CN1157070C - 用于以图像单位同步解码显示的视频解码装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于图象同步目的并进行正常解码和显示操作的具有一种接口功能的视频解码器。该视频解码器包括一个传输流(TS)多路分离器、一个接口单元、一个被分组的单元流(PES)滤波器、一个显示时间标记(PTS)和解码时间标记(DTS)提取器、一个图象起始码(PSC)探测器、和一个多路复用器。时间标记信息可以连同位流视频数据一起被解码，从而实现一个图象单位的同步并进行正常解码和显示。

Description

用于以图像单位同步解码显示的视频解码装置
本申请是申请日为1997年6月10日、申请号为97112956.8、题为“用于图象同步的具有一种接口功能的视频解码器”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于恢复一个已编码和多路复用的位流的视频数据的视频解码器，特别涉及一种用于图象同步的具有接口功能的视频解码器，它可使解码和显示操作以一个图象为单位同步以便准确控制该视频解码器。
背景技术
在用于运动图象压缩的MPEG-II标准中，提出了高清晰度电视的标准，并且采用此标准的一种视频解码器尚在开发中。
该视频解码器对传输流(TS)数据中的视频数据进行解码和显示，该TS数据通过对以相应于多个节目以每个位流的格式编码的视频数据和音频数据进行多路复用得到。该TS流以被分组单元流(PES)数据包的格式包括以一个图象为单位编码的视频数据、一个指示一个图象起始的图象起始码和时间标记信息。该PES在MPEG-II标准中的DIS13818-1系统标准中加以定义以便将以一个恒定长度或可变长度数据包为单位的以位流格式编码的视频数据进行分组和多路复用。该时间标记信息与解码和再现输出的时间相对应，它包括解码时间标记(DTS)和显示时间标记(PTS)信息。该PTS和DTS信息包含在该PES数据包标题中，而且不能在每个图象下传输。如果实现了传输，则对应于一个内编码的I图象和一个预编码的P图象传输该PTS和DTS信息。由于该PTS和DTS相同，因此对应于一个双向预编码的B图象，只传输该PTS。该视频解码器对该PTS和DTS信息进行解码由此以执行一个以一个图象为单位的控制操作。该PTS表示用于显示被解码的图象的时间，而该DTS表示用于对一个位流进行解码的起始时间。因此，无论该图象是被解码还是被显示均可采用该DTS和PTS来保证该视频解码器的正常运行，以防止解码和显示操作临时超前和滞后。
图1是一个表示一个传统视频解码器的框图。图1中的视频解码器接收通过一个信道传输的TS流。对应于由用户选择的节目，TS多路分离器11从所接收到的TS流中分离出以位流格式编码的视频数据和时间标记信息，并将所分离的结果输出。位缓冲器12存储在TS多路分离器11中分离的以位流格式编码的视频数据。时间标记缓冲器13存储在TS多路分离器11中分离的时间标记信息。每当可变长度解码器14请求数据时，位缓冲器12输出所存储的以位流格式编码的视频数据。同时，对应于从位缓冲器12输出的视频数据，时间标记缓冲器13输出该时间标记信息。因此，输出视频数据的解码和显示操作的定时是以一个图象为单位同步的。可变长度解码器14对从时间标记缓冲器13输出的时间标记信息进行解码以获得PTS和DTS信息；向一个显示器(未示出)输出该PTS信息；并对应于从位缓冲器12输出的编码的视频数据采用该DTS信息来执行可变长度解码操作。反向量化器15和反向离散余弦变换器(IDCT)16对该可变长度解码的视频数据进行反向量化和反向离散余弦变换。将从IDCT16输出的数据提供给加法器17。同时，帧存储器18存储从加法器17输出的视频数据。相对于存储在帧存储器18的视频数据，运动补偿器19采用一个传输的运动矢量(未示出)执行运动补偿操作。加法器17将经反向量化和反向离散余弦变换的数据与在运动补偿器19中被运动补偿的数据相加。从加法器17输出的视频数据就是被恢复的视频数据，并被输出到显示器上及存储于帧存储器18中。采用从可变长度解码器14中获得的PTS信息，该显示器开始对应于所恢复的视频数据的显示操作。
然而，以上的视频解码器将位流视频数据和时间标记信息存储在不同的缓冲器中并相应地读出。因此，当采用该时间标记信息进行对应于图象的位流视频数据的解码和显示操作控制时，就可能会破坏同步。此外，当出现错误时，很难有效地使用该时间标记信息来进行解码和显示操作，即，难以使正常图象再现。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于图象同步的具有一种接口功能的视频解码器，它使具有一个对应的图象起始码的时间标记信息多路复用并将多路复用结果连同被编码的图象视频数据存储在一个位缓冲器中，由此以保持对应每个图象与该时间标记信息的同步，而不分别处理解码的视频数据和该时间标记信息。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种用于图象同步的具有一种接口功能的视频解码器，该视频解码器包括：分组分离装置，用于从一个所接收到的传输流(TS)中分离一个所期望节目的被分组的单元流(PES)数据包数据；接口装置，用于接收从该分组分离装置输出的该PES数据包数据，并输出时间标记信息和包含在该PES数据包数据中的已编码的视频数据；和解码装置，用于接收从该接口装置输出的数据、采用该时间标记信息对编码的视频数据进行解码，并通过一个显示器显示所解码的视频数据。
