專利名稱：數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數字信號處理技術，尤指一種數字信號處理器(DSP， Digital Signal Processor)之間傳輸視頻編解碼lt據的方法及系統。
背景技術：
隨著人們對視頻的質量要求越來越高，對高清(720p， 1080p)圖像格 式的實時編解碼的重要性日益顯現出來。但目前業界主流視頻處理DSP,不 能獨立完成高清分辨率的滿幀率視頻編解碼。 一般采用多個DSP并行對一 幀圖像同時進行編解碼。采用這種方式，將不可避免的要進行多DSP之間 大量數據交互。
例如視頻編碼中的運動估計算法。運動估計算法是編碼過程中消除時域 冗余的重要步驟，運動估計的好壞直接影響到編碼圖像的質量。在使用運動 估計算法的視頻編碼系統中，對當前采集幀進行編碼，需要利用到上一幀圖 像編碼過程中生成的參考幀。由于高清視頻編碼中，是由多個DSP協同進 行編碼，因此不可避免的需要在DSP之間傳輸視頻編碼過程中需要使用的 數據。
在現有技術中，DSP通常利用共享總線以及共享存儲裝置來傳輸DSP 之間需要傳輸的視頻編解碼數據。參見圖1,圖l為現有技術中使用的視頻 編碼系統結構示意圖。在本圖以及后續的說明書附圖中，為了更加清楚的表 明DSP之間的連接關系，用單線箭頭——表示DSP之間的數據交互，用雙 線箭頭^表示其他功能模塊之間的信息交互。圖l所示的系統中包括高清
攝像頭(CA)、圖像分配設備，DSP0、 DSP1、共享總線、共享存儲裝置和 CPU。 DSP0和DSP1通過共享總線與共享存儲裝置連接。其中，CA將采集的視頻圖像輸入到圖像分配設備中，圖像分配設備將采集到的數字圖像劃分
成兩個子圖像塊，分配給DSP0和DSPl。 DSPO和DSPl對收到的子圖像塊 進行視頻編碼，在編碼過程中生成參考幀，并通過共享總線將生成的參考幀 存入共享存儲裝置，在需要使用另一個DSP生成的參考幀時，通過共享總 線從共享存儲裝置中取出所需的參考幀數據。在生成碼流后，DSPO和DSPl 通過CPU合成完整的碼流發送出去，例如發送到互聯網上。
從圖1中的系統結構不難看出，多個DSP共用共享總線，向共享存儲 裝置中存儲發往其他DSP的數據、以及從共享存儲裝置讀取自身所需要的 數據。但是，由于多個DSP進行編解碼算法通常是并行操作，即進行共享 內存的讀寫操作是并發的。因此，必然出現共享資源的占用問題，共享總線 和共享存儲裝置不可用，導致共享總線以及共享存儲裝置的訪問效率降低， 不利于視頻編解碼的高效執行。特別是在一 個DSP出現占用總線時間過長、 而其余DSP的請求無法得到響應的情況下，容易導致死鎖的現象，引起整 個系統死機。

發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種數字信號處理器之間傳輸視 頻編解碼數據的方法及系統，應用本發明所提供的方法及系統能夠提高視頻 編解碼處理的效率。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的
一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方法，應用于多個數字 信號處理器DSP并行處理視頻編解碼數據，
DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的千兆以太網GE 口向其他 DSP發送所需的交互數據，其他DSP通過自身的GE 口接收所述發送給自 身的交互數據。
一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的系統，該系統包括多個 并行處理視頻編解碼數據的數字信號處理器DSP ， DSP之間通過千兆以太網GIi 口連接；
DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的GE 口向其他DSP發送所 需的交互數據；其他DSP通過自身的GE 口接收所述發送給自身的交互數據。
本發明所提供的 一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方法 及系統，通過使用DSP自帶GE 口傳輸DSP之間的交互數據，有效的解決 了多個DSP共用共享總線、共享存儲裝置所帶來的資源占用、效率低下的 問題，提高了多個DSP并行處理視頻數據能力以及效率。同時，DSP使用 自帶的GE 口進行數據交互，省去了現有技術中數據交互所需的共享總線以 及共享存儲裝置，使視頻處理不需要任何額外的硬件資源就能夠實現數據交 互，不但提高了數據交互速度，而且還節約了硬件成本。


