DE19811292A1

DE19811292A1 - MPEG-II-System mit PES-Decodierer

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Publication number: DE19811292A1
Application number: DE1998111292
Authority: DE
Inventors: Hyun-Su Lee
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1997-03-15
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: GB9805685D0; JPH11112454A; US6236432B1; KR19980073528A; CN1202782A; CN1117483C; GB2324432A; DE19811292B4; GB2324432B

Description

Die Erfindung betrifft ein MPEG-II-(Motion Picture Ex pert Group II)-System und insbesondere ein MPEG-II-System mit einem PES-Decodierer, bei dem ein softwarebasierter Programm strom und ein hardwarebasierter Transportstrom unabhängig von Formen der Ströme zum Wiederherstellen eines Videosignals und eines Audiosignals im Demultiplex behandelt werden.

In letzter Zeit wurden verschiedene Formate zum Übertra gen digitalisierter Video- und Audiosignale zwischen Medien vorgeschlagen. Ein MPEG-II-Decodierer formatiert komprimierte Videodaten und komprimierte Audiodaten zur einfachen Daten übertragung zwischen Medien. Es gibt Formate zum Senden/Emp fangen in einer Umgebung, in der nahezu kein Übertragungsfeh ler auftritt, z. B. bei Speichermedien, sowie Formate zum Senden/Empfangen in einer Umgebung, in der Übertragungsfehler leicht auftreten, z. B. bei Satelliten oder Kabeln. Das For mat für Sende-/Empfangsvorrichtungen für die Umgebung, in der nahezu kein Übertragungsfehler auftritt, ist mit Programm strömen (im folgenden "PS" genannt) gebildet, und das Format für Sende-/Empfangsvorrichtungen für die Umgebung, in der Übertragungsfehler leicht auftreten, ist mit Transportströmen (im folgenden "TS" genannt) gebildet. Das heißt, die PS und TS unterscheiden sich im Einsatz eines Codesystems zur Feh lerkorrektur. Im MPEG-II-Decodierer erfolgt ein Multiplexen von Transportskalendaten in Audio-, Video-, programmspezifi sche Informations- und andere digitale Daten enthaltende Pa kete in Übereinstimmung mit jeweiligen voreingestellten Ver hältnissen vor Übertragung.

Ein dem Stand der Technik entsprechender MPEG-II-Deco dierer in Sende-/Empfangsvorrichtungen zum Einsatz in einer Umgebung mit möglichen Fehlern verwendet eine CPU oder eine festverdrahtete Logik. Fig. 1(a) bis (e) zeigen eine Daten struktur, die aus komprimierten Daten erzeugt wird, die durch einen sendeseitigen Videocodierer durch PES-(paketierte Ele mentarstrom)-Paketierung, PS-Paketierung und TS-Paketierung gebildet werden, und Fig. 2 zeigt ein dem Stand der Technik entsprechendes empfangsseitiges MPEG-II-System.

Gemäß Fig. 1(a) haben Daten nach der Paketierung im MPEG-II-Decodierer eine Struktur einer Zugriffseinheit in Form eines komprimierten Originalvideosignals, das durch ei nen Codierer gebildet wird. Der Zugriffseinheit werden Video informationen (Bildseitenverhältnis, Bitrate usw.) zusammen mit einem Sequenzkopf zugefügt, um einen Elementarstrom gemäß Fig. 1(b) zu bilden, der durch die PES-Paketierung bearbeitet wird, um einen PES-Kopf und eine geeignete Länge des Elemen tarstroms zu bilden. Als nächstes werden die paketierten PES-Daten gemäß Fig. 1(c) zu einem TS mit Paketen aus jeweils 188 Bytes gemäß Fig. 1(d) paketiert, wenn sie in einer Umgebung mit Fehlern verwendet werden sollen. Sollen sie in einer feh lerfreien Umgebung zum Einsatz kommen, werden die paketierten PES-Daten gemäß Fig. 1(c) zu einem PS mit Packs bzw. Packun gen aus jeweils einem oder mehreren PES-Paketen gemäß Fig. 1(e) paketiert.

