專利名稱：解碼系統(tǒng)中的自適應(yīng)位流分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一種解碼系統(tǒng)中的信號分離器；尤其是用于根據(jù)存儲位流的緩沖存儲器的滿或空狀態(tài)自適應(yīng)地分離輸入位流的裝置。
在各種電子/電氣應(yīng)用，如高清晰度電視及視頻電話系統(tǒng)的應(yīng)用中，圖象信號可能需用數(shù)字化形式來傳輸。當(dāng)圖象信號用數(shù)字化形式表達(dá)時，必定會產(chǎn)生大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。但是，由于在傳統(tǒng)的傳輸信道中可得到的頻帶寬度受到限制，為了通過它傳輸圖象信號，通常必須使用圖象編碼裝置來壓縮大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
因而，現(xiàn)有技術(shù)中的大多數(shù)信號編碼裝置使用了基于利用或減少輸入圖象信號中固有的空間和/或時間的冗余形成的各種壓縮技術(shù)(或編碼方法)，以便產(chǎn)生被編碼的圖象信號及形成具有復(fù)合視頻及音頻信息流的被編碼位流。
被編碼的位流經(jīng)過傳統(tǒng)的傳輸信道被傳輸?shù)揭唤獯a系統(tǒng)中，該解碼系統(tǒng)執(zhí)行與編碼操作相反的程序，由此重構(gòu)出原始的圖象信號。作為一個編碼系統(tǒng)的例子，MPEG-I(活動圖象專家組-I)推薦了一種試驗型圖象信號解碼系統(tǒng)模型，它設(shè)有從復(fù)合位流中獨立地重構(gòu)出視頻及音頻信息流所需的信號分離器。
雖然MPEG規(guī)定了用于解碼系統(tǒng)的各種要求，以保證根據(jù)MPEG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行位流的解碼，但是它沒有規(guī)定解碼系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)或?qū)嵤┓绞健?br> 因此，本發(fā)明的一個目的是提出一種實際的用于解碼系統(tǒng)的實施機(jī)理，它能夠滿足MPEG的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用在這種系統(tǒng)中的自適應(yīng)位流分離裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于解碼系統(tǒng)中對輸入位流作自適應(yīng)分離的裝置，該解碼系統(tǒng)具有用于對位流解碼的解碼器以產(chǎn)生一活動圖象及其伴音，該輸入位流代表用于活動圖象的視頻數(shù)據(jù)位流及用于伴音的音頻數(shù)據(jù)位流，該裝置包括一個輸入FIFO(先進(jìn)先出)緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的輸入FIFO緩沖存儲器，用于暫時地存儲位流，每個輸入FIFO緩沖器產(chǎn)生包括分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號的存儲狀態(tài)信號；一種視頻FIFO緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的視頻FIFO緩沖存儲器，用于暫時地存儲視頻數(shù)據(jù)位流，每個視頻FIFO緩沖器產(chǎn)生包括分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號的存儲狀態(tài)信號；一個音頻FIFO緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的音頻FIFO緩沖存儲器，用于暫時地存儲音頻數(shù)據(jù)位流，每個音頻FIFO緩沖器產(chǎn)生包括分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號的存儲狀態(tài)信號；一個特征位狀態(tài)檢測裝置，用于接收來自輸入、視頻及音頻FIFO緩沖存儲模塊的滿或空特征位信號及檢測輸入FIFO緩沖器、視頻FIFO緩沖器和音頻FIFO緩沖器的滿或空狀態(tài)，以便產(chǎn)生指示輸入、視頻或音頻FIFO緩沖存儲模塊中呈現(xiàn)滿或空狀態(tài)的FIFO緩存器的數(shù)目的緩存器狀態(tài)檢測信號；及一個緩沖存儲模塊控制器，它響應(yīng)于緩存器狀態(tài)檢測信號，用以從呈現(xiàn)滿狀態(tài)的輸入FIFO緩存器中自適應(yīng)地取出輸入位流并分離該被取出的位流，以便產(chǎn)生視頻及音頻數(shù)據(jù)位流并將該視頻及音頻數(shù)據(jù)位流分別地提供給指示空狀態(tài)的視頻及音頻FIFO緩存器。
