数字电视信号发生装置的制作方法
专利名称：数字电视信号发生装置的制作方法
技术领域：
该发明是有关接收数字播放信号，并播放保存在存储媒体中的传输(Transport；TP)码流(Stream)装置的技术。
背景技术：
数十年来，全球电视媒体一直采用了NTSC(National TelevisionStandards Committee，美国电视标准委员会)的电视传送方式，但随着最近数字电视时代的到来，今后几年人们将与数字电视共度一段时光。数字电视可分为北美规格和欧洲规格，北美规格遵循ATSC(AdvancedTelevision Systems Committee)的规格，而韩国则遵循ATSC这一北美规格。
目前，可接收并保存高画质(High Definition；HD)级数字播放信号的方法有电脑卡(card)、个人视频录像机(PVR，Personal VideoRecorder)、机顶盒(Set Top Box)等方式。当前使用的方法，只能单纯播放(play)保存在保存媒介(例如，电脑的硬盘驱动器)中的数字码流，它只有通过模拟音频和视频予以播放的功能。
图1是以电脑卡的形式，播放保存在硬盘驱动器中的数字电视码流装置的普通结构模块图。该形式的数字电视码流装置由如下结构组成即，将利用天线接收的数字播放信号(例如，ATSC信号)解调(de-modulation)为数字播放规格的残余边带(VSB)，并以TP码流的形式输出的VSB解调器101；将从VSB解调器101中输出的TP码流分解成音频和视频码流，并以视频译码的逆过程方式(例如，MPEG-2译解)和音频译码的逆过程方式(例如，道尔贝AC-3译解)分别译解视频码流和音频码流的A/V解码器102；在A/V解码器102进行MPEG-2译解所需的外部存储器(例如，SDRAM)105；将在A/V解码器102中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出的视频输出器107；对在A/V解码器102中译解并输出的数字音频信号进行模拟化处理并予以输出的模拟音频器108。
此外，通过天线接收的NTSC信号或通过外部输入口输入的NTSC信号将被输入到NTSC视频解码器104中，而通过外部输入口输入的模拟图像信号(例如，电脑图像信号)则被输入到模拟视频解码器103中。从NTSC视频解码器104或模拟视频解码器103中输出的数据，将通过A/V解码器102，分别输入到视频输出器107和模拟音频器108中。
上述A/V解码器102还可通过提供的周边元件扩展接口(PCI，Peripheral Component Interconnect)总线，上载(Uploading)保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流，并进行MPEG-2译解。
此外，从A/V解码器102中输出的数据还将输入到VGA卡110和模拟转换器器106中，而VGA卡110则将向模拟转换器106输出VGA用RGB信号。模拟转换器106将选择从A/V解码器102中输出的HD级RGB信号或从VGA卡110中输出的VGA用RGB信号，并输入到电脑中。
具有上述结构特点的电脑卡的运行方式可分为如下两种即，其一、给系统供应电源，然后由用户选择自己喜欢的播放频道，调谐器(未图示)将调整所选播放频道的RF信号，并将该信号向下混频(Down Mixing)至中频(Intermediate Frequency；IF)，然后向VSB解调器101输出。如果向下混频的IF信号是数字播放信号，VSB解调器101中的ATSC/NTSC器就将该信号输入到VSB信号接收器中，但如果是模拟播放信号，则将该信号输入到NTSC解码器104中。VSB信号接收器将在数字播放信号中检测出载波，并译解在RF传输口形成的译码信号，然后以TP码流的形式将译解的信号传送给A/V解码器102。A/V解码器102将分析TP码流，并将其分解为音频和视频码流，被分解的视频码流则通过SDRAM105译解(VLD)为可变长度的码流，并经过逆量子化(IQ)过程、逆离散余弦转换(IDCT)过程和运动补偿(MC)过程，恢复成原始画面的象素值。同样，音频码流是经过音频译码的逆过程进行译解(例如，道尔贝AC-3)的。视频输出器107将在A/V解码器102中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出；而模拟音频器108则将在A/V解码器102中译解并输出的数字音频信号进行模拟化处理，并将该模拟数据输入到高清晰度电视(HDTV)显示器的扬声器等音频装置中。
其二、保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流将通过电脑提供的PCI总线，上传(Uploading)到A/V解码器102中。此时，A/V解码器102将不会译解从VSB解调器101中输出的TP码流，而对通过PCI总线上传的TP码流进行译解，然后将译解的数据输入到视频处理器107和模拟音频器108中。
发明内容
如上所述，常规技术只能接收并译解由广电局送出的RF信号，或只能译解保存在保存媒介硬盘驱动器中的数据，并将这些数据输入到模拟音频和视频接收器中。
也就是说，随着最近数字电视时代的到来，对相关数字电视的电子仪器的开发事业正在踊跃进行。那些大量开发DTV相关仪器的企业，为了生成组件开发、测试、售后服务(After Service)以及产品测试(demonstration)所需的ATSC规格的RF信号，理应具备ATSC RF信号发生装置。
但普通ATSC RF信号发生装置的价格非常昂贵，而且设备巨大不便搬动，并在安装及使用方法上存在着诸多复杂工序。
该发明旨在解决常规技术中存在的上述问题，提供一个无需其它附加系统，仅在通用电脑中便可进行8VSB调制并输出RF信号的数字电视信号发生装置。
该发明还旨在提供可在通用电脑中输出高清晰度电视(HDTV)显示器所需的模拟音频/视频信号以及由VSB调制的RF信号的数字电视信号发生装置。
