JP2001525635A - ディジタルビデオ映像の発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
れる、ディジタルビデオ映像の発生装置に関する。
生するための装置に基づいている。ビデオ技術では、テレビジョンセットの画面
上に例えば、字幕を表示する、いわゆる副映像復号装置を、例えば、DVD再生
装置の中に設けることが知られている。この種のDVD再生装置は、既に販売さ
れており、上述の副映像復号装置を有する。しかし、このような副映像復号装置
は、ディジタルテレビジョン(セットトップボックス)に関する受信器でも考え
られている。上述の副映像復号装置は、既に販売されており、そして、従って、
当業者に知られている。副映像復号装置の説明に関しては、1996年8月の、
DVD規格、読み出し専用ディスク、パート3、ビデオ仕様、第1.0版、5.
4.3副映像ユニット(SPU)に更に示されている。そのような、副映像復号
装置に関しては、EP−A−0725541にも記載されている。
民生用装置に関係する他の装置の様に、ビデオ映像の出力にそれぞれの装置から
の状態情報を挿入するのが通常である。更に、操作案内のためのいわゆるオンス
クリーン表示メニュー(OSD)の使用が広く知られている。そのようなメニュ
ーは、例えば、テレビジョンセットの場合には、表示されたバー表示器による音
量の設定、バランス、色コントラスト、明るさ等の設定、テレビジョンセットの
場合には、蓄積されたTV番組位置に関する表示されたテーブルによる番組位置
の選択、テレビジョン受信器の場合には、ビデオレコーダの録画のための特定の
メニュー等に関する。そのようなOSDメニュー又は、他の状態表示を発生する
ために、今日では、通常は、内部又は外部ROM及びRAMを有する特別なマイ
クロコントローラ回路が使用される。これらの回路は通常は、各表示可能な文字
のドットマトリクス上のパターンがROMに蓄積されるように設計される。例え
ば、対応するバーチャートを構成できるグラフィックス文字も、表示可能な文字
と呼ばれる。OSDメニューに関しては、必要な文字コードが文字発生器に転送
され、関連するドットマトリクスデータがROMから削除され、映像の正しい位
置で関連するRGB信号が発生され、そして、それを映像に挿入する。ディジタ
ル信号処理装置(ディジタルフレームメモリを含む)では、画素データが文字発
生器により個々に発生され、フレームメモリの対応する位置に書き込まれる。
トップボックス等)で操作案内のための状態情報及びメニューの挿入に使用され
るなら、既に述べた副映像復号装置は更にハードウェアを要するばかりでなく、
OSD回路も要するという問題が発生する。これは、副映像/2次映像の挿入に
関して、非常に異なる2つの回路を開発し適用しなけらばなら無いので、装置開
発のコストが上昇するということを引き起こす。
生する回路を減少させることである。本目的は、独立請求項1及び、3の特徴に
より達成される。本発明に従った第1の解決方法は、請求項1に従って、どのよ
うな場合にも既に存在する副映像復号装置を、状態情報又は、操作メニューを発
生するのに使用することよりなる。このために、装置は、対応した符号化形式で
、表示できる状態情報又は操作メニューのデータを蓄積する蓄積装置を有し、そ
のような2次映像のデータは副映像復号装置にロードされ、対応する命令による
要求に続いて、たぶん活性化された異なる副映像(例えば、字幕)のデータの復
号が停止された後に前記復号装置内で復号される。この解決方法の場合には、字
幕の挿入が抑圧されるが代わりに、状態情報又は、操作メニューを伴う2次映像
が表示される。これは、例えば、どのような場合にも操作メニューに注意が向い
ているユーザからの入力された命令に応じて操作メニューが発生されるので、欠
点ではない。
に加えて、状態情報と操作メニューのための第2の副映像復号装置が設けられる
。両副映像復号装置は同様に構成され、即ちこの場合でも、操作メニューと状態
