专利名称：一种在数字电视屏幕上同步播放多视角画面的方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器或电视机技术，具体地说是一种在数字电视屏幕上同步播放多视角画面的方法。
背景技术：
在体育赛事等现场直播节目中，在赛场周边设置有众多的摄像机位，同时从不同的角度拍摄。但是受电视传输因素的限制，只能向观众轮流播放不同角度摄像机拍摄的视频。为此需要现场导播从来源于各摄像机的视频中实时选择，这样观众只能被动地按照导播所选择的视角进行欣赏。而观众的兴趣点不一定与导播相同，如果能够提供来源于不同摄像机位视频，使观众能够按照自己的兴趣自行选择来自现场不同视角的视频进行欣赏， 这样就能满足不同观众的欣赏需要。
但是在包括有线电视、卫星电视和地面无线电视等模拟电视技术中，每个频道只能传输一路视频信号，多个视角的视频需要占用多个频道，而目前的频谱资源非常紧张，这种需求难以满足。同时多个频道传输，要同时收看就需要电视机有多个调谐器，而现在只有少量具有画中画功能的电视才具有双调谐器，三个或以上画面几乎没有实现的可能性。
电视数字化后，继续采用原来有线、卫星和地面无线等模拟电视的传输信道，如有线电视网、卫星和地面无线电磁波传输。
在有线、卫星和地面无线等电视传输通道中，原来只能传输一路模拟电视节目的电视频道能够承载起多路数字电视信号的传输。如PAL制的有线电视的频道频宽为8MHz， 传输经64QAM调制的数字电视信号的能力大约是38Mbps，能够承载4至6套或更多的 MPEG-2编码标清电视节目，或者3套以上H. 264编码的高清电视节目。这为实现多视角视频的同时传输提供了条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种在数字电视屏幕上同步播放多视角画面的方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，系统包含导播系统、编码系统、复合系统和调制系统，调制系统包括头端系统、数字电视传输通道和支持多视角电视的机顶盒；其特征在于，利用数字电视的分屏技术，向观众同步播放同一场景下的多台摄像机在不同视角拍摄的视频节目，观众能通过视频切换技术选择喜欢观看的视频节目；步骤包括1)多视角同步视频节目的播放和2)节目映射表PMT的组织；
1)视频节目的播放，步骤如下
a、导播系统同步接收反映多个视角的视频和音频，经过切换选择输出视频和音频；
b、复合系统把编码系统输出的多个独立的视角节目流复合成为一个多视角电视的节目流；
3C、机顶盒接收多视角节目后，从中提取一路或多路视频和对应音频进行播放； 2)多视角电视的节目映射表PMT的组织方法，步骤如下
a、在一套节目的PMT中包含多个视频流和各自对应的音频流，PMT中逐个把各视角的视频流包标识号PID和音频流PID填入，使得机顶盒能够通过视频流PID数量获取视角数量，并通过视频流PID和后面连续的音频PID掌握每个视角的视频流和音频流；
b、复合系统在把多个独立的节目流复合成为一个多视角电视节目流时，插入一个描述视角数量和各视角视频流和音频流对应关系的数据流，并在多视角电视节目映射表中插入该数据流PID ；
C、把多个独立的节目流复合成为一个多视角电视节目流时，继续保留各独立节目流的 PMT,使多视角电视以多套节目的方式在普通机顶盒进行收看，并通过换台方式实现视角切换。
本发明的优异效果在数字电视中，本发明把源于多个机位反映不同视角的视频流和音频流组成一套节目，在数字电视传输信道中传输到用户机顶盒，机顶盒进行接收，观众可以选择同时显示多个视频或者只显示某一个视频进行欣赏。
图1是多视角电视头端系统结构示意图； 图2是多视角电视节目的PMT表；
图3是多视角电视的4分屏的结构示意图。
图4是多视角电视的9分屏马赛克显示模式示意图。
图5是多视角电视的画中画显示模式示意图。
具体实施例方式参照说明书附图对本发明的作以下详细地说明。
一、本发明实现的多视角电视的系统构成和工作原理实现多视角电视，需要由支持多视角电视的数字电视头端系统、常规的数字电视传输通道和支持多视角电视的用户终端机顶盒组成。其中头端系统由大量现场摄像机、导播系统、编码系统、复合系统和载波调制系统组成，如图1所示。
在头端系统中，导播系统接收来自现场各摄像机位的音频和视频，并输出多路视频和对应的音频，输出视频的数量按照多视角电视节目的需要设定。每路输出视频也可以像过去的单路直播那样由来自多个摄像机位的视频切换合成。
编码系统对多视角电视的各路视频和各自对应音频进行编码压缩，编码格式包括但不限于MPEG-2和H.沈4，输出封装格式为TS(传输流)。这里每个视角的视频和音频都独立构成一套节目，包含有PMT、视频流和音频流，其中在PMT中包含有视频流和音频流的PID (包标识号，Packet Identifier)。
复合系统接收来编码系统输出的多视角电视的多路TS流，形成一个新的PMT表， 其中包含该套多视角电视节目的所有视频和音频流的PID，从而实现把原来各自独立的视角节目复合成为一套节目。
