用於dv視頻中進行章節標記和標題邊界插入的方法和系統的製作方法

2023-10-08 11:54:49

專利名稱：：用於dv視頻中進行章節標記和標題邊界插入的方法和系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於從來源於第二介質(諸如數字視頻磁帶)的數據流獲得第一介質(諸如DVD)上的數據記錄(諸如(數字)視頻記錄)的方法，所述數據流包括多個數據段或場景，每個數據段或場景均具有不同的記錄開始時間。所述方法包括根據對當前記錄段的持續時間的確定來產生在第一介質上的數據記錄的記錄段。依照進一步方面，本發明涉及一種用於從來源於第二介質的數據流獲得第一介質上的數據記錄的記錄系統，所述數據流包括多個數據段，每個數據段均具有不同的記錄開始時間，所述記錄系統包括輸入裝置，用於接收來自所述第二介質的數據流，輸出裝置，用於把所述數據記錄存儲在所述第一介質上，和連接到所述輸入裝置和輸出裝置的處理裝置，所述處理裝置被配置成根據對當前記錄段的持續時間的確定來產生在所述第一介質上的數據記錄的記錄段。
背景技術：
：美國專利申請US2002/0168181描述了一種用於數字視頻捕獲的方法和設備。視頻記錄根據準則集被拆分成幾個文件。所述準則包括檢測視頻場景的改變以及視頻記錄的持續時間。當藉助圖像處理技術而檢測到視頻場景改變時，假定新的場景(不同的事件)開始，從而產生新的文件。作為選擇，當場景花費太長時間並且沒有檢測到場景改變時，也開始產生新的文件。此方法和設備具有以下缺點，每個場景改變會導致產生新的文件，這可能會導致來源於單個記錄的相當大量的獨立文件。
發明內容本發明設法提供一種改進的加索引方法和系統，特別適於對視頻數據的記錄。依照本發明的第一方面，提供了一種依照在上面前序所定義的方法，其中當記錄時間間斷性超過閾值時，產生新的記錄段，所述記錄時間間斷性是在第一數據段的記錄結束時間和下一數據段的記錄開始時間之間的差異。通過只有當記錄時間間斷性超過閾值時才開始新的數據段，可以在數據記錄中提供高效的索引標記插入，並且防止了太多的索引標記插入。在數字視頻中，使用諸如章節標記之類的索引標記來表明新數據段的開始。本發明可以依照兩種方式來執行，『即時(onthefly)』和「預掃描」。當在『即時』實施例使用本發明時，不知道還要記錄什麼數據(記錄時間、場景改變次數等)。在進一步的實施例中，使用『即時候選方式』，閾值是取決於所想要的記錄段持續時間和當前記錄段持續時間的函數。通過恰當地選擇閾值函數，其中所述閾值是預定義的時間函數，即使當所要記錄的數據屬性是未知的(『即時』)，也可以防止太多的索引標記插入。在本方法的實施例中，通過把第一類型的索引標記插入在第一介質上的數據記錄中來產生新的記錄段。在數字視頻記錄應用中，第一類型的索引標記被稱作章節標記。在數字視頻處理中添加索引標記是簡單的操作，其在數據處理中並不要求許多資源。在進一步的實施例中，閾值函數是連續降低的時間函數。所述函數可以是線性的、二次的、指數的或其它類型的降低函數。這使得在當前數據段長度增加時能夠降低閾值，因而操縱把索引標記插入在鑑於原始場景的邏輯位置中，同時獲得全局上相同長度的數據段。作為示例性實施例，閾值函數包括兩個線性時間函數的組合th(t)＝th0-a1*(t-C*d)，對於t＜(C+0.5)*d；th(t)＝th1-a2*(t-(C+1)*d)，對於(C+0.5)*d＜t＜(C+1.5)*d；th(t)＝0，對於t＞(C+1.5*d)，其中C是第一類型的索引標記的計數，a1是第一線性係數，並且a2是第二線性係數。