专利名称：用于编码数据流的方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于在一个操作中编码输入信息流的方法，所述输入信息流包括信息单元流[RIN]，所述方法包括用于把所述输入信息流转换为输出信息流的编码步骤，所述输出信息流包括可变的信息单元流[RENC]，所述可变的信息单元流处在最小值RENC，MIN和最大值RENC，MAX之间，而可以借助于至少一个控制信号[R]来影响所述编码步骤的效果。
本发明还涉及一种编码设备，用于把包括信息单元流[RIN]的输入信息流编码为输出信息流，所述输出信息流包括可变的信息单元流[RENC]，所述可变的信息单元流[RENC]处在最小值[RENC，MIN]和最大值[RENC，MAX]之间。
本发明进一步涉及一种用于在记录载体上记录信息流的记录设备，所述设备包括用于在所述记录载体上记录信息流的记录装置。
这种方法、编码设备和记录设备从欧洲专利申请EP1082856A1是已知的。此申请公开了一种用于编码视频信息的系统，其中所编码的信息被记录在例如数字化视频盘(digital video disc DVD)之类的盘上。为此，该系统包括具有可变的输出信息流(可变比特率Variable BitRate，VBR)的压缩部件。这种压缩部件的例子是依照MPEG2方法来操作的部件，在1995年8月的IEEE Transactions on ConsumerElectronics的第41卷第3号第504-509页的“Video disc system usingvariable bit rate”中特别描述了所述MPEG2方法。从上述申请已知的这种系统适于在一个操作中(例如在实时编码中)编码信息流。由于可变的输出信息流的原因，使用于记录视频信息所要求的存储空间量预先是未知的并且使在盘上所存在的存储空间量是固定的，所以压缩部件是依照有限可变的输出信息流模式(约束VBR)而操作的。采用盘上的存储空间量足够存储所想要的视频信息量的方式来动态地限制输出流的变化。通过控制压缩部件的质量定义参数来限制输出流的变化，所述质量定义参数诸如是可变信息单元流的最大值[RMAX]、可变信息单元流的最小值[RMIN]和量化标度[QSC]。已知具有可变输出信息流的压缩部件比具有恒定输出信息流(恒定比特率Constant Bit Rate，CBR)的压缩部件在相同图片质量的情况下产生高效的编码。
已知系统可以把信息流编码为可变的信息单元流，其采用一种方式使得依照对用户来说在所编码信息流的时间长度和用于存储所编码信息流所要求的存储空间之间看起来存在基本上线性的关系。对于给定平均比特率和给定备用容量来说，可以通过在确定余量内保持记录比特率来提供记录时间保障。因为记录的开始位置是已知的(即空盘)，所以此模型会起作用。
近来，HDD(硬盘驱动器)/DVD记录器组合也变得可用。使用HDD兼顾使用所谓的连续记录缓冲器的功能。每当机器开始时，记录经历(在HDD上所定义的)连续缓冲器，表现为例如“实况TV暂停”特征。计时器记录在实际上被另存为DVD盘上的显式记录之前也经历连续的缓冲器。用户可以把来自连续缓冲器的任何部分保存为显式记录。对于这种操作来说，在所编码信息流的时间长度和用于存储所编码信息流所要求的存储空间之间也应当存在基本上线性的关系。例如，在两小时模式中在连续缓冲器中所进行的两小时记录应当在没有任何代码转换的情况下正好装在盘上。然而，此情况不同于在已知系统中的“无格式”DVD记录。即，所保存的记录的开始并非是空盘。作为替代，它可以在连续缓冲器中的任何地方开始。
已知系统中的问题在于在此情况中，利用不变的CVBR机制，最坏情况下的记录大小错误就可能是已知编码方法情况下的二倍。这使得对存储空间的使用变得低效，并且恶化了在所编码信息流的时间长度和用于存储所编码信息流所要求的存储空间之间的线性关系。从而，无法使记录时间的保障得以维持。
因此，本发明的目的是提供一种用于把信息流编码为可变信息单元流的改进方式。
依照本发明的第一方面，此目的借助在开头段所描述的那种类型的用于编码输入信息流的方法来实现，所述方法包括-测量步骤，其中在任何时刻T，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T从在编码步骤中所产生的信息单元量[ENCOUT(T)]减去在输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值[RENC，AVER]乘以时刻T来计算所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]；-修改步骤，其中通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减小的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来计算修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]，其中根据在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内所减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据在为修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值所执行的至少一个比较步骤中所产生的至少一个通知信号[S]来选择所述偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]，其中ΔT表示预定义的时间周期；-比较步骤，其中把所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]与至少一个准则相比较并且产生至少一个通知信号(signalizing signal)[S]；和-控制步骤，其中产生至少一个控制信号[R]，其中所述控制信号的状态取决于在所述比较步骤中所产生的至少一个通知信号[S]的状态，并且所述控制信号影响编码步骤的效果。
