CN1762022A - 用于流缓冲通道的特征点信息数据 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在多媒体播放设备上执行正反向可变速扫描操作的方法和设备。当在常规的多媒体播放期间接收正反向可变速扫描请求时，确定用于在最后的处理装置上处理的适当的帧，以响应该正反向可变速扫描请求。使用存储在缓冲器中能识别适当的帧的元数据来从缓冲器检索该帧，并处理检索到的帧。同时，在存储的多媒体内容中选择第二适当的帧，由第一处理装置进行处理，以响应正反向可变速扫描请求。接着处理第二适当的帧以及后续选择的帧，使得当最后的处理装置已经完成检索到的帧的处理时，第二适当的帧对于最后的处理装置可用。

Description

用于流缓冲通道的特征点信息数据
本发明涉及存储的多媒体内容的视频处理，更具体地涉及用于在播放多媒体内容期间改善正反向可变速扫描(trickplay)操作的方法和设备。
在硬盘记录的情况下，在记录过程期间生成通常所谓的CPI(特征点信息)数据。通常，不同于原始视频数据，CPI数据存储在存储介质上的不同文件中。这比将所有视频和CPI数据一起存储在一个文件中要更加方便。
CPI数据用于使记录的视频节目能够更先进地播放，例如快速/慢速的前进/后退播放。能进行这种正反向可变速扫描操作所要求的典型信息是在原始视频数据文件中I帧开始的偏移量。在CPI文件中，时间戳与每个I帧关联，以便基于该时间信息跳入存储的视频流内。如此，播放部件知道它需要从视频文件中读取哪些部分，并将它们发送到连接的解码器用于快速播放/倒退。如果播放器部件以快速前进/倒退的模式读取所有帧时，这会使系统的解码器、硬盘、通信和存储器带宽过载。在本系统中，当选择正反向可变速扫描模式时，所有与系统的视频处理元件关联的流缓冲器需要被刷新并且再次用适当帧来填充，以用于所选择的正反向可变速扫描模式。在显示多媒体内容中，这可以引起不可接受的延迟问题。因此，需要新的方法来实现正反向可变速扫描模式的操作，该模式不具有与已知播放系统关联的延迟问题。
本发明通过将CPI数据提供到视频处理系统中的每个流缓冲器来克服其他已知的视频播放系统的缺陷，使得每个处理元件可以在正反向可变速扫描模式操作期间在视频流中定位单独的帧。
根据本发明的一个实施例，公开了一种在多媒体播放设备上执行正反向可变速扫描操作的方法和设备。当在常规的多媒体播放期间接收正反向可变速扫描请求时，确定用于在最后的处理装置上处理的适当的帧，以响应该正反向可变速扫描请求。使用存储在缓冲器中能识别适当的帧的元数据来从缓冲器检索该帧，并处理检索到的帧。同时，在存储的多媒体内容中选择第二适当的帧，由第一处理装置进行处理，以响应正反向可变速扫描请求。接着处理第二适当的帧以及后续选择的帧，使得当最后的处理装置已经完成检索到的帧的处理时，第二适当的帧对于最后的处理装置可用。
参考后面描述的实施例，本发明的这些和其他方面变得清楚和明白。
现在将参考附图并通过举例的方式来描述本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的多媒体播放设备的方框图；和
图2是说明根据本发明的一个实施例的说明正反向可变速扫描操作的流程图。
不是仅仅使用在盘上存储的视频流的CPI信息，本发明使用在每个流缓冲器中实现了两个A/V处理部件之间通信信道的CPI信息。在C-HEAP中，如在内部引用号为PHNL021390的专利申请中所提出的，通信信道包括一个或多个缓冲器，该缓冲器能够用于存储由生产者写入和由消费者读取的A/V数据。在C-HEAP通信协议中，在缓冲器可被写之前必须首先要求(保留)缓冲器。当它已经被写之后，在消费者可读取它之前，生产者必须释放它。在向通道缓冲器写A/V数据的同时，也能够生成CPI数据，其中CPI数据识别正在被写的缓冲器中的I帧的位置。CPI数据可被输送到单独的通道中或者是正在被写的通道缓冲器的保留部分。