此函數試圖在固定時間間隔C*d獲得索引標記插入，但是也允許或早或遲一些的插入，這取決於記錄時間間斷性。在更進一步的實施例中，特別適於『預掃描』的候選方式，所述方法還包括預掃描數據流以便獲得在所述數據流中的記錄時間間斷性。通過在開始實際記錄之前就知道數據流的間斷性的數目，可以依照邏輯且高效的方式來選擇索引標記插入的數目和位置。可以從所有檢測到記錄時間間斷性中選擇記錄時間間斷性的子集作為新段的開始點，為此使CMIps的值最小化。參數CMIps由下式給出CMIps＝C·(1-coverage)+I·imbalance其中coverage=cdeltacsdeltas]]>是數據記錄的覆蓋coverage屬性，其中deltac＝在記錄段c的記錄開始時間和前一記錄段c的記錄結束時間之間的差異；deltas＝在數據段s的記錄開始時間和前一數據段s的記錄結束時間之間的差異；並且imbalance=c|durc-avrdur|]]>是數據記錄的不平衡imbalance屬性，其中avrdur＝預定義的平均記錄段持續時間；durc＝記錄段c的持續時間；並且C＝用於coverage屬性的預定義的恆定權重因數；I＝用於imbalance屬性的預定義的恆定權重因數。目的在於獲得儘可能接近於零的不平衡值，以及儘可能接近於一的覆蓋值。在本發明的進一步實施例中，所述方法還包括根據預定的準則集來把所選擇的第一類型的索引標記轉換為第二類型的索引標記，所述第二類型的索引標記被稱作數字視頻記錄中的標題邊界。第二類型的索引標記可以被記錄在DVD的內容表(tableofcontentTOC)中，因而能夠選擇標題邊界以便開始播放該部分數據記錄。把第一類型的索引標記改變為第二類型的索引標記是簡單且高效的操作。依照進一步的方面，本發明涉及一種如前序所定義的記錄系統，其中處理裝置還被配置成當記錄時間間斷性超過閾值時產生新的記錄段，記錄時間間斷性是在第一數據段的記錄結束時間和下一數據段的記錄開始時間之間的差異，其中所述閾值是根據所想要的記錄段持續時間和當前記錄段持續時間的函數。處理裝置還可以被配置成執行本方法的活動。依照本發明的記錄系統提供了與上面相對於本方法所描述的優點相關聯的優點。依照更進一步方面，本發明涉及一種諸如CD-ROM或其它數據載體之類的電腦程式產品，用於從來源於第二介質的數據流獲得第一介質上的數據記錄，所述電腦程式產品包括計算機可執行代碼，所述計算機可執行代碼當被計算機系統加載時向所述計算機系統提供本方法的功能。因而，具有適合于于接收數據流且適合於存儲數據記錄的接口的通用計算機系統可以轉用在記錄系統中。下面參考附圖使用多個示例性實施例來更詳細地論述本發明，其中圖1示出了依照本發明實施例的記錄系統的簡化圖；圖2依照本發明實施例示出了具有索引標記的數據記錄的示意圖；圖3示出了本發明兩個可能實施例的流程圖；圖4依照本發明實施例示出了閾值函數的曲線；和圖5使用相關聯的閾值函數示出了在數據記錄中所插入的章節標記的曲線。具體實施例方式在圖1中，示出了記錄系統1(例如DVD記錄器)的結構的示意圖，包括處理電子設備2、連接到所述處理電子設備2的本地存儲器3以及第一記錄介質4，在這種情況下為DVD碟片。處理電子設備2和本地存儲器3合作以用於提供記錄系統1的功能。記錄系統1可以被連接到(視頻)數據源5(例如DV照相機)，以便把來自DV照相機的視頻連續鏡頭從第二記錄介質(例如DV磁帶)記錄到第一記錄介質4。此過程被稱作捕獲。當捕獲連續鏡頭時，創建標題。標題是可播放的實體，其在與第一記錄介質4相關聯的內容表(TOC)中具有條目。用戶可以訪問TOC並且選擇標題以播放。TOC可以由關鍵幀、用於表示標題的小圖標圖片組成。