專利名稱：一種實現(xiàn)音頻/視頻信號同步的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于實現(xiàn)音頻／視頻信號的同步裝置和方法，更確切地說，當所傳輸?shù)囊纛l／視頻信號不同步時用以檢測圖像運動，并據(jù)此來調(diào)整與圖像運動相關(guān)的閾值，以控制靜音信號的裝置和方法。
MPEG是國際標準化組織運動圖像專家組頒布的一種音頻／視頻信號壓縮方案。
通常，音頻／視頻信號都按MPEG方案進行壓縮，壓縮后的音頻／視頻信號分段成“信號包”進行傳輸，壓縮的音頻信號與視頻信號是時分多路傳輸?shù)摹?br> 相關(guān)的壓縮音頻／視頻信號不僅是異步的，而且在傳輸過程中也不存在相互定時關(guān)系或同步性。
因此，當按MPEG方案壓縮的音頻／視頻信號經(jīng)解壓縮在屏幕上顯示時，音頻信號與視頻信號要同步以使聲音和相應(yīng)的圖像一致。
然而，當對壓縮的音頻／視頻信號解壓縮時常常存在在音頻與視頻信號間產(chǎn)生不同步現(xiàn)象，這時，音頻信號須為靜音信號方能使聲音與相應(yīng)的圖像一致。


圖1是一種現(xiàn)有同步裝置對音頻／視頻信號進行解壓縮的方框圖。
反向傳輸處理器10將傳輸中的信號分配并放置在緩沖器30的不同存貯區(qū)。
反向傳輸處理器10向系統(tǒng)時鐘發(fā)生器40提供一個控制信號，其響應(yīng)于控制信號，使得系統(tǒng)時鐘信號與反向傳輸處理器的操作同步。
視頻解壓器50響應(yīng)于緩沖器30中的壓縮視頻數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個解壓后的視頻信號送往顯示器，或在顯示器或其它未標出的存貯設(shè)備中存貯。音頻解壓器60響應(yīng)于緩沖器30中的壓縮音頻數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個解壓后的音頻信號以再生或在揚聲器或其它未標明的存貯設(shè)備中存貯。
微處理器70包括第一鎖存器71、第二鎖存器72、第一減法器73、第二減法器74和第三減法器75。微處理器70處理來自視頻解壓器50和音頻解壓器60的經(jīng)解壓后的音頻／視頻信號并產(chǎn)生一個同步誤差信號。
濾波器和處理單元80接收來自微處理器70的同步誤差信號并使之平滑，以盡量減小信號噪音造成的不良影響。濾波器和處理單元80可以對音頻信號跳過或重復以實現(xiàn)音頻／視頻信號的粗同步，也可通過調(diào)節(jié)音頻處理頻率而實現(xiàn)精同步。
閾值檢測器90根據(jù)來自微處理器70的同步誤差信號而產(chǎn)生靜音控制信號。
第一數(shù)／模(D／A)轉(zhuǎn)換器100將視頻解壓器50的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號，并輸出到顯示器。第二數(shù)／模(D／A)轉(zhuǎn)換器110將音頻解壓器60的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號，并輸出到音頻放大器。
在第二D／A轉(zhuǎn)換器110的輸出端與晶體管Q的集電極之間接有一個電阻，閾值檢測器90的輸出端耦合到晶體管Q的基極。
圖1中的標號1表示一個調(diào)制解調(diào)器。
下面將詳述圖1中音頻／視頻信號同步裝置的功能。
壓縮的音頻／視頻信號以“信號包”的方式送到反向傳輸處理器10，并由其分配并放置在緩沖器30的不同存貯區(qū)。同時，反向傳輸處理器10將有關(guān)這些“信號包”的信息數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)控制器20以便將此控制信號輸出到控制總線。
系統(tǒng)控制器20由系統(tǒng)時鐘發(fā)生器40提供時鐘信號，并與之同步。
視頻解壓器50接收來自緩沖器30的壓縮視頻數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生解壓視頻信號送往顯示器，或存貯在顯示器或其它未標出的存貯設(shè)備中。同樣，音頻解壓器60接收來自緩沖器30的壓縮音頻數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生解壓音頻信號以再生或存貯在揚聲器或其它未標出的存貯設(shè)備中。
微處理器70將來自視頻解壓器50和音頻解壓器60的解壓音頻／視頻信號經(jīng)處理后產(chǎn)生同步誤差信號。
