CN100553343C - 图像编码设备、画面编码方法和图像编辑设备 - Google Patents

图像编码设备、画面编码方法和图像编辑设备 Download PDF

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Abstract

一种图像编码设备，包括编辑器，用于编辑从非压缩视频数据编码的码流，使得两个编辑点(A和B)相继布置，解码处理器用于解码编辑流，以及编码处理器用于编码编辑的解码流。编码处理器接收经编辑的解码数据，并且在点A和B之间插入从紧挨在点A之前的解码图像J编码的插入画面，从而按照在原始码流和编辑码流之间相同帧的画面类型相同的方式对齐画面位相来建立编辑码流。

Description

图像编码设备、画面编码方法和图像编辑设备
技术领域
本发明涉及一种能够编辑、解码和再编码从非压缩视频数据编码的码流的图像编码设备、图像编码方法和图像编辑设备。
背景技术
随着数字技术近来的发展，数字声音/图像记录和回放装置比如HDD(硬盘驱动器)、DVD(数字通用光盘)和DVD播放器已经投入到实际应用。这些数字系统用MPEG(运动图像专家组)标准将图像数据压缩为流(stream)。
在MPEG-2(ISO/IEC13818-2)标准中，码流(coded stream)由三种画面的组合形成：内编码画面(I-画面)；预测编码画面(P-画面)，这是从参考帧使用单向预测来编码的画面；以及双向预测编码画面(B-画面)，这是从参考帧使用双向预测来编码的画面。
MPEG-2标准的视频流以GOP(画面组)为单位来编码。一个GOP由一系列画面组成，通常是15个，典型地从I-画面开始，其后跟随P-画面和B-画面序列。
I-画面通过画面内编码(intra-picture encoding)来编码而不使用根据前一画面的预测。I-画面是不参考另一画面的画面内编码所产生的结果，并且包含解码必需的所有信息。P-画面通过参考过去的I-画面或P-画面的画面间预测来编码。因此它们需要在流序列中相关P-画面之前的先前解码的I-画面或P-画面的信息。B-画面通过同时参考过去和将来的I-画面或P-画面的双向画面间预测来编码。因此B-画面的解码需要在流序列中相关B-画面之前的先前解码的两个I-或P-画面的信息。
如果存在B-画面，编码画面序列和显示画面序列并不对应。因为B-画面通过参考在回放序列中比相关画面更晚显示的画面来解码，参考I-或P-画面在该编码序列中被置于该B-画面之前。当编辑通过MPEG-2编码产生的视频流时，因为编码成P-画面和B-画面的画面的参考画面被编辑所改变，所以不能提取所需画面的数据并且简单地连接它们。
通过MPEG标准编码的运动画面可简单地被编辑进GOP单元。然而，在GOP的某个部分存在场景改变时，就不能在该点进行编辑。一种用于“粘合”GOP某个部分中的一个编辑点和GOP的其它部分中的一个编辑点的方法在公开号为No.2002-300525的日本未审专利申请中公开。
在由Ichikawa等人教导的编辑方法中，分别通过帧间预测来编码的第一视频流的部分或全部以及第二视频流的部分或全部，被“粘合”来产生可被连续回放的视频流。在这个过程中，从第一视频流中提取由一直到在前面紧挨着通过帧内预测或单向帧间预测来编码的画面的画面所组成的第一部分视频流。此外，从第二视频流中提取由通过帧内预测或单向帧间预测来编码的画面之后的画面组成的第二部分视频流。然后，判定在前面紧挨着从第二视频流中提取的第二部分流的被显示的画面是否是I-画面。如果相关画面是I-画面，那么将其确定为第一I-画面。如果相关画面不是I-画面，那么通过单向帧间预测编码的画面从前面紧挨着该相关画面的I-画面开始一直到该相关画面被依次解码，从而获得相关画面的解码图像。在此之后，解码的相关画面通过帧内编码过程被再编码，使得再编码的I-画面被插入到从第一视频流提取的第一部分流和从第二视频流提取的第二部分流之间，因此，尽管在GOP的某个部分存在编辑点也可进行编辑。
然而，在这种包括编码画面的流的编辑当中，虽然可能通过除去部分流来减少整个的代码长度，但是也有可能改变编码的比特率，这样造成在编辑之后很难调整代码长度。
例如，当非压缩数字视频数据通过MPEG标准等被压缩-编码到GOP单元，其每个都由I-画面、B-画面和P-画面组成，并且记录在记录媒体比如磁-光盘(MO盘)上时，就必须使压缩编码之后的压缩视频数据的数据总量(比特总量)低于记录媒体的记录容量或通信线路的传输容量，从而保持扩展解码视频的高质量。
为了达到这个目的，可采用对运动画面使用预分析的编码方法。该使用预分析的编码方法在第一遍(pass)中首先在非压缩视频数据上执行初步压缩-编码并且估计压缩-编码后的数据的总量。在第二遍中，该方法基于所估计的数据总量调整数据压缩率并且执行压缩-编码使得压缩-编码后的数据的总量低于记录媒体的记录容量。这种压缩-编码方法在此被称为两遍编码(2-pass encoding)。
在两遍编码中，必须考虑由于代码长度的分配而发生的在缓冲区占有率上的改变；否则，缓冲区会因为在实际编码过程中的上溢、下溢等而崩溃。即使在实际编码过程中执行用于防止缓冲区崩溃的程序，当编码图像时产生的代码长度超出目标代码长度的范围之外，这也阻碍了对实际代码长度的精确控制。在这种情况下，不同于待分配的假定代码长度的代码长度实际上被分配给图像，因此在编码中造成了图像质量的恶化。
为了克服这个缺陷，使用预分析来改善编码图像的质量的运动图像编码设备在公开号为No.2002-232882(Yokoyama)的日本未审专利申请中公开。由Yokoyama教导的运动图像编码设备在编码输入图像之前在图像上执行分析来计算每个图像的复杂度。然后其根据计算的复杂度在指定间隔中对图像每次分配一个代码长度并且估计代码长度在缓冲区中的占有率变化。这基于给定比特率和缓冲区大小防止了缓冲区崩溃来实现适当的代码分配，从而改善编码图像的质量。
然而，在Yokoyama描述的两遍编码中，如果在第一遍编码的流以画面为单位来编辑，在解码编辑的流并且对其再编码之后，编辑点之后的画面位相(picture phase)不能对应于第一遍中码流的画面位相。在这种情况下，原来被编码为B-画面的画面会被再编码为I-画面，这造成了编辑之后的图像恶化。此外，因为编辑流的画面位相不对应于在第一遍中被预分析的码流的画面位相，所以不能参考该编辑点之后的画面复杂度并且因此不能在编辑流上执行两遍编码。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种图像编码设备，包括：编辑器，用于建立编辑指令以使得按一个或多个编辑点来编辑从非压缩视频数据编码的码流；解码处理器，用于根据所述编辑指令来解码所述码流来建立编辑流；以及编码处理器，用于再编码经编辑的流来建立编辑码流。编码处理器通过对齐画面位相使得在码流和编辑码流之间在同一帧中画面类型相同来建立编辑码流。
