專利名稱：接收壓縮的圖象信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收壓縮的電視信號(hào)的方法。本發(fā)明也涉及用于實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置，更具體地，涉及例如用于接收來自視頻點(diǎn)播服務(wù)器的MPEG壓縮音頻和視頻信號(hào)的數(shù)字型機(jī)上附加盒那樣的裝置。
背景技術(shù)：
在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)所規(guī)定的所謂的“輸送信息流”和“節(jié)目信息流”提供了用于傳輸和存儲(chǔ)MPEG壓縮音頻和視頻(A/V)信息的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制。這兩種信息流都包含時(shí)間印記以便使傳送的音頻和視頻在譯碼和呈現(xiàn)時(shí)實(shí)現(xiàn)同步，同時(shí)確保在譯碼器中的數(shù)據(jù)緩存器在線性重放期間不上溢或下溢。此外，這些時(shí)間印記還用于信息流本身的正確傳遞。MPEG輸送信息流適合于在可能出現(xiàn)重大錯(cuò)誤的環(huán)境條件下一個(gè)或多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)目的通信或存儲(chǔ)。這樣的環(huán)境，例如是地面和衛(wèi)星廣播信道，有線信道，以及其它電信網(wǎng)絡(luò)。MPEG節(jié)目信息流適合于在幾乎不出現(xiàn)錯(cuò)誤的環(huán)境條件下的一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)目的通信或存儲(chǔ)，且其中對(duì)系統(tǒng)編碼的軟件處理是主要考慮的事項(xiàng)。這樣的環(huán)境，例如是帶有光和磁的存儲(chǔ)介質(zhì)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī))。
在最近幾年中，很大力量正花費(fèi)在包括對(duì)節(jié)目和輸送信息流的線性重放和傳輸?shù)膽?yīng)用方面。例如，廣播MPEG-2編碼的節(jié)目涉及到傳播無限長的輸送信息流。然而，對(duì)來自圖象服務(wù)器的MPEG輸送信息流和節(jié)目信息流的非線性重放沒有受到同樣程序的注意。非線性重放包括信息流的中斷和繼續(xù)，它對(duì)于幾乎所有類型的特技模式是必須的。特技模式需要對(duì)信息流進(jìn)行精確控制。對(duì)于本地的以光盤基礎(chǔ)的系統(tǒng)，為支持特技模式，例如暫停，慢動(dòng)作，和快速向前等的解決辦法是已知的。然而，已知的解決方法不能應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)與本地系統(tǒng)有兩點(diǎn)不同。
第一方面是延時(shí)，從譯碼器-網(wǎng)絡(luò)-服務(wù)器-網(wǎng)絡(luò)-譯碼器。這種延時(shí)，又被稱作為網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間，并不是恒定的，它可以多達(dá)1秒。網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間的影響在于，在終端用戶請(qǐng)求一次暫停(造成停止譯碼和顯示處理以及發(fā)送暫停命令給服務(wù)器)以后，網(wǎng)絡(luò)還將在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)傳遞比特給譯碼器。隨后的信息流的繼續(xù)也被網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間復(fù)雜化了。即，由于網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間，在把“再開始”命令傳送給服務(wù)器和在所請(qǐng)求的比特到達(dá)譯碼器之間有很大的延時(shí)。在暫停命令后已傳遞的比特和在再開始命令后的比特的暫時(shí)虧缺必須由譯碼器這樣來處理，以使譯碼器可無斷裂地再開始它的譯碼和顯示處理。
