專利名稱：數(shù)字解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字解碼方法，其中依次對各鏡頭的編碼比特流進(jìn)行解碼處理，使得無間斷地再生多個(gè)鏡頭的運(yùn)動(dòng)圖像。
MPEG(Moving Picture Experts Group運(yùn)動(dòng)圖像專家組)是一在動(dòng)畫壓縮編碼技術(shù)中有代表性的。在日本專利公開公報(bào)特開平9-331524號中揭示有一個(gè)數(shù)字編碼方法，其中可無間斷地結(jié)合分別按MPEG規(guī)格而被編碼的多個(gè)比特流(多個(gè)鏡頭)。在該方法中，對第一個(gè)比特流的尾部和第二個(gè)比特流的頭部的各編碼比特速率(壓縮速率)加以限制來在第一個(gè)鏡頭之后無間斷地結(jié)合第二個(gè)鏡頭，以免在解碼用緩沖器中產(chǎn)生上溢和下溢。
上述現(xiàn)有技術(shù)是為無間斷地再生多個(gè)鏡頭而在編碼器中做準(zhǔn)備的。因此，存在有這樣的問題要結(jié)合的鏡頭會(huì)受到一定限制，而且，在各鏡頭中也會(huì)產(chǎn)生畫質(zhì)的變化。
本發(fā)明的目的是不用編碼器，僅用解碼器來實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏡頭的無間斷再生。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的第一個(gè)方法是在一可將從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中所讀出的運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，對各鏡頭的比特流依次進(jìn)行解碼處理，使得無間斷地再生多個(gè)鏡頭的數(shù)字解碼方法，其中，對正從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出的當(dāng)前鏡頭的讀出速率進(jìn)行控制，使得在開始對下一鏡頭的第一個(gè)幀解碼的那一時(shí)刻，所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量成為規(guī)定量以上。
本發(fā)明所涉及的第二個(gè)方法是在一可將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，依次對各鏡頭的比特流進(jìn)行解碼，以便將多個(gè)鏡頭無間斷地再生的數(shù)字解碼方法，其中，對在開始對各鏡頭的第一個(gè)幀解碼的那一時(shí)刻，所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量作一預(yù)測，當(dāng)某一鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量時(shí)，等待其量為所述規(guī)定量加上所不足的數(shù)據(jù)量的第一個(gè)鏡頭數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到所述緩沖器中，才開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理。
本發(fā)明所涉及的第三個(gè)方法是在一可將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，依次對各鏡頭的比特流進(jìn)行解碼，使得無間斷地再生多個(gè)鏡頭的數(shù)字解碼方法，其中，先在某一限制下對將各鏡頭輸入所述緩沖器時(shí)的輸入速率進(jìn)行控制，再對各鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)，所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量作一預(yù)測，在某一鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量時(shí)，等待其量為所述規(guī)定量加上所不足的數(shù)據(jù)量的第一個(gè)鏡頭數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到所述緩沖器中，才開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理。
下面，對本發(fā)明中的附圖作簡要說明。


圖1是采用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第一種錄放象裝置的方框圖。
圖2是表示圖1的比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的變化情況的時(shí)間圖。
圖3是采用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第二種錄放象裝置的方框圖。
圖4是表示圖3的比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的變化情況的時(shí)間圖。
圖5是采用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第三種錄放象裝置的方框圖。
