整合自适应压缩的媒体接口制造技术

本公开的主题是将SSDS‑CDMA技术应用于媒体信号通信以及控制和状态交换，以实现媒体接口的多样性，从而尽管存在EM传播挑战也实现适当的媒体通信结果。

Media interface integrated with adaptive compression

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】整合自适应压缩的媒体接口领域：媒体信号通信本公开的领域是媒体信号的通信，即最终用于人类感知的采样信号。具体地，本公开的主题是实现具有自适应压缩媒体传输的任意媒体接口。
技术介绍
通信的物理基础电磁传播路径(EM路径)电磁传播路径(EM路径)使能物理能量作为信号从发送终端跨物理空间到接收终端的快速传播。用于媒体信号通信的EM路径通常可以三种类型中的一个获得：导线对(电缆)、自由空间(无线)和光波导(光纤)。各种EM路径覆盖完全不同的空间布置，从集成电路封装内到相机或电话的底盘内，到设备佩带者身体周围的空间，到围绕人的构造的环境内(诸如在房间内或在车辆内)或遍及建筑物或跨校园。一些EM路径在超过几十公里的距离上传送媒体信号，从而使能远程通信。电磁信号(EM信号)为了本公开的目的，电磁信号(EM信号)是变量，被表示为其幅度随时间变化的电磁能。EM信号通过EM路径从发送器终端传播到接收器终端。EM信号可以在两个维度中的每一个中被独立地表征为连续的或离散的：·时间ο连续的：被分配给变量的连续值之间的时间受到可以测量时间的分辨率的限制。ο离散的(“采样的”)：被分配给变量的连续值之间的时间是预确定的，并且平均采样间隔的倒数是EM信号的“采样速率”。·振幅ο连续的：EM信号值的可能振幅的数量是受到可以测量能量的分辨率的限制。ο离散的(“量化的”)：EM信号值的可能振幅的数量是预确定的。不同的可能振幅的数量的以2为底的对数是量化的EM信号的“位数”。<br>存在这些属性的四种组合，因此存在四种不同类型的EM信号：·“模拟”信号是连续时间、连续振幅的EM信号。·“数字”信号是离散时间、离散幅度的EM信号。·“脉动”信号是离散时间、连续振幅的EM信号。术语“脉动“的这种不寻常的含义在本公开中是为了清楚而被挪用的。脉动信号有时也被本领域的其他技术人员称为“采样模拟”信号。·“神经元”信号是连续时间、离散振幅的EM信号。这并不一定是单词“神经元”的通常含义，而是适用于本文分类法的第四象限。神经元信号在本公开的范围之外。EM信号的一些物理部分在通过EM路径传送的同时在发送器终端和接收器终端之间运输。在单个时刻能够在EM路径中运输的信息的最大量是其分子取决于在发送器和接收器之间行进的物理距离并且其分母能够与光速一样大。不良EM路径由于诸如衰减、由于阻抗失配引起的反射以及撞击攻击信号的现象，在接收端所进行的EM信号的测量一定程度上不同于在相应发射端上可获得的电平的意义上，每条EM路径都使通过其传播的EM信号降级。因此，每个EM路径都是不完美的电磁传播路径。因此，在接收终端处进行的测量相对于通过EM路径与接收终端配对的发送终端可用的相应电平总是受制于误差。任何给定EM路径的质量的特征在于，在通过EM路径传送之后在接收终端测量的电平与在发送器处可用的电平的比较。作为实施例，电缆是这里最常提到的EM路径。然而，所描述和要求保护的原理、方法和装置同样适用于所有EM路径。媒体信号媒体信号是一种特殊类型的EM信号。媒体信号是有序样本系列。媒体信号可以由物理测量设备，例如图像传感器或视频引擎，例如图形处理器产生。图像或视频显示矩阵的输入也是媒体信号。视频信号是一类重要的媒体信号。作为实施例，在本文适当的情况下，媒体信号被认为是视频信号。存在许多用于视频信号的可替换的电子格式。视频由图像的有序序列构成，每个图像又描述颜色值的二维阵列。颜色值可以在不同的颜色空间中表示，并且每个帧的分辨率和帧速率都是变化的。大多数视频信号可以被表示为颜色值的一维列表，即，有序样本系列。这些样本在数字视频系统中被量化，并且它们在脉动(采样模拟)视频系统中是连续的。媒体信号片段媒体信号片段是来自媒体信号的有序样本系列的有限连续子系列。媒体片断的示例包括静止图像(例如，.JPG、.BMP)和电影(例如，.MP4、.AVI)。诸如摄像机的媒体信号源产生任意长但有限的媒体信号片断序列。媒体信号片段的物理基础媒体信号片段作为时间和空间扩展有限但无限制的物理对象存在。