專利名稱：減少信道改變時間的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及用于處理通信信號的系統(tǒng)和方法。本公開尤其涉及減少從一 個通信信道改變到另一個所花費的時間。
背景
在通信系統(tǒng)領(lǐng)域中，諸如音頻和視頻信號之類的許多信號可以在不同頻率的 信道內(nèi)被傳送。接收設(shè)備能夠調(diào)諧到特定頻率，以允許接收在該頻率內(nèi)傳送的相應(yīng)
信號。在涉及圖像數(shù)據(jù)的傳輸?shù)南到y(tǒng)中，例如，諸如遵循MPEG-2標準的那些信 號可以被編組成數(shù)據(jù)分組，其常常被稱為"畫面群"(GOP) 。 GOP的結(jié)構(gòu)通常 包括報頭、數(shù)據(jù)段、和報尾。GOP結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)段典型地包括單個"幀內(nèi)編碼幀" (I幀)以及數(shù)個"前向預(yù)測幀"(P幀)和"雙向預(yù)測幀"(B幀)。I幀典型地 包括自身就足以創(chuàng)建單個幀的數(shù)據(jù)。P幀被編碼成包括相對于來自一個或多個先前 幀的數(shù)據(jù)的差值。B幀被編碼成包括相對于來自該B幀之前和之后的一個或多個 幀的數(shù)據(jù)的差值。
當接收機改變或調(diào)諧到新信道時，信道改變的瞬間將不太可能與新信道的 GOP結(jié)構(gòu)的起始相一致。于是，當前GOP的I幀將不太可能被完全解碼。結(jié)果， 接收機將典型地不能解碼當前GOP并且將被要求等待下一個全GOP。因此，從一 個信道改變到另一個可能花費不可取的時長，其對于觀看者而言可能是難以接受 的。例如，假定GOP為15幀且?guī)蕿?0幀每秒，則離開一個信道與顯示新信道 的幀之間的時間在最差情形場景中可能接近l秒。由此，需要解決當前技術(shù)的這些 和其他缺陷及不足，以便改善信道改變時間。
附圖簡要描述
本文中公開的實施例的許多方面在參考以下附圖的情況下可被更好地理解。 相似的附圖標記貫穿若干視圖指示相應(yīng)的部分。

圖1是通信系統(tǒng)的實施例的框圖。圖2是圖1中所示的源的實施例的框圖。
圖3是圖解數(shù)據(jù)分組陣列的示例性前向糾錯的示圖。
圖4是圖1中所示的接收機的實施例的框圖。
圖5是圖解GOP結(jié)構(gòu)及相應(yīng)FEC的示例的時序圖。
圖6是圖解用于在正常操作期間處理圖像數(shù)據(jù)和FEC的方法的實施例的流程圖。
圖7是圖解用于在信道改變事件期間處理圖像數(shù)據(jù)和FEC的方法的實施例的流程圖。
詳細描述
在典型通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分組在各種設(shè)備之間傳送。數(shù)據(jù)分組通常包括報頭、數(shù)據(jù)段和報尾，其中報頭包含將該分組定向到正確的(諸)接收機的信息。報頭還可以包括可用于確定在數(shù)據(jù)流內(nèi)正傳送的分組的數(shù)目的信息。例如，可以為每一分組使用序列號來指示該分組在流內(nèi)的順序。然而由于在通信系統(tǒng)中可能遇到的任何數(shù)目的問題，因此一些數(shù)據(jù)分組可能不能抵達其預(yù)定目的地。作為接收機錯過數(shù)個分組以及信息未抵達其預(yù)定目的地的結(jié)果，通信系統(tǒng)的完整性可能被損害。
一種用于處置錯失分組問題的解決方案是發(fā)送對應(yīng)于該數(shù)據(jù)的"前向糾錯"(FEC)碼。典型地，該FEC碼在數(shù)據(jù)傳輸之后立即被傳送并被應(yīng)用于不同多播信道。如果接收到數(shù)據(jù)和FEC的設(shè)備確定其曾錯失一個或多個分組，則該設(shè)備使用FEC碼來嘗試校正錯失分組并填滿空隙。
FEC碼不僅可用于糾錯，本公開還描述了用于在通信系統(tǒng)中利用FEC來減少信道改變時間的系統(tǒng)和方法。于是，F(xiàn)EC碼可作用于如所需地糾錯，并且還可以填滿因在畫面群(GOP)當中接合新數(shù)據(jù)流時的信道改變而導致的錯失數(shù)據(jù)。
