DE4335271A1 - Daten-Demultiplexer - Google Patents
Daten-DemultiplexerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Daten-Demultiplexer, genauer gesagt auf einen
Daten-Demultiplexer zum Reproduzieren (Wiedergeben) und Trennen von Video- und
Audiodaten, die mit einem Zeitmultiplexverfahren auf einen Datenträger, wie zum
Beispiel einer optischen Disk, aufgezeichnet worden sind.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Daten-Demultiplexers und der
angeschlossenen Schaltungen. Wie Fig. 3 zeigt, reproduziert eine Treibereinheit 1 auf
einer (nicht gezeigten) eingebauten optischen Disk aufgezeichnete Daten. Die optische
Disk speichert Video- und Audiodaten, die mit einem Zeitmultiplexverfahren
aufgezeichnet worden sind. Die von der Treibereinheit 1 ausgegebenen reproduzierten
Daten werden an einem Demodulator 2 angelegt und von diesem demoduliert. Fehler,
die in den von dem Demodulator 2 ausgegebenen demodulierten Daten enthalten sind,
werden von einer ECC (Error Correcting Code)-Schaltung 3 erfaßt und korrigiert, und
die korrigierten Daten werden an einen Ringpuffer 4 weitergegeben. Der Ringpuffer 4
speichert eine bestimmte Datenmenge und gibt die gespeicherten Daten an einen Daten-
Demultiplexer 5 aus.
Der Daten-Demultiplexer 5 besitzt einen Datentrenner 21, um die vom Ringpuffer 4
gelieferten Daten in Video- und Audiodaten, SCR (System Clock Reference,
Systemreferenztakt)-Daten als Zeitgeberdaten, DTS (Decoding Time Stamp,
Decodierzeitmarke)-Daten für die Videodaten (DTSV) und für die Audiodaten (DTSA)
aufzuteilen.
Die abgetrennten Videodaten werden an einen Videocodepuffer 6 mit einer
FIFO-Struktur (First-In, First-Out) weitergeleitet. Die abgetrennten Audiodaten werden
an einen Audiocodepuffer 8 mit ebenfalls einer FIFO-Struktur weitergeleitet. Die
SCR-Daten werden an ein STC (System Time Clock, Systemzeittakt)-Register 26
weitergeleitet und dort gespeichert. Das STC-Register 26 zählt die mit einer Frequenz
von 90 kHz von einem Taktgenerator 27 ausgegebene Taktimpulse und inkrementiert
die gespeicherten Daten, um ein STC-Signal zu erzeugen.
Die DTSV- und DTSA-Daten werden an entsprechende DTSV- bzw. DTSA-Register
22 bzw. 24 weitergeleitet und dort gespeichert. Die in den entsprechenden DTSV- und
DTSA-Registern 22, 24 gespeicherten DTSV- und DTSA-Daten werden an
entsprechende Komparatoren 23, 25 weitergeleitet, um diese Daten mit dem von dem
STC-Register 26 ausgegebenen STC-Signal zu vergleichen. Der Daten-Demultiplexer 5
besitzt desweiteren eine eine Zentraleinheit (CPU) o. ä. umfassende Steuerschaltung 28,
um den Datentrenner 21 basierend auf Befehlen zu steuern, die von dem Benutzer über
eine Eingabeeinheit 29 eingegeben werden.
Die in dem Videocodepuffer 6 gespeicherten Videodaten werden ausgelesen und an
einen Videodecoder 7 weitergeleitet. Der Videodecoder 7 decodiert die gelieferten
Videodaten und erzeugt somit ein Videosignal, das an eine (nicht gezeigte) Schaltung
ausgegeben wird. An den Videodecoder 7 ist von dem Komparator 23 ein
Videodecodier-Startsignal angelegt.
Auf ähnliche Weise werden die in dem Audiocodepuffer gespeicherten Audiodaten
ausgelesen und an einen Audiodecoder 9 weitergegeben. Der Audiodecoder 9 decodiert
die bereitgestellten Audiodaten und erzeugt somit ein Audiosignal, das an eine (nicht
gezeigte) Schaltung ausgegeben wird. An den Audiodecoder 9 wird von dem
Komparator 25 ein Audiodecodier-Startsignal ausgegeben.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird nachfolgend die Funktionsweise des bekannten Daten-
Demultiplexers 5 beschrieben. Die Treibereinheit 1 reproduziert die aufgezeichneten
Daten, wenn der Benutzer die Eingabeeinheit 29 bedient, um einen Befehl zum Starten
der Reproduktion der auf der eingebauten optischen Disk gespeicherten Daten
einzugeben. Die von der Treibereinheit 1 ausgegebenen reproduzierten Daten werden an
den Demodulator 2 weitergegeben und dort demoduliert. Die demodulierten Daten
werden an die ECC-Schaltung 3 weitergeleitet, um in den demodulierten Daten
enthaltene Fehler zu erfassen und auszubessern. Die ausgebesserten Daten werden
schließlich über den Ringpuffer 4 an den Datentrenner 21 des Daten-Demultiplexers 5
angelegt.
