专利名称：系统时钟基准自动调整系统及方法
技术领域：
本发明涉及调整数字电视信号的时间基准，特别是一种对多次复用后的节目所产生的不同PCR(Program Clock Reference，节目时间基准)错误进行智能辨别和处理的系统时钟基准自动调整方法及系统。
背景技术：
节目时间基准PCR是一个33字节数，由90kHz时钟驱动的计数器的取样物。
下面结合图1来说明现有技术中解码器如何用PCR来重建每个节目的远地27MHz时钟。
PCR数据过滤模块1对数据包报头的PCR进行取样并输出，压控振荡器(VCO)4的输出信号产生一个标准的27MHz时钟，稳定地驱动STC(System TimeClock)计数器5；STC计数器5的值被周期地取样，并输出到PCR相位误差计算模块2，PCR相位误差计算模块2对STC计数器5的输出与数据包报头的PCR取样加以比较，其差异就是PCR相位误差，用该相位误差的算术值来控制脉冲发生及脉冲电压转换模块3，从而调节压控振荡器4的时钟频率输出，通过上述的处理过程，可以逐渐使STC计数器5的系统时钟基准与报头PCR相配。
DVB要求PCR至少以每秒25个PCR的速率发送。
申请号为01123060.6，发明名称为活动图像工程组程序时钟基准抖动、频率偏移及漂移率测量的中国专利申请公开了一种如何有效确定PCR抖动原因的方法，然而该专利申请并没有描述如何在接收端对PCR的抖动进行调整；专利号为01819366.8，发明名称为用于活动图像专家组(MPEG)传输流的程序时钟基准数据的再生的发明专利公开了如何利用单一晶振来同时恢复多路数字节目系统的系统时钟，但该专利也没有描述针对每一路系统时钟的误差进行调整的相关内容；申请号为02111284.3，发明名称为用于运动图像专家组-2的节目参考时钟的调整方法及装置的中国专利申请公开了一种数字节目转发或再复用设备中根据输入输出码流的变化来自动调整PCR数值的方法，该方法可以减小复用前后因码率变化而造成的PCR误差，但该方法只用于数字节目转发或复用设备中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种系统时钟基准自动调整系统及方法，解决目前接收机无法适应不同地区数字电视信号在时间基准标准上的差异性、无法自动针对多次复用后的节目所产生的不同PCR错误进行智能辨别和处理、PCR因多次复用及前多设备不标准的情况下无法提供流畅地音视频节目及处理过程不具备实时性等一系列问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种系统时钟基准自动调整系统，包括节目时间基准数据过滤模块、节目时间基准相位误差计算模块、脉冲发生及脉冲电压转换模块、压控振荡器，其中，还包括一节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取模块，用于根据视音频显示时间标记与系统时钟基准的差值平均值获取节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值；一节目时间基准校正模块，用于将所述节目基准校正值与所述节目时间基准数据过滤模块输出的节目时间基准相加得到新节目时间基准，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理；一系统时间基准计数器，以所述系统时钟基准校正值作为基值，并在所述基值的基础上按所述压控振荡器产生的时钟脉冲的频率不断自加后输出系统时钟信号给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理。
上述的系统时钟基准自动调整系统，其中，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取模块包括视音频显示时间标记数据过滤模块，用于比较所述视音频显示时间标记与所述系统时钟基准的差值，并存储一定次数的统计结果；差值平均值计算模块，用于根据所述统计结果计算并保存所述差值的平均值；差值平均值分类及存储模块，用于对所述差值平均值进行分类；
节目时间基准校正值获取及处理模块，根据所述分类结果获取所述节目时间基准校正值，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块；系统时间基准控制器，根据所述节目时间基准校正值进行得到所述系统时间基准校正值。
上述的系统时钟基准自动调整系统，其中，所述差值平均值包括以下2种类型第一类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之内；第二类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且在某一个固定值附近有小幅变动，但该小幅变动的频率范围却在压控振荡器可控范围之内；所述第一类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为0；所述第二类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为所述差值平均值；上述的系统时钟基准自动调整系统，其中，所述差值平均值还包括第三类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且该差值的正负属性及幅值范围没有规律可寻；所述第三类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值获取及处理模块继续跟踪节目时间基准的变化，在节目时间基准恢复到所述第一类型和第二类型之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的节目时间基准变化的最大差值。
