CN1085008C - 多路压缩图象声音数据的解码装置、应用程序实施装置和编码化图像声音数据接收装置 - Google Patents
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Abstract
从多个节目多路化的TS字组中,把数据分配给解码器8、10、207、208。把字组发送缓冲器设置在CPU12系统控制204用的RAM7内部。在信道选择后,用微型计算机分开图象、声音数据,并进行附加价值服务处理。
Description
本发明涉及压缩编码后多路图象及声音数据的解码,特别是涉及高效率编码装置接收图象数据及声音数据压缩编码后的编码数据,并对编码数据进行解码的压缩图象、声音数据的解码装置或接收装置。
由于图象数据的数据量很大,在使用去除冗余性的高效率编码装置压缩编码后,可在传输或记录编码数据时减少传输/记录的费用。以上述高效率编码装置为例,ISO/SC29/WG11的标准MPEG方式是众所周知的。在MPEG方式中,除图象、声音的编码方法以外,针对这些编码数据的多路化方法,对MPEG/系统进行了标准化。
近年来,在广播及通信领域,对动态图象信号的冗余度予以消除及数据压缩,使数据传输成为可能。图象数据压缩方式一般是进行MPEG标准等的离散余弦变换(DCT)和动态补偿预测编码。由于该方式的高压缩率,使得在1个传输通道中可多路传输多个广播节目。这里的节目是指图象和与其相关的声音和/或文字信息包。
MPEG标准的多节目多路化,在ITU-TRec.H.222.01ISO/IEC13818-1:1994(E)《动态图象和相关声音的信息技术一般编码,第1部分:系统》的第9-11页中,是以输送数据流(以下记为TS)包组成的188字节的固定长包单位进行的。根据该标准,把广播电台供给的TS包分成图象和声音数据,分别分配到视频解码器和音频解码器,图2表示取出图象及声音输出的装置,或称为第一调节箱装置的方块图。下面用图2说明已有技术。
调谐器1从CATV或卫星通道等传输媒体中选择一个配信数据的传输通道,并供给解调装置2。解调装置2通过QAM或QPSK等,把传输通道中已编码的通道数据进行解码,再以冗余编码实施错误修正处理,然后把数据供给分配装置3。这里供给的数据是上述TS包形式的位流数据。图3A、3B表示TS包的形式。TS包的内容依据传送信息的种类,其分类如图3A或图3B所示。图3A是传输节目构成要素的图象数据、声音数据或用户电报等文字信息数据的情况。188字节的TS包由包含输送数据流标题(简化记为TS标题)和上述要素的有效负载构成。TS标题除了包含表示TS包属性的字组ID(简化记为PID)以外,还包含在要素编码时作为时间基准,而在解码时作为复原系统时标的时间信息的节目时标基准(简化记为PCR)。有效负载为标准基本数据流(PES)包的一部分。PES包是根据各要素和记录媒体的形式等决定要素的单位,它是可变长包。PES包由各要素的数据和PES标题构成。PES包包含记述要素内容的通量ID,以及记述表示PES包长度及要素时刻的时间标记信息(PTS)等。PTS表示的要素单位称为存取单元,例如图象则为1图面图象,声音则为1帧声音。图3B是传输系统控制用附加信息的节目专用信息(简化记为PSI)时的数据形式。TS包的有效负载是以区段为单位记述的PSI的一部分,区段由区段标题、PSI以及错误检测装置的巡回冗余编码(CRC)构成。区段标题表示后面的PSI属性和区段长度。PSI形成阶层构造,包含作为TS传输的位流数据中记述节目信息(具体地说就是后述的PMT的PID)的节目组合表(PAT),以及表示在各节目内的要素与PID对应的节目标记表(PMT)等系统控制所必须的信息。图2的分配装置3接收多路TS字组,通过数据总线把PSI数据分配到RAM7内部的系统解码缓冲器,把由用户选择的节目构成要素的图象数据和声音数据分别分配到视频解码器8和音频解码器10。分配装置3从包含上述PCR的TS包的标题中提取时间信息,把控制信号送到时标发生装置4,以进行系统时标的复原。送到RAM7内部之系统解码缓冲器的PSI数据,由CPU12解码其内容,并通过进行系统控制的软件程序使其以可利用形式的数据,保存在RAM7内部的系统解码用缓冲器73中。软件程序一般存贮在同一RAM中或专用ROM中。软件程序在工作中使用的区域一般展开在RAM72中。CPU12通过用户接口装置13,根据输入的用户命令,使用上述数据,把用于提取相应节目的TS包的PID,供给分配装置3,此外,把用于选台的控制信号供给调谐器1。视频解码器8及音频解码器10分别用视频解码缓冲器9及音频解码缓冲器11,实现图象和声音的输出。这里,在传输通路中数据的传输速率,由于节目的多路比,各要素编码时的位速度是不同的。因此,仍按上述传输速度直接供给视频解码器8及音频解码器10时,可能引起视频解码缓冲器9及音频解码缓冲器11的局部上溢或下溢,结果将导致图象及声音输出的紊乱。因此,如图2所示,在分配装置和各解码器间的通路上设置包接收缓冲器5和6,根据解码器的缓冲器容量进行速度变换,然后,再把各要素的数据供给视频解码器8及音频解码器10。接MPEG标准,在每个要素中设置具有512字节容量的包接收缓冲器,以实现多路化。
然而,本发明人由于在本构成中独立设置包接收缓冲器5及6作为专用存储部件,因此增加了构成系统的部件数目,导致价格提高。即使采用把包接收缓冲器包含在分配装置3的电路内部的结构,由于内装存储器使电路规模增大,导致部件价格提高。
