DE69835211T2

DE69835211T2 - Umschaltung zwischen komprimierten videobitströmen

Info

Publication number: DE69835211T2
Application number: DE69835211T
Authority: DE
Inventors: John Peter BRIGHTWELL; John Stephen DANCER; Nicholas Philip Guildford TUDOR; Dominic Nicholas WELLS; Hartwig Oliver WERNER
Original assignee: British Broadcasting Corp
Current assignee: British Broadcasting Corp
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2018-07-18
Also published as: DE69835211D1; GB9715237D0; EP0995315A1; GB2327548B; AU8449598A; GB2327548A; CA2295754A1; US6831949B1; WO1999004571A1; ES2268783T3; GB0204471D0; GB2369518A; CA2295754C; JP2001510964A; EP0995315B1; GB2369518B; AU755898B2

Description

Da komprimierte Video-Bitströme in zunehmendem Maße ihren Weg in die Programmkette finden, sind Verfahren zu ihrer Manipulation erforderlich. Eines der wichtigsten Verfahren schafft die Möglichkeit, zwischen zwei komprimierten Signalen umzuschalten. Diese wird normalerweise zum Cutten von Programmen benötigt und umfasst ein Umschalten zwischen verschiedenen "Aufnahmen", wovon jede ein Abschnitt eines Bitstroms sein wird. Dies kann in Echtzeit oder nicht in Echtzeit geschehen. Ein Schalten ist außerdem für die Continuity/Darbietung erforderlich, wobei ein Umschalten zwischen verschiedenen Studios oder anderen Quellen eingeschlossen ist, oder für das lokale/regionale "Opt-out", d. h. ein Schalten von einem Netzsignal zu regionalen oder lokalen Programmen oder Werbesendungen.
Ein Schalten von analogen Videosignalen oder von nicht komprimierten digitalen Signalen lässt sich relativ einfach ausführen, da geeignete Zeitpunkte zum Schalten (hier "Schaltpunkte" genannt) in regelmäßigen Abständen auftreten, üblicherweise während der Bildaustastung. Dies ist nicht der Fall bei komprimierten Signalen, bei denen Bilder oft einen variablen Zeitraum und/oder eine variable Anzahl von Bits einnehmen. Außerdem kann das Kompressionssystem eine zeitliche Vorhersage verwenden, wodurch das Schalten noch komplizierter wird.
Ein einfacher Weg, um Bitströme zu schalten, ist, sie zu decodieren, im nicht komprimierten Bereich zu schalten und umzucodieren. Dies bietet eine hohe Flexibilität; jedoch hat das Hintereinanderschalten von Codierungsvorgängen eine Einbuße an Bildqualität zur Folge. Dies kann bei einigen Kompressionssystemtypen, bei denen es viele Parameter und Codierungsentscheidungen gibt, die bei einem Umcodieren anders getroffen werden könnten, ein ernstes Problem sein. Ein solches System ist MPEG-2, das derzeit wichtigste Kompressionssystem für Übertragungen. Die Erfin dung ist in erster Linie für MPEG-2 gedacht, kann aber auch für andere Kompressionssysteme verwendet werden.
Eine frühere Methode, um ohne Qualitätseinbuße zu schalten, ist als "Transport Stream Splicing" (engl.) bekannt. Diese umfasst das Definieren von Punkten ("Klebestellen" (engl. splicing points) genannt) in den Eingangsbitströmen (in MPEG-Transportstromform), an denen sie direkt geschaltet werden können. Es sind zwei Varianten vorgeschlagen worden: ein Kleben mit nahtlosem Übergang (engl. "Seamless Splicing") und ein Kleben, das keinen nahtlosen Übergang aufweist (engl. "Nonseamless Splicing").
Das Kleben kann preiswert durchgeführt werden, da es nicht erforderlich ist, das Videosignal zu decodieren oder umzucodieren. Aus verschiedenen Gründen mangelt es ihm jedoch an Flexibilität.
