CN1152231A - 静止图象传输系统 - Google Patents

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Abstract

一种静止画面传输系统，具有发射机和接收机。该发射机包括静止图象发生装置(100)，用于产生多个静止图象的视频数据；入口数产生装置(122)，用于为每个静止图象产生入口号；图象信息产生装置(121)，用于为每个静止图象产生图象信息；表产生装置(120)，用于产生包括入口和相应图象信息的表数据；编码装置(110)，用于据按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；复用装置(130)，用于复用和发射视频信号。

Description

静止图象传输系统
本发明涉及在用按照MPEG2标准编码的传输系统中传输静止图象。
图16显示了按照现有技术的静止图象传输系统，如图16所示，在接收机(即用户)中有静止图象请求设备91，在发射机中有静止图象发生器92，它由节目广播者(内容提供者)使用，静止图象传输请求信号线93从请求装置91到静止图象发生器92，静止图象文件94由内容提供者存贮0在静止图象发生器92中，静止图象数据线95由静止图象发生器92输出。
借助于上述静止图象传系统，静止图象传输服务目前得以实现，下面描述该系统的工作。
具体地，当用户请求一个节目时，静止图象传输请求信号通过线93传送到静止图象发生器92。静止图象发生器92然后检索静止图象文件94以找出对应于请求信号内容的静止图象数据，并将所说静止图象数据通过另一线95输出到终端用户。
可是，用该常规的方法，需要用户-发射机的传输线93，以发送静止图象传输请求信号到静止图象发生器92。在电缆和类似的广播系统中比较容易保存该通信线(信道)，但在卫星广系统中就很难。另外，即使静止图象数据的内容相对小(因为它是静止图象)，也需要一个专用传输通道95。结果，没有有效地利用传输信道93和95。
本发明的目的是提供一种静止图象传输方法，即使是在没有用户-发射机通信线的传输系统中也能在效地利用传输信道。为了达到该目的，静止图象传输系统包括：(I)一个发射机，包括：
静止图象发生装置，用于产生多个静止图象的视频数据；
入口数产生装置，用于为每个静止图象产生入口号；
图象信息产生装置，用于为每个静止图象产生图象信息；
表产生装置，用于产生包括入口和相应图象信息的表数据；
编码装置，用于据按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；
传输装置，用于按照所说表数据来发射所说编码的视频信号；和(II)一个接收机，包括：
分离装置，用于分离所说编码的视频信号和表数据；
表数据显示装置，用于显示表数据；
选择装置，用于选择特定入口数；
提取装置，用于从所说编码的视频信号提取具有特定入口数的静止图象；
而且，或按照本发明，静止图象发射方法包括步骤：
产生多个静止图象的视频数据；
为每个静止图象加一个入口号；
产生包括入口和相应图象信息的表数据；
按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；
按照所说表数据来发射所说编码的视频信号；和
按照本发明，用于静止图象传输系统的静止图象接收方法具有一个发射机，用于发射与入口数相关的静止图象的编码的视频信号和包括入口数和相应图象信号的表数据，所说接收方法包括步骤：
分离所说编码的视频信号和表数据；
显示表数据；
选择特定入口数；
从所说编码的视频信号提取具有特定入口数的静止图象；
因此，本发明包括，由发射机产生复用了表数据的比特流，该复用的比特流在公知的传输通道上发射到接收机(用户)。通过接收端的分离装置，表数据和编码的视频数据用于只选择该选择的静止图象，即使是在卫星广播和类似的传输系统中，其中没有用于发送用户请求的用户-发射机通信线。
从下面结合附图对本发明进行的详细描述中，本发明将更为清楚，好理解。
图1是按照本发明最佳实施例的静止图象传输系统的方框图。
图2是用于描述本发明最佳实施例的图表。
图3是显示图1所示扩展_和_用户数据()功能的内容的图表。
图4是显示图3所示用户_数据()内容的图表。
图5是用于描述本发明最佳实施例操作的图表。
图6是用于详细描述图5所示比特流定义功能描述器()内容的图表。
图7是用于描述本发明第一实施例工作的图表。
图8是用于描述本发明第二实施例工作的图表。
图9是显示传输比特流的图表。
图10是大概显示视频基本比特流的图表。
图11是显示具有插在第一扩展和用户数据EUD(0)中地址的视频基本比特流。
图12是图表，显示了视频基本比特流的第一种变型，其中地址插在开头组GOP中。
图13是图表，显示了视频基本比特流的第二种变型，其中地址插在图象开头PH中。
图14是显示具有表数据的节目信息部分的图表。
图15是图表，显示了第三种变型，其中地址插在第二扩展和用户数据EUD(1)中。
图16是现有技术的静止图象传输系统的方框图。
下面将结合附图对本发明最佳实施例进行说明.
