Método y aparato para la multiplexación estadística de servicios.

Método de multiplexación estadística de primeros servicios y segundos servicios en un grupo,

que comprende:

obtener (202) una medida del ancho de banda requerido para los primeros servicios, de manera que los primeros servicios comprenden servicios pre-codificados, comprendiendo la medida del ancho de banda requerido una suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados para los primeros servicios;

determinar (204) un ancho de banda de codificación disponible, para los segundos servicios, a partir de un ancho de banda de grupo para los primeros y segundos servicios, usando la medida del ancho de banda requerido;

asignar (206) una velocidad de bits de codificación a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de codificación disponible;

codificar (208) cada uno de los segundos servicios de acuerdo con su velocidad de bits de codificación; y

multiplexar (210) los primeros servicios con los segundos servicios según estén codificados, en donde el ancho de banda de codificación disponible se determina usando una función de la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, el ancho de banda de grupo, una suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, para los segundos servicios, una suma de velocidades de bits mínimas para los segundos servicios y un ancho de banda de codificación máximo.

Método y aparato para la multiplexación estadística de servicios Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere al procesado de vídeo y, más particularmente, a un método y un aparato para la multiplexación estadística de servicios.

2. Descripción de los antecedentes de la técnica

En sistemas de televisión digital, tales como los sistemas de televisión por cable, por satélite, y de radiodifusión, se utilizan multiplexores de transporte (TMXs) en instalaciones de distribución para procesar múltiples flujos continuos de vídeo. Típicamente, un TMX lleva a cabo varias funciones, tales como multiplexado de servicios, concentración (grooming), transcodificación de velocidades de bits de vídeo, empalmes, y similares. En particular, el multiplexado de servicios es el proceso de combinación de múltiples flujos continuos de vídeo (a los que se hace referencia también como servicios) en un único flujo continuo multiplexado. La transcodificación es el proceso de decodificar parcialmente un flujo continuo de vídeo, tal como un flujo continuo elemental MPEG-2 (grupo de expertos en imágenes en movimiento), seguido por una re-codificación con la finalidad de reducir la velocidad de bits del vídeo.

En unas instalaciones de distribución, algunos servicios multiplexados contienen una mezcla de servicios. Algunos servicios en el multiplexado se producen por medio de codificadores locales (servicios codificados localmente). Otros servicios del multiplexado se pre-codifican (pre-comprimen). El grupo de servicios en un multiplexado tiene un ancho de banda particular de grupo. Para multiplexar los servicios codificados localmente con los servicios precodificados, normalmente el TMX debe ajustar la velocidad de bits de vídeo de uno o más servicios de manera que el multiplexado quepa en el ancho de banda del grupo. En implementaciones actuales, los codificadores locales se configuran para codificar servicios usando una codificación de velocidad de bits constante (CBR). A continuación, el TMX transcodifica uno o más de los servicios codificados localmente para satisfacer la limitación del ancho de banda de grupo. No obstante, una transcodificación de este tipo da como resultado una pérdida de calidad de vídeo, particularmente, cuando se realiza una transcodificación desde una velocidad de bits alta a una velocidad de bits significativamente menor. Por consiguiente, en la técnica existe la necesidad de un método y un aparato con capacidad de multiplexar estadísticamente, servicios codificados y pre-codificados localmente, con una transcodificación mínima de los servicios codificados localmente.

El documento US 6.192.083 (B1) da a conocer un aparato y un método de multiplexación estadística para generar y combinar una pluralidad de flujos continuos de bits de vídeo codificados. Un dispositivo de almacenamiento contiene estadísticas a priori, pre-almacenadas, indicativas de la complejidad de codificación de las señales de vídeo a partir de las cuales se generarán los flujos continuos de bits de vídeo codificados. Las estadísticas a priori, prealmacenadas, pueden incluir diferencias entre píxeles de la misma imagen o entre múltiples imágenes o estadísticas a priori, de pre-codificación, generadas durante una codificación preliminar de las señales de vídeo. Los ejemplos de estadísticas a priori, de pre-codificación, incluyen el número de bits por imagen con un nivel de cuantificación dado, un nivel de cuantificación medio, tipos de imagen, posiciones de cambio de escena y campo de repetición para uno o más de los flujos continuos de bits de vídeo. Las señales de vídeo se aplican a codificadores que comprimen las señales de acuerdo con decisiones de asignación de bits generadas por un ordenador para cálculo estadístico.