根据本发明，提供了一种用于以图像为单位同步地解码并显示的视频解码装置，其特征在于该装置包括：数据包分离器，将所接收的传输流数据中分离并输出一个所期望节目的被分组的单元流数据包数据；接口单元，用于接收所述数据包分离器输出的被分组的单元流数据包数据，并输出时间标记信息和包含在该被分组的单元流数据包数据中的已编码的视频数据；位缓冲器，用于存储并输出由所述接口单元输出的包含视频数据及时间标记信息的位流数据；解码器，用于接收由所述的位缓冲器输出的数据，按时间标记信息解码已编码的视频数据并输出用于显示的已解码的视频数据；其中，所述的接口单元从所接收的被分组的单元流数据包数据中提取已编码的视频数据及针对该视频数据的时间标记信息，并将所提取的数据与所对应的图像起始码多路复用而输出位流格式的数据。
附图说明
将参考附图描述优选实施例，其中：
图1是一个表示一个传统视频解码器的框图。
图2是一个表示采用本发明的一个视频解码器的一部分的框图。
图3A-3C是说明图2中多路复用器的一种多路复用方法的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的一个优选实施例。
在表示采用本发明的一个视频解码器的一部分的图2中，图1所示的视频解码器的时间标记缓冲器13由一个TS多路分离器21替代，该TS多路分离器21是一个用于从所接收的TS流中分离和输出一个所期望节目的PES数据包数据的数据包分离器。此外，附加了接口单元22并将其连接在TS多路分离器21和位缓冲器28之间。接口单元22将该PTS和DTS时间标记信息连同一个对应图象的位流视频数据存储在位缓冲器28中。接口单元22中的输入缓冲器23从TS多路分离器21中接收和存储PES数据包格式的数据。PES滤波器24输出包括在存储于输入缓冲器23中的PES数据包数据中的以位流格式编码的视频数据。PSC探测器25探测来自存储于输入缓冲器23的PES数据包数据的一个图象起始码(PSC)。PTS/DTS提取器26从存储于输入缓冲器23的PES数据包数据中提取PTS和DTS信息。多路复用器27对从PSC探测器25探测的PSC和从PTS/DTS提取器26中提取的PTS和DTS信息进行多路复用，进而向位缓冲器28输出经多路复用的结果。
只要该可变长度解码器请求数据，则位缓冲器28输出所存储的位流数据。位缓冲器28通过接口单元22向TS多路分离器21请求数据，直至其存满数据为止。TS多路分离器21接收对通过一个信道传输的一组节目进行编码和多路复用而得到的TS流。根据输入缓冲器23的一个数据请求信号REQ3，TS多路分离器21从所接收的TS流中输出对应于一个由用户所选择的节目的视频数据包数据VIDEO PES。输入缓冲器23产生对应TS多路分离器21的数据请求信号REQ3直至其存满数据为止。如果从输入缓冲器23施加一个数据请求信号REQ3，则TS多路分离器21向输入缓冲器23输出所选择节目的视频数据包数据VIDEO PES和一个数据有效信号VALID3。输入缓冲器23将从TS多路分离器21输出的该数据包数据VIDEO PES连同一个数据有效信号VALID3一起存储。如果从位缓冲器28输入一个数据请求信号REQ1，则PES滤波器24产生一个施加到输入缓冲器23的数据请求信号REQ2。响应于PES滤波器24的数据请求信号REQ2，输入缓冲器23将所存储的视频数据包数据VIDEO PES连同该数据有效信号VALID2一起向PES滤波器24输出。来自输入缓冲器23的该数据包数据被输入到PSC探测器25、PTS/DTS提取器26以及PES滤波器24。PES滤波器24从连同该数据有效信号VALID2一起从输入缓冲器23输入的视频数据包数据中提取编码的视频数据，并将所提取结果输出到多路复用器27。因此，包含在该视频数据包数据VIDEO PES中的该PES数据包标题信息未被施加到多路复用器27。PTS/DTS提取器26从由输入缓冲器23施加的该视频数据包数据中提取PTS和DTS，并将所提取结果输出到多路复用器27。多路复用器27保持从PTS/DTS提取器26提取的该PTS和DTS直至PSC探测器25探测到该图象起始码PSC。PSC探测器25从由输入缓冲器23接收的该视频数据包数据中探测图象起始码(PSC)。该图象起始码PSC用32位表示，其中高24位固定为“0000 0000 0000 0000 0000 0001”。如果探测到该图象起始码PSC，则PSC探测器25向多路复用器27提供所探测的图象起始码PSC，并向PES滤波器24施加一个保持信号HOLD。如果该保持信号HOLD施加到PES滤波器24，则PES滤波器24停止从输入缓冲器23读出数据的操作。基于在PSC探测器25探测到的该图象起始码PSC，多路复用器27对从PTS/DTS提取器26提取的该PTS和DTS信息与从PES滤波器24输出的编码的视频数据的一个相应的图象起始码进行多路复用，并输出多路复用的结果。关于这点，下面将参照图3A-3C描述多路复用。
