专利名称：控制数字视频数据显现的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制基于数字数据流的视频节目的显现的方法和设备，尤其涉及一种用于允许用户容易地重放在当前显现点前的预定节目部分并在重放期间在屏幕显示上调出有关节目的方法和设备。
利用上面记录有数字压缩视频和音频信息的存储器介质的视频信号处理系统可以给用户大量的选择权来控制在这样的介质上储存的节目、或者视频标题的显示。迅速得到普及的一个这样的系统包含视频盘播放机，处理按照数字视盘(DVD)规范储存的信息。按照视频和音频数据压缩标准，DVD格式化盘上的信息记录为离散的数据分组，其中指定数据分组携带与各种的数据流关联的数据，比如交替的视频角度，音轨，分画面流，等。可以控制读取DVD格式盘的视频盘播放机显示或者显现某些数据分组而略过其他数据分组。利用此性能，DVD系统能够允许盘作者提供视频标题的多种变更，以及各种屏幕显示，以便适合观众的喜好。
在特定观看过程中，观众常常想重放节目的预定部分。在常规重放过程中，当观众想重放已经错过的短暂的节目部分时这可能发生。而且，如果一个特定场景包含喧吵的音乐和淹没对话的音响效果，观众可能希望仅重放场景以便努力重听错过的对话部分。
观众通常具有许多重放正常重放期间的部分节目的选择权。观众可以跳转回到一个预定义节目块的开始，比如DVD上的一个章节。观众可以向前或者倒转方式更快速度地重放节目，直到找到节目中的所需点，然后恢复以正常速度重放。观众可以通过在盘上设置A-B点设置一重复方式，以便重复预定义节目块或观众定义节目块的重放。
然而，这些方法通常需要多次按键操作并且当观众希望仅仅重放刚好在当前显现点之前的短时间间隔的节目时是不便的。如果观众想更好地理解错过的对话，在搜索所需的跳转点时，这个观众可以手动地接通说明字幕，并在完成重放之后关掉说明字幕。然而，这把更多按键操作加入该系列操作，并且观众必须手动地协调说明字幕的开关与搜索和显示，这点可能是困难和恼人的。因此，多次按键操作和不便往往中断节目流并且减小观众对该节目的欣赏。
因此，需要的是一种允许观众容易地重放刚好在当前显现点之前的节目的预定部分的方法和装置。
还需要一种允许观众容易地重放刚好在当前显现点之前的节目的预定部分的方法和装置，采取的方式是允许观众观看与重放时间间隔关联的选定的屏幕显示(OSD)。
因此，还需要一种允许观众容易地重放刚好在当前显现点之前的节目的预定部分的方法和装置，其中节目数据是按照DVD规范格式化的。
本发明的目的是允许观众响应用户输入容易地重放在当前显现点前的节目的预定部分。本发明还在重放时间间隔期间按照观众选定的优先选择提供屏幕显示，比如说明字幕。
在一适用于按照DVD规范格式化的数据的示范实施例中，本发明的方法包含下列步骤根据一所选序列的显现数据单位显现节目；检测用户输入的重放请求；响应用户输入的重放请求确定重放起始时间；检索与重放起始时间关联的显现数据单位并从重放起始时间再起动该节目的显现；以及当从重放起始时间再起动该节目的显现时提供节目相关的屏幕显示。有利地，屏幕显示包括说明字幕。
而且，本发明提供一视频处理装置，它包括一用于从节目数据源检索节目数据的变换器，该节目数据源包含数字显现数据单位和控制数据单位，每一数字显现数据单位与各自的控制数据单位相关联，每一显现数据单位对应于预定节目段，该变换器响应用户输入的数据检索一显现和控制数据单位序列并提供数字编码数据；一解码器，连接到变换器，用于从数字编码数据解码出一显示；以及一控制器，连接到解码器和变换器，该控制器响应第一观众输入根据显现数据单位序列显现一节目，该控制器重放刚好在当前显现点前的一预定部分的节目并提供节目相关的屏幕显示，同时响应第二用户输入重放正好在当前显现点前的预定部分的节目。
下面参考附图描述本发明，其中
图1是一个用于实现本发明重放特征的数字视盘播放机的方框图；图2是一个根据DVD格式的用于实现本发明重放特征的数据结构图；图3是一个根据DVD格式的用于实现本发明重放特征的显现结构的方框图4是一举例说明用于实现本发明的重放特征的步骤的流程图。