從以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的說明中，將使本發(fā)明的上述及其它目的和特征更加明了，附圖為

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的解碼系統(tǒng)的方框圖；圖2表示圖1中所示緩存器狀態(tài)檢測器的詳細(xì)邏輯電路圖；圖3表示圖1中特征位寄存器的二進(jìn)制碼的位分配圖；及圖4A、4B表示說明圖1中所示解碼系統(tǒng)所執(zhí)行的控制程序的流程圖。
參見圖1，它表示具有根據(jù)本發(fā)明的對代表圖象信號及伴音信號的被編碼數(shù)據(jù)位流進(jìn)行自適應(yīng)分離的裝置的解碼系統(tǒng)的方框圖。
被編碼位流從一個相應(yīng)的傳統(tǒng)編碼系統(tǒng)(未示出)提供給該解碼系統(tǒng)，尤其是給DSM(數(shù)字存儲介質(zhì))10。被編碼位流是由串行化的數(shù)據(jù)包組成的。數(shù)據(jù)包中包含一個或多個音頻和/或視頻信息流的復(fù)合編碼再表述及一個用于區(qū)別視頻和音頻信息數(shù)據(jù)包首標(biāo)流。位流是在一個數(shù)據(jù)包接一個數(shù)據(jù)包的基礎(chǔ)上按順序地存儲在DSM10中的。該DSM10接收位流并將其以固定速率提供給一個輸入FIFO(先進(jìn)先出)(以下稱為“FIFO-I”)緩沖存儲模塊20。
存儲在FIFO-I緩沖存儲模塊20中的位流根據(jù)其中的數(shù)據(jù)包首標(biāo)在緩沖存儲模塊控制器30的控制下被分離，并產(chǎn)生出一個視頻及一個音頻數(shù)據(jù)位流。被分離的視頻及音頻數(shù)據(jù)位流被分別傳送到一個視頻FIFO(以下稱為“FIFO-V”)緩沖存儲模塊60及一個音頻FIFO(以下稱為“FIFO-A”)緩沖存儲模塊80。然后，在FIFO-V及FIFO-A緩沖存儲模塊60及80中的視頻及音頻位流被傳送到一個視頻解碼器70及一個音頻解碼器90，用于對它們執(zhí)行傳統(tǒng)的解碼處理并分別產(chǎn)生出圖象信號及伴音信號。
FIF0-I緩沖存儲模塊20包括N個，例如3個串聯(lián)的FIFO-I緩沖存儲器22、24、26，用于依次地接收來自DSM10的輸出。每個FIFO-I緩沖存儲器22、24、26產(chǎn)生這樣的緩存器狀態(tài)信號，例如指示緩存器已滿的邏輯零(“0”)滿特征位信號“FF”。每個由FIFO-I緩存器22、24、26產(chǎn)生的緩存器狀態(tài)信號被提供給一個特征位狀態(tài)檢測單元100。
類似地，每個FIFO-V緩沖存儲模塊60及FIFO-A緩沖存儲模塊8O分別包括N個、例如3個串聯(lián)的FIFO-V緩沖存儲器62、64、66及FIFO-A緩沖存儲器82、84、86，用于分別依次接收來自FIFO-I20的視頻數(shù)據(jù)位流及音頻數(shù)據(jù)位流。每個FIFO-V及FIFO-A緩存器62、64、66；82、84、86產(chǎn)生一個緩存器狀態(tài)信號，例如是指示緩存器為空的邏輯一(“1”)的空特征位信號“EF”。每個由FIFO-V及FIFO-A緩沖存儲模塊60及80所產(chǎn)生的緩存器狀態(tài)信號被提供給特征位狀態(tài)檢測單元100。
根據(jù)本發(fā)明，在FIFO存儲模塊20、60及80中的緩存器的存儲容量設(shè)計為存儲相應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)位流的一個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)。
特征位狀態(tài)檢測單元100是由同樣三套基本相同的特征位狀態(tài)檢測器110，120及130組成的，用來分別檢測FIFO-I緩沖存儲模塊20，F(xiàn)IFO-V緩沖存儲模塊60及FIFO-A緩沖存儲模塊80的緩存器狀態(tài)；僅有一個、即特征位狀態(tài)檢測器110專門地被描述在圖2中。
