专利名称：用于编码或解码音频或视频帧数据的方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于编码或解码音频或视频帧数据的方法和装置。
现在已经设计出用于广播目的的四声道立体声MPEG视频编码器板。对这种编码器的要求是能够用不同的编码参数工作。MPEG允许使用不同的采样频率和总数据率。
当在正常的编码操作过程中一个或多个数据改变时出现一个问题。该问题可能出现在节目的当前类型改变时，例如从纯语音或新闻改变为音乐时出现。
通常，音频帧被在解码器中在相继不同的阶段处理，例如在第一阶段转换为频率系数，并且在进一步的阶段进行位分配和量化。在与第一阶段平行的路径上计算音质屏蔽。音频解码器包括如下阶段块差分阶段、DCT(离散余弦变换)、量化和在反馈回路中的反量化、反DCT、其输出被输入到块差分阶段的运动补偿插值，其中量化的输出可以被VLC(可变长编码)编码，并在最终输出之前被缓冲，并且缓冲器填充程度被用于控制量化，使得编码的人工因素尽可能地被掩蔽。
如果编码参数通常在特定音频帧在这样的第一阶段中处理但是还没有在进一步的阶段中处理的时刻处改变，则在已经被在进一步的阶段中用改变的编码参数处理之后，该帧的数据将变得无用。
为了避免这种问题，一个具有旧的编码参数的大表格和具有新的编码参数的大表格可以在编码器中对每个通道存储一段时间，其中表格的“深度”取决于在编码器中需要重复更新的数据流的数目。编码器的所有处理阶段需要访问这两个通道表，并且需要确定在什么时候访问哪个表格。特别在多通道编码器中，其中不同的通道可以在不同时间改变不同的编码参数，该通道可以被分配给不同的微处理器，这种方案可能容易产生错误。该表格将比下述的解决方案需要更多的存储容量。
本发明的一个目的是公开一种用于编码或解码需要编码或解码参数的音频或视频帧数据的方法。该目的是通过公开于权利要求1中的方法实现的。
本发明另一个目的是公开一种利用本发明方法的装置。
在本发明中不采用暂时存储的总参数表。而是，特定处理路径所需的编码参数被添加到用于音频通道的输入数据流中，并且被与相关的音频数据相联系，并被与其音频数据存储在不同的缓冲器中，即，在不同数据流和数据路径的整个编码过程中，相应的编码参数被保持与要被编码的音频数据相联系。最好，被分配给处理路径的原始编码参数被转换为不同格式，以使得所需字长最小化和/或便于容易地在相关处理阶段中进行估计。
从而，每个数据流可以用正确的参数组进行处理，而不用在用新的参数开始新数据流的编码之前，等待旧的数据流的编码结束，和等待新参数的复位和加载。
本发明还被用于具有相应地相反次序的处理阶段的音频或视频解码器中。
在原理上，本发明方法适用于编码需要编码参数的音频或视频帧数据，其中所需编码参数被与所述要被编码的音频或视频数据的帧链接在处理过程的输入端，并且用于编码处理的所有不同阶段中，其中在每个阶段中，与当前要被处理的帧数据相联系的相应的编码参数被考虑，以允许用于任何帧的编码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据的编码，或者，本发明方法适用于解码需要解码参数的音频或视频帧数据，其中所需解码参数被与所述要被解码的音频或视频数据的帧链接在处理过程的输入端，并且用于解码处理的所有不同阶段中，其中在每个阶段中，与当前要被处理的帧数据相联系的相应的解码参数被考虑，以允许用于任何帧的解码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据的解码。
本发明方法的另一个实施例公开在各从属权利要求中。
在原理上，本发明的装置适用于编码需要编码参数的音频或视频帧数据，其中包括-用于把所需编码参数与所述音频或视频数据的帧相链接的装置，所述链接装置设置在该装置的输入端附近；-用于把时域样本转换为频域系数的装置，该装置的输入端分配有缓冲装置；-用于从所述时域样本计算屏蔽特性的装置，该装置的输入端分配有缓冲装置；-用于在所述屏蔽计算装置的控制下执行位分配和系数的量化的装置，该位分配和量化装置的输入端分配有缓冲装置，其中在所述转换装置中，在所述屏蔽计算装置和所述位分配和量化装置中，与当前要被处理的帧数据相链接的相应编码参数被考虑，以允许用于任何帧的编码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据的编码。
本发明的装置的优选实施例公开于各从属权利要求中。
下面参照附图描述本发明的实施例，其中
图1为4声道音频编码器的功能框图；图2为包括要被编码和关联的编码参数的音频数据的链接数据区；图3为具有包括链接数据区的微处理器。
在图1中的音频编码器接收四个立体声PCM输入信号PCMA、PCMB、PCMC、和PCMD。例如，MPEG音频数据是基于帧的，每一帧包括1152个单声或立体声样本。图1的编码器操作系统可以包括六个用于四个MPEG通道的编码的DSP(数字信号处理器，未示出)。这些DSP形成包括图1中所示的技术功能的软件编码器。合适类型的DSP例如是模拟设备的ADSP 21060或21061或21062。作为替换，图1中所示的技术功能可以用硬件来实现。
