專利名稱：編碼裝置和方法、譯碼裝置和方法以及編輯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼裝置和方法、譯碼裝置和方法以及編輯方法(editingmethod)，它尤其適用于有效地編碼諸如數(shù)字視頻信號和數(shù)字音頻信號、在諸如磁光盤的記錄介質(zhì)上記錄這些信號，編輯、譯碼和顯示這些信號的內(nèi)容。
通常，因為數(shù)字視頻信號具有相當大的數(shù)據(jù)量，所以，當在具有小存儲容量的小型記錄介質(zhì)上長時間地記錄數(shù)字視頻信號時，當經(jīng)過有限容量頻道的通信途徑來傳輸數(shù)字視頻信號時，對數(shù)字視頻信號進行有效地編碼是必不可少的。為了滿足這種需求，已經(jīng)提議利用視頻信號相關(guān)性的有效編碼系統(tǒng)。這樣系統(tǒng)之一是MPEG(活動圖像專家組)系統(tǒng)。
MPEG系統(tǒng)通過利用幀間差值消除時間軸方向上的視頻信號的冗余，然后通過利用正交變換法諸如離散余弦變換(DCT)消除了空間軸方向上的冗余，這樣便能有效地編碼視頻信號。
在MPEG編碼中，為了壓縮視頻信號，把每個幀定義為I圖像、P圖像或B圖像。另外，在MPEG系統(tǒng)中，為了能夠從活動圖像序列中隨機存取再現(xiàn)(在中間開始再現(xiàn))GOP(圖像組)單元，每個GOP被附加上一種GOP初始碼作為標識。
另一方面，在MPEG編碼系統(tǒng)中，解碼器檢測在編碼信息(比特流)中已規(guī)定的GOP的GOP初始碼，以便開始對該GOP進行譯碼，因而能夠完成在活動圖像序列中間的再現(xiàn)操作。
例如，如圖5所示，把從幀F(xiàn)0至F8的9幀視頻信號定義為一個GOP并且把該9幀的每一個編碼為I圖像、P圖像或B圖像。I圖像的幀僅用它的視頻數(shù)據(jù)編碼(幀內(nèi)編碼)并傳輸。至于基本上如

圖1A所示的P圖像的幀，時間上超前于P圖像的I圖像的幀用作預(yù)測圖像并把預(yù)測冗余信號進行編碼和傳輸(前向預(yù)測編碼)。另外，B圖像的幀，基本上如圖1B所示，使用過去的參考幀和將來的參考幀作為預(yù)測圖像，以便編碼和傳輸預(yù)測殘差信號(雙向預(yù)測編碼)。應(yīng)當注意，由于幀F(xiàn)0和F1沒有過去的參考幀，只能把將來的參考幀作為預(yù)測幀，來編碼和傳輸預(yù)測殘差信號(后向預(yù)測編碼)。
如果在諸如能隨機訪問的如光盤的記錄介質(zhì)上記錄在GOP結(jié)構(gòu)中已編碼的活動圖像信號，用戶可以通過GOP單元選擇再現(xiàn)的起點。例如，如圖2所示，如果假設(shè)比特流是由GOP-0至GOP-(n+1)組成的，就能夠隨機訪問在圖中由隨機-訪問所指示出的第n個GOP(GOP-n)并從此點開始再現(xiàn)操作。作為這種的典型應(yīng)用，例如在專用于讀出的所謂小型盤(商標名稱)上記錄已壓縮了的視頻信號的視頻CD和數(shù)字視盤(商標名稱DVD-Video)。
最近，開始關(guān)注一種諸如DVD-RAM的大容量的可寫盤介質(zhì)。如果能夠在DVD-RAM上記錄活動圖像信號，與用于記錄的常規(guī)磁帶介質(zhì)相比，實現(xiàn)隨機訪問再現(xiàn)和跳躍再現(xiàn)以及編輯就會變得更加容易。這里，前面提到跳躍再現(xiàn)是一種如圖3所示的再現(xiàn)，圖3中示出由第0至第m GOP(GOP-0至GOP-m)所構(gòu)成的編碼信息比特流，執(zhí)行再現(xiàn)時跳躍由圖中out-1所表示的出點和由圖中in-1所表示的進入點之間的部分，以及由圖中out-2所表示的出點和由圖中in-2所表示的進入點之間的部分。
這種跳躍再現(xiàn)實際應(yīng)用在，例如在所謂的用于音頻數(shù)據(jù)的MD(商標名稱微型盤)中。按照這種跳躍再現(xiàn)，用戶可以從用戶記錄在盤上的音頻信號中按幀(取樣數(shù)據(jù)的預(yù)置數(shù))選擇再現(xiàn)路徑。當在選出的路徑上執(zhí)行再現(xiàn)時，就能夠連續(xù)地再現(xiàn)(無縫的)而不會使用戶產(chǎn)生中斷的感覺。在音頻MD的情況下，為了實現(xiàn)無縫跳躍再現(xiàn)，在音頻譯碼器的前面級處安裝一軌跡緩沖存儲器，從而當光拾取器從一個出點至一個進入點進行搜索時，即，當暫停從盤上讀出數(shù)據(jù)時，需要繼續(xù)再現(xiàn)的數(shù)據(jù)量被預(yù)先從盤讀出并存儲在軌跡緩沖存儲器中。因為在MD中高效編碼的所有音頻信號幀以同等比特量編碼，即使選擇任何路徑，軌跡緩沖存儲器也不會上溢或下溢，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫再現(xiàn)。
