专利名称：在数字电视系统中管理帧缓冲存储区的装置与方法
技术领域：
本发明涉及在采用诸如MPEG2的视频压缩的电视系统中管理帧缓冲存储区的方法。本发明特别适合用于特技方式。本发明还涉及实现此方法的装置，诸如数字电视接收机和/或数字电视解码器。
对于主轮廓主色阶(Main Profile Main Level)，MPEG2视频标准(由ISO/IEC 13818-2所说明)规定视频解码器模型中最小VBV缓冲区为1835008比特。指定VBV缓冲区存储待解压的压缩视频数据。由MPEG视频解码器从此缓冲区中读出压缩视频数据。
为了遵循MPEG标准(即允许对任何MP@ML MPEG兼容比特流进行解码)，所以实际执行过程要求约2.3Mbit的VBV缓冲区。如果不考虑采用这么大容量的缓冲区，则在某些情况下缓冲区会发生溢出。
在MP@ML中的图象的大小最大为720×576像素。因此，各帧缓冲存储区均需要720×576×12=4976640比特。此外，MPEG解码通常要求三个满帧缓冲存储区。
因此，包括VBV缓冲区在内，要求的总存储量为2.3×106+3×4.97×106=17.23×106比特=16.3M比特为了使帧缓冲存储区具有16M比特的容量，多数硅制造商采用能减少存储解码帧所要求的存储量的特殊技术。
这种技术包括减少分配给双向帧(B-帧)的存储量。为什么这可以做到的原因是，在实际实现过程中，在B帧被完全解码之前就开始被显示。可以将所显示的像素从存储器中消除并且可以对图象的尾部进行解码并顺序存储到存储器的此部分。
该技术可以将实时解码所需的帧缓冲存储区的存储量由3帧减少到2.75帧。
该技术得以实现应归因于MPEG-2或DVB标准对50Hz的限制。根据此限制，B帧不可能被显示两次。因此，没有必要在存储器中保持B帧。
特技方式是特殊视频显示方式，诸如慢速或快速方式、正向或反向。
当以特技方式播放时，经常会出现必需重复播放B帧的现象。此外，流畅特技方式要求对B帧的选择进行灵活地控制，在字段显示的各间隔期间，必需显示B帧。
获得此灵活控制的最普通的方法为在解码系统中采用三个帧缓冲存储区，但是，这又与上述定义的对存储器的要求不相容。
本发明的目的就是，至少在某些情况下，允许对特技方式进行灵活帧缓冲存储区管理。
本发明的目的是在包括存储器的数字视频解码器中管理帧缓冲存储区的方法，所述方法的特征在于，所述解码器包括不具有可控输出速率的第一压缩视频源和具有可控输出速率的第二压缩视频源。
所述方法包括步骤(a)在激活所述第一压缩视频源的情况下，则将第一存储区配置到帧缓冲存储区并将第二存储区配置到压缩视频缓冲存储区；(b)在激活所述第二压缩视频源的情况下，则将所述第二存储区部分再配置到所述帧缓冲存储区。
因此，当源输出速率可控时，就可以增加帧缓冲存储区的容量。这是以第二压缩视频源为存储装置(例如硬盘或磁盘驱动器和/或光盘驱动器(CD、DVD、MD等))为例的情况。在这种情况下，通过再配置压缩视频缓冲存储器的过剩存储量，可以将帧缓冲存储区的大小增加到三帧，因此，即使总存储量有限，也可以适当完成特技方式。
根据本发明的特定实施例，该方法进一步包括控制所述第二压缩视频源的输出以避免压缩视频缓冲存储区溢出的步骤。
本发明的另一个目的是数字视频解码器，该数字视频解码器包括帧缓冲存储区和压缩视频缓冲存储区，其特征在于包括不具有可控输出速率的第一压缩视频源；具有可控输出速率的第二压缩视频源；在激活所述第二压缩视频源的情况下，用于将所述压缩视频缓冲存储区的存储区再配置到所述帧缓冲存储区的装置；根据特定实施例，该解码器进一步包括用于控制所述第二压缩视频源的输出以避免所述压缩视频缓冲存储区溢出的装置。
根据特定实施例，第一视频源为数字视频广播。
根据特定实施例，第二视频源为高容量存储装置。
通过参考附图对优选的、非限制性的实施例进行说明，本发明的特征和优点会变得明显，其中
图1示出根据本发明方法的数字解码器的方框图；图2示出对压缩视频缓冲存储区和帧缓冲存储区配置存储区的简要流程图。
图1所示的数字电视解码器包括连接到解调与错误校正电路102的调谐器101。解调与错误校正电路102包括用于转换调谐器提供的信号的模数转换器。根据接收方式(有线、卫星、地面等)，解调方式为QAM、QPSK或OFDM。电路102具有适当的解调功能。转换器103校正解调数据并将解调数据串行化，转换器103连接到多路分用器与解码电路104的串行输入端。
电路104包括与并行32位中央通信总线105相连的DVB多路分用器106、微处理器107、高速缓冲存储器108、外部存储器接口109、串行通信接口110、并行I/O接口111、智能卡接口112、MPEG视频与声频解码器113、PAL与RGB解码器114以及字符发生器115。
外部存储器接口109被连接到并行16位总线，在并行16位总线上还分别连接着IEEE1284型并行接口116、RAM117、快速存储器118以及硬盘驱动器119。就本实例来说，硬盘驱动器119采用了EIDE(增强型IDE接口)硬盘驱动器。并行接口116还被连接到外部连接器120和调制解调器121，调制解调器121被连接到外部连接器122。
