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非逐行视频上使用特定图像组的反向特技模式

摘要

本发明涉及一种执行反向特技模式的方法(200)和系统(100)。该方法包括以下步骤:接收非逐行视频信号(212),并将该非逐行视频信号编码(214)为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组。所有的非预测源图像都是由预测源图像来预测的,使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。该方法还包括以下步骤:响应反向特技模式命令,改变(220)图像组的显示次序,以允许图像组按照逆序显示。

著录项

  • 公开/公告号CN1784893A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2006-06-07

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 汤姆森许可贸易公司;

    申请/专利号CN200480012237.6

  • 发明设计人 林舒;唐纳德·亨利·威利斯;

    申请日2004-05-03

  • 分类号H04N5/76(20060101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人罗松梅

  • 地址 法国布洛里

  • 入库时间 2023-12-17 17:25:12

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-06-20

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H04N5/76 授权公告日:20090429 终止日期:20160503 申请日:20040503

    专利权的终止

  • 2009-04-29

    授权

    授权

  • 2006-08-02

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2006-06-07

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明的配置(arrangement)通常涉及视频系统,更具体地,涉及记录或重放数字编码的视频序列的视频系统。

背景技术

在当今的消费类电子市场上,方便重放视频的设备正日益获得普及。例如,许多消费者已购买了数字视频盘(DVD)记录器或播放器,用来观看预先记录的节目或记录他们喜爱的节目。典型地,DVD记录器或播放器包含运动图像专家组(MPEG)解码器,用于对存储在记录器或播放器所播放的盘上的数字编码的多媒体数据进行解码。要被解码的MPEG视频信号由多个图像组(GOP)组成,其中每一个图像组均典型地包含帧内(I)图像、多幅预测(P)图像和多幅双向预测(B)图像。

如果数字视频记录器或播放器连接到某些电视机,则在电视机上显示数字编码的信号之前,将通过数字视频记录器或播放器的MPEG解码器来对该数字编码的信号进行解码。然而,重要的是,许多数字电视机(DTV)都包含它们自己的MPEG解码器。因而,如果数字视频记录器或播放器连接到DTV,则通过DTV的解码器对从盘中读取的视频信号进行远程解码。这种类型解码器被认为是被动解码器,因为数字视频记录器或播放器中的微处理器不控制解码器。该配置可以被称为远程解码器系统。

在视频信号的重放期间,某些观看者可能希望执行某些特技模式。特技模式可以是以非正常速度或在非正向方向上进行的视频的任意重放。例如,可以启动反向特技模式来允许观看者定位已经播放过的和观看者想再看一遍的视频的反向特技模式可以在正常的速度下进行,或者可以跳过GOP中的图像来产生快速反向特技模式。此外,可以将GOP中的图像的副本插入到GOP中以产生慢速反向特技模式。为了在MPEG信号中实施反向特技模式,DVD的解码器可以解码正向GOP中的图像。一旦这些图像被解码,就指令解码器逆序显示这些图像,并且如果需要的话,将副本图像添加到GOP中,或者跳过GOP中的图像。

但是,远程解码器系统并不是非常适合执行反向特技模式。这个缺点的原因是数字视频记录器或者解码器的微处理器不能指令解码器逆序显示图像。这样,这种配置中的反向特技模式典型地局限于只能将视频信号的所有或者部分GOP中的I图像以逆序发送到解码器。

发明内容

本发明涉及一种执行反向特技模式的方法。该方法包括步骤:接收非逐行视频信号并将非逐行视频信号解码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组。所有的非预测源图像都是从至少一幅预测源图像预测的,使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。

此外,该方法可以包括步骤:将非逐行视频信号记录在存储介质上,并回放非逐行视频信号。该方法还可以包括步骤:响应反向特技模式命令,改变图像组的显示次序,以允许按照逆序显示图像组。

该方法还可以包括步骤:响应反向特技模式,更改至少图像组中的非预测源图像的数目。在一种配置中,预测源图像可以是帧内图像。此外,至少一部分非预测源图像可以是双向预测图像或预测图像。例如,双向预测图像的每一幅均可以是单方向的双向预测图像。

在本发明的一个方面,更改步骤可以包括以下步骤:跳过图像组中至少一幅非预测源图像。可选择地,更改步骤可以包括步骤:在图像组中插入至少一幅非预测源图像的副本(duplicate)。

在另一个方面,至少一幅跳过的非预测源图像可以是作为图像组中按照显示次序的最后一幅图像的预测图像。此外,该方法还可以包括步骤:将图像组中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像转换为预测图像,除非该紧前一幅非预测源图像是预测图像。

在另一种配置中,每一幅预测源图像和非预测源图像均可以包含显示指示符,而且该方法可以进一步包括步骤:更改至少一部分预测源图像和非预测源图像的显示指示符,以反映预期的(intended)显示次序。例如,显示指示符可以是时间参考字段。该更改显示指示符步骤可以在改变步骤或者更改非预测源图像步骤之后进行。

