專利名稱：從mpeg－2比特流中去除填充比特的可編程濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于處理已經(jīng)根據(jù)由運動圖象專家組(MPEG)規(guī)定的MPEG-2壓縮的圖象數(shù)據(jù)的解碼器，尤其涉及一個預處理步驟，它在解碼之前有選擇地從該MPEG-2數(shù)據(jù)流刪除填充比特。
在MPEG-2標準下執(zhí)行的視頻信號壓縮是可變速率性質的視頻信號壓縮。根據(jù)空間頻率中的內(nèi)容壓縮視頻數(shù)據(jù)，或者根據(jù)圖象的序列、或者根據(jù)在該序列中的圖象之間中的區(qū)別。如果圖象序列具有低的空間頻率成分，或如果連續(xù)的圖象僅稍有差別，則被發(fā)送用于再生該圖象序列的壓縮數(shù)據(jù)量可能被極大地減小。
用于MPEG-2標準的系統(tǒng)規(guī)則(syntax)在標題是″運動圖象和相關的伴音信息圖象的通用編碼″的國際標準13818-2號建議ITU-TH.262中被闡明，可從ISO/IEC(日內(nèi)瓦，瑞士)得到，并且該建議被結合在此用作MPEG-2圖象編碼標準的指教。該標準規(guī)定了被用于既傳送音頻又傳送視頻數(shù)據(jù)的若干層的數(shù)據(jù)記錄。為了簡單起見，在此處不描述伴音數(shù)據(jù)的解碼。描述一特定圖象序列的編碼數(shù)據(jù)被表示成若干嵌套層，序列層、圖象組層、圖象層、數(shù)據(jù)片層和宏數(shù)據(jù)塊層。除了該宏數(shù)據(jù)塊層之外，每層都以標識該層的起始碼開始。該層包含標題數(shù)據(jù)和有用負荷數(shù)據(jù)。為了幫助發(fā)送信息，代表多個圖象序列的一個數(shù)字數(shù)據(jù)流被分成若干較小單元，并且這些單元的每個都被封裝成一個分別打包的基本的數(shù)據(jù)流(PES)數(shù)據(jù)包。為了傳輸，在多個固定長度傳送數(shù)據(jù)包中分割每個PES數(shù)據(jù)包。每個傳送數(shù)據(jù)包僅包含與一種PES數(shù)據(jù)包有關的數(shù)據(jù)。該傳送數(shù)據(jù)包也包含一個標題，保存控制信息，有時包括一個適應字段，用于解碼該傳送數(shù)據(jù)包。
當收到一個MPEG-2編碼圖象序列時，一傳送解碼器解碼該傳送的數(shù)據(jù)包以便重新組合該數(shù)據(jù)包。如上所述，該PES數(shù)據(jù)包被解碼，以便重新組合以分層記錄的形式表示該圖象的MPEG-2比特數(shù)據(jù)流。一個給定的傳送數(shù)據(jù)流可以同時地傳送多個圖象序列，例如同時地傳送多個作為隔行傳送的數(shù)據(jù)包。這種靈活性還使得發(fā)射機同時地發(fā)送多個比特數(shù)據(jù)流，每一個都對應分別的伴音、圖象或數(shù)據(jù)節(jié)目。
使用MPEG-2標準傳送HDTV到用戶的系統(tǒng)實施方案通常如

圖1的框圖示出。在傳輸方，視頻和音頻信號被輸入到分別的編碼器110和112、在緩存器114和116中緩存、傳遞到系統(tǒng)編碼器/多路復用器118、并且存儲在存儲器120中或由發(fā)射機單元120發(fā)送。在接收方，信號由系統(tǒng)解碼器/分路器122接收、在緩存器124和126中緩存、隨后由解碼器128和130解碼并且輸出作為一個該原始視頻和音頻信號的再生。
圖1實例的一個重要方面是雖然信號的中間級緩存包含一個可變延遲，但是從信號的輸入到信號的輸出的總時延是基本上是所希望的常量。這是通過監(jiān)視的信息流控制和緩存器實現(xiàn)的。
如圖1中表明，在此模式中，從編碼器輸入到從解碼器的輸出即出現(xiàn)的延遲是常量，而通過編碼器和解碼器的每一個的延遲是可變的。不僅在一個基本數(shù)據(jù)流的路徑中的通過這些緩存器的每一個的延遲是可變的，而且在視頻和伴音路徑中的延遲也不同。因此，表示在該組合的數(shù)據(jù)流中的伴音或圖象的編碼的相關位置不表示同步信息。編碼的音頻與視頻的相關位置僅由一個系統(tǒng)解碼器(STD)模式限制，使得該解碼器緩存器必須正確地操作；因此，同時出現(xiàn)的代表伴音和圖象的編碼的音頻與視頻在該編碼比特系統(tǒng)中在時間上可能被分開多達一秒鐘，這是在該STD模式中允許的最大解碼器緩存器延遲。為了適應該STD模式固有的數(shù)據(jù)延遲，規(guī)定一種視頻緩沖器核對(VBV)。
