CN1227029A - 在用户视屏上显示一个用以在影像信号流中转换位置的滑动条的电视传送系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系统和方法,在用户的电视机或者显示装置上显示一个图标,比如一个滑动条,用来在交互式电视传送系统中向影像信号流中的不同位置切换。所述交互式电视传送系统最好包括至少一个存储一个或多个影像信号流的媒体服务器,和一个或多个用户装置,每一用户装置有一个显示装置,比如电视机。电视机显示一个滑动条或其它图标,所述滑动条用来向影像信号流中的不同位置切换。在播放电视时,用户可以——最好是使用一个遥控装置——使用或者说调节该滑动条上的一个滑动钮,指出:希望“跳”到电影或影像信号流中的另一个位置。媒体服务器从所述用户装置接收到用户用滑动条输入的信息后,就从用户所希望的位置开始输出正常播放信号流。

Description

在用户视屏上显示一个用以在影像 信号流中转换位置的滑动条的电视传送系统和方法
本说明书参考了下列文献：
本说明书全面参考了称之为ISO/IEC13818的ISO/IEC MPEG标准。
本发明总体上涉及一种电视传送和点播电视系统，尤其是一种在用户电视机或显示装置上显示一个用以在影像信号流中转换位置的滑动条的电视传送系统和方法。
点播电视或者电视传送系统使得众多的用户或使用者能够有选择地观看存储在一个或多个视频服务器或媒体服务器中的电影或其它视听资料片断。所述视频服务器通过数据传送信道，比如广播电缆系统或卫星广播系统，与众多的用户或者使用者相连，并存储有许多电影或其它视听资料片断，而每一个用户都可以从视频服务器选择一部或多部电影来观看。每一个用户都有一台电视机或其它的观看设备以及与之相连的解码逻辑线路，以用来选择和观看所要看的电影。当一个用户选择一部电影时，被选中的电影就通过所述数据传送信道之一被传送到相应用户的电视机上。
全活动数字影像需要巨大的存储空间和数据传送带宽。因此，点播电视系统使用各种各样的影像压缩算法以减少所需的存储空间和数据传送带宽。通常，对于静止图像和全活动影像，影像压缩方法也不同。用于静止图像或者单帧影像的影像压缩方法称为帧内压缩方法，而用于活动影像的压缩方法则称为帧间压缩方法。
用于静止影像的影像数据压缩的例子有RLE(run-length encoding，游程长度编码)和JPEG(Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组)压缩。RLE压缩法是这样工作的：检测位图每一单行中的重复象素，将连续重复的象素数存储起来，而不是存储象素本身的数据。JPEG压缩法是一组相关的标准，这些标准的压缩类型或者是无损耗的(图像质量无衰减)，或者是有损耗的(察觉不到严重的图像质量衰减)。尽管JPEG压缩法最初是为静止图像的压缩而不是为视频压缩设计的，JPEG压缩法仍用在一些活动影像应用程序中。
与静止图像的压缩算法不同，多数视频压缩算法是为压缩全活动影像而设计的。用于活动影像的视频压缩算法运用了一种称为帧间压缩的概念，这种压缩概念只是在数据文件中存储相邻帧间的差异。帧间压缩法通常以一种中等程度压缩的格式存储一个关键帧或基准帧的全幅图像。后续的帧与所述关键帧相比较，只有关键帧和后续帧间的不同之处才被存储起来。每隔一定时间，比如当新镜头开始时，就存储下新的关键帧，随后的比较就从这个新的基准点开始。注意，帧间压缩比可以保持恒定而使图像质量发生变化。或者，帧间压缩比可以与其内容有关，也就是说，如果被压缩的影像段落包括许多突然的从一个图像转到另一个图像的镜头切换，这种压缩就是没有效率的。使用帧间压缩技术的视频压缩的例子有MPEG、DVI和Indeo，以及其它。
MPEG技术背景介绍
有一种压缩标准称为MPEG(Moving Pictures Experts Group，运动图像专家组)压缩。它是一套使用前述帧间压缩技术的用于全活动影像的压缩和解压方法。MPEG压缩同时使用运动补偿和离散余弦变换(DCT)处理，压缩比可高于200∶1。
MPEG标准要求声音与影像数据同时记录，并将视频和音频数据交叉存放在同一个文件中，以保证回放时声音和图像的同步。音频数据通常也要压缩。MPEG标准规定了一种音频压缩方法，比如MPEG LayerⅡ，对这种方法，Philips公司的商品名又叫做“MUSICAM”。
MPEG信号流包括三种类型的图像，分别称为内(I)帧、预测(P)帧和双向插入(B)帧。I帧，或者说内帧，包含整帧影像的影像数据，通常每隔10帧或15帧设置。随机访问影像文件时，这些内帧就是访问的入点，通常只是中等程度压缩。预测帧则是以前一帧为基准进行编码，所述前一帧就是在其前的内帧或预测帧。这样，P帧就只含有相对于其前的I帧或P帧的变化。通常，预测帧进行了相当大量的压缩，并用作将来的预测帧的基准。这样，I帧和P帧就都用作随后的帧的基准。双向插入图像的压缩量最大，为进行编码，它需要参照两个基准，即过去的基准和未来的基准。双向插入帧不用作其它帧的基准。
在创建了I帧之后，MPEG编码器将每一I帧划分为16×16象素方块的网格，这些方块称作宏块。为进行运动补偿，各个I帧被分割为宏块。该I帧之后的每一后续图像也被划分为相同的宏块。然后，编码器在基准图像宏块和后续图像的宏块之间寻找精确的或近似精确的匹配。当找到一个匹配时，编码器就发送一个矢量位移码或者说位移矢量。该矢量位移码或者说位移矢量只含有所述基准帧和各后续图像间的差异信息。与基准图像或基准帧中的宏块相比，后续图像中的没有变化的宏块就被忽略了。通常，对于某一基准帧之后的帧，也就是说，对于在一个基准I或P帧之后的P或B帧，它们只有少部分不同于相应基准帧的相应部分。因此，对于这些帧，只有所述差异信息才被捕捉到、被压缩、被存储。这样，对于这些帧，实际存储的数据量就大大减少了。
