CN1575593A

CN1575593A - 利用非逐行虚拟预测图像的快速运动特技模式

Info

Publication number: CN1575593A
Application number: CNA028211561A
Authority: CN
Inventors: 林书; 唐纳德·H·威利斯
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: KR20040041662A; JP2005507204A; CN1575552A; AU2002348005A1; MXPA04003889A; EP1438850A4; EP1438844A1; WO2003036956A1; EP1438844A4; MXPA04003583A; KR20040045880A; CN101242504A; MY128889A; KR100940032B1; EP1438845B1; EP1438845A1; WO2003053053A1; MY135236A; EP1438843A1; EP1438850A1

Abstract

本发明涉及一种在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法(200)和系统(100)。该方法包括步骤：响应于特技模式命令，有选择地跳过至少一个原始信号以将视频信号转换为特技模式视频信号(214)，以及使用基于场的预测有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式信号中(224)。该方法还包括步骤：监视特技模式视频信号(220)，其中如果特技模式视频信号的比特率超过预定的阈值，可以执行有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

Description

利用非逐行虚拟预测图像的快速运动特技模式

本申请要求在35U.S.C.119(e)下的于2001年10月23号申请的、序号为60/334,914的美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明的装置通常涉及视频系统，尤其涉及记录或播放数字编码视频序列的视频系统。

背景技术

数字电视(DTV)和高清晰度电视(HDTV)在当今的消费者电子设备市场中日益受到欢迎。为了观看以前记录的节目或记录他们喜爱的节目，这些类型电视的多数购买者还会购买数字视频录像机或播放器，诸如数字视频光盘(DVD)录像机或播放器。值得注意的是，DTV(或HDTV)和数字视频录像机或播放器的组合可以作为家庭电影院娱乐系统的主要部分。

数字视频录像机或播放器典型地包含运动图像专家组(MPEG)解码器，其对存储在录像机或播放器所播放盘上的数字编码多媒体数据进行解码。如果数字视频录像机或播放器连接于传统的(非数字电视或非高清晰度电视)电视上，那么在传统的电视上显示数字编码信号之前，将由数字视频录像机或播放器的MPEG解码器对该数字编码信号进行解码。然而，相当多的DTV都包含他们自己的MPEG解码器。就这点而论，如果数字视频录像机或播放器连接于数字电视上，那么使用该DTV解码器来远距离地解码从盘上读取的视频信号。这个结构可以称为远程解码器结构。

然而，在利用远程DTV解码器解码数字编码信号方面存在严重的缺点。，很难在这类结构中执行特技模式(trick mode)。特技模式可以为视频的任何回放，其中不是以正常速度或正向回放。时常地，特技模式包括跳过在视频信号中的多个图像，诸如在快速特技模式期间。跳过被传输到远程解码器的图像可以实际地增加信号的平均比特率。由于数字视频录像机或播放器和DTV之间的带宽有限，所以执行快速运动特技模式也许会致使信号超过该传输通道的最大比特率。

例如，在MPEG视频信号中，存在三种独立的数字编码图像：内部(I)图像，预示(P)图像和双向预示(B)图像。如已知技术那样，至少相对于B图像，I和P图像包含相对大量的编码数据。在快速运动特技模式期间，要被跳过的一组图像(GOP)中的第一个图像典型地为B图像。然而，由于跳过了B图像，所以在GOP中的剩余图像的编码数据的平均数量或每个图像的比特平均数将增加。这样的缺点可以在显示特技模式视频信号期间导致缓冲器溢出和图像损失。

除了比特率问题之外，还存在另一个远程解码视频信号的缺点：如果重复的图像包含运动对象，那么在这样一个结构中非逐行图像的重复显示可能在显示中导致振动效应。为了解释这个缺点，因此简要说明隔行扫描来证明。

多数电视使用隔行扫描技术。在此格式下，视频信号典型地分为预定数目的水平行。在各个场周期期间，仅扫描这些行的二分之一；通常，在第一场周期期间扫描奇数行，而在下一个场周期期间扫描偶数行。每个扫描称为场，并且当被结合时，两个场形成完整图像或帧。对于NTSC系统来说，每秒显示六十场，其导致一个每秒三十帧的速率。

当运动对象横移过隔行扫描电视中的屏幕时，每个场将仅显示该运动对象的一部分。此部分显示的发生是因为场仅显示整个图像的每隔一水平行的图像。例如，对于特定的场n，仅扫描奇数水平行，并且将要显示在场n的一部分运动对象是对于场n的在奇数水平行扫描期间扫描的那部分。下一个场，即场n+1，在1/60秒以后产生并且将显示图像的偶数水平行图像。因此，显示在场n+1中的一部分运动对象为在场n+1的偶数水平行扫描期间扫描的那部分。每个场临时是独立的，但是由于显示场的速度而使人眼感觉该场的连续显示为平滑运动。

