专利名称：基于剩余电池容量的可缩放的视频压缩的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频压缩。
背景技术：
在一个数据流中可以得到各种不同的分辨率和/或质量的视频的场合下，能够允许多种视频应用。实现这种应用的方法粗略地称为可缩放性技术。有三个轴可以在其上开展可缩放性。第一是在时间轴上的可缩放性，常常称为时间可缩放性。第二是在质量轴上(量化)的可缩放性，常常称为信号对噪声(SNR)可缩放性或细粒度可缩放性。第三个轴是分辨率轴(图像的像素数目)，常常称为空间可缩放性。在分层编码中，比特流被划分成两个或多个比特流或层。每个层可被组合，以形成单个高质量信号。例如，基本层可以提供较低质量视频信号，而增强层提供附加信息，它可以增强基本层图像。通过以分层方式压缩视频源材料，可以丢弃一个或多个层，因此可降低比特率而同时仍旧可以呈现视频，但具有较低的质量水平。
已提出用于弹性贮存的比特率的可缩放的压缩。在WO01/69939-A1中描述了弹性贮存的原理。按照弹性贮存原理，要存储的数字数据项首先被划分成重要性逐渐减小的相继的数据段。因此，只要存储器有足够的空间能容纳所有的段，数据段就被存储在存储器。如果存储器没有足够的空间，则通过从存储器中去除来自具有最低的重要性的各种不同的项的那些数据段而创建空间。这样释放的空间被使用于存储要被存储的数据项的数据段。优选地，使用辅助存储器来记录被存储在存储器中的所有的数据段的识别数据，诸如文件名称和重要性。
如上所述，弹性贮存可用在可提供的贮存量小于对于以一定的质量水平在一定的持续时间内记录所需要的贮存量的情形。与其是减小记录持续时间以及从而丢失部分被记录的事件，不如降低记录的质量水平，因此创建更多的空间用于事件的记录。
在移动应用中，可能出现这样的情形例如在摄像机中，留给用于视频记录或重放进程的可提供的电池功率被估计为不足的。例如，用户想要用摄像机获取某个将另外持续30分钟的事件，而电池表示只可提供15分钟的功率。类似地，在便携式视频放像机上观看电影时，电池功率不足以提供达到电影的结尾。
发明概要本发明通过提供一种用于确定在记录或重放期间何时必须减小比特率，以便增加可提供的电池使用期限的方法和设备，从而克服至少部分的上述缺点。本发明是基于这样的观点，在诸如音频和视频那样的数字数据的记录和重放中，电池功率消耗在很大程度上是由数据率确定的。在许多应用中，贮存功能预期为造成大多数功率消耗的主因。因此，需要一种用于在剩余的电池使用期限不足时降低数字数据的记录和重放的数据速率的方法和设备。
按照本发明的一个实施例，公开了用于控制由移动记录设备进行的对流动数据的记录的方法和设备。流动数据输入信号被接收，通过使用可缩放编码器以可缩放方式压缩流动数据信号，以创建分层编码的流动数据流。在贮存装置中，分层编码的流动数据流的贮存一开始以第一比特率进行。用于设备的剩余的电池使用期限是以第一比特率被确定的。为了延长设备的剩余的电池使用期限，通过停止至少一个分层的编码的流动数据流的贮存，把比特率减小到第二比特率。
按照本发明的另一个实施例，公开了用于在显示器上显示存储的内容的方法和设备，其中存储的内容以具有基本层和至少一个增强层的分层格式被存储在贮存装置中。选择要以第一质量水平被显示的内容。然后，确定所选择的内容的长度。确定设备的剩余的电池使用期限。当剩余的电池使用期限小于选择的内容的长度时，显示的内容的质量水平被改变为较低的质量水平。
参照此后描述的实施例，将明白和阐述本发明的这些和其它方面。
附图简述现在参照附图，以举例方式来描述本发明，其中
图1是按照本发明的一个实施例的移动记录设备的方框图2是按照本发明的一个实施例的说明性空间可缩放视频编码器的方框图；图3是按照本发明的一个实施例的弹性贮存装置的方框图；图4是显示按照本发明的一个实施例的移动记录设备的记录操作的流程图；图5是显示按照本发明的一个实施例的视频观看设备的重放操作的流程图。
发明详细说明在记录或重放期间比特率的减小将增加电池使用期限时间，从而解决电池使用期限时间不足的问题。原理上，可以使用与弹性贮存相同的比特率可缩放的压缩技术。正如下面更详细地解释的，在弹性贮存与本发明的一个实施例之间的一个差别在于，减小比特率的判决准则是可提供的电源/电池使用期限，而不是剩余的贮存容量。同样按照本发明，作为功率管理工具的比特率可缩放的视频压缩可应用在记录期间和在重放期间，而不是像在弹性贮存时只是在记录期间。虽然本发明的说明性描述讨论了视频数据，但本领域技术人员将会明白，本发明可应用于流动的数据，诸如音频数据、音频/视频数据、视频数据等等，且本发明不限于此。