在任何时刻T，测量在编码步骤中所产生的信息单元量ENCOUT(T)。此量被减去在输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值RENC，AVER乘以时间T。借助于这些数据，在编码步骤中所产生的并且介于最小值RENC,MIN和最大值RENC，MAX之间的可变信息单元流(可变比特率)在任何时刻T均可以由具有预定义值RENC，AVER的恒定信息单元流(恒定比特率)和减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来表示，减少的信息单元量被存储在假想缓冲器(被称为虚拟缓冲器)中。由于恒定信息单元流的缘故，可以在盘上的存储空间(用信息单元DSIZE来表示)和用时间长度TDISC所表示的信息量之间建立线性关系，即TDISC＝DSIZE/RENC，AVER，其中所述信息量可以被存储在盘上。由于在编码步骤中所产生的信息单元流实际上是可变流，所以TDISC实际上是近似值。TDISC的近似值与TDISC的实际值的偏差是(ENCOUT(T)-RENC，AVER·T)/RENC，AVER。
此外，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来修改所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]。偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]允许使用有限的历史时间窗ΔT来精调所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]。此窗口定义时间间隔[T-ΔT，T]。换句话说，虚拟缓冲器的充满度，即在虚拟缓冲器中所存储的信息单元数目，在任何时刻T使用其在有限历史时间窗ΔT内的分布来动态调整。依据记录模式来选择ΔT的值。例如，如果记录模式对应于记录载体上的两小时记录(TDISC)，那么时间窗ΔT等于两小时(ΔT＝TDISC)。通过检查在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内所减小的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据为至少一个所修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的值所生成的至少一个通知信号[S]来确定偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]。有限历史时间窗ΔT的原理通过使编码更为灵活来改进编码——编码器具有更多自由度来最优地使用可变比特率。
依照本发明方法的实施例其特征在于第一准则是α·TVB·RENC，AVER并且第二准则是-(1-α)·TVB·RENC，AVER，其中TVB表示预定义的时间常数并且其中α表示恒定的预定义值以致0≤α≤1，并且其特征在于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≥α·TVB·RENC，AVER为真，那么第一通知信号[SOVER]获取预定值，并且其特征在于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≤-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真，那么第二通知信号[SUNDER]获取预定值，并且其特征在于至少一个控制信号采用如果第一通知信号[SOVER]具有预定值那么输出信息流中可变信息单元流的最大值[RENC，MAX]将等于RENC，AVER的方式，来影响编码步骤的效果，并且其特征在于至少一个控制信号采用如果第二通知信号[SUNDER]具有预定值那么输出信息流中可变信息单元流的最小值[RENC，MIN]等于RENC，AVER的方式，来影响编码步骤的效果。
在此实施例中，在虚拟缓冲器中所存储的修改信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)被限于是在-(1-α)·TVB·RENC，AVER和α·TVB·RENC，AVER之间的值。预定义的时间常数TVB对于给定RENC，AVER值来说等于在常规的CVBR机制中所使用值的一半。通过修改可变输出信息流的最小值RENC，MIN或最大值RENC，MAX，就防止了在虚拟缓冲器中所存储的信息单元量，ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)，获取在-(1-α)·TVB·RENC，AVER和α·TVB·RENC，AVER范围的之外的值，并且备用容量被加倍。
在依照本发明方法的进一步实施例中，预定义的常数α具有大于0.8的值。考虑到编码视频流包括和在实时DVD+RW记录中一样的复杂情景，这是有益的。
