专利名称：使用非逐行扫描伪双向预测图像的快动作特技模式的制作方法
技术领域：
本发明的方案一般来讲涉及视频系统，更具体来讲涉及记录或播放数字编码视频序列的视频系统。
背景技术：
在今天的家电市场中，数字电视(DTV)和高清晰度电视(HDTV)正渐渐流行起来。为了观看先前记录的节目或者记录他们中意的节目，这些类型电视的许多购买者还购买了数字录像机或者播放器，例如数字影碟(DVD)录像机或者播放器。特别是，DTV(或者HDTV)和数字视频数字录像机或者播放器的组合可能是家庭影院娱乐系统的不可分割的部分。
数字录像机或者播放器通常包含运动图像专家组(MPEG)解码器，用来对在录像机或者播放器所播放的盘上存储的数字编码多媒体数据进行解码。如果数字录像机或者播放器与传统的(非DTV或者非HDTV)电视连接，则在显示到传统电视上之前，由数字录像机或者播放器的MPEG解码器对数字编码信号进行解码。然而，相当多的DTV自己包含MPEG解码器。因而，如果数字录像机或者播放器与DTV连接，则由DTV解码器对从盘中读出的视频信号进行远程解码。这一结构可以被称为远程解码器方案。
然而，在使用远程DTV解码器对数字编码信号进行解码的时候，存在一个显要缺点。即，很难在这类方案中执行特技模式。特技模式可以是不以正常速度或者不按前向方向进行播放的任何一种视频播放。通常，特技模式涉及在例如快动作特技模式期间，跳过视频信号中的多个图像。对传输到远程解码器的视频信号中的图像执行跳过，实际上能够增加信号的平均位速率。因为数字录像机或者播放器与DTV之间的带宽是有限的，所以执行快动作特技模式可能引起该信号超过传输信道的最大位速率限制。
例如，在MPEG视频信号中，存在三种单独类型的数字编码图像内(I)图像，预测(P)图像，和双向预测(B)图像。正如现有技术中所公知的，I和P图像包含相对较大数量的编码数据，至少是相对于B图像而言。在快动作特技模式期间，执行跳过的一组图像(GOP)中的第一图像通常是B图像。然而，由于跳过B图像，在GOP中，用于剩余图像的编码数据的平均数量，或者每一图像中的位的平均数量增加了。这样一种缺点可能导致缓冲器溢出，以及在显示特技模式视频信号期间图像损失。
除位速率问题之外，对视频信号进行远程解码还存在另一缺点在这样一种方案中，重复显示非逐行扫描图像可能导致在重复的图像包含运动对象的情况时，在显示中出现摆动效应。为了解释这一缺点，将对隔行扫描作简短说明。
许多电视采用隔行扫描技术。在这种格式中，视频信号通常被分为预定数目的水平行。在每一场周期期间，仅扫描这些行中的二分之一；一般来讲，在第一场周期期间扫描奇数行，而在下一场周期期间扫描偶数行。每一次扫描称为一场，而当组合时，两个场形成一个完整的图像，也就是帧。对于NTSC制，每秒显示六十场，结果产生每秒三十帧的速率。
当运动对象在隔行扫描电视中移动穿过屏幕时，每一场将仅仅显示该运动对象的一部分。因为一场仅仅显示整体图像间隔的一个水平行，产生这种局部显示。例如，对于特定场n，仅仅扫描了奇数水平行，并且将在场n中显示的运动对象的部分是为场n扫过奇数水平行期间扫描的部分。下一场，即场n+1，是在稍后的1/60秒创建的，并且将显示该图像的偶数水平行。因此，在场n+1中显示的运动对象的部分是在场n+1扫过偶数水平行期间扫描的部分。尽管每一场在时间上是有区别的，但是由于显示这些场所采用的速度，所以人眼将这些场的连续显示感觉为平滑运动。
如果观看者激活特技模式，则特技模式视频信号可能包含重复的图像，在隔行扫描格式下记录的图像。例如，如果观看者启动对一特定图像上的定格特技模式，则该图像可能被重复地传输、解码和显示在包含远程解码器的DTV上。然而，该重复图像的显示与非逐行扫描图像的正常显示一致，也就是构成非逐行扫描图像的场被交替地显示。
如果在基于隔行扫描格式记录的图像中出现一个运动对象，则每一场将在一个特定位置显示该运动对象。因此，当这些场在定格特技模式期间被交替地显示的时候，则显示中的运动对象快速地从显示中的一个位置移动到另一位置，实际上该运动对象看来像是摆动的。产生这种摆动是因为隔行扫描场在时间上的区别，并且运动对象出现在每一场中的不同的位置。
这种问题也存在于包括去隔行扫描器(deinterlacer)的DTV中。正如现有技术中所公知的，去隔行扫描器能够根据一个隔行扫描场构造完整的帧。因此，去隔行扫描器能够根据包括场构造完整的帧，其中包括重复的非逐行扫描帧。然而，根据隔行扫描场而构造的这些完整的帧也是以交替的方式显示的，因此产生了摆动假象的可能性。此外，这种摆动效应不仅在定格特技模式中出现，而且也可能存在于非逐行扫描图像被重复的任何其他特技模式中。
因此，人们期望在不增加系统成本或者复杂性的情况下去除所述位速率问题和摆动假象。
发明内容
本发明涉及一种对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的方法。该方法包括下列步骤响应特技模式命令，选择地跳过至少一个原始图像，以便将视频信号转换为特技模式视频信号，以及使用基于场的预测，选择地将至少一个伪双向预测图像插入(224)到所述特技模式视频信号中。该方法还可以包括以下步骤监视所述特技模式视频信号，以及如果所述特技模式视频信号的位速率超过预定阈值，则能够选择地将至少一个伪双向预测图像插入到特技模式视频信号中。
