專利名稱：記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的裝置和記錄載體及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在記錄載體上記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的設(shè)備，該視頻信號序列包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖(intra-picture)類型的圖像以及參考其它圖像而編碼的幀間圖(inter-picture)類型的圖像，該設(shè)備包括-輸入裝置，用于接收視頻數(shù)據(jù)信號；-發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生特征點信息信號，該特征點信息信號識別在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點，該特征點信息信號包括信息塊，該信息塊包括-定義在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及-提供關(guān)于從所述幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像尺寸的信息的尺寸數(shù)據(jù)；-處理裝置，用于將多個特征點所述特征點信息信號處理成特征點信息信號序列；以及-寫裝置，用于在該記錄載體上寫入所述的視頻數(shù)據(jù)信號序列以及所述的特征點信息信號序列。
本發(fā)明還涉及一種設(shè)備，用于再生包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖類型的圖像以及參考其它圖像而編碼的幀間圖類型的圖像在內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)信號序列，為所述的視頻數(shù)據(jù)信號序列使用一個相應(yīng)的特征點信息信號序列，該特征點信息信號序列包括用于多個特征點的特征點信息信號，該特征點信息信號識別在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點，該特征點信息信號包括信息塊，其中該信息塊包括-定義在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中該特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及-提供關(guān)于從所述幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像的尺寸的信息的尺寸數(shù)據(jù)；該設(shè)備包括-輸入裝置，用于接收該視頻數(shù)據(jù)信號序列及相應(yīng)的特征點信息信號序列；-提取裝置，用于從所述的特征點信息信號序列中提取所述信息塊；以及-處理裝置，用于利用該信息塊將該視頻數(shù)據(jù)信號序列處理成視頻數(shù)據(jù)信號。
此外，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生關(guān)于在視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點的信息信號序列的方法，該視頻數(shù)據(jù)信號序列包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖類型的圖像以及參考其它圖像而編碼的幀間圖類型的圖像，其中對于一個特征點產(chǎn)生一個信息塊，該信息塊包括-定義在所述視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及提供關(guān)于從所述的幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像尺寸的信息的尺寸數(shù)據(jù)。
另外，本發(fā)明涉及被提供給所述視頻數(shù)據(jù)信號序列和所述特征點信息信號序列的記錄載體。
CPI(特征點信息)表在包含來自該節(jié)目的字節(jié)的文件中的位置(字節(jié)號)上映射時間軸(在該節(jié)目中某個圖像或場景被示出的時刻)。如果比特率是未知的或者不是恒定的，則這一點尤其重要。該特征點使得在所被錄制的節(jié)目中基于呈現(xiàn)時間來進行隨機訪問是可能的。

圖1圖示了在該文件中的特征點(CP)的位置。坐標(biāo)軸P表示在該文件中的位置。
