专利名称：一种音视频复用的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字视频编解码技术领域，尤其涉及一种音视频复用的装置。
背景技术：
数字化音视频产业是国民经济与社会发展的重要产业，是信息产业三大组成部分
之一 。数字化后的信息量非常庞大，为了有效的提高信道利用率，一方面，对信源进行压缩编码，使其在传输过程中占用最小的带宽；另一方面，考虑如何在单个信道内发送多套节目，由此而产生的多路复用技术非常实用。本文研究对象是多路复用技术，该复用技术有别于传统的时分复用、频分复用，它是ー种基于带宽动态分配的统计复用。图I是现有技术中音视频编码复用系统框图，目前，大部分的复用器不是用纯硬件实现就是完全用软件实现，传统的硬件复用器价格昂贵、可移植性差、不具备可升级性；而软件实现的复用器则为了达到高清实时输出的要求占用的系统资源很多，复用设备大都采用了 DSP实时处理技术，増加了复用的成本。因而，如何设计ー种新型的音视频复用装置以克服上述缺陷，成为本领域技术人员尚待解决的技术难题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于如何提高可移植性、降低成本。为了解决以上问题，本发明公开了ー种音视频复用装置，包括CPU部分、硬件加速器部分，两部分通过总线进行通信和数据传输;CPU部分包含了 PSI和PCR生成器、视频PES头生成器以及硬件请求响应器，分别连到总线；硬件加速器部分包括连接到总线的參数获取器、数据请求器、复用输出选择器、STC、输出缓冲器和RAM、VPES存储器、视频信息存储器、VES存储器、APES存储器、传输流调试输出存储器；外部存储器用于通过总线存储视频的ES流和音频PES流；DMA用于通过总线将外部存储器中的数据传输到硬件加速器部分中的VES存储器和APES存储器。进ー步，作为ー种优选，PSI和PCR生成器根据运营商提供的信息生成包含PSI的TS包分为PAT、PMT、SDT三种，生成的PCR包预留了 PCR字段，这四个包生成后都通过总线分别存储到硬件加速器部分中的RAM中；视频PES头生成器从编码端获得生成PES需要的信息生成PES头存储到VPES头存储器中。进一歩，作为ー种优选，參数获取器用于获得CPU部分对硬件的配置信息，硬件加速器部分的启动信号也是通过參数获取的方式得到，复用器输出选择器根据从參数获取器获得PSI、PCR和音视频的输出频率，并按PCR > PSI >音频>视频的优先级顺序，选择上述几种包输出，当上述几种包都不满足输出要求时，输出空包填充，保证输出连续；当需要VPES数据时，先将当前的VPES头输出，再从VES存储器中继续读出数据输出，保证形成VPES头和VES组成正确的VPES。
进一歩，作为ー种优选，数据请求器判断VES存储器和APES存储器的存储空间剩余大小，当剩余空间低于阈值时，就向CPU部分发出请求信号；硬件请求响应器实时响应数据请求器的请求配置DMA，DMA从外部存储器中获取音频PES和视频ES存储到相应的存储器中。其中PSI :节目专有信息，PCR:节目时钟參考，STC:系统时序时钟，DMA:直接存储器存取模块，PAT :节目关联表、PMT :节目信息表、SDT :服务描述表，VPES :视频PES。相对于现有技术而 言，本发明具有如下优势1)采用软硬件协同设计，既能增强复用的灵活性，又同时降低了硬件的复杂度，最重要的实时性也能得到保证。2)PCR计数器采用采用了硬件实现，并且PCR在最終输出时更新，保证减小了 PCR抖动。3)音视频的有效数据在整个码流中均匀分布，降低了对解码端接收缓存区域大小。
当结合附图考虑时，通过參照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进ー步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中图1，现有技术中音视频编码复用系统图；图2，本发明音视频复用装置图；图3，本发明STC结构图。
具体实施例方式为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下參照图2-3对本发明的实施例进行说明。本发明主要设计了一种音视频复用装置，其结构如图2，主要包括如下単元CPU部分I包括PSI和PCR生成器11，根据运营商提供的数据生成包含PSI和PCR的TS包；视频PES头生成器12，生成视频PES头，视频以ー帧的数据为ー个PES分组；硬件请求响应器13，实时响应硬件发出的数据请求并配置DMA，包括音频和视频数据请求；硬件加速器部分2包括參数获取器21，从配置寄存器中获得參数；RAM22，存储 PSI 和 PCR 包；VPES头存储器23、视频信息存储器24、VES存储器25、APES存储器26、传输流调试输出存储器28，几个存储器器分别存储相应的数据；复用输出选择器29，从PSI、PCR、音视频和空包中选择合适的包输出；输出缓冲区31，临时存储输出的TS流，保证输出连续；STC30,系统參考时钟，生成 PCR_Base 和 PCR_Ext。复用装置PSI和PCR生成器11根据运营商提供的信息生成包含PSI的TS包分为PAT (节目关联表)、PMT (节目信息表)、SDT (服务描述表)三种，生成的PCR包预留了 PCR字段，这四个包生成后都通过总线5分别存储到复用器硬件加速器部分2中的RAM 22中；视频PES头生成器12从编码端获得生成PES需要的信息生成PES头存储到复用器硬件加速器部分的23中。