图1是以电脑卡的形式，播放保存在硬盘驱动器中的数字电视码流装置的普通结构模块图，图2是根据该发明研发出的数字电视信号发生装置结构模块图，图3是根据该发明研发出的数字电视信号发生过程流线图，图4是图2中每个部件的适时运行图。
*附图主要部分的符号说明*200数字电视信号发生器 201调谐器和VSB解调器
202PCI控制器 203PCI/TP界面逻辑器件204A/V解码器 205SDRAM206视频数模转换器(DAC)207音频数模转换器(DAC)208VSB再调制器具体实施方式
为了达到上述目的，根据该发明研发出的数字电视信号发生装置由如下结构组成即，接收正由广电局播放的数字播放信号，进行VSB解调并以传输流的形式输出的调谐器和VSB解调器；设在普通电脑上，保存标准压缩(MPEG)码流的保存媒介；输入用户的数据请求，便从上述保存媒介中读取标准压缩(MPEG)码流，并转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的传输流形式的PCI/TP界面逻辑器件；在从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流中，分解出音频信号和视频信号，并利用AC-3运算法则和MPEG-2运算法则，对分解出的音频信号和视频信号分别进行音频译解和视频译解，然后对这些信号译解码进行模拟化处理的音频/视频信号处理器；对从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流进行VSB调制，并输出RF信号的VSB再调制器。
上述PCI/TP界面逻辑器件在从保存媒介中读取的MPEG压缩码流中，附加所定字节的奇偶和同步场，以将它们转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的码流。
上述PCI/TP界面逻辑器件中设有双端口缓冲存储器。
在PCI/TP界面逻辑器件和保存媒介之间还设有PCI控制器，以在PCI/TP界面逻辑器件为读取保存在保存媒介中的数据而发出直接存储器存取(DMA)请求时，对该请求做出反应，并通过PCI总线，从上述保存媒介中读取MPEG压缩码流。
参照附图详细说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置实例的其它目的、特点及其效果，将对该发明有个进一步明了的认识。
参照附图详细说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置实例的结构及其作用如下(注该说明书中图示并予以说明的结构和作用，至少是该发明的一个实例说明，但该发明的技术思想及其核心结构和作用并不局限于下述几个特定实例。)图2是根据该发明研发出的数字电视信号发生装置的一个实例结构模块图，该实例由如下两个结构组成安装在普通电脑中的保存媒介硬盘驱动器(HDD)；以电脑卡的形式插入于普通电脑中，并通过PCI总线，与硬盘驱动器互换数据的DTV信号发生器200。
上述DTV信号发生器200由如下结构组成接收并进行VSB解调通过天线接收的特定频道的数字播放信号，然后以TP码流的形式输出的调谐器和VSB解调器201；提供可接入保存在硬盘驱动器内数据的界面的PCI控制器202；将通过PCI控制器202上传的TP码流转换成ATSC 8VSB格式的PCI/TP界面逻辑器件203；将从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流分解为视频和音频码流，并利用译解存储器205分别进行译解的A/V解码器204；对从A/V解码器204中输出的视频信号进行模拟化处理，并向高清晰度电视(HDTV)显示器输出的外部视频数模转换器(DAC)(digital To AnalogConverter)206；对从A/V解码器204中输出的音频信号进行模拟化处理，并向高清晰度电视(HDTV)显示器的扬声器等音频装置输出的外部音频数模转换器(DAC)207；将从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流调制成ATSC格式的RF信号的VSB再调制器(Re-modulation)208。
只要是通过VSB调制过程，能够输出符合ATSC标准的VSB方式的RF信号，就可任意选用VSB再调制器208。
假设在保存媒介中，以MPEG压缩码流的形式存有数字播放信号。
只要能记录数据，就可任意选用保存媒介。例如，只读存储器、随机存储器、闪速存储器、硬盘驱动器(HDD)等保存媒介。记忆装置的应用范围非常广泛，所以并非局限于上述实例说明。
为了方便说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置，该说明书中的保存媒介采用了硬盘驱动器(HDD)，而该硬盘驱动器则被安装在电脑上。根据所采用的不同保存媒介，安装上述保存媒介的装置也会各不相同。
图3是根据该发明研发出的数字电视信号发生过程流线图。
具有上述结构特点的该发明的运行方式如下即，如果给系统供应电源(第301阶段)，那么首先接收卫星信号，并对进行A/V译解和VSB再调制或上传保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流后进行A/V译解和VSB再调制的问题做出决定(第302阶段)。
在接收卫星信号时，在天线上便调整调谐器和VSB解调器201需要的播放频道RF信号，并向下混频(Down Mixing)至中频(IntermediateFrequency；IF)，然后进行VSB解调处理，并以TP码流的形式，向A/V解码器204和VSB再调制器208输出(第303阶段)。
此外，在上传保存于电脑硬盘驱动器中的TP码流并予以播放时，将在PCI/TP界面逻辑器件203中，通过PCI控制器202和PCI总线，读取硬盘驱动器中的TP码流，并向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