如果电视观众激活了特技模式，那么该特技模式视频信号可以包含重复图像，该图像在隔行扫描格式下被记录。例如，如果电视观众在特定的图像上启动了定格特技模式(freeze trick mode)，那么可以重复地将图像传输到包含远程解码器的DTV上并且在该DTV上被解码及显示。然而，重复图像的显示要符合非逐行图像的正常显示，也就是交替地显示构成该非逐行图像的场。

如果以隔行扫描格式所记录的图像中出现运动对象，每个场将在一个特定的位置中显示运动对象。因此，如同在定格特技模式期间交替地显示这些场一样，显示器中的运动对象迅速地从显示器中的一个位置运动到另一个位置；事实上，运动对象似乎显得颤动。产生颤动的原因是因为隔行扫描场暂时不同，以及运动对象出现在每个场的不同的位置。

这个问题也存在于包括去隔行扫描器(deinterlacer)的DTV中。本领域已知的是，去隔行扫描器可以根据隔行扫描场构成完整的帧。因此，去隔行扫描器可以从包含重复的非逐行帧的场中构成完整的帧。然而，根据隔行扫描场而构成的这些完整的帧也将以交替方式来显示，由此产生了颤动人为图像污染的可能性。另外，这些颤动效应不仅出现在定格特技模式中而且还存在于其中重复非逐行图像的任何其他特技模式中。因此，期望在不增加系统成本或复杂度的情况下消除比特率问题以及颤动人为图像污染。

发明内容

本发明涉及在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法。该方法包括步骤：响应特技模式命令而有选择地跳过至少一个原始图像以将视频信号转换为特技模式视频信号，以及使用基于场的预测而有选择地将至少一个虚拟预测图像插入在特技模式视频信号中。该方法还可以包括步骤：监视特技模式视频信号，以及如果该特技模式视频信号的比特率超过了预定的阈值，则有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式信号中。

在一个布置中，有选择地插入的步骤可以包括使用基于场的预测而有选择地将至少第一虚拟预测图像插入特技模式视频信号中，以及使用基于帧的预测而将随后的虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。该方法可以进一步地包括对来自单一场的与参考图像相关的至少第一虚拟预测图像进行预测的步骤。

该参考图像可以为内部图像或预测图像。另外，该参考图像可以是非逐行图像、逐行图像或场图像。另一个布置中，大量的原始图像可以包含在一组图像中，并且用于预测至少第一虚拟预测图像的参考图像可以是该组图像中的最后的原始图像，因此从已插入的虚拟预测图像中预测不出其他的原始图像。同样，特技模式可以是快速运动特技模式。

在本发明的一个方面，大量的原始图像中的每一个原始图像可以包含显示指示器，并且本方法可以进一步地包括步骤：有选择地修改至少一部分大量的原始图像的显示指示器，以当跳过原始图像时反映预定的显示顺序。显示指示器可以为时间参考场。另外，每个时间参考场可以具有整数值，并且有选择地修改至少一部分大量的原始图像的时间参考场的步骤可以包括每当跳过原始图像时，逐渐地将时间参考场的整数值减1的步骤。

在另一个方面，本方法进一步地包括使用远程解码器对至少一部分特技模式视频信号进行解码的步骤。在另一方面，大量的原始图像可以处于一组图像中，并且本方法可以进一步地包括步骤：每当跳过剩余的原始图像时将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中，以便这组图像中的最后的图像为虚拟预测图像而且按照插入的虚拟预测图像来保持期望的重复速度。

本发明还涉及在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法。该方法包括步骤：响应特技模式命令而有选择地跳过至少一个原始图像，以将视频信号转换成特技模式视频信号；以及使用基于帧的预测，而有选择地将至少一个非逐行的虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

本发明还涉及在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的系统。本系统包括控制器和处理器，控制器用于从存储介质读取表示视频信号的数据并且输出包含大量原始图像的视频信号；并且对所述处理器进行编程以便响应特技模式命令而有选择地跳过至少一个原始图像，以将视频信号转换到特技模式视频信号，以及使用基于场的预测而有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。本系统还包括适当的软件和电路以执行如上所述的方法。

