CN101518082B - 用于数字视频的快速频道转换的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种数字视频的快速频道转换方法和装置。一种装置包括至少一个编码器(805，810)，用于接收标准视频数据和频道转换视频数据，并利用公共系统时钟，将标准视频数据和频道转换视频数据分别编码成标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送。

Description

用于数字视频的快速频道转换的方法和装置
在联邦资助的研究和开发中的政府许可权利
美国政府在本发明中具有已付费的许可和限制情况下的权利，以要求专利权人按照由国家标准技术研究所给予的项目ID合同号2003005676B的条款所提供的合理的条款，许可其他人。
相关申请的交叉引用
本发明要求2006年7月28日提交的、美国临时申请序列号No.60/834,308的利益，其内容整体结合于此作为参考。
技术领域
本原理通常涉及数字视频，更具体地说，涉及用于数字视频的快速频道转换的方法和装置。
背景技术
现代视频压缩技术通过利用视频帧的时间相关性能够实现高度压缩。在画面组(GOP)中，仅仅一个画面被完全内编码，并且其余画面基于与其它画面共享的冗余被完全或部分编码。帧内编码画面(I)仅仅利用自身内的冗余来生成压缩。然而，帧间编码画面(B或P画面)，必须在相关帧内编码画面被解码之后被解码。由于与B或P画面相比，I画面典型地需要3-10倍比特，它们更不频繁地被编码成比特流以便降低整体比特率。通常，对于相同的视频序列，与利用短(例如，＜＝1秒的视频)GOP大小编码的画面相比，利用在GOP内包括的相对大量的画面(例如，＞2秒的视频)编码的流具有显著低的比特率。
然而，利用相对大GOP大小将对频道转换等待时间(latency)造成意外地不良影响。当接收器调谐到一个节目时，在任何画面可被解码或显示之前，接收器必须等待直到接收到第一I画面。较少发生的I画面在频道转换时能引起更长的延迟。
大部分广播系统频繁地例如大约每秒发送I画面，以便限定由于视频压缩系统导致的频道转换延迟时间。然而，更频繁的I画面显著地增加了总的比特率。
其它系统利用传送网络中的设备来缓冲最近一部分的广播流。当用户从他/她的机顶盒(STB)请求频道转换时，网络设备将从I画面开始的缓冲视频单播到机顶盒。单播流或者以比标准比特率更快的比特率被传送或者以标准比特率被传送。在接收到这个流的I画面之后，机顶盒将切换到相应的广播流。
这种系统的缺点是它们要求复杂的中间件支持。这种系统还要求在传送网络中部署硬件以存储和单播流。这种系统的带宽和存储要求必须与同时的用户数目成比例。
另一个提议的快速频道转换方法是用于基于因特网协议(IP)的系统，其中频道转换流与标准视频比特流一起通过分离的因特网协议多播流被编码和发送。频道转换流包括以高于标准比特流中I画面的频率被发送的低质量的I画面。在频道转换期间，STB发送用于两个流中的每个流的联合(join)命令。一旦接收到该命令，数字用户线接入复用器(DSLAM)将两个流转发至机顶盒。然后，机顶盒解码并显示频道转换流直到接收到常规流的I画面。然后，机顶盒发送因特网组管理协议(IGMP)离开命令以请求数字用户线接入复用器停止转发频道转换流。
然而，大多数数字广播电视(TV)系统是基于MPEG传输流(TS)。示例包括，但不限于，混合光纤同轴(HFC)线缆和DirectTV卫星电视分布的数字电视广播。即使在最商业的因特网协议电视系统中，电视节目在被分组为因特网协议分组之前首先被多路复用为MPEG-2传输流。大多数应用层操作，例如，节目多路复用和解多路复用、音频/视频同步、时钟同步和条件接入在MPEG-2TS层被处理。因特网协议封装仅仅用于传输层服务。
发明内容
现有技术的这些和其它缺点和不利由本原理解决，本原理针对用于数字视频的快速频道转换的方法和装置。
根据本原理的方面，提供一种装置。该装置包括至少一个编码器，用于接收标准视频数据和频道转换视频数据，并利用公共系统时钟将标准视频数据和频道转换视频数据分别编码为标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送。
根据本发明的另一方面，提供一种方法。该方法包括：接收标准视频数据和频道转换视频数据；和利用公共系统时钟，将标准视频数据和频道转换视频数据分别编码成标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送。
根据本发明的又一方面，提供一种装置。该装置包括至少一个解码器和相位调整器。至少一个解码器是用于在传输层分别接收标准视频数据和频道转换视频数据，并分别从标准视频流和频道转换视频流解码标准视频数据和频道转换视频数据。相位调整器是用于相位调整标准视频流和频道转换视频流的至少一个以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步的装置。
根据本发明的再一方面，提供一种方法。该方法包括：在传输层分别接收标准视频数据和频道转换视频数据，并从标准视频流和频道转换视频流分别解码标准视频数据和频道转换视频数据。该方法进一步包括相位调整标准视频流和频道转换视频流中的至少一个，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。
