CN1830209A - 非逐行视频上使用特定图像组的正向特技模式 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对视频信号进行编码的方法(200)和系统(100)。该方法包括以下步骤：接收(212)非逐行视频信号，并将该非逐行视频信号编码(214)为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组。所有非预测源图像都是由至少一幅预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。该方法还可以包括以下步骤：响应正向特技模式命令，至少更改(217，218)图像组中非预测源图像的数目，以将该非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。

Description

非逐行视频上使用特定图像组的正向特技模式
技术领域
本发明的配置(arrangement)通常涉及视频系统，更具体地，涉及记录或重放数字编码的视频序列的视频系统。
背景技术
在当今的消费类电子市场上，方便重放视频的设备正日益获得普及。例如，许多消费者已购买了数字视频盘(DVD)记录器或播放器，用来观看预先记录的节目或记录他们喜爱的节目。典型地，DVD记录器或播放器包含运动图像专家组(MPEG)解码器，用于对存储在记录器或播放器所播放的盘上的数字编码的多媒体数据进行解码。要被解码的MPEG视频信号由多个图像组(GOP)组成，其中每一个图像组均典型地包含帧内(I)图像、多幅预测(P)图像和多幅双向预测(B)图像。
在视频信号的重放期间，某些观看者可能希望执行某些特技模式。特技模式可以是以非正常速度或在非正向方向上进行的视频的任意重放。例如，启动快速正向特技模式可以允许观看者相当快地浏览视频的各个部分。为了在MPEG视频信号上实现快速正向特技模式，DVD的解码器可以跳过视频信号的每个GOP中的大量图像。特技模式越快，每个GOP中需跳过的图像数目就越大。通常，在连续的GOP中首先跳过B图像，直到没有B图像剩余为止，接着是P图像，直到它们也耗尽为止。就P图像而论，必须首先跳过GOP末端的P图像(这通常是在GOP中按照显示次序的最后一幅图像)，接着是按照显示次序的紧前一幅P图像。该过程可以继续，以致于要跳过的下一幅P图像成为GOP中的最后一幅图像(按照显示次序)，直到没有P图像剩余为止。如果需要的话，也可以在整个GOP被跳过的点上跳过I图像。
该特定算法背后的原理是基于典型GOP中使用的预测方案，在所述特定算法中，考虑到B图像和P图像的显示次序，首先跳过B图像，接下来跳过P图像。具体地说，B图像不用于预测其他图像，从而跳过它们对于中等或更低的加速来说是有用的。相比之下，I图像用于直接和间接地预测GOP中所有的其它图像；如果它是GOP中唯一的I图像，那么只要GOP中的其他图像中任何一幅没有被跳过，它就必须被保留。如果I图像要被跳过、而没有跳过其他图像中的任何一幅，将不可能准确地预测剩余图像中的任何一幅。类似地，P图像用来预测其他P图像，并且如果在GOP中跳过不同于当前最后一幅P图像的P图像，将对按照显示次序跟在所跳过的P图像之后的任何图像的显示造成不利的影响。
虽然可以接受，但是上述算法需要额外的微处理程序编程来符合要跳过的图像的特定次序。另外，这个跳过算法不允许跳过某些图像而产生最佳的重放。例如，如果观看者希望以正常重放速度的两倍来重放视频，跳过视频中图像的最可取方式将是每隔一幅图像跳过一幅图像。然而，在典型GOP结构中，因为上述限制，以这种方式跳过图像是无法实现的。
执行特技模式也可能造成其它问题，尤其是如果视频信号包含非逐行图像并且远程解码器系统中的解码器正在解码视频信号。在远程解码器系统中，用于记录包含非逐行图像的视频信号并从存储介质重放该视频信号的部件不直接控制解码器。即，远程解码器系统中的解码器被认为是一种被动解码器。这种配置中的非逐行图像重复显示可以造成在显示器中出现振动效应，如果重复的图像包含运动图像。为了说明该缺点，简要说明典型地用于生成非逐行图像的隔行扫描过程。
许多电视机都使用隔行扫描技术。在这种格式下，视频信号典型地被分成预定数目的水平行。在每一场期间内，只有这些行的一半被扫描；一般，在第一场期间内奇数行被扫描，而在下一场期间内偶数行被扫描。每一次扫描被称为场，并且当组合时，两场形成一幅完整的图像或帧。对于美国国家电视制式委员会(NTSC)系统，每秒显示六十场，产生每秒三十帧的速率。
当运动物体在隔行扫描电视机中移动跨过屏幕时，每场将只显示运动图像的一部分。这种部分显示的发生是因为，场只显示整幅图像的每隔一个水平行。例如，对于特殊场n，只有奇数水平行被扫描，并且将在场n中显示的运动物体部分是在场n的奇数水平行扫描期间扫描的部分。下一场—场n+1的生成要晚1/60秒，并且将显示图像的偶数水平行。因而，场n+1中显示的运动物体部分是在场n+1的偶数水平行扫描期间扫描的部分。虽然在时间上每一场都截然不同，但是由于场的显示速度，而使得人眼感觉场被连续显示为平滑的运动。
