CN100481958C - 用以执行资料流的信号同步的系统与方法 - Google Patents

用以执行资料流的信号同步的系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中该资料流包含多个具有来源时间参考值的资料框，该系统包括一系统时钟、一译码装置、一系统控制装置。该系统时钟是用以产生一本地时间参考值；该译码装置是用以处理该资料流；该系统控制装置是用以计算该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值，比较该差值与一第一阀值，当该差值大于该第一阀值时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框，以及控制该译码装置针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。

Description

用以执行资料流的信号同步的系统与方法
技术领域
本发明的技术是有关于信号同步，特别是有关于实现资料流中的信号同步的方法与系统。
背景技术
在传统的数字通讯系统中，相关的信号单元通常经过时间多任务(time-multiplexing)处理在单一信道里传送。被传送的信号单元中，攸关时间的单元在经过时间多任务处理之前，先被赋予一时间参考资料。此种时间参考资料称之为「时间戳记」(time stamp)。
就一资料接收装置而言，若其太快呈现接收到的资料，则其用以储存接收资料的缓冲储存装置会发生资料不足(underflow)的状况，而使得其输出的信号有中断的现象。若资料接收端太慢呈现接收到的资料，则其用以储存接收资料的缓冲储存装置会发生资料满溢(overflow)的状况，而使得其接收的资料有部分流失。
依据一公知用以避免上述状况的方法，当译码装置落后于资料播放，则略过一资料单元(数据框)当译码装置超前于数据播放，则重复一数据单元(数据框)。然而，这种方法会使得影像或声音的播放不连续，而产生相当明显的失真。以MPEG Audio Layer II的资料流为例，若取样率为32KHz而位率为384kbits/sec，则一个由1152个音频信号取样所组成资料框(frame)包含13824个资料位，而重复或略过一整个音频信号资料框将会产生大约0.036秒的不连续，这种长度的间断是非常明显而容易被听的出来的。
依据另一公知用以避免上述状况的方法，当译码装置落后于资料播放，则略过一数据单元的一部分(子数据框)，当译码装置超前于数据播放，则重复一数据单元的一部分(子数据框)。然而，为了储存多个用以执行略过播放和重复播放的子资料框，需要一个相当大的缓冲储存装置。此种对于缓冲储存的需要，使得译码装置的尺寸、复杂度及/或成本都因此增加。而且，上述方法需要复杂的运算，因此必须占用系统中大量的运算资源。
发明内容
本发明的技术是有关于信号同步，特别是有关于实现资料流中的信号同步的方法与系统。
本发明提供一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中该资料流包含多个具有来源时间参考值的资料框，该系统包括一系统时钟、一译码装置、一系统控制装置。系统时钟是用以产生一本地时间参考值；译码装置是用以处理该资料流；系统控制装置是用以计算该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值，比较该差值与一第一阀值，当该差值大于该第一阀值时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框，以及控制该译码装置针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。
本发明亦提供一种用以执行资料流的信号同步的方法。该方法首先接收一资料流，其包含多个具有来源时间参考值的资料框；并依据一本地系统时钟，提供一本地时间参考值；并求取该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值；继之，比较该差值与一第一阀值；当该差值大于该第一阀值时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框；继之，针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。
附图说明
图1显示依据本发明实施例的资料流传送系统的示意图。
图2显示依据本发明实施例的资料流接收系统的示意图。
图3显示依据本发明实施例的方法的流程图。
图4显示依据本发明另一实施例的方法的流程图。
符号说明：
10～系统；            11～信号源；
13～编码器；          15～格式化单元；
17～传输处理器；      19～传送器；
12～系统时钟；        20～系统；
29～接收器；          28～缓冲储存装置；
27～逆传输处理器；    24～系统控制器；
23～译码装置；        22～本地系统时钟。
具体实施方式
为了让本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图标图1至图4，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中图式标号的部分重复，为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
图1显示依据本发明实施例的资料流传送系统的示意图。系统10为一能够压缩和传送数字信号的系统。在系统10中，信号源11发出的信号传送到编码器13。经过编码器13处理后的信号被传送到格式化单元(Formatter)15。格式化单元15依据一信号协议(例如MPEG)，配置上述编码过的信号以及其它相关的资料。经过处理的信号被传送到传输处理器17，其是将该信号切割成资料封包。上述资料封包被传送到一缓冲器(图未显示)，以提供输出速度较均匀的资料封包，使得能够在一具有相对较窄的频宽的信道传递。上述经过缓冲处理的资料封包，经由一传送器19发送出去。系统时钟12提供时脉信号供系统10中各单元使用。系统时钟12是以固定频率，例如以27MHz的频率，产生时间信号。上述时间信息由格式化单元15以辅助资料的形式加入信号中，使得每一资料封包包含一来源时间参考值。该来源时间参考值可以被该资料封包的接收端解读，作为信号同步之用。
