数字流的多重速率编码转换器和方法技术

本发明专利技术提供了一种来自共同的输入比特流的多个不同速率的输出比特流的方法和装置。将开销数据（３０）从所述输入比特流中提取出来。将所述输入比特流部分地解码（６２）。然后，在不同的速率（６４Ａ、６４Ｂ、…６４Ｎ）下将所述至少部分地解码了的比特流进行重新编码，以产生具有不同速率的多个经过重新编码的比特流（流１、流２、…流Ｎ）。将所述开销数据（３０）与每个经过重新编码的比特流进行合并（６０），从而提供多个不同速率的所述经过编码的比特流的多个版本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及诸如视频、音频和/或多媒体的数据信号的多重速率的编码转换，并且对于从服务器经网络(诸如因特网或卫星或有线电视系统)到客户机的数据流特别有用。
技术介绍
尽管本专利技术在这里是结合用于压缩视频应用的多重速率的编码转换器来描述的，但是应当理解这些有创造性的概念也可以应用于需要以多重速率提供相同的数据的任何数字数据流中。相应地，本专利技术和附加的权利要求书也不局限于在这里特别介绍的视频应用。大多数网络应用都可以分成两个主要的部分。这就是客户机和服务器。我们可以找到关于客户机和服务器的无数的例子。具体地说，流包括从服务器经网络(诸如因特网)向客户机发送电影或其它内容(诸如音频和/或其它多媒体格式)。流与简单的文件传送不同，它与文件传送的区别是客户机播放好象是来自网络的电影(或其它内容)，而不是要在播放之前等待将整个电影接收下来。可以将实时的流一对一的(单播)或一对多的(组播)发送。在单播中，客户机与服务器接触以请求电影。然后服务器将关于所请求的电影的信息应答给客户机。然后就把实际的电影流发送给客户机。在组播中，将电影流的一个副本“广播”到网络的每一个分支上。客户机通过“加入”广播来接收流。并不是所有的路由器都支持组播。客户机(诸如有线或卫星电视的用户)通常一次只与一个服务器通信。例如，客户机终端向服务器发送请求(单播)并从服务器接收流(即可以是单播又可以是组播)。在任何指定的时刻从服务器的角度来看，服务器通常都与多个客户机进行通信。例如，在单播中，服务器可能要同时向不同的客户机发送流，在组播中，多个客户机接收由服务器广播的流。随着最近视频压缩技术的发展，通过使用压缩技术(诸如，MPEG1、2、4(这里MPEG是由运动图象专家组发布的标准)和ITU-TH.261、3、3+、或L(这里ITU是由国际电信联盟发布的标准))可以在不降低图片质量的情况下显著地降低原始视频素材的尺寸。因此，所希望的是将来能在服务器端提供更多的经过预压缩的视频素材。因而服务器就可能需要具有为了适应不同客户机的带宽需要而调节存储在服务器端的预压缩的视频素材的速率的能力。编码转换器是解决这个问题的一种选择。根据它的定义，编码转换器是一种用于将预压缩的比特流转换成具有不同格式的另一种比特流的设备。这些不同的格式可以包括分辨率、比特率(bit rate)、和其它可变的参数。本专利技术提供了一种编码转换器，它提供对信号输入流的速率转换以提供多个不同速率的输出流。例如，当客户机(例如，用户家中用于接收电视服务的机顶盒)请求电影的时候，它也经常同时提供关于客户机端的网络情况的信息。然后服务器就可以将所请求的电影的经过预压缩的流编码转换成适合于客户机端的带宽的形式。然而，所带来的一个问题是服务器可能会接收到来自不同客户机的对同一个电影的多个请求。此外，客户机端的带宽可能是差别很大的。例如，56Kb/s的电话调制解调器和几Mb/s的电缆调制解调器从服务器接收数据的能力是不同的。因此，将服务器端的一个经过压缩的视频比特流编码转换成不同速率的若干不同的新流是非常有用的。一种直接的解决方案是在响应用户的请求时使用不同的编码转换器来将相同的输入视频流在不同的速率下进行编码转换。然而，这种解决方案是不可行的，因为它需要服务器具有与服务器所服务的客户机数量相同的编码转换器，这个花费是极其昂贵的。另一种解决方案是在每次有不同的客户机发出请求(但是一次只有一个)的时候服务器端的一个编码转换器都处理相同的视频流。也就是说，在服务器完成一个客户机的请求之前，其它的客户机将不得不等待。因此，为了解决一个服务器和多个服务的问题，或者系统处理器将不得不安装更多的编码转换器，或者客户机将不得不等待轮到它们来接收所请求的服务(例如，电影)。此外，在上述两种解决方案中，对于对相同的视频比特流的每一个请求，编码处理器中的所有模块都需要执行操作。提供一种可以根据客户机的请求，以不同的速率向多个用户(客户机)传送服务的可靠的和价格合理的编码转换解决方案是有益的。本专利技术提供了一种具有上述和其它优点的多重速率的编码转换方案。
