专利名称：数字电视接收器中的快速频道改变的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电视设备，尤其涉及在数字电视接收器中提供快速频 道改变的方式。
背景技术：
诸如电视、机顶盒等的数字电视或视频接收器由于电视信号的复杂性 而固有地具有较长的频道改变时间。特别地，数字电视信号被压縮以消除 电视图像中从线到线和从帧到帧的冗余。数字电视系统中所利用的压縮技 术使得输入的电视信号难以解码和显示。
输入的数字电视信号在被提供用于显示之前必须经过大量的处理。数 字电视信号在被编码以呈现在显示设备上之前，至少必须经过调谐、解调 和解码。因此，尽管用于数字电视信号的复杂编码方案产生了高质量的电 视图像，但是复杂编码方案也引起了视频信号的再现的延迟。由于频道的 改变要求数字电视信号经过相同的调谐、解调和解码过程，因此在频道改 变请求之后提供视频信号的过程中存在必然的延迟。
近来，引入了已知为数字视频存储设备或个人视频记录器的设备。个
人视频记录器(PVR)是将数字格式的电视数据记录在诸如存储器或硬盘 驱动器之类的存储介质中的设备的一般术语，并且也可以称为硬盘记录器 (HDR)、数字视频记录器(DVR)、个人视频站(PVS)或个人TV接 收器(PTR)。数字视频存储设备利用存储介质来记录和存储用户所选择 的电视节目。PVR由于其设计而提供许多特征和功能。 一个这种特征被称 为直播-暂停(live-pause)。直播-暂停允许用户暂停直播的电视节目。但 是，直播-暂停要求即使对于直播节目，也要在观看之前存储、读取并编码 数字比特流。由此可见，由于为了使直播-暂停特征变得可能，所观看的节 目始终为预先记录的数据，因此基于硬驱动器的数字视频记录器增加了延
迟。这向频道改变时间增加了额外的延迟。
尽管上映节目或频道指南的可用性日益增加，但是频道冲浪
(surfing)仍然是观众选择的方法。每次频道改变期间的四分之一至二分 之一秒的延迟使得频道冲浪变得冗长。
因此由上可知，需要提供数字视频装置中的更快速频道改变。
发明内容
根据本发明的原理，尤其在从数字电视接收器的存储设备观看直播电 视节目时，数字视频信号处理系统提供频道改变延迟的降低。
在一个实施例中，数字视频存储设备、多调谐器数字视频存储设备的 操作方法并行地获取、存储并读取数字电视信号的当前选择的数字电视频 道的视频数据和预测的数字电视频道的视频数据。当前选择的数字电视频 道的视频数据被解码并被提供以呈现在与数字视频存储设备相关联的显示 器上。 一旦接收到针对预测的数字电视频道的频道改变请求，数字视频存 储设备就开始对所读取的预测的数字电视频道的视频数据进行解码以呈现 给显示器。
通过参考结合附图对本发明实施例的以下描述，本发明的上述和其他 特征和目的以及获得这些特征和目的的方式将变得更加显而易见，并且本 发明本身将被更好地理解，其中
图1是根据本发明原理的示例性数字视频存储设备的框图； 图2是图1的示例性数字视频存储设备的示例性数字电视频道处理器 的框图；以及
图3是根据当前原理的数字视频存储设备的操作的示例性方式的流程图。
在所有这些视图中，相应的参考标号指示相应的部分。
具体实施例方式
将参考附图来描述根据本发明实施例的数字视频接收和记录系统，其 具有数字视频接收和记录装置。
图1是具有数字电视信号接收器的数字电视系统10的表示图，数字
电视信号接收器在这里体现为个人视频记录器(PVR) 20。本领域技术人
员将会认识到，图1的框图应当被认为是概念上的，其可能不表示实际
PVR中的功能框图的物理布置。但是，PVR 20的框图提供了用于理解根 据本发明原理的PVR的操作的高级功能图示。
