Способ преобразования пакетизированного потока информационных сигналов в поток информационных сигналов с временными отметками и наоборот

Способ преобразования пакетизированного потока информационных сигналов в поток информационных сигналов с временными отметками и наоборот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу преобразования пакетизированного потока информационных сигналов, представляющих собой информацию, размещенную в отдельных, последовательных пакетах данных цифрового формата, в поток информационных сигналов с временными отметками, при этом способ содержит прием последовательного потока информационных сигналов и обнаружение пакетов данных в последовательном потоке информационных сигналов при установлении времени прихода пакета данных и выработке данных о временных отметках, которые относятся к времени прихода каждого обнаруженного пакета данных.

Изобретение также относится к способу преобразования такого потока информационных сигналов с временными отметками в пакетизированный поток. Кроме того, изобретение относится к средству преобразования, которое требуется для выполнения обоих способов, а также к системе для хранения и поиска или передачи такого потока информационных сигналов.

Область изобретения, которая описана в первом абзаце, известна из международной заявки на патент WO 96/30905 (документ [1] в списке ссылок). Более конкретно, в документе [1] раскрыты запись и воспроизведение информационного сигнала, содержащего пакеты, которые могут приходить не регулярно в зависимости от времени в последовательном потоке данных информационного сигнала международного стандарта на сжатие и воспроизведение движущихся изображений, разработанного экспертной группой по кинематографии (MPEG).

Такой информационный сигнал MPEG используется для последовательной передачи потока цифровых данных, представляющего собой сжатый цифровой видеосигнал и соответствующий сжатый аудиосигнал. Например, документ "Технические условия системы ТВЧ (телевидение высокой четкости), выполненной по проекту Гранд Альянс", опубликованный 22 февраля 1994 года (the draft Grand Alliance HDTV System Specification dated February 22, 1994), (документ [2] в списке ссылок), в частности, главы V и VI этого описания, содержит описание транспортной системы для передачи информационного сигнала MPEG для широковещательных целей и для передачи через кабельную сеть.

Формат информационного сигнала MPEG был разработан экспертной группой по кинематографии MPEG. Эта группа была создана для разработки стандартов для закодированного представления и сжатия движущихся изображений, аудиосигналов и их комбинаций. Она работает в рамках совместного технического комитета MAC (Международная ассоциация стандартизации, ISO)/MOC (Международная организация стандартизации, IEC). В настоящее время выработанными стандартами являются MPEG-1 (MAC 11172), MPEG-2 (MAC 13818) и MPEG-4. Различные отрасли промышленности, а также несколько международных органов выбрали за основу эти стандарты. Стандарты обеспечивают возможность совместной работы в цифровых видео- и аудиоприложениях и услугах.

Внутри последовательного потока данных MPEG видео- и/или аудиосигналы можно передавать через пакеты транспортных потоков, имеющие фиксированное количество байтов (188), причем первый байт является байтом синхронизации. Пакет транспортного потока содержит информацию только одного из видеосигналов или одного из аудиосигналов, или одного из сигналов данных, которые передаются через последовательный поток MPEG.

Синхронизация декодирования и представления в приемнике является важной для системы доставки цифровых данных в реальном масштабе времени. При этом гарантируется, что видеосигнал имеет оптимальную скорость, видео- и аудиосигналы остаются синхронизированными и декодер может надлежащим образом управлять своими буферами. Потеря синхронизации приводит к переполнению буфера или исчезновению значащих разрядов в декодере и, следовательно, к потере информации. Это отличается от обработки аналоговой информации, как, например, в НКТС (Национальный комитет по телевизионным системам, NTSC), где информация для изображений передается таким синхронным способом, чтобы тактовые импульсы можно было непосредственно получать из синхронизации изображения. Однако в системе цифрового сжатия количество данных, выработанных для каждого изображения, изменяется в зависимости от метода и сложности кодирования изображения. Таким образом, привязку по времени нельзя получить непосредственно из начала данных изображения. В потоке цифровых битов отсутствует естественная концепция импульсов синхронизации. Поэтому временную ось на стороне декодера необходимо синхронизировать с временной осью на стороне кодера. Решением проблемы является передача информации о привязке по времени с помощью выбранных пакетов транспортного потока, которая служит в качестве ссылки для сравнения привязки по времени в декодере.

