CN101630500A - 视频设备和用于逆向显示视频数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种视频设备和用于逆向显示视频数据的方法。其中视频设备包括：控制器用以从数据存储媒介中获得第一图像组和第二图像组；第一存储器用以接收第一图像组；第二存储器用以接收第二图像组；视频译码器用以对第一图像组和第二图像组的视频帧进行译码以得到已译码视频帧；显示装置用以显示已译码视频帧；其中当第二存储器接收第二图像组时，视频译码器对第一图像组的视频帧进行译码及显示装置以逆向放映顺序显示第一图像组的已译码视频帧。本发明提供的视频设备和用于逆向显示视频数据的方法能并行执行下一先前图像组的数据撷取和当前一图像组的译码和逆向放映，以减少由于资料再缓冲所导致的显示延迟。

Description

视频设备和用于逆向显示视频数据的方法

技术领域

本发明是有关于视频显示，更特别地，是有关于一种视频设备和用于逆向(reverse)显示视频数据的方法。

背景技术

各种功能(例如逆向放映)已在视频设备中实现以方便地操作视频数据。典型的视频设备使用视频编码标准(例如MPEG 1/2/4和H.26x)执行数字数据操作与压缩。通常地，符合视频编码标准的视频编码器和译码器根据前向(forward)时间顺序对视频数据进行处理。因此，在逆向放映的应用中，显示装置需要在逆向放映视频数据之前，等待视频译码器以前向时间顺序完成对所有视频数据的顺序译码，由于视频数据的缓冲和译码，所以导致产生显示延迟。

因此，存在提供一种视频设备及逆向显示视频数据的方法的需求，以减少显示延迟。

发明内容

本发明提供一种视频设备和用于逆向显示视频数据的方法以解决显示延迟的问题。

本发明的一个目的是提供一种视频设备，用于逆向显示视频数据，包括：控制器，用以从数据存储媒介中获得第一图像组和第二图像组；第一存储器，耦接控制器，第一存储器用以接收第一图像组；第二存储器，耦接控制器，第二存储器用以接收第二图像组；视频译码器，耦接第一存储器和第二存储器，视频译码器用以对第一图像组和第二图像组的多个视频帧进行译码以得到已译码视频帧；以及显示装置，耦接视频译码器，显示装置用以显示已译码视频帧；其中当第二存储器接收第二图像组时，视频译码器对第一图像组的视频帧进行译码及显示装置以逆向放映顺序显示第一图像组的已译码视频帧。

本发明的另一目的是提供一种用于逆向显示视频数据的方法，包括：通过控制器从数据存储媒介中获得第一图像组和第二图像组；通过第一存储器接收第一图像组；当通过第二存储器接收第二图像组时，通过视频译码器对第一图像组进行译码以获得已译码视频帧及通过显示装置以逆向放映顺序显示已译码视频帧。

本发明提供的视频设备和用于逆向显示视频数据的方法能并行执行下一先前图像组的数据撷取和当前一图像组的译码和逆向放映，以减少由于资料再缓冲所导致的显示延迟。

附图说明

图1是根据本发明实施例的视频设备1的方块示意图；

图2是图像组的MPEG已编码视频帧的前向放映原理图；

图3是图像组的MPEG已编码视频帧的逆向放映原理图；

图4是使用传统视频设备的传统逆向放映原理图；

图5是本发明第一实施例的结合图1的视频设备1的第一逆向放映原理图；

图6是本发明第二实施例的结合图1的视频设备1的第二逆向放映原理图；

图7是本发明第三实施例的结合图1的视频设备1的第三逆向放映原理图。

具体实施方式

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属技术领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的“包含”为开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。藉由以下的较佳实施例的叙述并配合全文的图1至图7说明本发明，但以下叙述中的装置、组件与方法、步骤乃用以解释本发明，而不应当用来限制本发明。

图1是根据本发明实施例的视频设备1的方块示意图。如图1所示，视频设备1包括控制器10、视频缓冲器12、视频译码器14和显示装置16。其中，控制器10顺序地耦接视频缓冲器12、视频译码器14和显示装置16。

视频设备1可并入视频放映系统或电视系统。在视频放映系统中，视频数据根据编码标准(例如MPEG 1/2/4和H.26x)压缩并存储在数据存储媒介(例如CD或DVD)中。在电视系统中，天线、碟形卫星天线(satellite dish)或电缆(图未示)接收电视信号，电视调谐器(图未示)调谐信道传送电视信号中的点播节目(request program)，解调器(图未示)对电视信号进行解调，并提供符合包括MPEG 1/2/4和H.26x的编码标准的视频数据。远程控制装置或其它的用户界面(图未示)在数据存储媒介或信道上选择一个数据段，用以观看。在视频译码器14执行译码之前，控制器10从数据存储媒介(图未示)或解调器(图未示)中获取视频数据，以在视频缓冲器12中缓冲比特流D_b。