如果观看者启动特技模式，则特技模式视频信号可能包含重复的图像—在隔行扫描格式下记录的图像。例如，如果观看者对特殊图像启动慢速正向特技模式，则该图像可以被重复地发送给例如包含远程解码器的数字电视机，并在该数字电视机上被解码和显示。然而，重复图像的显示是依照非逐行图像的正常显示，即构成非逐行图像的顶场和底场被交替地显示。这些场是基于慢速正向特技模式重放速度来交替地显示的。例如，对于1/3X(1X代表正常重放速度)重放速度，每场将以交替形式显示三次。
如果在隔行扫描格式下记录的图像中出现运动物体，则每场将在某一特定位置显示该运动物体。因而，当来自一帧或一幅图像的场在慢速正向特技模式期间交替地显示时，显示器中的运动物体将从显示器中一个位置到另一个位置、快速地来回移动；实际上，该运动物体看来好像振动。这种振动的生成是因为，隔行扫描场在时间上是截然不同的，并且对于每场、运动物体出现在不同的位置。
发明内容
本发明涉及一种对数字视频信号进行编码的方法。该方法可以包括步骤：接收非逐行视频信号，将该非逐行视频信号编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组。所有的非预测源图像都是由至少一个预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。
另外，该方法可以包括步骤：把非逐行视频信号记录在存储介质上，并重放该非逐行视频信号。该方法还可以包括以下步骤：响应正向特技模式命令，至少更改图像组中非预测源图像的数目，以将该非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
在一种配置中，预测源图像可以是帧内图像。此外，至少一部分非预测源图像可以是双向预测图像或预测图像。例如，每一幅双向预测图像均可以是单方向的双向预测图像。
在本发明的一个方面，更改步骤可以包括以下步骤：跳过图像组中至少一幅非预测源图像，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。可选择地，更改步骤可以包括步骤：在图像组中插入至少一幅非预测源图像的副本，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
在另一个方面，所跳过的至少一幅非预测源图像可以是作为图像组中按照显示次序的最后一幅图像的预测图像。此外，该方法还可以包括步骤：将图像组中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像转换为预测图像，除非该紧前一幅非预测源图像是预测图像。
在另一种配置中，预测源图像和非预测源图像的每一幅均可以包含显示指示符，而且该方法可以进一步包括步骤：更改至少一部分预测源图像和非预测源图像的显示指示符，以反映预期的显示次序。例如，显示指示符可以是时间参考字段。
而且，应该理解，该方法可以包括步骤：在远程解码器系统中执行接收和编码步骤。另外，该方法可以包括步骤：将至少一部分预测源图像和非预测源图像编码为场图像。
本发明也涉及一种用于对数字视频信号进行编码的系统。该系统包括处理器，用于将非逐行视频信号编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组。所有的非预测源图像都是由至少一幅预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。另外，该系统包括解码器，用于解码非逐行视频信号。该系统也包括用于实施如上所述方法的适当软件或电路。
附图说明
图1A是根据在此的本发明配置的、可以将视频信号编码为特定的GOP并执行正向运动特技模式的一个系统的框图。
图1B是根据本发明配置的、可以将视频信号编码为特定的GOP并执行正向运动特技模式的另一个系统的框图。
图2是阐释根据本发明的配置将视频信号编码为特定的GOP并执行正向运动特技模式的方法的流程图。
图3阐释了根据本发明配置的特定GOP的例子。
图4A阐释了根据本发明配置的、在图3的特定GOP中跳过图像的一个例子。
图4B阐释了根据本发明配置的、在图3的特定GOP中插入副本图像的一个例子。
图4C阐释了根据本发明配置的、在图3的特定GOP中跳过图像的另一个例子。
图4D阐释了根据本发明配置的、在图3的特定GOP中跳过图像和更改任意剩余图像的显示指示符的又一个例子。
图5所示为，根据本发明配置将视频信号编码为特定GOP、并执行正向运动特技模式的备选方法的流程图。
图6A阐释了根据本发明配置的慢速正向特技模式GOP。
图6B阐释了根据本发明配置的包含场图像的GOP。
图6C阐释了根据本发明配置的包含场图像的慢速正向特技模式GOP。
具体实施方式
图1A以方框图形式示出了，根据本发明的配置来实现各种高级操作特征的系统100。然而，本发明并不限制于图1A所示的特定系统，因为本发明可以使用任何其他的系统来实现，只要该系统能够接收视频信号，处理该信号并将该信号输出到任何合适的部件，例如显示设备。另外，系统100并不限制于从任何特定类型的存储介质读取数据，或向其写入数据，因为任何一种能够存储数字编码数据的存储介质都可以用于系统100。
