專利名稱：通過廣播和網(wǎng)絡(luò)流傳送雙層hdtv信號(hào)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及數(shù)字廣播技術(shù)，尤其是與標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV，standard definition TV)相兼容的高清晰度電視(HDTV，high definition TV)廣播技術(shù)。
通常，TV服務(wù)供應(yīng)商通過人造衛(wèi)星、電纜和地面同時(shí)廣播相同內(nèi)容SDTV(如720×576i，50Hz)和HDTV(如1920×1080i，50Hz)節(jié)目。由于相關(guān)法規(guī)已在許多國家通過，要求若干年后將SDTV完全轉(zhuǎn)換到HDTV服務(wù)，TV服務(wù)供應(yīng)商在為了向后兼容性而維持SDTV以便為觀眾提供平滑的轉(zhuǎn)換頻道的同時(shí)，將必須增加更多的HDTV頻道。為了增加更多的SDTV和HDTV頻道，TV服務(wù)供應(yīng)商必須更有效地利用可用的帶寬。
在現(xiàn)有的MPEG2 HDTV/SDTV兼容的廣播技術(shù)中，含有相同節(jié)目的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD)傳輸流(如4-6Mbps)和一個(gè)高清晰度(HD)傳輸流(如18Mbps)，在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模擬信道(6MHz，24Mbps)上被調(diào)制并同時(shí)被廣播。一個(gè)主要的缺陷在于SD及HD數(shù)據(jù)占用了一個(gè)模擬信道中絕大部分帶寬而將極少的帶寬留給調(diào)制。并且即便是分配給SD傳輸流4Mbps和HD傳輸流18Mbps，也只能提供下限品質(zhì)的SDTV和HDTV信號(hào)。如此，傳統(tǒng)的0在一個(gè)模擬信道中同時(shí)傳輸HDTV和SDTV信號(hào)的方法，會(huì)導(dǎo)致用于接收HDTV和SDTV信號(hào)的閾值較高，或者SDTV/HDTV信號(hào)的質(zhì)量下降的情況。另外，還需要有兩套為HDTV和SDTV信號(hào)編碼的編碼器，而且也會(huì)由于重復(fù)傳輸SD部分而浪費(fèi)帶寬。
現(xiàn)已提出一個(gè)方案，可以在維持與現(xiàn)有的SDTV廣播向后兼容性的同時(shí)，克服上述的缺陷。所提出的方案利用一種雙層壓縮技術(shù)(dual layer compression)，并通過廣播對該雙層流HD信號(hào)進(jìn)行傳送。但是，由于該壓縮技術(shù)不能足夠顯著地節(jié)約帶寬，而且在現(xiàn)有的SDTV傳輸系統(tǒng)中要求很大的變化，所以TV服務(wù)供應(yīng)商對應(yīng)用該方案表示猶豫。還因?yàn)椴荒荏w現(xiàn)其重大的益處，也就不情愿去投資相關(guān)的傳輸系統(tǒng)。
因此，這就需要提出一個(gè)用于傳輸SDTV/HDTV服務(wù)的改進(jìn)方法和系統(tǒng)，以克服上述缺陷，并在保持現(xiàn)有SDTV傳輸不改變的情況下，能夠達(dá)到對傳統(tǒng)廣播帶寬的顯著的節(jié)約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于傳輸SDTV/HDTV服務(wù)的方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)可以克服現(xiàn)有廣播技術(shù)的缺陷，并且能夠在保持現(xiàn)有SDTV傳輸不改變的情況下，達(dá)到顯著的帶寬節(jié)約。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一個(gè)用于傳送HDTV信號(hào)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括獲得包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的HD增強(qiáng)層的裝置，以及將HD增強(qiáng)層傳送給一個(gè)服務(wù)器以使觀眾能夠通過一個(gè)機(jī)頂終端訪問該服務(wù)器，并從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收HD增強(qiáng)層的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括將包含一個(gè)SD數(shù)據(jù)流的基本層傳送到機(jī)頂終端，使該終端能將HD增強(qiáng)層和SD基本層合并成為一個(gè)HDTV輸出的裝置。
其他的目的和成就以及對本發(fā)明較完整的理解，在參看以下結(jié)合附圖的說明和權(quán)利要求后，將更為明顯。


本發(fā)明通過實(shí)例的方式，參照附圖進(jìn)行詳盡的解釋，其中圖1是本發(fā)明中雙層SDTV/HDTV數(shù)據(jù)流怎樣被傳送給TV觀眾的總的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)HDTV機(jī)頂盒(STB)的功能框圖；圖3是可用于產(chǎn)生雙層信號(hào)的雙層信號(hào)產(chǎn)生電路的功能示意圖。
