DE69523321T2

DE69523321T2 - Vorrichtung zur dekodierung von digitalen videosignalen

Info

Publication number: DE69523321T2
Application number: DE69523321T
Authority: DE
Inventors: Hendrik Persoon; Fritz Rosengren; Wilhelm Saeijs
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Norden AB
Current assignee: Koninklijke Philips NV; Philips Norden AB
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2015-04-11
Also published as: AU2082195A; DE69523321D1; EP0964576A1; DE69532656T2; ATE188826T1; KR100461207B1; DE69514508C5; WO1995028795A3; DK0755604T3; MY114163A; JPH09512147A; KR100426515B1; CN1492677A; AU2082295A; DE69514508D1; EP0775413A2; JP4204067B2; AU686355B2; EP0775413B9; CN1149953A

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sender und auf ein Verfahren zum Übertragen eines digitalen Videosignals, das als einen elementaren MPEG-Videostrom mit autonom codierten und prädiktiv codierten Bildern codiert ist. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Fernsehempfänger und auf Videorecorder zum Empfangen elementarer MPEG-Videoströme.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

MPEG ist ein paketbasiertes Zeitmultiplexsystem zum Übertragen digitaler Videoprogramme. Daten werden in Transportpaketen digitaler Videoprogramme. Daten werden in Transportpaketen übertragen. Jedes Transportpaket enthält Daten von genau einem elementaren Strom, dem es mit Hilfe der Paketidentifizierung zugeordnet ist. Beispiele elementarer Ströme sind Video-Ströme, Ausdio-Ströme und Datenströme. Ein oder mehrere elementare Ströme, welche dieselbe Zeitbasis benutzen, bilden ein Programm. Ein typisches Programm kann aus einem Video-Strom und einem Audio-Strom bestehen. Ein oder mehrere Programme bilden einen Transportstrom. Die MPEG-Norm ist beschrieben in: "ISO/IEC CD 13818: Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information" 1993- 12-01. Teil 1 dieser Norm bezieht sich auf die Systemaspekte digitaler Übertragung, Teil 2 bezieht sich insbesondere auf Video-Codierung.
In EP-A-0 505 985 wird ein Videorecorder beschrieben, der ein Videosignal codiert und danach als MPEG-Bitstrom mit autonom codierten (I) Bildern und prädiktiv codierten (P, B) Bildern aufzeichnet. Bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Signals mit hoher Geschwindigkeit, wird der Kopf von dem einen I-Bild zu dem nächsten gerichtet.
In EP 0 534 139 wird ein System zum Wiedergeben einer Anzahl von Videofenstern beschrieben. Jede Quelle wird in "Codierungsintervalle" aufgeteilt und jedes Codierungsintervall wird JPEG-Komprimiert. Die Codierungsintervalle, die nicht wiedergegeben werden sollen, weil sie durch andere Fenster überlappt werden, werden ausgefiltert.
In EP 0 606 857, Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPC nur für die genannten Staate DE, FR und GB, wird ein digitaler Video-Bandaufzeichnungsgerät beschreiben, das Daten selektiert, die zum Erzeugen von Bildern während der Trickwiedergabe nützlich sind und die Daten in Trickwiedergabe-Bandsegmenten, vorgesehen auf einem Band aufzeichnet zum Bilden von Schnellabtastspuren und Mehrgeschwindigkeiten-Wiedergabespuren. Darin wird ebenfalls eine Übertragung von Trickwiedergabedaten nebst normalen Daten beschrieben.
Es sind Fernsehempfänger bekannt, die Merkmale aufweisen, beispielsweise Bild-im-Bild, wobei es erforderlich ist, dass einige Videoverarbeitungsschaltungen dupliziert werden. Das Implementieren derselben Merkmale in einem MPEG-Fernsehempfänger würde erfordern, dass der MPEG-Decoder dupliziert wird. Ein MPEG-Decoder ist eine sehr aufwendige Anordnung.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung das oben genannte Problem zu verringern. Eine Aufgabe ist es u. a. bekannte Merkmale bei MPEG-Empfängern auf eine mehr kostensparende Art und Weise zu verwirklichen oder MPEG-Empfänger mit neuen Merkmalen zu versehen. Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sender und ein System zu schaffen zum Übertragen eines digitalen Videosignals, das es ermöglicht, die genannten bekannten oder die neuen Merkmale der Empfänger auf eine kosteneffektive Art und Weise zu implementieren.
