專利名稱：用于處理數(shù)字媒體接收機(jī)中空分組的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)送和接收包括數(shù)字視頻和音頻的多媒體數(shù)據(jù)，更具體地說，本發(fā)明涉及用于可靠地同步這種數(shù)字傳輸系統(tǒng)上的MPEG-2流廣播并將其傳遞到接收機(jī)傳輸層的方法和裝置。
相關(guān)技術(shù)描述數(shù)字傳輸系統(tǒng)為消費(fèi)者提供包括壓縮音頻和視頻流的高質(zhì)量多媒體數(shù)據(jù)。對廣播公司而言，數(shù)據(jù)壓縮使得可以在相同的模擬帶寬上傳送若干節(jié)目。節(jié)目的音頻和視頻分量在信源處被壓縮，并與其它節(jié)目和重建原節(jié)目所需的系統(tǒng)信息進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用。數(shù)字多路復(fù)用由物理層處理，并被傳輸?shù)接脩?。在用戶端，接收機(jī)處理信號，以恢復(fù)多路復(fù)用數(shù)字流、提取感興趣的節(jié)目并將壓縮的音頻和視頻解碼，以便在諸如電視機(jī)的音頻/視頻顯示器上呈現(xiàn)。
為了促進(jìn)不同制造商開發(fā)互操作的組件，開發(fā)了MPEG-2國際壓縮標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定用于編碼、多路復(fù)用以及將波特流解碼的技術(shù)，而僅規(guī)定了數(shù)據(jù)格式。這為制造商提供了通過他們使用諸如硅、處理器能力以及存儲器的方式，以及通過他們消除誤差或從中恢復(fù)的能力來區(qū)分他們的產(chǎn)品。該標(biāo)準(zhǔn)由三個(gè)包括系統(tǒng)、視頻和音頻的主要部分構(gòu)成。視頻和音頻部分規(guī)定壓縮視頻和音頻數(shù)據(jù)的格式，而系統(tǒng)部分規(guī)定了用于將一個(gè)或多個(gè)節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)以及恢復(fù)節(jié)目所需信息多路復(fù)用的格式。
幾乎相同的ANSI/SCTE 07 2000(以前的SCTE DVS 031)和ITU-J.83B標(biāo)準(zhǔn)描述了視頻、聲音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的電纜分配數(shù)字傳輸系統(tǒng)。具體地說，ANSI/SCTE 07 2000描述了美國的數(shù)字有線傳輸所采用的標(biāo)準(zhǔn)。在兩種標(biāo)準(zhǔn)中，假定輸入物理層的數(shù)據(jù)格式(信道編碼和調(diào)制)是MPEG-2傳輸。
在物理層中，MPEG成幀是最外層處理。在發(fā)射機(jī)處，MPEG成幀塊之后是前向糾錯(cuò)(FEC)編碼器和64或256正交幅度調(diào)制器(QAM)。FEC系統(tǒng)是用于控制諸如MPEG-2流的單向通信系統(tǒng)中誤差的一類方法。FEC編碼器發(fā)送數(shù)據(jù)和額外信息，接收機(jī)可使用該信息來校驗(yàn)和糾正該數(shù)據(jù)。FEC編碼器由級聯(lián)系統(tǒng)構(gòu)成，所述級聯(lián)系統(tǒng)包括里德-所羅門(RS)編碼器、支持幾種模式的交織器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以及網(wǎng)格編碼器。該FEC編碼器以中等復(fù)雜性和開銷產(chǎn)生高編碼增益。FEC系統(tǒng)被優(yōu)化為以每15分鐘一個(gè)誤差的閾值輸出誤差事件率來進(jìn)行準(zhǔn)無誤差操作。在接收機(jī)處，執(zhí)行解調(diào)和FEC解碼的對應(yīng)功能，然后進(jìn)行MPEG成幀。
接收機(jī)上的MPEG成幀處理塊傳遞MPEG-2傳輸數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流由以串行方式傳輸(首先傳輸最高有效位(MSB))的固定長度(188字節(jié))分組的連續(xù)流組成。
每個(gè)分組的所謂“鏈接”首部包含用于分組同步和標(biāo)識、誤差指示及條件訪問的字段。隨后的適配首部攜帶用于解碼和顯示過程的同步和定時(shí)信息。凈荷(1496個(gè)比特)可包含包括壓縮視頻和音頻流的任何多媒體數(shù)據(jù)。
MPEG-2傳輸層的數(shù)據(jù)分組具有188字節(jié)，其以4字節(jié)傳輸分組首部開始，該首部具有用于同步目的的一個(gè)字節(jié)(稱為同步字節(jié)，并具有47Hex的常數(shù)值)，并且3個(gè)隨后的字節(jié)包含業(yè)務(wù)標(biāo)識、加擾和控制信息。
4字節(jié)傳輸分組首部之后是184字節(jié)的MPEG-2或輔助數(shù)據(jù)。傳輸分組首部以下列順序布置a)Sync字節(jié)(同步字節(jié))8比特，其由0x47(47Hex)的固定值組成。
b)Transport error indicator(傳輸誤差指示符)1比特，其指示當(dāng)前傳輸分組中不可糾正的比特誤差。此信息可由發(fā)射機(jī)或接收機(jī)設(shè)置。
c)Payload_unit_start_indicator(凈荷單元開始指示符)1比特，其指示存在新的PES(分組化基本流)分組或新的TS_PSI(傳輸流-節(jié)目特定信息)段。
d)Transport_priority(傳輸優(yōu)先級)1比特，其指示比其它分組更高的優(yōu)先級。
e)PID13比特的分組ID。值0和1是預(yù)先指定的，而值2到15是預(yù)留的。值0x0010-0x1FFE可由節(jié)目特定信息(PSI)指定。值0x1FFF是為空分組預(yù)留的。