Выполняют это посредством передачи в регулярные периоды времени образца опорного тактового сигнала, который называется ссылкой на тактовый сигнал программы (СТСП (PCR)). Эта ссылка на тактовый сигнал (СТСП) показывает ожидаемое время завершения считывания в декодере этой временной отметки из потока битов. Фаза местного тактового сигнала, действующего в декодере, сравнивается со значением СТСП в момент его получения для того, чтобы регулировать частоту тактовых сигналов в случае, если необходимо определить, синхронизирован ли процесс декодирования. Поэтому транспортный поток MPEG можно рассматривать как транспортный поток в реальном масштабе времени.

При использовании второго типа временной отметки, которая называется временной отметкой декодирования (ВОД (DTS)) или временной отметкой представления (ВОП (PTS)), точный момент, который относится к вышеописанному тактовому сигналу синхронизированного декодера, показывает, где необходимо декодировать или представлять видеокадр или аудиокадр, соответственно.

Пакеты транспортного потока будут транспортироваться через среду. Если задержка этой среды не равна для каждого пакета транспортного потока, то можно скорректировать временную ось декодирования. Излишняя задержка при передаче между двумя последующими пакетами транспортного потока, которые содержат СТСП, вызовет дрожание тактового сигнала декодера. Поэтому соответствующие стандарты допускают только специфическую величину дрожания.

Устройство хранения или записи можно даже рассматривать как канал передачи с бесконечной задержкой. В процессе воспроизведения привязку по времени между последующими пакетами транспортного потока необходимо восстанавливать в этом способе так, чтобы она была такой же, как и привязка по времени между последующими пакетами транспортного потока, когда они поступают на вход записывающего устройства во время записи. Кроме того, можно сказать в общем, что хорошая запись или хранение полного информационного сигнала MPEG, содержащего многочисленные потоки программ, невозможны из-за слишком высокой скорости передачи данных информационного сигнала MPEG. Поэтому на практике для записи выбирают только один или несколько видеосигналов и их соответствующих аудиосигналов, соответствующих выбранному потоку программ. Однако, как следствие, пакеты транспортного потока, соответствующие специфическому потоку программ, обычно выбирают на нерегулярной основе в зависимости от времени.

Для того чтобы сохранить соотношение для привязки по времени между выбираемыми последовательными пакетами транспортного потока, в вышеупомянутом документе [1] раскрыт метод измерения, необходимый для вставки временных отметок в каждый из записываемых пакетов транспортного потока. После выбора и хранения соотношение привязки во времени между последующими пакетами с воспроизведением можно восстановить с использованием временных отметок.

Согласно документу [1], комбинация временных отметок и пакетов транспортного потока входит в специфический формат данных (D-VHS MPEG-2 STD), в котором данные записываются с помощью системы магнитного воспроизведения/записи, такой как цифровой видеокассетный магнитофон на основе стандарта VHS. Этот формат не является стандартным форматом MPEG, представляющим собой поток данных в реальном масштабе времени, но позволяет представить поток данных не в реальном масштабе времени. Согласно формату D-VHS MPEG2 STD разрешена запись блоков сигнала с фиксированным количеством 112 байтов. Внутри двух блоков сигнала, каждый из которых равен 112 байтам, один пакет транспортного потока, равный 180 байтам, можно сохранить вместе с дополнительной соответствующей временной отметкой, равной 4 байтам. (Другие 32 байта используются для других целей, например, таких, как синхронизация, идентификация и информация о контроле по четности). Этот формат используется только внутри цифрового магнитофона на основе стандарта системы «домашнего видео» (VHS).

В приложениях, которые можно найти в цифровых домашних сетях, несколько видео/аудио- и информационных устройств могут быть взаимосвязаны друг с другом. В цифровых услугах цифровой домашней сети можно доставлять цифровое содержимое, такое как цифровое видеошироковещание (ЦВШ, DVB), в дом через цифровые сети с использованием кабеля, спутника или телефона. Это можно выполнить и в случае, если дома могут быть другие источники цифрового содержимого, такие как цифровые видеокамеры, фотоаппараты и предварительно записанные цифровые среды, например КД (компакт-диск) или ЦВД (цифровой видеодиск). Цифровая домашняя сеть позволяет транспортировать это содержимое в и между не только уже упомянутыми магнитофонами D-VHS, но также и между телеприставками, персональными компьютерами, телевизионными устройствами, видеопринтерами, сканерами и другими. Сеть IEEE-1394 позволяет соединить все эти устройства друг с другом.

