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CN1554054A - 对视频及语音信号进行代码转换的方法和系统 - Google Patents

对视频及语音信号进行代码转换的方法和系统 Download PDF

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CN1554054A
CN1554054A CNA02806657XA CN02806657A CN1554054A CN 1554054 A CN1554054 A CN 1554054A CN A02806657X A CNA02806657X A CN A02806657XA CN 02806657 A CN02806657 A CN 02806657A CN 1554054 A CN1554054 A CN 1554054A
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CNA02806657XA
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����ֲ
马尔万·安瓦尔·贾布里
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Macchina Pty Ltd
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Macchina Pty Ltd
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Abstract

一种将多媒体信息通过一个或多个可能不同的网络(260，290，292)从源位置(210)传送到目的位置(220)的系统和方法。该系统具有以第一格式提供第一信息流的源输出。该系统还具有以第二格式接收第二信息流的目的地输入。代理代码转换机服务器(“PTS”)(204，208)在源输出和目的地输入之间连接。该PTS具有对数据进行代码转换的代码转换模块。该PTS具有对数据进行代码转换的代码转换模块。该PTS还具有性能模块，用于识别源输出的第一性能和目的地输入的第二性能，并根据第一性能和第二性能选择代码转换程序。

Description

对视频及语音信号进行代码转换的方法和系统
技术背景
本发明涉及通信领域，特别涉及对视频和音频信号进行代码转换的方法和设备。更特别地，本发明提供了使用具有多个代码转换程序的代理代码转换机服务器，将信息(例如、视频、音频、数据)从第一格式转换成目的格式的方法和系统。仅举例来说，本发明用于广域电信网络，但可以理解，本发明还可以应用于传输网络(例如因特网、移动网络、局域网、PTSN、ISDN、SONET、DWDM等)上许多不同类型的多媒体协议。
近几年来，电信技术有了极大的改进，已经配置了许多不同类型的网络，例如固定交换的、基于分组的、无线和移动网络。一种被称为“Internet(因特网)”的在世界范围最广为人知的网络已经将网络系统普及到全世界广大计算机用户。广域网(例如因特网)使用的增加导致许多新的在线服务的产生，例如电子邮件、电视电话、视频信息流、电子商务及其他服务。虽然最初是计算机连接到因特网，现在其它设备，例如移动电话、个人数字助理、膝上型计算机等等也被连接到因特网。因此，现在许多不同类型的设备可以通过各种网络使用许多不同类型的服务。
各种网络单元组成网络，网络将上述的设备连接在一起。这样的设备通常通过网关和交换机连接，网关和交换机处理数据的传输和消息从发送网络的协议到接收网络所使用协议的转换。网关和交换机将模拟语音消息转换成包括ITU标准G.711和G.723.1的数字格式。网关通常以一种类似于通过IP传输语音的方式传输经过转换的消息。G.711是一种语音编解码器的ITU标准，这种语音编解码器使用A-LawPCM方法或者mu-Law PCM方法以64Kbps的速率提供音频信号。G.723.1是一种为窄带网络而优化的语音编解码器的ITU标准，窄带网络包括简式旧型电话系统和窄带因特网连接。该标准使用LD-CELP方法，并且以5.3或者6.3Kbps的速率提供音频信号。根据应用，还有许多其它设备。
仅在图1所示的实例中，示出了现有系统100。该图示只是一个示例，仅为了说明性的目的而提供。消息来源于与无线网络连接的移动设备105。消息通过无线网络从移动设备发送到基站110。基站连接到网关120。该基站从移动设备105接收无线消息，并在没有代码转换的情况下将消息转换成数字格式，再将其传输到服务站115。接下来，经过格式转换的消息被传输到网关，网关随后通过因特网125以及各种网络单元将消息传输到消息目的，即用户140。这样的单元可以包括网关130、服务器135及其它设备。
一个或多个网关也可以将可视会议信号从一种数字格式转换成其它数字格式，例如从H.320转换到H.323，并通过因特网传输经过转换的信号。H.320是在数字线路上进行可视会议的ITU标准，它使用H.261视频压缩方法，该方法允许与H.320兼容的可视会议和桌面系统通过ISDN、交换数字线路和租用线路相互通信。H.323是通过局域网和因特网进行实时、交互式的语音和可视会议的ITU标准。H.323广泛用于IP电话通信，允许被传输的语音、视频和数据的任何组合。H.323规定了若干包括H.261和H.263在内的视频编解码器和包括G.711和G.723.1在内的音频编解码器。令人遗憾地，音频与视频标准经过发展，已经超过H.320、H.323、G.711和G.723.1。也就是说，不同标准的迅速发展造成了在它们之间进行消息交换的困难。
另外，这些标准之间的通信造成了复杂的转换技术的激增，这些技术耗费时间并且缺乏效率。因此，产生了能够实时地在各种格式之间转换信息或者代码转换的有效方法的需要。由于有些系统(例如H.320和H.324)是电路交换系统(数据作为连接的比特流传输)，其它系统是基于分组的，因此基于电路的系统到基于分组的系统的连接要求将比特从基于电路的比特流分离到分组(电路到分组)，反之亦然(分组到电路)。请注意，不同的系统协议(例如H.320、H.323、H.324、3GPP-324M、SIP和SDP)使用不同的信号发送方法(设置连接和交换机终端性能)。这些系统的互连要求信号发送的交互和终端性能的转换，以便终端可以了解能够和哪些使用不同协议的终端通信。
