编码视频转换设备、转换方法和程序产品.pdf

本发明公开了一种视频编码转换设备，该设备在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩记录媒介所记录的视频信号，该设备包括：具有n/m倍速再生功能的视频解码器，用来再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；编码所再生的视频信号的视频编码器；以及中央处理单元，用于对在第二压缩视频记录媒介上记录视频编码器输出执行控制，同时使视频编码器和具有n/m倍速再生功能的视频解码器同步。

1.  一种编码视频转换设备，该设备在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩记录媒介所记录的视频信号，该设备包括：
具有n/m倍速再生功能的视频解码器，用来再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；
编码所再生的视频信号的视频编码器；以及
中央处理单元，用于对在第二压缩视频记录媒介上记录视频编码器输出执行控制，同时使视频编码器和具有n/m倍速再生功能的视频解码器同步。

2.  根据权利要求1所述的编码视频转换设备，其中由MPEG1/2压缩的视频信号位于第一压缩视频记录媒介中，由MPEG4/H.264压缩的视频信号位于第二压缩视频记录媒介中。

3.  根据权利要求2所述的编码视频转换设备，其中在具有n/m倍速再生功能的视频解码器的n/m倍速再生过程中，选择并读出再生比特流的I画面和/或P画面。

4.  根据权利要求1所述的编码视频转换设备，还包括位于视频编码器与具有n/m倍速再生功能的视频解码器之间的分辨率转换器。

5.  一种编码视频转换方法，在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩视频记录媒介所记录的视频信号，所述方法包括以下步骤：
以n/m倍速再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；以及
同步编码所再生的视频信号。

6.  根据权利要求5所述的编码视频转换方法，其中由MPEG1/2压缩的视频信号位于第一压缩视频记录媒介中，由MPEG4/H.264压缩的视频信号位于第二压缩视频记录媒介中，并且在n/m倍速再生过程中，选择并读出再生比特流的I画面和/或P画面。

7.  一种使编码视频转换设备能够操作的程序产品，所述编码视频转换设备在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩视频记录媒介所记录的视频信号并且包括：具有n/m倍速再生功能的视频解码器，用来再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；编码所再生的视频信号的视频编码器；以及中央处理单元，用于对在第二压缩视频记录媒介上记录视频编码器输出执行控制，同时使视频编码器和具有n/m倍速再生功能的视频解码器同步，以执行包括以下步骤的功能：
以n/m倍速再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；以及
同步编码所再生的视频信号。

