CN1092197A - 从记录媒体再生和解码多路复用数据的设备 - Google Patents

从记录媒体再生和解码多路复用数据的设备 Download PDF

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Abstract

一种从记录媒体再生视频数据的设备，在该媒体 上以多路复用形式记录视频数据、基准时间数据和视 频时间数据。基准时间数据用于再生定时数据。视 频数据和视频时间数据暂时地存储在视频缓冲器中， 视频时间数据提取器接到视频缓冲器的输出提取视 频时间数据。视频缓冲器还接到一个视频解码器，视 频解码器解码暂时存储在视频缓冲器中的视频数 据。

Description

本发明8月7日提交的序号07/925736为美国专利申请。
本发明涉及重现从一个记录媒体来的多路复用数据的设备，例如记录在光盘上的时分多路复用的视频和声频数据，更具体地讲，涉及这样的设备，它检测同步误差并按照这些误差的函数控制视频和声频解码。
已经建议以时分多路复用的格式在记录媒体的连续轨迹如在光盘的连续的园轨迹上记录数字视频和声频数据。多路复用的数据安排成信息包，如根据移动图象专家组（MPEG）的建议标准（ISO1172）和如图7所示的那样，把一个或几个信息包记录在一条轨迹上。一个信息包中有一个信息包标题接着视频信息包和声频信息包。信息包标题包括一个信息包开始码，它最好是以识别信息包标题的开始的唯一比特模式的形式。一个系统时钟基准SCR跟在信息包开始码后并且代表相应于该信息包被记录时间的时间码。时间码可代表实际的时间（时、分、秒等）或者可以是多比特的号码，多比特号码是在记录媒体上的信息被记录时从接通的系统时钟得到的。例如，在前一信息包中的最后字节被记录在记录媒体上的时间可被以系统时钟基准SCR代表。
信息包标题还包括代表转送速率的多路复用速率数据，即分别包括在视频和声频信息包中的视频和声频数据被时分复用的速率。
视频信息包有一个信息包标题，后面跟着编码的数字视频数据。视频信息包标题包括一个视频信息包开始码，其作用类似于上述信息包开始码，即识别视频信息包的开始。因此应该知道，视频信息包开始码由可以容易识别的唯一比特模式构成。视频信息包开始码之后是一个视频解码时间标记（DTSV），它是多比特的号码，识别视频解码器开始解码视频数据的时间。如在下面将要叙述的，在建议的重现设备中，从图7所示的信息包中多路分解视频和声频数据，并且提供给相应的视频和声频解码器。重要的是每个解码器被加上了分别与视频和声频数据的开始一致的开始信号，因此保证视频解码器恰当地解码视频数据，而声频解码器恰当地解码声频数据。视频解码时间标记DTSV称为系统时钟基准SCR，后者用于预置时钟，在它递增到等于视频解码时间标记DTSV时实际上接通了视频解码器。
声频信息包类似于视频信息包，包括前面是信息包标题的编码的数字声频数据。和视频信息包标题一样，声频信息包标题包括一个声频信息包开始码，在检测时它识别声频信息包的开始，后面接着声频解码时间标记DTSA，该标记DTSA代表声频解码器被接通进行解码声频数据的时间。和视频解码时间标记DTSV一样，声频解码时间标记DTSA称为系统时钟基准SCR。
建议用于重现图7所示格式的多路复用视频和声频数据的设备的一个例子示于图6a和6B。假定多路复用数据记录在光盘上，该再生设备包括一个光盘驱动器1，一个解调器2，一个纠错码（ECC）电路3，一个环缓冲器4，一个多路分解器和如图6B所示的分开的视频与声频解码信道，每个都包括一个缓冲器和一个解码器。光盘驱动器1是常规的，包括一个接收头（pickup    head），它再生具有图7所示的格式的数据信息包并将它加到从它解调多路复用数据的解调器2。这个已解调的数字数据加到ECC电路3，ECC电路3是常规的，它根据已知的算法检测差错的出现，当然，如果这种差错不是太普遍以致于不可校正的话，它校正这些差错。然后差错校正的数字数据加到环缓冲器4，它存储这种数据直到已累加了预定的数量为止，此后该缓冲器将存储的数据加到多路分解器5。因此环缓冲器对ECC电路的工作提供了缓冲的作用，它可以是变化的，因此提供基本上稳定的数据流到多路分解器5。
多路分解器包括一个数据分离器21，一个视频解码时间标记寄存器22，一个声频解码时间标记寄存器24，一个时钟寄存器26和比较器23及25。数据分离器21起着从由环缓冲器4所加的多路复用比特流中分离出编码的视频数据、编码的声频数据、系统时钟基准SCR、视频解码时间标记DTSV和声频解码时间标记的作用。分离的视频数据加到并且暂时存储在视频缓冲器6中，类似地，分离的声频数据加到并且暂时存储在声频缓冲器8中。
时钟寄存器26由分离的系统时钟基准SCR预置并且接到时钟发生器27，它根据MPEG标准产生一个90KHz的时钟信号。因此时钟寄存器26从它的预置计数由时钟发生器27产生的每个时钟信号递增，因而产生称为系统时间时钟值STC的定时数据。系统时间时钟STC同时接到比较器23和25。视频解码时间标记寄存器22接收并存储分离的视频解码时间标记DTSV，并且将这个视频解码时间标记加到比较器23。当系统时间时钟STC递增到等于视频解码时间标记DTSV的计数时（STC＝DTSV），比较器23产生一个视频解码开始信号。类似地，声频解码时间标记寄存器24接收并存储分离的声频解码时间标记DTSA。这个存储的声频解码时间标记加到比较器25;而且当系统时间时钟STC递增到等于声频解码时间标记DTSA的计数时（STC＝DTSA），比较器25产生一个声频解码开始信号。
视频缓冲器6（图6B）最好是先进先出（FIFO）存储器的型式，并且提供分离的视频数据到视频解码器7。当比较器23产生视频解码开始信号时，视频解码器开始解码暂时存储在视频缓冲器8中视频数据。
