CN101986712A

CN101986712A - 数字电视接收装置及其换台方法

Info

Publication number: CN101986712A
Application number: CN 201010557381
Authority: CN
Inventors: 李政道; 陈古顺; 刘荣军
Original assignee: Huaya Microelectronics Shanghai Inc
Current assignee: Huaya Microelectronics Shanghai Inc
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2011-03-16

Abstract

一种数字电视接收装置及其换台方法，所述换台方法包括：将传输流数据进行解复用；对解复用后的数据进行解扰；将解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并对复用后的数据进行缓存；接收到换台指令后，获取目标业务所在的缓存数据；对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据；将经过解包后的所述原始流数据进行解码。基于上述换台方法，还提供了一种数字电视接收装置。本发明能够大大缩短同频点内换台所产生的延迟时间，增强用户体验。

Description

数字电视接收装置及其换台方法

技术领域

本发明涉及数字电视领域，特别涉及一种数字电视接收装置及其换台方法。

背景技术

随着数字电视的快速发展，数字电视以其精彩的内容、丰富的节目及频道、清晰的图像以及更方便收视等优点深受人们欢迎，在生活中的应用也越来越多。收看数字电视需要通过数字电视接收装置来实现，数字电视接收装置一般包括数字电视一体机、数字电视机顶盒等，尤其在数字电视的推广中，通过使用数字电视机顶盒便能够使传统模拟电视机播放数字电视节目，因此，数字电视机顶盒得到了广泛的应用。

数字电视机顶盒接收来自广播网络的业务数据，通过音视频方式表现出业务的内容。其前端传输模式包括有线网络，地面广播，卫星广播等方式。普通用户通过换台操作，可以实现选择观赏不同业务内容。换台在技术上包含以下几方面的步骤和内容：

步骤S11，频点锁定，包括接收到换台的指令后，通过控制调谐器(tuner)等锁定信道上的频点，并由解调器(Demodulator)对调谐器传送来的信号进行解调，获得传输流(TS，Transport Stream)数据。

步骤S12，解复用，包括根据业务配置解复用(DEMUX，demultiplexer)模块，筛选分组数据包，获得分组原始流(PES，Packetized Elementary Stream)数据。

步骤S13，条件接收(CA，Conditional Access)解扰，包括获取授权控制字(CW，Control Word)，并对分组原始流数据包进行解扰。

步骤S14，分组原始流同步，包括根据分组原始流语法，侦测分组原始流包头。

步骤S15，视频图像组(GOP，Group Of Picture)头部数据同步，包括根据视频编码语法，侦测视频GOP头部数据。

步骤S16，音视频数据同步，包括根据分组原始流时间戳信息，以及节目时钟基准(PCR，Program Clock Reference)信息，进行音视频内容的同步。

步骤S17，还原为原始流(ES，Elementary Stream)并解码输出图像或/和声音，包括将分组原始流数据解包还原为原始流数据，并由视频或/和音频解码器将所述原始流数据解码后通过显示装置输出图像或/和声音。

以上步骤中，对于同频点内换台操作，步骤S11可以省略；对于未加扰数据，步骤S13可以省略。

数字电视机顶盒换台分为同频点换台和跨频点换台两种模式。通常在同频点内传输流由于内部复用以及带宽条件约束，可以传输7路左右的视频节目，或者更多路的音频节目。以有线数字机顶盒为例，如果广播电视局的有线数字电视网络包括150套的视频节目和音频节目，分布在20个频点上，则用户进行一轮全部节目的切换，在最有利的情况下，包括20次跨频点的换台，和130次的同频点换台。对于视频节目，换台后第一帧图像的输出依赖于以下条件：

1.在视频PES中寻找到GOP头部数据，进而获得第一幅GOP数据，在基于MPEG-2编码条件下，被称为I帧。I帧由于带宽传输限制，不会在广播网络里高频率播发，在PAL制模式下，每个视频节目每秒只会传输2个的I帧数据，且由于I帧数据较大，传输上的时间分布通常超过0.1秒，故此限制消耗时间为0.1-0.58秒(以PAL制为例)。

2.对于采用条件接收系统的广播网络，由于视频PES在获得条件接收系统正确配置解扰器后才能够获得。一个典型的流程是接收到授权控制信息(ECM，Entitle Control Message)，条件接收系统需要0.3秒左右(实际情况中一般为0～0.5秒)的时间，获得解扰器的控制字。

3.由于视频节目的音视频需要作同步，采用不同的同步算法，一般需要3～6帧视频数据才能够实现音视频同步输出。例如，在中国PAL制模式下，一帧视频数据输出耗时40ms，3～6帧视频数据耗时0.12～0.24秒。

由条件1和条件2可知，传统的换台流程，导致同频点未加扰业务切换的最长时间不会短于0.5秒，加扰业务间切换的最长时间不会短于0.8秒，而在实际平台上，考虑到条件3的影响，最坏情况下，未加扰业务切换的时间不会短于0.6秒，加扰业务切换的时间甚至可能达到1秒。而在中国移动多媒体广播(CMMB，China Mobile Multimedia Broadcasting)系统中换台延迟问题更严重，未加扰节目换台时间约为4秒，加扰节目换台时间约为7秒。

