专利名称：多媒体影音数据流的制作单元与制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种多媒体影音数据流的制作单元与制作方法，且特别有关于一种动态影像压缩标准(Motion Picture Experts Group，以下简称MPEG)多媒体影音数据流的制作单元与制作方法。
背景技术：
近年来，多媒体(multimedia)技术已成为计算机科技中快速发展的一环。一般而言，多媒体数据，例如常见的VCD、DVD、SVCD等媒体光盘形式或是影音结合的动态影像压缩标准(Motion Picture Experts Group，以下简称MPEG)档案形式，是将文字、图片、影像、声音等各种数据结合而构成，可使用一播放机(例如一多媒体计算机系统)将MPEG档案形式解读后加以播放。
常见的多媒体数据，例如一MPEG格式的影音数据，其数据结构如图1所示。依照MPEG的规格，多媒体影音数据流(Data Stream)50依数据特性大体可分为影像(Video)数据段510、与声音(Audio)数据段520。在图1中，影像数据段510以V1、V2、...来代表其次序，而声音数据段520以A1、A2、...来代表其次序。而环形轨道(Spiral Track)的光盘片即记录整个多媒体影音数据流50。因此，播放机即可由记录于光盘片的多媒体影音数据流50中撷取影像数据段510与声音数据段520来分别译码后播放。
而多媒体影音数据流50的制作是利用符合MPEG规格的制作软件分别对原始影像源数据流与原始声音源数据流进行编码(Encode)后，分别成为影像数据段510与声音数据段520。而影像数据段510与声音数据段520更经过排列配置而形成多媒体影音数据流(Data Stream)50。
图2给出的是播放机放映多媒体影音数据流的示意图。首先，播放机由光盘片160中读取多媒体影音数据流。接着，播放机可译码(Decode)多媒体影音数据流，并分别撷取译码后的影像数据段(V1’、V2’...)与译码后的声音数据段(A1’、A2’...)分别储存于影像缓冲器70以及声音缓冲器80。最后，将影像缓冲器70以及声音缓冲器80所暂存的数据分别送至显示器90与喇叭100。因此，使用者即可以欣赏到光盘片内的影像以及声音。
由于在MPEG的规格中，并未详细规范多媒体影音数据流中影像数据段与声音数据段的排列配置方式。因此，一般MPEG规格的制作软件在多媒体影音数据流制作完成时，极有可能出现影像数据段与声音数据段排列配置不当而造成播放机并不能够很顺畅的播放这些数据。例如，可能造成显示器出现的画面以及喇叭播放的声音不同步的情形发生。
更详细的说，当影像数据段与声音数据段排列配置不当时，可能使得播放机在放映的过程中，(1)影像缓冲器内已经没有任何译码后的影像数据段，造成有声音没有动态画面的情形；(2)声音缓冲器内已经没有任何译码后的声音数据段，造成有动态画面没有声音的情形。因此，当影像缓冲器或者声音缓冲器出现数据量不足的情况，即会造成多媒体影音数据流在播放时产生影像停格或声音不连续的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多媒体影音数据流的制作，采用一虚拟播放的概念，用以解决习知技术中由于影像数据段与声音数据段排列配置不当，使得在播放时发生影像停格或声音不连续的问题。
本发明揭示一种多媒体影音数据流的制作单元，包含虚拟播放单元，可译码多媒体影音数据流并依序产生译码后的影像数据段与译码后的声音数据段；多任务单元，分析译码后的影像数据段与译码后的声音数据段来将原始影像源数据流编码成影像数据段或者将原始声音源数据流编码成影像数据段；以及数据流缓冲单元，用以储存多任务单元产生的影像数据段与声音数据段并依序排列配置形成多媒体影音数据流。
本发明更揭示一种多媒体影音数据流的制作方法，包含下列步骤计算编码后的影音数据段所能够播放的时间；计算编码后的声音数据段所能够播放的时间；当编码后的影音数据段所能够播放的时间大于编码后的声音数据所能够播放的时间，将原始影像源数据流编码成影像数据段；以及当编码后的影音数据段所能够播放的时间大于编码后的声音数据所能够播放的时间，将原始声音源数据流编码成影像数据段。
图1为MPEG格式的影音数据格式的示意图；图2为播放机放映多媒体影音数据流的示意图；图3为本发明的多媒体影音数据流的制作软件示意图；图4为本发明实施例的多媒体影音数据流的制作方法的操作流程图。
图号说明10～多任务单元；110～分析单元；120～选择单元；130～编码单元；
20～虚拟播放单元；210～译码单元；220～影像缓存单元；230～声音缓存单元；30～原始影像源数据流；40～原始声音源数据流；50～多媒体影音数据流510～影像数据；520～声音数据；60～数据流缓冲器；70～影像缓存器；80～声音缓存器；90～显示器；100～喇叭；160～光盘片。
具体实施例方式
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举具体的较佳实施例，并配合附图做详细说明。
