhì)量視頻信號的包流被耦合到CIF解碼器270(1)，以此類推。數(shù)個視頻解碼器270中的每個視頻解碼器拆包和信源解碼供應(yīng)給它的信號以生成視頻信號。來自多路分解器210的錯誤信號表示包流(0)到(n)的哪一個因錯誤(例如，丟失包)而不可用。選擇器280被限制成將從可用包流中生成的最高質(zhì)量視頻信號耦合到輸出端215。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在如圖9所示的發(fā)送器系統(tǒng)中對一些較低質(zhì)量視頻圖像信號可能需要圖像縮放。編碼器，即，圖9a的分層編碼器160或圖9b的數(shù)個編碼器170包括為了簡化圖像而未示出的任何這樣必要圖像縮放(scaling)電路。
對于如圖9和10所示的通信系統(tǒng)，正如上面更詳細(xì)描述的那樣，可以根據(jù)健壯信源編碼方案(JVT)信源編碼和通過健壯調(diào)制方案(4-VSB和/或2-VSB)信道編碼(調(diào)制)分層編碼器160(圖9a)或數(shù)個視頻編碼器170(圖9b)的任何一個生成的任何包流。那個包流的相應(yīng)解調(diào)和解碼發(fā)生在圖10的接收器中。此外，最佳質(zhì)量視頻信號超前最多，因此，存在最高的衰落阻抗。并且，最低視頻質(zhì)量信號可能用最少位數(shù)編碼，因此，花費少量時間來發(fā)送。隨著包流傳送的視頻信號的視頻質(zhì)量不斷提高，包流超前的時間不斷縮短，因此，衰落阻抗不斷降低。因此，當(dāng)信道特性沒有衰落時，傳送最高視頻質(zhì)量信號的包流仍然可用。中度衰落使傳送較低視頻質(zhì)量信號的包流可用，和嚴(yán)重衰落只使傳送最低質(zhì)量視頻信號的包流可用。這種視頻質(zhì)量隨信道特性變差而逐漸下降是觀看所希望的特性。
如上所述，和如圖1和9b所示，可以將相同代表內(nèi)容信號交錯播送成傳送高質(zhì)量視頻信號的包流和傳送視頻質(zhì)量降低視頻信號的一個或多個包流。因此，在這樣的通信系統(tǒng)中，可以使一些接收器，例如，蜂窩式電話或個人數(shù)字助理(PDA)中的電視接收器只提取和解碼質(zhì)量降低的代表內(nèi)容信號。在這樣的接收器中，顯示設(shè)備是低分辨率的，并且也許只能顯示質(zhì)量降低的視頻信號。并且，電池電源的使用有利于使處理的數(shù)據(jù)量減到最少。這兩種考慮暗示著這樣的接收器只解碼傳送適當(dāng)視頻質(zhì)量的視頻信號的包流和顯示那種圖像。
圖10c例示了一個接收器。在圖10c中，輸入端205與解調(diào)器207的輸入端耦合。解調(diào)器207的輸出端與多路分解器210的輸出端耦合。多路分解器210的輸出端與解碼器270的輸入端耦合。解碼器270的輸出端與輸出端215耦合。
在工作過程中，正如上面更詳細(xì)描述的那樣，解調(diào)器270以適當(dāng)方式解調(diào)接收的復(fù)合信號。多路分解器210只選擇含有所希望質(zhì)量的視頻信號的單一包流。例如，這可以是像圖9b的QCIF編碼器170(0)生成和在包流(0)上傳送的那樣的QCIF格式視頻信號。多路分解器210提取和解碼器270解碼包流(0)，生成QCIF格式視頻信號。這樣的接收器只需接收如圖8所示的表，以確定所希望低質(zhì)量視頻信號包流(0)的PID。根據(jù)在表中發(fā)送的分辨率數(shù)據(jù)812，移動接收器能夠選擇傳送希望加以處理的質(zhì)量降低視頻信號的包流。
如圖9和10所示的通信系統(tǒng)可以進(jìn)一步推廣。在如上所述的系統(tǒng)中，在附加包流中傳送的視頻信息可以用于在惡化信道條件下提供適度變差。但是，這樣的系統(tǒng)也可以發(fā)送在良好信道條件下可以提高視頻信號的質(zhì)量的附加視頻信息。通過包括傳送擴(kuò)增視頻信息的包流，除了傳送正常視頻信號的包流之外，還可以發(fā)送擴(kuò)增視頻信息。
圖11是發(fā)送雙交錯視頻信號的發(fā)送器的一部分的方塊圖，和圖12是接收雙交錯視頻信號的接收器的一部分的方塊圖。圖13是有助于理解如圖11所示的雙交錯發(fā)送器和如圖12所示的雙交錯接收器的工作的顯示圖。在圖11中，與如圖1所示的那些相同的部件用相同標(biāo)號表示，并且，下面不再作詳細(xì)描述。在圖12中，與如圖6所示的那些相同的部件用相同標(biāo)號表示，并且，下面不再作詳細(xì)描述。
