CN101986705A - 封包顺序回复控制器及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封包顺序回复控制器及其方法，藉由纪录每一传输封包抵达时间，来模拟实时播放的传输封包顺序，进而提高录像节目的播放质量。该封包顺序回复控制器包含一录像装置、一回放装置和一内存接口单元。该录像装置包含一第一封包侦测器、一时戳插入器和一第一计数模块。该回放装置包含一第二封包侦测器、一比较单元、一时戳删除器和一第二计数模块。透过该内存接口单元，该录像装置与该回放装置进行与一外接内存的数据存取。

Description

封包顺序回复控制器及其方法
技术领域
本发明有关于传输流(transport stream，TS)，尤指一种传输流的封包顺序回复控制器及其方法。
背景技术
图1系MPEG电视广播站中TS多任务器的数据流示意图。参考图1，视讯数据及音讯数据分别经由视讯编码器110及音讯编码器150产生视讯基本流(elementary stream，ES)及音讯基本流，接着，经由二个封包器120、150打包成封包格式，以分别产生视讯基本封包流(packetized elementary stream，PES)及音讯基本封包流。最后，由TS多任务器130将视讯基本封包流及音讯基本封包流切成多个固定长度(188字节)的传输封包，并和节目特定讯息(program specific information，PSI)/服务讯息(service information，SI)以及系统时钟(system time clock)讯息多任务成单一传输流以传送至一传输流(例如MPEG)接收端装置(图未示)。
一般而言，MPEG电视广播站发射的每一个射频讯号通常包含复数个节目，而针对每一个节目，电视广播站利用交错的方式、平均地分配该些视讯封包、音讯封包、字幕封包及系统讯息封包以形成该传输流。实时收播(live)时，MPEG接收端装置只需进行相对应的视讯/音讯译码，就能顺利收看电视节目。当使用者启动录像功能时，MPEG接收端装置会将使用者选择的节目储存到档案系统(file system)，然而，储存到档案系统的录像节目会把电视广播站原本匹配好的传输封包间的相对时间点破坏无遗，使得译码后的视讯数据及音讯数据不容易同步，进而影响录像节目的播放质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种封包顺序回复控制器及其方法，可以提高录像节目的播放质量。
为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种封包顺序回复控制器，系用于接收一包含复数个原始传输封包的传输流，并可运作于一录像模式及一回放模式的至少其一。该封包顺序回复控制器包含一录像装置、一内存接口单元和一回放装置。该录像装置系耦接至一内存接口单元，且运作于该录像模式下，并包含：一第一封包侦测器，用以侦测各原始传输封包的一同步字节，以产生一第一侦测结果；一时戳插入器，用以根据该第一侦测结果决定是否将一第一时戳值插入各原始传输封包，以相对应地产生复数个暂时传输封包。该内存接口单元系耦接至该录像装置及一储存装置，用以将该些暂时传输封包储存至该储存装置。该回放装置系耦接至该内存接口单元，且运作于该回放模式下，并包含：一第二封包侦测器，用以透过该内存接口单元从该储存装置读取该些暂时传输封包并侦测各暂时传输封包的一同步字节，以产生一第二侦测结果；一比较单元，用以比较一第二时戳值以及各暂时传输封包内含的该第一时戳值，以响应于该第二侦测结果，以产生一比较结果；以及，一时戳删除器，用以删除该些暂时传输封包内含的该些第一时戳值，以响应于该比较结果，进而还原该些原始传输封包。
本发明还提供了一种封包顺序回复方法，用以接收一包含复数个原始传输封包的传输流。该方法包含运作于一录像模式下的步骤及运作于一回放模式下的步骤。于该录像模式下的步骤包含：侦测各原始传输封包的一同步字节，以产生一第一侦测结果；根据该第一侦测结果决定是否将一第一时戳值插入各原始传输封包，以相对应地产生复数个暂时传输封包；以及，储存该些暂时传输封包至一储存装置。于该回放模式下的步骤包含：从该储存装置读取该些暂时传输封包；侦测各暂时传输封包的一同步字节以产生一第二侦测结果；比较一第二时戳值以及各暂时传输封包内含的该第一时戳值，以响应于该第二侦测结果，以产生一比较结果；以及，删除该些暂时传输封包内含的该些第一时戳值，以响应于该比较结果，进而还原该些原始传输封包。
