JP4071812B2 - 多重化装置および逆多重化装置 - Google Patents
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Description
図1Bに示すようにMPEG−2のストリームは以下のような階層構造を有している。ストリームは複数のGOP(Group Of Picture)から構成されており、これを符号化処理の基本単位とすることで動画像の編集やランダムアクセスが可能になっている。GOPは、複数のピクチャから構成され、各ピクチャには、Iピクチャ、Pピクチャ又はBピクチャがある。ストリーム、GOPおよびピクチャはさらにそれぞれの単位の区切りを示す同期信号(sync)と当該単位に共通のデータであるヘッダ(header)から構成されている。
同図で斜線をつけたピクチャは他のピクチャから参照されるピクチャである。図2の(a)に示すように、MPEG−2ではPピクチャ(P0、P6、P9、P12、P15)は表示時刻が直前1枚のIピクチャもしくはPピクチャのみ参照した予測符号化が可能である。また、Bピクチャ(B1、B2、B4、B5、B7、B8、B10、B11、B13、B14、B16、B17、B19、B20)は表示時刻が直前1枚と直後1枚のIピクチャもしくはPピクチャを参照した予測符号化が可能である。更に、ストリームに配置される順序も決まっており、IピクチャおよびPピクチャは表示時刻の順序、Bピクチャは直後に表示されるIピクチャもしくはPピクチャの直後に配置される。GOP構造としては、例えば、図2の(b)に示すように、I3からB14までのピクチャをまとめて1つのGOPとすることができる。
MPEG−4 AVCでは、予測構造が柔軟であるため、例えば、P2がI8を参照することが可能である。図5の例では、まずI8とP2を復号してから表示を開始するため、フレーム遅延は2となる。このように、予測構造が柔軟であるため、フレーム遅延についてもMPEG−2のように最大1に制限されるということはなく、予測構造によってフレーム遅延が異なる。従って、フレーム遅延を1固定として再生することができない。
多重化装置800は、符号化部11、メモリ12、管理情報作成部13、および多重化部14を備える。
図9Aに示すように、多重化データには、管理情報と1以上の符号化ストリームが格納される。さらに、個々のストリームを1以上のクリップとして扱うことにより、ダイジェスト再生やマルチアングル再生など多様な再生方法が実現できる。ここで、クリップとは、同一ストリームにおける1以上の連続したランダムアクセス単位RAUにおける、1以上の連続したピクチャを示し、クリップとストリームとは同一であってもよい。図9Bと図9Cに、再生例を示す。図9Bでは、マルチアングル再生の例を示す。ストリーム1とストリームNは異なるアングルの映像を格納しているとすると、ストリーム1のクリップ1−1の次に、アングルを切替えてストリームNのクリップN−2を再生し、クリップN−2の再生終了後にストリーム1の再生に戻ることができる。図9Cは、ダイジェスト再生の例を示す。ストリーム1において、クリップ1−1とクリップ1−Mを選択的に再生することにより、代表的なシーンを順に再生することなどが可能である。
逆多重化装置900は、管理情報分離部21、クリップ情報解析部22、復号部24、および表示部26を備える。
図13は、本発明の実施の形態1における多重化装置の動作を示すフローチャートである。本多重化装置では、多重化データに格納される符号化ストリームのフレーム遅延情報を示すことのできる多重化データを出力する。
多重化装置100Aは、符号化部15、メモリ12、管理情報作成部16、フレーム遅延取得部17、および多重化部18を備える。
多重化データには、図15Aに示すように、多重化データに格納されるクリップのフレーム遅延情報が示される。ここでは、多重化データにN個のクリップが格納され、それぞれのフレーム遅延はdelay1からdelayNである。なお、各クリップは、同一符号化ストリームにおける異なる区間を示す単位であってもよいし、それぞれ異なる符号化ストリームに属するクリップであってもよい。
図16は、本発明の実施の形態2における多重化装置の動作を示すフローチャートである。
多重化装置100Bは、フレーム遅延決定部41、符号化部42、メモリ12、管理情報作成部16、および多重化部18を備える。
図18は、本発明の実施の形態3における逆多重化装置の動作を示すフローチャートである。本逆多重化装置で、実施の形態1および実施の形態2における多重化装置により作成された多重化データを入力し、再生する。
2.直前に再生したクリップのフレーム遅延に合わせる
3.予め定められたフレーム遅延を使用する
逆多重化装置200は、管理情報分離部51、クリップ情報解析部52、フレーム遅延決定部53、復号部24、および表示部54を備える。
マルチアングル再生やダイジェスト再生などの機能は、パッケージメディアを再生する光ディスク機器においては特に重要である。ここで、次実施の形態1および実施の形態2の多重化装置により出力される多重化データを、世代の光ディスクであるBD(Blu-ray Disc)に記録する例について説明する。
図22は、BD−ROMの構成、特にディスク媒体であるBDディスクと、ディスクに記録されているデータの構成を示す図である。BDディスク104に記録されるデータは、AVデータ103と、AVデータに関する管理情報およびAV再生シーケンスなどのBD管理情報102と、インタラクティブを実現するBD再生プログラム101である。本実施の形態では、説明の都合上、映画のAVコンテンツを再生するためのAVアプリケーションを主眼においてのBDディスクの説明を行うが、他の用途として用いても勿論同様である。