Die an den Daten-Demultiplexer 5 angelegten Daten weisen beispielsweise das in Fig. 4
gezeigte Format auf. Das Datenformat ist eine gemäß ISO (International
Standardization Organization) 11172 aufgebaute Multiplex-MPEG-Bitfolge (Moving
Picture Expert Group). Fig. 4 zeigt, daß die Multiplex-Bitfolge aus einem oder
mehreren Bitpaketen besteht, die ihrerseits einen oder mehrere Unterabschnitte
umfassen. Jedes Bitpaket umfaßt einen Paketkopf am Paketanfang, der einen den
Anfang des Bitpakets kennzeichnenden Paket-Startcode, eine SCR und eine MUX
RATE beinhaltet. Die SCR entspricht dem Zeitpunkt, zu dem das abschließende Byte in
den Daten-Demultiplexer 5 eingegeben wird. Die MUX RATE entspricht der
Übertragungsrate.
In dem in Fig. 4 dargestellten Datenformat folgt auf dem Paketkopf ein Videopaket und
ein Audiopaket. Jedes dieser Video- und Audiopakete besitzt an seinem Anfang einen
Paketkopf, der einen den Anfang des Videopakets kennzeichnenden
Videopaket-Startcode oder einen den Anfang des Audiopakets kennzeichnenden
Audiopaket-Startcode, und einen den Decodierbeginn der Video- bzw. Audiodaten
kennzeichnenden DTSV bzw. DTSA beinhaltete. Auf den Paketkopf folgen Video- oder
Audiodaten.
Jedes der Zeitgeberdaten SCR, DTSV und DTSA wird durch das Zählen der
Taktimpulse mit einer Frequenz von 90 kHz ausgedrückt und besitzt einen effektiven
Wert mit 33 Bit.
Der Datentrenner 21 wird durch die Steuerschaltung 28 gesteuert, um die Videodaten
und Audiodaten aus den von dem Ringpuffer 4 bereitgestellten Daten auszugliedern und
gibt die Videodaten an den Videocodepuffer 6 bzw. die Audiodaten an den
Audiocodepuffer 8 weiter. Desweiteren gliedert der Datentrenner 21 die SCR-, DTSV-
und DTSA-Daten aus und leitet sie an das STC-Register 26, das DTSV-Register 22
bzw. das DTSA-Register 24 weiter, die die bereitgestellten Daten speichern.
Das STC-Register 26 speichert die SCR-Daten und zählt nachfolgend die vom
Taktgenerator 27 ausgegebenen Taktimpulse und inkrementiert die gespeicherten Daten
gemäß den Taktimpulsen. Die gespeicherten Daten werden als interne Zeitdaten (STC)
von dem STC-Register 26 an die Komparatoren 23 und 25 weitergegeben.
Die SCR-Daten entsprechen dem Zeitpunkt, bei dem die Daten vom Ringpuffer 4 an
den Daten-Demultiplexer 5 angelegt und deren Demultiplexierung begonnen werden.
D. h., daß die SCR-Daten einem Zeitpunkt t1 in dem in Fig. 5 gezeigten Zeitdiagramm
entsprechen. Das STC-Register 26 gibt Zeitdaten an einen der Eingangsanschlüsse von
jedem Komparator 23 und 25 aus, die die seit dem Zeitpunkt t1 verstrichene Zeit (d. h.
die gegenwärtige Zeit) kennzeichnen.
Das DTSV-Register 22 gibt die Zeitdaten DTSV an den anderen Eingangsanschluß des
Komparators 23 weiter, wobei die Zeitdaten DTSV den Zeitpunkt kennzeichnen, bei
dem mit der Decodierung der Videodaten durch den Videodecoder 7 begonnen wird.
Stimmt die von dem STC-Register 26 ausgegebene gegenwärtige Zeit mit dem von dem
DTSV-Register 22 ausgegebenen Decodierbeginn (DTSV) überein, d. h. in Fig. 5 zum
Zeitpunkt t2, so gibt der Komparator 23 ein Videodecodier-Startsignal an den
Videodecoder 7 aus. Infolgedessen wird dem Videodecoder 7 ein gespeicherter
Videodatenblock aus dem Videocodepuffer 6 ausgelesen und mit der Decodierung des
Videodatenblocks begonnen.
In Fig. 5 kennzeichnet die Gerade A den Zustand, wenn Videodaten in den
Videocodepuffer 6 geschrieben werden, wobei ihre Steigung der
Schreibübertragungsrate entspricht. Die Polygonlinie B entspricht dem Zustand, wenn
Daten aus dem Videocodepuffer 6 in den Videodecoder 7 gelesen werden. Dadurch
werden durch das schattierte Gebiet die Videodaten gekennzeichnet, die in dem
Videocodepuffer 6 gespeichert bleiben. Die Gerade C entspricht der zum Lesen der
Videodaten benötigten Zeit, wobei die Videodaten entsprechend dem Zeitverlauf der
Geraden A zuvor in den Videocodepuffer 6 geschrieben worden sind. Weitere
Videodaten werden gemäß dem Zeitverlauf der Geraden C in den Videocodepuffer 6
geschrieben. Die Speicherkapazität des Videocodepuffers 6 entspricht daher dem
vertikalen Abstand zwischen den Geraden A und C.
