CN101682515B - 用于确定多媒体序列的帧尺寸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子设备，该电子设备包括多媒体播放单元和处理器。该处理器：接收多媒体序列；从所接收的多媒体序列中获取第一帧报头的第一比特率；通过公式来预测包括第一帧报头的第一帧的第一长度，该公式至少使用了包括第一比特率以及第二长度与位于第一帧报头之前的第二帧报头的第二比特率之比在内的参数；并且根据所预测的第一帧的第一长度来指导该多媒体播放单元播放第一帧的帧数据。

Description

用于确定多媒体序列的帧尺寸的方法
技术领域
本发明涉及用于多媒体解码的系统和方法，更具体地涉及一种用于确定多媒体序列的帧报头的开始位置的系统和方法。
背景技术
MPEG-1定义了由MPEG(运动图像专家组)承认的一组音频和视频(AV)编码和压缩标准。MPEG-1、Audio Layer 3是被称为MP3的流行音频格式。随着消费者解码硬件变得更廉价和更强大，开发出了例如MPEG-2和MPEG-4的更先进的格式。这些较新的格式更为复杂并且需要更强大的硬件，但是这些格式也实现了更高的编码效率。
通常来讲，MP3文件由多个MP3帧组成，而MP3帧由MP3报头和MP3数据构成。这种帧的序列被称为基本流。帧是独立的信息(item)：可以从文件中剪辑出帧，并且MP3播放器能够播放该帧。MP3报头包含了编码机制的信息(例如，编码版本、采样率和比特率)，并且MP3数据是实际音频有效载荷。然而，各个帧的长度可能由于编码比特率等的多样性而不固定，所以需要确定MP3文件的各个帧的长度以便进行后续解码。
发明内容
本发明提供了一种用于多媒体解码的电子设备。该电子设备包括多媒体播放单元和处理器。该处理器：接收多媒体序列；从所接收的多媒体序列中获取第一帧报头的第一比特率；通过公式来预测包括第一帧报头的第一帧的第一长度，该公式使用的参数至少包括第一比特率以及第二长度与位于第一帧报头之前的第二帧报头的第二比特率的比；在第一搜索区域内搜索同步模式，用以确定位于所述第一帧之后的第三帧报头的开始位置，其中该第一搜索区域包括所述第一帧报头的开始位置加上所预测的第一长度的位置，并将所述第一长度更新为所述第一帧报头的开始位置与所述第三帧报头的开始位置之间的长度；并且指导该多媒体播放单元播放第一帧的帧数据。
本发明提供了一种用于确定多媒体序列的帧尺寸的方法。首先，从多媒体序列中获取第一帧报头的第一比特率。然后，通过公式来预测第一帧的第一长度，该第一帧包括第一帧报头。该公式使用的参数至少包括第一比特率以及第二长度与第二比特率的比。第二比特率是位于第一帧报头之前的第二帧报头的比特率。然后，在第一搜索区域内搜索同步模式，以确定位于第一帧之后的第三帧报头的开始位置，该第一搜索区域包括第一帧报头的开始位置加上所预测的第一长度的位置。然后，将第一长度更新为第一帧报头与第三帧报头的开始位置之间的长度。最后，播放第一帧的帧数据。
附图说明
通过参照附图来阅读后面的详细说明书和实施例，可以更全面地理解本发明，附图中：
图1示出了用于播放多媒体文件的系统的实施方式；
图2示出了音频报头格式的例子，MPEG1、11172-3；
图3A是用于确定多媒体序列的帧尺寸的方法的流程图；
图3B是图3A的接续流程图；而
图4A至4B示出了与图3A的方法相对应的一段多媒体序列。
具体实施方式
图1示出了用于播放多媒体文件的系统的实施方式。系统100包括多媒体解码器102、多媒体播放单元104、处理器106、易失性存储器108和非易失性存储器110。非易失性存储器110(例如，硬盘或闪存)可以存储诸如音频文件、视频文件或其组合的多媒体文件。多媒体文件通常包括按序排列(insequence)的多个帧(multiple frame)，并且每个帧通常都由两部分组成，开始部分(leading part)是帧报头，后面部分是帧数据。每个帧报头都具有特定构造的公共模式，该公共模式通常由同步模式和多媒体概况信息(例如，文件类型、比特率、编码方案等)组成。各个帧数据可以存储一段(segment)经编码的多媒体数据，并且可以根据各个相应的帧报头而被解码。在多媒体文件中，各个帧报头的长度(或尺寸)是固定的，然而，因为帧数据的比特率可能随编码机制而变换，所以各帧的长度可能不是固定的。因此，处理器106可以运行执行用于找到多媒体文件的帧报头的方法的计算机程序，以确定帧的开始位置。多媒体解码器102可以根据存储在相应帧报头中的多媒体概况信息来对帧数据进行解码。随后，处理器106可以指导诸如显示单元或扬声器的多媒体播放单元104来播放被解码的帧数据。易失性存储器108可以存储该计算机程序并由处理器106来访问，该易失性存储器108例如是动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等。