由上所述可以理解，非常需要一种改进的将信息从源传输到目的地的方式。
发明内容
根据本发明，提供了电信领域中进行代码转换的改进技术。特别地，本发明涉及一种用于对视频和语音信号进行代码转换的方法和装置。更特别地，本发明提供一种使用具有多个代码转换程序的代理代码转换机服务器将信息(例如、视频、语音、数据)从第一格式转换成目的格式的方法和系统，在代码转换程序中，至少一个程序被选择用于对信息进行代码转换。在举例中，本发明仅用于广域电信网络，但可以理解，本发明可以广泛应用于传输网络(例如因特网、移动网络、局域网、PTSN、ISDN、SONET、DWDM及其它网络)上的不同类型的多媒体协议。
在具体实施例中，本发明提供一种将多媒体信息通过一个或多个可能不同的网络从源位置传输到目的位置的系统。该系统具有以第一格式提供第一信息流的源输出。该系统还具有以第二格式接收第二信息流的目的地输入。代理代码转换机服务器(“PTS”)在源输出和目的地输入之间连接。PTS具有对数据进行代码转换的代码转换模块。PTS还具有性能模块，用于识别源输出的第一性能和目的输入的第二性能并根据第一性能和第二性能选择代码转换程序。优选地，选择是使用性能模式选择提供的。
在另一实施例中，本发明提供一种将多媒体信息通过一个或多个可能不同的网络从源传输到目的位置的系统。该系统具有第一格式表示的源输出，其中源输出与第一网络连接，源输出提供第一信息流。该系统还具有以第二格式接收的目的地输入，其中目的地输入与第二网络连接。目的地输入接收第二信息流。代理代码转换机服务器(“PTS”)在源输出输出和目的地输入之间连接。代理代码转换机服务器具有性能程序，适用于源终端(可能具有不同的性能)的第一性能并且适用于识别目的终端(也可能具有不同的性能)的第二性能。该服务器还具有包括多个编号为1至N的代码转换模块的代码转换程序，其中N是一个大于1的整数。代码转换程序适用于根据第一性能和第二性能选择一个代码转换程序。代理代码转换机服务器具有比特率控制程序。比特率控制程序适用于从第一网络接收网络状态信息(例如，ping)。比特率控制适用于根据网络状态信息调整信息流的状态(例如，停止、允许优先权、调整比特率(通过选择较低的比特率编码器))。
在另一具体实施例中，本发明提供了处理信息流的方法。该方法包括从信息流的多个源性能选择一源性能。该方法还从目的地的多个性能识别一目的地性能。该方法还包括根据识别的源性能和识别的目的地性能从库中的多个代码转换程序中选择一代码转换程序。如果识别的源性能和识别的目的地性能是不同的，该方法还使用选择的代码转换程序处理信息流。如果识别的源性能和识别的目的地性能匹配，该方法还将信息流在不经任何代码转换处理的情况下从源传输到目的地。
使用本发明获得大量超过传统技术的益处。在具体实施例中，本发明提供了将视频数据在H.263和MPEG-4数据之间(以及在其它视频编解码器之间)进行相互转换、或者将音频数据在G.723.1和GSM-AMR之间(以及在其它音频编解码器之间)进行转换的方法。代码转换可以无缝地进行，使得接收经过代码转换的数据的端点不注意到优选实施例中的转换。本发明还可以使用传统的软件和硬件技术实现，例如数字信号处理机(DSP)。根据实施例，可以获得这些优点或者特征中的一个或多个。本说明书自始至终说明了这些及其它优点，特别在下面进行了说明。
附图编入并构成说明书的一部分，示出了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。
附图说明
图1示出了与终端用户进行通信的移动电话的简化框图。
图2示出了代理代码转换机服务器操作的一个实施例。
图3示出了代理代码转换机服务器操作的另一实施例。
图4是简化框图，图示说明了代理代码转换机服务器的连接性的一个实施例。
图5是简化框图，图示说明了连接到网关的代理代码转换机服务器的实施例。
图6是简化流程图，图示说明了代码转换程序的一个实施例。
图7是简化流程图，图示说明了主系统消息的一个实施例。
图8是简化流程图，图示说明了资源消息的一个实施例。
图9是简化流程图，图示说明了PTS特征和方式消息的一个实施例。
图10是简化流程图，图示说明了PTS维护消息的一个实施例。
图11是简化流程图，图示说明了PTS会话维护和代码转换消息的一个实施例。
图12是简化流程图，图示说明了PTS会话速率控制消息的一个
实施例。
图13是简化流程图，图示说明了PTS会话性能消息的一个实施例。
图14是简化流程图，图示说明了网络寻址消息的一个实施例。
图15是简化流程图，图示说明了PTS媒体混合消息的一个实施例。
图16是简化流程图，图示说明了PTS IPR模块的一个实施例。
图17是简化流程图，图示说明了PTS软件模块的一个实施例。
图18是简化流程图，图示说明了流程图中使用的符号。
图19是简化流程图，图示说明了代码转换程序的一个实施例。
图20是简化流程图，图示说明了PTS的硬件体系结构的一个实施例。
图21是简化框图，图示说明了可以用来执行本发明实施例的计算机系统。
具体实施方式
根据本发明，提供了电信领域中改进的代码转换的技术。特别地，本发明涉及对视频和音频讯号进行代码转换的方法和设备。更特别地，本发明提供了使用具有多个代码转换程序的代理代码转换机服务器将信息(例如、视频、音频、数据)从第一格式转换成目的格式的方法和系统，其中至少一种代码转换程序被选择用于对信息进行代码转换。仅举例来说，本发明用于广域电信网络，但可以理解，本发明还可以广泛应用于传输网络(例如因特网、移动网络、局域网、PTSN、ISDN、SONET、DWDM及其它网络)上不同类型的多媒体协议。
部分说明书将提供根据各种实施例执行程序指令的过程中的操作。对于本领域的技术人员，可以理解，这些操作通常采取通过能够被诸如电子元件进行存储、传输、组合或者操作的电磁信号或者光信号的形式进行。部分说明将使用分布式计算环境提供。在分布式计算环境中，文件服务器、计算机服务器和存储器设备可以设置在不同地点，但是可以被本地处理单元通过网络访问。另外，程序模块可以物理地位于不同的本地或者远程存储器设备。程序模块可以在本地以独立的方式或者远程地以客户机-服务器的方式执行。这种分布式计算环境的实例包括办公室的局域网、企业的计算机网络和全球的因特网。
另外，提供下列属于，以帮助读者解释本发明的各个方面。这些术语不是限定性的，仅仅用于向本领域熟练技术人员进行说明。这些术语的其它含义如果与本领域熟练技术人员的理解相一致，也可以使用。