在圖2中給出了存儲設(shè)備的分層結(jié)構(gòu)的示意圖。
在AV應(yīng)用(APP)中創(chuàng)建的文件被發(fā)送到所示文件系統(tǒng)層(FS)。在這里進行來自文件的字節(jié)在由比特引擎(BE)傳遞的邏輯地址空間上的映射。該映射被存儲在FS數(shù)據(jù)庫中。
在比特引擎中，實現(xiàn)在物理地址空間上的、對邏輯地址空間的映射。所述在該AV-應(yīng)用中被創(chuàng)建的文件是包含該AV節(jié)目的內(nèi)容和AV數(shù)據(jù)庫的實時文件。該AV數(shù)據(jù)庫包含用于訪問該實時文件的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。該CPI表是該導(dǎo)航數(shù)據(jù)的一部分并且它被存儲在該AV數(shù)據(jù)庫文件中。
在MPEG2的情形下被編碼為AV信號的特征點在所述時間軸上是-所謂的I圖像(幀內(nèi)圖)的起點，-P圖像的起點，-音頻訪問單元(在只有音頻信號的情況下)的起點。
I圖像的起點是最重要的，因為無需前面的信息，解碼就可以開始。如果前面的I圖像(或P圖像)也被提及，則P圖像的起點可能是重要的。
在操作過程中，被呈現(xiàn)的節(jié)目的CPI表被存儲在所述應(yīng)用層的(DRAM)存儲器中。這就是為什么該CPI表的尺寸應(yīng)該是有限的原因。CPI表可以很大，正如在下一個例子中所解釋的。
來自在該文件中的位置的地址由在該文件中的源分組號所代表。利用MPEG2傳輸流，則每一個源分組包括188個字節(jié)的傳輸流分組和4個字節(jié)的時間戳。對于25G字節(jié)的容量，我們需要28個比特來代表在該節(jié)目中的特征點的這個地址。
在時間訪問上的精度應(yīng)該小于訪問單元的持續(xù)時間。對于5毫秒的精度和24小時的總的播放時間，我們需要25個比特來代表該時間信息。
來自被存儲的節(jié)目的CPI表可能包含許多項。圖像組(GOP)的持續(xù)時間少于半秒鐘。每個GOP以一幅I圖像開始。如果在該CPI表中的項是為所有的I圖像做出的，那么對于每小時的播放時間有至少7200個項。大容量盤的播放時間可以是非常大的(例如12個小時)，這會帶來大約100.000個項。
有4個字節(jié)用于地址和另外4個字節(jié)用于呈現(xiàn)時間，我們就停止在800K字節(jié)的尺寸。
該CPI表也被用于象快進和后退的花樣播放(trick play)。在花樣播放中不是所有的圖像都能夠被呈現(xiàn)。如在圖3中所示，經(jīng)常只有所述I圖像(I)，或者所述I圖像的某些被呈現(xiàn)。所以不是全部的源分組都必須被讀出，而是只有那些被用于呈現(xiàn)的源分組被讀出。所述I圖像的尺寸是不固定的，尺寸可以是數(shù)十或者數(shù)百K字節(jié)。
讀取冗余信息要花費時間，在該時間內(nèi)另一幅I圖像可能已經(jīng)被讀出。這提高了花樣播放性能因為每秒鐘可能已經(jīng)呈現(xiàn)更多的圖像。
在其它一些系統(tǒng)中，這是通過讓在所述CPI表中的每一個項不僅具有呈現(xiàn)時間和在該文件中的地址，還具有所述I圖像的尺寸或者包含來自該I圖像的最后一個字節(jié)的所述源分組的地址來解決的。該I圖像的尺寸是在具有192個字節(jié)尺寸的源分組中被測量的。I圖像的尺寸可以是幾百K字節(jié)。需要10個以上的比特來指示該I圖像的尺寸。對于在該表中的項，這將導(dǎo)致另外2個字節(jié)。該表的尺寸增大，并且它不再是對準的4個字節(jié)。
在驅(qū)動中，只有ECC塊(B)的單元能夠被讀取。如果只需要來自某個ECC塊的幾個字節(jié)，那么仍然必須讀取整個的ECC塊。
非常精確地指示所述I圖像的尺寸是沒有用的。這一點在圖4中被示意性地示出。如果已經(jīng)知道只有兩個ECC塊必須被讀出而不是5個ECC塊，這就足夠了。在接下來的段落中給出了在實際中可能出現(xiàn)的一些數(shù)字。
MPEG傳輸流的比特率是8Mbps(1兆字節(jié)每秒)。
一個GOP是0.5秒，因此GOP的平均尺寸是0.5M字節(jié)。
ECC塊的尺寸是64k字節(jié)，因此一個GOP平均是8個ECC塊。
I圖像的最大尺寸被取為等于解碼緩沖(～225K字節(jié)，～4個ECC塊)。
I圖像的平均尺寸要小得多，它可能是百K字節(jié)的量級(＜2個ECC塊)。
如果已經(jīng)指出所述I圖像的尺寸是＜128K字節(jié)的，那么決不會有多于3個ECC塊必須被讀取。如果這個尺寸是未知的，則5個ECC塊必須被讀取。