第二方向是在網(wǎng)絡(luò)中可能存在MPEG-2再復(fù)接器。再復(fù)接器的存在使得對(duì)特技模式的支持復(fù)雜化，因?yàn)樵購?fù)接器允許在輸送信息中具有不同的PID的信息包被再排序。PID是在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的信息包識(shí)別號(hào)。實(shí)際上，這是指信息包進(jìn)入譯碼器的次序和它們被服務(wù)器發(fā)送的次序是不同的。請(qǐng)注意，再復(fù)接器并不使得對(duì)于只帶一個(gè)PID的輸送信息流(例如圖象)的特技模式的支持復(fù)雜化，因?yàn)樵購?fù)接器要把帶一個(gè)PID的信息包重新排序是不允許的。
發(fā)明目的和概要本發(fā)明的目的是對(duì)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中MPEG-2輸送信息流和節(jié)目信息流的特技模式提供支持。
為此，本發(fā)明提供了一種接收來自發(fā)射機(jī)的壓縮的電視信號(hào)的方法，其特征在于包括以下步驟在譯碼和重現(xiàn)所述信號(hào)以前把所接收的信號(hào)存儲(chǔ)在等待時(shí)間緩存器；在有暫停命令時(shí)中斷信號(hào)的重現(xiàn)；在上述暫停命令之后當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器達(dá)到預(yù)定的第一占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求以中斷信號(hào)的發(fā)送；在再開始命令出現(xiàn)時(shí)，再開始信號(hào)的重現(xiàn)；以及在上述再開始命令之后當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器到達(dá)預(yù)定的第二占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求以便再開始信號(hào)的發(fā)送。
由此可以實(shí)現(xiàn)讓譯碼器吸收在“暫?！泵畎l(fā)出后由網(wǎng)絡(luò)傳遞的所有比特。為了成功地繼續(xù)信息流，譯碼器要求服務(wù)器在它停止信息流的相同位置處繼續(xù)此信息流。這對(duì)于保持MPEG-2數(shù)據(jù)的連續(xù)性是必要的。緩存器容量應(yīng)當(dāng)足夠大，以吸收在“暫停”命令后被傳遞給譯碼器的所有比特。此外，緩存器應(yīng)當(dāng)足夠大，以便在“再開始”命令以后提供足夠的比特供譯碼處理用，直到來自服務(wù)器的比特到達(dá)為止。這就是指，緩存器應(yīng)當(dāng)足夠大以容納最壞情況的、兩倍的網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間。
對(duì)于這種方法，“暫?！焙汀霸匍_始”命令的發(fā)送是以等待時(shí)間緩存器的充滿度為條件的。等待時(shí)間緩存器通過譯碼處理以0＜R＜Rmax比特/秒的比特率被騰空。當(dāng)譯碼處理在進(jìn)行時(shí)，緩存器的充滿度隨之成為常數(shù)。當(dāng)譯碼處理停止時(shí)，緩存器的充滿度以R比特/秒的速率增加。當(dāng)緩存器充滿度通過半滿的標(biāo)記時(shí)，就向服務(wù)器發(fā)送“暫?！泵??！皶和！泵羁梢允恰傲⒖虝和！泵?，或可以規(guī)定一個(gè)其數(shù)值等于“現(xiàn)在加最壞情況網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間”的時(shí)間代碼。由于網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間，緩存器逐漸被填充，直到服務(wù)器停止發(fā)送比特為止。然后緩存器的充滿度又隨之成為常數(shù)。當(dāng)譯碼處理繼續(xù)時(shí)，緩存器的充滿度降低。當(dāng)它降到標(biāo)記線以下時(shí)，“再開始”命令被發(fā)送給服務(wù)器。緩存器的充滿度繼續(xù)減小，直到第一比特從網(wǎng)絡(luò)被傳遞為止。
