[发明专利]转换视频序列的方法和相应的转换装置和解码系统

说明书

本发明涉及从第一视频序列转换为第二视频序列的一种方法，其中旧序列和新序列都是由T=I、P或B类型的图像构成，图像类型根据所说图像是独立编码的，或者是从在先的I或P图像预测的，或者是从在先和在后的P图像和/或I图像双向预测的而确定。本发明还涉及用于实施所说转换方法的一种装置，和包括这种装置的一种解码系统。本发明可以用于例如以地方电视台播放的电视节目代替国家电视台播放的节目，特别适用于与MPEG-2标准有关的图像处理。

国际标准组织(ISO)的运动图像专家组(MPEG)所采用的所说标准的原理在许多文献中均有介绍，详细内容可以参见例如“Switchingfacilities in MPEG-2:necessary but not sufficient”(SMPTEJournal,Vol.104,n°12,1995年12月，pp788-802)。

如在该文献中所述，转换的意思是多个节目段或整个节目(包括视频、声频和相关数据)的接合(Splice)，总之就是不同的基本数据流的链接。在下文中，为了简单起见，说明仅限于两种不同位流的情况，所说位流可以在不同的位置和/或在不同的时间产生，而且当最初产生它们时并没有打算将它们接合在一起。

关于这些位流本身的结构，必须指出，压缩视频序列由包括不同类型的编码图像I、P和B的图像组(GOP)构成。I图像(内编码的)是独立编码的(仅仅利用内帧技术，不需要以前的信息，即不需要参考其它图像)，而P图像(预测编码的)是从在先的I图像或从在先的P图像预测获得的，B图像(双向预测编码的)是从在先的和在后的P图像和/或I图像双向预测获得的。

根据这些预测类型的不同，图像编码的效率也或高或低(I图像是编码效率最低的，P图像是效率较高的，而B图像是其中编码效率最高的)。由于对这些图像编码所需的比特数不是恒定的，当以规则的周期T(V)进行解码时，编码图像的比特在解码器缓存器中停留的时间也不是相同的。

MPEG标准规定了一种抽象解码模型，称为视频缓存检验模型(VBV)，并用于检验一个MPEG位流在合理的缓存和延迟要求条件下是否是可解码的：利用缓存占用的方式，对位流施加约束，从而可以在不造成缓存器下溢或溢出的前提下完成解码。于是，所谓的vbv_延迟表示编码图像的第一位在所说解码器缓存器中停留的时间。如果被压缩的第一“旧”图像的vbv_延迟和被传输的第一“新”图像的vbv_延迟不同(在一个给定点被新图像代替的图像被称为旧图像，所说的给定点称为接头(Spliceing point)，是属于旧位流的数据与属于新位流之间的边界)，则不可能以所说的周期T(V)用规定解码的图像进行转换。此外，由于被替代图像的大小与插入图像的大小不同，可能发生解码器缓存器下溢或溢出的问题。所以一般不可能在两个编码视频序列之间进行简单的转换。

为了避免在显示侧产生任何显示不连续现象(数据流没有可以察觉的中断能够持续地吸引观看者的注意力)，需要解码不存在不连续性，只有当接头天衣无缝，即获得平滑传输的位流时才可能实现。这意味着新位流的第一存取单元的解码时间与接头之前的旧位流的存取单元的解码时间是一致的，除了在称为接合点并且位于位流特定字段中的合适位置之外一般是达不到这个要求的。这样的一个存取点位于两个编码图像之间，并且限定了在该点之后的第一位的固定标准vbv_延迟值，也称为接合解码延迟(接合点的结构也保证在旧序列与新序列之间转换时不会产生溢出)。因此仅仅当在新视频序列和旧视频序列之间存在相同的接合点时可以执行转换操作。但是，目前这些点是纯形式的，只能限定少数接合解码延迟值，没有解码系统能够执行它们。此外，在置换视频序列的情况下(即在两次连续视频转换中，包括从旧序列到新序列的第一次向前转换，和从新序列向旧序列的第二次向后转换)，仅仅当相应于向后转换的旧接合点和新接合点的时间位置是可以预测和兼容时，才能够使用这些接合点。这意味着两个视频序列要具有规则和标准的GOP结构，但是通常是不满足这个要求的。

所以本发明的第一个目的是提出一种方法，该方法能够在对接合点产生没有限制的前提下实现视频序列转换。

为此目的，本发明涉及如在本说明书前序中所述的一种方法，进一步说，其特征在于在两个序列之间的转换点插入包含k个图像的附加序列，为了使两个序列兼容，k的值必须足够大，所说附加图像用极少的位数编码。