本原理的这些和其它方面、特征和优点将从如下的示例性实施例的详细描述中变得显而易见，其将结合附图被理解。
附图说明
根据以下的示例性附图可以更好地理解本原理，其中：
图1示出根据本原理实施例的可应用本原理的示例性机顶盒(STB)的方框图；
图2示出根据本原理实施例的可应用本原理的另一示例性机顶盒(STB)的方框图；
图3示出根据本原理实施例的示例性频道转换画面组(GOP)结构的图；
图4示出根据本原理实施例的用于分别携带常规和频道转换视频流的两个传输流之间的同步时钟值的示例性时钟同步系统的方框图；
图5进一步详细示出根据本原理实施例的图4的相位调整器130；
图6示出根据本原理实施例用于执行数字视频的快速频道转换的示例性方法的流程图；
图7示出根据本原理实施例用于执行数字视频的快速频道转换的另一示例性方法的流程图；
图8示出根据本发明原理的示例性端到端体系结构的方框图；
图9示出根据本原理实施例用于编码数字媒体以允许随后的快速频道转换的示例性方法的流程图；以及
图10示出根据本原理实施例用于编码数字媒体以允许随后的快速频道转换的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本原理针对用于数字视频的快速频道转换的方法和装置。
本说明描述了本原理。因此，将理解本领域技术人员将提出体现本原理并包括在其精神和范围内的各种布置方案，尽管没有在此明确地描述或示出。
这里叙述的所有示例和条件语言是教学目的以帮助读者理解本原理和发明人贡献的概念以增进现有技术，并且不被看作是对这种特定描述的示例和条件的限制。
此外，这里描述了本原理的原理、方面和实施例及其特定示例的所有叙述都意图包含其结构和功能等效物。另外，这种等效物包括当前已知的等效物以及未来开发的等效物，例如，任何开发的执行相同功能的元件，而与结构无关。
因此，例如，本领域技术人员将理解这里给出的方框图代表体现本原理的说明性电路。同样，将理解任何流程表图、流程图、状态转移图、伪码等代表各种处理，其实质上可以计算机可读介质来表示并且从而由计算机或处理器来执行，不管这种计算机或处理器是否明确示出。
附图中示出的各种元件的功能可以通过利用专用硬件以及能够执行与适当软件相关的软件的硬件来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个单独的处理器(它们中的部分可以是共享的)来提供。然而，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应认作为专指能够执行软件的硬件，并可暗含地包括，但不限于，数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储器。
也可以包括其它硬件，通用的和/或定制的。同样地，附图中示出的任何开关仅仅是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作，通过专用逻辑，通过程序控制和专用逻辑的交互，或甚至人工地，来执行，特定技术由执行者可选择的可以从上下文中更清楚地理解。
在其权利要求中，表述为用于执行特定功能的装置的任何元件意图包含任何执行该功能的方式，例如，包括：a)执行该功能的电路元件的组合，或b)任何形式的软件，因此包括，固件、微码等，与用于执行该软件的适当电路结合以执行该功能。由这种权利要求限定的本原理事实上在于：由各种叙述的装置提供的功能性被结合并以权利要求要求的形式集合在一起。因此，认为能够提供这些功能性的任何装置等效于这里示出的这些。
说明书中的对本原理的“一个实施例”或“实施例”的参考意味着结合实施例描述的特定特征、结构、特性等被包含在本原理的至少一个实施例中。因此，在说明书中任何地方出现的术语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必然都参考相同的实施例。
应该理解，虽然这里关于数字用户线(DSL)系统描述了本原理的一个或多个实施例，本原理不仅仅限于DSL系统，并且因此可以关于利用包括但不限于MPEG-2传输流的传输流的任何媒体传输系统来使用。因此，例如，可以关于有线电视系统、卫星电视系统等利用本原理，同时保持本原理的精神。
转到图8，可应用本原理的示例性端对端结构通常由参考标记800指代。
结构800包括：常规编码器805，具有与传送网络820的第一输入信号通信连接的输出(用于提供常规流)；以及低比特率编码器810，具有与传送网络820的第二输入信号通信连接的输出(用于提供频道转换流)。传送网络820的输出(用于提供常规流和频道转换流)与机顶盒830的输入信号通信连接。机顶盒830的输出(用于提供视频和音频)与电视机(TV)840的输入信号通信连接。常规编码器805的输入和低比特率编码器810的输入作为结构800的输入可用，用于接收视频和音频。传送网络820包括多路复用器821。虽然示出在传送网络820中，可以理解多路复用器821可布置在另一位置，包括但不限于，传送网络820之前。而且，在另一实施例中，单个可定标(scalable)编码器与这里集成的多路复用器可用于生成多个流。图8的这些和其它元件结构容易地被本领域和相关领域的技术人员所预料，同时保持本原理的精神。