f)Transport_scrambling_control(傳輸加擾控制)2比特，其指示分組凈荷的加擾模式。
g)Adaptation_field_control(適配字段控制)2比特，其指示存在適配字段或凈荷數(shù)據(jù)字段。
h)Continuity_counter(連續(xù)性計(jì)數(shù)器)4比特，其表示每個(gè)PID值一個(gè)連續(xù)性計(jì)數(shù)器。它隨具有對應(yīng)PID值的每個(gè)非重復(fù)傳輸流分組遞增。
廣播的MPEG-2流可包含音頻和視頻數(shù)據(jù)的若干多路復(fù)用的節(jié)目以及必要的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且每個(gè)數(shù)據(jù)分組由分組首部內(nèi)的唯一標(biāo)簽或PID標(biāo)識。
一段MPEG-2數(shù)據(jù)流可能偏向于某個(gè)特定PID，或在許多PID上均勻加權(quán)，或可包含高百分比的空分組。已知或未知的誤差是傳輸流傳遞中固有的，可在任何時(shí)候發(fā)生。諸如比特出錯(cuò)(bitcorruption)的未知誤差或數(shù)據(jù)丟失可能在流的任何比特位置上發(fā)生，并可能使傳輸誤導(dǎo)入非常行為中。
MPEG-2同步字節(jié)用于協(xié)助解碼器上的分組定界。然而，與許多其它數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)不同，用于數(shù)字有線傳輸系統(tǒng)物理層中MPEG-2同步的方法與前向糾錯(cuò)(FEC)同步去耦合。首先，MPEG-2分組并不包含整數(shù)個(gè)FEC幀或甚至里德-所羅門(RS)碼字。使用(128，122)碼的里德-所羅門(RS)編碼來提供分組編碼和解碼，以糾正一個(gè)RS塊內(nèi)最多3個(gè)7比特的符號。因此，MPEG-2分組和FEC幀或MPEG-2分組和RS碼字相對于彼此是異步的。其次，在傳輸處MPEG成幀塊內(nèi)同步字節(jié)替換為奇偶校驗(yàn)和，該奇偶校驗(yàn)和是FIR奇偶校驗(yàn)線性分組碼的陪集。
因此，接收機(jī)處的MPEG成幀塊需要將上述奇偶校驗(yàn)分組碼解碼，以便恢復(fù)并鎖定到同步字節(jié)。該MPEG成幀塊隨后將MPEG分組同步傳遞到包括傳輸塊的下游接收機(jī)塊。此塊的輸出可包括輸出時(shí)鐘、串行或并行格式的數(shù)據(jù)流、標(biāo)識數(shù)據(jù)流中同步字節(jié)位置的同步信號、標(biāo)識數(shù)據(jù)何時(shí)出現(xiàn)在輸出數(shù)據(jù)流上的有效信號以及標(biāo)識分組是否被視為無效(具有不可糾正誤差)或無誤差的誤差信號。
此同步解耦特性作為附加處理層包含，以利用同步字節(jié)的信息承載能力。在發(fā)射機(jī)處，為了改進(jìn)分組定界功能以及獨(dú)立于FEC層的誤差檢測能力，奇偶校驗(yàn)和可代替該同步字節(jié)，所述奇偶校驗(yàn)和是FIR(有限沖激響應(yīng))奇偶校驗(yàn)線性分組碼(LBC或FIR-PCC)的陪集。奇偶校驗(yàn)和在構(gòu)成緊靠前的MPEG-2分組內(nèi)容(減去同步字節(jié))的相鄰187字節(jié)上計(jì)算。在接收機(jī)處通過觀察有限脈沖響應(yīng)(FIR)線性時(shí)變(二進(jìn)制)濾波器的輸出來計(jì)算分組碼的奇偶校驗(yàn)。奇偶校驗(yàn)結(jié)構(gòu)基于(二進(jìn)制)本原多項(xiàng)式產(chǎn)生的PN序列。
在發(fā)射機(jī)側(cè)，通過使1496個(gè)凈荷比特通過如下所述的線性反饋移位寄存器(LFSR)來計(jì)算校驗(yàn)和f(X)＝[1+X1497b(X)]/g(x)，其中，g(X)＝1+X+X5+X6+X8并且b(X)＝1+X+X3+X7。
為了改善的自相關(guān)屬性，將67Hex的偏移加到此校驗(yàn)和結(jié)果中，使得在存在有效碼字時(shí)，在校正子解碼操作期間產(chǎn)生47Hex的結(jié)果。此結(jié)構(gòu)允許以遞歸方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算上有效的奇偶校驗(yàn)FIR濾波器，該濾波器一般是自同步的，因此支持同時(shí)進(jìn)行分組同步和誤差檢測。解碼器對串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行滑動校驗(yàn)和計(jì)算，使用檢測到的有效碼字來檢測分組的開始。
解碼器使用奇偶校驗(yàn)矩陣來識別有效校驗(yàn)和。也可采用校正子發(fā)生器。碼已經(jīng)設(shè)計(jì)成這樣當(dāng)適當(dāng)?shù)?88字節(jié)的比特流(包括校驗(yàn)和)乘以奇偶校驗(yàn)矩陣時(shí)，在計(jì)算積產(chǎn)生47Hex結(jié)果時(shí)指示肯定匹配。(注意，校驗(yàn)和基于先前的187字節(jié)計(jì)算，而不是基于MPEG-2同步解碼器所要接收的187字節(jié)計(jì)算。這與MPEG分組的常規(guī)語法形成對比，在該常規(guī)語法中同步比特一般被描述為接收分組的第一字節(jié)。)

圖1是顯示接收機(jī)端現(xiàn)有技術(shù)的MPEG成幀塊200的框圖。數(shù)據(jù)流被串行化并通過ANSI/SCTE 07 2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的校正子發(fā)生器210(參見例如圖3所示的該標(biāo)準(zhǔn)的校正子發(fā)生器)發(fā)送。對于NP個(gè)分組及可編程閾值Synd_hresh，校正子檢測器220比較校正子發(fā)生器210的輸出與47Hex，并確定是否已經(jīng)實(shí)際檢測到了同步字節(jié)，例如，如果在NP個(gè)分組期間，等于47Hex的校正子輸出的數(shù)量大于或等于Synd_thresh，則已經(jīng)檢測到同步字節(jié)。LocK_flag指示是否已經(jīng)在數(shù)據(jù)流內(nèi)檢測到同步字節(jié)，例如分別由邏輯1或0來指示。Sync_flag指示數(shù)據(jù)流內(nèi)的同步字節(jié)位置，例如通過在同步字節(jié)期間為邏輯1，而在其它情況下為邏輯0來指示。一旦建立了鎖定對齊條件，期望位置處缺少有效碼字將指示分組誤差。前一分組的Error_flag隨后可設(shè)為1；否則，該分組被視為無誤差，并且Error_flag設(shè)為0。
