TW318992B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作U印製 3：：c；992 A7 B7 五、發明説明（1 ) I比專利申請是美國專利申請第08/006,476號•於1993年 1月20日提出申請，名稱為” Apparatus And Methods

For Providing Close Captioning In A Digital

Program Services Delivery System” ，之部份延續。此 專利申請包含相闞於下列美國專利申請之題目材料：美國 專利申請第 44639-A-542 號，名稱為” System And Method 卩or Transmitting A Plurality Of Digital Services

Including imaging Services” ，美國專利申請第 44641 -A-546號，名稱為”Memory Efficient Method And

Apparat us For Sync Detection” ，美國專利申請第 44852-A-549號，名稱為"Method and Apparatus for

Locating and Tracking a QPSK Carrie「”；美國專利申 請第 44642-A-547號，名稱為”Multi-Service Data

Receiver Architecture”；與美國專利申請第44890-A- 551號，名稱為”System And Method Fo「Providing • . 〆

Compressed Digital Teletext Services and Teletext Support Serv丨ces” 。所有上述專利申請皆是與此專利申 請同時提出申請且所有上述專利申請皆包含i入本文做為 參考之說明。 葭篮1..景— 發..服盟.域_. " 本發明槪言之係翮於數位信號傳输，且更明確的說係關 於用Μ多工多種數位眼務之一種系統與方法*而該等多種 數位眼務包含壓縮影像眼務與輔叻資料服務，例如相翮於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 ---------奸衣------ΪΤ------^ (請先閱讀背面之注意t.再填寫本頁) * 經濟部中央標準局員工消費合作疋印製 310992 A7 B7 五、發明説明（2 ) 傳输至多P遠端位置之影像服務的聾者用閉合字蒂。 相關技術説1 在本文中本發明之背景是藉著傳送多種節目服務給用戶 之付費電視系統，例如有線電視與直播衛星（D B S )系统， 來加以說明，但是本發明絕對不受限於該等付費電視糸統 ，除了在附加申請專利範·圍受到特別陳述之外ό 在付費雷視業，節目製作者製作供傳送至各種遠端位置 之多種節目。節目（program)可包含視訊·音訊與其他相 關服務，例如閉合字蒂與電傳文件服務。單一節目製作者 可能希望提供許多節目與服務。一般而言，節目製作者將 羿由衛星來提供這些服務給個別用戶（亦即D B S用戶）及/ 或有線雷視公司。如果是有線電視公司，經由衛星傳送之 眼務是在該公司之雷纜頭端裝置受到接收。有線公司通常 接收許多節目製作者之節目與其他眼務且然後選擇它希望 傳送給它的用戶之節目/服務。此外，有線公司可在電缵 頭端插人本地製作之服務。選擇之服務"與/本地製作之眼務 然後經由同蚰電纜傳输糸統傳送至個別用戶。如果是D B S 用戶，每一用戶能夠直接接收來自節目製作_者之衛星下鍵 结。 在過去，付費電視系統，包含有線與DBS系统，皆運作 於類比領域。但是*近來付費電視業已開始趨向全數位系 统，其中，在傳输之前，所有類比信號皆轉換成為數位信 號。數位信號傳输提供數位資料可在傳送端與接收端皆受 到處理Μ改善圖像品質之優點。另外，已開發出可達到高 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） ---------批衣------1Τ-----_--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 31C292 經濟部中央橾隼局員工消費合作4Γ印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 信號呢縮比之數位資料壓縮技術。數位壓縮允許更多之個 別眼務可在一固定頻寬内傳送。衛星詢答器與同軸電纜傳 输糸统皆會造成頻寬限制，且因此數位壓縮極為有利。 美國專利申請第968,846號，於1992年10月30日號提出 申請* 名稱為"System and Method For Transmitting a Plurality of Digital Services” ，提供進一步之背景 資料。在此處提及該專利申請做為參考如同其在本文受到 完整說明。 由於Μ前分開之通訊技術，包含音訊與資料通訊與電視 ，包含衛星，廣播與有線雷視，日易趨向合併，吾人對開 發能夠處理多種此類眼務之一或更多之可調整傳输糸统愈 來愈感圓趣。至今受到評估來提供此類服務之主要介質包 含，例如，同軸雷獮，陸地微波，所謂的細胞式無線電， 磨播調頻（FM)，廣播衛星與光纖，而這些只是其中一部份 〇 每一介質皆有其自己之特性。例如f拿/供數位資料傳输 之雷纜與衛星來比較，電灞傾向於具有中等之錯誤率，但 是當錯誤發生時*該等錯誤K長叢發型式f琨。衛星做為 介質具有相當差之錯誤率，主要是由於必然之微弱信號功 率且因此低信號雜訊比。因此|在衛星中不良之錯誤率是 利用多種技術，例如迴旋錯誤更正器，來特別加以更正， 而在雷钃環境中則無需該等技術。 在共同未決之美國專利申請第07/968, 846號，於199 2年 10月30日提出申請且名稱為"System and Method for 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------扣衣------IT------# (請先閱讀背面之注意再填寫本頁) 一： 經濟部中央標準局員工消費合作f印裝 31C992 A7 B7 五、發明説明（4 )

Transmitting a Plurality of Digital Services” 在此 菥提及此專利申請之說明做為參考，其說明一種編碼器M 牽生姅由，例如，衛星或電缵傳输網路，來傳送服務至遠 端位置之多T資料流。產生之資料流包含連續之框序列， 毎一框包含二檷，a每一播包含多條線。一櫊之第一群姐 埭定義傳输層而第二群姐線定義服務資料區。提出之方法 的一特色是K檷為單位動態更改多工資料流之能力。提出 之方法的另一特色是多工資料流之資料傳输率相關於已知 類比視訊格式之頻率，亦即框，檷與水平線速率。 在共同未決之美國專利申請第07/970,918號，於1992年 11月2日提出申請且名稱為"System and Method for Multiplexing a Plurality of Digital Program Services for Transmission t, o Remote Locations” * 在 I比虜提及此專利申請之說明做為參考，其說明用M多工多 揮教位節目服務之另一種系统，而該等數位節目服務包含 ，例如，視訊，音訊，電傳文件，閉f字/幂與”其他資料 ”眼務，之集合。根據該提出之方法，多個次框資料流受 到產生，而每一次框資料流皆具有一傳输層_區與一節目資 料區。該等次框資料流接著受到多工成為具有一傳输層區 與一次框資料區之諸超框。 在用戶住宅或任何其他接收终端之解碼器分離多工資料 流成為多種服務。一此類服務是傳統之電視視訊影像。若 要有效率地傳送視訊影像，該影像之冗餘資料最好受到去 除，而此是稱為視訊壓縮之過程。許多視訊壓縮技術受到 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 -------(--1衣------1T-----^-I ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作ir-印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 提出a —些技術己受到採用，例如國際標準姐缴， TS0-11172與138 18，通常稱為MPEG標準（包含MPEG1與 MPRG 2)，其中MPEG代表移動圖像專家群姐 （Moving Piet: u「e Expert Group)。許多製造商已開發積體電路來 解颳縮MPRG1與MPEG2壓縮視訊資料，例如Thompson-CSF， (T-C II he與L ST Logic Corporation皆已開發此類解K縮積 體雷路。 搮準之類比NTSC複合視訊信號已是在壓縮格式。對角亮 度解析度已受到捨棄以在亮度頻寬内容納彩色副載波。不 幸的是，彩色副載波之存在降低相鄰取樣與相郯框之相關 性，而不易啻施更多階段之壓縮。為此原因，高效率壓縮 演算法是施加於原始之分離分量，亮度，第一色差與第二 色差或Y，II，V (亮度與色差），而非NTSC信號。 視訊懕縮是基於刪除信號之冗餘。視訊信號有二種主要 型式之冗餘：精神視覺冗餘與數學冗餘。高效率之傳输系 统試圖去除此二種型式之冗餘。 一〆 信號之精神視胥是起因於傳送肉眼或人腦不使用，且不 能理解之資訊。最明顯的例子是R，G，B信·號之過量色度 頻寬。當視訊信號是以R，G，B分量來表示時，該等分量 之頻寬皆無法在不明顯降低圖像品質之下受到降低。但是 ，當全頻寬亮度信號存在時，肉眼無法偵出彩色資訊之大 最頻寬降低。NTSC藉由線性矩陣來轉換原始之R，G，B信 號成為Y，I] * V以利用此人類精神視覺特性。因此U ，V 分最之頻寬可降低至色度分量之2 5%而不致明顯地降低圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 f - (#先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作^印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 像品質。但是，N TS C未充份利用色差冗餘。其只降低水平 维度之頻寬，然而肉眼對垂直維度之色度细節同樣不敏感 。其他型式之精神視覺冗餘包含：快速移動物件之亮度细 節，亮度對角解析度，接近高對比率轉變之亮度细節（邊 緣遮罩）。精神視覺冗餘之刪除是藉由轉換信號至冗餘資 訊可受到隔離與捨棄之領域來進行。 當信號之任一取樣與同一信號之任何其他取樣具有非零 之相關係數時數學冗餘即出琨。此意謂一些基本資訊受到 表示多於一次，而可受到刪除Μ導致資料壓縮。在一典型 影像之最小取樣電視亮度信號中•相鄰取樣通常是90%至 95%枏關。相邮框在靜止區域是100% 相關•而平均是多 於90%枏關。 在視訊壓縮中，移動影像之冗餘資訊是Μ像素為單位， Μ線為單位，與Κ框為單位，來加Μ去除。壓縮之移動視 訊影像是Μ多工資料流之諸服務的一部份來有效轉移。

