專利名稱：復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在一種信息介質(zhì)上復(fù)制壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。也涉及一種與之相應(yīng)的設(shè)備。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它特別應(yīng)用在一種設(shè)備上，這種設(shè)備允許將利用諸如MPEG(運動圖像專家組)標(biāo)準(zhǔn)的編碼技術(shù)編碼的壓縮音頻或者視頻的數(shù)字數(shù)據(jù)記錄在CD或者DVD類型的信息介質(zhì)上。它尤其涉及考慮到原始包含的信息的惡化而對所述的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)所進行的復(fù)制。
背景技術(shù)：
目前數(shù)字數(shù)據(jù)編碼技術(shù)使得獲得極好質(zhì)量的多媒體作品的復(fù)制成為可能。隨著多媒體數(shù)字數(shù)據(jù)記錄設(shè)備的出現(xiàn)，就存在著不考慮版權(quán)立法而能夠看到大量的復(fù)制多媒體作品的廣播的風(fēng)險。由于每一代的復(fù)制質(zhì)量保持恒定，而不象諸如音頻或視頻盒帶那樣的模擬媒體其質(zhì)量在每一代復(fù)制中會有所下降，這種風(fēng)險就越發(fā)嚴(yán)重。
公開號為2000-182325的日本專利申請公開了一種用于將MP3類型的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)復(fù)制到一種DVD類型的信息介質(zhì)上的設(shè)備。所述的設(shè)備包括一個包含壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的閃存。它也包括一個控制器和一個MP3解碼器，所述的控制器令MP3解碼器解碼包含在閃存中的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)。最后，它包含一個劣化電路，通過將來自于MP3解碼器的解壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)進行濾波的方式在每一代復(fù)制中惡化聲音的質(zhì)量。
這樣的設(shè)備使得解碼壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)成為必須的。因此它具有應(yīng)用起來特別的復(fù)雜和昂貴的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在一種信息介質(zhì)上復(fù)制壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，其是既特別簡單又有效的。
為此，根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法其特征在于所述的數(shù)字數(shù)據(jù)根據(jù)一種可分級的壓縮格式在連續(xù)的段上被壓縮，根據(jù)所述格式的段包括一個基本層和至少一個增強層，并且所述的方法包括一個除去至少一個增強層部分的步驟。
根據(jù)所述的可分級壓縮格式，最佳質(zhì)量的數(shù)字多媒體信號與基本層和至少一層增強層的總和相應(yīng)。這樣，由于根據(jù)本發(fā)明中的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的復(fù)制方法，只有壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的一個段的一部分將被保留用于記錄，所述的段與例如一幅圖像相對應(yīng)。該片斷部分與例如基礎(chǔ)層，某個增強層，以及可能是增強層的部分相對應(yīng)。這樣獲得的數(shù)字多媒體信號的質(zhì)量低于原始的數(shù)字多媒體信號。此外，復(fù)制方法在每一代復(fù)制中執(zhí)行了消除步驟，這意味著一個復(fù)制品的復(fù)制信號的質(zhì)量要低于作為記錄基礎(chǔ)的復(fù)制品的質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個目的是以集成電路的形式，利用硬件或者軟件設(shè)備實現(xiàn)復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。


本發(fā)明將參照附圖中的實施例作進一步的描述，但是，本發(fā)明并不局限于此。
附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的連續(xù)復(fù)制的效果圖，附圖2是一個方框圖，描述了將根據(jù)一種非可分級壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼成根據(jù)一種可分級的壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，以及附圖3是一個方框圖，描述了將根據(jù)一種可分級的壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的進行解碼的方法。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種考慮到在每一代復(fù)制中圖像原始包含的信息的惡化，在一種信息介質(zhì)上復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)可以源自于一種源信息介質(zhì)或者從一種例如互聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)中進行下載。