Dazu schafft die Erfindung einen Sender, ein Verfahren zum Übertragen, Fernsehempfänger, Videorecorder, einen MPEG-Transportstrom und ein Speichermittel, wie dies in den unabhängigen Patentansprüchen definiert ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. Dadurch wird erzielt, dass das betreffende Signal im Empfänger von einem Decoder decodiert werden kann, was viel einfacher ist und weniger aufwendig als ein MPEG-Decoder mit allen Spezifikationen, die dazu erforderlich sind. Insbesondere kann auf eine Bewegungskompensationsschaltung und einen großen Speicher verzichtet werden. Das Hilfssignal erfordert nur eine niedrige Bitrate.
Es sind mehrere Anwendungen des Hilfssignals denkbar. Ein Bild-im- Bild-Fernsehempfänger kann es beispielsweise als das Bild-im-Bild wiedergeben. In einem Mehrfach-Bild-im-Bild-Femsehempfänger können mehrere Hilfssignale gleichzeitig als ein Mosaikbild wiedergegeben werden. In einem Videorecorder kann das Hilfssignal einzeln aufgezeichnet werden, dass das mit einer höheren Wiedergabegeschwindigkeit wiedergegeben wird.
Eine Ausführungsform des Senders weist dazu das Kennzeichen auf, dass nur die DC-Koeffizienten autonom codierter Bilder das Hilfssignal bilden. Ein derartiges Signal erfordert eine sehr niedrige Bitrate und ein Decoder für ein derartiges Signal ist extrem einfach.
MPEG ermöglicht es auch, dass Teile des Signals verschlüsselt werden, während andere Teile nicht verschlüsselt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der elementare MPEG-Videostrom verschlüsselt und der elementare Hilfsvideostrom wird nicht verschlüsselt. Dadurch kann ein Videoprogramm frei von Ladungen aber mit einer niedrigen Qualität bewachtet werden. Das Hilfssignal ist auf diese Art und Weise als "Geschmackmacher" wirksam, wodurch die Aufmerksamkeit des Zuschauers auf das Vorhandensein und auf den Inhalt des Hauptsignals gelenkt wird. Wenn gleichzeitig mit dem Hauptsignal in einem digitalen Videorecorder aufgezeichnet, liefert das Hilfssignal ebenfalls einen Beitrag an den Benutzer beim Herausfinden des Anfangs eines verschlüsselten Programms auf Band.
Das Hilfssignal kann ebenfalls örtlich in dem Empfänger oder in dem Videorecorder erzeugt werden. Obschon ein MPEG-Signal mit der ganzen Spezifikation empfangen wird, kann der Decoder einfach sein, weil auf eine Bewegungskompensationsschaltung und auf einen groß ausgelegten Speicher verzichtet werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Flussdiagramm, das die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zeigt,
Fig. 3 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 ein Flussdiagramm, das die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 ein Schaltbild einer Anordnung zum Übertragen des Hilfsvideosignals als einen elementaren MPEG-Bitstrom desselben Programms wie das Hauptvideosignal,
Fig. 6 ein Schaltbild eines digitalen Bild-im-Bild-Fernsehempfängers nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 ein Schaltbild eines digitalen Mehrfach-Bild-im-Bild- Fernsehempfänger nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8A und 8B je eine Ausführungsform eines digitalen Videorecorders nach der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung umfasst einen Decoder 10 veränderlicher Länge (variablelength decoder), nachstehend als VLD bezeichnet, einen inversen Quantisierer 11 und einen Bildspeicher 12. Die Anordnung empfängt einen elementaren Videostrom, der ein Hauptvideosignal Vm darstellt und leitet davon ein Hilfsvideosignal Va ab. Es wird nun vorausgesetzt, dass das Hauptvideosignal Vm codiert worden ist gemäß "ISO/IEC CD 13818-2: Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 2: Video" 1993-12-01, was auch als die MPEG2-Videocodierungsnorm bezeichnet wird. Um die Erfindung zu begreifen reicht es, zu erwähnen, dass das Hauptsignal Vm autonom codierte Bilder (I-Bilder) und prädiktiv codierte Bilder (P- und B-Bilder) umfasst. Jedes Bild ist in Blöcke von 8 · 8 Pixeln aufgeteilt und jeder Block ist zu Spektralkoeffizienten transformiert worden. Die betreffenden Koeffizienten werden einer Kombination einer Hufman-Codierung und einer Lauflängencodierung ausgesetzt. Vier Leuchtdichteblöcke und zugeordnete Farbartblöcke bilden einen Makroblock und eine Anzahl Makroblöcke bilden eine "Scheibe". Der erste (DC)Koeffizient von Blöcken von I-Bildern stellt die mittlere Leuchtdichte und Farbart eines 8 · 8 Pixelblocks dar. Der Bitstrom Vm umfasst weiterhin Zusatzinformation, wie Synchronwörter, Bildtypenparameter und dergleichen.