PVR 20包括数字电视(DTV)信号处理部分30、数字存储设备32 (这里体现为硬盘驱动器(HDD))、解码部分34、显示编码器36和 CPU (中央处理器、控制部分、控制器等)40。 CPU 40与DTV信号处理 部分30、 HDD 32、解码部分34和显示编码器36耦合、连接和/或通信， 并且被配置为提供对PVR 20的各种组件的控制。RAM 42和ROM 44与 CPU 40耦合并与其通信，ROM 44为PVR存储用于执行PVR 20、 CPU 40 和/或这里所描述的PVR的其他组件的功能、特征、功能性和/或控制的程 序指令、程序等45。
DTV信号处理部分30连接到数字电视信号源(这里由天线25来表 示)。天线25被配置为接收多个数字电视频道的陆上广播的数字电视信 号。但是，应当了解，PVR20可以连接到诸如卫星和缆线系统之类的其他 DTV信号源，并且可以连接到多于一个的DTV信号源。
DTV信号处理部分30可操作以、被配置为和/或适于从天线25接收 DTV信号并处理DTV信号以获取DTV电视频道，并且从和/或为所获取 的DTV电视频道提取或获得数字比特流形式的视频数据、音频数据和节 目数据(数字电视频道数据)。所提取的数字电视频道视频数据和音频数 据被存储或记录在HDD 32中并被解码部分34解码。视频数据被经由显示 编码器36适当地格式化以供显示，并被提供给显示器50。 CPU40提供对 上述各种组件的控制。
在本实施例中，DTV信号处理部分30具有第一数字电视频道处理52 和第二数字电视频道处理54，它们各自分别可操作以、被配置为和/或适 于接收DTV信号并处理DTV信号以获取DTV电视频道，并且从和/或为
所获取的DTV电视频道提取或获得数字比特流形式的视频数据、音频数
据和节目数据(数字电视频道数据)。
DTV信号处理部分30和因此的第一和第二数字电视频道处理部分 52、 54根据程序指令45而在CPU 40的控制之下。CPU可操作以、被配 置为和/或适于经由远程接口 46而从远程控制设备48 (用户输入设备)接 收频道改变或频道输入命令(以及其他用户输入和/或命令)、请求和/或 信号。 一个数字电视频道处理部分(例如且任意地，数字电视频道处理部 分52)被使得获取所选择的数字电视频道(当前所选择的数字电视频 道)。所选择的数字电视频道是被选择来供用户当前观看的频道。数字电 视频道处理部分52从和/或为所获取的DTV电视频道提取或获得数字比特 流形式的数字电视频道视频数据、音频数据和节目数据(当前的数字电视 频道数据)。至少当前的数字电视频道视频比特流(数据)和当前的数字 电视频道音频比特流(数据)被记录(存储)在HDD32中。
另外参考图2，示出了 DTV信号处理部分30的数字电视频道处理部 分52的示例性结构。数字电视频道处理部分52包括调谐器/调谐部分 70。调谐器70连接到数字电视信号的源，并且提取(调谐至)并放大从 多个DTV频道中所选择的数字电视频道。调谐器70将数字电视频道信号 输出给数字解调器/解调器部分72。在解调器72中，数字电视频道信号被 转换成表示视频数据、音频数据和节目信息的数字数据。该数字数据被输 出到纠错部分74 (这里为前向纠错(FEC)部分)，纠错部分74纠正接 收端的传输中的错误。FEC 74将纠错后的数字电视频道数据输出给解复用 器76。解复用器76将所输入的数字电视频道信号分成用于数字电视频道 的或者数字电视频道的数字视频信号(比特流或数据)、数字音频信号
(比特流或数据)和节目信息。
回来参考图1，数字的当前电视频道视频数据和数字的当前电视频道 音频数据被记录或存储在存储设备(HDD) 32中/上。特别地，视频和音 频数据被存储在HDD 32上的第一文件(文件1)中。视频和音频数据被 从HDD 32读取并被提供给解码部分34。特别地，视频数据被连续读入
(提供给)解码部分34的第一比特缓冲器(bit-buffer) (b-bl)。解码部
分可操作以、被配置为和/或适于对数字视频数据进行解码。解码部分可以
是MPEG解码器。经解码的视频数据然后被提供给显示编码器36,显示 编码器36将视频数据适当地格式化以呈现给显示器50。
或者，可以使用视频缓冲器而非硬盘驱动器来存储视频数据。视频缓 冲器可以利用将与DTV信号处理部分30和解码部分34进行通信的 DRAM来实现。
