Устройство для выдачи сжатого видеосигнала (варианты)
Изобретение предназначено для обеспечения синхронизации промежуточного уровня сигнала, такого как транспортный уровень или уровень уплотнения в режиме временного разделения многоуровневого сжатого видеосигнала, включающий на кодирующей стороне системы устройство (13,23,25) для включения привязки временной метки, такой как количество импульсов из счетчика (23) по модулю К и представление для метки разности времени, которое может быть исправлено на время прохождения соответствующих (например, уплотнительных) схем по мере прохождения сигнала через эти схемы. На приемной стороне системы счетчик (27) реагирует на сигнал регулируемого приемного синхронизатора и количество импульсов в этом счетчике отбирается после поступления временных меток, введенных на транспортный уровень. В ременные метки и метки разности времени извлекаются из сигнала и комбинируются с целью формирования скорректированной временной метки. Разница в последовательно отобранных значениях количества импульсовна счетчике приемника сравниваются с различиями между соответствующими последовательными скорректированными временными метками, чтобы выдать сигнал, управляющий синхронизирующим сигналом приемника. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для выдачи синхронизирующего сигнала на устройство разделения сигнала, каковой синхронизирующий сигнал в основном частотно согласован с синхронизирующим сигналом на кодирующем устройстве.
Системы генерирования и передачи сжатого видеосигнала могут действовать на нескольких уровнях синхронизации или, возможно, более точно могут быть названы асинхронными. Например, действительное устройство сжатия будет синхронизировано, по меньшей мере частично, с вертикальной частотой кадров исходного видеосигнала, и может также быть синхронизирована с цветовой поднесущей. После сжатия видеосигнала и его формирования в определенный код сигнала, такой как MPEG 1, он может быть преобразован далее в транспортные пакеты для последующей передачи. Транспортные пакеты могут быть подвергнуты уплотнению в режиме временного разделения с пакетами от других источников видеосигналов или данных. Пакетирование и уплотнение в режиме временного разделения могут выполняться как во взаимно синхронном режиме, так и без него, а взаимно синхронный режим может быть и может не быть синхронным с операцией сжатия. Транспортные пакеты (как с уплотнением, так и без него) могут быть затем направлены на модем для передачи информации. Модем может работать как синхронно, так и не синхронно с упоминающимися ранее системами. Прием полностью уплотненного в режиме временного разделения переданного сжатого сигнала обычно требует, чтобы различные подсистемы работали синхронно с аналогичными им элементами, выполняющими противоположные функции. Так, например, разделитель должен выдавать видеосигнал с той же частотой кадров, которую имеет видеосигнал на сжимающем устройстве, обеспечивая при этом синхронизацию со звуковым сопровождением. Синхронизация видео- и звуковых сигналов в разделительной части системы может быть выполнена путем ввода на кодере в сжатые видео- и звуковые сигналы привязок времени представления, указывающих относительное время произведения/воспроизведения соответствующих сегментов сигнала. Такие привязки по времени представления (ПВП) могут быть использованы для сопоставления распределения по времени связанных звуковых и видеосигналов в целях синхронизации и обеспечения нужной последовательности и длительности. Приемный модем должен, конечно, работать в точности на той же частоте что и передающий модем. Приемные модемы обычно включают системы фазовой синхронизации, реагирующие на переданные несущие частоты с генерированием синхронных синхронизирующих сигналов. Синхронизация работы устройства временного уплотнения и/или транспортного пакетирования может оказаться несколько более сложной по двум причинам. Первая заключается в том, что подлежащая уплотнению информация может поступать нерегулярно. Вторая заключается в том, что между модемом и разделителем обычно применяется буферизация частот, причем необходимо не допускать ни переполнения, ни недополнения частотного буфера, учитывая при этом, что размеры буфера должны оставаться как можно меньше с целью снижения издержек производства. Настоящее изобретение относится к системе и устройству для ввода в сжатый видеосигнал кодов разности времени или количества импульсов с целью обеспечения синхронизации промежуточного уровня сигнала, такого как транспортный уровень или уровень уплотнения многоуровневого сжатого видеосигнала. В варианте реализации в кодирующей части системы по модулю K счетчик синхронизируется под воздействием синхронизатора системы, и выбранные значения количества импульсов, выданные счетчиком, включаются в сигнал на транспортном уровне согласно заранее установленной программе. Предусматривается также включение значений, представляющих предварительно сжатые количества импульсов, когда в сигнал помещается предварительно сжатый видеосигнала. Еще в одном варианте реализации в местах передачи сигнала, где может происходить определение очередности сжатого видеосигнала, предусматривается возможность измерения длительности, количеством синхроимпульсов в частоте синхронизатора системы, времени задержки сигнала, а также возможность для доступа и изменения разности в количестве импульсов между указанным транспортным