在依照本发明方法的另一实施例中，选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)以致对于在时间间隔[T-ΔT，T]内的所有特定时刻TX来说，等式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≤α·TVB·RENC，AVER为真并且等式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≥-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真。
如果选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)以致在时间间隔[T-ΔT，T]内存在一个时刻TMIN，在该时刻内，等式ENCOUT(TMIN)-RENC，AVER·TMIN+ENCOFF(T，ΔT)＝-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真，那么这是有益的。这允许在给定限制内保持输出信息流的比特率尽可能高。
依照本发明方法的实施例其特征在于要在控制步骤中产生的控制信号[R]的所有状态处于表的元素中，并且其特征在于根据至少一个通知信号[S]的状态来从表中选择元素，并且其特征在于产生处于所选择元素中的控制信号的状态。
在具有N个元素、被称为查找表的表中，要在控制步骤中产生的控制信号的所有状态都处于所述查找表的元素中。对于同时出现的那些控制信号来说，控制信号的状态在每个元素中都出现。给定的控制信号可以被并入查找表的多个元素中，在这种情况下控制信号的固定值对于每个元素来说可能会有偏差。
取决于至少一个通知信号的状态，从查找表中选择给定的元素。并入到所选元素中的控制信号随后获取在所选元素中所处的值。在依照本发明方法的另一实施例中，至少一个通知信号[S]包括在测量步骤中所计算的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]对时间T的导数。
在比较步骤中所产生的、包括时间导数(ENCOUT(T)-RENC，AVER·T)/T的通知信号可以通知在虚拟缓冲器中所存储的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T中的趋势。随后，取决于所述通知信号的控制信号可以根据所通知的趋势来产生，所述控制信号影响编码步骤的效果并且由此影响在此编码步骤中所产生的信息单元量ENCOUT(T)。
依照本发明方法的实施例其特征在于记录在测量步骤中所计算的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]的值。
在测量步骤中所计算的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]的值采用在随后执行该方法时此值例如可以用于选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)或用为初始值ENCOUT(0)的方式来记录。
例如一旦终止该方法时或在其间具有规则间隔的更多时刻，可以记录在测量步骤中所计算的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]的值。
依照本发明方法的实施例其特征在于在控制步骤中，产生至少一个控制信号，控制信号的状态取决于外部提供的指示信号，所述指示信号代表输入信息流的内容。
外部提供的用于代表输入信息流内容的指示信号经由至少一个控制信号来控制编码步骤。此控制可以使对于包括给定类型或种类信息的输入信息流来说，用于此类信息的编码步骤得以最佳地进行。指示信号例如可以手动地提供或来自与输入信息流相同的源。
依照本发明的第二方面，提供了在开头段所描述类型的编码设备，包括-压缩装置，用于把输入信息流转换为输出信息流；-测量装置，用于测量由所述编码设备所产生的信息单元量[ENCOUT(T)]；-计算装置，用于在任何时刻T，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T从信息单元量[ENCOUT(T)]中减去在输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值[RENC，AVER]乘以时刻T来计算所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]，并且用于通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来计算修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]，其中根据在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据由比较装置为修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值所产生的至少一个通知信号[S]来选择偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]，其中ΔT表示预定义的时间周期；-比较装置，用于把所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]与至少一个准则相比较并且用于产生至少一个通知信号[S]；和-控制装置，用于根据至少一个通知信号的状态来产生用于控制所述压缩装置的至少一个控制信号。
依照本发明的第三方面，提供了在开头段所描述类型的记录设备，其特征在于它包括相对于本发明的第二方面描述的编码设备。
参考下面说明书中以举例形式描述的实施例并且参考附图，本发明的这些及其它方面将得到进一步阐明并变得更加清楚，其中
