CN1201572C - 对编码的a/v序列实行精确到帧的编辑 - Google Patents

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CN1201572C CNB998014850A CN99801485A CN1201572C CN 1201572 C CN1201572 C CN 1201572C CN B998014850 A CNB998014850 A CN B998014850A CN 99801485 A CN99801485 A CN 99801485A CN 1201572 C CN1201572 C CN 1201572C
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Abstract

提供了用于产生桥段(B)的方法，以使得能进行从一个A/V段(A)到另一个段(C)的编辑跳越，而同时处理时序和按照编码规则例如MPEG的A/V段施加的帧约束。桥段的构建要通过复制来自要桥接的两个序列(A，C的数据)并且经过对这些数据进行去复用、译码、重新复用、和重新编码以保持编辑的数据流的正确性。根据通过桥段编辑的源和目的处的画面编码的类型采用不同的过程来复制和/或重新编码。

Description

对编码的A/V序列实行精确到帧的编辑
技术领域
本发明涉及以帧为基础进行编码的音频和/或视频数据的存储、恢复、和编辑，其中具体地(但不是必需地)结合数据的光盘存储和符合MPEG的编码方案的应用。
背景技术
近来，提出了对于民用的和商用的音频和/或视频(这里是“A/V”)设备的需要，以支持更多的用户交互性，以及由此产生了对于无接缝地连接A/V段的需要，其中在一段的结尾与下一段的起始之间的过渡可以由译码器平滑地处理。这意味着，从用户的观点，所观看的帧速率没有可觉察的变化，以及声音连续而没有中断。对于无接缝视频的应用是多种的，具体的民用用途包括家庭电影的编辑以及去除在记录的广播材料中的广告中断与其它不连续性。另一些例子包括用于小精灵(计算机产生的图象)的视频序列背景；这种技术的示范用途可以是在MPEG编码的视频序列前面运动的活动角色。另一个例子是一系列角色-用户的交互作用，呈现为短的无接缝剪辑，其中交互的结果将确定下次出现哪个剪辑。这方面的一个发展是交互电影，其中用户(观众)可以影响故事线索。在交互电影中沿着用户选取的路径的分支点应当呈现为无接缝的，否则，用户将失去通常与观看电影相伴的对怀疑的悬念。
基于帧的编码方案，特别是那些涉及至少对于视频内容的不同帧之间的预测编码的、符合MPEG的方案中所存在的问题在于：不可能简单地从第一个画面组(GOP)中的最后的帧跳到新的GOP的第一帧，更不用说在一个任意选择的帧跳到另一个帧了。这是由于时间的依赖性、时序、以及特别是缓存等约束条件造成的，正如将在后面进一步讨论的。
发明内容
所以，本发明的一个目的是使得能够这样地读出已存储的音频和/或视频剪辑部分或帧序列，即：允许它们被连接在一起而不引起可觉察的干扰。
按照本发明，提供了用来编辑基于帧的数据的序列以便将其从第一帧序列中的第一编辑点链接到第二帧序列中的第二编辑点的方法，其中对于每个存储的帧序列，多个帧(此后称为“I帧”)被内部编码而不参照序列的任何其它的帧，多个帧(此后称为“P帧”)是分别相对于序列的另一个帧被编码的，以及其余的帧(此后称为“B帧”)是分别相对于序列的另两个或多个帧被编码的；该方法包括建立桥帧序列以链接第一和第二编辑点的步骤，该桥帧序列引用从第一和第二帧序列中选择的一些帧，并把桥序列中的各帧有选择地重新编码，这种编码是由相应各编辑点所指明的来自第一和第二序列的各帧的编码类型(I，P，B)所确定的，该方法包括以下步骤：检测在第一和第二序列中的各个时间印记，得出一个指明时间印记之间的非连续性的数值，计算要被加到第二序列的时间印记上的偏移以去除所述非连续性，以及把所述偏移加到第二序列。
通过使用桥序列生成(该桥序列生成可以由处理来自存储装置和传送到存储装置的数据的信号处理设备的适当配置的子部分来实现)，提供了解决在遵从MPEG的和类似的节目数据流中进行视频帧和/或音频帧精确编辑的问题(其中因为时间的依赖性和在这样的编码和复用技术中使用的缓存模型，不能在任何帧边界上进行简单的剪贴编辑)的一种装置。
本发明的用于编辑基于帧的数据的序列的方法还包括以下特征：
