CN102098504A - 影音解码装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种影音解码装置，其应用多个子缓冲单元储存视频数据、音频数据以及字幕数据，所以可有效率地执行解码数据的程序。此外，本发明揭露一种提供视频数据中每一帧的信息的方法。该方法根据不同的影音数据压缩标准，采用相对应的程序以提供视频数据中每一帧的帧信息。该些帧信息有益解码单元正确地解码视频数据以产生帧。

Description

影音解码装置

技术领域

本发明是关于一种影音解码装置，尤其是关于一种可产生帧信息以帮助解码视频数据的影音解码装置。

背景技术

已知的影音解码装置在解码一影音数据时，是先将一部分的影音数据加载至一影音数据缓冲器中。然后，通过一解析单元(Decapsulator unit)抽取该部分的影音数据中的信息，包含诸如：视频数据、音频数据、字幕数据、检错数据、时序数据等等。当前述的各项数据被输出至对应的子缓冲器并且解码后，才加载另一部分的影音数据至影音数据缓冲器中，以执行下一回合的解码程序。然而，由于只具有一个影音数据缓冲器提供储存数据，因此常导致影音数据缓冲器之后的各功能单元须等候数据的加载而降低了解码效率。

已知影音解码装置的另一缺点，是必须先取得每一张帧在影音数据中的数据起始位置与其数据容量后，再进行帧解码程序。否则当影音数据发生传输错误，则可能使得影音解码装置无法判断帧的数据终点位置，而加载过多的视频数据超出缓冲器的容量。有鉴于此，若能提出一种提高缓冲器使用效率并且正确提供每一帧的信息的影音解码装置，则可以提高图像解码程序的质量。

发明内容

本发明的一目的在于提出一种影音解码装置，可以交替地储存多个部分的影音数据以提高影音数据的解码效率。

本发明的另一目的在于提出一种提供帧信息的方法，可以根据不同的影音数据压缩标准实行相对应的程序以提供每一帧的信息。然后通过帧信息辅助解码单元正确地解码视频数据。

于本发明一实施例中提出一种影音解码装置用以解码一影音数据，该装置包含：

一解析单元，用以解析影音数据的第一片段数据以输出第一视频数据；

一视频缓冲单元，其电性耦合于解析单元，用以储存第一视频数据；

一帧分割单元，其电性耦合于视频缓冲单元，用以根据帧为单位提供第一视频数据中的一帧信息；以及

一视频解码单元，其电性耦合于视频缓冲单元与帧分割单元，用以根据帧信息解码第一视频数据中的一第一帧数据以产生一第一帧。

于本发明一实施例中提出一种影音数据解码方法用以解码一影音数据，该方法包含：

(a)解析影音数据的第一片段数据以输出第一视频数据；

(b)执行信息提供程序，该程序根据帧为单位提供第一视频数据中的帧信息；以及

(c)根据帧信息解码第一视频数据中的第一帧数据以产生第一帧。

附图说明

图1显示本发明的影音解码装置系统方块图。

[主要元件标号说明]

影音解码装置  10

解析单元  101

视频缓冲单元  102

第一视频子缓冲单元  1021

第二视频子缓冲单元  1022

帧分割单元  103

视频解码单元  104

视频控制单元  105

音频缓冲单元  106

第一音频子缓冲单元  1061

第二音频子缓冲单元  1062

字幕缓冲单元  107

第一字幕子缓冲单元  1071

第二字幕子缓冲单元  1072

音频解码单元  108

字幕解码单元  109

音频/字幕控制单元110

具体实施方式

图1显示本发明实施例的影音解码装置系统方块图。影音解码装置10用以解码影音数据，该影音解码装置10包含：解析单元101，用以解析影音数据的部分片段数据；视频缓冲单元102，其电性耦合于该解析单元101，用以储存视频数据；帧分割单元103，其电性耦合于视频缓冲单元102，用以根据帧为单位提供该视频数据中的帧信息；视频解码单元104，其电性耦合于视频缓冲单元102与帧分割单元103，用以根据帧信息解码该视频数据中的帧数据以产生帧；视频控制单元105，其电性耦合于前述解析单元101、视频缓冲单元102、帧分割单元103以及视频解码单元104，并控制该些单元执行其功能。