情報のデータは、字幕のデータのように同じ符号化規則で符号化される。この解
決方法では、第2の副映像復号装置を設けることが必要であるが、両副映像復号
装置は同様に構成されるので、実行の支出はかなり減少される。この解決方法の
優位点は、主に、字幕と操作メニュー及び/又は状態情報が同時に挿入されるこ とである。これは、例えば、日時の挿入、再生時間の挿入、残り時間の挿入等の
ように、態情報が、映像に加えて挿入されるときに特に優位である。
は、第2の解決方法に従った2つの別の副映像復号装置が結合され、共通の強力
な復号装置を構成する。しかし、これは、副映像復号装置は、少なくとも、2つ
の異なる副映像を蓄積するための且つ、ビデオフレーム又は、フィールドの継続
中は正しいタイミングで前記データを連続して処理するための十分なメモリを有
する程度に新たに開発されることを前提とする。
なシンボルの挿入のような、単純なOSDメニューのみが表示される場合には、
副映像復号装置が不揮発性メモリ(ROM)から直接関連するデータを復号でき
るように設計されているなら、副映像データユニットのデータを副映像復号装置
へロードすることは必須ではない。
データは、第1にいわゆる副映像のビットマップデータを有し、第2に、いわゆ
る表示制御命令シーケンスを有する。副映像のビットマップデータが使用される
ということのために、実際にOSDメニューはどのような望まれている配置も簡
単に可能である。ビットマップデータがラン長符号化されているのも優位である
。これはメモリ空間を節約する。
モリ内に復号された副映像の全体をバッファに蓄積する必要が無いことを意味す
る。
生装置を示す。DVD再生装置は、例えば、同軸線を介してTVセット10に接
続される。DVD再生装置14は、アナログテレビジョン信号を発生し、アナロ
グテレビジョン信号は例えば、アンテナソケットを介してTVセット10に送ら
れる。参照番号13は主映像又は、背景映像を示す。参照番号11は、挿入され
た2次映像を示し、図示されている場合には、DVD再生装置14の状態情報”
再生モード”を示す。参照番号12は挿入された副映像を示し、字幕を表示する
ために設けられる。この挿入された副映像は、本発明の第1の解決方法にしたが
って、2次映像と同時に表示されないので、破線で示される。
モード、早送りモード、早戻しモード、前方スキップ、後方スキップ、再生時間
、日時に対応するシンボルは、状態情報項目の例である。更に、図の下部は、操
作メニューの例として、番組位置テーブルを示す。現在設定されている番組位置
は背景により強調されている。この操作メニューには、ディジタルテレビジョン
信号を受信するための装置(セットトップボックス)の項目が設けられても良い
。
略を示す。このような副映像ユニットは、映像の字幕にそれぞれ設けられている
。参照番号20は、副映像ユニットのヘッダ(SPUH)のデータフィールドを
示す。参照番号21は、副映像の第1フィールドの圧縮された画素データのデー
タフィールド(PXDTF)を示し、参照番号22は、副映像の対応する第2フ
ィールドの圧縮された画素データのデータフィールド(PXDBF)を示す。最
後に、参照番号23は、表示制御命令シーケンステーブル(SP_DCSQT)
のデータフィールドを示す。いわゆる表示制御命令シーケンス(SP_DCSQ
)は、データフィールド23に蓄積される。PXDTFとPXDBFデータの配
置は、1つの可能な配置の例である。しかし、異なって選択もできる。個々の表
示制御命令は、本特許出願では詳細に説明しない。これらは、例えば、既知のD
VD規格(1.0版)で個々に正確に説明されており、それゆえ、本発明の開示
にこの文献を特に参照する。
決定する。副映像のラインの各画素に対して、2ビット幅のデータワードは、画
素が、バックグランド画素か、フォアグランド画素か、第1の方法でハイライト
されるか、又は、第2の方法でハイライトされるかを規定する。2ビットを使用
して、4つが区別される。特にこれらの2値の値は、00=バックグランド画素