序列帧是视频图象帧，以及编辑后的序列被构建成为具有在帧边界出现的从第一序列到桥和从桥到第二序列的跳越。
序列包括视频图象和音频数据帧的复用安排，以及在来自第二序列的有用的视频帧之前，在桥序列中显示所有来自第一序列的有用的视频帧。
在第一和第二序列音频帧之间的接合处的桥序列中，有一个间隙，其最大持续时间为一个音频帧，该间隙通过插入一个重叠的音频帧而被填充。
存储装置是光盘，以及其上的数据序列的存储地点由光盘上保持的内容表来表示。
由第一编辑点表示的帧是B帧，以及到桥序列的第一帧的跳越是在按第一序列的显示次序的前面最近的P帧上进行的。
跳越后的桥序列的第一帧包括从第二序列提取的参考帧，其后是第一序列中一直到编辑点的那些B帧，所述B帧已经相对于参考帧而被重新编码。
由第一编辑点指明的帧是I帧或P帧，以及到桥序列的第一帧的跳越是跟随在按第一序列的显示次序的前面最近的B帧而进行的。
由第二编辑点指明的帧是B帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括来自按比特流次序的所指示的帧以前的最靠近的P帧的那些第二序列的帧和任何交织的B帧。
由第二编辑点指明的帧是P帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括所指示的P帧。
在从桥序列到第二序列的跳越以前所包括的P帧的内容在桥序列中被重新编码以作为I帧。
由第二编辑点指明的帧是I帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括所指示的I帧。
下面将借助于示例性但不是限制性实施例进一步描述本发明的这些和其它方面。
附图说明
现在将仅仅通过例子和参照附图来描述优选实施例，其中：
图1是适合于实施本发明的光盘记录/应答设备的示意方框图；
图2是显示图1的设备内的部件的更详细的示意图；
图3表示光盘上序列区域中的信息块的记录；
图4表示在图3的光盘上存储的信息的重放；
图5总的显示在省略桥序列时所存储的视频数据的编辑；
图6以显示的次序表示一对MPEG视频图象流的所需要的拼接点；
图7显示相对于产生的桥序列的序列边界；
图8示意地表示在视频和音频信号帧中持续时间的差别与它们对于数据包大小的关系；
图9表示在两个A/V帧序列之间的桥段的创建；以及
图10显示在复合的A/V分组流中音频分组的滞后。
具体实施方式
以下的说明具体地考虑按照MPEG标准(对于MPEG1的ISO/IEC11172，特别是对于MPEG2的ISO/IEC 13818)运行的A/V装置，虽然本领域技术人员将认识到，本发明适用于不遵从MPEG标准的其它A/V编码方案。
下面描述本发明如何解决在MPEG程序流中进行视频和/或音频帧精确编辑的问题，其中因为时间的依赖性和在MPEG编码和复接中使用的缓存模型，不能在任何帧边界上进行简单的剪贴编辑。
为了便于编辑，产生了桥序列，也就是MPEG数据的短序列，它们是特别构建来(以一种要被描述的方式)以便把MPEG数据的两个原先的记录链接在一起。诸如将要被讨论的，在某些环境下，为了构建正确的MPEG数据流，必须对这个数据段部分译码和重新编码。
视频编辑中的最后的单元是控制结构或重放列表。这指示重放系统如何对数据流排序。它包含原先数据流的出口点以及关于桥序列的起始端的信息。它包含关于要在何处从桥序列的结尾端跳到第二数据流的信息。它也可以包含使重放更易于管理的其它信息。
图1显示适合于实施本发明的以光盘记录与重放装置形式出现的设备的一个实施例。对设备的描述集中在基于帧视频信号的处理上，虽然将会看到，可以替换地或附加地处理其它类型的信号，诸如音频或数据信号，以及本发明同样地可适用于其它的存储器装置，诸如磁性数据存储装置和计算机硬盘装置。
设备包括输入端1，用于接收要被记录在光盘上的视频信号。而且，设备包括输出端2，用于提供从光盘上重现的视频信号。
光盘3的数据区包含连续范围的物理扇区，它们具有相应的扇区地址。这个地址空间被划分成序列区域，序列区域是连续的扇区序列。如图1所示的设备被分解成两个主要系统部分，即，光盘子系统6和用于控制记录和重放的、这里叫做视频记录器的子系统。两个子系统被赋以多个特性，正如将会很容易明白的，这些特性包括：光盘子系统可以根据逻辑地址而被透明地编址，以及可以保证得到用于读和/或写的最大持续比特率。
