CN1138423C - 用于dvd音频解码器系统的位流缓冲和多路分用设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用设备，其使用一个信号分离器对音频程序流和音频静止视频程序流进行多路分用。多路分用的音频静止视频数据以ASVU缓冲器的单元格式存储。这降低了存储空间并允许系统及早检查程序流内的语法错误。该信号分离器还产生显示每个音频静止视频对象的存取地址的音频静止视频地址指示符，因此能够通过解码器快速随机存取。

Description

用于DVD音频解码器系统的位流缓冲和多路分用设备
本发明涉及一种用于DVD音频解码器系统的数据缓冲和多路分用设备。
“用于只读盘第4部分音频规范版本0.9的DVD规范”确定了一种新型的数据流，音频静止视频程序流，以下其称为“DVD音频规范”。音频静止视频流不是利用音频程序流进行多路传输而是存储为其自己单独的对象。这不同于“用于只读盘第3部分音频规范版本1.1的DVD规范”，该规范以下称为“DVD视频规范”，其中所有的单元数据流如音频，视频和子图像都被多路传输进一个逻辑程序流内。音频静止视频对象(ASVOB)由三个单元流对象构成，分别称为加亮显示信息，1至3子图像和静止视频。存在的另一种形式为音频静止视频仅由静止视频对象组成。音频静止视频对象的集合构成了音频静止视频单元(ASVU)。在一个音频静止视频单元内能够存在有限数量的音频静止视频对象。根据DVD音频规范，一个音频静止视频单元限于99个音频静止视频对象，并且大小局限于2兆字节。音频静止视频单元的集合构成了音频静止视频流(ASVUS)。
在DVD音频规范中，DVD音频解码器必须缓冲音频静止视频单元缓冲器内的整个音频静止视频单元。因此需要两个能够解码程序流的信号分离器。其中一个信号分离器从音频静止视频单元缓冲器内多路分用音频静止视频单元程序流，另一个从DVD音频盘中多路分用音频程序流。另外，DVD音频规范还规定音频静止视频单元内的音频静止视频对象能够以任何未知的次序存取直到音频静止视频将被必然选择。因此，需要知道音频静止视频单元内每个音频静止视频的开始位置。
图1所示为以DVD音频规范确定的解码器模式为基础的实施例。当输入数据的类型为音频静止视频程序流时，输入数据经预加载端点0由选择器引导存储(或缓冲)到音频静止视频缓冲器内(ASVU缓冲器)。当数据的缓冲完成后，选择器转换回到解码位置1。当输入数据的类型为音频程序流时，数据被导引到音频程序流信号分离器，DEMUX2，接着多路分用的数据如音频单元流被写入音频信号位缓冲器和其他缓冲器如实时文本比特缓冲器。同时，来自音频静止视频单元缓冲器(ASVU缓冲器)的数据被读进另一个信号分离器，DEMUX1，其将被读进视频，子图像和加亮显示比特缓冲器的数据进行多路分用。音频静止视频地址(ASV地址)表将音频静止视频单元内的每个音频静止视频对象的开始和/或结束地址存储起来。这些地址用于选择将被送到DEMUX1的正确的音频静止视频对象。
如图1所示，很显然进入的数据流包括两个独立的多路分用的程序流，分别称为音频静止视频程序流和音频程序流。从DVD音频解码器来看，这与DVD视频解码器的不同。因此需要两个用于音频静止视频程序和音频程序的程序流信号分离器。因为现有DVD视频解码器系统仅需要一个信号分离器，因此该方案成本更高。换而言之，需要能够同时多路分用两流的单个高速信号分离器。这需要一种能够以传统信号分离器解码速度两倍的速度进行解码的新型信号分离器。这也比使用DVD视频解码器中已有的低速信号分离器昂贵。
本发明公开了一种在音频静止视频单元流被程序流信号分离器多路分用后对其进行缓冲的方法，其中所用的程序流信号分离器同现有DVD视频解码器系统中使用的类似。这就是说仅使用一个程序流信号分离器就能够有效地实现本发明。
另外，在该系统中用于存储多路分用的单元流的比特缓冲器的尺寸也可以减小。这种节约来自于音频静止视频流被多路分用后其尺寸比原始程序流的尺寸小。其他的节约来自于不再需要独立的视频比特缓冲器，子图像比特缓冲器及加亮显示比特缓冲器。存储多路分用的单元音频静止视频数据的音频静止视频单元比特缓冲器已经是比特缓冲器格式了。这也改善了存取特定音频静止视频对象所花费的时间。并且也不必要把音频静止视频对象首先送到信号分离器了。