复用器CPU部分I配置复用器的硬件加速器部分2中的配置寄存器，參数获取器解析配置寄存器，并根据前端编码数据准备情况配置启动复用器硬件加速器部分2的启动信号，当复用器获得启动信号后主要进行下面两个方面的操作一方面，复用器数据请求器27判断VES存储器25和APES存储器26的存储空间剰余大小，当剰余空间低于阈值时，就向复用器CPU部分I发出请求信号；硬件请求响应器13实时响应数据请求器27的请求配置DMA4，DMA4从外部存储器3中获取音频PES和视频ES存储到相应的存储器中。另ー方面，复用器输出选择器29根据从參数获取器获得PSI、PCR和音视频的输出频率，并PCR > PSI >音频>视频的优先级顺序，选择上述几种包输出，当并按从PSI、PCR、音视频和填充包这几种类型的包中选择合适的包输出，当上述几种包都不满足输出要求时，输出空包填充，保证输出连续；当需要VPES(视频PES)数据时，先将当前的VPES头输出，再从VES存储器中继续读出数据输出。保证形成VPES头和VES组成正确的VPES。输出缓冲器31包含两个TS包的存储空间，当剩余存储空间大于ー个TS包时复用输出选择器会输出ー TS包的数据到缓冲区中；在从输出缓冲区输出时，需要判断输出包类型，当输出PCR包吋，需要将STC的PCR_Base和PCR_Ext更新到该包中的PCR相应字段中；复用器CPU部分I可配置输出路径,一条是通过PSI输出形成传输流,另外一条是输出到传送流调试输出存储器28，再通过总线5输出到外部存储器3中方便调试。如图3所示是本发明STC30结构图，主要包括以下几个部分复用器时钟11，PCR的基准时钟是27MHz，但是本发明复用装置运行的时钟频率并不一定是27MHz，所以在使用时需要对系统时钟进行分频才能获得准确的PCR值；分频器12，是为了得到27MHz的时钟作为获得PCR_Ext计数器的基准时钟；分频器13，将复用器时钟分频得到90KHz的时钟作为PCR_Base计数基准时钟；计数器14，位宽为9位，以27MHz时钟计数，生成的是PCR_Ext ；计数器15，位宽为33位，以90KHz时钟计数，生成的是PCR_Base。整个STC30生成准确的PCR值，TS输出时更新PCR的值。减小PCR抖动。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种音视频复用装置，其特征在于，包括CPU部分(I)、硬件加速器部分(2)，两部分通过总线(5)进行通信和数据传输;CPU部分(I)包含了 PSI和PCR生成器(11)、视频PES头生成器(12)以及硬件请求响应器(13)，分别连到总线(5);硬件加速器部分(2)包括连接到总线(5)的參数获取器(21)、数据请求器(27)、复用输出选择器(29) ,STC(30)、输出缓冲器(31)和RAM (22)、VPES存储器(23)、视频信息存储器(24)、VES存储器(25)、APES存储器(26)、传输流调试输出存储器(28);外部存储器(3)用于通过总线(5)存储视频的ES流和音频PES流；DMA(4)用于通过总线(5)将外部存储器中的数据传输到硬件加速器部分(2)中的VES存储器(25)和APES存储器(26)。
2.根据权利要求I所述的音视频复用装置，其特征在干，PSI和PCR生成器(11)根据运营商提供的信息生成包含PSI的TS包分为PAT、PMT、SDT三种，生成的PCR包预留了 PCR字段，这四个包生成后都通过总线(5)分别存储到硬件加速器部分(2)中的RAM(22)中；视频PES头生成器(12)从编码端获得生成PES需要的信息生成PES头存储到VPES头存储器(23)中。
3.根据权利要求I所述的音视频复用装置，其特征在于，数据请求器(27)判断VES存储器(25)和APES存储器(26)的存储空间剩余大小，当剩余空间低于阈值时，就向CPU部分(I)发出请求信号；硬件请求响应器(13)实时响应数据请求器(27)的请求配置DMA(4)，DMA(4)从外部存储器(3)中获取音频PES和视频ES存储到相应的存储器中。
4.根据权利要求I所述的音视频复用装置，其特征在干，參数获取器(21)用于获得CPU部分(I)对硬件的配置信息，硬件加速器部分(2)的启动信号也是通过參数获取的方式得到，复用器输出选择器(29)从參数获取器(21)获得PSI、PCR和音视频的输出频率，并按PCR > PSI >音频>视频的优先级顺序，选择上述几种包输出，当上述几种包都不满足输出要求吋，输出空包填充，保证输出连续；当需要VPES数据时，先将当前的VPES头输出，再将VES流输出，保证形成VPES头和VES组成正确的VPES。
5.根据权利要求I所述的音视频复用装置，其特征在于，输出缓冲器(31)采用PING-PANG结构，包含两个TS包的存储空间，当剩余存储空间大于ー个TS包时复用输出选择器(29)会输出ー TS包的数据到缓冲区中；当TS包从输出缓冲区输出时，需要判断输出包类型，当输出PCR包时，需要将STC的PCR Base和PCR Ext更新到该包中的PCR相应字段中；CPU部分可配置输出路径,一条是通过PSI输出形成传输流,另外一条是输出到传送流调试输出存储器(28)，再通过总线(5)输出到外部存储器(3)中。
全文摘要
本发明公开了一种音视频复用装置，复用的视频ES流和音频PES都从外部存储器获得，视频ES流由视频编码器编码生成，音频PES包通过音频编码器编码封包得到，CPU部分将节目专用信息(PSI)、节目时钟参考(PCR)根据标准中传输流TS的语法规则打包成TS包，同时生成视频PES头和其他复用器硬件加速器需要的配置信息；复用器硬件加速器部分根据复用策略选择将上述的PSI、PCR、音视频PES打包而成的TS包以及填充包复用成输出速率恒定的传输流，本发明提供了一种能实时处理高清视频，灵活性高，硬件结构简单延迟小、复用速率恒定并且PCR抖动小的音视频复用装置。
文档编号H04N21/236GK102647616SQ20121011562
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者吉祥虎, 肖华, 解晓东, 贾惠柱, 高文 申请人:北京大学