・BD.INFO(ファイル名固定)
「BD管理情報」の一つであり、BDディスク全体に関する情報を記録したファイルである。BDプレーヤは最初にこのファイルを読み出す。
・BD.PROG(ファイル名固定)
「BD再生プログラム」の一つであり、BDディスク全体に関わる再生制御情報を記録したファイルである。
・XXX.PL(「XXX」は可変、拡張子「PL」は固定)
「BD管理情報」の一つであり、シナリオ(再生シーケンス)であるプレイリスト情報を記録したファイルである。プレイリスト毎に1つのファイルを持っている。
・XXX.PROG(「XXX」は可変、拡張子「PROG」は固定)
「BD再生プログラム」の一つであり、前述したプレイリスト毎の再生制御情報を記録したファイルである。プレイリストとの対応はファイルボディ名(「XXX」が一致する)によって識別される。
・YYY.VOB(「YYY」は可変、拡張子「VOB」は固定)
「AVデータ」の一つであり、VOB(従来例で説明したVOBと同じ)を記録したファイルである。VOB毎に1つのファイルを持っている。
・YYY.VOBI(「YYY」は可変、拡張子「VOBI」は固定)
「BD管理情報」の一つであり、AVデータであるVOBに関わるストリーム管理情報を記録したファイルである。VOBとの対応はファイルボディ名(「YYY」が一致する)によって識別される。
・ZZZ.PNG(「ZZZ」は可変、拡張子「PNG」は固定)
「AVデータ」の一つであり、字幕およびメニューを構成するためのイメージデータPNG(W3Cによって標準化された画像フォーマットであり「ピング」と読む)を記録したファイルである。1つのPNGイメージ毎に1つのファイルを持つ。
・圧縮方式(Coding):
MPEG1
MPEG2
MPEG4
MPEG4−AVC(Advanced Video Coding)
・解像度(Resolution):
1920x1080
1440x1080
1280x720
720x480
720x565
・アスペクト比(Aspect)
4:3
16:9
・フレームレート(Framerate)
60
59.94(60/1.001)
50
30
29.97(30/1.001)
25
24
23.976(24/1.001)
・圧縮方式(Coding):
AC3
MPEG1
MPEG2
LPCM
・チャンネル数(Ch):
1〜8
・言語属性(Language):
広く知られているように、MPEGビデオストリームは高画質記録するために可変ビットレート圧縮されることがあり、その再生時間とデータサイズ間に単純な相関はない。逆に、音声の圧縮規格であるAC3は固定ビットレートでの圧縮を行っているため、時間とアドレスとの関係は1次式によって求めることができる。しかしながらMPEGビデオデータの場合は、個々のフレームは固定の表示時間、例えばNTSCの場合は、1フレームは1/29.97秒の表示時間を持つが、個々のフレームの圧縮後のデータサイズは絵の特性や圧縮に使ったピクチャタイプ、いわゆるI/P/Bピクチャによってデータサイズは大きく変わってくる。従って、MPEGビデオの場合は、時間とアドレスの関係は一次式の形で表現することは不可能である。
プレイリスト情報は、セルリスト(CellList)とイベントリスト(EventList)から構成されている。
図30は、実施の形態5に係るBDディスクを再生するプレーヤの大まかな機能構成を示すブロック図である。
さらに、上記各実施の形態で示した多重化方法および逆多重化方法を実現するためのプログラムを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録するようにすることにより、上記各実施の形態で示した処理を、独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。
Claims (8)
- 符号化された複数のピクチャをランダムアクセス可能なアクセス単位ごとに含んで構成される1つ又は複数の符号化ストリームを、他の情報とともに多重化する多重化装置であって、
前記アクセス単位のうち、連続的に復号を行う何れか2つのアクセス単位において、復号順で先頭のピクチャが復号されてから表示順で先頭のピクチャが表示されるまでの遅延量が同一となるように、その遅延量を決定する第1の決定手段と、
前記第1の決定手段において決定された遅延量となるように、前記両アクセス単位に含まれる複数のピクチャを符号化し、符号化ストリームを生成する生成手段と、
前記他の情報と、前記生成手段で生成された1つ又は複数の符号化ストリームと、を多重化する多重化手段と、
を備え、
前記他の情報は、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であるか否かを示すフラグを含み、前記フラグの内容は、前記両アクセス単位の遅延量が同一であるか否かに基づいて決定されていること
を特徴とする多重化装置。 - 復号順で先頭のピクチャが復号されてから表示順で先頭のピクチャが表示されるまでの前記遅延量を、予め定めた値以下に制限することを特徴とする請求項1記載の多重化装置。
- 前記生成手段は、さらに、
第1のアクセス単位の直後に復号される第2のアクセス単位において最初に復号されるピクチャを、IDRピクチャとすること