在CPU 40和程序指令45的控制下，第二数字电视处理电路54可操 作以利用与第一数字电视处理电路52类似的方式来获取并处理另一数字 电视频道。根据本发明的一个方面，第二数字电视处理电路54被使得获 取并处理所预测的数字电视频道。所预测的数字电视频道是预期用户作为 下一频道而调谐至的非当前调谐的数字电视频道。可以使用各种频道预测 算法。例如， 一些可能性包括将要(通过频道改变命令、信号或请求) 选择的下一频道将会是(是)扫描列表中上行方向上的下一频道的假设， 将要选择的下一频道将会是扫描列表中下行方向上的下一频道的假设，将 要选择的下一频道将会是当前调谐的频道之前的前一频道的假设，以及将 要选择的下一频道将会是最常看的频道的假设。因此，当一个数字电视频 道处理部分(例如52)被调谐至当前电视频道时，第二数字电视频道处理 部分(例如54)调谐至所预测的电视频道。
来自第二数字电视频道处理部分54的所预测的数字电视频道视频数 据和所预测的数字电视频道音频数据被记录或存储在存储设备(HDD) 32 中/上。特别地，所预测的视频和音频数据被存储在HDD 32上的第二文件 (文件2)中。然后与当前的视频和音频数据的读取并行和/或同时地从 HDD 32中读取所预测的视频和音频数据，并将所预测的视频和音频数据 连续读入(提供给)解码部分34的第二比特缓冲器(b-b2)。
在本实施例中，尽管用于当前数字电视频道和所预测的数字电视频道 两者的视频数据都连续地填充到用于对其解码的比特缓冲器(缓冲器) 中，但是仅用于当前数字电视频道的视频数据被解码并被因此提供给显示 器50以供观看。如果接收到频道改变命令或请求，其数字电视频道与所 预测的数字电视频道的数字电视频道相匹配，则解码器34对所预测的数
字电视频道视频数据而非当前的数字电视频道视频数据进行解码。如果所 预测的视频数据然后被提供给显示器50，则与所预测的数字电视频道相对 应的数字电视频道变成当前的数字电视频道，并且不提供当前数字电视频
道的处理部分(52、 54)用于调谐至下一所预测的数字电视频道。在频道 改变不对应于所预测的数字电视频道的情况下，第一和第二调谐器(数字 电视信号处理)中的任一者可以用于获取所选择的数字电视频道。然后， 处理的另一者获取所预测的数字电视频道。
或者，解码部分34可以被配置为、可操作以和/或适于对来自当前电 视频道比特流和来自所预测的电视频道比特流而非仅来自其中之一的视频 数据进行解码。在这种情况下，来自每个数字电视频道的视频数据被处理 至被显示编码的程度。当然，仅来自两种视频比特流(当前的和所预测 的)之一的视频数据被提供给显示编码器36以呈现在显示器50上。
现在参考图3。图3示出了根据这里所描述的本发明的原理的数字视 频接收器(例如PVR)的操作方式的流程图(一般地表示为80)。应当 了解，流程图80的每个块或框表示PVR所实现的步骤或功能。而且，应 当了解，这里参考流程图80所示例性示出并描述的操作方式的子集(特 定或选定的块或步骤)也构成操作方式。另外，块或步骤的顺序可能不一 定对应于PVR内的各步骤的执行顺序或PVR所执行的各步骤的顺序。
在步骤82中，PVR从数字电视信号(包含多个数字电视频道)中获 取第一数字电视频道。在步骤84中，PVR从数字电视信号中获取第二数 字电视频道。在步骤86中，处理第一数字电视频道。第一数字电视频道 的处理包括从DTV频道中提取视频信号、数据或比特流。在步骤88中， 处理第二数字电视频道。第二数字电视频道的处理包括从DTV频道中提 取视频信号、数据或比特流。
在步骤90中，通过处理第一DTV频道而获得的视频数据(第一视频 数据)被PVR记录或存储在例如HDD中。第一视频数据被记录在第一视 频数据文件中。在步骤92中，通过处理第二 DTV频道而获得的视频数据 (第二视频数据)被PVR记录或存储在例如HDD中。第二视频数据被记 录在第一视频数据文件中。