本發(fā)明集中在兩種特技模式上，即“暫停/繼續(xù)”和“慢動(dòng)作”。對(duì)于“暫停/繼續(xù)”所需要的功能為，用戶可及時(shí)地在任何一點(diǎn)上暫停顯示且以后可無斷裂地繼續(xù)。最好是中斷可立即實(shí)現(xiàn)，即可在當(dāng)前所顯示的幀/場(chǎng)處實(shí)施，而繼續(xù)則應(yīng)當(dāng)在下一幀發(fā)生而沒有任何丟失或重復(fù)的幀。“暫停和繼續(xù)”包括從譯碼器把“暫?！焙汀霸匍_始”命令傳送到服務(wù)器以停止和繼續(xù)信息流。對(duì)于“慢動(dòng)作”所需要的功能為，用戶可以在比正常重放速度慢的速度下看到數(shù)據(jù)流。譯碼器應(yīng)當(dāng)能在慢動(dòng)作模式和正常重放模式之間切換。切換應(yīng)當(dāng)立即實(shí)施而沒有任何丟失或重復(fù)的幀?！奥齽?dòng)作”也包括從譯碼器把“暫?！焙汀霸匍_始”信息傳送給服務(wù)器以停止和開始信息流。
本發(fā)明的這些和其它方面從在此后描述的實(shí)施例來看將很明顯，且參照這些實(shí)施例予以闡述。
附圖概述

圖1顯示了包括按照本發(fā)明的視頻點(diǎn)播服務(wù)器和機(jī)上附加盒的系統(tǒng)。
圖2顯示了由圖1所示的視頻點(diǎn)播服務(wù)器所發(fā)送的電視信號(hào)的例子。
圖3顯示了由服務(wù)器和接收機(jī)實(shí)行的運(yùn)行步驟的流程圖。
圖4顯示了說明接收機(jī)運(yùn)行的時(shí)序圖。
圖5示意性地顯示了圖1所示的等待時(shí)間緩存器的充滿度。
優(yōu)選實(shí)施例的描述圖1顯示了包括通過網(wǎng)絡(luò)3連接的視頻點(diǎn)播(VOD)服務(wù)器1和機(jī)上附加盒(STB)2的系統(tǒng)。VOD服務(wù)器包括存儲(chǔ)介質(zhì)11和VOD控制器12。STB包括MPEG譯碼器21，STB控制器22和(遠(yuǎn)程)控制(遙控)單元23，并被連接到重放裝置4。等待時(shí)間緩存器24被連接在機(jī)上附加盒輸入端和MPEG譯碼器21之間。緩存器充滿度F被加到STB控制器22。來自遙控單元23的用戶命令也被加到STB控制器22，只要這些命令是要由服務(wù)器采取行動(dòng)的，就通過網(wǎng)絡(luò)3把它們作為控制信號(hào)CTRL發(fā)送到VOD控制器12。一個(gè)所選定的電視節(jié)目以MPEG輸送信息流TS的形式由服務(wù)器1發(fā)送到STB2。
多個(gè)電視節(jié)目被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)11中，它通常是硬盤陣列。從STB觀點(diǎn)看，服務(wù)器起到遠(yuǎn)端錄象機(jī)的作用。所存儲(chǔ)的電視節(jié)目可以用各種不同速度重放，暫停和再開始。通常，暫停和再開始重放節(jié)目的位置是受限制的，取決于信號(hào)以何種物理方式存儲(chǔ)。例如，位置必須相應(yīng)于盤扇區(qū)或盤圓柱體邊界。因?yàn)樾盘?hào)是被壓縮的，即盤空間總量隨圖象不同而變化，因而再開始位置在重放時(shí)間上是不規(guī)則地分布的。
通常，電視節(jié)目包括一個(gè)視頻信號(hào)，幾個(gè)音頻信號(hào)和用不同語言表示的字幕的附加數(shù)據(jù)。為簡單起見，這里將假定從服務(wù)器發(fā)送到STB的電視節(jié)目只包括一個(gè)音頻信號(hào)A和一個(gè)視頻信號(hào)V。因此，輸送信息流包括音頻信息包和視頻信息包。
圖2顯示了由服務(wù)器發(fā)送給STB的輸送信息流TS的例子。輸送信息流包括音頻信息包A1，A2，A3等和視頻信息包V1，V2，V3等。每個(gè)信息包包括信息頭和有用負(fù)載。信息頭包括信息包識(shí)別號(hào)(PID)，它標(biāo)識(shí)信息包載送的是音頻數(shù)據(jù)還是視頻數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意，輸送信息流TS可包括各種不同的電視節(jié)目。所以要發(fā)送節(jié)目對(duì)應(yīng)表以表明哪些PID組成相關(guān)的節(jié)目。在本例中，輸送信息流TS只傳送所選定的節(jié)目。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D3集中地解釋服務(wù)器和STB的運(yùn)行，圖3顯示了由STB(圖左側(cè))和服務(wù)器(圖右側(cè))實(shí)行的操作步驟的流程圖。在步驟31，在t＝t1時(shí)STB收到暫停命令，并停止信號(hào)的重放，即圖象顯示被凍結(jié)及音頻的重放被停止。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仍傳送比特而等待時(shí)間緩存器的充滿度F增加。
