基於數位電視hdtv平臺的高清轉碼器的製作方法

2023-06-16 21:21:41

專利名稱：基於數位電視hdtv平臺的高清轉碼器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及廣播電視行業中對數位電視的轉碼，特別涉及一種基於數 字電視HDTV平臺的高清轉碼器。
背景技術：
中國的數位電視網絡經過近幾年的高速發展已初具規模，在不久的將來將 全面實現電視節目數位化。為了促進數位電視技術和產業的發展，國家廣播電 視總局也在加快推進有線電視數字廣播(DVB)的整體轉換工作。
數位電視網絡主要用於傳播高清節目，高清節目的編碼格式可以採用 MPEG-2、 H.264、 VC-1或者AVS其中任意一種，採用不同編碼格式的高清節目 需要用不同的傳輸設備進行傳輸，而不同傳輸設備之間無法進行連接和傳輸。

實用新型內容
本實用新型提供一種基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器，實現不同編 碼格式高清節目之間的兼容和不同編碼格式高清設備之間的兼容。
本實用新型提供一種基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器，該轉碼器包
括
提取模塊，用於從接收的數位電視信號中提取傳輸數據流TS; 檢測模塊，用於檢測所述提取模塊提取的TS的編碼格式； 解碼模塊，用於根據所述檢測模塊檢測到的編碼格式對所述提取模塊提取 的TS進行解碼，得到解碼後的信號；
處理模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行處理。
進一步的，所述提取模塊包括
解復用子模塊，用於對接收的數位電視信號進行解復用，得到解復用後的
TS;
提取子模塊，用於從所述解復用子模塊得到的解復用後的TS中提取所需編碼節目的TS,作為提取的TS。
進一步的，所述解碼模塊包括-
解碼子模塊，用於根據所述檢測模塊檢測到的編碼格式對所述提取模塊提 取的TS進行解碼，得到高清圖像；
圖像子模塊，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像進行圖像處理，得到 解碼後的信號。
進一步的，所述圖像子模塊包括
處理子單元，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像進行馬賽克處理；和
/或，
插入子單元，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像插入圖標和/或圖片。 進一步的，所述處理模塊包括-
編碼子模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行
編碼，輸出基本數據流ES;
壓縮子模塊，用於將所述編碼子模塊輸出的ES打包成TS。 進一步的，所述處理模塊包括.-
編碼子模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行
編碼，輸出基本數據流ES;
壓縮子模塊，用於將所述編碼子模塊輸出的ES打包成TS。 進一步的，所述處理模塊還包括
復用子模塊，用於將所述壓縮子模塊打包得到的TS與所述解復用子模塊
得到的解復用後的TS中其他節目的TS復用。
採用本實用新型的技術方案，可以將某一編碼格式的高清節目解碼後，按 照另一編碼格式重新編碼，從而實現不同編碼格式高清節目之間的兼容和不同 編碼格式高清設備之間的兼容。


圖1示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器的第一實施圖2示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器與外部設備 相連的應用示意圖3示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器的8路應用；
圖4示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器的8路中任 意一個模塊的工作流程；
圖5示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼方法的第一實 施例。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細闡述。 請參閱圖1，圖1示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼 器的第一實施例，該轉碼器包括