對於一個捕獲會話，創建一個標題。所述標題可以長到磁帶5的播放時間。其缺點在於整個磁帶5的視頻連續鏡頭可被作為一個單元從TOC中訪問。通常，磁帶5上的視頻連續鏡頭由在不同時刻所記錄的幾個事件組成。用戶可能想直接訪問屬於這些事件的視頻連續鏡頭。為此存在兩種訪問方法。通過TOC，用戶可以選擇標題(通過關鍵幀)並且直接地播放此標題。在標題內，用戶可以直接地導航到章節。章節是標題的再分。通過按壓『下一個』或『前一個』，用戶可以繼續在下一標題播放。本發明涉及一種用於把來自攝像放像機5的視頻連續鏡頭自動劃分為標題和章節的方法。為此，使用視頻連續鏡頭的記錄日期時間(RecordingDateTimeRDT)。視頻連續鏡頭由場景組成。場景是一段連續記錄。當記錄被中斷時，結束當前場景並且開始新的場景。新場景的開始比當前場景的結束具有較遲的RDT。這被稱作RDT間斷性，或更一般的說，記錄時間間斷性。標題邊界應當允許訪問事件(例如生日或一天到晚)。通常，在時間上靠近地記錄的並且在攝像放像機5上順序記錄的場景屬於一個事件。在場景組(例如幾天)之間的大RDT間斷性對應於在事件之間的邊界。因此，用於標題邊界的第一級準則是間斷性的大小。第二級準則是標題應當是等長度的。在標題內，導航貫穿章節標記。章節標記最好在時間上被等分並且最好應當被對準在場景的開始。由於具有大間斷性的場景更可能允許訪問獨立的子事件，所以它們是優選的。第一級準則是長度相等，而第二級準則是間斷性的大小。在圖2中，給出了來源於DV磁帶5的數據流10的例子。在該圖中，表明了標題邊界(T_n和T_n+1)和章節標記(C_m和C_m+1)的位置。DeltaRDT表明了在場景之間的間斷性大小。例如磁帶5可以包含其中之一是生日的各種事件。在所述生日之前的最後場景是在所述生日的5天前所記錄的。在生日上記錄了所有的生日場景，而在3天後記錄了在所述生日之後的第一場景。生日場景屬於標題n。在所述生日內根據章節中場景的長度來形成多個章節。在圖3中，示出了本方法兩個可能實施例的流程圖。用於獲得加索引的DVD4上的數據記錄的本方法在兩個步驟中完成。首先，在步驟16插入第一類型的索引標記，或章節標記。在隨後的步驟17中，把所選擇的章節標記轉換為標題邊界(第二類型的索引標記)。沒有插入標題邊界而是轉換所選擇的章節標記有兩方面原因a.兼顧了與自動轉換相對的手動轉換。優點在於用戶可以選擇使用哪些章節標記。b.章節標記能夠快速插入標題邊界。實際上標題邊界的插入是把一個標題拆分為兩個，在這種情況下拆分點是章節標記。如果在並非是章節標記的點上拆分標題，那麼需要執行費時的操作。選擇性地，可以在步驟16之前設置進一步的步驟18，在所述步驟18中對磁帶5執行預掃描。這具有預先已知所有視頻材料的潛在優點，以致可以更好地定位章節標記。在沒有預掃描的情況下，用於添加章節標記的方法被稱作「即時(on-the-fly)算法」。在具有預掃描的情況下，用於添加章節標記的方法被稱作「預掃描算法」。「即時算法」當捕獲視頻材料時插入章節標記。利用「即時算法」，必須根據在插入點之前的視頻材料的知識來插入章節標記。不知道總共要記錄多少視頻材料，也不知道與尚未到來的視頻材料中的RDT信息有關的任何事情。判定在某點插入章節標記是基於以下準則的1.迄今為止已經插入的章節標記量2.自從開始記錄以來所經過的時間，3.RDT間斷性的存在和幅度目的在於捕捉大的間斷性並且使章節標記之間的距離保持相等並且接近於所想要的值。用閾值函數來表示這些準則。如果存在RDT間斷性並且其幅度超過閾值，那麼插入章節標記。非常簡單的閾值函數可能是恆定的，例如2小時。超過兩個小時的任何RDT間斷性可能會導致要插入章節標記。