本發(fā)明也被應(yīng)用于為了將所述的一組壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)以一個減少的格式存儲，根據(jù)所述的介質(zhì)的可用的存儲容量，將其存儲在有限尺寸的信息介質(zhì)上。
本發(fā)明尤其在用于數(shù)字視頻信號的MPEG標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中進行，但是其它的壓縮技術(shù)也是可行的。這樣根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法可以應(yīng)用于任何包括數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字多媒體信號，所述的數(shù)字數(shù)據(jù)是根據(jù)一種可分級的壓縮格式被壓縮成一個連續(xù)的段。一個段，例如，對應(yīng)于在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的情況下的在一圖像序列中的一幅圖像。一個段也可以對應(yīng)于在MPEG4標(biāo)準(zhǔn)情況下的圖像中的一個視頻對象或者VOP。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)清楚所述的段也可以對應(yīng)于數(shù)字多媒體信號的其它分割。本發(fā)明特別對于微粒類型的可分級壓縮是有利的，就是說，當(dāng)一個增強層被部分地通過切斷解碼的時候。其它的可分級的格式不允許這樣靈活，并且增強層要么整體解碼，要么根本不解碼，這使得本發(fā)明具有較小的優(yōu)越性，但仍然是可用的。
每一段必須包括先前已經(jīng)根據(jù)可分級的壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)。例如，它可以是一種在文章“國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IEC JTC1/SC29/WG11運動圖像和音頻的編碼”，N3317，2000.3，F(xiàn)GS確認模式中描述的可分級壓縮格式，該文章在下文中將被稱為FGS標(biāo)準(zhǔn)。包含有原始數(shù)字數(shù)據(jù)的段的壓縮結(jié)果是一個包含有壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)以及包含有一個基礎(chǔ)層和至少一個增強層的段。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法包括一個消除至少一個增強層的部分的步驟。它接下來包括一個將這樣切斷的增強層復(fù)制到一個目的信息介質(zhì)的步驟。這些步驟在構(gòu)成數(shù)字多媒體信號的所有或者一些段中重復(fù)。
附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法在一種信息介質(zhì)上產(chǎn)生的連續(xù)復(fù)制的結(jié)果。原始數(shù)字多媒體信號(1)包括多個段(101，102，103)，每一段包括，這里是順序地包括，一個基礎(chǔ)層(11)，它由一個包頭(15)和壓縮數(shù)據(jù)(16)構(gòu)成，以及增強層(12，13，14)，每一層(12)也包括一個包頭(17)和壓縮數(shù)據(jù)(18)。
來自于第一復(fù)制(2)的數(shù)字多媒體信號包括連續(xù)的切斷的段(111，112，113)，每一個包括與原始信號中他們相應(yīng)的段(101，102，103)的比特數(shù)目的分數(shù)r。切斷的段落(111)包括，例如，一個基礎(chǔ)層(11)，兩個增強層(12，13)以及剩余的增強層(14)。這種段落中的分布是彼此不同的。這是由于段落，就像構(gòu)成它們的基礎(chǔ)層和增強層那樣，由于壓縮是可變尺寸的。此外比例r在不同的段落中是彼此不同的。
來自于第二復(fù)制(3)的數(shù)字多媒體信號包括連續(xù)的切斷的段落(121，122，123)，它們每一個包括與來自與第一復(fù)制信號中他們相應(yīng)的段(111，112，113)的比特數(shù)目的分數(shù)r。復(fù)制方法在每一復(fù)制代中重復(fù)。只要基礎(chǔ)層在任何段中沒有被切斷，解碼就保有可能性。這是由于基礎(chǔ)層對于段落的解碼是重要的，而增強層最后被加入到與其相應(yīng)的基礎(chǔ)層中。