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird nun anhand eines in Fig. 2 dargestellten Flussdiagramms näher erläutert. In einem ersten Schritt 20 liest der VLD den Eingangsbitstrom und verwirft alle Daten, bis er einem Bildstartcode begegnet. Daten, die ein Bild definieren werden nun empfangen. In einem Schritt 21 wird der Bildcodierungstyp, der in dem Bildkopf untergebracht ist, decodiert. In einem Schritt 22 wird ermittelt, ob der genannte Bildcodierungstyp angibt, dass ein I-Bild empfangen wird. Sollte das nicht der Fall sein, so kehrt der VLD zu dem Schritt 20 zurück und wartet auf den nächsten Bildstartcode. Wenn das Bild ein I-Bild ist, wartet der VLD erfolgreich auf den Empfang eines Scheibenkopfes (Schritt 23) und auf den Empfang eines Makroblocks (Schritt 24).
In einem Schritt 25 decodiert der VLD und liefert den DC- Koeffizienten eines Blocks innerhalb des betreffenden Makroblocks. In einem Schritt 26 werden die nachfolgenden Koeffizienten bis zu der Detektion eines Ende-des- Blocks-Codes verworfen. In einem Schritt 27 wird bestätigt, ob alle Blöcke eines Makroblocks verarbeitet worden sind. Solange dies nicht der Fall ist, kehrt der VLD zu dem Schritt 25 zurück. In einem Schritt 28 wird bestätigt, ob alle Makroblöcke einer Scheibe verarbeitet worden sind. Solange dies nicht der Fall ist, kehrt der VLD zu dem Schritt 24 zurück. Zum Schluss wird in einem Schritt 29 bestätigt, ob alle Scheiben in dem Bild verarbeitet worden sind. Solange dies nicht der Fall ist, kehrt der VLD zu dem Schritt 23 zurück. Wenn alle Scheiben verarbeitet worden sind, kehrt der VLD zu dem Schritt 20 zurück, damit das nächste I-Bild in dem Bitstrom gesucht werden kann. Der VLD extrahiert auf diese Art und Weise die DC-Koeffizienten von I-Bildern aus dem Eingangsbitstrom. Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die genannten Koeffizienten einem inversen Quantisierer 11 zugeführt und danach in dem Speicher 12 gespeichert. Jeder DC-Koeffizient stellt den mittleren Leuchtdichten- und Farbartwert eines 8·8 Pixelblocks der Hauptvideo-I-Bilder dar. Das Hilfsvideosignal wird dadurch erhalten, dass der genannte Speicher mit einer geeigneten Zeitbasis ausgelesen wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Schritte 25 und 26 derart geändert worden, dass sie alle Koeffizienten eines Blocks decodieren. In dem Fall umfasst das Hilfssignal I-Bilder und ist dieses Signal eine vorübergehend reduzierte Version des Hauptsignals.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Anordnung wird der Bitstrom, der das Hauptvideosignal Vm darstellt, einem Speicher 30 sowie einem VLD 31 zugeführt. Der VLD analysiert den Bitstrom und erzeugt ein Schreibfreigabesignal WE um zu bestimmen, welcher Teil des Bitstroms in dem Speicher gespeichert wird. Der Speicher wird mit einer niedrigeren Bitrate ausgelesen, damit ein elementarer Bitstrom gebildet werden kann, der das Hilfsvideosignal Va darstellt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Anordnung wird nun anhand eines in Fig. 4 dargestellten Flussdiagramms näher erläutert. Die Schritte 20- 22 sind dieselben wie die entsprechenden Schritte aus Fig. 2. In dem Schritt 20 liest also der VLD den Eingangsbitstrom und verwirft alle Daten, bis ein Bildstartcode auftaucht. In dem Schritt 21 wird der in dem Bildkopf untergebrachte Bildcodierungstyp decodiert. In dem Schritt 22 wird bestätigt, ob der genannte Bildcodierungstyp angibt, dass ein I-Bild empfangen wird. Sollte dies nicht der Fall sein, so kehrt der VLD zu dem Schritt 20 zurück um auf den nächsten Bildstartcode zu warten. Wenn das Bild ein I-Bild ist, wird ein Schritt 40 durchgeführt, in dem der VLD es ermöglicht, dass der Bildkopf dadurch in dem Speicher gehalten wird, dass ein geeigneten Schreibfreigabesignal erzeugt wird. In einem Schritt 41 wird der Scheibenkopf empfangen und in dem Speicher gespeichert. Nun wird ein Makroblock empfangen. In einem Schritt 42 werden alle Makroblockdaten bis zu dem ersten Block in dem Speicher eingeschrieben.