术语 说明
ASIC 专用集成电路
CIF 通用中间分辨图象格式
ETSI 欧洲电信标准协会
G.723.1 1996年ITU推荐G.723.1，在5.3和6.3kbit/s下多媒体通信传输的双速率语言编码器
GOB 数据块组
GSM 全球移动通信系统
GSM-AMR ETSI适用多速率语言编码器GSM 06.90：“数字单元电信系统(相2+)；AMR语音代码转换”1998
GSM-AMR GSM-适用多速率
H.320 ITU推荐H.320，窄带可视电话系统和终端设备，1997
H.323 ITU推荐H.323，基于分组的多媒体通信系统，1998
H.324 ITU推荐H.323，低比特率多媒体通信的终端，1998
H261 ITU推荐H.263，用于在pX64 kbit/s下提供的音频—视频服务的视频编解码器，1993
H263 ITU推荐H.263，低比特率通信的视频编码，1998
IETF 因特网工程特别工作组
ISO 国际标准组织
ITU 国际电信联盟
MB 宏数据块
MPEG 活动图像专家组，属于国际标准组织
MPEG2 MPEG音频—视频标准13818系列
MPEG4 MPEG音频—视频标准14496(1-5)
MVD 运动矢量数据
P帧或者P图像 基于预测信息的视频帧
PTS 代理代码转换机服务器
QCIF 四分之一CIF(参见CIF)
RFC 请求说明
SDP 会话说明协议
SIP 会话启动协议
TCOEF或TCOEFF 转换系数
W3C 全球网络系统联盟
WAP 无线接入协议
在具体实施例中，术语“代理代码转换机服务器”(简称PTS)是具有执行本文所述部分或全部功能以及其它目前已知或者未知功能的各种模块的计算机。PTS包括主处理器，一个或多个网络接口，一个或多个代码转换机。其中，代码转换机可以包括印刷电路板、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。PTS可以连接到网络主机(例如媒体网关控制器)或者软交换机或者内容服务器(例如视频服务器)。PTS可以提供编解码器和连接各种网络体系结构和协议(包括WAN、LAN、移动网络、PTSN、ISDN、SONET)的接口，并且执行以下一个或多个功能：
1.性能匹配和模式选择；
2.媒体比特流代码转换
3.媒体比特流速率控制；
4.知识产权管理和处理
5.音频数据混合；以及
6.加密和/或解密
PTS的总体功能是在各种协议进行译码，如下例所述。
1.对多媒体系统协议进行译码，多媒体协议包括ITU H.32X系列，例如H.242和H.245，它们用于传达端点的媒体性能并管理媒体信道和会议。
2.对包括音频与视频流在内的媒体流进行译码，例如，将视频流译码为任一对视频编解码器(包括MPEG2、MPEG4、H.261、H.263)以及从任一对视频编解码器译码视频流，或者将音频流译码为一对音频编解码器(包括G.723.1、G.729、GSM-AMR、EVRC、SMV和QCELP)以及从任一对音频编解码器译码音频流。
3.对IP管理协议和IP权限标记进行译码。例如，PTS可以从MPEG4流提取IP权限信息并且根据与IP权限相关的操作处理信息，以维护媒体中的IP权限。
4.如有必要，对信号进行加密和/或解密。
因此，PTS具有各种音频与视频代码转换性能。性能的选择影响多媒体通信中的整体服务质量(QoS)，因此应根据连接带宽和与PTS连接的网关的负载确定。PTS可以对不同的媒体内容进行代码转换，包括MPEG系列、H.26X视频系列、GSM-AMR和G.72X音频编解码器系列。另外，至少部分由于它的可编程性，PTS的代码转换性能可以很容易地提高。
另外，PTS可以执行媒体比特流速率控制。由于两个端点之间的连接可涉及带宽压缩(例如，从有线到无线网络)，因此速率控制是必须的。PTS可以使用来自网络访问提供商提供的网络网络信道分配的信息或者使用带内的带宽管理请求执行速率控制，其中带内带宽管理请求可以通过命令和控制协议(例如H.242和H.245)而由端点发起。
另外，PTS可以执行知识产权(IP)权限管理和处理。例如，PTS可以识别有关知识产权的数据集，并使用该数据集简化管理和处理。在一实施例中，MPEG4为经编码的媒体对象补充了可选的知识产权标识(IPI)数据集，知识产权标识(IPI)数据集携带了关于内容、内容类型以及IP权限所有人的信息。如果提供了数据集，则数据集将成为说明与媒体对象有关的数据流的基本流描述符的一部分。与每个媒体对象有关的数据集的数目可以改变；并且，不同的媒体对象可以共用相同的数据集。提供数据集可使得实现审计追踪、监控、编制账单和拷贝保护的机制。
多媒体通信应用具有广泛的IP权限保护和安全要求。一些应用要求保护用户交易的信息，以保密，即使这样的信息没有实质价值。其它应用要求对创建者和/或发布者很重要的信息采取高等级的管理和保护。另外，通常情况下，IP权限管理和处理的结构必须灵活，以便访问各种形式的IP权限数据，例如特定应用所需的IP权限数据以及以特殊的比特流保存的IP权限数据。
虽然下列说明示出了作为独立设备连接到网关的PTS，PTS的其它实施例还可以使用连接到交换机、服务器、路由器的PTS或者使用连接到网络的任何设备。另外，PTS可以集成到网关、交换机、路由器或者其它连接到网络的设备，从而形成网络设备的组成部分。以下提供其它实施例的更多详细信息。
图2示出了一实施例，其中PTS对移动端点和LAN电话之间的信号进行代码转换。该图仅仅是一个示例，不能不适当地限制本文的权利要求的范围。本领域的技术人员可以理解，本发明可以有许多其它改变、改型和选择。移动终端210与LAN电话220进行音频和视频信息通信。被传输的信息通过这无线通信信息(例如空气链路)从移动终端210传送到基站230，随后传送到主服务控制器240、近端网关250，再通过因特网260传送到远端网关270，局域网交换机280，最终传送到LAN电话220。
由于空气链路的限制和移动端点210的移动性，移动端点210和基站230之间的带宽可以达到几十或者几百Kbps，远远小于因特网路由器和局域网电话220之间的带宽。后者带宽达到每秒几十兆至几百兆比特(Mbps)。在图2中，移动端点220的媒体编码和解码性能是，对于音频信号为GSM-AMR，对于视频信号为MPEG-4。相比之下，局域网电话230的媒体编码和解码性能是，对于音频为G.723.1，对于视频为H.263。性能和带宽上的差异使得在移动端点220和局域网电话230之间路径上由PTS执行的重要的代码转换显著地简化了实时通信。另外，由于PTS执行了节流功能，所以PTS执行的代码转换防止了移动网络290的超载。