系统100可以包括：编码器110，用于对进入的视频信号进行编码；和微处理器112，用于指令编码器110根据各种技术对视频信号进行编码，稍后将对这些技术中的某些进行解释说明。编码器110和微处理器112的全部或部分可以被认为是本发明意图之内的处理器114。编码器110可以位于与微处理器112相同的装置中，或者可替换地，可以位于远离容纳微处理器112的装置的设备中。如果远程地设置编码器110，那么编码器110不一定要受微处理器112控制。
系统100也可以包括控制器116，用于从存储介质118读取数据，并将数据写入到存储介质118中。例如，所述数据可以是数字编码的视频信号。系统100也可以具有解码器120，用于从存储介质118读取编码后的视频信号时，对其进行解码，并将解码后的视频信号传送到合适的部件，例如显示设备。解码器120可以安装在包含微处理112和控制器116的同一设备中，或者解码器120可以安装在独立设备中，如位于远程解码器系统中。
也可以配备控制和数据接口，以允许微处理器112来控制编码器110(如以上所述的)、控制器116和解码器120的操作。可以在存储器中配备合适的软件或固件，以用于由微处理器112执行的常规操作。此外，根据本发明的配置，可以为微处理器112配备程序例程(program routine)。
在操作中，编码器110可以接收进入的非逐行视频数据，并对其进行编码。如本领域所公知的，这种类型的视频信号是由经过非逐行扫描的图像组成的，即通过隔行扫描技术来生成图像。根据本发明的配置，微处理器112可以指令编码器110将进入的视频信号编码为一个或多个GOP，它们对于执行特技模式来说是特别有用的。以下将提出这些GOP的一些例子。然后，编码器110能够将编码后的视频信号传送给控制器116，控制器116能够将该信号记录在存储介质118上。在编码器110被远程设置的情况下，编码器110能够对进入的非逐行视频信号进行编码，但是所述编码指令不一定是从微处理器112接收的。
如果微处理112接收重放命令，则微处理器112能够指令控制器116从存储介质118读取编码后的视频信号。控制器118能够将该信号传送到微处理器112，而微处理器112能够将该信号发送给解码器120。解码器120能够对该视频信号进行解码，并输出该信号以便在合适的设备上显示。如果微处理112接收特技模式命令，则微处理器112能够跳过GOP中的某些图像，或者重复GOP的图像。
如同早先所提到的，可能存在这样的一些情况，其中执行解码步骤的解码器120位于与容纳微处理器112的装置分离的设备中。图1B阐释了这种配置或远程解码器系统的一个例子，其中解码器120在与能够收容微处理器112的多媒体设备124分离的显示设备122中。在这种情况下，解码器120可能不受微处理器112的控制。尽管如此，在该系统100中仍然可以执行特技模式，其中在把图像发送给显示设备122中的解码器120之前，微处理器112可以删除视频信号中的图像，或者将图像的副本插入视频信号中。应该理解，在这种类型的系统中编码器110也可以被远程地设置。
在另一个实施例中，在编码步骤期间，可以将非逐行视频信号中的图像编码为场图像，这能够有助于避免上述振动伪影。将非逐行图像编码为场图像能够允许微处理器112以一种可以有助于控制振动问题的方式，来将场图像发送给远程放置的解码器。稍后将讨论这种过程。
在关于图1A和1B所论述的任何一种配置中，在编码过程期间创建的GOP都将有利于正向特技模式的有效实施。以下将对本发明的整个操作进行详细的论述。
参照图2，阐释了一种方法200，其示范了使用特定GOP在非逐行视频信号上执行特技模式的一种方式。该方法200能够在可以对视频信号进行编码和解码的任何合适系统中实现。该方法200能够从所示的步骤210开始。在步骤212，能够接收非逐行视频信号。如早先所提及的，非逐行视频信号包含经过非逐行扫描的图像，即通过隔行扫描技术扫描的图像。
如步骤214所示，非逐行视频信号能够被编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个GOP。在一种配置中，所有的非预测源图像都是由预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。
参照图3，示出了该过程的一个例子。在这个特定的配置中，视频信号能够被编码为一个或多个GOP 300。GOP 300是按照显示次序而示出的。GOP 300中的每一个均可以包括至少一幅预测源图像310和至少一幅非预测源图像312。这些图像是至少具有顶场和底场的非逐行图像。图像以完整的形式显示；图示没有示出将图像分成它们各自的场。预测源图像是GOP中不能由另一幅图像预测的、而可以用于预测GOP中其它图像的图像。另外，非预测源图像可以是GOP中的、能够由那个GOP中的预测源图像来预测的任意图像。
