CN101399994B - 同步方法与多媒体数据系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同步方法与多媒体数据系统，所述多媒体数据系统包括：解调单元、同步单元与解码单元，解调单元解调比特流并输出解调后的比特流；同步单元接收解调后的比特流，检查对应于解调后的比特流的候选数据的帧定位字模型是否存在，当帧定位字模型存在时，检查对应于解调后的比特流的候选数据的额外信息是否有效，决定对应于候选数据的权重，决定候选数据的权重是否符合标准，以及当权重符合标准时输出同步信号；以及解码单元，解码同步信号以输出解码后的比特流。本发明揭示的同步方法与多媒体数据系统，使用较少的存储器并且在同步过程中不需要保留输入数据；当同步完成时，可立即执行解码，以除去处理延迟。

Description

同步方法与多媒体数据系统
技术领域
本发明有关于数据同步，特别是有关于一种利用额外信息的多媒体数据同步方法与系统。
背景技术
音频准瞬时压扩声音复用传输(Near Instantaneous CompandedAudio Multiplex，以下简称NICAM)是一种由英国广播公司所发展的音频多路传输系统，其使用于欧洲与亚洲的逐行倒相制(PhaseAlternating Line，PAL)或塞康制(SECAM)的电视广播中。NICAM帧(NICAM frame)大体起始于一8比特的帧定位字(Frame AlignmentWord，FAW)，并且跟随5个控制比特、11比特的未受保护(未受对称性检测)的额外数据、以及704比特的受保护(已受对称性检测)的数据，其可表示如下：
 
FAW(8比特) 控制(5比特) 额外数据(11比特) 数据(704比特)
每一NICAM帧包括5个控制比特(C0，C1，C2，C3，C4)，第一比特C0为一帧旗标，用以同步NICAM帧，识别目前为奇数(C0＝1)与偶数(C0＝0)帧。后续的三个比特C1、C2与C3用以具体说明传输模式。表1显示比特C1、C2与C3的数值与操作模式的关系。第5个控制比特C4为保留的声音切换旗标，用以指示接收端NICAM是否已遗失。接收端可接着切换至频率调变单音信号。
 
C1 C2 C3 操作模式
0 0 0 数字立体声通道
0 1 0 两不同的单音通道(M1与M2)
1 0 0 44K数据通道与单音通道
1 1 0 88K数据通道(704千比特/秒)
表1
图1是例示现有NICAM比特流处理方法示意图。当输入NICAM比特流时，首先执行差分四相相移键控(Differential QuadraturePhase-Shift Keying，DQPSK)解调(步骤S11)用以决定NICAM帧是否已同步(步骤S12)。若未同步，NICAM帧接着会被同步(步骤S13)，并且继续返回步骤S12。若步骤S12中判断NICAM帧已同步，则解码NICAM帧(步骤S14)来输出已解码的NICAM比特流。
请参考图2，图2是例示一种用以解码输入的比特流的FAW分布示意图。当接收到NICAM比特流后，先决定是否具有0x4E的FAW被侦测到。当N个具有0x4E的FAW被侦测到时，开始从第一个帧解码。然而，在上述的程序中，需要一比特流缓存器来储存解码所需的输入数据，解码所需的输入数据是来自第一个帧。因此解码无法及时进行，并且错误警报(false alarm)可能会频繁地发生。因此，需要一种方法可快速并且准确地执行同步。
发明内容
为解决以上存在的技术问题，特提供以下技术方案：
本发明揭示一种同步方法，包括：接收比特流；检查对应于比特流的候选数据的帧定位字模型是否存在；当帧定位字模型存在时，检查对应于比特流的候选数据的额外信息是否有效；根据检查结果决定对应于候选数据的权重；以及决定候选数据的权重是否符合标准。
本发明揭示一种多媒体数据系统，包括：解调单元，解调比特流并输出解调后的比特流；同步单元，接收解调后的比特流，检查对应于解调后的比特流的候选数据的帧定位字模型是否存在，当帧定位字模型存在时，检查对应于解调后的比特流的候选数据的额外信息是否有效，根据检查结果决定对应于候选数据的权重，决定候选数据的权重是否符合标准，以及当权重符合标准时输出同步信号；以及解码单元，解码同步信号以输出解码后的比特流。
实施本发明揭示的同步方法与多媒体数据系统，使用较少的存储器并且在同步过程中不需要保留输入数据；当同步完成时，可立即执行解码，以除去处理延迟。
附图说明
图1是例示现有NICAM比特流处理方法示意图。
图2是例示一种用以解码输入的比特流的FAW分布示意图。
图3是例示本发明提供实施例多媒体数据同步方法的流程图。
图4是例示包含16个帧序列的NICAM比特流。
图5是例示根据本发明另一实施例所述的包括多个NICAM帧的比特流示意图。
图6是例示根据本发明另一实施例用以计算候选数据权重的权重单位的示意图。
图7是例示根据本发明另一实施例的有效的控制比特C0序列示意图。
图8是例示根据本发明一实施例多媒体数据系统示意图。