在圖1所示的實施例中，抑制步驟能夠保存壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的段落中的n比特中的最先的m比特。在一個特定實施例中，消除步驟能夠保存至少一個增強層的一組n比特中的最先的m比特，從而使得基礎(chǔ)層不會被影響。正如在先前的情況下，比例r等于m除以n，它對于連續(xù)的段落可以是固定的也可以是可變的，這依賴于是否期望獲得一個復(fù)制信號的固定的或者可變的質(zhì)量。以及從而在每一復(fù)制代中，只有位于所述的段或者所述的層開始位置的當(dāng)前段或者當(dāng)前層的比特數(shù)目的分數(shù)r才被保存。為此，消除步驟能夠識別一個段的開始或者至少一個增強層組的開始以及緊跟下來的所述的段或者所述組的開始。在段的情況下，這種識別是通過例如位于基礎(chǔ)層的頭部的picture_start_code參數(shù)來進行的。根據(jù)另一個實施例，在壓縮數(shù)據(jù)流中伴隨有輔助數(shù)據(jù)流”metadata”，該數(shù)據(jù)流中含有開始地址以及所述段或所述增強層組的長度。這些輔助數(shù)據(jù)形成了一個系統(tǒng)層部分，并被用于例如從一個圖像跳到另一個圖像。
根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法具有這樣的優(yōu)點壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的消除能夠在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)流的最小范圍內(nèi)實現(xiàn)，不需要將所述的流完全的解碼。消除步驟能夠通過完全獨立于記錄本身的播放器/記錄器的部分實現(xiàn)，例如一個文件管理器。
在另一個實施例中，消除步驟能夠移走與最后的增強層或最后的整數(shù)個增強層相應(yīng)的比特，特別是當(dāng)這些增強層已經(jīng)被切斷而不能被使用的時候。在這種情況下，需要識別增強層的開始位置。在FGS標(biāo)準(zhǔn)中，有兩個增強層開始參數(shù)，fgs_vop_start_code和fgs_bp_start_code，分別對應(yīng)于一個視頻對象或一個圖像中的VOP的增強層的開始，以及所述的視頻對象的增強子層的開始。這樣消除步驟也能夠移走與最后的增強子層或增強層相應(yīng)的比特。
在一個優(yōu)選實施例中，數(shù)字多媒體信號包含直接來源于根據(jù)一個可分級的編碼格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)。根據(jù)第一種解決方式，兩個壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)流能夠彼此獨立地獲得，這些流分別對應(yīng)于基礎(chǔ)層的一個序列(succession)或者至少一個增強層組的一個序列(succession)。然后消除步驟直接作用于所述的第二數(shù)據(jù)流組上。根據(jù)第二種解決方式，一個基礎(chǔ)層以及至少一個與之相應(yīng)的增強層組被復(fù)用從而形成根據(jù)可分級格式形成一個壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的段，依次包括基礎(chǔ)層以及至少一個增強層的組。然后消除步驟根據(jù)圖1所述的原則作用于該段上。
在一個特別有利的實施例中，數(shù)字多媒體信號包含有不是根據(jù)可分級壓縮格式而是根據(jù)一個例如MPEG類型的非可分級壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)。這樣復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法就包含一個轉(zhuǎn)碼方法，能夠?qū)⒏鶕?jù)非可分級壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為根據(jù)可分級的壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)。一旦這種轉(zhuǎn)碼方法完成，轉(zhuǎn)碼信號就以可分級的格式出現(xiàn)用于接下來的復(fù)制產(chǎn)生過程。
附圖2中示出了轉(zhuǎn)碼方法。它包括步驟-誤差解碼(201)，能夠解碼包含有根據(jù)非可分級壓縮格式(21)壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字多媒體信號從而提供解壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)，所述的誤碼解碼步驟依次包括子步驟可變長度解碼VLD(202)以及根據(jù)第一量化步驟q1進行反量化IQ(203)，-第一重編碼(211)，緊跟著誤碼解碼步驟(201)，能夠傳遞與基礎(chǔ)層(22)相應(yīng)的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)，所述的第一重編碼步驟依次包括子步驟根據(jù)大于第一量化步驟q1的第二量化步驟q2進行量化Q(212)，從而弱化輸入信號(21)，可變長度編碼VLC(213)，以及與基礎(chǔ)層(22)相應(yīng)的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的存儲器BUF(214)的質(zhì)量，-重建(221)，能夠提供一個基礎(chǔ)層編碼誤差(23)，所述的重建步驟依次包括子步驟對來自于量化器Q(212)的數(shù)據(jù)進行反量化IQ(222)的步驟以及從量化子步驟Q(212)的輸入數(shù)據(jù)中減去反量化子步驟IQ(222)的輸出數(shù)據(jù)的步驟，-對從減法步驟(223)輸出的數(shù)據(jù)進行第二重編碼(231)，從而能夠相應(yīng)一個增強層(24)傳遞壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)。