举例来说，预测源图像310可以是I图像，而非预测源图像312可以是B和/或P图像。非预测源图像312中的每一幅均可以由预测源图像310来预测，在该例中对应于B和P图像中的每一幅均是由I图像来预测的。由于P图像能够用作非预测源图像312，显而易见的是，非预测源图像312并不限于永远不能由它来预测其他图像的图像，例如B图像。
然而，根据本发明的配置，非预测源图像312中的每一幅均只能够由预测源图像310来预测。在一种配置中，B图像可以是单方向的预测图像，以致于先于I图像，或在I图像之前(按照显示次序)的B图像能够由I图像来逆向预测，而在I图像之后(按照显示次序)的B图像能够由I图像来正向预测。插入到预测源图像310和非预测源图像312中的下标号码可以表示某种次序，按照这种次序，这些图像中的每一幅均将以正常的重放速度相对于GOP中的其他图像进行显示。
如早先所提及的，GOP 300是按照显示次序而示出的。传输次序的略微不同之处在于，预测源图像310，在该例子中为图像I3，能够首先被发送给解码器，接着是将由预测源图像310预测的非预测源图像312。
注意到本发明决不会限于这些特定的GOP 300是非常重要的，这是因为它们仅仅代表根据本发明的配置的GOP结构的一个例子。实际上，其中GOP中所有非预测源图像能够由该GOP中预测源图像来预测的任何GOP均在本发明配置的意图之内。而且，尽管图3只示出了两个GOP 300，其中每一个GOP均具有一幅预测源图像310和六幅非预测源图像312，但是应该理解的是，所接收的视频信号可以被编码为任何合适数目的GOP 300，其具有任何合适数目的预测源图像310和非预测源图像312。
同样，如果在GOP 300中有多于一幅的预测源图像310，那么GOP 300中的任一B图像均可以被双向地预测。举例来说，能够在GOP 300中放置多于一幅的预测源图像310，并且某些非预测源图像312能够由这些预测源图像310来预测。照此，能够在非预测源图像312之前，将预测源图像310发送到解码器中，所述非预测源图像312由于它们的预测而依赖于这些预测源图像310。
返回来参照方法200，在步骤215，能够在合适的存储介质上记录包含GOP的非逐行视频信号。如步骤216所示，一旦被记录，该包含GOP的非逐行图像信号就可以被重放。在判断框217，能够判断是否要更改GOP中非预测源图像的数目。举例来说，能够响应正向特技模式命令，例如快速正向或慢速正向，来执行该更改。如果没有更改要发生，方法200能够在步骤216继续进行。如果要发生更改，则在步骤218执行这样的操作。在步骤218实施的操作能够将非逐行视频信号转换为特技模式的视频信号。图4A～4D示出了几个例子。再一次，图4A至4D中的图像是以完整形式示出的非逐行图像(它们没有被分成各自的场)。
参照图4A，如首先在图3中阐释的GOP中的每一个，均被示出了具有移除的或跳过的几个非预测源图像312。具体地说，左边GOP 300中的图像B0、B2、B4和P6可以被跳过，而右边GOP中的图像B1、B4和P6可以被跳过。跳过这些非预测源图像312可以使重放速度加快。在此，被跳过的非预测源图像312的数目—两个GOP 300中全部图像的一半—和正常重放速度两倍或2X的重放速度相关(1X代表正常重放速度)。
根据本发明的配置，GOP 300中非预测源图像312中的任意一个都可以按任何次序被跳过，以便加快该视频信号的重放速度，而不会影响GOP300中任何剩余非预测源图像312的预测。这个特点是通过上述的编码过程来成为可能的。为了举例说明，稍后将论述根据MPEG标准来放置GOP 300的步骤。
当然，应该理解的是，本发明并不限于对于图4A所描述的例子，因为按任何次序跳过所有非预测源图像312的能力可以应用于其中非预测源图像312是由预测源图像310来预测的任何其他GOP。此外，也可以跳过整个GOP 300以产生更快的重放。
返回来参照图2，更改步骤218也可以包括以下步骤，在GOP 300中插入至少一幅预测源图像310或非预测源图像312的副本，以便将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。图4B示出了这种操作的一个例子。于此，每一幅预测源图像310和非预测源图像312的副本均可以被插入到GOP 300中(为了方便起见，图3仅示出了一个GOP 300)。这个特定的例子能够产生1/2X的重放速度。下标字母“d”代表与它相关联的图像是紧前一幅图像的副本。
类似于原始的非预测源图像312，这些图像的副本可以由预测源图像310来预测(根据MPEG标准，GOP 300的最后一幅图像—副本图像P6d—能够由紧前一幅P图像来预测，在这种情况下该紧前一幅P图像是图像P6)。另外，原始的非预测图像312和它们的副本也可以由预测源图像310的副本来预测。