通过以上分析可以看出，在数字电视接收装置进行换台操作时，会产生较大的延迟问题，由此使换台速度变慢，使用户在收看数字电视进行换台时产生不适的感觉。

申请号为200810300565.6的中国专利申请公开了一种数字电视节目快速换台方法，该方法通过减短解调器锁定时间从而加快数字电视节目换台，但是该方法仅能缩短不同频点的节目之间换台的时间，而并没有解决同频点内换台时的延迟问题。

发明内容

本发明要解决的问题是现有技术中数字电视接收装置进行同频点内换台操作时所产生的延迟。

为解决上述问题，本发明提供了一种数字电视接收装置的换台方法，包括：

将传输流数据进行解复用；

对解复用后的数据进行解扰；

将解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并对复用后的数据进行缓存；

接收到换台指令后，获取目标业务所在的缓存数据；

对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据；

将经过解包后的所述原始流数据进行解码。

可选的，所述传输流数据来源于同一个频点。

可选的，所述传输流数据为加扰码流数据。

可选的，所述对解复用后的数据进行解扰包括：接收所述解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字，通过所述控制字对解复用后的数据进行解扰。

可选的，所述对解复用后的数据进行解扰还包括：将多个业务虚拟为一个具有多路传输流的虚拟业务，所述虚拟业务的每路传输流独占的控制字分别为每个业务的控制字；所述接收所述解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字是指对所述虚拟业务的每路传输流中的授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。

可选的，所述将传输流数据解复用后的数据包括视频数据、音频数据、同步数据。

可选的，所述解扰后的数据的格式为传输流格式或分组原始流格式或原始流格式。

可选的，所述对复用后的数据进行缓存的数据量为0.5秒至1秒传输的数据量。

可选的，所述对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用包括对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用获取GOP头部数据，由所述GOP头部数据获得第一帧GOP数据。

为解决上述问题，本发明还提供了一种数字电视接收装置，包括：第一解复用器、解扰单元、复用器、数据缓存单元、控制单元、第二解复用器、解码器，

所述第一解复用器用于将传输流数据进行解复用，并将解复用后的数据传送至所述解扰单元；

所述解扰单元用于对所述第一解复用器解复用后的数据进行解扰，并将解扰后的数据传送给所述复用器；

所述复用器用于对接收的经过所述解扰单元解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并将复用后的数据缓存于所述数据缓存单元；还用于接受所述控制单元的控制，从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器；

所述数据缓存单元用于存储所述复用器按每个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据；

所述控制单元用于接收到换台指令后控制所述复用器从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器；

所述第二解复用器用于对目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据，并将解包后的所述原始流数据分配至所述解码器；

所述解码器用于接收所述第二解复用器分配的所述原始流数据，并对所述原始流数据进行解码。

可选的，所述传输流数据来源于同一个频点。

可选的，所述传输流数据为加扰码流数据。

可选的，所述解扰单元包括解扰器和条件接收系统，所述解扰器用于接收所述第一解复用器解复用后的数据，并接收所述条件接收系统传送的控制字，通过所述控制字对所述第一解复用器解复用后的数据进行解扰，并将解扰后的数据传送给所述复用器；所述条件接收系统用于接收所述第一解复用器解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息的数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字，将所述控制字传送给所述解扰器。

可选的，所述解扰器对所述第一解复用器解复用后的数据进行解扰还包括：将多个业务虚拟为一个具有多路传输流的虚拟业务，所述虚拟业务的每路传输流独占的控制字分别为每个业务的控制字；所述条件接收系统接收所述第一解复用器解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字是指对所述虚拟业务的每路传输流中的授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。

可选的，所述第一解复用器和第二解复用器均包括2路或2路以上的PID(Packet Identification)通道。

可选的，所述复用器接收经过所述解扰单元解扰后的数据包括视频数据、音频数据、同步数据。

可选的，所述复用器接收经过所述解扰单元解扰后的数据的格式为传输流格式或分组原始流格式或原始流格式。

可选的，所述复用器的数量为1组或1组以上，所述复用器对接收的经过所述解扰单元解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用包括：每组复用器接收经所述第一解复用器解复用并经所述解扰单元解扰后的一个或多个业务的各种数据并按每个业务或多个业务联合对其进行复用。

可选的，所述控制单元接收到换台指令后控制所述复用器从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器包括：所述控制单元接收到换台指令后控制对目标业务进行复用的那组复用器从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器。

可选的，每组复用器共享所述数据缓存单元，将各自对一个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据均存储于所述数据缓存单元。

可选的，所述数据缓存单元集成于所述复用器之中，包括多个数据缓存子单元，每组复用器包括一个所述数据缓存子单元，对一个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据存储于各自所述数据缓存子单元中。

可选的，所述数据缓存单元对所述复用器复用之后的数据进行缓存的数据量为0.5秒至1秒传输的数据量。

可选的，所述第二解复用器对目标业务所在的缓存数据进行解复用包括对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用获取GOP头部数据，由所述GOP头部数据获得第一帧GOP数据。