Gemäß Fig. 2 ist das empfangsseitige MPEG-II-System ver sehen mit einem ersten Umschaltteil 1 zum Auswählen von PS-Daten in einem Speichermedium in einer Umgebung ohne Fehler als Reaktion auf ein Auswahlsteuersignal, einem zweiten Um schaltteil 2 zum Auswählen von TS-Daten in einer Umgebung mit Fehlern, einem PS-Demultiplexer 3 zum Empfangen der PS-Daten vom ersten Umschaltteil 1 und Demultiplexen von Packungsköp fen und Systemköpfen, einem Videopaket-Parsingteil 4 zum Emp fangen und Parsing-Analysieren von PES-Paketdaten mit Pac kungsköpfen und Systemköpfen, die im PS-Demultiplexer 3 im Demultiplex behandelt werden, und Zuführen eines Elementar stroms zu einem Videodecodierer 5, dem Videodecodierer 5 zum Empfangen des Elementarstroms vom Videopaket-Parsingteil 4 und Decodieren eines Videosignals als Reaktion auf ein Vi deosteuersignal, einem TS-Demultiplexer 6 zum Empfangen der TS-Daten vom zweiten Umschaltteil 2 und Demultiplexen eines Transportkopfs, eines ADF (Adaptation Field, Adaptionsfeld) und einer PSI (Program Specify Identifier, Programmfestle gungskennung), einem Audiopaket-Parsingteil 7 zum Empfangen und Parsing-Analysieren der PES-Paketdaten mit dem Transport kopf, dem ADF und der PSI, die im TS-Demultiplexer 6 im De multiplex behandelt werden, und ihrem Zuführen zu einem Au diodecodierer 8, sowie dem Audiodecodierer 8 zum Empfangen und Decodieren eines vom Audiopaket-Parsingteil 7 empfangenen Audiosignals als Reaktion auf ein Audiosteuersignal.

Anhand von Fig. 1 und 2 wird nunmehr der Betrieb dieses empfangsseitigen MPEG-II-Systems erläutert.

Sendeseitig wird ein Videosignal in eine Zugriffsein heit, d. h. eine komprimierte Form eines Originalsignals, durch einen Codierer codiert (siehe Fig. 1a). Den Zugriffs einheitsdaten werden videobezogene Informationen zusammen mit einem Sequenzkopf zugeführt, um eine Elementardatenstromform zu bilden (siehe Fig. 1b). Danach wird der Elementarstrom durch ein PES-Paketierverfahren geführt (siehe Fig. 1e), um als PES-Paket mit einer geeigneten Länge in Form eines PES-Kopfs und Elementarstroms (GOP) gebildet zu werden. Je nach Anwendung werden als nächstes die paketierten PES-Daten (sie he Fig. 1c) als TS (siehe Fig. 1d), der in Transportpakete mit jeweils 188 Bytes paketiert ist, zur Verwendung in einer Umgebung mit Fehlern oder als PS, der mit Packungen aus je weils einem oder mehreren PES-Paketen gebildet ist, zur Ver wendung in einer Umgebung ohne Fehler gebildet. Da in diesem Fall der PS, d. h. Daten eines Speichermediums in einer Umge bung ohne Fehler, und der TS, d. h. Daten in einer Umgebung mit Fehlern, kontinuierlich empfangen werden, wird eine ab schließend aus dem kontinuierlich empfangenen PS und TS zu bildende Datenform durch einen Benutzer oder eine Steuerung ausgewählt. Daher wird beim Einschalten des ersten Umschalt teils 1 als Reaktion auf ein Auswahlsteuersignal der PS gemäß Fig. 1(c) ausgewählt und zum PS-Demultiplexer 3 geführt. Der PS-Demultiplexer 3 behandelt Packungsköpfe und Systemköpfe in den empfangenen PS-Daten im Demultiplex und führt die im De multiplex behandelten PES-Video- und Audiopaketdaten zum Vi deopaket-Parsingteil 4 und Audiopaket-Parsingteil 7. Danach analysieren das Videopaket-Parsingteil 4 und Audiopaket-Par singteil 7 den empfangenen PS durch Parsing zum Bilden von Video- oder Audiodaten, z. B. PES-Köpfen, und führen Origi nalelementarströme zum Videodecodierer 5 bzw. Audiodecodierer 8. In diesem Fall analysieren das Videopaket-Parsingteil 4 und das Audiopaket-Parsingteil 7 durch Parsing zum Bilden ei nes PS-MAP- und PS-Verzeichnisses und tauschen zugehörige Da ten mit einem (nicht gezeigten) Hostcomputer zum Detektieren einer Gesamtsystemstruktur des PES-Pakets aus. Ferner wird beim Einschalten des zweiten Umschaltteils 2 als Reaktion auf ein Umschaltsteuersignal der TS gemäß Fig. 1(d) ausgewählt und zum TS-Demultiplexer 6 geführt. Der TS-Demultiplexer 6 behandelt die empfangenen TS-Daten im Demultiplex zu Trans portköpfen, ADF und PSI auf und führt die im Demultiplex be handelten PES-Video- und Audiopaketdaten zum Videopaket-Parsingteil 4 und Audiopaket-Parsingteil 7. Danach analysie ren das Videopaket-Parsingteil 4 und Audiopaket-Parsingteil 7 den empfangenen TS durch Parsing zum Bilden von Video- oder Audiodaten, z. B. PSI, und führen nur Originalelementarströme zum Videodecodierer 5 bzw. Audiodecodierer 8.