在冃前之設備中•移動視訊影像一般是標準信號型式 ，例如類比NTSC複合信號與PAL信號，來編碼。該等信號 包含週期性重覆之資訊框，而每一框包含週·期性重覆之資 訊線（一框之諸線组鎌成為第一攔與第二檷），且每一線包 含一同步資訊部份與一有效視訊部份。框之第一組線是供 做垂肓同步。框之第二組線是用Μ在垂直空白間隔（Κ下 稱為VBD轉移輔肋資料，例如許多型式資料中之線21的S 者用閉合字幕，而在垂直空白間隔受到轉移之資料稱為 ... - ...... --- . VBI資料。刺餘諸線，組成框之第三姐線，包含視訊影像 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 裝 訂 1 -線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 318992 B7 五、發明説明（7 ) •，榑準視訊壓縮技術最能夠壓縮的即是此視訊影像。 在視訊限縮技術中，輔肋資料或VBI資料在壓縮之前即 自影像受到去除。因此，當接收藉由多工資料流來傳送之 聒縮移動視訊影像服務時，依賴在，例如，NTSC信號之垂 苜空白間隔所傳送之輔肋資料或VBI資料的使用者將無法 享有該等眼務。 發明摘要 本發明之一目標是克眼Μ前技術之缺點。本發明之另一 冃標是提供一種符合用以傳送所有型式之VBI信號之全業 界標準的裝置。本發明之更一目標是提供一種裝置來解碼 利用標準MPEG格式編碼之VBI資料Μ藉由在編碼器端編碼 適當資料而彈性控制符號寬度，符號高資料位準與符號低 資料位準。 一種用W處理壓縮視訊資料成為複合視訊資料之視訊系 统達成這些與其他目標，該複合視訊資料對應於自多種標 準犁式桃選而得之一標準複合視訊信瓷型/式，而該等多種 標準型式至少包含NTSC複合視訊信號型式與PAL視訊信號 梨式之一，且該視訊糸統包含一處理器，一_標準視訊解壓 縮器與一視訊介面。標準視訊解壓縮器處理壓縮之視訊資 料成為解®縮之視訊資料與使用者資料，而丨吏用者資料包 含县有编碼於其之VBT資料。處理器自使用者資料擷取 VBT資料。視訊介面處理解壓縮之視訊資料與VBI資料成 為複合視訊資料，而VBI資料編碼於該複合視訊資料。視 訊介而包含一處理VBI資料成為VBI信號資料之VBI資料產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐〉 -------(--^------1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作^印製 經濟部中央標準局胥工消費合作矿印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 生器，一耦接至視訊解壓縮器K接收解壓縮之視訊資料的 涓頻器，以及處理Y，U，與V資料成為複合視訊資料之電 路，目.該潖頻器耦接至VBI資料產生器Μ接收VBI信號資抖 ，且該混頻器在掃描線之有效部份提供输出Υ，U與V 。 附圖農麗i明+ 在參考下列附圖之諸較佳宵例的下面說明中本發明將受 到詳钿說明，其中： 閫1是根據本發明之解碼器部份之部份方塊圖； 圖2是展示本發明之視訊處理器的方塊圖； _ 3是展示本發明之視訊介而的方塊圖； 鬮4是展示本發明之VBI資料產生器的示範方塊圖； 圖5是展示本發明之一簡單结合器範例的示意圖； 阃fi是用Μ多工多種數位服務以傳送至多個遠端位置之 一揮系统的部份方塊圖，如美_專利申請第968,846號所 述; 圖7是一编碼器所產生之多工資料流的1«形表示： 圖8詳细展示用Μ傳送NTSC視訊腋務之多工資料流之一 相關技術框的一般配置與内容； _ 鬮9詳细展示多工資料流之一相關技術框之示範第一播 可帶的資料與服務； _1〇詳細展示多工資料流之一相關技術框之二範第二檷 可槲帶的資料與服務； _ 1 1是顯示，Μ —簡化方式，本發明之一示範環境的方 塊圖； -11- 本纸張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐〉 (. 裝 訂 ^ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局昏(工消費合 318992 Μ Β7五、發明説明（9 ) 圖12是解碼器216之方塊圖； 圖13描寫根撺本發明之示範線21波形； 圖14是圖12之線21形成電路242的方塊圖； 圖15是根據本發明之另一種框格式；及 圖16是根據本發明之另一種框格式。 較i實例詳_细.說_祖_ 專利申請第968 ,846號之說明的一部份參照圖6-10而摘 要a附加於下文以提供有肋於解釋本發明之一特定應用的 谁一步資訊。 阃6展示用Μ多T.多種數位服務Μ傳送至多個遠端位置 (未加Κ顯示）之一檷系统1 0 0的部份方塊圖。在付費電視 之情形中，系统100包含多個服務編碼器112，而每一眼務 煸碼器是由一”節目製作者”來操作。如圖所示，糸统1 0 0 可有任何教目Ν之節目製作者。如在背景中所述，節目製 作者是提供傳送給多種用戶之”節目”的個體。例如*如圖 6所示，節目製作者1可提供節目1 fN /。每一節目包含 一姐相闞之服務，例如視訊，音訊與閉合字幕服務。做為 示範，圖6展示節目製作者1提供節目1 而節目1包含 一視訊服務114與二相關之音訊服務11 6> 118，例如立體 漀音。一给定之節目可包含一群相關之服務/，而一節目製 作者可提供任何數目之節目。 ’ 一般而言•每一節目之個別服務是Μ類比格式來製作。 根據本發明之系统與方法，每一編碼器11 2具有多個類比 至齡位轉換器120 Μ轉換類比型式之服務成為數位服務。 ， -12-中國國家揉準（CNS ) ( 210X297公釐〉 (#先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 線 A7 B7

