CN100551076C

CN100551076C - 传输流解复用装置及方法

Info

Publication number: CN100551076C
Application number: CNB2007101186050A
Authority: CN
Inventors: 戴春泉
Original assignee: Vimicro Corp
Current assignee: Vimicro Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: CN101083772A

Abstract

本发明公开了一种传输流解复用装置及方法，解决了现有传输流解复用时，浪费总线带宽的问题。本发明从接收的传输流中提取节目相关表并显示，根据用户输入的节目号码，得到视频或音频流数据包的识别标识；当从寄存器提取出的音频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的音频流数据包的识别标识相等时，从寄存器提取出的音频流数据包为有效数据包；当从寄存器提取出的视频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的视频流数据包的识别标识相等时，从寄存器提取出的视频流数据包为有效数据包。由于本发明能够从输入的传输流中提取出有效数据包。丢弃大量的无用数据包，减少了软件需要处理的数据，节省了总线带宽资源。

Description

传输流解复用装置及方法

技术领域

本发明涉及一种传输流解复用装置及方法。

背景技术

数字电视广播的数据通常都复用在传输流(Ts：transport stream)中。所谓传输流是由长度固定为188个字节的数据传输包构成的连续数据序列，其中前4个字节为包头，包头后面184个字节长为有用数据；如果有用数据不够长，中间插入一段适配区域补充不完整的传输流。其中包头4个字节共32Bit，前8Bit是同步字节，接着1Bit是传输差错指示，然后1Bit是有效负荷单元开始指示，接着1Bit是优先传输标志，接下去13Bit是PID节目号，接着2Bit是传输交织标识，接着的1Bit是适配区域标识，下1Bit是有效负荷标识，最后4Bit是连续计数器，一共32Bit。在32个Bit中，其中13位的PID(分组标识)特别重要，它是判别码流信息性质的关键，是节目信息的“身份证”，不同的电视节目和信息服务对应不同的PID。

图1为现有的采用软件实现传输流解复用的系统方框图。如图1所示，现有的传输流解复用装置包括：传输流码流接收模块，中央处理模块，存储模块及各功能解码器。传输流码流经传输流码流接收模块接收，然后通过数据总线bus送入到存储模块Memory中，中央处理模块CPU从存储模块中提取出传输流进行传输流的解复用，并从中取出视频、音频、文本等数据；之后，把这些数据送给相应的功能解码器进行解复用。

由于传输流中通常包含很多套多媒体节目，但是在同一时间，用户只会收看其中的一套节目，这样传输流中的很多套节目数据是用户不关心的，但是在作软件解复用的时候这些数据却都要送入到存储模块中，那么，CPU就要分析所有送入到存储模块的数据，包括那些用户不关心的数据。这样，这些无用数据的传输就浪费了数据总线带宽，也加重了CPU的数据处理负担。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种能够节省总线带宽的传输流解复用装置。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明传输流解复用装置，包括：

配置模块，为比较器配置识别标识；

寄存器，用于接收传输流；

比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取传输流中数据包的识别标识；另一个输入端与所述配置模块连接，用于接收识别标识；

计数器，其输入端与所述寄存器的输入端连接，其输出端与所述比较器连接，用于对寄存器接收的字节个数进行计数，并当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作；

总线接口，用于接收寄存器发送的传输流；

比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置模块配置的识别标识是否相等，如果相等，该数据包为有效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将有效数据包传输至存储模块存储；如果不相等，该数据包为无效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将无效数据包丢弃。

在所述传输流解复用装置中：

所述配置模块为节目号码处理器，根据用户输入的节目号码，得到视频流数据包的识别标识、音频流数据包的识别标识；

所述比较器包括音频比较器和视频比较器：

音频比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取传输流中音频流数据包的识别标识；另一个输入端与所述节目号码处理器连接，用于接收来自节目号码处理器的音频流数据包的识别标识；

视频比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取传输流中视频流数据包的识别标识；另一个输入端与所述节目号码处理器连接，用于接收来自节目号码处理器的视频流数据包的识别标识；

