CN103416070A - 发送/接收数字广播信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发送/接收具有三维图像的数字广播信号的装置和方法。根据本发明的一个实施方式，一种接收数字广播信号的装置包括：调谐器，其接收包含信令数据和实现三维图像的视频流的传输分组的数字广播信号；解调单元，其对所述接收到的数字广播信号进行解调；解码模块，其从所述经解调的数字广播信号提取模式转换信息；以及输出格式化器，其基于所述模式转换信息输出经解码的图像信号。

Description

发送/接收数字广播信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种发送和接收包括3维图像的数字广播信号的方法及其设备。更具体地讲，如果在显示包括3维图像的数字广播信号时发生2维图像和3维图像之间的画面转换，则本发明涉及一种发送和接收被配置为用信号通知画面转换的数字广播信号的方法及其设备。如果发生帧兼容（frame-compatible）兼容服务与2D服务兼容服务之间的转换，则本发明涉及一种发送和接收被配置为用信号通知所述转换的数字广播信号的方法及其设备。
背景技术
随着3维电视（3DTV）的极大普及，激发了通过数字广播执行的3D图像内容的发送以及通过存储介质执行的3D图像内容的传播。
通常，3维图像利用双眼的立体视觉的原理来提供3D效果。由于人类经由双眼的视差（换言之，由于双眼彼此隔开大约65mm引起的双目视差）来感觉立体感，所以3D图像可通过提供使左眼和右眼分别看到相关平面图像的图像来提供3D效果和立体感。
3D图像显示方法包括立体技术、体积测定技术、全息技术等。在立体技术的情况下，提供应由左眼观看的左视点图像以及应由右眼观看的右视点图像。立体技术利用偏振眼镜或显示装置本身通过使左眼和右眼分别观看左视点图像和右视点图像来使得能够识别3D图像效果。
在立体3D图像内容的情况下，如果发送视点彼此不同的两个相似的图像，则立体技术使用接收器利用这两个图像来显示3D图像的技术。在由接收器显示3D图像的情况下，按照由于左视点图像与右视点图像之间的差异而发生双目视差的方式提供3D图像。
数字广播可包括2D图像节目和3D图像节目。例如，在广播由3D图像制成的电影之后，随后的广告图像可对应于2D图像。在这种情况下，广播接收器应该精确地捕捉从3D图像转换到2D图像的定时点。如果该定时点不清楚，则无法向用户提供正常图像节目。具体地讲，如果接收器仍被配置为显示3D图像节目，但接收到的节目对应于2D，则不再存在左视点图像或右视点图像，并显示异常的画面。
并且，在接收器支持全分辨率的情况下，接收器可根据广播台发送的广播信号在帧兼容兼容模式或2D服务兼容模式下操作。在这种情况下，接收器也应该精确地捕捉模式之间转换的定时点。否则，无法向用户提供正常画面，因为接收到的信号和接收器的模式彼此不匹配。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题。本发明旨在实现的技术任务是根据接收数字广播信号的方法及其设备，按照接收被配置为显示3D图像的包括信令信息的数字广播信号的方式显示2D或3D图像，而不会经历上述问题。
技术方案
为了解决上述技术任务，根据本发明的一个实施方式的数字广播信号接收装置包括：调谐器，其被配置为接收包含信令数据和实现3维图像的视频流的传输分组的数字广播信号；解调器，其被配置为对所接收到的数字广播信号进行解调；解码模块，其被配置为从经解调的数字广播信号提取模式转换信息；以及输出格式化器，其被配置为基于所述模式转换信息输出经解码的图像信号。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息包括关于2维图像信号和3维图像信号之间的转换的定时点的信息。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息按照被包括在传输分组级别的adaptation_field()中或视频级别的视频头中的方式被接收。
并且，根据本发明的一个实施方式的解码模块包括第一解码器和第二解码器，它们被配置为根据所述模式转换信息而被控制为是否进行操作。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息包括关于帧兼容兼容模式和2D服务兼容模式之间的转换的信息。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息按照被包括在传输分组级别的adaptation_field()中、系统级别的SI信息中或视频级别的视频头中的方式被接收。
并且，根据本发明的一个实施方式的解码模块包括L/R分割器，根据所述模式转换信息，该L/R分割器在帧兼容兼容模式的情况下被配置为分离和合并输入的图像信号，并且在2D服务兼容模式的情况下被配置为绕过或切换输入图像。
为了解决上述技术任务，根据本发明的一个实施方式的接收数字广播信号的方法包括以下步骤：接收包含信令数据和实现3维图像的视频流的传输分组的数字广播信号；对所接收到的数字广播信号进行解调；从经解调的数字广播信号提取模式转换信息；以及基于所述模式转换信息输出经解码的图像信号。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息包括关于2维图像信号和3维图像信号之间的转换的定时点的信息。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息按照被包括在传输分组级别的adaptation_field()中或视频级别的视频头中的方式被接收。
并且，根据本发明的一个实施方式的接收数字广播信号的方法还包括以下步骤：在提取所述模式转换信息的步骤之后，根据所述模式转换信息控制第一解码器和第二解码器的操作。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息包括关于帧兼容兼容模式和2D服务兼容模式之间的转换的信息。
并且，根据本发明的一个实施方式的模式转换信息按照被包括在传输分组级别的adaptation_field()中、系统级别的SI信息中或视频级别的视频头中的方式被接收。