在图2中，音频信号需要在G.723.1和GSM-AMR之间进行代码转换，而视频信号需要在MPEG4-视频和H.263之间进行代码转换。这样的代码转换可以由移动网络290中的PTS 204或者地面通信线网络292中的PTS 208执行。因此，两个PTS 204和208不是执行代码转换所必需的。但是在每个网络上执行一个PTS允许每个网关上的带宽要求变得较小。另外，虽然图2示出的实施例显示了由PTS执行的代码转换，但PTS还可以允许在没有代码转换的情况下进行信号传送。
图3示出了本发明另一实施例的方框图。该图只是一个实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。移动电话310与视频内容服务器320传送信息。视频服务器320流式传输包括音频与视频信号的电影。音频信号使用MPEG2-Audio Level 3(MP3)编码，视频信号使用MPEG2-video编码。由于视频服务器320和移动手机310之间带宽和性能不匹配，移动网络390中的PST 304将音频代码转换成GSM-AMR，将视频代码转换成MPEG4-视频。但是如果视频服务器网络392中的PST 308执行代码转换，移动手机网络390中的网关350的带宽要求可以被降低。
在另一实施例中，两个通信端点的性能可以使用无线接入协议(WAP)用户代理配置信息(性能和优先权信息)、网络联盟CC/PP(使用资源说明结构或者RDF)、IETF标准(RFC 2506、RFC 2533、和RFC2703)或者ITU的H.245或者H.242标准、或者其中的组合规定。在另一实施例中，网关可以在PTS的支持下检测端点的性能以及传输媒体可用的所分配的带宽。PTS可以选择数据编码方式并对媒体进行代码转换以最好地满足端点的要求。因此，PTS可以用作每个端点侧的代理，将比特流从适合于一侧的形式转换成适合于另一侧的形式。
图4示出了根据本发明的实施例的PTS的方框图。该图只是一个实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。逻辑端口定义为抽象的通信端口。若干逻辑端口可以存在于一个物理的网络接口上，但是PTS可以具有一个以上的物理的网络接口。网络网关控制器接口(NGCI)420可以包括至少一个用于在PTS 410和网关或者网络主机之间进行消息传输的NGCI逻辑端口。网关可以在端点之间执行呼叫信号发送。网关可以是媒体网关控制器或者任何在端点之间呼叫或者传输功能的网关设备。呼叫信号发送是在两个端点实体之间，通过交换将被代码转换的媒体流的源和目的地的网络地址而建立初始链路的程序。对于实时因特网协议，呼叫信号发送建立因特网协议地址和媒体流的源和目的地的因特网协议端口数。呼叫信号发送还可以涉及更复杂的处理，例如SIP或者H.323所要求的处理。
媒体网络接口(MNI)430提供了用于接收和传输媒体比特流的逻辑端口。通过这些逻辑端口，PTS 410接收媒体比特流，例如音频信号、视频信号、指令和控制数据及其他可以是文本或者二进位制的数据。由PTS 410接收比特流的端口地址以及经过代码转换的流被传输到的目的地址，由呼叫信号发送网关和PTS 410之间的消息发送协议通过NGCI 420指定。MNI 430的基础物理接口可以是千兆位网络接口卡、时域多路复用(TDM)电路-交换连接(例如E1/T1/OC3)。MNI430物理网络接口可以或者不可以共用NGCI 420的物理链路。
监视及设置接口(MSI)440用于PTS 410的初始配置、监视和重新配置。传送MSI数据的物理链路可以与其它网络连接共用，或者可以通过专用串联端口传送。PTS的连接性方案有许多，包括连接到网关(例如媒体网关控制器)，连接到内容服务器(例如视频服务器)。
图5示出了根据本发明的实施例的PTS的连接性。该图只是一个实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。MIN 530通过路由器或交换机540将PTS 510连接至因特网550，NGCI通过NGCI 520将PTS 510连接至内容服务器(或者网关560可以是两个端点之间的网关媒介)560。如果内容服务器可以提供基础终端竞争支持(例如，Window下的超术语(hyper-terms))，则MSI 530还可以连接内容服务器560。在一个实施例中，网关或内容服务器可以是网络主机。
图6示出了根据本发明实施例的操作循环的多种PTS功能。该图只是一个实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。只要PTS连接到网络(例如网络主机或者路由器)并且通电和配置，PTS可随时接收对于来自网络主机的会话的代码转换会话的启动。
在步骤606，PTS从网关或者内容服务器接收消息。在步骤608，PTS确定接收的消息是否为会话消息。如果消息是会话消息，在步骤632，PTS判断消息是否是会话消息的开始。会话可以由网络主机通过在NGCI上运行的消息发送协议(例如MGCP或者H.248/MEGACO协议)启动。一个或多个会话可以在任何时候都是激活的。一旦会话被启动，对于该会话的PTS的基本操作由另外的消息控制。
如果接收到的消息是会话消息的开始，则在步骤650，PTS开始新的会话。如果接收到的消息不是会话消息的开始，在步骤634，PTS判断接收到的消息是否为会话维护消息。如果是会话维护消息，则PTS在步骤652开始会话维护程序。会话维护程序可以涉及维护或者终止会话的连接。如果接收的消息不是会话维护消息，则在步骤636，PTS判断接收到的消息是否是代码转换消息。如果接收到的信息是代码转换消息，在步骤654，PTS处理代码转换消息。如果接收到的信息不是代码转换消息，在步骤638，PTS确定接收到的消息是否是速率控制消息。如果接收到的信息是速率控制消息，则在步骤656，速率控制消息被处理。速率控制程序可以引导PTS动态地调整传输速率，以便高效地利用传输带宽并防止被传输的分组丢失。