该方法还可以包括步骤:在改变步骤之后,将改变的图像组中的最后一幅非预测源图像转换为预测图像,除非改变的图像组中的最后一副非预测源图像是预测图像。而且,该方法还可以包括步骤:在改变步骤之后,选择性地按照显示次序在预测图像之前的非预测源图像转换为双向预测图像。

同样可以理解的是,该方法可以包括在远程解码器系统中执行接收和编码步骤。此外,该方法可以包括步骤:将至少一部分预测和非预测源图像编码为场图像。本发明还设置用于执行反向特技模式的系统。该系统包括处理器,将非逐行视频信号编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一幅图像组。所有的非预测源图像都是由至少一幅预测源图像来预测的,使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。该系统还包括用于解码非逐行视频信号的解码器。该处理器还被编程为,响应反向特技模式命令,更改图像组的显示次序,以允许按照逆序显示图像组。该系统也包括实施如上所述方法的适当软件或电路。

附图说明

图1A是根据本发明配置中的、可以将视频信号编码为特定的GOP并执行反向动作特技模式的系统方框图。

图1B是根据本发明配置的、可以将视频信号编码为特定的GOP并执行反向动作特技模式的另一系统方框图。

图2是阐释根据本发明的配置将视频信号编码为特定的GOP并执行反向动作特技模式的方法的流程图。

图3阐释了根据本发明配置的特定GOP的例子。

图4A阐释了根据本发明配置逆序的图3的GOP。

图4B阐释了根据本发明配置具有更改的显示指示符的图4A的GOP。

图4C阐释了根据本发明配置具有转换的图像的图4B的GOP。

图4D阐释了根据本发明配置具有另一转换的图像的图4C的GOP。

图5A阐释了根据本发明配置的跳过图4D的GOP中图像的一个例子。

图5B阐释了根据本发明配置的向图4D的GOP中插入副本图像的一个例子。

图5C阐释了根据本发明配置的跳过图4D的GOP中图像的另一个例子。

图5D阐释了根据本发明配置的跳过图4D的GOP中图像并更改任意剩余图像的显示指示符的另一个例子。

图6是阐释根据本发明配置将视频信号编码为特定GOP并执行反向动作特技模式的一个可选方法的流程图。

图7A阐释了根据本发明配置的慢速正向特技模式GOP。

图7B阐释了根据本发明配置的包含场图像的GOP。

图7C阐释了根据本发明配置的逆序的图7C的DOP。

图7D阐释了根据本发明配置的图7C的GOP,其中GOP中的多幅图像已经被转换为其它类型的图像。

图7E阐释了根据本发明配置的向图7C中的GOP中插入副本图像的一个例子。

具体实施方式

图1A以方框图形式示出了,根据本发明的配置来实现各种高级操作特征的系统100。然而,本发明并不限制于图1A所示的特定系统,因为本发明可以使用任何其他的系统来实现,只要该系统能够接收视频信号,处理该信号并将该信号输出到任何合适的部件,例如显示设备。另外,系统100并不限制于从任何特定类型的存储介质读取数据,或向其写入数据,因为任何一种能够存储数字编码数据的存储介质都可以用于系统100。

系统100可以包括:编码器110,用于对进入的视频信号进行编码;和微处理器112,用于指令编码器110根据各种技术对视频信号进行编码,稍后将对这些技术中的某些进行解释说明。编码器110和微处理器112的全部或部分可以被认为是本发明意图之内的处理器114。编码器110可以位于与微处理器112相同的装置中,或者可替换地,可以位于远离容纳微处理器112的装置的设备中。如果远程地设置编码器110,那么编码器110不一定要受微处理器112控制。

系统100也可以包括控制器116,用于从存储介质118读取数据,并将数据写入到存储介质118中。例如,所述数据可以是数字编码的视频信号。系统100也可以具有解码器120,用于从存储介质118读取编码后的视频信号时,对其进行解码,并将解码后的视频信号传送到合适的部件,例如显示设备。解码器120可以安装在包含编码器110(如果编码器110是远程放置的)、微处理112和控制器116的同一设备中,或者可以安装在独立设备中,例如在远程解码器系统中。

也可以配备控制和数据接口,以允许微处理器112来控制编码器110(如以上所述的)、控制器116和解码器120的操作。可以在存储器中配备合适的软件或固件,以用于由微处理器112执行的常规操作。此外,根据本发明的配置,可以为微处理器112配备程序例程(programroutine)。