在MPEG方式中,除图象、声音的编码方法外,把这些已编码数据的多路化方法作为MPEG/系统,进行了标准化。
图24表示在MPEG/系统多路化方法的输送系统中采用的输送包(以下记为TS包)的构成。
1个TS包是188字节的固定长包,由4字节的标题和184字节的数据部构成。4字节的标题由同步字节、错误标记、单位起始标记、倒频控制标记、优先次序标记、PID数据、适合字段控制标记、巡回计数器构成,根据PID数据值识别该TS 包内数据部的内容区别。
数据部由以上述适合字段控制标记表示其存在的适合字段(以下记为AF)、图象和声音的编码数据以及多路化信息数据等有效负载构成。AF由AF长数据、不连续标记、随机存取标记、优选次序标记、表示AF的选择数据有无的PCR标记、OPCR标记、连续点位置标记、专用数据标记、以及用这些标记表示其存在的选择数据构成。在这些选择数据中PCR数据是在发送端和接收端取得时标同步的信息,在接收端用同相固定偏差,产生规定在27MHz的基准时标
图25表示从多个节目(以下记为信道)的多路位流(以下记为TS通量)中,存取属于特定信道的图象及声音编码数据的方法。
节目组合表(以下记为PAT)通常以PID=“0”的TS包传输,但是该PAT是多个信道的多路化信息,各信道的节目标记表(以下记为PMT)应给出是以哪个PID值的TS包传输的。
图25的例子是使3信道多路化的举例,当选择第j号信道时,为了得到对应第j号信道的PMT,捕获PID=Mj构成的TS包。在该MPT中记载图象数据以PID=Vj的TS 包、声音数据以PID=Aj的TS包传输,由于捕获了PID=Vj的TS包,则可接收图象的编码数据;由于捕获了PID=Aj的TS包,则可接收声音的编码数据。
然而,在以上说明的MPEG/系统中,仅规定了TS数据流的语法,实际上用什么样结构实现接收装置,并未确定下来。另外,节目查询等附加服务的多路化也未具体确定下来,可由广播工作者或节目发送工作者随意确定。
在特开平4-229464号公报,即对应的EP-0460751A2中,公开了现有技术:在各包上载有时间信息,在解码端把包含解码定时的各定时作为基准。
本发明的目的是提供一个多路化压缩图象声音数据的解码装置,由于在CPU系统控制中采用的上述包接收缓冲器设在RAM内部,因此可以减少部件数目;或由于存储器内装,不会使部件价格上涨。
本发明的解码装置是多路化压缩图象声音数据的解码装置,由于压缩编码,则减少了信息量的图象数据和附着该图象数据的声音数据组被打包,该多组输入多路化的包群,构成输出一组图象信号及声音信号的装置,其特征是具有:对已压缩编码的图象数据进行解码的图象解码器;对已压缩编码的声音数据进行解码的声音解码器;对已打包并进一步多路化的包群顺序存贮的第1存储器;从该第1存储器顺序读出包,把包含特定图象数据和声音数据组的包以及含有该包群的属性信息的控制包提取出来,并把该特定图象数据及声音数据分别供给该图象解码器及声音解码器,按照存贮的规定程序进行处理的处理装置;至少有该存贮程序的工作区域的第2存储器;存贮包含该控制包属性信息的第3存贮器;把为了从装置外部提取1组图象数据和声音数据的外部控制信号传送到该处理器的接口装置;把第1、第2及第3存储器设置在同一个存储器部件内部。
以采用处理装置(CPU)作为主存储器的RAM构成的存储器部件,由于要存贮操作系统软件,要求具有数兆比特的容量,这时不用增加存储器部件数目的包接收缓冲器,很容易做到仅用必要的512字节就可以确保要素数,因此,并不增加部件数目。
本发明的另一个目的是:在接收多信道多路位流并复原图象数据、声音数据的压缩图象、声音数据的接收装置中,提供可用软盘接收附加价值服务的接收装置。
为了达到上述目的,本发明具有:从多路化数据流(包)中选择信道编码化数据流(包群)以及多路化信息数据、附加信息数据的数据选择装置;把该选出的编码化数据流等供给总线的总线存取装置;以及连接总线的微处理器、随机存取存储器、节目存储器、上述附加信息数据处理装置、图象数据解码装置、声音数据解码装置。
还具有:根据附着在编码化数据流中的时标信息产生时标信号的装置;把编码化数据流的包同步信号供给微型计算机的包同步供给装置;把表示传输错误的修正漏泄的错误标记附加在编码化数据流中的装置;记录媒体接口装置。
数据选择装置从多路化数据流中选择信道的编码数据流等,通过总线存取装置存入随机存取存储器。微型处理装置从随机存取存储器读出数据,并区分读出的数据内容,通过总线把图象数据送到图象数据的解码装置,把声音数据送到声音数据的解码装置,把多路化信息作为PID数据送到数据选择装置,把附加信息数据原样或加工后送到附加信息数据的处理装置。
用图象数据解码装置对图象的编码化数据进行扩展、解码,用声音数据解码装置对声音的编码化数据进行扩展、解码,以实现图象、声音的接收。用附加信息数据的处理装置,在解码的节目引导等图象数据中可进行叠加表示。
产生时标信号的装置把时标信号供给上述图象数据解码装置、声音数据解码装置、微型处理装置,使得编码化数据等的数据传输容易实现,包同步供给装置使得微型处理装置内的包同步的识别容易实现。
附加错误标记的装置可以使不用特别信号线的图象数据解码装置识别出错误的存在;记录媒体接口装置,把接收到的多路化数据流中的信道供给记录媒体,这样就可实现低的位速度的图象、声音数据的记录重放。
附图简单说明
图1是本发明第1实施例的方块图。
图2是已知例的方块图。
图3A、3B分别是输送数据流包的构成说明图。
图4是包接收缓冲器的配置说明图。
图5是接口装置、CPU、RAM间信号传送的说明图。