參照圖13，內(nèi)容源生成在圖13的頂端被示意性地例示成顯示邊界1320內(nèi)的一系列視頻線1310的逐行掃描視頻顯示。正常HD視頻圖像畫面包括1080行。在交錯格式中以每秒30幀的速率發(fā)送這樣的HD視頻圖像。也就是說，交錯器生成兩個半幀(field)第一半幀只包括奇數(shù)行和第二半幀只包括偶數(shù)行。以60半幀每秒的速率相繼發(fā)送這些半幀。
在圖11中，輸出端105與雙輸出交錯器102耦合。雙輸出交錯器102的第一輸出端與健壯模式編碼器110的輸入端耦合。雙輸出交錯器102的第二輸出端與正常模式編碼器120的輸入端耦合。
再次參照圖13，幀顯示圖像1330(A)與在雙輸出交錯器102的第一輸出端上生成的視頻信號A相對應(yīng)，和幀顯示圖像1330(B)與在雙輸出交錯器102的第二輸出端上生成的視頻信號B相對應(yīng)。在幀顯示圖像1330(A)和1330(B)中，在一個半幀中發(fā)送實線，和在接著的半幀中發(fā)送虛線。在幀顯示圖像1330(A)中，實線是奇數(shù)線和虛線是偶數(shù)線；和在幀顯示圖像1330(B)中，實線是偶數(shù)線和虛線是奇數(shù)線。在位于幀顯示圖像1330(A)和1330(B)下面的半幀顯示圖像1340(A)、1340(B)、1350(A)和1350(B)中更詳細(xì)地例示了這種情況。在半幀1中，視頻信號A發(fā)送如半幀顯示圖像1340(A)所示的奇數(shù)線，和視頻信號B發(fā)送如半幀顯示圖像1340(B)所示的偶數(shù)線。在半幀2中，視頻信號A發(fā)送如半幀顯示圖像1350(B)所示的偶數(shù)線，和視頻信號B發(fā)送如半幀顯示圖像1350(B)所示的奇數(shù)線。
正如上面更詳細(xì)描述的那樣，健壯模式編碼器110利用JVT信源編碼來信源編碼視頻信號A，然后對其進(jìn)行系統(tǒng)編碼(打包)。正常模式編碼器利用MPEG2信源編碼來信源編碼視頻信號B，然后對其進(jìn)行系統(tǒng)編碼(打包)。調(diào)制器利用4-VSB和/或2-VSB調(diào)制來信道編碼(調(diào)制)健壯模式包流，和利用8-VSB調(diào)制來調(diào)制正常模式包流。
在圖12中，多路分解器210的第一輸出端與正常模式解碼器240′的輸入端耦合，和多路分解器210的第二輸出端與延遲器220的輸入端耦合。正常模式解碼器240′的輸出端與雙輸入去交錯器202的第一信號輸入端耦合，和健壯模式解碼器240″的輸入端與雙輸入去交錯器202的第二信號輸入端耦合。來自多路分解器210的錯誤信號被耦合到雙輸入去交錯器202的控制輸入端。雙輸入去交錯器202的輸出端與輸出端215耦合。
正如上面更詳細(xì)描述的那樣，解調(diào)器207利用4-VSB和/或2-VSB解調(diào)信道解碼(解調(diào))健壯模式包流，和利用8-VSB解調(diào)來解調(diào)正常模式包流。正常模式解碼器240′系統(tǒng)解碼(拆包)和利用JVT解碼來信源解碼正常模式包流，以再現(xiàn)視頻信號B。健壯模式解碼器240″拆包和利用MPEG2解碼來信源解碼健壯模式包流，以再現(xiàn)視頻信號A。
雙輸入去交錯器202工作以便將來自健壯模式解碼器240″的視頻信號A的隔行掃描線與來自正常模式解碼器240′的視頻信號B的隔行掃描線組合在一起生成逐行掃描半幀。對于半幀1，將如半幀顯示圖像1340(A)所示的來自視頻信號A的奇數(shù)線與如半幀顯示圖像1340(B)所示的來自視頻信號B的偶數(shù)線組合在一起。所得的逐行掃描半幀顯示在半幀顯示圖像1345中。對于半幀2，將如半幀顯示圖像1350(A)所示的來自視頻信號A的偶數(shù)線與如半幀顯示圖像1350(B)所示的來自視頻信號B的奇數(shù)線組合在一起。所得的逐行掃描半幀顯示在半幀顯示圖像1355中。因此，每個半幀間隔在雙輸入去交錯器202的輸出端上可以生成逐行掃描半幀。對于HD信號，這意味著每秒60次地生成整個1080行圖像。
