JP2009523295A - 連続したデジタル情報ストリーム中の知覚される不連続性を低減する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、多層記録担体１０４の第１の層Ｌ０から第２の層Ｌ１への遷移中に生じる、第１の層Ｌ０および第２の層Ｌ１から読み出される連続したデジタル情報ストリーム中の知覚される不連続性を、低減する方法および装置に関する。この方法は、多層記録担体１０４上に記録されるべきデジタル情報ストリームをモニタリングする工程Ｓ１と、デジタル情報ストリーム中の、知覚される不連続性の影響が低くされている点に対応する時点ｔ_１を特定する工程Ｓ２と、多層記録担体１０４の第１の層Ｌ０上への記録から、第２の層Ｌ１上への記録への遷移が、特定された時点ｔ_１において生じるように、デジタル情報ストリームを記録する工程Ｓ３とを含む。本発明は、たとえば比較的小さなデータバッファを有する読出装置において生じる、知覚される不連続性を最小限に抑える有効な方法を提供する。本発明はさらに、データバッファのサイズを小さくする可能性、および多層記録担体の読出用に構成された装置での読出中に使用される能動部品に課せられる、時間条件を緩和する可能性を提供する。

Description

本発明は、多層記録担体の第１の層および第２の層に、その多層記録担体からデジタル情報ストリームを読み出す際に知覚される不連続性が低減されるようにして、デジタル情報ストリームを記録する方法に関するものである。本発明はまた、かかる方法を実行するように構成された装置にも関するものである。

デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）は、新世代の光ディスクストレージ技術である。ＤＶＤは、本質的にＣＤよりも大容量かつ高速のものであり、映画のようなビデオ、ＣＤよりも高品質のオーディオ、静止画像、およびコンピュータデータを保持することができる。ＤＶＤは、単一のデジタルフォーマットを有する、ホームエンターテイメント、コンピュータおよびビジネス情報を包含することを意図している。ＤＶＤは、レーザーディスクに取って代わっており、またビデオテープおよびビデオゲームカートリッジに取って代わろうとする最中にあり、また徐々にオーディオＣＤおよびＣＤ−ＲＯＭにも取って代わるかもしれない。そのような光記憶媒体のデータ容量をさらに高めるために、媒体の片側からアクセス可能な情報層の数を増大させること、すなわち多層記録担体を作製することが可能である。両面ディスクと比較した二層ディスクの１つの明らかな利点は、両面ディスクは他の情報層にアクセスするためにユーザがディスクを裏返すことを必要とする一方、二層ディスクの両方の情報層は、ディスクの同じ側からアクセス可能な点である。

二層ディスクのような多層記録担体の読出しに適合させられた装置での、かかる多層記録担体の読出中においては、１つの情報層から別の情報層への遷移は、いくらかの時間を必要とする。多層記録担体に記録されるべきデジタル情報が、たとえばデジタルビデオおよび／またはオーディオであり、かつそのビデオおよび／またはオーディオが、より短い複数のエピソード、チャプター、または歌曲等からなる場合には、多層記録担体の第１の層から第２の層への遷移点を、それらのより短いエピソード、チャプターおよび歌曲同士の間に配することが可能である。

しかしながら、デジタルビデオおよび／またはオーディオ情報が、映画、比較的長い楽曲、またはストリーム状のビデオならびに／もしくはオーディオ情報の連続的な記録といったような、連続したデジタル情報ストリームの形態である場合には、第１の層から第２の層へと遷移するのに要する時間は、読出中におけるビデオおよび／またはオーディオのフリーズを結果としてもたらすかもしれず、これによりユーザにより知覚される視聴体験に影響が及ぶ。

この問題に対する１つの解決法は、読出装置内に十分に大きなデータバッファを導入し、それによりフリーズのない読出しを提供することである。しかしながら、コスト低減のため、既製のＤＶＤプレーヤーやインストール済みのＤＶＤプレーヤー（従来型の機器）といったような多くの読出装置は、小さなバッファサイズしか有していない傾向がある。

したがって、本発明の１つの目的は、多層記録担体の第１の層および第２の層に、その多層記録担体から記録された連続したデジタル情報ストリームを読み出す際に知覚される不連続性が低減されるようにして、デジタル情報ストリームを記録する改善された方法および装置を提供し、それにより大きなデータバッファの必要性を軽減し、従来技術の欠点を実質的に克服することである。

