專利名稱：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流(bitstreams)管理系統(tǒng)，特別涉及符合數(shù)字錄像規(guī)格(digital video specification，DV)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知影像的編碼器，是基于一預(yù)定的編碼格式，如動(dòng)態(tài)影像壓縮(MovingPictures Experts Groups，MPEG)、靜態(tài)影像壓縮(Joint PhotographicExperts Groups，JPEG)、或在1993年由Sony、Matsushita、Philips、Thomson等廠商主導(dǎo)推廣的數(shù)字錄像(DV)規(guī)格，將一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)由轉(zhuǎn)換(transform)、量化(quantization)及可變長(zhǎng)度編碼(Variable Length Coding，VLC)等步驟，編碼成為多個(gè)位流，再將該多個(gè)位流依其用途，進(jìn)行后續(xù)處理。
當(dāng)該編碼器應(yīng)用于一DV裝置中時(shí)，依據(jù)DV規(guī)格所編碼產(chǎn)生的該多個(gè)位流，需經(jīng)一位分配(bits assignment)裝置，將該每一位流分配至一相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊(sub-block)中，最后形成一區(qū)段(segment)。該DV規(guī)格同時(shí)定義該區(qū)段包含5個(gè)宏區(qū)塊(macroblock)，每一宏區(qū)塊包含四個(gè)亮度子區(qū)塊(luma sub-blocks)以及兩個(gè)色度子區(qū)塊(chroma sub-blocks)，該每一亮度子區(qū)塊包含112個(gè)位，該每一色度子區(qū)塊包含80個(gè)位。
該位分配裝置的分配步驟部份如下所示(1)判斷該多個(gè)位流中一被分配的位流的位數(shù)目是否超過所欲分配的該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊的位數(shù)目；(2)若是，將該被分配的位流的一超過部份截?cái)?，再將截?cái)嗪蟮脑摫环峙涞奈涣鞣峙渲猎撓鄬?duì)應(yīng)子區(qū)塊中，之后將該超過部份暫存至一過剩位緩沖器(extra bits buffer)；若否，則將該被分配的位流直接分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊中；(3)重復(fù)執(zhí)行步驟(1)與(2)，直到該多個(gè)位流均被分配至相對(duì)應(yīng)的子區(qū)塊；
(4)將該超過部份從該過剩位緩沖器中讀出，并分配至其它仍具有剩余空間的子區(qū)塊中。
在已知技術(shù)中，為了經(jīng)濟(jì)及實(shí)用上的考慮，一般該過剩位緩沖器約只有2至8K字節(jié)(byte)的存儲(chǔ)容量，因此若有一筆位流的該超過部份的位數(shù)目太大，將會(huì)占滿該過剩位緩沖器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它筆位流的該超過部份無法存入，而被舍棄。藉此，若其它筆位流的該超過部份包含有重要訊息，將會(huì)一并喪失，導(dǎo)致后續(xù)將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)還原時(shí)，失真的情況加重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)，以解決已知技術(shù)所出現(xiàn)的問題。
本發(fā)明的位流管理系統(tǒng)是在已知該編碼器基于一預(yù)定的編碼格式，將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)由轉(zhuǎn)換、量化及可變長(zhǎng)度編碼等步驟，編碼成為該多個(gè)位流后，藉由一預(yù)定的位預(yù)算政策(bit budget policy)，對(duì)該多個(gè)位流進(jìn)行修正，用以減少已知具有位數(shù)目太大的該超過部份的位數(shù)目，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流，此作法可避免已知若有一筆的該超過部份的位數(shù)目太大，會(huì)占滿該過剩位緩沖器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它筆的該超過部份無法存入的情形發(fā)生。
本發(fā)明是一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)，包含一編碼器、一位流截?cái)嗥?bits stream truncator)及一緩沖器(buffer)。該編碼器是將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成為多個(gè)位流。該位流截?cái)嗥骰谠擃A(yù)定的位預(yù)算政策，將該多個(gè)位流中每一個(gè)位流進(jìn)行截?cái)?truncate)或不截?cái)?，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的該多個(gè)修正位流。該緩沖器用以儲(chǔ)存該多個(gè)修正位流。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。