在一种方案中，每一伪双向预测图像是单向预测图像，并且该方法能够进一步包括根据基准图像预测每一伪双向预测图像的步骤。此外，该预言步骤能够进一步包括根据与基准图像相关联的单一场预测每一伪双向预测图像。所述基准图像能够是帧内图像或者预测图像。
在另一方案中，所述特技模式命令能够是快动作特技模式。此外，所述预测步骤能够进一步包括根据与基准图像相关联的第一场预测预定数目的所述伪双向预测图像，并且根据与基准图像相关联的第二场预测预定数目的所述伪双向预测图像，以便帮助控制摆动图像假象。
在本发明的一个方面中，多个原始图像中的每一个能够包含显示指示符，并且所述方法能够进一步包括选择地修改多个原始图像中的至少一部分的显示指示符的步骤，用于当跳过原始图像或当将伪双向预测图像插入时，反映指示的显示顺序。所述显示指示符能够是时间基准字段。
此外，每一时间基准字段能够具有整数值，并且所述选择地修改若干原始图像中的至少一部分的时间基准字段的步骤能够包括步骤每次跳过原始图像时，将所述的时间基准字段的整数值递增地减1。进一步来讲，所述有选择地修改若干原始图像中的至少一部分的时间基准字段的步骤能够包括步骤每次将一个伪双向预测图像插入所述特技模式视频信号中时，将所述的时间基准字段的整数值递增地加1。
另一方面，该方法能够进一步包括步骤使用一个远程解码器对特技模式视频信号的至少一部分解码，并且所述特技模式能够是快动作特技模式。该方法还可以包括步骤根据基准图像预测每一伪双向预测图像，并且该基准图像能够是非逐行扫描图像，逐行扫描图像或者场图像。
在一个方案中，所述伪双向预测图像能够是具有第一场和第二场的双向预测图像，并且该方法能够包括步骤根据第一基准图像预测第一场和根据第二基准图像预测第二场。所述预测伪双向预测图像的第一场和第二场的步骤能够进一步包括步骤根据与第一基准图像相关联的单一场预测第一场，和根据与第二基准图像相关联的单一场预测第二场。此外，该方法能够进一步包括步骤当将一个伪双向预测图像插入特技模式视频信号中时，跳过一个剩余的原始图像，以便维持期望的播放速度。
本发明还涉及一种对包含多个非逐行扫描扫描的原始图像的视频信号执行特技模式的方法，其中所述多个非逐行扫描扫描的原始图像中的每个均包含显示指示符。该方法包括步骤响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述非逐行扫描的原始图像，以便将该视频信号转换为特技模式视频信号，并且每次跳过非逐行扫描的原始图像时，选择地修改所述多个非逐行扫描的原始图像中的至少一部分的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。此外，该方法能够进一步包括步骤使用远程解码器对这一特技模式视频信号的至少一部分解码。
本发明还涉及一种对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的系统。该系统包括用于从存储介质中读取表示视频信号的数据，并输出包含多个原始图像的视频信号的控制器，以及被编程用于响应特技模式命令而选择地跳过至少一个所述原始图像，以便将所述视频信号转换为特技模式视频信号，并且使用基于场的预测，选择地在特技模式视频信号中插入至少一个伪双向预测图像的处理器。该系统还包括用于实现上所述方法的适当软件和电路系统。
图1是根据本发明的方案的能够使用伪双向预测图像执行快动作特技模式的系统方框图；图2是根据本发明的方案的使用伪双向预测图像执行快动作特技模式的流程图；图3示出包含非逐行扫描图像的MPEG视频信号中的典型图像结构组。
图4A示出一个根据本发明的方案将单向预测的伪双向预测图像插入到特技模式视频信号中的示例。
图4B示出根据本发明的方案将单向预测的伪双向预测图像插入到特技模式视频信号里的另一示例。
图4C示出根据本发明的方案将双向预测的伪双向预测图像插入到特技模式视频信号里的示例。
图4D示出根据本发明的方案对伪双向预测图像的显示指示符进行修改的示例。
图4E示出将伪双向图像插入到特技模式视频信号后对该信号中原始图像进行跳过的过程。
具体实施例方式
在图1中以方框图的形式示出用于实现根据本发明方案的各种先进操作特征的系统100。然而，本发明不局限于图1中示出的该特定系统，因为本发明能够使用任何其他的能够接收数字编码信号并向显示设备传输该信号的系统来实现此外，该系统100不局限于从任何特定类型的存储介质中读取数据或者向任何特定类型的存储介质中写入数据，因为该系统100能够使用任何的能够存储数字编码数据的存储介质。
该系统100能够包括控制器110，该控制器110用于从存储介质112中读出数据以及将数据写入存储介质112。系统100还可以具有搜索引擎114，微处理器116，传输缓冲器117，和显示设备118。搜索引擎114能够包含用于在从存储介质112中读出的视频信号中定位一个或多个特定类型图像的适当软件和电路系统。还可以提供控制和数据接口，以便允许微处理器116控制控制器110和搜索引擎114的操作。能够在存储器中提供适当的软件或者固件，用于由微处理器116执行传统的操作。进一步来讲，根据本发明的方案，能够为微处理器116提供程序例程。