另一方面，為了編碼在GOP結(jié)構(gòu)中的活動圖像信號并把它記錄在光盤介質(zhì)上，還沒有對實現(xiàn)無縫跳躍再現(xiàn)的方法做出充分地研究。
即，已經(jīng)高效編碼的活動圖像信號的各幀的編碼比特量根據(jù)圖像類型I、P和B以及圖像內(nèi)容改變。因此，當對活動圖像信號進行編碼時，必須控制連續(xù)輸入幀的編碼比特量，以防止譯碼器的輸入緩沖存儲器的上溢和下溢。這里，如果帶有再現(xiàn)路徑變換的跳躍再現(xiàn)引起譯碼器的輸入緩沖存儲器的輸入幀順序的改變，就有這樣一種可能譯碼器的輸入緩沖存儲器出現(xiàn)上溢或下溢。
為此，通常，當實現(xiàn)跳躍再現(xiàn)時，在讀出跳躍終點的GOP之前，預(yù)先清除譯碼器的輸入緩沖存儲器，然后執(zhí)行跳躍終點的GOP的讀出操作。然而，在這種方法中，在開始讀出跳躍終點的GOP之前會產(chǎn)生延遲(起動延遲)，不可能實現(xiàn)在跳躍起點的最后幀與跳躍終點的第一幀之間的無縫視頻再現(xiàn)。
另外，如另外一個例子，在前述的DVD-視頻中，盤的制作者(編導(dǎo))預(yù)先確定了在哪些點可以改變再現(xiàn)路徑，并且將數(shù)據(jù)邏輯地記錄在盤中，使得如果再現(xiàn)路徑在這種限制范圍之內(nèi)，就能夠?qū)崿F(xiàn)無縫跳躍再現(xiàn)。因此，如果再現(xiàn)路徑超出了編導(dǎo)所定義的這種限制范圍，就不能保證可以實現(xiàn)無縫的圖像再現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是提供一種編碼裝置和方法、譯碼裝置和方法以及編輯方法，它能夠?qū)υ贕OP結(jié)構(gòu)中的活動圖像信號編碼并在可寫盤介質(zhì)等上記錄該信號，以便使用戶能夠通過選擇圖像再現(xiàn)路徑來編輯數(shù)據(jù)并按這種再現(xiàn)路徑譯碼該活動圖像，從而能夠?qū)崿F(xiàn)無縫圖像再現(xiàn)。
依照本發(fā)明的編碼裝置和方法，當以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼輸入數(shù)字信號時，根據(jù)所假設(shè)在進行譯碼期間使用的緩沖存儲器的比特占用量，確定輸入數(shù)字信號的編碼比特數(shù)量，并且從編碼的輸入數(shù)字信號和另一些已編碼的數(shù)字信號中產(chǎn)生一輸出比特流。按這樣方式來確定編碼比特數(shù)量，使輸入到在譯碼期間所使用的緩沖存儲器的輸入比特率大于已編碼的各數(shù)字信號的比特率的最大值的總和。
依照本發(fā)明的譯碼裝置和方法，當對以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的數(shù)字信號進行譯碼時，檢測已編碼的數(shù)字信號的累計數(shù)量并根據(jù)檢測出的累計數(shù)量以及附加在已編碼的數(shù)字信號中的輸入定時信息來控制累計操作，當再現(xiàn)控制信號規(guī)定一種具有從跳躍起點至跳躍終點的跳躍的跳躍再現(xiàn)時，只要累計裝置有比特占用量空區(qū)域，就可以進行累計操作而忽略附加在已編碼的數(shù)字信號上的輸入定時信息。
依照本發(fā)明的編輯方法，該方法包括當對包含有以由數(shù)字信號的一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的比特流的記錄介質(zhì)進行編輯和再現(xiàn)時，如果要規(guī)定一種跳躍再現(xiàn)，已編碼組的第一幀被設(shè)置成再現(xiàn)跳躍終點，并且把從跳躍終點至下一個跳躍起點的長度的最小值設(shè)置為一個預(yù)定值，這樣就可以實現(xiàn)上述目的。
