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CN101729907A - 处理根据mpeg-2类型格式传送多媒体数据的复用分组流的方法 - Google Patents

处理根据mpeg-2类型格式传送多媒体数据的复用分组流的方法 Download PDF

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CN101729907A
CN101729907A CN200910174042A CN200910174042A CN101729907A CN 101729907 A CN101729907 A CN 101729907A CN 200910174042 A CN200910174042 A CN 200910174042A CN 200910174042 A CN200910174042 A CN 200910174042A CN 101729907 A CN101729907 A CN 101729907A
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stream
low bit
packets
packet
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CN200910174042A
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帕斯卡尔·格拉瓦耶
菲利普·莱蒙尼尔
扬尼克·贝鲁尔
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Thomson Licensing SAS
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Abstract

本发明涉及一种用于处理根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流(10)的方法，所述流(10)以高比特率传输至具有低比特率传输通道(141，142，...14n)的中间网络(12)，其特征在于，在中间网络的上游执行以下步骤对高比特率流(10)进行处理：对高比特率流进行解复用，以将数据分组(1，2，...44)插入由中间通道(141，142，...14n)传输的低比特率流(161，162，...16n)中；以对于低比特率流(161，162，...16n)的集合同步的方式，交替将数据分组(1，2，...44)和同步分组(M1，M2，M3，M4)插入这些低比特率流(161，162，...16n)中，从而使用相同的低比特率以及一方面数据分组(1，2，...44)与另一方面同步分组(M1，M2，M3，M4)之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流(161，162，...16n)。

Description

处理根据MPEG-2类型格式传送多媒体数据的复用分组流的方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流的方法。
实质上，本发明的目的是提出一种对经由具有低比特率传输通道的中间网络以高比特率来传送这种流进行模拟的解决方案。
背景技术
在通常实现用于对数字发射机和数字接收机之间的数据流进行传输的现有技术方法中，数据流由分组形式的多个复用分量组成，并且并入了不同分量的同步数据。一般而言，认为分量实质上分为三类：
-视频分量，传送与要显示的图像相关的信息，
-音频分量，传送与要恢复的声音相关的信息，
-其他数据，一般而言，可以是任何类型的私有数据、预期在所显示的图像上显示的文本数据，可以涉及例如根据标准DVB(数字视频广播)而定义的字幕，也可以是使用电视文字广播标准(其本身例如可以在MPEG-2分组中进行传送)的数据。
这些不同的分量通常可以使用例如DVB标准或MPEG-2标准，在相同数据流中以复用方式来传送，该相同流以下被称作高比特率流。
在接收之后，对高比特率流进行解复用，并且将不同的分量分别发送至执行音频解码、视频解码或针对字幕数据的“文本”解码的基本解码模块。
现有技术的问题
使用高比特率流的许多MPEG-2应用具有越来越高的比特率。具体地，这种增加是由于如互联网协议“IP”或DVB协议(例如，针对“卫星-第二代”的DVB-S2或针对“陆地-第二代”的DNB-T2)等协议的发展。
然而，该多媒体数据经由中间网络从其发射机到其接收机的传送有时必需是确定的，中间网络的传输通道的比特率小于中间网络的上游和下游数据流的高比特率。
已知解决该问题的一个解决方案使用中间网络上游的高比特率流(也就是说，在输入处)，以使能够经由多于一个并行通道来传输来自高比特率信号的分组。接着，在中间网络的输出处，对这些并行通道传输的信号进行的复用使得中间网络的下游能够产生新的高比特率流。
