CN1578463A - 按照运动图像专家组标准编码的流的代码转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种按照运动图像专家组标准编码的流的代码转换方法和系统，所述方法和系统对在各种介质上进行分配的视频数据进行代码转换。数字数据流被解码并且可选地被下采样以降低原始流的比特率。被解码的流被进一步编码，以将所述数据流的比特率进一步降低到与将在其上进行显示的显示器和/或所述数据流将在其上被传输的介质的可靠传送能力相一致。

Description

按照运动图像专家组标准编码的流的代码转换方法
技术领域
本发明的实施例涉及数据传输。更具体地，本发明的实施例涉及在可选择的传输介质上视频内容的分配。
背景技术
传统地，电视内容提供者提供作为由调谐器接收的模拟数据流的节目，调谐器然后将模拟流转换为数字形式用于为以后的观看而存储和/或用于当前在由数字数据驱动的显示器上放映。逐渐地，电视内容提供者，例如有线电视和卫星电视公司，开始直接向用户提供数字节目。数字节目可以在包括电缆的多种物理介质上通过用无线电波或者在铜质电话线路上的电视广播频段被传送。数字节目一般被压缩来提高提供者能够传输的节目内容量。
压缩的数字节目被用户的电视机或者可能是机顶盒的接收器接收。数字节目在为了显示而对其格式化之前必须被解压缩。高清晰度(HD)节目的迅速扩大可能要求对于数字内容流的二十五兆位每秒(Mb/s)这样高的比特率。对于显示设备通过带宽相对较低的网络被连接到接收器的环境，该比特率也许不可能可靠地向显示器传输。另外，这样的比特率的流在例如硬盘驱动器的非易失性大容量存储介质上的存储对全部的系统存储资源是过度繁重的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括：解码在视频解码器处接收的数字数据流；将被解码的数据流发给编码器；以及按照低于所述数字数据流比特率的比特率编码所述被解码的数据流，以形成更低比特率的数据流。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，包括：具有数据输入接口的视频解码器；被耦合到所述视频解码器以编码从所述视频解码器接收的被解码的数据流的编码器；和被耦合到所述视频解码器的非易失性存储部件。
根据本发明的另一个方面，提供了一种系统，包括：视频解码器；被耦合到所述视频解码器以按照低于源流比特率的比特率编码视频流的编码器；可以被耦合到所述视频解码器以按照低于所述源流比特率的所述比特率传输所述视频流的无线接口；和接收和显示所述视频流的显示器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种设备，包括：将输入的视频流解码为被解码的视频流的装置；和将所述被解码的视频流编码成更低比特率的视频流的装置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，包含可执行的计算机程序指令，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法包括：解码在视频解码器接收的数字数据流；以及按照低于所述数字数据流比特率的比特率编码所述被解码的数据流，以形成更低比特率的数据流。
附图说明
本发明通过示例的方式而非限定的方式在附图图形中被举例说明，其中相似的引用表示类似的元素。应该注意，在本公开中对于“实施例”或者“一个实施例”的引用未必是指相同的实施例，这种引用意思是指至少一个实施例。
图1是本发明一个实施例的系统的结构图。
图2是本发明一个实施例的系统的操作的流程图。
具体实施方式
其中例如机顶盒的单个接收器设备通过发送和接收向家庭中的多个设备的数字节目而担当家庭媒体服务器的新范例的产生，使得输入视频数据流的代码转换降低了期望的允许向多个设备的可靠传送的比特率。对比特率的约束可能是由传递介质、接收的显示器和/或可用的存储资源所施加的。数字视频流可以来源于内容提供者，例如有线电视或者卫星电视操作者，或者例如来自接收器设备本地的数字多功能光盘(DVD)播放器。在一些情况中，由这些源提供的数字流可以是高清晰度(HD)速率的，该速率也许不能被全部传递介质和/或与接收器设备相关联的显示器支持。
图1是本发明一个实施例的系统的结构图。机顶盒100可以被用于接收例如来自有线电视或者卫星电视操作者的视频信号。输入数据流或者源数据流直接或者间接地到达数字接口102。在由例如有线电视操作者所提供的原始信号是模拟形式的情况中，信号在被提供给数字接口102之前可以首先被采样和编码成数字形式。可选地，如上面所提出的，许多内容提供者正直接向他们的用户提供数字内容，或者源流可以来自相连的DVD播放器。在这种情况中，数字数据流将被直接提供给数字接口102。
