DE10146036B4

DE10146036B4 - Verfahren zur Umwandlung eines Video-und /oder Audio-Datenstromes

Info

Publication number: DE10146036B4
Application number: DE10146036A
Authority: DE
Inventors: Alexander Romanowski; Stephan Lietz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: WO2003028378A1; DE10146036A1; JP4210595B2; JP2005504489A; EP1433328A1; US20050036757A1

Abstract

Verfahren zur Umwandlung eines digitalen komprimierten Video- und/oder Audio-Datenstromes, nach dem MPEG-2 Standard, der in einem digitalen Rundfunksystem Anwendung findet, mit folgenden Schritten:
– Zerlegung des Transportstromes in Video- und/oder Audioanteile sowie in programmbegleitende Information,
– Umwandlung zumindest der programmbegleitenden Information in „Presentation Control Information” oder „Subpictures” für ein DVD-kompatibles Format, sowie gegebenenfalls der Video- und/oder Audio-Anteile, wenn sie im Transportstrom insbesondere nicht in einem DVD-kompatiblen Format vorliegen,
– Einbettung der umgewandelten programmbegleitenden Informationen in einen DVD-kompatiblen Programmstrom zusammen mit den Video- und/oder Audio-Anteilen.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Umwandlung eines digitalen komprimierten Video- und/oder Audio-Transportstromes, insbesondere nach dem MPEG-2 Standard, wie er beispielsweise in einem digitalen Rundfunksystem Anwendung findet.
Zur Umwandlung von MPEG-Transportströmen sind Einrichtungen, sogenannte MPEG-Transcoder bekannt, die den MPEG-Transportstrom zerlegen, aufarbeiten und in anderer Form wieder zusammensetzen, beispielsweise nach Modifikation von Steuerbits oder einer Umwandlung der Bitrate. Die EP 11 04 198 A1 beschreibt einen solchen MPEG-Transcoder. Aus der DE 199 08 488 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem aus einem DVD/MPEG-Transportstrom uber die PIDs die Pakete des gewünschten Programms ausgewählt werden.
Mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 5 wird ein Verfahren/eine Einrichtung aufgezeigt, mit dem/der es möglich ist, einen digitalen, komprimierten Video- und/oder Audio-Transportstrom, insbesondere einen MPEG-2 Transportstrom, wie er beispielsweise in digitalen Rundfunksysteme verwendet wird (DVB, DMB), in einem DVD-kompatiblen MPEG-2 Programmstrom umzuwandeln, damit er für die Wiedergabe auf einem Endgerät geeignet ist, welches nur eine Grundfunktionalität aufweist, beispielsweise ein vernetztes MPEG-Display, welches ursprünglich lediglich zur Wiedergabe von DVD-Daten über ein lokales Netz konzipiert wurde.
Mit der Erfindung lassen sich programmbegleitende, insbesondere programmspezifische, Informationen oder weitere den Inhalt des Transportstromes beschreibende Daten, z. B. DVB-Serviceinformationen auf einfache Weise in einen DVD-kompatiblen MPEG-2 Programmstrom konvertieren. Insbesondere die programmbegleitenden Informationen, die zum Teil als sogenannte „private streams” Teil eines MPEG-2 Transportstromes oder MPEG-2 Programmstromes sind, können sich in ihrem Aufbau stark unterscheiden. Durch die erfindungsgemaßen Maßnahmen ist hier in jedem Falle eine DVB-Kompatibilitat erreichbar.
In der Praxis besteht relativ selten Anlaß MPEG-2 Transportstrome und MPEG-2 Programmströme ineinander zu konvertieren. Ausnahmen bilden hierbei die Studio- und Sendetechnik und die Übertragung von MPEG-Datenstromen über ein Netzwerk, welches aus Grunden der jeweiligen Spezifikation oder der besseren Adaption ein bestimmtes MPEG-Format bevorzugt. Als Beispiel seien hier Multimediataugliche Busse in Kraftfahrzeugen (MOST, IEEE1394 automotive) genannt. Ein solches MOST MPEG-Display sollte insbesondere zur Dekodierung von DVD-kompatiblen MPEG-2 Programmstromen geeignet sein. Die Dekodierung von Transportströmen, z. B. beim Empfang digitale Rundfunksysteme (DVB, DMB), ist optional möglich. Diese Option ist allerdings nur mit zusätzlichem Hardwareaufwand, also mit höheren Gerätekosten, zu erreichen. Die Erfindung ermöglicht es, die MOST MPEG-Displays nur mit der erforderlichen Grundfunktionalitat (hier DVD-kompatible MPEG-2 Programstrom-Dekodierung) auszustatten und weitere Funktionalitäten bei der Signalquelle zu implementieren.