但是，这样的方法不能保证在中间网络的输出处复用的信号与在中间网络的输入处复用的信号相同至最接近比特。
然而，如后续在本发明的说明书中所描述的，必需在中间网络的输出处获得与在中间网络的输入处接收到的复用信号相同至最接近比特的复用流。
发明内容
本发明的目的是克服刚刚提及的问题。因此，本发明提出了一种使得能够对经由传输通道具有低比特率的中间网络来传输高比特率流进行模拟的解决方案。
因此，本发明涉及一种用于处理根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流的方法，所述流以高比特率传输至具有低比特率传输通道的中间网络，其特征在于，在中间网络的上游执行以下步骤对高比特率流进行处理：
-对高比特率流进行解复用，以将数据分组插入由中间通道传输的低比特率流中，
-以对于低比特率流的集合同步的方式，交替将数据分组和同步分组插入这些低比特率流中，
从而使用相同的低比特率以及一方面数据分组与另一方面同步分组之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流。
由于本发明，能够对经由传输通道具有低比特率的中间网络来传输高比特率流进行模拟。
因此，可以对在中间网络的输出处接收到的低比特率流进行复用，以在输出处产生与在中间网络的输入处接收到的高比特率流相同至最接近比特的高比特率流。
换言之，本发明使得能够对在不修改所接收的数据的最接近比特的情况下经由中间网络来传输高比特率流进行模拟。
除了上述主要特征以外，根据本发明的方法还提出了以下单独或根据所有技术上可能的组合来考虑的一个或多个附加特征：
在一个实施例中，通过将这些同步分组同时插入低比特率流中来获得低比特率流中同步分组的定位同步。
根据实施例，每个同步分组传输其所插入的传输通道的标识符。
在一个实施例中，解复用器存储器对来自高比特率流的解复用的数据分组进行存储，而控制器确定低比特率流中这些分组的引入周期。
根据实施例，如果没有数据分组从存储器准备插入，则将填充分组插入低比特率流中。
在一个实施例中，将数据分组连续地分配至不同的低比特率流，使得两个连续数据分组被分配至两个不同的流。
根据实施例，根据预定分布规则来分配数据分组。
在一个实施例中，将序号分配至同步分组，该序号对于同时插入的同步分组是相同的。
根据实施例，所述序号在相同低比特率流的两个连续同步分组之间增大。
在一个实施例中，将节目时间参考(PCR)插入到同步分组中，该时间参考对于同时插入的同步分组是相同的。
根据实施例，使用节目时间参考(PCR)作为序号。
在实施例中，根据两个不同的传输通道，以冗余方式来传输相同的流。
根据实施例，相同通道根据时间利用不同的通道来传输冗余流。
在一个实施例中，传输通道以在时间上间断的方式来传输低比特率流。
根据实施例，中间网络根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据。
本发明还涉及一种用于产生根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流的方法，所述流在具有低比特率传输通道的中间网络的输出处以高比特率传输，其特征在于，在中间网络的输出处执行以下步骤来产生高比特率流：
-以对于低比特率流的集合同步的方式来提取数据分组，以及
-使用在这些低比特率流中存在的同步分组来对高比特率流中的这些数据分组进行复用。
本发明还涉及用于处理根据MPEG-2类型格式来对传送多媒体数据的复用分组流的解复用器，该解复用器包括：经由低比特率的传输通道传输来自对高比特率流的解复用的数据分组的装置，其特征在于，所述解复用器包括：
-对高比特率流进行解复用并将数据分组插入由中间通道传输的低比特率流中的装置，
-以对于低比特率流的集合同步的方式，交替将数据分组和同步分组插入这些低比特率流中的装置，
从而根据符合前述实施例之一的方法，使用相同的低比特率以及一方面数据分组与另一方面同步分组之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流。
本发明还涉及一种用于产生根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流的复用器，该高比特率流是从由低比特率的通道传输的流而产生的，其特征在于，所述复用器包括：使用插入这些低比特率流中的同步分组，在高比特率流中对由中间通道传输的低比特率流进行复用的装置，从而根据符合前述实施例之一的方法，使用相同的低比特率以及一方面数据分组与另一方面同步分组之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流。
附图说明