、01=フォアグランド画素、10=ハイライト1で表示される画素、11=ハ
イライト2で表示される画素を示す。
縮形式で蓄積されることを考慮すべきである。ラン長符号化方法を、図4を参照
して以下に更に詳細に説明する。
長符号化は、表示されるべき副映像のフィールドのそれぞれのラインがラン長符
号化されるように動作する。ラン長符号化の第1の規則は次の様である。 1.ライン中で同じデータワードを有する画素が1個から3個続く場合には、最
初のラン長符号化ワードの最初の2ビットに画素の数が入力され、次の2ビット
に画素データワードが入力される。4ビットが単位とされる。これは図3の一番
上の部分に示される。参照番号30は、画素数のデータフィールドを示し、この
データフィールドは、2ビットのメモリ空間である。一方、参照番号31は、画
素の形式のデータフィールド、即ち画素のデータワードを示す。このデータフィ
ールドは同様に2ビット長である。
化ワードの最初の2ビットにゼロが入力され、且つ、次の4ビットに画素数が入
力され、且つ、最後の2ビットに画素の形式が入力される。これにより、図4の
2つ目の部分に当る8ビット長を有するラン長符号化ワードとなる。
号化ワードの最初の4ビットにゼロが入力され、且つ、次の6ビットに画素数が
入力される。そして、最後の2ビットに画素の形式が入力される。これにより、
12ビット長を有するラン長符号化ワードを生成する。これは、図3の真中の部
分に示されている。
符号化ワードの最初の6ビットにゼロが入力され、且つ、次の8ビットに画素数
が入力され、そして、最後の2ビットに画素の形式が入力される。この手続によ
り、16ビット長を有するラン長符号化ワードを生成する。これは、図3の下か
ら2番目の部分に示されている。
号化ワードの最初の14ビットにゼロが入力され、且つ、、最後の2ビットに画
素の形式が入力される。この手続により、単位とする16ビット長を有するラン
長符号化ワードを再び生成する。これは、図4の最後の部分に示されている。
積バイト分割されるができない場合には、ラインの最後で、最後のビット位置に
4つのゼロが入力される。
ばらない。
きる。図5はラン長符号化ワードの例を示す。この場合には、DVD再生装置の
状態情報項目の4つの例を示す。上から下に、ストップモード、再生モード、 早送りモード、前方スキップモードの状態情報項目である。表示されるべき関連
するシンボルは、図5の左端に示されている。全てのシンボルは、9x13画素
を有する。アステリクスは、フォアグランド画素として符号化されるそれぞれの
画素を示す。ドットはバックグランド要素を示す。シンボルの各ラインに対して
行われたラン長符号化の形式は、各場合ともそれぞれのラインの右側に示されて
いる。この場合には、略号BPは、バックグランド画素を示す。略号PPは、フ
ォアグランド画素(パターン画素)を示す。
16進数表記で示されている。スクリーンの上部右端に関連するシンボルが配置
される少なくとも1つの表示制御命令シーケンス(SP_DCSQ)と関連する
これらのデータは、関連する副映像ユニットのデータを表す。
例は図6に示される。SPUHで示される部分は、副映像ユニットのヘッダに対
応する。副映像ユニットのサイズは、命令SPDSZにより規定される。図6の
左手の全ての番号は16進数である。10進数は、図6の右手の部分に規定され
ている。表示制御命令のプログラム領域の先頭は、命令SP_DCSQTAによ
り規定される。PXD領域は、ストップシンボルのビットマップデータを有する
(図5参照)。第1及び、第2のフィールドは続いてこの領域内に記載される。
第1フィールドに対応するライン1,3,5及び、7のデータは、最初であり、
第2フィールドに対応するライン2,4,6及び、8はそのあとに続く。
CSQ_STMは、表示制御命令シーケンスが処理されるべき瞬間を規定する。
この例は、副映像ユニットの開始後すぐに開始される表示制御命令シーケンスの
みを有する。命令SP_NXT_DCSQ_SAは、次の表示制御命令シーケン
スの先頭を示す。この例では、単一の表示制御命令シーケンスの先頭が規定され