圖1是通信系統(tǒng)10的實施例的框圖。通信系統(tǒng)10可以是用于傳遞數(shù)據(jù)的任何系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，諸如舉例而言用于承載數(shù)字視頻信號的網(wǎng)際協(xié)議電視(IPTV)網(wǎng)絡(luò)。通信系統(tǒng)10可傳遞例如根據(jù)MPEG-2之類的已建立標準編碼和壓縮的音頻和視頻信號。當一個或多個數(shù)據(jù)分組并未抵達其預(yù)定目的地時，通信系統(tǒng)10嘗試補償錯失的分組。在本實施例中，通信系統(tǒng)10包括被安排成多播配置的數(shù)個通信設(shè)備12。關(guān)于多播方案，特定通信設(shè)備12可創(chuàng)建數(shù)據(jù)的副本并且在多條通信鏈路14上同時向目的地群傳送該數(shù)據(jù)。
出于例示說明的目的，圖1中的一個通信設(shè)備被標記為"源"12s，而另一個通信設(shè)備被標記為"接收機"12R。源12s可以是通信系統(tǒng)10中向下游另一個設(shè)備傳送數(shù)據(jù)的任何組件。源12s尤其還可以是邊緣設(shè)備、復用器、編碼器等。源12s可位于前端、中心局、或其他位置處，和/或可以接收來自其他源的數(shù)據(jù)。源12s還可以隨數(shù)據(jù)一起向一個或多個預(yù)定接受方傳送特定量的FEC碼。數(shù)據(jù)在一個多播信道上被傳送，而FEC碼典型地在不同的多播信道上被傳送。
接收機12k可以是通信系統(tǒng)10中接收來自上游設(shè)備的數(shù)據(jù)的任何組件。本文中使用術(shù)語"上游"和"下游"來指示信號在一個特定方向上的傳遞，并僅用于說明性目的。然而應(yīng)認識到，數(shù)據(jù)傳遞可以被定向到相反方向以使得下游設(shè)備向上游設(shè)備傳送數(shù)據(jù)。接收機12R尤其還可以是終端設(shè)備，諸如計算機、機頂盒(STB)、調(diào)制解調(diào)器等。接收機12K可位于諸如家庭、辦公室、學校等消費者場所中，和/或可以將數(shù)據(jù)分發(fā)給其他下游接收機。
源12s與接收機12R之間的通信鏈路14可以是任何合適的傳輸路徑或通道，并且可包含傳輸線、無線信道、光纖、或它們的組合或者其他類型的通信鏈路。另外，其他通信設(shè)備12可以可通信地介入源12s與接收機12R之間。此外，源和接收機可以位于通信系統(tǒng)10中的任何地方并且可相隔任何距離。
典型地，數(shù)據(jù)在第一多播群中被傳送給接收機群。隨該數(shù)據(jù)一起被傳送的特定量的FEC碼在第二多播群中被發(fā)送。如以下更詳細地描述的，管理FEC碼相對于數(shù)據(jù)的時序以便減少信道改變時間。通常，配置成調(diào)諧到第一多播群的接收機也被配置成調(diào)諧到第二多播群以便接收數(shù)據(jù)和FEC碼兩者。多播信道的具體使用可取決于通信系統(tǒng)10的最后一英里技術(shù)。
在本公開中，源12s和接收機12r及其部分可以在硬件、軟件、固件、或其組合中實現(xiàn)。如果源12s和接收機12K包含用于執(zhí)行所公開功能的軟件或固件，則該軟件或固件可以被存儲在存儲器中并由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)來執(zhí)行。如果在硬件中實現(xiàn)，則源12s和接收機12R可以用例如分立邏輯電路系統(tǒng)、專用集成電路(ASIC)、可編程門陣列(PGA)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、或邏輯組件的任何合適組合來實現(xiàn)。
圖2是圖1中所示的源12s的以簡化形式圖解的實施例的框圖。源12s可被配置成如以下參照圖14所述地聯(lián)合接收機12r操作，或聯(lián)合任何合適的具有用于接收數(shù)據(jù)和FEC碼的對應(yīng)電路系統(tǒng)和域功能性的接收機操作。數(shù)據(jù)源12s可以是復用器、數(shù)字訂戶線接入復用器(DSLAM)、解碼器、路由器、數(shù)字聯(lián)系人管理器(DCM)、視頻加速模塊(VAM)、邊緣設(shè)備、或向另一位置或組件傳遞數(shù)據(jù)的其他通信設(shè)備。作為示例，源12s可位于前端設(shè)施、中心局、節(jié)點處，或位于通信