图2更详细地显示了该设备的示意图。该设备包括信号处理单元100，它包含在图1的子系统8中。信号处理单元100通过输入端1接收视频信号，并把视频信号处理成信道信号以便记录在光盘3上。提供了用虚线表示的、包含在图1的光盘子系统中的读/写单元102。读/写单元102包括读/写头104，用来从光盘3读出/写到光盘3上。定位装置106用来确定读/写头104在光盘3的径向上的位置。读写放大器108用来放大送到光盘3的信号和来自光盘的信号。电动机110根据信号产生单元112提供的控制信号驱动光盘3旋转。微处理器114用来经过控制线116、118、和120控制所有的电路。
信号处理单元100适合于把通过输入端1接收的视频数据转换成信道信号中的信息块：信息块的大小可以是可变的，但可以是在(例如)2MB与4MB之间。写单元102适合于把信道信号的信息块写入光盘3上的序列区。相应于原始视频信号的信息块被写入到许多序列区，它们不一定是邻接的，正如在图3的记录图上所看到的，该安排被称为分段记录。光盘子系统的特征在于，它能够足够快地记录和写入这样的分段的记录，以便满足实时的时限。
为了能够编辑由早先记录步骤记录在光盘3上的视频数据，该设备还配备有输入单元130，用于接收被记录在光盘3上的第一视频信号中的出口位置(外出点)和用于接收被记录在同一个光盘上的第二视频信号中的进口位置(进入点)。另外，该设备包括桥序列产生单元134，它包括在信号处理单元100中，用于产生桥序列来链接两个视频数据流，正如后面详细地描述的。
参照图3以概略地讨论视频信号的记录。在视频记录子系统中，视频信号(它是实时信号)被转换成实时文件RTF，如图3的上面部分所显示的。实时文件包含一连串的信号块序列SEQ，以便记录到相应的(虽然是分段的)序列区。序列区在光盘上的位置没有限制，所以，包括被记录的视频信号的数据部分的任何两个接连的序列区可以位于如图3的下面部分所表示的逻辑地址空间LAS中的任何地方。在每个序列区域内，实时数据被相邻地部署。每个实时文件表示单个A/V数据流。通过按文件序列的次序把序列数据串接在一起，可得到A/V数据流的数据。
接着，将参照图4概略地讨论被记录在光盘3上的视频数据的重放。视频信号的重放可借助于重放控制(PBC)程序来控制。通常，每个PBC程序定义了新的重放序列PBS，它可以包括记录的视频和/或音频段的编辑过的版本以及可以规定来自各个序列区域的段序列。正如可以从图3和4的比较中看到的，对于创建原始文件序列所需要的PBC(从图3)要把分段的记录的段重新编序，以提供相应于原始序列的重放帧系列。
现在参照图5讨论对于被记录在光盘3上的一个或多个视频信号的编辑，图上显示了由被称为“文件A”和“文件B”的两个分段序列表示的两个视频信号。为了实现先前记录的一个或多个视频信号的编辑过的版本，生成了新的PBC程序，用于规定通过按新的次序把早先的A/V记录的部分串接在一起而得到的A/V序列。这些部分可以是来自同一个记录或来自不同的记录。为了重放PBC程序，来自(一个或多个)实时文件的各种不同的部分的数据必须被传送到译码器。这是指通过把部分数据流串接在一起而得到的新的数据流。在图5中的PBC程序显示了这一点，它使用三个部分，来自文件A的一个部分和来自文件B的两个部分。
图5表明，编辑过的版本在文件A的系列区域中的点P1开始，继续到文件A的下一个序列区域中的点P2为止。然后，重放跳到文件B中的序列区域中的点P3，以及继续到文件B的另一个序列区域中的点P4为止。接着，重放跳到同一个文件B中的点P5，它可以是在文件B的一系列的序列区域中比点P3更早的点，或是在系列区域中比点P4更迟的点。从在文件B的序列区域中的点P5开始，重放继续直到点P6为止。为了简明起见，用于过渡段P2-P3和P4-P5的桥序列的生成，在图5中被省略：现在将考虑生成这些桥序列的理由，以及用于生成这些桥序列的方法。
正如通常所理解的，以下的例子涉及基于帧的编辑而不是基于场的编辑：这是因为MPEG中视频编码的通用单元是帧。本领域技术人员将会看到，MPEG标准不是必须遵循的(如上所述)，以及这里所描述的技术也可以被应用于非MPEG的基于场的数据。
为了通过使用桥序列创建从一个MPEG数据流到另一个MPEG数据流的无接缝编辑，必须考虑多个因素和条件，正如下面所概述的和在后面详细考虑的。
从基本数据流开始，以及首先考虑视频部分：
场序列：在所有的跳到桥序列的跳越或从桥序列向外的跳越过程中，序列(顶部-底部)必须被保存。