IEEE-1394, как раскрыто в документе "Высокопроизводительная последовательная шина Р1394", проект 7.1, версия 1, опубликованном 15 августа 1994 года, департамент стандартов IEEE, документ [3] в списке ссылок, определяет цифровой интерфейс для одновременной транспортировки многоскоростных цифровых аудио- и видеопотоков в реальном масштабе времени между таким цифровыми устройствами. Шина, использующая такой интерфейс, называется 'шиной IEEE-1394' и также известна как шина 'FireWire' (товарный знак фирмы Эпл (Apple)) или шина 'I-Link' (фирмы Сони (Sony)). Стандарт был адаптирован к ПК, Консьюмер Электроник, ЦВШ (цифровое видеошироковещание) Индастриез (PC, Consumer Electronic, DVB (Digital Video Broadcast) Industries).

IEEE-1394 определяет пакетно-транспортный механизм, но ничего не сообщает о том, как использовать эти типы пакетов для специфических данных в реальном масштабе времени, например, таких, как MPEG-2. Однако МОС-61883 определяет, как можно транспортировать специфические форматы AV с помощью шины 1394. МОС-61883 содержит с этой целью среди других протоколов общий изохронный протокол (ОИП (CIP)), который является родовым способом для упаковки данных приложения в реальном масштабе времени в пределах предопределенных временных интервалов шины (изохронная передача), в поле полезной нагрузки, равном 1394 пакетам шины.

Однако IEEE-1394, согласно протоколу транспортного потока MPEG IEC 61883-4, приспособлен для транспортировки стандартных пакетов транспортного потока MPEG-2, состоящих только из 188 байтов. В этом протоколе, согласно стандарту IEEE-1394, отсутствует место для транспортировки нестандартных пакетов MPEG, состоящих, например, из 192 байтов, которые получаются путем добавления временной отметки, равной 4 байтам, к каждому пакету транспортного потока в транспортном потоке в нереальном масштабе времени, который был обсужден выше.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы устранить вышеупомянутые недостатки и, в частности, решить проблему добавления данных о временных отметках в пакеты данных с фиксированным размером.

Способ согласно изобретению отличается тем, что группируют множество данных временных отметок нескольких пакетов данных в пакет временных отметок, вырабатывают сигнал пакета временных отметок, представляющий собой пакет временных отметок и передающий последовательный поток принятых информационных сигналов совместно с выработанными сигналами пакетов временных отметок так, чтобы можно было установить уникальную связь между данными временных отметок и соответствующим пакетом данных.

Изобретение основывается на следующем описании. С помощью выбора данных временных отметок нескольких пакетов данных в одном специальном пакете временных отметок вместо добавления каждых данных временных отметок в соответствующий пакет данных можно поддерживать формат, согласно которому форматируют эти пакеты данных, например, такие, как MPEG. В этом случае преимуществом является то, что можно избежать использование другого формата, например, такого, как D-VHS MPEG-2 STD. Кроме того, перенос другой скорости передачи данных и/или хранение информационного потока MPEG получается в виде оригинального порядка, и временное соотношения пакетов можно всегда восстановить в более поздний момент времени за счет использования дополнительной информации о временных отметках. К тому же, поддерживается совместимость с устройствами и каналами передачи, такими, как шина IEEE-1394, основанная на стандартных форматах MPEG.

В способе, где пакет данных содержит фиксированное число N блоков цифровых данных и данные временных отметок содержат М блоков цифровых данных при M<N, способ, согласно изобретению, дополнительно отличается тем, что пакет данных временных отметок содержит N блоков цифровых данных.

Путем поддержания этого размера N блоков данных пакет временных отметок можно также рассматривать как стандартный пакет в стандартном потоке пакетов. Пакет временных отметок будет умещаться в резервном пространстве в соответствии с форматом передачи или в приемном устройстве, приспособленном для обработки пакетов с фиксированным количеством цифровых слов. Например, для каналов передачи, основанных на стандарте IEEE-1394, не нужно предпринимать специальных мер. Кроме того, устройства, не приспособленные для модификации потока пакетов, позволяют обрабатывать пакет временных отметок как один из других пакетов и не потребуют модификации.

