专利名称：数字数据的位流管理系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种数字数据的位流(bitstreams)管理系统，特别涉及符合数字录像规格(digital video specification，DV)的数字数据的位流管理系统。
背景技术：
已知影像的编码器，是基于一预定的编码格式，如动态影像压缩(MovingPictures Experts Groups，MPEG)、静态影像压缩(Joint PhotographicExperts Groups，JPEG)、或在1993年由Sony、Matsushita、Philips、Thomson等厂商主导推广的数字录像(DV)规格，将一数字数据经由转换(transform)、量化(quantization)及可变长度编码(Variable Length Coding，VLC)等步骤，编码成为多个位流，再将该多个位流依其用途，进行后续处理。
当该编码器应用于一DV装置中时，依据DV规格所编码产生的该多个位流，需经一位分配(bits assignment)装置，将该每一位流分配至一相对应子区块(sub-block)中，最后形成一区段(segment)。该DV规格同时定义该区段包含5个宏区块(macroblock)，每一宏区块包含四个亮度子区块(luma sub-blocks)以及两个色度子区块(chroma sub-blocks)，该每一亮度子区块包含112个位，该每一色度子区块包含80个位。
该位分配装置的分配步骤部份如下所示(1)判断该多个位流中一被分配的位流的位数目是否超过所欲分配的该相对应子区块的位数目；(2)若是，将该被分配的位流的一超过部份截断，再将截断后的该被分配的位流分配至该相对应子区块中，之后将该超过部份暂存至一过剩位缓冲器(extra bits buffer)；若否，则将该被分配的位流直接分配至该相对应子区块中；(3)重复执行步骤(1)与(2)，直到该多个位流均被分配至相对应的子区块；
(4)将该超过部份从该过剩位缓冲器中读出，并分配至其它仍具有剩余空间的子区块中。
在已知技术中，为了经济及实用上的考虑，一般该过剩位缓冲器约只有2至8K字节(byte)的存储容量，因此若有一笔位流的该超过部份的位数目太大，将会占满该过剩位缓冲器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它笔位流的该超过部份无法存入，而被舍弃。藉此，若其它笔位流的该超过部份包含有重要讯息，将会一并丧失，导致后续将该数字数据还原时，失真的情况加重。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种数字数据的位流管理系统，以解决已知技术所出现的问题。
本发明的位流管理系统是在已知该编码器基于一预定的编码格式，将该数字数据经由转换、量化及可变长度编码等步骤，编码成为该多个位流后，藉由一预定的位预算政策(bit budget policy)，对该多个位流进行修正，用以减少已知具有位数目太大的该超过部份的位数目，产生相对应的多个修正位流，此作法可避免已知若有一笔的该超过部份的位数目太大，会占满该过剩位缓冲器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它笔的该超过部份无法存入的情形发生。
本发明是一种数字数据的位流管理系统，包含一编码器、一位流截断器(bits stream truncator)及一缓冲器(buffer)。该编码器是将该数字数据编码成为多个位流。该位流截断器基于该预定的位预算政策，将该多个位流中每一个位流进行截断(truncate)或不截断，以产生相对应的该多个修正位流。该缓冲器用以储存该多个修正位流。
关于本发明的优点与精神可以结合附图对本发明的详述得到进一步的了解。
图1是本发明第一具体实施例的位流管理系统的示意图；图2是第一具体实施例的预定的位预算政策的运算流程图；图3是本发明第二具体实施例的位流管理系统的示意图；和图4是第二具体实施例的位流管理系统的流程图。
附图标号说明10位流管理系统 12数字数据14修正位流 16编码器18位流截断器 20缓冲器22位流 24位流管理系统26位流 28分配模块30过剩位缓冲器 32修正位流34过剩位值 36区段具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明第一具体实施例的位流(bit streams)管理系统10的示意图。第一具体实施例的位流管理系统10包含一编码器16、一位流截断器(bits stream truncator)18及一缓冲器(buffer)20。
编码器16先将数字数据12转换(transform)为一频域(frequencydomain)的数字数据(图未显示)，再将该频域的数字数据量化(quantization)为一修正数字数据(图未显示)，之后基于一预定的编码格式(encoding format)，例如动态影像压缩(Moving Pictures ExpertsGroups，MPEG)、静态影像压缩(Joint Photographic Experts Groups，JPEG)或数字录像(Digital Video，DV)，将该修正数字数据编码成为多个位流22。