分辨率改变：如果分辨率有改变，如果需要的话也可产生无接缝重放。如果允许使用的分辨率级别有限制(例如，半级或全级)，则装置可被简化。
3∶2下拉：在所有的跳越过程中，场序列(顶部-底部)必须被保存。
混合的帧速率(例如，从NTSC到PAL)：在这些环境下，对于该设备，只能以外加的化费和复杂性来确保无接缝重放，因为这种混合需要改变显示器的垂直同步。只要可能的话，这种有关标准的混合以及帧速率的混合应当被避免。
画面类型：根据所涉及的画面类型(I，P，B)，将需要不同的操作，如下面讨论的。
现在转到音频部分，首先是间隙部分。对于组合的A/V数据流中的编辑，在视频上，接合通常将是无接缝的，但在音频帧结构上，可能以间隙的形式，或者以重叠的形式而有不连续性，因为音频帧通常与视频帧具有不同的持续长度。为了处理它，在重放清单中需要信息来帮助放像机控制。另一个音频问题是帧结构的问题，它是桥序列创建者的职责，以便确保把完全的音频帧的连续序列提交到译码器。
考虑复用问题，在连接时，系统时钟参考(SCR)时基中的跳越可出现在任何帧边界处，因此，译码器必须能够重新构建正确的时基。另外，在所有无接缝跳越中，必须遵守系统目标译码器(STD)约束，这是创建桥序列过程的职责以便确保这一点。复用会引起音频歪斜问题：在典型的实施方案中，在同时发生的译码的音频和视频的到达时间之间将有歪斜。为了处理这个问题，译码器必须具有在可以进行跳越以前用于从复用的数据流中读出附加的音频帧的手段。
最后，主要的光盘缓存问题是分配要求的问题，它是创建编辑过程的职责以确保满足相邻的区域为最小的要求。
如上所述，从视频数据流的译码和显示的观点看来，要求无接缝地进行连接，总体上如图6所示。所以，在对围绕编辑点附近的一部分序列作重新编码处理过程中，在出口点以后或在入口点以前的不必要的画面被排除在外。数据的连续供给是无接缝译码的先决条件，该供给必须由文件系统保证。
在连接以前的序列(SEQ.1)的结尾处，要设置MPEG序列结束的代码，在连接点以后的序列(SEQ.2)的起始处，要有序列数据头。在SEQ.1的结尾处和在SEQ.2的起始处的视频材料多半需要被重新编码。如图7所示，通过创建视频桥序列来完成连接。桥序列由在出口点和入口点的任一侧的原先内容经重新编码的视频组成。桥序列的第一部分构成SEQ.1的结尾。它是一段直到预期的出口点并包括该出口点的编码的视频。它被重新编码来连接到SEQ.1的先前的帧，形成连续一致的基本数据流。同样地，桥序列的第二部分构成SEQ.2的数据头。它包含从SEQ.2的入口点以外的编码数据。这个数据被重新编码以便给出用于译码的实际起始点，以及连接到SEQ.2的其余的帧，以形成连续一致的基本数据流。视频桥包含了在两个序列之间的连接。SEQ.1与SEQ.2中所有的视频数据遵从MPEG-视频技术规范，且SEQ.2以I-画面和GOP数据头起始。I-画面是该GOP中的第一显示单元(时间参考值＝0)。这确保在序列的视频数据之间有“清晰的间断”，以及意味着，SEQ.1的视频数据的最后的字节是在来自SEQ.2的视频数据的任何字节被传递之前被传递的。所施加的另外的限制是在比特流中所规定的视频显示单元在跨越连接中将是连续的，在连接的显示中既没有帧间隙也没有场间隙。
关于音频，视频和音频帧大小的差别可以导致连接中音频放音单元的序列中出现间隙。虽然持续时间小于一个帧的间隙是可以容忍的，但最好是在这个点插入另一个音频帧，以使得在规定音频放音单元中有一个小于音频帧周期的重叠。对于复用问题，在SEQ.1的结尾和SEQ.2的起始处，即构成桥序列的部分，要重新编码和重新复用，并被存储到复用的桥中，以确保遵循STD模式。为了满足这个STD模式的要求，复用的桥在时间上多半比桥序列更长。在连接点以前、其期间、和以后的所有的放音单元的时序由单个参考时间线确定，以使得在重放模式时连接是无接缝的。
对于文件部署，连接要构建成能使文件系统保证数据的连续供给。这是通过把复用桥部署成连接到SEQ.1和SEQ.2整体中新部署的一部分而完成的。把跳跃点选择在SEQ.1中的原始数据以外从而到达含有SEQ.1的结尾的新的部署，以便满足连续数据块的部署条件而使数据能连续供给，这时新的部署至少必须把复用桥包括在内。如果需要的话这个新的部署可能比复用桥长。桥的部署长度(包含SEQ.1的结尾和SEQ.2的起始，包括复用桥)应当被选择成能满足这样的分段有可能得到扩展的条件，而SEQ.2跳回到原先的数据序列的点应当选择成能满足上述的邻接块的部署条件。