类似地，声频缓冲器8可以是一个FIFO存储器;而且将由数据分离器21分离的声频数据提供给声频解码器9。当比较器25产生声频解码开始时，允许声频解码器开始解码暂时存储在声频缓冲器8中的声频数据。
图6A还示出了控制电路28，它可以是一个中央处理单元，连接到数据分离器21，以便向它提供各种控制命令信号。控制电路28响应由输入部分29由操作者产生的输入信号，该信号用于控制数据重现设备的整个工作。例如，操作者可启动输入部分29产生一般在光盘驱动设备中的那些信号，如播放、停机、暂停，跳过等。图6A表示输入部分29也接到光盘驱动器1，以便向它提供这种操作者产生的输入信号。
图8是数据比较器21和视频及声频解码器7及9之间定时关系的图解定时图。假定由输入部分29产生一个播放信号，于是控制电路28提供一个多路分解指令到数据分离器21。再假定在时间t1（图8）数据分离器21开始它的多路分解工作，而且为了方便起见，这个时间t1可等于系统时间基准SCR。因此，时钟寄存器26以这个时钟值t1预置。在图8中线A表示视频数据开始写入视频缓冲器6;而且应知道，线A的斜率相应于这种视频数据写入的转送速率。时间t2代表视频解码时间标记DTSV。因此，当时钟寄存器26从时钟值t1递增到时钟值t2时，比较器23提供视频解码开始信号到视频解码器7，于是已暂时存储在视频缓冲器6中一个视频数据单元被解码。如图8中所示，这个单元等于一个视频帧或者一个视频图象。
在图8中，不连续的线B代表从视频缓冲器6读出并由视频解码器7解码的视频数据。图8还表示了视频缓冲器6的容量。应该认识到，如从视频缓冲器6读出视频数据的速度太低，即它比视频数据写入的速率小，则缓冲器可出现溢出。相反地，如果在新的帧写入之前视频缓冲器的内容被读出，可能出现缓冲器下溢。线A下面的阴影区图解表示仍然在视频缓冲器6中的视频数据的数量。
当视频数据的整帧已被解码时，视频解码器7产生一个垂直同步信号。如果该视频解码器接到一个合适的视频显示器，则在它显示之前一个时延（视频解码时延）加给了解码的视频信号。这个时延关系也表示在图8中。
应该知道，在图8中描绘的和上面结合视频解码信道叙述的定时关系同样适用于声频解码信道。但是，这里称为同步关系的、在视频解码器7和声频解码器9之间的定时关系取决于通过系统时间基准SCR进行的时钟寄存器26的预置和该时钟寄存器递增到分别等于视频和声频解码时间标记的系统时钟值。但是，由于视频和声频解码时间标记是由数据分离器21分离的，可能出现由视频和声频缓冲器引起的在视频和声频数据之间的同步关系的任何变化将呈不被检测的情况。现在叙述示于图6B和6B中的设备可能出现的并且是不被检测因此是不校正的同步差错的一个例子。
假定从光盘驱动器再生的数据显现一个高差错率以致ECC电路3不能校正这种差错。参见图9A，假定从光盘再生的连续图象间隔是图象P12，B11，P14，B13，I1，B0，P3和B2，其中数字代表图象间隔，而字母代表通常的MPEG特征，即I称为帧内编码视频图象，P称为前向预测编码视频图象，而B称为双向预测编码视频图象。假定没有不可校正的差错，视频解码器7解码包括在所加的连续图象间隔中的视频数据，并且以图9B所示的适当的图象顺序重新安排解码的数据。与MPEG一致，一组图象（GOP）包括14个图象或图象间隔，包含在GOP中的第一图象的数目复位为0。
假定在重现图象间隔P14中出现不可校正的差错，如图9C所示。例如，可能出现的视频信息包标题信息丢失。由于视频解码器7不能解码视频图象P14，则视频解码器简单地跳过这个图象，而且如图9D所示，解码图象间隔P12，B11，B13，I1，B0，P3和B2，如像图象P14从未出现一样。因此，如在图9E中所示，出现了视频解码器的输出。但是，当图9E与图9B比较时，可看到，当出现防碍图象P14解码的差错时，解码的图象顺序前进一个图象间隔。但是，由于在声频数据中没有出现类似的差错，声频解码器9不能类似地前进解码的声频数据的个数。因此，这时解码的视频和声频数据之间显示出失步。
因为数据分离器21工作以便从由环缓冲器4所加的多路复用数据分离出视频和声频解码时间标记，如上所述，当一单位的视频数据丢失但一单位的声频数据不丢失时，在从数据分离器21加到视频和声频缓冲器6和8的视频和声频数据之间重新建立同步在结构上是困难的。因此，在出现上述差错的视频和声频数据之间重新建立同步要求相当复杂的处理下行的视频和声频缓冲器。
要求重新同步的条件的另一个例子参照“暂停”操作进行叙述，其定时关系示于图10A-10C。在没有差错时，和在正常的播放操作期间，视频和声频数据被解码并以图10所示的方法显示。如前所述，一单位的视频数据相应于一个视频图象或者图象间隔，而一单位的声频数据包括预定数量的声频信息的样值（作为一个例子，512样值包括一单位的声频数据）。很清楚地看到，一单位的视频数据的长度比一单位的声频数据的长度长。此外，在一单位的视频数据的长度和一单位的声频数据的长度之间没有整数倍的关系（LV≠nLA，LV是一单位的视频数据的长度，LA是一单位的声频数据的长度，而n是整数）。从图10A很清楚知道，视频和声频数据之间的同步关系连续地变化。但是，参照一个任意的图象间隔，图10A表示了在图象间隔D14的开始和单位A10的声频数据的开始之间的时差td。
假定在图象间隔B13显示的时间期间，如图6A和6B所示的重现设备的用户启动暂停操作，如图10B所示。由于这个暂停操作，图象间隔B13被重复显示。声频解码器9解码单位A7，A8和A9的声频数据;但是由于单位A10伴随图象间隔P14，和由于图象P14不解码和显示，在单位A9的声频数据解码之后，存在无噪声的情况。
