专利名称：一种编码器中的视频数据自适应分割装置的制作方法
技术领域：
本发明属于移动多媒体广播或手机电视技术领域，特别涉及一种编码器 中的视频数据自适应分割装置。
背景技术：
移动多媒体广播是近年来兴起的一种多媒体播放技术。用户通过手持的 终端，在高速移动的情况下，可以观看电视。终端通过无线协议，接收到节 目单，可以选择自己有权利收看的频道，从而可以接收选择频道的多媒体数
据，实现在移动终端上看电^L。
系统发射的空中数据，被分成不同的频道，每个频道的数据包括视频、 音频和辅助数据三种类型，终端可以接收相关的数据，通过终端上的播放器， 实现电视的正常播放。
传送时，视频数据被切割成一些小的数据块。为了增强视频数据的抗误 码能力，需要规定视频数据的切割方法，以保证终端解码时能更方便地实现 错误恢复与掩盖。
而现有视频数据信道封装方法，往往只考虑物理信道的特点，按照数据 包的容量硬性、机械切割视频码流，没有考虑视频内容相关性。现有的切割 方法往往不精确到宏块， 一般的做法是如果l个图像帧太大，就硬性切割 成固定大小，IP网络的IP包最大一般只有求1500字节，就会采用硬切割的 方法，每个包固定大小1500字节，如果是在TS包中，也是采用固定大小的 切割方法，以能放在固定大小的TS包中，而不是整数个宏块来进行切割。 这样在信道出现异常时，鉴于信源压缩的空域、时域相关性，错误会在空间 扩展，不利于图像隐蔽，甚至放大瑕疯。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多媒体广播系统中 一种编码器中 的视频数据自适应分割装置，提高视频数据抗误码的能力。
本发明提出 一种编码器中的视频数据自适应分割装置，编码器接收到频
道数据，视频数据自适应分割装置对M个视频帧进行切割，对每个视频帧 分别进行分割，得到一个或多个视频单元，每个视频单元包括整数个宏块， 然后用视频单元填充物理层数据块，保证每个物理层数据块中包括整数个视 频单元。
所述物理层数据块的大小根据物理层调制方式设置。
所述视频数据自适应分割装置用视频单元将物理层数据块填充至其剩 余空间小于给定阈值V。
所述剩余空间用0x00填充。
所述阈值V的大小是由编码器的编码装置决定的，编码装置在编码的 时候，如果不能利用剩下的空间，就对剩余空间进行填充。
该装置还包括可使用数据长度计算单元、第一比较单元、第二比较单元、 第一赋值单元、第二赋值单元、切割单元和循环判断单元，其中
(bl )可使用数据长度计算单元在对视频数据进行切割前，先计算在本 次要发送的频道数据中，第一个视频单元前的所有信息的长度H，包括包头、 视频段头的长度，如果前边封装了其他频道的数据，也一起计算在内，H除 以物理层数据块的长度W，其余数为当前物理层数据块内已使用的数据长 度H0;
(b2 )可使用数据长度计算单元计算当前物理层数据块内可使用的数据 长度L1-W-H0，第一比较单元判断W-HO是否大于等于给定的阈值V，如 果是，执行步骤(b3)，否则，由第一赋值单元令HO-O, Ll-W，执行步 骤(b3);
(b3 )第二比较单元判断前图像帧剩余的数据长度L是否大于等于Ll ， 如果是，执行步骤(b4),否则执行步骤(b5);
(b4)第二赋值单元令当前要分割的视频单元长度L2=L1, H0=0， L=L-L1,执行步骤(b6);
(b5)第二赋值单元令当前视频单元长度L2-L, H0=H0+L， L^下一个 视频帧的长度，执行步骤(b6);
(b6)切割单元从视频帧中切割出长度为L2的视频数据块；
(b7)循环判断单元判断是否LK)，如果是，则循环结束，否则，返回 步骤(b2)执行。
本发明的视频数据自适应分割装置通过自适应切割视频数据单元，充分 利用信源的数据分割方法，与物理信道特性相结合，尽量满足一个条带或一 个分区充盈在一个物理数据包中，从而在信道出现异常时，将视频错误隔离 在一个条带或一个分区内，有效避免图像瑕疵的扩展，提高图像主观质量， 而且视频数据的抗误码能力得到显著提高。
附困说明
图1是本发明媒体流在业务通道中传送的示意图2是本发明视频数据自适应切割的示意图3是本发明编码器切割视频数据的流程图。
具体实施例方式
图1所示为媒体流在业务通道中传递的示意图，其中， 一个业务通道对 应一个频道， 一个频道每隔一个固定时间间隔发送l次数据，该时间间隔可 以是l秒钟，也可以是其他时间值。
