专利名称：媒体数据解码方法和提供媒体的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据流的处理，更具体地说，本发明涉及在基本码流间进行快 速切换的系统、方法和装置。
背景技术：
各种程序允许读者在多种不同方式选项下浏览。在这些不同选项中，包括 语言选择、字幕选择、优先选择、名称注释选择等。
不同的基本码流提供不同的选项， 一个程序可具有多个不同的基本码流， 每个基本码流可提供如音频、视频、或数据的选项。
通常一个DVD影片或程序可并行播放视频和音频选项，某些情况下也可以 同时播放数据选项。甚至用户可以决定切换到特殊的选项，而保持播放其它选 项。
在这样的情况下，期望在播放其他选项的同时，无缝切换到特定的选项。 通过同后续结合附图介绍的本发明的特征进行比较，本领域的技术人员可 轻易了解现有和传统方法的局限性和劣势。
发明内容
如至少一个附图中展示和/或描述的，本发明涉及在基本码流间进行快速 切换的系统、方法和装置，详细说明请见权利要求书。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种数据解码方法，该方法包括
将至少一个数据流排入队列；
接收对所述至少一个数据流之外的另一数据流进行编码的命令；
在接收到该命令后，对所述至少一个数据流的一部分进行解码，其中所述 至少一个数据流的一部分在接收到命令之前巳经被排入队列；
在对所述至少一个数据流的一部分进行解码后，对所述另一数据流进行解码。
优选地，该方法还包括
接收多个数据流；
对所述至少一个数据流进行过滤。
优选地，接收多个数据流包括接收传输数据流，所述传输数据流包括所述 多个数据流。
优选地，接收多个数据流包括接收程序流，所述程序流包括所述多个数据流。
优选地，所述至少一个数据流包括分组数据流。
优选地，所述至少一个数据流还包括音频数据流，并且所述另一数据流包 括另一音频数据流。
优选地，所述至少一个数据流还包括视频数据流，并且所述另一数据流包 括另一视频数据流。
优选地，该方法还包括将标志排入队列，所述标志用于标示数据流的改变。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种提供媒体的电路，包括
多路复用流处理器，用于接收多路复用流并滤出至少一个基本码流；
队列，用于排序所述至少一个基本码流；
解码器，用于解码所述至少一个基本码流；
其中所述多路复用流处理器在发出从至少一个基本码流切换到至少另一 基本码流的命令后，对所述至少另一基本码流进行过滤而不是所述至少一个基 本码流；
所述队列在所述命令发出后存储所述至少一个基本码流的一部分，其中所 述至少一个基本码流的所述部分是在所述命令发出前写入队列的；
所述解码器解码所述至少一个基本码流的所述部分和所述至少另一基本 码流。
优选地，所述解码器在刚开始接收所述至少另一基本码流时在所述解码器 内产生异常事件，所述异常事件使所述解码器执行异常处理，其中所述异常处
理使所述解码器为所述至少另一基本码流选择编解码器。
优选地，所述多路复用流处理器在队列中放入了标志，所述标志标示出所 述至少另一基本码流的起点。
优选地，所述电路还包括
另一解码器，用于在所述解码器解码所述至少一个数据流和所述至少另一 数据流时，解码至少又一数据流。 优选地，所述解码器还包括；
提取器，用于接收所述至少一个基本码流和所述另一基本码流；
解压縮引擎，用于解压所述至少一个基本码流和所述另一基本码流；
优选地，所述提取器检测到所述另一基本码流并中断所述解压縮引擎，其 中该中断导致解压縮弓1擎加载与所述另一基本码流有关的内容。
优选地，所述提取器通过检测标志来检测出所述另一基本码流，所述标志 标示出所述另 一基本码流的变化。
优选地，所述多路复用流包括程序流。
优选地，所述多路复用流包括传输流。
优选地，所述解码器还包括
提取器，用于接收至少一个基本码流和另一基本码流；
解压縮引擎，用于解压所述至少一个基本码流和所述另一基本码流；
其中所述提取器检测到所述另 一基本码流并中断所述解压縮弓I擎，其中该
中断导致解压縮引擎加载与所述另一基本码流有关的内容。
优选地，所述提取器通过检测标志来检测出所述另一基本码流，其中所述
