CN1433641A - 可配合图像群结构中改变的统计式复用器及再复用器 - Google Patents

Abstract

一种用于在一多节目传送环境中的视讯数据的转换编码及编码期间速率控制的系统，适用于在任何节目的GOP架构中例如因为一广告插播或类似的改变。使用一阶级位配置组合，其中位是配置在一超级图像群(GOP)等级，即一组多任务GOPs、一超级帧等级、及一个别帧等级。当侦测到用于任何预先压缩节目之一组图像群(GOP)中之一改变时，调整用于超级GOP及每个图像的位配置。如果需要保持其中GOPs之一整数数目，亦可以调整超级GOP长度。GOP架构中之一改变是根据在GOP长度或子GOP长度(在P图像之间的距离)中之一改变而侦测。可以总和及调整表示成根据实际测量所需要的初始GOP长度或子GOP长度，以预先压缩数据。针对一电流I或P图像，子GOP长度根据目前图像及一先前I或P图像的暂时参考而计算。针对一目前B图像，使用相同计算，再加上一图像。

Description

可配合图像群结构中改变的统计式复用器及再复用器

发明背景

本发明涉及在一多节目传送的环境中，其中一些节目是多任务及在一单一频道上传送的数字视讯节目的换码及编码期间的速率控制。

通常需要调整所提供的数字视讯节目，例如在一缆线电视网络或类似网络之一订购者终端机之一位速率，例如可以经过一卫星传送在一负载端上接收一第一组的信号。负载端操作者可以在增加来自例如储存媒体或一本地现场播送的本地来源的节目(例如商业或其它内容)时想要向前选择节目给订购者。另外，是经常需要在一全部可使用的频道频带宽度内提供节目。是可以藉由配置更多或较少位想要改变一节目的相关品质等级。

据此，已经发展出统计复用器(stat mux)或编码器，包含用于以一特定位速率编码未经压缩数字视讯信号之一些编码器。也已经发展藉由以一特定位速率重新压缩预先压缩视讯比特流来处理预先压缩视讯比特流的统计重复复用器(stat remux)，或换码器。此外，在想要换码预先压缩数据同时也编码用于在一共同输出比特流中传送的未经压缩数据时可以组合一统计复用器及重复复用器的功能。在通常是以一不同位速率重新编码压缩节目时，是编码用于第一时间的未经压缩节目。

对于MPEG应用，一统计复用器/重复复用器必须适应三种不同图像类型(I、P及B)，其因为它们的暂时处理的不同本质，通常需要不同数目的位。

位配置策略应将图像类型纳入考量，对于一批给定位，这表示节目的图像群(GOP)之一重要了解的需求。因为编码器可以用于其将输出的图像的类型及配置之前规划，该需求不构成编码器的问题。然而，这种重要了解通常是不适用于其处理预先压缩视讯比特流的换码器。

所以，应该想要提供用于去除图像群是适用于所有节目的假设的一统计复用器/重复复用器系统。

该系统应该提供用于其不需要图像群之一重要(先前)了解之一统计复用器/重复复用器系统之一新的适合配置策略。该系统应该可以寻址在节目图像群中的任何改变，包含在GOP长度及/或子GOP长度(在以编码或显示方式排列的二个P图像之间的距离)中之一改变。

该系统应该包含用于处理预先压缩视讯比特流之一换码器，或用于额外处理未经压缩数字视讯信号的编码器及换码器二者。

此外，该系统应该适应在预先压缩比特流的该组图像(GOP)的架构中例如，因为切换频道、广告插播、在节目内容中的改变(例如，因为从一电影到一新闻通告或一运动项目之一转换)，及类似改变的改变。该系统应该处理在GOP范围或在一GOP内产生的架构改变。

该系统应该适应在一GOP长度及/或一子GOP长度中的改变。

该系统应该克服在整合提供未经压缩数字视讯节目的预先压缩节目比特流(其包含例如胶卷及其用于后续传送的预先压缩及储存的类似器材的视讯器材)中的困难。

该系统应该不需要节目的图像群(GOP架构)的一重要(先前)了解(例如，GOP长度及在GOP中不同图像类型的配置)。该系统应该避免关于其除招致从一预先压缩比特流摘取的完整GOP架构信息之外之一GOP之一处理延迟。该系统也应该避免储存相关于GOP的数据的需求，因此减少用于换码所需要的内存尺寸。

本发明提供具有上面及其它优点的一种系统。

发明内容

本发明相关于在一多节目传送的环境中数字视讯数据的换码及编码期间的速率控制。

本发明针对一GOP的架构中，例如广告插播或类似的改变，以依照调整用于每个图像的位配置。可以适应在GOP长度(增加或减少)，及/或子GOP长度中之一改变。例如，在从IBBPBBPBB...到IBPBPBPB...的图像节目中之一改变导致子GOP从三改变到二。

子GOP长度包含关于特定图像类型及其在一GOP中配置的信息。因此，即使在输入视讯源中之一改变期间保持相同GOP长度时，如果子GOP改变我们可以具有图像类型之一不同配置。