五、發明説明（HD 什外，視訊與音訊 縮，汨是颳縮並非 有許多視訊與音訊 家群組（Μ P E G )已發 視訊壓縮演算法。 聒縮枝術。根據本 任何颳縮演算法， 法。此外，如上所 。昭縮只是用來增 毎一编碼器進一 服務可用視 必要的。如 壓縮技術可 展出一種為 向量量化是 發明，視訊 且装置1 2 2 述，音訊與 加可在一定 步包含一服 訊與音 同熟悉 供使用 數位視 數位視 與音訊 絕不受 視訊服 頻寬内 務多工 訊歷縮装 本技術領 。例如， 訊服務業 訊之另一 壓縮裝置 限於任何 務之壓縮 傳送之資 器 124 。 置1 22來壓 域者所知， 移動圖像專 廣泛使用之 種·較新之 122可運用 一種壓縮方 不是必要的 料量。 在下文將更 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 中 標 準 員 工 消 f 合 作 詳细加W說明，腋務多工器124根據本發明之方法來運作 W多丁俩別數位服務而傳送至遠端位置，例如電纜頭端装 胥或DBS用戶。每一解碼器112之服務多工器124產生一多 丁資料流126，而多工資料流126饋入傳送器128 Μ經由衛 星1 3 0傳送至遠端位置。如画6所示，每一節目製作者（例 如節冃製作者]節目製作者Ν)提供；r本/身之多工資料流 126 。在下文將更詳细加Μ說明，多工資料流可在多個遠 端位置，例如電纜頭端，D B S用戶或電翔[用·戶，受到接收 。每一遠端位置使用一服務解多工器，而該服務解多工器 根撺本發明之方法自多工流擷取所選之服務。下文將提供 眼務解多工器之進一步细節。 - 圖7是每一編碼器11 2之每一服務多工器124所產生之多 工資料流126的圖形表示。根據本發明，多工資料流126包 含一連鑛之”框”序列。如圖所示每一框包含二”攔 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 在下 Τ 313992 經濟部中央標準局員工消費合作t印製 A7 B7 五、發明説明（） 立將审詳湘加以說明，每一捆包含多工之眼務資料與一” 簿输醑”，而該傳输蹰包含某呰操作本發明之系统所必需 之”系统資料"。因為某些型式之系统資料太多以致無法利 用單一襴來傳送，該等型式之資料是經由一系列欄，在本 文稱為”檷群姐”，來傳送。例如 > 一群组循環可包含8檷 ，丨日是，一群姐循瑁可由任何數目之檷來定義。基本上， 群m循瑁定義多工資料流1 2 6之邊界，而一完整姐之系統 班密碼相關資料是在該等邊界之内受到傳送。該等群姐循 環邊界可為固定或動態變化。如下所述，每一遠端位置之 眼務解多工器需要一给定群姐循環之糸统資料Μ自包含於 下一群組循瑁之眼務資料中擷取所選之服務。 如同前文參照圖6所解釋，多工資料流所攜帶之視訊服 務一般開始是類比視訊信號（除了 HDTV信號之外），且如圖 6所示，該類比視訊信號是由類比至數位轉換器120來”數 位化”而因此寒為”數位眼務”。在下文將更詳细加Μ說明 ，在用戶位置，自多工資料流擷取選ίΤ之/數位視訊服務Μ 在一顯示裝置，例如電視，上觀看。但是在觀看之前，數 位視訊服務必須轉換回至他們之類比型式^如熟悉本技術 領域者所知，電視業廣泛使用許多類比視訊信號格式。美 _廣泛使用NTSC格式|而歐洲大部份則使用PAL格式。 在本發明之一宵例中且為簡化整個系統1 〇 〇之硬體設計 與頻率產生，多工資料流126之整個框结構與傳输率最好 相關於，且相依於，多工資料流所攜帶之視訊服務的特定 類比視訊格式。多工資料流之框结構與傳输率視多工資抖 ， -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意^+Γ填寫本頁) ~ 318QQ2 經濟部中央標準局員工消费合作t印製 A7 B7 五、發明説明（12 ) 流所撕帶之視訊眼務是PAL視訊信號或NTSC視訊信號而定 會有所不同。提供相關於闞鍵類比視訊頻率之數位多工資 料率朗時鐘可簡化整個系统之硬體設計。尤其，在用戶位 置之類比視訊（Μ及音訊）信號的再產生會大為化簡。 圖8展示當多工資料流所攜帶之視訊服務是基於NTSC視 訊信號格式時國7之多工·資料流之一示範框的一般配置與 内容。多T資抖流之框结構與搏输率最好相關於他們之類 比N T S C等效物。在下文將更詳细加K說明，例如，多工資 料流之缌資料率是相闞於類比電視線頻率F h，而F h在 NTSC視訊信號之情形中是1 5.734仟赫茲（亦即· Fh = 15.734 kHz)。如圖8所示，一框最好包含多條線，每一 線是171位元姐長（亦即1368位元），其中當所攜帶之視訊 服務是NTSC格式信號時，框有525線。例如•一數位服務 可包含5 2 5線之諸框，每一線具有1 7 1位元姐且是K每秒 1 5 7 3 4線之速率來傳送以對應一個別類比服務。如熟悉本 抟術領域者將可認知，框之5 2 5線對IT於/一類比N T S C圖像 之線教目。此外，每一框之諸線可组織成包含二”檷”，而 每一欄包含2 6 2線。增加一測試線1 40至第二禰以達到缌共 52 5線。如熟悉本技術領域者將可進一步認知，此二欄结 構類似於MTSC信號之二檷格式。 為達成多工資料率與類比NTSC頻率之對應，框之每一線 是以等於Fh，水平線頻率，之頻率來傳送。在NTSC視訊之 情形中，Fh€ 15.734仟赫玆。因此，當NTSC視訊服務是由 多T資料流所攜帶時，多工資料率是： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------^--^------,玎-----^-I ^ (蜻先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作贫印製 A7 B7 五、發明説明〇3 ) 1.71 位—元..組 _ X 8.—X Fh = 1368 x Fh 線 位元姐 =1368 x 15.734 仟赫玆 =2 1 . 5百萬位元/秒 如利用525線所預期，缌框率是等於NTSC視訊信號之類比 框率的29.97赫茲。如熟·悉本技術領域者可認知，1368 Fh之多丁率並未完全匹配NTSC再產生率》NTSC再產生率實 際卜.是1 3 5 F h ，&因此在用戶位置之解碼器必須執行速 率轉換K準確地再產生類比NTSC視訊信號。在一 6百萬赫 茲雷黷頻道中可調變與傳送單一 21.5百萬位元/秒之多工 資枓流，且二2 1.5百萬位元/秒之多工資料流可經由單一 C帶衛星詢答器來交織與傳送。 仍請參看圖8 ，框之每一欄開始於一 VSYNC字142，且每 一線開始於一 HSYNC位元組146。如下所述，在每一用戶位 置之解碼器的服務解多工器利用HSYNC與VSYNC圖樣來在接 收冬工資料流之後建立框與襴之同步。/每/一檷之V SYN C字 1 4 2皆以類似方式來產生，且可每二檷受到位元反相一次 。每一線之HSYNC位元组146最好相同。每一_檷之VSYNC字 142之後最好接著”傳输層”144。通常，每一檷之傳输層 1 4 4包含操作本發明之系统所需之”系統資料”，而更重要 的是，指定”条統資料”之内容與结構及該播随後之眼務資 料。如下更詳细所述，傳输層144之一重要部分是”多工圖 ”，而該多工圖緊接在每一檷之VSYNC字142之後。多工圖 指定該檷陳後之傳输層封包的數目與位置且可Μ櫊為單位 -16- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意I 抒填寫本頁) < ^1CJ92 A7 B7 五、發明説明（b 動態受到調整W達成高彈性。 如_8所示，每一欄之傳输層144之後接著服務資料區 工資料流所攜帶之音訊與視 镰請 先 閱 讀 背 & 之 意 Ϋ 一 項 再 填^裝 頁 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作f印製 148，而眼務資料區148包含多 訊服務資料。如下更詳细所解 訊服務與音訊服務在該攔内受 納冬種眼務資料率。一服務之 百萬位元/秒）樂化至1.544百 料率。栴配给視訊，音訊與其 袼間調整。未供音訊服務使用 新栴配给視訊或其他服務苕抖 賴視訊服務，而因此系统可提 務資料之動態分配，個別視訊 。節目製作者在一多工資料流 R受限於多工資料流之最大資 秒）與可變區隔增加大小。利 雷信標準T1率之資料率的未來 進一步所示，每一框之傳输層 用20位元姐之Reed-Sol omon錯 但是，熟悉本技術領域者將可 方法皆可受到使用而不致脫離 釋，每一檷所攜帶之多個視 到可變式區隔Μ使系统可容 資料率可自HDTV率（大約17 萬位元/秒之電信標準T1資 他服務之資料量可在該等服 之服務資料區的諸部份可重 。在此檷内音訊服務並未依 供”無線”服務。因為櫊内服 服務無需具有相同之資料率 中可提供之眼務的可能姐合 料率（亦即21.5百萬位元/ 用此彈性方法任何具有低至 數位服務皆^可受到提供。如 144與服務資料部份148皆利 誤更正碼150^來錯誤編碼。 理解任何塊區導向錯誤更正 本發明之真正精神與範疃。 圖9展示根據本發明之一實例之多工賓料流示範框第一 禰之一般配置與内容的進一步细節。如圖所示，傳输層 144之第一線（亦即該櫊之線2 >包含一糸統資料封包160 (SDP)，而系统資料封包160包含一多工圖162。傳输層之 -17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局舅工消費合t社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 阈後諸線可包含服務種子封包164(SSP)，視訊多工控制封 包，虛凝頻道圖封包168(VCM)，電傳文件資抖 封包170(TT)，可定址之資料封包172(ADP) ，Μ及随意之 系统封包174(0SP)。多工圖162利用每一檷來傳送且指定 該櫊之傳输層144之每一其他型式資料封包的數目與位置 。藉由多工圖162 *每一其他型式之傳蝓層封包的數目與 位置可W檷為單位來動態修改以達成高度彈性。例如，如 下文將更詳细加以說明，多工圖162可用於”全橘”模式K 允許名T.資料流之一整欄來供系统資料使用，例如可定址 育料封包174 (ADPs)。應注意的是並非所有型式之傳输層 封包皆需在毎一檷受到傳送。例如，一些封包，例如系统 種子封包164 (SSPs)，可只在一密碼循環之最初一些欄受 到傳送。下文將更詳细說明每一封包内之資料的内容與配 臂。 仍請參看圖9 ，每一檷之一部份分配給服務資料148 。 根據本發明之方法，音訊服務，應用貧料/與閉合字蒂服務 與視訊服務在該櫊内受到分隔。如圖所示，應用與閉合字 幕資料1 76也可在傳输層144之每一線的開缻受到傳送。每 一櫊之音訊部份1 7 8按比例分配給受到傳送之各種音訊服 務。每一櫊之音訊部份1 7 8的大小可加Μ調整來容納不同 齡目之音訊服務。例如，毎一檷之音訊都份1 7 8在服務資 料區148之每一線最多可包含21位元組。 每一框之眼務資料區148的視訊部份180包含多個較小之 視訊資料封包182 (VDPs)。例如，每一 VDPs可為60位元寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 訂 線 (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局k工消費合：4杜印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) ，雖然可使用任何大小之VDP而不致脫離本發明之精神與 範晒。V I) P之6 0位元的每一個可分配給受到傳送之一特定 視訊服務。例如，如果有5視訊服務受到傳送，每一服務 可自每一 VDP分配到12位元。每一 VDP之60位元可與每一 眼務之個別資料率成比例地分配给各種服務。例如，具有 高資料率之視訊眼務可分配到之每一 VDP的位元多於具有 較低資抖率之視訊眼務。雖然單一椐内之VDP位元的分配 維持罔定，分配可用框為單位來加Μ調整。如下文將更詳 細加W解釋，傳输暦144之視訊多工控制封包（VMCPs)166 指定一給定欄之諸VDPs内之視訊眼務分配。在一較佳實例 中，即使VMCPs在毎一欄之傳蝓層受到傳送，每一 VDP内 之服務分配可R用框為單位來動態改變K支援统計多工。 佃是，熟悉本技術領域者將可理解每一 VDP内之服務分配 可用櫊為單位來動態改變，如果要的話。 _10展示一多工資料之示範框之第二檷，圖9展示此賁 例之第一檷，的细節。如圖所示，第在结構與配置上 通常類似於第一欄；主要之差異是增加測試線140 。如前 所述，測試線140是多工資料流之每一框的·最後一線且允 許毎一櫊正奸是261線（不包含VSYNC)。測試線140，不同 於第二櫊之諸線264 -5 24 ，未利用Reed-Solo mon碼來錯誤 编碼。測試線可闬來攜帶系统測試資料％如果要的話。 請同時參看阃9與圖10，每一欄之每一線的第二與第四 位元姐賴帶應用與閉合字蒂資料。只有16位元之最初15位 是供應用資料所用；第16位元是供閉合字幂資料所用。此 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------种衣------------ii ί ~ (1先閱讀背面之注意事^再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（17 ) 外，每一框（亦即二檷）有5線未攜帶應用與閉合字幂資料 。該等線包含二VSYNC線142，測試線140 K及第一檷之線 2與第二欄之線264 。因此一框之應用資料的缌位元容量 是： (525-5)線 * (15 位元 / 線）=7800 位元。 該等7800位元區隔成為8分隔之應用資料”頻道”。因此， 每一欄有975位元/頻道。該等位元最好是利用（3,2,13) 迴旋FEC來錯誤煸碼Μ產生錯誤更正容量： 97 5 * 2/3 = 650位元/頻道/框。 因此應用資料之每一頻道的合成最大資料率是： 650 位芫 X ΙΜ_ X 1 5 . 7 4 3 = 19.48仟位元 / 秒 框 5 2 5線 秒 此率稍高於業界標準19.2仟位元/秒資料率*但是利用過 量容量，最壞情形之输入資料頻道可藉由執行於稍高資料 率來加以處理。19.48仟赫茲之時鐘可輕易自Fh導得，因 為19.48仟赫茲等於2730/2205 Fh。虹顯^示相關缌多工資 料率與水平線頻率之一優點。此外，每一框之應用資料可 區隔成16個別頻道，而每一頻道是運作於9 60 0仟位元/秒 〇 經濟部中央標準局員工消費合：^印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 閉合字幂資料可藉由每一線之第4位元姐之最後一位元 (亦即應甩與閉合字幂資料區之位元16)來傳送。如同應用 資料，閉合字幕資料（亦即每一線1位元）是Μ每一檷之相 同5 2 0線來傳送。如熟悉本技術領域考所瘦，視訊服務經 常具有相關之閉合字幕資料。在類比HTSC格式中，閉合字 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ^>18Q92 A7 B7 五、發明説明（18 ) 幕裔料之二位元 2 1來傳送。5 2 0 姐（亦即二字元 > 是以每一類比視訊框之線 閉合字幂位元區隔 毎一賴堉是26位元。每一頻道對應 訊眼務。在毎一 之閉合字幕資料 2fi位元對應視訊 毎一 26位元區隔 之線21，每一視 傳送資 ft該框内 由一水平 前冬下資 經★ 部 中 標 準Λ 員 X. 消 合 作 社 製 關於毎一 雷視圖像 所傳送日. 定之固定 求。因此 镅道雜訊 同資料， κ m織。 在此種 為，例如 料，之碎 的薈科最 料之框 部之資 同步來 料流之 框同步 所傳送 相關於 數最或 ，每一 之傳输 等等） 框中， 。框之 號碼2 之最先 訊服務 可通常 料是分 去搮。 數位傳 或水平 之資料 一框同 動態變 資料框 ，錯誤 而非任 因此，最多 最先2 6位元 ，依此類推 1 6位元。因 在每一框傳 是在Μ框同 隔成為一或 雖然該等術 输沒有理由 同步所傳送 量。事實上 步或水平同 化之數量Κ 可多藉著傳 更正，具有 何圖像顯示 成為20分隔 多工資料流 2 0視訊服務 對應視訊號 。在此範例 此，如同類 送二字元。 步來去標之 更多區段， 語起源於電 要受此限制 之資料量可 ，多工資料 步之資料量 回1Γ傳/输頻 输需求（例 不同錯誤·機 之解析度與 ”頻道”，而 之一不同視 可攜帶相闞 碼1 ，第二 中 > 只使用 比NTSC格式 資料框型式 而每一區段 視圖像 。例如 百 相 不同於傳統 流之每一框 可為任何預 道之傳输需 如經歷傳输 率需求之不 更新率來加 彈性資料框之情形下，資訊傳输可依功能组織成 ，在圓1 5中分別描述成封包，音訊資料及視訊資 速資料，中速資料與高速資料。圖15所描述之框 奸是用不受以水平同步去標之諸區段間邊界影饗 21 - 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------裝-- 請先閱讀背面之注意事項Γ^''寫衣頁 訂 A7 B7 五、發明説明（】9) 請 -尤 閱 讀 背 iSj 注 意 事 填 窍 本 頁 的方式來分配给封包，音訊資枓及視訊資料。在圖1 5中， W水平同步去撢之每一區段的資料最好包含 RPed-SoUra〇n (或等效之）錯誤偵測/更正碼，而資料區段 之刺餘部份包含依功能區分之要傳送的資訊。 圖1R展示依功能分隔之封包資料可進一步分隔成為區1 朗區2 ，而區1是用Μ傳送要求一输錯誤機率之資訊，且 該傳输錯誤機率低於包含於區2之資訊的傳输錯誤機率。 例如，冬了结構控制或密碼種子傳送可能需要特別低之傳 输錯誤機率。同時，區丨所包含之特定資訊型式可阐茛體 傳输镅道之期望雜訊位準來動態變化以致經由該宵體傳输 镅道傳送之資訊可在一指定之低傳输錯誤機率下受到接收 圖11是示意顯示一本發明啻例之一瑁境之上鏈结煸碼器 200甜解碼器21 6的方塊圖。此圖已受到簡化Μ凸顯本發明 。來自節目製作者之類比NTSC視訊（或PAL)受到接收，且 育料分離雷路210自該類比信號分離出閉/合字幕（C C )資料 ，而資料分離雷路210可購得。所有類比資料皆轉換成為 齡位資料&最终設法進入2 1 . 5百萬位元/秒^多工器。 在由MPEG编碼器212煽碼且由多工器214多工之後，多工 之資料饑人至解碼器2]6之傳输ASIC 218(亦即在通過上鍵 結與下辨结頻道之後），且該解碼器解多工該資料且分別 提供閉路字幕，文件與視訊資料給視訊板220 ，而視訊板 220數位式再產生原始之線21並將美轉換成為類比型式且 插人線21於適當線與檷，因而重製原始之HTSC視訊信號。 -22 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） °18dd2 A7 B7 五、發明説明（2〇 經 濟 部 央 標 準 員 …工 消 費 合 作 社 裝 此系统也能夠重建P A L視訊信號。 _12展示圃11之視訊板的細節。如圖所示，數位RGB型 式之雷傳文件受到接收且钃入於RGB至YUV轉換器234且然 後傳送至冬丁.器246 。MPR(U扁碼之視訊是K 21 . 5百萬位元 /秒之萍率受到接收臣饋人至速率轉換器/協定管理器 230。自速率轉換器/協定管理器230開始利用MPEG視訊解 碼器晶H2 3 2來解碼該編碼視訊，而MPEG視訊解碼器晶Η 2 32 可自 C-Cube Microsystems購得（零件號碼 CL950)。 MPRfi晶Η能夠解碼NTSC與PAL視訊，決定於該晶Η自記憶 餺2M姅由交換器238所接收之微碼。然後解碼之視訊傳送 罕冬下器246之另一輸人。因此，將提供電傳文件或解碼 之NTSC(或ΡΑ!.)視訊至數位至類比轉換器/類比視訊編碼 器248 ，而後一装置會输出基帶視訊信號。數位至類比轉 梅器能夠利用數位输人來產生NTSC或PAL類比信號。微處 拥器2 4 0通知H P E G解碼器與類比視訊煸碼器應產生何種信 號。前文參考之美國專利申請第9 6 8 , 8_育6 /號詳細說明多工 器。 閉合字幕資料可用每一框26位元之速率饋"人至解碼器 216 。如圖12所示，閉合字幕資料之26位元傳送至線21形 成雷路242，而線21形成電路242M類比型式再產生線21。 下文將參照圖13來說明線21形成電路與相關之時序產生電 路244。一巨形成線21，第二多工器250會插人線21於適當 之NTSC類比視訊檷。第二多工器250是由微處理器240來控 制。 23- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CMS ) Α4規格< 210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項ί -裝— 如寫本頁) '\-° 五、發明説明（21) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社1褽 國〗3顯示根據本發明之一宵例的線2 1波形。該信號開始 於一故始位元。故始位元之後接著用以警告閉合字蒂解碼 器並逮立同步之正弦波（R U Ν ϊ N )。該正弦波之後接著二字 元之閉合字幕文件（CHAR 1與2)。接著是停止位元（STOP) 。當闬戶購買閉合字幕解碼器時，該解碼器只是自每一 NTSC框取得猓21，锾衝閉合字幂文件字元育到整涸句子皆 β收到為[h，S然後在螢幕上顯示該等字元Μ供使用者觀 看。下女將說明此過程。 國14描寫阃12之線21形成電路242的钿節。每一框所提 供之閉合字幕資料的26位元由資料去除與儲存單元260來 接收，而資料去除與儲存單元2 fi 0媛衝接收之資料並分離 閉合字幂資料之每二字元（亦即位元姐）。然後要插入於給 定之線21的二字元儲存於16 -位元暫存器262。該暫存器是 利用一框同步信號來計時Μ使諸字元在框邊界受到提供（ 冋想線2 1是每二檷，亦即每一框一次，受到提供）。然後 該二字元傳送至雷路264，而電路264症人/啟始信號與所需 之截出時間於該信號。在此時閉合字幕資訊仍是數位式。 然後其餺入至多丁器270。數位正弦波產生器268產生提供 辛多丁器2 70之另一输入的數位正弦波。 當需要形成線2 1時，線2 1致能線在整個線2 1間隔變為高 。呔致能線31間隔形成電路266 ，而線21間隔形成電路 26fi控制各種雷路元件之時序。明確的說，線21間隔形成 雷路控制多工器270，正弦波產生器268，W及啟始偉元與 截[b時間插人雷路264以致完整之數位表示在數位至類比 -2 4 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝— 請先閱讀背面之注意事項(¼寫本頁) 、ya ^>18992 a? B7 五、發明説明（& ) 經濟部中央標準局員工消費合作社唧製 枏加雷路2 7 2中轉換成為數位表示。然後嫌波器2 7 4低通滅 波該類比信號K移去尖銳邊緣。结果是在編碼器1 1 2自 N TS C視，訊分離而得之県始線2 1的類比重建。然後重建之線 21插人於適當之類比NTSC檷。 阃14之雷路的一優點是線21受到完全數位式重建。明確 的說，TF弦波受到數位式重建，&然後整涸數位表示受到 射位辛頷比轉換。另一種選擇是產生類比型式之正弦波。 {日是，藉由黻位式產生正弦波，整個線2 1形成電路可建構 於留一 A S Ϊ C。丙|比，無需混合離散之類比與數位電路。 存另一啻例中，圃Μ是展示此種數位多工資枓服務之解 碼器之一部份10的方塊圖。此部份10包含多工器12，多工 器12是在前面板控制]6之指導下由微控制14來控制，而前 而板控制16是由使用者來致動。解多工之資料流可包含文 件資訊或音訊資訊，例如，立體音樂傳输。此文件資訊或 音訊冒訊是分別在文件處理器18與音訊處理器20受到重建 。解多Τ之資訊也可包含具有相關輔IT資/料資訊（例如相 關於視訊資訊之聲音）之視訊資訊。此資訊是在視訊處理 器3 0受到處理。 - 在圖2中，視訊處理器30包含視訊過程解壓縮器32，壓 縮拌制處理器34與視訊介面40。输人至視訊過程解壓縮器 3 2之飇縮視訊資料包含許多塊區之資料，例如壓縮視訊， 枏關音訊，其他額外控制資訊與使用者資料。視訊過程解 限縮器32降低辦出至f訊介面40之解壓縮視訊資料。視訊 過稈解颳縮器32也分離出輸出至壓縮控制處理器34之使用 -25- 本紙張度適用中國國麥標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-- 請先閱讀背面之注意事項(4〔寫本頁)

