ES2329868T3

ES2329868T3 - Metodo y aparato para codificar/descodificar datos y medio de grabacion de datos codificados.

Info

Publication number: ES2329868T3
Application number: ES00201895T
Authority: ES
Inventors: Makoto Kawamura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2016-07-29
Also published as: EP1030302B1; EP0756281A2; EP1030302A2; US6009229A; EP1030306A2; ES2354841T3; CA2182057C; ES2171212T3; KR100390597B1; CN1129318C; DE69620073T2; EP0756281B1; EP0756281A3; BR9603175B1; EP1030306A3; MX9603031A; KR970008058A; DE69620073D1; ATE481710T1; DE69638260D1

Abstract

Un aparato para grabar datos de imágenes en un medio de grabación, que comprende: medios para recibir dichos datos de imágenes; medios para codificar dichos datos de imágenes utilizando codificación intra-imagen y codificación predictiva para proporcionar una corriente de datos que contenga al menos un dato de imagen codificado intraimagen (imagen I) y al menos un dato de imagen con codificación predictiva (imagen P) en un orden predeterminado, en el que dicha al menos una imagen I precede a dicha al menos una imagen P; medios para generar información posicional que represente posiciones de dicha al menos una imagen I y de dicha al menos una imagen P con relación a dicha al menos una imagen I en dicha corriente de datos; y medios para grabar dicha al menos una imagen I, dicha al menos una imagen P y dicha información posicional en dicho medio de grabación.

Description

Método y aparato para codificar/descodificar datos y medio de grabación de datos codificados.

El invento se refiere a un método de grabación de datos y a un aparato para grabar datos en un medio de grabación, a un método de reproducción de datos y a un aparato para reproducir datos a partir de un medio de grabación, a un aparato de grabación y reproducción de datos y se refiere, además, a un medio de grabación donde se graban los datos. Los datos son datos de imágenes. Los datos pueden incluir datos de audio.

Las señales de imágenes digitales o similares que han de grabarse en un sistema de disco de video digital (denominado en lo que sigue DVD), son comprimidas y codificadas utilizando el método MPEG (Grupo de Expertos para codificación de Imágenes en Movimiento).

La Fig. 14A es una representación esquemática de la estructura de predicción inter-cuadros o inter-tramas utilizada en el sistema MPEG. En este ejemplo, un GOP (Grupo de Imágenes) se compone de, por ejemplo, quince cuadros o tramas, que incluyen un cuadro de una imagen I (imagen codificada intra-cuadro), cuatro cuadros o tramas de imágenes P (imágenes codificadas por predicción inter-cuadro en avance) y consistiendo los restantes diez cuadros o tramas en imágenes B (imágenes codificadas por predicción bidireccional, en avance y en retroceso).

Tal como se utiliza en esta memoria, la imagen I es una imagen codificada intra-imagen, en la que los datos de un cuadro o un campo se comprimen utilizando codificación intra-cuadro o intra-campo consistente con el sistema MPEG; la imagen P es una imagen en código predictivo en avance, inter-imágenes, en la que se codifica con compresión un cuadro o un campo utilizando codificación inter-cuadros (inter-tramas) o inter-campos, con referencia al cuadro o campo temporalmente precedente (imagen I o imagen P), ya codificado; y la imagen B es una imagen en código predictivo bidireccional, en la que se codifica con compresión un cuadro o un campo utilizando codificación inter-cuadros (inter-tramas) o inter-campos, con referencia a los cuadros o tramas o campos temporalmente precedentes y sucesivos.

Más específicamente, como se indica mediante flechas en el diagrama, una imagen I, I_{0}, es codificada por intra-cuadro, tratada por si misma y sin referencia a ningún otro cuadro; una imagen P, P_{0}, es codificada por predicción inter-cuadros o inter-tramas con referencia a la imagen I, I_{0}; y una imagen P, P_{1}, es codificada por predicción inter-cuadros o inter-tramas con referencia a la imagen P, P_{0}. Además, las imágenes B, B_{0} y B_{1}, son codificadas por predicción inter-cuadros o inter-tramas con referencia, tanto a la imagen I, I_{0}, como a la imagen P, P_{0}; y las imágenes B, B_{2} y B_{3}, son codificadas por predicción inter-cuadros o inter-tramas con referencia tanto a la imagen P, P_{0}, como a la imagen P, P_{1}, Similarmente, imágenes subsiguientes son codificadas por tal predicción en la manera indicada por las flechas.

Al descodificar las imágenes codificadas en modo predictivo mencionadas, la imagen I es descodificada sola, ya que no está codificada con referencia a ningún otro cuadro. Sin embargo, se requiere una imagen I precedente o una imagen P precedente para descodificar una imagen P dada, ya que una imagen P está codificada en modo predictivo con referencia a la imagen I o a la imagen P temporalmente precedentes. De forma similar, se necesitan imágenes I o imágenes P, precedentes y sucesivas, para descodificar una imagen B dada porque una imagen B está codificada con referencia a las imágenes I o a las imágenes P temporalmente precedentes y sucesivas.

Por esta razón, para proporcionar una descodificación apropiada, las posiciones de las imágenes en un medio de grabación se cambian de las mostradas en la Fig. 14A a las posiciones ilustradas en la Fig. 14B, de forma que las imágenes necesarias para descodificación, hayan sido descodificadas con antelación.

Como se ilustra en el diagrama, tales cambios posicionales se realizan de manera que la imagen I, I_{0}, preceda a las imágenes B, B_{-1} y B_{-2}, ya que la imagen I, I_{0}, es necesaria para descodificar las imágenes B_{-1} y B_{-2}, y también se cambia la posición de la imagen P, P_{0}, para que preceda a las imágenes B, B_{0} y B_{1}, ya que la descodificación de las imágenes B, B_{0} y B_{1}, requiere la imagen I, I_{0}, y la imagen P, P_{0}. De forma similar, otras imágenes son cambiadas de posición de modo que la imagen P, P_{1}, preceda a las imágenes B, B_{2} y B_{3}, ya que las imágenes P, P_{0} y P_{1}, son necesarias para descodificar las imágenes B, B_{2} y B_{3}, y también la imagen P, P_{2}, precede a las imágenes B, B_{4} y B_{5}, ya que la descodificación de las imágenes B, B_{4} y B_{5}, requiere las imágenes P, P_{1} y P_{2}. De la misma manera, se realizan cambios posicionales de modo que la imagen P, P_{3}, preceda a las imágenes B_{6} y B_{7}.

Los datos de video compuestos por la imagen I, imágenes P e imágenes B, dispuestas en el orden de la Fig. 14B, y otros datos que incluyen datos de audio y datos de subtítulos (encabezamientos), son agrupados en paquetes (multiplexados) y grabados en un medio de grabación tal como un disco o son transmitidos por un canal de transmisión. La cantidad de código en cada cuadro de los datos de imagen no es fija entre imágenes y depende de la complejidad o uniformidad de la imagen individual. Típicamente, una imagen I es representada por más datos que una imagen P, que se representa por más datos que una imagen B.

Las Figs. 15A a 15C muestran un ejemplo de cómo se agrupan en paquetes los datos. En estos diagramas, la Fig. 15A representa una corriente de sistema MPEG2 que es multiplexada tras configurarla en paquetes; la Fig. 15B representa el contenido de un paquete de video de la corriente multiplexada; y la Fig. 15C representa una corriente de video MPEG2 de una capa de video.

En cada uno de los datos de imagen V, V+1, V+2, ..., etc., que constituyen la capa de video de la Fig. 15C, en la posición delantera se fija información de cabecera de imagen e información acerca de la longitud o extensión de codificación de la imagen. En el ejemplo representado, una corriente de video que va desde la posición identificada como D1 hasta la posición identificada como D3, de la capa de video, forma un paquete de video con una cabecera de paquete fijada en su posición delantera, y una corriente de video que va desde la posición D3 hasta la posición identificada como D5, de la capa de video, forma otro paquete de video con una cabecera de paquete fijada en su posición delantera.

Los paquetes de video así configurados son multiplexados con paquetes de audio y paquetes de subtítulos, para formar, por tanto, la corriente del sistema MPEG2 ilustrada en la Fig. 15A.

La Fig. 16 muestra el contenido de una cabecera de imagen, y la Fig. 17 representa el contenido de una longitud o extensión de codificación de imagen.

En la cabecera de imagen, existen elementos de información tales como un único picture_start_code (código_de_
inicio_de_imagen), temporal_reference (referencia_temporal) (TR) (que es un número de serie de series de tiempo dado por imagen), y picture_coding_type (tipo_de_codificación_de_imagen) (imagen I o P o B).

En la longitud o extensión de codificación de imagen, existen elementos de información tales como un extension_start_code (código_de_inicio_de_extensión) único, un extension_start_code_identifier (identificador_de_código
_de_inicio_de_extensión) único, picture_structure (estructura_de_imagen), top_field_first (primer_campo_superior), progressive_frame (cuadro_progresivo), etc.

En cuanto a los datos de imagen, pueden coexistir dos estructuras: una estructura de cuadros o tramas, en la que una imagen está compuesta por un cuadro y una estructura de campos, en la que una imagen está compuesta por dos campos. Que los datos de imagen tengan una estructura de cuadros o tramas, de un cuadro por imagen, o una estructura de campos, de dos campos por imagen, puede identificarse a partir de los siguientes tres elementos de información, a saber: (1) presencia de cabecera GOP, (2) temporal_reference (TR) en la cabecera de imagen, y (3) picture_structure en la longitud o extensión de codificación de imagen.

La Fig. 18 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de aparato descodificador de datos destinado a realizar una reproducción especial de datos, tal como una reproducción de imágenes a marcha lenta, reproducción rápida, reproducción hacia atrás, y similares. Un disco óptico 1 puede ser hecho girar mediante un motor de eje (no mostrado) con una velocidad de giro predeterminada, y un rayo láser es proyectado desde un captador 2 hacia una pista del disco óptico 1, de manera que se lean, a partir de él, los datos digitales comprimidos en MPEG, grabados en la pista. Los datos digitales son tratados por un circuito desmodulador 3 que desmodula una modulación de ocho a catorce (EFM) y son alimentados a un circuito 4 de detección de sector. La salida del captador 2 es alimentada, también, a un circuito 9 de bucle enganchado en fase (PLL), donde una señal de reloj es reproducida y alimentada al circuito desmodulador 3 y al circuito 4 de detección de sector.

Los datos digitales grabados en el disco 1 incluyen corrientes multiplexadas grabadas en unidades de un sector de longitud o extensión fija, con un sincronismo de sector y una cabecera de sector fijados al comienzo de cada sector. El circuito 4 de detección de sectores detecta cada uno de los sectores a partir del sincronismo de sector y de la dirección de sector de la cabecera de sector; y esta información es alimentada a un circuito de control 6.

Los datos digitales desmodulados son alimentados a través del circuito 4 de detección de sectores, a un circuito ECC (corrección de errores) 33 que ejecuta la detección y la corrección de errores. El circuito ECC 33 alimenta datos con errores corregidos a una memoria intermedia de anillo 5 para grabarlos en ella bajo el control del circuito de control 6.