当PTS对比特流进行代码转换时，PTS产生的最理想的数据速率取决于PTS和比特流目的地之间网络的媒体协议。目的地接收到的数据速率根据网路拥塞、路由器和目的地之间的链路类型(例如有线连接或者无线连接、协议和与链路有关的数据多路复用以及链路的质量)变化。目的地可能接收到高于其处理能力的数据速率，导致缓冲器-上溢。另一方面，目的地可能接收低于其期望接收的速率的数据速率，导致缓冲器-下溢。因此，PTS必须控制其数据速率，以避免缓冲器-上溢和缓冲器-下溢。
PTS至少通过下列方法控制其数据速率。PTS可以使用来自网络主机或者网络访问提供者或者来自内部的PTS机制的网路拥塞信息、带宽信息、质量信息计算往返时间。PTS和端点(例如比特流的源或者目的地)之间的往返时间可以通过向端点发送ping分组进行测量。ping分组到达端点和响应分组从端点到达PTS的全部时间为往返时间。网络越拥挤，往返时间就越长。因此，往返时间可用于评定网络在当前PTS比特率下的拥挤程度。
PTS还可以使用带内信息评定网路拥塞。例如，在例如用于H.324和H.323的H.245等协议下，PTS可以从端点接收减少或者增加比特率吞吐量的指示。
带内方法或者往返-时间方法都可以用于在瞬时网络条件下维护适当质量的服务。PTS通过下列方法使用拥挤和比特率信息确定产生适当比特率的适当编码方式。
在一实施例中，PTS可以改变代码转换参数以满足实时操作的服务目的。例如，在MPEG4视频中，可以改变量化参数以产生低速率吞吐量。但是这种改变可能导致视频质量的下降。因此，如果视频质量很重要，例如H.263和MPEG4提供的先进的编码技术可以用来在不降低质量的情况下减少比特率吞吐量。但是这些方法对计算要求较高。因此，PTS速率控制策略应在信号品质、比特率和计算之间提供期望的平衡。
同样可以获得音频中的速率控制，虽然大多数音频信号编解码器不能提供细微的变化速率，但是提供了PTS可以从中选择的许多速率。例如，G.723.1音频信号编解码器提供了低速率和高速率两个比特率。类似地，GSM-AMR编解码器支持8个比特率，范围在4.75Kbps到12.2Kbps之间。如果连接端点的网络路径拥挤，或者分配给端点的链路的带宽具有低带宽，PTS可以使用较低的速率。
在另一实施例中，如果网络设备支持数据传输的优先排序，则PTS可以指令网络设备(例如路由器)给正在由PTS处理的数据较高优先级。例如，因特网协议的版本6支持分组的优先排序。另外，IETF开发了资源预定的标准，允许端点保留带宽。如果配置PTS的网络支持，PTS可以利用该分组优先排序和资源预定。例如，因特网协议提供了给分组分配优先级的工具，在必要时，PTS可以使用该工具为分组设置优先权。另外，PTS可以支持自己连接的内部优先排序，因此较高优先级的连接在实际应用的同时就被处理。
返回到图6，在步骤640，PTS确定接收到的消息是否为性能消息。性能消息是包括端点性能的消息。如果消息是性能消息，在步骤658，PTS处理该消息。PTS可以处理定义端点性能的消息。例如，如果端点是视频服务器和移动终端，视频服务器和移动终端的性能被传送到PTS。因此，PTS确定在这两个端点之间进行通信的最佳方式。在选择最佳方式时，PTS考虑了与移动用户想要查看的特定视频内容有关的协议。不同类型的内容可以用不同的协议编码，例如MPEG2和MPEG4。另外，移动终端的性能可以按照多种方式通过网络主机传到PTS。例如，PTS可以从保存在移动终端的信息、保存在用户服务提供者的网络数据库中的用户预订信息、或者在呼叫信号发送期间在移动终端和网络访问网关之间交换的比特流内的带内信息获得性能。性能的格式主要包括ITU、IETF和WAP。
性能消息可以由网络主机发送到PTS，以便发现对于从一个端点(例如视频服务器)传输到另一个端点的特定媒体来说最佳的代码转换方式。在性能方式选择程序中，PTS可以选择一个从源接收数据的比特流协议方式，以及PTS将接收的媒体转换成的另一个比特流协议方式。
在另一实施例中，对每个端点选择的方式可以用信号通知到各自的端点，以便打开比特流传输信道。在H.323或者H.324中，网络使用H.245逻辑信道操作或者快速连接程序打开这样的信道。使用H.245逻辑信道操作，端点可以将“打开逻辑信道”请求发送到另一个端点以便传输信号。在H.323中，端点可以封装有关媒体信道的信息，通过媒体信道，端点可以随时通过使用封装在呼叫信号发送信息内的“快速启动”消息传输信号，呼叫信号发送信息是按照例如H.225.0推荐的ITU Q.931标准在呼叫的初始设置中交换的。因此，给出对于端点选择的协议，网络主机或者PTS可以建立媒体比特流的传输信道。打开程序取决于以网络作为媒介的端点之间的总体连接的系统级协议。
在PTS可以代码转换以前，选择的媒体传输方式必须与源地址和目的地址有关，存在上述关系的信息必须通过消息传送到PTS。这种关联可以由一个端点按照H.245标准通过打开逻辑媒体信道形成。这种在PTS选择媒体传输方式类型时逻辑媒体信道的隐式打开，可以由网关或者内容服务器明确地请求，也者可以按照一些标准要求预先进行程序设计。无论指定源地址或者目的地址的方法是什么，选择的媒体传输方式和源或者目的地址之间的关联通知PTS取得输入比特流的地址和将经过代码转换的比特流发送到的目的地址。
在具体实施例中，PTS读取来自源地址的比特流，将比特流从原来的格式转换成目标格式，将经过转换的比特流发送到目的地址。比特流数据的接收和传送使用特定于网络硬件的软件通过网络读/写功能执行。
返回到图6，在步骤642，PTS确定接收到的消息是否为网络-寻址消息。网络-寻址消息包括与比特流的源和/或目的的网络地址有关的信息。如果接收到的消息是网络寻址消息，则在步骤660，PTS处理网络-寻址消息。在步骤644，PTS确定接收到的消息是否为媒体-混合消息。媒体混合消息是请求PTS混合与两个或更多音频流相关的信号并将混合的比特流转发到网络目的地址的消息。如果接收到的信息是媒体-混合消息，在步骤662，PTS处理媒体混合消息。在步骤646，PTS确定接收到的消息是否为IP权限消息，如果是，则在步骤664，PTS根据消息中的指令，管理包括在接收到的消息中的有关IP权限的信息。一些媒体通信和表示协议支持与IP权限管理和处理连接，以及访问包括在比特流中的有关IP权限的信息。例如，PTS可以支持用于IP权限管理和处理的MPEG-4接口规格。有关IP权限的信息从MPEG4比特流中提取或者被分离，并且通过消息发送系统提供给网络主机。然后安装在网络主机或者插入PTS的IP权限专用程序访问并处理上述信息用于不同的目的，包括记录保管、清除内容和阻塞。
