CN1272749A - 控制数字视频数据显现的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种允许观众设置任意编辑点的方法和设备,这些编辑点定义一个在节目显现期间省略的节目段。本发明特别适用于包括了根据DVD规范格式化的视频数据和相关的控制数据的节目。本发明允许用户通过创建存储在副表中的微单元来定义任意的节目段边界。微单元中的参数用于提供一个包括单元和微单元的节目的无缝显现。微单元对于盘上的显现数据是一种叠加,因此不影响基本的显现数据。

Description

控制数字视频数据显现的方法和设备
本发明涉及一种控制基于数字数据流的节目显现的方法和设备，尤其涉及一种允许用户有选择地省略节目中任意指定部分的显现的方法和设备。
在利用记录了数字压缩视频和音频信息的存储介质的视频信号处理系统中，可以给用户许多选择来控制存储在运样一种介质上的节目或视频标题的显现。正在获得迅速普及的这样一种系统包括一个视盘播放机，它适用于处理根据数字视盘(DVD)规范存储的信息。在DVD格式的盘上的信息根据视频和音频数据压缩标准作为离散的数据分组记录，其中指定的分组携带与各种数据流如交替的视频角度、声道、分画面流等等相关的数据。读取DVD格式的盘的视盘播放机可以被控制以显示或显现某些数据分组并且跳过其他的数据分组。利用这一性能，DVD系统能够允许盘的作者在单个盘上提供一个节目的多种变化以适应观众的喜好。
一种DVD系统的无缝转移和多变特性的有效应用涉及到可以从一个特定的盘播放机上显现的素材的原有控制。一般地，DVD播放机允许用户选择一个原有控制等级，例如从1到8变化，其中1是最小的限制等级而8是最大的限制等级。然后DVD播放机根据编辑在盘或视频标题上的原有等级自动地限制盘、盘上视频标题或视频标题中场景的显现。原有等级一般相应于例如美国运动图像协会(MPAA)的电影等级。
在盘的显现期间，DVD播放机将观众选择的原有等级同与盘或节目相关的原有等级信息相比较，如果用户选择的原有等级等于或超过盘或节目的原有等级则仅允许显现该盘、节目或从节目中选择的部分。在多种显示序列的情况下，DVD播放机显现的序列具有一个相应于用户选择的原有等级的原有等级。
上述系统的一个缺点是盘的作者要定义与每个原有等级相关的显现序列，并且终端用户不能改变这些预定的显现序列。因为与一个特定的原有等级相关的场景的序列由盘的作者设定，所以终端用户仅能从定义的序列之一中选择。这样一种系统可能是有问题的，因为终端用户不可能在一个特定的原有等级上总是与盘作者的场景选择一致。例如，甚至一个G级电影也可能包括不适应非常小的儿童或者可能令某个人不愉快的场景。而且，由于一个与原有控制发行完全无关的原因，例如因为某个场景太令人讨厌，观众也可能希望从一个节目中删去该场景。
在这方面，许多DVD播放机让用户有能力根据定义的数据块，如标题部分，也称为章节来定义一个显现序列，并且观众可以选择不显现包括了不需要素材的数据块。然而，这些块仍然由盘的作者定义而且可能持续相当长的时间。这样，终端用户仍然没有能力经过任意边界来省略特定场景的显现。
同样，一些系统让用户有能力根据用户输入的喜好来创建各种节目段序列。在这样的系统中，盘的作者提供许多节目段，其中每个段具有与这些段例如暴力、语言等等相关的一组等级。根据一个用户选择的特定级别的暴力、语言等等，该系统自动地将适当的节目段串联在一起以产生一个满足用户选择准则的节目。然而，在这样的系统中，与节目段相关的等级仍然由盘的作者或节目源定义，而观众仍然不可能有选择地删除节目段的某些部分，它们中的一些持续时间可能非常短。
因此，需要一种方法和设备来允许观众删除基于数字视频数据流的节目的任意部分，而不用考虑可能由作者或节目数据供应商定义的场景边界或等级。
尤其需要一种方法和设备来允许用户以一种兼容于DVD规范的方式，在编辑过程中删除基于数字视频数据流的节目中某些部分，而不用考虑可能由作者或节目数据的供应商定义的场景边界或等级。
同样，需要一种方法和设备来允许用户以一种兼容于DVD标准的方式编辑删除节目中任意的部分而不改变由数据源定义的节目序列，因此允许容易地恢复原始节目序列而不被强迫重新加载原始节目数据。
本发明允许用户在节目中选择任意的编辑点，其中在节目的显现期间，任意编辑点之间的节目素材被省略。本发明特别适用于包括一个节目数据源的系统，该节目数据源包括若干个数字视频数据单位和控制数据单位，每个数字视频数据单位相应于一个预定的节目段，以及一个适合于检索数据单位并且显现视频数据单位的序列的显示装置。本发明方法包括下列步骤：根据第一个用户输入在选择的视频数据单位序列中定义第一个任意编辑点；根据第二个用户输入在选择的视频数据单位序列中定义第二个任意编辑点；以及显现选择的视频数据单位序列而省略包括在第一个和第二个任意编辑点之间的区间中的视频数据。