综上所述，本发明采用的封包顺序回复控制器及其方法，藉由纪录每一传输封包抵达时间，来模拟实时播放的传输封包顺序，进而提高录像节目的播放质量。
兹配合下列图示、实施例的详细说明及申请专利范围，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。
附图说明
图1为MPEG电视广播站中TS多任务器的数据流示意图。
图2为本发明封包顺序回复控制器的一实施例的架构方块图。
图3(a)及图3(b)为暂时传输封包的二个结构示意图。
图4(a)为根据本发明具体实施例的封包顺序回复方法运作于一录像模式下的流程图。
图4(b)为根据本发明具体实施例的封包顺序回复方法运作于一回放模式下的流程图。
【主要组件符号说明】
110视讯编码器
120、150封包器
130TS多任务器
150音讯编码器
200封包顺序回复控制器
210第一封包侦测器
250第二封包侦测器
220第一计数模块
221第一频率产生器
222第一计数器
230时戳插入器
260第二计数模块
261第二频率产生器
262第二计数器
270比较单元
280时戳删除器
2A录像装置
2B回放装置
2C内存接口单元
具体实施方式
以下的说明将举出本发明的数个较佳的示范实施例，例如：各种电子电路、组件以及相关方法。熟悉本领域者应可理解，本发明可采用各种可能的方式实施，并不限于下列示范的实施例或实施例中的特征。另外，众所知悉的细节不再重复显示或赘述，以避免模糊本发明的重点。
图2显示本发明封包顺序回复控制器的一实施例的架构方块图。参考图2，本发明封包顺序回复控制器200，系设置于一传输流(例如MPEG)接收端装置(图未示)中。封包顺序回复控制器200可运作于一录像(recording)模式及一回放(playback)模式，其包含一录像装置2A、一回放装置2B和一内存接口单元2C。录像装置2A包含一第一封包侦测器210、一第一计数模块220和一时戳插入器230。回放装置2B包含一第二封包侦测器250、一第二计数模块260、一比较单元270和以及一时戳删除器280。其中，第一和第二计数模块220、260各自包含一第一和第二频率产生器(clock generator)221、261及一第一和第二计数器222、262。透过内存接口单元2C，录像装置2A和回放装置2B可与一外接的储存装置(图未示)进行数据存取，但本发明并不以此为限。亦即，封包顺序回复控制器200也可具有一内建储存装置(图未示)，用以与录像装置2A和回放装置2B进行数据存取。
当使用者无法实时收看节目时，可以设定预录功能或按下该传输流接收端装置上的特定按键以启动录像，例如，当该传输流接收端装置上显示的时钟等于使用者设定时间(如晚间八点)、或使用者按下暂停键时，会自动启动该封包顺序回复控制器200初始化录像装置2A以运作于一录像模式。录像模式启动后，第一计数模块220中的第一频率产生器221开始产生一第一频率c1。在此仅例示而非限定，在本实施例中，第一频率产生器221是以90KHz的频率产生第一频率c1。第一计数模块220中的计数器222接收第一频率c1后，从初始值(例如：0)开始计数以产生一第一时戳值d1。同一时间，第一封包侦测器210也开始接收传输流，以侦测每一传输封包前端的同步字节(sync byte)0x47。
当侦测到同步字节时，第一封包侦测器210将侦测到的传输封包(188个字节)往后送到时戳插入器230。接着，时戳插入器230根据第一计数器222目前产生的第一时戳值d1(相当于该侦测到的传输封包抵达封包顺序回复控制器200的时间)，将该第一时戳值d1插入该侦测到的传输封包以产生一暂时传输封包。接下来，透过内存接口单元2C，录像装置2A的时戳插入器230将该暂时传输封包储存于该外接储存装置。于实际应用时，第一封包侦测器210是至少连续三次间隔188个字节都侦测到0x47，才确定是传输封包的起头，换言之，传输封包已被第一封包侦测器210锁定了(locked)。