虽然参照一个用于从盘中读取包括视频和音频数据的压缩节目数据和处理根据DVD规范的数据的数字视频设备描述了示范实施例，但应该理解本发明可以用在任何能够处理数字视频和音频信息的视频处理设备中，其中与视频和音频信息一起包括的节目相关信息可用于选择性的显现视频和音频信息部分，并且每一节目数据单位与显现时间数据相关联。
图1是一个示出适用于本发明的控制数字视频数据显现的示范性数字视盘播放机的基本部件的方框图。这些部件的结构和操作是公知的，所以不在这里详细地讨论。盘播放机24包括在伺服处理器29的控制下旋转盘并且读取存储在那上面的信息的马达和拾取组件26。前置放大器27和DVD数据处理单元28将来自马达和拾取组件26的电脉冲转换为能够由数字音频/视频解码器单元30进一步处理的数字数据。DVD数据处理单元28一般完成如对从盘中读取的原始数据解调、纠错和解扰的功能，以一种适合于解码器单元30的格式提供数字编码数据。
解码器单元30接收数字编码数据、处理数据并且提供适当的视频和音频信号到如电视机的显示器单元。解码器单元30包括数据流多路分解器32，该多路分解器将来自数据处理单元28的数据多路分解为若干个独立的数据流，包括例如视频流、音频流和分画面流，并且将数据流提供到它们相应的数据解码器。视频解码器31接收视频流，根据MPEG-2标准解码信号并且将视频信号提供到混频器33。分画面解码器34接收分画面流并且提供数据到屏幕显示(OSD)控制器35，该控制器将OSD视频信号提供到混频器33。来自混频器33的组合视频信号提供到NTSC/PAL编码器42，该编码器将符合于适当的视频信号标准的视频信号提供到视频显示装置。音频解码器36接收来自数据流多路分解器32的音频流并且提供适当的音频信号到音频系统。
微控制器40控制盘播放机24的操作。微控制器40连接到用户控制装置41，该装置可以包括IR遥控装置、前面板按钮等等。微控制器40变换来自用户控制装置41的数据以控制上述的盘播放机24的各种部件的操作。表示数据流的各种参数可存储在存储器38中。微控制器40可以用各种形式实现，包括但不限制于，一个专用的集成电路或解码器/控制器单元的一部分。微控制器40可以包括若干个适当的控制器单元中的一个，包括但不限制于由SGS Thomson制造的STI5500。
图2说明了根据DVD规范并且适用于盘播放机24的存储在盘上的节目数据和控制数据的结构。数据结构是分层的，其中每个数据块被划分为分量数据块，这些分量数据块被进一步划分为更小的分量数据块。对应于一个指定节目单位，例如电影或电视剧的一段情节的每个视频标题集包括视频对象集，该合集中包括若干个视频对象。
每个视频对象包括若干个单元，这些单元可以认为是用于具有若干个数据单位类型，如视频、音频、分画面等等的显现的一个数据单位，并且对应于一个节目段。而每个单元依次包括若干个视频对象单位(VOBU)。每个VOBU包括一个导航包(NAV_PACK)和多个包，它们被再划分为若干个分组。VOBU一般对应于一个MPEG-2图像组(GOP)，NAV_PACK包括与VOBU相关的控制数据。每个NAV_PACK包含如相对于当前一个(在时间显现次序上向前和向后)的VOBU的扇区地址的信息，以及对应于当前VOBU在单元显现中经过的时间量。
根据DVD规范存储的数据还逻辑地组成为一个显现结构以便提供能够显现数据的灵活方式。图3说明根据DVD规范并且适用于盘播放机24的显现结构。这种显现结构重叠在图2的数据结构上。在基本级上，由节目(PG)96定义显现序列，其中每一个(PG)96包括一个到单元的链接指针列表。若干个PG96可以组合形成一个节目链信息(PGCI)94，其中多个(PGCI)94可以同样组合形成节目链(PGC)92。
在显现期间，盘播放机24按照PGC从盘上检索适当的单元、多路分解单元中的数据并且预备用于显示的数据。关于这方面，分析NAV_PACK并且可以存储NAV_PACK的地址以后使用。由于每一NAV_PACK与一经历时间值相关，NAV_PACK可用于在停止之后的特定经历时间恢复显现，或能被使用为时间-编辑特征。在本发明，微控制器40将每一NAV_PACK中的相对的经历时间数据转换为绝对的经历时间值并且在存储器38或任何其他适当的存储器件中存储NAV_PACK地址。其后，当用户请求重放时可以快速和容易地访问与特殊的经历时间值相关的NAV_PACK地址。