并且，根据本发明的一个实施方式的接收数字广播信号的方法还包括以下步骤：在提取所述模式转换信息的步骤之后，根据所述模式转换信息，在帧兼容兼容模式的情况下分离和合并输入的图像信号，并且在2D服务兼容模式的情况下绕过或切换输入图像。
有益效果
根据本发明，一种接收数字广播信号的方法及其设备具有如下效果。
根据本发明的一个实施方式，可通过接收数字广播信号来精确地识别2D和3D之间的转换的定时点。
根据本发明的一个实施方式，可通过接收数字广播信号来精确地识别帧兼容兼容模式和2D服务兼容模式之间的转换的定时点。
根据本发明的一个实施方式，可根据接收到的数字广播信号来适当地实时控制接收器的操作。
附图说明
图1是根据传统发明的配置基于双编解码器的立体3DTV服务的方法的实施方式的示图；
图2是根据本发明的一个实施方式的在基于双流的立体3DTV系统中在2D和3D之间转换的概念图；
图3是根据本发明的一个实施方式的MPEG-2传输分组的句法结构的示图；
图4是根据本发明的一个实施方式的MPEG-2传输分组的adaptation_field的句法结构的示图；
图5(a)是根据本发明的一个实施方式的2D_3D_transition_info_data_byte的句法结构的示图；
图5(b)是根据本发明的一个实施方式的data_type字段的值的解释的示图；
图6是在MPEG-2视频中根据本发明的一个实施方式的传输2D_3D_transition_info_data_byte的方法的示图；
图7是在AVC/H.264视频中根据本发明的一个实施方式的传输2D_3D_transition_info_data_byte的方法的示图；
图8是根据本发明的一个实施方式的在双流情况下接收并输出3D立体广播的接收器的结构的示图；
图9是根据本发明的一个实施方式的根据2D和3D之间的画面转换接收广播信号的方法的流程图；
图10是根据本发明的一个实施方式的具有MVC解码器的3D图像信号接收器的基本结构的示图；
图11是根据本发明的一个实施方式的L/R分割器的基本结构的示图；
图12是根据本发明的一个实施方式的基于MVC编解码器支持2种类型的全分辨率3D图像信号（HD立体模式）的方法的示图；
图13是根据本发明的一个实施方式的视频级别的信令的句法结构的示图；
图14是根据本发明的一个实施方式的stereo_3D_info_data()的句法结构的示图；
图15是根据本发明的一个实施方式的通过配置SEI消息来用信号通知3D服务模式的方法的示图；
图16是根据本发明的一个实施方式的stream_content和component_type的定义的示图；
图17是根据本发明的一个实施方式的一种服务类型的示图；
图18是根据本发明的一个实施方式的transport_packet()的句法结构；
图19是根据本发明的一个实施方式的adaptation_field()的句法结构；
图20是根据本发明的一个实施方式的接收并输出3D立体广播的接收器的结构的示图；
图21是根据本发明的一个实施方式的用于帧兼容兼容3DTV服务的发送器的结构的示图；
图22是根据本发明的一个实施方式的根据全分辨率的3D模式接收广播信号的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施方式，其示例示出于附图中。然而，本发明可不受这些实施方式的限制。
尽管本说明书中使用的术语是考虑功能选自目前广泛使用的一般术语的，但是其可根据相应领域的技术人员的意图、习惯、新技术的出现等而改变。偶尔，一些术语可能是申请人任意选择的。在这种情况下，任意选择的术语的含义应该在说明书的具体实施方式的对应部分中进行描述。因此，本说明书中使用的术语需要基于对应术语的基本含义以及本说明书中公开的总体内容来解释，而非简单地解释为术语的名称。
3维图像的表现方法可包括考虑两个视点的立体技术以及考虑3个以上视点的多视点图像技术（或多视点技术）。相比之下，传统的单视点图像技术可称为单视图像技术。
立体技术使用通过用左相机和右相机（彼此隔开特定距离）拍摄相同的对象而获得的一对图像，即，左视点图像（以下，左图像）和右视点图像（以下，右图像）。或者，立体技术使用一对图像：基本视点视频流和附加视点视频流。多视点技术使用通过用具有特定距离和角度的3个或更多个相机拍摄而获得的3个以上图像。在下面的描述中，尽管本发明说明了立体技术作为一个实施方式，但是本发明的构思也可应用于多视点技术。
根据本发明，立体技术包括并列、上下、棋盘格技术等。并列技术是通过分别对左图像和右图像中的每一个水平执行1/2下采样，并使一个采样的图像处于左区域，另一采样的图像处于右区域来配置一个立体图像的技术。上下技术是通过分别对左图像和右图像中的每一个垂直执行1/2下采样，并使一个采样的图像处于上区域，另一采样的图像处于下区域来配置一个立体图像的技术。棋盘格技术是通过按照左图像和右图像分别水平和垂直交错的方式执行1/2下采样来配置一个图像的技术。
然而，根据本发明的立体技术可不受上述示例的限制。作为一个示例，还可通过收发具有完整分辨率（未经受上述下采样处理）的两个图像来提供3D图像服务。收发具有完整分辨率的两个图像可称作全分辨率3D图像服务。全分辨率3D图像服务可以按照两种方式发送给用户。为了术语清晰起见，简要说明提供全分辨率3D图像服务的接收器模式。
首先，帧兼容兼容模式是收发立体方案的两个经历上述下采样的3D图像的方法。接收器通过将1/2下采样的两个图像组合来以全分辨率表示左图像和右图像二者，并利用双目视差提供所述图像作为全分辨率3D图像。
2D服务兼容模式表示分别发送全分辨率的左图像和全分辨率的右图像。接收器接收上述左图像和右图像，并可利用双目视差表示为全分辨率3D图像。在下面的描述中与用于模式之间的转换的信令信号一起描述详细说明。
首先，作为本发明的第一实施方式，在接收的信号在2D图像和3D图像之间转换的情况下，说明解码器操作的准备工作以及用信号通知解码器操作的定时点以平滑地执行操作的方法。
在2D/3D转换发生于基于单系统或双系统的立体3DTV系统中的情况下，如果出现实际帧单元的2D/3D转换之间的不一致以及信令数据或同步误差，则可存在如下问题。
在从3D模式转换为2D模式的部分中，a)即使实际节目对应于3D，接收器也可能执行2D操作，因为接收到的信令数据判断节目为2D；b)即使实际节目对应于2D，接收器也可能执行3D操作，因为接收到的信令数据判断节目为3D。