在图1中说明示例播放系统100。播放系统100包括盘或存储设备102、播放设备104和显示设备115。在该说明性例子中，播放设备104包括播放器或盘阅读器106以及关联的缓冲器107、解密设备108以及关联存储器109、多路分解器110以及关联的存储器111、解码器112以及关联的缓冲器113、和用于控制播放设备104操作的处理器114。例如，如果来自盘102的视频流没有被加密，播放设备将不需要解密设备108及其关联的缓冲器109。另外，虽然缓冲器已经显示为与相应的处理元件分离，但是可以理解，缓冲器还可以是相应的处理元件的一部分，并且本发明不限于此。另外，所有缓冲器和存储器(107、109、111、113)可以是部分的一个共享存储器或多个共享存储器。另外，基于对读取不同多媒体内容的特定需要和请求，播放设备104还可包括其他处理元件或具有比在图1中说明的那些更少的处理元件，并且本发明不限于此。
在播放期间，播放器106从盘102中读取存储的视频数据并将数据放入缓冲器107。对于典型的足够质量的MPEG A/V流，要求大概4兆比特/秒的比特率。要求具有25帧每秒，大概平均为20千字节，以便存储帧。典型的12的GOP大小意味着可以在240kB的存储器中存储完整的GOP。那么1MB的流缓冲器通常包含4个I帧。另外，还将用于存储的数据的元数据(CPI数据)也读到缓冲器107中。由“播放器”106处理的数据被放入缓冲器107中，缓冲器107可以直接由下一个处理元件“解密设备”108读取。在从缓冲器读取数据之前，不要求缓冲器完全填满。另外，所有缓冲器通常是部分的单个存储器，使得不要求在缓冲器存储器空间之间拷贝。更精确地，由播放器106写到缓冲器空间107的数据可直接由下一个处理元件(解密设备108)读取。一旦在缓冲器107中存在足够的数据，将最旧的数据输送到缓冲器109。解密设备108接着开始解密缓冲器109中的视频数据。接着将解密的数据存储在缓冲器109中，直到下一个处理单元(多路分解器110)开始从其输入缓冲器读取。多路分解器110接着多路分解解密的数据。当从缓冲器111中读出(并可能向缓冲器113输送)多路分解的数据时，解码器112解码多路分解的数据。当由显示设备115从缓冲器113中读出解码的数据时，可显示解码的数据。
现在参考图2描述的用于在多媒体播放设备上执行正反向可变速扫描操作的方法。在步骤201中，在常规多媒体播放期间由处理器114接收正反向可变速扫描请求。在步骤203中，确定用于在最后的处理装置(解码器113)处理的适当的帧，以响应正反向可变速扫描请求。在步骤205中，使用存储在缓冲器中的识别帧的元数据从缓冲器检索适当的帧，并且在步骤207处理检索到的帧。同时，在步骤209中，为了处理而由第一处理装置选择在存储的多媒体内容中的第二适当的帧，以响应正反向可变速扫描请求。在步骤211中，接着处理第二适当的帧和后续选择的帧，使得在最后的处理元件已经完成了检索帧的处理时第二适当的帧对于最后的处理元件可用。
当从常规播放进行到快进操作模式时，不再需要刷新盘102和解码器112之间的所有通道缓冲器并只读取来自盘102的I帧，以及将其放到播放器部件的输出通道中。相反，解码器可以从它的输入流缓冲器113直接选择I帧，因为处理链中的所有处理元件都可以。同时，播放器106可切换到只读取I帧。一旦已经根据C-HEAP通信协议从输入流缓冲器读取所有的I帧，释放缓冲器并使缓冲器对生产者变得再次可用。生产者现在将重写在流缓冲器中的所有数据，但是在快进模式中，现在将只写I帧。
当选择操作的慢进模式时，向链中的最后的处理元件(图1中的解码器112)简单地输入“慢处理速度”。在操作的慢进模式期间，不需要选择I帧。
