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Dokumentenidentifikation DE102006027441A1 13.12.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines digitalen Transportstroms für ein Video-Programm
Anmelder attag GmbH, 30159 Hannover, DE
Erfinder Weisse, Joscha, 30926 Seelze, DE
Vertreter Brümmerstedt Oelfke Seewald & König Anwaltskanzlei, 30159 Hannover
DE-Anmeldedatum 12.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027441
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse H04N 7/24(2006.01)A, F, I, 20060612, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines digitalen Transportstroms für ein Video-Programm, mit mindestens folgenden Schritten:
a) Festlegen einer Minimalzeit (tmin),
b) Eingeben von Standbild-Daten (Bi),
e) Bilden einer Sequenz (SN) von Frames (F1, ... Fnmin, F1, ... Fn'min), wobei die Sequenz (SN) eine Anzahl (nmin, n'min) von Frames enthält, die ermittelt wird aus einer Frame-Frequenz (Fs0) der darzustellenden Bilder und der Minimalzeit (tmin) oder einer durch eine Anpassung an einzubindende Bewegtbild-Daten (Mj) gebildeten angepassten Minimalzeit (t'min),
wobei das Bilden einer Sequenz (SN) mindestens folgende Teilschritte aufweist:
e1) Ermitteln eines ersten Frames zumindest der Standbilder (Bi)
e3) Signalisieren einer neuen Sequenz (SN),
e4) Einbinden zumindest der Standbild-Daten (Bi) in ein erstes Frame (F1),
e5) Kodierung des ersten Frames (F1) entsprechend einer Video-Norm,
e6) Erzeugung der nachfolgenden Frames (F2, ... Fnmin; F2, ... Fn'min) der Sequenz (SN),
e7) Zwischenspeicherung der aus dem ersten Frame (F1) und den nachfolgenden Frames (F2, ... Fnmin; F2, ... Fn'min) gebildeten Sequenz (SN), und
f) Erzeugung des digitalen Transportstroms (ASI) aus der zwischengespeicherten Sequenz (SN).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aussenden von digitalen Video-Daten, insbesondere Video-Daten eines Fernsehkanals.

Die Kosten für die Ausstrahlung digitaler TV-Kanäle sind proportional zur benötigten Bandbreite. Hierbei ist in der Regel die maximal genutzte Bandbreite maßgebend, die sich von der durchschnittlich benutzten Bandbreite oftmals deutlich unterscheidet. So benötigt ein üblicher TV-Kanal eine Bandbreite von z. B. 3,6 MBit/sek.

Der größte Teil der Bandbreite wird für die Darstellung des Bildes benötigt. Das übliche Übertragungsverfahren für digitale Fernseh-Programme überträgt 25 bis 60 Bilder (Frames) pro Sekunde. Hierbei wird nicht jedes Mal das gesamte Bild übertragen, sondern in kurzen Abständen ein Komplettbild (I-Frame) und zwischen den Komplettbildern die Änderungen in Form so genannter Bewegungsdaten (P-Frames, B-Frames) übertragen.

Standbildsender senden in einem TV-Kanal Bilder ohne Bewegung (Standbilder) aus, bei denen die Bandbreite ein wenig reduziert ist, da die Bewegungsdaten entfallen. Durch eine Reduzierung der Häufigkeit der Übertragung des Komplettbildes kann die durchschnittliche Bandbreite um z. B. den Faktor 10 reduziert werden. Allerdings entsteht zum Zeitpunkt der Übertragung des Komplettbildes wiederum ein Bandbreitenspitzenwert (peak), so dass sich die maximale Bandbreite kaum reduziert.

Herkömmliche Standbildsender und Verfahren zum Aussenden von Standbildern mischen daher zum Teil mehrere TV-Kanäle in einen Stream. Die WO 02/32144 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aussenden einer Vielzahl von Video-Programmen über einen einzigen digitalen Transportstrom, wobei der Transportstrom eine vorgegebene Übertragungsrate hat. Mittels zeitversetzter Übertragung der Komplettbilder wird vermieden, dass sich die Peaks addieren. Somit kann durch Mischen einer Vielzahl von Fernsehprogrammen bzw. Fernsehkanälen in einen Stream eine Reduzierung der pro Fernsehkanal benötigten Bandbreite erreicht werden.

Für einen einzelnen Standbildsender wird hierdurch jedoch keine Bandbreitenreduzierung erreicht, sondern es wird fast die gesamte Bandbreite eines herkömmlichen Fernsehkanals benötigt.