技术实现思路
在本专利技术中，为经过编码的比特流提供了编码转换器装置。数据处理器从比特流中提取开销(overhead)数据。提供了一种用于至少部分地解码比特流的解码器。速率控制处理器将至少部分解码的比特流按不同的速率重新编码，以产生多个具有不同速率的经过重新编码的比特流。多路复用器将开销数据和每个经过重新编码的比特流结合在一起，从而提供不同速率的经过编码的比特流的多个版本。在优选的实施例中，多路复用器完全同时地提供经过编码的比特流的多个版本。经过编码的比特流可以是经过压缩的视频比特流，编码转换器位于视频流的服务器上，用于完全同时地，以不同的速率，向不同的客户机提供视频比特流的多个版本。在经过编码的比特流是经过压缩的视频比特流的一种应用中，开销数据可以包括视频对象序列(VOS)、视频对象(VO)、视频对象层(VOL)、视频对象平面(VOP)、视频对象平面组(GOV)和运动向量(MV)数据中的至少一种数据。例如，开销数据可以从在经过编码的比特流中包含的分组头中提取。应当理解，尽管这里所使用的术语(诸如，VO、VOL、VOP、和GOV)可能是特定的标准(诸如，MEPG-4)所专用的，但是其中所包含的概念在其它标准中也是可以找到的。因此在这里和权利要求书中所使用的特定标准中的术语并不意味着只限于这种标准，而是要广泛地解释成在与本专利技术相关的任何标准或技术中使用的术语。在一个实施例中，速率控制处理器将所述至少部分解码了的比特流进行多次重新编码，以依次地提供多个经过重新编码的比特流。更具体地说，速率控制处理器可以为得到多个经过重新编码的比特流而分别对至少部分解码的比特流进行重新编码。通常，以第一速率接收经过编码的比特流。速率控制处理器可以以N倍于所述第一速率的第二速率工作，这里N是提供经过重新编码的比特流的数量。按照这种方式，就用原始的经过压缩的视频比特流完全同时地提供所有经过重新编码的比特流。在优选的实施例中，只对经过编码的比特流执行一次不影响经过重新编码的比特流的速率的第一功能。为得到每个经过重新编码的比特流要分别执行影响速率的第二功能。在经过编码的比特流是经过压缩的视频比特流的实施例中，第一功能可能包括可变长的解码和非量化(dequantization)中的至少一种功能。第二功能可能包括重新量化(requantization)、可变长的编码、和运动补偿(motion compensation)中的至少一种功能。速率控制处理器可以包括并行工作以生成多个经过重新编码的比特流的多个编码器。经过重新编码的比特流可以根据客户机的请求，以可变比特率的流和/或恒定比特率的流的形式提供。为了有效地提供多个不同速率的输出流，可以监控速率控制处理器的处理器周期，并在用于完成速率控制操作的可用处理周期的数量不够的情况下可以跳过至少一个处理步骤。例如，在经过编码的比特流组成经过压缩的视频比特流的时候，在用于完成速率控制操作的可用处理周期的数量不够的情况下，处理双向预测(B)帧(bi-directionallypredicted(B)frame)时可以跳过运动补偿步骤和离散余弦变换(DCT)步骤中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于经过编码的比特流的编码转换器装置，其包括：用于从所述比特流中提取开销数据的数据处理器；用于至少部分地将所述比特流解码的解码器；用于在不同的速率下对至少部分地解码了的比特流进行重新编码，以产生具有不同速率的多个 经过重新编码的比特流的速率控制处理器；和用于将所述开销数据与每个经过重新编码的比特流进行合并，从而提供不同速率的所述经过编码的比特流的多个版本的多路复用器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，阿杰伊卢特拉，
申请(专利权)人：通用仪表公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]