TW406496B - Method and apparatus for restraining PCR (Programmable Clock Reference) based jitter in MPEG video stream transmitted on ATM system and MPEG decoder - Google Patents

Description

A7 B7 406496 五、發明説明（1 ) (請先聞讀背面之注'意事項再填寫本頁) 本發明係有關於一種抑制在異步轉移模態 (Asynchronous Transfer Mode, ATM)系統上，依據運動 圖像專家組標準（Moving Picture Experts Group，MPEG) 所傳送的MPEG信號的可程式時鐘參考基準顫動。本 發明亦有關於一種MPEG解碼器，其具有抑制在ATM 系統中，依據MPEG所傳送之訊號其參考時鐘基準顫 動的裝置。 經濟部中央標準局員工消费合作社印11 在MPEG 2系統標準，其為運動圖像之儲存/傳送 標準，系統時間時鐘（System Time Clock，STC)係用於 一解讀音頻（audio)與視頻（video)信號成代碼（code)之解 碼器，以及一用於解讀代碼而成音頻與視頻訊號的解 碼器中。當STC和解碼時間衝壓（Decoding Time Stamp， DTS)相同時，此解碼器係使用一主要緩衝器中之代碼 而開始其解碼動作，並輸出該經解碼過的之資料至一 重組緩衝器，其中該DTS係依據於在該主要緩衝器之 代碼。並且，當STC與顯示時間衝壓（Presentation Time Stamp, PTS)相同時，此解碼器係於該重組緩衝器中輸 出此經解碼過的資料，其中，該PTS係依據該解碼過 的眘斜。系統時鐘參考（System Clock Reference, SCR) 與可程式時鐘參考（Program Clock Reference, PCR)係定 義為解碼器與解碼器之STC同步的時間衝壓。依據 MPEG 2標準，PCR之傳送區間必須設定為100毫秒 (msec)，或是低於100毫秒。 更甚於此，於MPEG 2系統中，一傳送視訊流 ________5_ 本纸張尺度適用中國國家g準（CNS >八4規格（210X297公釐） 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 406496 A7 B7五、發明説明（2 ) (transport stream, TS)係被認為是傳輸視訊流的一種， 此傳送視訊流係由固定長度為188個八位元二進位數 的組件所構成，且這種構造係適於產生在ATM系統中， 或是通過數位廣播系統傳輸的假說。一有效荷載或適 應場係分配至一部分，其並不為該傳輸視訊流組之一 組。而此適應場具有傳輸如PCR與類似之資訊的功能， 以及填充的功能。 在ATM系統上所傳輸的信號ΜΡΕΠ 2係被認做在 ATM系統上所傳輸的MPEG;當一傳輸視訊流係在ATM 傳輸，此傳輸視訊流係送至AAL(ATM適應層，ATM Adaptation Layer)以處理至一 ATM 單元，而一 AAL 1 單元，一 AAL 2單元，以及一 AAL 5單元係選為此ATM 單元。在一傳輸視訊流進入一 ATM單元的過程中，可 能會有一傳輸視訊流組係處理至5個AAL單元的狀況， 二傳輸視訊流組係處理至8個AAL單元的狀況以及三 傳輸視訊流組係處理至12個AAL單元的狀況；與這些 狀況有關是強制性的說明書其對於該傳輸側與該接受 側以完成處理2個傳輸視訊流組至8個AAL5單元的格 式。 一揭露於日本9-116563中之MPEG2資料傳輸裝 置依據此傳輸組系統可以完成視訊流之處理以大幅地 降低傳輸MPEG2資料到一 ATM頻之傳輸處理時間， 並關於時間，精確地再產生該資料。 甚且，一揭露於曰本9-64874中之資料傳輸方式以 ---------装--------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406496 五、發明説明（3) 及資料傳輸系統可藉由忽略通過ATM傳輸系統而相連 在一起的2個傳輸裝置之顫動影響而獲得高品質之資 料傳輸。 此外，揭露於日本7-66814中之ATM中之再生裝 置係使用於一廣泛之ISDN領域（B-ISDN)網路，且是在 傳送獨立於該網路之具有時鐘之視頻訊號時使用，並 再產生時鐘，其中，當在此接受側被捨入之時間衝壓 與一整數間之差係刪除，造成起因於餘數之累積的顫 動。 另外，揭露於日本8-321836之中間資料的傳輸其 時間同步行與分割的方法與裝置係針對改善該中間數 位資料視訊流之時間的同步與分割。 在ATM系統上傳輸之MPEG視訊流，如第2A與 2B圖所示，二傳輸視訊流組係處理成AAL5之八個ATM 單元。另一方面，在接收側，當接收八個ATM單元時， 二傳輸組再組合，且因此該二傳輸組係耦合到一脈衝 串資料（burst data)，如第2C圖所示。因此，依據關於 PCR是否進入該脈衝串資料之第一組或是第二組之狀 況，PCR之位置係由其起始位置移動，以致依據PCR， 顫動產生係於STC。 本發明之一個目標在於提供一種MPEG解碼器以 及抑制顫動之方法與裝置，其可產生抑制顫動之系統 時間時鐘，即使當一在ATM訊號上所接收到的MPEG 訊號中之可程式時鐘參考基準之位置改變。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------士久----Γ--'訂------線 (請先閱讀背面之注'意事項I填寫本頁) 經濟部中央梯準局員工消費合作社印裝 406496 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 依據本發明的第一種型態，係提供在ATM系統上 所傳送之MPEG視訊流中用以抑制可程式時鐘參考基 準顫動之裝置’包括：校正裝置，若| PCR_STC | > τ —5 - △以及PCR-STC > 0成立，則校正pCR為pcR (τ-δ);若丨 PCR-STCj >T — , — △成立而 PCR STC < ο，則校正 PCR 為 PCR+(τ_ δ );且若 PCR ST( I < τ — ό 一△，則不做校正，其中，所接收到之可 程式時鐘參考基準係由PCR所表示，當該可程式時鐘 參考基準接收到之系統時間時鐘係由STC表示，傳适 視訊流組在一 MPEG編碼器之輸出端週期係由τ所表 示，在該裝置之輸入端傳輸視訊流組之一組傳輪時間 係由（5所表示，以及一容許之範圍則由△來表示。 依據本發明之第二種型態、，係提供在ΑΤΜ系統上 所傳送之MPEG視訊流巾用財卩财程式時鐘參考美 準顏動之裝置’包括·]貞測裝置，用以偵測包括^ 程式時鐘參考基準之傳輪視訊流組的該接受時間關於 一般接受時間之事先衫的值間的差；以及校正裝置， 當偵測出上述之差異時，用以利用該事先決定的值， 校正該可程式時鐘參考基隼的值。 依據本發明之第三種㈣，係提供一 MpEG解碼 器，包括本發明之第一或第二種型態之裝置。 =據本發明之第四種型態’係提供在趣系統上