Das Schalten kann sich nur zu bestimmten Zeitpunkten ereignen, die durch die Struktur der MPEG-Bildgruppen (engl. MPEG Group of Pictures (GOP)) bestimmt sind. Das Vollbild vor dem Schalten muss ein I- oder P-Bild sein, und das Vollbild danach muss ein I-Bild sein. Dies bedeutet normalerweise, dass das Schalten nur mit einer Auflösung von ungefähr einer halben Sekunde festgelegt werden kann.
Der Videoschaltpunkt bestimmt, wann ein dazugehöriges Audiosignal geschaltet wird, da das Videosignal und das Audiosignal zu einem einzigen Transportstrom gehören. Es ist nicht möglich, unabhängige Video- und Audioschaltpunkte zu haben.
Den Aufwärtsstrom-Codierern muss bekannt sein, wann ein Schalten erforderlich sein kann; wenn nicht, sollten sie eine große Anzahl von Klebestellen einfügen.
Bei einem Codierer, der einen Bitstrom mit Klebestellen für einen nahtlosen Übergang erzeugt, kann das Einfügen dieser Stellen auf Kosten der Codierungsleistung gehen. Der Grund hierfür ist, dass die Puffer-Zustandskurve (engl. "buffer trajectory") eines Abwärtsstrom-Codierers an den Klebestellen genau festgelegt sein muss, wodurch die Anforderungen an die Ratensteuerung des Codierers komplizierter werden, vor allem, wenn es eine große Anzahl von Klebestellen gibt. Es ist ein Vorschlag unterbreitet worden, um dieses Problem zum umgehen, indem synthetische Einblendsequenzen um die Schaltpunkte herum eingefügt werden, jedoch schränkt dies den Nutzen des Klebens ein.
Von einfachen Schnitten (d. h. Überblendungen) verschiedene Übergänge sind nicht möglich.
Eine andere Methode ist, zu schalten und die decodierten Eingangssignale umzucodieren, jedoch nicht vom vollständigen Satz der Codierungsoptionen, die zur Verfügung stehen, beispielsweise im MPEG-2-"Werkzeugsatz", Gebrauch zu machen. Durch Verringern der Anzahl der Entscheidungen und Parameter, die sich beim Umcodieren ändern können, wird das Ausmaß der zusätzlichen Verzerrung, die eingeführt wird, verringert. Ein früherer Vorschlag verwertet diese Idee, wobei er die verhältnismäßig einfache Bildgruppen-Struktur IBIBIBIB benutzt (vgl. die Struktur IBBPBBPBBPBBIBBP ..., die üblicherweise verwendet wird). Die Nachteile dieser Methode sind, dass eine Einschränkung der Codierungsoptionen dazu führt, dass für die gleiche Bildqualität eine höhere Bitrate erforderlich ist, und dass sie Inkompatibilitäten mit anderen Codiereinrichtungen, welche die gesamte Variationsbreite der Optionen nutzen, einführt.
Eine frühere BBC-Patentanmeldung, WO 97/08 898, beschrieb ein Schalten eines Bitstroms unter Verwendung einer Decodieren-Schalten-Umcodieren-Methode, jedoch erzeugte in diesem Fall der Decodierer eine zusätzliche Ausgabe, um die von dem ursprünglichen Codierer benutzten Entscheidungen anzugeben. Bei Verwendung der gleichen Entscheidungen beim Umcodieren könnte die eingebrachte zusätzliche Verschlechterung gering sein. Dieser Schalter schloss außerdem Umgehungspfade ein, die viele Vollbilder entfernt vom Schaltpunkt benutzt wurden, wodurch sichergestellt ist, dass der Wechsel völlig transparent vollzogen werden kann; jedoch erschwert ihre Verwendung die Betätigung des Schalters.
