專利名稱：使用硬件配置數(shù)據(jù)解碼從數(shù)據(jù)源接收到的數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于解碼從如存儲介質(zhì)等數(shù)據(jù)源讀取出的數(shù)據(jù)的方法，其中使用了可重新配置的硬件。
背景技術(shù)：
可以將專用于特定用戶的硬件體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)為可重新配置設(shè)備，或者實現(xiàn)為不可重新配置設(shè)備，如特定用途集成電路(ASIC)等。通常將可重新配置設(shè)備定義為在生產(chǎn)之后定義其計算體系結(jié)構(gòu)的設(shè)備，并且通常可以重新定義。示例包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，在硬件(HW)方面提供給完全的靈活性。但是，已經(jīng)研發(fā)或正在研發(fā)與典型的FPGA不同但滿足普通定義的多種可重新配置體系結(jié)構(gòu)。雖然不如ASIC有效，但可重新配置體系結(jié)構(gòu)允許實現(xiàn)任意的邏輯功能。
此外，通用硬件也可以具有適用于可編程參數(shù)的功能，例如，可以實現(xiàn)其系數(shù)是可編程的數(shù)字濾波器，或者可以在通用微處理器或數(shù)字信號處理器體系結(jié)構(gòu)上執(zhí)行軟件(SW)或者經(jīng)過翻譯或匯編的編程語言或匯編碼。
但是，最近提出的視頻編碼方案表明目前的通用體系結(jié)構(gòu)和數(shù)字信號處理器(DSP)并未提供實時解碼所需的性能，尤其在考慮到高清晰度視頻時。此外，目前的通用體系結(jié)構(gòu)和數(shù)字信號處理器(DSP)是昂貴且耗電的。
此外，已知的是，使用如數(shù)字錄像機(DVR)中的數(shù)字通用盤(DVD)或硬盤將視聽(AV)數(shù)據(jù)存儲在存儲介質(zhì)上依賴于所采用的編碼方案的標準，例如MPEG-2或MPEG-4等。因此，如盤播放器等終端用戶設(shè)備采用通常實現(xiàn)為ASIC中的硬件的專用解碼器。所述解碼器能夠解碼與各自的標準格式相兼容的數(shù)據(jù)流，而且通常不或很少提供對解碼的改變。因此，這種存儲介質(zhì)和解碼設(shè)備極其依賴于可以提供所需效率的適當編碼方案的標準化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，提供更為靈活的設(shè)備用于解碼AV數(shù)據(jù)，從而允許使用任意編碼方案。
按照本發(fā)明，提供AV內(nèi)容的數(shù)據(jù)源也可以提供表示適用于解碼所述AV內(nèi)容的實際解碼器的HW和SW配置數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)源可以是存儲介質(zhì)，如光盤或廣播接收器等。例如，可以作為AV內(nèi)容的前同步碼，讀取出所述解碼器配置數(shù)據(jù)，并且可以在執(zhí)行時，或者在執(zhí)行時間之前不久將其下載到播放器的HW。因此，播放器也可以包括用于存儲這些數(shù)據(jù)以便稍后使用的裝置，例如閃速存儲器等。此外，也可以對配置數(shù)據(jù)進行編碼，并可能在使用之前需要標準解碼。
執(zhí)行解碼器功能的目標硬件是可重新配置(reconfigurable)體系結(jié)構(gòu)。典型地，可下載的解碼器由軟件和硬件定義數(shù)據(jù)的組合構(gòu)成?？梢詫獯a器配置數(shù)據(jù)的格式進行標準化，以便實現(xiàn)介質(zhì)和播放器制造商之間的合作。
有利地，利用本發(fā)明的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)專有的解碼器，并使用專有的編碼方案來編碼AV數(shù)據(jù)。這些專有的編碼方案具有多種優(yōu)點，例如，通過適應(yīng)于AV內(nèi)容而高效，通過有條件訪問，對編碼方法的專業(yè)保護或內(nèi)容保護。這種專有已編碼AV數(shù)據(jù)的再現(xiàn)需要適當?shù)挠布?，適用于在實時條件下執(zhí)行已下載的解碼器。