La salida del circuito ECC 33 es alimentada, también, a un detector 50 de corrientes, que determina el tipo de imagen a partir de la cabecera de imagen de la corriente de datos leída desde el disco 1 en un modo de reproducción especial y, luego, alimenta la información de tipo de imagen al circuito de control 6. En respuesta a esta información, el circuito de control 6 ejecuta su operación de control de tal manera que, en el modo de reproducción especial, los datos de la imagen I y los datos de las dos imágenes P sucesivas, se graben en la memoria intermedia de anillo 5.

Un circuito de control de foco (no mostrado) y un servo-circuito 8 de seguimiento controlan el enfoque y el seguimiento del captador 2, respectivamente, bajo el mando de un controlador de sistema (no representado), en respuesta a una señal de error de foco y una señal de error de seguimiento, obtenidas a partir de la información leída por el captador 2.

De acuerdo con la dirección de sector de cada sector detectado por el circuito 4 de detección de sectores, el circuito de control 6 designa, mediante un puntero de grabación WP, una dirección de grabación para grabar el sector correspondiente en la memoria intermedia de anillo 5. Además, de acuerdo con una señal de petición de código obtenida de una memoria intermedia 10 de códigos de vídeo (Fig. 18B), el circuito de control 6 designa, además, mediante un puntero de lectura, RP, una dirección de lectura de los datos grabados en la memoria intermedia de anillo 5. El circuito de control 6 está destinado a leer los datos de la posición del puntero de lectura RP y alimenta los datos leídos a un desmultiplexador 32.

Como los datos codificados grabados en el disco 1 comprenden vídeo, audio y datos de subtítulos multiplexados, el desmultiplexador 32 separa los datos a él leídos desde la memoria intermedia 5 de anillo, en los datos de vídeo, los datos de audio y los datos de subtítulos y, luego, alimenta los datos respectivos a un descodificador 20 de vídeo (Fig. 18B), un descodificador de audio (no mostrado) y un descodificador de subtítulos (no mostrado). El descodificador 20 de vídeo guarda los datos de vídeo en la memoria intermedia 10 de códigos de vídeo.

Tras ello, los datos guardados en la memoria intermedia 10 de códigos de vídeo, son alimentados a un detector 34 de cabeceras de imagen, que detecta la cabecera de la imagen. La información de la cabecera de imagen detectada es utilizada, además, para identificar el tipo de imagen (imagen I, P o B) de los datos de vídeo y la referencia temporal (TR) que significa el orden de los cuadros o tramas en el GOP. Un circuito 35 de selección de datos de imágenes selecciona sólo la imagen I y la imagen P identificadas por la información de tipo de imagen alimentada desde el detector 34 de imágenes en el modo de reproducción especial, y alimenta los datos de imagen seleccionados al circuito 11 de VLC (codificación de longitud o extensión variable) inversa. En un modo de reproducción normal, el circuito 35 de selección de datos de imagen es controlado para entregar todos los datos de imagen al circuito 11 de VLC inversa, sin preselección alguna.

Los datos alimentados al circuito 22 de VLC inversa se tratan utilizando VLC inversa; y, luego, se alimentan a un descuantificador 12. Las señales de petición de códigos son devueltas a la memoria intermedia 10 de códigos de vídeo desde el circuito de VLC inversa con el fin de permitir que sean transmitidos nuevos datos desde la memoria intermedia 10 de códigos de vídeo.

Además, el circuito 11 de VLC inversa emite información sobre dimensión del paso de cuantificación al descuantificador 12 y emite información de vector de movimiento a un compensador 15 de movimiento. La dimensión del paso de cuantificación y la información sobre vector de movimiento se incluyen con los datos de vídeo. El descuantificador 12 descuantifica los datos de entrada de acuerdo con la dimensión del paso de cuantificación designado y emite los datos descuantificados a un circuito 13 de DCT (transformada discreta de coseno) inversa. El circuito 13 de DCT inversa trata los datos descuantificados utilizando DCT inversa para recuperar información de vídeo, y alimenta la información de vídeo recuperada a un sumador 14.

El sumador 14 añade la salida del circuito 13 de DCT inversa y la salida del compensador 15 de movimiento, de acuerdo con el tipo de imagen (I, P o B) y alimenta el resultado, es decir, datos de vídeo compensados en movimiento, a un banco 16 de memorias de cuadros o tramas.

Tras ello, los datos leídos del banco 16 de memorias de cuadros o tramas, se redisponen en el orden de cuadros o tramas original (como se muestra en la Fig. 14A, mediante el conmutador 16E). Los datos redispuestos son alimentados a un convertidor 17 de digital en analógico (D/A) que convierte los datos en una señal de vídeo analógica para ser presentada en un dispositivo de presentación 18.

Volviendo a la Fig. 18A, la salida del circuito ECC 33 es alimentada a un detector 50 de corriente, que detecta el tipo de imagen a partir de los datos de corriente leídos del disco 1 y alimenta la información sobre tipo de imagen al circuito de control 6. En respuesta a esta información, el circuito de control 6, en el modo de reproducción especial, graba en la memoria intermedia de anillo 5, los datos de la imagen I y de las dos imágenes P sucesivas.

En consecuencia, al comienzo de cada GOP, tres cuadros o tramas correspondientes a la imagen I y a las dos imágenes P, se graban a alta velocidad en la memoria intermedia de anillo 5, y estos datos pueden ser adquiridos y descodificados por el descodificador 20 en cualquier momento deseado, permitiendo así una descodificación eficiente de los datos en el modo de reproducción especial.

Por ejemplo, supongamos que se inicia una reproducción inversa con la imagen P, P_{3}, del orden de cuadros o tramas original ilustrado en la Fig. 14A. Es necesario presentar las imágenes descodificadas en el siguiente orden:

1

Sin embargo, como cada imagen P está codificada por predicción inter-imágenes como se ha descrito, las imágenes I_{0}, P_{0}, P_{1} y P_{2} han de ser descodificadas antes de descodificar la imagen P, P_{3}. Similarmente, las imágenes P, P_{2} y P_{3}, han de ser descodificadas antes de descodificar la imagen B, B_{7}. Por tanto, si ha de realizarse una reproducción inversa descodificando cada imagen simplemente una vez, como en la reproducción normal, es necesario emplear un banco 16 de memorias de cuadros o tramas de gran capacidad, que haga posible el almacenamiento de tantos cuadros o tramas como imágenes constituyan un GOP.

La capacidad de almacenamiento del banco 16 de memorias de cuadros o tramas debe incrementarse más allá de lo requerido en un modo de reproducción normal para satisfacer tal requisito. Además, los datos descodificados deben ser almacenados secuencialmente en el banco de memorias de cuadros o tramas para entregar las imágenes en el orden apropiado de reproducción inversa.

Aunque pueden adoptarse otras técnicas de reproducción inversa para llevarlas a la práctica simplemente con las imágenes I y P, saltándose así las imágenes B, continúa existiendo la necesidad de almacenar más cuadros o tramas que los requeridos para reproducción normal.

Por esta razón, el aparato descodificador de datos de la Fig. 18 funciona para realizar la reproducción inversa utilizando el mismo banco de memoria de cuadros o tramas utilizado en la reproducción normal, es decir, empleando tres elementos de memoria en el ejemplo de la Fig. 18 para almacenar una imagen I y dos imágenes P temporalmente sucesivas. El detector 50 de corriente proporcionado para este fin, graba la imagen I y las dos imágenes P sucesivas en la memoria intermedia 5 de anillo. Sin embargo, esto hace que la construcción y el funcionamiento del detector 50 de corrientes, para detectar la imagen I y las dos imágenes P sucesivas, sean más complicados.

La Fig. 15A muestra la corriente de sistema MPEG2 configurada en paquetes (multiplexada). Cuando un paquete de la corriente de vídeo MPEG2 está definido en una posición D3, como se muestra en la Fig. 15C durante el proceso de configuración en paquetes, la cabecera de la imagen y la longitud o extensión de codificación de la imagen de los datos de imagen (V+2) se extienden por dos paquetes, como se muestra en la Fig. 15B.

Si la cabecera de la imagen y la longitud o extensión de codificación de la imagen se extienden por dos paquetes de vídeo, es necesario detectar dos paquetes de vídeo para obtener los elementos requeridos de información de la imagen. Además, y como se muestra en la Fig. 15A, puede existir otro paquete (por ejemplo, un paquete de audio) entre los dos paquetes de vídeo, para complicar el proceso de detección, complicando por tanto la construcción y el funcionamiento del detector 50 de corrientes.

De acuerdo con la técnica MPEG2, pueden entremezclarse datos de vídeo en una estructura de cuadros o tramas, cuando una imagen está constituida por un cuadro, y datos de vídeo en una estructura de campos, cuando una imagen está compuesta de dos campos. Como a cada campo se fija una cabecera de imagen, deben leerse las cabeceras de imagen y las extensiones de codificación de imágenes de dos imágenes consecutivas para determinar la estructura de datos de los datos de vídeo.

Por tanto, se realiza una determinación para ver si los datos de imágenes están formados en la estructura de cuadros o tramas o en la estructura de campos, sobre la base de los tres elementos de información antes mencionados, es decir, (1) presencia de cabecera de GOP; (2) referencia temporal (TR) en la cabecera de imagen; y (3) información de picture_structure (estructura_de_imagen) en la longitud o extensión de codificación de imagen.

En lo que sigue se ofrecerá una descripción detallada en relación con un método para diferenciar entre una estructura de cuadros o tramas y una estructura de campos.

Las Figs. 19A y 19B muestran datos de vídeo en los formatos de estructura de campos y de estructura de cuadros o tramas, respectivamente. En el formato de estructura de campos, un cuadro de datos de vídeo está constituido por dos campos de datos de imágenes, a cada uno de los cuales se fijan una cabecera de imagen y una longitud o extensión de codificación de imagen. En el formato de estructura de cuadros o tramas, un cuadro de datos de vídeo está compuesto por un cuadro de datos de imágenes al que se fijan una cabecera de imagen y una longitud o extensión de codificación de imagen.

En el formato de estructura de campos, los valores numéricos de la información TR en las respectivas cabeceras de imagen del par de datos de imágenes, se establecen mutuamente iguales. La información picture_structure (estructura_de_imagen) de la longitud o extensión de codificación de imágenes, es "01" y "10" para el Campo Superior y el Campo Inferior, respectivamente, como se muestra en la Fig. 20. Además, la información de picture_structure (estructura_de_imagen) de la longitud o extensión de codificación de imágenes de la estructura de cuadros o tramas, es "11", como se muestra en la Fig. 20.

El formato [estructura de campos o de cuadros (tramas)] de los datos de imágenes puede averiguarse leyendo primero la cabecera de GOP en la posición de comienzo del GOP y leyendo luego la información picture_structure (estructura_de_imagen) de la longitud o extensión de codificación de imagen, al comienzo de esos datos de imágenes.

Aunque los datos de imágenes en la estructura de cuadros o tramas pueden ser cargados en la memoria intermedia de anillo 5 (Fig. 18A) merced a la detección de un único cuadro, es difícil cargar de manera similar los datos de vídeo en la estructura de campos, donde un par de datos de imágenes constituye un cuadro de datos de vídeo, porque los datos de imágenes emparejados deben ser detectados antes de que puedan ser cargados apropiadamente. En consecuencia, se lee la información TR de cada cabecera de imagen para encontrar dos unidades de datos de imágenes con valores de TR numéricamente iguales. Cuando se encuentra tal par, se les identifica como datos de imágenes emparejados y se les carga.