图6是包接收缓冲器的写入/读出的定时概念图。
图7是包分配处理的算法系统图。
图8是图象和声音的同步输出说明图。
图9是时标复原处理的算法系统图。
图10是根据差分值表示频率跟踪的说明图。
图11是本发明第2实施例的方块图。
图12A、12B是区别各节目包的说明图。
图13是包接收缓冲器的配置说明图。
图14是接口装置、CPU、RAM间信号传送的说明图。
图15是要素分配处理的算法系统图。
图16是本发明第3实施例的方块图。
图17是本发明第4实施例的压缩图象、声音数据的接收装置方块图。
图18是信道信号分离器的第1结构例的方块图。
图19是表示压缩图象、声音数据的接收装置动作的第1图。
图20是表示压缩图象、声音数据的接收装置动作的第2图。
图21是表示微型计算机承担的任务图。
图22是信道信号分离器的第2结构例的方块图。
图23是信道信号分离器的第3结构例的方块图。
图24是编码化数据流的说明图。
图25是信道选择的原理图。
下面引用附图说明本发明的实施例。
第1图是表示本发明第1实施例结构的方块图。
调谐器1从CATV或卫星信道等传输媒体中的配信数据中,选择一个传输信道供给解调装置2。解调装置2通过QAM或QPSK等,对传输路编码化的信道数据进行解码,并用冗余编码进行错误修正处理,然后把该数据供给接口装置14。这里被供给的数据是TS包形式的位流数据。接口装置14接收CPU12的控制信号,把全部TS包数据传送到设置在主存储器RAM7的包接收缓冲器71中。图4表示包接收缓冲器71的内部状态。包接收缓冲器71以先入先出(FIFO)的形式构成,按平均1行1个包的顺序写入,并以相同顺序读出。图中Video#1表示包含节目号码#1的视频的包。在缓冲器中分配行地址,写入时每1行更新1次,以N行进行循环。行数N的设定值满足:
188字节*N>512字节*(每个节目的最大要素数+1)
*(每个TS的最大要素数)在包接收缓冲器71中,附加了表示各行的包到达时刻的信息字节,使系统时标的复原成为可能。图5说明了包接收缓冲器71的写入方法。图5是表示图1中接口装置14、CPU12、时标发生装置4以及RAM7的方块图。接口装置14内部包含TS标题判别电路140及发送缓冲器电路141。TS标题判别电路140用TS包数据及TS包的传送时标tsClock,以位组合格式检索TS包标题,TS包的最前面字节把到达时刻作为插入信号供给CPU12。CPU12把上述插入信号作为触发脉冲,把定时器123的内容传送到寄存器124。定时器123是以系统时标的频率计数的计数器,把定时器123测出的到达时刻传送到寄存器124。上述插入信号每1行计数写入地址计数器122的值。可据此进行与包 最前面同步的行地址的更新,当包长不是188字节的错误发生时,可以保证没有破绽的该错误发生后的包能正常写入。发送缓冲器电路141是把TS包输出到数据总线上的缓冲器,进行从数据的位幅度变换和传输路时标tsClock向数据总线的时标bus Clock的时间轴变换,可以通过向RAM7的直接存储器存取(DMA)进行高速传送。向RAM7的写入时刻由DMA控制器121的同步交换控制。也就是说,当发送缓冲器电路141的数据传送准备完成时,即输出传送请求信号DREQ,在DMA控制器121的传送许可信号DACK返回时,数据可不经CPU12的寄存器而写入RAM7。写入时的行地址采用上述机构计数时的地址。在传送1包数据时,CPU12把表示到达上述寄存器124内的时刻的信息字节数据,附加到缓冲器内的相应包数据。
如上所述,从写入包接收缓冲器71的TS包数据中,CPU12仅提取出属于用户所选节目的要素,分配给各个解码器。TS包的读取时刻如图6所示,读取地址为追加写入地址的形式。在写入地址更新时,应使传输路到达的TS包不溢出,以使其与包到达时的读取没有关系。然而,CPU12比较两地址,监视读取地址不能超过写入地址。这样,CPU12读取包地址,并按图7所示的算法进行包分配处理。图7表示以图象数据和声音数据为要素时,用户选择包含节目号码#K时的分配处理算法。CPU12取回包标题内的PID(S1)。参照节目标记表(PMT),检验取回的PID是否适合节目#K,或者是否包含PSI(S2),如果是不合适要素的包,则进行跳跃进位处理,进入下一行地址(S9)。若取回的PID与节目#K相关,则检验是否包含时标参考信息PCR,即是否为PCR-PID(S3)。若包含PCR,则进入后述的时标复原程序(S4);若不包含PCR,则进入要素分别处理(S5)。CPU12参照PMT,PID表示的图象/声音/PSI分别进入视频包传送处理程序(S6)/音频包传送处理程序(S7)/PSI包处理程序(S8)。视频包传送处理程序提取TS包的有效负载进行传送(S6)。传送速度由CPU12或DMA控制器121通过传送时与解码器之间的同步交换进行调节,其结果可使平均的传送速度与解码器速度一致。还可以用各要素中作为附加信息表示的位速率,CPU12通过内装定时器,以一定的速率输入。
