專利名稱：數(shù)字流的多重速率編碼轉(zhuǎn)換器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及諸如視頻、音頻和/或多媒體的數(shù)據(jù)信號的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換，并且對于從服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng)或衛(wèi)星或有線電視系統(tǒng))到客戶機(jī)的數(shù)據(jù)流特別有用。
背景技術(shù)：
盡管本發(fā)明在這里是結(jié)合用于壓縮視頻應(yīng)用的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器來描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解這些有創(chuàng)造性的概念也可以應(yīng)用于需要以多重速率提供相同的數(shù)據(jù)的任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中。相應(yīng)地，本發(fā)明和附加的權(quán)利要求書也不局限于在這里特別介紹的視頻應(yīng)用。
大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都可以分成兩個主要的部分。這就是客戶機(jī)和服務(wù)器。我們可以找到關(guān)于客戶機(jī)和服務(wù)器的無數(shù)的例子。具體地說，流包括從服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))向客戶機(jī)發(fā)送電影或其它內(nèi)容(諸如音頻和/或其它多媒體格式)。流與簡單的文件傳送不同，它與文件傳送的區(qū)別是客戶機(jī)播放好象是來自網(wǎng)絡(luò)的電影(或其它內(nèi)容)，而不是要在播放之前等待將整個電影接收下來?？梢詫?shí)時的流一對一的(單播)或一對多的(組播)發(fā)送。在單播中，客戶機(jī)與服務(wù)器接觸以請求電影。然后服務(wù)器將關(guān)于所請求的電影的信息應(yīng)答給客戶機(jī)。然后就把實(shí)際的電影流發(fā)送給客戶機(jī)。在組播中，將電影流的一個副本“廣播”到網(wǎng)絡(luò)的每一個分支上?？蛻魴C(jī)通過“加入”廣播來接收流。并不是所有的路由器都支持組播。
客戶機(jī)(諸如有線或衛(wèi)星電視的用戶)通常一次只與一個服務(wù)器通信。例如，客戶機(jī)終端向服務(wù)器發(fā)送請求(單播)并從服務(wù)器接收流(即可以是單播又可以是組播)。在任何指定的時刻從服務(wù)器的角度來看，服務(wù)器通常都與多個客戶機(jī)進(jìn)行通信。例如，在單播中，服務(wù)器可能要同時向不同的客戶機(jī)發(fā)送流，在組播中，多個客戶機(jī)接收由服務(wù)器廣播的流。
隨著最近視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，通過使用壓縮技術(shù)(諸如，MPEG1、2、4(這里MPEG是由運(yùn)動圖象專家組發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn))和ITU-TH.261、3、3+、或L(這里ITU是由國際電信聯(lián)盟發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)))可以在不降低圖片質(zhì)量的情況下顯著地降低原始視頻素材的尺寸。因此，所希望的是將來能在服務(wù)器端提供更多的經(jīng)過預(yù)壓縮的視頻素材。因而服務(wù)器就可能需要具有為了適應(yīng)不同客戶機(jī)的帶寬需要而調(diào)節(jié)存儲在服務(wù)器端的預(yù)壓縮的視頻素材的速率的能力。編碼轉(zhuǎn)換器是解決這個問題的一種選擇。根據(jù)它的定義，編碼轉(zhuǎn)換器是一種用于將預(yù)壓縮的比特流轉(zhuǎn)換成具有不同格式的另一種比特流的設(shè)備。這些不同的格式可以包括分辨率、比特率(bit rate)、和其它可變的參數(shù)。本發(fā)明提供了一種編碼轉(zhuǎn)換器，它提供對信號輸入流的速率轉(zhuǎn)換以提供多個不同速率的輸出流。
例如，當(dāng)客戶機(jī)(例如，用戶家中用于接收電視服務(wù)的機(jī)頂盒)請求電影的時候，它也經(jīng)常同時提供關(guān)于客戶機(jī)端的網(wǎng)絡(luò)情況的信息。然后服務(wù)器就可以將所請求的電影的經(jīng)過預(yù)壓縮的流編碼轉(zhuǎn)換成適合于客戶機(jī)端的帶寬的形式。然而，所帶來的一個問題是服務(wù)器可能會接收到來自不同客戶機(jī)的對同一個電影的多個請求。此外，客戶機(jī)端的帶寬可能是差別很大的。例如，56Kb/s的電話調(diào)制解調(diào)器和幾Mb/s的電纜調(diào)制解調(diào)器從服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的能力是不同的。因此，將服務(wù)器端的一個經(jīng)過壓縮的視頻比特流編碼轉(zhuǎn)換成不同速率的若干不同的新流是非常有用的。一種直接的解決方案是在響應(yīng)用戶的請求時使用不同的編碼轉(zhuǎn)換器來將相同的輸入視頻流在不同的速率下進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。然而，這種解決方案是不可行的，因?yàn)樗枰?wù)器具有與服務(wù)器所服務(wù)的客戶機(jī)數(shù)量相同的編碼轉(zhuǎn)換器，這個花費(fèi)是極其昂貴的。