在音频/视频流的DVD视频多路分用等传统的系统中，只有当需要时程序流才被多路分用。通过在将音频静止视频单元程序流预加载到音频静止视频单元比特缓冲器期间尽早执行多路分用，在数据被解码之前系统能够预先探测到潜在的位流语法错误。
为了解决上述问题，根据本发明设计出一种位流缓冲和多路分用的体系结构。
为了通过不增加系统中额外的信号分离器使成本的下降，本发明提供了一种在将音频静止视频单元程序流预加载到音频静止视频单元比特缓冲器期间对其进行多路分用的方法。为了减少解码系统中使用的位流缓冲器的量，本发明提供了一种用于比特缓冲器存储器共享的装置。为了有助于解码器系统更好地管理位流错误，在DVD音频解码器需要将任何数据提供给使用者之前，多路分用期间对程序流的语法进行错误检测使得解码器能够尽早探测到流错误。为了加快从音频静止视频单元比特缓冲器内存取特定音频静止视频对象的存取时间，多路分用的音频静止视频单元程序流存储在音频静止视频单元比特缓冲器内。同时在音频静止视频单元内每个对象的寻址单元也能够用于加快存取。
根据本发明的基本特征，用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用设备包括：用于将编码的程序流多路分用为单元流的信号分离器；用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的音频静止视频单元比特缓冲器，其中在音频静止视频单元程序流预加载到该音频静止视频单元比特缓冲器期间对其进行多路分用；用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频程序流的位流缓冲器；及用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的寻址单元的音频静止视频对象地址指示符表，该音频静止视频对象地址指示符表还存储多路分用的音频静止视频程序流的状态信息，其中所述信号分离器包括用于将编码的程序流多路分用为单元流的装置；及用于从所述位流缓冲器到所述音频静止视频单元比特缓冲器写入转换的装置，只要输入的位流是音频静止视频程序流所述转换就会发生。
另外，用于存储多路分用的音频静止视频位流的音频静止视频单元比特缓冲器包括：用于存储音频静止视频的单元流的装置，及用于存储音频静止视频单元内所有或子组单元流的开始地址指示符的装置。
在这种结构中，音频静止视频单元比特缓冲器还可包括用于存储与全部或子组音频静止视频单元有关的状态信息的装置。
另外，音频静止视频地址指示符表包括：用于存储音频静止视频单元内全部或子组单元流的开始和/或结束地址指示符的装置，及用于存储与音频静止视频单元的全部或子组有关的状态信息的装置。
状态信息存储装置包括：用于存储语法错误信息的装置；及用于存储其他与音频静止视频单元有关的信息的装置。
本发明的另一方面是提供一种用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用的方法，其包括以下步骤：将编码的程序流多路分用为单元流；存储多路分用的音频静止视频程序流；存储多路分用的音频程序流；及存储多路分用的音频静止视频程序流的寻址单元，其中多路分用步骤包括音频静止视频单元比特缓冲器预加载期间将音频静止视频程序流多路分用。
本发明的另一个方面是提供一种具有位流缓冲器和信号分离器的DVD音频解码系统，所述信号分离器仅是对音频程序流和音频静止视频程序流二者都进行多路分用的一个信号分离器，该信号分离器产生显示每个音频静止视频对象存取地址的音频静止视频地址指示符表，所述位流缓冲器用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频程序流并包括用于以单元格式存储多路分用的音频静止视频数据的装置，所述解码系统还包括用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的音频静止视频单元比特缓冲器，其中在音频静止视频单元程序流预加载到该音频静止视频单元比特缓冲器期间对其进行多路分用。