传送的数据形式与视频解码器8有关。也就是说,当解码器把PES包作为输入时,则传送包含PES包标题的全部PES包;当解码器把要素数据作为输入时,则传送除PES标题外的PES包的有效负载。这时,PES标题的解释由CPU12进行。要对表示解码时标的PTS信息进行管理,PTS把应解码的图象时标供给视频解码器8。关于音频包传送处理程序,当音频解码器10的输入数据形式与视频情况一样时,CPU12的传送处理是不一样的。图8是视频解码器8和音频解码器10的输入都是要素数据时的数据输出时标图。为了简化说明,假设某个视频数据和音频帧数据由同一个PTS指示,即在同一时刻t=PTS(v)=PTS(a)输出。在MPEG方式中,视频解码缓冲器9包含规定作为视频循环检验(vbv)的缓冲器,对由该vbv缓冲器读出的数据进行解码。读出的数据量随图象的种类(I.P.B),即压缩度而不同(I表示Intra,P表示Predicted,B表示Bidirectional),但若在规定的PTS时刻,表示图象的CPU12提供解码时标,则不会出现vbv缓冲器的上溢/下溢。在图8中,输入到视频解码器8的图象,经vbv缓冲器的Tvbv延迟,在时刻t=PTS(v)开始解码;在音频解码器10的音频帧,也在同一时刻t=PTS(a)开始解码。然而,视频解码器8不可能在解码的同时进行表示,而必须通过表示用缓冲器输出,因此在解码和实际表示之间产生解码器固有延迟时间Tdisp。同时,再加上由于解码器输出后的数/模变换、对应于表示装置的方式变换、以及图象合成装置等产生的系统固有延迟Text,则在整个图象系统中产生Tvid延迟。在声音系统中也同样产生Taud延迟。因此,CPU12为了取得图象和声音的同步输出,必须考虑两者的差Tadj。本发明在RAM7内部设置了补偿上述Tadj的延迟缓冲器74,以实现同步输出。也就是说,解码器的固有延迟及系统的固有延迟可以在构成系统时,由计算求出存在的Tadj,也可以把供给视频或音频解码器数据的时刻延迟Tadj。具体地说,从包接收缓冲器71传送到延迟缓冲器74的数据,也可以传送到解码器,仅增加相当于Tadj的包接收缓冲器71的容量,也可以在延迟时间经过以后再次从缓冲器读出。无论是哪种情况,都可以通过软件进行主存储器内的数据操作,实现为达到同步目的的延迟处理,而不必增加存储器部件。
PSI包处理程序(S8)进行分段数据的解释,若有应更新的PSI数据时,可改写相应表格内的数据。当根据PID完成1个TS包的处理时,再前进1行读出包接收缓冲器71的行地址,进行下一个TS包的处理(S9)。
图9及图10是对时标复原处理(S4)的说明。在读出的包中包含PCR情况下,进行时标复原处理(S4)。CPU12读出PCR值,计算与附加在同一包的到达时刻数据的差分。把它作为现在的差分值DIFcur(S11)。取上次的差分值DIFpre和上述DIFcur的差,并把它作为ERR(S12)。图10表示CPU12内部定时器123的进行(实线)和发送PCR的进行(虚线)。若对两者计数的时标频率相等,则其斜率相等,差分值DIFpre和DIFcur与包的到达时刻无关,是不变的。ERR是计测两者频率偏差的指标。把ERR与阈值比较(S13),当ERR比阈值大时,则进行包含初值设定的复位,不做频率修正。通过正负的比较检测频率偏差(S14),在频率偏差为正的情况进行消除差分值增加的时标频率的加速(S15);相反,在负的情况进行时标频率的减速(S16)。ERR为0时更新DIFpre(S17),进行主要部分的处理(S18)。CPU12把加减速的控制信号供给时标发生装置4,以产生的时标对定时器123计数,形成反馈回路。
根据本发明,由于把包接收缓冲器71设置在CPU系统控制用的RAM内部,因此可在不增多部件数目和提高部件价格情况下,实现对解码器的数据分配。
本发明次要的效果是:可根据解码器固有延迟或系统固有延迟,修正图象和声音的同步偏差,通过设置在图1所示的上述RAM内部的延迟缓冲器74,可用软件进行同步输出控制。由于用包标题的时标更新包接收缓冲器71的写入地址,因此可得到一个无数据错误的写入机构。通过在包接收缓冲器71中追记包到达时刻,则可用软件实现基准时标的复原。
下面说明本发明的第2实施例。图11是第2实施例的方块图。与第1实施例共同的方块用同一标记符号,并省略其说明。本实施例中,解调装置2的输出提供给节目包提取装置15。节目包提取装置15提取包含在由用户从传输的TS包中选择的1个节目(节目号码#K)的要素内的TS包及PSI包,并送到接口装置14。图12A、12B表示节目包提取装置15中的提取处理。图12A表示输入的TS包,图12B表示处理后的输出。接口装置14传送到RAM7的TS包是有关节目#K包和PSI包的包接收缓冲器71的内容,表示在图13中。包接收缓冲器71是以N行循环的FIFO形式,与上述实施例相同,N应满足:
188字节*N>512字节*(节目平均要素数+1)与接收全部TS包的上述实施例比较,具有较少的容量就可以了。本实施例中,把时标发生装置4连接到节目包提取装置15,用计算机进行复原处理时,在包接收缓冲器71中可以不追加表示包到达时刻的信息字节。图14表示处理方法的细节。节目 包提取装置15包含检索TS包标题的TS标题判别电路151、PID滤波器电路152、PCR计数器153以及比较电路154。从TS标题判别电路151输出的TS 包到达时刻信号对CPU12内部的写入地址计数器122进行1行计数,此外,取样PCR计数器153的计数值作为触发脉冲。取样的计数值送到比较电路154。PID滤波器电路152用CPU12的PID数据,把关于节目#K的包和PSI包提供给接口装置内的发送缓冲器电路141,再从具有PCR-PID的包中选出PCR值,送到比较电路154的另一个输入。比较电路154把取样的计数值与PCR值进行比较,把计数值<PCR值而加速的频率控制信号以及计数值>PCR值而减速的频率控制信号提供给时标发生装置4。根据时标发生电路4的输出时标,通过对PCR计数器153的计数,构成反馈回路。