CN100542251C - 修改多媒体内容流来实现特技模式回放的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于修改多媒体内容流来在不遵守常规MPEG特技模式实现建议的MPEG接收机中实现特技模式回放功能的系统和方法。该系统包括在与视频帧相关的适配域中设置不连续指示器的处理器。还在适配域中设置代替节目时钟基准(PCR)值。将代替PCR值设置为近似等于与适配域相关的视频帧的表示时间标记(PTS)的值。处理器还在还不与适配域相关的至少一个视频帧中插入适配域。处理器还从多媒体内容流中去除至少一个视频帧。还去除与去除视频帧相关的适配域。

Description

修改多媒体内容流来实现特技模式回放的方法和系统
本申请要求2003年7月21日申请的美国临时申请序列号60/488,835的权益，在此通过参考包括其内容。
技术领域
本发明通常涉及视频系统，更具体地，涉及对多媒体内容流执行特技模式操作的系统。
背景技术
通常按照压缩格式数字地对多媒体内容进行编码以便使存储多媒体内容所需的存储量最小化并且使将多媒体内容传送给内容观众所需的带宽量最小化。当前非常普及的一种数字压缩格式是运动图像专家组(MPEG)格式。典型地数字电视广播系统将MPEG编码的多媒体内容发送到数字电视接收机，数字电视接收机对MPEG流进行解码用于在例如电视的显示器上呈现。
MPEG流包含与每一个帧相关并且在所谓的适配域中发送的节目时钟基准(PCR)。PCR是根据包含在编码MPEG流的编码器中的本地27MHz时钟-称为系统时钟(STC)-的计数值。PCR被用于使解码器本地系统时钟(LSTC)与编码器的STS同步。MPEG流通常还包括MPEG流中的每一个编码图像的表示时间标记(PTS)。PTS表示应该将编码图像或视频块从接收机缓冲器中去除、立即解码并呈现在显示器上的时刻。
当查看在MPEG流中接收到的多媒体内容时，一些观众也许希望执行特定特技模式。特技模式可以是多媒体的回放，其中不是以正常速度或在前进方向中执行回放。特技模式的范例是快进、倒带、暂停等。当要对从MPEG流中解码的多媒体内容执行特技模式时，优选地解码器忽略PCR值并且当帧可用时解码和显示帧。
为了实现该过程，在特技模式回放期间处理的MPEG流的每一个分组基本流(PES)中DSM_trick_mode_flag被设置为1。当DSM_trick_mode_flag被设置为1时，通常优选地解码器忽略vbv_delay和temporal_reference值，并且连续地解码每一个图像，显示该图像直到解码下一个图像为止。Vbv_delay是16比特无符号整数，表示在图像的起始编码进入缓冲器和离开并解码整个图像之间的90khz时钟周期的数目。Temporal_reference值表示应该显示MPEG帧间编码图像、预测图像和双向图像(分别是I、P和B帧)的顺序。然而，一些数字电视接收机，例如高级电视系统委员会(ATSC)接收机，不遵守常规建议。因此，这种不服从接收机常数使用来自比特流的PTS和PCR值来解码和显示视频。因此，这些不服从接收机不能正确地实现特技模式回放。
发明内容
本发明涉及一种系统，用于修改多媒体内容流，来在例如高级电视系统委员会(ATSC)接收机的不遵守常规MPEG特技模式实现建议的MPEG接收机中实现特技模式回放功能。该系统包括处理器，在与视频帧相关的适配域中设置不连续指示器，并且在适配域中设置代替节目时钟基准(PCR)值，以利于根据希望特技模式回放多媒体流。处理器还添加与还没有相关适配域的至少一个视频帧相关的适配域。代替PCR值可以被设置为等于与适配域相关的视频帧的提示时间标记(PTS)的值。此外，处理器还可以从多媒体内容流中去除至少一个视频帧。也可以去除与去除视频帧相关的至少一个适配域。
本发明还涉及一种修改多媒体内容流来实现特技模式回放的方法，包括：在与视频帧相关的适配域中设置不连续指示器；以及在适配域中设置代替节目时钟基准(PCR)，以利于根据希望特技模式回放多媒体流。所述设置代替PCR值的步骤包括将代替PCR值设置为等于与适配域相关的视频帧的表示时间标记(PTS)的值。该方法还包括添加与还没有相关适配域的至少一个视频帧相关的适配域，从多媒体内容流中去除至少一个视频帧，去除与去除视频帧相关的至少一个适配域，将多媒体内容的修改流发送到MPEG接收机。其中，MPEG接收机可以是高级电视系统委员会(ATSC)接收机。
附图说明
结合附图，下面更详细地说明本发明的优选实施例，图中：
图1示出了有利于理解本发明的系统的方框图。
图2A示出了有利于理解本发明的MPEG流的部分。
图2B示出了图2A的MPEG流的修改版本。
图3示出了有利于理解本发明的MPEG解码器同步电路。
图4示出了有利于理解本发明、实现快进回放的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种方法，用于使用没有预选配置用于这种操作的数字电视接收机来执行特技模式操作。通过操作多媒体内容的发送流中的时序信息，以便控制缓存流中每一个视频帧的时间量，来实现特技模式操作。更具体地，可以在运动图像专家组(MPEG)流中添加适配域。可以将适配域中的discontinuity_indicator设置为表示MPEG流中的不连续。此外，可以将包含在适配域中的节目时钟基准(PCR)设置为使MPEG流的回放根据希望特技模式而改变的代替值，这些将在下面更详细地说明。因此，可以在例如高级电视系统委员会(ATSC)接收机的不遵守常规MPEG特技模式实现建议的MPEG接收机中实现特技模式回放功能。