Weiterhin sind Bewegungsdaten schwierig zu implementieren, da sie zusätzliche Peaks erzeugen können, die die maximale Bandbreite erhöhen.

Für das in der WO 02/32144 gezeigte Verfahren müssen die TV-Kanäle aufwendig aufbereitet werden, so dass ein Real-Time-Encoding, bei dem zur Verfügung gestellte Video-Daten kurzfristig über den Fernsehkanal ausgesendet werden, nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aussenden von digitalen Video-Programmen mit Standbild-Daten zu schaffen, die eine geringe Bandbreite benötigen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können insbesondere rein softwaremäßig, d.h. in einem Computer-Programm oder einem Computer-Programm-Produkt implementiert werden. Weiterhin ist auch eine hardwaremäßige Realisierung möglich.

Erfindungsgemäß können reine Standbild-Programme ausgestrahlt werden; weiterhin können Bewegtbilder und/oder Laufschriftinformationen in die Standbilder eingebunden werden.

Erfindungsgemäß wird somit eine Minimalzeit festgelegt, die zunächst grundsätzlich frei wählbar ist. Der TV-Datenstrom wird durch einen Sequenzierer (Sequencer bzw. Sequenz erzeugende Einrichtung) in Sequenzen unterteilt, wobei die Länge der Sequenzen sich als Produkt der Minimalzeit und der Anzahl der Frames (Rahmen, Bildrahmen) pro Zeiteinheit des TV-Bildes ergibt.

Die Sequenz von Frames wird nachfolgend mit Streamdaten gefüllt und in einen Zwischenspeicher (Buffer Unit) eingegeben, deren Inhalt nachfolgend über einen ASI-Stromgenerator als ASI-Strom bzw. ASI-Stream ausgestrahlt wird.

In dem Zwischenspeicher bzw. der Zwischenspeichereinheit können vorteilhafterweise mehrere Sequenzen gespeichert werden, z. B. die gerade kodierte Sequenz und die beiden zuletzt kodierten Sequenzen.

Wenn eine ganze Sequenz kodiert ist und in die Zwischenspeicher-Einheit übertragen ist, wird sie nachfolgend übertragen, bei DVB-S zu dem betreffenden Satelliten. Die benötigte Bandbreite dieser Sequenz ergibt sich somit aus der Größe des Buffers bzw. Buffer-Speicherbereichs für die Sequenz und der Minimalzeit bzw. – insbesondere bei Anbindung von Bewegbilddaten – einer angepassten Minimalzeit.

Somit kann eine geringe, vorteilhafterweise zeitlich ganz oder weitgehend gleich bleibende Bandbreite erreicht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann hierbei auch bei Ausstrahlung lediglich eines Standbild-Kanals bzw. Standbild -Programms angewendet werden. Ein Mischen mehrerer Kanäle in einen Stream ist nicht notwendig, jedoch erfindungsgemäß möglich.

Die Erfindung kann für non-Interlaced (progressive) MPEG2-Streams oder auch für interlaced Streams, d. h. nach dem Zeilensprungverfahren, angewendet werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bindet Bewegbilddaten in das Standbild-Programm ein, ohne dass hierfür eine deutliche Bandbreitenerhöhung erforderlich ist. Die Bewegtbildaten können aus einem Bewegtbilddatenstrom, insbesondere MPEG2-Strom, entnommen werden und z. B. in einem kleinen Bildbereich dargestellt werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft die Einbindung von Laufschriftinformationen; dies kann alternativ oder zusätzlich zu der Einbindung der Bewegtbilder erfolgen.

Das erste Frame bzw. I-Frame der Sequenz wird vorteilhafterweise in einer hierfür vorgesehenen Einrichtung gebildet, wobei bei Einbindung von Bewegtbildern entsprechend ein Bewegtbild-I-Frame eingebunden wird und weiterhin gegebenenfalls Laufschriftinformationen eingebunden werden. In einer weiteren Einrichtung werden die nachfolgenden Frames der Sequenz gebildet. Bei Einbindung von Bewegtbildern werden die Bewegtbild-I-Frames und weiteren Bewegtbild-Frames, insbesondere B- und P-Frames, zunächst entsprechend in ihre Makroblöcke zerlegt und der weiteren Einrichtung zugeführt; entsprechend werden gegebenenfalls Laufschriftinformationen zerlegt und eingebunden.