标志标示出所速滑另 一基本码流的变化。
以下将通过说明书和附图更详细地阐述实施例中示出的本发明的上述以
及其它优点和新的特点。
图1是根据本发明实施例的描述数据流的呈现的框图； 图2是根据本发明实施例的呈现数据流的流程图3是根据本发明实施例的一个示例性解码器的框图； 图4是根据本发明实施例的一个示例性解码器的框图； 图5是根据本发明实施例的呈现数据流的流程图。
具体实施例方式
现在请参阅图1，其示出了根据本发明实施例描述数据流的呈现的框图。
一个程序可以与多个视频基本码流105v (0) -105v (m)、音频基本码流 105a(0)-105a(n)、和数据基本码流105d(o)-105d(p)相关联。
在一个示例性程序中，每个视频基本码流105v可以提供来自如一个特殊 的有利点的视频，每个音频基本码流105a可以提供不同语言的音频，每个数 据基本码流105a可以提供不同语言的字幕。
通常，该程序的呈现包括同步播放至少一个视频基本码流105v、至少一 个音频基本码流105a和多个不同的数据基本码流105d。此外，视频基本码流 105v、音频基本码流105a和数据基本码流105d都和时基(time base)相关 联。基本码流105包括有时间戳，该时间戳用于指示出呈现出数据的特定部分 的时间。该时间戳可与本地时钟进行比较，以使音频和视频基本码流105以及 任意数据基本码流105d同步。
每个基本码流105都提供在多路复用流110中。多路复用流可包含如传输 流或者程序流。传输流主要用于在有损耗媒质上传输，例如因特网，而程序流 主要用于在本地媒介上传输，例如总线。多路复用流110包括多个数据包115。 该数据包115包括来自特定的一个基本码流105的数据以及报头115h。报头 115h包括用于标示该特定基本码流的包标识字段PID 。
从多路复用流110中滤出选择将被呈现的基本码流105。例如，当用户希 望看到一个特定视频基本码流105v (3)、音频基本码流105a (4)、数据基本 码流105d(5)和105(7)时，与上述基本码流相关的携带P工D的多路复用流数据 包115从多路复接流110中被滤出，同时其他的数据包被丢弃。
然后滤出的数据包被放入与之相关的一个队列中。例如，该队列可包括音 频队列、视频队列和多个数据队列。该队列存储用于处理和呈现的基本码流。
时间戳用于同步处理该基本码流。
被选中的基本码流105可能会改变。例如，音频基本码流105a(4)可能会 变成音频基本码流105a (5)，而继续呈现视频基本码流105v (3)、数据基本 码流105d (5)和105d (7)。
当选定的基本码流105被改变时(如音频基本码流105a(4)变为基本码 流105a(5))，之前选定的基本码流(例如基本码流105a(4))的至少一部分 可能已经存储在相关队列中。此外，不同的音频基本码流105a(0)…105a(ra) 可能需要不伺的编解码器进行处理。
该之前选定的基本码流中在选择的内容改变前放入队列的一部分的队列 清空，将导致该队列前部的时间戳对应于其它队列的尾部。
例如，如果起初被选定的基本码流是基本码流105a (4)，并变成基本码 流105a (5)，当基本码流变成基本码流105a (5)时，基本码流105a(4)的 一部分会仍然保存在队列120a中。如果视频基本码流105v (3)、数据基本码 流105d (5)和105d (7)同时播放，清空(flushing)队列120a将导致队列 120a的首端将和队列120v、 120d的尾端的时基相对应。
因此，在选择发生变化时已经在队列120a中的先前选定的基本码流的一 部分，例如音频基本码流105a (4)'，就留在队列中并被处理。选择发生变 化时，就对与新选择的基本码流(如音频基本码流105a(5))有关的多路复用 流数据包110进行过滤，而不是对先前选择的音频基本码流105a(4)。这样， 105a(4)'部分播放完成后，接着播放音频基本码流105a(5)。这种转换相对于 视频基本码流105v(3)和数据基本码流105d(5)和105a(7)的播放是无缝进 行的。
现在请参阅图2，其展示了根据本发明实施例所描述的数据呈现的流程 图。在步骤205中，例如音频基本码流105a (4)的数据流被排列在队列120a 中。在步骤210中，接收到解码另一数据流(例如音频基本码流105a (5)) 的命令，而不是当前数据流(如音频基本码流105a(4))。