如上所述的和如圖11、圖12和圖13所示的雙交錯技術(shù)也可以與如上所述的技術(shù)結(jié)合在一起，以便在信道條件變差的情況下提供更寬范圍的適度變差。如果信道條件使傳送視頻信號A或B的包流之一變得不可用，則錯誤信號E向雙輸入去交錯器202表明這種情況。雙輸入去交錯器202開始從可用視頻信號中生成標(biāo)準(zhǔn)HD交錯視頻信號。顯示設(shè)備(未示出)被重新配置成在其它視頻信號再次可用之前，顯示標(biāo)準(zhǔn)交錯視頻信號所代表的圖像。如果HD視頻信號都不可用，則正如上面參照圖9中的發(fā)送器和圖10中的接收器所詳細(xì)描述的那樣，可以顯示最高質(zhì)量可用視頻信號。
相同的技術(shù)也可以用于將任何交錯格式視頻信號，例如，SD視頻信號轉(zhuǎn)換成兩倍幀速率的逐行掃描視頻信號。如圖11和12所示，未必對兩個視頻信號A和B進(jìn)行交錯播送。只需同時播送它們。但是，如上所述，在存在衰落事件時，交錯播送另外還提供適度變差。
如上所述的通信系統(tǒng)可以進(jìn)一步推廣到與記錄設(shè)備，例如數(shù)字個人視頻記錄器(PVR)合作。由于這樣的PVR設(shè)備的成本不斷下降，這樣的PVR設(shè)備逐步合并在數(shù)字電視接收器中。在圖9b中，如虛線所示，PVR設(shè)備295包括與選擇280雙向耦合的視頻端(Vid)、和也與選擇器280雙向耦合的控制端(Ctl)。也如虛線所示，選擇器280還與用戶控制源耦合。
選擇器280被配置成與耦合到輸出端215的輸入視頻信號無關(guān)地將任何所希望視頻信號從數(shù)個視頻檢測器270耦合到PVR 295。選擇器280還可以被配置成將輸入視頻信號從PVR 295耦合到輸出端215，以便加以回放。選擇器280還可以將控制數(shù)據(jù)供應(yīng)給PVR 295，和PVR 295在雙向控制端上將狀態(tài)數(shù)據(jù)供應(yīng)給選擇器280。
可以以幾種工作模式控制PVR 295。在一種工作模式中，將最佳可用視頻信號耦合到PVR 295加以記錄。在這種工作模式中，選擇器280將與耦合到輸出端215相同的輸入視頻信號耦合到PVR 295。這將導(dǎo)致在PVR 295中最佳質(zhì)量視頻信號被記錄下來，但花費大多數(shù)存儲空間。這將利用傳送視頻信號的正常模式包流和健壯模式包流和提供的適度變差。可替代地，可以將低分辨率視頻信號耦合到PVR 295，而不是耦合到輸出端215。例如，雖然選擇器280可以將最佳可用視頻信號耦合到輸出端215，但選擇器280也可以將生成較差質(zhì)量視頻信號的視頻解碼器270與PVR 295耦合。這種較差質(zhì)量視頻信號可以是較差質(zhì)量視頻解碼器供應(yīng)的存在適度變差的可用視頻信號的所選那一個，例如來自SD解碼器270(n-1)的SD質(zhì)量視頻信號。這樣的信號在PVR 295中需要比最佳可用視頻信號少的存儲空間。這有助于節(jié)省PVR295中的存儲空間，使記錄時間更長。在所選較低質(zhì)量視頻信號不可用的情況下，在較低質(zhì)量視頻信號再次可用之前，可以記錄較高質(zhì)量視頻信號。觀眾可以通過用戶輸入終端直接選擇記錄哪種較差質(zhì)量視頻信號(即，SD、CIF或QCIF)的選項?？商娲?，選擇器280可以根據(jù)某種準(zhǔn)則自動控制這種選擇。例如，來自PVR 295的狀態(tài)信號可以表示PVR 295中的剩余存儲量。隨著剩余存儲量不斷下降，選擇器280可以自動將具有降低視頻質(zhì)量的視頻解碼器270耦合到PVR 295。其它標(biāo)準(zhǔn)可以由選擇器280推出，用于控制將哪個視頻信號耦合到PVR 295。
類似地，用戶可能希望控制發(fā)送器廣播的電視節(jié)目的選擇和顯示。在現(xiàn)有廣播系統(tǒng)中，發(fā)送的包流之一傳送用戶節(jié)目指南，用戶節(jié)目指南包含有關(guān)當(dāng)前正在廣播的所有節(jié)目和不久的將來預(yù)定廣播的節(jié)目的信息。根據(jù)節(jié)目指南數(shù)據(jù)，如圖10b所示的屏幕顯示發(fā)生器(OSD)282可以生成列出所有這樣的節(jié)目、它們的頻道、和時間的表的圖像。作為利用用戶界面找出所需節(jié)目和選擇那個節(jié)目進(jìn)行觀看的輔助工具，用戶可以控制節(jié)目指南信息的顯示。用戶界面顯示向觀眾展示信息的圖像，請求觀眾輸入，和接受觀眾從可能合并在接收器或遙控器中的控制器的輸入?，F(xiàn)有系統(tǒng)使觀眾可以請求有關(guān)節(jié)目列表的附加信息，例如節(jié)目的更詳細(xì)描述、級別(G、PG、R等)、時間長度、剩余時間等。
