JP2000078471A - 可処分フレ―ムのみを使用したロゴ挿入 - Google Patents

可処分フレ―ムのみを使用したロゴ挿入

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JP2000078471A
JP2000078471A JP11213781A JP21378199A JP2000078471A JP 2000078471 A JP2000078471 A JP 2000078471A JP 11213781 A JP11213781 A JP 11213781A JP 21378199 A JP21378199 A JP 21378199A JP 2000078471 A JP2000078471 A JP 2000078471A
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compressed digital
video
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JP11213781A
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Alfonso Ferreira Florensio Dinei
アフォンソ フェレイラ フローレンシオ ディネイ
Ragnar Hlynur Jonsson
ヒリヌア ヨンソン ラグナー
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Sarnoff Corp
Original Assignee
Sarnoff Corp
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
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  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロゴをビットストリームの完全な符号化及び再
符号化なしで圧縮デジタルビデオビットストリームに挿
入し、且つビデオディスプレイの全品質を維持する。 【解決手段】ロゴ等を圧縮デジタルビデオビットストリ
ームに加えるとき、ロゴを可処分フレームのみに挿入す
る。可処分フレームは他のフレームの復号時に参照とし
て使用されないので、ロゴはいかなる他のフレーム再生
にもの悪影響を与えることなしで加えられる。好ましく
は、ロゴ挿入に適する位置に対応している可処分フレー
ムマクロブロックは、圧縮ビットストリームから抽出さ
れて及びイントラエンコードされたロゴ挿入データによ
って置換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】発明の分野 本発明はデジタルビデオに関し、特に、圧縮デジタルビ
デオビットストリームへのロゴの挿入に関する。 関連技術の説明 一般のアナログ（例えばＮＴＳＣ又はＰＡＬ）テレビ番
組の同報通信で、各局の放送関係者が、ネットワーク供
給、例えば局（station）を識別するためにビデオディ
スプレイのすみに局ロゴを挿入することは通常の慣習で
ある。これは、特にケーブルテレビ番組にあてはまる。
これによって、特に今日において、ケーブルオペレータ
が彼らのケーブルスペクトルのチャネル割当（assignme
nt）を再計画（re-map）した場合、視聴者が「チャネル
サーフ（channel surf)」したときに何を見ているかを
速く確認することができるようになる。同様の技術が、
ＴＶプログラムの評価のために最近用いられるようにな
っており、それによって見られているプログラムの評価
を、両親が即時に識別することができるようになった。
入って来るストリームにロゴ及び他の画像を挿入するこ
とは、今日のビデオ市場において非常に重要である。
【０００２】将来のデジタルテレビシステムで、テレビ
番組は、例えば、ＭＰＥＧビデオ圧縮規格に従った圧縮
デジタルビデオビットストリームとして、中心のネット
ワークから各局の放送関係者まで送られる。非圧縮（un
compressed）アナログＴＶプログラミングによる場合、
各局の放送関係者が、彼らのカスタマにＴＶプログラム
を放送する前に、圧縮（compressed）デジタルビデオス
トリームにロゴ又は他の画像を挿入することを可能にす
ることは望ましい。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、圧縮デジタルビデオストリー
ムにロゴ又は他の画像を挿入する構成に向けられてい
る。本発明は、新しい画像で特定のブロック又はマクロ