*1T A7 B7 五、發明説明（23 ) ---------裝-- 請先閱讀背面之注意事項f埃寫本頁 者窨料。飇縮捽制嚏押器3 4確認並擷取推人於使用者資料 之垂肓空甶間隔資料。然後V B I自壓縮控制處理器3 4输出 辛視訊介而40。最好，來自文件處理器18或來自視訊過程 解限縮器3 2或來自其他來源之文件（TTX)資料也提供至視 訊介而40。視訊介而40處理該等信號K输出複合視訊信號 資料。 線 經濟部中央標隼局員工消費合作社1裂 在國3中，視訊介而40包含解多工器44，而解多工器 44是用W接收來自視訊過程解壓縮器之解壓縮視訊資料並 分雜該資料成為分別餺入至内插器46，48之亮度Y資料與 彩ftllV育料。視訊介而40包含用W產生内插Y與内插UV資 料之Y内插器46與丨丨V內插器48*而内插Y與内插UV資料输 出罕名T混镅器50。視訊介面也包含VBI資料產生器60, 而VB丨資料產生器（50接收來自壓縮控制處理器34之VBI資料 並牽牛蝓出罕多工混頻器5 0之V B I信號資料。最好，視訊 介而40也包含用Μ轉換RGB文件資訊成為YUV文件資訊之轉 換器5 8。視訊介面4 0包含介面控制4 2 f而/介面控制4 2接收 來自壓縮控制處理器之水平與垂直同步資訊與输入資料並 產生輪出資料給壓縮控制處理器及多種控制_信號來控制相 關於視訊介而40之雷路的運作，例如控制内插器46與48， 或例如，控制多工涓頻器5 0。 視訊介而40充當視訊過程解壓縮器之視訊後處理器，而 該視訊過稃解ϋ縮器是基於，例如，MPEG (移動圖像專家 群姐）視訊標準之標準視訊解壓縮器。介面電路40接收來 自Μ P RG視訊解壓縮器之解壓縮視訊資料，Μ —序列數位化 ， -26-本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4%格（210X297公釐） 318392 A7 B7五、發明説明（a ) 經濟部中央標準局員工消費合作社1裝 弄示之皆料取樣，並输出複合信號資抖，也是以一序列數 位化表示之育抖取樣，對應於標準複合視訊信號，例如 NTSC信號或PAI.信號。視訊介面40最好利用CCIR 601標準 所定義之4 : 2 : 2取樣率來處理1 6 -位元Υ ϋ V資料。内插器 46，48最奸是設計成支援所有標準解析度，例如每一線 352，480，544與720水平解析细胞。若要内插，內插器 46對亮麻Υ資抖執，行1:2，2: 3與3:4内插，而1丨V内插器對 彩色資料丨丨朗彩色資料V執行丨：4 · 2 : (5與3 : 8内插。介面 梓制4 2捽制內插多Τ器以利用支援所有標準框維度•例如 毎一框5 2 5線朗每一框6 2 5線，之格式來傳送資料。 在視訊介而4 0中，多Τ涓镅器5 0混合（藉由多工）分別來 自内插器4 餌4 8之内插Υ資料，W —序列数位化表示之資 料取樣，及内插丨IV資料，也是以一序列數位化表示之資料 取樣，與夾自V B丨資料產生器6 0之V B I信號資料，也是以一 序列數位化表示之資料取樣，來利用一基於框之格式以一 序列數位化表示之資料取樣來輸出亮/T資^料Y與色差資料 I丨與V，a該基於框之格式包含用以撕帶VBI信號資料之諸 線。例如，可包含線2 1 K撝帶閉合字幂資料。介面控制 42控制取樣資料序列之故始點以對應，例如，NTSC型式信 號之有效視訊部份。色差資料丨丨傳送至丨丨相乘器56之第一 输人而色差育料V傳送至V枏乘器54之第一输人。視訊介 面4 0也包含副載波產生器5 2，而副載波產生器5 2是由介面 控制42來控制Μ產生對應於預定彩色副載波波形及副載波 波形之一相位餌頻率的一餘弦波形與一正弦波形。該正弦 -27- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事J14”寫本頁) -裝. •1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社1製 Α7 Β7 五、發明説明（乃） 波形是W —序列數位化表示之資料取樣來提供至丨丨相乘器 5 R之荦二输人而該餘弦波形也是Μ —序列數位ib表示之資 料取樣夾提供至V相乘器5 4之第二蝓人。視訊介面40也包 含昜終冬下器7 0 W選擇色差資料丨丨V ( Μ例如C C I R 6 0 1格式 來输出資料）或11枏乘器56與V枏乘器5 4之输出來输出對 應於NTSC複合視訊之色度信號的取樣資料序列，而由介面 拌制42來控制。因此，多工器70在其输出提供彩色視訊資 料，目.該彩色視訊資料具有煸碼於其之色差信號資料U V或 色度信號資料C 。介面控制42也是以一序列數位化表示之 窨料取樣夾產生複合同步信號。 尤其，控制介而42控制亮度Y資料（也稱為亮度資料）與 色莘薈料丨丨V或色度資枓C (亦即調變於來自副載波產生器 5 2之餘弦波與TH弦波的U V資料）之產生時序。此資料之產 牛時序是相對於控制介而42之HV同步輸入來受到控制以符 合搏合視訊資料之一標準線的有效視訊部份。以一種類似 之方式，控制介而42控制VBI信號資奸之/產生時序K符合 枏同之有效視訊部份。控制介面42控制多工混頻器50 Μ選 擇性切換V ΒΪ信號資料（一取樣資料序列）成~為多工混頻器 50之亮度Υ及/或色差11V输出（也是一取樣資料序列）。任 何特定之掃描線皆可自視訊介面輸出，例如，產生於VBI 資料產生器60且包含閉合字幕資料之取樣資料序列可在掃 描線21之有效視訊部份期間切換成為多工混頻器50之亮度 Υ输出。 同時，該複合同步育料，來自介面控制42之输出•是一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先間讀背面之注意事項^%寫本頁) 裝 、-° 318Q92 A7 B7 五、發明説明（26) 敕位ih寿示之取樣資料序列•而該序列相對於控制介面 4 2之H V同步输人的時序受到控制W補數化來自多工混頻器 5 0之亮麻Y畜料輪出W致當受到结合時，结合之數位化表 未取樣薈料序列將對應於一標準複合視訊信號，例如EIA RS-170A所定義之褥合視訊信號，因而達成對應於，例如 ，S A N TS C視訊信號之數位化表示取樣資料序列。 最後，介面控制4 2控制副載波產生器5 2，多工混頻器 5 0之丨丨與V输出，與最终多工器7 Ο K產生色度資料C來如 卜.所述增加彩色至黑白N TS C資料序列。副載波產生之時序 餌丨R R位準受到控制來為彩色N TS C複合視訊信號之色度遘 發部份與受到丨丨V信號資料調變之彩色副載波產生正確之相 角餌振幅。由多下混頻器5 0输出之U與V取樣資料序列與 一餘弦及一 7F弦副載波波形取樣資料序列的時序受到控制 夾如卜所沭符合複合視訊資料之有效視訊部份Μ致相乘器 54，之輪出對應於調變之色度信號，且該色度信號具有 調痒於彩色副載波波形之色差信號丨丨與-V /。 熟悉本技術領域者應可理解多工混頻器5 0可由介面控制 42來控制，根據自颳縮控制處理器（例如經由输人埠CCP ΤΝ)接收之諸參數（例如Α與Β ，而Α與Β皆可為正或負數 最），來在複合視訊資料之色度叢發部份期間输出預定之 常齡作為输出丨丨與V K致在色度叢發部份期間於最終混頻 器70之蝓出提供一精準相位控制角與振幅彩色副載波波形 ，而該相位與振幅副載波波形是 A * c 〇 s ( 〇) t ) + B w s i η ( ω t ) ° ^ -29- 本紙伕A度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝— 請先閱讀背面之注意事項/^3本頁 訂 經濟部中央標準局員x消費合作社I製 經濟部中央橾準局員工消費合作社！-製 A7 B7 五、發明説明（27 )