圖1為現有技術中視頻處理的系統結構圖； 圖2為本發明中一視頻處理的系統結構圖； 圖3為本發明中又一視頻處理的系統結構圖； 圖4為本發明實施例視頻處理系統的結構圖； 圖5為本發明實施例視頻處理方法的流程圖。
具體實施例方式
為了解決視頻編解碼過程中使用共享總線以及共享存儲裝置造成的視 頻編解碼效率降低的問題，在本發明的技術方案中，DSP通過自身自帶的千 兆以太網口 ( GE, Gigabit Ethernet)來實現視頻編解碼過程中的數據交互。
本發明的技術方案提供了一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數 據的系統，該系統包括多個并行處理視頻編解碼數據的DSP， DSP之間通過 GE 口連接；DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的GE 口向其他DSP 發送所需的交互數據；其他DSP通過自身的GE 口接收所述發送給自身的交 互數據。在本發明的技術方案中，DSP可以采用直接存儲器訪問(DMA,Direct Memory Access)方式通過自身的GE 口向其他DSP發送所需的交互 數據。DMA是DSP中一種重要的數據訪問方式，可以在沒有CPU參與的 情況下，由DMA控制器完成DSP存儲空間內的數據搬移。這樣，GE口在 采用DMA進行數據傳遞時，就不需要占用CPU資源。通過DMA的使用， 能夠有效提高視頻編解碼數據的傳輸效率。
本發明DSP之間的連接情況可以是各DSP依次通過GE 口連接，如圖 2所示；也可以是DSP之間兩兩通過GE 口連接，如圖3所示。
在采用圖2所示的連接關系時，在DSP通過GE 口接收到交互數據的目 的介質訪問控制(MAC )地址不為本GE 口的MAC地址時，可以通過DSPGE 口的轉發功能實現數據的轉發，將接收到的交互數據發送給目的MAC地址 對應GE 口的DSP。
上述所指的交互數據可以是指根據運動估計、運動補償等算法生成的參 考幀交互數據。也可以是視頻編解碼數據處理過程中，其他需要在DSP之 間交互的數據，例如多DSP進行同步編解碼所需的同步信號量。這里， 參考幀和同步信號量都是視頻編碼以及解碼處理過程中需要使用的交互數 據。
在交互數據為參考幀交互數據時，該系統還進一步包括圖像分配設備。 圖像分配設備可以接收CA采集的視頻圖像，將當前圖像數據幀劃分成子圖 像數據，分配給各DSP;所述DSP在處理視頻編解碼數據時，根據發送給 自身使用的參考幀交互數據、自身上一幀生成的參考幀以及圖像分配設備分 配給自身處理的當前幀子圖像數據，生成下一幀參考幀；將下一幀參考幀中 的參考幀交互數據通過自身的GE 口發送給需要的DSP，所述參考幀交互數 據的目的MAC地址為該DSP GE 口的MAC地址。
該系統還可以進一步包括中央處理器CPU。相應的，DSP用于接收發 送給自身的參考幀交互數據，根據該參考幀交互數據、自身上一幀生成的參 考幀以及圖像分配設備分配給自身處理的當前幀的子圖像數據，生成該子圖 像數據對應的碼流，并發送給所述CPU;所述CPU，用于根據從各CPU收到的子圖像數據的碼流，生成所述當前幀對應的碼流。
另外，本發明提供的一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方 法，該方法應用于多個DSP并行處理視頻編解碼數據的情況，具體的，DSP
在處理視頻編解碼數據時，通過自身的GE 口向其他DSP發送所需的交互數 據，其他DSP通過自身的GE 口接收所述發送給自身的交互數據。其中， DSP可以采用DMA方式通過自身的GE 口向其他DSP發送所需的交互數據。
各DSP之間的連接情況可以是各DSP依次通過GE 口連接，如圖2所 示；也可以是DSP之間，兩兩通過GE口連接，如圖3所示。在所述各DSP 通過GE 口依次連接時，通過GE 口接收到的交互數據的目的MAC地址不 為本GE 口的MAC地址時，接收到所述交互數據的DSP通過GE 口的轉發 功能將收到的交互數據發送給目的MAC地址對應GE 口的DSP。