编码视频转换设备、转换方法和程序产品
本公开涉及2005年3月28日提交的日本专利申请2005-092167所包含的主题，该申请在此引作参考。
技术领域
本发明涉及高速编码视频信号转换方法和编码视频信号转换设备、能够在比再生时间更短的时间内进行视频信号复制/记录的转换方法和程序产品。
背景技术
在传统商业化的高速编码视频转换中，例如，如HDD/DVD记录器的高速复制功能所示，转换目标的视频编码模式和转换信源的视频编码模式相同。已经实现的高速转换实际上是以在改变数据头部部分的同时制作有效负荷部分的数据复制的方式进行的。
此外，在当今的便携装置中，压缩视频可以被再生，其格式即MPEG4格式已经被普及。它的再生能力最高为每秒10帧，小于TV视频的每秒30帧，使得TV视频被减少并在编码时间对其编码。因此，用10分钟复制10分钟视频。
发明内容
在已有技术中，具有10分钟再生时间的视频复制需要10分钟，并且不可能执行高速复制。
本发明提供了一种新的高速编码视频信号转换方法和高速编码视频转换设备，能够在比再生时间短的时间内复制视频。
根据本发明一个方面，提供了一种编码视频转换设备，在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩记录媒介所记录的视频信号，该设备包括：具有n/m倍速再生功能的视频解码器，用来再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；编码再生视频信号的视频编码器；以及中央处理单元，用于对在第二压缩视频记录媒介上记录视频编码器的输出执行控制，同时使视频编码器和具有n/m倍速再生功能的视频解码器同步。
根据本发明的另一方面，提供了一种编码视频转换方法，在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩视频记录媒介所记录的视频信号，所述方法包括以下步骤：以n/m倍速再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；以及同步编码所再生的视频信号。
根据本发明的再一方面，提供了一种使编码视频转换设备能够操作的程序产品，所述转换设备在第二压缩视频记录媒介上记录第一压缩视频记录媒介所记录的视频信号并且包括：具有n/m倍速再生功能的视频解码器，用来再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；编码再生视频信号的视频编码器；以及中央处理单元，用于对在第二压缩视频记录媒介上记录视频编码器输出执行控制，同时使视频编码器和具有n/m倍速再生功能的视频解码器同步，以执行包括以下步骤的功能，所述步骤为：以n/m倍速再生第一压缩视频记录媒介上记录的视频信号；同步编码所再生的视频信号。
附图说明
图1是显示本发明实施例的高速编码视频转换设备的系统配置的示意图；
图2是显示从按照DVD视频格式记录的压缩视频中获得3倍速的再生视频的处理的示意图；
图3是显示便携装置中使用的分辨率和在DVD记录中使用的分辨率的实例的示意图；
图4是显示输出给本发明的用于检验的监视器的视频的一个实例的示意图；
图5是高速复制处理的初始化的流程图；以及
图6是高速复制操作的流程图。
具体实施方式
在本发明中，高速编码视频转换由n/m倍速再生功能、视频编码器和中央处理单元实现，其中n/m倍速再生功能是通过在具有高随机访问能力的记录媒介如DVD或HDD上记录的压缩视频的解码处理中减少解码来实现的；视频编码器通过另一编码模式编码该再生视频；中央处理单元根据用户操作的命令等，通过使这些功能和编码器同步来控制解码和编码的开始。
下面将参照附图描述本发明的实施例。
图1是显示本发明实施例的高速编码视频转换设备的系统配置的示意图。
在图1中，标号1是具有n/m倍功能的MPEG1/2视频解码器，标号2是MPEG4/H.264视频编码器，标号3是中央处理单元(CPU)，标号4是用于检验的监视器，标号5是遥控接收部分，标号6是存储器接口(I/F)。
标号8是分辨率转换器，它按需要配置并且还可以被取消，因为当前便携装置中显示的分辨率是最大垂直240线和水平320像素的QVGA，而DVD等上地压缩视频通常具有每帧垂直480线和水平720像素。