пакетом и измеренным значением задержки. В варианте реализации в приемной части системы счетчик, сходный со счетчиком кодирующей части системы реагирует на сигнал синхронизации контролируемого приемника, выдавая количества импульсов, которые выбираются во время, связанное с поступлением количества импульсов, включенных в транспортный уровень. Значения переданного количества импульсов и различия в количестве импульсов извлекаются из полученного транспортного уровня и сравниваются с количеством импульсов на приемнике для генерирования сигнала, управляющего синхронизирующим сигналом приемника. На фиг. 1 показана блок-схема системы кодирования/декодирования сжатого видеосигнала, включающая устройство восстановления синхронизации, являющееся вариантом реализации настоящего изобретения; на фиг. 2 - блок-схема устройства уплотнения сигнала в режиме временного разделения полезного для представления процесса уплотнения в режиме временного разделения информации из различных источников; на фиг. 3 и 5 - блок-схемы альтернативных вариантов реализации устройства восстановления синхронизатора, предназначенного для использования с переданной сжатой видеоинформацией; на фиг. 4 - блок-схема устройства уплотнения сигнала в режиме временного разделения, включающая систему увеличения временных привязок, включаемых в сигнал уплотнения; на фиг. 6 и 7 - наглядные схемы транспортного блока и вспомогательного транспортного блока сигнала; на фиг. 8 показана схема работы транспортного процессора с фиг. 2. На фиг. 1 показана типичная система, в которой может применяться изобретение, система образуемая для передачи сжатого цифрового видеосигнала. В этой системе видеосигнал из источника 10 поступает на сжимающее устройство 11, которое может включать кодер с предварительной компенсацией движения, в котором используется дискретное косинусное преобразование. Сжатый видеосигнал с устройства 11 подается в форматер 12. Форматер компонует сжатый видеосигнал и другие вспомогательные данные согласно определенному коду сигнала, такому как MPEG, стандарту, разработанному Международной Организацией Стандартизации. Стандартизированный сигнал поступает на транспортный процессор 13, который разделяет сигнал на пакеты данных и добавляет некоторые избыточные данные с целью обеспечения определенной помехоустойчивости для целей передачи. Транспортные пакеты, которые обычно формируются неравномерно, поступают в частотный буфер 14, выдающий данные на выходе с относительно постоянной частотой, позволяющей эффективно использовать относительно узкую ширину полосы пропускания. После буфера данные поступают на модем 15, осуществляющий передачу сигнала. Синхронизатор системы 22 выдает синхронизирующий импульс, управляющий большей частью устройства, включающий по меньшей мере транспортный процессор. Этот синхронизатор будет работать с постоянной частотой, такой как, например, 27 МГц. Как здесь показано, однако, он используется для генерирования тактовой информации. Синхронизатор системы соединяется с тактовым вводом счетчика 23, который может быть настроен, например, на счет по модулю 230. Выдаваемое счетчиком значение количества импульсов применяется к двум фиксаторам, 24 и 25. Фиксатор 24 устанавливается источником видеосигнала на фиксацию количества импульсов в случае возникновения соответствующих межкадровых интервалов. Эти количества импульсов обозначаются привязками времени представления, ПВП, и включаются в сжатый видеосигнал форматером 12. Они используются приемником для последующей синхронизации взаимосвязанных звуковой и видеоинформации. Фиксатор 25 устанавливается транспортным процессором 13 (или регулятором системы 21) для фиксации количества импульсов согласно заданной программе. Эти показатели количества импульсов являются привязками синхронизации отмеченной программы, ПСП, и включены в качестве вспомогательных данных в соответствующие вспомогательные транспортные пакеты. Регулятор системы 21 является устройством переменного состояния, запрограммированным на координацию работы различных процессорных элементов. Заметим, что регулятор 21, сжимающее устройство 11 и транспортный процессор 13 могут работать синхронно и не синхронно при обеспечении общей синхронизации, пока между процессорными элементами обеспечивается должная взаимосвязь. Элементы 16 - 26 на фиг. 1 составляют приемную часть приемо-передающей системы, в которой модем 16 выполняет функции, обратные функциям модема 15. Информация с модема 16 поступает на противоположный транспортный процессор 18, который передает сжатый видеосигнал, отформатированный согласно коду системы, на частотный буфер 17. Затем частотный буфер 17 по мере требований выдает сжатый видеосигнал на разделитель 19. Разделитель в ответ на сжатый видеосигнал воспроизводит разделенный видеосигнал для отображения на устройстве 20 или для записи и т.