为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种根据所述系统时钟基准自动调整系统进行系统时钟基准自动调整的方法，其中，包括以下步骤节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取步骤，根据视音频显示时间标记与系统时钟基准的差值平均值获取节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值；节目时间基准校正步骤，根据所述节目基准校正值与原节目时间基准相加得到新节目时间基准，并发送给所述新节目时间基准相位误差计算模块进行处理；系统时间基准计数处理步骤，以所述系统时钟基准校正值作为基值，并在所述基值的基础上按所述压控振荡器产生的时钟脉冲的频率不断自加后输出系统时钟信号给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理。
上述的系统时钟基准自动调整方法，其中，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取步骤具体包括以下步骤步骤11，视音频显示时间标记数据过滤模块比较所述视音频显示时间标记与所述系统时钟基准的差值，并存储一定次数的统计结果；步骤12，差值平均值计算模块根据所述统计结果计算并保存所述差值的平均值；步骤13，差值平均值分类及存储模块对所述差值平均值进行分类；步骤14，节目时间基准校正值获取及处理模块根据所述分类结果获取所述节目时间基准校正值，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块；步骤15，系统时间基准控制器根据所述节目时间基准校正值进行得到所述系统时间基准校正值。
上述的系统时钟基准自动调整方法，其中，所述差值平均值包括以下2种类型第一类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之内；第二类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且在某一个固定值附近有小幅变动，但该小幅变动的频率范围却在压控振荡器可控范围之内；及所述第一类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为0；所述第二类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为所述差值平均值；上述的系统时钟基准自动调整方法，其中，所述差值平均值还包括第三类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且该差值的正负属性及幅值范围没有规律可寻；所述第三类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值获取及处理模块继续跟踪节目时间基准的变化，在节目时间基准恢复到所述第一类型和第二类型之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的节目时间基准变化的最大差值。
利用本发明的系统时钟基准自动调整系统及方法，可最大限度地使接收机适应了当前不同地区数字电视信号在时间基准标准上地差异性；使得接收机能够自动针对多次复用后的节目所产生的不同PCR错误进行智能辨别和处理；在PCR因多次复用及前端设备不标准的情况下仍能最大限度地提供流畅地音视频节目，同时处理的过程具备实时性。
图1为现有技术的系统时钟基准自动调整系统的结构示意图；及图2为本发明的系统时钟基准自动调整系统的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的系统时钟基准自动调整方法和系统如图2所示，其中该系统包括PCR数据过滤模块101，用于对数据包报头的PCR进行取样并输出PCR；节目时间基准校正模块102，用于将节目基准校正值与PCR数据过滤模块101输出的PCR相加得到新的PCR，即PCR’；PCR相位误差计算模块103，用于比较STC计数器105输出的系统时钟与校准后的数据包报头PCR’比较，得到PCR相位误差；脉冲发生及脉冲电压转换模块104，用于对PCR相位误差进行处理；压控振荡器106，自身能够产生标准的27MHz时钟，并能根据脉冲发生及脉冲电压转换模块104的输出信号对该时钟进行微调；STC计数器105，将STC校正值计数的基值，并在这个基值的基础上按外部晶振时钟脉冲的频率不断自加；由该27MHz时钟和STC校正值驱动产生系统时钟；PTS数据过滤模块111，用于比较视音频显示时间标记(Presentation TimeStamp，PTS)与系统时钟基准(STC)的差值，并存储一定次数的统计结果；差值平均值计算模块110，用于根据PTS数据过滤模块111中的统计数据计算并保存视音频显示时间标记(PTS)与系统时钟基准(STC)的差值的平均值；差值平均值分类及存储模块109，用于对差值平均值进行分类，其中差值平均值包括以下3种类型第一类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之内，这说明系统时钟基准的微小变化属于网络传输数据时的正常延时；第二类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且在某一个固定值附近有小幅变动，但该小幅变动的频率范围却在压控振荡器可控范围之内，表明系统时钟基准错误是由于节目在被多次复用后已经改变了原始视音频流的码流，使得原显示时间标记(PTS)与实际的视音频显示时间(PTS)有了一个恒定的差值，而复用器仅对PCR做了校正，此时表现为由PCR恢复出的系统时钟基准与原显示时间标记之间的差值始终在一个较大的常量附近波动；第三类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