Введение первого цифрового информационного сигнала во второй цифровой информационный сигнал для передачи через среду передачи
Номер патента: 3213
Опубликовано: 27.02.2003
Авторы: Де Бонт Франсискус М.Й., Омен Арнольдус В.Й., Ван Де Керкоф Леон М.
Формула / Реферат
1. Передатчик для передачи первого и второго цифрового информационного сигнала через среду передачи, причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры, имеющие, по меньшей мере, первый сигнал синхронизации и часть данных, сохраненных в них, причем передатчик содержит
средство ввода, предназначенное для приема первого и второго цифрового информационного сигнала,
средство обработки, предназначенное для обработки второго цифрового информационного сигнала, для получения последующих вторых кадров, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала,
средство объединения сигналов, предназначенное для ввода второго сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, для получения составного кадра,
средство вывода, предназначенное для выдачи составных кадров на выход, для получения объединенного сигнала, который должен передаваться,
отличающийся тем, что средство объединения сигналов предназначено для удаления первого сигнала синхронизации из первых кадров перед введением, по меньшей мере, части данных первых кадров во вторые кадры.
2. Передатчик по п.1, отличающийся тем, что средство объединения сигналов предназначено для введения части данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала с использованием способов скрытия данных.
3. Передатчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу, той же длительности.
4. Передатчик по п.3, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала.
5. Передатчик по п.4, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал имеет форму сигнала, кодированного согласно стандарту MPEG.
6. Передатчик по п.4 или 5, отличающийся тем, что передатчик дополнительно содержит средство для определения информационной емкости, доступной во втором кадре для введения первого кадра, и формирования сигнала управления для управления сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала, причем сигнал управления указывает информационную емкость, доступную во втором кадре.
7. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что второй цифровой информационный сигнал содержит, по меньшей мере, один ИКМ-сигнал.
8. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что передатчик выполнен в форме устройства для записи цифрового информационного сигнала на носитель записи.
9. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что передатчик дополнительно содержит средство канального кодирования для канального кодирования сигнала передачи перед его передачей.
10. Способ передачи первого и второго цифрового информационного сигнала через среду передачи, причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры, имеющие, по меньшей мере, первый сигнал синхронизации и часть данных, сохраненных в них, причем способ содержит этапы, при которых
принимают первый и второй цифровые информационные сигналы,
обрабатывают второй цифровой информационный сигнал для получения последующих вторых кадров, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала,
вводят второй сигнал синхронизации и, по меньшей мере, часть данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, чтобы получить составной кадр,
подают составные кадры на выход для получения составного сигнала, который должен передаваться,
отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап удаления первого сигнала синхронизации из первых кадров перед введением, по меньшей мере, части данных первых кадров во вторые кадры.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть данных первого кадра вводят во второй кадр второго цифрового информационного сигнала с использованием способов скрытия данных.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу, той же длительности.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием третьего цифрового информационного сигнала.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал представляет собой сигнал, кодированный согласно стандарту MPEG.
15. Среда передачи в форме носителя записи для записи объединенного сигнала, содержащего части первого и второго цифрового информационного сигнала, объединенный сигнал является последовательностью составных кадров, составной кадр содержит второй сигнал синхронизации и часть данных первого кадра первого цифрового информационного сигнала, причем первый кадр содержит первый сигнал синхронизации и часть данных, составной кадр, получаемый введением второго шаблона синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого цифрового информационного сигнала во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, второй кадр, полученный преобразованием второго цифрового информационного сигнала в последующие вторые кадры, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала, отличающаяся тем, что перед введением, по меньшей мере, части данных первого кадра первый сигнал синхронизации удаляют из упомянутого первого кадра.
16. Среда передачи по п.15, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть данных первого кадра вводят во второй кадр с использованием способов скрытия данных.
17. Среда передачи по п.15 или 16, отличающаяся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу, той же длительности.
18. Среда передачи по п.17, отличающаяся тем, что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала.
19. Среда передачи по п.15, 16, 17 или 18, отличающаяся тем, что носитель записи является носителем записи оптического или магнитного типа.
20. Приемник для приема объединенного сигнала и формирования из него первого и второго цифрового информационного сигнала, причем приемник содержит
средство приема, предназначенное для приема объединенного сигнала,
первое средство обнаружения, предназначенное для обнаружения второго сигнала синхронизации, чтобы получить сигнал обнаружения,
средство восстановления, предназначенное для восстановления составного кадра из объединенного сигнала в ответ на сигнал обнаружения,
первое средство извлечения, предназначенное для извлечения, по меньшей мере, части данных первого кадра первого цифрового информационного сигнала из составного кадра,
второе средство извлечения, предназначенное для извлечения, по меньшей мере, части второго цифрового информационного сигнала из составного кадра, чтобы получить второй кадр второго цифрового информационного сигнала,
первое средство выдачи, предназначенное для последовательной выдачи вторых кадров на второй выход, чтобы получить второй цифровой информационный сигнал, отличающийся тем, что приемник дополнительно содержит
средство формирования сигнала синхронизации, предназначенное для формирования первого сигнала синхронизации,
средство объединения сигналов, предназначенное для объединения первого сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого цифрового информационного сигнала, чтобы получить первый кадр первого цифрового информационного сигнала,
второе средство выдачи, предназначенное для последовательной выдачи первых кадров первого цифрового информационного сигнала на первый выход, чтобы получшть первый цифровой информационный сигнал.
21. Приемник по п.20, отличающийся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу, той же длительности.
22. Приемник по п.20 или 21, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал является сигналом, полученным путем сжатия данных третьего цифрового информационного сигнала.
