CN101098486A - 利用封包取代机制以处理错误封包的接收系统和相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用封包取代机制以处理错误封包的接收系统和相关方法。该处理错误封包的方法包含有如下步骤：识别输入数据流中的一错误封包；利用一预定错误指示型样来取代该错误封包的至少一部分以标示该数据流中存在错误；以及将该数据流解码；其中当检测到该预定错误指示型样时，则于解码操作中对该数据流中的一区段进行特定处理。处理错误封包的接收系统包含有一接收模块和一解码模块。通过本发明，可大幅地降低系统的成本以及复杂度，在解码过程中可快速地识别出该错误封包以有效避免降低视频的显示品质或是音频的播放品质，令使用者在观赏数字电视节目时皆可以享受到较好的影音娱乐品质。

Description

利用封包取代机制以处理错误封包的接收系统和相关方法
技术领域
本发明关于一种解码过程中的错误封包处理机制，特别关于一种利用一预定错误指示型样来取代错误封包以标示错误封包的存在的接收系统及其方法。
背景技术
请参照图1，图1是现有数字电视接收系统100的示意图。如图1所示，数字电视接收系统100包含有解调器102、解多工器104、复数个缓冲器106与107、视频解码器108以及音频解码器110，其中解调器102接收一输入信号(也就是自电视调谐器(TV tuner)所接收的数字电视信号)并解调该输入信号来产生一解调后的输入信号，而解多工器104则接收该解调后的输入信号并将该解调后的输入信号分离为将被传送至后端解码器(也就是视频(video)解码器108与音频(audio)解码器110)的视频信号与音频信号，而视频解码器108与音频解码器110分别接收视频信号与音频信号以执行视频解码操作与音频解码操作，另外，该数字电视信号为编码成封包格式的一数据流；当所收到的输入信号被传送至解码器108、110，而该输入信号中存在错误封包，解码器108、110依然将该输入信号视为不具有错误封包的信号并进行解码操作直到检测到错误为止，在此应注意到，在封包解码的起始时间点与识别出目前所处理的封包是一错误封包的时间点之间通常会有延迟，而在识别出错误封包之前，错误封包会如平常一般进行解码，然而，解码该错误封包可能产生非预期与不必要的结果，例如产生具有令人不舒服色彩的马赛克区块(mosaic block)、具有高位移的破碎影像(picture)或是令人不舒服的声音等等；美国专利第5579317号的文件中提出一种解决机制，其于每一封包中插入一多余标头(extra header)以用来标示其对应的封包是否为错误封包。请参照图2，图2是现有机制中用来标示封包是否为错误封包的标头而插入的多余位的示意图。如图2所示，该标头总共包含有16个位，其中8个位用来表示一字节数目、1个位用来标示是否为错误封包的错误标示位，以及7个可作为其它用途的保留位，若该标头的错误标示位设为“1”，则该错误标示位将会告知解码器以避免解码到错误数据，然而，因为在原本数据流的每一封包中皆需要插入多余标头，将使得该现有机制在标示错误数据上无法有效节省成本，并且也可能增加传输上的频宽需求，因而在实现时解码器将需要额外的硬件来处理原数据流中所加入多余的标头。
发明内容
因此本发明的目的之一在于提供一种利用一预定错误指示型样来取代错误封包以告知错误封包的存在的接收系统与相关方法，以解决现有的问题。
依据本发明的一实施例，其揭示一种处理错误封包的方法。该方法包含有：识别一数据流中的一错误封包，利用一预定错误指示型样取代该错误封包中至少一部分以标示该数据流中有错误存在以及解码该数据流，其中当检测到该预定错误指示型样时，会于解码操作中对该数据流的一区段进行特定处理，在其它实施例中，会依据先前的数据来略过、取代或是估测该区段，举例来说，可应用错误隐匿(error concealment)的机制直到检测到有效数据为止，而合理的有效数据检测机制则包含有检测用以标示有效片段(slice)、影像(picture)、或是序列(sequence)的起始点的一起始码(start code)。
依据本发明的一实施例，其还揭示一种能够处理错误封包的接收系统。该接收系统包含有一接收模块(module)与一解码模块，其中该接收模块接收一数据流、识别该数据流中的一错误封包以及利用一预定错误指示型样取代该错误封包中的至少一部分以标示该数据流中有错误存在，而该解码模块则耦接于该接收模块并用来解码该数据流，当检测到该预定错误指示型样时，该解码模块会以一特定方式来处理该数据流中的一区段，在其它实施例中，该解码模块会依据先前的数据略过、取代或是估测该区段，举例来说，可应用错误隐匿的机制直到检测到有效数据为止。
附图说明