应当被理解的是在本发明的设想中，搜索引擎114和微处理器116的所有或者部分能够是处理器120。进一步来讲，在本发明的设想中，控制器110、搜索引擎114、微处理器116和传输缓冲器117能够是位流源122。在一个方案中，显示设备118能够包含它自己的解码器119，用于对从存储介质112中读出的并由所述位流源122处理的任何视频信号的所有或部分进行解码。在这一特定方案中，位流源122中的解码器(没有示出)通常不对从存储介质112读出的视频信号解码。这一特定实施例可以被称为远程解码器方案。然而，应当指出，本发明不局限于这一方案，因为本发明能够在其他适当的系统中实际应用。
在工作中，控制器110能够从存储介质112中读出包含多个原始图像的视频信号。这些原始图像能够是非逐行扫描图像，逐行扫描图像，或者场图像。在一个方案中，如果微处理器116接收诸如快动作命令的特技模式命令，则微处理器116能够用信号通知搜索引擎114对特技模式视频信号中的一个或多个适当的原始图像定位，以便跳过这样的图像。一旦被定位，搜索引擎114能够用信号通知微处理器116，并且微处理器116能够有选择地跳过至少一个原始图像，以便将该视频信号转换为特技模式视频信号。所跳过的图像在特技模式期间将不进行解码，以及也不显示。
此外，在特技模式命令期间，微处理器116能够用信号通知搜索引擎114对一个或多个合适的原始图像中的另一集合进行定位，以便将伪双向预测(伪B)图像插入到特技模式视频信号中。伪B图像是能够从某些图像中预测出的B图像，其中将伪B图像的运动矢量设置为零，并且将它的残留信号设置为零，或者不进行编码。
一旦合适的原始图像被定位，则搜索引擎114能够用信号通知微处理器116，并且微处理器116能够产生根据被定位的原始图像预测的相应伪B图像。然后微处理器116能够有选择地插入至少一个所述相应的伪B图像，以致将所述伪B图像发送给传输缓冲117，并最终到达显示设备118和解码器119。在特技模式视频信号中插入伪B图像能够令信号的整体位速率减少，因为伪B图像包含相对较小数量的编码数据。
用这样的方式，即当微处理器116接收特技模式命令时产生伪B图像，被称为“闲置中”产生伪B图像。换句话说，所述微处理器116也可以在特技模式命令起动之前产生伪B图像，其中一个或多个所述伪B图像能够存储在存储器(没有示出)中。一旦微处理器116接收特技模式命令，则微处理器116能够从存储器中检索一个或多个伪B图像，并将它们插入到特技模式视频信号里。在任一方案中，所述伪B图像都可用于重复原始图像，以便伪B图像传输到显示设备118并显示。
在本发明的另一个方面，微处理器116能够监视特技模式视频信号的位速率。如果特技模式视频信号的位速率超过预定阈值，则微处理器116能够与搜索引擎114协力执行上述的选择地插入步骤，其中能够将至少一个伪B图像插入所述特技模式视频信号中。此外，微处理器116还能将伪B图像插入到被使用基于预测场的形式构造的特技模式视频信号里，以避免摆动图像问题。后面将讨论几种将伪B图像插入到特技模式视频信号里的不同技术。在另一个方案中，微处理器116还可以在将伪B图像插入到特技模式视频信号中时，跳过剩余的原始图像，以便维持期望的播放速度。
在另一个方案中，微处理器116能够修改在特技模式视频信号中包含的所述多个原始图像中的一个或多个中所包含的信息的某些部分，以便反映指定的显示顺序。无论原始图像被跳过还是伪B图像被插入视频信号中，都可以执行这一修改步骤。将在下文中更详细地论及本发明的整个操作。
参考图2，示出了用于演示使用非逐行扫描伪B图像在诸如快动作特技模式的特技模式中工作的一种方式的方法200。在一个方案中，本发明能够在远程解码器方案中实际应用。对本发明来说，远程解码器方案能够是在其中能够使用解码器对视频信号中的图像的至少一部分进行解码的任一系统，其中所述解码器位于向解码器提供图像的位流源的外部，并且不受该位流源控制。
作为例子，位流源能够是一种从光存储介质中读取多媒体数据、并将这一数据经由传输信道传送到数字电视的光存储介质播放器或者记录设备，所述播放器或者记录设备包含它自己的解码器。然而，可以理解的是本发明不局限于该示例乃至远程解码器方案，因为本发明能够在任一其他适当的系统或者方案中实际应用。
在步骤210，能够读取包含多个原始图像的视频信号。所述原始图像能够是非逐行扫描图像，逐行扫描图像，或者场图像。在步骤212，能够接收特技模式命令。对本发明来说，所述特技模式命令能够是在其中将跳过一个或多个原始图像的任一命令，包括诸如快速前进或者快速反向的快动作命令。如在步骤214所示，能够选择地跳过至少一个所述原始图像。这种选择性的跳过图像将所述视频信号转换为特技模式视频信号。
在一个方案中，进行跳过的第一原始图像能够是B图像。参考图3，示出了包含按照显示顺序的非逐行扫描图像的典型图像组(GOP)300。下标编号指示在什么时候按照正常播放速度显示每一图像相对于GOP中的另一个图像。小写字母“t”能够表示顶端的场，而小写字母“b”能够表示底端的场。这一GOP 300能够是视频信号中的许多GOP中的一个。尽管本发明不局限于这一特定的GOP结构，但是该GOP 300将用于举例说明能够怎样执行一个快动作特技模式。例如，如果要求3X的快速前进播放(1X表示正常的播放)，则能够跳过GOP中的所有B图像。因此，对于这一特定GOP，仅仅将传输和/或解码和显示图像I2和P图像。
