MXPA05004340A - Un metodo y sistema para mantener la sincronizacion de borde. - Google Patents

Abstract

Las modalidades descritas se relacionan con un sistema (23) y un metodo (200) para mantener la sincronizacion entre una senal (29) de video y una senal (31) de audio. La senal (29) de video y la senal (31) de audio se procesan con el uso de relojes que estan bloqueados. El sistema (23) puede comprender un componente (34) que determina el nivel inicial de memoria de entrada de audio, un componente (34) que determina la cantidad de desplazamiento en el nivel inicial de memoria de entrada de audio y ajusta los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado y un componente (32) que mide el desplazamiento de una senal (29) de video asociada con la senal de audio (31) en respuesta al ajuste de los relojes y opera para negar el desplazamiento medido de la senal (29) de video cuando el desplazamiento medido alcanza un segundo umbral predeterminado.

Description

UN MÉTODO Y SISTEMA PARA MANTENER LA SINCRONIZACIÓN DE BORDE RECLAMACIÓN DE PRIORIDAD Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud Provisional de Patente de Estados Unidos No. 60/420,871, presentada el 24 de octubre de 2002, titulada, "UN MÉTODO Y SISTEMA PARA MANTENER LA SINCRONIZACIÓN DE BORDE", la cual se incorpora aquí como referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con el campo de mantener la sincronización entre las señales de audio y video en un receptor de señal de audio/video.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta sección tiene el propósito de introducir al lector en varios aspectos de la técnica que pueden estar relacionados con varios aspectos de la presente invención, los cuales se describen y/o reclaman a continuación. Se cree que esta descripción será útil para proporcionar al lector con información de antecedentes para ofrecer un mejor entendimiento de los diferentes aspectos de la presente invención. De conformidad con esto, se debe entender que la descripción se debe leer bajo esta visión, y no como admisiones de la técnica previa.