运行在六个DSP中、或运行着相应硬件中的软件的同步是利用先进先出(FIFO)缓冲器实现的，其中每个缓冲器被分配给一个或一些特定的帧。这意味着在特定的时刻，当前帧以及以前的帧(其数目取决于可用缓冲器的数量)存在于该处理阶段中。
一个全局参数开关将使得新的参数还分配给这样的缓冲器，该缓冲器中仍然包含要用以前的参数组来处理的数据。这将使得这样的缓冲器中的内容变得无用。但是，在本发明中，象编码模式(单声、立体声、双声、联合立体声)、采样率和数据率这样的多种编码参数可以“快速”改变，而没有复位并且不产生无效的编码器输出数据。
在一些阶段之间插入异步缓冲器ASBUF，其允许异步写入和读出操作。在其它阶段之间，用同步缓冲器BUF就足够满足要求。PCM输入信号PCMA、PCMB、PCMC、和PCMD中的每一个通过一异步缓冲器到达各个转换器CONA、CONB、CONC和COND。在这种转换器中，可能发生要被编码的音频样本从整型到浮点型表示的转换。也可以使编码器处理整型表示的音频样本。
在这转换器中，可以计算在一帧中的一种或多种能量级，例如该帧的所有样本的能量，或者一帧的样本的平均能量。这些能量值可以用于随后的音质处理过程中。
另外，在这种转换器中，可能采用的编码参数变得与帧音频数据相链接。在各参数编码器PENCA、PENCB、PENCC和PENCD中，原始编码参数可以如上进行转换，然后分别馈送到CONA、CONB、CONC和COND。在MPEG解码器中，在所发送数据流中的解码参数可以被(重新)链接到每个数据帧之前，自适应地符合在该解码器中的硬件或软件要求。
通过异步缓冲器，CONA、CONB、CONC和COND的输出数据被分别并行馈送到分波段滤波器SUBA、SUBB、SUBC和SUBD和第一左和右通道音质计算器Psycho1A_L、Psycho1A_R、Psycho1B_L、Psycho1B_R、Psycho1C_L、Psycho1C_R、Psycho1D_L、和Psycho1D_R。该分波段滤波器可以利用FFT(快速傅里叶变换)把总音频频谱分为频段，并且可以在一个频段或部分波段中计算系数的最大值或比例因子。在该频段中，可以进行正规化。该分波段滤波器考虑到从相应的上流异步缓冲器读出的相关编码参数。
该第一音质计算器执行具有例如1024样本长度的FFT，并且确定当前屏蔽信息。每个第一音质计算器可以分别跟随着第二音质计算器Psycho2A_L、Psycho2A_R、Psycho2B_L、Psycho2B_R、Psycho2C_L、Psycho2C_R、Psycho2D_L、和Psycho2D_R，其估计在分波段滤波器中以前计算的最大值或比例因子。第一和第二音质计算器考虑到从相应上流异步缓冲器读取的相关编码参数。Psycho2A_L、Psycho2A_R、Psycho2B_L、Psycho2B_R、Psycho2C_L、Psycho2C_R、Psycho2D_L、和Psycho2D_R的输出信号分别被用于位分配器和量化器Bal/Q/E_A、Bal/Q/E_B、Bal/Q/E_C和Bal/Q/E_D，用于确定分配的位数和通过一缓冲器来自相关分波段滤波器的量化。除了在第一音质计算器中计算之外，也可以在第二音质计算器中计算，从而省略该第一音质计算器。最后，Bal/Q/E_A、Bal/Q/E_B、Bal/Q/E_C和Bal/Q/E_D的输出分别通过一异步缓冲器和输出接口AES-EBU_A、AES-EBU_B、AES-EBU_C、AES-EBU_D，这些输出接口分别传送编码器立体声输出信号PCM_Out_A、PCM_Out_B、PCM_Out_C、PCM_Out_D。
图2示出包括用于一帧的音频样本或音频系数COE的数据区。编码或解码参数PAR被链接或分配到这些样本或系数。PAR例如包括模式信息(单声、立体声、双声、联合立体声)、采样率和数据率信息、数据区的长度、MPEG层的类型。一个地址指针POI表示参数数据PAR的开始位置。
在图3中示出一微处理器或DSPμP以及其存储器MEM。在该存储器中，一些数据区A至F被示出，其对应于图2中所示的数据区。例如，数据区A、B和C可以对应于在图1的一个数据通道中的三个相继的音频帧。除了数据区B和C之外，数据区A还可以包括编码参数PAR。数据区B的起始地址可以通过把数据区A的长度加到POI而计算。