圖6是表示圖5的比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)中的數(shù)據(jù)量的一個(gè)時(shí)間變化例的時(shí)間圖。
圖7是表示圖5的比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)中的數(shù)據(jù)量的其他時(shí)間變化例的時(shí)間圖。
下面，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是采用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第一種錄放象裝置的方框圖。圖1中，11是編碼部(編碼器)，12是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，13是數(shù)據(jù)讀出控制部，14是數(shù)據(jù)輸入控制部，15是比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)，16是數(shù)據(jù)輸出控制部，17是解碼部(解碼器)，18是傳送速率控制部，BS1～BS6是編碼比特流。
圖1的裝置包括編碼器11和解碼器17，即是所謂的編碼解碼器。編碼器11可對原運(yùn)動(dòng)圖像信號進(jìn)行壓縮編碼處理而產(chǎn)生比特流BS1。所產(chǎn)生的比特流BS1被記錄到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12是光磁盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之類的記錄媒體。數(shù)據(jù)讀出控制部13能以可變速率從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中讀出比特流BS2。數(shù)據(jù)輸入控制部14接收來自數(shù)據(jù)讀出控制部13的比特流BS3和同步控制信號之后，與比特流BS2的讀出同步地將比特流BS4寫入緩沖器15中。緩沖器15是一個(gè)可暫時(shí)存儲(chǔ)從數(shù)據(jù)輸入控制部14供來的比特流BS4的存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)輸出控制部16可從緩沖器15中讀出比特流BS5。解碼器17可對從數(shù)據(jù)輸出控制部16供來的比特流BS6進(jìn)行解碼并輸出所得到的再生運(yùn)動(dòng)圖像信號。傳送速率控制部18根據(jù)從數(shù)據(jù)輸入控制部14獲取的數(shù)據(jù)輸入信息(有關(guān)緩沖器15的寫入地址的信息)和從數(shù)據(jù)輸出控制部16獲取的數(shù)據(jù)輸出信息(有關(guān)緩沖器15的讀出地址的信息)來計(jì)算緩沖器15中所殘留的數(shù)據(jù)量，并根據(jù)通過該計(jì)算而得到的殘留數(shù)據(jù)量信息及各鏡頭的幀數(shù)、壓縮速率等圖像壓縮信息來決定讀出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率，從而將有關(guān)此速率的信息作為傳送速率信息而供到數(shù)據(jù)讀出控制部13。
這里，被輸入緩沖器15的比特流BS4的比特速率(緩沖器輸入速率)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率相等且是可變的。有關(guān)解碼器17的解碼工作的比特速率(解碼速率)和每一鏡頭的編碼比特速率(壓縮速率)相等。需要說明的是，編碼器11、解碼器17及其他電路塊所共用的存儲(chǔ)資源中的一部分被分配給緩沖器15。
圖2表示圖1中的解碼用緩沖器15中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的變化情況。DI1、DI2和DI3分別表示向緩沖器15輸入第一、第二和第三個(gè)鏡頭的比特流的輸入期間。第二個(gè)鏡頭的輸入期間DI2從時(shí)刻t20開始，第三個(gè)鏡頭的輸入期間DI3從時(shí)刻t30開始。各個(gè)鏡頭，例如，由一個(gè)GOP(圖像組)構(gòu)成。圖2中，點(diǎn)劃折線表示將各鏡頭的緩沖器輸入速率設(shè)定為同一值Ri時(shí)的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量的變化情況，圖2中用實(shí)線畫出的折線表示分別將第一、第二和第三個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率設(shè)定為Ri(1)、Ri(2)和Ri(3)時(shí)的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量的變化情況。折線當(dāng)中“右升線段”的斜率表示緩沖器輸入速率，折線中“垂直線段”的長度表示每一幀圖像的數(shù)據(jù)量。在此，假定可瞬時(shí)完成從緩沖器15中的各圖像數(shù)據(jù)的抽出。
圖2中的Sv表示用以控制編碼器11中的代碼產(chǎn)生量的假想緩沖器的大小，即由MPEG規(guī)定的VBV(Video Buffering Verifier視頻緩沖檢驗(yàn)器)緩沖器的尺寸。就是說，對每一個(gè)鏡頭來說，等于或超過規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到緩沖器15中時(shí)，才能開始對第一個(gè)幀的解碼處理。所述規(guī)定數(shù)據(jù)量Sv又是從緩沖器15中一次抽出的最大數(shù)據(jù)量。