媒体片段的物理实施例的常见示例包括跨电容器阵列的电压，如在图像传感器中，以及如在动态计算机存储器的内容中；纸上的油墨；或通过二极管阵列的电流，如在直接LED显示器中。媒体信号片段还可以被实现为通过自由空间行进的波形。媒体信号片段的物理实施例可以跨越任意小或大的时间和空间体积。上面列出的每种媒体信号片段实施例可以在空间上是紧凑的并且在长的间隔上持续。最常见的媒体信号片段的物理实施例是空间紧凑的。针对图像的常见实施例的示例，图像是媒体信号片段的特别重要的种类，包括保持在相机的图像传感器中的电容器中的电压的集合、提供给直接LED显示器的LED阵列的发射器驱动电流的集合、以及表示电子装置的帧缓存器存储器中的图像的位的集合。媒体信号通信媒体信号通信要求媒体信号通信是通过电磁传播在物理实施例之间从一个位置到另一位置重复地变换来自一个或多个输入媒体信号的样本集合的物理过程。媒体信号通信系统由通过跨越一个或多个EM路径的电磁传播来交换能量的媒体信号产生设备(“源”)和媒体信号消耗设备(“汇(sink)”)构成。大部分能量被分配用于将表示输入媒体信号的EM信号从源传送到汇。相对适度的进一步能量的量被分配以在源和汇之间传送控制和状态信息。为了清楚起见，相对于媒体信号通信的方向，源被认为是信汇的“上游“或“上坡“。该源通过将一个或多个输入媒体信号片段重复地变换成一个或多个EM信号的间隔来变换一个或多个输入媒体信号，所述一个或多个EM信号的间隔可用于相关联的EM路径。汇通过重复地重构来自已经在相关EM路径上传送的一个或多个EM信号的间隔的一个或多个输出媒体信号片断来重构一个或多个输出媒体信号。媒体信号通信质量和人类感知媒体通信的一个成功度量是输出信号是输入信号的适当表示的程度。定义适用性或目的适用性的内容在应用中广泛地变化。对于视频通信，图像传感器和显示器的固有误差特性允许图像质量要求的范围，例如跨越以下示例范围：i)每个图像中每个颜色值的每一位是正确的(生产无缺陷高分辨率显示器和图像传感器是有挑战性的)ii)存在一定数量的“坏”像素，具有一定的分布iii)“没有人可以说出”(例如，4:2:2压缩)iv)“我看到了某事，现在你指出它”(例如，光噪声)v)明显的假信号(例如，由离散余弦变换失败引起的块假象)vi)空白屏幕(没有传送视频信号；不可被任何应用接受)在质量定义中存在宽容度的情况下，媒体信号通信的要求与二进制数据通信的要求大不相同。当通信二进制数据，诸如电子邮件时，期望在目的地完美地重构每个符号。相反，输出媒体信号适合于某些目的，包括人类感知，即使当媒体通信没有精确地重构每个符号时。例如，随着增加的视频分辨率测试位串行视频传输能力的实际限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重复地将来自一个或多个输入信号的样本分布到一个或多个输入矢量的方法，在编码器输入存储器中，将每个输入矢量编码成输出电平的有序系列以使其可用，以及使输出电平的每个系列可用于EM路径，所述方法包括以下步骤：/na)选择P的值，P的值是≥1的整数，以及选择N和L的值，N和L的值中的每一个是使得L≥N≥2的整数，其中P是用以传送EM信号的EM路径的数量，其中N是每个输入矢量的样本的数量，其中L是每个扩展码的码片的数量；/nb)确定在期间中发生所述方法的步骤的时间间隔的集合，包括分布间隔、编码间隔、传输间隔、解码间隔和收集间隔；以及/nc)选择N个代码的集合作为码本，其中唯一代码与编码器输入矢量中的每个索引相关联，以及其中代码是L个码片的唯一索引序列，以及所述代码中的每一个不同于所述集合中的其他N-1个代码。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于重复地将来自一个或多个输入信号的样本分布到一个或多个输入矢量的方法，在编码器输入存储器中，将每个输入矢量编码成输出电平的有序系列以使其可用，以及使输出电平的每个系列可用于EM路径，所述方法包括以下步骤：
a)选择P的值，P的值是≥1的整数，以及选择N和L的值，N和L的值中的每一个是使得L≥N≥2的整数，其中P是用以传送EM信号的EM路径的数量，其中N是每个输入矢量的样本的数量，其中L是每个扩展码的码片的数量；
b)确定在期间中发生所述方法的步骤的时间间隔的集合，包括分布间隔、编码间隔、传输间隔、解码间隔和收集间隔；以及
c)选择N个代码的集合作为码本，其中唯一代码与编码器输入矢量中的每个索引相关联，以及其中代码是L个码片的唯一索引序列，以及所述代码中的每一个不同于所述集合中的其他N-1个代码。