提取模塊101，用於從接收的數位電視信號中提取傳輸數據流TS;
檢測模塊102，用於檢測提取模塊提取的TS的編碼格式； 解碼模塊103,用於根據檢測模塊檢測到的編碼格式對提取模塊提取的TS 進行解碼，得到解碼後的信號；
處理模塊104，用於按照指定的編碼格式對解碼模塊解碼後的信號進行處理。
進一步的，提取模塊101包括
解復用子模塊101-1，用於對接收的數位電視信號進行解復用，得到解復
用後的TS;
提取子模塊10卜2，用於從解復用子模塊得到的解復用後的TS中提取所需 編碼節目的TS，作為提取的TS。 進一步的，解碼模塊103包括
解碼子模塊103-1，用於根據檢測模塊檢測到的編碼格式對提取模塊提取 的TS進行解碼，得到高清圖像；
圖像子模塊103-2，用於對解碼子模塊得到的高清圖像進行圖像處理，得 到解碼後的信號。
進一步的，圖像子模塊103-2包括處理子單元103-21，用於對解碼子模塊得到的高清圖像進行馬賽克處理; 和/或，
插入子單元103-22，用於對解碼子模塊得到的高清圖像插入圖標和/或圖片。
進一步的，如果直接將解復用後的TS作為提取的TS，則處理模塊204可
以包括
編碼子模塊104-1，用於按照指定的編碼格式對解碼模塊解碼後的信號進
行編碼，輸出基本數據流ES;
壓縮子模塊104-2，用於將編碼子模塊輸出的ES打包成TS。 進一步的，如果將解復用後的TS中的一部分作為提取的TS，處理模塊可 以包括編碼子模塊，用於按照指定的編碼格式對解碼模塊解碼後的信號進行 編碼，輸出基本數據流ES;壓縮子模塊，用於將編碼子模塊輸出的ES打包成
TS。在此基礎上進一步的，處理模塊還可以包括
復用子模塊，用於將壓縮子模塊打包得到的TS與解復用子模塊得到的解 復用後的TS中其他節目的TS復用。
以上，檢測到的編碼格式至少包括H.264、 AVS和VC-l之一，指定的編碼 格式為MPEG-2。或者，檢測到的編碼格式至少包括MPEG-2、 AVS和VC-1之一， 指定的編碼格式為H. 264。
採用本實施例的技術方案，可以將某一編碼格式的高清節目解碼後，按照 另一編碼格式重新編碼，從而實現不同編碼格式高清節目之間的兼容和不同編 碼格式高清設備之間的兼容。
請參閱圖2，圖2示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼 器與外部設備相連的應用示意圖。本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清 轉碼器可以與有線電視數字廣播(DVB)上的各種輸入輸出設備相連，包括視頻 伺服器、復用器、編碼器、加擾機、調製器(QAM)、機頂盒以及多畫面播出設 備(AD988)等，其中，
視頻伺服器用於以TS的方式根據操作人員配置要求輸出高清壓縮節目。
復用器用於對外部基於高清壓縮編碼的TS進行復用和重新分配。
編碼器用於對高清無損節目源進行壓縮成基於高清壓縮編碼的TS。加擾機用於對基於高清壓縮編碼的TS進行加擾。 QAM:用於進行TS調製。
機頂盒用於支持高清節目某一編碼模式進行解碼。
AD988:用於支持高清節目某一編碼模式進行解碼多畫面播出。
進一步的，還可以連接碼流分析儀，用於對TS進行監測和報警。當實現 多路高清節目轉碼時，連接PC機，對各路高清轉碼進行配置選通，以及TS碼 流監測與報警的控制。
請參閱圖3，圖3示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼 器的8路應用。本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器可以採用現 場可編程門陣列(FPGA)和數位訊號處理器(DSP)實現。其中，
主控CPU，用於與遠程用戶控制端進行通訊，並控制本地的各個處理單元； 將基本數據流(ES)打包成傳輸數據流(TS);將TS承載到網際網路協議(IP) 網上。
每路中的FPGA與DSP共同實現實時專業級高清視頻H. 264/AVS/VC-1至 MPEG-2， MPEG-2 / AVS/VC-1至H. 264轉碼；編解碼支持1920xl080i (碼率 支持範圍64 kbps - 62.5Mbps); TS打包、TS傳輸矩陣以及程序專用信息 (PSI)的插入；提供高速同步串行(SPI)接口、高速數據傳輸(DDR2)接口、 差分信號(LVDS)接口。