图1是按照本发明最佳实施例的静止图象传输系统的方框图。如图1所示，该静止图象传输系统包括发射机和接收机。发射机具有多个视数据发生器100、101、102和103，每个都产生视频信号和伴音信号。视频数据发生器100和101每个都用于产生静止画面图象数据的帧系列。例如图象数据发生器100重复地产生一千帧不同文艺复兴时期绘画，而图象数据发生器101重复地产生一千帧现代绘画。如果需要，音频数据也可从数据发生器100和101中提供，以为每帧配上声音解说。按照该实施例，图象数据发生器102和103用于产生运动图象和伴音信号数据。
多个图象编码器110、111、112和113分别连接到图象数据发生器100、101、102和103，以将相应的视频数据转换成比特流，以构成图10所示的MPEG2标准。
通常，如图10示，一帧数据包括：序列开头SH；序列扩展SE；第一扩展和用户数据EUD(0)；图象开头组GOP；第二扩展和用户数据EUD(1)；图象开头PH；图象码扩展PCE；第三扩展和用户数据EUD(2)；和图象数据区域。
注意，如图10所示，开头组GOP包括组开头码GS；时间码TC；结束组CG；和虚线BL。而且，图象开头PH包括图象开头码PS；时间参考TR；和画面码类型。
节目信息发生器120用于发生与从视频数据发生器100-103来的视频数据相关的节目信息。例如，从该节目信息发生器120产生用于来自视频数据发生器100、101、102和103的各种视频数据的各种格式。该节目信息发生器120与图象信息发生器121和入口数发生器122连接。图象信息发生器121产生一个或多个进入画面的信息条，比如画面的题目、作者名、作者学校、绘画完成的年代。按照该最佳实施例，20字节用于每个进入画面的信息条。该入口数发生器122为每个进行画面产生入口数。按照该实施例，该入口数用10比特数据代表。用该入口数和相应的图象信息，在节目信息发生器120中产生一千幅文艺复兴时期绘画的第一个表L1。因此，表L1包括入口数的地址和相应画面信息比如画面的题目、作者名、作者学校、绘画完成的年代。类似地，在节目信息发生器120中产生一千幅现代绘画的第二个表L2。
复用器130用于复用多个数据包，比如来自图象编码器110、111、112和113的视频数据包和音频数据包，以及来自节目信息发生器120的节目信息包。因此，复用器130产生如图9所示的传输比特流。该传输比特流包括视频数据包V1、V2、V3、V4、音频数据包A1、A2A3、A4、节目信息数据包S1、S2、S3、S4(在图9中只示出了数据包V1、A1、A2和S1)，它们以编码的顺序排列。注意数据包V1和A1由编码器110；数据包V2和A2由编码器111产生；数据包V3和A3由编码器112产生；数据包V4和A4由编码器113产生；数据包S1、S2、S3和S4由节目信息发生器120产生。
按照最佳实施例，表L1和L2分别包含在节目信息数据包S1和S2中。节目信息数据包S1和S2也被称为节目信息部分S1和S2。如图14所示，每个节目信息部分包括：表识别区域：部分句法指示器SSI；节目识别区域EID；开始时间区域ST；描述区域DES和CRC32。按照本发明，描述区域DES包括：描述器标志区域DT；描述长度区域DL；和表数据区域。该表数据区域包括地址区域和特征区域CHARA，它们重复一千次。地址也用作为入口数。该特征区域CHARA是20字节长，以为每个静止画面输入上述的信息项的特征数据。
如图11所示，按照该实施例，静止画面图象数据插入每帧的画成数据区域。如从入口数发生器122获得的静止图象的地址或入口数在编码器110中被插入第一扩展和用户数据区域EUD(0)。该第一扩展和用户数据区域EUD(0)包括用户数据开始码UDS和用户数据区域。具体地，地址或入口数被插入用户数据区域。
按照实施例，不是使用第一扩展和用户数据EUD(0)，而是可用第二扩展和用户数据EUC(1)或第三扩展和用户数据EUD(2)以在每帧中插入该静止画成的地址或入口数。
回到图1，如从复用器130提供的传输比特流(图9)通过合适的传输线发射并加到接收机。
接收机包括分离器140，用于将发射的比特流分离成视频数据包V1、V2、V3、V4、音频数据包A1、A2、A3、A4和节目信息数据包S1、S2、S3、S4。该视频数据包V1、V2、V3和V4加到视频解码器160。该音频数据包A1、A2、A3和A4加到音频解码器162。该节目信息数据包S1、S2、S3和4加到节目信息分析器150。