Las cabeceras de imagen con estructura de campos emparejadas, están dispuestas en uno de dos órdenes diferentes: superior/inferior e inferior/superior. Tales disposiciones se describirán ahora con referencia a la Fig. 21. Se graban en secuencia una cabecera de GOP (GOPH), una imagen I de estructura de cuadros o tramas, una imagen B de estructura de campos, otra imagen B de estructura de campos, una cabecera de GOP separada de ellas, y una imagen I de estructura de campos, una cabecera de GOP, otra imagen I de estructura de campos, .... y así sucesivamente.

Por ejemplo, cuando se cargan un total de tres cuadros o tramas (una imagen I y dos imágenes P sucesivas) en la memoria intermedia 5 de anillo (Fig. 18A), la imagen I de la estructura de cuadros o tramas que sigue a la cabecera superior (primera) de GOP es detectada e identificada a partir de la cabecera de GOP, el picture_coding_type
(tipo_de_codificación_de_imagen) de la cabecera de imagen, y la información de picture_structure (estructura_de_
imagen) ("11" en el caso de estructura de cuadros o tramas) de la longitud o extensión de codificación de imagen al comienzo de los datos de imágenes.

Cuando se accede, para reproducción, a la posición identificada como acceso aleatorio 1 de la corriente de bites, se leen la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la primera imagen B con estructura de campos. En este momento, se lee, también, la TR expresada como "0". Subsiguientemente, se leen, también como la TR, expresadas como "0", la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la segunda imagen B con estructura de campos. Como el valor de TR de las dos imágenes B con estructura de campos es el mismo, son detectadas como datos emparejados.

Cuando se accede a la posición identificada como acceso aleatorio 2 de la corriente de bites, se leen también la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la primera imagen, junto con la TR expresada como "0". Subsiguientemente, se leen la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la siguiente imagen, junto con la TR expresada como "1". Como los respectivos valores numéricos de la TR no son mutuamente coincidentes, los datos de las dos imágenes con estructura de campos no son detectados como datos emparejados.

Si se accede a la posición indicada como acceso aleatorio 3 de la corriente de bites, los respectivos valores numéricos de la TR de las dos cabeceras de imagen son mutuamente coincidentes (TR = 1), como en el caso anterior del acceso aleatorio 1, por lo que las imágenes son detectadas como una pareja. Si se detecta una estructura de imagen en la longitud o extensión de codificación de imagen de "01" o de "10", se considera como una estructura de campos, y se detecta una pareja de datos.

Si se accede a la posición identificada como acceso aleatorio 4 de la corriente de bites, se leen la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la primera imagen, junto con la TR expresada como "0". Estos datos de imagen se consideran como imagen 1 con estructura de campos, de acuerdo con la información sobre tipo de codificación de imagen de la cabecera de imagen y la información picture_ structure (estructura_de_imagen) de la longitud o extensión de codificación de imagen.

Tras la subsiguiente detección de la cabecera de GOP, se leen la cabecera de imagen y la longitud o extensión de codificación de imagen de la siguiente imagen, junto con la TR expresada como "0". En este caso, los respectivos valores numéricos de la TR de las dos imágenes consecutivas son mutuamente coincidentes, pero estas dos imágenes no se consideran emparejadas porque existe una cabecera GOP entre las dos imágenes. Debe observarse que la TR es repuesta a "0" si existe una cabecera de GOP y no hay cabecera de GOP interpuesta en una imagen emparejada.

Como se ha descrito, el detector 50 de corrientes ejecuta un proceso de detección de diversos elementos de información con relación a las imágenes, de acuerdo con la cabecera de GOP, las cabeceras de imagen y una pluralidad de marcas de las extensiones de codificación de imagen, para cargar los datos de imagen en la memoria intermedia de anillo 5. Sin embargo, esta rutina de tratamiento es extremadamente complicada, lo que hace que resulte difícil construir el detector 50 de corrientes.

La manera en que el detector 50 de corrientes detecta la terminación del proceso de carga se explica conjuntamente con la gráfica de flujo representada en la Fig. 22. Se supone, en esta gráfica de flujo, que se realiza un acceso aleatorio a un sector de entrada grabado inmediatamente antes de una imagen I, de modo que pueda obtenerse, instantáneamente, una imagen apropiada, en respuesta al acceso aleatorio.

En el paso S10, el detector de corrientes busca el picture_start_code (código_de_comienzo_de imagen) en la picture_header (cabecera_de_imagen) para detectar la cabecera de imagen de la imagen I y en el paso S12 se realiza una pregunta para determinar si se ha detectado el picture_start_code. Si la pregunta del paso S12 es contestada afirmativamente, es decir, si se ha detectado el picture_start_code, el paso continúa al paso S14. Sin embargo, si la respuesta a la pregunta del paso S12 es negativa, es decir, si no se detecta picture _start_code, se repite el proceso del paso S12 hasta que se detecte el picture_start_code.

En el paso S14, se lee la referencia temporal de la cabecera de imagen detectada y se guarda su valor numérico en un registrador como TR0.

En el paso S16, se realiza otra búsqueda (SRCH) del picture_start_code en la cabecera de imagen, con el fin de detectar la siguiente imagen y en el paso S18 se realiza una pregunta para determinar si se ha detectado el picture_start _code. Si la respuesta a la pregunta del paso S18 es afirmativa, es decir, si se detecta el picture_start_code, la operación continúa al paso S20. Sin embargo, si la respuesta a la pregunta del paso S18 es negativa, se repite el proceso del paso S18 hasta que se detecte el picture_start_code.

En el paso S20 se realiza una pregunta para determinar si se ha detectado una cabecera de GOP en el código de inicio de imagen, con vistas a determinar si los datos de imagen detectados forman parte de un par. Si la respuesta a la pregunta del paso S20 es negativa, es decir, si no se ha detectado cabecera de GOP, la operación continúa al paso S22. Sin embargo, si la respuesta a la pregunta es afirmativa, es decir, si se ha detectado la cabecera GOP, la operación continúa al paso S26, dado que la existencia de una cabecera GOP entre los datos de imagen elimina la posibilidad de que estas unidades de imagen estén emparejadas.

Cuando de la cabecera de imagen detectada se lee la referencia temporal, su valor numérico es almacenado en un registrador como TR1, según se representa mediante el paso S22, y la operación avanza a la pregunta del paso S24, para determinar si los valores numéricos del TR almacenados, respectivamente, en los registradores TR0 y TR1, son iguales. Si la pregunta en el paso S24 es respondida afirmativamente,, es decir, si existe coincidencia entre los dos valores numéricos, la operación retorna al paso S16 y se repiten los procesos descritos en lo que antecede en relación conjuntamente con los pasos S16 a S24. Se apreciará que la coincidencia de dos valores numéricos significa que se ha detectado un par de datos de imagen.

Sin embargo, si la pregunta del paso S24 tiene una respuesta negativa, es decir, si los valores numéricos de los TR no son iguales, la operación continúa al paso S26. En este caso, se detecta la cabecera de imagen de la siguiente imagen; y el tipo de codificación de imagen leído de la cabecera de imagen es almacenado en el registrador. La operación avanza, entonces, hasta la pregunta del paso S28, para determinar si el tipo de codificación de imagen almacenado representa una imagen B. Si la pregunta del paso S28 es respondida afirmativamente, es decir, si la imagen detectada es una imagen B, la operación vuelve al paso S16 porque no se está buscando la imagen B; y se repiten los procesos descritos en lo que antecede, conjuntamente con las pasos S16 a S28, para detectar la siguiente imagen.

Sin embargo, si la pregunta del paso S28 es respondida negativamente, es decir, si la imagen detectada no es una imagen B, se lee la referencia temporal de la cabecera de imagen detectada y se guarda su valor numérico en el registrador como TR2, como se representa en el paso S30. Se apreciará que esta imagen detectada es la primera imagen B que aparece después de la imagen I.

En el paso S32 se realiza otra búsqueda (SRCH) del picture_start_code en la cabecera de imagen, para detectar la siguiente imagen y, en el paso S34, se realiza una pregunta para determinar si se ha detectado el picture_start_code. Si la pregunta del paso S34 es respondida afirmativamente, la operación continúa al paso S36. Sin embargo, si la pregunta del paso S34 es respondida negativamente, es decir, si no se ha detectado picture_start_code, se repite el proceso en la operación S34 hasta que se detecte el picture_start_code.

En el paso S36 se realiza una pregunta para determinar si se ha detectado una cabecera de GOP durante la búsqueda del picture_start_code, a fin de determinar si los datos de imagen detectados forman parte de un par. Si la pregunta del paso S36 tiene una respuesta negativa, es decir, si no se ha detectado cabecera de GOP, la operación sigue al paso S38. Sin embargo, si la pregunta del paso S36 tiene una respuesta afirmativa, es decir, si se ha detectado una cabecera de GOP, la operación continúa al paso S42 debido a que la existencia de una cabecera de GOP entre unidades de imagen elimina la posibilidad de que estas unidades de imagen estén emparejadas.

Cuando se lee la referencia temporal de la cabecera de imagen detectada en el paso S38, se guarda su valor numérico en el registrador como TR3 y la operación avanza hasta la pregunta del paso S40, para determinar si se logra una coincidencia entre los valores numéricos de los TR almacenados, respectivamente, en el registrador como TR2 y TR3. Si la pregunta del paso S40 tiene una respuesta afirmativa, es decir si los dos valores numéricos son iguales, la operación retorna al paso S32 y se repiten los procesos descritos en lo que antecede en conjunto con los pasos S32 a S40. Se apreciará que la coincidencia de dos valores numéricos significa que se ha detectado un par de datos de imagen.

Sin embargo, si la pregunta del paso S40 tiene una respuesta negativa, es decir, si los valores numéricos de los TR no coinciden, la operación sigue al paso S42 para leer el tipo de imagen. La operación continúa, entonces, hasta la pregunta del paso S44, para determinar si el tipo de codificación de imagen almacenado, representa una imagen B. Si la pregunta del paso S44 es respondida afirmativamente, es decir, si la imagen detectada es una imagen B, la operación vuelve al paso S32 porque no se está buscando la imagen B; y se repiten los procesos descritos en lo que antecede en conjunto con los pasos S32 a S44, para detectar la siguiente imagen.

Sin embargo, si la pregunta del paso S44 es respondida negativamente, es decir, si la imagen detectada no es una imagen B, se lee la referencia temporal detectada en la cabecera de imagen y se guarda su valor numérico en el registrador como TR4, como se representa mediante el paso S46. Se apreciará que esta imagen detectada es la segunda imagen P que aparece después de la imagen I.

Llegando al paso S48, en él se realiza otra búsqueda (SRCH) del picture_start_code en la cabecera de imagen, para detectar la siguiente imagen y se hace una pregunta en S50 para determinar si se ha detectado el picture_start_code. Si la pregunta en del paso S50 es respondida afirmativamente, es decir, si se ha detectado el picture_start_code, la operación continúa hasta el paso S52. Sin embargo, si la pregunta del paso S50 tiene una respuesta negativa, se repite el proceso del paso S50 hasta que se detecte el picture_start_code.