如圖2中所示，該特征位狀態(tài)檢測器110具有一個邏輯電路，其具有用于檢測三個FIFO-I緩存器22、24、26的緩存器滿狀態(tài)的四個邏輯部件112、114、116及118，及一個4對2編碼器125。
第一邏輯部分112具有一個NAND(與非)門G1，用于從三個FIFO-I緩存器22、24、26接收FF信號。該第一邏輯部分112用于檢測三個FIFO-I緩存器22、24、26中無一個是處于滿狀態(tài)的條件。該條件被檢測出來時，NAND門G1在它的輸出端產(chǎn)生一個邏輯零(“0”)，并將它傳送到編碼器125的輸入端E1。
第二邏輯部分114具有一組OR(或)門G2，G3及G4，各用于從三個FIFO-I緩存器22、24、26分別接收其兩個輸出，及一個AND(與)門G5，用于接收來自O(shè)R(或)門G2，G3及G4的輸出。第二邏輯部分114用于檢測三個FIFO-I緩沖器22、24、26中僅有兩個處于滿狀態(tài)的條件。當(dāng)該條件被滿足時，該AND門G5將一個邏輯零發(fā)送給編碼器125的輸入端E3。
第三邏輯部分116具有一個OR門G7，用于從三個FIFO-I緩存器22、24、26接收其輸出，并用于檢測所有的三個FIFO-I緩存器22、24、26均處于滿狀態(tài)的條件。如果該條件被滿足時，該OR門G7將一個邏輯零提供到編碼器125的輸入端E4。
最后，第四個邏輯部分118具有一組三個(反相器)門IN1，IN2及IN3，用于分別從第一、第二及第三邏輯部分112、114及116中的NAND門G1，OR門G5及OR門G7接收所產(chǎn)生的輸出信號，及一個OR門G6，用于從每個INVERTER門IN1，IN2及IN3接收所產(chǎn)生的輸出信號。第四個邏輯部分118用于檢測三個FIFO-I緩沖器22、24、26中僅有一個處于滿狀態(tài)的條件。當(dāng)該條件被檢測出時，OR門G6便將一個邏輯零輸送給編碼器125的輸入端E2。
編碼器125，對來自邏輯電路的結(jié)果輸出信號作出響應(yīng)，產(chǎn)生一個二進(jìn)制碼C0及C1作為對四個輸入變量的輸出。也就是，編碼器125產(chǎn)生與四個邏輯部件112，114，116及118的輸出相對應(yīng)的二進(jìn)制碼00，01，10，11。邏輯電路及編碼器125之間的關(guān)系表示在下列的表1中。如表1中所示，列在表右側(cè)的數(shù)目表示在FIFO-I緩沖存儲模塊20中具有滿特征位狀態(tài)的FIFO-I緩沖存儲器的數(shù)目，在表左側(cè)列出的二進(jìn)制碼表示編碼器125的輸出。每個二進(jìn)制碼被提供到圖1所示的特征位寄存器50。
類似地，用于FIFO-V緩沖存儲模塊60及FIFO-A緩沖存儲模塊80的每個特征位狀態(tài)檢測器120及130具有與FIFO-I緩沖存儲模塊20相同的結(jié)構(gòu)，所不同的是對特征位狀態(tài)檢測器120及130的輸入是代表FIFO-V緩存器62，64，66及FIFO-A緩存器82，84，86的空狀態(tài)的EF信號，并且由特征位狀態(tài)檢測器120及130的第一至第四邏輯部件(未示出)所產(chǎn)生的輸出信號分別代表處于空狀態(tài)而非滿狀態(tài)的FIFO-V緩存器62，64，66及FIFO-A緩存器82，84，86的數(shù)目。由特征位狀態(tài)檢測器120及130產(chǎn)生的每個二進(jìn)制碼B1，B0也被提供給特征位寄存器50。
圖3表示一個示范的由特征位狀態(tài)檢測單元100提供給特征位寄存器50的二進(jìn)制碼A0，A1；B0，B1；及C0及C1的位地址分配圖。如圖中所示，由特征位狀態(tài)檢測器130，120，及110所產(chǎn)生的每個二進(jìn)制碼A0，A1；B0，B1；及C0，C1依次地被分配到從最右位的位置開始移位的最有效位(MSB)的位置上。乘余的最左位置上的兩位位置被稱為最小有效位(LSB)，代表“自由選取”條件。
再回到圖1，所示的緩沖存儲模塊控制器30包括一個微處理器36及一個存儲單元如一個ROM(只讀存儲器)32以及一個RAM(隨機(jī)存取存儲器)34。微處理器36設(shè)有一個輸入口(未示出)，用于校核被認(rèn)為是它的一個外部輸入裝置的特征位寄存器50上的二進(jìn)制位。微處理器36根據(jù)指示滿或空狀態(tài)的FIFO緩存器的數(shù)目控制FIFO-I緩沖存儲模塊20，F(xiàn)IFO-V緩沖存儲模塊60及FIFO-A緩沖存儲模塊80之間的傳送，對此將在以下討論。