所述位移矢量生成后，所述编码器就用多余空间追踪所述变化。这样，在发现宏块位置的变化之后，MPEG算法就通过描述相应宏块之间的差异来进一步减少数据量。这是通过一种称为离散余弦变换或DCT的数学处理实现的。这种处理将所述宏块分成四个子块，找出其中的颜色和亮度变化。肉眼感觉对于亮度变化比对颜色变化更为敏感。因此，MPEG算法更着力于减少颜色存储空间，而不是亮度存储空间。
每一图像或帧还包含有一个帧头，用来识别该帧图像，并含有该帧图像的有关信息。MPEG标准还包含有序列文件头，用来识别一个影像序列的开始。序列文件头只需要在一个影像序列开始之前有一个。但是，MPEG-2标准允许将一个序列文件头转到任何I帧或P帧之前。该序列文件头含有与该影像序列有关的信息，包括帧速率和帧面大小，以及其它信息。
用于数字电视用途的MPEG影像信号流通常在每一个I帧和P帧之前都有一个序列文件头。为了方便在不同视频信道之间进行信道冲浪，这一点是必要的。所述信道冲浪是一项重要的用户需求。通常，当用户向一个新信道切换时，直到下一个序列文件头出现在信号流中时新信道的影像才能显示出来。这是因为，序列文件头包含有关于影像序列的重要信息，而这些信息是该影像序列能够被显示之前为解码器所必需的。如果不是在每一I帧和/或P帧之前包含一个序列文件头，那么，当用户切换到一个新信道时，新信道的影像可能不能立即被显示出来，也就是说，直到下一个序列文件头，影像才能被显示。
MPEG编码信号流中的序列文件头包括有播放时间戳(presentationtimestamp)，用来在所述编码信号流中提供一个时间戳或者时基(timebase)。
技巧播放信号流
在交互式点播电视(VOD)或者准点播电视(NVOD)中，用户非常希望能够对所观看的电影有选择地快进和/或快退。因此，有些点播电视系统包括有每一电影的快进和快退信号流，称为技巧播放信号流。当用户希望在一部电影中快进或快退时，用户就选定快进或快退选择。然后，当用户观看时，相应的快进或快退技巧播放信号流就从合适的起点被传送到用户，取代正常播放信号流，从而模拟出正在被观看的电影的快进或快退效果。这样，单个影像信号流，比如一部电影，就被按照不同播放速率进行编码，从而使得其影像文件除了可以按照正常播放速率播放外，还可以按照快进或快退速率播放。
位置切换
包括有技巧播放信号流的交互式点播电视系统需要运用在正常播放信号流和技巧播放信号流之间，以及在不同的技巧播放信号流之间切换的方法。换句话说，当用户正在观看一部电影并选择快进一段时间时，需要有一种机制，使视频服务器从正常播放信号流切换到快进信号流中合适的点或帧。当用户随后希望恢复以正常播放速率观看时，同样需要一种机制，使视频服务器从快进信号流中的正在被观看的帧切换到正常播放信号流中合适的点或帧。这样，当从以第一播放速率输出一个第一影像文件切换到以第二播放速率输出一个第二影像文件时，视频服务器必须能够在影像文件中确定合适的位置。
需要有其它类型的切换系统和方法，能够使用户轻易地切换到一部电影中的不同位置。例如，对于用户来说，非常希望能够有选择地即刻跳转到一个影像信号流中的任何位置，而不要求在该过程中观看一个技巧播放快进或快退信号流。因此，需要有一种改进的切换系统和方法，以便在电视传送系统中高效率地向影像信号流中的不同位置切换。同样需要一种改进的切换系统和方法，使用户能够有选择地即刻跳转到影像信号流中的任何位置。还需要一种改进的切换系统和方法，这种系统和方法不需要技巧播放信号流，从而减少了媒体服务器的处理负担。
本发明包括一种系统和方法，在用户的电视机或者显示装置上显示一个图标，比如一个滑动条，用来在交互式电视传送系统中向影像信号流中的不同位置切换。所述交互式电视传送系统最好包括至少一个存储一个或多个影像信号流的媒体服务器，和一个或多个用户装置，每一用户装置包括一个显示装置，比如电视机。每一电视机带有一个机顶盒或其它的装置，显示一个滑动条或其它图标，所述滑动条用来向影像信号流中的不同位置切换。
在最佳实施例中，所述媒体服务器存储正常播放信号流，对于每一正常播放信号流，也可能存储一个或多个相应的技巧播放信号流，也就是快进和/或快退影像信号流。在最佳实施例中，媒体服务器所存储的正常播放信号流最好是压缩的，压缩可使用任何类型的影像压缩方法，最好是一种MPEG方法。对于每一个正常播放信号流，本发明的系统生成一个索引表或查询表，以便向信号流中的不同位置切换。在为正常播放信号流创建索引表时，系统首先分析该正常播放信号流，并最好基于含在该正常播放信号流中的播放时间戳创建一个正常播放时间基准。然后，系统最好使用所述正常播放时间基准为所述正常播放信号流创建一个索引表或查询表。每一索引表包括一个双元组数组，其中，所述双元组就是所述正常播放时间基准和相应信号流的一个索引或相对位置。所述索引表使得能够切换到信号流中的不同位置。如果媒体服务器存储有技巧播放信号流，系统还最好创建所述技巧播放信号流的索引表，使得能够在正常播放信号流和技巧播放信号流之间切换。
在与电视机相连的所述机顶盒中运行的一个交互式应用程序在电视机屏幕上显示一个图标，比如一个滑动条。在另一个实施例中，由媒体服务器提供在屏幕上显示滑动条的图像数据。在最佳实施例中，当用户暂停播放电影时，所述滑动条就显示出来。当滑动条显示出来时，用户可以最好是使用一个遥控装置——使用或者说调节该滑动条上的一个滑动钮，指出：希望“跳”到电影或影像信号流中的另一个位置。
在最佳实施例中，所述用户装置或者说机顶盒接收用户的输入信号，并基于用户对滑动条的操作，计算出一个指示出一个在电影或信号流中的相对位置的从0到100的值。所述机顶盒将此值提供给媒体服务器。媒体服务器从该用户装置接收代表用户的滑动条输入信号的所述值，并基于所接收到的用户输入信号计算出一个正常播放时间值。媒体服务器接收到所述从0到100的值，并使用电影长度计算出一个相应的正常播放时间值。例如，如果用户调节滑动条，将滑动条的滑动钮置于滑动条的正中央，所述用户装置就向媒体服务器提供一个等于50的输出值。如果电影长度正好是两小时，媒体服务器就输出一个等于一小时的正常播放时间。