Der Videodecoder 7 beginnt abhängig von dem Videodecodier-Startsignal mit der
Decodierung der Videodaten. Ist die Decodierung der Videodaten durch den
Videodecoder 7 abgeschlossen, d. h. nach dem Ablauf einer Video-Decodier-
Verzögerung seit dem Decodierbeginn der Videodaten, erzeugt der Videodecoder 7 ein
Videosynchronisationssignal und gibt anschließend ein Videosignal an die nicht gezeigte
Schaltung zur Darstellung des Bildes aus. Somit wird nach der Video-Decodier-
Verzögerung nach dem Decodierbeginn der Videodaten ein Bild gemäß dem
Videosignal dargestellt. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann daher das
Videosynchronisationssignal bei Zeitintervallen ausgegeben werden, die von den
Zeitintervallen vor dem Zeitpunkt t2 abweichen.
Ebenso gibt der Komparator 25 ein Audiodecodier-Startsignal aus, wenn die vom STC-
Register ausgegebene gegenwärtige Zeit mit dem von dem DTSA-Register 24
ausgegebenen Zeitpunkt des Decodierungsbeginns übereinstimmt, bei dem mit der
Decodierung der Audiodaten begonnen wird. Infolge des Audiodecodier-Startsignals
liest der Audiodecoder 9 aus dem Audiocodepuffer 8 Audiodaten aus und beginnt mit
der Decodierung der Audiodaten, um ein Audiosignal zu erzeugen. Anschließend gibt
der Audiodecoder 9 das Audiosignal an die nicht gezeigte Schaltung zur Tonwiedergabe
aus.
In dem bekannten Daten-Demultiplexer erzeugt der Videodecoder 7 jedes Mal, wenn
mit der Decodierung der Videodaten begonnen wird, unabhängig von dem zuvor
ausgegebenen Videosynchronisationssignal ein Videosynchronisationssignal und gibt ein
Videosignal, dem das erzeugte Videosynchronisationssignal zugefügt worden ist, aus.
Aus diesem Grund kann das Videosynchronisationssignal leicht gestört werden,
nachdem mit der Decodierung der Videodaten durch den Videodecoder 7 begonnen
worden ist, so daß das dargestellte Bild verschwommen wird.
Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems wäre die Speicherung eines von dem
Videodecoder 7 decodierten Videosignals in einen mit dem Videodecoder 7
verbundenen neuen Puffer und das Auslesen des Videosignals aus dem Puffer zu
Zeitpunkten gemäß einem von einer externen Quelle gelieferten
Videosynchronisationssignal, so daß Videosynchronisationssignale bei gleichmäßigen
Zeitintervallen erreicht werden können und ein stabiles Bild basierend auf dem
Videosignal dargestellt werden kann. Allerdings wird dadurch der Platzbedarf der
benötigten Schaltung vergrößert, da zur Aufzeichnung eines decodierten Videosignals
ein Puffer mit großer Kapazität benötigt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Daten-Demultiplexer ohne Störung eines
Videosynchronisationssignals bereitzustellen, wobei der Umfang des zusätzlichen
Schaltungsaufbaus relativ gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Daten-Demultiplexer zur
Verarbeitung von codierten Video- und Zeitgeberdaten, die in Eingangsdaten gemäß
einem Zeitmultiplexverfahren enthalten sind, bestehend aus einer Trennvorrichtung zum
Abtrennen der Video- und Zeitgeberdaten aus den Eingangsdaten einer
Decodiervorrichtung zur Decodierung der durch die Trennvorrichtung abgetrennten
Videodaten, einer Rechenvorrichtung zum Berechnen eines Decodierbeginnzeitpunkts,
um die durch die Trennvorrichtung von den Zeitgeberdaten getrennten Videodaten zu
decodieren und zum Berechnen einer Decodierzeit, während der die Videodaten durch
die Decodiervorrichtung decodiert werden, und einer Zeitgebervorrichtung zur
Zeitmessung synchron mit einem in den Videodaten enthaltenen Synchronisationssignal
und zum Erzeugen eines Startsignals, um bei dem von der Rechenvorrichtung
berechneten Decodierbeginnzeitpunkt die Decodierung der Videodaten durch die
Decodierungsvorrichtung zu veranlassen.
Die Zeitgebervorrichtung kann eine Takterzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines
Taktsignals mit einer bestimmten Frequenz und eine Zählvorrichtung beinhalten, um
Daten gemäß dem von der Berechnungsvorrichtung berechneten
Decodierbeginnzeitpunkt zu speichern und die gespeicherten Daten abhängig von dem
von der Takterzeugungsvorrichtung erzeugten Taktsignal zu verändern.
Die Zeitgebervorrichtung mißt die Zeit synchron mit einem
Videosynchronisationssignal, und ein Decodier-Startsignal wird bei dem von der
Rechenvorrichtung berechneten Decodierbeginnzeitpunkt an die Decodiervorrichtung
gelegt. Daher wird eine Unterbrechung des von der Decodiervorrichtung ausgegebenen
Videosynchronisationssignals vermieden.