準顏動：方TV見訊流中用以抑制可程式時鐘參考基 法’。括·校正步驟，·若I PCR-STC 1 > T 、紙張尺度通用中

、發明説明（5) (5 — △以及pCR_STC > 〇成立，則校正PCR為PCR· (T-占）；若 | PCR-STCI > 丁一5 —△成立而 pCR· STC<0’ 則校正 PCR 為 pcR+Kj);且若 pCRsTc I < 丁 一（5 — △，則不做校正，其中，所接收到之可 程式時鐘參考基準係由pCR所表*，當該可程式時鐘 參考基準接收到之系統時間時鐘係由STC表示，傳送 視訊流組在一 mpeg編碼器之輸出端週期係由τ所表 厂、在該裝置之輸入端傳輸視訊流組之一組傳輸時間 係由<5所表示，以及一容許之範圍則由△來表示。 依據本發明之第五種型態，係提供在ΑΤΜ系統上 所傳送之MPEG視訊流中用以抑制可程式時鐘參考基 準顫動之方法，包括：偵測步驟，係偵測包括該可程 式時鐘參考基準之傳輸視訊流組的該接受時間關於一 般接受時間之事先決定的值間的差；以及校正步驟， 當偵測出上述之差異時，用以利用該事先決定的值， 校正該可程式時鐘參考基準的值。 於一 MPEG解碼器中之一系統時間時鐘再生器係 接收由本發明之該PCR顫動抑制裝置所輸出之可程式 時鐘參考基準，且該再生器可再產生一不會被可程式 時鐘參考基準之時間誤差所影響之系統時間時鐘，且 因此不會顫動，由於該可程式時鐘參考基準之時間誤 差係被本發明之PCR抑制顫動裝置中之值所校正。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯 易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 406496_^_五、發明説明（6 ) 詳細說明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖為流程圖，顯示依據本發明之實施例在ATM 系統上所傳送之MPEG視訊流中用以抑制可程式時鐘 參考基準顫動之方法； 第2A到2C圖顯示當此傳送之視訊流於本發明與 習知之ATM網路中傳送時之格式圖示； 第3圖為方塊圖，顯示依據本發明之實施例在ATM 系統上所傳送之MPEG視訊流中用以抑制可程式時鐘 參考基準顫動之裝置構造；以及 第4圖為方塊圖，顯示依據本發明之在ATM系統 上所傳送之MPEG視訊流中，具有用以抑制可程式時 鐘參考基準顫動裝置的MPEG解碼器。 符號說明 300 PCR求出電路 302取樣/保持電路 304絕對值電路 307加法器 309選擇器 2視頻緩衝器 22多重發訊緩衝器 3視頻解碼器 5音頻緩衝器 52主要緩衝器 10 (請先閱讀背面之注意事項’再填寫本頁) 301 PCR偵測電路 303減法器 305 ' 306比較器 308減法器 1 PCR顫動抑制器 21傳送視訊流緩衝器 23基本視訊流緩衝器 4重組緩衝器 51傳送視訊流鍰衝器 6音頻解碼器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 71減法器 73電壓控制震盪器 4〇6496 at --—- B7 五、發明説明（7) 7 STC再生器 72低通濾、波器 74 STC計數器 【第一實施例】 依據本發明之較佳實施例將要參考上述圖示而做 說明。 在解釋於ATM系統上所傳送之MpEG視訊流中用 以抑制可程式時鐘參考基準顫動之方法和裝置之前， 將先說明用以抑制顫動之裝置的MPEG解碼器。 參考第4圖，此MPEG解碼器包括pcR顫動抑制 态1，係用以抑制顫動之裝置、視頻緩衝器2、視頻解 碼器3、重組緩衝器4、音頻緩衝器5、音頻解碼器6、 以及STC再生胃7。視頻緩衝s 2 &括傳送視訊流緩 衝器21、多重發訊緩衝器22、以及基本視訊流緩衝器 23 ° 音頻緩衝器5包括傳送視訊流缓衝器51、以及主 要緩衝器52。STC再生器7包括減法器71、低通濾波 器（l〇w-pass fiiter, LPF)72，電壓控制震盪器（v〇hage controlled oscillator, VCO)73，以及 STC 計數器 74。多 重發訊緩衝器22與基本視訊流緩衝器23則構成一用 於視訊代碼之主要緩衝器。 傳送視訊流緩衝器21與51係於該傳送視訊流組 (packet)之一單元中處理一視訊流，且具有之長度為512 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐） JI- n n n n n n n I (請先閲讀背面之注-意事項再嗔寫衣f )