在图1的配置中，压缩视频记录媒介，如标号10的HDD或者标号9的可记录DVD被的具有n/m倍再生功能的MPEG1/2视频解码器1解码，然后经由存储器I/F和MPEG4/H.264视频编码器2将其(解码的视频)记录在便携装置等使用的压缩视频媒介(例如，SD存储器)上。
下面将解释由具有n/m倍再生功能的MPEG1/2视频解码器1获得n/m倍速再生视频的具体技术。
在MPEG1/2视频基础层中，它的编码特征是可变长度编码，所以每帧(被表示为MPEG中的画面)的编码量不能变成常数。
此外，固定数据串如画面头部被安排在数据串(被表示为MPEG中的比特流)之内，以便指示每帧的帧头。
因此，作为获得n/m倍速(n/m大于1)的再生视频的方法之一，顺序搜索比特流的内部，找到该画面头部，并且当它是所期望的帧的画面头部时，通过解码和显示后续码获得再生视频。
在此情况下，需要具有压缩视频解码器的系统，该解码器具有以高于1倍速的速度搜索画面头部和以足够速度读出比特流的能力，以从压缩视频记录媒介中获得高于1倍速的n/m倍速的再生视频，以便获得高于1倍速的n/m倍速的视频。
因此，在例如以DVD视频格式进行的记录中，为了减少压缩视频解码器的搜索能力，利用MPEG2系统层的包结构的自由度，并且定义NV PCK(导航包)，以及描述画面头部的位置(特别是，画面头部对于记录媒介内部所记录的GOP(画面组)之内的某些参考画面的相对地址)。因此，寻找相应画面的标题数据变得很容易。
图1的中央处理单元(CPU)从具有n/m倍速再生功能的视频解码器中读出“帧频率”、“水平像素数量”和“垂直像素数量”的每个描述，将其转换成所期望的值，命令视频编码器以比特流描述该值，从而生成比特流，在该比特流中转换后的再生时的帧频率被设置为1倍速视频。
图2显示了从以DVD视频格式记录的压缩视频中获得3倍速的再生视频的情况。
图2显示了复制源的比特流和在通过复制操作生成的转换后的比特流。
如图2(a)所示，复制源的比特流是“I3”、“B1”、“B2”、“P6”、“B4”、”B5”、“P9”、“B7”、“B8”…“P15”。在1倍速再生视频中，显示顺序变成“B1”、“B2”、“I3”、“B4”、”B5”、“P6”、“B7”、“B8”、“P9”…“P15”、“B1”、“B2”…，如图2(b)所示。
这里，“I”是I画面，“B”是B画面，并且“P”是P画面。
这里，跳过复制源的比特流，并且在3倍速再生中被读出。
只有当如图2(c)所示的那样读出I画面和P画面时，才获得3倍速，并且显示顺序变成“I3”、“P6”、“P9”、“P15”…，如图2(d)所示。
该比特流是作为图2(e)所示的“I3”、“B1”、“B2”、“P6”、“B4”、“B5”的比特流，由图1的视频编码器2经由存储器I/F输出的。
尽管图2(a)中的复制源的比特流的帧频率是29.97Hz，但是从存储器I/F输出的图2(e)的比特流的帧频率是10Hz。因此，以3倍速度执行SD存储器(是一个外部存储器)中的复制。
下面将说明n/m倍速再生视频的记录。
在图2中获得的n/m倍再生视频被输入给MPEG4/H.264视频编码器。MPEG4/H.264视频编码器每1/30秒执行所期望的参数的再压缩。
此时，需要把分辨率转换成便携装置能够再生的分辨率。
图3显示了便携装置中使用的典型分辨率和DVD的记录中使用的分辨率。图1的分辨率转换器进行例如图3中显示的分辨率转换，但是进行分辨率转换不是必需的。
此外，在帧频率为1/30的状态下，按照与视频同步方式执行传输，但是在记录中，在比特流的帧频率的描述符中描述了1/30/(n/m)(也就是3倍速度的1/10)值，由此可以在再生的时候确保1倍速的再生。
关于视频解码器与视频编码器之间的同步，从用户使用的观点出发，需要一个对复制开始和结束位置进行判断、并且检查用于执行高速复制的视频的功能。
在本发明中，通过在电视机上投影用于图1中所示的检查的监视器输出，来进行检查。
监视器上的输出视频是图形和视频等，是由具有n/m倍速再生功能的压缩视频解码器输出的。例如，视频被显示在图4中。
当假定开始和结束时间被设置并且在这样的用户界面中开始复制时，期望视频解码器和视频编码器从同一帧分别执行解码动作和编码动作(视频解码器和视频编码器之间的同步)。
因此，图1的中央处理单元从遥控单元接收复制操作命令，并从压缩视频记录媒介中寻找所期望的解码起点，把从起点读出的比特流输入给视频解码器，并发出解码开始命令，以便获得解码视频，并且还发出编码器的编码开始命令，该命令与其头部的解码视频的输出同时发出的。此外，下面将使用图5和图6的流程图描述执行控制以便把来自视频编码器的被转换比特流写入存储器中的过程。