ブロックを置換することによってビットストリームを完
全に復号化及び再符号化を回避する。一般に、これは、
動き補償によって、ビデオ信号に容認できないゆがみを
引き起こす。本発明は、Ｂフレームの中にのみ新しい材
料を挿入することによって伝搬誤差を解決するものであ
る。
【０００４】一実施形態において、本発明は、圧縮デジ
タルビデオビットストリームに、画像を挿入することに
向けられている。画像は、圧縮デジタルビデオビットス
トリーム中の可処分（disposable）フレームのみに挿入
され、画像が挿入された圧縮ビットストリームが発生さ
れる。
【０００５】
【実施形態の詳細な説明】図１は、圧縮デジタルビデオ
ストリームにロゴ又は他の画像を挿入するための一つの
可能な構成を示す。図１によると、例えば、中心のネッ
トワークに位置するビデオエンコーダ１０２は、ビデオ
信号（アナログ又はデジタル）を圧縮して、圧縮デジタ
ルビデオビットストリームを発生する。それは次に各局
の放送関係者の特殊なビデオプロセッサ１０４に送られ
る。ビデオプロセッサ１０４は、ビデオデコーダ１０
６、ビデオロゴインサータ１０８及びビデオエンコーダ
１１０を含み、全ては中心のネットワークから受け取ら
れる圧縮デジタルビデオストリームに、ロゴ又は他の画
像を挿入するために働く。
【０００６】特に、ビデオデコーダ１０６は、圧縮デジ
タルビデオビットストリームを復号化し、復号化ビデオ
ストリームを発生する。あるレベルにおいて、ビデオデ
コーダ１０６は、ビデオエンコーダ１０２によって中心
のネットワークで実行される圧縮処理を逆にすると言う
ことができるであろう。
【０００７】ビデオロゴインサータ１０８は、復号化ビ
デオストリームにロゴ又は他の所望の画像を挿入し、挿
入されたロゴを有するビデオストリーム発生する。実施
方法によっては、ビデオロゴインサータ１０８は、アナ
ログドメインかデジタルドメインで働く。アナログの場
合、ビデオロゴインサータ１０８は、アナログテレビ番
組にロゴを挿入するために一般に使用される既存の部品
と同一でもよい。デジタルの場合、ビデオロゴインサー
タ１０８はピクセルドメインの中で働き、ロゴのピクセ
ルを復号化ビデオ信号内のピクセルにかぶせるか又は混
合して、挿入されたロゴを有するデジタルビデオを発生
する。
【０００８】いかなる場合も、ビデオエンコーダ１１０
は、挿入されたロゴを有するビデオを再圧縮し、挿入さ
れたロゴでビデオに対応した圧縮デジタルビデオビット
ストリームを再生させる。このロゴが挿入されたビット
ストリームは、その後各局の放送関係者によってカスタ
マ（customer）に放送される。
【０００９】ビデオ圧縮アルゴリズム（例えばＭＰＥ
Ｇ）において、ビデオシーケンスは、異なる種類のビデ
オフレームを使用して符号化される。キーフレーム（こ
れもイントラ、即ちＩフレームとして知られている）
は、他のどのフレームにも関係のないフレーム内符号化
技術を使用して符号化されるビデオデータのフレームで
ある。予測された、即ちＰフレームは、例えば少なくと
も一つの他のフレームに関する、動き推定、動き補償、
及びフレーム間の差等の、フレーム間符号化技術を使用
して符号化される可能性があるビデオデータのフレーム
である。加えて、Ｐフレームは、それ自体が、他のフレ
ームを符号化するために用いられる参照（reference）
である可能性がある。Ｐフレームのような、可処分即ち
Ｂフレームが、少なくとも一つの他のフレームに関す
る、フレーム間符号化技術を使用して符号化される得る
ビデオデータのフレームである。しかし、Ｐフレームと
違いＢフレームは、他のフレームを符号化するための参
照としては決して使用されない。このように、Ｂフレー
ムは、他のフレームの再生に悪影響を及ぼすことなく、
ビデオシーケンスから落されることができ、従って可処
分の名がつけられている。
【００１０】ＭＰＥＧのようなビデオ圧縮アルゴリズム
は、ブロック及びマクロブロックと呼ばれるピクセルの
領域に基づいてビデオフレームを符号化する。例えば、
ＤＣＴ変換等の変換は、通常はピクセルデータ（即ち、
ピクセル自身、又は動き補償フレーム間ピクセルの差）
の（８×８）ブロックに適用され、一方、動き推定及び
動き補償は、通常はピクセルの（１６×１６）マクロブ
ロックに適用される。動き補償フレーム間の差を計算す
る際に、ゼロ以外の動きベクトルに対して、一つのフレ
ームのマクロブロックは、第一フレームのマクロブロッ
クの位置と異なるフレーム内の位置を有する他のフレー
ムの（１６×１６）領域に関して符号化される。
【００１１】図１のロゴ挿入構成の一つの利点は、ロゴ
が挿入されたビデオがビデオエンコーダ１１０によって
