[發(fā)明專利]實時產(chǎn)生不同分辨率視訊串流的方法與架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710107234.6
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN101312528A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 范哲龍;沈俊甫;許仕育
• 申請（專利權(quán)）人: 晶睿通訊股份有限公司
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/26;H04N7/14;H04L29/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種視訊處理的方法與系統(tǒng)，特別涉及當耗時較長的運算模塊在執(zhí)行運算時，耗時較短的運算模塊可同時執(zhí)行運算，以加快運算速度的方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著動態(tài)影像視訊的應用日益廣泛，使用者對動態(tài)影像視訊的需求也日益增加。因此，動態(tài)視訊的處理速度成為一個非常重要的議題。目前處理動態(tài)影像最主要的技術(shù)為移動影像編碼標準(Moving?Picture?Encoding?Group，MPEG)，圖1所示的是現(xiàn)有移動影像編碼標準-4的視訊編碼系統(tǒng)的功能方塊圖。我們可將整個視訊編碼系統(tǒng)分為兩部份，即移動估計器(Motion?Estimation)與區(qū)塊編碼器。其中，區(qū)塊編碼器包含移動差異單元(Motion?Difference)、離散余弦轉(zhuǎn)換單元(DCT)、量化單元(Quantization)、可變長度碼單元(Variable?lengthcode，VLC)、反量化單元(Inverse-Quantization)、反離散余弦轉(zhuǎn)換單元(Inverse-Quantization)與移動比較單元(Motion?Compensation)。由于移動估計器用于產(chǎn)生移動向量(Motion?Vector)，因此，涉及大量數(shù)學算法。眾所周知，其中，移動估計器的運算量約占整個編碼系統(tǒng)的六成至七成。即，移動估計器所耗費的運算時間約為區(qū)塊編碼器的六成至七成。

圖2所示的是現(xiàn)有視訊處理模塊的功能方塊圖。現(xiàn)有技術(shù)在處理一筆視訊數(shù)據(jù)時，主要在各個運算模塊間，加入內(nèi)部共享內(nèi)存。我們可將主運算單元視為移動估計器，而次運算單元視為區(qū)塊編碼器。

圖3所示的是現(xiàn)有視訊處理模塊的運作示意圖。圖3以分辨率704x576的影像為例，依序處理時序0～2，以產(chǎn)生分辨率704x576的視訊串流、分辨率352x288的視訊串流、分辨率與176x144的視訊串流。由圖3可知，現(xiàn)有的視訊處理模塊只能依序處理一種分辨率的數(shù)據(jù)。即，當主運算單元在處理影像數(shù)據(jù)時，次運算單元是閑置的(idle)，硬件的使用效率非常低。由前述可知，現(xiàn)有視訊處理模塊產(chǎn)生三種分辨率時，所需的運算頻率為1.31xWxHxfpsxA。其中，W為影像寬度(width)，H為影像長度(height)，fps為每秒圖框數(shù)(frame?persecond)，A為主運算單元的運算頻率。圖4所示的是現(xiàn)有視訊處理模塊的時序示意圖。如圖所示，除了次運算單元使用效率低落以外，同一種分辨率影像必須依序進行主運算單元以及次運算單元，才可以進行下一種分辨率影像的處理

如圖4所示，若主運算單元的運算時間為次運算單元的三倍，則硬件閑置的情況將更為惡化而造成效能更為低落。造成效能低落的主要原因為：

(1)原本內(nèi)部共享內(nèi)存被期望能大量減少外部內(nèi)存頻寬，然而，由于主運算單元與次運算單元共同使用一個共享內(nèi)存，因此，當主運算單元使用共享內(nèi)存，則次運算單元無法同時使用共享內(nèi)存。

(2)主運算單元與次運算單元的運算時間差異過大。

(3)次運算單元必須等待主運算單元的運算結(jié)果，才能進行下一步驟的運算。

由前述(1)～(3)可知，在處理數(shù)據(jù)時，主運算單元與次運算單元有互相等待對方的情況，因此，造成大量的閑置時間。

圖5所示的是現(xiàn)有視訊處理模塊處理多信道的不同分辨率視訊串流時序示意圖。當視訊處理模塊同時處理來自三個視訊裝置的視訊數(shù)據(jù)，且同時也要產(chǎn)生對應不同信道的不同分辨率視訊串流時，視訊處理模塊將產(chǎn)生大量的閑置時間，不但使硬件的使用效率降低，造成資源浪費，也使數(shù)據(jù)處理速度變慢。

由前述可知，現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)與運作方式，不但浪費硬件資源，更嚴重地影響到數(shù)據(jù)處理的速度。特別是現(xiàn)今網(wǎng)絡服務日漸普及，不同的客戶端(client)對同一視訊來源有不同的分辨率的需求，例如：行動電話所需分辨率為176x144，個人數(shù)字助理器(PDA)所需分辨率為176x144～352x288，個人計算機(COMPUTER)所需分辨率為352x288～640x480，數(shù)據(jù)庫(DATABASE)所需分辨率為640x480～1024x768。因此，許多電子裝置需處理多信道的視訊數(shù)據(jù)，并且需要實時產(chǎn)生不同分辨率的視訊串流傳輸至遠程。不幸的是，現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，將使數(shù)據(jù)處理的速度面臨瓶頸，無法提升服務的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實時產(chǎn)生不同分辨率視訊串流的方法與系統(tǒng)，該方法與系統(tǒng)適用于視訊編碼處理，使系統(tǒng)中模塊的運算時間平衡，提升系統(tǒng)的整體效能。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：