敏捷解碼器的製作方法

2023-08-10 01:00:11 1

專利名稱：敏捷解碼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對壓縮流進行解碼的解碼器 背景技術傳統上，視頻解碼器以硬體為基礎。換句話說，典型的視頻解碼器表 現為專用於此目的離散的、單機設備的形式。用硬體解碼器實現，對各種 格式的流進行解碼通常需要用於對每種流格式的不同的晶片集，以及相當 冗長的固件下載。多個晶片集經證實是非常昂貴，使實時的固件轉換變得 不切實際。因而存在一個對克服現有技術缺點的解碼器裝置的需求。 發明內容簡言之，根據本發明原理最佳的實施例，提供一個用於對至少第一和 第二壓縮流進行解碼的解碼器。該解碼器包含第一和第二解碼級，每個解 碼級能夠分別對至少第一和第二流中的一個單獨的流進行解碼，以產生第 一和第二解壓縮流。 一個路由級分別將至少第一和第二流路由到至少第一
和第二解碼級。至少第一和第二緩衝級各自存儲由第一和第二解碼級輸出 的第一和第二解壓縮流中的單獨一個。 一個輸出級將至少第一和第二緩衝 級存儲的解壓縮流結合起來。在實踐中，本發明原理的解碼器裝置包含一個用軟體編程的處理器， 以執行每個解碼級的功能。軟體解碼器允許高度用戶專用化並提供更大的靈活性以及解碼程序控制。用於非線控編輯器(non-linear editors,簡稱 NLEs)的原始視頻資料可來自不同的資料源並能進行不同格式的壓縮，舉 例來說，諸如MPEG2、 DV、 JPG2K。資料還可以有不同的顯示大小，例如， 標準清晰度NTSC及高清晰度1080i。通過利用能夠對不同格式進行解碼的 解碼級，本原理的解碼器裝置能夠對視頻流解碼，而不論他們本來的壓縮 格式或者圖像大小。本原理的解碼器裝置能夠對不同格式的幀解壓縮，並 將解壓縮的幀排列到共同的"背景"。而且，利用相對便宜的多處理器系 統，本原理的解碼器裝置能夠在多個平行線程上執行，所以處理的吞吐量 能以可用處理器的數量和速度來度量。


圖1描述的是根據本原理的最佳實施例的解碼器裝置的方框圖。
具體實施方式
根據本原理的最佳實施例，圖1是描述解碼器裝置10的方框示意圖， 解碼器裝置10用於對多個壓縮視頻流llr"lln進行解壓縮，此處"是一個 大於0的整數。在實踐中，視頻流11,-1L的一個或多個可以有一個不同於 其它流的格式。例如， 一個流可採用MPEG2流的形式，而另一個流可採用 DV25或者DV50流的形式。只要流的特定格式是公知的技術，每一個流的 特定格式並不重要。
實踐中本原理的解碼器10包括一個被編程的處理器12，諸如一個微處 理器、微型計算機或者類似物，它們在各級的操作更詳細地描述於下文。 當處理器12被編程作為軟體解碼器工作時，根據輸入流的壓縮格式，處理器12擁有一個輸入信息路由級13，將壓縮視頻流1L-11。路由到多個解碼 級14,-14"中適當的一級。解碼級14,-l《的每級操作以解壓縮一個特定格式 的輸入。典型的壓縮格式包括標準清晰度(簡稱SD)視頻的MPEG2、 DV25 和DV50以及高清晰度視頻的MPEG2、 H. 264-MPE4 AVC和D100。因而，依據 壓縮視頻流1L-1L的組成結構，解碼級14,-14"的一個或多個具有以MPEG2、 DV25和DV50 SD格式中的一個或者以MPEG2、 H. 264-MPE4 AVC和DV100高 清晰度(簡稱HD)格式中的一個解壓縮視頻的能力。一旦收到特定壓縮格式的流11,-1L中的一個流的輸入，與該格式相關 聯的一個解碼級就對該流進行解碼，以產生連續的解壓縮幀。每個由解碼 級輸出的解壓縮幀被存儲於顯示緩衝級18,-18n相應的一級中，分別地，其 大小達到能接收解壓縮的幀。在實踐中，顯示緩衝級18rl&的每級支持特 定大小的一幀，該大小依賴於其關聯的解碼級的解壓格式。典型地，每一 個顯示緩衝級18^18 具有以下標準大小之一NTSC (720x480)PAL (720x576)1080i (1920x1080)720p (1280x720)典型地，解壓縮的SD幀遵從NTSC結構或者PAL結構。解壓縮的HD幀 依其大小在空間能夠容納1080i或720pHD幀的緩衝級中進行存儲。如果一