附图说明

图1为根据本发明结构的可以使用虚拟预测图像执行快速运动特技模式的系统的结构图。

图2是说明根据本发明结构的使用虚拟预测图像执行快速运动特技模式的操作的流程图。

图3说明在包含非逐行图像的MPEG视频信号中的典型的一组图像结构。

图4A说明根据发明结构将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中的一个实例。

图4B说明根据发明结构将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中的另一个实例。

图4C说明根据发明结构将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中的另一个实例。

图4D说明根据发明结构将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中的另一个实例。

具体实施方式

在图1构成的结构图中示出了根据发明结构的用于实现各种高级操作特征的系统100。然而，由于可以使用任何其他的能够接收数字编码信号以及将信号传递给显示装置的系统来实施本发明，所以本发明并不限于图1所示的特定系统。另外，由于任何存储介质能够存储能被系统100使用的数字编码数据，所以并不限制系统100在任何特定类型的存储介质中读取或写入数据。

系统100可以包括控制器110，用于从存储介质12读取数据和将数据写入该存储介质中。系统100还可以具有搜索引擎114、微处理器116、传输缓冲器117以及显示装置118。搜索引擎114可以包含适当的软件和用于定位在从存储介质112中读取的视频信号中的一个或多个特定类型的图像的电路。还可以控制和数据接口提供以允许微处理器116控制控制器110和搜索引擎114的操作。可以在存储器中提供适当的软件或固件以用于由微处理器116执行的传统操作。进一步地，根据本发明的结构可以为微处理器116提供例行程序。

应理解，全部或部分搜索引擎114和微处理器116可以为本发明意图内的处理器120。进一步地，全部或部分控制器110、搜索引擎114、微处理器116和传输缓冲器117可以为本发明意图内的比特流源(bitstream source)122。在一个结构中，显示装置118可以包含它自己的解码器119，其用于对从存储介质112读取且由比特流源122处理的全部或部分任何视频信号进行解码。在这个特定的结构中，在比特流源122中的解码器(未示出)一般不对从存储介质112读取的视频信号进行解码。该特定的具体实施例可以称为一远程解码器结构。但是，应当指出的是，由于本发明可以在其他的适当的系统中实施，所以本发明并不限于此结构。

在操作中，控制器110可以从存储介质112读取包含大量原始图像的视频信号。这些原始图像可以为非逐行的图像、逐行的图像或场图像。在一个结构中，如果微处理器116接收诸如快速运动命令此类之特技模式命令，那么微处理器116因此可以通知搜索引擎114定位在特技模式视频信号中的一个或多个合适的原始图像，以便跳过该图像。一旦定位到适当的图像，搜索引擎114就可以通知微处理器116，并且微处理器116可以有选择地跳过至少一个原始图像以将视频信号转换为特技模式视频信号。特技模式视频信号中的一个或多个适当的原始图像，以便跳过这样的图像。在特技模式期间将不会被解码也不将显示跳过的图像。

另外，在特技模式命令期间，微处理器116可以通知搜索引擎114以定位另一组的一个或多个适当的原始图像，以便将虚拟预测图像(虚拟P图像)插入特技模式视频信号中。虚拟P图像是从确定的图像中可以预测的P图像，在该确定的图像中虚拟P图像的运动矢量设置为零以及它的剩余信号设置为零或不被编码。

一旦定位了适当的原始图像，搜索引擎114可以通知微处理器116，以及微处理器116可以产生相应的从已定位的原始图像中预测的虚拟P图像。然后微处理器116可以有选择地插入至少一个相应的虚拟P图像，从而将虚拟P图像发送给传输缓冲存储器117和显示装置118和解码器119之上。由于虚拟P图像包含相对小数量的编码数据，因此将虚拟P图像插入在特技模式视频信号中可以促使信号的整个比特率减少。

以这种方式产生虚拟P图像，即当微处理器116接收到特技模式命令时，被称为″运行″(on-the-fly)产生虚拟P图像。换句话说，微处理器116可以在启动特技模式命令之前产生虚拟P图像，其中一个或多个虚拟P图像可以保存在存储器中(未显示)。一旦微处理器116接收到特技模式命令，微处理器116就可以从存储器检索一个或多个虚拟P图像以及将它们插入到特技模式视频信号中。在任一结构中，虚拟P图像可用于再现原始图像，因此将虚拟P图像传输到显示装置118并在其上显示。

在本发明的另一个方面，微处理器116可以监视特技模式视频信号的比特率。如果特技模式视频信号的比特率超过预定的阈值，那么微处理器116可以和搜索引擎114一起执行上述有选择地插入步骤，在该插入步骤中至少一个虚拟P图像可以插入到特技模式视频信号中。同样，微处理器116可以将构成的虚拟P图像插入特技模式视频信号中以避免图像颤动的问题，其中至少第一虚拟P图像可以使用基于场的预测方式来产生。在一个结构中，随后的虚拟P图像可以使用基于帧的预测来预测。后面将详述几种不同的技术。在另一个结构中，当将虚拟P图像插入特技模式视频信号时，微处理器116还可以跳过剩余的原始图像，以维持期望的重复速度。

