DE19754296A1

DE19754296A1 - Synchronisationseinrichtung

Info

Publication number: DE19754296A1
Application number: DE19754296A
Authority: DE
Inventors: Johannes Boehm; Ernst F Dr Schroeder
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-06-10
Also published as: US6230141B1; CN1144415C; EP0923252A2; CN1219807A; DE69830461D1; JPH11317021A; EP0923252B1; DE69830461T2; EP0923252A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten Dekoder, insbesondere von einem internen Audiodekoder eines DVD-Spielers mit einem externen Audiodekoder eines Mehrkanalverstärkers.

Stand der Technik

Audiokodierungssystem, wie Dolby AC-3 und MPEG-2 Audio, erlauben die Übertragung von hochqualitativen Audiosignalen, insbesondere auch die Übertragung von Mehrkanalton. Definiert man die möglichen Wiedergabekonfigurationen mit "x/y", wobei x die Anzahl der Frontkanäle und y die Anzahl der Surroundkanäle ist, so sind z. B. bei Dolby AC-3 die folgenden Wiedergabekonfigurationen möglich: 3/2, 3/1, 2/2, 3/0, 2/1, 2/0, 1/0. Zusätzlich kann noch ein Tieffrequenzkanal übertragen werden.

Um eine solche Mehrkanaltonwiedergabe zu ermöglichen, muß der übertragende Audiodatenstrom zunächst von einem hierfür geeigneten Mehrkanaltondekoder dekodiert werden. Enthält das zur Wiedergabe vorgesehene Gerät jedoch lediglich einen Zweikanalaudiodekoder, so kann eine Mehrkanaltonwiedergabe nur unter Verwendung eines externen Mehrkanaltondekoders erfolgen. Die Audiodaten werden hierbei über eine serielle digitale Schnittstelle vom Wiedergabegerät an den Mehrkanaldekoder ausgegeben. Soll die Ausgabe der Audiosignale begleitend zu einem Videosignal erfolgen, wie z. B. bei der Wiedergabe eines auf einer DVD gespeicherten Filmes, so ist ein Synchronisationsverfahren erforderlich, um eine Lippensynchronität zwischen der Bild- und Mehrkanaltonwiedergabe zu erreichen.

Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Synchronisierung eines ersten Dekoders mit einem zweiten Dekoder anzugeben, welches sich durch einfache Verfahrensschritte und hieraus resultierendem geringen Hardwareaufwand auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 10 angegebene Vorrichtung gelöst.

Im Prinzip besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten Dekoder darin daß

- einer Zählvariable ein erster Wert zugewiesen wird;
- erste Daten durch den ersten Dekoder empfangen werden;
- zweite Daten, die mit den empfangenen ersten Daten identisch sind oder sich nach einer Bearbeitung aus diesen ergeben, von dem ersten Dekoder zu dem zweiten Dekoder ausgegeben werden, wobei jeweils für die Ausgabe einer bestimmten Datenmenge die Zählvariable dekrementiert oder inkrementiert wird;
- der erste Dekoder mit der Dekodierung der ersten Daten beginnt, wenn die Zählvariablen einen zweiten Wert, welcher dem Beginn der Dekodierung der zweiten Daten durch den zweiten Dekoder entspricht, annimmt.

Insbesondere ist das Verfahren anwendbar, wenn die ersten und zweiten Daten Mehrkanal-Audiosignale enthalten, die in Frames übertragen werden, welche wiederum in Blöcke unterteilt sein können.

Die Mehrkanal-Audiosignale sind hierbei vorzugsweise nach einem MPEG-2-Audio-, Dolby-AC-3-Algorithmus oder einer anderen Audio-Option der DVD kodiert worden.

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren einzusetzen, wenn der erste Dekoder ein Zweikanalaudiodekoder, der zweite Dekoder ein Mehrkanalaudiodekoder ist.