系統(tǒng)io中的其他位置處。
在本實施例中，源12s尤其還包括處理器20、緩沖器22、以及驅(qū)動器24。通常，緩沖器22接收來自另一個源或一群源的數(shù)據(jù)分組流。驅(qū)動器24可包括任何適于輸出信號、驅(qū)動信號、或向一個或多個目的地設(shè)備傳送信號的組件或組件的組合。驅(qū)動器24可被配置成與一個接收機通信，或者在多播系統(tǒng)的情形中與多個接收機通信。
處理器20被配置成從緩沖器22訪問分組并計算所設(shè)計成克服特定量錯失數(shù)據(jù)的FEC碼。然而應(yīng)理解，處理器20可以使用任何適于創(chuàng)建FEC的算法。處理器20將計算出的FEC碼存儲在緩沖器22中。另外，處理器指令驅(qū)動器24從緩沖器22沿通信鏈路14向(諸)接收機12R傳送數(shù)據(jù)分組和FEC。驅(qū)動器24被配置成相對于相應(yīng)數(shù)據(jù)以時延方式傳送FEC。在一些實施例中，F(xiàn)EC在大約GOP長度的一半的時間偏移量下被傳送。以此方式，F(xiàn)EC除糾錯以外還可用于減少從一個信道改變到另一個所花費的時間，如以下更詳細地解釋的。然而在一些實施例中，F(xiàn)EC可以與數(shù)據(jù)交織或?qū)⑵涮砑拥綌?shù)據(jù)并在相同的多播信道上傳送。然而，也可以使用其他傳輸技術(shù)。另外，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間與FEC傳輸?shù)臅r間之間的關(guān)系可以變動并且可以取決于如本文中所描述的其他因素。
處理器20還被配置成將數(shù)據(jù)編碼成GOP結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是為每個特定信道建立的。GOP結(jié)構(gòu)包括報頭、GOP數(shù)據(jù)、和報尾，如圖5中所描繪的。GOP數(shù)據(jù)可包括任何數(shù)目的幀。第一幀被稱為幀內(nèi)編碼幀或即I幀，其維持其原始形式的大部分而沒有顯著壓縮。GOP數(shù)據(jù)還包括前向預(yù)測幀(P幀)和雙向預(yù)測幀(B幀)。P幀是基于先前各幀的差值來編碼的，而B幀是基于先前和/或后續(xù)幀的差值來編碼的。用于編碼和壓縮幀以達成P幀和B幀的算法比用于I幀的那些算法更復雜，但所得的P幀和B幀的帶寬比I幀的帶寬小，從而允許可用于產(chǎn)生高質(zhì)量畫面的整個GOP結(jié)構(gòu)的傳輸。
處理器20還編碼GOP結(jié)拘的報頭，后者包括定義GOP數(shù)據(jù)與FEC之間的關(guān)系的信息。報頭還編碼有描述了GOP如何被保護的同步信息。例如，同步信息可包括同GOP的特定幀與其相關(guān)聯(lián)的FEC數(shù)據(jù)之間的延遲相關(guān)的信息?；诖诵畔?，接收機12r可使FEC與GOP對準，從而填滿其中因出錯而錯失GOP數(shù)據(jù)的任何空隙。在附加出現(xiàn)信道改變的情況下，F(xiàn)EC被用于填滿GOP中因在該GOP當中接合流而錯失的那些部分。GOP結(jié)構(gòu)還包括定義數(shù)據(jù)流分組的邊界的報頭和報尾
7〈曰息。
具體而言，源12s以任何合適方式接收或捕獲數(shù)據(jù)并處理該數(shù)據(jù)以確定FEC碼。FEC碼可為使用諸如Pro-MPEG、 Raptor或其他任何合適編碼算法或算法組合創(chuàng)建的任何合適形式。例如，數(shù)據(jù)分組可被放置在具有R行和C列的陣列中，如圖3中所描繪的。例如在簡單PRO-MPEG算法中，F(xiàn)EC可通過確定每一行中分組的異或(XOR)以獲得數(shù)目R個行XOR以及確定每一列中的分組的XOR以獲得數(shù)目C個列XOR來計算。在本示例中，F(xiàn)EC部分的總數(shù)為R+C，其在一些場景中足以處置最多達R+C個錯失分組，這是非常深的FEC。例如，如果分組(1,2)被丟失，則所丟失分組可使用分組(l, 0), (1, 1), (1, 3)到(1, C)以及XOR ((l, 0) - (1,C))來還原。作為使用行XOR和該行的其他分組的替代，分組(l, 2)還可使用同一列的分組和列XOR來還原。
