CN105320684B - 隐藏字幕的数据交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隐藏字幕的数据交换方法。基于国家广播电影电视总局拟定的《数字电视隐藏字幕系统规范》中对字幕呈现层的规定，利用XML Schema语言将CCDXF的数据命令架构定义为七层树形结构，将命令填入各层节点中，并对命令进行定义，然后将CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成两个文件体分区进行封装、解封装及显示，实现了隐藏字幕在电视台内的数据交换。

Description

隐藏字幕的数据交换方法

技术领域

本发明涉及信息存储领域，尤其是指电视台的隐藏字幕的数据交换方案。

背景技术

为了满足听力障碍人士以字幕理解电视节目的需要，为了满足多民族地区的观众可以选择不同民族文字的字幕收看节目的需要，为了满足国际节目交流中不同文字置换的需要，国家新闻出版广电总局于2013年发布了GY/T270-2013，《数字电视隐藏字幕系统规范》(以下简称《规范》)。

在《规范》中，明确规定了隐藏字幕从编码、传输到解码、播出的全过程的实现的规范，但《规范》中未给出隐藏字幕在电视台内部存储的规范，也未规定在对外节目交换时隐藏字幕的格式。

为了更好地在我国乃至国际间推广隐藏字幕，使具有隐藏字幕的视频节目有一个统一的交换标准，亟需研制一种实现隐藏字幕的数据交换的方法。

发明内容

本发明的目的是根据《规范》提供一种隐藏字幕在电视台内进行数据交换的方法。基于本方法实现的隐藏字幕的数据交换格式被称为CCDXF(Closed Caption DataExchange File Format)。

为达到上述目的，本发明提供了一种隐藏字幕的数据交换方法，包括以下步骤：通过XML Schema语言定义数据命令架构；组织数据命令架构，由根节点、一级子节点、二级子节点、三级子节点、四级子节点、五级子节点、六级子节点组成树形结构，形成隐藏字幕的数据交换格式；基于隐藏字幕的数据交换格式，实现隐藏字幕的封装、解封装及显示。

所述根节点包括字幕业务(service)命令。

所述一级子节点包括service命令的以下子命令：视频视频文件名(VideoFileName)、字幕语言(Language)、所引用的字符集(CharacterSet)、视频帧率指示命令(DefineTimecode)以及字幕描述(statement)。

所述二级子节点包括statement命令的以下子命令：字幕入点(timecode0)、字幕出点(timecode1)、字幕命令(CaptionCommand)、字幕文本命令(CaptionText)。

所述三级子节点包括CaptionCommand命令的以下子命令：前导命令(PreCommand)、主命令(MainCommand)。

所述四级子节点包括MainCommand命令的以下子命令：缓冲区控制命令(BufferControlCommand)、窗口初始化命令(WinInitial)、窗口控制命令(WinControl)。

所述五级子节点包括：

1)BufferControlCommand命令的以下子命令：重置命令(Reset)、取消延时命令(DelayCancel)；

2)WinInitial命令的以下子命令：窗口定义命令(DefineWindow)、属性设置命令(AttributesCommand)；

3)WinControl命令的以下子命令：设置当前窗口命令(SetCurrentWindow)、清除窗口内容命令(ClearWindows)、删除窗口命令(DeleteWindows)、显示窗口命令(DisplayWindow)、隐藏窗口命令(HideWindows)、切换窗口显隐性命令(ToggleWindows)。

所述六级子节点包括AttributesCommand命令的以下子命令：设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)、设置画笔属性命令(SetPenAttributes)、设置画笔颜色命令(SetPenColor)、设置画笔位置命令(SetPenLocation)。

所述的实现隐藏字幕的封装、解封装及显示的步骤包括：根据CCDXF Schema文档中定义的命令及其结构，写出描述隐藏字幕信息的基于XML语言的CCDXF文档；根据MXF标准，提出CCDXF Schema文档与CCDXF文档的封装方案，设计出用于封装CCDXF Schema文档与CCDXF文档的两个文件体分区；根据上一步骤中的封装方案，将描述字幕内容的CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成MXF文件的两个文件体分区，封装入MXF文件中；在解码端对封装有隐藏字幕文件的MXF文件进行解封装，读取出其中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档，存入指定位置；用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证，并对通过验证后的CCDXF文档内容进行解析，并按照解析出来的信息将隐藏字幕显示在字幕窗口中，在界面中加上设计的控制按钮，实现对各个字幕窗口部分字幕属性的控制功能。