Demzufolge wird durch den Daten-Demultiplexer eine Unterbrechung des
Videosynchronisationssignals vermieden, wenn die Decodierung der Videodaten
wiederholt begonnen und unterbrochen wird, so daß eine gestörte Bilddarstellung
unmittelbar nach der Decodierung der Videodaten vermieden wird. Der
Schaltungsumfang des Daten-Demultiplexers ist relativ gering.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Daten-Demultiplexers gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 einen Zeitverlauf des Betriebs des in Fig. 1 gezeigten
Daten-Demultiplexers,
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Daten-Demultiplexers,
Fig. 4 ein Diagramm, das das Format einer Multiplex-Bitfolge darstellt, die in
dem in Fig. 3 gezeigten bekannten Daten-Demultiplexer verwendet wird,
Fig. 5 einen Zeitverlauf des Betriebs des in Fig. 3 gezeigten bekannten Daten
demultiplexers und
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Daten-Demultiplexers gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung werden ähnliche oder entsprechende Teile durch ähnliche oder
entsprechende Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 1 zeigt einen allgemein mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten
Daten-Demultiplexer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Diejenigen in Fig. 1
gezeigten Teile, die denen in Fig. 3 gezeigten Teilen entsprechen, werden durch die
gleichen Bezugszeichen bezeichnet und im folgenden nicht mehr ausführlich
beschrieben.
Wie in Fig. 1 weiter gezeigt, beinhaltet der Daten-Demultiplexer 5 einen Datentrenner
21, ein DTSV-Register 22, ein DTSA-Register 24, Komparatoren 23 und 25, ein
STC-Register 26, einen Taktgenerator 27, eine Steuerschaltung 28, ein SCR-Register
31 und einen Komparator 32. An das SCR-Register 31 werden von dem Datentrenner
21 getrennte SCR-Daten angelegt.
An die Steuerschaltung 28 werden von dem Datentrenner 21 getrennte SCR- und
DTSV-Daten angelegt. Die Steuerschaltung 28 verarbeitet die angelegten Daten, legt
einen anfänglichen STC-Wert an das STC-Register 26 an und gibt zu einem bestimmten
Zeitpunkt ein Steuersignal aus, um das Zählen der von dem Taktgenerator 27
ausgegebenen Taktimpulse durch das STC-Register 26 zu ermöglichen. Das STC-
Register 26 versorgt die Komparatoren 23, 25 und 32 mit Ausgangs-STC-Daten. Der
Komparator 32 legt ein Ausgangssignal als ein Startsignal zum Daten-Demultiplexen an
den Datentrenner 21 an.
Der Daten-Demultiplexer 5 ist mit einer Treibereinheit 1, einem Demodulator 2, einer
ECC-Schaltung 3, einem Ringpuffer 4, einem Videocodepuffer 6, einem Videodecoder
7, einem Audiocodepuffer 8, einem Audiodecoder 9 und einer Eingabeeinheit 29
verbunden.
Es ist ein Synchronisationssignalgenerator 41 zur Erzeugung von
Videosynchronisationssignalen, wie z. B. Horizontal- und Vertikal-
Synchronisationssignalen, die einem Videosignal hinzugefügt werden sollen,
angeschlossen, um das erzeugte Videosynchronisationssignal an dem Videocodepuffer 6
und an die Steuerschaltung 28 anzulegen.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Daten-Demultiplexers 5 beschrieben.
Nachdem der Benutzer die Eingabeeinheit 29 bedient und einen Befehl zum Lesen der
auf der eingebauten optischen Disk aufgezeichneten Daten eingegeben hat, reproduziert
die Treibereinheit 1 die aufgezeichneten Daten und gibt diese an den Demodulator 2
weiter, der die Daten demoduliert. Die demodulierten Daten werden an die ECC-
Schaltung 3 weitergegeben, um in den demodulierten Daten enthaltene Fehler zu
erfassen und zu korrigieren. Die korrigierten Daten werden anschließend über den
Ringpuffer 4 an den Datentrenner 21 des Daten-Demultiplexers 5 angelegt. Nachdem
der Befehl zum Starten der Reproduktion der aufgezeichneten Daten von der
Eingabeeinheit 29 ausgegeben worden ist, wird der Datentrenner 21 durch die
Steuerschaltung 28 in einen anfänglichen Einstellmodus geschaltet. In dem anfänglichen
Einstellmodus gliedert der Datentrenner 21 SCR- und DTSV-Daten aus den von dem
Ringpuffer 4 gelieferten Daten aus und gibt die SCR- und DTSV-Daten an die
Steuerschaltung 28 aus. Nach der Ausgabe der getrennten SCR- und DTSV-Daten an
die Steuerschaltung 28 wird der Betrieb des Datentrenners 21 beendet.
Zu diesem Zeitpunkt speichert der Ringpuffer ein Datenpaket, das die von dem
Datentrenner 21 ausgegliederten SCR- und DTSV-Daten beinhaltet.
Mit Hilfe der von dem Datentrenner 21 gelieferten SCR- und DTSV-Daten berechnet
die Steuerschaltung 28 einen anfänglichen STC-Wert (Anfangs-STC) gemäß der
folgenden Formel:
Anfangs-STC = STR - (Pp - ((DTSV - SCR)
+ VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp) (1).
Dabei bezeichnet Pp die Bildperiode entsprechend der Rahmenperiode (Vollbildperiode)
eines von dem Synchronisationssignalgenerator 41 ausgegebenen
Videosynchronisationssignals. Die Rahmenfrequenz beträgt bei dem NTSC-System
29,97 kHz und bei in PAL-System 25 Hz. Aus diesem Grund ist bei einer Taktrate von
90 kHz die Bildperiode bei dem NTSC-System 3003 und bei dem PAL-System 3600.
