CN1647026A - 用于存储视听数据的电路、设备和方法 - Google Patents

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Abstract

使用位速率可调整压缩在数字视频记录机的暂停缓冲器中保存A/V信息，使得直播节目的观看者能够做出是否在仍然以最高质量观看“直播”节目的同时记录所述节目的滞后决定，其中所述最高质量观看即比对节目进行保存时的质量更高的质量，从而仅需要将“增强层”保存在缓冲器中，从而由于这些层的位速率明显低于完整压缩数据的位速率，因此缓冲器的容量(记录时间的分钟数)得到了显著增加。

Description

用于存储视听数据的电路、设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于存储视听数据的电路。
本发明还涉及一种用于存储视听数据的设备。
本发明还涉及一种将视听数据存储在存储器中的方法。
背景技术
在观看预先记录的节目时，观看者可以暂时停止节目，例如“暂停”，并且稍后再观看该节目。
而且，现场电视转播可以被连续不断地记录在通常设置在记录机中的缓冲存储器内，并且根据缓冲存储器允许的长度尽量向前保持历史记录。一般来说，缓冲存储器连续不断地存储输入数据，为了在主存储器上进行后续存储而覆盖掉最旧的数据，从而在存储缓冲器中存在着先前数据的固定的“时间窗”。所记录的数据也可以从缓冲存储器中连续地读出，并且提供给显示单元。这种技术在例如US5371551A中进行了介绍。
而且，观看者可以在观看一个节目十分钟后决定是否值得将其记录到录像带上，并且随后回到起始点开始录像，同时继续观看节目直播。这也可以通过缓冲存储器实现，并且这种技术在EP0594241A1中进行了介绍。
在IEEE用于电视技术的电路和系统会报(IEEE Transactions oncircuit and system for video technology)2001年3月第11卷第3期中，介绍了一种具有很高编码效率、通过宽范围的位速率发布单层帧基视频信号的能力。
不过，仍然存在着在重放期间增大缓冲存储器的数据存储能力而不降低数据(一般来说是(音频/视频)A/V信息)质量和/或改善不同位速率下的存储的需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种缓冲器，该缓冲器具有得到增大的容量和/或不同位速率下得到改善的存储。
按照本发明的第一方面，所述目的是通过使用位速率可调整压缩来将A/V信息保存在记录机中的或可连接到所述记录机上的暂停缓冲器中而得以实现的。
这里，术语“位速率可调整压缩”意谓着位速率是可调整的。
按照本发明的第二方面，A/V信息是分层压缩的，一般来说分为(多个)增强层和(多个)基本层，这些层保存在不同的存储器中，其中之一是所述缓冲器。
按照本发明的优选实施方式，给出了用于存储视听数据的电路，所述电路可与一个主存储器相连接，所述电路包括：一个用于接收数据的输入端；和一个用于发布保存在所述主存储器中的数据的输出端；其中所述电路包括：一个数据压缩处理器，与所述输入端相连，用于借助位速率可调整压缩来分层地压缩所接收到的信号；和一个辅助存储器，与所述数据压缩压缩器相连，用于保存一个或多个增强层；其中所述电路还适于将一个或多个基本层保存在所述主存储器中。
最好，将所述设备设置为可在位速率和/或压缩的宽范围内对数据进行压缩。
最好，所述设备包括一个FIFO缓冲器或一个可逆队列机制。
按照本发明的另一个优选实施方式，给出了用于存储视听数据的设备，所述设备包括按照本发明的电路；一个用于接收所述数据的输入端子，与所述电路的输入端相连；一个用于供应所述数据的滞后版本的输出端子，与所述电路的输出端相连；和一个主存储器，与所述电路的输出端相连并且与所述设备的输出端子相连。
按照本发明的另一个优选实施方式，给出了用于在存储器中存储视听数据的方法，所述方法包括步骤：接收数据，借助位速率可调整压缩将所述数据压缩到至少一个基本层和至少一个增强层；和将所述增强层保存到一个辅助存储器中，并且将所述基本层保存到一个主存储器中。
通过下文中介绍的(多个)实施方式，本发明的这些和其它方面以及实施方式将会显而易见，并且将会参照下文中介绍的(多个)实施方式对之进行解释说明。
附图说明
通过结合附图阅读下面的本发明的优选实施方式的说明，本发明将会得到更加清晰的理解，其中：