也就是说，在PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DirectMemory Access)控制器(未图示)中，为获取硬盘驱动器中的数据而向PCI控制器202发出直接存储器存取(DMA)请求(Request)，而PCI控制器202则对该请求做出反应，并通过PCI总线，将该信号发送到电脑的直接存储器存取(DMA)控制器(未图示)中，开始进行读取硬盘驱动器数据所需的直接存储器存取(DMA)工作(第304阶段)，并接入硬盘驱动器(第305阶段)。如此开始的直接存储器存取(DMA)应答工作，将一直进行到PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DMA)控制器停止请求为止，而保存在硬盘驱动器中的TP码流则通过直接存储器存取(DMA)的控制，被同步处理为PCI 33MHz脉冲的码流，并输入到PCI/TP界面逻辑器件203中(第阶段306)。
如图4所示，PCI/TP界面逻辑器件203将以符合PCI 33MHz的脉冲传送的硬盘驱动器数据同步处理为TP界面的2.69MHz脉冲，并转换成ATSC8VSB的输出规格输出(第307阶段)。即，将以PCI 33MHz脉冲快速传送的硬盘驱动器数据降为TP界面的2.69MHz脉冲，并为使其符合图4中的ATSC 8VSB输出规格，在PCI/TP界面逻辑器件203中，设有自体缓冲存储器双端口存储器(Dual Port Memory)，并将同步处理为PCI 33MHz脉冲后输入的数据存入缓冲存储器中，然后输出符合图4中的ATSC 8VSB输出规格的TP界面数据。这是因为在将电脑硬盘驱动器用为保存媒介时，需要始终以同样的速度读取数据，尤其在长时间运行(long play)时，保存媒介极易出现不稳定现象，所以在PCI/TP界面逻辑器件203内设置缓冲存储器，以确保保存媒介的稳定性。
如果缓冲存储器已存满(Full)，直接存储器存取(DMA)的请求(Request)工作暂被终止，然后在缓冲存储器中再有保存空间时，也就是说有必要继续存满缓冲存储器时，PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DMA)控制器将再次向电脑发出直接存储器存取(DMA)的请求，以从硬盘驱动器中获取TP码流，并将其保存到缓冲存储器中。
通过上述方法，可根据用户需要的时间，持续播放TP码流。
此时，从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的数据与调谐器和VSB解调器201中输出的格式完全相同。从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流格式是符合ATSC标准的码流格式，如此格式的码流将向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
在此，从硬盘驱动器输入到PCI/TP界面逻辑器件203中的TP码流是MPEG-2压缩码流，其第一个字节始终是以0x47，且由188个字节组成一个信息包。此外，上述MPEG-2压缩码流的奇偶和增加同步场的208个(＝188数据+20奇偶)字节形成一个数据段，这便是ATSC 8VSB标准。
因此，PCI/TP界面逻辑器件203在每个从硬盘驱动器中读取的TP码流信息包中均附加奇偶，并将它们转换成符合ATSC标准的码流，然后同步处理为2.69MHz，向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
也就是说，利用PCI/TP界面逻辑器件203的输出控制信号之一——图4(d)中的有效数据(Data_Valid)信号，如在图4(b)和图4(c)中示例的那样，在77.3us区内输出从硬盘驱动器中上传的188个字节的有效(Valid)TP数据，并在20个字节内输出空数据(Null Data)，就会输出符合ATSC 8VSB规格的码流。
在该发明中，数据188个字节+奇偶20个字节(＝208个字节)被称为一个数据段。此外，第313个数据段被称为同步场，如图4(a)所示，一个同步场区内可输出208个空数据字节。
如图4所示，从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流和从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流均为符合ATSC 8VSB规格的码流。此外在接收卫星信号时，从调谐器和VSB解调器201中输出的数据，将同时向A/V解码器204和VSB再调制器208输出；而从硬盘驱动器上传数据时，从PCI/TP界面逻辑器件203输出的数据则会同时输入到A/V解码器204和VSB再调制器208中。
也就是说，从PCI/TP界面逻辑器件203输出的信号结构与A/V解码器204接受TP码流的TP端口信号结构完全相同，这种结构可使A/V解码器204和VSB再调制器208同时从PCI/TP界面逻辑器件203中接收数据，并分别对所接收的数据进行A/V译解和VSB再调制。
VSB再调制器208对从调谐器和VSB解调器201中输出的数据或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的数据进行VSB调制，并输出RF信号(第308阶段)。即，VSB再调制器208从PCI/TP界面逻辑器件203中接收需要转换成RF信号的数据、有效数据信号有效数据(Data_Valid))以及2.69MHz TP界面脉冲。如图4(d)所示，有效数据信号有效数据(Data_Valid))是从PCI/TP界面逻辑器件203向VSB再调制器208输出的控制信号，它可在VSB再调制器208中有效识别纯数据。在188个字节的纯数据区内为高，而在20个字节的奇偶区和每在第313个数据段重复的同步场区内为低。即，有效数据信号(Data_Valid))是指在信息包中，除了奇偶信号等附加数据之外的纯数据信号，可通过计算从始于0x47的同步字节到188个字节的方式，生成有效数据。由于附加到MPEG传输流中的奇偶代码仅用于ECC译解过程，所以需要划分有效数据信号，对同步场信号的处理方式也与之相同。