图1为现有数字电视接收系统的示意图；
图2为现有机制中用来标示封包是否为错误封包的标头所插入的多余位的示意图；
图3为依据本发明的一实施例所绘的接收系统的示意图；
图4为依据本发明的一实施例所绘的针对视频解码操作所执行的封包取代机制的操作流程图；
图5为依据本发明的一实施例所绘的针对视频解码操作所执行的适应性封包取代机制的操作流程图；
图6为依据本发明的一实施例所绘的针对音频解码操作所执行的封包取代机制的操作流程图。
主要元件符号说明：
100、300    接收系统    102、306              解调器
104、308    解多工器    106、107、310、313    缓冲器
108、312    视频解码器  110、314              音频解码器
302         接收模块    304                   解码模块
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
请参照图3，图3是依据本发明的一实施例所绘的接收系统300的示意图。在本实施例中，接收系统300为处理数字电视输入信号的一数字电视接收系统，然而，此非本发明的限制；如图3所示，接收系统300包含接收模块302与解码模块304，其中接收模块302包含解调器306与解多工器308，而解码模块304包含缓冲器310与313、视频解码器312以及音频解码器314。接收系统300符合MPEG规范，并且解码模块304用以解码由接收模块302输出的数据流Din、Din’，另外，解调器306接收输入信号(也就是一数字电视信号)SDTV并解调输入信号SDTV以产生具有多个封包的一多媒体数据流Dm，而解多工器308则将多媒体数据流Dm分离为一视频数据流(也就是图3所示的Din)与一音频数据流(也就是图3所示的Din’)，并分别传送视频数据流Din与音频数据流Din’至解码模块304以进行视频解码与音频解码，而被传送至解码模块304的视频数据流Din有时则被称为一基本数据流(elementary stream)。于解码模块304中的缓冲器310则用以缓冲视频数据流Din，而视频解码器312会解码由缓冲器310所输出的视频数据流Din所携带的视频信息(videoinformation)；同样地，缓冲器313用以缓冲音频数据流Din’，而音频解码器314会解码音频数据流Din’所携带的音频信息(audio information)。
当输入信号SDTV中具有与视频信息相关的错误且已检测出对应于该错误的一错误封包时，解多工器308会使用一预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包的至少一部分以标示出该数据流中存在错误，而取代过后的视频数据流Din与音频数据流Din’则被传输至视频解码器312与音频解码器314中，其中预定错误指示型样PATerror为可轻易地被解码器所识别的一特定数据型样(pattern)，甚至，在某些实施例中，解码器可于不需增加任何电路的情况下而能够自行检测到该数据流中的预定错误指示型样PATerror，举例来说，预定错误指示型样PATerror可以是MPEG规范中所制定的一禁止使用(“forbidden”)的数据型样，当检测到数据流中的预定错误指示型样PATerror时，解码器则会立即丢弃预定错误指示型样PATerror所参考的数据区段并解码下一个有效数据(例如一有效片段、影像或是序列)，此时虽然丢弃了错误的数据区段，然而解码器可采用任何现有机制(例如错误隐匿(errorconcealment)机制)来估测对应于被丢弃的错误数据区段所遗失的信息，上述的操作因为为熟习此项技艺者所熟知，在此为了简化说明起见便不另赘述；接收系统300也可以用一适应性错误处理机制来加以实现，举例来说，若所遗失的信息影响到整体影像时(例如包含有标头信息(header information)的封包发生错误时)，则仅仅丢弃该错误封包，反之，若所遗失的信息只影响到一影像数据区块(microblock，MB)时，则会以预定错误指示型样来取代该错误封包，此外，在某些实施例中，解码模块304还可能仅复制一先前的数据(例如一先前的影像)来取代该错误区段，其相关操作将于稍后描述。
在本实施例中，每当视频解码器312检测到预定错误指示型样PATerror时，视频解码器312会直接丢弃对应的错误区段而不执行进一步的视频解码操作，而当视频解码器312检测到用以标示一有效片段、影像或是序列的起始点的一起始码(start code)时，视频解码器312才会继续执行视频解码操作，因此，与上述的现有数字电视接收系统100相比，该错误封包所包含的错误视频信息会被该数据型样所取代而并不被视频解码器312所处理，因此，最后将因为所估测的视频信息区段比错误的视频信息更加可靠而不会降低视频的显示品质，此外，视频解码器312可不需要任何额外的硬件而能够得知收到错误封包，因此，相较于前述美国专利第5579317号的现有检测机制，本发明检测机制可大幅地降低系统的成本以及复杂度。