圖2中的T表示1幀期間。若按照NTSC(National TelevisionSystem Committee全國電視體制委員會(huì))的視頻速率(30幀/秒)，T=33.3毫秒。
由圖2可知，在從時(shí)刻t10經(jīng)過1幀期間T的時(shí)刻t11，緩沖器15中的第一個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)量到達(dá)規(guī)定量Sv。因此，能從時(shí)刻t11開始第一個(gè)鏡頭的解碼處理。還有，由于在第二個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻t21的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量，不管是按點(diǎn)劃線還是按實(shí)線的軌跡，都是規(guī)定量Sv以上，所以緩沖器15中不產(chǎn)生下溢，可對第一個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第二個(gè)鏡頭。并且，由于在第三個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻t31的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量，不管是沿點(diǎn)劃線軌跡還是沿實(shí)線軌跡，都是規(guī)定量Sv，所以緩沖器15中不產(chǎn)生下溢，可對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭。
下面，對圖2中點(diǎn)劃線的軌跡加以詳細(xì)說明。在時(shí)刻t20，第一個(gè)鏡頭的最后一幀的量為規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)被從緩沖器15中抽出而輸出到解碼器17中。在接下來的1幀期間T內(nèi)，由于輸入有第二個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)(緩沖器輸入速率Ri)，所以緩沖器15中的數(shù)據(jù)量可恢復(fù)到規(guī)定量Sv。然后，在時(shí)刻t21，第二個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的量為規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)被從緩沖器15中抽出而輸出到解碼器17中。結(jié)果，緩沖器15中的數(shù)據(jù)量成為0。就是說，在時(shí)刻t20，被抽出數(shù)據(jù)之前的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量為2×Sv-Ri×T。因此，只要緩沖器15的全容量Sb滿足Sb=2×Sv-Ri×T…(1)的條件，即使在量為規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)連續(xù)兩次被從緩沖器15中抽出的最壞的情況下，緩沖器15中也不發(fā)生上溢及下溢，可對第一個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第二個(gè)鏡頭。緩沖器的全容量Sb大于2×Sv-Ri×T當(dāng)然也是可以的。
再就是，由圖2中點(diǎn)劃線的軌跡可知，假定第二個(gè)鏡頭的幀數(shù)為N(2)、同一個(gè)鏡頭的編碼比特速率(壓縮速率)為Re(2)時(shí)，為了在時(shí)刻t31確實(shí)保證所規(guī)定的數(shù)據(jù)量Sv以便讓第三個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合到第二個(gè)鏡頭，必須在時(shí)刻t21到時(shí)刻t31的時(shí)間T×N(2)內(nèi)，以Ri-Re(2)的速率，將緩沖器15中的數(shù)據(jù)量從0增加到規(guī)定量Sv。也就是說，設(shè)定一個(gè)滿足Ri=Sv/(T×N(2))+Re(2)…(2)的緩沖器輸入速率Ri即可。
具體說來，在Sv=1.835兆比特、T=33.3毫秒、N(2)=15、Re(2)=8兆比特/秒的情況下，由式(2)可求得Ri=11.67兆比特/秒，由式(1)可求得Sb=3.281兆比特?？傊?，通過設(shè)緩沖器的全容量Sb為3.281兆比特以上，設(shè)緩沖器輸入速率(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率)Ri為11.67兆比特/秒，便能依次對各鏡頭的比特流進(jìn)行解碼處理，使得無間斷地再生三個(gè)鏡頭，也不造成緩沖器15的上溢及下溢。