如图4所示，VSB再调制器208对接收的ATSC规格的TP码流进行VSB调制，将其转换成VSB IF信号，并将VSB IF信号转换成符合ATSC标准A/53 Anncx D的8VSB格式的RF信号。这时，RF信号将利用数模转换器(DAC)转换成模拟信号，然后向RF频道的第3、4号输出。
从VSB再调制器208中输出的RF信号可用于测试或实验中。
此外，A/V解码器201对从调谐器和VSB解调器201中输出的ATSC规格的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的ATSC规格的TP码流进行分析，将这些码流分解为音频和视频码流，并利用被分解的视频码流SDRAM205，译解(VLD)为可变长度的码流，然后经过逆量子化(IQ)过程、逆离散余弦转换(IDCT)过程和运动补偿(MC)过程，恢复成原始画面的象素值，并向视频数模转换器(DAC)206输出。同样，音频码流是经过音频译码的逆过程进行译解(例如，道尔贝AC-3)的，并向音频数模转换器(DAC)207输出。视频数模转换器(DAC)206将在A/V解码器204中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出；而音频数模转换器(DAC)207则将在A/V解码器102中进行道尔贝AC-3译解的音频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟音频数据，并予以输出(第309阶段)。在此，AC-3是符合地面波数字电视的音频标准的译解方式，它是一种能有效去除音频杂音的译解技术，是由著名的美国道尔贝研究所新开发出的第3号音频译码方式。
在该发明中，将数字播放数据保存在硬盘驱动器等保存媒介中，并将保存在硬盘驱动器中的数据，单纯转换成模拟音频和视频播放数据，还以RF信号的格式重新播放。通过上述技术开发，该发明将只有支持高清晰度数字信号显示器(HD Ready)中播放的数字电视播放数据，成功传送到可接收RF信号的内嵌组件(Built-in Set)和机顶盒(SetTop Box)中。
这是开发数字电视产品时进行测试所必需的传送过程，且能提供数字电视产品支持的所有功能显示所必需的功能。
因此，该发明技术可广泛用于以ATSC规格的VSB RF信号为前提的所有领域。
如上所述，根据该发明研发出的数字电视信号发生装置，利用A/V解码器，译解从硬盘驱动器上传的数据，并输出模拟音频/视频信号，同时还通过VSB再调制器，输出ATSC规格的VSB RF信号，使那些大量开发相关ATSC的DTV信号接收设备的企业，以低廉的费用获取符合ATSC标准的RF信号和传输流，开发出普通电脑水准的产品。即，利用普通电脑，便可以低廉的费用，简单生成ATSC规格的RF信号。
通过上述说明内容，只要是在该发明所属的技术领域中掌握一定知识的人，均可在不脱离该发明的技术思想范围内进行多种变形和改装。因此，该发明的技术范围并不局限于上述几个特定实例，而是取决于该发明的专利申请范围。
权利要求
1.本发明所涉及的数字电视信号发生装置，由如下结构组成即，接收正由广电局播放的数字播放信号，进行VSB解调并以传输流的形式输出的调谐器和VSB解调器；设在普通电脑上，保存标准压缩(MPEG)码流的保存媒介；输入用户的数据请求，便从上述保存媒介中读取标准压缩(MPEG)码流，并转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的传输流形式的PCI/TP界面逻辑器件；在从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流中，分解出音频信号和视频信号，并利用AC-3运算法则和MPEG-2运算法则，对分解出的音频信号和视频信号分别进行音频译解和视频译解，然后对这些信号译解码进行模拟化处理的音频/视频信号处理器；对从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流进行VSB调制，并输出RF信号的VSB再调制器。
2.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，上述PCI/TP界面逻辑器件在从保存媒介中读取的MPEG压缩码流中，应附加所定字节的奇偶和同步场，并将它们转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的码流。
3.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，在PCI/TP界面逻辑器件和保存媒介之间还应设有PCI控制器，以便在PCI/TP界面逻辑器件为读取保存在保存媒介中的数据而发出直接存储器存取(DMA)请求时，对该请求做出反应，并通过PCI总线，从上述保存媒介中读取MPEG压缩码流。
4.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，PCI/TP界面逻辑器件(203)应将以符合PCI 33MHz的脉冲传送的MPEG压缩码流同步处理为TP界面的2.69MHz脉冲，并转换成ATSC规格的传输流。
全文摘要
该发明是有关数字电视信号发生装置的技术。该发明利用A/V解码器，译解从硬盘驱动器上传的数据，并输出模拟音频/视频信号，同时还通过VSB再调制器，输出ATSC规格的VSB RF信号，使那些大量开发相关ATSC的DTV信号接收设备的企业，以低廉的费用获取符合ATSC标准的RF信号和传输流，开发出普通电脑水准的产品。此外通过该发明，还能将仅可在现有的支持高清晰度数字信号(HD－Ready)显示器中播放的数字电视播放功能，传送给可接收RF的内嵌组件(Built－in Set)和机顶盒(Set Top Box)中。
