MXPA00010944A - Metodo para almacenar audio y video digitales comprimidos - Google Patents

Abstract

Los programas de audio y/o viedeo digitales que han sido comprimidos sobre la base de grupos de imágenes (GOP) son registrados sobre un medio que permite el salto inmediato entre grupos a través del coalmacenamiento de paquetes de Flujo de Transporte e información del indicador. En particular, de manera coexistente con el almacenamiento, se derivan indicadores sucesivos de tiempo real a partir de un Flujo de Transporte primario que apunta colectivamente a paquetes de datos en un Flujo de Transporte reconstruido, el cual contiene puntos de entrada. Esos indicadores son almacenados en lugares predeterminados sobre el medio.

Description

MÉTODO PARA ALMACENAR ^Dlá^'VIDEO DIGITALES COMPRIMIDOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se reláßiñna con un método como se expone en el preámbulo de la Reivindicación 1 El registro de video clasico permite modos truculentos tales como el avance rápido y retroceso rápido Los modos truculentos se han vuelto mas complejos de implementar para el video digital que esta comprimido sobre la base de grupos de imágenes (GOP) , debido a que intervalos de video uniformes pueden corresponder a secuencias de paquetes de datos de longitudes no uniformes, dependiendo del contenido de información del video. La Patente Estadounidense 5,701,386 permite el avance rápido y el retroceso rápido proporcionando a cada Grupo de Imágenes un encabezado GOP y cada secuencia GOP con encabezados de secuencia tanto antes de su primer GOP como también después de su ultimo GOP. Posteriormente, el termino "imagen" se utilizara de manera consistente. Dependiendo del estándar de video real, el termino "imagen" puede incluir "cuadro" asi como "campo" Sin embargo, las transmisiones digitales moderadas, en particular vía satélite, utilizan Flujos de Transporte (TS) de acuerdo al estándar de capa de sistema ISO/IEC 13818-1 para transmitir audio y/o video por canales múltiples El estándar de capa de video puede ser el H262 o ISO/IEC 13818-2, el estándar de la capa de video ISO/IEC 13818-3. Esas características se utilizan ínter alia para DVD y se pretende que sirvan para la reproducción lineal sin retroalimentación desde un decodificador . Los paquetes arriban a un receptor uno por uno y su asignación a un programa particular generalmente no es conocida, antes de que el paquete en sí haya arribado: en realidad, la asignación es a través de tablas PSI. Para el almacenamiento, se seleccionan uno o más programas específicos de un Flujo de Transporte recibido. Esto necesitará un tiempo de almacenamiento o un tiempo de reproducción para adaptarse ciertos parámetros de flujo para retener un Flujo de Transporte para la reproducción. Los sistemas de reproducción generalmente soportarán saltos sobre una distancia de almacenamiento física seleccionable, pero la probabilidad de dar entonces en un punto de entrada al programa realmente almacenado es baja. El descubrimiento de tales puntos de entrada necesitará búsquedas repetidas y tiempo intensivo, lo cual puede producir un desbordamiento de la memoria intermedia. También se vuelve casi imposible reproducir el flujo a una velocidad n veces mayor con un entero n, así como aterrizar inmediatamente sobre un fragmento de video que pueda ser reproducido independientemente. Por lo tanto, si el almacenamiento toma lugar sobre un aparato dedicad®?/ las ubicaciones de los puntos de entrada deben ser Snpfediartamente conocidas, ya sea directamente o vía indicadores. El problema se vuelve más severo si debe almacenarse una pluralidad de programas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En consecuencia, entre otras cosas, un objeto de la presente invención es dar formato al video almacenado de tal manera que sean factibles varios modos truculentos para un ambiente de flujo de transporte, manteniendo a la vez las instalaciones de manejo de datos apropiadas para este ambiente. Ahora, por lo tanto, de acuerdo a uno de sus primeros aspectos, la invención se caracteriza de acuerdo a la parte caracterizante de la Reivindicación 1. La invención también se relaciona con un método para reproducir nuevamente tal Flujo de Transporte registrado y con un dispositivo arreglado para practicar la invención. Los aspectos ventajosos adicionales de la invención se exponen en las Reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Esos y otros aspectos y ventajas de la invención se discutirán con mayor detalle aquí posteriormente con referencia a la descripción de las modalidades preferidas, y en particular con referencia a las Figuras anexas que muestran: La Figura 1, un diagrama de bloques de una organización de registro; La Figura 2, un diagrama de una estructura de Flujo de Transporte; La Figura 3, un diagrama de la estructura de datos almacenada; La Figura 4, un diagrama de bloques de una organización de rerreproducción; La Figura 5, el empaquetamiento de un Flujo de Transporte; La Figura 6, el desempaquetamiento de un Flujo de Transporte.

DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DE UN AMBIENTE RELEVANTE De acuerdo a lo acordado sobre el formato, los Paquetes del Flujo de Transporte comienzan con un encabezado del paquete del Flujo de Transporte, el cual contiene un IDentificador del Paquete PID. A través de las Tablas de Información Específica del Programa PSI, será conocido el contenido de los datos en un paquete TS. El PID para los datos de video V_PID de cada programa transmitido se IÉÍIII rlii tf almacenan en las tablas PSI •; en el Flujo de Transporte. Un indicador_inicio_unidad_carga pusi se almacena en el encabezado del paquete de Flujo 4fe Transporte e indica si la carga del paquete en cuestión comienza en realidad con el primer byte de un paquete de Flujo Elemental Empaquetado PES (estándares ISO/IEC supra) . Finalmente, el control_campo_adaptación (afc) indica si el paquete de Flujo de Transporte contiene en realidad un campo de adaptación y/o carga. Para colocar un indicador, el sistema usualmente sólo necesita tener acceso a los paquetes que tienen PID = V_PID, pus?=l y un afc que sea igual a l o igual a 3. Si la tabla fuese demasiado grande para un solo paquete de 188 bytes, deberá tenerse acceso a dos o más paquetes contiguos con PID=V_PID. Únicamente los paquetes así señalados necesitan ser verificados para determinar la presencia de un punto de entrada. Los puntos de entrada pueden ser como sigue: • un paquete TS con el inicio de una imagen I; • un paquete TS con el inicio de un GOP; • un paquete TS con el inicio de un encabezado de secuencia . Los indicadores pueden ser almacenados transitoriamente en la memoria RAM y eventualmente escritos Lu*¿A..¿ .. * ... ..JJH?, .-... . . .MÉÉMMfeh,. •», , 'Éfl f- n p»fTfít1ír?' al disco. Un programa con un video le toma 135 minutos con 25 imágenes por segundo, un tartaño de GOP de 12 imágenes y una longitud de indicador de 4 bytes, producirá información de indicador de aproximadamente 0.54 Mbits o 67 Bytes. A una velocidad de transferencia de 16 Mbaudios escribir todos los indicadores necesitará aproximadamente 35 milisegundos, siempre que estén en una área de disco separada. Si la RAM es demasiado pequeña, los indicadores deben ser escritos al principio. Los indicadores pueden ser mantenidos dentro de un flujo almacenado, tal como almacenándolos cuando alcanzan un cierto número tal como 1000 paquetes seleccionados. En la reproducción, las posiciones del indicador serán entonces inmediatamente conocidas. De manera alternativa, debe utilizarse una tabla de ubicaciones de indicador. Si los indicadores son mantenidos en un lugar separado, entonces pueden ser escritos ya sea después de un cierto intervalo de tiempo, o en instantes cuando la velocidad de flujo real sea baja, o de cualquier manera antes de alcanzar la capacidad de almacenamiento de la memoria intermedia. La siguiente información adicional puede ser almacenada con los indicadores para facilitar la reproducción de un programa almacenado: • la longitud en segundos del video al momento del registro para calcular el tiempo restante; Xa_¿fci • el tamaño de los^-GOP, y si es aplicable, una caracterización de los GO*ií como si estuvieran cerrados o no cerrados, tal como de acuerdo al estándar MPEG, y si sus tamaños son uniformes o no; -Míj? « el PID de los que contienen una Tabla del Mapa del Programa PMT; • el PID de los paquetes que almacenan la Referencia de Reloj de Programa PCR; • el PID de los paquetes con la información de video; • El Código del Tiempo de Inicio puede ser utilizado para calcular el tiempo transcurrido; • La Velocidad del Cuadro que en combinación con un tamaño de GOP uniforme puede utilizarse para saltar a un instante particular en el tiempo; • el número total de paquetes TS que pueden ser utilizados para calcular el fin de programa en cuestión; • el número total de imágenes I, B y P; • el número total de imágenes I; • la velocidad de bits promedio. El uso de Indicadores puede soportar la rerreproducción de un programa particular a mayor velocidad. Las condiciones del Flujo de Transporte deberán ser -.¿ tSÉrimiaatato mantenidas evitando hacer referencia a imágenes no existentes. Además, cie?tos campos pueden tener que ser adaptados . La reproducción truculenta es facilitada enviando a un decodificador sólo paquetes TS que contienen información de video, inclusive de información de SI y paquetes PCR. La reproducción más rápida del sonido generalmente no es útil. El almacenamiento de información extra permitirá seleccionar el envío exclusivo de aquellos paquetes que tienen un PID que corresponde a esa PAT, PMT, PCR y V_PID. La información del tamaño del GOP puede ser utilizada para un ambiente de GOP "no cerrado", durante la reproducción de GOP completos, evitando de manera seleccionable una imagen B particular, y posiblemente para adaptar referencias temporales en otros paquetes. La duración del video al momento del registro puede ser utilizada, en combinación con el código de tiempo almacenado en el encabezado del GOP para calcular y presentar el tiempo transcurrido. La combinación de la velocidad de cuadro y un tamaño de GOP fijo permite reproducir periódicamente de manera exacta un número específico de segundos, y posteriormente saltar n veces el primer número, donde n puede tener valores tal como en el intervalo de 1-100. Una ventaja extra del almacén soportado por el indicador es que el programa necesita ser almacenado solo una vez. La organización descrita soporta el registro de una pluralidad de programas en paralelo en el Flujo de Transporte secundario en una forma intercalada. En ese caso, cada programa necesitará su arreglo asociado de indicadores.

! DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La Figura 1 es un diagrana de bloques de una organización de registro ejemplar. La entrada 20 recibe un Flujo de Transporte. En el bloque 22, toma lugar la selección de los paquetes TS requeridos y la inserción del reloj fechador, seguida por el almacenamiento en la Memoria de Información del Flujo 24. En el bloque 26, son contados los paquetes TS seleccionados, y el conteo realmente alcanzado es enviado a la Memoria de Información del Indicador 28. En el bloque 32, se extraen los puntos de entrada, y se cuentan en el bloque 30: el conteo es enviado tanto a la Memoria de Información del Indicador 28 como a la Memoria de Información del Flujo 36 que es, de hecho, el mismo que el bloque 24. En el bloque 34, es recuperado el Código de Tiempo del encabezado del GOP y su valor es de cero, puede efectuarse cualquier modificación necesaria. En el bloque 40, se extrae la información del tamaño del GOP y la velocidad de la imagen y se envía a la Memoria de Información de Flujo, ahora el bloque 50. En el bloque 42, se extrae el Indicador del GOP cerrado, en el bloque 44 el PCR_PID, en el bloque 46 el PMT_PID, y en el bloque 48 el PID del video, todos para enviarse a la Memoria de Información de Flujo 50. La información en la salida 49 está lista para ser almacenada. La Figura no específica el trazado del mapa de varias funcionalidades parciales sobre los componentes físicos de computación apropiados, que pueden realizarse como mecanismos convencionales que no han sido mostrados por brevedad. La Figura 2 es una modalidad esquemática de la estructura del Flujo de Transporte. Aquí, el nivel más superior muestra la secuencia de Paquetes del Flujo de Transporte que contienen cada uno 188 bytes. En el siguiente nivel un paquete consiste de un encabezado de 4 bytes que acomoda al menos los PID de información, pusi y afc. El resto son los datos del paquete TS. En el tercer nivel el campo de datos puede contener una adaptación del campo y/o un campo de carga que se dimensionan de acuerdo a las necesidades, y pueden especificarse internamente a través de la información afc. La Figura 3 es un diagrama de la estructura de datos almacenada. El bloque 64 simboliza la información del flujo formada por paquetes TS que contienen todos información que ha sido seleccionada sobre la base del flujo de información decidido en la entrada 22 en la Figura 1. El bloque 6 simboliza la información del indicador que ha sido producida por los bloques 26, 30, 32 en la Figura 1. El bloque 60 simboliza la información del flujo producida por los diferentes bloques en la Figura 1, tal como en particular los bloques 22, 30, 38, 40, 42, 44, 46 y 48. Ahora, la primera información de los bloques 60 y 62 se combina para el almacenamiento contiguo. A continuación, los compuestos así formados, así como la información del bloque 64 se almacenan sobre el medio. La última información puede ser almacenada en lugares físicamente distantes de la primera: el enlace es a través del sistema de archivos. La información es almacenada colectivamente en el disco en un formato que puede ser configurado junto con las enseñanzas ejemplares de la Figura 2. Durante un programa, los paquetes TS serán escritos continuamente. La información del indicador y el flujo es entonces escrita ya sea después de terminar de tomar el video, o en cantidades de tamaño relativamente pequeño durante la toma del video. La Figura 4 es un diagrama de bloques de una organización de reproducción ejemplar. El punto 70 representa el disco de almacenamiento reescribible junto con sus componentes electromecánicos, electroópticos y electrónicos asociados para el accionamiento y acceso a la información, inclusive con las características de desmodulación, corrección de errores y similares que operan a un nivel organizativo relativamente menor que la presente invención. El bloque 72 ejecuta la desmultiplexión en tres subflujos. El bloque 74 simboliza el subflujo de la Memoria de Información del Indicador. El bloque 76 simboliza el subflujo de la Memoria de Información del Flujo. Esos dos flujos son enviados a la memoria de control 80 que puede ejecutar la siguiente función de control de usuario: • establecimiento de la velocidad de reproducción, tal como l...n veces la velocidad normal; • opcionalmente, establecer la duración de reproducción mínima antes de efectuar un salto; aquí, existen varias posibilidades, tal como la reproducción de n GOP antes de un salto, velocidad de salto de xn GOP, o: reproducir una imagen, repetir n veces, a continuación saltar a la siguiente imagen I, etcétera; • si se ha almacenado una pluralidad de programas: selección del programa; • establecer la posición de inicio del video para comenzar a reproducir el programa en cuestión de; • reproducción/registro; • alto; 18- • ir a un punto específico en el tiempo; • avance rápido y retroceso rápido. Las funciones de control son por ejemplo como sigue: • presentar tiempo transcurrido realmente desde el inicio del programa que está siendo leído; • recuperar información del indicador y el flujo del disco; • operaciones para ir al control para especificar la posiciones de los bytes para tener acceso a un punto de entrada; • reproducir cuando se inicia desde una ubicación física especificada; • registrar hasta un lugar fijo especificado. La unidad de control puede enviarse a señales así desarrolladas a lo largo de las líneas de control 92, 94, 96, 98 a varios subsistemas a ser identificados aquí posteriormente. Primero, el subsistema orientado al disco 70 es controlado a lo largo de la línea 92. El Flujo de Transporte desmultiplexado del bloque 72 es enviado al bloque 82 para la extracción del código de tiempo. El bloque 84 detecta si el indicador de GOP Cerrado es falso (?l) y ejecuta un n GOP, reemplaza los primeros paquetes de imagen B con paquetes nulos. Además, el bloque 84 detecta si el indicador de GOP Cerrado es falso (?l) o reproduce imágenes I únicamente, actualiza continuamente el contador en el encabezado del paquete TS, actualiza la referencia temporal en el encabezado de la imagen, y fija el enlace interrumpido del encabezado del GOP en 1, lo último depende del tipo de codificador. El bloque 86 detecta si la velocidad de reproducción ?l, y en el caso positivo reemplaza todos los paquetes TS, excepto los paquetes de PID de Video, paquetes de PID de PCR, paquetes de PID de PMT y paquetes de PID(O) de PAT con paquetes nulos. Además, el número de Relojes Fechadores de Presentación, Relojes Fechadores de Decodificación y PCR son modificados para reflejar los tiempos de presentación y decodificación correctos. El bloque 88 detecta si existen relojes fechadores o no. En el caso positivo, se reconstruye la Base Temporal y se remueven los Relojes Fechadores. La salida 90 presentará un Flujo de Transporte enmendado de acuerdo al estándar MPEG-2. Por brevedad, la Figura no específica el trazado de los mapas de varias funcionalidades parciales sobre los componentes físicos de computación.