所述的将描述字幕内容的CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成MXF文件的两个文件体分区，封装入MXF文件中的步骤具体包括：将CCDXF文档与CCDXF Schema文档编码为两个文件体分区，分别记为文件体分区N-1、文件体分区N；首先对MXF文件的存在与否进行判定，若存在，则对该MXF文件进行前向遍历；在遍历过程中，判断该MXF文件是否含有文件体分区以及文件尾分区，并且根据不同情况将新编码的两个文件体分区插入，并且修改文件其它部分的相应取值。

所述的在解码端对封装有隐藏字幕文件的MXF文件进行解封装，读取出其中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档，存入指定位置的步骤具体包括：首先判断是否存在需解析的MXF文件，若存在，则对其进行倒序遍历；其次判断该MXF文件是否含有文件尾分区，若含有，则在该MXF文件的倒数第三个分区以及倒数第二个分区中查找素材容器；若不含有，则在该MXF文件的倒数第二个分区以及倒数第一个分区中查找素材容器；最后，将这两个素材容器中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档输出到指定路径。

所述的用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证，并对通过验证后的CCDXF文档内容进行解析，并按照解析出来的信息将隐藏字幕显示在字幕窗口中的步骤具体包括：首先判断在指定路径中是否存在CCDXF文档与CCDXF Schema文档；若存在，则用CCDXFSchema文档对CCDXF文档进行架构验证；若架构验证通过，则读取CCDXF文档中各个标签中的内容；接着，根据读取出来的标签内容，赋值给相应的显示控件进行字幕内容的显示，同时，可以接受并显示用户端对字幕内容进行的修改。

本发明所提供的方法，通过XML Schema语言设计了CCDXF的数据命令架构，采用七层树形结构，将命令填入各层节点中，然后将CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成两个文件体分区进行封装、解封装及显示，实现了隐藏字幕在电视台内的数据交换。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明，其中：

图1为本发明的CCDXF结构图；

图2为本发明中的隐藏字幕的数据交换方法的流程图；

图3为本发明中的隐藏字幕的封装流程图；

图4为本发明中的隐藏字幕的解码流程图；

图5为本发明中的隐藏字幕的解析与显示控制流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明加以详细说明，借此对本发明如何应用技术手段来解决实际问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，本发明中所描述的实施方式仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种隐藏字幕的数据交换方法。

如图1所示CCDXF的结构为由根节点、一级子节点、二级子节点、三级子节点、四级子节点、五级子节点、六级子节点组成的树形结构。

其中，文档根节点包括字幕业务(service)命令。

一级子节点包括service命令的以下子命令：视频视频文件名(VideoFileName)、字幕语言(Language)、所引用的字符集(CharacterSet)、视频帧率指示命令(DefineTimecode)以及字幕描述(statement)。

二级子节点包括statement命令的以下子命令：字幕入点(timecode0)、字幕出点(timecode1)、字幕命令(CaptionCommand)、字幕文本命令(CaptionText)。

三级子节点包括CaptionCommand命令的以下子命令：前导命令(PreCommand)、主命令(MainCommand)。

四级子节点包括MainCommand命令的以下子命令：缓冲区控制命令(BufferControlCommand)、窗口初始化命令(WinInitial)、窗口控制命令(WinControl)。

五级子节点包括：

1)BufferControlCommand命令的以下子命令：重置命令(Reset)、取消延时命令(DelayCancel)；

2)WinInitial命令的以下子命令：窗口定义命令(DefineWindow)、属性设置命令(AttributesCommand)；

3)WinControl命令的以下子命令：设置当前窗口命令(SetCurrentWindow)、清除窗口内容命令(ClearWindows)、删除窗口命令(DeleteWindows)、显示窗口命令(DisplayWindow)、隐藏窗口命令(HideWindows)、切换窗口显隐性命令(ToggleWindows)。

六级子节点包括AttributesCommand命令的以下子命令：设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)、设置画笔属性命令(SetPenAttributes)、设置画笔颜色命令(SetPenColor)、设置画笔位置命令(SetPenLocation)。

各个命令的定义如下：

字幕业务(service)，为并行字幕业务，分别命名为service0，service1，service2，……，service7，每一个字幕业务(service)的数据结构一致。