吐外，丨丨與V信號資料之振幅可設為零以去除彩色來產生 男白阃像。另外，熟悉本技術領域者應可理解多工器70可 設計成在其C镝出包含一相加器來增加一常數（例如K )至 其Γ榆出日.介而控制4 2可根據自壓縮控制處理器所接收之 黎齡（例如K)來控制C镝出之肓流偏移，而偏移C输出是 A * c 〇 s ( 〇 .> t. ) + B * s i η (⑺ t ) + K 阃5展示結合亮度Y ，色度C與複合同步資料之諸取樣 資料序列之示範结合器80的一範例。首先該等取樣資料序 列，數位化表示，在數位至類比轉換器8 2轉換成為類比取 樣資料序列且然後相加於隨後跟著帶限逋波器8 6之相加放 大器8 4。明顯地，無論何時R要取樣資料序列未相加於结 合器刖一取樣資料序列受到控制，在多工混頻器5 0，最终 解多丁器70或介而控制42，為零。此外，該等取樣資料序 列可多T在一起（例如•利用來自50，70與42之三態输出 )目.只使用一數位至類比轉換器。 副載波牽牛器52致能視訊介面40 W，生/彩色NTSC信號與 PA丨.信號之必要調變。控制介面42能夠產生NTSC與PAL信 號之必要複合同步信號。V B丨資料產生器6 0，多工混頻器 5 0餌多Τ.器70致能VBT資料再受到產生及再插人於複合視 訊資料，而該VRI資料先前已編碼於經由壓縮視訊資料來 傳送之使用者資料。 若要產生複合視訊信號，複合視訊資料最好每一線具有 全部720解析度取樣。對352，480與544解析度细胞之输人 解析度，中間值在内插器4fi，48受到内插以根據表1來產 -30- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --^J I 1 I i I I (請先閱讀背面之注意事項7~埯寫本頁) 訂 線 ^18992 A7 B7 五、發明説明（28) 牛720解析度取樣 表 輸入解析度 Y内插 UV内插 352 1:2 1:4 480 2:3 2:6 544 3:4 3:8 請 先 閱 讀 背 注 意 事 % % 本 頁 裝 經濟部中央標準局員工消費合作社¢7製 對4:2:2取樣率，每一（J與V資料是Μ Y資料之取樣率 的一半來取樣。因此，要内插之取樣敝目是亮度（或亮度 資料）之二倍。内插器最好是7接頭有限脈衝響應濾波器 〇 應可理解對N TS C愉出，丨j V必須加Μ伸縮，而對c C I R R 01输出，U與V位準則相同。因此，1丨與V必須相對於 彼此來伸縮。對NTSC格式V標度維持不變而U標度縮小 45/ fi4或 0.7015。 一〆 介而控制42也具有蝓入埠CCP IN與输出埠CCP OUT ，而 輪人埠CCP TN是用Η接收來自壓縮控制處理_器之處理指令 (例如彩色叢發相位，振幅與直流偏移參數）且输出埠CCP Π Π Τ是用Κ傳送時序（例如線與檷號碼）輿吠態信號至壓縮 捽制處理器或需要時序信號，例如受到處理之線號碼或欄 號碼，之其他電路。输人埠CCP IH可，例如，包含三终端 :資料鬧，输入資料，與致能資料。 在圖4中，VBI資料產生器60包含濾波器62與標度電路 -31- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 玎 線 經濟部中央標準局員工消費合作社1製 A7 B7 五、發明説明（29 ) R 4。V B I盲料產生器是一通用二位準信號產生器。V B I資料 是藉由MPF1G使用者資料流來傳送至解碼器。壓縮控制處理 器自MPRG解壓縮器取得資料並傳送VBI資料至視訊介面 40。視訊介面40在控制介面42接收來自壓縮控制處理器之 V B丨資料並在V B I資料產生器6 0中Μ —序列之數位化表示資 料取樣來再產生該VBI信號資料。VBI信號資料最好是藉由 利用運作於27百萬赫茲時鐘率之濾波器Μ例如，有限脈衝 饗應濾波器）來過濾一位元資料流而受到再產生。濾波器 之输出最奸是具有8位元输出與大約5 0 0毫微秒之上升時 間及下降時間的資料流。然後可對8位元資料流宵施伸縮 W根據在控制介面42自颳縮控制處理器所接收之高位準及 低位準參黻來伸縮信號至適當之I R Ε位準。濾波器最好是 11接額有限哌衝響應滤波器，1位元输人且8位元输出， 目係黻為：1， 4， 8， 12， 15， 16， 15， 12， 8， 4， 1，而 此提供大約5 〇 〇毫微秒之上升時間。 標準MPRG解壓縮器解壓縮壓縮之視訊：資^料並產生解壓縮 之視訊資料與系统使用者資料。系统使用者資料可相關於 MPRG格式之任何一層 > 稱為MPEG文法之一層:視訊序列層 ，圖像群組層，圖像靥與限制層。MPEG解壓縮器對使用者 資料附加一碼以顯示該使用者資料相闞於何層。最好VBI 資料是编碼於相闥於圖像層之使用者資料。因此，解壓縮 拌制處理器掃描所有接收之使用者資料K擷取確認為包含 VB I資料，例如閉合字幕g料，之那些使用者資料封包， 雖然仟何塑式之資料皆可用此方式來轉移。 -32- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） . 2· I 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項r%{',J本頁) 一 ^18992 Α7 Β7