在另一个结构中，微处理器116可以修改包含在大量原始图像的一个或多个中的信息的确定部分以反映已计划的显示顺序，该大量原始图像包含在特技模式视频信号中。当跳过原始图像时，可以执行这个修改步骤。以下将详述本发明的整个操作。

使用非逐行虚拟预测图像的快速运动特技模式

图2说明了方法200，该方法200演示利用非逐行虚拟P图像以诸如快速运动特技模式的特技模式操作的一个方式。在一个结构中，本发明可以实施在远程解码器结构中。对本发明来说，远程解码器结构可以为其中视频信号中的至少一部分图像可以由一解码器解码的任何系统，该解码器在正将图像提供给解码器的比特流源之外且不受其控制。

举例来说，比特流源可以为光存储介质播放器或录像机，其从光存储介质读取多媒体数据并将此数据经由传输通道传送给包含它自己的解码器的数字电视。但是，应理解由于本发明能够以任何其他的适当的系统或结构来实施，所以本发明并不限于该实例乃至远程解码器结构。

在步骤21O中，可以读取包含大量原始图像的视频信号。原始图像可以为非逐行图像、逐行图像或场图像。在步骤212，可以接收特技模式命令。对本发明来说，特技模式命令可以为其中将跳过一个或多个原始图像的任何命令，其包括诸如快进或快退的快速运动命令。如步骤214所示，可以有选择地跳过至少一个原始图像。图像的选择跳过将视频信号转换为特技模式视频信号。

在一个结构中，将要跳过的第一原始图像可以为B图像。请参考图3，该图以显示顺序示出了包含非逐行图像的典型的一组图像(GOP)300。下标编号指明何时将相对于GOP中的其他图像以正常的重放速度来显示每个图像。小写字母“t”可以表示顶端场(top field)，而小写字母“b”可以表示底场(bottom field)。该GOP 300可以为视频信号中的许多GOP之一。虽然本发明并不限于这个特定的GOP结构，但是GOP 300将用来说明如何可以执行快速运动特技模式。例如，如果要求3X(1X表示正常重放)的快进重放，那么GOP 300中的所有B图像将被跳过。因此，对于该特定GOP来说，仅仅将传输和/或解码以及显示图像I2和P图像。

对于较快的特技模式速度，可以跳过一些P图像，并且在特定的速度可以跳过全部的GOP 300(包括图像I₂)。如果将跳过P图像，那么本领域熟练技术人员将意识到最后首先跳过GOP尾部的P图像。在这个实例中，首先将跳过图像P₁₄，然后将跳过图像P₁₁等。用这样的方式跳过图像可以保存解码这些图像所必需的正确的解码序列，这些图像将在特技模式期间被显示。

在另一个具体实施例中，大量原始图像中的每一个原始图像都可以包含显示指示器。如步骤218所示，如果在判定块216中确定了将有选择地修改这些图像的显示指示器，那么可以对大量原始图像中的至少一部分原始图像的显示指示器进行有选择地修改。值得注意的是，当跳过原始图像时，这些显示指示器的修改可以反映大量原始图像的预定显示顺序。如果不修改显示指示器，那么在步骤220可以继续方法200。

在一个结构中，显示指示器可以为时间参考场。时间参考场典型地为十比特场，其位于数字编码图像的图像头部。某些解码器依靠时间参考场来确定何时将相对于视频信号中其他的图像来显示视频信号中的特定图像。这个场一般地具有整数值。

举例来说，请再次参考图3，GOP 300包含十五个图像。在GOP 300中的图像的下标编号可以相应于每个图像的各自的时间参考场的整数值。例如，图像B₀时间参考场可以具有整数值零，该图像是该GOP中的第一个图像。要被显示的下一个图像B₁的时间参考场可以具有整数值1。如此，每个随后的要被显示的图像的时间参考场的整数值可以为每个加1直至图像P₁₄，该图像P₁₄的时间参考场可以具有整数值14。为了方便起见，词组″时间参考场的整数值″还可以称为″整数值″。

然而，当跳过原始图像时，根据原始图像的时间参考场的显示顺序将不再有效。因此，跟随在已跳过的原始图像之后的原始图像的时间参考场的整数值可以被修改，以指示正确的显示顺序。

例如，如果跳过了图像B₉和B₁₀，那么随后的原始图像的整数值可以每个减去值2。所以，可以将图像P₁₁的时间参考场的整数值从11修改为9，而可以将图像B₁₂的时间参考场的整数值从12修改为10，等等。这个修改处理将持续，直到到达GOP 300的结尾以及可以保证以正确的顺序来显示GOP 300中的剩余图像。如此，每当跳过GOP中的原始图像时，在GOP中的跟随在已跳过的图像之后的剩余图像的时间参考场的整数值就可以减1。