Die Literaturquelle Wee u. a. "Splicing MPEG Video Streams in the Compressed Domain", 1997 IEEE 1^ST WORKSHOP ON MULTIMEDIA SIGNAL PROCESSING, 23. Juni 1997, S. 225-230, XP002081482, Princeton (New Jersey, USA) offenbart Klebeverfahren des Standes der Technik.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zum Schalten komprimierter Video-Bitströme zu schaffen.
Die Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
Es ist gezeigt worden, dass bei einem Umcodieren unter Verwendung der gleichen Codierungsentscheidungen die zusätzliche Verzerrung, die eingeführt wird, unter normalen Umständen vernachlässigbar ist. Folglich können der Decodierer und der Umcodierer immer systemintern gehalten werden, sodass der Schalter einfacher ist.
Die Codierungsentscheidungsinformationen können umfassen: Bildabmessungen; Vollbildrate; Bildstruktur (vollbildcodiert oder teilbildcodiert); Bildtyp (I, P oder B); ob Makroblöcke intracodiert sind oder eine Vorhersage verwenden; ob eine Vorwärts-, Rückwärts- oder Bidirektional-Vorhersage verwendet wird; Bewegungsvektoren; Quantisierersichtbarkeits-Gewichtungsmatrizen; Quantisiererstufe und Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers.
Vorteilhaft dienen die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um den Schaltpunkt herum dazu, Codierungsentscheidungen für die Umcodierung zu modifizieren. Insbesondere kann die Auffrischungsstrategie beim Umcodieren modifiziert werden, indem die Umcodierungs-I-Vollbilder als P-Vollbilder übertragen werden und/oder umgekehrt, oder durch Verwendung eines "I-P-Paares" Bilder mit MPEG-Feldstruktur. Damit soll verhindert werden, dass der Puffer des Abwärtsstrom-Decodierers zu voll oder leer wird, weil in dem geschalteten Bitstrom I-Vollbilder zu weit auseinander- oder zu nahe zusammenkommen.
Vorteilhaft wird ein Unterlauf eines Abwärtsstrom-Decodiererpuffers dadurch vermieden, dass die Bitrate für die Vollbilder, die an den Schaltpunkt grenzen, verringert wird. Ein psychovisueller Effekt, der als "zeitliche Maskierung" bekannt ist, kann genutzt werden, um zu verhindern, dass sich der Puffer des Abwärtsstrom-Decodierees zu weit leert. Quantisierungsrauschen in den Vollbildern, die dem Schaltpunkt sehr nahe sind, ist oftmals für den Betrachter nicht sichtbar, und folglich kann die Anzahl der Bits, die bei diesen Vollbildern verwendet wird, bewusst verringert werden.
Vorzugsweise empfangen die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel Pufferbelegungsinformationen, derart, dass die Bitnutzung in den Eingangsbitströmen in dem Ratensteueralgorithmus des Umcodierers berücksichtigt wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels beschrieben, wobei sich auf die beigefügte Zeichnung bezogen wird, worin:
1 ein Blockdiagramm eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Vorbehandlung eines Bitstroms für ein Kleben ist.
1 zeigt in Blockdiagrammform eine Vorrichtung zum Schalten zwischen zwei MPEG-2-Video-Bitströmen, in der Figur als Bitstrom A und Bitstrom B bezeichnet. Es sind zwei MPEG-Decodierer 10 und 12 vorgesehen. Die zwei Decodierer erzeugen jeweils zwei Ausgangssignale: ein decodiertes Videosignal und ein Codierungsentscheidungssignal. Das Codierungsentscheidungssignal enthält alle relevanten Informationen darüber, wie der zugehörige Bitstrom codiert wurde, die aus dem Bitstrom gefolgert werden können. Diese Informationen umfassen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, Folgendes: Bildabmessungen; Vollbildrate; Bildstruktur (vollbildcodiert oder teilbildcodiert); Bildtyp (I, P oder B); ob Makroblöcke intracodiert sind oder eine Vorhersage verwenden; ob eine Vorwärts-, Rückwärts- oder Bidirektional-Vorhersage verwendet wird; Bewegungsvektoren; Quantisierersichtbarkeits-Gewichtungsmatrizen; Quantisiererstufe und Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers.