此外，本发明提供一分级位配置图运作，其中位是配置在一超级GOP、超级帧、及个别帧等级上。

在GOP架构中的改变可以在任何地方发生，例如在一GOP或超级GOP内，或一GOP或超级GOP之一范围。一旦一节目的GOP改变，则重新计算超级GOP的长度，及依照调整超级GOP位的配置。

如果在一旧GOP到另外节目之一新GOP期间有一切换，这表示从旧GOP到一旧不完整的GOP，及然后到新GOP之一转换。

本发明之一特定方法提供用于编码视讯节目的多个L，该方法包含用于根据包含至少(a)一超级图像群(GOP)等级，其中一超级GOP包含来自每个视讯节目的至少一GOP，及(b)一别帧等级之一分级图编码视讯节目的配置位的步骤。配置步骤是相关于视讯节目的个别GOP架构。监视视讯节目的个别GOP架构以侦测其中的任何改变。在侦测到在至少一视讯节目的GOP架构改变时，根据改变调整用于编码在超级GOP中视讯节目的位的配置。

所以，因为一速率控制处理器持续更新用于不同节目的图像的每个图像类型及配置到最大可能范围的了解，本发明可以最佳化位的配置。

同时提出相关装置。

附图说明

图1说明本发明的提供编码器及换码器二者之一统计复用器/重复复用器，及一连接速率控制引擎。

图2说明本发明之一超级图像群(GOP)架构。

图3说明本发明之一超级帧架构。

图4说明图1的本发明统计复用器/重复复用器用于接收数据之一解码器。

图5说明本发明备有子GOP长度改变及超级GOP长度的后续调整之一视讯节目。

图6说明本发明备有GOP长度中之一增加之一视讯节目。

图7说明本发明备有GOP长度中之一减少之一视讯节目。

具体实施方式

本发明相关于在一多节目传送的环境中数字视讯数据的换码及编码期间的速率控制。

1.绪论

提供最近在数字视讯压缩及数字传送方面的优点，是可以在目前藉由一单一模拟TV频道耦合的相同频带宽度中传送一些视讯节目。为挤入一固定速率频道，视讯节目必须共享频道容量，特别的是压缩原始图点数据，及换码压缩数据。编码器及换码器可以想象成速率转换引擎。在一换码器以一新(低)速率转换一预先压缩视讯比特流成为另外比特流时，一编码器以一较更低的速率压缩一数字视讯节目成为一比特流。然而，这些压缩比特流的聚集速率是必须等于或低于频道速率。这可以藉由控制每个个别速率(独立编码)或聚集速率(连接编码)完成。

在独立编码方面，只可以横越一单一节目的时间及空间性完成速率控制。在连接编码方面，扩展控制于节目维(例如复杂节目)。这提供更多配置在节目中间频道容量方面的自由，及因此更多在复杂节目中间如同在一节目内的图像品质的控制。

一系统是可以放入多向视讯节目成为一固定速率频道，称为：

1.如果输入都是所有未经压缩数字视讯信号，统计复用器，

2.如果输入都是所有预先压缩视讯比特流，统计重复复用器，或

3.如果输入是未经压缩数字视讯信号及预先压缩视讯比特流二者，统计复用器/重复复用器。

在一统计重复复用器只需要换码器时，一统计复用器具有编码器，及一统计复用器/重复复用器具有编码器及换码器二者。

图1说明根据本发明之一统计复用器/重复复用器系统。到统计复用器/重复复用器系统100的输入可以包含未经压缩数字视讯节目及/或预先压缩比特流。未经压缩数字视讯节目，例如节目1及2是藉由编码器120及130个别例如使用MPEG视讯编码标准编码。是藉由换码器140及150、GOP架构监视器142及152，及随意位速率功能144及154个别处理预先压缩节目(例如比特流)L-1及L。

可以使用任何已知换码器架构。

例示GOP架构监视器142及152如同将在下面以提供第(L-1)及第L节目的GOP长度N_L-1及N_L，及子GOP长度M_L-1及M_L的更加详细方式讨论对其对不同节目(对标定位速率T)反应到调整位配置的速率控制处理器110的运作。

随意及使用例示位速率功能144及154来监视预先压缩输入数据帧的位速率。如另外相关于方程式14讨论，速率控制处理器可以减少用于一换码器的标定位速率，如此其不超出测量位速率。

注意本发明是在只出现预先压缩比特流时运作，其适应未经压缩节目数据，但是不需要。因此虽然如图1所示用于简化只有二个，是可以适应任何数目的预先压缩比特流。

换码的数据及编码的数据(在出现时)是在一频道上传送，通常到一解码器主体之前提供到一复用器160及缓冲器170。频道可以是一多频带通信网路的部分，例如像是一电缆或卫星电视网络。

可以从任何资源，例如像是一储存媒体(例如磁带或光盘)、或从一卫星传送或统计复用器提供预先压缩节目数据，可以本地提供用于是从一遥控资源接收的在相关于预先压缩数据中的使用的像是用于广告插播或本地新闻或其它节目的插播的预先压缩数据。