在所有附圖中，相同的參照數(shù)字表示相似的或相應(yīng)的特征和功能。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明中雙層SDTV/HDTV數(shù)據(jù)流怎樣被傳送給TV觀眾的總的框圖。該雙層包括一個(gè)包含SD數(shù)據(jù)流的SD基本層和一個(gè)包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的HD增強(qiáng)層。該基本層直接并獨(dú)立地通過一個(gè)SDTV廣播系統(tǒng)12，通過傳統(tǒng)的媒體16，如地面、電纜、人造衛(wèi)星等等進(jìn)行廣播。SDTV的機(jī)頂盒(STB)18接收SD數(shù)據(jù)流并對其進(jìn)行解碼，并將經(jīng)解碼的信號(hào)傳輸給SDTV20。
另一方面，HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流被提供給一個(gè)流服務(wù)器32，以便通過互聯(lián)網(wǎng)36將其傳送給電視觀眾。該互聯(lián)網(wǎng)可以是一種先進(jìn)的實(shí)現(xiàn)例如數(shù)字視頻廣播互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(DVB-IPI)的寬帶IP網(wǎng)絡(luò)。該先進(jìn)的IP網(wǎng)絡(luò)可以在保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)的同時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸音頻/視頻(A/V)數(shù)據(jù)。這樣就大大節(jié)省了傳統(tǒng)的廣播帶寬，同時(shí)維持了和傳統(tǒng)SDTV廣播的向后兼容性。
來自兩個(gè)層的數(shù)據(jù)流通過HDTV STB 38接收。該HDTV STB 38對接收信號(hào)進(jìn)行解碼，將信號(hào)合并成一個(gè)HDTV輸出，然后將HDTV輸出給HDTV40。
在這種方法中，TV服務(wù)供應(yīng)商可通過廣播和網(wǎng)絡(luò)流途徑，給那些愿意付較高費(fèi)用享受較好的A/V質(zhì)量的用戶提供HDTV服務(wù)，同時(shí)也能夠?qū)DTV用戶保持SDTV廣播服務(wù)不變。其間，如果只有增強(qiáng)層通過互聯(lián)網(wǎng)被獲得，那么將不會(huì)產(chǎn)生有任何意義的輸出。
信號(hào)的兩個(gè)層可用不同的方法保護(hù)，這樣對內(nèi)容就有更高的安全性。例如，基本層可以用如同現(xiàn)有SDTV廣播中所用的方法保護(hù)。至于增強(qiáng)層，除了使用對收視者的用戶鑒定，還可以應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容保護(hù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對內(nèi)容的保護(hù)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的HDTV機(jī)頂盒(STB)38的功能框圖。HDTV STB 38包括一個(gè)以太網(wǎng)卡42，一個(gè)硬盤44，一個(gè)HD解碼器46，一個(gè)調(diào)諧器52，一個(gè)SD解碼器56，一個(gè)分辨率提升電路58和一個(gè)疊加器66。HD解碼器46接收通過以太網(wǎng)卡42的增強(qiáng)層，并且對增強(qiáng)層中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。如果IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬足夠，前述步驟可在電視觀眾觀看節(jié)目的同時(shí)完成。否則，增強(qiáng)層的內(nèi)容也可以預(yù)先下載并儲(chǔ)存在硬盤44，以便電視觀眾后面的觀看。所下載的內(nèi)容可以在被觀看以后通過服務(wù)器刪除。
SD解碼器56通過調(diào)諧器52接收基本層，并對基本層的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。SD解碼器56的輸出被提供給分辨率提升電路58，并且被電路58提升到HD格式信號(hào)。然后來自HD解碼器46和分辨率提升電路58的輸出被疊加器66合并在一起產(chǎn)生一個(gè)用于傳送給HDTV40的HDTV輸出。
圖3是一個(gè)雙層信號(hào)產(chǎn)生電路70的功能示意框圖，該電路可用于生成基本層和增強(qiáng)層。電路70包括一個(gè)分辨率降低電路76，一個(gè)SD編碼器82，一個(gè)分辨率提升電路86，一個(gè)疊加器92和一個(gè)HD編碼器96。在電路70中，原始HD信號(hào)被分辨率降低電路76降級(jí)到SD格式信號(hào)，然后被SD編碼器82編碼而產(chǎn)生廣播給SDTV用戶的基本層。經(jīng)編碼的SD信號(hào)還被分辨率提升電路96升級(jí)到HD格式信號(hào)。經(jīng)升級(jí)的HD格式信號(hào)和HD信號(hào)被疊加器92合并，并被編碼器96編碼而產(chǎn)生增強(qiáng)層。