In einem Schritt 43 detektiert der VLD das Vorhandensein eines DC- Koeffizienten eines Blocks innerhalb des aktuellen Makroblocks und ermöglicht es, dass dieser Koeffizient in dem Speicher gespeichert wird. In einem Schritt 44 werden die nachfolgenden Koeffizienten des Blocks bis zu der Detektion eines Ende-des- Blocks-Codes verworfen. Der VLD verzichtet auf die Erzeugung des Schreibfreigabesignals, während die genannten Koeffizienten empfangen werden. In einem Schritt 45 wird das Ende-des-Blocks-Code in dem Speicher gespeichert. Die Schritte 27-29 sind dieselben wie die entsprechenden Schritte aus Fig. 2. Sie ermöglichen es, das gerpüft wird, ob das aktuelle I-Bild verarbeitet worden ist oder nicht.
Die Anordnung aus Fig. 3 kopiert auf diese Art und Weise den Hauptbitstrom Vm in dem Speicher 30, wobei die P- und B-Bilder sowie die Nicht-DC- Koeffizienten der I-Bilder ignoriert werden. Das Hilfsvideosignal Va, das dadurch erhalten worden ist, dass der Speicher 30 ausgelesen wird, ist dasselbe Signal wie das Signal, das von der in Fig. 1 dargestellten Anordnung erzeugt worden ist, nun aber geeignet zur Übertragung als weiteres elementares Signal. Es ist eine Replik mit einer niedrigen Bitrate des Hauptsignals mit einer reduzierten räumlichen und zeitlichen Auflösung.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild eines Senders nach der vorliegenden Erfindung. Der Sender umfasst einen Demultiplexer 50, einen Transcoder 51, ei Schaltungsanordnung 52 zum Regenerieren programmspezifischer Information, und einen Remultiplexer 53. Die Schaltungsanordnung empfängt einen in Pakete aufgeteilten Transportstrom TS 1. Der genannte Transportstrom umfasst eine Anzahl audiovisueller Programme, wobei jedes Programm durch einen oder mehrere elementare Ströme (beispielsweise Video, Audio, Daten) gebildet wird. Der Transportstrom umfasst ebenfalls Pakete, die programmspezifische Information (PSI) enthalten. PS1-Pakete spezifizieren, welche Programme verfügbar sind, sowie wie viele und welche elementaren Ströme jedes Programm umfasst. Eine detaillierte Beschreibung von Transportströmen und von programmspezifischer Information lässt sich finden in: "ISO/IEC CD 13818- 2: Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 2: Video" 1993-12-O1, was auch als die MPEG2-Videocodierungsnorm bezeichnet wird.
Der Demultiplexer 50 selektiert einen elementaren Videostrom Vm, von dem ein Hilfssignal Va hergeleitet werden soll. Andere elementare Ströme E1, E2, E3 werden bei dieser Ausführungsform nicht verarbeitet. Das Hauptviodesignal Vm wird dem Transcoder 51 zugeführt, der die Form der in Figur dargestellten, bereits beschriebenen Schaltungsanordnung annehmen kann. Der Transcoder liefert ein Hilfsvideosignal Va in Form eines weiteren elementaren Stromes. Der Demultiplexer 50 extrahiert ebenfalls programmspezifische Informationspakete PSI1 aus dem Transportstrom TS 1 und liefert diese zu der Schaltungsanordnung 52. Diese Schaltungsanordnung aktualisiert die programmspezifische Information um zu spezifizieren, dass dieses Hilfssignal Va in einem Ausgangstransportstrom TS2 vorhanden ist. Die Schaltungsanordnung spezifiziert weiterhin, dass Va demselben audiovisuellen Programm zugeordnet ist wie der Hauptelementarstrom Va, aus dem es hergeleitet worden ist. Die aktualisierte programmspezifische Information PSI2 und der Hilfselementarstrom Va werden danach durch den Remultiplexer 53 zu den ursprünglichen Elementarströmen hinzugefügt und als ein neuer Transportstrom TS2 neu übertragen.
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines digitalen Bild-im-Bild (PIP) Fernsehempfänger nach der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger umfasst einen Demultiplexer 60, einen MPEG2-Audiodecoder 61, einen MPEG2-Videodecoder 62, einen PIP-Decoder 63 und einen Videomischer 64. Der Demultiplexer 60 empfängt einen MPEG2-Transportstrom TS und extrahiert daraus einen elementaren Audiostrom A1 und einen elementaren Videostrom V 1, der einem gewünschten Programm zugeordnet ist. Die Elementarströme A1 und V 1 werden von dem Audiodecoder 61 bzw. dem Videodecoder 62 decodiert. Das decodierte Audiosignal wird einem Lautsprecher 65 zugeführt. Der Demultiplexer extrahiert weiterhin aus dem Transportstrom TS einen weiteren elementaren Videostrom V2, der einem anderen Programm zugeordnet ist, das als Bild-im-Bild wiedergegeben werden soll. Der weitere Elementarstrom V2 wird von dem PIP-Decoder 63 decodiert und in ein Signal V2' umgewandelt mit einer reduzierten Größe und einer einstweiligen Auflösung. Die beiden Videosignale V 1 und V2' werden in dem Videomischer 64 gemischt und an einem Wiedergabeschirm 66 wiedergegeben.
