CN100369489C - 动态接入编码策略的嵌入式无线编码装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动态接入编码策略的嵌入式无线编码装置。它包含有引入外界已经过压缩编码的视频图像码流序列的第一接口单元和以电磁波的载波形态对完成编码的码流序列加以发送和传输的第二接口单元，在所述的第一接口单元和第二接口单元之间有线连接一个动态编码单元，对那些不同格式的数字图像码流，提供了一种嵌入式无线传输平台上的兼容；在有限的无线资源环境中，完成多码流速度的动态编码，达到22Mbps，甚至33Mbps的传输速率；最大限度地提高了频段资源的利用率和确保了图像实时传输的优化目的。

Description

动态接入编码策略的嵌入式无线编码装置
技术领域
本发明涉及一种嵌入式数字码流无线传输平台，尤其是指一种用于对各种经压缩编码的各种数字码流信息，采用动态编码策略而进行无线传输的嵌入式编码装置。
背景技术
目前已公知的数字信息无线传输装置，尤其是对数字图像信息的无线传输装置而言，通常是通过有线或无线的方式，借助个人电脑对图像数据作进一步处理及压缩，如中国专利公开号1206847，公告日为1999年2月3日，所介绍的摄像机设备；这类摄像机装置都不能脱离个人电脑而独立使用，也不利于移动使用，因此造成使用上的局限。
另有中国专利公开号CN1398112，公告日为2003年2月19日文献中描述的技术方案，它的优点是：采用无线传输方案，可以随身携带，容易操作；但缺点是：采用传统WLAN定置编码和调制方案，其数据最大速率为10Mbps，这对于高速、实时性的图像码流而言，其速率的改进和传输结构的优化还存在较大的空间。
发明内容
本发明的目的在于对那些经不同格式压缩的数字图像码流，提供一种嵌入式无线传输平台，更具体地是提供一种动态接入编码策略的无线编码装置。它依据被传输对象，其不同传输速率、不同压缩带宽及不同压缩效率的特性，分别采用不同的编码策略，无缝透明地完成对被传输码流信源或/和信道的动态编码。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种动态接入编码策略的嵌入式无线编码装置，包括第一接口单元(11)，作为引入外界已经过压缩编码的视频图像的码流序列的接口，和一个第二接口单元(13)，对完成相应编码的码流序列，作无线电磁波的中频或/和射频数字化调制，同时使用无需频率执照的无线电公开频段，并以电磁波的载波形态加以发送和传输；
其特征在于：
在所述的第一接口单元(11)和第二接口单元(13)之间有线连接一个动态编码单元(12)，对来自第一接口单元(11)的码流序列，进行分析检测和类型识别，用以判断当前输入的视频图像属于哪一类编码类型，同时确定一种相适应的编码策略与视频图像的编码类型相对应，以中速编码策略支持中速码流，以高速编码策略支持高速码流，以超高速编码策略支持超高速码流，完成相应编码码流序列后输入第二接口单元(13)。
在上述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，所述的动态编码单元(12)由一个第一缓冲适配模块(122)经一个信源信道编码模块(123)连接一个第二缓冲适配模块(124)，并由一个嵌入式控制模块(121)连接所述的第一缓冲适配模块(122)、信源信道编码模块(123)和第二缓冲适配模块(124)所构成；
所述的第一缓冲适配模块(122)对来自所述的第一接口单元(11)的输入码流序列进行缓存及调整输入码流序列的速率；
所述的信源信道编码模块(123)依据不同格式并经压缩编码的码流序列作不同策略的信源或/和信道编码，且能够完成两种以上编码策略的动态分配；
所述的第二缓冲适配模块(124)将已经过不同策略信源或/和信道编码的码流序列进行缓存并向所述的第二接口单元(13)输出；
所述的嵌入式控制模块(121)用以识别不同格式并经压缩编码的码流序列是何类型，并按不同格式并经压缩的码流序列的类型，向信源信道编码模块(123)发送相应编码格式的信源编码或/和信道编码指令，所述的嵌入式控制模块(121)是以识别不同码流序列周期性产生的特定标志的方式，来确定是何种码流序列的类型，并至少能够识别两种不同格式并经压缩编码的码流序列的类型。
在上述的动态编码单元(12)中，所述的第一缓冲适配模块(122)和第二缓冲适配模块(124)均采用FIFO的标准缓冲存储器件实现。
在上述的动态编码单元(12)中，所述的嵌入式控制模块(121)采用微控制器、或可编码逻辑陈列FPGA、或数字信号处理器DSP、或专用集成电路ASIC。