对图4B所提出的例子解释说明如下：在原始预测源图像310或图像I3之前(按照显示次序)的、所有非预测源图像312和它们的副本，都可以由图像I3来预测。另外，在原始预测源图像310的副本或图像I3d之后(按照显示次序)的原始非预测源图像312和它们的副本，都可以由副本图像I3d来预测(副本图像P6d例外)。然而，应该理解的是，这种特定的配置仅仅是一个例子，因为非预测源图像312和它们的副本可以由任何其他合适的预测源图像310——包括预测源图像310的任何副本，来预测。
在另一配置中，插入到GOP 300中的一幅或多幅副本图像可以是伪B或伪P图像。伪B或伪P图像分别是这样的B或P图像，其中伪图像的运动向量被设置为零、并且它的残余信号被设置为零或者不被编码。例如，GOP 300中预测源图像310(图像I3)的副本可以是伪P图像，而不是另一I图像，例如图像I3d。类似地，最后一幅非预测源图像312(图像P6)的副本可以是伪P图像，而不是常规的P图像，例如副本图像P6d。在特技模式期间使用伪B或P图像，能够降低视频信号的比特速率，这在远程解码器系统中是必需的。还应该理解，当跳过图像时，尤其是在远程解码器系统中，可以将伪B或伪P图像插入GOP 300中，这是因为跳过图像可以实际增加视频信号的比特率。
返回来参照图2，在判断框220，能够判断GOP中的最后一幅非预测源图像是否已经被跳过。如果不是，则方法200通过跳转环(jump cycle)A在判断框226继续进行。如果有，则可以在判断框222判断GOP中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像是否是P图像。如果是，方法200能够通过跳转环A在判断框226继续。如果不是，则紧前一幅非预测源图像能够被转换为P图像，如步骤224所示。
图4C阐释了该操作的一个例子。MPEG视频规范要求GOP中的最后一幅图像是P图像或I图像。因此，如果GOP 300中的图像P6—非预测源图像312，在特技模式期间被跳过，那么GOP 300中的最后一幅图像(如果没有被跳过)将是图像B5，这将违背MPEG标准。为了满足MPEG要求，在这种情况下，紧前一幅非预测源图像312，在该情况下为图像B5，能够被转换为P图像或图像P5。
通过将位于B图像的图像头中的以下参数设定为P图像值，能够将B图像转换为P图像：picture_coding_type；full_pel_backward_vector；和backward_f_code。另外，还可以将以下的macroblock_type的可变长度码设置为P图像值：macroblock_quant；macroblock_motion_forward；macroblock_motion_backward；macroblock_pattern；macroblock_intra；spatial_temporal_weight_code_flag；和允许的spatial_temporal_weight_classes。
该过程能够指令解码器将该图像解码为P图像。照此，根据本发明的配置，GOP 300中最后一幅图像能够被跳过，而不会违背MPEG的要求——GOP中的最后一幅图像是P图像。作为另一个例子，参照图4A，两个GOP 300中的图像B5都被转换为P图像，以符合MPEG标准。
返回来参照图2，预测源图像和非预测源图像可以包含显示指示符。如同通过跳转循环A在判断框226所判断的，如果这些图像的显示指示符要被更改，则能够在步骤228中执行这一处理。值得注意的是，当预测源图像和非预测源图像中任意一幅被跳过或复制时，更改这些显示指示符能够反映预测源图像和非预测源图像的预期显示次序。如果不需要更改显示指示符，则方法200可以在步骤230停止。
在一种配置中，显示指示符可以是时间参考字段。时间参考字段通常是位于数字编码图像的图像头中的一个十比特字段。某些解码器依靠时间参考字段来确定，视频信号中的特定图像将相对于该视频信号中的其他图像、何时被显示。该字段一般都具有整数值。
举例来说，再一次参照图3，每一个GOP 300均包含七幅图像。每个GOP 300中的非逐行图像的下标号码可以对应于每个相应图像的时间参考字段的整数值。例如，第一非预测源图像312或图像B0的时间参考字段可以具有整数值零，这表示该特定的图像将是每个GOP 300中要显示的第一幅。图像B1——要显示的下一幅图像—的时间参考字段，可以具有整数值1。因此，每一幅要显示的后继图像的时间参考字段的整数值，可以比前一幅高1，一直这样直到时间参考字段可以具有整数值6的图像P6。为了方便起见，短语“时间参考字段的整数值”也可以被称作“整数值”。
然而，举例来说，当非预测源图像312被跳过时，根据最初时间参考字段的显示次序将不再有效。因此，跟在所跳过图像之后的预测源图像310和非预测源图像312的时间参考字段的整数值可以被更改，以指示正确的显示次序。如果在GOP 300中插入预测源图像310或非预测源图像312的副本，则该特征也是可应用的。
举例来说，如果右边GOP 300中的图像B1被跳过，则跟在该图像之后的预测源图像310和非预测源图像312的整数值可以减去值1。因此，图像B2的时间参考字段的整数值可以从2更改为1，图像I3的时间参考字段的整数值可以从3更改为2，等等。该更改过程可以继续，直到到达右边GOP 300的末端为止，并且该更改过程能够确保该GOP 300中的剩余图像将按照正确的次序进行显示。