Vorteilhaft ist es, der Zählvariablen einen ersten Wert zuzuweisen, der sich aus Systemparametern wie dem Datenkodierungsverfahren, der Übertragungsgeschwindigkeit oder der Datenrate ergibt.

Der zweite Dekoder beginnt vorteilhafterweise mit der Dekodierung, wenn ein Frame der Mehrkanal-Audiosignale zu einem vorgegebenen Bruchteil oder vollständig übertragen wurde.

Die Zählvariable kann hierbei bit-, byte- oder wortweise dekrementiert werden.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die ersten Daten nach dem Empfang durch den ersten Dekoder entpackt und in einen Speicher abgelegt werden und zur Ausgabe an den zweiten Dekoder aus dem Speicher ausgelesen und formatiert werden.

Insbesondere ist das Verfahren vorteilhaft, wenn der erste Dekoder aus den ersten Daten Audiosignale dekodiert, die synchron mit Videosignalen, welche mit den Audiosignalen in einem gemeinsamen Datenstrom übertragen und durch einen Videodekoder dekodiert worden sind, ausgegeben werden.

Im Prinzip besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Synchronisation eines ersten Dekoders mit einem zweiten Dekoder aus einer Schnittstelle, über die zweite Daten von dem ersten Dekoder an den zweiten Dekoder ausgegeben werden können, und einem Zählregister, welchem in Abhängigkeit von dem für die zweiten Daten benutzten Kodierungsverfahren und/oder der Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle und/oder der Datenrate der Schnittstelle ein erster Wert zugewiesen wird, wobei bei der Ausgabe der Daten über die Schnittstelle das Zählregister inkrementiert oder dekrementiert wird und wobei beim Erreichen eines Wertes der Zählvariablen, welcher dem Beginn der Dekodierung der Daten durch den zweiten Dekoder entspricht, dem ersten Dekoder ein Steuersignal zugeführt wird, welches die Dekodierung erster Daten durch den ersten Dekoder auslöst.

Vorteilhaft ist das Zählregister Teil des ersten Dekoders, wobei dem Zählregister der erste Wert von einem Systemcontroller zugewiesen wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Dekoder neben einem Prozessor zur Prozessteuerung und Dekodierung der ersten Daten eine oder mehrere der folgenden Einheiten enthält:

- einen oder mehrere Speicher zur Speicherung der ersten Daten bei deren Empfang und/oder zur Zwischenspeicherung bei einer Bearbeitung der ersten Daten;
- eine Entpackereinheit, welche zum Entpacken der empfangenen Daten in einen Elemtarstrom dient;
- eine Formatierungseinheit, welche eine Formatierung für die serielle Ausgabe über die Schnittstelle durchführt.

Zeichnungen

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindungen beschrieben. Diese zeigen in:

Fig. 1 eine Anordnung bestehend aus einem Wiedergabegerät mit Zweikanalaudiodekoder und einem externen Mehrkanalaudiodekoder;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Zweikanalaudiodekoders;

Fig. 3 die synchrone Dekodierung von Audiodaten durch zwei erfindungsgemäß synchronisierte Dekoder.

Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist schematisch ein DVD-Spieler DVD dargestellt, an dem ein externer Mehrkanalaudiodekoder DEC2 angeschlossen ist. Es sind hierbei lediglich die für die Erfindung wesentlichen Baugruppen dargestellt, die übrigen Baugruppen sind dem Fachmann geläufig und müssen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Änderung erfahren. Der Systemcontroller und Demultiplexer SYS liefert einen Videodatenstrom V und einen Audiodatenstrom A. Weiterhin wertet er u. a. im Datenstrom enthaltende Zeitmarken aus und sendet Befehle zur Synchronisation an den Dekoder DEC1. Der Dekoder DEC1 nimmt neben der Dekodierung der Audiodaten auch eine Formatierung für eine serielle Ausgabe der Daten vor. Weiterhin erfolgt ein Auspacken des PES-Datenstroms zum Elementary-Datenstrom. Der Elementary-Datenstrom wird einer weiteren Signalverarbeitung unterzogen bis eine Ausgabe von PCM-Audiosignalen PCM1 erfolgt. Da der Dekoder DEC1 lediglich ein Zweikanaldekoder ist, kann durch diesen auch lediglich eine Ausgabe von Stereosignalen erfolgen. Dem Mehrkanalaudiodekoder DEC2 werden über eine serielle Schnittstelle, z. B. IEC 985 (IEC 1937) oder IEC 1394, ebenfalls die Daten des Elementary-Datenstroms zugeführt. Durch diesen Dekoder erfolgt nun eine Mehrkanaltondekodierung der Daten, die durch Verwendung der sogenannten Down-Mixing-Technik in Abhängigkeit von der Wiedergabekonfiguration erfolgen kann. Ausgegeben werden dann durch den Mehrkanalaudiodekoder DEC2 ebenfalls PCM- Audiosignale PCM2.

Die Synchronisierung der zwei Dekoder DEC1 und DEC2 erfolgt in folgender Weise. Der Zweikanalaudiodekoder DEC1 weist ein Zählregister auf, welches von dem Systemcontroller SYS gesetzt wird. Der zugewiesene Wert hängt hierbei von dem benutzten Kodierungsverfahren, wie z. B. Dolby AC-3, MPEG-2 Audio, DTS oder SDDS, der Übertragungsgeschwindigkeit der seriellen Schnittstelle und/oder der vorliegenden Datenrate ab. Der Wert der Zählvariable wird bevorzugt einer Tabelle entnommen. Der Zweikanalaudiodekoder DEC1 beginnt jeweils sofort mit dem Aussenden seiner empfangenden Daten, wobei die folgenden Prozesse durchgeführt werden: Nachdem die Daten empfangen wurden und gegebenenfalls noch vom Programmstrom zum Elementary-Datenstrom entpackt wurden, werden sie in einem Speicher abgelegt. Zur Ausgabe der Daten werden diese aus dem Speicher wiederum gelesen, formatiert und dann über die serielle Schnittstelle ausgegeben. Hierbei wird bei jedem Lesen aus dem Speicher das Zählregister dekrementiert. Erreicht das Register den Wert "0", so signalisiert dieses dem Zweikanalaudiodekoder DEC1, daß der Mehrkanalaudiodekoder DEC2 mit der Dekodierung und Bearbeitung beginnt, der Zweikanalaudiodekoder DEC1 startet dann zu diesem Zeitpunkt ebenfalls die Dekodierung und Bearbeitung. Damit ist dann die Synchronisierung zwischen den beiden Dekodern DEC1 und DEC2 gewährleistet.

Vorraussetzung für eine erfolgreiche Synchronisierung ist eine geeignete Wahl des Wertes der Zählvariable bei Zuweisung zum Zählregister. Für den Wert der Zählvariable wird vorzugsweise die Anzahl der Datenwörter gewählt, die nötig ist, um mit der Dekodierung beginnen zu können. Für jedes gelesene Datenwort wird dann das Zählregister um ein Datenwort reduziert. Wird das Dolby AC-3 Verfahren verwendet, so werden bei einer AC-3-Datenrate von 448 kbps die Audiodaten in Frames mit einer Größe von jeweils 896 Wörtern übertragen. Ein AC-3 Dekoder kann mit der Dekodierung beginnen, wenn, je nach Implementierung, 2/3 eines Frames oder ein gesamtes Frame vorliegt. Das Register sollte daher in diesem Fall mit einem Wert von 560 Worten gesetzt werden, da dieses etwa 2/3 der 896 Worte entspricht. Wird ein MPEG-2 Audio Kodierungsverfahren benutzt, so muß für den Beginn der Dekodierung ein vollständiger Frame vorliegen.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Dekoders aus Fig. 1. Der Audiodatenstrom A wird einem Entpacker P zugeführt, der den PES-Datenstroms zum Elementar-Datenstrom entpackt. Die Audiodaten des Elementar-Datenstroms werden zunächst in einem Pufferspeicher BUF abgespeichert und dann einer Prozessoreinheit DSP zugeführt, welche für die Prozessteuerung sorgt und die eigentliche Dekodierung der Daten durchführt. Zur Zwischenspeicherung der Daten ist ein weiterer Speicher M vorgesehen. Die Daten werden einem Formatierer FOR zugeführt, welcher die formatierten Daten A' zur seriellen Ausgabe ausgibt. Dem Zählregister Z wird zunächst ein Wert F zugewiesen, der dann bei jedem Lesen aus dem Pufferspeicher BUF dekrementiert wird. Bei Erreichen des Wertes "0" beginnt dann die Prozessoreinheit DSP mit der Dekodierung. Schließlich erfolgt dann die Ausgabe der dekodierten Audiodaten PCM1.