Aus der EP 0785675 A2 ist ein Verfahren bekannt, das zur Konvertierung eines MPEG-Transportsstromes in einen Programmstrom zwecks einer Speicherung auf einem Datenspeicher ausgelegt ist. Dabei dienen PES-Ströme (Packetised Elementary Streams) als Zwischenformat.
Aus der EP 0967804 A2 ist ein Verfahren zur Übertragung von Werbespots (Commercials) in einen MPEG Programmstrom bekannt.
Aus der US 6380984 ist ein digitaler Receiver bekannt, der ein On-Screen-Display zur Anzeige von programmbegleitender Information aufweist.
Aus der GB 2341298 A ist eine Konvertierung eines Programmstroms auf einen Transportstrom bekannt.
Ferner zeigen die Fachbücher B. G. Haskell et al. „Digital Video: An Introduction to MPEG-2”, Chapman & Hall, 1997, ISBN 0412084112, Kapitel 3, und J. Taylor „DVD Demystified”, 2000, McGraw-Hill, ISBN 0071350268, Kapitel 6, den Aufbau von MPEG2-Datenströmen bzw. DVD-Datenströmen.
Der aus der erfindungsgemäßen Konvertierung resultierende MPEG2-Programmstrom entspricht bezüglich seines Formates vollständig einem von einem vernetzten DVD-Player ausgegebenen Programmstrom.
Die Navigation durch verschiedene Programme und Zusatzinformationen kann ebenfalls kompatibel zum DVD-Wiedergabegerät (DVD-Player) erfolgen.
Die Signalisierung der tatsächlichen Quelle geschieht dann lediglich in einem übergeordneten Protokoll durch die Identifikatoren der einzelnen im Netzwerk verbundenen Geräte.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt insbesondere in der Tatsache, dass eine Erweiterung eines vernetzten DVD-Players auf Transportstrom-basierte Inhalte (digitaler Rundfunk) lediglich zusätzlichen Aufwand auf der Quellenseite (Empfangsmodul), nicht jedoch auf der Senkenseite (MPEG-Display) bedeuten würde. Da in einem derart vernetzten System in aller Regel mehr Senken (Displays) als Signalquellen (Empfangsmodule) vorhanden sein werden, eröffnet sich hier ein deutliches Potenzial zur Kostenreduzierung.
Es ist besonders vorteilhaft zur Umsetzung der programmbegleitenden Information einen Menü-Generator vorzusehen, der die programmbegleitende Information, z. B. MPEG-PSI und DVG-SI, die Teil des empfangenen MPEG-2 Transportstromes sind, so verarbeitet, dass sie DVD-kompatibel, z. B. als Subpictures, im resultierenden MPEG-2 Programmstrom eingebettet werden können. Gegebenenfalls müssen auch die Audio- und/oder Videodaten in ein den DVD-Spezifikationen entsprechendes Format konvertiert werden.
Zeichnungen
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen
1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Umwandlung eines MPEG-2 Transportstromes,
2 ein Blockschaltbild eines Menügenerators,
3 einen Bus mit angeschlossenen Endgeraten.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Umwandlung des digital komprimierten Video- und/oder Audio-Transport-Datenstromes insbesondere nach dem MPEG-2 Standard in einen DVD-kompatiblen Programmstrom. Dabei können sowohl Video- und/oder Audiodaten als auch programmbegleitende, insbesondere programmbeschreibende Daten konvertiert werden. Die Konvertierung erfolgt auf Basis der MPEG-2 Systemspezifikation durch Zerlegung des MPEG-2 Transportstromes in einzelne Audio- und Video-PES-Strome (Packetised Elementary Streams), gemaß 1 mittels dem Multiplexer 1, und ihr anschließendes Multiplexen mittels Multiplexer 2 in einen gültigen MPEG-2 Programmstrom. Die im MPEG-2 Transportstrom enthaltenen Audiodaten konnen sich in seltenen Fällen in Abtastrate, Wortbreite und Komprimierungsalgorithmus von denen eines DVD-typischen Programmstromes unterscheiden. Darum ist hier vor der Bildung des Programmstromes gegebenenfalls eine zusatzliche Anpaßstufe – Formatwandler 3 – für Audiodaten notwendig.