在并行路徑上，原串行數(shù)據(jù)流被適當(dāng)延遲(通過延遲塊230)，然后發(fā)送到MPEG同步重新插入塊240，在其中重新插入同步字節(jié)來替換奇偶校驗(yàn)和(該校驗(yàn)和是在發(fā)射機(jī)MPEG成幀塊處創(chuàng)建的，未示出)。因此，輸出到傳輸層的數(shù)據(jù)流是恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2傳輸流。此數(shù)據(jù)可以串行或并行方式輸出。圖1中未示出的兩個(gè)附加信號也送往傳輸層時(shí)鐘信號及與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的有效或使能信號。
MPEG-2的同步解耦特性旨在引入靈活性，例如使系統(tǒng)能夠容易地傳送異步傳輸模式(ATM)分組，而不干擾ATM同步。然而，此特性的無意結(jié)果是增加圖1所示MPEG成幀塊內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)校正子檢測器的“誤鎖”概率。
這可能由于如下原因而發(fā)生發(fā)射機(jī)側(cè)中編碼的奇偶校驗(yàn)塊碼不是非常強(qiáng)大，并且接收端解碼器(校正子發(fā)生器210)可指示分組中可發(fā)現(xiàn)可能的同步字節(jié)的幾個(gè)位置，而這時(shí)只有一個(gè)位置是正確位置。這甚至?xí)贔EC完全鎖定且傳遞無誤差數(shù)據(jù)流時(shí)發(fā)生。幸運(yùn)的是，典型的數(shù)據(jù)流一般并不呈現(xiàn)周期特性，不同的分組在由奇偶校驗(yàn)塊解碼器處理之后往往具有共同的正確同步位置。然而，在周期性數(shù)據(jù)流(諸如具有大量空分組的數(shù)據(jù)流)的情況下，此問題變得尖銳，并且現(xiàn)有技術(shù)的同步鎖定檢測器(校正子檢測器220)會誤鎖到分組中奇偶校驗(yàn)塊解碼器標(biāo)識的幾個(gè)錯(cuò)誤同步字節(jié)位置之一上，甚至在FEC完全鎖定并傳遞無誤差數(shù)據(jù)流時(shí)向傳輸塊發(fā)送無效分組。只要數(shù)據(jù)流中定期有足夠多的多路復(fù)用的空分組，這就可能足以使鎖定檢測器長時(shí)間錯(cuò)誤地鎖定。
在鎖定(同步)檢測之后，現(xiàn)有技術(shù)的MPEG成幀塊內(nèi)的MPEG同步重新插入器240將同步字節(jié)插入奇偶校驗(yàn)塊解碼器識別的同步字節(jié)位置，輸出Sync_flag信號、Error_flag信號、有效和時(shí)種信號，并將數(shù)據(jù)流發(fā)送到傳輸層。在誤鎖的情況下，傳輸層無法容易地識別錯(cuò)誤分組，因?yàn)樗诮邮?88個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，第一字節(jié)預(yù)計(jì)是同步字節(jié)，有效信號與這些字節(jié)一致，并且誤差信號指示無誤差分組。
在廣播期間，數(shù)據(jù)流可包含重復(fù)的空分組，這可使現(xiàn)有技術(shù)的MPEG成幀塊內(nèi)的校正子檢測器220鎖定到錯(cuò)誤的(同步)字節(jié)位置，從而甚至在FEC完全鎖定并傳遞無誤差數(shù)據(jù)流時(shí)也會產(chǎn)生輸出到傳輸塊的無效MPEG-2分組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種方法和裝置，用于在包含多個(gè)空分組的分組流或包含固定重復(fù)數(shù)據(jù)模式的多個(gè)分組的情況下可靠地檢測經(jīng)由數(shù)字傳輸系統(tǒng)接收的MPEG-2分組同步字節(jié)位置，并同步該MPEG-2流廣播且將其傳遞到接收機(jī)傳輸層。可提供空分組檢測器電路，以比較當(dāng)前分組的內(nèi)容和固定(或預(yù)定)的位模式，以便檢測MPEG-2空分組并可靠地識別空分組內(nèi)的校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)的位置?；谒龇纸M流中一個(gè)或多個(gè)空分組的首部部分中預(yù)定固定位模式的位置來識別同步字節(jié)位置。
附圖簡要描述通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上特征將變得更加明顯，附圖中圖1示出數(shù)字傳輸系統(tǒng)的接收端現(xiàn)有技術(shù)MPEG成幀塊的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字傳輸系統(tǒng)接收端的MPEG成幀塊的框圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在空分組的情況下執(zhí)行以確定同步字節(jié)位置的方法的流程圖；并且圖4是更準(zhǔn)確的描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，用于檢測包含空分組的數(shù)據(jù)流的算法的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的接收端的MPEG成幀塊299的框圖。本發(fā)明的MPEG成幀塊299類似于圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)MPEG成幀塊200，但可包括三個(gè)附加塊空分組檢測器250、狀態(tài)機(jī)255和判決邏輯塊260。
