專利名稱：視頻數(shù)據(jù)存儲方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于視頻服務器的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，它用來存儲和再現(xiàn)盤上所記錄的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是諸如具有有效時間特生的音頻和視頻數(shù)據(jù)，并具體涉及一種用來有效地再現(xiàn)具有不同比特率的數(shù)據(jù)的視頻數(shù)據(jù)存儲方法。
在一種視頻服務器中，視頻數(shù)據(jù)是以壓縮碼的形式存儲在視頻服務器的盤上并響應與該視頻服務器相聯(lián)接的一個用戶的要求而被從記錄介質(zhì)上讀出并配給該用戶。
例如，在申請?zhí)枮镹o.平8-88834的已公開的日本專利申請中，公開了一種常規(guī)視頻服務器的例子，并在圖5中示出。參照圖5，該視頻服務器或者視頻命令系統(tǒng)(Video on-demand system)包括一個存儲裝置501；一個數(shù)據(jù)讀取裝置502；存儲器寫入裝置5031至503n；緩沖存儲器5001至504n；存儲器讀取裝置5051至505n；終端單元5061至506n；以及一個控制裝置507。該存儲裝置501包括一些存儲介質(zhì)5011至501m，例如磁盤。
在存儲裝置501中所存的視頻數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)讀取裝置502讀出并經(jīng)過存儲器寫入裝置5031至503n暫存在緩沖存儲器5041至504n。存儲器讀取裝置5051至505n讀出在緩沖存儲器5041至504n中所存的數(shù)據(jù)并送至終端單元5061至506n，由此分別地能壓縮、再現(xiàn)及顯示這些數(shù)據(jù)?？刂蒲b置507響應由終端單元5061至506n輸入的請求分配的信號來控制存儲裝置501以及讀取數(shù)據(jù)裝置502，從而使得在存儲裝置501中所存的視頻數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)讀取裝置502讀出并寫入緩沖存儲器5041至504n。
在上述的常規(guī)的視頻命令系統(tǒng)中，視頻數(shù)據(jù)被分成段預定的長度并周期地存入該存儲裝置501。圖6示出一種存儲視頻數(shù)據(jù)的方法，構(gòu)成該存儲裝置501的用于存儲視頻數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)5011至501m的數(shù)量為4個。將視頻數(shù)據(jù)分成視頻數(shù)據(jù)塊VD-110,VD-002,…,VD-K并且按照一種時間順序周期地存儲至存儲介質(zhì)5011至5014中。
數(shù)據(jù)讀取裝置502讀出在存儲置501中所存的視頻數(shù)據(jù)，并且由終端單元5061至506n中的一個來最終再現(xiàn)和顯示。圖7示出從存儲裝置501中讀取的時間與由終端單元5061再現(xiàn)顯示的時間之間的關系。在一個視頻數(shù)據(jù)讀取時間DTread中。在存儲介質(zhì)5011中所存的視頻數(shù)據(jù)VD-001被讀出并存入緩沖存儲器5041。在一個視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間DT Play中，終端單元5061再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，如果假設該視頻數(shù)據(jù)讀取時間DTread是該視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間DT Play的四分之一，則在一個塊的該視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間之內(nèi)，就可以從存儲裝置5011中讀出四個視頻數(shù)據(jù)塊。