En el paso S52 se hace una pregunta para determinar si se ha detectado una cabecera de GOP durante una búsqueda del picture_start_code, con vistas a determinar si los datos de imagen detectados forman parte de un par. Si la pregunta del paso S52 tiene una contestación negativa, es decir, si no se ha detectado cabecera de GOP, la operación continúa hasta el paso S54. Sin embargo, si la pregunta del paso S52 tiene una respuesta afirmativa, es decir, si se ha detectado una cabecera de GOP, se completa la carga de los datos de imagen en la memoria intermedia de anillo y se termina el proceso.

Cuando se lee la referencia temporal de la cabecera de imagen detectada y su valor numérico es almacenado en el registrador como TR5, según se representa mediante el paso S54, la operación avanza hasta la pregunta del paso S56, para determinar si se ha conseguido una coincidencia entre los valores numéricos de los TR almacenados, respectivamente, como TR4 y TR5. Si la pregunta del paso S56 tiene una respuesta afirmativa, es decir, si existe coincidencia entre los dos valores numéricos, la operación vuelve al paso S48 y se repiten los procesos descritos en lo que antecede conjuntamente con los pasos S48 a S56. Sin embargo, si la pregunta del paso S56 es respondida negativamente, es decir, si los dos valores numéricos de los TR no son iguales, se completa la carga de los datos de imagen y se termina el proceso.

Así, el detector 50 de corriente de bites puede cargar una corriente de bites ejecutando la anterior rutina de tratamiento, para cargar una imagen I y dos imágenes P sucesivas. Sin embargo, tal como lo sugiere su extensa descripción, esta complicada rutina de tratamiento es muy laboriosa de ejecutar.

El documento EP 0606868 describe un método para descodificar y codificar señales de imágenes por el cual se evita que una imagen sea interrumpida al reproducirse a alta velocidad. Un grupo de imágenes es constituida por imágenes de quince cuadros o tramas. En una realización, una imagen I e imágenes P en el grupo de las imágenes son tratadas colectivamente como imágenes para la reproducción a alta velocidad y se colocan por delante del resto de las imágenes del grupo, que son las imágenes B. Al reproducirlas a alta velocidad, solamente las imágenes I y P son reproducidas. En otra realización, las imágenes I y P son recopiladas juntas en otro sitio del grupo de las imágenes, y el grupo de las imágenes incluye un subcódigo en su inicio. El subcódigo incluye una dirección de inicio para las imágenes I y P recopiladas y un campo que indica la longitud o extensión de datos para las imágenes I y P recopiladas. Esta información es utilizada para acceder solamente a las imágenes I y P, cuando se ejecuta la reproducción a alta velocidad.

En las reivindicaciones adjuntas se exponen los aspectos del presente invento.

Una realización del presente invento busca proporcionar un método y un aparato para codificar datos con el fin de realizar una reproducción especial, por ejemplo en avance rápido y en retroceso rápido, que supere los inconvenientes de la técnica anteriormente descrita, es decir las intrincadas operaciones a las que antes se ha hecho referencia.

Otra realización del presente invento pretende proporcionar un método y un aparato para descodificar datos para una reproducción especial realizada, que supere las inconvenientes de la técnica antes descrita.

Otra realización más del presente invento busca proporcionar un medio de grabación para uso en conjunto con un aparato controlado por procesador, para realizar una reproducción especial sin necesidad del aparato controlado por procesador para ejecutar las intrincadas operaciones antes mencionadas.

De acuerdo con una realización del presente invento, se proporcionan un aparato y un método para grabar datos de imágenes codificados en un medio de grabación, en los que: los datos de imágenes se codifican utilizando codificación intra-cuadro y/o codificación predictiva, para proporcionar una imagen I y dos imágenes P sucesivas, se genera información posicional que representa la posiciones de las dos imágenes P con relación a la imagen I, y se graban la imagen I, las dos imágenes P y la información posicional en el medio de grabación.

En una realización de un aspecto del presente invento, la información posicional representa la longitud o extensión de datos, en palabras de bites desde la imagen I hasta el final de la primera imagen P y/o el final de la segunda
imagen P.

De acuerdo con otra realización del presente invento, se proporcionan un aparato y un método para reproducir datos de imágenes codificados desde un medio de grabación, en el que: se detecta información posicional que representa las posiciones de dos imágenes P con relación a una imagen I, y se genera una corriente de datos que incluye la imagen I, las dos imágenes P y la información posicional. La corriente de datos puede ser descodificada y presentada.

De acuerdo con todavía otro aspecto del presente invento, se proporciona un medio de grabación para uso en conjunto con un aparato controlado por procesador, en el que al menos una imagen I, por lo menos dos imágenes P e información posicional que representa las posiciones de las, al menos, dos imágenes P con relación a la, al menos, una imagen I, se graban en el medio. El aparato controlado por procesador usa la información para realizar una reproducción especial, de manera relativamente fácil y sencilla.

La siguiente descripción detallada, dada a modo de ejemplo y que no pretende limitar el presente invento a ella únicamente, se comprenderá mejor en conjunto con los dibujos anejos, en los que:

la Fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra una realización del aparato de codificación de datos del presente invento;

la Fig. 2 muestra un ejemplo de una corriente configurada en paquetes, codificada mediante el aparato de codificación de la Fig. 1;

la Fig. 3 ilustra un esquema de información de punto de entrada;

la Fig. 4 ilustra una sintaxis de una representación gráfica de corrientes de programa (PSM);

la Fig. 5 muestra una sintaxis de descriptores de corriente elementales;

la Fig. 6 muestra una sintaxis de un ip_ipp_descriptor;

la Fig. 7 ilustra una sintaxis de descriptores globales;

las Figs. 8A y 8B son diagramas de bloques que ilustran una realización del aparato de descodificación de datos del presente invento;

las Figs. 9A a 9C son diagramas que muestran un ejemplo del orden de datos de vídeo a que se hará referencia al describir cómo se leen datos de vídeo en un modo de reproducción en retroceso rápido del aparato de descodificación de datos de las Figs. 8A y 8B;

la Fig. 10 es un diagrama de temporización de lectura/grabación al que se hará referencia al describir el modo de reproducción en retroceso rápido del aparato de descodificación de datos de las Figs. 8A y 8B;

las Figs. 11A a 11C son diagramas que muestran un ejemplo del orden de datos de vídeo a que se hará referencia al describir cómo se leen datos de vídeo en un modo de reproducción en avance rápido del aparato de descodificación de datos de las Figs. 8A y 8B;

las Figs. 12A a 12C son diagramas que muestran otro ejemplo del orden de datos de vídeo a que se hará referencia al describir como se leen datos de vídeo en un modo de reproducción en retroceso rápido del aparato de descodificación de datos de las Figs. 8A y 8B;

la Fig. 13 es un diagrama de temporización de lectura/grabación al que se hará referencia al describir como se leen datos de vídeo utilizando dos memorias de cuadros o tramas en el modo de reproducción en retroceso rápido del aparato de descodificación de datos de las Figs. 8A y 8B;

las Figs. 14A y 14B son representaciones esquemáticas de estructuras de imágenes de predicción inter-cuadros o inter-tramas, originales y de cuadros grabados de imágenes en el sistema MPEG;

las Figs. 15A a 15C son representaciones esquemáticas de una corriente de vídeo MPEG;

la Fig. 16 ilustra la estructura de una cabecera de imagen en el sistema MPEG;

la fig. 17 representa la estructura de una longitud o extensión de codificación de imágenes del sistema MPEG;

las Figs. 18A y 18B son un diagrama de bloques que ilustra un aparato de descodificación de datos;

las Figs. 19A y 19B son representaciones esquemáticas de la estructura de datos de vídeo en un formato de cuadros o tramas y en un formato de campos;

la Fig. 20 es una tabla que ilustra el contenido de una estructura de imagen;

la Fig. 21 es un diagrama de una corriente de vídeo que muestra como se diferencian dos formatos de vídeo (campos y cuadros o tramas); y

la Fig. 22 es una gráfica de flujo de una rutina ejecutada en un detector de corriente de bites, para cargar tres cuadros o tramas de los datos de imagen (una imagen I y dos imágenes P) cuando los formatos de vídeo de campos y de cuadros o tramas, están entremezclados.

En lo que sigue se describen con detalle realizaciones ilustrativas del presente invento, con referencia a los dibujos anejos.

La Fig. 1 es un diagrama de bloques que representa una realización del aparato de codificación de datos del presente invento. Un codificador de audio 102 codifica con compresión una señal de audio de entrada alimentada a su terminal de audio de entrada y un codificador de vídeo 101 codifica con compresión una señal de vídeo de entrada alimentada a su terminal de entrada de vídeo. Las señales de audio y de vídeo codificadas son alimentadas al multiplexador 113. Se supone que una corriente de bites emitida desde el codificador de audio 102 es una corriente de audio MPEG2 (capa de audio) y una corriente emitida desde el codificador 101 de vídeo es una corriente de vídeo MPEG2 (capa de vídeo), representándose la última en la Fig. 15C.

El multiplexador 113 configura en paquetes la corriente de vídeo MPEG2 y la corriente de audio MPEG2 de entrada por multiplexado por división de tiempo, para formar la corriente del sistema, ilustrado en la Fig. 15A.

Aunque no se muestra, una corriente de subtítulos puede introducirse, también, al multiplexador 113 y multiplexarla con la corriente de vídeo y la corriente de audio. En tal caso, la corriente de sistema MPEG2 emitida desde el multiplexador 113 es como se muestra en la Fig. 15A.

Un terminal de entrada de un circuito 133A de memoria de datos de punto de entrada, está conectado al codificador 101 de vídeo; y un detector 131 de punto de entrada permite que el circuito 133A de memoria de datos de punto de entrada almacene un punto de entrada (datos relativos a un punto de generación de imagen I), recibido del codificador 101 de vídeo.

Un generador 156 de datos de tabla de contenido (TOC), genera datos de TOC basándose en el contenido del circuito 133A de memoria de datos de punto de entrada. Los datos de TOC incluyen un nombre del disco en el que están grabados los datos de vídeo y de audio, el nombre de cada capítulo grabado en el disco, la dirección de comienzo de cada capítulo en el disco, el tiempo de reproducción del disco, el tiempo de reproducción de cada capítulo, la dirección de comienzo de cada sector de entrada y similares.

La corriente en paquetes que sale del multiplexador 113 es almacenada temporalmente en un DSM (medio de almacenamiento digital) 110 y, luego, es alimentada a un circuito 150 de sufijo TOC. El circuito 150 de sufijo TOC añade los datos de TOC a la corriente en forma de paquetes y alimenta la misma a un detector de cabeceras de imagen/generador-sobregrabador 155 de datos de mapa de corriente de programa (PSM), 155.

El detector de cabeceras de imagen/generador-sobregrabador 155 de datos PSM, detecta una cabecera de imagen y genera datos PSM que incluyen información que representa la longitud o extensión de datos en palabras de bites desde el comienzo de un sector de entrada hasta el final de la primera imagen P que aparezca y/o desde el comienzo del sector de entrada hasta el final de la segunda imagen P que aparezca. Preferiblemente, los datos PSM incluyen información que representa la longitud o extensión de datos, en palabras de bites, desde el comienzo de una imagen I hasta el final de la primera imagen P que aparezca y/o desde el comienzo de una imagen I hasta el final de la segunda imagen P que aparezca. Los datos PSM generados se graban en un área del sector de entrada previamente reservada para ello en la corriente en forma de paquetes por el multiplexador 113. En esta memoria se ofrecerá, más adelante, una descripción detallada de los datos PSM.