23. Приемник по п.20, 21 или 22, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал имеет форму сигнала, кодированного согласно стандарту MPEG.
24. Приемник по п.20, 21, 22 или 23, отличающийся тем, что объединенный сигнал является ИКМ-сигналом, а второй цифровой информационный сигнал является, по существу, объединенным сигналом.
25. Приемник по любому из пп.20-24, отличающийся тем, что устройство приема имеет форму устройства для воспроизведения объединенного сигнала, записанного на носителе записи.
26. Приемник по любому из пп.20-25, отличающийся тем, что приемник содержит средство канального декодирования, включенное непосредственно после средства приема.
Текст
1 Изобретение относится к передатчику для передачи первого и второго цифрового информационного сигнала через среду передачи, причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры, имеющие, по меньшей мере,первый сигнал синхронизации и часть данных,сохраненныx в них, причем передатчик содержит средство ввода, предназначенное для приема первого и второго цифрового информационного сигнала; средство обработки, предназначенное для обработки второго цифрового информационного сигнала для получения последовательных вторых кадров, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала; средство объединения сигнала, предназначенное для вставки второго сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, чтобы получить составной кадр; средство выдачи, предназначенное для выдачи составных кадров на выход, чтобы получить составной сигнал, который должен быть передан. Изобретение также относится к приемнику для приема составного сигнала из среды передачи и формирования первого и второго цифрового информационного сигнала, к носителю записи, полученной от передатчика, при применении в форме устройства для записи информации на носитель записи и к способу передачи. Передатчики и приемники, определенные выше, известны в виде передатчиков для передачи сигнала, кодированного в соответствии со стандартом MPEG. Системы передачи обычно используют множество уровней. Синхронизация становится возможной только при использовании синхронизирующих шаблонов на этих уровнях. Однако эти синхронизирующие шаблоны в системе, имеющей множество синхронизирующих шаблонов, снижают эффективность передачи. Например, в DVD-видео шаблоны синхронизации используются на уровнях системного потока, а также на уровнях элементарного потока. Только синхронизирующий шаблон на наивысшем системном уровне используется для синхронизации в системном потоке. Синхронизирующие шаблоны в элементарных потоках используются для синхронизации в процессе декодирования элементарного потока. Далее, DAB(цифровое радиовещание) использует синхронизирующие шаблоны на уровне системного потока, а также на уровне элементарного потока. Однако декодер использует только один из двух. Задача изобретения состоит в создании передатчиков и приемника, имеющих более эффективный способ передачи и приема первого и второго цифрового информационного сигнала,причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры, имеющие, по меньшей мере, вторую часть синхронизации. Передатчик в соответствии с изобретением отличается тем, что средство объединения сиг 003213 2 нала предназначено для удаления первого сигнала синхронизации из первых кадров перед вставкой, по меньшей мере, части данных первых кадров во вторые кадры. Приемник в соответствии с изобретением отличается тем, что приемник дополнительно содержит средство формирования сигнала синхронизации для формирования первого сигнала синхронизации; средство объединения сигналов для объединения первого сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого цифрового информационного сигнала для получения первого кадра первого цифрового информационного сигнала; второе средство выдачи для последовательной выдачи первых кадров первого цифрового информационного сигнала на первый вывод для получения первого цифрового информационного сигнала. Изобретение основано на следующем. Например, в канале со скрытыми данными в сигнале с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМсигнале) может быть сохранен любой другой информационный сигнал. Чтобы можно было восстановить информационный сигнал из канала со скрытыми данными, канал со скрытыми данными содержит кадры, причем каждый кадр имеет сигнал синхронизации. После обнаружения сигнала синхронизации кадр из канала со скрытыми данными может быть восстановлен из ИКМ-сигнала. Если информационный сигнал, сохраненный в канале со скрытыми данными, является кодированным сигналом, содержащим последовательность кадров, каждый из которых имеет сигнал синхронизации, например сигнал, кодированный согласно стандартуMPEG, сигнал синхронизации должен быть восстановлен в приемнике, чтобы обеспечить возможность декодировать последовательность кадров. Однако если каждый кадр в канале со скрытыми данными содержит только один кадр кодированного сигнала, нет необходимости передавать сигнал синхронизации в кадре кодированного сигнала, этот сигнал синхронизации может быть сформирован в приемнике каждый раз, когда восстанавливается кадр в канале со скрытыми данными. Таким образом, в передатчике перед вставкой кадра кодированного сигнала в канал со скрытыми данными сигнал синхронизации удаляется из кадра. В приемнике сигнал синхронизации формируют и объединяют с данными, восстановленными из кадра канала со скрытыми данными, чтобы получить кадр кодированного сигнала. При этом объем данных, необходимых для передачи дополнительного сигнала, содержащего последовательность кадров, уменьшается. Это уменьшение может быть использовано для того, чтобы использовать меньшую информационную емкость в ИКМ-сигнале для канала со скрытыми данными, что приводит к более высокому качеству 3 ИКМ-сигнала. С другой стороны, дополнительный объем данных в канале со скрытыми данными, полученный удалением сигнала синхронизации, может использоваться для передачи