在步驟32，STB控制器檢驗(yàn)緩存器充滿度是否達(dá)到一個(gè)預(yù)定值，例如F＝1/2B，其中B是緩存器容量。如果是這種情況，則控制器在t＝t2時(shí)發(fā)送暫停命令給服務(wù)器。在步驟33，由于網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間有一個(gè)延時(shí)τ1，在t＝t3時(shí)暫停命令被服務(wù)器接收到。根據(jù)此暫停命令，服務(wù)器立即中斷信號(hào)的發(fā)送。步驟34表示，由于網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間τ2，在t＝t4時(shí)，中斷在接收機(jī)端的信號(hào)接收。
在步驟35，在t＝t5時(shí)，STB根據(jù)來自用戶的再開始命令重新開始信號(hào)的重放。結(jié)果，等待時(shí)間緩存器的充滿度F減小。
在步驟36，STB控制器檢驗(yàn)緩存器充滿度是否達(dá)到預(yù)定值F＝1/2B。如果是這種情況，控制器在t＝t6時(shí)發(fā)送再開始命令給服務(wù)器。在步驟37，經(jīng)過延時(shí)τ3，在t＝t7時(shí)服務(wù)器收到再開始命令。根據(jù)此再開始命令，服務(wù)器立即在信號(hào)發(fā)送被中斷的位置再開始信號(hào)的發(fā)送。步驟38表示，經(jīng)過延時(shí)τ4，在t＝t8時(shí)在接收機(jī)端接收再開始的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，t1-t4的各延時(shí)不一定相等。它們也不需要在所有時(shí)間都是恒定不變的。
圖4顯示了在系統(tǒng)中的各個(gè)不同點(diǎn)處的信號(hào)的時(shí)序圖。更具體地，TS1表示由服務(wù)器發(fā)送的輸送信息流，TS2表示由STB接收的輸送信息流，而DSP表示重放信號(hào)。參考數(shù)字40表示在比特信息流的接收和比特信息流的重放之間由等待時(shí)間緩存器所引入的延時(shí)。緩存器容量假定為12個(gè)信息包。在現(xiàn)在的靜止的情形中，假定有4個(gè)信息包在緩存器中。
在t＝t1時(shí)，重放被暫停，這使得緩存器充滿度增大。在t＝t2時(shí)，當(dāng)又有2個(gè)信息包進(jìn)到緩存器時(shí)，緩存器充滿度等于緩存器容量的一半因而暫停命令被發(fā)送給服務(wù)器。在t＝t3時(shí)，服務(wù)器接收到暫停命令并中斷發(fā)送信號(hào)，而在接收機(jī)端則在t＝t4時(shí)表現(xiàn)出這一情況。這時(shí)緩存器充滿度保持為常數(shù)。
在t＝t5時(shí)，STB接收到再開始命令并再開始重放，這使得緩存器充滿度減小。參考數(shù)字41表示這時(shí)被譯碼和重現(xiàn)的信息包。在t＝t6時(shí)，當(dāng)5個(gè)信息包從緩存器被讀出時(shí)，緩存器充滿度再次等于緩存器容量的一半，再開始命令就被發(fā)送給服務(wù)器。在t＝t7時(shí)，服務(wù)器接收到再開始命令并且重新開始發(fā)送信號(hào)，在t＝t8時(shí)，在接收機(jī)端表現(xiàn)出這一情況。參考數(shù)字42表示在再開始重現(xiàn)以后在比特信息流的接收和重放之間的延時(shí)。這時(shí)的延時(shí)相當(dāng)于1個(gè)信息包。
為了完整起見，圖5顯示了對(duì)于以上說明的例子的等待時(shí)間緩存器充滿度。對(duì)此圖的進(jìn)一步解釋就沒有必要了。