Hierbei können aus einem Bewegtbild-Datenstrom, insbesondere MPEG2-Strom, Bewegtbilder durch einen Rahmen-Analysator (frame analyzer) zunächst analysiert werden, um eine Anpassung der für die Standbilder gewählten Minimalzeit tmin an die Bewegtdaten zu erreichen. Hierdurch wird erreicht, dass das erste Frame (I-Frame) der Sequenz immer mit einem Bewegtbild-I-Frame der Bewegtbilddaten zusammenfällt. Bei Einbindung von Bewegtbilddaten werden somit das Zeitintervall und die Frameanzahl der Sequenz und vorteilhafterweise auch der nachfolgenden Sequenz verändert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aussenden von digitalen Video-Programmen;

2 ein Flussdiagramm eines entsprechenden Verfahrens zum Aussenden von digitalen Video-Programmen;

3 eine Darstellung eines Zwischenspeichers mit seiner Unterteilung; und

4 eine Darstellung des erzeugten Bildes,

Gemäß 1 werden von einer Vorrichtung 1 zumindest Standbilder Bi aufgenommen und ein ASI-Datenstrom ASI ausgegeben. Hierbei weist die Vorrichtung 1 einen Sequenzierer (bzw. sequenzerzeugende Einrichtung) 2 auf, in den eine Minimalzeit tmin eingegeben wird. Diese Minimalzeit ist grundsätzlich frei wählbar; je größer tmin ist, desto besser ist die Bandbreitenreduzierung, allerdings erhöht sich mit tmin auch die durchschnittliche Zeit bis zur Darstellung eines Bildes, wie weiter unten ausgeführt wird. tmin kann z. B. im Bereich von 3 bis 5 Sekunden liegen. Der Sequenzierer 2 dient dazu, den TV-Stream in Sequenzen S der Länge nmin, d.h. in aufeinanderfolgende Sequenzen mit jeweils einer Anzahl (Frameanzahl) nmin aufeinanderfolgender Frames Fi zu unterteilen.

fs0 bezeichne die Framefrequenz, d.h. Anzahl der Frames pro Sekunde des TV-Bildes. Daraus ergibt sich die Anzahl (Frameanzahl) nmin der Frames pro Zeitintervall tmin: nmin = fs0·tmin

Somit enthält eine Sequenz S in der Minimalzeit tmin die Frames F1, F2 .....Fnmin

Das erste Frame im Zeitintervall tmin enthält das Komplettbild, alle nachfolgenden Frames Fi enthalten nur noch Bewegungsdaten, für einen reinen Standbildsender ergibt sich folgende Platzbelegung der Streamdaten im Zeitintervall tmin:

Der erste Frame (F1) macht einen Großteil der zu übertragenen Daten aus (z. B. ca. 80 %)

Kommen noch Bewegungsdaten hinzu, wird der Beitrag der nachfolgenden Frames F2, ..., Fnmin größer:

Die Standbilder Bi werden von einer Einrichtung 13 zum Erzeugen eines ersten Frames aufgenommen, die gemäß 1 einen I-Mapper (I-Bild-Darsteller) 4 und eine I-Kompressionseinrichtung 12 aufweist.

Erfindungsgemäß können separierte Bewegungsdaten eingebunden werden. Separierte Bewegungsdaten können insbesondere Laufschriften mit einfarbigem Hintergrund (keine Transparenz) oder ein Bewegtbildfenster (als MPEG2-Strom) sein. Gemäß 1 werden daher Bewegtbilder Mj, d. h. ein MPEG2-Strom aufgenommen und gemäß 4 im dargestellten Bild 30 in einem Bewegtbildfenster 30-1 eingebunden; weiterhin werden Laufschriftinformationen L aufgenommen und in einem Laufschriftbalken 30-2 des dargestellten Bildes 30 eingebunden.

Werden gemäß der gezeigten Ausführungsform Bewegtbilddaten eingebunden, so wird vorteilhafterweise nmin zu n'min variiert, damit das erste Frame F1 (I-Frame) immer mit einem ersten Bewegtbild-Frame MF1 der Bewegtbilddaten, d.h. einem Bewegtbild-I-Frame MF1, zusammenfällt und mit einem Frame vor einem I-Frame endet. Das Zeitintervall für die Sequenz wird dann von tmin auf t'min geändert. Im zeitlichen Mittel nähert sich hierbei der Durchschnitt aller t'min dem Wert tmin an, d.h. für die Folge von Sequenzen SN, N = 1,2,3,... gilt

wobei t'min,i den Wert von t'min der Sequenz Si angibt. Somit stellt die jeweilige angepasste Minimalzeit t'min (oder genauer: t'min,i) eine gegenüber dem vorgegebenen Wert tmin für die jeweilige Sequenz Si angepasste bzw. etwas variierte Minimalzeit dar.