当暂停操作结束，如图10C所示，显示下一个图象间隔P14;而且在图象间隔P14的开始之后的时间td，解码下一单位A10的声频数据。为了在视频和声频数据之间地确地同步，单位A10的解码必须在图象P14的开始之后的时延时间td开始。
但是，在图6A和6B所示的重现设备中，图象间隔P14和单位A10的声频数在初期从光盘再生的多路复用数据中分离出，类似的，视频和声频解码时间标记在初期存储在寄存器22和24中。分离的视频图象P14存储在视频缓冲器6中，分离的单位A10的声频数据存储在声频缓冲器8中，视频解码时间标记DTSV存储在寄存器22中和声频解码时间标记存储在寄存器24中，在视频图象P14的开始和单位A10的声频数据之间的时差td是很难检测的。因此，而且如上所讨论的，这个时延td是可变的，在暂停操作结束时很难恢复视频和声频数据的正确同步。
当由于高差错率已防碍初始读出数据的正确地翻译而光盘驱动器1工作以便（例如）从一个特定的扇区重读出数据时，图6A和6B所示的设备出现有另一个缺点。例如，如果光盘驱动器遭受到震动，振动或机械干扰，因此从光盘的一部分读出的数据出现不可校正的差错，响应这个不可校正的差错，控制电路28可命令光盘驱动器重读记录媒体的同一部分。典型地，这样重读得到校正的数据，然后可被正确地解码。例如，如果光盘驱动器是一个CD-ROM，则可要求最大达到300毫秒用于存取和重读该光盘的同一部分。但是，在重读操作期间，提供新的视频和声频数据到视频和声频缓冲器6和8被中断了。尽管如此，事先已存储在其中的数据被解码了。因此，在新数据提供之前，环缓冲器4、视频缓冲器6和声频缓冲器8的内容可能已用完。这个下溢条件可能导致在显示的视频图象和声频伴音中严重明显的中断;并且构成希望避免的缺点。
因此，本发明的一个目的是提供数据重现设备，它避免了上述的其它提到的缺陷，缺点和不足。
本发明的另一个目的是提供数据重现设备，它重现多路复用视频和声频数据，并且检测和校正在它们之间可能出现的同步差错。
本发明的进一步目的是提供上述类型的设备，在暂停操作结束时，它能容易地恢复在重现的视频和声频数据之间的正确同步。
本发明的附加的目的是提供上面提到的类型的设备，在数据从记录媒体的一部分重读的情况下，它避免了下溢情况的出现。
本发明仍有一个目的是提供上面提到的类型的设备，在检测的失步的情况下，该设备选择地提供在视频图象的解码中的等待或跳过操作。
本发明的另一个目的是提供上面提到的类型的设备，其中在暂停操作之后和再读出操作之后的重新同步是以相似的方法进行的。
从随后的详细叙述中很容易了解本发明的其它目的、优点和特性，在所附的权利要求中特别指出了独到处。
根据本发明，提供从记录媒体上重现视频数据的设备，在该记录媒体上以多路复用的形式记录了视频数据，代表基准时间的基准时间数据和代表从记录媒体重复的视频数据的解码应该开始的时间的视频时间数据。基准时间数据是从多路复用的数据中分离出的并且用于产生定时数据。从记录媒体重现的视频数据和视频时间数据存储在一个视频缓冲器中，和在那个缓冲器中的视频时间数据被提取出。缓冲器连接到一个视频解码器，视频解码器解码暂时存储在该缓冲器中的视频数据;视频解码器的工作是按照产生的定时数据和提取的视频时间数据之间的比较的函数进行控制。
作为本发明的一个特性，当产生的定时数据基本上等于提取的视频时间数据时，视频数据的解码开始。当产生的定时数据与提取的视频时间数据互相相差至少一个预定的数量时，同步差错被指出。作为本发明的一个方面，如果提取的视频时间数据超过产生的定时数据至少这个数量时，由视频解码器进行的视频数据的解码被时延一个图象间隔，即使视频解码器等待。相反地，如果产生的定时数据超过提取的视频时间数据至少上述预定的数据，则该视频解码器跳过到下一个视频图象进行解码操作。
作为本发明的另一特性，记录在记录媒体上的多路复用数据还包括声频数据和代表重现的声频数据的解码应该开始的时间的声频时间数据。该设备还包括一个声频缓冲器，用于暂时存储从记录媒体再生的声频数据和声频时间数据，一个声频时间数据提取器，用于从再生的声频数据中提取声频时间数据，和一个声频解码器，用于解码暂时存储在声频缓冲器中的再生的声频数据，声频解码器根据产生的定时数据和提取的声频时间数据之间比较的函数进行控制。
本发明的另一个特性，可产生一个中断命令暂时地中断从记录媒体再生新的多路复用数据。视频解码器响应该中断命令而时延，直到该中断命令终止视频数据的下一个图象间隔的解码为止。作为本发明的一个方面，在中断命令期间定时数据被冻结，在提取的视频时间数据大于冻结的定时数据时，该解码器被禁止解码下一个图象间隔的视频数据。在中断命令终止时恢复定时数据的再生;一旦定时数据超过提取的视频定时数据时，则视频解码器解码下一个图象间隔。
本发明的另一个特性，可产生一个重读命令使得记录媒体的一部分被重读出，同时使得视频解码器延时视频缓冲器中的视频数据的解码直到加上重读的视频数据时为止。作为本发明的一个方面，定时数据被冻结直到重读出的视频数据加到视频缓冲器为止;当提取的视频时间数据大于冻结的定时数据时，视频解码器被禁止解码视频数据。当重读出的数据加到视频缓冲器时恢复定时数据的产生;当产生的定时数据超过提取的视频时间数据时，视频解码器被启动。
本发明的一个重要特性是视频时间数据提取器连接到视频缓冲器的输出，以致于视频解码器的上游之后立即提取视频时间数据。类似地，声频时间数据提取器连接到声频缓冲器的输出，以致于声频解码器的上游之后立即提取声频时间数据。因此，可以容易而准确地检测同步误差。这也允许仅仅通过比较提取的视频时间数据和产生的定时数据很容易的检测视频缓冲器的溢出或下溢情况。同样地，通过简单地比较提取的声频时间数据和产生的时间数据可以很容易检测声频缓冲器的溢出或下溢情况的出现。此外，视频和声频数据之间的同步可以简单地比较提取的视频时间数据和提取的声频时间数据进行确定。
通过举例而不是对本发明的限定所给出的详细说明结合附图将更加清楚了，其中：
