CN101350924A - 编码多媒体信号 - Google Patents

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CN101350924A CNA2008101086220A CN200810108622A CN101350924A CN 101350924 A CN101350924 A CN 101350924A CN A2008101086220 A CNA2008101086220 A CN A2008101086220A CN 200810108622 A CN200810108622 A CN 200810108622A CN 101350924 A CN101350924 A CN 101350924A
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Abstract

本发明涉及编码多媒体信号。本发明的一方面减轻例如系统存储器和GPU存储器的路径中的总线等组件中的瓶颈。在一实施例中，图形处理单元(GPU)接收表示来自外部来源的多媒体信号的数字值，对所述数字值进行编码，并将所述经编码的值存储在RAM中。所述RAM还可存储由CPU执行的指令。由于所述数字值在不存储在所述RAM中的情况下由所述GPU接收，所以可减轻瓶颈。

Description

编码多媒体信号
技术领域
本发明大体上涉及多媒体信号(例如，语音和视频)的数字处理，且更明确地说涉及此类多媒体信号的编码。
背景技术
多媒体信号通常是指表示各种形式的信息内容(例如，音频、视频、文本、图形、动画等)的信号。单一信号可表示一种或一种以上形式的信息，这取决于相关领域中众所周知的技术和惯例。
多媒体信号通常使用各种技术来编码。在典型的情形下，将多媒体信号首先表示为数字值的序列。接着编码必然(从所述数字值的序列中)产生以压缩格式表示信号的新的数字值。
此类编码(或压缩格式的表示形式)可导致例如存储要求减小、传输处理量增强等益处。各种编码技术在相关领域中是众所周知的。编码技术的实例包含用于编码视频信号的WMV、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263和H.264以及用于编码音频信号的WMA、MP3、AEC、AEC+、AMR-NB和AMR-WB。
通常需要在满足特定情形下适宜的各种要求的情况下实施编码。
发明内容
无
附图说明
将参看下文简要描述的以下附图描述实例实施例。
图1是说明其中可实施本发明的若干方面的实例实施例的多媒体装置的框图。
图2是说明现有技术实施例中多媒体信号的处理的框图。
图3是说明本发明实施例中对多媒体信号进行编码的方式的流程图。
图4A是说明其中可实施本发明的若干方面的实例操作环境的细节的框图。
图4B是说明本发明的一个实施例中对多媒体信号进行编码的实例方法的框图。
附图中，相同参考标号通常指示相同、功能上类似且/或结构上类似的元件。一元件首先出现的附图由相应参考标号中的最左边的数字指示。
具体实施方式
1.概述
本发明的一方面减轻例如系统存储器和GPU存储器的路径中的总线等组件中的瓶颈。在一实施例中，图形处理单元(GPU)接收表示来自外部来源的多媒体信号的数字值，对数字值进行编码，并将经编码的值存储在RAM中。RAM还可存储由CPU执行的指令。由于数字值在不存储在RAM中的情况下由GPU接收，所以可减轻瓶颈。
在一实施例中，GPU在执行编码操作之前将数字值存储在GPU存储器中。数字值可表示从产生多媒体信号的来源接收的原始数据(所产生的未经进一步处理的数字样本)。GPU可在完成存储对应于多媒体信号的连续部分的每一者的经编码数据时通知CPU。
下文参考用于说明的实例描述本发明的若干方面。应了解，陈述许多特定细节、关系和方法以提供对本发明的充分理解。然而，相关领域的技术人员将容易了解，可在没有所述特定细节中的一者或一者以上或利用其它方法等的情况下实践本发明。在其它情况下，为了避免混淆本发明的特征而未详细展示众所周知的结构或操作。
2.实例环境