在图6所示步骤610中，PTS确定接收的消息是否为特征及方式消息，如果是，则在步骤622，PTS处理该消息。处理特征及方式消息包括激活与代码转换有关的特征和选项，混合及其它与会话有关的选项。在步骤612，PTS确定接收到的消息是否为资源消息，如果是，在步骤624，PTS处理该消息。处理资源消息包括根据硬件处理资源、存储器资源及PTS管理的其它计算或网络资源来处理PTS资源。如果PTS接收到媒体正在被接收并且将被发送的数据需要加密的指示，则PTS对发送的数据进行代码转换然后进行加密。类似地，PTS可以响应于接收到的指示对数据进行解密。
上面以离散的步骤说明了PTS的性能，但是对于熟悉本领域的技术人员，可以理解，一个或多个离散的步骤可以组成或者进一步划分，以执行离散步骤的功能。根据实施例，所述的功能可以分离或者组合。功能可以在包括功能组合的软件和/或硬件中执行。根据实施例，存在许多其它改型、变化和选择。
图7，8，9和10是简化流程图，图示说明了主系统消息的实施例。这些图只是实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。主系统消息允许PTS对来自网络设备(例如媒体网关控制器)的指令作出响应。消息包括的指令有：开始会话、结束会话、设置会话选项、得到会话选项、发送消息到会话管理器，从会话管理器得到消息，设置PTS方式、得到PTS方式，设置PTS特征、得到PTS特征、得到资源状态、设置资源状态、更新固件程序、得到PTS系统状态、重置PTS、关闭PTS和激活调试/跟踪方式。
图11-16是简化流程图，图示说明了PTS会话维护和代码转换消息的实施例。这些图只是一些实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。会话维护和代码转换消息允许PTS终止会话、打开/关闭代码转换信道、设置/获得代码转换选项、更新端点性能、匹配端点性能、选择端点性能、激活速率控制、得到速率控制方式、添加/删除媒体目的地址，添加/删除媒体源地址、设置/得到IPR方式、设置IPR选项、激活媒体信道的混合、禁用混合，以及设置信道混合方式。
图17示出了方框图，图示说明了根据本发明实施例用于PTS的软件模块。该图只是一实例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，可以理解，本发明实施例还有许多其它变化、改型和选择。PTS软件包括下列主要模块：
1.    会话管理模块1710；
2.    PTS管理模块1720；
3.    网络主机接口模块1730
4.    媒体信道处理模块1740
5.    呼叫信号发送接口模块1750；
6.    网络接口模块1760；
7.    代码转换模块1770；
8.    速率控制模块1780；
9.    知识产权管理模块1790；以及
10.   性能处理模块1792
会话管理模块1710执行网关的主要服务，因此是主要的PTS软件程序。例如，会话管理模块1710开始和结束代码转换会话，处理并分派会话消息，并管理会话资源。如果操作人员需要检查PTS的状态或者管理其资源，则PTS管理模块1720执行必要的基本的整体管理功能。例如，管理模块1720通过组件特定的测试程序测试主要的硬件组件，重置PTS，并动态地跟踪和分配代码转换资源。网络主机接口模块1730处理PTS和网络主机(例如媒体网关控制器或者内容服务器)之间的通信消息传送接口。例如，接口模块1730，根据网络主机的类型，实现网络主机和PTS之间的消息管理，实现PTS获取或者对于PTS定义的代码转换性能的命令定义方法。另外，当性能交换没有明确地执行时，接口模块1730可以实现PTS从比特流检索媒体内容类型的方法。媒体信道处理模块1740执行媒体信道功能，例如打开，关闭，添加和删除信道网络资源和目的地。呼叫信号发送接口模块1750执行在端点之间通过PTS建立初始呼叫设置的功能，其中呼叫设置的程序取决于标准，例如SIP和Q.931。网络接口模块1760提供基本的输入和/或输出通信接口。基本输入和/或输出是最低层的通信，更复杂的消息传送在其上面执行。
代码转换模块1770执行实际的代码转换功能，包括在MPEG系列、H.26X视频系列、GSM-AMR和G.72X音频编解码器系列之间的代码转换。其它PTS代码转换的实例至少包括MPEG2-音频到MPEG4-音频、G.723.1到GSM-AMR，MPEG-2视频到MPEG4-视频，H.263到MPEG4-视频。速率控制模块1780执行调节功能，并防止端点在其上面进行通信的网络片断过载。知识产权管理模块1790保护IP权限。例如，管理模块1790使用有关比特流中IP权限的数据，帮助实现执行审计、监视、编制帐单、和保护与接收到的和经过代码转换的比特流有关的IP权限的机制。性能处理模块1792使用接收到的信息中的数据，查找对于被从一端点传输到另一端点的特定媒体来说最佳的匹配方式。
PTS的体系结构决定了服务器的性能、费用和投放市场的时间。性能可以被认为是同步网关信道的数目或者PTS可以同时处理的呼叫。另外，对于固定数目的信道，体系结构的费用和性能取决于以下因素：
1.    总线体系结构；
2.    用于各种视频和音频代码转换的代码转换体系结构和硬件；
3.    用于连接MGC及其他网关组件的网络分出负载(offloading)；以及
4.    操作系统。
图18是对流程图中所使用的符号的解释。该图只作为示例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。本领域的普通技术人员可以理解实施例及其它的改变、修改和变化。
图19是简化流程图，示出根据本发明的实施例可能在PTS中使用的进行视频比特流代码转换的高级程序。该图只作为示例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。本领域的普通技术人员可以理解实施例及其它的改变、修改和变化。该程序读取比特块，且如果检测到端序列标志则该程序结束。否则该程序读取下一个代码字，把该代码字转换成输入协议代码字，更新历史记录并把这经过代码转换的比特发送到根据速率控制方案刷新的输出缓冲器上，以避免接收端点处的输入缓冲器溢出。
