音頻/視頻流加速系統的製作方法
2023-05-31 06:34:26 1
專利名稱：音頻/視頻流加速系統的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及音頻/視頻比特流的傳送，特別涉及為用戶可選擇內容分析數字視頻比特流，並生成一個包括所分析內容的包結構。
背景技術：
在將數字視頻比特流發送給例如音頻/視頻顯示器的用戶設備的典型結構中，為了確保數據的適當同步顯示，用戶設備緩存比特流。然而這樣的緩存存在一個問題，就是嵌入式設備(例如，置頂盒或電視)通常缺少內存或者處理資源來緩存數據。當多個比特流同時出現在嵌入式設備時，這個問題尤其明顯。可能需要多個比特流去支持諸如畫中畫、數字視頻錄像等之類的特徵。
另外，傳統的數字視頻流系統使用諸如實時傳輸協議(RTP)之類的應用層協議跨越路由網絡來管理終端對終端的傳送系統。使用應用層協議需要用戶或者客戶設備包括相對應的協議棧，這增加了嵌入式解決方案的費用和複雜度。
需要一種流系統，該系統在不可路由網絡中使用低層協議來加速內容的傳送。
發明內容
在一個方面，一種流處理器包括傳輸流處理器、包發生器和網絡控制器。傳輸流處理器接收數字視頻比特流並過濾該數字視頻比特流。包發生器被有效地連接到傳輸流處理器，並從過濾的數字視頻比特流產生分包的流。網絡控制器被有效地連接到包發生器，並提供該分包的流到區域網。
在另一方面，一種流處理器包括用於接收數字視頻比特流和過濾數字視頻比特流的設備、用於從被過濾的數字視頻比特流中產生分包的流的設備、以及用於提供分包的流到區域網的設備。
在進一步的方面中，一種處理數字視頻比特流的方法包括接收傳輸比特流。該方法還包括通過被預定義的程序識別器來過濾傳輸比特流以產生視頻比特流，並通過至少一個用戶定義的程序識別器來過濾視頻比特流以產生被過濾的比特流。被過濾的比特流然後被分包以產生分包的流。
在另一方面，一種使用分包的流的方法包括接收來自區域網接口的分包的流，以及將分包的流分解成第一和第二數據部分，其中該分包的流包括對應於第一數字視頻程序流的第一數據部分和對應於第二數字視頻程序流的第二數據部分。第一數據部分被提供給第一解碼器，第二數據部分被提供給第二解碼器。
通過附圖和以下的詳細描述，本發明的進一步特徵、性質以及各種優點將更加明顯。
附圖解釋說明了本發明的幾個具體實施例，並且加以描述，用來解釋本發明的原理。
圖1解釋說明了根據本發明實施例的一個系統框圖。
圖2解釋說明了根據本發明實施例的一個流處理器。
圖3解釋說明了根據本發明實施例的一個傳輸流處理器。
圖4解釋說明了用在本發明實施例中的一個示例性包結構。
圖5解釋說明了根據本發明實施例的一種處理數字視頻比特流的方法。
具體實施例方式
現在參考附圖對本發明進行充分地描述，其中附圖展示了本發明的幾個實施例。本發明在具體實施時有許多不同的形式，因此形式不局限於這裡提出的實施例。相反的，由於提供了這些實施例，所以公開是完全徹底的並向本領域技術人員充分傳達了本發明。雖然功能實體可以通過不同的功能塊進行描述，但是一個本領域技術人員將意識到這裡的功能性描述可以採用比在此特別說明的功能塊更多或更少的功能塊來實現。
A.系統概況圖1解釋說明了根據本發明實施例的系統框圖。所說明的實施例包括接收器105、流處理器110、以及用戶預測設備(CEP)125。接收器105通過廣域網102接收內容。廣域網102代表了任何適用於傳輸數字視頻的網絡，例如衛星或陸地廣播、電纜、或者數據網。
接收器105通過通信路徑107(例如，異步串行接口)將數字視頻比特流提供給流處理器115。在某些實施例中，接收器105將包括多個程序的MPEG-2傳輸流提供給流處理器115。更具體地，接收器105將傳統的MPEG-2多程序傳輸流(MPTS)提供給流處理器115。一個或多個在MPTS中的程序包括可以作為任何數據被傳輸的視頻內容。在某些實施例中，視頻內容代表了一個或多個MPEG-4壓縮數字視頻流。