сигнала данных, сжатого в меньшей степени, являющегося лучшим представлением сигнала данных. Эти и другие задачи изобретения поясняются ниже со ссылками на варианты осуществления, иллюстрируемые чертежами, на которых показано следующее: фиг. 1 - вариант осуществления передатчика в соответствии с изобретением,фиг. 2 - вариант осуществления приемника в соответствии с изобретением,фиг. 3 - структура кадра со скрытыми данными с заголовком,фиг. 4 - схема дерандомизации,фиг. 5 - биты в кадре со скрытыми данными, которые должны быть поданы на схему дерандомизации в определенном порядке,фиг. 6 - диаграмма проверки циклическим избыточным кодом (ЦИК),фиг. 7 - кадр из 1152 стереовыборок ИКМ,соответствующих 192 F3 кадрам,фиг. 8 - структура кадра со скрытыми данными без заголовка,фиг. 9 - распределение кодированных по стандарту MPEG2 аудиоданных в скрытом канале данных и физическом канале. Фиг. 1 изображает вариант осуществления передатчика в соответствии с изобретением. Передатчик имеет первый вход 4 для приема первого цифрового информационного сигнала. Указанный первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры. Первые кадры содержат,по меньшей мере, первый сигнал синхронизации и часть данных. Первый цифровой информационный сигнал может представлять собой сигнал,кодированный согласно стандарту MPEG. Передатчик имеет второй вход 2 для приема второго цифрового информационного сигнала. Второй цифровой информационный сигнал является, например, обычным сигналом CDDA (компакт-диск с цифровой звукозаписью). Вторая цифровая информация подается на блок 6 обработки. Блок 6 обработки разделяет второй цифровой информационный сигнал на последовательные блоки информации. Из последовательных блоков информации блок 6 обработки формирует последовательные вторые кадры. В предпочтительном варианте осуществления второй цифровой информационный сигнал является обычным сигналомCDDA, имеющим выборки ИКМ-сигнала. Предпочтительно второй кадр содержит 1152 выборки ИКМ-сигнала. Каждый кадр состоит из 3 подкадров ИКМ-сигнала, каждый из которых имеет 384 выборки ИКМ-сигнала. Следует отметить, что также является подходящим количество подкадров ИКМ-сигнала, равное 9, каждый из которых имеет 128 выборок ИКМ-сигнала. Передатчик дополнительно содержит блок 8 формирователя синхронизирующего сигнала 4 для формирования второго сигнала синхронизации. Второй сигнал синхронизации подается на блок 10 объединения сигналов. Блок 10 объединения предпочтительно использует способы скрытых данных, чтобы определить канал со скрытыми данными в выборках ИКМ-сигнала второго кадра. При использовании способов скрытых данных принятое отношение "сигналшум" (С/Ш) переданного ИКМ-сигнала, который содержит канал со скрытыми данными в младших битах выборок ИКМ-сигнала, приблизительно является таким же, как отношение С/Ш первоначального ИКМ-сигнала. Блок 10 объединения вставляет второй сигнал синхронизации в канал со скрытыми данными. Предпочтительно сигнал синхронизации вставляют во второй кадр так, что кадр начинается с синхронизирующего шаблона в двух младших битах его первых 6 L+R выборок ИКМ-сигнала. Данные, которые должны быть сохранены в канале со скрытыми данными, предпочтительно вставляют в L (левый) и R (правый) канал ИКМсигнала на основании чередования "выборка за выборкой". Фиг. 3 иллюстрирует вариант осуществления второго кадра. Каждый второй кадр начинается с информации заголовка. Информация заголовка каждого кадра содержит сигнал синхронизации, причем распределение битов 3 подкадров определяет биты ИКМ-сигнала, принадлежащие каналу со скрытыми данными. Кроме того, полезная нагрузка кадра со скрытыми данными является примером младших битов(МБ) L+R (левого+правого каналов) выборок ИКМ-сигнала, которые определены способами скрытых данных, используемыми для передачи битов данных канала со скрытыми данными. Фиг. 5 иллюстрирует пример того, каким образом биты могут быть вставлены в кадр со скрытыми данными. Во-первых, заголовок поочередно сохраняется в МБ первых 4 выборок ИКМсигнала левого и правого канала первого подкадра. Затем биты данных поочередно вставляют в распределенную полезную нагрузку скрытых данных. На фиг. 5 3 МБ выборки ИКМ-сигнала левого канала и 2 МБ правого канала предназначены для сохранения данных. Число в квадратах указывает последовательность, в которой биты сохраняют в полезной нагрузке скрытых данных. Блок 10 объединения сигнала служит для вставки, по меньшей мере, данных первого кадра в полезную нагрузку кадра со скрытыми данными. Во-первых, первый сигнал синхронизации отделяют от первого кадра с помощью блока 12. Далее перед записью части данных первых кадров в скрытую полезную нагрузку кадра данных часть данных первого кадра подвергают рандомизации. Посредством рандомизации пакет ошибок в полезной нагрузке кадра скрытых данных не будет сразу приводить к непоправимым ошибкам в данных канала со скрытыми данными. Наконец, блок 10 объединения сигнала служит для хранения в последних 16 битах полезной на 5 грузки кадра скрытых данных слова ЦИК-16 с целью обнаружения ошибок. Поэтому биты данных, вставленные в канал со скрытыми данными,подают через регистр сдвига с линейной обратной связью (РСЛОС), например, с полиномом 0 х 8005. Конечное состояние РСЛОС сохраняют в слове ЦИК-16 скрытых данных. Полученный таким образом составной кадр подают на выход. В случае, если в выборках ИКМ-сигнала нет места для канала со скрытыми данными, то во второй кадр вставляют только информацию заголовка. Передатчик функционирует следующим образом. Кадр ИКМ-сигнала состоит из 3 подкадров, каждый из которых имеет 384 выборки ИКМ-сигнала. 