專利名稱：一種編碼器中的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于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(shù)據(jù)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(xié)議，接收到節(jié) 目單，可以選擇自己有權(quán)利收看的頻道，從而可以接收選擇頻道的多媒體數(shù)
據(jù)，實現(xiàn)在移動終端上看電^L。
系統(tǒng)發(fā)射的空中數(shù)據(jù)，被分成不同的頻道，每個頻道的數(shù)據(jù)包括視頻、 音頻和輔助數(shù)據(jù)三種類型，終端可以接收相關的數(shù)據(jù)，通過終端上的播放器， 實現(xiàn)電視的正常播放。
傳送時，視頻數(shù)據(jù)被切割成一些小的數(shù)據(jù)塊。為了增強視頻數(shù)據(jù)的抗誤 碼能力，需要規(guī)定視頻數(shù)據(jù)的切割方法，以保證終端解碼時能更方便地實現(xiàn) 錯誤恢復與掩蓋。
而現(xiàn)有視頻數(shù)據(jù)信道封裝方法，往往只考慮物理信道的特點，按照數(shù)據(jù) 包的容量硬性、機械切割視頻碼流，沒有考慮視頻內(nèi)容相關性?，F(xiàn)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(wǎng)絡的IP包最大一般只有求1500字節(jié)，就會采用硬切割的 方法，每個包固定大小1500字節(jié)，如果是在TS包中，也是采用固定大小的 切割方法，以能放在固定大小的TS包中，而不是整數(shù)個宏塊來進行切割。 這樣在信道出現(xiàn)異常時，鑒于信源壓縮的空域、時域相關性，錯誤會在空間 擴展，不利于圖像隱蔽，甚至放大瑕瘋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種多媒體廣播系統(tǒng)中 一種編碼器中 的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置，提高視頻數(shù)據(jù)抗誤碼的能力。
本發(fā)明提出 一種編碼器中的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置，編碼器接收到頻
道數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)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(shù)個宏塊， 然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視 頻單元。
所述物理層數(shù)據(jù)塊的大小根據(jù)物理層調(diào)制方式設置。
所述視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置用視頻單元將物理層數(shù)據(jù)塊填充至其剩 余空間小于給定閾值V。
所述剩余空間用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，就對剩余空間進行填充。
該裝置還包括可使用數(shù)據(jù)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(huán)判斷單元，其中
(bl )可使用數(shù)據(jù)長度計算單元在對視頻數(shù)據(jù)進行切割前，先計算在本 次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，也一起計算在內(nèi)，H除 以物理層數(shù)據(jù)塊的長度W，其余數(shù)為當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已使用的數(shù)據(jù)長 度H0;
(b2 )可使用數(shù)據(jù)長度計算單元計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù) 長度L1-W-H0，第一比較單元判斷W-HO是否大于等于給定的閾值V，如 果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則，由第一賦值單元令HO-O, Ll-W，執(zhí)行步 驟(b3);
(b3 )第二比較單元判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L是否大于等于Ll ， 如果是，執(zhí)行步驟(b4),否則執(zhí)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(zhí)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(zhí)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(shù)據(jù)塊；
(b7)循環(huán)判斷單元判斷是否LK)，如果是，則循環(huán)結(jié)束，否則，返回 步驟(b2)執(zhí)行。
本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置通過自適應切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分 利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結(jié)合，盡量滿足一個條帶或一 個分區(qū)充盈在一個物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時，將視頻錯誤隔離 在一個條帶或一個分區(qū)內(nèi)，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高圖像主觀質(zhì)量， 而且視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力得到顯著提高。
附困說明


圖1是本發(fā)明媒體流在業(yè)務通道中傳送的示意圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應切割的示意圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實施例方式