Die Bewegtbild-Daten Mj werden von einem Frame-Analysierer 6 aufgenommen. Der Sequenzierer 2 synchronisiert sich über den Frame-Analysierer 6 mit den Bewegtbild-I-Frames MF1 des Bewegtbildes Mj. Hierdurch verlängert sich die aktuell kodierte Sequenz um einige Frames. Diese Verlängerung wird kompensiert, indem der Wert nmin für die nächste Sequenz entsprechend verringert wird.

Die Laufschriftinformationen L werden von einem Text-Mapper 8 aufgenommen, der die Laufschriftinformation L grafisch umsetzt und die so erzeugten Teilbilder Li zu Beginn einer Sequenz S zum I-Mapper 4 und ansonsten zusammen mit Bewegungsinformationen BL zu einem Text- Bewegungs-Kodierer 10 ausgibt.

Die Standbilder Bi werden über den I-Mapper 4, die I- Kompressionseinrichtung 12 und einen Zwischenspeicher 14 (Buffer Unit) ausgegeben. Sobald eine neue Sequenz F1, ... Fnmin beginnt, teilt der Sequenzierer 2 dem Zwischenspeicher 14 die Länge (in Frames und Sekunden) der gerade kodierten Sequenz S mit und signalisiert dem Text-Mapper 8 und dem I-Mapper 4 den Beginn der neuen Sequenz.

Der Text-Mapper 8 erzeugt daraufhin ein Bild der Laufschriftinformationen L als Bildinformationen Li an der aktuellen Position, die der I-Mapper 4 auf das nächste I-Frame F1 zeichnet.

Der Sequenzierer 2 signalisiert auch dem Frame-Analysierer 6 den Beginn einer neuen Sequenz S, der Frame- Analysierer 6 schickt nun das aktuelle I-Frame an den I-Mapper 4, der das I-Frame auf das nächste I-Frame F1 zeichnet.

Der Sequenzierer 2 erzeugt somit die Sequenz S aus Frames F1 ... bis Fn'min, wobei das I-Frame F1 aus dem jeweiligen Standbild Bi unter Einbindung des jeweiligen I-Frames der Bewegtbilder Mj sowie der entsprechenden Laufschriftinformation Li, die ein aktuelles Bild der Laufschrift an der aktuellen Position darstellt. Der I-Kompressor 12 komprimiert das von dem I-Mapper ausgegebene Bitmap-I-Frame FB1 entsprechend dem MPEG2- Bildkompressionsverfahren und gibt das I-Frame F1 an den Zwischenspeicher 14 aus. Hierbei achtet der I-Kompressor 12 darauf, dass eine vorgegebene Größe für F1 nicht überschritten wird, was durch Anpassung der Quantisierungskoeffizienten der MPEG2- Bildkompression erfolgen kann.

Die nachfolgenden Frames F2 bis Fmin werden von einem Bewegungsmischer 18 (motion mixer) erzeugt, der hierzu die dynamischen Daten der Laufschriftinformationen L und Bewegtbilder Mj aufnimmt. Hierbei zerlegt der Frame-Analysierer 6 den eingehenden MPEG2 Strom, d.h. die Bewegbilder Mj in die einzelnen Frames MFi, i = 1,2,.. und sendet diese zu einer Frame-Schneideeinrichtung (Frame-Clipper) 20. Tritt er auf ein I-Frame MF1, signalisiert dies dem Sequenzierer 2. Signalisiert der Sequenzierer 2 den Beginn einer neuen Sequenz S zurück, so dekodiert der Frame-Analysierer 6 das I-Frame MF1, schneidet es gegebenenfalls auf den Bewegbildbereich zu und schickt es an den I-Mapper 4. Erfolgt keine Signalisierung durch den Sequenzierer 2, sendet der Frame-Analysierer 6 das I-Frame MF1 zu einem P-Frame-Mapper 22, der das I-Frame MF1 auf den Bewegbildbereich 30-1 zuschneidet, die Makroblöcke MB1 kodierter I-Frames an den Bewegungsmischer 18 schickt und diesem signalisiert, ein P-Frame zu erzeugen.