1152 выборки ИКМ-сигнала в кадре ИКМ-сигнала представляют промежуток времени, который точно соответствует длине кадра аудиосигнала стандарта MPEG-2 уровняII. При форматировании в соответствии с IЕС 61937 первые 16 битов кадра аудиосигнала стандарта MPEG являются уникальными для приложений CD Surround (0xFFFC, 12 бит синхронизации+ID=mpeg-1+уровень=II+защитные=используемые). Поскольку длительность кадра ИКМ-сигнала равна длительности кадра стандарта MPEG, нет необходимости передавать первые 16 бит кадра стандарта MPEG. В приемнике указанные 16 бит должны быть помещены перед извлеченными и декодированными скрытыми данными. Кроме того, преамбула, состоящая из двух синхронизирующих слов, слова идентификации и слова длины полезной нагрузки, должна быть помещена перед кадром аудиосигнала стандарта MPEG и, наконец, кадр IEC должен быть дополнен нулями. Передатчик принимает выборки ИКМ-сигнала CDDA и формирует последующие кадры, каждый из которых имеет 1152 выборки ИКМ-сигнала. Определяется доступная информационная емкость канала со скрытыми данными. Дополнительно передатчик принимает кадр аудиосигнала стандарта MPEG и удаляет первые биты из указанного кадра. Оставшиеся биты указанного кадра подвергают рандомизации и для оставшихся битов определяют слово ЦИК. Чтобы получить составной сигнал, во-первых, информацию заголовка вставляют в МБ первых выборок ИКМ-сигнала в кадре. Во-вторых, рандомизированные биты вставляют в полезную нагрузку канала со скрытыми данными. Наконец, слово ЦИК вставляют в последние 16 бит полезной нагрузки кадра со скрытыми данными. Полученный таким образом составной сигнал передают через среду передачи. Канал со скрытыми данными предпочтительно используют для передачи дополнительного содержимого аудиосигнала в 16-битных аудиоданных ИКМ-сигнала на обычном аудио компакт-диске. Это дополнительное содержимое аудиосигнала предпочтительно сжимается согласно стандарту MPEG для аудиосигналов. Поскольку первые 16 бит кадра аудиосигнала стандарта MPEG являются уникальными для 6 приложений CD объемного звучания, их не передают. В устройстве декодирования CD объемного звучания, содержащем приемник, который будет описан ниже, эти 16 битов помещаются перед битами, выделенными из канала со скрытыми данными, сохраненного в данных ИКМ-сигнала. Фиг. 2 иллюстрирует вариант осуществления приемника для приема объединенного сигнала и формирования из него первого и второго цифровых информационных сигналов. Объединенный сигнал содержит составные кадры. Составной кадр имеет второй сигнал синхронизации. Приемник имеет вход 20 для приема объединенного сигнала. Объединенный сигнал подается на блок 22 обнаружения и блок 24. Блок 22 обнаружения предназначен для обнаружения второго сигнала синхронизации и формирования сигнала обнаружения в ответ на обнаруженный второй сигнал синхронизации. Сигнал обнаружения подают на вход управления блока 24. Блок 24 предназначен для извлечения составного кадра из объединенного сигнала в ответ на сигнал обнаружения. Составные кадры подаются на первый блок 26 извлечения и второй блок 28 извлечения. Первый блок 26 извлечения служит для извлечения, по меньшей мере,части данных первого кадра первого цифрового информационного сигнала из составного кадра. Часть данных первого кадра подается на блок 32 объединения сигнала. Второй блок 28 извлечения служит для извлечения, по меньшей мере,части второго цифрового информационного сигнала из составного кадра, чтобы получить второй кадр второго цифрового информационного сигнала. Последовательные вторые кадры,которые формируют второй цифровой информационный сигнал, подаются на выход 30. Приемник также содержит блок 34 формирователя сигнала синхронизации. Блок 34 формирователя сигнала синхронизации предназначен для формирования первого сигнала синхронизации. Первый сигнал синхронизации подается на блок 32 объединения сигнала. Блок 32 объединения сигнала служит для объединения первого сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого кадра, чтобы получить первый кадр первого цифрового информационного сигнала. Последовательные первые кадры подаются на выход 36. Последовательные первые кадры формируют первый цифровой информационный сигнал. Приемник, описанный выше, функционирует следующим образом. Объединенный сигнал принимают на вход 20. Передатчик, как описано выше, формирует объединенный сигнал. Объединенный сигнал является сигналом CDDA,имеющим выборки ИКМ-сигналов левого и правого каналов. Сигнал CDDA содержит кадры,которые представлены на фиг. 3. Сигнал CDDA содержит канал со скрытыми данными. Чтобы можно было восстановить скрытые данные из сигнала CDDA, каждый кадр содержит информа 7 цию заголовка. Информация заголовка содержит второй сигнал синхронизации. Второй сигнал синхронизации находится, в этом варианте осуществления, в двух младших битах в первых 6L+R выборках ИКМ-сигнала каждого кадра. Однако возможны другие способы вставки второго сигнала синхронизации, например, в младший бит первых 12 L+R выборок ИКМ-сигнала. Блок 22 обнаружения сигнала синхронизации обнаруживает второй сигнал синхронизации и формирует сигнал обнаружения в ответ на него. Блок 24 восстанавливает под управлением сигнала обнаружения составные кадры из сигнала CDDA. Вариант осуществления кадра представлен на фиг. 3. Второй блок 28 извлечения принимает вторые кадры, чтобы сформировать второй цифровой информационный сигнал. Так как в этом варианте осуществления используется канал со скрытыми данными, нет необходимости извлекать неизмененные биты исходного сигнала из выборок ИКМ-сигнала второго кадра. В случае, когдаn МБ каждой выборки ИКМ-сигнала используют для передачи первого цифрового информационного сигнала, эти биты будут вводить слышимый шум. Чтобы уменьшать слышимый шум, старшие биты (СБ) выборок ИКМ-сигнала должны быть извлечены из вторых кадров. Блок 34 формирователя сигнала синхронизации формирует первый сигнал синхронизации. В случае, когда первый цифровой информационный сигнал является аудиосигналом стандарта MPEG-2 уровня II, первые 16 бит каждого кадра являются уникальными для приложения CD объемного звучания (0xFFFC, 12 бит синхронизации+ID=mpeg-1+Layer=II+защита=используемый). Кроме того, преамбула состоит из двух синхронизирующих слов, слова