を特徴とする請求項2記載の多重化装置。 - 符号化された複数のピクチャをランダムアクセス可能なアクセス単位ごとに含んで構成される1つ又は複数の符号化ストリームを、他の情報とともに多重化する多重化方法であって、
前記アクセス単位のうち、連続的に復号を行う何れか2つのアクセス単位において、復号順で先頭のピクチャが復号されてから表示順で先頭のピクチャが表示されるまでの遅延量が同一となるように、その遅延量を決定する第1の決定ステップと、
前記第1の決定ステップにおいて決定された遅延量となるように、前記両アクセス単位に含まれる複数のピクチャを符号化し、符号化ストリームを生成する生成ステップと、
前記他の情報と、前記生成ステップで生成された1つ又は複数の符号化ストリームと、を多重化する多重化ステップと、
を有し、
前記他の情報は、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であるか否かを示すフラグを含み、前記フラグの内容は、前記両アクセス単位の遅延量が同一であるか否かに基づいて決定されていること
を特徴とする多重化方法。 - 請求項1記載の多重化装置により生成された多重化データを逆多重化し、表示する再生装置であって、
前記両アクセス単位を連続的に復号する際に、前記多重化データから、前記フラグを分離するフラグ分離手段と、
前記フラグ分離手段により分離されたフラグが、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であることを示している場合に、表示開始時における先頭のアクセス単位の前記遅延量を決定する第2の決定手段と、
前記第2の決定手段において決定された遅延量に基づき、前記両アクセス単位を同一の遅延量で連続的に復号して表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする再生装置。 - 請求項4記載の多重化方法により生成された多重化データを逆多重化し、表示する再生方法であって、
前記両アクセス単位を連続的に復号する際に、前記多重化データから、前記フラグを分離するフラグ分離ステップと、
前記フラグ分離ステップにより分離されたフラグが、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であることを示している場合に、表示開始時における先頭のアクセス単位の前記遅延量を決定する第2の決定ステップと、
前記第2の決定ステップにおいて決定された遅延量に基づき、前記両アクセス単位を同一の遅延量で連続的に復号して表示する表示ステップと、
を含むことを特徴とする再生方法。 - 符号化された複数のピクチャをランダムアクセス可能なアクセス単位ごとに含んで構成される1つ又は複数の符号化ストリームと、他の情報とが多重化されたデータを記録媒体に記録する記録方法であって、
前記アクセス単位のうち、連続的に復号を行う何れか2つのアクセス単位において、復号順で先頭のピクチャが復号されてから表示順で先頭のピクチャが表示されるまでの遅延量が同一となるように、その遅延量を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにおいて決定された遅延量となるように、前記両アクセス単位に含まれる複数のピクチャを符号化し、符号化ストリームを生成する生成ステップと、
前記他の情報と、前記生成ステップで生成された1つ又は複数の符号化ストリームと、を多重化する多重化ステップと、
前記多重化ステップにおいて多重化された多重化データを記録媒体に記録する記録ステップと、を有し、
前記他の情報は、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であるか否かを示すフラグを含み、前記フラグの内容は、前記両アクセス単位の遅延量が同一であるか否かに基づいて決定されていること
を特徴とする記録媒体への記録方法。 - 多重化データが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体と、前記記録媒体から前記多重化データを読み取り逆多重化し、表示する再生装置とから構成される再生システムであって、
前記記録媒体に記録された多重化データは、
符号化された複数のピクチャをランダムアクセス可能なアクセス単位ごとに含んで構成される1つ又は複数の符号化ストリームであり、前記アクセス単位のうち、連続的に復号を行う何れか2つのアクセス単位において、復号順で先頭のピクチャが復号されてから表示順で先頭のピクチャが表示されるまでの遅延量が同一となるように、前記両アクセス単位に含まれる複数のピクチャが符号化された符号化ストリームと、前記遅延量が同一であるか否かに基づいて、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であるか否かを示すフラグを有する他の情報と、を有し、
前記記録媒体から前記多重化データを読み取り逆多重化し、表示する再生装置は、
前記多重化データから、前記フラグを分離するフラグ分離手段と、
前記フラグ分離手段により分離されたフラグが、前記両アクセス単位をシームレスに接続することが可能であることを示している場合に、表示開始時における先頭のアクセス単位の前記遅延量を決定する決定手段と、
前記決定手段において決定された遅延量に基づき、前記両アクセス単位を同一の遅延量で連続的に復号して表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする再生システム。
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