应当指出，靠近SEQ.1的结尾和SEQ.的起始的跳越点没有直接被链接到复用桥的起始端和结尾端。它们应当由创建这种编辑的系统选择成能满足部署法则。对于任意选择编辑入口点和出口点，总是有可能选择跳越点来满足连续供给条件。
在视频序列级别上，这些帧或者可以按原先的序列进行复制，也可以被译码后重新编码以形成桥序列。关于是进行重新编码(为了改进的质量)还是进行复制(为了改进的速度)的决定，依赖于以下几个理由之一：
-重新编码也许是不可避免的，因为所使用的参考画面不再存在；
-指定要重新编码，因为参考画面已经改变，但是因为它是相同的内容(虽然被重新编码)，所以可以决定复制而不是重新编码，为了速度牺牲精度；
-为了减小比特率，选择重新编码。
正如下面描述的，有几种必须考虑的情况的组合。在这些例子中，字母I、P、和B具有它们按照MPEG画面或帧类型的传统的意义；在帧类型字母后面的下标数字表示帧显示次序，下标字母表示源或目的地，以及黑体类型外观表示用来说明当前例子的特定的帧。
第一个例子具有由此跳出的作为B画面的源画面(在第一序列中的帧)。
按显示次序：
I0sB1sB2sP3sB4sB5sP6sB7sB8sP9sB10sB11s
按比特流次序：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sP6sB4sB5sP9sB7sB8s
如果跳越是直接从帧B5s进行的，则译码器将不正确地显示P6s。所以，如果编辑出口点是B画面，则必须在先前的(按显示次序)P画面上进行跳越，并且对在桥序列中的B画面重新编码。直到出口点以前的画面序列变成：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sREF_PIC B* 4sB* 5s
其中REF_PIC是取自目的地数据流的参考(I或P)画面，以及B* 4sB* 5s在画面内容上相应于源数据流帧B4s和B5s，但被基于新的参考画面重新编码。
在另一种安排中，为了确保如上所述的“清晰的间断”的连接，画面编码类型应当被改变到P帧，这样避免了从目的地序列插入到REF_PIC的源序列。通过这种改变，直到出口点以前的画面序列变成为：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sP* 4sB5s
在下一个例子中，由此跳出的源画面是P或I画面。按显示次序，原先的序列是：
I0sB1sB2sP3sB4sB5sP6sB7sB8sP9sB10sB11s
按比特流次序：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sP6sB4sB5sP9sB7sB8s
如果出口点是P6s，则按比特流次序在B5s以后进行跳越。由此跳出的序列中的所有画面将正确地译码，所以，可被简单地复制。对于I画面，而不是P画面，情况是相同的。
在第三个例子中，跳越到的目的地画面是B画面。按显示次序，原先的目的地序列是：
I0dB1dB2dP3dB4dB5dP6dB7dB8dP9dB10dB11d
按比特流次序，原先的目的地序列是：
I0dB-1dB-2dP3dB1dB2dP6dB4dB5dP9dB7dB8d
复合的桥序列是：
XXXXXXXXP6dB4dB5dP9dB7dB8d
其中X是从源序列进行复制的或重新编码的画面。对于XXX数据流，(取决于是在I/P画面上跳越还是在B画面上跳越，如上所述)，对于XXX流的以下的各种可能性有两种情况：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sREF_PIC B* 4sB* 5s
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sP6sB4sB5s
在任一种情况下，P6d需要被重新编码，因为它已经丢失了它的参考画面；B4d必须从序列中被除去；B5d必须被重新编码；以及P9d和GOP(画面组)中的所有其它画面应当被重新编码，因为P9d已经被重新编码。然而，通常，有可能仅仅复制P9d。以及接受由失配造成的有限的质量恶化，不过在拼接以后的所有画面可能需要改变时间参考。再者，为了在连接时保持清晰的间断，我们可重新编码和把P6s的画面类型改变为I帧。B4必须被排除在外，并把B5重新编码。再次地，所有的帧应当被重新编码，但可以认为它是足够用来重新计算时间参考的。
