TWI757034B - 數位廣播接收裝置以及相關的接收方法 - Google Patents

Abstract

一種數位廣播接收裝置，包含：一多通道調諧裝置、一第一解多工裝置、一第二解多工裝置。該多通道調諧裝置包含多個鎖定裝置，其中該些鎖定裝置分別在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流。該第一解多工裝置包含複數個第一解多工單元，其中該些第一解多工單元分別用以緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元。該第二解多工裝置包含複數個第二解多工單元，其中該些第二解多工單元分別用以緩存該些第一解多工單元中對應特定頻道的資料單元。

Description

數位廣播接收裝置以及相關的接收方法

本發明係關於數位廣播，尤指一種具備多頻率點鎖頻、分流以及緩存能力的接收裝置以及相關方法。

一般來說，數位廣播接收器(digital broadcasting receiver)會接收一個大範圍頻帶內的訊號，也就是多個廣播頻道的內容，根據使用者所選定的頻道，控制接收器中的調諧器(tuner)與該頻道的對應頻率同步，進行鎖頻。等到訊號穩定後，接收器中的解多工器對已鎖定訊號中所接收到的資料進行分流，而解碼器則對解多工器分流出的資料進行解碼，從而輸出該頻道的節目內容。當使用者進行頻道切換時，調諧器必須根據使用者欲切換的頻道的對應頻率重新進行鎖頻，而解多工器與解碼器也需要再次進行相應操作，從而還原出使用者欲觀看的節目內容。使用者每次進行頻道切換，上述流程就必須要重新進行，這帶給使用者可明顯感知的延遲。

為了降低頻道切換的延遲，提升使用者體驗，本發明提出一種創新的數位廣播接收裝置架構。其中，本發明透過具備多個頻率點鎖定能力的多通道調諧裝置，同時對廣播訊號中的多個頻率點進行鎖定，而這些頻率點對應使用者當前所觀看的頻道，以及前後的數個頻道。因此，多通道調諧裝置可預先 鎖定的使用者之後可能觀看的頻道，從而獲得對應於大量頻道的資料單元。並且，本發明透過多重解多工單元，對於資料單元進行適當的篩選與分流。首先，透過第一組解多工單元，濾除非影音資訊相關的資料單元，接著，再透過第二組解多工單元將對應於不同頻道的資料單元分別進行緩存。之後，一旦使用者下達了頻道切換指令，解碼裝置便可迅速地從第二組解多工單元中取得對應頻道的資料單元，進行影音解碼，還原頻道內容。如此一來，便可以有效地改善頻道切換時的延遲，以達到快速頻道切換(fast channel change，FCC)的效果。

本發明之一實施例提供一種數位廣播接收裝置。該數位廣播接收裝置包含：一多通道調諧裝置、一第一解多工裝置以及一第二解多工裝置。該多通道調諧裝置包含多個鎖定裝置，該些鎖定裝置用以在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流。該第一解多工裝置耦接於該多通道調諧器，並且包含複數個第一解多工單元，該些第一解多工單元分別對應該些鎖定裝置中的一者，並且分別用以緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元。該第二解多工裝置耦接該第一解多工裝置，包含複數個第二解多工單元，該些第二解多工單元分別用以緩存該些第一解多工單元中對應於特定頻道的資料單元。

本發明之一實施例提供一種數位廣播接收方法。該數位廣播方法包含：利用一多通道調諧裝置中多個鎖定裝置，在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流；利用複數個第一解多工單元，分別緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元以及利用複數個第二解多工單元，分別緩存該些第一解多工單元中對應於特定頻道的資料單元。