运行于μP中的软件可以使用如下C语言的指令来根据图2构成数据区<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[typedef struct{ . . .int bitrate_indexint sampling_frequency . . .}layer；]]></pre>“struct”还可能包含时间标记信息。#define FRAMSIZE 1152/*1152是十进制数字*/<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[typedef struct{ . . .layer info . . .float PCMBuf[FRAMESIZE]}FloatBuffer_L_Type]]></pre>本发明可以用于MPEG 1、2和4、MPEG层1、2或3的音频编码和解码、数字音频广播DVB、用于AC-3、MD和AAC处理、用于DVD处理和与音频或视频数据编码和解码有关的互联网应用领域。
权利要求
1.一种用于编码需要编码参数(PAR)的音频或视频帧数据(PCMA，COE)，其特征在于，所需编码参数被与所述要被编码的音频或视频数据的帧链接在(CONA、CONB、CONC、COND)处理过程的输入端，并且用于编码处理的所有不同阶段中(CONA、SUBA、BAL/Q/E_A)，其中在每个阶段中，与当前要被处理的帧数据相联系的相应的编码参数被考虑，以允许用于任何帧的编码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据(PCM_OutA)的编码。
2.一种用于解码需要解码参数(PAR)的音频或视频帧数据(PCMA，COE)，其特征在于，所需解码参数被与所述要被解码的音频或视频数据的帧链接在(CONA、CONB、CONC、COND)处理过程的输入端，并且用于解码处理的所有不同阶段中(CONA、SUBA、BAL/Q/E_A)，其中在每个阶段中，与当前要被处理的帧数据相联系的相应的解码参数被考虑，以允许用于任何帧的解码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据(PCM_OutA)的解码。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在被分别链接到要被编码或解码的所述音频或视频数据的帧之前，该编码或解码参数被转换(PENCA、PENCB、PENCC、PENCD)为不同的格式。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法，其特征在于，一个异步缓冲器被分配到每个阶段的输入端，并且该异步缓冲器中分别包含包括音频或视频帧数据(COE)和相关编码或解码参数(PAR)的数据区。
5.一种用于编码需要编码参数(PAR)的音频或视频帧数据(PCMA、COE)，其特征在于，其中包括-用于把所需编码参数与所述音频或视频数据的帧相链接(CONA、CONB、CONC、COND)的装置，所述链接装置设置在该装置的输入端附近；-用于把时域样本转换为频域系数的装置(SUBA、SUBB、SUBC、SUBD)，该装置的输入端分配有缓冲装置；-用于从所述时域样本计算屏蔽特性的装置(Psycho1A_L、Psycho1A_R、Psycho1B_L、Psycho1B_R、Psycho1C_L、Psycho1C_R、Psycho1D_L、Psycho1D_R、Psycho2A_L、Psycho2A_R、Psycho2B_L、Psycho2B_R、Psycho2C_L、Psycho2C_R、Psycho2D_L、Psycho2D_R)，该装置的输入端分配有缓冲装置；-用于在所述屏蔽计算装置的控制下执行位分配和系数的量化的装置(Bal/Q/E_A、Bal/Q/E_B、Bal/Q/E_C、Bal/Q/E_D)，该位分配和量化装置的输入端分配有缓冲装置，其中在所述转换装置中，在所述屏蔽计算装置和所述位分配和量化装置中，与当前要被处理的帧数据相链接的相应编码参数被考虑，以允许用于任何帧的编码参数的切换，从而避免对没有复位的无效输出数据(PCM_OutA)的编码。
6.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在被分别链接到要被编码或解码的所述音频或视频数据的帧之前，该编码或解码参数被转换(PENCA、PENCB、PENCC、PENCD)为不同的格式。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述缓冲器中包含包括音频或视频帧数据(COE)和相关编码或解码参数(PAR)的数据区。
全文摘要
设计一种用于广播的多通道音频编码器板。对这种编码器的要求是能够用不同的编码参数工作。可能发生编码参数在编码操作过程中改变的情况。为了避免无效数据的输出,特定处理路径所需的编码参数被添加到用于音频通道的输入数据流,并且被与相关的音频数据相链接,并与其音频数据一同存储在各个缓冲器中,即,在该编码处理的全过程中,该相应的编码参数被保持与要被编码的音频数据相链接。
文档编号H03M7/30GK1260671SQ9912660
公开日2000年7月19日 申请日期1999年12月21日 优先权日1999年1月12日
发明者乌尔里希·施赖伯, 瓦尔特·弗斯辛 申请人:德国汤姆森-布兰特有限公司