Следует отметить, что не все блоки данных в пакете временных отметок необходимо использовать для временных отметок, поскольку блоки данных могут также служить в качестве блоков вставки данных или в качестве блоков синхронизации.

Другой предпочтительный способ согласно изобретению отличается тем, что пакет временных отметок снабжают идентифицирующей информацией. В этом случае преимуществом является то, что приемное устройство позволяет отличить один пакет временных отметок от других, нестандартных пакетов, которые могут присутствовать в принятом потоке пакетов.

Более подробно первый способ, согласно изобретению, отличается тем, что данные временных отметок в пакете временных отметок снабжают связанной информацией, показывающей соответствующий пакет данных. В этом случае преимуществом является то, что при воспроизведении потока в реальном масштабе времени, когда данные отсутствуют или являются неправильными, все еще можно установить связь между специфической временной отметкой и пакетом данных. Кроме того, можно изменить последовательность пакетов данных.

Альтернативный второй, более подробный способ, согласно изобретению, отличается тем, что предусматривают данные временных отметок в пакете временных отметок в порядке соответствия с порядком передачи соответствующих пакетов данных. В этом способе отдельные временные отметки в пакете временных отметок могут быть связаны с соответствующими пакетами данных. Например, n-ая временная отметка в специфическом пакете временных отметок должна быть связана с n-ым пакетом данных группы пакетов данных, следующих за пакетом временных отметок. В этом случае преимуществом является то, что не нужно добавлять дополнительную идентифицирующую информацию.

Другой предпочтительный способ согласно изобретению получается путем группирования только тех данных временных отметок в пакете временных отметок, которые соответствуют пакетам данных, которые образуют совместно с пакетом данных временных отметок логический блок объединенных пакетов данных, которые используются в целях кодирования или декодирования. Это требует меньшей модификации организации транспортного потока при существующем управлении и обработке потока данных в логических блоках, хотя в этом случае остается существующая обработка и обработка потока данных логических блоков.

Предпочтительным в этом отношении является способ согласно изобретению, который отличается тем, что логический блок объединенных пакетов данных соответствует блоку, который используется для кодирования ошибок и исправления ошибок.

Если последовательность пакетов данных представляет собой кодированное видеоизображение, то другой предпочтительный способ отличается тем, что первый пакет данных изображения соответствует первому пакету данных логического блока изображений, например, как и в случае кодированной последовательности I-, P- или В-изображений при кодировании видеосигнала MPEG. Для последующей обработки предпочтительным является совпадение начала I-, P- или В-изображения с началом пакета временных отметок.

Другой предпочтительный способ, который реализуют в случае, когда последовательность пакетов данных представляет собой кодированные видеоизображения, отличается тем, что логический блок пакетов данных выбирают в соответствии с группой видеоизображений. Например, так, как это делается в случае группы изображений, обозначенных GOP при кодировании видеосигнала MPEG.

Следующий предпочтительный способ, согласно изобретению, отличается использованием сигнала пакета временных отметок для временной синхронизации приемного устройства. Дополнительные синхросигналы не будут добавляться благодаря распознаванию сигнала пакета временных отметок в виде синхропакета.

В предпочтительном способе, согласно изобретению, сигнал синхронизации передают перед передачей логического блока пакетов данных. Это позволяет легко распознать начало логического блока.

Когда пакеты данных форматируют в соответствии с пакетом транспортного потока MPEG, равным N=188 байтов, предпочтительный способ, согласно изобретению, реализуют путем группирования данных временных отметок в пакет временных отметок с N=188 байтов. Следует отметить, что не все байты в пакете необходимо использовать для данных или временных отметок в качестве пакета транспортного потока, а пакет временных отметок может содержать часть заголовка и часть полезной нагрузки.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает типичный кластер в домашней сети с несколькими цифровыми аудио/видеоустройствами, соединенными друг с другом с помощью сети IEEE-1394;

фиг.2 изображает средство для кодирования и декодирования аудио- и видиоинформации, согласно формату MPEG-2;

фиг.3 изображает программный поток MPEG-2 и транспортный поток MPEG-2;

фиг.4 изображает часть формата пакета транспортного потока;

фиг.5 изображает формат заголовка программы и потока программы;