在操作中,编码器110可以接收进入的非逐行视频数据,并对其进行编码。如本领域所公知的,这种类型的视频信号是由经过非逐行扫描的图像组成的,例如通过隔行扫描技术创建的图像。根据本发明的配置,微处理器112可以指令编码器110将进入的视频信号编码为一个或多个GOP,它们对于执行特技模式来说是特别有用的。以下将提出这些GOP的一些例子。编码器110能够将编码后的视频信号传送给控制器16,控制器116能够将该信号记录在存储介质118上。在编码器110被远程设置的情况下,编码器110能够对进入的非逐行视频信号进行编码,但是所述编码指令不一定是从微处理器112接收的。

如果微处理112接收重放命令,则微处理器112能够指令控制器116从存储介质118读取编码后的视频信号。控制器116能够将该信号传送到微处理器112,而微处理器112能够将该信号发送给解码器120。解码器120能够对该视频信号进行解码,并输出该信号以便在合适的设备上显示。如果微处理112接收特技模式命令,则微处理器112能够跳过GOP中的某些图像,将图像的副本插入到GOP中或者使得按照逆序显示图像的任意组合。

如同早先所提到的,可能存在这样的一些情况,其中执行解码步骤的解码器120位于与容纳微处理器112的装置分离的设备中。图1B阐释了这种配置的一个例子,或者说,远程解码器系统,其中解码器120在与能够收容微处理器112的多媒体设备124分离的显示设备122中。在这种情况下,解码器120可能不受微处理器112的控制。尽管如此,在该系统100中仍然可以执行特技模式,其中在显示设备122中的解码器120对视频信号进行解码之前,微处理器112可以改变该GOP中的图像的显示次序,以允许按照逆序显示图像。此外,在被显示设备122中的解码器120解码之前,微处理器112可以删除图像或者将图像的副本插入到GOP中。可以理解,在这种类型的系统中编码器110也可以被远程地设置。

在另一实施例中,在编码步骤期间,非逐行视频信号中的图像可以被编码为场图像,该场图像可以帮助避免后面描述的振动伪影。将非逐行图像编码为场图像可以按照有利于控制这样的振动问题的方式允许微处理器112将场图像传送给位于远程的解码器。这个过程将在后面描述。

在关于图1A和1B所论述的任何一种配置中,在编码过程期间创建的GOP都将有利于反向特技模式的有效实施。以下将对本发明的整个操作进行详细的论述。

参照图2,阐释了一种方法200,其示范了使用特定GOP在非逐行视频信号上执行特技模式的一种方式。该方法200能够在可以对视频信号进行编码和解码的任何合适的系统中实现。该方法200能够从所示的步骤210开始。在步骤212,能够接收非逐行视频信号。如早先所提及的,非逐行视频信号包含经过非逐行扫描的图像,例如通过隔扫描创建的图像。

如步骤214所示,该非逐行视频信号能够被编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个GOP。在一种配置中,所有的非预测源图像都是由预测源图像来预测的,使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。

参照图3,示出了该过程的一个例子。在这个特定的配置中,视频信号能够被编码为一个或多个GOP300。GOP300是按照显示次序而示出的。这些图像是具有顶场(top field)和底场(bottom field)的至少一幅非逐行图像。以完整的形式示出了该图像;并且没有示出它们被分成相应的场。GOP300中的每一个均可以包括至少一幅预测源图像310和至少一幅非预测源图像312。预测源图像是GOP中不能由另一幅图像预测的、而可以用于预测GOP中其它图像的图像。另外,非预测源图像可以是GOP中的、能够由那个GOP中的预测源图像来预测的任意图像。。

举例来说,预测源图像310可以是I图像,而非预测源图像312可以是B和/或P图像。非预测源图像312中的每一幅均可以由预测源图像310来预测,在该例中对应于B和P图像中的每一幅均是由I图像来预测的。由于P图像能够用作非预测源图像312,显而易见的是,非预测源图像312并不限于永远不能由它来预测其他图像的图像,例如B图像。

然而,根据本发明的配置,每一幅非预测源图像312均只能够由预测源图像310来预测。在一种配置中,B图像可以是单方向的预测图像,以致于先于I图像,或在I图像之前(按照显示次序)的B图像能够由I图像来反向预测,而在I图像之后(按照显示次序)的B图像能够由I图像来正向预测。插入到预测源图像310和非预测源图像312中的下标号码可以表示某种次序,按照这种次序,这些图像中的每一幅均将以正常(正向)的重放速度相对于GOP中的其他图像进行显示。

如早先所提及的,GOP300是按照显示次序而示出的。传输次序的略微不同之处在于,预测源图像310,在该例子中为图像I3,能够首先被发送给解码器,接着是将由预测源图像310预测的非预测源图像312。

