CN100531298C - 用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法 - Google Patents

用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统，包括：包括解码器的至少一个机顶盒，解码器用于对预定基准格式的信号进行解码并产生用于执行画中画功能的控制信号；以及多媒体匹配设备，用于从广播通信网络接收各种格式的多媒体信号并从机顶盒接收控制信号，响应控制信号，将接收的多媒体信号处理为具有预定基准格式的信号。

Description

用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法
技术领域
本发明涉及一种广播通信一体化(convergence)系统，更具体地，涉及一种用于对各种格式的视频信号执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法。
背景技术
网络一体化表示一种包括语音、视频和数据传输的集成网络环境，发展到包括通过广播和通信网络的集成服务和应用。通过通信网络的广播服务包括通过因特网的TV广播服务、由现有广播站提供的视频点播(“VOD”)服务、以及使用通信卫星的直接卫星广播。另一方面，通过广播网络的通信服务包括使用电缆网络的增值通信服务，例如因特网和电话服务。广播-通信一体化由例如高速计算机网络的硬件发展和例如随着高清晰电视(“HDTV”)、有线TV和卫星TV的出现的内容的数字化的软件发展所支持。因此，当前广播-通信系统不再局限于接收并显示广播信号的简单功能，而可以提供广播服务。因此，从一体化广播-通信网络接收各种格式多媒体信号的广播-通信系统必须对接收到的信号进行解码并显示解码的信号。
已经建议和提出各种传输技术来提供广播和通信一体化服务。通过广播通信网络101以各种格式将多媒体信号(例如视频和音频信号)发送到用户。多媒体信号的传输格式包括MPEG(运动图像专家组)格式。MPEG是形成视频和音频信号编码的设备标准的工作组。作为广播信号的格式，MPEG分为多个格式。为了将多媒体信号传输到通信系统，使用各种格式的视频和音频信号。
当从不同来源接收到两个多媒体信号时可以实现用于在同一屏幕上同时显示两个视频信号的画中画(“PIP”)。当同时接收并且显示相同格式的信号时不存在问题。为了接收并显示视频不同格式的信号，PIP应用需要多媒体解码器。
图1示意地示出了传统数字广播通信系统的接收端。如图所示，数字广播通信网络101的传统接收端包括用于从广播通信网络101接收广播通信信号的机顶盒103和107和用户显示设备105和109。
机顶盒103和107包括用于对接收到的不同格式的多媒体信号进行解码的多个解码器。这些机顶盒103和107通过解调器将从多个信道接收的信号转换到二进制信号。二进制信号被划分为音频、视频和数据信号并由解复用器进行解码。机顶盒103和107将接收到的信号转换为可在显示设备105和109上显示的信号。
如上所述，为了在传统广播-通信网络中对各种格式的视频信号执行PIP功能，需要机顶盒103和107包括额外的解码器，以便对每一个多媒体格式进行解码。如果在家中使用两个或多个机顶盒，接收同一个格式的多媒体信号是没有问题的。然而，只有当每一个机顶盒具有多个对不同格式进行解码的解码器时才能以PIP模式显示不同格式的多媒体信号。除非提供了多个解码器，否则不能够实现PIP功能。
发明内容
因此，本发明通过提供一种用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和功能，来克服上述问题并提供附加的优点。
本发明的一个方案是提供一种用于接收不同格式的广播信号并使用接收到的信号来执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法。
本发明的另一个方案是提供一种用于通过具有画中画功能的多媒体匹配设备向具有单个解码器的多个机顶盒提供视频信号的多媒体信号匹配系统和方法。
在一个实施例中，提供一种用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统，包括：至少一个机顶盒，具有用于对预定基准格式的多媒体信号进行解码的解码器，并且用于产生控制信号来执行画中画功能；以及多媒体匹配设备，用于从广播通信网络接收不同格式的多媒体信号以及从机顶盒接收控制信号，用于使用控制信号来处理接收到的预定基准格式的多媒体信号，并且用于将多媒体信号发送到机顶盒。
多媒体匹配设备包括：基准信号处理器，用于接收基准格式的多媒体信号并且用于从接收到的多媒体信号中提取视频和音频信号来执行画中画功能；非基准信号处理器，用于接收非基准格式的多媒体信号，用于将接收到的多媒体信号代码转换(transcoding)为基准格式的信号，并且用于提取视频和音频信号来执行画中画功能；以及多媒体匹配模块，用于使用控制信号来执行显示视频信号的画中画功能，并且用于选择要复用到由机顶盒解码的多媒体信号格式的音频信号。