图1是说明其中可实施本发明的若干特征的实例环境的框图。实例环境展示为仅含有用于说明的代表性系统。然而，现实环境可含有更多/更少/不同的系统/组件，如相关领域的技术人员将了解。此类环境中的实施方案也预期在本发明的各方面的范围和精神内。
装置100展示为含有CPU 110、系统存储器120、图形处理单元(GPU)130、GPU存储器140、外围接口150和可移除存储装置195。为了简明和便于理解，仅包含和描述与理解实例实施例的操作有关的组件。然而，本发明的若干方面所涵盖的实施例可含有更多或更少的组件。下文详细描述图1的每一组件。
CPU 110表示中央处理器，其至少在重要方面通过执行存储在系统存储器120中的指令而控制各种其它区块(装置100中)的操作(或非操作)。由CPU 110执行的一些指令还表示由装置100提供的各种用户应用(例如，播放歌曲/视频、视频记录等)。
系统存储器120含有存储由CPU 110使用的指令和/或数据的各种随机可存取位置。如上文注意到，一些指令可表示用户应用。其它指令可表示操作系统(含有装置驱动程序或与装置驱动程序介接)等。系统存储器120可使用SRAM、SDRAM、DDR RAM等中的一者或一者以上来实施。明确地说，待处理和/或待稍后使用的像素值可由CPU 110经由路径121存储在系统存储器120中。
可移除存储装置195可经由路径196来存储数据(例如，俘获的视频或音频或静止图像等)。在一个实施例中，可移除存储装置195实施为快闪存储器。或者，可移除存储装置195可实施为可移除插入式卡，因此允许用户将所存储的数据移动到另一系统以供检视或处理，或使用插入式卡的其它例子。
可移除存储装置195可含有额外的存储器单元(例如，ROM、EEPROM等)，其存储各种指令，所述指令当由CPU 110和GPU 130执行时提供本文描述的本发明的各种特征。一般来说，可从中检索和执行(由CPU或GPU)指令的此类存储器单元(包含RAM、非易失性存储器(可移除或不可移除的))称为计算机可读媒体。应了解，在各种其它实施例中，计算机可读媒体可潜在地部署在并非既定用于俘获视频、音频或图像但提供本文描述的若干特征的装置中。
外围接口150提供连接以不同协议操作的不同外围装置和/或其它系统所需的任何所要求的物理/电接口和协议接口。仅为了说明，外围接口150展示为与多个接口区块介接的单一区块。然而，外围接口150可含有多个单元，其每一者适于特定接口区块，如相关领域的技术人员将了解。
输入和输出(I/O)接口160向用户提供将输入提供到多媒体装置并接收输出的设施。输入接口(例如，与键盘或滚球或类似配置(未图示)的接口)向用户提供将输入提供到多媒体装置(例如，选择例如是否将执行编码等特征)的设施。输出接口提供输出信号(例如，提供到显示单元(未图示))。输入接口和输出接口一起为用户形成适宜的用户接口的基础。
串行和并行接口170以及其它接口180(含有相关领域中已知的各种外围接口，例如RS 232、USB、火线、红外线等)使多媒体装置能够连接到使用各自协议的各种外围设备和装置。
VI总线和I2S总线190表示多媒体源(例如，分别为相机和麦克风)可连接到的实例外围接口。这些外围接口接收各种多媒体信号(或相应的数字值)，所述多媒体信号如下文段落中所描述根据本发明的各个方面来编码。然而，应了解，也可从其它接口接收多媒体信号(试图根据本发明的各个方面来编码)。
可从GPU存储器140(其可使用SRAM、SDRAM、DDR RAM等中的一者或一者以上来实施)中检索数据以供由GPU 130处理。GPU存储器140可与GPU 130一起集成到单一集成电路中或位于其外部。作为替代，GPU存储器140可含有多个单元，其中一些单元集成到GPU 130中且一些提供在GPU外部。除了支持如下文段落中所描述的编码外，GPU存储器140还可用于存储数据以支持各种图形操作，并基于向显示单元产生哪些显示信号而存储现行帧。
图形处理单元(GPU)130除了根据本发明的一方面对多媒体信号进行编码(如下文段落中所描述)外，还向显示单元(未图示)产生显示信号。GPU 130可具有此处不进一步详细描述的许多其它能力，例如渲染2D和3D图形等。通常，GPU 130从CPU 110接收图像数据以及待执行的特定(2D/3D)操作，处理图像数据以执行操作，并从如此处理/产生的图像数据中向显示单元产生显示信号。