附图1表示按照本发明、包括一个缓冲存储器的电路的优选实施方式。
附图2更加详细地表示缓冲存储器并且说明了其工作原理。
具体实施方式
现在将结合附图借助优选实施方式对本发明进行介绍。
附图1表示按照本发明的优选实施方式的电路100的具体实施方式。一个或多个信号Qin(在本方案中是电视信号)首先通过频道选择器1，该频道选择器1依据这些信号的频道去选择哪些信号要进行存储，并且依据这些信号的频道去选择哪些信号要实况显示在电视机上。要进行存储的信号Qin借助一个A/D(模拟到数字)转换器2数字化为数字信号。当然，如果这些信号已经是数字信号的话，可以省掉这个转换器2。然后通过一个数据压缩器3对数字信号进行实时压缩。将经数据压缩器3压缩之后的各频道的输出信号放在缓存器4中，每个所选频带至少有一个缓存器。包含在缓存器4中的信息将会在微处理器6的监管下，例如由一个DMA(直接存储器访问)控制器(未示出)，传送到缓冲存储器5中。之后所述信息将会从缓冲存储器5传送到主存储器8，主存储器8可以具有带状盘结构、硬盘或者诸如铁电聚合物存储器这样的高容量非易失性固态存储器的形式。主存储器8与电路100相连接，并且并非必须包括在电路100中。主存储器8用于存储来自缓冲存储器5的压缩视频数据的所需部分，或者用于经缓冲存储器5播放所保存的部分。主存储器8还可以是一个常规类型的完整的数字录像带记录机(VCR)。微处理器6启动数据从缓冲器4到缓冲存储器5的传送，并且在缓冲存储器5中执行存储器分配和控制。也可以采用除了微处理器控制之外的其它类型的控制电路，不过由于此等解决方案对本领域技术人员而言是很容易达到的，并且不会超出本发明的范围，因此不再就此进行介绍。为了扩大缓冲存储器5的容量并且提高其性能，设置了一个压缩器3对数据进行“压缩”，在本方案中是在将视频数据写入到缓冲存储器5中之前进行压缩。压缩格式是位速率可调整类型的，这种压缩格式将在下文中参照附图2进行详细介绍。根据需要，还可以将处理器3设置在缓冲存储器5中或在缓存器4之后，或者也可以设置多于一个压缩器。缓冲存储器5最好具有包含至少三十分钟压缩视频的容量。微处理器6基于软件操作ROM(只读存储器)并且利用一个工作RAM(随机存取存储器)9来进行临时变量的保存、缓冲存储器5的管理、用户命令的存储等。缓冲存储器5中的输入数据，只要是相宜的，就会例如由一个DMA控制器15在微处理器6的监管下传送给主存储器8。
保存在主存储器8中的数据，会例如由DMA控制器15在微处理器6的监管下，在适当的时候传送给缓冲存储器5。由于电视数据实际上需要由电视机来显示，因此它一般来说由一个DMA控制器(未示出)在微处理器6的监管下传送到缓冲器12。来自和进入ROM、RAM和微处理器6的所有信令可以由数据总线16进行处理。
数据从缓冲器12取出，由数据解压缩器13进行解压缩，然后由一个D/A(数字到模拟)转换器14转换为模拟信号。D/A转换器14的输出可以发送给一个电视机或一个模拟VCR。
现在参照附图2，该附图表示一个用于临时保存数据的设备(相当于缓冲存储器5)，下面将详细介绍其工作原理。
数据到达缓冲存储器5的输入端，以存储在其中。只要主存储器8一能够接收所述数据，那么首先保存在缓冲存储器的输入缓存器5a中的数据，就被提供给缓冲存储器5的输出缓冲器5b，并且随后供应给主存储器8，以进行存储。输入和输出缓冲器5a和5b可以包含在缓冲存储器5的输入端和输出端中，因此输入端和输出端将具有与相应的缓冲器相同的附图标记5a和5b。一般来说，缓冲存储器5保存输入数据，从而能够从缓冲存储器5中连续地读取出固定时间长度的预先记录的数据。
也可以定期地从主存储器8中请求数据，来由电视机显示或由模拟VCR进行记录，等等。一旦主存储器8能够提供数据，保存在主存储器8中的数据就被提供给缓冲存储器5，以保存在其输出缓冲器5b中。也可以直接从主存储器8中提供数据，而不使用缓冲存储器5的输出缓冲器5b。
最好，将输入缓冲器5a和输出缓冲器5b合并为一个共用的缓冲存储器5，或者按照另外一种方案，缓冲存储器5不包括输入和输出缓冲器5a和5b。缓冲存储器的输入缓冲部分和输出缓冲部分可以，例如，使用FIFO或者按照另外一种方案使用可逆队列机制来实现。
使用3个FIFO队列可以实现缓冲存储器5的基本管理，即，一个FIFO队列对应于缓冲存储器5中的自由存储块5c、一个FIFO对应于缓冲存储器5中的输入缓冲存储部分5a、一个FIFO对应于缓冲存储器5的输出缓冲存储部分5b。