圖4是圖1中所示的接收機12K以簡化形式圖解的實施例的框圖。在一些實施例中，例如接收機12R可以聯(lián)合圖2中示出的源12s操作，或聯(lián)合具有用于傳送數(shù)據(jù)和在時間上偏移的對應(yīng)FEC以便減少信道改變時間的相關(guān)功能性的另一個相應(yīng)源操作。接收機12R可被配置成或被納入機頂盒、計算機、調(diào)制解調(diào)器、VAM等。在本實施例中，接收機12R尤其還包括處理器30、緩沖器32、以及輸入設(shè)備34。
輸入設(shè)備34可以包括一個或多個用于調(diào)諧到例如可對應(yīng)于"電視頻道"的特定頻率信道的調(diào)諧器。當FEC在與對應(yīng)數(shù)據(jù)的信道不同的多播信道上傳送時，輸入設(shè)備34對應(yīng)每一個相應(yīng)信道包括至少一個調(diào)諧器。在一些實施例中，GOP和FEC是在相同信道上傳送的，并且在這種情形中輸入設(shè)備34可包括單個調(diào)諧器。當輸入設(shè)備34接收到傳入的數(shù)據(jù)分組和FEC時，該數(shù)據(jù)和FEC可被存儲在緩沖器32中。
在正常操作中，處理器30從緩沖器32訪問數(shù)據(jù)和FEC以確定接收到的數(shù)據(jù)的情況。通過分析報頭或具體是數(shù)據(jù)分組的報頭中的序列號以確定所傳送的分組，處理器30就可確定是否有任何分組未被接收到。如果FEC足以恢復錯失的(諸)分組，則該傳輸被認為成功。在這種情形中，數(shù)據(jù)分組若有必要則可以被糾正或還原，并被傳送給通信系統(tǒng)10中的下一個通信設(shè)備12 (若有)。對于其中接收機12R為機頂盒或其他類似功能性設(shè)備的實施例，處理器30解碼GOP的幀并將幀數(shù)據(jù)存儲在緩沖器32的幀緩沖器(未圖示)中。幀數(shù)據(jù)隨后可以按例如30幀每秒的指定時間間隔被讀出到電視機(未圖示)或其他顯示設(shè)備。
出于例示說明的目的，如在本文中所描述的實施例中定義的GOP包括15幀。然而應(yīng)理解，GOP可設(shè)有任何數(shù)目的幀。對于每秒顯示30幀的系統(tǒng)中所使用的15幀GOP， GOP在大約500ms或即大約半秒內(nèi)被解碼和顯示。當信道改變發(fā)生時，改變的時間可以是500ms GOP帶期間的任何時間。然而，由于這些幀在沒有I幀的情況下通常不能被解碼，因此如果I幀的全部或一部分錯失，則現(xiàn)有技術(shù)的接收機被強迫等待直至接收到下一個GOP。于是，信道改變可花費長達900ms，其對于絕大多數(shù)觀看者而言是不期望的。
為克服此問題，本公開提供利用FEC來填滿中途調(diào)諧到的中間GOP的數(shù)據(jù)的途徑。當FEC滯后GOP大約250ms時，則相當于500ms的數(shù)據(jù)可以在大約250ms中讀取，其中數(shù)據(jù)的大約一半或以上是從GOP自身解碼的，而最多達數(shù)據(jù)的大約一半是從FEC解碼的。由于FEC可以在大約10ms內(nèi)被解碼，因此FEC可以在時間上前移從而補償解碼時間。以此方式，F(xiàn)EC被有效地偏移大約GOP的帶寬的一半。處理器30在信道改變期間同時解碼GOP和FEC,并且可以在大約250ms或更少時間中填滿緩沖器32。使用此過程，本公開即使在最差情形中也可提供最多達半秒或比現(xiàn)有技術(shù)的最差情形更快的信道改變時間。這導致更具響應(yīng)性的信道改變過程，其對于觀看者而言很可能是更可取的。
GOP的數(shù)據(jù)大小或"總量"可以是可變的，因為它是基于場景復雜性的。GOP數(shù)據(jù)可以使用恒定比特率(CBR)或可變比特率(VBR)來傳送。在CBR流中，發(fā)送總量所花費的傳輸時間或"保護周期"直接與總量成比例。在VBR流中，保護周期可變化地與總量成比例。FEC相對于GOP的時間偏移量取決于該保護周期，后者取決于總量。FEC可被編碼成使得其能在剛好錯失I幀的信道改變事件期間被使用。在本公開中，"剛好錯失"I幀可以是在繼I幀結(jié)束后大約0-100ms內(nèi)發(fā)生的信道改變的時間。