图3(a)及图3(b)系显示暂时传输封包的二个结构示意图。参考图3(a)及图3(b)，暂时传输封包(宽度：(X+188)个字节)包含一时戳区及一原始传输封包区，其中，原始传输封包区的宽度为188个字节，而时戳区的宽度为X个字节，系大于或等于一第一时戳值d1的宽度。在本实施例中，时戳插入器230系将第一时戳值d1填入该时戳区中且X＝4。本发明不限定时戳区的位置，可置于原始传输封包区之前(如图3(a))或置于原始传输封包区之后(如图3(b))或置于原始传输封包区之中。另外，本发明亦不限定时戳区的宽度(X个字节)，设计者可视需要来调整。当然，时戳区的宽度越宽(X值越大)，储存的档案越大，封包顺序回复控制器200处理的时间就越久。其中，前述外接储存装置可以采用任何一种非挥发性内存来实施，例如：闪存、电子式可清除程序化只读存储器、或硬盘等。
当使用者要观赏录像节目时，可以按下该传输流接收端装置上的播放按键，会自动启动该封包顺序回复控制器200初始化回放装置2B以运作于一回放模式。回放模式启动后，第二频率产生器261开始产生一第二频率c2。为了仿真实时播放的传输封包顺序，第二频率c2的频率必须与第一频率c1的频率相同，故第二频率产生器261亦是以90KHz的频率产生第二频率c2。第二计数器262接收第二频率c2，从初始值(例如：0)开始计数以产生一第二时戳值d2，而第二时戳值d2的初始值也同样地必须与第一时戳值d1的初始值相同。同一时间，第二封包侦测器250也透过内存接口单元2C开始逐一读取存放于该外接储存装置的暂时传输封包，以侦测每一暂时传输封包的同步字节0x47。
当侦测到同步字节时，第二封包侦测器250将侦测到的暂时传输封包(宽度：(X+188)个字节)往后送到比较单元270。接着，比较单元270比较暂时传输封包中时戳区内的第一时戳值d1及第二计数器262目前产生的第二时戳值d2，若第一时戳值d1大于第二时戳值d2时，比较单元270会先将该暂时传输封包挡住直到第一时戳值d1等于第二时戳值d2时，再将该暂时该传输封包往后送到时戳删除器280。接着，时戳删除器280删除暂时传输封包中的时戳区，再将还原的传输封包(宽度：188个字节)传送至后级的视讯/音讯译码器。于实际应用时，同样地，第二封包侦测器250是至少连续三次间隔(188+X)个字节都侦测到0x47，才确定暂时传输封包已被第二封包侦测器250锁定了。
本发明的特色是根据时间戳的观念，将传输流(例如MPEG于一实施例中)电视广播站原本已经匹配好的传输封包顺序，先藉由录像装置2A将封包抵达时间记录下来以储存于一储存装置。在回放模式下，再藉由回放装置2B比对封包抵达时间，以重置原本的传输封包顺序，让后级的视讯/音讯译码器以为传输封包是从MPEG电视广播站实时发射出来。由于本发明回放装置2B送往后级视讯/音讯译码器的封包顺序系仿真MPEG电视广播站原始匹配好的传输封包顺序，故译码后的视讯数据及音讯数据容易同步，进而提高录像节目的播放质量。
须注意的是，本发明封包顺序回复控制器200可同时运作于录像模式及回放模式、或二者的其一。当封包顺序回复控制器200同时运作于录像模式及回放模式时，即提供所谓的边看边录功能。另外，本实施例中，第一和第二频率产生器221、261分别产生的90KHz的第一和第二频率c1、c2，系遵循ISO13818播放时戳(presentation time stamp)的频率基准(clock base)。据此，在回放模式下，本发明回放装置2B送往后级视讯/音讯译码器的各传输封包的时间点更近似实时播出的封包抵达时间，且更容易和播放时戳的频率基准同步。举例而言，在回放模式下，32位(X＝4)的第一和第二时戳值d1、d2可以播放13.24小时的节目。
图4(a)系根据本发明具体实施例的封包顺序回复方法运作于一录像模式下的流程图。以下根据图4(a)及图2详细介绍本实施例的所有步骤。
假设当使用者无法实时收看节目A时，系透过设定预录功能或按下该传输流接收端装置上的特定按键，来自动启动该封包顺序回复控制器200初始化录像装置2A以运作于一录像模式。
步骤S402：根据一第一频率c1，产生一第一时戳值d1。本实施例中，第一频率产生器221是以90KHz的频率产生一第一频率c1。第一计数器222接收该第一频率c1，从初始值(例如：0)开始计数以产生一第一时戳值d1。