上記の目的は、多層記録担体の第１の層および第２の層に、デジタル情報ストリームを記録する方法であって、その多層記録担体上に記録されるべきデジタル情報ストリームをモニタリングする工程と、デジタル情報ストリーム中の、知覚される不連続性の影響が低くされている点に対応する時点を特定する工程と、その多層記録担体の第１の層上への記録から、第２の層上への記録への遷移が、上記の特定された時点において生じるように、デジタル情報ストリームを記録する工程とを含むことを特徴とする方法を、提供することによって達成される。従属する請求項２から７は、本発明に係る有利な実施形態を規定している。

この方法は、本発明に従って第１の層と第２の層との間の遷移時点を選択することにより、たとえば比較的小さなデータバッファを有する読出装置での読出中において生じるような、知覚される不連続性を最小限に抑える、より効率的かつ可能な方法である。かかる読出装置内の電子部品および機械部品（たとえばドライブやコントローラの構成要素）は、高いタイミング条件を有する傾向があり、たとえば層間の遷移を十分高速に行えなくてはならないという条件を有する。本発明では、知覚される不連続性が最小限に抑えられるように層間ジャンプが配置されるので、本発明は、これらのタイミング条件を緩和する可能性を提供する。

本発明の１つの実施形態では、上記の連続したデジタル情報ストリームが、デジタルオーディオおよびデジタルビデオ情報の少なくとも一方を含むものとされ、上記の特定する工程は、デジタル情報ストリーム中のオーディオビットレートおよびビデオビットレートの少なくとも一方が、予め決められた閾値未満となる時点を特定することにより実行される。典型的には、ビデオおよびオーディオのビットレートはそれぞれ、ビデオフレーム中の動きの量、および／または音声の量（周波数ならびに振幅）を説明する。ビットレートが予め決められた閾値未満となったか否か、およびそれがいつ生じたかをモニタリングし、そのビットレートが閾値未満となった時点に基づいて遷移時点を決定することにより、読出中に生じる知覚される不連続性が、最小限に抑えられる。多くの動きおよび／または音声に対応する高いビットレートにおけるフリーズと比較して、最小限のビットレートにおけるビデオまたはオーディオの一時的なフリーズは、ユーザにとって、ずっと認識しにくいまたは邪魔にならないものである。

本発明の別の実施形態では、上記の特定する工程は、デジタル情報ストリーム中に含まれる強度量が、予め決められた閾値未満となる時点を特定することにより、実行される。大量の暗色（たとえば、連続したデジタル情報ストリーム中に存在する、大量の低いＲＧＢカラーコード数）は、動きを見えにくくさせ得る。遷移時点をそのようなイメージ中に決定することは、ビデオの一時的なフリーズを強力に隠蔽する。

本発明の別の実施形態では、上記の予め決められた閾値は、オーディオおよびビデオのビットレートおよび強度の、重み付け結合とされる。この形態は、遷移時点を決定する際に、デジタル情報ストリームのいくつかの特性を考慮に入れることを可能とする。さらに、たとえば多層記録担体に記録を行う際に、装置のユーザによって、閾値の基準を選択する際の好みを指定することが可能となる。たとえば、音楽のコンサートを記録する際には、低いオーディオビットレートが最も重要な基準となるかもしれない。

好ましくは、上記の閾値は、時間と共に変化する閾値とされる。たとえば、連続したストリーム状のビデオおよび／またはオーディオ情報が多層記録担体上に記録される場合においては、情報の連続的な記録が、その多層記録担体の第１の層上に保存可能である最大情報量に近づくにつれて、閾値を上げていくことが可能である。しかしながら、多層記録担体の第１の層が満杯のとき（すなわち、最大量の情報が記録されたとき）に、ビットレートおよび／または強度がまだ閾値未満となっていなかった場合には、遷移時点はこの時点に決定される。

さらに、予め決められた閾値は、記録されるべき連続したデジタル情報ストリームのタイプに応じて、設定されてもよい。たとえば、連続したデジタル情報ストリームが、通常のビデオと、高周波分布を有するオーディオ情報といったようなより複雑なオーディオコンテンツとを含んでいる場合には、オーディオコンテンツに対してより多くの配慮が払われるように、閾値を設定することが好ましい。さらに、予め決められた閾値は、工場で予め設定されてもよいし、ユーザインターフェースを用いてユーザによって設定されてもよい。