Algunos módulos receptores de audio/video, que se puede incorporar en dispositivos de despliegue como las televisiones, han sido diseñados con un reloj digital a análogo de salida de audio (D/A) que está bloqueado con un reloj D/A de salida de video. Esto significa que el reloj de audio y el reloj de video no pueden controlarse por separado. Un único sistema de control puede cambiar en forma variable la velocidad de ambos relojes por un porcentaje igual. En algunos de estos sistemas, un sistema de recuperación de reloj puede coincidir con el reloj de video (D/A) con el reloj análogo a digital (A/D) de la fuente de video. El reloj D/A de salida de audio puede entonces suponerse que coincide con el reloj A/D de la fuente de audio. Esta suposición se sustenta en el hecho de que los difusores deben bloquear sus relojes de audio y video cuando se generan el audio y/ ideo fuentes. Aunque la especificación de Advanced Televisión Systems Committee (ATSC) requiere que los difusores bloqueen su reloj A/D fuente de video con su reloj A/D fuente de audio, ha habido casos en donde estos relojes no fueron bloqueados. La falla de los difusores para bloquear el reloj del material fuente de audio transmitido con el reloj del material fuente de video transmitido puede dar como resultado un retraso en tiempo cuando la presentación de audio se debe presentar y cuando se presenta el audio en realidad. Este error, que puede ser llamado sincronización de borde o error de sincronización de borde, puede provocar que el sonido presentado por el dispositivo de despliegue de audio/video no coincida con la imagen conforme es desplegada. Este efecto es molesto para muchos televidentes. Cuando la recuperación del reloj de audio/video se activa al coincidir la velocidad de salida de video con la velocidad de entrada de video, la única forma para compensar en error de sincronización de borde es manipular el tiempo de la salida de audio. Debido a que el audio es una presentación de tiempo continuo, es difícil manipular el tiempo de la salida de audio sin tener cierto tipo de distorsión audible, silencio o salto. La frecuencia de estas interrupciones audibles no deseadas depende de la diferencia de frecuencia entre los relojes de audio y video no bloqueados en la estación de transmisión. Se ha observado que las fuentes ATSC se silencian cada dos a tres minutos. El silenciamiento periódico de la señal de audio puede producir resultados indeseables al televidente. Algunas televisiones, incluyendo las televisiones de alta definición (HDTV), han funcionado con una fuente ATSC no bloqueada y se ha observado que las HDTV realizan cierto tipo de desplazamiento de audio para corregir el creciente error de sincronización de borde. En lugar del silencio durante el desplazamiento de audio, las HDTV en realidad inyectan cierto tipo de ruido estático que enmascara el silencio y es relativamente igual en amplitud a la amplitud de audio. La introducción de este ruido estático dentro de la señal puede producir resultados indeseables para el televidente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las modalidades expuestas se relacionan con un sistema y método para mantener la sincronización entre la señal de video y una señal de audio. La señal de video y la señal de audio se procesan con el uso de relojes que están bloqueados. El sistema puede comprender un componente que determina el nivel inicial de memoria de entrada de audio, un componente que determina la cantidad de desplazamiento en el nivel inicial de memoria de entrada de audio y ajusta los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado, y un componente que mide el desplazamiento de una señal de video asociada con la señal de audio en respuesta al ajuste de los relojes y opera para negar el desplazamiento medido de la señal de video cuando el desplazamiento medido alcanza un segundo umbral predeterminado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama en bloque de un sistema ejemplificativo en donde se puede implementar la presente invención. La Figura 2 es una ilustración gráfica que corresponde a las tablas de control de memoria que se pueden implementar en las modalidades de la presente invención; y La Figura 3 es un diagrama de flujo que ¡lustra un proceso de conformidad con las modalidades de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Una o más modalidades específicas de la presente invención serán descritas a continuación. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas modalidades, no todas las características de la implementación real se describen en la especificación. Se debe apreciar que el desarrollo de tal implementación, como en un proyecto de ingeniería o diseño, se pueden tomar muchas decisiones específicas para la invención para alcanzar las metas especificas del desarrollador, como la compatibilidad relacionada con el sistema y las restricciones relacionadas con los negocios, que pueden variar de una implementación a otra. Además, se debe apreciar que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y consumidor de tiempo, sin embargo, será una rutina de diseño, fabricación y producción para las personas experimentadas en la técnica para el beneficio de esta descripción. La presente invención permite a un receptor de audio/video (por ejemplo, TV digitales, incluyendo HDTV), para presentar el audio y video en sincronización cuando el reloj de audio fuente y el reloj de video fuente no se bloquean y los relojes de audio y video de la TV se bloquean. Además, la presente invención puede ser útil para mantener la sincronización de borde con relojes de audio y video no bloqueados de las fuentes digitales, como las fuentes Moving Pictures Experts Group (MPEG). La Figura 1 es un diagrama en bloque de un sistema ejemplif ¡cativo en donde se puede implementar la presente invención. El sistema por lo general se señala con el número 10 de referencia. Las personas experimentadas en la técnica podrán apreciar que los componentes mostrados en la Figura 1 tienen solamente el propósito de ilustrar. Los sistemas que incorporan la presente invención se pueden implementar con el uso de elementos adicional o sub-grupos de los componentes mostrados en la Figura 1. Además, los bloques funcionales mostrados en la Figura 1 se pueden combinar o separar en unidades funcionales más pequeñas. Un sitio del difusor incluye un convertidor 12 A/D de video y un convertidor 14 A/D de audio, que respectivamente procesan una señal de video y una señal de audio correspondiente antes de su transmisión. El convertidor 12 A/D de video y el convertidor 14 A/D de audio se operan por señales de reloj separadas. Como se muestra en la Figura 1, los relojes para el convertidor 12 A/D de video y el convertidor 14 A/D de audio no necesariamente están bloqueados. El convertidor 12 A/D de video puede incluir un codificador predictivo compensado de movimiento que utiliza transformaciones de coseno discontinuo. La señal de video se entrega a un compresor/codificador 16 de video y la señal del audio se entrega a un compresor/codificador 18 de audio. La señal de video comprimida puede ser arreglada, junto con otros datos auxiliares, de conformidad con algún protocolo de señal como el MPEG y sus semejantes. Las salidas del compresor/codificador 16 de video y el compresor/codificador 18 de audio se alimentan a un multiplexor 20 de audio/video. El multiplexor 20 de audio/video combina las señales de audio y video en una única señal para la transmisión a una unidad receptora de audio/video. Como lo podrán apreciar las personas experimentadas en la técnica, se pueden emplear las estrategias como la multiplexación de división de tiempo por el multiplexor 20 de audio/video para combinar las señales de audio y video. La salida del multiplexor 20 de audio/video se entrega a un mecanismo 22 de transmisión, que puede amplificar y transmitir la señal. Un receptor 23 de audio/video, que puede comprender una televisión digital, se adapta para recibir la señal de audio/video transmitida desde el sitio de transmisión. La señal es recibida por un mecanismo 24 receptor, que alimenta la señal recibida a un demultiplexor 26 de audio/video. El multiplexor 26 de audio/video demultiplexa la señal recibida en componentes de audio y video. Una señal 29 de video demultiplexada se suministra a un descorrí presor/decodif icador 28 de video para otro procesamiento. Una señal 31 de audio demultiplexada se suministra a un descompresor/decodificador 30 para otro procesamiento.