图2显示依据本发明实施例的资料流接收系统的示意图。系统20是可以接收并译码数字信号。在系统20信号借由接收器29接收。接收的信号，在经过进一步的处理之前，被储存在缓冲储存装置28中。继之，将接收的信号传送到一逆传输处理器27切割出传输封包，并且把个别的封包分配到适当的处理信道中。此时，个别的封包负载(payload)和其它的辅助资料分离，封包负载分别被传送到适当的信道，而封包中其它的辅助资料则被传送到系统控制器24中。逆传输处理器27送出的编码信号先传送到一速率缓冲器(图未显示)中，再依据系统协议提供给译码装置23。上述速率缓冲器以非固定的速率接收资料后，将资料提供给译码装置23。译码装置23依据该编码信号而产生译码的信号给合适的装置(图未显示)使用。逆传输处理器27也依据封包中其它辅助资料，提供时间信息给系统控制器24，其中该时间信息是标示和该信号传输端装置相对应的系统时间参考值。系统控制器24从一本地系统时钟22，采集本地时间参考值，并利用该本地时间参考值和收到封包的系统时间参考值(即：来源时间参考值)来进行信号同步程序的运作。系统控制器24根据该来源时间参考值与该本地时间参考值得到两者之间的差值，比较该差值与一第一阀值，当该差值大于该第一阀值时，依据预设的条件，从该资料流中选取一目标资料框，以及控制译码装置23针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。译码装置23依据该目标资料框决定的一适当时间区段中，借由略过/插入/重复至少一资料框来达成信号同步的目的。
图3显示依据本发明实施例的方法的流程图，该方法可以于上述图2中的系统20中实施。在步骤S30中，将系统20初始化。继之，在步骤S31中，判断是否接收到一新的资料框。若有新的资料框被接收，则将该新资料框中所包含的来源时间参考值采集出来(步骤S32)。当新的资料框被接收时，同时也在步骤S32中，采集本地的系统时钟22所产生的本地时间参考值。继之，于步骤S33中，求取该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值。继之，于步骤S341中，比较该差值与一预设的阀值THa，以决定该差值是否大于阀值THa。当该差值大于阀值THa，则进行步骤S36，否则进行步骤S345。例如预设的阀值THa可以为2个资料框时间。当该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的差值保持在两个资料框时间之内时，则信号的不同步较不会被使用者感知。预设阀值可以依据来源时间参考值与本地时间参考值间允许的差值的上、下限决定。
继之，于步骤S345中，比较该差值与另一预设的阀值THb，以决定该差值是否大于阀值THb。当该差值大于THb时，依据该资料流中资料框的内容，以及依预设的标准，从该资料流中选取一目标资料框(步骤S351)。若该差值没有超过THb时，该方法回到步骤S31。例如预设的阀值THb可以为1个资料框时间。当来源时间参考值与本地时间参考值之间的差值保持在阀值THb之内时，不进行信号同步程序，当差值超过阀值THb时，则进行信号同步程序。上述预设的阀值，可以分别包含不同数值大小的正差值阀值和负差值阀值。例如，正差值的上限可以为1个资料框时间，而负差值的下限可以为2个资料框时间。上述预设阀值可以依据需要或实验数据来决定。在步骤S355中，判断是否已选取一目标资料框。当已选出目标资料框时，该方法执行步骤S36，进行一信号同步程序。当经过一预设时间后，仍未选取一目标资料框，则该方法返回步骤S31。
用以选取目标资料框的上述预设标准，可以依据实际需要而定，对于不同种类的资料框，可以设定不一样的目标资料框选取标准。例如，对视频信号资料框而言，该选取标准可以设定一视频信号的移动向量阀值。对音频信号资料框而言，该选取标准可以设定一音频信号音量大小阀值。
上述信号同步程序，可以使用不一样的机制为之。例如，在播放资料框时，执行资料框略过/插入/重复等程序。
举例而言，当来源时间参考值超过本地时间参考值，且差值大于预设阀值时，略过紧接于所选的目标资料框后一资料框时间中的至少一资料框；或者，当来源时间参考值超过本地时间参考值，且差值大于预设阀值时，舍弃所选的目标资料框。当本地时间参考值超过来源时间参考值，且差值大于预设阀值时，插入至少一资料框，时间点则是在紧接于所选的目标资料框后的一段资料框时间内；或者，当本地时间参考值超过来源时间参考值，且差值大于预设阀值时，重复所选的目标资料框。
相对于来源端的资料流，略过/舍弃资料框可以将译码端的资料流提前一段时间，而插入/重复资料框则会延缓译码端的数据流。上述资料框插入/重复等程序执行的时间点，可以是紧接在所选目标资料框之后的一个资料框时间，降低因资料框略过/插入/重复等程序而造成的视频信号/音频信号失真状况。上述资料框略过程序，则可以直接舍弃所选的目标资料框。
例如，就音频信号资料框而言，资料框中包含的音频信号的音量大小低于一默认值时，可以将该资料框略过或插入。例如，目标资料框可以依据该资料框中包含的音量、资料框能量、及/或资料框的熵来选取。在某些实施例中，音频信号资料框中包含的音频信号的音量低于-60dB者，可以被选取为目标资料框。若需要延缓译码端的资料流，则可以将一预设的特定资料框、选取的目标资料框、或一空白资料框插入依据该目标资料框所决定的一资料框时段中。
就视频信号资料框而言，其包含的视频信号的移动向量小于一预设条件时，可以将之略过或插入。
图4显示依据本发明另一实施例的方法的流程图，该方法可以于上述图2中的系统20中实施。在步骤S40中，将系统20初始化。继之，在步骤S41中，监视用以接收和储存资料框的一缓冲储存装置。在步骤S42中，侦测储存在该缓冲储存装置中的资料量。并将该缓冲储存装置中的资料量和一预设范围比较。在步骤S441中，决定该资料量是否超出(大于或小于)一预设范围Ra。当该资料量超出一预设范围Ra时，该方法进行步骤S46，否则该方法进行步骤S445。预设范围可以依据缓冲储存装置所允许的资料量的上、下限决定。