图20示出根据本发明的实施例的PTS硬件体系结构。该图只作为示例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。本领域的普通技术人员可以理解本实施例及其它的改变、修改和变化。该体系结构的特征在于拥有包括一个或多个处理器的作为总线卡的智能代码转换节点2010、DSP处理器组2020、一个或多个网络接口2030、一个或多个处理器2040、以及存储器组2050。该体系结构具有几个优点。其一，网络接口2030内嵌于智能代码转换节点总线卡2010中。因此，呼叫过程和代码转换可以在总线卡2010上本地执行。其二，每个处理节点拥有一个或多个网络接口成为可能。其三，由于其处理模块的紧密性，该体系结构可以同时支持很多呼叫。
除了图20中的实施例，还有很多种适合PTS的体系结构，下面只列出其中的几种：
1. 带有总线卡的独立底盘；
2. 如下文所描述的PC式实施方式；
3. 包括ASIC在内的连接至现有处理硬件的固件；
4. 运行在现有硬件之上的软件；
5. 运行在带有硬件加速的现有硬件之上的软件，其中硬件加速通过ASIC、DSP或其它类型的处理器实现；
6. ASIC芯片组
图21示出根据本发明的计算机系统的实施例。该图只作为示例，不应不适当地限制本文权利要求的范围。本领域的普通技术人员可以理解本实施例及其它的改变、修改和变化。本发明可以在个人计算机(PC)体系结构上实现。也可以采用其它计算机系统体系结构、或其它可编程的或基于电子的设备。
在图21中，计算机系统2100包括用于传达信息的总线2101、连接到总线2101上用于处理信息的处理器2102、连接到总线2101上用于为处理器2102存储信息和指令的随机存取存储器2103、连接到总线2101上用于为处理器2102和PTS应用程序储存静态信息和指令的只读存储器2104、连接到总线2101上用于为用户显示信息的显示设备2105、连接到总线2101上用于向处理器2102传达信息及命令选择的输入设备2106、以及连接到总线2101上用于存储信息和指令的海量存储设备2107(例如磁盘和相关联的磁盘驱动器)。数据存储媒体2108含有诸如PTS软件模块的数字信息，且它被连接到总线2101上，被设置成可以与海量存储设备2107一起操作，使处理器2102可以通过总线2101存取存储在数据存储媒体2108上的数字信息。硬件代码转换加速模块2109包括印制电路板、数字信号处理器、ASIC和FPGA。模块2109连接到总线2101上进行通信，且可以具有与图20中所示的智能代码转换节点2010相似的实施方式。
处理器2102可以是各种通用处理器或微处理器中的任何一种，例如英特尔公司制造的奔腾TM处理器，以及MIPS Technologies，Inc.，of2011 N.Shoreline Blvd.，Mountain View，CA 94039-7311制造的MIPS处理器。也可以在计算机系统2100中采用诸如数字信号处理器(DSP)的其它各种处理器。显示设备2105可以是液晶设备、阴极射线管(CRT)、或其它合适的显示设备。海量存储设备2107可以是现有的硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、或其它磁或光数据存储设备，以读和写存储在硬盘、软盘、CD-ROM、磁带、或其它磁或光数据存储媒体上的信息。数据存储媒体2108可以是硬盘、软盘、CD-ROM、磁带、或其它磁或光数据存储媒体。
通常，处理器2102可以检索只读存储器2104上的处理指令和数据。处理器2102也可以通过使用海量存储设备2107来从数据存储媒体2108检索处理指令和数据，以及把这些信息下载到诸如SDRAN的随机存取存储器2103内。然后，处理器2102执行来自随机存取存储器2103或只读存储器2104的指令流。输入设备2106上的命令选择和信息输入可以指导由处理器2102执行的指令流。其中，输入设备2106可以是诸如传统鼠标的点击设备或跟踪球设备。执行结果可以显示在显示设备2105上。计算机系统2100还包括用于将计算机系统2100连接到网络上的网络设备2110。网络设备2110可以是以太网设备、听筒塞孔、卫星链路或其它设备。
本发明的实施例可以表现为存储在机器可存取媒体(也指计算机可存取媒体或处理器可存取媒体)上的软件产品。机器可存取媒体可以是包括磁盘、CD-ROM、易失性或非易失性存储器设备、ASIC、连接至ASIC的固件、片载系统或其它存储机制的磁、光或电子存储媒体中的任何一种。机器可存取媒体可以含有各种指令集、代码序列或配置信息。用于实现本发明所需的其它数据也可以存储在机器可存取媒体上。只作为示例，在美国临时序列号60/347270(Attorney Docket No.021318-000200US)中说明了代码转换技术，且结合在此作为参考之用。
PTS除了能够执行媒体代码转换外，还能够执行系统协议代码转换。多媒体系统协议通常是协议伞，定义多媒体端点如何能够进行彼此连接、发出和解释命令(诸如流动或打开视频信道)、断开连接、加入会议。系统协议通常覆盖以下几个重要方面：呼叫信令、命令和控制、媒体传输方面以及媒体编码方面。例如，H.323系统协议标准覆盖针对呼叫信令以及媒体传输的H.225.0/Q.931、针对命令和控制的H.245、以及许多音频和视频编解码器。H.324系统协议标准覆盖H.223(媒体和数据比特流复用)、针对命令和控制的H.245、以及许多音频和视频代码。虽然H.323和H.324的某些方面类似，但是H.323是基于分组而H.324是基于电路的。因此，如果H.323和H.324的端点进行通信，必须在呼叫信令级、命令和控制级以及媒体编码级上执行系统协议代码转换。PTS同时执行系统协议代码转换和媒体(音频和视频)代码转换。从PTS的观点看，呼叫信令代码转换是代理端点(H.324、H.323、SIP、RTSP等)的过程，以使它们可以互相连接。从命令和控制的观点，PTS执行代码转换，以翻译诸如终端性能、打开/关闭逻辑信道等消息，使它们可以被接收命令和控制消息的终端理解。PTS必须对从发送端点接收的已发出消息进行翻译，使它们能够被接收终端所理解。在媒体传输方面，PTS必须通过复用来自电路承载信道、提取媒体业务数据单元、代码转换媒体比特以及对已转换的比特进行分组，来存取数据，使它们可以以接收端点能够理解的格式进行发送。如果接收端点是H.323，则分组方式必须采用RTP分组方式。因此媒体传输代码转换(翻译)包括媒体比特的电路到分组、分组到电路以及分组到分组翻译。当传输是基于电路时，媒体比特通常以时域复用(TDM)方式进行复用。