這里，分析一下利用終端單元5061再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的情況。數(shù)據(jù)讀取裝置502讀取在存儲介質(zhì)5011中所存的視頻數(shù)據(jù)塊VD-001并傳送給存儲器寫入裝置5031。該存儲器寫入裝置5031把該數(shù)據(jù)存入緩沖存儲器5041。存入該數(shù)據(jù)之后，它們被存儲器讀取裝置5051讀出并由終端單元5061再現(xiàn)并顯示。在由終端單元5061進行的再現(xiàn)操作到一個終點之前，數(shù)據(jù)讀取裝置502從存儲介質(zhì)5012中讀出下一個視頻數(shù)據(jù)VD-002并經(jīng)過存儲器寫入裝置5031把該數(shù)據(jù)存入緩沖存儲器5041中。由于在前面的視頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)進行到一個終點之前，就要求把下一個需求的視頻數(shù)據(jù)存入緩沖存儲器中，其中視頻數(shù)據(jù)讀取時間DTread比視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間DT Play短，因此，數(shù)據(jù)讀取裝置502可以從同一個記錄介質(zhì)中讀出許多視頻數(shù)據(jù)。
圖8示出在一個視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間DT Play之內(nèi)讀出四個視頻數(shù)據(jù)的例子。在距時間的一個固定點的每個視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)時間DT Play，描述視頻數(shù)據(jù)所獲得的一個單元稱為幀，并且，用一個視頻數(shù)據(jù)讀取時間DTread除一個幀所得到的一個單元稱為時隙(time slot)。該視頻數(shù)據(jù)包括四種數(shù)據(jù)VD1、VD2、VD3和VD4，并且數(shù)據(jù)讀取裝置502從存儲介質(zhì)5011中按順序讀出視頻數(shù)據(jù)塊VD1-001、VD2-001、VD3-001和VD4-001并將它們分別存入緩沖存儲器5041至5044中。當接收到該視頻數(shù)據(jù)塊時，終端單元5061至5064把它們能壓縮、再現(xiàn)并顯示。在終端單元5061至5064的再現(xiàn)顯示進行到一個終點之前，以存儲介質(zhì)5012中讀出下一個視頻數(shù)據(jù)塊并且接著再現(xiàn)和顯示基于該視頻數(shù)據(jù)的圖像。
按照這種方式，每四個時隙利用了四個記錄介質(zhì)，一個幀可以得到該四個時隙，就可以把不同的圖像送給全部4×4=16終端單元。
不過，在上述的常規(guī)視頻服務器中，由于在視頻信息的再現(xiàn)過程中，一個時隙分配給一個終端，因此當同時讀出不同比特率的視頻數(shù)據(jù)時，如圖9所示，需把時隙統(tǒng)一地設置成滿足最大的比特率。采用如剛才描述的這樣的一種時隙設置方法，由于時隙是根據(jù)與圖9所示的視頻數(shù)據(jù)B的比特率一樣的高比特率來構(gòu)造的，因此在針對諸如視頻數(shù)據(jù)A的低比特率的視頻數(shù)據(jù)的時隙中出現(xiàn)了一段無用時間。如果將要傳送的所有的視頻數(shù)據(jù)具有與視頻數(shù)據(jù)A的比特率一樣的低比特率，則將會無效地浪費一半的盤讀取和處理能力。
同時，如

圖10所示，另一種有效的方法是進行視頻數(shù)據(jù)的讀出控制以使不同的視頻數(shù)據(jù)讀取時間DTread的間總和包含在一幀之內(nèi)。在這種情況下，以一種更高的效率可以利用記錄介質(zhì)讀出能力的同時，在包括了高比特率的視頻數(shù)據(jù)的情況下，一次從與上述的方法中相同的記錄介質(zhì)中一定能讀出大量的數(shù)據(jù)。因此，第二種方法存在一個問題，在低比特率的視頻數(shù)據(jù)，例如視頻數(shù)據(jù)塊A、B、C、D、E、F、G和H平均地分配至如圖11中所示的一個時隙的情況下，盡管讀出和處理能力是相當?shù)馗叩?，但是高比特率的視頻數(shù)據(jù)Z的讀出是不行的。這里，圖11示出一種情況，盡管每個幀具有一個足夠的空間，但是也不能在一個幀中容納一個視頻數(shù)據(jù)塊Z-1。
另一方面，在日本專利公開申請No.平8-163072中公開了一種不同的方法，其中視頻數(shù)據(jù)也有一個同比特率，該視頻數(shù)據(jù)被分給具有一種固定大小的塊中并且按順序把這些塊存入記錄介質(zhì)。按照剛才描述的方法，根據(jù)一個終端所要求的比特率來調(diào)節(jié)一次將要讀取的塊的數(shù)量因此能夠把不同比特率的視頻數(shù)據(jù)提供給該終端。
不過，這種方法有一個問題，由于視頻數(shù)據(jù)的塊是按順序分配至記錄介質(zhì)的，如果再現(xiàn)不同比特率的視頻數(shù)據(jù)，則記錄介質(zhì)的讀出控制將變成無序。