個解碼的幀圖像不符合一個顯示緩衝級的大小，這可能發生於一些MPEG2 視頻幀，該幀將經歷一個剪輯或裁剪操作。例如， 一個720x512 MPEG2幀 有32行在置入顯示緩衝級之前被剪輯。一個定標器20對從顯示緩衝級18「18"的每級讀取的幀進行縮放，並且 還執行所要求的與視頻顯示器22相關聯的色彩空間轉換。例如，如果視頻 顯示器22具有一個與1080iHD幀相關、大小為1920 x1080像素的輸入信 息幀，那麼定標器20將所有的幀縮放到那個大小。小於1920x1080像素的 任何幀通過定標器20進行向上轉換。相反，如果視頻顯示器22有一個大 小為720 x 480像素的輸入信息幀，那麼定標器20將對較大尺寸的幀進行 向下轉換。通過提供時域的並行操作，圖1的解碼器裝置10改善了功效。利用基 於軟體的解碼器裝置，讀取壓縮視頻流可以包括磁碟訪問的時耗。此外， 一般解壓縮輸出信息流的寫入幀將包括執行總線轉換到顯示硬體的時耗。等待完成這些輸入/輸出(i/o)任務的發生不構成處理循環的有效運用。本原理的解碼器裝置10利用顯示緩衝器18,-18 從執行縮放和色彩空間轉換 的定標器20分離解碼級14,-14n。幀(N)經歷解碼並存儲於顯示緩衝器後， 當定標器20格式化已解壓縮的幀(N)用於輸出時，解碼器級可解碼下一 個幀(N+l)。鎖定信號燈保護每一個顯示緩衝級以防止一個線程越過另 一個線程。如上所述，典型地，解碼器裝置10利用處理器12執行基於軟體的程 序對多個流1L-1L進行解碼，儘管無需以連續的形式。雖然圖l將處理器 12描述成專用於解碼任務，但是處理器可以執行解碼之外的其它操作。雖 然沒有明確地描述於圖l，但是，當與一個大系統中其它處理器進行聯網時， 處理器12能探測其它可利用的處理器的數量。如果處理器12之外的另一
臺處理器變得可用，那麼空域並行操作將被自動允許。大多數圖像壓縮算 法使用一系列被稱為宏模塊的小的副圖像區域處理一個單獨的幀。通過創 造多個執行線程，宏模塊的總數能在可用的處理器之間分配。如果每個處 理器的模塊數總是少於需要解碼的模塊總數，那麼解碼每幀所需的時間就 較少。使用這種方法時，每個執行線程同步於每幀的末端以防此圖像撕開。與單機硬體解碼器比較而言，基於軟體的解碼裝置10提供了幾個優點。例如，解碼器裝置io可以易於擴展以支持變為可以使用的新壓縮標準，因為只用更新軟體便可以使之成為可能。此外，如果發現了更快更好的替代品，單獨的三組多媒體數位訊號編解碼器(簡稱CODEC)元件就可以被替代。 而且，典型地，以全國電視系統委員會制式(簡稱NTSC)的速度每33毫秒 和以逐行倒相彩色電視制式(簡稱PAL)的速度每40毫秒，解碼器裝置IO 可以在視頻的幀分界處轉換壓縮類型以提供所支持的所有壓縮格式的無縫 解碼操作。上文描述了一個解碼不同格式的視頻流的解碼器裝置。
權利要求
1、一種對至少第一和第二流進行解碼的解碼器裝置，包括至少第一和第二解碼級，每一個解碼級對至少第一和第二流中的一個單獨的流進行解碼，以產生至少第一和第二解壓縮流；一個路由級，用於分別將至少第一和第二流中的一個單獨的流路由到至少第一和第二解碼級；至少第一和第二緩衝級，每一個分別存儲第一和第二解壓縮流中一個單獨的流的一幀；以及一個定標器，用於將來自第一和第二緩衝級的幀縮放至標準大小。