转到图1，可应用本原理的示例性机顶盒(STB)通常由参考标记100指代。机顶盒100包括多路分解器105和多路分解器110。
多路分解器105包括与音频解码器115的第一输入信号通信连接的第一输出(用于提供低比特率音频)、与音频解码器115的第二输入和视频解码器120的第二输入信号通信连接的第二输出(用于提供STC1，该系统时间时钟从多路分解器105的输入流恢复)、与视频解码器120的第一输入信号通信连接的第三输出(用于提供频道转换视频)、和与多路分解器110的第二输入信号通信连接的第四输出(用于提供STC1相位)。
多路分解器110包括与视频解码器125的第一输入信号通信连接的第一输出(用于提供常规视频)、与视频解码器125的第二输入和音频解码器130的第二输入信号通信连接的第二输出(用于提供STC2，该系统时间时钟从多路分解器110的输入流恢复)、和与音频解码器130的第一输入信号通信连接的第三输出(用于提供常规音频)。
视频解码器120的输出与用于解码的视频的接合器135的第一输入信号通信连接。视频解码器125的输出与用于解码的视频的接合器135的第二输入信号通信连接。音频解码器115的输出与用于解码的音频的接合器140的第一输入信号通信连接。音频解码器130的输出与用于解码的音频的接合器140的第二输入信号通信连接。
多路分解器105的输入可作为至STB 100的输入，用于接收第一传输流(TS1)中的频道转换视频和低比特率视频。多路分解器110的第二输入可作为至STB 100的输入，用于接收第二传输流(TS2)中的常规视频和常规音频。用于解码的视频的接合器135的输出可作为STB 100的输出，用于输出视频。用于解码的音频的接合器140的输出可作为STB 100的输出，用于输出音频。
应理解本原理不仅限于图1中所示的元件和配置，并且因此，已知这里提供的本原理的教导，本领域和相关领域的技术人员将预料用于实现本原理的这些和不同的其它元件和配置，同时保持本原理的精神。例如，多路复用器可以代替接合器135和140中的任一个来使用。
参考图2，可应用本原理的另一示例性机顶盒(STB)通常由参考标记200指代。机顶盒200包括多路分解器205和多路分解器210。
多路分解器205包括与视频解码器215的第一输入信号通信连接的第一输出(用于提供频道转换视频)、与视频解码器215的第二输入信号通信连接的第二输出(用于提供STC1)、和与多路分解器210信号通信连接的第三输出(用于提供STC1相位)。
多路分解器210包括与视频解码器220的第一输入信号通信连接的第一输出(用于提供常规视频)、与视频解码器220的第二输入以及音频解码器230的第二输入信号通信连接的第二输出(用于提供STC2)、和与音频解码器230的第一输入信号通信连接的第三输出(用于提供常规音频)。
视频解码器215的输出与用于解码的视频的接合器260的第一输入信号通信连接。视频解码器220的输出与用于解码的视频的接合器260的第二输入信号通信连接。
多路分解器205的输入可作为机顶盒200的输入，用于输入第一传输流(TS1)中的频道转换视频。多路分解器210的第一输入可作为机顶盒200的输入，用于输入第二传输流(TS2)中的常规视频和常规音频。用于解码的视频的接合器260的输出可作为机顶盒200的输出，用于输出视频数据。音频解码器230的输出可作为机顶盒200的输出，用于输出音频数据。
应理解本原理不仅限于图2中示出的元件和配置，并且因此已知这里提供的本原理的教导，本领域和相关领域的技术人员将预料用于实现本原理的这些和不同的其它元件和配置，同时保持本原理的精神。例如，多路复用器可代替接合器260使用。
如上所述，本发明针对数字视频的快速频道转换的方法和装置。有利地，本原理提供用于大规模因特网协议电视(IPTV)部署的可调方案。然而，根据本原理提供的快速频道转换流可以再次用于其它应用，例如，画中画(PIP)和马赛克视图。
因此，根据本发明各个实施例的原理，基于MPEG-2传输流(TS)的数字视频广播系统中的频道转换等待时间将显著地降低。
在一实施例中，对于每个视频节目，除了常规编码流之外，通过编码频道转换流(CCS)来实现。这里术语标准流不意味着暗示任何特殊类型或品质的编码(例如，标准编码流可以是标准清晰度、高清晰度、或者甚至质量上低于标准清晰度)。频道转换流(CCS)不同于标准编码流，在于频道转换流具有较低比特率和典型低分辨率，但是比标准流具有更频繁随机存取帧(I帧)。应理解短语“标准流”和“常规流”，和类似的短语在这里可互换使用。
在一实施例中，频道转换流和常规流一起或者通过单独传输流或者通过相同的传输流被同时联播。频道转换流可以携带或不携带音频流。在频道转换期间，机顶盒(STB)解码并显示频道转换流知直到常规流的第一I帧被接收。然后机顶盒利用标准流用于解码和显示。
在频道转换流以单独传输流被传送的实施例中，在完成频道转换之后，频道转换流接收可由机顶盒终止。频道转换流也可在机顶盒中用于马赛克或画中画(PIP)应用。
在本发明的一实施例中，对于标准流和频道转换流在传输层以不同传输流被传送的情况，需要确保两个流之间的同步。这例如通过确保在编码器侧，两个流利用相同的节目时钟参考(PCR)时钟来实现。在解码器侧，经由相位调整器实现同步。
