一種編碼器中的視頻數據自適應分割裝置的製作方法
2023-06-13 20:52:11 2
專利名稱：一種編碼器中的視頻數據自適應分割裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於移動多媒體廣播或手機電視技術領域，特別涉及一種編碼器 中的視頻數據自適應分割裝置。
背景技術：
移動多媒體廣播是近年來興起的一種多媒體播放技術。用戶通過手持的 終端，在高速移動的情況下，可以觀看電視。終端通過無線協議，接收到節 目單，可以選擇自己有權利收看的頻道，從而可以接收選擇頻道的多媒體數
據，實現在移動終端上看電^L。
系統發射的空中數據，被分成不同的頻道，每個頻道的數據包括視頻、 音頻和輔助數據三種類型，終端可以接收相關的數據，通過終端上的播放器， 實現電視的正常播放。
傳送時，視頻數據被切割成一些小的數據塊。為了增強視頻數據的抗誤 碼能力，需要規定視頻數據的切割方法，以保證終端解碼時能更方便地實現 錯誤恢復與掩蓋。
而現有視頻數據信道封裝方法，往往只考慮物理信道的特點，按照數據 包的容量硬性、機械切割視頻碼流，沒有考慮視頻內容相關性。現有的切割 方法往往不精確到宏塊， 一般的做法是如果l個圖像幀太大，就硬性切割 成固定大小，IP網絡的IP包最大一般只有求1500位元組，就會採用硬切割的 方法，每個包固定大小1500位元組，如果是在TS包中，也是採用固定大小的 切割方法，以能放在固定大小的TS包中，而不是整數個宏塊來進行切割。 這樣在信道出現異常時，鑑於信源壓縮的空域、時域相關性，錯誤會在空間 擴展，不利於圖像隱蔽，甚至放大瑕瘋。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種多媒體廣播系統中 一種編碼器中 的視頻數據自適應分割裝置，提高視頻數據抗誤碼的能力。
本發明提出 一種編碼器中的視頻數據自適應分割裝置，編碼器接收到頻
道數據，視頻數據自適應分割裝置對M個視頻幀進行切割，對每個視頻幀 分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數個宏塊， 然後用視頻單元填充物理層數據塊，保證每個物理層數據塊中包括整數個視 頻單元。
所述物理層數據塊的大小根據物理層調製方式設置。
所述視頻數據自適應分割裝置用視頻單元將物理層數據塊填充至其剩 餘空間小於給定閾值V。
所述剩餘空間用0x00填充。
所述閾值V的大小是由編碼器的編碼裝置決定的，編碼裝置在編碼的 時候，如果不能利用剩下的空間，就對剩餘空間進行填充。
該裝置還包括可使用數據長度計算單元、第一比較單元、第二比較單元、 第一賦值單元、第二賦值單元、切割單元和循環判斷單元，其中
(bl )可使用數據長度計算單元在對視頻數據進行切割前，先計算在本 次要發送的頻道數據中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包頭、 視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數據，也一起計算在內，H除 以物理層數據塊的長度W，其餘數為當前物理層數據塊內已使用的數據長 度H0;
(b2 )可使用數據長度計算單元計算當前物理層數據塊內可使用的數據 長度L1-W-H0，第一比較單元判斷W-HO是否大於等於給定的閾值V，如 果是，執行步驟(b3)，否則，由第一賦值單元令HO-O, Ll-W，執行步 驟(b3);
(b3 )第二比較單元判斷前圖像幀剩餘的數據長度L是否大於等於Ll ， 如果是，執行步驟(b4),否則執行步驟(b5);
(b4)第二賦值單元令當前要分割的視頻單元長度L2=L1, H0=0， L=L-L1,執行步驟(b6);
(b5)第二賦值單元令當前視頻單元長度L2-L, H0=H0+L， L^下一個 視頻幀的長度，執行步驟(b6);
(b6)切割單元從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數據塊；
(b7)循環判斷單元判斷是否LK)，如果是，則循環結束，否則，返回 步驟(b2)執行。
本發明的視頻數據自適應分割裝置通過自適應切割視頻數據單元，充分 利用信源的數據分割方法，與物理信道特性相結合，儘量滿足一個條帶或一 個分區充盈在一個物理數據包中，從而在信道出現異常時，將視頻錯誤隔離 在一個條帶或一個分區內，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高圖像主觀質量， 而且視頻數據的抗誤碼能力得到顯著提高。
附困說明
圖1是本發明媒體流在業務通道中傳送的示意圖2是本發明視頻數據自適應切割的示意圖3是本發明編碼器切割視頻數據的流程圖。
具體實施例方式
圖1所示為媒體流在業務通道中傳遞的示意圖，其中， 一個業務通道對 應一個頻道， 一個頻道每隔一個固定時間間隔發送l次數據，該時間間隔可 以是l秒鐘，也可以是其他時間值。