該VBV是一種假設的解碼器，它被理論上接到一個編碼器的輸出。一個編碼的比特數(shù)據(jù)流被存儲到該假設的解碼器的一個VBV緩沖存儲器中，直到已經(jīng)存儲足夠的數(shù)據(jù)量為止，以便確保當以一確定的速率接收數(shù)據(jù)時，解碼比特數(shù)據(jù)流的一個解碼器將不用盡數(shù)據(jù)(下溢)或處理數(shù)據(jù)太慢(上溢)。按照下面定義從該緩存器去除編碼數(shù)據(jù)。為了符合該MPEG-2標準，一種典型的MPEG-2視頻解碼器包含一個存儲緩存器，VBV緩存器，它保存由vbv緩存器量值規(guī)定的一個值的比特數(shù)據(jù)流的量值，該量值是作為該序列層的標題的一部分發(fā)送的。
結合一個編碼器的示范STD模式工作的高水平實例在圖2中示出。
為了保持接收圖象的質量，重要的是要求該VBV緩存器或STD模式解碼器不下溢。為了保持恒定的比特率圖象，在該系統(tǒng)的各種方面執(zhí)行″填充″?！逄畛洹迨且圆魂P心的信息填充數(shù)據(jù)流的行為，只是為了保持該需要的比特速率。
填充是在兩個層次執(zhí)行。在該MPEG-2圖象標準中，許多零值的填充比特可能被插入到緊鄰用于該多層之一的一個起始碼之前或一個擴展起始碼之前。當1值的填充比特插入到在傳送數(shù)據(jù)包中的適應字段時，也在該傳送數(shù)據(jù)包中執(zhí)行填充。當出現(xiàn)PES數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)不充足的場合，則在傳送數(shù)據(jù)包中使用填充，以便把該傳送數(shù)據(jù)包的有用負荷字節(jié)填充到一個將支持該傳輸數(shù)據(jù)速率的電平。
一段時間以來已經(jīng)認識到，填充比特相當于浪費在該MPEG-2信號中的能被用于其它目標的頻帶寬度。例如，在標題是“在MPEG比特數(shù)據(jù)流中用于發(fā)送專用數(shù)據(jù)而不是填充比特的方法和裝置”的美國專利5,650,825中，在傳送數(shù)據(jù)包的適應字段中的填充數(shù)據(jù)被替換為專用的填充數(shù)據(jù)，由用戶接收和專門地處理。
本發(fā)明的MPEG-2解碼器在把一個MPEG-2比特數(shù)據(jù)流存儲到VBV緩存器之前，識別填充數(shù)據(jù)并且從該比特數(shù)據(jù)流中將其去除。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該解碼器包含一個比特數(shù)據(jù)流分析器(parser)，在每一個起始碼之前傳送一個預定的填充比特的最大數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該分析器在傳送數(shù)據(jù)片起始碼和其它起始碼以前傳送將要在一個起始碼之前形成的填充比特的不同數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，指示該傳送的填充比特的數(shù)目的一個值通過一個微處理器被提供到該分析器，并且可以被編程。
圖1(已有技術)是示范性的數(shù)字多節(jié)目傳送和接收系統(tǒng)的一個詳細框圖。
圖2(已有技術)是圖1中示出的系統(tǒng)中的一個STD模式的示范性實施方案的詳細框圖。
圖3是包含本發(fā)明的一個實施例的MPEG-2視頻解碼器的一個框圖。
圖4是適于使用在圖3示出的解碼器中的分析器的一個框圖。
圖5A至5F(已有技術)是MPEG-2比特數(shù)據(jù)流的語法分析圖，該語法分析圖可用于描述本發(fā)明的操作。
圖3是實現(xiàn)本發(fā)明的一個示范性解碼器系統(tǒng)的框圖。該系統(tǒng)包含三個部件，一個解碼處理器310、一個高頻帶寬度存儲器320和一個控制微處理器330。使用在本發(fā)明的該示范性實施例中的該高頻帶寬度存儲器320可以是例如一個可從NEC和Toshiba公司得到的RAMBUS存儲系統(tǒng)。