圖2中實(shí)線軌跡所示出的情況為在時(shí)刻t20，從全容量Sb充滿數(shù)據(jù)的緩沖器15中抽出小于規(guī)定量Sv的第一個(gè)鏡頭的最后一幀數(shù)據(jù)而輸出到解碼器17中。在接下來的1幀期間T內(nèi)，由于輸入第二個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)，緩沖器15中的數(shù)據(jù)量恢復(fù)到超過規(guī)定量Sv的水平上。因此，在時(shí)刻t21，即第二個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的規(guī)定量Sv數(shù)據(jù)被從緩沖器15中抽出而輸出到解碼器17中時(shí)，緩沖器15中殘留著α(＞0)的數(shù)據(jù)。根據(jù)這一殘留數(shù)據(jù)量α，傳送速率控制部18按照下式Ri(2)=(Sv-α)/(T×N(2))+Re(2)…(3)對第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率)Ri(2)進(jìn)行控制，使得在第三個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻t31，緩沖器15中的數(shù)據(jù)量達(dá)到規(guī)定量Sv。這時(shí)，在解碼開始時(shí)刻t31，緩沖器15中也確實(shí)保持有量為規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)，因此，在緩沖器15中不發(fā)生下溢，可對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭。而且，如果采用和上述點(diǎn)劃線的軌跡一樣的條件，并假設(shè)α=0.5兆比特，由式(3)可求得Ri(2)=10.67兆比特/秒，因此，可降低第二個(gè)鏡頭的輸入期間DI2的功率消耗。
如上所述，在圖1的結(jié)構(gòu)中，對于每一個(gè)鏡頭間的結(jié)合點(diǎn)，根據(jù)緩沖器15中所殘留的數(shù)據(jù)量而對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率進(jìn)行控制。因此，僅用解碼器就可實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏡頭的無間斷再生。
需提一下，按照圖2中，例如在時(shí)刻t20的殘留數(shù)據(jù)量β，即在第一個(gè)鏡頭的最后一幀數(shù)據(jù)被從緩沖器15中抽出而輸出到解碼器17之后，緩沖器15中所殘留的數(shù)據(jù)量，來對第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率)Ri(2)進(jìn)行控制，也是可以的。
圖3是應(yīng)用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第二種錄放象裝置的方框圖。圖3中，11是編碼部(編碼器)，12是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，13是數(shù)據(jù)讀出控制部，14是數(shù)據(jù)輸入控制部，15是比特流存儲(chǔ)部(緩沖器)，16是數(shù)據(jù)輸出控制部，17是解碼部(解碼器)，19是解碼控制部，BS1～BS6是編碼比特流。
圖3的裝置包括編碼器11和解碼器17，即是所謂的編碼解碼器。編碼器11可對原運(yùn)動(dòng)圖像信號進(jìn)行壓縮編碼處理而產(chǎn)生此特流BS1。所產(chǎn)生的比特流BS1被記錄到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12是光磁盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之類的記錄媒體。數(shù)據(jù)讀出控制部13以固定的速率從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中讀出比特流BS2。數(shù)據(jù)輸入控制部14接收來自數(shù)據(jù)讀出控制部13的比特流BS3。緩沖器15是一個(gè)可暫時(shí)存儲(chǔ)由數(shù)據(jù)輸入控制部14供來的比特流BS4的容量可變的存儲(chǔ)器。編碼器11、解碼器17及其他電路塊所共用的存儲(chǔ)資源中的一部分被分配給所述緩沖器15。數(shù)據(jù)輸出控制部16從緩沖器15中讀出比特流BS5。解碼器17對從數(shù)據(jù)輸出控制部16供來的比特流BS6進(jìn)行解碼處理并輸出所得到的再生運(yùn)動(dòng)圖像信號。解碼控制部19根據(jù)各鏡頭的幀數(shù)、壓縮速率等圖像壓縮信息和鏡頭的再生順序等再生信息，來預(yù)測在各鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量。在某一鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量(VBV緩沖器尺寸)Sv時(shí)，解碼控制部19先將緩沖器尺寸信息(即在假設(shè)無數(shù)據(jù)量不足的情形下而決定的緩沖器15的容量Sb(參見式(1))加上所述不足的數(shù)據(jù)量γ的結(jié)果)供到數(shù)據(jù)輸入控制部14及數(shù)據(jù)輸出控制部16，再將解碼開始這一信息供到數(shù)據(jù)輸出控制部16，以便等待其量為規(guī)定量Sv加所述不足的數(shù)據(jù)量γ的第一個(gè)鏡頭數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到緩沖器15中，才能開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理。所述解碼控制部19可根據(jù)從數(shù)據(jù)輸入控制部14獲取的數(shù)據(jù)輸入信息(緩沖器15的寫入地址)和從數(shù)據(jù)輸出控制部16獲取的數(shù)據(jù)輸出信息(緩沖器15的讀出地址)來掌握緩沖器15中所殘留的數(shù)據(jù)量。
