УПЛОТНЕНИЕ ЗАГОЛОВКОВ ПАКЕТОВ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
COMPACTION OF PACKET HEADERS OF TRANSPORT STREAM

Область техники, к которой относится изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к уплотнению (сжатию) заголовка пакетов транспортного потока для передачи по сети цифрового вещания. В частности, настоящее изобретение относится к обратимому уплотнению заголовка пакета транспортного потока.
Предшествующий уровень техники
[0002] Сети цифрового вещания обеспечивают однонаправленную передачу данных, например, аудио, видео, текста субтитров, приложений и т.д. В сетях вещания обычно не существует обратных каналов от приемника к передатчику, что не позволяет применять адаптивные методы. В настоящее время в мире существует несколько семейств стандартов цифрового вещания. Например, в Европе приняты стандарты цифрового видеовещания (DVB). В целом, эти стандарты задают физический уровень и канальный уровень широковещательной системы. Определение физического и канального уровня зависит от транспортной среды, которая может представлять собой, например, спутниковый, кабельный или наземный канал. Соответственно, семейство стандартов DVB включает в себя DVB-S и DVB-S2 для спутниковой передачи, DVB-C и DVB-C2 для кабельной передачи, DVB-T и DVB-T2 для наземной передачи и DVB-H для наземной передачи на карманные устройства.
[0003] Последний стандарт наземного цифрового вещания DVB-T2 является расширенной версией широко используемого стандарта DVB-T. Спецификации этих двух стандартов можно найти в непатентных источниках 1 и 2, соответственно. В отличие от стандарта DVB-T, стандарт DVB-T2 вводит, например, понятие магистральных потоков физического уровня (PLP), обеспечивает новые схемы прямого исправления ошибок, звездные диаграммы модуляции, увеличенные размеры символов OFDM и большее количество конфигураций пилот-сигнала.
Видеопотоки обычно кодируются с использованием стандарта с уплотнением, например, MPEG-2 или MPEG-4 часть 10 (H.264) и инкапсулируются в транспортный поток MPEG. Подробности, касающиеся транспортного потока (TS) MPEG, можно найти в непатентных источниках 3 и 4. Эти спецификации определяют механизм для мультиплексирования и синхронизации потоков аудио, видео и метаданных. В частности, поддерживаются следующие функции: (i) мультиплексирование множественных потоков в потоке постоянной битовой скорости, (ii) синхронизация потоков по декодированию, и (iii) управление буфером декодера.
[0004] В целом, сети цифрового вещания могут нести множественные транспортные потоки. Каждый транспортный поток может нести мультиплекс услуг (программ). Каждая услуга может дополнительно состоять из компонентов услуги, которые транспортируются в элементарных потоках.
[0005] Для передачи кодированного потока вещаемых данных по сети вещания, транспортный поток имеет постоянную битовую скорость и может включать в себя несколько элементарных потоков, например, потоки аудио, видео и данных. Транспортный поток постоянной битовой скорости содержит пакеты фиксированного размера, несущие данные элементарных потоков и информацию сигнализации, необходимую для идентификации программ и компонентов программы в транспортном потоке. Такие данные сигнализации включают в себя, например, таблицы информации, зависящей от программы (PSI), позволяющие приемнику/декодеру демультиплексировать элементарные потоки. Например, спецификация транспортного потока MPEG задает таблицу ассоциаций программы (PAT) и таблицу отображения программы (PMT). Каждый мультиплекс транспортных потоков имеет одну PAT. PAT обеспечивает соответствие между каждой программой, идентифицированной посредством номера программы, и пакетами, несущими PMT, связанную с этой программой. Для каждой программы существует одна PMT. PMT обеспечивает отображение между программой и ее элементарными потоками и может содержать программу и описатели элементарных потоков. Помимо таблиц PSI, заданных спецификациями транспортных потоков, различные стандарты цифрового вещания, поддерживающие транспортные потоки задают дополнительные таблицы. В семействе стандартов DVB они именуются таблицами системной информации (SI). Некоторые таблицы системной информации являются обязательными в стандартах DVB, например, таблица сетевой информации (NIT), несущая информацию, касающуюся сети цифрового вещания и физической организации переносимых транспортных потоков.
[0006] Фиг.1 иллюстрирует формат пакета 110 транспортного потока. Пакет 110 транспортного потока содержит 4-байтовый заголовок 120 и 184-байтовую полезную нагрузку 130. 4-байтовый заголовок 120 включает в себя 8 битов для последовательности 121 синхронизации, один бит для указателя 122 транспортной ошибки, один бит для указателя 123 начала участка полезной нагрузки, один бит для транспортного приоритета 124, 13 битов для идентификатора 125 пакета (PID), 2 бита для управления 126 скремблированием транспорта, 2 бита для контроля 127 поля адаптации, и 4 бита для счетчика 128 непрерывности.
[0007] Байт 121 синхронизации (синхробайт) является фиксированной последовательностью из 8 битов со значением "01000111" (0×47). Эта последовательность используется для определения границ между пакетами в системах, не имеющих других средств сигнализировать их.
[0008] Указатель 122 транспортной ошибки обычно задается на приемнике демодулятором, когда механизм исправления ошибок не дает результата, для указания декодеру, что пакет поврежден. Указатель 123 начала участка полезной нагрузки указывает, что новый пакетизированный элементарный поток или таблица PSI/SI начинается с этого пакета транспортного потока. Указатель 124 транспортного приоритета позволяет различать пакеты более высокого и более низкого приоритета среди пакетов с одинаковым идентификатором пакета (PID).
[0009] Поле 125 PID идентифицирует источник данных пакета транспортного потока. Каждый пакет транспортного потока может нести только данные из единичного/ой элементарного потока или таблицы PSI/SI. Каждый/ая элементарный поток и таблица PSI/SI уникально связан/а с PID. Таким образом, поле PID используется декодером для выделения таблиц PSI/SI и нужных элементарных потоков из мультиплексированного транспортного потока. Значения PID от 0×0000 до 0×000F зарезервированы. Значение PID 0×1FFF указывает пакеты NULL. Пакеты NULL представляют особый тип пакетов стаффинга, которые не несут данных, но необходимы, например, для асинхронного мультиплексирования элементарных потоков и таблиц PSI/SI в транспортный поток постоянной битовой скорости.
[0010] Управление 126 скремблированием транспорта сигнализирует, применяется ли скремблирование и какого рода. Контроль 127 поля адаптации указывает, присутствует ли поле адаптации и/или полезная нагрузка в пакете транспортного потока.
[0011] Счетчик 128 непрерывности - это порядковый номер пакета в транспортном потоке. Значение счетчика непрерывности увеличивается для каждого пакета транспортного потока с одним и тем же PID. Синтаксис транспортного потока допускает передачу дублированных пакетов, и счетчик непрерывности допускает идентификацию таких дублированных пакетов, имеющих один и тот же PID, путем связывания с дублированными пакетами одного и того же значение счетчика непрерывности. Здесь, "дублированный пакет" означает повторение предыдущего пакета с одним и тем же значением ID. Счетчик непрерывности ведет отсчет по модулю 16, т.е., возвращается к нулю после достижения своего максимального значения 15.
[0012] В целом, сети вещания цифрового видео могут нести множественные транспортные потоки. Каждый транспортный поток может нести мультиплекс услуг вещания цифрового видео (программ). Каждая услуга может дополнительно состоять из компонентов услуги, которые транспортируются в элементарных потоках, где элементарный поток идентифицируется идентификатором пакета PID. Все пакеты транспортного потока, принадлежащие одному и тому же элементарному потоку, имеют одно и то же значение PID. Услугой вещания может быть, например, телевизионная программа, которая может включать в себя один или более аудиокомпонентов и один или более видеокомпонентов. Множественные аудиокомпоненты могут нести речь на разных языках. Альтернативно, множественные аудиокомпоненты и множественные видеокомпоненты могут нести один и тот же аудио- и видеоконтент соответственно, но кодироваться с разными уровнями надежности.
[0013] Байт синхронизации в заголовке пакета транспортного потока передается только в системах, более низкие уровни которых не имеют никаких средств для различения границ между пакетами. Однако, в системах, располагающих такими средствами, например DVB-T2, байт синхронизации не передается. В некоторых других случаях, дополнительные поля сигнализации могут оказываться избыточными, поскольку их можно извлекать, например, из информации сигнализации, обеспечиваемой на более низких уровнях. Передача таких полей сигнализации без необходимости снижает эффективность сети цифрового вещания.
Библиография
Непатентные источники
[0014] [NPL 1] стандарт ETSI EN 302 755, "Frame Structure Channel Coding and Modulation for a Second Generation Digital Terrestrial Television Broadcasting System (DVB-T2)".
[NPL 2] стандарт ETSI и т.д. 300 744, "Digital Broadcasting Systems for Television, Sound and Data Services: Frame Instructor, Channel Coding and Modulation for Digital Terrestrial Television".
[NPL 3] ISO/IEC 13818-1, "Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information: Systems".
[NPL 4] Рекомендация ITU H.222.0, "Generic coding of moving Pictures and Associated Audio information: Systems".
Сущность изобретения
[0015] Задачей настоящего изобретения является обеспечение эффективной передачи и приема данных цифрового вещания в сети цифрового вещания посредством уплотнения заголовка пакетов транспортного потока. Это достигается посредством признаков, указанных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
[0016] Особый подход настоящего изобретения состоит в замене, на стороне передатчика, поля идентификатора пакета в заголовке пакета транспортного потока, отображаемого, согласно идентификатору пакета, в конкретный магистральный поток физического уровня, более коротким полем, именуемым, например, коротким идентификатором пакета, длина которого может составлять всего один бит. Еще один особый подход настоящего изобретения состоит в восстановлении, соответственно, на стороне приемника, идентификатора пакета путем замены упомянутого короткого идентификатора пакета первоначальным идентификатором пакета.
[0017] Замена первоначального идентификатора пакета полной длины более коротким идентификатором пакета сокращает количество битов заголовка, передаваемых для каждого пакета транспортного потока, что позволяет более эффективно использовать ресурсы в системе цифрового вещания.
[0018] В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ передачи, в сети цифрового вещания, данных цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Способ включает в себя идентификацию заголовка пакета транспортного потока, причем упомянутый заголовок включает в себя идентификатор пакета заранее заданной длины, превышающей один бит. Пакет транспортного потока маршрутизируется в магистральный поток физического уровня в соответствии с заранее заданным отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, причем в отображении, в каждый из магистральных потоков физического уровня маршрутизируются только один или более пакетов транспортного потока с одним значением идентификатора пакета. Идентификатор пакета упомянутого пакета транспортного потока заменяется однобитовым коротким идентификатором пакета. Упомянутый короткий идентификатор пакета указывает, является ли пакет пакетом NULL или пакетом данных.
[0019] Поле идентификатора пакета PID обычно имеет длину 13 битов. На основании своего значения PID, пакет транспортного потока отображается в магистральный поток физического уровня согласно заранее заданной таблице отображения, которая сигнализируется приемнику. Пакеты, отображаемые в другие PLP, преимущественно заменяются пакетами NULL. Таким образом, существующие пакеты NULL сохраняются во всех PLP.
[0020] Если PLP содержит пакеты только с одним единственным PID, короткий идентификатор пакета может иметь длину всего лишь один бит, поскольку нужно проводить различие между пакетами NULL и пакетами данных одного типа. В этом случае короткий идентификатор пакета можно альтернативно именовать указателем пакета NULL.
[0021] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство для передачи данных цифрового вещания в сети цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Устройство содержит блок выделения для идентификации заголовка пакета транспортного потока, причем заголовок включает в себя идентификатор пакета заранее заданной длины, которая превышает один бит. Устройство дополнительно содержит демультиплексор для маршрутизации упомянутого пакета транспортного потока в магистральный поток физического уровня в соответствии с заранее заданным отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, причем в отображении, в каждый из магистральных потоков физического уровня маршрутизируются только один или более пакетов транспортного потока с одним и тем же значением идентификатора пакета. Устройство дополнительно содержит блок уплотнения заголовка для замены идентификатора пакета в заголовке упомянутого пакета транспортного потока однобитовым коротким идентификатором пакета. Короткий идентификатор пакета указывает, по меньшей мере, является ли упомянутый пакет транспортного потока пакетом NULL.
[0022] Значение идентификатора пакета (поле PID) указывает источник данных, включенных в пакет транспортного потока. Источником данных является либо элементарный поток, либо таблица PSI/SI. Все пакеты транспортного потока, принадлежащие одному и тому же элементарному потоку или таблице PSI/SI, имеют одно и то же значение PID. Таблицы PSI/SI сигнализируют информацию, связанную с транспортным потоком и системой, в которой он переносится. Информация, содержащаяся в таблицах PSI, например, описывает данные, мультиплексируемые в транспортном потоке, что позволяет правильно демультиплексировать на приемнике отдельные элементарные потоки в транспортном потоке.
[0023] Термин "пакет NULL" означает пакет транспортного потока, который не содержит информации и не передается. Пакеты NULL могут присутствовать в транспортном потоке, например, для сохранения информации об относительной позиции пакетов данных.
[0024] Замена 13-битового поля PID однобитовым коротким PID (указателем пакета NULL) сокращает длину заголовка пакета транспортного потока, но все же позволяет проводить различие между пакетами NULL и пакетами данных. Существенное условие состоит в том, что все пакеты данных имеют один и тот же PID. Идентификация пакетов NULL важна для обеспечения возможности их вставки на приемнике согласно сигнализируемой информации.