根據(jù)一個按照FGS標(biāo)準(zhǔn)的實施例，第二重編碼步驟處理包括例如與編碼誤差(23)相應(yīng)的8×8DCT系數(shù)的塊。它依次包括子步驟-向左移動比特BPS(232)，根據(jù)它們的頻率，就是說根據(jù)它們在塊中的位置確定DCT系數(shù)，一個8×8的矩陣表示移動的值被存儲在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的段的增強層組的頭部。
-分解FM(233)為二進制平面的最小值，二進制平面的數(shù)目是根據(jù)偏移后的最大DCT系數(shù)確定的(例如，一個等于10的DCT系數(shù)給出，4個二進制平面)，這些二進制平面是由一個含有DCT系數(shù)(在我們的例子中為64)的最多有效比特的MSB二進制平面直到包含所述的系數(shù)的最少有效比特的LSB二進制平面形成的。
-二進制平面的可變長度編碼VLC(234)，在所述的二進制平面轉(zhuǎn)化成2D表示(RUN，EOP)以后，RUN相應(yīng)于在“1”以前的連續(xù)“0”的數(shù)目，以及EOP是一個與在一個二進制平面序列中“1”出現(xiàn)與不出現(xiàn)相應(yīng)的二進制的值，-編碼二進制平面的存儲BUF(235)，在我們的例子中一個增強子層對應(yīng)于一個編碼二進制平面。
基礎(chǔ)層以及增強層都可能被復(fù)用(241)從而形成一個根據(jù)可分級的格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的段(25)，依次包括基礎(chǔ)層和增強層。它們也可以象以前那樣被依次的獨立處理，消除步驟僅作用于增強層。
轉(zhuǎn)碼方法可能包括一個運動補償步驟，這里沒有示出。運動補償步驟依次包括子步驟在存儲器中存儲與當(dāng)前和先前的圖像以及來自于重建步驟(221)有關(guān)的編碼誤差，然后包括一個與減法步驟(223)相連的反轉(zhuǎn)換步驟IDCT。它也包含運動補償?shù)淖硬襟E，DCT轉(zhuǎn)換，以及將來自于DCT轉(zhuǎn)換的信號和來自于誤差解碼步驟(201)的信號相加的步驟，從而在第一重編碼步驟(211)提供一個中間數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的復(fù)制方法的優(yōu)點在于包括一個控制步驟，如果在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)中插入(或未插入)一個保護標(biāo)記，控制步驟能夠啟動(或者解除)消除步驟。保護標(biāo)記表示在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)中存在產(chǎn)權(quán)保護，可以被插在，例如基礎(chǔ)層的頭部。也可以優(yōu)選的根據(jù)水印原理被插入。根據(jù)該原理，與保護標(biāo)記相應(yīng)的水印信號被加在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)中。對于MPEG類型的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)，水印信號在編碼的時候被加在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)流的DCT系數(shù)中。這樣的方法使得在編碼過程中輕易的標(biāo)記壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)流成為可能。水印信號是低幅度的，信號的質(zhì)量不會被破壞，壓縮原始數(shù)字數(shù)據(jù)所需的比特數(shù)目不會被增加或者增加的很少。此外這種形式的保護標(biāo)記特別能防止黑客的面對面的攻擊。
附圖3描述了解碼根據(jù)可分級壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。它著重以FGS標(biāo)準(zhǔn)進行描述，并且沒有形成本發(fā)明的部分，但是能夠更好的理解根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法復(fù)制的數(shù)字多媒體信號的應(yīng)用。解碼方法包括首先是解碼基礎(chǔ)層(31)，然后解碼所有的增強層(32)?；A(chǔ)層是通過標(biāo)準(zhǔn)解碼步驟DEC(301)進行解碼的，它傳遞了一個解碼的基礎(chǔ)層(33)。增強層組是通過依次包括可變長度解碼VLD(303)，根據(jù)它們的頻率向右移動屬于DCT系數(shù)的比特IBPS(304)，以及反轉(zhuǎn)換IDCT(305)從而獲得一組解碼的增強層(34)的子步驟的混合解碼步驟(302)被解碼。然后將解碼的基礎(chǔ)層信號(33)與解碼的增強層信號組(34)相加產(chǎn)生了解碼的數(shù)字多媒體信號(35)。