此外，影音解码装置10还包含：音频缓冲单元106，其电性耦合于解析单元101，用以储存音频数据；字幕缓冲单元107，其电性耦合于解析单元101，用以储存字幕数据；音频解码单元108，其电性耦合于音频缓冲单元106，用以解码音频数据以产生音频；字幕解码单元109，其电性耦合于字幕缓冲单元107，用以解码字幕数据以产生字幕；音频/字幕控制单元110，其电性耦合于前述解析单元101、音频缓冲单元106、字幕缓冲单元107、音频解码单元108以及字幕解码单元109，并控制该些单元执行其功能。

当影音解码装置10欲解码影音数据，则首先将一部分的影音数据(或称第一片段数据)加载至解析单元101，并由解析单元101解析第一片段数据以输出第一视频数据、第一音频数据以及第一字幕数据。视频缓冲单元102储存被输出的第一视频数据；音频缓冲单元106储存被输出的第一音频数据；字幕缓冲单元107储存被输出的第一字幕数据。

帧分割单元103，读取视频缓冲单元102中的第一视频数据，并以帧为单位提供该第一视频数据中每一帧的帧信息给视频解码单元104。帧信息可以包含：帧数据起点、帧数据起点或帧数据大小等等的信息，但本发明并不仅限于此。此外，帧分割单元103根据影音数据压缩标准，采用相对应的程序以提供视频数据中每一帧的帧信息。帧分割单元103使用的程序将在后文中作进一步的介绍。

最后，视频解码单元104根据每一帧信息解码第一视频数据中的每一帧，例如，应用对应于第一帧的帧信息解码出第一帧。视频控制单元105，则用以控制前述解析单元101、视频缓冲单元102、帧分割单元103以及视频解码单元104执行其功能。

然而，在第一视频数据中可以包含至少一个帧数据，或甚至包含部分的帧数据，例如，在一实施例中第一视频数据包含第一帧数据以及部分的第二帧数据。因此，为了令影音解码装置10有效率地解码影音数据，本发明所提出的视频缓冲单元102中可包含有第一视频子缓冲单元1021以及第二视频子缓冲单元1022，但并不以此为限。

在本发明的实施例中，第一视频数据是先储存于视频缓冲单元102的第一视频子缓冲单元1021。当帧分割单元103依程序提供第一视频数据中第一帧的帧信息给视频解码单元104后，则第一视频子缓冲单元1021将第一视频数据中部分的第二帧数据输出至第二视频子缓冲单元1022。

因此，视频解码单元104可以根据第一帧信息解码第一视频子缓冲单元1021中的第一视频数据以产生第一帧。同时，可以加载接续于该第一片段数据后的另一部分影音数据(或称第二片段数据)至解析单元101，并由解析单元101解析第二片段数据以输出第二视频数据、第二音频数据以及第二字幕数据。第二视频数据储存于视频缓冲单元102的第二视频子缓冲单元1022。此外，第二视频数据包含剩余的第二帧数据以及部分的第三帧数据，而前述部分的第二帧数据与该剩余的第二帧数据可组成完整的第二帧数据。

当第二视频子缓冲单元1022中包含该完整的第二帧数据以及部分的第三帧数据时，则帧分割单元103又可依程序提供第二帧的帧信息给视频解码单元104。然后第二视频子缓冲单元1022将部分的第三帧数据输出至第一视频子缓冲单元1021以进行下一回合的图像数据解码。

由以上说明可知，本发明所揭露的影音解码装置10因为视频缓冲单元102包含第一视频子缓冲单元1021以及第二视频子缓冲单元1022，所以可以有效率地交替储存图像数据以执行解码帧数据的程序。

此外，为了能有效率地解码音频数据与字幕数据，影音解码装置10的音频缓冲单元106同样可包含有第一音频子缓冲单元1061以及第二音频子缓冲单元1062；字幕缓冲单元107可包含有第一字幕子缓冲单元1071以及第二字幕子缓冲单元1072，但并不以此为限。

在本发明的实施例中，解析单元101解析第一片段数据输出第一视频数据、第一音频数据以及第一字幕数据。其中，第一音频数据是储存于第一音频子缓冲单元1061，而第一字幕数据是储存于第一字幕子缓冲单元1071。然后，由音频解码单元108解码第一音频子缓冲单元1061中的第一音频数据，以产生第一音频；而字幕解码单元109解码第一字幕子缓冲单元1071中的第一字幕数据，以产生第一字幕。