本提議的目標(biāo)是給出所述I圖像的尺寸的指示。因此不會讀取比所需要的更多的ECC塊。而且也保持用于所述I圖像的尺寸的比特數(shù)盡可能地低。為了這一目的我們可以使用下面的性質(zhì)。
如果該視頻類型指出它是用于P圖像的項，那么這個尺寸是不重要的。用于花樣播放的P圖像只在低速率上是重要的。這里要么在讀取時能夠找到該圖像的結(jié)束并且一找到該結(jié)束就產(chǎn)生到下一幅圖像的開始的跳轉(zhuǎn)，要么整個流都被讀取。
這些考慮已經(jīng)導(dǎo)致了在圖5中所示的CPI表的一個項的結(jié)構(gòu)。呈現(xiàn)時間戳(PTS)規(guī)定了在該視頻數(shù)據(jù)序列的呈現(xiàn)期間特定的圖像要被呈現(xiàn)的時間以及源分組號(SPN)規(guī)定了在該視頻數(shù)據(jù)序列中所述特征點所位于的地址。TYP包含關(guān)于該項的類型以及該I圖像的尺寸的信息。在該例中，在該CPI表中的項具有4個字節(jié)的尺寸用于TYP的4個比特，用于PTS的11個比特以及用于SPN的17個比特。
在來自TYP的4個比特中，該視頻項的類型和該I圖像的尺寸一起被給出。所述項的類型是通過位b0..b3被給出的
1xxx帶有序列報頭的I圖像，xxx代表該圖像的尺寸。
0yyy不帶序列報頭的I圖像，yyy代表該I圖像的尺寸。在yyy中至少其中一個位是“1”0000 P圖像關(guān)于xxx和yyy的值的例子在表1中被給出，其中k是縮放因子。
作為例子對于標(biāo)準清晰度電視(SD-TV)k＝1對于高清晰度電視(HD-TV)k＝2并且s1＝64kBs2＝128kBs3＝192kBs4＝256kBs5＝320kBs6＝384kB在另一個例子中k＝1并且s1＝128kB，s2＝256kB，s3＝384kB，s4＝576kB，s5＝896kB，s6＝1280kB。
但是在另一個例子中TYP可以具有3比特的長度，只有1比特攜帶關(guān)于該I圖像的尺寸的信息。它的值對于尺寸小于128kB的I圖像可以是二進制“1”，并且對于在該尺寸沒有詳細說明時的情況下可以是二進制“0”。
圖1示意性地圖示了在該文件中的特征點(CP)的位置。
圖2示出了存儲設(shè)備的分層結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3示意性地圖示了在該文件中的I圖像(I)的位置。
圖4示意性地圖示了I圖像(I)和ECC塊(B)。
圖5示出了在所述CPI表中的一個項的例子。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的、記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的設(shè)備的實施例。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的、用于記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的設(shè)備的實施例。該設(shè)備包括用以接收視頻數(shù)據(jù)信號的輸入終端1以及視頻數(shù)據(jù)信號處理單元100。該信號處理單元100經(jīng)由輸入終端1接收所述視頻數(shù)據(jù)信號，并且將該視頻數(shù)據(jù)信號處理成視頻數(shù)據(jù)信號序列，以在記錄載體3上記錄該視頻數(shù)據(jù)信號序列。此外，讀/寫單元102是可用的。該讀/寫單元102包括一個讀/寫頭104，在本例中是光讀/寫頭，以讀/寫該視頻數(shù)據(jù)信號的序列以及相應(yīng)的來自所述記錄載體/在所述記錄載體3上的CPI。此外，給出了定位裝置106以在穿過該記錄載體3的徑向方向上定位所述頭104。為了放大待記錄的信號，給出了讀/寫放大器108并且放大從所述記錄載體3讀取的信號。發(fā)動機110可響應(yīng)于由發(fā)動機控制信號發(fā)生單元112提供的發(fā)動機控制信號，而可用于使該記錄載體3旋轉(zhuǎn)。給出了微處理器114以經(jīng)由控制線116、118和120來控制所有的電路。
該信號處理單元100還適于為所述視頻數(shù)據(jù)信號序列產(chǎn)生相應(yīng)的CPI。為了這一目的，該信號處理單元100，例如，能夠在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中識別I圖像的位置和尺寸。此外，該信號處理單元100能夠為對應(yīng)于該I圖像的特征點產(chǎn)生一個信息塊，包括如在上面的例子中所定義的TYP、PTS和SPN。