计数器，一个输入端与所述寄存器的输入端连接，用于对寄存器接收的字节个数进行计数；一个输入端与所述视/音频比较器连接，当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制视/音频比较器工作；

比较器比较传输流中音频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的音频流数据包的识别标识是否相等，如果相等，传输流中当前音频流数据包为有效数据包，总线接口将有效数据包传输至存储模块存储；否则为无效数据包，总线接口将无效数据包丢弃；

比较器比较传输流中视频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的视频流数据包的识别标识是否相等，如果相等，传输流中当前视频流数据包为有效数据包，总线接口将有效数据包传输至存储模块存储；否则为无效数据包，总线接口将无效数据包丢弃。

在所述传输流解复用装置中还包括：

数据缓冲单元，与所述寄存器连接用于缓冲传输流；

地址累加单元，为有效数据包分配存储地址；

总线接口，接受并输出有效数据包及其存储地址。

存储模块，按存储地址存储有效数据。

在所述传输流解复用装置中，所述预设值为视频或音频流数据包包头的第3个字节。

现有技术对传输流不加分析的全部接收，送入相应的功能解码器进行解复用。本发明在现有技术基础上增加了配置模块和比较器，比较器从配置模块获得判断传输流中的数据包是否有效的标准。本发明从传输流中只将需要的数据包提取出来，进行解复用。将大量无用数据丢弃。节省了无效数据占用的总线带宽，也减轻了CPU的数据处理负担。

本发明同时还提供了一种传输流解复用方法。

本发明传输流解复用方法，包括如下步骤：

为比较器配置识别标识；

寄存器接收传输流；

当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作；

比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置的识别标识是否相等，如果相等，该数据包为有效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将有效数据包传输至存储模块存储；如果不相等，该数据包为无效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将无效数据包丢弃。

在所述传输流解复用方法中，为比较器配置识别标识的步骤包括：

根据用户输入的节目号码，得到视频流数据包的识别标识、音频流数据包的识别标识；

当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作的步骤包括；当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制视/音频比较器工作；

比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置的识别标识是否相等，如果相等，该数据包为有效数据包，否则为无效数据包的步骤包括：

在所述传输流解复用方法中，还包括如下步骤：

为有效数据包分配存储地址；

接受有效数据和存储地址；

按存储地址存储有效数据。

在所述传输流解复用方法中，所述预设值为视频或音频流数据包包头的第3个字节。

由于本发明能够从输入的传输流中提取出有效数据包。并且只存储有效数据包，丢弃大量的无用数据包，因此本发明所述的方法减少了软件需要处理的数据，并减少了对总线带宽的占用，因此CPU的处理能力显著增强。

附图说明

图1为现有的采用软件实现传输流解复用的系统方框图；

图2是本发明传输流解复用装置的方框图；

图3是本发明传输流解复用装置的结构图。

具体实施方式

如图2所示、本发明传输流解复用装置，包括：配置模块，为比较器配置识别标识；寄存器，用于接收传输流；比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取传输流中数据包的识别标识；另一个输入端与所述配置模块连接，用于接收识别标识；计数器，其输入端与所述寄存器的输入端连接，其输出端与所述比较器连接，用于对寄存器接收的字节个数进行计数，并当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作；比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置的识别标识是否相等，如果相等则该数据包为有效数据包，否则为无效数据包；地址累加单元，用于为有效数据包分配存储地址；总线接口，用于输出所述有效数据包及其相应的存储地址。

本发明同时还提供了一种与该装置对应的传输流解复用方法，包括如下步骤：

为比较器配置识别标识；

寄存器接收传输流；

当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作；

比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置的识别标识是否相等，如果相等则该数据包为有效数据包，否则为无效数据包；