因此，每当GOP中的预测源图像310或非预测源图像312被跳过时，该GOP中跟在所跳过图像之后的剩余图像的时间参考字段的整数值就可以减去值1。图4D阐释了结果，其中示出了新的整数值，所跳过的图像B1用虚线框表示，而旧的整数值被括在圆括号中。以类似的方式，每当在GOP300中插入预测源图像310或非预测源图像312的副本时，跟在所插入副本之后的图像的整数值就可以加上值1。
应该理解，本发明并不限于这些特定的例子，因为可以以其它任何合适的形式，来执行其它用于更改相关时间参考字段的整数值以反映预期显示次序的方法。而且，应当注意的是，本发明并不限于时间参考字段的使用，因为在上述任一实施例中，能够更改任何其他合适的显示指示符，以反映预期的显示次序。返回来参照图2，该方法200可以在步骤230停止。
参考图5，阐释了一种方法500，其示范了使用特定GOP在非逐行视频信号上执行特技模式的另一种方式。类似于图2的方法200，方法500可以从步骤510开始，并且可以接收非逐行视频信号，如步骤512所示。同样，类似于方法200的步骤214，可以将非逐行视频编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个GOP，其中所有非预测源图像都可以由预测源图像来预测，如步骤514所示。
在该配置中，编码后的非逐行视频信号最终可以在远程解码器系统中被解码。如前面所提到的，在远程解码器系统中，用于从存储介质读取非逐行视频信号并对其进行编码的部件不控制解码器。对解码器控制的这种缺乏可能造成非逐行视频的显示问题，尤其是在慢速正向特技模式期间。
例如，图6A阐释了图3的GOP 300，其中所显示的非逐行图像被分成它们各自的场。该例子中使用的预测方案和关于图3讨论的相同，并且在此不进一步描述。在这种情况下，非预测源图像312和预测源图像310的每一幅都可以具有顶场和底场。下标字母“t”表示它所关联的、作为顶场的特殊场；类似地，下标字母“b”表示它所关联的、作为底场的特殊场。在此，GOP 300代表慢速正向特技模式GOP，其中添加了GOP 300中每幅图像的副本。下标字母“d”表示特殊场是复制场。例如，图像B0可以包括顶场B0t和底场B0b，而图像B0的副本—B0d，可以具有顶场B0td和底场B0bd。
如图所示，顶场和底场以交替的形式被显示。如果运动物体出现在这些场中，则由于场的显示方式而使得该物体将看来好像振动。例如，如果运动物体出现在场B0t的一个位置、以及场B0b的另一个位置，则当复制场B0td被显示时，该物体将看来好像跳回到前一位置(如在图像B0t中显示的)。当下一场—复制场B0bd，被显示时，该物体将再次看来好像跳到第一次在图像B0b中显示的位置。因而，当把副本图像添加到GOP 300上时，运动图像看来好像振动。只要副本图像被插入一个或多个GOP 300中，该振动效应就将继续。
返回来参考方法500，可以执行另一编码步骤，以克服当在远程解码器系统中启动某些特技模式时可能出现的振动效应。在步骤515，可以将非预测源图像和预测源图像编码为场图像。如将在以下说明的，通过将这些图像编码为场图像，可以按照一种有助于控制振动问题的方式、来执行场图像的显示。
图6B示出了该编码步骤的例子。在该例子中，示出了首先在图3中描述的GOP 300，其中原始非逐行图像被编码为场图像。例如，最初包含场图像B0t和B0b的图像B0被编码为场图像B0t和B0b。最初包括非预测源图像312的场图像也可以被认为是非预测源图像312。类似地，最初包括预测源图像310的场图像可以被认为是预测源图像310。因而，对本发明来说，当参考短语“预测源图像”或“非预测源图像”时，应该理解，这种术语可以指场图像，即使单词“场”没有明示地用作术语的修饰语。
在该特殊例子中，预测源图像310即场图像I3t和I3b的任何一幅，都可以用于预测任何非预测源图像。示出了一个合适的例子，其中场图像I3t(预测源图像310)预测图像I3t之前(按显示次序)的所有非预测源图像312。另外，场图像I3b(也是预测源图像310)可以预测图像I3b之后(按显示次序)的所有非预测源图像312。当然，本发明不限于该特殊例子，因为可以使用其它合适的预测方案。
返回来参考图5的方法500，在步骤516，可以将包含场图像的GOP的非逐行视频信号记录到存储介质上。最终在步骤517可以重放该非逐行视频信号。
在判断框518，可以判断是否要修改GOP中非预测源(场)图像的数目。如果不，则方法500可以在步骤517继续进行。如果是，则可以在步骤519执行这种处理。参考图6C，示出了图6B的GOP 300，其中复制场图像被插入GOP 300中。虽然该特殊例子聚焦于慢速正向特技模式，但是应该理解，修改步骤也可以包括跳过图像。该特殊GOP 300被显示为具有1/2X重放速度的慢速正向特技模式。即，每一幅场图像的副本都被插入GOP 300中；场图像的副本也可以是场图像它们自己。如图6C中所反映的，示出了场图像，以致顶场图像及其副本在后继的底场图像及其副本之前，被接连显示。