空分組檢測器250檢測串行數(shù)據(jù)流中接收的空分組。
空分組通常具有預(yù)定前置碼，其后是固定數(shù)據(jù)模式(例如若干個(gè)0)。在空分組中，前置碼包含在分組首部內(nèi)的若干特定比特，這些比特對空分組而言是唯一的。這些比特是a)payload_unit_start_indicator＝′0′b)PID＝0x1FFFc)transport_scrambling_control＝′00′d)adaptation_field＝′01′在一些情況下，空分組還可包括預(yù)定的前置碼，其后是包含預(yù)定數(shù)據(jù)模式(全0或不同于全0的比特序列)的凈荷數(shù)據(jù)。
空分組檢測器250首先檢測預(yù)定的空分組前置碼(例如等于0x1FFFhex(8191dec)的PID)，并且在檢測到預(yù)定的空分組前置碼時(shí)開始確定隨后的若干數(shù)據(jù)比特是否等于期望(預(yù)定)的固定數(shù)據(jù)模式(例如一系列0)。如果檢測到預(yù)定的空分組前置碼，且檢測到隨后的預(yù)定(固定)數(shù)據(jù)模式(例如等于0)，則視為“發(fā)現(xiàn)”(檢測到)空分組。
在備選實(shí)施例中(例如，為了提高空分組檢測抗噪聲和干擾的穩(wěn)健性)，對期望(預(yù)定)固定數(shù)據(jù)模式和接收凈荷數(shù)據(jù)之間存在差異的比特的數(shù)量計(jì)數(shù)，并且比較比特差異(比特誤差)數(shù)與可編程閾值Null_thresh。如果檢測到前置碼，但非匹配比特(計(jì)算的比特誤差)的數(shù)量大于Null_thresh，則不將該分組視為空分組；否則(如果檢測到前置碼)，則該分組視為空分組。在檢測到預(yù)定的空分組前置碼，且隨后統(tǒng)計(jì)的比特誤差數(shù)(例如預(yù)定數(shù)據(jù)圖案是“全0”的若干個(gè)1)小于或等于Null_thresh時(shí)，空分組檢測器將產(chǎn)生“空檢測信號”(Null_flag)。例如，檢測到空分組時(shí)，該Null_flag可定義為邏輯“1”，否則定義為邏輯“0”。此外，空分組檢測器250創(chuàng)建Null_Sync信號，該信號指示如檢測到空分組的前置碼及預(yù)定數(shù)據(jù)模式所示的(分組流中)(空)分組內(nèi)MPEG同步字節(jié)的位置。
為了提高檢測可靠性，空分組檢測器的功能可由具有滯后特性的低通濾波功能調(diào)節(jié)?？稍诳辗纸M檢測器250之后設(shè)狀態(tài)機(jī)255，以允許檢測電路具有滯后特性，所述狀態(tài)機(jī)在基于空檢測器250的輸出選擇同步字節(jié)位置的過程中濾除高頻波動。此特征可以如下方式實(shí)現(xiàn)在宣告空分組檢測器鎖定(由此Null_lock設(shè)為1)之前，在預(yù)定或可編程數(shù)量個(gè)分組(Npackets1)期間統(tǒng)計(jì)Null_flag是否對計(jì)數(shù)大于或等于指定(或可編程)閾值數(shù)量lock_in_thresh個(gè)分組為1。另一方面，一旦Null_lock為1，則電路對可編程數(shù)量個(gè)分組Npackets0(例如Npackets0＝Npackets1＝Npackets)期間Null_lock為1出現(xiàn)的次數(shù)計(jì)數(shù)，以在宣告失鎖(由此Null_lock被設(shè)為0)之前確定Null_flag是否對計(jì)數(shù)大于或等于指定(或可編程)閾值數(shù)量Lock_out_thresh個(gè)分組為0，在一些實(shí)施例中，可編程分組數(shù)量Npackets0和Npackets1(表示搜索跨越一定數(shù)量，如Npackets個(gè)接收分組的“窗口”)可等于相應(yīng)的分組指定閾值數(shù)量(lock_out_thresh和lock_in_thresh)，但最好更大，以便在搜索窗口內(nèi)接收分組的可選部分(例如3/4)是空分組(或者不是空分組)時(shí)Null_lock設(shè)為1(或復(fù)位為0)。
不失一般性，滯后特性的其它變化形式是可行的，并且，作為替代方式，空分組檢測器250和(狀態(tài)機(jī)255的)滯后特性功能可由微處理器或ASIC實(shí)現(xiàn)。
判決邏輯塊260如下操作當(dāng)空分組檢測器250沒有檢測到空分組(例如，Null_Sync＝0且Null_lock＝0)時(shí)，如現(xiàn)有技術(shù)中那樣，由基于校驗(yàn)和的同步檢測器(校正子發(fā)生器210和檢測器220塊)產(chǎn)生MPEG同步輸出(Sync)(即同步字節(jié)位置由基于校驗(yàn)和的檢測器220確定的Sync_flag信號指示)。但當(dāng)檢測到空分組(且Null_lock為1)時(shí)，MPEG同步由空分組檢測器250確定，且其輸出Null_Sync將用作MPEG同步重新插入塊240中要使用的MPEG同步輸出(Sync)。判決邏輯塊260的誤差輸出與從校正子檢測器220接收的Error_flag相同。如果Null_lock為1，則判決邏輯的鎖定輸出是Null_lock，而如果Null_lock為0，則該鎖定輸出是Lock_flag。判決邏輯塊260可實(shí)現(xiàn)為有效地包括多路復(fù)用器的電路，該多路復(fù)用器對常規(guī)的Sync_flag和從空檢測器250輸出的Null_Sync信號進(jìn)行多路復(fù)用，并根據(jù)如上所述判決邏輯塊260的選擇方法來選擇這兩個(gè)信號中的一個(gè)或另一個(gè)。在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)255(例如滯后特性濾波器)的功能可與判決邏輯塊260合并并結(jié)合到其中。