這種閾值函數可能只滿足上面的第三個準則。假定迄今為止已經插入了多個章節標記C。假定d是所想要的章節持續時間，例如15分鐘。如果所有章節具有相同的長度，那麼每隔d個時間單位就插入新的章節。理想情況下，第(C+1)個章節標記位於t＝(C+1)*d。現在設閾值函數為th(t)，具有如圖4中所定義的形狀。當放置章節標記C+1時可以區分以下情況1.t＜C*d這恰好是在理想情況下已經插入章節標記C的位置之前。閾值等級很高，但是隨著接近t＝(C+1)*d而降低。2.t＞C*d並且t＝＜(C+1)*d正在接近章節標記C+1的理想位置。閾值降低。3.t＞(C+1)*d已經越過章節標記C+1的理想位置。，閾值進一步降低直到在t＝(C+1.5)*d變為零。使用以下數學表達式，圖4中的閾值函數還可以被表示為兩個線性函數的組合th(t)＝th0-a1*(t-C*d)，對於t＜(C+0.5)*d使用第一線性係數a1；th(t)＝th1-a2*(t-(C+1)*d)，對於(C+0.5)*d＜t＜(C+1.5)*d使用小於a1的第二線性係數a2；th(t)＝0，對於t＞(C+1.5*d)。在圖5中，示出了怎樣使用上述實施例在記錄期間插入章節標記的例子。在曲線中，示出了在記錄期間在時間上的閾值th(t)。橫軸是當記錄時所經過的時間。縱軸是RDT值。粗線示出了當正在記錄時的實際閾值。從橫軸指向上方的箭頭是RDT間斷性。橫軸上的圈是章節標記。·在t＝1.5*d，插入第一章節標記。因為沒有間斷性超過閾值，所以當閾值變為0時插入章節標記。對於C＝1，新的閾值函數生效。·在t＝2*d之後不久插入第二章節標記，這是因為RDT間斷性超過了閾值。插入章節標記2。對於C＝2，新的閾值函數生效。·在t接近於3*d時，另一RDT間斷性超過所述閾值。插入章節標記3。對於C＝3，新的閾值函數生效。·在t＝3*d之後不久插入第四章節標記，這是因為RDT間斷性超過了閾值。對於C＝4，新的閾值函數生效。·在t＝5.5*d，插入第五章節標記。因為沒有間斷性超過閾值，所以當閾值變為0時插入章節標記。閾值函數th(t)的實際形狀可以是任何形狀，例如是線性的(如同所示)、二次的甚至是指數的。迄今為止，實驗示出了線性函數已經給出了良好的結果。當在記錄中插入章節標記和標題邊界時，存在用於定位所述章節標記的確定準則。可以使用相關參數的數學公式表示來描述這些準則。首先，章節標記必須在經過的時間上較好地分布，這可以使用參數不平衡(imbalance)來公式化。imbalance=c|durc-avrdur|totdur]]>其中totdur＝視頻材料的總持續時間avrdur＝預定義的平均章節持續時間durc＝章節c的持續時間imbalance的值應當儘可能地接近於0。由於參數totdur對具體數據記錄來說是恆定的，所以在方程式(1)中可以不考慮此參數。其次，旨在優化數據流的原始數據段或場景的時間覆蓋(coverage)與在所產生的數據記錄中最終章節的時間覆蓋的比率。此比率可以藉助以下公式來描述coverage=cdeltacsdeltas---(2)]]>其中deltac＝章節c的deltaRDTdeltas＝數據段或場景s的deltaRDTdeltaRDT是在場景/章節開始時的視頻的RDT和在前一場景/章節結束時的視頻的RDT之間的差異。coverage的值應當儘可能地接近於1。在圖3中，示出了本發明的候選實施例，包括步驟18，在所述步驟18中預掃描原始的數據流以便預先獲得所有的記錄時間間斷性。預掃描算法的執行以從所捕獲的視頻材料中收集所有的RDT間斷性開始。