100:數位廣播接收裝置

110:多通道調諧裝置

112_1~112_N:鎖定裝置

120:第一解多工裝置

122_1~122_N:第一解多工單元

124_1~124_N:解擾單元

130:第二解多工裝置

132_1~132_N:第二解多工單元

140:解碼裝置

150:頻道選取裝置

160:編碼裝置

第1圖為本發明數位廣播接收裝置之實施例的架構圖。

第2圖為本發明數位廣播接收方法之實施例的架構圖。

第3圖為本發明數位廣播接收方法與裝置的應用示意圖。

第4圖為本發明數位廣播接收方法與裝置的應用示意圖。

在以下內文中，描述了許多具體細節以提供閱讀者對本發明實施例的透徹理解。然而，本領域的技術人士將能理解，如何在缺少一個或多個具體細節的情況下，或者利用其他方法或元件或材料等來實現本發明。在其他情況下，眾所皆知的結構、材料或操作不會被示出或詳細描述，從而避免模糊本發明的核心概念。

說明書中提到的「一實施例」意味著該實施例所描述的特定特徵、結構或特性可能被包含於本發明的至少一個實施例中。因此，本說明書中各處出現的「在一實施例中」不一定意味著同一個實施例。此外，前述的特定特徵、結構或特性可以以任何合適的形式在一個或多個實施例中結合。

請參考第1圖，該圖為本發明數位廣播接收裝置之實施例的架構圖。如圖所示，數位廣播接收裝置100包含有：多通道調諧裝置110、第一解多工裝置120、第二解多工裝置130、解碼裝置140以及頻道選取裝置150。多通道調諧器110包含有複數個鎖定裝置112_1~112_N。鎖定裝置112_1~112_N分別用以鎖定 一個廣播訊號BRC的多個頻率點。其中，在進行頻率點鎖定時，多通道調諧器110會參考使用者當前觀看的頻道，並且根據頻道與頻率的對應表，決定多個待鎖定的頻率點。進一步來說，多通道調諧器110除了鎖定使用者當前觀看的頻道對應的頻率點，也會鎖定數個預測觀看頻道對應的頻率點，其中包含，一併鎖定當前觀看頻道的前一個頻道以及後一個頻道所分別對應的頻率點，或者是鎖定當前觀看的頻道的前幾個頻道以及後幾個頻道所分別對應的頻率點，又或者是，根據一個頻道切換預測演算法，記錄使用者的觀看習慣，並且預測出使用者之後可能觀看的頻道，從而鎖定多個預測觀看頻道分別對應的頻率點。其中，多通道調諧器110在同一時間內所能鎖定的頻率點的數量，將隨著多通道調諧器110所包含的鎖定裝置112_1~112_N的數量而定。在本發明不同實施例中，鎖定裝置112_1~112_N的數量可能會有所不同。

多通道調諧裝置110的鎖定裝置112_1~112_N將會在不同頻率點鎖定廣播訊號BRC，從而得到對應於這些頻率點的資料流(data stream)DS_1~DS_N。另外，儘管圖示中未標註，但多通道調諧器110可能還包含有其他電路元件，例如，解調器(demodulator)，類比至數位轉換器，對鎖定後的訊號進行解調變以及類比至數位轉換等，進而得以輸出不同頻率點上的資料流DS_1~DS_N。由多通道調諧裝置110所輸出的多個頻道上的資料流DS_1~DS_N，將被傳送給第一解多工裝置120進行分流以及緩存。

第一解多工裝置120包含第一解多工單元122_1~122_N，經由鎖定裝置110_1~110_N進行頻率鎖定後輸出的資料流DS_1~DS_N中的每一者都會被輸入給一個對應的第一解多工單元122_1~122_N，進行緩存。在初始階段中，第一解多工單元122_1~122_N會被設定成緩存每一個資料流BS_1~BS_N中所有頻道 所對應的資料單元(如：封包)。進一步來說，第一解多工單元122_1可以對資料流DS_1進行緩存，而資料流DS_1中包含有對應於3個頻道的節目內容的資料單元，而這3個頻道的節目內容的資料單元在初始階段中，全部被第一解多工單元122_1所緩存。再者，第一解多工單元122_1~122_N會捨棄非特定類型的資料單元，例如，與影音資訊無關的資料單元。在一個實施例中，第一解多工單元第一解多工單元122_1~122_N可能會捨棄對應於緊急廣播、系統資訊以及/或電子節目指南(Electronic Program Guide，EPG)類型的資料單元。這樣的操作可以透過對資料單元中的資料單元辨識元件(packet identifier，PID)進行識別來實現。