可选的，所述解码器包括视频解码器和音频解码器，所述原始流数据包括视频原始流数据和音频原始流数据，所述解码器接收所述第二解复用器分配的所述原始流数据，并对所述原始流数据进行解码包括分别由所述视频解码器和音频解码器对所述第二解复用器分配的视频原始流数据和音频原始流数据进行解码。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

对于经过加扰的传输流数据由所述第一解复用器解复用并经所述解扰单元解扰后，通过加入多组复用器，对解扰后的数据进行复用并缓存一段时间传输的数据，使接收到换台指令后能马上依靠存储的目标业务所在的缓存数据迅速输出图像和声音，大大缩短了同频点内换台所产生的延迟时间，明显增强了用户体验。

由于所述目标业务所在的缓存数据已由所述解扰单元完成解扰，因此换台后输出图像和声音时节省了对加扰数据进行解扰所需的时间，进一步缩短了同频点内换台所产生的延迟时间。

附图说明

图1是本发明提供的数字电视接收装置的换台方法流程示意图；

图2是通过PSI解复用示意图；

图3是视频数据包中GOP帧结构示意图；

图4是本发明提供的数字电视接收装置的一种实施例结构示意图；

图5是图4中所示解扰单元的结构示意图；

图6是本发明提供的数字电视接收装置的另一种实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

如背景技术中所分析的，传统的数字电视换台方法会在换台过程中产生较大的延迟问题，由此使换台速度变慢，使用户在收看数字电视进行换台时带来较大不适，于是本发明提出了一种数字电视接收装置的换台方法，如图1所示，图1是本发明提供的数字电视接收装置的换台方法流程示意图。本发明提供的数字电视接收装置的换台方法包括：

步骤S101，将传输流数据进行解复用；

步骤S102，对解复用后的数据进行解扰；

步骤S103，将解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并对复用后的数据进行缓存；

步骤S104，接收到换台指令后，获取目标业务所在的缓存数据；

步骤S105，对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据；

步骤S106，将经过解包后的所述原始流数据进行解码。

其中，步骤S101中所述传输流数据可以通过多种信道传输方式进行传输，例如地面数字电视广播、卫星数字电视广播、以及有线数字电视网络，并且来源于某信道中的同一个频点，而且是加扰码流数据。所述传输流数据具体是通过数字电视接收装置中调谐器等锁定数字电视传输信道(例如有线数字电视网、地面广播数字电视网等)上的频点，并由解调器对调谐器传送来的信号进行解调制而获得的。因为传输流数据中包含了多个业务(包括音视频节目、数据业务等)的数据，每个业务的数据中又包括有视频数据、音频数据、同步数据以及其他一些数据信息，这些数据(ES包)是按照一定的编解码标准(例如最常用的MPEG-2标准)通过打成一个个数据包(PES包)再进行复用后形成传输流(TS)进行传输的，所以在接收端需要对传输流数据进行解复用以区分出这些不同业务的数据。传输流的结构长度为188字节，分成包头和包负荷两部分。包头主要包括同步字节和包标识符(PID，Packet Identification)以及其他的信息，同步字节用来指示一个TS包开始，PID表示TS包的类型，根据PID可以将TS上从不同ES来的TS包区别出来，以重建原来的ES。例如一个节目里的音频PES包，在转换成为TS包后会具备同样的PID，这样，接收端只需要接收具有此PID的TS包，就可以将该节目的音频解出来了。包负荷是包的实际内容，根据具体情况，可以放置PES包或节目专用信息(PSI，Program Specific Information)包。PSI用于说明：1个节目是由多少PES组成的；1个节目是由哪些PES组成的；在哪些PID情况下，能找到TS中的各个数据包(PES)。PSI包在传输流解复用中占据重要地位，它通过四个表格来定义码流的结构，分别是节目关联表(PAT，Program Association Table)、节目映射表(PMT，Program Map Table)、条件接收表(CAT，Conditional Access Table)和网络信息表(NIT，Network Information Table)，其中最为关键的部分是PAT表和PMT表。PAT表是PSI信息的索引表，其PID值固定为0。在PAT表中列出了该传输码流中所有节目的PMT表的PID值。如果接收方希望接收其中的一个节目，即可根据这个PID值解出对应于该节目的PMT表，从中可以查询到与该节目相关的所有音频流、视频流、同步数据信息、私有信息的PID，在接收时就可以只接收具有这些PID值的包。图2是通过PSI解复用示意图，如图2所示，PAT表的PID值为0，根据PAT表可以得到各个节目对应的PID值，如节目0，PID＝10，对应NIT网络信息表；节目1，PID＝60；节目20，PID＝250等。如果希望收看节目20，就根据250这个PID值得到节目20对应的PMT表，再进一步查到节目20的视频包、音频包、同步数据包、私有信息包对应的PID值，例如PID为500的视频包1、PID为501的视频包2、PID为550的音频包1，PID为551的音频包2，PID为510的同步数据包、PID为600的私有信息包等。通过解有这些PID值的TS包就可以解出音频和视频的PES包，最终解出音频流和视频流。CAT表的PID值固定为1，用来传递加密信息。因此，步骤S101中所述的解复用的过程可由一个解复用器按照上述的原理对PSI表进行处理，同时将各个音频、视频、同步数据等数据包从TS中分离出来。所述从TS中分离出音频和视频的数据包之后，可以仍然以TS数据包的格式输出，当然，也可以为PES数据包的格式输出。对于经过加扰的传输流(或分组原始流)，还需要对其进行解扰才可以正常解码输出，而要进行解扰则需要获取传输流中的两个重要的数据：授权控制信息(ECM，Entitle Control Message)和授权管理信息(EMM，Entitle Manage Message)。具体地，在对传输流进行解复用的过程中，首先在传输流中寻找PSI，在PSI中找到条件接收表CAT，根据CAT表中给出的EMM的PID，找到相应的加密的EMM数据；另一方面，由业务对应的PMT表中携带的条件接受描述子(CA descriptor)语法，可以获取相应的ECM数据。而且，ECM数据中还包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等信息，EMM数据中还包含地址、用户授权信息。具体对经过加扰的传输流进行解扰的过程将在下面的步骤S102中详细阐述。