本发明的各方面实现以减少的资源要求对多媒体信号进行编码。与现有技术编码方法相比，本发明的特征将更清楚。因此，下文首先描述现有技术方法。
3.现有技术编码方法
图2是说明现有技术实施例中多媒体信号的处理的框图。所述实施例在Microsoft的用于“图片和视频应用”的Windows Mobile 2.0环境中实施。仅为了比较和便于理解，参看图1描述一些区块。
驱动程序220由于执行CPU(例如，110)中的相应指令的缘故而操作，且经设计以与外部来源210介接以接收原始多媒体数据(例如，在音频的情况下为PCM数据，且在视频的情况下为RGB数据)。驱动程序220是指与外部装置(将与其交换数据/信号)介接且考虑外部装置以及其中实施驱动程序220的装置的其它区块的介接要求而实施的区块。
俘获滤波器230从驱动程序220接收多媒体数据，使时间戳与所接收的数据相关联，并接着将组合的数据向下游发送到DMO 240。俘获滤波器还可包含在将所述信息同样发送到DMO 240之前与多媒体信号有关的各种数据结构。原始数据以及如此发送的其它信息存储在系统存储器(例如，120)中。
直接媒体对象(DMO)240也由于执行CPU中的相应指令的缘故而操作，且经设计以对存储在系统存储器120中的数据进行编码，并将经编码数据存储回系统存储器中。DMO可含有由外部应用调用的各种方法(程序)。一些程序可与编码相关而被调用。编码可潜在地由外部组件执行，例如由硬件实施的编码器执行或在图形处理单元(例如，130)内执行。
文件写入器250接收多个多媒体数据流(例如，作为单独流的视频和音频，但图2中为了简明起见仅展示单一流)，基于时间戳使各自部分相关联，并将数据流存储在系统存储器中。
此方法的一个问题是，数据传送可导致例如在系统和GPU存储器的路径中的总线等组件中的瓶颈。举例来说，假定在图1的实施例中实施图2的力法，那么编码前数据可在被接收后首先存储在系统存储器120中，传送到CPU 130以进行编码，并在编码之后传送回系统存储器120。由于此类多次传送的缘故，可能在系统总线115上遭遇瓶颈。当正传送大量数据且装置100对应于例如相机和移动电话等装置(通常以有限的资源实施)时，所述瓶颈尤其值得关注。
例如下文中以实例描述，根据本发明的若干方面实施的编码方法克服了此类问题中的一些问题。
4.对多媒体信号进行编码
图3是说明本发明实施例中对多媒体信号进行编码的方式的流程图。仅为了说明而参看图1描述所述流程图。然而，可在其它环境和其它组件中实施各种特征。此外，仪为了说明而以特定次序描述步骤。
也可实施使用其它组件和不同次序的步骤的其它环境中的替代实施例，而不脱离本发明的若干方面的范围和精神，如相关领域的技术人员通过阅读本文提供的揭示内容将了解。流程图在步骤301中开始，其中控制立即转到步骤305。
在步骤305中，CPU 110将对来自多媒体源的多媒体信号进行编码的一个或个以上命令发送到GPU 130。可使用适宜的方法(例如，根据预先指定的协议关于内容以包为基础，或通过断言特定信号线)在总线115上发送所述命令。可以若干已知方式中的一种发送所述命令。
在步骤310中，GPU 130从多媒体装置接收原始多媒体数据。原始多媒体数据可含有来自音频源(例如，麦克风)的原始音频数据和来自视频源(例如，相机)的原始视频数据。来自音频源和视频源的数据称为“原始的”以指示数据未经处理且呈与来源提供的格式相同的格式。在一个实施例中，来自麦克风的数据可呈PCM(脉冲编码调制)格式，且来自相机的数据可呈RGB格式，但可以此项技术中已知的若干其它格式从来源接收数据。
在步骤320中，GPU 130使用路径139和141将所接收的原始数据存储在GPU存储器140中。通过将原始数据直接存储在GPU存储器140而不是CPU 110中，将其首先存储在系统存储器120中并接着将其传送到GPU存储器140，可减轻上文描述的例如系统和GPU存储器的路径中的总线等组件中的瓶颈。原始数据可对应于不同的流(可能具有不同的多媒体类型)，但相对于单一流(比如，具有视频或音频多媒体类型)提供下文的描述。