然后，媒体服务器使用相应的索引表切入正常播放影像信号流。在媒体服务器计算出新的正常播放时间后，媒体服务器就使用计算出的正常播放时间在正常播放信号流索引表中检索出合适的相对位置。然后从检索到的该相对位置开始播放正常播放信号流。然后，所述机顶盒最好调节所述滑动钮在滑动条上的位置，以反映所输出的影像信号流的确切位置。所述媒体服务器也可以(但不是必须的)检测当前的正常播放时间和正在输出的正常播放信号流的相对位置，以便在从所述被检索到的相对位置开始输出信号流之前，在合适的点停止正常播放信号流的播放。
在一个实施例中，当用户首次操作滑动条向某一影像信号流中的某一新位置跳转时，媒体服务器将当前的正常播放时间和正常播放信号流的字节相对位置高速缓存起来。这样，如果用户稍后希望返回在调节滑动条之前在电影中所处的初始位置，用户就可以按遥控器上的键，或者在所述滑动条上选择返回。这种选择使得媒体服务器在正常播放信号流索引表中检索合适的正常播放时间和相对位置。然后从该相对位置开始播放正常播放信号流，该位置是调节滑动条之前信号流所处的初始位置。
因此，本发明能够允许向正常播放信号流中的不同位置切换。本发明显示一个图标，比如滑动条，从而为影像信号流中的位置选择提供了一个简单而方便的机制。本发明还创建一种正常播放时间基准，这个基准用作各相关信号流的共同基准，从而简化了切换过程。
阅读下文对最佳实施例所作的详细说明时，结合下列附图可以更好地理解本发明。附图中：
图1图示了一个包括一个或多个媒体服务器和一个或多个用户的电视传送系统；
图2图示了一个正在看电视的用户，其中，电视机显示了一个本发明中的用以在影像信号流中转换位置的滑动条；
图3图示了图1中的媒体服务器；
图4是一个方框图，图示了图3中的媒体服务器计算机系统；
图5是一个流程图，图示了本发明中正常播放信号流和技巧播放信号流的索引查询表的生成；
图6图示了本发明的正常播放信号流和技巧播放信号流的索引查询表；
图7是一个流程图，图示了机顶盒的工作过程，所述机顶盒接收关于用户对滑动条的操作的用户输入信号，并向媒体服务器提供有关信息；和
图8是一个流程图，示出了在本发明中所述媒体服务器基于从所述机顶盒所接收到的用户输入信息向正常播放信号流中的新位置切换的工作过程。
电视传送系统
现在参看图1。图中示出了一个用来存储和传送影像信号流的媒体服务器或电视传送系统30。系统30最好是一个点播电视(VOD)或准点播电视(NVOD)系统，或者其它类型的影像传送系统，能够向一个或多个，最好是许多用户传送或播放影像或多媒体信号流。在本公开文件中，术语“影像信号流”用来指用来播放影像的文件或数据序列。术语“影像信号流”还包括既包括视频成分又包括音频成分的多媒体信号流。
如图中所示，在一个实施例中，所述影像传送系统30包括一个或多个媒体服务器或者视频服务器50，这些服务器通过宽带网络40与许多用户52相连。如下文所述，每个媒体服务器50最好包括一个普通计算机系统60(图2)。所述宽带网络40最好是适于传输多媒体内容的网络，比如ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)网络、卫星广播网络或者IP/RTP(Internet Protocol/Real Time Protocol，互联网络协议/实时协议)网络。所述用户52最好包括显示装置，比如电视机、计算机等。所述媒体服务器50通过所述宽带网络40向各用户52提供影像或多媒体信号流。
媒体服务器50能够传送或播放许多影像或多媒体信号流。在所述最佳实施例中，系统50能够从任何给定位置开始传输或播放正常播放信号流。在本公开文件中，术语“正常播放信号流”是指用来以正常或标准播放速率播放的影像信号流。在一个实施例中，每个正常播放信号流还可以有与其有关的一个或多个技巧播放信号流，后者可能包括一个或多个快进和/或快退信号流。在本公开文件中，术语“技巧播放信号流”指快进/快退影像信号流，最好是压缩过的信号流——它们是从正常播放信号流生成的，具有不同于正常播放信号流的播放速率。
所述正常播放信号流最好是压缩过的影像信号流。本发明的工作过程与影像信号流的类型或格式无关。因此，所述正常播放信号流可以以任何类型的格式压缩。所述格式包括MPEG-1、MPEG-2、Motion JPEG、QuickTime等。另外，本发明的工作过程也与帧速率和其它播放参数无关。
图2——用户装置
现在参看图2。图中示出了一个正在观看本发明最佳实施例中的用户装置52的用户。如图中所示，用户装置52由一台电视机或者其它显示装置53构成。电视机53包括一个显示屏59，用来显示视频图像，这是现有已知技术。注意，该电视机或显示装置53可以由任何类型的显示装置构成，包括数字化电视机或者高清晰度电视机(HDTV)、具有视频显示器的计算机系统，或者其它类型的显示装置。
用户装置52还包括一个与电视机53相连的机顶盒57或其它逻辑装置。所述机顶盒57与一电缆58相连，后者与网络40相连，从而与媒体服务器50相连。机顶盒逻辑装置57可以包含在电视机53内，或者可以由一个插入一个计算机系统总线中的适配卡构成。术语“机顶盒”在此用来指任何类型的外部逻辑线路或装置，或者任何类型的包含在电视机或其它显示装置内部的逻辑线路，用来执行与多媒体内容的播放有关的处理功能比如视频或音频解压，执行交互式应用程序，或者用来显示本发明中的滑动条54。
如图中所示，电视机53的显示屏59显示一个使用户能够向影像信号流中的任意位置切换的图标54。在最佳实施例中，所述图标54是一个滑动条54。该滑动条54包括一个小滑动钮或者说游标55，可以在滑动条54上移动。在本公开文件中，术语“滑动条”既包括滑动条44，又包括滑动钮55。在此所使用的“滑动条”一词还包括其它的用来指示影像信号流中的位置的图标。如图中所示，某一用户——他/她最好使用遥控器56——操纵遥控器56上的按钮或者拨号键，来控制滑动钮55在滑动条54上的移动。用户可以操纵或调节滑动钮55在滑动条54上的移动，以实现在所想看的电影或正在观看的影像信号流中的位置“跳转”。这样，如果用户已经开始观看一部电影并且希望快进或跳到电影的末尾，该用户只需简单地使用遥控器56将滑动钮55从滑动条54的左端移到其右端即可，这也就是从电影的开头移到了电影接近末尾处。
