元数据转码的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年1月21日提交的美国临时专利申请第61/754,893号的优 先权，上述申请的全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
[0003] 本文献涉及对元数据进行转码。具体地，本文献涉及用于以降低的计算复杂度对 元数据进行转码的方法及系统。
【背景技术】
[0004] 当前，使用各种单通道和/或多通道音频渲染系统如5. 1多声道音频渲染系统、 7. 1多声道音频渲染系统或9. 1多声道音频渲染系统。音频渲染系统使得能够例如生成分 别源于5+1扬声器位置、7+1扬声器位置或9+1扬声器位置的环绕声。为了高效传输或者为 了高效存储相对应的单通道音频信号或多通道音频信号，使用音频编解码器（编码器/解 码器）系统如杜比数字（DD)或杜比数字+(DD+)。
[0005] 可能存在音频渲染装置的重要安装基础，该音频渲染装置被配置成使用特定音频 编解码器系统（例如，杜比数字）对已编码的音频信号进行解码。该特定音频编解码器系 统可以例如称为第二音频编解码器。另一方面，音频编解码器系统的演变可以产生更新的 音频编解码器系统（例如，杜比数字+)，该更新的音频编解码器系统可以例如称为第一音 频编解码器系统。更新的音频编解码器系统可以提供另外的特征（例如，数量增加的通道） 和/或提高的编码质量。这样，内容提供者可以倾向于根据更新的音频编解码器系统来提 供他们的内容。
[0006] 尽管如此，具有采用第二音频编解码器系统的解码器的音频渲染装置的用户应该 仍然能够渲染已经根据第一音频编解码器系统编码的音频内容。这可以通过如下所谓的转 码器或转换器来实现：该所谓的转码器或转换器被配置成将根据第一音频编解码器系统编 码的音频内容转换成根据第二音频编解码器系统编码的经修改的音频内容。
[0007] 沿着音频内容的分发链，可能产生对转码的另外的需求。内容提供者可以使用非 常适用于音频内容的生产和广播的音频编解码器（如杜比E音频编解码器）来对音频内容 进行编码。可以使用该面向生产的音频编解码器来分发音频内容，并且可以根据第二音频 编解码器（如无损编解码器杜比TrueHD或如杜比数字+或杜比数字编解码器）对音频内 容进行转码。
[0008] 通常，音频内容与比特流中编码的表示音频内容的元数据相关联。通常，将音频内 容分离成帧序列，其中，音频内容的每个帧包括预定数量的样本（例如，1024个样本）。所 述帧序列中的帧可以与相应的元数据容器（container)或元数据帧相关联。元数据容器可 以表示描述与该容器相关联的音频内容的帧的信息。这样的描述帧的信息的示例可以是关 于帧的一些样本或所有样本的响度数据。替代地或附加地，元数据容器可以用于传输可以 与相对应的音频内容的帧不直接相关联的辅助数据。这样的辅助数据可以例如用于以固件 升级来提供音频编解码器系统的解码器。
[0009]除了将音频内容从第一音频编解码器系统转码至第二音频编解码器系统以外，转 码器通常还需要对相关联的元数据进行转码。为了降低转码器/转换器（其例如在机顶盒 内实现）的成本，第一音频编解码器系统与第二音频编解码器系统之间转换的计算复杂度 应当较低。在对元数据进行转码的情况下，第一音频编解码器系统与第二音频编解码器系 统之间转换的计算复杂度也应当较低。在本文献中，描述了用于转码的方法和系统，该方法 和系统能够使得以降低的计算复杂度对元数据进行转码。
【发明内容】
[0010] 根据一个方面，描述了一种转码器，其被配置成将入站比特流转码成出站比特流。 入站比特流可以包括入站内容帧和相关联的入站元数据帧。相关联的入站元数据帧可以包 括在紧接着入站内容帧或在入站内容帧紧前的入站比特流中。这样，术语"相关联的"可以 表示内容帧和元数据帧之间的时间关系（例如，该术语可以表示内容帧在元数据帧紧前或 者反之）。应当注意，在一些实施方式中，相关联的入站元数据帧可以包括在入站内容帧中。 通常，内容帧包括第一元素（例如，同步字段）和最后元素（例如，错误纠正字段如CRC字 段）。相关联的元数据帧可以位于内容帧的如下字段中，该字段布置在内容帧的第一元素之 后并且在内容帧的最后元素之前（例如，在内容帧的辅助数据字段中）。