另一種解決方案是在每次有不同的客戶機(jī)發(fā)出請求(但是一次只有一個)的時候服務(wù)器端的一個編碼轉(zhuǎn)換器都處理相同的視頻流。也就是說，在服務(wù)器完成一個客戶機(jī)的請求之前，其它的客戶機(jī)將不得不等待。因此，為了解決一個服務(wù)器和多個服務(wù)的問題，或者系統(tǒng)處理器將不得不安裝更多的編碼轉(zhuǎn)換器，或者客戶機(jī)將不得不等待輪到它們來接收所請求的服務(wù)(例如，電影)。此外，在上述兩種解決方案中，對于對相同的視頻比特流的每一個請求，編碼處理器中的所有模塊都需要執(zhí)行操作。
提供一種可以根據(jù)客戶機(jī)的請求，以不同的速率向多個用戶(客戶機(jī))傳送服務(wù)的可靠的和價格合理的編碼轉(zhuǎn)換解決方案是有益的。本發(fā)明提供了一種具有上述和其它優(yōu)點(diǎn)的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換方案。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，為經(jīng)過編碼的比特流提供了編碼轉(zhuǎn)換器裝置。數(shù)據(jù)處理器從比特流中提取開銷(overhead)數(shù)據(jù)。提供了一種用于至少部分地解碼比特流的解碼器。速率控制處理器將至少部分解碼的比特流按不同的速率重新編碼，以產(chǎn)生多個具有不同速率的經(jīng)過重新編碼的比特流。多路復(fù)用器將開銷數(shù)據(jù)和每個經(jīng)過重新編碼的比特流結(jié)合在一起，從而提供不同速率的經(jīng)過編碼的比特流的多個版本。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，多路復(fù)用器完全同時地提供經(jīng)過編碼的比特流的多個版本。經(jīng)過編碼的比特流可以是經(jīng)過壓縮的視頻比特流，編碼轉(zhuǎn)換器位于視頻流的服務(wù)器上，用于完全同時地，以不同的速率，向不同的客戶機(jī)提供視頻比特流的多個版本。
在經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流的一種應(yīng)用中，開銷數(shù)據(jù)可以包括視頻對象序列(VOS)、視頻對象(VO)、視頻對象層(VOL)、視頻對象平面(VOP)、視頻對象平面組(GOV)和運(yùn)動向量(MV)數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。例如，開銷數(shù)據(jù)可以從在經(jīng)過編碼的比特流中包含的分組頭中提取。應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里所使用的術(shù)語(諸如，VO、VOL、VOP、和GOV)可能是特定的標(biāo)準(zhǔn)(諸如，MEPG-4)所專用的，但是其中所包含的概念在其它標(biāo)準(zhǔn)中也是可以找到的。因此在這里和權(quán)利要求書中所使用的特定標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語并不意味著只限于這種標(biāo)準(zhǔn)，而是要廣泛地解釋成在與本發(fā)明相關(guān)的任何標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)中使用的術(shù)語。
在一個實(shí)施例中，速率控制處理器將所述至少部分解碼了的比特流進(jìn)行多次重新編碼，以依次地提供多個經(jīng)過重新編碼的比特流。更具體地說，速率控制處理器可以為得到多個經(jīng)過重新編碼的比特流而分別對至少部分解碼的比特流進(jìn)行重新編碼。
通常，以第一速率接收經(jīng)過編碼的比特流。速率控制處理器可以以N倍于所述第一速率的第二速率工作，這里N是提供經(jīng)過重新編碼的比特流的數(shù)量。按照這種方式，就用原始的經(jīng)過壓縮的視頻比特流完全同時地提供所有經(jīng)過重新編碼的比特流。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，只對經(jīng)過編碼的比特流執(zhí)行一次不影響經(jīng)過重新編碼的比特流的速率的第一功能。為得到每個經(jīng)過重新編碼的比特流要分別執(zhí)行影響速率的第二功能。