簡要地說，圖3中示出的解碼器的操作如下所述。作為第一步，解碼器集成電路(IC)310由微處理器330初始化成一個特定構形。例如，如果該解碼器被用于解碼525P信號，則通過微處理器接口312把正確的控制值加到該解碼處理器310的內(nèi)部電路。為了清楚起見，在微處理器330和IC310中的每一個元件之間的控制總線已經(jīng)被省略。該總線可以是例如一個普通的I2C總線。
一旦該IC310已經(jīng)初始化，則該輸入比特數(shù)據(jù)流就被加到一個分析器316。下面參照圖4描述的該分析器在存儲器320中存儲該比特數(shù)據(jù)流。此外，該分析器識別用于PES數(shù)據(jù)包、序列、圖象組、圖象和數(shù)據(jù)片層的起始碼，并且通知微處理器330這些起始碼存儲的存儲位置。在圖3中示出的示范性解碼器中，該微處理器至少解碼用于這些層的某些標題信息。
DRAM控制和地址發(fā)生器326控制RAC接口370以便把比特數(shù)據(jù)流存儲到存儲器320。在本發(fā)明的該示范性實施例中，存儲器120的一部分被預留作為一個緩存器區(qū)，以便保存該輸入的比特數(shù)據(jù)流。該緩存區(qū)對應于VBV緩存器，在MPEG-2標準中規(guī)定該VBV緩存器在被解碼之前保存比特數(shù)據(jù)流。
根據(jù)該MPEG-2標準，在可以開始解碼之前，該VBV緩存器必須保存在比特數(shù)據(jù)流的序列標題的vbv緩存量值中規(guī)定的數(shù)據(jù)量。該限制條件確保存在對于解碼器的穩(wěn)定的數(shù)據(jù)供給。
在比特數(shù)據(jù)流被寫入到存儲器320的該VBV緩存區(qū)之后，同樣在該DRAM控制和地址產(chǎn)生電路326的控制之下，該比特數(shù)據(jù)流被從高頻帶寬度存儲器320中讀出并且存儲在該緩沖存儲器321中。該存儲器321是一個FIFO存儲器，按照比特數(shù)據(jù)流系統(tǒng)規(guī)則的指令填充來自存儲器320的信號序列并且由可變長度解碼器(VLD)318倒空。
該VLD318解析該比特數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)片和宏數(shù)據(jù)塊層以便產(chǎn)生量化的離散余弦變換系數(shù)值的數(shù)據(jù)塊。這些值的數(shù)據(jù)塊被加到一個FIFO存儲器128。該FIFO存儲器在VLD318的一方和宏數(shù)據(jù)塊解碼電路332另一方之間緩存數(shù)據(jù)。該存儲器也可以執(zhí)行在MPEG-2標準中定義的反相掃描功能。電路332包含把量化系數(shù)值轉換成一個均勻格式的一個反相量化器334和把頻域系數(shù)轉換成空間域象素值或差分象素量值的反相的離散余弦變換(IDCT)處理器。該反相量化器334和IDCT342包含分別的存儲器336和344，以便協(xié)助該處理操作。由電路332提供的輸出數(shù)據(jù)是象素值或差分象素值的數(shù)據(jù)塊。
其中在該數(shù)據(jù)塊中的值是差分象素值，通過包括相加和箝位電路358和360，把它們與來自先前解碼的圖象幀的值結合。這些電路從由半象素和內(nèi)插電路366提供的先前解碼幀獲得圖象數(shù)據(jù)。該內(nèi)插電路366使用緩沖存儲器368從先前解碼幀獲得該圖象象素。用于這些存儲器的數(shù)據(jù)值是由DRAM控制和地址產(chǎn)生電路326從存儲器320提供的。
由運動補償處理器361產(chǎn)生的解碼圖象數(shù)據(jù)被存儲到緩沖存儲器362和364中。來自緩沖存儲器362和364的解碼圖象數(shù)據(jù)被存儲到用于顯示的存儲器320，或在對來自稍后接收的圖象場或幀的運動補償編碼數(shù)據(jù)進行解碼中用作基準幀數(shù)據(jù)。將要被顯示的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊格式存儲到該存儲器320中，并且傳送到一個存儲器374，以便在一個顯示控制器375控制之下以光柵掃描格式提供到一個顯示裝置(沒示出)。
一個屏幕顯示(OSD)處理器371也被耦合，通過DRAM控制和地址發(fā)生器326以及RAC接口370，用于把數(shù)據(jù)提供到存儲器320并且從該存儲器接收數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的該示范性實施例中，該OSD處理器371被用于產(chǎn)生覆蓋該顯示圖象的用戶菜單和封閉標題文本。