即，根據(jù)本發(fā)明，為了能夠以諸如GOP的編碼組單元對諸如在記錄介質(zhì)上所記錄的活動圖像的數(shù)字信號進行無縫跳躍再現(xiàn)，把在編碼期間的編碼比特率的最大值置成小于輸入到譯碼器的輸入比特率，并在編輯期間，定義從入點至下一個出點的長度的最小值，使得當對已編輯的流進行譯碼時，只要譯碼器的緩沖器有空區(qū)域，在任何時候都可以輸入流而忽略輸入定時信息。
圖1解釋GOP。
圖2解釋在GOP基礎(chǔ)上的隨機訪問再現(xiàn)(random access reproduction)。
圖3解釋當在GOP基礎(chǔ)上執(zhí)行跳躍再現(xiàn)時的一種編輯極限(edit limit)。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的記錄裝置的基本配置的方框圖。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的再現(xiàn)裝置的基本配置的方框圖。
圖6示出信源譯碼器的詳細配置的方框圖。
圖7示出在跳躍再現(xiàn)期間譯碼器緩沖器的比特占用量的變化。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
首先，參照圖4將給出有關(guān)依照本發(fā)明的實施例的一種編碼裝置以及方法的說明，該圖4示出一種活動圖像信號記錄裝置。
在圖4中，從端子200傳送來的活動圖像信號S30被存儲在幀存儲器201中。編碼難易度計算電路209計算在每個預(yù)定時間內(nèi)的存儲在幀存儲器201中的視頻數(shù)據(jù)S37的編碼難易度S38。比特率指定器210根據(jù)預(yù)定時間的編碼難易度S38，計算每個預(yù)置時間內(nèi)編碼比特率Renc，并在速率控制器211規(guī)定這種編碼比特率Renc。應(yīng)當注意到前述的預(yù)定時間可以是，例如，一個按0.5秒次序排列的一個GOP的持續(xù)期間。本發(fā)明申請人的日本專利申請7-108860和日本專利申請7-11418的說明書以及附圖中公開了前述的編碼難易度及Renc的計算方法。
將對編碼難易度計算電路209做一簡短解釋。編碼難易度計算電路209測定作為編碼難易度的輸入圖像視頻信號的統(tǒng)計特性或圖像特征。編碼難易度計算電路209包括幀內(nèi)信息分析器和幀間信息分析器。幀內(nèi)信息分析器計算作為圖像特征的輸入圖像亮度、色度以及均勻性的統(tǒng)計信息，同時幀間信息分析器計算作為輸入圖像的圖像特征的諸如活動圖像的運動量的統(tǒng)計信息。更具體來說，前述的圖像特征信息如下例如，通過計算預(yù)定時間內(nèi)亮度信息的平均值，可得出輸入圖像的亮度的統(tǒng)計信息；例如，通過計算預(yù)定時間內(nèi)色度信息的平均值，可得出輸入圖像的色度統(tǒng)計信息；例如，通過計算預(yù)定時間內(nèi)亮度信號的分散值，可得出輸入圖像的均勻性的統(tǒng)計信息；例如，通過計算預(yù)定時間內(nèi)運動矢量的數(shù)量平均值，可得出輸入圖像的運動量的統(tǒng)計信息。
前述的比特率指定器210，根據(jù)從編碼難易度計算電路209傳送來的編碼難易度S38，測定編碼比特率Renc。更具體地說，比特率指定器210，根據(jù)從端子212來的所規(guī)定的編碼比特率Renc的最大值REmax以及前述的編碼難易度S38，測定每個預(yù)定時間內(nèi)編碼比特率Renc。應(yīng)當注意通過比特率指定器210所規(guī)定的編碼比特率Renc等于或小于最大值REmax。下面將詳細說明取得最大值REmax的方法。
速率控制器211，根據(jù)編碼比特率Renc，規(guī)定送至視頻編碼器202的圖像S31的目標編碼比特量S35。因此，視頻編碼器202編碼圖像S31以便具有目標編碼比特數(shù)量S35。另外，把在視頻編碼器中實際產(chǎn)生的比特數(shù)量S36傳送給速率控制器211。然后，速率控制器211計算圖像S31的目標編碼比特數(shù)量S35，假設(shè)一個譯碼器的輸入緩沖存儲器的比特占用量，并控制連續(xù)傳送到前述視頻編碼器202的幀的編碼比特數(shù)量，以便使譯碼器的輸入緩沖存儲器將不會上溢或者下溢。