在从2D模式转换为3D模式的部分中，c)即使实际节目对应于2D，接收器也可能执行3D操作，因为接收到的信令数据给出3D的信息；d)即使实际节目对应于3D，接收器也可能执行2D操作，因为接收到的信令数据给出2D的信息。因此，需要能够精确地按照帧单元用信号通知2D/3D转换的方法。
在下面的描述中，描述在基于双编解码器的立体3DTV系统中用信号通知2D/3D转换的方法。所述方法可包括以下步骤：1)在MPEG-2传输分组级别用信号通知2D/3D转换信息的方法；2)在视频级别用信号通知2D/3D转换信息的方法。此方法也同样可应用于基于单编解码器的立体3DTV系统。
图1是根据传统发明的配置基于双编解码器的立体3DTV服务的方法的实施方式的示图。
基于双编解码器的立体3DTV服务包括两个视频。视频1对应于基本视点视频流，并在3DTV服务中用作一个立体视点。视频1在遗留TV服务中可用作2D图像。视频2对应于附加视点视频流，并用作视频1的增强以提供立体3DTV服务。
3D图像节目包括视频1和视频2二者。在3D图像节目基于单编解码器的情况下，视频1和视频2可利用相同的编解码器来编码。在3D图像节目基于双编解码器的情况下，视频1和视频2可通过分别用单独的方法进行压缩来发送。
图2是根据本发明的一个实施方式的在基于双流的立体3DTV系统中在2D和3D之间转换的概念图。
参照图2，当3D广播开始时，视频1和视频2被一起接收。因此，用于视频2的解码器应该根据3D广播的开始时间在准确的时间开始操作。在3D广播结束之后再次转换为2D广播的情况下，由于仅接收视频1，所以用于视频2的解码器不得不及时停止操作。示图的下部根据时间区分与2D或3D广播节目的接收定时点和解码器的实际操作定时点之间有关的情况。
在接收节目转换为2D的情况下，情况A对应于由信令数据指示的转换定时点早于实际转换的定时点的情况。具体地讲，接收器在实际3D节目仍未结束的定时点以2D模式输出3D节目的最后部分。尽管此部分不是预期的操作，但是如果仅考虑输出的图像，则由于以2D模式输出正常图像（尽管其并非3D图像），所以情况A可被视作相对较不关键的情况。
在接收节目转换为2D的情况下，情况B对应于由信令数据指示的转换定时点晚于实际转换的定时点的情况。在这种情况下，用于视频2的解码器迟迟才关闭。在解码器不正确地打开的部分可能发生故障。具体地讲，尽管实际接收的信号对应于2D信号，但是接收器认为信号是3D信号，然后可能在信号处理过程中执行错误的操作。例如，最后接收的3D图像的静态图像被维持为附加视点视频流画面（下溢），当前正在接收的2D专用图像被显示为基本视点视频流。因此，可能发生输出异常组合的3D画面的情形。
在接收节目转换为3D的情况下，情况C对应于由信令信号指示的转换定时点早于实际转换的定时点的情况。在这种情况下，如果解码器预先开始操作，则在解码器不正确地打开的部分可能发生故障。具体地讲，与2D转换的故障的情况中提及的类似，尽管实际接收到的信号对应于2D信号，但是接收器认为该信号是3D信号，然后可能在信号处理过程中执行错误的操作。例如，可能发生解码器空转（下溢）而没有附加视点视频流的现象。在这种情况下，3D可能在仅以黑色画面显示附加视点视频流的情形下操作。
在接收节目转换为3D的情况下，情况D对应于由信令信号指示的转换定时点晚于实际转换的定时点的情况。这对应于尽管实际3D节目开始，但是仍暂时维持2D模式的情况。类似于情况A，尽管此部分不是预期的操作，但是如果从显示方面考虑，则由于输出正常2D图像，所以情况D可被视作相对较不关键的情况。
作为解决上述问题的第一方法，能够通过在维持遗留信令方案的同时经由接收器实现方式避免关键的错误并控制转换定时点来安全地在2D和3D之间转换模式。
为了在准确的定时点执行2D/3D转换，原则是尽可能按照帧精度来执行2D/3D转换。然而，在不存在用于该原则的信令方案的情形下，很难期望执行准确的转换。因此，作为第二最佳方案，在从2D转换为3D的情况下，与实际信令数据所指示的定时点相比，通过将转换延迟预配置的时间（实施方式：大约1秒～2秒）来执行转换，以避免关键错误。通过这样做，可避免与情况C对应的关键错误情况。
在从2D转换为3D的情况下，尽管经由SI级别信令包括了关于附加视频的信令信息，也不立即执行模式转换。当检测到与附加视频对应的PID流时，执行向3D的转换。具体地讲，如果在解复用器中检测到与附加视频（如，AVC/H.264视频）对应的PID，则执行向3D的转换。
在从3D转换为2D的情况下，比实际信令数据所识别的转换定时点更早地执行转换（实施方式：大约1秒～2秒），以避免关键错误。通过这样做，可避免与情况B对应的关键错误情况。
作为第二方法，可存在利用传输分组的适配层的2D/3D转换信令方法。
图3是根据本发明的一个实施方式的MPEG-2传输分组的句法结构的示图。在这种情况下，传输分组级别信令方法能够利用传输分组的adaptation_field来用信号通知2D/3D转换信号。
图4是根据本发明的一个实施方式的MPEG-2传输分组的adaptation_field的句法结构的示图。adaptation_field()的transport_private_data_flag被设定为“1”以用于同步。利用transport_private_data_length，用信号通知private_data_byte中有多少字节。由于在本发明的实施方式中用信号通知的转换信号的比特数对应于“40”，所以transport_private_data_length具有值“5”。这是因为大小为8比特的private_data_byte能够通过重复5次（对应于transport_private_data_length的值）来表示40比特的转换信号。private_data_byte包括2D_3D_transition_info_data_byte（将在图5中说明），接收器通过分析2D_3D_transition_info_data_byte来识别关于转换定时点的信息。通过这样做，接收器控制用于附加视点视频流的视频解码器和相关显示模块的输出。
图5(a)是根据本发明的一个实施方式的2D_3D_transition_info_data_byte的句法结构的示图。