[0011] 元数据帧可以是所谓的演化帧。通常，入站比特流包括入站内容帧的序列和相关 联的入站元数据帧的序列。通常，入站元数据帧与入站内容帧交替，以使得特定的入站内容 帧的相关联的元数据帧直接跟着该特定的入站内容帧。以与入站比特流（也称为编码入站 比特流）类似的方式，出站比特流（或编码出站比特流）可以包括出站内容帧和相关联的 出站元数据帧。具体地，出站比特流可以包括交替的出站内容帧序列和出站元数据帧序列。
[0012] 内容帧可以表示根据特定编解码器方案编码的信号。具体地，入站内容帧可以表 示根据第一编解码器系统编码的信号，而出站内容帧可以表示根据第二编解码器系统编码 的信号。第一音频编解码器系统和第二音频编解码器系统可以相同（在这种情况下，转码 器可以被配置成提供比特率转换）或者第一音频编解码器系统和第二音频编解码器系统 可以不同（在这种情况下，转码器可以被配置成提供编解码转换）。信号可以包括音频信 号。第一编解码器系统和第二编解码器系统的示例有杜比E、杜比数字+、杜比数字、杜比 TrueHD、杜比睿波（DolbyPulse)、AAC(高级音频编码）和/或HE-AAC(高效率AAC)。在 第一编解码器系统和第二编解码器系统不同的情况下，转码器可以被配置成：将信号内容 从第一编解码器系统转码至第二编解码器系统。替代地或附加地，出站比特流的比特率可 以与入站比特流的比特率不同，并且转码器可以被配置成执行编码信号内容从第一比特率 转码至第二（不同的）比特率的转码。
[0013] 通常，将信号表示为包括预定数量的信号的样本（例如，512或1024个信号的样 本）的帧序列。这样，入站内容帧可以表不信号的帧的一些或所有样本。出站内容帧可以 表示信号的同一帧的一些或所有样本。这样，转码器可以被配置成生成出站内容帧，该出站 内容帧表示相对应的入站内容帧的至少一些样本。
[0014] 为了将入站比特流转码成出站比特流，转码器可以包括解码器，其被配置成根据 第一编解码器系统对入站比特流进行解码。作为解码的结果，解码器可以提供每个内容帧 的一组PCM样本。此外，解码器可以被配置成从元数据帧中提取元数据。可以将经解码的入 站比特流（例如，一组PCM样本和提取的元数据）提供给被配置成根据第二编解码器系统 对信号进行编码的编码器，从而提供出站比特流。这样，转码器可以被配置成：使用第一编 解码器系统的解码器和第二编解码器系统的编码器，根据入站内容帧生成出站内容帧。转 码器可以包括所谓的PCM连接转码器，其中，解码器将PCM样本组传送至转码器的编码器。 这样，本文中描述的转码器可以包括在PCM连接转码器的背景中描述的特征。
[0015] 应当注意，内容帧也可以表示根据隐含的编解码器系统的元数据。换言之，内容帧 可以包括与内容帧中包括的信号相关联的元数据，其中，内容帧中包括的元数据由隐含的 编解码器系统（即，第一编解码器系统或第二编解码器系统）来限定。与此形成对比，元数 据帧能够使得对附加元数据（除了由编解码器系统指定的元数据以外）进行传输。这样的 元数据的示例有响度或对白标准化参数或辅助数据如音频内容分发链中的解码器的固件 升级。
[0016] 元数据帧可以遵循预定的语法。具体地，入站元数据帧和出站元数据帧可以遵循 共同的语法。元数据帧的语法可以使得元数据帧能够包括零个元数据块、一个或更多个元 数据块。每个元数据块可以包括特定类型的元数据。这样，元数据帧可以具体可变的大小， 取决于包括在元数据帧中的元数据的量和/或元数据块的数量。每个元数据块可以表示 (或可以包括）相对应的描述符，该描述符表示相对应的元数据块中包括的元数据的一个 或更多个属性。具体地，描述符可以描述表示可以或应该如何操纵元数据块的属性。这样， 转码器可以使用块的描述符来以计算高效的方式对入站元数据帧中包括的块进行转码。