一個頻道的數據由包頭、視頻數據段、語音數據段和輔助數據段組成。 包頭是必須提供的，其中主要是一些控制信息。視頻數據段、語音數據段和 輔助數據段都是可以選擇出現的，可以出現其中的一個或多個，這3個數據 段是否出現可以從包頭的控制欄位中判斷出來。
視頻數據段是由視頻段頭、N個視頻數據單元組成，N可以變化，根據 實際需要決定N的具體值。視頻段頭包括每個視頻數據單元的長度、播放 時間、屬性欄位等。
圖2是本發明視頻數據自適應切割的示意圖，由視頻數據自適應分割裝 置完成分割，1秒鐘的視頻數據包含M個視頻幀，其原則是
(1) 每一個^L頻幀可以切割成1個或多個一見頻單元；
(2) —個視頻單元不能包括2個幀的數據。
即以條帶為視頻數據封裝的基本單位，不跨越圖像幀， 一個視頻單元放 一個條帶。所謂條帶就是多個宏塊的集合，也就是1個視頻單元的數據淨荷。
物理層傳送的數據是由多個物理層數據塊組成的，每個物理層數據塊的 大小固定為W，每一塊具有相同的誤碼率。視頻單元切割後能自動適應地 放在各個物理層數據塊中，其原則是
(1) 一個物理層數據塊可以包括1個或多個視頻單元；
(2) —個視頻單元不能在2個物理層數據塊中傳送；
(3) —個視頻單元至少包括1個宏塊，如果1個物理層數據塊剩餘的 空間不足夠放入l個宏塊，則不放入視頻單元，而填充0x00;
(4) 物理層數據塊的大小W根據物理信道的參數進行設置，對於同一 種調製方式，W是固定大小。
宏塊是指16xl6的圖像塊，l個宏塊的大小是可變的，對於300KBit/s 速率的圖像， 一個宏塊的平均大小是5個字節。填充的大小是由編碼器的編 碼裝置決定的，編碼裝置在編碼的時候，如果不能利用剩下的空間，就對剩 餘空間進行填充。
W的參考值是576位元組或864位元組，根據物理信道的調製方式決定。
圖3是本發明編碼器切割視頻數據的流程圖，圖中參數的含義是H0 是當前物理層數據塊內已經被使用的數據長度；L2是當前要分割的視頻單
元的長度；L是當前視頻幀剩餘的數據長度；Ll是物理層數據塊剩餘的數 據長度，也就是當前物理層數據塊可使用的數據長度；V是最小視頻單元長 度的閾值，可取5位元組；W是每個物理層數據塊的長度。該分割過程由視 頻數據自適應分割裝置完成，該裝置包括可使用數據長度計算單元、第一比 較單元、第二比較單元、第一賦值單元、第二賦值單元、切割單元和循環判 斷單元，該分割流程包含如下步驟
1) 對視頻數據進行切割開始時，由可使用數據長度計算單元先計算在 本次要發送的頻道數據中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包 頭、視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數據，也一起計算在內， HO為H除以W的餘數，此時L等於第一個視頻幀長度；
2) 可使用數據長度計算單元計算當前物理層數據塊內可使用的數據長 度L1-W-H0;第一比較單元判斷W-HO是否大於等於閾值V，如杲是，執 行步驟3)，否則，第一賦值單元令H0-0， L1=W，執行步驟3);
由於宏塊是^L頻數據的最小單位，每個宏塊的長度大約是5個字節，如 果剩餘的空間小於V,則剩餘的空間無法填充一個宏塊，則把剩餘的空間給 當前的視頻單元，由當前的視頻單元來填充0，不分配給下一個視頻單元。
3) 第二比較單元判斷L〉L1是否成立，如果是，執行步驟4),否則執 行步驟5 );
4) 第二賦值單元令當前要分割的視頻單元長度L2-L1， H0-0， L-L-L1， 執行步驟6);
即當前圖像幀剩餘的數據長度L大於物理層數據塊剩餘的數據長度 Ll,這種情況下當前圖像幀沒有分割完成，下次循環繼續分割當前幀。如圖 2中的第一個幀的第一個視頻單元，在這種情況下，下次循環的H0值是0;
5) 第二賦值單元令當前視頻單元長度L2=L, H0=H0+L， ！^下一個視 頻幀的長度，執行步驟6);
即當前圖像幀剩餘的數據長度L小於物理層數據塊剩餘的數據長度 Ll,如圖2中的第一個幀的最後一個視頻單元，這種情況下，當前圖像幀已 經分割完成，下次循環將開始分割下一個圖像幀。
6 )切割單元從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數據塊；
7)循環判斷單元判斷是否L—，如果是，表示沒有剩餘的圖像數據了， 則循環結束，否則，返回步驟2)執行。
上述分割方式中，由於視頻數據的宏塊是最小單位，平均5位元組大小。 一個視頻單元不可能剛好填滿576位元組的數據塊，每個576位元組的數據塊都 有一個填充， 一般5個字節左右。
