重放位流的處理的製作方法

2023-06-24 06:47:56

專利名稱：重放位流的處理的製作方法
技術領域：
本發明涉及從介質再現數字編碼信號，尤其涉及以多路復用格式重放數據的識別和處理。
背景技術：
例如利用MPEG壓縮協議採用數字壓縮的音頻和視頻信號記錄的光碟的引入為消費者提供的聲音和圖像質量基本上與原始的素材沒有區別。然而，消費用戶期望這種數字視盤或DVD提供的特徵類似於他們的模擬式錄像機或VCR的特徵。例如，VCR能夠以不同於記錄速度的速度在正向或反向再現。這種非標準速度的重放特徵也稱為特技播放模式。由於將圖像分成具有不同壓縮級別組的壓縮分級特性，MPEG編碼的視頻信號不能容易地提供特技播放特性。這些組稱為圖像組或GOP並且要求順序地解碼。MPEG 2標準的詳細描述如ISO/IEC標準13818-2所公布的。簡單地說，MPEG 2信號流可以包括三種具有不同內容壓縮級別的圖像類型。內部編碼幀或I幀具有三種類型中最小的壓縮，並且可以不參照任何其他幀來解碼。預測幀或P幀是參照先前的I幀或P幀壓縮的，並且獲得比內部編碼幀更高級別的壓縮。第三種類型的MPEG幀稱為雙向編碼幀或B幀，可以根據先前幀或隨後幀的預測來壓縮。雙向編碼幀具有最高級別的壓縮。三種類型的MPEG幀安排在圖像組或GOP中。GOP例如可以包含12個如圖1A說明安排的幀。因為只有內部編碼幀是可以不用參照任何其他幀來解碼的，所以每個GOP只能在I幀解碼之後解碼。第一個預測幀或P幀可以根據存儲的先前I幀的修改來解碼和存儲。隨後的P幀可以由存儲的先前P幀預測。P幀的預測在圖1A中用彎曲的實線箭頭表示。最後，雙向編碼幀或B幀可以藉助於先前幀和/或隨後幀，例如存儲的I幀和P幀的預測來解碼。在圖1A中用彎曲的虛線箭頭描述了由相鄰存儲幀的預測來解碼B幀。
專利申請EP-A-0 696 798公開了一種記錄數據的方法和設備，數據介質以及再現數據的方法和設備。申請EP-A-0 696 798講授在各種類型盤介質上記錄MPEG信號，此外公開了在記錄介質的每一扇區中具有與作為子碼的數據分開記錄的附加信息的記錄格式。這些子碼提供與每扇區有用負載數據相關的信息並可用於在重放期間控制數據再現。在美國專利5,535,008中，公開了MPEG記錄數據的「跳轉模式」再現，例如利用CD-ROM。美國專利5,535,008講授以預定間隔設置的多個數據的再現，並因此可通過「將整數倍的預定間隔減去第一固定值」找到下一要再現的數據。美國專利5,535,008利用I幀之間的平均距離使變換器迅速來回移動或迅速反向再現。在EPO申請A-737 975中，公開了用於光碟的一種MPEG記錄方法。記錄的格式包括管理區域和節目數據具有分層結構的節目區域。所公開的格式與數字通用盤或DVD採用的格式有些類似。在美國專利5,543,925中公開了一種數字重放設備，用於再現數字處理的攝影圖像。數位化的圖像寫在小型光碟上，按照表示預記錄序列或用戶定義顯示的所存儲數據顯示在屏幕上。美國專利5,543,925講授了對於每一存儲的數位化圖像，圖像文件含有多個子文件，它們定義具有不同分辯率的同一掃描圖像。它指出同一圖像的這些多分辯率型式有益地減小圖像顯示的等待時間。在EPO申請0651 391中公開了高速重放數字編碼圖像。EPO申請0651 391尤其公開了用於在「幀返回再現」期間存儲多個GOP的兩個幀存儲器以及三個幀存儲器的用途。輸出信號選擇在解碼圖像存儲器之間替換。存儲器選擇和輸出圖像保持時間響應於解碼圖像可用性和檢索下一所需圖像的時間。
包括MPEG圖像組的編碼幀的分級特性需要每個GOP的I幀和P幀在正向解碼。這樣，通過有效地跳回到一個較早的、或先前的I幀並且然後在正向解碼該GOP，可以提供反向模式特徵。解碼的幀被存儲在幀緩衝存儲器，用於以後的反向讀出以獲得所需的反向節目序列。圖1B說明在正常速度下並且在時刻t0之前的時間的正向重放，選擇特技模式下的反向、三倍速度模式。該特技播放模式在時刻t0啟動，這裡I幀I(25)被解碼和顯示。下一需要解碼的幀是I幀I(13)，這樣，變換器被重新定位，如箭頭J1指示，以獲取幀I(13)。恢復和解碼I幀I(13)後，變換器如箭頭J2指示跟蹤以獲得和解碼幀P(16)。該過程如箭頭J3、J4指示的重複。在捕獲和解碼幀P(22)後，變換器如箭頭Jn描述來移動以恢復幀I(1)。為了平滑地描繪場景運動要求解碼和顯示I、P以及可能的B幀。對於先前的GOP重複跳轉和播放過程，因此，前進中止，往回通過該記錄，同時以反向序列在視頻輸出平滑地描繪節目素材。
在特技模式再現期間提供可見的平滑再現要求及時地檢索光碟並且從存儲器存取特定的圖像。雖然每個數字光碟在每個視頻目標單元內採用提供圖像進入點的導航(navigation)數據來編碼，但是它們在數目上是有限的，並且可能固有地在時間上混淆圖像運動。為了以多種速度在正向和反向獲得時間上平滑的特技模式再現，要求存取和解碼所有的編碼圖像。雖然能夠以犧牲存儲容量為代價獲得這種性能，但是位流分析和緩衝存儲器的選擇為通過有效的存儲器利用來改進特技模式再現提供了機會。

發明內容
一種設備從光碟再現位流信號。控制該位流以確保只有要求的位流數據被耦合用於MPEG解碼。變換器被重新定位以在完成先前的MPEG圖像解碼之前獲得要求的位流數據。在緩衝存儲之前位流數據被讀出以選擇需要存儲的數據並且拒絕不需要的數據。緩衝存儲被重新分配用於特技播放操作並且被隨機存取以便於特技播放圖像選擇。控制MPEG圖像解碼和存儲以便於在一個欄位周期內的幀解碼。解碼的圖像基本上在欄位周期內被同時存儲和讀出。
在一種本發明的配置中，一種設備從介質再現數字編碼信號。該設備包括變換器，用於轉換數字編碼信號並且從其中產生位流；處理器，被耦合以接收位流，用於可控地處理位流；存儲器，耦合到處理器，用於存儲處理的位流信息；控制器，被耦合以控制存儲器和處理器，用於控制位流內信息的識別，其中控制器控制處理器以識別位流中特定的扇區類型，並且根據該特定的扇區識別，控制器控制存儲器存儲識別的特定扇區。
在一種本發明的方法中，通過數字光碟設備在再現期間轉換的多個扇區中安排的數據流中多個開始代碼獲得一個開始代碼。該方法包括搜索數據流以定位多個扇區中特定的扇區類型的步驟。搜索該特定的扇區類型以從多個開始代碼定位一個開始代碼。測試該開始代碼以確定它是否是不完整的。搜索數據流以定位多個扇區中特定的扇區類型的第二個扇區。搜索特定的扇區類型的第二扇區以從多個開始代碼的開始代碼類型定位第二個開始代碼。確定是否第二個開始代碼是不完整開始代碼的剩餘部分。將不完整的開始代碼值和剩餘的開始代碼值組合以形成完整的開始代碼。
另一種從介質再現數字編碼信號的本發明設備包括變換器，用於轉換數字編碼信號並且從其中產生位流；第一存儲器，耦合到變換器，用於存儲該位流；用於存儲數據的第二存儲器，可控地從第一存儲器耦合；控制器，被耦合以控制第一和第二存儲器，用於控制位流內信息的識別，其中控制器控制第一存儲器以從特定扇區地址輸出其中的位流，以及該控制器控制第二存儲器以存儲從特定的扇區地址輸出的位流的第一部分。