Die zwei decodierten Videosignale werden im Videoschalter 14 so geschaltet, als ob sie herkömmliche, nicht komprimierte Signale wären, und das Ausgangssignal des Videoschalters wird an einen Codierer 16 gesendet. Dieser ist ein spezieller MPEG-2-Codierer, der ein Codierungsentscheidungssignal verwerten kann, wie beispielsweise in EP 0 765 576 oder WO 98/03 017 offenbart ist. Dieser Codierer wird alle oder einige der Entscheidungen, die von dem Codierer oder den Codierern getroffen wurden, welcher bzw. welche die Eingangsbitströme hervorgebracht haben, wie folgt wiederverwenden:
Der Block 18 dient dazu, Codierungsentscheidungen an den Codierer 16 zu liefern. Für Vollbilder, die vom Schaltpunkt weit entfernt sind, werden alle Codierungsentscheidungen wiederverwendet, und der Block 18 dient lediglich dazu, die Codierungsentscheidungen, die mit dem Decodieren des Bitstroms A oder des Bitstroms B im Zusammenhang stehen, entsprechend weiterzugeben. Dadurch ist das Umcodierungsverfahren nahezu transparent, d. h. das Bild, das durch Decodieren des Ausgangsbitstroms erhalten wird, ist so gut wie nicht unterscheidbar von jenem, das durch Decodieren des entsprechenden Eingangsbitstroms erhalten werden würde.
Für Vollbilder nahe dem Schaltpunkt modifiziert der Block 18 Codierungsentscheidungen, und der MPEG-Bildtyp kann bei der Umcodierung geändert werden. Der Hauptzweck davon ist, die Auffrischungsstrategie so zu modifizieren, dass sie für den geschalteten Bitstrom besser geeignet ist. Typisch wird ein intracodiertes Bild (I-Bild) bald nach dem Schaltpunkt verwendet, um das Auftreten einer Vorhersage "über den Cut hinweg" zu vermeiden. Raffinierter ist es, I-Bilder in den Eingangsbitströmen in von Intra-Bildern verschiedene Bilder (typisch P-Bilder) "umzusetzen", um zu vermeiden, dass zu viele I-Bilder in dichter Folge kommen, was dazu führen könnte, dass die kurzfristige Bitrate zu hoch ist und ein Unterlauf des Puffers eines Abwärtsstrom-Decodierers auftritt. Unter Umständen (beispielsweise, wenn die Szene bewegungsreich ist), kann ein intracodiertes Vollbild in ein intracodiertes Teilbild gefolgt von einem vorwärtscodierten Teilbild umgesetzt werden (dazu wird die MPEG-2-Bildstruktur vom Vollbild zum Teilbild umgesetzt). Dies ist ein alternatives Verfahren, um die kurzfristige Bitrate herabzusetzen.
Das nachfolgend dargestellte Beispiel zeigt einen Fall, in dem bei einem Bild im Bit strom A und zwei Bildern im Bitstrom B der Bildtyp beim Umcodieren modifiziert worden ist. Diese Bilder sind im Fettdruck dargestellt (der Klarheit wegen: Die Bilder sind in der Reihenfolge gezeigt, in der sie am Decodierer-Ausgang ausgegeben werden, nicht in der Reihenfolge, in der sie im Bitstrom auftreten):
Der Vorhersagemodus und die Bewegungsvektoren werden gegebenenfalls modifiziert, um eine Änderung im Bildtyp zu berücksichtigen und zu vermeiden, dass Vorhersagen "über den Cut hinweg" getroffen werden. Oftmals geht dies mit einer Vereinfachung einher. In dem obigen Beispiel würde das B-Bild, das auf den Schaltpunkt folgt, normalerweise bidirektional vorhergesagte Makroblöcke im Eingangsbitstrom B enthalten; diese werden so modifiziert, dass sie vorwärts vorhergesagt sind, und die Rückwärts-Vektoren werden verworfen. Jedoch werden dort, wo ein I-Bild in ein P-Bild umgesetzt wird, neue Vektoren bestimmt werden müssen, es sei denn, im Eingangsbitstrom standen Verbergungsvektoren zur Verfügung.