處理器30還被配置成確定在信道改變事件期間是使用GOP、 FEC、還是這兩者來解碼。另外，處理器30還確定解碼每一者的什么比例。處理器30可包括或訪問用于確定使用哪種代碼或代碼的哪些部分的軟件。通過接收相當于總量的數(shù)據(jù)，處理器30可在大約250ms中生成GOP幀并填滿緩沖器32。
此外，當處理初始調(diào)諧到的中間GOP的GOP幀時，處理器30進一步能夠確定信道改變相對于GOP的整個長度的在何處發(fā)生。于是，如隨后所示的，僅該GOP的最后一些幀被存儲在緩沖器32中，其中最后這些幀的數(shù)目取決于信道改變在何處發(fā)生。因此，當首個完整GOP結(jié)構(gòu)被接收到并在沒有FEC輔助的情況下被解碼時，倘若無需糾錯，則下一個GOP結(jié)構(gòu)的I幀在前一GOP的最后P幀或B幀之后立即被顯示。否則，在信道改變之后時間上可能出現(xiàn)顯著分散注意力的跳躍。
在信道改變事件期間處理GOP和FEC的方法可包括用于實現(xiàn)如上所討論的邏輯功能的可執(zhí)行指令的有序列表。用于執(zhí)行這些功能的指令和程序可實施在供在指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備中使用或由其使用的任何計算機可讀介質(zhì)中。在本文獻的上下文中，"計算機可讀介質(zhì)"可以是能夠包含、存儲、傳達、傳播、或輸送程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置、或設(shè)備使用的任何介質(zhì)。本公開的范圍旨在包括配置有硬件和/或軟件介質(zhì)中的邏輯的所公開實施例的功能性。
圖5是圖解GOP結(jié)構(gòu)和FEC的示例性時序特性的圖表。每一 GOP結(jié)構(gòu)包括報頭、GOP數(shù)據(jù)、和報尾。在本圖解中，GOPt被示為位于具有其他GOP結(jié)構(gòu)的流中。每一GOP結(jié)構(gòu)可以為大約500ms，但也可基于場景的復雜性而變化。例如，當諸幀包括單幅圖像并且逐幀之間并不顯著改變時，GOP的編碼可能較簡單。然而，例如當這些幀包括較大量的圖像復雜性和/或較大量的移動或場景改變時，則GOP的編碼可能更復雜。
本示例中的GOP數(shù)據(jù)包括15幀，具有IBB_PBB_PBB—PBB—PBB的I幀、B幀、和P幀模式。此模式或其他模式可被使用并且通常是在每信道的基礎(chǔ)上被建立的。當發(fā)生信道改變時，處理器30解碼或者GOP的報頭或者從滯后FEC解碼出的報頭信息。根據(jù)從報頭解碼出的信息，處理器30可確定新信道的GOP中的幀數(shù)目及其幀模式。根據(jù)報頭，處理器30還可確定GOP與FEC之間的關(guān)系，諸如
滯后時間等。
由于GOP的總量可能是可變的，因此可以按需調(diào)整報頭和報尾以填滿500ms時幀。另外，可以按需改變比特率以維持恒定流?；蛘?，GOP結(jié)構(gòu)若有必要可稍許交迭。在這種情形中， 一些數(shù)據(jù)可能被丟棄。
作為示例，圖5還圖解橫跨500ms并代表幀顯示時間的一示例的15個時間周期。例如，當I幀被處理時，該幀可以在時間周期"I"中顯示。兩個后續(xù)B幀可以在時間周期Bt和B2中顯示。下一個幀(P幀)可以在時間周期中P,顯示，依此類推。 一旦I幀被完整接收到，對該幀的處理就可以開始。處理時間可能與圖示時間不同并且可以比所示時序更快或更慢。
從觀察圖5的示例圖解的時序特性可以領(lǐng)會，信道改變可以在I幀的接收期間發(fā)生。在這種情形中，現(xiàn)有技術(shù)在接收新GOP之前被強迫等待直至下一個500ms區(qū)間。然而，在本公開中，I幀的部分在編碼GOP時可能錯失，但錯失的數(shù)據(jù)可以使用時延的FEC來獲得并解碼，該FEC包括足以重建該GOP結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。例如，F(xiàn)Ed代表對應(yīng)于GOPi的FEC，并且滯后該GOP大約250ms。在一些實施例中，可以放置FEC來解決正好錯失I幀。在一些實例中，GOP的I幀可能被全部接收到，但其他時候I幀可能部分或全部錯失。當I幀部分錯失時，F(xiàn)EC中與I幀的缺失部分相關(guān)的那部分可用于增補該I幀以使得能重建該I幀。在I幀全部錯失的情形中，與該I幀相關(guān)的FEC可用于完整地重建該I幀。FEC還可用于或者部分或者全部地按需重建P幀和B幀。