[0017] 为了对元数据帧进行转码，转码器可以被配置成：从入站元数据帧中识别元数据 入站块。可以使用块标识符来标识入站块。作为示例，可以使用块标识符来标识元数据帧 的每个块。此外，元数据帧可以包括特定的块标识符，该特定的块标识符表示以下事实：元 数据帧不包括任何另外的块（例如称为结束标识符）。转码器可以使用结束标识符来确定 元数据帧不包括任何另外的元数据块。
[0018] 如上所述，元数据入站块可以与被称为入站描述符的描述符相关联。入站描述符 可以表示元数据入站块中包括的元数据的一个或更多个属性。可以将描述符写入元数据块 的数据字段中。描述符内包括的示例属性是表示信号的样本的时间戳参数。具体地，时间 戳参数可以表示入站块的元数据与信号的由时间戳参数标识的样本相关联（例如，要被应 用于该样本）。时间戳参数可以通过表示内容帧中的样本相对于内容帧的结束或相对于内 容帧的开始的位置来标识样本。另外的示例是表示信号的数个样本的持续时间参数。持续 时间参数可以表示：入站块的元数据与由持续时间参数表示的信号的数个样本（开始于由 时间戳参数表示的样本）相关联。具体地，持续时间参数可以表示：元数据要被应用于在由 时间戳参数表示的样本之后的数个样本，其中，所述数个样本由持续时间参数来表示。时间 戳参数和/或持续时间参数可以用来例如表示：入站块的元数据（例如，响度值）可应用于 在相关联的入站内容帧中编码的信号的哪些样本。作为示例，入站元数据帧可以包括多个 入站块，该多个入站块表示在入站内容帧中被编码的不同组的信号样本的不同的响度值。
[0019] 描述符内表示（或包括）的属性的另一示例是转码器参数，该转码器参数表示是 否要将入站块转码成出站比特流。作为示例，可以使用转码器参数来表示：入站块中包括的 元数据仅适用于第一编解码器系统。这样，转码器可以被配置成：如果出站比特流根据与第 一编解码器系统不同的第二编解码器系统来编码，则丢弃入站块中包括的元数据。
[0020] 描述符中包括的属性的又一示例是复制参数，该复制参数表示是否要将入站块的 元数据包括在根据入站元数据帧生成的每个出站元数据帧中。以类似的方式，可以使用去 复制参数作为如下属性：该属性表示如果根据多个入站元数据帧生成出站元数据帧，则入 站块的元数据是否要被转码器丢弃。在入站比特流和出站比特流的成帧不同的情况下，转 码器可以使用复制参数和/或去复制参数。
[0021] 属性的再一示例是优先级参数，该优先级参数表示入站块的元数据相对于元数据 的一个或更多个其他入站块的重要性。与入站比特流相比，在可以仅将减少的元数据量插 入至出站比特流中的情况下，转码器可以使用优先级参数。属性的另外的示例是关联参数， 该关联参数表示是否可以将入站块的元数据插入至在出站元数据帧之后的延迟的出站元 数据帧中。这样，关联参数向转码器提供转码处理中的附加灵活性，原因是：转码器可以以 尚效的方式确定可以延迟哪个入站块以及必须保留与相关联的内容帧相关联的哪些入站 块。
[0022] 属性的另一个示例是PCM处理参数，该PCM处理参数表示在进行了对入站内容帧 中包括的数据的修改的情况下是否要由转码器丢弃入站块的元数据。具体地，PCM处理参 数可以向转码器指示：即使入站内容帧的数据（例如，入站内容帧中包括的信号样本）已经 被修改，也要将入站块的元数据包括在出站元数据帧中。这可以是下述情况，例如当入站块 包括与入站内容帧中包括的数据不相关的有效载荷如二进制数据或如附加比特流时。PCM 处理参数与所谓的PCM连接转码器特别有关。
[0023] 优选的入站描述符包括至少对以下的表示：时间戳参数和/或持续时间参数是否 被包括在描述符中。此外，优选的入站描述符包括复制参数和去复制参数。
