专利名称：通过因特网协议传送移动画面专家组流的方法和相应装置、接收方法和接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在IP网络上传输音频/视频服务的领域。更具体地，其涉及使用RTP(实时协议)协议来传输MPEG (移动画面专家组)流。
技术背景RFC(请求注解)3550 [3]描述了用于通过IP传输具有时间约束的流的手 段，并且规定向每个RTP分组附连时间参考(时间戳)。RFC 2250 [4]描述了如何可在RTP分组的数据部分内传输多个MPEG-2 传输分组。MPEG-2规范[l]描述了如何将时间参考包括在MPEG-2流中以及在目的 地处如何使用不同的时间参考来将时钟与源的时钟重新同步。还描述了 MPEG解码器如何使用时间参考来控制显示在所传送的流中包含的元素的时刻。DVB-IP规范[5]描述了用于在IP网络上分发多媒体服务的通常的体系结 构。此规范采用RFC 2250作为用于通过RTP传输MPEG-2流的机制。Pro-MPEG论坛(Pro-MPEG宽域联网组)已发表了规范的代码(编号3 )， 其也采用RFC 2250作为多媒体流传输机制。与DVB-IP—起，因而存在用于 基于RFC 2250而提供设备互连的、IP上的服务的端对端体系结构。MPEG-2分组中包括的时间参考被称为PCR(节目时钟参考)，其是基于具 有27MHz的精度的时钟的时间参考。此参考未被包括在所有MPEG分组中， 而仅仅被包括在它们中的一些中。假设流的速率在运送PCR参考的分组之间 是恒定的。对于其一部分，附连到每个RTP分组的时间参考是基于具有90kHz的精 度的时钟，因此具有明显较差的准确度。在RTP情况下，每个分组仅仅包含 一个时间参考。因此，在RTP分组的目的地处的重新调准是基于RTP时钟的 精度、或90kHz
发明内容
解决的问题因此，可见，这些机制的使用产生了 MPEG分组的时间序列的修改。此 修改一个方面是由于MPEG-2分组被编组(group)到RTP分组中的事实。此方 法意味着由源在不同时间发送的分组将最终在仅仅包含一个时间参考的 一个 RTP分组中被成组地传送，从而将由目的地在以比在这些分组中包括的时间 参考(PCR)的准确度低300倍的准确度来重新调准的时间处被成组地接收。从 而，实质上要处理由于编组而引起的时间序列的修改的第一源、以及由于以 90kHz而不是27MHz来重新调准RTP分组而引起的修改的第二源。发明概要可使用本发明来补偿这些准确度损失。其基于在被插入到MPEG分组中 的时间参考(PCR)的值在源处的校正。使用时间参考在源处的此校正来校 正在传输中引入的抖动。以此方式，在目的地处，PCR的值更准确地对应于 其在流中的位置。本发明涉及经由发送装置传送由数据分组构成的数据流的方法，这些分 组中的至少一些包括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考，其特 征在于，该方法包括至少如下步骤-由发送器校正所述时间参考，从而补偿由于传送而引入的抖动。 根据本发明的特定实施例，该方法包括如下步骤 -在缓冲器中临时存储所述数据分组，以整理要传输的多组分组； -通过添加在緩沖器中消耗的时间，校正由至少 一些分组运送的时间参考。根据本发明的特定实施例，该方法包括如下步骤 -因为通过传输协议来在发送器和接收器之间传送分组，该传输协议处 理由接>列的重构，所以 的差来校正所述时间参考。根据本发明的特定实施例，该方法包括如下步骤-因为通过传输协议来在发送器和接收器之间传送分组，该传输协议处理由接)
列的重构，所以，在发送分组之前，等待时间参考的基本时钟与被传输协议 用来重构序列的较低准确度的基本时钟之间的差变为0。根据具体特征，可根据RTP协议来发送分组。根据优选实施例，分组包括图像数据。这些数据可以被压缩(例如，根据MPEG 2或4标准)或不被压缩(例如，根据SDI标准)。 本发明还涉及发送装置。本发明还涉及接收由数据分组构成的数据流的方法，这些分组中的至少 一些包括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考。根据本发明，该 方法包括至少如下步骤-使用在至少一个数据分组中包括的时间参考的校正，来补偿由传送引 入的抖动。这样，接收器补偿抖动，即全部或部分地取消抖动。优选地，所补偿的 抖动是由于发送器引起的抖动。有利地，接收器同时还补偿由于传送信道引 起的抖动。本发明还涉及发送装置和接收器。
