[发明专利]产生MPEG兼容数字图象表征信号的方法

说明书

本发明涉及数字视频信号的记录，尤其是以非标准速度对MPEG类型的高级电视信号进行的导出、记录和再生。

发明的背景

标准化委员会已经提出了采用螺旋扫描格式的数字盒带录像机。所提出的标准规范了普通清晰度SD电视信号，例如NTSC或PAL的数字记录和具有MPEG的兼容结构的高清晰度电视信号，例如大联盟(即GA)信号的数字记录。SD录像机采用的是利用了具有自适应量化和可变长度编码的场内/帧内DCT的一种压缩了的分量视频信号格式。这种SD数字VCR或DVCR可以数字地记录NTSC或PAL电视信号，并具有足够的数据记录能力来记录高级的电视信号。

GA信号的规范包括在题为″大联盟HDTV系统规范″的草签规范文件中，发表于1994年3月20-24日的″广播工程会议第48届年会″1994的会刊中。GA信号采用的是MPEG兼容的编码的方法，它利用称作I帧的帧内编码的图象、称作P帧的正向预测帧和称作B帧的双向预测帧。这三种帧的类型出现在称作GOP，即图象组的各组中。在一个GOP中的帧的数目是可由用户确定的，可以包括例如15帧。每一个GOP包括一个I帧，可有两个与之相邻接的B帧和一个随后的P帧。

在模拟型消费产品VCR中，″特技放像″即诸如图象在正向和反向的快速播放、快速或慢速的移动的TP特征是很便于获得的，这是因为每一条记录磁迹通常包括一个电视场。因此，以不同于标准速度的其它的速度再生时将会导致一个或多条磁头跨过多个磁迹并恢复出可识别的图象段。这些图象段可以被相邻接并提供一幅可识别和有用的图象。高级电视的或MPEG型的信号可以包括多组的图象，即多个GOP。GOP可以包括例如15个帧，而且每一个帧可以占据磁带上多个磁迹来记录。例如，如果10条磁迹分配给每一个帧的话，则一个15帧的GOP将包括150磁迹。在放像速度运行期间，I帧数据被恢复，实现预测的P和B帧的解码和重建。但是，当一个DVCR运行在非标准的重放速度时，重放磁头将从多条磁迹上转换多个部分或数据段。不幸的是，这些DVCR磁迹不再代表连续的图象场的离散的记录。相反，这些数据段包含的是主要从预测的各帧产生的数据。但是，由于预测的P和I帧需要在先的数据来协助解码的进行，所以从这些再生的数据片重建出任何有用的帧的可能性大为降低。此外，MPEG数据流尤其不能允许数据的丢失或窜改。所以，为了提供″特技放像″或非标准速度重放的特征，要求记录规定(specific)数据，它在TP模式下重放时能在不需要使用相邻的或在先的帧信息的条件下实现图象的重建。这种规定数据，即″特技放像″数据在语义上必须正确，以便实现MPEG解码。此外，″特技放像″速度的选择可能需要不同的TP数据导出，还可能需要TP速度专用的一些记录磁迹位置。

为了能够不使用在先的帧数据进行重建，要求从I帧中得出″特技放像″规定数据。该″特技放像″规定数据必须在句法和语义上正确，以实现解码，例如由GA或MPEG的兼容的解码器来解码。此外，该″特技放像″即TP数据必须插入到MPEG类型的数据流中，以便与正常重放的MPEG类型的信号的数据流一起进行记录。这种对于记录信道数据的容量的共享可能会对在可用磁迹容量之内所能提供的TP数据比特速率方面造成限制。该TP数据比特速率可以被多样地利用，或者是在得出或重建TP图象的空间或时间的分辨率之间分享。

再生的″特技放像″图象的质量可以由TP数据导出的复杂性所确定。例如，消费产品DVCR在记录期间必须实际上是实时地导出TP数据，并且只将名义上的附加数据处理费用加到DVCR的造价上。所以，这种实时的消费产品DVCR″特技放像″的图象质量可能会出现低于通过利用复杂的数字图象处理的非实时图象处理所得出TP图象数据的情况。例如，利用非实时的TP图象处理有可能对于一个被编辑的节目作逐个场景的、按非实时的再生速度进行的处理，从而使得能应用复杂的数字图象处理技术。这种非实时的处理固有地提供出比采用实时处理获得的更高质量的″特技放像″图象。

发明概要

本发明提供了一种用于产生MPEG兼容数字图象表征信号的方法，对该信号进行记录有助于实现以多于一种速度的再生。所说的方法包括以下的步骤：

接收包括MPEG兼容的数字图象表征信号的数据流；

解码所说的数据流，以便提取帧人编码的数据；

从所提取的帧内编码数据中存储规定的系数，以便形成具有降低了比特速率的帧内编码的帧；

周期地选择所说的减低了比特速率的帧内编码帧，以便形成规定到一个特技放像速度的一个比特流；