另一種從介質再現數字編碼信號的本發明設備包括變換器，用於轉換數字編碼信號並且從其中產生位流；存儲器，耦合到變換器，用於存儲位流；處理器，耦合到存儲器，用於處理存儲的位流以識別包含在其中的MPEG開始代碼。處理器搜索存儲的位流以識別存儲的位流中的MPEG開始代碼，並且根據MPEG開始代碼標識，處理器指示該標識並且存儲識別的MPEG開始代碼中的扇區地址。
另一種再現數字光碟的設備中進行圖像解碼和顯示的方法。該方法包括轉換來自光碟的數字編碼信號的步驟。將數字編碼信號存儲在第一存儲器中。解碼該數字編碼信號以產生圖像。將該圖像存儲在第二存儲器中。耦合來自第二存儲器的圖像用於顯示。控制第二存儲器的存儲和耦合用於顯示基本上同時發生。
在另一種本發明方法中，圖像的一個欄位存儲在第二存儲器的第一欄位中並且來自所述第二存儲器的第二欄位的先前的圖像被耦合用於顯示。
在另一種本發明方法中，圖像的一個欄位存儲在所述第二存儲器的第一欄位並且來自第二存儲器的第一欄位的先前的圖像被耦合用於顯示。所述第二存儲器的所述第一欄位的存儲以及耦合用於顯示被控制在欄位周期內順序地發生。
在本發明的另一種配置中，用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備包括變換器，用於轉換數字編碼信號；存儲器，耦合到變換器，用於存儲數字編碼信號；解碼器，根據數字編碼信號來從其中解碼圖像；控制器，用於存儲器，其中，在第一操作模式下，控制器根據第一序列，控制存儲器以從存儲器讀出存儲的數字編碼信號，在第二操作模式下，控制器控制存儲器以第二序列從存儲器讀出存儲的數字編碼信號。
在本發明的另一種配置中，一種設備用於從光碟介質再現數字編碼信號並且包括表示數字編碼信號的位流源；處理器，耦合到位流，用於處理該位流以提取其中表示的至少第一和第二數據類型；存儲器，可控地耦合到處理器以存儲第一和第二數據類型中的一個；控制器，耦合以控制存儲器的分配，其中在第一再現模式下，控制器分配存儲器存儲第一數據類型，在第二再現模式下，控制器分配存儲器存儲第二數據類型。
在本發明的另一種配置中，一個用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備包括變換器，用於轉換數字編碼信號；處理器，耦合以接收數字編碼信號，用於處理和從其中產生圖像；存儲器，耦合到處理器，用於存儲該圖像；控制器，耦合以控制存儲器和處理器，其中在第一模式下，圖像被存儲在存儲器中，在第二個模式下該圖像被二次採樣並且存儲在存儲器中。
在本發明的另一種配置中，一種用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備，包括位流源，該位流表示所述數字編碼信號；處理器，耦合到所述位流，用於處理所述位流以提取其中表示的第一和第二數據類型；存儲器，可控地耦合到所述源和所述處理器，用於存儲所述位流和所述第一和第二數據類型；以及控制器，耦合以控制所述存儲器的分配，其中，在第一再現模式中，所述控制器分配所述存儲器，用於存儲所述位流和所述第一和第二數據類型，以及在第二再現模式中，所述控制器分配所述存儲器，用於存儲所述位流和所述第一數據類型。
在本發明的另一種配置中，避免了不必要地處理不需要的扇區數據。一種通過使用光讀出的光碟播放機控制扇區中再現數據的方法，包括轉換扇區組的步驟，這些扇區組包括需要處理的扇區和不需要處理的扇區。提供除了不需要扇區以外的需要的扇區到數據處理器來進行處理，並且處理需要的數據扇區以提取其中表示視頻信息的數據。
在本發明的另一種配置中，從控制變換器位置的處理基本上免除了在轉換的位流路徑中的延遲。在數字光碟設備的重放期間，一種方法包括接收第一和第二變換器地址的步驟，用於根據重放地址來控制變換器位置。將重放的地址與第一變換器地址比較以檢測它們之間是否相等。根據檢測的是否相等，移動變換器到由第二變換器地址確定的新位置。


圖1A描述了MPEG 2圖像組。
圖1B說明了在重放和三倍速度的反向特技播放期間記錄的圖像組。
圖2是包括本發明配置的示範數字光碟播放機的方框圖。
圖3更詳細地示出圖2部分並且描述了各種本發明配置。
圖4示出圖2的數字光碟播放機，相對於圖2而言包括了其他有益配置。
圖5A和5B描述在光道緩存之前的示範位流。
圖5C-5D描述了緩衝存儲器中的示範數據。
圖6是一個流程圖，說明了用於經過扇區邊界上分配的開始代碼恢復的本發明配置。
圖7是一個圖表，說明了用於3倍播放速度(3倍)的反向特技播放模式的本發明序列。
具體實施例方式
圖2描述了一種數字視盤播放機的示範方框圖。塊10描述了走盤機構，可以承受由電機12旋轉的數字記錄光碟14。響應各個信號數據位由8/16調製編碼確定各個坑的長度，數位訊號作為包含諸坑的螺旋光道記錄在光碟14上。光碟14上的記錄由收集反射的雷射照度的拾取裝置15讀出。反射的雷射由光檢測器或光拾取裝置收集。成像裝置例如形成拾取裝置15一部分的透鏡或反射鏡由電機11伺服控制和驅動以跟隨記錄的光道。可以通過快速地重新定位成像裝置來進入記錄的不同部分。伺服控制電機11和12由集成電路驅動放大器20驅動。拾取裝置15耦合到光前置放大器塊30，該塊包括用於雷射發光裝置的驅動電路，前置放大器提供從光拾取裝置輸出的反射信號的放大和均衡。來自光前置放大器30的放大和均衡的重放信號連接到信道處理器塊40，這裡利用重放信號來同步鎖相環，該鎖相環被利用來解調記錄中使用的8:16調製。
藉助於應用在16個扇區的塊中的Reed Solomon乘積編碼，MPEG編碼位流被編碼用於檢錯和糾錯，這裡每個扇區包含有用負載數據的2048個字節。這樣，藉助於圖4的ECC緩衝存儲器45和46中實現的Reed Solomon乘積校正，在8:16解調後重放數據流被解交織或反移(去混洗)和糾錯。每個緩存器存儲作為陣列安排的重放數據流的16個扇區，以便於解交織和允許所需的行和列乘積處理。級聯的ECC緩衝存儲器對於再現的順序位流引入近似(2*16*1.4)毫秒的延遲，這裡2表示ECC緩存器對，16表示應用校正的扇區，1.4毫秒表示在1倍旋轉速度下的扇區周期。這樣，再現的順序位流被延遲近似於45毫秒的最小值。
糾錯信號位流41經過鏈路處理器耦合到位流或機械/光道緩衝存儲器60A。光道緩存器包括DRAM存儲器類型並且用於存儲重放數據量，使得在變換器或拾取裝置15重新定位期間丟失的數據在解碼時將不產生任何可見的缺陷。這樣，最後的輸出圖像流對於觀看者來說將表現為連續的或無縫的。位流緩衝存儲器60A是示例性16兆位DRAM存儲器的部分。另一個示例性16兆位SDRAM存儲塊可以被劃分以提供幀緩存器60C和60D，它們為至少兩個解碼的圖像幀提供存儲，在解碼之前壓縮的視頻位流存儲在緩存器60B中，音頻位流在緩存器60E以及其他的數據存儲在60F、60G、60H。信道處理器40還包括定時控制電路，該電路控制通過鏈路505寫到位流緩存器60A。由於在重放光道地址的變化，例如由於用戶定義的重放視頻內容如「導演剪接(Directors cut)」、基本(parental)指南選擇、或者甚至用戶可選擇的替換鏡頭角度(shot angles)，數據可以被間歇地寫入位流緩存器。為了便於更迅速地存取和恢復記錄的信號，光碟14能夠以導致較高位速率的轉換的位流並且可能間歇提供的增加的速度旋轉。