來自視頻編碼器202的已編碼了的比特流S32被送給緩沖存儲器203。
多路復(fù)用器204以多路傳輸比特率Rmux從緩沖存儲器203中讀出比特流S33。多路傳輸比特率Rmux大于編碼比特率Renc的最大值REmax。在復(fù)用器204中，在某一時間間隔內(nèi)，如果緩沖存儲器203含有比特流，比特流S33被以多路傳輸比特率Rmux從該緩沖存儲器203中讀出，并且在某一時間間隔，暫停從緩沖存儲器203中讀出數(shù)據(jù)而是把另外的音頻比特流(未描述)讀入。結(jié)果，從緩沖存儲器203讀入的比特流的操作是以多路傳輸比特率Rmux以及0速率間斷地執(zhí)行的。在預(yù)定時間內(nèi)從緩沖存儲器203斷續(xù)讀入的比特率的平均值，等于那段時間內(nèi)活動圖像的編碼比特率Renc。
復(fù)用器204把比特流S33與另外的音頻輸入比特流(未示出)時分復(fù)用成單一比特流。
ECC編碼器205把這種比特流與誤差校正編碼(ECC)相加并把結(jié)果送到調(diào)制電路206。在調(diào)制電路206中，對應(yīng)于來自ECC編碼器的輸出，執(zhí)行諸如8-14調(diào)制的預(yù)定的調(diào)制。
從該調(diào)制電路206的輸出被送給記錄頭207，在此信號S34被記錄在光盤208上。
下面，參考圖5所示的再現(xiàn)裝置，將針對依照本發(fā)明的實施例的譯碼裝置和方法進行描述。
在圖5中，光盤300含有通過使用結(jié)合圖4所介紹的記錄裝置所記錄的已編碼的活動圖像信號。再現(xiàn)頭302從盤300讀入數(shù)據(jù)S20。該數(shù)據(jù)被送給譯碼電路303。譯碼電路303相應(yīng)于圖4的調(diào)制電路206進行譯碼。該譯碼電路303的輸出被送給ECC譯碼器304并經(jīng)受相應(yīng)于圖4的ECC編碼器205的譯碼處理。ECC譯碼器304輸出傳送給信源譯碼器305的比特流S21。從端子306輸出在該信源譯碼器305中已譯碼的再現(xiàn)信號(下面將詳細介紹的S53、S56以及S59)。
在此，再現(xiàn)控制器301控制從盤300的數(shù)據(jù)S20的讀出。當再現(xiàn)頭302正在讀數(shù)據(jù)S20時，從ECC譯碼器304至信源譯碼器305的比特流S21的輸入比特率是RBin。另外，當再現(xiàn)頭302暫停讀數(shù)據(jù)時，沒有數(shù)據(jù)從ECC譯碼器304輸出。
下面結(jié)合圖6將解釋圖5的信源譯碼器305的結(jié)構(gòu)。
在圖6中，從端子400送來的比特流S21是以比特率RBin輸入軌跡緩沖存儲器401的，并且來自軌跡緩沖存儲器401的比特流S22是以比特率RBin輸入分離器402的。
這里，比特流S22是通過時分復(fù)用而成的已編碼的視頻信號、已編碼的音頻信號、系統(tǒng)信號以及再現(xiàn)控制信息。這里，系統(tǒng)信號包括視頻信號和音頻信號的AV同步再現(xiàn)信號。再現(xiàn)控制信息是指示在盤上記錄視頻節(jié)目的再現(xiàn)路徑的信息。該再現(xiàn)路徑是由用戶通過編輯操作而規(guī)定的。
分離器402從多路復(fù)用傳輸?shù)谋忍亓鱏22中分離出已編碼的視頻信號S51、已編碼的音頻信號S54、系統(tǒng)信號S57以及再現(xiàn)控制信息S60，并把它們分別送至視頻緩沖存儲器403、音頻緩沖存儲器406、系統(tǒng)緩沖存儲器409以及再現(xiàn)控制信息緩沖存儲器412。
視頻譯碼器404從視頻緩沖存儲器403中讀數(shù)據(jù)S52，譯碼此數(shù)據(jù)并輸出再現(xiàn)視頻信號S53，音頻譯碼器407從音頻緩沖存儲器406中讀數(shù)據(jù)S55，譯碼此數(shù)據(jù)并輸出再現(xiàn)音頻信號S56。系統(tǒng)譯碼器410從系統(tǒng)緩沖存儲器409中讀數(shù)據(jù)S58，譯碼此數(shù)據(jù)并輸出系統(tǒng)信息S59。再現(xiàn)控制信息譯碼器413從再現(xiàn)控制信息緩沖存儲器412中讀數(shù)據(jù)S61，譯碼此數(shù)據(jù)并輸出再現(xiàn)控制信息S66。再現(xiàn)控制信息S66被傳送給圖5的再現(xiàn)裝置的再現(xiàn)控制器301。