在上述的动态编码单元(12)中，所述的信源信道编码模块(123)是N个并列的编码策略模块(1231、1232、1233......123N)通过两组同步数据开关(123S、123W)连接所述的嵌入式控制模块(121)，N为大于1的自然数；由嵌入式控制模块(121)同时控制所述的两组同步数据开关(123S、123W)及分别控制所述的各个编码简策略模块(1231、1232、1233......123N)的启动。
在上述的动态编码单元(12)中，所述的信源信道编码模块(123)内的第1至第N种编码策略模块随输入码流序列类型的不同，相应地采用CCK编码、PBCC编码和FEC编码策略中的一种或/和其中几种的组合。
在上述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，所述的第一接口单元(11)所输入的不同格式并经压缩编码的码流序列，采用的是MPEG1、MPEG2、MPEG4、MPEGx、H26x的压缩编码。
上述的第一接口单元(11)采用异步串行高速接口。
在上述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置中，所述的第二接口单元(13)由中频IF或射频RF的IQ调制模块连接无线模块构成。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明在第一接口单元和第二接口单元之间有线连接一个本发明人所设计的动态编码单元，对那些不同格式的数字图像码流，提供了一种嵌入式无线传输平台。因而本发明具有如下功效：
1.无缝透明地对不同压缩格式的信息码流实现在同一传输平台上的兼容。
2.在有限的无线资源环境中，完成多码流速率的动态编码，达到22Mbps甚至33Mbps的传输速率。
3.最大限度地提高了频段资源的利用率和确保了图像实时传输的优化目的。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明中动态编码单元实施例的原理方框图。
图3为本发明中信源信道编码模块实施例的原理方框图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例结合附图详述如下：
请参阅图1，图1是本发明的方框原理图，本发明由第一接口单元11，第二接口单元13及将所述的第一接口单元11和所述的第二接口单元13依次连接的动态编码单元12组成。其中第一接口单元11通过连线接口11a，引入外界已经过压缩编码的视频图像的码流序列，它可以是异步串行高速接口(如USB、IEEE1394串行接口)；其中动态编码单元12的功能包括：对第一接口单元11经连接线122a输出的码流序列，进行分析检测和类型识别，用以判断当前输入的属于哪一类视频图像的编码类型，同时确定一种相适应的编码策略与其对应，这样，以中速编码策略支持中速码流；以高速编码策略支持高速码流；以超高速编码策略支持超高速码流，有针对性地各行其能，小马拉小车，大马拉大车正是本发明技术方案的一个形象化的体现；动态编码单元12的编码输出，通过124b连接线，向第二接口单元13的输入端子输出，第二接口单元13的功能主要包括：对来自动态编码单元12且经完成相应编码码流序列，作无线电磁波的中频或/和射频数字化调制，同时使用无须频率执照的无线电公开频段，如ISM(工业、科技、医疗)频段，并以电磁波的载波形态通过13b连接接口，加以发送和传输，在本实施例中，考虑选用成本较低的无线局域网标准的IEEE802.11b+的协议和标准器件模块。
参见图2，图2是本发明中动态编码单元的实施例的方框原理图，根据上述动态编码单元12的功能，动态编码单元12主要包括：
第一缓冲适配模块122通过122a的连线接口输入，其功能是，将来自第一接口单元11并经视频图像压缩编码的被传输码流，先做输入缓存和速率适配调整，第一缓冲适配模块122可以使用类似FIFO的缓冲存储器件实现。
信源信道编码模块123将来自第一缓冲适配模块122暂做缓存的经视频图像压缩编码的被传输码流，通过123a的接口连接输入，其功能是，动态地选择相适宜的编码策略，通过指定不同的编码途径和编码策略，完成对被传输码流的发送前的编码，当然，这种编码既可以是信源编码，也可以是信道编码，同时还可以是两者兼有的编码形式。信源信道编码模块123通过123b连线，向第二缓冲适配模块124的输入端输出。
第二缓冲适配模块124把来自连线123b，即经过信源信道编码模块123的编码的码流序列，在嵌入式控制模块121的控制下，并经数据控制总线121f，对第二缓冲适配模块124进行缓冲设置及速率适配的调整，经速率调整后的码流序列，通过124b连线输出。第二缓冲适配模块124可以使用类似FIFO的标准缓冲存储器件实现。