存储所述有效数据包。

确定有效数据包后，地址累加单元为有效数据包分配存储地址；比较器将有效数据包和存储地址发送到总线接口。总线接口，输出所述有效数据包和存储地址。

下面以从传输流中提取视频流和音频流的有效数据包为例对本发明作进一步详细说明：

一套节目至少包括视频流和音频流。视频流和音频流的长度是不固定的，传输前，要把长度不固定的视频流或音频流转换成若干长度固定的视频流或音频流数据包。根据现有的传输流协议，如MPEG-2协议，视频流或音频流数据包的长度为固定的188个字节。其中每个数据包包括长度为4个字节的包头和184个字节的有用数据。包头部分包括视频流识别标识(V-PID＝XXXX表示)或音频流识别标识(A-PID＝YYYY表示)。视频流识别标识和音频流识别标识等组成了一套节目的节目映射表(PMT)。每套节目都对应一个节目映射表(PMT)。

对应于多套节目的视频数据、音频数据和用户数据在一个传输流中时分多路复用。所以传输流中存在多个节目映射表(PMT)。将每套节目与每套节目的节目映射表(PMT)中的PID连接在一起，形成一个表，称为节目相关表(PAT)。

传输流中的节目相关表(PAT)解复用后，CPU中的节目号码管理器以PID号为0的传输流中找到节目相关表(PAT)。

节目号码管理器将节目指导信息主要是节目相关表，在显示器上显示出来。用户选中希望的某套节目的节目映射表(PMT)的PID，通过遥控器传送给节目号码管理器。

节目号码管理器接收该节目映射表(PMT)的PID，并分析该PMT，获得视频流识别标识(V-PID)和音频流识别标识(A-PID)。

节目号码管理器将视频流识别标识(V-PID)发送到视频比较器；将音频流识别标识(A-PID)发送到音频比较器

传输流输入数据缓冲单元，不同节目的视频数据、音频数据数据包按字节输入寄存器；寄存器采用流水线结构，即当接收到第一个字节时，将第一个字节输入进第n寄存器；当接收到第二个字节时，第一个字节被送入到第(n-1)寄存器，第二个字节被送入到第n寄存器；当接收到第三个字节时，第一个字节被送入到第(n-2)寄存器，第二个字节被送入到第(n-1)寄存器，第三个字节被送入到第n寄存器；……；当接收到第n个字节时，第一个字节被送入第一寄存器，第二个字节被送入第二寄存器……第n个字节被送入第n寄存器。如此形成流水线作业。

视频流或音频流数据包包括长度为4个字节的包头和184个字节的有用数据。4个字节的包头中包含有13Bit的PID值，8位Bit构成1个字节，13Bit的PID值位置在包头的第2、第3字节。因此通过一个计数器对输入寄存器的字节进行计数，当寄存器接收到包头的第3个字节时，计数器控制比较器开始比较。当送入寄存器中的PID值(V-PID或A-PID)与比较器中的PID值(V-PID或A-PID)相等时，说明寄存器中暂存的PID值所在的视频或音频流数据包为有效数据包。当送入寄存器中的PID值(V-PID或A-PID)与比较器中的PID值(V-PID或A-PID)不相等时，说明寄存器中暂存的PID值所在的视频或音频流数据包为无效数据包。

寄存器将视频或音频流数据包传送到总线接口，总线接口将其中有效的数据包传送到视频解码器或音频解码器进行解码(音、视频解码的过程可以采用现有技术实现)，而将无效的数据包丢弃。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图3所示，本发明传输流解复用装置包括：数据存储单元，比较器，计数器、地址累加单元及总线接口。

所述的数据存储单元包括一数据缓冲单元，该数据缓冲单元连接有寄存器组，该寄存器组包括n个串联的相同的寄存器。n的取值可以根据实际需要，取不同的值。N个寄存器以流水线的形式工作，前文已作介绍。寄存器组中的每个寄存器都与比较器连接，寄存器组中的寄存器1与总线接口相连接；寄存器n与数据缓存单元相连接，并从所述数据缓存单元按字节接收数据。

实际应用中可以根据需要设置比较器的个数，比如为了从文本信息、网络信息、控制信息中提取有效数据包，可以分别设置对应的比较器。各个比较器结构都是相同的，当配置模块为其配置不同识别标识时，我们为它命名为视频比较器、音频比较器、文本比较器。每个比较器的输入端均与寄存器组中的每一个寄存器连接；输出端与各自对应的地址累加单元的输入端连接。每个地址累加单元的输出端连接到多路选择单元。