在一個後續階段中，第一解多工單元122_1~122_N會分別對資料流DS_1~DS_N進行更針對的緩存。舉例來說，第一解多工單元122_1可能只會對3個頻道中，對應於其中一個特定頻道的節目內容的資料單元進行緩存。其中，頻道選取裝置150會根據使用者當前觀看的頻道，判斷出當前觀看頻道的前一個頻道以及後一個頻道，或者是當前觀看的頻道的前幾個頻道以及後幾個頻道，又或者是，根據一個頻道切換預測演算法，判斷出多個預測觀看頻道，並且找到這些頻道與第二解多工裝置130中的第二解多工單元132_1~132_M的關聯，也就是第二解多工單元132_1~132_M中的何者，緩存了哪一個頻道的資料單元。接著，透過第二解多工單元132_1~132_M去設定第一解多工單元122_1~122_N，要求第一解多工單元122_1~122_N不再緩存不被頻道選取裝置150所需要的頻道的資料單元。因此，在後續階段中，第一解多工單元122_1~122_N只會保留某個頻率點上特定頻道的資料單元。

另一方面，第一解多工裝置140還包含解擾單元124_1~124_N，當資料流DS_1~DS_N被傳送端生成時進行過加擾(scramble)，那麼第一解多工裝置 120中的解擾單元124_1~124_N可以對資料流DS_1~DS_N進行解擾(descramble)，讓第一解多工單元122_1~122_N緩存經過解擾後的資料單元。在一實施例中，第二解多工單元132_1~132_N會對資料單元進行一解析(parsing)操作，若發現資料單元經過加擾處理，便會設定解擾單元124_1~124_N進行解擾處理。然而，解擾單元124_1~124_N的解擾處理可以是選擇性的，針對資料流DS_1~DS_N的解擾處理也可以由第二解多工單元132_1~132_N來完成，又或者是資料流DS_1~DS_N本身未經加密，則解擾單元124_1~124_N也無須對資料單元進行解擾處理。

第二解多工裝置130中的第二解多工單元132_1~132_M的數量可能大於或等於第一解多工單元122_1~122_N的數量。例如，當資料流DS_1~DS_N中的每一者可能包含有3個頻道的節目內容，那麼第二解多工單元132_1~132_M的數量可高達N*3。然此並非本發明限制，第二解多工單元132_1~132_M的具體數量可隨不同需求而改變。並且，在一實施例中，第二解多工單元132_1~132_M可由軟體實現。第二解多工單元132_1~132_M可進一步緩存由第一解多工單元122_1~122_N所緩存的資料單元，並且辨識第一解多工單元122_1~122_N中緩存的資料單元，根據其類型進行保留或捨棄。舉例來說，第二解多工單元132_1可以根據資料單元中的資料單元辨識元件來識別資料單元類型，選擇只保留某個特定頻道相關的資料單元，又或者在第一解多工裝置的操作的後續階段中，設定第一解多工單元122_1~122_N只保留某個頻道相關的資料單元。另外，第二解多工單元132_1~132_M也可以對第一解多工單元122_1~122_N者所緩存的資料單元進行解擾。然而，這個解擾處理是選擇性的，若第一解多工裝置120中的解擾單元124_1~124_N已經針對資料流DS_1~DS_N進行過解擾處理，則第二解多工單元132_1~132_M便無須再次進行解擾處理，又或者是資料流DS_1~DBS_N 本身未經加擾，則第二解多工單元132_1~132_M也無須進行解擾處理。