在步骤330中，GPU 130对原始数据进行编码(在从GPU存储器140检索数据之后)。此编码的输出可呈压缩格式，例如前文所述的众所周知的格式中的一者。GPU 130可使用任何基于内部提供的硬件的编码器或使用基于软件的指令来执行编码。数据可编码成预设格式或编码成用户选择的格式。用户可利用输入和输出接口160或相关领域中已知的任何其它方式选择格式。尽管在假定原始数据存储在GPU存储器140中并接着被编码的情况下提供描述，但应了解通过适当修改(例如，提供例如寄存器等更多硬件)，可在不将原始数据存储在GPU存储器140中的情况下对数据进行编码。
在步骤335中，GPU 130将经编码数据存储到系统存储器120中。在步骤340中，GPU 130通知CPU 110：已针对所接收的原始多媒体数据的至少一部分完成编码。CPU110可使用此通知将经编码数据提供到下游程序，例如将经编码数据存储在存储装置中或进一步处理数据(例如，在用于编辑多媒体内容的应用中)或传输数据(例如，从移动电话)的程序。
在步骤345中，GPU 130检查是否已从CPU 110接收到停止对多媒体数据进行编码的命令。CPU可(例如)在用户希望停止处理多媒体信号时产生此命令。如果已接收到停止编码的命令，那么控制转到步骤399，其中流程图结束。如果未接收到所述命令，那么控制转到步骤350。
在步骤350中，GPU 130确定是否更多多媒体数据可用于编码。可能不存在更多要编码的多媒体数据，因为来源可能不发送更多数据或者来源可能不再连接到多媒体装置，或者由于其它原因。如果不存在可用于编码的多媒体数据，那么控制转到步骤360。如果存在更多要编码的多媒体数据，那么控制转到步骤310以接收并编码多媒体数据的下一(紧接的)部分。
在步骤360中，GPU 130通知CPU 110：已完成编码。例如在总线115上中断或断言适当信号路径等通信技术可用于此类通知。流程图在步骤399中结束。
应了解，上文描述的方法可在各种操作环境中实施。继续相对于实例操作环境中的实施方案进行描述。
5.实例实施方案
图4A是说明实例操作环境的框图，且图4B是说明操作环境中的实施方案的细节的框图。图4A的操作环境展示为含有操作系统401和用户应用程序403A到403C。
操作系统401是指有助于用户应用程序403A到403C对各种资源的访问的执行实体。一般来说，当装置100初始化时，控制传到操作系统401。在一实施例中，操作系统401对应于由Microsoft公司提供的Windows Mobile 5.0操作系统。
驱动程序402(作为操作系统401的一部分提供)提供如上文相对于驱动程序220所描述功能性类似的功能性。然而，驱动程序402经设计以向GPU 130发布上面步骤305中所述的命令，以促使执行编码。驱动程序402可视需要在发布步骤305的命令之前或作为发布步骤305的命令的一部分执行多媒体来源、GPU 130和任何其它所需组件(例如，CPU 110中的寄存器)中任何所需的初始化/终止(例如，对多媒体信号的来源装置通电/断电，配置所述来源装置以获得例如分辨率、帧速率、位速率、取样频率、目的地存储器等属性)。
用户应用程序403A到403C可对应于可利用(例如，记录、播放、检视等，视多媒体信号类型而定)根据本发明的各个方面编码的多媒体信号的各种应用程序。在一实施例中，每一用户应用程序可经设计以通过适当配置来提供第三方编码器的集成。举例来说，在Windows Mobile 5.0操作系统中，注册条日可能需要经配置以指定将执行所需编码的程序/过程。
在现有技术实施例中，如上文参看图2所描述，可通过执行作为所配置的程序/过程的一部分提供的适当的软件指令来执行此编码。由于编码由GPU自动执行并存储在系统存储器120中，所以可排除对用户应用程序内编码的需要。然而，用户应用程序可能仍需要支持此类程序/过程以与操作环境兼容。下文以一实例描述实现此兼容性的方式。
图4B是说明本发明的一个实施例中对多媒体信号进行编码的实例方法的框图。仅为了说明而相对于图1-3和4A描述所述框图。然而，可在其它环境和其它组件中实施各种特征。此外，仅为了说明而以特定次序描述操作。
图4B展示待编码的两个多媒体信号(或相应的原始数字数据)，即视频输入410中的来自相机的视频信号和音频输入420中的来自麦克风的音频信号。出于简明和清楚的目的，继续描述用于对视频信号进行编码的各个区块。音频信号的编码以类似方式进行。