嵌入式控制模块121经数据控制总线121e，从第一缓冲适配模块122中，得到经视频图像压缩编码的被传输码流，对其先作码流类型分析和识别，主要判断当前输入的码流属于哪种类型，其识别方法是对被传输码流以周期性出现的特定标志为识别依据，具体来说，如对经过MPEG4压缩的中速率码流，检测其重同步标志位，同时每经过一个固定时间(如512比特位)，是否又重新检测到重同步标志，如发现，则再经过有限次的重复检测，还能发现的话，则可以确认被传输码流属于MPEG4的码流压缩类型；此时，嵌入式控制模块121通过121a数据控制信号线，对信源信道编码模块123，发出相对应的编码控制命令；依此，如果是经过MPEG2压缩的高速率码流，同样可以通过检测该TS码流的包同步字符(如0X47H)，如发现，则继续按每187个字节为单位周期，重复搜索包同步字符，如果能在有限次数内，都检测到TS码流的包同步字符，就可以确认该码流类型属于MPEG2压缩格式；对被传输的码流类型进行识别，是本发明实施例的基础，嵌入式控制模块121可以采用微控制器、可编程逻辑阵列(FPGA)、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC等任何符合本发明要求的嵌入式器件。
参见图3，图3是本发明中信源信道编码模块的实施例的方框原理图，根据上述信源信道编码模块123的功能，信源信道编码模块123主要包括：
来自123a的码流序列，在嵌入式控制模块121的识别和控制下，通过控制线121a，同时控制123s、123w两组同步数据开关，如果嵌入式控制模块121识别当前码流序列属于中速率码流，则同步数据开关123s接通123L1数据通道，向第一编码策略模块1231的输入端，提供码流数据序列；第一编码策略模块1231，此时启动对被传输的中速率码流的编码，比如对于MPEG4或H264基于几十K到几百Kbps的码流速率，由于它们的码流速率中等，占用带宽较小等特性，因此在本实施例中，第一编码策略模块1231，可以采用补码序列中有很强的位置对称性和自相关性的多相补码键控编码方案，如CCK(Complementary Code Keying)编码，这样既可以优化有限的频段资源，又可以简化编码操作，提高系统效率。经第一编码策略模块1231编码后的数据序列，通过123L2数据通道，并经过同步开关123W，向123b数据线输出。
同理，来自123a的码流序列，在嵌入式控制模块121的识别和控制下，通过控制线121a，同时控制123s、123w两组同步数据开关，如果嵌入式控制模块121识别当前码流序列属于高速率码流，则同步数据开关123s接通123M1数据通道，向第二编码策略模块1232的输入端，提供码流数据序列；第二编码策略模块1232，采用对被传输的高速率码流的编码技术，比如对于MPEG2标准清晰度或H263、H263+等基于几Mbps码流速率，由于它们的码流速率较高，占用带宽较宽等特性，因此在本实施例中，相应可以采用比CCK(Complementary Code Keying)编码更复杂的分组二进制PBCC(Packet Binary Convolutional Code)编码，由于PBCC编码适应完成更高速率的数据包传输，因此，经第二编码策略模块1232完成编码的数据码流序列，在实现成本较低的情况下，其速率可达22Mbps和33Mbps。经第二编码策略模块1232编码后的数据序列，通过123M2数据通道，并经过同步开关123W，向123b数据线输出。
同理，来自123a的码流序列，在嵌入式控制模块121的识别和控制下，通过控制线121a，同时控制123s、123w两组同步数据开关，如果嵌入式控制模块121识别当前码流序列属于超高速率码流，则同步数据开关123s接通123H1数据通道，并向第三编码策略模块1233的输入端，提供码流数据序列；第3编码策略模块1233，采用对被传输的超高速率码流的编码技术，比如对于MPEG2高清晰度，基于十几Mbps码流速率等，在本实施例中，除了采用分组二进制PBCC(Packet Binary ConvolutionalCode)编码外，还可以增加采用信道纠错(如前向纠错FEC)编码，以进一步提高传输特性如降低传输误码率，提高编码系统的健壮性等。经第三编码策略模块1233编码后的数据序列，通过123H2数据通道，并经过同步开关123W，向123b数据线输出。
编码策略模块的数量应根据实际需要增减，由于在本实施例中采用了无线局域网的部分技术，因此通过本发明完成的编码装置，都可以在市售无线局域网标准接收设备如AP上，进行接收、解调和图像等信息的回放。