图2示出了通常被称为MP3的音频报头格式的例子，MPEG1、11172-3。音频报头格式包括多个字段。在多媒体文件中，各个帧报头具有相同的报头长度。字段SYNC_WORD可以用作同步模式(例如，0xFFF或0xFFE)以验证有效帧的开始。字段ID表示了MPEG音频版本ID，而字段LAYER表示了编码层。字段SAMPLING_RATE表示了MP3文件的采样率，例如16kHz或24kHz。在MP3文件中，字段SYNC_WORD、ID、LAYER和SAMPLING_RATE在整个MP3文件的每个帧报头中被看作是不变的(constant)。字段BITRATE表示了相应帧数据的比特率，并且在多媒体编码器对MP3文件进行编码时有若干个预定比特率可供选择。注意到，诸如MPEG-2或MPEG-4的其他多媒体帧报头可以包含具有不同同步模式的不同报头格式。
表1示出了MPEG1、11172-3的比特率表的例子，其中Fs表示采样率并且字段BITRATE的长度为4位。
表1
图3A是用于确定多媒体序列的帧尺寸(frame size)的方法的流程图，并且该方法可以被存储在计算机程序中并由图1中所示的处理器来执行。图4A至图4B示出了与图3A方法对应的一段多媒体序列。参照图3A和图4A，从多媒体序列中获取第一代码段H0和第二代码段H1(步骤S302)，并且从第一代码段H0中获取第一可能比特率(potential bitrate)Br0(步骤S304)。第一代码段H0和第二代码段H1都包括特定构成(specific organization)的相同模式(即，公共模式)。确定第一代码段(code segment)与第二代码段的开始位置P0与P1之间的第一帧的长度L0，并且将Br0与L0之间的映射存储在查找表中(步骤S306)。查找表可以被存储在图1所示的易失性存储器中，并且图1所示的处理器可以查阅该查找表并从易失性存储器中读出相应长度。表2示出了假定多媒体文件是MPEG1、11172-3、Layer II或Layer III的文件的查找表的例子。例如，如果可能比特率Br0是40kbit/s，则可以将第一长度L0在查找表中存储为Len(Br40)。因此，从第二代码段H1中获取可能比特率Br1(步骤S308)，并且核对与所获取的比特率Br1对应的长度在查找表中是否已被确定(步骤S310)。
表2
当获取的比特率Br1对应的长度没有被确定(例如，比特率Br1是96kbt/s而表2中没有存储与比特率Br1对应的帧长度)，则利用公式来预测第二帧的长度L1，该公式使用的参数至少包括长度L0与比特率Br0和Br1的比(步骤S312)。例如，长度L1被预测为Br1×(L0/Br0)。位置Pc被设定为P1加上所预测的长度L1(步骤314)。在Pc减去公差长度Lb1与Pc加上公差长度Lb1再加上预定报头长度之间定义搜索区域(步骤S316)。公差长度Lb1可以是大于Brmax/Brmin的最小整数，其中Brmax和Brmin分别是帧的可能的最大比特率和最小比特率。参照图4B，从搜索区域中获取开始位置为P2的第三代码段H2，第三代码段H2包括该特定构造的公共模式(步骤S318)。因此，根据开始位置P1与P2之间的实际长度更新长度L1，并将Br1与L1之间的映射存储在查找表中(步骤S320)。
当获取的比特率Br1对应的长度被确定(例如，比特率Br1是40kbit/s，并且在表2中找到了相应的帧长度Len(Br40)),则从查找表中获取与比特率Br1相应的预定(即，存储的)长度Ld(步骤S322)，并且位置Pc被设定为P1加上该预定长度Ld(步骤S324)。在Pc减去公差长度Lb2(例如，1字节)与Pc加上公差长度Lb2再加上预定报头长度之间定义搜索区域(步骤S326)。从搜索区域中获取包括特定构造的公共模式的开始位置为P2的第三代码段H2，第三代码段H2包括特定构造的公共模式(步骤S328)。