执行步骤S101对传输流数据进行解复用之后，执行步骤S102，对解复用后的数据进行解扰。所述对解复用后的数据进行解扰包括：接收所述解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息(ECM)数据和授权管理信息(EMM)数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字，通过所述控制字对解复用后的数据进行解扰。具体实施例中，对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密是由条件接收系统(CAS，Conditional Access System)来完成的，在已实际运营的多套条件接收系统中，运营商对终端用户的加密授权方式有很多种，如人工授权、磁卡授权、IC卡授权、智能卡授权(用IC构成有分析判断能力的卡)、中心集中寻址授权(由控制中心直接寻址授权，不用插卡授权)、智能卡和中心授权共用的授权方式等，其中，智能卡授权方式则是目前机顶盒市场的主流。具体解扰过程为：当有智能卡插入时，智能卡中存有个人分配密钥(PDK，Personal Distribute Key)，智能卡首先使用PDK对加密的EMM数据解密，得到EMM数据中的业务密钥(SK，Service Key)与用户授权信息，根据解出的EMM信息来确定本智能卡是否被授权收看该节目，如果没有授权将不能进行后续解密，也就不能收看该节目，如果该卡已被授权，获取ECM后启用SK对ECM解密，得到控制字，最后通过所述控制字对加密的传输流进行解扰。所述通过所述控制字对加密的传输流进行解扰可以由一解扰器完成，通过将解密出的控制字设置入所述解扰器后解扰对经过加扰的传输流解复用后的数据。步骤S101从TS中分离出来的数据包(TS数据包格式或PES数据包格式)经过步骤S102解扰后，其输出数据的格式可以为传输流格式或分组原始流格式，还可以进一步解包为原始流格式。

通过步骤S102对经过解复用之后的传输流数据进行解扰后，执行步骤S103，将解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并对复用后的数据进行缓存。所述按多个业务联合进行复用可以是将多个业务任意联合进行复用，例如，某频点上有7个业务，分别是业务1至业务7，在按多个业务联合进行复用时，可以将业务1、业务2、业务4联合进行复用，也可以将业务1、业务2、业务6、业务7联合进行复用。具体地，步骤S103可通过一复用器实现，是将解扰后的数据经过筛选后按每个业务或多个业务联合将所有相关数据重新打包(可以是形成TS数据包)，并将打包后的数据缓存在一数据缓存单元之中，以供同频点内换台操作发生后，直接可以从所述数据缓存单元读取目标业务所在的缓存数据，即执行步骤S104，接收到换台指令后，获取目标业务所在的缓存数据。所述目标业务指的是换台之后需要接收的业务，比如，用户当前收看的是节目19，但是希望收看节目20了(假设节目20与节目19在同一频点传输)，那么便通过遥控器进行换台，遥控器将换台的指令发送给数字电视接收装置(例如数字电视机顶盒)，在接收到所述换台指令后，便可以去获取缓存于所述数据缓存单元的节目20的缓存数据。上述节目20此时便称为目标业务。由于将解复用后的数据可以按每个业务进行复用，也可以按多个业务联合进行复用，当按每个业务进行复用时，步骤S104中所述目标业务所在的缓存数据即为目标业务的缓存数据，而当按多个业务联合进行复用时，所述目标业务所在的缓存数据不仅包括目标业务的缓存数据，还包括多个业务联合进行复用时其他业务的缓存数据，至于所述其他业务的缓存数据可以通过在执行步骤S105的时候进行过滤，只选用目标业务的缓存数据。