In Formel (1) entspricht VIDEODECODIERVERZÖGERUNG einer
VIDEODECODIERVERZÖGERUNG, die der Zeitspanne zwischen dem Decodierbeginn
der Videodaten durch den Videodecoder 7 und der Darstellung des Videosignals
entspricht. Die VIDEODECODIERVERZÖGERUNG besitzt im Videodecoder 7 einen
bekannten Wert und ist zuvor in der Steuerschaltung 28 gespeichert. Während eines
Komprimierungsverfahrens, wie z. B. MPEG o. ä., tritt bei einem 1-Bild (Intra-Bild:
ein innerhalb des Rahmens codiertes Bild) oder bei einem P-Bild (Prädiktives Bild: ein
Bild, das von einem vorhergehenden (vergangenen) Bild abgeleitet wird und zwischen
dem Rahmen codiert ist) eine Verzögerung entsprechend einem Bild auf, wohingegen
für ein B-Bild (Bidirektionales Bild: ein Bild, das von vorhergehenden und vergangenen
Bildern abgeleitet ist und zwischenrahmencodiert ist) idealerweise keine Verzögerung
erzeugt wird. Tatsächlich tritt jedoch auch bei einem B-Bild eine kleine Verzögerung
auf.
In der Formel (1) wird mit "%" ein Operator beschrieben, der den Rest kennzeichnet,
wenn der Quotient der Division von einem vorhergehenden Ausdruck mit einem
nachfolgenden Ausdruck auf einen ganzzahligen Wert gesetzt wird.
Wie in dem Zeitdiagramm der Fig. 2 gezeigt, kann die Decodierstartzeit (DTSV) um
eine der VIDEODECODIERVERZÖGERUNG entsprechende Zeit vor das
Videosynchronisationssignal verschoben werden, um die Anzeigestartzeit mit dem von
dem Synchronisationssignalgenerator 41 ausgegebenen Videosynchronisationssignal zu
synchronisieren.
In der Formel (1) entspricht DTSV - SCR der Zeit zwischen der Daten-
Demultiplexstartzeit SCR (t1), bei der mit dem Demultiplexen der Daten begonnen
wird, und der Daten-Decodier-Startzeit DTSV (t2), bei der mit der Decodierung der
Videodaten begonnen wird. Diese Zeitspanne wird Anlaufverzögerung genannt. Die
Zeit (t3 - t1) zwischen der Daten-Demultiplexier-Startzeit SCR (t1) und der
Anzeigestartzeit (t3) kann wie folgt ausgedrückt werden:
(DTSV - SCR) + VIDEODECODIERVERZÖGERUNG (2).
In der Formel (2) entspricht ((DTSV - SCR) + VIDEODECODIERVERZÖGERUNG)
% Pp dem Rest, wenn die Zeit zwischen dem Beginn der Daten-Demultiplexierung und
dem Beginn der Anzeige durch die Bildperiode Pp dividiert wird. Um die
Anzeigestartzeit mit dem Videosynchronisationssignal zu synchronisieren, kann die
Daten-Demultiplexier-Startzeit SCR um den Wert von ((DTSV - SCR) +
VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp vor das Videosynchronisationssignal
verschoben werden.
Aus diesem Grund entspricht in der Formel (1) Pp - ((DTSV - SCR) +
VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp der Zeitspanne (t1 - t0) zwischen der Zeit
(t1) der SCR-Daten und der Zeit (t0) eines vorhergehenden
Videosynchronisationssignals. Der durch die Subtraktion von Pp - ((DTSV - SCR) +
VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp von SCR (t1) erzeugte Wert wird, wie
durch die Formel (1) angedeutet, auf den anfänglichen STC-Wert "Anfangs-STC (t0)"
gesetzt. Wahlweise kann der Wert, der durch die Subtraktion eines ganzzahligen
Vielfachen der Bildperiode Pp erzeugt worden ist, auf den anfänglichen STC-Wert
Anfangs-STC (t0) gesetzt werden.
Nachdem der anfängliche STC-Wert festgesetzt worden ist, beginnt das STC-Register
26 gesteuert von der Steuerschaltung 28 mit dem Zählen von Taktimpulsen, die mit
einer Taktrate von 90 kHz von dem Taktgenerator 27 ausgegeben werden. Wie das
Zeitdiagramm in Fig. 2 zeigt, steuert die Steuerschaltung 28 das STC-Register 26, um
synchron mit dem der Steuerschaltung 28 ein gegebenen Videosynchronisationssignal
Taktimpulse auszugeben. Das STC-Register 26 inkrementiert den anfänglichen STC-
Wert jedes Mal, wenn es einen Taktimpuls zählt und gibt den inkrementierten STC-
Wert als eine gegenwärtige Zeit STC an die Komparatoren 23, 25 und 32 aus.
Wenn der Datentrenner 21 in den anfänglichen Einstellmodus geschaltet ist, werden die
SCR- bzw. DTSV-Daten in dem SCR-Register 31 bzw. in dem DTSV-Register 22
gespeichert. Der Komparator 32 erzeugt ein Daten-Demultiplexier-Startsignal und gibt
dieses an den Datentrenner 21 aus, wenn die von dem STC-Register ausgegebene
augenblickliche Zeit STC der durch die SCR-Daten gekennzeichneten Daten-
Demultiplexier-Startzeit entspricht, die in dem SCR-Register 31 gespeichert ist.