请参照图4，图4是依据本发明的一实施例所绘的针对视频解码操作所执行的封包取代机制的操作流程图。该封包取代机制应用于图3所示的接收系统300中，并包含有下列步骤：
步骤400：接收输入信号SDTV；
步骤402：解调输入信号SDTV以产生一多媒体数据流Dm；
步骤404：对多媒体数据流Dm执行解多工处理(demultiplexing)以撷取视频数据；
步骤406：检测视频数据流Din中是否存在一错误封包？若是，则执行步骤408；反之，则继续执行步骤406以监控是否存在任何错误封包；以及
步骤408：以一预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包的至少一部分，并接着执行步骤406。
在此请注意到，预定错误指示型样PATerror虽然可以由设计者自行设定，然而，在一较佳实施例中，对于被选用来标示错误的位型样，应能够使解码器在不需任何多余电路的情况下便能轻易地检测出来。
在上述的实施例中，解多工器308以预定错误指示型样PATerror来取代错误封包以标示出存在错误，然而，若是用以携带与整体影像的解码操作相关的标头信息的封包发生错误时，则即使该错误封包已被取代，然而对应于此整体影像的解码也不会产生预期的结果，这是因为于解码整体影像时，正确的标头信息是非常重要的，因此，若标头信息发生错误时，在错误标头信息之后继续解码数据仍会造成错误的影像，因而本发明的另一实施例便提供一适应性封包取代机制来解决在错误标头信息之后继续解码数据所造成的问题，该机制的操作描述如下：
当输入信号SDTV中存在错误并且检测到对应的错误封包时，若该错误封包包含有一整体影像的标头信息，解多工器308会直接丢弃该错误封包，反之，解多工器308则会以预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包，在本实施例中，当包含有一整体影像的标头信息的错误封包被丢弃时，解多工器308将会丢弃后续与该整体影像相关的封包，此外，以预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包的操作与上述实施例中的操作相同，在此为简略说明起见便不再详述。
请参照图5，图5是依据本发明的一实施例所绘的针对视频解码操作所执行的适应性封包取代机制的操作流程图。该适应性封包取代机制应用于图3所示的接收系统300中，并包含有下列步骤：
步骤500：接收输入信号SDTV；
步骤502：解调输入信号SDTV以产生一多媒体数据流Dm；
步骤504：对多媒体数据流Dm执行解多工处理以撷取视频数据；
步骤506：检测视频数据流Din中是否产生一错误封包？若是，则执行步骤508；反之，则继续执行步骤506以监控是否存在任何错误封包；
步骤508：决定该错误封包是否包含一整体影像的标头信息？若是，则执行步骤510；反之，则执行步骤512；
步骤510：丢弃该错误封包以及与该整体影像相关的后续封包，并接着执行步骤506；以及
步骤512：以一预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包的至少一部分，并接着执行步骤506。
在上述的揭示中，封包取代机制应用于视频解码操作中，然而，其还可以应用于音频解码操作中，如图3所示，音频解码器314用以解码音频数据流Din’，而对于将封包取代机制应用于音频解码操作中的实施例而言，当输入信号SDTV存在影响所传输的音频信息的错误并且已检测到对应该错误的一错误封包时，解多工器308会以预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包以标示该错误封包中存在错误，而取代后的音频数据流Din’则接着被传输至音频解码器314中，在本实施例中，预定错误指示型样PATerror为音频解码器314在不需要任何多余硬件电路下(若需要额外硬件电路也是可行的)而能够得知收到该指示型样的一特定封包，当检测到音频数据流Din’中的预定错误指示型样PATerror时，音频解码器314会立即丢弃对应于所检测到的预定错误指示型样PATerror的一区段并解码下一个有效的音频数据，在此请注意到，于执行音频解码操作时，该封包取代机制所使用的预定错误指示型样并不限于必须与执行视频解码运作时的封包取代机制所使用的预定错误指示型样相同，而还可使用不同的预定错误指示型样来加以实作。
