CN100358043C - 菜单生成方法和记录载体的记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种菜单图像生成方法以及一种用于将菜单图像记录在记录载体(20)上的记录装置，其中在由分片替换操作进行装配之前，对关键帧图像进行缩放和压缩。在压缩图像域中进行整个菜单图像的装配，其中无需对任何图像进行解码，而且只需对图像中对应于缩放的关键帧图像的一小部分进行编码。这样，菜单生成不需要记录装置常见的编码解码流水线，从而可以减少硬件和软件要求。

Description

菜单生成方法和记录载体的记录装置

技术领域

本发明涉及一种用于产生菜单图像的方法，以及一种用于将菜单图像记录在记录载体上的装置。

背景技术

最近，已经开发了诸如光盘这种大记录容量的记录载体，这样，一些诸如电影的记录项目可以被记录在单张光盘上。为了用各种方法从光盘重放记录项目，有必要记录各种代表记录项目的信息项，从而可以选择并再现任何记录的信息项，如电影信息项。为了选择并再现这些记录项目，用于选择想要的记录项目的选择信息也必须被记录在光盘上。因此，用于选择想要的记录信息项的菜单图像被产生并被记录在所述光盘上。

为了获得这样的菜单图像，要求根据有关诸如DVD(数字通用盘)的视频标准提供或生成盘菜单(如目录)。根据视频标准，菜单可以由背景音频和视频信息组成，并且子图像可以用于文本和突出部分。一般而言，菜单由一个静止背景图像(该图像可以用MPEG(运动图像专家组)编码)和一个用于文本和突出部分(例如按钮)的覆盖子图像(图形)组成。

在记录装置中，菜单由一些特定关键帧表示，每帧代表一个纹迹或一条记录。所用的每个关键帧按比例缩放，然后把一些关键帧组装在一起形成菜单图像。每次把新记录加到盘上时，需要装配一个全新的背景图像。这可以通过从头开始来进行或者仅仅在原来的背景图像中加入新的关键帧而得到。

文献EP-A-0738078公开了正如最初所定义的一种菜单生成方法和记录装置，其中需要执行若干解码和编码操作，以便产生具有任意关键帧配置的菜单图像。具体地说，需要对背景图像进行解码，需要对每个关键帧进行解码，每个关键帧需要按比例缩小到更小尺寸，需要用上述关键帧装配菜单背景，并且需要对新菜单图像进行编码，并记录在所述盘上的适当区域。

此外，将记录加到现有盘上时，需要对现有菜单图像进行解码，需要对最近记录的一个关键帧进行解码，该关键帧需要按比例缩放，并且用解码后的老菜单图像和新缩放的关键帧组装新的菜单图像。然后，对新菜单图像进行编码并将其记录到盘上的适当区域。

在上述方案中，至少两个图像需要被解码，一个图像需要按比例缩放，并且一个图像需要编码。在典型的记录系统中，希望在正常编码或解码流水线被用于其它任务时，例如音频/视频循环处理时，在后台完成上述菜单创作功能。希望在软件和硬件实现上最大限度的减少菜单创作操作的复杂性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种菜单生成方法和一种记录装置，通过这种方法和装置减少菜单创作的处理要求。