图1示出了CVBR的原理并且图示了现有技术的问题，图2依照本发明示出了用于把输入信息流编码为输出信息流的方法的例子，图3依照本发明图示了加窗的CVBR的原理，图4依照本发明示出了编码设备的框图的例子，图5依照本发明示出了记录设备的框图的例子。
不同附图中的相应元素具有完全相同的附图标记和符号。
图1示出了从现有技术已知的CVBR的原理。随着时间T描绘了输出信息流N中的信息单元量。此量例如可以被表示为由MPEG2编码器所产生的输出流中的比特数目。CBR表示在具有恒定比特率的流的情况下所产生的比特数目。对于给定的平均比特率、存储容量和备用容量SC(这些参数定义了特定的记录模式)来说，可以通过在确定余量内保持记录比特率，即通过应用受到约束的可变比特率来使记录时间ΔT得到保障。这由曲线CVBR来图示。然而，这只对于在曲线起始时开始的记录有效，在此例子中由ΔT1来表明。当例如输出流在记录模式中对应于盘上的两小时记录而产生并且直接记录在这种盘上的情况就是如此。并不保证相同流在ΔT2但是开始于稍后时间的记录会正好装载在相同种类的盘上——最糟情况是记录大小误差ME可能是在ΔT1记录的二倍。这可能发生在例如在一个介质(例如HDD)上所记录的一部分长流在没有转换代码的情况下-即在没有二次编码的情况下被拷贝到另一介质(例如DVD+RW盘)之时。
图2示出了依照本发明方法的例子的流程图。在编码步骤10中，输入信息流15被转换为输出信息流16。在测量步骤11中测量在编码步骤10中直到时刻T所产生的输出信息流16中的信息单元量ENCOUT(T)，并且将该信息单元量ENCOUT(T)减去所述输出信息流16中信息单元流的预定义平均值RENC，AVER乘以时刻T，这产生减少的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T的值17。此值表示虚拟缓冲器的充满度，即如果使用了恒定比特率那么在所产生的实际数据量和标称数据量之间的累积差。当所产生的累积数据量正好是所期望的标称值时，虚拟缓冲器被认为是空的。每当所产生的比特率高于标称值RENC，AVER时，缓冲器充满度就增加；每当所产生的比特率低于所述标称值时，虚拟缓冲器充满度就降低。当所产生的数据量超过标称预期值达到等于备用容量的值时，虚拟缓冲器被认为是满的；如果该比特率比标称值更高，那么虚拟缓冲器就会上溢，意味着就可能会保持不住对确定记录时间的保障。相反地，虚拟缓冲器也可以具有负的充满度，意味着与期望相比产生了较少的数据。尽管这并不影响在盘上具有确定的最小记录的能力(因为实际上在此情况中的记录时间会大于标称值)，但是仍然不希望具有一个太大的负缓冲器充满度，这是因为如果与标称记录时间之间的偏差太大，那么会使用户感到混乱。虚拟缓冲器并不直接与任何真实的存储区域相关联。所减小的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T的值17被传递到修改步骤12。当该方法开始时，可以把初始值ENCOUT(0)分配给所产生的信息单元量。
在修改步骤12中，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)向值17添加偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]来修改值17。使用有限的历史时间窗ΔT来选择偏移值。这通过检查在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值来完成，其中ΔT表示预定义的时间周期。例如，偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]可以取决于[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的最大和最小值。偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]必须产生与在比较步骤中所使用的至少一个准则一致的值。因此在计算偏移值期间，使用反馈机制来检查所述一致性。取决于特定的实施例，修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值18被传递到比较步骤13。然后，所产生的通知信号19被传递回191到达修改步骤12以使用它来调整所述偏移值。一旦偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]被设置，那么所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]的值18就被传递到比较步骤13。
在比较步骤13中，把值18与至少一个准则相比较。此外，在比较步骤18中产生至少一个通知信号19。一个通知信号19的状态取决于把值18与至少一个准则相比较的结果。通知信号19被传递到在其中产生控制信号141的控制步骤14，所述控制信号的状态取决于至少一个通知信号19。
在比较步骤中，把在虚拟缓冲器中所存储的信息单元量与至少一个准则相比较，并且产生至少一个通知信号，所述通知信号的状态取决于所述比较结果。随后，控制信号影响编码步骤的效果，并且由此根据通知信号来产生在此编码步骤中所产生的信息单元量ENCOUT(T)。经由通知信号和控制信号的机制，可以影响在虚拟缓冲器中所存储的信息单元量，由此影响近似值ΔT相对于实际值ΔT的偏差。
比较步骤准则可以是固定的准则，这些准则在方法开始时始终完全相同。然而，作为选择，可以根据方法的先前执行来修改这些准则。这些所谓的自学准则在方法开始时并不需要总是完全相同的。
