CN111835994A - 多通道视频处理方法与系统 - Google Patents

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Abstract

多通道视频处理方法及多通道视频处理系统。多通道视频处理方法包含下列操作：分配第一多媒体数据至硬件解码电路以产生第一解码数据；分配第二多媒体数据至软件解码电路以产生第二解码数据；以及按照预定排列方式与编码格式复制该第一解码数据与该第二解码数据至影像缓冲区，以产生输出数据以提供给屏幕显示，其中该预定排列方式为该第一多媒体数据以及该第二多媒体数据于在该屏幕对应的显示区域的排列方式。

Description

多通道视频处理方法与系统
技术领域
本公开涉及一种多通道视频处理方法与系统，且特别涉及基于硬件与软件解码的多通道视频方法与系统。
背景技术
在一些实际应用(例如监控)中，使用者需要同时观看来自多个来源的多个视频。然而，当视频的数量过多时，现有技术需要较多的处理时间而无法实时地播放多个视频。
发明内容
为解决上述问题，本公开一些实施方式提供一种多通道视频处理方法，其包含下列操作：分配第一多媒体数据至硬件解码电路以产生第一解码数据；分配第二多媒体数据至软件解码电路以产生第二解码数据；按照预定排列方式与编码格式复制第一解码数据与第二解码数据至一影像缓冲区，以产生输出数据以提供给一屏幕显示，其中预定排列方式为第一多媒体数据以及第二多媒体数据于在屏幕对应的显示区域的排列方式。
本公开一些实施方式提供一种多通道视频处理系统，其包含硬件解码电路、软件解码电路、至少一存储器以及数据合并电路。硬件解码电路用以解码第一多媒体数据，以产生第一解码数据。软件解码电路用以解码第二多媒体数据，以产生第二解码数据。至少一存储器用以提供多个帧缓冲区，以存储第一解码数据与第二解码数据并提供影像缓冲区。数据合并电路用以按照一预定排列方式与编码格式复制第一解码数据与第二解码数据至影像缓冲区，以产生输出数据以提供给屏幕显示。其中预定排列方式为第一多媒体数据以及第二多媒体数据于在屏幕对应的显示区域的排列方式。
综上所述，本公开实施例提供的多通道视频处理系统与方法可利用硬件/软件解码电路来处理多通道的多媒体数据与提高视频格式的相容性，并改善影片播放的实时性。
附图说明
本公开附图的说明如下：
图1为根据本公开一些实施例所绘制的一种多通道视频处理系统的示意图；
图2A至图2C分别为根据本公开一些实施例所绘制的图1中屏幕上呈现方式的多个示意图；
图3A为根据本公开一些实施例所绘制的硬件解码方法的流程图；
图3B为根据本公开一些实施例所绘制的图1中环形缓冲区的示意图；
图4为根据本公开一些实施例所绘制的一种多通道视频处理方法的流程图；以及
图5为根据本公开一些实施例所绘制的复制解码数据的示意图。
符号说明
100：多通道视频处理系统 110：前端处理电路
120：至少一硬件解码电路 130：至少一软件解码电路
140：数据合并电路 150：至少一存储器
S1～S4：视频源 D1～D4：多媒体数据
I1：媒体信息 D1’～D4’：解码数据
122：视频解码器 124：音频解码器
D1-1：一帧视频数据 UHD：输出数据
151：影像缓冲区 152：环形缓冲区
153：帧缓冲区 100A：屏幕
NF：帧数 DO：奇数场数据
DE：偶数场数据 (x,y,w,h)：坐标
R1～R4：区域 S310、S320：操作
300：硬件解码方法 WP：写入指标器
S330、S340：操作 SS：存储空间
RP：读取指标器 400：多通道视频处理方法
S410、S420：操作 S430：操作
Y1～Y4：分量数据 U1～U4：分量数据
V1～V4：分量数据 501～503：部分
具体实施方式
