[发明专利]用于广播音频和视频数据的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传送音频和视频数据的设备。目前流行最广的一种有线计算机网络使用的是双绞线缆。有两种类型的双绞线：屏蔽型双绞线和非屏蔽型双绞线。双绞线最简单的形式是由两根覆盖着绝缘材料的铜线缠绕在一起组成。这种缠绕使得可以抑制干扰。然而，通常几个双绞线对集聚在一起并放置在一个保护套中组成一根双绞线缆。 

背景技术

双绞线缆允许数据在最大长度约为100米的段上传输。然而，这些线缆并不总能保证数据在高速率长距离传输时的完整性。 

双绞线缆根据种类区分等级，这意味着存在几种具有不同传输特性的线缆种类。第1类线缆是传统的电话线。这种1类线缆允许传输声音但不能传输数据。2类线缆到5e类线缆是允许传输数据的线缆。这些线缆由四个铜绞线对组成。2类线缆允许的最大传输速率是4Mbps。3类线缆允许的最大传输速率是10Mbps.。4类线缆允许的最大传输速率是16Mbps。5类线缆允许的最大传输速率是100Mbps，而5e类线缆允许的最大传输速率是1Gbps。这种类型的线缆可以例如连接到一个RJ45型的连接器。 

在这种网络中，在服务器(一般是计算机)和客户端(一般是可以内嵌到一个由电池供电的LCD面板的解码器)之间传输音频和视频数据，通常要求音频和视频数据被编码。这通过使用时空编码完成。为了重建视频，时空编码只完全编码被传输的图像的一部分。这样，例如五个图像中只有一个图像可以被完全编码。对于未编码部分，那些没有被完全编码的图像直接涉及由之前完全编码图像编码的相同的部分。因此，一个未完全编码的图像只包括从在先图像转换来的部分图像和与在先编码图像没有转变的部分图像的地址。另外，某些类型的编码将音频和视频数据，连同可以使这些数据正确传输的信令数据一起压缩到一个单独的块。 

这种压缩使得节省传输时使用的带宽变得可能。对于上文描述过的那种线缆来说，这种带宽的节省并不显著。解码由客户端完成。一旦完成解码，音频和视频数据由客户端通过它自己的传输装置递送，例如除了一个解码器之外还包括屏幕和扬声器的由电池供电的LCD面板。 

因此，目前使用的标准之一，例如，是H264——更具体的说法是“H264传输流”，在下文中也指H264TS。H264TS既包括音频数据也包括视频数据。另外，H264TS还包括可以使音频和视频数据同步的信令数据。 

但是，为了使带宽经济化，数据必须被尽可能的压缩。这种大量的压缩使得编码和解码都非常复杂。实质上，服务器不仅必须执行图像压缩，还必须执行许多的计算以确定被编码的数据和地址。同样地，作为众多计算的结果客户端解码这些音频和视频数据。假设解码器执行的是硬件级的解码，对于类似于简单解码器的客户端，这种复杂运算使得解码芯片制造起来非常复杂。另外，这种复杂实际上增加了这类设备的耗电量，因为为了编码和解码必须进行数量巨大的计算。这种过度的电量消耗使得使用某些电量储备有限的设备，例如一个电池供电的LCD面板时存在问题。 

为了达到比例如5e类线缆速率高得多的速率，开发出了网络线缆的新技术。因此，一种新型线缆，7类线缆，在100米距离上允许的速率为10Gbps。例如，最近出现了一种新型连接器GG45(注册商标)。这种带有7类线缆类型的连接器允许在高达600Mhz的频率下重传。 

这种类型的7类线缆包括6个双绞线对，而RJ45只有4个。在这种7类线缆中，使用6个双绞线对是为了实现高速和长距离传输。然而，具有6个双绞线对的线缆的存在并未改变数据编码和解码的复杂性。因此，用于解码数据的客户端制造起来仍然复杂，并且仍然会耗费很多电量。从数字时代开始以来的趋势是将要传输的数据尽可能的压缩，以在最大可能程度上节省带宽。 

发明内容

为了生产一种简单且耗电量小的解码芯片，本发明规定使用7类网络线缆提供的带宽容量。特别地，在使用新网络线缆的性能以保持一个合适的传输速率时，本发明规定降低音频和视频数据编码和解码复杂性以减轻服务器和客户端的任务量。编码和解码复杂性的降低，使得构造一个简单的解码芯片变得可能。另外，为解码音频和视频数据而进行的运算的简单化，使得解码芯片用于执行这些计算所消耗电量的降低和时间的减少变为可能。为了降低编码和解码数据的复杂性，本发明规定使用只对视频数据进行空间编码的简单编解码器。单独空间编码是一种将组成视频的全部图像都完全编码的编码方式，这就意味着，没有为了显示而要参考其他图像的图像。这种编解码器的例子有：JPEG2000，PNG，MJPEG或者ZIP。