附图说明
从下面的详细说明，结合附图，本发明的上述性质和优点将显而易见，其中：
图1是示意地示出了传统数字广播通信系统的接收器的视图；
图2是示意地示出了根据本发明用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统的视图；
图3是示意地示出了根据本发明的多媒体匹配设备的结果和组件的视图；
图4是示意地示出了根据本发明用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统的操作的视图；以及
图5是示出了根据本发明匹配多媒体信号来执行画中画功能的过程的流程图。
具体实施方式
下文中，结合附图来说明根据本发明实施例对各种格式的视频信号执行画中画功能的多媒体信号匹配系统和方法。需要注意，所有附图中用相同的参考数字表示相同的组件。为了简单和清楚，因为会使本发明的主题不清楚，省略在此所包含的公知的功能和配置的详细说明。
参考图2，根据实施例，在数字广播系统的接收端处，设置用于执行PIP功能并将多媒体信号发送到每一个机顶盒205和209的多媒体匹配设备。应当注意到，尽管为了演示示出了有限数目的机顶盒，实际上，本发明的教益可以包括更大数目的机顶盒。
在操作中，从广播通信网络201接收到多媒体信号(即视频和音频信号)。多媒体匹配设备203将视频信号转换到预定基准格式并执行PIP功能。当从广播通信网络201接收到不同格式的视频信号时，多媒体匹配设备203将接收到的视频信号转换到单一基准格式并随后对转换的基准格式信号应用PIP功能。结果，以预定基准格式将应用PIP的视频信号发送到机顶盒205和209。因此，机顶盒205和209接收发送自多媒体匹配设备203的信号，并且使用单个解码器来转换接收到的信号，以便可以在用户显示设备207和211上显示。
在现有技术中，为了将各种不同格式的接收多媒体信号转换到单一基准格式，需要多个解码器。在本实施例中，根据接收信号的不同格式数目将解码器添加到单个设备(多媒体匹配设备203)，从而可以实现PIP功能，而与要转换的格式数目的增加无关。
用户显示设备207和211从机顶盒205和209接收应用PIP的多媒体信号，并显示接收到的多媒体信号用于查看。
图3示意地示出了根据本发明实施例的多媒体匹配设备的结构和组件。
多媒体匹配设备203包括：基准信号处理器300、非基准信号处理器310以及多媒体匹配模块312。为了示意，假设输入到多媒体匹配设备203的多媒体信号包括MPEG-2格式(基准格式)的视频信号和MPEG-4格式的视频电话会议信号。
多媒体匹配设备203接收两个多媒体信号(MPEG-2格式的视频信号和MPEG-4的视频电话会议信号)。MPEG-2格式的视频信号是基准格式信号。多媒体匹配设备203对接收到的多媒体信号应用PIP并以基准格式(即MPEG-2)将应用PIP的多媒体信号发送到机顶盒。
MPEG-2格式的基准信号被输入到基准信号处理器300，而MPEG-4的非基准信号被输入到非基准信号处理器310。
用于处理基准格式信号的基准信号处理器300包括解复用器301。接收到的MPEG-2信号被解复用为视频和音频信号，并分别被发送到PIP产生器309和音频选择器311。
非基准信号处理器310接收非基准格式的信号并对信号进行代码转换或解码。具体地，为了处理作为以太网通信信号的视频电话会议信号，非基准信号处理器310包括以太网处理器303、视频电话会议信号处理器305以及解码器307。当接收到除以太网信号之外的非基准格式信号时，非基准信号处理器可以只使用解码器307来处理接收到的信号。
当包括MPEG-4格式视频电话会议信号的通信信号被输入到非基准信号处理器时，由针对PIP应用的以太网处理器303来处理输入的信号。以太网处理器303对通信信号进行解复用并提取针对PIP应用的MPEG-4格式视频电话会议信号。
只有从通信信号中提取的针对PIP应用的多媒体信号，即视频电话会议信号，被发送到视频电话会议信号处理器305。视频电话会议信号处理器305从机顶盒接收包括关于连接会话的信息和视频电话会议的PIP请求的控制信号，并使用控制信号来处理电话会议信号。响应来自机顶盒的控制信号，电话会议信号处理器305将电话会议数据发送到解码器305。然后，解码器307对视频电话会议的视频和音频信号进行解码。更具体地，解码器307执行代码转换或解码来转换输入信号的格式。通过代码转换或解码过程，MPEG-4格式的电话会议信号被解码到标准化MPEG-2格式的压缩流。注意到，代码转换是将压缩前的流重新编码到更低比特率或更低分辨率的过程或将流格式实时地转换为另一种流格式的过程。
在由解码器307转换为MPEG-2流的信号中，视频信号被发送到PIP产生器309，并且音频信号被发送到音频信号选择器311。因此，解码器307执行接收信号的代码转换并为随后的显示进行解码。
多媒体匹配模块312包括PIP产生器309、音频信号选择器311和复用器313。