接收机进一步包括用户指令发生器154，比如具有各种控制健的遥控器、表发生器152、图象处理器156、显示器158、音频处理器164和扬声器166。
该用户指令发生器154产生选择信号，以选择视频数据V1、V2、V3和V4之一。假设视频数据V1被选择。因此，节目信息分析器150分析节目信息部分S1，并提取视频数据V1和音频数据A1的格式数据，并从描述区域EDS(图14)中提取一千幅文艺复兴时期绘画的第一表L1。第一表L1加到表发生器152以产生第一表L1的图象数据。该第一表L1的图象数据通过图象处理器156加到显示器158以在屏幕上显示该文艺复兴时期绘画的表。
从节目信息部分S1中提取的并由节目信息分析器150提供的格式数据加到视频解码器160和音频解码器162，以当入口数由指令信号指定时，将一千帧数据中的一帧数据数据和相应的一个音频数据A1转换成视频信号和音频信号。在视频解码器160中，通过选择视频数据V1，视频数据包V1被收集，如图9所示，以表示视频基本比特流。例如如果一个视频数据包V1数据包括一百个静止画面帧，则十个连续的视频数据包V1就可提供所有一千个文艺复兴时期绘画。在视频数据V1被选择的情况下，视频解码器160连续接收视频数据包V1，并等待指示入口数的指令。类似地，在音频解码器162中通过选择视频数据V1相应的音频数据A1被选择并表示为音频基本比特流。
然后，假设观看表L1的用户选择了入口数#25(00 0001 1001)，标题为“蒙娜莉沙”。指明该入口数#25的指令00 0001 1001被加到视频解码器160、音频解码器162和表发生器152。该视频码器160检测第一扩展和用户数据EUD(0)，并在视频基本比特流中检索地址为00 0001 1001的帧。当发现地址00 0001 1001时，所检测帧的画面数据被提取并被转换成视频信号，以解码“蒙娜莉沙”的图象数据的静止画面。“蒙娜莉沙”的图象数据的静止画面在图象处理器156中处理，其中从表L1来的特征数据可加到图象数据中。“蒙娜莉沙”的图象数据的静止画面显示在屏幕158上。
同时，指示该入口数#25(00 0001 1001)的指令也加到音频解码器162以解码与“蒙娜莉沙”有关的音频信息。该音频信息数据加到音频处理器164并通过扬声器166放出。
以此方式，由用户指令发生器154提供的指令将不送回发射机。因此，单向传输线就足以发射机提供的多个静止画面中选择一个静止画面。
参考图12，它显示了第一个变型。在上述的实施例中，第一扩展和用户数据EUD(0)(或第二扩展和用户数据EUD(1)或第三扩展和用户数据EUD(2)被用于在每帧中插入静止画面的地址或入口数，如上结合图11所描述的。可是，按照图12的第一个变型，静止画面的地址或入口被插在开头组GOP的时间码TC中。注意，按照MPEG2标准，该时间码TC具有25比特的场。该静止画面的入口数的地址可使用该时间码TC的全部25比特场或其一部分。因此，视解器160在视频基本比特流中检测该时间码TC，以获得具有特定地址的帧。
参考图13，它显示了第二个变型。按照第二变型，静止画面的地址或入口数插在画面开头PH的时间参考TR中。因此，视频解码器160检测时间参考TR，以在视频单元比特流中获得具有特定地址的帧。
参考图15，它显示了第三个变型。在该实施例中，表L1或L2加在节目信息部分，如图14所示。可是，按照第三个实施例，表L1或L2加在扩展和用户数据EUD中，比如第二扩展和用户数据EUD(1)中。
下面结合图2、3、4、5、6、7和8的描述还是在上述的同样的实施例和变型中，但是基于按照MPEG2的比特流定义。
图2是显示按照MPEG2的视频数据比特流定义的视频序列图表。注意当该比特流定义表达的与计算机编程功能类似时，该表中的每行都与实际比特流对应。还应注意图2中的定义表示了图10所示视频基本比特流。
图3类似地也显示了扩展_和_用户_数据()的内容。
图4显示了图3所示用户_数据的内容。该用户数据()用来插入每帧中静止画面的地址或入口数。如上述实施例所述的。
图5用于描述传输附加信息比特流的结构，其中插入了表L1或L2。
图6用于详细描述图5所示比特流定义功能描述器的内容。