FIFO队列控制块，比如一个控制块，可以位于工作RAM 6或缓冲存储器5的固定存储位置内。
最好，缓冲存储器5是一个配备有用于进行位速率可调整压缩的装置的时移缓冲器，其中所述数据一般来说是分层进行压缩的，一般来说分为一个基本层和(多个)增强层。另外，在将数据发送给缓冲存储器5之前，已经在数据压缩器4(附图1)中分层进行了压缩。位速率是可调整的，并且数据(例如视频数据)是经过压缩的。将缓冲存储器设置为用于提供压缩量，最好能够提供位速率和/或压缩的宽范围内的压缩量，以改善缓冲存储器的工作性能。这是能够得以实现的，因为按照本发明采用了位速率可调整压缩方法，从而数据(一般来说是位流)包括至少两层，在需要的时候，可以对其中一个较低的层或多个较低的层进行编码，而不使用较高的层。这种方法具有多种优点，下面将对这些优点进行介绍。
按照本发明的这种实施方式，压缩装置包含在缓冲器中。按照另外一种实施方式，可调整压缩是由一个独立的压缩处理器进行的。
压缩(数据)的输出/结果一般来说是位流，不过这并不是必然的要求，因为任何类型的数据都是可以接受的。
缓冲存储器5中的数据是可调整地保存的。例如，保存在主存储器8中的基本层可能会包含最重要的数据位，例如用于表述数据的离散余弦变换(DCT)系数的数据位。然后将剩余的数据位保存在缓冲存储器5中的增强层中。于是最高的增强层会包含最不重要的数据位。
对保存在缓冲存储器5中的数据应用的压缩量可以由用户来改变，以使得更长的节目得以记录(通过降低质量)在可以利用的存储空间中。
在观看节目的时候，观看者可以作出这样一个滞后决定：是否在仍然以最高质量(即，比保存质量更高的质量)观看“直播”节目的同时记录该节目。例如，如果在最高位速率/质量下，缓冲存储器具有20分钟录像的容量，那么用户就可以作出记录过去20分钟之内的节目的决定。如果用户作出了保存该节目的决定，那么前20分钟的节目就将以较低的质量直接保存在存储介质上(用户也可以针对期望的记录质量作出滞后的决定，因为直至观看质量的所有的质量等级都是可以利用的)。在不使用可调整压缩的情况下，这样的滞后记录决定要么无法实现，因为缓冲存储器中的位速率要高于用于存储的期望位速率，要么会造成数据位的浪费，因为第一个20分钟的节目将以高于其余节目的质量进行保存(虽然这20分钟的位速率可以通过离线位速率代码转换重新得到降低)。为了在不使用可调整压缩的情况下高效地实现滞后记录决定，视频数据可能必须与进行记录的位速率以相同的位速率保存在暂停缓冲器中。不过，在这种情况下，“直播”节目的质量也降低到了进行存储时的质量，这样就令人不满地减少了观看感受。(效率比较低的另一种方案是同时保存以高和低两种质量/位速率压缩的数据，不过这样会明显减小缓冲存储器的容量)。
当观看者观看节目时，同时以较低的质量对该节目进行记录，只需要将“增强层”保存在时移缓冲器中。由于这些层的位速率大大低于完整压缩的数据的位速率，因此在这种情况下缓冲器的容量(记录时间的分钟数)得到了显著增加。
如附图1所给出的电路100可以包括在一个用于将视听数据保存在存储器中的用户设备中，比如附图3中所示的DVD+RW记录机300。另外，电路100也可以包括在硬盘记录机中。
本发明可以用于在接电话的时候暂停电视节目。本发明通过压缩实现了暂停缓冲器容量的增大，并且不会在重放期间降低数据的质量。缓冲器的内容可用于在做出记录的滞后决定时，进行内容的滞后记录。
所介绍的实施方式都假定输入的内容是未经压缩的。当输入的内容已经进行了压缩时，要将该输入内容代码变换为位速率可调整压缩格式。
已经结合本发明几个优选实施方式对其进行了介绍，这些优选实施方式组合了本发明的各种不同的特征和各个不同的方面。应当理解，这些特征和方面可以以不同的方式进行组合，并且本发明的各种不同的实施方式可以包括本发明的一个或多个方面。
提供用于在数字视频记录机的暂停缓冲器中保存A/V信息的位速率可调整压缩是本发明的首要方面。
如在后面的权利要求书中所使用的那样，词“包括”意谓着包含有，而非必定局限于。
本发明可以总结如下：
使用位速率可调整压缩在数字视频记录机的暂停缓冲器中保存A/V信息，使得直播节目的观看者能够做出是否在仍然以最高质量(即，以比对节目进行保存时的质量更高的质量)观看“直播”节目的同时记录所述节目的滞后决定，从而仅需要将“增强层”保存在缓冲器中，从而由于这些层的位速率明显低于完整压缩数据的位速率，因此缓冲器的容量(记录时间的分钟数)得到了显著增加。