經濟部中央標準局貝工消費合作社1裝 A 五、發明説明（3〇 ) 冽如，使用者資料可包含相關於特定圖像之彩色副載波 的相位，振幅與育流偏移參教。當特定視訊資料流之彩色 副載波不尋常或不正常時，因為其之彩色副載波之特性為 未預期之相位，振幅或育流偏移，此特別有用。 標準MPKG解壓縮器也解壓縮器壓縮之音訊資料。電視型 式之資料流將包含視訊與音訊資料流。在另一實例中， V B I資料，例如，線2 1閉合字幕資料，可編碼於相關於音 訊資料流之使用者資料。此在多語言環境中具有一些優勢 。傳送至有襲家庭成員之法語家庭的英語電視型式資料流 昜奸可同時具有法語音訊資料潦及其相關之法語閉合字蒂 育料流。眈外，廣播至雙語地區之英語電視型式資料流最 奸可具有眾語音訊資料流而法語字幂則是以線2 1閉合字幂 資料流來磨播，或反之亦然。此可能也會証明成為一種教 導外語之風行方式。 在一啻例中V B I資料最好是以相關於一業界標準格式， 例如Μ P E G標準，之視訊資料流（圖像位1 f的2 5 6位元使用 者資料封包來傳送。V B I資料可利用視訊資料流或相關之 脊訊資料流來傳送。壓縮控制處理器自視齓過程解壓縮器 讅取VBI資料並傳送該VBI資料至視訊介面。該資料包含 VBT首記資料，例如根據表2 。熟悉本技術領域者應可理 解彩色載波波形之枏位，振幅與直流偏移，如上所討論， 也可編碼於V B丨首記資料Μ準確地控制彩色波形之產生， 如上所討論。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ，.裝 訂 各 (請先閱讀背面之注意事項/岑艿本頁) ( 〇18992 A7 B7 五、發明説明（31 ) 經 濟 部 中 央 標 準 員 工 消 合 作 社.-nrp 製 W 封 線 櫊 預 資 資 符 tt 蒈 冃前 首空白 Γ . F . R . 提示與 10-18 來做雷 在垂直 別定義 元上升 提供該 明藉著 幕資料 來提供 料櫊 包識別 號碼 奇數/ 備 料高值 料低值 號寬度 資料符 料 有許多 間隔之 Ch T , 控制信 與12 -信傳输 空白間 之資料 /下降 等資料 27百萬 之位元 高位元 表 2 資料大小 8位元 5位元 偶數 1位元 2位元 8位元 8位元 (27百萬赫茲時鐘計數）8位元 號 8位元 0-208位元 不同之資料型式是在NTSC複合視訊信號之垂 諸掃描線的有效視訊部份受到傳送。47 Section 73.682(21)-(23)傳送測試信號， 號，與識別信號於線17-20 ，電信信號於線 及閉合字幕資料於線2 1 f此/外|所有經授權 之線皆可在F.C.C.之同意下供做其他用途。 隔之毎一種不同型式的資料傳~输皆可具有特 編碼標準，例如IRE位準，位元資料率與位 時間。本發明認知這些特定需求並且不僅是 位元之傳输。在VBI資料之首記部份，本發 赫茲時鐘計數來定義符號寬度（例如閉合字 m度）μ提供位元亭;藉署資料辜值與低值 位準與低位元位準之IRE位準並且藉遮線與 34- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------装------’玎------^ (請先閱讀背面之注意事通4¾本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社1製 A7 B7 五、發明説明（32) 拥號碼來定義掃描線號碼。 例如，堞2 1閉合字幕資料包含R丨丨Ν ΐ N正弦波且1 6位元之 裔料（檁示為A - Ρ之U符號）通常組織成二7位元姐加上每 一位元鉬之一同位位元。線2 1信號之R丨丨N I N的位元数目或 W效物必須是32，或者資料率必須是水平線掃描率fH之 3 2倍（亦即3 2 f Η )。要產生具有3 2 f Η之符號資枓率的信號 由於奈奎斯特（Hyquist’s)取樣定理而需_要64 fH之苻號轉 柊與取樣率。對NTSC信號，每一線之取樣數目可為858 (U.5百萬赫玆取樣）或1Ή6 fH(27百萬赫Η取樣因 此，若在線21可取得1716取樣，閉合字蒂資料在每一線需 要64 fH取樣，刖可在線21再產生之閉合字幕資料符號（例 如取樣位元）的寬度是毎一線17取樣除K每一線64取樣 或大約每一符號27取樣，符號寬度。閉合字幕資料之VBI 資料封包應使其首記設定Μ致線21受到指定•符號寬度懕 設定為27，27百萬赫茲時鐘，符號之數目是64。適當之高 與低資料位準也受到指定。產生R丨丨H ΠΓ與/位元Α-Ρ之64苻 號是： lOIOIOIOIOOOOAABBCCDDEEFFGGHHIIJJKiaLMMHHOOPP。 同樣地，其他VBI資料可在編碼器端自類比信號取得而 在解碼器端受到重建，而該等VB I資料包含多種資料例如 線1 5之SMPTE時間碼與線20或22之Hi e Uon站識別碼。 要傳送之一些資料，例如取樣之VITS (例如包含一序列 8位元數位化.奏甲_13.5百萬赫兹資料取樣）’可為無法完 伞K莆一掃描媒之有效視訊部份來傳送之重覆寬頻寬資料 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS)A4規格（210x297公釐） n nn an t—^ϋ - I In ^^^1 ^^1 i请先閱讀背面之注意事項；..，寫本頁)