当编辑从非压缩视频数据编码的码流并且对其再编码时，本发明使得可进行画面位相的对齐，通过这种方式使得在原始码流中的同一帧被编码到同一个画面中，从而在例如不将原始B-画面编码成I-画面的情况下防止了图像质量的恶化。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像编辑设备，包括：图像编码处理器，用于编辑从非压缩视频数据编码的码流；以及两个或多个存储装置，用于存储码流。该图像编码处理器包括：编辑器，用于建立编辑指令以使得按一个或多个编辑点来编辑存储在一个存储装置中的码流；解码处理器，用于根据编辑指令解码码流来建立编辑流；以及编码处理器，用于再编码编辑流来建立编辑码流。编码处理器通过对齐画面位相使得在码流和编辑码流之间同一帧的画面类型相同来建立编辑码流，并且另一个存储装置存储该编辑码流。
本发明对齐画面位相，使得画面与在原始码流中相应的帧相同，因此对存储在一个存储装置中的原始码流经编辑的数据进行再编码，从而在图像质量不恶化的情况下将数据转录(dub)到另一个存储装置中。此外，因为经编辑的流通过对齐画面位相来编码，使得相同帧被编码成与该码流中的相同画面类型，如果在建立原始码流时分析每一帧的复杂度，就有可能在编辑流上完成两遍编码。
根据本发明，即使在码流中的选择的画面位置进行编辑，也有可能对齐通过编辑之后编码流以及编辑之前编码流获得的码流中的画面位相，从而在编辑之前抑制了再编码图像质量的恶化。此外根据本发明，有可能甚至在编辑码流之后，产生与在编辑之前的码流中相同的画面位相的流；因此，如果在码流上进行预分析，那么甚至在编辑之后也能执行两遍编码。
附图说明
本发明的以上目的、优点和特征将在结合附图的以下描述中变得更加清楚。
图1是示出根据本发明实施例的图像编码设备的框图；
图2是示出根据本发明实施例的图像编码设备的编码处理器的细节的框图；
图3是示出根据本发明实施例的图像编码设备的解码处理器的细节的框图；
图4A是示出原始流的视图；
图4B是示出从原始流中提取出来的包含编辑点的GOP的视图；
图4C是示出编辑之后的播放列表一部分的视图；
图5是描述根据本发明实施例在图像编码设备中建立编辑流的方法的视图，其中包含在再编码画面组中的画面总数量(n+(N-m+1))＜N；
图6是描述建立编辑流的方法的类似视图，其中(n+(N-m+1))＞N；
图7是描述建立编辑流的方法的类似视图，其中(n+(N-m+1))＝2N；
图8是描述建立编辑流的方法的类似视图，其中(n+(N-m+1))＝N；
图9是描述建立编辑流的方法的类似视图，其中编辑点B存在于开头GOP中；
图10是描述建立编辑流的方法的类似视图，其中编辑点A存在于结尾GOP中；
图11A是示出在根据本发明实施例的图像编码设备中第二遍的编码过程的流程图；
图11B也是示出在根据本发明实施例的图像编码设备中第二遍的编码过程的流程图；
图12A是示出在编辑流中使用复杂度对目标代码长度的计算过程的流程图；
图12B也是示出在编辑流中使用复杂度对目标代码长度的计算过程的流程图；
图13是示出对插入到编辑流中用于对齐画面位相的帧的复杂度的计算过程的流程图。
具体实施方式
本发明将参考示意性的实施例进行描述。本领域技术人员将认识到使用本发明的教导可完成很多可替换的实施例，并且本发明不限于仅用作说明目的的实施例。
本发明的具体实施例在此参考附图进行描述。在下述的实施例中，本发明适用于具有使用两遍编码的编辑功能的运动图像编码设备。
根据本实施例的图像编码设备提供两遍编码。两遍编码过程首先在第一遍中通过初步压缩-编码非压缩音频/视频数据进行压缩-编码之后估计数据量。然后，在第二遍中，该过程根据所估计的数据量调整数据压缩比并且实现压缩-编码使得在压缩-编码之后的数据量不超过记录媒体的记录容量。因此，在第一遍中，当在MPEG-编码标题之后记录非压缩视频数据的该标题等时，例如分析每一帧来获得复杂度(预分析)，并且复杂度同MPEG-编码标题一起被记录。在第二遍中，利用根据复杂度分配的代码长度来实现编码以使得比特率是预定值。使用复杂度来分配代码长度使得可利用限定的比特率来得到图像质量的改善，因此防止了在缓冲区中发生上溢和下溢。
该实施例的图像编码设备能够在建立通过以画面为单位来编辑记录的MPEG-编码标题(节目)产生的播放列表或编辑标题的过程中执行上述两遍编码。
通常对于预分析的码流来说，要对每一帧计算复杂度。每一帧被编码到预定画面类型，具有对应于每种画面类型的复杂度。因此，如果码流在GOP的某个点被编辑并且解码，当再编码编辑标题时，在编辑之前对应于该码流的帧没有被编码成相同的画面类型。例如，原来编码为B-画面的帧会被不希望地编码成I-画面，这造成了在编辑码流中地画面质量的恶化。
此外，如果在编辑之后的码流中，相应的帧或者与在编辑之前的预分析码流中相同的图像被编码成不同类型的画面，那么通过使用预分析的结果设置优化目标编码长度来编码数据的两遍编码将不能完成。另一方面，在该实施例的图像编码设备中，预定画面(在此称为插入图像)被插入到编辑码流中来对齐画面位相(picture phase)以使得相应的帧被编码成与编辑之前的预分析码流中相同类型的画面。特别，对齐画面位相是指，在解码形成码流的组成画面(componentpicture)并且对其再编码的过程中，再编码提供与该组成画面相同的画面类型。如果画面位相被对齐，有可能在GOP的某部分中提供编辑点，在再编码编辑之后的预分析码流的过程中，参考编辑之前的码流的预分析结果，从而实现两遍编码。
在下面，首先给出根据该实施例的图像编码设备的结构，然后给出编辑之后的MPEG流(在此称为编辑码流ST1)的画面位相与编辑之前的MPEG流(在此称为原始流ST0)的画面位相对齐的方法，并且最后给出使用原始流上的预分析结果在编辑流上完成两遍编码的方法。
图1是示出根据该实施例的图像编码设备的框图。图像编码设备1包括编码处理器2，编辑器3，解码处理器4，显示器5，以及存储接口(I/F)6和7。显示器5可以是与图像编码设备1分离的单元。尽管在图1中示意了两个存储I/F，存储I/F的数量可以多于两个。存储I/F6可连接到存储装置30比如HDD，并且存储I/F 7可连接到存储装置40比如DVD记录器。存储装置30和40可包括在图像编码设备1中。
在该实施例的图像编码设备1中，编码处理器按照MPEG标准编码输入的非压缩视频数据并且将MPEG编码数据存储到存储装置30、40，并且编辑器3编辑存储在存储装置30、40上的码流。然后，解码处理器4解码码流，并且显示器5显示(回放)结果。如上所述，图像编码设备1能够编辑通过在编码处理器2中编码视频数据而建立的码流(在此称为原始流)，从而通过这种对齐原始流ST0和编辑码流ST1的画面位相的方式建立编辑码流ST1。例如，在原始流ST0中被编码成I-画面的帧可在编辑流中被再次再编码成I画面。
因此，如果当建立原始流ST0时分析复杂度并且与原始流ST0一起存储，那么有可能当建立编辑流ST1时参考该复杂度。这使得可以根据复杂度来分配优化代码长度，并且因此使得可以实现利用建立编辑码流ST1时的用可控代码长度来进行编码的两遍编码。这甚至当比特率比当编码原始流时使用的比率更小时还能抑制图像质量的恶化，从而允许在具有有限存储容量的媒体比如DVD上记录。