基本上，在记录模式下，当确定了移动记录器的可提供的电池使用期限对于所需要的记录时间不足时，就把较低质量的视频写在贮存媒体上。在重放期间，从媒体只读出一个或多个低质量层，以减小功率消耗，因此延长观看设备的电池使用期限。
本发明涉及电池供电的便携式记录器和/或视频放像机，诸如摄像机，视频放像机等等。图1显示在光盘驱动上能够以分层的方式压缩视频的、具有压缩/解压缩设施的摄像机的说明性例子。概略地，摄像机100接收被编码器102分层编码的、输入视频流。分层编码流被存储在贮存装置104，诸如光盘驱动器中。存储的分层数据流可以从贮存装置104读出，并被译码器106译码，它把经译码的视频流发送到显示器108。编码器102、贮存装置104、译码器106和任选的显示器108的运行由控制器110控制。而且，用户可以通过用户接口114把信息输入到摄像机。另外，摄像机的每个所描述的单元由电池112供电。
图2显示说明性的可以在摄像机100中使用的空间可缩放视频编码器102，但本发明不限于此。虽然这个说明性例子只具有基本层和一个增强层，但本领域技术人员将会明白，编码器可以具有任何数目的增强层，且本发明不限于此。描述的编码系统102完成层压缩，由此一部分信道被使用来提供低分辨率的基本层以及其余部分被使用来发送边缘增强信息，由此两个信号可被重新组合，使系统提高到高分辨率。高分辨率视频输入被分离器202分离，由此数据被发送到低通滤波器204和减法电路206。低通滤波器204降低视频数据的分辨率，然后把它馈送到基本编码器208。通常，低通滤波器和编码器在技术上是熟知的，为了简化起见，这里不作详细描述。编码器208产生较低分辨率的基本数据流，它可被广播、接收、和经由译码器照原样被显示，尽管基本流并不提供能被认为是高清晰度的分辨率。
编码器208的输出也被馈送到系统102内的译码器212。由此，译码的信号被馈送到内插和上采样电路214。通常，内插和上采样电路214从译码的视频流重建被滤掉的分辨率，并提供具有与高分辨率输入相同的分辨率的视频数据流。然而，因为滤波和由于编码与译码造成的丢失，在重建的数据流中存在信息丢失。在减法电路206中通过从原先的、未修改过的高分辨率数据流中减去重建后的高分辨率数据流而确定丢失。减法电路206的输出被馈送到增强编码器216，它输出增强数据流，该数据流在与基本流组合时，呈现具有原先的高分辨率质量的视频。
弹性贮存装置104如图3所示地分开地存储编码视频流的每个层，例如，基本层302、第一增强层304和第二增强层306。在本实施例中，基本层视频流和两个增强层视频流被分开地存储在弹性贮存装置。
现在参照图4描述摄像机100的运行。在步骤402，摄像机100开始记录和创建输入视频信号。然后在步骤404，输入视频信号被编码器以分层方式压缩，以创建分层的编码视频流。当分层的编码视频流被创建时，在步骤406，数据流被分开地存储在弹性贮存装置104中。将会看到，不同的视频流，例如基本层和增强层，被存储在贮存装置104的各个块中。当只存储基本层时，使用的是X mbps的比特率，而当同时存储增强层时，比特率是X+Y mbps。取决于模式(X mbps或X+Y mbps)，在步骤408，摄像机能表示仍旧可提供的电池使用期限。如果电池使用期限不足，则在步骤410，通过停止存储至少一个增强层而降低比特率。从高比特率模式(X+Y)切换到低比特率模式(X)的选择可以人工地或自动地完成。对于自动情形，用户先前通过使用用户接口114向摄像机表示用户还需要的最小记录时间。本领域技术人员将会看到，关于是否减小被存储的视频流的比特率的决定可以在记录过程期间的任何时间或甚至在记录开始之前作出。另外，在记录过程期间可以重新评估该决定任何次数。
按照本发明的另一个实施例，移动记录设备也可用作观看设备。将会看到，观看设备也可以是各种各样的移动视频放像机，但本发明并不限于此。代替记录视频，移动视频放像机可以下载和存储例如已由内容或业务提供商以分层的格式编码的视频流。
现在参照图5描述观看设备的运行。首先，在步骤502，选择存储的视频内容以供显示。在这种情形下，在步骤504，确定要被观看的视频段的长度。如果在步骤506确定了视频长度长于可提供的电池使用期限，则在步骤508，观看设备切换到较低质量模式。换句话说，观看设备停止读出和译码被存储在弹性贮存装置中的至少一个增强层。
