[发明专利]使用多个可编程处理器的多信道MPEG视频代码转换器

说明书

技本领域

本发明涉及数字视频图象的代码转换，具体而言，涉及使用并行操作的多个代码转换处理器的特定结构。

背景技术

数字视频数据的传输，例如通过诸如有线电视或卫星电视网络等的宽带通信系统的传输已变得越来越普及。在用户家庭中使用数字解码器/机顶盒来接收该数字视频信号，并以一种适合于显示在电视或视频显示终端上的格式处理该信号。

通常，源视频序列可以为任何格式，例如，就空间分辨率而言，有帧速率、帧大小、彩色取样格式、隔行或顺序扫描格式、比特率、分辨率(例如高清晰度或标准清晰度)、或噪声滤波的数量和类型。另外，可以任何速率对该源视频序列进行预编码，无论是恒定的比特率(CBR)还是可变的比特率(VBR)。

但是，对于许多应用而言，预压缩位流必须对应于唯一指定的可允许的或期望的视频格式和速率。因此，通常需要在将该视频数据传递给机顶盒和/或网络中的某个中间点之前，改变它的格式或其它特征。

可由代码转换器来提供所需的格式改变。通常，多信道视频代码转换器是可将一组预压缩视频位流，例如符合MPEG标准的位流转换为另一组视频位流的仪器。这种转换仪器可完成多种功能，例如改变比特率、插入和删减位流、变换分辨率和位流的再多路复用等。可增加和删减数据信道。这种仪器的基本功能器件为单信道MPEG视频代码转换器。

用于MPEG位流的顺向代码转换器可以仅仅是级联的MPEG解码器和编码器。首先，该级联代码转换器对该压缩位流进行解码，以获得重构的视频序列。然后对该重构视频序列再编码，获得适合于传输的不同的压缩位流。另外，已建议更有效的代码转换器，其重新利用运动向量并将宏块模式的改变降至最小。

但是，尤其是由于需要对预测图象(例如P图象和B图象)进行运动估计，该代码转换器仍然非常复杂。并且，需要对多个信道进行实时的代码转换。例如，有线电视网络的头端可能使用一代码转换器来将卫星馈送和本地编程实时地结合在一起。该代码转换器的处理速度必须足以执行所期望地操作，而察觉不到任何延迟。

相应地，期望提供一种更有效的代码转换器结构。该系统应通过提供多个代码转换处理器来提高处理效率。该系统应降低整个处理时间，和/可允许使用较低速度的处理器。

该系统应允许将代码转换算法更新为容易执行的算法。

该系统应能够升级为新的更快的处理器(芯片)，而无需对主要部分进行重新设计。

该系统与专用的代码转换硬件相比，更节省成本。

该系统应适于转换多个种信道的代码，例如标准清晰度视频信道，或单个高比特率信道，例如HDTV信道。

本发明提供具有上述和其它优点的系统。

发明内容

本发明涉及数字视频图象的代码转换，具体地，涉及使用并行操作的多个代码转换处理器的特定结构。

在第一种结构(结构A)中，将n个信道的输入位流分割为若干处理单元，再将这些处理单元(例如片(slice)或帧)分离成m个子流，并在相应的分支处理每个子流。每一子流具有一单独的队列。

在第二种结构(结构B)中，将处理单元指定给任何可用的处理器。且所有处理器只具有一个队列。

改进结构A的一种选择是对该m个分支的每一个分支提供一缓冲器饱和反馈信号，以及调整对该位流的分离以将该输入数据发送到最空的队列(缓冲器)。

另一种对结构A或B的改进使得可根据最短尺寸优先的技术，重新排列这些处理单元在该队列(这些队列)中的位置。

当一个或若干视频流被分成不同的子流时对结构A的另一可能的改进和对结构B的另一可能的改进是隔行扫描不同视频位流的帧，以确保在每个预测处理单元位于其队列中第一之前，具有其可用的基准处理单元。

当一个或若干视频流被分成不同的子流时对结构A的另一可能的改进和对结构B的另一可能的改进是提供一保护协议，其能够保持对预测处理单元和其相关基准处理单元的跟踪，以确保它们不被同时处理(在不同的处理器中)。该保护协议延迟对该预测处理单元的处理直到其已处理其相应的基准处理单元。还协调该未被压缩的基准处理单元向具有预测处理单元的处理器的移动，移动到该处理器用于进行运动补偿处理。

通过确保不同时处理相关的处理单元，可获得最小平均处理延迟。

此外，通常可同时实现上述的改进。

本发明适用于转换若干信道的代码，例如标准清晰度视频信道，或单个高比特率信道，例如HDTV信道。