数字接口102向视频解码器104提供数字视频数据流。视频解码器104接收源视频数据流并将其解码。该解码可以采用使用加密/解密引擎136的解密和/或其他解压缩的形式。例如，输入流是运动图像专家组(MPEG)编码的流的时候。例如，MPEG-2 Generic Coding of MovingPictures and Associated Audio Information ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 NMPEG 00/October 2000(运动图像和相关音频信息的一般编码ISO/IECJTC1/SC29/WG11 N MPEG 00/2000年10月)(“MPEG-2”)和MPEG-4Coding of Moving Pictures and Audio ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N4668March 2002(运动图像和音频的编码ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N46682002年3月)“(MPEG-4)”是众所周知的视频编码标准(一般是MPEG编码或者MPEG标准)的例子。与MPEG标准一致的解压缩是必需的。被解码的信号然后可以被存储在非易失性存储部件108中，在一个实施例中该存储部件可以是硬盘驱动器。其他适合的非易失性存储介质并非限制性地包括闪存或者其他固态存储器件。可选地，视频流可以通过本地接口118由视频解码器分配给显示器122。在一个实施例中，本地显示器122和本地接口118具有足够的带宽和分辨率来处理高清晰度视频流。
高清晰度视频流可以具有大约25Mb/s量级的比特率。当输入流是高清晰度流的时候，除了本地接口118以外的接口的带宽可能不足以可靠地处理该视频流。或者，目标显示器的显示分辨率也许不能利用源流的全比特率。另外，相当大的存储资源将需要被投入到将高清晰度流存储在非易失性存储器108中。因而，在一个实施例中，当输入数据流超出可能在其上分配视频流的一个或者多个接口的可靠带宽的时候，被解码的视频流可以在被发给编码器106之前通过下采样器128被下采样。
在一个实施例中，视频解码器104和编码器106之间的接口遵守ITU-R BT.656-4 Interface for Digital Component Video Signals in 525-Line and625-Line Television System Operating at the 4∶2∶2 Level of RecommendationITU-R BT.601，Published February 1998(工作在ITU-R BT.601建议书4∶2∶2级别上的525线和625线电视系统数字分量视频信号接口，1998年2月公布)(“656标准”)。656标准接口提供的带宽对于HD流来说不充足。在这样的实施例中，HD流在将被解码的流发给编码器106之前必须被下采样。下采样的侵占性(aggressiveness)也可以基于由期望的传递介质、存储资源和/或目标显示器所施加的约束被动态地调整。为了实现该目标，视频编码器可以包括查找表(LUT)或者其他逻辑以将约束映射到所期望的下采样率。另外，可以预料到存在一些实施例，其中全部所需的比特率的降低可以由编码器完成，而不需通过视频解码器104的任何下采样。
在一个实施例中，编码器106包括压缩模块，该模块可以例如在被解码的视频流上进行MPEG编码以产生能够被期望的接口可靠的处理、更有效地使用存储资源或者满足目标显示器分辨率的限制的更低比特率的视频流。在一个实施例中，编码器106是MPEG-2编码器。在另一个实施例中，可以使用MPEG-4编码器。
虽然高清晰度流是可以使用下采样和/或侵占性压缩的好例子，但是应当认识到即使更低比特率的信号也可以被下采样和/或编码。例如，目标显示器是个人数字助理(PDA)屏幕的情况下，即使标准分辨率(SD)的视频信号也会远远超出其分辨率。因而，就此点而论，网络带宽和存储资源可以通过降低SD视频信号的比特率被更有效地使用。在一个实施例中，编码器106可以包括基于所期望的传递介质的当前可用带宽动态调整压缩的侵占性的逻辑。在另一个实施例中，用户可以被准许选择期望的比特率来通过减小对于每单位时间视频流所要求的非易失性存储来允许更长的记录时间。
