專利名稱：將一個(gè)第一數(shù)字信息信號(hào)嵌入第二數(shù)字信息信號(hào)中以通過一個(gè)傳輸介質(zhì)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)通過一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)射一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)的發(fā)射機(jī)，所述第一數(shù)字信息信號(hào)包括第一幀，第一幀具有至少一個(gè)第一同步信號(hào)和存于其中的一個(gè)數(shù)據(jù)部分，而發(fā)射機(jī)則包括輸入接收第一和第二數(shù)字信息信號(hào)；處理將第二數(shù)字信息信號(hào)處理為隨后的第二幀，所述第二幀由第二數(shù)字信息信號(hào)的信息塊組成；信號(hào)綜合裝置將第二同步信號(hào)和至少第一幀的數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)字信息信號(hào)的第二幀中，以獲得一個(gè)組合幀；輸出裝置將組合幀送入一個(gè)輸出終端，以獲得一個(gè)要被發(fā)射的組合信號(hào)。
本發(fā)明還有關(guān)從一個(gè)傳輸介質(zhì)接收一個(gè)組合信號(hào)并生成一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)的接收機(jī)，有關(guān)當(dāng)采用在一個(gè)記錄載體上記錄信息的形式時(shí)由發(fā)射機(jī)獲得的記錄載體，及有關(guān)一種傳輸方法。
以上定義的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的公知的形式為發(fā)射一個(gè)MPEG編碼信號(hào)的發(fā)射機(jī)。傳輸系統(tǒng)一般采用多層。只有在這些層中使用同步模式，才有可能獲得同步。不過，具有多重同步模式的一個(gè)系統(tǒng)中的這些同步模式會(huì)降低傳輸效率。例如，在DVD-Video中，同步模式用于系統(tǒng)流層和基本流層。只有最高系統(tǒng)層中的同步模式用于系統(tǒng)流上的同步。基本流中的同步模式用于所述基本流譯碼期間的同步。另外，DAB在系統(tǒng)流層和基本流層中都使用同步模式。不過，一個(gè)譯碼器只使用其中之一。
本發(fā)明的目的是提供發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，它們有更有效的方法用來發(fā)射和接收一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)，所述第一數(shù)字信息信號(hào)包含第一幀，該第一幀至少具有一個(gè)第二同步部分。
按本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)在于，使用了信號(hào)綜合裝置，在將第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二幀之前，從所述第一幀中除去第一同步信號(hào)。
按本發(fā)明的接收機(jī)的特點(diǎn)在于，接收機(jī)還包括
同步信號(hào)發(fā)生器，用于生成第一同步信號(hào)；信號(hào)組合裝置，用于組合第一同步信號(hào)和第一數(shù)字信息信號(hào)中的至少數(shù)據(jù)部分，以得到第一數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)第一幀；第二輸出裝置，用于將該第一數(shù)字信息信號(hào)的第一幀提供給第一輸出終端，以獲得第一數(shù)字信息信號(hào)。
本發(fā)明基于以下共識(shí)。例如，在一個(gè)PCM信號(hào)隱埋式數(shù)據(jù)信道中可以存儲(chǔ)任何其它信息信號(hào)。為了能夠從所述隱埋式數(shù)據(jù)信道中檢索信息信號(hào)，該隱埋式數(shù)據(jù)信道包含一些幀，每個(gè)幀都有一個(gè)同步信號(hào)。在檢測(cè)到一個(gè)同步信號(hào)之后，可以從PCM信號(hào)中檢索一個(gè)來自該隱埋式數(shù)據(jù)信道的幀。如果存儲(chǔ)在該隱埋式數(shù)據(jù)信道中的信息信號(hào)是一個(gè)編碼信號(hào)，它由一系列幀組成，每個(gè)幀都有一個(gè)同步信號(hào)，例如一個(gè)MPEG編碼信號(hào)，則在一個(gè)接收機(jī)中必須提取該同步信號(hào)，以便對(duì)所述幀系列譯碼。不過，如果該隱埋式數(shù)據(jù)信道中的每個(gè)幀只包含一個(gè)譯碼信號(hào)幀，則譯碼信號(hào)幀中的所述同步信號(hào)不必被發(fā)送，而在每次提取到該隱埋式數(shù)據(jù)信道中的一個(gè)幀時(shí)，接收機(jī)中就生成所述同步信號(hào)。這樣，在發(fā)射機(jī)中，在將一個(gè)譯碼信號(hào)幀插入該隱埋式數(shù)據(jù)信道中之前，從所述幀中去掉該同步信號(hào)。在一個(gè)接收機(jī)中，生成同步信號(hào)，并將其與從該隱埋式數(shù)據(jù)信道的一個(gè)幀中提取的數(shù)據(jù)組合以獲得一個(gè)編碼信號(hào)幀。這樣做，發(fā)射一個(gè)包含一個(gè)幀序列的附加信號(hào)所需的數(shù)據(jù)容量減小了。該減小可被用于使隱埋式數(shù)據(jù)信道中PCM信號(hào)所用容量較小，從而得到更高質(zhì)量的PCM信號(hào)。另一方面，通過消去同步信號(hào)而獲得的隱埋式數(shù)據(jù)信道中的額外的數(shù)據(jù)容量，可被用于發(fā)射較少壓縮的通常是一個(gè)更好代表數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)。