MPEG成幀塊299的剩余工作部分以與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中一樣的方式操作。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，MPEG成幀裝置(例如299)的空分組檢測器250可包括適用于檢測與空分組相關(guān)聯(lián)的預(yù)定前置碼(或者更簡單的是僅適用于檢測等于0x1FFFFhex(8191 dec)的PID字段)的檢測器。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，空分組檢測器250可首先檢測前置碼，如果隨后(分組凈荷中的)數(shù)據(jù)比特對應(yīng)于與空分組相關(guān)聯(lián)的固定位模式(例如一系列0或全0)，則繼續(xù)校驗(yàn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，對空分組檢測器250的輸出(Null_flag)進(jìn)行濾波(例如，通過狀態(tài)機(jī)255執(zhí)行的滯后功能進(jìn)行)，以產(chǎn)生濾波輸出(Null_lock)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，未對空分組檢測器250的輸出進(jìn)行濾波(見圖3)。
下面參考圖3和4進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MPEG成幀塊(例如圖2的299)的操作。
圖3是描述所執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用以選擇同步字節(jié)位置的一般方法的流程圖。在步驟S1中，包括固定長度(例如188字節(jié))分組的串行數(shù)據(jù)流被作為符合預(yù)定協(xié)議(例如符合ANSI/SCTE 072000和ITU-T J.38B標(biāo)準(zhǔn))的數(shù)字編碼(MPEG-2)信號接收，所述協(xié)議定義多個(gè)分組類型(例如空分組)，每個(gè)分組包括首部部分(其可包括將分組標(biāo)識為空分組的前置碼)和凈荷數(shù)據(jù)部分，所述首部部分包含校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)。
在步驟S2中，通過ANSI/SCTE 07 2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的校正子發(fā)生器(參見例如圖3所示該標(biāo)準(zhǔn)的校正子發(fā)生器)發(fā)送串行數(shù)據(jù)流，然后校正子檢測器220將該校正子檢測器的輸出與預(yù)定同步校驗(yàn)和作比較，以確定是否已經(jīng)檢測到(可能的)同步字節(jié)。
如果通過步驟S2中執(zhí)行的常規(guī)校驗(yàn)和方法檢測到同步字節(jié)，則執(zhí)行步驟S3，然后再執(zhí)行步驟S4A或步驟S4B中的任一步驟，繼而執(zhí)行步驟S5和S6。
在步驟S3中，確定當(dāng)前的接收分組是否是空分組。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的接收分組是空分組，則將空標(biāo)志(Null_flag)置位(設(shè)為例如1)，并將執(zhí)行步驟S4A以及步驟S5和S6；如果未發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的接收分組是空分組，則將空標(biāo)志(Null_flag)復(fù)位(例如復(fù)位到0)，并將執(zhí)行步驟S4B以及步驟S5和S6。
接下來，在步驟S5中，在步驟S4A和S4B之一中選擇的同步字節(jié)位置重新插入同步字節(jié)值(47hex)，并在步驟S6，將包含如上恢復(fù)的同步字節(jié)的數(shù)據(jù)流作為恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2傳輸流輸出到傳輸層。
圖4是更精確地描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，用于檢測數(shù)據(jù)流是否包含多個(gè)空分組的算法的流程圖。
空分組檢測步驟S3B是圖3所示較為簡單的空分組檢測步驟S3的替代步驟，其可由圖2所示的空檢測器250和狀態(tài)機(jī)255來執(zhí)行，并可包括子步驟B1、B2和B3。如果常規(guī)校驗(yàn)和方法(如在圖3的步驟S2中執(zhí)行的那樣)檢測到同步字節(jié)，則執(zhí)行步驟S3B(然后執(zhí)行步驟S4A或步驟S4B中的任一步驟，之后執(zhí)行圖3的步驟S5和S6)。
在子步驟B1中，確定當(dāng)前接收的分組(例如在基于校驗(yàn)和的同步所指示的首部(PID)位置中)是否包含與空分組相關(guān)聯(lián)的預(yù)定前置碼(例如包括等于0x1FFFhex(8191 dec)的PID)。如果(在期望位置上)檢測到預(yù)定的空分組，則空標(biāo)志(Null_flag)可根據(jù)子步驟B2中作出的判斷暫時(shí)置位(例如設(shè)為1)，接著執(zhí)行子步驟B2。如果(在期望位置上)沒有檢測到預(yù)定的空分組前置碼(第一固定位模式)，則將空標(biāo)志(Null_flag)復(fù)位(例如復(fù)位到0)，并將決定(Null_flag)傳給滯后特性子步驟B3。