以下将详细描述每个模块。图2是示出编码处理器2的细节的框图。如图2所示，编码处理器2包括编码器21，编码缓冲区22，分析器23，代码长度分配器24，代码长度控制器25，以及暂停/恢复控制器26。编码器21接收从外部提供的非压缩视频数据或从解码处理器4提供的解码数据并且按MPEG编码该数据。编码缓冲区22临时存储编码数据。分析器23分析信息用于编码和计算复杂度。代码长度分配器24基于复杂度为每个画面分配目标代码长度，因而实现两遍编码。代码长度控制器25控制编码器21来利用由控制器(未示出)指示的代码长度或由代码长度分配器24分配的代码长度执行编码。暂停/恢复控制器26控制在两遍编码的过程中编码程序暂停和恢复的计时，使得在编辑之前和之后的画面位相彼此对应。
当记录标题时，编码处理器2典型地例如用相对较高的比特率来MPEG编码输入的非压缩视频数据，并且将码流(原始流)通过存储I/F 6存储到具有大存储容量的存储装置30比如HDD。在这个过程中，分析器23根据当将视频数据的每一帧编码成预定画面时产生的代码长度和量化比例来分析复杂度X。复杂度X指示当将每一帧编码成预定画面类型的画面中时的复杂度，其与每一帧相关联。复杂度X与原始流一起存储在存储装置30中。复杂度X可存储在位于该设备中的存储器(未示出)中而不是存储装置30中。
分析器23包括特征量观察器51和复杂度计算器52。特征量观察器51观察产生的代码长度和图像的平均量化比例，其都是特征量。例如，特征量观察器51观察当编码器21基于给定比特率R在代码长度控制器25的控制下编码组成非压缩视频数据的标题时发生的每一帧f产生的代码长度S[f]和平均量化比例Q[f]。
复杂度计算器52根据由特征量观察器51观察到的产生的代码长度和平均量化比例来计算复杂度。例如，其中产生的代码长度是S[f]，平均量化比例是Q[f]，以及复杂度是X[f]，则复杂度X[f]可如下计算：
X[f]＝S[f]*Q[f]
一种特定的用于获得两遍编码的目标代码长度的复杂度X的计算方法例如在Yokoyama中有描述。通常，代码长度计算器24根据以上计算的复杂度来计算目标代码长度，这在两遍编码期间被用作目标值。
如以下所述，插入图像根据需要被插入到编辑流中的编辑点之前和/或之后的位置，从而根据原始流的画面位相对齐编辑流的画面位相。当编码该编辑流来建立编辑码流ST1时，该实施例中的复杂度计算器52参考在建立原始流ST0时被分析的复杂度并且将对应于原始流的帧的复杂度提供给代码长度分配器24。复杂度计算器52还根据原始流的复杂度计算复杂度用于编码插入图像来建立画面(在此被称为插入画面)并且将计算的复杂度提供给代码长度分配器24。
当根据复杂度计算器52所提供的复杂度来编码帧以建立画面时，代码长度分配器24分配目标代码长度。目标代码长度可以是这样，根据每一帧的复杂度分配可以被使用在对应于预定GOP长度的代码长度的分配间隔中的总代码长度。如果代码长度的分配间隔是L帧并且可被分配到从第f帧到第(f+L-1)帧中的帧的总的代码长度是Ra(f)，那么按照与复杂度X[f]成比例分配Ra(f)的每一帧的目标长度T[f]可通过如下计算：
T[f]＝(X[f]/Xsum)*Ra[f]
其中在分配间隔中的复杂度X[f]的总和是Xsum。
在第一遍编码中，代码长度控制器25控制编码处理器2使用预定的或从外界指示的比特率来执行编码。在第二遍编码中，代码长度控制器25根据来自代码长度分配器24的信息计算量化比例并且用计算的量化比例控制执行编码。同时，测量实际的代码长度，并且在实际代码长度和分配代码长度之间有差异时就执行反馈控制来将代码长度控制为近似预定比特率，从而用目标代码长度执行编码。在简单的过程中，如果实际代码长度超过了目标代码长度，量化比例被增大来抑制代码的产生；如果实际代码长度低于目标代码长度，量化比例被减小来增加代码的产生。
此外，代码长度控制器25监视编码缓冲区22的占有率并且实现控制，比如在需要时调整量化比例和填充，从而作为编码结果而产生的实际代码长度不会在编码缓冲区22中造成上溢或下溢。例如，为了防止编码缓冲区22上溢，代码长度控制器25增大量化比例来抑制代码的产生或不将那些希望被编码来抑制实际代码长度增加的信息进行编码。另一方面，为了防止代码缓冲区22下溢，代码长度控制器25减小量化比例来增加代码的产生或执行填充来增加实际代码长度。
编码器21根据给定参数对从外界提供的非压缩视频数据或从解码处理器4发送的解码数据进行编码从而产生压缩数据。编码器21还测量产生的代码长度并且将其通知给代码长度控制器25。另外，在第一遍编码中，编码器21将产生的代码长度和平均量化比例通知给特征量观察器51。
编码缓冲区22可积累由编码器21编码的数据并且以固定的比特率输出数据。编码缓冲区22可吸收每个图像的产生代码长度的变化。
再次参考图1，解码处理器4解码存储在存储装置30、40中的MPEG流从而将其显示在显示器5上，并且还将解码流提供给编码处理器2从而将其再编码。图3是示出解码处理器4的细节的框图。
解码处理器4包括解码器61，解码缓冲区62，以及暂停/恢复控制器63。解码器61解码由编码处理器2编码的码流或者存储在存储装置30、40中的码流。解码缓冲区62临时存储解码音频/视频数据。暂停/恢复控制器63控制解码器61执行解码的定时。
当执行上述两遍编码时，解码处理器4解码在第一遍中编码的原始流ST0。如果编码处理器2建立编辑码流ST1，那么编辑器3根据编辑指令(播放列表)顺序提供GOP到解码处理器4，该编辑指令是由编辑器3建立的虚拟标题，并且解码处理器4解码它们。这时，如果编辑点在GOP的某个部分，那么暂停/恢复控制器63将进行控制以重复地输出紧挨着前面的解码图像，仅输出用于编辑码流所必需的解码图像，下面将祥述。通过这种方式被解码处理器4解码并输出的编码数据(编辑流)然后被编码处理器2编码成编辑码流ST1。
再次参考图1，编辑器3建立作为虚拟标题的播放列表从而可在期望的点编辑存储在存储装置30中的原始流。该实施例的编辑器3可控制编码处理器2和解码处理器4，从而两遍编码根据播放列表编辑的视频。用于控制解码处理器4和编码处理器2的控制器可被分开设置。控制过程的细节将在以下描述。
当建立编辑码流ST1时，编辑器3从用户接收关于在期望的编辑点之间剪切一部分的指令，关于用于建立编辑码流ST1的比特率的指令等。编辑器3根据关于编辑点的指令建立播放列表，从而编辑原始流ST0。编辑器3还将原始流ST0的GOP根据建立的播放列表提供到解码处理器4，从而显示器5可回放编辑流。当在编辑流上执行两遍编码时，编辑器3控制解码处理器4输出编辑流以及控制编码处理器在其上执行两遍编码。特别地，指示一个合适的比特率，从而在编码之后的编辑码流ST1具有期望的数据大小，分配依据复杂度X的目标代码长度，并且编辑流用目标代码长度进行编码从而建立编辑码流ST1。
一种通过两遍编码的方式建立编辑码流ST1的方法在以下详细描述。以下描述针对如下实施例，其中图像编码设备1通过指定例如选择的两个画面来编辑已存储标题(原始流)并且进行编辑标题的转录。
图4A到4C是描述编辑原始流ST0的方法的视图。图4A示出了原始流，图4B示出了从原始流中提取的包括编辑点的GOP，以及图4C示出了编辑播放列表的一部分。
如图4A所示，原始流ST0由多个GOP#1，#2，…，#j，…，#k，…组成。为了描述的简化，在该实施例中，每个GOP包括N个画面，其中N是整数，按相同的顺序(与相同的编码规则)布置，比如I，P，B，B，P，…。如果在原始流ST0和编辑码流ST1之间相同的帧被编码成相同画面，则可适用本发明。特别的，GOP长度、编码规则等没有必要在所有GOP之间保持相同，只要画面位相在原始流ST0和编辑码流ST1之间对齐即可。
