Устройство для синхронизации
Изобретение относится к способу и устройству для выдачи синхронизирующего сигнала на устройство разделения сигнала, причем синхронизирующий сигнал частотно согласован с синхронизирующим сигналом на кодирующем устройстве. Технический результат - обеспечение синхронизации промежуточного уровня сигнала. Устройство для обеспечения синхронизации промежуточного уровня сигнала, такого как транспортный уровень или уровень уплотнения многоуровневого сжатого видеосигнала, включает на кодирующей стороне системы устройство для включения привязки временной метки, такой как количество импульсов из счетчика по модулю К и предоставление для метки разности времени, которое может быть поправлено на время прохождения соответствующих (например, уплотнительных) схем по мере прохождения сигнала через эти схемы. На приемной стороне системы счетчик реагирует на сигнал регулируемого приемного синхронизатора и количество импульсов в этом счетчике отбирается после поступления временных меток, введенных на транспортный уровень. Временные метки и метки разности времени извлекаются из сигнала и комбинируются с целью формирования скорректированной временной метки. Разница в последовательно отобранных значениях количеств импульсов на счетчике приемника сравнивается с различиями между соответствующими последовательными скорректированными временными метками, чтобы выдать сигнал, управляющий синхронизирующим сигналом приемника. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для выдачи синхронизирующего сигнала на устройство разделения сигнала, причем синхронизирующий сигнал по существу 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 синхронизировано с цветовой поднесущей. После сжатия видеосигнала и его формирования в определенный код сигнала, такой как МРЕG 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 упоминавшимися ранее системами. Прием полностью уплотненного 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 по 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 мультиплексирования 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. Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства 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 К 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 видеосигнал. В местах передачи сигнала, где может происходить определение очередности сжатого видеосигнала, предусматривается возможность измерения длительности, количества 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 приемной части системы счетчик, сходный со счетчиком кодирующей части системы, чувствителен к сигналу 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. Решение вышеупомянутой задачи обеспечивается созданием устройства для синхронизации, по меньшей мере, части системы приема сжатого видеосигнала, обрабатывающего сжатый сигнал, поступающий в транспортных пакетах сжатого видеосигнала, где идентифицируемые сигналы из указанных транспортных пакетов включают привязки синхронизации программы, включая количество импульсов, периодически получаемое от счетчика, настроенного на подсчет по модулю К (К является положительным целым числом), импульсов синхронизатора системы кодирования и которые включают различия в количестве импульсов, относящиеся к одной из привязок синхронизации программы информации предварительно сжатого сигнала, уплотненного со сжатым видеосигналом, и нарастающие задержки, внесенные транспортными пакетами, причем указанное устройство содержит источник транспортных пакетов, включающий транспортные пакеты, содержащие показатели количества импульсов и различий в количестве импульсов, управляемый генератор, чувствительный к управляющему сигналу Е, для включения синхронизатора приемной системы, приемный счетчик, настроенный на подсчет импульсов синхронизатора приемной системы по модулю К, средство, чувствительное к обнаружению транспортных пакетов, включающих количества импульсов, для сохранения количества импульсов, выданного приемным счетчиком, средство для восстановления показателей количества импульсов и разницы в количестве импульсов из транспортных пакетов и чувствительное к последовательно сохраняемым показателям количества импульсов, выдаваемых приемным счетчиком, и передачи показателей количества импульсов и разницы в количестве импульсов из транспортных пакетов для генерирования сигнала управления Е для управления управляемым генератором. На чертежах: На фиг. 1 показана блок-схема системы кодирования/декодирования сжатого видеосигнала, включающая устройство восстановления синхронизации, являющееся вариантом реализации настоящего изобретения На фиг. 2 показана блок-схема устройства уплотнения сигнала, полезного для представления процесса уплотнения информации из различных источников. На фиг. 3 и 5 показаны блок-схемы альтернативных вариантов реализации устройства восстановления синхронизатора, предназначенного для использования с переданной сжатой видеоинформацией. На фиг. 4 показана блок-схема устройства уплотнения сигнала, включающая систему