La salida del detector de cabeceras de imagen/generador-sobregrabador 155 de datos PSM, es alimentada a un circuito 151 de sufijos de cabecera de sector, donde la corriente en forma de paquetes es dividida en sectores, sumándose una cabecera de sector a cada uno de los sectores.

La salida del circuito 151 de sufijos de cabecera de sectores, es decir, los datos de vídeo y de audio, junto con todos los otros datos añadidos a ellos, como se ha descrito anteriormente, es codificada para corrección de errores mediante un codificador 152 de ECC.

Después, un modulador 153 modula los datos codificados procedentes del codificador 152 de ECC utilizando modulación de ocho a catorce (EFM) y los datos modulados son alimentados a una máquina de corte 154. La máquina de corte 154 forma cavidades diminutas en un disco maestro 160, de acuerdo con los datos suministrados desde el modulador 153, por lo que los datos en forma de corriente de paquetes, son grabados en un disco DVD 160 maestro. Se produce un disco DVD de copia, por ejemplo, por moldeo a presión del disco maestro 160.

Así, el aparato codificador de datos de la Fig. 1 codifica y configura en paquetes, utilizando multiplexado por división de tiempo, una señal de audio y una señal de vídeo introducidas a él, para producir una corriente en forma de paquetes. Además, el detector de cabeceras de imagen/generador-sobregrabador 155 de datos PSM genera y graba datos PSM en la corriente de paquetes. La corriente de paquetes es grabada en el disco DVD 160 maestro.

La Fig. 2 muestra un ejemplo de la corriente de paquetes, por ejemplo, una corriente del sistema MPEG2, emitida desde el detector de cabeceras de imagen/generador-sobregrabador 155 de datos PSM. Para simplificar, solamente se muestran datos de vídeo y datos de audio en forma de paquetes. Los datos de audio se introducen en ciertas partes de la corriente en sistema MPEG2, para asegurar que no se interrumpe el sonido durante la reproducción, y entre los datos de audio se insertan datos de vídeo de imágenes I, P y B.

Un punto de entrada significa la posición superior (o de comienzo) de una imagen I, y un sector que incluye tal punto de entrada es conocido como sector de entrada. En la Fig. 2, las posiciones de tales puntos de entrada se indican como punto de entrada n, punto de entrada n+1, ... y así sucesivamente. La posición en que se graba la información de puntos de entrada está predeterminada de forma que sea inmediatamente anterior a una imagen I, de manera que pueda presentarse instantáneamente una imagen completa cuando un captador ha leído los datos del sector de
entrada.

Pueden existir datos de audio entre la información de punto de entrada y una imagen I, pero entre ellos no existen imágenes P ni B.

la Fig. 3 muestra un esquema de información de punto de entrada. La información de punto de entrada incluye una cabecera de paquete con una cabecera de sistema opcional, un PSD (directorio de corriente de programa), un PSM (mapa de corriente de programa) y otros paquetes.

La Fig. 4 ilustra la sintaxis del PSM. El PSM incluye un packet_start_code_prefix (prefijo_de_código_de_inicio_
de_paquete) de 24 bites, que forma un código único, una map_stream_id (identificación de corriente de mapa) de 8 bites, una program_stream_info (información_de_corriente_de_programa) constituida por un número arbitrario de descriptores globales, un stream_type (tipo_de_corriente) y una elementary_stream_info (información_de_corriente_
elemental) que incluye un número arbitrario de descriptores de corriente elemental.

La Fig. 5 muestra la sintaxis de los descriptores de corriente elemental que están constituidos por dvd_video_des-
criptor (descriptor_de_dvd_de_vídeo) e ip_ipp_descriptor (descriptor_de_ip_ipp) si la corriente es de datos de vídeo, o constituidos por dvd_audio_descriptor (descriptor_de_ dvd_de_audio) e ISO_639_language_descriptor (descriptor_ ISO_639_de idioma), si la corriente es de datos de audio, o constituidos por dvd_subtitle_descriptor (descriptor_de_subtítulos_de_dvd) e ISO_639_language_descriptor (descriptor_ ISO_639_de_idioma) si la corriente es de datos de subtítulos. asimismo, en la Fig. 5 se muestran otros elementos de información.

Como se muestra en la Fig. 6, el ip_ipp_descriptor consiste en una descriptor_tag (etiqueta_de_descriptor) de 8 bites que significa un descriptor de ip_ipp, una description_length (extensión_de_descripción) de 8 bites que signifca la longitud o extensión del descriptor, bytes_to_first_P_pic (palabras_de_bites_hasta_primera_imagen_P) de 32 bites, que significa el número de palabras de bites desde la primera palabra de bites del presente sector de entrada hasta la última palabra de bites de una imagen P que aparezca en primer lugar, y bytes_to_second_P_pic (palabras_de_bites_hasta_segunda_imagen_P) de 32 bites, que significa el número de palabras de bites desde la primera palabra de bites del presente sector de entrada hasta la última palabra de bites de la imagen P que aparezca en segundo lugar.

Bytes_to_first_P_pic y bytes_to_second_P_pic representan las extensiones de datos, como se muestra en la Fig. 2. Se aprecia que el número de palabras de bites de desplazamiento indicadas por la información de bytes_to_first_P_pic y bytes_to_second_P_pic incluye no sólo imágenes I y P sino, también, imágenes B intermedias y paquetes de audio, como se muestra en la Fig. 2.

La Fig. 7 muestra la sintaxis de los descriptores globales de la Fig. 4. El PSD incluido en cada sector de entrada representa las distancias desde el presente sector de entrada hasta el sector de entrada precedente y el siguiente sector de entrada, y las distancias hasta los sectores de entrada después de un lapso de un segundo, tres segundos, etc. Estas distancias se denominan direcciones de desplazamiento.

Las Figs. 8A y 8B son un diagrama de bloques de una realización preferida del aparato descodificador de datos del presente invento. Por sencillez, los elementos mostrados en las Figs. 8A y 8B, correspondientes a los ilustrados en las Figs. 18A y 18B, están designados con los mismos números de referencia.

Un disco óptico 1 es hecho girar a una velocidad de rotación predeterminada mediante un motor de eje (no mostrado), y se proyecta un rayo láser desde un captador 2 hacia una pista del disco óptico 1, de forma que se lean, a partir de él, los datos digitales comprimidos, MPEG, grabados en la pista. Los datos digitales son desmodulados en EFM por un desmodulador 3 y se introducen en un detector 4 de sectores. la salida del captador 2 es alimentada, también, a un circuito 9 de bucle bloqueado en fase (PLL), que recupera una señal de reloj que es alimentada al desmodulador 3 y al detector 4 de sectores.

Como se ha descrito en lo que antecede, los datos digitales están grabados en el disco 1 en unidades de sectores de longitud o extensión fija, en los que una señal de sincronismo de sector y una cabecera de sector están grabadas al comienzo de cada sector. La división de sectores se determina a partir de la detección del sincronismo de sector y de la dirección de sector procedentes de la cabecera de sector, que son alimentadas a un circuito de control 6. Preferiblemente, el circuito de control está incorporado como un microprocesador y lleva a cabo un control por microprocesador sobre el aparato ilustrado.

La salida desmodulada es alimentada a través del detector 4 de sectores a un circuito 11 de ECC (corrección de errores), que ejecuta la detección y la corrección de errores. El circuito de ECC 33 alimenta los datos con los errores corregidos a una memoria intermedia 5 de anillo para grabarlos en ella bajo el control del circuito de control 6.

La salida del circuito de ECC 33 es alimentada, también, a un detector de PSM 40. En el modo de reproducción especial, el detector de PSM 40 detecta la información PSM del sector de entrada a partir de los datos de la corriente leídos del disco 1, y alimenta la información PSM detectada al circuito de control 6. El circuito de control 6 emplea esta información PSM para controlar la grabación (o carga) de imágenes I y P en la memoria intermedia 5 de anillo, en un modo de reproducción especial de acuerdo con la información relacionada con el número de palabras de bites desplazadas en el ip_ipp_descriptor para asegurar que la información de longitud o extensión de los datos de la corriente desde
una imagen I, tras el sector de entrada, hasta la segunda imagen P, es grabada en la memoria intermedia 5 de anillo.

Un circuito de control de foco (no representado) y un servocircuito 8 de seguimiento controlan el enfoque y el seguimiento del captador 2, respectivamente, bajo el control de un controlador de sistema (no representado), de acuerdo con una señal de error de foco y una señal de error de seguimiento, obtenidas a partir de la información leída por el captador 2.

Sobre la base de la dirección de sector de cada sector 4 detectado, el circuito de control 6 designa, mediante un puntero de grabación WP, una dirección de grabación para grabar el sector apropiado en la memoria intermedia de anillo 5. Además, sobre la base de una señal de petición de código obtenida de una memoria intermedia 10 de código de vídeo (Fig. 8B), el circuito de control 6 designa, mediante un puntero de lectura RP, una dirección de lectura de la que se leen los datos desde la memoria intermedia de anillo 5. Los datos leídos desde la posición designada por el puntero de lectura RP, son alimentados a un desmultiplexador 32

Como los datos codificados grabados en el disco 1 comprenden datos de vídeo, datos de audio y datos de subtítulos en forma de paquetes, multiplexados, el desmultiplexador 32 separa los datos alimentados a él, en los datos de vídeo, de audio y de subtítulos y, luego, alimenta los datos respectivos a un descodificador 20 de vídeo (Fig. 8B), un descodificador de audio (no ilustrado) y un descodificador de subtítulos (no mostrado).

Como resultado, los datos de video leídos desde la memoria intermedia 5 de anillo, se guardan en la memoria intermedia 10 de código de vídeo, del descodificador de vídeo. Los datos de la corriente, desde una imagen I a la segunda imagen P sucesiva, contienen paquetes que no son los paquetes de vídeo, como se muestra en la Fig. 2. En el modo de reproducción especial, cualesquiera datos innecesarios, es decir, los paquetes que no son de datos de vídeo, son excluidos por el desmultiplexador 32.

Los datos guardados en la memoria intermedia 10 de código de vídeo, son alimentados a un detector 34 de cabecera de imagen donde se detectan su cabecera de imagen, la información sobre tipo de imagen que significa el tipo de imagen I, P o B, y la referencia temporal (TR) que significa el orden de cuadros o tramas del GOP. La información de tipo de imagen detectada es alimentada a un selector 35 de datos de imagen, en el que solamente se seleccionan las imágenes I y P en el modo de reproducción especial; y las imágenes seleccionadas son alimentadas a un circuito VLC inverso 11. En el modo de reproducción normal, el selector 35 de datos de imágenes es controlado para emitir todos los datos de imágenes sin realizar ninguna selección previa.

Los datos alimentados al circuito 11 de VLC inversa son tratados utilizando VLC inversa en él; y, luego, son alimentados a un descuantizador 12. Las señales de petición de código son devueltas a la memoria intermedia 10 de código desde el circuito de VLC inversa para permitir que sean transmitidos datos nuevos desde la memoria intermedia 10 de código de vídeo.