El documento US 2006/171423 (A1) da a conocer métodos y aparatos para llevar a cabo el multiplexado de vídeo u otro contenido (por ejemplo, programas) en una red usando realimentación proveniente de una fase posterior de inserción digital de programas, y/o información de alimentación en sentido directo proveniente de una fase de multiplexado anterior.

Sumario de la invención

Se describe un método y un aparato para multiplexación estadística de servicios. Un aspecto de la invención se refiere a la multiplexación estadística de primeros servicios y segundos servicios en un grupo. Se obtiene una medición del ancho de banda requerido para los primeros servicios, donde los primeros servicios comprenden servicios pre-codificados. Se determina un ancho de banda de codificación disponible para los segundos servicios a partir de un ancho de banda de grupo correspondiente a los primeros y los segundos servicios usando la medición del ancho de banda requerido. Se asigna una velocidad de bits de codificación a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de codificación disponible. Cada uno de los segundos servicios se codifica de acuerdo con su velocidad de bits de codificación. Los primeros servicios y los segundos servicios, tal como están codificados, se multiplexan. En una realización, uno o más servicios de los primeros servicios y los segundos servicios se transcodifican para formar el multiplexado. Puesto que el ancho de banda de codificación disponible para los segundos servicios se determina usando la medición de ancho de banda requerido para los primeros servicios, se minimiza la transcodificación de los segundos servicios, y se aumenta al máximo la calidad de vídeo.

Breve descripción de los dibujos

Para que las características antes citadas de la presente invención se puedan entender de forma detallada, se puede disponer de una descripción más particular de la invención, resumida de forma breve anteriormente, por referencia a realizaciones, algunas de las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. No obstante, debe indicarse que 5 los dibujos adjuntos ilustran solamente realizaciones típicas de esta invención y, por lo tanto, no deben considerarse limitativas de su alcance, ya que la invención puede admitir otras realizaciones igual de eficaces.

La FIG. 1 es un diagrama de bloques que representa una realización ejemplificativa de un sistema de procesado de vídeo según uno o más aspectos de la invención;

la FIG. 2 es un diagrama de flujo que representa una realización ejemplificativa de un método para multiplexar 10 estadísticamente primeros y segundos servicios en un grupo de acuerdo con uno o más aspectos de la invención;

la FIG. 3 es un diagrama de flujo que representa una realización ejemplificativa de un método para multiplexar estadísticamente servicios codificados de forma local, con servicios pre-codificados, de acuerdo con uno o más aspectos de la invención;

la FIG. 4 es un diagrama de bloques que representa una realización ejemplificativa de un controlador del sistema de 15 procesado de vídeo de la FIG. 1 construido según uno o más aspectos de la invención;

la FIG. 5 es un diagrama de bloques que representa otra realización ejemplificativa de un sistema de procesado de vídeo según uno o más aspectos de la invención; y

la FIG. 6 es un diagrama de flujo que representa otra realización ejemplificativa de un método 500 para multiplexar estadísticamente servicios codificados de forma local, con servicios pre-codificados, según uno o más aspectos de la 20 invención.

Para facilitar su comprensión, en lo posible se han usado numerales de referencia idénticos para designar elementos idénticos que son comunes en las figuras.

Descripción detallada de la invención

La FIG. 1 es un diagrama de bloques que representa una realización ejemplificativa de un sistema 100 de procesado 25 de vídeo según uno o más aspectos de la invención. El sistema 100 de procesado de vídeo incluye codificadores 102-1 a 102-N (a los que se hace referencia en conjunto como codificadores 102) y un multiplexor de transporte (TMX) 104, donde N es un entero mayor de cero. El TMX 104 incluye transcodificadores 106-1 a 106-N (a los que se hace referencia en conjunto como transcodificadores 106), transcodificadores 108-1 a 108-M (a los que se hace referencia en conjunto como transcodificadores 108), un controlador 110, un analizador 126 de flujos continuos de 30 bits, y un multiplexor 112, donde M es un entero mayor que cero. El sistema 100 de procesado de vídeo está configurado para procesar servicios de vídeo no codificados y servicios de vídeo pre-codificados con el fin de producir un servicio multiplexado.