與通用體系結(jié)構(gòu)相比，可重新配置體系結(jié)構(gòu)可以提供更為靈活的分層用于規(guī)定可下載的解碼器。目前正在研發(fā)的某些可重新配置體系結(jié)構(gòu)將適當?shù)靥峁┧璧男阅芎统杀拘省?br> 在從屬權(quán)利要求、后面的描述和附圖中將公開本發(fā)明的有利實施例。


參照附圖，公開了本發(fā)明的典型實施例，其中
圖1是存儲在光盤上的AV數(shù)據(jù)的再現(xiàn)設(shè)備，具有可以從相同的光盤接收其配置數(shù)據(jù)的可重新配置計算單元。
具體實施例方式
可重新配置體系結(jié)構(gòu)允許實現(xiàn)任意的邏輯功能，覆蓋了成本、復(fù)雜度和性能的廣泛范圍。因此，本發(fā)明是基于以下思想的這些可重新配置體系結(jié)構(gòu)能夠以比高性能的通用處理器或高性能的DSP便宜的合理成本水平提供根據(jù)最近或?qū)淼亩嗝襟w解碼方案的解碼器所要求的處理能力。用于多媒體解碼的可重新配置體系結(jié)構(gòu)將包括可編程HW，但也可能包括專用HW和SW可編程單元，如簡化指令集計算機(RISC)或其他處理器，如數(shù)組處理器等。因此，在可重新配置體系結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)多媒體解碼器可以需要兩種數(shù)據(jù)流針對可重新配置HW的配置數(shù)據(jù)流；和SW程序。但是，也可能減少到只是HW配置流或只是SW程序。如果解碼平臺還允許運行時的動態(tài)重構(gòu)，進一步提高效率是可能的。
圖1示出了這種多媒體解碼器的示例。將AV數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)按照如分組等不同的文件或其他存儲單元存儲在如DVD等光盤1上。由拾取器2讀取數(shù)據(jù)，并按照其數(shù)據(jù)類型進行分類3，例如，可以通過文件名、分組頭或數(shù)據(jù)格式來檢測所述數(shù)據(jù)類型。讀取出的數(shù)據(jù)類型包括AC顯示數(shù)據(jù)4、硬件配置數(shù)據(jù)5和軟件配置數(shù)據(jù)6。使用硬件配置數(shù)據(jù)5來配置解碼器芯片7中的可重新配置計算單元8。軟件配置數(shù)據(jù)6可以包括用于對可重新配置計算單元8或如RISC處理器等嵌入式處理器9進行編程的參數(shù)。例如，可以將嵌入式處理器9用于標準任務(wù)，而將可重新配置計算單元8用于實現(xiàn)執(zhí)行特定解碼方案的解碼器，以便對已編碼AV數(shù)據(jù)流4進行解碼?？梢詫⒁呀獯a的AV數(shù)據(jù)10用于進一步處理，例如，可以發(fā)送給顯示單元、渲染設(shè)備等。包含了靈活解碼器HW8的芯片7的高級應(yīng)用也可以執(zhí)行與AV數(shù)據(jù)4的進一步處理相關(guān)的渲染或其他任務(wù)。
按照本發(fā)明，將硬件配置數(shù)據(jù)5和軟件程序6這兩個數(shù)據(jù)流與AV內(nèi)容數(shù)據(jù)4一起存儲在存儲設(shè)備1中。如果兩個數(shù)據(jù)流都具有標準化的格式，則可以按照允許在所提供的可重新配置硬件和嵌入式處理器上實時地實現(xiàn)相應(yīng)解碼器的任意格式對AV內(nèi)容進行編碼。同樣可以對由可重新配置設(shè)備提供的最少資源進行標準化。