在音频解码单元108与字幕解码单元109的解码过程中，解析单元101可以解析第二片段数据以输出第二视频数据、第二音频数据以及第二字幕数据。此时，则第二音频数据是储存于第二音频子缓冲单元1062，而第二字幕数据是储存于第二字幕子缓冲单元1072。当第一音频数据与第一字幕数据被解码完后，则音频解码单元108便可解码第二音频数据以产生第二音频，字幕解码单元109也可解码第二字幕数据以产生第二字幕。

同样地，由上述说明可知本发明的影音解码装置10通过第一音频子缓冲单元1061与第二音频子缓冲单元1062交替地储存音频数据，以及通过第一字幕子缓冲单元1071与第二字幕子缓冲单元1072交替地储存字幕数据，所以可以有效率地执行解码音频数据与字幕数据的程序。

此外，帧分割单元103根据不同的影音数据压缩标准，采用相对应的程序以提供视频数据中每一帧的帧信息。以下说明帧分割单元103因应不同影音数据压缩标准所实行的程序。

在本发明一实施例中，当影音解码装置10欲解码的影音数据以MPEG1/MPEG2压缩标准执行编码，则帧分割单元103提供帧信息的程序包含：(a)标记视频数据中的一帧标头(Picture header，PIC)为一帧数据起点；(b)标记视频数据中第一个出现于该帧标头后的一序列标头(Sequence header)、一帧群组标头(Group of picture header，GOP)，或另一帧标头为一帧数据终点；以及(c)输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的帧信息。

在本发明另一实施例中，当影音解码装置10欲解码的影音数据以MPEG4压缩标准执行编码，则帧分割单元103提供帧信息的程序包含：(a)标记视频数据中的视觉对象平面(Visual Object Plane，VOP)为一帧数据起点；(b)标记视频数据中第一个出现于该视频对象平面后的一视觉对象序列标头(Visual Object Sequence Header，VOS)、一视觉对象标头(Visual ObjectHeader，VO)、一视觉对象层标头(Visual Object Layer Header，VOL)或另一视觉对象平面为一帧数据终点；以及(c)输出具有帧数据起点与帧数据终点的帧信息。

在本发明又一实施例中，当影音解码装置10欲解码的影音数据以H.264压缩标准执行编码，则帧分割单元103提供帧信息的程序包含：(a)标记视频数据中的一网络提取层起始码(Network Abstraction Layer start code，NAL)为一帧数据起点；(b)标记视频数据中第一个出现于该网络提取层起始码后的另一网络提取层起始码为一帧数据终点；以及(c)输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的帧信息。

上述三种提供帧信息的程序，其中视频数据为解析单元101解析影音数据后所输出的视频数据。而提供下一帧的帧数据时，当前帧在步骤(b)中的帧数据终点则改作为下一帧的帧数据起点，然后再由步骤(b)提供下一帧的帧数据终点。

本发明的实施例中，还可以提供其它的帧信息，例如将帧数据终点减去帧数据起点以产生一帧大小，作为其中之一的帧信息，但本发明并不仅限于此。此外，为了能有效利用存储器空间并加速数据读取，帧分割单元103可以将帧信息编码后再传送至视频解码单元104。例如一实施例中的帧信息如下：

其中识别元的代表意义如下：

识别元	意义
		000	终止符号(无帧数据)
001	其后29bit表示1张帧的大小
		010	其后分为13bit与16bit两栏，分别代表
	2张帧的大小
		011	其后分为13bit与16bit两栏，分别代表2张帧与前一张帧的差值大小
100	其后分为5bit、8bit与8bit三栏，分别代表3张帧与前一张帧的差值大小
		101	保留用途
110	保留用途
		111	保留用途

通过以上对帧信息的编码，因此可以减少帧信息的数据量，达到有效利用存储器空间并加速数据读取的效果。

由上述内容可知，本发明所提出的影音解码装置10应用多个子缓冲单元储存视频数据、音频数据以及字幕数据，所以可以有效率地执行解码数据的程序。此外，帧分割单元103根据不同的影音数据压缩标准，采用相对应的程序以提供视频数据中每一帧的帧信息。该些帧信息有益于视频解码单元104正确地解码视频数据以产生帧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在上述的权利要求范围内。