修改在特技模式视频信号中的其他GOP中的未跳过图像的时间参考场的整数值的步骤可以按照这些实例来执行。然而，应当指出的是，由于能够以任何其他适当的方式来执行修改有关临时场的整数值以反映预定显示顺序的其他方法，所以本发明并不限于该特定实例。此外，应注意由于在任一个上述具体实施例中可以修改任何其他适当的显示指示器以反映预定显示顺序，所以本发明并不限于使用时间参考场。

请返回参考图2的方法200，在步骤220，在特技模式命令期间可以监视特技模式视频信号的比特率。因为如前所述，跳过图像可以导致增加平均比特率的后果，因此在快速运动特技模式期间监视特技模式视频信号的比特率是必需的。在某些情况下，这个增加的比特率可以超过传送视频信号的传输通道的最大允许比特率。对于本发明来说，传输通道的这个最大允许比特率可以称为预定阈值。

在判定块222，可以确定特技模式视频信号的比特率是否已经超过这个预定阈值。如果比特率还没有达到预定阈值，那么方法200可以继续到判定块230。请回头参考步骤222，如果比特率已经超过预定阈值，那么可以将一个或多个虚拟P图像插入特技模式视频信号中，如步骤224所示。在一个结构中的，可以使用基于场的预测来预测虚拟P图像，或者替代地可以使用基于场和基于帧的预测的结合来预测虚拟P图像。也就是说，虚拟P图像可以包含一个或多个场，并且每个场可以从另一个帧或场图像中预测，这些场包括任何构成帧图像的场。如以下将要说明的那样，将虚拟P图像插入特技模式视频信号可以帮助降低这种信号的比特率。

如先前所述，虚拟P图像为可以从确定的图像中预测的P图像，在该确定的图像中虚拟P图像的运动矢量被设置为零并且它的剩余信号被设置为零或者未被编码。例如，在MPEG信号中，可以将虚拟P图像的离散余弦变换(DCT)系数设置为零或者可以不被编码。因而，虚拟P图像几乎不包含信息。虚拟P图像的主要意图是为复制或再现图像或图像的场，从其中使用少数几个比特预测图像。从而，当将虚拟P图像置入快速运动特技模式视频信号中时，将减少GOP中的每个图像的比特的平均数量，因此降低平均比特率。

从其预测虚拟P图像的图像通常称为参考图像，而且任何数量的原始图像都可以为参考图像。在一个结构中，参考图像可以为I图像或P图像。事实上，本领域普通技术人员将完全理解可以将这些虚拟P图像本身认为是参考图像，如其他的虚拟P图像可以从它们中预测。另外，参考图像可以是非逐行图像、逐行图像或者为场图像。

为了说明将虚拟P图像插入特技模式视频信号中的实例，请再次将注意力集中于图3中的GOP 300。如果跳过了全部的B图像并且也跳过了图像P₁₄和P₁₁(回放速度为5X)，那么可以将任何数量的虚拟P图像插入特技模式视频信号中以帮助降低比特率。根据以下所述可以从图像I₂、P₅或P₈中预测这些虚拟P图像的第一个。

将虚拟P图像插入特技模式视频信号中存在几个优选的方法。根据这些优选的方法插入虚拟P图像可以降低比特率并且可以在大体上不降低图像质量的情况下帮助控制颤动图像颤动人为图像污染。图4A就示出了一个这样的实例。

如特技模式GOP 400中所示，可以将两个虚拟P帧图像插入特技模式视频信号中(小写字母″d″表示P图像为虚拟P图像)。根据本发明的发明的结构，可以从参考图像中预测第一个虚拟P帧图像，而该参考图像为GOP中的最后原始图像，以便没有其他原始图像从已插入的虚拟预测图像被预测。此时，例如可以从参考图像P₈预测第一个虚拟P帧图像。

另外，包括第一个虚拟P帧图像的场可以从与参考图像，在这种情况下是与图像P₈的场P_8b有关的单一场中预测。虽然说明为从第一个虚拟P帧图像的第二场中预测第二虚拟P帧图像的场，但是可以从第一个虚拟P帧图像的任一的场中预测第二虚拟P帧图像的场。事实上，随后的虚拟P帧图像的场并不局限于从在前的虚拟P帧图像的单一场的预测。尽管如此，因为第一个虚拟P帧图像是使用单一场预测预测的，所以第二虚拟P帧图像的场以及任何随后的虚拟P图像可以为从其预测第一个虚拟P帧图像的场的复制品。