Allerdings haben der PS und TS jeweils einen Informati onsstrom zusätzlich zu einem Programm. Ausnahmslos erfordern daher die PS-Daten ferner ein Verfahren zum Decodieren der PES-Pakete mit jeweils einem PS-MAP- und PS-Verzeichnis in einem PES-Paketdecodierer, und die TS-Daten erfordern ferner ein Verfahren zum Decodieren der im PSI-(programmspezifi schen Informations)-Strom vorhandenen TS-Zusatzinformationen. Daher unterliegt das MPEG-II-System des Stands der Technik, das einen separaten Decodierer für das Decodierverfahren be nötigt, einer Einschränkung für die Anwendung auf ein aktuel les Multimediensystem mit vielfältigen benötigten Funktionen, was solche Probleme verursacht, daß ein kompliziertes Deco dierverfahren erforderlich ist und die Kosten des MPEG-II-Systems durch den zusätzlichen Decodierer hoch sind.

Daher betrifft die Erfindung ein MPEG-II-System mit ei nem PES-Decodierer, das im wesentlichen eines oder mehrere der Probleme infolge von Beschränkungen und Nachteilen der verwandten Technik überwindet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt und gehen teils aus der Beschreibung hervor oder können aus der praktischen Realisierung der Erfindung erfaßt werden. Die Aufgaben und weitere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur rea lisiert und erreicht, die speziell in der Textbeschreibung und den Ansprüchen sowie in den beigefügten Zeichnungen dar gestellt ist.

Zur Realisierung dieser und weiterer Vorteile sowie ge mäß dem Erfindungszweck in der dargestellten Ausführung und weitgefaßten Beschreibung weist das MPEG-II-System auf: einen Transportstrompuffer zum Speichern von mit einem ersten Takt signal synchronisierten Transportstromdaten in einer Emp fangsreihenfolge, wenn ein Transportstrom aus Strömen, die in einer Umgebung mit vielen Fehlern empfangenen werden, als Re aktion auf ein erstes Steuersignal ausgewählt wird, einen FIFO-Programmstrompuffer zum Speichern von mit einem zweiten Taktsignal synchronisierten Programmstromdaten in einer Emp fangsreihenfolge, wenn Programmdaten eines Speichermediums in einer Umgebung ohne Fehler als Reaktion auf ein zweites Steu ersignal ausgewählt werden, einen PES-Decodierer zum gleich zeitigen Decodieren von Audio- und Video-Elementarströmen in eine PES-Ebene, um Statusflags und Paketdaten zu bilden, wenn die Transportstromdaten oder die Programmstromdaten, die vom FIFO-Transportstrompuffer bzw. FIFO-Programmstrompuffer zuge führt werden, PES-Paketdaten sind, einen PES-Puffer zum Spei chern von durch den PES-Decodierer decodierten PES-Paketdaten sowie einen Audiodecodierer und einen Videodecodierer zum Wiederherstellen der Paketdaten vom PES-Puffer als Original audio- bzw. Videosignale.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitge stellt: ein PES-Decodierer mit einer PES-Zustandsmaschine zum Suchen eines PES-Pakets bei Decodierabschluß durch einen Systemkopfdecodierer, der mit einer Ausgangsbusleitung eines FIFO-TS- oder PS-Puffers verbunden ist, ein PES-Kopfregister zum Extrahieren einer Strom-ID, wenn das PES-Paket in der PES-Zustandsmaschine gefunden wird, ein Strom-ID-Vergleicher zum Vergleichen der im PES-Kopfregister extrahierten Strom-ID mit der im PES-Puffer gespeicherten Strom-ID beim Bestimmen, ob es sich beim PES-Paketstrom um Zusatzinformationen für Vi deo, Audio oder den Programmstrom handelt, und Zuführen eines mit einem Kopf und einer Nutzlast gebildeten PES-Pakets zum PES-Puffer, wenn festgestellt wird, daß es sich um die Zu satzinformationen für Video oder Audio handelt, sowie ein MAP-Decodierer und ein Verzeichnisdecodierer zum jeweiligen Empfangen der Zusatzinformationen für den Programmstrom, wenn als Bestimmungsergebnis durch den Strom-ID-Vergleicher be stimmt wird, daß es sich um die Zusatzinformationen für den PS handelt, und Extrahieren von zum Decodieren erforderlichen Informationen.

Verständlich sollte sein, daß die vorstehende allgemeine Beschreibung wie auch die folgende nähere Beschreibung als Beispiel und Erklärung dienen sowie eine nähere Erläuterung der beanspruchten Erfindung geben sollen.

Die beigefügten Zeichnungen, die zum besseren Verständ nis der Erfindung dienen sollen sowie in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon bilden, veranschauli chen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erläuterung der Erfindungsgrundsätze.