这些例子的最后一个例子是考虑其中跳越到的目的地画面是I或P画面的情况。按显示次序，原先的目的地序列是：
I0dB1dB2dP3dB4dB5dP6dB7dB8dP9dB10dB11dP12dB13dB14dP15d
按比特流次序，原先的目的地序列是：
I0dB-1dB-2dP3dB1dB2dP6dB4dB5dP9dB7dB8dP12dB10dB11dP15dP12dB13dB14d
复合的桥序列是：
XXXXXXXXP9dB7dB8dP12dB10dB11d
其中X是从源序列进行复制的或重新编码的画面。如前所述，对于XXX数据流，取决于我们是在I/P画面还是在B画面上跳越，在XXX流为以下的一般的可能性下有两种情况：
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sREF_PIC B* 4sB* 5s
I0sB-1sB-2sP3sB1sB2sP6sB4sB5s
在任一种情况下，P9d需要被重新编码，因为它已经丢失它的参考画面，B7d和B8d必须从序列除去，因为没有哪一个与编辑过的数据流有关，以及P12d和GOP(画面组)中的所有其它画面应当被重新编码，因为P9d已经被重新编码；然而，有可能仅仅复制P12d，以及接受由失配造成的有限的质量恶化，不过在拼接后的所有画面可能需要改变时间参考。如上所述，在第一选项中，通过改变B* 4s的帧类型可以替换REF_PIC，以便保持清晰的间断。
转到场序列，在无接缝连接时，这必须被保存。通常，对于不使用3∶2下拉的帧结构编码，当编辑是基于帧或场对时，这是约定的动作。在使用repeat_first_field(rff)和top_field_first(tff)标志(MPEG标准编码器的任选项)时，则需要当心确保保留以场为主。如果每个编码的画面是加时间印记的DTS/PTS(译码时间印记/呈现时间印记)，则这将更容易进行。如果它们没有时间印记，则必须查看rff和tff标志，以确定场序列。这是在跳越时必须满足的另一准则。
为了在编辑点给出“清晰的间断”，复用要被约束以使得SEQ.1的所有的数据要在SEQ.2的第一数据被传递以前被传递到STD的输入端。这会在提供的数据中给出单个的非连续性点。请注意，在独立考虑SEQ.1和SEQ.2时可合适地(虽然不是必需地)遵守ISO/IEC13818-1 P-STD，尽管也可以使用其它的复用方法。在SEQ.1和SEQ.2中的视频分组的编码和复用因缓存连续性而受到约束，如将在下面描述的。
SEQ.1中的音频数据流的最后一个音频分组包含具有放音间隔的样本，这个间隔包括SEQ.1中最后的视频画面的显示时间段的结尾。SEQ.2中的音频数据流的最后的音频分组包含了具有放音间隔的样本，这个间隔包括SEQ.2中第一个视频画面的显示时间段的起始。这个规定意味着，SEQ.1的结尾与SEQ.2的起始在它们的传递时间内可能重叠：在这种情况下所需要的放象机的运行情况将在下面规定。
在序列的重放期间，当重放单个序列时，只从单个时基来的数据呈现在STD缓存器中，STD模型像在ISO/IEC 13818-1(MPEG-2系统)中规定的P-STD模型那样运行：这样，可以同时保证音频和视频的连续表现。
在从一个序列转移到另一个序列期间，SEQ.2的时基多半将与SEQ.1的不同。要求视频数据的显示将无接缝地连续进行。在音频单元的放音时间上可能有重叠的OV，如图8所示。
按照处理对于MPEG数据流的时间印记不连续性，通过从第一序列跳越到场序列，然后再到第二序列，在非连续性处(其中两个数据流在桥的中点相遇)，在数据流记录的SCR/DTS/PTS时间印记的时基将有改变。图9显示了对于以下的例子的这种安排，其中桥序列B在第一序列A与第二序列C之间。在该例子中，每个画面所有的以字节计算的大小由An给出。
每个画面具有基于系统时钟DTAAn，PTSAn的译码和显示时间的印记。
每个画面具有在比特流中所记录的DTS和PTS的数值，或可从记录在比特流中的先前的数值DTS’An，PTS’An推导而得。
每个画面具有起始代码，它在可从记录的SCR值SCR’An得出的时间上被传递到STD模型。
每个画面具有起始代码，用作STM模型中的实际时间，在此时数据被传递到STD缓存器SCRAn。
画面周期是T。
对于序列A：
SCR’An＝SCRAn以及DTS’An＝DTSAn