参照不同的附图，根据以下作为非限制性示例提供的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的方法的框图，以及
图2至图7示出了根据本发明各个实施例的低比特率流。
具体实施方式
除非另外说明，在不同附图中出现的元件保持相同参考标记。
参照图1，图1描述了本发明的框图，即对高比特率流10的处理旨在确保其经由具有低比特率传输通道141，142，...14n的中间网络12的传输，使得在中间网络的下游(也就是说输出处)提供的流10’与所接收的流10相同至最接近比特。
根据本发明，高比特率流10是根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组的信号。
在网络的上游，解复用器存储器18对来自对高比特率的流10的解复用的数据分组进行存储。因此，控制器20可以命令：将这些数据分组插入到经由中间网络12传输至位于中间网络12的输出处的复用器22的低比特率流161，162，...16n中。
根据这些低比特率流161，162，...16n，复用器22产生与解复用器18接收到的流10相同至最接近比特的流10’。
为了使复用器能够执行该操作，低比特率流161，162，...16n遵照图2中详细示出的结构，根据该结构，以对于所有低比特率流同步的方式来执行同步分组M的插入。
在该实施例中，这种同步通过在时刻t，t1，t2，...tn的同步分组M的插入的同时属性来转换。
具体地，这些分组M实现了流的同步。确实，分组可以包括顺序增大的序号，从而将前面的分组(时刻nt)编号为n，而将后面的分组M(时刻(n+1)t)编号为n+1。
对于该实施例的简单应用，能够使用分组首部中的连续计数器位置，称为“分组首部连续计数器”。
在另一实施例中，将附加计数器插入分组体中。该实施例使得能够增加同步分组的重复率，同时对同步的处理进行优化。
例如，必需回想到，当前将连续索引定义在4比特上，这使得在计数器复位为0之前能够定义16个值。在这种情况下，通过每10ms插入分组M，相对于第二信号延迟大于160ms的第一中间信号将存在与这些第二信号的同步问题。换言之，最大同步延迟为160ms。
通过使用8比特的计数器，在时钟复位之前可以定义256个值。在这种情况下，考虑每10ms进行插入，相位差容限达到2.56秒。
分组M还使得能够传送在中间网络的输出处产生高比特率流10’中使用的信息。
实际上，在本实施例中，同步分组M是具有在其适配字段中传送PCR的能力的MPEG-2TS分组。该PCR值可以使用在内部计数器的位置，以代替连续计数器在传输结束时实现同步。
还可以使用该同步分组M以便接收机的时钟应用的传送和同步。
同步分组M的位置由同步要求确定。
利用预定周期T(图2)来插入同步分组M，预定周期T必需与以下之间的折衷相对应：
-周期T足够高，以使对带宽的影响最小，以及
-周期T足够短，以限制同步延迟。
最后，应当注意，每个同步分组M除了其标识符以外还包括其所插入的传输通道标识符，该传输通道标识符符合MPEG-2格式，被称作“分组标识数据”PID。
为了避免分组M的PID和在高比特率流中存在的PID之间产生混淆的任何风险，本发明的第一实施例不向该高比特率流中的分组M分配PID。
在本发明的第二实施例中，实现重新映射机制，将在高比特率流中存在的PID重新映射到不在高比特率流中的PID。
在后一种的情况下，还应当确保，在同步分组内传输编码的PID，使得在高比特率流的重构期间可以恢复PID的初始值。
此外，如图2所示，即使必须将分组插入流中以遵循低比特率，在存储器18中也可能没有可用的数据分组。
在这种情况下，在数据分组的位置，在低比特率流中包括与MPEG-2格式的填充分组S类似的一个或多个填充分组S。
同步分组M之间的填充分组S的位置是没有约束的先验位置。因此，这些填充分组S不同于MPEG2TS填充分组，MPEG2TS填充分组必须规则地插入到所传输的信号中以维持传输。
由于这些填充分组，中间通道中的信号流可以保持恒定并对于所有低比特率流161，162，...16n相同。
还通过在中间网络的输入和输出处识别的PID来标识填充分组。在这一阶段，应当注意，不需要使用专用于MPEG-2格式的空(null)分组8191或修改这样的分组(如果其存在于高比特率流中)。
为了避免与高比特率流中存在的PID混淆的任何风险，可以将存在于高比特率流中的该PID编码为新PID，同步分组存储该PID以便在高比特率流10’中能够对其进行恢复。
因此，设计为将填充分组S的PID值结合入同步分组M中，使得在中间通道的输出处的复用器对在中间网络中产生的填充分组进行滤波，从而不将其结合入所恢复的高比特率流中。
在本发明的第一实施例中，针对同步分组和填充分组使用不同的PID。例如，在低比特率网络中，M分组具有8190 PID。
同样，还判定填充分组的PID是8191，然后将该信息插入分组M的内容中。