更具體地說，第一減法器73產(chǎn)生定時參考信號(PTSVid，表現(xiàn)時間標志(Presentaton Time Stamps))和施加到第一鎖存器71的本地視頻標志(Local Vidio Stamp(LVS))信號之差△V-PTS，其中PTSVid產(chǎn)生于每一視頻幀從視頻解壓器50輸出之時。第二減法器74產(chǎn)生定時參考信號(PTSaud；表現(xiàn)時間標志)和施加在第二鎖存器72上的本地音頻標志(LocalVidio Stamp(LVS))信號之差△A-PTS，其中PTSAud產(chǎn)生于每一音頻幀從音頻解壓器60輸出之時。接著，由第一減法器73產(chǎn)生的PTSVid和LVS之差，或由第二減法器74產(chǎn)生的PTSAud和LAS之差分別施加到第三減法器75上以產(chǎn)生同步誤差信號，該信號對應(yīng)于△V-PTS和△A-PTS之差。因此，當音頻信號和視頻信號同步時，微處理器70的同步誤差信號將為零。
濾波器和處理單元80接收同步誤差信號并使其光滑以盡量減小信號噪音的不良影響，并可通過對音頻信號的跳過或重復來實現(xiàn)音頻／視頻信號的粗同步，或通過調(diào)整音頻處理頻率來實現(xiàn)音頻／視頻信號的精同步。
閾值檢測器90接收來自微處理器70的同步誤差信號，當音頻／視頻信號不同步時，將由其響應(yīng)于同步誤差信號產(chǎn)生靜音控制信號。
于是，響應(yīng)于閾值檢測器90的靜音控制信號，晶體管Q使D／A轉(zhuǎn)換器110或音頻解壓器60的輸出信號為零，從而使音頻信號靜音。也就是說，音頻／視頻信號的不同步將使D／A轉(zhuǎn)換器110輸出的音頻信號根據(jù)靜音控制信號而靜音以實現(xiàn)同步。
然而，圖1的裝置是不完善的。由于用于同步的靜音信號乃是通過比較在前的或在后的幀或圖像或通過閾值信號而產(chǎn)生，故其不能確定圖像運動的程度，并因此而經(jīng)常產(chǎn)生不必要的靜音信號。
本發(fā)明的目的是提供使音頻／視頻信號同步的裝置和方法，其中，利用與圖像運動相關(guān)的變量來確定一個閾值，并據(jù)此調(diào)整靜音信號。
為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明的音頻／視頻信號同步裝置包括一個反向傳輸處理器，用以輸出壓縮的音頻／視頻信號，并通過檢測圖像的運動，產(chǎn)生一個與圖像運動相關(guān)的變量信號；一個視頻解壓器，用以對來自反向傳輸處理器的壓縮視頻信號進行解壓；一個音頻解壓器，用以對來自反向傳輸處理器的壓縮音頻信號進行解壓；一個微處理器，用以對分別來自音頻解壓器和視頻解壓器的音頻／視頻信號進行處理，以產(chǎn)生同步誤差信號；一個閾值檢測器，根據(jù)來自反向傳輸處理器的變量信號和來自微處理器的同步誤差信號而產(chǎn)生靜音信號。該微處理器包括一第一鎖存器，一第二鎖存器，一第一減法器，一第二減法器和一第三減法器。
參照附圖以及下面將詳述的優(yōu)選實施例，將有助于進一步了解該發(fā)明的目標特征和其它方面。
圖1是現(xiàn)有音頻／視頻信號同步裝置的原理方框圖。
圖2是本發(fā)明實施例的原理方框圖。
圖3是闡述圖2中有關(guān)同步過程的流程圖。
圖4a和4b所示 運動向量大小和靜音信號的關(guān)系。
圖2所示為本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的原理方框圖。這里與圖1中用相同數(shù)字表示的相同元件，將不再贅述，因為其功能完全一樣。
反向傳輸處理器120將所劃分的“信息包”分配并放置在緩沖器30的不同存貯區(qū)，并且檢測圖像運動從而輸出相關(guān)的變量信號。
閾值檢測器130接收來自反向傳輸處理器120的上述變量信號，并相應(yīng)地產(chǎn)生一個閾值，同時，閾值檢測器120還根據(jù)來自微處理器70的同步誤差信號產(chǎn)生一個靜音信號。
下面參照圖3和圖4詳細介紹本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖3中的流程圖表示在重放一個圖像時檢測圖像運動程度，并因此調(diào)節(jié)一個與閾值相關(guān)的變量。圖3表明在該實施例中，根據(jù)圖像運動和相應(yīng)閾值確定的電平在反向傳輸處理器120中設(shè)置為三極。
假設(shè)經(jīng)壓縮的音頻和視頻信號在解壓以備重放時發(fā)生了音頻和視頻信號不同步現(xiàn)象，則音頻信號將在事先設(shè)定的時間內(nèi)靜音以實現(xiàn)與視頻信號同步。