文档编号H04N7/015GK1722791SQ200410052788
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者金昌熏 申请人:上海乐金广电电子有限公司
技术领域：
该发明是有关接收数字播放信号，并播放保存在存储媒体中的传输(Transport；TP)码流(Stream)装置的技术。
背景技术：
数十年来，全球电视媒体一直采用了NTSC(National TelevisionStandards Committee，美国电视标准委员会)的电视传送方式，但随着最近数字电视时代的到来，今后几年人们将与数字电视共度一段时光。数字电视可分为北美规格和欧洲规格，北美规格遵循ATSC(AdvancedTelevision Systems Committee)的规格，而韩国则遵循ATSC这一北美规格。
目前，可接收并保存高画质(High Definition；HD)级数字播放信号的方法有电脑卡(card)、个人视频录像机(PVR，Personal VideoRecorder)、机顶盒(Set Top Box)等方式。当前使用的方法，只能单纯播放(play)保存在保存媒介(例如，电脑的硬盘驱动器)中的数字码流，它只有通过模拟音频和视频予以播放的功能。
图1是以电脑卡的形式，播放保存在硬盘驱动器中的数字电视码流装置的普通结构模块图。该形式的数字电视码流装置由如下结构组成即，将利用天线接收的数字播放信号(例如，ATSC信号)解调(de-modulation)为数字播放规格的残余边带(VSB)，并以TP码流的形式输出的VSB解调器101；将从VSB解调器101中输出的TP码流分解成音频和视频码流，并以视频译码的逆过程方式(例如，MPEG-2译解)和音频译码的逆过程方式(例如，道尔贝AC-3译解)分别译解视频码流和音频码流的A/V解码器102；在A/V解码器102进行MPEG-2译解所需的外部存储器(例如，SDRAM)105；将在A/V解码器102中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出的视频输出器107；对在A/V解码器102中译解并输出的数字音频信号进行模拟化处理并予以输出的模拟音频器108。
此外，通过天线接收的NTSC信号或通过外部输入口输入的NTSC信号将被输入到NTSC视频解码器104中，而通过外部输入口输入的模拟图像信号(例如，电脑图像信号)则被输入到模拟视频解码器103中。从NTSC视频解码器104或模拟视频解码器103中输出的数据，将通过A/V解码器102，分别输入到视频输出器107和模拟音频器108中。
上述A/V解码器102还可通过提供的周边元件扩展接口(PCI，Peripheral Component Interconnect)总线，上载(Uploading)保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流，并进行MPEG-2译解。
此外，从A/V解码器102中输出的数据还将输入到VGA卡110和模拟转换器器106中，而VGA卡110则将向模拟转换器106输出VGA用RGB信号。模拟转换器106将选择从A/V解码器102中输出的HD级RGB信号或从VGA卡110中输出的VGA用RGB信号，并输入到电脑中。
具有上述结构特点的电脑卡的运行方式可分为如下两种即，其一、给系统供应电源，然后由用户选择自己喜欢的播放频道，调谐器(未图示)将调整所选播放频道的RF信号，并将该信号向下混频(Down Mixing)至中频(Intermediate Frequency；IF)，然后向VSB解调器101输出。如果向下混频的IF信号是数字播放信号，VSB解调器101中的ATSC/NTSC器就将该信号输入到VSB信号接收器中，但如果是模拟播放信号，则将该信号输入到NTSC解码器104中。VSB信号接收器将在数字播放信号中检测出载波，并译解在RF传输口形成的译码信号，然后以TP码流的形式将译解的信号传送给A/V解码器102。A/V解码器102将分析TP码流，并将其分解为音频和视频码流，被分解的视频码流则通过SDRAM105译解(VLD)为可变长度的码流，并经过逆量子化(IQ)过程、逆离散余弦转换(IDCT)过程和运动补偿(MC)过程，恢复成原始画面的象素值。同样，音频码流是经过音频译码的逆过程进行译解(例如，道尔贝AC-3)的。视频输出器107将在A/V解码器102中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出；而模拟音频器108则将在A/V解码器102中译解并输出的数字音频信号进行模拟化处理，并将该模拟数据输入到高清晰度电视(HDTV)显示器的扬声器等音频装置中。
其二、保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流将通过电脑提供的PCI总线，上传(Uploading)到A/V解码器102中。此时，A/V解码器102将不会译解从VSB解调器101中输出的TP码流，而对通过PCI总线上传的TP码流进行译解，然后将译解的数据输入到视频处理器107和模拟音频器108中。
发明内容
如上所述，常规技术只能接收并译解由广电局送出的RF信号，或只能译解保存在保存媒介硬盘驱动器中的数据，并将这些数据输入到模拟音频和视频接收器中。
也就是说，随着最近数字电视时代的到来，对相关数字电视的电子仪器的开发事业正在踊跃进行。那些大量开发DTV相关仪器的企业，为了生成组件开发、测试、售后服务(After Service)以及产品测试(demonstration)所需的ATSC规格的RF信号，理应具备ATSC RF信号发生装置。
但普通ATSC RF信号发生装置的价格非常昂贵，而且设备巨大不便搬动，并在安装及使用方法上存在着诸多复杂工序。
该发明旨在解决常规技术中存在的上述问题，提供一个无需其它附加系统，仅在通用电脑中便可进行8VSB调制并输出RF信号的数字电视信号发生装置。