可以將與如上所述的交錯播送系統(tǒng)有關(guān)的附加信息加入顯示的節(jié)目表，或附加信息顯示中。這個信息可以從如圖8所示的PSIP-VCT/PMT表中導(dǎo)出。例如，可以將附加指示符加入顯示的節(jié)目表和/或附加信息顯示中，指示正在交錯播送這個節(jié)目；正在交錯播送的視頻信號是什么樣的視頻質(zhì)量；正在交錯播送的音頻信號是什么樣的音頻質(zhì)量；等等。通過為觀眾顯示這個信息，觀眾能夠?qū)ι厦娴墓?jié)目作出基本選擇。更具體地說，觀眾可以選擇正在交錯播送的節(jié)目；或可以選擇含有所需視頻質(zhì)量的視頻信號的節(jié)目，例如，以便與供給信號的顯示設(shè)備匹配。
當(dāng)前接收器還允許觀眾設(shè)置某些參數(shù)。例如，用戶可能想自動觀看所有發(fā)送的頻道，或僅僅觀眾預(yù)訂的頻道，或預(yù)訂頻道加上按次收費頻道等，而不想每次顯示時手動改變屏幕顯示。用戶界面通過OSD 282向用戶展示屏幕圖像，用戶可以利用控制器在OSD 282上作出這種選擇。可以生成附加屏幕圖像，或可以修改現(xiàn)有屏幕圖像，如上所述，觀眾可以在上面設(shè)置有關(guān)已經(jīng)交錯播送的視頻信號的選擇和顯示的選項。例如，觀眾可以選擇讓節(jié)目表只顯示交錯播送節(jié)目，或顯示傳送具有或高于最低視頻質(zhì)量的視頻信號的交錯播送節(jié)點。
權(quán)利要求
1.一種用于存儲交錯播送的內(nèi)容的方法，包括步驟編碼一組代表內(nèi)容信號，所述信號組能夠被解碼來產(chǎn)生相應(yīng)的一組解碼信號，每個解碼信號具有不同于對應(yīng)于其他編碼信號的解碼信號質(zhì)量的質(zhì)量；產(chǎn)生包括及時交錯的編碼信號組的復(fù)合信號；從復(fù)合信號中提取編碼信號組；檢查提取的編碼信號組中的錯誤，以便產(chǎn)生沒有錯誤的可用的提取的編碼信號子集；以可選擇的期望質(zhì)量來解碼代表內(nèi)容信號；和在存儲設(shè)備中存儲解碼的代表內(nèi)容信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果期望質(zhì)量的代表內(nèi)容信號不可用，則以可選擇的期望質(zhì)量來解碼來自可用的提取的編碼信號子集的代表內(nèi)容信號，并且存儲解碼的代表內(nèi)容信號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，解碼步驟包括以期望的質(zhì)量自動選擇代表內(nèi)容信號的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，自動選擇期望質(zhì)量的步驟包括響應(yīng)預(yù)置選擇參數(shù)選擇期望質(zhì)量的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述參數(shù)是響應(yīng)用戶輸入而預(yù)置的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，自動選擇期望質(zhì)量的步驟包括響應(yīng)存儲設(shè)備的狀態(tài)而選擇期望質(zhì)量的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，如果存儲設(shè)備的狀態(tài)表示存儲設(shè)備幾乎滿，則期望質(zhì)量自動為較低質(zhì)量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述解碼步驟包括響應(yīng)用戶輸入而選擇期望質(zhì)量的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中響應(yīng)用戶輸入而選擇期望質(zhì)量的步驟包括步驟顯示與編碼信號組相關(guān)的圖像表示信息；和在顯示信息顯示之后接收用戶輸入。