注意到本发明决不会限于这些特定的GOP300是非常重要的,这是因为它们仅仅代表根据本发明的配置的GOP结构的一个例子。实际上,GOP中所有非预测源图像能够由该GOP中预测源图像来预测的任何GOP均在本发明配置的意图之内。而且,尽管图3只示出了两个GOP300,其中每一个GOP均具有一幅预测源图像310和六幅非预测源图像312,但是可以理解的是,所接收的视频信号可以被编码为任何合适数目的GOP300,其具有任何合适数目的预测源图像310和非预测源图像312。

同样,如果在GOP300中有多于一幅的预测源图像310,那么GOP300中的任一B图像均可以被双向地预测。举例来说,能够在GOP300中放置多于一幅的预测源图像310,使得某些非预测源图像312能够由这些预测源图像310来预测。照此,能够在非预测源图像312之前,将预测源图像310发送到解码器中,所述非预测源图像312由于它们的预测而依赖于这些预测源图像310。

返回来参照图2的方法200,在步骤215,能够在合适的存储介质上记录包含GOP的非逐行视频信号。如步骤216所示,一旦被记录,该包含GOP的非逐行图像信号就可以被重放。在步骤S218,可以接收反向特技模式命令。作为响应,可以改变GOP的显示次序,从而使得以逆序来显示GOP,如步骤S220所示。图4A示出了该步骤的一个例子。

这里,如首先在图3中所示的GOP300中的每一个,均被逆序示出,具有预测源图像310和非预测源图像312。再一次,这些非逐行图像按照原样示出,如同它们没有被分成它们相应的场一样。改变GOP300中的图像的显示次序对执行反向特技模式,尤其是在远程解码器系统中,是有帮助的。该过程特别有帮助是因为远程解码器系统中的解码器不能接收要逆序显示图像的指令。但是,可以理解,该方法200决不局限于在远程解码器系统中的应用。

图3中的预测源图像310和非预测源图像320可以包括显示指示符。在一种配置中,显示指示符可以是时间参考字段。时间参考字段通常是位于数字编码图像的图像报头的一个十比特字段。某些解码器依靠时间参考字段来确定,视频信号中的特定图像相对于该视频信号中的其他图像而言,何时将被显示。该字段一般都具有整数值。

再一次参照图3,每一个GOP300均包含七幅图像。每个GOP300中的图像的下标号码可以对应于每幅相应图像的时间参考字段的整数值。例如,第一非预测源图像312或图像B0的时间参考字段可以具有整数值零,这表示了该特定的图像将是每个GOP300中要显示的第一幅。图像B1——要显示的下一幅图像的时间参考字段,可以具有整数值1。因此,每一幅要显示的后继图像的时间参考字段的整数值,可以是比前一个高1,一直这样直到图像P6,其时间参考字段可以具有整数值6。为了方便起见,短语“时间参考字段的整数值”也可以被称作“整数值”。

当如图4A所示的那样改变GOP300中的图像的次序以允许按照逆序显示GOP时,原始显示指示符或者整数值不再有效。这样,返回参考图2的方法200,可以改变预测源图像和非预测源图像的显示指示符,以反映预期的显示次序,如步骤S222所示。

图4B示出了该结果的一个例子。这里,示出了反映新显示次序的新整数值。原始的整数值显示在圆括号中。尽管在本例中用于预测源图像的整数值没有变化,但必须注意本发明并不局限于此。根据GOP的结构,可能也需要更改预测源图像310的整数值。

可以理解,本发明并不限于这些特定的例子,因为还有其他方式来更改相关的时间参考字段的整数值,以反映能够以任何其他合适的方式来执行的所预期的显示次序。而且,应当注意的是,本发明并不限于时间参考字段的使用,因为在以上所论述的任何一个实施例中,能够更改任何其他合适的显示指示符,以反映预期的显示次序。

返回来再一次参照图2的方法200,在判决框224,确定改变的GOP中的最后一幅非预测源图像是否是P图像。为了本发明的目的,短语‘改变的GOP’指这样的GOP,其中GOP中的图像的显示次序已经被改变,以允许按照逆序来显示GOP。如果是,该方法200可以在步骤228继续进行。如果否,如步骤226所示,将GOP中的最后一幅非预测图像转换为P图像。图4C示出了这样的一个例子。

GOP300中的最后一幅非预测源图像312,它曾经是原始的图像B6,已经被转换为P图像,或者图像P6。进行这样的转换的原因是MPEG视频的规范要求GOP中的最后一幅图像是P图像或I图像。

例如,通过将位于B图像的图像报头中的以下参数设定为P图像值,能够将B图像转换为P图像:picure_coding_type;full_pel_backward_vector;和backward_f_code。另外,还可以将以下的macroblock_type的可变长度码设置为P图像值:macroblock_quant;macroblock_motion_forward;macroblock_motion_backward;macroblock_pattern;macroblock_intra;spatial_temporal_weight_code_flag;和允许的spatial_temporal_weight_classes。