频道转换流以低比特率被编码(例如，但不限于以下百分比，常规流的15％)以包括低质量，以及与标准流中标准质量画面相关的可能低分辨率编码画面。应理解，不是所有出现在标准流中的画面需要具有频道转换流中的相关画面。在一实施例中，I画面在频道转换流中出现频率更高，以使能更高频率的随机存取。转到图3，示例频道转换画面组(GOP)结构通常由参考数字300表示。
关于频道转换流的传送，这里提供两个示例性实施例。当然，应该理解本原理不仅仅限于这两个关于频道转换流的传送的实施例，已知这里提供的本原理的教导，本领域和相关领域的普通技术人员将预料关于频道转换流的这些和各种其它选项，同时保持本原理的精神。
在关于频道转换流的传送的第一实施例中，频道转换视频和相关音频流被多路复用到一个传输流，而常规视频和相关音频流被多路复用到另外的传输流。和频道转换视频流相关的音频流与和常规视频流相关的音频流相比具有相同或更低的比特率。这个实施例的解码器结构在图1中示出。
在关于频道转换流的传送的第二实施例中，频道转换视频流以没有音频流的一个传输流被传送。常规视频流和相关音频流被多路复用到单独的传输流。这个实施例的解码器结构被示出在图2中。
在这些实施例的每个中频道转换视频流和常规视频流被时间同步。在第一和第二实施例中，频道转换和常规流之间的时间同步通过利用在每个分组基本流(PES)中的相同系统时钟和呈现时间标记而被保持。
PTS(呈现时间标记)-在示例性实施例中，在PES首标中是33比特值，其指示基本流的呈现单元的系统目标解码器中的呈现时间。在一实施例中，PTS的值以系统时钟频率除以300的周期的单位被指定(得到90kHz)。
PCR(节目时钟参考)-在一实施例中，它是42比特字段，其值表示27MHZ系统时钟的单一值。PCR通常作为传输流中的单独节目(具有其PID)被传送。根据系统规范(例如，高级电视系统委员会(ATSC)、数字视频广播(DVB)等)，每40ms至100ms要求PCR值。
对于第一实施例和第二实施例，在传送承载了频道转换视频流的传输流时存在两种选项。在诸如线缆(例如，HFC)或卫星广播的非交换网络中，频道转换传输流一直被递送到机顶盒。在诸如光纤或基于数字用户线(DSL)的因特网协议电视(IPTV)网络的交换网络中，频道转换传输流被传递到诸如数字用户线接入复用器(DSLAM)或交换机的多播交叉点。在频道转换期间，机顶盒将发送适当的多播结合命令以请求频道转换流和常规流。通常，需要两个(2)IGMP结合命令以结合两个流。通常，由机顶盒同时发送两个(2)IGMP结合命令以结合标准流和低分辨率流两者。然而，利用适当的中间件或数字用户线接入复用器支持，能够仅需要一IGMP结合命令来结合两个流。在频道转换完成之后，机顶盒将发送多播离开命令以阻止流从多播交叉点转发。这降低了多播结合点和机顶盒之间的带宽利用。
对于第一实施例，与频道转换视频流相关的音频流首先被解码和播放。然后解码器切换到与常规视频流相关的音频流。对于第二实施例，在频道转换期间和之后，与常规视频流相关的音频流被解码和播放。
对于第一实施例和第二实施例，由于两个流的传送延迟可能不同，时钟恢复之后他们的系统时钟具有相移。关于两个流中的至少一个可以采用相位补偿单元以在两个系统时钟馈送到解码器之前消除两个系统时钟的相位差。
转到图4，分别承载常规和频道转换视频流的两个传输流之间的同步时钟值的示例性时钟同步系统普遍由参考数字400指示。时钟同步系统400包括网络410，其具有与去抖动多路分解器和PCR提取器420信号通信连接的第一输出、和与去抖动多路分解器和PCR提取器425信号通信连接的第二输出。去抖动多路分解器和PCR提取器420的输出(用于提供PCR1)与相位调整器430的第一输入信号通信连接。去抖动多路分解器和PCR提取器425的输出(用于提供PCR2)与相位调整器430的第二输入信号通信连接。相位调整器430的第一输出(用于提供相位调整的PCR1)与计数器470的第一输入(用于提供PCR1的启动值)和组合器440的第一非反相输入信号通信连接。相位调整器430的第二输出(用于提供相位调整的PCR2)与计数器475的第一输入(用于提供PCR2的启动值)和组合器445的第一非反相输入信号通信连接。
组合器440的输出与滤波器450的输入信号通信连接。滤波器450的输出与压控振荡器(VCO)460的输入信号通信连接。VCO 460的输出与计数器470的第二输入信号通信连接。计数器470的输出与组合器440的第二反相输入、解码器480的输入、和相位调整器430的第三输入信号通信连接。
组合器445的输出与滤波器455的输入信号通信连接。滤波器455的输出与VCO 465的输入信号通信连接。VCO 465的输出与计数器475的第二输入信号通信连接。计数器475的输出与组合器445的第二反相输入、解码器485的输入、以及相位调整器430的第四输入信号通信连接。
网络410的第一输入可用作至时钟同步系统400的第一输入，用于接收与频道转换流相关的第一传输流(TS1)中的PCR。网络410的第二输入可用作至时钟同步系统400的第二输入，用于接收与常规流相关的第二传输流(TS2)中的PCR。第一和第二传输流中的PCR从系统时间时钟输入获得。解码器480的输出可用作时钟同步系统400的输出。解码器485的输出也可用作时钟同步系统400的输出。