圖1所示為媒體流在業(yè)務通道中傳遞的示意圖，其中， 一個業(yè)務通道對 應一個頻道， 一個頻道每隔一個固定時間間隔發(fā)送l次數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)由包頭、視頻數(shù)據(jù)段、語音數(shù)據(jù)段和輔助數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)段、語音數(shù)據(jù)段和 輔助數(shù)據(jù)段都是可以選擇出現(xiàn)的，可以出現(xiàn)其中的一個或多個，這3個數(shù)據(jù) 段是否出現(xiàn)可以從包頭的控制字段中判斷出來。
視頻數(shù)據(jù)段是由視頻段頭、N個視頻數(shù)據(jù)單元組成，N可以變化，根據(jù) 實際需要決定N的具體值。視頻段頭包括每個視頻數(shù)據(jù)單元的長度、播放 時間、屬性字段等。
圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應切割的示意圖，由視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝 置完成分割，1秒鐘的視頻數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。
即以條帶為視頻數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)凈荷。
物理層傳送的數(shù)據(jù)是由多個物理層數(shù)據(jù)塊組成的，每個物理層數(shù)據(jù)塊的 大小固定為W，每一塊具有相同的誤碼率。視頻單元切割后能自動適應地 放在各個物理層數(shù)據(jù)塊中，其原則是
(1) 一個物理層數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)塊剩余的 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(shù)據(jù)塊的大小W根據(jù)物理信道的參數(shù)進行設置，對于同一 種調(diào)制方式，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，對于300KBit/s 速率的圖像， 一個宏塊的平均大小是5個字節(jié)。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 余空間進行填充。
W的參考值是576字節(jié)或864字節(jié)，根據(jù)物理信道的調(diào)制方式?jīng)Q定。
圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖，圖中參數(shù)的含義是H0 是當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已經(jīng)被使用的數(shù)據(jù)長度；L2是當前要分割的視頻單
元的長度；L是當前視頻幀剩余的數(shù)據(jù)長度；Ll是物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù) 據(jù)長度，也就是當前物理層數(shù)據(jù)塊可使用的數(shù)據(jù)長度；V是最小視頻單元長 度的閾值，可取5字節(jié)；W是每個物理層數(shù)據(jù)塊的長度。該分割過程由視 頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置完成，該裝置包括可使用數(shù)據(jù)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(huán)判 斷單元，該分割流程包含如下步驟
1) 對視頻數(shù)據(jù)進行切割開始時，由可使用數(shù)據(jù)長度計算單元先計算在 本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，也一起計算在內(nèi)， HO為H除以W的余數(shù)，此時L等于第一個視頻幀長度；
2) 可使用數(shù)據(jù)長度計算單元計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù)長 度L1-W-H0;第一比較單元判斷W-HO是否大于等于閾值V，如杲是，執(zhí) 行步驟3)，否則，第一賦值單元令H0-0， L1=W，執(zhí)行步驟3);
由于宏塊是^L頻數(shù)據(jù)的最小單位，每個宏塊的長度大約是5個字節(jié)，如 果剩余的空間小于V,則剩余的空間無法填充一個宏塊，則把剩余的空間給 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(zhí)行步驟4),否則執(zhí) 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(zhí)行步驟6);
即當前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L大于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長度 Ll,這種情況下當前圖像幀沒有分割完成，下次循環(huán)繼續(xù)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(huán)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(zhí)行步驟6);
即當前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L小于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長度 Ll,如圖2中的第一個幀的最后一個視頻單元，這種情況下，當前圖像幀已 經(jīng)分割完成，下次循環(huán)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(shù)據(jù)塊；
7)循環(huán)判斷單元判斷是否L—，如果是，表示沒有剩余的圖像數(shù)據(jù)了， 則循環(huán)結(jié)束，否則，返回步驟2)執(zhí)行。
上述分割方式中，由于視頻數(shù)據(jù)的宏塊是最小單位，平均5字節(jié)大小。 一個視頻單元不可能剛好填滿576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，每個576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊都 有一個填充， 一般5個字節(jié)左右。