虽然已对被视为本发明的实施例进行举例说明和描述，在不背离本发明的确切范围的情况下，本领域的普通技术人员应该理解可以作出其它各种修改，以及采用其它等效实施方式。此外，在不背离本文所述的核心创新观点的情况下，可以作出很多修改，以适应根据本发明的教导的具体情况。

Claims (27)

1.一种通过一个或多个网络将多媒体信息从源位置传送到目的位置的系统，包括：
源输出，提供多个源之一中的第一信息流；
目的地输入，接收在多个目的地性能之一中的第二信息流；
代理代码转换机服务器(“PTS”)，连接在源输出和目的地输入之间，包括：
性能模块，适用于识别源输出的源性能，并适用于识别目的地输入的目的地性能；
选择模块，适用于根据源性能的一个性能和目的地性能的一个性能确定代码转换程序；
代码转换模块，适用于使用选择的代码转换程序处理第一信息流。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述的一个或多个传输网络是从包括因特网、移动网络、广域网、局域网、PTSN、ISDN和SONET的组中选择出来的。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个源输出和目的地输入是远程设备。
4.如权利要求3所述系统，其中所述性能模块根据存储在设备中的信息、根据保存在用户服务提供者的网络数据库的用户预订信息、根据在交换的流内或者服务提供者预置的带内信息指令和控制，识别远程设备的至少一个输出和输入。
5.如权利要求1所述系统，其中所述由性能模块选择的代码转换程序将数据从第一比特流协议方式代码转换成第二比特流协议方式。
6.如权利要求1所述系统，其中PTS进一步包括控制由PTS产生的数据速率的速率控制模块。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述速率控制模块通过根据来自网络主机或者网络访问提供者或者内部PTS机制的网络拥挤信息、带宽信息、质量信息计算“往返”时间信息，而检测网络状态信息。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述“往返”时间信息可以通过向源位置或者目的位置发送“ping”分组而测量。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述速率控制模块通过使用带内信息而检测网络状态信息。
10.如权利要求6所述的系统，其中所述速率控制模块通过改变代码转换参数而控制数据速率。
11.如权利要求6所述的系统，其中所述速率控制模块通过指示网络设备给由PTS处理的数据分配高于其它数据的较高优先级，而调节数据速率。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述性能的格式是从包括ITU、IETE和WAP的组中选出的。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个网络是从多个不同的网络中选择出来的，每一网络都根据特殊标准配置。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述PTS进一步包括网络寻址模块，用于确定源输出的网络地址和目的地输入的网络地址。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述的PTS进一步包括媒体混合程序，用于组合与两个或更多音频流有关的比特流并将组合的比特流转发到目的地输入。
16.如权利要求1所述的系统，其中所述PTS进一步包括知识产权管理模块，用于管理并处理有关知识产权的信息。
17.如权利要求1所述的系统，其中所述PTS进一步包括加密与解密程序，用于对数据进行加密和解密。
18.如权利要求6所述的系统，其中所述速率控制模块动态地并且实时地控制数据速率。
19.如权利要求1所述的系统，其中所述代码转换模块是可编程的，用来在源输出的各种类型的性能之间和目的地输入的各种类型的性能之间进行代码转换。
20.一种通过一个或多个网络将多媒体信息从源传送到目的位置的的系统，该系统包括：
来自多个源性能的以第一格式表示的源输出，该源输出和第一网络连接，该源输出提供第一信息流；
要以第二格式从多个目的地性能接收的目的地输入，该目的地输入和第二网络连接，该目的地输入接收第二信息流；
在源输出和目的地输入之间连接的代理代码转换机服务器(“PTS”)，该代理代码转换机服务器包括：
和源输出连接的性能程序，该性能程序适用于识别源输出的第一格式，并适用于识别目的地输入的第二格式；
与性能程序连接的代码转换程序，代码转换程序包括多个编号为1至N的代码转换模块，其中N是大于1的整数，代码转换程序适用于根据与性能有关的第一格式和与第二性能有关的第二格式选择一个代码转换程序；以及
与代码转换程序连接的比特率控制程序，比特率控制程序适用于从第一网络接收网络状态信息，比特率控制适用于根据网络状态信息调整信息流的状态。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述状态信息包括ping。
22.如权利要求20所述的系统，其中所述的状态是停止状态。
23.如权利要求20所述的系统，其中所述的状态是优先化状态。
24.如权利要求20所述的系统，其中所述的状态是通过选择较低的比特率编码器调整比特率。
25.一种处理信息流的方法，该方法包括：
从信息流的多个源性能中识别一个源性能；
从多个目的地性能中识别一个目的地性能；
根据识别的源性能和识别的目的地性能，在库中从多个代码转换程序中选择一个代码转换程序；
如果识别的源性能和识别的目的地性能不同，则使用选择的代码转换程序处理信息流；
对于识别的源性能和识别的目的地性能匹配的情况，不经过一个代码转换程序，而将信息流从源传送到目的地。
26.如权利要求25所述方法，其中所述选择的代码转换程序是通过经验信息提供的。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述库是一查询表，其在二维上至少具有多个源性能和多个目的地性能。
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