Los codificadores 102 están configurados para recibir los servicios de vídeo no codificados. Los servicios de vídeo no codificados pueden comprender vídeo analógico o digital.... [Seguir leyendo]

1. Método de multiplexación estadística de primeros servicios y segundos servicios en un grupo, que comprende:

obtener (202) una medida del ancho de banda requerido para los primeros servicios, de manera que los primeros servicios comprenden servicios pre-codificados, comprendiendo la medida del ancho de banda requerido una suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados para los primeros servicios;

determinar (204) un ancho de banda de codificación disponible, para los segundos servicios, a partir de un ancho de banda de grupo para los primeros y segundos servicios, usando la medida del ancho de banda requerido;

asignar (206) una velocidad de bits de codificación a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de codificación disponible;

codificar (208) cada uno de los segundos servicios de acuerdo con su velocidad de bits de codificación; y

multiplexar (210) los primeros servicios con los segundos servicios según estén codificados, en donde el ancho de banda de codificación disponible se determina usando una función de la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, el ancho de banda de grupo, una suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, para los segundos servicios, una suma de velocidades de bits mínimas para los segundos servicios y un ancho de banda de codificación máximo.

2. Método de la reivindicación 1, en el que la función comprende:

M íxim o |.WíriiTOo <

C,BW X

ENP

ENP + f(TNP)

, MAXEBW

vj.SfiW/jvj

donde GBW es el ancho de banda de grupo, ENP es la suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, TNP es la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, MAXEBW es el ancho de banda de codificación máximo, SEMIN es la suma de velocidades de bits mínimas, y f es una función para transformar TNP de manera que se corresponda con ENP.

3. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de asignación comprende:

proporcionar a cada uno de los segundos servicios ancho de banda a partir del ancho de banda de codificación disponible de manera proporcional al parámetro de necesidad de codificación ponderado asociado al mismo.

4. Método de la reivindicación 1, que comprende además:

retardar el ancho de banda de codificación disponible;

determinar un ancho de banda de transmisión disponible, para los segundos servicios, usando el ancho de banda de codificación disponible según esté retardado; y

asignar una velocidad de bits de transmisión a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de transmisión disponible.

5. Método de la reivindicación 4, en el que el ancho de banda de transmisión disponible se determina usando una función del ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado, una suma de velocidades de bits de transmisión mínimas para los segundos servicios, una suma de velocidades de transmisión máximas para los segundos servicios, y un ancho de banda de transmisión máximo.

6. Método de la reivindicación 5, en el que la función comprende:

Mínimo[Máxi?no[DEBW, SM1NTXR], SMAXTXR, MAXTBW]

donde DEBW es el ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado, SMINTXR es la suma de velocidades de bits de transmisión mínimas, SMAXTXR es la suma de velocidades de transmisión máximas, y MAXTBW es el ancho de banda de transmisión máximo.

7. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de multiplexación comprende:

determinar parámetros de necesidad de transcodificación para cada uno de los primeros servicios y los segundos servicios;

transcodificar por lo menos un servicio de los primeros servicios y los segundos servicios sobre la base de los parámetros de necesidad de transcodificación.

8. Aparato para multiplexar estadísticamente primeros servicios y segundos servicios en un grupo, que comprende:

un procesador configurado para:

obtener (202) una medida del ancho de banda requerido, para los primeros servicios, de manera que los primeros servicios comprenden servicios pre-codificados, y la medida del ancho de banda requerido comprende una suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, para los primeros servicios;

determinar (204) un ancho de banda de codificación disponible, para los segundos servicios, a partir de un ancho de banda de grupo para los primeros y segundos servicios, usando la medida del ancho de banda requerido, una función de la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, el ancho de banda de grupo, una suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, para los segundos servicios, una suma de velocidades de bits mínimas para los segundos servicios, y un ancho de banda de codificación máximo;

asignar (206) una velocidad de bits de codificación a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de codificación disponible;

una pluralidad de codificadores, estando configurado cada uno de la pluralidad de codificadores para codificar (208) uno de los segundos servicios de acuerdo con su velocidad de bits de codificación; y

un multiplexor configurado para multiplexar (210) los primeros servicios con los segundos servicios tal como estén codificados.