此外，F(xiàn)EC被編碼成包括與GOP基本上相同的時序特性，并且在總量、保護周期、比特率等方面基本上類似于GOP。當FEC在帶寬上基本上等于GOP時，滯后時間可為大約250ms。為計及處理FEC的額外時間，可以對FEC相位作出恰適移位。這樣，滯后時間稍許減少。FEC的時序可能還取決于GOP的保護周期。通過使FEC相對于GOP偏移理想的滯后時間，用500ms的幀(15幀)來填滿緩沖器32可能花費少至250ms。
關(guān)于圖6和7描述了通信系統(tǒng)10的功 能性操作。盡管可對圖1、 2、和4中所圖解的物理要素進行特定參考，但是應(yīng)理解，以下過程、步驟、功能、或操作可由任何合適組件來執(zhí)行，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的。
圖6是圖解用于在正常操作期間處理數(shù)據(jù)和FEC的方法40的實施例的流程圖。方法40包括接收數(shù)據(jù)和FEC，如框42中所示。該數(shù)據(jù)例如可以是音頻和/或圖像數(shù)據(jù)并且可以根據(jù)諸如運動圖像專家組(MPEG)標準之類的音頻/視頻標準被編碼和/或壓縮。該數(shù)據(jù)可被安排成GOP結(jié)構(gòu)。
在框44中，該數(shù)據(jù)被解碼。在判定框46中，確定經(jīng)解碼數(shù)據(jù)中是否出現(xiàn)任何差錯。如果確定沒有差錯，則流程前進至框52。如果存在差錯，則該過程移動至框48，在此FEC被解碼。在框50中，該FEC若有可能則被用于糾正所檢測到的差錯。在框52中，經(jīng)解碼數(shù)據(jù)和/或復原數(shù)據(jù)(來自FEC糾正的數(shù)據(jù))作為圖像數(shù)據(jù)被存儲在緩沖器中。例如，該緩沖器可以是具有用于存儲幀的幀緩沖器的存儲器設(shè)備。該緩沖器可按幀格式或字段格式來存儲這些圖像。在框54中，這些幀從該緩沖器被檢索出并被傳送給例如電視機的顯示設(shè)備進行顯示。
圖7是圖解用于在信道改變事件期間處理數(shù)據(jù)和FEC的方法60的實施例的流程圖。例如，方法60可由接收圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備來實現(xiàn)。更具體而言，接收設(shè)備可以是機頂盒或適于將圖像信號饋送給諸如電視機之類的顯示設(shè)備的其他處理設(shè)備。方法60包括接收已請求信道改變的指示，如框62中所示。例如，觀看者可通過任何數(shù)目的輸入機構(gòu)請求顯示新信道，諸如按下機頂盒上的控制按鈕、推上或按下遙控器上的按鈕、按下遙控器上的數(shù)字按鈕等。
響應(yīng)于信道改變請求，該方法前進至框64。在此框中，接收機調(diào)諧到該新信道以接收數(shù)據(jù)。接收機還可以接收對應(yīng)的FEC碼。FEC碼可以在與常規(guī)數(shù)據(jù)相同的多播信道上被傳送或者在不同信道上被傳送。如果FEC碼在不同信道上被傳送，則接收機調(diào)諧到用于數(shù)據(jù)的信道和FEC信道兩者。
在框66中，數(shù)據(jù)和FEC被解碼。例如，數(shù)據(jù)和FEC可同時被解碼以減少信道改變總時間。在框68中，F(xiàn)EC被用于重建新信道中錯失的幀。這樣，F(xiàn)EC優(yōu)選地在時間上被偏移以允許接收數(shù)據(jù)中在信道改變請求之前被傳送(并被錯失)的那些部分。在這種情形中，F(xiàn)EC用于幫助重建GOP的較早幀，以供處理這些實時幀。由于FEC被設(shè)計為糾錯，因此應(yīng)注意到在信道改變期間，F(xiàn)EC可用于填滿由于在GOP當中接合數(shù)據(jù)流而錯失的數(shù)據(jù)。