缓冲器170传送一完整等级信号到其可以根据避免一缓冲器溢位或向下溢位来调整标定位配置一速率控制处理器110。

例如一使用者接口108可以与速率控制处理器110通信以设定用于编码器120、130之一GOP架构，指出表示成具有及提出一较高优先之一些编码器或换码器。

统计复用器/重复复用器系统100提供在一节目内，及如果需要的话，在节目之间之一相关相同图像品质(或在配置不同节目优先时其它提出的品质等级)。为完成本目的，根据如同一帧等级节目复杂测量之一节目优先在节目之间动态配置频道容量。

每个MPEG编码器120、130或换码器140、150分别从一速率控制处理器110在每个帧接收标定数目的位，T₁、T₂、T_L-1，及T_L。速率控制处理器110包含一超级GOP等级处理功能106、一超级帧等级处理功能104、一帧等级处理功能102，及一复杂度处理器105。这些处理功能可以共享像是内存及处理芯片的共同硬件，但是用于简化系个别揭示。

藉由调整在MPEG编码器及换码器中的量子化变量，以符合用于一节目的每个帧的标定数目的位。然后传送如同使用于每个帧的平均量子化变量Q的压缩位的产生数目R，表示成回馈信号到速率控制处理器110。特别的是，编码器120、编码器130、换码器140及换码器150分别使用量子化变量Q₁、Q₂、Q_L-1及Q_L分别产生R₁、R₂、R_L-1及R_L位。复杂度处理器105使用用于每个节目的R及Q计算相关复杂度数值C。然后速率控制处理器110决定用于各新节目帧或根据以帧等级的节目复杂度的图像的位之一新标定数目。

速率控制处理器110也反应于来自换码器140、150的GOP架构数据。

理想上，一统计复用器/重复复用器系统根据节目的相关复杂度测量在输入节目上配置频道容量。也就是，更复杂节目是配置更多位，及低复杂节目是配置较少位。用于一给定速率，这根据该节目及其它节目复杂度测量也使用用于一节目的配置速率。因为节目复杂度可以提供时间改变，如同节目的相关复杂度测量改变。因此在节目上的频道容量的配置，或位配置必须是一时脉改变功能(例如，在一帧对帧偏压上)。

此外，MPEG(1994年3月的ISO/IEC(MPEG-2)，″活动图像及相关音讯之一般编码″)以暂时处理的项目定义三种不同图像类型(I、P及B)，及三种图像(GOP)的架构可以非常弹性。因为三种暂时处理的不同本质，三种图像可以需要非常不同数目的位。因此，聪明地使用在输入节目上的位安排，节目图像架构也应该纳入考虑。然而，用于一换码器，是埋藏节目图像架构在预先压缩比特流中及因此是不适用亦表示成接收的比特流。在例如藉由大约一GOP扫瞄比特流，一换码器可以得知一输入预先压缩比特流的节目图像架构时，这导致处理延迟及用于其增加费用的额外内存空间的需求。此外，一助长的复杂性是额外内存需求将改变用于提供不同GOP长度的节目。

本发明根据节目GOP架构之一重要了解是不适用于换码器的假设运作。本发明开始提供一合理假设节目图像架构(GOP长度及子GOP长度)，及在需要时对假设架构提供平缓调整。在许多情况中第十五个图像之一GOP长度及三种图像之一子GOP长度是合理的假设架构。例如，在N＝10及M＝2相关于…BIBPBPBPBPBI…之一图像架构时，N＝15及M＝3相关于…BBIBBPBBPBBPBBPBBI…之一图像架构。

2.动态位配置

在L.Wang及A.Luthra于1998年8月27日提出，及案名为″用于压缩及未经压缩数字视讯信号的统计复用器的动态位配置″的U.S.专利申请案NO.09/141,265中讨论用于一统计复用器系统之一分级动态位配置策略。在分级制度的顶部等级，引入一超级GOP(图像群)的观念。特别的是，观念上分割节目成每个具有是配置相同少量的位的I、P及B图像的相同数目的超级GOP。

以分级制度之一中间等级定义一超级帧，其是帧之一集合，在相同帧顷刻来自其中一节目。根据其相关复杂度测量配置超级帧一标定速率。相同观念是扩展到在分级制度之一较低等级的正常、个别帧，其中用于一帧之一标定速率是比例于其的复杂度测量。

此外，为确保编码器及解码器缓冲器永远不会溢位或向下溢位，及限制每个个别平均速率，是在用于超级帧如同用于正常帧的位的标定数目上施加额外限制。

本发明扩展分级动态位配置策略到一统计复用器/重复复用器系统。

2.1超级GOP及正常速率

如图2所示，我们观念性分割L输入视讯节目成在每个图像类型的帧的数目方面的完全相同的超级GOPs(L、N)。一第一超级GOP 200包含从节目1(210)、节目2(220)…直到L节目(290)的数据帧。每个节目部分，例如210、220、290，包含一些来自一或更多GOPs的完整帧。一第二超级GOP 202包含从节目1(212)、节目2(222)…直到L节目(292)的数据帧。一第三超级GOP 204包含从节目1(214)、节目2(224)…直到L节目(294)的数据帧。