从发送缓冲器电路141向RAM7的传送,由DMA控制器121的同步交换来控制。也就是说,当发送缓冲器电路141的数据传送准备完成时,输出传送请求信号DREQ,在DMA控制器121返回传送许可信号DACK时,数据不经过CPU12的寄存器即可写入RAM7。写入时的行地址采用上述机构计数地址。CPU12在寄存器123中读出相应于用户从设置在RAM12的节目标记表中选择的节目的PID数据,从输出口提供给PID滤波器电路152。该PID数据的供给可经由数据总线进行。在本实施例中,可分辨节目包提取电路15中的节目#K的包,进行时标的复原处理,从RAM7向解码器的数据分配算法如图15所示,它仅是节目内的要素及PSI包的分配处理。取出包的PID后的步骤S5到S9的处理内容,与图7所示的处理是一样的,说明就省略了。如上所述,在第2实施例中,由于包接收缓冲器设置在CPU用于系统控制的RAM内部,所以在不增加部件数目或提高部件价格的情况下,实现向解码器的数据分配。
进一步的次要效果是:由于把修正因解码器固有延迟或系统固有延迟引起的图象和声音的同步偏差的延迟缓冲器74设置在图11所示的上述RAM内部,因此可用软件实现同步输出控制。由于用包标题的时标更新包接收缓冲器的写入地址,因此可得到无数据错误的写入机构。
下面说明本发明的第3实施例。从传输媒体配信的要素是在CPU可使用的应用程序和数据。这些要素当用与上述实施例所示的图象和声音同样的包形式配信时,本实施例涉及用户可享有它们的装置。
图16是第3实施例的方块图。本实施例以第2实施例为基准,共同的方块使用同样的标记号,并省略其说明。节目包分辨装置15从多路化的TS包中,分辨出包含用户希望的节目的包及PSI包,并按顺序存贮在设置于RAM7内的包接收缓冲器71中。CPU12解释PSI包信息中要素的内容,各包包含在CPU12中可使用的应用程序及数据。CPU12从包的有效负载中读取该应用程序及数据,CPU12把这些数据再配置在RAM7内。系统控制程序与已往一样执行包接收的任务,再配置的该应用程序完成CPU动作的循环,进行数据总线存取的CPU12对应各个任务按时分割分配具有的设备。该应用程序在分配的时间范围内实行。该应用程序在表示接收图形和/或声音数据的情况下,通过连接数据总线的显示器接口装置16,输出到外部监视器和/或扬声器。用户接口装置13由与已有计算机同样的键盘和鼠标器构成,用户接收上述外部监视器和/或扬声器的输出,并把命令反馈到CPU12。
如上所述,在接收把应用程序及数据作为构成要素的节目时,由于规定以MPEG系统标准把不属于要素内容的接收缓冲器保持在512字节,所以可通过设置在RAM7内的包接收缓冲器71,使得装置的价格便宜。
如上面已经详述的那样,由于把用于CPU系统控制的包接收缓冲器设置在RAM内部,因此可以在不增加部件数目或提高部件价格的情况下,实现向解码器的数据分配。
图17是本发明第4实施例的压缩图象、声音数据的接收装置的构成方块图。
图中,200是解调器,201是错误修正解码器,202是信道信号分离器,203是随机存储器(下面记为RAM),204是微型计算机,205是节目存储器,206是荧光屏显示器处理装置 (下面记为OSD处理装置),207是图象解码器,208是声音解码器。图中的压缩图象、声音数据的接收装置的调谐器等,与图1、图11是一样的,不再说明。
图18是信道信号分离器2的一种结构图,210是PSI-PID滤波器,211是SI-PID滤波器,212是图象声音PID滤波器,213是PCR提取电路,214是同步信号延迟电路,215是错误标记延迟电路,216是混合电路,217是错误标记附加电路,218是直接存储器存取用缓冲器(以下记为DMA缓冲器),219是PID数据接口装置,220是时标发生电路。
图19及图20是图17及图18实施例的操作说明图,图21是微型计算机4承担的任务图。
图17的接收装置的结构是基于图11的装置而设置的,现在简单说明两者的关系。图17解调器200和错误修正解码器201构成的电路,对应于图11的解调装置2。图17的信道信号分离器202对应由图11节目包提取装置15和接口装置14组成的电路。图17RAM203和节目存储器205组成的电路对应于图11的RAM7。图17的图象解码器207及声音解码器208分别对应于图11的视频解码器8及音频解码器10。图18对应于由图11的节目包提取装置15、接口装置14、时标发生装置组成的电路部分。
在图17中,输入到错误修正解码器201的编码化数据流包群a,加在对应于用图19、图20的(a)的CH1、CH2、CH3表示的各信道编码化数据的TS包上,使得PSI(节目规格信息)的TS包以及SI(附加服务信息)的TS包多路化。同时,用于传输错误的修正和检出的奇偶数据,附加在各个TS包上。错误修正解码器201用上述奇偶数据进行错误修正,错误修正后的编码化数据流(图17的b),对应于TS包的标题的TS包同步信号C(图19、图20的(b)),而且在上述奇偶数据范围内,仍存在未完全修正的传输错误的情况下,把表示其存在的错误标记d(图20的(d)),送到信道信号分离器202。
