Способ вырезания видеокадров при помощи идентификатора кадров

Изобретение относится к области техники обработки сигналов, кодирования и расшифровки видеосигналов, в частности к способу вырезания видеокадров при помощи идентификатора кадров. Техническим результатом является собственно создание способа вырезания видеокадров с помощью идентификатора кадров без сохранения флаговых битов в невырезанном битовом потоке. Согласно изобретению способ определяет идентификатор кадра по правилам кодирования и расшифровки как идентификатор, предназначенный для вырезания потока видеосигналов. В случае, если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, то указанный идентификатор вставляется в битовый поток или используется для замены первоначального идентификатора, который действует как флаг старта. Биты, которые указывают на то, может ли вырезанный битовый поток видеосигналов расшифровываться и отображаться неверно или нет, их появление в невырезанном битовом потоке не требуется; если вырезание осуществляется в определенной точке, то указанный идентификатор появится в этой точке для того, чтобы указать на проблему, при которой изображение не может нормально расшифровываться вследствие того, что справочные данные, используемые для предположения, могут быть отсечены. 3 н. и 6 з.п. ф-лы.

 

Область техники

Изобретение относится к области кодирования и расшифровки видеосигналов в процессе обработке сигналов, в частности к области управления кадрами в битовом потоке видеосигналов.

Предшествующий уровень техники

В технологии кодирования видеосигналов изображения видеоряда можно разделить на несколько типов в соответствии с различными способами кодирования: первый тип изображения получается путем обработки данных, содержащихся в самом указанном изображении; второй тип изображения получается путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением; и третий тип изображения получается путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением. Каждое из трех типов изображений, полученное с помощью трех способов кодирования, имеет идентификатор в начальной области данных битового потока этого изображения для обозначения начала данных битового потока указанного изображения. Кроме того, управление кадром в битовом потоке должно эффективно поддерживаться принципом кодирования и расшифровки видеосигналов и может быть внедрено на основе идентификатора, стоящего перед последовательностью битового потока. Идентификатор состоит из стартового заголовка, применяемого для удобства поиска, и флаговых битов, которыми являются, например, идентификатор для обозначения начала данных изображения, идентификатор для обозначения начала всей последовательности видеосигналов, идентификатор для обозначения конца всей последовательности видеосигналов и аналогичные. Такие идентификаторы не появляются в других областях соответствующего битового потока.

В более раннем стандарте кодирования и расшифровки видеосигналов MPEG-2 кадр I принадлежит к первому типу изображения, кадр Р принадлежит ко второму типу изображения, а кадр В принадлежит к третьему типу изображения. Последовательность видеосигналов разделяется на ряд групп изображений, каждая группа изображений имеет заголовок группы изображений. Когда видеокадр создается для закодированного битового потока, эти группы изображений могут удобно использоваться в качестве единого целого, и доступ к кадру может быть легко получен путем поиска начального кода заголовка группы изображений (код начала группы).

В стандарте MPEG-2, когда кадр В, который использует двустороннее предположение, вводится в систему кодирования, может появиться условие, при котором кадр В, принадлежащий к предыдущей группе изображений в битовом потоке, следует за кадром I следующей группы изображений. Таким образом, когда вырезается текущая группа изображений, кадр В, следующий за кадром I следующей группы изображений, может быть расшифрован неверно. Поэтому для того, чтобы было удобно вырезать видеокадры в формате MPEG-2, два бита ближайшего ограничителя кадров группы изображений (ограниченная группа изображений) и ограничитель кадров разорванной связи (разорванная связь) сохраняются в заголовке группы изображений для обозначения того, может ли расшифровка осуществляться нормально или нет.

Способ вырезания видеокадров с помощью этих двух битов заключается в следующем:

Использует ли кадр В, следующий сразу за кадром I (указанный кадр I следует сразу за заголовком группы изображений) в битовом потоке, только обратное предположение, или внутрикадровое кодирование, предсказывается ограниченной группой изображений. Если это происходит, то ограниченная группа изображений представляет собой 1, в противном случае ограниченная группа изображений представляет собой 0. Когда ограниченная группа изображений равна 1, после вырезания предыдущей группы изображений, следующая группа изображений по-прежнему может расшифровываться верно.