以下将以附图公开本公开的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本公开。也就是说，在本公开部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本公开，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。如本文所用，词汇“与/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指两个或更多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指两个或更多个元件相互操作或动作。
于本文中，用语“电路系统(circuitry)”泛指包含一或多个电路(circuit)所形成的单一系统。用语“电路”泛指由一或多个晶体管与/或一或多个主被动元件按一定方式连接以处理信号的物件。
为易于理解，各附图中的类似元件将被指定为相同标号。
图1为根据本公开一些实施例所绘制的一种多通道视频处理系统100的示意图。于一些实施例中，多通道视频处理系统100可自多个通道接收来自不同来源(例如：不同摄影机或网络上不同讯源等等)的视频数据，并实时地播放多个不同视频。
多通道视频处理系统100包含前端处理电路110、至少一硬件解码电路120、至少一软件解码电路130、数据合并电路140以及至少一存储器150。
于一些实施例中，前端处理电路110、至少一软件解码电路130、数据合并电路140可由一或多个处理电路或特殊集成应用电路实施。
前端处理电路110可经由有线或无线网络耦接至多个视频源S1～S4，以分别接收多媒体数据D1～D4。前端处理电路110可基于一或多个函式库(library，程序库)来解析多媒体数据D1～D4中至少一者，以获得多媒体数据D1～D4所对应的连接网址、串流类型、视频数据与/或音频数据等等媒体信息I1。于一些实施例中，前述的函式库用以处理视频与/或音频，并可存储于至少一存储器150内。于一些实施例中，前述的函式库可由第三方或客户端提供，但本公开并不以此为限。
多个视频源S1～S4可为同一装置中的不同文件来源，或是独立的多个电子装置。于一些实施例中，多媒体数据D1～D4可为本地的视频。于一些实施例中，多媒体数据D1～D4可为基于用户封包协定(UDP)、传输控制协定(TCP)或实时串流协定(RTSP)等等协定所传送的串流数据，但本公开不以此为限。
至少一硬件解码电路120以硬件为基础来执行视频解码操作。于一些实施例中，硬件解码电路120可由至少一图像/音频处理引擎电路、至少一显示芯片、至少一音频处理芯片与/或至少一特殊应用集成电路实施，但本公开并不以此为限。
于一些实施例中，至少一硬件解码电路120设置以处理视频数据D1～D4中至少一者。例如，如图1所示，多通道视频处理系统100包含3个硬件解码电路120，其分别根据视频数据D1～D3进行解码操作，以产生解码数据D1’～D3’。
于一些实施例中，硬件解码电路120包含视频解码器122以及音频解码器124。以多媒体数据D1为例，当前端处理电路110依据串流类型判断多媒体数据D1为视频数据时，多媒体数据D1被传输至视频解码器122进行解码。或者，当前端处理电路110依据串流类型判断多媒体数据D1为音频数据时，多媒体数据D1被传输至音频解码器124进行解码。
于一些实施例中，每一硬件解码电路120用以对一帧(frame)的视频数据进行解码操作，以解析出一张图像。于一些实施例中，前端处理电路110用以判断多媒体数据D1～D4的扫描方式。以多媒体数据D1为例，在解析多媒体数据D1后，依据对应的媒体信息I1，前端处理电路110可确认多媒体数据D1的显示格式为逐行扫描(progressive scanning)时，前端处理电路110可直接将多媒体数据D1传送至对应的硬件解码电路120进行解码处理。或者，当多媒体数据D1的显示格式为隔行扫描(interlace scanning)时，前端处理电路110进一步地解析多媒体数据D1的帧数NF、奇数场数据DO以及偶数场数据DE，以组合为一帧视频数据D1-1，并将此视频数据D1-1传送到对应的硬件解码电路120进行解码处理。