图18所示的信道信号分离器202把上述错误修正后的编码化数据b,分配到图18的PSI-PID滤波器210、SI-PID滤波器211、图象声音PID滤波器212、PCR提取电路213。在PSI-PID滤波器210中提取或选择上述PAT、PMT的多路化信息的TS包(以下记为PSI包),在SI-PID滤波器211中提取或选择节目导引及限定接收信息等的附加服务信息的TS包(以下记为SI包),在图象声音PID滤波器212中提取或选择分别对应于特定信道的图象和声音编码化数据的TS包(以下记为图象包及声音包)。PCR提取电路213捕获上述PCR数据中的TS包,选取PCR数据。进一步,PSI包、SI包以及图象包、声音包在混合电路216中再次多路化,把其作为信道选择后的编码化数据流,送到错误标记附加电路。图19、图20(c)表示该信道选择后的编码化数据流。图中是选择CH2信道情况的编码化数据流的例子,如图所示的编码化数据流仅由PSI包、SI包、CH2的TS包(图中未特别表示图象和声音的区别)组成。
用上述信道选择后编码化数据流及错误标记延迟电路215,把进行了适当时标调整的上述错误标记d输入到错误标记附加电路217,如图20(c)所示,在编码化数据流中标记错误的存在。该标记信号在编码化数据流中是独特的类型,例如在上述MPEG方式中,可以选择时序误差码(Sequence-error-code)。其后的编码化数据流通过DMA缓冲器18,连接总线。与微型计算机4之间进行DMA传送,并把编码化数据流存贮在RAM3中。
MPEG方式的时序误差码(Sequence-error-code)是4字节代码。这样,在采用多个字节的错误标记代码时,在上述错误标记附加电路217中,当应该附加错误标记的位置距上述TS 包的最后字节有(最后-3)字节的间隔时,错误标记代码没有跨越2个包,因此,在(最后-4)字节的位置附与错误标记代码。
PID接口装置219也连接到上述总线,从后述的微型计算机204接收PID信息,上述PSI-PID滤波器210、SI-PID滤波器211、图象声音PID滤波器212、PCR提取电路213分别分配捕获的TS包的PID信息。
微型计算机204除传送图21的上述DMA以外,从RAM203读出编码化数据流,进行上述TS包的标题解析,区别各个TS包的数据,识别其是否是图象数据、声音数据、或者是PSI数据、SI数据。然后,根据数据内容进行处理。
在图象数据情况下,送到连接上述总线的视频解码器207,对图象数据进行解码。同样,在声音数据情况下,送到音频解码器208,对声音数据数据进行解码。
在PSI数据的情况下,解析其内容,用图中未示出的遥控装置,根据用户指示选择的信道信息,决定是否是信道信号分离器202内的PSI-PID滤波器210、SI-PID滤波器211、图象声音PID滤波器212、PCR提取电路213应捕获的TS包的PID信息,通过总线把该PID信息送到信道信号分离器202的数据接口装置219。
在SI数据情况下,解析其内容,例如若是节目导引的信息,则从该信息产生荧光屏显示器使用的数据,通过bus送到OSD处理器206。在OSD处理器206,与上述视频解码器207解码的图象数据的同步g配合,处理OSD数据f,供给图象解码器7,把已解码的图象数据进行叠加,表示上述节目导引等。
程序存储器205存贮记述微型计算机204动作的程序。在该程序存储器205中,可采用只读存储器(ROM),然而,也可以采用可改写型不挥发性存储器及IC卡片等,可以灵活适应各种形式的SI信息。
信道信号分离器202和微型计算机204之间,除上述总线以外,时标信号clk和TS包的同步信号e相连接。PCR提取电路213捕获的信息在时标发生电路202产生图象或声音同步基准时标信号。在MPEG方式中选在27MHz。该时标信号作为微型计算机204的时标信号,也作为视频解码器207、音频解码器208的时标信号。
同步信号通过总线与送出的TS包同步,同步延迟电路214调整时标,通过通道e,提供作为微型计算机204的中断信号。把该中断信号提供给微型计算机204后,传送一组TS 包的数据。
在本实施例中,多个信道接收多路位流,区别出图象数据、声音数据,把数据分别送到相应的解码器。SI等附加信息的处理也用同样的微型计算机204,可依据节目等的更换,灵活进行SI等附加信息的处理。
微型计算机204、图象解码器207、声音解码器208使用共同的时标信号,可高效率地进行编码化数据的传送。把TS包的同步信号作为微型计算机204的中断信号使用,TS包的同步检出在错误修正电路201中进行一次就可以了,实现了装置的简化。
图22是上述信道信号分离器202的第2构成例。图中,与图18所示第1构成例相同的部分使用同一标记号码,本构成例是在第1构成例中增加了选择电路212及记录媒体接口装置222。
上述错误标记附加电路217进行错误标记处理,信道选择后的编码化数据,送到选择电路212及记录媒体接口装置222。来自记录媒体接口装置222的该信道选择后的编码化数据,作为送到VTR(Video tape recorder)及硬盘等记录媒体的记录信号P。同时,记录媒体的重放信号q输入到记录媒体接口装置222,作为选择电路221的输入。
选择电路221通过图中未示出的控制信号,选择对直接接收的编码化数据进行解码,或对记录媒体的重放信号进行解码,把选择出的编码化数据送到上述DMA缓冲器218。
在本例中,在记录媒体装置内未设置图象及声音的编码化、解码化装置,而进行数字化的图象、声音数据的记录重放,同时,把信道选择的信号作为记录媒体的记录信号,该数据延迟也被抑制在最小限度。
图23是上述信道信号分离器202的第3构成例。图中,与图22所示的第2构成例相同的部分使用同一标记号码。本构成例是在第2构成例中,使PSI-PID滤波器223、图象声音 PID滤波器224、混合电路225、错误标记附加电路226双重化。