在圖3中，MPEG2壓縮技術(shù)可以用于SD編碼器82和HD編碼器96，這樣使傳統(tǒng)的SD和HD編碼器可以被利用。另外，MPEG2壓縮技術(shù)可以僅用于SD編碼器82，而將ITU H.264壓縮技術(shù)用于HD編碼器96以實(shí)現(xiàn)更高的壓縮率。另外，如果和現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)的兼容性不是必要的，那么ITU H.264壓縮技術(shù)和其他壓縮技術(shù)就可以同時(shí)用于SD和HD編碼器以產(chǎn)生有更高的編碼效率的雙層信號(hào)。
雖然經(jīng)過對本發(fā)明結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行描述，對于在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士，根據(jù)上文的敘述作出許多替代、修改和變化將是顯而易見的。因此，當(dāng)這樣的替代、修改和變化落入附后的權(quán)利要求的精神和范圍中時(shí)，應(yīng)該被包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種傳送高清晰度(HD)電視信號(hào)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于獲得包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的HD增強(qiáng)層的裝置；用于將HD增強(qiáng)層傳送給服務(wù)器，以使觀眾能夠訪問所述服務(wù)器，并通過機(jī)頂終端從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上接收HD增強(qiáng)層的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于將包含標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD)數(shù)據(jù)流的基本層傳送給所述機(jī)頂終端，使所述終端HD增強(qiáng)層和基本層合并成為一個(gè)HDTV輸出的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述獲得裝置包括用于產(chǎn)生基本層的裝置；一個(gè)分辨率提升電路，所述電路用于提升基本層分辨率以產(chǎn)生HD格式信號(hào)；一個(gè)疊加器，和分辨率提升電路相連，用于從原始HD信號(hào)減去HD格式信號(hào)，以產(chǎn)生增強(qiáng)信號(hào)；一個(gè)HD編碼器，和疊加器相連，用于對增強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生HD增強(qiáng)層。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中產(chǎn)生基本層的裝置包括一個(gè)分辨率降低電路，用于降低HD信號(hào)分辨率以產(chǎn)生SD格式信號(hào)；一個(gè)SD編碼器，和分辨率降低電路相連，用于對SD格式信號(hào)進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生基本層。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中HD編碼器使用ITU H.264壓縮技術(shù)對增強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行編碼。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中在SD編碼器使用MPEG2壓縮技術(shù)對SD格式信號(hào)進(jìn)行編碼。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中SD編碼器使用ITU H.264壓縮技術(shù)對SD格式信號(hào)進(jìn)行編碼。
8.一個(gè)機(jī)頂終端，其特征在于，所述終端包括對包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的高清晰度(HD)增強(qiáng)層進(jìn)行解碼的裝置；對包含標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD)數(shù)據(jù)流的基本層進(jìn)行解碼的裝置；一個(gè)分辨率提升電路，和對基本層解碼的裝置相連，用于提升被解碼的基本層分辨率以產(chǎn)生HD格式信號(hào)；一個(gè)將被解碼的HD增強(qiáng)層和HD格式信號(hào)合并成為一個(gè)HDTV輸出的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的終端，其特征在于，其中對HD增強(qiáng)層進(jìn)行解碼的裝置包括一個(gè)用于對HD增強(qiáng)層進(jìn)行解碼的HD解碼器。
10.如權(quán)利要求9所述的終端，其特征在于，其中對基本層進(jìn)行解碼的裝置包括一個(gè)用于調(diào)諧接收到的基本層的調(diào)器；一個(gè)SD解碼器，和調(diào)諧器相連，用于對基本層進(jìn)行解碼。
11.如權(quán)利要求10所述的終端，其特征在于，其中所述合并裝置包括一個(gè)疊加器，所述疊加器和HD編碼器及分辨率提升電路相連，用于將被解碼的HD增強(qiáng)層和HD格式信號(hào)合并成為HDTV輸出。