另外，在交互數據為參考幀交互數據時，具體DSP在處理視頻編解碼 數據時，DSP根據發送給自身使用的參考幀交互數據、自身上一幀生成的參 考幀以及圖像分配設備分配給自身處理的當前幀子圖像數據，生成下 一 幀參 考幀；將下一幀參考幀中的參考幀交互數據通過自身的GE 口發送給需要的 DSP,所述參考幀交互^:據的目的MAC地址為該DSP GE 口的MAC地址。
在視頻編碼中，視頻碼流是這樣生成的各DSP接收發送給自身的參 考幀交互數據，根據該參考幀交互數據、自身上一幀生成的參考幀以及圖像 分配設備分配給自身處理的當前幀的子圖像數據，生成該子圖像數據對應的 碼流，提供給中央處理器CPU統一處理；CPU根據從各DSP收到的子圖像 數據的碼流，生成所述當前幀對應的碼流。
現以兩個DSP在視頻編碼過程中的數據交互為例，對本發明的技術方 案作更為詳細的介紹。
參見圖4，圖4為包含兩個DSP的視頻編碼系統的結構示意圖。該系統 包括高清攝像頭(CA)、圖像分配設備，DSP0、 DSP1和CPU。 DSPO和 DSP1通過各自的GE 口連接。具體的，CA將采集的視頻圖像輸入到圖像分 配設備中，圖像分配設備將采集到的數字圖像劃分成兩個子圖像塊，分配給DSP0和DSP1。
DSP對收到的子圖像塊進4亍視頻編碼，在編碼過程中通過
GE 口從另 一方DSP獲得進行編碼所需的參考幀；同樣也通過GE 口將對方 所需的參考幀發送給對方DSP。編碼結束后，CPU將各個DSP生成的碼流， 進行拼結并發送到網絡上。
參見圖5,圖5為兩個DSP進行視頻編碼的具體過程。其中，步驟501a 到步驟508a是DSPO執行的操作，步驟501b到步驟508b為DSPl執行的操 作。在視頻編碼的過程中，由圖像分配設備將釆集的一幀一幀的視頻圖像劃 分成兩個子圖像塊，由DSPO處理每幀的第一子圖像塊、DSPl處理每幀的 第二子圖像塊，DSPO和DSPl并行處理生成對應的碼流，再由CPU將兩個 DSP生成的碼流合成當前幀對應的碼流發送出去。
在步驟501a中，DSPO對圖像分配設備分配的子圖像塊進行離散余弦變 換(DCT, Discrete Cosine Transform ),量化，反DCT、反量化等編碼操作 后生成下一幀的參考幀，即第二幀編碼時所需的參考幀，在此稱為第二幀的 參考幀。這里的第二幀為P幀。
在該參考幀數據中，有一部分參考幀數據是DSP1在進行第二幀編碼時 所需的，需要發送給DSPl,這部分數據就是參考幀交互數據。具體確定參 考幀交互數據的方法可以依據具體采用的現有的編碼算法以及所使用的相 關參數確定。
在步驟502a中，DSPO利用GE 口將參考幀交互數據發送給DSP1。參 考幀交互數據的目的MAC地址為DSPl GE 口的MAC地址。
在使用GE 口發送數據之前，可以先對所使用的GE 口進行配置，包括 cache功能的打開、網絡相關芯片級寄存器配置、收發數據buffer隊列初始 化、利用傳進來的參數配置該DSP的MAC地址、switch子系統底層寄存器 配置初始化。
對GE 口發送的數據可以采用自定義的格式，可以包括數據包包頭和圖 像數據部分。其中，包頭中可以攜帶要發送包的buffer首地址、要發送包的 字節數、要發送包的目的MAC地址、要發送包的種類單播或是多播，以及當前發送的數據包包號和發送數據的校驗碼等。
在步驟503a中，DSPO進行墑編碼等操作，生成第一幀上半幀的碼流。 這里，第一幀為I幀。
由于DSP1和DSPO是并行處理同一幀視頻圖像的數據，因此在DSPO 執行步驟501a 503a時，DSP1也會執行相同的步驟，具體可見步驟501b-503b。因此，DSPO的GE 口除了向DSP1發送參考幀交互數據之外，也會 接收DSP1發送的參考幀交互數據，用于DSPO進行第二幀的編碼操作。
在步驟504a中，DSPO判斷DSP1發送的第二幀參考幀交互數據是否正 確接收，如果是，則執行步驟505a的操作；否則，則繼續接收。
在步驟505a中，DSP0利用從DSP1收到的第二幀參考幀交互數據以及 在步驟501a中生成第二幀參考幀，對當前分配的第二幀子圖像塊進行運動 估計算法。
在步驟506a中，利用運動補償等算法根據運動估計算法的處理結果生 成本DSP第三幀參考幀，即第三幀編碼時所需的參考幀，在此稱為第三幀 參考幀。這里，第三幀同樣為P幀。
當然，在第三幀參考幀中也有一部分參考幀數據是DSP1在進行第三幀 編碼時所需的，需要發送給DSP1 。