如圖3所示，存儲器320從分析器316、微處理器330、運動補償處理器361和OSD處理器371接收數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)提供到VLD318、運動補償處理器361、OSD處理器371和顯示控制器375。而且，存儲器320是動態(tài)隨機存儲器(DRAM)，并且因此需要周期性地被刷新，需要進一步的存儲訪問。這些存儲器存取的每一個是以顯示處理器375具有最高優(yōu)先級以及OSD處理器371具有最低優(yōu)先級做優(yōu)先級劃分的。
根據(jù)正在被處理的圖象序列，排定在任意給定時間懸而未決的所有的的存儲器存取要求可能是困難的。在這些實例中，較低優(yōu)先級的存儲器存取請求被推遲。以相對小的比特數(shù)編碼的圖象序列可能有不期望的存儲器存取請求的高等級。這些請求由VLD處理器318產(chǎn)生，因為該存儲器320接收的大量比特數(shù)據(jù)流是被VLD忽略的填充比特。由VLD318作出的用于比特數(shù)據(jù)流的這些額外請求剝奪了較低優(yōu)先級裝置對在該存儲器320中的數(shù)據(jù)存取的機會。
通過大大地減小存儲在存儲器320中的填充比特的數(shù)目，本發(fā)明減小了當解碼這種類型的圖象序列時由該VLD處理器318存取的存儲器的數(shù)目。在存儲在存儲器中的該比特數(shù)據(jù)流的這種降低并不妨礙VBV緩存限制條件，因為在該STD模式之下對于一個填充比特序列的解碼被認為是不占用時間的。
圖4是適于用作為在圖3中示出的分析器316的一個示范性比特數(shù)據(jù)流解析電路的框圖。通常，該電路操作如下。當在輸入比特數(shù)據(jù)流中探測到一個起始碼或一個非零字節(jié)時，則在計數(shù)器416中加載一個值。該值表示將被該分析器傳送到在該存儲器320中的VBV緩存器的零的數(shù)目。如上所述，零值的填充比特是在用于PES、序列、圖象組、圖象以及數(shù)據(jù)片層的起始碼之前插入到該比特數(shù)據(jù)流中的。此外，填充比特也可以插入該任意序列、圖象組、或圖象層的擴展數(shù)據(jù)前。在圖4中示出的分析器的計數(shù)器416被設置為在這些層之一結束時傳送的填充字節(jié)的適當數(shù)目。在一個記錄的結束碼和下一記錄的起始碼之間，該字節(jié)數(shù)目被遞減計數(shù)。在該計數(shù)器值已經(jīng)遞減計數(shù)到零之后，直到在該比特數(shù)據(jù)流中遇見另外的起始碼或非零字節(jié)，將沒有進一步的零值的字節(jié)被傳送到該VBV緩存器。一旦探測到一個起始碼值，該計數(shù)器416即被復位為一個非零值，確保該起始碼數(shù)據(jù)和在以該起始碼開始的該記錄中的數(shù)據(jù)被傳送到該VBV緩存器。由于存儲的填充字節(jié)的數(shù)目被減小，所以該VLD處理器318和微處理器330(在圖3中示出)需要的存儲器存取的數(shù)目也被減小。這將減小對該存儲器320存取的總數(shù)，允許以更及時的方式出現(xiàn)較低優(yōu)先級的存儲器存取。在一個數(shù)據(jù)片記錄之后存儲的填充字節(jié)的數(shù)目可能不同于在其它記錄類型之后存儲的填充字節(jié)的數(shù)目，并且這些數(shù)目可以被編程到該微處理器中。
在圖4中，在與該信號CLK的脈沖吻合的時間接收該已壓縮MPEG-2比特數(shù)據(jù)流一字節(jié)。比特數(shù)據(jù)流的連續(xù)字節(jié)被加到一個零檢測器410、一個寄存器424和起始碼檢測工具430。該零檢測器410檢測一個給定字節(jié)的所有的8比特是零的時候，以便提供一個邏輯高電平信號。該信號被加到“或”門412和422的反相輸入端，并且被加到“與”門414和418的非反相輸入端。該“或”門412的另一輸入端被耦合從該起始碼檢測工具430接收一個輸出信號LOAD。該“或”門412的輸出信號被加到該計數(shù)器416的LOAD輸入端。當該信號被認定時，計數(shù)器416裝入由一個多路復用器436提供的一個計數(shù)值。該多路復用器436從寄存器432接收在一個數(shù)據(jù)片起始碼之前的可以出現(xiàn)的可允許的填充字節(jié)數(shù)以及從寄存器434接收在其他起始碼之前的可以出現(xiàn)的可允許的填充字節(jié)數(shù)。這些值由微處理器330存儲到該寄存器432和434中。
