[发明专利]基于并行编码的统计复用方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种基于并行编码的统计复用方法，具体涉及一种利用编码器并行编码输出不同码率的码流，通过对这些码流进行优化选择的技术实现高效的码流统计复用方法。

背景技术

多频道电视节目中的音频和视频在传输过程需要经过以下两个层次的复用：

1．节目级的复用：在编码系统中，视频和音频信号经过编码后生成各自的基本码流ES（Elemertary Stream），这些ES流和相关同步数据复用在一起构成一路实际的单节目传输流TS（Transport Stream），这个过程称作节目级复用。

2．系统级的复用：是在多路TS流间的复用，一般在独立的复用器或统计复用器中实现。

目前，在卫星、地面和有线电视传送的视频节目中，为了提高频谱使用效率，统计复用和编码器的组合已经成为一种通用的做法。

典型的统计复用主要有两种：

1．闭环统计复用：依靠严格的、直接的编码器控制，优化了系统带宽的整体性能。

2．开环统计复用：依靠速率变换，改变视频流的比特率，从而达到统计复用的目的。

闭环统计复用可实现随意连续的码率调整，但是要求编码器集中配置及相互参考，对编码器和环境要求极高，系统复杂度很高，而且会增加系统延迟；而开环统计复用虽可以允许编码器分散配置和实现实时码率调整，但是会改变编码器原始输出码流的质量。本发明基于高速IP的网络，能够把闭环统计复用的优点和开环统计复用的优点组合在一起，目的是把分布配置编码器组织到一个实用统计复用框架中，继而整合集中式编码器控制的优越性能，来维持紧耦合性高自由度的统计复用器的效率。

本发明所述的统计复用就是属于系统级的复用，是经过优化及改良的开环统计复用方法，使用本发明实现的系统简单、结构统一、即时性高，集合了开环及闭环统计复用的优点。

发明内容

为了便于说明，本文约定：“Pn”表示第n套节目、“EncPn”表示编码第n套节目的编码器、“Pc”表示符合当前选用码率的码流、“Ph”表示比Pc高的码流、“Pl”表示比Pc低的码流、“Ps”表示挑选的码流、“Mux”表示节目级复用、“MMux”表示系统级复用（如图1所示）。

本发明的目的是提供一种新的方法，使得在不改变现有编码器的情况下，通过对编码器配置不同码率输出，并通过集中式统计决策复用控制实现对多节目流的统计复用，可以对现有的头端系统进行改造，利用最小开销实现最大优化，可结合编码器的控制和在复用器中加入码率调整功能，实现更高性能的统计复用。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于并行编码的统计复用方法，应用于多路电视节目的复用，包括如下步骤（流程参图2）：

1)根据总体带宽要求，预先为每一路节目的编码器配置一个初始的码率设置；

2)在多路节目的系统复用端启动多路节目动态码率分配模块，该模块通过统计分析各路节目在缓存中的状态，并根据应用设置的节目优先级要求，对每一路节目的编码器输出码率给出新的码率设置要求，并把新的设置要求反馈给每一路的编码器；

3)每一路的编码器根据新的码率设置要求输出最接近要求码率的码流给下一级多路统计复用模块；

4)多路统计复用模块接收上一级按新的码率要求得到的码流进行多路统计复用，形成高质量平滑的多节目复用流；

5)重复执行步骤2）-4），直到得到统计复用节目的完整播出。

所述的统计复用方法，其特征是，步骤1）-2），执行如下操作（参图1所示）：

A1）根据总带宽和节目优先级给所有节目分配适当的码率值Pc（例如高优先级节目可以比低优先级节目高出25％的码率），同时根据码率值Pc，分别选择高码率值Ph和低码率值Pl（例如，Ph比Pc高25％，Pl比Pc低25％）；

A2）将Pc，Ph，Pl三个码率设置到相应的三个编码器并同时开始编码，相当于使用三个编码器并行编码同一节目但是码率不同，三个编码器保持同步输出，通过高速IP网络接入到统计复用模块中，统计复用模块每次接收到三个编码器输出的同一内容但不同码率的数据，统计复用器根据不同节目的优先级从三组数据中选择合适的一组，并将所选择的编码码率的值(Pc、Ph或Pl)反馈给编码器。

所述的统计复用方法，其特征是，进一步执行如下操作：