另外，本发明的视频处理设备包括：一个用于检索来自一个源的数字节目数据的变换器，节目数据分组括若干个节目数据单位和控制数据单位，每个节目数据单位相应于一个预定的节目段，节目数据分组括定义节目数据单位序列的数据，变换器根据用户输入检索数据单位序列并且提供数字编码的数据；一个连接到变换器的解码器，用于解码来自数字编码数据的显示；以及一个连接到解码器和变换器的控制器，控制器根据第一个用户输入在节目数据单位的序列中定义第一个任意编辑点，根据第二个用户输入在节目数据单位的序列中定义第二个任意编辑点，控制器使得解码器省略与第一个任意编辑点和第二个任意编辑点之间的区间中的节目数据相关的显示。
本发明包括了通常的DVD显现方案。因此，本发明简单地通过删除副表中的标记和微单元定义，不改变在主表中定义的显现序列，并可以去除当前的用户编辑特征，且可以恢复原来的显现方案。
下面将参照附图描述本发明，其中：
图1是一个适用于实现本发明编辑特征的数字视盘播放机的方框图；
图2是一个根据DVD格式并且适用于实现本发明编辑特征的数据结构图；
图3是一个根据DVD格式并且适用于实现本发明编辑特征的显现结构的方框图；
图4说明在两个不同单元中定义的任意编辑点A和B；
图5说明在相同单元中定义的任意编辑点A和B；
图6说明在一个微单元内定义的任意编辑点A和B。
虽然参照一个适用于从盘中读取包括视频和音频数据的压缩节目数据和处理根据DVD规范的数据的数字视频设备描述了示范实施例，但应该理解本发明可以用在任何能够处理数字视频和音频信息的视频处理设备中，其中与视频和音频信息一起包括的节目相关信息可以用于有选择地显现盘上的节目信息。
图1是一个示出适用于本发明的控制数字视频数据显现的示范性数字视盘播放机的基本部件的方框图。这些部件的结构和工作一般是公知的，所以不在这里详细地讨论。盘播放机24包括在伺服处理器29的控制下旋转盘并且读取存储在那上面的信息的马达和拾取组件26。前置放大器27和DVD数据处理单元28将来自电动机和拾取组件26的电脉冲转换为能够由数字音频/视频解码器单元30进一步处理的数字数据。DVD数据处理单元28一般完成如对从盘中读取的原始数据解调、纠错和解扰的功能，以一种适合于解码器单元30的格式提供数字编码数据。
解码器单元30接收数字编码数据、处理数据并且提供适当的视频和音频信号到如电视机的显示器单元。解码器单元30包括数据流多路分解器32，该多路分解器将来自数据处理单元28的数据多路分解为若干个独立的数据流，包括例如视频流、音频流和分画面流，并且将数据流提供到它们相应的数据解码器。视频解码器31接收视频流，根据MPEG-2标准解码信号并且将视频信号提供到混频器33。分画面解码器34接收分画面流并且提供数据到屏幕显示(OSD)控制器35，该控制器将OSD视频信号提供到混频器33。来自混频器33的组合视频信号提供到NTSC/PAL编码器42，该编码器将符合于适当的视频信号标准的视频信号提供到视频显示装置。音频解码器36接收来自数据流多路分解器32的音频流并且提供适当的音频信号到音频系统。
微控制器40控制盘播放机24的操作。微控制器40连接到用户控制装置41，该装置可以包括IR遥控装置、前面板按钮等等。微控制器40变换来自用户控制装置41的数据以控制上述的盘播放机24的各种部件的操作。一般地，微控制器40也被配置来控制盘播放机24的各种存取特征，这些特征包括但不限制于，原有的锁定、加密盘的解密、拨号遥控器以存取加密盘。微控制器40可以用各种形式实现，包括但不限制于，一个专用的集成电路或解码器/控制器单元的一部分。微控制器40可以包括若干个适当的控制器单元中的一个，包括但不限制于由SGS Thomson制造的STI 5500。
图2说明了根据DVD规范并且适用于盘播放机24的存储在盘上的节目数据和控制数据的结构。数据结构是分层的，其中每个数据块被划分为分量数据块，这些分量数据块被进一步划分为更小的分量数据块。对应于一个指定节目单位，例如电影或电视剧的一段情节的每个视频标题集包括视频对象集，该合集中包括若干个视频对象。