Diese Audiodaten werden ebenso wie die Videodaten auf der Ebene der PES Packets verarbeitet.
Gleichzeitig werden die im Transportstrom vorhandenen programmbegleitenden beziehungsweise programmbeschreibenden Infomationen (MPEG-PSI, DVB-SI) abgetrennt mittels dem Multiplexer 3 und derart konvertiert, dass sie im Einklang mit der DVD-Spezifikation in den entstehenden Programmstrom mittels Multiplexer 2 ebenfalls gemultiplext werden können.
In MPEG-2 Transportströmen sind neben Audio- und Videodaten auch zusätzliche programmbeschreibende Informationen enthalten. Ein Beispiel für solche programmbeschreibende Informationen ist das EPG (Electronic program guide) in DVB-Ubertragungen.
Diese ursprünglich im Transportstrom übertragenen Daten müssen in der Anzeigeeinheit im Endgerät auf DVD-kompatible Weise visualisiert oder verarbeitet werden können. Das ist auf DVD-konforme Weise nur möglich, wenn sie als „Presentation Control Information” oder „Sub-pictures” in den entsprechenden MPEG-2 Programmstrom gemultiplext werden. Die Umwandlung dieser Daten in einen DVD-kompatiblen Datenstrom übernimmt gemäß 3 ein sogenannter Menügenerator 4. Sollen programmbeschreibende Informationen auf Benutzerwunsch dargestellt werden, erzeugt der Menügenerator 4 aus diesen DVD-kompatiblen Menüs und speist sie mit dem Programmstrom in das Netzwerk oder System ein.
Der Menügenerator 4 ist ebenfalls für einen Teil der Interaktion zwischen Benutzer und Signalquelle verantwortlich. Während in MPEG-2 Transportströmen die Informationen über die enthaltenen Programme in Form von Tabellen mit verschiedenen Querverweisen übertragen werden, sind zusätzliche Informationen etwa über vorhandene Titel, Sprachen oder Untertitel in DVD-kompatiblen Programmströmen als komplette Menüs enthalten. Diese bestehen aus einem Hintergrund, den Menüdaten und den Highlight-Informationen. Die Aufbereitung der in MPEG-2 Transportstromen enthaltenen programnmspezifischen Daten in DVD-konforme Menüs ist daher ebenfalls Aufgabe des Menügenerators 4.
Die Steuerung der für die Konvertierung notwendigen Baugruppen – Menügenerator 4 und Multiplexer 3 – erfolgt auf der Basis von Benutzereingaben über die Kontrolleinheit 5 und gerätespezifischen Voreinstellungen. Die erlaubten Benutzereingaben sind Teil der für die DVD-Wiedergabe erlaubten Interaktionen. Die Kontrolleinheit 5 steuert die Baugruppen 1, 2, 3, 4, 9 und 10.
Für die „User Control Information” ist vorteilhafterweise ein separater Signalisierungskanal zur Steuerung des Menügenerators 4 von mindestens einem DVD-kompatiblen Endgerät aus vorgesehen.
Wie in 1 dargestellt, erzeugt der Menügenerator 4 zwei DVD-kompatible Bitströme 5 und 7 und zwar einen aus Bitmaps bestehenden Bitstrom 5 gemaß dem MPEG-2-Standard und einen weiteren Bitstrom 7 für eine Wiedergabesteuerung, insbesondere zur Erzeugung von Auswahlmenüs für die Wiedergabe in einem DVD-kompatiblen Endgerat.