上述自適應視頻數據切割方法的好處是由於物理層傳送時，l次傳送 l個物理層數據塊，每個物理層數據塊的誤碼率是相等的，每個物理層數據 塊之間的誤碼不相互影響，傳輸時，1次可能丟失1個物理層數據塊，這樣 的切割方式中，物理層數據塊總是包括整數個宏塊，不同物理層數據塊之間 的數據相互獨立，1個物理層數據塊的數據丟失，不影響其他物理層數據塊 的視頻數據的解碼，使得誤碼不會擴散，解碼器能最大限度地實現糾錯與誤 碼掩蓋，能大大提高系統的抗誤碼能力。
本發明一實例如下，在本實例中， 一個業務通道有256Kbit/s的速率。
這個頻道的總長度是32K字節，其中包頭長37位元組；視頻數據段總 長度是26.8K字節；音頻數據段總長度是4.1K字節；輔助數據段總長度是 1K字節。對於不足32K字節的部分，可以填充全0。
物理信道的每個數據塊的大小是576位元組，視頻數據切割成多個視頻單 元放在多個576位元組的物理信道數據塊中，共55個視頻單元。
這樣一個電視頻道，可以提供212Kbit/s速率的視頻數據，32Kbit/s速率 的音頻數據，和8Kbit/s速率的字幕數據，可以滿足QVGA解析度、25幀的 H264或AVS-M的視頻數據的傳輸。在給用戶提供相當滿意質量的移動廣播 電視節目的同時，可以為用戶提供字幕，由終端顯示在屏幕上。
權利要求
1、一種編碼器中的視頻數據自適應分割裝置，編碼器接收到頻道數據，視頻數據自適應分割裝置對M個視頻幀進行切割，對每個視頻幀分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數個宏塊，然後用視頻單元填充物理層數據塊，保證每個物理層數據塊中包括整數個視頻單元。
2、 如權利要求1所述的自適應分割裝置，其特徵在於所述物理層數 據塊的大小才艮據物理層調製方式設置。
3、 如權利要求1所述的自適應分割裝置，其特徵在於所述視頻數據 自適應分割裝置用視頻單元將物理層數據塊填充至其剩餘空間小於給定閾 值V。
4、 如權利要求3所述的自適應分割裝置，其特徵在於所述剩餘空間 用0x00填充。
5、 如權利要求3所迷的自適應分割裝置，其特徵在於所述閾值V的 大小是由編碼器的編碼裝置決定的，編碼裝置在編碼的時候，如果不能利用 剩下的空間，就對剩餘空間進行填充。
6、 如權利要求1所述的自適應分割裝置，其特徵在於該裝置還包括 可使用數據長度計算單元、第一比較單元、第二比較單元、第一賦值單元、 第二賦值單元、切割單元和循環判斷單元，其中(bl)可使用數據長度計算單元在對視頻數據進行切割前，先計算在本 次要發送的頻道數據中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包頭、 視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數據，也一起計算在內，H除 以物理層數據塊的長度W，其餘數為當前物理層數據塊內已使用的數據長 度H0;(b2 )可使用數據長度計算單元計算當前物理層數據塊內可使用的數據 長度L1-W-H0，第一比較單元判斷W-HO是否大於等於給定的閾值V，如 果是，執行步驟(b3),否則，由第一賦值單元令H(HO, L1=W,執行步 驟(b3);(b3 )第二比較單元判斷前圖像幀剩餘的數據長度L是否大於等於Ll， 如果是，執行步驟(b4)，否則執行步驟(b5);(b4)第二賦值單元令當前要分割的視頻單元長度L2=L1, H0=0, L-L-L1，執行步驟(b6);(b5)第二賦值單元令當前視頻單元長度L2-L， H0=H0+L， L-下一個 視頻幀的長度，執行步驟(b6);(b6)切割單元從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數據塊；(b7)循環判斷單元判斷是否L-O,如果是，則循環結束，否則，返回 步驟(b2)執行。
全文摘要
本發明提出一種編碼器中的視頻數據自適應分割裝置，編碼器接收到頻道數據，視頻數據自適應分割裝置對M個視頻幀進行切割，對每個視頻幀分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數個宏塊，然後用視頻單元填充物理層數據塊，保證每個物理層數據塊中包括整數個視頻單元。本發明的視頻數據自適應分割裝置通過自適應切割視頻數據單元，充分利用信源的數據分割方法，與物理信道特性相結合，儘量滿足一個條帶或一個分區充盈在一個物理數據包中，從而在信道出現異常時，將視頻錯誤隔離在一個條帶或一個分區內，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高圖像主觀質量，而且視頻數據的抗誤碼能力得到顯著提高。
文檔編號H04N7/26GK101198053SQ20061016197
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月8日 優先權日2006年12月8日
發明者戴志軍, 晏祥彪, 燦 沈, 寧 王 申請人:中興通訊股份有限公司