CN104094609A - 用于在备选的传输路径之间快速切换的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于移动接收和回放高频电视信号的方法，其中，将所接收的信号提供给调谐器和解调器，所述信号被解调并且由多路信号分解器至少分解成视频信号和音频信号并作为数据提供给视频解码器和音频解码器，其中，这在视频解码器和音频解码器之前在至少两个接收路径中并行地发生，其特征在于，其中一个接收线路的数据由循环缓冲器存储，其中，借助于另一个接收线路处理数据并提供数据用于回放，其中，当由所述另一个接收线路切换到所述一个接收线路时，则视频解码器获得存储在循环缓冲器中的数据用于进一步处理。

Description

用于在备选的传输路径之间快速切换的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的特征的方法，该方法用于移动地接收和回放高频电视信号，其中，将所接收到的信号提供给调谐器和解调器，对所述信号进行解调并且由多路信号分解器将其至少分解成视频信号和音频信号并且作为数据提供给视频解码器和音频解码器，其中，这在视频解码器和音频解码器之前在至少两条接收路径中并行地发生。
背景技术
在移动数字电视接收时，由于变换的接收条件频繁地在数据流中发生中断，这对于用户来说意味着图像信号和声音信号的中断。如果这种中断持续若干秒或者更长，则使观众和听众在一些情况下失去来自当前选择的节目的重要的信息。如果存在具有足够好的接收质量的备选的传输路径，则适宜的是，转换到所述备选途径之一上。用于快速变换到备选的传输路径上的经济的方法是本专利申请的主题。
对于备选的传输路径在实际中的可能性。
分级调制
通过更鲁棒的传输方法(适合的调制参数，较高的冗余信息和因此更强的误差保护)可以扩大接收范围。不过因此可达到的数据传输率下降，并且因此可传输的节目的数量和/或其所发出的图像质量和声音质量下降。
在DVB和ISDB-T的情况中认识到分级的调制方法，该调制方法除高的比特率的数据流之外允许使用另一个具有较低的比特率、但是较高的鲁棒性的数据流。这在日本被使用并且作为“12 Segment”(高比特率)和“1 Segment”(具有较低比特率的鲁棒的部分)已知。两者在相同的发射应答器(相同的频率)上传输。
在DVB中，高的数据传输率例如以QAM64传输，而仅以QPSK来调制鲁棒的部分。一般地，节目必须在鲁棒的部分中以明显较低的分辨率和较高的压缩率生成，以便维持最大数据传输率。
用户希望理想地观看具有高的数据传输率的节目。在接收信号差的情况下可以转换到鲁棒的传输上，从而尽管图像质量和声音质量不理想，还是可以继续进行播送。一旦接收质量重新满足高的数据传输率，则可以重新切换到更好的图像质量和声音质量。
另一个传播路径
在中国，一些节目也可以与电视专用的DTMB方法同时通过移动电话标准CMMB以较低的质量提供。在这里设定，在DTMB信号接收中断时切换到CMMB上。当然，前提是接收仪器支持两个标准。
接收区域的变换
当接收机由其中一个发射台的发射范围变换到另一个发射台的范围中时，则得到这里描述的快速转换的第三种应用情况。理想地，识别接收机的控制单元识别到，另一个发射台当时提供更好的信号(所谓的发射台追踪，例如由DE 10 2005 039 507 A1已知)并且无中断地转换。在这种情况下，两个发射台典型地提供相同的图像质量。因此，以下不再谈及高的和低的比特率或者质量，而是谈及主(最初选择的)接收路径和备选接收路径。
现今可以对于移动电视接收、特别是对于借助于车辆中的TV调谐器进行的接收，在硬件方面基本上可以分为两个设备种类。
A)高价位的设备，该仪器不仅解码主接收路径而且同时解码备选接收路径并且在需要时切换经解码的内容(图像和声音)。切换过程可以精确到帧地进行，这对于用户来说是不能辨别出的，即无副效应的。
B)便宜的设备仅包括视频解码器和音频解码器。如果主信号中断，则必须切换到备选的路径上。视频解码器和音频解码器才以备选的数据重新起动。总切换时间如下得出：
a.调谐器和解调器必须同步到新的接收路径上。可以由此出发，即，这已经在持续的运行中在转换之前发生并且该时间可以置为零。
b.用于视频解码器和音频解码器的数据缓冲器必须被填充。(TPuffer)
c.视频解码器等待在数据缓冲器中的第一参考图像(TRef)。
d.视频解码器将参考图像解码并且呈现。该时间通常小于图像的显示时间(在50Hz的电视系统中为20ms并且在60Hz的电视系统中为16.7ms)。
缺点：
解决方案A)：
-需要两个视频解码器或者一个视频解码器，该视频解码器可以按时间切片法解码两个独立的视频格式。所述视频解码是SOC(芯片系统＝IC＝集成电路)的一部分，该部分需要多数的运算性能。两倍资源意味着明显更高的IC成本。