如图3所示，以一具体的实施例说明本发明的多媒体影音数据流的制作单元(制作软件)。本实施例是使用于一MPEG规格的制作软件，用以产生一多媒体影音数据流。本实施例的制作软件内包含一多任务单元10、一虚拟播放单元20、以及一数据流缓冲单元60。数据流缓冲单元60是用以储存多任务单元10所产生的多媒体影音数据流。虚拟播放单元20则是仿真一般播放机的动作，并提供播放结果至多任务单元10。而多任务单元10根据虚拟播放单元20传来的播放结果来选择产生影像数据段或者声音数据段排列配置于多媒体影音数据流。以下针对多任务单元10与虚拟播放单元20的详细结构分别加以说明。
本实施例的虚拟播放单元20包含一译码单元210、影像缓存单元220以及声音缓存单元230。译码单元210由数据流缓冲单元60中读取与译码多媒体影音数据流，并撷取出译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段，分别存放于一影像缓存单元220以及一声音缓存单元230中。上述过程即相当于一般播放机中将译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段分离，并分别送至显示器以及喇叭的过程。由于虚拟播放单元20并不是实际的播放机，因此，译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段会传递至多任务单元10来代替传递至显示器以及喇叭。
本实施例的多任务单元10则包含一分析单元110、一选择单元120以及一编码单元130。分析单元110根据虚拟播放单元20中影像缓存单元220以及声音缓存单元230中所传递的译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段产生一分析结果，并送至选择单元120。选择单元120根据此分析结果，由原始影像源数据流30以及原始声音源数据流40中选择其中之一，送至编码单元130。编码单元130将选择单元120提供的原始影像源数据流30或者原始声音源数据流经过编码之后形成影像数据段与声音数据段，并暂存于数据流缓冲单元60中。
根据上述实施例，本发明的虚拟播放单元20可仿真多媒体影音数据流的播放，而多任务单元10可监视虚拟播放单元20的输出状况，动态的调整多媒体影音数据流内影像数据段与声音数据段的排列配置。亦即，多任务单元10内的分析单元110可监视影像缓存单元220与声音缓存单元230内的数据储存状况。
当影像缓存单元220内译码后的影像数据段比声音缓存单元230内译码后的声音数据段还少时，分析单元110所产生的分析结果会使得选择单元120接收原始影像源数据流30并送至编码单元130进行编码，产生影像数据段，排列配置于多媒体影音数据流。
当声音缓存单元230内译码后的声音数据段比影像缓存单元220内译码后的影像数据段还少时，分析单元110所产生的分析结果会使得选择单元120接收原始声音源数据流30并送至编码单元130进行编码，产生声音数据段，排列配置于多媒体影音数据流。
另外，本发明的多媒体多任务装置更可包含一写入单元(未图标)，用以将数据流缓冲单元60输出的多媒体影音数据流写入一储存媒体中。
以下如图4所示，说明上述实施例的多媒体影音数据流的制作方法的操作流程。
如前所述，虚拟播放单元20的译码单元210会由数据流缓冲器60中读取多媒体影音数据流，并由多媒体影音数据流撷取出译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段，分别存放于影像缓存单元220以及声音缓存单元230中并模拟播放机放映。此时，多任务单元10的分析单元110对影像缓存单元220所储存的译码后的影像数据段以及声音缓存单元230中的译码后的声音数据段加以分析，其动作为计算译码后的影像数据段的储存状况(步骤S10)以及计算译码后的声音数据段的储存状况(步骤S20)。
此二步骤是个别计算影像缓存单元220以及声音缓存单元230中储存之译码后的影像数据段以及译码后的声音数据段所能够放映的时间。在本实施例中，储存的数据较少是代表放映的时间较短。
得到译码后的影像数据段的储存状况以及译码后的声音数据段的储存状况之后，分析单元110会先判断影像缓存单元220以及声音缓存单元230中的数据是否已经满溢(Overflow)(步骤S30)。若影像缓存单元220以及声音缓存单元230两者并未完全满溢时，则可由两者的储存数据多少决定分析单元110的分析结果，例如判断影像缓存单元220的数据储存得数据是否较少(步骤S60)。
当影像缓存单元220中储存的数据少于声音缓存单元中储存的数据时，亦即，译码后的影像数据段所能够放映的时间较短。因此，影像缓存单元220较先发生数据短缺的问题；换言之，多任务单元10需要优先将原始影像源数据编码后写入数据流缓冲单元60，以避免发生译码后的影像数据段短缺。所以，选择单元120即可选择原始影像源数据30输入至编码单元130进行编码形成影像数据段后(步骤S70)，输入数据流缓冲单元60中。
另外，当影像缓存单元220中储存的数据多于声音缓存单元中储存的数据，亦即，译码后的声音数据段所能够放映的时间较短。因此，声音缓存单元230较先发生数据短缺的问题；换言之，多任务单元10需要优先将原始声音源数据编码后写入数据流缓冲单元60，以避免发生译码后的声音数据段短缺。所以，选择单元120即可选择原始声音源数据40输入至编码单元130进行编码形成声音数据段后(步骤S80)，输入数据流缓冲单元60中。