本発明にかかる方法は、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）に記録を行う際に好適に使用される。しかしながら、本発明は、ブルーレイディスク（ＢＤ）またはＨＤ−ＤＶＤといったような、任意のタイプの記録可能型および／または書換可能型の多層光記憶媒体上に情報を記録する際に、広く用いることができる点を理解されたい。現状では、４層および８層のＢＤ媒体が検討されている。

本発明の別の側面によれば、上記の目的はまた、多層記録担体上にデジタル情報ストリームを記録する装置であって、その多層記録担体上に記録されるべきデジタル情報ストリームをモニタリングする手段と、デジタル情報ストリーム中の、知覚される不連続性の影響が低くされている点に対応する時点を特定する手段と、その多層記録担体の第１の層上への記録から、第２の層上への記録への遷移が、上記の特定された時点において生じるように、デジタル情報ストリームを記録する手段とを含むことを特徴とする装置によっても達成される。従属する請求項９から１２は、本発明に係る有利な実施形態を規定している。

本発明の第１の側面に関連して上記で説明したように、データバッファのサイズを小さくし、そのような装置での読出中に使用される能動部品に課せられる時間条件を緩和することができ、それにより、装置を設計および製造する際の費用および複雑さを抑制することができる。さらに、本発明のこの第２の側面は、本発明の第１の側面に関連して上記で説明したのと同様の利点を提供する。

ここで、本願でいう「連続したデジタル情報ストリーム」との表現は、映画、比較的長い楽曲、またはストリーム状のビデオならびに／もしくはオーディオ情報の連続的な記録といったような、デジタル情報ストリームを意味するものであると理解されたい。当業者であれば理解できるように、本発明に従う「手段」は、たとえば、適切にプログラミングされたマイクロプロセッサのような制御ユニット内に実装されてもよく、かつ／またはいくつかの別個の要素を含むハードウェアによって実装されてもよい。いくつかの「手段」を列挙した請求項では、これらの「手段」のいくつかが、１つの同一のハードウェア要素によって実現されてもよい。

本発明のさらなる特徴および利点は、特許請求の範囲および以下の説明を検討すれば明らかとなる。本発明の種々の特徴を組み合わせて、以下で説明されているもの以外の実施形態も創出できることが、当業者には理解されよう。

以下、本発明の上記およびその他の特徴を、現在好ましい本発明の実施形態を示した添付の図面を参照しながら、より詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る、多層記録担体１０４（たとえば二層ＤＶＤ＋Ｒ）にデジタル情報ストリームを記録する装置１００を示している。この例示的な実施形態では、ソース１０６が、デジタルビデオおよび／またはデジタルオーディオデータといったような、連続したデジタル情報ストリームを生成する。このソース１０６は、たとえば、カムコーダ、マイクロフォン、またはデジタル情報が保存されたハードドライブを、最低限含んでいてもよい。当業者においては、他のタイプのソース１０６も使用可能であることが理解できよう。装置１００はさらに、記録ユニット１０３、たとえばＤＶＤ上にデータを書き込むためのレーザーユニットを含んでいる。制御ユニット１０１およびメモリ１０２が、この記録ユニット１０３を制御する。オプションとして、装置１００の制御および調整のために、ユーザインターフェース１０５が含まれていてもよい。当業者には理解されるように、この本発明に従う装置は、たとえば多層記録担体１０４上にデジタル情報コンテンツを記録するための一体型装置を有するカムコーダといったように、ソース１０６と一体的に実装されてもよい。

制御ユニット１０１は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラミング可能なデジタル信号プロセッサ、またはその他のプログラミング可能な装置を含んでいてもよい。制御ユニット１０１は、上記に加えてまたは上記に代えて、特定用途ＩＣ（ＡＳＩＣ）、プログラミング可能なゲートアレイ、プログラミング可能なアレイ論理回路、プログラミング可能な論理回路装置、またはデジタル信号プロセッサを含んでいてもよい。制御ユニット１０１が、上記で述べたマイクロプロセッサやマイクロコントローラといったようなプログラミング可能な装置を含む場合には、制御ユニット１０１はさらに、そのプログラミング可能な装置の動作を制御する、コンピュータにより実行可能なコードを含んでいてもよい。以下、制御ユニット１０１の機能を、より詳細に説明する。