-由于更大的芯片面积或者更高的时钟节拍提高了功率消耗。
-对于第二视频解码器，不仅必须为缓冲而且必须为经解码的参考图像提供存储器。存储器需求在几10Mbyte的范围内。用于存储器的总线带宽必须同样地明显地增加。可能需要第二存储器模块或者具有更宽的数据总线的模块。
解决方案B)：
-主要通过TPuffer+TRef确定的转换时间在若干秒的范围中。对于用户来说不能获得在所述时间期间发射的信息。
根据上文描述的现有技术，术语“接收线路”(＝接收路径)的含义如下：在变型方案A)中，一个接收线路包括由高频信号的接收(天线)直至输出的所有器件或单元，在该接收线路上接收的和处理的信号被提供用于回放。如果设有两个或者多个接收线路，即相互并行地存在的接收线路，则接收线路的所有单元双倍(当存在两个并行的接收线路时)或多于双倍地存在。这例如意味着，由天线接收的信号被提供给调谐器和下游的解调器并且由调谐器和解调器从高频转换到中频。模拟-数字传感器由这些信号产生数字的数据流(例如MPEG-2数据流)，该数据流提供给多路信号分解器，该多路信号分解器将数据流分解成视频数据、音频数据和必要时其他数据。所述视频数据提供给视频解码器并且音频数据提供给音频解码器，然后由解码器处理的信号(数据)提供给用于回放、特别是对于图像信号和声音信号的单元，在视频解码器和音频解码器的输出端上可以连接其他单元。除了这些完全双倍或者多倍存在的接收线路(这些接收线路虽然意味着最好的性能，然而也意味着最高的耗费)之外，一个接收线路、特别是在解决方案B)方面可以理解为，即，根据接收线路的数量，虽然多重地存在调谐器、解调器和多路信号分解器以及模拟-数字转换器，然而由各个接收线路的多路信号分解器到仅一个唯一的视频解码器、到仅一个唯一的音频解码器和必要时连接下游的其他的、然而仅一个的单元的接收线路。因此，按照变型方案B)直至在视频解码器和音频解码器的输入端之前存在多条(部分)接收线路，其中，此后仅存在唯一的接收线路，通过该接收线路特别是分割视频数据和音频数据或者共同输送直至回放设备。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于移动接收和回放包括图像信号和声音信号的高频电视信号的方法，所述方法相对于现有技术得到改善的。特别是，在保持尽可能无干扰地回放声音和图像的情况下，在接收器和信号处理器方面应保持为此所必需的耗费尽可能少。
该任务通过权利要求1的特征解决。
按照本发明设定，其中一个接收线路的数据由循环缓冲器存储，而通过另一个接收线路处理数据并提供数据用于回放，其中，当由所述另一个接收线路转换到所述一个接收线路上时，视频解码器获得存储在循环缓冲器中的数据，用于进一步处理。
这种方法和其相应的硬件方面的转换具有以下优点。
为了确保尽可能好的接收质量，在视频解码器和音频解码器的输入端设有两个(或多于两个)接收线路。这意味着，可以利用其中一个接收线路接收和回放期望的发射台(电视信号发射台)，而可以利用另一个接收线路进行发射台追踪。如果证明，利用所述一个接收线路接收的期望的电视信号发射台的信号能够以另一个接收线路的信号更好地接收，则由目前为止使用的接收线路切换到另一个接收线路。因为转换过程本身是建立好的，然而在视频解码器以新提供给该视频解码器的数据起动时产生了问题，按照本发明地规定，所述接收线路的数据存储在循环缓冲器中。在所述转换过程之后，当所述循环缓冲器接收到目前为止直到当前时刻在后台为了发射台追踪接收并且处理高频信号的接收线路的数据时，循环缓冲器可以将数据提供给视频解码器，所述处理是指转换成数字信号。由此，所述视频解码器可以更快速的同步到所切换的接收线路提供给该视频解码器的数据信号上，从而由此对于观看者来说电视图像基本上保持稳定。
因此，对于备选的路径的缓冲设有循环缓冲器，该循环缓冲器可以至少容纳在两个参考图像之间的数据量。持续地并与主路径同时地填充所述缓冲。
在切换时刻时，所述视频解码器输入从最新的参考图像起的数据。所述视频转换器因此接收到来自“过去”的数据并且可以立即开始解码。因此消除了TPuffer+TRef。
以从该时刻起解码的图像可以根据用户喜好处理。提供如下三个可能性：
1)从参考图像起正常地显示视频。缺点是，使用户再次观看主路径的最近的片刻。在切换回到主路径上时可能出现不期望的时间断层。
2)所述视频解码器以“快进”运行到至主路径被中断处的图像，并且从这里开始实时回放视频。缺点是，可能干扰性地接收到所述快进。
3)与2)的情况相似，具有如下区别，即，主路径最后的图像保持冻结，直至视频解码器结束快进。
所述处理方法2)和3)具有如下优点，即，不是必须提供缓冲器用于备选的路径的音频数据，因为对于音频解码，由于编码算法不必参考来自过去的参考信息。
优点：