在子步驟B2中，確定(后續(xù))當(dāng)前接收分組的數(shù)據(jù)凈荷是否包含預(yù)定的固定數(shù)據(jù)模式(第二固定位模式，例如一系列0或全0)。對接收數(shù)據(jù)和預(yù)定(固定)數(shù)據(jù)模式之間的比特差異計(jì)數(shù)(誤差比特計(jì)數(shù))，并將其與可編程閾值Null_thresh作比較。如果檢測到預(yù)定(固定)數(shù)據(jù)模式(例如若干數(shù)據(jù)比特等于0，或者誤差比特計(jì)數(shù)小于或等于Null_thresh)，則認(rèn)為已“發(fā)現(xiàn)”(檢測到)空分組，并且將空標(biāo)志(Null_flag)置位(例如設(shè)為1)，隨后執(zhí)行子步驟B3。
如果(在Null_thresh門限內(nèi))沒有檢測到預(yù)定的固定數(shù)據(jù)模式(例如一系列0或全0)，則將空標(biāo)志(Null_flag)復(fù)位(例如復(fù)位為0)，并且將該決定(Null_flag)傳給滯后特性子步驟B3。由此，如果沒有檢測到預(yù)定(固定)數(shù)據(jù)模式(例如，統(tǒng)計(jì)的比特誤差數(shù)過多)，則視為沒有“發(fā)現(xiàn)”(檢測到)空分組，并且將空標(biāo)志(Null_flag)復(fù)位(例如復(fù)位為0)，接著執(zhí)行子步驟B3。
在子步驟B3中，對從子步驟B1或B2得到的Null_flag信號進(jìn)行濾波(例如通過滯后特性進(jìn)行)。此濾波操作可由狀態(tài)機(jī)(例如圖2的255)執(zhí)行，以減少(例如由圖2的空檢測器250提供的)指示檢測到空分組的標(biāo)志的快速波動，該標(biāo)志用于標(biāo)識經(jīng)由串行數(shù)據(jù)流接收的分組中MPEG-2同步字節(jié)的正確位置。執(zhí)行這種滯后特性濾波的細(xì)節(jié)可以與前面結(jié)合對圖2狀態(tài)機(jī)255操作的描述中所提到的相同，其中，檢查多個(gè)(例如Npackets大于1)分組中確定的空分組的狀態(tài)，以確定狀態(tài)機(jī)的判決輸出(以選擇執(zhí)行圖3所示步驟S4A或S4B)。然后將濾波子步驟B3的結(jié)果用于選擇執(zhí)行圖3所示步驟S4A或步驟S4B，然后再執(zhí)行步驟S5和S6。
以上已經(jīng)解釋并通過附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明并不局限于上述示例性實(shí)施例，顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行改變和修改。因此，所述示例性實(shí)施例不應(yīng)理解為限制，而應(yīng)理解為例示。本發(fā)明保護(hù)范圍不由以上說明確定，而由所附權(quán)利要求確定，并且可以在不脫離所附權(quán)利要求及等價(jià)物所限定的本發(fā)明保護(hù)范圍的前提下，對本發(fā)明的實(shí)施例加以修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于處理作為數(shù)字編碼信號且具有多個(gè)分組類型的固定長度分組流的裝置(299)，每個(gè)分組包括首部部分和數(shù)據(jù)部分，所述首部部分包含同步字節(jié)，所述裝置包括用于檢測接收分組是否是空分組以及用于識別檢測到的空分組的同步字節(jié)位置的空分組檢測器(250)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述空分組檢測器(250)還產(chǎn)生指示接收分組是否是空分組的Null_flag信號，并產(chǎn)生指示檢測到的空分組的所述同步字節(jié)位置的Null_sync信號。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于還包括適用于將預(yù)定同步字節(jié)值插入所述Null_sync信號指示的所述同步字節(jié)位置的電路(240)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于還包括適用于對所述Null_flag信號濾波并產(chǎn)生Null_lock信號的濾波器(255)，所述Null_lock信號的第一值指示所述流包含多個(gè)空分組。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述濾波器(255)實(shí)現(xiàn)滯后門限處理。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述濾波器(255)由有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述濾波器(255)輸出的Null_lock信號的第一值指示所述流包含在第一數(shù)量的連續(xù)分組內(nèi)的第一閾值數(shù)量的空分組(lock_in_hresh)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一閾值數(shù)量和所述連續(xù)分組的第一數(shù)量中的至少一個(gè)是可編程的。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述濾波器(255)輸出的所述Null_lock信號的第二值指示所述流包含在第二數(shù)量的連續(xù)分組內(nèi)的第二閾值數(shù)量(lock_out_hresh)的不是空分組的分組。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一閾值數(shù)量和第二閾值數(shù)量中的至少一個(gè)是可編程的。
11.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述空分組檢測器(250)通過比較接收分組的首部部分的內(nèi)容與第一預(yù)定值來確定所述接收分組是否是空分組。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述空分組檢測器(250)通過進(jìn)一步比較接收分組的數(shù)據(jù)部分的內(nèi)容與第二預(yù)定值來確定所述接收分組是否是空分組。