步骤S404：接收一传输封包。
步骤S406：判断是否侦测到传输封包的同步字节0x47。若是，跳到步骤S408；否则，回到步骤S402、S404以处理下一个传输封包。在另一实施例中，第一封包侦测器210必须连续三次间隔188个字节都侦测到0x47，才能跳到步骤S408；否则，回到步骤S402、S404以处理下一个传输封包。当第一封包侦测器210连续三次间隔188个字节都侦测到0x47时，表示传输封包已被第一封包侦测器210锁定了。
步骤S408：将第一时戳值d1插入该侦测到的传输封包以产生一暂时传输封包。具体而言，时戳插入器230系将第一时戳值d1填入该暂时传输封包的时戳区。本实施例中，暂时传输封包中时戳区的宽度为4个字节，故一个暂时传输封包的总宽度等于(4+188)＝192个字节。
步骤S410：将该暂时传输封包储存于一外接储存装置。透过一内存接口单元2C，录像装置2A的时戳插入器230将该暂时传输封包储存于该外接储存装置。于另一实施例中，封包顺序回复控制器200也可具有一内建储存装置，用以与录像装置2A和回放装置2B进行数据存取。
步骤S412：判断录像是否结束。若是，则结束录像；否则，回到步骤S402、S404以处理下一个传输封包。
图4(b)系根据本发明具体实施例的封包顺序回复方法运作于一回放模式下的流程图。以下根据图4(b)及图2详细介绍本实施例的所有步骤。
假设当使用者要观赏录像节目A时，可以按下该传输流接收端装置上的播放按键，会自动启动该封包顺序回复控制器200初始化回放装置2B以运作于一回放模式。
步骤S422：根据一第二频率c2，产生一第二时戳值d2。本实施例中，第二频率产生器261是以90KHz的频率产生一第二频率c2。第二计数器262接收该第二频率c2，从初始值(例如：0)开始计数以产生一第二时戳值d2。
步骤S424：读取存放于外接储存装置的一暂时传输封包。第二封包侦测器250透过内存接口单元2C开始逐一读取存放于该外接储存装置的暂时传输封包。
步骤S426：是否侦测到暂时传输封包的同步字节0x47。若是，跳到步骤S428；否则，回到步骤S422、S424以处理下一个暂时传输封包。在另一实施例中，封包侦测器250必须连续三次间隔192个字节都侦测到0x47，才能跳到步骤S428；否则，回到步骤S422、S424以处理下一个暂时传输封包。当第二封包侦测器250连续三次间隔192个字节都侦测到0x47时，表示暂时传输封包已被第二封包侦测器250锁定了。
步骤S428：比较暂时传输封包中第一时戳值d1及第二计数器261产生的第二时戳值d2的大小。当d1＞d2时，重复本步骤，亦即该暂时传输封包会被挡住，直到d1等于或小于d2时，才跳到步骤S430。
步骤S430：删除暂时传输封包中的第一时戳值d1。时戳删除器280删除暂时传输封包中的第一时戳值d1(或时戳区)，再将还原的传输封包(共188个字节)传送至后级的视讯/音讯译码器。
步骤S432：判断属于该录像节目A的档案是否读取完毕。若是，则结束回放；否则，回到步骤S422、S424以处理下一个暂时传输封包。
藉由上述各实施例的说明，本发明的一种封包顺序回复控制器及一种封包顺序回复方法，藉由纪录每一传输封包抵达时间，来模拟实时播放的传输封包顺序，进而提高录像节目的播放质量。
以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，该行业者可进行各种变形或变更。

Claims (12)

1.一种封包顺序回复控制器，用于接收一包含复数个原始传输封包的传输流，可运作于一录像模式及一回放模式的至少其一，其特征在于，该封包顺序回复控制器包含：
一录像装置，耦接至一内存接口单元，系运作于该录像模式下，包含：
一第一封包侦测器，用以侦测各原始传输封包的一同步字节，以产生一第一侦测结果；
一时戳插入器，用以根据该第一侦测结果决定是否将一第一时戳值插入各原始传输封包，以相对应地产生复数个暂时传输封包；
一内存接口单元，耦接至该录像装置及一储存装置，用以将该些暂时传输封包储存至该储存装置；以及
一回放装置，耦接至该内存接口单元，系运作于该回放模式下，包含：
一第二封包侦测器，用以透过该内存接口单元从该储存装置读取该些暂时传输封包并侦测各暂时传输封包的一同步字节，以产生一第二侦测结果；