例如，场图像B0t及其副本—场图像B0td，被接连显示，接着显示场图像B0b及其副本—场图像B0bd。因此，如果运动物体出现在场图像B0t和B0b中，则插入复制场图像将不导致振动伪影，这是因为顶场复制图像B0td将在原始底场图像B0b及其副本B0bd之前被显示。当预测源图像310和非预测源图像312被编码为场图像时，场图像组在其它具有不同奇偶性(parity)的图像组之前显示的这种显示方式将成为可能。
具体地说，通过将非逐行图像编码为场图像，能够按照某种次序将场图像发送给远程设置的解码器，这种次序允许以一种类似于上述的接连方式来显示这些场图像。例如，可以将顶场图像及其副本发送给远程解码器，以便解码和显示，随后，可以将相应的底场图像及其副本发送给远程解码器。
为满足不同奇偶性(parity)的场图像必须相互接着的显示要求，可以修改如图像头中指示的这些场图像的奇偶性(parity)。例如，如果顶场图像位于底场图像正常显示的位置，则可以修改该顶场图像的奇偶性(parity)，使得该顶场图像确实被定义为底场图像。然而，图像奇偶性的改变不影响图像内容。
更具体地举例说明，可以修改副本图像B0td—顶场图像的奇偶性，使得该图像实际被定义为底场图像。而且，可以对位于顶场图像通常显示的位置中的底场图像—场图像B0b的奇偶性进行修改，以便将图像B0b定义为顶场图像。该概念可以应用于GOP 300中的剩余场图像。然而，修改这些图像奇偶性的过程对振动伪影的消除没有影响。
图6C也阐释了一种用于特技模式GOP的合适预测技术。场图像I3t可以用于预测位于图像I3t之前(按显示次序)的任何非预测源图像312(包括复制场图像)。本领域普通技术人员应该理解，使用图像I3t来预测这些特殊图像是有用的，这是因为图像I3t用于预测图像I3t之前的原始非预测源图像312。另外，场图像I3bd可以用于预测图像I3bd之后(按显示次序)的任何非预测源图像312。图像I3bd对于预测这些图像是有用的，这是因为，根据以上关于改变某些图像奇偶性的讨论，在该例子中图像I3bd被定义为底场图像；底场图像是用于预测图像I3之后的原始非预测源图像312的图像类型。
为进一步改善该例子的预测方案，可以将图像P6t和P6td转换为B图像B6t和B6td，其中以前的命名被显示在圆括号中。对于本领域技术人员而言，显然，将这些P场图像转换为B场图像可以防止最后两个场图像P6b和P6bd受负面影响。P图像到B图像的转换类似于早先关于B图像到P图像的转变而描述的过程。即，可以将位于P图像的图像头中的以下参数设置为B图像值：picture_coding_type；full_pel_backward_vector；和backward_f_code。另外，可以将以下的macroblock_type的可变长度码设置为B图像值：macroblock_quant；macroblock_motion_forward；macroblock_motion_backward；macroblock_pattern；macroblock_intra；spatial_temporal_weight_code_flag；和允许的spatial_temporal_weight_classes。
作为选项，插入GOP 300中的一幅或多幅副本图像可以是伪B或伪P场图像，这有助于降低特技模式期间包含GOP 300的视频信号的比特率，包括慢速正向和快速正向特技模式。添加伪B或伪P场图像可能对远程解码器系统尤其有用处。
图5的方法500中所示的剩余步骤类似于图2的方法200中提出的步骤。因而，不需要深入讨论方法500的步骤。在判断框520，如果GOP中的最后一对非预测源场图像被跳过了，则方法500可以在判断框522继续进行。如果不，则方法可以通过跳转环(jump circle)A在判断框526继续进行。
在判断框522，可以判断紧前面一对非预测源场图像是否为P场图像。如果是，则方法500可以通过跳转环(jump circle)A在判断框526继续进行。如果不是，则可以将紧前面一对非预测源场图像转换为一对P场图像，如步骤524所示。由跳转环(jump circle)，在判断框526可以判断是否要修改GOP中场图像的显示指示符。如果不，则方法500可以在步骤530停止。如果要修改场图像的显示指示符，则可以在步骤528执行这种处理。最后，方法可以在步骤530结束。
尽管已经结合于此公开的实施例，对本发明进行了描述，但是应当理解，前述的描述仅仅是意欲对本发明作出阐释，而不是要限制由权利要求限定的本发明的范围。

Claims (28)

1、一种对数字视频信号进行编码的方法，包括步骤：
接收非逐行视频信号；以及
将该非逐行视频信号编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组，其中所有非预测源图像都是由至少一幅预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的。