12.如權(quán)利要求8所述的終端，其特征在于，所述終端進(jìn)一步包括用以儲(chǔ)存HD增強(qiáng)層的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的終端，其特征在于，所述儲(chǔ)存裝置包括一個(gè)硬盤。
14.一種傳輸高清晰度(HD)電視信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟獲得一個(gè)包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的HD增強(qiáng)層；將HD增強(qiáng)層傳送給服務(wù)器，使用戶可以通過一個(gè)機(jī)頂終端訪問所述服務(wù)器，并從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收HD增強(qiáng)層。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括將包含一個(gè)SD數(shù)據(jù)流的基本層傳送到所述機(jī)頂終端，使所述終端將HD增強(qiáng)層和基本層合并成為一個(gè)HDTV輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，其中所述獲得步驟包括產(chǎn)生基本層；使基本層分辨率提升以產(chǎn)生HD格式信號(hào)；將HD格式信號(hào)從初始HD信號(hào)中減去，以生成增強(qiáng)信號(hào)；對增強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行編碼，以生成HD增強(qiáng)層。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述生成基本層的步驟包括使HD信號(hào)分辨率降低以產(chǎn)生SD格式信號(hào)；對SD格式信號(hào)進(jìn)行編碼，以生成基本層。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)信號(hào)應(yīng)用ITU H.264壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述SD格式信號(hào)應(yīng)用MPEG2壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述SD格式信號(hào)應(yīng)用ITU H.264壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼的。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述基本層是經(jīng)過廣播傳送的。
22.一種提供HD電視輸出的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟對包含HD增強(qiáng)型數(shù)據(jù)流的HD增強(qiáng)層進(jìn)行解碼；對包含SD數(shù)據(jù)流的基本層進(jìn)行解碼；使被解碼的基本層分辨率提升為HD格式信號(hào)；將解碼后的HD增強(qiáng)層和HD格式信號(hào)合并成為HDTV輸出。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述對基本層的解碼包含以下步驟對接收的基本層進(jìn)行調(diào)諧；對基本層進(jìn)行解碼。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括一個(gè)儲(chǔ)存HD增強(qiáng)層的步驟。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在增強(qiáng)層被觀眾訪問后刪除已儲(chǔ)存的HD增強(qiáng)層的手段。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在保持現(xiàn)有SDTV傳輸不改變的同時(shí)，能顯著節(jié)約帶寬的傳送SDTV/HDTV服務(wù)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于提供HDTV信號(hào)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)獲得一個(gè)包含HD增強(qiáng)數(shù)據(jù)流的增強(qiáng)層。并將該HD增強(qiáng)層傳送到一個(gè)服務(wù)器。用戶能通過一個(gè)機(jī)頂終端訪問該服務(wù)器，以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收HD增強(qiáng)層。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)包含SD數(shù)據(jù)流的基本層也被傳送到機(jī)頂終端，使所述終端將HD增強(qiáng)層和基本層合并成為一個(gè)HDTV輸出。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1509081SQ0215746
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者曾勇勤, 芬恩斯·布魯斯, 陳寧江, 布魯斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司