具体实施方式
值得注意的是，以下所揭露的数个不同的实施例是用以阐述本发明的数个不同技术特征。为使本发明的制造、操作方法、目标和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围。此外，为使本发明的实施例更加明显易懂，下文可能重复使用一些数值或文字，然而重复使用的数值或文字仅用以简单描述本发明的实施例，并非用以代表实施例之间具有任何特定的关系。
请参阅图3，图3是例示本发明提供实施例多媒体数据同步方法的流程图。当比特流(如：NICAM比特流)输入后，比特流的一帧内的每一比特数据是可视为帧起始点的候选数据，并且可计算各候选数据对应的一权重，用以决定帧的起始点。首先，使用候选数据与其后续的7个比特数据用以检查此候选数据对应的帧定位字模型(FAWpattern)是否存在(步骤S41)。若此候选数据对应的帧定位字模型(即01001110，0x4E)不存在，则重置此候选数据对应的权重(步骤S43)并且接着检查下一个候选数据对应的帧定位字模型是否存在(返回步骤S41)。若此候选数据对应的帧定位字模型(即01001110，0x4E)存在，则检查此候选数据对应的额外信息是否有效(步骤S42)。当判断此候选数据对应的额外信息为无效时，则重置此候选数据对应的权重(步骤S44)并且接着检查下一个候选数据对应的帧定位字模型是否存在(返回步骤S41)。在本发明实施例中，额外信息为每一帧的第一个控制比特C0，即从此候选数据开始算起的第9个比特。
请一起参阅图4，图4是例示包含16个帧序列的NICAM比特流。如图4所示，根据NICAM的规格，各NICAM帧的控制比特C0是会在连续8个帧中设定为1，并且会在接着连续8个帧中设定为0，因此可定义出16帧的有效序列。其它额外信息，包括帧同步字符、取样频率、动态图像专家组规范的层域(MPEG layer field)等也可作为额外信息用以更精准的同步。在图3中，若候选数据对应的额外信息有效，则可决定或增加此候选数据对应的权重(步骤S45)并且接着检查候选数据对应的权重是否符合一标准(步骤S46)。若不符合标准，则返回执行步骤S41检查下一个候选数据对应的帧定位字模型是否存在。若候选数据对应的权重符合标准，则完成此比特流的同步(步骤S47)。符合标准的候选数据则为所找到的比特流的帧起始点，并且可接着执行此比特流的解码。
图5是例示根据本发明另一实施例所述的包括多个NICAM帧的比特流示意图。比特流包括第1帧、第2帧、第3帧等。如上述，由于每一NICAM帧包括728比特，因此可有728个帧起始点的候选数据。起始点可位于任何地方，例如，位于第1帧的第1比特、第1帧的第2比特、或第1帧的第728比特。因此，可计算各帧的各候选数据对应的权重以完成比特流的同步，其中第1候选数据为第(728*n+1)个取样点、第2候选数据为第(728*n+2)个取样点、...、第k个候选数据为第(728*n+k)个取样点，其中n≧0并且为整数。
例如，若第一个接收到的比特SP为第1帧的第3个比特，则第1候选数据即为第1帧的第3个比特、第2候选数据即为第1帧的第4个比特、第728个候选数据即为第2帧的第2个比特、以此类推。当接收到第1帧的第3比特时，检查第1帧的第3比特与其后续的7个比特，即第1帧的第3比特至第10比特，用以决定对应于第1帧的第3比特的帧定位字模型是否存在。更具体的说，检查第1帧的第3比特至第10比特是否符合序列[01001110]。接着，检查对应于候选数据的额外信息，例如跟随在帧定位字模型后的控制比特C0，是否有效。换而言之，从第1帧的第3比特开始数的第9比特，即第1帧的第11比特会被检查是否有效。如上述，由于多种额外信息可被利用作为同步，以下将以控制比特C0作为例子用以进一步说明本发明的方法操作。然而值得注意的是，此NICAM比特流仅是用以说明，并非用以限定本发明的范围。
图6是例示根据本发明另一实施例用以计算候选数据权重的权重单位600的示意图。权重单位600包括728个次权重单位(标示为1shw，2shw…728shw)，其中各次权重单位计算一候选数据的权重。例如，次权重单位1shw计算第1候选数据的权重，次权重单位2shw计算第2候选数据的权重，并且以此类推。各次权重单位(1shw，2shw…728shw)包括两个计数器1A～728A与1B～728B用以记录对应的候选数据的额外信息检查结果。当候选数据对应的帧定位字(01001110，0x4E)模型存在时，可根据候选数据对应的额外信息检查结果决定计数器1A～728A与1B～728B的数值。相反地，当帧定位字模型不存在时，将重置计数器1A～728A与1B～728B。为了决定额外信息是否有效，会通过16个帧的控制比特C0检查其是否为有效的控制比特序列。若输入的比特流的16个帧序列包含8个将控制比特设定为0的连续帧以及8个将控制比特设定为1的连续帧，则此额外信息为有效。因此，根据本发明的实施例，当额外信息为连续的0时，对应的候选数据的计数器(1A，2A…或728A)的数值会被增加。同样地，当额外信息为连续的1时，对应的候选数据的计数器(1B，2B，…，或728B)的数值会被增加。当额外信息并非连续的8个0时(不包含一次由0转变为1)，则额外信息为无效，并且计数器(1A，2A…或728A)的数值会被减少或重置。当额外信息并非连续的8个1时(不包含一次由1转变为0)，则额外信息为无效，并且计数器(1B，2B，…，或728B)的数值会被减少或重置。