2D_3D_transition_info_data_byte可位于MPEG-2传输分组的适配字段区域中的private_data_byte部分处，并包括用于指示2D和3D之间的转换定时点的信息。transition_type可指示接收的广播信号是转换为2D还是3D。如果transition_type字段被设定为“0”，则表示从2D转换为3D。如果transition_type字段被设定为“1”，则表示从3D转换为2D。data_type可指示transition_count的单位。data_type的详细含义示出于图5(b)中。transition_count表示发生实际转换的定时点。
图5(b)是根据本发明的一个实施方式的data_type字段的值的解释的示图。例如，在data_type=“0*00”的情况下，在由transition_count的值指定的数量的分组之后发生2D（或3D）转变。包括2D_3D_transition_info_data_byte的分组不被包括在对剩余时间计数的处理中。此外，仅对具有与对应分组相同的PID值的分组进行计数。
在data_type=“0*01”的情况下，表示在由transition_count的值指定的数量的画面帧之后发生转变。
在data_type=“0*02”的情况下，transition_count清楚地通知与实际转变发生的定时点对应的PTS值。在这种情况下，将使用的PCR值基于最近接收到的PCR。在PCR更新的情况下，应该根据需要再次发送PCR值。
作为第三方法，可使用在视频级别用信号通知2D/3D转换信息的方法。
图6是在MPEG-2视频中根据本发明的一个实施方式的传输2D_3D_transition_info_data_byte的方法的示图。
2D_3D_transition_info_data_byte可在基本视点视频流中用信号通知转换定时点。接收器参照包括在MPEG-2视频的基本视点视频流的user_data()中的user_structure()。在这种情况下，user_data_start_code对应于“0*000001B2”，user_data_identifier参照具有值“0*47413934”的ATSC_user_data()。最后，可从user_data_type_structure()中的具有值“user_data_type_code=‘0*11’”的2D_3D_transition_info_data_byte获得关于转换定时点的信息。
在MPEG-2视频对应于附加视点视频流的情况下，可经由2D_3D_transition_info_data用信号通知关于从3D转换为2D的信息。
2D_3D_transition_info_data按照被包括在图片扩展和用户数据区域的user_data()中的方式来发送。接收器提取满足user_data_start_code值对应于“0*000001B2”，并且user_data_identifier值对应于“0*47413934”的条件的user_data()。接收器通过读取user_structure()的数据来提取满足user_data_type_code对应于“0*11”的条件的数据。接收器经由2D_3D_transition_info_data()识别2D和3D之间的转换的类型和定时点。
图7是在AVC/H.264视频中根据本发明的一个实施方式的传输2D_3D_transition_info_data_byte的方法的示图。
2D_3D_transition_info_data_byte可在附加视点视频流中用信号通知转换定时点。在H.264（或AVC）视频的情况下，2D_3D_transition_info_data_byte将对应信息发送给SEI（补充增强信息）区域，并发送以使user_data_registered_itu_t_135()包括user_identifier和user_structure。具体地讲，2D_3D_transition_info_data_byte将对应信息传输给SEI有效载荷，而非user_data()。SEI作为MPEG-2的图片扩展和用户数据，并且也可被强制具有类似位置。
在AVC视频对应于附加视点视频流的情况下，可经由2D_3D_transition_info_data用信号通知关于从3D转换为2D的信息。
2D_3D_transition_info_data()经由SEI RBSP（原始字节序列载荷）来接收。如果通过解析AVC NAL单元，nal_unit_type值对应于“6”，则其对应于SEI数据。接收器通过读取满足payloadType对应于“4”的条件的user_data_registered_itu_t_t35SEI消息来检查user_identifier值。接收器通过读取与user_identifier值对应于“0*47413934”的条件对应的user_structure()来提取满足user_data_type_code对应于“0*11”的条件的数据。接收器可通过解析2D_3D_transition_info_data()来识别从3D转换为2D的定时点。
图8是根据本发明的一个实施方式的在双流情况下接收并输出3D立体广播的接收器的结构的示图。
接收器可包括调谐器1、解调器2、TP解复用器3、SI处理器4、视频解码器1和25a/5b、图片引擎6a/6b、L/R同步器7和输出格式化器8。在这种情况下，TP解复用器3、SI处理器4以及视频解码器1和25a/5b可通过单个模块来实现，所述单个模块可称作解码模块。
接收器经由调谐器1和解调器2接收并解调广播信号。由解复用器3对解调的广播信号进行解复用。在按照被包括在上述第二方法的传输分组中的方式收发关于转换定时点的信息的情况下，由TP解复用器3提取关于转换定时点的信息，然后将其递送给SI处理器4以进行处理。接收器利用关于转换定时点的信息确定是否对视频2进行解码以及是否对视频2进行图像处理，然后可确定视频解码器25b和图片引擎6b是否进行操作。
经解复用的视频1和视频2分别输入至视频解码器15a和视频解码器25b，然后被解码。在按照被包括在上述第三方法的MPEG-2或AVC/H.264视频中的方式收发关于转换定时点的信息的情况下，当在视频解码器中执行解码时，提取关于转换定时点的信息。在这种情况下，接收器利用关于转换定时点的信息来确定是否对视频2进行解码以及是否对视频2进行图像处理，然后可确定视频解码器25b和图片引擎6b是否进行操作。