фиг.6 изображает добавление дополнительных временных отметок к пакетам транспортного потока;

фиг.7 схематически изображает устройство для записи транспортного потока MPEG-2;

фиг.8 изображает формат для хранения пакетов транспортного потока, согласно формату D-VHS MPEG-2 STD;

фиг.9 схематически изображает устройство для воспроизведения транспортного потока MPEG-2;

фиг.10 изображает формат пакета шины;

фиг.11 изображает транспортировку пакета транспортного потока MPEG по шине IEEE-1394 с использованием пакетов шины (фиг.10);

фиг.12 изображает способ добавления временных отметок к потоку реального времени, согласно изобретению;

фиг.13 схематически показывает средство преобразования, согласно изобретению, для выполнения способа, изображенного на фиг.12;

фиг.14 показывает способ для разделения временных отметок потока не в реальном времени, согласно изобретению;

фиг.15 схематически изображает средство преобразования, согласно изобретению, для выполнения способа, изображенного на фиг.14;

фиг.16 показывает несколько способов, согласно изобретению, группирования временных отметок в пакеты временных отметок;

фиг.17 изображает результат разделения временных отметок потока не в реальном масштабе времени, согласно способу, изображенному на фиг.15;

фиг.18 показывает систему, согласно изобретению, для хранения и поиска потока реального времени информационных сигналов.

Передачу цифровых информационных сигналов все чаще можно найти в цифровых домашних сетях, где цифровые услуги доставляют цифровое содержимое домой через цифровые сети, использующие кабель, спутник или телефон. Кроме того, в домашних условиях могут находиться и другие источники цифрового содержимого, например цифровые видеокамеры (камкодеры), фотоаппараты или предварительно записанные цифровые среды (носители), такие как КД или ЦВД.

Цифровая домашняя сеть позволяет транспортировать это содержимое в и между устройствами, такими как видеомагнитофоны D-VHS, телеприставки, ПК, цифровые видеокамеры, видеопринтеры, сканеры и тому подобное. Типичный кластер представлен на фиг.1, где сеть 1 IEEE-1394 соединяет несколько цифровых устройств друг с другом. Кластер содержит спутниковый приемник 2 для приема цифровых широковещательных видеосигналов. Спутниковый приемник 2 подсоединяется к телеприставке 3, которая приспособлена для приема цифровых сигналов со спутника (DVB) и подачи этих сигналов в телевизионное устройство 4 или в систему воспроизведения/записи на магнитной среде, такой как цифровой видеомагнитофон 7, используемый в качестве памяти. Кроме того, цифровые информационные сигналы можно подавать в телеприставку 3 по кабелю или телефону через входной терминал 5 или с помощью цифровой видеокамеры 6. Кроме того, можно предусмотреть персональный компьютер 8, принтер 9, телефонное устройство 10, блок 11 накопителя на оптических дисках, использующий, например, цифровой универсальный диск (ЦУД) или компактный диск (КД), и блок 12 массовой памяти. Блок 12 массовой памяти содержит память с быстрым доступом, такую как накопитель 13 на жестких дисках, и память для хранения большого объема информации, такую как блок 14 накопителя на магнитной пленке. В качестве альтернативы, можно использовать накопитель на оптических дисках.

MPEG-2 предусматривает использование метода двухуровневого мультиплексирования. Первый уровень выделяется для того, чтобы гарантировать жесткую синхронизацию между видео- и аудиосигналами. Этот уровень называется пакетизированным, элементарным потоком (ПЕП (PES)). Второй уровень зависит от заданной среды связи. Для определения сред, свободных от ошибок, таких как локальная память, используется термин «программный поток ПП (PS) MPEG-2», в то время как для сред, склонных к ошибкам, - «транспортный поток ТП (TS) MPEG-2».