圧縮されるときに、ロゴの挿入による各ビデオフレーム
に対する変化が考慮されるということである。例えば、
キー及び予測フレームの両方のロゴ領域に対する変化
は、動き推定及び動き補償の差の計算が予測及び可処分
フレームの両方の中に符号化の最中に実行されるときに
考慮される。
【００１２】しかし、圧縮デジタルビデオビットストリ
ームにロゴを挿入することに関してこの構成に対する多
くの欠点がある。第一に、当該構成は、ビデオストリー
ムを完全に復号化し、次に再符号化するためにより費用
のかかる装置を要求する。加えて、ＭＰＥＧのような圧
縮アルゴリズムは、量子化及び復号化されたビデオの質
に悪影響を与える可能性のある他のステップに依存す
る、損失（lossy）アルゴリズムである。このように、
この構成における追加の復号化及び再符号化ステップ
は、カスタマに表示される最終の復号化ビデオの質を低
減する。
【００１３】本発明は、ＭＰＥＧビデオ圧縮規格に従う
ような、圧縮デジタルビデオビットストリームにロゴ及
び他の画像を挿入するための代替構成に向けられてい
る。この構成によると、ロゴは圧縮ビットストリーム内
の可処分のフレームのみに挿入されている。他のいかな
るフレームも可処分のフレームに基づいて符号化される
ことはないので、ロゴの挿入によるそれらのフレームへ
の変更は圧縮ビットストリーム内の他のどのフレームの
再生にも影響を及ぼさない。更に、好ましい実施形態に
おいて、可処分のフレームの中で影響を受けるマクロブ
ロックに対応している符号化データのみは、処理される
必要がある。その結果、本発明は、圧縮デジタルビデオ
ビットストリームにロゴを挿入ための構成を提供し、そ
れは局所の放送関係者で完全に圧縮デジタルビデオビッ
トストリームを完全に復号化することがない。
【００１４】図２は、本発明の一実施形態に従った流れ
図であり、圧縮デジタルビデオビットストリームにロゴ
又は他の画像を挿入することに含まれる処理を示す。ビ
デオディスプレイへの挿入のためのロゴ及び所望の位置
を選択した（図２のステップ２０２）後、ロゴによって
影響を受ける、ビデオディスプレイ内のブロック及びマ
クロブロックが、ロゴのサイズ及び所望の位置に基づい
て特定される（ステップ２０４）。特定されたブロック
及びマクロブロックに対応する、圧縮デジタルビデオビ
ットストリーム内の可処分フレームのためのみの符号化
データは、次にビットストリームから抽出され（ステッ
プ２０６）、対応するロゴが挿入された符号化データ
（ステップ２０８）で置換され、そこで、ロゴが挿入さ
れた符号化データはロゴを表すイントラエンコードピク
セルのブロックに対応する。
【００１５】特別な実施に従うと、ロゴが挿入された符
号化データを発生する異なった方法もある。例えば、実
施によっては、ロゴが挿入された符号化データは、オリ
ジナル圧縮ビットストリーム内の対応する符号化データ
で完全に独立である。これらの実施において、ロゴはオ
リジナルビデオディスプレイの可処分のフレーム内の対
応するマクロブロックに効果的に置き変わる。他の実施
において、ロゴはオリジナルビデオデータと混合され、
ビデオディスプレイへのロゴのより微妙な挿入が達成さ
れる。この混合は、ピクセルレベル又は変換係数レベル
で実行されることができる。ピクセルレベルの場合、次
に可処分のフレームからの対応符号化データは、ピクセ
ルまでずっと復号化され、次にロゴに対応しているピク
セルと混合される可能性があり（例えば、荷重平均する
ことによって）、混合ピクセルが発生され、ロゴが挿入
された符号化データを発生するために再圧縮される。こ
の方法は、ピクセルをオリジナル符号化データからピク
セルを回復するために逆変換（例えばＤＣＴ）の適用を
要求して、ロゴが挿入された符号化データを混合された
データから発生するために順変換（forward transfor
m）の適用も要求するであろう。代替実施形態で、逆変
換及び順変換の適用によって必要な処理を避けることが
望ましい場合、混合は、（逆変換及び順変換を適用する
ことなく）変換係数に直接適応される。いずれにせよ、
結果としての、ロゴが挿入された符号化データは、ステ
ップ２０６中に抽出されたオリジナル符号化データの代
わりに、ステップ２０８の圧縮ビットストリームに挿入
され返される。
【００１６】必要な場合、他の調整が、圧縮ビットスト
リーム（ステップ２１０）に作られる。例えば、ロゴが
挿入された符号化データによるオリジナル符号化データ
の交換は、ビットストリーム（例えばバイトアライメン
ト又はビット速度）の確かな特性曲線に影響を及ぼす可
能性がある。更に、若干のケースにおいては、イントラ
エンコードブロックがインタ符号化されたブロックより