响应用户对滑动条54上滑动钮55的操作，机顶盒57会接收到信号。然后，机顶盒57最好基于所接收到的用户输入信息计算出一些信息，并将之回馈给有关的提供影像输出信号流的视频服务器50。如下文所述，响应用户对滑动条54的操作或调节，视频服务器50就从被操作的滑动条54所指示的在影像信号流中的希望位置开始输出影像。
在最佳实施例中，滑动条54由与所述电视机53相连的机顶盒57显示。在最佳实施例中，滑动条54仅当用户暂停影像信号流时才显示出来。当滑动条54显示出来时，机顶盒57就更新滑动钮55在滑动条54上的移动，以反映正在电视机53上播放的影像信号流或电影的当前位置。这样，当滑动条54显示于屏幕58上时，滑动钮55显示于滑动条54上的适当位置，该位置与正在被播放的影像信号流的位置相关。在另一种实施例中，持续不断地显示滑动条54，当各影像信号流通过机顶盒57向电视机53传送时，滑动条上的滑动钮55的位置就被更新。
在本发明的另一种实施例中，由视频服务器50直接提供与正在输出的电影影像信号流相关联的滑动条图标54。在该实施例中，所述视频服务器50最好仅当接收到暂停命令或其它的指出希望使用滑动条54的用户输入信息时才显示出滑动条54。媒体服务器50将滑动钮或游标55显示于滑动条54上的合适位置，以反映正在播放的电影的当前位置。
图3——媒体服务器
现在参看图3。在最佳实施例中，媒体服务器或者视频服务器50由一计算机系统60构成。媒体服务器计算机系统60最好由各种标准组件构成，包括一个或多个处理器、一条或多条总线、一个硬盘驱动器和存储器。图4是一个方框图，示出了构成图3中的媒体服务器计算机系统60的各组件。注意，图4仅作解释说明之用，事实上可以任意使用其它的计算机结构。如图中所示，计算机系统60包括至少一个处理器80，后者通过芯片组逻辑线路82与一系统存储器84相连。所述芯片组82最好包括一个PCI(Peripheral Component Interconnect，外围设备互联)桥接器，用来与PCI总线86相连接。计算机系统60最好包括一个RAID(Redundant Arrayof Inexpensive Disks，廉价磁盘冗余阵列14)磁盘组90或其它的存储媒体，用来存储所述正常播放信号流及任何相应的技巧播放信号流。计算机系统60可以包括有MPEG解码器74和MPEG编码器76之一或全部，在图中，它们与PCI总线86相连。计算机系统60还可以具有视频电路88，如图中所示。
再参看图3。计算机系统具有或连有一个或多个数字化存储或媒体存储设备。例如，在图2所示的实施例中，计算机系统60通过电缆64与一个媒体存储装置62相连。该媒体存储装置62可以是独立于计算机系统60的磁盘存储系统的，也可以就是后者本身，它包括一个或多个复合RAID驱动器，用来存储正常播放信号流及任何相应的技巧播放信号流。或者，媒体存储装置62可以具有一个或多个CD-ROM驱动器和/或一个或多个数字化视盘(Digital Video Disk,DVD)存储装置，或其它类型的存储媒体，用来存储数字化影像或多媒体内容。计算机系统60还可以具有一个或多个内置CD-ROM驱动器，或者可以与一个或多个外接数字化视盘(DVD)存储装置相连。计算机系统60还可以任意与其它类型的数字或模拟存储装置相连。
压缩的正常播放信号流及任何有关的技巧播放信号流都可以存储在媒体服务器50的存储媒体比如RAID磁盘组、CD-ROM或数字化视盘(DVD)上。媒体服务器50从所述存储媒体中读出各正常播放信号流或技巧播放信号流，并将这些数据输出到一个或多个显示装置或电视接收机(用户机)52。媒体服务器可以通过各种通讯媒介输出所述影像数据，比如通过ATM(异步传输模式)、ISDN(综合业务数字网)或通过卫星。如前所述，用户显示装置52可以是电视机、计算机系统或者其它的带有显示影像的显示屏的系统。
如前所述，媒体服务器50通常是基于用户的选择向正常播放信号流中的不同位置切换。如下文所述，对于各正常播放信号流，媒体服务器50要创建索引表，然后使用这些索引表向各信号流中的不同位置切换。在最佳实施例中，索引表的创建和寻址功能是由媒体服务器50以软件的形式完成的，其中，所述软件由软盘72提供。在另一种实施例中，计算机系统60含有专用硬件，用来执行索引表创建功能和寻址功能中的一项或两项。在第三种实施例中，一组相关信号流，也就是说一个正常播放信号流及其有关的技巧播放信号流，本身含有用于在各信号流之间切换的索引信息，这些索引信息嵌在信号流内部。
注意，媒体服务器50可任意由两台或更多的互联计算机组成。还要注意，根据本发明，可以任意使用任何类型的影像传送系统。
图5——索引查询表的创建
现在参看图5。该图阐释了本发明中索引查询表的创建过程。在此，假设有一个正常播放信号流存于系统之中。在系统中存有一个或多个技巧播放信号流的情况下，对于同一播放内容，不同的信号流最好以不同的速率编码。图5中的方法用来为正常播放信号流创建索引表，以能够按照本发明向信号流中的不同位置切换。注意，图5中的方法也可以任意用来创建在正常播放信号流和技巧播放信号流之间切换的索引表。
如图中所示，在第102步，本发明的系统接收或查看某一正常播放影像信号流或多媒体信号流。如前所述，所述正常播放信号流就是影像数据流，用来向显示屏上，比如向电视机或者计算机系统，播放一段影像序列，比如电视节目片断或者电影。在最佳实施例中，所述正常播放信号流是压缩的信号流，最好是MPEG-2压缩信号流。但是，也可以任意使用其它的压缩类型。
在第104步，本发明的系统最好对信号流中的时间戳进行分析。在最佳实施例中——其中的信号流是MPEG信号流——系统从信号流的序列文件头对播放时间戳进行分析。如前所述，所述播放时间戳用来为影像序列提供时基。