该步骤能够指令解码器将该图像解码为P图像。照此,根据本发明的配置,可以改变GOP的显示次序,以允许按照逆序来显示GOP,而不会违背MPEG的要求——GOP中的最后一幅图像是P图像。

返回来参考图2的方法200,在判决框228,可以确定改变的GOP中按照显示次序在预测源图像之前的所有非预测源图像都是B图像。如果是,该方法200可以通过跳转环A在判决框232继续进行。如果不是,可以将这些非预测源图像转换为B图像,如步骤S230所示。

例如,参考图4D,在显示次序改变之后,第一预测源图像312是P图像,或者图像P0,它显示在圆括号中。根据步骤228,图像P0可以被转换为图像B0。在一种配置中,可以通过将下面这些位于P图像的图像头中的参数设置为B图像值来将P图像转换为B图像:picure_coding_type;full_pel_backward_vector;和backward_f_code。另外,还可以将以下的macroblock_type的可变长度码设置为B图像值:macroblock_quant;macroblock_motion_forward;macroblock_motion_backward;macroblock_pattern;macroblock_intra;spatial_temporal_weight_code_flag;和允许的spatial_temporal_weight_classes。

因为(按照显示次序)在预测图像310之前的非预测源图像312将是反向预测的图像,将这样的P图像转换为B图像改善了GOP300的预测方案,因为P图像不能被反向预测,它们只能被正向预测。图4D示出了要应用于改变的GOP中的预测方案。至此,已经就其中以正常重放速度(正常重放速度是1X)按照逆序显示GOP300中的图像的反向特技模式,描述了GOP300。但是存在一些观看者想要以不同于1X的速度反向观看视频的情况,例如快倒或者慢倒。典型地,可以通过将图像添加道视频中或者通过跳过一些图像来改变视频的速度。

返回参考图2,可以通过跳转环A来确定改变的GOP中的非预测源图像的数目是否已经更改,如判决框232所示。如果否,该方法200可以在步骤244结束。如果改变的GOP中的图像的数目没有被更改,可以在步骤234执行该过程。图5A到图5D示出了几个例子。

参考图5A,示出的每一个改变的GOP300具有若干个被移除或者被跳过的非预测源图像。特别地,在左边的GOP300中图像B0、B2、B4和P6可以被跳过,而在右边的GOP中图像B1、B4和P6可以被跳过。跳过这些非预测源图像312可以使重放速度加快。于此,数量是两个GOP300中所有图像的一半的,所跳过的非预测源图像312的数目,相互关联于是正常重放速度两倍的、或者2X的重放速度。根据本发明的配置,GOP300中非预测源图像312中的任意一幅都可以被跳过,以便加快该视频信号的重放速度,而不会影响GOP300中任何剩余的非预测源图像312的预测。这个特点是通过上述的编码过程来成为可能的。为了举例说明,稍后将论述根据MPEG标准来放置GOP300的步骤。

当然,可以理解的是,本发明并不限于对于图4A所描述的例子,因为跳过所有非预测源图像312的能力可以应用于非预测源图像312是由预测源图像310来预测的任何其他GOP。此外,也可以跳过整个GOP300以产生更快的重放。

返回来参照图2,更改步骤218也可以包括以下步骤,在GOP300中插入至少一幅预测源图像310或非预测源图像312的副本,以便将逐行视频信号转换为特技模式的视频信号。图4B示出了这种操作的一个例子。于此,每一幅预测源图像310和非预测源图像312的副本均可以被插入到GOP300中(为了方便起见,通过图3仅示出了一个GOP300)。这个特定的例子能够产生1/2X的重放速度。下标字母“d”代表与它相关联的图像是紧前一幅图像的副本。

类似于原始的非预测源图像312,这些图像的副本也可以由预测源图像310来预测(根据MPEG标准,GOP300的最后一幅图像,副本图像P6d,能够由紧前一幅P图像来预测,在这种情况下是图像P6)。另外,原始的非预测图像312和它们的副本也可以由预测源图像310的副本来预测。

将对图5B所提出的例子解释说明如下:在原始的预测源图像310或图像I3之前(按照显示次序)的、所有的非预测源图像312和它们的副本,都可以由图像I3来预测。另外,在原始的预测源图像310或图像I3之后(按照显示次序)的、非预测源图像312和它们的副本,都可以由副本图像I3来预测(副本图像P6d例外)。然而,可以理解的是,这种特定的配置仅仅是一个例子,因为非预测源图像312和它们的副本可以由任何其他合适的预测源图像310——包括任何预测源图像310的副本来预测。