对于更快速的特技模式速度，能够跳过一些P图像，并且以某些速度，可以跳过整个GOP 300(包括图像I2)。如果将跳过P图像，则本领域中普通技术人员将意识到最好是首先朝着GOP的末端的方向跳过P图像。在这一示例中，将首先跳过图像P14，然后将跳过图像P11等。用这样的方式跳过图像能够保留对将在特技模式期间显示的那些图像来说是必需的正确解码顺序。
在另一个实施例中，多个原始图像中的每一个均能够包含显示指示符。如在判定框216处所确定的，如果选择地修改这些图像中的显示指示符，则能够选择地修改所述多个原始图像中的至少一部分的显示指示符，如步骤218所示的。特别是，当跳过原始图像时，修改这些显示指示符能够反映所述多个原始图像的指定的显示顺序。如果不修改所述显示指示符，则方法200能够在步骤220处继续。
在一个方案中，所述显示指示符能够是时间基准字段。时间基准字段通常是位于数字编码图像的图像头部的十位字段。一些解码器依赖该时间基准字段来确定相对于视频信号中的其他图像何时显示视频信号中的特定图像。该字段通常具有整数值。
作为一个例子，再一次参看图3，GOP 300包含十五个图像。用于GOP 300中的图像的下标编号能够对应于每一相应图像的时间基准字段的整数值。例如，GOP中的第一个图像的图像B0的时间基准字段能够具有整数值0。待显示的下一图像的图像B1的时间基准字段能够具有整数值1。因此，用于每一个随后的待显示图像的时间基准字段的整数值能够按一来增加，一直到图像P14，图像P14的时间基准字段能够具有整数值14。为了方便起见，短语“时间基准字段的整数值”还可以被称为“整数值”。
然而，当跳过原始图像时，依照原始图像的时间基准字段的显示顺序不再有效。所以，在跳过的原始图像之后的原始图像的时间基准字段的整数值能够修改，以便指示正确的显示顺序。
例如，如果跳过图像B9和B10，则其后的那些原始图像的整数值能够减2。如此，图像P11的时间基准字段的整数值能够从11修改为9，图像B12的时间基准字段的整数值能够被从12修改为10，诸如此类。这一修改过程能够继续直到到达GOP 300的末尾为止，并且能够确保GOP 300中的剩余图像将按照正确次序显示。因此，每当跳过GOP中的一个原始图像时，该GOP中的剩余图像的时间基准字段的整数值能够减1。
修改特技模式视频信号中的其他GOP中的未被跳过的图像的时间基准字段的整数值的步骤能够根据这些示例来执行。然而，应当指出，本发明不局限于这一特定的范例，因为能够以任何其它适当的方式执行用于修改相关时间基准字段的整数值，以便反映指定显示顺序的其他方式。此外，应注意的是，本发明不局限于使用时间基准字段，因为能够在上述讨论到的实施例中的任何一个中修改任何其他适当的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。
回来参看图2中的方法200，在步骤220中，能够在特技模式命令期间监视特技模式视频信号的位速率。监视特技模式视频信号的位速率在快动作特技模式期间可能是需要的，因为如前所述，跳过图像可能导致增加的平均位速率。在某些情况下，这种增加的位速率可能超过携带该视频信号的传输信道的最大可容许位速率。对本发明来说，这种传输信道的最大可容许位速率能够称为预定阈值。
在判定框222，能够确定特技模式视频信号的位速率是否已经超过这一预定阈值。如果位速率未曾到达该预定阈值，则方法200能够继续到判定框230。回来参看步骤222，如果位速率已经超过预定阈值，则能够使用基于场的预测来将一个或多个伪B图像插入到的特技模式视频信号中，如步骤224所示。也就是说，一个伪B图像能够包含一个或多个场，并且能够从另一帧或者场图像中预测每一场，包括组成一个帧图像的任何场。正如将在下面解释的，将伪B图像插入到特技模式视频信号里能够帮助降低这种信号的位速率。
正如先前所解释的，伪B图像是能够从某些图像中预测出的B图像，其中伪B图像的运动矢量被设置为零，并且它的残留信号被设置为零或者不进行编码。例如，在MPEG信号中，伪B图像的离散余弦变换(DCT)系数能够被设置为零或者不进行编码。因而，伪B图像包含极少的信息。伪B图像的主要目的是复制或者重复图像，根据该图像使用很少位预测出了所述伪B图像。因此，当把伪B图像放入快动作特技模式视频信号中时，GOP中的每一图像的位的平均数减少了，从而降低了平均位速率。
预测伪B图像的图像通常称为基准图像，并且任何多个原始图像能够是基准图像。在一个方案中，基准图像能够或者是I图像或者P图像。在另一个方案中，插入到特技模式视频信号中的伪B图像能够是单向预测图像。仅仅根据一个图像预测单向预测图像，而一般来讲根据两个独立的图像预测B图像。该单向伪B图像能够或者是前向预测伪B图像或者是后向预测伪B图像。
如果伪B图像是一个前向预测伪B图像，则该伪B图像能够根据该伪B图像之前(按照显示顺序)的基准图像来预测。相反，如果伪B图像是一个后向预测伪B图像，则该伪B图像能够根据该伪B图像之后(按照显示顺序)的基准图像来预测。因为它们是仅根据一个图像预测的，所以单向预测伪B图像能够适合于重复或者复制图像。