控制信号141用于影响编码步骤10的效果以便保证不会发生虚拟缓冲器上溢。随着虚拟缓冲器变得越来越满，修改编码设置以便试图使其产生减小的比特率；当虚拟缓冲器完全变满时，所述编码设置使得能够独立于视频内容而保证所产生的比特率低于或等于标称比特率。当虚拟缓冲器变得更空时，向编码器给予越来越多的自由以产生更高的比特率；当缓冲器充满度具有最大负值时，编码器设置就使得能够保证所产生的比特率高于或等于标称比特率，如果需要的话，可以利用字节填充。
作为用于实现此反馈机制的实际方式，虚拟缓冲器充满度可以被分成一系列区，并且对于每个区来说使用一系列编码器设置。照此，虚拟缓冲器被量化为多个级别(例如在一个实现方式中从-10到10的21个级别)。
在该方法的一个实施例中，在虚拟缓冲器中所存储的修改的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)被限于是在-(1-α)·TVB·RENC，AVER和α·TVB·RENC，AVER之间的值。这里由于对于任意记录虚拟缓冲器充满度开始点的不确定性(参见图1)的原因，所以TVB等于在常规的CVBR机制中所使用的值的一半。通过修改可变输出信息流的最小值RENC，MIN或最大值RENC，MAX，就防止了在虚拟缓冲器中所存储的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)获取在-(1-α)·TVB·RENC，AVER和α·TVB·RENC，AVER之间的范围之外的值。
可以降低标称比特率RENC，AVER，以致在记录ΔT之后的备用容量被加倍，即是虚拟缓冲器大小的二倍。
典型的α＞0.8以致用于困难情景的可能偏差尽可能地接近实时DVD+RW记录中的情况。
在另一实施例中，在零的填充不允许任何负偏差，导致最坏情况的偏差TVB·RENC，AVER。这是α＝1时的变式。
图3图示了加窗的CVBR的原理，即使用其在有限历史时间窗内的分布(在此例子中ΔT＝2小时)来动态调整虚拟缓冲器的充满度VBF的原理。在此例子中α＝1。利用相应调整的虚拟缓冲器充满度AVBF示出了几个时间窗。虚拟缓冲器的充满度被量化为从-10到10的级别。在此实施例中，对于每个AVBF来说，虚拟缓冲器充满度保持在由以下条件所定义的区内对于在时间间隔[T-ΔT，T]内的所有特定时刻TX来说，ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≤TVB·RENC，AVER和ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≥0(因为α＝1)。此外，对于每个AVBF来说，选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)以便满足条件ENCOUT(TMIN)-RENC，AVER·TMIN+ENCOFF(T，ΔT)＝0。如果缓冲器充满度接近于最小值并且正在下降，那么所应用的偏移值会把加窗的缓冲器充满度修改到新的下边界，即图3中的AVBF会下移，如果这不会导致最近两小时的缓冲器充满度的任何部分违反CVBR缓冲器约束的话。作为选择，当缓冲器充满度增加时，所应用的偏移会使AVBF上移。对于特定历史时间窗而言该偏移的例子图3中由OFF表明。
在这种情况下，用于使加窗的虚拟缓冲器充满度偏移的这些规则的更形式的描述在下面给出。
定义
·B＝缓冲器充满度；·Buff＝虚拟缓冲器大小；·Rn＝标称速率，Ra＝实际速率；·dT＝时间间隔；·Q(B)是在速率控制级别-10··0··10中缓冲器充满度B的量化。
初始化·Bmin＝0；Bmax＝0；B(0)＝0；偏移(offset)＝0；对于所有测量点，循环为n<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ B(n)＝B(n-1)+(Ra-Rn)*dT；/*上移*/lastBmin＝Bmin；Bmin＝MIN(B(n-2h)…B(n))；If Bmin＞lastBmin then offset＝offset+(Bmin-lastBmin)；＜Desc/Clms Page number 13＞/*下移*/Bmax＝MAX(B(n-2h)…B(n))；If Q(B(n)-offset)＝＝0then If(Bmax-Bmin)＜Buff then{ stuffing(OFF)； Offset＝offset-(Ra-Rn)*dT；/*在零级别上的剪辑*/}else stuffing(ON)；BufferFeedbackRateControl(B+offset).]]></pre>图4依照本发明示出了编码设备200的框图的例子。编码设备能够执行如参考图2所描述的编码方法。编码设备200包括压缩部件22，用于把经由输入21所提供的输入信息流20转换为在输出23的输出信息流24。压缩部件22属于常规类型，诸如依照ISO/IEC13818-2用于视频信号或依照ISO-IEC13818-3用于音频信号的MPEG2。输出信息流24包括可变的信息单元流(可变比特率，VBR)，所述可变流可经由控制信号25来控制。