圖4表示圖3的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的變化情況。這里，緩沖器15的輸入比特速率(緩沖器輸入速率)Ri與鏡頭無關(guān)總是一定的。圖4中由點(diǎn)劃折線表示的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量的軌跡示出若在時(shí)刻t11開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀進(jìn)行解碼處理，那么在時(shí)刻t31’，在緩沖器15中會(huì)產(chǎn)生下溢現(xiàn)象。此時(shí)，DI1’、DI2’和DI3’分別表示向緩沖器15輸入第一、第二和第三個(gè)鏡頭的比特流的輸入期間。第二個(gè)鏡頭的輸入期間DI2’和第三個(gè)鏡頭的輸入期間DI3’分別從時(shí)刻t20’和t30’開始。再就是，圖4中的實(shí)線折線所示的緩沖器15中的數(shù)據(jù)量的軌跡示出如果將第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼工作推遲到時(shí)刻t12，那么，在緩沖器15中免得發(fā)生下溢。此時(shí)，向緩沖器15輸入第一、第二和第三個(gè)鏡頭的比特流的輸入期間分別由DI1、DI2和DI3表示。第二個(gè)鏡頭的輸入期間DI2和第三個(gè)鏡頭的輸入期間DI3分別從時(shí)刻t20和t30開始。
由圖4可知，在從時(shí)刻t10經(jīng)過1幀期間T后的時(shí)刻t11，緩沖器15中的第一個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)量到達(dá)規(guī)定量Sv。按照點(diǎn)劃線的軌跡，在時(shí)刻t11開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理。在這樣的情況下，也可在從時(shí)刻t20’經(jīng)過1幀期間T后的時(shí)刻t21’，緩沖器15中確實(shí)保持有量為規(guī)定量Sv的數(shù)據(jù)，因此，能立刻開始對第二個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理。然而，在從時(shí)刻t30’經(jīng)過1幀期間T后的時(shí)刻t31’，緩沖器15中的規(guī)定量Sv少了γ這一部分，所以不能立刻開始對第三個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理，要等到緩沖器15中蓄積有規(guī)定量Sv數(shù)據(jù)的時(shí)刻t32’為止。換句話說，在從時(shí)刻t31’到時(shí)刻t32’的期間，產(chǎn)生的是所謂的VBV延遲(開始延遲)，因而不能對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭。例如，在第二個(gè)鏡頭的編碼比特流相當(dāng)大的情況下，除非采取提高第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率等措施，否則有時(shí)是不能實(shí)現(xiàn)無間斷再生的(參見式(3))。
假設(shè)第一和第二個(gè)鏡頭的幀數(shù)為N(1)和N(2)，設(shè)兩個(gè)鏡頭的編碼比特速率(壓縮速率)分別為Re(1)和Re(2)，上述不足的數(shù)據(jù)量γ可估計(jì)為γ=(Re(2)-Re(1))×T×N(2)+Sv×(1-N(2)/N(1))…(4)也就是說，所不足的數(shù)據(jù)量γ取決于連續(xù)的兩個(gè)鏡頭的壓縮速率之差Re(2)-Re(1)和兩個(gè)鏡頭的幀數(shù)之比N(2)/N(1)。
按照圖4中的實(shí)線軌跡，第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼是等到在從時(shí)刻t11經(jīng)過期間DT后的時(shí)刻t12，那就是由上式(4)來預(yù)測的不足量γ加到規(guī)定量Sv而得到的那一量的第一個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到緩沖器15中的時(shí)刻t12為止才開始的。這樣一來，既在第二個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻t21，又在第三個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻t31，在緩沖器15中均不發(fā)生下溢現(xiàn)象。就是說，可對第一個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第二個(gè)鏡頭，同樣地，也可對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭。但是，此時(shí)，先要將緩沖器15的全容量增加到Sb+γ，以免在緩沖器15中產(chǎn)生上溢現(xiàn)象。