至少一软件解码电路130以软件为基础来执行视频解码操作。于一些实施例中，至少一软件解码电路130处理视频数据D1～D4中至少一者。例如，如图1所示，多通道视频处理系统100包含1个软件解码电路130，其根据视频数据D4进行解码操作。软件解码电路130可自至少一存储器150读取并执行一应用程序(未示出)或第三方的函式库，以根据视频数据D4产生解码数据D4’。于一些实施例中，至少一软件解码电路130可由至少一处理电路，并搭配存储于存储器150中的一或多个影音解码程序实施。
数据合并电路140耦接到至少一硬件解码电路120以及至少一软件解码电路130，以接收解码数据D1’～D4’。数据合并电路140用以复制解码数据D1’～D4’到至少一存储器150中的影像缓冲区151，以合并为输出数据UHD。数据合并电路140可将输出数据UHD提供给屏幕100A，以同时显示多媒体数据D1～D4的视频内容。
至少一存储器150用以提供至少一硬件解码电路120以及至少一软件解码电路130进行解码操作所需的暂存空间以及存放输出数据UHD的存储空间。于一些实施例中，至少一存储器150可为非暂态电脑可读取媒体、硬盘、动态随机存取存储器与/或静态随机存取存储器中的任一组合，但本公开并不以此为限。
图2A至图2C分别为根据本公开一些实施例所绘制的图1中屏幕100A上呈现方式的多个示意图。如图2A～图2C所示，屏幕100A上具有四个区域R1～R4，其分别用以显示解码数据D1’～D4’的内容。在图2A的例子中，四个区域R1～R4的面积相同。或者，在图2B的例子中，区域R1位于屏幕100A的左侧，并具有最大的面积以作为主内容。其余的区域R2～R4的面积相同，并位于屏幕100A的右侧。相较于图2B，在图2C的例子中，区域R1位于屏幕100A的右侧，并具有最大的面积以作为主内容。其余的区域R2～R4的面积相同，并位于屏幕100A的左侧。
上述各种呈现方式可用来同时显示来自多通道的多个视频，以利使用者便于观看多个媒体内容或是进行监控。上述各个呈现方式仅用于示例，且本公开并不以此为限。
图3A为根据本公开一些实施例所绘制的硬件解码方法300的流程图。于一些实施例中，硬件解码方法300可由图1中的1个硬件解码电路120执行。为易于说明，以下将以图1中处理多媒体数据D1的硬件解码电路120为例，其他硬件解码电路120的操作可依此类推。
于操作S310，初始化一解码程序，并发送至少一存储器以要求影像缓冲区。
例如，当开始进行解码前，硬件解码电路120可向至少一存储器150申请多个影像缓冲区151。据此，影像缓冲区151可被指派至硬件解码电路120以进行解码操作。于一些实施例中，图1中的多个影像缓冲区151可由所有硬件解码电路120共享。
于操作S320，初始化对应显示区域的坐标。
以图2A为例，若硬件解码电路120的对应显示区域为区域R1，此区域R1的一角落(例如为左上角)的坐标(x,y,w,h)将被初始化并记录于存储器150内。其中，x与y代表区域R1的此角落的坐标，w为区域R1的宽度，且h为区域R1的高度。
于操作S330，初始化环型缓冲区，以接收多媒体数据。
于一些实施例中，硬件解码电路120可向至少一存储器150发送要求，以建立环形缓冲区152。此环形缓冲区152用以接收自前端处理电路120直接传来的多媒体数据D1或是视频数据D1-1。
图3B为根据本公开一些实施例所绘制的图1中环形缓冲区152的示意图。如图3B所示，环形缓冲区152包含多个存储空间SS。以处理多媒体数据D1的硬件解码电路120为例，硬件解码电路120可使用写入指标器WP与读取指标器RP控制多个存储空间SS。当收到多媒体数据D1或是视频数据D1-1时，硬件解码电路120可利用写入指标器WP与读取指标器RP之间的差异来决定环形缓冲区152的可用存储空间，以写入所收到的数据并更新写入指标器WP。硬件解码电路120可根据读取指标器RP读取所收到的数据，并更新读取指标器RP。于一些实施例中，环形缓冲区152的容量约为8百万位元组(Megabyte,MB)，但本公开并不以此为限。
继续参照图3A，于操作S340，解析所收到的数据，并进行解码操作，并存储解码数据。