參照以下附圖中描述的實(shí)例，可以更清楚地了解本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
圖1描述了一個(gè)按本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的實(shí)例；圖2描述了一個(gè)按本發(fā)明的接收機(jī)的實(shí)例；圖3描述了一個(gè)帶標(biāo)題的隱埋式數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)；圖4示出了一個(gè)去隨機(jī)電路；圖5示出了需要以一個(gè)指定次序插入到去隨機(jī)電路中的隱埋式數(shù)據(jù)幀中的位；圖6示出了一個(gè)CRC校驗(yàn)算法；
圖7示出了與192 F3幀相對(duì)應(yīng)的一個(gè)有1152個(gè)立體PCM采樣值的幀；圖8描述了一個(gè)無標(biāo)題的隱埋式數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)；圖9示出了加密MPEG2音頻數(shù)據(jù)在隱埋式數(shù)據(jù)信道和物理信道中的分配。
圖1描述了一個(gè)按本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的實(shí)例，發(fā)射機(jī)具有一個(gè)第一輸入終端4，用于接收第一數(shù)字信息信號(hào)。所述第一數(shù)字信息信號(hào)包含第一幀。該第一幀至少包含一個(gè)第一同步信號(hào)和一個(gè)數(shù)據(jù)部分。該第一數(shù)字信息信號(hào)可以是一個(gè)MPEG編碼信號(hào)。發(fā)射機(jī)有一個(gè)第二輸入終端2，用于接收一個(gè)第二數(shù)字信息信號(hào)。該第二數(shù)字信息信號(hào)是一個(gè)普通的CDDA信號(hào)(Compact Disc Digital Audio-光盤數(shù)字音頻)。第二數(shù)字信息信號(hào)被送給一個(gè)處理單元6。處理單元6將第二數(shù)字信息信號(hào)劃分為連續(xù)的信息塊。處理單元6由這些連續(xù)的信息塊生成第二幀。在一個(gè)推薦實(shí)例中，第二數(shù)字信息信號(hào)是一個(gè)具有PCM采樣的常規(guī)的CDDA信號(hào)。一個(gè)第二幀最好包含1152個(gè)PCM采樣值。每個(gè)幀由3個(gè)PCM子幀組成，每個(gè)子幀有384個(gè)PCM采樣值。應(yīng)該指出，每個(gè)幀由9個(gè)PCM子幀組成，每個(gè)子幀有128個(gè)PCM采樣值也是比較合適的。
發(fā)射機(jī)還包含一個(gè)sync(同步)生成器單元8，用于生成一個(gè)第二同步信號(hào)。第二同步信號(hào)被送給一個(gè)信號(hào)綜合單元10。該綜合單元最好利用隱埋式數(shù)據(jù)技術(shù)來確定一個(gè)第二幀的PCM采樣中的隱埋式數(shù)據(jù)信道。通過使用隱埋式數(shù)據(jù)技術(shù)，所發(fā)射PCM信號(hào)的S/N比與始發(fā)PCM信號(hào)的S/N比幾近相同，在該發(fā)射PCM信號(hào)中，PCM采樣的最低有效位中包含一個(gè)隱埋式數(shù)據(jù)信道。該綜合單元10將第二同步信號(hào)插入該隱埋式數(shù)據(jù)信道中。該同步信號(hào)最好插入第二幀中，從而，該幀以其第一個(gè)6L+R PCM采樣的兩個(gè)最低有效位中的一個(gè)同步模式開始。要存入隱埋式數(shù)據(jù)信道中的數(shù)據(jù)最好以一個(gè)采樣一個(gè)采樣交錯(cuò)地插入到PCM L和R信道中。圖3示出了一個(gè)第二幀的實(shí)例。每個(gè)第二幀都以標(biāo)題信息開始。每個(gè)幀的標(biāo)題信息都包含同步信號(hào)，定義了屬于該隱埋式數(shù)據(jù)信道的PCM位的3個(gè)子幀的比特分配。隱埋式數(shù)據(jù)幀有效負(fù)載是L+R個(gè)PCM采樣的最低有效位LSB的一個(gè)例子，它是由攜帶隱埋式數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)位所用的隱埋式數(shù)據(jù)技術(shù)決定的。圖5舉例說明了怎樣向隱埋式數(shù)據(jù)幀中插入比特位。首先，交替地將標(biāo)題存入第一子幀的前四個(gè)左和右PCM采樣的LSB中。隨后，數(shù)據(jù)位被交替地插入分配的隱埋式數(shù)據(jù)有效負(fù)載中。在圖5中，左信道的PCM采樣的3個(gè)LSB和右信道的2個(gè)LSB被分配用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。方塊中的數(shù)據(jù)表明比特被存入隱埋式數(shù)據(jù)有效負(fù)載中的次序。