La salida del descompresor/decodif icador 28 de video se suministra a un convertidor 32 D/A de video y la salida del descompresor/decodif icador 30 de audio se suministra a un convertidor 34 D/A de audio. Como se muestra en la Figura 1, los relojes del convertidor 32 D/A de video y el convertidor 34 D/A de audio siempre están bloqueados. Las salidas del convertidor 32 D/A de video y del convertidor 34 D/A de audio se utilizan para crear respectivamente una imagen de video y una salida de audio correspondiente para el entretenimiento del usuario. Aunque el hardware en el sistema ejemplif ¡cativo de la Figura 1 no permite un control separado para la presentación de audio y video, con el uso de las modalidades de la presente invención, cuenta con la capacidad de determinar si tal control es necesario. De conformidad con las modalidades de la presente invención, la sincronización de transporte relativa asociada con las señales de audio y video recibidas se mide al observar el nivel de memoria de audio recibido. Se ha observado que el nivel de memoria de audio es una medición relativamente exacta del error de sincronización de borde. Cuando las señales de audio y video se sincronizan inicialmente en forma apropiada, entonces los datos de audio y video recibidos se deben consumir a la misma velocidad durante la reproducción. En ese caso, la memoria que aloja la información de audio debe quedar aproximadamente del mismo tamaño sobre el tiempo sin aumentar. Cuando la memoria de audio crece o se encoge en exceso de un intervalo típicamente estable, existe una indicación de que la sincronización de borde se puede ver comprometida. Por ejemplo, cuando la memoria de audio crece más allá de un intervalo específico con el tiempo, existe una indicación de que la señal de video puede llevar a la señal de audio. Cuando la memoria de audio se encoge por debajo de su intervalo típico, existe una indicación de que la señal de video puede estar retrasando la señal de audio. Cuando el error de sincronización de borde se determina para estar cerca de cero con el tiempo (es decir, la memoria de audio se queda a un tamaño relativamente constante con el tiempo), se puede suponer que el reloj fuente A/D se bloqueó con el reloj fuente A/D. Cuando el error de sincronización de borde crece con el tiempo, entonces los relojes fuente de A/D de audio y A/D de video no fueron bloqueados necesariamente y se puede requerir la corrección. Las personas experimentadas en la técnica entenderán que las modalidades de la presente invención se pueden ¡mplementar en software, hardware o una combinación de los mismos. Además, las partes que componen la presente invención se pueden configurar en el descompresor/decodif icador 28 de video, el descompresor/decodificador 30 de audio, el convertidor 32 D/A de video y/o el convertidor 34 D/A de audio o cualquier combinación de los mismos. Además, los componentes o los aspectos funcionales de la presente invención se pueden disponer en otros dispositivos que no se muestran en la Figura 1.