如前所述，一个MPEG编码信号流含有许多帧内编码的I帧，和许多帧间编码的B帧和P帧。每一个I帧含有一幅整帧图像的全部影像数据，在影像序列中每隔一定间隔设置。P帧和B帧则含有相对于前导帧或后续帧的变化信息。每幅图像或者说每一帧还包括一个帧头，用来识别该帧并含有该帧的有关信息。一个MPEG编码信号流还含有一个或多个序列文件头，所述序列文件头中含有该影像序列的特定信息，包括帧速率、帧面大小及其它信息。序列文件头还包括播放时间戳，用以指示影像序列的播放时间。
在第106步，本发明的系统最好将播放时间戳映射到一个“正常播放时间”基准。这样，本发明的系统就基于“正常播放时间”概念确定出一个多媒体索引，该索引与多媒体文件中的“位置”相关联。根据本发明，所述正常播放时间基准用来向正常播放信号流中的不同位置切换。正常播放时间基准也可以用来在具有不同播放速率的信号流之间切换，也就是说，在正常播放信号流和技巧播放信号流之间切换。对于技巧播放信号流，在具有不同播放速率的正常播放信号流和技巧播放信号流之间，如果相应位置的图像内容大体上相同，相应位置就认为是等效的。也就是说，对于序列中的同一图像或大体上相同的图像，允许在分辨率和其它编码参数上存在差异，所述分辨率和其它编码参数可能是该信号流所特有的。
在生成正常播放时间基准的过程中，本发明的系统在影片开始时查看播放时间戳，并追踪初始或基础播放时间戳的变化。然后，系统从后续时间戳中减去基础或初始时间戳，以确定正常播放信号流的正常播放时间值。换句话说，为了计算出正常播放信号流中给定点的正常播放时间，系统从正常播放信号流中的相应点或位置的未来播放时间戳中减去基础播放时间戳，从而确定出该位置的正常播放时间值。
在最佳实施例中，多媒体信号流中某一位置的正常播放时间(NPT)是以正常前进速率播放或者说按正常播放信号流播放时所测量的从开头到该位置的时间。正常播放时间对应于正常播放信号流的播放速率并与时钟时间一一对应。这样，正常播放的电影每前进一秒，正常播放时间也向前计数一秒。在快进文件或者说快进技巧播放信号流中，如果快进信号流是五倍速，用户观看时正常播放时间就以五倍速率增加。通常，电影中的任何特定镜头都有一个正常播放时间与之对应。这样，如果某一特定镜头在电影中按正常播放时间计算的X分钟处，这个位置或者镜头就称为X分钟处。在任何其它的技巧播放信号流中，该特定镜头同样位于按正常播放时间计X分钟处。
注意，也可以用别的方法来创建正常播放信号流和技巧播放信号流的索引表。在另一种实施例中，本发明的系统使用每个GOP(Group ofPictures，帧面组)的相对位置列表来创建索引查询表。在又一种实施例中，系统使用影像信号流中的播放时间戳进行切换。还可以任意使用其它的方法来创建所述索引表。还应注意，也可以使用别的方法来生成正常播放信号流的正常播放时间(NPT)基准索引表。
在第108步，系统为各多媒体正常播放信号流创建索引查询表。正常播放多媒体信号流的索引查询表是一个双元组索引表或数组，其中，每一双元组包括一个正常播放时间值和一个在相应信号流中的相对位置。如果在第110步判断出系统中有技巧播放信号流，系统可以(不是必须的)在第112步为所述技巧播放信号流创建索引查询表。正常播放、快进和快退信号流的索引查询表均示于图6中。如图所示，每一双元组包括一个正常播放时间值和一个信号流中的相应的文件相对位置。对于正常播放信号流，正常的播放时间项是由第106步计算出的正常播放时间值构成的。对于以恒定位速率编码的技巧播放信号流，所述索引查询表中的正常播放时间值引入了一个比例因子，以对不同的播放速率加以补偿。
所述索引查询表列出基于正常播放时间和文件相对位置确定的索引或记录，使得多媒体服务器50能够在多媒体信号流中的某一特定正常播放时间点开始或停止播放。根据本发明，正常播放信号流的索引查询表用来使媒体服务器50按照用户通过滑动条54发出的指示在不同位置输出正常播放信号流的影像数据。技巧播放信号流的索引查询表也能使多媒体服务器50切转到具有不同播放速率的信号流的等效位置，或者在具有不同播放速率的信号流之间，也就是正常播放和技巧播放信号流之间的等效位置间进行切换。
在一种实施例中，索引查询表只包含代表开始、停止和信号流间的转换的真实位置的项目。注意，多媒体信号流中具有不同的播放速率的等效位置具有相同的NPT值，尽管对于不同的信号流，从信号流的开头到所述位置的实际播放时间并不相同。还应注意，多媒体信号流中具有不同播放速率的所述等效位置，尽管具有相同的NPT值，但由于具有不同播放速率的信号流的长度根本不一样，它们的字节相对位置也是不同的。
查询表的创建与影像压缩或者MPEG图像的具体类型无关。在使用MPEG压缩法的最佳实施例中，索引查询表是这样创建的：扫描整个MPEG文件，记录下该MPEG文件中的随机访问点，然后将MPEG文件中的播放时间戳转换为正常播放时间基准。从概念上说，每一索引表是由一个正常播放时间与镜头相关联的数组构成的，电影中的任何特定画面或者说帧，都可以通过正常播放时间值加以识别。如前所述，可以从正常播放信号流创建索引表，也可以从任何技巧播放信号流，例如快进和快退信号流创建索引表。存储在索引表中的每一个相对位置，就是用来从相应的正常播放时间检索并切转到MPEG文件中的开始特定镜头的某一字节相对位置处的索引。
因此，在最佳实施例中，本发明的系统使用一种正常播放时间基准来创建索引表。在另一种实施例中，本发明的系统使用各GOP(Group ofPictures，帧面组)的相对位置列表来创建索引查询表。如前所述，还可以任意使用其它的方法来创建所述索引表。
图7——机顶盒的工作过程
现在参看图7。该流程图示出了机顶盒57的工作过程。图7从滑动条54的工作过程和用户对滑动条54上的滑动钮55的操作来阐释了机顶盒57的工作过程。如图中所示，在第160步，机顶盒57在电视机屏幕上显示出滑动条54和滑动钮55，如图2所示。在最佳实施例中，用户摁动遥控器56上的暂停键而使滑动条54显示出来。换句话说，滑动条54当用户摁暂停键时才显示。在另一种实施例中，用户的遥控器56有一个专用按钮或者菜单选项，用来显示或隐去滑动条54。因此，在图7的流程图中，假设机顶盒57显示出滑动条54是对用户从遥控器56输入信号的反应。