在接到命令后，原始解码的数据流(如音频基本码流105a(4))的一部分， 即在接收到命令前被排入队列的部分(例如，音频基本码流105a (4)，)，
在步骤215中被解码。在该部分105a(4)，解码后，在步骤220解码新选择 的数据流，即音频基本码流105a (5)。
上述解码可以用于在多媒体呈现过程中从一个媒体流到另一媒体流的快 速切换。在本发明的某些实施例中，这种从一个媒体流到另外一个媒体流的转 换是无缝的，不影响其它媒体的连续呈现。例如，在播放电影的过程中(包括 音频和视频的呈现)，音频流能够以相对于视频的播放无缝的方式切换成另一 音频流，比如说另一种语言的音频，相对连续地呈现给观看者。
在某些实施例中，数据流可能包含根据各种数据压縮标准进行了压縮的数 据。例如，运动图像专家组(MPEG)已经公布的多种的压缩视频数据的不同标 准，如MPEG-2、高级视频压縮(AVC)、音频压縮、MPEG-1和MP3。本发明的 某些实施例可以用于包括依照上述标准被压縮的音频和视频数据的数据流。 .现在请参阅图3，其示出了根据本发明实施例的示例性DVD集成电路300 的框图。集成电路300能够为高清晰度DVD播放机提^l一个高度集成的硅平 台。它还可以与单独的编码器结合使用。
集成电路300在输入端302接收携带多个基本码流105的多路复用流110， 并且从选定的基本码流105中导出用于呈现的数据。来自选定的视频基本码流 的视频数据可以通过视频数模转换器310输出到分量视频(component video) 或者S-视频端口，通过HDM工输出端口 315输出到HDMI。来自被选模拟基本 码流的模拟数据经由8声道/立体声输出端口 320以7. 1声道输出格式或者立 体声I2S格式输出，从SPDIF输出端口 325以SPDIF格式输出，以及经由立体 声音频数字音频转换器330以模拟数据输出。
集成电路300可包含核心处理器303，例如支持高清DVD和BD图形、高 清DVD和BD导航、互连性、内容保密和解密、以及浮点单元图形(字体渲染) 和JAVA支持的4350双线程MIPS处理器。该核心处理器可包含有多媒体单元、 32K/16K指令、32K数据高速缓存和128K预读高速缓存(RAC) 304以用于数 据流的呈现。
集成电路300可包括有用于接收多路复用流110的多路复用流处理器 305。如上所述，多路复用流110包括多个装载特定的基本码流105和报头115h
的数据包115。报头115h包括标示特定基本码流的数据包标识子段PID。
多路复用流处理器305通过输入302接收多路复用流，并过滤多路复用流 110中待呈现的被选定的基本码流105。多路复用流110包括通过PID标示不 同基本码流的多路复用数据包115。多路复用流处理器305解析多路复用包115 的报头115h，检查PID，并过滤被选定的音频基本码流和视频基本码流。多路 复用流处理器305将经过过滤的音频基本码流105a经由音频队列120a提供给 音频解码器340，将经过过滤的视频基本码流105v经由视频队列120v提供给 视频解码器350。
选定的基本码流105会发生改变。例如，音频基本码流105a (4)能够改 变为音频基本码流105a (5)，同时继续连续得呈现视频基本码流105v (3)、 数据基本码流105d (5)和105d (7)。
当选定的基本码流105变化时，例如从音频基本码流105a(4)变为基本 码流105a(5)，之前选定的基本码流的至少一部分，例如基本码流105a(4) 的一部分，可能已经存储在有关的队列中。此外，不同的音频基本码流 105a(0)…105a(m)可能需要不同的编解码器进行处理。
选定发生变化时已经存储在队列120a中的之前选定基本码流的那部分， 如音频基本码流105a(4)'，就留在队列中加以处理。在选定发生变化时，对 与新选定基本码流(如音频基本码流105a(5))有关的多路复用数据包110 过滤而不是对以前选定的音频基本码流105a(4)。这样，留在队列中的那部分 105a(4)'播放完成后，就接着播放音频基本码流105a(5)。这种转换是无缝进 行的，不影响视频基本码流105v(3)和数据基本码流105d(5)和105a(7) 的播放。