测量块32包括用于测量由编码设备所产生的信息单元量ENCOUT(T)的装置321。经由信号30，初始值可以被分配给由编码设备所产生的信息单元量ENCOUT(0)。由编码设备所产生的记录的信息单元量ENCOUT(T)被经由信号322传递到也存在于测量块32中的装置323，以便依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T来计算在任何时刻T所记录的信息单元量[ENCOUT(T)]减去输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值[RENC，AVER]乘以时刻T。此外，装置323用于依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减小的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来计算修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]，其中根据在时间间隔[(T，ΔT)]内的特定时刻TX内所减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据由比较装置为所修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值所产生的至少一个通知信号[S]，来选择偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]，其中ΔT表示预定义的时间周期，如上根据图2所描述的。使用在比较块34和计算装置324之间由信号344所提供的反馈来调整该偏移值。
在块32中所确定的修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]的值被经由信号33传递到比较块34。在此比较块34中，由比较装置341把所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]与至少一个准则相比较。至少一个通知信号35由块343中的装置产生，所述通知信号35的状态尤其经由信号342取决于由比较装置341所执行的比较结果。在特定时刻TY，在块32中所确定的信息单元量ENCOUT(TY)-RENC，AVER·TY的值可以变得经由信号38可用。
控制块36包括用于产生至少一个控制信号25(例如RMAX、RMIN和QSC)的装置，控制信号25的状态取决于至少一个通知信号35。可以经由指示信号39来影响控制信号25的状态，所述指示信号39代表输入信息流20的内容。
编码设备200包括控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门，用于执行如上所述的本发明的过程和功能。
图5是依照本发明用于在盘形记录载体49上写入信息的记录设备的框图的例子。作为选择，本发明可以用于不同于这些盘形记录载体的形状的可写记录载体，诸如光或磁带。
该记录设备包括如参考图4所描述的本发明的编码设备200。该记录设备还包括具有记录装置41的块，记录装置41包括读取/写入部件411；尤其用于在记录载体49上写入信息的读/写头412；以及系统驱动器413。
输入信息流20被编码设备转换为输出信息流24，所述流随后在读取/写入部件411中被转换为写入信号414。写入信号414被耦合到读/写头412。记录载体49由驱动装置43旋转驱动，所述驱动装置43由系统驱动器413经由信号45来控制。读/写头412经由光束42来扫描记录载体49并且读取/写入其中的标记的类型，所述标记表示诸如在CD或DVD上的信息。作为选择，所述标记可以采用磁化方向不同于其周围的区域的形式，例如在HDD(硬盘驱动器)的情况下。
在编码设备200中所确定的信息单元量ENCOUT(TY)-RENC，AVER·TY的值可以被施加到读取/写入部件411，所述读取/写入部件411随后把信号38转换为写入信号414。依照这种方式，可以在记录载体49上记录所确定的信息单元量ENCOUT(TY)-RENC，AVER·TY的值。
可以由编码设备200经由信号30给信息单元量分配初始值ENCOUT(0)。信号30经由读/写头412和读取/写入部件411起源于在记录载体49上所存在的信息。此信息可以由先前固定的、确定的信息单元量ENCOUT(TY)-RENC，AVER·TY组成。作为选择，所述信息可以由根据先前固定的、确定的信息单元量ENCOUT(TY)-RENC，AVER·TY所导出的信息组成。这是例如如果擦除或重写在记录载体49上先前记录的一部分或整个输出信息流24时的情况。
作为选择，信号30可以经由读/写头412和读取/写入部件411起源于以下信息，所述信息存在于记录载体49上并且记录在所述记录载体上的内容表中。
在一个实施例中，该记录设备具有诸如HDD之类的存储部件46，用于在记录载体49上记录之前短暂地存储输出信息流24。信号24、30和38可以直接地往返于存储部件46进行馈送/访问。
存储部件46可以作为诸如上述连续记录缓冲器之类的主存储介质起作用。在这种情况下，可以使用记录介质49来存档在存储部件46所进行的(部分)记录。
依照本发明的计算机程序产品可操作来使编码设备200执行根据上面所给出的实施例描述的方法和功能。
虽然已经参考其优选实施例描述了本发明，然而应当理解这些并非是限制性例子。因而，那些本领域技术人员在不脱离如权利要求所定义的本发明的范围的情况下，显然可以进行各种改变。此外，本发明在于上述的每一个新颖特征或特征的组合。应当注意，本发明可以借助于执行计算机程序的通用处理器或专用硬件或二者的组合来实现，并且在本文中词“包括”并不排除未列出的那些其它元件或步骤的存在，并且在元件之前的“一个”或“一种”并不排除存在多个这种元件，任何参考符号都不限制权利要求的范围，“装置”可以由单个项或多个项来表现，并且几个“装置”可以由相同的硬件项来表现。
权利要求
