用于运动视频回放的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频回放系统，其中要回放的运动视频数据被存储在运动视频存储设备中，运动视频存储设备能够通过通信网络向运动视频回放设备发送要回放的运动视频数据。此外，本发明涉及一种用于运动视频回放的方法，其中运动视频回放设备通过通信网络从运动视频存储设备请求运动视频流。然后，所请求的运动视频流从运动视频存储设备被流式输送至运动视频回放设备。
【背景技术】
[0002]如今的大多数视频回放系统及机制实现某种视觉搜索功能，如快进功能或跳过功能，跳过功能被设置用于在视频的预定书签或预定时隙(例如，30秒)之间跳跃。这类功能在大多数视频回放系统中是期望的，但在操作者可能为了找出关注的运动视频序列而浏览数小时视频的监视应用中是特别期望的。
[0003]在通过计算机网络从运动视频存储设备向运动视频回放设备传递运动视频数据的系统中，通常仅在客户端中实现这类视觉搜索功能，即用于正常回放的运动视频数据被流式输送或被下载至运动视频回放设备，然后运动视频回放设备按照用户请求的回放速度回放所接收到的运动视频数据。在所请求的回放速度与被流式输送的运动视频的回放速度不同时，客户端改变回放速度。可选地，运动视频存储设备存储用于不同回放速度的多个运动视频流。但是，该后者机制与仅存储一个回放速度的运动视频流的系统相比要求增加的存储空间量。
[0004]在US 6 012 091中，描述了一种视频电信服务器，该视频电信服务器被设置用于存储视频消息以及应请求向用户传送视频消息。如US 6 012 091中描述的，在消息收发系统中，正常场景是用户以正常速度播放视频消息且可能希望快退来返回视频中之前的位置，以便以正常速度重放来重看该视频消息中某些错过的动作。为了使这样的倒回功能成为可能，服务器存储一系列正确解码的帧，该系列正确解码的帧包括例如每第η个解码帧(其中η表示加速率，例如η等于4或8)，且最终将包括每第η个帧的该序列编码为快速扫描视频信号，以向用户的视频解码器及显示器传输。仅使用每第η个帧编码快进比特流，因为这些帧是为了表示图像(即完全指定的图像)而不依赖于其它帧的数据的独立帧，并且仅利用每第η个帧以相反的顺序编码反向比特流。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是使得能够在受限于带宽和/或存储能力的系统中改变记录的运动视频的回放速度。
[0006]特别地，根据一个方面，一种用于运动视频回放的方法包括:通过通信网络，请求特定运动视频序列从运动视频存储设备向运动视频回放设备的流式输送；从所述运动视频数据存储设备向所述运动视频回放设备流式输送所请求的运动视频序列的运动视频数据；当该回放设备接收所流式输送的运动视频数据时，在连接至该回放设备的显示器上显示所流式输送的运动视频数据；向所述运动视频数据存储设备发送改变回放速度的请求。响应于所述运动视频数据存储设备接收到所述改变回放速度的请求，执行以下行为:在所述运动视频数据存储设备的解码器中解码所述特定运动视频序列中尚未被流式输送至所述运动视频回放设备的从一时间位置起的运动视频数据；在时间上压缩所解码的运动视频数据；在所述运动视频数据存储设备的编码器中，使用与用于编码所述特定运动视频序列的编码机制对应的编码机制，编码所压缩的运动视频数据；使用所述压缩的和所编码的运动视频数据，继续向所述运动视频回放设备流式输送所述运动视频序列。