Die Quantisierer-Parameter werden modifiziert, um die Anzahl der Bits zu steuern, die beim Umcodieren erzeugt werden. Dies geschieht üblicherweise durch die Ratensteuereinheit in einem MPEG-2-Codierer, die den Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodieres überwacht (tatsächlich überwacht sie den Zustand ihres eigenen Ausgangspuffers, der jenen des Decodiererpuffers wiederspiegelt).
Die Ratensteuereinheit für diese Erfindung unterscheidet sich von einer herkömmlichen dadurch, dass die Bitnutzung der Eingangsbitströme über die Codierungsentscheidungen übermittelt wird und verwendet wird, um Ziele für die Anzahl der Bits, die beim Umcodieren zu erzeugen sind, festzulegen. Diese Ziele werden dann benutzt, um die Quantisierer-Parameter zu bestimmen. Außerdem versucht die Ratensteuerung über eine Anzahl von Vollbildern, die auf den Schaltpunkt folgen, den Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers in Übereinstimmung mit jenem zu bringen, der vorliegen würde, wenn der Bitstrom B direkt an den Decodierer gesendet worden wäre. Üblicherweise wird die Anzahl der erforderlichen Bits etwas niedriger als der Eingangsbitstrom festgelegt. Wenn der Decodiererpufferzustand angepasst ist, tritt die Ratensteuereinheit in eine "verriegelte Betriebsart" ein, in welcher die Quantisierer-Parameter (und auch alle anderen Codierungsentscheidungen) genau so wie im Eingangsbitstrom beibehalten werden. Nach diesem Punkt ist der Schalter nahezu transparent. Wegen eines Effekts, der als "zeitliche Maskierung" bezeichnet wird, kann oftmals zugelassen werden, dass der Rauschpegel in den Bil dern unmittelbar vor und nach dem Schaltpunkt höher als sonst ist. Das Auge ist durch den Wechsel des Bildmaterials abgelenkt und bemerkt das zusätzliche Rauschen nicht. Folglich kann die Anzahl der Bits, die bei diesen Bildern verwendet wird, bewusst recht klein gemacht werden, wenn dies dazu beiträgt, den Pufferzustand wie oben angegeben in Übereinstimmung zu bringen.
Obwohl sich diese spezielle Beschreibung auf das Schalten von MPEG-2-Bitströmen konzentriert hat, sind viele der Techniken zusammen mit anderen Typen von DCT-basierenden komprimierten Video-Bitströmen wie etwa JPEG, ETSI und MPEG-1, oder auch mit nicht DCT-basierenden Bitströmen, wie etwa in Wavelet- oder auf Fraktalen basierenden Systemen, anwendbar.
Die Erfindung kann leicht abgewandelt werden, um mit dem Fall zurechtzukommen, in dem zwischen komprimierten und nicht komprimierten Eingangssignalen umgeschaltet wird. Hier macht der Codierer von den Codierungsentscheidungen im komprimierten Eingangssignal Gebrauch, trifft jedoch seine eigenen Entscheidungen, wenn das nicht komprimierte Eingangssignal ausgewählt ist.