Bei einer ersten Ausführungsform des PIP-Empfängers definiert der Elementarstrom V2 ein MPEG-codiertes Videosignal voller Größe und voller Auflösung, einschließlich I-, P- und B-Bilder. Bei dieser Ausführungsform hat der PIP- Decoder 63 die Form der in Fig. 1 dargestellten, bereits beschriebenen Schaltungsanordnung. Bei einer zweiten Ausführungsform des PIP-Empfängers wird vorausgesetzt, dass der elementare Strom V2 ein Hilfsvideostrom ist, der durch eine Schaltungsanordnung ausgestrahlt worden ist, wie diese in Fig. 5 dargestellt ist. Wie anhand der Fig. 5 näher erläutert worden ist, umfasst der elementare Strom V2 DC-Koeffizienten nur von I-Bildern. Bei dieser Ausführungsform nimmt der PIP-Decoder 63 ebenfalls die Form der in Fig. 1 dargestellten, bereits beschriebenen Schaltungsanordnung an. Der VLD (10 in Fig. 1) ist einfacher, weil mehrere Typen von Zusatzdaten in dem Bitstrom fehlen und folglich nicht verarbeitet zu werden brauchen.
Fig. 7 zeigt ein Schaltbild eines digitalen Mehrfach-Bild-im-Bild (MPIP) Fernsehempfänger nach der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger umfasst einen Demultiplexer 70 für den Transportstrom, einen MPEG2 Audiodecoder 71, einen Lautsprecher 72, einen MPEG2 Videodecoder 73, einen MPIP Decoder 74, einen Wiedergabeschirm 75 und eine Steuerschaltung 76. Der Demultiplexer 70 empfängt einen MPEG2 Transportstrom TS und extrahiert daraus einen elementaren Audiostrom Aj und einen elementaren Videostrom Vj, die beide einer Programmnummer j zugeordnet sind. Die elementaren Ströme Aj und Vj werden von dem Audiodecoder 71 bzw. dem Videodecoder 73 decodiert. Das decodierte Audiosignal wird dem Lautsprecher 72 zugeführt. Das decodierte Videosignal kann über einen Schalter 77 am Wiedergabeschirm 75 wiedergegeben werden. Der Demultiplexer extrahiert weiterhin aus dem Transportstrom TS einen weiteren elementaren Videostrom V1, der einem Programm i zugeordnet ist. Der weitere elementare Strom V1 kann ein MPEG-codiertes Videosignal voller Größe und voller Auflösung, mit I-, P- und B-Bildern definieren. Der weitere elementare Videostrom V1 kann ebenfalls ein Hilfsvideostrom sein, der von einer Schaltungsanordnung übertragen wird, wie diese in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Fall umfasst das Hilfsvideosignal, wie oben bereits erläutert, DC-Koeffizienten nur von I-Bildern.
Der MPIP-Decoder 74 dient dazu, das Hilfssignal V1 zu decodieren. Der Decoder umfasst einen Decoder veränderlicher Länge 741 (VLD), einen inversen Quantisierer 742 und einen Speicher 743. Der decoder hat dieselbe Struktur wie die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung. Der Speicher 743 aber hat nun eine Anzahl Signalprozessoreicherteile, dir durch eine Schreibadresse WA adressiert sind, wobei jeder Teil eine Kapazität hat zum Speichern eines betreffenden Kleinformat-Bildes.
Im Betrieb empfängt die Schaltungsanordnung 76 von dem Demultiplexer 70 die Transportpakete, die programmspezifische Information PSI enthalten. Wie bereits oben erwähnt, spezifizieren die genannten Pakete, welche Programme verfügbar sind, sowie wie viele und welche elementaren Ströme jedes Programm umfasst. Die Steuerschaltung liest aus den PSI-Daten für jedes verfügbare Programm i die Paketidentifikation Pa, welche die Transportpakete definiert, die das demselben zugeordnete Hilfsvideosignal V1 transportiert. Für eine Anzahl verschiedener Programme werden die betreffenden PIDs nacheinander dem Demultiplexer 70 zugeführt um das zugeordnete Hilfsvideosignal V1 dem MPIP-Decoder 74 zuzuführen. Jedes decodiertes Kleinformatbild wird unter Ansteuerung der von der Steuerschaltung 76 erzeugten Schreibadresse WA in einem Teil des Speichers 743 gespeichert. Die Anzahl Kleinformatbilder bilden zusammen ein Mosaik-Videobild, das unter Ansteuerung des Benutzers mit Hilfe des Schalters 77 am Wiedergabeschirm 75 wiedergegeben werden kann.