Die Frame-Schneideeinrichtung 20 decodiert die eingehenden Frames MFi und schneidet sie auf den Bewegtbildbereich 30-1 zu. P- und B-Frames (d.h. MFi mit i > 1) werden auf Makroblöcke MBx untersucht, die Motion- Vektoren enthalten, die auf Quellen außerhalb des Bewegtbildbereiches 30-1 zeigen. Diese Makroblöcke werden mit Hilfe der decodierten Frames MFi durch Intra- Makroblöcke MB2 ersetzt. Die Makroblöcke MB2 der zurechtgeschnittenen P- und B-Frames MFi werden an den Bewegungsmischer 18 weitergegeben. Dem Bewegungsmischer 18 wird signalisiert, ob es sich um ein P-Frame oder ein B-Frame handelt.

Der Bewegungsmischer 18 nimmt – je nach Frameart des Bewegtbildes Mj – entweder die Makroblöcke MB1 oder die Makroblöcke MB2 und weiterhin von dem Text-Bewegungskodierer 10 ausgegebene Textbewegungsdaten TMD auf und setzt diese zu einem nachfolgenden Frame Fi (mit i > 1) der betreffenden Sequenz S, d.h. F2 bis Fn'min, zusammen. Diese Frames Fi stellen die Bewegtbilddaten dar und sind jeweils ein P-Frame oder ein B-Frame, je nachdem, was dem Bewegungsmischer 18 vom P-Frame Mapper 22 bzw. der Frame-Schneideeinrichtung 20 signalisiert wurde. Soll der auszugebende TV-Stream ASI keine Bewegungsdaten enthalten, so erzeugt der Bewegungsmischer 18 immer P-Frames. Die erzeugte Frames Fi werden in dem Zwischenspeicher 14 gespeichert.

Der Zwischenspeicher 14 weist gemäß 3 drei Speicherbereiche 14-1, 14-2, 14-3 auf, in denen er drei Sequenzen SN, SN-1, SN-2 speichern kann, die gerade codierte Sequenz SN und die beiden zuletzt codierten Sequenzen SN-1, SN-2. In den Speicherbereichen 14-1, 14-2, 14-3 werden zu der jeweiligen Sequenz S die Frames F1 des I-Kompressors 12 und die Frames F2 bis Fn'min des Bewegungsmischers 18 aufgenommen. Signalisiert der Sequenzierer 2 dem Zwischenspeicher 14 den Beginn einer neuen Sequenz Sm, so wird der älteste Speicherbereich 14-2 gelöscht und zum Beschreiben freigegeben. In den Speicherbereich 14-1 mit der gerade codierten Sequenz wird die Anzahl n'min der Frames F1 bis Fn'min und das daraus resultierende Zeitintervall gespeichert. Da aufgrund des variablen t'min grundsätzlich nicht sicher ist, ob die Übertragung von SN-1 bereits komplett stattgefunden hat, wird SN-1 im Zwischenspeicher 14 gehalten. Die Übertragung von SN beginnt vorteilhafterweise erste dann, wenn die beiden Kriterien erfüllt sind, dass zum einen SN-2 gelöscht worden ist, d.h. SN erzeugt wurde, und zum anderen SN-1

Bei einer einfacheren Ausführungsform, bei der nur Standbilder Bi aufgenommen und verarbeitet werden, ist in der Vorrichtung 1 der 1 lediglich der Sequenzierer 2, der I-Mapper 4, der I-Kompressor 12, der Zwischenspeicher 14, der Bewegungsmischer 18 und der ASI-Stromgenerator 16 erforderlich. In diesem Fall wird der Bewegungsmischer 18 alle nachfolgende Frames F2 bis Fn'min nach der MPEG2-Norm mit P-Frames auffüllen.

Der ASI-Stromgenerator 16 sendet die fertig gestellten Sequenzen SN mit der aktuellen Bandbreite BS als ASI-Datenstrom ASI aus, so dass sie zum Satelliten 32 übertragen werden. Ist SBuff die Größe eines Speicherbereichs 14-i (i = 1, 2, 3), so errechnet sich die benötigte Bandbreite BS dieser Sequenz wie folgt:

bzw. wenn BS in Bytes eingesetzt wird, ergibt sich ein Wert der Bandbreite BS in [Bit/Sec] als