有利地，所提出的用于下載針對解碼器的HW/SW配置數(shù)據(jù)的方法并不局限于存儲介質(zhì)。無論何時將硬件解碼器用于解碼所接收到的數(shù)據(jù)，都可以應(yīng)用總的思想，例如，也針對廣播或衛(wèi)星傳輸。在這種情況下，可以按照特定的間隔或在發(fā)射AV數(shù)據(jù)之前，傳送HW和SW配置數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，將針對可下載AV解碼器的配置數(shù)據(jù)存儲為以相應(yīng)編碼器進行編碼的內(nèi)容的前同步碼。當播放器讀取內(nèi)容時，其可以檢測配置數(shù)據(jù)，使用該配置數(shù)據(jù)配置解碼器的硬件和軟件，并開始對AV數(shù)據(jù)進行解碼。解碼器配置所需的時間可能不會超過幾秒鐘，并可以用于其他目的，例如，可以顯示菜單，而不需要解碼器。典型地，配置數(shù)據(jù)5、6的數(shù)量遠遠小于AV數(shù)據(jù)4的數(shù)量。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，可以改變用于標準化解碼器的特定分層。這允許采用專有的編碼技術(shù)。與只是軟件可編程體系結(jié)構(gòu)相反，可重新配置硬件可以提供更好的效率、更高的靈活性、更低的成本、減少功率消耗等。
在本發(fā)明的一個實施例中，可以將提供解碼器配置數(shù)據(jù)的所述方法用于表示附加服務(wù)的可選特征，從而增強標準解碼器或定義附加解碼器。例如，存儲介質(zhì)可以包括傳統(tǒng)的已編碼標準AV數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)，所述附加數(shù)據(jù)包括以專有編碼器進行編碼的顯示數(shù)據(jù)和針對相應(yīng)的專有解碼器的配置數(shù)據(jù)。因此，只有包含HW可配置解碼器的播放器才能訪問附加數(shù)據(jù)，并從而訪問附加服務(wù)。
在本發(fā)明的另一實施例中，可以在顯示AV數(shù)據(jù)期間，重新配置硬件解碼器，這可以通過在顯示期間，從存儲介質(zhì)讀入比實際需要更多的AV數(shù)據(jù)，對其進行解碼，并緩沖已解碼數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。在顯示已解碼緩沖數(shù)據(jù)的同時，有時間讀取解碼器重構(gòu)數(shù)據(jù)并重構(gòu)解碼器HW或SW。然后，可以讀取和解碼需要已重構(gòu)解碼器的其他AV數(shù)據(jù)，并對其進行緩沖。如果先前已經(jīng)緩沖了足夠的已解碼數(shù)據(jù)，則可以無縫地進行顯示。從而，能夠在任何時間更新解碼器，或改變已編碼數(shù)據(jù)流中的編碼方案，例如，針對優(yōu)化數(shù)據(jù)壓縮的自適應(yīng)編碼。另一種可能是，SW解碼器可以利用較低的性能進行解碼，同時對HW解碼器進行重構(gòu)。
可以將本發(fā)明的方法用于解碼或處理存儲在存儲介質(zhì)上的任何種類的數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，當必須利用這些數(shù)據(jù)執(zhí)行擴展運算時，利用可移動存儲介質(zhì)，因此，HW實現(xiàn)的解碼器優(yōu)于純軟件解碼器。此外，本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于解碼或處理從任意數(shù)據(jù)源接收到的數(shù)據(jù)，例如，廣播等。在這種情況下，廣播發(fā)射器也可以發(fā)送針對解碼器的HW配置數(shù)據(jù)。這可以允許解碼器更好地適應(yīng)內(nèi)容，或者對內(nèi)容的專有加密，尤其用于實現(xiàn)付費電視。最后，可以從因特網(wǎng)域下載AV數(shù)據(jù)和相關(guān)解碼器配置數(shù)據(jù)?？梢允褂帽景l(fā)明的解碼器，從而將解碼AV顯示數(shù)據(jù)所需的已解碼AV顯示數(shù)據(jù)和HW/SW配置數(shù)據(jù)存儲在相同的因特網(wǎng)域上，并可以對其進行下載。這可以用于實現(xiàn)專有的編碼方案，例如，針對優(yōu)化AV數(shù)據(jù)壓縮。