In Fig. 2 wird zum Zeitpunkt t1 der Datentrenner 21 infolge des Daten-Demultiplexier-
Startsignals erneut gestartet und liest Daten aus dem Ringpuffer 4 aus, trennt und gibt
Videodaten an den Videocodepuffer 6 weiter, bzw. trennt und gibt Audiodaten an den
Audiocodepuffer 8 weiter. Ermittelt der Datentrenner 21 DTSA-Daten des Paketkopfes
in einem Audiopaket, so trennt der Datentrenner 21 diese und gibt die DTSA-Daten an
das DTSA-Register 24 weiter, das die DTSA-Daten speichert.
Ab dem Zeitpunkt t1 in Fig. 2 werden Videodaten in den Videocodepuffer 6
geschrieben. Entspricht die augenblickliche Zeit STC der in dem DTSV-Register 22
gespeicherten Daten-Decodier-Startzeit DTSV (t2 in Fig. 2), so gibt der Komparator 23
ein Videodecodier-Startsignal an den Videodecoder 7 aus. Infolge des Videodecodier-
Startsignals liest der Videodecoder 7 einen Videodatenrahmen aus dem Videocodepuffer
aus und beginnt mit der Decodierung dieser Videodaten.
Ist nach dem Beginn der Decodierung die Video-Decodier-Verzögerung verstrichen,
d. h. zum Zeitpunkt t3 in Fig. 2, wird die Decodierung der Videodaten durch den
Videodecoder 7 abgeschlossen, und der Videodecoder 7 gibt ein Videosignal aus. Da
der Synchronisationssignalgenerator 41 das Videosynchronisationssignal genau mit dem
Ende der Video-Decodier-Verzögerung an den Videocodepuffer 6 weitergibt, gibt der
Videodecoder 7 das Videosignal, dem das Videosynchronisationssignal hinzugefügt
worden ist an eine nicht gezeigte Schaltung zur Bilddarstellung aus.
Auf ähnlicher Weise erzeugt der Komparator 25 ein Audiodecodierungs-Startsignal und
gibt dieses an den Audiodecoder 9 aus, wenn die augenblickliche Zeit STC, der im
DTSA-Register 24 gespeicherten Daten-Decodier-Startzeit DTSA entspricht. Infolge
des Audiodecodier-Startsignals schließt der Audiodecoder 9 aus dem Audiocodepuffer 8
Audiodaten aus und beginnt mit der Decodierung der Audiodaten, um ein Audiosignal
zu erzeugen. Der Audiodecoder 9 gibt das erzeugte Audiosignal an eine nicht gezeigte
Schaltung zur Tonwiedergabe aus.
Bei dem zuvor genannten Betrieb inkrementiert das STC-Register 26 die gespeicherten
Daten, wenn es Taktimpulse des Taktgenerators 27 zählt. Allerdings können die
gespeicherten Daten auch durch das STC-Register 26 dekrementiert werden, wenn es
Taktimpulse des Taktgenerators 27 zählt.
Fig. 6 zeigt einen Daten-Demultiplexer 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die in Fig. 6 gezeigten Komponenten, die denen in Fig. 1 entsprechen, sind durch
identische Bezugszeichen bezeichnet und werden nachfolgend nicht detailliert
beschrieben. Der in Fig. 6 gezeigte Daten-Demultiplexer 5 unterscheidet sich von dem
in Fig. 1 gezeigten Daten-Demultiplexer 5 darin, daß der Daten-Demultiplexer 5 einen
DTSV-Zähler 51 anstelle des DTSV-Registers 22, einen DTSA-Zähler 52 anstelle des
DTSA-Registers 24 und einen SCR-Zähler 53 anstelle des SCR-Registers 31 besitzt und
daß das STC-Register 26 nicht vorhanden ist.
An die Steuerschaltung 28 sind SCR-, DTSV- und DTSA-Daten angelegt, die durch den
Datentrenner 21 getrennt worden sind. Die Steuerschaltung 28 verarbeitet diese SCR-,
DTSV- und DTSA-Daten und legt einen anfänglichen DTSV-Wert an den DTSV-Zähler
51, einen anfänglichen DTSA-Wert an den DTSA-Zähler 52 und einen anfänglichen
SCR-Wert an den SCR-Zähler 53 an. Die Steuerschaltung 28 gibt zu einem bestimmten
Zeitpunkt ein Steuersignal aus, um das Zählen der von dem Taktgenerator 27
ausgegebenen Taktimpulse durch den DTSV-Zähler 51, den DTSA-Zähler 52 und den
SCR-Zähler 53 zu ermöglichen. Die Komparatoren 23, 25 und 32 vergleichen
entsprechende Ausgangssignale des DTSV-Zählers 51, des DTSA-Zählers 52 und des
SCR-Zählers 53 mit Null (mit einem Nullsignal).
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Daten-Demultiplexers 5 beschrieben. Die mit
dem Daten-Demultiplexer 5 verbundenen Schaltungen funktionieren auf dieselbe Art
und Weise wie die in Fig. 1 gezeigten Schaltungen. Nachdem ein Befehl zum Starten
der Reproduktion der aufgezeichneten Daten von der Eingabeeinheit 29 ausgegeben
worden ist, wird der Datentrenner 21 von der Steuerschaltung 28 in den anfänglichen
Einstellmodus geschaltet. In dem anfänglichen Einstellmodus trennt der Datentrenner 21
die SCR-, die DTSV- und die DTSA-Daten von den vom Ringpuffer 4 angelegten
Daten und gibt die abgetrennten SCR-, DTSV- und DTSA-Daten an die Steuerschaltung
28 aus. Danach wird der Betrieb des Datentrenners 21 eingestellt.
