CN1274923A - 通过数字接口收发音频数据流的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于经数字接口收发音频数据流的方法及装置。本发明的传送方法将音频数据流与从记录介质重放的数据分离,把分离的音频数据流插入MPEG格式的数据流的专用数据区中,并且通过数字接口传送包含专用数据区中的音频数据流的MPEG格式的数据流。本发明的接收方法检查通过数字接口接收的MPEG格式的数据流是否包含专用数据区,抽取插入在专用数据区中的音频数据并对抽取的音频数据进行解码。

Description

通过数字接口收发音频数据流的方法及装置
本发明涉及通过诸如IEEE 1394这样的数字接口收发从诸如数字多能盘(DVD)这样的记录介质上重放的音频数据的方法与装置。
用于最近出现的盘类记录介质，特别是数字多能盘(以下称作″DVD″)的标准已由相关的多家公司很快发展起来，因此DVD有望被广泛采用。同时，能够提供高质量视频和音频的数字视频/音频重放装置，例如显示从DVD重放的或经卫星接收的高质量数字视频/音频信号的数字TV(以下称作″D-TV″)会在不久的将来很快普及。
因此，使用DVD播放器或与D-TV相连的DVD记录/重放装置的方法以及确信将被采用的用于A/V装置之间数据传送的IEEE 1394数字通信标准有望很快发展。
重放记录在DVD上数据的数据重放装置对MPEG格式的数字数据流，特别是程序流(以下称作“PS”)，根据数据流是否包含显示数据或导航数据进行不同的处理。显示数据被处理来产生视频和音频，导航数据被用于控制DVD播放器的数据重放操作。
与DVD播放器相反，D-TV将以传输流(以下称作“TS”)组织的MPEG格式的数字数据流处理成显示数据，并将它们转换成视频和音频信号。因此，DVD播放器在传送前应当将PS转换成TS，或者D-TV应当在信号处理前将接收到的PS转换成TS。
PS与TS之间的不同如下。
PS由数个包组成，每个包由包含数字化视频、音频及附加信息数据的“分组的单元流”(packetized elementary stream)(PES)分组组成。PES分组可包含大小可变的数据，因此PES分组的大小并不总是相同的。
相反地，TS由传输分组(transport packet)组成，每个分组具有包括其分组标题的188字节的固定长度。
因此，当将PS转换成TS时，PS的每一个PES分组应当依次被分成TS的分组，同时在各个分开的TS分组中加入必要的标题信息。由于一个PES分组被分成多个TS分组，在将一个PES分组的所有数据写入多个TS分组后，最后一个TS分组的剩余区域中被填入空数据。
在线性脉冲编码调制(此后称为“LPCM”)方法中调制的高质量的音频数据可被包括于DVD中记录的数字数据流中，因此如果LPCM音频数据包含在重放的数字数据流中，DVD播放器应当将LPCM音频数据转换成其格式能在D-TV中被处理的数据分组。
对这一转换，在DVD播放器对包含在从DVD重放的数据流中的LPCM音频数据进行解码之后，它将解码的音频数据重新编码成能在D-TV中被处理的MPEG格式的音频数据或AC3格式的音频数据，然后将重新编码的音频数据通过诸如IEEE 1394这样的数字接口传送给D-TV。
因此，不可避免地要将重新编码器装备在DVD播放器中以对从DVD重放的LPCM音频数据进行解码并把它们重新编码成MPEG格式或AC3格式的音频数据。然而，这种解码及重新编码过程需要附加的硬件，这提高了生产成本。而且，数据处理被延时，原来的LPCM音频数据可能由于重新编码步骤而丢失。
本发明的一个目的是提供通过数字接口收发音频数据流的方法和装置，能够把特殊格式的音频数据，特别是把从诸如DVD这样的记录介质重放的LPCM音频数据映射成MPEG格式的数据流而在传送侧不必重新转换和传送它们，并在接收侧检查所接收的数据流是否包含LPCM音频，并对插入在所接收的数据流中的LPCM音频数据进行取回和解码。
根据本发明的通过数字接口传送音频数据流的方法包括以下步骤：将音频数据流与从记录介质重放的数据分离，在MPEG格式的数据流的专用数据区中插入分离的音频数据流，并且通过数字接口传送包含专用数据区中的音频数据流的MPEG格式的数据流。