Die synchrone Dekodierung der Audiodaten durch die beiden Dekoder DEC1 und DEC2 ist in Fig. 3 am Beispiel Dolby-AC3- kodierter Daten dargestellt. Zunächst werden die Daten mit einem Burst 1 mit hoher Datenrate, z. B. 10 Mbps eingelesen. Für das Einlesen eines vollständigen Frames mit einer Größe von 896 Worten sind 1,43 ms erforderlich. Unmittelbar nach Einlesen des vollständigen Frames erfolgt eine Ausgabe 2 der Daten zum externen Dekoder DEC2. Auch diese Ausgabe erfolgt burstförmig, jedoch mit geringerer Datenrate. So ergibt sich bei einer Verwendung einer Schnittstelle IEC 1937 für f_S = 48 kHz eine Nutzdatenburstrate von 1,536 Mbps. Daraus folgt eine Übertragungsrate von 6,2 ms für 2/3 eines Frames und 9,3 ms für ein vollständiges Frame. Nachdem das vollständige Frame übertragen wurde, werden zunächst keine weiteren Daten übertragen, symbolisiert durch den Zeitraum 3. Sind 2/3 eines Frames zum Dekoder DEC2 übertragen worden, so erreicht das Zählregister den Wert "0" und es wird ein interner Interrupt 4 erzeugt. Es beginnt nun die Dekodierung des Frames, beginnend mit dem ersten Audioblock ABO und dann fortsetzend mit den weiteren Audioblöcken AB1, AB2, AB3, AB4 und ABS des Frames. Daran schließt sich dann die Dekodierung des nächsten Frames an. Der Burstinput 5 der Daten bei Dekoder DEC2 ist zeitgleich mit der Ausgabe dieses Frames von Dekoder DEC1. Wenn 2/3 des Frames übertragen sind, beginnt Dekoder DEC2 unmittelbar mit der Dekodierung der Audioblöcke AB0 bis AB5, jedoch ohne daß es hierfür eines internen Interrupts bedarf. Auch hier liegen zwischen den Burstinputs Zeiträume 6 vor, in denen keine Nutzdaten übertragen werden.

Die Erfindung kann für die Synchronisierung von zwei beliebigen Dekodern genutzt werden. Vor allem ist sie zur Synchronisierung eines externen Mehrkanaldekoders mit einem Zweikanalaudiodekoder, der Teil eines Wiedergabegerätes für Audio- und/oder Videodaten ist, geeignet. Bei dem Wiedergabegerät kann es sich um ein Gerät zum Auslesen von optischen Bildplatten, wie z. B. einen DVD-Spieler, um einen digitalen Videorekorder, wie z. B. ein DVC-Gerät, ein Fernsehempfangsgerät für digitale TV-Signale, eine Settopbox, andere Geräte der Unterhaltungselektronik oder auch einen Computer handeln. Insbesondere ist ein Einsatz für DVD-Spieler möglich, um eine Synchronisation von Mehrkanalaudiosignalen, die durch einen externen Multikanal- AV-Receiver ausgegeben werden, mit dem Videosignal zu ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zur Synchronisation eines ersten Dekoders (DEC1) mit einem zweiten Dekoder (DEC2), dadurch gekennzeichnet, daß