每路可以提供高清晰度多媒體(HDMI)接口、 IP接口、通用串行總線 (USB)接口、異步串行(ASI)接口、數字分量串行(SDI)接口、串行通訊 (RS232)接口與其他外部設備相連，其中，HDMI接口，用於接收和輸出高清 音視頻信號；IP接口，用於提供千兆網絡接口； USB接口，用於提供存儲系統 配置信息的接口； ASI接口用於TS流輸出監控；SDI接口，可應用於SDI輸 入輸出環境；RS232接口，可用於系統調試和配置。
請參閱圖4，圖4示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼 器的8路中任意一個模塊的工作流程。
此模塊由四個FPGA和一個DSP組成，每個處理部分分工不同。 FPGA1，主要對輸入的ASI或IP接口信號進行TS流提取，並進行TS碼流 的檢測與報警，當用戶選定其中的一個編碼節目進行轉碼時在解復用中提出此節目流並進行編碼格式的檢測。
FPGA2與DSP，根據此節目流檢測得到的編碼格式進行解碼，同時可以對
解碼後的高清圖像進行馬賽克處理和臺標等信息的插入。輸出的未編碼的高清
信號輸入到FPGA3。
FPGA3，根據用戶指定的編碼格式進行編碼。
FPGA4，對編碼後輸出的ES流進行PES和TS流打包，與原其它節目復用 輸出。
採用DSP進行解碼與FPGA進行編碼可以實現並行高效率的視頻處理，提 高了處理能力。
請參閱圖5，圖5示出了本實用新型基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼 方法的第一實施例，該方法包括
501、 從接收的數位電視信號中提取傳輸數據流TS。 從視頻伺服器、復用器、編碼器和衛星接收機通過異步串行接口 (ASI)
或者網際網路協議(IP)接口接收數位電視信號。其中，視頻伺服器用於以傳輸 數據流(Transition Stream, TS)的方式根據操作人員配置要求輸出高清壓縮 節目。復用器，用於對外部基於高清壓縮編碼的TS進行復用和重新分配。編 碼器，用於對高清無損節目源進行壓縮成基於高清壓縮編碼的TS。 具體的，該步驟可以包括
501-1、對接收的數位電視信號進行解復用，得到解復用後的TS;
501-2、從解復用後的TS中提取所需編碼節目的TS，作為提取的TS。
可以直接將解復用後的TS作為提取的TS，也可以將解復用後的TS中的一 部分作為提取的TS，這一部分即為所需編碼節目的TS。
提取TS後，還可以進行TS的監測與報警。具體的，可以分析TS—級和 二級中是否有錯誤，將分析結果打包存儲，並將分析結果在網管界面中顯示； 如果有錯誤，則同時進行報警。
502、 檢測提取的TS的編碼格式。檢測到的編碼格式包括但不限於H. 264、 AVS、 VC-1和MPEG-2其中之一。
503、 根據檢測到的編碼格式對提取的TS進行解碼，得到解碼後的信號。 根據檢測到的編碼格式對提取的TS進行解碼，得到高清圖像，作為解碼200820
後的信號。
也可以對高清圖像進一步進行圖像處理後，將處理後的圖像作為解碼後的 信號。具體的，圖像處理可以包括
對高清圖像進行馬賽克處理；和/或， 對高清圖像插入圖標和/或圖片。
504、按照指定的編碼格式對解碼後的信號進行處理。 指定的編碼格式包括但不限於H.264、 AVS、 VC-1和MPEG-2其中之一。 具體的，如果直接將解復用後的TS作為提取的TS，則步驟504可以包括 504-1、按照指定的編碼格式對解碼後的信號進行編碼，輸出基本數據流
ES;
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如果將解復用後的TS中的一部分作為提取的TS，則步驟504可以包括 按照指定的編碼格式對解碼後的信號進行編碼，輸出基本數據流ES; 將ES打包成TS;
將打包得到的TS與解復用後的TS中其他節目的TS復用。
採用本實施例的技術方案，可以將某一編碼格式的高清節目解碼後，按照 另一編碼格式重新編碼，從而實現不同編碼格式高清節目之間的兼容和不同編 碼格式高清設備之間的兼容。
可以將本實施例的技術方案的應用方式可以包括但不限於以下兩種
第一種，高清視頻H. 264/AVS/VC-1至MPEG-2轉碼 通過ASI或IP接口輸入數位電視信號(即高清節目)；
自動解析所輸入高清節目壓縮編碼格式是H. 264/AVS/VC-1後，根據所指定 的輸出高清編碼格式MPEG-2進行轉碼。若用戶需要進行對視頻內容進行區域 馬賽克處理，臺標、圖片插入應用，則在緩衝區內先將所要插入的素材進行點 陣存儲，並與解碼後的高清信號進行合成處理，這樣在編碼後的高清視頻內容 中就顯示出所要加載的內容。輸出的轉碼後基於MPEG-2的TS流可以根據用戶 需要與其他轉碼後的TS流進行復用，並根據ASI或IP指定的接口輸出。