以帧为单元编码的数据用画面组(GOP)概念编成组。开头信息加到包含多个画面组的数据块中，结果构成比特流序列。加到每个序列的附加信息包括扩展和用户数据()比特流，如图2中第7行所示。该扩展和用户数据()比特流的细节示于图3中。
显示于图3的用户数据()比特流是用户定义的比特流。该用户数据比特流的结构示于图4中。更具体地，该用户数据可被定义为包含8比特用户数据单元的任何数。结果，发射机和接收机必须定义包含在用户数据中的用户数据比特数，比如16比特，并每个序列增加1。如果该用户数据为16比特，从0到65535范围内的数可分配给每个GOP。如果一个静止画面的信息被编码成一个GOP，该用户定义的比特与帧数具有一对一的关系(直接对应)，这就相当于为每帧分配一个帧数。
也还需要发射描述与每个号相关的图象数据内容的附加信息(图文信息)。下面将描述与帧号相关的附加信息的编码方法。
图5用于描述为每个节目发射附加信息的方法。按照图5所示信号定义来产生包含该附加信息的比特流。图6显示了图5中比特流定义功能描述器()的内容。如图2所示，程序功能句法用在图5和图6中，与硬件相关的每行表示比特数。
图6中描述器标志的值通常为每个应用指定为固定值，作为用户定义范围值的而保留的值因此被使用。结果，如图6所示的用户定义是可能的。
图6中的句法为帧号分配10比特，为对应于每个帧号的附加信息分配20比特。结果，帧号可在0至1023(假设每字符8比特)范围中定义，包含每帧20字符的附加信息可定义为每个帧号。
如上述产生的视频信号的比特流然后由复用器130与附加表复用，并按照MPEG2标准编码。该复用编码操作的结果输出到发射机。
下面描述解码过程。从发射机的输出被输入到分离器140。该分离器140按照MPEG2标准将该比特流分离成节目信息包，视基本比特流和音频基本比特流。
该表信息由节目信息分析器150检测，该表信息(图文信息)显示给用户，基于用户的输入，要显示的帧入口号，然后被输出。
基于从节目信息分析器150的输入，视频解码器160只解码和显示包含特定帧号的图象序列。该图象重现处理的细节不是本发明的本质因此省略了。需进一步的信息请参考MPEG2标准。
从视频解码器160的输出是静止画面输出，因此用户可在屏幕168上观看所需的静止画面。
该静上画面数据包括以固定有规律的周期发射的图象数据和附加信息。接收机接收发射的图象，作为随机序列的静止画面文件。
很明显描述器标志值可以是为将来使用而保留的值，而不是用户定义的值，而仍然可达到相同的效果。
在该实施例中的附加信息所描述的是用描述详细节目内容的描述器来编码的。然而，如果用定义与广播系统的频道结构有关的发射附加信息的描述器来编码该附加信息，也可达到相同的效果。
参考图7再描述第一个变型。图7显示了图2所示的比特流定义功能画面开头组的内容。
图7所示的时间码比特以MPEG2标准定义为代表GOP序列号的比特，并以每个GOP增加。在图象数据编码前，编码器比如110为每个静止画面写入帧号到该时间码比特在发射机中其它功能块的操作与上述最佳实施例中的相同，因此，进一步的描述就省略了。附加信息编码过程也与最佳实施例的相同。
在节目信息分析器150中，读出在图7中显示的时间码比特以识别比特流的帧号，功能块的操作与最佳实施例中的相同。结果，静止画面可象最佳实施佳一样被发射。
在第一变型中通过采用在GOP中预定的一个比特而不是采用用户定义的比特值将帧号分配给图象数据，没有加入用户数据，而且无需降低传输通道的比特流的整个编码效率。
另外，因为为时间码保留了25个比特，所以可以指定多达2个帧号(＝33554432)，为所有可能的帧号确保足够的容量。
下面结合图8再来描述第二个变型。图8显示了图2所示比特流定义功能画面开头的内容。
图8所示的时间参考比特是图2所示特定GOP中的局部数据比特，并定义为每个图象帧的序列号。
因此，当多个静止画面被编码成单个GOP时，该比特用于指定帧号。使用该时间基准比特，即使当多个静止画面被编码成一个GOP时也可能识别静止画面帧号。
除了用图8所示的时间参考比特来识别静止画面帧号外，在发射机中的其它功能块的工作与上述最佳实施例相同。结果，可象上述最佳实施例一样发射静止画面。表的附加信息的编码方法也与最佳实施例的相同。
在节目信息分析器150中，图8所示的时间参考码被读出来以识别比特流的帧号，功能块的工作与最佳实施例相同。结果可象最佳实施例所描述的一样发射静止画面。