视频视频文件名(VideoFileName)：用于描述该业务所对应的视频名称。在CCDXFSchema文档中将这一项设为简单元素，其数据类型设为string。

字幕语言(Language)：本发明中设定的用于描述该业务所使用的语言，选定了中文、中文繁体、英文、蒙文、阿拉伯文、韩语、俄语以及苗语8个语种作为可显示的字幕文本。在CCDXF Schema文档中将这一项设为简单元素，其数据类型设为string。

所引用的字符集(CharacterSet)：本发明中设定的用于描述该业务字幕所引用的字符集。根据设定的语种，用到的语言集为：汉字数民族语言对应GB18030-2005字符集；韩语对应ISO2022Korean字符集；阿拉伯文对应ISO8859-6Arabic字符集；俄语对应ISO8859-1Latin5字符集；英文对应ISO8859-1Latin1字符集。在CCDXF Schema文档中将这一项设为简单元素，其数据类型设为string。

视频帧率指示命令(DefineTimecode)：本发明中设定的用于指示该字幕对应视频的帧率的元素，通过该项，可以换算出字幕的出点时间以及入点时间。在CCDXF Schema文档中将这一项设为简单元素，其数据类型设为string。

字幕描述(statement)：本发明中设定的用于描述具体字幕的复合元素，该元素包括四个子元素，分别为字幕入点(timecode0)、字幕出点(timecode1)、字幕命令(CaptionCommand)以及字幕文本命令(CaptionText)。

字幕入点(timecode0)：描述了字幕出现时所对应的视频帧，其类型设定为integer。

字幕出点(timecode1)：描述了字幕退出时所对应的视频帧，其类型设定为integer。

字幕命令(CaptionCommand)：本发明规定的一个复合元素，包含的子元素为前导命令(PreCommand)和主命令(MainCommand)。

字幕文本命令(CaptionText)：用于描述该字幕文本内容，《规范》规定字幕文本最小长度为0，故该元素的最小值设为0。

前导命令(PreCommand)：《规范》中规定该项用于描述该字幕的延时长度，单位为秒。在本发明中，将其类型设定为integer，缺省值设为10。

主命令(MainCommand)：为一个复合元素，包括的子元素为缓冲区控制命令(buffercontrolcommand)、窗口初始化命令(WinInitial)与窗口控制命令(WinControl)。

缓冲区控制命令(buffercontrolcommand)：为一个复合元素，包含的子元素为重置命令(Reset)和取消延时命令(DelayCancel)。

窗口初始化命令(WinInitial)：为一个复合元素，用于对窗口以及字幕所使用的画笔进行初始化设置。设定其包含的子元素为：窗口定义命令(DefineWindow)与属性设置命令(AttributesCommand)。

窗口控制命令(WinControl)：为一个复合元素，用于包含《规范》中设定的对窗口进行控制的命令，其包含的子元素为设置当前窗口命令(SetCurrentWindow)、清除窗口内容命令(ClearWindows)、删除窗口命令(DeleteWindows)、显示窗口命令(DisplayWindow)、隐藏窗口命令(HideWindows)和切换窗口显隐性命令(ToggleWindows)。

重置命令(Reset)：《规范》中规定其用于重新初始化接收到该命令的服务，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则该窗口重新初始化其中的命令，否则，不执行该项任务。根据《规范》，本发明将该元素设置为unsignedByte类型，取值范围为：00000000-11111111，缺省值为00000000，即每个窗口可以单独选择是否执行该项任务，且默认情况下不执行该项任务。

取消延时命令(DelayCancel)：《规范》中规定其用于取消一个正在执行的延迟命令，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则该窗口取消对该窗口设定的延时命令，否则，不执行该动作。本发明将该元素设置为unsignedByte类型，取值范围为：00000000-11111111，缺省值为00000000，即每个窗口可以单独选择是否执行该动作，且默认情况下不执行该动作。

窗口定义命令(DefineWindow)：为一个复合元素，其所包含的子元素以及本发明中对其类型和取值范围的规定如表1所示。

属性设置命令(AttributesCommand)：为一个复合元素，所包含的的子元素为设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)、设置画笔属性命令(SetPenAttributes)、设置画笔颜色命令(SetPenColor)和设置画笔位置命令(SetPenLocation)。

清除窗口内容命令(ClearWindows)：《规范》中规定其用于清除一组窗口中的文本，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则清除该窗口中的内容，否则，不执行该动作。所以，本发明将其类型设为unsignedByte，取值范围为：00000000-11111111，缺省值为00000000，即每个窗口可以单独选择是否执行该项任务，且默认情况下不执行该项任务。