DVD音频解码器系统从DVD音频盘读入位流并将其送到信号分离器。对于DVD音频解码器，音频静止视频单元程序流是先从盘上读取并传送到信号分离器。信号分离器剥离程序流层并将单元视频，加亮显示信息及子图像流存储在音频静止视频单元比特缓冲器内。这些是DVD音频规范中确定的音频静止视频单元预加载期间进行的。信号分离器还检查音频静止视频程序流的结构以保证其与DVD音频规范中描绘的结构一致。位流错误被报告给系统。信号分离器还保留多路分用的每个音频静止视频对象位置的轨迹。这些寻址单元被缓冲以在音频程序解码期间允许随机存取特定的音频静止视频对象。在解码器完成预加载过程后，从DVD音频盘中读取音频程序流。相同的信号分离器将音频程序流多路分用，其中音频程序流包含音频和其他诸如实时文本的随机的流。多路分用的单元数据存储在适当的比特缓冲器内。
音频解码器从音频比特缓冲器内读取单元流，并将数据解码及呈现出。与此同时，利用存储在指示符表内的音频静止视频对象地址，视频、子图像及加亮显示信息解码器读入合适的音频静止视频对象，并将数据解码呈现给使用者。音频静止视频对象呈现的次序依赖于存储在DVD音频盘内的呈现信息或来自DVD音频解码器系统使用者的交互式控制。
在下面结合附图对实施例的详细描述中能够容易地理解本发明的上述目标和特征，其中相同的部件用相同的标号表示，及其中：
图1为本发明的现有技术。
图2为本发明的DVD音频流缓冲和多路分用系统的实施例；
图3为图2所示实施例的音频静止视频对象地址指示符表和音频静止视频单元比特缓冲器映象的结构。
图4为图2所示实施例的音频静止视频对象地址指示符表和音频静止视频单元比特缓冲器映象的结构的另一个实施例。
在描述之前，需要说明的是由于优选实施例的基本结构是相同的，因此在整个附图中相同的部分用相同的标号表示。
下面参考图2对本发明的一个实施例进行描述。如图2所示，程序流从从程序流输入端点100进入到信号分离器，DEMUX101。输入流是根据ISO13818-1MPEG-2程序流标准和DVD音频和视频规范进行多路传输的。DEMUX101将程序流多路分用为单元数据流。对于本发明目前的实施例并不仅限于此，DEMUX支持多路分用为下列单元流：视频，子图像，加亮显示信息，音频及其他数据如实时文本。DEMUX101将输入流多路分用然后多路分用的单元数据流被写入视频比特缓冲器107，子图像比特缓冲器108，加亮显示比特缓冲器109，音频比特缓冲器110及其他缓冲器111如实时文本比特缓冲器。
在该实施例中，视频缓冲器为逻辑缓冲器，其存储包括在音频静止视频单元内的所有音频静止视频对象的全部视频对象。对于子图像比特缓冲器和加亮显示比特缓冲器也是如此。3组比特缓冲器构成了音频静止视频单元比特缓冲器300。下面将会对该缓冲器的映象进行详细的描述。
从输入端点100输入到DEMUX101的多路传输的程序流有两种类型。音频静止视频单元流是多路传输的视频，子图像和加亮显示数据。音频程序流是多路传输的音频和实时文本数据。相应地，DEMUX101可以包括一个转换装置，其用于根据输入程序流的类型转换多路分用的程序流在音频静止视频单元比特缓冲器(300)与位流缓冲器(110，111)之间的写入。图1中所示的选择器可以用作该转换装置。因此，当输入数据的类型是音频静止视频程序流时，DEMUX101的多路分用的输出数据由选择器导引存储在音频静止视频单元比特缓冲器内(300)。当输入的数据类型是音频程序流时，DEMUX101的多路分用的输出数据被导引到位流缓冲器内(110，111)。
当系统执行音频静止视频预加载时，音频静止视频程序流被输入到DEMUX。DEMUX经总线102，103和104将多路分用的数据分别写入音频静止视频单元缓冲器300内的比特缓冲器107，108和109内。除了存储的是单元数据流，这个单元缓冲器与图1所示现有领域内的ASVU缓冲器类似。在多路分用期音频静止视频程序流间，DEMUX还计算每个视频，子图像及加亮显示单元流的开始和结束位置并将这些地址存储在音频静止视频对象地址指示符表200内。该表对于在解码器的解码阶段(或模式)期间随机存取音频静止视频对象是非常重要的。
在音频静止视频单元多路分用期间，DEMUX能够完成多种流整体检查，如程序流语法检查或音频静止视频流结构检查。音频静止视频对象的数量能够数出并与盘内存储的数量一致。音频静止视频对象内的视频，子图像和加亮显示能够被双重检查以确保流的有效性。对照规范设定的范围也能够确保音频静止视频单元的尺寸。至于盘的数据整体，所有这些信息能够给解码器提供很好的指示符。