ROM32存儲由微處理器36執(zhí)行的指令及數(shù)據(jù)，這將如圖4中所表示的那樣。RAM34被規(guī)定保留一個視頻序列及一個音頻序列用于對分離的視頻及音頻數(shù)據(jù)位流進(jìn)行暫時儲存及檢索，其中每個視頻及音頻序列具有兩個指針，分別指示序列的頂部及底部。
緩沖存儲模塊控制器30基于特征位寄存器的位狀態(tài)這樣地控制FIFO-I緩沖存儲模塊20，即，使得滿存于呈滿狀態(tài)的FIFO-I緩沖存儲模塊20中的FIFO-I緩沖器22，24或26內(nèi)的數(shù)據(jù)包從其中移走，以便自適應(yīng)地防止FIFO-I緩沖存儲模塊20的溢出。類似地，為了防止FIFO-V及FIFO-A緩沖存儲模塊60及80出現(xiàn)不足，緩沖存儲模塊控制器30分別將視頻及音頻位流提供給呈空狀態(tài)的FIFO-V及FIFO-A緩存器。這個緩沖存儲模塊控制器30可用通用的微計算機(jī)，例如由摩托羅拉公司(Motorola，inc.)制造及可購到的6800系列的微計算機(jī)來實現(xiàn)。對該緩沖存儲模塊控制器30的詳細(xì)操作現(xiàn)在將參照圖4來說明。
在圖4中，操作從框201開始，用于對來自特征位寄存器50的二進(jìn)制碼進(jìn)行校核或讀。
在框202中，首先，通過讀二進(jìn)制碼C0，C1來確定是否FIFO-I具有任何呈滿緩存器狀態(tài)的FIFO-I緩存器。如果二進(jìn)制碼C0，C1呈現(xiàn)任何不同于00的特定值，則存在指示滿狀態(tài)的FIFO-I緩存器22，24或26中的位流將從中被取出。
然后，在框203中，從被取出的位流中提出數(shù)據(jù)包的首標(biāo)，以使得被取出的位流根據(jù)數(shù)據(jù)包首標(biāo)被分離成視頻及音頻位流。
在框204中，如果確定出被分離出的位流是視頻數(shù)據(jù)流，則如框205中所示的，將該視頻數(shù)據(jù)流送入到RAM34中的視頻序列中，然后程序經(jīng)由標(biāo)記“A”進(jìn)入框212。
但是，在框206中，如果確定出被分離出的位流是音頻數(shù)據(jù)流，則如框207中所示的，將該音頻數(shù)據(jù)流送入到RAM34中的音頻序列中，然后程序經(jīng)由標(biāo)記“A”進(jìn)入框212。
然而，在框208中，如果被分離出的位流被證明是在其中嵌入的無意義的填充數(shù)據(jù)時，則如框209中所示的，將該填充數(shù)據(jù)放棄，然后程序經(jīng)由標(biāo)記“A”進(jìn)入框212。
在框210中，如果位流的數(shù)據(jù)包已經(jīng)結(jié)束，則如框211中所示的，傳送已經(jīng)完畢。但是，如果在數(shù)據(jù)包中還剩余數(shù)據(jù)時，則程序返回到框201，以便識別FIFO-I緩存器22、24及26的滿狀態(tài)。
在框212中，確定每個視頻及音頻序列中是否裝滿了它們的數(shù)據(jù)流。如果確定的結(jié)果是否定的，則程序經(jīng)由標(biāo)記“B”返回框203。但是如果確定的結(jié)果是肯定的，則程序前進(jìn)到框213。
在框213中，對每個特征位碼B0，B1及A0，A1進(jìn)行校核，以確定FIFO-V及FIFO-A緩沖存儲模塊60及80的存儲狀態(tài)。
作為確定結(jié)果，在框214中，如果確定，如由二進(jìn)制碼B0，B1檢測出的，F(xiàn)IFO-V60具有任何數(shù)目的空FIFO-V緩存器62，64及66，則如框215中所示的，將存儲在視頻序列中的視頻位流傳送到空的FIFO-V緩存器中。
在框216中，如果確定出，如由二進(jìn)制碼A0，A1檢測出的，F(xiàn)IFO-A緩沖存儲模塊80具有任何數(shù)目的空FIFO-A緩存器82，84及86，則如框217中所示的，將存儲在音頻序列中的音頻位流傳送到FIFO-A緩沖存儲模塊80中以便裝滿空的FIFO-A緩存器。但是，在框214及216中，如果確定出每個二進(jìn)制碼B0，B1及A0，A1代表緩存器的滿狀態(tài)，則程序返回到框201，以便重復(fù)上述的操作。