请参考图4B，说明根据本发明结构的将虚拟P图像插入特技模式视频信号中的另一个实例。如GOP 410所示并类似于图4A的GOP 400，可以使用基于单一场的预测来预测第一个虚拟P帧图像。然而，这里可以使用基于帧的预测来预测随后的虚拟P图像。也就是说，跟随第一个虚拟P帧图像的每个连续的虚拟P帧图像可以使用基于帧的预测来从在前虚拟P帧图像中预测。例如，遵循第一个虚拟P帧图像的基于场的预测，第二虚拟P帧图像的场可以使用基于帧的预测从第一个虚拟P帧图像中预测。

当然，由于可以将从一个或多个其他的适当的参考图像中预测的任何适当数量的虚拟P帧图像插入特技模式视频信号中，所以本发明并不局限于这些特定的实例。此外，每个虚拟P帧图像的每个场可以从与其相应的参考图像的任何适当的场预测，并且本发明也不局限于从与参考图像有关的单一场中预测第一个虚拟P帧图像。

然而，使用如下的特定预测方案，即：其中第一个虚拟P帧图像的场是从与相应的参考图像有关的单一场预测的，特别在参考图像为GOP中的最后原始图像时，可以帮助控制图像颤动人为图像污染并且除了将信号的比特率保持在可接受的程度之外，还提供适当的图像显示。具体地说，如果在特技模式期间使用虚拟P帧图像，那么从参考图像的单一场中预测第一个虚拟P帧图像的场可以产生一显示，在该显示中运动对象出现在要被显示的虚拟P帧图像的每一个场的特定位置。

也就是说，如果运动对象出现在参考图像中(其中从所述参考图像预测第一个虚拟P帧图像并且从这个参考图像的单一场中预测第一个虚拟P帧图像的场)，那么随后的虚拟P帧图像的每个场将包括其位置与它在单一参考场中的位置相同的运动对象。因此，当在特技模式期间显示虚拟P帧图像时，运动对象并不显得颤动。

同样，因为第一个虚拟P帧图像是从参考图像中预测的，而该参考图像为GOP中的最后的原始图像，所以单一场预测将不降低图像质量。如果从虚拟P图像预测原始图像(其中该虚拟P图像的场是从与参考图像有关的单一场预测的)，因为虚拟P图像不是从完整的图像中预测的，所以这样的预测方案可能会在原始图像和随后的原始图像中导致问题。然而，跟随在最后的原始参考图像之后插入虚拟P图像可以避免这个难题。

除了插入虚拟P帧图像之外，根据以上描述还可以将虚拟P场图像插入到特技模式视频信号中。依据这些场图像的属性，可以从在前的参考图像的单一场中预测其每一个场图像。对于本发明以及鉴于以上描述，除特别指示之外，术语″虚拟P图像″可以包括虚拟P帧图像和虚拟P场图像。

同样应理解，当将虚拟P图像插入特技模式视频信号中时，本发明不局限于使用基于场的预测。例如，如果将要插入虚拟P帧图像，那么可以仅使用基于帧的预测来预测虚拟P帧图像。举例来说，即使参考图像为非逐行图像，要插入的第一个虚拟帧图像可以从参考图像的全部帧中预测。只要这样的插入符合相应的压缩格式标准，这类预测就可以允许将虚拟P帧图像插入GOP中的任何位置。

请返回参考图2的方法200，必要时，有几个其他的可以执行的步骤以保持所期望的回放速度。每当将虚拟P图像插入特技模式视频信号中时，回放速度将降低，而这不是所希望的。如在判定块226和步骤228中所示，为了克服回放速度的下降，当插入虚拟P图像时可以跳过剩余的原始图像。如果没有要跳过的原始图像，那么方法200可以重返步骤222。跳过原始图像可以以某种方式实施，以便GOP中的最后的图像为虚拟P图像并且跟随虚拟P图像的插入而保持所要求的回放速度。

图4C示出根据图2的步骤230的实例。类似于GOP 400，GOP 420为其中已跳过B图像和最后的两个P图像的GOP。例如从图像P₅的场P_5b预测的第一个虚拟P帧图像可以插入到GOP 420中，并且可以跳过图像P₈(虚线表示已跳过的或删除的图像)。这一对一的插入/删除通信可以保证保持预定的特技模式速度。