另外，当开始位置P2可以从搜索区域中发现时，则长度L0可以被认为是可靠的并且L0与Br0的比也可以被认为是可靠的。此外，代码段H0和H1被发现的具有特定构造的相同模式也可以被认为是可靠的。然而，当搜索区域中不能发现开始位置P2时，需要确定另一公共模式来获取新长度L0，并且需要对新的L0进行再次验证。为了解决这种例外的结果，可以在先前获取的多媒体序列的代码段H0之后重新执行步骤S302到S328。
图3B是图3A的接续流程图。第三代码段H2被设定为开始位置为P(i-1)的帧报头H(i-1)(步骤S330)。从帧报头H(i-1)获取比特率Br(i-1)(步骤S332)，随后检查与所获取的比特率Br(i-1)对应的长度是否已被确定(步骤S334)。当获取的比特率Br(i-1)对应的长度没有被确定时，则利用公式来预测第(i-1)帧的长度L(i-1)，该公式使用的参数至少包括Br(i-1)以及长度L0与比特率Br0的比(步骤S336)，并且位置Pc被设定为P(i-1)加上预测的长度L(i-1)(步骤S338)。在Pc减去公差长度Lb1与Pc加上公差长度Lb1再加上预定报头长度之间定义搜索区域(步骤S340)。公差长度Lb1例如可以是大于Brmax/Brmin的最小整数，其中Brmax和Brmin分别是帧的可能的最大比特率和最小比特率。从搜索区域中获取开始位置为P(i)的帧报头，该帧报头包括特定构造的公共模式(步骤S342)。因此，根据开始位置P(i-1)与P(i)之间的实际长度，更新长度L(i-1)，并将Br(i-1)与L(i-1)之间的映射存储在查找表中(步骤S344)。
另外，当获取的比特率Br(i-1)对应的长度被确定时，从查找表中获取与比特率Br(i-1)相应的预定长度Ld(步骤S346)，并且位置Pc被设定为P(i-1)加上该预定长度Ld(步骤S348)。搜索区域被定义在Pc减去公差长度Lb2(例如，1字节)与Pc加上公差长度Lb2再加上预定报头长度之间(步骤S350)。从搜索区域中获取开始位置为P(i)的帧报头，该帧报头包括特定构造的公共模式(步骤S352)。在找到了包括P(i)的帧报头之后，确定多媒体文件是否结束(步骤S354)。如果是，则整个处理也结束；如果否，则将所获取的帧报头设定为帧报头H(i-1)(步骤S356)，然后返回到步骤S332以发现后续多媒体帧。
该实施方式的优点是，仅通过一个变量(即，帧比特率)就可以从多媒体序列中确定帧尺寸，该多媒体序列的每个帧报头中具有同步模式(或公共模式)和比特率信息。该实施方式的另一个优点是，因为比特率的类型是有限的，所以可以在通过公式获取映射以及通过检查下一帧报头对映射进行验证之后，生成并存储与查找表中与比特率类型相应的帧长度的记录。因此，可以缩短解码过程中的搜索时间。
尽管已经通过实施例并就优选实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解本发明并不限于此。在不脱离本发明的主旨或范围的条件下，本领域技术人员可以做出任何变型或修改。因此，所附权利要求书的范围应当被给予最宽泛的解释以涵盖所有这种修改和相似设置。

Claims (17)

1.一种电子设备，该电子设备包括多媒体播放单元和处理器，所述处理器：接收多媒体序列；从所接收的多媒体序列中获取第一帧报头的第一比特率；通过公式来预测包括第一帧报头的第一帧的第一长度，所述公式使用的参数至少包括第二长度与第二帧报头的第二比特率的比以及所述第一比特率，该第二帧报头在所述第一帧报头之前，所述第二长度为所述第二帧报头与所述第一帧报头之间的长度；在第一搜索区域内搜索同步模式，用以确定位于所述第一帧之后的第三帧报头的开始位置，其中该第一搜索区域包括所述第一帧报头的开始位置加上所预测的第一长度的位置，并将所述第一长度更新为所述第一帧报头的开始位置与所述第三帧报头的开始位置之间的长度；并且指导所述多媒体播放单元播放所述第一帧的帧数据。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第三帧报头的所述开始位置位于所述第一搜索区域中。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述处理器还从所述第二帧报头中获取所述第二比特率，并且第一帧报头、第二帧报头和第三帧报头中的每一个包括相同特定构造的相同公共模式。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述多媒体序列是MPEG-1文件，并且所述公共模式符合MP3报头格式。