[0025] На приемнике, короткий PID заменяется первоначальным 13-битовым PID. Если короткий PID указывает пакет NULL, то PID принимает заранее определенное значение идентификатора пакета для пакетов NULL, 0×1FFF.
[0026] Заголовок пакета транспортного потока дополнительно включает в себя счетчик непрерывности, который указывает порядковый номер пакета транспортного потока в элементарном потоке. Счетчик непрерывности обычно имеет 4 бита.
[0027] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, счетчик непрерывности заменяется предпочтительно однобитовым указателем дублированного пакета, который указывает, является ли пакет транспортного потока повторением предыдущего пакета с тем же самым значением PID. Эта подстановка дополнительно сокращает длину заголовка пакета транспортного потока, в то же время, позволяя идентифицировать дублированные пакеты. Подстановка возможна, поскольку пакеты транспортного потока не могут быть потеряны или переупорядочены в передаче цифрового вещания.
[0028] Заголовок пакета транспортного потока дополнительно включает в себя однобитовый указатель транспортной ошибки для сигнализации, произошла ли неисправимая ошибка в ходе передачи пакета транспортного потока.
[0029] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, указатель транспортной ошибки удаляется из заголовка пакета транспортного потока на передатчике. Удаление указателя транспортной ошибки дополнительно сокращает длину заголовка пакета. Указатель транспортной ошибки можно удалять, поскольку он установлен демодулятором на принимающей стороне.
[0030] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрен способ для приема данных цифрового вещания в сети цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Пакет транспортного потока выделяется из магистрального потока приема физического уровня, и его заголовок идентифицируется. В соответствии с отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, определяется значение идентификатора пакета для выделенного пакета транспортного потока, причем идентификатор пакета имеет заранее заданную длину множества битов. В заголовке выделенного пакета транспортного потока, короткий идентификатор пакета, который указывает, по меньшей мере, является ли пакет пакетом NULL, заменяется определенным первоначальным идентификатором пакета, который длиннее короткого идентификатора пакета.
[0031] Предпочтительно, короткий идентификатор пакета является однобитовым указателем пакета NULL. Если указатель пакета NULL не установлен, то указатель пакета NULL в заголовке принятого пакета заменяется упомянутым первоначальным 13-битовым PID. Если указатель пакета NULL установлен, указатель пакета NULL заменяется заранее заданным 13-битовым PID для пакетов NULL (1_1111_1111_1111, или 0×1FFF, указанным в спецификации транспортном потоке).
[0032] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрено устройство для приема в сети цифрового вещания данных цифрового вещания в форме пакетов транспортного потока фиксированной длины. Устройство приема содержит блок выделения для идентификации заголовка пакета транспортного потока, выделенного из магистрального потока приема физического уровня. Устройство дополнительно содержит блок извлечения заголовка для определения, в соответствии с отображением, указывающим соответствие между значениями идентификатора пакета и одним или более магистральными потоками физического уровня, значения идентификатора пакета для выделенного пакета транспортного потока. Значение идентификатора пакета имеет заранее заданную длину множества битов. Устройство приема дополнительно содержит блок уплотнения заголовка, способный заменять, в заголовке выделенного пакета транспортного потока, короткий идентификатор пакета, который указывает, по меньшей мере, является ли пакет пакетом NULL, определенным идентификатором пакета, который длиннее короткого идентификатора пакета.
[0033] Способ приема предпочтительно содержит определение значения счетчика непрерывности, обычно имеющего длину 4 бита. Определенный счетчик непрерывности преимущественно используется для замены однобитового указателя дублированного пакета в заголовке принятого пакета транспортного потока.
[0034] В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, в заголовок принятого пакета транспортного потока можно вставлять указатель транспортной ошибки. Значение указателя транспортной ошибки можно устанавливать в соответствии с результатом прямого исправления ошибок, осуществляемого на приемнике.
[0035] В соответствии с преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения, идентификатор пакета имеет длину 13 битов и уплотняется до однобитового указателя пакета NULL. Счетчик непрерывности имеет длину 4 бита и заменяется однобитовым указателем дублированного пакета. Указатель транспортной ошибки удаляется. Предпочтительно, 8-битовая последовательность синхронизации (синхробайт) также удаляется.
[0036] Благодаря замене идентификатора пакета и счетчика непрерывности и удалению указателя транспортной ошибки длина заголовка пакета транспортного потока сокращается до двух байтов. Если синхробайт не передается, результирующая длина заголовка составляет всего лишь один байт.
[0037] В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, указатель уплотнения заголовка сигнализируется для каждого магистрального потока физического уровня. Указатель уплотнения заголовка указывает, уплотнен ли заголовок пакетов транспортного потока, передаваемый в каждом магистральном потоке физического уровня, с использованием какого-либо из вышеупомянутых методов уплотнения заголовка. Предпочтительно, указатель уплотнения заголовка включен в петлю PLP, которая входит в состав сигнализации уровня 1 (сигнализации физического уровня). Альтернативно, указатель уплотнения заголовка может сигнализироваться в заголовке соответствующих пакетов, в которые инкапсулированы пакеты транспортного потока, например, кадров немодулированного сигнала (как в случае DVB-T2). Это позволяет поддерживать в одной и той же системе пакеты транспортного потока одновременно с уплотненными и неуплотненными заголовками.
[0038] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предусмотрен машиночитаемый носитель, на котором воплощен машиночитаемый программный код, причем программный код предназначен для выполнения настоящего изобретения.
[0039] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предусмотрена система для переноса данных цифрового вещания с передающей стороны на принимающую сторону, содержащая вышеописанное устройство передачи, широковещательный канал и вышеописанное устройство приема. Широковещательный канал может формироваться любыми средами, например, кабелем, спутниковым каналом, наземным беспроводным каналом и т.д. Устройством приема может быть цифровой телевизор, телевизионная приставка, персональный компьютер или портативный компьютер, снабженный приемником цифрового вещания, карманное устройство или любое другое устройство.
[0040] Вышеуказанные и другие задачи и признаки настоящего изобретения будут прояснены в нижеследующем описании и предпочтительных вариантах осуществления, приведенных совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
[0041] Фиг.1 - схематический чертеж, иллюстрирующий фиксированный формат пакета транспортного потока и его заголовок в соответствии со спецификацией транспортного потока MPEG.
Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая понятие магистрального потока физического уровня, используемое в стандарте DVB-T2.
Фиг.3 - схематический чертеж, иллюстрирующий формат кадра немодулированного сигнала для системы DVB-T2.
Фиг.4 - схематический чертеж, иллюстрирующий использование пакетов NULL в транспортном потоке до и после отображения в магистральные потоки физического уровня.
Фиг.5 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример уплотнения заголовка пакета транспортного потока в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.6A - блок-схема, иллюстрирующая пример передатчика цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.6B - блок-схема, иллюстрирующая пример приемника цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.7 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример системы цифрового вещания для применения настоящего изобретения.
Фиг.8 иллюстрирует структуру передатчика 800.
Фиг.9 иллюстрирует структуру кадра физического уровня.
Фиг.10 иллюстрирует структуру приемника 1000.
Фиг.11 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример принимающего устройства.
Фиг.12 - схематический чертеж, иллюстрирующий структуру мультиплексированных данных.
Фиг.13 - схематический чертеж, иллюстрирующий, как мультиплексируется каждый поток.
Фиг.14 - схематический чертеж, подробно иллюстрирующий, как видеопоток сохраняется в последовательности пакетов PES.
Фиг.15 - схематический чертеж, иллюстрирующий формат пакета TS и исходного пакета, присутствующих в мультиплексированных данных.
Фиг.16 - схематический чертеж, иллюстрирующий структуру данных PMT.
Фиг.17 - схематический чертеж, иллюстрирующий внутреннюю структуру мультиплексированных данных.
Фиг.18 - схематический чертеж, иллюстрирующий внутреннюю структуру информации атрибутов потока.
Фиг.19 - схематический чертеж, иллюстрирующий пример структуры устройства воспроизведения видео и вывода аудио.
Описание вариантов осуществления
[0042] Настоящее изобретение обеспечивает уплотнение заголовка пакета транспортного потока для повышения эффективности передачи в сети цифрового вещания.
[0043] Способ/устройство по настоящему изобретению можно применять к пакетам транспортного потока MPEG, передаваемым по сети широковещания. Способ/устройство может сокращать размер пакета транспортного потока до двух байтов. Это достигается путем замены и/или удаления некоторых полей в заголовке пакета транспортного потока. Уплотнение является беспотерьным (обратимым) и осуществляется на стороне передатчика. Соответственно, на стороне приемника, первоначальные заголовки пакетов можно восстанавливать с использованием информации сигнализации, передаваемой совместно с фактическими данными.
[0044] Как показано на фиг.1, самым длинным полем заголовка 120 пакета транспортного потока является 13-битовый идентификатор 125 пакета PID. Поле PID указывает источник данных, переносимых упомянутым пакетом транспортного потока. Применительно к цифровому вещанию, источником данных может быть, например, конкретный элементарный поток или таблица, содержащая информацию, зависящую от программы, или системную информацию (таблица PSI/SI). Таблицы PSI содержат информацию, необходимую приемнику для правильного демультиплексирования элементарных потоков программ в мультиплексе транспортных потоков. Длину PID можно сократить, если система более низкого уровня допускает соответствующую идентификацию источника данных.
[0045] Некоторые системы, например, последнего стандарта DVB-T2, используют понятие магистральных потоков физического уровня (PLP). Магистральные потоки физического уровня позволяют мультиплексировать множественные параллельные потоки данных на физическом уровне. Обработка для множественных потоков данных может конфигурироваться отдельно посредством выбора, например, скорости кодирования прямого исправления ошибок (FEC), размера звездной диаграммы модуляции, длины перемежения и других параметров физического уровня. Раздельная конфигурируемость магистральных потоков физического уровня позволяет обеспечивать разные уровни надежности для каждого отдельного магистрального потока физического уровня.
[0046] Фиг.2 схематически иллюстрирует традиционную сторону передатчика, которая использует магистральные потоки физического уровня, например, передатчик DVB-T2. Транспортный поток, содержащий пакеты 201 фиксированного размера, вводится в демультиплексор 210. Согласно идентификатору 125 пакета PID, на демультиплексоре пакеты транспортного потока маршрутизируются (отображаются) в соответствующие магистральные потоки 220 физического уровня и дополнительно обрабатываются. Отображение между PID 125 и PLP 220 является фиксированным, т.е. не изменяется в ходе передачи, и сигнализируется с передатчика на приемник с использованием специальных ресурсов (полей) сигнализации. Множественные магистральные потоки 220 физического уровня можно обрабатывать параллельно.
[0047] В системах цифрового вещания, которые используют магистральные потоки физического уровня, каждая услуга (программа) может передаваться в своем собственном магистральном потоке физического уровня. Это обеспечивает сокращение объема данных, подлежащих демодуляции на приемнике, при условии, что одновременно потребляется только одна услуга, поскольку приемнику нужно демодулировать только данные, переносимые в соответствующем единичном магистральном потоке физического уровня.
[0048] Обработка 220 магистральных потоков физического уровня включает в себя входную обработку 250, кодирование 260 прямого исправления ошибок (FEC), отображение 270 звездной диаграммы и перемежение 280. При осуществлении входной обработки 250, пакеты транспортного потока преобразуются в надлежащим образом форматированный битовый поток, который затем кодируется и отображается на ресурсы физического уровня. Базовая структура данных на физическом уровне известна как кадр немодулированного сигнала. Входная обработка 250 преобразует пакеты транспортного потока в кадры немодулированного сигнала, которые, совместно с байтами четности, генерируемыми кодом прямого исправления ошибок (FEC), дополнительно строят кодированные блоки FEC. Кадры немодулированного сигнала имеют фиксированную длину, которая зависит от конкретного используемого кодирования FEC.
[0049] Фиг.3 иллюстрирует кадр 303 немодулированного сигнала, который также можно найти в DVB-T2, с заголовком 320, полем 340 данных и заполнением 350. Каждый кадр немодулированного сигнала имеет заголовок 320 фиксированного размера, содержащий информацию сигнализации, необходимую для идентификации границ пакетов транспортного потока, инкапсулированных в полезную нагрузку кадра немодулированного сигнала. Заголовок кадра немодулированного сигнала включает в себя, например, так называемое поле SYNCD, которое указывает смещение относительно начала полезной нагрузки 340 пакета немодулированного сигнала к началу первого полного пакета транспортного потока в полезной нагрузке пакета немодулированного сигнала. Это проиллюстрировано на фиг.3 как участок 302 данных 340 немодулированного сигнала, участок 302 данных, включающий в себя остаток 330 последнего пакета транспортного потока, который, возможно, начался в предыдущем кадре немодулированного сигнала, причем остаток 330 имеет длину, указанную значением SYNCD. Участок 302 данных 340 дополнительно включает в себя множество пакетов 110 транспортного потока, не обязательно целое число.
[0050] Заголовок 320 кадра 303 немодулированного сигнала дополнительно включает в себя указатель (DFL) длины поля данных, который указывает длину (число байтов) полезной нагрузки 340 кадра немодулированного сигнала, занятой фактическими данными. Оставшиеся байты до конца кадра 303 немодулированного сигнала фиксированного размера являются байтами 350 заполнения. Длина поля данных требуется для того, чтобы отличать полезную нагрузку 340 от заполнения 350 в кадре немодулированного сигнала. Заполнение 350 необходимо, поскольку данные полезной нагрузки (пакеты транспортного потока) обычно не полностью заполняют последний кадр немодулированного сигнала, что демонстрирует группа 301, включающая в себя пять кадров немодулированного сигнала.