信號(hào)綜合單元10至少將第一幀中的數(shù)據(jù)插入隱埋式數(shù)據(jù)幀有效負(fù)載中。首先，單元12將第一同步信號(hào)從第一幀中去掉。此外，在將第一幀的數(shù)據(jù)部分寫入隱埋式數(shù)據(jù)幀有效負(fù)載中之前，第一幀的數(shù)據(jù)被隨機(jī)化。通過隨機(jī)化處理，隱埋式數(shù)據(jù)有效負(fù)載中的誤差脈沖不會(huì)立即引起隱埋式數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)中的不可校正的誤差。最后，信號(hào)綜合單元10將一個(gè)CRC-16字存入隱埋式數(shù)據(jù)幀有效負(fù)載中的最后16位中，用于誤差檢測(cè)。從而，插入隱埋式數(shù)據(jù)信道中的數(shù)據(jù)位是通過一個(gè)LFSR(Linear Feedback Shift Register-線性反饋移位寄存器)送入的，該LFSR可以是一個(gè)例如0x8005的多項(xiàng)式。LFSR的最終狀態(tài)被存入隱埋式數(shù)據(jù)CRC-16字中。所得到的組合幀被送入一個(gè)輸出終端。如果PCM采樣中沒有供一個(gè)隱埋式數(shù)據(jù)信道使用的容量，則只有標(biāo)題信息被插入在第二幀中。
發(fā)射機(jī)的功能如下。PCM幀由三個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀都有384個(gè)PCM采樣。一個(gè)PCM幀中的1152個(gè)PCM采樣代表一個(gè)時(shí)長(zhǎng)，該時(shí)長(zhǎng)正好與MPEG-2音頻層II幀長(zhǎng)相匹配。在IEC-61937格式中，一個(gè)MPEG音頻幀的頭16位對(duì)于CD外圍應(yīng)用程序來說是唯一的(0xFFFC，12位sync+ID＝mpeg-1+Layer＝II+保護(hù)＝所用位)。由于一個(gè)PCM幀的時(shí)長(zhǎng)與一個(gè)MPEG幀的時(shí)長(zhǎng)相等，故一個(gè)MPEG幀的頭16位不必發(fā)射。在一個(gè)接收機(jī)中，所述16個(gè)比特必須被放置在所提取并譯碼的隱埋式數(shù)據(jù)之前。此外，一個(gè)前置碼必須被放置在MPEG音頻幀之前，該前置碼由兩個(gè)同步字，一個(gè)識(shí)別字和一個(gè)有效負(fù)載長(zhǎng)度字組成，并且，最終，IEC幀必須以零填充。發(fā)射機(jī)接收CDDA PCM采樣并生成后續(xù)幀，每個(gè)后續(xù)幀都有1152個(gè)PCM采樣。由此，確定了一個(gè)隱埋式數(shù)據(jù)信道的可用容量。另外，發(fā)射機(jī)接收MPEG音頻幀并從所述幀中去掉第一位。所述幀中的其余位被隨機(jī)化，并且，為所述其余位確定一個(gè)CRC字。為得到組合信號(hào)，首先，標(biāo)題信息被插入到一個(gè)幀的第一個(gè)PCM采樣的LSB中。隨后，經(jīng)隨機(jī)化處理的位被插入到隱埋式數(shù)據(jù)信道有效負(fù)載。最后，該CRC字被插入該隱埋式數(shù)據(jù)信道有效負(fù)載的最后16位中。所得到的組合數(shù)據(jù)經(jīng)一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)射。
隱埋式數(shù)據(jù)信道最好用于發(fā)射一個(gè)常規(guī)音頻CD上的16位音頻PCM數(shù)據(jù)中的附加音頻內(nèi)容。該附加音頻內(nèi)容最好按MPEG音頻標(biāo)準(zhǔn)壓縮。由于對(duì)于CD外圍應(yīng)用程序來說，MPEG音頻幀的頭16位是唯一的，所以它們不必被發(fā)射。在一個(gè)包含有以下將介紹的接收機(jī)的CD外圍譯碼設(shè)備中，這16位被放置在從存儲(chǔ)在PCM數(shù)據(jù)中的隱埋式數(shù)據(jù)信道中提取出來的位的前面。
圖2示出了一個(gè)接收機(jī)的實(shí)例，該接收機(jī)用于接收一個(gè)組合信號(hào)并由該信號(hào)生成一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)。該組合信號(hào)包含組合幀。一個(gè)組合幀具有一個(gè)第二同步信號(hào)。接收機(jī)有一個(gè)輸入終端20，用于接收該組合信號(hào)。該組合信號(hào)被送給一個(gè)檢測(cè)單元22和單元24。檢測(cè)單元22用于檢測(cè)一個(gè)第二同步信號(hào)并根據(jù)所檢測(cè)到的第二同步信號(hào)生成一個(gè)檢測(cè)信號(hào)。該檢測(cè)信號(hào)被送給單元24的一個(gè)控制輸入端。單元24根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)，從該組合信號(hào)恢復(fù)一個(gè)組合幀。該組合幀被送給一個(gè)第一提取單元26和一個(gè)第二提取單元28。第一提取單元26從一個(gè)組合幀中提取第一數(shù)字信息信號(hào)的第一幀中的至少數(shù)據(jù)部分。第一幀的該數(shù)據(jù)部分被送給信號(hào)綜合單元32。第二提取單元28從一個(gè)組合幀中提取第二數(shù)字信息信號(hào)的至少一部分，以獲得第二數(shù)字信息信號(hào)的第二幀。所得的第二幀形成第二數(shù)字信息信號(hào)，被送給輸出終端30。
接收機(jī)還包括一個(gè)同步信號(hào)發(fā)生器單元34。該同步信號(hào)發(fā)生器單元34用于生成一個(gè)第一同步信號(hào)。該第一同步信號(hào)被送給信號(hào)綜合單元32。信號(hào)綜合單元32將第一同步信號(hào)與第一幀的至少數(shù)據(jù)部分組合以獲得第一數(shù)字信息信號(hào)的第一幀。該后續(xù)第一幀被送給輸出終端36。所得的第一幀形成第一數(shù)字信息信號(hào)。