阅读以下参照附图的描述，将更好地理解本发明，并且其它特征和优点 将变得清楚，在附图中图1图示性地表示以本质上已知的方式来传送MPEG-2数据流时的步骤。图2图示性地表示包括根据本发明的实施例的校正的这些步骤。图3表示分组在被传送时随时间改变的方式。图4表示根据本发明的实施例的、能够发送流的装置的示例体系。
具体实施方式
需要被传输的MEPG流由一组通常是188字节的MPEG分组构成。这些 分组形成要在源装置和接收装置之间传送的不间断流。因此，源装置将^t喿作 为流的发送器，而接收装置将是接收器。此流将包含传输实时内容(如音频 和视频)的一组多路复用的独立流。为使得接收装置能够平滑地重构多^ 某体 服务，同时正确地同步各个部分，重要的是，控制分组之间的相对时间、以 及源时钟和目的地时钟之间的同步。
为做到这一点，MPEG在流的特定分组中插入^皮称为PCR的时间参考， 以在源和目的地之间同步时钟。这些时间参考传送源时钟在发送分组时刻的 值，并且将在接收到分组时被用来根据已知的PLL(锁相环)原理而重新同步目 的地时钟。当在源和目的地之间流畅地进行传输时，此方法更加有效。具体地，对 于分组传输时间，重要的是要尽量均匀。此系统较好地适用于等待时间 (lantency)，只要后者是均匀的即可，但同步会很快地受到不均匀的传输时间 的影响。当在IP网络上传送数据分组时，不能确保分组传输时间的均匀性。传送 可能使得分组被复制，并使得分组不按次序到达，这是因为分组不必采用相 同的路径来通过网络。RTP协议尝试通过推荐将时间参考添加到所传送的每 个RTP数据分组来补救此事态。此时间参考基于90kHz时钟。从而，RTP分 组的目的地可使用此参考来使得所接收的分组彼此重新调准，并且以此 90kHz时钟的精度来重构所接收的RTP分组的时间序列。当遵循DVB-IP标准集、Pro-MPEG时，使用RTP协议来在IP网络上、 在源和目的地之间传输MPEG流。7个MPEG放入一个RTP分組中。图3示出此封装如何工作。附图标记3.1 的MPEG分组形成^皮称为MPEGTS(传输流)的输出流。这些分组中的一些携 带时间参考PCR，附图标记是3,2。不立刻传送这些分组，它们必须被存储在 FIFO緩冲器中，以便构建RTP分组(附图标记3.3 )。当RTP分组就绪时， 连同对应于发送该分组的时间的RTP时间参考(附图标记3.4) —起发送该 分组。在接收端，根据在传输后未经控制的时间序列来接收RTP分组。通过 使用具有RTP时钟的精度(也就是90kHz )的RTP时间参考来校正这些分组 的序列。结果是由按照相对于具有90kHz的精度的单个时间参考的时间来排 序的分组的编组所构成的、重构的MPEG流。因此，此方法带来MPEG分组自身之间的相对序列的二次修改 一方面， 引入具有相同时间参考的数个分组的编组；另一方面，利用更低的90kHz的 精度来重新调准这些编组。本发明的示例实施例依赖于向MPEG分组的PCR添加校正，以使得它们 对应于在到达时重构的时间序列。可将这些校正添加到图中附图标记为3.5