经解码的视频1和2中的每一个分别在经过图片引擎6a/6b之后输入至L/R同步器7，然后使左图像和右图像同步。经同步的左图像和右图像输入至输出格式化器8，然后作为3D图像提供给用户。
图9是根据本发明的一个实施方式的根据2D和3D之间的画面转换接收广播信号的方法的流程图。
接收器接收包括视频流和信令数据的数字广播信号[S10]。接收器获得传输分组级别中的adaptation_field()或者视频级别中的关于2D和3D之间的转换的信令信息[S12]。在这种情况下，视频级别中的信令信息的获取在MPEG视频的情况下从user_data_type_structure()实现，并且在AVC/H.264视频的情况下从SEI区域实现。
根据所获得的关于2D和3D之间的转换的信息，接收器控制视频解码器1和2的操作[S14]。在从2D转换为3D的情况下，接收器使视频解码器1和2二者操作。在从3D转换为2D的情况下，接收器暂时停止视频解码器2的操作。
接收器输出从视频解码器输出的图像信号[S16]，然后将图像信号提供给用户。
在下面的描述中，描述本发明的第二实施方式。在接收到支持全分辨率的广播信号的情况下，说明用信号通知对应广播信号对应于帧兼容兼容信号还是2D服务兼容信号的方法及其设备，其使接收器的L/R分割器根据各种类型的信号适当操作。本发明的第二实施方式为基于多层编解码器的3DTV提出一种应对彼此不同的两种立体3D广播模式的方法。具体地讲，本发明的第二实施方式提出适当的信令方法以及基于对应的信令控制3D显示输出的方法。
图10是根据本发明的一个实施方式的具有MVC解码器的3D图像信号接收器的基本结构的示图。
支持立体3D广播的接收器从3D视频解码器模块10到3D格式化器18的基本结构示出于图10中。从多层视频解码器10输出的视频流经由L/R分割器模块14分成左图像和右图像。为了清晰起见，在本实施方式中以MVC解码器为例进行说明。
MVC解码器用AVC解码器11对基本视点视频流进行解码，基于解码结果执行层间预测12，然后输入至增强解码器13。增强解码器13通过将层间预测12的结果和输入的附加视点视频流数据组合来对附加视点视频流进行解码。在AVC解码器11和增强解码器13中解码的图像输入至L/R分割器14，然后被分成左图像和右图像。所分成的左图像和右图像中的每一个在分别经过解交织器16a/16b和帧频控制器（FRC）17a/17b之后经由3D格式化器18作为3D图像提供给用户。在这种情况下，SI处理器15将信令信息递送给3D视频解码器模块10和L/R分割器14，并且可使解码器和分割器根据3D广播服务的类型适当操作。
遗留接收器可执行限于（2D）服务兼容3D广播服务或帧兼容兼容（FCC）3D广播服务的操作。本发明包括针对所有情况实现3D输出和2D输出的情景。为此，需要L/R分割器14中的新接收器操作机制以及系统层中经由SI的信令。
图11是根据本发明的一个实施方式的L/R分割器的基本结构的示图。
与L/R分割器模块23的输入值对应的基本流20和增强流21根据立体广播模式来不同地处理。
在“帧兼容”兼容3D广播的情况下，发送至基本层的视频流20对应于帧兼容3D形式的图像。发送至增强层的视频流21也可对应于帧兼容3D形式的图像，或者在一些情况下可对应于不同形式的数据。
在“服务兼容”兼容3D广播的情况下，发送至基本层的视频流20对应于与遗留全HD2D广播兼容的2D形式的图像。发送至增强层的视频流21也可对应于2D形式的图像，或者在一些情况下可对应于不同形式的数据，例如深度图。
L/R分割器23将两个视频流20/21组合以与从SI处理器15递送的3D广播的类型或SEI消息22一致，并可用组合结果输出全分辨率的右图像25和左图像25。
对流进行组合的方法根据各个模式而变化，下面描述所述方法。
图12是根据本发明的一个实施方式的基于MVC编解码器支持2种类型的全分辨率3D图像信号（HD立体模式）的方法的示图。
图12(a)是在接收到的信号对应于帧兼容兼容模式的情况下L/R分割器23的操作的示图。
帧兼容兼容模式服务是与传统帧兼容（阶段1）服务兼容的结构。图像信号由与阶段13DTV对应的基本层（Lb/Rb）31以及增强层（Le/Re）32构成。首先，经由基本层接收到的视频信号（Lb/Rb）在执行解码之后在L/R分割器23中经由局部分割器分成1/2分辨率的左图像和右图像。并且，经由增强层接收到的视频信号（Le/Re）也在执行解码之后在L/R分割器23中经由局部分割器分成1/2分辨率的左图像和右图像。解码之后的视频信号分割通过按照相同眼视图单元合并来生成全分辨率图像。
具体地讲，通过将Lb与Le组合来生成全分辨率左图像（Lf）34，通过将Rb与Re组合来生成全分辨率右图像（Rf）33。因此，此全分辨率图像对（Lf和Rf）经过3D格式化器，然后最终经由3D显示器输出。
图12(b)是在接收到的信号对应于2D兼容模式的情况下L/R分割器23的操作的示图。
2D兼容模式服务是与传统2D HD服务兼容的结构。图像信号由与HD服务（2D）对应的基本层和增强层构成。在这种情况下，选择左眼和右眼当中的一只眼视图并经由基本层发送，另一眼的视图经由增强层发送。根据本实施方式，左图像（Lb）35经由基本层发送，右图像（Re）36经由增强层发送。根据实施方式，可经由基本层发送右图像（Re），经由增强层发送左图像（Lb）。
接收到的基本层和增强层在根据眼视图经过分别与基本层和增强层对应的切换（由1和2表示的块）之后输出至对应的视图位置。具体地讲，根据基本层是左还是右，确定匹配是通向Lf34还是Rf33。重构的全分辨率视频（Lf和Rf）在分别经过第三格式化器之后最终经由3D显示器输出。
在帧兼容兼容模式和2D兼容模式的情况下，均可通过将经由基本层接收到的流与经由增强层接收到的流组合来输出全分辨率3D广播。尽管接收到的流不同，但是从L/R分割器模块输出的与全HD左图像和全HD右图像对应的输出相同。因此，如果单个L/R分割器模块支持图12(a)和图12(b)的所有处理方法，则无论通过接收器接收到什么模式，接收器均能够提供全分辨率3D广播。在下面的描述中，说明用信号通知使用哪一模式来收发全分辨率3D广播信号的方法。
信令的主要部分是指示使用哪一3D模式。各个模式需要输出的信息如下。
在帧兼容兼容模式的情况下，应该用信号通知广播信号的格式类型。例如，格式类型可对应于并列型、上下型、棋盘格型等。应该一起用信号通知左图像和右图像的位置以及采样模式（偶、奇）信息。