假定当原始流ST0从视频数据建立时由分析器23分析构成该原始流ST0的画面的复杂度，并且在存储装置30中存储为复杂度X。
以下描述针对使用图4A所示的编辑点A和B建立编辑码流ST1的情况。在这种示例的情况下，原始流ST0具有s(1≤s≤S)个GOP，并且每个GOP#s具有t(1≤t≤N)个画面。编辑点A表示GOP#j(1≤j≤S)的画面#n(1≤n≤N)和#n+1之间的点。如果画面#n＝#N，那么编辑点A表示GOP的边界。编辑点A随后的画面被切除。编辑点B表示GOP#k(1≤k≤S)的画面#m-1和#m(1≤m≤N)之间的点。如果画面#m＝#1，那么编辑点B表示GOP边界。编辑点B之前的画面被切除。
例如，以GOP为单位，在GOP#j中从开头画面#1到紧挨着编辑点A前面的画面#n的流以及在GOP#k中从紧挨着编辑点B后面的画面#m到最后画面#N的流被提取，并且编辑这两个流从而使得编辑点A和B如图4C所示相继布置。
编辑器3可通过在原始流中指定选择的两个编辑点A和B来编辑原始流(标题)。特别，有可能建立在编辑点A结束的编辑流，在编辑点B开始的编辑流，其中编辑点A和B相继回放的编辑流等。在编辑过程中，无论是否对原始流作了改变都建立作为虚拟标题的播放列表。当建立播放列表时原始流可被编辑。例如，编辑器3通过参照所建立的播放列表以GOP为单位将流提供到解码处理器4，该解码处理器是MPEG AV解码器，从而允许编辑点A和B的连续回放。
从解码处理器4输出的音频和视频信号被输入到显示器5，从而回放编辑流。同时，由解码处理器4解码的编辑流输入到编码处理器2，使得可在编码过程中参考原始流的复杂度，从而完成两遍编码。然后结果被提供到存储装置40，从而实现了利用两遍编码的根据原始流编辑的编辑原始流的记录(转录)。
如果在第二遍编码中存在的每一帧的画面类型(画面位相)与在第一遍编码中的相同，则可以实现两遍编码。因为代码长度根据在第一遍中的分析所获得的复杂度来分配，如果画面位相不同则不能分配合适的代码长度。
因此，通过编码处理器2建立的编辑码流ST1的每个GOP中的画面构成的规则和GOP长度(每个GOP画面总数)，在这里被称为画面构成，应当与在第一遍编码中的相同。换句话说，必须把原始流ST0的画面位相与编辑码流ST1的画面位相对齐。
图5到10是描述建立编辑流的方法的图示。编辑器3在图5到10所示的六个模式中控制解码处理器4和编码处理器2的操作。图5到8示出其中两个编辑点被粘合在一起的情况。如图5和6所示，如果组成包含GOP#j的画面#1到#n以及GOP#k的画面#m到#N的画面组(在此称为编辑画面组)的画面的总数(n+(M-m+1))不是N的整数倍，一个或多个预定的图像(插入图像)被插入到编辑点A和B之间，从而使组成通过编码具有插入图像的编辑画面组的画面组(再编码画面组)的画面的总数量达到N的整数倍。
图7和8示出了组成编辑画面组的画面的总数量是N或2N的情况。在这种情况下，编辑点B对应于编辑码流ST1中的GOP边界，并且因此不需要插入任何插入画面。图9和10示出了其中具有单个编辑点并且当编辑点B在编辑流的开头以及当编辑流用编辑点A结束时的情况。这六个编辑模式的方法可被单独使用或结合使用来建立编辑流。
首先，描述组成编辑画面组的画面的总数量没有达到N的整数倍的情况。
(1)n+(N-m+1)＜N(参见图5)
参考图5，组成编辑画面组的画面的总数量n+(N-m+1)＜N意味着，由从GOP#j中开头画面#1到紧挨着编辑点A前面的画面#n的画面组成的、构成GOP#j部分102的画面数量n，与由从GOP#k中的紧挨着编辑点B后面的画面#m到最后的画面#N之间的画面组成的、构成GOP#k部分103的画面数量(N-m+1)的总和n+(N-m+1)，小于N。
在这种情况下，编辑器3控制编码处理器2插入(m-n-1)个根据在GOP#j中编辑点A和B之间的GOP#j中的画面#n解码得到的第一解码图像J，并且建立再编码画面组101。通过在编辑画面组的编辑点A和B之间插入(m-n-1)个解码图像J，再编码画面组的画面数量达到N。这使得再编码画面组101与其它GOP具有相同的数量。
插入(m-n-1)个解码图像J使得GOP#j部分102和GOP#k部分103分别具有与GOP#j和GOP#k相同的画面位相。因此有可能对分别具有相同的画面位相GOP#j部分102和GOP#k部分103去参考GOP#j和GOP#k的复杂度X。
根据编码解码图像J所获得的插入画面(第一插入画面)在原始流ST0中不存在，因此还没有分析第一插入画面的复杂度。然而，解码图像J是通过解码GOP#j的画面#n获得的，并且当由图像J建立GOP#j的画面#n时该复杂度已经通过预分析获得。因此，在该实施例中，从解码图像J中建立的插入画面的复杂度根据当建立GOP#j的画面#n时预分析得到的复杂度来计算。从而在建立编辑流的每个画面时的复杂度可通过参考或计算获得，这使得当建立编辑流时可分配优化代码长度，因此实现了合适的两遍编码。从解码图像J建立的插入画面的复杂度的一种计算方法以及使用复杂度的编码过程将在以下详细描述。
(2)n+(N-m+1)＞N(参见图6)
参考图6，组成编辑画面组的画面的总数量n+(N-m+1)＞N意味着，由从GOP#j中开头画面#1到紧挨着编辑点A前面的画面#n的画面组成的、构成GOP#j部分102的画面数量n，以及由从GOP#k中的紧挨着编辑点B后面的画面#m到最后的画面#N之间的画面组成的、构成GOP#k部分103的画面数量(N-m+1)的总和n+(N-m+1)，大于N。
在这种情况下，编辑器3控制编码处理器2插入((N-m)+(m-1))个由GOP#j中在编辑点A和B之间的GOP#j中的画面#n解码得到的第一解码图像J，并且建立再编码画面组111。作为在编辑画面组的编辑点A和B之间插入((N-m)+(m-1))个解码图像J的结果，再编码画面组的画面数量达到2N。
插入((N-m)+(m-1))个解码图像J使得GOP#j部分102和GOP#k部分103分别具有与GOP#j和GOP#k相同的画面位相。因此使得分别具有相同的画面位相GOP#j部分102和GOP#k部分103有可能参考GOP#j和GOP#k的复杂度。如上所述，插入画面的复杂度可根据GOP#j中的画面#n的复杂度来计算。
尽管以上描述了插入根据GOP#j中的画面#n解码的解码图像J的情况，有可能不仅使用解码图像J，而且使用从GOP#k的画面#m解码的解码图像K。特别地，插入图像J作为第一插入图像插入到GOP#j部分102中，从而帧的数量变成N。然后，插入图像K作为第二插入图像插入，从而帧的数量变成N，包括插入图像K和GOP#k部分103。从而再编码画面组的画面的总数量达到2N。在这种情况下，通过解码编辑点A和B之间的画面获得的视频仍然是解码图像J和K的图像，其相对于单独使用解码图像J的情况能够产生更加自然的编辑效果。
(3)n+(N-m+1)＝2N(参见图7)
参考图7，组成编辑画面组的画面的总数量n+(N-m+1)＝2N意味着，由从GOP#j中开头画面#1到紧挨在编辑点A之前的画面#n的画面组成的、构成GOP#j部分102的画面数量n，以及由从GOP#k中的紧挨在编辑点B之后的画面#m到最后的画面#N之间的画面组成的、构成GOP#k部分103的画面的数量(N-m+1)的总和n+(N-m+1)，等于2N。