在本发明的第二实施例中，针对影响要传送的数据流的两种类型的分组使用相同的PID。在这种情况下，在两种分组类型具有相同PID值(例如，8190)的情况下，对其内容的分析使得同步分组M能够与填充分组S相区分。
在后一种的情况下，能够在分组体中提供特定字段来区分两种分组，和/或使用分组首部(适配字段控制首部)的比特来在两个分组类型之间进行区分。例如，值00属于填充分组，值01或11属于同步分组。
参照图3至7，描述了不同的实施例，以分配数据分组(由其序号标识)和同步分组(由Mi标识，其中i是其所插入的流的编号)。
图3示出了本发明的第一实施例，根据本发明的第一实施例，将来自解复用的高比特率信号的分组1，2，3，...44连续地分配至流161、162或163，分配的顺序由箭头表示。
在本实施例中，以时间上恒定的方式，根据流编号的升序来执行分组的连续分配，直到新的分配循环再次开始为止。
因此，分组的这种连续分配构成了预定的分布规则，但是在本发明的范围内可以实现其他规则。
此外，在插入同步分组M的情况下，中间通道可以交换其流编号，这导致如图4所示后者的不同读取方式。
因此，分组1至24的读取顺序(流出161，然后162，然后163)不同于分组25至44(流出161，然后163，然后162)的读取顺序。
在这一点，应当注意的是，出于清楚的原因，图2至图7未示出分配至同步分组的序号，对于同时包括的所有同步分组，该序号是相同的。
然而，应当考虑到，同步分组承载在相同流的两个连续同步分组之间增大的序号。
同样，在同步分组中可以包括节目时间参考(PCR)，对于同时包括的所有同步分组M，该节目时间参考是相同的。
如图5所示，还能够根据两个不同的传输通道来传输两个冗余流。因此，流164与流162相同，这可以表现出信号传输可靠性方面的优点。
在这种情况下，当出现具有相同标识符的两个流时，复用器22仅保留两个流中的一个，以重构流10’。
然而，如图6所示，冗余流能够模拟第一流164然后模拟第二流164。
最后，如图7所示，能够以时间上间断的方式来使用传输流164。
除了上述许多变型以外，本发明因此使得能够将不同的低比特率流传输至位于中间网络12的输出处的复用器22。
由于同步分组M的存在，复用器12能够对低比特率流161，162，...16n进行复用，以产生与在输入处接收到的流10相同至最接近比特的高比特率流10’。
因此，对经由相对于接收流的比特率具有低比特率分发通道的中间网络来传输流10进行了模拟。
具体地，本发明可以应用在通过卫星传输数据的领域中，其中，能够有利地通过分别具有较低比特率(＜50Mbps)的多于一个应答器来传送高比特率MPEG-2流(＞50Mbps)。
本发明容许许多变型。因此，以下在低比特率网络使用MPEG-2格式的实施例中描述本发明。然而，能够改变该低比特率网络所使用的格式，同时使得能够经由在中间通道中同步插入同步分组来实现本发明。

Claims (18)

1.一种用于处理根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流(10)的方法，所述流(10)以高比特率传输至具有低比特率传输通道(141，142，...14n)的中间网络(12)，其特征在于，在中间网络的上游执行以下步骤对高比特率流(10)进行处理：
-对高比特率流进行解复用，以将数据分组(1，2，...44)插入由中间通道(141，142，...14n)传输的低比特率流(161，162，...16n)中，
-以对于低比特率流(161，162，...16n)的集合同步的方式，交替将数据分组(1，2，...44)和同步分组(M1，M2，M3，M4)插入这些低比特率流(161，162，...16n)中，
从而使用相同的低比特率以及一方面数据分组(1，2，...44)与另一方面同步分组(M1，M2，M3，M4)之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流(161，162，...16n)。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，通过将这些同步分组(M1，M2，M3，M4)同时插入低比特率流(161，162，...16n)中来获得低比特率流(161，162，...16n)中同步分组(M1，M2，M3，M4)的定位同步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个同步分组(M1，M2，M3，M4)传输其所插入的传输通道的标识符。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，存储器(18)对来自高比特率流(10)的解复用的数据分组(1，2，...44)进行存储，而控制器(20)确定低比特率流(161，162，...16n)中这些分组(M1，M2，M3，M4)的引入周期(T)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果没有数据分组(1，2，...44)从存储器(18)准备插入，则将填充分组(S)插入低比特率流(161，162，...16n)中。