图1，1A和1B包括引用本发明的数据再生设备的方框图;
图2是存储在图图1B的声频缓冲器8A中的数据的结构的图解表示;
图3A-3F是定时图，它有助于理解从本发明得到的优点;
图4，4A和4B包括类似于图1，1A和1B所示的但对它作了一些修改的数据再生设备的方框图;
图5A-5D是定时图，它有助于理解引用在图4A和4B的实施例中的本发明得到的优点;
图6，6A和6B是迄今为止建议的数据再生设备的方框图;
图7是在图1，4和6的设备中再生的数据的多路复用数据格式的图解表示;
图8是定时关系的图解表示，它有助于理解图6，6A和6B的数据再生设备工作方法;和
图9A-9E和10A-10C是定时图，它有助于解释与图6，6A和6B的数据再生设备有关的缺陷和缺点。
现在参见附图，其中相同部分沿用相同的标号，当安排成图1所示时，图1A和1B包括说明本发明已找到应用的数据再生设备的方框图。将会知道，在图1A和1B中所示的数据再生设备与图6A和6B所示的数据再生设备非常相似;为了方便和简化起见，和努力避免不必要的重复，只是对于前面图6A和6B叙述的设备和现在结合图1A和1B叙述的设备之间的那些差别进行说明。图1A中的多路分解器5A与图6A中的多路分解器5的差别在于：多路分解器5A不包括视频解码时间标记寄存器22，声频解码时间标记寄存器24或比较器23和25。相反地，多路分解器5A包括一个数据分离器21A，与数据分离器21相反，它不从编码的视频数据中分离视频解码时间标记数据DTSV。由于下面讨论的原因，数据分离器21A多路分解声频数据和声频解码时间数据DTSA，但是正如将要讨论的，多路分解的声频数据和声频解码时间标记数据以仍然保持它们之间的定时关系的方法被存储在声频缓冲器8A（图1B）中。
数据分离器21A还分离系统时钟基准SCR，系统时钟基准用于预置时钟寄存器26，响应由时钟发生器27产生的90KHz时钟信号，时钟寄存器26被递增以产生系统时间时钟的定时数据STC。
图1B的视频缓冲器6A类似于前述的视频缓冲器6，并且连接到数据分离器21A，用于从该数据分离器接收以它们的时分多路复用的形式的视频数据和视频解码时间标记数据DTSV（如图7所示）。视频缓冲器的输出接到一个视频解码时间标记提取器30，它适用于从暂时存储在宙频缓冲器6A中的多路复用的视频数据中提取视频解码时间标记数据DTSV。视频缓冲器还接到视频解码器给该视频解码器提供已经提取了视频解码时间标记数据的视频数据。因此，与前面建议的示于图6A和6B中的设备相反，视频解码时间标记数据和视频数据一起存储在视频缓冲器6A中，因此保留了它们的同步关系，而且在视频数据提供给视频解码器7之前不提取视频解码时间标记数据DTSV。
同步控制电路31（图1B）连接到时钟寄存器26，响应于由时钟发生器27所加的90KHz时钟信号当预置的计数被递增时，从时钟寄存器26接收由该时钟寄存器产生的定时数据。同步控制电路还接到视频解码时间标记提取器30，作为一个例子，可以包括重合检测器以检测什么时候由时钟寄存器产生的定时数据已被递增等于提取的视频解码时间标记数据DTSV。正如将要叙述的，同步控制电路31还适用于确定什么时候视频解码时间标记数据超过产生的定时数据（DTSV＞STC），还确定什么时候产生的定时数据大于提取的视频解码时间标记数据（STC＞DTSV）。一个控制信号从同步控制电路加到视频解码器7，响应检测的视频数据的同步关系用于控制视频解码器的工作，即，作为一个例子，视频解码器的工作按照产生的定时数据STC和提取的视频解码时间标记数据DTSV之间关系的函数进行控制。
数据分离器21A从声频数据中多路分解声频解码时间标记数据，由于现在要叙述的原因，声频数据以声频信息包的形式从环缓冲器4提供。如上所述，如图7所示的，再生的视频和声频数据的结构是按照MPEG标准建立的。根据这个标准，包含在声频信息包标题中的声频信息包开始码的比特图形可作为实际的信息数据出现，这是可能的。因此，如果声频数据和声频解码时间标记数据DTSA以它们的多路复用形式保持在声频缓冲器8A中，有可能实际的信息可被错译为声频信息包开始码，因此将差错引入到声频信息包开始码的检测操作中。结果，声频解码时间标记数据DTSA可能没有意义，声频解码时间标记数据的检测取决于正确检测声频信息包开始码。因此，为避免这种可能性，数据分离器21A工作作为声频数据的时分多路复用器，因而保证声频解码时间标记数据DTSA的正确分离和检测。从图1A和1B可看出，分离的声频数据和声频解码时间标记数据DTSA加到声频缓冲器8A的分开的输入端;正如现在参见图2将要说明的，虽然存在这个分离，但声频数据和声频解码时间标记数据DTSA之间的同步关系仍然保持在声频缓冲器8A中。
如在图2所看到的，存储在声频缓冲器8A中的声频信息（正如这里所用的，用语声频信息”意味着分离的声频数据和声频解码时间标记数据DTSA）是由标志比特识别。特别是，这个标志比特附加在每个声频信息字符（如一个声频信息字节），在标志比特复位到“0”时识别声频数据，而在标志比特置“1”时识别声频解码时间标记数据TDSA。这样，即使数据分离器21A已多路分解声频解码时间标记数据和声频数据，这个多路分解的声频信息仍然以它们原始的定时关系存储在声频缓冲器8A中，如图2所示的声频信息字符的标志比特所代表的。因此，声频缓冲器8A和前述的视频缓冲器6A保持分别存储在其中的声频和视频数据的同步关系，因为这些缓冲器还存储它们各自的声频和视频信息包的声频和视频解码时间标记数据。
声频缓冲器8A类似于前述的声频缓冲器6并且连接到声频解码时间标记提取器32，提取器32适用于从声频缓冲器的内容中提取声频解码时间标记数据DTSA。声频缓冲器还接到声频解码器9，向它提供用于解码的暂时存储的声频数据。应懂得，在图1A和1B所示的再生设备中，声频解码时间标记数据DTSA与声频数据一起被保持着，直到声频数据提供给声频解码器9时为止，因此保持声频数据的同步关系。