其中，L是给定节目的数目，及N是设定等于N_l，1＝1，2，3，...，L的节目的GOP长度的最小共同多向(LCM)的超级GOPs的长度，即，

N＝LCM(N₁，N₂，...，N_L)    (1)

例如，二个用于N节目的不同GOP长度，假设九及十五，超级GOP长度N＝45。因为N是最小整数，其是可以藉由所有GOP长度N_l，l＝1，2，3，...，L分割，超级GOPs(L、N)是包含每个图像类型的帧的相同数目的最小完全相同群。一超级GOP(L、N)已经包含用于每个L节目的GOPs的整数数目，也就是N/N_l。在(1)中定义提供N的超级GOPs(L、N)包含I、P及B图像的相同数目，及因此，是配置它们位的相同少量数目，

T_L×N＝(L×N) R_channel(bpf)    (2)

其中R_channel(bpf)是每一帧位的平均数目。

在用于L节目之一GOP中I、P及B图像的数目个别是N_l，I＝1、N_l，p＝N_l/M_l-N_l，I＝N_l/M_l-1及N_l，B＝N_l-N_l，p-N_l，I＝N_l-N_l，p-1。

2.2超级帧及标定速率

图3说明一超级帧，其是L帧之一集合，在相同帧顷刻来自每个L节目之一。

在每个帧顷刻n，我们另可以想象一超级帧300，其是L帧或图像之一集合，在相同帧顷刻取得的来自每个L节目之一。例如来自节目1的帧310、来自节目2的帧320…直到L节目的帧330的数据帧观念上是配置在超级帧300中。明显，一超级GOP包含N超级帧。因此，因为这些L节目可以具有不同GOP架构，在一超级帧中L帧可以具有不同图像类型。

用于超级帧n的位的标定数目是给定如下： $T_n=\frac{\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_{l,n,t}{C}_{l,n,t}}{\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}[n_{l,I}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_l{C}_{l,I}+n_{l,P}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_P{C}_{l,P}+n_{l,B}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_B{C}_{l,B}]}R----\left(3\right)$

其中C_l，n，t是用于提供图像类型

的节目1的帧n的复杂度测量，及其根据I、P或B的相关图像类型可以是C_lI、C_l，p，或C_l，B其中之一。TM5定义用于一帧之一复杂度测量表示成由帧及使用于该帧的平均量子化变量产生的位的数目的结果。是也让其它复杂度测量。

α_l是用于寻址节目1的空间解答之一常数系数。

β_l是用于寻址节目1的量子化(或优先)加权系数，其是将藉由节目提供者决定。

γ_l，n，t是用于补偿节目1的帧n的图像类型

之一常数系数，其根据I、P或B的图像类型可以是Y_I、Y_P，或Y_B其中之一。

n_l，I、n_l，P及n_l，b个别是用于在目前超级GOP中节目1的I、P及B图像类型的维护数目，用于一新超级GOP，是重设它们，及然后藉由在是处理相关类型之一图像之后之一减少。

R是用于定义如 $R=R+\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(T_{l,n-1}-R_{l,n-1})$ 的目前超级GOP的位的维护数目。其中，T_l，n-1及R_l，n-1个别是用于节目1的帧n-1的标定及实际速率。因此， $\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(T_{l,n-1}-R_{l,n-1})$ 可以为正或负的来自节目l＝1，2，…，L的帧n-1的残余位的数目。在一新超级GOP的开始，需要更新R表示成R＝R+T_L×N，其中在方程式的右侧的R可以是正或负的来自先前超级GOP的残余位的数目。

注意在方程式(3)的右侧的分子是用于在超级帧n中所有帧的复杂度测量的总和。另方面，可以考虑分母如用于在目前超级帧中所有保留帧的复杂度测量的总和。因此，方程式(3)实际配置用于相称于超级帧的复杂度测量之一超级帧的位之一标定数目。

2.3防止解码器缓冲器溢位及向下溢位

为防止解码器缓冲器170溢位或向下溢位，藉由设定用于超级帧的用于标定速率的较高及较低连接施加明确限制。这是可以藉由根据在前面提及的U.S.专利申请NO.6,167,084提出的技术完成。

2.4用于正常帧的标定速率

给定用于一超级帧n的位之一标定数目，T_n，是可以计算用于在超级帧内节目1的帧n的位的标定数目，T_l，n，如下： $T_{l,n}=\frac{{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_{l,n,t}{C}_{l,n,t}}{\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\β}}_l{\mathrm{\γ}}_{l,n,t}{C}_{l,n,t}}{T}_n.----\left(4\right)$