图1中示出了有利于理解本发明的系统100的方框图。系统100包括显示器190、存储设备150和MPEG接收机110。MPEG接收机对于技术人员是公知的。一个这种接收机是高级电视系统委员会(ATSC)接收机，其还包括显示器190作为完整单元。在典型布置中，MPEG接收机110包括用于选择性地接收MPEG流120的调谐器115。例如，调谐器115可以通讯地与天线、有线电视系统、因特网或可以向调谐器115提供MPEG流120的任意其它设备或系统相连。
MPEG接收机110还包括接收用户输入命令的用户输入140，例如小键盘、遥控接口和/或任意其它用户接口设备。将用户输入命令传送到MPEG接收机110中处理用户命令的组件。例如，可以将用户命令传送到调谐器115。还可以将用户命令传送到存储设备150来启动各种例如数据存储的存储设备操作和特技模式操作。
此外，MPEG接收机110包括MPEG解码器125，用于将MPEG流120解码为非压缩音频/视频流来呈现在显示器190上。MPEG解码器125包括同步电路130，将结合图3进一步说明同步电路130。这种MPEG解码器125对于技术人员是公知的。MPEG解码器125可以通讯地与通信端口135相连。通信端口135可以是适宜在MPEG接收机110和一个或多个其它设备之间双向通信MPEG流的任意端口。例如，通信端口135可以通讯地与存储设备150相连，存储设备150还包括支持双向通信MPEG流的通信端口155。在一种布置中，通信端口135、155可以是IEEE-1394(火线)端口或操作相连的通用串行端口(USB)。
存储设备150还包括用于处理MPEG流的处理器160、用于存储MPEG流的数据存储器170以及用于将数据存储器170与其它存储设备组件相连的记录/回放接口165。处理器160可以是中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、特殊应用集成电路(ASIC)或适用于处理MPEG流的任意其它处理器。数据存储器170是可以存储MPEG数据的存储器。例如，数据存储器包括随机访问存储器(RAM)、闪存、磁质存储介质(例如硬盘驱动器)、光存储介质、磁光存储介质或任意其它适宜的数据存储器。
在操作中，可以调谐调谐器115来选择MPEG流120。在第一回放模式中，调谐器115可以将MPEG流120传送到MPEG解码器125，然后解码器125解码MPEG流并将流转发到显示器190。在该回放模式中MPEG解码器125以与正常回放速度相当的速率解码MPEG流120。
使用存储设备150，可以由MPEG接收机110实现多种附加回放模式。例如，可以将存储设备用于实现特技模式回放和时间转移。在这种布置中，从调谐器150通过通信端口135、155将MPEG流120发送到处理器160、到记录/回放接口165、最终到数据存储器170。(将MPEG流120发送到存储设备而不是到MPEG解码器125的决定取决于在用户输入140处接收到的用户命令。)处理器160使标识符与MPEG流120中的每一帧相关。可以在将MPEG流120存储到数据存储器170之前将这些帧标识符插入MPEG流120。帧标识符可以是整数序列或适用于标识帧的任意其它类型的标识符。
在特技模式回放中，典型地处理器160命令记录/回放接口165从数据存储器170中检索MPEG流120。然后处理器160可以修改MPEG流，以使MPEG解码器125根据希望的特技模式来回放MPEG流。参考图2A和2B，示出了可以实施以便实现快进特技模式的MPEG流修改的范例。在范例中，从图2A所示的原始MPEG流200中得到图2B所示的修改MPEG流250。为了实现快进播放，从MPEG流200中去除多个帧210。例如，去除帧210-2、210-3、210-4、210-6、210-7、210-8和210-10。也去除与去除帧相关的适配域215。因此，去除适配域215-4和215-6。因此，如图2B所示，在修改的MPEG流250中剩下了帧210-1、210-5和210-9以及适配域215-1和215-9。对于没有相关适配域的帧，可以添加适配域。因此，在本范例中，可以添加适配域215-5。
可以设置适配域中的PCR值来控制同步电路使MPEG解码器解码修改MPEG流250的速率。例如，可以将每一个适配域中的PCR值设置为与包含在与适配域相关的帧中的PTS值相等的代替PCR。因此，在示出的范例中，适配域215-1中的PCR值从1000变为3003，适配域215-9中的PCR值从25000变为27027。处理器还在帧被发送到MPEG解码器之前将每一个适配域中的discontinuity_indicator设置为1。discontinuity_indicator表示在修改的MPEG流中存在不连续。当发生该事件时，解码器必须将适配域中的代替PCR载入产生本地系统时钟(LSTC)的解码器的计数器130中，这些将结合图3进一步进行说明。
