專利名稱：視頻流部分的存儲(chǔ)方法和裝置的制作方法
視頻流部分的存儲(chǔ)方法和裝置本發(fā)明涉及壓縮視頻流部分的存儲(chǔ)方法及其裝置以及用于實(shí)施該方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。目前，在所使用的視頻流壓縮方法中，最普遍使用由MPEG工作組所定義的壓縮編碼方法,特別是由IS0/IEC 13818-MPEG-2和IS0/IEC 14496-MPEG 4標(biāo)準(zhǔn)所定義的方法。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所使用的壓縮原理非常相似一些圖像以有規(guī)律的間隔進(jìn)行存儲(chǔ)和壓縮，并且對(duì)中間圖像，僅對(duì)其差異進(jìn)行存儲(chǔ)和編碼。更具體地說，MPEG壓縮使用運(yùn)動(dòng)估計(jì)。所述MPEG編碼把各個(gè)圖像分成稱之為“宏模塊”的塊，并且檢測(cè)相鄰的圖像，以發(fā)現(xiàn)是否存在相似的塊。如果發(fā)現(xiàn)相似性，則系統(tǒng)就存儲(chǔ)表述圖像之間塊運(yùn)動(dòng)(或不運(yùn)動(dòng)的)的更小矢量，而不是存儲(chǔ)完整的塊。對(duì)所述矢量進(jìn)行編碼，使得它們?cè)谀承┣闆r下僅僅只需使用單個(gè)比特，這表明不隨著時(shí)間運(yùn)動(dòng)的背景和其它元素可有非常有效的壓縮。同樣，一起運(yùn)動(dòng)的大部分的塊，例如大的對(duì)象或整個(gè)圖像的滾動(dòng)，也都可以得到有效的壓縮。MPEG使用三種圖像編碼方法。幀內(nèi)或I幀，在其中對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行壓縮并且采用DCT (離散余弦變換)量化進(jìn)行存儲(chǔ)。這就創(chuàng)建了一個(gè)參考圖像，基于該參考圖像就可構(gòu)建之后的圖像。這些I幀還可以在視頻流中進(jìn)行隨機(jī)存取，尤其是大約每半秒鐘產(chǎn)生。預(yù)測(cè)幀或者P幀包括用于表示在I幀或最近先前P幀之后差異的運(yùn)動(dòng)矢量。第三類幀是雙向幀或B幀。系統(tǒng)前后尋找和發(fā)現(xiàn)相關(guān)幀。因此，如果在B幀出現(xiàn)一些新的東西，則可采用下一 I幀或者P幀中的塊來進(jìn)行配對(duì)。所以，應(yīng)該理解的是，P幀和B幀要比I幀小得多。如上所述，壓縮視頻流只從I幀開始，以此作為第一參考圖像，在該參考圖像的基礎(chǔ)上構(gòu)建后續(xù)P幀或B幀。如上所述，這些I幀還可以隨機(jī)訪問視頻流。但是，應(yīng)該理解的是，當(dāng)需要采用隨機(jī)方式開始記錄或存儲(chǔ)僅僅一部分視頻流時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問題，并且因此不一定能與I幀相對(duì)應(yīng)。為了解決這樣的問題，當(dāng)前的記錄系統(tǒng)對(duì)壓縮視頻流進(jìn)行連續(xù)解碼，于是，當(dāng)系統(tǒng)用戶決定開始記錄時(shí)，再次以I幀形式編碼對(duì)應(yīng)于該記錄開始的解壓縮圖像。然后，基于該 I幀重新編碼后續(xù)幀，或者如果允許編碼，則可以保留后續(xù)B或P幀，但作為重構(gòu)I圖像的不同圖像。對(duì)于最佳性能的系統(tǒng)而言，為了不因?yàn)榫幋a后的重新編碼而損害質(zhì)量，所述系統(tǒng)還檢測(cè)在記錄開始后所輸入的壓縮視頻流的第一 I幀，并且從該幀開始存儲(chǔ)沒有變換的輸入壓縮視頻流。這種解決方案存在著在等待開始記錄指令時(shí)會(huì)影響輸入壓縮視頻流連續(xù)解碼的缺點(diǎn)。當(dāng)裝置連接著顯示器件使得用戶能夠?qū)崟r(shí)觀察輸入的壓縮視頻流時(shí)，這種缺點(diǎn)不是很重要，因?yàn)楸匦铻轱@示進(jìn)行之后的解碼顯示。在另一個(gè)方面，在不需要顯示解碼的系統(tǒng)中，這將在機(jī)械資源方面顯得非常不利。因此，尤其需要一種允許最小化計(jì)算資源來存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的方法和裝置。 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的方法，所述壓縮視頻數(shù)據(jù)流包括一系列的壓縮關(guān)鍵圖像，在所述關(guān)鍵圖像之間插入至少包括在未壓縮的中間圖像和最近先前壓縮關(guān)鍵圖像之間差異的編碼，所述方法包括 獲取步驟，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮視頻流； 暫時(shí)存儲(chǔ)步驟，用于暫時(shí)存儲(chǔ)已獲取且未解壓縮的壓縮視頻流，所述暫時(shí)存儲(chǔ)至少包括所接收到的最后的壓縮關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間幀； 一旦以給定時(shí)間接收到永久存儲(chǔ)開始事件 根據(jù)所接收到的最后壓縮的關(guān)鍵圖像以及后續(xù)中間幀，重構(gòu)對(duì)應(yīng)于所述給定時(shí)間的壓縮關(guān)鍵圖像；存儲(chǔ)以重構(gòu)的壓縮關(guān)鍵幀開始的視頻流部分。