每个视频对象包括若干个单元，这些单元可以认为是用于具有若干个数据单位类型，如视频、音频、分画面等等的显现的一个数据单位，并且对应于一个节目段。而每个单元依次包括若干个视频对象单位(VOBU)。每个VOBU包括一个导航包(NAV_PACK)和多个包，它们被再划分为若干个分组。VOBU一般对应于一个具有相关控制数据结构NAV_PACK的MPEG-2图像组(GOP)。每个VOBU的NAV_PACK包含如相对于当前一个(在时间显现次序上向前和向后)的VOBU的扇区地址的信息，以及对应于当前的VOBU在单元显现中经过的时间量。
根据DVD规范存储的数据还逻辑地组成为一个显现结构中以便能够提供显现数据的灵活方式。图3说明根据DVD规范并且适用于盘播放机24的显现结构。这种显现结构重叠在图2的数据结构上。在基本级上，由节目(PG)96定义显现序列，其中每一个(PG)96包括一个到单元的链接指针列表。若干个PG 96可以组合形成一个节目链信息(PGCI)94，其中多个(PGCI)94可以同样组合形成节目链(PGC)92。
在视频标题显现期间，盘播放机24根据这种如用户选择的标题和原有等级选择的准则，选择适当的PGC加载到主表中。此后，盘播放机24根据包含在PG中的链接指针列表读取存储在盘上的数据。如公知，实际的显现之前为了提供无缝显现，盘播放机一般利用各种预先准备的算法以便从盘中读取数据并且将数据存储在系统缓冲器中。
如上所述，本发明认识到原有的控制特征不可能是完全令人满意的，因为场景序列和节目边界由盘的作者选择，而终端用户不能任意地编辑删除他们发现不适合的特定的场景。因此，本发明允许用户选择任意的编辑点以允许用户创建他自己的显现序列。任意编辑点的实现是通过创建一个新的数据结构完成的，该结构叠加到根据DVD规范格式化的现有的数据结构上。
特别地，本发明创建和存储一个微单元，该微单元是单元和VOBU的中间结构。微单元包括与一个单元段相关的参数并且存储在微控制器40定义的副表中。例如，微单元表可能看起来像：微单元1：
TTN：1
PGCN：2
CELL_NUM：4
NEXT_CELL_NUM：6
START_SECS：5745
END_SECS：6578
START_LSN：0x57897
END_LSN：0x89672微单元2：
TTN：1
PGCN：2
CELL_NUM：6
NEXT_CELL_NUM：6
START_SECS：10487
END_SECS：11207
START_LSN：0x1059F7
END_LSN：0x1072FE
在盘上数据显现期间，由微控制器40存取副表中的信息。因为微单元是单元的子集，所以微单元包括一系列VOBU，这些VOBU是原始单元VOBU的子集。微单元可以设计包括包含在原始单元的任何数量的参数，包括但不限制于，PGC编号、单元编号、开始扇区、结束扇区、开始扇区时间和结束扇区时间。微单元包括需用于检索和表示VOBU子集的参数。可以看出微单元可以包括程序编制器指定的任何参数集合。
使用中间级的微单元来定义单元段是有益的，因为这样一种结构非常适合于DVD播放机用于显现单元的当前模型。可以加上最小的逻辑运算量以控制微单元的显现，并且可以使用用于实现显现中的各种特技如慢放、随机化以及快进和快退的特技模式的相同的技术。微单元允许分段现有的单元结构，使得用于显现具有单元结构的数据的算法可以用于显现具有单元和微单元的数据。既使当内容段已经选择为省略时这些模式也可以完美地工作。
在创建微单元中，有三个边界条件要考虑：
1.A点和B点位于不同的单元；
2.A点和B点位于相同的单元内；以及
3.A点和B点位于相同的微单元内。
参照图4-6讨论这些边界条件。
在图4中，开始点A111位于单元110中而停止点B113位于单元112中。根据用户输入，微控制器40创建了微单元114，该微单元具有一个相应于单元110开始边界的开始边界和一个在开始点A111的停止边界，还创建了微单元116，该微单元具有一个在停止点B113的开始边界和一个相应于单元112停止边界的停止边界。
在图5中，开始点A119和停止点B121位于单元118中。根据用户输入，微控制器40创建微单元120，该微单元具有一个相应于单元118开始边界的开始边界和一个在开始点A119的停止边界，还创建了微单元122，该微单元具有一个在停止点B121的开始边界和一个相应于单元118停止边界的停止边界。
在图6中，微单元132和134与单元130相关，而新的微单元135和136由开始点A137、停止点B138和微单元134的开始和停止边界创建。
用于创建满足图4-6条件的微单元的伪码算法如下面列出。
为了由A点、B点、单元开始和单元结束创建一个新的微单元：
检查所有现有的微单元看看是否A点落到它们中的一个上
    如果A点落到一个上，
        则缩短它，使得它现在在A点结束