在通过执行步骤S104获取到所述目标业务所在的缓存数据后，则执行步骤S105，对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据。具体地，步骤S105可通过一解复用器来完成，对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用的过程中，当所述目标业务所在的缓存数据中既包括目标业务的缓存数据又包括其他业务的缓存数据时，则需要对所述其他业务的缓存数据进行过滤，只选用目标业务的缓存数据。具体的过滤可通过对数据包的PID进行识别，当识别出为目标业务的数据包PID时，则选取该数据包解复用，当识别出为其他业务的数据包PID时，则丢弃该数据包。在步骤S105中所述对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用包括对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用获取GOP头部数据，由所述GOP头部数据获得第一帧GOP数据，所述第一帧GOP数据用于输出第一帧图像(当然，同时还应保证对同步音频的输出)。在基于MPEG-2编码条件下，第一帧GOP数据被称为I帧。为了在高效压缩编码的条件下、获得可随机存取的高压缩比、高质量图像，MPEG-2中定义了I、P、B三种图像格式，分别称为帧内图(Intra Picture)、预测图(Predicted Picture)及双向图(Bidirectional Picture)，即I图(I帧)、P图(P帧)及B图(B帧)，用于表示1/30s时间间隔的帧序列画面。因为要满足随机存取的要求，仅利用I帧本身信息进行帧内编码就可以了，而要满足高压缩比和高质量图像的要求，单靠I帧的帧内编码还不行，还要加上由P帧和B帧参与的帧间编码，以及块匹配运动补偿预测，即用前一帧图像预测当前图像的因果预测和用后一帧图像预测当前图像的内插预测。这就要求帧内编码与帧间编码平衡，因果预测与内插预测间的平衡，平衡的结果是随机存取的高压缩比、高质量图像的统一。图3示出了视频数据包中GOP帧结构示意图，如图3所示，某个视频数据包中包括数据头以及n个GOP数据包，分别为GOP-1、GOP-2、GOP-3、......GOP-n，以其中的GOP-1为例：GOP-1又包括头部数据和n帧图像，所述GOP-1的头部数据中给出了图像编码类型、码表选择、GOP头部开始码、视频磁带记录时间及控制码、B帧处理等信息，通过所述头部数据可以获得I帧；GOP-1的n帧图像分别表示为第一帧图像、第二帧图像、第三帧图像、......第n帧图像，这n帧图像由I帧、P帧、B帧组成，例如编码输出时帧顺序为I₁P₄B₂B₃P₇B₅B₆I₁₀B₈B₉......，而在接收端解码输出帧顺序则为I₁B₂B₃P₄B₅B₆P₇B₈B₉I₁₀......。因为当需要输出第一帧图像时，就必须获得I帧，而I帧数据容量较大，因带宽传输限制，不会在广播网络里高频率播发，通常每个视频节目每秒只有约2幅的I帧数据，正是由于该限制导致使用传统换台方法在同频点换台时使延迟接近0.5秒(获得I帧的时间)。因此，在具体实施时，对复用后的数据进行缓存的数据量优选为0.5秒至1秒传输的数据量，在传输的码流率为40Mb/s左右的情况下，0.5秒至1秒传输的数据量为20Mb至40Mb(即2.5MB至5MB)，则选用的所述数据缓存单元的容量只需要大于5MB即可。其中，0.5秒传输的数据量可以保证至少能获得一个I帧并缓存起来供换台时直接获取从而节省了时间，而缓存1秒传输的数据量则可以保证至少能获得两个I帧，从而确保当其中一个I帧出现错误时可以用另一个I帧来实现。因为获取连续两个I帧都出错的几率很低，所以如果缓存1秒以上传输的数据量则会导致存储空间的浪费，进而导致成本上升。当然，如果采取缓存0.5秒以下传输的数据量，也是有可能获得I帧的，但是并不能够保证以100％的几率获得I帧，因此不作为备选的方案。综上，由于在缓存的数据中必定可以获得I帧，在不考虑音视频同步的情况下，从而使视频可以早输出一个GOP的时间，即约0.5秒左右时间。当然，一般由于I帧数据较大，在传输上的时间分布通常超过0.1秒，如果将该因素也考虑上的话，则总共可以节省0.6秒左右时间。

执行步骤S105对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用并解包还原为原始流数据后，执行步骤S106，将经过解包后的所述原始流数据进行解码。具体地，所述解码器包括视频解码器和音频解码器，所述原始流数据包括视频原始流数据和音频原始流数据，所述将经过解包后的所述原始流数据进行解码包括将经过解包后的视频原始流数据和音频原始流数据分别分配至所述视频解码器和所述音频解码器进行解码，并在解码后通过一显示装置输出图像和声音。所述解码后输出图像和声音既包括解码后输出图像和声音，也包括输出后续的图像和声音。具体实施时，在执行步骤S105获得第一帧GOP数据后，将该数据解包还原为原始流数据(视频原始流数据)，连同经过解包后的音频原始流数据分别分配至所述视频解码器和所述音频解码器进行解码后输出第一帧图像和声音。在接收到换台指令并输出第一帧图像和声音后便已经完成了换台的操作，后续的步骤同样可参考上述步骤S101至S106，有所区别的是，在换台后输出后续的图像和声音的过程中，不再需要步骤S104中的“接收到换台指令后”这一条件，而是(由已经被选中的复用器)直接获取目标业务所在的缓存数据。在实际实施过程中，接收到换台指令的前后，步骤S103中对复用后的数据进行缓存的过程是持续工作的，一方面保证数据的连贯性，即没有数据会被人为丢失，另一方面缓存的数据亦可随时用来响应用户的下一次换台操作。

