CN1110967C - 重现压缩编码的视频数据的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于重现MPEG规格的压缩编码的视频数据的方法，包括：将MPEG规格的用户数据设置为重现级的序列和GOP单元根据视频数据种类选择用户级和多路复用级作为在某个分级中的一级；检查重现级是否设置在用户数据每个序列中；如果是，将相应于分级中之一的用户输入指定级与重现级比较；当指定级不适合于重现级时停止解码；检查重现级是否设置在相应序列的用户数据每个GOP中；如果是，则将重现级与指定级比较；或指定级适合于相应GOP的重现级时，使相应GOP解码。

Description

重现压缩编码的视频数据的方法
技术领域
本发明涉及一种用于重现压缩编码的视频数据的方法，并特别涉及一种用于重现解码的视频数据的方法，该视频数据是根据MEPG(运动图象专家组)规范压缩编码的。
本申请关于用于重现压缩编码的视频数据的方法是基于韩国专利申请号NO37067/1995的申请提出的，在此作为参考。
背景技术
通常，MPEG是图象压缩技术的国际规范，它为视频数据提供压缩算法，并广泛用在光盘、磁光盘或DVCR(数字盒式磁带录像机)磁带的重现装置和网络中，例如ATM(异步传送模式)。MPEG图象压缩算法基本上由DCT(离散余弦变换)、量化、可变长度编码和运动补偿构成。信息是以正压缩的将要传送的比特串排列的，它具有按某种序列和规则的六个分层结构。GOP(图象组)层是图象的随机存取的基本单元，它出现在最上层的序列层的下面，而图象层(picture layer)出现在其下面。每个图象由若干数据片层(slicelayer)组成，和每个数据片由若干宏块层组成，它是运动补偿的基本单元。而且，宏块由若干块层组成，它是DCT的基本单元。
MPEG视频数据的格式示于图1，图1示意地表示一个序列的图象层，在MPEG视频数据中最大数据单元是一序列。一般，在电影(film)中，单个序列适合整个电影本身或多个序列基本上按构成一个电影的情节(story)明显地隔开。如图1所示，这种序列由序列首标和至少一个GOP组成，一个GOP由至少一个图象组成。序列首标通常包括加到整个序列的各种信息，即水平方向的尺寸、垂直方向的尺寸、比特率和图象的宽高比。序列首标也可包括具有用户数据起始码的用户数据起始，如图2所示。GOP是由GOP首标和几个图象组成的一个组，并且，如图2所示，还附加包括具有用户数据起始码的用户数据起始。还包括具有序列首标起始码的序列首标起始和具有组起始码的GOP首标起始。具有图象起始码的图象首标起始和具有序列结束码的序列结束。尽管有规定在MPEG中，由于没有规定具体的用法，用户数据实际上是不使用的。
其时，如图3所示，通常用于重现根据MPEG规范压缩编码的视频数据的解码器包括：数据输入缓冲器300，用于缓冲对MPEG压缩编码的视频数据输入；可变长度解码器(VLD)302，用于对缓冲的视频数据执行可变长度解码，逆量化部分304；用于逆量化可变长度的解码数据，逆DCT(IDCT)306，用于相对于逆量化数据执行逆DCT；运动补偿部分308，用于根据运动补偿信息进行运动补偿；帧缓冲器310，用于保持解码的数据；开关部分312，用于控制运动补偿和数字视频输出；和微处理器单元(MPU)314，用于控制整个解码器。
如图1所示的MPEG视频数据由序列单元按图4的流程进行解码。解码后的MPEG视频数据输入到图3的数据输入缓冲器300，并经VLD302传送，同时在解码中需要的信息由MPU314译码。根据这种信息，MPU314控制整个解码器并使MPEG视频数据解码。
在图4的步骤400视频序列的第一数据的序列首标译码得到需要的数据以后，图3的MPU314由GOP单元开始解码。也就是，在步骤402中，MPU314译码GOP首标，并在步骤404和406中相对于每个图象执行解码。
在图象单元的解码中，输入到数据输入缓冲器300的数据传送到VLD302和可变长度编码的数据将被解码输出。在VLD302的输出由块单元重新排列以后，在逆量化部分304中执行逆量化，并将逆量化的数据送到IDCT部分306，同时执行逆-DCT。在数据通过这几步的传送以后，具有运动信息的图象数据传送到运动补偿部分308进行运动补偿步骤。如果该数据没有运动补偿信息，该图象的解码简单结束而没有更进一步的步骤。当MPU314控制开关部分312时，根据确定其发送的帧缓冲器310的输出是否作为在运动补偿部分308中进行运动补偿的输出或使用的数字视频来实现这个运动补偿。
如上所述解码一个图象以后，MPU314确定下一个数据是否图象起始码，如果是图象起始码，则由图象单元连续重复解码。如果下一个数据不是图象起始码，在步骤408中确定下一个数据是否组起始码。如果确定是组起始码，在步骤402到406中连续对于GOP进行解码，如果不是组起始码，意味着序列首标存在，在步骤410中执行对其检查，如果序列首标码继续，步骤400到408的序列解码按如上所述重复进行，如果不继续，在步骤412确认序列结束码是否产生。以结束解码过程。