的PCR。第一校正涉及向PCR添加其到达FIFO存储緩冲器中的时刻与发送 RTP分组的时刻之间的时间。以此方式，被附连到作为编组的一部分、从而 作为同一 RTP分组的一部分的分组的PCR将具有与RTP分组的发送相一致 的PCR。也可以如下描述对于每个分组考虑了分组输入到存储器中的时间与其输 出时间之间消耗的时间的这种4交正。使用此存储器来存储形成RTP帧的凝:据 部分的1到7 MPEG分组。每个分组的存储时间将对应于从其到达緩冲器的 时刻到当RTP帧完整时从緩冲器输出的时刻的时间。因而，此机制将修改运 送PCR时间信息的连续分组之间的时间关系(产生抖动)。为了得知在緩冲器中消耗的时间，将每个MPEG分组与由PCR计数器提 供的该分组的到达时间(称为T一in)的信息一起存储。由输出分组时PCR计 数器的当前值来提供输出分组的时间(称为T一out)。对MPEG分组的PCR 进行的校正包括通过在存储器中消耗的时间(T_out-T_in)来校正PCR值。PCR(i):分纟且编号i的PCIK直T一in(i^分组i到达緩沖器中的时间丁_0以(0=分组i从緩冲器离开的时间PCR，(i"在緩沖器输出处的PCR值的校正PCR，(i)= PCR(i) + (T—out(i) _ T—in(i))从而，此第 一校正将校正由编组效应产生的抖动。从而，适当修改的PCR与发送RTP分组的时刻相一致。将接收此分组， 并借助于RTP固有的时间参考机制来校准其时间序列。因此，将在目的地端 处以90kHz精度来重新调准此分组，但是，MPEG分组中包括的PCR具有更 准确300倍的27MHz的精度。因此，相对于27MHz时钟来考虑，RTP分组 的序列将被截尾为相对于实际发送时刻的、更低的90kHz时钟的整数值。用于校准两个时钟之间的精度差的第 一解决方法是要引入第二校正，因 为在源处，27MHz时钟的存在意味着发送RTP分组的时刻可已知到这个尺度。 因此可以计算RTP分组的90kHz时间参考所采用的值与具有27MHz时钟的 精度的相同值之间的差。将此差加到PCR,使得此PCR在其目的地处与被重 新调准到已被用于传输的RTP分组的90kHz的序列相一致。如果使用项PCR"(i一来指示考虑了对RTP的90kHz的舍入(rounding)的 PCR的最终校正，并使用"延长(extension)"来表示27MHz时钟和90kHz
时钟的值之间的差PCR"(i)-PCR,(i)-延长。另一解决方法包括阻止RTP帧并在27MHz时钟和90kHz时钟之间的差 返回0时发送它。要进行的校正使PCR"与PCR，相同，这是因为所述延长是 0。因为两个RTP帧开始之间的持续时间必须是1/90kHz的倍凄t，所以此解 决方法消耗带宽。在图4中图解了能够实现本发明的示例装置。该装置4.1经由网绍 接口 4.5而连接到IP网络4.7。其具有能够实现所述方法的处理器4.2。此处理器 使用其存储器4.4来执行这些方法。例如，所发送的流将从非易失性存储器 4.3获得，后者可能包括盘。在不脱离本发明的上下文的前提下，任何其他实 现方式(不管是软件还是硬件)都是可能的。示例实施例以非限制性的方式公开了本发明。对于预防性地考虑已知特 性的抖动的、对流的时间泉著的伴材JUU》't都蒗入太劳即参考文献[1] ISO/IEC 13818-1:2000 /p/brma"o" fec/zwo/ogy-- coWwg o/附oW"g p/"Mms朋c/ assocf她(i aM&o /咖環加'o": S，謹s, International Standards Organization.http:〃www.iso.org/iso/en/CatalogueDetailPage.CatalogueDetail CSNUMBE R=31537ISO/IEC 13818-2:2000 7w/b削加'ow加/z"o/ogy -- 6^"e〃'c c。(i/"g o/w。v/"g p/由ms朋(i awoc/afed aw血/"/b，a"ow.- F fifeo， International Standards Organization.http:〃www.iso.org/iso/en/CatalogueDetailPage.CatalogueDetail CSNUMBE R=31539[2]MPEG-4 Video: ITU-T Rec H.264 | ISO/IEC 14496-10 Information Technology - coding of audio-visual objects - Part 10: Visual [3]IETF RFC 3550, i 7P:爿 7>a"^x W尸ratoco/ /or i ea/-77we H. Schulzrinne etal.