緩沖器占用量檢測器416檢測視頻緩沖存儲器403的比特占用量。當視頻緩沖存儲器403已經(jīng)變得滿載時，緩沖器占用量檢測器416發(fā)射一個指示緩沖器裝滿的信號S70給分離器402，以便暫停分離器402的分離操作。結(jié)果，停止了輸入至視頻緩沖存儲器403的比特流S51的輸入。
緩沖器占用量檢測器415檢測軌跡緩沖器存儲401的比特占用量。當軌跡緩沖存儲器401已經(jīng)變得滿載時，緩沖器占用量檢測器415輸出一個指示緩沖器裝滿的信號S67。該信號S67被傳輸給圖5的再現(xiàn)頭302，以便暫停從盤300讀出數(shù)據(jù)。結(jié)果，停止了輸入至軌跡緩沖存儲器401的比特流S21的輸入。
前述的圖4中所示記錄裝置中視頻數(shù)據(jù)的編碼比特率的最大值REmax是涉及送給圖6的軌跡緩沖存儲器401的多路復(fù)用傳輸?shù)谋忍亓鱏21的比特率RBin的數(shù)值。比特率RBin必須大于前述的編碼視頻信號S51、已編碼音頻信號S54、系統(tǒng)信號S57以及再現(xiàn)控制信息S60的各個最大比特率的總和。
這里，前述最大值REmax是例如按如下方式測定的已編碼音頻信號S54、系統(tǒng)信號S57以及再現(xiàn)控制信息S60是正常預(yù)定比特率，并且通過這三種比特率的總和減去比特率RBin，得到從中減去預(yù)定極限比特率的剩余比特率。按照上述方式獲得的值被用作視頻編碼比特率的最大值REmax。
參照前述的圖3和圖1，將針對當圖5的再現(xiàn)裝置進行跳躍再現(xiàn)時信源譯碼器305的操作做一番說明。
在圖3的例子中，其中從GOP-0至GOP-m的GOP的連續(xù)活動圖像的編碼比特流被記錄在盤上，執(zhí)行的跳躍是從第一GOP(GOP-1)的末端處的出點(out-1)至第n GOP的首端處的進入點(in-1)。圖7A和圖7B示出，當圖4的視頻編碼器202編碼第m GOP(GOP-m)和第n GOP(GOP-n)時，假設(shè)譯碼器的輸入緩沖存儲器(此后稱作虛擬譯碼緩沖器，其相應(yīng)于MPEG中的vbv緩沖器)的比特占用量的變化。
在圖7A中，BV表示虛擬譯碼緩沖器的大小。例如，在MPEG2FP@ML(在主級的主格式)，BV是1.75Mbit。在圖中用斜線表示虛擬譯碼緩沖器的比特占用量。每個直線的傾角表示輸入到虛擬譯碼緩沖器的輸入特率并且該值是前述的比特率RBin。當比特占用量已變得滿載(＝BV)時，停止向虛擬譯碼緩沖器輸入比特流。在圖中，每個垂直線有相應(yīng)于編碼幀的比特數(shù)量的長度。每1/P秒譯碼一幀，瞬時降低比特占用量。這里，在電視標準系統(tǒng)NTSC(國家電視制式委員會)中P是29.97Hz并且在PAL(逐行倒相制)中P是25Hz。當視頻流被多路復(fù)用傳輸時，在已編碼的幀被輸入虛擬譯碼緩沖器的時刻，被編碼成MPEG多路傳輸比特流的SCR(系統(tǒng)時鐘基準)或PCR(節(jié)目時鐘基準)。
圖7的例子顯示出當進行跳躍再現(xiàn)時譯碼器的最壞情況。即，當從第一GOP(GOP-1)至第n GOP(GOP-n)進行跳躍時，在連接點處，用于再現(xiàn)圖像的譯碼緩沖存儲器的比特流I/O數(shù)量成為最大。在圖7A中，由a_out所標示的位置處的幀，與在第一GOP(GOP-1)中跳躍再現(xiàn)的出點(out-1)的編碼幀相對應(yīng)，并且其比特量為BV。另外，在圖7B中，由a_in所標示的位置處的幀，與在第n GOP(GOP-n)中跳躍再現(xiàn)的入點(in-1)的編碼幀相對應(yīng)，并且其比特量為BV。
圖7C示出的一條鋸齒形狀的實線，它表示當進行從第一GOP(GOP-1)至第n GOP(GOP-n)跳躍再現(xiàn)時，虛擬譯碼緩沖器的比特占用量變化。結(jié)合圖5的信源譯碼器305的操作，將對圖7C所示做說明。應(yīng)該注意為了簡化說明，將僅介紹視頻數(shù)據(jù)的比特流的譯碼。在圖7C中，BB的大小相當于圖6的軌跡緩沖存儲器401的大小和視頻緩沖存儲器403的大小的總和。這兩個緩沖存儲器401和403的全部大小相當譯碼器的緩沖存儲器，下面將稱為譯碼緩沖器。