在第162步，机顶盒57基于从媒体服务器50接收到的影像信号流中的位置更新滑动条54上滑动钮55的位置。这样，当滑动条54显示出来时，机顶盒57就将滑动条上的滑动钮55的位置更新为所述影像信号流或电影正在播放的位置。这样，所述滑动钮就可以指示出电影已经被播放的有关部分。注意，第162步不是必须的步骤，可以省略。也就是说，可以仅在用户操作滑动条54时才更新滑动钮55，而不是在开始正常播放电影或影像信号流时就更新。
如果在第164步检测到用户向滑动钮55输入了信号，那么，在第166步，机顶盒57就基于滑动钮55的新位置计算出在一预定范围内的相对值。这样，在此假设使用遥控器56或其它设备的用户操作了滑动条54上的滑动钮55，以便跳到或切转到影像信号流或电影中的另一位置。当在第164步检测到接收到了用户的输入信号时，机顶盒57就计算出在一预定范围内的相对值。在最佳实施例中，所述预定范围是0到100间的值，其中，0是电影或信号流的最开头，100代表电影或信号流的完全结束，而在此之间的值即可指示信号流中的相对位置。这样，在用户操作滑动钮55之后，机顶盒57就检测滑动钮55的新位置，也就是说，分析所接收到的用户输入信息，基于滑动钮55在第166步的新位置计算出一个在0到100之间的相对值。在第166步计算出所述新的相对值之后，在第168步，机顶盒57将计算得到的值提供给媒体服务器50。如下文所述，所述媒体服务器50接收到该计算所得值之后，用之从基于用户对滑动钮55的操作确定的某一新位置开始输出影像信号流。
图8——媒体服务器的工作过程
现在参看图8。该流程图示出了媒体服务器50响应用户对滑动条54的操作而传送正常播放影像信号流的工作过程。在此假设，媒体服务器50正在向一个用户装置52播放一个影像信号流或多媒体信号流，此时，用户调节滑动条54上的滑动钮55，以图切转或“跳转”到该信号流或电影中的另一部分或另一处。
在第202步，媒体服务器50接收到来自机顶盒57的信息，该信息是响应用户从滑动条54输入的信息而生成的。最开始，所述用户输入信息由用户提供给电视机和/或机顶盒57，接着，机顶盒57再在第202步把信息传送给媒体服务器。在最佳实施例中，在第202步接收到的由用户设备或机顶盒57提供的用户输入信息是一预定范围内的值，最好是0到100之间，基于用户对滑动条54的操作而指示出电影中的一个相对位置。
在第204步，媒体服务器50基于接收到的用户输入信息确定一个新的正常播放时间值。在第204步，媒体服务器50使用所述预定范围，最好是0到100范围内的所述值，同时使用存储于媒体服务器50的存储器中的电影时间长度，来计算出一个正常播放时间值。例如，如果用户刚好把滑动条的滑动钮置于滑动条54的正中间，机顶盒57就向媒体服务器50输出一个等于50的值。如果电影长度恰好为两小时，媒体服务器50输出的正常播放时间值就是一小时。该值是这样计算出来的：0.5×2小时=1小时。又如，如果用户刚好把滑动条的滑动钮置于滑动条54的三分之一处，也就是从左边起三分之一处，用户装置就向媒体服务器50输出一个等于33的值。又假定电影长度仍为两小时，媒体服务器50输出的正常播放时间值就是40分钟，这是整个电影长度的三分之一。
在最佳实施例中，一个在媒体服务器中执行的程序用从机顶盒接收到的0-100因子来换算电影的播放时间，然后请求媒体服务器将电影或影像序列定位到其计算所得的正常播放时间(NPT)值处。注意，也可以用其它方法基于在第204步接收到的用户输入信息确定正确的正常播放时间。例如，在一种实施例中，由机顶盒57执行第204步。在该实施例中，机顶盒57在电影或影像信号流开始时接收或高速缓存电影长度值，并将该值存入存储器。这样，当机顶盒57接收到用户在滑动条54上的滑动钮输入信息时，机顶盒57就用该电影长度计算出一个正常播放时间，然后在第202步将该时间值提供给媒体服务器。在这个实施例中，要求由机顶盒57访问索引表，后者存储在媒体服务器50中，或者存储在机顶盒57中。
在第204步基于所接收到的用户输入信息确定了新的正常播放时间之后，在第206步，媒体服务器50就基于在第204步所确定的正常播放时间切转到正常播放信号流中的新位置。这样，在第206步，媒体服务器使用在第204步计算出的正常播放时间在正常播放时间索引表中检索出一个相对位置。在第208步，媒体服务器50就从在第206步所检索出的位置或称相对位置开始输出正常播放信号流。
这样，响应用户对滑动条54上的滑动钮55的操作，媒体服务器50就从信号流中基于该操作的一个新位置开始输出有关的影像信号流。这为用户提供了一种可以在影像信号流中快进和/或快退的非常直观的途径。换句话说，这为用户跳转到影像信号流中的任意位置提供了一种简单而直观的机制。
这样，通过在各自的索引表中的记录项中检索最相近的正常播放时间，并使用与之相关联的文件相对位置作为信号流播放的起始点，就可以改变正在某一给定正常播放时间播放的各信号流的输出位置。
在本发明的一种实施例中，机顶盒57有一个超高速缓冲存储器，用来存储滑动条的滑动钮55在用户首次操作之前的位置。这样，如果用户已经观看了20分钟的电影，而希望前进或后退到电影的别的部分，然后又希望返回他的初始位置继续观看的话，用户就可以选择其遥控器56上的一个按键，从而将滑动钮55置回其在用户操作之前所处的位置。这样就为返回在滑动条操作之前电影或影像信号流所处的位置提供了一种更为方便的机制。
因此，本发明是这样的一种系统和方法：即，提供一个图标或者滑动条，用来向正常播放信号流中的不同位置切换；检测正常播放信号流的序列文件头中的播放时间戳，并创建一个正常播放时间基准；然后，系统创建该信号流的索引表或查询表；该索引表由正常播放时间值和相应信号流中的相应的相对位置组成；在播放时，如果用户操作或调节滑动条上的滑动钮，用户装置或机顶盒就计算出一个相应的值，将之提供给媒体服务器50；然后，媒体服务器50使用相应的索引表灵活地跳转或切换到正常播放信号流中的合适位置，并从该新位置开始输出所述信号流。