当系统完成了音频静止视频预加载时，系统输入音频程序流以开始音频解码。在此期间，DEMUX将音频程序流多路分用为音频和实时文本单元流并经总线105和106将单元流数据存储在它们各自的比特缓冲器110和111。与此同时，视频，子图像，加亮显示，音频和实时文本单元流被从它们各自的比特缓冲器内同时读取并送到它们各自的解码器内以解码。视频，子图像及加亮显示单元流的存取依赖于选择了音频静止视频单元内哪一个音频静止视频对象用以解码。根据DVD音频规范，该信息直到音频静止视频对象呈现之前0.4秒才能知道。音频静止视频对象地址指示符表200存储解码器从音频静止视频单元比特缓冲器300内读取正确数据所需的信息。
图3所示是音频静止视频对象地址指示符表200和音频静止视频单元比特缓冲器300的实施例。在该实施例中，DEMUX将多路分用音频静止视频单元程序流时其遇到的每个音频静止视频对象(ASVOB1-99)的开始地址指示符存储在音频静止视频对象地址指示符表200内。每个开始地址依次指向存储在音频静止视频单元比特缓冲器300内每个音频静止视频对象的开始位置。音频静止视频比特缓冲器内的每个音频静止视频对象的开始部分还包括指示符地址，其指向子图像比特缓冲器和视频比特缓冲器的开始以为特定的音频静止视频对象。由于加亮显示比特缓冲器紧随视频指示符地址和状态信息数据因此其不需要指示符地址。在此需要说明的是音频静止视频地址指示符表200可以存储音频静止视频单元的全部或子组单元流的开始和/或地址指示符。
如图3所示，就音频静止视频对象1(ASVOB1)而言，地址指示符表200内的地址指示符201指向音频静止视频比特缓冲器300内的音频静止视频对象1(ASVOB1)的开始。图3中箭头线202表示这个指示符。用于ASVOB1的子图像地址指示符203依次指向用于ASVOB1的子图像比特缓冲器206的开始位置，箭头线208表示这个指示符。紧跟在子图像地址指示符203后用于ASVOB1的视频地址指示符204指向用于ASVOB1的视频比特缓冲器207的开始位置，箭头线209表示这个指示符。紧随用于ASVOB1的视频地址指示符204之后，ASVOB1的额外状态信息被存储以显示当音频静止视频对象是否包括有效的加亮显示数据或语法错误信息。标号301表示用于ASVOB1的状态信息。用于ASVOB1的加亮显示比特缓冲器205紧跟在用于ASVOB1的状态信息301之后。如果没有加亮显示数据或子图像存在时，将子图像指示符地址设定为零将表示在位流中仅有视频比特缓冲器存在。
对于大部分的实施，音频静止视频地址指示符表是利用内部静态随机存储器实施的。对于音频静止视频单元比特缓冲器，由于其较大的尺寸，其通常是作为外部动态随机存储器内系统存储器的一部分实施。这个音频静止视频地址指示符表的特定实施例允许将地址指示符的部分存储在廉价的动态随机存储器内，尤其是用于音频静止视频单元比特缓冲器的动态随机存储器。用于系统的交替使用将会使存取音频静止视频对象的地址的时间较长。
图4所示是涉及本发明的音频静止视频对象地址指示符表200和音频静止视频单元比特缓冲器300的另一个实施例。在该实施例中，音频静止视频对象地址指示符表包括存取音频静止视频单元比特缓冲器内每个音频静止视频对象所需的地址指示符。该表还包括每个音频静止视频对象的额外状态信息以存储语法错误信息和额外状态数据。
与先前图3所示的实施例不同，存取音频静止视频对象的全部地址都存储在指示符表200内。该实施例通过替换使用较大的指示符表从而具有快速存取音频静止视频对象开始地址的优点。音频静止视频对象的开始地址指向音频静止视频单元缓冲器内特定音频静止视频对象的开始地址。这也同样指向特定音频静止视频对象(ASVOB)的加亮显示比特缓冲器。视频地址指示符指向音频静止视频比特缓冲器内特定音频静止视频对象的特定视频比特缓冲器。每个子图像比特缓冲器的开始地址被从音频静止视频对象地址指示符内间接计算出。