位流截断器18基于一预定的位预算政策(bit budget policy)，将多个位流22中的每一个位流22进行截断(truncate)或不截断，以产生相对应的多个修正位流14，再将多个修正位流14储存在缓冲器20中。其中该位预算政策是依据缓冲器20所提供的一预算容量(图未显示)计算每一修正位流14的一位长度(图未显示)。
位流截断器18根据该预定的位预算政策(bit budget policy)来依序检查每一位流22，若一目前受检的位流22不合于该位预算政策时，即依据该预算容量截断(truncate)目前受检的位流22，并加上一结尾标记(endmark)，形成一相对应的修正位流14；若目前受检的位流22合于该位预算政策时，即不截断目前受检的位流22，并将其输出为相对应的修正位流14。
请参阅图2，图2是第一具体实施例的该预定的位预算政策的运算流程图。多个位流22共计M笔，并以第K笔位流22表示相对应的一笔位流22，其中K＝0～M-1，第K笔位流22包含NK笔数据样本(sample)，并以第L笔数据样本表示相对应的一笔数据样本，其中L＝0～NK-1，位流截断器18依序处理每一位流22及每一位流22中的该每一数据样本，步骤如下步骤S135计算第0笔位流22相对应的缓冲器20中的一第0笔剩余容量，计算公式如下E0＝Capacity-M*QuotaE0该第0笔剩余容量；Capacity缓冲器20的总容量；Quota一保证位长度，该保证位长度为缓冲器20预先保留给每一位流22的固定容量。
步骤S140计算一第K笔预算容量，其中K＝0～M-1，计算公式如下BK＝Quota+EKBK该第K笔预算容量；EK一第K笔剩余容量。
步骤S142判断K是否小于M，若是，则进行步骤S145；若否，则进行步骤S200。
步骤S145将一第0笔暂时修正位流长度(BK0)设为0。
步骤S150输入第K笔位流22的一第L笔数据样本，其中L＝0～NK-1。
步骤S152判断L是否小于NK，若是，则进行步骤S155；若否，则进行步骤S185。
步骤S155计算一第L笔暂时位长度，计算公式如下TBL＝BKL+TEL+EOBTBL该第L笔暂时位长度；BKL该第L笔暂时修正位流长度；TEL该第L笔数据样本；EOB该结尾标记。
步骤S160判断TBL是否大于相对应的BK，若是，则进行步骤S165，若否，则进行步骤S170。
步骤S165计算一第K笔修正位流的该位长度，计算公式如下FBK＝BKL+EOBFBK该第K笔修正位流的该位长度。进行步骤S185。
步骤S170计算一第L+1笔暂时修正位流长度，计算公式如下BKL+1＝BKL+TELBKL+1该第L+1笔暂时修正位流长度。
步骤S172重复步骤S150，进行第L+1笔数据样本的运算。
步骤S185输入第K+1笔位流。
步骤S190计算第K+1笔剩余容量，计算公式如下EK+1＝BK-FBK步骤S195重复步骤S140，以计算第K+1笔预算容量。
步骤S200运算结束。
请参阅图3，图3是本发明第二具体实施例的位流管理系统24的示意图。在第二具体实施例中，位流管理系统24应用于DV中，多个位流26符合一数字录像规格(digital video specification)。位流管理系统24除图1所包含的编码器16、位流截断器18及缓冲器20外，进一步包含一分配模块28，分配模块28包含一过剩位缓冲器(extra bits buffer)30。
分配模块28用以将储存于缓冲器20的每一修正位流32分别分配至一相对应子区块(sub-blocks)(图未显示)，该相对应子区块包含一区块长度。若一目前受分配的修正位流32的该位长度超过该相对应子区块的区块长度时，则截断超过的一过剩位值34，将该过剩位值储存至过剩位缓冲器30中，并将截断后的修正位流32加上相对应的结尾标记，分配至该相对应子区块中；若该目前受分配的修正位流的位长度不超过该相对应子区块的区块长度时，则直接分配至该相对应子区块中。
分配模块28在分配每一修正位流32后，并从过剩位缓冲器30中读出每一过剩位值34，将每一过剩位值34分配至仍具有剩余空间的子区块中。最后将多个修正位流32的所相对应的多个子区块形成一区段(segment)36。区段36包含5个宏区块(macroblock)，每一宏区块包含四个亮度子区块(luma sub-blocks)以及两个色度子区块(chroma sub-blocks)，该每一亮度子区块包含112个位，该每一色度子区块包含80个位。
在本发明图2中的M笔多个位流22，M可以是6，即每次进行截断程序可以是一个宏区块内的六个子区块为循环，M亦可以是30，即每次进行截断程序是以一个区段内的30个子区块为循环。
请参阅图4，图4是第二具体实施例的位流管理系统24的流程图。综合以上所述，第二具体实施例的流程步骤如下步骤S210将数字数据12编码成为多个位流26。
步骤S215基于该预定的位预算政策，将多个位流26中每一个位流26进行截断(truncate)或不截断，以产生相对应的多个修正位流32。
步骤S220储存多个修正位流32。
步骤S225判断目前受分配的修正位流32是否具有过剩位值34，若是，则进行步骤230，若否，则进行步骤240。