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将数据分组(1，2，...44)连续地分配至不同的低比特率流(161，162，...16n)，使得两个连续数据分组被分配至两个不同的流。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据预定分布规则来分配数据分组(1，2，...44)。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将序号分配至同步分组(M1，M2，M3，M4)，所述序号对于同时插入的同步分组是相同的。
9.根据权利要8所述的方法，其特征在于，所述序号在相同低比特率流(161，162，...16n)的两个连续同步分组(M1，M2，M3，M4)之间增大。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将节目时间参考PCR插入到同步分组(M1，M2，M3，M4)中，所述时间参考对于同时插入的同步分组是相同的。
11.根据权利要求8或10所述的方法，其特征在于，使用节目时间参考PCR作为序号。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据两个不同的传输通道，以冗余方式来传输相同的流。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，相同通道根据时间利用不同的通道来传输冗余流。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，传输通道以在时间上间断的方式来传输低比特率流(164)。
15.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，中间网络根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据。
16.一种用于产生根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流(10’)的方法，所述流(10’)以高比特率传输至具有低比特率传输通道的中间网络(12)，其特征在于，在中间网络的输出处执行以下步骤来产生高比特率流(10’)：
-以对于低比特率流的集合同步的方式来提取数据分组，包括：
-对同步分组(M1，M2，M3，M4)进行滤波；
-对填充分组(S)进行滤波；
-对冗余的传输通道的分组进行滤波，以及
-使用在这些低比特率流(161，162，...16n)中存在的同步分组来
对高比特率流中的这些数据分组进行复用。
17.一种用于处理根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流(10)的解复用器(18)，所述解复用器(18)包括：经由低比特率的传输通道传输来自对高比特率流的解复用的数据分组的装置，其特征在于，所述解复用器包括：
-对高比特率流(10)进行解复用并将数据分组(1，2，...44)插入由中间通道(141，142，...14n)传输的低比特率流(161，162，...16n)中的装置，
-以对于低比特率流(161，162，...16n)的集合同步的方式，交替将数据分组(1，2，...44)和同步分组(M1，M2，M3，M4)插入这些低比特率流(161，162，...16n)中的装置，
从而根据符合前述权利要求之一的方法，使用相同的低比特率以及一方面数据分组(1，2，...44)与另一方面同步分组(M1，M2，M3，M4)之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流(161，162，...16n)。
18.一种用于产生根据MPEG-2类型格式来传送多媒体数据的复用分组流的复用器(22)，该高比特率流(10’)是从由低比特率通道(141，142，...14n)传输的流(161，162，...16n)而产生的，其特征在于，所述复用器(22)包括：使用插入这些低比特率流(161，162，...16n)中的同步分组(M1，M2，M3，M4)，在高比特率流(10’)中对由中间通道传输的低比特率流(161，162，...16n)进行复用的装置，从而根据符合权利要求1至16之一的方法，使用相同的低比特率以及一方面数据分组(1，2，...44)与另一方面同步分组(M1，M2，M3，M4)之间的相同的交替，来在中间网络中传输这些低比特率流(161，162，...16n)。
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