这个目的通过本发明第1方面定义的用于生成菜单图像的方法和本发明第2方面定义的记录装置来实现。

根据本发明的第1方面，一种用于生成菜单图像的方法，所述菜单图像由背景图像和覆盖的子图像组成，所述方法包括如下步骤：

a)将至少一个关键帧图像按比例缩放到预定尺寸；

b)把所述背景图像和所述缩放的至少一个关键帧图像装配起来，形成所述菜单图像；以及

c)将所述菜单图像记录在记录载体上的预定区域，所述方法的特征在于如下步骤：

d)在所述装配步骤之前对所述缩放的至少一个关键帧图像进行压缩；以及

e)在所述压缩图像域执行所述装配步骤；

f)其中，所述按比例缩放步骤还包括提取至少一个DC系数，并且所述至少一个DC系数中的每一个用于形成所述至少一个关键帧图像中的一个像素。

根据本发明的第2方面，一种用于在记录载体上记录菜单图像的记录装置，所述记录装置包含：

a)缩放装置，用于将至少一个关键帧图像缩放到预定尺寸；

b)装配装置，用于将所述背景图像和所述缩放的至少一个关键帧图像装配起来以形成所述菜单图像；以及

c)记录装置，用于将所述菜单图像记录于所述记录载体(20)上的预定区域，

其特征在于：

d)压缩装置，用于对所述缩放的至少一个关键帧图像进行压缩，并且向所述装配装置提供所述压缩并缩放的至少一个关键帧图像；

e)其中所述装配装置被配置为在所述压缩图像域中装配所述背景图像和所述关键帧图像；

f)其中，所述缩放装置还适于提取至少一个DC系数，并且利用所述至少一个DC系数中的每一个形成所述至少一个关键帧图像中的一个像素。因此，由于在压缩图像域中进行装配背景图像的整个操作，因此无需对任何图像进行解码，而且只对图像的一小部分、也就是缩放的关键帧图像进行编码。这样，消除了对整个图像的解码和编码需求，且只需要非常有限的存储空间。

根据一项有利的开发成果，装配步骤通过用表示缩放后的至少一个关键帧图像的新部分代替背景图像的所有部分来完成。从而，背景图像的所有部分或所有分片被表示缩放的关键帧的新分片所代替。在这种情况下，每个部分具有预定尺寸，而且关键帧图像由整数个部分构成。从而，关键帧图像被放在预定数量象素构成的栅格上，而且缩放的关键帧图像由整数个分片构成。缩放的至少一个关键帧图像起码可以作为包含一组这样的部分的单独实体加以存储。从而，便于在背景图像中进行插入和替换。背景图像可以包含由所述部分构成的栅格，其中，所述部分的边界位于至少一个关键帧图像的插入位置。因此，该关键帧插入操作可以作为分片替换操作被执行，这是一个简单的字节操作。

关键帧缩放可以通过只支持一种因子为8的图像缩放而得以优化。于是，缩放的未压缩图像可以通过执行简单的可变长度解码操作从压缩图像中提取出来。具体地说，可以提取缩放的未压缩关键帧图像，以及可以提取每个块的DC系数或分量并且对其去量化来执行缩放操作。由此，通过取消缩放操作之前执行IDCT(反余弦变换)操作的要求，取消对AC系数去量化的要求以及取消执行抗混叠滤波的要求，可以得到大的性能收益。

作为因子8的缩放的另外一种选择，可以通过对宏块解码并得到它们对缩放的至少一个关键帧图像的贡献大小来执行缩放步骤。从而，可以避免对最接近宏块的缩放帧的裁剪。通过在每块上采用有限数目的码字，可以限制IDCT和去量化的处理要求。

根据记录装置的一项有利的开发成果，缩放装置可包括用于对所选择的关键帧图像执行可变长度解码的可变长度解码装置，以及用于提取解码关键帧图像的预定宏块的DC系数的提取装置。此外，可提供用于搜索预定宏块的搜索装置。

或者，缩放装置可包括用于对宏块解码的解码装置，并且可以将缩放装置配置为得到解码宏块对缩放的至少一个关键帧图像的贡献。

在后文中定义了本发明的更多有利修改。

附图说明

下面，将参考附图对本发明作更详细的描述，其中：

图1显示了根据本发明的优选实施例的光盘播放器的基本方框图；

图2显示了根据所述的优选实施例的光盘播放器的缩放单元的基本方框图；

图3显示了表示菜单图像的装配操作图，所述菜单图像表示目录；

以及

图4显示了根据优选实施例的菜单生成操作的基本流程图。

具体实施方式

现在，将在光盘播放器、例如图1中所示的DVD播放器的基础上对优选实施例进行描述。

图1是表示光盘播放器的基本部件的方框图。根据图1，光盘播放器包括光盘驱动单元11，该光盘驱动单元11通过将激光作用于可记录光盘20，从而在可记录光盘20(例如DVD+R/W盘或DVD重放兼容盘)上进行记录以及从该光盘再现。此外，光盘驱动单元11被配置为控制主轴马达18，该主轴马达使可记录光盘20旋转。另外，提供诸如静态或动态随机存取存储器(RAM)的易失性存储器15，用于存储记录和/或再现数据以及背景和关键帧图像数据。

将诸如系统处理器的控制单元14配置为控制记录和再现操作，其中系统处理器可由根据存储于系统存储区的程序来工作的系统CPU部分控制。由诸如操作面板和显示器的输入/输出单元17对控制单元14的控制操作进行监视和控制。