视频缓冲器12可为独立的数据缓冲器，或内置于视频译码器14之中。视频译码器14从视频缓冲器12中接收比特流D_b’，以译码获得一组视频帧D_v，该视频帧D_v被称作是包括I帧、P帧或B帧的帧序列的图像组(Group Of Pictures，GOP)。I帧通常是图像组的第一个帧，可以无需运动补偿而编码作为一个普通(normal)影像。从I帧或之前的P帧可以预测P帧。从先前的和相继的I帧或P帧可以双向地预测B帧。P帧和B帧的预测式编码和译码取决于先前的和相继的视频帧，因此对最后一个预测式帧进行的译码需要对靠近图像组的末端的参考帧进行译码。因此，对比特流D_b’的最后一个B帧的译码需要首先对包括I帧和P帧的所有先前参考帧进行译码。在普通放映过程中，当显示装置16以前向放映顺序显示已译码视频帧时，视频译码器14以类似的前向译码顺序对已编码视频帧进行译码，然而在逆向放映过程中，在显示装置16以逆向放映顺序显示已译码视频帧之前，视频译码器14需以前向译码顺序对已编码视频帧进行译码。

图2是图像组的MPEG已编码视频帧的前向放映原理图。如图2所示，图像组包括第一图像组(图2标示为GOP0)和第二图像组(图2标示为GOP1)。图像组的每一个视频帧可由符号和数字表示，该符号指示视频帧的类型，该数字指示图像组序号(即，图2所示的GOP0或GOP1)和在普通放映顺序中的显示顺序。例如，I₀₀是一个I帧且是第一图像组中的待显示的第一视频帧；P₀₆是一个P帧且是第一图像组中的第七视频帧。以第一图像组为例，视频译码器14从视频缓冲器12中接收比特流D_b’，以顺序{I₀₀，P₀₃，B₀₁，B₀₂，P₀₆，B₀₄，B₀₅，P₀₉，B₀₇，B₀₈}对已编码视频帧进行译码，并将已译码视频帧D_v传送至显示装置16，如图2的箭头方向所示，以前向放映顺序{I₀₀，B₀₁，B₀₂，P₀₃，B₀₄，B₀₅，P₀₆，B₀₇，B₀₈，P₀₉}进行显示。可注意到译码顺序和前向放映顺序是相似的，因此已译码视频帧的普通放映可在显示装置16上无缝执行。第二图像组(包含I₁₀至P_1n等帧)与第一图像组的操作过程相似，为简洁不再赘述。

图3是图像组的MPEG已编码视频帧的逆向放映原理图。如图3所示，图像组包括第一图像组(图3标示为GOP0)和第二图像组(图3标示为GOP1)。在逆向放映的过程中，视频译码器14对图像组中的所有已编码视频帧或选择出的已编码视频帧进行译码，例如，在逆向放映的过程中，只对I帧和P帧进行译码。在逆向放映的原理图中，图像组的所有已编码视频帧以前向译码顺序进行译码，并以逆向放映顺序进行显示。例如，视频译码器14从视频缓冲器12中接收比特流D_b’，以顺序{I₀₀，P₀₃，B₀₁，B₀₂，P₀₆，B₀₄，B₀₅，P₀₉，B₀₇，B₀₈}对已编码视频帧进行译码，并将已译码视频帧D_v传送至显示装置16，如图3的箭头方向所示，以逆向放映顺序{P₀₉，B₀₈，B₀₇，P₀₆，B₀₅，B₀₄，P₀₃，B₀₂，B₀₁，I₀₀}进行显示。可注意到译码顺序和逆向放映顺序几乎是相反的，因此，显示装置16需要在以逆向放映顺序放映已译码视频帧之前，等待视频译码器14完成对第一图像组的所有已编码视频帧的MPEG译码，这导致在传统的视频设备中，显示延迟与待译码的一图像组的已编码视频帧的数目成比例。第二图像组与第一图像组的操作过程相似，为简洁不再赘述。

图4是使用传统视频设备的传统逆向放映原理图。在传统逆向放映原理中，如图4所示，视频缓冲器12在持续时间t₁内为第五图像组(图4标示的GOP4)接收比特流D_b，视频译码器14以前向时间序列对第五图像组中所有的已编码视频帧进行译码，得到已译码视频帧D_v，显示装置16在持续时间t₂内以逆向放映顺序对已译码视频帧D_v进行显示。已知视频缓冲器12在译码和显示之前接收图像组的过程为“再缓冲(rebuffering)”。在下一个先前图像组，即第五图像组(图4标示的GOP4)在显示装置16放映之前，视频缓冲器12为了第五图像组需要有限量的时间t₁对比特流D_b进行再缓冲，视频译码器14也需要时间对第五图像组的所有已编码视频帧进行译码，因此，当观看者观看逆向放映的视频时，可在显示装置16上观察到影像延迟。

