[发明专利]视频节目的数字复用装置

说明书

本发明涉及一种用于实时传送多种视频节目的装置，每个节目都是表示连续帧的二进制数据流格式，在已确定的数据速率容量的一传输信道上传送，该装置包含一可编程编码数据速率的视频编码器，针对要自己接入信道的接入一复用器的每一节目通道。

文献EP-A-0 526 201描述了这样一视频编码器，它能够针对一图象的每个象素块组调节量化级大小从而使图象质量保持在一近似常量的值上。

在下文中，要广义理解术语“帧”。它可指再生一完整逐行扫描图象所需的全部视频数据，再生采用隔行扫描的一偶场或一奇场所需的全部视频数据，甚或根据前一图象能再生另一图象的辅助数据。

特别重要的是，本发明的非唯一应用在于一遵循MPEG2视频标准进行传送的装置，构成了国际电信联盟1994年6月公布的1TU-TH262建议(ISO/CEI)13818-2的主题。    

MPEG2标准规定了能以标准分辨率图象而变更的数据速率产生信号流的压缩算法的实现(上述建议中的附录D.4)。特别是当在为记录在存储媒体上的一延迟时间编码一胶片时，会采用该标准。

传输信道的容量有限。当多个节目复用在一公共信道上时(例如卫星信道)，目前采用的解决方法主要是事先定义送往复用器的每个节目的最大数据速率。该方法并不令人满意因为其对信道资源的利用率极低。在每个节目中传送的视频信息变化极丰富。在任一已知时刻，都有这样一统计可能即至少有一个编码器有富裕的可用数据速率，而另一个编码器却由于没有足够的可用数据速率而不得不利用-压缩比降低其图象质量。

由Guha et al.撰写的名为“DBS应用的VBF MPEG编码视频信号的多信道联合速率控制”一文发表在IEEE会刊《电子消费者》的1994年8月第14卷第三期上，推荐了一种算法为接入一公共复用器的各编码器分配数据速率，在那里每个速率都随待编码的连续图象组的复合体的变化而变化，这样整个数据速率就不会导致复用器上游的缓存寄存器有溢出的危险。该算法不能独自进行实时分配，是因为无法获知后面将要接收到什么图象及其信息的丰富程度。

本发明特别设法提供一上述定义的传输装置，能比以前采用的装置更好地满足实际需要，特别是能最大可能地利用传输信道的容量。

为这一目的，本发明利用编码器的存在使每一帧以不同于前一帧采用的速率被编码。本发明还利用这一事实分析编码产生的信息以确定最后得到的图象的图象质量。

因此本发明推荐的装置包括：

·在每一节目通道上，具有至少一帧存储容量的一图象存储器，位于编码器上游，和一辅助编码器与存储器一样在同一时刻接收连续输入帧；及

·比较器和控制装置，用于将每个通道的辅助编码器编码的帧图象相互或与参考作比较，并用于控制各通道上的编码数据速率以平衡由各编码器输出的质量。

该装置使用一种完全不同于视频编码的优化统计复用，鉴于对失真的灵敏度针对每个块组调节量化级大小。

特别就MPEG2标准而言，规定压缩信号流要具有在主轮廓和主电平中介于2Mbit/s到15Mbit/s的数据速率，规定了经一卫星信道的传输，最觉情况是5个节目经同一信道传送。假使这样的话本发明可以在任一时刻根据其图象的丰富性调整分配给每一通道的数据速率，而取代过去为每个节目通道随意分配一8Mbit/s速率的做法。以适合的数据速率编码的视频信号流于是被划分成一定次序的包裹。

上述特性和其他特性在阅读下文列举的一特别实施例的描述时会显得更清楚。参照附图进行描述，附图乃是本发明的特别实施例的一简化框图，其装置具有接入一公共信道的两个编码器。

装置的一般结构如图1所示包含接入一复用器12的两个视频节目通道10₁，和10₂，依次接入调制和传输电路(未示出因与本发明无关)。除其视频流外，每个通道包含一代表声音的二进制信号流、和一业务信息流。这些都可附加在复用器12上游的视频流上。实际上打包和复用视频数据、声音数据、和业务数据的功能，及排队功能都是有电路14₁，和14₂完成，由于可以是普通类型的电路，所以在此不再描述。