圖1是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)的示意圖；圖2是第一具體實(shí)施例的預(yù)定的位預(yù)算政策的運(yùn)算流程圖；圖3是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)的示意圖；和圖4是第二具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)的流程圖。
附圖標(biāo)號(hào)說明10位流管理系統(tǒng) 12數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)14修正位流 16編碼器18位流截?cái)嗥? 20緩沖器22位流 24位流管理系統(tǒng)26位流 28分配模塊30過剩位緩沖器 32修正位流34過剩位值 36區(qū)段具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的位流(bit streams)管理系統(tǒng)10的示意圖。第一具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)10包含一編碼器16、一位流截?cái)嗥?bits stream truncator)18及一緩沖器(buffer)20。
編碼器16先將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)12轉(zhuǎn)換(transform)為一頻域(frequencydomain)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(圖未顯示)，再將該頻域的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)量化(quantization)為一修正數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(圖未顯示)，之后基于一預(yù)定的編碼格式(encoding format)，例如動(dòng)態(tài)影像壓縮(Moving Pictures ExpertsGroups，MPEG)、靜態(tài)影像壓縮(Joint Photographic Experts Groups，JPEG)或數(shù)字錄像(Digital Video，DV)，將該修正數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成為多個(gè)位流22。
位流截?cái)嗥?8基于一預(yù)定的位預(yù)算政策(bit budget policy)，將多個(gè)位流22中的每一個(gè)位流22進(jìn)行截?cái)?truncate)或不截?cái)?，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流14，再將多個(gè)修正位流14儲(chǔ)存在緩沖器20中。其中該位預(yù)算政策是依據(jù)緩沖器20所提供的一預(yù)算容量(圖未顯示)計(jì)算每一修正位流14的一位長(zhǎng)度(圖未顯示)。
位流截?cái)嗥?8根據(jù)該預(yù)定的位預(yù)算政策(bit budget policy)來依序檢查每一位流22，若一目前受檢的位流22不合于該位預(yù)算政策時(shí)，即依據(jù)該預(yù)算容量截?cái)?truncate)目前受檢的位流22，并加上一結(jié)尾標(biāo)記(endmark)，形成一相對(duì)應(yīng)的修正位流14；若目前受檢的位流22合于該位預(yù)算政策時(shí)，即不截?cái)嗄壳笆軝z的位流22，并將其輸出為相對(duì)應(yīng)的修正位流14。
請(qǐng)參閱圖2，圖2是第一具體實(shí)施例的該預(yù)定的位預(yù)算政策的運(yùn)算流程圖。多個(gè)位流22共計(jì)M筆，并以第K筆位流22表示相對(duì)應(yīng)的一筆位流22，其中K＝0～M-1，第K筆位流22包含NK筆數(shù)據(jù)樣本(sample)，并以第L筆數(shù)據(jù)樣本表示相對(duì)應(yīng)的一筆數(shù)據(jù)樣本，其中L＝0～NK-1，位流截?cái)嗥?8依序處理每一位流22及每一位流22中的該每一數(shù)據(jù)樣本，步驟如下步驟S135計(jì)算第0筆位流22相對(duì)應(yīng)的緩沖器20中的一第0筆剩余容量，計(jì)算公式如下E0＝Capacity-M*QuotaE0該第0筆剩余容量；Capacity緩沖器20的總?cè)萘?；Quota一保證位長(zhǎng)度，該保證位長(zhǎng)度為緩沖器20預(yù)先保留給每一位流22的固定容量。
步驟S140計(jì)算一第K筆預(yù)算容量，其中K＝0～M-1，計(jì)算公式如下BK＝Quota+EKBK該第K筆預(yù)算容量；EK一第K筆剩余容量。