1.一种用于实时编码输入信息流的方法，所述输入信息流包括信息单元流[RIN]，包括用于把所述输入信息流转换为输出信息流的编码步骤，所述输出信息流包括可变的信息单元流[RENC]，所述可变的信息单元流处在最小值RENC，MIN和最大值RENC，MAX之间，而可以借助于至少一个控制信号[R]来影响所述编码步骤的效果；-测量步骤，其中在任何时刻T，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T从在编码步骤中所产生的信息单元量[ENCOUT(T)]中减去在输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值[RENC，AVER]乘以时刻T来计算所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]；修改步骤，其中通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来计算修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]，其中根据在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内所减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据在为修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值所执行的至少一个比较步骤中所产生的至少一个通知信号[S]来选择所述偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]，其中ΔT表示预定义的时间周期；比较步骤，其中把所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]与至少一个准则相比较并且产生至少一个通知信号[S]；和控制步骤，其中产生至少一个控制信号[R]，其中所述控制信号的状态取决于在所述比较步骤中所产生的至少一个通知信号[S]的状态，并且所述控制信号影响编码步骤的效果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于第一准则是α·TVB·RENC，AVER并且第二准则是-(1-α)·TVB·RENC，AVER，其中TVB表示预定义的时间常数并且其中α表示恒定的预定义值以致0≤α≤1，并且其特征在于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≥α·TVB·RENC，AVER为真，那么第一通知信号[SOVER]获取预定值，并且其特征在于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≤-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真，那么第二通知信号[SUNDER]荻取预定值，并且其特征在于至少一个控制信号采用如果第一通知信号[SOVER]具有预定值那么输出信息流中可变信息单元流的最大值[RENC，MAX]将等于RENC，AVER的方式，来影响编码步骤的效果，并且其特征在于至少一个控制信号采用如果第二通知信号[SUNDER]具有预定值那么输出信息流中可变信息单元流的最小值[RENC，MIN]将等于RENC，AVER的方式，来影响编码步骤的效果。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于预定义的常数α具有大于0.8的值。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)以致对于在时间间隔[T-ΔT，T]内的所有特定时刻TX来说，等式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≤α·TVB·RENC，AVER为真并且等式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≥-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)以致在时间间隔[T-ΔT，T]内存在时刻TMIN，在该时刻内，等式ENCOUT(TMIN)-RENC，AVER·TMIN+ENCOFF(T，ΔT)＝-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于要在所述控制步骤中产生的控制信号[R]的所有状态处于表的元素中，并且其特征在于根据至少一个通知信号[S]的状态来从所述表中选择元素，并且其特征在于产生处于所选元素中的控制信号的状态。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个通知信号[S]包括在测量步骤中所记录的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]对时间T的导数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于记录在所述测量步骤中所计算的减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]的值。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述控制步骤中，产生至少一个控制信号，所述控制信号的状态取决于外部提供的指示信号，所述指示信号代表输入信息流的内容。