根據(jù)一具體實(shí)施例，當(dāng)視頻流的暫時(shí)存儲(chǔ)超過預(yù)先確定的存儲(chǔ)容量時(shí)，就由所接收到的最后壓縮關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間幀重構(gòu)壓縮關(guān)鍵圖像，并且隨后由重構(gòu)的壓縮關(guān)鍵圖像替代在暫時(shí)存儲(chǔ)器中的最后接收到的壓縮關(guān)鍵圖像。根據(jù)另一具體實(shí)施例，壓縮視頻流是根據(jù)IS0/IEC 13818-MPEG-2、IS0/IEC 14496-MPEG-4和H264標(biāo)準(zhǔn)之一進(jìn)行編碼的視頻流。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括記錄在計(jì)算機(jī)可讀取的媒介上的程序代碼指令，以便在計(jì)算機(jī)運(yùn)行所述程序時(shí)能夠執(zhí)行所述方法的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，用于存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的裝置，所述壓縮視頻流包括一系列壓縮關(guān)鍵圖像，在所述關(guān)鍵圖像之間插入至少包括在未壓縮中間圖像和最近先前的關(guān)鍵圖像之間差異的編碼，所述裝置包括 獲取裝置，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮的視頻流； 接收裝置，用于以給定時(shí)間接收永久存儲(chǔ)器開始事件，所述部件連接至觸發(fā)裝置； 存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)從給定時(shí)間開始的視頻流部分，其特征在于還進(jìn)一步包括 暫時(shí)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)已獲取且未解壓縮的視頻流，所述暫時(shí)存儲(chǔ)部件至少包括所接收到的最后的壓縮關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間幀；以及， 重構(gòu)裝置，用于根據(jù)所述接收到的最后壓縮關(guān)鍵圖像及后續(xù)中間幀來重構(gòu)對(duì)應(yīng)于給定時(shí)間的壓縮關(guān)鍵圖像，使得所存儲(chǔ)的視頻流的部分從所述重構(gòu)壓縮關(guān)鍵圖像開始。本發(fā)明將通過參考附圖的實(shí)施例所給出的闡述變得更加明晰，其中-

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于存儲(chǔ)視頻流方法的實(shí)施例的框圖；-圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)方法實(shí)例的框圖；-圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)方法的流程圖；-圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)裝置的框圖。圖1示出MPEG格式的視頻流，它包括兩個(gè)沿著時(shí)間軸AA標(biāo)記為1和2的壓縮I 圖像(即，兩個(gè)I幀)。壓縮I圖像1因此先于I圖像I 2。在這些壓縮I圖像之間插入P幀11、12、13、21、22、23和24。對(duì)應(yīng)碼流可以在軸BB上以解碼F圖像31至39的碼流形式來標(biāo)記。因此，在標(biāo)準(zhǔn)格式中，解碼F圖像F31為通過壓縮I圖像Il的解壓縮所獲得的，解碼F圖像F35為通過壓縮I圖像12的解壓縮所獲得的。F圖像F32可通過使用P幀Pll中
4所包含的運(yùn)動(dòng)矢量函數(shù)來修改F圖像F31獲得，這種修改在圖1中以“ + ”符號(hào)作標(biāo)記。F圖 F33可通過使用P幀P12中所包含的運(yùn)動(dòng)矢量函數(shù)來修改F圖像F32獲得，依此類推，從而對(duì)應(yīng)于編碼視頻流的P幀進(jìn)行圖像解碼。圖2的上半部分示出了以圖1編碼視頻流作為相同參考的相同編碼視頻流。用戶可以任何時(shí)間來觸發(fā)記錄請(qǐng)求D。參考實(shí)例，記錄的要求D發(fā)生于P幀23和幀M之間的瞬間。圖2的下半部分示出了暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域S的內(nèi)容。幀以它們到達(dá)時(shí)開始存儲(chǔ)，并且暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域S在各個(gè)壓縮I圖像的到達(dá)時(shí)重置為零。于是，存儲(chǔ)包括壓縮圖I 1，隨后是幀I 1和P11，隨后是幀I 1、P11和P12，隨后是幀I1、P11、P12和P13。