参考图3，示出了MPEG同步电路130的方框图。同步电路130是闭环控制电路，闭环控制电路对于包含在MPEG解码器中的同步电路是典型的。当MPEG解码器接收典型、未修改MPEG流时，MPEG解码器将来自MPEG流的第一PCR305载入由压控振荡器315计时的计数器310。通常，压控振荡器315输出27MHz系统时钟信号320。第一PCR305被用于建立初始计数值，计数器310根据系统时钟信号320增加初始计数值来产生LSTC325。当接收到下一个PCR330时，与减法器335中的LSTC325进行比较。减法器335输出表示LSTC325和下一个PCR330之间差值的误差信号340。如果LSTC325输出的值与下一个PCR330精确匹配，则误差信号340具有零值，表示LSTC325与编码器的系统时钟(STC)同步。LSTC325和下一个PCR330之间的任何差值都将使误差信号340具有非零值。由低通滤波器345滤波误差信号340来去除不希望的谐波并产生控制电压350。然后使用控制电压350作为控制信号来调整压控振荡器315的频率并且保持压控振荡器315锁定在系统时钟频率。例如，如果LSTC325具有高于下一个PCR330的值，则控制电压350使压控振荡器315的频率减小。这对于快进回放是不好的。
因为PCR305、330的值被用于使解码器的本地系统时钟与编码器的系统时钟同步，可以设置修改MPEG流的适配域，以便有效地使同步电路130的频率调整过程失效。具体地，设置每一个适配域中的discontinuity_indicator，使每一个代替PCR被作为新的PCR305载入计数器31，并因此将LSTC325重设为新的代替PCR值。因此，减法器335没有接收到下一个PCR330并且不产生误差信号340。因此，响应修改的PCR值，不减少压控振荡器315的频率。
此外，可以在其相关帧被发送到MPEG解码器之前将每一个代替PCR值载入到计数器310以便建立新的LSTC325。因此，在帧发送到MPEG解码器时，已经经过了由帧的PTS所表示的时间。因此，MPEG解码器立即解码帧并将帧转发到显示器，没有任何添加缓冲延迟。因此，以快进特技模式呈现修改的MPEG流。
图4示出了有利于理解本发明的流程图。开始于步骤405，存储设备从接收机接收到快进命令，例如由用户输入快进命令。如步骤410所示，存储设备根据快进速度搜索要发送的下一个帧。前进到步骤415，存储设备检查要发送的下一个帧的PTS并且在适配域中产生代替PCR并且设置discontinuity_indicator。继续到步骤420，存储设备将适配域发送到MPEG解码器，从而利用新的代替PCR值更新MPEG解码器同步电路的LSTC。在步骤425处，则存储设备将与适配域相关的帧发送到MPEG解码器。参考判决框430、步骤435并且再次回到步骤410，重复该过程，直到停止快进过程。
注意，尽管上面说明了快进特技模式，本发明还可以被用于实现其它特技模式。例如，将PCR值设置为明显低于相关帧的PTS值的代替值。因此，强制MPEG解码器缓存长于正常回放的时间周期的帧。重复当前正在显示的帧，直到释放缓冲器中的帧来解码和显示为止。还应该注意，在不脱离本发明基本范围的情况中可以设计本发明的其它实施例，并且由下面的权利要求确定本发明的范围。

Claims (14)

1.一种修改多媒体内容流来实现特技模式回放的方法，包括：
在与视频帧相关的适配域中设置不连续指示器；以及
在适配域中设置代替节目时钟基准(PCR)，以利于根据希望特技模式回放多媒体流。
2.根据权利要求1所述方法，还包括：
添加与还没有相关适配域的至少一个视频帧相关的适配域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设置代替PCR值的步骤包括将代替PCR值设置为等于与适配域相关的视频帧的表示时间标记(PTS)的值。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括从多媒体内容流中去除至少一个视频帧。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括去除与去除视频帧相关的至少一个适配域。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将多媒体内容的修改流发送到MPEG接收机。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，MPEG接收机是高级电视系统委员会(ATSC)接收机。
8.一种修改多媒体内容流来实现特技模式回放的系统，包括：
处理器，在与视频帧相关的适配域中设置不连续指示器，并且在适配域中设置代替节目时钟基准(PCR)值，以利于根据希望特技模式回放多媒体流。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，处理器还添加与还没有相关适配域的至少一个视频帧相关的适配域。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，处理器将代替PCR值设置为等于与适配域相关的视频帧的指示时间标记(PTS)的值。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，处理器从多媒体内容流中去除至少一个视频帧。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，处理器去除与去除视频帧相关的至少一个适配域。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，多媒体内容的修改流被发送到MPEG接收机。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，MPEG接收机是高级电视系统委员会(ATSC)接收机。
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