多路选择单元与总线接口连接。

所述数据缓冲单元(FIFO)对接收到的传输流进行缓冲，经数据缓冲单元缓冲后，传输流的视频或音频流数据包按字节顺序送到数据寄存器中，形成流水线作业；然后由数据寄存器发送给所述总线接口和视频或音频比较器。

用户选中希望的节目映射表(PMT)的PID，通过遥控器传送给节目号码管理器。节目号码管理器接收节目映射表(PMT)的PID，并分析该PMT，分析出一个视频流识别标识(V-PID)；一个音频流识别标识(A-PID)，节目号码管理器将该视频流识别标识(V-PID)音频流识别标识(A-PID)分别送入到视频比较器和音频比较器中。

音频比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取寄存器暂存的字节；另一个输入端与CPU连接，用于接收CPU中节目号码处理器输出的音频流识别标识(A-PID)；

视频比较器，一个输入端与所述寄存器连接，用于提取寄存器暂存的字节；另一个输入端与CPU连接，用于接收CPU中节目号码处理器输出的视频流数据包的识别号码；

计数器，其输入端与所述寄存器的输入端连接，其输出端与所述视/音频比较器连接，用于对寄存器接收的字节个数进行计数，并当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制视/音频比较器工作；

当从寄存器提取出的音频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的音频流数据包的识别标识相等时，从寄存器提取出的音频流数据包为有效数据包；产生enable信号。CPU为有效数据包分配在存储模块中的地址空间，也就是分别设定有效数据包在存储模块中的起始地址，把该起始地址存储在地址累加单元ADDR中；

当从寄存器提取出的视频流数据包的识别标识与从节目号码处理器接收的视频流数据包的识别标识相等时，从寄存器提取出的视频流数据包为有效数据包；产生enable信号。

该有效信号enable分别传送给包计数单元Pnum，地址累加单元，总线接口Bus if，并用来控制这三个模块的工作。

包计数单元Pnum在收到有效信号enable后，将计数值(若比较单元第一次比较，则该计数值是包计数单元Pnum的计数初始值；否则为包计数单元Pnum实际的计数值)加1。

CPU在初始化时会为每个地址累加单元配置一个初始地址。若地址累加单元收到有效信号enable，则将其对应的起始地址传送给总线接口Bus if。相对于寄存器一个字节一个字节地传送数据包，地址累加单元也是为有效数据包一个字节一个字节的分配存储地址。地址累加单元每收到一次有效信号enable，将在现有地址基础上进行累加得到当前字节的存贮地址。并将累加后的存储地址发送给总线接口Bus if。

总线接口Bus if接收到有效信号enable，知道寄存器发送过来的数据包是有效数据包，根据地址累加单元发送过来的存储地址，将有效数据包存储到存储模块。

本发明从传输流中提取有效数据包的过程包括

(一)CPU对传输流码流过滤模块进行初始化的过程：

CPU中的节目号码管理器将该视频流识别标识(V-PID)音频流识别标识(A-PID)分别送入到视频比较器和音频比较器中；CPU为有效数据包分配在存储模块中的起始地址，并把该起始地址存储在地址累加单元。

同时，CPU分别设定各包计数单元Pnum的溢出值和计数初始值，此时，各不同包计数单元Pnum的溢出值、计数初始值可相同，也可不同。其中，包计数单元Pnum的溢出值为所述地址空间可能存储的有效数据包的个数的最大值；计数初始值为小于溢出值的任意值，可以在设计传输流码流过滤模块的过程中设置。

(二)传输流传送到数据寄存单元的过程与上文所述相同，这里不再赘述。下面描述其后续的过程。

(三)视频或音频比较器进行比较的过程：

视频比较器接收到节目号码管理器发送的视频流识别标识(V-PID)，视频或音频流数据包按字节以流水线的形式输入到寄存器；当寄存器输入到第3个字节时，视频比较器开始工作。寄存器中当前数据包的PID值与视频比较器中的视频流识别标识(V-PID)进行比较；如果比较结果相同说明当前数据包为有效数据包；否则为无效数据包。