Разорванная связь указывает на то, может ли кадр В (при его наличии), следующий сразу после кадра I (указанный кадр I следует сразу после заголовка группы изображений) в битовом потоке, верно расшифровываться. При кодировании разорванная связь устанавливается на 0. После вырезания текущей группы изображений, если ограниченная группа изображений заголовка следующей группы изображений равна 0, то разорванная связь будет установлена на 1, она показывает, что кадр В (при его наличии), следующий сразу за кадром I в битовом потоке, не выводится и не отображается при расшифровке. После вырезания текущей группы изображений, если ограниченная группа изображений заголовка следующей группы изображений равна 1, то разорванная связь не будет установлена, т.к. кадр В (при его наличии), следующий сразу за кадром I в битовом потоке, может верно расшифровываться.

Ограниченная группа изображений и разорванная связь в стандарте MPEG-2 могут отлично справляться с проблемой вырезания битового потока видеосигналов, поскольку в этом месте существует третий тип изображения.

Однако, поскольку ограниченная группа изображений и разорванная связь сохраняются в битовом потоке в стандарте MPEG-2, то для сохранения в битовом потоке требуется два бита для каждой группы изображений. Если длина группы изображений равна 15, а частота киносъемки 30 кадров в секунду, то каждую секунду существует четыре флаговых бита монтажа, подсчитывая битовый поток за один час, получается 14400 бит в битовом потоке независимо от того, требуется вырезание или нет. Это в определенной степени избыточно.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является преодоление недостатков предыдущих способов вырезания видеокадров и предоставление способа вырезания видеокадров с помощью идентификатора кадров без сохранения флаговых битов в невырезанном битовом потоке. С помощью такого способа можно достигать уменьшения количества избыточных битов в битовом потоке видеосигналов, тогда как проблема, при которой третий тип изображения может расшифровываться и отображаться неверно вследствие вырезания битового потока видеосигналов, также может быть разрешена.

Первый способ внедрения технической схемы, представленной в изобретении, заключается в следующем: идентификатор кадра определяется по правилам кодирования и расшифровки как идентификатор, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов; в случае, если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, то указанный идентификатор кадра вставляется в битовый поток, включаясь в него соответствующим образом:

1) предположим, что изображение, получаемое путем обработки данных, содержащихся в самом изображении, является изображением первого типа; предположим, что изображение, получаемое путем предположения самого указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением второго типа; и предположим, что изображение, получаемое путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением третьего типа; для структуры последовательности видеосигналов, имеющей третий тип изображения, в случае, если третий тип изображения связан с первым типом изображения, появляющимся следом за ним, и выводится в битовом потоке видеосигналов таким образом, чтобы следовать за выводом первого типа изображения, то указанный идентификатор кадра вставляется в начало битового потока, который следует за точкой разделения, когда вырезание осуществляется перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов;

2) когда видеосигнал расшифровывается, в случае, если данный идентификатор кадра обнаруживается во время процедуры поиска следующего идентификатора в битовом потоке, и изображение третьего типа следует сразу за изображением первого типа, которое следует за указанным идентификатором кадра, то изображение третьего типа не будет расшифровываться или отображаться после расшифровки декодером.

Второй способ внедрения технической схемы, представленной в изобретении, заключается в следующем: идентификатор кадра определяется по правилам кодирования и расшифровки видеосигналов как идентификатор, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов; в случае, если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, то указанный идентификатор кадра используется для замены первоначального идентификатора, который функционирует как флаг старта в битовом потоке, включаясь в него соответствующим образом:

1) предположим, что изображение, получаемое путем обработки данных, содержащихся в самом изображении, является изображением первого типа; предположим, что изображение, получаемое путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением второго типа; и предположим, что изображение, получаемое путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением третьего типа; для структуры последовательности видеосигналов, имеющей третий тип изображения, в случае, если третий тип изображения связан с первым типом изображения, появляющимся следом за ним, и выводится в битовом потоке видеосигналов таким образом, чтобы следовать за выводом изображения первого типа, то данный идентификатор кадра используется для замены идентификатора, который указывает на начало изображения первого типа, следующего за точкой разделения, когда вырезание выполняется перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов;

2) когда видеосигналы расшифровываются, в случае, если указанный идентификатор кадра обнаруживается во время процедуры поиска следующего идентификатора, и третий тип изображения следует сразу за изображением первого типа, которое использует указанный идентификатор кадра в качестве флага старта, то третий тип изображения не будет расшифровываться или отображаться после расшифровки декодером.

Третий способ внедрения технической схемы, представленной в изобретении, заключается в следующем: идентификатор кадра определяется по правилам кодирования и расшифровки видеосигналов как идентификатор, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов; в случае, если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, указанный идентификатор кадра вставляется в битовый поток, включаясь в него соответствующим образом:

1) предположим, что изображение, получаемое путем обработки данных, содержащихся в самом изображении, является изображением первого типа; предположим, что изображение, получаемое путем предположения указанного изображения при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением второго типа; и предположим, что изображение, получаемое путем предположения самого указанного изображения с помощью информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением, является изображением третьего типа; для структуры последовательности видеосигналов, имеющей третий тип изображения, в случае, если третий тип изображения связан с первым типом изображения, появляющимся следом за ним, и выводится в битовом потоке таким образом, чтобы предшествовать выводу изображения первого типа, то указанный идентификатор кадра вставляется в конец битового потока, который располагается перед точкой разделения, когда вырезание осуществляется перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов;

2) когда расшифровываются видеосигналы, в случае, если указанный идентификатор кадра обнаруживается в процессе процедуры поиска следующего идентификатора в битовом потоке, то изображение третьего типа, сохраненное в области буферизации битового потока, не будет учитываться декодером.

Идентификатор кадра, описанный в изобретении, должен представлять собой код, который может однозначно идентифицироваться и который не появляется в других областях соответствующего битового потока. Он может состоять из начального заголовка, предназначенного для удобства поиска, и флаговых битов, которые могут иметь длину, равную длине другого идентификатора в битовом потоке.

Характеристики и исключительные эффекты изобретения

В способе изобретения, когда битовый поток видеосигналов не вырезан, не требуется появление в битовом потоке бит, указывающих на то, верно ли он расшифрован, и отображается после вырезания битового потока видеосигналов, благодаря этому может быть достигнут эффект уменьшения избыточных битов в битовом потоке видеосигналов.

Изобретение также правильно разрешает проблему, при которой третий тип изображения может расшифровываться и отображаться с ошибками после вырезания битового потока видеосигналов.

Способ изобретения может применяться во множестве стандартов и технических условий кодирования и расшифровки видеосигналов, где необходимо вырезание видеокадров.

Подробное описание лучших вариантов осуществления изобретения

Примеры осуществления способа вырезания видеокадров с помощью идентификатора кадров в изобретении подробно описаны ниже:

Пример осуществления изобретения 1

Изображение третьего типа существует в битовом потоке видеосигналов, указанное изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющимся следом за ним, и выводится в битовом потоке следом за выводом изображения первого типа. В требованиях стандарта кодирования и расшифровки видеосигналов 000001 В7 он определяется как идентификатор кадра, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов, где 000001 представляет собой стартовый заголовок для удобства поиска, В7 - это биты идентификатора, и функция 000001 В7 в битовом потоке заключается в однозначной идентификации. Если вырезается закодированный битовый поток, указанный идентификатор кадра вставляется в битовый поток, включаясь в него соответствующим образом:

1) когда видеокадры вырезаются перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, указанный идентификатор кадра вставляется в начало битового потока следом за точкой разделения (если существует изображение третьего типа, которое должно следовать за изображением первого типа, которое следует сразу после указанного идентификатора кадра, то указанный идентификатор кадра указывает на то, что изображение третьего типа может быть расшифровано неверно вследствие отсечения справочной информации для предположения);