一个频道的数据由包头、视频数据段、语音数据段和辅助数据段组成。 包头是必须提供的，其中主要是一些控制信息。视频数据段、语音数据段和 辅助数据段都是可以选择出现的，可以出现其中的一个或多个，这3个数据 段是否出现可以从包头的控制字段中判断出来。
视频数据段是由视频段头、N个视频数据单元组成，N可以变化，根据 实际需要决定N的具体值。视频段头包括每个视频数据单元的长度、播放 时间、属性字段等。
图2是本发明视频数据自适应切割的示意图，由视频数据自适应分割装 置完成分割，1秒钟的视频数据包含M个视频帧，其原则是
(1) 每一个^L频帧可以切割成1个或多个一见频单元；
(2) —个视频单元不能包括2个帧的数据。
即以条带为视频数据封装的基本单位，不跨越图像帧， 一个视频单元放 一个条带。所谓条带就是多个宏块的集合，也就是1个视频单元的数据净荷。
物理层传送的数据是由多个物理层数据块组成的，每个物理层数据块的 大小固定为W，每一块具有相同的误码率。视频单元切割后能自动适应地 放在各个物理层数据块中，其原则是
(1) 一个物理层数据块可以包括1个或多个视频单元；
(2) —个视频单元不能在2个物理层数据块中传送；
(3) —个视频单元至少包括1个宏块，如果1个物理层数据块剩余的 空间不足够放入l个宏块，则不放入视频单元，而填充0x00;
(4) 物理层数据块的大小W根据物理信道的参数进行设置，对于同一 种调制方式，W是固定大小。
宏块是指16xl6的图像块，l个宏块的大小是可变的，对于300KBit/s 速率的图像， 一个宏块的平均大小是5个字节。填充的大小是由编码器的编 码装置决定的，编码装置在编码的时候，如果不能利用剩下的空间，就对剩 余空间进行填充。
W的参考值是576字节或864字节，根据物理信道的调制方式决定。
图3是本发明编码器切割视频数据的流程图，图中参数的含义是H0 是当前物理层数据块内已经被使用的数据长度；L2是当前要分割的视频单
元的长度；L是当前视频帧剩余的数据长度；Ll是物理层数据块剩余的数 据长度，也就是当前物理层数据块可使用的数据长度；V是最小视频单元长 度的阈值，可取5字节；W是每个物理层数据块的长度。该分割过程由视 频数据自适应分割装置完成，该装置包括可使用数据长度计算单元、第一比 较单元、第二比较单元、第一赋值单元、第二赋值单元、切割单元和循环判 断单元，该分割流程包含如下步骤
1) 对视频数据进行切割开始时，由可使用数据长度计算单元先计算在 本次要发送的频道数据中，第一个视频单元前的所有信息的长度H，包括包 头、视频段头的长度，如果前边封装了其他频道的数据，也一起计算在内， HO为H除以W的余数，此时L等于第一个视频帧长度；
2) 可使用数据长度计算单元计算当前物理层数据块内可使用的数据长 度L1-W-H0;第一比较单元判断W-HO是否大于等于阈值V，如杲是，执 行步骤3)，否则，第一赋值单元令H0-0， L1=W，执行步骤3);
由于宏块是^L频数据的最小单位，每个宏块的长度大约是5个字节，如 果剩余的空间小于V,则剩余的空间无法填充一个宏块，则把剩余的空间给 当前的视频单元，由当前的视频单元来填充0，不分配给下一个视频单元。
3) 第二比较单元判断L〉L1是否成立，如果是，执行步骤4),否则执 行步骤5 );
4) 第二赋值单元令当前要分割的视频单元长度L2-L1， H0-0， L-L-L1， 执行步骤6);
即当前图像帧剩余的数据长度L大于物理层数据块剩余的数据长度 Ll,这种情况下当前图像帧没有分割完成，下次循环继续分割当前帧。如图 2中的第一个帧的第一个视频单元，在这种情况下，下次循环的H0值是0;
5) 第二赋值单元令当前视频单元长度L2=L, H0=H0+L， ！^下一个视 频帧的长度，执行步骤6);
即当前图像帧剩余的数据长度L小于物理层数据块剩余的数据长度 Ll,如图2中的第一个帧的最后一个视频单元，这种情况下，当前图像帧已 经分割完成，下次循环将开始分割下一个图像帧。
6 )切割单元从视频帧中切割出长度为L2的视频数据块；
7)循环判断单元判断是否L—，如果是，表示没有剩余的图像数据了， 则循环结束，否则，返回步骤2)执行。
上述分割方式中，由于视频数据的宏块是最小单位，平均5字节大小。 一个视频单元不可能刚好填满576字节的数据块，每个576字节的数据块都 有一个填充， 一般5个字节左右。