RAM117为SDRAM型的，预定含有多个缓冲区。磁盘驱动器通过接口电路133连接到总线215。接口133包括从硬盘驱动器读出或写入硬盘驱动器的读/写缓冲器。
串行通信接口110连接到外部连接器123以及红外接收电路124的输出端，红外接收电路124可以接收遥控器(未示出)信号。红外接收子系统被集成到解码器的面板，在解码器的面板上还有显示器和键盘。
智能卡接口连接到智能卡连接器125。
解码的音频数据113被连接到RAM126，RAM126含有专用于视频的16M比特存储容量。RAM126适于将压缩视频数据存储到压缩视频数据缓冲区，将解码帧存储到帧缓冲存储区。
将解码帧发送到PAL/RGB解码器114。将解码声频数据发送到数模转换器127。解码器114将RBG信号发送到SECAM(塞康(顺序传送彩色与存储制式，法国采用的一种电视制式))解码器132。解码器114还提供亮度分量信号Y和色度分量信号C。转换电路128将各种信号转换到声频输出端129、电视130以及盒式磁带录像机131。
下面是视频数据通过解码器的流程问题。根据MPEG2标准体系，解调数据流所具有的格式即传输流(TS)。各TS数据包均包括含有称为PID(进程标识号)的标识符的头部，标识符PID指出数据包的有效负载属于哪个基本传输流。通常，基本传输流为视频流和声频流。还利用TS层发送其它类型的数据，特别是涉及流描述和节目预报信息的区段。
微处理器107控制多路分用器106提取与某种已选PID值对应的TS数据包。必要时，在存储到解码器的适当缓冲器之前，将多路分用数据包的有效负载解密。如上所述，压缩视频数据被存储在RAM126的存储区。
当压缩视频源为广播网时，与上述有线、卫星或地面中的两种传播方式的情况相同，在此情况下，视频数据的接收速率不是由接收机控制，而是由广播电台控制，帧缓冲存储区与压缩视频缓冲存储区共享16M比特的存储器126，将2.3M比特配置到压缩视频缓冲存储区，将13.7M比特配置到帧缓冲存储区。13.7M比特近似对应于2.75帧。
另一个压缩视频源为磁盘驱动器119。假定事先已将压缩视频记录到此磁盘驱动器。当此压缩视频源被激活时，由微处理器107控制压缩视频读取，微处理器107可以通过具有接口电路133的中断线监视缓冲量并向接口电路133发送读取或写入数据块的指令。为了读取数据块，微处理器指示接口电路133从磁盘驱动器读取数据块并将它们传送到SDRAM117的缓冲存储区。SDRAM117含有视频缓冲存储区、声频缓冲存储区以及辅助数据缓冲存储区。然后，通过由微处理器启动的直接存储访问过程，将视频数据传送到存储器126，微处理器监视存储器126中的压缩视频缓冲存储量。对于由微处理器确定的正确解码方式，MPEG解码器电路113适当时从此压缩视频缓冲存储区读取数据。因此，整个传送过程和解码过程均在微处理器的控制下进行。
在这种情况下，在存储器126中，配置到压缩视频缓冲存储区的存储区被减少到1.75M比特(即1835008bt)，而非2.3M比特。由于不存在通过网路实时接收的制约，所以，这是可能的。其差别就是配置帧缓冲存储区，现在，帧缓冲存储区的总容量为14.25M比特(即14942208比特)，几乎恰好相对于三帧的存储容量。
此过程由图2所示的流程图说明。
因此，当视频源为硬盘时，可以实现超高质量的特技方式。
权利要求
1．一种在包括存储器的数字视频解码器中管理帧缓冲存储区的方法，所述方法的特征在于，所述解码器包括不具有可控输出速率的第一压缩视频源和具有可控输出速率的第二压缩视频源。所述方法包括步骤(a)在激活所述第一压缩视频源的情况下，则将第一存储区配置到帧缓冲存储区，将第二存储区配置到压缩视频缓冲存储区；(b)在激活所述第二压缩视频源的情况下，则将所述第二存储区部分再配置到所述帧缓冲存储区。
2．根据权利要求1所述的方法，进一步包括控制所述第二压缩视频源以避免压缩视频缓冲存储区溢出的步骤。
3．一种数字视频解码器，该数字视频解码器包括帧缓冲存储区和压缩视频缓冲存储区，其特征在于包括不具有可控输出速率的第一压缩视频源；具有可控输出速率的第二视频源；在激活所述第二源的情况下，用于将所述压缩视频缓冲存储区部分再配置到所述帧缓冲存储区的装置。
4．根据权利要求3所述的解码器，进一步包括用于控制所述第二源的输出以避免所述压缩视频缓冲存储区溢出的装置。
5．根据权利要求3或4所述的解码器，其中第一视频源为数字视频广播。
6．根据权利要求3至5所述的解码器，其中第二视频源为高容量存储装置。
全文摘要
本发明涉及在数字视频解码器中管理帧缓冲存储区的方法,该数字视频解码器包括存储器、不具有可控输出速率的第一压缩视频源以及具有可控输出速率的第二压缩视频源。本发明方法包括步骤:1)在激活所述第一压缩视频源的情况下,将第一存储区配置到帧缓冲存储区,将第二存储区配置到压缩视频缓冲存储区;2)在激活所述第二压缩视频源的情况下,将所述第二存储区再配置到所述帧缓冲存储区。本发明还涉及实现本发明的装置。
文档编号H04N7/24GK1305315SQ0013273
公开日2001年7月25日 申请日期2000年11月15日 优先权日1999年11月23日
发明者菲利普·莱恩德克 申请人:汤姆森多媒体公司