以上所述接收機(jī)的功能如下。在輸入終端20接收組合信號(hào)。一個(gè)如上面所述的發(fā)射機(jī)生成該組合信號(hào)。該組合信號(hào)是一個(gè)具有左和右PCM采樣的CDDA信號(hào)。該CDDA信號(hào)包含圖3所示的幀。該CDDA信號(hào)包含一個(gè)隱埋式數(shù)據(jù)信道。為了能夠從該CDDA信號(hào)中恢復(fù)隱埋數(shù)據(jù)，每個(gè)幀都包含標(biāo)題信息。該標(biāo)題信息包含有一個(gè)第二同步信號(hào)。在該實(shí)例中，該第二同步信號(hào)在每個(gè)幀的頭6L+R PCM采樣的兩個(gè)最低有效位中。不過，也可以利用其它方法插入第二同步信號(hào)，例如插入到頭12個(gè)L+R PCM采樣的最低有效位中。同步信號(hào)檢測(cè)單元22檢測(cè)該第二同步信號(hào)并由此生成一個(gè)檢測(cè)信號(hào)。在該檢測(cè)信號(hào)的控制下，單元24從CDDA數(shù)據(jù)中恢復(fù)組合幀。圖3中描述了一個(gè)幀的實(shí)例。第二提取單元28恢復(fù)第二幀并生成第二數(shù)字信息信號(hào)。由于在該實(shí)例中使用了隱埋式數(shù)據(jù)信道，所以不必從第二幀的PCM采樣中提取始發(fā)信號(hào)的未修改位。如果每個(gè)PCM采樣的N個(gè)LSB被用來攜帶第一數(shù)字信息信號(hào)，則這些位將引入可聞噪聲。為降低可聞噪聲，必須從第二幀中提取PCM采樣的MSB。
同步信號(hào)發(fā)生器單元34生成一個(gè)第一同步信號(hào)。若第一數(shù)字信息信號(hào)是一個(gè)MPEG-2音頻層II信號(hào)，則每個(gè)幀的頭16位對(duì)于CD外圍應(yīng)用程序來說是唯一的(0xFFFC，12位sync+ID＝mpeg-1+Layer＝II+保護(hù)＝所用位)。此外，兩個(gè)同步字和一個(gè)識(shí)別字組成一個(gè)前置碼。第一同步信號(hào)中至少包含有這一信息。第一提取單元26從第二幀中提取標(biāo)題信息。在標(biāo)題信息中，同步信號(hào)信息之后是子幀的比特分配信息。比特分配定義了屬于隱埋數(shù)據(jù)信道的PCM采樣的位，例如隱埋式數(shù)據(jù)信道有效負(fù)載。隨后，單元26從第二幀中提取隱埋數(shù)據(jù)。隱埋數(shù)據(jù)位最好隨機(jī)地寫入隱埋式數(shù)據(jù)信道。圖4示出了將隱埋式數(shù)據(jù)位去隨機(jī)的一個(gè)實(shí)例。該電路包含一個(gè)延遲和異或的陣列。延遲執(zhí)行一個(gè)一位延遲功能。參考符號(hào)tn代表所輸入的隱埋數(shù)據(jù)位n，sn代表輸出的去隨機(jī)位。圖4中的電路執(zhí)行以下功能out＝z[16]^z[15]^z[3]^z[1]^z
，其中，“^”是邏輯異或操作，z[n]是由n位提取出的位。在一個(gè)新的幀的開始，狀態(tài)z必須被初始化為全1。一個(gè)幀的去隨機(jī)數(shù)據(jù)被送給綜合單元32。第一提取單元最好包含一個(gè)CRC檢測(cè)電路。圖6中示出了所述電路的圖形。該隱埋數(shù)據(jù)的最后16位包含一個(gè)CRC-16字，用于誤差檢測(cè)。除了最后16位，每個(gè)去隨機(jī)隱埋數(shù)據(jù)位都通過一個(gè)(線性移位寄存器)送入，該LFSR具有多項(xiàng)式0X8005。如圖6所示。LFSR的最終狀態(tài)必須與隱埋數(shù)據(jù)CRC-16字比較。若兩個(gè)字不同，則出現(xiàn)傳輸誤差。
綜合單元32接收去隨機(jī)數(shù)據(jù)并由第一數(shù)字信號(hào)的一個(gè)MPEG音頻幀計(jì)算去隨機(jī)數(shù)據(jù)的有效負(fù)載。綜合單元32將單元34生成的第一同步信號(hào)與所計(jì)算的有效負(fù)載綜合，以獲得一個(gè)MPEG音頻幀的前置碼。去隨機(jī)數(shù)據(jù)被放置在前置碼之后。若前置碼及去隨機(jī)數(shù)據(jù)的位長(zhǎng)與一個(gè)MPEG音頻幀的長(zhǎng)度不符，則該幀必須以零填充，以獲得正確的幀長(zhǎng)。所獲得的幀被送給輸出終端36，以便在接收機(jī)的輸出端提供第一數(shù)字信息信號(hào)。
如以上所述，一個(gè)PCM幀的頭6個(gè)PCM采樣包含一個(gè)隱埋數(shù)據(jù)幀的頭24位，是一個(gè)同步模式。這24位最好包含代碼0XF87E1F(11111000 0111 1110 0001 1111)。
可以指出，隱埋數(shù)據(jù)幀中的位數(shù)總是8的倍數(shù)，可以很有效地對(duì)每8位進(jìn)行去隨機(jī)。還有，也可利用這一事實(shí)進(jìn)行CRC-16計(jì)算。此外，在所描述的格式中，隱埋標(biāo)題中保留兩位。這些位可被用于物理信道和/或?qū)懕Ｗo(hù)模式的可能的擴(kuò)充。
按照本發(fā)明，只發(fā)射一個(gè)同步模式，其它同步模式和MPEG音頻幀的單值模式在接收機(jī)中重新生成。
以下將詳細(xì)介紹接收機(jī)怎樣提取包含在1152個(gè)立體聲PCM采樣的單值可譯碼隱埋數(shù)據(jù)幀中的隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載。一個(gè)隱埋數(shù)據(jù)幀被細(xì)分為3個(gè)隱埋數(shù)據(jù)子幀，每個(gè)子幀包含384個(gè)采樣。每個(gè)信道的每個(gè)子幀都有一個(gè)單獨(dú)的配置，記為alloc[ch][sub-frame]。對(duì)于相應(yīng)的信道“ch”和子幀“sub-frame”，該配置表明用來攜帶隱埋數(shù)據(jù)幀的PCM采樣的LSB數(shù)。標(biāo)題信息總是包含在PCM采樣的LSB中。所用的幀結(jié)構(gòu)見圖1。表1給出了這一實(shí)例中的隱埋數(shù)據(jù)子幀配置。