在本发明的某些实施例中，基本码流的变化可以是响应在端口 364接收到 的转换命令而进行的。在本发明的某些实施例中，多路复用流处理器305可 以在以前选定的数据流的一部分(如音频基本码流105a(4)，)和新选定的数 据流(如音频基本码流105a(5))之间插入标记或标志。该标志可以标示出数 据流的变化。
视频解码器350解码视频队列120v提供的视频基本码流。视频解码器 350可从一个选定的视频基本码流转换到另一视频基本码流。在本发明的某些 实施例中，视频解码器350可以检测指示视频队列120v中选定的视频基本 码流变化的标志。根据该标志，视频解码器350可以将与以前选定的视频基 本码流相关的编解码器切换为与新选定视频基本码流相关的编码解码器。在某 些实施例中，视频解码器350检测到该标志时可以造成一个中断。该中断使 视频解码器350切换为适当的编解码器。
视频解码器350可以装备有多种编解码器，以解码按照高级视频编码 (AVC，也称为H. 264，以及MPEG-4第10部分)、SMPTE VC-1高级配置等级 3 (Advanced Profile Level 3)、 SMPTE VC-1简型至中级、以及SMPTE VC-1 主型至高级等标准压縮的视频数据。视频解码器350可以同时处理单路高清 晰度和标准清晰度解码。
视频解码器350向视频和图像处理器35提供经解码和解压后的视频。 在某些实施例中，视频和图像处理器355可以提供下列特性
硬件支持两种内容和用户交互驱动的完整高清解析度2D图像层-呈现图像层
*前景(互动)图像层
*制造商OSD图像置顶层(除了上述两层外)，置于所有图像和视频层 之上
*所有图层的阿尔法渲染功能
同时支持同一内容和图像的HD和SD输出
可仅选择置顶层或用于次级输出的复合输出的缩放版本
*视频縮放器水平和垂直的可编程縮放(逐帧)；各视频流单独配置
攀阿尔法渲染功能；
三级图像，两级视频；
次级视频层HD-DVD Clear Rect功能
动作自适应去交错器(de-interlacer)
Thomson胶片颗粒插入技术(FGT)*可复合五路输入的主输出复合器
三路图像反馈和两路视频反馈 *如果内容提供商设置了相应的AACS定义标记，分路输出可以输出全
高清信号的减清晰度版本(DV0和HDMI输入仍然是全清晰度)。 然后，发送单路输出图像到VEC (视频解码器)，视频解码器将其转换成 不同的模拟和数字输出格式(复合视频、S视频、RF视频、分量视频、HDMI、
DVI等)。 -
音频解码器
音频解码器340接收和解码来自选定音频基本码流的音频数据，并向8 声道/立体声输出端口 320、 SPDIF输出端口 325和立体声数字音频转换器 330提供解码后的音频数据。
音频解码器解码音频队列120a提供的音频基本码流。音频解码器340可 以从一个选定的音频基本码流切换到另一音频基本码流。在本发明的某些实施 例中，音频解码器340可用于检测指示音频队列120a中选定音频基本码流 变化的标志。根据这一标志，音频解码器340可以从与以前选定的音频基本 码流相关的编解码器切换为与新选定音频基本码流相关的编解码器。在某些实 施例中，音频解码器340检测到该标志时可以造成一个中断。该中断可使音 频解码器340切换到相应的编解码器。
音频解码器340可包含以下特性
音频标准
-LPCM至7. 1声道
-MPEG音频
-MPEG-1 Layer III (MP3)至立体声 -杜比数字(AC3)至5.1声道 -杜比数字加至7. 1声道
-杜比TrueHD MLP (压縮的LPCM) - DTS至5. 1声道DTS - HD至7. 1
声道
-MPEG 4高效AAC至5. 1声道WMA Pro LPCM-MLP (压縮的LPCM) aka Dolby TrueHD - AAC-HE (工P-STB)
*杜比数字多声道重低音管理支持，同样支持DTS
拳PCM音频混合和后期处理-具有下列特性的初级和次级解码流
-Host I/F上的音频剪辑输入或从流输入
-单独控制的混合和衰减
喇叭管理功能；对"小"、"中"、"大"音量设置的最低支持 PCM音频混合和后期处理 -将初级和次级解码流与音效混合(PCM) -单独控制的混合和衰减