如已經描述的，記錄的數據流安排在16個扇區的ECC塊中。每個扇區具有由圖4的ECC塊47處理的糾錯位保護的唯一的扇區識別地址。然而，因為扇區地址是短的並且是扇區特定的，對於糾錯處理塊47產生的到扇區地址信號42的任何延遲是可忽略的。扇區地址信號42被耦合以提供位置信息到伺服控制集成電路50。集成電路50為伺服電機11和12提供驅動和控制信號。電機12旋轉光碟14並且以多種速度提供伺服控制的旋轉。光拾取裝置或變換器15由電機11根據扇區地址信號42定位和伺服控制，另外，可以根據扇區地址請求被控制以快速地重新定位或跳到另一個扇區地址，或光碟表面上的位置，由I2C控制總線514傳送，並且經過圖4的部件54耦合。
數字視盤播放機由塊500的中央處理單元或CPU、部件510控制，該部件接收來自信道IC 40的再現位流和錯誤標記，並且將控制指令提供到伺服IC 50。另外，CPU 510接收來自用戶接口90的用戶控制命令，以及來自塊500的MPEG解碼器部件530的MPEG解碼器控制功能。系統緩衝存貯器80被尋址並且提供數據到CPU 510。例如，緩存器80可以包括RAM和PROM存貯器單元。RAM可以用於存儲由CPU 510從位流41提取的各種數據，例如這種數據可以包括解擾或解密信息、位流和幀緩衝存儲器管理數據以及導航數據。PROM可以例如包含有益的變換器跳轉算法，該算法便於實現正向或反向速度中一選定速度的特技模式操作。
在圖3中，MPEG編碼位流耦合到鏈路處理器505，它可以用作硬體去多路復用器以將MPEG編碼的音頻、視頻和控制信息從DVD格式的位流分開。另一方面，通過圖3的CPU 510對緩存器60A的直接存貯器存取或DMA的軟體控制，可以完成位流去多路復用。在光道緩存器60A之前或內部的編碼位流由微控制器510搜索以定位和讀取標題並且提取導航數據。下面參照圖6討論有益的位流搜索。
微控制器510經過I2C控制總線信號514耦合到前端以控制或請求變換器重新定位來獲得由特技播放序列請求的下一個扇區。變換器定位可以通過有益的存儲序列或跳轉播放模式來控制，該模式參照包含在每個視頻目標單元或VOBU中的導航包數據讀出的重放的扇區地址和GOP扇區地址來檢索。在圖5A中描述了示例性扇區地址和VOBU導航包。然而，在變換器重新定位後，從前端初始檢索的扇區可以由示例性微控制器510識別，因為不是跳轉指令所請求的。這樣，微控制器510有益地重寫這個不需要的數據在光道緩存器60A中並且確保只有請求的數據出現在緩存器中。
識別了扇區地址或標題後，微控制器510控制緩存器60A的直接存儲器存取，它有效地將MPEG數據與存儲在緩存器中的其他DVD格式的數據分開。這樣，視頻DMA 515將耦合用於存儲在示例性視頻位緩存器60B中的壓縮的視頻位分開。類似地，壓縮的音頻位從緩存器60A讀出並且存儲在音頻緩存器60E中。子圖像數據也通過DMA從光道緩存器60A檢索並且存儲在緩存器60F中。
搜索視頻位緩存器60B中的壓縮視頻位流以通過開始代碼檢測器520定位圖像或較高級別的開始代碼。檢測的開始代碼信號512耦合到微控制器510，該微控制器隨後經過信號511與MPEG解碼器530通訊，以指示下一個圖像類型、均衡器設置以及啟動解碼。解碼器狀態信號513耦合回到微控制器510以指示完成解碼以及該圖像數據可用於顯示或存儲。如將描述的，可以認為壓縮的視頻位緩存器60B用作FIFO或環形緩存器，這裡存儲的位流被順序地存取用於MPEG解碼，然而，通過緩存器60B的隨機存取可以有益地促進特技模式操作。
MPEG解碼器530內的視頻位流由可變長度解碼器531處理，該解碼器搜索位流以定位限幅以及宏塊開始代碼。當獲取或構造其它圖像例如GOP的P和B圖像時，來自每個圖像組的某些解碼圖像被寫到幀緩存器60C和60D用於隨後用作預測器。幀緩存器60C和60D具有至少兩個視頻幀的存儲容量。分開的音頻分組存儲在音頻位緩存器60E中，它被讀出和耦合用於塊110的音頻解碼。在MPEG或AC3音頻解碼後，數字音頻信號產生，它耦合到音頻後處理器130用於數模轉換並且產生各種基帶音頻信號輸出。從參考幀緩存器60C/D讀出的解碼塊的數字視頻輸出信號由顯示緩存器580轉換為光柵掃描格式。然而，在特技模式操作期間，輸出信號源可能是來自特技模式操作期間未使用的存儲器並被有益地重新配置的欄位存儲器。這樣，在顯示緩存器580內的塊到光柵掃描轉換可以根據特技模式操作有益地控制。顯示緩存器耦合到編碼器590，該編碼器提供數模信號轉換並且產生基帶視頻分量和編碼的視頻信號。
可以參照圖1B考慮圖2中說明的示範視頻播放機的操作，圖1B說明正向播放和反向特技播放序列。如上所述，在每個GOP內存在的編碼關係需要每個圖像組以正向從I幀或圖像開始解碼。這樣，通過有效地跳回以轉換較早的或先前的I圖像並且然後在正向解碼該GOP，可以提供反向模式特性。解碼的圖像存儲在幀緩衝存儲器中用於隨後以反向次序讀出。然而，包括B圖像的序列可以進一步利用將描述的有益的特徵。在圖1B中，假定在時間t0之前的某一時刻，例如在I圖像I(1)，示例性視頻播放機假定根據用戶命令在正向播放條件下。如圖1A中箭頭線連接的I、B和P幀說明的，在正向解碼每個圖像組。在時間t0之前的一個時刻，選擇三倍播放速度的反向特技模式，並且在時間t0啟動，這裡I圖像I(25)被解碼和顯示。如上所述，反向特技播放解碼所需的下一個圖像是I圖像I(13)，這樣，如箭頭J1指示的，變換器被移動以獲得圖像I(13)。然後，信號恢復和解碼遵循圖1B中指示的播放序列，由箭頭J1獲得I(13)、由箭頭J2獲得P(16)、由箭頭J3獲得P(19)、由箭頭J4獲得P(22)以及由箭頭Jn獲得...。如每個特技播放模式特別要求的，圖1B示出的插入的B圖像被轉換，但可以例如通過重寫緩存器或通過解碼器禁止來丟棄。為了避免前面描述的對於附加的反向模式視頻緩存的需求，對於MPEG解碼器、緩衝存儲器控制和分配使用了各種有益的方法。