在經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流的實(shí)施例中，第一功能可能包括可變長的解碼和非量化(dequantization)中的至少一種功能。第二功能可能包括重新量化(requantization)、可變長的編碼、和運(yùn)動補(bǔ)償(motion compensation)中的至少一種功能。
速率控制處理器可以包括并行工作以生成多個經(jīng)過重新編碼的比特流的多個編碼器。經(jīng)過重新編碼的比特流可以根據(jù)客戶機(jī)的請求，以可變比特率的流和/或恒定比特率的流的形式提供。
為了有效地提供多個不同速率的輸出流，可以監(jiān)控速率控制處理器的處理器周期，并在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下可以跳過至少一個處理步驟。例如，在經(jīng)過編碼的比特流組成經(jīng)過壓縮的視頻比特流的時候，在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下，處理雙向預(yù)測(B)幀(bi-directionallypredicted(B)frame)時可以跳過運(yùn)動補(bǔ)償步驟和離散余弦變換(DCT)步驟中的至少一個步驟。
在另一種優(yōu)化的技術(shù)中，速率控制處理器可以將所述至少部分解碼了的比特流進(jìn)行多次重新編碼，以依次地提供多個經(jīng)過重新編碼的比特流，而在產(chǎn)生不多于所有的多個經(jīng)過重新編碼的比特流的處理過程中有選擇地跳過至少一個處理步驟。
本發(fā)明還提供了相應(yīng)的方法。


圖1是客戶機(jī)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的方塊圖；圖2圖解說明了相同的服務(wù)器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))為多個客戶機(jī)提供服務(wù)的概念；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式的方塊圖，其中使用了多個編碼轉(zhuǎn)換器來提供來自經(jīng)過壓縮的視頻比特流的多個輸出流；圖4是現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式的方塊圖，其中使用了一個編碼轉(zhuǎn)換器以順序處理的方式來處理相同的經(jīng)過壓縮的視頻比特流；圖5是圖解說明本發(fā)明的方塊圖，其中從作為輸入的經(jīng)過壓縮的視頻比特流同時產(chǎn)生不同速率的多個流；和；圖6是實(shí)施例的方塊圖，其中宏模塊(macroblock)只解碼一次，并由不同的編碼器進(jìn)行重新編碼以產(chǎn)生不同速率的多個流。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，為經(jīng)過編碼的比特流提供了編碼轉(zhuǎn)換器裝置，用于同時提供來自單一的輸入比特流(諸如經(jīng)過壓縮的視頻比特流)的多個不同速率的經(jīng)過編碼的比特流。
本發(fā)明的基本原理是提供多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器。這個編碼轉(zhuǎn)換器可以獲得作為輸入的單一的經(jīng)過壓縮的視頻比特流并根據(jù)不同客戶機(jī)的請求完全同時地產(chǎn)生不同速率的多個流。
圖1圖解說明了一個簡單的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，其中客戶機(jī)12經(jīng)過通信路徑14與服務(wù)器進(jìn)行通信。這種客戶機(jī)-服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)在這項(xiàng)技術(shù)中是眾所周知的。雖然客戶機(jī)一般一次只與一個服務(wù)器進(jìn)行通信，它通常是向服務(wù)器發(fā)送請求并在響應(yīng)中接收信息數(shù)據(jù)流，但是服務(wù)器通常同時和多個客戶機(jī)進(jìn)行通信。這在圖2中進(jìn)行了圖解說明，其中服務(wù)器10經(jīng)過(例如)因特網(wǎng)16與多個客戶機(jī)12A、12B...12C進(jìn)行通信?？蛻魴C(jī)可以是多種不同設(shè)備中的任意一種，這些設(shè)備包括，但不限于個人計算機(jī)(PC)、無線因特網(wǎng)設(shè)備、電視機(jī)機(jī)頂盒、銷售點(diǎn)終端、押注終端(wagerng terminal)、用戶設(shè)備(consumer appliance)、影印機(jī)、打印機(jī)、工業(yè)設(shè)備、自動系統(tǒng)、和類似的設(shè)備。通常，不同的客戶機(jī)(甚至相同的普通類型的那些設(shè)備(諸如機(jī)頂盒))具有不同的從服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的處理能力和需求。這些數(shù)據(jù)通常從服務(wù)器以遵從工業(yè)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)的分組化的數(shù)據(jù)流的形式通信給客戶機(jī)。這種標(biāo)準(zhǔn)的一個例子是由運(yùn)動圖象專家組提出的用于經(jīng)過壓縮的數(shù)字視頻信號的通信的標(biāo)準(zhǔn)，也就是MPEG-2。還有現(xiàn)存的其它標(biāo)準(zhǔn)和正在進(jìn)行開發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明并不局限于任何一種這樣的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