为了在重放期间的这种切换在功率消耗方面是有效的，分层的格式需要是这样的，即在跳过高质量数据期间功率消耗是最小的。这可以以各种各样的方式达到。首先，属于基本层和增强层的数据决可以交替写入到盘上。这些块是足够大的，以允许关断贮存机构中大多数功率需求电路，诸如激光器、伺服、和信道电子装置。第二，增强层数据可以用分开的文件写入到盘的不同的位置。这给出对于这种重放情形的最佳结果。然而，在以高质量进行记录和重放期间，由于系统必须在两个文件之间进行的连续切换，这种安排对于驱动器的性能有严重的负面影响。第三，盘上的各个基本层块的开始端可被放置在盘的整数旋转圈数加上离以前的基本层块的结束端的小的偏移处。该偏移可这样选择，即使得读出头有足够的时间在其间跳跃，以便跟踪下一个基本层块的开始端所处的地点。
将会看到，本发明同样可以应用于其中质量可被缩放的其它贮存应用域，诸如音频和静止图像。贮存媒体可以是磁盘和固态存储器。在磁带上，本发明在记录方面也可行得通。
将会看到，本发明的不同的实施例并不限于上述的步骤的精确的次序，因为某些步骤的时序可以交换而不影响本发明的总的运行。此外，术语”包括”不排除其它元件或步骤，术语”一个”不排除多个，以及单个处理器或其它单元可以满足权利要求中阐述的几个单元或电路的功能。
权利要求
1.用于控制由移动记录设备进行的对诸如流动数据那样的数据的记录的方法，包括以下步骤接收数据输入信号；通过使用可缩放编码器以可缩放方式压缩流动数据信号，创建可缩放的编码的数据流；以第一比特率开始把可缩放的编码的数据流存储在贮存装置中；按第一比特率确定用于设备的剩余的电池使用期限；根据剩余的电池使用期限，把可缩放的编码的数据流的比特率减小到第二比特率，以延长设备的电池使用期限。
2.按照权利要求1的方法，其中所述数据是视频数据、音频数据、音频/视频数据中的至少一项。
3.按照权利要求1的方法，其中用户人工地选择比特率的降低。
4.按照权利要求1的方法，还包括以下步骤选择所需要的预定的记录时间量，其中当剩余的电池使用期限小于预定的记录时间量时，设备自动切换到较低的比特率。
5.按照权利要求1的方法，其中通过使用可缩放的编码器以分层的方式压缩数据信号。
6.用于在显示器上显示存储的内容的方法，其中存储的内容以可缩放的方式已被存储在贮存装置，方法包括以下步骤选择要以第一质量水平显示的内容；确定所选择的内容的持续时间；确定用于设备的剩余的电池使用期限；当剩余的电池使用期限小于选择的内容的持续时间时，把被显示的内容的质量水平改变到较低的质量水平。
7.按照权利要求6的方法，其中所述内容是视频数据、音频数据、音频/视频数据中的至少一项。
8.按照权利要求6的方法，其中存储的视频内容以这样的方式被存储，以使得在以较低质量水平的内容重放时在跳过增强层数据期间功率消耗最小化。
9.按照权利要求8的方法，其中属于基本层和至少一个增强层的数据块被交替地写入到贮存装置。
10.按照权利要求8的方法，其中至少一个增强层以一个分开的文件被写入到贮存装置的不同的位置。
11.按照权利要求8的方法，其中基本层块被定位在贮存装置的预定数目的旋转圈数加上一个相距以前的基本层块的结束端的小的偏移量处。
12.用于控制由移动记录设备进行的对诸如流动数据那样的数据的记录的设备，包括用于接收数据输入信号的装置；用于以可缩放方式压缩流动数据信号以创建可缩放的编码的数据流的装置；用于以第一比特率开始存储可缩放的编码的数据流的贮存装置；用于以第一比特率确定用于设备的剩余的电池使用期限的装置；以及用于根据剩余的电池使用期限，把可缩放的编码的数据流的比特率减小到第二比特率，以延长设备的剩余电池使用期限的装置。
13.用于在显示器上显示存储的内容的设备，其中存储的内容以可缩放的方式被存储在贮存装置，该设备包括用于选择要以第一质量水平显示的内容的装置；用于确定所选择的内容的持续时间的装置；用于确定设备的剩余的电池使用期限的装置；用于当剩余的电池使用期限小于选择的内容的持续时间时，把被显示的内容的质量水平改变到较低的质量水平的装置。
全文摘要
公开了用于控制由移动记录设备对流动数据的记录的方法和设备。流动数据输入信号被接收，并通过使用可缩放编码器以可缩放方式压缩该流动数据信号以创建分层的编码的流动数据流。在贮存装置中，分层的编码的流动数据流的贮存一开始以第一比特率进行。用于设备的剩余的电池使用期限是以第一比特率确定的。通过停止至少一个分层的编码的流动数据流的贮存，把比特率减小到第二比特率以延长设备的剩余的电池使用期限。
文档编号H04N7/24GK1714575SQ200380103723
公开日2005年12月28日 申请日期2003年10月27日 优先权日2002年11月21日
发明者G·W·R·莱布兰德特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司