更低比特率的视频流被发回给可以使用加密/解密引擎136加密该流的视频解码器104。更低比特率的流可以被存储在非易失性存储部件108中或者通过例如局域网(LAN)130上的LAN接口116被发给显示器132。可选地，流可以被放置在处理器110控制下的总线112上，并通过发射器114使用RF信号传输140被发送给显示器142。在一个实施例中，加密/解密引擎136使用公共密钥加密，并且发射器114在将数据传输给显示器142之前解密数据。在一个实施例中，发射器114进行无线信号传输，遵照IEEE 802.11标准：IEEE 802.11，1999 Edition entitled，IEEE Standards forInformation Technology-Telecommunications and Information Exchangebetween Systems-Local and Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11；Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications(IEEE 802.11，1999年制定的版本，IEEE标准用于信息技术——系统间远程通信和信息交换——局域网和城域网——详细要求——第11部分；无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范)，或其产物(802.11标准)。在一个实施例中，总线112是外围设备互连(PCI)总线。这里所说的“本地”显示器靠近一般通过专用接口(这里是本地接口118)耦合的机顶盒。“远程”显示器通过网络或者共享的接口被耦合到机顶盒100。
在一个实施例中，处理器110是通用处理器，例如从加利福尼亚圣克拉拉的英特尔公司可以得到的奔腾4。在另一个实施例中，通用微处理器，例如微处理器110，被用来取代视频解码器104和编码器106的功能。这样，在软件控制下的通用处理器完成上面被分配给视频解码器104和编码器106的相同的功能。软件可以是在任何计算机可读介质中的实施例，这些介质非限定性地包括磁或光介质、闪存、随机存取存储器或者一般地存储计算机可读指令的任何其他介质。
图2是本发明一个实施例的系统的操作的流程图。在框202处，数据流被接收到视频解码器中。在框204处，数据流被解码。在判断框206处确定被解码的数据流的比特率是否足够低，以能够在期望的接口上被可靠地传输，和/或满足显示器或者存储的约束。在一个实施例中，可以包括视频解码器和编码器之间的接口。如果比特率对于期望的接口过高，则在框208处数据流可以被下采样以获得更低的比特率。这可以表现为将高清晰度视频流的比特率降低降到标准清晰度比特率的形式。下采样必然导致从视频流得到的分辨率的降低，但是在目标显示器不支持更高的分辨率的地方，在用户看来没有出现损失。此外，当传递介质被过度使用的时候，来自流的数据经常会被丢失，导致被观看的视频流中的干扰或者中断。因此，在如果不降低比特率，传递就会受到约束的情况下，降低比特率经常会带来更高品质的观看感受。在一些实施例中，如果视频解码器和编码器之间的接口可以处理源数据流的全比特率，则可以不发生下采样，比特率降低的职责完全放在编码器上。
如果在判断框206处或者在下采样之后比特率是可以接受的，则在框210处数据流被发给编码器。在框212处编码器编码数据流。编码可以表现为压缩的形式。在一个实施例中，编码器包括将数据流压缩成MPEG 2或者MPEG 4格式。数据流有关的压缩的侵占性可以被用来获得比特率被进一步降低的数据流。在一个实施例中，压缩的侵占性可以基于传递介质上当时的负荷来实时地动态调整。在判断框214处判断出被编码的流是否应被存储以便以后使用。可以为了各种用途而希望存储，例如，在视频流要被记录以便将来重放的情况下，可以在框216处将其存储在例如硬盘驱动器的非易失性存储介质中。
存储之后或者如果不希望存储，则在框218处判断是否希望立即重放。如果希望立即重放，则在框220处数据流可以被加密。在框222处，被加密的数据流然后可以被送到传输接口。这可包括将数据流发送到无线信号传输接口或者，例如，经由LAN接口发送。然后在框224处，数据流被解密并传输到目标显示器。解密可以发生在传输之前，例如在结合图1被描述的无线信号传输接口处，或者发生在显示器处，例如在上面同样参考图1被描述的在LAN上传输前后内容的时候。
在上述说明中，已经参考其具体的实施例描述了本发明。但是显然可以不脱离所附权利要求中所提出的公开的范围和精神而对其作出各种修改和变化。因此，本说明书和附图应被认为是示例性的而非限定性的含意。

Claims (29)

1.一种方法，包括：
解码在视频解码器处接收的数字数据流；
将被解码的数据流发给编码器；以及
按照低于所述数字数据流比特率的比特率编码所述被解码的数据流，以形成更低比特率的数据流。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在发送所述被解码的数据流之前，下采样所述数据流。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将对应于所述更低比特率的数据流的数据存储在非易失性存储介质中。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