        如果B点落到A点和微单元终点之间
            则插入一个从B点延续到微单元终点的新的微单元
        否则，
            检查所有现有的微单元看看是否B点落到它们中的一个上
                如果B点落到一个上，
                    则缩短它，使得它现在在B点开始
                否则/*这是在这个单元中的第一个B点*/
                    创建一个新的微单元，它在B点开始，在单元终点结束
            否则/*这是在这个单元中的第一个A点设置*/
                创建一个新的微单元，它在单元起点开始，在A点结束
                如果B点落到相同的单元中
                    则创建一个从B点延续到单元终点的第二个新的微单元
                否则，
                    检查所有现有的微单元看看是否B点落到它们中的一个上
            如果B点落到一个上，
                则缩短它，使得它现在在B点开始
            否则
                创建一个新的微单元，它在B点开始，在单元终点结
                束
为了创建微单元，观众一开始选择一组A和B点，这些点定义了要被省略的视频数据部分相应的开始和停止点。可以使用公知的用户界面方法中的任何一种选择这些点。例如，一种方法是让观众观看一个没有改变的节目版本并且如所需要的输入省略的开始和停止点。在这样一种方法中，当节目显现时，观众使用屏幕显示(OSD)或本领域公知的其他用户界面方法，通过按下遥控器上一个按钮来选择A和B点。
在盘播放机24正常工作期间，当交会、解压缩和显现伴随的VOBU时，从位流分析NAV_PACKS。一种确定开始点A和停止点B的位置的方法是简单地参照在观众选择开始点A或停止点B时最新分析的NAV_PACK。当观众选择一个开始点A时，最新分析的NAV_PACK扇区地址被保存并且与该开始点A相关。当观众选择一个停止点B时，最新分析的NAV_PACK扇区地址被保存并且与该停止点B相关。这些扇区地址随后用于创建微单元。与该微单元相关的数据存储在副表中。
一旦使用上面的算法创建了微单元，则微单元的显现基本上遵循在一个节目内显现多个单元相同的规则。由于在单元序列中的每个单元被选择用于显现，所以微控制器40确定微单元是否与下一个单元相关。如果是相关的，则微控制器40从副表中存取微单元的参数并且显现与该微单元相关的VOBU。当那些VOBU的显现完成时，微控制器40显现序列中后来的单元或微单元。随着单元内每个微单元显现完成，根据显现的方向选择下一个微单元或单元。如果一个单元内所有的微单元已经被表示，则单元显现阶段继续下去，正如它正常地用于没有任何微单元的单元一样。
参照图4的例子，由于微控制器40准备显现单元110，它确定相关的微单元114存在，读取副表并且显现用于微单元114适当的VOBU。微控制器40预先确定单元112包括微单元116，读取与微单元116相关的参数，并且当微单元114的显现完成时，显现与微单元116相关的VOBU。此后，以正常的方式继续单元的显现。
下面是一个用于完成显现中微单元选择的伪码算法：
为了加载下一个单元或微单元
如果当前的微单元不等于INVALID_MICROCELL
    则根据单元编号、微单元编号和方向请求下一个微单元
        如果下一个微单元不等于INVALID_MICROCELL
            则请求下一个微单元的扇区边界，并且开始播放它
        否则/*不存在下一个微单元*/
            加载下一个单元
    否则/*加载下一个单元*/
        使用PGC映像并且根据方向，请求下一个单元
            如果下一个单元包含微单元
                则请求该单元中的第一个和最后一个微单元
                如果方向是正向，
                    则请求第一个微单元的扇区边界
                    开始播放第一个微单元
                否则，/*方向是反向的*/
                    请求最后一个微单元的扇区边界
                    开始播放最后的微单元
                否则，
                    开始正常地播放单元