Durch Selektion eines der wiedergegebenen Miniaturbilder durch den Benutzer (beispielsweise mit Hilfe eines nicht dargestellten Cursors), verwandelt die Steuerschaltung 76 die selektierte Wiedergabeschirmposition in die zugeordnete Programmnummer und steuert den Demultiplexer 70, damit der dem selektierten Programm zugeordnete Audiostrom Aj und der dem selektierten Programm zugeordnete Videostrom Vj selektiert werden. Die Steuerschaltung steuert weiterhin den Schalter 77 zum Wiedergeben des selektierten Programms in voller Größe und in voller Auflösung am Wiedergabeschirm 75 und zum Wiedergeben des zugeordneten Tons durch den Lautsprecher 72.
Die Fig. 8A und 8B zeigen zwei Ausführungsformen eines digitalen Videorecorders nach der vorliegenden Erfindung. Der Recorder empfängt einen MPEG2 Transportstrom TS und umfasst einen Demultiplexer 80 zum daraus Selektieren eines elementaren Audiostroms A und eines elementaren Videostroms V. Es wird nun vorausgesetzt, dass der elementare Videostrom verschlüsselt worden ist, so dass nur die prädiktiv codierten (P und B) Bilder verschlüsselt sind. Die beiden elementaren Ströme werden auf einem digitalen Speichermedium 81 gespeichert.
Bei der in Fig. 8A dargestellten Ausführungsform wird der Videostrom V weiterhin einem Transcoder 82 zugeführt, der die Form annehmen kann, wie diese in Fig. 1 dargestellt ist. Bei der in Fig. 8B dargestellten Ausführungsform selektiert der Demultiplexer weiterhin einen elementaren Hilfsstrom Va, der durch eine Anordnung, wie in Fig. 5 dargestellt, übertragen wird. Der Hilfsstrom wird einem "einfachen" MPEG Decoder 89 zugeführt, wie dies anhand der Fig. 6 näher erläutert worden ist. In den beiden Ausführungsformen umfasst das Hilfssignal Va die DC- Koeffizienten von I-Bildern desselben Programms wie das Videosignal V. Dieses Hilfssignal wird separat auf dem Speichermedium 81 gespeichert. Bei normaler Wiedergabe werden der aufgezeichnete elementare Audio- und elementare Videostrom A bzw. V durch den MPEG2 Audiodecoder 83 bzw. den MPEG2 Videodecoder 85 decodiert. Das Audiosignal wird einem Audio-Ausgangsanschluss 84 zugeführt. Wenn das Videosignal verschlüsselt worden ist, kann es nur wiedergegeben werden, wenn es von einem Entschlüssler 86 verarbeitet worden ist. Der Entschlüssler kann die Form einer Schaltungsanordnung annehmen, die nur durch Einführung einer "Smart Card", auf der es noch genügend Kredit gibt, aktiviert wird. Diese Arten von Entschlüsslern sind an sich im Stand der Technik bekannt. Das decodierte und entschlüsselte Videosignal wird danach über einen Schalter 87 einem Videoausgang 88 zugeführt.
Der Videorecorder kann ggf. über einen Schalter 87 das separat aufgezeichnete Hilfssignal Va liefern. Das genannte Signal umfasst DC-Koeffizienten nur von I-Bildern und wird folglich nicht verschlüsselt. Wiedergabe dieses Signals in reduzierter Größe oder nach einer geeigneten Abtastung (nicht dargestellt) in voller Größe aber mit reduzierter Auflösung bietet dem Benutzer die Möglichkeit, das Speichermedium 81 abzutasten um den Anfang eines bestimmten verschlüsselten Programms zu finden, ohne dass bereits dafür bezahlt werden muss. Es sei bemerkt, dass bei der Ausführungsform nach Fig. 8B der "einfache" Decoder 89 ebenfalls in dem Wiedergabeteil (beispielsweise zwischen dem Speichermedium 81 und dem Schalter 87) des Videorecorders vorgesehen werden kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erfindung sich auf ein Verfahren und eine Anordnung bezieht zum Herleiten eines Hilfssignals aus einem komprimierten digitalen Videosignal (beispielsweise MPEG). Die DC-Koeffizienten autonom codierter Bilder (I-Bilder) werden aus dem komprimierten Signal selektiert. Das auf diese Art und Weise erhaltene Hilfssignal kann benutzt werden zur Wiedergabe in einem (Mehrfach) Bild-im-Bild Fernsehempfänger. Wenn das Hauptsignal verschlüsselt ist, kann das Hilfssignal als "Geschmackmacher" benutzt werden, damit der Benutzer angeregt wird, ein Abonnement zu bezahlen. Das Hilfssignal kann in digitalen Recordern einzeln aufgezeichnet werden, damit dem Benutzer die Möglichkeit geboten wird, den Anfang eines verschlüsselten Programms auf dem Band zu finden. Das Hilfssignal kann ebenfalls im Sender erzeugt und mit einer niedrigen Bitrate übertragen werden. Ein Decoder zum Decodieren eines derartigen Hilfssignals ist wesentlich einfacher und weniger aufwendig als ein MPEG-Decoder mit kompletter Spezifikation.