可以位流41或光道緩存器60A中引用的扇區為單位完成圖像數據的確定。然而，因為MPEG圖像開始代碼在DVD數據格式內埋藏並且不約束與扇區邊界同時開始，以扇區為單位的圖像開始代碼的結果位置不可避免地包括一個先前的、可能的非視頻扇區的段。圖5A示出包括視頻目標單元的示例性位流41部分，該單元包含音頻視頻和子圖像數據扇區。每個扇區包含2048個有效負載字節，具有扇區邊界陰影示出的扇區地址。在圖5B中示出視頻圖像A在扇區54結束並且緊接著跟隨有用於視頻圖像B的開始代碼。然而，視頻圖像B開始代碼的剩餘部分在扇區65產生，插入的扇區55-64包含子圖像和音頻數據。在圖5C中說明以扇區為單位的圖像數據/視頻扇區的確定或定位，這裡，用於示範圖像A的開始代碼在扇區2中示出，下一個圖像B的開始代碼在扇區9產生。方程式1示出由扇區計數的圖像數據位置，因為圖像A在扇區2開始並且在扇區9結束，圖像A具有8個扇區的持續時間。圖5C說明了不需要的數據碎片，這裡參照(視頻)扇區編號描述視頻數據。然而，這種視頻扇區編號可能與再現位流中的地址或扇區編號直接相關。在圖5C中，視頻位流用描述的示範圖像A示出，圖像A具有在視頻扇區2的字節1000啟動的圖像開始代碼。很清楚，扇區2前面的999個字節相應於來自先前圖像的數據。當圖像數據以字節為單位定位時可能使用更詳細的處理。字節精確處理可能要求比扇區級別精確度所需的更複雜的存儲器控制。然而，如果使用字節精確處理，則只能將整個圖像數據存儲在視頻位緩存器中，這樣，這些碎片被清除並且避免了MPEG解碼器530的掛起。在圖5C中示出用於示範圖像A的字節精確圖像確定，這裡，圖像開始代碼在視頻扇區2的字節1000開始並且圖像B開始代碼在扇區9的字節500開始。因此，通過使用方程式2，圖像A的大小可以計算為13,835個字節。這樣，字節精確圖像地址允許微處理器510指向示例性視頻位緩存器60B中的特定字節，圖3的可變長度解碼器VLD531由此字節開始解碼。
如果圖像數據以扇區為單位確定，自視頻位緩存器讀取圖像的MPEG解碼器必須防止由於在需要的圖像解碼之前或之後產生的丟棄圖像碎片而被掛起。圖5D的示範視頻位緩存器中描述了這種圖像碎片，該圖示出多個包含P和B圖像的扇區，這裡來自先前的或以後圖像的不需要的數據以對角線陰影的方式示出。每個視頻目標塊單元或VOBU包括導航數據，該數據識別第一個I圖像的結束扇區地址和VOBU的第一個GOP兩個後面的參考或P圖像的最後扇區地址。另外，導航數據包括在先前和隨後VOBU中的I圖像的扇區地址，因此，可以容易地提供僅用於特技模式的I圖像。然而，如果能夠識別所需圖像的結束字節，則可以避免由圖像碎片產生的問題。微處理器510/A例如ST20類型被有益地配置為硬體搜尋引擎，它搜索存儲在光道緩存器的數據以定位存儲在緩存器60A的結束扇區內的I圖像的結束字節。這樣，通過識別I圖像，它單獨可以加載到視頻位緩存器60B，因此，避免了可能引起解碼器鎖定問題的部分圖像存儲。示例性微處理器510/A可以用於找出僅在I圖像模式下的開始代碼，因為由導航數據已經知道結束扇區。然而，對於P、B或多個I圖像，示例性微處理器不能提供實際的解決方案，因為必需完成對位流數據的每個字節的測試，它表示微處理器510的操作上的集中使用。
通過一種配置可以方便地實現解碼之前開始代碼的定位和確定，該配置利用圖3的鏈路接口塊505來搜索光道緩存器60A之前位流中的開始代碼。鏈路接口505的這種使用有益地對圖像和/或可能發送到微處理器510的音頻標題提供早期的預處理或分析。這樣，識別了光道緩存器之前輸入位流的標題後，由特定的特技模式要求的圖像和音頻可以存儲在示例性光道存儲器60A中，同時不需要的圖像和/或其它數據通過重寫在緩存器中刪除。
在第一種配置中，通過使用開始代碼檢測器520來定位開始代碼，該檢測器搜索機械/光道緩存器60A或視頻位緩存器60B中的位流。雖然這種方法具有一個優點，即MPEG開始代碼檢測器的設計是公知的，然而檢測器要求連續的數據。因此，只有視頻位緩存器中的數據、除去DVD和傳送數據結構可以被搜索。這樣，搜索機械/光道緩存器內的MPEG數據可能很難實現，不能最優地使用存儲器，示例性微處理器510可能由於一些中斷而加重負擔，這樣，要求增加第二微處理器例如510A專用於實現開始代碼檢測。
在一種有益的配置中，通過開始代碼檢測器便於實現開始代碼檢測，開始代碼檢測器在光道緩存器60A之前或之中搜索專用於MPEG開始代碼的位流。這樣，通過有益地對位流內MPEG視頻標題提供早期的分析，可以預計特技播放圖像需求並且可以完成專用於特技播放操作的存儲器操作。在特技模式操作期間，同樣有益的分析可以應用於視頻位緩存器之前的視頻分組流。例如，在反向重放模式下，這種預處理允許圖像之間的特技播放的特定選擇被緩存用於解碼，並且那些不需要的圖像在存儲之前被丟棄。在特技播放操作期間，這種圖像選擇例如丟棄B幀可能近似於使存儲在示例性視頻位緩存器60B中的I和P圖像的數量擴大一倍。這樣，從不需要數據中識別出需要數據是在緩衝存儲之前預處理或分析的直接結果，它允許視頻位緩存器60B僅存儲需要的或特技播放的特定圖像。因此，可以存儲更多的特技播放的特定視頻目標單元或VOBU，以便於平滑特技播放運動的再現。
在一種有益的配置中，通過僅選擇隨後使用的存儲數據，在特技播放模式期間，光道緩存器60A和視頻位緩存器60B的存儲容量增加。例如，在示例性特技播放模式中，B幀可能不被解碼，因此，不需要存儲在光道或視頻位緩存器中。這樣，只有需要的圖像被存儲，不需要的圖像或其它數據被丟棄。為了便於實現需要和不需要圖像之間這種有益的選擇，要求位流或視頻分組流被預處理、分析或搜索，以在存儲之前定位序列_標題、圖像組_標題或圖像_標題。這樣，壓縮位流的分析或預處理允許確定MPEG參數如時間_代碼、閉合_圖像組以及斷開的_鏈路數據用於每個圖像組或GOP。另外，通過預處理分組流，圖像_開始_代碼可以被定位，這樣允許處理圖像_標題，接下來，允許確定例如時間_參考、圖像_編碼_類型(I、P和B)。然而，如已經描述的，由於DVD將MPEG類型的數據分為2048個字節的扇區，這種有益的MPEG分析是很難的。另外，因為MPEG開始代碼(4個字節)不是扇區對準的，可以經過扇區邊界分配示例性圖像開始代碼。圖5B說明光道緩存器60A之前的位流，這裡視頻圖像A在扇區54結束並且後面立刻跟隨了用於視頻圖像B的開始代碼。然而，視頻圖像B開始代碼的剩餘部分在扇區65中產生，插入扇區55-64包含子圖像和音頻數據。圖5C說明在視頻位緩存器60B之前的去多路復用視頻扇區位流，這裡用於示範圖像A的開始代碼在扇區2中示出，下一個圖像B的開始代碼在扇區9中產生。用於圖像C的分配的開始代碼出現，它在扇區12的第2046個字節啟動並且在扇區13繼續。因此，開始代碼的部分與下一個視頻扇區的剩餘部分在一個視頻扇區中。
為了能夠分析具有分配的開始代碼的位流，圖6示出一種本發明的示範方法。該示範方法識別並且存儲扇區類型和地址，另外，識別和存儲需要的開始代碼。通過使用本發明部分開始代碼標記，該標記表示開始代碼出現，識別和存儲分配的或部分的開始代碼。發生在下一個視頻扇區的開始代碼剩餘部分被識別並恢復以完成開始代碼。圖6的本發明方法描述了應用於光道緩存之前的位流41的搜索和MPEG分析。搜索位流，用於需要的扇區例如視頻扇區，然後搜索分配的開始代碼。通過包含例如音頻、子圖像、導航數據等的其他非視頻扇區可以與分配的開始代碼分開。這樣，位流被搜索並且隨後的視頻扇區被識別和處理，同時當前不需要的插入的非視頻扇區例如在特定的特技模式期間不被處理，並且在示例性光道緩存器60A上存儲或重寫之前可以被丟棄。這樣，識別了下一個視頻扇區後，搜索分組數據以定位下一個開始代碼。然而，因為部分開始代碼被設置，部分開始代碼的剩餘部分被搜索，同時這個剩餘部分與先前視頻扇區的代碼組合以完成開始代碼。