在2D服务兼容模式的情况下，应该用信号通知指示基本层流是否对应于左图像或者增强层流是否对应于左图像的左图像和右图像的位置信息。
可经由视频级别的信令、系统级别的信令或者传输分组级别的信令来递送模式信息以及根据各个模式的详细信息。
在视频级别用信号通知3D模式的情况下，可使用两种方法，即，扩展遗留SEI消息或者指定新的SEI消息。
在系统级别用信号通知3D模式的情况下，可使用组件类型、新描述符或服务类型。
在传输分组级别用信号通知3D模式的情况下，可使用利用适配层的方法中的计数信息和/或3D模式信息。
就使用上述三种方法而言，如果3D模式之间的转换发生在观看的中间，则难以仅利用系统级别的信令来精确地处理转换定时点。因此，有必要按照视频级别通知3D模式之间的转换信息。因此，需要一种按照传输分组级别或视频级别的信令方法。具体地讲，系统级别的信令应当伴随有视频级别或传输分组级别的信令。
图13是根据本发明的一个实施方式的视频级别的信令的句法结构的示图。
在H.264（或AVC）视频的情况下，可利用SEI（补充增强信息）区域来用信号通知。
图13(a)是根据本发明的一个实施方式的发送stereo_3D_info_data()的SEI句法结构的示图。其通过在user_data_registered_itu_t_135()中包括user_identifier和user_structure来发送。包括信息的视频流可对应于基本层和增强层二者。可通过两种方法来执行信令，即，扩展传统SEI消息和指定新的SEI消息。
首先，可通过扩展图13所示的句法结构以将辅助数据发送给视频基本流来使用扩展传统SEI消息的方法。在图13(a)的SEI句法中，user_identifier和user_structure使用如图13(b)所示的“0*47413934(‘GA94’)”和DVB1_data()值。在这种情况下，如图13(c)所示，通过将发送3D立体相关信息的扩展值分配给user_data_type_code和user_data_type_structure()来使用DVB1_data中的user_data_type_code和user_data_type_structure()。在这种情况下，将分配的值示出在图13(d)中。根据本发明的一个实施方式的user_data_type_code的值对应于“0*04”，user_data_type_structure()的内容可对应于“stereo_3D-info_data()”。
图14是根据本发明的一个实施方式的stereo_3D_info_data()的句法结构的示图。
stereo_3D字段是指示当前流属于哪一类型的立体3D服务的字段。可用3D模式可包括帧兼容兼容3D服务、2D服务兼容3D服务等。
LR_first字段是指示在为当前层（或流）配置帧兼容3D服务的画面中位于最左侧的像素是左还是右的字段。
stereo_format字段是指示当前层（或流）的stereo_format的类型的字段。立体格式的类型可包括并列型、上下型、棋盘格型等。
left_view_sampling_mode字段表示当前层（或流）的左图像采样模式。在stereo_format对应于并列格式的情况下，此字段指示垂直方向的采样提取偶数行还是奇数行。在stereo_format对应于上下格式的情况下，此字段指示水平方向的采样提取偶数行还是奇数行。在棋盘格格式的情况下，此字段也指示两种可用方法当中使用哪一模式。
right_view_sampling_mode表示当前层（或流）的右图像采样模式。细节与left_view_sampling_mode字段相同。
LR_flag字段是指示配置2D服务兼容3D服务的流当中与基本层对应的流是左还是右的字段。这可以按照指示对应数据递送至的流是左还是右的方式来用信号通知。
在下面的描述中，说明配置新的SEI消息的方法。这对应于单独定义新的SEI消息来指示3D服务模式，而不使用上述user_data_registered_itu_t_135()的情况。此方法使用如下方法。
图15是根据本发明的一个实施方式的通过配置SEI消息来用信号通知3D服务模式的方法的示图。
图15(a)中的sei_message包括payloadType字段。payloadType字段能够定义各个sei_payload的类型。因此，在图15(b)中的sei_payload句法结构中，payloadType对应于值“36”的情况下，利用图15(c)中的stereo_3D_info来用信号通知3D服务模式。
stereo_3D_info包括stereo_3D_mode、LR_first、stereo_format、left_view_sampling_mode、right_view_sampling_mode和LR_flag字段。各个字段的说明已经在上面的描述中予以说明。
在系统级别中用信号通知3D模式的情况下，可使用DVB SI的组件类型、3D立体描述符或服务类型。
由于在系统级别利用组件类型的信令经由stream_content和component_type的值来通知各个流的类型，所以可通过检查流的组件值来判断广播信号所属于的3D模式以及L/R配置方法。
图16是根据本发明的一个实施方式的stream_content和component_type的定义的示图。当在系统级别用信号通知3D模式时，stream_content被设定为“0*05”。component_type的值在“0*84”到“0*8b”范围内。根据各个值，确定全分辨率3D广播信号的模式。在帧兼容兼容模式的情况下，确定并列型或上下型。并且，在2D服务兼容模式的情况下，确定左图像或右图像。接收器根据组件类型（stream_content和component_type）识别3D模式和3D画面配置。识别出的信息被递送给L/R分割器并可用于提取全HD的左图像和右图像。
与此类似，在ATSC方案的情况下可基于ATSC PSIP执行系统级别的3D模式信令。可使用PSIP的TVCT和EIT。TVCT使用利用虚拟级别的描述符发送stereo_3D_info_data的字段的方法。并且，EIT可通过利用事件级别的描述符发送stereo_3D_info_data的字段信息来用信号通知未来事件的3D服务模式。
