CN1722277A - 直接由编码器硬件生成dvd数据流的系统及方法 - Google Patents

直接由编码器硬件生成dvd数据流的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有效地直接从MPEG编码器生成DVD格式数据流的系统和方法。该系统和方法是通过向编码器提供微码而实现的,所述微码用于按照DVD标准,如DVD VOB,直接从模拟信号生成符合DVD标准协议格式的数据流。有利地,本发明的方法和系统为编码器提供了无需第三方软件介入即能生成DVD VOB格式数据流的能力,从而能够更有效和快速地从模拟信号实时生成DVD VOB格式数据流并创建DVD光盘。有利地,本发明还可以灵活地决定输出MPEG格式比特流还是输出DVD VOB格式流、或者输出两种格式流。

Description

直接由编码器硬件生成DVD数据流的系统及方法
技术领域
本发明涉及数字视频信号压缩、DVD记录以及数字视频编码器的微码设计,尤其涉及一种用以直接从MPEG编码器生成DVD数据流的系统、方法和微码指令。
背景技术
目前,随着数字压缩技术的发展及记录媒介容量的增加,将动态图像信息压缩为数字数据并存储得以实现。DVD光盘(“数字通用光盘”或“数字视频光盘”的缩写)作为一种非易失性存储介质已普遍应用于音频和视频图像数据的存储。在存储进DVD光盘之前,音频和视频数据一般都按照行业标准协议格式化和编码。这些标准包括DVD VOB、视频CD、CD-I、MPEG-1、MPEG-2、CD-ROM或CD-DA。
如图1所示是现有技术创建DVD光盘的方法的方框图。一般,模拟信号(如来自天线、电缆、卫星接收器等)通过传统的视频模数转换器102和音频模数转换器104转换成数字信号并输入编码器106。然后编码器106将数字信号压缩成符合标准格式如MPEG-2格式比特流并输出MPEG格式比特流114。要创建DVD光盘,还需要第三方DVD创建软件108。第三方DVD创建软件用以建立创建DVD光盘所需的各种文件,如VTS导航文件、VMG文件以及DVD VOB(MPEG-2)文件。更具体地说,第三方DVD创建软件108将MPEG-2格式比特流114作为输入,生成并输出DVD格式数据流116(如DVD VOB格式数据流)用于随后创建DVD光盘112。上述处理过程一般通过个人电脑实现。
如图2所示是现有技术中数字视频编码器200的方框图。现有技术的视频编码器200按照视频压缩标准如MPEG-2操作。数字视频编码器200包括总控制器202、SDRAM控制器204、视频输入缓存器206、视频/音频压缩器207、编码器CPU216和多路转换器218。视频/音频压缩器217进一步包括运动估算器208、数字信号处理核心210、音频处理器212和视频比特流处理器214。视频输入缓存器206捕捉将被编码的含有一个或多个当前帧的视频信号,并按压缩标准如MPEG-2对图像帧进行处理、累积和再排序。然后当前帧被传输给运动估算处理器208。已经编码的参考帧也传输给运动估算处理器208。所述运动估算处理器208读取并比较这两组图像帧,分析视频信号的运动并将运动分析结果传递给数字信号处理器核心210。
数字信号处理器核心210接收当前帧,并根据从运动估算处理器208收到的运动分析结果处理和压缩该视频信号,然后将压缩后的数据传递给视频比特流处理器214。所述数字信号处理核心210还对参考帧进行重建并存储在参考存储器内。视频比特流处理器214对压缩数据进行编码并通过SDRAM控制器204将已编码视频比特流传递给外部编码后存储单元。所述外部编码后存储单元提供一输出缓存器(图中未示出),用以存储已编码视频比特流,直至其作为压缩视频输出流220从编码器200输出给目标设备。所述编码器200还可以包括一视频处理其212,用于接收和压缩视频信号。之后,通过多路转换器218对音频信号与已编码视频比特流进行多路传输,作为压缩视频/音频输出流220从编码器200输出。