在另一配置中,插入到GOP300中的一幅或多幅副本图像可以是伪B或伪P图像。伪B或伪P图像分别是伪图像的运动向量被设置为零并且它的残余信号被设置为零或者不被编码的B或P图像。例如,GOP300中预测源图像310(图像I3)的副本可以是伪P图像,而不是另一I图像,例如图像I3d。类似地,最后一幅非预测源图像312(图像P6)的副本可以是伪P图像,而不是常规的P图像,例如图像P6d。在特技模式期间使用伪B或P图像,能够降低视频信号的比特速率,这在某些特定环境中是必需的,尤其是在该方法200在远程解码器系统中执行的情况下。

返回来参照图2,在判断框236,能够判断被改变的GOP中的最后一幅非预测源图像是否已经被跳过。如果不是,则方法200可以继续执行步骤242。如果是,则可以在判断框238判断在被改变的GOP中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像是否是P图像。如果是,方法200能够继续执行步骤242。如果不是,则被改变的GOP中紧前一幅非预测源图像能够被转换为P图像,如步骤240所示。

图5C阐释了该操作的一个例子。如前所述,MPEG视频的规范要求GOP中的最后一幅图像是P图像或I图像。因此,如果GOP300中的一幅非预测源图像S312——图像P6,在快速反向特技模式期间被跳过,那么GOP300中的最后一幅图像(如果没有被跳过)将是图像B5,这将违背MPEG标准。为了满足MPEG的要求,在这种情况下,紧前一幅非预测源图像312——图像B5,能够被转换为P图像或图像P5。这样的转换在前面已经讨论过了,并且没有必要在这里再进行讨论。这样,可以跳过改变的GOP300中的最后一幅图像,而不会违背GOP中的最后一幅图像是P图像(或I图像)的MPEG要求。

返回来参照图2的方法200,在步骤242(类似于步骤222),可以更改预测源图像和非预测源图像的显示指示符。当任一预测源图像和非预测源图像被跳过或复制时,更改这些图像的显示指示符可以反映被改变的GOP的预期显示次序。

例如,当非预测源图像312被跳过时,以前的显示次序将不再有效。因此,跟随在所跳过图像之后的预测源图像和非预测源图像的显示指示符可以被更改,以便表示正确的显示次序。如果在改变的GOP中插入预测源图像或非预测源图像的副本,则该特征也是可应用的。

举例来说,如果改变的GOP300中的图像B1被跳过,则跟随在该图像之后的预测源图像310和非预测源图像312的整数值可以减去值1。因此,图像B2的时间参考字段的整数值可以从2更改为1,图像I3的时间参考字段的整数值可以从3更改为2,等等。

在这个具体的例子中,示出了新的整数值,所跳过的图像B1用虚线框表示,而旧的整数值被括在圆括号中。这个更改过程可以继续到改变的GOP300的末尾,并且可以保证将按照正确的次序显示改变的GOP300中剩余的图像。每一次当GOP中的预测源图像310或非预测源图像312被跳过时,该GOP中跟随在所跳过图像之后的剩余图像的时间参考字段的整数值就可以减去值1。此外,如果改变的GOP中的图像被重复,则每一次添加副本时跟随在添加的副本之后的图像的数目加上值1。返回参考图2,该方法200在步骤224结束。

参考图6,示出了方法600,其示范了使用特定GOP在非逐行视频信号上执行特技模式的另一种方式。与图2的方法200类似,方法600可以在步骤610开始,可以接收非逐行视频信号,如步骤612所示。此外,类似于方法200的步骤214,可以将非逐行视频编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个GOP,其中所有的非预测源图像都可以由预测源图像预测,如步骤614所示。

在该配置中,最终可以在远程系统中对编码的非逐行视频信号进行解码。如前所述,在远程解码器系统中,用于编码和从存储介质中读取非逐行视频信号的组件对解码器没有任何控制。这样的对解码器没有任何控制会在非逐行视频显示中引起问题,尤其是在慢速特技模式下。在解释与在这样的系统中执行特技模式相关的问题之前,应当对隔行扫描,即产生非逐行图像的技术,进行简要的说明。

在隔行扫描格式下,视频信号通常被划分为预定数目的水平线。在每一个场期间,仅仅扫描这些线的一半。通常,在第一场期间,扫描奇数线,而在下一场期间,扫描偶数线。每一次扫描称为一场,并且当将上述的场合在一起时,两个场形成一个完整的图像或者帧。对于NTSC系统,每秒显示六十场,产生每秒三十帧的速率。

在隔行扫描电视中,当运动物体移动穿过屏幕时,每一场将仅仅显示运动物体的一部分。出现这样的部分显示的原因是,一场仅仅显示整幅图像的每隔一条水平线。例如,对于特定的场n,仅仅扫描技奇数水平线,将要在场n中显示的运动物体的部分是在场n的奇数水平线扫描期间被扫描的部分。下一场,即场n+1,在1/60秒后创建,并且将显示该图像的偶数水平线。因此,在场n+1中显示的运动图像的部分是在场n+1的偶数水平线扫描期间被扫描的部分。尽管每一场在时间上是区分的,但是由于场显示的速度的缘故,场的顺序显示在人眼看来是平滑运动的。