上述自适应视频数据切割方法的好处是由于物理层传送时，l次传送 l个物理层数据块，每个物理层数据块的误码率是相等的，每个物理层数据 块之间的误码不相互影响，传输时，1次可能丟失1个物理层数据块，这样 的切割方式中，物理层数据块总是包括整数个宏块，不同物理层数据块之间 的数据相互独立，1个物理层数据块的数据丢失，不影响其他物理层数据块 的视频数据的解码，使得误码不会扩散，解码器能最大限度地实现纠错与误 码掩盖，能大大提高系统的抗误码能力。
本发明一实例如下，在本实例中， 一个业务通道有256Kbit/s的速率。
这个频道的总长度是32K字节，其中包头长37字节；视频数据段总 长度是26.8K字节；音频数据段总长度是4.1K字节；辅助数据段总长度是 1K字节。对于不足32K字节的部分，可以填充全0。
物理信道的每个数据块的大小是576字节，视频数据切割成多个视频单 元放在多个576字节的物理信道数据块中，共55个视频单元。
这样一个电视频道，可以提供212Kbit/s速率的视频数据，32Kbit/s速率 的音频数据，和8Kbit/s速率的字幕数据，可以满足QVGA分辨率、25帧的 H264或AVS-M的视频数据的传输。在给用户提供相当满意质量的移动广播 电视节目的同时，可以为用户提供字幕，由终端显示在屏幕上。
权利要求
1、一种编码器中的视频数据自适应分割装置，编码器接收到频道数据，视频数据自适应分割装置对M个视频帧进行切割，对每个视频帧分别进行分割，得到一个或多个视频单元，每个视频单元包括整数个宏块，然后用视频单元填充物理层数据块，保证每个物理层数据块中包括整数个视频单元。
2、 如权利要求1所述的自适应分割装置，其特征在于所述物理层数 据块的大小才艮据物理层调制方式设置。
3、 如权利要求1所述的自适应分割装置，其特征在于所述视频数据 自适应分割装置用视频单元将物理层数据块填充至其剩余空间小于给定阈 值V。
4、 如权利要求3所述的自适应分割装置，其特征在于所述剩余空间 用0x00填充。
5、 如权利要求3所迷的自适应分割装置，其特征在于所述阈值V的 大小是由编码器的编码装置决定的，编码装置在编码的时候，如果不能利用 剩下的空间，就对剩余空间进行填充。
6、 如权利要求1所述的自适应分割装置，其特征在于该装置还包括 可使用数据长度计算单元、第一比较单元、第二比较单元、第一赋值单元、 第二赋值单元、切割单元和循环判断单元，其中(bl)可使用数据长度计算单元在对视频数据进行切割前，先计算在本 次要发送的频道数据中，第一个视频单元前的所有信息的长度H，包括包头、 视频段头的长度，如果前边封装了其他频道的数据，也一起计算在内，H除 以物理层数据块的长度W，其余数为当前物理层数据块内已使用的数据长 度H0;(b2 )可使用数据长度计算单元计算当前物理层数据块内可使用的数据 长度L1-W-H0，第一比较单元判断W-HO是否大于等于给定的阈值V，如 果是，执行步骤(b3),否则，由第一赋值单元令H(HO, L1=W,执行步 骤(b3);(b3 )第二比较单元判断前图像帧剩余的数据长度L是否大于等于Ll， 如果是，执行步骤(b4)，否则执行步骤(b5);(b4)第二赋值单元令当前要分割的视频单元长度L2=L1, H0=0, L-L-L1，执行步骤(b6);(b5)第二赋值单元令当前视频单元长度L2-L， H0=H0+L， L-下一个 视频帧的长度，执行步骤(b6);(b6)切割单元从视频帧中切割出长度为L2的视频数据块；(b7)循环判断单元判断是否L-O,如果是，则循环结束，否则，返回 步骤(b2)执行。
全文摘要
本发明提出一种编码器中的视频数据自适应分割装置，编码器接收到频道数据，视频数据自适应分割装置对M个视频帧进行切割，对每个视频帧分别进行分割，得到一个或多个视频单元，每个视频单元包括整数个宏块，然后用视频单元填充物理层数据块，保证每个物理层数据块中包括整数个视频单元。本发明的视频数据自适应分割装置通过自适应切割视频数据单元，充分利用信源的数据分割方法，与物理信道特性相结合，尽量满足一个条带或一个分区充盈在一个物理数据包中，从而在信道出现异常时，将视频错误隔离在一个条带或一个分区内，有效避免图像瑕疵的扩展，提高图像主观质量，而且视频数据的抗误码能力得到显著提高。
文档编号H04N7/26GK101198053SQ20061016197
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者戴志军, 晏祥彪, 灿 沈, 宁 王 申请人:中兴通讯股份有限公司