Cada vez que empieza una nueva presentación de audio/video, usualmente durante un cambio de canal, las modalidades de la presente invención pueden almacenar el nivel inicial de memoria de entrada D/A de audio. Estos datos pueden almacenarse dentro de un convertidor D/A de video, el convertidor 34 D/A de audio o externos a los mismos. Cuando el reloj fuente de audio se bloquea con la fuente de video, entonces el nivel de memoria debe mantenerse relativamente constante sobre el tiempo. Cuando el nivel de memoria se desplaza y el desplazamiento corresponde a un error de sincronización de borde más allá de aproximadamente +/1 10 ms, el control de recuperación de reloj normal puede ser desactivada y los relojes bloqueados del convertidor 32 DA/ de video y del convertidor 34 D/A de audio se pueden mover en una dirección que regresa el nivel de memoria de audio a su nivel inicial. Mientras este proceso regresa la memoria de audio a su nivel inicial, se mide el grado al cual se mueve el video desde su posición original. Cuando el video se desplaza aproximadamente a +/- 25 ms, el proceso se puede repetir (por ejemplo, al reiniciar la medición del nivel inicial de memoria de entrada de audio) o dejar caer un cuadro de video (por ejemplo, un cuadro MPEG del video recibido) para negar el desplazamiento medido. El proceso continúa en el modo de bloqueo de la salida de audio para la fuente de audio o se salta o repite cuadros de video para negar cualquier desplazamiento de video hasta que se detecta otro cambio de canal. Después de un nuevo cambio de canal, las modalidades de la presente invención pueden cesar para corregir el error de sincronización de borde, lo que permite al sistema regresar a un método convencional de bloquear la salida de video con la entrada de video hasta que se detecte un error de sincronización de borde. El algoritmo utilizado para controlar los relojes de salida de audio y video con base en el nivel inicial de memoria de entrada D/A, de salida de audio, y el nivel real de memoria de entrada D/A de salida de audio es muy importante para un desempeño estable. Se prefiere tener una respuesta cuando el nivel de memoria se invierte rápidamente cuando se mueve lejos del destino, se mueve rápidamente hacia el destino cuando está relativamente lejos, y se desacelera conforme se acerca a la posición deseada. Esto se puede lograr por ejemplo, al crear dos tablas de control que se relacionan con el cambio de frecuencia del reloj con la posición relativa y la velocidad de cambio. La tabla 1 se relaciona con el cambio de frecuencia de reloj con la velocidad relativa de cambio. TABLA 1 Cambio de frecuencia (Hz) Velocidad relativa de cambio (Bytes) ¦430 V < -2000 ¦354 -2000 < v < -1800 La Tabla 2 se relaciona con el cambio de frecuencia de reloj con la distancia relativa: TABLA 2 Las personas experimentadas en la técnica podrán comprender que los valores mostrados en las Tabla 1 y la Tabla 2 son ejemplificativos y no se deben considerar limitantes de la presente invención. Ya que el nivel de memoria tiene una velocidad de entrada irregular debido a la decodificación de audio y una velocidad de salida muy regular debido al reloj de salida D/A, los datos del nivel de memoria típicamente tiene alguna oscilación errática. A fin de eliminar cierta oscilación, se calcula que el nivel de memoria está en el punto medio entre la lectura de memoria más alta y la lectura de memoria más baja sobre un período de tiempo de 30 segundos. Este punto medio se puede calcular periódicamente (por ejemplo, cada 30 segundos) y puede ofrecer buena lectura de la diferencia entre la frecuencia del reloj A/D de fuente de audio y la frecuencia de reloj D/A de salida de audio con el tiempo. Con referencia ahora a la Figura 2, se muestra un diagrama que ilustra en forma gráfica las tablas de control de memoria (antes descritas). Este diagrama por lo general se señala con el número 100 de referencia. Una función 102 de distancia y la velocidad de la función 104 de cambio se ilustran en la Figura 2. El eje "y" del diagrama 100 corresponde a un cambio relativo de frecuencia en hertz. El eje x del diagrama 100 corresponde a la distancia de memoria relativa en bytes para la función 102 de distancia y la velocidad relativa de memoria del cambio en bytes para la velocidad de la función 104 de cambio. Las personas experimentadas en la técnica apreciarán que los valores mostrados en el diagrama 100 son ejemplif icativos y no se deben considerar limitantes de la presente invención. El diagrama 100 ilustra la forma en que las modalidades de la presente invención provocarán la compensación de frecuencia para ser relativamente alta en la dirección apropiada cuando el nivel de memoria está lejos de la posición inicial y la velocidad de cambio está en la dirección incorrecta. La alta compensación de frecuencia continuará hasta que la velocidad de cambio se conmute y el nivel de memoria se mueva en la dirección correcta. En este punto, el componente de velocidad empezará a funcionar contra el componente de posición. Sin embargo, siempre que el componente de posición sea mayor que la velocidad de cambio del componente, la frecuencia será impulsada para aumentar la velocidad de cambio hacia el destino y la distancia disminuirá. Una vez que la velocidad del componente de cambio sea mayor que el componente de distancia, la velocidad de cambio empezará a disminuir. Esta acción servirá para romper suavemente la velocidad de cambio conforme el componente de distancia se acerque al nivel inicial de memoria deseado. La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso de conformidad con las modalidades de la presente invención. El proceso por lo general se señala con el número 200 de referencia. El proceso inicia en el bloque 202. En el bloque 204, se determina el nivel inicial de memoria de entrada de audio. Con el tiempo, se determina la cantidad de desplazamiento del nivel inicial de memoria de entrada de audio, como se muestra en el bloque 206. Cuando el desplazamiento excede un primer umbral predeterminado (208), entonces los relojes bloqueados del convertidor 32 D/A de video (Figura 1) y el convertidor 34 D/A de audio se ajusta en la dirección que mantiene el nivel inicial de memoria de entrada de audio. En respuesta al ajuste de los relojes, se mide el desplazamiento de la señal de video, como se muestra en el bloque 212. Cuando el desplazamiento de la señal de video excede un segundo umbral predeterminado (214), entonces se niega el desplazamiento de la señal de video (bloque 216), por ejemplo, al reiniciar el proceso o dejar caer un cuadro de video para mejorar la sincronización. El proceso termina en el bloque 218. Mientras esta invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, se han mostrado las modalidades específicas a manera de ejemplo en los dibujos y se describirán con detalle aquí. Sin embargo, se debe entender que la invención no tiene la intención de limitarse a las formas particulares descritas. Más bien, la invención tiene la intención de abarcar todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del alcance y espíritu de la invención como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (23) que mantiene la sincronización entre una señal (29) de video y una señal (31) de audio, que se procesan con el uso de relojes que están bloqueados, el sistema (23) está caracterizado porque comprende: un componente (34) que determina el nivel inicial de memoria de entrada de audio; un componente (34) que determina la cantidad de desplazamiento en el nivel inicial de memoria de entrada de audio y ajusta los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado; y un componente (32) que mide el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal (31) de audio en respuesta al ajuste de los relojes y opere para negar el desplazamiento medido de la señal (29) de video cuando el desplazamiento medido alcanza el segundo umbral predeterminado.

2. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nivel inicial de memoria de entrada de audio se almacena en una memoria.

3. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el control de recuperación de reloj se desactiva cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado.

4. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal (31) de audio y la señal (29) de video comprenden una señal de Moving Pictures Experts Group (MPEG).

5. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente (32) que mide el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal de audio (31) opera para negar el desplazamiento medido de la señal (29) de video al reiniciar la medición del nivel inicial de memoria de entrada de audio .

6. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente (32) que mide el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal (31) de audio opera para negar el desplazamiento medido de la señal (29) de video al dejar caer un cuadro de la señal de video.

7. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer umbral predeterminado es aproximadamente +1- 10 ms.

8. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo umbral predeterminado es aproximadamente +/- 25 ms.

9. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema (23) comprende una porción de un aparato de televisión.

10. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el aparato de televisión comprende un aparato de televisión de alta definición (HDTV).

11. Un sistema (23) que mantiene la sincronización entre una señal (29) de video y una señal (31) de audio, que se procesan con el uso de relojes que están bloqueados, el sistema (23) está caracterizado porque comprende: un medio (34) que determina el nivel inicial de memoria de entrada de audio; un medio (34) que determina la cantidad de desplazamiento en el nivel inicial de memoria de entrada de audio y ajusta los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado; y un medio (34) que ajusta los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado; un medio (32) que niega el desplazamiento medido de la señal (29) de video cuando el desplazamiento medido alcanza el segundo umbral predeterminado.

12. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la señal (31) de audio y la señal (29) de video comprenden una señal de Moving Pictures Experts Group (MPEG).

13. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el medio (32) para medir el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal de audio (31) opera para negar el desplazamiento medido de la señal (29) de video al reiniciar la medición del nivel inicial de memoria de entrada de audio.

14. El sistema (23) de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el medio (32) para medir el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal (31) de audio opera para negar el desplazamiento medido de la señal (29) de video al dejar caer un cuadro de la señal de video.

15. Un método (200) para mantener la sincronización entre una señal (29) de video y una señal (31) de audio, que se procesan con el uso de relojes que están bloqueados, el método (200) está caracterizado porque comprende: determinar (204) el nivel inicial de memoria de entrada de audio; determinar (206) la cantidad de desplazamiento en el nivel inicial de memoria de entrada de audio; ajustar (210) los relojes para mantener el nivel inicial de memoria de entrada de audio cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado; medir (212) el desplazamiento de la señal (29) de video asociada con la señal (31) de audio en respuesta al ajuste de los relojes; y negar (216) el desplazamiento medido de la señal (29) de video cuando el desplazamiento medido alcanza con el segundo umbral predeterminado.

16. El método (200) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque comprende almacenar el nivel inicial de memoria de entrada de audio en una memoria.

17. El método (200) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además comprende desactivar un control de recuperación de reloj cuando la cantidad de desplazamiento alcanza un primer umbral predeterminado.

18. El método (200) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la acción de negar (216) el desplazamiento medido de la señal de video comprende reiniciar la medición del nivel inicial de memoria de entrada de audio.

19. El método (200) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la acción de negar (216) el desplazamiento medido de la señal de video comprende dejar caer un cuadro de la señal de video.

20. El método (200) de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque las etapas descritas se llevan a cabo en el orden descrito.