該CPI可以暫時被存儲在存儲器132中，直到完成了將該視頻數(shù)據(jù)信號處理成所述視頻數(shù)據(jù)信號的序列并且最終完成在所述記錄載體3上的后續(xù)記錄。然后，被存儲在該存儲器132中的CPI可以在該記錄載體3上被記錄。
權(quán)利要求
1.一種在記錄載體上記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的設(shè)備，該視頻信號序列包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖類型的圖像以及參考其它圖像而編碼的幀間圖類型的圖像，該設(shè)備包括-輸入裝置，用以接收視頻數(shù)據(jù)信號；-發(fā)生裝置，用以產(chǎn)生特征點信息信號，該特征點信息信號識別在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點，該特征點信息信號包括信息塊，該信息塊包括-定義在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的所述特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及-提供與從所述幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像的尺寸有關(guān)的信息的尺寸數(shù)據(jù)；-處理裝置，用以將多個特征點的所述特征點信息信號處理成特征點信息信號的序列；以及-寫裝置，用以在該記錄載體上寫入該視頻數(shù)據(jù)信號的序列以及該特征點信息信號的序列；其特征在于該設(shè)備包括-分類裝置，用以將所述I圖像的尺寸分類到多個預(yù)定義的尺寸間隔中的一個尺寸間隔內(nèi)；-映射裝置，用以將該尺寸間隔映射到該尺寸數(shù)據(jù)中。
2.如在權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于該分類裝置被設(shè)計成根據(jù)所述幀內(nèi)圖類型的圖像的尺寸分布而對所述I圖像的尺寸進行分類。
3.如在權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于該映射裝置被設(shè)計成為所述尺寸數(shù)據(jù)使用一個比特。
4.如在權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于該分類裝置被設(shè)計成使用不同長度的尺寸間隔。
5.如在權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于該分類裝置被設(shè)計成使用被量化為多個糾錯碼群集的尺寸倍數(shù)的尺寸間隔。
6.如在權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中該信息塊包括識別從所述的幀內(nèi)圖類型的圖像和幀間圖類型的圖像中選取的圖像類型的識別數(shù)據(jù)，該設(shè)備的特征在于該發(fā)生裝置被設(shè)計成將所述識別數(shù)據(jù)同所述尺寸數(shù)據(jù)結(jié)合在一起。
7.如在權(quán)利要求1-6中的任何一個所述的裝置，該記錄載體是盤狀的光記錄載體，其特征在于，該寫裝置包括光讀/寫頭、用以定位該光讀/寫頭的定位裝置以及用以使該記錄載體旋轉(zhuǎn)的移動裝置。
8.一種用于再生視頻數(shù)據(jù)信號的序列的設(shè)備，該視頻數(shù)據(jù)信號的序列包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖類型的圖像以及參考其它圖像而編碼的幀間圖類型的圖像，為所述視頻數(shù)據(jù)信號序列使用一個相應(yīng)的特征點信息信號序列，該特征點信息信號序列包括用于多個特征點的特征點信息信號，該特征點信息信號識別在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點，該特征點信息信號包括信息塊，其中該信息塊包括-定義在所述視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及-提供與從所述幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像的尺寸有關(guān)的信息的尺寸數(shù)據(jù)；該設(shè)備包括-輸入裝置，用以接收所述視頻數(shù)據(jù)信號的序列和相應(yīng)的特征點信息信號的序列；-提取裝置，用以從所述特征點信息信號的序列中提取所述信息塊；以及-處理裝置，用以利用該信息塊將該視頻數(shù)據(jù)信號序列處理成視頻數(shù)據(jù)信號；其特征在于-該提取裝置被設(shè)計成檢索該尺寸數(shù)據(jù)并且將該尺寸數(shù)據(jù)映射到多個預(yù)定義的尺寸間隔中的一個尺寸間隔；-該處理裝置被設(shè)計成使用關(guān)于該尺寸間隔的信息。