透過上述多通道調諧裝置100、第一解多工裝置110以及第二解多工裝置120的協同運作，第二解多工單元132_1~132_M除了緩存使用者當前所觀看的頻道的資料單元外，也會一併地緩存使用者先前所觀看的一個或多個頻道、使用者之後可能觀看的一個或多個頻道等的資料單元。因此，當使用者切換到一個新頻道時，頻道選取裝置150就會根據先前所判斷出的多個預測觀看頻道，以及這些預測觀看頻道與第二解多工單元132_1~132_M的關聯，找出緩存有該頻道的資料單元的第二解多工單元132_1~132_M，並且，讓解碼裝置140對已緩存的資料單元進行影音解碼，還原出該頻道的視訊/音訊訊框。如此一來，多通道調諧器110、第一解多工裝置120以及第二解多工裝置130不需要再次重新鎖定頻率點、分流以及緩存資料單元，大幅縮短了延遲時間。另一方面，若是使用者所欲切換的新頻道的資料單元，並不在第二解多工單元132_1~132_M之中，那麼，多通道調諧裝置110中的鎖定裝置112_1~112_N中的一者會重新鎖定新頻道的對應頻率點，以及會第一解多工單元122_1~122_N會對該頻道的資料單元進行緩存。

另外，在一實施例中，本發明的數位廣播接收裝置100還包含編碼裝置160，其可對於第二解多工單元132_1~132_M中所緩存的資料單元進行編碼，從而實現對應特定頻道的節目內容的錄製。其中，由於本發明的多通道調諧裝置110可以同時鎖定不同頻率點，因此本發明的編碼裝置160可以同時針對不同頻率點上，不同頻道的節目內容進行錄製。然而，這是傳統數位廣播接收裝置所無法實現的，因為傳統數位廣播接收裝置只會鎖定一個頻率點的訊號，因此無法對不同頻率點上，不同頻道的節目內容進行錄製。

請參考第2圖所示的流程圖，該圖係為本發明數位廣播接收方法之實施例的流程圖，該流程包含有以下步驟：

步驟210：利用一多通道調諧裝置中多個鎖定裝置，在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流

步驟220：利用複數個第一解多工單元，分別緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元

步驟230：利用複數個第二解多工單元，分別緩存該些第一解多工單元中對應於特定頻道的資料單元。

由於上述步驟的詳細原理、具體操作以及相關的實施變化以及在關於本發明數位廣播接收裝置的實施說明中詳細解釋，在此不做重複性地描述。熟悉本發明技術領域之人士，應可在完整理解前述說明內容後，基於上述步驟來實現本發明的數位廣播方法。

另外，在本發明之一實施例中，第二解多工單元132_1~132_M可以對所緩存的資料單元進行一預解析操作，判斷資料單元是否包含有解碼裝置140需要的影音資訊。當資料單元不包含解碼裝置140需要的影音資訊時，也可以要求第一解多工裝置120以及第二解多工裝置130丟棄已緩存的資料單元，避免解碼裝置140耗費時間與硬體資源在對非影音資訊進行處理。在本發明一實施例中，第二解多工單元132_1~132_M係根據資料單元的標頭(header)來判斷該資料單元的有效載荷(payload)中是否有解碼裝置140需要的影音資訊，例如，當資料單元的標頭關聯於有效載荷在圖像群組(Group of pictures，GOP)架構中的畫 格(frame)類型時，即代表資料單元中包含有解碼裝置140需要的影音資訊。