當譯碼緩沖器的比特占用量變得滿載時，開始第一GOP(GOP-1)的譯碼，并且在時刻tj完成向譯碼緩沖器讀入第一GOP(GOP-1)，開始在盤上搜索第n個GOP的地址。
下面，在時刻ts，開始向譯碼器輸入第n GOP(GOP-n)。從時刻tj至時刻ts，暫停從盤向譯碼緩沖器輸入并且在該間隔期間，輸入緩沖器的輸入比特率為零。緊接著第n GOP(GOP-n)的第一幀a_in被譯碼之后，譯碼緩沖器比特占用量為零。
這以后，每1/P秒譯碼第n GOP(GOP-n)的每個幀。比特流以比特率RBin被輸入譯碼緩沖器直到緩沖器變得滿載為止，并且當緩沖器變滿時停止輸入。在這種情況下，對輸入譯碼緩沖器的已編碼幀的輸入定時進行控制，從而無論任何時候只要譯碼緩沖器有空區(qū)域，就執(zhí)行輸入操作而不考慮SCR或PCR，即，附加在多路復(fù)用傳輸比特流的編碼幀上的輸入定時。因為已編碼的視頻數(shù)據(jù)的比特率的最大值REmax小于輸入緩沖器的輸入比特率RBin，這就保證了最遲在時間τx以后，譯碼緩沖器比特占用量才再次變成滿載。
在圖7C中，譯碼緩沖器即軌跡緩沖存儲器401(B7)和視頻緩沖存儲器403(BD)的最小所需大小BB，由下式來表示BT＝RBin*Seek_time，BD＝2*BV-RBin/P，BB＝BT+BD。在表達式中，Seek_time表示在跳躍再現(xiàn)期間從入點至出點的搜索時間的最大值。應(yīng)該注意在圖7C中，從時刻tj起的鋸齒形的點劃線表示當上述搜索時間Seek_time為零時，譯碼緩沖器比特占用量；當搜索時間Seek_time增加時，BT也增加。另外，上述的時間τx可以用下式表示。
τx＝(BV+BT)/(RBin-REmax)這樣，圖7僅解釋了視頻信號的譯碼。至于音頻信號，通過圖6的譯碼系統(tǒng)的分離器402，把相當于第一GOP(GOP-1)以及第n GOP(GOP-n)的音頻信號的視頻流分離并送給音頻緩沖存儲器406。這里，為了進行無縫視頻再現(xiàn)，分離器402操作直至視頻緩沖存儲器滿載為止。結(jié)果，在視頻緩沖存儲器403滿載之前，音頻緩沖存儲器406就會上溢。在這種情況下，在音頻緩沖存儲器406中的最舊數(shù)據(jù)就會從緩沖器刪除。即使最舊的音頻數(shù)據(jù)被刪除，對聽覺也不會引起不利影響。
通過系統(tǒng)譯碼器410所再現(xiàn)的系統(tǒng)信息S59的AV同步信息，使由視頻譯碼器404所再現(xiàn)的視頻信號S53與由音頻譯碼器407所再現(xiàn)的音頻信號S56同步輸出。這里，AV同步信息是，例如，在MPEG多路復(fù)用傳輸流中的PTS(顯示時間標記)。
下面，將說明通過對由圖4中記錄裝置記錄在盤上的視頻信號進行編輯而指定跳躍再現(xiàn)時的限制。
當進行跳躍再現(xiàn)時，搜索到跳躍終點的GOP之后，暫停將比特流送給譯碼緩沖器。然而，在這種停止的期間，必須進行無縫譯碼操作。為此，限制編輯以便使譯碼緩沖器將不會下溢。結(jié)合上述的圖3將對此做解釋。
在圖3中，當跳躍是從出點(out-1)至入點(in-1)進行時，前述的τx被要求處于最大直到譯碼緩沖器比特占用量變成滿載為止。為此，從入點(in-1)至跳躍終點，即，下一個出點(out-1)的順序時間，被設(shè)置為一個等于或者大于τx的值。
通過對視頻信號進行如上面已描述的編碼、編輯以及譯碼，就能夠在GOP基礎(chǔ)上實現(xiàn)無縫跳躍再現(xiàn)。即，用戶可以在GOP基礎(chǔ)上編輯活動圖像再現(xiàn)路徑并無縫再現(xiàn)。
如上述清楚地介紹，依照本發(fā)明的編碼裝置和方法中，當以由一些幀所構(gòu)成的編碼組結(jié)構(gòu)編碼輸入數(shù)字信號時，各個數(shù)字信號的編碼比特率的最大值的總和，小于輸入到在譯碼期間所用的緩沖存儲器的輸入比特率，因此即使用戶通過對已編碼的比特流進行編輯，選擇了一個視頻再現(xiàn)路徑，也能夠通過按選出的再現(xiàn)路徑譯碼信號來完成無縫信號再現(xiàn)。
另外，依照本發(fā)明的譯碼裝置和方法中，當對以由數(shù)字信號的一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的比特流進行譯碼時，在譯碼之前的階段對已編碼的數(shù)字信號累計，并且如果指定了一種跳躍再現(xiàn)，則只要有累計數(shù)量空區(qū)域，就進行累計而忽略附加在已編碼的數(shù)字信號上的輸入定時信息，因此即使已編碼的比特流已經(jīng)被編輯，該信號也能被譯碼成無縫信號。