Es zeigen:

Fig. 1(a) bis 1(e) eine Datenstruktur nach Paketieren in einem MPEG-II-System des Stands der Technik;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines MPEG-II-System des Stands der Technik;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines MPEG-II-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Packungskopfdecodierers von Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Systemkopfdecodierers von Fig. 3;

Fig. 6 ein Blockschaltbild des PES-Decodierers von Fig. 3; und

Fig. 7 den MAP-Decodierer und den Verzeichnisdecodierer von Fig. 6.

Im folgenden wird näher auf die bevorzugten Ausführungs formen der Erfindung eingegangen, für die Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Fig. 3 zeigt ein Block schaltbild eines MPEG-II-Systems gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung, Fig. 4 ein Blockschaltbild des Packungskopfdecodierers von Fig. 3, Fig. 5 ein Blockschalt bild des Systemkopfdecodierers von Fig. 3, Fig. 6 ein Block schaltbild des PES-Decodierers von Fig. 3 und Fig. 7 den MAP-Decodierer und den Verzeichnisdecodierer von Fig. 6.

Gemäß Fig. 3 weist das MPEG-II-System gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der Erfindung auf: einen FIFO-TS-Puf fer 10 zum Speichern von mit einem ersten Taktsignal CLK1 synchronisierten TS-Daten in einer Empfangsreihenfolge, wenn der TS durch ein Auswahlsteuersignal ausgewählt ist, einen Transportkopfdecodierer 11 zum Bestimmen, ob die im FIFO-TS-Puffer 10 gespeicherten Daten vom Benutzer ausgewählte Daten oder als Reaktion auf eine PID (Packet Identifier, Paketken nung) auf Anforderung einer Steuerung empfangene Daten sind, und Zuführen eines Statusflags als Anzeige einer Form der Da ten und eines Statusflags als Anzeige des Vorhandenseins ei nes ADF zu einer Zustandsmaschine 12, die Zustandsmaschine 12 zum Empfangen der Statusflags vom Transportkopfdecodierer 11 und Zuführen verschiedener Formen von Lesesignalen und Steu ersignalen zu jeweiligen Decodierern sowie Verarbeiten von festen 188 Bytes, wenn festgestellt wird, daß es sich bei den Flags um nicht erforderliche Daten handelt, sowie Ansteuern des Transportkopfdecodierers 11 entsprechend dem Statusflag, wenn festgestellt wird, daß es sich bei den Flags um erfor derliche Daten handelt, einen ADF-Decodierer 13 zum erneuten Detektieren des Vorhandenseins von Statusflags im Transport kopfdecodierer 11 und Erzeugen eines Statusflags zum Extra hieren einer PCR (Program Clock Reference, Programmtaktrefe renz) als Reaktion auf ein ADF-Steuersignal, wenn festge stellt wird, daß es sich bei den Flags um erforderliche Daten handelt, einen PSI-Decodierer 14 zum Auswählen eines Kanals entsprechend einer PID oder Austauschen von empfangenen Pro gramminformationen mit einem Hostprozessor, und einen PES-Puffer 16 zum Decodieren eines Audio- oder Video-Elementar stroms in eine PES-Ebene durch die PID, wenn die PCR vom ADF-Decodierer 13 zugeführt wird.