Claims

1. Sender zum Übertragen eines Transportstroms (TS2) mit einem digitalen Videosignal, das als elementarer MPEG Videostrom (Vm) mit autonom codierten und prädiktiv codierten Bildern codiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender die nachfolgenden Elemente umfasst:

Mittel (51) zum Selektieren der autonom codierten Bilder und zum Kopieren der genannten autonom codierten Bilder in einen elementaren Hilfsvideostrom (Va);

Mittel (52) zum Aktualisieren eines programmspezifischen Informationsstroms (PSI2) zum Spezifizieren des Vorhandenseins des elementaren Hilfsvideostroms (Va) und des zugeordneten elementaren MPEG Stroms (Vm); und

Mittel (53) zum Multiplexen des genannten elementaren Videostroms (Va) und des genannten elementaren MPEG Videostroms (Vm) zum Erzeugen des genannten Transportstroms (TS2).

2. Verfahren zum Übertragen eines Transportstroms (TS2) mit einem Digitalen Videosignal, das als elementarer MPEG Videostrom (Vm) mit autonom codierten und prädiktiv codierten Bildern codiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

das Selektieren (51) der autonom codierten Bilder,

das Kopieren (51) der genannten autonom codierten Bilder in einen elementaren Hilfsvideostrom (Va);

das Aktualisieren (52) eines programmspezifischen Informationsstroms (PSI2) zum Spezifizieren des Vorhandenseins des elementaren Hilfsvideostroms (Va) und des zugeordneten elementaren MPEG Videostroms (Vm); und

das Multiplexen (53) des genannten elementaren Hilfsstroms (Va) und des genannten elementaren MPEG Videostroms (Vm) zum Erzeugen des genannten Transportstroms (TS2).

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die autonom codierten Bilder transformationscodierte Blöcke aufweisen, die DC-Koeffizienten enthalten, wobei die Verfahrensschritte der Selektion und der Kopierung (51) der autonom codierten Bilder dazu vorgesehen sind, nur die genannten DC-Koeffizienten zu selektieren und zu Kopieren zum Erhalten des genannten elementaren Hilfsvideostroms (Va).

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der elementare MPEG Videostrom (Vm) verschlüsselt ist und der elementare Hilfsvideostrom (Va) nicht verschlüsselt ist.

5. Fernsehempfänger mit:

Mitteln (60) zum Demultiplexen eines Transportstroms (TS) zum Erhalten eines ersten Videosignals (V1), das ein Hauptbildsignal darstellt und eines zweiten Bildsignals (V2), das ein Bild-im-Bild darstellt, wobei das zweite Videosignal (V2) einen ersten elementaren MPEG Videostrom aufweist mit autonom codierten Bildern und prädiktiv codierten Bildern, und einen zweiten Videostrom (V2') mit nur den genannten autonom codierten Bildern; und

Mitteln (63) nur zum Selektieren und Decodieren des genannten zweiten Videostroms (V2') zum Wiedergeben als das Bild-im-Bild.

6. Empfänger nach Anspruch 5, wobei die Mittel (60) zum Demultiplexen dazu vorgesehen sind, einen aktualisierten programmspezifischen Informationsstroms (PSI2), der das Vorhandensein des elementaren Hilfsvideostroms (V2') und des zugeordneten elementaren MPEG Videostroms (V2) spezifiziert.