根据MPEG规格，垫补段(Padding Pack)可以提供于多媒体影音数据流的排列配置中，垫补段的内容是无作用的数据，当译码单元210在译码多媒体影音数据流时发现垫补段时，垫补段的内容会直接忽略，并接着执行下一笔影像数据段或者声音数据段的译码。因此，当二个缓存单元皆已满溢时，则判断此时的资料流量是否固定(步骤S40)；由于数据流量为固定，所以必须不能够间断地输出多媒体影音数据流，因此，可提供垫补段来排列配置于多媒体影音数据流(步骤S50)。当数据流量不固定时，则不用产生垫补段。
最后，判断多媒体影音数据流是否已产生完成(步骤S90)，若未完成时，则可回到步骤S10；若已完成则可结束此流程。
借由本发明的多媒体影音数据流的制作单元与制作方法，可以在产生多媒体影音数据流时，直接以虚拟播放单元与多任务单元的结合判断何种数据可能产生短缺的问题，而优先提供并排列配置于多媒体影音数据流中。如此，即可解决习知多媒体影音数据流在播放时，由于影像数据段与声音数据段排列配置不当所导致影像停格或声音不连续的问题。
在此必须说明，上述实施例是以一制作软件来说明MPEG多媒体影音数据流的制作方法。然而，本发明亦可以由软件与硬件的搭配来达成本发明的目的。例如，虚拟播放单元以及数据流缓冲单元皆可用硬件来达成。
权利要求
1.一种多媒体影音数据流的制作单元，包含一虚拟播放单元，可译码一多媒体影音数据流，并依序产生复数个译码后的影像数据段与复数个译码后的声音数据段；一多任务单元，分析该译码后的影像数据段与该译码后的声音数据段来将一原始影像源数据流编码成一影像数据段与将一原始声音源数据流编码成一声音数据段二者择一；一数据流缓冲单元，用以储存该多任务单元产生的该影像数据段与该声音数据段，并依序排列配置形成该多媒体影音数据流。
2.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于该虚拟播放单元包含一译码单元，用以译码该多媒体影音数据流并撷取该译码后的影像数据段与该译码后的声音数据段；一影像缓存单元，用以依序暂存该译码后的影像数据段；一声音缓存单元，用以依序暂存该译码后的声音数据段。
3.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于该多任务单元包含一分析单元，用以分析该等译码后的影像数据段与该等译码后的声音数据段，并产生一分析结果；一选择单元，根据该分析结果输出该原始影像源数据流与输出该原始声音源数据流二者择一；一编码单元，接收该选择单元输出的该原始影像源数据流与该原始声音源数据，并且将该原始影像源数据流编码成该影像数据段与将该原始声音源数据流编码成该声音数据段。
4.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于若在该虚拟播放单元中具有较少的该译码后的影像数据段时，则该多任务单元将该原始影像源数据流编码成该影像数据段。
5.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于若在该虚拟播放单元中具有较少的该译码后的声音数据段时，则该多任务单元将该原始声音源数据流编码成该声音数据段。
6.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于更包含一写入单元，将该数据流缓冲器中储存的该多媒体影音数据流依序写入一储存媒体。
7.根据权利要求1所述的多媒体影音数据流的制作单元，其特征在于该制作单元是一制作软件。
8.一种多媒体影音数据流的制作方法，包含下列步骤计算一编码后的影音数据段所能够播放的时间；计算一编码后的声音数据段所能够播放的时间；当该编码后的影音数据段所能够播放的时间大于该编码后的声音数据所能够播放的时间，将一原始影像源数据流编码成一影像数据段；当该编码后的影音数据段所能够播放的时间大于该编码后的声音数据所能够播放的时间，将一原始声音源数据流编码成一声音数据段。
9.根据权利要求8所述的多媒体影音数据流的制作方法，更包括依序排列配置该影像数据段与该声音数据段。
10.根据权利要求8所述的多媒体影音数据流的制作方法，其中，该编码后的影音数据段与该编码后的声音数据段是译码自该影像数据段与该声音数据段。
全文摘要
本发明揭露一种多媒体影音数据流(Data Stream)的制作单元与制作方法。本发明中的虚拟播放单元可仿真多媒体影音数据流的播放，而多任务单元可监视虚拟播放单元的输出状况，动态的调整多媒体影音数据流内影像数据段与声音数据段的排列配置。因此，可解决习知多媒体影音数据流在播放时，由于影像数据段(Video Pack)与声音数据段(Audio Pack)排列配置不当所导致影像停格或声音不连续的问题。
文档编号H04N5/92GK1536889SQ03109678
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月10日 优先权日2003年4月10日
发明者沈志强, 奥立佛·布鲁克, 布鲁克 申请人:建兴电子科技股份有限公司