步骤S230从目前受分配的修正位流32中截断过剩位值34，并将截断后的修正位流32加上相对应的结尾标记，分配至该相对应子区块中。
步骤S235储存过剩位值34，进行步骤245。
步骤S240将目前受分配的修正位流32直接分配至该相对应子区块。
步骤S245将每一过剩位值34分配至仍具有剩余空间的子区块中。
步骤S240多个修正位流32的所相对应的多个子区块形成区段36。
在已知技术中，该数字数据经由该编码器编码成为该多个位流后，该位分配装置直接进行该多个位流的分配操作，亦即将该每一位流分配至该相对应子区块中，最后形成该区段。因此若该多个位流中有一笔位流的该超过部份的位数目太大，将会占满该过剩位缓冲器的大部分容量，甚至全部容量，致使其它笔的该超过部份无法存入，而被舍弃，导致后续将该数字数据还原时，失真的情况加重。本发明的位流管理系统10、24是在分配模块28进行分配操作前，先以该预定的位预算政策对多个位流22、26进行修正的操作，产生相对应的多个修正位流14、32，藉由此步骤，可事先检查每一位流22、26，并对已知位数目太大的该超过部份进行修正，以利后续处理。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求的范畴内。
权利要求
1.一种数字数据的位流管理系统，包含一编码器，将该数字数据编码成为多个位流；一位流截断器，基于一预定的位预算政策，将该多个位流中每一个位流进行截断或不截断，以产生相对应的多个修正位流；以及一缓冲器，用以储存该多个修正位流。
2.如权利要求1所述的系统，其中该位预算政策用以计算每一修正位流的一位长度。
3.如权利要求2所述的系统，其中该位预算政策依据该缓冲器所提供的一预算容量计算每一修正位流的该位长度。
4.如权利要求3所述的系统，该预算容量基于一保证位长度及一剩余容量而产生，其中该保证位长度为该缓冲器预先保留给每一位流的固定容量，该剩余容量是相关于该缓冲器的总容量减去已使用的容量及需预先保留的容量。
5.如权利要求4所述的系统，其中该位预算政策依序检查该每一位流，若一目前受检的位流不合于该位预算政策时，即依据该预算容量截断该目前受检的位流，并加上一结尾标记，形成相对应的一修正位流，若该目前受检的位流合于该位预算政策时，即不截断该目前受检的位流，并将其输出为相对应的该修正位流。
6.如权利要求5所述的系统，该系统进一步包含一分配模块，用以将每一修正位流分别分配至一相对应子区块，该相对应子区块包含一区块长度。
7.如权利要求6所述的系统，该分配模块进一步包含一过剩位缓冲器，用以储存该每一修正位流超过该相对应子区块的区块长度的一过剩位值。
8.如权利要求7所述的系统，其中该多个位流系符合一数字录像规格。
9.如权利要求8所述的系统，该多个修正位流的所相对应的多个子区块形成一区段。
10.如权利要求9所述的系统，其中该区段包含5个宏区块，每一宏区块包含四个亮度子区块以及两个色度子区块，该每一亮度子区块包含112个位，该每一色度子区块包含80个位。
11.一种数字数据的位流管理方法，包含将一数字数据编码成为多个位流；基于一预定的位预算政策，将该多个位流中每一个位流进行截断或不截断，以产生相对应的多个修正位流；以及使用一缓冲器储存该多个修正位流。
12.如权利要求11所述的方法，其中该位预算政策用以计算每一修正位流的一位长度。
13.如权利要求12所述的方法，其中该位预算政策基于一预算容量计算每一修正位流的该位长度。
14.如权利要求13所述的方法，该预算容量基于一保证位长度及一剩余容量而产生，其中该保证位长度为该缓冲器预先保留给每一位流的固定容量，该剩余容量系相关于该缓冲器的总容量减去已使用的容量及需预先保留的容量。
15.如权利要求14所述的方法，其中该位预算政策依序检查该每一位流，若一目前受检的位流不合于该位预算政策时，即依据该预算容量截断该目前受检的位流，并加上一结尾标记，形成相对应的一修正位流，若该目前受检的位流合于该位预算政策时，即不截断该目前受检的位流，并将其输出为相对应的该修正位流。
16.如权利要求15所述的方法，该修正方法进一步包含将每一修正位流分别分配至一相对应子区块。
17.如权利要求16所述的方法，该修正方法进一步包含储存该每一修正位流超过该相对应子区块的区块长度的一过剩位值。
18.如权利要求17所述的方法，其中该多个位流符合一数字录像规格。
19.如权利要求18所述的方法，该多个修正位流的所相对应的多个子区块形成一区段。
20.如权利要求19所述的方法，其中该区段包含5个宏区块，每一宏区块包含四个亮度子区块以及两个色度子区块，该每一亮度子区块包含112个位，该每一色度子区块包含80个位。
全文摘要
一种数字数据的位流管理系统，包含编码器、位流截断器及缓冲器，编码器是将数字数据编码成为多个位流，位流截断器基于该预定的位预算政策，将多个位流中每一个位流进行截断或不截断，以产生相对应的多个修正位流，缓冲器用以储存多个修正位流。
文档编号H04N5/92GK1642254SQ20041000208
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者吕忠晏, 陈泓辉, 黄琪惠 申请人:联发科技股份有限公司