请返回参考图2的方法200，在判定块222，可以确定第一个虚拟P帧图像的插入是否将特技模式视频信号的比特率降到预定阈值之下。如步骤224所示，如果比特率没有降到预定阈值之下，那么可以将第二个虚拟P帧图像插入特技模式视频信号中。使用任何适当的预测方法(诸如关于图4A和4B所描述的方法)可以预测第二个虚拟P帧图像。也就是说，可以使用基于场的预测来产生第二个虚拟P帧图像，其中它的场例如从第一个虚拟P帧图像的第二个场中预测。替代地，可以从第一个虚拟P帧图像使用基于帧的预测来预测第二个虚拟P帧图像的场。这个实例说明在图4D的GOP430中。

为了保持所期望的回放速度并且如图4D所示那样，可以跳过图像P₅。就这点而论，第一个虚拟P帧图像可以从图像I₂中预测。根据本发明的结构，第一个虚拟P帧图像的场例如可以从场I_2b中预测。请返回参考图2，方法200可以重返步骤222以保证特技模式视频信号的比特率不超过预定阈值。一旦比特率已经减少到可接受的程度，方法200可以进行到判定块230，在这里可以确定是否继续特技模式。如果是，方法200可以重返步骤214。如果不，那么正常的回放可以重返步骤232。当然，由于判定块230位于方法200中的任一其他的适当的位置处，所以方法200并不限于这方面。

如图4C所示，插入的虚拟P图像的数量可以等于已跳过的原始图像的数量，并且这些虚拟P图像可以插入GOP中，以便虚拟P图像为GOP中的最后的图像。策略地以这种方式将虚拟P图像插入特技模式视频信号将降低比特率，保持预定的回放速度以及将虚拟P图像定位为GOP中的最后的图像，以便防止GOP中的未来的预测问题的发生。应当理解，由于根据本发明的结构可以实现其他的插入顺序，所以本发明并不局限于这些特定的实例。

虚拟P图像的插入还可以减少特技模式视频信号的显示的不连贯，其对于非常快速运动特技模式来说尤其伤脑筋。请返回参考图3中的GOP300，例如，要执行15X的回放(向前或者反向)，那么将仅对图像I₂进行解码以及显示。这些工作步骤还可以应用于特技模式视频信号中的其他15个图像GOP。因此，仅仅将对于快进特技模式的随后的GOP中的以及对于快退特技模式的在前的GOP中的I图像进行解码和显示。然而，这样的显示可能是非常不连贯的以及可能导致不舒服的观看感受，这是由于显示中对象突然出现或消失，或者场景变化，致使从图像I高速地跳到图像I可能难于跟随。

然而，继续本实例，在每个图像I之后将一个或多个虚拟P图像插入特技模式视频信号中可以提高特技模式的显示。例如，可以将从图像I₂预测的多个虚拟P图像插入特技模式视频信号中。这样的插入可以按照与图4A和4B中所示的用以控制颤动图像人为图像污染的实例有关的描述或采用其他任何适当的预测方案。

因为它们是图像I₂的重复，所以虚拟P图像将增加被显示的图像I₂中的信息的时间量，藉此减少显示的不连贯。这些插入步骤还可以降低特技模式视频信号的平均比特率，由于在这些实例中仅传输I图像，所以信号将具有比较高的比特率。为了保持期望的回放速度，跟随虚拟P图像的插入，可以跳过随后的或在前的GOP。应理解的是，由于这些过程还可以应用于其他任何GOP(包括12个图像GOP)，所以本发明并不局限于这些实例。

虽然连同在此公开的具体实施例已描述了本发明，但是应理解以上描述只是用来说明而并非限制由权利要求所定义的本发明的范围。

Claims

1、一种在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法，包括步骤：

响应特技模式命令，有选择地跳过至少一个原始图像以将视频信号转换为特技模式视频信号；以及

使用基于场的预测，有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

2、根据权利要求1的方法，还包括步骤：

监视特技模式视频信号；以及

其中如果特技模式视频信号的比特率超过了预定阈值，则进行有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中的步骤。

3、根据权利要求1的方法，其中所述有选择地插入步骤包括步骤：使用基于场的预测有选择地将至少第一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中，以及使用基于帧的预测，将随后的虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

4、根据权利要求3的方法，还包括步骤：从与参考图像相关的单一场中预测至少第一个虚拟预测图像。

5、根据权利要求4的方法，其中参考图像是从包含内部图像和预测图像的组中选出的图像。

6、根据权利要求4的方法，其中参考图像是从包含非逐行图像、逐行图像和场图像的组中选出的图像。

7、根据权利要求4的方法，其中大量的原始图形包含在一组图像中，并且其中用于预测至少第一个虚拟预测图像的参考图像是一组图像的最后原始图像，以便没有其他原始图像从已插入的虚拟预测图像被预测。