该发明还旨在提供可在通用电脑中输出高清晰度电视(HDTV)显示器所需的模拟音频/视频信号以及由VSB调制的RF信号的数字电视信号发生装置。
图1是以电脑卡的形式，播放保存在硬盘驱动器中的数字电视码流装置的普通结构模块图，图2是根据该发明研发出的数字电视信号发生装置结构模块图，图3是根据该发明研发出的数字电视信号发生过程流线图，图4是图2中每个部件的适时运行图。
*附图主要部分的符号说明*200数字电视信号发生器 201调谐器和VSB解调器
202PCI控制器 203PCI/TP界面逻辑器件204A/V解码器 205SDRAM206视频数模转换器(DAC)207音频数模转换器(DAC)208VSB再调制器具体实施方式
为了达到上述目的，根据该发明研发出的数字电视信号发生装置由如下结构组成即，接收正由广电局播放的数字播放信号，进行VSB解调并以传输流的形式输出的调谐器和VSB解调器；设在普通电脑上，保存标准压缩(MPEG)码流的保存媒介；输入用户的数据请求，便从上述保存媒介中读取标准压缩(MPEG)码流，并转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的传输流形式的PCI/TP界面逻辑器件；在从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流中，分解出音频信号和视频信号，并利用AC-3运算法则和MPEG-2运算法则，对分解出的音频信号和视频信号分别进行音频译解和视频译解，然后对这些信号译解码进行模拟化处理的音频/视频信号处理器；对从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流进行VSB调制，并输出RF信号的VSB再调制器。
上述PCI/TP界面逻辑器件在从保存媒介中读取的MPEG压缩码流中，附加所定字节的奇偶和同步场，以将它们转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的码流。
上述PCI/TP界面逻辑器件中设有双端口缓冲存储器。
在PCI/TP界面逻辑器件和保存媒介之间还设有PCI控制器，以在PCI/TP界面逻辑器件为读取保存在保存媒介中的数据而发出直接存储器存取(DMA)请求时，对该请求做出反应，并通过PCI总线，从上述保存媒介中读取MPEG压缩码流。
参照附图详细说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置实例的其它目的、特点及其效果，将对该发明有个进一步明了的认识。
参照附图详细说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置实例的结构及其作用如下(注该说明书中图示并予以说明的结构和作用，至少是该发明的一个实例说明，但该发明的技术思想及其核心结构和作用并不局限于下述几个特定实例。)图2是根据该发明研发出的数字电视信号发生装置的一个实例结构模块图，该实例由如下两个结构组成安装在普通电脑中的保存媒介硬盘驱动器(HDD)；以电脑卡的形式插入于普通电脑中，并通过PCI总线，与硬盘驱动器互换数据的DTV信号发生器200。
上述DTV信号发生器200由如下结构组成接收并进行VSB解调通过天线接收的特定频道的数字播放信号，然后以TP码流的形式输出的调谐器和VSB解调器201；提供可接入保存在硬盘驱动器内数据的界面的PCI控制器202；将通过PCI控制器202上传的TP码流转换成ATSC 8VSB格式的PCI/TP界面逻辑器件203；将从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流分解为视频和音频码流，并利用译解存储器205分别进行译解的A/V解码器204；对从A/V解码器204中输出的视频信号进行模拟化处理，并向高清晰度电视(HDTV)显示器输出的外部视频数模转换器(DAC)(digital To AnalogConverter)206；对从A/V解码器204中输出的音频信号进行模拟化处理，并向高清晰度电视(HDTV)显示器的扬声器等音频装置输出的外部音频数模转换器(DAC)207；将从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流调制成ATSC格式的RF信号的VSB再调制器(Re-modulation)208。
只要是通过VSB调制过程，能够输出符合ATSC标准的VSB方式的RF信号，就可任意选用VSB再调制器208。
假设在保存媒介中，以MPEG压缩码流的形式存有数字播放信号。
只要能记录数据，就可任意选用保存媒介。例如，只读存储器、随机存储器、闪速存储器、硬盘驱动器(HDD)等保存媒介。记忆装置的应用范围非常广泛，所以并非局限于上述实例说明。
为了方便说明根据该发明研发出的数字电视信号发生装置，该说明书中的保存媒介采用了硬盘驱动器(HDD)，而该硬盘驱动器则被安装在电脑上。根据所采用的不同保存媒介，安装上述保存媒介的装置也会各不相同。
图3是根据该发明研发出的数字电视信号发生过程流线图。
具有上述结构特点的该发明的运行方式如下即，如果给系统供应电源(第301阶段)，那么首先接收卫星信号，并对进行A/V译解和VSB再调制或上传保存在电脑硬盘驱动器中的TP码流后进行A/V译解和VSB再调制的问题做出决定(第302阶段)。
在接收卫星信号时，在天线上便调整调谐器和VSB解调器201需要的播放频道RF信号，并向下混频(Down Mixing)至中频(IntermediateFrequency；IF)，然后进行VSB解调处理，并以TP码流的形式，向A/V解码器204和VSB再调制器208输出(第303阶段)。
此外，在上传保存于电脑硬盘驱动器中的TP码流并予以播放时，将在PCI/TP界面逻辑器件203中，通过PCI控制器202和PCI总线，读取硬盘驱动器中的TP码流，并向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