基于本发明所述的数字电视接收装置的换台方法，还提供了一种数字电视接收装置。图4示出了本发明提供的数字电视接收装置的一种实施例结构示意图，如图4所示，所述数字电视接收装置包括：第一解复用器201、解扰单元207、复用器202、数据缓存单元203、控制单元204、第二解复用器205、解码器206，所述第一解复用器201用于将传输流数据进行解复用，并将解复用后的数据传送至所述解扰单元207；所述解扰单元207用于对所述第一解复用器201解复用后的数据进行解扰，并将解扰后的数据传送给所述复用器202；所述复用器202用于对接收的经过所述解扰单元207解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用，并将复用后的数据缓存于所述数据缓存单元203；所述复用器202还用于接受所述控制单元204的控制，从所述数据缓存单元203获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205；所述数据缓存单元203用于存储所述复用器202按每个业务或多个业务联合进行复用后的的缓存数据；所述控制单元204用于接收到换台指令后控制所述复用器202从所述数据缓存单元203获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205；所述第二解复用器205用于对目标业务所在的缓存数据进行解复用，解包还原为原始流数据，并将解包后的所述原始流数据分配至所述解码器206；所述解码器206用于接收所述第二解复用器205分配的所述原始流数据，并对所述原始流数据进行解码。

图5是图4中所示解扰单元的结构示意图，结合图4，参阅图5，所述解扰单元207可包括解扰器207a和条件接收系统207b，所述解扰器207a用于接收第一解复用器201解复用后的数据，并接收所述条件接收系统207b传送的控制字，通过所述控制字对所述第一解复用器201解复用后的数据进行解扰，并将解扰后的数据传送给所述复用器202；所述条件接收系统207b用于接收所述第一解复用器201解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息的数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字，将所述控制字传送给所述解扰器207a。

具体实施例中，所述数字电视接收装置可以为数字电视一体机或数字电视机顶盒，所述传输流数据可以通过多种信道传输方式进行传输，例如地面数字电视广播、卫星数字电视广播、以及有线数字电视网络，并且来源于某信道中的同一个频点，而且是加扰码流数据。仍然结合图4，参阅图5，所述条件接收系统207b依赖于其所包括的条件接收解扰库来对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。在已实际运营的多套条件接收系统中，运营商对终端用户的加密授权方式有很多种，而智能卡授权方式则是目前机顶盒市场的主流。条件接收系统的传输流级加扰存在两种加扰模式，一种模式是业务共享控制字，在此种模式下，同一业务的传输流共享相同控制字；另一种模式是音视频独有控制字，在此种模式下，业务的音视频传输流具有不同的控制字。对于占有市场大部分的条件接收系统，机顶盒端均支持以上两种模式，而实际的码流中，绝大部分采用第一种模式。因此，在第一种模式环境下，可将同频点内的多个业务虚拟为一个第二种模式的虚拟业务，该虚拟业务具有多路传输流，每路传输流独占的控制字恰好是一个真实业务的控制字。在这种模式下，条件接收解扰库无须特别修改，即可以支持同时提供多个同频点内业务的控制字。如此，可实现所述条件接收系统207b接收所述第一解复用器201解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息的数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。这样，输入所述第一解复用器201中的多路数据，无论加扰传输流或未加扰传输流，经过所述解扰单元207输出的数据并经所述复用器202复用后存储的每个业务的缓存数据皆为未加扰数据，其效果是消除了同频点内换台时，条件接收系统对换台的延迟。采用上述虚拟业务的方式，无须将内存的数据搬运至所述解扰单元207前，但是需要依赖条件接收解扰库支持上述第二种模式，即需要条件接收解扰库具有解多路ECM的能力。