идентификации. Первый сигнал синхронизации содержит,по меньшей мере, эту информацию. Первый блок 26 извлечения извлекает информацию заголовка из вторых кадров. Информация заголовка содержит вслед за информацией сигнала синхронизации распределение битов подкадров. Распределение битов определяет биты выборок ИКМ-сигнала, принадлежащих каналу со скрытыми данными и, таким образом, полезную нагрузку кадра со скрытыми данными. Затем блок 26 извлекает скрытые данные из вторых кадров. Предпочтительно скрытые биты данных являются рандомизированными, записанными в канале со скрытыми данными. Фиг. 4 иллюстрирует вариант осуществления дерандомизации битов скрытых данных. Схема содержит группу схем задержки и схем "исключающее ИЛИ". Схемы задержки выполняют функцию задержки одного бита. Обозначение tn представляет введенный бит n скрытых данных,и Sn представляет выданный дерандомизированный бит n. Схема, представленная на фиг. 4,выполняет следующее действие: выход=z[16]z[14]z[3]z[1]z[0], где является логическим оператором "исключающее ИЛИ" и z[n] 8 является битом, извлеченным n битов назад. В начале нового кадра состояние z должно быть инициализировано на все единицы. Дерандомизированные данные кадра подают на блок 32 объединения. Первый блок извлечения предпочтительно содержит схему контроля с помощью циклического избыточного кода - ЦИК. Диаграмма указанной схемы приведена на фиг. 6. Последние 16 бит скрытых данных содержат слово ЦИК-16 с целью обнаружения ошибок. Каждый дерандомизированный бит скрытых данных, за исключением последних 16, подают через линейный регистр сдвига с обратной связью (ЛРСОС) с полиномом 0 х 8005, как представлено на фиг. 6. Конечное состояние ЛРСОС должно быть сравнено со словом ЦИК-16 скрытых данных. Если эти два слова неодинаковы, то имеет место ошибка в передаче. Блок 32 объединения принимает дерандомизированные данные и вычисляет полезную нагрузку дерандомизированных данных в первом из кадров аудиосигнала стандарта MPEG первого цифрового сигнала. Блок 32 объединения объединяет первый сигнал синхронизации,сформированный блоком 34, и вычисленную полезную нагрузку, чтобы получить преамбулу кадра аудиосигнала стандарта MPEG. Дерандомизированные данные размещаются после преамбулы. В случае, когда длина в битах у преамбулы и дерандомизированных данных не соответствует длине кадра аудиосигнала стандартаMPEG, кадр должен быть дополнен нулями,чтобы получить правильную длину кадра. Полученные таким образом кадры подают на выход 36, чтобы получить первый цифровой информационный сигнал на выходе приемника. Как описано выше, первые шесть выборок ИКМ-сигнала кадра ИКМ-сигнала содержат первые 24 бита кадра сохраненных данных, являющихся синхронизирующим шаблоном. Эти 24 бита предпочтительно содержат код 0xF87E1F (1111 1000 0111 1110 0001 1111). Можно заметить, что если количество битов в кадре со скрытыми данными будет всегда кратным 8, дерандомизация может быть выполнена очень эффективно в расчете на 8 битов. Также вычисление ЦИК-16 может использовать этот факт. Далее, в описанном формате резервируют 2 бита в скрытом заголовке. Эти биты могут быть использованы для возможного будущего расширения физическим каналом и/или способом защиты от копирования. В соответствии с изобретением передают только один синхронизирующий шаблон, а другие синхронизирующие и уникальные шаблоны кадров аудиосигналов стандарта MPEG восстанавливают в приемнике. Ниже более подробно описано извлечение полезной нагрузки скрытых данных, содержащейся в однозначно декодируемых кадрах скрытых данных 1152 стереовыборок ИКМсигнала, выполняемое приемником. Кадр скры 9 тых данных подразделяется на три подкадра скрытых данных по 384 выборки каждый. Каждый подкадр для каждого канала имеет индивидуальное распределение, которое обозначеноalloc[ch][subframe]. Для соответствующего канала "ch" и подкадра "subframe" это распределение указывает количество МБ выборки ИКМсигнала, которые используют для передачи кадра скрытых данных. Информация заголовка всегда содержится в МБ выборок ИКМ-сигнала. Применяемая структура кадра изображена на фиг. 1. В этом примере распределение подкадров скрытых данных является таким, как приведено в таблице. Распределение подкадровch подкадр 0 1 0 0 2 1 1 2 2 2 3 Чтобы извлечь корректное количество МБ,которые используются для хранения полезной нагрузки скрытых данных, сначала должен быть считан и интерпретирован заголовок. В зависимости от информации распределения в заголовке оставшиеся МБ выборок ИКМ-сигнала, которые содержат заголовок, могут хранить полезную нагрузку скрытых данных. Для перцепционного управления информацией заголовка и полезной нагрузки скрытых данных все МБ, содержащиеся в кадре со скрытыми данными, за исключением синхронизирующего слова, должны передаваться бит за битом через схему дерандомизации до интерпретации. Схема дерандомизации иллюстрируется на фиг. 4. Применяется следующий полином:Sn=tntn-1tn-3tn-14tn-16 В начале каждого кадра все значения Ti устанавливают равными двоичной 1. Фиг. 4 иллюстрирует схему дерандомизации. Блоки Т представляют собой регистры сдвига. Блоки суммирования представляют собой логические элементы "исключающее ИЛИ". В начале каждого кадра регистры сдвига устанавливают в состояние, равное двоичной 1. Для каждого нового вставленного входного бита tn формируют новый выходной бит Sn. Биты должны подаваться на схему дерандомизации в определенном порядке, который объясняется на фиг. 5. Фиг. 5 иллюстрирует, что биты в кадре со скрытыми данными должны подаваться на схему дерандомизации в определенном порядке. На чертеже это объясняется посредством упрощенного заголовка и полезной нагрузки скрытых данных. Предположим, что синхронизирующее слово состоит только из 2 битов и оставшийся заголовок составляет 6 бит. Как показано на чертеже, распределением для первого подкадра являются 3 МБ для левого канала и 2 бита для правого канала. Биты синхронизации, маркиро 003213 