在初次收到多媒体数据D1或视频数据D1-1，硬件解码电路120可解析此数据以获得相关媒体信息I1(例如：编码格式、图像长宽等等)。接着，硬件解码电路120可向至少一存储器150发送要求，以申请多个(例如可为，但不限于，6个)帧缓冲区153。帧缓冲区153可存储解码数据D1’。于一些实施例中，每一帧缓冲区153的容量可依据上述的相关图像信息被决定。例如，若编码格式为YUV，长为1920，且宽为1080。于此条件下，由于每一像素包含1位元的Y分量数据以及0.5位元的UV分量数据，帧缓冲区153的容量可被决定为1920×1080×3/2＝3110400位元。于一些实施例中，帧缓冲区153可设置以根据ION的管理机制分配，以提高数据复制速度。
图4为根据本公开一些实施例所绘制的一种多通道视频处理方法400的流程图。为易于理解，多通道视频处理方法400将一并参照图1的多通道视频处理系统100说明。
于操作S410，分配至少一多媒体数据给硬件解码电路，并分配至少一多媒体数据给软件解码电路。
例如，如图1所示，前端处理电路110分配3个多媒体数据D1～D3给多个硬件解码电路120，并分配1个多媒体数据D4给软件解码电路130，但本公开并不以此为限。于其他例子中，多媒体数据D1～D2可分配给多个硬件解码电路120，且多媒体数据D3～D4可分配给软件解码电路130。本公开亦不限于图1的多媒体数据数量与/或电路数量。
于操作S420，进行解码操作，以产生解码数据。此处操作可参照前述图3A～图3B的说明，于此不再重复赘述。
于操作S430，按照预定排列方式与编码格式复制解码数据至影像缓冲区，以产生输出数据，以提供给屏幕显示。
图5为根据本公开一些实施例所绘制的复制解码数据的示意图。如图5所示，若多媒体数据D1～D4为YUV格式，解码数据D1’包含分量数据Y1、U1与V1。依此类推，解码数据D2’包含分量数据Y2、U2与V2，解码数据D3’包含分量数据Y3、U3与V3，且解码数据D4’包含分量数据Y4、U4与V4。分量数据Y1～Y4对应于YUV中的Y分量，分量数据U1～U4对应于U分量，且分量数据V1～V4对应于V分量。如先前所述，解码数据D1’～D4’会存储至多个帧缓冲区153。
当帧缓冲区153内所存储的数据对应一帧的图像数据，数据合并电路140可将帧缓冲区153内所存储的数据按照一预定排列方式以及编码格式(即YUV)复制到影像缓冲区151。其中，预定排列方式即为多媒体数据D1～D4于屏幕100A上对应的显示区域的排列方式(即区域R1～R4的排列方式)。
以图2A为例，数据合并电路140可根据区域R1～R4的排列方式合并分量数据Y1～Y4为输出数据UHD的部分501并存储于影像缓冲区151。依此类推，数据合并电路140合并分量数据U1～U4为输出数据UHD的部分502，合并分量数据V1～V4为输出数据UHD的部分503并存储于影像缓冲区151。当影像缓冲区151接收到完整的输出数据UHD后，数据合并电路140提供输出数据UHD给屏幕100A，以显示多媒体数据D1～D4的视频内容。
上述方法300或400的多个操作仅为示例，并非限于上述示例的顺序执行。在不违背本公开内容的各实施例的操作方式与范围下，在方法300或400下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。
在一些相关技术中，来自多通道的多个多媒体数据在解码后还需要被编码为单一视频流后再进行播放。于上述的技术中，由于额外的编码操作，需耗费较多的运算时间而无法实现实时性的播放。或者，在一些相关技术中，仅使用硬件解码来对至多两个通道的多媒体数据进行处理。于上述的技术中，两个通道的多媒体数据必须为相同视频格式。
相较于上述技术，在本公开实施例中通过设置多个硬件解码电路与软件解码电路，可以提高视频格式的相容性，并充分利用硬件/软件解码电路的分配来减少额外的编码操作，以提高影片播放的实时性。
综上所述，本公开实施例提供的多通道视频处理系统与方法可利用硬件/软件解码电路来处理多通道的多媒体数据与提高视频格式的相容性，并改善影片播放的实时性。