为了举例说明将伪B图像插入到特技模式视频信号中的示例，再一次将注意力投向图3。如果跳过了所有B图像，并且跳过了图像P14和P11(播放速度为5X)，则能够将许多伪B图像插入到特技模式视频信号中，以便帮助降低位速率。能够或者根据图像I2、P5或者P8来预测这些伪B图像。
将在图4A中举例说明使用这样的GOP将伪B图像插入到特技模式视频信号中的范例。如特技模式GOP 400中所示，能够将两个伪B帧图像插入到特技模式视频信号中，其中根据基准图像I2预测该伪B帧图像(小写字母“d”指示B图像是伪B图像)。在这一特定示例中，能够根据与基准图像相关联的单一场预测包括伪B帧图像的场，在这种情况下，所述单一场是图像I2的场I2b。当然，本发明不局限于这一特定范例，因为根据任何其他适当的基准图像预测的任何适当数目的伪B帧图像能够被插入到特技模式视频信号中。
此外，每一伪B帧图像的每一场能够根据它的相应基准图像的任何适当的场来预测，并且本发明不局限于根据与基准图像相关联的单一场预测伪B帧图像。此外，既使上述示例举例说明了前向预测伪B帧图像的使用，但是也可以使用后向的伪B帧图像。
回来参看图4A示出的示例，使用其中根据与对应基准图像相关联的单一场预测伪B帧图像的场的这一特定预测方案，除能够将信号的位速率保持在可接受的程度之外，还能够帮助控制摆动图像假象。具体来讲，如果在特技模式期间使用了伪B帧图像，则根据基准图像的单一场预测伪B帧图像的场，这能够产生一种显示，在该显示中，对于待显示的伪B帧图像的每一场来讲，一个运动对象出现在一个特定位置。
也就是说，如果运动对象在预测伪B帧图像的基准图像中出现，并且根据这一基准图像的单一场预测该伪B帧图像的场，则该伪B帧图像的每一场将包括在与该单一的基准场中所处位置相同的位置处的所述运动对象。相应地，当在特技模式期间显示所述伪B帧图像的时候，所述运动对象看起来不摆动。
除插入伪B帧图像之外，伪B场图像也能够根据上述讨论插入到视频信号中，用于创建特技模式视频信号。由于它们的特质，这些场图像能够根据基准图像中的单一场来预测。对本发明来说，并且鉴于上文讨论，除清楚地指示出的地方之外，术语“伪B图像”能够包括伪B帧图像和伪B场图像。
图4B示出了将伪B帧图像插入到特技模式视频信号里的另一个示例。如特技模式GOP 410(已经跳过了所有B图像和图像P11和P14)中所示，例如，能够根据基准图像I2的场I2t预测一个后向预测伪B帧图像，并且例如，根据基准图像I2的场I2b预测一个前向预测伪B帧图像。因而，能够根据与基准图像相关联的第一场预测预定数目的伪B帧图像，并且能够根据与该基准图像相关联的第二场预测预定数目的伪B帧图像。类似于图4A说明的示例，用这样的方式预测伪B帧图像能够帮助控制摆动图像问题。
伪B图像的插入还可以减少特技模式视频信号在显示中的断断续续，这在飞快运动特技模式中可能是特别棘手的。例如，回来参看图3中的GOP 300，如果将执行15X播放(或者沿前向方向，或者沿反向方向)，则将仅仅解码和显示图像I2。这一算法也适用于特技模式视频信号中的任何其他GOP。
因此，将仅仅在对于快速前进特技模式来讲的随后的GOP中的I图像解码和显示，以及对于快速反向特技模式的先前的GOP中的I图像。然而，这样一种显示可能是非常不连贯的，并且可能引起不舒服的观看体验，因为由于场景改变或者运动对象在显示中突然出现和消失，以高速从I图像跳转到I图像可能难以跟随。
继续讨论这一范例，然而将一个或多个伪B图像在每一I图像的或前或后插入到该特技模式视频信号里，能够增强特技模式的显示。例如，根据图像I2，预测的许多伪B图像能够插入到特技模式视频信号中。这样一种插入能够按照在图4A和4B中举例说明的范例的相关讨论或任何其他适当的预测方案。因为它们是图像I2的重复，所以伪B图像增加了图像I2中的信息被显示的时间量，从而减少了显示种的断断续续。这种插入步骤还可以降低特技模式视频信号的平均位速率，因为在这一示例中，该信号将由于仅仅传输I图像而具有比较高的位速率。
由于它们的多用性，伪B图像能够以任何适当的快动作特技模式速度插入到特技模式视频信号中的几乎任何存储单元中。相应地，本发明决不限于上述范例，因为现有技术中的技术人员将理解存在很多可用于降低特技模式视频信号的位速率或减少此类信号断断续续的插入顺序。
本发明也不局限于单向预测伪B图像。例如，所述伪B图像中的一个或多个能够是双向预测图像。作为一个示例，能够根据与第一基准图像相关联的场预测伪B帧图像的第一场，并且能够根据与一个第二基准图像相关联的一个场预测所述伪B帧图像的第二场。这一预测方案能够与上述讨论一致，以致所述伪B图像的场中的一个能够或是前向、或者后向预测图像，而所述伪B图像的另一个场能够具有与所述第一场的预测方向相反的预测方向。
图4C中示出了这类基于场的预测的示例。GOP 420是一个特技模式GOP，其中已经跳过了所有伪B图像以及图像P11和P14。能够在图像I2和P5之间插入双向预测伪B图像。能够根据图像I2的场I2b预测所述伪B图像的第一场Bdt，并且能够根据图像P5的场P5t预测伪B图像的第二场Bdb。类似地，双向预测伪B图像能够插入到图像P5和图像P8中。能够根据场P5b预测所述伪B图像的第一场Bdt，并且能够根据场P8t预测伪B图像的第二场Bdb。类似于先前示例，用这样的方式使用双向预测伪B图像能够帮助控制摆动图像假象，并且能够降低特技模式视频信号的位速率。