10 ванные "1" и "2", считываются первыми и не проходят через схему рандомизации. Оставшиеся биты считываются в указанном порядке. Этим порядком является "сначала заголовок", когда считывается чередующийся левый и правый канал. Затем эти биты считывают, начиная с СБ. Все биты, обозначенные "3", должны пройти через схему рандомизации до интерпретации. Первым действием, выполняемым в приемнике, является синхронизация декодера к CDDA выборкам ИКМ-сигнала. Синхрослово содержится в МБ выборок ИКМ-сигнала, представляющих левый и правый каналы. Расстояние между двумя последовательными синхронизирующими словами составляет 21152 моновыборок ИКМ-сигнала или 1152 стереовыборки ИКМсигнала. Чтобы восстановить синхронизирующее слово, формируют битовый поток, последовательно связывая МБ выборки ИКМ-сигнала, соответствующие левому каналу, и МБ выборки ИКМ-сигнала, соответствующие правому каналу. Последние 16 бит этого потока битов непрерывно сравнивают с синхронизирующим словом. Если оно совпадает для всех 16 битов, только тогда синхронизация является достигнутой. В другом варианте осуществления приемника выполняют две проверки ЦИК. Используемыми способами обнаружения ошибок являются "ЦИК-4" и "ЦИК-16", для которых образующими полиномами являются(ЦИК-16) Биты, включенные в проверку ЦИК 4, являются битами после синхрослова в информации заголовка. Битами, включенными в проверку ЦИК 16, являются первый бит после синхрослова в информации заголовка до позиции проверки ЦИК 16. Способ ЦИК иллюстрируется с помощью диаграммы проверки ЦИК, приведенной на фиг. 6. Для ЦИК-4 начальное состояние регистра сдвига равно F. Для ЦИК-16 начальное состояние регистра сдвига равно FFFF. Все биты, включенные в проверку ЦИК, подаются на схему, показанную на фиг. 6. После ввода каждого бита содержимое регистра сдвига сдвигается на один бит. После последней операции сдвига значения на выходах bnn0 составляют слово, которое должно сравниваться со словом проверки ЦИК в потоке. Если слова не идентичны, то принимается решение, что произошла ошибка передачи в поле, к которому применялась проверка ЦИК-4. Чтобы избежать раздражающих искажений, рекомендуется применение способа маскировки, такого как приглушение текущего кадра или повторение предыдущего кадра. Фиг. 6 иллюстрирует диаграмму проверки ЦИК. Блоки суммирования представляют логические элементы "исключающее ИЛИ". Могут использоваться следующие варианты введения полезной нагрузки в формат данных компакт-диска. Во-первых, может использоваться только канал со скрытыми данными. 11 Никакого использования физического канала не осуществляется. Вся информация заголовка для извлечения полезной нагрузки скрытых данных,таких как информация синхронизации и информация распределения, объединена со скрытыми данными. Полезная нагрузка представляет основной и расширенный кадр стандарта MPEG-2. Во-вторых, может использоваться канал со скрытыми данными и физический канал. Информация заголовка предпочтительно содержится в физическом канале. Эта информация объединена с полезной нагрузкой в физическом канале. Полезная нагрузка в физическом канале представляет основной кадр стандарта MPEG-2. Полезная нагрузка скрытых данных представляет собой расширенный кадр стандарта MPEG-2. В-третьих, может использоваться только физический канал. Информация управления содержится в физическом канале. Эта информация объединена с полезной нагрузкой в физическом канале. Полезная нагрузка представляет собой основной и расширенный кадр стандарта MPEG-2. В случае, если имеется физически ограниченный многоуровневый (ОМУ) канал, он всегда содержит заголовок. В зависимости от того,используется ли второй канал, что сообщается дескриптором содержания, ОМУ канал будет содержать один основной кадр стандартаMPEG-2 или дополнительно расширенный кадр стандарта MPEG-2. Если используется канал со скрытыми данными, начало этого кадра должно быть синхронизировано с извлеченной полезной нагрузкой из ОМУ канала. Также в случае, когда используется физический канал, или в объединении со скрытым каналом данных, или самостоятельно структура цикловой синхронизации полезной нагрузки стандарта MPEG-2 остается основанной на кадрах из 1152 стереовыборок ИКМ-сигнала. Кадр из 1152 аудиовыборок ИКМ-сигнала соответствует 192 F3 кадрам. F3-кадр состоит из 24 байтов (пользователя). Во время разметки (форматирования) диска моменты начала кадров 1152 стереовыборок ИКМ-сигнала совмещают с F3 кадрами так, что после введения задержки декодирования ОМУ данных в результате исправления ошибки данные этих двух каналов относятся к одному и тому же кадру. Это иллюстрируется на фиг. 7. На фиг. 7 показано, что кадр из 1152 стереовыборок ИКМ-сигнала соответствует 192 F3 кадрам. В момент, когда импульс синхронизации обнаруживают в "точке синхронизации",данные в "точке начала кадра" становятся доступными из физического канала. Для этого определенного кадра данные ИКМ-сигнала начинают считываться в "точке синхронизации". В любой точке синхронизации, по меньшей мере, 111 F3-кадров должны быть доступны в буфере, чтобы иметь нужное количество физических данных, доступных начиная с этой точки. Если это не имеет место, декодирование 12 может начинаться только в следующей точке синхронизации. Фактическое извлечение физической полезной нагрузки не зависит от обработки, относящейся к каналу со скрытыми данными. Для каждого кадра из 1152 CD-DA выборок ИКМсигнала становится доступным фиксированное количество по 290 килобайт физической полезной нагрузки. Физические данные становятся доступными байт за байтом и интерпретируются, начиная с СБ. После считывания информации заголовка считываются данные, представляющие основной (+расширенный) кадр, кодированный согласно стандарту MPEG-2. В случае, если информация управления не содержится в канале со скрытыми данными,извлечение полезной нагрузки может начинаться в первой выборке ИКМ-сигнала левого канала. Синхронизирующая информация и