当请求操作的快速倒带模式时，在播放设备104中最后的处理元件，例如图1中所示的说明性播放系统中的解码器112，选择先前处理的I帧，这些I帧仍然位于输入流缓冲器113中。这仅仅是由处理链中最后的处理元件完成的。通过为最后的处理元件同时保留输入通道中的多个缓冲器，就可能回顾多个I帧。同时，刷新处理链中的所有其他通道，并且播放器106开始从盘102选择先前的I帧。
慢速倒带类似于快速倒带，但是不需要选择I帧。在处理链中最后的处理元件能开始从其输入缓冲器以颠倒的顺序读取帧，直到刷新所有的通道并且播放器106已经开始从盘102读取较早的帧。为了更平滑的显示，通过读出输出缓冲器113由显示设备115以颠倒的帧顺序执行慢速倒带。因为解码的帧比压缩的A/V数据要求更多的缓冲器空间，只有一个先前的输出帧将被缓存到那里。注意，因为MPEG流的结构(B和P帧)，以颠倒的顺序简单读取压缩的帧(用于解码)不起作用。这种类型的工作不要求更多的处理能力或带宽，即使以普通的速度倒退播放。整个处理链可工作在“前进”模式，因此优化了磁盘存取和解码器性能。只必须颠倒缓冲器113的最后的读出。还最小化了缓冲器容量，在本发明的该实施例中，只有一个先前解码的帧被缓存在那里。
仍然存在的问题在于，在读或者刷新通道缓冲器时，播放器106必须知道将从盘102读取哪个帧作为下一个，使得在处理链中最后的处理元件已经处理在其输入缓冲器中的数据后正反向可变速扫描操作平滑地进行下去。这通常不仅仅是播放器在切换到正反向可变速扫描模式之前读取的下一个帧，因为在播放器106和解码器112之间存在一些管道延迟。结果，播放器106需要找到哪个帧将是由链中最后的处理元件在用完数据之前处理的帧。这可以通过为待处理的最后的帧检查输入缓冲器中的CPI数据来完成。通过获得待由链中最后的处理元件处理的最后的I帧的这个信息，对于特定的正反向可变速扫描模式，播放器106知道将从盘102检索哪个帧作为下一个。例如，处理器114可以从解码器112和缓冲器113检索CPI信息并接着将该信息发送给播放器106，但是本发明不限于此。
为保证处理链控制器具有足够的时间来刷新除了链中最后的处理元件的输入缓冲器之外的所有流缓冲器，并且链中最后的处理元件可完成处理当前的GOP，240kB的缓冲器已经足够了。为了快速前进/倒退正反向可变速扫描，可能包括3个I帧的两个GOP就足够了。对于快速倒带，利用输入缓冲器中2个GOP的数据，在输入缓冲器中解码器可以任何顺序存取I帧，解码器可以解码并显示至少一个先前的I帧和最多两个I帧。显示一个I帧，对于典型的50Hz隔行扫描TV屏幕花费1/25秒(40ms)，对于典型的60Hz隔行扫描TV屏幕花费1/30秒。这是刷新所有相关缓冲器并且播放器106开始从硬盘102读取，以及使数据到达解码器的输入通道的时间。将以前进的顺序从盘读取多个帧，以获得良好的磁盘存取速度，并且后续的处理元件能以颠倒的顺序读出盘阅读器的缓冲器。如果没有满足这个底线，那么解码器将在后退1或2个I帧之后用完输入数据并且输出不再光滑。如果该时间不充分，那么可以增加解码器的缓冲器的大小或者可以增加因解码而保留的缓冲器的数量，以便克服这个问题。例如，如果解码器同时保留1个GOP的三个缓冲器的每一个，那么解码器可最低限度地显示2个先前的帧并且最大限度地显示3个帧，允许2或3个时间周期来完成刷新和磁盘存取。
可以理解，本发明不同的实施例不限于前述步骤的精确顺序，因为可以交换一些步骤的时间顺序而不影响本发明的整体操作。另外，术语“包括”不排除其他元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个和单个处理器，或者其他单元可满足在权利要求中所述的若干这些单元或电路的功能。
公开了一种在多媒体播放设备上执行正反向可变速扫描操作的方法和设备。当在常规的多媒体播放期间接收正反向可变速扫描请求时，确定用于在最后的处理装置上处理的适当的帧，以响应该正反向可变速扫描请求。使用存储在缓冲器中能识别适当的帧的元数据来从缓冲器检索该帧，并处理检索到的帧。同时，在存储的多媒体内容中选择第二适当的帧，由第一处理装置进行处理，以便响应正反向可变速扫描请求。接着处理第二适当的帧以及后续选择的帧，使得当最后的处理装置已经完成检索到的帧的处理时，第二适当的帧对于最后的处理装置可用。