每一候选数据的两个计数器的数值会被检查用以决定此候选数据是否符合一标准。当一个候选数据符合标准时，即完成同步。简而言之，当由次权重单位计算出的候选数据所对应的权重指示出此候选数据对应的16个帧定位字模型存在，并且此候选数据对应的控制比特C0的序列为有效，即连续8个控制比特C0等于0并且另外连续8个控制比特C0等于1时，则此候选数据符合标准。接着，当同步完成后将进一步解码比特流。
根据本发明另一实施例，当候选数据对应的帧定位字模型存在，并且此候选数据对应的额外信息并不违反有效序列时，增加候选数据对应的权重。当候选数据对应的帧定位字模型存在，但此候选数据对应的额外信息并非有效序列时，减少候选数据对应的权重。当候选数据对应的帧定位字模型不存在时，重置候选数据对应的权重。当一个候选数据的标准达到预定数值时，即完成同步，并且接着解码比特流。
图7是例示根据本发明另一实施例的有效的控制比特C0序列示意图。根据本发明实施例，从起始点比特SP开始检查11648(16个帧)个连续比特用以找寻同步。有效的控制比特数值(额外信息)C0序列包括比特序列[0000000011111111]、[1111111100000000]、[1100000000111111]、[0000111111110000]、或其它。第一与第二列有效序列包括连续8个等于0的控制比特C0与另外连续8个等于1的控制比特C0，其符合上述标准。第三列有效序列包括连续8个等于1的控制比特C0，其为从第11-16个控制比特至第1-2个控制比特，以及另外连续8个等于0的控制比特C0，其也符合上述标准。第四列有效序列包括连续8个等于0的控制比特C0，其为从第13-16个控制比特至第1-4个控制比特，以及另外连续8个等于1的控制比特C0，其也符合上述标准。其它包含连续8个等于0的控制比特C0与连续8个等于1的控制比特C0、或连续8个等于1的控制比特C0与连续8个等于0的控制比特C0也符合上述标准。
图8是例示根据本发明一实施例多媒体数据系统800示意图。多媒体数据系统800包括解调单元810、同步单元820与解码单元830。解调单元810解调比特流信号S800并输出一解调后的比特流信号S810。同步单元820同步解调后的比特流信号S810，并输出同步信号S820。解码单元830解码同步信号S820以输出解码后的比特流信号S830。根据本发明实施例，此比特流信号为准瞬时压扩声音复用传输(NICAM)比特流。
此外，根据本发明另一实施例，电视或录放装置可包括解调单元810、同步单元820与解码单元830。
本发明提供一种多媒体数据同步方法与系统，其使用较少的存储器并且在同步过程中不需要保留输入数据。此外，当同步完成时，可立即执行解码，以除去处理延迟。
以上所述的方法与系统实施例也适用于固定比特速率的比特流，包括数字电视(Digital TV，DTV)的数字电视传送串流(DTV transportstream)、动态图像专家组规范1的音频第2层(MPEG-1Audio Layer II，MP2)比特流、杜比数字(Dolby Digital、或称AC-3)比特流、准瞬时压扩声音复用传输(NICAM)的比特流，或其它。
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，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (23)

1.一种同步方法，包括：
接收比特流；
检查对应于所述比特流的候选数据的帧定位字模型是否存在；
当所述帧定位字模型存在时，检查对应于所述比特流的所述候选数据的额外信息是否有效；
根据所述检查结果决定对应于所述候选数据的权重；
根据所述候选数据的权重决定所述候选数据是否符合标准；以及
当所述候选数据符合标准时，以所述候选数据为所述比特流的帧起始点来解码所述比特流。
2.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述额外信息为跟随在与所述候选数据对应的所述帧定位字模型之后的一位。
3.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且所述额外信息不违反有效序列时，增加对应于所述候选数据的所述权重。
4.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且所述额外信息并非有效序列时，减少对应于所述候选数据的所述权重。