提取的声频解码时间标记数据DTSA由提取器32提供给同步控制电路31，用于与由时钟寄存器26产生的定时数据STC进行比较。同步控制电路检测什么时候定时数据已递增到等于提取的声频解码时间标记数据（STC＝DTSA），还检测什么时候声频解码时间标记数据DTSA大于定时数据（DTSA＞STC）和什么时候定时数据大于声频解码时间标记数据（STC＞DTSA）。声频解码器9的工作按照这个检测的同步关系的函数进行控制，即，定时数据STC和提取的声频解码时间标记数据DTSA。此外，为了检测和校正视频和声频解码器之间的同步误差，同步控制电路31起着将提取的视频解码时间标记数据的值与提取的声频解码时间标记数据的值进行比较的作用。
现在参照图3A-3F叙述在图1A和1B中所示的再生设备工作的方法。假定视频和声频数据以图7所示的MPEG格式记录在记录媒体上，如光盘上。再假定记录的视频数据代表连续的图象间隔P12，B11，P14，B13，I1，B0，P3和B2，如图3A所示。再假定记录在这些图象间隔的每个间隔的开始的视频信息包标题中的视频解码时间标记数据是如图3A所示的、由值N+0，N+3003，N+6006，N+9009，…N+x（3003）表示的，其中x代表图象间隔的顺序。由于时钟发生器27产生一个90KHz的时钟信号，和由于在NTSC制式中视频帧速率（或者图象间隔率）是29.97Hz，所以在一帧或图象间隔中产生的时钟信号数为90KHz/29.97Hz＝3003。
例如通过光盘驱动器1从记录媒体再生的多路复用视频和声频数据被解调，由ECC电路3进行差错检测和校正并存储在环缓冲器4中。多路复用的数据从环缓冲器读入多路分解器5A;数据分离器21A给视频缓冲器8A提供视频数据和视频解码时间标记数据DTSV（它们保持它们的时分多路复用形式，因此保持它们的同步关系），还给声频缓冲器8A提供多路分解的声频数据和声频解码时间标记数据DTSA，正如上面已经叙述的，还仍然保持它们的同步关系。数据分离器21A还从再生的多路复用数据分离系统时钟基准SCR，以这个基准值预置时钟寄存器26。这个预置值以时钟发生器27产生的90KHz时钟信号递增以产生定时数据STC，在同步控制电路31中，定时数据STC与提取的视频解码时间标记数据DTSV比较，还与分别由提取器30和32所加的提取的声频解码时间标记数据DTSA比较。在图3A中，产生的定时数据的值表示为沿着水平轴低于提取的视频解码时间标记数据DTSV的值。当STC＝DTSV时，同步控制电路31提供一个合适的信号到视频解码器7（例如开始信号，启动信号，控制命令等等），于是视频解码器开始解码存储在视频缓冲器6A中的视频数据。解码的视频数据作为视频输出信号提供给未示出的设备（如视频显示设备）。在这里虽然没有特别地表示和叙述，应该懂得，以类似的方法，声频解码器9由同步控制电路31控制，在STC＝DTSA时解码存储在声频缓冲器8A中的声频数据。
图3B说明视频解码器7的输出，这里也称为显示输出，可看到解码的视频图象以它们的原始顺序存储，即B11，P12，B13，P14，B0，I1，B2和P3。为了一致，应该懂得，加到图1B中的解码器的图象间隔和图9A所示的（和加到图6B的解码器7）图象间隔相同，而且图3B中所示的解码器输出与图9B中所示的解码器输出相同。保持这个一致性以便更好地了解本发明的优点。
现在，假定在再生的图象间隔P14中存在了不可校正的差错，如图3C中以“x”表示的。作为一个例子，图象间隔P14的视频信息包标题信息可能丢失，因此使它不能恢复和显示这个图象。可回想一下当叙述图9C时假定了这种相同的差错情况。因此，由于图象间隔P14不能重现，环缓冲器4给数据分离器21A提供了后面是图象间隔B13的图象间隔B13的图象间隔B11，因此，删去了图象间隔P14，如图3D所示。但是，虽然图象间隔P14的视频数据没有提供给数据分离器21A，但是假定这个图象间隔的信息包标题是以这个值预置时钟寄存器26的，数据分离器21A从这个提供的数据分离出系统时钟基准SCR。可替代地，时钟寄存器也可以是锁相控制的，以便递增这个值。
但是，由于环缓冲器4没有提供图象间隔P14的视频数据，数据分离器21A接着接收图象间隔B13的视频数据。这个视频数据由数据分离器转送到视频缓冲器6A并且从中提取视频解码时间标记数据DTSV和提供给同步控制电路31。正如从图3A和3D可看出，假定图象间隔B13的视频解码时间标记数据是DTSV＝N+9009。
已经由与图象间隔P14相关的系统时钟基准SCR预置（或者递增到）的时钟寄存器26被递增，因此，由时钟寄存器产生的定时数据在这里假定被递增到值STC＝N+6006。同步控制电路31比较提取的视频解码时间标记数据DTSV与产生的定时数据STC并且检测什么时候DTSV-STC＝3003。即，同步控制电路检测什么时间提取的视频解码时间标记数据和产生的定时数据之间的差别相差基本上等于一个视频帧或图象间隔的数量。因而，同步控制电路确定在视频数据的解码中已出现了同步误差并提供一个“等待”控制信号到视频解码器7，因此延时一个图象间隔解码存储在视频缓冲器6A中的视频数据。对视频解码器的这个控制图解表示在图3E中，其中存储在视频缓冲器6A中的视频数据即图象间隔B13的视频数据的解码视时延了一个图象间隔。由于这个时延，由时钟寄存器26产生的定时数据与提取的视频解码时间标记数据之间的正确的同步关系恢复了。
如图3F中所示，当图象间隔B13的解码被时延一个图象间隔时，先前解码的图象间隔只是简单地重复，因此避免了在视频图象在显示时不连续。即表明，由时延图象间隔B13的解码形成的“间隙”通过重复先前解码的图象“填满”了。