按照本发明，当用户请求重放时，微控制器40估计当前显现时间，确定所需重放起始时间，根据在存储器38中储存的经历时间数据确定与该所需重放起始时间相关的所需NAV_PACK地址，以及根据所需NAV_PACK从所需重放起始时间恢复显示。利用储存的NAV_PACK地址作为恢复重放的位置。它可以作为开始多路分解内容和显现该内容的开始扇区。末尾扇区仍然是该单元中的最终扇区。因此，在先前的点恢复显现，显现的定义符是感兴趣的NAV_PACK地址，以及包含该VOBU的单元的末尾地址。
根据DVD格式，大约在显现素材的每.4-.6秒分析NAV_PACK。这是指有效采样率足以允许在1秒显现时间边界上跳转返回。利用保存的NAV_PACK地址，盘播放机24可以跳转返回当前显现时间前的预定时间周期。通过经历时间信息索引NAV_PACK地址，这样当用户希望向后跳转预定秒数时，容易检索所需NAV_PACK。
有利地，NAV_PACK地址可以存储在一种圆形存储器中以便帮助选择所需NAV_PACK并且减少内存需求。该圆形存储器可以形成为微控制器40或存储器38的一部分，例如。而且可将NAV_PACK地址存储为可在预定时间间隔检索，从而允许用户在预定时段多次跳转返回。例如，可以安排按一次重放按钮使盘播放机24重放前5秒而，按两次重放按钮使盘播放机24重放前面10秒，等等。也可以安排与每一按钮按下相关的重放间隔为用户可选择的。用户可以利用任何一个公知用户接口方法，例如，利用遥控装置以及/或者屏幕显示，输入重放请求和重放期间的选择。
由于存储用于整个标题的所有NAV_PACK地址可能占用较多存储器，只有过去预定时间量的NAV_PACK地址保存在存储器38中。如果用户希望跳转返回超过保存的时间周期的一段时间，一时间搜索算法可以用来确定所需显现时间，和与所需显现时间相关的NAV_PACK地址。对于类型为一个顺序的PGC(One_Sequential_PGC)的任何标题，这种算法可以使用包括在盘中的时间映象表。该时间表包括在不同的时段开始的NAV_PACK扇区地址。这些期间的时间间隔尺寸可以变化(可以比1秒分辩率大)。因此，该算法可以跳转到最靠近正搜索时间开始的NAV_PACK，然后搜索在该流中向前搜索，直到发现具有在搜索的准确瞬间开始的显示素材的NAV_PACK。
一旦决定了所需显现时间并且已经访问与所需显现时间相关的NAV_PACK，节目显现恢复。正如以上所述，观众可能希望重放一部分节目以便再听可能已经错过的对话。在这点上，当在所需显现时间恢复显现时，按照用户设定语言首选项，微控制器40自动地接通说明字幕。做为选择，选定的说明字幕可以对应于上一次使用的说明字幕语言或默认语言，或可以根据用户设置首选项完全地关掉说明字幕。当显现达到相当于收到重放请求的时间的显现时间时，微控制器40自动地关掉说明字幕。通过观看说明字幕显示，观众能够容易地理解任何由于背景噪声可能难以跟上或听到的对话。以此方式，盘播放机24重放预定节目部分并且响应单个用户输入在重放期间提供说明字幕，从而减轻上述的用户不便。
图4举例说明按照本发明的用于实现瞬时重放特征的流程图。在步骤102，在正常显现条件下，盘播放机24从盘检索节目数据并按照规定顺序提供选定的标题。如上所述，在显示过程中和对于流中相遇每个NAV_PACK，盘播放机24分解这些NAV_PACK，转换NAV_PACK相对经历时间值为绝对经历时间值并存储NAV_PACK到一环形缓冲器中，重写最老的保留值。
在步骤104，盘播放机24判定是否已经收到请求瞬时重放的观众输入，若没有收到则继续步骤102所表示的通常显示。在步骤106，如果收到瞬时重放要求，盘播放机24估计当前经过的显现时间，并存储当前经过显现时间，在步骤108，从当前经过显现时间减去所需秒数，以确定所需显现时间。如果所需显现时间的NAV_PACK地址存储在存储器38中，正如在步骤110确定的，盘播放机24访问该NAV_PACK并恢复从NAV_PACK开始显示。如果所需NAV_PACK地址没有存储，从而表明用户希望跳转返回一相对大的时段，一种时间搜索算法用于确定所需显现时间和NAV_PACK地址，如步骤112表明。