且该差值的正负属性及幅值范围没有规律可寻，表明当前的视音频流已经由于多次复用，不但改变了原有的视音频码流的时间显示基准，同时也没有及时地将PCR进行校正，由PCR恢复的系统时钟基准已经大大偏离了正常播放视音频所需的时间基准；节目时间基准校正值获取及处理模块108，根据分类结果获取节目时间基准校正值并发送给节目时间基准校正模块102和STC控制器107进行处理，只存在第三类型时，执行其他处理；对于第一类型，不需要进行修正，节目时间基准校正值获取及处理模块108设置节目时间基准校正值为0；对于第二类型，节目时间基准校正值获取及处理模块108将差值平均值设置为节目时间基准校正值，并发送给节目时间基准校正模块102和STC控制器107；对于第三类型，继续跟踪节目时间基准(PCR)的变化，在PCR恢复到前两种情况所描述的情况之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的PCR变化的最大差值；STC控制器107，根据节目时间基准校正值进行相应处理得到STC校正值，具体处理方法如下所述对于第一类型，不需要进行修正，STC控制器107也不需要对STC计数器105进行修正；对于第二类型，STC控制器107将STC校正值与当前系统STC的算术和设置为节目时间基准校正值，并发送给STC计数器作为基值；
对于第三类型，继续跟踪节目时间基准(PCR)的变化，在PCR恢复到前两种情况所描述的情况之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的PCR变化的最大差值；结合图2所示，本发明的系统时钟基准自动调整方法包括如下步骤步骤1，根据视音频显示时间标记(PTS)与系统时钟基准(STC)的差值平均值获取节目时间基准校正值及STC校正值，具体包括以下步骤步骤11，PTS数据过滤模块111比较视音频显示时间标记(PTS)与系统时钟基准(STC)的差值，并存储一定次数的统计结果；步骤12，差值平均值计算模块110根据PTS数据过滤模块111中的统计数据计算并保存视音频显示时间标记(PTS)与系统时钟基准(STC)的差值的平均值；步骤13，差值平均值分类及存储模块109对步骤12得到的差值平均值进行分类，其中差值平均值上面所说的3种类型；步骤14，节目时间基准校正值获取及处理模块108根据步骤13的分类结果获取节目时间基准校正值并发送给节目时间基准校正模块102和STC控制器107进行处理，STC控制器107根据节目时间基准校正值进行相应处理，对于第一类型，不需要进行修正，节目时间基准校正值获取及处理模块108设置节目时间基准校正值为0，同时STC控制器107也不需要对STC计数器105进行修正；对于第二类型，节目时间基准校正值获取及处理模块108将差值平均值设置为节目时间基准校正值，并发送给节目时间基准校正模块102和STC控制器107，STC控制器107将节目时间基准校正值和STC计数器105的当前值相加得到STC校正值；对于第三类型，继续跟踪节目时间基准(PCR)的变化，在PCR恢复到前两种情况所描述的情况之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的PCR变化的最大差值；步骤2，根据节目时间基准的校准值及STC计数器的校正值分别调整节目时间基准和STC计数器，并计算系统时钟基准，具体包括以下步骤步骤21，PCR过滤装置101将数据包报头的PCR进行取样输出；步骤22，节目时间基准校正模块102将节目时间基准校正值获取及处理模块108输出的节目时间基准校正值与PCR数据过滤模块101输出的PCR相加得到新的PCR，即PCR’；步骤23，PCR相位误差计算模块103比较STC计数器104输出的系统时钟与校准后的数据包报头PCR’比较，得到PCR相位误差；步骤24，脉冲发生及脉冲电压转换模块104根据PCR相位误差来调解脉冲发生器的高电平脉宽并用此来控制脉冲电压转换模块的电压输出，并用此来控制压控振荡器106；步骤25，压控振荡器106根据脉冲发生及脉冲电压转换模块104的输出结果产生一个标称的27MHz时钟；步骤26，STC计数器以STC控制器输出的计数校正值与本身的STC数值之算术和为基值，并在基值的基础上按外部晶振时钟脉冲的频率不断自加输出系统时钟。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种系统时钟基准自动调整系统，包括节目时间基准数据过滤模块、节目时间基准相位误差计算模块、脉冲发生及脉冲电压转换模块、压控振荡器，其特征在于，还包括一节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取模块，用于根据视音频显示时间标记与系统时钟基准的差值平均值获取节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值；一节目时间基准校正模块，用于将所述节目基准校正值与所述节目时间基准数据过滤模块输出的节目时间基准相加得到新节目时间基准，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理；一系统时间基准计数器，以所述系统时钟基准校正值作为基值，并在所述基值的基础上按所述压控振荡器产生的时钟脉冲的频率不断自加后输出系统时钟信号给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理。