在作為本發(fā)明的一種應(yīng)用的電視機(jī)的實(shí)施例中，客戶機(jī)(例如，有線或衛(wèi)星電視用戶)可能會請求電影。作為請求的一部分，服務(wù)器可能會接收到關(guān)于通信通路的客戶機(jī)端的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的信息，然后就可以按照客戶機(jī)端的帶寬將載有所請求的電影的經(jīng)過預(yù)壓縮的流進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。在服務(wù)器接收到來自不同客戶機(jī)(每個客戶機(jī)具有不同的帶寬需求)的對相同電影的多個請求的情況下，就需要編碼轉(zhuǎn)換器按照不同的請求帶寬提供電影的多個實(shí)例。
如圖3所示，一種直接的解決方案是按照由不同客戶機(jī)所請求的不同速率對相同的輸入視頻流進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。這種解決方案的一個缺點(diǎn)是服務(wù)器需要具有與它所服務(wù)的客戶機(jī)一樣多的編碼轉(zhuǎn)換器。這是不現(xiàn)實(shí)的。
另一種解決方案是每次由不同的用戶請求(但是一次只有一個請求)的時候服務(wù)器的編碼轉(zhuǎn)換器就處理相同的視頻流。在這樣的實(shí)施例中，在服務(wù)器完成對客戶機(jī)的請求的處理之前其它的客戶機(jī)就將不得不等待輪到它們來觀看所請求的電影或其它服務(wù)請求。圖4中顯示了這樣的實(shí)施例，其中編碼轉(zhuǎn)換器20首先提供來自經(jīng)過壓縮的視頻比特流的流1，然后在延遲22之后提流2、然后在另一個延遲22(或基于請求間隔的一系列延遲)之后提供流N，并依此類推。同樣，由于沒有提供對請求的實(shí)時服務(wù)，所以這也是不現(xiàn)實(shí)的。
本發(fā)明通過提供一種多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器解決了上述問題，這種多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器處理單一的經(jīng)過壓縮的比特流(諸如視頻比特流)，并根據(jù)來自多個客戶機(jī)的請求同時產(chǎn)生不同速率的多個流。圖5顯示了本發(fā)明中的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器的一種可能的結(jié)構(gòu)。假設(shè)經(jīng)過預(yù)壓縮的視頻比特流到達(dá)了。將這個流施加于頭處理器30和可變長的解碼器32(假設(shè)比特流包含可變長的分組)上。在頭處理器30處，將只對經(jīng)過預(yù)壓縮的視頻比特流的頭段(諸如，視頻對象序列(VOS)、視頻對象(VO)、視頻對象層(VOL)、視頻對象平面組(GOV)和視頻對象平面(VOP))為在多路復(fù)用器60中進(jìn)行后續(xù)的多路復(fù)用并產(chǎn)生各種不同速率的流而掃描一次。
然后，在視頻處理的宏模塊(MB)級(例如，MB是在廣泛可用的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中定義的)上，由于移動向量(MV)域是重復(fù)使用的，所以可以簡單地將它們復(fù)制到新的流中。這在模塊30中得到了顯示，其中模塊30以類似于對待上面所說的頭信息的方式來對待MV域。
出于說明的目的，假設(shè)需要以由N個客戶機(jī)所請求的N個的不同的速率產(chǎn)生N個流。在MB/模塊級上，那些帶有陰影的模塊(包括量化器(quantizer)(Q(i))42、非量化器(dequantizer)(DeQ(i))46、可變長的編碼器(VLC)44、速率控制子系統(tǒng)36、離散余弦變換處理器(DCT)56和反DCT(IDCT)50、以及運(yùn)動補(bǔ)償引擎(MC)54)將執(zhí)行N次，為每個所請求的速率執(zhí)行一次。如同在圖5中所示的，處理器40控制著速率控制功能，如同在這項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的，處理器可以是微處理器。在1998年11月28日提交“在沒有圖片類型的先驗(yàn)知識的情況下對MPEG編碼轉(zhuǎn)換器進(jìn)行速率控制”的授權(quán)的U.S.專利申請第09/198,867號中公開了可以結(jié)合本發(fā)明使用的速率控制處理器的應(yīng)用的例子。