根据优选实施例，提供装配单元12，用于在编码或压缩图像域中装配从RAM 15读出的背景图像和MPEG编码器13提供的缩放的编码关键帧图像，这样，只有菜单图像缩放的小部分必须进行编码。此外，提供缩放单元16，该单元从RAM 15读取选择的关键帧图像，并根据背景图像的对应区域执行缩放操作。缩放单元16的缩放操作由控制单元14控制。

装配单元12中的装配操作通过用表示缩放关键帧图像的新分片代替编码背景图像的整个分片而完成。这个操作可以通过将关键帧图像放在例如16×16象素的栅格上而完成，其中缩放的关键帧图像由整数个分片构成。这样，如果缩放的关键帧作为单独实体(例如作为盘标准的一部分)被存储于RAM15中，则它可作为一组分片来处理，从而便于在背景图像中插入和替换缩放的关键帧图像。为背景图像选择适当的分片栅格，其中在插入缩放的关键帧图像的位置提供分片边界。因此，关键帧插入可以在装配单元12中作为字节操作进行。

缩放操作可通过只支持因子为8的缩放而得以优化。在这种情况下，仅仅通过执行可变长度解码、提取每个宏块(8×8象素)的DC系数，以及对DC系数去量化就可以从压缩图像中提取缩放的非压缩图像。

下面，在图2所示因子为8的缩放约束下，对典型DVD分辩率和缩放图像尺寸进行描述。此外，所得到的缩放帧中宏块数目被限制为整数。

以下表格示出可用图像大小的预定参数，其中宏块的尺寸为16×16象素。

表

原始尺寸		宽屏幕	DC系数		纵横比		正确尺寸		宏块		裁剪尺寸
													x	y	x	y	x	y	x	y	x	y	x	y
720720704360720720704360720720704360720720704360	576576576576480480480480288288288288240240240240		否是否否否是否否否是否否否是否否	90908845909088459090884590908845	72727272606060603636363630303030	11.331211.331211.331211.3312	1111111122222222	901208890901208890901208890901208890	72727272606060607272727260606060	5755575557555755	4444333344443333	801128080801128080801128080801128080													64646464484848486464646448484848

根据基于上述表格第一行的例子，关键帧图像的原始尺寸可以是720×576象素，其中该图像不涉及到宽屏幕格式。在这种情况下，提供大小为8×8象素的90×72DCT块。这直接和通常的非宽屏幕纵横比对应。因此无需尺寸校正。在本例示中，通过得到宏块数目、即5×4宏块(每个宏块大小为16×16象素)进行缩放，鉴于缩放是基于16×16象素的栅格，上述宏块数目分别对应于水平和垂直方向的因子为8的缩放。不过，注意到符合已转换宏块尺寸的DCT块的数目不必和符合原始尺寸的DCT块的数目相对应。这样，通过缩放操作可生成裁剪尺寸，因为缩放关键帧大小必须符合背景图像的对应分片栅格。在本例中，尺寸为90×72的DCT被裁剪为80×64尺寸，以便获得整数数目的宏块，即5×4个宏块。

为了取得希望的纵横比和图像尺寸，通过为每个上述DCT块获得一个DC系数而生成DC系数图像，并根据纵横比栏中所列出的值进行缩放。裁剪操作可以通过剪切操作完成。或者，可在帧周围加一个边框，以便获得所指示的尺寸加上每个方向一个宏块。

上述表格中头8行可用于具有渐进内容的帧图像，而上述表格中的后8行既可用于场图像又可用于帧图像。包含交织内容的帧图像(即SIF(源输入格式)图像)更为复杂，因为必须为每个宏块选择一个域，从而将垂直分辨率降低为一个域的分辨率。从而，上述表格中后8行由于它们纵向增加的纵横比而应该被采用。

图2示出了缩放单元16的基本方框图，其中根据符合上述表格的第一行的上述例子进行描述。

根据图2，缩放单元16包括解码部件160，该解码部件被配置为执行反向行程解码，以检测宏块、块以及块的系数，并用于向宏块搜索部件161提供解码关键帧图像，该宏块搜索部件161被配置为用于在例如象素计数和提取操作的基础上识别各个宏块。宏块对于生成缩放的关键帧是必需的。由于裁剪而不可见的宏块被去除。识别的各个宏块被提供给DC提取部件162，该DC提取部件162被配置为得到每个宏块的相关DC系数。反向行程解码对能够识别各个宏块并找到相关的DC系数是必需的。这样，根据优选实施例，在压缩域进行关键帧缩放过程，约束是8×8的缩放，在水平和垂直方向缩放因子都固定为8。