当然，本发明不局限于这一范例，因为可以使用采用双向预测伪B图像的其他预测方案。此外，在相对于图4A、4B和4C讨论的每一示例中，所述伪B图像不局限于根据非逐行扫描图像预测，因为所述伪B图像能够根据逐行扫描图像和场图像来预测。
类似于跳过图像的过程，如果将伪B图像插入到特技模式视频信号中，依照原始图像的时间基准字段的显示顺序不再有效。因此，在被插入的伪B图像之后的原始图像的时间基准字段的整数值能够依照关于步骤216和218的讨论来修改，以便以一个轻微的差值来指示正确的显示顺序当插入伪B图像时，随后的原始图像的时间基准字段的整数值能够增加适当的值，以便反映指定的显示顺序。
作为例子，如果跳过了GOP 400中的所有B图像和最后两个P图像，则将仅仅剩余图像I2，P5和P8。为了反映指定的显示顺序，能够将图像I2的时间基准字段的整数值从2修改为0，能够将P5的整数值从5修改为1，并且能够将P8的整数值从8修改为3。
基准图4D和GOP 430，例如，如果两个伪B图像被插入到图像I0(之前的图像I2)之后的特技模式视频信号中，则剩余P图像的整数值将如下能够将P1(之前的图像P5)的整数值从1修改为3，并且能够将P2(之前的图像P8)的整数值从2修改为4。此外，第一伪B图像的整数值能够被设置为1，并且第二伪B图像的整数值能够被设置为2。因而，每当伪B图像被插入特技模式视频信号中时，随后的剩余原始图像的时间基准字段的整数值能够增加整数值1。
然而，应理解不管伪B图像是否插入到特技模式视频信号中都能够执行这一过程。因此，能够在仅仅跳过图像而不将伪B图像插入到特技模式视频信号中的传统快动作特技模式期间，执行修改显示指示符的步骤。
回来基准方法200，在步骤226，能够确定是否将跳过任何剩余的原始图像，以便维持期望的播放速度。将伪B图像添加到特技模式视频信号里能降低特技模式的播放速度。然而降低的播放速度可能并不是所希望的。因而，当伪B图像插入到特技模式视频信号时，能够跳过一个或多个剩余的原始图像，以便维持较佳的播放速度，如步骤228所示。
图4E示出该过程的一个示例。GOP 440是一个特技模式GOP，其中已经跳过了所有伪B图像。结果产生的播放速度是3X。作为一个例子，能够将根据图像I2的场I2t预测的两个后向预测伪B图像插入到特技模式视频信号中。然而，在第一伪B图像插入到特技模式视频信号中之后，能够跳过图像P14，以便将播放速度保持在3X。此外，一旦插入第二伪B图像，则能够跳过图像P11，以便维持较佳的播放速度。
本发明决不限于这一特定的示例，因为能够跳过任何其他适当的剩余原始图像，来保持期望的播放速度。此外，应理解本发明不局限于每当伪B图像插入到特技模式视频信号中时就跳过一个剩余的原始图像的一一对应的关系。也就是说，在将一个伪B图像插入到特技模式信中之后，能够跳过任何适当数目(包括0)的剩余原始图像。实际上，为了维持较佳的播放速度，甚至可以跳过整个GOP。在插入伪B图像和跳过原始图像之后，能够依照步骤216和218修改插入的伪B图像之后的任何剩余原始图像的显示指示符。
回来基准图2中的判定框222，如果特技模式视频信号的位速率未曾超过预定阈值，则方法200能够继续到步骤230。在步骤230，如果特技模式继续，则所述特技模式能够在步骤214这样做。否则，能够在步骤232恢复正常的播放。因为方法200仅仅是发明的方案的一个示例，所以应理解能够在方法200中的任何其他适当的步骤处取消所述特技模式。
尽管已经结合此处公开的实施例说明了本发明，但是应当被理解的是上述说明旨在举例说明，而不是对如权利要求书中所定义的本发明的范围进行限制。
权利要求
1.一种对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的方法，包括下列步骤响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述原始图像，以便将视频信号转换为特技模式视频信号；以及使用基于场的预测，选择地将至少一个伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号中。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤监视所述特技模式视频信号；以及，其中，如果所述特技模式视频信号的位速率超过预定阈值，则选择地将至少一个伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号中。