Das MPEG-II-System gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung weist ferner auf: einen FIFO-PS-Puffer 17 zum Speichern von mit einem zweiten Taktsignal CLK2 synchro nisierten PS-Daten in einer Empfangsreihenfolge, wenn der PS als Reaktion auf ein externes Auswahlsignal ausgewählt ist, einen Packungskopfdecodierer 18 zum Empfangen von TS-Daten oder PS-Daten bis zum Empfang eines 32-Bit-Packungskopfs aus einem empfangenen Strom, Decodieren einer SCR (System Clock Reference, Systemtaktreferenz), wenn der Packungskopf empfan gen wird, und Synchronisieren des gesamten Systemtakts sowie Bestimmen des Vorhandenseins eines Systemkopfs anhand einer Länge des Packungskopfs bei Abschluß der Packungskopfdecodie rung, und einen Systemkopfdecodierer 19 zum Suchen nach dem Systemkopf, während der Packungskopfdecodierer 18 eine Deco dierung durchführt, und Prüfen der PS-Daten, ob sie mit einer decodierbaren Datenrate empfangen werden.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Packungskopfdeco dierers 18 von Fig. 3 mit einer Packungszustandsmaschine 20 zum Extrahieren eines Packungskopfs aus empfangenen PS-Daten ps_data und Erzeugen von Steuersignalen zum Laden von Daten und Reduzieren einer Packungslänge, einem Packungskopfregi ster 21 zum Detektieren einer MUX-Rate mux_rate und Stopfen eines empfangenen Programmstroms, und ein SCR-Register 22 zum Detektieren einer SCR (Systemtaktreferenz) zum Synchronisie ren eines Systemtakts des Decodierers 18 mit dem Codierer.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des Systemkopfdecodie rers 19 von Fig. 3 mit einer Systemzustandsmaschine 23 zum Suchen eines Systemkopfs als Reaktion auf ein Synchronfreiga besignal sys_enable, das erzeugt wird, wenn PS-Daten ps_data empfangen werden und eine Packungskopflänge im Packungskopf decodierer 18 bestimmt wird, sowie Erzeugen eines Systemlese signals und eines Systemladesignals, einem Systemkopfregister 24 zum Detektieren einer Systemkopflänge und einer Ratengren ze rate_bound, wenn das Systemlesesignal sys_read und das Sy stemladesignal sys_load1 oder sys_load2 von der Systemzu standsmaschine 23 zugeführt werden, einem Ratenvergleicher 25 zum Vergleichen der im Systemkopfregister 24 detektierten Sy stemkopflänge und Ratengrenze mit einer Programm-Multiplexer rate program_mux_rate beim Bestimmen, ob ein (nicht gezeig ter) Programmstromdecodierer decodieren kann, und Zuführen unterschiedlicher Statusflags zur Systemzustandsmaschine 23 unter Verwendung eines Längenreduziersignals von der System zustandsmaschine 23, einem Strom-ID-Register 26 zum Extrahie ren von Informationen im Zusammenhang mit dem Puffern jedes empfangenen Stroms, und einem Programmstrom-Pufferregister 27 zum Detektieren von in einem (nicht gezeigten) Programmstrom puffer gespeicherten Daten und Zuführen der detektierten In formationen zum Hostcomputer.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des PES-Decodierers 15 von Fig. 3 mit einer PES-Zustandsmaschine 28 zum Suchen eines PES-Pakets bei Decodierabschluß durch den Systemkopfdecodie rer 19, einem PES-Kopfregister 29 zum Extrahieren einer Strom-ID, wenn das PES-Paket in der PES-Zustandsmaschine 28 gefunden wird, einem Strom-ID-Vergleicher 30 zum Empfangen der im PES-Kopfregister 29 extrahierten Strom-ID, Vergleichen der Strom-ID mit den im PES-Puffer 35 gespeicherten Strom-ID-Daten beim Bestimmen, ob es sich beim PES-Paketstrom um Vi deo-, Audio- oder Zusatzinformationen für den PS darstellt, und Zuführen eines mit einem Kopf und einer Nutzlast gebilde ten PES-Pakets zum PES-Puffer 35, wenn festgestellt wird, daß es sich um Daten zu Video oder Audio handelt, sowie einem MAP-Decodierer 36 und einem Verzeichnisdecodierer 37 zum je weiligen Empfangen der Zusatzinformationen für den PS, wenn als Ergebnis der Bestimmung durch den Strom-ID-Vergleicher 30 bestimmt wird, daß es sich um Zusatzinformationen für den PS handelt, sowie Extrahieren von erforderlichen Informationen. Die nicht erläuterte Bezugszahl 31 bezeichnet ein Strom-ID- Register, 32 ein Video-PTS-Register, 33 ein Audio-PTS-Regi ster und 34 ein Video-DTS-Register.

Fig. 7 zeigt sowohl den MAP-Decodierer 36 als auch den Verzeichnisdecodierer 37 von Fig. 6 mit jeweils einer MAP- und Verzeichniszustandsmaschine 38 zum Detektieren jedes emp fangenen Pakets, einem Strom-MAP-Kopfregister 39 zum Extra hieren eines MAP-Kopfs und Zuführen einer MAP-Version, wenn ein in der MAP- und Verzeichniszustandsmaschine 38 detektier tes Signal ein Strompaket ist, und einem MAP-Versionsverglei cher 40 zum Empfangen der MAP-Version vom Strom-MAP-Kopfregi ster 39 und Vergleichen mit einer bereits gespeicherten Ver sion zum Zuführen eines aktualisierten MAP-Stroms, wenn fest gestellt wird, daß die Version erneuert wurde. Die nicht er läuterten Bezugszahlen 41 und 42 sind Strom-ID-Register.

Im folgenden werden der Betrieb und die Vorteile des MPEG-II-Systems mit einem PES-Decodierer der Erfindung erläu tert.