另外，依照本發(fā)明的編輯方法中，當從記錄介質(zhì)中再現(xiàn)并編輯以由數(shù)字信號的許多幀構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)已編碼的比特流時，在跳躍再現(xiàn)的情況下，假設(shè)編碼組的第一幀為跳躍終點，把從該跳躍終點至下一個跳躍起點的長度的最小值設(shè)置為一個預(yù)定值，使經(jīng)受這種編輯的信號可以被譯碼成無縫再現(xiàn)信號。
權(quán)利要求
1.一種用于以由一些幀構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼輸入數(shù)字信號的編碼裝置，所述裝置包括編碼比特數(shù)量控制裝置，用于假設(shè)進行譯碼期間所用的緩沖存儲器的比特占用量，控制所述輸入數(shù)字信號的編碼比特數(shù)量，編碼裝置，用于根據(jù)來自所述編碼比特數(shù)量控制裝置的編碼比特數(shù)量控制信號，對所述輸入數(shù)字信號編碼；和輸出比特流發(fā)生裝置，用于從所述已編碼的輸入數(shù)字信號和另一些已編碼的數(shù)字信號中產(chǎn)生輸出比特流；其中所述編碼比特數(shù)量控制裝置對編碼比特數(shù)量進行控制，使得輸入到在進行譯碼期間所使用的所述緩沖存儲器的輸入比特率大于所述已編碼的各數(shù)字信號的比特率的最大值的總和。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其中所述編碼比特數(shù)量控制裝置把所述已編碼的輸入數(shù)字信號的比特率的最大值設(shè)置為所述輸出比特流比特率減去所述另一些已編碼的數(shù)字信號的比特率的最大值的總和與一個預(yù)定極限而得到的值。
3.一種用于以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼輸入數(shù)字信號的編碼方法，所述方法包括假設(shè)在進行譯碼期間所使用的緩沖存儲器的比特占用量的步驟根據(jù)所述假設(shè)的比特占用量，確定輸入數(shù)字信號的編碼比特數(shù)量的步驟；根據(jù)所述確定的編碼比特數(shù)量，對所述輸入數(shù)字信號編碼的步驟；和從所述編碼的輸入數(shù)字信號和另一些已編碼的數(shù)字信號中產(chǎn)生輸出比特流的步驟；其中所述編碼比特數(shù)量被確定成這樣的一個值，使輸入到在進行譯碼期間所使用的所述緩沖存儲器的輸入比特率大于所述已編碼的各數(shù)字信號的比特率的最大值的總和。
4.如權(quán)利要求3所述的編碼方法，其中將所述已編碼的輸入數(shù)字信號的比特流的最大值設(shè)置為所述輸出比特流的比特率減去所述另一些已編碼的數(shù)字信號的比特率的最大值的總和與一個預(yù)定極限而得到的值。
5.一種譯碼裝置包括輸入裝置，用于輸入以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的數(shù)字信號；累計裝置，用于累計所述輸入的已編碼的數(shù)字信號；比特占用量測定裝置，用于檢測所述累計裝置的比特占用量；輸入控制裝置，用于根據(jù)所述累計裝置的所述比特占用量以及附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息，對輸入到所述累計裝置的所述已編碼的數(shù)字信號的輸入進行控制；譯碼裝置，用于對已經(jīng)從所述累計裝置讀出的所述已編碼的數(shù)字信號譯碼；和再現(xiàn)控制信號提取裝置，用于提取與附加在所述已編碼的數(shù)字信號的編輯有關(guān)的再現(xiàn)控制信號；其中，當所述再現(xiàn)控制信號規(guī)定一種具有從跳躍起點至跳躍終點的跳躍的跳躍再現(xiàn)時，只要所述累計裝置有比特占用量空區(qū)域，所述輸入控制裝置就把所述已編碼的數(shù)字信號傳送給所述累計裝置而忽略附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息。