る。その結果、表示制御命令シーケンスは終わりなく繰り返される。バックグラ
ンド及び、フォアグランド等の副映像ユニットの画素の色は、命令SET_CO
LORにより定義される。次の命令SET_CONTRは副映像ユニットの画素
のコントラストを設定する。命令SET_DAREAは、映像が表示されるべき
矩形領域の開始及び、終了点のx及びy座標を規定する。命令SET_DSPX
Aは、第1及び、第2フィールドのビットマップデータの領域の先頭を規定する
。表示されるべきシンボルの表示は命令STA_DSPにより開始される。終了
命令CMD_ENDは、表示制御命令シーケンスの最後を示す。既に述べたよう
に、図示した例では、副映像ユニットSPUが時間外で又は、外部CPUの部分
の副映像復号装置の制御レジスタが外部割り込みにより停止されるまで、表示制
御命令シーケンスは、終わりなく繰り返される。ユーザは、例えば、遠隔制御器
のキーを押すことにより、この動作を開始できる。
41はシリアルデータ入力を示す。ここで、ビットストリームは、ビデオデータ
とオーディオデータと、表示されるべき字幕のデータを含む。データは光蓄積デ
ィスク(DVD)から読み出されるか又は、放送局から、アンテナ/衛星アンテ
ナ又は、広帯域ケーブルを介して受信される。最初の場合には、装置はDVD再
生装置が使用され、他の場合には、衛星受信器又はディジタルテレビジョン受信
のためのセットトップボックスが使用される。入力されるデータは、先ず最初に
訂正装置42で誤り検出及び訂正が行われる。続いて、分離回路43に入力し、
まだ混合されているビデオ、オーディオ及び、副映像データが分離される。そし
て、各場合とも、ビデオ復号装置44、副映像復号装置45又は、オーディオ復
号装置46へ転送される。復号されたビデオと副映像データは、多重装置47へ
入力される。多重装置47は、副映像復号装置により制御される。分離装置47
の出力で、ビデオ映像の個々の画素のデータは連続してTV信号符号化装置48
に入力される。TV信号符号化装置の出力で、規格に従った輝度及び、色差信号
(Y,C)がディジタル形式(PAL、SECOM、NTSC)で出力される。
続いて、これらの信号は、ディジタル/アナログ変換器49でアナログ信号に変
換される。そして、対応する出力55,56へ出力される。関連するオーディオ
信号は復号装置46で規格に従って既に生成され、、ディジタル/アナログ変換
器50で、アナログオーディオ信号(ここではモノ信号のみを図示している)に
変換される。このオーディオ信号は、出力58に出力される。
ャリアで変調され1つの出力57を介して対応するTV信号として出力されるよ
うに設計される。
らの赤外線信号を受信するのに使用される。参照番号53は、受信した赤外線信
号を分析する対応するインターフェース回路を示す。参照番号54は、マイクロ
コントローラを示す。マイクロコントローラは、条件付けされた命令ワードを赤
外線インターフェースから受信する。マイクロコントローラ54は、対応する制
御バスを介して、装置42−46を制御する様に働く。例えば、制御で、上述の
装置は特定の開始値に初期化される。例えば、”早送り”を活性化する入力のI
R命令が起こると、マイクロコントローラ54は対応する制御信号をDVD再生
装置のドライブへ送る。更に、マイクロコントローラ54はROMメモリ55か
ら、早送りモードのシンボルを表示する関連する副映像ユニットを読み出す。マ
イクロコントローラ54は、副映像復号装置45に、制御バスを介して、最後の
有効な副映像の表示が停止されねばならないことを通知する。マイクロコントロ
ーラ54は、次に、表示されるべきシンボルの新たな副映像ユニットを、分離し
たデータバスを介して副映像復号措置45の内部メモリへ、ロードする。新たに
ロードされた副映像ユニットは、同時に制御バスを介して開始される。副映像復
号装置は復号されたデータをプログラムされた位置で、全体のビデオ映像のビッ
トストリームに挿入する。このために、副映像復号装置45は、TV信号符号化