綜上所述，如果按照圖3的結(jié)構(gòu)，按所預(yù)測到的不足數(shù)據(jù)量γ來推遲第一個(gè)鏡頭的解碼開始時(shí)間，那么，僅用解碼器就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏡頭的無間斷再生。
需提一下，在圖3的例中，由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率是固定的，所以，假定緩沖器15的輸入此特速率(緩沖器輸入速率)與鏡頭無關(guān)總是一定的。但是，在可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率變更為某一上限速率的情況下，先按圖1和圖2中所說明過的方法而對將各鏡頭輸入緩沖器15時(shí)的輸入速率進(jìn)行某一程度的控制，再采用圖3和圖4中所說明的方法即可。若按此方法，便能減少圖4中的緩沖器15容量的增加量γ。
此外，若考慮到要結(jié)合的鏡頭數(shù)、各鏡頭的編碼比特速率、各鏡頭的幀數(shù)，將所不足的數(shù)據(jù)量加到緩沖器15中以確保它的容量，那么，可實(shí)現(xiàn)四個(gè)以上的鏡頭的無間斷結(jié)合。
在上述第一及第二種錄放象裝置中，假設(shè)要對當(dāng)前鏡頭無間斷地結(jié)合的下一鏡頭的存在是已知的。然而，有時(shí)也會(huì)在再生某一鏡頭的中途，突然給出鏡頭結(jié)合要求。以下所說明的錄放象裝置，能夠應(yīng)付上述要求。
圖5是采用本發(fā)明所涉及的數(shù)字解碼方法的第三種錄放象裝置的方框圖。圖5中所示的傳送速率控制部18a可接收場合結(jié)合要求，在這一點(diǎn)，它和圖1中的傳送速率控制部18不一樣。圖5中的其他結(jié)構(gòu)都是和圖1一樣的。
圖5中的傳送速率控制部18a可根據(jù)在當(dāng)前鏡頭的再生中所給出的鏡頭結(jié)合要求，來預(yù)測在對要結(jié)合的下一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀開始解碼的那一時(shí)刻，緩沖器15中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。當(dāng)所預(yù)測到的數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量Sv時(shí)，傳送速率控制部18a可對從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中讀出當(dāng)前鏡頭的剩余幀時(shí)的讀出速率進(jìn)行控制，這樣來補(bǔ)充所述不足的數(shù)據(jù)量γ。
圖6表示圖5的解碼用緩沖器15中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的一個(gè)變化情況。DI1、DI2和DI3分別表示向緩沖器15輸入第一、第二和第三個(gè)鏡頭的比特流的輸入期間。第二個(gè)鏡頭的輸入期間DI2和第三個(gè)鏡頭的輸入期間DI3分別從時(shí)刻t20和t30開始。這里，假設(shè)在再生第二個(gè)鏡頭的中途，給出第三個(gè)鏡頭的結(jié)合要求。圖6中的點(diǎn)劃線軌跡表示若將各鏡頭的緩沖器輸入速率Ri(1)、Ri(2)和Ri(3)都保持為同一個(gè)值Ri，那么在時(shí)刻t31會(huì)在緩沖器15中發(fā)生下溢現(xiàn)象。圖6中的實(shí)線軌跡表示如果根據(jù)鏡頭結(jié)合要求而僅在由Te表示的短短時(shí)間內(nèi)，將第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率Ri(2)增加到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的最大讀出速率Rimax，那么在緩沖器15中免得產(chǎn)生下溢現(xiàn)象。
由圖6中的點(diǎn)劃線軌跡可知在從時(shí)刻t30經(jīng)過1幀期間T后的時(shí)刻t31，緩沖器15中的規(guī)定量Sv少了γ這一部分，所以不能立刻開始對第三個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理，要等到緩沖器15中蓄積有規(guī)定量Sv數(shù)據(jù)的時(shí)刻t32為止。也就是說，解碼延遲到時(shí)刻t32才開始進(jìn)行，故不能對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭。這里，可按上式(4)來估算所不足的數(shù)據(jù)量γ。
由圖6中的實(shí)線軌跡可知從給出了鏡頭結(jié)合要求后的時(shí)刻t22開始的1幀期間T當(dāng)中，僅在不足數(shù)據(jù)量γ的補(bǔ)充所必需的期間Te內(nèi)，將第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率)Ri(2)提高到最大速率Rimax。就是說，在滿足γ=(Rimax-Ri)×Te…(5)的期間Re內(nèi)，提高緩沖器輸入速率Ri(2)。在補(bǔ)充完所不足的數(shù)據(jù)量γ之后，又恢復(fù)到原來的速率Ri。就這樣，在收到鏡頭結(jié)合要求之后，通過一個(gè)簡單的控制，就可對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭，緩沖器15中也不發(fā)生下溢現(xiàn)象。