-1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 A7 ^06496 B7 五、發明説明（8) 個八位元二進位數，以儲存兩個傳送視訊流組。傳送 視訊流緩衝器21與51輸出該傳送視訊流組之資料位 元，亦即，依據一易漏組模組分組格式化基本視訊流 (packetized elementary stream, PES)。多重發訊缓衝器 22則吸收於多重發訊其間所產生的顫動，實行具有一 過度的PES量之緩衝，輸出一基本視訊流，並輸出DTS 與PTS。基本視訊流緩衝器23係用於援助視頻解碼器 3，且具有一視頻緩衝驗證器（video buffering verifier) 的功能。雖然主要緩衝器52係類似於用於視頻碼之主 要緩衝器，但該主要緩衝器52並不具有此視頻緩衝驗 證器的功能。 視頻解碼器3解讀一運動補償雙向（bidirectional) 内框架之代碼，而其編碼系統係再生一視頻訊號。重 組緩衝器4係由解碼次序到時態次序而重組框架的次 序。音頻解碼器6則解讀子波段（sub-band)編碼系統之 代碼為再生音頻訊號。 減法器71係將由PCR顫動抑制器1所輸入之PCR 減去由STC計數器74所產生的STC，其中，抑制了 PCR 之顫動。減法器71的輸出係供應到LPF 72，而LPF 72 之輸出係供應到VCO 73，而STC計數器74則計算由 VCO 73所供應的時鐘週期。 如上所述，當STC與DTS相同時，視頻解碼器3 便開始解碼的動作，且當STC與PTS相同時，重組緩 衝器4遂開始輸出一視頻訊號。 _12_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐） ^ Γ -訂 务 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 在06496 A7