在上述例子的情况下，把原始尺寸为720×576象素的压缩关键帧图像输入到解码部件160。在那里，根据离散余弦变换(DCT)进行反向行程解码以得到DCT块，DCT是一种用于将图像的空间幅度数据转换为空间频率数据的过程，DCT在8×8块(DCT块)上进行。基于所得结果，单独的宏块可以在宏块搜索部件161中被识别。识别过程可以通过如下操作进行：查找表操作，比特或字节计数操作或DCT块计数操作和随后的除法和舍入操作，从而获得宏块数目。然后，DC提取部件162从识别的各个宏块中选择或提取各个相关的DC分量，并且对它们进行去量化以获得尺寸为90×72的DC分量的非压缩缩放的关键帧图像。各个去量化DC系数形成所得到的缩放关键帧的一个象素。然后，将这个缩放的非压缩关键帧图像提供给MPEG编码器13以对其进行编码，进而将其在装配单元12中插入到从RAM 15中得到的编码背景图像。这个操作可以通过对MPEG编码器13作如下配置而得以优化：一旦在缩放单元16中得到缩放的关键帧图像的16个象素，就启动编码。

作为缩放操作的另一选择方案，如果所述DC分量选择缩放没有提供足够的灵活性，则可以在象素域对关键帧图像进行缩放。在这种情况下，首先对原始压缩的或编码的关键帧图像进行解码，再用合适的滤波操作将其缩放到希望的尺寸。这样，就不需要宏块搜索和DC提取操作。

存储资源的使用效率和处理器性能可以通过每块只使用有限数量的码字而得到改进。从而，只有有限数目的系数需要进行去量化，而且IDCT操作可以通过减少所需的乘法次数而得到优化。另外，存储带宽可通过将缩放操作和宏块解码操作相结合或合并而得以优化。这样，还是在上述备选的缩放情况下，背景图像和关键帧图像可以在压缩域进行装配。

一般而言，所有缩放的或调整了大小的帧图像可以被插入到背景图像中16×16栅格上的任何位置。图3显示了表示目录(TOC)图像装配的框图。根据图3，编码背景图像BP和两个编码关键帧图像KF1和KF2用如下方式进行装配：关键帧图像KF1和KF2在背景图像BP的左上方的两个预定位置插入。而且，可以由装配单元12插入若干标题按钮TB，这些标题按钮可以通过I/O单元17的相应输入装置进行选择和按压。如图3所示，在TOC图像上提供预定的空白域EF，以插入与对应光盘的标题3到5相关联的其它关键帧图像。

从RAM15读出编码关键帧图像KF1和KF2，并被提供给执行如上所述的相应缩放操作的缩放单元16。当根据包含在相应目标域的宏块数目而选择缩放部件时，关键帧图像将被插入到所述的相应目标域。已经在缩放操作期间被解码的缩放关键帧图像被编码并被提供给装配单元12，以便在背景图像BP的相应位置插入。

假如把缩放比例限制为8是不可接受的，则有必要在获得每个宏块对缩放图像的贡献之前对各个宏块进行解码。不过，如上所述，IDCT和去量化应该被限制为由缩放因子确定的有限数量的系数。

图4示出了根据优选实施例的菜单图像生成操作的框图。在步骤S100中，选中一个背景图像并用和预定的关键帧边界对齐的分片图案对其进行编码。然后，在步骤S101中为想得到的菜单图像选择关键帧图像。选择可以根据缺省设置或基于I/O单元17的输入操作进行。接着，在步骤S102中，由缩放单元16对所选关键帧图像进行进行面向分片的缩放。具体地说，例如用因子8进行缩放，以便根据16×16象素栅格，使所选关键帧图像的尺寸和背景图像对应的插入域的尺寸相匹配。然后，缩放的选择关键帧图像在MPEG编码器13(步骤S103)中被编码，编码背景图像的插入域的所有分片由缩放的关键帧图像的一个对应分片或多个对应分片所替换(S104)。随后，装配或生成的菜单图像被记录在可记录光盘20上的预定位置(步骤S105)。