现有技术压缩数字信号和使用第三方软件创建DVD光盘的方法有很多弊端。首先,利用该方法创建一张DVD光盘需要好几个小时,程序烦杂。建立DVD光盘所需的DVD VOB文件是DVD光盘创建程序中的最大瓶颈。利用该方法创建DVD光盘首先需要用传统的数字视频编码器将模拟信号转换成MPEG格式的比特流,然后需要第三方软件和个人电脑将传统的数字视频编码器输出的MPEG比特流转换成DVD格式的数据流。然后该DVD光盘创建软件必须对MPEG格式比特流进行多路信号分离,再将该数据流多路转换为DVD VOB格式。
使用传统方法创建DVD光盘的另一个弊端是该创建不是实时的,需要依赖第三方软件和传统数字视频编码器外部的软硬件。由于DVD刻录机需要DVD VOB数据流才能创建DVD光盘,从收到模拟信号到创建DVD光盘将至少有几个小时的时延。
因此,需要提供一种无需第三方软件介入直接由编码器生成DVD格式数据流的系统和方法,更加快速有效地从模拟信号创建DVD光盘;同时还需要一种实时地从模拟信号创建DVD光盘的系统和方法。
对于本领域的技术人员来说,通过将上述现有系统与本申请后续部分介绍的本发明进行比较,现有传统方法的局限性和缺点更加显而易见。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种执行编码器微码指令以直接从编码器生成DVD数据流的方法,所述方法包括以下步骤:
向编码器提供用于生成DVD格式数据流的操作码指示指令;
向所述编码器提供输入数据;
对所述输入数据执行DVD数据流生成程序以生成DVD格式数据流输出;
从所述编码器输出所述DVD格式数据流输出。
作为优选,所述输入数据是数字视频信号。
作为优选,所述方法可用于MPEG编码器。
作为优选,所述方法进一步包括如下步骤:
对所述输入数据执行MPEG编码程序以生成MPEG比特流;
选择从所述编码器中输出DVD格式数据流或者输出MPEG比特流。
作为优选,所述DVD格式数据流输出存储在输出寄存器内直到进行下一步的处理。
作为优选,从所述编码器输出的DVD格式数据流被用来创建DVD光盘。
根据本发明的另一个方面,提出一种操作视频编码器的方法,包括:响应所述编码器可执行的微码指令,生成将由所述编码器输出的DVD格式数据流。
作为优选,所述指令接收数字视频信号输入。
作为优选,所述编码器接收用于生成MPEG比特流的指令和用于选择从编码器输出DVD格式数据流或输出MPEG比特流的指令。
作为优选,所述编码器可以是Broadcom公司生产的BCM7040或者BCM7041。
作为优选,所述DVD格式数据流输出存储在输出寄存器内直到进行下一步的处理。
作为优选,从所述编码器输出的DVD格式数据流被用来创建DVD光盘。
根据本发明的又一个方面,提供一种编码器,包括:
多个寄存器;
至少一个执行单元,用于响应所述编码器可执行的微码指令以生成DVD格式数据流。
作为优选,所述编码器接收数字视频信号输入。
作为优选,所述编码器还包括选择单元,用于选择输出DVD格式数据流或输出MPEG比特流
作为优选,所述编码器可以是Broadcom公司生产的BCM7040或者BCM7041。
作为优选,所述DVD格式数据流输出存储在输出寄存器内直到进行下一步的处理。
其中,从所述编码器输出的DVD格式数据流被用来创建DVD光盘。
根据本发明的再一个方面,提供一种处理数字视频信号的编码器,包括:
压缩器,用于将数字视频信号压缩为MPEG格式比特流;
DVD刻录引擎,用于将MPEG格式比特流译码成DVD VOB格式数据流;
多路转换器,用于确定是输出MPEG格式比特流还是输出DVD VOB格式数据流。
作为优选,所述编码器可以是Broadcom公司生产的BCM7040或者BCM7041。
作为优选,所述DVD格式数据流输出存储在输出寄存器内直到进行下一步的处理。
作为优选,从所述编码器输出的DVD格式数据流被用来创建DVD光盘。
附图说明
图1是创建DVD光盘的现有技术的系统的方框图;
图2是现有技术的编码器的方框图;
图3是根据本发明一实施例的采用编码器和DVD刻录机集成装置的系统的方框图;
图4是根据本发明另一实施例的采用编码器和DVD刻录机集成装置的系统的方框图;
图5是根据本发明一实施例的编码器和DVD刻录机集成装置的方框图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的优选实施例对本发明进行详细描述。为了更加彻底的了解本发明,以下将给出大量的具体介绍,但是对于本领域的技术人员来说,很明显没有其中的某些或全部细节,本发明也可以实现。另一方面,为了避免模糊本发明,已知的程序和步骤在以下说明书中并未详细描述。