Der Schalter kann so erweitert werden, dass er ein Herabsetzen der Bitrate einschließt, mit anderen Worten, dass die Rate des Ausgangsbitstroms niedriger als die eines Eingangsbitstroms oder beider Eingangsbitströme ist. Beispielsweise kann für eine Übertragung an den Zuschauer eine niedrigere Bitrate als zur Verteilung vom Studio an den Sender verwendet werden. In solchen Fällen ist nicht beabsichtigt, dass der Schalter transparent ist, und es besteht keine Notwendigkeit zu versuchen, den Pufferzustand des Abwärtsstrom-Decodierers wie oben anzupassen.
Neben der Durchführung von einfachen Umschaltvorgängen können weitere Videoübergänge erforderlich sein. Der wichtigste davon ist das Überblenden. Eine MPEG-Codierung von Überblendsequenzen neigt dazu, qualitativ minderwertige Bilder zu ergeben, was daran liegt, dass es schwierig ist, Bewegungsvektoren zu schätzen, und dass die Vorwärts-Vorhersage leistungsschwach ist. Die Erfindung kann auf die Durchführung von Überblendungen ausgedehnt werden.
Hierfür nimmt der beschriebene Videoschalter die Form einer Video-Überblendvorrichtung an. Es wird anerkannt werden, dass während des Überblendens Entscheidungen von beiden Eingangsbitströmen zur Verwendung bei der Umcodierung zur Verfügung stehen.
Bei einer Codierungsstrategie werden die Entscheidungen vom Bitstrom A für den ersten Teil der Überblendung verwendet, während für den letzten Teil die Entscheidungen vom Bitstrom B verwendet werden. Bei einer alternativen Strategie wird die potentielle Codierungsqualität unter Verwendung jedes Satzes von Entscheidungen getrennt bewertet, und der bessere Satz wird gewählt.
Eine zeitliche Maskierung ist nicht zweckmäßig, da es keinen plötzlichen Wechsel von einer Sequenz zur anderen gibt. Jedoch führt das Mischen der Sequenzen zu einer Abnahme der Sichtbarkeit von Quantisierungsrauschen, und die Ratensteuereinheit des Codierers kann diese Tatsache nutzen.
Einige Techniken dieser Erfindung können benutzt werden, um einen Transportstrom als Teil einer Klebevorrichtung vorzubehandeln.
2 zeigt einen Klebeübergang vom Transportstrom A zum Transportstrom B. Der Transportstrom A wird im Transportstrom-Demultiplexer 20 in elementare Bitströme demultiplexiert (der Klarheit wegen ist nur der Video-Bitstrom gezeigt). Der Video-Bitstrom wird in dem Decodierer 22 in ein Videosignal decodiert, wobei außerdem Codierungsentscheidungen ausgegeben werden. Das Videosignal läuft direkt zu einem Videocodierer 24, der außerdem die Codierungsentscheidungen empfängt, nachdem sie einen "Modifiziere-Codierungsentscheidungen"-Block 26 durchlaufen haben. Bei vielen Vollbildern von einem Kleben, wobei das Videosignal mit den gleichen Entscheidungen umcodiert und im Transportstrom-Multiplexer 28 erneut multiplexiert wird, wird dies unter normalen Bedingungen transparent sein. Nahe dem Zeitpunkt des Klebens in der Transportstrom-Klebeeinrichtung 30 wird die Anzahl der erzeugten Bits so angepasst, dass die Pufferbedingungen für ein Kleben erfüllt sind, indem die Codierungsentscheidungen im Block 6 modifiziert werden, üblicherweise durch Anpassen der Quantisierer-Parameter.
Zusätzlich dazu müssen die Eingangssignale synchronisiert sein, damit sichergestellt ist, dass ein Kleben am richtigen Bildtyp erfolgt, wobei Modifikationen an den Zeitmarkierungen und Taktreferenzinformationen in dem Transportstrom erforderlich sind. Diese Aspekte sind in dem oben angeführten Schaubild nicht gezeigt.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein nicht in Echtzeit ausgeführtes Cutten, das einem auf Software basierendem Schalter entspricht. Um dessen Betrieb zu beschleunigen, können Modifikationen an der soweit beschriebenen Methode, im Wesentlichen Hardware, vorgenommen werden. Bitströme können direkt kopiert werden, wenn der Schalter tatsächlich transparent ist. Unter bestimmten Umständen ist es möglich, nur ein teilweises Decodieren auszuführen, bis in den DCT-Bereich, vorausgesetzt, der Bildtyp wird nicht verändert. Dies kann zu einer geringfügigen Qualitätseinbuße führen, die jedoch akzeptabel ist.