увеличения временных привязок, включаемых в сигнал уплотнения. На фиг.6 и 7 показаны 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, включающей 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 взаимно связанных 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. Отмечается, 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 приемно-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 также ПСП из вспомогательной транспортной информации, а также сигналы, 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. На фиг. 2 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 может быть выполнено по уровням. Так, например, видеопрограммы Рi 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 корелляция 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 Т+/-



Формула изобретения
1. Устройство для синхронизации, по меньшей мере, части системы приема сжатого видеосигнала, которая обрабатывает сжатый видеосигнал, поступающий в транспортных пакетах, при этом те из транспортных пакетов, которые являются идентифицируемыми, включают в себя привязки синхронизации программы и/или показатели разницы в количестве импульсов, которые относятся к привязкам синхронизации программы информации предварительно сжатого сигнала или нарастающим задержкам, вносимым транспортными пакетами, отличающееся тем, что содержит источник упомянутых транспортных пакетов, включая транспортные пакеты, имеющие показатели количества импульсов и разницы в количестве импульсов, управляемый генератор 37, чувствительный к управляющему сигналу Е, для обеспечения синхронизатора приемной системы, счетчик 36 приемника, настроенный на подсчет импульсов упомянутого синхронизатора приемной системы по модулю К для формирования показателей количества импульсов приемника, детектор 31, чувствительный к появлению транспортных пакетов, включающих в себя упомянутые количества импульсов, для сохранения количества импульсов, выдаваемых упомянутым счетчиком приемника, в регистре 35, транспортный процессор 32 для восстановления показателей количества импульсов и разницы в количестве импульсов из упомянутых транспортных пакетов, регулятор 39 синхронизации, чувствительный к последовательно сохраняемым показателям количества импульсов приемника и упомянутым соответствующим показателям количества импульсов и разнице в количестве импульсов из упомянутых транспортных пакетов для генерирования упомянутого управляющего сигнала Е для управления упомянутым управляемым генератором. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый регулятор 39 синхронизации объединяет упомянутые показатели количества импульсов и разницу в количестве импульсов для формирования скорректированного количества импульсов и вычисляет упомянутый управляющий сигнал Е по формуле E = f(|ИПСПn-ИПСПn-1|-|ПСППn-ПСППn-1|), где ИПСПn и ИПСПn-1 - последовательные исправленные значения количества импульсов; ПСППn и ПСППn-1 - соответствующие сохраненные значения импульсов приемника, выдаваемые упомянутым синхронизатором приемной системы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые идентифицируемые транспортные пакеты включают в себя информацию заголовка, которые указывают, что соответствующие упомянутые транспортные пакеты включают в себя упомянутые количества импульсов, а упомянутый детектор содержит согласованный фильтр для обнаружения упомянутых данных заголовка. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый транспортный процессор 32 содержит контроллер 33, чувствительный к информации заголовка в соответствующих транспортных пакетах для генерирования сигналов синхронизации, разделитель, чувствительный к упомянутым сигналам синхронизации и к упомянутым транспортным пакетам для избирательного пропускания данных в упомянутых транспортных пакетах, возникающие в предварительно определенных местах, и запоминающее устройство 46 для запоминания информации, избирательно пропущенных упомянутым разделителем. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит фильтр нижних частот, включенный между регулятором 39 синхронизации и упомянутым управляемым генератором. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые идентифицируемые транспортные пакеты включают в себя данные заголовка (HD, AFID), которые указывают, что соответствующие транспортные пакеты включают в себя упомянутые количества импульсов, а упомянутый детектор 31 содержит согласованный фильтр для обнаружения упомянутой информации заголовка, при этом упомянутый транспортный процессор 32 содержит регулятор 33, чувствительный к информации заголовка в упомянутых транспортных пакетах, для генерирования сигналов синхронизации, разделитель, чувствительный к упомянутым сигналам синхронизации и упомянутым транспортным пакетам, для избирательного пропускания информации в упомянутых транспортных пакетах, появляющихся в определенных местах в упомянутых пакетах, запоминающее устройство 46 для запоминания информации, избирательно пропускаемых упомянутым разделителем.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8