も、符号化により多くのビットを必要とする傾向がある
ので、オリジナル符号化データの追加の若干のブロック
が落されなければならず又はイントラ符号化ロゴが挿入
されたデータの挿入のために補償するように単純化され
なければならないかもしれない。
【００１７】本発明において、ロゴの境界がマクロブロ
ック境界と一致する場合、及びロゴが不透明の場合、挿
入された信号は入って来る信号に依存せず、従って、入
って来る信号の復号化が必要でない。この場合、ロゴが
イントラ符号化されるので、ロゴのための符号化データ
は予め計算（即ち、予め符号化された）されることがで
きる。このように、リアルタイムで実行されるためには
非常に限られた処理が必要である。上記の状態が満たさ
れないときはいつでも、入って来るビットストリームの
部分的な若干の復号化が必要である可能性があるが、そ
れはロゴによって影響を受ける像の一部に制限される。
【００１８】本発明に従うと、ロゴは可処分のフレーム
のみに挿入されているので、ロゴは全てのフレームに存
在するわけではない。その結果、一方ではロゴを有する
可処分フレームと他方ではキー及びロゴのない予測フレ
ームとの間のちらつき効果がある。このちらつき効果
は、高いフレームレート、即ち可処分のフレームの数が
比較的高いときは目立たない。更に、本発明の単純及び
低レベル費用は、ちらつき効果を軽減する可能性がある
他の解決案に利点に提供する。本発明は、各局のレベル
で緊急メッセージ挿入（例えば、気象警報など）中に、
特別な適用を有する可能性がある。未許可のアクセスを
合図する際の他の適用があるであろう、そこでは、復号
化された信号の質は重要でなく、ちらつきによって作ら
れるいかなる不快感も望ましいであろう。移動ロゴの芸
術的な使用には他の適用があるであろう。そこでは、ち
らつきが画像の移動性質によってごまかされて減衰され
る。
【００１９】本発明は図１のプロセッサ１０４のものと
同様のブロック図を有するロゴインサーションプロセッ
サを使用して実行されることができる。しかし、本発明
において、ビデオデコーダ及びビデオエンコーダは大幅
に単純化することができる理由は、全体圧縮ビットスト
リームを完全に復号化及び再符号化することが個々に要
求されていないからである。
【００２０】本発明はＭＰＥＧビデオ圧縮規格に従って
いるビデオ圧縮構成の状況で記述されたが、当業者は、
本発明がまた、他の好適なビデオ圧縮構成の状況の中で
実行されることができると理解するであろう。
【００２１】本発明は、方法及び、それら方法を実施す
るための装置の形で実現化されることができる。本発明
は、例えばフロッピーディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハ
ードドライブ又は他のどの機械読取り可能記憶媒体で表
されるプログラムコードの形で具体化されるプログラム
コードの形で実現されることができ、プログラムコード
が機械（例えば計算機）ロードされて実行されるとき、
当該機械は本発明を実施する装置となる。本発明はま
た、例えば、記憶媒体にストアされ、ロードされ、及び
／又は機械によって実行され、或いは何か伝達媒体（電
気的ワイア又は光ファイバを通したケーブル）で伝達さ
れ、又は電磁放射を介するか否か係わらず、プログラム
コードの形で具体化されることができ、プログラムコー
ドがロードされて機械（例えば計算機）によって実行さ
れるとき、当該機械は本発明を実施する装置になる。汎
用プロセッサで実施されるとき、プログラムコードセグ
メントは、特定の論理回路と類似して働く独特な装置を
提供するプロセッサと組合わさる。
【００２２】本発明の本質を説明するために記載され図
示された内容の詳細、材料及び細部の構成における種々
の変更が、請求項に記載された本発明の原理及び範囲か
ら逸脱することなく、当業者によって成されるであろう
ことが更に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明の他の見地、特徴及び利点は、より十分に以下の
詳細な説明、添付の請求項及び付随する図面から明白に
なるであろう。
【図１】圧縮デジタルビデオストリームにロゴ又は他の
画像を挿入するための一つの可能な構成を示す。
【図２】圧縮デジタルビデオビットストリームにロゴ又
は他の画像を挿入する際の、本発明の一実施形態に従っ
た関係処理の流れ図を示す。
フロントページの続き (72)発明者 ラグナー ヒリヌア ヨンソン アイスランド， 112 レイジャヴィック, アイビー 203， ブレイダヴィック 39

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像が挿入された圧縮ビットストリーム