适用于所有的画面n(换句话说，放像机中的系统时钟和被记录在数据流中的时间是相同的)。在不是这样的情况下(例如，在先前的跳越以后)，它们将相差一个常数。
考虑视频显示的定时，显示是连续的，在连接过程中没有间隙。使用以下的符号：
PTS1 end在SEQ.1的最后的视频显示单元的比特流中的PTS。
PTS2 end在SEQ.2的第一个视频显示单元的比特流中的PTS。
Tpp   SEQ.1的最后的视频呈现单元的显示周期。
然后从两个数据流中的数据按下式计算两个时基之间的偏差STC-delta：
STC_delta+PTS2 start＝PTS1 end+Tpp
所以，STC_delta＝PTS1 end-PTS2 start+Tpp
直到时间T1(SCR1 video_end)为止，即当SEQ.1的最后的视频分组全部进入STC时的时间为止，输入到STD的时序由SEQ.1和STC中的分组的SCR确定。SEQ.1的其余分组将以SEQ.1的mux_rate进入STD。SEQ.1的最后字节进入缓存器的时间是T2。如果N是在尾随的音频分组中的字节数目，则计算的多种可能的选项中的一种是使用：
ΔT＝T2-T1＝N/mux_rate
在时间T2以后，输入到STD的时序由时基STC’和SEQ.2的SCR确定，其中STC被计算如下：
STC’＝STC+SCR_delta
请注意，输入方案的这个规定在SEQ.1的尾随的音频访问单元和SEQ.2的任何领先的音频访问单元的传递时间中造成一个重叠。在两个序列之间的数据没有重叠或交织。视频分组将使它们能互不重叠而构成。译码器需要某些附加音频缓存(约1秒)来处理在时基上的重叠。
关于缓存，有几种情形要考虑。最严格的限制是在需要完全符合MPEG-2 PS STD模型的情况。较不严格的考虑是允许在桥序列的转移期间有增大的(两倍大小的)缓存器。对于完全的STD相符性，MPEGPS有一个要求，即数据花费在STD缓存器中的时间不多于1秒。所以很明显，在跳越后1秒，在STD缓存器中的唯一数据来自新的序列。
我们可以通过检验SEQ.1的分组的SCR数值以及从mux_rate来构建从SEQ.1传递的、包含视频数据的最后的分组的最后字节的传递时间(SCR)：在下面，这个数值是SCR1 video_end。取：
SCR1 video_end作为在SEQ.1的最后的视频分组的最后字节被传递到STD时所测量的STC数值；它可以根据SEQ.1的分组数据头中的各SCR和mux_rate进行计算。
SCR’2 video_end作为在SEQ.2的第一个视频分组中被编码的SCR数值(在SEQ.2的时基上测量)；
SCR2 video_end作为投影在SEQ.1的时基上的SCR’2 video_end的数值；这可以如下地被计算：
SCR2 video_start＝SCR’2 video_start-STC_delta
为了使STD在跳越的两侧能兼容，需要两个条件，其第一个条件是SEQ.1中的后随音频的发送应当包含在由SCR1 video_end和SCR2 video_start规定的间隔内，如下：
SCR1 video_end+ΔTA＜SCR2 video_start+ΔTB
注意到，为了允许在SEQ.2中有领先的音频分组，要把ΔTB加入到不等式中。为了满足这个不等式，可能必须对一个或两个序列的一部分重新编码和/或重新复用。第二个所需要的条件是，跟在SEQ.2的视频后面的SEQ.1的视频的传递，正如由投影在同一个时基上的SEQ.1中的SCR与SEQ.2中的SCR所规定的，不应造成缓存器溢出。
转到音频问题，从分组的对准开始，在同时译码的音频和视频的到达时间之间通常有很大的歪斜(平均大约＞100ms)。这意味着，在从序列A读出所需的最后视频帧的结尾处，另几个音频帧(当然还有视频，除非它可被跳过)必须从复用的数据流中被读出。或者必须延迟跳越以及停止视频，或者更可取地必须把音频重新复用到桥序列中。参照图10，如果视频分组V4在跳越以前包含最后的视频画面的结尾，那么音频分组A2，A3，A4也许将要从序列A中被提取，以及被复制和被重新复用到桥序列中。
同样的情形也适用于跳回到桥后面的序列C。到达的第一个音频帧在放音时间上多半要比在跳越点处的视频更早，但在跳越过程中音频必须是连续的。在选择了视频的跳越点后，必须确保桥序列中的音频将与序列C中的音频匹配。