2.如权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中，所述间隔彼此不同。


3.如权利要求1所述的方法，其中在步骤b)中，所述传输间隔的预确定取决于涉及以下一种或多种的折衷：N，L，EM路径的能量密度限度，其中，对于固定的N和L，较短的传输间隔意味着较高的有效载荷吞吐量。


4.如权利要求3所述的方法，其中所述传输间隔是100ns，对应于每秒传输1千万个输入矢量。


5.如权利要求1所述的方法，其中在步骤c)中每个所述码片是二进制值+1或-1，以及每个代码是DC平衡的，以及所述码本中的每个代码与所述输入矢量中的唯一位置相关联，其中在P个编码器中的每一个处应用的所述方法中的步骤a)处，通过与所述输入矢量中的每一索引相关联的代码的对应索引的值来调制所述输入矢量索引处的样本。


6.如权利要求5所述的方法，其中当所述码片值被限制至+1/-1或+1/0时，能够完成所述调制。


7.如权利要求1所述的方法，其中，用于在UTP上传送HDMI信号，以P＝4、N＝63和L＝64。


8.如权利要求1所述的方法，其中，用于在UTP上传送HDMI信号，P＝4、N＝126和L＝512。


9.一种将来自一个或多个输入媒体信号的样本分布到P个电磁路径中的一个或多个的方法，所述方法包括：
a)在预确定的分布间隔期间，通过实现预确定的分布置换，将所述一个或多个输入媒体信号分布到P个索引的输入矢量中，每个索引的输入矢量的长度为N，所述预确定的分布置换是所述输入媒体信号的集合中的索引和所述P个输入矢量中的索引之间的一对一映射；
b)在预确定的编码间隔期间，在P个编码器的每一个编码器中，通过将调制子步骤迭代L次，对L个代码索引的每一个迭代一次来进行编码，其中每个调制子步骤发生在预确定的调制间隔内，以及所述调制子步骤包括多个子-子步骤：
i.确定所述子步骤的调制间隔；
ii.通过利用对应代码中的循环索引所寻址的值来调制所述输入矢量中的每个样本；以及
iii.对所有调制子-子步骤ii的结果求和以形成输出电平的有序系列中的一个；
其中由子-子步骤iii产生的所述输出电平的有序系列整体上表示具有有助于重构输出矢量的特性的电磁信号，所述输出矢量适当地表示对应的编码器输入矢量；以及
对于P个电磁路径中的每一个，
在预确定的传输间隔内，使所述输出电平的有序系列中的所有L个值可用于电磁路径，包括将调度子步骤迭代L次，对于所述输出电平的有序系列中的L个索引中的每一个迭代一次，其中每个调度子步骤在预确定的调度间隔期间发生，以及包括多个子-子步骤：
i.确定所述子步骤的调度间隔，以及
ii.使所述输出电平的有序系列中的被索引的一个可用于所述电磁路径。


10.如权利要求9所述的方法，其中通过使用预确定的调制间隔能够在电磁路径上传送额外的信息。


11.如权利要求9所述的方法，其中通过改变相继的调制间隔能够在电磁路径上传送额外的信息，其中改变的调制间隔的有序系列是将相位信息添加到由媒体信号调制产生的电磁信号中的调制，其中改变相继的调制间隔提供补充的电磁干扰/射频干扰和频谱能量抑制。


12.如权利要求11所述的方法，其中所述媒体信号调制是SSDS-CDMA调制。


13.如权利要求11所述的方法，其中所述调制间隔是80ps或120ps，并且在所述两个调制间隔值之间进行选择，使得所述调制间隔的序列是具有100ps的平均值的近PN序列。


14.如权利要求11所述的方法，其中所述调制间隔的范围连续地在80ps和120ps之间。


15.如权利要求11所述的方法，其中所述调制间隔是统一的以便于所述编码步骤实现，而所述调度间隔是变化的。


16.如权利要求11所述的方法，其中非统一的调制间隔是80ps或120ps，以及在所述两个调制间隔值之间进行选择，使得所述调制间隔的序列是具有100ps的平均值的近PN序列。


17.如权利要求11所述的方法，其中所述调制间隔的每一个是40ps、60ps、80ps、100ps、120ps、140ps、160ps和180ps中的一个，以及选择相继的持续时间，使得所述调制间隔的序列是PN码。


18.如权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·史蒂文·翰尼鲍尔，托德·埃利奥特·罗克福，
申请(专利权)人：HYPHY美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US