Además, el circuito 11 de VLC inversa emite un tamaño de paso de cuantización para el descuantizador 12 y emite información de vector de movimiento para un compensador 15 de movimiento. El descuantizador 12 descuantiza los datos de entrada de acuerdo con el tamaño del paso de cuantización especificado y envía los datos descuantizados a un circuito 13 de DCT inversa. El circuito de DCT inversa trata los datos cuantizados empleando DCT inversa y alimenta los datos tratados a un sumador 14.

El sumador 14 añade la salida del circuito 13 de DCT inversa y la salida del compensador 15 de movimiento, de acuerdo con el tipo de imagen (I, P o B) y alimenta los datos de vídeo resultantes, compensados en movimiento, a un banco 16 de memorias de cuadros o tramas.

Tras ello, los datos leídos del banco 16 de memorias de cuadros o tramas son redispuestos en el orden de cuadros o tramas original ilustrado en la Fig. 14A, por el conmutador 16e. Los datos redispuestos son alimentados a un convertidor 17 de digital en analógico (D/A), para ser convertidos en una señal de vídeo analógica, que luego es presentada en un dispositivo de visualización 18.

En respuesta a una señal de petición de código procedente de la memoria intermedia 10 de código de vídeo, el circuito de control 6 alimenta los datos almacenados en la memoria intermedia 5 de anillo, a la memoria intermedia 10 de código de vídeo. Cuando se reduce la cantidad de datos transmitidos desde la memoria intermedia 10 de código de vídeo hacia el circuito 11 de VLC inversa, por ejemplo como resultado del tratamiento continuo de datos de imágenes simples que presentan una pequeña cantidad de datos, se reduce también la cantidad de datos transmitidos desde la memoria intermedia 5 de anillo a la memoria intermedia 10 de código de vídeo. Consiguientemente, puede incrementarse la cantidad de datos almacenados en la memoria intermedia 5 de anillo y el puntero de grabación WP puede sobrepasar potencialmente el puntero de lectura RP, para provocar el desbordamiento de la memoria 5 de anillo.

Para evitar tal problema, el circuito de control 6 calcula la cantidad corriente de datos almacenados en la memoria intermedia 5 de anillo basándose en las posiciones de dirección del puntero de grabación WP y del puntero de lectura RP. Cuando la cantidad de datos calculada supera una magnitud predeterminada, un circuito 7 de decisión de salto de pista determina que la memoria intermedia 5 de anillo puede desbordarse, potencialmente, y envía una orden de salto de pista al servocircuito 8 de seguimiento. En respuesta a la orden de salto de pista, el servocircuito 8 de seguimiento hace que el captador 2 salte pistas, dependiendo de la capacidad de almacenamiento de la memoria intermedia 5 de anillo, con el fin de evitar cualquier desbordamiento o infrautilización de la memoria intermedia 5 de anillo. Esto permite, ventajosamente, una reproducción de vídeo continua con una calidad de imagen uniforme, con independencia de la complejidad (o simplicidad) de las imágenes grabadas en el disco 1.

La velocidad de transmisión de datos desde la memoria intermedia 5 de anillo a la memoria intermedia 10 de código de vídeo se fija previamente para que sea igual o menor que la velocidad de transmisión de datos desde el circuito 33 de ECC a la memoria intermedia 5 de anillo, para permitir que la memoria intermedia 10 de código de vídeo transmita a la memoria intermedia de anillo una petición de código para transmitir datos con independencia de un salto de pista.

En un modo de reproducción normal se supone, por ejemplo, que los datos de imágenes I, P y B, I_{0}, B_{-2}, B_{-1}, P_{0}, B_{0}, B_{1}, ... están grabados en el disco 1 en el orden mostrado en la Fig. 14B. En este ejemplo, un GOP está compuesto por quince cuadros o tramas de imágenes, incluyendo un cuadro de imagen I, cuatro cuadros o tramas de imágenes P y diez cuadros o tramas de imágenes B. La reproducción normal de las imágenes se realiza leyendo secuencialmente y descodificando los datos codificados en el orden de grabación mostrado en la Fig. 14B y presentando los datos codificados en el orden ilustrado en la Fig. 14A.

Más específicamente, en el momento de descodificar la imagen I, I_{0}, la salida descodificada obtenida a partir del circuito 13 de DCT inversa, es alimentada directamente al banco 16 de memorias de cuadros o tramas. Sin embargo, en el momento de descodificar la imagen B, B_{-2}, la imagen P previamente descodificada (no mostrada) y la imagen I, I_{0}, cuyas dos imágenes se utilizan como referencias para codificación predictiva de la imagen B, B_{-2}, son alimentadas desde el banco 16 de memorias de cuadros o tramas al compensador 15 de movimiento y se genera una imagen en movimiento predicha de acuerdo con la información de vector de movimiento suministrada desde el circuito 11 de VLC inversa. La imagen predicha en movimiento generada es suministrada, luego, al sumador 14 que la añade a la salida del circuito 13 de DCT inversa, por lo que la imagen B, B_{-2}, es descodificada y almacenada en el banco 16 de memorias de cuadros o tramas.

La imagen B, B_{-1}, es descodificada de la misma manera que la imagen B, B_{-2}, y se graba sobre la imagen B, B_{-2} que está almacenada en una de las memorias de cuadros o tramas 16a-16c del banco de memoria de cuadros o tramas. Al descodificar la imagen P, P_{0}, la imagen I, I_{0}, es alimentada desde el banco 16 de memorias de cuadros o tramas al compensador 15 de movimiento, junto con la información sobre vector de movimiento suministrada desde el circuito de VLC inversa. El compensador de movimiento suministra una imagen predicha en movimiento al sumador 14, que suma esta imagen predicha en movimiento a la imagen P, P_{0}, suministrada desde el circuito de DCT inversa, para descodificar por tanto la imagen P, P_{0}. La imagen P, P_{0} descodificada así descodificada es grabada sobre los datos más antiguos (que pueden ser la imagen I o la imagen P) almacenados en el banco 16 de memorias de cuadros o tramas.

Así, las imágenes son descodificadas en secuencia, como antes se ha mencionado, pero son leídas desde el banco 16 de memorias de cuadros o tramas en su orden original y son presentadas en el dispositivo de presentación 18 en el orden mostrado en la Fig. 14A.

En un modo de reproducción rápida, los datos grabados en el disco 1 han de descodificarse y presentarse en orden inverso. Por ejemplo, si se descodifica una imagen B, B_{07}, del disco 1,en el que hay grabados datos de vídeo en el orden ilustrado en las Figs. 9A y 9B (únicamente se muestran datos de vídeo, por sencillez), es necesario descodificar las imágenes P, P_{08} y P_{05} antes de descodificar la imagen B, B_{07}, porque estas imágenes P han de utilizarse como referencia para descodificar la imagen B, B_{07}, deseada. Sin embargo, se aprecia que la imagen P, P_{05}, descodificada es necesaria para descodificar la imagen P, P_{08}, y que se necesita la imagen I, I_{02}, descodificada para descodificar la imagen P, P_{05}. Consiguientemente, la descodificación debe comenzar a partir de la imagen I situada al inicio del GOP. Al terminarse la descodificación de un GOP, la operación ha de saltar de vuelta al GOP precedente, para continuar el proceso de descodificación.

Sin embargo, si se realiza una reproducción en retroceso con tal técnica de descodificación, se introducirá un retardo de tiempo excesivo al presentar las imágenes, dando como resultado la visualización de imágenes no naturales. Las realizaciones ilustrativas del presente invento resuelven este problema al descodificar solamente las imágenes I y P, como en el modo de reproducción normal, pero realizan la reproducción en retroceso empleando sólo las mismas tres memorias de cuadros o tramas 16a, 16b y 16c, necesarias para la reproducción normal. Así, las presentes realizaciones descodifican, ventajosamente, un total de tres imágenes, una imagen I que aparece después de un sector de entrada y dos imágenes P sucesivas, en lugar de descodificar una secuencia completa de imágenes I e imágenes P, permitiendo por tanto la reproducción rápida en retroceso con una complejidad mínima de los circuitos.

La presente realización es capaz de realizar la reproducción rápida en retroceso por medio de un detector 40 de PSM con una configuración de circuito simplificada, sin utilizar un detector de corriente que ofrezca una configuración complicada como se ha descrito en lo que antecede. Como el detector 40 de PSM detecta información que representa el número de palabras de bites desplazadas dado en el ip_ipp _descriptor en un PSM, es posible grabar en la memoria intermedia 5 de anillo solamente el margen requerido de corriente de datos a partir de una imagen I que aparezca inmediatamente después de un sector de entrada a las dos imágenes P sucesivas que aparecen tras la imagen I.

La operación realizada por el aparato descodificador de las Figs. 8A y 8B en un modo de reproducción rápida en retroceso (FR), se describirá con referencia a las Figs. 9A a 9C.

Las Figs. 9A a 9C muestran el orden de los datos de vídeo grabados en el disco 1. Los datos de vídeo ilustrados en estos diagramas corresponden a cuatro GOP y, en el modo de reproducción FR, el circuito de control 6 ejerce su acción de control de tal manera que el captador 2 lee los datos de vídeo del disco 1 en el orden indicado por las flechas bajo los datos de vídeo. Más específicamente, el captador 2 lee sucesivamente los datos de vídeo de la imagen I, I_{32}, de la imagen B, B_{30}, de la imagen B, B_{31}, de la imagen P, P_{35}, de la imagen B, B_{33}, de la imagen B, B_{34}, y de la imagen P, P_{38}, en este orden, luego salta a un GOP inmediatamente precedente y lee los datos de vídeo de una imagen I, I_{22}, a la segunda imagen P, P_{28}. Subsiguientemente, el captador 2 salta a otro GOP precedente y lee los datos de vídeo de la imagen I, I_{12}, hasta la segunda imagen P, P_{18}. A continuación, el captador 2 salta a otro GOP precedente y, entonces, lee los datos de vídeo de la imagen I, I_{02}, hasta la segunda imagen P, P_{08}. Después, en forma similar a lo que antecede, el captador 2 lee los datos de vídeo de una imagen I posicionada al comienzo de un GOP siguiente que precede a la segunda imagen P situada detrás de esa imagen I.

Tal operación de lectura es posible porque la información de punto de entrada antes mencionada, está grabada en el sector de entrada formado en la parte superior de cada GOP y el detector 40 de PSM detecta el ip_ipp_descriptor en el sector de entrada y, luego, alimenta el ip_ipp_descriptor detectado al circuito de control 6. Consiguientemente, el circuito de control 6 controla el captador 2 para leer, desde la parte superior (o comienzo) del sector de entrada, los datos correspondientes al número de palabras de bites representados por la información de bytes_to_second_P_pic dada en el ip_ipp_descriptor, por lo que el captador 2 es habilitado para leer los datos de vídeo en el orden indicado por las flechas en las Figs. 9A a 9C.

Para acceder a la parte superior del GOP inmediatamente precedente, se utiliza la información de distancia (longitud o extensión de datos) representada como dirección desplazada en el PSD en el sector de entrada, que significa la distancia al sector de entrada precedente.