关于音频间隙，因为音频与视频帧持续时间上的不同，在作出无接缝(视频)拼接的点处，音频编帧的周期性将有间断。这个间断在长度上大到约1个音频帧(24ms)。它将出现在靠近标志有拼接的视频帧的地方。在重放清单中的定时信息将帮助音频译码器处理这个间断。
在光盘部署级别上，一旦基本数据流和复用要求得到满足，则还必须确保桥序列足够长，以使得它可被部署到光盘上的邻接的地址范围内，以及必须确保序列A和序列C中的桥的任一侧保持足够长。在我们共同受让的、并在1998年3月19日提交的欧洲专利申请No.98200888.0中描述了这方面的一个例子。基本要求是，对于一个特定的光盘结构，桥序列长度在2-4兆字节之间，以及桥的任一侧的分段部分保持大于2兆字节：不过，这个限制并不适用于所有情况。
在上述的内容中，我们已经描述了解决符合MPEG标准以及类似的节目流进行视频帧和/或音频帧精确编辑的问题，由于时间依赖性和在MPEG以及类似的编码和复接技术中使用的缓存模型，在任何的帧边界处不能进行简单的剪贴编辑。为了易于编辑，我们生成桥序列-也就是说编码兼容的数据短序列，它是专门地(以上述的方式)被构建来把两个原先的MPEG记录或类似的数据链接在一起。
通过阅读本揭示内容，其它的变例对于本领域技术人员将是很明显的。这样的变例可能涉及在用于编辑的方法和设备以及它们的部件部分中已经知道的其它的特性，而且这些变例可以用来取代或增加已经在这里描述的特性。

Claims (12)

1.用来编辑基于帧的数据的序列以便将其从第一帧序列中的第一编辑点链接到第二帧序列中的第二编辑点的方法，其中对于每个存储的帧序列，多个帧(此后称为“I帧”)被内部编码而不参照序列的任何其它的帧，多个帧(此后称为“P帧”)是分别相对于序列的另一个帧被编码的，以及其余的帧(此后称为“B帧”)是分别相对于序列的另两个或多个帧被编码的；该方法包括建立桥帧序列以链接第一和第二编辑点的步骤，该桥帧序列引用从第一和第二帧序列中选择的一些帧，并把桥序列中的各帧有选择地重新编码，这种编码是由相应各编辑点所指明的来自第一和第二序列的各帧的编码类型(I，P，B)所确定的，该方法包括以下步骤：检测在第一和第二序列中的各个时间印记，得出一个指明时间印记之间的非连续性的数值，计算要被加到第二序列的时间印记上的偏移以去除所述非连续性，以及把所述偏移加到第二序列。
2.权利要求1中所阐述的方法，其中序列帧是视频图象帧，以及编辑后的序列被构建成为具有在帧边界出现的从第一序列到桥和从桥到第二序列的跳越。
3.权利要求1中所阐述的方法，其中序列包括视频图象和音频数据帧的复用安排，以及在来自第二序列的有用的视频帧之前，在桥序列中显示所有来自第一序列的有用的视频帧。
4.权利要求3中所阐述的方法，其中在第一和第二序列音频帧之间的接合处的桥序列中，有一个间隙，其最大持续时间为一个音频帧，该间隙通过插入一个重叠的音频帧而被填充。
5.权利要求1到4中任一项所阐述的方法，其中存储装置是光盘，以及其上的数据序列的存储地点由光盘上保持的内容表来表示。
6.权利要求1中所阐述的方法，其中由第一编辑点表示的帧是B帧，以及到桥序列的第一帧的跳越是在按第一序列的显示次序的前面最近的P帧上进行的。
7.权利要求6中所阐述的方法，其中跳越后的桥序列的第一帧包括从第二序列提取的参考帧，其后是第一序列中一直到编辑点的那些B帧，所述B帧已经相对于参考帧而被重新编码。
8.权利要求1中所阐述的方法，其中由第一编辑点指明的帧是I帧或P帧，以及到桥序列的第一帧的跳越是跟随在按第一序列的显示次序的前面最近的B帧而进行的。
9.权利要求1中所阐述的方法，其中由第二编辑点指明的帧是B帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括来自按比特流次序的所指示的帧以前的最靠近的P帧的那些第二序列的帧和任何交织的B帧。
10.权利要求1中所阐述的方法，其中由第二编辑点指明的帧是P帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括所指示的P帧。
11.权利要求9或10中所阐述的方法，其中在从桥序列到第二序列的跳越以前所包括的P帧的内容在桥序列中被重新编码以作为I帧。
12.权利要求1中所阐述的方法，其中由第二编辑点指明的帧是I帧，以及到第二序列的跳越以前的桥序列帧包括所指示的I帧。
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