Die Settop-Boxen 34 (Receiver) nehmen den ASI-Datenstrom ASI auf und beginnen mit der Darstellung der Bilddaten erst, nach dem sie ein Komplettbild, d.h. eine vollständige Sequenz SN, empfangen haben. Hierzu wird in den Settop-Boxen 34 im MPEG2-Stream ein VBV-Delay von 0xFFFF und eine geeignete Größe des VBV-Buffers gesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen eines digitalen Transportstroms für ein Video-Programm ist in 3 angegeben, und weist nach dem Start in Schritt 0 gemäß dieser Ausführungsform folgende Schritte auf:

  • a) Festlegen einer Minimalzeit tmin,
  • b) Eingeben von Standbild-Daten Bi,
  • c) Eingeben von Bewegtbild-Daten Mj (falls vorgesehen)
  • d) Eingeben von Laufschriftinformationen L, (falls vorgesehen)
  • e) Bilden einer Sequenz SN von Frames F1,...Fnmin, F1,...Fn'min, wobei die Sequenz SN eine Anzahl nmin, n'min von Frames enthält, die ermittelt wird aus einer Frame-Frequenz fs0 der darzustellenden Bilder und der Minimalzeit tmin oder einer durch eine Anpassung an einzubindende Bewegtbild-Daten Mj gebildeten angepassten Minimalzeit t'min, wobei das Bilden einer Sequenz SN mindestens folgende Teilschritte aufweist:

    e1 Ermitteln der ersten Frames von Bewegtbild und Standbild

    e2) Synchronisieren der ersten Frames von Bewegtbild und Standbild

    e3) Signalisieren einer neuer Sequenz SN

    e4) Einbinden der Standbild-Daten Bi und Bewegtbilddaten und von Laufschriftinformationen BL in ein erstes Frame F1,

    e5) Kodierung des ersten Frames F1 entsprechend einer Video-Norm,

    e6) Erzeugung der nachfolgenden Frames F2,... Fnmin; F2,... Fn'min der Sequenz SN, wobei aus den Bewegtbilddaten Mj P-Frames und B-Frames zur Kennzeichnung von Änderungen zwischen den Frames entnommen und zur Ausbildung der auf das erste Frame nachfolgenden Frames F2,... Fn'min verwendet werden,

    e7) Zwischenspeicherung der aus dem ersten Frame F1 und den nachfolgenden Frames F2,... Fnmin; F2,... Fn'min gebildeten Sequenz SN, und
  • f) Erzeugung des digitalen Transportstroms ASI aus der zwischengespeicherten Sequenz SN.

Nach Schritt f) wird das Verfahren zurückgesetzt oder nach Übertragung aller Daten in Schritt g) beendet.


Anspruch[de]
Verfahren zum Erzeugen eines digitalen Transportstroms für ein Video-Programm, mit mindestens folgenden Schritten:

a) Festlegen einer Minimalzeit (tmin),

b) Eingeben von Standbild-Daten (Bi),

e) Bilden einer Sequenz (SN) von Frames (F1,...Fnmin, F1,...Fn'min), wobei die Sequenz (SN) eine Anzahl (nmin, n'min) von Frames enthält, die ermittelt wird aus einer Frame-Frequenz (fs0) der darzustellenden Bilder und der Minimalzeit (tmin) oder einer durch eine Anpassung an einzubindende Bewegtbild-Daten (Mj) gebildeten angepassten Minimalzeit (t'min), wobei das Bilden einer Sequenz (SN) mindestens folgende Teilschritte aufweist:

e1) Ermitteln eines ersten Frames zumindest der Standbilder (Bi)

e3) Signalisieren einer neuer Sequenz (SN),

e4) Einbinden zumindest der Standbild-Daten (Bi) in ein erstes Frame (F1),

e5) Kodierung des ersten Frames (F1) entsprechend einer Video-Norm,

e6) Erzeugung der nachfolgenden Frames (F2,...Fnmin; F2,...Fn'min) der Sequenz (SN),

e7) Zwischenspeicherung der aus dem ersten Frame (F1) und den nachfolgenden Frames (F2,... Fnmin; F2,... Fn'min) gebildeten Sequenz (SN), und

f) Erzeugung des digitalen Transportstroms (ASI) aus der zwischengespeicherten Sequenz (SN).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) der digitale Transportstrom (ASI) mit einer Bandbreite (Bs) erzeugt wird, die ermittelt wird aus dem Quotienten der Größe (SBuff) des die Sequenz (SN) speichernden Zwischenspeicherbereichs (14-1, 14-2, 14-3) und der Minimalzeit (tmin) oder der angepassten Minimalzeit (t'min). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e7) drei aufeinander folgende Sequenzen (SN, SN-1, S SN-2) zwischengespeichert werden und jeweils nach Fertigstellung einer aktuellen Sequenz (SN) die aktuelle Sequenz (SN) in den digitalen Transportstrom (ASI) umgewandelt und die älteste Sequenz (SN-2) gelöscht wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierung der Bilddaten (Bi) und Bildung der Sequenz (SN) aus Frames nach der MPEG2-Norm erfolgt. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