Claims (6)

1.用于存储视听数据的电路，所述电路可与一个主存储器相连接，所述电路包括：
一个用于接收数据的输入端；和
一个用于发布保存在所述主存储器中的数据的输出端；
其中所述电路包括：
一个数据压缩处理器，与所述输入端相连，用于借助位速率可调整压缩来分层地压缩所接收到的数据；和
一个辅助存储器，与所述数据压缩处理器相连，用于保存一个或多个增强层；和
其中所述电路还适于将一个或多个基本层保存在所述主存储器中。
2.按照权利要求1所述的电路，其中所述辅助存储器包括一个FIFO缓冲器。
3.按照权利要求1所述的电路，包括一个可逆队列机制。
4.按照权利要求1所述的电路，其中将所述电路设置为可改变压缩量，最好是可在位速率和/或压缩的宽范围内改变压缩量。
5.用于存储视听数据的设备，所述设备包括：
如权利要求1所述的电路；
一个用于接收所述数据的输入端子，与所述电路的输入端相连；
一个用于供应所述数据的滞后版本的输出端子，与所述电路的输出端相连；和
一个主存储器，与所述电路的输出端相连并且与所述设备的输出端子相连。
6.用于在存储器中存储视听数据的方法，所述方法包括步骤：
接收数据，
借助位速率可调整压缩将所述数据压缩为至少一个基本层和至少一个增强层；和
将所述增强层保存到一个辅助存储器中，并且将所述基本层保存到一个主存储器中。
CNA038089750A 2002-04-22 2003-04-22 用于存储视听数据的电路、设备和方法 Pending CN1647026A (zh)

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