以上所述，是本发明较佳实施例的一种，但并非用来限定本发明的实施范围，即凡是按照本发明专利——权利要求书所述的特征、构造、精神所做的均等变化和修饰，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动态接入编码策略的嵌入式无线编码装置，包括第一接口单元(11)，作为引入外界已经过压缩编码的视频图像的码流序列的接口，和一个第二接口单元(13)，对完成相应编码的码流序列，作无线电磁波的中频或/和射频数字化调制，同时使用无需频率执照的无线电公开频段，并以电磁波的载波形态加以发送和传输；其特征在于：
在所述的第一接口单元(11)和第二接口单元(13)之间有线连接一个动态编码单元(12)，对来自第一接口单元(11)的码流序列，进行分析检测和类型识别，用以判断当前输入的视频图像属于哪一类编码类型，同时确定一种相适应的编码策略与视频图像的编码类型相对应，以中速编码策略支持中速码流，以高速编码策略支持高速码流，以超高速编码策略支持超高速码流，完成相应编码码流序列后输入第二接口单元(13)；所述的动态编码单元(12)由一个第一缓冲适配模块(122)经一个信源信道编码模块(123)连接一个第二缓冲适配模块(124)，并由一个嵌入式控制模块(121)连接所述的第一缓冲适配模块(122)、信源信道编码模块(123)和第二缓冲适配模块(124)所构成；
所述的第一缓冲适配模块(122)对来自所述的第一接口单元(11)的输入码流序列进行缓存及调整输入码流序列的速率；
所述的信源信道编码模块(123)依据不同格式并经压缩编码的码流序列作不同策略的信源或/和信道编码，且能够完成两种以上编码策略的动态分配；
所述的第二缓冲适配模块(124)将已经过不同策略信源或/和信道编码的码流序列进行缓存并向所述的第二接口单元(13)输出；
所述的嵌入式控制模块(121)用以识别不同格式并经压缩编码的码流序列是何类型，并按不同格式并经压缩的码流序列的类型，向信源信道编码模块(123)发送相应编码格式的信源编码或/和信道编码指令，所述的嵌入式控制模块(121)是以识别不同码流序列周期性产生的特定标志的方式，来确定是何种码流序列的类型，并至少能够识别两种不同格式并经压缩编码的码流序列的类型。
2.根据权利要求1所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的第一缓冲适配模块(122)和第二缓冲适配模块(124)均采用FIFO的标准缓冲存储器件实现。
3.根据权利要求1所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的嵌入式控制模块(121)采用微控制器、或可编码逻辑阵列FPGA、或数字信号处理器DSP、或专用集成电路ASIC。
4.根据权利要求1所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的信源信道编码模块(123)是N个并列的编码策略模块(1231、1232、1233......123N)通过两组同步数据开关(123S、123W)连接所述的嵌入式控制模块(121)，N为大于1的自然数；由嵌入式控制模块(121)同时控制所述的两组同步数据开关(123S、123W)及分别控制所述的各个编码简策略模块(1231、1232、1233......123N)的启动。
5.根据权利要求4所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的信源信道编码模块(123)内的第1至第N种编码策略模块随输入码流序列类型的不同，相应地采用CCK编码、PBCC编码和FEC编码策略中的一种或/和其中几种的组合。
6.根据权利要求1所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的第一接口单元(11)所输入的不同格式并经压缩编码的码流序列，采用的是MPEG1、MPEG2、MPEG4、MPEGx、H26x的压缩编码。
7.根据权利要求1或6所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的第一接口单元(11)采用异步串行高速接口。
8.根据权利要求1所述的动态编码策略的嵌入式无线编码装置，其特征在于所述的第二接口单元(13)由中频IF或射频RF的IQ调制模块连接无线模块构成。
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