2、 根據權利要求1所述的解碼器裝置，其中至少第一和第二流的每 一個分別是以第一和第二格式被編碼，並且其中至少第一和第二解碼級的 每一個分別具有第一和第二解碼格式，每一個分別匹配該至少第一和第二 流的第一和第二格式。
3、 根據權利要求2所述的解碼器裝置，其中第一編碼格式包含標準 清晰度(SD)視頻的MPEG2、 DV25和DV50以及高清晰度視頻的MPEG2、 H. 264-MPE4 AVC和DV100中的一個。
4、 根據權利要求2所述的解碼器裝置，其中第二編碼格式包含標準 清晰度(SD)視頻的MPEG2、 DV25和DV50以及高清晰度視頻的MPEG2、 H. 264-MPE4 AVC和DV100中的一個。
5、 根據權利要求l所述的解碼器裝置，其中至少第一和第二顯示緩 衝級具有不同的大小。
6、 根據權利要求5所述的解碼器裝置，其中第一和第二顯示緩衝級的大小為720x480像素、720x576像素、1920x1080像素或者1280x720 像素中的一個。
7、 根據權利要求1所述的解碼器裝置，其中一個鎖定信號裝置防止 第一和第二顯示緩衝級中的至少一個的每一個越過另一個緩衝級。
8、 根據權利要求1所述的解碼器裝置，其中至少第一和第二顯示緩 衝級的每一個從定標器分離至少第一和第二解碼級的相關聯的一個，以允 許每一個解碼級獨立解碼以時域並行的方式操作。
9、 根據權利要求1所述的解碼器裝置，其中定標器執行色彩空間轉換。
10、 一種解碼至少第一和第二流的方法，包括 路由至少第一和第二流中的一個單獨的流以進行解碼；分別解碼至少第一和第二流中的一個單獨的流以產生至少第一和第 二解壓縮流；存儲至少第一和第二解壓縮流中的一個單獨的流的一幀；以及 將存儲的第一和第二解壓縮流的幀縮放至標準大小。
11、 根據權利要求10所述的方法，其中至少第一和第二流的每一個 分別以第一和第二格式進行編碼，並且其中解碼步驟還包含使用第一和第 二解碼格式分別對至少第一和第二流進行解碼。
12、 根據權利要求10所述的方法，其中第一編碼格式包含標準清晰度(SD)視頻的MPEG2、 DV25和DV50解碼格式，以及高清晰視頻的MPEG2、 H. 264-MPE4 AVC和DV100解碼格式中的一個。
13、 根據權利要求2所述的方法，其中第二編碼格式包含標準清晰度 (SD)視頻的MPEG2、 DV25和DV50解碼格式和高清晰度視頻的MPEG2、H. 264-MPE4 AVC和DV100解碼格式中的一個。
14、 根據權利要求10所述的方法，還包含將對存儲的流縮放與對至 少第一和第二流編碼進行分離的步驟。
15、 根據權利要求10所述的方法，還包含在存儲的幀上執行色彩轉 換的步驟。
16、 根據權利要求10所述的方法，還包含以空間並行操作解碼多個 流的步驟。
全文摘要
一種解碼器裝置(10)包括一個處理器(12)被編程以解碼多個流(111-11n)，包括多個不同格式的流。就功能性而言，該解碼器裝置包括一個路由級(13)將每個流路由到不同的解碼級(141-14n)，每個解碼級能夠對一個特定格式的流進行解碼，以在其輸出端產生一個解壓縮流。多個緩衝級(161-16n)的每一個存儲由一個關聯的解碼級輸出的一個解壓縮流的一個連續幀。一個輸出級將緩衝級存儲的幀縮放至標準大小，以輸入到一個顯示設備(22)。
文檔編號H04N7/26GK101120592SQ200680004733
公開日2008年2月6日 申請日期2006年2月1日 優先權日2005年2月16日
發明者麥可·安東尼·德盧卡 申請人:湯姆遜許可公司