作為FEC增補常規(guī)數(shù)據(jù)的結(jié)果，接收(框64)、解碼(框66)、和幀構(gòu)造(框68)可以在通常可創(chuàng)建整個GOP的時間的大約一半中就完成。在框70中，在FEC的幫助下重建的這些圖像被存儲在緩沖器中。緩沖器可被設(shè)計成能夠存儲在初始請求信道改變時中途調(diào)諧到的特定GOP的最后數(shù)個幀。在框72中，這些圖像從緩沖器讀出并被傳送給顯示設(shè)備，后者顯示這些圖像。
圖6和7中所圖解的流程圖示出通信系統(tǒng)的可能實現(xiàn)的架構(gòu)、功能性、和操作。這樣，每一個框可代表可在軟件中配置的代碼模塊、代碼片段、或代碼部分。每一個框包括一個或多個用于實現(xiàn)指定邏輯功能的可執(zhí)行指令。還應(yīng)注意，在一些替換性實施例中，這些塊中記載的功能可以不按所示或所描述的次序發(fā)生或者根本不發(fā)生。此外，兩個或多個塊取決于所涉及的功能性可以基本上并發(fā)地執(zhí)行。替換性實施例被認為包括在本公開的范圍之內(nèi)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的。
條件性語言，諸如"可"、"將"、"可能"、或"可以"等除非另行明確指出或在上下文中按其他方式理解，否則一般旨在傳達某些實施例包括而其他實施例不包括某些特征、要素、和/或步驟。由此，這種條件性語言一般不旨在暗示特征、要素和/或步驟無論如何都是一個或多個實施例所必需的，或者一個或多個實施例無論有或沒有用戶輸入或提示都必然包括用于決定任何特定實施例中是否包括或?qū)?zhí)行這些特征、要素和/或步驟的邏輯。
應(yīng)強調(diào)上述實施例僅僅是可能實現(xiàn)的示例?？梢詫ι鲜鰧嵤├鞒鲈S多變型和修改而不脫離本公開的原理。所有此類修改和變型都旨在于此被包括在本公開的范圍之內(nèi)并受所附權(quán)利要求保護。
權(quán)利要求
1.一種用于處理圖像數(shù)據(jù)的裝置，所述裝置包括配置成接收來自一個或多個源的圖像信號的緩沖器；處理器，配置成編碼所述圖像信號以創(chuàng)建畫面群(GOP)結(jié)構(gòu)，所述GOP結(jié)構(gòu)包括報頭、數(shù)據(jù)部分、和報尾，其中所述處理器被進一步配置成編碼所述圖像信號以創(chuàng)建能夠糾正所述GOP結(jié)構(gòu)中的差錯的前向糾錯(FEC)；以及驅(qū)動器，配置成傳送所述GOP結(jié)構(gòu)和FEC，其中所述FEC比所述GOP結(jié)構(gòu)滯后一定量，所述滯后量允許接收所述GOP結(jié)構(gòu)和FEC的設(shè)備在信道改變事件期間能利用所述GOP結(jié)構(gòu)和FEC兩者來減少信道改變時間。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置實施在前端設(shè)施內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理器被配置成將所述報頭 編碼成包括同所述GOP結(jié)構(gòu)與所述FEC之間的關(guān)系有關(guān)的信息。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述GOP結(jié)構(gòu)包括12到30個幀。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于，所述驅(qū)動器被配置成以比所述GOP 結(jié)構(gòu)滯后取決于所述GOP結(jié)構(gòu)的保護周期的量的滯后時間來傳送所述FEC。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述滯后時間等于所述GOP結(jié)構(gòu) 的所述保護周期的約一半。
7. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述滯后時間進一步取決于處理 所述FEC的時間。
8. —種機頂盒，包括用于接收畫面群(GOP)結(jié)構(gòu)和前向糾錯(FEC)碼的輸入設(shè)備，其中所述 FEC碼在時間上與所述GOP結(jié)構(gòu)偏移；以及處理器，配置成在信道改變事件期間解碼所述GOP結(jié)構(gòu)和FEC。
9. 如權(quán)利要求8所述的機頂盒，其特征在于，所述處理器使用所述FEC以助 益重建所述GOP的總量。