在步骤S445中，进一步判断该资料量是否超出一预设范围Rb。当该资料量超出预设范围Rb时，执行步骤S451，依据资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框。当该资料量未超出预设范围Rb时，返回步骤S41。预设范围Rb可以比上述预设范围Ra小。换言之，当缓冲储存装置中储存的资料量超出预设范围Ra时，便不必借由选取一目标资料框来决定执行信号同步程序的时间点，而立即进行信号同步程序。当缓冲储存装置中储存的资料量未超出预设范围Ra，但已超出预设范围Rb时，则需先借由选取一目标资料框来决定执行信号同步程序的时间点，再依据选定的执行时间点，进行信号同步程序。当缓冲储存装置中储存的资料量在预设范围Rb之内时，资料流不同步的情形相当轻微，可视为同步，此时不需要进行信号同步程序。在步骤S455中，决定是否已选出一目标资料框。当已选取一目标资料框时，该方法执行步骤S46，进行一信号同步程序。当经过一预设时间后，仍未选取一目标资料框，则该方法返回步骤S41。
用以选取目标资料框的上述预设标准，可以依据实际需要而定，对于不同种类的资料框，可以设定不一样的目标资料框选取标准，让使用者不易察觉同步程序的影响。例如，对视频信号资料框而言，该选取标准可以设定依视频信号的移动向量阀值。对音频信号资料框而言，该选取标准可以设定一音频信号音量大小阀值。
上述信号同步程序，可以使用不一样的机制为之。例如，在播放资料框时，执行资料框略过/插入/重复等程序。举例而言，当输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于预设范围的上限时，略过紧接于所选的目标资料框后的至少一资料框。又如，当输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于预设范围的上限时，舍弃所选的目标资料框。再如，当输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于预设范围的下限时，在紧接于所选的目标资料框后的一段资料框时间内插入至少一资料框。或者，当输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于预设范围的下限时，重复所选的目标资料框。
上述资料框插入/重复等程序执行的时间点，可以是紧接在所选目标资料框之后的一个资料框时间，降低因资料框略过/插入/重复等程序而造成的视频信号/音频信号失真状况。上述资料框略过程序，则可以直接舍弃所选的目标资料框。
例如，就音频信号资料框而言，资料框中包含的音频信号的音量大小低于一默认值时，可以将该资料框略过或插入。例如，目标资料框可以依据该资料框中包含的音量、资料框能量、及/或资料框的熵来选取。在某些实施例中，音频信号资料框中包含的音频信号的音量低于-60dB者，可以被选取为目标资料框。若需要延缓译码端的资料流，则可以将一预设的特定资料框、选取的目标资料框、或一空白资料框插入依据该目标资料框所决定的一资料框时段中。
就视频信号资料框而言，其包含的视频信号的移动向量小于一预设条件时，可以将之略过或插入。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (29)

1.一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中该资料流包含多个具有来源时间参考值的资料框，该系统包括：
一系统时钟，其是用以产生一本地时间参考值；
一译码装置，其是用以处理该资料流；以及
一系统控制装置，其是用以计算该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值，比较该差值与一第一阀值，当该差值大于该第一阀值时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框，以及控制该译码装置针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。
2.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该来源时间参考值超过该本地时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，该系统控制装置指示该译码装置略过紧接于该目标资料框后的至少一资料框。
3.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该来源时间参考值超过该本地时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，该系统控制装置指示该译码装置舍弃该目标资料框。
4.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该本地时间参考值超过该来源时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，该系统控制装置指示该译码装置在紧接于该目标资料框后的一段资料框时间内插入至少一资料框。
5.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该本地时间参考值超过该来源时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，该系统控制装置指示该译码装置重复该目标资料框。
6.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中该系统控制装置依据该资料流中资料框的内容所包含的音频信号音量大小，从该资料流中选取该目标资料框。
7.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中该系统控制装置依据该资料流中资料框的内容所包含的视频信号的移动向量，从该资料流中选取该目标资料框。
8.如权利要求1所述的用以执行资料流的信号同步的系统，其中该系统控制装置进一步将该差值与一第二阀值比较，当该差值大于该第二阀值时，直接触发执行该同步程序，其中该第二阀值大于该第一阀值。
9.一种用以执行资料流的信号同步的系统，包含：