图5是本发明第一实施例的结合图1的视频设备1的第一逆向放映原理图。视频缓冲器12包括独立的视频存储器，即第一存储器12a和第二存储器12b。如图5所示，第一存储器12a在持续时间t₁内为最后图像组，也就是逆向放映顺序中的第一图像组(图5标示的GOP4)接收比特流D_b。视频译码器14从第一存储器12a中接收并译码已再缓冲比特流D_b’，显示装置16在持续时间t₂内以逆向放映顺序显示最后图像组中的已译码视频帧，与此同时，第二存储器12b为下一先前图像组，也就是逆向放映顺序中的第二图像组(图5标示的GOP3)接收比特流D_b。并行(in parallel)执行下一先前图像组(本实施例中的GOP3)的数据撷取和当前图像组(本实施例中的GOP4)的译码和逆向放映，以减少由于资料再缓冲所导致的显示延迟。

图6是本发明第二实施例的结合图1的视频设备1的第二逆向放映原理图。视频缓冲器12包括位于共享存储器中的两个存储器部分(即第一存储器部分和第二存储器部分)，第一存储器部分由存储器块604-610表示，且第二存储器部分由存储器块612-620以及600-602表示。每一个存储器块包含一个已编码视频帧，每一个已编码视频帧由符号和两位数字表示，其中该符号指示已编码视频帧的类型，该两位数字指示图像组序号和前向放映顺序的显示顺序。例如，I₁₀是一个I帧且是第一图像组中的第一已编码视频帧；B₀₅是一个B帧且是第二图像组中的第六已编码视频帧。在逆向放映的初始化之后，控制器10控制视频缓冲器12接收并存储已选择视频片段的最后一个图像组，该最后一个图像组也是译码和逆向放映显示的第一图像组。在视频译码期间，控制器10同时控制视频缓冲器12传送第一图像组的已编码视频帧至视频译码器14，用以对第一图像组的已编码视频帧进行译码，并同时控制可用的视频缓冲器12接收并存储下一个先前图像组(逆向放映顺序的第二图像组)。在已编码视频帧传送至视频译码器14并译码和显示之后，控制器10控制视频缓冲器12释放可用的存储器空间。以逆向时间序列的顺序释放存储器空间，即，在已编码视频帧译码和显示之后，首先释放存储图像组的最后一个视频帧的存储器空间，最后释放存储图像组的第一视频帧的存储器空间，随后控制器10就可以决定用于下一个先前图像组的可用存储器空间。以图6的共享存储器的数据结构为例，第一图像组的紧跟P帧P₁₃的已编码视频帧，例如已编码视频帧B₁₁和B₁₂已被读取，并由视频译码器14译码且相应地显示，而留下存储器块612-620和600-602可用。然后控制器10检查下一个先前图像组的已编码视频帧的数据大小，以决定存储器块612-620和600-602中的待再缓冲的已编码视频帧的数目，因此，可用存储器空间可存储下一个先前图像组，即第二图像组的中间至最后的已编码视频帧。例如，控制器10决定存储器块612-620和600-602能存储第二图像组的至少5个已编码视频帧，即B₀₄、B₀₅、P₀₉、B₀₇和B₀₈，读取比特流D_b以搜索第五已编码视频帧(即B₀₄)的帧头(frame header)，并控制存储器块612-620和600-602以前向译码顺序接收第二图像组的该5个已编码视频帧，控制器10同时控制共享存储器以传送第一图像组剩余的视频帧(例如I10)至视频译码器14。在本发明的一个施例中，共享存储器是一个环缓冲器(ring buffer)，因此已编码视频帧B₀₇存储在存储器块620中，而已编码视频帧B₀₈存储在存储器块600中。在最后一个图像组的视频译码完成之后，显示装置16以逆向放映顺序显示已译码视频帧，与此同时共享存储器继续接收第二图像组剩余的已编码视频帧(即I₀₀、B₀₁、B₀₂、P₀₃和B₀₄)。需注意的是，选择图像组的已编码视频帧并以逆向时间序列的形式存储在图6的共享存储器中，即，首先选择图像组的最后一个已编码视频帧，最后选择图像组的第一已编码视频帧，并根据其译码顺序放置于共享存储器中，然而，设计者可根据设计需要调整图像组的已编码视频帧的存储和放置顺序，本发明并不以此为限。