表1子幀配置
為了提取用來保存隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載的LSB的正確的數(shù)量，需要先讀出并翻譯標(biāo)題。根據(jù)標(biāo)題中的配置信息，包含標(biāo)題的PCM采樣的其余的LSB可保存隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載。
對(duì)于標(biāo)題信息和隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載來說，包含在buried-data-frame中的所有LSB，除了同步字，都必須在譯碼之前逐位通過一個(gè)去隨機(jī)電路。圖4中示出了去隨機(jī)電路。提供了以下多項(xiàng)式sn＝tntn-1tn-3tn-14tn-16在每個(gè)幀的開始，所有的狀態(tài)Ti都初始化為二進(jìn)制值1。
圖4示出了去隨機(jī)電路。方塊T代表移位寄存器。加代表“異或門”。在每幀的開始，移位寄存器都被初始化為二進(jìn)制值1。為每個(gè)新插入的輸入位tn生成一個(gè)新的輸出位sn。
各個(gè)位必須按照一個(gè)指定次序插入去隨機(jī)電路，見圖5。
圖5示出了需要以指定次序插入去隨機(jī)電路中的buried-data-frame(隱埋-數(shù)據(jù)-幀)中的位。在圖中，借助于一個(gè)簡(jiǎn)化的標(biāo)題和隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載進(jìn)行解釋。假設(shè)同步字只有兩位，剩余的標(biāo)題為6位。如圖所示，第一子幀的配置如下左信道3個(gè)LSB，右信道2個(gè)LSB。首先讀出的是標(biāo)記為“1”和“2”的同步位，它們不通過隨機(jī)化電路。其余的位按指定次序讀出。該次序是“首先讀標(biāo)題”，此時(shí)，交替的讀左和右信道。隨后，先讀MSB位。所有標(biāo)記為“3…”的位都必須在譯碼前通過隨機(jī)化電路。
接收機(jī)中執(zhí)行的第一項(xiàng)動(dòng)作是使譯碼器與CD-DA PCM采樣同步。同步字包含在代表左和右信道的PCM采樣的LSB中。兩個(gè)連續(xù)同步字間的距離是2*1152個(gè)單聲道PCM采樣或1152個(gè)立體聲PCM采樣。為了恢復(fù)同步字，通過連續(xù)地將與左信道相對(duì)應(yīng)的PCM采樣的LSB和與右信道相對(duì)應(yīng)的PCM采樣的LSB連接來生成一個(gè)比特流。該比特流的最后16位連續(xù)與同步字相比較。只有在所有的16位都匹配的情況下，才獲得同步。
在一個(gè)接收機(jī)的另一個(gè)實(shí)例中，執(zhí)行兩個(gè)CRC校驗(yàn)。所用的誤差檢測(cè)方法是“CRC-4”和“CRC-16”，其生成器多項(xiàng)式是G(X)＝X4+X1+1(CRC-4)G(X)＝X16+X15+X2+1(CRC-16)包含在CRC-4校驗(yàn)中的位是標(biāo)題信息中同步字之后的位。包含在CRC-16校驗(yàn)中的位是標(biāo)題信息中同步字之后的第一位到crc16-check位置處的位。圖6中給出的CRC-check圖描述了CRC方法。對(duì)于CRC-4，移位寄存器的初始狀態(tài)為$F。對(duì)于CRC-16，移位寄存器的初始狀態(tài)為$FFFF。包含在CRC校驗(yàn)中的所有位都被輸入到圖6中所示的電路中。每輸入一位以后，移位寄存器就偏移一位。最終的移位操作之后，輸出bn…b0構(gòu)成一個(gè)字，與該流中的CRC-check〔一校驗(yàn)〕字比較。若不同，則說明在使用了CRC-4校驗(yàn)的域中出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤。為了避免出現(xiàn)令人厭煩的失真，推薦使用隱藏技術(shù)，如令實(shí)際幀消音，或重復(fù)上一個(gè)幀。圖6示出了一個(gè)CRC-校驗(yàn)圖。加法塊代表“異或”門。
可以利用以下選項(xiàng)將有效負(fù)載嵌入CD格式中。第一，只使用隱埋式數(shù)據(jù)信道。不是用一個(gè)物理信道。所有用來提取隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載的標(biāo)題信息，例如同步和配置信息，都與隱埋數(shù)據(jù)合并。該有效負(fù)載代表一個(gè)MPEG基本和擴(kuò)展幀。
第二，使用一個(gè)隱埋式數(shù)據(jù)信道和一個(gè)物理信道。標(biāo)題信息最好包含在物理信道中。該信息與物理信道中的有效負(fù)載合并。物理信道中的有效負(fù)載代表一個(gè)MPEG-2基幀。隱埋式數(shù)據(jù)有效負(fù)載代表一個(gè)MPEG擴(kuò)展幀。
第三，只使用物理信道?？刂菩畔谖锢硇诺乐?。該信息與物理信道中的有效負(fù)載合并。該有效負(fù)載代表一個(gè)MPEG基本和擴(kuò)展幀。
在出現(xiàn)物理有限多層LML信道的情況下，總是包含標(biāo)題。根據(jù)是否使用了一個(gè)第二信道(由content-descriptor(-內(nèi)容-描述)標(biāo)記)，LML將只包含MPEG-2基幀或還包含MPEG-2擴(kuò)展幀。若使用了一個(gè)隱埋數(shù)據(jù)信道，則該幀的開頭將與從LML信道中提取出的有效負(fù)載同步。