步驟S142判斷K是否小于M，若是，則進(jìn)行步驟S145；若否，則進(jìn)行步驟S200。
步驟S145將一第0筆暫時(shí)修正位流長(zhǎng)度(BK0)設(shè)為0。
步驟S150輸入第K筆位流22的一第L筆數(shù)據(jù)樣本，其中L＝0～NK-1。
步驟S152判斷L是否小于NK，若是，則進(jìn)行步驟S155；若否，則進(jìn)行步驟S185。
步驟S155計(jì)算一第L筆暫時(shí)位長(zhǎng)度，計(jì)算公式如下TBL＝BKL+TEL+EOBTBL該第L筆暫時(shí)位長(zhǎng)度；BKL該第L筆暫時(shí)修正位流長(zhǎng)度；TEL該第L筆數(shù)據(jù)樣本；EOB該結(jié)尾標(biāo)記。
步驟S160判斷TBL是否大于相對(duì)應(yīng)的BK，若是，則進(jìn)行步驟S165，若否，則進(jìn)行步驟S170。
步驟S165計(jì)算一第K筆修正位流的該位長(zhǎng)度，計(jì)算公式如下FBK＝BKL+EOBFBK該第K筆修正位流的該位長(zhǎng)度。進(jìn)行步驟S185。
步驟S170計(jì)算一第L+1筆暫時(shí)修正位流長(zhǎng)度，計(jì)算公式如下BKL+1＝BKL+TELBKL+1該第L+1筆暫時(shí)修正位流長(zhǎng)度。
步驟S172重復(fù)步驟S150，進(jìn)行第L+1筆數(shù)據(jù)樣本的運(yùn)算。
步驟S185輸入第K+1筆位流。
步驟S190計(jì)算第K+1筆剩余容量，計(jì)算公式如下EK+1＝BK-FBK步驟S195重復(fù)步驟S140，以計(jì)算第K+1筆預(yù)算容量。
步驟S200運(yùn)算結(jié)束。
請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)24的示意圖。在第二具體實(shí)施例中，位流管理系統(tǒng)24應(yīng)用于DV中，多個(gè)位流26符合一數(shù)字錄像規(guī)格(digital video specification)。位流管理系統(tǒng)24除圖1所包含的編碼器16、位流截?cái)嗥?8及緩沖器20外，進(jìn)一步包含一分配模塊28，分配模塊28包含一過剩位緩沖器(extra bits buffer)30。
分配模塊28用以將儲(chǔ)存于緩沖器20的每一修正位流32分別分配至一相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊(sub-blocks)(圖未顯示)，該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊包含一區(qū)塊長(zhǎng)度。若一目前受分配的修正位流32的該位長(zhǎng)度超過該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊的區(qū)塊長(zhǎng)度時(shí)，則截?cái)喑^的一過剩位值34，將該過剩位值儲(chǔ)存至過剩位緩沖器30中，并將截?cái)嗪蟮男拚涣?2加上相對(duì)應(yīng)的結(jié)尾標(biāo)記，分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊中；若該目前受分配的修正位流的位長(zhǎng)度不超過該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊的區(qū)塊長(zhǎng)度時(shí)，則直接分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊中。
分配模塊28在分配每一修正位流32后，并從過剩位緩沖器30中讀出每一過剩位值34，將每一過剩位值34分配至仍具有剩余空間的子區(qū)塊中。最后將多個(gè)修正位流32的所相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子區(qū)塊形成一區(qū)段(segment)36。區(qū)段36包含5個(gè)宏區(qū)塊(macroblock)，每一宏區(qū)塊包含四個(gè)亮度子區(qū)塊(luma sub-blocks)以及兩個(gè)色度子區(qū)塊(chroma sub-blocks)，該每一亮度子區(qū)塊包含112個(gè)位，該每一色度子區(qū)塊包含80個(gè)位。
在本發(fā)明圖2中的M筆多個(gè)位流22，M可以是6，即每次進(jìn)行截?cái)喑绦蚩梢允且粋€(gè)宏區(qū)塊內(nèi)的六個(gè)子區(qū)塊為循環(huán)，M亦可以是30，即每次進(jìn)行截?cái)喑绦蚴且砸粋€(gè)區(qū)段內(nèi)的30個(gè)子區(qū)塊為循環(huán)。
請(qǐng)參閱圖4，圖4是第二具體實(shí)施例的位流管理系統(tǒng)24的流程圖。綜合以上所述，第二具體實(shí)施例的流程步驟如下步驟S210將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)12編碼成為多個(gè)位流26。
步驟S215基于該預(yù)定的位預(yù)算政策，將多個(gè)位流26中每一個(gè)位流26進(jìn)行截?cái)?truncate)或不截?cái)?，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流32。