一旦找到所需NAV_PACK地址，显现根据所需NAV_PACK恢复，如在步骤114表明，并自动地接通说明字幕，如在步骤116表明。说明字幕可以按照用户设置的优先选择接通或可以按照上一次使用的说明字幕接通。继续用说明字幕显示直到显示达到在步骤104检测出瞬时重放要求时的原始显现时间。在该点，如在步骤118指出，关掉说明字幕，以及如在步骤102指出，显示按照正常方式继续。
对本领域技术人员显而易见的是，虽然已经依据示范实施例描述了本发明，可以对公开的实施例作出修改和变更而不偏离该发明的本质。例如虽然本实施例在重放期间显示说明字幕，这是十分清楚的屏幕显示可以包括其他的盘上包括或写作的节目相关信息，或数据源，并由观众选择显示。此种显示包括但是不限制为，与导演的解说相关的电文信息，演员阵容解说，指导评论，等。考虑到它们所关联的显现时间数据，可以使用任何适合于存储并访问数据地址的常规公知方法。同时，存储器38可以形成为微控制器40的一部分而不是分开的设备。
在此处承认可以利用若干常规公知方法中的任何一种或一些方法的组合实现该瞬时重放特征，例如利用微控制器40中的嵌入式软件控制上述的盘播放机24的各种元件。而且，可以为任何信号处理系统实现本瞬时重放特征，可以配置信号处理系统选择显示节目，同时提供存储当前经过显现时间和先前显现节目部分的地址的手段。因此，要理解本发明覆盖落入本发明实际范围和精神内的所有的修改。
权利要求
1.在用于检索和显现一数字显现数据单位序列的系统中，一种用于控制显现数据单位的显现的方法，包括下列步骤检索包括多个数字显现数据单位和控制数据单位的节目数据，每个显现数据单位对应于预定节目段并具有与之相关的时间信息；响应用户输入的播放请求，按所选序列显现(102)检索的数据单位，其特征在于检测(104)用户输入的重放请求；响应用户输入的重放请求确定(108)重放开始时间并从重放开始时间重新开始(114)显现数据单位的显现；以及当从重放开始时间起重新开始显现数据单位的显现时，提供(116)节目相关的屏幕显示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于屏幕显示包括说明字幕。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述提供步骤包括在从重放开始时间至对应于检测到用户输入的重放请求的时间的显现时间的显现间隔期间提供(116，118)节目相关的屏幕显示。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述显现步骤包括分析(106)与显现数据单位相关的控制数据单位并存储与圆形缓冲器中的控制数据单位相关的地址数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于控制数据单位包括按照DVD规范的NAV_PACK，显现步骤包括分析(106)NAV_PACK，将每个NAV_PACK的相对经历时间变换为绝对经历时间值，在存储器中存储每一NAV_PACK地址。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述重新开始步骤包括从存储器检索(110)所需NAV_PACK地址，检索与所需NAV_PACK相关的显现数据单位及从检索的显现数据单位恢复(114)显现节目。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述确定步骤包括确定(110，114)当前显现时间和从当前显现时间减去所需时间量以确定重放开始时间，并检索与重放开始时间相关的控制数据单位。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述确定步骤包括使用(112)时间搜索算法确定重放开始时间。