2) когда расшифровывается видеосигнал, в случае, если указанный идентификатор кадра обнаруживается в процессе процедуры поиска следующего идентификатора (указывая на то, что вырезание выполнено в этой точке), и в случае, если изображение третьего типа (такое изображение третьего типа может быть расшифровано неверно вследствие недостатка справочных данных для предположения) следует сразу за изображением первого типа, которое следует за идентификатором кадра, то указанное изображение третьего типа не расшифровывается или не выводится и не отображается после расшифровки декодером.

Пример осуществления изобретения 2

Изображение третьего типа существует в битовом потоке видеосигналов, указанное изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющимся следом за ним, и выводится в битовом потоке видеосигналов таким образом, чтобы следовать за выводом изображения первого типа. По правилам кодирования и расшифровки видеосигналов 000001 В8 определяется как идентификатор кадра, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов, где 000001 - это стартовый заголовок для удобства поиска, В8 - это биты идентификатора, а функция 000001 В8 в битовом потоке видеосигналов заключается в однозначной идентификации. Если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, то указанный идентификатор кадра используется для замены идентификатора, который функционирует как первоначальный флаг старта в битовом потоке видеосигналов, включаясь в него соответствующим образом:

1) когда видеокадр вырезается перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, идентификатор 000001 В3, указывающий начальную точку изображения первого типа, следующую за точкой разделения, заменяется указанным идентификатором кадра 000001 В8 (в случае, если существует изображение третьего типа, следующее за изображением первого типа с указанным идентификатором кадра в качестве флага старта, то указанный идентификатор кадра указывает на то, что изображение третьего типа может быть расшифровано неверно вследствие отсечения справочной информации для предположения);

2) когда расшифровываются видеосигналы, в случае, если указанный идентификатор кадра обнаруживается во время процедуры поиска следующего идентификатора (указывающего на то, что вырезание выполнено перед изображением первого типа, которое имеет указанный идентификатор кадра в качестве своего флага старта), то указанное изображение третьего типа не выводится и не отображается декодером.

Пример осуществления изобретения 3:

Изображение третьего типа существует в битовом потоке видеосигналов, указанное изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющимся следом за ним, и оно выводится в битовом потоке следом за выводом изображения первого типа. В требованиях стандарта кодирования и расшифровки видеосигналов 000001 В7 определен как идентификатор кадра, специально предназначенный для вырезания потока видеосигналов, где 000001 - это стартовый заголовок для удобства поиска, В7 - биты идентификатора, а функция 000001 В7 в битовом потоке заключается в однозначной идентификации. В случае, если вырезается закодированный битовый поток видеосигналов, то указанный идентификатор кадра вставляется в битовый поток, включаясь в него соответствующим образом:

1) когда видеокадр вырезается перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, указанный идентификатор кадра вставляется в конец битового потока, предшествующего точке разделения (указанный идентификатор кадра означает, что изображение третьего типа может быть неверно расшифровано вследствие отсечения справочной информации для предположения);

2) когда расшифровываются видеосигналы, в случае, если указанный идентификатор кадра обнаруживается во время процедуры поиска следующего идентификатора (указывая на то, что вырезание выполнено в этой точке, в случае если существует изображение третьего типа таким образом, что оно предшествует указанному идентификатору кадра, то изображение третьего типа может быть неверно расшифровано вследствие недостатка справочных данных для предположения), тогда декодер не будет учитывать изображение третьего типа, сохраненное в области буферизации битового потока, и перейдет к следующей расшифровке.