， July2003， 可 从 http :〃www. ietf. org/rfc/rfc3 5 5 0 .txt获4寻〖4]IETF RFC 2250， i 7P户^y/o^Z Fww^/or MP五G "M尸五G2 K/cfeo,D.Hoffman et al.， 1998年2月，可从http:〃w籠ietf.om/rfc/rfc2250.txt获得[5]DVB TM3022, Dz'g/to/ Wfifeo Brac^ra幼'"g fDF^) - Trara/wW 6"emYcey ovw化ETSI， RTS/汀C-DVB-93, 2004-03-26 [6]ARIB* STD-B24 Version 3.2, Data CWz'"g G"t/ rra"sm&s/o" S/ ec折c加'ow ybr D/g7.to/ ^Braacfcas^7g' Association of Radio Industries and Businesses, 2001年11月15日.[7]Digital Living Network Alliance - //蘭e TVefnwfed DeWce
权利要求
1、一种经由发送装置传送由数据分组构成的数据流的方法，这些分组中的至少一些包括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考，其特征在于，该方法包括至少如下步骤-由发送器校正所述时间参考，以使得接收器可补偿由于传送而引入的抖动。
2、 如权利要求l所述的方法，包括如下步骤-在緩冲器中临时存储所述数据分组，以整理要传输的多组分组；-通过添加在緩冲器中消耗的时间，校正由至少一些分组运送的时间参考。
3、 如权利要求1或2所述的方法，包括如下步骤-因为通过传输协议来在发送器和接收器之间传送分组，该传输协议处 理接收器根据比时间参 列的重构，所以， 的差来校正所述时间参考。
4、 如权利要求2所述的方法，包括如下步骤-因为通过传输协议来在发送器和接收器之间传送分组，该传输协议处列的重构，所以，在发送分組之前，等待时间参考的基本时钟与被传输协议 用来重构序列的较低准确度的基本时钟之间的差变为0。
5、 如权利要求1至4的任一个所述的方法，其特征在于，根据RTP协 议来发送分组。
6、 如权利要求1至5的任一个所述的方法，其特征在于，所述分组包 括图像数据。
7、 一种用于发送由数据分组构成的数据流的装置，这些分组中的至少 一些包括用于4吏得发送器和接收器的时钟同步的时间参考，其特征在于，该 装置包括通过接收器来校正时间参考以便补偿由传送引入的抖动的部件。
8、 一种用于接收由数据分组构成的数据流的方法，这些分组中的至少 一些包括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考，其特征在于，该 方法包括至少如下步骤 -使用在至少 一个数据分组中包括的时间参考的校正，来补偿由传送引 入的4牛动。
9、 一种由数据分组构成的数据流的接收器，这些分组中的至少一些包 括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考，其特征在于，该接收器 包括使用在至少 一个数据分组中包括的时间参考的校正来补偿由传送引入 的抖动的部件。
全文摘要
本发明涉及一种经由发送装置传送由数据分组构成的数据流的方法，这些分组中的至少一些包括用于使得发送器和接收器的时钟同步的时间参考。该方法至少包括由发送器校正所述时间参考，以使得接收器可补偿由于传送而引入的抖动。使用本发明来补偿这些准确度的损失。本发明还涉及装置和相应接收器和接收方法。
文档编号H04N7/62GK101103566SQ200680002138
公开日2008年1月9日 申请日期2006年1月11日 优先权日2005年1月11日
发明者伯特兰德·普罗沃斯特, 杰罗姆·塔斯, 让-卢克·苏拉德, 贝努瓦·勒鲁德克 申请人:汤姆森特许公司