利用描述符的系统级别的信令方法可使用3D_stereo_info_descriptor。这位于附到DVB的SDT部分内的各个基本流的描述符处。具体地讲，3D_stereo_info_descriptor位于基本层流或增强层流处。细节已经在图14中予以描述，可包括相同的字段。接收器通过解析包括在基本层或增强层中的stereo_3D_info_descriptor()来识别3D模式信息和3D画面配置信息。
还可利用service_type在系统级别用信号通知3D模式，服务配置可具有如下两种类型。可能存在经由基本层递送的流和经由增强层递送的流属于相同的服务的情况或者经由基本层递送的流和经由增强层递送的流属于彼此不同的服务的情况。
图17是根据本发明的一个实施方式的一种服务类型的示图。首先，在经由基本层递送的流和经由增强层递送的流属于相同的服务的情况下，2D服务兼容3D服务的service_type对应于“0*22”，帧兼容3D服务的service_type对应于“0*1F”。因此，可用信号通知其对应于阶段2（2D服务兼容）3DTV服务。
作为不同的情况，在经由基本层递送的流和经由增强层递送的流属于彼此不同的服务的情况下，包括与基本层对应的流的服务对应于“0*19”或“0*1C”，包括与增强层对应的流的服务可按照用诸如“0*25”和“0*28”的新service_type指定的方式来用信号通知。在发送给彼此不同的服务的情况下，如果仅检查两个服务之一，则可识别3D模式的类型。
接收器通过经由上述信令信号检查service_type值来识别3D模式信息。可在解析各个元素之后基于组件类型值或包括在信号中的stereo_3D_info_descriptor()的内容来识别详细信息。识别出的信息被递送给L/R分割器模式，并可用于提取全HD的左图像和右图像。
可利用适配层执行传输分组级别的信令。
图18是根据本发明的一个实施方式的transport_packet()的句法结构。对于传输分组级别的信令，可使用transport_packet()中的adaptation_field()。具体地讲，可利用adaptation_field()中的private_data_byte()字段来用信号通知。adaptation_field()在图19中详细描述。
图19是根据本发明的一个实施方式的adaptation_field()的句法结构。在这种情况下，包括在adaptation_field()中的private_data_byte包含与上述视频级别信令中所建议的stereo_3D_info_data()相同的内容。
在adaptation_field()中，transport_private_data_flag指示private_data_byte是否存在。transport_private_data_length用信号通知private_data_byte的字节数，private_data_byte包括stereo_3D_info_data()的内容。
接收器的操作序列如下。接收器检查adaptation_field()的transport_private_data_flag对应于“1”。在检查出transport_private_data_flag对应于“1”之后，接收器利用transport_private_data_length检查private_data_byte的字节数。如果经由private_data_byte用信号通知stereo_3D_info_data()，则接收器通过读取信令信息来识别3D模式以及关于立体广播配置的信息。接收器利用识别出的信息控制接收基本流和增强流作为输入值的L/R分割器模块的输出。
如上面的描述中所提及的，在接收器接收3D图像信号的情况下，接收器的操作根据各个模式而变化。此外，即使在观看2D视图的情况下，接收器的操作也可根据3D模式而变化。
在2D服务兼容3D服务的情况下，接收器可通过选择基本层流或增强层流来显示2D画面。具体地讲，在这种情况下，没有必要经过L/R分割器模块。
在帧兼容兼容3D服务的情况下，由于配置2D画面的每一半画面分别递送至基本层和增强层，所以接收器可通过选择经过L/R分割器的L/R图像之一来显示2D。
图20是根据本发明的一个实施方式的接收并输出3D立体广播的接收器的结构的示图。
接收器可包括调谐器40、解调器41、TP解复用器42、SI处理器43、AVC层解码器44、MVC扩展层解码器45、L/R分割器46和输出格式化器47。在这种情况下，TP解复用器42、SI处理器43和AVC层解码器/MVC扩展层解码器44/45可通过单个模块来实现，所述单个模块可称作解码模块。
接收器经由调谐器40和解调器41接收并解调广播信号。由TP解复用器42对经解调的广播信号进行解复用。在按照被包括在上述传输分组中的方式收发关于3D模式的信息的情况下，由TP解复用器42提取关于转换定时点的信息，然后将其递送给SI处理器44以进行处理。
经解复用的基本层视频和增强层视频分别输入至AVC层解码器44和MVC扩展层解码器45，然后被解码。在视频级别用信号通知3D模式信息的情况下，接收器可在此解码处理中获得3D模式信息。
经解码的基本层视频和增强层视频均输入至L/R分割器46，然后根据用信号通知的3D模式合并、切换或绕过，然后作为全分辨率的左图像和右图像输出。输出的左图像和右图像输入至输出格式化器47，然后作为3D图像提供给用户。
图21是根据本发明的一个实施方式的用于帧兼容兼容3DTV服务的发送器的结构的示图。该发送器结构根据以下步骤来操作：获得左/右图像（图像捕获50）、将所获得的图像分成左和右并根据服务模式划分层（层分离51），对各个层的视频进行编码（编码52），以及复用并发送（复用并传输53）。在这种情况下，本发明说明全分辨率的层分离步骤。
发送器可包括减法器54a/54b、下采样单元55a/55b、残差单元56a/56b、混合器57a/58b、基本层视频编码器58、层间预测59和增强层视频编码器60。
在帧兼容兼容服务模式的情况下，发送器对左图像和右图像执行下采样55a/55b以生成帧兼容（并列、上下）视频信号。发送器经过减法器54a/54b以分离全分辨率的左/右图像与下采样的左/右图像的残差信号。经过减法器54a/54b的信号输入至残差单元56a/56b。残差信号由从全分辨率的左/右图像中除去下采样的左/右图像之后的剩余信号构成。