6.一種譯碼方法，用于對以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的數(shù)字信號進行譯碼，所述方法包括輸入以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的數(shù)字信號的步驟；累計所述輸入的已編碼的數(shù)字信號的步驟；檢測所述已編碼的數(shù)字信號的累計數(shù)量的步驟；和控制步驟，根據(jù)所述累計數(shù)量以及附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息，對所述已編碼的數(shù)字信號的所述累計進行控制，并且當與附加在所述已編碼的數(shù)字信號的編輯有關(guān)的一種再現(xiàn)控制信號指定了具有從跳躍起點至跳躍終點的跳躍的一種跳躍再現(xiàn)時，只要有所述累計數(shù)量空區(qū)域，則所述已編碼的數(shù)字信號就被累計而忽略附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息。
7.一種譯碼裝置包括輸入裝置，用于輸入以由一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的數(shù)字信號；累計裝置，用于對所述輸入的已編碼的數(shù)字信號累計；檢測裝置，用于當對所述輸入的已編碼的數(shù)字信號累計時，檢測所述已編碼的數(shù)字信號的比特占用量；和控制裝置，用于根據(jù)所述累計數(shù)量以及附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息，對所述已編碼的數(shù)字信號的所述累計過程進行控制，和當與附加在所述已編碼的數(shù)字信號的編輯有關(guān)的一種再現(xiàn)控制信號指定了具有從跳躍起點至跳躍終點的跳躍的一種跳躍再現(xiàn)時，只要有所述累計數(shù)量空區(qū)域，所述已編碼的數(shù)字信號就被累計而忽略附加在所述已編碼的數(shù)字信號的輸入定時信息。
8.一種用于對含有已編碼的比特流的記錄介質(zhì)進行編輯和再現(xiàn)的編輯方法，該已編碼的比特流是以由數(shù)字信號的一些幀構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的比特流，所述方法包括設(shè)置跳躍起點和跳躍終點，從而使從跳躍終點至下一個跳躍起點的長度最小值是一個預(yù)定值的步驟；和根據(jù)已經(jīng)設(shè)置的所述跳躍起點以及所述跳躍終點，對跳躍再現(xiàn)進行控制的步驟。
9如權(quán)利要求8所述的編輯方法，其中把所述已編碼的組的第一幀設(shè)置為所述跳躍終點。
10.一種編輯裝置，包括再現(xiàn)裝置，用于再現(xiàn)含有已編碼的比特流的記錄介質(zhì)，該已編碼的比特流是以由數(shù)字信號的一些幀所構(gòu)成的預(yù)定編碼組結(jié)構(gòu)編碼的比特流；設(shè)置裝置，用于設(shè)置跳躍起點和跳躍終點，以使從一跳躍終點至下一個跳躍起點的長度的最小值是一個預(yù)定值，和控制裝置，用于根據(jù)已設(shè)置的所述跳躍起點以及所述跳躍終點，控制跳躍再現(xiàn)。
11.如權(quán)利要求10所述的編輯方法，其中把所述已編碼的組的第一幀設(shè)置為所述跳躍終點。
全文摘要
將活動圖像信號以GOP結(jié)構(gòu)編碼并記錄在可寫盤式介質(zhì)上,用戶可編輯信號并選擇無縫圖像再現(xiàn)的再現(xiàn)路徑。編碼難易度計算電路209、比特率指定器210和速率控制器211控制輸入活動圖像信號的編碼比特量,假設(shè)譯碼期間緩沖器的比特占用量。視頻編碼器202據(jù)此編碼該輸入信號;多路復(fù)用器204從編碼的輸入信號以及另外已編碼的信號中產(chǎn)生一輸出比特流。按此方式編碼,使各信號比特率最大值的總和小于譯碼緩沖器的輸入比特率。
文檔編號G11B20/10GK1202059SQ98109480
公開日1998年12月16日 申請日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月3日
發(fā)明者加藤元樹 申請人:索尼公司