在步骤94中，所记录的第一视频数据被从存储设备中读取并被读入
第一缓冲器中。在步骤96中，所记录的第二视频数据被从存储设备中读 取，并与第一视频数据到第一缓冲器中的读入基本并行、同时或交织地被 读入第二缓冲器中，以使得每种视频比特流基本连续地填充缓冲器。
然后在步骤98中，第一视频数据被从缓冲器中解码以呈现给显示设 备。在步骤100中，当频道改变命令、请求或信号被接收并且所请求的 DTV频道与第二 DTV频道相同、相对应或相匹配时，第二视频数据被从 缓冲器中解码以供显示呈现，而不是对第一视频数据的解码。如上所述， 或者可由双重解码器来处理来自缓冲器的每个视频比特流，然后选择性地 将它们的输出提供给视频编码器以供显示呈现。
而且，应当了解，DTV信号处理和/或处理器部分30可以包括多于两 个数字电视频道处理部分或电路/逻辑，来以这里所描述的方式调谐、获 取、获得和/或处理来自一个或多个DTV信号的多于两个数字电视频道。 照此，每个(以与第二数字电视频道处理54的使用或不使用类似的方 式)未调谐至当前数字电视频道且未用于另一目的的调谐器(数字电视处 理器)被调谐至所预测的电视频道。每个所预测的数字电视频道的数据被 记录或存储在存储设备中的一个单独的文件中。如果需要，可以为每个所 预测的数字电视频道提供另外的解码缓冲器以及解码器。这种多调谐/处理 设备允许能够进行更快速频道改变的另外功能。
特别地，在多DTV信号处理设备(即，具有三个或更多个调谐器/处 理器("调谐器")的DTV设备)中可以提供进一步的应用。在这种进 一步的应用中，调谐器1用于接收当前观看的数字电视频道。调谐器2用 于从所预测的下一频道获取视频流并对其进行缓冲。调谐器3用于扫描所 有的数字电视频道以针对每个数字电视频道来定位MPEG比特流中的I 帧。针对每个频道所定位的I帧被提供给并存储在缓冲器(DRAM)、硬 驱动器或其他数字存储设备中，作为用于构成上映指南的縮略像。例 如在频道改变之后或者在上一縮略图更新后经过给定量的时间之后，可以 根据需要来刷新縮略图(针对每个数字电视频道来获得I帧)。
尽管本发明被描述为具有优选设计，但是在本公开内容的精神和范围
内可以进一步修改本发明。例如，尽管是在基本同时地处理多个DTV频 道的环境下进行说明，但是本发明也可适用于同时处理多个数字视频源。 更具体地，所描述的系统可以处理并存储来自当前所选择的数字视频信号 源的信号，而且还基本同时地处理并存储来自第二或所预测的视频信号源 的数字视频信号。因此，本申请试图覆盖使用本发明一般原理的本发明的 任何变体、使用或修改。此外，本发明试图覆盖如下的这种与本公开的偏 离，这些偏离在本发明所涉及的领域内是已知或公知手段，并且落在所附 权利要求书的限制内。
权利要求
1.一种数字视频存储设备的操作方法，该方法包括以下步骤记录当前选择的数字视频源的数字视频比特流；记录预测的数字视频源的数字视频比特流；读取所记录的所述当前选择的数字视频源的数字视频比特流并对其进行解码，以输出给显示器；以及基本同时地读取所记录的所述预测的数字视频源的数字视频比特流。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤当数字视频源改变请求对应于所述预测的数字视频源时，对读取的所 记录的所述预测的数字视频源的数字视频比特流进行解码。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述当前选择的数字视频源的数字视频比特流被记录在所述数字视频 存储设备的硬驱动器中的第一文件中；并且所述预测的数字视频源的数字视频比特流被记录在所述数字视频存储 设备的硬驱动器中的第二文件中。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所记录的当前选择的数字视频比 特流在解码之前被读取到第一比特缓冲器中。
5. 如权利要求4所述的方法，其中，所记录的预测的数字视频比特流 被读取到第二比特缓冲器中。