从前面的讨论可认识到，在使它不能重现一单位的视频数据（即一个图象间隔）的不可校正的差错情况，控制视频解码器时延或者待一个单位。类似地，如果不能校正的差错使它不能恢复一单位的声频数据（如这里所述的，已假定一单位包括512声频样值，虽然一个声频单位的长度不必限制在这个数），同步控制电路31控制声频解码器9以便时延声频数据的解码一个或几个声频单位。为了避免或者至少是减少不希望的或者讨厌的声音（这些声音可被感觉为“咯哒”或其它刺耳的噪声），声频静噪在差错定位之前和之后的一个持续时间进行。
前面的讨论已经说明了同步误差的校正方法是通过时延视频解码器7或声频解码器9的工作达到的。但是，如果再生一个错误的视频解码时间标记DTSV，例如，如果视频解码时间标记数据的一部分被删去，而且这个错误不能校正，则同步控制电路31控制视频解码器7“跳过”它的解码操作一个视频单位。例如，如果STC-DTSV＝3003，则视频解码器跳到被装入视频缓冲器6A的下一个单位的视频数据，而且不解码已在先前存储在其中的视频数据。
视频解码时间标记数据DTSV与由时钟寄存器26产生的定时数据的比较有助于预期视频缓冲器6A的下溢或溢出情况。例如，条件DTSV＞STC可表明视频解码操作是提前的，而这可能可导致缓冲器下溢情况。对这种可能的下溢的校正简单地从同步控制电路31向视频解码器7提供一个时延指令达到，因而恢复正确的同步关系。相反地，如果DTSV＜STC，则表示缓冲器溢出情奖品的可能性。这个溢出可简单地通过向同步控制电路31向视频解码器7提供一个跳过指令进行校正。这个溢出/下溢指示很容易检测，因为视频解码时间标记数据仍然是以具有在视频缓冲器6A中的视频数据的它的多路复用形式，而且不是由数据分离器21A分离的上游（如在图6A和6B所示的装置中的情况）。即，由于视频数据的定时关系保持在视频缓冲器中，从中提取视频解码时间标记数据允许简单和容易地指示可能的缓冲器下溢或溢出。
以类似的方法，通过确定是否DTSA＞STC或者DTSA＜STC可以检测声频缓冲器8A的可能下溢或溢出情况。通过控制声频解码器9时延或跳过它的解码操作可达到校正;为避免由于时延或跳过而出现的讨厌的声音，在同步误差检测之前和以后的一个持续期间进行静噪。
在这里叙述的实施例中，视频解码时间标记提取器30直接接到视频缓冲器6A的输出并且放置在视频解码器7的一个级上游中。类似地，声频解码时间标记提取器32直接接到声频缓冲器8A的输出，而且放在声频解码器9的直接上游的一级。作为替代，提取器30和32可分别直接放置在解码器7和9中。
作为上述实施例的进一步修改，视频和声频解码时间标记数据可以用可替代的、等效的、称为代表时间标记（PTS）数据的时间数代替。这种代表时间标记数据可放置在一些，尽管不必全部的信息包标题中，以表示在该信息包中的视频或声频单位应该显示的时间。将会认识到，代表时间标记和视频数据或声频数据的解码应该开始的时间之间存在预定的关系。因此，提取器30和32可分别包括合适的变换电路，将代表时间标记数据变换为视频和声频解码开始信号。
现在结合安排为图4所示的图4A和4B的方框图叙述图1A和1B所示的实施例的修改。通过比较图4A与1A可看到这些实施例之间的显著差别。在图1A中，控制电路28从输入部分29接收输入信号并提供相应的指令给数据分离器21A，如播放，暂停，等。正如图1A中还示出的，由输入部分29产生的这些输入信号提供给光盘驱动器1以开始相应的重现操作。还可看到，在图1A中的输入部分29，控制电路28和光盘驱动器1之间的装置基本上与图6A中所示的基本相同。但是，在图4A中，输入部分21只接到控制电路28A，控制电路28A又提供相应的命令指令到光盘驱动器1，数据分离器21A和时钟寄存器26A。从图4A还看到，控制电路28A从ECC电路3接收状态指示，它指示不能校正的差错情况。因此，为了讲清楚图4A的控制电路和时钟寄存器是与图1A中的控制电路和时钟寄存器不同的，使用了后缀“A”。
在图4A的实施例中，控制电路28适用于给光盘驱动器1提供一个“再读”命令，在原始读出的数据不能正确地翻译时，重读命令适用于控制光盘驱动器从特定部分重读出该数据。例如，假定图7所示的数据信息包被记录在扇区中（例如，一个或几个信息包可记录在单个扇区中），重读命令可控制光盘驱动器重读出数据已经再生的最后扇区。典型地，在由于光盘驱动器已遭受震动或振动出现差错时，这个重读命令可提供给光盘驱动器1。
此外，控制电路28A适于给时钟寄存器26A提供一个命令，它启动或禁止时钟寄存器计数时钟信号。响应这个启动命令，时钟寄存器以其正常方式工作以便计数由时钟发生器27产生的时钟信号，因而递增定时数据STC。响应禁止命令，时钟寄存器“冻结”存储在其中的计数值而且不在计数由时钟发生器27提供的时钟信号直到接着收到启动命令为止。
作为图4A和4B所示实施例工作的方法的一个例子，假定，在正常播放操作期间，设备的使用者开始暂停操作。例如，输入部分29的暂停开关启动。结果，控制电路28A提供一个暂停命令到光盘驱动器1，因而从记录媒体进一步读视频和声频数据被中断。当然，在这时，在暂停操作开始之前已经读出的视频和声频信息被存储在视频和声频缓冲器6A和8A。特别是，如在图5A中所示的，如果暂停操作还没有开始，从记录媒体再生的连续的视频图象P12，B11，P14，B13，I1，B0，P3和B2被提供给视频解码器7，这与提供给视频解码器的图象间隔的顺序相同，如对于图3A的上面已叙述的那样。图5A还表示包括在每个指示的图象间隔的视频信息包标题中的视频解码时间标记数据DTSV;而且图5A另外代表定时数据STC值，因为时钟寄存器26A由时钟发生器27递增。即，如上面已讨论的，在解码再生视频数的正常操作期间，时钟寄存器26A由分离的系统时钟基准数据SCR预置，然后，当递增以致STC＝DTSV时，视频解码器7由同步控制电路31控制开始解码存储在视频缓冲器6A中的视频数据。因而，在正常的播放操作期间，视频解码器提供连续的图象间隔供显示，正如图5B中所示。