流處理器115接收MPTS並在比特流上執行過濾。過濾是用戶定義或者用戶配置的。也就是說，CPE 125的用戶可以選擇一個或多個程序流來進行過濾。流處理器115通過區域網(LAN)117接收來自CPE 125的命令。然後流處理器115提取或者過濾所選擇的流和分包的流，用來在區域網117上傳輸。在某些實施例中，區域網是一個基於區域網的乙太網。作為本領域的技術人員將意識到，區域網117也可以代表包括電纜射頻(RF)數據網的其它網絡類型或者拓撲結構。流處理器115分包所選擇的流，從而使CPE 125不需要包括一個完整的協議棧來對流進行解碼。如下面更進一步的描述，流處理器115把一個或多個程序流放置到具有很少報頭信息的乙太網幀中。這種結構的一個好處是CPE 125不需要通過多個網絡棧層來處理乙太網幀負載。在某些實施例中，乙太網幀負載可以在第二層使用較少的緩衝區或者開銷被CPE125處理。作為本領域技術人員將意識到，可以將所選擇的流直接提供到視頻解碼器硬體/軟體來顯示、儲存或者類似功能。
CPE 125可以是一個顯示設備，例如電視機顯示器。在所說明的實施例中，CPE 125包括一個傳統的網絡接口(例如，乙太網接口)用來和區域網117連接。
B.流處理圖2更詳細的說明了流處理器115。所說明的實施例包括傳輸流(TS)處理器205、包發生器210、網絡控制器215、緩衝器管理模塊220、存儲器225、多個服務質量(QOS)模塊230、和寄存器240。
TS處理器205接收來自通信路徑107的比特流並通過一個或多個程序識別器(PID，program identifier)來過濾比特流。PID是一種在MPEG-2傳輸流中的傳統技術，用來區分多個被混合在傳輸流中的程序。在某些實施例中，一個或多個程序是包括MPEG-4內容的數據程序。也就是說，MPEG-2負載壓縮了傳統的MPEG-4內容。通過或不必進行填充/分割(即，將單獨的MPEG-4包分割成多個MPEG-2負載)，可將MPEG-4內容配置在MPEG-2負載的範圍中。
TS處理器205將過濾的數字視頻比特流作為輸出提供給包發生器210。包發生器210分包一個或多個流來產生一個分包的流。分包的流可以包括適於在區域網上傳輸的報頭。典型的，分包的流包括不可路由的源/目的地址(例如，私人地址)，使得多個本地CPE設備可以使用內容並傳遞控制命令到流處理器115。
網絡控制器215代表傳統的網絡接口，例如乙太網接口。在所說明的實施例中，網絡控制器215將分包的流提供給LAN 117，並與緩衝器管理模塊220、存儲器225、以及QOS模塊230一起操作來確保分包的流的同步傳送。例如，QOS模塊230可以執行第2層服務質量特徵來確保有效帶寬分配和在CPE 125上包的到達。因為CPE 125典型地缺乏存儲器來緩存到達的視頻內容，在包被發送給CPE 125之前，存儲器225可以被用來緩存包。
寄存器240包括預先定義和用戶定義的配置信息。寄存器240傳遞配置信息到其它功能實體。例如，可通過系統配置設置預定在MPEG-2傳輸流中傳輸MPEG-4內容的PID。另一方面，MPEG-4內容中的PID可以通過各種方式被用戶定義。例如，CPE 125可以傳遞PID選擇信息到寄存器240來引起程序流改變(例如，信道的改變)。
圖3解釋說明了根據本發明實施例的一個傳輸流處理器。所說明的實施例包括MPEG處理器305、第一程序識別(PID)過濾器310、和第二PID過濾器315。每個MPEG處理器305和第一、第二PID過濾器310，315互相通連來控制寄存器240所提供的信號。MPEG處理器305接收MPTS比特流並將比特流解碼成一個或多個分包的基本流。然後通過分割MPTS的第一PID過濾器310處理分包的基本流。第一PID過濾器為載有MPEG-4內容的程序信道提取數據。將剩餘的程序流提供給MPEG輸出。第二PID過濾器315基於用戶定義的PID信息來解析MPEG-4內容，並把解析的內容做為輸出提供。
C.包結構圖4解釋說明了用在本發明實施例中的一個示例性包結構。在所說明的示例中，展示了一個MPEG-2傳輸流包405。MPEG-2傳輸流包405包括一個MPEG-2報頭410和一個網際網路協議(IP)數據負載415。MPEG-2報頭410可以更進一步劃分成域，例如PID 417。作為MPEG-2傳輸流包405的一部分，IP數據負載415包括一個或多個MPEG-4包420、430。
在所說明的示例中，第一MPEG-4包420代表了來自第一程序的音頻/視頻內容，第二MPEG-4包430代表了來自第二程序的音頻/視頻內容。MPEG-4包也包括報頭信息。報頭信息還可以被劃分成域，例如，PID 422、432。MPEG-4包負載部分424、434被安排在IP包中用來傳輸給CPE 125。
IP包包括一個乙太網/IP報頭440，該報頭典型地在區域網外部是不可路由的。IP包也包括MPEG-4包負載部分424、434，作為數據負載被傳輸到一個或多個CPE設備，例如顯示設備。