Wird gemäß Fig. 3 ein TS-Auswahlsteuersignal zum MPEG-II-System durch einen Benutzer oder eine Steuerung zum Aus wählen von TS-Daten geführt, so wird der FIFO-TS-Puffer 10 als Reaktion auf ein erstes Lesesignal READ1 freigegeben. Da nach werden die TS-Daten mit dem ersten Taktsignal CLK1 syn chronisiert und im FIFO-TS-Puffer 10 in einer Empfangsreihen folge gespeichert. Als Reaktion auf ein Steuersignal bestimmt in diesem Fall der Transportkopfdecodierer 11, ob die TS-Da ten durch einen Benutzer ausgewählte Stromdaten oder durch die PID (Paketkennung) zugeführte Stromdaten entsprechend der Anwendung sind, und führt ein Statusflag STATUS_FLAG als An zeige einer Form der empfangenen Daten sowie ein Statusflag als Anzeige des Vorhandenseins des ADF (Adaptionsfelds) in den Paketen zur Zustandsmaschine 12. Danach führt die Zu standsmaschine 12 ein erstes Lesesignal READ1 und weitere Steuersignale zu einem entsprechenden Decodierer, wenn die empfangenen Statusflags keine erforderlichen Daten sind, um eine feste Datenmenge (188 Bytes) zu verarbeiten, und gibt den Transportkopfdecodierer 11 wieder frei. Der Transport kopfdecodierer 11 detektiert das Vorhandensein von erforder lichen Daten, um ein ADF-Steuersignal zu erzeugen, wenn die erforderlichen Daten vorhanden sind, um den ADF-Decodierer 13 zum Extrahieren einer PCR (Programmtaktreferenz) freizugeben. Da TS-Daten ebenfalls zum PSI-Decodierer 14 oder PES-Decodie rer 15 bei Empfang einer PID geführt werden, wenn die PCR durch den ADF-Decodierer 13 decodiert wird, wählt der PSI-Decodierer 14 einen Kanal aus oder tauscht Programminforma tionen mit dem Hostprozessor aus, und der PES-Decodierer 15 decodiert einen Audio- und Videoelementarstrom in eine PES-Ebene und speichert ihn im PES-Puffer 16, wodurch der Video decodierer 5 und Audiodecodierer 8 empfangene Transportströme leicht decodieren können.

Wird dagegen ein PS-Auswahlsteuersignal zum MPEG-II-Sy stem zum Auswählen von PS-Daten geführt, wird der FIFO-PS-Puffer 17 freigegeben, um mit dem zweiten Taktsignal CLK2 synchronisierte PS-Daten in einer Empfangsreihenfolge zu speichern. Da in diesem Fall der Packungskopfdecodierer 18 keinen Kanal auswählt, weil die empfangenen PS-Daten einen Kanal und eine Zeitbasis haben, werden dem Packungskopfdeco dierer 18 die PS-Daten zugeführt, bis ein 32-Bit-Packungskopf aus einem empfangenen Strom zugeführt wird. Anschließend de codiert bei Empfang eines Packungskopfs das MPEG-II-System eine SCR (Systemtaktreferenz), um den gesamten Systemtakt zu synchronisieren, und bestimmt das Vorhandensein eines System kopfs anhand einer Packungskopflänge nach Decodierabschluß durch den Packungskopfdecodierer 18. Ist als Ergebnis der Be stimmung der Systemkopf vorhanden, sucht das MPEG-II-System durch den Kopfdecodierer 18 nach dem Systemkopf und prüft, ob die PS-Daten mit einer decodierbaren Datenrate empfangen wer den. Der Packungskopfdecodierer 18 extrahiert einen Packungs kopf aus den durch die Packungszustandsmaschine 20 gemäß Fig. 4 empfangenen PS-Daten und liefert Steuersignale, die eine Datenlast und eine Packungslänge reduzieren. Das Packungs kopfregister 21 detektiert eine MUX-Rate mux_rate, das Stop fen usw. eines empfangenen Datenstroms und detektiert eine SCR zum Synchronisieren eines Systemtakts des Decodierers 18 mit dem Codierer durch das SCR-Register 22.

Gemäß Fig. 5 synchronisiert der Systemkopfdecodierer 19 die Systemzustandsmaschine 23 mittels des Systemfreigabesi gnals sys_enable, das entsprechend der Längenbestimmung durch den Packungskopfdecodierer 18 bei Empfang der PS-Daten er zeugt wird, und die Systemzustandsmaschine 23 sucht den Sy stemkopf, um ein Datenlesesignal und ein Registerladesignal zu bilden. In diesem Fall detektiert das Systemkopfregister 24 eine Kopflänge und eine Ratengrenze u.ä. als Reaktion auf das von der Systemzustandsmaschine 23 zugeführte Systemlade signal. Ferner vergleicht der Ratenvergleicher 25 die detek tierte Kopflänge und die Ratengrenze mit einer Programm-Mul tiplexerrate program_mux_rate zum Bestimmen des Decodierens durch den PES-Decodierer 15. Außerdem bildet die Systemzu standsmaschine 23 unterschiedliche Statusflags unter Verwen dung eines Längenreduziersignals usw. Ferner extrahiert das Strom-ID-Register 26 Pufferinformationen jedes empfangenen Stroms, und das PS-Pufferregister 27 detektiert in einem (nicht gezeigten) Programmzustandspuffer gespeicherte Daten zum Zuführen zum Hostprozessor. Danach steuert der Hostpro zessor das Puffern des empfangenen Stroms unter Verwendung der Pufferinformationen über jeden Strom.