9. Aparato de la reivindicación 8, en el que la función comprende:

M áxñn

ío ^Mínimo |

ENP

CiBW X____ _______ MAXEBW

ENP+f (TNP)1

j, jm/ivj

donde GBW es el ancho de banda de grupo, ENP es la suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, TNP es la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, MAXEBW es el ancho de banda de codificación máximo, SEMIN es la suma de velocidades de bits mínimas, y f es una función para transformar TNP de manera que se corresponda con ENP.

10. Aparato de la reivindicación 8, en el que el procesador está configurado además para:

retardar el ancho de banda de codificación disponible;

determinar un ancho de banda de transmisión disponible, para los segundos servicios, usando el ancho de banda de codificación disponible según esté retardado; y

asignar una velocidad de bits de transmisión a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de transmisión disponible.

11. Aparato de la reivindicación 10, en el que el procesador determina el ancho de banda de transmisión disponible usando una función del ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado, una suma de velocidades de bits de transmisión mínimas para los segundos servicios, una suma de velocidades de transmisión máximas para los segundos servicios, y un ancho de banda de transmisión máximo.

12. Aparato de la reivindicación 11, en el que la función comprende:

MmimolMáximoÍDEBW, SM1NTXR], SMAXTXR, MAXTBW}

donde DEBW es el ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado, SMINTXR es la suma de velocidades de bits de transmisión mínimas, SMAXTXR es la suma de velocidades de transmisión máximas, y MAXTBW es el ancho de banda de transmisión máximo.

13. Aparato de la reivindicación 8, en el que el procesador está configurado además para determinar parámetros de necesidad de transcodificación para cada uno de los primeros servicios y los segundos servicios, y en donde el aparato comprende además:

transcodificadores para transcodificar por lo menos un servicio de los primeros servicios y los segundos servicios sobre la base de los parámetros de necesidad de transcodificación.

14. Soporte legible por ordenador que tiene almacenado en el mismo Instrucciones que, cuando son ejecutadas por un procesador, consiguen que el procesador lleve a cabo un método de multiplexación estadística de primeros servicios y segundos servicios en un grupo, que comprende:

obtener (202) una medida del ancho de banda requerido para los primeros servicios, de manera que los primeros servicios comprenden servicios pre-codificados, comprendiendo la medida del ancho de banda requerido una suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados para los primeros servicios;

determinar (204) un ancho de banda de codificación disponible, para los segundos servicios, a partir de un ancho de banda de grupo para los primeros y segundos servicios, usando la medida del ancho de banda requerido;

asignar (206) una velocidad de bits de codificación a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de codificación disponible;

retardar el ancho de banda de codificación disponible;

determinar un ancho de banda de transmisión disponible para los segundos servicios usando el ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado;

asignar una velocidad de bits de transmisión a cada uno de los segundos servicios sobre la base del ancho de banda de transmisión disponible;

codificar (208) cada uno de los segundos servicios de acuerdo con su velocidad de bits de codificación; y

multiplexar (210) los primeros servicios con los segundos servicios según estén codificados, y en donde el ancho de banda de codificación disponible se determina usando una función de la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, el ancho de banda de grupo, una suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, para los segundos servicios, una suma de velocidades de bits mínimas para los segundos servicios, y un ancho de banda de codificación máximo.

15. Soporte legible por ordenador de la reivindicación 14, en el que la función comprende:

f í EWP I

Máximo jMínmjo jGBH' X p + , MAXEBW j, SEMJN

donde GBW es el ancho de banda de grupo, ENP es la suma de parámetros de necesidad de codificación ponderados, TNP es la suma de parámetros de necesidad de transcodificación ponderados, MAXEBW es el ancho de banda de codificación máximo, SEMIN es la suma de velocidades de bits mínimas, y f es una función para transformar TNP de manera que se corresponda con ENP.

16. Soporte legible por ordenador de la reivindicación 14, en el que el ancho de banda de transmisión disponible se determina usando una función que comprende:

Mmimof Máximo[DEBW, SM1NTXR], SMAXTXR, MAXTBW}¡

donde DEBW es el ancho de banda de codificación disponible tal como esté retardado, SMINTXR es la suma de velocidades de bits de transmisión mínimas, SMAXTXR es la suma de velocidades de transmisión máximas, y MAXTBW es el ancho de banda de transmisión máximo.

17. Soporte legible por ordenador de la reivindicación 14, que comprende además:

determinar parámetros de necesidad de transcodificación para cada uno de los primeros servicios y los segundos servicios.