Mit Hilfe der vom Datentrenner 21 bereitgestellten SCR-, DTSV- und DTSA-Daten
berechnet die Steuerschaltung 28 einen anfänglichen SCR-Wert (Anfangs-SCR), einen
anfänglichen DTSV-Wert (Anfangs-DTSV) und einen anfänglichen DTSA-Wert
(Anfangs-DTSA) entsprechend den folgenden Formeln:
Anfangs-SCR = Pp-((DTSC-SCR)
+ VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp) (3)
Anfangs-DTSV = Anfangs-SCR + DTSV-SCR
+ VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp)
+ DTSV-SCR (4)
+ DTSV-SCR (4)
Anfangs-DTSA = Anfangs-SCR + DTSA-SCR
= Pp-(DTSV-SCR) + VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp) + DTSA-SCR (5)
= Pp-(DTSV-SCR) + VIDEODECODIERVERZÖGERUNG) % Pp) + DTSA-SCR (5)
In Formel (3) entspricht der anfängliche SCR-Wert (Anfangs-SCR) im Zeitdiagramm
der Fig. 2 der Zeitspanne (t1 - t0) zwischen der Zählerstartzeit (t0) und der SCR (t1).
In der Formel (4) entspricht der anfängliche DTSV-Wert (Anfangs-DTSV) in dem
Zeitverlauf der Fig. 2 der Zeitspanne (t2 - t0) zwischen der Zählerstartzeit (t0) und der
DTSV (t2). In der Formel (5) wird der anfängliche DTSA-Wert (Anfangs-DTSA) auf
dieselbe Art und Weise berechnet wie der anfängliche DTSV-Wert (Anfangs-DTSV).
Der anfängliche SCR-Wert (Anfangs-SCR), der anfängliche DTSV-Wert (Anfangs-
DTSV) und der anfängliche DTSA-Wert (Anfangs-DTSA) können durch Multiplikation
mit einem ganzzahligen Vielfachen der Bildperiode Pp auf ein Vielfaches vergrößert
werden.
Nach der Einstellung der oben genannten anfänglichen Werte erzeugt die
Steuerschaltung 28 ein Steuersignal, um den Zählvorgang synchron mit dem an die
Steuerschaltung 28 angelegten Videosynchronisationssignal zu ermöglichen. Nach der
Erzeugung des Steuersignals zur Freigabe des Zählvorgangs dekrementieren der DTSV-
Zähler 51, der DTSA-Zähler 52 und der SCR-Zähler 53 mit jedem von dem
Taktgenerator 27 ausgegebenen Taktimpuls ihren Zählerstand und geben ihren
Zählerstand an die Komparator 23, 25 bzw. 32 aus.
Entspricht der von dem SCR-Zähler 53 ausgegebene Zählerstand dem Wert 0, so
erzeugt der Komparator 32 ein Daten-Demultiplex-Startsignal und gibt dieses an den
Datentrenner 21 aus. Infolge des angelegten Daten-Demultiplex-Startsignals wird zum
Zeitpunkt t1 in Fig. 2 der Datentrenner 21 erneut gestartet und liest die Daten aus dem
Ringpuffer 4 aus, trennt die Videodaten ab und gibt diese an den Videocodepuffer 6
weiter bzw. trennt Audiodaten ab und gibt diese an den Audiocodepuffer 8 weiter.
Entspricht der von dem DTSV-Zähler ausgegebene Zählerstand dem Wert 0, so erzeugt
der Komparator 23 ein Videodecodier-Startsignal und gibt dieses an den Videodecoder
7 aus. Der Videodecoder 7 liest zum Zeitpunkt t2 in Fig. 2 infolge des Videodecodier-
Startsignals einen Rahmen der Videodaten aus dem Videocodepuffer 6 aus. Zum
Zeitpunkt t3 in Fig. 2 schließt der Videodecoder 7 die Decodierung der Videodaten ab
und gibt ein Videosignal aus. Da exakt am Ende der Video-Decodier-Verzögerung das
Videosynchronisationssignal von dem Synchronisationssignalgenerator 41 an den
Videocodepuffer 6 angelegt wird, gibt der Videodecoder 7 das Videosignal, dem das
Videosynchronisationssignal hinzugefügt worden ist, an eine nicht gezeigte Schaltung
zur Darstellung des Bildes, aus.
Auf ähnliche Weise erzeugt der Komparator 25 ein Audiodecodier-Startsignal, wenn der
vom DTSA-Zähler 52 ausgegebene Zählerstand dein Wert 0 entspricht, und gibt dieses
Audiodecodier-Startsignal an einen Audiodecoder 9 aus. Infolge des Audiodecodier-
Startsignals liest der Audiodecoder 9 Audiodaten aus dem Audiocodepuffer 8 aus und
beginnt mit der Decodierung der Audiodaten, um ein Audiosignal zu erzeugen. Der
Audiodecoder 9 gibt das erzeugte Audiosignal 9 an eine nicht gezeigte Schaltung zur
Tonwiedergabe aus.