Beendet gemäß Fig 6, die ein Detailsystem des PES-De codierers 15 zeigt, der Systemkopfdecodierer 19 das Decodie ren, wird der PES-Decodierer 15 freigegeben. Die PES-Zu standsmaschine 28 sucht nach einem PES-Paketkopf bei Empfang eines PES-Freigabesignals pes_enable. Das PES-Kopfregister 29 extrahiert eine Strom-ID, und der Strom-ID-Vergleicher 30 vergleicht die extrahierte Strom-ID mit den im PES-Puffer 35 gespeicherten Strom-ID-Daten und bestimmt, ob ein PES-Paket strom Video-, Audio- oder Zusatzinformationen für den PS dar stellt. Wird als Ergebnis der Bestimmung des Strom-ID-Ver gleichers 30 festgestellt, daß es sich um Video oder Audio handelt, werden die PS-Daten im PES-Puffer 35 vom Kopf bis zur Nutzlast durch eine PES-Paketeinheit gespeichert. In die sem Fall kann der Strom-ID-Vergleicher 30 erforderliche Zu satzinformationen extrahieren und verwenden, indem die PS-Daten zum MAP-Decodierer 36 oder Verzeichnisdecodierer 37 ge führt werden.

Fig. 7 zeigt als detailliertes System sowohl den MAP-Decodierer 36 als auch den Verzeichnisdecodierer 37. Bei Emp fang eines PS-MAP- oder eines Verzeichnispakets detektiert die MAP- und Verzeichniszustandsmaschine 38 ein entsprechen des Paket für ein empfangenes Signal. Wird als Ergebnis der Paketdetektion festgestellt, daß das Paket ein PS-MAP-Paket ist, extrahiert das Strom-MAP-Kopfregister 39 entsprechende Daten für das empfangene Paket und führt sie zum MAP-Ver sionsvergleicher 40. Anschließend vergleicht der MAP-Ver sionsvergleicher 40 die empfangenen Daten mit einer gespei cherten Version zum Extrahieren des Stroms, wenn eine frühere Version erneuert wurde, und Entfernen von Restdaten, wenn die frühere Version nicht erneuert wurde. Bei Feststellung eines Empfangs eines Verzeichnisstroms als Detektionsergebnis durch die MAP- und Verzeichniszustandsmaschine 38 werden nach Ex trahieren eines PTS-(Presentation Time Stamp, Präsentations zeitmarken)-Werts und eines Codierindikators aus jedem die PS-Daten enthaltenden Elementarstrom die PS-Daten zum Audio decodierer 8 oder Videodecodierer 5 zum regulären Decodieren geführt.

Da erläuterungsgemäß durch das MPEG-II-System mit einem PES-Decodierer verschiedene auf einer Kompaktplatte, einem Speichermedium in einer Multimedienanwendung, gespeicherte Datenformate durch den MPEG-II-Systemdecodierer der Erfindung ohne eine zusätzliche Vorrichtung decodiert werden können, läßt sich die Produktzuverlässigkeit verbessern.

Dem Fachmann wird deutlich sein, daß verschiedene Ab wandlungen und Abänderungen im MPEG-II-System mit einem PES-Decodierer der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Somit soll die Erfin dung auch die Abwandlungen und Abänderungen der Erfindung er fassen, sofern sie im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.

Claims

1. MPEG-II-System mit:
einem Transportstrompuffer zum Speichern von mit einem ersten Taktsignal synchronisierten Transportstromdaten in einer Empfangsreihenfolge, wenn ein Transportstrom aus Strömen, die in einer Umgebung mit vielen Fehlern empfangenen werden, als Reaktion auf ein erstes Steuer signal ausgewählt wird;
einem FIFO-Programmstrompuffer zum Speichern von mit ei nem zweiten Taktsignal synchronisierten Programmstromda ten in einer Empfangsreihenfolge, wenn Programmdaten ei nes Speichermediums in einer Umgebung ohne Fehler als Reaktion auf ein zweites Steuersignal ausgewählt werden;
einem PES-Decodierer zum gleichzeitigen Decodieren von Audio- und Video-Elementarströmen in eine PES-Ebene, um Statusflags und Paketdaten zu bilden, wenn die Trans portstromdaten oder die Programmstromdaten, die von dem FIFO-Transportstrompuffer bzw. FIFO-Programmstrompuffer zugeführt werden, PES-Paketdaten sind;
einem PES-Puffer zum Speichern von durch den PES-Deco dierer decodierten PES-Paketdaten; und
einem Audiodecodierer und einem Videodecodierer zum Wie derherstellen der Paketdaten von dem PES-Puffer als Ori ginalaudio- bzw. Videosignale.