一输入缓冲装置，用以接收并储存一资料流，其中该资料流包含多个具有来源时间参考值的资料框；
一译码装置，用以处理该资料流；以及
一系统控制装置，用以检查该输入缓冲装置中所储存的资料流的数量，并将该数量与一第一预设范围比较，当该数量超出该第一预设范围时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取第一目标资料框，并控制该译码装置依据该第一目标资料框来执行一同步程序。
10.如权利要求9所述的一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于该第一预设范围的上限时，该系统控制装置指示该译码装置略过紧接于该第一目标资料框后的至少一资料框。
11.如权利要求9所述的一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于该第一预设范围的上限时，该系统控制装置指示该译码装置舍弃该第一目标资料框。
12.如权利要求9所述的一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于该第一预设范围的下限时，该系统控制装置指示该译码装置在紧接于该第一目标资料框后的一段资料框时间内插入至少一资料框。
13.如权利要求9所述的一种用以执行资料流的信号同步的系统，其中当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于该第一预设范围的下限时，该系统控制装置指示该译码装置重复该第一目标资料框。
14.一种用以执行资料流的信号同步的方法，其包括：
接收一资料流，其包含多个具有来源时间参考值的资料框；
依据一本地系统时钟，提供一本地时间参考值；
求取该来源时间参考值与该本地时间参考值之间的一差值；
比较该差值与一第一阀值；
当该差值大于该第一阀值时，依据该资料流中资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框；以及
针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。
15.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该来源时间参考值超过该本地时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，略过紧接于该目标资料框后一资料框时间中的至少一资料框。
16.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该来源时间参考值超过该本地时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，舍弃该目标资料框。
17.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该本地时间参考值超过该来源时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，于紧接在该目标资料框后的一段资料框时间内插入至少一资料框。
18.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该本地时间参考值超过该来源时间参考值，且该差值大于该第一阀值时，重复该目标资料框。
19.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，其中该目标资料框的选取，是依据该资料流中资料框的内容所包含的音频信号音量大小为之。
20.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，其中该目标资料框的选取，是依据该资料流中资料框的内容所包含的视频信号的移动向量为之。
21.如权利要求14所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含将该差值与一第二阀值比较，当该差值大于该第二阀值时，直接触发执行该同步程序，其中该第二阀值大于该第一阀值。
22.一种用以执行资料流的信号同步的方法，其包括：
将接收到的一资料流储存于一输入缓冲储存装置中，其中该资料流包含多个具有来源时间参考值的资料框；
检查该输入缓冲装置中所储存的资料流的数量；
将该数量与一第一预设范围比较；
当该数量超出该第一预设范围时，依据该资料流中该资料框的内容，从该资料流中选取一目标资料框；以及
针对该选取的资料框或其邻近的资料框，执行一同步程序。
23.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于该第一预设范围的上限时，略过紧接于该目标资料框后的至少一资料框。
24.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量高于该第一预设范围的上限时，舍弃该目标资料框。
25.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于该第一预设范围的下限时，在紧接于该目标资料框后的一段资料框时间内插入至少一资料框。
26.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含当该输入缓冲装置中所储存资料流的数量低于该第一预设范围的下限时，重复该目标资料框。
27.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，其中该目标资料框的选取，是依据该资料流中资料框的内容所包含的音频信号音量大小为之。
28.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，其中该目标资料框的选取，是依据该资料流中资料框的内容所包含的视频信号的移动向量为之。
29.如权利要求22所述的用以执行资料流的信号同步的方法，进一步包含将该数量与一第二预设范围比较，当该数量超过该第二预设范围时，直接触发执行该同步程序，其中该第二预设范围包括并大于该第一预设范围。
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