对左/右图像下采样55a/55b的结果经由混合器57b合并，然后输入至基本层视频编码器58以进行编码。并且，残差单元56a/56b对左/右图像的输出值经由混合器57a合并，然后输入至增强层视频编码器60。增强层视频编码器60从基本层视频编码器58接收层间预测（在使用MVC编解码器的情况下，视图间预测）59，然后基于基本层对增强层进行编码。
具体地讲，帧兼容兼容服务的广播信号发送器可包括：两个下采样单元，它们被配置为对输入的原始左/右图像信号执行下采样；两个减法器，其被配置为输出原始左/右图像信号与下采样的左/右图像信号之差；第一混合器，其被配置为合并下采样的左/右图像信号；第二混合器，其被配置为合并与两个减法器的输出对应的左/右残差图像信号；第一视频编码器，其被配置为将第一混合器的输出编码到基本层；以及第二视频编码器，其被配置为通过将第二混合器的输出和来自第一视频编码器的层间预测结果一起考虑来进行编码。
并且，在2D服务兼容模式的情况下，由于左图像和右图像直接输入至基本层视频编码器58或增强层视频编码器60，所以层分离模块的结构相对简单。
图22是根据本发明的一个实施方式的根据全分辨率的3D模式接收广播信号的方法的流程图。
接收器接收视频流和包括信令数据的数字广播信号[S20]。接收器获得传输分组级别中的adaptation_field()、系统级别中的SI信息或视频级别中的关于3D服务模式的信令信息[S22]。在这种情况下，获得视频级别的信令信息在MPEG视频的情况下可从user_data_type_structure()实现，并且在AVC/H.264视频的情况下，可在SEI区域中实现。
接收器根据所获得的3D服务模式控制L/R分割器的操作[S24]。在帧兼容兼容服务模式的情况下，输入的图像由局部分割器分离，并通过根据各个定时点进行合并来输出。在2D服务兼容模式的情况下，输入的图像根据左/右图像直接输出，或者通过切换来输出。详细说明在图12中描述。
接收器输出从L/R分割器输出的图像信号[S26]，然后提供给用户。
第一实施方式的用于2D和3D模式之间的转换的上述信令信息以及第二实施方式的用于2D服务兼容模式和帧兼容兼容模式之间的转换的信令信息可以按照在单个系统中一起发送的方式以及从彼此不同的系统发送的方式来使用。接收器接收上述两种信令信号中的至少一个，并处理该信号。接收器可根据对应信息来控制解码模块的操作。
尽管本文中已参照优选实施方式及其示图描述并示出了本发明，但是本发明可不限于这些实施方式，对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的本发明的这些修改和变化。
本发明的模式
如上面的描述中所提及的，相关内容描述于具体实施方式中。
工业实用性
如上面的描述中所提及的，本发明可应用于全部或一部分数字广播系统。

Claims (14)

1.一种数字广播信号接收装置，该数字广播信号接收装置包括：
调谐器，其被配置为接收包含信令数据和实现3维图像的视频流的传输分组的数字广播信号；
解调器，其被配置为对所接收到的数字广播信号进行解调；
解码模块，其被配置为从经解调的数字广播信号提取模式转换信息；以及
输出格式化器，其被配置为基于所述模式转换信息输出经解码的图像信号。
2.根据权利要求1所述的数字广播信号接收装置，其中，所述模式转换信息包括关于2维图像信号和3维图像信号之间的转换的定时点的信息。
3.根据权利要求2所述的数字广播信号接收装置，其中，所述模式转换信息是按照被包含在传输分组级别的adaptation_field()中或视频级别的视频头中的方式被接收的。
4.根据权利要求2所述的数字广播信号接收装置，其中，所述解码模块包括第一解码器和第二解码器，该第一解码器和第二解码器被配置为，根据所述模式转换信息而被控制为是否进行操作。
5.根据权利要求1所述的数字广播信号接收装置，其中，所述模式转换信息包括关于帧兼容兼容模式和2D服务兼容模式之间的转换的信息。
6.根据权利要求5所述的数字广播信号接收装置，其中，所述模式转换信息是按照被包含在传输分组级别的adaptation_field()中、系统级别的SI信息中或视频级别的视频头中的方式被接收的。
7.根据权利要求5所述的数字广播信号接收装置，其中，所述解码模块包括L/R分割器，根据所述模式转换信息，所述L/R分割器在所述帧兼容兼容模式的情况下被配置为分离和合并经输入的图像信号，并且在所述2D服务兼容模式的情况下被配置为绕过或切换输入图像。
8.一种接收数字广播信号的方法，该方法包括以下步骤：
接收包含信令数据和实现3维图像的视频流的传输分组的数字广播信号；
对所接收到的数字广播信号进行解调；
从经解调的数字广播信号提取模式转换信息；以及
基于所述模式转换信息输出经解码的图像信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述模式转换信息包括关于2维图像信号和3维图像信号之间的转换的定时点的信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述模式转换信息是按照被包含在传输分组级别的adaptation_field()中或视频级别的视频头中的方式被接收的。
11.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括以下步骤：在提取所述模式转换信息的步骤之后，根据所述模式转换信息控制第一解码器和第二解码器的操作。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述模式转换信息包括关于帧兼容兼容模式和2D服务兼容模式之间的转换的信息。
13.根据权利要求5所述的方法，其中，所述模式转换信息是按照被包含在传输分组级别的adaptation_field()中、系统级别的SI信息中或视频级别的视频头中的方式被接收的。
14.根据权利要求5所述的方法，该方法还包括以下步骤：在提取所述模式转换信息的步骤之后，根据所述模式转换信息，在所述帧兼容兼容模式的情况下分离和合并经输入的图像信号，并且在所述2D服务兼容模式的情况下绕过或切换输入图像。
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