从解复用器301和解码器307输出的视频信号被输入到PIP产生器309。PIP产生器309从机顶盒接收包括形成PIP多媒体信号所需的资源分配信息的控制信号并根据控制信号对接收的视频信号应用PIP功能。应用PIP的视频信号被输出到复用器313。解复用的音频信号被输入到音频信号选择器311。
为了选择音频信号，音频信号选择器311从机顶盒接收解复用的音频信号和控制信号(即用于选择要再现的音频信号的信号)。然后，音频信号选择器311产生音频信号流并将产生的流输出到复用器313。
复用器313接收应用PIP的视频信号和选定的音频信号，然后复用接收的视频和音频信号，并将MPEG-2流的多媒体信号发送到机顶盒。
在上述说明中，已经将包括视频电话会议信号的通信信号作为多媒体信号的示例进行了解释，并且将MPEG-2作为基准格式进行了解释。然而，需要注意到，根据本发明的教益可以将其它格式设置为基准格式。当接收到例如MPEG-4和H.264的各种格式的多媒体信号时，根据接收信号的不同格式，可以在多媒体匹配设备203中并行地添加解码器，从而能够对不同格式的信号进行PIP功能。视频电话会议信号处理器305、PIP产生器309和音频信号选择器311从机顶盒接收控制信号并根据接收的控制信号来操作。
下文中，将参考图4来详细说明信号在多媒体匹配设备203、机顶盒205和209与用户显示设备207、211之间流动以便执行PIP功能。
图4示出了根据本实施例具有画中画功能的多媒体信号匹配系统。
多媒体信号匹配系统包括用户显示设备400、机顶盒430以及多媒体匹配设备460。当用户显示设备400产生针对PIP信号的请求时，该请求通过机顶盒430被输入到多媒体匹配设备460(401)。当接收到请求时，如上参考图3所述，多媒体匹配设备460分析输入的多媒体信号(403)。然后，多媒体匹配设备460根据其格式对输入的信号进行分类并根据其视频格式来处理信号(405)。
当多媒体信号是基准格式时，多媒体匹配设备460将针对PIP应用的信号解复用器到视频数据。当多媒体信号不是基准格式时，多媒体匹配设备460使用解码器将信号转换到基准格式以便可以对具有相同基准格式的视频数据应用PIP功能。例如，MPEG-2格式的信号被划分为视频和音频信号。此外，如果接收到MPEG-4格式的视频电话会议信号，将其转换到MPEG-2格式。然后，可以对MPEG-2基准格式的视频信号应用PIP功能。因此，形成了应用PIP的MPEG-2流(407)并且被发送到机顶盒430(409)。机顶盒460将接收的MPEG-2流转换到可显示的视频信号并将视频信号发送到显示设备400(411)。用户显示设备400接收视频信号并显示应用PIP的视频数据(413)。
图5是示出了根据本实施例匹配多媒体信号以便执行画中画功能的过程的流程图。
当多媒体信号从广播通信网络输入到多媒体匹配设备(501)时，多媒体匹配设备确定输入的信号是否是可由机顶盒解码的基准格式(503)。如果多媒体信号不是基准格式，多媒体匹配设备将代码转换信号，以便将其转换到基准格式信号并提取针对PIP应用的视频信号(505)。如果输入的多媒体信号是基准格式，多媒体匹配设备将直接提取PIP视频数据，不需要对信号进行代码转换(507)。此后，对提取的PIP视频数据执行资源分配(509)。资源分配是根据例如主要PIP图像信息在主要图像中的坐标、次要图像的垂直和水平长度、主要和次要图像的显示顺序、次要图像的透明度以及针对再现而选定的视频信号的信息，来分配两个多媒体数据的PIP显示资源的过程。多媒体匹配设备从机顶盒或用户显示设备的控制信号中接收这些控制信息。可以在PIP请求信号中包括这种控制信息。当执行了资源分配时，产生了应用PIP的流(511)。然后PIP视频信号和选定的音频信号被插入到产生的流中并发送到用户显示设备，显示设备以PIP模式显示多媒体信号(513)。
本发明还在多媒体信号匹配系统中附加地提供了一种多媒体匹配设备。这种多媒体匹配设备包括在现有技术中已经包含在机顶盒中的多个解码器，从而减少在机顶盒中所需的解码器的数目。通过与不同格式的数目相对应地增加添加到多媒体匹配设备的解码器数目，可以接收不同格式的多媒体信号并应用PIP功能来在单一屏幕上显示信号。因此，机顶盒可以只使用单个的解码器来解码从多媒体匹配设备输出的信号。机顶盒将解码的信号发送到用户显示设备。上面已经解释了针对多媒体信号应用PIP的组件和操作，因此为避免重复在此省略。
根据本发明的多媒体信号匹配设备和方法产生下面的有利效果。
如上所述，多媒体匹配设备用于接收不同格式的多媒体信号并对这些信号应用PIP功能。在多媒体匹配设备而不是在每一个机顶盒中设置多个解码器。因此，可以使用不同格式的信号来实现PIP功能，从而提高了资源效率。每一个机顶盒可以只使用单个解码器对从多媒体匹配设备输出的信号进行解码，并随后将解码的信号发送到用户显示设备。多媒体匹配设备使用户能够享受多媒体服务并同时通过PIP可视画面拨打视频电话会议。
尽管为了展示说明了本发明的优选实施例，本领域的技术人员可以认识到，在不脱离本发明所附权利要求所公开的范围和精神及其等效物的全部范围内可以进行各种修改、添加和代替。