[0051] В каждом кадре передачи физического уровня, передается целое число кадров немодулированного сигнала. Кадр немодулированного сигнала также является блоком FEC (прямого исправления ошибок). Типичные схемы блочного кодирования FEC включают в себя LDPC и BCH, которые также используются в DVB-T2. Это приводит к добавлению в каждый кадр немодулированного сигнала битов четности, объем которых определяется выбранной скоростью кодирования FEC.
[0052] Отображение 270 звездной диаграммы означает применение модуляции к кодированным блокам FEC, с образованием комплексных символов. Обычно, это модуляция QAM, например, 16, 64 или 256 QAM. Наконец, комплексные символы, генерируемые отображением 270 звездной диаграммы, подвергаются частотному перемежению и/или временному перемежению путем перемежения 280 для улучшения частотного и/или временного разнесения. Перемеженные комплексные символы из разных магистральных потоков физического уровня затем отображаются 230 в кадры физического уровня. Затем кадры физического уровня модулируются 240 с использованием, например, мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и обеспечиваются для передачи в сети цифрового вещания. Параметры для вышеописанных этапов обработки сигнализируются на приемник как часть сигнализации уровня 1 (сигнализации физического уровня).
[0053] Поскольку сигнализация на более низких уровнях допускает идентификацию первого пакета транспортного потока в кадре немодулированного сигнала, приемник способен правильно выделять пакеты, синхробайт не требуется передавать в вышеописанной системе.
[0054] Что касается отображения пакетов в магистральные потоки физического уровня (отображения PID в PLP), пакеты транспортного потока с одним и тем же PID отображаются в один и тот же PLP. Однако PLP, в целом, может нести пакеты транспортного потока с множественными разными PID. Отображение PID в PLP является фиксированным, т.е. не изменяется динамически в ходе передачи. Существует два предельных случая отображения:
(i) все пакеты TS переносятся в единичном PLP вне зависимости от их PID, и
(ii) каждый PID переносится в своем собственном PLP.
[0055] В большинстве случаев, реальная система будет содержать PLP, который несет пакеты с разными значениями PID, а также PLP, который несет пакеты только с одним PID.
[0056] Согласно настоящему изобретению, в один PLP отображаются только пакеты транспортного потока с одним и тем же значением PID. Если PLP несет пакеты только с одним значением PID, поле PID в каждом пакете не требуется передавать, поскольку оно не содержит информации. Передатчик передает таблицу отображения (отображение PID в PLP), указывающую соответствие между значениями PID и одним или более PLP. Его значение можно восстанавливать на приемнике из фиксированной таблицы отображения PID в PLP, сигнализируемой передатчиком. Например, такая система может нести все пакеты PSI/SI в одном общем PLP, и каждый компонент программы (элементарный поток) в своем собственном отдельном PLP.
[0057] Также, если передатчик и приемник совместно используют заранее заданный фиксированный метод отображения (отображения PID в PLP), приемник может восстанавливать значение PID без необходимости в передаче таблицы отображения PID в PLP с передатчика на приемник.
[0058] Как описано выше, даже если PLP несет пакеты только с одним PID, пакеты NULL по-прежнему присутствуют для сохранения первоначальных позиций пакетов. Пакеты NULL имеют заранее заданный PID 0x1FFF (все единицы). Пакеты NULL являются пакеты стаффинга, которые не несут информации, но необходимы для мультиплексирования элементарных потоков переменной битовой скорости в транспортный поток постоянной битовой скорости. Чтобы метки времени, генерируемые на передатчике могли сохранять свой смысл на приемнике, модель системы транспортных потоков требует постоянной сквозной задержки в цепи, образованной модулятором, каналом и демодулятором. Метки времени критичны для относительной синхронизации компонентов услуги.
[0059] На фиг.4 показано отображение пакетов транспортного потока (TS) в PLP согласно их PID в настоящем изобретении. Пакеты, которые отображаются в конкретный PLP, заменяются пакетами NULL во всех других PLP, которые несут пакеты, принадлежащие одному и тому же транспортному потоку. Пакеты NULL нужны для сохранения битовой скорости первоначального транспортного потока во всех PLP, которые несут пакеты из этого транспортного потока. На фигуре, PID 1-4 обозначают пакеты транспортного потока с первым, вторым, третьим и четвертым значением PID, соответственно. Транспортные пакеты, помеченные как NULL, являются пакетами 410 NULL. Поскольку пакеты 410 NULL не содержат информации, их не нужно передавать. Их присутствие, однако, должно сигнализироваться, чтобы их можно было повторно вставлять в первоначальных позициях на приемнике. Это гарантирует отсутствие влияния на относительную позицию пакетов транспортного потока, благодаря чему, сквозная задержка остается постоянной.
[0060] В DVB-T2 пакеты NULL удаляются до их передачи, но количество последовательно удаленных пакетов NULL сигнализируется с использованием особого байта после каждого пакета данных. При наличии более 255 последовательных пакетов NULL, будет передан 256-й пакет NULL. Поэтому, даже после этапа удаления пакетов NULL, пакеты NULL все еще могут существовать.
[0061] Ввиду вышеописанного механизма удаления пакетов NULL, даже если PLP несет только пакеты TS с одним и тем же PID, все же необходимо отличать пакеты NULL от пакетов данных. Поэтому, согласно настоящему изобретению, первоначальное 13-битовое поле PID не полностью удаляется, но, вместо этого, заменяется коротким PID, который короче первоначального 13-битовогой PID и указывает, по меньшей мере, является ли пакет пакетом NULL. Альтернативно указанию пакетов NULL, короткий PID может указывать укороченный PID в случае, когда множественные PID переносятся в одном PLP. Здесь, укороченный PID означает первоначальный PID, который был укорочен на основании заранее заданной таблицы отображения. Укороченный PID восстанавливается до первоначального PID на приемнике на основании заранее заданной таблицы отображения.
[0062] Затем отображение между первоначальным PID и коротким PID можно сигнализировать на приемник посредством специальной таблицы.
[0063] В случае, когда только один PID (например, элементарный поток) транспортируется единичным PLP, короткий идентификатор пакета, предпочтительно, является однобитовым указателем пакета NULL, сигнализирующим, является ли пакет пакетом NULL.
[0064] Для еще большей экономии битов заголовка пакета, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения 4-битовый счетчик непрерывности также можно отбросить, поскольку пакеты транспортного потока не могут быть потеряны или переупорядочены в магистральном потоке физического уровня. Однако, поскольку счетчик непрерывности также может идентифицировать дублированные пакеты, помечая их одним и тем же значением счетчика непрерывности, один бит все же необходим для указания, дублирован ли пакет. Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, 4-битовый счетчик непрерывности заменяется однобитовым указателем дублированного пакета. На приемнике, поле счетчика непрерывности может снова восстанавливаться до его полной длины.
[0065] Для экономии еще одного бита, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, однобитовый указатель транспортной ошибки удаляется из заголовка пакета TS. Это можно сделать, поскольку указатель транспортной ошибки устанавливается на приемнике. При замене идентификатора пакета и счетчика непрерывности соответствующим однобитовым указателем и удалении указателя транспортной ошибки, 12+3+1=16 битов, т.е. в точности два байта можно сэкономить для каждого пакета транспортного потока. Это составляет половину длины заголовка пакета. Кроме того, как уже описано выше, можно удалить и синхробайт. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, размер заголовка пакета транспортного потока можно сократить с четырех байтов до всего лишь одного байта. Такое сокращение позволяет более эффективно использовать ресурсы в сети цифрового вещания.
[0066] Фиг.5 иллюстрирует пример настоящего изобретения, в котором идентификатор 125 пакета и счетчик 128 непрерывности заменяются соответствующим однобитовым указателем 510 и 520, тогда как указатель транспортной ошибки и синхробайт удаляются. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким примером. Можно заменить только идентификатор пакета и/или счетчик непрерывности и/или удалить указатель 122 транспортной ошибки. Кроме того, идентификатор пакета не обязательно заменять однобитовым указателем 510 пакета NULL, как описано выше. Его можно заменить коротким PID. Размер короткого PID можно определить таким образом, чтобы уплотненный заголовок был короче на целое число байтов. Например, при передаче указателя дублированного пакета (1 бит), контроля поля адаптации (2 бита), управления скремблированием (2 бита), транспортного приоритета (1 бит) и указателя начала полезной нагрузки (1 бит), они совместно составляют 7 битов. Для получения целого числа байтов, короткий PID может иметь длину до 9 битов. Альтернативно, если помимо вышеперечисленных параметров передается 4-битовый счетчик непрерывности, требуется 10 битов. Таким образом, короткий PID может иметь длину до 6 битов. Следует отметить, что это лишь примеры и что возможны другие комбинации, например передача указателя транспортной ошибки дополнительно или альтернативно счетчику непрерывности. Длину короткого PID преимущественно выбирать так, чтобы для ее сигнализации и для сигнализации остальных параметров требовалось целое число байтов.
[0067] Как показано на фиг.5, если в магистральном потоке физического уровня передаются пакеты транспортного потока только из единичного компонента услуги, поле 125 PID пакета 110 транспортного потока, которое уникально идентифицирует компонент услуги, несет избыточную информацию и, таким образом, передавать его не требуется. Однако однобитовый указатель 510 все же необходим для проведения различия между пакетами, несущими данные, и пакетами NULL. Приемник знает, какой PID 125 передается в данном магистральном потоке физического уровня, например, на основании статической таблицы отображения PID в PLP, и, таким образом, может восстанавливать первоначальное значение PID из уплотненного заголовка 500. Восстановление необходимо, если пакеты из разных магистральных потоков физического уровня повторно мультиплексируются, чтобы гарантировать статистически верный транспортный поток на выходе демодулятора.
[0068] Фиг.5 дополнительно иллюстрирует сокращение размера заголовка 120 пакета транспортного потока, но не передачу 4-битового счетчика 128 непрерывности. Однако, по меньшей мере, один бит 520 все же необходим для сигнализации повторения пакета. Чтобы гарантировать статистически верный транспортный поток на выходе демодулятора, необходимо разуплотнить уплотненный заголовок 500, и, таким образом, также необходимо сгенерировать счетчик 128 непрерывности. Обычно значение счетчика на приемнике не обязано быть таким же, как на передатчике, поэтому счетчик на приемнике можно инициализировать произвольным значением. Указатель дублированного пакета позволяет счетчику непрерывности на приемнике возрастать синхронно со счетчиком непрерывности на передатчике. Если необходимо точное значение счетчика, значение счетчика непрерывности может периодически сигнализироваться, чтобы счетчик приемника можно было инициализировать точным первоначальным значением на передатчике. Счетчик непрерывности можно сигнализировать, например, в каждом кадре немодулированного сигнала. Альтернативно, он может сигнализироваться только в первом кадре немодулированного сигнала кадра передачи. В этом случае, необходимо передавать только счетчик непрерывности первого пакета транспортного потока, включенного в первый кадр немодулированного сигнала.
[0069] Кроме того, на фиг.5 показано также удаление однобитового поля 122 указателя транспортной ошибки из заголовка 120 пакета транспортного потока. Если кадр немодулированного сигнала не поддается исправлению, все пакеты транспортного потока, переносимые в этом кадре, нужно пометить как нескорректированные, установив их бит указателя транспортной ошибки на приемнике. Альтернативно, если для каждого пакета TS используется контрольная сумма CRC, указатель транспортной ошибки устанавливается только для поврежденных пакетов.
[0070] Фиг.6A и фиг.6B иллюстрируют пример передатчика 600a и приемника 600b в соответствии с настоящим изобретением, соответственно. Поток пакетов 601 транспортного потока, включающих в себя пакет 110 транспортного потока, вводится в блок 610 выделения, где выделяется заголовок 120 пакета транспортного потока, и, согласно идентификатору 125 пакета в заголовке 120, демультиплексор 630 отображает пакет 110 транспортного потока в выбранный магистральный поток 220 физического уровня. В частности, в один PLP отображаются только пакеты транспортного потока с одним и тем же значением PID. Магистральный поток физического уровня выбирается на основании фиксированного отображения между PID и PLP, которое сигнализируется приемнику. Затем заголовок пакета транспортного потока уплотняется блоком 620 уплотнения заголовка. Уплотнение заголовка осуществляется, как описано выше, путем замены поля PID в заголовке 120 пакета 110 транспортного потока указателем 510 пакета NULL. Кроме того, блок 620 уплотнения заголовка может уплотнять заголовок путем замены счетчика 128 непрерывности указателем 520 дублированного пакета. Дополнительно или альтернативно, блок 620 уплотнения заголовка может уплотнять заголовок 120, не передавая указатель 122 транспортной ошибки и/или не передавая байт 121 синхронизации. Затем пакет транспортного потока с уплотненным заголовком 500 дополнительно обрабатывается на блоке 640 обработки физического уровня. Обработка 640 физического уровня может включать в себя кодирование прямого исправления ошибок, модуляцию, перемежение и т.д. Вещательный сигнал, полученный обработкой 640 физического уровня, затем передается блоком 650 передачи.