響應該“與”門414提供的一個信號，計數(shù)器416從存儲值遞減計數(shù)到零。由計數(shù)器416提供的16比特計數(shù)值被加到一個零檢測器420，當計數(shù)值達到零時，該檢測器420認定一個邏輯高電平信號?！芭c”門414被耦合成以“1”輸入端接收該零檢測器410的輸出信號并且以其另一輸入端接收零檢測器420的反相輸出信號。所以，只要接收一個零值字節(jié)并且該計數(shù)值不是零，則計數(shù)器416就遞減其計數(shù)值。
零檢測器420的輸出信號也被加到與門418的一個反向輸入端，其另一輸入端被耦合接收該零檢測器410的輸出信號。不論何時接收一個零值的字節(jié)并且該計數(shù)器416還沒有遞減計數(shù)到零，則“與”門418的輸出信號是邏輯高電平。該輸出信號被加到該“或”門422的非反相輸入端。不論何時該“與”門418的輸出信號是邏輯高電平或當該零檢測器410的輸出信號是邏輯低電平時，該“或”門422產(chǎn)生一個邏輯高電平輸出信號。“或”門422的輸出信號被加到一個D型寄存器424的啟動輸入端。響應該信號CLK，但是只有當一個邏輯高電平值被加到該啟動輸入端時，寄存器424由信號CLK控制以便把一個來自它的輸入端口的8比特輸入值傳送到它的輸出端口并且到達存儲320。因此，加到啟動輸入端的一個邏輯低電平信號禁止來自該接收的比特數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)通過到存儲器320。
具體地說，起始碼檢測工具430處理該MPEG-2比特數(shù)據(jù)流的連續(xù)字節(jié)，以便識別用于該數(shù)據(jù)片層的起始碼。一個起始碼包括起始碼前綴和跟隨的一個起始碼值。起始碼前綴是一個23個零值比特和后面跟著的單個1值比特的序列。該起始碼值是單個字節(jié)的。在MPEG-2標準之下，一個數(shù)據(jù)片起始碼可以具有從0x01至0xAF的任何值。所以，當該示范起始碼檢測工具探測到一個起始碼前綴和一個數(shù)據(jù)片起始碼值時，其認定該信號是LOAD和SLICE。當其探測到任何其它起始碼值時，則其僅認定信號LOAD。由該起始碼檢測工具430提供的信號SLICE被加到多路復用器436并且使得該多路復用器把適合用于一種數(shù)據(jù)片起始碼的填充字節(jié)傳到計數(shù)器416。當該信號SLICE不被認定時，存儲在該寄存器434中的填充字節(jié)被裝載到該計數(shù)器416。
耦合來接收寄存器424的輸出信號的還有一個地址發(fā)生器426和一個起始碼檢測工具428。該起始碼檢測工具428檢測用于PES數(shù)據(jù)包、序列、圖象組、圖象、和數(shù)據(jù)片層的起始碼。地址發(fā)生器426提供用于該存儲器320的一個地址值，由寄存器424提供的數(shù)據(jù)被存儲到該存儲器320中。該起始碼檢測工具428把該地址值與表明該起始碼是用于PES數(shù)據(jù)包、序列、圖象組、圖象、或數(shù)據(jù)片的起始碼的一個指示一起傳遞到微處理器330。如上所述，微處理器330使用該信息從存儲器320讀取用于這些記錄的標題并且解碼該取來的標題數(shù)據(jù)。
如上所述，MPEG-2標準定義了用于一個圖象序列信息的5層。它們是序列層、圖象的組層、圖象層、數(shù)據(jù)片層、和宏數(shù)據(jù)塊層。圖5A至5F是說明這些層的結構的語法分析圖。
這些層以上面引用的描述該MPEG-2標準的文件定義。簡要地說，該序列層包含另外的四層。這些層稱之為數(shù)據(jù)記錄層。所以，一個序列記錄至少包含一組的圖象記錄，該一組圖象記錄至少包含一個圖象記錄等等，直到該宏數(shù)據(jù)塊層。該序列層定義一組圖象的起始點，該組圖象能夠僅基于該序列的起始后面的信息而被解碼。隨后的較低層，圖象組層，定義了包含在該序列中的一個圖象子集。在圖象組層中的圖象通常包含至少一個僅使用在圖象之內(nèi)的數(shù)據(jù)而已被編碼的圖象(幀內(nèi)編碼圖象)和使用運動預測編碼技術而已被編碼的幾個圖象(預測或雙向編碼圖象)。在圖象組層下面緊鄰的層是圖象層。在該層的數(shù)據(jù)記錄規(guī)定單幀圖象。圖象層下面是數(shù)據(jù)片層。在該層的每一記錄代表由圖象層記錄表示的圖象的單一水平數(shù)據(jù)段。圖象層下面是宏數(shù)據(jù)塊層。該層之內(nèi)的每一記錄規(guī)定其中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)片記錄的一個16×16象素組分。