这就发生了这样的情况，GOP#j中的画面#n＝画面#N，GOP#k中的画面#m＝画面#1，GOP#j部分102对应于GOP#j的全部，GOP#k部分103对应于GOP#k的全部，并且在编辑以粘合编辑点A和B之后的再编码画面组(＝编辑画面组)121具有与在第一遍中的该GOP相同位相。在这种情况下，不像以上的情况(1)和(2)，第二遍编码可不用插入任何插入画面而使用复杂度来执行。GOP#k部分103＝GOP#k可以是封闭的GOP。
(4)n+(N-m+1)＝N(参见图8)
参考图8，组成编辑画面组的画面的总数量n+(N-m+1)＝N意味着，由从GOP#j中开头画面#1到紧挨在编辑点A之前的画面#n的画面组成的、构成GOP#j部分102的画面数量n，以及由从GOP#k中的紧挨在编辑点B之后的画面#m到最后的画面#N之间的画面组成的、构成GOP#k部分103的画面的数量(N-m+1)，的总和n+(N-m+1)，等于N。
同样在这种情况下，在编辑以粘合编辑点A和B之后的再编码画面组(＝编辑画面组)131具有与该GOP相同的位相。因此，两遍编码可如情况(3)那样不插入任何插入图像来执行。
(5)GOP#k存在于开头(参见图9)
参考图9，这是编辑流的范围从图4A所示的编辑点B到原始流的最后画面的情况，例如其中GOP#k＝GOP#1。
在这种情况下，编辑画面组包括GOP#k部分103，该部分包含在GOP#k中的紧挨在编辑点B之后的画面#m到最后画面#N之间的画面。然而，如果编辑画面组按这样被用作开头GOP，那么GOP#k的画面#m被编码成I-画面，这造成了在第二遍编码中画面位相未对齐，使得它不能使用原始流的复杂度作为参考。为了避免这样，(m-1)个插入图像被插入到GOP#k之前的位置中来建立再编码画面组141使得画面的数量达到N。为了位相对齐而被插入的插入图像(第三插入图像)可以是预定黑白图像M1到M(m-1)。还有可能例如使用从GOP#k的画面#m解码得到的解码图像K作为插入图像。插入黑白图像用于位相对齐实现了对代码长度增加的抑制，并且可使用用于黑白图像的预定复杂度。
通过编码插入图像获得的插入画面也不存在于原始流中，并且不分析其复杂度。然而，当黑白图像被编码为插入画面时，必需的代码长度很小，并且复杂度的值可被适当地设置。如果解码图像K被用作插入图像，那么如上所述，复杂度可根据建立GOP#k中的画面#m时的复杂度来计算。
(6)GOP#j存在于结尾(参见图10)
参考图10，这是编辑流的范围从图4A所示的原始流的开头画面到编辑点A的情况，例如其中GOP#k＝GOP#S。
在这种情况下，编辑画面组包括GOP#j部分102，该部分包含在GOP#j中的开头画面#1到紧挨在编辑点A之前的画面#n之间的画面。画面的数量是n。从GOP#j的画面#解码得到的(N-n)个图像J作为第四插入图像被插入到GOP#j部分102之前的位置来建立再编码画面组151，使得画面的总数量达到N并且GOP长度被对齐。
然而，如果GOP#j是最后的GOP，那么有可能不用插入(N-m)个插入图像并且在第二遍编码中参考第一遍的复杂度来对齐画面位相。特别地，如果画面#n是画面#1和I-画面，就可不用插入任何插入图像来参考原始流ST0的复杂度用于一直到编辑点A的复杂度，从而实现两遍编码。如果画面#n是P-画面或B-画面，那么需要插入最新数量的解码画面#n的插入图像来实现两遍编码。在这种情况下，能够参考原始流ST0的复杂度用于一直到编辑点A的复杂度并且从GOP#j中的画面#n的复杂度中计算插入画面的复杂度。
如上所述，即使在构成原始流的GOP的某部分上进行编辑、在该编辑之后解码并且再编码来建立码流之后，通过对齐的画面位相，与在原始流中相同的帧具有相同的画面类型。因此编辑流被编辑为与原始流相同的画面类型，并且不会发生图像质量的恶化。此外，如果当建立原始流时分析复杂度，那么所分析的复杂度在建立编辑码流时可用作参考，从而根据复杂度可实现具有优化代码长度的两遍编码。
在以上描述中，组成再编码画面组101，131，141或151的画面的总数量在以上四种情况(1)、(4)、(5)和(6)中是N，并且组成再编码画面组111或121的画面的总数量在以上情况(2)和(3)中是2N。然而，组成再编码画面组的总数量不限于这些。只要组成再编码画面组的总数量是N的整数倍，关于编辑码流ST1中的编辑点A，画面组可通过设置在编辑码流ST1中的该编辑点之前或之后的帧来对齐，使得与原始流ST0中的具有相同的画面类型。
根据该实施例的两遍编码方法如下详细描述。图11A和11B是在第二遍的编码过程的流程图。假定连接到图像编码设备1的存储装置30存储其复杂度已经被分析的原始流。用户通过编辑标题来建立播放列表，然后将其使用两遍编码存储在存储装置40中。
尽管以下描述针对在显示器5上回放编辑标题以及再编码编辑标题然后将其存储在存储装置40中的情况，但是也有可能不在显示器5上回放而存储编辑标题。该描述假定是其中存储在存储装置30中的原始流ST0是在第一遍的原始码流，并且将被存储在存储装置40中的编辑码流ST1是通过两遍编码来编码的编辑MPEG-码流的情况。
如图11A所示，图像编码设备1首先从编辑列表获得有关画面的总数、包括编辑点的GOP的回放时间以及每个编辑点的回放时间的信息(步骤S1)。在获得这些信息之后，显示器5显示编辑原始流(标题)(步骤S2)。然后，编辑器3确定将编辑点应用到(1)到(6)的哪种情况，并且根据判定结果控制解码处理器4和编码处理器2的操作来完成两遍编码。首先，确定在播放列表的开头GOP中是否存在编辑点(步骤S3)。如果在开头GOP中不存在编辑点，该过程进行到如图11B所示的下面将描述的处理。
另一方面，如果在开头GOP中存在编辑点，编辑器3执行以下过程。在该例子中，该描述假定是图9所示的情况(5)，其中在开头GOP中存在编辑点B。在这种情况下，解码处理器4在编辑器3的控制下，从开头GOP开始解码过程并且直到达到编辑点B的回放时间时才输出GOP。在这期间，显示器5代替图像回放(插入图像)输出而显示插入图像比如预定黑白图像(视频消音控制)，并且代替音频回放而执行消音(音频消音控制)(步骤S4)。编码处理器2通过根据复杂度控制代码长度在插入图像、比如从解码处理器4输出的黑白图像上完成两遍编码。
直到达到被处理的编辑点B，从解码处理器4输出的插入图像被编码成预定类型的画面。最为优选的，可以执行编码以使得画面构成与原始流中的GOP构成相同。然而，因为在编辑点B之后的画面位相可以通过插入(N-m)个插入图像来对齐，所以从插入图像编码的画面类型可以和在原始流中的GOP的画面构成不同。因为插入图像不存在于原始流ST0中，插入图像的复杂度还不能获得。
在该实施例中，复杂度计算器52在需要时计算插入图像的复杂度。例如，插入图像的复杂度可根据在原始流中的开头GOP的相应的复杂度来计算。如果插入图像是黑白图像，需要的代码长度很小并且可使用预定的复杂度等。因为配置在开头的插入图像被解码为I-画面，插入图像的复杂等可等于或是原始流的开头GOP的开头画面的复杂度的几分之一。代码长度分配器24重新得到复杂度并且根据复杂度确定目标代码长度。从而编码处理器2顺序编码插入图像使得与GOP具有相同的画面位相(步骤S5)。