初级和次级程序和PCM效果的混合结果的再编码以用于S/PDIF或
HDMI输出 -格式AC-3 5. 1、 DTS 5, 1
集成电路300可包含多个系统接口，例如包括双SATA接口 357、并行 IDE接口 358、 10/100 Base-T以太端口 359、双USB 2.0主端口 360、 32 位PC工V2. 2 33-MHz主/目标接口/EBI并行总线362、双UART接口/GPI0/ 用户接口插脚364、串行控制器(SC)端口 365、 NAND闪存支持、外部FLASH 支持。集成电路300还可以包含多个不同的存储器接口，例如DDR接口 367 和SDRAM控制器。
在本发明的某些实施例中，集成电路完全运行状态时的功耗为7.0W (同 时进行HD和SD解码、双音频程序、以及完全的图形打包运行)。集成电路300 还可以包含一个节电模式，可以将功耗最小降至完全运行状态的90%，或达到 能源之星DVD设备规格的第2阶段(〈1瓦)。在节电模式下，处理器和用 户接口保持有效运行。处理器核心的供电电压可以是1.2V， DDR接口 367供 电电压可以是1.8V， PC工/EBI/GPIO端口 362的电压可以是3V。集成电路300 还可以包含一个电压调节器，将3.3V的输入电压转为2.5V，并通过电源插 脚输出，用于集成电路2.5V的输入。
在本发明的一个实施例中，每个前述装置可能都包含一个集成的芯片，还 包含多个插脚，与各种输入输出端口进行电气连接，从而提供对外部设备的访问。
现请参阅图4，其示出了描述根据本发明实施例的解码器305。解码器包 含提取器405、解压縮引擎410和多个编解码器415。在本发明的某些实施 例中，解码器305可包含视频解码器350，其中解压縮引擎410包含视频解 压缩引擎，上述多个编解码器415包含视频编解码器。在本发明的某些实施 例中，解码器305可包含有音频解码器340 ，其中解压縮引擎410包含音 频解压縮引擎，上述多个编解码器415包含音频编解码器。
解压縮引擎410载入与选定的基本码流相关的编解码器，并解码队列 120提供的数据。当基本码流发生改变时，提取器405会生成一个中断，发 送到解压縮引擎410。该中断使解压縮引擎410将编解码器415调换为与新 选定基本码流相关的编解码器。
在本发明的某些实施例中，来自队列120的标志使提取器405产生中断， 传送到解压縮引擎410。在其他实施例中，提取器405可以检测基本码流的 变化，并中断解压縮引擎410。
现在请参阅图5，其示出了根据本发明实施例的呈现多媒体数据的流程 图。在步骤505，多路复用流处理器305过滤出至少一个音频基本码流和至 少一个视频基本码流，并将过滤出的基本码流置入相应的音频队列120a和视 频队列120v。在步骤510中，多路复用流处理器通过端口 364接收命令，以 解码同一程序相关的另一视频基本码流，而不是当前的至少一个视频基本码 流。在步骤515中，多路复用处理器305在视频队列120V中置入一个标志， 以指示选定视频基本码流的变化，转为过滤出新选定的视频基本码流，同时继 续过滤出至少一个音频基本码流。
收到命令后，收到命令前被置入队列的之前选定的至少一个视频基本码流 的一部分由视频解码器350解码，而音频解码器340在步骤520继续解码 至少一个音频基本码流。在步骤525中解码所述部分后，视频解码器350的 提取器405检测指示新选定视频基本码流的标志，并中断视频解压縮引擎 410。在步骤530中，视频解压引擎410选择与新选定视频基本码流相关的 编解码器。在步骤535中，视频解码器350解码新选定的视频基本码流，同
时音频解码器解码至少一个音频基本码流。
此处所述实施例可通过板卡级产品、单独的芯片、针对具体应用程序的集 成芯片(ASIC)实现，或将各种层次的解码器系统作为单独的部件，与系统的 其它部分集成。
解码器系统的集成程度主要根据速度和成本因素决定。由于现代处理器的
复杂性，因此可以使用市售处理器，这对于ASIC实施方案而言是一种外部实 施。
如果处理器是一个ASIC核心或逻辑模块，那么市售处理器可作为AS工C 设备的一部分实施，其中某些功能可以实施到固件上。或者，该功能可以作为 处理器控制的硬件加速器单元实施。