2. MPEG-II-System nach Anspruch 1, wobei der PES-Decodierer die Programmstromdaten oder die Transportstromdaten de codiert.

3. MPEG-II-System nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Aus gangsanschluß des FIFO-Transportstrompuffers und des FIFO-Programmstrompuffers mit einem Eingangsanschluß des PES-Decodierers über eine Leitung verbunden ist.

4. MPEG-II-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit:
einer Packungszustandsmaschine zum Extrahieren eines Packungskopfs aus einem empfangenen Programmstrom und Zuführen von Steuersignalen zum Datenladen und Reduzie ren einer Packungslänge;
einem Packungskopfregister zum Detektieren einer Multi plexerrate mux_rate und Stopfen eines empfangenen Pro grammstroms; und
einem SCR-Register zum Detektieren einer SCR (System taktreferenz), die mit einem Systemtakt des PES-Decodie rers synchronisiert ist.

5. MPEG-II-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Systemkopfdecodierer mit:
einer Systemzustandsmaschine zum Suchen eines System kopfs als Reaktion auf ein Synchronfreigabesignal sys_enable, das erzeugt wird, wenn ein Programmstrom empfangen oder eine Packungskopflänge in dem Packungs kopfdecodierer bestimmt wird, sowie Erzeugen eines Da tenlesesignals und eines Registerladesignals;
einem Systemkopfregister zum Detektieren einer Kopflänge und einer Ratengrenze rate_bound des Programmstroms, wenn das Datenlesesignal und das Registerladesignal von der Systemzustandsmaschine zugeführt werden;
einem Ratenvergleicher zum Vergleichen mit einer Rate eines Programmultiplexers, die empfangen wird, wenn ein Detektionssignal von dem Systemkopfregister zugeführt wird, beim Bestimmen, ob der Programmstrom decodierbar ist, und Zuführen unterschiedlicher Statusflags zu der Systemzustandsmaschine unter Verwendung eines Längenre duziersignals von der Systemzustandsmaschine;
einem Strom-ID-Register zum Extrahieren von auf das Puf fern jedes empfangenen Stroms bezogenen Informationen; und
einem Programmstrompufferregister zum Suchen von in ei nem Programmstrom gespeicherten Datenarten und Zuführen der gefundenen Datenart zum Hostcomputer.

6. PES-Decodierer mit:
einer PES-Zustandsmaschine zum Suchen eines PES-Pakets bei Decodierabschluß durch einen Systemkopfdecodierer, der mit einer Ausgangsbusleitung eines FIFO-TS- oder PS-Puffers verbunden ist;
einem PES-Kopfregister zum Extrahieren einher Strom-ID, wenn das PES-Paket in der PES-Zustandsmaschine gefunden wird;
einem Strom-ID-Vergleicher zum Vergleichen der in dem PES-Kopfregister extrahierten Strom-ID mit der in dem PES-Puffer gespeicherten Strom-ID beim Bestimmen, ob es sich bei dem PES-Paketstrom um Zusatzinformationen für Video, Audio oder den Programmstrom handelt, und Zufüh ren eines mit einem Kopf und einer Nutzlast gebildeten PES-Pakets zu dem PES-Puffer, wenn festgestellt wird, daß es sich um die Zusatzinformationen für Video oder Audio handelt; und
einem MAP-Decodierer und einem Verzeichnisdecodierer zum jeweiligen Empfangen der Zusatzinformationen für den Programmstrom, wenn als Bestimmungsergebnis durch den Strom-ID-Vergleicher bestimmt wird, daß es sich um die Zusatzinformationen für den PS handelt, und Extrahieren von zum Decodieren erforderlichen Informationen.

7. PES-Decodierer nach Anspruch 6, wobei der MAP-Decodierer und der Verzeichnisdecodierer jeweils aufweisen:
eine MAP- und Verzeichniszustandsmaschine zum Detektie ren jedes empfangenen Pakets;
ein Strom-MAP-Register zum Extrahieren von Paketinforma tionen und Längendaten, wenn ein in der MAP- und Ver zeichniszustandsmaschine detektiertes Signal ein PS-MAP-Paket ist; und
einen MAP-Versionsvergleicher zum Empfangen der MAP-Ver sion map_version von dem Strom-MAP-Register und Verglei chen mit einer bereits gespeicherten Version zum Zufüh ren eines aktualisierten MAP-Stroms nur dann, wenn die Version gegenüber einer früheren Version erneuert wurde.