在第二个变型中，因为图象内容全部在每个GOP中，所以发射静止画面时不会影响其它GOP。而且，因为以MPEG2标准为时间参考保留了10个比特，采用该比特就可很好地适应1024帧图象的较小规模的静上画面传输系统。然而，因为时间基比特在第个GOP开头处重新启动，所以不能跨越多个GOP来分配帧号。
在第二变型中，因为编码是在每个GOP中完成的，组合该第二个变型和最佳实施例或第一个变型，就可等级地分配静止画面帧的帧号。
本发明如此描述了，很明显可在多方面变化。这此变化不脱离本发明的精神和范围，对普通技术人员是显而易见的所有的变型都应包括在下面的权利要求中。

Claims (12)

1，一种静止画面传输系统，用于显示从视频数据中分配有特定入口号的静止画面，其中特定入口号是在编码之前分配给每个静止画面的，所说系统包括：
解码装置(160)，用于解码所说入口号，和
选择装置(154)，用于选择要显示的、具有特定入口号的静止画面。
2，一种静止画面发射机，包括：
静止图象发生装置(100)，用于产生多个静止图象的视频数据；
入口数产生装置(122)，用于为每个静止图象产生入口号；
图象信息产生装置(121)，用于为每个静止图象产生图象信息；
表产生装置(120)，用于产生包括入口和相应图象信息的表数据；
编码装置(110，用于据按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；
传输装置(130)，用于按照所说表数据来发射所说编码的视频信号。
3，一种静止画面接收机，用于具有这样的发射机的静止画面传输系统，该发射机发射与入口号和包含入口号和相应画面信息的表数据相关的静止画面，所说接收机包括：
分离装置(140)，用于分离所说编码的视频信号和表数据；
表数据显示装置(150、152、158)，用于显示表数据；
选择装置(154)，用于选择特定入口数；
提取装置(160)，用于从所说编码的视频信号提取具有特定入口数的静止图象。
4，一种静止画面传输系统，包括：(I)发射机，包括：
静止图象发生装置(100)，用于产生多个静止图象的视频数据；
入口数产生装置(122)，用于为每个静止图象产生入口号；
图象信息产生装置(121)，用于为每个静止图象产生图象信息；
表产生装置(120)，用于产生包括入口和相应图象信息的表数据；
编码装置(110，用于据按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；
传输装置(130)，用于按照所说表数据来发射所说编码的视频信号；(II)接收机，包括：
分离装置(140)，用于分离所说编码的视频信号和表数据；
表数据显示装置(150、152、158)，用于显示表数据；
选择装置(154)，用于选择特定入口数；
提取装置(160)，用于从所说编码的视频信号提取具有特定入口数的静止图象。
5，按照权利要求4的静止画面传输系统，其中所说的编码视频信号的形式是构成MPEG2标准的比特流形式。
6，按照权利要求5的静止画面传输系统，其中所说的预定位置是在构成MPEG2标准的视频序列中的扩展和用户数据。
7，按照权利要求5的静止画面传输系统，其中所说的预定位置是在构成MPEG2标准的视频序列中的画面开头()。
8，按照权利要求5的静止画面传输系统，其中所说的预定位置是在构成MPEG2标准的视频序列中的时间参考。
9，按照权利要求5的静止画面传输系统，其中所说的表数据插在构成MPEG2标准的节目信息部分。
10，按照权利要求5的静止画面传输系统，其中所说的表数据插在构成MPEG2标准的视频序列中的和用户数据中。
11，一种静止画面发射方法，包括步骤：
产生多个静止图象的视频数据；
为每个静止图象加一个入口号；
产生包括入口和相应图象信息的表数据；
按照每个静止图象用插在预定位置的入口数对所说视频数进行编码；
按照所说表数据来发射所说编码的视频信号。
12，一种静止图象接收方法，用于具有一个发射机的静止图象传输系统，该发射机用于发射与入口数相关的静止图象的编码的视频信号和包括入口数和相应图象信号的表数据，所说接收方法包括步骤：
分离所说编码的视频信号和表数据；
显示表数据；
选择特定入口数；
从所说编码的视频信号提取具有特定入口数的静止图象。
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