步驟S220儲(chǔ)存多個(gè)修正位流32。
步驟S225判斷目前受分配的修正位流32是否具有過剩位值34，若是，則進(jìn)行步驟230，若否，則進(jìn)行步驟240。
步驟S230從目前受分配的修正位流32中截?cái)噙^剩位值34，并將截?cái)嗪蟮男拚涣?2加上相對(duì)應(yīng)的結(jié)尾標(biāo)記，分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊中。
步驟S235儲(chǔ)存過剩位值34，進(jìn)行步驟245。
步驟S240將目前受分配的修正位流32直接分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊。
步驟S245將每一過剩位值34分配至仍具有剩余空間的子區(qū)塊中。
步驟S240多個(gè)修正位流32的所相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子區(qū)塊形成區(qū)段36。
在已知技術(shù)中，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)由該編碼器編碼成為該多個(gè)位流后，該位分配裝置直接進(jìn)行該多個(gè)位流的分配操作，亦即將該每一位流分配至該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊中，最后形成該區(qū)段。因此若該多個(gè)位流中有一筆位流的該超過部份的位數(shù)目太大，將會(huì)占滿該過剩位緩沖器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它筆的該超過部份無法存入，而被舍棄，導(dǎo)致后續(xù)將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)還原時(shí)，失真的情況加重。本發(fā)明的位流管理系統(tǒng)10、24是在分配模塊28進(jìn)行分配操作前，先以該預(yù)定的位預(yù)算政策對(duì)多個(gè)位流22、26進(jìn)行修正的操作，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流14、32，藉由此步驟，可事先檢查每一位流22、26，并對(duì)已知位數(shù)目太大的該超過部份進(jìn)行修正，以利后續(xù)處理。
藉由以上較佳具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所披露的較佳具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明的權(quán)利要求的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)，包含一編碼器，將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成為多個(gè)位流；一位流截?cái)嗥?，基于一預(yù)定的位預(yù)算政策，將該多個(gè)位流中每一個(gè)位流進(jìn)行截?cái)嗷虿唤財(cái)?，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流；以及一緩沖器，用以儲(chǔ)存該多個(gè)修正位流。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該位預(yù)算政策用以計(jì)算每一修正位流的一位長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該位預(yù)算政策依據(jù)該緩沖器所提供的一預(yù)算容量計(jì)算每一修正位流的該位長(zhǎng)度。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，該預(yù)算容量基于一保證位長(zhǎng)度及一剩余容量而產(chǎn)生，其中該保證位長(zhǎng)度為該緩沖器預(yù)先保留給每一位流的固定容量，該剩余容量是相關(guān)于該緩沖器的總?cè)萘繙p去已使用的容量及需預(yù)先保留的容量。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中該位預(yù)算政策依序檢查該每一位流，若一目前受檢的位流不合于該位預(yù)算政策時(shí)，即依據(jù)該預(yù)算容量截?cái)嘣撃壳笆軝z的位流，并加上一結(jié)尾標(biāo)記，形成相對(duì)應(yīng)的一修正位流，若該目前受檢的位流合于該位預(yù)算政策時(shí)，即不截?cái)嘣撃壳笆軝z的位流，并將其輸出為相對(duì)應(yīng)的該修正位流。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步包含一分配模塊，用以將每一修正位流分別分配至一相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊，該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊包含一區(qū)塊長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，該分配模塊進(jìn)一步包含一過剩位緩沖器，用以儲(chǔ)存該每一修正位流超過該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊的區(qū)塊長(zhǎng)度的一過剩位值。