删除窗口命令(DeleteWindows)：《规范》中规定其用于清除一组窗口，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则删除该窗口，否则，不执行该动作。其取值范围、缺省值及其意义同清除窗口内容命令(ClearWindows)。

显示窗口命令(DisplayWindow)：《规范》中规定其用于使一组窗口变成可见，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则显示该窗口，否则，该窗口不被显示。其取值范围、缺省值及其意义同清除窗口内容命令(ClearWindows)。

隐藏窗口命令(HideWindows)：《规范》中规定其用于使一组窗口变成不可见，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则隐藏该窗口，否则，该窗口被显示。其取值范围、缺省值及其意义同清除窗口内容命令(ClearWindows)。

切换窗口显隐性命令(ToggleWindows)：《规范》中规定其用于使一组窗口变成不可见，为8个比特位，每一位对应一个字幕窗口，若一个窗口所对应的比特位取值为1，则该窗口的显隐性被切换，否则，不切换。其取值范围、缺省值及其意义同清除窗口内容命令(ClearWindows)。

表1窗口定义命令(DefineWindow)的子元素描述

设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)：对窗口的属性进行定义，为复合元素，其所包含的子元素如表2所示。

表2设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)的子元素描述

设置画笔属性命令(SetPenAttributes)：对画笔的属性进行定义，为复合元素，其所包含的子元素如表3所示。

表3设置画笔属性命令(SetPenAttributes)的子元素描述

设置画笔颜色命令(SetPenColor)：对画笔的颜色进行定义，为复合元素，其所包含的子元素如表4所示。

表4设置画笔颜色命令(SetPenColor)的子元素描述

设置画笔位置命令(SetPenLocation)：对画笔的位置进行定义，为复合元素，其所包含的子元素如表5所示。

表5设置画笔位置命令(SetPenLocation)的子元素描述

图2所示为本发明中的隐藏字幕的封装、解封装及显示的流程图，其步骤包括：

步骤31：根据CCDXF Schema文档中定义的命令及其结构，写出描述隐藏字幕信息的基于XML语言的CCDXF文档；

步骤32：根据MXF标准，提出CCDXF Schema文档与CCDXF文档的封装方案，设计出用于封装CCDXF Schema文档与CCDXF文档的两个文件体分区；

步骤33：根据上一步中的设计方案，将描述字幕内容的CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成MXF文件的两个文件体分区，封装入MXF文件中；

步骤33：在解码端对封装有隐藏字幕文件的MXF文件进行解封装，读取出其中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档，存入指定位置；

步骤35：用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证，并对通过验证后的CCDXF文档内容进行解析，并按照解析出来的信息将隐藏字幕显示在字幕窗口中，在界面中加上设计的控制按钮，实现对各个字幕窗口部分字幕属性的控制功能。

图3所示为本发明中的隐藏字幕的封装流程图，其步骤包括：将CCDXF文档与CCDXFSchema文档编码为两个文件体分区，分别记为文件体分区N-1、文件体分区N；首先对MXF文件的存在与否进行判定，若存在，则对该MXF文件进行前向遍历；在遍历过程中，判断该MXF文件是否含有文件体分区以及文件尾分区，并且根据不同情况将新编码的两个文件体分区插入，并且修改文件其它部分的相应取值。

图4所示为本发明中的隐藏字幕的解码流程图，其步骤包括：首先判断是否存在需解析的MXF文件，若存在，则对其进行倒序遍历；其次判断该MXF文件是否含有文件尾分区，若含有，则在该MXF文件的倒数第三个分区以及倒数第二个分区中查找素材容器；若不含有，则在该MXF文件的倒数第二个分区以及倒数第一个分区中查找素材容器；最后，将这两个素材容器中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档输出到指定路径。

图5所示为本发明中的隐藏字幕的解析与显示控制流程图，其步骤包括：首先判断在指定路径中是否存在CCDXF文档与CCDXF Schema文档；若存在，则用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证；若架构验证通过，则读取CCDXF文档中各个标签中的内容；接着，根据读取出来的标签内容，赋值给相应的显示控件进行字幕内容的显示，同时，可以接受并显示用户端对字幕内容进行的修改。

综上所述，本发明所提供的方法，通过XML Schema语言设计了CCDXF的数据命令架构，采用七层树形结构，将命令填入各层节点中，然后将CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成两个文件体分区进行封装、解封装及显示，实现了隐藏字幕在电视台内的数据交换。