本发明提供一种新的编码器,用从模拟信号生成DVD格式数据流。本发明能直接实现DVD VOB格式和MPEG格式的两种数据流。在本发明的一个优选实施例中,通过提供本发明所述编码器和DVD刻录机集成装置所执行的微码,按照DVD VOB标准从模拟信号直接生成DVD VOB格式数据流。有利地,在该实施例中,本发明的系统和方法还提供一种无需第三方软件的介入既能够生成DVD VOB格式数据流的编码器,从而能够更有效和快速地从模拟信号实时生成DVD VOB格式数据流并创建DVD光盘。有利地,本发明还为确定输入的模拟信号的输出格式提供了更灵活的选择性。例如,在一个实施例中,本发明可以灵活的确定是输出MPEG格式比特流还是DVD VOB格式数据流或者两者都输出。
以下结合附图3-5详细介绍本发明的具体实施例。本领域的技术人员很容易意识到,以下的详细描述仅仅是处于解释的目的,本发明并不局限于这些实施例。
如图3所示是本发明一实施例的采用编码器和DVD刻录机集成装置的系统300的方框图。在一优选实施例中,编码器和DVD刻录机集成系统装置可以是位于美国加州尔湾市的Broadcom公司生产的BCM7040或者BCM7041。系统300包括视频模数转换器302、音频模数转换器304、编码器和DVD刻录机集成装置306。在本实施例中,模拟信号(如来自天线、电缆、视频照相机等)输入到视频模数转换器302和音频模数转换器304中并转换成数字信号。然后将所述数字信号输入到编码器和DVD刻录机集成装置306中。对于本领域的技术人员来说,本发明并不仅局限于将数字信号输入给编码器和DVD刻录机集成装置306,所述视频模数转换器302和音频模式转换器304也可以集成在编码器和DVD刻录机集成装置306内,这样就使得模拟信号直接输入所述编码器和DVD刻录机集成装置306。然后所述编码器和DVD刻录机集成装置306将数字视频和音频信号转换成MPEG格式比特流308和DVD格式数据流310,然后直接从所述编码器和DVD刻录机集成装置306输出进行进一步处理或存储。这样,本发明有利地提供了一种从模拟信号直接生成DVD格式数据流,该DVD格式数据流然后从编码器和DVD刻录机集成装置输出的系统和方法,本发明还有利地提供了一种实时生成DVD格式数据流的系统和方法。
如图4所示是本发明另一实施例的采用编码器和DVD刻录机集成装置406的系统400的方框图。在该实施例中,所述编码器和DVD刻录机集成装置406选择提供单一输出通道408,既可输出MPEG格式比特流,也可输出DVD格式数据流。具体地说,系统400包括视频模数转换器402、音频模数转换器404、编码器和DVD刻录机集成装置406。在一优选实施例中,所述编码器和DVD刻录机集成装置可以是位于美国加州尔湾市的Broadcom公司生产的BCM7040或者BCM7041。在本实施例中,模拟信号(如来自天线、电缆、视频照相机等)输入到所述视频模数转换器402和音频模式转换器404中并转换成数字信号。然后将所述数字信号输入到编码器和DVD刻录机集成装置406中。对于本领域的技术人员来说,本发明并不仅局限于将数字信号输入给编码器和DVD刻录机集成装置406,所述视频模数转换器402和音频模式转换器404也可以集成在编码器和DVD刻录机集成装置406内,这样就使得模拟信号直接输入到编码器和DVD刻录机集成装置406中。然后所述编码器和DVD刻录机集成装置将数字视频和音频信号转换成MPEG格式比特流和DVD格式数据流,然后直接从所述编码器和DVD刻录机集成装置406输出。所述编码器和DVD刻录机集成装置406进一步包括输出控制器或选择器(图中未示出),该控制器或选择器然后选择从所述编码器和DVD刻录机集成装置406中输出哪种输出数据流408:是MPEG数据流,还是DVD VOB数据流。在另一实施例中,所述编码器和DVD刻录机集成装置406可以不自动生成DVD格式数据流,而是等到接收到生成DVD格式数据流的特定指令后才进行。本发明还可以输出DVD格式数据流或MPEG格式数据流以进行进一步处理或存储。这样,本发明在确定输入的模拟信号的输出格式时提供了更灵活的选择性。