在达到编辑点B的回放时间时(步骤S6中的是)，解码处理器4输出在GOP#k中的画面#m和随后画面的解码结果(解码图像输出(视频未消音)/音频未消音控制)(步骤S7)。从而编码处理器2接收原始流的解码数据并且在达到编辑点B之后将它们编码。因为编辑点B之后的画面与在原始流中的相应画面具有相同的画面位相，复杂度计算器52读出存储在存储装置30中的原始流的复杂度，并且代码长度分配器24根据该复杂度来确定目标代码长度，使得编码器21用目标代码长度来MPEG编码解码的数据。然后该过程进行到后面描述的步骤10。
如果在步骤S3中确定在开头GOP中没有编辑点，该过程进行到图11B所示的步骤S8。如果在播放列表的开头GOP中不存在编辑点，解码处理器4开始从开头GOP进行解码。然后，在编码处理器2中，复杂度计算器52读出在原始流中相应GOP的每个画面的复杂度，代码长度分配器24计算并且分配目标代码长度，并且编码器21用目标代码长度来MPEG编码从解码处理器4输出的解码数据(步骤S9)。
通过这种方式，编码处理器2完成了两遍编码，其用根据复杂度控制的合适的代码长度编码由解码处理器4解码的图像直到达到编辑点A的回放时间。在编辑点A的回放时间时(步骤S10中的是)，解码处理器4通过重复解码刚刚在前面解码的GOP#j的画面#n的解码图像J等的方式暂停输出(解码暂停控制)。在此期间，音频被消音(音频消音控制)(步骤S11)。
然后，如果构成包括编辑点A和粘合到编辑点A的编辑点B的编辑画面组的画面的总数量(n+(N-m+1))小于N，(步骤S12中的是)，如图5所示的情况(1)，那么编码(m-n-1)个解码图像J。在编码处理器2中，复杂度计算器52按后面所述计算复杂度Xpr和Xbr，代码长度分配器24从复杂度Xpr和Xbr计算目标代码长度，并且编码器21完成编码从而达到目标代码长度(步骤S13)。
在编码器21编码(m-n-1)个解码图像J之后，即插入从图像J编码的(m-n-1)个插入画面之后(步骤14中的是)，编辑器3控制编码器21暂停编码过程(编码暂停控制)(步骤S15)。编辑器3将从GOP#j的画面#n解码的图像J编码的(m-n-1)个插入图像插入在编辑点A和B之间从而构成再编码画面组的画面的总数量达到N。从而在再编码画面组中的编辑点A之前画面和编辑点A之后的画面的位相可以用在原始流中的画面的位相来对齐。
在此之后，编辑器3在解码处理器4中解除解码暂停控制和音频消音控制使得在编辑点A之后的GOP#j的剩余部分被解码(步骤S16)。在解码处理器4完成GOP#j的解码之后，编辑器3向解码处理器4提供包括布置成与编辑点A相继的编辑点B的GOP#k。然后解码处理器4解码包括编辑点B的GOP#k(步骤S17)。在达到编辑点B的回放时间时(步骤S18中的是)，编辑器3控制编码处理器2解除编码暂停控制(编码恢复控制)。从而编码器21在编辑点B的之后部分开始编码解码图像数据(步骤S19)。
如果构成编辑画面组的画面的总数量(n+(N-m+1))大于N，(步骤S12中的否和步骤S20中的是)，如图6所示的情况(2)，那么编码处理器2中的复杂度计算器52按后面所述计算复杂度Xir、Xpr和Xbr，代码长度分配器24从复杂度Xir、Xpr和Xbr计算目标代码长度，并且编码处理器2完成编码从而达到目标代码长度(步骤S21)。
在编码处理器2编码(N-n+m-1)个解码图像J之后，即插入从图像J编码的(N-n+m-1)个插入画面之后(步骤S22中的是)，执行从上述步骤S15开始的过程。特别地，编辑器3进行编码处理器2的编码暂停控制，使得解码处理器4解码GOP#j的剩余部分并且进一步从GOP#k的开头开始解码，并且在编辑点B的回放时间执行编码处理器2的编码恢复控制(步骤S15到S19)。如前所述的，插入从解码图像J编码的(N-n)个图像并且插入从解码图像K编码的(m-1)个画面也是可行的。
如果构成编辑画面组的画面的总数量(n+(N-m+1))是2N，(步骤S20中的否和步骤S23中的是)，如图7所示的情况(3)，或者如果构成编辑画面组的画面的总数量(n+(N-m+1))是N，(步骤S23中的否)，如图8所示的情况(4)，那么该过程进到步骤S25。如果画面的总数量(n+(N-m+1))是2N(步骤S23中的是)，编辑器3可指示编码处理器2使得包括编辑点B的GOP#k变成封闭的GOP。
如上所述，编辑器3根据构成待两遍编码的编辑画面组的画面的总数量(n+(N-m+1))适当地控制解码处理器4和编码处理器2的操作。如果没有编辑点，解码处理器4解码由编辑器所提供的播放列表指示的GOP，并且编码处理器2顺序MPEG编码该解码图像。在解码处理器4解码播放列表中最后的GOP并且编码处理器2对其编码之后(步骤S25中的是)，编辑器3在编码处理器2中结束编码(步骤S26)。
该实施例插入从黑白图像解码的画面或插入从紧挨在编辑点之前或之后的画面解码的解码图像，从而使得在编辑点A之前和/或编辑点B之后的画面位相与原始流中的画面位相对齐。这实现了通过参考当编码原始流时分析的复杂度的两遍编码并且设置了合适的目标代码长度。
为了实现两遍编码，例如图5所示，该过程暂停-控制解码处理器4并且插入一个或多个解码图像J，以对齐画面位相。因为从插入图像编码的画面(解码图像J，K，黑白图像等)在原始流中不存在，所以不能从其参考复杂度。因此该实施例从原始码流的复杂度来估计插入图像的复杂度。
下面描述在编码处理器2的代码长度分配器24中计算目标代码长度的一种方法和当编码原始流中不存在的插入图像的复杂度的一种方法。图12A和12B是示出使用复杂度计算目标代码长度的过程的流程图，以及图13是示出计算插入画面的复杂度的过程的流程图。
可以通过帧的编码来分析的输入的解码图像的帧号f是La。如图12A所示，复杂度计算器52首先从播放列表中获得编辑点的总数、包含编辑点的GOP位置以及编辑点的画面位置(步骤S31)。代码长度分配器24把输入的解码图像的帧号f初始化为-La+1(步骤S32)。
然后，复杂度计算器52沿着播放列表顺序读出GOP的复杂度X[s，t](步骤S33)。例如，原始流ST0的复杂度例如被事先分析并且与原始流ST0一起存储。复杂度X[s，t]表示在原始流ST0的GOP#s(1≤s≤S)的画面#t(1≤t≤N)的复杂度。
在读出紧挨在编辑点A之前的画面的复杂度X[s，t]＝X[#j，#n]完成之后(步骤S34中的是)，该实施例为了对齐位相按需要把插入图像插入到随后的位置。因此，因此计算被插入在编辑点之间的插入图像的复杂度(步骤S35)。这个步骤的细节将参考图13详细描述。
然后复杂度计算器52确定输入帧f是否满足帧数La(步骤S36)。如果输入图像的帧的数量小于帧数La，这是当被初始化为-La+1的图像的帧号f是f＜0，那么复杂度计算器52递增f的值(步骤S38)并且读出下一个图像的复杂度。
如果不然，输入图像的帧的数量等于帧数La(j＝0)，那么复杂度计算器52确定帧f是否是用于编码的单位间隔C的倍数(步骤S37)。
如果帧号f不是用于编码的单位间隔C的倍数，复杂度计算器52递增f的值(步骤S38)并且读出下一个图像的复杂度。
另一方面，如果帧号f是用于编码的单位间隔C的整数倍，代码长度分配器24分配代码长度给代码长度分配间隔C。