在本發(fā)明中，諸如可變長的解碼器(VLD)32和非量化器(DeQ)38的簡單(plain)功能模塊只執(zhí)行一次。特別地，每個輸入的在經(jīng)過壓縮的位中的MB都將穿過VLD32和DeQ38。如果MB處于幀內(nèi)(intraframe)模式，它就直接經(jīng)門電路40傳送給量化模塊(Q(i))42。如果處于幀間模式，在DCT域中的MB就首先通過門電路40進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，門電路在DeQ(i)46、加法器(summer)48、和IDCT50處理之后，并在運(yùn)動補(bǔ)償器(MC)54和DCT56以傳統(tǒng)方式進(jìn)行后續(xù)處理之前從存儲在幀緩存器52中的前一幀接收量化誤差。對于每個客戶機(jī)i的新速率請求，與來自處理器34的信號相關(guān)的速率控制36將為MB分配一個新的量化因子Q(i)。在44處進(jìn)行編碼的經(jīng)過量化的系數(shù)誤差是可變長的，它在新速率上產(chǎn)生新的流。在用于運(yùn)動補(bǔ)償級的反饋循環(huán)中，在48處從系數(shù)誤差中減去在46處非量化的系數(shù)誤差，并存儲在幀緩存器52中，它們每個都用于一種不同速率的流。需要注意的是運(yùn)動補(bǔ)償使用從VLD中解碼的相同的運(yùn)動向量(MV)，但是對于不同的新流使用不同的基準(zhǔn)(量化誤差)幀。
下面列出了所提出的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器的各種新功能1.多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器可以應(yīng)用于幾乎所有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，諸如MPEG1、2、4和H.261、3、3+、L。
2.所提出的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器的原理是進(jìn)行一次解碼操作和多次編碼操作。這個原理可以在幾乎所有編碼轉(zhuǎn)換器(諸如帶有或不帶重用的MV域的級聯(lián)編碼轉(zhuǎn)換器、和各種簡化(shortcut)的編碼轉(zhuǎn)換器)中使用。例如，在圖6中，輸入的MB只由解碼器62解碼一次，但是，它由不同的編碼器64A、64B、...64N重新編碼，從而在經(jīng)過多路復(fù)用器60將它與來自頭處理器30的共同的頭數(shù)據(jù)進(jìn)行多路復(fù)用后就產(chǎn)生了不同的流。
3.輸出的流即可以是恒定比特率(CBR)的也可以是可變比特率(VBR)的，這取決于客戶機(jī)的請求。
4.在有限的CPU循環(huán)中，多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器可以選擇拋棄圖5中的一些功能模塊。例如，如果缺乏CPU循環(huán)，處理雙向預(yù)測(B)幀就可能不執(zhí)行諸如DCT56、MC54、幀緩存器52、IDCT50、加法器48和/或DeQ(i)46中的一個或多個模塊，這可以顯著地節(jié)省CPU的周期。由于B幀從不作為基準(zhǔn)幀來使用，所以對整個視頻的質(zhì)量就不會有太大的影響，并不會傳播誤差。多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器也可以有選擇地停止執(zhí)行部分功能模塊，這依賴于優(yōu)先級。
下面列出了所發(fā)明的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)有技術(shù)相比較的各種優(yōu)點(diǎn)1.服務(wù)器可以同時提供不同速率的多個新的流。
2.只對頭段(VOS、VO、VOL、GOV和VOP)掃描一次并將其直接復(fù)制到不同的新流中。
3.對于不同速率的不同流只需要執(zhí)行解碼功能模塊(諸如，VLD和DeQ)一次。
4.對于不同的流，多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器即可以選擇執(zhí)行全部的功能模塊又可以選擇執(zhí)行部分的功能模塊。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供了一種多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器，它提供了來自單一的輸入信號流的多個不同速率的輸出流。在不需要重復(fù)現(xiàn)有的編碼結(jié)構(gòu)的情況下可以同時提供輸出流。出于對所有的不同輸出流的擴(kuò)展的可能性而提供了對輸入流的共同的處理。對于所有的N個輸出流都不同的處理功能可以在N倍于處理單一流的速率下執(zhí)行，這樣就可以實(shí)時的提供所有的流。與現(xiàn)有技術(shù)的多重速率的編碼轉(zhuǎn)換器解決方案相比本發(fā)明對于硬件和軟件的要求都降低了，并且與單編碼轉(zhuǎn)換器解決方案相比對處理的要求也降低了。