圖5A定義了序列層的系統(tǒng)識別規(guī)則。在該MPEG-2描述之內(nèi)，一個序列是由后面跟著用于該序列的一組參數(shù)的一個序列起始碼、用于一個或更多圖象組的數(shù)據(jù)和一個序列結束碼定義的。在那些可以被提供的參數(shù)之中，量化矩陣定義了在分別數(shù)據(jù)塊中的那些系數(shù)在編碼處理的過程中被如何量化。
如上所述，在圖5A中所示的序列系統(tǒng)識別規(guī)則中的填充輸入510描述一個填零操作，可被執(zhí)行用于使得比特數(shù)據(jù)流與視頻圖象的顯示的定時一致。例如，如果在前的序列包含能夠被有效率地編碼的幾個幀的話，則該比特數(shù)據(jù)流可能需要被填補以滿足如上參照圖1所述的在發(fā)射機和接收機之間的固定延遲的需求。在該MPEG-2標準中，一種類型的填充可以是在前面的序列的序列結束碼之后和在隨后序列的序列起始碼之前，把全零值比特填充到該比特數(shù)據(jù)流中。如由該箭頭搭接步驟510表示，該填充操作在該序列系統(tǒng)識別規(guī)則中是可選擇的。
序列系統(tǒng)識別規(guī)則中的下一項是序列起始碼512。在MPEG-2標準之下定義的該起始碼是0x000001B3(十六進制計數(shù))。所有的起始碼都以至少23個零值比特和單個1值比特開始的。起始碼值跟隨該23個零和該單個1并且確定起始碼的類型。表1列出與本發(fā)明主題相關的起始碼值。
表1起始碼 十六進制值圖象 0x00數(shù)據(jù)片(包括 00x1垂直 到位置)0xAF序列0xB3圖象組 0xB8PES數(shù)據(jù)包 0xE0至0xEF除了這些起始碼之外，該序列、記錄結束與結束碼具有和起始碼一樣的通用格式。
序列起始碼后面將被定義的第一個參數(shù)是水平尺寸514。該值定義在解碼視頻圖象的各個行中的圖象元素(象素)數(shù)目。該水平尺寸參數(shù)后面的是垂直尺寸參數(shù)516。該參數(shù)定義在該解碼視頻圖象中的有效掃描行數(shù)。象素寬高比518規(guī)定該解碼的高清晰度電視圖象的寬高比。
系統(tǒng)識別規(guī)則下一項是圖象速率520，定義將被顯示的每秒的圖象數(shù)。范圍約從大致每秒24圖象到每秒60圖象。比特率參數(shù)522是一個整數(shù)，規(guī)定在在單元中度量的每秒400比特的比特數(shù)據(jù)流的比特率。序列系統(tǒng)識別規(guī)則中的下一項是標志器比特524。該比特總是具有1值。vbv-緩存器規(guī)模參數(shù)526是一個10比特整數(shù)，如上所述該比特整數(shù)定義解碼該序列需要的視頻緩沖校驗器的緩沖器的規(guī)模。
當下一個參數(shù)，受限的參數(shù)標志528被設置時，某些缺省最大參數(shù)規(guī)模在MPEG-2標準之下假定。針對主要HDTV圖象該標志被復位，因為當該標志被設置時定義的該限制總體上對應NTSC或PAL圖象的清晰度。
隨著受限參數(shù)標志528是被裝入幀內(nèi)量化矩陣標志530。如果該標志被設置，則隨后在該序列參數(shù)數(shù)據(jù)流中的八比特值定義用于解碼幀間編碼圖象的一個量化矩陣。這些64值是代表由該項目532在該序列系統(tǒng)識別規(guī)則如圖5A所示。這64值在圖5A中所示的該序列系統(tǒng)識別規(guī)則中由項532代表。如果復位幀內(nèi)量化矩陣標志530，則一個缺省量化矩陣被用于解碼幀內(nèi)編碼圖象。該缺省矩陣以MPEG-2標準的形式定義。
在序列系統(tǒng)識別規(guī)則中的下一項是裝入非幀內(nèi)量化矩陣標志534。該標志以如該裝入幀內(nèi)量化矩陣標志同一個方式操作，只是在設置該標志時該標志后面的64個八比特值536被用于進行解量化已經(jīng)雙向或預測編碼的圖象。