一比较单元，用以比较一第二时戳值以及各暂时传输封包内含的该第一时戳值，以响应于该第二侦测结果，以产生一比较结果；以及
一时戳删除器，用以删除该些暂时传输封包内含的该些第一时戳值，以响应于该比较结果，进而还原该些原始传输封包。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，该录像装置更包含一第一计数模块，用以根据一第一频率产生该第一时戳值，以及该回放装置更包含一第二计数模块，用以根据一第二频率产生该第二时戳值，其中，该第一频率的频率实质上等于该第二频率的频率。
3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，该第一计数模块包含：
一第一频率产生器，用以产生该第一频率；以及
一第一计数器，用以根据该第一频率产生该第一时戳值。
4.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，该第二计数模块包含：
一第二频率产生器，用以产生该第二频率；以及
一第二计数器，用以根据该第二频率产生该第二时戳值。
5.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，各暂时传输封包包含一时戳区及一原始传输封包区，其中，该第一时戳值系储存于该时戳区。
6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，当该第一封包侦测器的该第一侦测结果为侦测到至少连续三个原始传输封包的该些同步字节，该时戳插入器将该第一时戳值插入各原始传输封包，以相对应地产生该些暂时传输封包。
7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，当该比较单元的该比较结果为该第一时戳值小于或等于该第二时戳值时，该时戳删除器删除各暂时传输封包内含的该第一时戳值，进而还原该些原始传输封包。
8.一种封包顺序回复方法，用以接收一包含复数个原始传输封包的传输流，其特征在于，该方法包含：
于一录像模式下，
侦测各原始传输封包的一同步字节，以产生一第一侦测结果；
根据该第一侦测结果决定是否将一第一时戳值插入各原始传输封包，以相对应地产生复数个暂时传输封包；以及
储存该些暂时传输封包至一储存装置；以及
于一回放模式下，
从该储存装置读取该些暂时传输封包；
侦测各暂时传输封包的一同步字节以产生一第二侦测结果；
比较一第二时戳值以及各暂时传输封包内含的该第一时戳值，以响应于该第二侦测结果，以产生一比较结果；以及
删除该些暂时传输封包内含的该些第一时戳值，以响应于该比较结果，进而还原该些原始传输封包。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，更包含：
于该录像模式下，于根据该第一侦测结果决定是否将该第一时戳值插入各原始传输封包的步骤前，根据一第一频率产生该第一时戳值；以及
于该回放模式下，于比较该第二时戳值以及各暂时传输封包内含的该第一时戳值的步骤前，根据一第二频率产生该第二时戳值；
其中，该第一频率的频率实质上等于该第二频率的频率。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，各暂时传输封包包含一时戳区及一原始传输封包区，其中，该第一时戳值系储存于该时戳区。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，于该录像模式下，根据该第一侦测结果决定是否将该第一时戳值插入各原始传输封包的步骤，系当该第一侦测结果为侦测到至少连续三个原始传输封包的该些同步字节，将该第一时戳值插入各原始传输封包。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，于该播放模式下，根据该第二侦测结果决定是否比较该第二时戳值以及相对应该些暂时传输封包内含的该些第一时戳值以产生该比较结果的步骤，系当该比较结果为该第一时戳值小于或等于该第二时戳值时，删除各暂时传输封包内含的该第一时戳值。
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