圖6的示範圖說明用於位流搜索以識別需要的扇區地址、圖像類型和地址以及用於檢測和重新裝配分配的開始代碼的本發明方法。該方法在步驟10開始，這裡搜索糾錯位流以從多個扇區定位特定的需要扇區，這些扇區包括導航、音頻視頻扇區、子圖像數據扇區。在步驟100檢測視頻扇區，這裡，」否」的結果形成繼續位流搜索的環路。類似地，音頻扇區可以在步驟105檢測到並且它的扇區地址因此被存儲。如果步驟100測試為」是」，則檢測到視頻扇區並且該扇區地址在步驟101被存儲。檢測的視頻扇區在步驟200啟動另一個測試以檢測視頻扇區內的開始代碼。步驟200描述了圖像開始代碼，然而，可能存在各種開始代碼，例如序列標題、GOP標題或圖像標題都在視頻扇區內存在，因此，任何一個都可能經過扇區邊界分配。在步驟200的」否」形成繼續搜索視頻扇區內開始代碼的環路。在步驟200的」是」表示檢測開始代碼，該代碼啟動另一個測試以在步驟250檢測部分開始代碼。如圖5B和5C說明的，當由於扇區邊界和扇區地址出現而中斷時，可以認為同時和順序地發生步驟200和250描述的部分和整個開始代碼之間的確定，因為任何開始代碼變為部分的或不完整的。在步驟250的」否」形成等待部分開始代碼發生的環路。另外，在步驟250的」否」也表示完整開始代碼的檢測，它在步驟255測試以確定是否為需要的類型。在步驟255需要的開始代碼測試為」是」導致在步驟260存儲扇區地址內的類型和字節位置。
在步驟250的部分開始代碼檢測得到」是」，它使得該序列重新開始搜索位流以通過環路返回步驟100來定位下一個視頻扇區。在步驟250的」是」也啟動步驟300的測試以確定是否設置了部分開始代碼標記。直到檢測到第一個分配的或部分的開始代碼才設置部分開始代碼標記。這樣，在步驟300的」否」使得在步驟350設置部分開始代碼標記，另外，在步驟400存儲部分開始代碼的值。在步驟300的」是」表示檢測到分配的開始代碼的剩餘部分並且在步驟500導致復位部分開始代碼標記。在步驟300的」是」還導致在步驟450存儲檢測的開始代碼剩餘部分。在步驟550，來自步驟400的部分開始代碼值和來自步驟450它的剩餘部分被組合以改進分配的開始代碼。最後，在步驟575，存儲改進的開始代碼類型、字節和扇區地址。因此，描述的本發明方法識別和存儲特定的扇區類型和地址，識別和存儲扇區內的開始代碼類型和字節地址，以及識別和重新裝配分配的開始代碼段。這樣，在緩衝存儲之前，可以分析DVD格式位流以確定例如特定的MPEG編碼的圖像類型。
根據已知的在視頻位緩存器中圖像開始和停止的位置，可以有益地控制MPEG圖像解碼次序。這樣，由已知的視頻位緩存器60B中圖像位置，例如圖5C說明的或如圖6的位流搜索所確定的，允許開始代碼檢測器520和可變長度檢測器531中的存儲器開始指針有益地指向例如特技模式操作期間所需的隨機存取圖像。在播放速度和/或慢運動重放的反向操作要求再現B幀。通過反向相鄰B圖像解碼的次序，根據緩衝存儲器要求，可以有益地簡化這種反向模式操作。通過設置存儲器開始指針有益地獲得這種反向的解碼次序，使得能夠解碼特技模式所需的圖像。另外，在特技播放模式期間，通過如特定的特技播放算法要求的有益地跳過或不讀視頻位緩存器中的圖像，可以簡化緩衝存儲器的大小和控制。在特技播放緩存期間，通過有益地使多個圖像解碼立即或如特技播放算法特別要求的進行，可以進一步最佳化存儲器大小和控制。提供這些有益的特徵要求小心地控制讀/寫功能和它們之間的同步。
在特技模式操作期間，特別在反向播放速度操作期間，要求最大的圖像緩存器容量以存儲圖像組用於以反向次序讀出。在這種特技模式期間，某些播放機功能或特徵可能不被要求、可以是無用的或不可用。這種功能或特性包括音頻、多種語言、子圖像和屏幕顯示並且都利用緩衝存儲器容量。這樣，在特技模式操作期間可以重新分配這些功能或特徵未使用的緩衝存儲器容量以提供另外的圖像存儲。然而，在某些特技模式，例如快速播放模式期間，可能對於以高速再現的伴隨音頻以及被校正幫助場景定位的間距存在一有益的要求。另外，可能要求一個有限的屏幕顯示以指示特技播放速度和方向。這樣，未使用的緩衝存儲器容量可以動態地重新配置以有益地便於特技模式下緩存壓縮的圖像、解碼的幀預測器以及視頻顯示欄位。
在一個本發明配置中，SDRAM緩衝存儲器60E-60H在正向和特技播放模式操作之間在功能上重新分配。在正向播放模式期間分配給音頻60E、子圖像60G的存儲器容量可以在特技播放期間使用以提供另外的壓縮圖像存儲，以增大視頻位緩存器60B並且提供另外的預測器幀用於解碼。類似地，例如緩衝存儲器可以被重新分配，對於某些特技播放模式可能不要求存儲多餘的壓縮圖像，這樣，未使用或不要求的緩衝存儲器容量被重新配置以提供如圖3的60H描述的輸出顯示緩衝存儲器。輸出顯示緩衝存儲器可以存儲視頻數據的幀或欄位用於顯示。該動態分配的存儲器便於輸出圖像並且不用作預測器，這樣，簡化了特技模式操作期間的存儲管理。如已經描述的，通過用戶選擇可以啟動存儲器重新分配，然而，通過有益存儲的特技播放序列要求和/或使用從壓縮圖像類型的位流分析識別得到的有益的圖像預測，可以確定動態分配。
在另一種有益的配置中，在特技播放操作期間，通過在緩衝存儲之前對解碼的圖像數據水平二次採樣，幀緩衝存儲器容量可以被有效地擴大一倍。根據來自控制器510的特技模式控制命令，例如通過示範塊62實現的水平二次採樣對相鄰的像素對的值進行水平地平均。在圖3中，信號S1表示耦合到二次採樣器62的全帶寬數據，信號S2表示二次採樣輸出數據。這樣，二次採樣圖像包含近似一半的原始像素數量，因此，要求一半的存儲器容量允許圖像或視頻幀按欄位的容量存儲。這樣，通過在特技播放操作期間水平的二次採樣，可以如特技播放算法要求的使用另外的幀緩衝存儲器。另外，為了增加特技模式存儲器容量，本發明二次採樣的使用有益地減少了在特技模式存儲器存取期間存儲管理器的數據和地址總線控制。例如，只有一半的數據在一半的時間內傳送，因此，簡化了存儲器控制和管理。
水平的二次採樣圖像從例如60C、60D或本發明重新分配的緩存器60H讀出由二次採樣器62恢復。在圖3中，信號S3表示從存儲器讀出的二次採樣的參考圖像數據用於像素計數恢復。二次採樣器62可以尋址每個二次採樣存儲器單元兩次，然而，這個動作使數據和地址總線利用增加一倍，該利用在存儲處理期間被有益地降低。因此，二次採樣圖像通過複製每個像素值被恢復並且作為信號S4輸出用於在MPEG解碼之前直接耦合MPEG解碼器530。雖然這種方法使緩存器容量擴大一倍並且減少了數據和地址總線利用，但水平空間解析度降低了。然而，這種水平解析度的降低發生在特技播放操作期間，但由於增加的圖像運動速率，人的心理視覺感覺可能難以覺察這種降低。