[0071] Соответственно, пример приемника 600b имеет блок 660 приема для приема вещательного сигнала, передаваемого вышеописанным устройством передачи. Принятый вещательный сигнал обрабатывается на блоке 670 обработки физического уровня, который может включать в себя обратное отображение цифрового сигнала из физических ресурсов и/или параллельную обработку в множестве магистральных потоков физического уровня, включающую в себя деперемежение, демодуляцию, декодирование прямого исправления ошибок и т.д. Принятый пакет транспортного потока из конкретного магистрального потока физического уровня поступает на блок 680 выделения, где выделяется его уплотненный заголовок 500. Блок 690 извлечения параметра заголовка извлекает поля заголовка, которые не были переданы. Например, блок 690 извлечения параметра заголовка извлекает первоначальный PID на основании сигнализируемого отображения между PID и магистральным потоком физического уровня, в котором переносится пакет транспортного потока. Согласно принятому указателю 510 пакета NULL, PID можно правильно извлекать, возможно, восстанавливая его значение, зарезервированное для указания пакета NULL, и восстанавливая значение PID, указывающее пакет данных. Блок 690 извлечения параметра может дополнительно извлекать значение счетчика непрерывности для пакета транспортного потока, как описано выше. Например, значение счетчика непрерывности могут передаваться по одному на кадр немодулированного сигнала или по одному на кадр передачи, и счетчик непрерывности значения конкретных пакетов транспортного потока соответственно может извлекаться путем увеличения сигнализируемого значения непрерывности после обработки/приема каждого пакета транспортного потока с учетом указателя 128 дублированного пакета. Например, если указатель дублированного пакета установлен, значение счетчика непрерывности для пакета не увеличивается. Блок 690 извлечения параметра может дополнительно генерировать указатель 122 транспортной ошибки на основании результата обработки прямого исправления ошибок или проверки контрольной суммы. Затем блок 695 разуплотнения заголовка заменяет принятый уплотненный заголовок 500 разуплотненным заголовком путем замены указателя 510 пакета NULL извлеченным PID 128. Он может дополнительно заменять указатель 520 дублированного пакета извлеченным счетчиком 128 непрерывности и/или вставлять сгенерированный указатель 122 транспортной ошибки. Затем пакет 691 транспортного потока с восстановленным (разуплотненным) заголовком выводится для дальнейшей обработки на более высокие уровни.
[0072] На фиг.7 показан пример системы цифрового вещания, в которой можно применять настоящее изобретение. Передатчик 710 может реализовать уплотнение заголовков пакетов транспортного потока настоящего изобретения, как описано выше, например, со ссылкой на фиг.6A. Передатчик 710 может быть единым устройством или множеством взаимосвязанных устройств. Передающая станция 715 передает вещательный сигнал, сформированный передатчиком 710. В этом примере проиллюстрирована система наземного цифрового вещания. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается и также может применяться к спутниковой или кабельной передаче или к передаче цифрового вещания в любых других средах. Устройства, каждое из которых включает в себя приемник, представленный на фиг.7, представляют собой компьютер, например, портативный или персональный компьютер 730. Однако это также может быть карманное устройство или мобильный телефон, способный принимать цифровое вещание. Другим примером устройств является телевизионная приставка 740, подключенная к цифровому или аналоговому TV 750 или цифровому TV 760 со встроенным широковещательным приемником. Эти иллюстративные приемники и другие приемники, способные принимать цифровое вещание, могут реализовать разуплотнение заголовка согласно настоящему изобретению, как описано выше, например, со ссылкой на фиг.6B.
[0073] Может быть предпочтительным поддерживать передачу пакетов транспортного потока одновременно с уплотненным и неуплотненным заголовком в одной и той же системе или даже в одном и том же транспортном потоке. Для облегчения этой задачи, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, сигнализируются присутствие и/или тип уплотнения заголовка. Предпочтительно, присутствие и/или тип уплотнения заголовка сигнализируется в петле PLP, которая описывает свойства магистральных потоков физического уровня.
[0074] Поскольку магистральные потоки физического уровня, несущие пакеты транспортного потока, уплотненные в соответствии с настоящим изобретением, можно смешивать с магистральным потоком физического уровня, несущим неуплотненные пакеты транспортного потока, по меньшей мере, бит сигнализации требуется для каждого магистрального потока физического уровня для сигнализации, транспортируются ли уплотненные пакеты транспортного потока в этом магистральном потоке физического уровня. Однако настоящее изобретение не ограничивается сигнализацией единственного бита в качестве указателя уплотнения заголовка. Однобитовый указатель уплотнения заголовка предпочтителен с точки зрения эффективности передачи. Альтернативно, может сигнализироваться указатель уплотнения заголовка, имеющий более одного бита, для указания также типа уплотнения заголовка. Тип может быть, например, связан с количеством и идентичностью полей заголовка, которые уплотнены, например, с уплотнением только PID, уплотнением только синхробайта, уплотнением PID и счетчика непрерывности и указателя транспортной ошибки и байта синхронизации и т.д.
[0075] Указатель уплотнения заголовка может сигнализироваться, например, в заголовках 320 пакетов немодулированного сигнала. Предпочтительно, указатель уплотнения заголовка сигнализируется в петле PLP сигнализации L1. Ниже приведен пример возможного расширения указателя уплотнения заголовка петли PLP DVB-T2 для сигнализации L1:
[формула 1]
for i = 0 NUM_PLP-1
{
PLP_ID // 8 бит: PLP_ID
PLP_PAYLOAD_TYPE // 5 бит: TS, IP, и т.д.
…
if PLP_PAYLOAD_TYPE == 'TS' {
…
TS_COMPRESSION
if (TS_COMPRESSION == '2 байт') {
PID // 13 битов
}
else if (TS_COMPRESSION == '1 байт') {
PID_loop {
PID
short_PID
}
}
…
}
…
PLP_MOD // кодирование
PLP_MOD // модуляция
}
[0076] В этом примере, указатель уплотнения заголовка сигнализируется как поле TS_COMPRESSION, которое присутствует только в том случае, если поле PLP_PAYLOAD_TYPE указывает, что данные полезной нагрузки транспортного потока (TS) переносятся в соответствующем магистральном потоке физического уровня. Если для этого магистрального потока физического уровня выбрано максимум 2-байтовое уплотнение заголовка, PID пакетов данных, переносимых в магистральном потоке физического уровня, может сигнализироваться в петле PLP сигнализации L1. При выборе 1-байтового уплотнения заголовка, отображение между первоначальным PID и коротким PID может сигнализироваться в петле PLP сигнализации L1.
[0077] Вышеприведенный пример не призван ограничивать настоящее изобретение проиллюстрированным порядком сигнализации. Например, отображение PID в PLP также может сигнализироваться без необходимости присутствия значения PID в вышеприведенном синтаксисе. PID можно определять из отдельной таблицы отображения PID в PLP.
[0078] Другой вариант осуществления изобретения относится к реализации различных вышеописанных вариантов осуществления с использованием оборудования и программного обеспечения. Очевидно, что различные варианты осуществления изобретения можно реализовать или осуществлять с использованием вычислительных устройств (процессоров). Вычислительное устройство или процессор может представлять собой, например, общего назначения процессор, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), вентильную матрицу, программируемую пользователем (FPGA) или другое программируемое логическое устройство и т.д. Различные варианты осуществления изобретения также можно осуществлять или воплощать в комбинации этих устройств.
[0079] Кроме того, различные варианты осуществления изобретения можно также реализовать посредством программных модулей, которые выполняются процессором или непосредственно в оборудовании. Возможна также комбинация программных модулей и аппаратной реализации. Программные модули могут храниться на любого рода машиночитаемых носителях данных, например ОЗУ (RAM) СППЗУ (EPROM), ЭСППЗУ (EEPROM), флэш-памяти, регистрах, жестких дисках, CD-ROM, DVD и т.д.
[0080] Большинство примеров было описано в связи с системой цифрового вещания на основе DVB-T, и терминология, в основном, относится к терминологии DVB. Однако эта терминология и описание различных вариантов осуществления в отношении широковещания на основе DVB-T не призваны ограничивать принципы и идеи изобретения такими системами. Также подробные объяснения кодирования и декодирования в соответствии со стандартом DVB-T2 предназначены для обеспечения лучшего понимания описанных здесь иллюстративных вариантов осуществления и не подлежат рассмотрению в порядке ограничения изобретения описанными конкретными реализациями процессов и функций в цифровом вещании. Тем не менее, предложенные здесь усовершенствования легко применять в описанных широковещательных системах. Кроме того, концепцию изобретения также легко использовать в расширениях кодирования DVB-T2 рассматриваемых в настоящее время в стандартизации.
[0081] Ниже описан вариант осуществления, в котором вышеописанные варианты осуществления применяются к системе передачи DVB-T2, показанной на фиг.2. На фиг.8 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру передатчика 800. Заметим, что составные элементы передатчика 800, идентичные составным элементам передатчика, показанного на фиг.2, имеют такие же ссылочные позиции, и их описание опущено. Ниже описаны только отличия. Как показано на фиг.8, передатчик 800 включает в себя блок 610 выделения, демультиплексор 810, блок 620 уплотнения заголовка, блок 220 обработки PLP, блок 820 обработки сигнализации L1 (уровня 1), блок 830 отображения кадров и модулятор 240.
[0082] Блок 610 выделения указывает заголовок 120 пакета 201 транспортного потока и выделяет указанный заголовок 120. Демультиплексор 810 отображает пакет 201 транспортного потока в PLP согласно идентификатору 125 пакета заголовка 120, выделенного блоком 610 выделения. В частности, демультиплексор 630 заменяет пакет транспортного потока, отображенный в PLP, отличный от PLP, указанного заранее заданной таблицей отображения (отображения PID в PLP) пакетом NULL, и, в результате, только пакеты транспортного потока с одним и тем же значением идентификатора отображаются в один PLP.
[0083] Блок 620 уплотнения заголовка уплотняет заголовок 120 пакета транспортного потока, отображенного демультиплексором 810. Здесь, уплотнение заголовка осуществляется, как описано выше, путем замены идентификатора пакета в заголовке 120 однобитовым указателем 510 пакета NULL. Например, однобитовый указатель пакета NULL имеющий значение "1", указывает, что пакет транспортного потока является пакетом NULL, и однобитовый указатель пакета NULL имеющий значение "0", указывает, что пакет транспортного потока является пакетом данных. Кроме того, блок 620 уплотнения заголовка может заменять счетчик 128 непрерывности однобитовым указателем 520 дублированного пакета. Например, однобитовый указатель дублированного пакета, имеющий значение "1", указывает, что пакет транспортного потока является дублированным пакетом, и однобитовый указатель дублированного пакета, имеющий значение "0", указывает, что пакет транспортного потока не является дублированным пакетом. Кроме того, дополнительно или альтернативно вышеописанному уплотнению заголовка, блок 620 уплотнения заголовка может осуществлять уплотнение заголовка, не передавая указатель 122 транспортной ошибки и/или синхробайт 121.
[0084] Блок 220 обработки PLP, например, осуществляет прямое исправление ошибок на пакете транспортного потока, в отношении которого было произведено уплотнение заголовка, как описано со ссылкой на фиг.2.
[0085] Блок 820 обработки сигнализации L1 генерирует для каждого PLP информацию сигнализации L1 (уровня 1), включающую в себя метод модуляции и т.д., осуществляет прямое исправление ошибок на информации сигнализации L1, и выводит информацию сигнализации L1. Как описано выше, блок 820 обработки сигнализации L1 предпочтительно генерирует указатель уплотнения заголовка в качестве информации сигнализации L1. Кроме того, блок 820 обработки сигнализации L1 предпочтительно генерирует, в качестве информации сигнализации L1, информацию (таблицу отображения PID в PLP) об идентификаторе пакета для пакета транспортного потока, подлежащего отображению в каждый PLP.
[0086] Блок 830 отображения кадров отображает результат обработки, выводимый блоком 220 обработки PLP, и информацию сигнализации L1, выводимую блоком 820 обработки сигнализации L1, в кадр физического уровня.
[0087] Модуляция OFDM осуществляется на кадре физического уровня модулятором 240, например, как описано со ссылкой на фиг.2. Кадр физического уровня передается через сеть цифрового вещания. Это обеспечивает передачу указателя уплотнения заголовка и таблицы отображения PID в PLP в качестве информации сигнализации L1 на приемник.
[0088] Фиг.9 иллюстрирует структуру кадра физического уровня, выводимого блоком 830 отображения кадров. Сигнализация L1 в кадре T2, как показано на фиг.9, образована тремя элементами, включающими в себя сигнализацию 910 P1, пресигнализацию 920 L1, и постсигнализацию 930 L1 (включающую в себя конфигурируемый модуль и динамический модуль).
[0089] Параметр и структура кадра на физическом уровне подробно описаны в разделе 7 непатентного источника 1 (стандарт ETSI EN 302 755), и этот настоящая спецификация ссылается на этот источник. Также, каждый PLP включающий в себя пакет транспортного потока, на котором было произведено уплотнение заголовка, мультиплексируется в область символов данных и область символов P2 (при наличии), показанные на фиг.9.
[0090] На фиг.10 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру приемника 1000, который принимает сигналы, передаваемые передатчиком 800. Заметим, что составные элементы приемника 1000, идентичные составным элементам приемника 600b, показанного на фиг.6B, имеют такие же ссылочные позиции, и их описание опущено. Ниже описаны только отличия. Приемник 1000 включает в себя блок 660 приема, блок 1010 обработки физического уровня, блок 1020 обработки сигнализации L1, блок 680 выделения, блок 690 извлечения заголовка, блок 695 разуплотнения заголовка, и блок 1030 объединения.
[0091] Блок 1020 обработки сигнализации L1 декодирует информацию сигнализации L1 на основании вещательного сигнала, выводимого блоком 660 приема.