9.一种数字视频系统，包括变换器(26)，用于从节目数据源检索包括数字显现数据单位(VOBU)和控制数据单位(NAV_PACK)的节目数据，每一数字显现数据单位与相应控制数据单位相关，每一显现数据单位对应于预定节目段(单元)，该变换器响应用户输入数据检索显现和控制数据单位序列并提供数字编码数据；解码器(28，30)，耦合到变换器，用于从数字编码数据解码出一显示；以及控制器(40)，耦合到解码器(28，30)和变换器(26)，该控制器响应第一观众输入显现一显现数据单位序列，其特征在于控制器重放(114)正好在当前显现点之前的预定部分的节目并响应第二用户输入在重放正好在当前显现点之前的预定部分的节目的同时提供(116，118)节目相关的屏幕显示。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于屏幕显示包括说明字幕。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于在显现期间控制器分析(106)显现数据单位和控制数据单位，并在圆形缓冲器中存储与控制数据单位相关的地址数据。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于控制数据单位包括按照DVD规范的NAV_PACK，在显现期间控制器分析(106)NAV_PACK，将每个NAV_PACK的相对经历时间变换为绝对经历时间值，并在存储器中存储每一NAV_PACK地址。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于控制器从存储器检索(110)所需NAV_PACK地址，控制变换器检索与所需NAV_PACK相关的显现数据单位及响应第二观众输入根据检索的显现数据单位重新开始(114)显现。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于响应第二观众输入，控制器通过确定(108)当前显现时间并从当前显现时间减去预定时间而确定所需NAV_PACK地址，并检索与所需NAV_PACK地址相关的显现数据单位。
15.一种显现数字编码视频数据单位和控制数据单位序列的方法，包括下列步骤响应第一观众输入检索并显现(102)视频数据单位序列；以及响应第二观众输入重放在当前显现时间之前的预定部分的视频数据单位序列，其特征在于响应第二观众输入在重放预定部分的视频数据单位序列的同时提供(116，118)节目相关的屏幕显示。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述提供步骤(116)包括按照观众选定的优先选择提供说明字幕。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于检索和显现步骤包括检索(106)与视频数据单位相关的控制数据单位，并在圆形缓冲器中存储与每一控制数据单位相关的地址数据。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述重放步骤包括重放许多预定间隔的视频数据单位序列。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述重放步骤包括通过确定当前显现时间并从当前显现时间减去预定时间同期而确定(108)重放开始时间，并检索与重放开始时间相关的显现数据单位。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述重放步骤包括利用时间搜索算法确定(112)重放开始时间。
全文摘要
一种重放正好在当前显现时间之前的预定节目部分的方法和设备。本发明包括一变换器,用于从视频数据源检索数字视频数据单位和控制数据单位并提供数字编码数据,一解码器,耦合到变换器,用于从数字编码数据解码出一显示,及一控制器,用于响应第一用户输入显现基于视频数据单位序列的节目并响应第二用户输入重放在当前显现时间之前的预定节目部分,该控制器在重放当前显现时间之前的预定节目部分的同时提供一屏幕显示。本发明尤其适合于处理按照DVD规范编码的数据。
文档编号H04N5/278GK1277437SQ0010697
公开日2000年12月20日 申请日期2000年4月27日 优先权日1999年4月29日
发明者马克·J·兰普, 迈克尔·D·里奇 申请人:汤姆森特许公司