- einer Zählvariable ein erster Wert (F) zugewiesen wird;
- erste Daten (A) durch den ersten Dekoder empfangen werden;
- zweite Daten (A'), die mit den empfangenen ersten Daten (A) identisch sind oder sich nach einer Bearbeitung aus diesen ergeben, von dem ersten Dekoder (DEC1) zu einem Anschluß für den zweiten Dekoder (DEC2) ausgegeben werden, wobei jeweils für die Ausgabe einer vorbestimmten Datenmenge die Zählvariable dekrementiert oder inkrementiert wird;
- der erste Dekoder mit der Dekodierung der ersten Daten (A) beginnt, wenn die Zählvariablen einen zweiten Wert, welcher dem Beginn der Dekodierung der zweiten Daten durch den zweiten Dekoder entspricht, annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Daten (A, A') Mehrkanal- Audiosignale enthalten, die in Frames übertragen werden, welche wiederum in Blöcke (AB0 - AB5) unterteilt sein können.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkanal-Audiosignale nach einem MPEG-2-Audio- oder Dolby-AC-3-Algorithmus kodiert worden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dekoder (DEC1) ein Zweikanalaudiodekoder, der anschließbare zweite Dekoder (DEC2) ein Mehrkanalaudiodekoder ist.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählvariablen ein erster Wert (F) zugewiesen wird, der sich aus Systemparametern wie dem Datenkodierungsverfahren, der Übertragungsgeschwindigkeit oder der Datenrate ergibt.

6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der anschließbare zweite Dekoder (DEC2) mit der Dekodierung beginnt, wenn ein Frame der Mehrkanal-Audiosignale zu einem vorgegebenen Bruchteil oder vollständig übertragen wurde.

7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvariable bit-, byte- oder wortweise dekrementiert oder inkrementiert wird.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dekoder (DEC1) aus den ersten Daten (A) Audiosignale (PCM1) dekodiert, die synchron mit Videosignalen, welche mit den Audiosignalen in einem gemeinsamen Datenstrom übertragen und durch einen Videodekoder dekodiert worden sind, ausgegeben werden.

9. Vorrichtung zur Synchronisation eines ersten Dekoders (DEC1) mit einem anschließbaren zweiten Dekoder (DEC2), die eine Schnittstelle (S) aufweist, über die zweite Daten (A') von dem ersten Dekoder (DEC1) an den zweiten Dekoder (DEC2) ausgegeben werden können, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zählregister (Z) vorgesehen ist, welchem in Abhängigkeit von dem für die zweiten Daten (A') benutzten Kodierungsverfahren und/oder der Übertragungsgeschwindigkeit der Schnittstelle (S) und/oder der Datenrate der Schnittstelle (S) ein erster Wert (F) zugewiesen wird, wobei bei der Ausgabe der Daten (A') über die Schnittstelle (S) das Zählregister (Z) inkrementiert oder dekrementiert wird und wobei beim Erreichen eines Wertes der Zählvariablen, welcher dem Beginn der Dekodierung der Daten (A') durch den zweiten Dekoder (DEC2) entspricht, dem ersten Dekoder (DEC1) ein Steuersignal (4) zugeführt wird, welches die Dekodierung erster Daten (A) durch den ersten Dekoder (DEC1) auslöst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählregister (Z) Teil des ersten Dekoders (DEC1) ist und dem Zählregister (Z) der erste Wert (F) von einem Systemcontroller (SYS) zugewiesen wird.