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述代表內(nèi)容信號表示電視節(jié)目；產(chǎn)生復(fù)合信號的步驟包括步驟還包括與電視節(jié)目相關(guān)的信號運送信息，所述電視節(jié)目包括編碼代表內(nèi)容信號組的相應(yīng)質(zhì)量；和顯示編碼信號代表信息的圖像的步驟包括列出與電視節(jié)目和編碼信號組的質(zhì)量相關(guān)的信息。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，電視節(jié)目信息運送信號運送表示節(jié)目映象表(PMT)和節(jié)目中的一個或兩個的數(shù)據(jù)以及信息系統(tǒng)虛擬協(xié)議信道表(PSIP-VCT)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，復(fù)合信號產(chǎn)生步驟包括產(chǎn)生編碼信號組，從而最低質(zhì)量的解碼信號未被延遲，而其他編碼信號相對于與最低質(zhì)量的解碼信號對應(yīng)的編碼信號被延遲，從而相應(yīng)解碼信號的質(zhì)量越高，則延遲周期越長。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述編碼步驟包括步驟使用相對于其他編碼信號的編碼健壯的技術(shù)來編碼編碼信號組中的至少一個。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，至少一個健壯編碼信號包括對應(yīng)于最低質(zhì)量解碼信號的編碼信號。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，對編碼信號組進(jìn)行信道編碼，并且使用相對于用于非健壯編碼信號的信道編碼技術(shù)健壯的信道編碼技術(shù)對健壯編碼信號進(jìn)行信道編碼。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述健壯編碼信號的信道編碼是4-VSB或2-VSB調(diào)制之一，并且非健壯編碼信號的信道編碼是8-VSB調(diào)制。
17.一種交錯播送接收器，用于接收包括及時交錯的表示內(nèi)容的編碼信號組的復(fù)合信號，所述信號組能夠被解碼來產(chǎn)生相應(yīng)的解碼信號組，每個解碼信號具有不同于對應(yīng)于其他編碼信號的解碼信號質(zhì)量的質(zhì)量，所述接收器包括多路分解器，其響應(yīng)復(fù)合信號，用于提取編碼信號組，檢測各個編碼信號中的錯誤，并且產(chǎn)生沒有錯誤的可用的提取編碼信號的子集；耦合到多路分解器的解碼器，其響應(yīng)錯誤代表信號，用于以可選擇的期望質(zhì)量再現(xiàn)代表內(nèi)容信號；和耦合到解碼器的存儲設(shè)備，由于存儲再現(xiàn)的代表內(nèi)容信號。
18.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中，所述解碼器包括從可用的提取的編碼信號的子集、以最高質(zhì)量再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
19.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中所述解碼器包括用于如果期望質(zhì)量的代表內(nèi)容信號不可獲得，則從可用的提取的編碼信號子集、以可選的期望質(zhì)量再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
20.如權(quán)利要求19所述的接收器，其中，所述解碼器還包括用于以期望質(zhì)量自動再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
21.如權(quán)利要求20所述的接收器，其中，所述解碼器還包括用于存儲預(yù)置選擇參數(shù)并用于響應(yīng)選擇的參數(shù)而以期望質(zhì)量自動再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