8、根据权利要求1的方法，其中特技模式命令为快速运动特技模式。

9、根据权利要求1的方法，其中大量原始图像中的每一个原始图像包含显示指示器，并且该方法还包括步骤：当跳过原始图像时，有选择地修改至少一部分大量原始图像的显示指示器以反映预定的显示顺序。

10、根据权利要求9的方法，其中显示指示器为时间参考场。

11、根据权利要求10的方法，其中每个时间参考场都有整数值，并且有选择地修改至少一部分大量的原始图像的时间参考场的步骤包括步骤：每当跳过原始图像时，时间参考场的整数值递减1。

12、根据权利要求1的方法，还包括步骤：使用远程解码器对至少一部分特技模式视频信号进行解码。

13、根据权利要求1的方法，其中大量原始图像位于一组图像中，并且其中该方法还包括步骤：每当将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中时跳过剩余的原始图像，以便该组图像的最后的图像为虚拟预测图像以及跟随虚拟预测图像的插入而保持期望的回放速度。

14、在一种远程解码器结构中，在包含有大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法，其中大量原始图像中的每一个原始图像都包含显示指示器，该方法包括步骤：

响应特技模式命令，有选择地跳过至少一个原始图像以将视频信号转换为特技模式视频信号；

监视特技模式视频信号的比特率；

如果比特率超过了预定阈值，则使用基于场的预测，有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中；以及

当跳过原始图像时，有选择地修改至少一部分大量原始图像的显示指示器，以反映预定的显示顺序。

15、一种在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的方法，包括步骤：

使用基于帧的预测，有选择地将至少一个非逐行虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

16、一种在包含大量原始图像的视频信号上执行特技模式的系统，包括：

控制器，用于从存储介质读取数据以及输出包含大量原始图像的视频信号；

处理器，其中对处理器编程以使其：

17、根据权利要求16的系统，其中对处理器进一步地编程以使其：

监视特技模式视频信号；以及

如果特技模式视频信号的比特率超过了预定阈值时，有选择地将至少一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

18、根据权利要求16的系统，其中对处理器进一步编程以使其：

使用基于场的预测有选择地将至少第一个虚拟预测图像插入特技模式视频信号中，并且使用基于帧的预测将随后的虚拟预测图像插入特技模式视频信号中。

19、根据权利要求18的系统，其中对处理器进一步地编程以从与参考图像相关的单一场预测至少第一个虚拟预测图像。

20、根据权利要求19的系统，其中参考图像是从包含内部图像和预测图像的组中选出的图像。

21、根据权利要求19的系统，其中参考图像是从包含非逐行图像、逐行图像或场图像的组中选出的图像。

22、根据权利要求19的系统，其中大量的原始图形包含在一组图像中，并且其中用于预测至少第一个虚拟预测图像的参考图像为一组图像的最后原始图像，以便没有其他原始图像从已插入的虚拟预测图像被预测。

23、根据权利要求16的系统，其中特技模式命令包括快速运动特技模式。

24、根据权利要求16的系统，其中大量原始图像中的每一个图像都含有显示指示器，并且对处理器进一步地编程以便当跳过原始图像时，有选择地修改至少一部分大量原始图像的显示指示器，以反映预定的显示顺序。

25、根据权利要求24的系统，其中显示指示器包括时间参考场。

26、根据权利要求25的系统，其中每个时间参考场都具有整数值，并且对处理器进一步地编程以便每当跳过原始图像时，通过将时间参考场的整数值递减1，有选择地修改至少一部分大量原始图像的时间参考场。

27、根据权利要求16的系统，还包括用于对至少一部分特技模式视频信号进行远程解码的远程解码器。

28、根据权利要求16的系统，其中大量原始图像是在一组图像中，并且其中对处理器进一步编程，以便每当将虚拟预测图像插入特技模式视频信号中时跳过剩余的原始图像，以便该组图像中的最后的图像为虚拟预测图像，并且跟随虚拟预测图像的插入保持期望的回放速度。

29、在远程解码器结构中，一种用于在包含有大量原始图像的视频信号上执行特技模式的系统，其中大量原始图像中的每一个原始图像都含有显示指示器，该系统包括：

控制器，用于从存储介质读取数据以及输出包含大量原始图像的视频信号；和

处理器，其中对处理器编程以使其：

监视特技模式视频信号的比特率；

30、一种用于在包含有大量原始图像的视频信号上执行特技模式的系统，包括：

控制器，用于从存储介质读取数据以及输出包含大量原始图像的视频信号；以及

处理器，其中对处理器编程以使其：

响应特技模式命令，有选择地跳过至少一个原始图像，以将视频信号转换为特技模式视频信号；以及

使用基于帧的预测，有选择地将至少一个非逐行虚拟图像插入特技模式视频信号中。