另一方面，在再現(xiàn)一些具有一種相等的比特率的視頻數(shù)據(jù)的情況下，由于在以這樣的方式轉(zhuǎn)換至下一幀時，將要讀出數(shù)據(jù)的該記錄介質(zhì)被隨后改變成下一個記錄介質(zhì)，因此在一個第一幀中，視頻數(shù)據(jù)被從記錄介質(zhì)-1的一個塊中讀出，但在一個第二幀中，視頻數(shù)據(jù)被從記錄介質(zhì)-2的一個塊中讀出，這可從圖8表示出來。
不過，利用在日本專利公開申請No.平8-163072中所公開的方法，當將要再現(xiàn)兩倍的比特率的視頻數(shù)據(jù)時，當轉(zhuǎn)換至下一幀時，以這樣的方式，將要讀出數(shù)據(jù)的該記錄介質(zhì)被隨后地改變成第二下一個記錄介質(zhì)，因此如圖12所示，在第一幀中，從記錄介質(zhì)-1和記錄介質(zhì)-2中讀出兩塊，并且在第二幀中，從記錄介質(zhì)-3和記錄介質(zhì)-4中讀出兩塊。因此，例如，如圖13所示，在一次全部地分配低比特率的視頻數(shù)據(jù)A、B、C、和D的視頻數(shù)據(jù)塊并且試圖分配兩倍于該低比特率的高比特率的視頻數(shù)據(jù)Z的情況下，該讀出控制就會紊亂。在圖13的例子中，由于視頻數(shù)據(jù)Z有兩倍的比特率，因此，每幀需要讀出兩個視頻數(shù)據(jù)塊。在第一幀中，很好地把視頻數(shù)據(jù)塊A-1、B-1、C-1、D-1以及Z-1、Z-2分配至時隙。不過，在第二幀中，雖然可以很好地讀出視頻數(shù)據(jù)塊A-2、B-2、D-2以及Z-3，但是，在該第二幀中卻不能完成已經(jīng)計劃將要讀出的視頻數(shù)據(jù)塊Z-4的讀出操作。換句話說，即使初次很好地分配了視頻數(shù)據(jù)，由于在不同的比特率的不同的視頻數(shù)據(jù)之間時隙的移動也是不同的，因此上述的方法有一個需要解決的主題，即隨著時間的渡過，它就會變得不可能在一個計劃的幀中完整地讀出。
本發(fā)明的一個目的是提供一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，利用該方法，在使用時隙來進行視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)的過程中，即使在將要再現(xiàn)不同比特率的視頻數(shù)據(jù)的情況下，不必打亂記錄介質(zhì)的讀出控制的順序就可以再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)并且可以有效地利用該記錄介質(zhì)的讀出能力。
為了達到上述的目的，依照本發(fā)明，提供了一種包括以下步驟的視頻數(shù)據(jù)存儲方法把視頻數(shù)據(jù)分成基本的塊，該基本塊具有根據(jù)一種基本比特率預先確定的大??；按照一種時間序列的順序把該基本塊周期地分配至許多局部視頻文件；以及把每個局部視頻文件看做一個視頻數(shù)據(jù)把該局部的視頻文件周期地存入許多記錄介質(zhì)。
按照該視頻數(shù)據(jù)存儲方法，當將要存儲的視頻數(shù)據(jù)具有該基本比特率的整數(shù)倍的比特率時，將該視頻數(shù)據(jù)劃分以便使每個固定的數(shù)據(jù)量與當該基本比特率的視頻數(shù)據(jù)被再現(xiàn)一段固定的時間階段之時的該基本比特率的視頻數(shù)據(jù)量，即，以基礎塊的單元形式劃分該視頻數(shù)據(jù)，并分別地存儲它們，從而好像它們是一組多基本比特率的視頻數(shù)據(jù)。因此，即使同時地進行不同比特率的視頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)，也可以穩(wěn)定地再現(xiàn)該視頻數(shù)據(jù)而不致引起存儲介質(zhì)的讀出控制的紊亂，此外還可以有效地利用該存儲介質(zhì)的讀出能力。
因此，利用該視頻數(shù)據(jù)存儲方法，當將要存儲的視頻數(shù)據(jù)具有該基本比特率的整數(shù)倍的比特率時，由于按照與從存儲介質(zhì)以該基本比特率的視頻數(shù)據(jù)的讀出的方式非常相同的方式，可以掌握從存儲介質(zhì)讀出的操作，因此該存儲介質(zhì)的讀出控制不會產(chǎn)生紊亂。因此，不需要給時隙規(guī)定一個極限，并且可以最大限度地有效使用記錄介質(zhì)的讀出能力。
結(jié)合附圖，從下面的說明書和附帶的權(quán)利要求書中，本發(fā)明的上面的以及其它的目的，特征以及優(yōu)點將會變得更加明顯，其中使用相同的參考符號表示相同的部分或元件。