п. на соответствующем устройстве. Противоположный процессор 18 выдает ПСП из вспомогательной транспортной информации, а также сигнал, управляющие работой синхрогенератора системы 27. Синхрогенератор под воздействием этих сигналов генерирует синхронизирующий сигнал системы, синхронный по меньшей мере с работой транспортного процессора. Этот синхронизирующий сигнал системы поступает на регулятор 26 приемной системы для управления тактированием соответствующих процессорных элементов. Обратимся к фиг. 2, на которой в качестве примера показано устройство, которое может быть включено в передающий модем. Модем может принимать данные от многих источников, причем все эти данные должны быть переданы по общему каналу связи. Этого можно добиться путем уплотнения в режиме временного разделения различных сигналов из различных источников. Кроме того, уплотнение в режиме временного разделения может быть выполнено по уровням. Так, например, видеопрограммы, Pi, могут формироваться в различных студиях и поступать на устройство уплотнения первого уровня 55. Эти программы подвергаются уплотнению в режиме временного разделения с помощью известной техники и выдаются как исходный сигнал S1. Сигнал S1 и другие исходные сигналы Si подаются на устройство уплотнения второго уровня 56, на котором сигналы Si подвергаются уплотнению в режиме временного разделения в соответствии с известной техникой и заранее установленной программой. И, наконец, в рамках самих соответствующих программ возможна другая форма уплотнения. Это уплотнение может иметь форму рекламы, вставленной в материал программы или записанного материала, вставляемого между сегментами материала прямой трансляции. В этих последних случаях предполагается, что реклама или записанный материал были предварительно закодированы соответствующими ПВП и ПСП. В этом случае ПВП и ПСП записанного материала не связаны с ПВП и ПСП материала прямой трансляции в реальном времени. В отношении ПВП это обычно не вызывает проблем, поскольку видеосигнал будет включать параметры, дающие команду разделителю на повторную инициализацию нового сигнала. В отличие от этого недостаточная корреляция между ПВП в записи и в реальном времени может полностью нарушить связь частотного буфера и противоположного транспортного процессора приемной системы вплоть до потери синхронизации. На фиг. 2 предполагается, что транспортный процессор 53 включает устройство уплотнения, сходное по работе с отдельными устройствами уплотнения 55 и 56. В системе уплотнения существует еще одна проблема. Для того чтобы не допустить потери информации в соответствующих узлах уплотнения при параллельном поступлении информации из нескольких источников, необходимо обеспечить определенную буферизацию сигналов в мультиплексорах. Эти буферы будут накладывать задержку T+/-



Формула изобретения
1. Устройство для выдачи сжатого видеосигнала, содержащее источник сжатого видеосигнала, включающий привязки по времени представления, средство для генерирования временных меток, играющих синхронизирующую роль для сжатого видеосигнала, отличающееся тем, что содержит схему транспортного процессора для формирования транспортных пакетов, включающих полезную нагрузку сжатого видеосигнала и транспортные заголовки, идентифицирующие соответствующие полезные нагрузки и для включения в один из транспортных пакетов временных меток и дополнительного поля данных для включения синхронизирующей информации, относящейся к одной из временных меток предварительно сжатого видеосигнала и возрастающим задержкам транспортных пакетов, возникающим при последующей транспортной обработке соответствующих транспортных пакетов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для генерирования временных меток включает источник синхронизирующих импульсов, средство подсчета синхронизирующих импульсов по модулю К, где К является целым числом, средство для периодического отбора количества импульсов из средств подсчета. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает источник дополнительного сжатого сигнала, подлежащего уплотнению в режиме временного разделения сжатым видеосигналом для передачи или записи, средства уплотнения, включающие несколько входных терминалов, для избирательной подачи сигнала на выходной терминал с одного из нескольких входных терминалов, буферное ЗУ, вход которого подключен для приема сжатого видеосигнала для последующей передачи или записи, а выход подключен к одному из нескольких терминалов средств для уплотнения, причем буферное ЗУ настроено на хранение сжатого видеосигнала для передачи или хранения в течение интервалов, когда средство для уплотнения не принимает сигнала по одному из нескольких входных терминалов, и включает источник синхронизирующих импульсов, средства измерения времени прохождения сигнала через буферное ЗУ в единицах синхронизирующих импульсов и средства для приращения на основе измеренного времени прохождения значений, содержащихся в дополнительном поле данных транспортных пакетов, проходящих через буферное ЗУ. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит синхронизирующее устройство системы для выдачи синхронизирующих сигналов, счетчик для подсчета синхронизирующих импульсов по модулю К, где К является целым числом, средство для периодического сохранения текущих значений количества импульсов, выданных счетчиком для помещения в один из транспортных пакетов, источник предварительного сжатого видеосигнала, включая временные метки для оказания помощи синхронизации системы и схему транспортного процессора, включающую средство для доступа к временным меткам из предварительно сжатого видеосигнала и средство генерирования тактовой информации, относящейся к временным меткам предварительно сжатого видеосигнала. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опознаваемые транспортные пакеты являются вспомогательными транспортными пакетами, имеющими вспомогательные транспортные заголовки и полезную нагрузку, включающую временные метки и изменяемые поля для включения тактовой информации, относящейся к одной из временных меток предварительно сжатого видеосигнала, и возрастающие задержки, вызываемые вспомогательным транспортным пакетом в течение последующей передаточной обработки указанного вспомогательного транспортного пакета, и в котором заголовок вспомогательных транспортных пакетов включает знак, указывающий, может ли поле быть модифицировано. 6. Устройство для выдачи сжатого видеосигнала, содержащее источник видеосигнала, источник предварительно сжатого видеосигнала, включая количество импульсов для оказания помощи системе синхронизации, отличающееся тем, что содержит средство для сжатия, подключенное к источнику видеосигнала для выдачи компонентов сжатого видеосигнала, включая описательные заголовки и данные, представляющие информацию элементов изображения, сформатированные согласно предварительно выбранному протоколу, синхронизирующее устройство системы для выдачи синхронизирующих импульсов, счетчик для подсчета синхронизирующих импульсов по модулю К, где К является целым числом, средство для периодического сохранения текущих показателей импульсов, выданных счетчиком, средство, включающее транспортный процессор, подключенный для получения сформатированного сжатого видеосигнала и предварительно сжатого видеосигнала с целью выдачи последовательности пакетов сигналов, включая сжатый видеосигнал или предварительно сжатый видеосигнал, в который один из пакетов в последовательности пакетов сжатых видеосигналов идентифицируется как включающий информацию, представляющую текущее количество импульсов, а один из пакетов в последовательности пакетов предварительно сжатого видеосигнала идентифицируется как включающий информацию, представляющую количество импульсов и текущее количество импульсов, и средство для подготовки последовательности к передаче. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что такие средства, включающие транспортный процессор, включают средства для разделения сжатого видеосигнала на сегменты с заранее определенным количеством информации, реагирующие на заголовки сжатых видеосигналов для формирования транспортных заголовков, и соединения соответствующих транспортных заголовков с полезной нагрузкой, состоящей из соответствующих сегментов сжатого видеосигнала для формирования соответствующих транспортных пакетов, средства для формирования транспортных пакетов, идентифицирующих как включающие информацию о количестве импульсов и включающие по меньшей мере текущее количество импульсов, средства для формирования транспортных пакетов предварительно сжатого видеосигнала, включая пакеты, идентифицирующие как включающие количество импульсов и включающие информацию, представляющую текущее количество импульсов и дополнительную информацию, включающую количество импульсов предварительно сжатого видеосигнала, и средства для формирования сигнала, включая последовательность транспортных пакетов сжатого видеосигнала и предварительно сжатого видеосигнала. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит источник дополнительных пакетов сигнала, средство для уплотнения последовательности пакетов сигнала с дополнительными пакетами сигнала и средство модифицирования количества импульсов в последовательности пакетов сигнала в зависимости от возрастающих задержек, вызванных средствами для уплотнения. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что включает источник дополнительного сжатого сигнала, подлежащего уплотнению в режиме разделения последовательности сигнала, включая сжатый видеосигнал или предварительно сжатый видеосигнал для передачи или записи, средства уплотнения, включающие несколько входных терминалов, для избирательной подачи сигнала на входной терминал с одного из нескольких входных терминалов, буферное ЗУ, имеющее вход, подключенный для приема последовательности пакетов сигнала, включая сжатый видеосигнал или предварительно сжатый видеосигнал, и вход, подключенный к одному из нескольких терминалов, средства для уплотнения, причем буферное ЗУ настроено на хранение последовательности пакетов сигнала, включая сжатый видеосигнал или предварительно сжатый видеосигнал в течение интервалов, когда средство для уплотнения не принимает сигнала по одному из нескольких входных терминалов, и включает источник синхронизирующих импульсов, средство измерения времени прохождения сигнала через буферное ЗУ в единицах указанных синхронизирующих импульсов и средство приращения количества импульсов в транспортных пакетах, идентифицируемых как включающие количество импульсов, которые проходят через указанное буферное ЗУ, на основе измеренного времени прохождения. 10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что опознаваемые транспортные пакеты являются вспомогательными транспортными пакетами, имеющими вспомогательные транспортные заголовки и полезную нагрузку, включающую временные метки и модифицируемое поле для включения тактовой информации, относящейся к одной из временных меток предварительно сжатого видеосигнала, и возрастающие задержки, вызываемые вспомогательным транспортным пакетом в течение последующей передаточной обработки вспомогательного транспортного пакета, и в котором заголовок вспомогательных пакетов включает знак, указывающий, модифицировано ли поле.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2002
(73) Патентообладатель:ДЖИ И ТЕХНОЛОДЖИ ДИВВЕЛОПМЕНТ, ИНК. (US)
Договор № 15105 зарегистрирован 17.09.2002
Извещение опубликовано: 10.11.2002