Claims (15)

1.一种影音解码装置，用以解码一影音数据，该装置包含：

一解析单元，用以解析该影音数据的一第一片段数据以输出一第一视频数据；

一视频缓冲单元，其电性耦合于该解析单元，用以储存该第一视频数据；

一帧分割单元，其电性耦合于该视频缓冲单元，用以根据帧为单位提供该第一视频数据中的一帧信息；以及

一视频解码单元，其电性耦合于该视频缓冲单元与该帧分割单元，用以根据该帧信息解码该第一视频数据中的一第一帧数据以产生一第一帧。

2.根据权利要求1所述的影音解码装置，其中该视频缓冲单元包含一第一视频子缓冲单元以及一第二视频子缓冲单元；其中，该第一视频子缓冲单元储存该第一视频数据。

3.根据权利要求2所述的影音解码装置，其中当该第一视频数据包含该第一帧数据以及部分的第二帧数据时，该第一视频子缓冲单元输出该部分的第二帧数据至该第二视频子缓冲单元。

4.根据权利要求3所述的影音解码装置，其中该解析单元解析该影音数据的一第二片段数据以输出一第二视频数据至该第二视频子缓冲单元；其中，该第二片段数据是接续于该第一片段数据之后。

5.根据权利要求4所述的影音解码装置，其中当该第二视频数据包含剩余的第二帧数据以及部分的第三帧数据时，该第二视频子缓冲单元输出该部分的第三帧数据至该第一视频子缓冲单元；其中，该部分的第二帧数据与该剩余的第二帧数据组成一第二帧数据。

6.根据权利要求1所述的影音解码装置，其中该影音数据是以MPEG1/MPEG2压缩标准执行编码。

7.根据权利要求6所述的影音解码装置，其中该帧分割单元先标记该第一视频数据中的一帧标头为一帧数据起点，然后标记该第一视频数据中第一个出现于该帧标头后的一序列标头、一帧群组标头，或另一帧标头为一帧数据终点，最后输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。

8.根据权利要求1所述的影音解码装置，其中该影音数据是以MPEG4压缩标准执行编码。

9.根据权利要求8所述的影音解码装置，其中该帧分割单元先标记该第一视频数据中的一视觉对象平面为一帧数据起点，然后标记该第一视频数据中第一个出现于该视频对象平面后的一视觉对象序列标头、一视觉对象标头、一视觉对象层标头或另一视觉对象平面为一帧数据终点，最后输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。

10.根据权利要求1所述的影音解码装置，其中该影音数据是以H.264压缩标准执行编码。

11.根据权利要求10所述的影音解码装置，其中该帧分割单元先标记该第一视频数据中的一网络提取层起始码为一帧数据起点，然后标记该第一视频数据中第一个出现于该网络提取层起始码后的另一网络提取层起始码为一帧数据终点，最后输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。

12.一种影音数据解码方法，用以解码一影音数据，该方法包含：

(a)解析该影音数据的一第一片段数据以输出一第一视频数据；

(b)执行一信息提供程序，该程序根据帧为单位提供该第一视频数据中的一帧信息；以及

(c)根据该帧信息解码该第一视频数据中的一第一帧数据以产生一第一帧。

13.根据权利要求12所述的影音数据解码方法，其中该信息提供程序包含：

(a)标记该第一视频数据中的一帧标头为一帧数据起点；

(b)标记该第一视频数据中第一个出现于该帧标头后的一序列标头、一帧群组标头或另一帧标头为一帧数据终点；以及

(c)输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。

14.根据权利要求12所述的影音数据解码方法，其中该信息提供程序包含：

(a)标记该第一视频数据中的一视觉对象平面为一帧数据起点；

(b)标记该第一视频数据中第一个出现于该视频对象平面后的一视觉对象序列标头、一视觉对象标头、一视觉对象层标头或另一视觉对象平面为一帧数据终点；以及

(c)输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。

15.根据权利要求12所述的影音数据解码方法，其中该信息提供程序包含：

(a)标记该第一视频数据中的一网络提取层起始码为一帧数据起点；

(b)标记该第一视频数据中第一个出现于该网络提取层起始码后的另一网络提取层起始码为一帧数据终点；以及

(c)输出具有该帧数据起点与该帧数据终点的该帧信息。