1 zeigt eingangsseitig noch einen weiteren Multiplexer 9, der insbesondere vorgesehen ist, Overhead-Informationen abzutrennen, z. B. fur die Interaktion mit dem Multiplexer 2.
Den Aufbau des Menügenerators 4 zeigt 2. Dieser Menügenerator 4 hat die Aufgabe, die in einem MPEG-2 Transportstrom enthaltenen programmbegleitenden Informationen in DVD-kompatible Sub-Pictures umzuwandeln. Dabei handelt es sich um die MPEG-PSI (Programms Specific Information), die in jedem MPEG-2 Transportstrom vorhanden sind und um systemspezifische Informationen der Transportstromquelle wie DVB-SI (DVB-System Information) oder EPG (Electronic Program Guide), die nur in bestimmten Systemen verwendet werden, und zum Teil optional sind.
Wahrend die programmbegleitenden Informationen eines MPEG-2 Transportstromes z. B. im ASCII-Textformat vorliegen können, bestehen die Sub-Pictures einer DVD immer aus 16-farbigen Bitmaps. Diese Bitmaps müssen komprimiert und in Sub-Picture Units gepackt vorliegen. Die Sub-Picture Units bestehen zusätzlich zum komprimierten Bitmap aus einem Header und einer Display Control Sequence Table. Diese Tabelle beschreibt Änderungen der Erscheinung der Bitmap während der Darstellung, z. B. Farbe und Kontrast.
Zusatzlich zu den Sub-Pictures können optional auch DVD-konforme, sogenannte Presentation Control Information erzeugt werden. Diese beinhalten unter anderem die Higlight-Information, mit denen einzelne Teile des Gesamtbildes mit unterschiedlichen Farben hinterlegt werden können. Dadurch wird es möglich, Auswahlmenüs, z. B. fur die Wahl einer bestimmten Sprache oder eines bestimmten Programmes, zu erzeugen. Die erzeugten Highlight Information werden in einem anderen Stream – Private Stream 7 – als die Sub-Pictures – Private Stream 6 – übertragen.
Der Bitmap-Generator 10 erzeugt aus den programmbegleitenden Informationen des MPEG-2 Transportstromes, die er von dem Multiplexer 3 erhält, Bitmaps, die kompatibel zu den Vorgaben der DVD-Spezifikation sind. Dazu kann er z. B. auf vordefinierte Bitmaps zugreifen, die beispielsweise im Speicher 11 abgelegt sind, und diese je nach Darzustellendem zu einem Gesamt-Bitmap zusammenstellen. Er kann das Gesamt-Bitmap jedoch auch während der Laufzeit berechnen. Zusätzlich zu den Bitmaps kann der Bitmap-Generator 10 DVD-kompatible Highlight-Information erzeugen (Private Stream 7).
Der RUN-Length-Coder 12 komprimiert die Bitmap entsprechend DVD-Spezifikation.
Der Sub-picture Packer 13 erzeugt aus der komprimierten Bitmap sowie aus dem Header und einer Display Control Sequence Table eine DVD-kompatibles Sub-Picture unit. Dieses wird im Programmstrom-Multiplexer 2 über den Private Stream 6 zugeführt.
3 zeigt einen Bus 14, welcher geeignet ist, Multimedia-Informationen zu übertragen. Von einer Signalquelle 16 aus wird ein digitaler komprimierter Video- und/oder Audio-Transportdatenstrom, beispielsweise ein MPEG-2 Transportdatenstrom angeliefert. Die an den Bus 14 angeschlossenen Endgeräte 15 sollen zumindest teilweise nur eine Grundfunktionalität, z. B. zum Empfang von DVD-kompatiblen MPEG-2 Programstromen, aufweisen. Damit nicht bei jedem der an den Bus angeschlossenen Endgeräte 15 eine Umsetzung in ein DVD-kompatibles Format notwendig ist, befindet sich zwischen Signalquelle 16 und dem Bus 14 eine erfindungsgemäße Einrichtung 17, deren Funktion und Aufbau zuvor behandelt wurde. An Stelle eines Bus kann natürlich auch ein verzweigtes Netz zur Speisung der Endgerate 15 vorgesehen sein.