也就是说，在PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DirectMemory Access)控制器(未图示)中，为获取硬盘驱动器中的数据而向PCI控制器202发出直接存储器存取(DMA)请求(Request)，而PCI控制器202则对该请求做出反应，并通过PCI总线，将该信号发送到电脑的直接存储器存取(DMA)控制器(未图示)中，开始进行读取硬盘驱动器数据所需的直接存储器存取(DMA)工作(第304阶段)，并接入硬盘驱动器(第305阶段)。如此开始的直接存储器存取(DMA)应答工作，将一直进行到PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DMA)控制器停止请求为止，而保存在硬盘驱动器中的TP码流则通过直接存储器存取(DMA)的控制，被同步处理为PCI 33MHz脉冲的码流，并输入到PCI/TP界面逻辑器件203中(第阶段306)。
如图4所示，PCI/TP界面逻辑器件203将以符合PCI 33MHz的脉冲传送的硬盘驱动器数据同步处理为TP界面的2.69MHz脉冲，并转换成ATSC8VSB的输出规格输出(第307阶段)。即，将以PCI 33MHz脉冲快速传送的硬盘驱动器数据降为TP界面的2.69MHz脉冲，并为使其符合图4中的ATSC 8VSB输出规格，在PCI/TP界面逻辑器件203中，设有自体缓冲存储器双端口存储器(Dual Port Memory)，并将同步处理为PCI 33MHz脉冲后输入的数据存入缓冲存储器中，然后输出符合图4中的ATSC 8VSB输出规格的TP界面数据。这是因为在将电脑硬盘驱动器用为保存媒介时，需要始终以同样的速度读取数据，尤其在长时间运行(long play)时，保存媒介极易出现不稳定现象，所以在PCI/TP界面逻辑器件203内设置缓冲存储器，以确保保存媒介的稳定性。
如果缓冲存储器已存满(Full)，直接存储器存取(DMA)的请求(Request)工作暂被终止，然后在缓冲存储器中再有保存空间时，也就是说有必要继续存满缓冲存储器时，PCI/TP界面逻辑器件203的直接存储器存取(DMA)控制器将再次向电脑发出直接存储器存取(DMA)的请求，以从硬盘驱动器中获取TP码流，并将其保存到缓冲存储器中。
通过上述方法，可根据用户需要的时间，持续播放TP码流。
此时，从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的数据与调谐器和VSB解调器201中输出的格式完全相同。从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流格式是符合ATSC标准的码流格式，如此格式的码流将向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
在此，从硬盘驱动器输入到PCI/TP界面逻辑器件203中的TP码流是MPEG-2压缩码流，其第一个字节始终是以0x47，且由188个字节组成一个信息包。此外，上述MPEG-2压缩码流的奇偶和增加同步场的208个(＝188数据+20奇偶)字节形成一个数据段，这便是ATSC 8VSB标准。
因此，PCI/TP界面逻辑器件203在每个从硬盘驱动器中读取的TP码流信息包中均附加奇偶，并将它们转换成符合ATSC标准的码流，然后同步处理为2.69MHz，向A/V解码器204和VSB再调制器208输出。
也就是说，利用PCI/TP界面逻辑器件203的输出控制信号之一——图4(d)中的有效数据(Data_Valid)信号，如在图4(b)和图4(c)中示例的那样，在77.3us区内输出从硬盘驱动器中上传的188个字节的有效(Valid)TP数据，并在20个字节内输出空数据(Null Data)，就会输出符合ATSC 8VSB规格的码流。
在该发明中，数据188个字节+奇偶20个字节(＝208个字节)被称为一个数据段。此外，第313个数据段被称为同步场，如图4(a)所示，一个同步场区内可输出208个空数据字节。
如图4所示，从调谐器和VSB解调器201中输出的TP码流和从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的TP码流均为符合ATSC 8VSB规格的码流。此外在接收卫星信号时，从调谐器和VSB解调器201中输出的数据，将同时向A/V解码器204和VSB再调制器208输出；而从硬盘驱动器上传数据时，从PCI/TP界面逻辑器件203输出的数据则会同时输入到A/V解码器204和VSB再调制器208中。
也就是说，从PCI/TP界面逻辑器件203输出的信号结构与A/V解码器204接受TP码流的TP端口信号结构完全相同，这种结构可使A/V解码器204和VSB再调制器208同时从PCI/TP界面逻辑器件203中接收数据，并分别对所接收的数据进行A/V译解和VSB再调制。
VSB再调制器208对从调谐器和VSB解调器201中输出的数据或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的数据进行VSB调制，并输出RF信号(第308阶段)。即，VSB再调制器208从PCI/TP界面逻辑器件203中接收需要转换成RF信号的数据、有效数据信号有效数据(Data_Valid))以及2.69MHz TP界面脉冲。如图4(d)所示，有效数据信号有效数据(Data_Valid))是从PCI/TP界面逻辑器件203向VSB再调制器208输出的控制信号，它可在VSB再调制器208中有效识别纯数据。在188个字节的纯数据区内为高，而在20个字节的奇偶区和每在第313个数据段重复的同步场区内为低。即，有效数据信号(Data_Valid))是指在信息包中，除了奇偶信号等附加数据之外的纯数据信号，可通过计算从始于0x47的同步字节到188个字节的方式，生成有效数据。由于附加到MPEG传输流中的奇偶代码仅用于ECC译解过程，所以需要划分有效数据信号，对同步场信号的处理方式也与之相同。