尽管已参照较佳实施方式对本发明做出了描述，但是，本发明并不仅限于此，它还包括所有在其权利要求所限定的范围内做出的改动和变更。。

Claims (11)

1.一种隐藏字幕的数据交换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过XML Schema语言定义数据命令架构；

步骤2：组织数据命令架构，由根节点、一级子节点、二级子节点、三级子节点、四级子节点、五级子节点、六级子节点组成树形结构，形成隐藏字幕的数据交换格式；

步骤3：基于隐藏字幕的数据交换格式，实现隐藏字幕的封装、解封装及显示；

所述的第3步骤具体包括：

步骤31：根据CCDXF Schema文档中定义的命令及其结构，写出描述隐藏字幕信息的基于XML语言的CCDXF文档；

步骤32：根据MXF标准，提出CCDXF Schema文档与CCDXF文档的封装方案，设计出用于封装CCDXF Schema文档与CCDXF文档的两个文件体分区；

步骤33：根据步骤32中的封装方案，将描述字幕内容的CCDXF文档与CCDXF Schema文档分别编码成MXF文件的两个文件体分区，封装入MXF文件中；

步骤34：在解码端对封装有隐藏字幕文件的MXF文件进行解封装，读取出其中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档，存入指定位置；

步骤35：用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证，并对通过验证后的CCDXF文档内容进行解析，并按照解析出来的信息将隐藏字幕显示在字幕窗口中，在界面中加上设计的控制按钮，实现对各个字幕窗口部分字幕属性的控制功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根节点包括字幕业务service命令。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级子节点包括service命令的以下子命令：视频视频文件名(VideoFileName)、字幕语言(Language)、所引用的字符集(CharacterSet)、视频帧率指示命令(DefineTimecode)以及字幕描述statement。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二级子节点包括statement命令的以下子命令：字幕入点(timecode0)、字幕出点(timecode1)、字幕命令CaptionCommand、字幕文本命令(CaptionText)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三级子节点包括CaptionCommand命令的以下子命令：前导命令(PreCommand)、主命令MainCommand。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述四级子节点包括MainCommand命令的以下子命令：缓冲区控制命令BufferControlCommand、窗口初始化命令WinInitial、窗口控制命令WinControl。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述五级子节点包括：

1)BufferControlCommand命令的以下子命令：重置命令(Reset)、取消延时命令(DelayCancel)；

2)WinInitial命令的以下子命令:窗口定义命令(DefineWindow)、属性设置命令AttributesCommand；

3)WinControl命令的以下子命令:设置当前窗口命令(SetCurrentWindow)、清除窗口内容命令(ClearWindows)、删除窗口命令(DeleteWindows)、显示窗口命令(DisplayWindow)、隐藏窗口命令(HideWindows)、切换窗口显隐性命令(ToggleWindows)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述六级子节点包括AttributesCommand命令的以下子命令：设置窗口属性命令(SetWindowAttributes)、设置画笔属性命令(SetPenAttributes)、设置画笔颜色命令(SetPenColor)、设置画笔位置命令(SetPenLocation)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤33具体包括：将CCDXF文档与CCDXF Schema文档编码为两个文件体分区，分别记为文件体分区N-1、文件体分区N；首先对MXF文件的存在与否进行判定，若存在，则对该MXF文件进行前向遍历；在遍历过程中，判断该MXF文件是否含有文件体分区以及文件尾分区，并且根据不同情况将新编码的两个文件体分区插入，并且修改文件其它部分的相应取值。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤34具体包括：首先判断是否存在需解析的MXF文件，若存在，则对其进行倒序遍历；其次判断该MXF文件是否含有文件尾分区，若含有，则在该MXF文件的倒数第三个分区以及倒数第二个分区中查找素材容器；若不含有，则在该MXF文件的倒数第二个分区以及倒数第一个分区中查找素材容器；最后，将这两个素材容器中的CCDXF文档与CCDXF Schema文档输出到指定路径。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤35具体包括：首先判断在指定路径中是否存在CCDXF文档与CCDXF Schema文档；若存在，则用CCDXF Schema文档对CCDXF文档进行架构验证；若架构验证通过，则读取CCDXF文档中各个标签中的内容；接着，根据读取出来的标签内容，赋值给相应的显示控件进行字幕内容的显示，同时，可以接受并显示用户端对字幕内容进行的修改。