尽管前文对本发明的系统和方法的描述是与所描述的实施例相联系的，但并不是要将本发明局限于在此提出的这些实施例的特定形式，而是相反，即，本发明包括一切可以合理包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神实质和范围内的变更、修改和等同替换。

Claims (33)

1、一种用于电视传送系统中、由计算机执行的、用来在影像信号流中转换位置的方法，其中，所述电视传送系统包括一个媒体服务器和一个与该媒体服务器相连的用户装置，其中，所述用户装置包括一个显示屏，所述方法包括下列步骤：
在用户装置的显示屏上播放从媒体服务器接收到的影像信号流；
在用户装置的显示屏上显示一个用来在影像信号流中转换位置的图标，其中，所述图标是可以调节的，以改变所接收到的影像信号流的播放位置；
接收用户的输入信息，所述输入信息指示出用户所希望的对影像信号流输出位置的改变；
响应所述接收到的用户输入信息，用户装置将该信息传送给媒体服务器；
响应所述从用户装置接收到的信息，媒体服务器为影像信号流确定一个新的输出位置；和
根据所确定的新输出位置，媒体服务器从该位置开始输出影像信号流。
2、如权利要求1所述的方法，其中，所述接收输入信息的步骤是指，接收到对所述图标的调节信息。
3、如权利要求2所述的方法，其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变，其中，所述接收输入信息的步骤包括这样的步骤：移动所述图标中的所述钮到所述图标上的一个新位置。
4、如权利要求1所述的方法，其中，所述媒体服务器存储有一个与所述影像信号流相对应的索引表，其中，所述索引表包括许多双元组，每一双元组包括一个第一值和一个第二相对位置值，后者是指在影像信号流中的相对位置，其中，所述媒体服务器响应所接收到的用户输入信息而为影像信号流确定新的输出位置的步骤包括这样的步骤：媒体服务器检索所述索引查询表，以得到向影像信号流中切换的相对位置。
5、如权利要求4所述的方法，其中，所述每一个双元组都包括一个正常播放时间值和一个在影像信号流中的相对位置；
其中，所述向媒体服务器提供信息的用户装置是由这样的用户装置组成的：它基于所述接收到的用户输入信息，提供一个在一预定范围内的值，指示在影像信号流中的相对位置；并且
在其中，所述媒体服务器为影像信号流确定新的输出位置的步骤包括这样的步骤：基于所述接收到的在所述预定范围内的值，所述媒体服务器确定一个正常播放时间值。
6、如权利要求5所述的方法，其中，所述预定范围是从0到100的值。
7、如权利要求1所述的方法，其中，所述图标是一个具有滑动钮的滑动条，其中，所述滑动钮在滑动条上所处的位置即指示出用户装置所接收到的输出影像信号流的输出位置。
8、如权利要求1所述的方法，还包括这样的步骤：
接收用户的输入信息，暂停影像信号流；
其中，所述在用户装置显示屏上显示所述图标的步骤是响应所述接收到的用户暂停影像信号流的输入信息而执行的。
9、如权利要求8所述的方法，
其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变，该方法还包括这样的步骤：
在所述用户装置的显示屏上显示所述图标的同时，更新所述所述钮在所述图标上的位置，其中，所述更新步骤根据输出信号流的当前位置对所述钮在图标上的位置进行更新。
10、如权利要求1所述的方法，其中，所述用户装置包括一台电视接收机。
11、如权利要求1所述的方法，其中，所述用户装置包括一台电视接收机和一个与该电视接收机相连的机顶盒。
12、一种允许用户在影像信号流中转换位置的交互式电视传送系统，包括：
一个输出影像信号流的媒体服务器，其中，所述媒体服务器能够有选择地在所述影像信号流中的不同位置输出所述影像信号流；和
一个与所述媒体服务器相连的用户装置，接收来自媒体服务器的影像信号流，其中所述用户装置包括：
一个播放从所述媒体服务器接收到的影像信号流的显示屏，其中，所述用户装置显示屏还显示一个图标，用来向影像信号流中的不同位置切换，其中，所述图标是可调节的，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变；
一个用来接收用户输入信息的输入口，所述信息指示出用户所希望的对影像信号流输出位置的改变；和
在接收到来自用户的输入信息后向所述媒体服务器传送信息的装置；并且
其中，所述媒体服务器包括一个用来接收所述信息的输入口；其中，所述媒体服务器响应所接收到的来自媒体服务器的所述信息，从某一新位置开始输出所述影像信号流。
13、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，其中，所述用户装置的输入口包括用来接收调节所述图标的信息的输入口。
14、如权利要求13所述的交互式电视传送系统，其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变，其中，所述图标中的钮可以移动到所述图标上的新位置；
其中，所述用户装置的输入口包括用来接收调节所述图标钮的信息的输入口。
15、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，其中，所述媒体服务器包括这样的装置：根据从所述用户装置所接收到的所述信息，确定新的影像信号流输出位置。
16、如权利要求15所述的交互式电视传送系统，其中，所述媒体服务器还包括：
一个存储与影像信号流相应的索引表的存储器，其中，所述索引表包括许多双元组，每一双元组包括一个第一值和一个第二相对位置值，后者是指在影像信号流中的相对位置；
其中，所述确定新的影像信号流输出位置的装置检索存储于所述存储器中的索引查询表，以得到所述影像信号流中的相对位置。
17、如权利要求16所述的交互式电视传送系统，其中，所述每一个双元组都包括一个正常播放时间值和一个在影像信号流中的相对位置；