雖然在圖示的實施例中，F(xiàn)IFO-I，F(xiàn)IFO-V及FIFO-A緩沖存儲模塊各被選擇為具有三個緩沖存儲器，但是本發(fā)明并不局限于此。應(yīng)該理解到，對于緩沖存儲模塊的緩存器數(shù)目是根據(jù)包含在位流中的視頻及音頻數(shù)據(jù)量可改變的。
雖然對本發(fā)明是針優(yōu)選實施例進(jìn)行圖解及描述的，但顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神及范圍的情況下可做出許多的改型及變型。
表權(quán)利要求
1.一種用于解碼系統(tǒng)中對輸入位流作自適應(yīng)分離的裝置，該解碼系統(tǒng)具有用于對位流解碼的解碼器以產(chǎn)生一活動圖象及它的伴音，該輸入位流代表用于活動圖象的視頻數(shù)據(jù)位流及用于伴音的音頻數(shù)據(jù)位流，該裝置包括一個輸入FIFO緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的輸入FIFO緩沖存儲器，用于暫時地存儲位流，每個輸入FIFO緩存器產(chǎn)生分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號；一個視頻FIFO緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的視頻FIFO緩存器，用于暫時地存儲視頻數(shù)據(jù)位流，每個視頻FIFO緩存器產(chǎn)生分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號；一個音頻FIFO緩沖存儲模塊，它具有多個串聯(lián)的音頻FIFO緩存器，用于暫時地存儲音頻數(shù)據(jù)位流，每個音頻FIFO緩存器產(chǎn)生分別代表其滿或空狀態(tài)的滿或空特征位信號；一個特征位狀態(tài)檢測裝置，用于接收來自輸入、視頻及音頻FIFO緩沖存儲模塊的滿或空特征位信號及檢測輸入FIFO緩存器、視頻FIFO緩存器和音頻FIFO緩存器的滿或空狀態(tài)，以便產(chǎn)生指示輸入、視頻及音頻FIFO緩沖存儲模塊中處于滿或空狀態(tài)的FIFO緩存器的數(shù)目的緩存器狀態(tài)信號；及一個控制裝置，它響應(yīng)于該緩存器狀態(tài)信號，用以從呈現(xiàn)滿狀態(tài)的輸入FIFO緩存器中自適應(yīng)地取出輸入位流并分離該被取出的位流，以便產(chǎn)生視頻及音頻數(shù)據(jù)位流并將該視頻及音頻數(shù)據(jù)位流分別地提供給指示空狀態(tài)的視頻及音頻FIFO緩存器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中特征位狀態(tài)檢測裝置包括三個相同的特征狀態(tài)檢測器的組，它們分別用于輸入FIFO緩沖存儲模塊、視頻FIFO緩沖存儲模塊及音頻FIFO緩沖存儲模塊，每個特征位狀態(tài)檢測器具有第一邏輯部分，用于檢測沒有一個FIFO緩存器處于滿或空狀態(tài)的條件；第二邏輯部分，用于檢測至少一個FIFO緩存器處于滿或空狀態(tài)的條件；第三邏輯部分，用于檢測所有的FIFO緩存器均處于滿或空狀態(tài)的條件；及一個編碼器，對來自第一、第二及第三邏輯部分所產(chǎn)生的輸出作出響應(yīng)，用于產(chǎn)生緩存器狀態(tài)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中控制裝置還包括存儲裝置，用于在將視頻及音頻數(shù)據(jù)位流分別供給到呈現(xiàn)空狀態(tài)的視頻及音頻FIFO緩存器前，分別存儲該被控制裝置分離的視頻及音頻數(shù)據(jù)位流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中控制裝置包括一個微計算機(jī)。
全文摘要
一種用于解碼系統(tǒng)中自適應(yīng)地分離輸入位流的裝置，包括具有多個緩存器的緩沖存儲模塊，用于暫時存儲位流；一個特征位狀態(tài)檢測器，用于檢測呈滿狀態(tài)或空狀態(tài)的緩存器的數(shù)目；及一個緩沖器存儲模塊控制器，用于基于來自特征位狀態(tài)檢測器的信息來自適應(yīng)地控制緩存器的溢出或不足。
文檔編號G06F5/14GK1115547SQ9510125
公開日1996年1月24日 申請日期1995年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
發(fā)明者金根煥 申請人:大宇電子株式會社