去抖动多路分解器和PCR提取器420以及去抖动多路分解器和PCR提取器425分别消除TS1和TS2的网络抖动。去抖动多路分解器和PCR提取器420以及去抖动多路分解器和PCR提取器425也从TS1和TS2提取PCR分组。
滤波器450、VCO 460和计数器470对应于并且/或者是锁相环的部分，用于从ST1的PCR分组恢复STC(系统时间时钟)。滤波器455、VCO 465和计数器475对应于并且/或者是锁相环的部分，用于从ST1的PCR分组恢复STC(系统时间时钟)。
相位调整器430用于确保STC1和STC2处于相同相位。
从相位调整器430的第一输出(与PCR1相关)到计数器470的第一输入的连接用于提供STC1的启动值。从相位调整器430的第二输出(与PCR2相关)到计数器475的第一输入的连接用于提供STC2的启动值。
STC1为解码器480提供系统时间时钟。STC2为解码器485提供系统时间时钟。
转到图5，图4的相位调整器被进一步说明。相位调整器430包括比较器510，其具有与比较器520的第一非反相输入信号通信连接的输出(用于提供PCR1的移相值)。
相位调整器430进一步包括比较器515，其具有与比较器525的第一非反相输入信号通信连接的输出(用于提供PCR2的移相值)。
比较器510的反相输入、比较器520的第二非反相输入、和PCR启动事件检测器530的输入可用作相位调整器430的输入，用于接收PCR1值。比较器510的非反相输入可作为相位调整器430的输入，用于接收STC2值。比较器520的输出可用作相位调整器430的输出，用于在相位补偿值之后输出PCR1。
PCR启动事件检测器530的输入接收PCR1值并检测PCR1启动事件。PCR启动事件检测器530的输出(用于提供PCR1启动事件)与比较器510的使能输入信号通信连接。
比较器515的反相输入、比较器525的第二非反相输入、和PCR启动事件检测器535的输入可用作相位调整器430的输入，用于接收PRC2值。比较器515的非反相输入可用作相位调整器430的输入，用于接收STC1值。比较器525的输出可用作相位调整器430的输出，用于在相位补偿值之后输出PCR2。
PCR启动事件检测器535的输入接收PCR2值并检测PCR2启动事件。PCR启动事件检测器535的输出(用于提供PCR2启动事件)与比较器515的使能输入信号通信连接。
比较器510和520用于PCR1的相位调整。比较器515和525用于PCR2的相位调整。
如果PCR2在PCR1之前到达，则比较器510和520被使能，并且比较器515和525被禁止。在那种情况下，PCR2输出将等于PCR2输入，但是PCR1将由比较器510和520相位调整。比较器510计算相移值，比较器520提供PCR1的实际相移。PCR1启动事件触发比较器510从STC2减去PCR1的启动值，并锁存相减值到其输出作为PCR1的相移值。比较器520将相移值加到PCR1以生成其输出，该输出是相位调整的PCR1。
如果PCR2未在PCR1之前到达，比较器510和520被禁止，并且比较器515和525被使能。在那种情况下，PCR1输出将等于PCR1输入，但是PCR2将由比较器515和525相位调整。比较器515计算相移值，并且比较器525提供PCR2的实际相移。PCR2启动事件触发比较器515从STC1减去PCR2的启动值，并锁存相减值到其输出作为PCR2的相移值。比较器525将相移值加到PCR2以生成其输出，该输出是相位调整的PCR2。
转到图6，用于执行数字视频的快速频道转换的示例性方法通常由参考数字600指示。
方法600包括开始块605，将控制传送到功能块610和功能块645。
功能块610接收频道转换流，并将控制传送到判定块615。判定块615确定标记channel_ready是否设置为1。如果是，然后控制被传送到功能块620。否则，控制被传送到功能块625。
功能块620停止接收频道转换流，并将控制传送到结束块699。
功能块625将流多路分解为音频、视频和时钟流，并将控制传送到功能块630。功能块630调整时钟相位，并将控制传送到功能块635。功能块635解码频道转换视频和音频，并将控制传送到功能块640。
功能块640接合解码数据用于呈现，并将控制发送到结束块699。
功能块645接收常规流，并将控制传送到功能块650。功能块650将流多路分解成音频、视频和时钟流，并将控制传送到功能块655。功能块655调整时钟相位，并将控制传送到判定块660。判定块660确定常规流的随机接入点是否被接收。如果是，则控制传送到功能块680。否则，控制被传送到判定块665。
功能块680解码常规视频和音频，并将控制传送到功能块640。
判定块665确定当前接入点是否是随机接入点。如果是，控制被传送到功能块670。否则，控制被传送到功能块675。
功能块670将标记channel_ready设置为等于1，并将控制传送到功能块680。
功能块675丢弃流，并将控制传送到结束块699。应理解，虽然块699关于图6被示出并描述为“结束”块，这种块可实现为用于重复在前块的循环返回。
转到图7，用于执行数字视频的快速频率转换的另一示例性方法通常由参考数字700指示。
方法700包括开始块705，将控制传送到功能块710和功能块745。
功能块710接收频道转换流，并将控制传送到判定块715。判定块715确定标记channel_ready是否被设置为1。如果是，则将控制传送到功能块720。否则，将控制传送到功能块725。