在該序列系統(tǒng)識別規(guī)則中非幀內(nèi)量化矩陣后面的項是擴展和用戶數(shù)據(jù)538。擴展數(shù)據(jù)由0xB5的起始碼值定義。該擴展數(shù)據(jù)跟隨該碼并且繼續(xù)直到另外的起始碼出現(xiàn)?？赡艹霈F(xiàn)的一個起始碼是用戶數(shù)據(jù)起始碼。在該MPEG-2標準中，該用戶數(shù)據(jù)起始碼的值是0xB2。該碼表明用戶數(shù)據(jù)的開始。和擴展數(shù)據(jù)一樣，該數(shù)據(jù)繼續(xù)直到收到另一起始碼。該擴展和用戶數(shù)據(jù)被提供，以便允許擴展和MPEG-2標準的定制。如由該箭頭連接框538表示，該數(shù)據(jù)是可選擇的。
在該擴展和用戶數(shù)據(jù)538之后是一個或多個圖象記錄540的組。如由在該語法分析圖中的向后箭頭搭接項540示出，在序列系統(tǒng)識別規(guī)則的該部分中可以定義圖象的多個圖象組。但是，最終的圖象組后面是一個序列結束碼542。該碼是由結束碼值0xB7定義。
除非數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷绞枪?，否則只能在一個序列起始碼之后并且在該數(shù)據(jù)流中已經(jīng)出現(xiàn)其伴隨的參數(shù)才開始進行解碼。為了防止在序列標題之間的長延遲，在該MPEG-2標準中考慮，起始碼和其相關的標題數(shù)據(jù)塊可以在一個給定序列中插入多次。例如，標題數(shù)據(jù)塊可以插入在連續(xù)的圖象記錄組之間。如在該MPEG-2系統(tǒng)識別規(guī)則中定義的。每一序列標題可由填充比特開頭。
圖5B-5F示出該系統(tǒng)識別規(guī)則的其它層。圖5B表示圖5A的圖象項組540的系統(tǒng)識別規(guī)則。圖5B包括填充比特550和一個或更多的圖象記錄552，進一步由圖5C的語法分析圖規(guī)定。圖5C包括填充比特560和一或多個數(shù)據(jù)片記錄562。該數(shù)據(jù)片記錄由圖5D語法分析進一步定義。該圖包括填充比特570以及一個或多個宏數(shù)據(jù)塊記錄572。該宏數(shù)據(jù)塊記錄進一步由圖5E的語法分析圖規(guī)定，并且包括宏數(shù)據(jù)塊填充數(shù)據(jù)580。因為該系統(tǒng)識別規(guī)則可從上面引用的MPEG-2說明文件得到，所以這些圖沒有詳細描述。
圖4所示的裝置實現(xiàn)零的一個預置數(shù)被傳遞以便調節(jié)在該比特數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)，其中一串零值字節(jié)形式該標題數(shù)據(jù)或編碼圖象數(shù)據(jù)的一部分。這包括至少23個零值比特的16個，形成一個在該擴展和用戶數(shù)據(jù)字段中的起始碼前綴和數(shù)值。所以，為了解碼器的正確的操作，被傳遞的零值字節(jié)的最小數(shù)必須至少是用于數(shù)據(jù)片記錄的兩個字節(jié)，例如用于非數(shù)據(jù)片記錄的128個字節(jié)。
雖然上述寄存器432和434保持的零值字節(jié)計數(shù)值分別地對應于一個數(shù)據(jù)片記錄和一個非數(shù)據(jù)片記錄的最大的填充字節(jié)數(shù)，但是由寄存器434保持的字節(jié)計數(shù)值可以被認為是跟隨一個圖象記錄的字節(jié)計數(shù)。這是因為存在比圖象記錄或序列記錄組更多的圖象記錄?？紤]到可以提供其它寄存器保存用于其它記錄類型的零值字節(jié)計數(shù)值。另外考慮該起始碼檢測工具除了起始碼之外還可以檢測停止碼或代替起始碼，并且適當?shù)卣{整計數(shù)值。
雖然已經(jīng)依據(jù)一個示范實施例描述了本發(fā)明，但是上面簡述的實踐是在所附的權利要求范圍內(nèi)考慮的。
權利要求