圖4的方框圖示出如圖2描述的相同的功能和部件標號，然而，圖4包括將解釋的另外的本發明配置。
可以認為圖2、圖3和圖4示出的示例性數字視頻光碟播放機包括兩個稱為前端和後端的部件。前端控制光碟和變換器，後端提供MPEG解碼和整個控制。這種功能劃分可能表示協調的、穩定狀態的MPEG解碼的明顯的解決方案。然而，例如在特技模式操作期間以及特別當以反向播放時，用後端的這種處理和控制的劃分，微處理器可能變得過載。
如已經描述的，要求微控制器510管理從前端接收的輸入位流41並且從不需要的數據中識別出需要的。在第一種有益的裝置中，位流41可控地耦合在前端和後端之間。如已經描述的，在圖2的示範播放機中，光拾取裝置或變換器15可以重新定位。在後端獲得的扇區地址經過I2C控制總線514傳送到前端伺服系統50以重新定位變換器15。然而，光拾取裝置或變換器15根據扇區地址被伺服控制，該地址被舍位以去除最低有效位。該地址舍位允許捕獲組中的扇區或16個扇區的塊。需要該分組以便於在記錄期間藉助於ReedSolomon乘積編碼和應用在16個扇區上的有效負載數據交織進行糾錯(ECC)。這樣，從光碟的16個扇區組的ECC獲得該信息，一般地，包含需要的扇區地址的檢索數據是提前的或先前的由後端處理請求的地址。另外，變換器採用徑向或切線運動相對於旋轉光碟移動，以得到包含扇區ECC塊的光道，需要的扇區地址駐留在這些扇區內。這樣，在重新定位後，隨著光碟朝向包含要求的或需要的扇區地址的ECC扇區塊旋轉，變換器重新聚焦並且扇區被轉換。因此，如果考慮變換器和需要的扇區地址的定位最不好的情況，可能轉換幾百個不需要的扇區。因為隨著增加的光碟半徑扇區的數量增加，再現的不需要扇區的數量也增加。另外，較早的或先前地址的捕獲可能要求完整的光碟旋轉，它會產生不需要扇區再現。這樣，在需要的扇區地址發生之前產生大量的不需要數據。該位流在圖4中描述為信號44，並且包含被耦合用於ECC塊45和46糾錯的需要和不需要的數據。糾錯位流從ECC處理輸出作為信號41，該信號耦合到後端，這裡微控制器510從不需要數據中識別需要的數據。
圖4示出一種本發明的配置，這裡數據信號44從8:16代碼解調器輸出並且經過控制部件45A例如傳輸門或邏輯功能，耦合到Reed Solomon糾錯塊45和46。控制部件45A由部件43控制，部件43的功能是將在塊47中糾錯並且作為地址信號42輸出的、恢復的當前重放扇區地址與表示下一個需要的數據例如圖像類型的後端獲得的扇區地址53A相比較。通過比較器或邏輯功能可以方便地實現該比較。這樣，當重放扇區地址42等於後端要求的地址53A時，信號43A允許解調數據輸出耦合到糾錯緩存器塊ECC 45和46。因為糾錯應用於16個扇區組，執行要求地址與實際地址的比較，使得包含需要扇區的ECC扇區塊能夠用於Reed Solomon校正。例如，採用舍位的最低有效位的地址便於實現扇區地址比較。
例如，因為B類型的MPEG圖像可能佔用3個扇區，這裡作為I類型MPEG圖像可能要求30個或更多的扇區，所以所需的扇區地址表示需要的圖像類型的初始數據扇區。另外，表示需要和重放扇區地址基本上相等的信號43A可以被認為表示鎖定功能，這裡邏輯狀態被保持直到需要的地址被改變即直到要求另一個變換器跳轉為止。新扇區地址的接收改變了信號43A的狀態，它阻止再現的數據直到新的需要的地址在重放信號中出現並且被比較器43檢測到為止。換句話說，信號44保持使能糾錯，ECC塊45和46被使能並且輸出信號41被保持，或者簡單地說，光碟繼續播放直到請求不同的變換器位置為止。
通過比較舍位的扇區地址可以執行需要的扇區的檢測重放發生，以確保糾錯緩存器45和46填滿RS校正所需的扇區數量。在另一個實施例中，利用信號45B可以採用相同的檢測重放發生，以控制或使能糾錯緩衝存儲器45和46的操作。在本發明的另一種配置中，只有要求的扇區被使能經過輸出控制部件46A。部件46A的選擇與部件45A和45B提供的控制不同，因為交織或混洗的數據格式，使能包含所需扇區的ECC塊。通過比較實際的重放扇區地址和要求的或需要的地址可以完成需要的重放扇區的檢測。然而，因為這個控制功能基本上在糾錯和利用緩衝存儲器去混洗之後完成，最後的輸出信號41被延遲至少一個ECC塊的時間周期。因此，糾錯的輸出信號相應於作為在ECC緩存器輸入端出現識別的需要的數據(地址)之前轉換的扇區組。很清楚，因為緩衝延遲是已知的，例如通過使用作為t描述的延遲方法，該延遲可以在到部件46A的信號43A的控制耦合中被補償。控制部件46A被描述為一個串聯型開關部件，它能夠使能或禁止提供到後端的位流。這樣，適當定時來補償處理和緩衝延遲的信號43A可以應用於選擇地使能解交織位流41傳輸到處理塊500。先前的本發明實施例的使用允許只有來自要求扇區的轉換數據耦合到後端用於存儲和解碼，這樣，減少了微處理器510的工作負擔。
如已經描述的，轉換信號31在塊40中解調以去除8:16調製，並且產生輸出信號44和44A。信號44被耦合用於解交織和糾錯，信號44A被單獨糾錯以產生重放扇區地址。在圖4的ECC緩衝存儲器45和46中完成解交織和糾錯。每個緩存器存儲按照陣列安排的重放數據流的16個扇區以便於解交織和/或使能要求的行和列乘積處理。級聯的ECC緩衝存儲器對於以1倍的旋轉速度的再現的串行位流引入一個延遲，它可以近似為下面計算的(2*16*1.4)毫秒，這裡2表示ECC緩存器45和46，16表示應用校正的扇區，1.4毫秒表示在1倍旋轉速度的扇區周期。這樣，再現的順序位流被延遲近似45毫秒的最小值。
在ECC塊47處理位流44A以糾錯扇區識別地址。然而，因為扇區地址較短並且是扇區特有的，糾錯塊47對於重放扇區地址信號42引入一個可忽略的延遲。
如已經描述的，糾錯位流經歷一個糾錯延遲。在後端接收位流41，這裡各種MPEG分組與DVD數據分開。視頻分組存儲在示例性緩存器60B中以由MPEG解碼器530解碼。如上所述，解碼器530傳送信號513到控制器510以表示每個解碼圖像的完成，它接著捕獲要被解碼的下一個圖像。因此，在特定圖像例如在圖5A標記為A的視頻扇區中包含的圖像結束時，由解碼器產生信號513。需要用於解碼的示例性下一個圖像必須從光碟中恢復，因此，變換器15必須重新定位到包含需要圖像的扇區地址。圖5A示出耦合到緩存器60A的位流41部分，包括由多個扇區組成的視頻目標單元，每個扇區包含視頻、音頻、子圖像和導航數據。由於下一個扇區地址出現，或者在如信號513指示的MPEG解碼之後，在光道緩存器60A中或之前可以有益地確定扇區A的結束。因此，圖5A中標記」下一個」的箭頭示出從微處理器510到前端的下一個扇區地址請求的近似定時的發生。通過根據中斷優先級延遲發出需要的扇區請求的I2C控制總線傳送這個地址和跳轉請求。