盡管本發(fā)明是結(jié)合特定的實(shí)施例來描述的，應(yīng)當(dāng)理解在不背離本發(fā)明在下面的權(quán)利要求書中所提出的范圍的情況下，也可以對它進(jìn)行各種改寫和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于經(jīng)過編碼的比特流的編碼轉(zhuǎn)換器裝置，其包括用于從所述比特流中提取開銷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器；用于至少部分地將所述比特流解碼的解碼器；用于在不同的速率下對至少部分地解碼了的比特流進(jìn)行重新編碼，以產(chǎn)生具有不同速率的多個經(jīng)過重新編碼的比特流的速率控制處理器；和用于將所述開銷數(shù)據(jù)與每個經(jīng)過重新編碼的比特流進(jìn)行合并，從而提供不同速率的所述經(jīng)過編碼的比特流的多個版本的多路復(fù)用器。
2.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述多路復(fù)用器完全同時地提供所述的多個版本。
3.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和所述編碼轉(zhuǎn)換器位于視頻流服務(wù)器上，用于完全同時地向不同的客戶機(jī)提供所述的多個版本。
4.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和所述開銷數(shù)據(jù)包括視頻對象序列(VOS)、視頻對象(VO)、視頻對象層(VOL)、視頻對象平面(VOP)、視頻對象平面組(GOV)和運(yùn)動向量(MV)數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述開銷數(shù)據(jù)是從包含在所述經(jīng)過編碼的比特流中的分組頭中提取出來的。
6.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述速率控制處理器對所述至少部分地解碼了的比特流進(jìn)行多次重新編碼，以連續(xù)地提供所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流。
7.如權(quán)利要求6中所述裝置，其中所述速率控制處理器為多個經(jīng)過重新編碼的比特流中的每一個分別對所述至少部分解碼了的比特流進(jìn)行多次重新編碼。
8.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中以第一速率接收所述經(jīng)過編碼的比特流；和所述速率控制處理器在至少是所述第一速率的N倍的第二速率下工作，其中N是所提供的經(jīng)過重新編碼的比特流的數(shù)量；以用所述原始的經(jīng)過壓縮的視頻比特流完全同時地提供所述經(jīng)過重新編碼的比特流。
9.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中不影響所述經(jīng)過重新編碼的比特流的所述速率的第一功能只對所述經(jīng)過編碼的比特流執(zhí)行一次；和分別為每個經(jīng)過重新編碼的比特流執(zhí)行影響所述速率的第二功能。
10.如權(quán)利要求9中所述裝置，其中所述經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和所述第一功能包括可變長的解碼和非量化中的至少一種；和所述第二功能包括重新量化、可變長的編碼、和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種。
11.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述速率控制處理器包括并行處理以產(chǎn)生所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流的多個編碼器。
12.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中以可變比特率的形式提供所述經(jīng)過編碼的比特流。
13.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中以恒定比特率的形式提供所述經(jīng)過編碼的比特流。
14.如權(quán)利要求1中所述裝置，其中所述速率控制處理器的處理周期是受到監(jiān)控的；和在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下可以跳過至少一個處理步驟。
15.如權(quán)利要求14中所述裝置，其中所述經(jīng)過編碼的比特流是經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下，處理雙向預(yù)測(B)幀時可以跳過運(yùn)動補(bǔ)償步驟和DCT步驟中的至少一個步驟。
16.如權(quán)利要求14中所述裝置，其中所述速率控制處理器多次對所述至少部分解碼的比特流進(jìn)行重新編碼以連續(xù)地產(chǎn)生所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流；和對于不多于全部所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流，有選擇地跳過所述至少一個處理步驟。