,tT 線 經濟部中央揉準局員工消費合作社唧製 ^18992 ~ A7 B7 五、發明説明（33 ) 。存什種情形之下，VITS信號可在編碼器端與在相關於第 一鬮像框之使用者資料封包受到欠取樣（例如每N個奈奎 斯特取樣）。然後，VITS信號再度受到欠取樣（每H涸奈奎 斯特取對）m是時間上偏移一取樣，然後編碼於相關於第 二圖像抿之使用者資料封包。此過程對第三至第N圖像框 再度受到窜覆直到全部取樣之VITS信號受到轉移為止。在 解碼器，毎一使用者資料封包受到解碼與儲存直到所有圖 像框受到接收S來自使用者資料封包相關於所有圖像框之 欠取樣育料受到结合以重建V I T S信號為止。因此，M P E G標 準格式可用以藉由節目製作者服務所提供之原始信號來轉 移爾覆寬頻寬VBI信號。 在美阈專利第〇 8 / 0 0 6 , 4 7 (5號所提出之系统中，閉合字蒂 育料自視訊眼務節目製作者所提供之類比NTSC視訊信號分 雜出來目编碼於K數位框格式组成一線之諸位元之第四位 元姐的最後一位元，而_卜.述專利申請說明該數位格式。數 位資料框自編碼器傳送至解碼器。在解·碼^器，解多工器自 視訊資料分離出閉合字幂資料，旦一視訊板以類比信號再 產生該閉合字幕資料，轉換該視訊資料成荔類比信號•且 插人再產生之類比閉合字幕信號於該類比視訊信號之線 21 ° 在本發明中，閉合字幕資料是編碼於1PEG標準或等效物 所定義之使用者資料，相對於美國專利申請第 0 8 / 0 0 6,4 7 6號所提出之編碼於一視訊框之資料。業界提供 許冬雷路以根據整個業界之MPEG標準來解壓縮及相關視訊 -36- 本紙張尺度遴用中國國家梂準（CNS ) A4«<格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事5巧本頁) -裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社1製 318992 at Β7 五、發明説明（34 ) ，音訊與使用者資料。 存本發明中，一顆縮控制處理器受到控制Μ自Μ P E G使用 者資料擷取閉合字幕資料旦输出閉合字幕資料至本發明之 視訊介而。熟悉木技術領域者應很清楚其他型式之輔肋資 料，例如通常编碼於掃描線Μ在垂直空白間隔期間傳送之 其他型式V Β Τ資料，可取代閉合字幕資料且此後將稱為 V Β Τ盲料。 在另一啻例中使用者資料封包具有編碼於其之Panscan 碼。在苺於Μ P E G 1標準之視訊資料流中，1 6 : 9長寬比格式 化之國像可受到傳送；但是，當解碼器為4 : 3長寬比格式 顯示裝冒霄視產生視訊信號時/只有16:9長寬比格式化圖 像之中央部份可受到顯示。Panscan碼定義擷取4:3長寬 比格式化阃像所需之偏移。在此實例中P a n s c a η偏移碼最 奸是编碼於相關於視訊資料之圖像層的使用者資料封包。 在解碼器中，MPRGl解壓縮器提供使用者資料給壓縮控制 犇理器而颳縮控制處理器解碼使用者冒*料/並提供P a n s c a η 偏移碼给視訊介面40之控制介面42。 視訊介面40最好是製成單一積體電路。^ 熟悉本技術領域者應可理解可對上述諸實例進行許多改 寒而不致脫離本發明之廣泛原創性槪念。因此應可瞭解本 發明並不受限於所提出之該等特定實例〜而是試圖涵蓋附 加申請專利範圍所定義之本發明之範圍與精神内之所有修 改。 -37 - 本紙張Λ度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） - I -I —^^1 - n i I— ^^1 (.請先閱讀背面之注意事风^,..-'7本頁) 訂