[0092] Блок 1010 обработки физического уровня осуществляет обработку на основании информации сигнализации L1, декодируемой блоком 1020 обработки сигнализации L1. Этот блок 1010 обработки физического уровня может включать в себя исправление ошибок, демодуляцию, перемежение и т.д. Как показано на фиг.9, пакеты отличающиеся друг от друга идентификатором пакета, которые принадлежат одному и тому же транспортному потоку, передаются во взаимно различных PLP. Однако, поскольку все пакеты передаются методом временного разделения, блок 1010 обработки физического уровня может осуществлять обработку на этом множестве PLP методом временного разделения.
[0093] Блок 680 выделения выделяет уплотненный заголовок 500 пакета транспортного потока, выводимый блоком 1010 обработки физического уровня.
[0094] Блок 690 извлечения заголовка извлекает поля заголовка, которые не были переданы на основании декодированной информации сигнализации L1. Здесь, информация сигнализации L1 используемая для извлечения полей заголовка является, как описано выше, указателем уплотнения, таблицей отображения PID в PLP, и т.д. Как описано выше, указатель уплотнения заголовка указывает, по меньшей мере, уплотнен ли заголовок пакета транспортного потока. Согласно декодированному указателю уплотнения заголовка, блок 690 извлечения заголовка может указывать, уплотнен ли заголовок принятого пакета транспортного потока. Также, когда указатель уплотнения заголовка указывает метод уплотнения заголовка, блок 690 извлечения заголовка может указывать, какого рода уплотнения заголовка были выполнены, на основании декодированного указателя уплотнения заголовка. Блок 690 извлечения заголовка извлекает поля заголовка, которые не были переданы, на основании информации, указывающей, было ли выполнено уплотнение заголовка, и информации, указывающей метод уплотнения. Таблица отображения PID в PLP сообщает информацию об идентификаторе пакета для пакета транспортного потока, отображенного в каждый PLP. Согласно декодированной таблице отображения PID в PLP, блок 690 извлечения заголовка извлекает первоначальный 13-битовый идентификатор пакета на основании значения короткого идентификатора пакета. Также, блок 690 извлечения заголовка может извлекать значение первоначального 4-битового счетчика непрерывности путем увеличения значения в зависимости от увеличения/повторения каждого пакета транспортного потока на основании указателя дублированного пакета. Кроме того, блок 690 извлечения заголовка может генерировать указатель транспортной ошибки на основании результата обработки прямого исправления ошибок или результата проверки контрольной суммы.
[0095] Блок 695 разуплотнения заголовка заменяет уплотненный заголовок 500 первоначальным заголовком на основании поля заголовка, полученного блоком 690 извлечения заголовка.
[0096] Блок 1030 объединения интегрирует пакеты, отличающиеся друг от друга идентификатором пакета, принадлежащие одному и тому же транспортному потоку, выводимые блоком 695 разуплотнения заголовка, для восстановления первоначального транспортного потока и выводит восстановленный первоначальный транспортный поток.
[0097] Ниже описаны иллюстративные применения способов передачи и приема, описанных в вышеописанных вариантах осуществления, и иллюстративная структура системы, пригодной для способов.
[0098] На фиг.11 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру принимающего устройства 1100 для осуществления способов приема, описанных в вышеописанных вариантах осуществления. Согласно фиг.11, в одной иллюстративной структуре, принимающее устройство 1100 может состоять из секции модема, реализованного на единой LSI (или едином чипсете), и секции кодека, реализованного на другой единой LSI (или другом едином чипсете). Принимающее устройство 1100, представленное на фиг.11, является компонентом, входящим в состав, например, TV (телевизионного приемника) 840, STB (телевизионной приставки) 840, компьютера, например, персонального компьютера, карманного устройства или мобильного телефона, представленного на фиг.8. Принимающее устройство 1100 включает в себя антенну 1160 для приема высокочастотного сигнала, тюнер 1101 для преобразования принятого сигнала в немодулированный сигнал, и блок 1102 демодуляции для демодуляции транспортных потоков из немодулированного сигнала, полученного преобразованием частоты. Приемник 900b, описанный в вышеописанных вариантах осуществления, соответствует блоку 1102 демодуляции и выполняет любой из способов приема, описанных в вышеописанных вариантах осуществления, для приема транспортных потоков. Таким образом, обеспечиваются преимущественные результаты настоящего изобретения, описанные в отношении вышеописанных вариантов осуществления.
[0099] Нижеследующее описание относится к случаю, когда транспортные потоки включают в себя, по меньшей мере, один видеопоток и, по меньшей мере, один аудиопоток. Видеопоток предназначен для передачи данных, полученных кодированием, например, видеосигнала, методом кодирования движущегося изображения, согласующимся с данным стандартом, например MPEG2, MPEG4-Advanced Video Coding (AVC) или VC-1. Аудиопоток предназначен для передачи данных, полученных кодированием, например, аудиосигнала, методом кодирования аудиосигнала, согласующимся с данным стандартом, например Dolby Audio Coding (AC)-3, Dolby Digital Plus, Meridian Lossless Packing (MLP), Digital Theater Systems (DTS), DTS-HD или Pulse Coding Modulation (PCM).
[0100] Принимающее устройство 1100 включает в себя блок 1103 ввода/вывода потока, блок 1104 обработки сигнала, блок 1105 вывода аудио/видео (далее, блок вывода AV), блок 1106 вывода аудиосигнала и блок 1107 воспроизведения видео. Блок 1103 ввода/вывода потока демультиплексирует видео- и аудиопотоки из транспортных потоков, полученных блоком 1102 демодуляции. Блок 1104 обработки сигнала декодирует демультиплексированный видеопоток в видеосигнал с использованием надлежащего метода декодирования движущегося изображения и также декодирует демультиплексированный аудиопоток в аудиосигнал с использованием надлежащего метода декодирования аудио. Блок вывода аудио/видео 1105 выводит видеосигнал и аудиосигнал на интерфейс 1111 вывода аудио/видео (далее, IF вывода AV). Блок 1106 вывода аудиосигнала, например громкоговоритель, создает выходной звук согласно декодированному аудиосигналу. Блок 1107 воспроизведения видео, например монитор дисплея, создает видеоизображение согласно декодированному видеосигналу. Например, пользователь может применять пульт 1150 дистанционного управления для выбора канала (телевизионной программы или радиопрограммы), благодаря чему, информация, указывающая выбранный канал, передается на блок 1110 ввода операций. В ответ, принимающее устройство 1100 демодулирует, среди сигналов, принятых с помощью антенны 1160, сигнал, переносимый на выбранном канале, и применяет исправление ошибок, что позволяет выделять данные приема. Во время приема данных, принимающее устройство 1100 принимает символы управления, содержащие информацию, указывающую метод передачи сигнала, переносимого на выбранном канале, что позволяет получать информацию, указывающую метод передачи. Эта информация позволяет принимающему устройству 1100 устанавливать надлежащие настройки для операции приема, метода демодуляции, и метода исправления ошибок для надлежащего приема транспортных потоков, передаваемых с широковещательной станции (базовой станции). Здесь, например, символы, переносимые сигнализацией P1, пресигнализацией L1 и постсигнализацией L1, описанными в вышеописанных вариантах осуществления, соответствуют символам управления. Аналогично, скорость кодирования FEC для каждого PLP, звездная диаграмма модуляции и соответствующие параметры, содержащиеся в сигнализации P1, пресигнализации L1 и постсигнализации L1, соответствуют информации о методе передачи. Хотя вышеприведенное описание относится к примеру, в котором пользователь выбирает канал с использованием пульта 1150 дистанционного управления, то же самое описание применимо к примеру, в котором пользователь выбирает канал с использованием кнопки выбора, предусмотренной на принимающем устройстве 1100.
[0101] Благодаря вышеописанной структуре, пользователь может смотреть вещательную программу, которую принимающее устройство 1100 принимает способами приема, описанными в вышеописанных вариантах осуществления.
[0102] Принимающее устройство 1100 согласно этому варианту осуществления может дополнительно включать в себя блок 1108 записи (привод) для записи различных данных на носитель записи, например, магнитный диск, оптический диск или энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство. Примеры данных, подлежащих записи блоком 1108 записи, включают в себя данные, содержащиеся в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, данные, эквивалентные таким данным (например, данные, полученные уплотнением данных), и данные, полученные обработкой движущихся изображений и/или аудио. (Заметим, что возможен случай, когда блоком 1102 демодуляции не осуществляет исправление ошибок, и когда принимающее устройство 1100 осуществляет другую обработку сигнала после исправления ошибок. Это применимо к нижеследующему описанию, где появляется аналогичная формулировка.) Заметим, что используемый здесь термин "оптический диск" означает носитель записи, например, цифровой универсальный диск (DVD) или BD (Blu-ray Disc), который имеет возможность чтения и записи с использованием лазерного пучка. Кроме того, используемый здесь термин "магнитный диск" означает носитель записи, например, флоппи-диск (FD, зарегистрированный товарный знак) или жесткий диск, запись на который осуществляется путем намагничивания магнитного вещества магнитным потоком. Кроме того, термин "энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство" означает носитель записи, например флэш-память или сегнетоэлектрическую оперативную память, образованную полупроводниковым(и) элемент(ами). Конкретные примеры энергонезависимого полупроводникового запоминающего устройства включают в себя SD-карту на основе флэш-памяти и полупроводниковый флэш-накопитель (SSD). Конечно, очевидно, что конкретные типы упомянутых здесь носителей записи являются всего лишь примерами, и можно использовать любые другие типы носителей записи.
[0103] Благодаря вышеописанной структуре, пользователь может записывать вещательную программу, которую принимающее устройство 1100 принимает любым из способов приема, описанных в вышеописанных вариантах осуществления, и отложенный просмотр записанной вещательной программы возможен в любое время после вещания.
[0104] В вышеприведенном описании принимающего устройства 1100, блок 1108 записи записывает транспортные потоки, полученные блоком 1102 демодуляции. Однако блок 1108 записи может записывать часть данных, выделенных из данных, содержащихся в транспортных потоках. Например, транспортные потоки, демодулированные блоком 1102 демодуляции, могут содержать содержимое услуги вещания данных, помимо видео- и аудиопотоков. В этом случае, новые транспортные потоки могут генерироваться путем мультиплексирования видео- и аудиопотоков, без содержимого услуги вещания, выделенного из транспортных потоков, демодулированных блоком 1102 демодуляции, и блок 1108 записи может записывать вновь сгенерированные транспортные потоки. В другом примере, новые транспортные потоки могут генерироваться путем мультиплексирования любого из видеопотока и аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, и блок 1108 записи может записывать вновь сгенерированные транспортные потоки. В еще одном примере, блок 1108 записи может записывать содержимое услуги вещания данных, включенной, как описано выше, в транспортные потоки.
[0105] Как описано выше, принимающее устройство 1100, описанное в этом варианте осуществления, может входить в состав TV, устройства записи (например, устройства записи DVD, устройства записи Blu-ray, устройство записи HDD или устройство записи SD-карты) или мобильного телефона. В таком случае, транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, могут содержать данные для исправления ошибок («багов») в программном обеспечении, используемом для эксплуатации TV или устройства записи или в программном обеспечении, используемом для защиты персональной или конфиденциальной информации. При наличии таких данных, данные устанавливаются на TV или устройство записи для исправления ошибок. Кроме того, при наличии данных для исправления ошибок (багов) в программном обеспечении, установленном на принимающем устройстве 1100, такие данные используется для исправления ошибок, которые может иметь принимающее устройство 1100. Эта конфигурация обеспечивает более устойчивую работу TV, устройства записи или мобильного телефона, в котором реализовано принимающее устройство 1100.
[0106] Заметим, что именно блок 1103 ввода/вывода потока может распоряжаться выделением данных из всех данных, содержащихся в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, и мультиплексированием выделенных данных. В частности, согласно инструкциям, полученным от блока управления, например ЦП, не показанного на фигурах, блок 1103 ввода/вывода потока демультиплексирует видеопоток, аудиопоток, содержимое услуги вещания данных и т.д. из транспортных потоков, демодулированных блоком 1102 демодуляции, и выделяет конкретные фрагменты данных из демультиплексированных данных и мультиплексирует выделенные фрагменты данных для генерации новых транспортных потоков. Фрагменты данных, подлежащие выделению их демультиплексированных данных, могут определяться пользователем или определяться заранее для соответствующих типов носителей записи.
[0107] Благодаря вышеописанной структуре, принимающее устройство 1100 получает возможность выделять и записывать только данные, необходимые для просмотра записанной вещательной программы, что полезно для сокращения размера данных, подлежащих записи.
[0108] В вышеприведенном описании, блок 1108 записи записывает транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Альтернативно, однако, блок 1108 записи может записывать новые транспортные потоки, сгенерированные путем мультиплексирования видеопотока, вновь сгенерированного кодированием первоначального видеопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Здесь, применяемый метод кодирования движущегося изображения может отличаться от используемого для кодирования первоначального видеопотока, из-за чего, размер данных или битовая скорость нового видеопотока меньше, чем у первоначального видеопотока. Здесь, метод кодирования движущегося изображения, используемый для генерации нового видеопотока, может отвечать другому стандарту, чем используемый для генерации первоначального видеопотока. Альтернативно, можно использовать один и тот же метод кодирования движущегося изображения, но с разными параметрами. Аналогично, блок 1108 записи может записывать новые транспортные потоки, сгенерированные путем мультиплексирования аудиопотока, вновь полученного кодированием первоначального аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Здесь, применяемый метод кодирования аудиосигнала может отличаться от используемого для кодирования первоначального аудиопотока, из-за чего, размер данных или битовая скорость (битрейт) нового аудиопотока меньше, чем у первоначального аудиопотока.