装置48から入力される水平及び、垂直同期パルスに関する信号と、画素クロッ
ク信号に従って正しいタイミングで、分離装置47を駆動する。副映像復号装置
45の構造と動作の方法の更なる詳細は、EP−A−0725541に含まれて
いる。この点で、この文献を参照する。
映像の粗い枠組みのみがROM55に蓄積され、マイクロコントローラ54内で
更に補足されるべきそれぞれの副映像データユニットユニットが必要であること
も述べなければならない。このためには、マイクロコントローラ54内には、十
分な読み/書きメモリ空間がなければならない。それゆえ、時刻を表示する場合
には、それぞれに有効な番号の画素データは、各場合に更に挿入されねばならな
い。この目的は、出願人のドイツ国特許出願DE19653071.7に従った
発明の使用により達成できる。即ち、後者は、副映像(例えば、文字と番号)の
可変部分が、行われねばならない画素データの復号無しに簡単に交換できるため
には、どのように副映像のラン長符号化が行われなければならいかを開示する。
ローチャート図を示す。参照番号70はプログラムの開始を示す。参照番号71
は、副映像復号装置内の現在の副映像ユニットが停止されるプログラムステップ
を示す。参照番号72は、状態情報又は、操作メニューの挿入に関する新たな副
映像ユニットが、副映像復号装置45にロードされるプログラムステップを示す
。参照番号73は、プログラムステップ71で前に設定されたレジスタ位置が再
びクリアされるプログラムステップを示す。参照番号74は、副映像復号装置4
5に新たにロードされた副映像ユニットが開始されるプログラムステップを示す
。プログラムは、プログラムステップ75で終了する。
説明する。この場合には、図9で、図7と対応する参照番号は同じ構成要素を示
す。第2の副映像復号装置61が更に設けられる。第2の副映像復号装置61は
、同様に多重装置47に接続される。更に、第2の副映像復号装置61から、多
重装置47へ制御線が接続される。多重装置47は、両副映像復号装置45と6
1によって制御される。状態情報又は、操作メニューの挿入のための命令がマイ
クロコントローラ54へ入力されると、マイクロコントローラ54は、ROM5
5から対応する副映像ユニットを読み、そして、完了後に、副映像ユニットを、
第2の副映像復号装置61へロードする。副映像ユニットは同時に開始する。2
つの副映像復号装置は、各々、その副映像ユニットを別々に処理し、関連する画
素データを正しいタイミングで多重装置47へ出力する。
れている副映像復号装置は、異なる副映像ユニットを平行して処理することがで
きるように設計される。このために、RMA60に2つの副映像ユニットSPU
1とSPU2のための十分なメモリ空間が設けられている。さらに、2つのバッ
ファメモリ62と63が設けられ復号されたデータが書き込まれる。実際の復号
装置64は、最初に、副映像ユニットSPU1のデータを復号する。処理中に、
復号されたデータを第1のバッファメモリ62に書き込む。続いて、復号装置は
、第2の副映像ユニットSPU2のデータを復号し関連するデータを第2のバッ
ファメモリ63に書き込む。水平及び、垂直同期信号と画素クロックの状態によ
り、復号されたデータは第1又は、第2のバッファメモリから読み出される。こ
の場合には、復号装置64は、画素クロックを参照してデータの出力が要求され
るときに復号されたデータが既に利用できるように十分に高い速度で行わなけれ
ばならない。しかし、副映像の正確な映像出力を守る必要が無く、少なくとも状
態情報及び、オンスクリーン操作メニューは遅延して出力しても十分なときには
、これは、常に達成される。
。単純な副映像復号装置は4色のみを生成できる様に設計できる。これに関して
、DVD規格に規定されているカラオケ機能即ち、CHG_COLCONに関す
る特別な命令を含まない副映像復号装置を参照する。そのような副映像復号装置
は、フレーム当りの副映像に4色のみ発生できるが、副映像復号装置のハードウ