二層ＤＶＤ規格によれば、オポジットトラックパス（ＯＴＰ）ディスク、およびパラレルトラックパス（ＰＴＰ）ディスクという、２つの異なるフォーマットが規定されている。図２は、完全に書込みがなされたＯＴＰ型の二層ＤＶＤ＋Ｒディスクを図示しており、このディスクは、第１の層Ｌ０と第２の層Ｌ１とを有し、８．５ギガバイトのフルデータ量がディスク上に記録されている。層Ｌ０の螺旋トラックの方向は、内側から外側の方向（すなわちリードインから中間領域０への方向）であり、層Ｌ１の螺旋トラックの方向は、外側から内側の方向（すなわち中間領域１からリードアウトへの方向）である。リードイン、リードアウトおよび中間領域のセクションは、そのＤＶＤが仕上がり済みである場合に、その層上にどのようなデータが記憶されているかといったような情報を保存するために使用される。第１の層Ｌ０から第２の層Ｌ１への遷移時点が、本発明に従って選択されると、たとえばＤＶＤリーダーが第１の層Ｌ０から第２の層Ｌ１に遷移している際に生じる、知覚される不連続性が低減される。

本発明の１つの好ましい実施形態の方法の各ステップが、図３に示されている。以下では、二層ＤＶＤが、層Ｌ０とＬ１とのそれぞれに、１時間分の高品質（ＨＱ）オーディオおよびビデオデータを保存する性能を有するものである例を通じて、これらのステップを説明する。この例では、記録されるべき連続したデジタル情報ストリームは、１時間４０分の長さを有する、オーディオデータとビデオデータとの混在データを含むものとする。したがって、第１の層Ｌ０から第２の層Ｌ１への遷移点を、記録されるべきデジタル情報ストリーム内の４０分と６０分との間のいずれかの位置に配置して、すべての情報を１つの二層ＤＶＤ上に入れ込むことが可能である。

二層ＤＶＤの読出中において読出装置（たとえばＤＶＤプレーヤー）が第１の層Ｌ０から第２の層Ｌ１へと遷移する際に生じる、知覚される不連続性（すなわちビデオおよび／またはオーディオのフリーズ）を低減するには、記録された連続したデジタル情報ストリームを視聴しているユーザがビデオおよび／またはオーディオのフリーズによって顕著には困惑させられないように、遷移が生じ得る時点ｔ_１を特定することが必要である。データストリームは、制御ユニット１０１により受け取られ、さらに記録ユニット１０３へと供給される。

この例示的な実施形態における連続したデジタル情報ストリームは、この例ではカムコーダであるリアルタイムソース１０６によって供給されるので、記録手段１０３は、第１の層Ｌ０上への情報ストリームの記録をただちに開始する。予め規定された記録時間（たとえば４０分）の後、制御ユニット１０１は、ステップＳ１において、情報ストリームのモニタリングを開始し、オーディオビットレート、ビデオビットレート、およびビデオの１フレームに関する強度を計算する。本発明によれば、ビデオフレームは、イメージフレーム、およびそのイメージフレームに対応するオーディオとして規定されている。ビデオが白黒である場合（この場合のイメージは１つのみのチャネルからなる）には、イメージフレームの強度は、そのイメージ内の暗色の量を測定することにより計算される。しかしながら、ビデオがカラーである場合には、３つの異なるチャネル（赤色、緑色および青色；ＲＧＢ）すべてが測定されなくてはならない。当業者には知られているように、ビデオは、様々な異なるフォーマット（たとえばＹ／Ｃｒ／Ｃｂ）でのコード化が可能であり、その場合、上記の強度はそのフォーマットに対応するように計算される。

ステップＳ２において、制御ユニット１０１は、そのイメージフレームの強度およびビットレートを、予め決められた閾値と比較する。この予め決められた閾値は、製造時にメモリ１０２内に予めプログラミングされていてもよいし、あるいはユーザインターフェース１０５を介してユーザによりプログラミングされてもよい。図４には、ビットレートおよび強度と、予め決められた閾値４００、４０１および４０２との比較が見て取れる。閾値４００、４０１および４０２は、ビデオビットレート、オーディオビットレートおよび強度にそれぞれ対応する。そのイメージフレームの強度およびビットレートが予め決められた閾値未満でない場合には、モニタリングのステップＳ１が再実行される。一方、図４の時点ｔ_１のように、ビットレートおよびそのイメージフレームの強度の両方が、閾値４００、４０１および４０２未満である場合には、処理はステップＳ３へと進む。ステップＳ３においては、情報ストリームの残りの分を第２の層Ｌ１上に記録するように、記録手段１０３が即座に準備される。しかしながら、層Ｌ０の終端に到達し、かつビットレートおよびそのイメージフレームの強度のいずれもが、いまだ閾値４００、４０１および４０２未満となっていない場合には、情報ストリームの残りの分を第２の層Ｌ１上に記録するように、記録手段１０３が準備される。当業者には理解されるように、上記のビットレートおよび強度のうちの１つまたは２つを、予め決められた閾値と比較することも可能である。