在另一種有益的配置中，微控制器510中斷的中斷優先級在操作模式之間重新排序。例如，在正向播放模式下，存儲器尋址和控制請求與特技模式操作下以及特別在反向播放速度操作期間的要求是不同的。在特技模式操作期間某些特徵以及因此它們的存儲器和MPEG解碼器控制是不需要的。例如，在特技模式操作期間音頻解碼和子圖像處理是不需要的，因此，地址、數據和控制總線中斷優先級可以分配較低的優先級，而較高的優先級分配給從光道和視頻位緩存器存取圖像。
在特技模式操作期間請求扇區的及時捕獲是特別重要的。然而，如已經描述的，根據後端處理的需要扇區捕獲的執行形成具有多個延遲部件的控制環路。圖4示出一個本發明配置，它減少了在扇區捕獲中的延遲，簡單地說，它允許最後的需要扇區的檢測重放出現以啟動變換器運動到先前接收的新扇區地址。圖5A示出的箭頭B被定位來指示重放的位流41或光道緩存器60A與向本發明下一個/結束扇區地址的伺服機構的發出之間的近似時間關係。在圖5A中，所示箭頭B在陰影示出的導航包已經從位流中讀出之後很短時間內發生。在圖像A，示出的箭頭」下一個」說明信號513近似於七個扇區以後發生(解碼完成)。然而，實際上，I和P類型圖像包含了比圖5A描述的多很多的扇區，因此，相應於地址和跳轉請求發出的箭頭」下一個」發生的比說明的晚很多。這樣，在導航包捕獲和/或有益的圖像/扇區地址確定和表格結造後，本發明下一個/結束扇區地址由微控制器510產生。使用下一個/結束扇區地址識別出需要的扇區地址可以在時間上與跳轉的變換器指令分開。採用根據第一個不需要扇區地址再現執行的變換器跳轉，下一個/結束扇區地址被有效地預加載在變換器伺服系統中。因為扇區地址不經歷位流41的冗長的ECC延遲，在最後的不需要扇區從ECC塊45和46出現之前移動變換器。
在圖4中，通過I2C控制總線514傳送控制數據，該總線將下一個需要的重放扇區地址傳遞到伺服控制系統50。下一個需要的重放扇區地址由微控制器510產生，該控制器處理來自存儲的特技播放、特定速度序列、重放的和存儲的導航數據或者來自有益確定的重放圖像數據的地址數據。下一個地址從I2C總線讀出並且存儲在部件53中。I2C數據還包括本發明的結束/最後的扇區地址，或第一個不需要的扇區地址。結束/最後的扇區地址可以由恢復和存儲的導航數據獲得，然而，這僅僅提供了有限數量的預定圖像地址，這樣，對於特技模式，採用有益確定的圖像扇區地址的結束。結束/最後的扇區地址從I2C總線讀出並且存儲在部件52中。最後的扇區地址可以在總線傳輸之前或在接收後修改，以防止需要扇區丟失，通過例如對扇區地址加上一個單位計數，這樣確保尋址和檢測第一個不需要扇區。最後的扇區地址或修改的地址52A被耦合用於與示例性比較器51中的重放扇區地址信號42相比較。這樣，當重放扇區地址42等於地址52A時，第一個不需要扇區將要被轉換並且比較器51產生控制信號51A。控制信號51A使能自部件53的耦合，例如通過加載或移動存儲的地址數據到伺服機構，或如描述的由示例性選擇器開關54，該開關耦合下一個扇區地址到伺服系統並且啟動變換器15的重新定位。如已經描述的，變換器移動到包含下一個需要圖像的光道並且當再現需要的圖像時數據輸出信號41被有益地由部件43使能。
變換器繼續跟隨再現由後端處理的需要扇區的光道。根據從這些扇區恢復的數據，產生一對新的下一個和結束扇區地址並且經過I2C傳送。這些新的地址如前面一樣被接收和存儲在部件52和53中。然而，為了避免在新的結束扇區地址被部件51重放和檢測之前啟動變換器跳轉，示例性選擇器54被復位或打開，防止過早地啟動和捕獲新的扇區地址。
通過比較基本上不延遲的重放扇區地址和預加載的需要扇區地址，上面描述的本發明變換器控制序列啟動變換器運動，這樣，避免了捕獲新的重放位流中的延遲，便於增強特技模式操作。
如公知的，通過編碼圖像分級，確定MPEG圖像解碼次序，因此，遵循正向模式操作的解碼序列。然而，根據預定的特技播放算法要求的圖像序列和已知的視頻位緩存器中圖像開始和停止的情況，通過控制MPEG圖像解碼次序，可以有益地實現特技播放操作。這樣，例如圖5C計算的或如圖6的位流搜索確定的，已知視頻位緩存器60B中圖像位置允許開始代碼檢測器520和可變長度檢測器531中的存儲器開始指針有益地指向例如在特技模式操作期間要求的隨機存取圖像。圖5D所示的示範視頻位緩存器包含如上所述的圖像碎片。開始代碼檢測器存儲器指針如箭頭SCD描述，該箭頭搜索示例性視頻位緩存器以定位MPEG開始代碼。然而，在第一個P圖像的第三個扇區，開始代碼檢測器存儲器指針SCD1指示來自下一個、但不需要的圖像的開始代碼的檢測。因此，如圖5D的箭頭SCD2表示的，通過有益地引導開始代碼存儲器指針到已知的字節準確的存儲器位置，避免了不需要的圖像和不合乎需要的解碼器的掛起。
在另一種有益的特技模式配置中，來自先前圖像的不需要數據被清除輸入和輸出FIFO，開始代碼檢測器(SCD)520和可變長度解碼器(VLD)531的先進先出寄存器。圖3描述的信號521/532清除或復位相應的FIFO以清除來自先前解碼操作的剩餘數據。這種FIFO的清除或衝洗確保SCD和VLD採用來自示範位緩存器60B的新數據開始下一個解碼操作，這樣，消除了由剩餘的先前數據產生的解碼器誤操作的另一個源。
在播放速度的反向操作要求再現B幀，並且在另一個特技模式下，根據與解碼相鄰的B圖像次序相反的緩衝存儲器請求，有益地簡化了最佳化反向模式操作。通過設置或控制存儲器開始指針以使能特技模式要求的特定圖像的解碼，有益地反向了解碼次序。在另一個特技模式最佳化中，根據如特定的特技播放算法要求的尋址操作，通過有益地跳過或不讀出視頻位緩存器的圖像，在特技播放操作期間可以簡化緩衝存儲器大小和控制。通過立即的或如特技播放算法特別要求的，有益地使能多個圖像的解碼，可以在特技播放期間進一步最佳化存儲器大小和控制。提供的這些有益的特徵要求認真地控制讀/寫功能和它們之間的同步。
在另一種特技模式最佳化中，通過跳過圖像解碼促進音頻視頻同步或聲像吻合的解碼器控制能力在特技模式操作期間在控制範圍內有利增加並且被利用，以允許在2個和至少6個之間可選擇的多個圖像被跳過或不解碼。通過跳過每個GOP內的B圖像，這種圖像操作有利促進在六倍播放速度下的特技播放操作。
除了對於特技模式操作的存儲器控制和分配要求以外，通過例如在欄位周期內解碼I或P圖像和寫解碼結果以顯示和/或存儲器存儲的基本上同時的操作，可以有益地最佳化MPEG解碼。假定具有不使用緩衝存儲器解碼B類型圖像的能力。這種B類型圖像解碼稱之為空中B幀(Bframes-on-the-fly)(BOF)。另外，通過將解碼欄位寫入存儲器並且同時從同一個存儲器內交織單元讀出顯示欄位，可以有益地增強特技播放操作。顯示欄位可以來自時間上分開的圖像。這種基本上同時的讀寫操作可以在顯示欄位周期內完成。然而，解碼的欄位不必重寫或與顯示欄位讀出衝突。由於能夠不用緩衝存儲器來解碼，B圖像不需要這種交織的讀寫操作。