加密所述更低比特率的数据流；以及
将所述被加密的更低比特率的数据流用总线传输到分配接口。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果显示设备对于所述视频解码器是本地的，则向所述显示设备发送所述数字数据流；以及
如果显示设备是距离所述视频解码器远程的，则向所述显示设备发送所述更低比特率的数据流。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向显示设备无线传输所述更低比特率的数据流。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述编码包括：
压缩所述被解码的数据流。
8.一种设备，包括：
具有数据输入接口的视频解码器；
被耦合到所述视频解码器以编码从所述视频解码器接收的被解码的数据流的编码器；和
被耦合到所述视频解码器的非易失性存储部件。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述视频解码器包括：
下采样数据流的下采样逻辑。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述视频解码器包括：
加密引擎；和
解密引擎。
11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述解码器包括：
压缩引擎。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述压缩引擎进行MPEG编码。
13.根据权利要求8所述的设备，还包括：
局域网接口。
14.根据权利要求8所述的设备，还包括：
无线网络接口。
15.根据权利要求8所述的设备，还包括：
被耦合到所述视频解码器的主处理器。
16.一种系统，包括：
视频解码器；
被耦合到所述视频解码器以按照低于源流的比特率的比特率编码视频流的编码器；
可操作地耦合到所述视频解码器以按照低于所述源流的比特率的所述比特率传输所述视频流的无线接口；和
接收和显示所述视频流的显示器。
17.根据权利要求16所述的系统，还包括：
被耦合到所述视频解码器的非易失性存储部件。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括：
可操作地耦合到所述视频解码器来以全比特率传输源流的本地接口；和
被耦合到所述本地接口的显示器。
19.一种设备，包括：
将输入的视频流解码为被解码的视频流的装置；和
将所述被解码的视频流编码成更低比特率的视频流的装置。
20.根据权利要求19所述的设备，还包括：
下采样所述被解码的视频流的装置。
21.根据权利要求19所述的设备，还包括：
存储所述更低比特率的视频流的装置。
22.根据权利要求19所述的设备，还包括：
基于要被使用的传输介质选择所述更低比特率的装置。
23.一种计算机可读存储介质，其包含可执行的计算机程序指令，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法包括：
解码在视频解码器接收的数字数据流；以及
按照低于所述数字数据流比特率的比特率编码所述被解码的数据流，以形成更低比特率的数据流。
24.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
在发送所述被解码的数据流之前，下采样所述数据流。
25.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
将对应于所述更低比特率的数据流的数据存储在非易失性存储介质中。
26.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
加密所述更低比特率的数据流；以及
将所述被加密的更低比特率的数据流用总线传输到分配接口。
27.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
如果显示设备对于所述视频解码器是本地的，则向所述显示设备发送所述数字数据流；以及
如果显示设备是距离所述视频解码器远程的，则向所述显示设备发送所述更低比特率的数据流。
28.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
向显示设备无线传输所述更低比特率的数据流。
29.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，所述指令被执行时使得数字处理系统完成的方法还包括：
压缩所述被解码的数据流。
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