多视角电视节目从复合系统输出后，可以经过复用器把其它节目复用在一起，以充分利用在一个传输频道上的空闲带宽。多视角电视节目被输出到载波调制器，如对于有线电视的QAM调制器，形成射频信号。
多视角电视射频信号与其它频道的射频信号进行混合，向数字电视的传输通道进行发射，以传输到用户机顶盒。
机顶盒接收多视角电视的射频信号后，经过解调制和解复用，形成多视角电视节目的传输流。机顶盒按照多视角电视节目的PMT表，选择其包含的全部或部分视频和音频进行解码，输出到电视。支持多视角电视的机顶盒可以采用多种显示模式显示多视角电视内容，包含但不限于马赛克屏幕模式、一主多从的画中画模式、单一视角模式，允许观众对各种显示模式进行切换，以及对于某个视频显示区允许观众切换不同的视角内容进行显示ο 二、多视角电视节目的PMT实现方法在多视角电视节目的传输流中，包含反映不同视角的多个视频流和对应音频流。如何使这些视频流和音频流能够在机顶盒端被正确的匹配输出，需要头端系统的复合系统把多个视角的视频流和音频流复合成为一个多视角节目流时生成新的多视角电视PMT。
多视角电视节目PMT实现方式之一
在PMT中，顺序填入每个视角的视频PID和音频PID，如图2。这样机顶盒接收后，从 PMT表搜索视频PID的记录数就能够获取视角数量，并且每个视频PID和后面连续的音频 PID就是该视角的视频流和音频流。
多视角电视节目PMT实现方式之二
在把多个视角的视频流和音频流复合成为一个多视角节目时，增加一个数据流，里面描述该多视角节目的视角数量，以及各视角对应的视频流的PID和音频流的PID。
三、用户端视频显示的方法在用户端，多视角电视可以选择以下多种显示模式，但并不限于以下模式
1、单一视角显示，全屏显示某一个视角的视频，并播放其对应的音频；
2、马赛克显示，如图3，屏幕被平均分为多个子显示区域，每个显示一个视角；
3、画中画显示，如图4主屏幕显示用户选择的某个视角，作为主视角，在屏幕边缘划出多个小的显示区域，显示其它视角的视频。这种模式下，只播放主视角对应的音频。在16:9 的电视上，这种显示模式的每个视频可以只显示中间的4 3区域。
四、对普通数字电视机顶盒的兼容方法对于普通数字电视机顶盒，由于视频解码能力以及软件功能等欠缺，无法实现多视角电视的收看。为此，在复合系统复合多视角节目流时，原来反映多个视角的节目流中的PMT 继续保留。这样普通机顶盒在收视时，就会识别为多套节目，使得用户可以采用换台方式收看不同视角的节目。
权利要求
1. 一种在数字电视屏幕上同步播放多视角画面的方法，系统包含导播系统、编码系统、 复合系统和调制系统，调制系统包括头端系统、数字电视传输通道和支持多视角电视的机顶盒；其特征在于，利用数字电视的分屏技术，向观众同步播放同一场景下的多台摄像机在不同视角拍摄的视频节目，观众能通过视频切换技术选择喜欢观看的视频节目；步骤包括 1)多视角同步视频节目的播放和2)节目映射表PMT的组织； 1)视频节目的播放，步骤如下a、导播系统同步接收反映多个视角的视频和音频，经过切换选择输出视频和音频；b、复合系统把编码系统输出的多个独立的视角节目流复合成为一个多视角电视的节目流；C、机顶盒接收多视角节目后，从中提取一路或多路视频和对应音频进行播放； 2)多视角电视的节目映射表PMT的组织方法，步骤如下a、在一套节目的PMT中包含多个视频流和各自对应的音频流，PMT中逐个把各视角的视频流包标识号PID和音频流PID填入，使得机顶盒能够通过视频流PID数量获取视角数量，并通过视频流PID和后面连续的音频PID掌握每个视角的视频流和音频流；b、复合系统在把多个独立的节目流复合成为一个多视角电视节目流时，插入一个描述视角数量和各视角视频流和音频流对应关系的数据流，并在多视角电视节目映射表中插入该数据流PID ；C、把多个独立的节目流复合成为一个多视角电视节目流时，继续保留各独立节目流的 PMT,使多视角电视以多套节目的方式在普通机顶盒进行收看，并通过换台方式实现视角切换。
全文摘要
本发明提供一种在数字电视屏幕上同步播放多视角画面的方法，在数字电视的一个节目中，包含来源于不同摄像机的反映不同视角的视频流和对应音频流。机顶盒接收该节目时，可以从中选择自己感兴趣的某个视角的视频流和对应的音频流进行全屏播放，或者可以选择多个视频流在屏幕上同时播放。多个视角视频同时播放时，可以选择马赛克模式进行播放，或者是一个视角作为主画面进行播放，其它视角视频以画中画模式进行播放，其中音频播放主画面视频对应的音频，这样观众可以随时切换主画面的视频。这种多视角电视应用在体育比赛转播中，观众可以自由选择来自不同摄像机位的视频，满足个性化的欣赏需要。
文档编号H04N5/45GK102186038SQ201110126209
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者李晓峰, 许宏吉, 崔卫, 刘永辉, 孟令军 申请人:浪潮(山东)电子信息有限公司