如图4所示，VSB再调制器208对接收的ATSC规格的TP码流进行VSB调制，将其转换成VSB IF信号，并将VSB IF信号转换成符合ATSC标准A/53 Anncx D的8VSB格式的RF信号。这时，RF信号将利用数模转换器(DAC)转换成模拟信号，然后向RF频道的第3、4号输出。
从VSB再调制器208中输出的RF信号可用于测试或实验中。
此外，A/V解码器201对从调谐器和VSB解调器201中输出的ATSC规格的TP码流或从PCI/TP界面逻辑器件203中输出的ATSC规格的TP码流进行分析，将这些码流分解为音频和视频码流，并利用被分解的视频码流SDRAM205，译解(VLD)为可变长度的码流，然后经过逆量子化(IQ)过程、逆离散余弦转换(IDCT)过程和运动补偿(MC)过程，恢复成原始画面的象素值，并向视频数模转换器(DAC)206输出。同样，音频码流是经过音频译码的逆过程进行译解(例如，道尔贝AC-3)的，并向音频数模转换器(DAC)207输出。视频数模转换器(DAC)206将在A/V解码器204中进行MPEG-2译解的视频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟视频数据，并予以输出；而音频数模转换器(DAC)207则将在A/V解码器102中进行道尔贝AC-3译解的音频数据转换成高清晰度电视(HDTV)显示器能接受的模拟音频数据，并予以输出(第309阶段)。在此，AC-3是符合地面波数字电视的音频标准的译解方式，它是一种能有效去除音频杂音的译解技术，是由著名的美国道尔贝研究所新开发出的第3号音频译码方式。
在该发明中，将数字播放数据保存在硬盘驱动器等保存媒介中，并将保存在硬盘驱动器中的数据，单纯转换成模拟音频和视频播放数据，还以RF信号的格式重新播放。通过上述技术开发，该发明将只有支持高清晰度数字信号显示器(HD Ready)中播放的数字电视播放数据，成功传送到可接收RF信号的内嵌组件(Built-in Set)和机顶盒(SetTop Box)中。
这是开发数字电视产品时进行测试所必需的传送过程，且能提供数字电视产品支持的所有功能显示所必需的功能。
因此，该发明技术可广泛用于以ATSC规格的VSB RF信号为前提的所有领域。
如上所述，根据该发明研发出的数字电视信号发生装置，利用A/V解码器，译解从硬盘驱动器上传的数据，并输出模拟音频/视频信号，同时还通过VSB再调制器，输出ATSC规格的VSB RF信号，使那些大量开发相关ATSC的DTV信号接收设备的企业，以低廉的费用获取符合ATSC标准的RF信号和传输流，开发出普通电脑水准的产品。即，利用普通电脑，便可以低廉的费用，简单生成ATSC规格的RF信号。
通过上述说明内容，只要是在该发明所属的技术领域中掌握一定知识的人，均可在不脱离该发明的技术思想范围内进行多种变形和改装。因此，该发明的技术范围并不局限于上述几个特定实例，而是取决于该发明的专利申请范围。
权利要求
1.本发明所涉及的数字电视信号发生装置，由如下结构组成即，接收正由广电局播放的数字播放信号，进行VSB解调并以传输流的形式输出的调谐器和VSB解调器；设在普通电脑上，保存标准压缩(MPEG)码流的保存媒介；输入用户的数据请求，便从上述保存媒介中读取标准压缩(MPEG)码流，并转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的传输流形式的PCI/TP界面逻辑器件；在从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流中，分解出音频信号和视频信号，并利用AC-3运算法则和MPEG-2运算法则，对分解出的音频信号和视频信号分别进行音频译解和视频译解，然后对这些信号译解码进行模拟化处理的音频/视频信号处理器；对从调谐器、VSB解调器或PCI/TP界面逻辑器件中输出的传输流进行VSB调制，并输出RF信号的VSB再调制器。
2.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，上述PCI/TP界面逻辑器件在从保存媒介中读取的MPEG压缩码流中，应附加所定字节的奇偶和同步场，并将它们转换成美国国家电视系统委员会(ATSC)规格的码流。
3.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，在PCI/TP界面逻辑器件和保存媒介之间还应设有PCI控制器，以便在PCI/TP界面逻辑器件为读取保存在保存媒介中的数据而发出直接存储器存取(DMA)请求时，对该请求做出反应，并通过PCI总线，从上述保存媒介中读取MPEG压缩码流。
4.如权利要求1所述的数字电视信号发生装置，其特征为，PCI/TP界面逻辑器件(203)应将以符合PCI 33MHz的脉冲传送的MPEG压缩码流同步处理为TP界面的2.69MHz脉冲，并转换成ATSC规格的传输流。
全文摘要
该发明是有关数字电视信号发生装置的技术。该发明利用A/V解码器，译解从硬盘驱动器上传的数据，并输出模拟音频/视频信号，同时还通过VSB再调制器，输出ATSC规格的VSB RF信号，使那些大量开发相关ATSC的DTV信号接收设备的企业，以低廉的费用获取符合ATSC标准的RF信号和传输流，开发出普通电脑水准的产品。此外通过该发明，还能将仅可在现有的支持高清晰度数字信号(HD－Ready)显示器中播放的数字电视播放功能，传送给可接收RF的内嵌组件(Built－in Set)和机顶盒(Set Top Box)中。
文档编号H04N7/015GK1722791SQ200410052788
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者金昌熏 申请人:上海乐金广电电子有限公司
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