Claims (1)

1. 3雜叙9046號專利申請案中文申請專利範園倐正本Γ86年6月） ΒδΚ Ώ --/ £ j2./il ^ C8J D8 申請專利範圍 一種視訊介面，於一用以處理壓縮之視訊資料成爲複合视訊資料之 視訊系統中，該複合視訊資料對應於自多涸檷準型式所選之一 棟準複合視訊'信號型式，而該等多個檷準型式包含-NTSC複合視訊信號型式與一 PAL視訊信號型式中至少之 —，該視訊糸统包含一處理器與一標準視訊解壓縮器以 處理嗶縮之視訊資料成為解壓縮之視訊資袢與使用者資 料，該使用者資料具有编碼於其處之VBI資枓，該處理 器自使用者資料擷取VBI資料，該視·訊介面琮理解壓縮 之視訊資料與VBi資料成為複合視訊資料•複合視訊資 料具有编碼於其之VBI資枓，該視訊介面包含： 一處理VBI資料成為VBI信號資料之VBI資料產生器； 一耦接至視訊解壓縮器Μ接收解壓縮視訊資料之混頻 該混頻器耦接至V Β I資料產生器以接收V Β I信號資料 混頻器在掃描線之有效視訊部份提供输出Y，U與V (身先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 2 . 經 中 央 標 準 局 貝 費 合 作 社 器， ，該 ;及 處 根據 處理 資料 值資 少之 理Υ，丨丨與V資料成為複合視訊資料之電路。 申請專利範圍第1項之視訊介1<更包含接收來自 器之VBI資料的電路，該VBI資料至少包含封包識別 ，線號碼資料，奇數/偶敢檷資料'高值資料，低 料，符號寬度資料，符號數目資料與符號資料中至 3. 根撺申請專利範圍第2項之視訊介面，其中VBI資料產 生器包含：一處理符號資料啤蚤《 1之V_B_I買_科的滅波每」及__ 本紙張尺度逋用中國匍家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -IT At A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 基於高值資料與低值資料來在振幅上伸縮濾波之V B I 資料成為VBI信號資料的電路。 Γ“先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4. 根捕申請專利範圍第2項之視訊介面•其中VBI資料產 生器包含： 基於符號寬度資料在時間上伸縮V B I信號資料之符號 率的雷路。 5 . 根捕申請專利範圍第2項之視訊介面，其中VBI信號資 料包含對應於一類比線信號之一序列·數位化表示取樣資 料*而該類比線信號在標準複合視訊信號之垂直空白間 隔之一掃描線的一有效部份再生。 6 . 根捕申請專利範圍第5項之視訊介面，其中類比線信雖 是閉合字幂信號。 7. 根據申請專利範圍第5項之視訊介面，其中類比線信號 是站識別信號。 8. 根據申請專利範圍第5項之視訊介面，其中類比線信號 是時間碼信號。 9. 根據申請專利範圍第5項之視訊介市 <其中類比線信號 是取樣不足VI TS信號。 10. 根據申請專利範圍第9項之視訊介面，其中取樣不足之 VI TS信號是多個取樣不足VI TS信號之一取樣不足信號· 類比線信號可自多個取樣不足VITS信號被重建，多個取 樣不足VI TS信號之每一取樣不足信號對應於VI TS信號資 料，多個取樣不足VI TS信號對應於一姐VI TS信號資料， ____________該麗JM T S信號—育性之每_二J IT_S這資料相關於一涸別視 - 2 - 本紙張又度適用中國菌家梂準（CNS ) A4規格（2!〇Χ297公釐） 經 央 榇 準 Ά I 作 杜 印 一1 申請專利範圍 Π _ A8 B8 C8 D8 訊框，視訊介面更包含一餘存該姐711^信號資料之線儲 存記憶體與自該驵VITS信號資料重建類比線信號之電路 一镩用以 系统，該 標準複合 NTSC複合 一，該視 處理壓縮 料，該使 處理器自 理解限縮 ，該視訊 處理壓縮 複合視訊 視訊信號 視訊信號 訊系统包 之視訊資 用者資料 使用者資 之視訊資 介面包含 之視訊 資料對 型式， 資料成 應於自 而該等 為複合視訊資料之視訊 多個標準型式所選之一 多個標準型式包含一 型式與一PAL視訊信號型式 —標·準視訊解 資料與 中至少之 理器與一標·準視訊解壓縮器K 料成為解壓縮之視訊資料與使用者資 .具有編碼於其處之彩色叢發參數，該 料擷取彩色叢發參數，一視訊介面處 料與彩色叢發資料成為複合視訊資料 含一處 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 基於第 弦資料的 基於第 產生正弦資料與餘弦資料之副載波資料產生器； 一參黻之一函數來處理正弦資料成為分级之正 第一相乘器； 二參數之 弦資料的第二相乘 —结合伸縮之正 之混頻器，該混頻 資料。 一函數來鏟理餘·^ #料成為分级之餘 器；及 弦資料•伸縮之餘弦資料與第三參數 器產生褸合視訊資料之彩色叢發部份 12.—輝用Μ處理壓縮之視訊資料成為複合視訊資料之視訊 系统，該複合視訊資料對應於自多個檷準型式所選之一 一檷準複_合視—訊_信—酵_型式_，頁篕等_.多_俚_樓_準翠式包_倉二_ 本紙張尺度逋用中國匍家揉準（CNS) Α4规格（210><297公羡） 線 318992 b! C8 D8 六、申請專利範圍 NTSC複合視訊信號型式與一PAL視訊信號型式中至少之 W資處 器者該 縮用， 歷使 解與 訊料 η 視資ca 準訊ns 標視pa 一 之之 與縮其 器壓於 理解碼 處為編 一 成有 含料具 包資料 统訊資 糸視者 訊之用 視縮使 該壓該 ， 理 ， 1 處料 枓 資 取pa 擷與 料料 資資 者訊 用視 使之 自縮 器壓 理解 mu 理， 處料 面資 介訊 訊視 視合 1 複 ’ 為 料成 資料 η 資 頻部 混訊 之視 料效 資有 訊之 視線 縮描 壓掃 解在 收枓 接資 Μ η 器ca 縮ns 壓pa :解據 含訊根 包視器 面至頻 介接混 訊耦該 視 一. 該 器 路 之 料 資 訊 視 及合 ; 複 料為 資成 V.料 與資 出丨 输Y-供理 提處 份 (鎊先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公嫠）