在上述数据结构中，当使用正在多路复用的具有与用户进行交互使用的各种内容的视频数据时，多路复用由一序列的一单元实现。也就是，连续地重现随着用户的选择而变化的单独分段的(separate fragment)一个MPEG视频数据的情节(story)，它应能通过多路复用使用各种内容的视频数据。如上所述，在传统的技术中，多路复用应由序列单元被划分情节(story)的序列单元形成。此时通常，一个序列的一部分按照情节(story)的内容用于多路复用。于是，由于按照多路复用需要大量数据和记录或发送介质的大量浪费，因此就难于实施。此外，难于跳越根据用户的特征，例如，年龄的特殊部分的重现。特别是还没有提出实现这种功能而不偏离MPEG规范的建议。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种能由用户逐步限制重现的重现方法。
本发明的另一个目的是提供一种使数据量的增量达最小和使多路复用成为可能的重现方法。
本发明的又一个目的是提供一种能由用户逐步限制重现和在多路复用中保持与MPEG规范兼容的重现方法。
为了实现上述目的，提供一种用于重现按照MPEG规范编码的压缩编码视频数据的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)当根据所述MPEG规范压缩编码视频数据时，按照每一视频数据序列的视频数据种类和相应于每一序列的图像组(GOP)单元，从多个级中选择用户级和多路复用级，其中用户级和多路复用级能够被设置为所述MPEG规范的用户数据的重现级；
(b)检查所述重现级是否设置在所述压缩编码视频数据中每一序列的用户数据中；
(c)当以所述相应序列设置所述重现级时，将所述重现级与用户输入的指定级的用户级和多路复用级相比较，所述指定级对应于所述多个级之一；
(d)根据所述比较步骤(c)的结果，当确定所述指定级不适合于所述重现级时停止解码；
(e)当没有以所述相应序列设置所述重现级并且所述指定级适合于相应序列的重现级时，检查所述重现级是否设置在相应序列的每个GOP的用户数据中；
(f)当所述重现级设置在相应的GOP中时，将重现级与所述指定级相比较；
(g)当所述重现级没有设置在所述相应的GOP中并且当所述指定级适合于相应GOP的重现级时，将对应的GOP解码；和
(h)根据所述比较步骤(f)的结果，当所述指定级不适合于所述相应GOP的重现级时，跳越没有解码的相应GOP。
本发明的最佳选择在于，重现级是以用户级和多路复用级的任一级设置的，用户级是用于根据用户确定重现的分级(step)值，而多路复用级是指定不同情节的分级(step)值。
附图说明
本发明的目的，特征及优点通过结合实施例参考附图的详细描述，将更加明显。
图1表示普通MPEG视频数据的格式图；
图2表示普通MPEG用户数据的格式图；
图3是典型的MPEG视频数据解码器的方框图；
图4是用于说明传统的MPEG视频数据的解码的流程图；
图5是表示根据本发明的MPEG用户数据的格式图；
图6A-6B是用于说明根据本发明的MPEG视频数据的解码的流程图。
具体实施方式
如图2所示，由MPEG规定的用户数据用于本发明。也就是，通过实际上使用由MPEG规定的用户数据起始码能够在普通MPEG的解码器中识别用户数据的起始。然后通过提供用户数据识别(ID)对各种用户数据进行分类。每当视频数据按照MPEG规范压缩编码时，由MPEG规范的用户数据通过设置作为重现级的序列和GOP单元按照视频数据种类。选择一个特殊编号的分级(step)，在重现级中，构成的1个字节，如图5所示，上面4比特表示用户级和下面的4比特表示多路复用级。因此，用户级和多路复用级的每一个级最多能够具有16个分级(step)。
用户级表示根据用户确定重现的信息，根据视频数据种类可分成15个级，以便确定该重现。简单举例，用户级可分成1到6个级：用于7岁以下的孩子、12岁以下的儿童、15岁以下男孩、高等学校学生、学院学生和成人分别与视频数据的内容相一致。也就是，如果一用户对应于用户级5，除了用户级6被跳过(skipped)以外，用户级1-5能够被重现。当数据不受用户级限制时，用户级对于一使用可指定为“0”。
而且，使用多路复用级能以少量的数据使MPEG视频数据多路复用。例如，假设从整个情节(story)的中间有15种具有相互不同情节的MPEG视频数据，由于对数据不进行多路复用，第一多路复用级为0。然而，在情节变成不同的点处，每级具有不同的多路复用级。也就是，如果给定单个多路复用级，当多路复用级相同时进行重现，由此实现了具有变化情节(varyingstory)的多路复用。其时，当多路复用级设为“0”时，由于它的多路复用级，重现将无限制。
在图5的格式中，例如，当“b7b6 b5 b4 b3b2 b1b0”是“0000，0000”，没有设置用户级多路复用级。当“0000，xxxx”时，仅把多路复用级设置到某个级。当“xxxx，0000”时，仅用户级设置到某个级。当“xxxx，xxxx”时，用户级和多路复用级二者设置到各自的某个级，该“x”意味着或是“0”或是“1”。
如上所述，在图3的解码器中，通过选择重现级对于压缩编码的MPEG视频数据的解码是按照本发明的MPEG视频数据的解码流程(参见图6)实现的。