    を発生するために、前記画像を前記圧縮デジタルビデオ
    ビットストリーム内の可処分のフレームのみに挿入す
    る、圧縮デジタルビデオビットストリームに画像を挿入
    する方法。
  2. 【請求項２】 （ａ）前記圧縮デジタルビデオビットス
    トリーム内の可処分のフレームから、符号化されたデー
    タ（符号化データ）を抽出するステップであって、前記
    符号化データが画像のために適した位置に対応している
    ステップと、（ｂ）画像が挿入された圧縮ビットストリ
    ームを発生するために、前記圧縮デジタルビデオビット
    ストリーム内の抽出された符号化データを、前記画像に
    対応した、画像が挿入された符号化データで置換するス
    テップと、を含む、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ステップ（ｂ）が、（１）少なくと
    も部分的に復号化されたデータ（復号化データ）を発生
    するために、少なくとも部分的に、前記抽出された符号
    化データを復号化するステップと、（２）画像が挿入さ
    れたデータを発生するために、前記少なくとも部分的に
    復号化データを画像データに混合するステップと、
    （３）前記画像が挿入された符号化データを発生するた
    めに、画像が挿入されたデータを符号化するステップ
    と、を更に備える請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記混合がピクセル上で実行される請求
    項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記混合が変換係数上で実行される請求
    項３記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記画像が挿入された符号化データが、
    イントラエンコードデータであり、 前記画像がロゴに対応し、 前記圧縮デジタルビデオビットストリームが、各局の放
    送関係者によって中心のネットワークから受け取られ、
    前記画像が挿入された圧縮ビットストリームがそのカス
    タマへの前記各局の放送関係者によって放送される請求
    項３記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記画像が挿入された符号化データがイ
    ントラエンコードデータである請求項２記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記画像がロゴに対応する請求項１記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 前記圧縮デジタルビデオビットストリー
    ムが、各局の放送関係者によって中心のネットワークか
    ら受容され、前記画像が挿入された圧縮ビットストリー
    ムが、そのカスタマへの各局の放送関係者による同報通
    信である請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 （ａ）圧縮デジタルビデオビットスト
    リーム内の、符号化データを可処分のフレームのみから
    抽出し、前記符号化データが前記画像の所望の位置に対
    応する手段と、（ｂ）前記画像が挿入された圧縮ビット
    ストリームを発生するために、前記圧縮デジタルビデオ
    ビットストリーム内の前記抽出された符号化データを、
    前記画像に対応している画像が挿入された符号化データ
    で置換する手段と、を備えた、圧縮デジタルビデオビッ
    トストリームに、画像を挿入する装置。
  11. 【請求項１１】 複数の命令がストアされ、プロセッサ
    で実行されるときに圧縮デジタルビデオビットストリー
    ムに画像を挿入するための方法を実行するようになって
    いるコンピュータ読取り可能媒体であって、（ａ）圧縮
    デジタルビデオビットストリーム内の符号化データを可
    処分のフレームのみから抽出し、符号化データが画像の
    ための望ましい位置に対応しているステップと、（ｂ）
    画像が挿入された圧縮ビットストリームを発生するため
    に、圧縮デジタルビデオビットストリーム内の抽出され
    た符号化データを、画像に対応している画像が挿入され
    た符号化データで置換するステップと、を含むコンピュ
    ータ読取り可能媒体。
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