17.一種用于從共同的輸入比特流中提供多個不同速率輸出比特流的方法，包括從所述比特流中提取開銷數(shù)據(jù)；部分地將所述比特流解碼；在不同的速率下對至少部分地解碼了的比特流進(jìn)行重新編碼，以產(chǎn)生具有不同速率的多個經(jīng)過重新編碼的比特流；和將所述開銷數(shù)據(jù)與每個經(jīng)過重新編碼的比特流進(jìn)行合并，從而產(chǎn)生不同速率的所述經(jīng)過編碼的比特流的多個版本。
18.如權(quán)利要求17中所述方法，其中所述合并步驟完全同時地提供所述的多個版本。
19.如權(quán)利要求17中所述方法，其中從服務(wù)器向多個不同的客戶機(jī)同時地提供所述的多個版本。
20.如權(quán)利要求17中所述方法，其中所述輸入的比特流包括經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和所述開銷數(shù)據(jù)包括視頻對象序列(VOS)、視頻對象(VO)、視頻對象層(VOL)、視頻對象平面(VOP)、視頻對象平面組(GOV)和運(yùn)動向量(MV)數(shù)據(jù)中的至少一種數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求17中所述方法，其中所述開銷數(shù)據(jù)是從包含在所述經(jīng)過編碼的比特流中的分組頭中提取出來的。
22.如權(quán)利要求17中所述方法，其中所述重新編碼步驟對所述至少部分解碼的比特流進(jìn)行多次重新編碼，以連續(xù)地提供所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流。
23.如權(quán)利要求22中所述方法，其中所述重新編碼步驟為多個經(jīng)過重新編碼的比特流中的每一個分別對所述至少部分解碼了的比特流進(jìn)行多次重新編碼。
24.如權(quán)利要求17中所述裝置，其中以第一速率接收所述經(jīng)過編碼的比特流；和所述重新編碼步驟在至少是所述第一速率的N倍的第二速率下執(zhí)行，其中N是所提供的經(jīng)過重新編碼的比特流的數(shù)量；以用所述原始的經(jīng)過壓縮的視頻比特流完全同時地提供所述經(jīng)過重新編碼的比特流。
25.如權(quán)利要求17中所述方法，其中不影響所述經(jīng)過重新編碼的比特流的所述速率的第一功能只對所述經(jīng)過編碼的比特流執(zhí)行一次；和分別為每個經(jīng)過重新編碼的比特流執(zhí)行影響所述速率的第二功能。
26.如權(quán)利要求25中所述方法，其中所述輸入的比特流包括經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和所述第一功能包括可變長的解碼和非量化中的至少一種；和所述第二功能包括重新量化、可變長的編碼、和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種。
27.如權(quán)利要求17中所述方法，其中以可變比特率的形式提供所述經(jīng)過編碼的比特流。
28.如權(quán)利要求17中所述方法，其中以恒定比特率的形式提供所述經(jīng)過編碼的比特流。
29.如權(quán)利要求17中所述方法，其中所述重新編碼步驟的處理周期是受到監(jiān)控的；和在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下可以跳過至少一個重新編碼步驟。
30.如權(quán)利要求29中所述方法，其中所述輸入的比特流包括經(jīng)過壓縮的視頻比特流；和在用于完成速率控制操作的可用處理周期的數(shù)量不夠的情況下，處理雙向預(yù)測(B)幀時可以跳過運(yùn)動補(bǔ)償步驟和DCT步驟中的至少一個步驟。
31.如權(quán)利要求29中所述裝置，其中所述重新編碼的步驟多次對所述至少部分解碼了的比特流進(jìn)行重新編碼以連續(xù)地產(chǎn)生所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流；和對于不多于全部所述多個經(jīng)過重新編碼的比特流，有選擇地跳過所述至少一個處理步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種來自共同的輸入比特流的多個不同速率的輸出比特流的方法和裝置。將開銷數(shù)據(jù)(30)從所述輸入比特流中提取出來。將所述輸入比特流部分地解碼(62)。然后，在不同的速率(64A、64B、...64N)下將所述至少部分地解碼了的比特流進(jìn)行重新編碼，以產(chǎn)生具有不同速率的多個經(jīng)過重新編碼的比特流(流1、流2、...流N)。將所述開銷數(shù)據(jù)(30)與每個經(jīng)過重新編碼的比特流進(jìn)行合并(60)，從而提供多個不同速率的所述經(jīng)過編碼的比特流的多個版本。
文檔編號H03M7/30GK1528093SQ02808402
公開日2004年9月8日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月17日
發(fā)明者王利民, 盧特拉, 阿杰伊·盧特拉 申請人:通用儀表公司