图5是高速复制处理的初始化的流程图。
-判断是否为复制模式(步骤S1)。
-当步骤S1中的判断为“是”时，读出先前的设置的参数(步骤S2)。
-然后，执行选择标题的数据读出(步骤S3)。
-此外，显示复制模式GUI(步骤S4)。
-此外，显示选择标题图像和信息(步骤S5)。
-然后，判断存储器是否安装(步骤S6)，如果未安装，则显示存储器未安装(步骤S9)，并且流程返回到步骤S6。
-当步骤S6中的判断为“是”时，执行存储器信息的读出(步骤S7)，并显示存储器剩余时间(步骤S8)，并开始复制处理。
-当执行存储器的安装时(步骤S10)，判断是否为复制模式，如果“是”，流程前进到步骤S7；如果“否”，则不执行处理。
图6是高速复制操作的流程图。
-判断高速编码视频转换设备的遥控接收部分5是否收到遥控命令，如果“否”，则流程返回到步骤S21(步骤S21)。
-当步骤S21中的判断为“是”时，对命令进行解密(步骤S22)。
-判断命令是否为“返回”的选择命令(步骤S23)。
-当步骤S23中的判断为“是”时，执行复制模式GUI的图像擦除，并结束复制模式(步骤S28)。
-当步骤S23中的判断为“否”时，判断命令是否为复制开始命令(步骤S24)。
-当步骤S24中的判断为“是”时，执行复制(步骤S25)。
-判断视频是否结束(步骤S26)。
-当步骤S26中的判断为“是”时，对编码器执行停止处理(步骤S29)，并且执行存储器记录内容的更新处理(步骤S30)，以及流程返回到步骤S21。
-当步骤S26中的判断为“否”时，判断命令是否为复制结束命令(步骤S27)。
-当步骤S27中的判断为“是”时，流程前进到步骤S29，并且当判断为“否”时，流程返回到步骤S25。
在上述流程中，用以下含义使用以下术语。
功能选择帧：例如，在将要执行的功能的显示器的GUI上显示不同于其它功能的帧。
功能选择帧移动命令：例如，按压遥控单元的“↑”、“→”、“↓”、“←”按钮。
功能执行命令：例如，按压遥控单元的“确定”按钮。
在图6中，“功能”指的是存储器的“分辨率”、“文件删除”、“初始化”或者图4的“前一个”、“下一个”、“开始”、“停止”等。例如，为了寻找复制源的视频标题，通过把功能选择帧移到“前一个”或“下一个”的GUI，并按压“确定”，来执行该功能。
下面显示用户操作过程的一个实例。
-通过按压遥控单元的“↑”、“→”、“↓”、“←”按钮，把功能选择帧移到存储器的“分辨率”，然后按压“确定”按钮。
-通过按压“↑”、“↓”按钮，在GUI屏幕上显示所期望的分辨率，并按压“确定”按钮。
-通过按压遥控单元的“↑”、“→”、“↓”、“←”按钮，把功能选择帧移动到“前一个”或“下一个”，并按压“确定”按钮。对于“前一个”，显示目前显示的标题的前一个标题。对于“下一个”，显示目前显示的标题的下一个标题。
-检验显示标题具有所期望的视频，并通过按压“←”、“→”按钮，将功能选择帧移动到“开始”，然后按压“确定”按钮。从而开始复制。-结束标题的播放时间，或者在播放期间按压“→”按钮，并且将功能选择帧移动到“结束”，并且当按压“确定”按钮时，结束复制。
此外，在上述说明中，转换目的地的视频编码器的编码速度被设置为实时的每秒30帧，但是在编码器的编码速度低于该速度的情况下，可以通过把转换源视频解码器的再生速度调整到它的编码速度，来获得帧同步。然而，转换速度由此变低。
在本发明中，由于有了n/m倍速度再生功能，并通过中央处理单元的程序，控制转换源的压缩视频的解码器(在该实施例情况下，是MPEG1/2解码器)的再生速度，和与其同步地控制转换目的地的视频编码器(在该实施例情况下是MPEG4/H.264视频编码器)，因此通过使解码器与编码器之间的视频同步频率等于1倍速度的同步频率并同时实现高速转换，就可以构建一个低成本系统。
此外，对于便携装置，可以获得与现有移动图像再生规范的匹配，所以不附加新功能也可以执行再生。
本发明还可以应用于数字录像机和具有PC存储器I/F的MREG/H.26x方法的数字记录和再生装置。
此外，在目前为存储卡设计的DV型数字录像机中，由于其机制原因，目前不能在一帧时间把快进视频再生为一个正确视频，但是当通过将来的技术进步来获得如DVD/HDD记录器所示的具有高质量的快进视频时，本发明可以应用于DV型数字录像机。