Claims (17)

1、一种用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统，包括：
包括解码器的至少一个机顶盒，解码器用于对预定基准格式的信号进行解码并产生用于执行画中画功能的控制信号；以及
多媒体匹配设备，用于从广播通信网络接收各种格式的多媒体信号，响应控制信号，将多媒体信号处理为预定基准格式，
其中，所述多媒体匹配设备包括：基准信号处理器，用于从多媒体信号中提取视频和音频信号以执行画中画功能；非基准信号处理器，用于如果多媒体信号是非基准格式，则将多媒体信号代码转换为预定基准格式；以及多媒体匹配模块，用于响应控制信号执行显示视频信号的画中画功能，并选择要复用为可由机顶盒解码的多媒体信号格式的音频信号。
2、根据权利要求1所述的多媒体信号匹配系统，还包括用户显示设备，用于从机顶盒接收应用了画中画的多媒体信号。
3、根据权利要求1所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述基准信号处理器还包括解复用器，用于将预定基准格式的多媒体信号解复用为针对画中画应用的视频和音频信号。
4、根据权利要求1所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述多媒体匹配设备的非基准信号处理器包括：
以太网处理器，用于处理以太网信号并提取非基准格式的多媒体信号，
视频电话会议信号处理器，用于响应控制信号来处理视频电话会议信号；以及
解码器，用于将非基准格式的多媒体信号代码转换为预定基准格式。
5、根据权利要求4所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述控制信号包括针对画中画应用的请求。
6、根据权利要求1所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述多媒体匹配模块包括：
画中画产生器，用于接收要执行画中画应用的视频信号并响应控制信号来分配资源，以便产生应用画中画的视频流；
音频信号选择器，用于接收音频信号并响应控制信号来选择用于再现的音频信号，以便产生视频信号流；以及
复用器，用于将应用画中画的视频流和音频流复用到机顶盒。
7、根据权利要求6所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述控制信号包括形成画中画多媒体信号所需的资源分配信息。
8、根据权利要求1所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述机顶盒使用与从多媒体匹配设备输出的多媒体信号相同的基准格式来对信号进行解码。
9、一种用于匹配多媒体信号以执行画中画功能的方法，该方法包括步骤：
接收多媒体信号和用于执行画中画功能的控制信号；
确定接收到的多媒体信号是否是基准格式；
如果接收到的多媒体信号不是基准格式，执行代码转换，以便将信号转换到基准格式；
如果接收的多媒体信号是基准格式，提取用于画中画应用的视频和音频信号；以及
对提取的视频信号应用画中画功能并将视频信号和选定的音频信号复用到机顶盒；
10、根据权利要求9所述的方法，其中代码转换的步骤包括步骤：对多媒体信号进行解复用并且提取要执行画中画应用的视频信号，并且响应控制信号以处理提取的视频信号。
11、根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制信号包括针对画中画应用的请求和执行画中画功能所需的资源分配。
12、根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：确定非基准格式的多媒体信号是否是以太网信号，并且如果不是，对接收的多媒体信号进行解码而不执行代码转换步骤。
13、一种用于执行画中画功能的多媒体信号匹配系统，包括：
多媒体匹配设备，与至少一个机顶盒相连，配置用于接收各种格式的多媒体信号，所述多媒体匹配设备包括：基准信号处理器，用于从多媒体信号中提取视频和音频信号来执行画中画功能；以及非基准信号处理器，用于如果多媒体信号不是预定基准格式时，将多媒体信号代码转换到预定基准格式。
14、根据权利要求13所述的多媒体信号匹配系统，还包括多媒体匹配模块，用于执行显示视频信号的画中画功能并选择要复用为可由机顶盒解码的多媒体信号的音频信号。
15、根据权利要求13所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述至少一个机顶盒包括用于对预定基准格式的信号进行解码的解码器。
16、根据权利要求13所述的多媒体信号匹配系统，还包括用户显示设备，用于从机顶盒接收应用画中画的多媒体信号，用于随后显示。
17、根据权利要求14所述的多媒体信号匹配系统，其中，所述机顶盒使用与从多媒体匹配设备输出的多媒体信号相同的基准格式来对信号进行解码。
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