Los datos de vídeo leídos que van desde la imagen I posicionada al comienzo del GOP hasta la segunda imagen I posicionada detrás de la imagen I, son separados de los datos de audio y de otros datos por el multiplexador 32 y, luego, son grabados en la memoria intermedia 10 de código de vídeo. Las imágenes B se eliminan utilizando la información de detección obtenida a partir del detector 34 de cabecera de imagen, y descodificando sólo los datos de imagen I y de imagen P que está grabados en el banco 16 de memorias de cuadros o tramas. Los datos de vídeo así grabados son leídos desde la memoria 16 de cuadros o tramas en el orden inverso de presentación de imágenes representado en la Fig. 9C y visualizado en el dispositivo de presentación 18.

La temporización de lectura/grabación de datos para el banco 16 de memorias de cuadros o tramas en el modo de reproducción FR se describe con referencia a la Fig. 10. Preferiblemente, el banco 16 de memorias de cuadros o tramas está provisto de tres memorias de cuadros o tramas, 16a, 16b y 16c, como se muestra en la Fig. 8. La grabación de la imagen I, I_{32} descodificada en la parte superior del GOP de comienzo (véase la Fig. 9B) de la memoria de cuadros o tramas 16a, empieza en el instante t0 y termina en el instante t1, después de un lapso de un cuadro. Subsiguientemente, la grabación de la imagen P, P_{35}, descodificada con referencia a la imagen I, I_{32}, en la memoria de cuadros o tramas 16b, empieza en el instante t1 y termina en el instante t2, después de un lapso de un cuadro.

Además, la grabación de la imagen P, P_{38}, descodificada con referencia a la imagen P, P_{35}, en la memoria de cuadros o tramas 16, empieza en el instante t2 y termina en el instante t3, después de un lapso de un cuadro. La lectura de la imagen P, P_{38}, desde la memoria de cuadros o tramas 16c puede comenzar en un punto intermedio entre los dos instantes t2 y t3, siempre que un campo de la imagen P, P_{38}, haya sido grabado ya en la memoria de cuadros o tramas 16c en este punto de inicio de lectura. Por tanto, es posible leer y grabar simultáneamente en la misma memoria de cuadros o tramas retrasando en un campo el momento de la lectura respecto del momento de la grabación.

La lectura de la imagen P, P_{38}, de la memoria de cuadros o tramas 16c termina en un instante intermedio entre los dos instantes t3 y t4, y la grabación d la imagen I, I_{22}, descodificada del GOP precedente en la memoria de cuadros o tramas 16c empieza en el instante t3. Esta grabación termina en el instante t4, después de un lapso de un cuadro.

En la memoria de cuadros o tramas 16c pueden grabarse diferentes datos de imagen al tiempo que, simultáneamente, se leen de ella los datos de imagen previamente grabados, como se ha mencionado en lo que antecede, ya que el momento de la grabación tiene un retraso de un cuadro con relación al momento de la lectura.

Después, los datos de imagen descodificados como se muestra en las Figs. 9A a 9B, se graban en las memorias de cuadros o tramas 16a, 16b y 16c en el orden de I_{32}, P_{35}, P_{38}, I_{22}, P_{25}, P_{28}, I_{12}, P_{15}, P_{18}, I_{02}, P_{05}, ... etc. Entretanto, los datos de imagen son leídos de las memorias de cuadros o tramas 16a, 16b y 16c siguiente el orden del más antiguo (mayor) número de imagen hacia el más reciente (menor) número de imagen, como P_{38}, P_{35}, I_{32}, P_{28}, P_{25}, I_{22}, P_{18}, P_{15}, I_{12}, ..., etc.

En consecuencia, se lleva a cabo la reproducción rápida en retroceso y las imágenes son presentadas en el orden mostrado en la Fig. 9C. Por ejemplo, pueden reproducirse a la inversa tres imágenes por GOP cuando se emplean tres memorias de cuadros o tramas.

En el modo de reproducción en retroceso, se detectan los números de identificación asignados a las imágenes y éstas son leídas del banco 16 de memorias de cuadros o tramas en un orden que va del número más antiguo al más reciente (del mayor al menor). Las referencias temporales (TR) que significan los números que indican el orden de presentación de las imágenes, son repuestas en las partes superiores respectivas de los GOP, y los valores de tales referencias temporales están en el margen de 0 a 1023.

Refiriéndonos ahora a las Figs. 11A a 11C, se ofrece una explicación de la reproducción en avance rápido (FF) realizada en el aparato descodificador de datos de las Figs. 8A y 8B. Las Figs. 11A y 11B ilustran los datos de vídeo de cuatro GOP en el orden en que están grabados en el disco 1, en el que las flechas situadas debajo de los datos de vídeo indican el orden en que han de ser leídos estos en el modo de reproducción en FF.

En el modo de reproducción en FF, el detector 40 de PSM detecta un ip_ipp_descriptor en el sector de entrada grabado en la parte superior de cada GOP y alimenta el ip_ipp_descriptor detectado al circuito de control 6, como en el modo de reproducción en FR antes mencionado. El circuito de control 6 controla el captador 2 para leer, desde la parte superior del sector de entrada, los datos correspondientes al número de palabras de bites representadas por la información de bytes_to_second_P_pic en el ip_ipp_descriptor, por lo que los datos de vídeo son leídos en el orden indicado por las flechas en la Fig. 11C.

Las imágenes B, cuyas identidades están presentes en las cabeceras de imagen respectivas, son eliminadas de los datos de vídeo leídos, de forma que solamente se descodifican las imágenes I y P. Las imágenes I y P descodificadas son leídas del banco 16 de memorias de cuadros o tramas en el orden de descodificación y son presentadas en el dispo-
sitivo de presentación 18 en el orden I_{02}, P_{05}, P_{08}, I_{12}, P_{15}, P_{18}, I_{22}, P_{25}, P_{28}, I_{32}, P_{35}, P_{38}, como se muestra en la Fig. 11C.

Aunque, preferiblemente, en el banco 16 de memorias de cuadros o tramas están incorporadas tres memorias de cuadros o tramas, el número de memorias de cuadros o tramas no se limita a tres, pudiendo elegirse cualquier número deseado. La reproducción en avance rápido (FF) se realizará con imágenes I e imágenes P en número igual al de memorias de cuadros o tramas.

Se describirá ahora la reproducción en FR realizada con sólo dos memorias de cuadros o tramas 16a y 16b del banco 16 de memorias de cuadros o tramas, con referencia a las Figs. 12A a !2C y a la Fig. 13.

Las Figs. 12A y 12B ilustran el orden en que están grabados datos de vídeo en el disco 1. Los datos de vídeo en las Figs. 12A y 12B corresponden a cuatro GOP y, en el modo de reproducción en FR, el circuito de control 6 controla el captador 2 para leer los datos de vídeo del disco 1 en el orden indicado por las flechas bajo los datos de vídeo. Más específicamente, el captador 2 lee sucesivamente los datos de vídeo de la imagen I, I_{32}, la imagen B, B_{30}, la imagen B, B_{31}, y la imagen P, P_{35}, en este orden, luego salta a un GOP inmediatamente precedente y lee los datos de vídeo de la imagen I, I_{22}, hasta la primera imagen P, P_{25}. Subsiguientemente, el captador 2 salta a otro GOP precedente y lee los datos de vídeo de la imagen I, I_{12}, hasta la primera imagen P, P_{15}. A continuación, el captador 2 salta a otro GOP precedente y, entonces, lee los datos de vídeo de la imagen I, I_{02}, hasta la primera imagen P, P_{05}. Después, en forma similar a lo que antecede, el captador 2 lee los datos de vídeo de una imagen I situada al comienzo del siguiente GOP precedente hasta la primera imagen P posicionada detrás de esa imagen I.

Tal operación se lleva a cabo porque el detector 40 de PSM detecta la información de bytes_to_first_P_pic en un ip_ipp_descriptor del sector de entrada grabado en la parte superior de cada GOP y, luego, alimenta la información detectada al circuito de control 6. Más específicamente, el circuito de control 6 controla el captador 2 para leer, desde la parte superior del sector de entrada, los datos correspondientes al número de palabras de bites representadas por la información de bytes_to_first_P_pic dada en el ip_ipp_descriptor, por lo que se habilita al captador 2 para que lea los datos de vídeo en el orden indicado por las flechas en las Figs. 9A a 9B.

Los datos de vídeo leídos que van desde la imagen I posicionada al comienzo del GOP hasta la primera imagen P situada detrás de esa imagen I, son separados de los datos de audio y de otros datos por el desmultiplexador 32 y se graban en la memoria intermedia 10 de código de vídeo. Subsiguientemente, se eliminan las imágenes B, cuyas identidades están presentes en las respectivas cabeceras de imagen, y solamente se descodifican y se graban en el banco 16 de memorias de cuadros o tramas los datos de imagen I y de imagen P. Los datos de vídeo así grabados son leídos de la memoria 16 de cuadros o tramas en el orden de presentación de imágenes ilustrado en la Fig. 12C y son presentados en el dispositivo de presentación 18.

La Fig. 13 es un diagrama de temporización de lectura/grabación de datos para el banco 16 de memorias de cuadros o tramas con una capacidad de dos cuadros o tramas. La grabación de la imagen I, I_{32}, descodificada al comienzo del último GOP en la Fig. 12B en la memoria 16a de cuadros o tramas se inicia en el instante t0 y termina en el instante t1, después de un lapso de un cuadro. Subsiguientemente, la grabación de la imagen P, P_{35}, descodificada con referencia a la imagen I, I_{32}, en la memoria 16b de cuadros o tramas empieza en el instante t1 y termina en el instante t2, después de un lapso de un cuadro.

La lectura de la imagen P, P_{35}, de la memoria 16b de cuadros o tramas empieza en un punto intermedio entre los dos instantes t1 y t2, siempre que un campo de la imagen P, P_{35}, haya sido grabado ya en la memoria 16b de cuadros o tramas en este instante de inicio de la lectura. Por tanto, es posible, simultáneamente, leer y grabar en la misma memoria 16b de cuadros o tramas retrasando el momento de la lectura con relación al momento de la grabación, en un campo. Así, pueden grabarse, en la memoria 16b de cuadros o tramas, datos de imágenes diferentes mientras que, simultáneamente, se lee de ella una imagen previamente grabada.

La lectura de la imagen P, P_{35}, de la memoria 16b de cuadros o tramas termina en un punto intermedio entre los dos instantes t2 y t3, y la grabación de la imagen I, I_{22}, descodificada del GOP precedente en la memoria 16b de cuadros o tramas, empieza en el instante t2. Esta grabación finaliza en el instante t3, tras un lapso de un cuadro.

La imagen I, I_{32}, es leída de la memoria 16a de cuadros o tramas en un punto intermedio entre los dos instantes t2 y t3, y después de, aproximadamente, un retardo de un campo respecto de este instante de inicio de lectura, comienza la grabación de la imagen P, P_{25}, descodificada en la memoria 16a de cuadros o tramas. Un cuadro de la imagen I, I_{32}, es leído completamente en un punto intermedio entre los instantes t3 y t4 y, subsiguientemente, un cuadro de la imagen P, P_{25}, es leído completamente de la memoria 16a de cuadros o tramas. Además, un cuadro de la imagen I, I_{12}, del GOP precedente, es grabado en la memoria 16a de cuadros o tramas, entre los instantes t4 y t5.