информация заголовка содержатся в физическом канале. Информация "Alloc" описывает количество введенных битов в расчете на подкадр скрытых данных. Пример приведен на фиг. 8. Кроме данных полезной нагрузки, резервируется место для проверки ЦИК-16, которая осуществляется для всей полезной нагрузки, содержащейся в канале со скрытыми данными. В случае, если полезная нагрузка скрытых данных является нулевой, никакого ЦИК-16 не записывают. Полезная нагрузка скрытых данных и дополнительно физическая полезная нагрузка,если имеется, в пределах одного кадра из 1152CD-DA выборок ИКМ-сигнала представляет один поток битов аудиосигнала, кодированного согласно стандарту MPEG-2, который содержит 1152 многоканальных аудиовыборок ИКМсигнала. Если физический канал не используется, полезная нагрузка скрытых данных представляет полный аудиопоток (основной плюс расширенный), кодированный согласно стандарту MPEG-2. В случае, если используется физический канал, полезная нагрузка скрытых данных представляет расширенный поток стандарта MPEG-2, и физическая полезная нагрузка представляет кодированный поток основных кадров стандарта MPEG-2. Количество битов,содержащихся в основном кадре, кодированном согласно стандарту MPEG-2, не может превышать объем, доступный в ОМУ канале. Количество битов, содержащихся в расширенном кадре,кодированном согласно стандарту MPEG-2, является переменным и кратным 8 битам. Разделение, описанное выше, иллюстрируется на фиг. 9. В случае, если используется физический канал, биты основного кадра, кодированные согласно стандарту MPEG-2, для соответствующего кадра извлекают и помещают перед битами скрытых данных. Следует отметить, что носитель записи с физическим каналом известен из патента США 5210738 и патента США 5724327 (PHN 13.992). 13 Полный поток битов (основные+расширения) дешифрируют и затем декодируют в соответствии с форматом стандарта MPEG-2, получая 1152 многоканальные аудиовыборки ИКМсигнала. Декодирование аудиоданных стандартаMPEG-2 осуществляется согласно ISO/IEC 13818-3. Хотя изобретение описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления,должно быть понятно, что они не являются ограничивающими примерами. Таким образом,различные модификации могут быть очевидны для специалистов без изменения объема изобретения, которое определено формулой изобретения. Слово "содержащее" не исключает присутствие других элементов или этапов, отличных от тех, которые приведены в формуле изобретения. Любые ссылки не ограничивают объем формулы изобретения. Изобретение может быть осуществлено аппаратными средствами и программным обеспечением. Различные "средства" могут быть представлены одним и тем же элементом аппаратного средства. Изобретение заключается во всяком и каждом новом признаке или комбинации признаков. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Передатчик для передачи первого и второго цифрового информационного сигнала через среду передачи, причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры, имеющие, по меньшей мере, первый сигнал синхронизации и часть данных, сохраненных в них, причем передатчик содержит средство ввода, предназначенное для приема первого и второго цифрового информационного сигнала,средство обработки, предназначенное для обработки второго цифрового информационного сигнала, для получения последующих вторых кадров, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала,средство объединения сигналов, предназначенное для ввода второго сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, для получения составного кадра,средство вывода, предназначенное для выдачи составных кадров на выход, для получения объединенного сигнала, который должен передаваться,отличающийся тем, что средство объединения сигналов предназначено для удаления первого сигнала синхронизации из первых кадров перед введением, по меньшей мере, части данных первых кадров во вторые кадры. 2. Передатчик по п.1, отличающийся тем,что средство объединения сигналов предназна 003213 14 чено для введения части данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала с использованием способов скрытия данных. 3. Передатчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу,той же длительности. 4. Передатчик по п.3, отличающийся тем,что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала. 5. Передатчик по п.4, отличающийся тем,что первый цифровой информационный сигнал имеет форму сигнала, кодированного согласно стандарту MPEG. 6. Передатчик по п.4 или 5, отличающийся тем, что передатчик дополнительно содержит средство для определения информационной емкости, доступной во втором кадре для введения первого кадра, и формирования сигнала управления для управления сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала, причем сигнал управления указывает информационную емкость, доступную во втором кадре. 7. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что второй цифровой информационный сигнал содержит, по меньшей мере, один ИКМ-сигнал. 8. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что передатчик выполнен в форме устройства для записи цифрового информационного сигнала на носитель записи. 9. Передатчик по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что передатчик дополнительно содержит средство канального кодирования для канального кодирования сигнала передачи перед его передачей. 10. Способ передачи первого и второго цифрового информационного сигнала через среду передачи, причем первый цифровой информационный сигнал содержит первые кадры,имеющие, по меньшей мере, первый сигнал синхронизации и часть данных, сохраненных в них, причем способ содержит этапы, при которых принимают первый и второй цифровые информационные сигналы,обрабатывают второй цифровой информационный сигнал для получения последующих вторых кадров, причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала,вводят второй сигнал синхронизации и, по меньшей мере, часть данных первого кадра во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, чтобы получить составной кадр, 15 подают составные кадры на выход для получения составного сигнала, который должен передаваться,отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап удаления первого сигнала синхронизации из первых кадров перед введением, по меньшей мере, части данных первых кадров во вторые кадры. 