同樣，在使用一個(gè)物理信道的情況下，不管是與隱埋式數(shù)據(jù)信道組合使用還是單獨(dú)使用，MPEG-2有效負(fù)載的幀結(jié)構(gòu)總是基于1152個(gè)PCM立體聲采樣的幀。1152個(gè)PCM立體聲采樣的一個(gè)幀與192-F3幀對(duì)應(yīng)。一個(gè)F3幀由24個(gè)(用戶)字節(jié)組成。在磁盤格式化期間，1152個(gè)PCM立體聲采樣的幀的開頭已經(jīng)與F3幀對(duì)齊，這樣，作為誤差校正的結(jié)果，在組合了LML數(shù)據(jù)的譯碼延遲之后，來自兩個(gè)信道的數(shù)據(jù)是同一個(gè)幀的。在圖7中舉例說明了這一點(diǎn)。
圖7示出了與192 F3幀相對(duì)應(yīng)的一個(gè)1152個(gè)PCM立體聲采樣的幀。在“同步點(diǎn)”檢測(cè)到同步脈沖的時(shí)刻，可以從物理信道獲得“幀起始點(diǎn)”處的數(shù)據(jù)。對(duì)于該指定幀，在“同步點(diǎn)”開始讀PCM數(shù)據(jù)。
在任何同步點(diǎn)處，緩沖區(qū)中需要有至少111個(gè)F3-幀可用，以便從該點(diǎn)向前有合適數(shù)量的物理數(shù)據(jù)可用。如果不是這種情況，則只能從下一個(gè)同步點(diǎn)開始譯碼。
物理有效負(fù)載的實(shí)際提取獨(dú)立于與隱埋數(shù)據(jù)信道相關(guān)的處理。對(duì)于每個(gè)有1152個(gè)CD-DA PCM采樣的幀來說，一個(gè)固定數(shù)量的290K字節(jié)的物理有效負(fù)載成為可用的。該物理數(shù)據(jù)逐個(gè)字節(jié)地成為可用的，并被首先翻譯為MSB。在讀出標(biāo)題信息之后，讀出代表MPEG加密MPEG-2基(+擴(kuò)展)幀的數(shù)據(jù)。
如果控制信息不包含在隱埋數(shù)據(jù)信道中，可以在左信道的第一個(gè)PCM采樣處開始有效負(fù)載的提取。同步和標(biāo)題信息是包含在物理信道中的?！癮lloc”信息描述了每個(gè)隱埋數(shù)據(jù)子幀中嵌入位的數(shù)量。圖8中給出了一個(gè)例子。除有效負(fù)載數(shù)據(jù)之外，為一個(gè)CRC-16保留有空間，CRC-16作用于隱埋數(shù)據(jù)信道中包含的整個(gè)負(fù)載。在隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載是零的情況下，不寫入CRC-16。
一個(gè)有1152個(gè)CD-DA PCM采樣的幀中的隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載和物理有效負(fù)載(如果出現(xiàn)的話)代表一個(gè)加密MPEG-2語音比特流，該比特流包含1152個(gè)多通道音頻PCM采樣。在沒有使用物理信道的情況下，隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載代表一個(gè)完整的加密MPEG-2語音比特流(基流加擴(kuò)展)。在使用一個(gè)物理信道的情況下，隱埋數(shù)據(jù)有效負(fù)載代表一個(gè)MPEG-2擴(kuò)展流，物理有效負(fù)載代表加密MPEG-2基幀流。一個(gè)加密MPEG-2基幀中包含的比特?cái)?shù)不會(huì)超過LML信道中可用的容量。加密MPEG-2擴(kuò)展幀中包含的比特?cái)?shù)是可變的，并且是8的倍數(shù)。圖9中描述了上述分割方法。
在使用一個(gè)物理信道的情況下，相應(yīng)幀的加密MPEG-2基幀比特被提取出來并放在buried_data_bits前面。應(yīng)指出，一個(gè)物理信道的記錄載體見于USP 5,210,738和USP 5,724,327(PHN 13，992)。
完整的比特流(基流+擴(kuò)展)被解密，隨后經(jīng)MPEG2譯碼，得出1152個(gè)多信道PCM音頻樣本。
有關(guān)MPEG2音頻數(shù)據(jù)的譯碼，請(qǐng)參閱ISO/IEC 138183。
盡管以上已結(jié)合推薦實(shí)例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，該實(shí)例并非限定性的實(shí)例。本技術(shù)專業(yè)人士可以理解，在不脫離權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的前提下，可以進(jìn)行不同的改動(dòng)。
“包含”一詞并不排除出現(xiàn)權(quán)利要求所列出的元件和步驟之外的其它元件和步驟。任何參考標(biāo)記都不限定權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明可以通過軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。所出現(xiàn)的若干“裝置”可由同樣項(xiàng)目的硬件代表。進(jìn)一步，本發(fā)明的特點(diǎn)就在于它的每一個(gè)新穎的特點(diǎn)和這些特點(diǎn)的組合中。
權(quán)利要求