5.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型不存在时，重置对应于所述候选数据的所述权重。
6.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型不存在时，重置对应于所述候选数据的所述权重的第一计数器与第二计数器。
7.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息为连续的0时，判断所述额外信息为有效，并且增加所述权重的第一计数器的数值。
8.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息为连续的1时，判断所述额外信息为有效，并且增加所述权重的第二计数器的数值。
9.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息非连续的0时，判断所述额外信息为无效，并且重置或减少所述权重的第一计数器的数值。
10.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息非连续的1时，判断所述额外信息为无效，并且重置或减少所述权重的第二计数器的数值。
11.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述比特流包括多个准瞬时压扩声音复用传输帧，并且所述准瞬时压扩声音复用传输帧的每一者包括728个候选数据。
12.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息为8个连续的0与8个连续的1时，判断对应于所述候选数据的所述额外信息为有效。
13.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述标准为对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且对应于所述候选数据的所述额外信息为一序列具有8个连续的0与8个连续的1，或具有8个连续的1与8个连续的0。
14.一种多媒体数据系统，包括：
解调单元，解调比特流并输出解调后的比特流；
同步单元，接收所述解调后的比特流，检查对应于所述解调后的比特流的候选数据的帧定位字模型是否存在，当所述帧定位字模型存在时，检查对应于所述解调后的比特流的所述候选数据的额外信息是否有效，根据所述检查结果决定对应于所述候选数据的权重，根据所述候选数据的权重决定所述候选数据是否符合标准，以及当所述候选数据符合所述标准时输出同步信号；以及
解码单元，解码所述同步信号以输出解码后的比特流。
15.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且所述额外信息不违反有效序列时，增加对应于所述候选数据的所述权重。
16.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且所述额外信息并非有效序列时，减少对应于所述候选数据的所述权重。
17.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述帧定位字模型不存在时，重置对应于所述候选数据的所述权重。
18.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息为连续的0时，判断所述额外信息为有效，并且增加所述权重的第一计数器的数值。
19.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息为连续的1时，判断所述额外信息为有效，并且增加所述权重的第二计数器的数值。
20.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息非连续的0时，判断所述额外信息为无效，并且重置或减少所述权重的第一计数器的数值。
21.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，当对应于所述候选数据的所述额外信息非连续的1时，判断所述额外信息为无效，并且重置或减少所述权重的第二计数器的数值。
22.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，所述比特流包括多个准瞬时压扩声音复用传输帧，并且所述准瞬时压扩声音复用传输帧的每一者包括728个候选数据。
23.如权利要求14所述的多媒体数据系统，其特征在于，所述标准为对应于所述候选数据的所述帧定位字模型存在，并且对应于所述候选数据的所述额外信息为一序列具有8个连续的0与8个连续的1，或具有8个连续的1与8个连续的0。
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