在该实施例中，加亮显示比特缓冲器的大小限于704字节。相应地，子图像比特缓冲器的开始地址从加亮显示比特缓冲器的开始偏差704字节。在比特缓冲器内没有加亮显示信息存在的情况下，特定音频静止视频对象的状态信息段将表明状况和视频地址指示符将具有偏差704字节的加亮显示比特缓冲器开始地址相同的值。
解码器利用存储在音频静止视频地址指示符表和/或音频静止视频单元比特缓冲器内的地址信息快速存取正确的音频静止视频对象比特缓冲器。这对于实现音频静止视频快速随机存取作用非常重要。
尽管上面参考附图结合优选实施例对本发明进行了详细的描述，但是需要指出的是对于本领域内的技术人员而言许多的变形和修改是显而易见的。这些变形和修改在不脱离本发明思想和范围的前提下都落在权利要求所确定的范围内。
本发明的有益效果是以较低的成本实施用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用系统。这是由于仅使用了一个信号分离器。音频静止视频单元以单元形式的存储也使得减小了比特缓冲器存储器的尺寸及加快了存取音频静止视频对象数据。

Claims (7)

1.一种用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用设备，其包括：
用于将编码的程序流多路分用为单元流的信号分离器；
用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的音频静止视频单元比特缓冲器，其中在音频静止视频单元程序流预加载到该音频静止视频单元比特缓冲器期间对其进行多路分用；
用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频程序流的位流缓冲器；及
用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的寻址单元的音频静止视频对象地址指示符表，该音频静止视频对象地址指示符表还存储多路分用的音频静止视频程序流的状态信息，
其中所述信号分离器包括用于将编码的程序流多路分用为单元流的装置；及用于从所述位流缓冲器到所述音频静止视频单元比特缓冲器写入转换的装置，只要输入的位流是音频静止视频程序流所述转换就会发生。
2.根据权利要求1所述的位流缓冲和多路分用设备，其中所述用于存储多路分用的音频静止视频位流的音频静止视频单元比特缓冲器包括：
用于存储音频静止视频的单元流的装置；及
用于存储音频静止视频单元内所有或子组单元流的开始地址指示符的装置。
3.根据权利要求2所述的位流缓冲和多路分用设备，其中所述音频静止视频单元比特缓冲器还包括用于存储与全部或子组音频静止视频单元有关的状态信息的装置。
4.根据权利要求1所述的位流缓冲和多路分用设备，其中所述音频静止视频地址指示符表包括：
用于存储音频静止视频单元内全部或子组单元流的开始和/或结束地址指示符的装置；及
用于存储与音频静止视频单元的全部或子组有关的状态信息的装置。
5.根据权利要求4所述的位流缓冲和多路分用设备，其中所述状态信息存储装置包括：
用于存储语法错误信息的装置；及
用于存储其他与音频静止视频单元有关的信息的装置。
6.一种用于DVD音频解码系统的位流缓冲和多路分用的方法，其包括以下步骤：
将编码的程序流多路分用为单元流；
存储多路分用的音频静止视频程序流；
存储多路分用的音频程序流；及
存储多路分用的音频静止视频程序流的寻址单元，
其中多路分用步骤包括音频静止视频单元比特缓冲器预加载期间多路分用音频静止视频程序流。
7.一种具有位流缓冲器和信号分离器的DVD音频解码系统，
所述信号分离器仅是对音频程序流和音频静止视频程序流二者都进行多路分用的一个信号分离器，该信号分离器产生显示每个音频静止视频对象存取地址的音频静止视频地址指示符表，
所述位流缓冲器用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频程序流并包括用于以单元格式存储多路分用的音频静止视频数据的装置，
所述解码系统还包括用于存储来自所述信号分离器的多路分用的音频静止视频程序流的音频静止视频单元比特缓冲器，其中在音频静止视频单元程序流预加载到该音频静止视频单元比特缓冲器期间对其进行多路分用。
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