其中，在右侧的分母是用于节目1的帧n的复杂度测量，及是可以考虑分子如用于超级帧n的复杂度测量。因此，是配置一帧相关于其的复杂度测量之一标定速率。

根据帧相关的复杂度测量藉由方程式(4)决定的标定速率。对于换码器，可以需要另外调整。特别是用于藉由方程式(4)决定之一帧的标定速率可以较大或较小于用于在输入预先压缩比特流中的帧的旧速率。然而，一速率转换换码器是用于以一新速率转换一预先压缩视讯比特流成为另外比特流之一种装置。不管是否新位速率是小于或大于旧位速率，其不可以改进一预先压缩视讯信号的品质。

因此，配置更多位用于一(预先压缩)帧浪费该位。因此，相关于本发明，如果用于节目1的帧n的标定速率，T_l，n，(4)是大于在输入预先压缩比特流中帧的旧速率，假设，R_old，l，n，是应该施加旧速率，即，

这可以藉由使用图1的例示位速率功能144、154测量在接收比特流中一图像的位速率完成。例如，如果需要的话，使用一位计数器，及传送这信息到速率控制处理器110减少用于相关换码器的配置的位，T，。

2.5防止解码器缓冲器溢位及向下溢位

图4说明用于接收来自图1的统计复用器/重复复用器的数据之一解码器，其中是摘取及译码一选择的节目的槽腔。在接收终端480，解码器495选择想要的节目及经过一解复用器485摘取(解多任务)相关的槽腔。解多任务比特流是以一可变速率，编码器的责任是确保解码器缓冲器490永远不溢位或向下溢位。因此施加额外限制于编码器。

这是可以使用在前面提及的U.S.专利申请NO.6,167,084的技术在用于每个正常帧的标定速率上施加一限制来完成。

2.6最大及最小速率的限制

我们也可以藉由限制用于在一指定范围内每个帧的标定数目控制在数量明确的帧上的平均位速率。这是可以使用在前面提及的U.S.专利申请NO.6,167,084的技术完成。

3.在GOPS节目中的改变

节目GOP架构(包含GOP长度、图像的类型及配置方式，及子GOP长度)在决定如方程式(3，4)所示的用于一帧之一标定速率方面扮演重要角色。然而，一节目GOP架构可以从时脉到时脉改变。例如，用于一换码器，输入视讯比特流可以包含是预先编码其提供不同GOP架构的像是胶卷、新闻、运动、音乐等的不同材料/内容的部分。另外例子是广告插播，其中是可以预先编码插播的广告提供除是所插播的原始节目外之一不同GOP架构。

相关于本发明，适用于在节目GOP架构中例如调整超级GOP的尺寸及用于决定帧的标定速率的其它参数的改变的位配置。

3.1子GOPS节目长度

下面揭示用于一例子节目1的图像架构之一大致格式。第一列是以显示方式排列及第二列是以编码方式排列： $\·\·\·B_{m-1}{I}_m{B}_{m+1}{B}_{m+2}\·\·\·B_{m+M_l-1}{P}_{m+M_l}{B}_{m+M_l+1}\·\·\·P_{m+{2M}_l}\·\·\·I_{m+N_l}\·\·\·,$ $\·\·\·I_m{B}_{m-(M_l-1)}{B}_{m-(M_l-1)+1}\·\·\·B_{m-1}{P}_{m+M_l}{B}_{m+1}\·\·\·B_{m+M_l-1}{P}_{m+{2M}_l}\·\·\·I_{m+N_l}\·\·\·,.$

其中，下标符号是图像的暂时参考，及N_l及M_l个别是GOP长度及子GOP长度。在压缩视讯比特流中的图像是以编码方式排列输入到一换码器。显示排列是以解码器回复。

用于其编码未经压缩视讯数据之一编码器，因为是可以利用GOP节目架构，是可以利用在一节目的子GOP长度中的改变，因此让编码器在用于位配置之前计划。

然而，用于一换码器，是以输入预先压缩比特流方式埋藏在子GOP架构中的改变。相关于本发明，如果藉由检查目前图像及先前I或P图像的暂时参考，先前图像是一I或一P图像，是在每个目前帧/图像(I、P或B)计算一节目的子GOP长度。如果先前图像是一B图像，我们不检查子GOP。在MPEG语法中，是包含一图像的暂时参考在其是配置在用于图像的压缩位的开始的部分的图像头部中。特别的是，″暂时参考″项目是相关于每个输入图像之一10位未配置整数。其是藉由用于每个输入帧之一，满1024组增加。例如，暂时参考可以具有67、68、69，及第四个这种的数值。因此，一换码器(或，更特别的是，图1的相关GOP架构监视器142或152)可以在换码器实际处理(换码)图像之前存取一目前图像的暂时参考。因为已经处理过图像，已经可以利用一先前I或P图像的暂时参考。

图5说明相关于本发明的提供在子GOP长度中之一改变，及超级GOP长度之后续调整之一视讯节目。

注意，用于不同节目1，…，L的节目GOPs是不需要互相调整。

其是换码之一例子节目1包含具有一第一GOP架构(GOP长度及/或子GOP长度)的GOPs546、548及550，及具有一第二不同GOP架构GOPs552、554及556。注意在相同时间GOP架构可以改变用于多于一节目。依照调整超级GOP长度及位安排。