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該多個(gè)位流系符合一數(shù)字錄像規(guī)格。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，該多個(gè)修正位流的所相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子區(qū)塊形成一區(qū)段。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該區(qū)段包含5個(gè)宏區(qū)塊，每一宏區(qū)塊包含四個(gè)亮度子區(qū)塊以及兩個(gè)色度子區(qū)塊，該每一亮度子區(qū)塊包含112個(gè)位，該每一色度子區(qū)塊包含80個(gè)位。
11.一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理方法，包含將一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成為多個(gè)位流；基于一預(yù)定的位預(yù)算政策，將該多個(gè)位流中每一個(gè)位流進(jìn)行截?cái)嗷虿唤財(cái)啵援a(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流；以及使用一緩沖器儲(chǔ)存該多個(gè)修正位流。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該位預(yù)算政策用以計(jì)算每一修正位流的一位長(zhǎng)度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該位預(yù)算政策基于一預(yù)算容量計(jì)算每一修正位流的該位長(zhǎng)度。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，該預(yù)算容量基于一保證位長(zhǎng)度及一剩余容量而產(chǎn)生，其中該保證位長(zhǎng)度為該緩沖器預(yù)先保留給每一位流的固定容量，該剩余容量系相關(guān)于該緩沖器的總?cè)萘繙p去已使用的容量及需預(yù)先保留的容量。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該位預(yù)算政策依序檢查該每一位流，若一目前受檢的位流不合于該位預(yù)算政策時(shí)，即依據(jù)該預(yù)算容量截?cái)嘣撃壳笆軝z的位流，并加上一結(jié)尾標(biāo)記，形成相對(duì)應(yīng)的一修正位流，若該目前受檢的位流合于該位預(yù)算政策時(shí)，即不截?cái)嘣撃壳笆軝z的位流，并將其輸出為相對(duì)應(yīng)的該修正位流。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，該修正方法進(jìn)一步包含將每一修正位流分別分配至一相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，該修正方法進(jìn)一步包含儲(chǔ)存該每一修正位流超過該相對(duì)應(yīng)子區(qū)塊的區(qū)塊長(zhǎng)度的一過剩位值。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該多個(gè)位流符合一數(shù)字錄像規(guī)格。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，該多個(gè)修正位流的所相對(duì)應(yīng)的多個(gè)子區(qū)塊形成一區(qū)段。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該區(qū)段包含5個(gè)宏區(qū)塊，每一宏區(qū)塊包含四個(gè)亮度子區(qū)塊以及兩個(gè)色度子區(qū)塊，該每一亮度子區(qū)塊包含112個(gè)位，該每一色度子區(qū)塊包含80個(gè)位。
全文摘要
一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的位流管理系統(tǒng)，包含編碼器、位流截?cái)嗥骷熬彌_器，編碼器是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成為多個(gè)位流，位流截?cái)嗥骰谠擃A(yù)定的位預(yù)算政策，將多個(gè)位流中每一個(gè)位流進(jìn)行截?cái)嗷虿唤財(cái)?，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的多個(gè)修正位流，緩沖器用以儲(chǔ)存多個(gè)修正位流。
文檔編號(hào)H04N5/92GK1642254SQ20041000208
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者呂忠晏, 陳泓輝, 黃琪惠 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司