首先，在分配间隔中的总的代码长度Ra根据两遍编码的比特率来计算。总的代码长度可考虑缓冲区占有率BOC[f]来考虑(步骤S39)。
然后，代码长度分配器24计算每一帧的目标代码长度。每一帧的目标代码长度T[f]可通过分配Ra[f]来计算，该Ra[f]可以按与复杂度X[s，t]成比例分配给代码长度分配间隔，T[f]可如下表示：
T[f]＝(X[s，t]/Xsum)*Ra[f]
其中Xsum是在分配间隔中的总的复杂度X[s，t]。目标代码长度T[f]从帧f到帧f+L-1中的每一帧计算(步骤S41)。
在此之后，代码长度分配器24在编码缓冲区22中计算分配的目标代码长度的缓冲区占有率(步骤S41)。例如，缓冲区占有率BOC[f]可如下计算：
BOC[f]＝BOC[f-1]+T[f]-Rframe
其中Rframe是从使用在该实施例的编码中的比特率R中计算的每一帧的代码长度。缓冲区占有率的初始值是BOC[0]＝0。
然后代码长度分配器24基于计算的缓冲区占有率BOC[f]确定在编码缓冲区22中是否发生上溢或下溢。例如如果编码缓冲区22的上限是B，就确定缓冲区占有率BOC[j]是否小于B-Rframe。
如果在编码缓冲区22中发生下溢(步骤S42中的是)，那么代码长度分配器24调整代码长度来防止编码缓冲区22中发生下溢(步骤S43)。例如，其检测在编码缓冲区22中的代码长度的占有率最低时的帧fu，并且增加分配给帧f到fu的代码长度使得在编码缓冲区22中对帧fu不发生下溢。然后，分配给帧fu+1到f+L-1的代码长度被减小对应于代码长度的增加的数量。
如果另一方面，在编码缓冲区22中发生上溢(步骤S44中的是)，代码长度分配器24调整代码长度来防止在编码缓冲区22中发生上溢。例如，其检测在编码缓冲区22中的代码长度的占有率最高时的帧fo，并且减小分配给帧f到fo的代码长度使得在编码缓冲区22中对帧fo不发生上溢。然后，对应于减量的代码长度被分配给帧fo+1到f+L-1(步骤S45)。
如果提供了在编码缓冲区22中不会发生上溢或下溢的合适的分配(步骤S42中的是，步骤S44中的否)，编码器21在分配间隔C上执行编码(步骤S46)。然后过程进行到S38来递增帧f的值(步骤S38)，并且复杂度计算器52读出下一帧的复杂度并且重复以上过程。
在此描述计算插入图像J的复杂度的过程。参考图13，其首先判定构成再编码画面组的画面的总数n+(N-m+1)是否小于N(步骤S51)。如果该总数小于N，则设置s＝j以及t＝n+1(步骤S52)并且，直到达到t＝m-1(步骤S53)，复杂度X[s，t]被依次计算(步骤S54)。
当t是t＝n或m-1，执行用于编码相同解码图像J的过程。在这种情况下，如上所述解码图像J在编辑点A被暂停显示，并且在第一遍编码中不存在于原始流的新图像被插入用于编码该解码图像J。这个插入图像的复杂度在第一遍编码过程没有获得。因此，每个画面的目标代码长度不能被如此计算。
插入图像是t＝n的解码图像。在该实施例中，根据解码图像J被编码成的画面类型，使用解码图像J的复杂度X[#j，#n]来执行计算。如果解码图像J被编码成P-画面，那么用于计算的复杂度是：
复杂度Xpr＝X[#j，#n]/Dp
如果解码图像J被编码成B-画面，那么用于计算的复杂度是：
复杂度Xbr＝X[#j，#n]/Db
Dp和Db的值具有关系0＜Dp＜Db，并且它们可被例如这样设置：Xpr＝X[#j，#n]/3以及Xbr＝X[#j，#n]/10。如果在第一遍编码中有相同画面的重复，那么Dp和Db可参考复杂度来确定。(m-n-1)个插入画面被插入从而对齐编辑点B之后的画面位相，并且(m-n-1)个画面没有必要与在原始流中的画面t＝n+1到m-1具有相同的画面类型。如果必须增加分配给编辑点A之前或编辑点B之后的部分的代码长度，相对于原始流有可能增加B-画面的数量从而减小插入画面的复杂度。
尽管插入图像被描述为t＝n的解码图像J，但是插入图像可以是s＝k和t＝m的解码图像。因此有可能通过根据从GOP#k的画面#m解码的解码图像K的复杂度X[#k，#m]与以上相同的方式来计算插入图像的复杂度。
还有可能根据在原始流中的解码图像J和K的画面类型来调整Dp和Db的值。例如，如果解码图像J或K在原始流ST0中是I-画面，那么Dp和Db可被设置为较大，并且如果解码图像J或K在原始流ST0中是B-画面，那么Dp和Db可被设置为相对较小。特别地，尽管在以上例子中Dp＝3且Db＝10，但是也可根据解码图像J或K的画面类型等将其设置为Dp＝1/3且Db＝1，使得复杂度等于或大于编码解码图像J或K时的复杂度。
然后，t的值依次递增(步骤S55)，并且达到t＝m时，帧号f被增加了插入画面的总数量即插入画面的帧数量(m-n-1)，使得帧f＝f+(m-n-1)(步骤S56)。然后过程进到图12A中的步骤S36。
如果组成再编码画面组的画面的总数量n+(N-m-1)大于N并且小于2N(步骤S57)，这样来设置这些值：s＝j且t＝n+1(步骤S58)，并且直到达到t＝N(步骤S59)，复杂度Xpr和Xbr与如上所述步骤S54相同的方式随着t值的增加来计算(步骤S60和S61)。
当超过t＝N，这些值被如此设置：s＝k且t＝1(步骤S62)，并且直到达到t＝m(步骤S63)，复杂度X[s，t]随着t值的增加来计算(步骤S64和S65)。因为布置在s＝k和t＝1的画面是GOP的开头画面，因此它是I-画面。尽管I-画面仍然是解码图像J的图像，因为其是I-画面，所以相对于P-或B-画面有必要分配较大的代码长度。因此，是I-画面的s＝k，t＝1的图像复杂度X[#k，#1]可参考原始流ST0中它的复杂度X[#k，#1]。t＝1之后的P-画面和B-画面可以同样的方式根据复杂度Xpr＝x[#j，#n]/Dp和Xbr＝x[#j，#n]/Dp来计算。直到达到t＝m，帧数量被增加了插入画面的总数量即插入画面的帧的数量(N-m)+m-1，使得帧数f＝f+(N-n)+m-1(步骤S66)。然后该过程进到图12A中的步骤S36。
可以确定图12A，12B和13中过程的定时，使得在如图11A和11B所示的编码处理器2中执行两遍编码的过程中编码每一帧(解码图像)之前计算目标代码长度。
该实施例使得在编辑点之前和之后的画面位相可与在编辑标题(播放列表)中的原始流ST0的画面位相对齐，所述编辑标题从原始流中以帧(画面)为单位来编辑。从而其可能甚至在具有较低比特率的再编码之后最小化图像质量的恶化。此外，如果当编辑原始流时分析并且计算了复杂度，那么有可能参考复杂度并且基于复杂度来计算目标代码长度，从而通过两遍编码建立编辑码流ST1。这实现了例如从记录在HDD等具有大的存储容量中的以画面为单位编辑的具有高比特率的原始流中，建立用于记录(转录)到DVD等具有小的存储容量中的编辑码流ST1，通过完成两遍编码而具有最小图像质量的恶化。
因此，通过编码紧挨在编辑点之前的解码图像并且在编辑点之间插入期望帧(插入图像)，有可能越GOP边界在编辑点保持图像位相。此外，因为插入帧是紧挨在编辑点之前的解码图像，在该处画面被暂停显示，用于编码解码图像的复杂度X可作为从原始流中获得的Dp或Db的因子而确定。以上过程允许获得每个画面的复杂度来建立编辑码流ST1，从而实现两遍编码。