Bisher wurde die Erfindung ausgehend von einem MPEG-Standard erläutert. Natürlich kann das Verfahren/die Einrichtung nach der Erfindung auch für andere Bildverarbeitungs-Standards, z. B. MPEG-4, MPEG-7 verwendet werden mit gegebenenfalls notwendigen Modifikationen.

Claims

Verfahren zur Umwandlung eines digitalen komprimierten Video- und/oder Audio-Datenstromes, nach dem MPEG-2 Standard, der in einem digitalen Rundfunksystem Anwendung findet, mit folgenden Schritten: – Zerlegung des Transportstromes in Video- und/oder Audioanteile sowie in programmbegleitende Information, – Umwandlung zumindest der programmbegleitenden Information in „Presentation Control Information” oder „Subpictures” für ein DVD-kompatibles Format, sowie gegebenenfalls der Video- und/oder Audio-Anteile, wenn sie im Transportstrom insbesondere nicht in einem DVD-kompatiblen Format vorliegen, – Einbettung der umgewandelten programmbegleitenden Informationen in einen DVD-kompatiblen Programmstrom zusammen mit den Video- und/oder Audio-Anteilen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der DVD-kompatible Programmstrom in ein Netz oder einen Bus gespeist wird, an welches/welchem eine Mehrzahl von DVD-kompatiblen Endgeräten anschließbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben der programmbegleitenden Information des Transportstromes zusätzliche Nutzer- und/oder Geräte-spezifische Informationen in den DVD-kompatiblen Programmstrom eingebettet werden.
Einrichtung zur Umwandlung eines digitalen komprimierten Video- und/oder Audiodaten-Transportstromes, nach dem MPEG-2-Standard mit folgenden Einheiten: – mindestens einer Demultiplexereinheit (1, 3) zur Trennung von Video- und/oder Audiodaten des Transportstromes und programmbegleitender Information, – eines Menügenerators (4) zur Umwandlung der programmbegleitenden Information in ein DVD-kompatibles Format, der insbesondere einen Bitmap-Generator (10) zur Umwandlung der programmbegleitenden Informationen in Bitmaps enthält, – einer Multiplexer-Einheit (2) zur Einbettung der umgewandelten programmbegleitenden Information in einen DVD-kompatiblen Programmstrom zusammen mit den Video- und/oder Audioanteilen im Transportstrom, für die gegebenenfalls ein Formatwandler (31) vorgesehen ist, insbesondere wenn sie nicht bereits in einem DVD-kompatiblen Format vorliegen.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Menügenerator (4) eingerichtet ist, zwei DVD-kompatible Bitströme abzugeben und zwar einen aus Bitmaps bestehenden Bitstrom (6) gemäß dem MPEG-2 Standard und einen weiteren Bitstrom (7) für eine Wiedergabesteuerung zur Erzeugung von Auswahlmenüs für die Wiedergabe in einem DVD-kompatiblen Endgerät.
Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Menügenerator (4) ein Speicher (11) für vordefinierte Bitmaps zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Menügenerator (4) eine Einheit (12) für die Kompression der Bitmaps zugeordnet ist und eine Einrichtung (13) zur Packung der komprimierten Bitmaps in Subpicture-Units gemäß dem DVD-Standard.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Menügenerator (4) eingerichtet ist in den weiteren Bitstrom (7) Informationen über Benutzer-individuelle Auswahl-Menüs einzufügen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Signalisierungskanal vorgesehen ist, zur Steuerung des Menügenerators (4) bezüglich eines nutzerindividuellen Auswahlmenüs von mindestens einem DVD-kompatiblen Endgerät aus.
System, bestehend aus einem Multimedia-tauglichen Bus (14) und daran anschließbaren Endgeräten (15), die zumindest teilweise nur eine Grundfunktionalität aufweisen, mindestens einer Signalquelle (16), die einen digitalen komprimierten Video- und/oder Audio Datenstrom liefert, der mit der Grundfunktionalität mindestens eines der Endgeräte (15) nicht dekodierbar ist, sowie einer Einrichtung (17) zur Umwandlung gemäß Anspruch 4.