9.如在權(quán)利要求8中所述的設(shè)備，其中該信息塊包括識別從所述幀內(nèi)圖和幀間圖中選取的圖像類型的識別數(shù)據(jù)，該設(shè)備的特征在于所述用以提取該信息塊的裝置被設(shè)計成將該識別數(shù)據(jù)從該尺寸數(shù)據(jù)中分離開來。
10.如在權(quán)利要求8-9中的任何一個所述的設(shè)備，其特征在于該輸入裝置被設(shè)計成從記錄載體接收該視頻數(shù)據(jù)信號的序列以及相應(yīng)的特征點信息信號的序列。
11.如在權(quán)利要求10中所述的設(shè)備，其特征在于該輸入裝置被設(shè)計成從盤狀的光記錄載體上接收該視頻數(shù)據(jù)信號的序列以及相應(yīng)的特征點信息信號的序列。
12.一種產(chǎn)生信息信號序列的方法，該信息信號序列有關(guān)在一個視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點，該視頻數(shù)據(jù)信號序列包括無需參考其它圖像而編碼的幀內(nèi)圖類型的圖像和參考其它圖像而編碼的幀間圖類型的圖像，其中為一個特征點產(chǎn)生一個信息塊，該信息塊包括-定義在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中該特征點的位置的位置數(shù)據(jù)；以及-提供與從所述幀內(nèi)圖類型的圖像中選取的I圖像的尺寸有關(guān)的信息的尺寸數(shù)據(jù)；其特征在于，-該I圖像的尺寸被分類到多個預(yù)定義的尺寸間隔中的一個尺寸間隔內(nèi)；以及-該尺寸間隔被映射到該尺寸數(shù)據(jù)中。
13.如在權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于根據(jù)所述幀內(nèi)圖類型的圖像的尺寸分布而將所述I圖像的尺寸分類到該尺寸間隔內(nèi)。
14.如在權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于在該信息塊中的一個比特被用于該尺寸數(shù)據(jù)。
15.如在權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于該尺寸間隔具有不同的長度。
16.如在權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于該尺寸間隔以一個糾錯碼群集的尺寸的倍數(shù)進行量化。
17.如在權(quán)利要求12中所述的方法，其中該信息塊包括識別從所述幀內(nèi)圖類型的圖像和幀間圖類型的圖像中選取的圖像類型的識別數(shù)據(jù)，其特征在于，該識別數(shù)據(jù)同該尺寸數(shù)據(jù)結(jié)合在一起。
18.一種被提供以利用如在權(quán)利要求1-7中任何一個所述的設(shè)備來記錄的所述視頻數(shù)據(jù)信號序列和特征點信息信號序列的記錄載體。
全文摘要
提出了用于在記錄載體(3)上記錄視頻數(shù)據(jù)信號序列的設(shè)備。該設(shè)備包括用以接收視頻數(shù)據(jù)信號的輸入(1)裝置，用以產(chǎn)生特征點信息信號的發(fā)生裝置(100)，用以將多個特征點的特征點信息信號處理成特征點信息信號(CPI)序列的處理裝置以及用以在該記錄載體(3)上寫入所述的視頻數(shù)據(jù)信號序列和所述的特征點信息信號序列的寫裝置(108)。該特征點信息信號識別在該視頻數(shù)據(jù)信號序列中的特征點。提出了關(guān)于所述CPI的、旨在提供存儲關(guān)于I圖像尺寸的信息的簡潔方式的多種措施。
文檔編號H04N5/783GK1625904SQ03803061
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者W·J·范格斯斯特, M·卡托, M·納卡穆拉, K·納卡穆拉, T·亞吉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 索尼株式會社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社