图3A-3C是用于说明图2中的多路复用器27的一种多路复用方法的示意图。图3A表示一种当该PTS和DTS信息被完整地提取的情况。这里，在所探测的图象起始码PSC的32位中，多路复用器27对最高24位0000116、一个识别码ID1、PTS信息、一个识别码ID2和DTS信息按顺序轮流进行多路复用。图3B表示一种当只有该PTS信息提取时的情况。这里，多路复用器27对图象起始码PSC的最高24位、一个识别码ID1和PTS信息按顺序轮流进行多路复用。图3C表示一种当PTS和DTS信息均不提取时的情况。在这种情况下，该图象起始码PSC直接向位缓冲器28输出。这里，识别码ID1用于识别该PTS信息，而识别码ID2用于识别该DTS信息。
同时，当数据存储量处于一种溢出状态时，位缓冲器28禁止数据请求以防止输入缓冲器23存储数据。
以多路复用格式存储于位缓冲器28中的PTS和DTS的时间标记信息以及对应图象的起始码是用于在可变长度解码器中对视频数据进行可变长度解码的。该可变长度解码器采用该DTS信息开始一个相应图象的解码，并采用该PTS信息开始所解码图象的显示。
如上所述，每当探测到图象起始码PSC并将其存储于位缓冲器时，根据本发明的视频解码器对PTS和DTS的时间标记信息与图象起始码PSC进行多路复用，因此，该时间标记信息可以连同该位流视频数据一起被解码，以实现一个图象单位的同步并进行正常解码和显示。
尽管这里特定地描述了本发明的具体实施例，但很明显，在不背离本发明的精神和范围的情况下可做大量变型。

Claims (8)

1、一种用于以图像为单位同步地解码并显示的视频解码装置，其特征在于该装置包括：
数据包分离器，将所接收的传输流数据中分离并输出一个所期望节目的被分组的单元流数据包数据；
接口单元，用于接收所述数据包分离器输出的被分组的单元流数据包数据，并输出时间标记信息和包含在该被分组的单元流数据包数据中的已编码的视频数据；
位缓冲器，用于存储并输出由所述接口单元输出的包含视频数据及时间标记信息的位流数据；
解码器，用于接收由所述的位缓冲器输出的数据，按时间标记信息解码已编码的视频数据并输出用于显示的已解码的视频数据；
其中，所述的接口单元从所接收的被分组的单元流数据包数据中提取已编码的视频数据及针对该视频数据的时间标记信息，并将所提取的数据与所对应的图像起始码多路复用而输出位流格式的数据。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的接口单元还包含一个输入缓冲器，用于存储并输出所述数据包分离器输出的数据。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的接口单元包含一个图像起始码探测器，用于从被分组的单元流数据包数据中探测针对视频数据的图像起始码。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的接口单元包含一个时间标记提取器，用于从所述的被分组的单元流数据包数据中提取针对视频数据的时间标记信息。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的接口单元包含一个被分组的单元流滤波器，用于从所接收的被分组的单元流数据包数据中提取已编码的视频数据。
6、如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于所述的接口单元进一步包含一个多路复用器，用于将所提取的已编码的视频数据及时间标记信息与图像起始码进行多路复用，并以图像为单位输出位流格式的视频数据。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于所述接口单元所输出的时间标记信息包括针对视频数据的解码时间标记信息和显示时间标记信息。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于所述的解码时间标记信息用于将相应的已编码视频数据以图像为单位进行解码操作，而所述的显示时间标记信息用于将相应的已解码数据以图像为单位进行显示。
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