根据本发明的通过数字接口接收音频数据流的方法包括以下步骤：检查通过数字接口接收的MPEG格式的数据流是否包含专用数据区，抽取插入在专用数据区中的音频数据并对抽取的音频数据进行解码。
应用根据本发明的音频数据流传送方法的盘重放装置包括：检测装置，用于检测记录在记录介质上的数字数据流；分离装置，用于从检测到的数据流中分离音频数据；转换装置，用于构造其专用数据区用分离的音频数据填充的MPEG格式的数据流，并将构造的流与分离出音频数据的数字数据流一起转换成传送格式的分组；以及传送装置，用于通过数字通信接口发送传送格式的分组。
应用根据本发明的音频数据流接收方法的A/V装置包括：接收装置，用于接收通过数字通信接口传送的数字数据流；抽取装置，用于检查所接收的MPEG格式的数据流是否包含专用数据区并抽取插入专用数据区中的音频数据；以及解码装置，用于对抽取的音频数据进行解码。
在本发明中，传送侧在MPEG格式的数据流的专用数据区中插入音频数据，特别是从诸如DVD这样的盘型记录介质重放的LPCM音频数据，它们能与MPEG格式的视频/音频数据流区分开来，并且通过数字通信线路传送。接收侧检查通过数字通信线路接收的数据流是否包含专用数据区，如果有LPCM音频数据就对插入在专用流中的LPCM音频数据进行解码。依据上述过程，本发明可以将在记录介质上记录的高质量LPCM音频数据传递给其它装置而不需重新编码。
所包含的以提供对本发明的进一步理解的附图图示出本发明的优选实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是根据本发明的装备有数字接口的光盘装置和数字视频/音频显示装置的简化框图；
图2是根据本发明的通过数字接口传送音频数据流的方法流程图；
图3是图表表示，显示通过数字接口传送的数据流的语法；
图4是根据本发明的通过数字接口接收音频数据流的方法流程图；
图5是显示通过数字接口收发的数据流的流标识信息的表。
为了可以充分理解本发明，现在参考附图描述优选实施例。
图1是应用本发明的实施例的DVD播放器和D-TV的简化的框图。
图1中的DVD播放器100包括：诸如DVD的光盘1；检测记录在光盘1上的数据的光拾取器2；对检测的数据进行解调和错误修正的解调器3；扰频器4(或复制保护装置)，采用复制保护编码对从解调器3中输出的数据扰频；路径选择器5，为经复制保护编码扰频的数据选择一个或两个输出路径；数据分析器6，对数据流进行语法分析，也就是将经路径选择器5接收的PS分析成显示和导航数据并且然后又将显示数据分析成音频、视频和子图像数据；解码器7，8，9，将分析出的音频、视频和子图像数据分别解码成未压缩的数据；显示引擎10，将解码的音频、视频和子图像数据组合成数字音频信号和视频信号；D/A转换器11和12，把数字音频和数字视频分别转换为相应的模拟信号；导航管理器13，在有用户要求时依据数据分析器6的导航数据控制光盘1的重放操作；PS/TS转换器14，把从路径选择器5输出的PS转换为TS；以及接口15，把转换的TS经IEEE1394数字通信线路传送。
图1中的D-TV 200包括：接口21，从DVD播放器100经IEEE1394数字通信线路接收TS；去多路复用器23，把接收到的TS去多路复用为音频和视频数据；解码器24和25，把音频和视频数据分别解码为未压缩的音频和视频数据；D/A转换器26和27，把未压缩的数字数据分别转换为相应的模拟音频和视频信号；以及用户接口控制器22，相应于用户的键输入对每个单元产生控制信号。
控制DVD播放器100和D-TV200的操作的诸如遥控器的键输入装置50也在图1中表示出来。
在DVD播放器100的传送侧，由光拾取器2从光盘1检测到的记录信号被解调器3解调为PS。PS被数据分析器6分离为MPEG格式的音频、视频和子图像数据，MPEG格式的数据被解码器7，8和9、显示引擎10和D/A转换器11和12转换为音频和视频信号。而且，PS经路径选择器5被传送给PS/TS转换器14。PS/TS转换器14解码PS并且解译流标识号(此后称为“流ID”)，把PS分类拣出为用于控制程序显示的程序特定信息(PSI)、包括音频和视频数据的显示数据和系统时钟数据。