上述自適應視頻數(shù)據(jù)切割方法的好處是由于物理層傳送時，l次傳送 l個物理層數(shù)據(jù)塊，每個物理層數(shù)據(jù)塊的誤碼率是相等的，每個物理層數(shù)據(jù) 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(shù)據(jù)塊，這樣 的切割方式中，物理層數(shù)據(jù)塊總是包括整數(shù)個宏塊，不同物理層數(shù)據(jù)塊之間 的數(shù)據(jù)相互獨立，1個物理層數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)丟失，不影響其他物理層數(shù)據(jù)塊 的視頻數(shù)據(jù)的解碼，使得誤碼不會擴散，解碼器能最大限度地實現(xiàn)糾錯與誤 碼掩蓋，能大大提高系統(tǒng)的抗誤碼能力。
本發(fā)明一實例如下，在本實例中， 一個業(yè)務通道有256Kbit/s的速率。
這個頻道的總長度是32K字節(jié)，其中包頭長37字節(jié)；視頻數(shù)據(jù)段總 長度是26.8K字節(jié)；音頻數(shù)據(jù)段總長度是4.1K字節(jié)；輔助數(shù)據(jù)段總長度是 1K字節(jié)。對于不足32K字節(jié)的部分，可以填充全0。
物理信道的每個數(shù)據(jù)塊的大小是576字節(jié)，視頻數(shù)據(jù)切割成多個視頻單 元放在多個576字節(jié)的物理信道數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，32Kbit/s速率 的音頻數(shù)據(jù)，和8Kbit/s速率的字幕數(shù)據(jù)，可以滿足QVGA分辨率、25幀的 H264或AVS-M的視頻數(shù)據(jù)的傳輸。在給用戶提供相當滿意質(zhì)量的移動廣播 電視節(jié)目的同時，可以為用戶提供字幕，由終端顯示在屏幕上。
權(quán)利要求
1、一種編碼器中的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)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(shù)個宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視頻單元。
2、 如權(quán)利要求1所述的自適應分割裝置，其特征在于所述物理層數(shù) 據(jù)塊的大小才艮據(jù)物理層調(diào)制方式設置。
3、 如權(quán)利要求1所述的自適應分割裝置，其特征在于所述視頻數(shù)據(jù) 自適應分割裝置用視頻單元將物理層數(shù)據(jù)塊填充至其剩余空間小于給定閾 值V。
4、 如權(quán)利要求3所述的自適應分割裝置，其特征在于所述剩余空間 用0x00填充。
5、 如權(quán)利要求3所迷的自適應分割裝置，其特征在于所述閾值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，就對剩余空間進行填充。
6、 如權(quán)利要求1所述的自適應分割裝置，其特征在于該裝置還包括 可使用數(shù)據(jù)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(huán)判斷單元，其中(bl)可使用數(shù)據(jù)長度計算單元在對視頻數(shù)據(jù)進行切割前，先計算在本 次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，也一起計算在內(nèi)，H除 以物理層數(shù)據(jù)塊的長度W，其余數(shù)為當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已使用的數(shù)據(jù)長 度H0;(b2 )可使用數(shù)據(jù)長度計算單元計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù) 長度L1-W-H0，第一比較單元判斷W-HO是否大于等于給定的閾值V，如 果是，執(zhí)行步驟(b3),否則，由第一賦值單元令H(HO, L1=W,執(zhí)行步 驟(b3);(b3 )第二比較單元判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L是否大于等于Ll， 如果是，執(zhí)行步驟(b4)，否則執(zhí)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(zhí)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(zhí)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(shù)據(jù)塊；(b7)循環(huán)判斷單元判斷是否L-O,如果是，則循環(huán)結(jié)束，否則，返回 步驟(b2)執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明提出一種編碼器中的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)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(shù)個宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視頻單元。本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)自適應分割裝置通過自適應切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結(jié)合，盡量滿足一個條帶或一個分區(qū)充盈在一個物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時，將視頻錯誤隔離在一個條帶或一個分區(qū)內(nèi)，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高圖像主觀質(zhì)量，而且視頻數(shù)據(jù)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(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)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