22.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中所述存儲設(shè)備產(chǎn)生表示存儲設(shè)備的狀態(tài)的信號；和所述解碼器包括用于響應(yīng)狀態(tài)代表信號以期望質(zhì)量自動再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
23.如權(quán)利要求22所述的接收器，其中，所述解碼器響應(yīng)表示存儲設(shè)備幾乎滿的狀態(tài)代表信號而以較低質(zhì)量自動再現(xiàn)代表內(nèi)容信號。
24.如權(quán)利要求21所述的接收器，其中還包括用于響應(yīng)用戶輸入而存儲選擇參數(shù)的電路。
25.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中，所述解碼器包括用于響應(yīng)用戶輸入而以期望質(zhì)量再現(xiàn)代表內(nèi)容信號的電路。
26.如權(quán)利要求25所述的接收器，還包括屏幕顯示設(shè)備，用于顯示與編碼信號組相關(guān)的圖像表示信息。
27.如權(quán)利要求26所述的接收器，其中所述代表內(nèi)容信號是電視節(jié)目，并且所述復(fù)合信號還包括與電視節(jié)目相關(guān)的信號運送信息，所述電視節(jié)目包括編碼代表內(nèi)容信號組的相應(yīng)質(zhì)量；和所述屏幕顯示設(shè)備顯示與電視節(jié)目和編碼信號組的質(zhì)量相關(guān)的信息列表。
28.如權(quán)利要求27所述的接收器，其中，所述電視節(jié)目信息運送信號運送表示節(jié)目映象表(PMT)和節(jié)目中的一個或兩個的數(shù)據(jù)以及信息系統(tǒng)虛擬協(xié)議信道表(PSIP-VCT)。
29.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中，使用相對于其他信號的編碼健壯的技術(shù)來編碼編碼信號組中的至少一個，并且所述解碼器包括響應(yīng)至少一個編碼信號解碼至少一個編碼信號的解碼器。
30.如權(quán)利要求29所述的接收器，其中，至少一個健壯編碼信號包括對應(yīng)于最低質(zhì)量解碼信號的編碼信號。
31.如權(quán)利要求30所述的接收器，其中對編碼信號組進(jìn)行信道編碼，并且使用4-VSB或2-VSB調(diào)制之一對健壯編碼信號進(jìn)行信道編碼，和使用8-VSB調(diào)制對其他編碼信號進(jìn)行信道編碼；和所述解碼器包括解調(diào)器，用于使用4-VSB或2-VSB解調(diào)之一對健壯編碼信號進(jìn)行信道解碼，和使用8-VSB解調(diào)對其他編碼信號進(jìn)行信道解碼。
32.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中所述復(fù)合信號包括編碼信號組，從而最低質(zhì)量的解碼信號未被延遲，而其他編碼信號相對于與最低質(zhì)量的解碼信號對應(yīng)的編碼信號被延遲，從而相應(yīng)解碼信號的質(zhì)量越高，則延遲周期越長；和所述接收器還包括耦合在信號分離器與解碼器之間的多個延遲電路，并且用于分別響應(yīng)提取的編碼信號組而及時重新排列提取的編碼信號。
全文摘要
一種用于存儲交錯播送的內(nèi)容的方法和設(shè)備，包括編碼一組代表內(nèi)容信號。所述信號組能夠被解碼來產(chǎn)生相應(yīng)的一組解碼信號，每個解碼信號具有不同于對應(yīng)于其他編碼信號的解碼信號質(zhì)量的質(zhì)量。產(chǎn)生包括及時交錯(staggered in time)的編碼信號組的復(fù)合信號。從復(fù)合信號中提取編碼信號組。檢測提取的編碼信號組中的錯誤，以便產(chǎn)生沒有錯誤的可用的提取編碼信號的子集。解碼可選擇的期望質(zhì)量的代表內(nèi)容信號。隨后在存儲設(shè)備中存儲解碼的代表內(nèi)容信號。
文檔編號H04N7/24GK1759597SQ200480006349
公開日2006年4月12日 申請日期2004年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者杰弗里·庫珀, 吉爾·博伊斯, 庫馬·拉馬斯沃米 申請人:湯姆森特許公司