1. Способ вырезания видеокадров с помощью идентификатора кадров, отличающийся тем, что идентификатор кадров определяют для вырезания потока видеосигналов по правилам кодирования и расшифровки видеосигналов и при вырезании закодированного битового потока видеосигналов вставляют идентификатор кадров в битовый поток видеосигналов, при этом определяют изображение, получаемое при помощи обработки информации, содержащейся в самом изображении, как изображение первого типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение второго типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение третьего типа, при этом для структуры последовательности видеосигналов, имеющей изображение третьего типа, в случае, если изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющемся следом за ним, и выведено в битовом потоке таким образом, чтобы следовать за выводом изображения первого типа, идентификатор кадров вставляют в начало битового потока после точки разделения, когда видеокадр вырезан перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, а в случае, если указанный идентификатор кадров при расшифровке видеосигналов обнаружен во время поиска следующего идентификатора в битовом потоке видеосигналов, и изображение третьего типа следует сразу за изображением первого типа, которое следует за указанным идентификатором кадров, то указанное изображение третьего типа не расшифровывают или не выводят и не отображают после расшифровки декодером.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что идентификатор кадров является однозначно идентифицируемым кодом, который не появляется в других областях соответствующего битового потока.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что идентификатор кадров состоит из стартового заголовка, предназначенного для удобства поиска, и флаговых битов.

4. Способ вырезания видеокадров с помощью идентификатора кадров, отличающийся тем, что идентификатор кадров определяют для вырезания потока видеосигналов по правилам кодирования и расшифровки видеосигналов и при вырезании закодированного битового потока видеосигналов указанный идентификатор кадров используют для замены идентификатора, функционирующего как первоначальный флаг старта в битовом потоке, при этом определяют изображение, получаемое при помощи обработки информации, содержащейся в самом указанном изображении, как изображение первого типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение второго типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение третьего типа, при этом для структуры последовательности видеосигналов, имеющей изображение третьего типа, в случае, если изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющимся следом за ним, и выведено в битовом потоке таким образом, чтобы следовать за выводом изображения первого типа, то идентификатор кадров используют для замены идентификатора, указывающего начало изображения первого типа, следующего после точки разделения, когда вырезание видеокадра выполнено перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, а в случае, если указанный идентификатор кадров при расшифровке видеосигналов обнаружен во время поиска следующего идентификатора, и если изображение третьего типа следует сразу за изображением первого типа, которое имеет указанный идентификатор кадров в качестве флага старта, то указанное изображение третьего типа не расшифровывают или не выводят и не отображают после расшифровки декодером.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанный идентификатор кадров представляет собой однозначно идентифицируемый код, который не появляется в других областях соответствующего битового потока.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что указанный идентификатор кадров состоит из стартового заголовка, используемого для удобства поиска, и флаговых битов.

7. Способ вырезания видеокадров при помощи идентификатора кадров, отличающийся тем, что идентификатор кадров определяют для вырезания потока видеосигналов по правилам кодирования и расшифровки видеосигналов и при вырезании закодированного битового потока видеосигналов, вставляют идентификатор кадров в битовый поток, при этом определяют изображение, получаемое при помощи обработки информации, содержащейся в самом изображении, как изображение первого типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение второго типа, определяют изображение, получаемое при помощи информации об эталонном изображении, появляющемся следом за указанным изображением, и информации об эталонном изображении, появляющемся перед указанным изображением для представления самого указанного изображения, как изображение третьего типа, при этом для структуры последовательности видеосигналов, имеющей изображение третьего типа, в случае, если изображение третьего типа связано с изображением первого типа, появляющемся следом за ним, и выведено в битовом потоке таким образом, чтобы предшествовать выводу изображения первого типа, указанный идентификатор кадров вставляют в конец битового потока перед точкой разделения, когда видеокадр вырезают перед изображением первого типа в битовом потоке видеосигналов, а в случае, если указанный идентификатор кадров при расшифровке видеосигналов обнаружен во время поиска следующего идентификатора в битовом потоке видеосигналов, то указанное изображение третьего типа, сохраненное в области буферизации битового потока, не учитывают декодером.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанный идентификатор кадров представляет собой однозначно идентифицируемый код, который не появляется в других областях соответствующего битового потока.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что идентификатор кадров состоит из стартового заголовка, используемого для удобства поиска, и флаговых битов.