虽然己参照某些实施例对本发明做了说明，但本领域技术人员可理解的， 在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种改变以及使用一些等同替换。
此外，可以在不背离本发明范围的情况下，进行许多改变，使具体情况或 材料适应本发明的基本思想。例如，虽然本发明特别强调VC-1、 H.264和 MPEG-2编码的视频数据，但本发明也可以适用于按照各种其它标准编码的视 频数据。
所以，本发明不应限于所披露的具体实施方案，而应包括落入权利要求书 范围的所有实施方案。
权利要求
1、一种数据解码方法，其特征在于，该方法包括将至少一个数据流排入队列；接收对所述至少一个数据流之外的另一数据流进行编码的命令；在接收到该命令后，对所述至少一个数据流的一部分进行解码，其中所述至少一个数据流的一部分在接收到命令之前已经被排入队列；在对所述至少一个数据流的一部分进行解码后，对所述另一数据流进行解码。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 接收多个数据流； 对所述至少一个数据流进行过滤。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，接收多个数据流包括接收 传输数据流，所述传输数据流包括所述多个数据流。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，接收多个数据流包括接收 程序流，所述程序流包括所述多个数据流。
5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个数据流包括 分组数据流。
6、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个数据流还包 括音频数据流，并且所述另一数据流包括另一音频数据流。
7、 一种提供媒体的电路，其特征在于，包括多路复用流处理器，用于接收多路复用流并滤出至少一个基本码流； 队列，用于排序所述至少一个基本码流； 解码器，用于解码所述至少一个基本码流；其中所述多路复用流处理器在发出从至少一个基本码流切换到至少另一 基本码流的命令后，对所述至少另一基本码流进行过滤而不是所述至少一个基 本码流；所述队列在所述命令发出后存储所述至少一个基本码流的一部分，其中所 述至少一个基本码流的所述部分是在所述命令发出前写入队列的；所述解码器解码所述至少一个基本码流的所述部分和所述至少另一基本 码流。
8、 根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述解码器在刚开始接收 所述至少另一基本码流时在所述解码器内产生异常事件，所述异常事件使所述 解码器执行异常处理，其中所述异常处理使所述解码器为所述至少另一基本码 流选择编解码器。
9、 根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述多路复用流处理器在队列中放入了标志，所述标志标示出所述至少另一基本码流的起点。
10、 根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括另一解码器，用于在所述解码器解码所述至少一个数据流和所述至少另一 数据流时，解码至少又一数据流。
全文摘要
本发明公开了一种媒体数据解码方法和提供媒体的电路。所述提供媒体的电路包括多路复用流处理器、队列和解码器。该多路复用流处理器接收多路复用流并过滤至少一个基本码流。该队列排序至少一个基本码流。该解码器解码至少一个基本码流。在发出命令由至少一个基本码流切换至另一基本码流后，该多路复用流处理器过滤至少另一基本码流，而不是所述至少一个基本码流。队列存储至少一个基本码流的一部分，该至少一个基本码流的该部分在接收命令前已被写入队列。解码器解码该至少一个基本码流的一部分以及另一基本码流。
文档编号H04N7/26GK101175206SQ20071016671
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月30日
发明者蒂姆·罗斯 申请人:美国博通公司