在一個具有反向特技播放解碼的示範播放機中，位流或光道緩存器60A用於存儲從介質恢復的壓縮的MPEG視頻位流。光道緩存器60A或壓縮的視頻位緩存器60B可以用於促進多個單獨的MPEG圖像的存取。解碼的特技播放輸出信號必須與TV信號標準相符以允許正常TV接收機的顯示。下面的例子說明用於DVD播放機中MPEG解碼的本發明控制序列。圖7是說明本發明配置的圖表，用於視頻播放機中3倍播放速度(3倍)的反向特技播放模式。該示例性圖表具有表示MPEG編碼的I圖像和P圖像的列，這些圖像包括圖像組或GOPA、B、C和D。每個GOP包含十二個不是從影片源獲得的圖像。
在這個示例性特技播放序列中，採用提供反向次序解碼和顯示解碼視頻的MPEG解碼器和兩個幀緩存器的有益配置可以方便地實現反向解碼。在這個例子中，只有I圖像和P圖像被解碼，因此，只有它們在圖表上列出。圖7說明了37個編碼圖像的序列，括號中表示圖像編號。最右列標記為「輸出欄位#」，表示以欄位周期為單位遞增的時間軸。第一個欄位，輸出欄位#1標記特技播放再現的開始。圖表中每一行示出發生在相應欄位周期內的本發明處理。圖7中使用了下面的縮寫。幀緩存器被編號為1和2。大寫體「D」表示解碼特定列的頂部指示的圖像/幀。解碼圖像並且存儲其結果的過程由「D＞1」描述，這裡該數字表示目的地幀緩存器號碼即1。小寫體「d」表示來自特定列的幀的欄位的顯示。可以選擇輸出欄位以保存輸出信號交織序列。為了提供連續的輸出欄位序列，很清楚要求圖表的每行包含一個欄位顯示指令「d」。
圖7說明的序列在輸出欄位#1開始，這裡I圖像I(37)被解碼和存儲在幀緩存器1即60C中。在解碼I圖像(37)的同時顯示一個欄位例如I幀(37)的頂部欄位。使用有益的解碼器530以便於解碼和同時顯示解碼的視頻信號。在輸出欄位#2期間，MPEG圖像I(25)從位流緩存器60B中檢索、解碼和存儲在幀緩存器2即60D中。同時，另一個欄位例如從幀緩存器1即60C讀出的I(37)的底部欄位被顯示。
在輸出欄位#3周期期間，舉例說明本發明一個方面的動作發生。在欄位#3期間，通過從幀緩存器1即60C讀出，重複示例性I(37)的頂部欄位。在I(37)的重複的頂部欄位讀出的同時，參照I(25)解碼預測的圖像P(28)並且存儲在幀緩存器1即60C中。用準確地同步定時，解碼幀P(28)被寫入幀緩存器1即60C中。通過圖像I(37)顯示欄位讀出後在逐行基礎上順序地解碼圖像P(28)，獲得這種同時操作。幀緩存器1的順序讀出和寫入是這個示例性解碼器和存儲器管理系統提供的另一個有益的性能。
在輸出欄位#3結束時，GOP C的圖像I(25)和P(28)分別存儲在幀緩存器1(60C)和1(60D)中。然而，這些幀表示時間上較早的事件並且要求能夠解碼順序產生的幀例如幀P(31)和P(34)。駐留在存儲器2(60D)中的內部編碼圖像I(25)用於解碼幀P(28)，但當前不需要。這樣，為了提供用於輸出欄位#4的顯示，採用幀I(37)重寫幀存儲器2，從視頻緩存器60B重讀並且解碼。為了保持輸出交織欄位序列，幀I(37)的適當的欄位從幀緩存器2取出用於顯示。在輸出欄位#5，重複在欄位#3完成的有益的同時處理。通過從幀緩存器2讀出圖像I(37)的欄位，獲得輸出欄位#5。同時，圖像P(31)參照來自幀緩存器1的圖像P(28)來解碼，並且解碼結果存儲在緩存器2中。這樣，這個示例性三倍反向重放的前五個輸出欄位包括靜止的、或凍結的I圖像(37)的圖像。然而，在輸出欄位#5結束時，採用分別存儲在幀緩存器1和2的圖像I(28)和P(31)開始，產生特技播放輸出信號。
在輸出欄位#6，預測的圖像P(34)從位流緩存器60A或視頻位緩存器60B讀出、解碼以及沒有存儲的適當的欄位顯示。這樣，欄位#6啟動3倍速度反向運動的顯示。在輸出欄位#7，圖像P(34)被再次檢索、解碼並且其他選擇的欄位被用於顯示。先前解碼並且存儲在幀緩存器2的圖像P(31)被讀出並且分別地提供輸出欄位#8和#9。
在輸出欄位#9結束時，不再要求存儲圖像P(31)，這樣，下一個前面的GOP B的內部編碼圖像I(13)被獲得、解碼和存儲在幀緩存器2中。輸出欄位#10和#11從包含預測圖像P(28)的幀緩存器1中讀出。在讀出欄位#11的同時，預測的圖像P(16)從位流緩存器60B獲得、解碼並且順序地存儲在幀緩存器1中。因為兩個幀緩存器包含下一個前面的GOP B的錨幀，輸出欄位#12和#13以輸出欄位#6和#7相同的方式獲得。預測的圖像P(25)從位流緩存器60B中讀出、解碼以及在不存儲的情況下適當的欄位被顯示。
這樣，如對GOP C描述的處理包含圖像I(13)、P(16)、P(19)和P(22)的下一個前面的GOP B。
權利要求
1.一種用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備，包括位流源，該位流表示所述數字編碼信號；處理器，耦合到所述位流，用於處理所述位流以提取其中表示的至少第一和第二數據類型；存儲器，可控地耦合到所述處理器，用於存儲所述第一和第二數據類型中的一個；以及控制器，耦合以控制所述存儲器的分配，其中，在第一再現模式中，所述控制器分配所述存儲器存儲所述第一數據類型，以及在第二個再現模式中，所述控制器分配所述存儲器存儲所述第二數據類型。
2.一種用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備，包括變換器，轉換所述數字編碼信號；處理器，耦合以接收所述數字編碼信號以處理和從其中產生圖像；存儲器，耦合到所述處理器，用於存儲所述圖像；以及控制器，耦合以控制所述存儲器和所述處理器，其中，在第一模式中，所述圖像存儲在所述存儲器中，以及在第二模式中，所述圖像被二次採樣並且存儲在所述存儲器中。
3.一種用於從光碟介質再現數字編碼信號的設備，包括位流源，該位流表示所述數字編碼信號；處理器，耦合到所述位流，用於處理所述位流以提取其中表示的第一和第二數據類型；存儲器，可控地耦合到所述源和所述處理器，用於存儲所述位流和所述第一和第二數據類型；以及控制器，耦合以控制所述存儲器的分配，其中，在第一再現模式中，所述控制器分配所述存儲器，用於存儲所述位流和所述第一和第二數據類型，以及在第二再現模式中，所述控制器分配所述存儲器，用於存儲所述位流和所述第一數據類型。
全文摘要
一種設備從光碟再現位流信號並且控制該位流以確保只有要求的位流數據被耦合用於MPEG解碼。重新定位變換器以在完成先前的MPEG圖像解碼之前獲得所需的位流數據。在緩衝存儲之前讀出位流數據以選擇需要的數據供存儲並且拒絕不需要的數據。緩衝存儲被重新分配用於特技播放操作並且被隨機存取以便於特技播放圖像選擇。控制MPEG圖像解碼和存儲以便於在一個欄位周期內的幀解碼。在欄位周期內基本上同時存儲和讀出解碼的圖像。
文檔編號H04N7/52GK1783303SQ20051011383
公開日2006年6月7日 申請日期1998年5月6日 優先權日1998年5月6日
發明者馬克·A·舒爾茨, 唐納德·H·威利斯, 謝建雷, 史蒂文·A·巴倫, 巴思·A·坎菲爾德, 約翰·A·黑格 申請人:湯姆森特許公司