2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：
把非逐行视频信号记录在存储介质上；以及
重放该非逐行视频信号。
3、根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：
响应正向特技模式命令，至少更改图像组中非预测源图像的数目，以将该非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
4、根据权利要求1所述的方法，其中预测源图像是帧内图像。
5、根据权利要求1所述的方法，其中至少一部分非预测源图像是双向预测图像。
6、根据权利要求1所述的方法，其中至少一部分非预测源图像是预测图像。
7、根据权利要求5所述的方法，其中每一幅双向预测图像均是单方向的双向预测图像。
8、根据权利要求3所述的方法，其中所述更改步骤包括步骤：
跳过图像组中至少一幅非预测源图像，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
9、根据权利要求3所述的方法，其中所述更改步骤包括步骤：
在图像组中插入至少一幅非预测源图像的副本，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
10、根据权利要求8所述的方法，其中被跳过的至少一幅非预测源图像是作为图像组中按照显示次序的最后一幅图像的预测图像，并且其中所述方法进一步包括步骤：将图像组中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像转换为预测图像，除非该紧前一幅非预测源图像是预测图像。
11、根据权利要求3所述的方法，其中预测源图像和非预测源图像的每一幅均包含显示指示符，并且该方法进一步包括步骤：更改至少一部分预测源图像和非预测源图像的显示指示符，以反映预期的显示次序。
12、根据权利要求11所述的方法，其中显示指示符是时间参考字段。
13、根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：在远程解码器系统中执行所述接收和所述编码步骤。
14、根据权利要求13所述的方法，其进一步包括步骤：将至少一部分预测源图像和非预测源图像编码为场图像。
15、一种用于对数字视频信号进行编码的系统，包括：
处理器，用于将非逐行视频信号编码为具有至少一幅预测源图像和至少一幅非预测源图像的至少一个图像组，其中所有非预测源图像都是由至少一幅预测源图像来预测的，使得没有非预测源图像是由另一幅非预测源图像来预测的；以及
解码器，用于对图像组进行解码。
16、根据权利要求15所述的系统，进一步包括控制器，用于把非逐行视频信号记录在存储介质上并重放该非逐行视频信号。
17、根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器进一步被编程为，响应正向特技模式命令来至少更改非逐行视频信号中非预测源图像的数目，以将该非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
18、根据权利要求15所述的系统，其中预测源图像是帧内图像。
19、根据权利要求15所述的系统，其中至少一部分非预测源图像是双向预测图像。
20、根据权利要求15所述的系统，其中至少一部分非预测源图像是预测图像。
21、根据权利要求19所述的系统，其中每一幅双向预测图像均是单方向的双向预测图像。
22.根据权利要求17所述的系统，其中所述处理器进一步被编程为，跳过图像组中至少一幅非预测源图像，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
23、根据权利要求17所述的系统，其中所述处理器进一步被编程为，在图像组中插入至少一幅非预测源图像的副本，以将非逐行视频信号转换为特技模式视频信号。
24、根据权利要求23所述的系统，其中至少一幅跳过的非预测源图像是作为图像组中按照显示次序的最后一幅图像的预测图像，并且其中所述处理器进一步被编程为，将图像组中按照显示次序的紧前一幅非预测源图像转换为预测图像，除非该紧前一幅非预测源图像是预测图像。
25、根据权利要求17所述的系统，其中预测源图像和非预测源图像的每一幅均包含显示指示符，并且所述处理器进一步被编程为，更改至少一部分预测源图像和非预测源图像的显示指示符，以反映预期的显示次序。
26、根据权利要求25所述的系统，其中显示指示符是时间参考字段。
27、根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器和所述解码器是远程解码器系统的一部分。
28、根据权利要求27所述的系统，其中所述处理器进一步被编程为，将至少一部分预测源图像和非预测源图像编码为场图像。
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