對於輸入的TS流若要進行碼流檢測，則在輸入接口中提取TS流，調用相 應分析模塊，分析TS流一級和二級中的錯誤，並將分析結果打包存儲，由主控單元讀取並在網管中顯示和報警。
第二種，高清視頻MPEG-2 / AVS/VC-1至H.264轉碼
通過ASI或IP接口輸入數位電視信號(即高清節目)；
自動解析所輸入高清節目壓縮編碼格式是MPEG-2 / AVS/VC-l後，根據所 指定的輸出高清編碼格式H. 264進行轉碼。若用戶需要進行對視頻內容進行區 域馬賽克處理，臺標、圖片插入應用，則在緩衝區內先將所要插入的素材進行 點陣存儲，並與解碼後的高清信號進行合成處理，這樣在編碼後的高清視頻內 容中就顯示出所要加載的內容。輸出的轉碼後基於H. 264的TS流可以根據用 戶需要與其他轉碼後的TS流進行復用，並根據ASI或IP指定的接口輸出。
對於輸入的TS流若要進行碼流檢測，則在輸入接口中提取TS流，調用相 應分析模塊，分析TS流一級和二級中的錯誤，並將分析結果打包存儲，由主 控單元讀取並在網管中顯示和報警。
以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的 普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進 和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1、基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器，其特徵在於，該轉碼器包括提取模塊，用於從接收的數位電視信號中提取傳輸數據流TS；檢測模塊，用於檢測所述提取模塊提取的TS的編碼格式；解碼模塊，用於根據所述檢測模塊檢測到的編碼格式對所述提取模塊提取的TS進行解碼，得到解碼後的信號；處理模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行處理。
2、 根據權利要求1所述的轉碼器，其特徵在於，所述提取模塊包括 解復用子模塊，用於對接收的數位電視信號進行解復用，得到解復用後的TS;提取子模塊，用於從所述解復用子模塊得到的解復用後的TS中提取所需 編碼節目的TS，作為提取的TS。
3、 根據權利要求l所述的轉碼器，其特徵在於，所述解碼模塊包括 解碼子模塊，用於根據所述檢測模塊檢測到的編碼格式對所述提取模塊提取的TS進行解碼，得到高清圖像；圖像子模塊，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像進行圖像處理，得到 解碼後的信號。
4、 根據權利要求3所述的轉碼器，其特徵在於，所述圖像子模塊包括 處理子單元，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像進行馬賽克處理；和/或，插入子單元，用於對所述解碼子模塊得到的高清圖像插入圖標和/或圖片。
5、 根據權利要求1所述的轉碼器，其特徵在於，所述處理模塊包括 編碼子模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行編碼，輸出基本數據流ES;壓縮子模塊，用於將所述編碼子模塊輸出的ES打包成TS。
6、 根據權利要求2所述的轉碼器，其特徵在於，所述處理模塊包括編碼子模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行編碼，輸出基本數據流ES;壓縮子模塊，用於將所述編碼子模塊輸出的ES打包成TS。
7、根據權利要求6所述的轉碼器，其特徵在於，所述處理模塊還包括-復用子模塊，用於將所述壓縮子模塊打包得到的TS與所述解復用子模塊 得到的解復用後的TS中其他節目的TS復用。
專利摘要本實用新型公開一種基於數位電視HDTV平臺的高清轉碼器，該轉碼器包括提取模塊，用於從接收的數位電視信號中提取傳輸數據流TS；檢測模塊，用於檢測所述提取模塊提取的TS的編碼格式；解碼模塊，用於根據所述檢測模塊檢測到的編碼格式對所述提取模塊提取的TS進行解碼，得到解碼後的信號；處理模塊，用於按照指定的編碼格式對所述解碼模塊解碼後的信號進行處理。實現不同編碼格式高清節目之間的兼容和不同編碼格式高清設備之間的兼容。
文檔編號H04N7/015GK201383854SQ200820183539
公開日2010年1月13日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者照 趙 申請人:照 趙