[0109] Заметим, что именно блок 1103 ввода/вывода потока и блок 1104 обработки сигнала могут осуществлять процесс кодирования первоначального видео- или аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, в видео- или аудиопоток, отличающийся размером данных или битовой скоростью. В частности, согласно инструкциям, полученным от блока управления, например ЦП, блок 1103 ввода/вывода потока демультиплексирует видеопоток, аудиопоток, содержимое услуги вещания данных и т.д. из транспортных потоков, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Согласно инструкциям, полученным от блока управления, блок 1104 обработки сигнала кодирует демультиплексированный видеопоток и аудиопоток, соответственно, с использованием метода кодирования движущегося изображения и метода кодирования аудиосигнала, каждый из которых отличается от метода кодирования, используемого для кодирования видео- и аудиопотоков первоначально содержащихся в транспортных потоках. Согласно инструкциям, полученным от блока управления, блок 1103 ввода/вывода потока мультиплексирует вновь закодированные видеопоток и аудиопоток для генерации новых транспортных потоков. Заметим, что блок 1104 обработки сигнала может осуществлять преобразование любого или обоих из видео- или аудиопотока согласно инструкциям, полученным от блока управления. Кроме того, размеры видео- и аудиопотоков, получаемых кодированием, могут указываться пользователем или определяться заранее для типов носителей записи.
[0110] Согласно вышеописанной конфигурации, принимающее устройство 1100 получает возможность записывать видео- и аудиопотоки после преобразования потоков до размера, допускающего запись на носителе записи или до размера или битовой скорости, которая совпадает со скоростью чтения или записи блока 1108 записи. Эта конфигурация гарантирует, что блок записи надлежащим образом записывает вещательную программу, даже если транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, имеют размер, превышающий размер, допускающий запись на носителе записи, или битовую скорость, превышающую скорость чтения или записи блока записи. Следовательно, отложенный просмотр записанной вещательной программы пользователем возможен в любое время после вещания.
[0111] Кроме того, принимающее устройство 1100 дополнительно включает в себя интерфейс 1109 (IF) вывода потока для передачи транспортных потоков, демодулированных блоком 1102 демодуляции, на внешнее устройство через транспортную среду 1130. В одном примере, IF 1109 вывода потока может быть устройством радиосвязи, которое передает транспортные потоки, полученные демодуляцией, через беспроводную среду (эквивалентную транспортной среде 1130) на внешнее устройство, с использованием способа беспроводной связи, согласующегося со стандартом беспроводной связи, например Wi-Fi (зарегистрированный товарный знак, набор стандартов, включающий в себя IEEE 802.11a, IEEE 802.11g и IEEE 802.11n), WiGiG, Wireless HD, Bluetooth или Zigbee. В другом примере, IF 1109 вывода потока может быть устройством проводной связи, которое передает транспортные потоки, полученные демодуляцией, по линии передачи (эквивалентной транспортной среде 1130), физически подключенной к IF 1109 вывода потока, на внешнее устройство, с использованием способа связи, согласующегося со стандартами проводной связи, например, Ethernet (зарегистрированный товарный знак), USB (универсальная последовательная шина), PLC (связь по силовым линиям) или HDMI (интерфейс мультимедиа высокой четкости).
[0112] Благодаря вышеописанной структуре, пользователь может использовать, на внешнем устройстве, транспортные потоки, принятые принимающим устройством 1100 с использованием способа приема, описанного согласно вышеописанным вариантам осуществления. Использование транспортных потоков упомянутым здесь пользователем включает в себя использование транспортных потоков для просмотра в реальном времени на внешнем устройстве, запись транспортных потоков блоком записи, входящим в состав внешнего устройства, и передачу транспортных потоков с внешнего устройства на еще одно внешнее устройство.
[0113] В вышеприведенном описании принимающего устройства 1100, IF 1109 вывода потока выводит транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Однако принимающее устройство 1100 может выводить данные, выделенные из данных, содержащихся в транспортных потоках, а не из всех данных, содержащихся в транспортных потоках. Например, транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, могут содержать содержимое услуги вещания данных, помимо видео- и аудиопотоков. В этом случае, IF 1109 вывода потока может выводить транспортные потоки, вновь сгенерированные путем мультиплексирования видео- и аудиопотоков, выделенных из транспортных потоков, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. В другом примере, IF 1109 вывода потока может выводить транспортные потоки, вновь сгенерированные путем мультиплексирования любого из видеопотока и аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции.
[0114] Заметим, что именно блок 1103 ввода/вывода потока может распоряжаться выделением данных из всех данных, содержащихся в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, и мультиплексированием выделенных данных. В частности, согласно инструкциям, полученным от блока управления, например ЦП, не показанного на фигурах, блок 1103 ввода/вывода потока демультиплексирует видеопоток, аудиопоток, содержимое услуги вещания данных и т.д. из транспортных потоков, демодулированных блоком 1102 демодуляции, и выделяет конкретные фрагменты данных из демультиплексированных данных и мультиплексирует выделенные фрагменты данных для генерации новых транспортных потоков. Фрагменты данных, подлежащие выделению их демультиплексированных данных, могут определяться пользователем или определяться заранее для соответствующих типов IF 1109 вывода потока.
[0115] Благодаря вышеописанной структуре, принимающее устройство 1100 получает возможность выделения и вывода только данных, необходимых внешнему устройству, что полезно для сокращения ширины полосы, используемой для вывода транспортных потоков.
[0116] В вышеприведенном описании, IF 1109 вывода потока выводит транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Альтернативно, однако, IF 1109 вывода потока может выводить новые транспортные потоки, сгенерированные путем мультиплексирования видеопотока, вновь полученного кодированием первоначального видеопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Новый видеопоток кодируется методом кодирования движущегося изображения, отличным от используемого для кодирования первоначального видеопотока, из-за чего, размер данных или битовая скорость нового видеопотока меньше, чем у первоначального видеопотока. Здесь, метод кодирования движущегося изображения, используемый для генерации нового видеопотока, может отвечать другому стандарту, чем используемый для генерации первоначального видеопотока. Альтернативно, можно использовать один и тот же метод кодирования движущегося изображения, но с разными параметрами. Аналогично, IF 1109 вывода потока может выводить новые транспортные потоки, сгенерированные путем мультиплексирования аудиопотока, вновь полученного кодированием первоначального аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Новый аудиопоток кодируется методом кодирования аудиосигнала отличным от используемого для кодирования первоначального аудиопотока, из-за чего, размер данных или битовая скорость нового аудиопотока меньше, чем у первоначального аудиопотока.
[0117] Процесс преобразования первоначального видео- или аудиопотока, содержащегося в транспортных потоках, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, в видео- или аудиопоток, отличающийся размером данных или битовой скоростью, осуществляется, например, блоком 1103 ввода/вывода потока и блоком 1104 обработки сигнала. В частности, согласно инструкциям, полученным от блока управления, блок 1103 ввода/вывода потока демультиплексирует видеопоток, аудиопоток, содержимое услуги вещания данных и т.д. из транспортных потоков, полученных в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Согласно инструкциям, полученным от блока управления, блок 1104 обработки сигнала преобразует демультиплексированные видеопоток и аудиопоток, соответственно, с использованием метода кодирования движущегося изображения и метода кодирования аудиосигнала, каждый из которых отличается от метода, который использовался в преобразовании, применяемом для получения видео- и аудиопотоков. Согласно инструкциям, полученным от блока управления, блок 1103 ввода/вывода потока мультиплексирует вновь преобразованные видеопоток и аудиопоток для генерации новых транспортных потоков. Заметим, что блок 1104 обработки сигнала может осуществлять преобразование любого или обоих из видео- или аудиопотока согласно инструкциям, полученным от блока управления. Кроме того, размеры видео- и аудиопотоков, которые должны быть получены преобразованием, могут указываться пользователем или определяться заранее для типов IF 1109 вывода потока.
[0118] Благодаря вышеописанной структуре, принимающее устройство 1100 получает возможность выводить видео- и аудиопотоки после преобразования потоков к битовой скорости, которая совпадает со скоростью переноса между принимающим устройством 1100 и внешним устройством. Эта конфигурация гарантирует, что даже если транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции, имеют более высокую битовую скорость, чем скорость переноса данных на внешнее устройство, IF вывода потока надлежащим образом выводит новые транспортные потоки с надлежащей битовой скоростью на внешнее устройство. Следовательно, пользователь может использовать новые транспортные потоки на другом устройстве связи.
[0119] Кроме того, принимающее устройство 1100 также включает в себя IF 1111 вывода AV, который выводит видео- и аудиосигналы, декодированные блоком 1104 обработки сигнала, на внешнее устройство через внешнюю транспортную среду. В одном примере, IF 1111 вывода AV может быть устройством беспроводной связи, которое передает транспортные потоки, полученные демодуляцией, через беспроводную среду на внешнее устройство, с использованием способа беспроводной связи, согласующегося со стандартами беспроводной связи, например Wi-Fi (зарегистрированный товарный знак), который представляет собой набор стандартов, включающий в себя IEEE 802.11a, IEEE 802.11g и IEEE 802.11n, WiGiG, Wireless HD, Bluetooth или Zigbee. В другом примере, IF 1109 вывода потока может быть устройством проводной связи, которое передает модулированные видео- и аудиосигналы по линии передачи, физически подключенной к IF 1109 вывода потока, на внешнее устройство, с использованием способа связи, согласующегося со стандартами проводной связи, например Ethernet (зарегистрированный товарный знак), USB, PLC или HDMI. В еще одном примере, IF 1109 вывода потока может быть терминалом для подключения кабеля к выходу видео- и аудиосигналов в аналоговой форме.
[0120] Вышеописанной структура позволяет пользователю использовать на внешнем устройстве видео- и аудиосигналы, декодированные блоком 1104 обработки сигнала.
[0121] Кроме того, принимающее устройство 1100 дополнительно включает в себя блок 1110 ввода операций для приема пользовательской операции. Согласно сигналам управления, указывающим пользовательские операции, вводимые в блок 1110 ввода операций, принимающее устройство 1100 осуществляет различные операции, например включает или выключает питание, переключает выбранный в данный момент канал приема на другой канал, включает или выключает визуальное воспроизведение текста субтитров, переключает визуальное воспроизведение текста субтитров на другой язык, изменяет громкость выходного звука блока 1106 вывода аудиосигнала и изменяет настройки каналов, которые можно принимать.
[0122] Дополнительно, принимающее устройство 1100 может иметь функцию визуального воспроизведения уровня сигнала на антенне, указывающего качество сигнала, принимаемого принимающим устройством 1100. Заметим, что уровень сигнала на антенне является указателем качества приема, вычисляемый на основании, например, указания интенсивности принятого сигнала, указателя интенсивности принятого сигнала (RSSI), принятой напряженности поля, отношения мощностей несущей к шуму (C/N), частоты ошибочных битов (BER), частоты ошибочных пакетов, частоты ошибочных кадров и информации состояния канала для сигнала, принятого на принимающем устройстве 1100. Другими словами, уровень сигнала на антенне - это сигнал, указывающий уровень и качество принятого сигнала. В этом случае, блок 1102 демодуляции также выполняет функцию блока измерения качества приема для измерения характеристик принятого сигнала, например, RSSI, принятой напряженности поля, C/N, BER, частоты ошибочных пакетов, частоты ошибочных кадров и информации состояния канала. В ответ на пользовательскую операцию, принимающее устройство 1100 осуществляет визуальное воспроизведение уровня сигнала на антенне (т.е., сигнал, указывающий уровень и качество принятого сигнала) на блоке 1107 отображения видео с возможностью идентификации пользователем. Уровень сигнала на антенне (т.е., сигнал, указывающий уровень и качество принятого сигнала) может численно воспроизводиться с использованием числа, которое выражает RSSI, принятую напряженность поля, C/N, BER, частоту ошибочных пакетов, частоту ошибочных кадров, информацию состояния канала и т.п. Альтернативно, уровень сигнала на антенне может воспроизводиться с использованием изображения, представляющего RSSI, принятую напряженность поля, C/N, BER, частоту ошибочных пакетов, частоту ошибочных кадров, информацию состояния канала и т.п.
[0123] Рассмотрим следующий случай: когда широковещательная станция (базовая станция) 715 передает множество элементарных потоков, образующих программу (например, один или более видеопотоков, один или более аудиопотоков и один или более потоков метаданных), иерархический метод передачи достигается за счет (i) установления скорости кодирования прямого исправления ошибок, размера звездной диаграммы на основании метода модуляции, длины перемежения и других параметров физического уровня отдельно для каждого отдельного магистрального потока физического уровня, и (ii) задания уровня надежности отдельно для каждого отдельного магистрального потока физического уровня. В этом случае, принимающее устройство 1100 может конфигурироваться следующим образом. Принимающее устройство 1100 может иметь функции, например, (i) вычисления индексов, которые соответственно указывают множество показателей качества приема для множества иерархий, и (ii) визуального воспроизведения вычисленных индексов в виде множества уровней сигнала на антенне (сигналов, которые указывают уровни и высокие/низкие показатели качества принятых сигналов, соответственно), либо всех сразу, либо с переключением от визуального воспроизведения одного индекса к визуальному воспроизведению другого индекса. Альтернативно, принимающее устройство 1100 может иметь функции (i) вычисления индекса, указывающего качество приема для всех или некоторых из иерархий, и (ii) визуального воспроизведения вычисленного индекса в виде уровня сигнала на антенне (сигнала, указывающего уровень и высокое/низкое качество принятых сигналов).