在具体实施例中，所述第一解复用器201和第二解复用器205均包括2路或2路以上的PID通道，其中，所述第一解复用器201包括多路PID通道，提高并行处理能力，例如包括32路PID通道，当然，在其他实施例中也可以包括多个所述第一解复用器；所述第二解复用器205一般包括2路PID通道即可，1路用于传输视频流，1路用于传输音频流。所述复用器202的数量为1组或1组以上，如图4所示，分别为复用器202a、复用器202b、......复用器202n，所述复用器202对接收的经过所述第一解复用器201解复用之后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用包括：每组复用器接收所述第一解复用器201解复用之后的一个业务或多个业务(包括音视频节目、数据业务等)的各种数据(包括视频数据、音频数据、同步数据等)并按每个业务或多个业务联合对其进行复用。所述控制单元204接收到换台指令后控制所述复用器202从所述数据缓存单元203获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205包括：所述控制单元204接收到换台指令后控制对目标业务进行复用的那组复用器从所述数据缓存单元203获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205。当然，由于经过第一解复用器201解复用后的数据可以按每个业务进行复用，也可以按多个业务联合进行复用，当按每个业务进行复用时，所述目标业务所在的缓存数据即为目标业务的缓存数据，而当按多个业务联合进行复用时，所述目标业务所在的缓存数据不仅包括目标业务的缓存数据，还包括多个业务联合进行复用时其他业务的缓存数据，至于所述其他业务的缓存数据可以通过第二解复用器205对所述目标业务所在的缓存数据解复用时进行过滤，只选用目标业务的缓存数据。例如，在按每个业务进行复用的情况下，用户当前在收看音视频节目19，假设此时对业务数据进行复用处理的是复用器202a，而当用户想收看音视频节目20(假设节目20与节目19在同一频点传输)，进行换台操作时，假设此时对目标业务即音视频节目20的数据进行复用处理的是复用器202b，则由所述控制单元204选中复用器202b，控制其获取音视频节目20的缓存数据并传送给所述第二解复用器205。而在按多个业务联合进行复用的情况下，用户当前在收看音视频节目19，假设此时对业务数据进行复用处理的仍是复用器202a，而当用户想收看音视频节目20(假设节目20与节目19在同一频点传输)，假设音视频节目20和音视频节目21的业务数据是通过复用器202b联合复用处理的，在进行换台操作时，则由所述控制单元204选中复用器202b，控制其获取音视频节目20所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205，所述第二解复用器205在后续的解复用过程中，对音视频节目20所在的缓存数据进行过滤，只选用音视频节目20的业务数据，而弃用音视频节目21的业务数据。所述复用器的数量可选取为7组，考虑到现有的带宽条件，同一个频点上可以多路复用7套左右的视频节目进行传输，设置7组复用器可以由一组复用器对一个频点上的每一路业务进行复用处理，同时也方便所述控制单元204进行管理控制。当然，所述复用器的数量的选取是任意的，在其他实施例中可以只选取1组复用器，并不影响本发明的实施。本实施例中，每组复用器是采用共享所述数据缓存单元203的方式，每组复用器将各自对一个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据均存储于所述数据缓存单元203。所述数据缓存单元203对所述复用器202复用之后的数据进行缓存的数据量优选为0.5秒至1秒传输的数据量，以前端信源调制方式为QAM64为例，在传输的码流率为40Mb/s左右的情况下，0.5秒至1秒传输的数据量为20Mb至40Mb(即2.5MB至5MB)，则具体实施例中选用的所述数据缓存单元203的容量只需要大于5MB即可，例如采取共享6MB的内存设备，在其他实施例中，所述数据缓存单元203也可以选用非掉电易失设备，如SD卡、MMC卡、NAND FLASH、U盘、硬盘或远程存储设备。缓存的时候采取先进先出(FIFO，First In First Out)存储的形式，保证0.5秒至1秒传输的数据量中永远是当前最新的数据，也可以提高所述数据缓存单元203的利用率。

所述解码器206可包括一个或多个视频解码器和音频解码器，具体可为MPEG2@ML解码器以及MPEG Audio解码器；所述原始流数据包括视频原始流数据和音频原始流数据；所述解码器206接收所述第二解复用器205分配的所述原始流数据，并对所述原始流数据进行解码包括分别由所述视频解码器和音频解码器对所述第二解复用器205分配的视频原始流数据和音频原始流数据进行解码，并在解码后通过一显示装置输出图像和声音。所述解码器206解码后输出图像和声音既包括解码后输出第一帧图像和声音，也包括输出后续的图像和声音。所述控制单元204接收到换台指令并由所述解码器206解码输出第一帧图像和声音后便已经完成了换台的操作，至于后续的图像和声音的解码输出过程中，所述数据缓存单元203在继续工作，即存储所述复用器202按每个业务或多个业务(所述业务为同频点内的业务)联合进行复用之后的缓存数据，由所述复用器202从所述数据缓存单元203获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器205，这样一方面保证数据的连贯性，另一方面缓存的数据可随时用来响应用户的下一次换台操作。

图6是本发明提供的数字电视接收装置的另一种实施例结构示意图。如图6所示，与图4中所示的实施例结构示意图不同的是，在本实施例中，所述数据缓存单元集成于所述复用器302之中，包括多个数据缓存子单元，每组复用器包括一个所述数据缓存子单元。参阅图6，所述复用器302包括多组复用器，分别是复用器302a、复用器302b、......复用器302n，每组复用器均包括一个数据缓存子单元，分别为：复用器302a包含数据缓存子单元303a、复用器302b包含数据缓存子单元303b、......复用器302n包含数据缓存子单元303n。本实施例中其他组成部分及其实现的功能与图4中所示的实施例中描述的相同，在此不再赘述。

以上对于本发明提供的数字电视接收装置的实施例描述中，所述复用器可以与第一解复用器合并为一个组合部件，也可以与第二解复用器合并为一个组合部件，并且所述复用器、所述第二解复用器以及所述解码器所包括的音频解码器均可以仅由软件算法来实现，也可以含有但不限于硬件直接内存访问(DMA，Direct Memory Access)的方式。而且，在具体实施例中，所述数字电视接收装置包括的所有组成部分均可集成于同一芯片上。