復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法可以通過信號處理器類型的集成電路實現(xiàn)，例如通過硬件或者軟件裝置或者二者的組合來實現(xiàn)。通過硬件實現(xiàn)的例子，壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)復(fù)制設(shè)備包括識別一個段或者至少一個增強層的所有層的開始的裝置，控制復(fù)制的比特數(shù)從而消除段的最后部分或者至少一個增強層的組的最后部分的裝置，以及復(fù)制這樣切斷的段的裝置。壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)復(fù)制設(shè)備尤其可以與CD或DVD盤燒錄器合并或者在一個DVD盤驅(qū)動器/記錄器中合并。
通過一個合適編程的電路實現(xiàn)壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的復(fù)制方法的步驟也是可能的。在一個編程存儲器中包含有一套指令用于執(zhí)行先前描述的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)復(fù)制方法的各個步驟。
本文中括號中的參考數(shù)字不應(yīng)該被限制性的理解。詞語“包含”以及它的變化應(yīng)當(dāng)被廣義的理解，就是說除了包括列在該詞之后的元件或者步驟，也不排除其它的元件或步驟，以及在該詞以后和單詞“a”或“an”之前列舉的多個元件或者步驟。
權(quán)利要求
1.一種在信息媒體上復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述的數(shù)字數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù)一種可分級的壓縮格式被壓縮成連續(xù)的段，對應(yīng)于所述格式的段包括一個基礎(chǔ)層以及至少一個增強層，以及所述的方法包括一個消除至少一個增強層的部分的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于消除步驟能夠保存至少一個增強層的預(yù)定大小的分數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于消除步驟能夠消除與增強層的整數(shù)數(shù)目相應(yīng)的所述段的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于它包括將按照非可分級壓縮格式壓縮的數(shù)字數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)碼的步驟，從而提供可分級壓縮格式的壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于它包括控制步驟，如果在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)中插入了保護標(biāo)記，該控制步驟能夠激活消除步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其特征在于保護標(biāo)記根據(jù)水印原理被插入在壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)中。
7.一種用于在信息媒體上復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于所述的數(shù)字數(shù)據(jù)按照可分級的壓縮格式被壓縮成連續(xù)的段，一個段包括一個基礎(chǔ)層以及至少一個增強層構(gòu)成的一組，并且所述的設(shè)備包括一個識別至少一個增強層的組的開始的裝置以及能夠消除所述的組的部分的控制裝置。
8.一種用于數(shù)字數(shù)據(jù)記錄器的“計算機程序”產(chǎn)品，包括一套指令，當(dāng)它們被裝載到所述的記錄器的電路中時，使記錄器執(zhí)行權(quán)利要求1-6中的任何一個的數(shù)字數(shù)據(jù)復(fù)制方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在信息媒體上復(fù)制壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。所述的數(shù)字數(shù)據(jù)已經(jīng)根據(jù)一種可分級的壓縮格式被壓縮成連續(xù)的段，對應(yīng)于所述格式的每個段包括一個基礎(chǔ)層以及至少一個增強層。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)制方法包括一個消除至少一個增強層的部分的步驟。它接下來包括一個在一個指定的信息媒體上復(fù)制這樣切斷的增強層的步驟。這些步驟在構(gòu)成數(shù)字多媒體信號的所有或者部分段中重復(fù)進行。
文檔編號H04N7/24GK1417792SQ0215581
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月23日
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