Claims (17)

1.一种在多媒体播放设备上执行正反向可变速扫描操作的方法，所述播放设备包括多个处理装置，其每一个具有至少一个缓冲器，其中多个处理装置以串行方式处理存储的多媒体内容，包括步骤：
在常规的多媒体播放期间接收正反向可变速扫描请求；
确定用于在最后的处理装置上处理的适当的帧，以响应所述正反向可变速扫描请求；
使用存储在缓冲器中识别所述帧的元数据来从缓冲器检索该适当的帧；
处理所述检索到的帧；
在存储的多媒体内容中选择第二适当的帧，由第一处理装置进行处理，以响应所述正反向可变速扫描请求；
处理所述第二适当的帧以及后续选择的帧，使得当最后的处理装置已经完成所述检索到的帧的处理时，第二适当的帧对于最后的处理装置可用。
2.如权利要求1所述的方法，其中正反向可变速扫描请求用于操作的快速前进模式。
3.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：
当接收到正反向可变速扫描请求时，每个所述的处理装置确定来自关联的缓冲器的适当的帧用于处理，以便响应正反向可变速扫描请求。
4.如权利要求1所述的方法，其中正反向可变速扫描请求用于操作的快速倒带模式。
5.如权利要求4所述的方法，其中在接收正反向可变速扫描请求之后，刷新除了与最后的处理装置关联的缓冲器之外的所有缓冲器。
6.如权利要求1所述的方法，其中多个缓冲器与最后的处理装置关联。
7.如权利要求4所述的方法，其中最后的处理装置选择至少一个先前处理的I帧，该I帧仍然在与最后的处理装置关联的所述缓冲器中。
8.一种多媒体播放设备，包括：
多个处理装置(106，108，110，112)，其每一个具有至少一个缓冲器(107，109，111，113)，其中多个处理装置以串行方式处理存储的多媒体内容；
在常规的多媒体播放期间接收(114)正反向可变速扫描请求的装置；
确定(112，114)用于在最后的处理装置上处理的适当的帧，以响应所述正反向可变速扫描请求的装置；
使用存储在缓冲器中识别所述帧的元数据来从缓冲器检索(112)该适当的帧的装置；
处理(112)所述检索到的帧的装置；
在存储的多媒体内容中选择(106，114)第二适当的帧，由第一处理装置进行处理，以响应所述正反向可变速扫描请求的装置；
处理(106，108，110)所述第二适当的帧以及后续选择的帧的装置，使得当最后的处理装置(112)已经完成所述检索到的帧的处理时，第二适当的帧对于最后的处理装置(112)可用。
9.如权利要求8所述的设备，其中正反向可变速扫描请求用于操作的快速前进模式。
10.如权利要求9所述的设备，其中当接收到正反向可变速扫描请求时，每个所述的处理装置确定来自关联的缓冲器的适当的帧用于处理，以便响应正反向可变速扫描请求。
11.如权利要求8所述的设备，其中正反向可变速扫描请求用于操作的倒带模式。
12.如权利要求11所述的设备，其中在接收正反向可变速扫描请求之后，刷新除了与最后的处理装置关联的缓冲器之外的所有缓冲器。
13.如权利要求8所述的设备，其中多个缓冲器与最后的处理装置关联。
14.如权利要求11所述的设备，其中最后的处理装置选择至少一个先前处理的I帧，该I帧仍然在与最后的处理装置关联的所述缓冲器中。
15.如权利要求11所述的设备，其中显示设备(115)以颠倒的帧顺序从最后的处理装置的缓冲器中读出帧。
16.如权利要求8所述的设备，其中所述缓冲器是部分的单个共享存储器。
17.如权利要求8所述的设备，其中所述缓冲器分布在多个存储器上。
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