例如，如果使用DV磁帶來捕獲視頻材料，那麼可以通過從DV磁帶的開始快進直到結束來收集RDT間斷性(把RDT信息嵌入到DV流中)。然後，可以依照下列方式來使用方程式(1)和(2)來公式化章節標記插入(CMI，步驟16)(表示預掃描算法的第二階段)的問題。必須從所有檢測的RDT間斷性集合中選擇會使方程式(3)最小化的子集。CMIps＝C·(1-coverage)+I·imbalance(3)其中C＝預定義的因數(用於coverage)屬性的恆定權重)I＝預定義的因數(用於imbalance屬性的恆定權重)當找到CMIps的最小值時，所有當前選擇的RDT值變為章節標記。依照這種方式公式化，CMI問題就屬於組合優化問題組，所述組合優化問題組又是更一般的非線性優化問題組的一部分。已知使用分析方法不能解決非線性的優化問題。因此，為了解決該問題，可以使用試探法。關於此問題所感興趣之處在於CMIps的全局最小值是已知的並且等於0。這是理論上的最小值，並不確定對於此最小值存在解。當執行預掃描算法時可以很好地使用理論最小值的知識，以估計當前解的質量。以前曾決定使用規範版本的遺傳算法(geneticalgorithmGA)(參見D.E.Goldberg、Addison-Wesley的「GeneticAlgorithmsinSearch，OptimizationandMachineLearning」，ISBN0-201-15767-5)來解決CMI問題(還可以使用其它更複雜版本的GA)。在GA的n代(迭代n)中，對當前的GA總體n順序地執行各種遺傳操作符(選擇、雜交、突變)以便產生新的總體n+1(根據n+1代)。只要來自當前總體的最佳解正在改進，就重複此過程。在每一代中，總體包含所編碼的CMI問題的解(染色體)的集合。為了依照適當的方式執行GA操作符，必須定義以下項把CMI問題的解編碼為染色體的方式，擬合函數以及遺傳操作符。CMI問題的每個解表示在預掃描算法的第一階段中從視頻材料所收集的所有已知RDT值的子集。如果所有RDT值被放入一個數組中，那麼可以使用簡單的二進位串(數組)來編址一個可能的RDT子集。這是用於表示CMI問題的解的最簡單的方式。對於規範版本的GA來說，它也是非常合適的表示。GA必須能夠易於比較CMI問題的兩個解。為此，我們可以使用方程式(3)。可以使用以下GA操作符作為選擇錦標賽選擇，作為雜交一個雜交點，作為突變操作符具有很小突變概率的二進位突變。還可以使用其它更複雜的操作符。注意，此建議並不保證會到達CMI問題的全局最小值。可以把本發明的最終階段(圖3中的步驟17)應用於上述的兩個實施例。只在系統內已知視頻連續鏡頭的場景信息之後進行標題邊界插入。因此，可以使用預掃描算法。可以使用在上面為coverage和imbalance參數所定義的準則。差異在於章節取代了場景/數據段的角色，而標題取代了章節的角色。因為只有章節標記是標題邊界的候選項，所以可以實現這點。在不存在章節標記的地方禁止標題邊界插入。權利要求1.一種用於從來源於第二介質的數據流獲得第一介質上的數據記錄的方法，所述數據流包括多個數據段，每個數據段均具有不同的記錄開始時間，所述方法包括根據對當前記錄段的持續時間的確定來產生在所述第一介質上的數據記錄的記錄段，其特徵在於當記錄時間間斷性超過閾值時，產生新的記錄段，所述記錄時間間斷性是在第一數據段的記錄結束時間和下一數據段的記錄開始時間之間的差異。2.如權利要求1所述的方法，其中所述閾值是取決於所想要的記錄段持續時間(d)和當前記錄段持續時間的函數。3.如權利要求1所述的方法，其中通過把第一類型的索引標記插入在所述第一介質上的數據記錄中來產生新的記錄段。4.