此外，在某些特定音频数据流(例如是AC3音频数据流)的解码操作情形下，将需要一循环冗余码检查操作(cyclic redundancy code(CRC)check)，而以预定错误指示型样PATerror取代该错误封包以丢弃那些初期不应被解码的数据将会大大地改善音频解码器314的错误检查效率，若具有错误的封包不慎被解码时，播放音频的过程将会产生不舒服的声音(例如杂音(noise))；另外，在另一种音频数据流Din’(例如是一MP3音频数据流)的解码操作情形下，将不需要执行该循环冗余码检查操作，然而以预定错误指示型样PATerror取代该错误封包以丢弃那些不应被解码的数据仍会增进音频解码器314的错误检查效率。
请参照图6，图6是依据本发明的一实施例所绘的针对音频解码操作所执行的封包取代机制的操作流程图。该封包取代机制应用于图3所示的接收系统300中，并包含有下列步骤：
步骤600：接收输入信号SDTV；
步骤602：解调输入信号SDTV以产生一多媒体数据流Dm；
步骤604：对多媒体数据流Dm执行解多工处理以撷取音频数据；
步骤606：检测音频数据流Din’中是否存在一错误封包？若是，则执行步骤608；反之，则继续执行步骤606以监控是否存在任何错误封包；以及
步骤608：以预定错误指示型样PATerror来取代该错误封包的至少一部分，并接着执行步骤606。
在此应注意到，上述的各个实施例中，预定错误指示型样PATerror并不限于其位长度且必须与封包的位长度相同，在本发明的其它实施例中，解多工器308还可以利用预定错误指示型样PATerror来仅取代该错误封包中的一部分以标示该错误封包中存在错误，而预定错误指示型样PATerror的较佳选择以视频解码器312或是音频解码器314能够得知收到该指示型样为原则；同样地，当检测到预定错误指示型样PATerror时，视频解码器312或是音频解码器314会略过包含有预定错误指示型样PATerror的封包，并接着解码下一个接收到的封包，在此条件之下，自该错误封包的起始点开始取代该错误封包的一部分为较佳的作法，其理由是因为视频解码器312或是音频解码器314在解码过程中可快速地识别出该错误封包以有效避免降低视频的显示品质或是音频的播放品质，请注意到，上述取代该错误封包的一部分并非为本发明的限制。
在本发明的较佳实施例中，其同时启动用于视频解码操作的封包取代机制(或是适应性封包取代机制)与用于音频解码操作的封包取代机制以最佳化视频显示品质以及音频播放品质，然而本发明并非以此为限，举例来说，若只于视频解码操作中使用封包取代机制(或是适应性封包取代机制)，则可以改善视频显示品质；而若只于音频解码操作中使用该封包取代机制，则也可以改善音频播放品质，简言之，在无论上述何种情形，使用者本身在观赏数字电视节目时皆可以享受到较好的影音娱乐品质。
此外，本发明还提供于一视频数据流或是一音频数据流中检测出错误的可能实现方法，例如使用一传输错误指示字段(transport error indicatorfield)，传送器(也就是一信号源)可通过设定每一封包中的传输错误指示字段(“0”或“1”)来表示是否该封包中存在错误，而解调器306将会传送该传输错误指示字段至解多工器308以告知解多工器308，接着，解多工器308会通过参考自解调器306所接收到每一传输错误指示字段来识别出该错误封包；另外，在某些实施例中，若检测出输入信号SDTV存在错误时，解调器306则会告知解多工器308存在错误封包，甚至，在其它的实施例中，解多工器308本身也被设计能够用来检测多媒体数据流Dm中的错误封包，因此，依据上述说明，任何能够检测出视频数据流/音频数据流中错误封包的方法皆适用于本发明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (23)

1.本发明提供一种处理错误封包的方法，所述方法包含有：
于一数据流中识别一错误封包；
使用一预定错误指示型样取代所述错误封包中的至少一部分以标示所述数据流中存在错误；以及
将所述数据流解码；
其中当检测到所述预定错误指示型样时，则于解码操作中对所述数据流中的一区段进行特定处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一部分由所述错误封包的起始点开始计算。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述错误封包完全被所述预定错误指示型样所取代。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述预定错误指示型样来取代所述错误封包的所述至少一部分的步骤还包含有：