13.一種用于處理作為數(shù)字編碼信號且具有多個(gè)分組類型的固定長度分組流的裝置(299)，每個(gè)分組包括首部部分和數(shù)據(jù)部分，所述首部部分包含校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)，所述裝置包括校正子檢測器(210)，用于檢測所述校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)，并產(chǎn)生指示所述校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)的位置的Sync_flag信號；空分組檢測器(250)，其適用于檢測接收分組是否是空分組，并適用于識別檢測到的空分組的所述同步字節(jié)位置；以及MPEG同步字節(jié)重新插入電路(240)，用于將預(yù)定值插入MPEG同步信號指示的所述同步字節(jié)位置。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述空分組檢測器(250)還適用于輸出Null_Sync信號，以指示檢測到的空分組的所述同步字節(jié)位置。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于還包括多路復(fù)用器，其特征在于，所述校正子檢測器的所述Sync_flag輸出和所述空分組檢測器的所述Null_Sync輸出被多路復(fù)用，并由所述多路復(fù)用器根據(jù)是否已經(jīng)檢測到空分組交替輸出，以供所述MPEG同步字節(jié)重新插入電路使用。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于還包括判定邏輯電路(260)，其有效連接到所述多路復(fù)用器，并適用于控制所述多路復(fù)用器，以便在所述空分組檢測器檢測到空分組時(shí)，所述空分組檢測器的所述Null_Sync被所述多路復(fù)用器輸出，以用作所述MPEG同步字節(jié)重新插入電路使用的MPEG同步信號。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于經(jīng)過修改，以便在檢測到空分組時(shí)，所述空分組檢測器的所述Null_Sync輸出用作由所述MPEG同步重新插入電路使用的所述MPEG同步信號。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，在沒有檢測到空分組時(shí)，所述空分組檢測器的所述Null_Sync輸出不用作由所述MPEG同步重新插入電路使用的所述MPEG同步信號。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，在沒有檢測到空分組時(shí)，所述校正子檢測器輸出的所述Sync_flag用作由所述MPEG同步重新插入電路使用的所述MPEG同步信號。
20.一種用于處理固定長度分組流的方法，每個(gè)分組包含校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)，所述流包括多個(gè)分組，每個(gè)分組包含在每個(gè)分組首部部分中的第一固定位模式，所述方法包括執(zhí)行對所述流中的所述校驗(yàn)和解碼，以檢測所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組的校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)位置候選的第一檢測步驟；執(zhí)行檢測所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組的首部部分中的第一固定位模式的第二檢測步驟；如果在所述固定長度分組流中檢測到所述第一固定位模式，則基于所述第一固定位模式的檢測識別每個(gè)所述固定長度分組的同步字節(jié)的所述同步字節(jié)位置；將預(yù)定同步字節(jié)值插入所述識別的同步字節(jié)位置。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)在所述第一檢測步驟中檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)位置候選時(shí)執(zhí)行第二檢測步驟。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，當(dāng)在所述固定長度分組流中沒有檢測到第一固定位模式時(shí)，基于所述第一檢測步驟的結(jié)果識別所述流中的每個(gè)所述固定長度分組的所述同步字節(jié)的所述同步字節(jié)位置；以及基于所述第一檢測步驟的所述結(jié)果將所述預(yù)定同步字節(jié)值插入所述同步字節(jié)位置候選。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，如果在所述第一檢測步驟中檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選，但所述第二檢測步驟沒有檢測到所述第一固定位模式，則基于所述第一檢測步驟的所述結(jié)果將預(yù)定同步字節(jié)值插入所述同步字節(jié)位置候選。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，即使在所述第一檢測步驟中沒有檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選，也執(zhí)行所述第二檢測步驟。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一固定位模式是所述多個(gè)分組內(nèi)每個(gè)分組的首部部分中的預(yù)定位模式。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述首部部分包括MPEG-2傳輸流的傳輸首部。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一固定位模式是包括至少以下MPEG-2傳輸流鏈接首部字段值之一的預(yù)定模式payload_unit_start_indicator＝′0′，PID＝0×1FFF，transport_scrambling_control＝′00′，以及adaptation_field＝′01′。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)分組中的每一個(gè)是MPEG-2空分組。