如要根據(jù)圖像運動來調(diào)整音頻信號的靜音，并由此實現(xiàn)音頻／視頻同步，則必須在反向傳輸處理器120(S1)中檢測出代表圖像運動的運動向量，并且只在運動圖像而不是靜止圖像的情況下進行檢測。
如果在反向傳輸處理器120中根據(jù)運動圖像檢測到運動向量，則對全部運動向量相加以產(chǎn)生一個總和(S2)。
這樣，以MM表示上述總和與運動向量個數(shù)之商。
在步驟3中當MM與電平1相比MM較大時，則向閾值檢測器130輸出變量T1；當與電平1和電平2相比(S5)MM小于電平1而大于電平2時，則向閾值檢測器130輸出變量T2；當在步驟3(S6)中與電平2相比MM小于電平2時則向閾值檢測器130輸出變量T3。
由上述步驟4至步驟6根據(jù)閾值檢測器130的輸出變量進行閾值調(diào)節(jié)時，音頻信號的靜音間隙越來越短，以至為零，這是因為快速運動圖像并不需要與音頻信號嚴格同步。
這樣，反向傳輸處理器120根據(jù)相應(yīng)閾值產(chǎn)生一個變量達到閾值檢測器130，閾值檢測器130根據(jù)來自微處理器70的同步誤差信號產(chǎn)生一個靜音控制信號，從而實現(xiàn)音頻／視頻信號同步。
圖4a和4b所示為實現(xiàn)音頻／視頻信號同步的靜音信號，該信號通過一個與運動向量，亦即顯示圖像運動程度相關(guān)的可調(diào)閾值獲得。
我們可以看到，如果圖像運動越快，也就是說運動向量越大，則同步所需音頻信號的靜音信號持續(xù)時間越短。這是因為，在一定程度上，人們不能感覺到快速運動圖像與相應(yīng)聲音間的不一致，即使兩者不是嚴格同步的，或者說，即使音頻／視頻信號不同步時沒能實現(xiàn)其精同步。
該發(fā)明是對上述實施例的闡釋，而非僅限于此。盡管在上述實施例中，反向傳輸處理器120將電平值根據(jù)圖像運動和相應(yīng)閾值設(shè)為三級，但是該發(fā)明的范圍應(yīng)包括依其實質(zhì)精神和本發(fā)明范圍所做的任何修改，包括上述電平值級數(shù)的修改。
我們認為，該發(fā)明中音頻／視頻信號同步裝置和方法的進步在于當圖像快速運動時，忽略音頻／視頻信號間一部分異步時間差，從而縮短靜音信號持續(xù)時間，并由此抑制不必要的靜音信號。
權(quán)利要求
1．一種音頻／視頻信號同步裝置，由以下部分組成反向傳輸處理器，輸出壓縮的音頻／視頻信號，并檢測圖像的運動以輸出一個與之相關(guān)的變量；視頻解壓器，對來自反向傳輸處理器的壓縮視頻信號解壓；音頻解壓器，對來自反向傳輸處理器的壓縮音頻信號解壓；微處理器，對分別來自視頻解壓器和音頻解壓器的解壓音頻／視頻信號進行處理，以產(chǎn)生一個同步誤差信號，該微處理器包括一第一鎖存器，一第二鎖存器，一第一減法器，一第二減法器和一第三減法器；閾值檢測器，響應(yīng)于來自反向傳輸處理器的變量信號和來自微處理器的同步誤差信號，產(chǎn)生靜音信號。
2．權(quán)利要求1中的裝置，其特征在于所述反向傳輸處理器產(chǎn)生一個與圖像運動相關(guān)的電平值，并據(jù)此電平值產(chǎn)生一個閾值，該電平值和閾值設(shè)置成多級。
3．一種實現(xiàn)音頻／視頻信號同步的方法，由以下步驟組成確定是否檢測到運動向量；檢測到運動向量時，將全部向量相加，產(chǎn)生一個總和；用上述總和除以向量數(shù)目，得到一個平均值；將此平均值與事先設(shè)定的多級電平值進行比較，產(chǎn)生一個相應(yīng)于每個電平值的變量；根據(jù)上述變量調(diào)節(jié)閾值，產(chǎn)生靜音信號。
全文摘要
一種實現(xiàn)音頻/視頻信號同步的裝置,包括以下部分:一個反向傳輸處理器,輸出壓縮的音頻/視頻信號并檢測圖像運動,以輸出一個與圖像運動相關(guān)的變量;一個視頻解壓器,對反向傳輸處理器輸出的壓縮視頻信號解壓;一個音頻解壓器,對反向傳輸處理器輸出的壓縮音頻信號解壓;一個微處理器,對分別來自音頻解壓器和視頻解壓器的音頻/視頻信號進行處理以產(chǎn)生一個同步誤差信號;一個閾值檢測器,根據(jù)反向傳輸處理器輸出一變量信號和微處理器輸出的同步誤差信號產(chǎn)生一個靜音信號。
文檔編號H04N7/52GK1204214SQ9810189
公開日1999年1月6日 申請日期1998年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者金承萬 申請人:三星電子株式會社