當(dāng)壓縮圖像12到達(dá)時(shí)，暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域S是空的，并且僅僅只有壓縮圖像12保留存儲(chǔ)，以此類推。當(dāng)接收到記錄請(qǐng)求D，暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域S因此包括壓縮圖像12和幀P21、P22和P23。如上所述，對(duì)后者進(jìn)行組合，以便獲得解碼圖像F38，隨后再對(duì)后者進(jìn)行重新編碼， 作為壓縮I圖像40。因此，包括圖像F38和F39之間差異的幀PM還包括有可能用于從圖像140來解碼圖像F39的運(yùn)動(dòng)矢量。然后，可以在不做任何碼轉(zhuǎn)換操作的條件下記錄視頻流的連續(xù)部分。于是，如圖3所示，存儲(chǔ)方法包括-獲取步驟(步驟50)，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮的視頻流；-暫時(shí)存儲(chǔ)步驟(步驟5 ，存儲(chǔ)不經(jīng)過解壓縮且至少包括最新獲取的壓縮I圖像或關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間P和B幀。因此，當(dāng)開始記錄或開始永久存儲(chǔ)時(shí)，接受事件(步驟54)，從所接受到的最后關(guān)鍵圖像和中間圖像來重構(gòu)關(guān)鍵圖像(步驟56)，以便獲得對(duì)應(yīng)于開始記錄瞬間的關(guān)鍵圖像， 并隨后存儲(chǔ)未修改過的即沒有任何解碼-編碼操作的視頻圖像(步驟58)。為了實(shí)施這種方法，有可能產(chǎn)生專用的裝置，如圖4所示，它包括-獲取裝置60，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮視頻流；-接收裝置62，用于以給定時(shí)間接收永久存儲(chǔ)開始事件，所述裝置連接至裝置64， 例如按鈕，以允許用戶籍助于單次按動(dòng)來指示永久存儲(chǔ)開始事件；以及，-存儲(chǔ)裝置66，用于存儲(chǔ)從給定時(shí)間開始的視頻流部分。該專用裝置還包括-裝置68，用于暫時(shí)存儲(chǔ)所獲取到的視頻流(未壓縮的)并適用于至少存儲(chǔ)所接收到的最后關(guān)鍵圖像以及后續(xù)的中間幀；以及，-裝置70，用于重構(gòu)對(duì)應(yīng)于在暫時(shí)存儲(chǔ)裝置68中所存儲(chǔ)的幀中開始瞬時(shí)存儲(chǔ)的關(guān)鍵圖像，使得存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置66中的視頻流部分從該關(guān)鍵圖像開始。該專用裝置包括硬件和軟件的組合。因此，例如，暫時(shí)存儲(chǔ)裝置68由RAM(隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器)或甚至由FIF0(先進(jìn)先出)類存儲(chǔ)器構(gòu)成，以便于能快速地訪問所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)裝置68由可提供大容量的永久存儲(chǔ)能力的硬盤、磁帶、或者光碟構(gòu)成。
重構(gòu)裝置可以使用微處理器和軟件的組合。然而，速度要求促使本領(lǐng)域的技術(shù)人員使用通過軟件編程的信號(hào)處理處理器或者以邏輯門網(wǎng)絡(luò)形式實(shí)施功能的邏輯電路。通常，軟件是計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，其包括記錄在計(jì)算機(jī)可讀取媒介上的程序代碼指令，以執(zhí)行所述存儲(chǔ)方法的步驟。該方法的另一變換例包含暫時(shí)存儲(chǔ)和所使用計(jì)算裝置的容量之間的折衷、一旦圖像的暫時(shí)存儲(chǔ)超出預(yù)定容量就由暫時(shí)存儲(chǔ)器所包含的圖像來重構(gòu)關(guān)鍵圖像，以及隨后在暫時(shí)存儲(chǔ)器中僅僅只保留重構(gòu)的關(guān)鍵圖像和后續(xù)的中間圖像。應(yīng)該理解的是，這種操作有可能減小暫時(shí)存儲(chǔ)容量大小對(duì)其它重構(gòu)操作的損害。本發(fā)明已經(jīng)在附圖及其描述中進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和討論。上述描述必須被認(rèn)為是說明性的并且以實(shí)施例方式給出的，且不僅限于以上所闡述的內(nèi)容。有可能會(huì)有多種不同的變化例。例如，諸如H264標(biāo)準(zhǔn)的其它標(biāo)準(zhǔn)也可適用于所述方法的使用。同樣，在重構(gòu)對(duì)應(yīng)開始記錄的I圖像之后，隨后緊接的幀的編碼需要進(jìn)行重新的編碼，使其能包括與重構(gòu)I圖像的差異。