功能块720停止接收频道转换流，并将控制传送到结束块799。
功能块725将流多路分解成音频、视频和时钟流，并将控制传送到功能块730。功能块730调整时钟相位，并将控制传送到功能块735。功能块735解码频道转换视频，并将控制传送到功能块742。
功能块742接合解码视频，并将控制传送到功能块744。
功能块745接收常规流，并将控制传送到功能块750。功能块750将流多路分解成音频、视频和时钟流，并将控制传送到功能块755。功能块755调整时钟相位，并将控制传送到判定块760。判定块760确定常规流的随机接入点是否被接收。如果是，则控制被传送到功能块782和功能块784。否则，将控制传送到判定块765。
功能块782解码常规视频，并将控制传送到功能块742。
功能块784解码常规视频，并将控制传送到功能块744。功能块744合并视频和音频用于呈现，并将控制传送到结束块799。
判定块765确定当前接入点是否是随机接入点。如果是，控制被传送到功能块770。否则，控制被传送到功能块775。
功能块770将标记channel_ready设置为等于1，并将控制传送到功能块782和功能块784。
功能块775丢弃视频流，并将控制传送到结束块799。应理解，虽然块799关于图7被示出和描述为“结束”块，这种块可被实现为用于重复在前块的循环返回。
转到图9，用于编码数字媒体以允许随后的快速频道转换的示例性方法通常由参考数字900指示。
方法900包括开始块905，将控制传送到功能块910和功能块945。
功能块910接收音频，并将控制传送到功能块915和功能块920。
功能块915利用公共系统时钟将接收的音频编码成常规比特率音频基本流，并将控制传送到功能块925。
功能块920利用公共系统时钟将接收的音频编码成低比特率基本流，并将控制传送到功能块965。
功能块925利用公共系统时钟将常规比特率音频和视频基本流打包并多路复用成常规MPEG-2传输流，并将控制传送到结束块999。
功能块945接收视频，并将控制传送到功能块955和功能块950。
功能块955利用公共系统时钟将接收的视频编码成常规比特率视频基本流，并将控制传送到功能块925。
功能块950将接收的视频下采样成低分辨率，并将控制传送到功能块960。功能块960利用公共系统时钟将下采样视频编码成低比特率视频基本流，并将控制传送到功能块965。
功能块965利用公共系统时钟将低比特率音频和视频基本流打包并多路复用成频道转换MPET-2传输流，并将控制传送到结束块999。应理解，尽管块999关于图9被示出并描述为“结束”块，这种块可被实现为用于重复在前块的循环返回。
转到图10，用于编码数字媒体以允许随后的快速频道转换的另一示例性方法通常由参考数字1000指示。
方法1000包括开始块1005，将控制传送到功能块1010和功能块1045。
功能块1010接收音频，并将控制传送到功能块1015。功能块1015利用公共系统时钟将接收的音频编码成常规比特率音频基本流，并将控制传送到功能块1020。
功能块1020利用公共系统时钟将常规比特率音频和视频基本流打包并多路复用成常规MPEG-2传输流，并将控制传送到结束块1099。
功能块1045接收视频，并将控制传送到功能块1050和功能块1055。
功能块1050利用公共系统时钟将接收的视频编码成常规比特率视频基本流，并将控制传送到功能块1020。
功能块1055将接收的视频下采样成低分辨率，并将控制传送到功能块1060。
功能块1060利用公共系统时钟将下采样的视频编码成低比特率视频基本流，并将控制传送到功能块1065。
功能块1065利用公共系统时钟将低比特率基本流打包并多路复用成频道转换MPEG-2传输流，并将控制传送到结束块1099。应理解，虽然块1099关于图10被示出并描述为“结束”块，这种块可被实现为用于重复在前块的循环返回。
描述将给出本发明的许多附带的优点/特征的一些，它们中的一些已经在上面提及。例如，一个优点/特征是包括至少一个编码器的装置，该编码器用于接收标准视频数据和频道转换视频数据，并利用公共系统时钟将标准视频数据和频道转换视频数据分别编码成标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送。
另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中至少一个编码器包括：第一视频编码器，用于将标准视频数据编码成标准视频流；和第二视频编码器，用于将频道转换视频数据编码成频道转换视频流。
又一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中标准视频流和标准音频流被多路复用以传送，然而频道转换视频流未与任何音频流多路复用以传送。
此外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中标准视频流和标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流和频道转换音频流被多路复用用于传送。
此外，另一优点/特征是具有至少一个编码器的装置，其中标准视频流和标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流和频道转换音频流被多路复用用于传送，如上所述，其中频道转换音频流具有比标准音频流低的比特率。