此外，如上所述，节目可以只包含换码数据，或换码及编码数据二者。

在510指示之一时间，是决定提供长度，N_old，之一旧超级GOP530。在是决定一新超级GOP长度，N_new，时，用于每个节目之一子GOP(在以编码或显示之一方式排列的二个P图像之间的距离)不改变直到在510指示之一时间。让temp_ref_pic1及temp_ref_pic2是个别用于先前I或P图像及用于节目1的目前图像的暂时参考。

如果先前图像是一I或P图像，及目前图像是一B图像，B图像应该在I或P(以显示方式排列)之前显示。因此，B图像具有一较小暂时参考。现在，如果目前图像是一I或P图像，用于节目1的实际子GOP长度是：

M_l，actual＝temp_ref_pic2-temp_ref_pic1    (6)

相反，如果目前图像是一B图像，

M_l，actual＝temp_ref_pic1-temp_ref_pic2+1  (7)

决定没有用于其的先前图像是一B图像之一目前图像的子GOP。在图5中目前图像的开始，其是在一时间515，一I图像及GOP552的第一图像。后面图像的开始是在一时间520。

明显，如果M_l＝M_l，actual，用于节目1的目前子GOP是正确。因此，不需要另外行动。然而，如果M_l≠M_l，actual，我们设定M_l＝M_l，actual，及调整其它系数如下：

1.第一，节目GOP长度，N_l，必须可以藉由新M_l(即完整分割，没有余数)分割。如果不是，我们藉由下式调整之

N_l＝[N_l/M_l]M_l         (8)

其中[/]指示提供结果的截断的整数除法趋向零。

例如，假设初始N_l＝15及M＝3。然后，M改变为M＝2。使用方程式8，调整节目GOP长度N_l＝14。

2.第二，如果N_l改变，我们藉由使用方程式(1)重置超级GOP长度。在时间520，新超级GOP 540now正好在后面图像开始。注意节目GOPs不需要相称于新超级GOPs。在(新)超级GOP 540中I、P及B图像的数目是也可以提供新超级GOP长度，假设N_new，计算，个别表示成n_l，I＝N_l，I*(N/N_l)＝N/N_l、n_l，P＝N_l，P*(N/N_l)＝N/M_l-n_l，I及n_l，B＝N_l，B*(N/N_l)＝N-n_l，P-n_l，I。

3.最后，用于(新)超级GOP的少量的位现在是等于：

T_L×Nnew＝(L×N_new)R_channel(bpf)    (9)

然而，用于第一(新)超级GOP540的位的数目是可以稍微不同于其它，因为先前超级GOP530(提供长度N_old)是具有其是先前配置的残余位之一末完成超级GOP，但是还不使用在超级GOP540后面的后续超级GOPs。根据本发明，可以配置这些位到第一新超级GOP540。特别的是，设定N_old是旧超级GOP长度及N′是在已经处理过的旧超级GOP中节目1的帧的数目。然后用于第一新超级GOP的位的余数是：

R＝T_L×Nnew+[T_L×N′-(T_L×Nold-R)]    (10)

其中，T_L×N′是用于L×N′帧的少量位及(T_L×Nold-R)是使用于在旧(未完成)超级GOP 530中帧的位的数目。因此，[T_L×N′-(T_L×Nold-R)]指示来自的旧(未完成)超级GOP530的残余位。

提供更新的信息，我们可以决定用于目前及未来帧的标定速率(方程式3及4)。注意如果先前帧是一I或一P图像，在每个帧是可以改变及/或修正一节目的子GOP长度，及如果需要的话，是也依照调整其它系数(方程式8-10)。

4.2GOPS节目长度

让N_l，old及N_l，new个别是用于节目1的先前及目前GOPs的GOP长度。有关于GOP长度的三种情形，即，

N_l，new＝N_l，old

N_l，new＞N_l，old          (11)

N_l，new＜N_l，old

N_l，old及N_l，new二者是可以使用于编码器。然而，用于一换码器，在GOP长度上的信息是埋藏在输入预先压缩比特流中。在处理好节目1的目前GOP之前是不可以使用N_l，new。

我们设定用于换码器之目前GOP长度N_l＝N_l，old。明显，如果N_l，new＝N_l＝N_l，old，我们具有用于节目1的修正GOP长度。

图6揭示其中用于目前GOP的新GOP长度是长于目前使用的GOP长度之一例子。

节目1包含具有一第一GOP架构的GOPs 646、648及652，及一第二，不同GOP架构的GOPs 654、656及658。

当一新超级GOP 640在一时间620开始时，一旧超级GOP 630在一时间610开始。例如旧GOPs从一时间632扩展到一时间635，及从一时间635扩展到一时间620。一新GOP从一时间635扩展到一时间650。

如果N_l，new＞N_l＝N_l，old，即，实际(新)节目GOP长度是长于目前使用(旧)的GOP长度。GOP架构监视器(142，152)企图在一时间620，在N_l帧的目前GOP的终端取得一I图像。然而，在时间620是不能实际取得一节目GOP的终端。根据本发明，这警告GOP架构监视器在GOP架构中之一改变。特别的是，是可以断定实际GOP长度是长于目前假设的GOP长度。