[0007]使所述运动视频存储设备在时间上压缩所解码的运动视频并随后流式输送所压缩的运动视频的一个优势是:可以实施回放速度的改变(如快进功能)，而传输网络不遭受增加的网络负荷。另一优势是:回放设备可以利用仅以一个帧速率实现回放的简单解码过程，提供与改变回放速度相关的功能。例如，让我们假设连接所述运动视频存储设备和所述运动视频回放设备的网络具有100Mbit/s的最大容量。如果请求运动视频存储设备传送10Mbit/s的运动视频流，则所述网络上剩余许多带宽。但是，如果操作者喜欢以原始回放速度16倍的速度快进，那么所述运动视频存储设备不得不更快地16倍流式输送运动视频。这导致16X10Mbit/s = 160Mbit/s的运动视频流，该运动视频流比所述网络的容量更高。因此，不能以该速度快进，除非你实现本发明并提供表示正常回放速度16倍快进回放的正常数据速率运动视频流。
[0008]根据另一实施例，所述在时间上压缩所解码的运动视频数据是在所述运动视频数据在所述运动视频数据存储设备的内部数据总线上被发送之前执行的。在向所述内部总线发送数据之前执行此压缩的优势是:所述内部总线上传送速率的限制将较少地影响生成高回放速度的可能性。在许多应用中，所述内部数据总线会不同地阻碍更高回放速度的生成，或者在最坏的情况下阻碍任意增加的回放速度的生成。
[0009]在又一实施例中，所述在时间上压缩所解码的运动视频数据包括:选择所解码的运动视频数据的每第η个帧用于在时间上压缩所述运动视频数据，其中η是与所请求的回放速度相关的值。以这样的方式在时间上压缩的优势是:方法不复杂且可能容易地实现。
[0010]在另一实施例中，所述特定运动视频序列的运动视频数据被设置为以预定帧速率回放，且其中当执行改变回放速度时，不改变回放帧速率。因此，在不改变网络上的数据速率的情况下改变所察觉的回放速度，尤其在期望所述运动视频的快进时。传送恒定帧速率使所述网络上的负荷基本恒定，甚至在回放速度增加时，例如在30秒中回放表示真实时间一分钟的运动视频序列。
[0011 ] 在又一实施例中，存储在所述存储设备上的所述特定运动视频序列的运动视频数据包括运动视频数据的子集，每个运动视频数据子集表示所述运动视频序列中的图像帧，其中所述运动视频数据子集中的至少一些不包括用于在不依赖于所述运动视频序列中其它运动视频数据子集的运动视频数据的情况下重建其表示的图像帧的足够的运动视频数据，其中所述解码运动视频数据包括:生成各自包括用于在不使用另一子集的运动视频数据的情况下，至少重建在进行压缩时选择的每个图像帧的足够信息的运动视频数据子集。所述方法使得上述优势能够应用于利用预测压缩运动视频数据，即每个图像帧不必须包括重构所述图像帧所需的所有图像数据，而该过程依赖于之前解码的一个或多个图像帧的图像数据。
[0012]根据一个实施例，存储在所述存储设备上的所述特定运动视频序列的所述运动视频数据包括运动视频数据的子集，每个运动视频数据子集表示所述运动视频序列中的图像帧且所述图像帧顺序地按时间顺序相关，且其中所述改变回放速度的请求的接收发起被设置为在时间顺序上比目前正在为流式输送而处理的运动视频数据子集更晚的运动视频数据子集的所述解码。这样的实施例的优势是:在按时间顺序来说，能够在呈现的运动视频流中的任何地方改变回放速度，即如果运动视频被回放且操作者随后请求增加回放速度，则从晚于当前正在观看的图像帧的时间点起增加回放速度。
[0013]在一个实施例中，被解码的第一个运动视频数据子集是表示一图像帧的运动视频数据子集，该图像帧是按时间顺序与目前正在为流式输送而处理的运动视频数据子集相关的下一帧。
[0014]根据另一实施例，η是大于或等于2的值。
[0015]在又一实施例中，所述运动视频存储设备是包括图像传感器的能够联网的相机，且所述运动视频序列是由所述图像传感器捕获的运动视频序列。在运动视频存储设备(其是能够联网的相机)中执行改变回放速度的一个优势是:在捕获及编码运动视频数据时使用的联网相机的图像处理设备以及编码器也可以用于回放速度改变过程。
[0016]根据一个实施例，所述方法进一步包括:通过图像捕获设备和运动视频存储设备之间的直接连接，从所述图像捕获设备接收将被存储在所述运动视频存储设备上的运动视频。
[0017]在另一实施例中，当已显示在所述运动视频回放设备处接收到的图像帧时，从所述运动视频回放设备中丢弃与所