而且，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中公共系统时钟是节目时钟参考。
另外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面具有较低分辨率。
此外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面具有较低帧速率。
此外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面按较低比特率编码。
同样，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中所述装置包括在数字视频广播系统中。
另外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个编码器的装置，其中所述装置包括在数字用户线系统、有线电视系统、或卫星电视系统中。
此外，另一优点/特征是包括至少一个解码器和相位调整器的装置。该至少一个解码器用于在传输层分别接收标准视频数据和频道转换视频数据，并从标准视频流和频道转换视频流分别解码标准视频数据和频道转换视频数据。相位调整器用于相位调整标准视频流和频道转换视频流的至少一个，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步。
另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中该至少一个解码器包括第一视频解码器，用于从标准视频流解码标准视频数据；以及第二视频解码器，用于从频道转换视频流解码频道转换视频数据。
又一个优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中在传输层标准视频流被接收并与标准音频流一起被多路复用，而在传输层频道转换视频流被接收并不与任何音频流多路复用。
此外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器的相位调整器的装置，其中在传输层标准视频流被接收并与标准音频流一起被多路复用，而在传输层频道转换视频流被接收并与频道转换音频流一起被多路复用。
此外，另一优点/特征是具有至少一个解码器和相位调整器的装置，其中标准视频流在传输层被接收并与标准音频流一起被多路复用，而频道转换视频流在传输层被接收并与频道转换音频流一起被多路复用，如上所述，其中频道转换音频流具有比标准音频流低的比特率。
同样，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中公共系统时钟是节目时钟参考。
另外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面具有较低分辨率。
另外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面具有较低帧速率。
另外，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中与标准视频流中的标准流编码画面相比，频道转换视频流中的频道转换流编码画面按较低比特率编码。
同样，另一优点/特征是具有如上所述的至少一个解码器和相位调整器的装置，其中该装置包括在数字用户线系统中。
同样，另一优点/特征是具有如上所述至少一个解码器和相位调整器的装置，其中该装置包括在数字用户线系统、有线电视系统、或卫星电视系统中。
基于这里的教导，本原理的这些和其它特征和优点可以由相关领域普通技术人员容易地确定。应理解，本原理的教导可以硬件、软件、固件、专用处理器或其结合的各种形式来实现。
最优选的，本原理的教导被实现作为硬件和软件的结合。此外，软件可实现为确实体现在程序存储单元中的应用程序。应用程序可被上载到，并由包含任何合适结构的机器执行。优选地，机器被实现在具有诸如一个或多个中央处理单元(“CPU”)、随机存取存储器(“RAM”)、和输入/输出(“I/O”)接口的硬件的计算机平台上。计算机平台也可包含操作系统和微指令代码。这里描述的各种处理和功能也可或者是微指令代码的部分或者应用程序的部分，或者它们的任何结合，其由CPU执行。此外，各种其它外围单元可连接到计算机平台，诸如附加数据存储单元和打印单元。
应进一步理解，因为在附图中描述的组成系统部件和方法的一些优选地以软件实现，根据本原理被编程的方式，系统部件或处理功能块之间的实际连接可能不同。考虑这里的教导，本领域技术人员将能够预料本原理的这些和类似实现或结构。
尽管这里已经参考附图描述了示例性实施例，应理解本原理不限于那些准确的实施例，并且在不脱离本原理的范围或精神的情况下，本领域的技术人员可以对其进行各种修改和改变。所有这种修改和改变意欲包含在所附权利要求中提出的本原理的范围内。

Claims (20)

1.一种用于数字视频的快速频道转换的装置，包括：
至少一个编码器(805，810)，用于接收标准视频数据和频道转换视频数据，并利用公共系统时钟将标准视频数据和频道转换视频数据分别编码为标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步，