總之，本發(fā)明涉及把MPEG編碼的電視信號(hào)從視頻點(diǎn)播服務(wù)器(1)通過網(wǎng)絡(luò)(3)發(fā)送到接收機(jī)(2)?？紤]到典型的網(wǎng)絡(luò)情況，例如網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間，諸如“暫停”和“再開始”這樣的非線性重放功能需要對(duì)比特信息流作非常精確的控制。接收機(jī)(2)含有等待時(shí)間緩存器(24)，用于存儲(chǔ)在重現(xiàn)停止時(shí)傳來的信號(hào)。來自用戶的“暫停”和“再開始”命令在等待時(shí)間緩存器達(dá)到預(yù)定的充滿度之前不會(huì)發(fā)送到服務(wù)器。這就允許接收機(jī)在暫停后再開始無斷裂的信號(hào)重放。
權(quán)利要求
1.一種接收來自發(fā)射機(jī)的壓縮電視信號(hào)的方法，其特征在于包括以下步驟在譯碼和重現(xiàn)所述信號(hào)以前把所接收的信號(hào)存儲(chǔ)在等待時(shí)間緩存器中；在暫停命令時(shí)，中斷對(duì)信號(hào)的重現(xiàn)；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器在所述暫停命令之后到達(dá)預(yù)定的第一占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，以中斷信號(hào)的發(fā)送；在再開始命令出現(xiàn)時(shí)，再開始信號(hào)的重放；以及當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器在所述再開始命令之后到達(dá)預(yù)定的第二占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，以便再開始發(fā)送信號(hào)。
2.權(quán)利要求1所要求的方法，其特征在于，其中所述第一和所述第二占滿度基本上相當(dāng)于所述等待時(shí)間緩存器的容量的一半。
3.一種用于接收來自發(fā)射機(jī)的壓縮電視信號(hào)的接收機(jī)，其特征在于，它包括在譯碼和重放所接收的信號(hào)以前用于存儲(chǔ)所述信號(hào)的等待時(shí)間緩存器，以及控制裝置，用于進(jìn)行下列各步驟在暫停命令時(shí)，中斷對(duì)信號(hào)的重現(xiàn)；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器在所述暫停命令之后到達(dá)預(yù)定的第一占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，以中斷信號(hào)的發(fā)送；在再開始命令時(shí)，再開始對(duì)信號(hào)的重放；以及當(dāng)?shù)却龝r(shí)間緩存器在所述再開始命令之后到達(dá)預(yù)定第二占滿度時(shí)，向發(fā)射機(jī)發(fā)出請(qǐng)求，以便重新開始發(fā)送信號(hào)。
4.權(quán)利要求3所要求的接收機(jī)，其特征在于，其中所述第一和所述第二占滿度基本上相當(dāng)于所述等待時(shí)間緩存器的容量的一半。
全文摘要
本發(fā)明涉及把MPEG編碼的電視信號(hào)從視頻點(diǎn)播服務(wù)器(1)通過網(wǎng)絡(luò)(3)發(fā)送到接收機(jī)(2)。在考慮到典型的網(wǎng)絡(luò)情況下,例如考慮到網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間的情況下,諸如“暫?！焙汀霸匍_始”這樣的非線性重放功能需要對(duì)比特信息流作非常精確的控制。接收機(jī)(2)包括一個(gè)等待時(shí)間緩存器(24),用于存儲(chǔ)在重放停止時(shí)傳來的信號(hào)。來自用戶的“暫停”和“再開始”命令在等待時(shí)間緩存器達(dá)到預(yù)定的充滿度之前不會(huì)發(fā)送到服務(wù)器。這就允許接收機(jī)在暫停后再開始無斷裂的信號(hào)重放。
文檔編號(hào)H04N7/173GK1191653SQ96190771
公開日1998年8月26日 申請(qǐng)日期1996年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月21日
發(fā)明者C·M·惠澤, L·M·W·M·卡雷爾, F·博斯威爾德, P·J·達(dá)維薩 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司