这样，整个操作在压缩图像域完成，即无需对任何图像解码，并且只有对应缩放的关键帧的一小部分菜单图像被编码。从而，无需使用通常的编码解码流水线，操作中所取得的最小程度的复杂性导致最少的附加硬件和软件。图1和图2中所述的功能处理块可以作为硬件(或信号处理)单元或者作为用于控制系统处理器的程序例程来实现。

不过，要注意的是，关键帧必须放置于16×16象素的栅格上和通过只支持因子为8的缩放来优化关键帧缩放的约束并非本发明的必需要求。如果增加的处理要求是可接受的，那么可以实现任何一种栅格和缩放因子。而且，本发明能够应用于在任何一种记录载体上进行记录的任何记录操作，其中通过将背景图像和关键帧图像组合而生成的菜单图像以编码或压缩形式记录在所述记录载体上。关键帧图像根据背景图像的预定分片栅格进行缩放并且在压缩或编码域进行装配操作。

Claims (16)

1.一种用于生成菜单图像的方法，所述菜单图像由背景图像和覆盖的子图像组成，所述方法包括如下步骤：

a)将至少一个关键帧图像按比例缩放到预定尺寸；

b)把所述背景图像和所述缩放的至少一个关键帧图像装配起来，形成所述菜单图像；以及

c)将所述菜单图像记录在记录载体(20)上的预定区域，所述方法的特征在于如下步骤：

d)在所述装配步骤之前对所述缩放的至少一个关键帧图像进行压缩；以及

e)在所述压缩图像域执行所述装配步骤；

f)其中，所述按比例缩放步骤还包括提取至少一个DC系数，并且所述至少一个DC系数中的每一个用于形成所述至少一个关键帧图像中的一个像素。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

通过用表示所述缩放的至少一个关键帧图像的新分片替换所述背景图像的所有分片来进行所述装配步骤。

3.如根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分片中的每个分片都具有预定尺寸，并且所述缩放的至少一个关键帧图像由整数个所述分片构成。

4.如权利要求2到3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述关键帧图像被放置在由预定象素数构成的栅格上。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缩放的至少一个关键帧图像被作为包含一组所述分片的单独实体进行存储。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述背景图像包括所述分片构成的栅格，其中所述分片的边界位于所述至少一个关键帧图像的插入分片。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缩放是因子为8的缩放。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过执行可变长度解码、提取每个块的DC系数、以及对提取的DC系数进行去量化来从压缩关键帧图像中提取缩放的未压缩关键帧图像。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过对宏块进行解码并得到它们对所述缩放的至少一个关键帧图像的贡献来进行所述缩放步骤。

10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述缩放的关键帧图像周围加边，从而使所述缩放的关键帧的尺寸和所述所有部分片中至少一个的尺寸相匹配。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，每个块利用有限数量的码字。

12.一种用于在记录载体(20)上记录菜单图像的记录装置，所述记录装置包含：

a)缩放装置(16)，用于将至少一个关键帧图像缩放到预定尺寸；

b)装配装置(12)，用于将所述背景图像和所述缩放的至少一个关键帧图像装配起来以形成所述菜单图像；以及

c)记录装置(11)，用于将所述菜单图像记录于所述记录载体(20)上的预定区域，

其特征在于：

d)压缩装置(13)，用于对所述缩放的至少一个关键帧图像进行压缩，并且向所述装配装置(12)提供所述压缩并缩放的至少一个关键帧图像；

e)其中所述装配装置(12)被配置为在所述压缩图像域中装配所述背景图像和所述关键帧图像；

f)其中，所述缩放装置(16)还适于提取至少一个DC系数，并且利用所述至少一个DC系数中的每一个形成所述至少一个关键帧图像中的一个像素。

13.如权利要求12所述的记录装置，其特征在于，所述的装配装置(12)被配置为执行分片替换操作，以装配所述背景图像和所述至少一个关键帧图像。

14.如权利要求12或13所述的记录装置，其特征在于，所述缩放装置(16)包括可变游程长度解码装置(160)，用于执行所述选择的关键帧图像的可变长度解码；以及提取装置(162)，用于提取解码关键帧图像的预定宏块的DC系数。

15.如权利要求14所述的记录装置，其特征在于搜索装置(161)，用于搜索所述预定宏块。

16.如权利要求12所述的记录装置，其特征在于，所述缩放装置(16)包括解码装置，用于对预定宏块进行解码，并且所述缩放装置(16)被配置为得到所述解码宏块对所述缩放的至少一个关键帧图像的贡献。

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