此外，因为节目GOP架构(图2)的本质，新GOP长度将是至少较M_l(一子GOP长度)额外图像长。其中，我们假设在一GOP内子GOP长度M不改变。藉由额外图像M_l扩展N_l图像的目前GOP，即，

N_l＝N_l+M_l                    (12)

提供新N_l，我们藉由方程式(1)重新计算超级GOP长度，及藉由方程式(2)重新计算用于第一新超级GOP9(及后续超级GOPs)的少量的位。如在一时间620所示，第一新超级GOP640是相称于节目1的目前P图像。因为来自先前超级GOP630的残余位，是重新计算用于新超级GOP640的位的数目如：

R＝T_L×Nnew+[T_L×N′-(T_L×Nold-R)]    (13)

其中N_old及N_new个别是旧及新超级GOP长度，及N′是在已经处理过的旧超级GOP630中节目1的帧的数目。如果用于节目1的扩展的GOP仍然是短于实际GOP，我们重复上面节目(例如，藉由方程式12增加N_l)直到到达实际GOP终端。

图7揭示其中用于目前GOP的新GOP长度是短于目前使用的GOP长度之一例子。

节目1包含具有一第一GOP架构的GOPs 746、748及752，及一第二不同GOP架构的GOPs 754、756、758及760。

当一新超级GOP 740在一时间720开始时，一旧超级GOP730在一时间710开始。一旧GOP从一时间732扩展到一时间735，及从一时间735扩展到一时间750。一新GOP从一时间735扩展到一时间720。

如果N_l，new＜N_l＝N_l，old，即，实际GOP长度是短于目前使用的GOP长度。在N_l帧的目前GOP的终端之前(在时间720)是将取得一I图像(其指示一新GOP的开始，在一GOP中只有一I图像)。在这点，因为已断定GOP 754，GOP架构监视器知道实际GOP长度，N_l，new，。我们设定N_l＝N_l，new。此外，提供新节目GOP长度，N_l，我们藉由(1)重置超级GOP长度，及藉由(2)重新计算用于新超级GOP的少量的位。再次，因为来自先前(未完成)超级GOP730的残余位，用于第一新超级GOP740的位的数目是可以稍微不同于用于后续的GOP_S，也就是，

R＝T_L×Nnew+[T_L×N′-(T_L×Nold-R)]    (14)

其中N_old及N_new个别是旧及新超级GOP长度，及N′是在已经处理过的旧超级GOP730中节目1的帧的数目。

4.速率控制

一旦用于一节目之一帧的标定速率是设定，下面步骤是例如藉由像是在统计复用器/重复复用器系统的编码器及换码器中的量子化变量的编码系数达到这速率。可以使用任何适用的像是那些提供MPEG编码器使用的速率控制图。其中一些是也可以施加于换码器。

较佳为使用连接速率控制根据节目的复杂度测量动态配置在节目的间的频道容量。

5.结论

一统计重复复用器系统具有可以处理未经压缩数字视讯信号及预先压缩视讯比特流二者的编码器及换码器。该系统执行一种新适用的速率控制，其在未经压缩数字视讯信号及预先压缩视讯比特流中之一的输入视讯节目上以一帧对帧偏压动态配置频道容量。适用于适用的速率控制的位配置策略是可以在输入预先压缩比特流中寻址在图像架构(例如在GOP长度及子GOP长度方面的改变)中的改变。在是侦测到这种改变时，重新计算位配置。

此外，在一超级GOP等级上，然后在一超级帧等级上，最后在一别帧等级是提供分级位配置。

虽然已相关联于多种特定执行方法说明本发明，应该了解在不离开本发明权利要求范围中提出的发明范围下仍可以完成多种应用及修改。

Claims (32)

1.一种编码多个L的视讯节目的方法，包含以下步骤：

配置用于根据包含至少：(a)一超级图像群(GOP)等级，其中一超级GOP包含至少一来自每个视讯节目的GOP，及(b)一别帧等级之一分级图编码视讯节目的位；

其中该配置步骤是反应于视讯节目的个别GOP架构；

监视视讯节目的个别GOP架构以侦测其中任何改变；及

当侦测到在至少一视讯节目的GOP架构中之一改变时，根据该改变调整用于在超级GOP中编码视讯节目的位的配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

该监视步骤依一帧接着一帧为基础监视视讯节目的GOP架构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

在GOP架构中的改变是因在一视讯源中之一改变。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

在GOP架构中的改变是因在相关视讯节目中之一广告插播。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

用于视讯节目的传送速率之一集合是在一完全可利用的频道速率内保持。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

视讯节目是在宽频通信网路上传送到一解码器群。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

分级图包含在超级GOP等级及帧等级之间之一超级帧等级；及

各超级帧包含一来自每个视讯节目之一共同帧顷刻的L图像。

8.根据权利要求1所述的方法，其中：

L视讯节目具有个别可改变的位速率。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包含下列步骤：

决定是否设定在用于至少一的视讯节目的预先压缩数据之一帧的该配置步骤之一标定位速率是大于帧之一测量位速率及，如果是，则减低标定位速率到测量位速率。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