^06496

訂

A7 五、發明説明（η ) 1以限定本發明’㈣熟f此項技藝者，在不脫離本 發明之精神和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 --------^--裳--------r訂------液 f靖先閲讀背面之场意事項再填寫本1> 經濟部中央揉準局員工消费合作社印袋 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 406496 ll ___________D8 六、申請專利. '~〜— 1. 一種在異步轉移模態（ATM)系統上所傳送之運 動圖像專家組標準（MPEG)視訊流中用以抑制可栽式 時鐘參考基準顫動之裝置，包括： 校正裝置，若| PCR-STC I >τ— △以及 PCR_STC>0 成立，則校正 PCR 為 PCR- (Τ_5 );若 | PCR-STC | >T-5-△成立而 PCR_STC < 〇，則校 正 PCR 為 PCR+ ( T- 5 );且若 PCR-STC i < T — δ _ △，則不做校正，其中，所接收到之可程式時鐘參 考基準係由PCR所表示，當該可程式時鐘參考基準接 收到之系統時間時鐘係由STC表示，傳送視訊流組在 一 MPEG編碼器之輸出端週期係由τ所表示，在該裝 置之輸入端傳輸視訊流組之一組傳輸時間係由δ所表 示，以及一容許之範圍則由△來表示。 2. 如申請專利範圍第1項所诚夕龊鼋，其中，（τ 一5—△)係設定在該可程式時鐘參考基準與該系統 時間之間的差異值，而該系統時間時鐘係定義於一推 想之狀況’其中’該系統時間時鐘係在一產生該系統 時間時鐘之電壓控制震盪器的震盪頻率範圍的極限值 内震盪，且在該可程式時鐘參考基準之該接受時間並 沒有發生顫動。 3. —種在ATM系統上所傳送之ΜρΕ(}視訊流中用 以抑制可程式時鐘參考基準顫動之裝置，包括： 偵測裝置，用以偵測包括該可程式時鐘參考基準 之傳輸視訊流組的該接受時間關於一般接受時間之事 _____18 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4^ ( 2丨〇x2^^-*------ ---------X----^---1T------Λ1---rl· (請先閎讀背面之注意事項#-填寫本頁) 406496 六、申請專利範圍 先決定的值間的差；以及 校正裝置，當摘測出上述之差異時，用以利用該 事先決定的值，校正該可程式時鐘參考基準的值。 4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其令，該偵 測裝置係藉由判斷_ MPEG解瑪器之該系統時間時鐘 與該可程式時鐘參考基準之間的差是否大於在-MPEG 解碼器之該系統時間時鐘與該可程式時鐘參考基準之 間的差而做镇測，而該可程式時鐘參考基準係定義於 -推想之狀況’纟中，肖系統時間時鐘係在一產生該 系統時間時鐘之電壓控制震盪器的震盪頻率範圍的極 限值内震逢，且在該可程式時鐘參考基準之該接受時 間並沒有發生顫動。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之裝置，係包含於一 MPEG解碼器。 6. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，係包含於一 MPEG解瑪器。 7·一種在ATM系統上所傳送之MPEg視訊流中用 以抑制可程式時鐘參考基準顫動之方法包括校正 步驟，若 | PCR-STC | >T-5 — △以及 pcr-STC > 0 成立’則校正 PCR 為 PCR- (Tj );若 | PCR_STc | >Τ~(5-△成立而 pcR_STC<0,則校正 PCR 為 PCR+ (T-5);且若 PCR-STC I < τ - δ - △，則不做校 正’其中，所接收到之可程式時鐘參考基準係由PCR 所表示’當該可程式時鐘參考基準接收到之系統時間 本紙張从適I中國國ϋ"準（CNS ) A4^ ( 210X297公羞 406496 經濟部中央榡率局貞工消費合作社印製 六、申請專利範圍 寺鐘係由STC表不’傳送視訊流組在__ MpEG編瑪器 之輸出端週期係由τ所表示’在該裝置之輸入端傳輸 視訊流組之一組傳輸時間係由5所表#，以及一容許 之範圍則由△來表示。 8.如申明專利範圍第7項所述之方法，其中，（τ H)係設定在該可程式時鐘參考基準與該系統 時間之間的差異值，而該系統時間時鐘係定義於一推 t之狀況’其中’該系統時料鐘係在—產生該系統 夺間時鐘之電Μ控制震i器的震蘯頻率範圍的極限值 内震盈’且在該可程式時鐘參考基準之該接受時間並 沒有發生顫動。 9·-種在ATM系統上所傳送之ΜρΕ(}視訊流中用 以抑制可程式時鐘參考基準顫動之方法，包括： 摘測步驟，係摘測包括該可程式時鐘參考基準之 傳輸視訊流組的該接受時間關於一般接受時間之事先 決定的值間的差；以及 校正步驟，當伯測出上述之差異時，用以利用該 事先決定的值，校正該可程式時鐘參考基準 10.如申請專利範圍第9項所述之其中，該 制之步驟係藉由判斷一 MPEG解碼系統時間 時鐘與該可程式時鐘參考基準之間的差是否大於在— mpeg解碼器之該系統時間時鐘與該可程式時鐘參考基 準之間的差而做偵測，而該可程式時鐘參考基準係2 義於-推想之狀況，其中，該系統時間時鐘係在 (請先閲讀背面之注，意事項#·填寫本頁) 訂 --味1 .II «II · .II - -I · 表紙張尺度速用中國财標牟（CNS > ( 20 ^〇649β A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍生該系統時間時鐘之電壓控制震盪器的震盪頻率範圍 的極限值内震盪，且在該可程式時鐘參考基準之該接 受時間並沒有發生顫動。 請 先 閲 讀 背 Λ 之 注 意， 事 項 再‘ 訂 -1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4g ( 210X297公釐）