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”不限制其他的元素以及不定冠詞“一”不排除多個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種適用于存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的方法，所述壓縮視頻數(shù)據(jù)流包括一系列的壓縮關(guān)鍵圖像(I)，在所述關(guān)鍵圖像之間插入至少包括在未壓縮的中間圖像和最近先前壓縮關(guān)鍵圖像之間差異的編碼，所述方法包括 獲取步驟(50)，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮視頻流； 暫時(shí)存儲(chǔ)步驟(52)，用于暫時(shí)存儲(chǔ)已獲取且未解壓縮的壓縮視頻流，所述暫時(shí)存儲(chǔ)至少包括所接收到的最后的壓縮關(guān)鍵圖像(I)和后續(xù)中間幀01，22，23)； 一旦以給定時(shí)間接收到(54)永久存儲(chǔ)開始事件(D)眷根據(jù)所接收到的最后壓縮的關(guān)鍵圖像以及后續(xù)中間幀，重構(gòu)(56)對(duì)應(yīng)于所述給定時(shí)間的壓縮關(guān)鍵圖像(F)； 存儲(chǔ)(58)以重構(gòu)的壓縮關(guān)鍵幀開始的視頻流部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)視頻流的暫時(shí)存儲(chǔ)超出預(yù)定存儲(chǔ)的容量時(shí)，壓縮關(guān)鍵圖像由所述接收到的最后壓縮關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間幀來重構(gòu)，并且隨后由重構(gòu)的壓縮關(guān)鍵圖像(38)替代暫時(shí)存儲(chǔ)器的最后壓縮關(guān)鍵圖像(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述壓縮視頻數(shù)據(jù)流是根據(jù)IS0/IEC 13818-MPEG-2、IS0/IEC 14496-MPEG-4 和! 64 標(biāo)準(zhǔn)之一進(jìn)行編碼的視頻流。
4.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括記錄在計(jì)算機(jī)可讀取媒介上的程序代碼指令，以便計(jì)算機(jī)運(yùn)行所述程序時(shí)能執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至3所述方法的步驟。
5.一種適用于存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的裝置，所述壓縮視頻流包括一系列壓縮關(guān)鍵圖像，在所述關(guān)鍵圖像之間插入至少包括在未壓縮中間圖像和最近先前的關(guān)鍵圖像之間差異的編碼，所述裝置包括 獲取裝置(60)，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮的視頻流； 接收裝置(62)，用于以給定時(shí)間接收永久存儲(chǔ)器開始事件(D)，所述部件連接至觸發(fā)裝置(64)； 存儲(chǔ)裝置(66)，用于存儲(chǔ)從給定時(shí)間開始的視頻流部分，其特征在于進(jìn)一步包括 暫時(shí)存儲(chǔ)裝置(68)，用于存儲(chǔ)已獲取且未解壓縮的視頻流，所述暫時(shí)存儲(chǔ)部件至少包括所接收到的最后的壓縮關(guān)鍵圖像⑵和后續(xù)中間幀01、22、23)；以及， 重構(gòu)裝置(70)，用于根據(jù)所述接收到的最后壓縮關(guān)鍵圖像( 及后續(xù)中間幀01、 22,23)來重構(gòu)對(duì)應(yīng)于給定時(shí)間的壓縮關(guān)鍵圖像(F)，使得所存儲(chǔ)的視頻流的部分從所述重構(gòu)壓縮關(guān)鍵圖像開始。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于存儲(chǔ)壓縮視頻流部分的方法，所述壓縮視頻數(shù)據(jù)流包括一系列的壓縮關(guān)鍵圖像，在所述關(guān)鍵圖像之間插入至少包括在未壓縮的中間圖像和最近先前壓縮關(guān)鍵圖像之間差異的編碼，所述方法包括獲取步驟(50)，用于實(shí)時(shí)獲取壓縮視頻流；暫時(shí)存儲(chǔ)步驟(52)，用于暫時(shí)存儲(chǔ)已獲取且未解壓縮的壓縮視頻流，所述暫時(shí)存儲(chǔ)至少包括所接收到的最后的壓縮關(guān)鍵圖像和后續(xù)中間幀；一旦以給定時(shí)間接收到(54)永久存儲(chǔ)開始事件根據(jù)所接收到的最后壓縮的關(guān)鍵圖像以及后續(xù)中間幀，重構(gòu)(56)對(duì)應(yīng)于所述給定時(shí)間的壓縮關(guān)鍵圖像；存儲(chǔ)(58)以重構(gòu)的壓縮關(guān)鍵幀開始的視頻流部分。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102450013SQ201080023613
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者弗洛倫特·普雷維塔利, 托馬斯·鮑通 申請(qǐng)人:Streamwide公司