На фиг.2 изображен этот метод кодирования видео- и аудиоданных соответственно с помощью видеокодера 15 и аудиокодера 16. Затем, с помощью первого пакетизатора 17 получают пакетизированный элементарный видеопоток V-ПЕП, а с помощью второго пакетизатора - пакетизированный элементарный аудиопоток А-ПЕП. Оба потока поступают в мультиплексор 19 программных потоков для выработки программного потока ПП и в мультиплексор 20 транспортного потока для выработки транспортного потока ТП (TS). Внутри программного потока ПП пакеты программных элементарных (пакеты ПЕП) из различных элементарных битовых потоков мультиплексируются с помощью передачи битов для полных пакетов ПЕП в последовательности, приводящей в результате к транспортным пакетам с переменной длиной. На фиг.3А изображены такие транспортные пакеты с переменной длиной в виде пакета 31 ПЕП, содержащего заголовок 33 программного элементарного потока и полезную нагрузку 34 пакета программного элементарного потока. В противоположность этому в транспортном потоке пакеты ПЕП передаются как полезная нагрузка транспортных пакетов фиксированной длины. На фиг.3В изображены транспортные пакеты 32 фиксированной длины, каждый из которых содержит заголовок 35 транспортного пакета, который включает в себя информацию для идентификации потока битов и полезную нагрузку 36 транспортного пакета. Следует отметить, что транспортный поток может переносить несколько программ, где видео- и аудиоданные мультиплексируются вместе. Транспортный поток является каналом, закодированным с помощью канального кодера 22 для того, чтобы получить сигналы передачи, приспособленные для передачи через сигнал передачи. Следует отметить, что обычно канал передачи может содержать не только кабель или широковещательный канал, но также и средство памяти, подобное магнитным или оптическим средам.

В месте приемника данные, соответствующие программе, выделяются с помощью демультиплексора 21 транспортных потоков из принятого мультиплексированного потока с использованием специфической информации, которая содержится в таблице связи не дополнительных специфических программ и в таблице карт отображения программ. Канальный декодер 23 последовательно преобразовывает транспортный поток ТП, который демультиплексируется с помощью демультиплексора 21 транспортных потоков в пакетизированный элементарный видеопоток V-ПЕП и в пакететизированный элементарный видеопоток А-ПЕП. Эти потоки дополнительно депакетизируются с помощью депакетизаторов 26 и 27 в отдельные пакеты, которые снова и окончательно декодируются с помощью видео- и аудиодекодеров 28 и 29 для представления в реальном масштабе времени в устройстве 30 представления.

Эти элементарные потоки можно жестко синхронизировать (как это обычно требуется для программ цифрового телевидения или для программ цифрового радио) или не синхронизировать (в случае программ, предполагающих загрузку программного обеспечения). С этой целью информационный сигнал MPEG содержит данные опорного тактового сигнала (такие как SCR в случае MPEG-1 или СТСП в случае MPEG-2) для того, чтобы синхронизировать в приемном устройстве местный генератор 24 тактовых импульсов, генерирующий сигналы ТС2 управления привязкой по времени, с местным генератором 25 тактовых импульсов в передающем устройстве, вырабатывающем сигналы ТС1 привязки по времени. Эти данные опорного тактового сигнала посылаются периодически, например, каждые 100 мс. Промежуточный интервал во времени между последующими пакетами в MPEG, которые передаются между такими двумя тактовыми опорными сигналами, необходимо фиксировать с высокой степенью. Поэтому поток MPEG является потоком в масштабе реального времени.

Для подробного объяснения содержимого транспортного пакета 32 фиксированной длины (фиг.3В) сделана ссылка на документ [2] в списке ссылок, в частности, на главу V, при этом на фиг.4 схематически показаны основные характеристики. Транспортный пакет 32 фиксированной длины будет в дальнейшем рассматриваться просто как транспортный пакет 32. На фиг.4 изображен транспортный пакет 32, имеющий фиксированную длину 188 байтов. Транспортный пакет 32 содержит заголовок транспортного пакета (позиция 32 на фиг.3), содержащий заголовок 37 связи длиной 4 байта и, дополнительно, заголовок 41 адаптации переменной длины. Оставшиеся биты резервируются для полезной нагрузки 39 транспортного пакета. Выбор этого размера пакета продиктован несколькими причинами, такими как необходимые затраты, вероятность исправления ошибок в пакете, совместимость по размерам блоков типичных ориентированных блоков, методы исправления ошибок и возможность совместной работы в формате АТМ.