典型的應(yīng)用是適用于解碼從廣播發(fā)射器通過陸地或通過電纜或衛(wèi)星接收到的、針對電視機之類的顯示的AV數(shù)據(jù)的機頂盒。其中，這種機頂盒可以包括可重新配置設(shè)備和SW可編程設(shè)備，例如，嵌入式RISC處理器和DSP。為了采用可下載解碼器，廣播臺傳送如三種不同的數(shù)據(jù)流，即針對HW配置的數(shù)據(jù)流、作為可執(zhí)行SW程序的另一數(shù)據(jù)流以及內(nèi)容數(shù)據(jù)本身。如果只利用可重新配置HW或軟件實現(xiàn)解碼器，可以省略相應(yīng)的未使用配置數(shù)據(jù)流?？傊?，使用純HW解碼器通常是無效的，而使用純SW解碼器通常不能提供足夠的性能。普通的廣播方案允許發(fā)送任意的附加數(shù)據(jù)流，而不會干擾嚴格的實時內(nèi)容數(shù)據(jù)流，例如，通過時分復(fù)用。這樣可以用于發(fā)送按照本發(fā)明的配置數(shù)據(jù)。通常在AV數(shù)據(jù)流之前發(fā)送配置數(shù)據(jù)流。此發(fā)送可以緊接在每個內(nèi)容發(fā)送之前，或者按照有規(guī)律的時間間隔周期性地發(fā)送，例如，每小時一次或每天一次。
例如，機頂盒可以通過與每個數(shù)據(jù)流聯(lián)合發(fā)送的各個頭數(shù)據(jù)的標識來識別每個數(shù)據(jù)流。將HW配置數(shù)據(jù)流用于配置機頂盒內(nèi)的可重新配置設(shè)備。然后，使用SW程序?qū)梢栽诎芍匦屡渲肏W的集成電路(IC)芯片上實現(xiàn)或作為分離設(shè)備實現(xiàn)一個或多個處理器進行編程。與SW結(jié)合的已配置HW定義了具有實時能力的AV解碼器，在其配置之后能夠在實時的約束下解碼相應(yīng)的內(nèi)容數(shù)據(jù)。如上所述，這種解碼器可以實現(xiàn)專有編碼方案的優(yōu)點。HW配置數(shù)據(jù)和/或SW數(shù)據(jù)流的格式適合于進行標準化。
例如，典型的目標應(yīng)用為音頻和/或視頻數(shù)據(jù)，優(yōu)選地娛樂或信息數(shù)據(jù)，存儲在光盤上，并且可以利用專用的硬件進行解碼，例如，由于內(nèi)容保護或高計算強度。
權(quán)利要求
1.一種使用第二數(shù)據(jù)解碼第一數(shù)據(jù)的方法，從可移動存儲介質(zhì)讀取所述第一數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)包含針對所述第一數(shù)據(jù)的解碼信息，其特征在于-從相同的可移動存儲介質(zhì)讀取所述第二數(shù)據(jù)；以及-包含在所述第二數(shù)據(jù)中的解碼信息包括適合于配置集成電路芯片(7)中的可重新配置邏輯(8)的硬件配置數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一數(shù)據(jù)是音頻或視頻數(shù)據(jù)。
3.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述第二數(shù)據(jù)還包括軟件配置數(shù)據(jù)。
4.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于包含在所述第二數(shù)據(jù)中的所述解碼信息改進了對所述第一數(shù)據(jù)的解碼。
5.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于所述第一數(shù)據(jù)包括傳統(tǒng)的已編碼數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)，而且所述第二數(shù)據(jù)包括針對所述附加數(shù)據(jù)的解碼信息。