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种多通道视频处理方法，包含：
分配一第一多媒体数据至一硬件解码电路以产生一第一解码数据；
分配一第二多媒体数据至一软件解码电路以产生一第二解码数据；以及
按照一预定排列方式与一编码格式复制该第一解码数据与该第二解码数据至一影像缓冲区，以产生一输出数据以提供给一屏幕显示，
其中该预定排列方式为该第一多媒体数据以及该第二多媒体数据于在该屏幕对应的显示区域的排列方式。
2.如权利要求1所述的多通道视频处理方法，其中分配该第一多媒体数据至该硬件解码电路以产生该第一解码数据包含：
自至少一存储器要求该影像缓冲区；
初始化一环形缓冲区，以接收该第一多媒体数据；以及
解析该第一多媒体数据，以产生该第一解码数据并存储至该至少一存储器中的多个帧缓冲区。
3.如权利要求2所述的多通道视频处理方法，其中初始化该环形缓冲区以接收该第一多媒体数据包含：
自该至少一存储器要求该环形缓冲区；
控制一写入指标器以将该第一多媒体数据写入该环形缓冲区；以及控制一读取指标器，以自该环形缓冲区读取该第一多媒体数据，以解码该第一多媒体数据。
4.如权利要求2所述的多通道视频处理方法，其中所述帧缓冲区每一者的容量为根据该第一多媒体数据的一图像信息决定。
5.如权利要求1所述的多通道视频处理方法，还包含：
若该第一多媒体数据的显示格式为逐行扫描，直接传输该第一多媒体数据至该硬件解码电路，以产生该第一解码数据；以及
若该第一多媒体数据的显示格式为隔行扫描，基于关联于该第一多媒体数据的一帧数、一奇数场数据与一偶数场数据产生一帧视频数据，并传送该帧视频数据至该硬件解码电路以产生该第一解码数据。
6.如权利要求1所述的多通道视频处理方法，其中根据该编码格式，该第一解码数据包含一第一分量数据与一第二分量数据，且该第二解码数据包含一第三分量数据与一第四分量数据，且按照该预定排列方式与该编码格式复制该第一解码数据与该第二解码数据至该影像缓冲区，以产生该输出数据以提供给该屏幕显示包含：
按照该预定排列方式，组合该第一分量数据与该第三分量数据为该输出数据的一第一部分；以及
按照该预定排列方式，组合该第二分量数据与该第四分量数据为该输出数据的一第二部分，以产生该输出数据。
7.一种多通道视频处理系统，包含：
一硬件解码电路，用以解码一第一多媒体数据，以产生一第一解码数据；
一软件解码电路，用以解码一第二多媒体数据至一软件解码电路以产生一第二解码数据；
至少一存储器，用以提供多个帧缓冲区，以存储该第一解码数据与该第二解码数据，并提供一影像缓冲区；以及
一数据合并电路，用以按照一预定排列方式与一编码格式复制该第一解码数据与该第二解码数据至该影像缓冲区，以产生一输出数据以提供给一屏幕显示，
其中该预定排列方式为该第一多媒体数据以及该第二多媒体数据于在该屏幕对应的显示区域的排列方式。
8.如权利要求7所述的多通道视频处理系统，还包含：
一前端处理电路，用以分配该第一多媒体数据给至少一硬件解码电路，并分配该第二多媒体数据给至少一软件解码电路。
9.如权利要求8所述的多通道视频处理系统，其中若该第一多媒体数据的显示格式为逐行扫描，该前端处理电路还用以直接传输该第一多媒体数据至该硬件解码电路以产生该第一解码数据，且若该第一多媒体数据的显示格式为隔行扫描，该前端处理电路还用以基于关联于该第一多媒体数据的一帧数、一奇数场数据与一偶数场数据产生一帧视频数据，并传送该帧视频数据至该硬件解码电路以产生该第一解码数据。
10.如权利要求7所述的多通道视频处理系统，其中根据该编码格式，该第一解码数据包含一第一分量数据与一第二分量数据，且该第二解码数据包含一第三分量数据与一第四分量数据，且该数据合并电路用以按照该预定排列方式组合该第一分量数据与该第三分量数据为该输出数据的一第一部分，并组合该第二分量数据与该第四分量数据为该输出数据的一第二部分，以产生该输出数据。
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