1.用于通過一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)射一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)的發(fā)射機(jī)，所述第一數(shù)字信息信號(hào)包含第一幀，第一幀具有至少一個(gè)第一同步信號(hào)和存儲(chǔ)在其間的一個(gè)數(shù)據(jù)部分。發(fā)射機(jī)包括輸入裝置，用于接收第一和第二數(shù)字信息信號(hào)；處理裝置，將第二數(shù)字信息信號(hào)處理為后續(xù)的第二幀，所述第二幀包含第二數(shù)字信息信號(hào)的信息塊；信號(hào)綜合單元，將一個(gè)第二同步信號(hào)和一個(gè)第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)第二幀中，以便獲得一個(gè)組合幀；輸出裝置，將該組合幀送入一個(gè)輸出終端，以獲得一個(gè)要被發(fā)射的組合信號(hào)；其特征在于所述信號(hào)組合設(shè)備在將第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二幀之前，從所述第一幀中去掉第一同步信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1的發(fā)射機(jī)，其特征在于，信號(hào)綜合裝置利用隱埋數(shù)據(jù)技術(shù)，將一個(gè)第一幀的數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)字信息信號(hào)的第二幀中。
3.如權(quán)利要求1或2的發(fā)射機(jī)，其特征在于，第二幀代表一個(gè)預(yù)定區(qū)間的第二數(shù)字信息信號(hào)的一部分，第一幀代表一個(gè)大體同一區(qū)間的第三數(shù)字信息信號(hào)的一部分。
4.如權(quán)利要求3的發(fā)射機(jī)，其特征在于，通過對(duì)第三數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，得到第一數(shù)字信息信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4的發(fā)射機(jī)，其特征在于，第一數(shù)字信息信號(hào)的格式是一個(gè)MPEG編碼信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4或5的發(fā)射機(jī)，其特征在于，該發(fā)射機(jī)還包括有檢測(cè)和生成裝置，用于檢測(cè)第二幀中可用來插入一個(gè)第一幀的容量，并生成一個(gè)控制信號(hào)，控制第三數(shù)字信息信號(hào)的數(shù)據(jù)壓縮，所述控制信號(hào)是所述第二幀中可用容量的表示。
7.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所聲明的發(fā)射機(jī)，其特征在于，第二數(shù)字信息信號(hào)包含至少一個(gè)PCM信號(hào)。
8.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所聲明的發(fā)射機(jī)，其特征在于，發(fā)射機(jī)的形式是一個(gè)將數(shù)字信息信號(hào)記錄在一個(gè)記錄載體上的裝置。
9.如前面任一個(gè)權(quán)利要求所聲明的發(fā)射機(jī)，其特征在于，發(fā)射機(jī)還包括信道編碼裝置，用于在傳輸之前對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行信道編碼。
10.通過一個(gè)傳輸介質(zhì)發(fā)射一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)的方法，所述第一數(shù)字信息信號(hào)包含第一幀，第一幀具有至少一個(gè)第一同步信號(hào)和存儲(chǔ)在其間的一個(gè)數(shù)據(jù)部分。該方法包括以下步驟接收第一和第二數(shù)字信息信號(hào)；將第二數(shù)字信息信號(hào)處理為后續(xù)的第二幀，所述第二幀包含第二數(shù)字信息信號(hào)的信息塊；將一個(gè)第二同步信號(hào)和一個(gè)第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)據(jù)信息信號(hào)的一個(gè)第二幀中，以便獲得一個(gè)組合幀；將該組合幀送入一個(gè)輸出終端，以獲得一個(gè)要被發(fā)射的組合信號(hào)；其特征在于，該方法還包括一個(gè)去除步驟，在將所述第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二幀之前，從所述第一幀中去除第一同步信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，利用隱埋數(shù)據(jù)技術(shù)，將一個(gè)第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)據(jù)信息信號(hào)的第二幀中。
12.如權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，第二幀代表一個(gè)預(yù)定區(qū)間的第二數(shù)字信息信號(hào)的一部分，第一幀代表一個(gè)大體同一區(qū)間的第三數(shù)字信息信號(hào)的一部分。
13.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，通過對(duì)第三數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，得到第一數(shù)字信息信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，第一數(shù)字信息信號(hào)的格式是一個(gè)MPEG編碼信號(hào)。