送到记录媒体的记录信号,用该双重化的PSI-PID滤波器223、图象声音PID 滤波器224、混合电路225、错误标记附加电路226产生。
其结果是,在本例中,用图象解码器207、声音解码器208解码的信道是独立的,可以在记录媒体上设定记录信道。
在已说明的上述实施例中,多个信道接收多路位流,复原图象数据、声音数据的压缩图象声音数据的接收装置可以实现简化,也可以灵活接收附加价值的服务。
Claims (19)
1.一种多路化压缩图象声音数据的解码装置,用于将压缩编码化的图象数据和该图象数据附带的声音数据的包进行打包,且输入由多路化的该多个包构成的包群,并输出一组的图象信号及声音信号,其特征在于,包含:
对该压缩编码化图象数据进行解码的图象解码装置(8);
对该压缩编码化声音数据进行解码的声音解码装置(10);
依次存贮该打包并进一步多路化的包群的第1存贮器装置(71);
从该第1存储器装置依次读出包,并提取包含具有特定图象数据和声音数据包的包以及该包群的属性信息(PID)的控制包,按规定程序把该特定的图象数据及声音数据分别供给该图象解码装置及声音解码装置的处理器装置(12);
具有该规定程序使用的工作区域的第2存储器装置(72);
存贮包含在该控制包中的属性信息的第3存储器装置(73);
把用于提取1组图象数据和声音数据的外部控制信号传送到该处理器装置的接口装置(13);
将上述图象解码装置、声音解码装置、第1~第3存储器装置、处理器装置和接口装置互相连接的总线装置;
该第1、第2及第3存储器装置设置在同一存储器部件内部。
2.根据权利要求1所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,设置从该输入包群中检出各包的最前面的数据,并将其检出的时标供给上述的处理器装置的装置(140),使第1存储器装置存贮包群时的地址更新与该包最前面的输入时标同步。
3.根据权利要求1所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,还包含:
产生具有与作为压缩编码化时间基准的第1时标信号有大致同样频率的第2时标信号的装置(4);
对该第2时标信号计数的计数器(123),
检测输入的包群中各包最前面的数据,并与检出的时标同步地对该计数器的计数值进行取样的装置(124);
上述第1存储器装置具有与该包存贮在第1存储器装置的地址相对应的存贮由该取样装置取样的计数值的区域;和
在该包具有该第1时标信号的时间标记的情况下将该时间标记与该存贮的计数值的差分的增减信号供给所述产生该第2时标信号的装置,根据该增减信号以控制产生的标时信号之频率的装置(12)。
4.根据权利要求2所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,还包括:
产生具有与作为压缩编码化时间基准的第1时标信号有大致同样频率的第2时标信号的装置(4);
对该第2时标信号计数的计数器(123);
检测输入的字包中各包最前面的数据,并与检出的时标同步地对该计数器的计数值进行取样的装置(124);
上述第1存储器装置具有与该包存贮在第1存储器装置的地址相对应的存贮由该取样装置取样的计数值的区域;和
在该包具有该第1时标信号的时间标记的情况下将该时间标记与该存贮的计数值的差分的增减信号供给所述产生该第2时标信号的装置,根据该增减信号以控制产生的标时信号之频率的装置(12)。
5.一种多路化压缩图象声音数据的解码装置,用于将压缩编码化的图象数据和该图象数据附带的声音数据的包进行打包,输入由多路化的多个包构成的包群,并输出一组的图象信号及声音信号,其特征在于,包含:
对该压缩编码化图象数据进行解码的图象解码装置(8);
对该压缩编码化声音数据进行解码的声音解码装置(10);
提取包含具有该包群中特定图象数据和声音数据包的包以及该包群的属性信息的控制包的提取装置(15),
依次存贮该提取的包的第1存储器装置(71),
从该第1存储器装置依次读出包,并按规定的程序把该图象数据及声音数据分别供给该图象解码装置及声音解码装置,以及把特定图象数据和声音数据包的属性信息供给该提取装置的处理器装置(12),
具有该规定程序的工作区域的第2存储器装置(72),
存贮包含在该控制包中的属性信息的第3存储器装置(73),
把用于提取1组图象数据和声音数据的外部控制信号传送到该处理器装置的接口装置(13),
该第1、第2及第3存储器装置设置在同一存储器部件内部。
6.根据权利要求1所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,当至少该图象解码装置及该声音解码装置的其中一个装置的固有处理延迟产生时,通过把从第1存储器装置读出的该图象或声音数据暂时存储、读出并分别供给该图象解码装置或声音解码装置,以产生迟延时间,抵消图象信号输出时刻与附加在该图象信号的声音信号输出时刻之间的偏差的第4存储器装置(74),以及该第1、第2和第3存储器装置都设置在同一个存储器部件内部。
7.根据权利要求2所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,当至少该图象解码装置及该声音解码装置的其中一个装置的固有处理延迟产生时,通过把从第1存储器装置读出的该图象或声音数据暂时存储、读出并分别供给该图象解码装置或声音解码装置,以产生迟延时间,抵消图象信号输出时刻与附加在该图象信号的声音信号输出时刻之间的偏差的第4存储器装置(74),以及该第1、第2和第3存储器装置都设置在同一个存储器部件内部。