in einem Schritt b) Bewegtbild-Daten (Mj) aufgenommen werden, in Schritt e1) aus den Bewegtbild-Daten (Mj) ein erstes Frame (MF1) ermittelt wird und

in einem Schritt e2) das erste Bewegtbild-Frame (MF1) der Bewegtbilder (Mj) und das erste Frame der Standbilder (Bi) synchronisiert werden unter Anpassung der Frame-Anzahl (nmin) der zu bildenden Sequenz in eine angepasste Frame-Anzahl (n'min) und

wobei die Bewegtbild-Daten in die Frames (F1,...Fn'min) eingebunden werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e4) in das erstes Frame (F1) der zu bildenden Sequenz zusätzlich zu dem ersten Frame der Standbild-Daten (Bi) auch das erste Bewegtbild-Frame (MF1) der Bewegtbilddaten (Bi) eingebunden wird. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Frames der Bewegtbild-Daten (Mj) ein Teilbild ausgeschnitten und in die Frames (F1,...Fn-min) der zu bildenden Sequenz (SN) eingebunden wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Bewegtbilddaten (Mj) P-Frames und B-Frames zur Kennzeichnung von Änderungen zwischen den Frames entnommen und zur Ausbildung der auf das erste Frame nachfolgenden Frames (F2,...Fn'min) verwendet werden. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt d) Laufschriftinformationen (L) eingegeben werden. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Laufschriftinformationen (L) Makro-Blöcke erzeugt und einschließlich eventuell vorhandener Motion-Vektoren zur Einbindung in die auf das erste Frame nachfolgenden Fames (F2,...Fn-min) verwendet werden. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass non-Interlaced oder Interlaced-Transportstromdaten (ASI) erzeugt werden. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Einbindung von Bewegtbild-Daten (Mj) gebildeten angepassten Minimalzeiten (t'min) sich im Durchschnitt langfristig der Minimalzeit (tmin) annähern. Vorrichtung zum Erzeugen eines digitalen Transportstroms (ASI) für ein Video-Programm, die mindestens aufweist:

einen Sequenzierer (2) zur Festlegung von Sequenzen (SN, SN-1, S SN-2) und zur Signalisierung einer neuen Sequenz (SN), wobei jede Sequenz eine vorgegebene Frame-Anzahl (nmin, n'min) von Frames (Fi) enthält, die ermittelt wird aus einer Frame-Frequenz (fs0) der darzustellenden Bilder und einer vorgegebenen oder einzugebenen Minimalzeit (tmin) oder einer durch eine Anpassung an einzubindende Bewegtbild-Daten (Mj) gebildeten angepassten Minimalzeit (t'min),

einer Einrichtung (13) zur Ermittlung eines ersten Frames (F1) aus zumindest eingehenden Standbildern (Bi),

einer Einrichtung (18) zur Ermittlung der auf das erste Frame (F1) nachfolgenden Frames (F2,...Fnmin; F2, Fn'min) der Sequenz (SN),

einem Zwischenspeicher (14) zur Aufnahme des ersten Frames (F1) und der nachfolgenden Frames (F2,... Fnmin; F2,... Fn'min) jeder Sequenz, Zwischenspeicherung mehrer Sequenzen (SN, SN-1, S SN-2)) und Ausgabe fertigt gestellter Sequenzen (SN),