5.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述处理器还获取所述第三帧报头的第三比特率，当所述第三比特率等于所述第一比特率时将包括第三帧报头的所述第三帧的第三长度确定为更新后的所述第一长度，根据第三帧报头的所述开始位置与位于所述第三帧之后的第四帧报头的开始位置之间的长度更新所述第三长度，并且指导所述多媒体播放单元播放所述第三帧的帧数据，其中所述第四帧报头的所述开始位置位于第二搜索区域中，该第二搜索区域包括第三帧报头的开始位置加上预定的第三长度的位置。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述第二搜索区域小于所述第一搜索区域。
7.根据权利要求5所述的电子设备，该电子设备还包括数据存储装置，该数据存储装置被构造用于存储查找表，该查找表包括所述更新后的第一长度与所述第一比特率之间的映射，其中所述处理器还查阅所述查找表以确定所述第三比特率与所述第一比特率是否匹配，以及如果所述第三比特率等于所述第一比特率时，则读出所述更新后的第一长度。
8.一种用于找出多媒体序列的帧尺寸的方法，所述方法包括：
从所述多媒体序列中获取第一帧报头的第一比特率；
通过公式来预测包括所述第一帧报头的第一帧的第一长度，所述公式使用的参数至少包括第二长度与第二帧报头的第二比特率的比以及所述第一比特率，该第二帧报头在所述第一帧报头之前，所述第二长度为所述第二帧报头与所述第一帧报头之间的长度；
在第一搜索区域内搜索同步模式，以确定位于第一帧之后的第三帧报头的开始位置，该第一搜索区域包括第一帧报头的开始位置加上所预测的第一长度的位置；
将第一长度更新为所述第一帧报头与所述第三帧报头的开始位置之间的长度；以及
播放第一帧的帧数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其中预测所述第一长度进一步包括：
从所述第二帧报头中获取所述第二比特率；以及
通过测量所述第二帧报头的开始位置与所述第一帧报头的开始位置之间的长度来确定所述第二长度。
10.根据权利要求8所述的方法，该方法进一步包括：
获取所述第三帧报头的第三比特率；
当所述第三比特率等于所述第一比特率时，将包括所述第三帧报头的第三帧的第三长度确定为所述更新后的第一长度；
在第二搜索区域内搜索所述同步模式，以确定位于第三帧之后的第四帧报头的开始位置，该第二搜索区域包括所述第三帧报头的开始位置加上所预测的第三长度的位置；
将所述第三长度确定为所述第三帧报头与第四帧报头的开始位置之间的长度；以及
播放所述第三帧的帧数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述第三长度进一步包括：
将更新后的第一长度与第一比特率之间的映射存储在查找表中；
查阅所述查找表以确定所述第三比特率是否等于所述第一比特率；以及
如果所述第三比特率等于第一比特率，则将所述第三长度设定为更新后的第一长度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二搜索区域小于所述第一搜索区域。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一搜索区域被定义在第一预测位置减去第一公差长度与所述第一预测位置加上所述第一公差长度再加上预定报头长度之间，所述第二搜索区域被定义在第二预测位置减去第二公差长度与所述第二预测位置加上所述第二公差长度再加上所述预定报头长度之间，所述第一预测位置与所述第一帧的所述预测的第一长度相应，并且所述第二预测位置与所述第三帧的所述预测的第三长度相对应。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一公差长度是大于可能的最大比特率除以可能的最小比特率的最小整数，并且所述第二公差长度是一个字节。
15.根据权利要求8所述的方法，其中通过公式Br1×(L0/Br0)预测所述第一帧的所述第一长度，Br1表示所述第一比特率，L0表示所述第二长度，而Br0表示所述第二比特率。
16.根据权利要求8所述的方法，其中所述多媒体序列是MPEG-1文件，并且所述同步模式是MP3报头格式的同步字段。
17.根据权利要求8所述的方法，其中所述同步模式是“0xFFF”或“0xFFE”。
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