29.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)分組中的每一個(gè)分組的首部部分中包含第一固定位模式，每一個(gè)分組的數(shù)據(jù)部分內(nèi)包含第二固定位模式；所述方法還包括執(zhí)行第三檢測步驟，以檢測所述固定長度分組流內(nèi)所述多個(gè)分組中的第二固定位模式，并且如果在所述固定長度分組流中檢測到所述第二固定位模式，則基于所述第三檢測步驟的所述結(jié)果將所述預(yù)定同步字節(jié)值插入所述同步字節(jié)位置。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)在所述第一檢測步驟中檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)位置候選時(shí)執(zhí)行所述第三檢測步驟。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，如果所述第一和第二檢測步驟都沒有識別出同步字節(jié)位置，則不將預(yù)定同步字節(jié)值插入所述固定長度分組流中。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)所述第二檢測步驟在所述固定長度分組流中檢測到所述第一固定位模式時(shí)才執(zhí)行所述第三檢測步驟。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，如果在所述固定長度分組模式中沒有檢測到所述第二固定位模式，則基于所述第一檢測步驟的所述結(jié)果識別每個(gè)所述固定長度分組的同步字節(jié)的所述同步字節(jié)位置。
34.一種用于處理固定長度分組流的方法，其中每個(gè)分組包括校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)，所述流包括多個(gè)分組，每個(gè)分組包含在PID部分中的第一數(shù)據(jù)模式，所述方法包括對所述固定長度分組中在前一個(gè)分組內(nèi)的校驗(yàn)和解碼，以檢查所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組中的校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選；以及如果在所述解碼步驟中檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選，則搜索所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組的PID部分中的所述第一數(shù)據(jù)模式。
35.一種用于處理固定長度分組流的裝置，每個(gè)分組包括校驗(yàn)和同步字節(jié)，所述流包括多個(gè)分組，每個(gè)分組包含在PID部分中的第一數(shù)據(jù)模式，所述裝置包括用于對所述固定長度分組中在前一個(gè)分組內(nèi)的校驗(yàn)和解碼，以檢查所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組中的校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選的部件；以及用于在所述解碼步驟中檢測到校驗(yàn)和編碼的同步字節(jié)候選時(shí)，搜索所述固定長度分組中當(dāng)前一個(gè)分組的PID部分中的所述第一數(shù)據(jù)模式的部件。
36.一種用于機(jī)頂盒的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括一組指令，當(dāng)被加載到所述機(jī)頂盒中時(shí)，所述一組指令使所述機(jī)頂盒執(zhí)行如權(quán)利要求20所述的用于處理固定長度分組流的方法。
37.一種用于電視機(jī)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括一組指令，當(dāng)被加載到所述電視機(jī)中時(shí)，所述一組指令使所述電視機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求20所述的用于處理固定長度分組流的方法。
全文摘要
用于在包含多個(gè)空分組的分組流或包含固定重復(fù)位模式的多個(gè)分組的情況下可靠地檢測經(jīng)由數(shù)字傳輸系統(tǒng)接收的MPEG－2分組同步字節(jié)位置以及用于可靠地同步該MPEG－2流廣播并將其傳遞到接收機(jī)傳輸層的方法和裝置(299)?？辗纸M檢測器(250)比較當(dāng)前分組內(nèi)容與固定(或預(yù)定)位模式，以檢測空分組，從而可靠地識別該空分組的同步字節(jié)位置?；诜纸M流中多個(gè)空分組的首部部分中的預(yù)定固定位模式的位置來識別同步字節(jié)位置。
文檔編號H04N7/24GK1810042SQ200480017116
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
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