所述数字电视接收装置的具体实施换台的过程可参考数字电视接收装置的换台方法，在此不再赘述。

此外，本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是ROM、RAM、磁碟、光盘等。

综上，本发明提供的数字电视接收装置及其换台方法，至少具有如下有益效果：

对于经过加扰的传输流数据由所述第一解复用器解复用并经所述解扰单元解扰后，通过加入多组复用器，对解扰后的数据进行复用并缓存一段时间传输的数据，使接收到换台指令后能马上依靠存储的目标业务所在的缓存数据迅速输出图像和声音，在多种信道传输方式的情况下，例如地面数字电视广播、卫星数字电视广播、以及有线数字电视网络，均可以大大缩短了同频点内换台所产生的延迟时间，因为当换台延迟小于0.1秒时，人肉眼已无法感受到换台延迟，明显增强了用户体验，进而不仅能提升数字电视接收装置产品的性能，也有助于广电部门推广模拟电视向数字电视的转换进程。

另外，通过缓存0.5秒至1秒传输的数据量即能保证高效地获取I帧以输出第一帧图像从而完成换台操作，又不至于浪费存储空间，在有效降低成本的前提下实现本发明。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，包括：

将传输流数据进行解复用；

对解复用后的数据进行解扰；

接收到换台指令后，获取目标业务所在的缓存数据；

将经过解包后的所述原始流数据进行解码。

2.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述传输流数据来源于同一个频点。

3.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述传输流数据为加扰码流数据。

4.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述对解复用后的数据进行解扰包括：接收所述解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取每个业务的控制字，通过所述控制字对解复用后的数据进行解扰。

5.根据权利要求4所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述对解复用后的数据进行解扰还包括：将多个业务虚拟为一个具有多路传输流的虚拟业务，所述虚拟业务的每路传输流独占的控制字分别为每个业务的控制字；所述接收所述解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字是指对所述虚拟业务的每路传输流中的授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。

6.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述将传输流数据解复用后的数据包括视频数据、音频数据、同步数据。

7.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述解扰后的数据的格式为传输流格式或分组原始流格式或原始流格式。

8.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述对复用后的数据进行缓存的数据量为0.5秒至1秒传输的数据量。

9.根据权利要求1所述的数字电视接收装置的换台方法，其特征在于，所述对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用包括对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用获取GOP头部数据，由所述GOP头部数据获得第一帧GOP数据。

10.一种数字电视接收装置，其特征在于，包括第一解复用器、解扰单元、复用器、数据缓存单元、控制单元、第二解复用器、解码器，

11.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述传输流数据来源于同一个频点。

12.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述传输流数据为加扰码流数据。

13.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述解扰单元包括解扰器和条件接收系统，所述解扰器用于接收所述第一解复用器解复用后的数据，并接收所述条件接收系统传送的控制字，通过所述控制字对所述第一解复用器解复用后的数据进行解扰，并将解扰后的数据传送给所述复用器；所述条件接收系统用于接收所述第一解复用器解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息的数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字，将所述控制字传送给所述解扰器。

14.根据权利要求13所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述解扰器对所述第一解复用器解复用后的数据进行解扰还包括：将多个业务虚拟为一个具有多路传输流的虚拟业务，所述虚拟业务的每路传输流独占的控制字分别为每个业务的控制字；所述条件接收系统接收所述第一解复用器解复用后的数据中包括的每个业务的授权控制信息数据和授权管理信息数据，并对所述授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字是指对所述虚拟业务的每路传输流中的授权控制信息数据和授权管理信息数据解密获取控制字。

15.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述第一解复用器和第二解复用器均包括2路或2路以上的PID通道。

16.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述复用器接收经过所述解扰单元解扰后的数据包括视频数据、音频数据、同步数据。

17.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述复用器接收经过所述解扰单元解扰后的数据的格式为传输流格式或分组原始流格式或原始流格式。

18.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述复用器的数量为1组或1组以上，所述复用器对接收的经过所述解扰单元解扰后的数据按每个业务或多个业务联合进行复用包括：每组复用器接收经所述第一解复用器解复用并经所述解扰单元解扰后的一个或多个业务的各种数据并按每个业务或多个业务联合对其进行复用。

19.根据权利要求18所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述控制单元接收到换台指令后控制所述复用器从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器包括：所述控制单元接收到换台指令后控制对目标业务进行复用的那组复用器从所述数据缓存单元获取目标业务所在的缓存数据并传送给所述第二解复用器。

20.根据权利要求18所述的数字电视接收装置，其特征在于，每组复用器共享所述数据缓存单元，将各自对一个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据均存储于所述数据缓存单元。

21.根据权利要求18所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述数据缓存单元集成于所述复用器之中，包括多个数据缓存子单元，每组复用器包括一个所述数据缓存子单元，对一个业务或多个业务联合进行复用后的缓存数据存储于各自所述数据缓存子单元中。

22.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述数据缓存单元对所述复用器复用之后的数据进行缓存的数据量为0.5秒至1秒传输的数据量。

23.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述第二解复用器对目标业务所在的缓存数据进行解复用包括对所述目标业务所在的缓存数据进行解复用获取GOP头部数据，由所述GOP头部数据获得第一帧GOP数据。

24.根据权利要求10所述的数字电视接收装置，其特征在于，所述解码器包括视频解码器和音频解码器，所述原始流数据包括视频原始流数据和音频原始流数据，所述解码器接收所述第二解复用器分配的所述原始流数据，并对所述原始流数据进行解码包括分别由所述视频解码器和音频解码器对所述第二解复用器分配的视频原始流数据和音频原始流数据进行解码。