·花费几乎不高于解决方案B)。仅需要一个具有相应少的存储器需求和存储器带宽的视频解码器。所述数据缓冲器保存经压缩的数据并且因此明显的小于第二视频解码的存储器。
·与解决方案B)相比明显更快的转换，没有信息损失，并且在出现接收干扰的情况下具有“自然的”接收的特性(冻结的图像)。
在视频解码器之前的、具有两个接收线路的相应的接收装置按以下方式设置：在视频解码器之前的每条接收线路中存在用于接收高频信号的自己的天线。所述高频信号利用适合的器件转换成中频信号并且提供给调谐器和解调器。借助于适合的模拟-数字信号转换器，数字数据流在每条接收线路中提供给多路信号分解器，该多路信号分解器将数字数据流分解成视频信号和音频信号(并且必要时分割成其他信号)。接着，将这些信号提供给切换单元，视频解码器和音频解码器(和必要时其他的单元)连接在该切换单元上。或者将数字数据流在每条接收线路中提供多路信号分解器，该多路信号分解器又如已经描述的那样将数据流至少分解成视频信号和音频信号。与本发明相结合，特别是将每个接收线路的视频信号提供给切换单元，从而由两个接收线路提供的视频信号可以在切换单元之后提供给视频解码器。就是说，将其中一个接收线路的视频信号或者另一个接收线路的视频信号提供给视频解码器。在这里设有循环缓冲器，该循环缓冲器存储由在当前时刻没有与视频解码器连接的多路信号分解器提供的视频信号。如果借助于确定的判定标准而实现由所述一个接收线路切换到所述另一个接收线路上，则将存储在循环缓冲器中的数据提供给视频解码器，从而视频解码器可以立即开始其工作。同时确保，所述循环缓冲器不仅向在切换过程完成之后与其中一个接收线路相配的视频解码器提供数据，而且在切换过程之后将此时不再与视频解码器连接的接收线路的数据提供给该接收线路的循环缓冲器，因此该循环缓冲器可以存储数据，用于下一个切换过程。
原则上，所述循环缓冲器在两个路径(接收线路)中总是激活的。在视频解码器接收数据的情况中，所述循环缓冲器不是完全填充的。读指针(由解码器控制)紧密地跟随写指针(由多路信号分解器控制)。如果解码器没有接收数据(例如切换过程之前在备选路径上或者切换过程之后在主路径上)，则所述读指针不再由解码器进一步运动并且循环缓冲器被填充。一旦写指针赶上读指针，则读指针必须由多路信号分解器或者另一个控制实体进一步运动。所述写指针不允许“超过”读指针。所述缓冲器这时达到最大的填充量。
如果所述解码器连接到已填充的循环缓冲器上，则所述循环缓冲器通过快进重新清空，因为与由解码器在快进中处理数据相比，数据由发射台到达得更慢。输出状态重新建立。
由循环缓冲器到解码器的数据输出的速度由解码器的处理速度决定。
当在一个路径上进行正常接收时，解码速度与发射台的数据传输率相当。缓冲器填充状态相同地保持中等。在快进的情况下，解码器比在通常的回放速度时更快地需要数据。由此出发，即，所述循环缓冲器本身不会构成对数据传输率的限制，就是说，解码器的处理速度小于循环缓冲器的数据传输率，并且循环缓冲器不会对两个路径之间的切换速度产生明显的影响。

Claims (7)

1.一种用于移动接收和回放高频电视信号的方法，其中，将所接收的信号提供给调谐器和解调器，所述信号被解调并且由多路信号分解器至少分解成视频信号和音频信号并作为数据提供给视频解码器和音频解码器，其中，这在视频解码器和音频解码器之前在至少两个接收路径中并行地发生，其特征在于，其中一个接收线路的数据由循环缓冲器存储，其中，借助于另一个接收线路处理数据并提供数据用于回放，其中，当由所述另一个接收线路切换到所述一个接收线路时，则视频解码器获得存储在循环缓冲器中的数据用于进一步处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环缓冲器持续地且与所述另一个接收线路同时地存储所述一个接收线路的数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述视频解码器在切换时刻时获得从最新的参考图像起的数据。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述循环缓冲器至少存储在两个参考图像之间的数据。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，从参考图像起正常显示图像信号。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述视频解码器以快进运行至所述一个接收线路中断处的图像，并且从该时刻起通过另一个接收线路实时回放视频。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述一个接收线路的最近的图像保持冻结，直至视频解码器结束快进。
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