6.一種使用第二數(shù)據(jù)解碼并顯示第一數(shù)據(jù)的方法，所述第一數(shù)據(jù)從可移動存儲介質(zhì)讀取且包括第一和第二部分，所述第二數(shù)據(jù)包含作為所述第一數(shù)據(jù)的解碼信息的硬件配置數(shù)據(jù)且包括第一和第二部分，所述方法包括以下步驟-從所述介質(zhì)中檢索所述第二數(shù)據(jù)的第一部分；-利用所述第二數(shù)據(jù)的第一部分配置集成電路芯片(7)中的可重新配置邏輯(8)；-從所述介質(zhì)中檢索所述第一數(shù)據(jù)的第一部分；-使用所述可重新配置邏輯(8)解碼所述第一數(shù)據(jù)的第一部分，緩沖并顯示所述第一數(shù)據(jù)的已解碼第一部分；-從所述介質(zhì)中檢索所述第二數(shù)據(jù)的第二部分；-利用所述第二數(shù)據(jù)的第二部分配置所述可重新配置邏輯(8)；-從所述介質(zhì)中檢索所述第一數(shù)據(jù)的第二部分；-在緩沖和/或顯示所述第一數(shù)據(jù)的已解碼第一部分的同時，使用所述可重新配置邏輯(8)解碼所述第一數(shù)據(jù)的第二部分，并緩沖所述第一數(shù)據(jù)的已解碼第二部分。
7.一種用于解碼第一數(shù)據(jù)的解碼器，從可移動存儲介質(zhì)讀取所述第一數(shù)據(jù)，所述解碼器包括至少一個集成電路芯片(7)，其特征在于-所述集成電路芯片(7)包括可重新配置邏輯(8)；-由第二數(shù)據(jù)指定所述解碼器，所述第二數(shù)據(jù)包括針對所述可重新配置邏輯(8)的配置數(shù)據(jù)；以及-從相同的可移動存儲介質(zhì)讀取所述第一和所述第二數(shù)據(jù)。
8.按照權(quán)利要求7所述的解碼器，其特征在于所述可移動存儲介質(zhì)是光盤。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的解碼器，其特征在于所述第一數(shù)據(jù)包括音頻或視頻數(shù)據(jù)。
10.按照權(quán)利要求7～9之一所述的解碼器，其特征在于所述第一數(shù)據(jù)包含傳統(tǒng)的已編碼數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)，而且所述第二數(shù)據(jù)包括針對所述附加數(shù)據(jù)的解碼信息。
11.一種存儲第一和第二數(shù)據(jù)的可移動存儲介質(zhì)，所述第一數(shù)據(jù)是已編碼音頻和/或視頻數(shù)據(jù)，其特征在于-所述第二數(shù)據(jù)包含針對所述第一數(shù)據(jù)的解碼信息；以及-所述第二數(shù)據(jù)包括適用于配置集成電路芯片(7)中的可重新配置邏輯(8)的硬件配置數(shù)據(jù)。
全文摘要
目前，在存儲介質(zhì)上存儲視聽(AV)數(shù)據(jù)采用了標準化的編碼方案，如MPEG－2等。如盤播放器等針對AV顯示的終端用戶設(shè)備包含以硬件實現(xiàn)的專用解碼器，所述解碼器能夠解碼與相應(yīng)標準兼容的數(shù)據(jù)流。此解碼方法的效率依賴于適當編碼方案的標準化。通過適應(yīng)于內(nèi)容，專有編碼方案可以更為有效，或者可以針對內(nèi)容包含或可選特征而使用專有編碼方案。使用可重新配置解碼器硬件，將針對實際解碼器的配置數(shù)據(jù)存儲在與AV數(shù)據(jù)相同的存儲介質(zhì)上，并下載該數(shù)據(jù)配置播放器可以用來實現(xiàn)專有編碼方案。這種方案需要適當?shù)牟シ牌饔布m合于在實時條件下執(zhí)行已下載解碼器，以及需要存儲解碼器配置數(shù)據(jù)的標準化格式。
文檔編號G11B20/10GK1551211SQ20041003536
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月22日
發(fā)明者延斯·維滕堡, 延斯 維滕堡, 海因策-維爾納·克森, -維爾納 克森, 許策, 赫伯特·許策 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司