10. 如權(quán)利要求9所述的機頂盒，其特征在于，所述GOP的所述總量在所 述信道改變事件期間是在所述總量的保護周期的約一半中被重建的。
11. 如權(quán)利要求8所述的機頂盒，其特征在于，還包括用于存儲用以在顯示 設(shè)備上顯示的幀的緩沖器。
12. 如權(quán)利要求8所述的機頂盒，其特征在于，所述處理器執(zhí)行用以確定要 使用所述GOP結(jié)構(gòu)和FEC的哪些部分來計算在所述信道改變事件期間調(diào)諧到的 GOP的I幀的算法。
13. —種用于執(zhí)行從一個通信信道改變到另一個的方法，所述方法包括 接收信道改變指示；獲得數(shù)據(jù)并獲得對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)的前向糾錯(FEC)，其中所述數(shù)據(jù)和FEC 與新信道相關(guān)，且所述數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)分組內(nèi)的數(shù)據(jù)部分；以及利用所述FEC來重建所述數(shù)據(jù)分組中因所述信道改變指示在所述數(shù)據(jù)分組的 傳輸當中發(fā)生而錯失的數(shù)據(jù)部分。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分組與被安排成畫 面群(GOP)結(jié)構(gòu)的視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，利用所述FEC來重建所述數(shù) 據(jù)部分進一步包括重建用以在顯示設(shè)備上顯示的幀。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括 將所述幀存儲在幀緩沖器中。
17. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 利用所述所獲得的數(shù)據(jù)和FEC直至創(chuàng)建所述GOP的數(shù)據(jù)總量。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括 確定利用所述數(shù)據(jù)和FEC的哪些部分以便減少信道改變時間。
19. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，獲得所述FEC包括在比獲得 所述數(shù)據(jù)的時間滯后所述數(shù)據(jù)分組的周期的約一半的時間處獲得所述FEC。
20. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 確定所述數(shù)據(jù)分組中是否存在差錯；以及當確定存在差錯時利用所述FEC來糾正所述數(shù)據(jù)分組中的差錯。
全文摘要
本文中描述了用于在信道改變事件期間利用前向糾錯(FEC)的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，用于執(zhí)行從一個通信信道到另一個的改變的方法除其他的之外還包括接收信道改變指示以及獲得數(shù)據(jù)和對應(yīng)于該數(shù)據(jù)的FEC。該數(shù)據(jù)和FEC與新信道相關(guān)，并且該數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)分組內(nèi)的一部分數(shù)據(jù)。通過利用FEC，該方法進一步包括重建該數(shù)據(jù)分組中因信道改變指示在該數(shù)據(jù)分組的傳輸當中發(fā)生而缺失的那些數(shù)據(jù)部分。作為示例，該數(shù)據(jù)分組可與被安排成圖片群(GOP)結(jié)構(gòu)的視頻數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
文檔編號H04N7/173GK101529907SQ200780038707
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者W·C·弗斯泰戈 申請人:科學-亞特蘭大股份有限公司