圖7表示圖5的解碼用緩沖器15中的數(shù)據(jù)量隨時(shí)間的變化情況的其他例。圖7中的實(shí)線軌跡表示和圖6的情況一樣，在第二個(gè)鏡頭的再生中，給出有結(jié)合第三個(gè)鏡頭的要求時(shí)，若根據(jù)鏡頭結(jié)合要求來使第二個(gè)鏡頭的剩余幀的緩沖器輸入速率(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12的讀出速率)Ri(2)均勻地增加到某一速率Rie，那么在緩沖器15中不會(huì)發(fā)生下溢現(xiàn)象。
由圖7中的實(shí)線軌跡可知，在從收到鏡頭結(jié)合要求后的時(shí)刻t22開始的多個(gè)幀期間，第二個(gè)鏡頭的緩沖器輸入速率Ri(2)被增加到補(bǔ)充所不足的數(shù)據(jù)量γ所必需的速率Rie。換句話說，假設(shè)在給出有鏡頭結(jié)合要求時(shí)，當(dāng)前鏡頭(第二個(gè)鏡頭)中所剩下的幀數(shù)為Nr(2)，可花費(fèi)在從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中的當(dāng)前鏡頭的讀出上的時(shí)間則為T×Nr(2)，于是可采用滿足下式Rie=Ri+γ/(T×Nr(2))…(6)的速率Rie作讀出剩余幀時(shí)的讀出速率。因此，和圖6的情況一樣，可對第二個(gè)鏡頭無間斷地結(jié)合第三個(gè)鏡頭，緩沖器15中也不產(chǎn)生下溢。
如上所述，按照圖5的結(jié)構(gòu)，在給出了鏡頭結(jié)合要求時(shí)，根據(jù)所預(yù)測到的不足數(shù)據(jù)量γ來控制從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體12中讀出當(dāng)前鏡頭的剩余幀的讀出速率，就這樣，僅用解碼器也可實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏡頭的無間斷再生。
需要說明的是，因在圖6的例中Te＜T，所以僅對第二個(gè)鏡頭的剩余幀中，一幀的讀出速率進(jìn)行控制。但是，在T＜Te＜2T的情況下，對兩幀的讀出速率進(jìn)行控制即可。
權(quán)利要求
1．一種數(shù)字解碼方法，其為在一可將從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出的運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，對各鏡頭的比特流依次進(jìn)行解碼處理，使得無間斷地再生多個(gè)鏡頭的方法，其中包括對正從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出的當(dāng)前鏡頭的讀出速率進(jìn)行控制，使得在對下一鏡頭的第一個(gè)幀開始進(jìn)行解碼時(shí)，所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量成為規(guī)定量以上的步驟；和對從所述緩沖器中供來的編碼此特流進(jìn)行解碼的步驟。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)在當(dāng)前鏡頭的第一個(gè)幀的數(shù)據(jù)從上述緩沖器中輸出到上述解碼器的那一時(shí)刻，所述緩中器中的數(shù)據(jù)量，而對正從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出的當(dāng)前鏡頭的讀出速率進(jìn)行控制的步驟。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)在當(dāng)前鏡頭的前一個(gè)鏡頭的最后幀的數(shù)據(jù)從上述緩沖器中輸出到上述解碼器的那一時(shí)刻，所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量，而對正從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出的當(dāng)前鏡頭的讀出速率進(jìn)行控制的步驟。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)在當(dāng)前鏡頭的再生處理中所給出的鏡頭結(jié)合要求，來預(yù)測在對要結(jié)合的下一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀開始解碼的那一時(shí)刻，上述緩沖器中的數(shù)據(jù)量的步驟；在所述下一個(gè)鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到上述規(guī)定量的情況下，對從上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出當(dāng)前鏡頭的剩余幀的讀出速率進(jìn)行控制，以便補(bǔ)充所不足的數(shù)據(jù)量的步驟。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字解碼方法，其中包括直到補(bǔ)充完所述不足的數(shù)據(jù)量為止，一直將讀出所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體的讀出速率最大化的步驟。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字解碼方法，其中包括所述不足的數(shù)據(jù)量除以可用在從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中的當(dāng)前鏡頭的讀出上的剩余時(shí)間，來求出讀出速率的增量的步驟；從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體中讀出當(dāng)前鏡頭的剩余幀的讀出速率，增加了上述增量的步驟。