Los datos de imagen descodificados como se muestra en las Figs. 12A a 12B se graban en las memorias 16a y 16b de cuadros o tramas en el orden I_{32}, P_{35}, I_{22}, P_{25}, I_{12}, P_{15}, I_{02}, P_{05}, ..., y son leídos en el orden que va del número de imagen más antiguo (mayor) hacia el número de imagen más reciente (menor, como P_{35}, I_{32}, P_{25}, I_{22}, P_{15}, I_{12}, P_{05}, I_{02},...

Como se ha descrito en lo que antecede, en el modo de reproducción especial se presentan una imagen I y dos o una imagen P por GOP. Se apreciará que el presente invento puede ser modificado para descodificar y presentar únicamente una imagen I por GOP y eliminar tanto las imágenes P como las imágenes B. En tal caso, la información para detectar el número de palabras de bites hasta el final de la imagen I, se graba en un PSD (directorio de corriente de programa). Más específicamente, en el directorio de corriente de programa definido de acuerdo con el sistema MPEG (ISO 13818-1), la información relativa a la imagen I inmediatamente después del PSD, está grabada como unidad de acceso de referencia y se suman tres valores de PES_header_position_offset (desplazamiento_de_posición_de_cabecera_PES), reference_offset (desplazamiento_de_referencia) y bytes_to_read (palabras_de_bites_a_leer), para determinar la longitud o extensión de los datos (el número total de palabras de bites) desde la primera palabra de bites del PSD hasta el final de la imagen I.

Cuando la capacidad de almacenamiento de las memorias de cuadros o tramas supera los tres cuadros o tramas, pueden descodificarse y reproducirse más de tres cuadros o tramas por GOP, en el modo de reproducción especial. En tal caso, la información que representa la longitud o extensión de los datos es grabada en el PSM, de forma que pueda accederse a tres o más imágenes P que aparezcan detrás de la imagen I.

Aunque los ejemplos anteriores muestran un salto a un GOP adyacente, en el modo de reproducción especial, el salto puede ejecutarse a un GOP distante, al realizar la reproducción especial.

En la presente realización del invento, cuando el captador 2 salta en el modo de reproducción especial, los datos de vídeo de la corriente de vídeo tienen velocidades diferentes, ya que su grado de compresión es distinto, dependiendo de los tipos de imagen (I, P o B) o de los atributos de esas imágenes (simples o complejas). En consecuencia, el tiempo de búsqueda no es fijo y pueden surgir dificultades al realizar una reproducción FF/FR a velocidades que sean múltiplos de ellas. Para evitar tales dificultades, el controlador del sistema mide el tiempo de búsqueda o intervalo de presentación y se cambia la distancia hasta la siguiente búsqueda de acuerdo con el tiempo medido, por lo que se consigue el control de la velocidad mediante el control de la realimentación. Por ejemplo, si en una búsqueda cualquiera se ha ocupado un tiempo más largo, el captador 2 salta a una posición ligeramente distante en una unidad de GOP, para ganar así la distancia necesaria.

Aunque se ha descrito este invento conjuntamente con un medio óptico de grabación, ha de comprenderse que el método y el aparato de grabación/reproducción del invento pueden utilizarse con otros medios de grabación tales como un disco magnético o similar o transmitir los datos de vídeo comprimidos.

Como merced al presente invento puede realizarse la reproducción especial, tal como la reproducción en retroceso, con un circuito más barato y menos complejo, algunos componentes del aparato, incluyendo sustratos y circuitos especiales, pueden reducirse dimensionalmente, para disminuir en consecuencia el consumo de energía, minimizando así la generación de calor y reduciendo al mínimo la estructura necesaria para radicación de calor.

En el modo de reproducción especial, puede recuperarse sólo una imagen I, una imagen I y una imagen P, o una imagen I y dos imágenes P. Estas configuraciones pueden cambiarse selectivamente de forma que pueda controlarse la velocidad de reproducción especial cambiando el número de imágenes que han de cargarse en la memoria de cuadros o tramas y presentarse. Se pueden utilizar una o dos imágenes P además de una imagen I, de forma que las escenas puedan visualizarse de manera uniforme con el fin de proporcionar una presentación visual satisfactoria.

Aunque el presente invento se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a realizaciones preferidas, se apreciará fácilmente que pueden realizarse diversos cambios sin apartarse por ello del espíritu y del alcance del invento. Se pretende que la interpretación de las reivindicaciones adjuntas incluya las realizaciones antes descritas, las diversas alternativas que se han descrito y todos sus equivalentes.

Claims

1. Un aparato para grabar datos de imágenes en un medio de grabación, que comprende:

: medios para recibir dichos datos de imágenes;

: medios para codificar dichos datos de imágenes utilizando codificación intra-imagen y codificación predictiva para proporcionar una corriente de datos que contenga al menos un dato de imagen codificado intra-imagen (imagen I) y al menos un dato de imagen con codificación predictiva (imagen P) en un orden predeterminado, en el que dicha al menos una imagen I precede a dicha al menos una imagen P;

: medios para generar información posicional que represente posiciones de dicha al menos una imagen I y de dicha al menos una imagen P con relación a dicha al menos una imagen I en dicha corriente de datos; y

: medios para grabar dicha al menos una imagen I, dicha al menos una imagen P y dicha información posicional en dicho medio de grabación.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que dichos medios para generar son utilizables para generar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

3. El aparato de la reivindicación 2, en el que dichos medios para grabar son utilizables para grabar dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P en un sector; y en el que dichos medios para generar son utilizables para generar además información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde el comienzo de dicho sector que incluye dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

4. El aparato de la reivindicación 3, en el que dichos medios para grabar son utilizables para grabar dicha información posicional en dicho sector.

5. El aparato de la reivindicación 4, en el que dichos medios para codificar son utilizables para codificar los datos de imágenes utilizando codificación en modo predictivo bidireccional para proporcionar una pluralidad de imágenes codificadas en modo predictivo bidireccional (imágenes B) en dicha corriente de datos.

6. El aparato de la reivindicación 4, en el que cada una de dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P, constituye un cuadro o trama.

7. El aparato de la reivindicación 2, en el que la corriente de datos contiene dos imágenes P, y en el que dichos medios para generar es utilizable además para generar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de una segunda de dichas dos imágenes P.

8. Aparato para reproducir datos de imágenes desde un medio de grabación, estando grabados dichos datos de imágenes como una corriente de datos que representa a grupos de imágenes (GOPs), estando compuesto cada GOP de al menos un dato de imagen de intra-imagen (imagen I) codificada y de al menos un dato de imagen predictiva codificada (imagen P), en el que dicha al menos una imagen I precede al dicha al menos una imagen P, comprendiendo dicho aparato:

: un dato de imagen, que comprende:

: medios para reproducir dicha corriente de datos

: medios para detectar información posicional incluida en dicha corriente de datos y que representa las posiciones de dicha al menos una imagen O en relación con dicha al menos una imagen I en dicha corriente de datos;

: medios para detectar desde dicha corriente de datos dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P en respuesta a dicha información posicional, y para conducir los datos de imágenes codificados desde la misma;

: medios para descodificar dichos datos de imágenes codificados para proporcionar datos de imágenes descodificadas; y

: medios para visualizar dichos datos de imágenes descodificadas.

9. El aparato de la reivindicación 8, en el que dichos medios para detectar son utilizables para detectar información posicional que representa la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

10. El aparato de la reivindicación 9, en el que dichos medios para reproducir son utilizables para reproducir dicha corriente de datos desde un sector; y en el que dichos medios para detectar dicha información posicional es además utilizable para detectar información posicional que representa la longitud o extensión de datos desde el comienzo de dicho sector que incluye al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

11. El aparato de la reivindicación 10, en el que dicha información posicional es grabada en dicho sector.

12. El aparato de la reivindicación 11, en el que dichos datos de imágenes codificados en la corriente de datos reproducidos incluyen una pluralidad de imágenes codificadas en modo predictivo bidireccional (imágenes B).

13. El aparato de la reivindicación 11, en el que cada una de dicha al menos una imagen I y de dicha al menos una imagen P, constituye un cuadro o trama.

14. El aparato de la reivindicación 9, en el que la corriente de datos contiene dos imágenes P; y en el que dichos medios para detectar son utilizables, además, para detectar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de una segunda de dichas dos imágenes P.

15. Aparato para grabar y reproducir datos de imágenes en un medio de grabación, que comprende:

: medios para recibir dichos datos de imágenes;

: medios para codificar dichos datos de imágenes utilizando codificación intra-imagen y/o codificación predictiva para proporcionar una corriente de datos que contiene al menos un dato de imagen codificado intra-imagen (imagen I) y al menos un dato de imagen codificado en modo predictivo (imagen P) en un orden predeterminado, en el que dicha al menos una imagen I precede a dicha al menos una imagen P;

: medios para generar información posicional que representa posiciones de dicha al menos una imagen I con relación a dicha al menos una imagen I en dicha corriente de datos;

: medios para grabar dicha al menos una imagen I, dicha al menos una imagen P y la información posicional en dicho medio de grabación.

: medios para reproducir dicha corriente de datos desde dicho medio de grabación;

: medios para detectar dicha información posicional desde dicha corriente de datos reproducidos

: medios para detectar desde dicha corriente de datos dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P en respuesta a dicha información posicional detectada y para derivar los datos de imágenes codificados desde la misma;

: medios para visualizar dichos datos de imágenes descodificadas.

16. El aparato de la reivindicación 15, en el que dichos medios para generar información posicional son utilizables para generar información posicional que representa la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

17. El aparato de la reivindicación 16, en el que dichos medios para grabar son utilizables para grabar dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P en un sector; y en el que dichos medios para generar son utilizables para generar información posicional que además representa la longitud o extensión de datos desde el comienzo de dicho sector que incluye dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

18. El aparato de la reivindicación 17, en el que dichos medios para grabar son utilizables para grabar dicha información posicional en dicho sector.

19. El aparato de la reivindicación 18, en el que dichos medios para codificar son utilizables para codificar los datos de imágenes utilizando codificación en modo predictivo bidireccional para proporcionar una pluralidad de imágenes codificadas en modo predictivo bidireccional (imágenes B) en dicha corriente de datos.

20. El aparato de la reivindicación 18, en el que cada una de dicha al menos una imagen I y dicha al menos una imagen P, constituye un cuadro o trama.

21. El aparato de la reivindicación 15, en el que dichos medios para detectar son utilizables para detectar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

22. El aparato de la reivindicación 21, en el que dichos medios para reproducir son utilizables para reproducir dicha corriente de datos desde un sector; y en el que dichos medios para detectar dicha información posicional son utilizables, además, para detectar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde el comienzo de dicho sector que incluye dicha al menos una imagen I hasta el final de dicha al menos una imagen P.

23. El aparato de la reivindicación 22, en el que dicha información posicional está grabada en dicho sector.

24. El aparato de la reivindicación 15, en el que la corriente de datos contiene dos imágenes P; y en el que dichos medios para generar información posicional son utilizables, además, para generar información posicional que represente la longitud o extensión de datos desde dicha al menos una imagen I hasta el final de una segunda de dichas dos imágenes P.