[0024] 转码器可以被配置成基于入站描述符，根据入站元数据帧生成出站元数据帧。具 体地，转码器可以被配置成：仅基于由入站描述符表示的一个或更多个属性，根据入站元数 据帧生成出站元数据帧。更具体地，转码器可以被配置成：在不对入站块中包括的元数据进 行分析的情况下根据入站元数据帧生成出站元数据帧。这样，转码器可以仅基于元数据块 的描述符来执行对元数据帧中包括的元数据的转码，而无需分析和/或解析由元数据块携 带的元数据。这使得转码器具有显著降低的计算复杂度。
[0025] 转码器可以被配置成：通过将元数据从入站元数据帧的一个或更多个入站块拷贝 至相对应的一个或更多个出站块，来根据入站元数据帧生成出站元数据帧。可以将一个或 更多个出站块插入至出站元数据帧中。拷贝和插入可以受制于由一个或更多个入站块的入 站描述符表示的一个或更多个属性。作为示例，关联参数可以向转码器指示：特定的入站块 要被插入至出站元数据帧中。另一方面，转码器参数可以向转码器指示：如果第二编解码器 系统与第一编解码器系统不同，则应该丢弃特定的入站块。
[0026] 转码器可以被配置成：通过基于入站块的入站描述符生成出站块的出站描述符来 生成出站元数据帧。具体地，出站描述符可以包括或可以表示由入站描述符表示的一些或 所有属性。可以将入站描述符的一些或所有属性拷贝至出站描述符。另一方面，转码器可以 被配置成：对由入站描述符表示的一个或更多个属性进行修改以生成出站描述符，其中，出 站描述符表示一个或更多个修改的属性。作为示例，入站描述符可以表示时间戳参数。转 码器可以修改时间戳参数，以使得即使转码器可能已经针对入站比特流对出站比特流进行 了重新成帧（re-framing)，修改的时间戳参数仍然表示与原时间戳参数相同的信号样本。
[0027] 如上所述，入站描述符的一个或更多个属性可以包括表示信号样本的时间戳参 数，入站块的元数据与信号样本相关联。入站描述符的时间戳参数通常表示与入站内容帧 有关的信号样本。转码器可以被配置成根据入站块生成出站块。此外，转码器可以被配置 成：通过对入站描述符的时间戳参数进行修改来生成出站块的出站描述符，以使得出站描 述符的相对应的时间戳参数表示与出站内容帧（与入站内容帧相比，其可以具有不同的成 帧）有关的信号样本。这样，转码器可以被配置成：即使当入站比特流进行了重新成帧时， 也确保由入站描述符表示的一个或更多个属性仍然有效。
[0028] 转码器可以被配置成将出站块（根据入站元数据帧的入站块来生成）插入至延迟 的出站元数据帧中。作为示例，入站描述符的关联参数可以向转码器指示可以延迟入站块。 转码器可以选择将元数据插入至延迟的出站元数据帧中（例如，由于第二比特流的有限的 比特率）。延迟的出站元数据帧可能与下述延迟的出站内容帧相关联，该延迟的出站内容帧 不包括由入站块的时间戳参数表示的信号样本。尽管如此，为了确保出站块的时间戳参数 标识正确的信号样本，转码器可以被配置成：通过对入站块的时间戳参数进行修改来生成 出站块的出站描述符，以使得出站描述符的时间戳参数表示与延迟的出站内容帧有关的信 号样本。作为示例，修改的时间戳参数可以表示超过延迟的内容帧的样本数量的样本数量， 从而表示信号的样本存在于延迟的内容帧的外部。
[0029] 如上所述，入站指示符的一个或更多个属性可以包括复制参数，该复制参数表示 相对应的入站块的元数据是否要包括在根据入站元数据帧生成的每个出站元数据帧中。转 码器可以被配置成：通过考虑复制参数，根据入站元数据帧生成多个出站元数据帧。具体 地，转码器可以被配置成确定复制参数表示入站块的元数据要被包括在根据入站元数据帧 生成的每个出站元数据帧中。在这样的情况下，转码器可以被配置成：将入站块的元数据插 入至多个出站元数据帧的每个出站元数据帧中。具体地，转码器可以被配置成：对于多个出 站元数据帧的每个出站元数据帧，根据入站块生成出站块。除了生成多个出站元数据帧以 外，转码器还可以被配置成：根据入站内容帧生成多个出站内容帧，其中，多个出站内容帧 可以分别与多个出站元数据帧相关联。