程序特定信息和系统时钟数据分别被用作控制程序显示和系统时钟同步化的信息。
显示数据再次被分离为音频、视频和子图像数据并且被转换为TS，以经IEEE1394接口15和21被传递到D-TV200。
在D-TV200的接收侧，去多路复用器23、解码器24和25、D/A转换器26和27处理经接口21接收的TS以把音频和视频信号输出到显示器。
如果包含8个信道声音的高质量的LPCM音频数据从DVD播放器100被重放，它们被映射到MPEG格式专用流的PES专用数据区而不是被重新编码成MPEG格式的数据，然后再被分为TS分组。专用数据区中包含LPCM音频的专用流的PES分组被转换为TS以经接口15传送。
为充分理解LPCM音频数据的收发操作，将参考附图描述具体的映射和转换操作过程。
图2是体现根据本发明的经数字接口传送音频数据的方法的流程图。首先，诸如DVD的光盘1被插入DVD播放器100。在记录在光盘1中的数据流被光拾取器2读出后(S10)，读出的数据流被解调器3和扰频器4处理，然后被路径选择器5加载到数据分析器6和PS/TS转换器14。加载到PS/TS转换器14的数据流在那里被分离为音频和视频数据。
PS/TS转换器14检查该分离的音频数据是否是LPCM音频数据(S12)，并且如果数据是LPCM音频，PS/TS转换器14把音频数据插入PES分组的PES专用数据区而不进行解码和MPEG重新编码处理。
此后，PS/TS转换器14多路复用具有LPCM数据的PES分组和正被输入到它的PS的其它PES分组(S14)，把多路复用的数据流分为由多个TS分组构成的TS(S15)，并把TS分组经接口顺序传送(S16)。
PES专用数据区是分配在PES标题的可选字段中的空间，如图3所示。这个区域被用于在需要时可选地提供的专用数据。
如果分离的音频数据不是LPCM音频而是MPEG格式的数据，PS/TS转换器进行传统的PS到TS的转换处理(S15)以把分离的数据流分段为TS分组，并把它们传送到经数字接口15和21被连接的D-TV200(S16)。
对于由TS分组构成的传输流的传送，IEEE1394接口使用IEC61883-4的通信协议。
图4是体现根据本发明的经数字接口接收音频数据的方法的流程图。
当TS从DVD播放器100经数字接口15和21被传送时，如上面参考图2的叙述那样，D-TV200的去多路复用器23经接口21接收TS分组(S20)，基于分组标识(PID)确认TS分组的属性，并根据确认的属性把TS分组的数据分配到相应的解码器。然后解码器24和25把TS分组的数据解码为音频和视频信号(S26)。相应于各个PID的分组属性可以从在传送包含音频和视频数据的显示数据之前DVD播放器100提供的程序特定信息而得到理解。
在分配TS分组时，去多路复用器23基于PID检查是否有不同与MPEG流的传输分组(S21)。如果分组存在，去多路复用器23把它们重建为PES分组并且检查这个流的流ID。如果流ID的值是用于专用流的，去多路复用器23基于“PES标题数据长度”字段再检查该专用流是否具有专用数据区(S22)。然后，去多路复用器23搜索PES专用数据区，取回写入在PES专用数据区内的LPCM音频数据(S23)，并把取回的数据加载到相应的解码器(如果这个解码器被安装在D-TV200中)，以解码LPCM音频数据(S24)。解码的LPCM音频信号与视频解码器25处理的视频信号一起被输出(S25)。
如果没有内部LPCM解码器，取回的LPCM音频数据可经数字音频端口被提供给一数字音频装置。
如上面解释的那样，基于PES分组的流ID来识别专用流。在LPCM音频数据作为专用流1被收发的情况下，10111101(2)的识别值将被插入流ID字段中，并且在专用流2的情况下，10111111(2)的值将被使用，如图5所示。