首先，請參考第3圖。在第3圖所示的實施例中，假定在資料流中的第一個資料單元PA1中就包含有GOP架構的I畫格。其中，I畫格代表節點編碼圖像(intra coded picture)的參考圖像，每個GOP由此類型的圖像開始。在第一個時槽TL1中，多通道調諧裝置110接收了資料單元PA1。而在第二個時槽TL2中，資料單元PA1被第一解多工裝置120中的一個第一解多工單元122_K所緩存，於此同時，第二解多工裝置130中的一個第二解多工單元132_K會對資料單元PA1進行預解析操作，並且根據資料單元PA1的標頭，解析出資料單元PA1中包含有GOP架構中的I畫格，故判斷資料單元PA1包含解碼裝置140所需的影音資訊。因此，資料單元PA1將被緩存，並被解碼裝置140所解碼。在確認資料單元PA1包含影像資料後，第二解多工單元130_K可以不需要對後續的資料單元進行預解析操作，這是因為GOP架構下的畫格具有連續性，所以資料單元PA1後續的資料單元仍然會包含GOP架構中的其他畫格(如：I畫格、B畫格以及/或P畫格)。因此，資料單元PA2~PA8在被多通道調諧裝置110接收後，都會被保留在第二解多工單元130_K中，等候解碼裝置140的解碼。

在第4圖所示的實施例中，資料單元PA1中並不包含GOP架構中的I畫格，而第二個資料單元PA2中則包含有GOP架構中的I畫格。在第一個時槽TL1中，多通道調諧裝置110接收了資料單元PA1。而在第二個時槽TL2中，資料單元PA1被第一解多工裝置120中的一個第一解多工單元122_K所緩存所緩存，於此同時，第二解多工裝置130中的一個第二解多工單元132_K對資料單元PA1進行預解析操作，並且根據資料單元PA1的標頭，解析出資料單元PA1中不包含有GOP架構的I畫格，也就是資料單元PA1並不包含影像資料。因此，第二解多工單元132_K 丟棄資料單元PA1，使得解碼裝置140不需解碼資料單元PA1。再者，在時槽TL2中接收的資料單元PA將會在時槽TL3中被第一解多工單元122_K緩存，同時被第二解多工單元132_K所預解析。此時，根據資料單元PA2的標頭，第二解多工單元132_K解析出資料單元PA2中包含有GOP架構的I畫格，故判斷資料單元PA2包含解碼裝置140所需的影音資訊。因此，資料單元PA2將被保留，並等候被解碼裝置140解碼。

總結來說，本發明提出一種創新的數位廣播接收裝置架構。其中，多通道調諧裝置110可同時對廣播訊號中的多個頻率點進行鎖定，從而取得對應於使用者當前所觀看的頻道，以及之後可能觀看的頻道的資料單元。並且，透過多重解多工單元對資料單元進行適當的篩選與分流。首先，透過第一解多工單元122_1~122_N，濾除非影音資訊相關的資料單元，接著，再透過第二組解多工單元132_1~132_N將對應於不同頻道的資料單元分別進行緩存。之後，一旦使用者下達了頻道切換指令，解碼裝置140便可迅速地從第二組解多工單元132_1~132_N中取得對應頻道的資料單元，進行影音解碼，還原頻道內容。如此一來，便可以有效地改善頻道切換時的延遲，以達到快速頻道切換的效果。

本發明之實施例可使用硬體、軟體、韌體以及其相關結合來完成。藉由適當之一指令執行系統，可使用儲存於一記憶體中之軟體或韌體來實作本發明的實施例。就硬體而言，則是可應用下列任一技術或其相關結合來完成：具有可根據資料信號執行邏輯功能之邏輯閘的一個別運算邏輯、具有合適的組合邏輯閘之一特定應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、可程式閘陣列(programmable gate array,PGA)或一現場可程式閘陣列(field programmable gate array,FPGA)等。