圖1顯示出本發(fā)明所提供的視頻數(shù)據(jù)存儲方法的流程圖；圖2是示出根據(jù)圖1所示的視頻數(shù)據(jù)存儲方法把視頻數(shù)據(jù)分成局部視頻文件的一種形式的框圖；圖3是示出根據(jù)圖1所示的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，把視頻數(shù)據(jù)存儲到不同盤上的一種形式的框圖；圖4是示出時隙的操作的框圖，利用此時隙的操作把圖3所示的視頻數(shù)據(jù)從那些盤中讀出；圖5是表示一種常規(guī)的視頻服務器的構(gòu)造的框圖；圖6是示出利用圖5所示的視頻的服務器在許多盤上離散地存儲視頻數(shù)據(jù)的一種方式的框圖；圖7是表示從圖5的視頻服務器的記錄介質(zhì)上讀取的時間與由終端單元再現(xiàn)顯示的時間之間的關系的時序圖；圖8是表示在一段再生顯示時間中四種視頻數(shù)據(jù)的讀出的時序圖；圖9是表示在利用一種常規(guī)的技術從盤上讀出具有不同比特率的視頻數(shù)據(jù)的情況下所存在的一種將要解決的主題的框圖；圖10是表示利用另一種常規(guī)的技術來從盤上讀出具有不同的比特率的視頻數(shù)據(jù)的一種方法的框圖；圖11是表示在利用圖10所示的方法中所利用的常規(guī)技術從盤上讀出具有不同的比持率的視頻數(shù)據(jù)的情況下所存在的一種將要解決的主題的框圖；圖12是表示利用另一種常規(guī)技術讀出具有不同的比特率的視頻數(shù)據(jù)的一種方法的框圖；圖13是表示生利用圖12所示的方法中所利用常規(guī)技術從盤上讀出具有不同的比特率的視頻數(shù)據(jù)的情況下，一個還需解決的主題的框圖；在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例之前，描述一下本申請所使用的幾個術語。在一種應用了依照本發(fā)明的視頻數(shù)據(jù)存儲方法的視頻服務器中，首先確定一種基本比特率。該基本比特率是對存儲視頻數(shù)據(jù)所用的比特率起參考作用的一種比特率。例如，如果把該基本比特率設置為3Mbps，則可以存儲視頻數(shù)據(jù)的比特率就是該基本比特率的倍數(shù)，諸如3Mbps、6Mbps、9Mbps以此類推。該基本比特率的視頻數(shù)據(jù)的一個單位稱為基本塊，即用來再現(xiàn)一段固定時間階段該視頻數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)量。例如，如果每0.5秒劃分視頻數(shù)據(jù)，則該基本塊有近似19Kbytes的數(shù)據(jù)量。
圖1示出利用依照本發(fā)明的該視頻數(shù)據(jù)存儲方法的視頻服務器的操作過程簡圖。參照圖1，首先把視頻數(shù)據(jù)劃分成基本塊并按一種時間序列安排該基本塊以形成n個局部視頻文件從而使該基本塊有一個n的周期(步驟1)。這里，n是一個等于或大于n的整數(shù)并表示將要存儲的視頻數(shù)量的比特率的倍數(shù)。例如，在該基本比特率是3Mbps的情況下，如果將要存儲9Mbps的視頻數(shù)據(jù)，則n=3。圖2示出視頻數(shù)據(jù)劃分的一個例子，其中n=3。然后，通過上述劃分之后所得到的局部視頻文件周期性地存儲到記錄介質(zhì)中，把它們的每一個看做是一個視頻文件(步驟2)。圖3示出把這些局部文件存入四個記錄介質(zhì)的情況的例子。圖2所示的局部視頻文件-0被周期地存入圖3中的記錄介質(zhì)-1、記錄介質(zhì)-2，…好像它是一個單獨的視頻文件。同樣局部視頻文件-1也被周期地存入記錄介質(zhì)-2、記錄介質(zhì)-3、…。在這種情況下，這些局部視頻文件可以是任何記錄介質(zhì)開始存儲的，同時，為了確保本發(fā)明的高效率，不同的局部視頻文件最好應該從不同的記錄介質(zhì)開始存儲。不過，在局部視頻文件的數(shù)目大于記錄介質(zhì)的數(shù)目的情況下，存儲可以從相同的記錄介質(zhì)開始。
這種分配和存儲可以相互之間平行地進行。尤其是，所有的視頻數(shù)據(jù)，不是在把他們分配給局部文件之后被存入記錄介質(zhì)的，而是接收到關于每個基本塊的數(shù)據(jù)之后，才把它們隨后存入存儲介質(zhì)的。例如，把視頻數(shù)據(jù)劃分成局部視頻文件-0，局部視頻文件-1以及局部視頻文件-2的情況下，把每個基本塊的塊號除以n(n=3)時的余數(shù)看做是該基本塊屬于的局部視頻文件的號數(shù)，根據(jù)該塊號和該局部視頻文件的號數(shù)，就可以計算在記錄介質(zhì)內(nèi)對于一個基本塊的每個視頻數(shù)的存儲位置。
