[發明專利]用于對數字服務的不同部分進行同步的設備和方法

有效

• 申請號: 201110240840.1
• 申請日: 2005-11-08
• 公開（公告）號: CN102291523A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 菲利浦·萊恩德克;雷納·茨溫;弗蘭克·阿貝拉爾;帕特里克·莫萬;塞巴斯蒂安·德塞爾;迪迪埃·杜瓦楊
• 申請（專利權）人: 湯姆森許可貿易公司
• 主分類號: H04N5/04
• 分類號: H04N5/04;H04N7/52;H04N7/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 戎志敏

本申請是申請日為2005年11月8日、國際申請號PCT/EP2005/055829、國家申請號200580039058.6、題為“用于對數字服務的不同部分進行同步的設備和方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于對數字服務的不同部分進行同步的設備和方法。例如，本發明涉及視聽數字服務的音頻/視頻同步。

背景技術

多年來，與屏幕有關的技術是基于陰極射線管屏幕的。這些技術完全是模擬的。自從上世紀九十年代開始，數字技術在圖像系統中變得越來越流行，從攝像機采集視頻信號到把信號顯示在屏幕上(例如，使用運動補償的100Hz屏幕)。最初，這些新技術沒有對視頻造成任何有意義的延遲。音頻/視頻(下文由A/V來表示)同步基于如下假定由解碼器來執行：解碼器所提供的音頻和視頻流由視聽再現設備即時地再現。在解碼器中，A/V同步原理包括：使用MPEG編碼器嵌入到音頻和視頻分組中的時標(“程序時鐘參考”和“呈現時間戳”)，使解碼器能夠相對于公共時間基準而呈現視頻和音頻。ISO/IEC?13818-1標準的附錄D詳細描述了怎樣執行這種A/V同步(被稱作“LIPSYNC”)。當今，用于對解碼器的A/V同步模塊進行調諧的過程包括：對從測試MPEG流導出的音頻和視頻分組進行解碼，并把它們呈現在再現設備上(例如CRT電視)，其中再現設備的響應時間被看作是即時的。類似地，在DVD播放機中，A/V同步由播放機自身來處理，這確保了音頻和視頻流在播放機的輸出處同步。

經過屏幕技術近來的發展，新的屏幕和稍微復雜的視聽再現設備已經投放市場，包括：

-視聽再現設備(例如“家庭影院”)，其中能夠以解碼后的形式(PCM格式，脈沖編碼調制格式)或編碼后的形式(例如Dolby?Digital)來提供音頻信號。

-高清晰度(下文由HD來表示)電視，正在一些國家中變得越來越流行。例如，可以使用MPEG-4技術減小成本使其成為消費市場。多個HD格式應當與標準清晰度(下文由SD來表示)格式共存。HD格式要求在顯示視頻之前在屏幕中進行大量的視頻處理，這會引起延遲。

-針對HD和SD格式，市場上存在多種可用的屏幕技術(例如LCD、LCOS、DLP、等離子體，等)。這些屏幕要求其自有的視頻處理器進行最佳再現，因而會引起延遲。

過去對視聽系統的研究表明，人們對于A/V相移是敏感的。貝爾實驗室在1940年的研究表明，大于100ms的音頻延遲或大于35ms的音頻提前會引起難題。實際中，人們自然地更能夠忍受音頻延遲而不是音頻提前，這是因為在看到屏幕上的顯示之前聽到聲音是不自然的。因此，一般的規則是，ITU對A/V系統中可接受和不可接受的A/V同步誤差進行了標準化。在1993年，ITU[DOC11/59]標準定義了可檢測性范圍，即大于100ms的音頻延遲或大于20ms的音頻提前。不能接受的范圍被定義為：大于160ms的音頻延遲或大于40ms的音頻提前。在1998年，沒有特殊的原因，ITU把可檢測性范圍放寬到大于125ms的音頻延遲或大于45ms的音頻提前。不能接受的范圍被定義為：大于185ms的音頻延遲或大于90ms的音頻提前。這些范圍由ITU-R?BT?1359-1標準定義。

現今，ATSC(“高級電視系統委員會”，一個開發數字電視標準的國際組織)指出這個標準不合適、且不符合BELL所做的研究。因此，它提出對范圍[-90ms，+30ms]內的同步誤差進行標準化，以便按照如下方式分布在A/V系統中：[-45ms，+15ms]對應于采集，[-45ms，+15ms]對應于編碼器/解碼器/TV。

現今，視頻再現設備(例如LCD屏幕)在視頻處理系統中引起了幾十毫秒(通常接近一百毫秒)的延遲。所引起的延遲在不同設備之間的變化顯著，而且還會根據可以隔行掃描(例如，針對SD為576i25，針對HD為1080i25)或逐行掃描(例如，針對SD為576p25，針對HD為720p50)的圖像格式而變化，特別是當屏幕具有去隔行(deinterlacing)功能時。這些處理要求使用圖像存儲器(例如FIFO、SDRAM等)，因而增大了視頻信號相比于音頻信號的延遲。這意味著音頻信號通常會出現在與之相關的視頻信號之前。實際中，音頻再現設備通常不會在正常使用中引起顯著的延遲。如果添加了音效，則音頻再現設備會引起延遲。然而，這些延遲保持在用戶可忍受的范圍內。