6. —种数字视频存储设备的操作方法，该方法包括以下步骤 利用所述数字视频存储设备的第一调谐器来调谐当前选择的数字视频源；利用所述数字视频存储设备的第二调谐器来调谐预测的数字视频源；处理所述当前选择的数字视频源以获得当前选择的数字视频比特流；处理所述预测的数字视频源以获得预测的数字视频比特流；记录所述当前选择的数字视频比特流；记录所述预测的数字视频比特流；读取所记录的当前选择的数字视频比特流； 对所读取的当前选择的数字视频比特流进行解码以呈现给显示器，直到接收到视频源改变请求为止；基本同时地读取所记录的预测的数字视频比特流；以及 当接收到的视频源改变请求对应于所述预测的数字视频源时，对所读取的预测的数字视频比特流进行解码以呈现给所述显示器。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述当前选择的数字视频比特流被记录在硬驱动器上的第一文件中；并且所述数字视频比特流被记录在所述硬驱动器上的第二文件中。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，所记录的当前选择的数字视频比特流在解码之前被读取到第一比特缓冲器中。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所记录的预测的数字视频比特流被读取到第二比特缓冲器中。
10. —种数字视频存储设备，包括第一数字电视信号处理，其从接收到的数字电视信号的第一数字视频源获得第一数字视频比特流；第二数字电视信号处理，其从所述接收到的数字电视信号的第二数字视频源获得第二数字视频比特流；数据存储设备，其与所述第一和第二电视信号处理耦合； 解码器，其被配置为对数字视频比特流解码；控制器，其与所述数据存储设备、所述解码器以及所述第一和第二数字电视信号处理耦合；以及存储器，其耦合到所述控制器，并包含可操作以使得所述数字视频存储设备如下操作的程序将所获得的第一数字视频比特流存储在所述数据存储设备中； 将所获得的第二数字视频比特流存储在所述数据存储设备中； 从所述数据存储设备中读取所述第一数字视频比特流； 对所读取的第一数字视频比特流进行解码，直到视频源改变请求被接收到为止； 与所述第一数字视频比特流的读取并行地，从所述数据存储设备中读取所述第二数字视频比特流；以及当接收到的视频源改变请求对应于所述第二数字视频源时，对所读取 的第二数字视频比特流进行解码。
11. 如权利要求10所述的数字视频存储设备，其中，所述存储器还具 有可操作以使得所述数字视频存储设备如下操作的程序指令-将所述第一数字视频比特流记录在所述存储设备上的第一文件中；以及将所述第二数字视频比特流记录在所述存储设备上的第二文件中。
12. 如权利要求10所述的数字视频存储设备，其中，所述存储器还具 有可操作以使得所述数字视频存储设备如下操作的程序指令将所记录的第一数字视频比特流在解码之前读取到第一比特缓冲器 中；以及将所述第二数字视频比特流读取到第二比特缓冲器中。
全文摘要
一种多调谐器数字视频存储设备，从记录在存储设备上的数字电视节目数据来提供直播-暂停电视节目观看，其在改变数字电视频道时降低了频道改变延迟。与存储来自当前选择的数字电视频道的视频数据并行地，该数字视频存储设备处理并存储来自预期(预测)频道改变到的数字电视频道的视频数据。数字视频存储设备基本同时地读取用于当前选择的数字电视频道和预测的数字电视频道的所存储视频数据，并对当前选择的数字电视频道的视频数据进行解码，以呈现给与数字视频存储设备相关联的显示器。一旦接收到对预测的数字电视频道的频道改变请求，数字视频存储设备就对所读取的预测的数字电视频道的视频数据进行解码以呈现给显示器。
文档编号H04N5/76GK101366276SQ200680051845
公开日2009年2月11日 申请日期2006年1月27日 优先权日2006年1月27日
发明者罗伯特·哈利·西斯, 詹姆斯·埃德温·黑利 申请人:汤姆逊许可证公司