10.一种用于把包括信息单元流[RIN]的输入信息流编码为输出信息流的编码设备，所述输出信息流包括可变的信息单元流[RENC]，所述可变的信息单元流[RENC]处在最小值[RENC，MIN]和最大值[RENC，MAX]之间，所述设备包括-压缩装置，用于把所述输入信息流转换为输出信息流；-测量装置，用于测量由所述编码设备所产生的信息单元量[ENCOUT(T)]；-计算装置，用于在任何时刻T，通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T从信息单元量[ENCOUT(T)]中减去在输出信息流中可变信息单元流的预定义平均值[RENC，AVER]乘以时刻T来计算减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]，并且用于通过依照公式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)把偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]加到所减少的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T]来计算修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]，其中根据在时间间隔[T-ΔT，T]内的特定时刻TX内减少的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX]的值并且根据由比较装置为修改的信息单元量[ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)]的至少一个值所产生的至少一个通知信号[S]来选择偏移值[ENCOFF(T，ΔT)]，其中ΔT表示预定义的时间周期；-比较装置，用于把所修改的信息单元量[ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)]与至少一个准则相比较并且产生至少一个通知信号[S]；和控制装置，用于根据至少一个通知信号的状态来产生用于控制所述压缩装置的至少一个控制信号。
11.如权利要求10所述的编码设备，其特征在于所述比较装置适于使用第一准则，第一准则是α·TVB·RENC，AVER并且第二准则是-(1-α)·TVB·RENC，AVER，其中TVB表示预定义的时间常数并且其中α表示恒定的预定义值以致0≤α≤1，并且适于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≥α·TVB·RENC，AVER为真，那么产生获取预定值的第一通知信号[SOVER]，并且适于如果等式ENCOUT(T)-RENC，AVER·T+ENCOFF(T，ΔT)≤-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真，那么产生获取预定值的第二通知信号[SUNDER]，并且其特征在于所述控制装置适于产生至少一个控制信号，用于采用如果所述第一通知信号[SOVER]具有预定值那么输出信息流中可变信息单元流的最大值[RENC，MAX]将等于RENC，AVER的方式来影响所述压缩装置，并且用于采用如果第二通知信号[SUNDER]具有预定值那么所述输出信息流中可变信息单元流的最小值将等于RENC，AVER的方式来影响所述压缩装置。
12.如权利要求11所述的编码设备，其特征在于所述计算装置适于选择偏移值ENCOFF(T，ΔT)，以致对于在时间间隔[T-ΔT，T]内的所有特定时刻TX来说，公式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≤α·TVB·RENC，AVER为真并且等式ENCOUT(TX)-RENC，AVER·TX+ENCOFF(T，ΔT)≥-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真。
13.如权利要求12所述的编码设备，其特征在于所述计算装置适于选择所述偏移值ENCOFF(T，ΔT)以致在时间间隔[T-ΔT，T]内存在时刻TMIN，在该该时刻内，等式ENCOUT(TMIN)-RENC，AVER·TMIN+ENCOFF(T，ΔT)＝-(1-α)·TVB·RENC，AVER为真。
14.如权利要求11所述的编码设备，其特征在于所述设备具有用于输入所记录的信息单元量的初始值[ENCOUT(0)]的装置。
15.一种用于在记录载体上记录信息流的记录设备，包括用于在所述记录载体上记录信息流的记录装置，其特征在于所述设备包括如权利要求10-14中任何一个所述的编码设备。
16.如权利要求15所述的记录设备，其特征在于所述设备具有用于在所述记录载体上记录所确定的信息单元量ENCOUT(T)-RENC，AVER·T的值的装置。
17.如权利要求15所述的记录设备，其特征在于所述设备具有用于在记录载体上记录之前短暂地存储信息流的存储装置。
18.一种用于把输入信息流编码为输出信息流的计算机程序产品，所述程序可操作来使处理器执行如权利要求1-9中任何一个所述的方法。
全文摘要
提出了一种用于把信息流(20)编码为可变比特率(VBR)编码的信息流(24)的方法和设备。本申请公开了改进的约束可变比特率(CVBR)编码，这保证了在记录载体上的特定记录模式中，来自此记录载体上记录的任何连续选择可以被拷贝到具有对应于所述记录模式的存储容量的另一记录载体，而不必使用较低的平均比特率，同时在要存档的窗口内仍然使用最大的可变比特率自由度。
文档编号H04N7/26GK1961583SQ200580017258
公开日2007年5月9日 申请日期2005年5月24日 优先权日2004年5月28日
发明者E·D·L·M·弗里茂特, L·洛博 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司