3.如权利要求1所述的方法，其中，每一伪双向预测图像是单向预测图像，并且该方法进一步包括根据基准图像预测每一伪双向预测图像的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述预测步骤进一步包括根据与所述基准图像相关联的单一场预测每一伪双向预测图像。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述基准图像是从包括内图像和预测图像组中选择出来的图像。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述特技模式命令是快动作特技模式，并且所述预测步骤进一步包括根据与所述基准图像相关联的第一场预测预定数目的所述伪双向预测图像，并且根据与所述基准图像相关联的第二场预测预定数目的所述伪双向预测图像，用以帮助控制摆动图像假象。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述多个原始图像中的每一个包含显示指示符，并且所述方法还包括选择地修改所述多个原始图像中的至少一部分的显示指示符的步骤，用于当跳过原始图像或者当插入伪双向预测图像时，反映指定的显示顺序。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述显示指示符是时间基准字段。
9.如权利要求8所述的方法，其中每一时间基准字段具有整数值，并且所述选择地修改若干原始图像中的至少一部分的时间基准字段的步骤包括下述步骤每当跳过原始图像时，将所述的时间基准字段的整数值递增地减1。
10.如权利要求8所述的方法，其中每一时间基准字段具有整数值，并且选择修改若干原始图像中的至少一部分的时间基准字段的步骤进一步包括下列步骤每当将伪双向预测图像插入特技模式视频信号中时，将所述的时间基准字段的整数值递增地加1。
11.如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤使用远程解码器对所述特技模式视频信号中的至少一部分解码。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述特技模式是快动作特技模式。
13.如权利要求1所述的方法，进一步包括下述步骤根据基准图像预测每一伪双向预测图像，并且所述基准图像是从包括非逐行扫描图像、逐行扫描图像或者场图像的组中选择的图像。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述伪双向预测图像是具有第一场和第二场的双向预测图像，并且该方法还包括下述步骤根据第一基准图像预测所述第一场和根据第二基准图像预测所述第二场。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述预测伪双向预测图像的第一场和第二场的步骤还包括下述步骤根据与所述第一基准图像相关联的单一场预测所述第一场，并且根据与所述第二基准图像相关联的单一场预测所述第二场。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括下述步骤当将伪双向预测图像插入特技模式视频信号中时，跳过剩余的原始图像，以便维持期望的播放速度。
17.一种远程解码器方案中对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的方法，其中，所述多个原始图像中的每个均包含显示指示符，该方法包括下述步骤响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述原始图像，以便将所述视频信号转换为特技模式视频信号；监视所述特技模式视频信号的位速率；如果位速率超过预定阈值，则使用基于场的预测，有选择地将至少一个伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号中；以及当跳过原始图像时或当将伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号时，有选择地修改所述多个原始图像的至少一部分的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。
18.一种对包含多个非逐行扫描的原始图像的视频信号执行特技模式的方法，其中所述多个非逐行扫描的原始图像中的每一个均包含显示指示符，该方法包括下述步骤响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述非逐行扫描的原始图像，以便将该视频信号转换为特技模式视频信号；以及每当跳过非逐行扫描扫描的原始图像时，选择地修改所述多个非逐行扫描的原始图像中的至少一部分的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括下述步骤使用远程解码器对所述特技模式视频信号中的至少一部分解码。
20.一种对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的系统，包括用于从存储介质中读出数据，并输出包含多个原始图像的视频信号的控制器；以及处理器，该处理器被编程用于响应特技模式命令，选择地跳过所述原始图像中的至少一个，以便将所述视频信号转换为特技模式视频信号；并且使用基于场的预测，选择地在特技模式视频信号中插入至少一个伪双向预测图像。
21.如权利要求20所述的系统， 其中所述处理器进一步被编程用于监视所述特技模式视频信号；以及如果所述特技模式视频信号的位速率超过预定阈值，则有选择地将至少一个伪双向预测图像插入到特技模式视频信号中。