可以看出创建微单元以分段现有的单元结构是有益的，因为基本的PG和单元结构是不改变的。代之以，通过创建一个能够由微控制器40接入的单独的链接指针列表来创建一个微单元，而不用改变原始的PG。因此，通过删除副表中的信息，可以容易地删除微单元而不会影响原始存储的PGC信息，因此取消了编辑。
对于本领域的技术人员来说明显的是，虽然根据一个示范实施例描述了本发明，但是对于公开的实施例可以进行修改和改变而不会背离本发明的实质。例如，当在显现期间遇到编辑点，可以提供口令询问让观众来选择是否越过编辑点。同样，通过输入相应于显现中特定点的显现时间可以让观众选择设置任意的编辑点而不必观看未编辑的显现。这样以上述方式创建微单元。同样，在编辑的间隔期间只有某些指定的、或用户选择的数据单元类型，例如视频、音频、分画面等等可以被省略。
这里认识到这种编辑特征可以使用许多通用的公知方法中的任何一种或这些方法的组合来实现，为了控制上述盘播放机24的各种部件，例如可以使用微控制器中的嵌入软件。因此，应该理解本发明包括属于本发明真正的范围和精神内的所有修改。

Claims (7)

1.在一个视频信号处理系统中，一种用于控制一个所选序列的视频数据单位的重放的方法，包括下列步骤：
检索视频数据单位、控制数据单位的序列，根据控制数据单位处理视频数据单位；以及
显现处理的视频数据单位，其特征在于
根据第一个用户输入，定义视频数据单位(单元)的选择序列中第一个任意的编辑点(A点)；
根据第二个用户输入，定义视频数据单位(单元)的选择序列中第二个任意的编辑点(B点)；以及
显现视频数据单位的选择序列，同时省略包括在第一个和第二个任意编辑点之间的区间中的视频数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于处理步骤包括处理根据DVD规范的视频数据单位(单元)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于检索步骤包括检索一个定义视频数据单位(单元)序列的链接指针列表并且存储该链接列表在主表中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于定义第一个任意编辑点(A点)的步骤包括，定义第一部分的视频数据单位(微单元1)、相应于第一个任意编辑点(A点)的第一部分的视频数据单位的边界，并且存储定义第一部分的视频数据单位的数据在副表中，定义第二个任意编辑点(B点)的步骤包括，定义第二部分的视频数据单位(微单元2)、相应于第二个任意编辑点(B点)的第二部分的视频数据单位的边界，并且存储定义第二部分的视频数据单位的数据在副表中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于显示步骤包括，对于下一个要被显示的视频数据单位确定是否有一个相应部分的视频数据单位存在，如果是这样，则显示相应的部分的视频数据单位而不是下一个视频数据单位。
6.在视频信号处理中，一种用于控制视频数据选择序列的重放的方法，包括下列步骤：
检索显现数据单位和控制数据单位，每个显现数据单位包括若干个数据单位类型并且相应于一个预定的节目段，根据控制数据单位处理显现数据单位；并且显示处理的数据单位，其特征在于
检索定义一个显现数据单位的序列的节目数据(视频管理器)并且存储该节目数据在主表中；
根据用户输入，定义具有一个任意开始点(A点)和一个任意结束点(B点)的第一个节目段，第一个节目段包括一个显现数据单位的子集，第一个节目段在副表中定义；以及
给出显现数据单位的序列而省略第一个节目段。
7.一种数字视频系统，包括：
一个用于检索来自一个源的数字节目数据的变换器(26)，节目数据分组括若干个节目数据单位(单元)和控制数据单位(NAV_PACK)，每个节目数据单位相应于一个预定的节目段，节目数据分组括定义一个节目数据单位序列的数据，变换器根据用户输入检索节目数据单位的序列并且提供数字编码数据；
一个连接到变换器的解码器(28，30)，用于解码来自数字编码数据的显示；以及
一个连接到解码器和变换器的控制器(40)，其特征在于控制器根据第一个用户输入，定义节目数据单位的序列中的第一个任意编辑点(A点)，并且根据第二个用户输入，定义节目数据单位的序列中的第二个任意编辑点(B点)，并且使得解码器(28，30)省略第一个任意编辑点和第二个任意编辑点之间的区间中的节目数据。
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