假定暂停操作是在视频解码器7进行解码图象间期P14的视频数据的时间点开始的，如在图5C中所示。进一步假设由时钟寄存器26A在控制电路28A产生暂停命令的时候产生的定时数据呈现值STC＝N+8000。时钟寄存器响应这个暂停命令中断其时钟信号计数操作，因而冻结其中的定时数据在值STC＝N+8000。如图5C中所示，虽然定时数据的值被冻结，视频解码器7仍然继续工作并且完成其图象间隔P14中的视频数据的解码。在视频解码器试图解码下一个图象间隔B13的视频数据时，包括在图象间隔B13的信息包标题中的视频解码时间标记数据DTSV在同步控制电路31中与时钟寄存器26A的定时数据进行比较。但是，可看到，由于定时数据仍然冻结在STC＝N+8000，而且由于图象间隔B13的视频解码时间标记数据是DTSV＝N+9009，同步控制电路检测DTSV＞STC。因而，如上面已叙述的，同步控制电路31控制视频解码器7时延存储在视频缓冲器6A中的视频数据的解码。即，视频解码器等待直到由同步控制电路加上一个启动控制信号为止。当然，在解码器7等待解码来自视频缓冲器6A的在下一个图象间隔中的视频数据时，作为视频解码器来的输出视频信号先前已提供的视频图象即图象P12重复地作为输出视频信号提供，如图5D所示。
虽然这里没有示出，应该知道在选择暂停操作时，进行类似的声频解码器9的等待控制。当然，如上面已讨论的，在暂停操作的持续期间进行声频静噪。
现在假设在图5C所示的时间点使用者终止暂停操作。因此，控制电路28A给光盘驱动器，提供一个播放命令，因而从记录媒体再次再生进一步的数据信息包，而且控制电路还给时钟寄存器26A提供一个启动命令，因而响应由时钟发生器27提供的时钟信号，时钟寄存器再次递增其计数值。因此，这时时钟寄存器从STC＝N+8000递增其计数。由于由时钟寄存器26A产生的定时数据STC增加，同步控制电路31检测何时STC＞DTSV。在那时，同步控制电路提供一个启动信号给视频解码器7，因而视频解码器开始解码存储在视频缓冲器6A中的下一个图象间隔的视频数据。
在上述的暂停操作中，时钟寄存器26A被禁止和随后启动的时间被认为对于由视频解码器7解码存储在视频缓冲器6A中的视频数据是任意的和随机的。因此，在取消暂停操作时，在视频解码时间标记和由时钟寄存器26A产生的定时数据之间的关系丢失了。因而，在视频解码时间标记提取器30从存储在视频缓冲器6A中提取视频解码时间标记数据DTSV＝N+9009的时间点，定时数据可被递增到值STC＝N+10000在理论上是可能的。这个理论上的可能性表示在图5C中。为了校正这个可能的问题，由视频解码器7（或者其它视频处理电路，未示出）产生的同前信号可提供给提取器30和/或同步控制电路31，时钟寄存器26和控制电路28A，使得暂停操作的开始和结束与视频信号或其解码同步。这将保持提取的视频解码时间标记数据DTSV与由时钟寄存器26A产生的定时数据STC之间的正确关系。
慢放操作（例如慢移动显示）是类似于暂停操作。特别是，在输入部分29给控制电路28A提供慢放输入信号时，控制电路控制光盘驱动器1和时钟寄存器26A进行交替的播放和暂停操作。例如，如果执行暂停操作一个图象间隔的持续时间，接着播放操作一个图象间隔，接着一个暂停操作，以此类推，则进行大约一半的速度的慢放显示。如果暂停操作进行两个图象间隔，接着播放操作一个图象间隔，则进行1/3速度的慢放显示。当然，在暂停操作期间，时钟寄存器26A，同步控制电路31和视频和声频解码器7和9被控制的方法在上面已经讨论了。
由于暂停操作可用于反映用户通常称为真正的“暂停”方式，也用于反映可变的慢移动播放方式，所以应该更准确的叙述上述的操作好象控制电路28A产生一个中断命令以便暂时地中断光盘驱动器1从记录媒体重现新的多路复用数据。
假定光盘驱动器1受到冲击，如震动或振动，使得ECC电路3不能校正出现在重现数据中的得到的差错。在这种情况下，ECC电路给控制电路28A提供指示已经出现不可校正差错的ECC状态数据，和进一步识别包含已经再生的不可校正的差错的数据的记录媒体的位置（例如扇区数）。响应这个ECC状态数据，控制电路28A提供一个重读命令给光盘驱动器1，而且也给时钟寄存器26A提供上述的中断命令。因而，时钟寄存器，同步控制电路31，视频解码器7和声频解码器9的操作基本上与上面关于暂停操作所叙述的相同。当视频解码器7被禁止从视频缓冲器6A中的下一个图象间隔解码视频数据，和继续提供作为显示的输出的先前解码的图象间隔时，光盘驱动器1从已经再生不可校正的数据的相同位置（或扇区）重读视频数据。当然，在这种数据被重读出而且不含差错，或者如果出现差错，这种差错被校正，则一个合适的ECC状态指示提供给控制电路28A，因而由控制电路先前已产生的中断命令被终止了。结果，重读多路复用的数据被解码和显示。当然，正如上面已经叙述的，在光盘驱动器被控制重读记录媒体的间隔期间，显示静止的视频图象和静噪的伴音，以致于在这个间隔期间，不给使用者提供烦恼的或讨厌的显示。
因此，可看到，由于出现不可校正的差错而进行重读操作时，禁止解码器解码存储在视频和声频缓冲器6A和8A中的视频和声频数据，直到从记录媒体成功地再生重读的数据并提供给视频和声频缓冲器为止。同样的，禁止时钟寄存器26A计数由时钟发生器27提供的时钟信号直到从记录媒体重读的数据成功地再生并且提供给视频和声频缓冲器为止。
在参照优选的实施例已经具体地表示和叙述本发明时，很容易懂得在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。其意图是所附的权利要求被解释为覆盖这里具体公开的实施例、上面已经讨论的修改和所有的等效物。