所述实施例在Microsoft的用于“图片和视频(P&V)应用”的Windows Mobile 2.0环境中实施。视频俘获滤波器450、DMO包装程序470、3GP多路复用器滤波器490和文件写入器495包含在P&V应用程序(用户应用程序的一实例，如上所述)中。
具有编码器的相机驱动程序430由于执行CPU 110中作为装置驱动程序402的一部分的相应指令的缘故而操作，且经设计以与视频输入410介接并提供如上所述步骤305的命令。视频俘获滤波器450包含与视频信号有关的各种数据结构中的适当值(包含时间戳)，并使所述信息可用于进一步处理。
DMO包装程序470表示由其它软件代码调用的过程/方法(当此其它软件代码需要经编码数据时)。由于视频数据已在视频驱动程序中编码，所以不要求DMO内的视频编码。然而，P&V应用程序要求DMO存在于DMO包装程序470中。因此，提供虚设DMO，其接受由视频俘获滤波器450提供的数据并在不进行任何更改或处理的情况下将数据提供到3GP多路复用器滤波器450。由于此DMO不更改或处理数据，所以其称为虚设DMO。
3GP多路复用器滤波器490接收作为单独流的多个多媒体数据流(例如，如图所示的视频和音频)，使各自部分相关联成为单一多媒体数据流，并将数据流发送到文件写入器460以存储于文件中。
也可实施使用其它组件和不同次序的步骤的其它环境中的替代实施例，而不脱离本发明的若干方面的范围和精神，如相关领域的技术人员通过阅读本文提供的揭示内容将了解。
6.结论
虽然上文已描述本发明的各种实施例，但应了解，其仅以举例的方式而不是限制的方式呈现。因此，本发明的广度和范围不应受上文描述的示范性实施例的任一者限制，而是应仅根据所附权利要求书及其等效物来界定。

Claims (10)

1.一种处理由外部来源提供的多媒体信号的装置，所述装置包括：
接口，其连接到所述外部来源；
随机存取存储器(RAM)，其存储多个指令；
中央处理单元(CPU)，其执行所述多个指令；以及
图形处理单元(GPU)，其接收表示来自所述外部来源的所述多媒体信号的多个
数字值，编码所述多个数字值以产生多个经编码值，并将所述多个经编码值存储在所述RAM中，
其中所述多个数字值在不存储在所述RAM中的情况下由所述GPU接收。
2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括GPU存储器，其中所述GPU在执行所述编码之前将所述多个数字值存储在所述GPU存储器中。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个数字值包括从所述接口接收的原始数据。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述GPU在完成存储对应于所述多媒体信号的连续部分的每一者的经编码数据时通知所述CPU。
5.一种对外部来源提供的多媒体信号进行编码的方法，所述方法包括：
将编码所述多媒体信号的命令发送到图形处理单元(GPU)；
在所述GPU中接收表示来自所述外部来源的所述多媒体信号的多个数字值；
在所述GPU中编码所述多个数字值以产生多个经编码值；以及
通过所述GPU将所述多个经编码值存储在系统存储器中。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述GPU将所述多个数字值存储在GPU存储器中。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个数字值包括从所述接口接收的原始数据。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述GPU在完成存储对应于所述多媒体信号的连续部分的每一者的经编码数据时通知所述CPU。
9.根据权利要求5所述的方法，其中将所述方法并入到用于所述外部来源的装置驱动程序中。
10.根据权利要求5所述的方法，其中所述GPU检查是否已从所述CPU接收到停止编码的命令。
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