本发明不限于以上实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可作出各种改型。例如，在图1到3示出的每个模块中优化的处理可通过在CPU(中央处理单元)上执行计算机程序来完成。在这种情况下，计算机程序可存储在记录媒体或通过通信媒体比如因特网来传输。
很明显本发明不限于以上实施例，其可在不脱离本发明的范围和精神的情况下被修改和改变。

Claims (20)

1.一种图像编码设备，包括：
编辑器，用于建立编辑指令，从而按一个或多个编辑点来编辑从非压缩视频数据编码的码流；
解码处理器，用于根据所述编辑指令解码所述码流以建立编辑流；以及
编码处理器，用于再编码所述编辑流以建立编辑码流，
其中，所述编码处理器对齐画面位相以使得在所述码流和所述编辑码流之间相同帧中的画面类型相同，由此来建立编辑码流。
2.如权利要求1所述的图像编码设备，其中
编码处理器把由预定图像组成的插入图像插入在编辑流中的编辑点之前和/或之后的位置，按照在所述码流和所述编辑码流之间在编辑点之前和/或之后的画面位相相同的方式来建立所述编辑码流。
3.如权利要求1所述的图像编码设备，其中
用于编码和建立所述码流中的每个画面的复杂度通过预分析来计算，并且
所述编码处理器根据该复杂度来编码该解码后的编辑流从而达到目标代码长度。
4.如权利要求2所述的图像编码设备，其中
所述插入图像是从包含在所述码流中的画面解码的图像，并且
所述编码处理器根据用于编码所述画面的复杂度来确定用于编码所述插入图像的目标代码长度。
5.如权利要求2所述的图像编码设备，其中所述编码处理器包括：
分析器，用于分析用来编码构成所述码流的每个画面的复杂度；以及
代码长度分配器，用于根据所分析的复杂度来给每一帧分配目标代码长度，
其中，所述分析器根据从包含在所述码流中的画面解码的解码图像的复杂度以及该解码图像在编码成该插入图像时的画面类型来确定所述插入图像的复杂度。
6.如权利要求2所述的图像编码设备，其中
所述码流由多个包含N个画面的GOP(画面组)组成，其中N是整数，
所述编辑器建立编辑指令使得在所述码流中的包含在第一GOP中的第一编辑点和包含在第二GOP中的第二编辑点被相继回放，
解码处理器解码所述第一GOP并且解码所述第二GOP，
所述编码处理器在所述第一编辑点和所述第二编辑点之间插入一个或多个插入图像，并且将构成了包含从所述第一GOP的开头画面至所述第一编辑点的画面、对所述一个或多个插入图像进行编码而获得的插入画面以及从所述第二编辑点到第二GOP的结尾画面的再编码画面组的画面的总数设置成N的整数倍。
7.如权利要求6所述的图像编码设备，其中
如果所述的构成再编码画面组的画面的总数小于N，则插入所述一个或多个插入图像，使得所述构成再编码画面组的画面的总数达到N。
8.如权利要求6所述的图像编码设备，其中
如果所述的构成再编码画面组的画面的总数大于N，则插入所述一个或多个插入画面，使得所述的构成再编码画面组的画面的总数达到2N。
9.如权利要求6所述的图像编码设备，其中
所述插入图像是从第一画面中解码的第一解码图像，该第一画面是紧挨在所述第一编辑点之前的画面。
10.如权利要求6所述的图像编码设备，其中
所述插入图像是从第一画面中解码的第一解码图像，该第一画面是紧挨在所述第一编辑点之前的画面，并且
所述编码处理器根据当编码第一插入图像为P-画面的复杂度X/Dp和当编码第一插入图像为B-画面的复杂度X/Db来确定该第一插入图像的目标代码长度，由此来建立该插入画面，其中所述第一画面的复杂度为X，并且1＜Dp＜Db。
11.如权利要求10所述的图像编码设备，其中
所述编码处理器根据当编码所述第一插入图像为I-画面时包含在所述第二GOP中的I-画面的复杂度来确定所述插入图像的目标代码长度，由此建立所述插入画面。
12.如权利要求8所述的图像编码设备，其中
从作为紧挨在所述第一编辑点之前的画面的第一画面解码的图像是第一解码图像，从作为紧挨在第二编辑点之后的画面的第二画面解码的图像是第二解码图像，
所述编码处理器紧挨在所述第一编辑点之后插入一个或多个第一解码图像，建立具有画面总数为N的GOP，其包含从所述第一GOP的开头画面到所述第一编辑点的画面和对所述一个或多个第一解码图像进行编码而获得的第一插入画面，紧挨在所述第二编辑点之前插入一个或多个第二解码图像，并且建立画面总数为N的GOP，其包含对所述一个或多个第二解码图像进行编码而获得的第二插入画面和从所述第二编辑点到所述第二GOP结尾画面的画面。
13.如权利要求2所述的图像编码设备，其中
所述码流包含具有第二编辑点的第二GOP，其中从所述第二GOP的开头画面到所述第二编辑点的画面被切除，
所述编辑器编辑所述码流使得所述第二GOP在所述编辑流的开头，
所述解码处理器紧挨在所述第二编辑点之前插入一个或多个作为预定图像的第三插入图像，并且建立具有画面总数为N的GOP，其包含对所述一个或多个第三插入图像进行编码而获得的第三插入画面和从所述第二编辑点到所述第二GOP结尾画面的画面。
14.如权利要求13所述的图像编码设备，其中
所述第三插入图像是黑白图像。
15.如权利要求13所述的图像编码设备，其中
所述第三插入图像通过根据复杂度确定所述第三插入图像的目标代码长度来建立，其中该复杂度是当编码所述第三插入图像为I-画面时包含在所述第二GOP中的I-画面的复杂度。
16.如权利要求13所述的图像编码设备，其中
所述第三插入画面通过根据复杂度确定所述第三插入图像的目标代码长度来建立，其中该复杂度是当编码所述第三插入图像为P-画面或B-画面时的预定复杂度。
17.如权利要求2所述的图像编码设备，其中
所述码流包含具有第一编辑点的第一GOP，其中从所述第一编辑点到该第一GOP结尾画面的画面被切除，
所述编辑器编辑所述码流使得所述第一GOP的紧挨在所述第一编辑点之前的画面在该编辑流的开头，并且
所述解码处理器紧挨在所述第一编辑点之后插入一个或多个作为预定图像的第四插入图像并建立画面总数为N的GOP，其包含从所述第一GOP开头画面到所述第一编辑点的画面以及对所述一个或多个第四插入图像进行编码而获得的第四插入画面。
18.如权利要求17所述的画面编码设备，其中
所述第四插入图像是从紧挨在所述第一编辑点之前的第一画面解码的第一解码图像。
19.一种用于编辑从非压缩视频数据编码的码流的图像编码方法，包括：
解码从非压缩视频数据编码的码流从而按一个或多个编辑点编辑该码流来建立编辑流；以及
通过对齐画面位相使得在所述码流和所述编辑流之间相同帧中的画面类型相同来编码所述编辑流。
20.一种图像编辑设备，包括：
图像编码处理器，用于编辑从非压缩视频数据编码的码流；以及
两个或多个存储装置，用于存储码流；
所述图像编码处理器包括：
编辑器，用于建立编辑指令以按一个或多个编辑点编辑存储在一个存储装置中的所述码流；
解码处理器，用于根据所述编辑指令解码所述码流来建立编辑流；以及
编码处理器，用于再编码所述编辑流来建立编辑码流，
其中，所述编码处理器通过对齐画面位相使得在所述码流和所述编辑码流之间相同帧中的画面类型相同来建立所述编辑码流，以及
另外的存储装置存储所述编辑码流。
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