Es versteht sich, dass die Erfindung nur beispielhaft beschrieben worden ist und dass vielfältige Abwandlungen möglich sind, ohne vom Rahmen der Erfindung abzukommen.

Claims

Vorrichtung zum Schalten komprimierter Video-Bitströme, die umfasst: einen ersten Bitstrom-Eingang; einen zweiten Bitstrom-Eingang; einen geschalteten Bitstrom-Ausgang; einen ersten Decodierer (10), um einen ersten Eingangsbitstrom von dem ersten Bitstrom-Eingang zu empfangen und um ein erstes decodiertes Videosignal und ein erstes Codierungsentscheidungssignal bereitzustellen; einen zweiten Decodierer (12), um einen zweiten Eingangsbitstrom von dem zweiten Bitstrom-Eingang zu empfangen und um ein zweites decodiertes Videosignal und ein zweites Codierungsentscheidungssignal bereitzustellen; eine Videoschalteinheit (14) zum Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Videosignal; einen Codierer (16) zum Umcodieren des geschalteten Videosignals und Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel (18), um das erste und das zweite Codierungsentscheidungssignal zu empfangen und um Codierungsentscheidungen an den Codierer zu liefern, derart, dass der Codierer und der erste Decodierer und/oder der zweite Decodierer ununterbrochen und nicht genau während einer Schaltperiode zwischen dem geschalteten Bitstrom-Ausgang und entweder dem ersten Bitstrom-Eingang oder dem zweiten Bitstrom-Eingang angeschlossen bleiben, wobei das Decodieren und Umcodieren als Folge der Verwendung von Codierungsentscheidungen durch den Codierer im Dauerzustand im Wesentlichen transparent sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Codierungsentscheidungssignale Informationen über die folgenden Parameter transportieren: Bildabmessungen; Vollbildrate; Bildstruktur (vollbildcodiert oder teilbildcodiert); Bildtyp (I, P oder B); ob Mak roblöcke intracodiert sind oder eine Vorhersage verwenden; ob eine Vorwärts-, Rückwärts- oder Bidirektional-Vorhersage verwendet wird; Bewegungsvektoren; Quantisierersichtbarkeits-Gewichtungsmatrizen; Quantisiererstufe und Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um einen Schaltpunkt herum arbeiten, um Codierungsentscheidungen für die Umcodierung zu modifizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um den Schaltpunkt herum arbeiten, um I-Vollbilder als P-Vollbilder umzucodieren und umgekehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um den Schaltpunkt herum arbeiten, um ein intracodiertes Vollbild in ein intracodiertes Teilbild, dem ein vorwärtscodiertes Teilbild folgt, umzusetzen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Unterlauf eines Abwärtsstrom-Decodiererpuffers durch Verringern der Bitrate von Vollbildern angrenzend an den Schaltpunkt vermieden wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Bitrate dadurch verringert wird, dass zugelassen wird, dass ein Quantisierungsrauschen auf einen Pegel ansteigt, der durch den psychovisuellen Effekt einer markierten Änderung im Bildinhalt gerade verdeckt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel Pufferbelegungsinformationen empfangen, derart, dass die Bitnutzung in den Eingangsbitströmen in dem Ratensteueralgorithmus des Umcodierers berücksichtigt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Codierer zum Umcodieren des geschalteten Videosignals beim Schalten in eine Betriebsart mit nicht verriegelter Ratensteuerung übergeht und erneut in eine verriegelte Betriebsart eintritt, in der Codierungsentscheidungen direkt verwendet werden, sobald der bestimmte Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers mit jenem übereinstimmt, der auf einen Dauerzustand des geschalteten Videosignals anwendbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Videoschalteinheit so beschaffen ist, dass sie Überblendungen ausführt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Codierer so beschaffen ist, dass er die erste Codierungsentscheidung in einem ersten Teil der Überblendung verwendet und die zweiten Codierungsentscheidungen in einem zweiten Teil der Überblendung verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die potentielle Codierungsqualität mit dem Codierer unter getrennter Verwendung der ersten und der zweiten Codierungsentscheidungen und einer Auswahl, die an der Menge von Codierungsentscheidungen vorgenommen wird und eine bessere Codierungsqualität ergibt, bemessen wird.