現(xiàn)在，參照圖4描述一下把按照如上所述的方式存儲的視頻激據(jù)讀出的一種方法。按下列方式讀出具有3倍于該基本比特率的一個比特率(例如，9Mbps)的視頻數(shù)據(jù)。這里，用VD1、VD2和VD3表示這些局部視頻文件。在第一個0.5秒中，從記錄介質(zhì)-1、記錄介質(zhì)-2以及記錄介質(zhì)-3中讀出局部視頻文件VD1、局部視頻文件VD2和VD3的全部三塊VD1-1、VD2-1和VD3-1，并且在一個緩沖存儲器中這三塊是相互連接的。在下一個0.5秒中，從記錄介質(zhì)-2、記錄介質(zhì)-3以及記錄介質(zhì)-4中讀出局部視頻文件VD1、VD2和VD3的全部三塊VD1-2、VD2-2和VD3-2，并且在該緩沖存儲器中這三塊是相互連接的。重新進行如剛才所描述的這樣的操作順序，從而得到9Mbps的視頻數(shù)據(jù)的再現(xiàn)。在只考慮讀出過程中的操作的情況下，由于它與讀出該基本比特率的三個視頻文件的操作相等效。由此時隙的操作不會紊亂。
將會注意到，使用如上述所述的參照圖5的一種公知的數(shù)據(jù)再現(xiàn)裝置可以再現(xiàn)依照本發(fā)明的視頻存儲方法所存儲的數(shù)據(jù)。
利用一些專用術語已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的同時，這樣的說明僅僅用來示范或說明，并且應該明白在不脫離下面的權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下可以產(chǎn)生各種改變和更新。
權(quán)利要求
1．一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，包括以下步驟把視頻數(shù)據(jù)分成基本塊，這些基本塊具有預先參考一個基本比特率而確定的一定的大??；按照一種時間序列(time series)的順序周期地把該基本塊分配至一些局部視頻文件；以及周期地把該局部視頻文件存入一些記錄介質(zhì)將每個局部視頻文件看做一個視頻數(shù)據(jù)。
2．如權(quán)利要求1所要求的一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，其中把所有的基本塊周期地分配至那些局部視頻文件并然后周期地存入那些記錄介質(zhì)。
3．如權(quán)利要求1所要求的一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，其中，該周期地分配至那些局部視頻文件并周期地存入那些記錄介質(zhì)的過程是針對每個基本塊進行的。
4．如權(quán)利要求1所要求的一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，其中每個基本塊具有一個數(shù)據(jù)量，該數(shù)據(jù)量等于把該基本比特率再現(xiàn)一定的時間階段時的數(shù)據(jù)量。
5．權(quán)利要求2所要求的一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，其中每個基本塊具有一個數(shù)據(jù)量，該數(shù)據(jù)量等于把該基本比特率再現(xiàn)一定的時間階段時的數(shù)據(jù)量。
6．如權(quán)利要求3所要求的一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法，其中每個基本塊具有一個數(shù)據(jù)量，該數(shù)據(jù)量等于把該基本比特率再現(xiàn)一定的時間階段時的數(shù)據(jù)量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠有效地再現(xiàn)不同比特率的視頻數(shù)據(jù)的視頻數(shù)據(jù)存儲方法。具有等于n倍的一個基本比特率的一種比特率的視頻數(shù)據(jù)被分成一些基本塊,這些基本塊具有預先參考該基本比特率而確定的一定的大小,并且按照一種時間序列的順序周期地把該基本塊分配至n個局部視頻文件。然后,周期地把這些局部視頻文件存入一些記錄介質(zhì)將每個局部視頻文件看做一個視頻數(shù)據(jù)。因此,當再現(xiàn)時,與當同時地讀出該基本比特率的n視頻數(shù)據(jù)時相相似,可以以一種時隙流向方式讀出具有n倍于該基本比特率的比特率的視頻數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/16GK1212570SQ9811980
公開日1999年3月31日 申請日期1998年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月22日
發(fā)明者菊地芳秀 申請人:日本電氣株式會社