Первый байт в заголовке 37 связи является синхробайтом 38, который можно использовать для синхронизации пакетов. Синхробайт 38 идентичен всем транспортным пакетам. Другие три байта в заголовке 37 связи содержат информацию об идентификации, такую как модификатор 40 пакета. Это предусматривает механизм для мультиплексирования и демультиплексирования битовых потоков с возможностью идентификации пакетов, принадлежащих конкретному элементарному или управляющему потоку битов. Флаг 42 заголовка адаптации помечает присутствие дополнительного заголовка 41 адаптации в заголовке 37 связи. Заголовок 41 адаптации может содержать поле 43 СТСП, представляющее собой информацию о привязке по времени для синхронизации временной отметки в месте приемника с временной отметкой места передачи. Флаг СТСП 44 помечает присутствие этого поля 43 СТСП. Эта информация о временной привязке регулярно передается, по меньшей мере, каждые 100 миллисекунд в виде образца с частотой тактовых импульсов 27 МГц в виде опорной временной отметки, которая показывает ожидаемое время завершения считывания поля 43 СТСП из потока битов в приемнике. Фаза местных тактовых импульсов, действующих в приемнике, сравнивается со значением, которое содержится в поле 43 СТСП на момент его получения для того, чтобы определить, синхронизирован ли процесс декодирования. В общем, значение, которое содержится в поле 43 СТСП (значение СТСП) из потока битов непосредственно не изменяет фазу местных тактовых импульсов, но только служит в качестве входного сигнала для регулировки частоты тактовых импульсов декодера (номинальная частота составляет 27 МГц). Время цикла значения СТСП составляет приблизительно 26 часов. Формат поля 43 СТСП содержит 33 бита и другое 9-битовое поле расширения. Это поле расширения циклически повторяется от 0 до 299 при 27 МГц, в точке которой значение в 33-битовом поле увеличивается на единицу. (Это приводит к тому, что это поле представляет собой совместимое 33-битовое поле, которое используется для тактовых импульсов с частотой 90 кГц в MPEG-1).

Транспортный поток будет транспортироваться через среду. Если задержка этой среды не равна для каждого пакета транспортного потока, то можно разрушить временную ось декодирования. Сверхзадержка при передаче между двумя последующими пакетами транспортного потока, которые содержат поле 43 СТСП, может привести к дрожанию тактовых импульсов декодера на частоте 27 МГц. Поэтому стандарт МАС/МОС 13838 допускает только специфическую величину дрожания.

Точный момент относительно вышеописанной привязки по времени, которая содержится в описанном поле 43 СТСП, где видеокадр или аудиокадр необходимо декодировать или, соответственно, представлять, показан вторым типом временных отметок. Их называют временной отметкой декодирования (ВОД) или временной отметкой представления (ВОП). Эти поля содержатся в заголовках 33 ПЕП (фиг.3В), которые предшествуют пакету ПЕП и передаются рядом в виде полезной нагрузки 39 пакета (фиг.4) транспортных пакетов 32 фиксированной длины в транспортном потоке. Новые пакетные данные ПЕП всегда запускают новый транспортный пакет, и за пакетами ПЕП, которые заканчиваются в середине транспортного пакета, следуют добавочные байты для оставшейся длины транспортного пакета. Формат пакета 31 ПЕП изображен на фиг.5.

Пакет ПЕП (фиг.3А) содержит заголовок 33 ПЕП и полезную нагрузку 34 пакета ПЕП. Заголовок 33 ПЕП содержит префикс 45 кода запуска пакета, идентификатор 46 потока, поле 47 длины пакета ПЕП, флаги 48 заголовка ПЕП, поле 49 длины заголовка ПЕП и поля 50 заголовка ПЕП. Флаги 48 заголовка ПЕП помечают наличие специфических полей 50 заголовка ПЕП. Двухбитовые флаги 51 показывают, присутствуют ли в заголовке 33 ПЕП в виде поля 52 ВОД/ВОП временная отметка представления (ВОП) или временная отметка декодирования (ВОД). Поле 52 ВОП/ВОД содержит 33 бита.

Следует отметить, что тактовые импульсы, поступающие из канального кодера 22 или канального кодера 23, которые показаны на фиг.2, устанавливаются полностью независимо от тактовых импульсов, которые поступают из видеокодера 15, аудиокодера 16, видеодекодера 28 и аудиодекодера 29.