音频比较器接收到节目号码管理器发送的音频流识别标识(A-PID)，视频或音频流数据包按字节以流水线的形式输入到寄存器；当寄存器输入到第3个字节时，音频比较器开始工作。寄存器中当前数据包的PID值与音频比较器中的音频流识别标识(A-PID)进行比较；如果比较结果相同说明当前数据包为有效数据包；否则为无效数据包。

比较完视频或音频流数据包的PID值，剩余字节无需比较。无论是有效数据包还是无效数据包均送到总线接口。

如果是有效数据包，视频比较器或音频比较器产生有效信号enable，有效信号enable分别传送给包计数单元Pnum，地址累加单元，总线接口Bus if，并用来控制这三个模块的工作。

地址累加单元收到有效信号enable后，触发其对应的多路选择单元导通。多路选择单元相当于一个单刀多掷开关，在一个固定时间点，多路选择单元中只有接收到有效信号的一路导通。

如上文所述本发明可以设置多个比较器：文本比较器、控制信息比较器、网络信息比较器等。各个比较器的输入端与串行的每个寄存器连接，输出端连接有各自对应的地址累加单元。数据包以流水线形式输入到寄存器后，所有比较器都从寄存器提取暂存的字节，但是，最多只有一个比较器产生有效信号enable，该比较器产生有效信号enable后，传送给地址累加单元，地址累加单元触发多路选择单元中与其对应的一路导通。

多路选择单元MUX导通后，地址累加单元将存储地址发送给总线接口Bus if。

(四)存储有效数据包及解复用的过程：

总线接口Bus if在收到有效信号enable和存储地址后，将有效数据包送到存储模块Memory中，由存储模块按照该存储地址存储有效数据包。

之后，CPU读取存储在存储模块中的有效数据包，每读取完一个有效数据包，就将包计数单元Pnum的计数值减1。若比较单元比较数据传输包的速度与CPU读取存储模块中的有效数据包的速度匹配时，包计数单元Pnum的计数值维持在计数初始值不变；若比较单元比较数据传输包的速度快，而CPU读取存储模块中的有效数据包的速度相对较慢，包计数单元Pnum的计数值不断累加，当累加到溢出值的时候，数据发生溢出，比较单元就不产生有效信号enable，那么由总线接口Bus if丢弃到达的数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种传输流解复用装置，其特征在于包括：

配置模块，为比较器配置识别标识；

寄存器，用于接收传输流；

总线接口，用于接收寄存器发送的传输流；

2、根据权利要求1所述的传输流解复用装置，其特征在于：

所述比较器包括音频比较器和视频比较器：

3、根据权利要求2所述的传输流解复用装置，其特征在于，还包括

数据缓冲单元，与所述寄存器连接用于缓冲传输流；

地址累加单元，为有效数据包分配存储地址；

总线接口，接受并输出有效数据包及其存储地址；

存储模块，按存储地址存储有效数据。

4、根据权利要求3所述的传输流解复用装置，其特征在于，所述预设值为视频或音频流数据包包头的第3个字节。

5、一种传输流解复用方法，其特征在于包括如下步骤：

为比较器配置识别标识；

寄存器接收传输流；

当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作；

6、根据权利要求5所述的传输流解复用方法，其特征在于为比较器配置识别标识的步骤包括：

当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制比较器工作的步骤包括：当寄存器接收的字节个数达到预设值时，控制视/音频比较器工作；

比较器比较传输流数据包中的识别标识与配置的识别标识是否相等，如果相等，该数据包为有效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将有效数据包传输至存储模块存储；如果不相等，该数据包为无效数据包，发送控制信号给总线接口，总线接口将无效数据包丢弃的步骤包括：

7、根据权利要求6所述的传输流解复用方法，其特征在于还包括如下步骤：

为有效数据包分配存储地址；

接受有效数据和存储地址；

按存储地址存储有效数据。

8、根据权利要求6所述的传输流解复用装置，其特征在于，所述预设值为视频或音频流数据包包头的第3个字节。