在图6A的步骤600中，通过对视频序列的第一数据的序列首标进行译码，该图3中的MPU314可得到必需信息。在步骤602中，检查重现级是否设置在用户数据中，即，存在重现级信息。同时，MPU314确认用户数据ID，它表示重现级信息的存在，如图5所示。然后，如果ID是正确的，它意味着通过-MPEG视频数据单元存在有重现级信息，在步骤604中，由用户输入指定级，即相应于重现级的用户级和多路复用级。由用户输入的指定级一般是通过MPEG视频数据重现系统中装备的操作板上的一个键输入的。然后，在步骤606中，如上所说明的，通过将用户输入的指定级与紧跟序列首标之后的用户数据中的重现级相比较，检查重现性或适用性。仅当在重现级中的用户级与指定级中的用户级相同或比其低并且同时在重现级中的多路复用级与指定级中的多路复用级相同或是其最低级时，指定级被确定为适合于重现级。如果指定级不适合于重现级，由于整个序列不能重现使解码停止和结束。反之，指定级适合于重现级，在步骤608中，启动GOP单元的下一步解码。当在步骤602中没有存在用户数据时，执行步骤608，而没有由用户输入指定级的步骤。
在步骤608中，MPU314对GOP首标译码，和在步骤610中，检查重现级是否由GOP单元设置在如上所述用户数据中。即，由于重现和多路复用能够由GOP单元控制所以应该检查每一个GOP。如果在步骤610中设置重现级，在步骤604中使其与由用户输入的指定级进行比较，然后在步骤612中检查适用性(suitability)。如果指定级不适合于重现级，由于整个相应的GOP能被重现，在步骤618中跳越过相应的GOP并且如图6B步骤620执行重现GOP。当指定级适合于重现级时，在图6A中的步骤614到616中执行对每个图象的解码。
这种图象单元的解码与图4中所示的解码一样进行。其时，在解码单个图象以后，MPU314确认下一个数据是否图象起始码。如果有图象起始码接着的话，继续重复图象单元的解码。如果没有，在步骤620中检查下一个数据是否组起始码。如果组起始码被检查到，在步骤608到616中按上面所述继续GOP的解码。当组起始码不存在时，可以存在有序列首标。于是如图6B，在步骤622中检查首标存在，如果有序列首标码接着的话，在如图6A的步骤600到图6B的620的序列解码按上面所述重复进行。如果序列首标码没有存在，检查序列结束码是否在步骤624中产生，以结束解码。
因此，通过使用由MPEG规定的用户数据，在重现和多路复用中为使数据量的增量达最小逐步限制用户是可能的。其时，在实现由GOP单元的多路复用中的附加数据量正好为1字节每个序列单元和GOP单元。因此，能够急剧减少在多路复用中需要的数据量。
如上所述，在本发明中，通过调节相对于视频数据的特殊部分的指定级能够实现按照用户指定的各种重现模式。而且，视频数据的多路复用相对于传统技术能够以少量的增补数据来实现。因此，其优点是，由于本发明没有脱离MPEG规范，本发明对任何MPEG解码器相容。
因此，应当理解本发明并不局限于在此按照实施本发明的预期最佳方式所公开的特定实施例，而且本发明也并不局限于在说明书中所描述的具体实施例。

Claims (3)

1、一种用于重现按照MPEG规范编码的压缩编码视频数据的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)当根据所述MPEG规范压缩编码视频数据时，按照每一视频数据序列的视频数据种类和相应于每一序列的图像组(GOP)单元，从多个级中选择用户级和多路复用级，其中用户级和多路复用级能够被设置为所述MPEG规范的用户数据的重现级；
(b)检查所述重现级是否设置在所述压缩编码视频数据中每一序列的用户数据中；
(c)当以所述相应序列设置所述重现级时，将所述重现级与用户输入的指定级中的用户级和多路复用级相比较，所述指定级对应于所述多个级之一；
(d)根据所述比较步骤(c)的结果，当确定所述指定级不适合于所述重现级时停止解码；
(e)当没有以所述相应序列设置所述重现级并且所述指定级适合于相应序列的重现级时，检查所述重现级是否设置在相应序列的每个GOP的用户数据中；
(f)当所述重现级设置在相应的GOP中时，将重现级与所述指定级相比较；
(g)当所述重现级没有设置在所述相应的GOP中并且当所述指定级适合于相应GOP的重现级时，将对应的GOP解码；和
(h)根据所述比较步骤(f)的结果，当所述指定级不适合于所述相应GOP的重现级时，跳越没有解码的相应GOP。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户级是用于根据一个或多个用户特性确定重现的值和所述多路复用级是用于指示所述压缩编码视频数据的情节变化的值。
3、根据权利要求2所述的方法，其中，当所述重现级中的用户级与所述指定级中的用户级相同或比其低时和所述重现级中的多路复用级与所述指定级中的多路复用级相同或是其最低级时，所述指定级被确定为适合于所述重现级。
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