Более того, передача такого информационного сигнала MPEG в виде записи на и воспроизведения из носителя записи, такого как накопитель на магнитных лентах, или в устройство памяти, такое как накопитель на жестких дисках, требует специальных мер, которые предпринимаются для того, чтобы поддерживать информацию в реальном масштабе времени. В этой связи сделана ссылка на ранее поданную Европейскую заявку на патент ЕР-А 0858230, документ [4] в списке ссылок.

При воспроизведении привязка по времени между последующими пакетами транспортного потока необходимо устанавливать таким способом, чтобы она становилась равной привязке по времени между последующими пакетами транспортного потока, так как они прибывают на вход устройства записи во время записи. Кроме того, как объяснено ранее, такой транспортный поток MPEG может включать в себя более одной видеопрограммы. Так как скорость передачи бит транспортного потока MPEG обычно выше скорости передачи бит сигнала, который можно записать, только одну видеопрограмму можно выбрать из последовательного транспортного потока MPEG для записи. Выбор одной видеопрограммы означает выбор транспортных пакетов из транспортного потока MPEG, который содержит информацию, относящуюся к упомянутой видеопрограмме, и задержку других транспортных пакетов.

На фиг.6А показан последовательный транспортный поток MPEG в зависимости от времени, содержащий транспортные пакеты 32 (P₁, P₂,...). Как уже было показано на фиг.3, каждый транспортный пакет 32 содержит заголовок 35 транспортного пакета. Выбор только этих транспортных пакетов 32, которые включают в себя информацию, относящуюся к выбору видеопрограммы, приводит к выбору, например, выбранных транспортных пакетов P₁, Р₃, P₅,..., которые изображены на фиг.6В. Промежуточные транспортные пакеты P₂, P₄, P₆,... будут отбрасываться. В результате поток данных был получен при размещении записи для записи на носителе записи, как показано на фигуре 6B, которая изображает поток данных в зависимости от времени. В моменты времени t₁, t₃, t₅, t₈, t₉,..., которые представляют собой время приема каждого из соответствующих выбранных транспортных пакетов P₁, Р₃, P₅, Р₈, P₉,..., вырабатываются дополнительные временные отметки TS₁, TS₃, TS₅, TS₈,... (по отношению к ранее упомянутым значениям ВОД и ВОП). Эти дополнительные временные отметки могут содержать четные значения, содержащие, например, 4 байта, счетчика, который позволяет подсчитывать в последовательных счетных циклах с начального значения. Выработанные дополнительные временные отметки добавляются в соответствующие транспортные пакеты 32, которые показаны на фиг.6С со ссылкой на позицию 53. На фиг.6С изображено также сглаживание, которое вводится для того, чтобы получить более низкую скорость передачи битов, которая требуется для записи или хранения. С другой стороны, на фиг.6D показаны пакеты, состоящие из транспортных пакетов 32 и дополнительных временных отметок 53, которые запрашиваются при записи/считывании в пакетах в/из запоминающей среды наподобие накопителя на жестких дисках.

На фиг.7 схематически изображено устройство записи для записи потока MPEG-2 в реальном масштабе времени, который известен из документа [4] в списке ссылок. Входной терминал 54 связан со схемой 55 петли фазовой автоподстройки, которая синхронизирована по словам синхронизации, таким как информация тактовых импульсов СТСП, которая включена в транспортный пакет MPEG. Схема 55 петли фазовой автоподстройки вырабатывает тактовый сигнал с частотой колебаний, равной той же самой частоте входящего сигнала MPEG, который равен приблизительно 27 МГц. Этот тактовый сигнал подается в счетчик 57. Этот счетчик 57 считает в прямом (или в обратном) направлении на этой частоте и вырабатывает циклы значений счета ЗС, которые инициируются с помощью импульса сброса R. Значения счета ЗС счетчика 57 в момент времени прихода транспортного пакета ТР имеются на выходе схемы 58 защелки. С этой целью транспортные пакеты ТР также вводятся в обнаружитель 59 прихода пакетов для определения времени прихода t_i транспортного пакета P_i.

Кроме того, транспортные пакеты ТР вводятся в блок 60 выбора для выбора специфических пользовательских программ с помощью соответствующих выбранных транспортных пакетов. Блок 60 выбора связан с блоком 61 объединения для объединения выбранных транспортных пакетов с соответствующими дополнительными временными отметками TS, которые вырабатываются из схемы 58 защелки. Схема 62 синхронизации служит для предоставления дополнительной пр