图7是本发明第三实施例的结合图1的视频设备1的第三逆向放映原理图，其中视频缓冲器12由视频存储器74代替。视频存储器74包括存储器块740-750。控制器10包含第一地址表70和第二地址表72，其中第一地址表70和第二地址表72包括用于第一图像组和第二图像组的已编码视频帧的分别指向视频存储器74的存储器地址。例如，第一地址表70为第一图像组的已编码视频帧记录(keeptrack)存储器地址，第二地址表72为第二图像组的已编码视频帧存储存储器地址。控制器10同时控制视频存储器74根据第二地址表72接收第二图像组，并根据第一地址表70传送第一图像组至视频译码器14。例如，第二地址表72记录存储第二图像组的已编码视频帧I₀₀的存储器块746的地址，相似地，第一地址表70记录存储第一图像组的已编码视频帧I₁₀的存储器块742的地址。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何所属技术领域的技术人员依据本发明的精神而轻易完成的改变或均等性安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。

Claims (12)

1.一种视频设备，用于逆向显示视频数据，其特征在于该视频设备包括：

控制器，用以从数据存储媒介中获得第一图像组和第二图像组；

第一存储器，耦接该控制器，该第一存储器用以接收该第一图像组；

第二存储器，耦接该控制器，该第二存储器用以接收该第二图像组；

视频译码器，耦接该第一存储器和该第二存储器，该视频译码器用以对该第一图像组和该第二图像组的多个视频帧进行译码以得到已译码视频帧；以及

显示装置，耦接该视频译码器，该显示装置用以显示该已译码视频帧；

其中当该第二存储器接收该第二图像组时，该视频译码器对该第一图像组的视频帧进行译码及该显示装置以逆向放映顺序显示该第一图像组的该已译码视频帧。

2.如权利要求1所述的视频设备，其特征在于，该控制器进一步控制该第一存储器以接收该第一图像组，并同时控制该第二存储器以接收该第二图像组，且该第一存储器传送该第一图像组至该视频译码器。

3.如权利要求2所述的视频设备，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器位于共享存储器中，当该第一图像组从该共享存储器传送至该视频译码器时，该控制器决定该共享存储器的可用存储器空间，且该控制器决定该第二图像组的可放入该可用存储器空间的视频帧的数目，该控制器并同时控制该共享存储器以传送该第一图像组剩余的视频帧至该视频译码器，并在该可用存储器空间内接收该第二图像组的该数目的视频帧。

4.如权利要求2所述的视频设备，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器位于共享存储器中，该控制器包含第一地址表和第二地址表，其中该第一地址表和该第二地址表包括用于该第一图像组和该第二图像组的该多个视频帧的分别指向该共享存储器存储器的多个存储器地址，该控制器同时根据该第二地址表控制该共享存储器接收该第二图像组，并根据该第一地址表传送该第一图像组至该视频译码器。

5.如权利要求1所述的视频设备，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器为独立的存储器。

6.如权利要求1所述的视频设备，其特征在于，该视频译码器对该第一图像组和该第二图像组的所有视频帧进行译码。

7.一种用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于该方法包括：

通过控制器从数据存储媒介中获得第一图像组和第二图像组；

通过第一存储器接收该第一图像组；以及

当通过第二存储器接收该第二图像组时，通过视频译码器对该第一图像组进行译码以获得已译码视频帧及通过显示装置以逆向放映顺序显示该已译码视频帧。

8.如权利要求7所述的用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于，通过该第一存储器接收该第一图像组的步骤包括：由该控制器控制该第一存储器以接收该第一图像组，并同时控制该第二存储器以接收该第二图像组，且由该第一存储器传送该第一图像组至该视频译码器。

9.如权利要求7所述的用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器位于共享存储器中，且通过该第一存储器接收该第一图像组的步骤包括：当该第一图像组从该共享存储器传送至该视频译码器时，由该控制器决定该共享存储器的可用存储器空间，且该控制器决定该第二图像组的可放入该可用存储器空间的视频帧的数目，该控制器并控制该共享存储器以同时传送该第一图像组剩余的视频帧至该视频译码器，并在该可用存储器空间内接收该第二图像组的该数目的视频帧。

10.如权利要求7所述的用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器位于共享存储器中，通过该第一存储器接收该第一图像组的步骤包括：该控制器包含第一地址表和第二地址表，其中该第一地址表和该第二地址表包括用于该第一图像组和该第二图像组的多个视频帧的分别指向该共享存储器的多个存储器地址，该控制器同时根据该第二地址表控制该共享存储器接收该第二图像组，并根据该第一地址表传送该第一图像组至该视频译码器。

11.如权利要求7所述的用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于，该第一存储器和该第二存储器为独立的存储器。

12.如权利要求7所述的用于逆向显示视频数据的方法，其特征在于，通过该视频译码器对该第一图像组进行译码的步骤包括：由该视频译码器对该第一图像组和该第二图像组的所有视频帧进行译码。

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