其中，所述向媒体服务器提供信息的装置基于所接收到的用户输入信息提供一个在一预定范围内的值，指示在影像信号流中的相对位置；并且
在其中，所述为影像信号流确定新的输出位置的装置基于所述接收到的在所述预定范围内的值，确定一个正常播放时间值。
18、如权利要求17所述的交互式电视传送系统，其中，所述预定范围是从0到100的值。
19、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，其中，所述图标是一个具有滑动钮的滑动条，其中，所述滑动钮在滑动条上所处的位置即指示出用户装置所接收到的输出影像信号流的输出位置。
20、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，
其中，在接收到用户暂停影像信号流的输入信息后，即输入关于接收到来自用户的指出希望改变影像信号流输出位置的信息的输入信息；
其中，在接收到用户暂停影像信号流的输入信息后，所述用户装置在显示屏上显示所述图标。
21、如权利要求20所述的交互式电视传送系统，
其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变；
其中，所述用户装置还包括这样的装置：
在所述用户装置的显示屏上显示所述图标的同时，更新所述所述钮在所述图标上的位置，其中，所述更新装置根据输出信号流的当前位置对所述钮在图标上的位置进行更新。
22、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，其中，所述用户装置包括一台电视接收机。
23、如权利要求12所述的交互式电视传送系统，其中，所述用户装置包括一台电视接收机和一个与该电视接收机相连的机顶盒。
24、一种用于带显示屏的电视播放装置中、由计算机执行的、用来在影像信号流中转换位置的方法，该方法包括下列步骤：
在电视播放装置的显示屏上播放接收到的影像信号流；
在电视播放装置的显示屏上显示一个用来在影像信号流中转换位置的图标，其中，所述图标是可以调节的，以改变所接收到的影像信号流的播放位置；
接收用户的输入信息，所述输入信息指示出用户所希望的对影像信号流输出位置的改变；
响应所述接收到的用户输入信息，电视播放装置发出关于所要进行的输出位置改变的信息；和
根据所述信息，电视播放装置从某一新位置开始接收和播放影像信号流。
25、如权利要求24所述的方法，其中，所述接收输入信息的步骤是指，接收到对所述图标的调节信息。
26、如权利要求25所述的方法，其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变，其中，所述接收输入信息的步骤包括这样的步骤：移动所述图标中的所述钮到所述图标上的一个新位置。
27、一种允许用户在影像信号流中转换位置的电视播放装置，包括：
一个适于接收来自媒体服务器的影像信号流输入的影像信号流输入口；
一个播放所接收到的影像信号流的显示屏，其中，所述电视播放装置显示屏还显示一个图标，用来向影像信号流中的不同位置切换，其中，所述图标是可调节的，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变；
一个用来接收用户输入信息的输入口，所述信息指示出用户所希望的对影像信号流输出位置的改变；和
在接收到来自用户的输入信息后向所述媒体服务器传送信息的装置；并且
其中，所述电视播放装置根据传送给媒体服务器的所述信息，从某一新位置开始播放所述影像信号流。
28、如权利要求27所述的电视播放装置，其中，所述接收用户输入信息的输入口包括用来接收调节所述图标的信息的输入口。
29、如权利要求27所述的电视播放装置，其中，所述图标包括一个可调节的钮，后者可调节，以实现对所接收到的影像信号流的输出位置的改变，其中，所述图标中的钮可以移动到所述图标上的新位置；
其中，所述用来接收用户输入信息的输入口包括用来接收调节所述图标钮的信息的输入口。
30、一种用于电视传送系统中、由计算机执行的、用来在影像信号流中转换位置的方法，其中，所述电视传送系统包括一个提供影像信号流的媒体服务器，所述方法包括下列步骤：
向用户装置传送影像信号流；
接收来自用户装置的输入信息，所述输入信息指示出用户所希望的对影像信号流输出位置的改变，其中，所接收到的输入信息包括来自用户装置的有关显示在用户装置上的滑动条位置变化的信息；
响应所述从用户装置接收到的信息，媒体服务器为影像信号流确定一个新的输出位置；和
根据所确定的新输出位置，媒体服务器从该位置开始输出影像信号流。
31、如权利要求30所述的方法，其中，所述媒体服务器存储有一个与所述影像信号流相对应的索引表，其中，所述索引表包括许多双元组，每一双元组包括一个第一值和一个第二相对位置值，后者是指在影像信号流中的相对位置，其中，所述媒体服务器响应所接收到的用户输入信息而为影像信号流确定新的输出位置的步骤包括这样的步骤：媒体服务器检索所述索引查询表，以得到向影像信号流中切换的相对位置。
32、一种允许用户在影像信号流中转换位置的交互式电视传送系统，包括：
一个输出影像信号流的媒体服务器，其中，所述媒体服务器能够有选择地在所述影像信号流中的不同位置输出所述影像信号流，其中，所述媒体服务器包括一个用来从用户装置接收关于显示在用户装置上的滑动条的位置变化的信息的输入口，其中，所述媒体服务器在接收到来自用户装置的所述信息后，从某一新位置开始输出所述影像信号流。
33、如权利要求32所述的交互式电视传送系统，其中，所述媒体服务器还包括：
一个存储与影像信号流相应的索引表的存储器，其中，所述索引表包括许多双元组，每一双元组包括一个第一值和一个第二相对位置值，后者是指在影像信号流中的相对位置；
其中，所述确定新的影像信号流输出位置的装置检索存储于所述存储器中的索引查询表，以得到所述影像信号流中的相对位置。
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