如果观看者启动特技模式,特技视频信号可能包含重复的图像,该图像是在隔行扫描格式下被记录的。例如,如果观看者针对特定的图像发起了慢速反向特技模式,则该图像可以被重复地发送到诸如包含远程解码器的电视,并被解码和显示。但是,重复图像的显示是根据非逐行图像的正常显示而进行的,即交替显示构成非逐行图像的顶场和底场。根据慢速特技模式重放速度来交替地显示这些场。例如,对于1/3X的重放速度(1X表示正常的重放速度),每一场将以交替的方式显示三次。

如果在隔行扫描格式下记录的图像中出现运动物体,则每一场将在一个具体的位置显示运动物体。因此,当在慢速反向特技模式期间交替显示一帧或者图像的场时,显示中的运动物体从一个位置迅速往复移动到另一位置。结果,运动物体出现振动。这种振动的出现是因为隔行的场在时间上是区分的,而运动物体针对每一场出现在不同的位置。

例如,图7A示出了图3的GOP,其中非逐行图像被显示为分成相应的场。在本例中采用的预测方案与图3所示的相同,并且不需要在此进行说明。在这种情况下,非预测源图像312和预测源图像310的每一个均具有顶场和底场。下标字母‘t’表示与顶场相关的特定场;类似地,下标字母‘b’表示与底场相关的特定场。

这里,GOP300中的每一幅图像的副本被添加,并且改变的GOP300表示慢速特技模式GOP。下标字母‘d’表示特定的场是重复的场。例如,图像B0可以包括顶场B0t和底场B0b,而图像B0的副本,即B0d,可以具有顶场B0td和底场B0bd

如所示出的一样,以交替的方式显示顶场和底场。如果在这些场中出现运动物体,则由于场的显示方式的缘故,该物体将出现振动。例如,如果在场B0t的一个位置和场B0d的另一位置出现运动物体,则当显示副本场B0td时,会表现出该物体跳回到原先的位置(如在图像B0b中显示的那样)。当显示下一场时,即副本场Bobd时,将再一次表现出该物体跳回图像Bob中第一次显示的位置。这样,当副本图像被插入到GOP300中时,运动物体将表现出振动。只要在慢速特技模式期间将副本图像插入到一个或多个GOP300中,振动效应就会继续。

返回参考图6的方法600,可以执行另一编码步骤,以克服振动伪影,在远程解码器系统中发起某些特技模式时该振动伪影将出现。在步骤615,将非预测源图像和预测源图像编码为场图像。如下面将说明的,通过将这些图像编码为场图像,将会以一种有助于控制振动问题的方法来执行场图像的显示。

在图7B中示出了该编码步骤的例子。在该例子中,图3所示的GOP具有被编码为场图像的原始非逐行图像。例如,最开始包括场B0t和B0b的图像B0已经被编码为场图像B0t和B0b。这些最开始包括非预测源图像312的场图像可以被认为是非预测源图像312。类似地,最开始包括预测源图像310的场图像可以被认为是预测源图像310。这样,为了本发明的目的,在谈到短语‘预测源图像’或者‘非预测源图像’时,可以理解的是,这些短语可以指场图像,尽管单词‘场’并不能被表示为该术语的修饰语。

在该特定的例子中,预测源图像310,即场图像I3t和I3b,中的一幅将被用来预测非预测源图像中的任何一幅。示出了一个合适的例子,其中场图像I3t(预测源图像310)按照显示次序在预测图像I3t之前的所有非预测源图像312。此外,场图像I3b(也是预测源图像310)可以预测按照显示次序在图像I3b之后的所有非预测源图像312。当然,本发明并不局限于该特定的例子,因为可以使用其它合适的预测方案。

返回参考图6的方法600,在步骤616,可以将包含GOP的非预测源图像记录到合适的存储介质上。如步骤617所示,可以重放包含GOP的非逐行视频信号,而在步骤618,接收反向特技模式命令。与图2的步骤220类似,可以改变GOP的显示次序,以允许按照逆序来显示GOP,如图6中的步骤620所示。此外,在步骤622,可以更改这些GOP中的场图像的显示指示符,以反映预期的显示次序。在图7C中示出了跟随在这些步骤之后的图7B的GOP 300的例子。原始的指示显示在圆括号中。此外,因为要以逆序来显示场图像,在相应的顶场图像之前可以显示每一底场图像。