当所述错误封包包含有一完整影像的标头信息时，直接丢弃所述错误封包；反之，则以所述预定错误指示型样来取代所述错误封包的所述至少一部分。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包含有：
对一多媒体数据流执行解多工处理以产生一视频数据流以及一音频数据流，其中所述数据流为所述视频数据流或所述音频数据流。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包含有：
解调一输入信号来产生所述多媒体数据流。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述输入信号符合一数字电视规范。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到所述预定错误指示型样时，会根据先前的数据来略过、取代或是估测所述区段。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述数据流解码的步骤还包含有：
对所述数据流进行特定处理直到检测到一有效数据。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有效数据通过检测用以标示一有效片段、影像、或序列的起始点的一起始码所决定。
11.一种处理错误封包的接收系统，所述接收系统包含有：
一接收模块，用来接收一数据流、于所述数据流中识别一错误封包以及利用一预定错误指示型样来取代所述错误封包中的至少一部分以标示存在错误；以及
一解码模块，耦接至所述接收模块，用来将所述数据流解码，其中当检测到所述预定错误指示型样时，所述解码模块会以一特定方式来处理对应于所述预定错误指示型样的所述数据流的一区段。
12.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，所述至少一部分由所述错误封包的起始点开始计算。
13.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，所述错误封包完全被所述预定错误指示型样所取代。
14.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，当所述错误封包包含有一完整影像的标头信息时，所述接收模块会直接丢弃所述错误封包；反之，所述接收模块会以所述预定错误指示型样来取代所述错误封包的至少一部分。
15.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，所述接收模块包含有：
一解多工器，耦接至所述解码模块，用来对一多媒体数据流进行解多工处理以产生一视频数据流与一音频数据流，并利用所述预定错误指示型样来取代所述错误封包的至少一部分；其中所述数据流为所述视频数据流或所述音频数据流。
16.如权利要求15所述的接收系统，其特征在于，所述解多工器还识别所述多媒体数据流中的所述错误封包。
17.如权利要求15所述的接收系统，其特征在于，所述接收模块还包含有：
一解调器，耦接至所述解多工器，用来解调一输入信号以产生所述多媒体数据流。
18.如权利要求17所述的接收系统，其特征在于，所述解调器还识别所述输入信号中的所述错误封包并将所述错误封包告知所述解多工器。
19.如权利要求17所述的接收系统，其特征在于，所述解调器撷取所述多媒体数据流中每一封包的一传输错误标示字段予所述解多工器，而所述解多工器则还参考自所述解调器所接收的每一传输错误标示字段以识别所述多媒体数据流中的所述错误封包。
20.如权利要求17所述的接收系统，其特征在于，所述输入信号符合一数字电视规范。
21.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，当检测到所述预定错误指示型样时，所述解码器会根据先前的数据来略过、取代或是估测所述区段。
22.如权利要求11所述的接收系统，其特征在于，所述解码器会以一特定方式来处理所述数据流直到检测到一有效数据。
23.如权利要求22所述的接收系统，其特征在于，所述有效数据通过检测到用以标示一有效片段、影像或是序列的起始点的一起始码所决定。
CNA2007101022455A 2006-06-28 2007-05-08 利用封包取代机制以处理错误封包的接收系统和相关方法 Pending CN101098486A (zh)

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