15.一個(gè)記錄載體形式的傳輸介質(zhì)，該記錄載體攜帶一個(gè)組合信號(hào)，該組合信號(hào)包含一個(gè)第一和第二數(shù)字信息信號(hào)的一部分，所述組合信號(hào)是一個(gè)組合幀序列，一個(gè)組合幀包含一個(gè)第二同步信號(hào)和第一數(shù)字信息信號(hào)的第一幀的一個(gè)數(shù)據(jù)部分，所述第一幀包含一個(gè)第一同步信號(hào)和一個(gè)數(shù)據(jù)部分，通過將第二同步模式和至少第一數(shù)字信息信號(hào)的數(shù)據(jù)部分插入第二數(shù)字信息信號(hào)的第二幀中，獲得所述組合幀，通過將第二數(shù)字信息信號(hào)處理成后續(xù)的第二幀，獲得一個(gè)第二幀，所述第二幀包含第二數(shù)字信息信號(hào)的信息塊，其特征在于，在插入一個(gè)第一幀的至少數(shù)據(jù)部分之前，從所述第一幀中去除第一同步信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15的傳輸介質(zhì)，其特征在于，利用隱埋數(shù)據(jù)技術(shù)，將一個(gè)第一幀的至少數(shù)據(jù)部分插入第二幀中。
17.如權(quán)利要求15或16的傳輸介質(zhì)，其特征在于，第二幀代表一個(gè)預(yù)定區(qū)間的第二數(shù)字信息信號(hào)的一部分，第一幀代表一個(gè)大體同一區(qū)間的第三數(shù)字信息信號(hào)的一部分。
18.如權(quán)利要求17的傳輸介質(zhì)，其特征在于，通過對(duì)第三數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，得到第一數(shù)字信息信號(hào)。
19.如權(quán)利要求15，16，17或18的傳輸介質(zhì)，其特征在于，該記錄載體是光或磁記錄類型。
20.用于接收一個(gè)組合信號(hào)并由其生成一個(gè)第一和一個(gè)第二數(shù)字信息信號(hào)的接收機(jī)，該接收機(jī)包括-接收裝置，用于接收該組合信號(hào)；-第一檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)一個(gè)第二同步信號(hào)，以獲得一個(gè)檢測(cè)信號(hào)；-檢索裝置，根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)，從該組合信號(hào)中檢索一個(gè)組合幀；-第一提取裝置，從該組合幀中提取第一數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)第一幀的至少一個(gè)數(shù)據(jù)部分；-第二提取裝置，從該組合幀中提取第二數(shù)字信息信號(hào)的至少一部分，以獲得第二數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)第二幀；-第一輸出裝置，向一個(gè)第二輸出終端提供第二幀，以獲得第二數(shù)字信息信號(hào)；其特征在于，接收機(jī)還包括-同步信號(hào)發(fā)生器，生成一個(gè)第一同步信號(hào)；-信號(hào)綜合裝置，用于組合第一同步信號(hào)和第一數(shù)字信息信號(hào)的至少數(shù)據(jù)部分，以獲得第一數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)第一幀；-第二輸出裝置，用于向第一輸出終端提供第一數(shù)字信息信號(hào)的第一幀，以獲得第一數(shù)字信息信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20的接收機(jī)，其特征在于，第二幀代表一個(gè)預(yù)定區(qū)間的第二數(shù)字信息信號(hào)的一部分，第一幀代表一個(gè)大體同一區(qū)間的第三數(shù)字信息信號(hào)的一部分。
22.如權(quán)利要求20和21的接收機(jī)，其特征在于第一數(shù)字信息信號(hào)是第三數(shù)字信息信號(hào)的一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮版本。
23.如權(quán)利要求20，21或22的接收機(jī)，其特征在于，第一數(shù)字信息信號(hào)的形式為一個(gè)MPEG編碼信號(hào)。
24.如權(quán)利要求20，21，22或23的接收機(jī)，其特征在于，組合信號(hào)是一個(gè)PCM信號(hào)，第二數(shù)字信息信號(hào)實(shí)質(zhì)上是該組合信號(hào)。
25.如權(quán)利要求20到24中任一個(gè)的接收機(jī)，該接收裝置的形式是一個(gè)復(fù)現(xiàn)記錄在一個(gè)記錄載體上的組合信號(hào)的裝置。
26.如權(quán)利要求20到24中任一個(gè)的接收機(jī)，其特征在于，緊跟著該接收裝置，接收機(jī)包含信道譯碼裝置。
全文摘要
一種用來傳輸?shù)谝缓偷诙?shù)字信息信號(hào)的發(fā)射機(jī)。該第一數(shù)字信息信號(hào)包括第一幀,至少包括第一同步信號(hào)和存于其間的數(shù)據(jù)部分。發(fā)射機(jī)將該第二數(shù)字信息信號(hào)處理成接著而來的第二幀,它包括一些第二數(shù)字信息信號(hào)的信息塊。利用隱埋數(shù)據(jù)技術(shù)將第二同步信號(hào)和至少第一幀的數(shù)據(jù)部分插入到第二幀來形成組合幀。在將至少第一幀的數(shù)據(jù)部分插入到第二幀前,第一同步信號(hào)從第一幀中除去。組合幀序列通過傳輸介質(zhì)發(fā)送出去。
文檔編號(hào)H04L7/08GK1348590SQ00806586
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月21日
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