Un aspecto particular de un flujo de transporte es que todos los paquetes TS comenzarán con un encabezado TS que contiene un PID. La Figura 5 ilustra el empaquetamiento de un Flujo de Transporte. A la izquierda, ambos de los datos de video y datos de audio arriban en sus codificadores respectivos 110 y 112. Ambos codificadores alimentan entonces los empaquetadores respectivos 112 y 116, respectivamente para producir un flujo de PES de video y un flujo de PES de audio. En el multiplexor 118, los dos flujos son multiplexados para constituir un Flujo de Transporte de entrada que está listo para ser almacenado. La Figura 6 ilustra el desempaquetamiento de un Flujo de Transporte. A la izquierda, entra un Flujo de Transporte compuesto a un decodificador anexo al desmultiplexor 120, que separará el video del audio. El bloque 126 opera además para la extracción del reloj, y sincroniza los bloques decodificadores de video 122 y el bloque de codificador de audio 124. La información de video y audio decodificada está entonces disponible para ser reproducida por el consumidor. Varios aspectos relevantes de la invención son los siguientes : • El indicador del tiempo transcurrido puede ser recuperado del encabezado del GOP y el Código de Tiempo de Inicio es independiente de la velocidad de bits y del tamaño del GOP; « El avance rápido y el retroceso rápido son factibles a cualquier velocidad, aún si un solo disco contiene más programas en una forma intermezclada física, pero no lógicamente; • Tanto la tabla del indicador como la información TS pueden ser almacenadas en un lugar del disco arbitrario.