[0124] В случае приема сигналов с использованием любого из способов приема, описанных в вышеописанных вариантах осуществления, вышеописанная структура позволяет пользователю численно или визуально воспринимать уровень сигнала на антенне (сигнал, указывающий уровень и высокое/низкое качество принятых сигналов) либо для каждой иерархии, либо для каждой группы иерархий, состоящей из двух или более иерархий.
[0125] Также, принимающее устройство 1100 может иметь функцию переключения между элементарными потоками, подлежащими воспроизведению (декодированию согласно условию приема каждого элементарного потока, образующего просматриваемую программу, или функцию визуального воспроизведения условия приема каждого элементарного потока, образующего такую программу. В случае, когда широковещательная станция (базовая станция) 715 достигает иерархического метода передачи за счет (i) установления скорости кодирования прямого исправления ошибок, размера звездной диаграммы на основании метода модуляции, длины перемежения и других параметров физического уровня отдельно для каждого отдельного магистрального потока физического уровня и (ii) задания уровня надежности отдельно для каждого отдельного магистрального потока физического уровня, существует возможность, что условие приема может отличаться для каждого PLP на принимающем устройстве 1100. Например, рассмотрим случай, когда множество элементарных потоков, образующих программу, передаются через первый магистральный поток физического уровня и второй магистральный поток физического уровня, который имеет более низкий уровень надежности, чем первый магистральный поток физического уровня. В этом случае, в зависимости от окружения приема, существует возможность, что элементарный(е) поток(и), передаваемый(е) через первый магистральный поток физического уровня, принимается/получается с хорошим условием приема, тогда как элементарный(е) поток(и), передаваемый(е) через второй магистральный поток физического уровня, принимается/получается с плохим условием приема. В это время, принимающее устройство 1100 решает, хорошо или плохо условие приема, на основании, например, (i) фрагментов информации, например, RSSI, напряженности поля, C/N, BER, частоты ошибочных пакетов и частоты ошибочных кадров принятых сигналов, и информации состояния канала принятых сигналов, и (ii) фрагментов информации уровня надежности, установленного в магистральных потоках физического уровня, через которые передаются элементарные потоки. Альтернативно, принимающее устройство 1100 может осуществлять вышеописанное принятие решения, хорошо или плохо условие приема, на основании следующего критерия: частота ошибок кадра немодулированного сигнала каждого элементарного потока или частота ошибок пакета TS каждого элементарного потока за единицу времени (i) больше или равна заранее определенному пороговому значению или (ii) меньше заранее определенного порогового значения. Для каждого из множества элементарных потоков, образующих программу, блок 1102 демодуляции принимающего устройства 1100 решает, хорошо или плохо условие приема элементарного потока, и выводит сигнал, указывающий принятое решение по условию приема. На основании сигналов, указывающих условия приема элементарных потоков, принимающее устройство 1100 осуществляет управление переключением между элементарными потоками, подлежащими декодированию блоком 1104 обработки сигнала, управление информацией воспроизведения, указывающей условие приема программы на блоке 1107 воспроизведения видео и т.д.
[0126] Ниже приведено объяснение одного примера операций, осуществляемых принимающим устройством 1100, когда множество элементарных потоков, образующих программу, включает в себя множество видеопотоков. При этом предполагается, что множество элементарных потоков, образующих программу, включает в себя первый видеопоток, полученный кодированием видео низкой четкости, и второй видеопоток, полученный кодированием видео высокой четкости (дифференциальными данными, используемыми для воспроизведения видео высокой четкости после видео низкой четкости). При этом также предполагается, что магистральный поток физического уровня, через который передается первый видеопоток, имеет более высокий уровень надежности, чем магистральный поток физического уровня, через который передается второй видеопоток, и что условие приема первого видеопотока всегда лучше или такое же, чем/как условие приема второго видеопотока. При хорошем условии приема второго видеопотока, блок 1104 обработки сигнала принимающего устройства 1100 осуществляет декодирование с использованием первого и второго видеопотоков, и принимающее устройство 1100 воспроизводит видеосигнал высокой четкости, полученный путем декодирования на блоке 1107 воспроизведения видео. С другой стороны, при плохом условии приема второго видеопотока, блок 1104 обработки сигнала принимающего устройства 1100 осуществляет декодирование с использованием только первого видеопотока, и принимающее устройство 1100 воспроизводит видеосигнал низкой четкости, полученный путем декодирования на блоке 1107 отображения видео.
[0127] При плохом условии приема второго видеопотока, вышеописанная структура позволяет стабильно воспроизводить видео низкой четкости пользователю вместо грубого видео высокой четкости.
[0128] Следует отметить, что согласно вышеописанной структуре, принимающее устройство 1100 не решает, хорошо или плохо условие приема первого видеопотока. Дело в том, что даже при плохом условии приема первого видеопотока, считается, что лучше воспроизводить видео низкой четкости, полученное декодированием первого видеопотока, чем не воспроизводить видео первого видеопотока, останавливая декодирование первого видеопотока, даже при наличии нечеткости или прерывания в видео первого видеопотока. Однако само собой разумеется, что принимающее устройство 1100 может решать, хорошо или плохо условие приема, для первого и второго видеопотоков и переключаться между элементарными потоками, подлежащими декодированию блоком 1104 обработки сигнала, на основании результата принятия решения. В этом случае, при хороших условиях приема первого и второго видеопотоков, блок 1104 обработки сигнала принимающего устройства 1100 осуществляет декодирование с использованием первого и второго видеопотоков, и принимающее устройство 1100 воспроизводит видеосигнал высокой четкости, полученный путем декодирования на блоке 1107 воспроизведения видео. С другой стороны, при плохом условии приема второго видеопотока, но хорошем условии приема первого видеопотока, блок 1104 обработки сигнала принимающего устройства 1100 осуществляет декодирование с использованием первого видеопотока, и принимающее устройство 1100 воспроизводит видеосигнал низкой четкости, полученный путем декодирования на блоке 1107 воспроизведения видео. С другой стороны, при плохих условиях приема первого и второго видеопотоков, принимающее устройство 1100 останавливает обработку декодирования, т.е. не декодирует первый и второй видеопотоки. Вышеописанная структура позволяет снижать энергопотребление, останавливая обработку декодирования, когда условия приема первого и второго видеопотоков настолько плохи, что пользователь не может понять смысл видео после воспроизведения декодированного первого видеопотока.
[0129] Согласно вышеописанной структуре, принимающее устройство 1100 может решать, хорошо или плохо условие приема первого видеопотока, на основании критерия, отличного от критерия, на основании которого принимается решение, хорошо или плохо условие приема второго видеопотока.
[0130] Например, при принятии решения, хороши или плохи условия приема первого и второго видеопотоков, на основании частоты ошибок кадра немодулированного сигнала каждого видеопотока или частоты ошибок пакета TS каждого видеопотока за единицу времени, принимающее устройство 1100 устанавливает первое пороговое значение, которое используется при принятии решения хорошо или плохо условие приема первого видеопотока, большим, чем второе пороговое значение, которое используется при принятии решения, хорошо или плохо условие приема второго видеопотока.
[0131] Также, принимающее устройство 1100 может осуществлять принятие решения, хорошо или плохо условие приема второго видеопотока, на основании частоты ошибок кадра немодулированного сигнала второго видеопотока или частоты ошибок пакета TS второго видеопотока за единицу времени, вместе с тем, осуществляя принятие решения, хорошо или плохо условие приема первого видеопотока, на основании того, были ли приняты пресигнализация L1 и постсигнализация L1, рассмотренные в вышеописанных вариантах осуществления. Также, принимающее устройство 1100 может осуществлять принятие решения, хорошо или плохо условие приема второго видеопотока, на основании частоты ошибок кадра немодулированного сигнала второго видеопотока или частоты ошибок пакета TS второго видеопотока за единицу времени, вместе с тем, осуществляя принятие решения, хорошо или плохо условие приема первого видеопотока, на основании фрагментов информации, например, RSSI, напряженности поля и C/N принятых сигналов. Вышеописанная структура позволяет устанавливать критерий остановки декодирования видеопотоков для каждого видеопотока.
[0132] Выше было описано, что видеопоток, полученный кодированием видео низкой четкости, и видеопоток, полученный кодированием видео высокой четкости, передаются через разные PLP, имеющие разные уровни надежности. Аналогично, комбинации других элементарных потоков также могут передаваться через разные PLP, имеющие разные уровни надежности. Например, в случае множества видеопотоков, соответственно полученных кодированием множества движущихся изображений, образующих 3D видео под разными углами зрения, такие видеопотоки могут передаваться через разные PLP, имеющие разные уровни надежности. Видеопоток и аудиопоток могут передаваться через разные PLP, имеющие разные уровни надежности. Принимающее устройство 1100 может обеспечивать результаты, аналогичные результатам вышеописанной структуры, выбирая, из принятых элементарных потоков, элементарный(е) поток(и), условия приема которых были признаны хорошими, и воспроизводя (декодируя) выбранные элементарный(е) поток(и).
[0133] В случае, когда воспроизведение (декодирование) не осуществляется с использованием элементарных потоков, образующих программу, по причине плохих условий приема части элементарных потоков, принимающее устройство 1100 может мультиплексировать текст или изображение, указывающее часть элементарных потоков с плохими условиями приема или остальные элементарные потоки с хорошими условиями приема, и затем визуально воспроизводить текст или изображение на блоке 1107 воспроизведения видео. Например, в случае, когда программа, вещаемая как видео высокой четкости, воспроизводится как видео низкой четкости, вышеописанная структура позволяет пользователю легко удостовериться в том, что воспроизводится видео низкой четкости, ввиду плохих условий приема.
[0134] Выше было описано, что блок 1102 демодуляции принимает решение относительно условия приема для каждого из множества элементарных потоков, образующих программу. Альтернативно, блок 1104 обработки сигнала может решать, был ли принят каждый элементарный поток, на основании значения идентификатора транспортной ошибки, прилагаемого к каждому пакету TS входных видеопотоков и аудиопотоков.
[0135] Хотя выше было описано, что принимающее устройство 1100 имеет блок 1106 вывода аудиосигнала, блок 1107 отображения видео, блок 1108 записи, IF 1109 вывода потока и IF 1111 вывода AV, принимающее устройство 1100 не обязано иметь все эти блоки. При условии, что принимающее устройство 1100 снабжено, по меньшей мере, одним из вышеописанных блоков 1106-1111, пользователь имеет возможность использовать транспортные потоки, полученные в результате демодуляции и исправления ошибок блоком 1102 демодуляции. Поэтому принимающее устройство 1100 может иметь один или более из вышеописанных блоков в любой комбинации в зависимости от его применения.
Транспортные потоки
[0136] Ниже приведено подробное описание иллюстративной структуры транспортного потока.
[0137] На фиг.12 показан вид, демонстрирующий структуру иллюстративного транспортного потока. Согласно фиг.12, транспортный поток получается путем мультиплексирования одного или более элементарных потоков, которые являются элементами, образующими вещательную программу (программа или событие, которая/ое входит в состав программы) обеспечиваемую в данный момент через соответствующие услуги. Примеры элементарных потоков включают в себя видеопоток, аудиопоток, поток презентационной графики (PG) и поток интерактивной графики (IG). В случае, когда вещательная программа, переносимая транспортным(и) потоком(ами), является фильмом, видеопотоки представляют основное видео и вспомогательное видео фильма, аудиопотоки представляют основное аудио фильма и вспомогательное аудио, подлежащее смешиванию с основным аудио, и поток PG представляет субтитры фильма. Используемый здесь термин "основное видео" означает видеоизображения, нормально представляемые на экране, тогда как "вспомогательное видео" означает видеоизображения (например, изображения текста, поясняющего сюжет фильма), представляемые в малом окне, вставленном в видеоизображения. Поток IG представляет интерактивный дисплей, образованный представлением компонентов GUI на экране.
[0138] Каждый поток, содержащийся в транспортном потоке, идентифицируется идентификатором, именуемым PID, уникально назначенным потоку. Например, видеопотоку, несущему основные видеоизображения фильма, назначается "0×1011", каждому аудиопотоку назначается одно из значений от "0×1100" до "0×111F", каждому потоку PG назначается одно из значений от "0×1200" до "0×121F", каждому потоку IG назначается одно из значений от "0×1400" до "0×141F", каждому видеопотоку, несущему вспомогательные видеоизображения фильма, назначается одно из значений от "0×1B00" до "0×1B1F", каждому аудиопотоку вспомогательного аудио, подлежащего смешиванию с основным аудио, назначается одно из значений от "0×1A00" до "0×1A1F".
[0139] На фиг.13 показана схема, демонстрирующая пример мультиплексирования транспортного потока. Сначала видеопоток 1301, состоящий из множества кадров видео, преобразуется в последовательность 1302 пакетов PES и затем в последовательность 1303 пакетов TS, тогда как аудиопоток 1304, состоящий из множества кадров аудио, преобразуется в последовательность 1305 пакетов PES и затем в последовательность 1306 пакетов TS. Аналогично, поток PG 1311 сначала преобразуется в последовательность 1312 пакетов PES и затем в последовательность 1313 пакетов TS, тогда как поток IG 1314 преобразуется в последовательность 1315 пакетов PES и затем в последовательность 1316 пакетов TS. Транспортный поток 1317 получается путем мультиплексирования последовательностей (1303, 1306, 1313 и 1316) пакетов TS в один поток.