D.方法圖5解釋說明了根據本發明實施例的一種處理數字視頻比特流的方法。所說明的實施例首先對具有第一PID的數據過濾比特流505。第一PID對應於數據傳輸程序的PID，數據傳輸程序包括MPEG-4或者使用另一種格式的其它音頻/視頻內容。然後為具有一個或者多個用戶定義的PID 512的數據過濾比特流510，來產生MPEG-4內容流。MPEG-4內容流被分包515，並經過區域網傳送給一個或者多個CPE設備。分包的流可以包括服務質量特徵，例如使用傳統的不同服務(DiffServ)的包優先化。
在描述了音頻/視頻流系統的實施例(用於解釋說明並不局限於)之後，應注意到本領域技術人員可以根據以上教導進行修改和變化。因此也可以理解，在附加權利要求及其等價物所定義的發明範圍和精神內可對所公開的發明的特定實施例進行改變。
權利要求
1.一種流處理器，包括傳輸流處理器，被配置用來接收數字視頻比特流和過濾數字視頻比特流；包發生器，被有效地連接到傳輸流處理器，並被配置用來從過濾的數字視頻比特流產生分包的流；以及網絡控制器，被有效地連接到包發生器，並被配置用來將分包的流提供到區域網。
2.如權利要求1的流處理器，其中包發生器被進一步配置成從數字視頻比特流的包的數據負載部分提取MPEG-4內容。
3.如權利要求1的流處理器，其中傳輸流處理器包括第一程序識別過濾器，配置成解析來自數字視頻比特流的第一數據負載。
4.如權利要求3的流處理器，其中，傳輸流處理器進一步包括第二程序識別過濾器，配置成解析來自第一數據負載的第二數據負載。
5.如權利要求4的流處理器，其中，第一數據負載包括和第一程序相關的數字視頻，第二數據負載包括和第二程序相關的數字視頻。
6.如權利要求1的流處理器，其中，數字視頻比特流包括MPEG-2傳輸流。
7.如權利要求1的流處理器，其中分包的流包括乙太網報頭和MPEG-4內容。
8.如權利要求7的流處理器，其中分包的流包括與至少第一程序和第二程序相關的數字視頻。
9.如權利要求1的流處理器，進一步包括有效地連接到網絡控制器的服務質量模塊，被配置來提供帶寬和震動管理中的至少一個。
10.一種流處理器，包括接收數字視頻比特流並過濾數字視頻比特流的設備；從過濾的數字視頻比特流產生分包的流的設備；以及提供分包的流到區域網的設備。
11.一種處理數字視頻比特流的方法，該方法包括接收傳輸比特流；通過預定義的程序識別器來過濾該傳輸比特流，以產生視頻比特流；通過至少一個用戶定義的程序識別器來過濾該視頻比特流，以產生過濾的比特流；和分包該過濾的比特流以產生分包的流。
12.如權利要求11的方法，進一步包括插入報頭信息到分包的流中；以及提供分包的流到區域網。
13.如權利要求11的方法，其中傳輸比特流包括MPEG-2數字視頻比特流。
14.如權利要求11的方法，其中預定義的程序識別器和數據負載流相對應。
15.如權利要求11的方法，其中至少一個用戶定義的程序識別器和至少一個MPEG-4內容流相對應。
16.一種使用包括報頭信息的分包的流的方法，該方法包括從區域網接口接收分包的流，該分包的流包括對應於第一數字視頻程序流的第一數據部分和對應於第二數字視頻程序流的第二數據部分；將分包的流分解成第一和第二數據部分；提供第一數據部分給第一解碼器；和提供第二數據部分給第二解碼器。
17.如權利要求16的方法，其中第一和第二數據部分每個包括746個八比特組大小。
18.如權利要求16的方法，其中第一和第二解碼器中的至少一個提供相應的視頻程序流到顯示設備。
19.如權利要求16的方法，其中第一和第二解碼器中的至少一個提供相應的視頻程序流到存儲設備。
全文摘要
提供一種在不可路由的網絡中使用低層包協議來加速內容傳送的系統。該系統包括傳輸流處理器，用來接收多程序傳輸流(例如，採用MPEG－2格式)並從傳輸流中提取數據程序流。該數據程序流包括採用第二格式(例如，採用MEPG－4格式)的音頻/視頻內容。包發生器分包數據程序流中的內容，從而在基於網際網路協議(IP)的區域網上進行傳送。還提供了諸如服務質量管理之類的更多特徵。
文檔編號H04L29/00GK1863309SQ200510137348
公開日2006年11月15日 申請日期2005年11月14日 優先權日2004年11月12日
發明者威廉·優希達, 拉姆普拉塞德·波蘇卡努裡 申請人:松下電器產業株式會社