22.如权利要求20所述的系统，其中，每一伪双向预测图像是单向预测图像，并且所述处理器进一步被编程用于根据基准图像预测每一伪双向预测图像。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述处理器进一步被编程用于根据与所述基准图像相关联的单一场预测每一伪双向预测图像。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述基准图像是从包括内图像和预测图像组中选择出来的图像。
25.如权利要求20所述的系统，其中所述特技模式命令是快动作特技模式，并且所述处理器进一步被编程为根据与所述基准图像相关联的第一场预测预定数目的所述伪双向预测图像，并且根据与所述基准图像相关联的第二场预测预定数目的所述伪双向预测图像，以便帮助控制摆动图像假象。
26.如权利要求20所述的系统，其中所述多个原始图像中的每一个均包含显示指示符，并且所述处理器进一步被编程用于有选择地修改所述多个原始图像中的至少一部分的显示指示符，以便当跳过原始图像时或当将伪双向预测图像插入时反映指定的显示顺序。
27.如权利要求26所述的系统，其中所述显示指示符是时间基准字段。
28.如权利要求27所述的系统，其中每一时间基准字段具有整数值，并且所述处理器被进一步编程用于通过每当跳过原始图像时，将时间基准字段的整数值递增地减1，以便有选择地对所述多个原始图像的至少一部分的时间基准字段进行修改。
29.如权利要求27所述的系统，其中每一时间基准字段具有整数值，并且所述处理器被进一步编程用于通过每当将伪双向预测图像被插入特技模式视频信号中时，将时间基准字段的整数值递增地加1，以便有选择地对所述多个原始图像的至少一部分时间基准字段进行修改。
30.如权利要求20所述的系统，进一步包括远程解码器，用于对所述特技模式视频信号中的至少一部分远程解码。
31.如权利要求20所述的系统，其中所述特技模式是快动作特技模式。
32.如权利要求20所述的系统，其中所述处理器进一步被编程用于根据基准图像预测每一伪双向预测图像，并且所述基准图像是从包括非逐行扫描图像、逐行扫描图像或者场图像的组中选择的种图像。
33.如权利要求20所述的系统，其中所述伪双向预测图像是具有第一场和第二场的双向预测图像，并且所述处理器进一步被编程用于根据第一基准图像预测所述第一场和根据第二基准图像预测所述第二场。
34.如权利要求33所述的系统，其中所述处理器进一步被编程用于根据与所述第一基准图像相关联的单一场来预测所述第一场，并且根据与所述第二基准图像相关联的单一场来预测所述第二场。
35.如权利要求20所述的系统，其中所述处理器进一步被编程用于当将一个伪双向预测图像插入特技模式视频信号中时，跳过剩余的原始图像，以便维持期望的播放速度。
36.一种远程解码器方案中对包含多个原始图像的视频信号执行特技模式的系统，其中，所述多个原始图像中的每一个均包含显示指示符，所述系统包括控制器，用于从存储介质中读取数据，并输出该包含多个原始图像的视频信号；以及处理器，其中该处理器被编程用于响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述原始图像，以便将所述视频信号转换为特技模式视频信号；监视所述特技模式视频信号的位速率；如果位速率超过预定阈值，则使用基于场的预测，选择地将至少一个伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号中；并且当跳过原始图像时或当将伪双向预测图像插入到所述特技模式视频信号中时，选择地修改所述多个原始图像的至少一部分的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。
37.一种对包含多个非逐行扫描的原始图像的视频信号执行特技模式的系统，其中所述非逐行扫描的原始图像中的每一个均包含显示指示符，该系统包括控制器，用于从存储介质中读取数据，并输出该包含多个非逐行扫描的原始图像的视频信号；以及处理器，其中该处理器被编程用于响应特技模式命令，选择地跳过至少一个所述非逐行扫描的原始图像，以便将所述视频信号转换为特技模式视频信号；并且当跳过所述非逐行扫描的原始图像时，选择地修改所述多个非逐行扫描的原始图像的至少一部分的显示指示符，以便反映指定的显示顺序。
38.如权利要求37所述的系统，还包括远程解码器，用于对所述特技模式视频信号中的至少一部分解码。
全文摘要
本发明涉及一种对多个原始图像的视频信号执行特技模式的方法(200)和系统(100)。该方法包括下列步骤响应特技模式命令，选择地跳过(214)至少一个原始图像，以便将视频信号转换为特技模式视频信号，以及使用基于场的预测，选择地将至少一个伪双向预测图像插入(224)到所述特技模式视频信号中。该方法还可以包括监视(220)所述特技模式视频信号的步骤，其中如果所述特技模式视频信号的位速率超过预定阈值，则能够执行选择地将至少一个伪双向预测图像插入到特技模式视频信号中的步骤。
文档编号H04N5/92GK1575590SQ02820901
公开日2005年2月2日 申请日期2002年10月18日 优先权日2001年10月23日
发明者林书, 唐纳德·H·威利斯 申请人:汤姆森特许公司