Existe algún tipo de índice de Materias que para todos los programas contiene las ubicaciones de inicio de los paquetes TS/programa, de las tablas de indicador, y las tablas de información TS; • La reproducción truculenta no requiere u reagrupamiento o una operación para dar formato nuevamente extra de las secuencias de imágenes; • Pueden utilizarse decodificadores externos, así como internos; • No se necesita un argumento de sector explícito para paquetes TS que contengan un punto de entrada; • No necesitan ser almacenados datos en una forma físicamente contigua; • Se permite el almacenamiento intercalado de audio, video y otros datos; • La invención permite GOP de todos tamaños, aún GOP de tamaños no uniformes.

Claims (17)

CAPITULO REIVINDICATORÍO Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES :

1. Un método para registrar uno o más programas de audio y/o video digitales que han sido comprimidos sobre la base de grupos de imágenes (GOP) , sobre un medio que permite el salto inmediato entre grupos a través del coalmacenamiento de paquetes de Flujo de Transporte e información de indicadores, caracterizado por la coexistencia con el almacenamiento, en la derivación en tiempo real de indicadores sucesivos del Flujo de Transporte primario que apuntan colectivamente a paquetes de datos en un Flujo de Transporte secundario que contiene puntos de entrada, e indicadores los cuales están almacenados en ubicaciones predeterminadas sobre el medio.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las ubicaciones predeterminadas están dentro del Flujo de Transporte secundario.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las ubicaciones predeterminadas están en una área de Tabla fuera del Flujo de Transporte secundario.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, para utilizarse con una pluralidad de programas intercalados en el flujo secundario, proporcionando a la vez a cada uno de tales programas un arreglo privado de indicadores .

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, un tamaño de los GOP, y es aplicable, a una caracterización de los GOP como cerrados o no cerrados, y si los tamaños son uniformes o no.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, un PID de un paquete que contiene una Tabla del Mapa del Programa.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, un PID de un paquete que contiene una Referencia del Reloj del Programa.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, un PID de un paquete que contiene información de video.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, un Código de Tiempo de Inicio a ser utilizado para calcular el tiempo transcurrido.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque indica, ademas, una velocidad de cuadro a ser utilizada en combinación con un tamaño de GOP uniforme para saltar a un instante particular en el tiempo.

11. Un método para reproducir uno o mas programas de audio y/o video digitales construidos con datos codificados que han sido comprimidos sobre la base de grupos de imágenes (GOP) , sobre un medio que permite el salto inmediato entre grupos a través de paquetes de Flujo de Transporte almacenados e información de indicadores, caracterizado por el acceso en un Flujo de Transporte individual o compuesto que esta siendo reproducido, en indicadores sucesivos en tiempo real que apuntan colectivamente a paquetes de datos en un Flujo de Transporte individual que comprende puntos de entrada, mediante el acceso a tales indicadores en ubicaciones predeterminadas sobre el medio.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque las ubicaciones predeterminadas están dentro del flujo secundario.

13. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque las ubicaciones predeterminadas están en una área de Tabla fuera del flujo secundario.

14. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado, ademas, por la recuperación de una indicación de la velocidad adecuada para utilizarse en combinación con un tamaño de GOP uniforme para saltar a un instante particular en el tiempo

15. Un dispositivo de registro, caracterizado porque esta arreglado para practicar el método de conformidad con la reivindicación 1,

16. Un dispositivo de registro, caracterizado porque esta arreglado para interconectarse a la información que ha sido registrada de acuerdo al método de conformidad con la reivindicación 1.

17. El dispositivo de conformidad con las reivindicaciones 15 o 16, caracterizado porque esta arreglado para interconectarse a un disco reescribible.