Claims (17)

1、一种从记录媒体再生视频数据的设备，在该记录媒上以多路复用形式记录视频数据、代表基准时间的基准时间数据和代表从该记录媒体再生所述视频数据的解码应该开始的时间的视频时间数据，所述设备包括：
基准时间数据分离装置，用于从再生的多路复用数据分离出所述基准时间数据和用于根据基准时间数据产生定时数据；
一个视频缓冲器，用于暂时地存储从所述记录媒体再生的视频数据和视频时间数据；
一个视频时间数据提取器，接到所述视频缓冲器，用于从所述视频缓冲器提取视频时间数据；
一个视频解码器，用于解码暂时存储在所述视频缓冲器中的视频数据，所述视频缓冲器接到所述视频时间数据提取器并且接到所述视频解码器；和
同步控制装置，被连接用于接收和比较所述产生的定时数据和所述的提取的视频时间数据，和用于按照该比较的函数控制所述视频解码器。
2、根据权利要求1的设备，其中所述基准时间数据分离装置包括一个时钟发生器，用于产生时间信号，和以所述时钟信号递增由所述基准时间数据建立的基准时间的装置。
3、根据权利要求2的设备，其中所述同步控制装置工作以检测何时所述定时数据基本上等于所述的提取的视频时间数据，以便由所述视频解码器开始所述视频数据的解码。
4、根据权利要求3的设备，其中所述同步控制装置进一步工作以检测何时所述定时数据和所述提取的视频时间数据彼此相差至少一个预定数量，因而指示同步误差。
5、根据权利要求4的设备，其中所述视频数据是以一系列视频图象记录在所述记录媒体上，每个视频图象呈现一个图象间隔;和其中所述同步控制装置另外工作，在所述提取的视频时间数据超过所述定时数据至少所述的预定数量时时延一个图象间隔由所述视频解码器解调视频数据。
6、根据权利要求5的设备，其中所述的同步控制装置还进一步工作，在所述定时数据超过所述提取的视频时间数据至少所述预定数据时使所述视频解码器跳过下一个图象间隔解码所述的下一个图象间隔。
7、根据权利要求1的设备，其中记录在所述记录媒体上的多路复用数据进一步包括声频数据和代表从记录媒体再生的所述声频数据的解码应该开始的时间的声频时间数据，和其中所述的设备进一步包括一个声频缓冲器，用于暂时地存储声频数据和从所述记录媒体再生的声频时间数据，一个声频时间数据提取器，用于从所述记录媒体再生的所述声频数据中提取声频时间数据，和一个声频解码器，用于解码暂时存储在所述声频缓冲器中的再生的声频数据，所述声频缓冲器接到所述声频时间数据提取器和所述声频解码器;和其中所述同步控制装置进一步连接以便接收所述提取的声频时间数据和比较所述声频时间数据与所述产生的定时数据，用于按照比较的函数控制所述声频解码器。
8、根据权利要求7的设备，其中所同步控制装置另外工作以比较提取的视频时间数据与提取的声频时间数据，以响应该比较控制选择的一个视频解码器。
9、根据权利要求3的设备，其中所述视频数据以呈现各个图象间隔的一系列视频图象记录在所述记录媒体上;和进一步包括产生一个中断命令的装置，用于暂时地中断从所述记录媒体再生新的多路复用数据;和其中所述视频解码器响应于所述中断命令时延直到该中断命令终止解码视频数据的下一个图象间隔。
10、根据权利要求9的设备，其中所述递增基准时间的装置在所述中断命令的持续时间被禁止，和其中所述同步控制装置进一步工作以检测何时提取的视频时间数据大于所述定时数据，使得所述视频解码器不解码所述下一个图象间隔的视频数据。
11、根据权利要求10的设备，其中所述递增装置在中断命令终止时被启动;和其中所述同步控制装置另外工作以检测何时所述定时数据大于所述提取的视频时间数据，使所述视频解码器解码视频数据的所述下一个图象间隔。
12、根据权利要求7的设备，进一步包括产生一个中断命令以便暂时地中断从所述记录媒体再生新的多路复用数据的装置;和其中视频和声频解码器响应所述中断命令时延直到所述中断命令终止解码存储在所述视频和声频缓冲器中的视频和声频数据为止。
13、根据权利要求3的设备，进一步包括产生一个重读命令的装置，使所述再生装置从所述记录媒体的一部分重新再生多路复用数据和使所述视频解码器时延解码暂时存储在所述视频缓冲器中的视频数据，直到提供重新再生的视频数据为止。
14、根据权利要求13的设备，其中所述递增基准时间的装置被禁止直到所述重新再生的视频数据加到所述视频缓冲器为止;和其中所述同步控制装置进一步工作以检测何时提取的视频时间数据大于所述定时数据，使所述视频解码器不解码在所述视步缓冲器中的视频数据。
15、根据权利要求14的设备，其中所述递增装置在重新再生的多路复用数据加到所述视频缓冲器时被启动;和其中所述同步控制装置另外工作以检测什么时候所述定时数据大于所述提取的视频时间数据，使所述视频解码器解码那时在所述视频缓冲器中的视频数据。
16、根据权利要求7的设备，进一步包括产生一个重读命令的装置，使所述再生装置从所述记录媒体的一部分重新再生多路复用数据，和使所述视频和声频解码器时延解码分别暂时存储在所述视频和声频缓冲器中的视频和声频数据，直到重新再生的视频和声频数据加上为止。
17、根据权利要求16的设备，其中所述基准时间数据分离装置包括一个时钟发生器，用于产生时钟信号，和递增装置，用于以所述的时钟信号递增由所述基准时间数据建立的基准时间以产生所述的定时数据，所述递增装置被禁止直到所述重新再生的视频和声频数据加到所述视频和声频缓冲器时为止;和其中所述同步控制装置进一步工作以检测什么时候至少一个提取的视频和声频时间数据大于所述定时数据，使所述视频和声频解码器不解码分别在视频和声频缓冲器中的视频和声频数据。
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