多个视讯节目包含至少二预先压缩视讯节目，及相关编码包含换码。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

多个视讯节目进一步包含至少一具有未经压缩视讯数据的视讯节目。

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

GOP架构包含一节目GOP长度。

13.根据权利要求12所述的方法，包含另外步骤：

当侦测到在至少一视讯节目之一节目GOP的长度中之一改变时，开始一新超级GOP，及另外配置位。

14.根据权利要求12所述的方法，其中节目GOP长度是用于至少一视讯节目的未经压缩视讯数据，进一步包含下列步骤：

在可以完成节目GOP长度之一测量之前，提供用于节GOP长度之一假设数值；

在可以完成测量时，测量节目GOP长度；及

对该数值比较测量的节目GOP长度及，如果有一误差，设定该数值于测量的节目GOP长度。

15.根据权利要求13所述的方法，其中：

对新超级GOP的位的配置说明来自其先前另外配置，但是不使用之一先前超级GOP的不用的位。

16.根据权利要求13所述的方法，进一步包含下列步骤：

根据改变的节目GOP长度计算新超级GOP之一长度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中：

根据在先前超级GOP中处理的帧之一数目决定不用的位。

18.根据权利要求1所述的方法，其中：

GOP架构包含一子GOP长度。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包含下列步骤：

当侦测到在至少一视讯节目之一子GOP的长度中之一改变时，开始一新超级GOP，及另外配置位。

20.根据权利要求18所述的方法，其中：

在以该配置步骤方式配置位到一I图像之后，计算子GOP长度。

21.根据权利要求18所述的方法，其中：

子GOP长度是相关于在一节目GOP中连续的P图像间之一距离。

22.根据权利要求18所述的方法，其中：

当一节目之一目前图像是一I或P图像，及一先前图像是一I或P图像时，根据在目前图像及先前图像的暂时参考之间之一误差决定子GOP长度。

23.根据权利要求18所述的方法，其中：

当一节目之一目前图像是一B图像，及一先前图像是一I或P图像时，根据在目前图像及先前图像的暂时参考之间之一误差，加上一图像决定子GOP长度。

24.根据权利要求18所述的方法，进一步包含下列步骤：

在处理一I或P图像之后，计算子GOP长度。

25.根据权利要求18所述的方法，其中子GOP长度是用于至少一视讯节目的预先压缩视讯数据，进一步包含下列步骤：

在可以完成子GOP长度之一测量之前，提供用于子GOP长度之一假设数值；

在可以完成测量时，测量子GOP长度；及

对该数值比较测量的子GOP长度及，如果有一误差，设定该数值于测量的子GOP长度。

26.根据权利要求18所述的方法，其中：

当侦测到在子GOP长度中之一改变时，计算一相关新节目GOP长度。

27.根据权利要求26所述的方法，其中：

根据N1，new＝[N1，old/M1，new]*M1，new计算新节目GOP长度N1，new；

其中N1，old是先前节目GOP长度；

M1，new是新子GOP长度；及

″/″指示提供结果的截断的整数除法趋向零。

28.根据权利要求26所述的方法，其中：

在计算新节目GOP长度之后，根据其计算一新超级GOP长度，及依照配置位到新超级GOP。

29.根据权利要求1所述的方法，其中：

GOP架构指示在一节目GOP中图像类型及它们的配置方式。

30.根据权利要求1所述的方法，其中：

根据个别视讯节目的节目GOP长度之一至少共同多向决定超级GOP之一长度。

31.一种用于编码多个L的视讯节目的装置，其包含：

用于根据包含至少(a)一超级图像群(GOP)等级，其中一超级GOP包含来自每个视讯节目的至少一GOP，及(b)一别帧等级之一分级图编码视讯节目的配置位的装置；

其中该配置装置是反应于视讯节目的个别GOP架构；

用于监视视讯节目的个别GOP架构的装置，以侦测其中的任何改变；及

当侦测到在至少一视讯节目的GOP架构中之一改变时，根据该改变调整用于在超级GOP中编码视讯节目的位的配置方式的装置。

32.一种用于编码多个L的视讯节目的装置，包含：

至少二换码器，其用于接收相关一信息节目的预先压缩数据；

一速率控制处理器，其用于根据包含至少(a)一超级图像群(GOP)等级，其中一超级GOP包含来自每个视讯节目的至少一GOP，及(b)一别帧等级之一分级图编码视讯节目的配置位；

其中该速率控制处理器是反应于视讯节目的个别GOP架构；及

一GOP架构监视器，是相关于每个换码器的用于监视视讯节目的个别GOP架构以侦测其中的任何改变；

其中当侦测到在至少一视讯节目的GOP架构中之一改变时，该速率控制处理器根据该改变调整用于在超级GOP中编码视讯节目的位的配置方式。

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