图6的判决框624,628和步骤626和630分别与图2所示的判决框224,228和步骤226和230类似。即,参考方法600,可以将改变的GOP中的最后一对非预测源场图像转换为P场图像,而按照显示次序在预测源图像之前的P场图像可以被转换为B场图像。参考图7D,示出了跟随在上述步骤之后的图7C所示的GOP300的例子。原始的指示显示在圆括号中。已经描述了这个用来将B图像转换为P图像的以及将P图像转换为B图像的过程,因此这里不再说明。在图7D中也示出了合适的预测方案的一个例子。

参考图6,判决框632(来自跳转环A),可以确定GOP中非预测源(场)图像的数目是否要被更改,以便产生小于或大于正常重放速度的重放速度,如果否,该方法600在步骤614结束,如果是,在步骤634执行该过程。

例如,参考符7E,图7D所示的GOP300具有插入到GOP300中的副本场图像(不再示出圆括号中的原始指示)。尽管该特定的例子针对的是慢速反向特技模式,但是可以理解更改步骤也可以包括跳过一些图像。该特定的GOP300被显示为具有1/2X的重放速度的慢速反向特技模式。即,每一场图像的副本已经被插入到GOP300中;该场图像的副本也可以是场图像自身。如图7E所反映的,场图像被显示为,在后续的顶场图像及其副本之前连续显示上半上图像及其副本。

例如,场图像B0b及其副本,B0bd被连续地显示,后面接着显示场图像B0t及其副本和场图像B0td。这样,如果在场图像B0b和场图像B0t中出现运动物体,因为在原始顶场图像B0t及其副本B0td之前显示底场副本图像B0bd,副本场图像的插入将不会引起振动伪影。当预测源图像310和非预测源图像312被编码为场图像时,可以实现这样的显示方式:在具有不同奇偶性的另一图像组之前显示该图像组。

具体而言,通过将非逐行图像编码为场图像,可以按照允许与上述类似的连续方式显示的次序将场图像发送到位于远程位置的解码器。例如,对于1/2X慢速反向特技模式,底场图像及其副本可以被发送到远程解码器,用于解码和显示,然后,将相应的顶场图像及其副本发送到远程解码器。

为了满足不同奇偶性的场图像彼此间必须依次跟随的要求,可以更改位于图像头中的这些场图像的奇偶性。例如,如果底场图像位于顶场图像正常显示的位置,则可以将该底场图像的奇偶性更改成使得底场图像确实被定义为顶场图像。但是,更改图像的奇偶性并不影响图像内容。

作为更具体的例子,可以将处于顶场图像正常所在的位置的副本图像B0bd,即底场图像的奇偶性更改成使得该图像被确实定义为顶场图像。而且,可以将处于底场图像正常所在的位置的场图像B0t,即顶场图像的奇偶性更改成使得图像B0t被定义为顶场图像。这个概念可以应用于GOP300中剩余的场图像。但是,该更改图像的奇偶性的过程对消除振动伪影没有影响。

也图解说明了图7E中的特技模式的合适预测技术。场图像I3b可以被用于预测位于按照显示次序在图像I3b之前的任何非预测源图像312(包括副本场图像)。如同本领域的普通技术人员知道的那样,使用图像I3b预测这些特定的图像时有用的,因为图像I3b曾经被用于预测图像I3b之前的原始非预测源图像312。此外,场图像I3td可以被用来按照显示次序在预测图像I3td之后的任何非预测源图像312。图像I3td对于预测这些图像来说是有用的,这是因为在本例中根据与某些图像的奇偶性的改变相关的上述讨论,图像I3td被定义为底场图像。底场图像曾经是用于预测图像I3td之后的原始非源预测图像312的那种图像。

为了改善本例中的预测方案,可以把图像P6b转换为B图像B6b和B6bd,其中以前的指示显示在圆括号中。如同本领域的普通技术人员将要理解的那样,将P场图像转换为B场图像可以防止对最后两个场图像的预测受到不利的影响。这种转换已经在前面描述过了。

作为选择,插入到GOP300中的一幅或多幅副本图像可以是伪B或者伪P场图像,这可以帮助降低在包括慢速和快速正向特技模式的特技模式期间包含GOP300的视频信号的比特率。在远程解码器系统中,添加伪B或P场图像尤其有用。

图6所示的方法600的其它部分与图2的方法200中出现步骤类似。这样,方法600中的步骤并不需要更深的讨论。在判决框636,如果GOP中最后一对非预测源场图像已经被跳过,方法600在判决框638继续,如果否,该方法600在判决框642继续进行。

在判决框638,可以确定紧前一对非预测源场图像是P图像。如果它们是,方法600在步骤642继续,如果它们不是,在所示的步骤640,可以将紧前一对非预测源场图像转换为一对P图像,如前所述。在步骤642,更改场图像的显示指示符。最后,该方法在步骤644结束。

尽管已经结合于此公开的实施例,对本发明进行了描述,但是应当理解,前述的描述仅仅是意欲对本发明作出阐释,而不是要限制由权利要求限定的本发明的范围。

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