在步驟507a中，DSPO利用GE 口將第三幀參考幀交互數據發送給 DSP1。第三幀參考幀交互數據的目的MAC地址為DSPl GE 口的MAC地 址。
由于DSPl和DSPO是并行處理同一幀視頻圖像的數據，因此在DSPO
發送第三幀參考幀交互數據時，也將會收到DSPl生成的第三幀參考幀交互
數據，用于進行第四幀P幀的編碼。
在步驟508a中，DSPO進行墑編碼等操作，生成第二幀上半幀的碼流。 依次類推，DSPO將采用同樣的流程生成后續P幀上半幀的碼流和參考
幀，并將其中DSPl需要的參考幀交互數據通過GE 口發送給DSP1，用于
DSP 1進行后續P幀的編碼。以下，對應的介紹DSP 1的處理流程，同樣參見圖5 。
在步驟501b中，DSP1對圖像分配設備分配的子圖像塊進行DCT，量 化，反DCT、反量化等編碼操作后生成下一幀的參考幀，即第二幀編碼時 所需的參考幀。
在該參考幀數據中，有一部分參考幀數據是DSP0在進行第二幀編碼時 所需的，需要發送給DSPO，在此將這部分數據稱為參考幀交互數據。
在步驟502b中，DSP1利用GE 口將參考幀交互數據發送給DSPO。參 考幀交互數據的目的MAC地址為DSPO GE 口的MAC地址。
DSP1在使用GE 口發送數據之前，同樣可以先對GE 口進行配置，以 及采用自定義的格式進行數據的發送。具體配置的方法和采用的自定義格 式，可詳見步驟502a中的相關介紹，在此不再贅述。
在步驟503b中，DSP1進行墑編碼等操作，生成第一幀下半幀的碼流。 這里的第一幀為I幀。
DSP1在發送第二幀參考幀交互數據時，同樣也會收到來自DSPO的第 二幀參考幀交互數據，用于進行第三幀的編碼。
在步驟504b中，DSP1判斷DSPO發送的第二幀參考幀交互數據是否正 確接收，如果是，則執行步驟505b的操作；否則，則繼續接收。
在步驟505b中，DSP1利用從DSPO收到的第二幀參考幀交互數據以及 在步驟501b中生成第二幀參考幀，對分配給自身處理的第二幀子圖像塊進 4亍運動^古i十算法。
在步驟506b中，利用運動補償等算法根據運動估計算法的處理結果生 成本DSP第三幀參考幀，即第三幀編碼時所需的參考幀。這里，第三幀同 樣為P幀。
在步驟507b中，DSP1利用GE 口將第三幀參考幀交互數據發送給 DSPO。第三幀參考幀交互數據的目的MAC地址為DSPO GE 口的MAC地址。
由于DSP1和DSPO是并行處理同一幀視頻圖像的數據，因此在DSP1發送第三幀參考幀時，也將會收到DSPO生成的第三參考幀，用于進行第四 幀P幀的編；馬。
在步驟508b中，DSP 1進行墑編碼等操作，生成第二幀下半幀的碼流。
依次類推，DSP1將采用同樣的流程生成后續P幀下半幀的碼流和所需 的參考幀；并將其中DSPO需要的參考幀交互數據通過GE 口發送給DSPO, 用于DSP0進行后續P幀的編碼。
在DSP0和DSP1完成每幀碼流的生成后，將會將生成的碼流發送給 CPU，由CPU生成每幀完整的碼流。
以上是以兩個DSP之間的編碼過程為例對本發明的技術方案進行了詳 細:沈明。
本發明所提供的技術方案并不限定視頻編解碼過程中的算法，只要在視 頻編解碼過程中需要在DSP之間發送視頻數據，就可以使用本發明的技術方案。
本發明所提供的方法以及系統，通過DSP自帶GE口的使用，有效的解 決了多個DSP共用共享總線、以及共享存儲裝置所帶來的資源占用、沖突、 使用效率低下的問題。使多個DSP在并行處理視頻數據時，不會在數據交 換過程中產生沖突，能夠在DSP之間進行高效的數據交互，極大的提高了 處理視頻數據能力以及效率。同時，DSP使用自帶的GE 口進行數據交互， 省去了現有技術中數據交互所需的共享總線以及共享存儲裝置，使視頻處理 能夠不需要任何額外的硬件資源，實現了多個DSP并行編解碼過程中數據 交互的問題，提高了數據交互速度以及節約了硬件成本。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本 發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在 本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方法，應用于多個數字信號處理器DSP并行處理視頻編解碼數據，其特征在于，DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的千兆以太網GE口向其他DSP發送所需的交互數據，其他DSP通過自身的GE口接收所述發送給自身的交互數據。