[0030] 复制参数可以包括标记，该标记可以被设置成表示：入站块的元数据要被包括在 根据入站元数据帧生成的每个出站元数据帧中，或者入站块的元数据不要被包括在根据 入站元数据帧生成的每个出站元数据帧中（即，替代地，标记可以被设置成表示相反的情 况）。
[0031] 如上所述，入站描述符的一个或更多个属性可以包括去复制参数，该去复制参数 表示：如果根据多个入站元数据帧生成出站元数据帧，则入站块的元数据是否可以被（或 要被）转码器丢弃。转码器可以被配置成：通过考虑去复制参数，根据入站比特流的多个入 站元数据帧生成出站元数据帧。具体地，多个入站元数据帧可以包括多个元数据入站块，每 个入站块与表示入站块的元数据可以被转码器丢弃的相应的去复制参数相关联。转码器可 以被配置成：对于除了多个入站元数据帧中的一个入站元数据帧之外的所有入站元数据帧 (例如，除了多个入站元数据帧的第一个入站元数据帧以外的所有入站元数据帧），丢弃多 个入站块的元数据，以生成出站元数据帧。除了根据多个入站元数据帧生成出站元数据帧 以外，转码器可以被配置成根据多个入站内容帧生成出站内容帧，其中，多个入站内容帧分 别与多个入站元数据帧相关联。
[0032] 去复制参数可以包括标记，该标记可以被设置成表示：如果根据多个入站元数据 帧生成出站元数据帧，则入站块的元数据可以被（或要被）转码器丢弃；或者如果根据多 个入站元数据帧生成出站元数据帧，则入站块的元数据可以不被（或不要被）转码器丢弃 (即，替代地，该标记可以被设置成表示相反的情况）。
[0033] 如上所述，入站描述符的一个或更多个属性可以包括优先级参数，该优先级参数 表示入站块的元数据相对于元数据的一个或更多个其他入站块的相对重要性。在转码器处 接收的入站元数据帧可以包括具有表示优先级参数的不同值的描述符的多个入站块。转码 器可以被配置成：按照多个入站块的优先级参数，根据多个入站块生成出站元数据帧。具体 地，如果对于出站比特流而言可以获得足够的比特率，则转码器可以首先选择具有最高的 相对优先级的一个或更多个入站块并且仅插入较低优先级的入站块。
[0034]多个入站块可以与表示增量优先级的增量优先级参数相关联。多个入站块可以 包括增量元数据，以使得多个入站块的组合元数据提供高质量元数据并且使得多个入站块 中具有最高相对优先级的入站块的元数据提供质量降低的元数据（即，与由组合元数据提 供的高质量元数据相比，提供质量降低的元数据）。具有下一个较低的优先级的入站块可 以提供质量提高的元数据等，直到当对多个入站块全部进行组合时提供最高质量元数据为 止。转码器可以被配置成：基于多个入站块中的至少一个或更多个入站块生成出站元数据 帧，从而允许出站元数据帧中包括的元数据的质量的可伸缩（scalable)劣化。劣化的程度 可以例如基于出站比特流的可用比特率。
[0035] 如上所述，入站描述符的一个或更多个属性可以包括关联参数，该关联参数表示： 是否可以将入站块的元数据插入至在出站元数据帧之后的延迟的出站元数据帧中。转码器 可以被配置成：基于关联参数和/或基于对出站比特流的比特率限制，将来自入站块的元 数据插入至出站元数据帧中。具体地，转码器可以被配置成：如果关联参数表示可以延迟入 站块的元数据，则将来自入站块的元数据插入至在出站元数据帧之后的延迟的出站元数据 帧中。
[0036] 根据另一个方面，描述了一种用于将包括入站内容帧和相关联的入站元数据帧的 入站比特流转码成出站比特流的方法。出站比特流可以包括出站内容帧和/或相关联的出 站元数据帧。入站内容帧可以表示根据第一编解码器系统编码的信号，而出站内容帧可以 表示根据第二编解码器系统编码的信号。如上所述，第一编解码器系统和第二编解码器系 统可以相同或可以不同。该方法可以包括从入站元数据帧中识别元数据入站块。元数据入 站块可以与表示元数据入站块中包括的元数据的一个或更多个属性的入站描述符相关联。 此外，该方法可以包括：基