11. Способ по п.10, отличающийся тем,что, по меньшей мере, часть данных первого кадра вводят во второй кадр второго цифрового информационного сигнала с использованием способов скрытия данных. 12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу,той же длительности. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием третьего цифрового информационного сигнала. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал представляет собой сигнал, кодированный согласно стандарту MPEG. 15. Среда передачи в форме носителя записи для записи объединенного сигнала, содержащего части первого и второго цифрового информационного сигнала, объединенный сигнал является последовательностью составных кадров, составной кадр содержит второй сигнал синхронизации и часть данных первого кадра первого цифрового информационного сигнала,причем первый кадр содержит первый сигнал синхронизации и часть данных, составной кадр,получаемый введением второго шаблона синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого цифрового информационного сигнала во второй кадр второго цифрового информационного сигнала, второй кадр, полученный преобразованием второго цифрового информационного сигнала в последующие вторые кадры,причем вторые кадры содержат блоки информации второго цифрового информационного сигнала, отличающаяся тем, что перед введением,по меньшей мере, части данных первого кадра первый сигнал синхронизации удаляют из упомянутого первого кадра. 16. Среда передачи по п.15, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть данных первого кадра вводят во второй кадр с использованием способов скрытия данных. 17. Среда передачи по п.15 или 16, отличающаяся тем, что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала,по существу, той же длительности. 16 18. Среда передачи по п.17, отличающаяся тем, что первый цифровой информационный сигнал получают сжатием данных третьего цифрового информационного сигнала. 19. Среда передачи по пп.15, 16, 17 или 18,отличающаяся тем, что носитель записи является носителем записи оптического или магнитного типа. 20. Приемник для приема объединенного сигнала и формирования из него первого и второго цифрового информационного сигнала,причем приемник содержит средство приема, предназначенное для приема объединенного сигнала,первое средство обнаружения, предназначенное для обнаружения второго сигнала синхронизации, чтобы получить сигнал обнаружения,средство восстановления, предназначенное для восстановления составного кадра из объединенного сигнала в ответ на сигнал обнаружения,первое средство извлечения, предназначенное для извлечения, по меньшей мере, части данных первого кадра первого цифрового информационного сигнала из составного кадра,второе средство извлечения, предназначенное для извлечения, по меньшей мере, части второго цифрового информационного сигнала из составного кадра, чтобы получить второй кадр второго цифрового информационного сигнала,первое средство выдачи, предназначенное для последовательной выдачи вторых кадров на второй выход, чтобы получить второй цифровой информационный сигнал,отличающийся тем, что приемник дополнительно содержит средство формирования сигнала синхронизации, предназначенное для формирования первого сигнала синхронизации,средство объединения сигналов, предназначенное для объединения первого сигнала синхронизации и, по меньшей мере, части данных первого цифрового информационного сигнала, чтобы получить первый кадр первого цифрового информационного сигнала,второе средство выдачи, предназначенное для последовательной выдачи первых кадров первого цифрового информационного сигнала на первый выход, чтобы получить первый цифровой информационный сигнал. 21. Приемник по п.20, отличающийся тем,что второй кадр представляет собой часть второго цифрового информационного сигнала заранее определенной длительности, а первый кадр представляет собой часть третьего цифрового информационного сигнала, по существу,той же длительности. 22. Приемник по п.20 или 21, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал является сигналом, полученным путем сжатия данных третьего цифрового информационного сигнала. 23. Приемник по пп.20, 21 или 22, отличающийся тем, что первый цифровой информационный сигнал имеет форму сигнала, кодированного согласно стандарту MPEG. 24. Приемник по пп.20, 21, 22 или 23, отличающийся тем, что объединенный сигнал является ИКМ-сигналом, а второй цифровой информационный сигнал является, по существу,объединенным сигналом. 18 25. Приемник по любому из пп.20-24, отличающийся тем, что устройство приема имеет форму устройства для воспроизведения объединенного сигнала, записанного на носителе записи. 26. Приемник по любому из пп.20-25, отличающийся тем, что приемник содержит средство канального декодирования, включенное непосредственно после средства приема.
МПК / Метки
МПК: G11B 20/10
Метки: введение, первого, информационного, информационный, цифрового, сигнала, цифровой, среду, передачи, второй, сигнал
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-3213-vvedenie-pervogo-cifrovogo-informacionnogo-signala-vo-vtorojj-cifrovojj-informacionnyjj-signal-dlya-peredachi-cherez-sredu-peredachi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Введение первого цифрового информационного сигнала во второй цифровой информационный сигнал для передачи через среду передачи</a>
Предыдущий патент: Способ получения антиоксидантов и биологически активных соединений липидной природы
Следующий патент: Способ моделирования характеристики физической системы
Случайный патент: Средство, улучшающее воду