8.根据权利要求3所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,当至少该图象解码装置及该声音解码装置的其中一个装置的固有处理延迟产生时,通过把从第1存储器装置读出的该图象或声音数据暂时存储、读出并分别供给该图象解码装置或声音解码装置,以产生迟延时间,抵消图象信号输出时刻与附加在该图象信号的声音信号输出时刻之间的偏差的第4存储器装置(74),以及该第1、第2和第3存储器装置都设置在同一个存储器部件内部。
9.根据权利要求4所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,当至少该图象解码装置及该声音解码装置的其中一个装置的固有处理延迟产生时,通过把从第1存储器装置读出的该图象或声音数据暂时存储、读出并分别供给该图象解码装置或声音解码装置,以产生迟延时间,抵消图象信号输出时刻与附加在该图象信号的声音信号输出时刻之间的偏差的第4存储器装置(74),以及该第1、第2和第3存储器装置都设置在同一个存储器部件内部。
10.根据权利要求5所述的多路化压缩图象声音数据的解码装置,其特征在于,当至少该图象解码装置及该声音解码装置的其中一个装置的固有处理延迟产生时,通过把从第1存储器装置读出的该图象或声音数据暂时存储、读出并分别供给该图象解码装置或声音解码装置,以产生迟延时间,抵消图象信号输出时刻与附加在该图象信号的声音信号输出时刻之间的偏差的第4存储器装置(74),以及该第1、第2和第3存储器装置都设置在同一个存储器部件内部。
11.一种应用程序实施装置,用于将压缩编码化应用程序和附带在该程序的数据包进行打包,且输入由多路化的多个包构成的的包群,以实施任意应用程序,其特征在于,包含:
从包群中提取包含具有特定应用程序和数据包的包以及该包群属性信息的控制包的提取装置(15);
依次存储该提取出的包的第1存储器装置(71);
从该第1存储器装置依次读出包,按规定的程序从读出的包中读取上述特定应用程序和包的处理器装置(12);
具有该规定程序工作区域的第2存储器装置(72);
存贮包含该控制包属性信息的第3存储器装置(73);
把用于提取任意应用程序和附带的1组数据的外部控制信号传送到该处理器装置的接口装置(13);
将上述图象解码装置、声音解码装置、第1~第3存储器装置、处理器装置和接口装置互相连接的总线装置;
该第1、第2和第3存储器装置设置在同一个存储器部件内部。
12.根据权利要求11所述的应用程序实施装置,其特征在于,还具有显示器接口装置,它与上述处理器装置连接,用于把包含显示装置的外部监视器连接到解码装置,上述处理器装置执行上述应用程序,把得到的图形数据供给上述外部监视器,显示在上述显示器装置上。
13.根据权利要求12所述的应用程序实施装置,其特征在于,上述外部监视器包含扬声器,上述处理器装置执行上述应用程序,把得到的声音数据供给上述外部监视器,从上述扬声器输出。
14.一种编码化图象声音数据接收装置,其特征在于由下述装置组成:使压缩编码化图象数据及声音数据组成一组的包群多路化,以构成多个包、多路化信息数据、以及附加信息数据,再从多路化包中选择一组的包群以及多路化信息数据、附加信息数据的一部分或全部的数据选择装置(210-217);把选择出的编码化数据流以及多路化信息数据、附加信息数据供给总线的总线存取装置(218);以及微型处理装置(204);随机存取存储器(203);分别连接到上述微型处理装置及下述的声音数据解码装置的程序存储器(205);上述附加信息数据处理装置(206);图象数据解码装置(207);声音数据解码装置(208),
通过上述总线存取装置及总线,把上述数据选择装置选择出的一组包群以及多路化信息数据、附加信息数据存贮在随机存取存储器中,在微型处理器中对从随机存取存储器读出的数据进行解析,根据多路化信息数据识别图象数据、声音数据、附加信息数据,与此同时,通过总线,把图象数据供给上述图象数据解码装置,把声音数据供给上述声音数据解码装置,把附加信息数据或经过加工的附加信息数据供给上述附加信息处理装置。
15.根据权利要求14所述的编码化图象声音数据接收装置,其特征在于,具有与上述一组包群对应的时标信息的提取装置(213),以及根据该时标信息产生时标信号的装置(220),
本接收装置把该时标信号供给上述微型处理器、图象数据解码装置、声音数据解码装置。
16.根据权利要求14所述的编码化图象声音数据接收装置,其特征在于,具有把上述包群的包同步信号供给上述微型计算机的包同步供给装置(214)。
17.根据权利要求16所述的编码化图象声音数据接收装置,其特征在于,上述包同步信号作为上述微型处理器的中断信号输入,在该中断信号后把一个包的数据存贮在随机存取存储器中。
18.根据权利要求14所述的编码化图象声音数据接收装置,其特征在于,包含记录媒体接口装置,
该记录媒体接口装置把由上述数据选择装置选择出的包群以及多路化信息数据送到记录媒体,再把记录媒体的重放包群供给上述总线存取装置。
19.根据权利要求14所述的编码化图象声音数据接收装置,其特征在于,包含多个上述数据选择装置和记录媒体接口装置(222),
该记录媒体接口装置把一个数据选择装置选择出的包群以及多路化信息数据送到记录媒体,再把记录媒体的重放包群供给上述总线存取装置。
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