Während in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen das
Videosynchronisationssignal von dem Synchronisationssignalgenerator 41 an die
Steuerschaltung 28 und den Videocodepuffer 6 angelegt wird, kann derselbe Vorgang
durchgeführt werden, wenn ein Videosynchronisationssignal von einem extremen Gerät
an die Steuerschaltung 28 und den Videocodepuffer 6 angelegt wird.
Claims (4)
1. Daten-Demultiplexer zur Verarbeitung von codierten Video- und Zeitgeberdaten,
die in Eingabedaten gemäß einem Zeitmultiplex-Verfahren enthalten sind,
gekennzeichnet durch
eine Trennvorrichtung (21) zum Abtrennen der Video- und Zeitgeberdaten aus den Eingabedaten;
eine Decodiervorrichtung (7) zum Decodieren der durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennten Videodaten;
eine Rechenvorrichtung (22, 23, 28) zum Berechnen einer Decodier-Startzeit der Decodiervorrichtung (7), um die Videodaten von den Zeitgeberdaten zu decodieren, die durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennt sind und zum Berechnen einer Decodierzeit, während der die Videodaten durch die Decodiervorrichtung (7) decodiert werden; und
eine Zeitgebervorrichtung (26, 27) zur Zeitmessung synchron mit einem in den Videodaten enthaltenen Synchronisationssignal und zur Erzeugung eines Startsignals, um die Decodierung der Videodaten durch die Decodiervorrichtung (7) zu der von der Rechenvorrichtung (22, 23, 28) berechneten Decodier-Startzeit zu verursachen.
eine Trennvorrichtung (21) zum Abtrennen der Video- und Zeitgeberdaten aus den Eingabedaten;
eine Decodiervorrichtung (7) zum Decodieren der durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennten Videodaten;
eine Rechenvorrichtung (22, 23, 28) zum Berechnen einer Decodier-Startzeit der Decodiervorrichtung (7), um die Videodaten von den Zeitgeberdaten zu decodieren, die durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennt sind und zum Berechnen einer Decodierzeit, während der die Videodaten durch die Decodiervorrichtung (7) decodiert werden; und
eine Zeitgebervorrichtung (26, 27) zur Zeitmessung synchron mit einem in den Videodaten enthaltenen Synchronisationssignal und zur Erzeugung eines Startsignals, um die Decodierung der Videodaten durch die Decodiervorrichtung (7) zu der von der Rechenvorrichtung (22, 23, 28) berechneten Decodier-Startzeit zu verursachen.
2. Daten-Demultiplexer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitgebervorrichtung umfaßt
eine Takterzeugungsvorrichtung (27) zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer bestimmten Frequenz, und
eine Zählvorrichtung (26) zum Speichern der Daten entsprechend der von der Rechenvorrichtung (22, 23, 28) berechneten Decodierungs-Startzeit und zum Verändern der gespeicherten Daten abhängig von dem von der Takterzeugungsvorrichtung (27) erzeugten Taktsignal.
eine Takterzeugungsvorrichtung (27) zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer bestimmten Frequenz, und
eine Zählvorrichtung (26) zum Speichern der Daten entsprechend der von der Rechenvorrichtung (22, 23, 28) berechneten Decodierungs-Startzeit und zum Verändern der gespeicherten Daten abhängig von dem von der Takterzeugungsvorrichtung (27) erzeugten Taktsignal.
3. Daten-Demultiplexer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechenvorrichtung umfaßt
eine Decodier-Startzeit-Rechenvorrichtung (22, 23) zur Berechnung der Decodier-Startzeit aus den von der Trennvorrichtung (21) abgetrennten Zeitgeberdaten und der Decodierzeit, und
eine Anfangsdaten-Rechenvorrichtung (28) zur Berechnung von Anfangsdaten der Zeitgebervorrichtung (26, 27), um mit der Messung der Decodier-Startzeit aus den durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennten Zeitgeberdaten und der Decodierzeit zu beginnen.
eine Decodier-Startzeit-Rechenvorrichtung (22, 23) zur Berechnung der Decodier-Startzeit aus den von der Trennvorrichtung (21) abgetrennten Zeitgeberdaten und der Decodierzeit, und
eine Anfangsdaten-Rechenvorrichtung (28) zur Berechnung von Anfangsdaten der Zeitgebervorrichtung (26, 27), um mit der Messung der Decodier-Startzeit aus den durch die Trennvorrichtung (21) abgetrennten Zeitgeberdaten und der Decodierzeit zu beginnen.
4. Daten-Demultiplexer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitgebervorrichtung umfaßt
eine Takterzeugungsvorrichtung (27) zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer bestimmten Frequenz, und
eine Zählvorrichtung (26) zum Speichern der von der Anfangsdaten- Rechenvorrichtung (28) berechneten Anfangsdaten und zum Starten synchron mit dem Synchronisationssignal der Videodaten, um die gespeicherten Daten abhängig von dem von der Takterzeugungsvorrichtung (27) erzeugten Taktsignal zu verändern.
eine Takterzeugungsvorrichtung (27) zur Erzeugung eines Taktsignals mit einer bestimmten Frequenz, und
eine Zählvorrichtung (26) zum Speichern der von der Anfangsdaten- Rechenvorrichtung (28) berechneten Anfangsdaten und zum Starten synchron mit dem Synchronisationssignal der Videodaten, um die gespeicherten Daten abhängig von dem von der Takterzeugungsvorrichtung (27) erzeugten Taktsignal zu verändern.
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