einem Stromgenerator (16) zur Erzeugung eines digitalen Transportstroms (ASI) aus den fertig gestellten Sequenzen (SN).
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromgenerator (16) einen digitalen Transportstrom (ASI) mit einer Bandbreite (Bs) ausgibt, die sich aus dem Verhältnis eines Speicherbereichs (14-1, 14-2, 14-3) des Zwischenspeichers (14) und der Minimalzeit (tmin) oder angepassten Minimalzeit (t'min) ergibt. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) zur Ermittlung eines ersten Frames (F1) einen I-Mapper (4) zur Erzeugung eines unkomprimierten ersten Frames (FB1), insbesondere Bit-Map-Frames, und einen I-Kompressor (12) zur Kodierung des unkomprimierten ersten Frames (FB1) entsprechend einer vorgegebenen Video-Norm (MPEG2) aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimalzeit (tmin) in den Sequenzierer (2) eingebbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Frame-Analyse-Einrichtung (6) zur Aufnahme von Bewegtbilddaten (Mj), Zerlegung der Bewegtbilddaten (Mj) in einzelne Frames (MF1, MF2, ...) und Signalisierung eines ersten Bewegtbild-Frames (MF1) an den Sequenzierer (2) aufweist, wobei der Sequenzierer (2) sich mit den mitgeteilten ersten Frames (I-Frames) der Bewegtbilddaten (Mj) synchronisiert und die Frameanzahl der aktuell zu kodierenden Sequenz (SN) verändert zu einer angepassten Frames-Anzahl (n'min). Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sequenzierer (2) der Frame-Analyse-Einrichtung (6) den Beginn einer neuen Sequenz (SN) signalisiert und die Frame-Analyse-Einrichtung (6) ein aktuelles erstes Frame (I-Frame) der Bewegtbilddaten (Mj) an die Einrichtung (13) zur Erzeugung des ersten Frames schickt, die das aktuelle erste Frame (I-Frame) der Bewegtbilddaten auf das nächste Standbild zeichnet. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Frame-Analyse-Einrichtung (6) diejenigen ersten Frames (I-Frames) der Bewegtbilddaten (Mj), die nicht in das erste Frame (F1) der zu erzeugenden Sequenz (SN) eingebunden werden, an einen P-Frame- Mapper (22) ausgibt, der das aufgenommene erste Frame (MF1) der Bewegtbilddaten auf einen Bewegtbildbereich (30-1) des dargestellten Bildes (30) zurecht schneidet; aus dem I-Frame ein P-Frame herstellt und an die Einrichtung (18) zur Erzeugung der nachfolgenden Frames (F2,...Fn'min) ausgibt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Frame-Analysierer (6) die zerlegten Frames (MFi) der Bewegtbilddaten (Mj) zu einer Frame-Schneideeinrichtung (20) ausgibt, die die eingehenden Frames (MFi) dekodiert, auf einen Bewegtbildbereich (30-1) zuschneidet und auf Makro-Blöcke untersucht, die Motion-Vektoren enthalten, die auf Quellen außerhalb des Bewegtbildbereichs (30-1) zeigen, und diese Makro-Blöcke mit Hilfe der dekodierten Frames (MFi) durch Intra-Makroblöcke (MB2) ersetzt. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Frame-Schneideeinrichtung (20) die erzeugten Makro-Blöcke (MB2) an die Einrichtung (18) zur Erzeugung der nachfolgenden Frames weitergibt und signalisiert, ob die Makroblöcke (MB2) zu einem P-Frame oder einem B-Frame gehören. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Text-Mapper (8) aufweist, der Laufschriftinformationen (L) und Signale des Sequenzierers (2) für den Beginn einer neuen Sequenz (SN) aufnimmt und daraufhin ein Bild (BL) der Laufschrift an der aktuellen Position erzeugt und an die Einrichtung (13) zur Erzeugung des ersten Frames ausgibt und weiterhin Laufschriftinformationen an einen Textbewegungskodierer (10) zur Erzeugung von Textbewegungsdaten (TMD) ausgibt, wobei der Textbewegungskodierer (10) Text-Bewegungsdaten (TMD) an die Einrichtung (18) der Erzeugung der nachfolgenden Frames ausgibt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (14) drei Zwischenspeicherbereich (14-1, 14-2, 14-3) zur Speicherung jeweils einer Sequenz (SN, SN-1, S SN_2), aufweist, wobei die Zwischenspeicherbereiche (14-1, 14-2, 14-3) zur Zwischenspeicherung der gerade kodierten Sequenz (SN) und der beiden zuletzt kodierten Sequenzen (SN-1, SN-2) vorgesehen sind und bei Aufnahme eines Signals von Sequenzierer (2) für den Beginn einer neuen Sequenz der älteste Speicherbereich (SN-2) gelöscht und zum Beschreiben freigegeben wird, wobei in den Zwischenspeicherbereich (14-1) mit der gerade kodierten Sequenz (SN) die Frameanzahl (nmin; n'min) und das daraus resultierende Zeitintervall (tmin, t'min) gespeichert wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Einbindung von Bewegtbild-Daten (Mj) gebildeten angepassten Minimalzeiten (t'min) sich im Durchschnitt langfristig der Minimalzeit (tmin) annähern.






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