ェアが少なくできるという優位点がある。
トを有する副映像ユニットを処理できる、拡張された副映像復号装置を提供する
ことも可能である。この場合には、DVD規格1.0版に従った副映像復号装置
で可能なよりも更に複雑な副映像ユニットも発生できる。必要なハードウェア消
費は低く押さえられる。
わりに32ビット長を有する相対ポインタ使用するように副映像復号装置を設計
できる。そのような、副映像復号装置は、4,294,967,296バイトの
サイズまでの副映像を処理することができる。この場合には、更に解像度の高い
副映像も簡単に実現できる。
図である。
示す図である。
フロー図を示す図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ビデオ映像は主映像(13)と2次映像(11)を有し、2
次映像(11)は装置の状態又は選択できる案内に関する情報を含む映像であり
、 ビットストリームを主映像のビットストリームと副映像のビットストリームへ
分離するための分離装置(43)を有し、副映像(12)は主映像(13)と共
に表示可能であり且つ、主映像(13)に関する字幕等の情報を提供し、 主映像のビットストリームを復号するための第1の復号装置(44)を有し、 副映像のビットストリームを復号するための第2の復号装置(45)を有し、 第1(44)及び第2の復号装置(45)からの復号されたデータを、ビデオ
映像中に結合して表示するための、正しいタイミングで出力する多重装置(47
)を有するディジタルビデオ映像を発生する装置であって、 装置は表示可能な2次映像(11)のデータが符号化された形式で蓄積された
蓄積装置(55)を有し、副映像(12)と2次映像(11)は同じ規則に従っ
て符号化されており、 命令に応じて、副映像(12)のデータの復号が停止され、且つ、代わりに2
次映像(11)のデータの復号が行われることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 要求された2次映像(11)の符号化されたデータを、第2
の復号装置(45)にロードすることができる請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 ビデオ映像は主映像(13)と2次映像(11)を有し、2
次映像(11)は装置の状態又は選択できる案内に関する情報を含む映像であり
、 ビットストリームを主映像のビットストリームと副映像のビットストリームへ
分離するための分離装置(43)を有し、副映像(12)は主映像(13)と共
に表示可能であり且つ、主映像(13)に関する字幕等の情報を提供し、 主映像のビットストリームを復号するための第1の復号装置(44)を有し、 副映像のビットストリームを復号するための第2の復号装置(45)を有する
ディジタルビデオ映像を発生する装置であって、 装置は表示可能な2次映像(11)のデータが符号化された形式で蓄積された
蓄積装置(55)を有し、2次映像(11)のデータを復号するための第3の復
号装置(61)が設けられ、副映像(12)と2次映像(11)は同じ規則に従
って符号化されており、且つ、第2(45)と第3の復号装置(61)は対応し
て同様に構成され、且つ、更に、ビデオ映像中に結合して表示するために、第1
(44)、第2(45)及び第3の復号装置(61)からの復号されたデータを
正しいタイミングで出力するための多重装置(47)が設けられることを特徴と
する装置。 - 【請求項4】 第2(45)と第3の復号装置(61)は、共通の強力な復
号装置を形成するために結合され、ビデオ映像に対し、各場合とも、副映像と2
次映像のデータを連続して復号し、且つ、主映像(13)中に結合して挿入する
ための多重装置(47)へ正しいタイミングで与える請求項3記載の装置。 - 【請求項5】 蓄積装置(55)は不揮発性メモリである請求項1乃至4の
いずれか一項記載の装置。
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