如權利要求1所述的方法，其中所述閾值函數是連續降低的時間函數。5.如權利要求4所述的方法，其中所述閾值函數包括兩個線性時間函數的組合th(t)＝th0-a1*(t-C*d)，對於t＜(C+0.5)*d；th(t)＝th1-a2*(t-(C+1)*d)，對於(C+0.5)*d＜t＜(C+1.5)*d；th(t)＝0，對於t＞(C+1.5*d)，其中C是第一類型的索引標記的計數，a1是第一線性係數，並且a2是第二線性係數。6.如權利要求1所述的方法，還包括預掃描所述數據流以便獲得在所述數據流中的記錄時間間斷性。7.如權利要求6所述的方法，其中從所有檢測到記錄時間間斷性中選擇記錄時間間斷性的子集作為新的段的開始點，為此，使CMIps的值最小化。CMIps＝C·(1-coverage)+I·imbalance其中coverage=cdeltacsdeltas]]>是數據記錄的覆蓋coverage屬性，其中deltac＝在記錄段c的記錄開始時間和前一記錄段c的記錄結束時間之間的差異；deltas＝在數據段s的記錄開始時間和前一數據段s的記錄結束時間之間的差異；並且imbalance=c|durc-avrdur|]]>是數據記錄的不平衡imbalance屬性，其中avrdur＝預定義的平均記錄段持續時間；durc＝記錄段c的持續時間；並且C＝用於覆蓋屬性的預定義的恆定權重因數；I＝用於不平衡屬性的預定義的恆定權重因數。8.如權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括根據預定的準則集合來把所選擇的第一類型的索引標記轉換為第二類型的索引標記。9.一種用於從來源於第二介質(5)的數據流獲得第一介質(4)上的數據記錄的記錄系統，所述數據流包括多個數據段，每個數據段均具有不同的記錄開始時間，所述記錄系統(1)包括輸入裝置，用於接收來自所述第二介質(5)的數據流；輸出裝置，用於把所述數據記錄存儲在所述第一介質(4)上；和連接到所述輸入裝置和輸出裝置的處理裝置(2，3)，所述處理裝置被配置成根據對當前記錄段的持續時間的確定來產生在所述第一介質(4)上的數據記錄的記錄段，其特徵在於所述處理裝置(2，3)還被配置成當記錄時間間斷性超過閾值時產生新的記錄段，所述記錄時間間斷性是在第一數據段的記錄結束時間和下一數據段的記錄開始時間之間的差異。10.如權利要求9所述的記錄系統，其中所述處理裝置還被配置成執行如權利要求2到8中任何一個所述的方法的活動。11.一種用於從來源於第二介質(5)的數據流獲得第一介質(4)上的數據記錄的電腦程式產品，所述電腦程式產品包括計算機可執行代碼，所述計算機可執行代碼當被計算機系統加載時，向所述計算機系統提供如權利要求1-8中任何一個所述的方法的功能。全文摘要一種用於從來源於第二介質－諸如DV磁帶－的數據流獲得第一介質－諸如DVD－上的數據記錄的方法和記錄系統。所述數據流包括多個數據段，每個數據段均具有不同的記錄開始時間。在可以「即時」並結合預掃描來使用的本發明中，根據對當前記錄段的持續時間的確定來產生第一介質上的數據記錄的記錄段。當記錄時間間斷性超過閾值時，產生新的記錄段，所述記錄時間間斷性是在第一數據段的記錄結束時間和下一數據段的記錄開始時間之間的差異。文檔編號G11B27/031GK1886793SQ200480035064公開日2006年12月27日申請日期2004年11月15日優先權日2003年11月27日發明者A·T·J·M·施帕,Z·斯坦科威克,M·柴扎科維斯基申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司