根据上述方法，DVD播放器100把从DVD重放的LPCM音频数据插入到PES流的PES专用数据区以进行传送，并且D-TV200检查经数字接口接收到的传输流的流ID，抽取插入到PES专用数据区中的LPCM音频数据，并进行适合于抽取的LPCM音频数据的操作。
根据上述操作和步骤，本发明防止了由重新编码操作引起的诸如LPCM音频数据的音频数据的可能丢失，并且因为它不必要安装把音频数据重新编码成MPEG格式或AC-3格式的音频数据的附加的编码器而降低了装置成本。
本发明在不脱离其精神和实质特性的情况下可以其它特定形式体现。应认为本实施例是为例示目的而非进行限制，本发明的范围由后附权利要求所表示，而不是由前述的描述表示，在权利要求的意义和等同范围内的所有变化因此都被包括在其中。

Claims (12)

1.一种用于经数字接口传送音频数据流的方法，包括步骤：
(a)将音频数据流与从记录介质重放的数据分离，
(b)把分离的音频数据流插入MPEG格式的数据流的专用数据区中，并且通过数字接口传送包含专用数据区中的音频数据流的MPEG格式的数据流。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于分离的音频数据流由线性脉冲编码调制的音频数据构成。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述步骤(b)把包含专用数据区中的音频数据流的MPEG格式的数据流分为其格式对于经数字接口连接的数字视频显示装置是可接受的数据分组。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于对于数字视频显示装置是可接受的格式是MPEG传输分组格式。
5.一种使用数字接口接收音频数据流的方法，包括步骤：
(a)检查通过数字接口接收的MPEG格式的数据流是否包含专用数据区，及
(b)抽取插入在专用数据区中的音频数据并对抽取的音频数据进行解码。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于所述步骤(a)把接收到的数据流重建为MPEG格式的流，并且基于流标识号检查重建的流是否是专用流和专用流是否包括专用数据区。
7.一种使用数字接口传送音频数据流的装置，包括：
检测装置，用于检测记录在记录介质上的数字数据流；
分离装置，用于从检测到的数据流中分离音频数据；
转换装置，用于构造其专用数据区用分离的音频数据填充的MPEG格式的数据流，并将构造的流与分离出音频数据的数字数据流一起转换成传送格式的分组；及
传送装置，用于经数字接口发送传送格式的分组。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于传送格式的分组是传输分组。
9.一种使用数字接口接收音频数据流的装置，包括：
接收装置，用于接收通过数字接口传送的数字数据流；
抽取装置，用于检查在所接收的MPEG格式的数据流中是否包含专用数据区，并抽取插入专用数据区中的音频数据；以及
解码装置，用于对抽取的音频数据进行解码。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于所述抽取装置基于流标识号检查专用流的接收并检查专用流是否包括专用数据区。
11.一种经数字接口传送音频数据流的方法，包括步骤：
(a)读出记录在记录介质中的数据流；
(b)从读出的数据流中抽取音频数据；
(c)检查抽取的音频数据是否具有线性脉冲编码调制格式；
(d)基于检查的结果构造其专用数据区包含抽取的音频数据的MPEG格式的数据流；
(e)把构造的数据流与排除了音频数据的数字数据流一起多路复用；
(f)把多路复用的数字数据流分为MPEG格式的传输分组；
(g)经数字接口传送传输分组。
12.一种用于经数字接口接收音频数据流的方法，包括步骤：
(a)经数字接口接收MPEG格式的数据流；
(b)检查接收的MPEG格式的数据流是否包括专用数据区；
(c)基于检查的结果抽取插入到专用数据区中的音频数据；
(d)解码抽取的音频数据。
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