7．一種數(shù)字解碼方法，其為在一可將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，對各鏡頭的比特流依次進(jìn)行解碼處理，以便無間斷地再生多個(gè)鏡頭的方法，其中包括對在各鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻的所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量作一預(yù)測的步驟；當(dāng)某一鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量時(shí)，等待其量為所述規(guī)定量加上所述不足的數(shù)據(jù)量的第一個(gè)鏡頭數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到所述緩沖器中，才開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理的步驟。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字解碼方法，其中包括使在假設(shè)無所述數(shù)據(jù)量不足的情形下而決定的上述緩沖器的容量增加所述不足的數(shù)據(jù)量的步驟。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)連續(xù)的兩個(gè)鏡頭的壓縮速率之差及幀數(shù)之比，來決定所述緩中器容量的增加量的步驟。
10．一種數(shù)字解碼方法，其為在一可將運(yùn)動(dòng)圖像的編碼比特流通過緩沖器而供到解碼器的數(shù)字再生裝置中，對各鏡頭的比特流依次進(jìn)行解碼處理，以便無間斷地再生多個(gè)鏡頭的方法，其中包括先在某一限制下對將各鏡頭輸入所述緩沖器時(shí)的輸入速率進(jìn)行控制，再對各鏡頭的第一個(gè)幀的解碼開始時(shí)刻的所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量加以預(yù)測的步驟和在某一鏡頭的解碼開始時(shí)刻的預(yù)測數(shù)據(jù)量不到規(guī)定量時(shí)，等待其量為所述規(guī)定量加上所述不足的數(shù)據(jù)量的第一個(gè)鏡頭數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到所述緩沖器中，才開始對第一個(gè)鏡頭的第一個(gè)幀的解碼處理的步驟。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)在將各鏡頭的第一個(gè)幀的數(shù)據(jù)從所述緩中器中輸出到所述解碼器時(shí)的所述緩沖器中的預(yù)測數(shù)據(jù)量，來控制將各鏡頭輸入所述緩沖器時(shí)的輸入速率的步驟。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)在將上一個(gè)鏡頭的最后一幀數(shù)據(jù)從所述緩沖器中輸出到所述解碼器時(shí)的所述緩中器中的預(yù)測數(shù)據(jù)量，來控制將各鏡頭輸入所述緩沖器時(shí)的輸入速率的步驟。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字解碼方法，其中包括使在假設(shè)無所述數(shù)據(jù)量不足的情形下而決定的上述緩沖器的容量增加所述不足的數(shù)據(jù)量的步驟。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字解碼方法，其中包括根據(jù)連續(xù)的兩個(gè)鏡頭的壓縮速率之差及幀數(shù)之比，來決定所述緩沖器容量的增加量的步驟。
全文摘要
為能夠在開始對各鏡頭的第一個(gè)幀解碼的那一時(shí)刻,緩沖器中的數(shù)據(jù)量在規(guī)定量以上,對每一個(gè)鏡頭結(jié)合點(diǎn),分別根據(jù)緩沖器中所殘留的數(shù)據(jù)量來控制讀出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體時(shí)的讀出速率。這樣以來,不用編碼器,僅用解碼器就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)鏡頭的無間斷再生。
文檔編號H04N7/24GK1283928SQ00109680
公開日2001年2月14日 申請日期2000年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日
發(fā)明者谷山昌之, 宮越英司, 渡部彰啟 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社