說明書內的流程圖中的流程和方塊示出了基於本發明的各種實施例的系統、方法和電腦軟體產品所能實現的架構，功能和操作。在這方面，流程圖或功能方塊圖中的每個方塊可以代表程式碼的模組，區段或者是部分，其包括用於實現指定的邏輯功能的一個或多個可執行指令。另外，功能方塊圖以及/或流程圖中的每個方塊，以及方塊的組合，基本上可以由執行指定功能或動作的專用硬體系統來實現，或專用硬體和電腦程式指令的組合來實現。這些電腦程式指令還可以存儲在電腦可讀媒體中，該媒體可以使電腦或其他可編程數據處理裝置以特定方式工作，使得存儲在電腦可讀媒體中的指令，實現流程圖以及/或功能方塊圖中的方塊所指定的功能/動作。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100:數位廣播接收裝置

110:多通道調諧裝置

112_1~112_N:鎖定裝置

120:第一解多工裝置

122_1~122_N:第一解多工單元

124_1~124_N:解擾單元

130:第二解多工裝置

132_1~132_M:第二解多工單元

140:解碼裝置

150:頻道選取裝置

160:編碼裝置

Claims (8)

1. 一種數位廣播接收裝置，包含：一多通道調諧裝置，包含多個鎖定裝置，該些鎖定裝置用以在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流；一第一解多工裝置，耦接於該多通道調諧器，包含複數個第一解多工單元，該些第一解多工單元分別對應該些鎖定裝置中的一者，並且分別用以緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元，其中該些第一解多工單元於一第一時間內，分別緩存該些資料流中對應於所有頻道的資料單元，並且在該第一時間內，每一個第一解多工單元分別緩存有對應於多個頻道的資料單元；以及在一第二時間內，分別緩存該些資料流中對應於特定頻道的資料單元；以及一第二解多工裝置，耦接該第一解多工裝置，包含複數個第二解多工單元，該些第二解多工單元分別用以緩存該些第一解多工單元中對應於特定頻道的資料單元。
2. 如請求項1所述的數位廣播接收裝置，其中當該些資料流中的資料單元對應於視訊或音訊類型時，該些第一解多工單元才會對該資料單元進行緩存。
3. 如請求項1所述的數位廣播接收裝置，其中該些第一解多工單元不緩存對應於緊急廣播、系統資訊、以及電子節目指南類型的資料單元。
4. 如請求項1所述的數位廣播接收裝置，其中該第一解多工裝置還包含複數個解擾單元，該些第二解多工單元分別對該些第一解多工單元所緩存 的資料單元進行解析，當解析出一資料單元經過加擾時，該些第二解多工單元會設定該第一解多工裝置中的該些解擾單元對該些資料流中的資料單元進行解擾。
5. 如請求項1所述的數位廣播接收裝置，其中該數位廣播接收裝置還包含一個解碼裝置，該解碼裝置可對該些第二解多工單元中之一者所緩存的資料單元進行解碼，從而產生對應於一第一頻道的節目內容的視訊與音訊訊框。
6. 如請求項6所述的數位廣播接收裝置，其中該數位廣播接收裝置還包含至少一個編碼裝置，該編碼裝置可對該些第二解多工單元中之至少一者所緩存的資料單元進行編碼，從而針對一第二頻道的節目內容進行錄製。
7. 如請求項7所述的數位廣播接收裝置，其中該第一頻道與該第二頻道對應於該廣播訊號的不同頻率點。
8. 一種數位廣播接收方法，包含：利用一多通道調諧裝置中多個鎖定裝置，在複數個頻率點上鎖定一廣播訊號，並且分別輸出對應於該些頻率點的複數個資料流；利用複數個第一解多工單元，分別緩存該些資料流中對應於特定類型的資料單元；以及利用複數個第二解多工單元，分別緩存該些第一解多工單元中對應於特定頻道的資料單元；其中該方法還包含：於一第一時間內，利用該些第一解多工單元分別緩存該些資料流中對應 於所有頻道的資料單元，其中在該第一時間內，每一個第一解多工單元分別緩存有對應於多個頻道的資料單元；以及在一第二時間內，利用該些第一解多工單元分別緩存該些資料流中對應於特定頻道的資料單元。

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