7. Empfänger nach Anspruch 5, wobei die autonom codierten Bilder transformationscodierte Blöcke aufweisen, die DC-Koeffizienten enthalten, wobei der genannte zweite Videostrom (V2') nur die genannten DC-Koeffizienten enthält.

8. Fernsehempfänger mit:

Mitteln (70) zum Demultiplexen eines Transportstroms (TS) zum Erhalten einer Anzahl Videosignale, die je einen ersten elementaren MPEG Videostrom (Vj) mit autonom codierten Bildern und prädiktiv codierten Bildern enthalten, und einen zweiten Videostrom (V1) mit nur den genannten autonom codierten Bildern enthalten;

Mitteln (70) nur zum Selektieren und Decodieren des genannten zweiten Videostroms (V1); und

Mitteln (74, 75, 76) zum gleichzeitigen Wiedergeben der betreffenden Anzahl zweiter Videoströme (V1) als Mosaikbild.

9. Empfänger nach Anspruch 8, wobei die Mittel (70) zum Demultiplexen dazu vorgesehen worden sind, einen aktualisierten programmspezifischen Informationsstrom (PSI) zu erhalten, der das Vorhandensein der Anzahl elementarer Hilfsvideoströme (V1) spezifiziert.

10. Empfänger nach Anspruch 8, wobei die autonom codierten Bilder transformationscodierte Blöcke mit den betreffenden DC-Koeffizienten enthalten, wobei die genannten zweiten Videoströme (V1) nur die genannten DC-Koeffizienten enthalten.

11. Empfänger nach Anspruch 8, weiterhin mit Benutzersteuermitteln (76) zum Selektieren eines der wiedergegebenen Anzahl zweiter Videoströme (V1) und dazu vorgesehen, das Videosignal (Vj) zu selektieren, zu decodieren und wiederzugeben (77, 73, 75), aus dem der zweite Videostrom (V1) hergeleitet wird.

12. Videorecorder zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Videosignals, das als elementarer MPEG Videostrom (V) mit autonom codierten und prädiktiv codierten Bildern codiert worden ist, wobei der Videorecorder die nachfolgenden Mittel aufweist:

Mittel (80, 82) zum Selektieren der autonom codierten Bilder und zum Kopieren der genannten autonom codierten Bilder in einen elementaren Hilfsvideostrom (Va);

dadurch gekennzeichnet, dass der Recorder die nachfolgenden Mittel enthält:

Mittel (81) zum Aufzeichnen des genannten elementaren Hilfsvideostroms (Va) und des genannten elementaren MPEG Videostroms (V) und eines aktualisierten programmspezifizierten Informationsstroms PSI), der das Vorhandensein eines elementaren Hilfsvideostroms (Va) und des zugeordneten elementaren MPEG Videostroms (Vm) spezifiziert; und

Mittel (87) zum selektiven Wiedergeben des genannten elementaren Hilfsvideostroms (Va) oder des genannten elementaren MPEG Videostroms (V).

13. Videorecorder nach Anspruch 12, wobei die autonom codierten Bilder transformationscodierte Blöcke mit den betreffenden DC-Koeffizienten aufweisen, die Mittel (80, 82, 81) zum Selektieren und Aufzeichnen der autonom codierten Bilder dazu vorgesehen sind, nur die genannten DC-Koeffizienten zu selektieren und aufzuzeichnen.

14. Videorecorder nach Anspruch 12, wobei der elementare MPEG Videostrom (Vm) verschlüsselt ist und der elementare Hilfsvideostrom (Va) nicht verschlüsselt ist.

15. MPEG Transportstrom (TS) mit einem Videosignal, das als erster elementarer MPEG Videostrom (V) mit autonom codierten und prädiktiv codierten Bildern codiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elementare MPEG Strom (V) mit einem elementaren Hilfsvideostrom (Va) mit nur den genannten autonom codierten Bildern und mit einem aktualisierten programmspezifischen Informationsstrom (PSI) gemultiplext worden ist, der das Vorhandensein des elementaren Hilfsvideostroms (Va) und des zugeordneten elementaren MPEG Videostroms (Vm) spezifiziert.

16. Transportstrom (TS) nach Anspruch 15, wobei die autonom codierten Bilder transformationscodierte Blöcke mit den betreffenden DC-Koeffizienten aufweisen, wobei der elementare Hilfsstrom (Va) nur die genannten DC-Koeffizienten enthält.

17. Transportstrom (TS) nach Anspruch 15, wobei der elementare MPEG Videostrom (V) verschlüsselt ist und der elementare Hilfsvideostrom (Va) nicht verschlüsselt ist.

18. Speichermedium (81), dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportstrom (TS), wie in Anspruch 15, auf dem Speichermedium (81) aufgezeichnet wird.