2.根据权利要求1所述的系统时钟基准自动调整系统，其特征在于，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取模块包括视音频显示时间标记数据过滤模块，用于比较所述视音频显示时间标记与所述系统时钟基准的差值，并存储一定次数的统计结果；差值平均值计算模块，用于根据所述统计结果计算并保存所述差值的平均值；差值平均值分类及存储模块，用于对所述差值平均值进行分类；节目时间基准校正值获取及处理模块，根据所述分类结果获取所述节目时间基准校正值，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块；系统时间基准控制器，根据所述节目时间基准校正值进行得到所述系统时间基准校正值。
3.根据权利要求2所述的系统时钟基准自动调整系统，其特征在于，所述差值平均值包括以下2种类型第一类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之内；第二类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且在某一个固定值附近有变动，所述变动的频率范围在压控振荡器可控范围之内；及所述第一类型的差值平均值、所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为0；所述第二类型的差值平均值、所述系统时钟基准校正值为所述差值平均值，所述节目时间基准校正值为系统时钟基准校正值与当前系统时钟基准的算术和。
4.根据权利要求3所述的系统时钟基准自动调整系统，其特征在于，所述差值平均值还包括第三类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且所述差值平均值的正负属性及幅值范围无规律；所述第三类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值获取及处理模块继续跟踪节目时间基准的变化，在节目时间基准恢复到所述第一类型和第二类型之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将显示时间标记检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的节目时间基准变化的最大差值。
5.权利要求1所述的系统时钟基准自动调整系统进行系统时钟基准自动调整的方法，其特征在于，包括以下步骤节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取步骤，根据视音频显示时间标记与系统时钟基准的差值平均值获取节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值；节目时间基准校正步骤，根据所述节目基准校正值与原节目时间基准相加得到新节目时间基准，并发送给所述新节目时间基准相位误差计算模块进行处理；系统时间基准计数处理步骤，以系统时钟控制器输出的计数校正值与本身的系统时钟控制器数值的算术和为基值，并在所述基值的基础上按压控振荡器产生的时钟脉冲的频率不断自加后输出系统时钟信号给所述节目时间基准相位误差计算模块进行处理。
6.根据权利要求5所述的系统时钟基准自动调整的方法，其特征在于，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取步骤具体包括以下步骤步骤11，视音频显示时间标记数据过滤模块比较所述视音频显示时间标记与所述系统时钟基准的差值，并存储一定次数的统计结果；步骤12，差值平均值计算模块根据所述统计结果计算并保存所述差值的平均值；步骤13，差值平均值分类及存储模块对所述差值平均值进行分类；步骤14，节目时间基准校正值获取及处理模块根据所述分类结果获取所述节目时间基准校正值，并发送给所述节目时间基准相位误差计算模块；步骤15，系统时间基准控制器根据所述节目时间基准校正值进行得到所述系统时间基准校正值。
7.根据权利要求6所述的系统时钟基准自动调整方法，其特征在于，所述差值平均值包括以下2种类型第一类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之内；第二类型，所述差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且在某一个固定值附近有变动，所述变动的频率范围在压控振荡器可控范围之内；；所述第一类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值均为0；所述第二类型的差值平均值、所述系统时钟基准校正值为所述差值平均值，所述节目时间基准校正值为系统时钟基准校正值与当前系统时钟基准的算术和。
8.根据权利要求7所述的系统时钟基准自动调整方法，其特征在于，所述差值平均值还包括第三类型，差值平均值在压控振荡器可控范围之外，且所述差值平均值的正负属性及幅值范围无规律；所述第三类型的差值平均值，所述节目时间基准校正值获取及处理模块继续跟踪节目时间基准的变化，在节目时间基准恢复到所述第一类型和第二类型之前，将节目输入缓冲区加为最大，同时将PTS检测时的抖动允许范围变为正常抖动范围加上已检测到的节目时间基准变化的最大差值。
全文摘要
本发明公开了一种系统时钟基准自动调整系统，包括节目时间基准数据过滤模块、节目时间基准相位误差计算模块、脉冲发生及脉冲电压转换模块、压控振荡器，其特点在于，通过增加一节目时间基准校正值及系统时钟基准校正值获取模块、一节目时间基准校正模块和一系统时间基准计数器，来解决目前接收机无法适应不同地区数字电视信号在时间基准标准上的差异性、无法自动针对多次复用后的节目所产生的不同PCR错误进行智能辨别和处理、PCR因多次复用及前多设备不标准的情况下无法提供流畅地音视频节目及处理过程不具备实时性等一系列问题。
文档编号H04N7/52GK101022544SQ20061001133
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月15日 优先权日2006年2月15日
发明者洪亮 申请人:乐金电子(中国)研究开发中心有限公司