1.視頻信號解碼器裝置，解碼已經(jīng)根據(jù)由運動圖象專家組(MPEG)規(guī)定的一個標準(MPEG-2)編碼的信號，該編碼視頻信號包括填充數(shù)據(jù)，加到該編碼信號的零值比特的短脈沖串，以便提供該編碼的信號作為一個固定速率比特數(shù)據(jù)流，該裝置包括用于接收該編碼視頻信號的接收端；零字節(jié)檢測器，監(jiān)視接收的編碼視頻信號，以便識別單個的零值字節(jié)；計數(shù)器，計數(shù)由該零值字節(jié)檢測器識別的該單個的零值字節(jié)，以便確定是否一個零值字節(jié)的序列對應于填充數(shù)據(jù)；以及裝置，用于當該計數(shù)器確定該零值字節(jié)的序列對應于填充數(shù)據(jù)時，阻塞在該零值字節(jié)的序列中的一些零值字節(jié)的通過。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，還包括起始碼識別器，監(jiān)視該接收的編碼視頻信號，以便識別數(shù)據(jù)片起始碼；以及編程序裝置，響應該起始碼識別器對一個數(shù)據(jù)片起始碼進行的識別，用于設定計數(shù)器計數(shù)單個零值字節(jié)的一個預定的數(shù)量，以便標識跟隨數(shù)據(jù)片起始碼的具有大于該計數(shù)值的字節(jié)數(shù)目的一個零值字節(jié)的序列作為填充字節(jié)。
3.根據(jù)權利要求2的裝置，其中該起始碼識別器把不對應于數(shù)據(jù)片起始碼的起始碼標識作為其它起始碼，并且當其它起始碼之一被檢測時，該編程裝置設置該計數(shù)器計數(shù)不同于所說預定的數(shù)目的另一個預定數(shù)目，當一個零值字節(jié)的序列具有若干大于該另一個預定的數(shù)目的字節(jié)時，標識該序列作為填充字節(jié)。
4.根據(jù)權利要求3的裝置，其中該編程裝置包括第一和第二寄存器，耦合到一微處理器，接收該預定的數(shù)目和該另一個預定數(shù)目，其中該微處理器可以被控制以便改變該預定的數(shù)目或該另一個預定的數(shù)。
5.在一視頻信號解碼器裝置中用于減小存儲器存取量的一種方法，該解碼器解碼已經(jīng)根據(jù)由運動圖象專家組(MPEG)規(guī)定的一個標準(MPEG-2)編碼的信號，該編碼視頻信號包括填充數(shù)據(jù)，加到該編碼信號的零值比特的短脈沖串，以便提供該編碼的信號作為一個固定速率比特數(shù)據(jù)流，該方法包括步驟接收該編碼視頻信號；監(jiān)視該接收的編碼視頻信號，以便識別單個的零值字節(jié)；計數(shù)由該零值字節(jié)檢測器識別的該單個的零值字節(jié)，以便確定是否一個零值字節(jié)的序列對應于填充數(shù)據(jù)；以及當該計數(shù)器確定該零值字節(jié)的序列對應于填充數(shù)據(jù)時，阻塞在該零值字節(jié)的序列中的一些零值字節(jié)的通過。
6.根據(jù)權利要求5的方法，還包括步驟在該接收的編碼視頻信號中識別數(shù)據(jù)片起始碼；以及響應一個識別的數(shù)據(jù)片起始碼，設定用于該計數(shù)步驟的計數(shù)器值，計數(shù)單個的零值字節(jié)的一個預定的數(shù)量，只要跟隨數(shù)據(jù)片起始碼的零值字節(jié)的序列的字節(jié)數(shù)目大于該計數(shù)器值，則標識該零值字節(jié)序列作為填充字節(jié)。
7.根據(jù)權利要求6的方法，其中該起始碼識別器把不對應于數(shù)據(jù)片起始碼的起始碼標識作為其它起始碼，并且當其它起始碼之一被檢測時，該方法進一步包括步驟設置該計數(shù)器計數(shù)不同于所說預定的數(shù)目的另一個預定數(shù)目，只要當一個零值字節(jié)的序列具有若干大于該另一個預定的數(shù)目的字節(jié)時，標識該序列作為填充字節(jié)。
全文摘要
一個MPEG－2視頻解碼器,在把比特流存儲到VBV緩沖器之前識別填充數(shù)據(jù)并從比特流將其去除。解碼器監(jiān)視該比特流的零值字節(jié)的連續(xù)的組。當零值字節(jié)的連續(xù)序列出現(xiàn)時,即大于一個編程最大長度,解碼器把該序列識別為填充數(shù)據(jù)并且抑制從在傳遞中的進一步零值字節(jié)直到下一個非零值字節(jié)被遇見為止。解碼器規(guī)定兩個最大長度值,一個用于可在數(shù)據(jù)片起始碼前的填充字節(jié),而另一個用于可在一個非數(shù)據(jù)片碼前的填充字節(jié)的計數(shù)。
文檔編號H04N5/14GK1255014SQ99123930
公開日2000年5月31日 申請日期1999年10月9日 優(yōu)先權日1998年10月9日
發(fā)明者羅伯特·T·瑞安 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社