[0140] Фиг.14 подробно иллюстрирует, как видеопоток делится на последовательность пакетов PES. На фиг.14 первый ярус демонстрирует последовательность кадров видео, включенных в видеопоток. Второй ярус демонстрирует последовательность пакетов PES. Как указано стрелками yy1, yy2, yy3 и yy4, показанными на фиг.14, множество блоков презентации видео, а именно изображения I, изображения B и изображения P, видеопотока по отдельности сохраняются в участки полезной нагрузки пакетов PES изображение за изображением. Каждый пакет PES имеет заголовок PES, и в заголовке PES хранится метка времени презентации (PTS) и метка времени декодирования (DTS), указывающие время воспроизведения и время декодирования соответствующего изображения.
[0141] Фиг.15 иллюстрирует формат пакета TS, окончательно загружаемого в транспортный поток. Пакет TS является пакетом фиксированной длины 188 байтов и имеет 4-байтовый заголовок TS, содержащий такую информацию, как PID, идентифицирующий поток, и 184-байтовую полезную нагрузку TS, несущую фактические данные. Вышеописанные пакеты PES делятся для сохранения в участках полезной нагрузки TS пакетов TS. В случае BD-ROM, к каждому пакету TS присоединяется дополнительный заголовок TP размером 4 байта для построения 192-байтового исходного пакета, подлежащего загрузке в транспортный поток. Дополнительный заголовок TP содержит такую информацию, как метку времени прихода (ATS). ATS указывает время начала переноса пакета TS на фильтр PID декодера. Как показано в самом нижнем ярусе на фиг.15, транспортный поток включает в себя последовательность исходных пакетов, каждый из которых несет номер исходного пакета (SPN), который представляет собой число, последовательно возрастающее от начала транспортного потока.
[0142] Помимо пакетов TS, хранящих потоки, например, потоки видео, аудио и PG, транспортный поток также включает в себя пакеты TS, хранящие таблицу ассоциаций программы (PAT), таблицу отображения программы (PMT) и временную отметку программы (PCR). PAT в транспортном потоке указывает PID для PMT, используемой в транспортном потоке, и PID для PAT равен "0". PMT включает в себя PID, идентифицирующий соответствующие потоки, например видео, аудио и субтитров, содержащиеся в транспортном потоке, и информацию атрибутов (частоты кадров, аспектного отношения и т.д.) потоков, идентифицированных соответствующими PID. Кроме того, PMT включает в себя различные типы описателей, относящихся к транспортному потоку. Одним из таких описателей может быть информация контроля копирования, указывающая, разрешено ли копирование транспортного потока. PCR включает в себя информацию для синхронизации отсчета времени прихода (ATC), который является временной осью ATS, с отсчетом системного времени (STC), который является временной осью PTS и DTS. В частности, пакет PCR включает в себя информацию, указывающую время STC, соответствующее ATS, в которой пакет PCR подлежит переносу.
[0143] На фиг.16 показан вид, подробно демонстрирующий структуру данных PMT. PMT начинается с заголовка PMT, указывающего длину данных, содержащихся в PMT. После заголовка PMT располагаются описатели, относящиеся к транспортному потоку. Одним примером описателя, включенного в PMT, является вышеописанная информация контроля копирования. После описателей размещены фрагменты информации потока, относящиеся к соответствующим потокам, включенным в транспортный поток. Каждый фрагмент информации потока образован описателями потока, указывающими тип потока, идентифицирующий кодек с уплотнением, применяемый для соответствующего потока, PID потока и информацию атрибутов (частоту кадров, аспектное отношение и пр.) потока. PMT включает в себя столько описателей потока, сколько потоков включено в транспортный поток.
[0144] При записи на носитель записи, например, транспортный поток записывается совместно с информационным файлом транспортного потока.
[0145] На фиг.17 показан вид, демонстрирующий структуру информационного файла транспортного потока. Согласно фиг.17, информационный файл транспортного потока является информацией управления для соответствующего транспортного потока и состоит из информации транспортного потока, информации атрибутов потока и карты входов. Заметим, что информационные файлы транспортного потока и транспортные потоки находятся во взаимно-однозначном соответствии.
[0146] Согласно фиг.17, информация транспортного потока состоит из системной скорости, времени начала воспроизведения и времени окончания воспроизведения. Системная скорость указывает максимальную скорость переноса транспортного потока на фильтр PID целевого декодера системы, который будет описан ниже. Транспортный поток включает в себя ATS с интервалами, установленными так, чтобы не допускать превышения системной скорости. Время начала воспроизведения устанавливается равным времени, указанным PTS первого кадра видео в транспортном потоке, тогда как время окончания воспроизведения устанавливается равным времени, вычисленным суммированием периода воспроизведения одного кадра с PTS последнего кадра видео в транспортном потоке.
[0147] Фиг.18 иллюстрирует структуру информации атрибутов потока, содержащиеся в информационном файле транспортного потока. Согласно фиг.18, информация атрибутов потока включает в себя фрагменты информации атрибутов соответствующих потоков, включенных в транспортный поток, и каждая информация атрибутов регистрируется с соответствующим PID. Таким образом, разные фрагменты информации атрибутов обеспечиваются для разных потоков, а именно видеопотока, аудиопотока, потока PG и потока IG. Информация атрибутов видеопотока указывает кодек с уплотнением, применяемый для уплотнения видеопотока, разрешения отдельных изображений, образующих видеопоток, аспектное отношение, частоту кадров, и т.д. Информация атрибутов аудиопотока указывает кодек с уплотнением, применяемый для уплотнения аудиопотока, количество каналов, включенных в аудиопоток, язык аудиопотока, частоту дискретизации и т.д. Эти фрагменты информации используются для инициализации декодера до начала воспроизведения на проигрывателе.
В настоящем варианте осуществления, среди фрагментов информации, включенных в информационный файл пользовательских пакетов, используется тип потока, включенный в PMT. В случае, когда пользовательский пакет записывается на носитель записи, используется информация атрибутов видеопотока, включенная в информационный файл пользовательских пакетов. В частности, способ и устройство кодирования движущегося изображения, описанные в любом из вышеописанных вариантов осуществления, можно модифицировать, дополнительно включая в них этап или блок задания конкретного фрагмента информации в типе потока, включенном в PMT или в информации атрибутов видеопотока. Конкретный фрагмент информации служит для указания того, что видеоданные генерируются посредством способа и устройства кодирования движущегося изображения, описанных согласно варианту осуществления. Благодаря вышеописанной структуре, видеоданные, генерируемые посредством способа и устройства кодирования движущегося изображения, описанных в любом из вышеописанных вариантов осуществления, можно отличить от видеоданных, согласующихся с другими стандартами.
[0148] Фиг.19 демонстрирует иллюстративную структуру устройства 1900 вывода видео и аудио, которое включает в себя принимающее устройство 1904 для приема модулированного сигнала, несущего видео- и аудиоданные или данные для вещания данных с широковещательной станции (базовой станции). Заметим, что структура принимающего устройства 1904, в принципе, такая же, как структура принимающего устройства 1100, представленного на фиг.11. На устройстве 1900 вывода видео и аудио установлены, например, операционная система (ОС) и также блок 1906 связи (например, устройство для беспроводной локальной сети (LAN) или Ethernet (зарегистрированный товарный знак)) для установления соединения с интернетом. Благодаря такой структуре, гипертекст (всемирная паутина (WWW)) 1903, обеспечиваемый в интернете, может воспроизводиться в области 1901 визуального воспроизведения одновременно с изображениями 1902, воспроизводимыми в области 1901 визуального воспроизведения из видео- и аудиоданных или данных, обеспечиваемых вещанием данных. Пользуясь пультом дистанционного управления (в качестве которого может служить мобильный телефон или клавиатура) 1907, пользователь может осуществлять выбор на изображениях 1902, воспроизводимых из данных, обеспечиваемых вещанием данных, или гипертекста 1903, обеспечиваемого в интернете, для изменения работы устройства 1900 вывода видео и аудио. Например, пользуясь пультом дистанционного управления для осуществления выбора на гипертексте 1903, обеспечиваемом в интернете, пользователь может переходить с веб-сайта, воспроизводимого в данный момент, на другой сайт. Альтернативно, пользуясь пультом 1907 дистанционного управления для осуществления выбора на изображениях 1902, воспроизводимых из видео- или аудиоданных или данных, обеспечиваемых вещанием данных, пользователь может передавать информацию, указывающую выбранный канал (например, выбранную вещательную программу или радиопередачу). В ответ, интерфейс (IF) 1905 получает информацию, передаваемую с пульта 1907 дистанционного управления, в результате чего, принимающее устройство 1904 действует для получения данных приема посредством демодуляции и исправления ошибок сигнала, переносимого на выбранном канале. Во время приема данных, принимающее устройство 1904 принимает символы управления, содержащие информацию, указывающую метод передачи сигнала, переносимого на выбранном канале, что позволяет получать информацию, указывающую метод передачи. Информация позволяет принимающему устройству 1904 устанавливать надлежащие настройки для операции приема, метода демодуляции и метода исправления ошибок для надлежащего приема транспортных потоков, передаваемых с широковещательной станции (базовой станции). Хотя вышеприведенное описание относится к примеру, в котором пользователь выбирает канал с использованием пульта 1907 дистанционного управления, то же самое описание применимо к примеру, в котором пользователь выбирает канал с использованием кнопки выбора, предусмотренной на устройстве 1900 вывода видео и аудио.
[0149] Кроме того, устройством 1900 вывода видео и аудио можно пользоваться через интернет. Например, терминал, подключенный к интернету, используется для осуществления настроек на устройстве 1900 вывода видео и аудио для предварительно запрограммированной записи (сохранения). (Поэтому устройство 1900 вывода видео и аудио имеет блок 1108 записи согласно фиг.11). До начала предварительно запрограммированной записи, устройство 1900 вывода видео и аудио выбирает канал, благодаря чему, принимающее устройство 1904 действует для получения данных приема посредством демодуляции и исправления ошибок сигнала, переносимого на выбранном канале. Во время приема данных, принимающее устройство 1904 принимает символы управления, содержащие информацию, указывающую метод передачи сигнала, переносимого на выбранном канале, что позволяет получать информацию, указывающую метод передачи. Информация позволяет принимающему устройству 1904 устанавливать надлежащие настройки для операции приема, метода демодуляции и метода исправления ошибок для надлежащего приема транспортных потоков, передаваемых с широковещательной станции (базовой станции).
[0150] В итоге, настоящее изобретение обеспечивает механизм обратимого уплотнения для уплотнения заголовка пакета транспортного потока для передачи в сети цифрового вещания. В частности, магистральный поток физического уровня для передачи пакета транспортного потока выбирается в соответствии с идентификатором пакета для пакета транспортного потока и идентификатором пакета для пакета транспортного потока заменяется коротким идентификатором пакета, который указывает, по меньшей мере, является ли пакет транспортного потока пакетом NULL.
Промышленная применимость
[0151] Настоящее изобретение обеспечивает механизм обратимого уплотнения для уплотнения заголовка пакета транспортного потока для передачи в сети цифрового вещания, и, соответственно, полезно для повышения эффективности передачи в сети цифрового вещания.
Перечень ссылочных позиций
[0152] 110 пакет TS
120 заголовок пакета TS
121 байт синхронизации (синхробайт)
122 указатель транспортной ошибки
123 указатель начала участка полезной нагрузки
124 транспортный приоритет
125 идентификатор пакета (PID)
126 управление скремблированием транспорта
127 контроль поля адаптации
128 счетчик непрерывности
130 полезная нагрузка TS пакета
201 пакет TS
210 демультиплексор
220 обработка магистральных потоков физического уровня
230 отображение кадров
240 модуляция
250 входная обработка
260 кодирование прямого исправления ошибок (FEC)
270 отображение звездной диаграммы
280 перемежение
301 группа данных
302 участок полезной нагрузки пакета немодулированного сигнала
303 кадр немодулированного сигнала
320 заголовок кадра немодулированного сигнала
330 остаток
340 полезная нагрузка пакета немодулированного сигнала
350 заполнение
410 пакет NULL
500 уплотненный заголовок
510 указатель пакета NULL
520 указатель дублированного пакета
600a передатчик
600b приемник
601 поток пакета транспортного потока
610 блок выделения
620 блок уплотнения заголовка
630 демультиплексор (DEMUX)
640 блок обработки физического уровня
650 блок передачи
660 блок приема
670 блок обработки физического уровня
680 блок выделения
690 блок извлечения заголовка
691 пакет TS
695 блок разуплотнения заголовка
710 передатчик
715 передающая станция
730 персональный компьютер (ПК)
740 телевизионная приставка (STB)
750 TV
760 TV с приемником
800 передатчик
810 демультиплексор (DEMUX)
820 обработка сигнализации L1
830 отображение кадров
910 сигнализация P1
920 пресигнализация L1
930 постсигнализация L1
1000 приемник
1010 блок обработки физического уровня
1020 обработка сигнализации L1
1030 блок объединения
1100 принимающее устройство
1101 тюнер
1102 блок демодуляции
1103 блок ввода/вывода потока
1104 блок обработки сигнала
1105 блок вывода AV
1106 блок вывода аудиосигнала
1107 блок воспроизведения видео
1108 блок записи
1109 IF вывода потока
1110 блок ввода операций
1111 IF вывода AV
1130, 1140 транспортная среда
1150 пульт дистанционного управления
1160 антенна
1301 видеопоток
1302, 1305, 1312, 1315 последовательность пакетов PES
1303, 1306, 1313, 1316 последовательность пакетов TS
1304 аудиопоток
1311 поток презентационной графики (PG)
1314 поток интерактивной графики (IG)
1317 транспортный поток
1900 устройство вывода видео и аудио
1901 область отображения
1902 изображения
1903 гипертекст
1904 принимающее устройство
1905 интерфейс (IF)
1906 блок связи
1907 пульт дистанционного управления