Verfahren zum Schalten komprimierter Video-Bitströme, das die folgenden Schritte umfasst: Decodieren wenigstens eines ersten Eingangsbitstroms und Schaffen wenigstens eines ersten decodierten Videosignals und wenigstens eines ersten Codierungsentscheidungssignals; Schalten zwischen dem ersten Videosignal und einem weiteren Videosignal und Umcodieren des geschalteten Videosignals, um ununterbrochen und nicht genau während einer Schaltperiode den Bitstrom-Ausgang zu schaffen, wobei Informationen aus dem ersten Codierungsentscheidungssignal verwendet werden, wenn sich das geschaltete Videosignal aus der Decodierung des ersten Eingangsbitstroms ergibt, derart, dass das Decodieren und das Umcodieren im Dauerzustand im Wesentlichen transparent sind.
Verfahren nach Anspruch 13, das die folgenden weiteren Schritte umfasst: Decodieren eines zweiten Eingangsbitstroms und Schaffen eines zweiten decodierten Signals und eines zweiten Codierungsentscheidungssignals; Schalten zwischen dem ersten und dem zweiten Videosignal; und Umcodieren des geschalteten Videosignals unter Verwendung von Informationen aus dem ersten und dem zweiten Codierungsentscheidungssignal, um einen ununterbrochenen Videoausgang zu schaffen, wobei das Decodieren und das Umcodieren im Dauerzustand im Wesentlichen transparent sind.
Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei dem die Eingangsbitströme auf einen DCT-Koeffizienten-Pegel decodiert werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei dem die Eingangsbitströme in Videosignale decodiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die Codierungsentscheidungssignale Informationen über einige oder alle der folgenden Parameter transportieren: Bildabmessungen; Vollbildrate; Bildstruktur (vollbildcodiert oder teilbildcodiert); Bildtyp (I, P oder B); ob Makroblöcke intracodiert sind oder eine Vorhersage verwenden; ob eine Vorwärts-, Rückwärts- oder Bidirektional-Vorhersage verwendet wird; Bewegungsvektoren; Quantisierersichtbarkeits-Gewichtungsmatrizen; Quantisiererstufe und Pufferzustand eines Abwärtsstrom-Decodierers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem die Codierungsentscheidungen um einen Schaltpunkt herum modifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um den Schaltpunkt herum arbeiten, um I-Vollbilder als P-Vollbilder umzucodieren und umgekehrt.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Codierungsentscheidungs-Verarbeitungsmittel um den Schaltpunkt herum arbeiten, um ein intracodiertes Vollbild in ein intracodiertes Teilbild, gefolgt von einem vorwärtscodierten Teilbild, umzusetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem ein Unterlauf eines Abwärtsstrom-Decodiererpuffers dadurch vermieden wird, dass die der Bitrate für Vollbilder, die an einen Schaltpunkt angrenzen, verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Bitrate dadurch verringert wird, dass zugelassen wird, dass das Quantisierungsrauschen auf einem Pegel ansteigt, der durch den psychovisuellen Effekt einer markierten Änderung in dem Bildinhalt gerade verdeckt wird.