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述DSP釆用直接存儲器訪問DMA方式通過自身的GE 口向其他DSP發 送所需的交互數據。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述各并行處理視頻編解碼數據的DSP通過GE 口依次連接；或者，DSP 之間兩兩通過GE 口進4亍連才妻。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述各DSP通過GE 口依次鏈接時，通過GE 口接收到的交互數據的目 的介質訪問控制MAC地址不是本GE 口的MAC地址時，接收到所述交互數據 的DSP通過GE 口的轉發功能將所述接收到的交互lt據發送給目的MAC地址 對應GE 口的DSP。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特征在于， 所述交互數據為參考幀交互數據；所述DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的GE 口向其他DSP發送所 需的交互數據為所述DSP根據發送給自身使用的參考幀交互數據、自身上一 幀生成的參考幀以及圖像分配設備分配給自身處理的當前幀子圖像數據，生成 下一幀參考幀；將下一幀參考幀中的參考幀交互數據通過自身的GE 口發送給 需要的DSP，所述參考幀交互數據的目的MAC地址為該DSP GE 口的MAC地 址。
6、 一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的系統，該系統包括多個并行處理視頻編解碼數據的數字信號處理器DSP，其特征在于，DSP之間通過千兆以太網GE 口連4妾；DSP在處理視頻編解碼數據時，通過自身的GE 口向其他DSP發送所需的 交互數據；其他DSP通過自身的GE 口接收所述發送給自身的交互數據。
7、 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述DSP，用于采用直接存儲器訪問DMA方式通過自身的GE 口向其他 DSP發送所需的交互數據。
8、 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述各DSP通過GE 口依次連接；或者，DSP之間兩兩通過GE 口進行連接。
9、 根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述DSP，在通過GE 口依次連接的情況下，用于在接收到的交互數據的 目的介質訪問控制MAC地址不是本GE 口的MAC地址時，通過GE 口的轉發 功能將所述接收到的交互數據發送給目的MAC地址對應GE 口的DSP。
10、 根據權利要求9所述的系統，其特征在于，該系統進一步包括圖像分 配設備；所述圖像分配設備，用于將當前需要處理的圖像數據幀劃分成子圖像數據， 分配給各DSP;所述DSP在處理視頻編解碼數據時，根據發送給自身使用的參考幀交互數 據、自身上一幀生成的參考幀以及圖像分配設備分配給自身處理的當前幀子圖 像數據，生成下一幀參考幀；將下一幀參考幀中的參考幀交互數據通過自身的 GE 口發送給需要的DSP，所述參考幀交互數據的目的MAC地址為該DSP GE 口的MAC地址。
全文摘要
本發明公開了一種數字信號處理器之間傳輸視頻編解碼數據的方法及系統，通過使用DSP自帶GE口發送DSP之間的交互數據，有效的解決了多個DSP共用共享總線、共享存儲裝置所帶來的資源占用、效率低下的問題，提高了多個DSP并行處理視頻數據能力以及效率。同時，DSP使用自帶的GE口進行數據交互，省去了現有技術中數據交互所需的共享總線以及共享存儲裝置，使視頻處理不需要任何額外的硬件資源就能夠實現數據交互，不但提高了數據交互速度，而且還節約了硬件成本。
文檔編號H04N7/26GK101448155SQ20081024114
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者堅 吳, 奕 雷, 黃建強 申請人:杭州華三通信技術有限公司