其中标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送，和
其中频道转换视频流包括具有与标准视频流中的标准流编码画面相比较低分辨率、较低帧速率和较低比特率中的至少一个的频道转换流编码画面。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述至少一个编码器(805，810)包括：
第一视频编码器(805)，用于将标准视频数据编码成标准视频流；和
第二视频编码器(810)，用于将频道转换视频数据编码成频道转换视频流。
3.一种用于数字视频的快速频道转换的方法，包括：
接收标准视频数据和频道转换视频数据；和
利用公共系统时钟，将标准视频数据和频道转换视频数据编码成(955，960，1050，1060)标准视频流和频道转换视频流，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步，
其中标准视频流和频道转换视频流被编码用于在传输层分离地传送，和
其中频道转换视频流包括具有与标准视频流中的标准流编码画面相比较低分辨率、较低帧速率和较低比特率中的至少一个的频道转换流编码画面。
4.如权利要求3所述的方法，其中标准视频流与标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流未与任何音频流多路复用用于传送(1020，1065)。
5.如权利要求3所述的方法，其中标准视频流与标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流与频道转换音频流被多路复用用于传送(925，965)。
6.一种用于数字视频的快速频道转换的装置，包括：
至少一个解码器(185，180)，用于在传输层分离地接收标准视频数据和频道转换视频数据，并从标准视频流和频道转换视频流分别解码标准视频数据和频道转换视频数据；和
用于相位调整(130)标准视频流和频道转换视频流中的至少一个以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步的装置，
其中频道转换视频流包括具有与标准视频流中的标准流编码画面相比较低分辨率、较低帧速率和较低比特率中的至少一个的频道转换流编码画面。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述至少一个解码器包括：
第一视频解码器(185)，用于从标准视频流解码标准视频数据；和
第二视频解码器(180)，用于从频道转换视频流解码频道转换视频数据。
8.一种用于数字视频的快速频道转换的方法，包括：
在传输层分离地接收(610，645，745，710)标准视频数据和频道转换视频数据，并从标准视频流和频道转换视频流分别解码(680，635，782，735)标准视频数据和频道转换视频数据；以及
相位调整(630，730)标准视频流和频道转换视频流中的至少一个，以提供标准视频流和频道转换视频流之间的同步，
其中频道转换视频流包括具有与标准视频流中的标准流编码画面相比较低分辨率、较低帧速率和较低比特率中的至少一个的频道转换流编码画面。
9.如权利要求8所述的方法，其中与标准音频流多路复用的标准视频流在传输层被接收，而未与任何音频流多路复用的频道转换视频流在传输层被接收。
10.如权利要求8所述的方法，其中与标准音频流多路复用的标准视频流在传输层被接收，而与频道转换音频流多路复用的频道转换视频流在传输层被接收。
11.如权利要求5所述方法或者如权利要求10所述的方法，其中频道转换音频流具有比标准音频流低的比特率。
12.如权利要求3所述的方法或者如权利要求8所述的方法，其中公共系统时钟是节目时钟参考。
13.如权利要求3所述的方法或者如权利要求8所述的方法，其中该方法在数字视频广播系统、数字用户线系统、有线电视系统、或卫星电视系统中被执行。
14.如权利要求1所述的装置，其中标准视频流与标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流未与任何音频流多路复用用于传送(1020，1065)。
15.如权利要求1所述的装置，其中标准视频流与标准音频流被多路复用用于传送，而频道转换视频流与频道转换音频流被多路复用用于传送(925，965)。
16.如权利要求6所述的装置，其中与标准音频流多路复用的标准视频流在传输层被接收，而未与任何音频流多路复用的频道转换视频流在传输层被接收。
17.如权利要求6所述的装置，其中与标准音频流多路复用的标准视频流在传输层被接收，而与频道转换音频流多路复用的频道转换视频流在传输层被接收。
18.如权利要求1所述的装置或者如权利要求6所述的装置，其中频道转换音频流具有比标准音频流低的比特率。
19.如权利要求1所述的装置或者如权利要求6所述的装置，其中公共系统时钟是节目时钟参考。
20.如权利要求1所述的装置或者如权利要求6所述的装置，其中该装置被包括在数字视频广播系统、数字用户线系统、有线电视系统、或卫星电视系统中。
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