如图5所示是本发明一个实施例的编码器和DVD刻录机集成装置的方框图。在本发明的优选实施例中,所述编码器和DVD刻录机集成装置500按照MPEG-2视频压缩标准对数字视频信号进行压缩,并根据DVD行业标准协议(如DVD VOB)将压缩MPEG-2格式比特流转换成DVD格式比特流。所述编码器和DVD刻录机集成装置500包括总控制器502、SDRAM控制器504、视频输入缓存器506、视频/音频压缩器507、DVD刻录引擎515、集成了编码器和DVD刻录机的CPU516和多路转换器514。所述视频/音频压缩器507进一步包含运动估算器、数字信号处理核心、视频处理器和视频比特流处理器,用于压缩接收到的输入信号。
视频输入缓存器506捕捉将被编码的含有一个或多个当前帧的输入视频信号518,并按照MPEG压缩方案要求的标准对该图像帧进行处理、累积和再排序。然后将当前帧传递给所述视频/音频压缩器507,按照压缩标准(如MPEG-2)对所述数字视频信号进行压缩。
然后,所述MPEG格式比特流被传递给DVD刻录机或译码器引擎515,将MPEG格式比特流转换或译码成DVD格式数据流,如DVD VOB格式数据流。这样,所述DVD刻录引擎515直接为编码器和DVD刻录机集成装置实现DVDVOB转换处理。该单元可在所述编码器和DVD刻录机集成装置500内单独存在,也可与其它单元如集成的编码器和DVD刻录机CPU516集成在一起。在一优选实施例中,所述集成的编码器和DVD刻录机CPU516含有微码,用以从压缩视频/音频输出流生成符合DVD VOB格式的数据流。另一实施例中,多路转换器514可选择MPEG格式比特流、也可选择DVD VOB格式数据流作为编码器和DVD刻录机集成装置500的输出520。
以上是结合一定的实施例对本发明的描述,对本领域的技术人员来说,对本发明的各种更换和等效替换都未脱离本发明的保护范围。任何根据本发明公开的内容进行的具体环境和材料的修改均不脱离本发明的保护范围。本发明的范围并非仅限于前述已公开的具体实施例,所有落入权利要求范保护范围的具体实施例都属于本发明的内容。
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2004年6月10日、名称为“直接由编码器生成DVD数据流(Creating a DVD Compliant Stream Directly from EncoderHardware)”、申请号60/578,288的美国临时申请的优先权,并在此全文引用。

Claims (10)

1、一种执行编码器微码指令以直接从编码器生成DVD数据流的方法,所述方法包括以下步骤:
向编码器提供用于生成DVD格式数据流的操作码指示指令;
向所述编码器提供输入数据;
对所述输入数据执行DVD数据流生成程序以生成DVD格式数据流输出;及
从所述编码器输出所述DVD格式数据流输出。
2、如权利要求1所述的方法,其中,所述输入数据是数字视频信号。
3、如权利要求1所述的方法,其中,所述方法可用于MPEG编码器。
4、如权利要求1所述的方法,其中,还包括以下步骤:
对所述输入数据执行MPEG编码程序以生成MPEG比特流;
选择从所述编码器中输出DVD格式数据流或者输出MPEG比特流。
5、一种操作视频编码器的方法,包括:响应所述编码器可执行的微码指令,生成将由所述编码器输出的DVD格式数据流。
6、如权利要求5所述的方法,其中,所述指令接收数字视频信号输入。
7、一种编码器,包括:
多个寄存器;
至少一个执行单元,用于响应所述编码器可执行的微码指令以生成DVD格式数据流。
8、如权利要求7所述的编码器,其中,所述编码器接收数字视频信号输入。
9、如权利要求7所述的编码器,其中,还包括选择单元,用于选择输出DVD格式数据流或输出MPEG比特流。
10、一种处理数字视频信号的编码器,包括:
压缩器,用于将数字视频信号压缩为MPEG格式比特流;
DVD刻录引擎,用于将MPEG格式比特流译码成DVD VOB格式数据流;
多路转换器,用于确定是输出MPEG格式比特流还是输出DVD VOB格式数据流。
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