あるいは、記録が第１の層Ｌ０の終端に到達するにつれて、上記の予め決められた閾値が緩和されてもよい（すなわち、閾値が増大させられてもよい）。たとえば、層Ｌ０の終端が近づくにつれて、ビデオビットレートの基準が徐々に緩和されてもよい。たとえば、前もって決められた最低ビットレートまたはプログラミングされた閾値が１．８Ｍｂ／ｓである場合、たとえば５２分の時点から開始して、新たな閾値が観測され層間の遷移が可能となるまで、この閾値が１７ｋｂ／ｓ（＝１分につき１Ｍｂ／ｓ）だけ増分させられ得る。

別の例では、予め決められた閾値は、以下のように時間（ｔ）の関数として決定されてもよい。

ここで、
ＢＲ_ｌｏｗ＝前もって決められた最低ビットレートすなわち予め決められた閾値（この例では１．８Ｍｂ／ｓ）
ＢＲ_ｍａｘ＝符号化規格の最大ビットレート（ＤＶＤ ＭＰＥＧ２規格の場合、９．８Ｍｂ／ｓ）
ｔ_ｍａｘ＝１つの層の最大記録時間（この例では、ＨＱモードで１時間）
ｔ_ｏｐｔ＝記録されるべきビデオの合計時間を、層の数で割った値（この例では５０分）
ｔ_{ｓｔａｒｔ}＝ビットレートの基準の緩和が開始される、ｔ_ｏｐｔ後の経過時間（この例では２分）
である。

ここで、複数の予め決められた閾値のうち選択されたものが緩和され、その他の予め決められた閾値が固定レベルに保たれてもよい点を理解されたい。さらに、すべての予め決められた閾値が、同じレートで緩和されなくてもよい。

当業者においては、本発明は、上記で説明した好ましい実施形態に何ら限定されるものではないことが分かるだろう。そうではなく、特許請求の範囲内において、多くの変更形態およびバリエーションが可能である。たとえば、本発明は、二層ＤＶＤ＋Ｒディスクから、任意の記録可能型および／または書換可能型の多層光記憶媒体に拡張することができる。さらに、本発明は、通常のコンピュータ環境内、および携帯型記録装置のようなスタンドアロン装置内のいずれでもよい、様々なタイプの記録装置において有利に用いることができる。

本発明に従う、多層記録担体上にデジタルストリーム情報を記録する装置を示した図 二層記録担体を示した図 本発明の各ステップを示したフローチャート 本発明に従い、予め決められた閾値が、ビデオビットレート、オーディオビットレート、および強度とそれぞれ比較される、３つのグラフを示した図

Claims (12)

1. 多層記録担体の第１の層および第２の層に、デジタル情報ストリームを記録する方法であって、
   − 前記多層記録担体上に記録されるべき前記デジタル情報ストリームをモニタリングする工程と、
   − 前記デジタル情報ストリーム中の、知覚される不連続性の影響が低くされている点に対応する時点を特定する工程と、
   − 前記多層記録担体の前記第１の層上への記録から、前記第２の層上への記録への遷移が、特定された前記時点において生じるように、前記デジタル情報ストリームを記録する工程とを含むことを特徴とする方法。
2. 前記デジタル情報ストリームが、デジタルオーディオおよびデジタルビデオ情報の少なくとも一方を含んでおり、
   前記特定する工程は、前記デジタル情報ストリーム中のオーディオビットレートおよびビデオビットレートの少なくとも一方が、予め決められた閾値未満となる時点を特定することにより、実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記デジタル情報ストリームが、デジタルオーディオおよびデジタルビデオ情報の少なくとも一方を含んでおり、
   前記特定する工程は、前記デジタル情報ストリーム中に含まれる強度量が、予め決められた閾値未満となる時点を特定することにより、実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記予め決められた閾値が、前記デジタル情報ストリーム中の前記オーディオビットレートと、前記ビデオビットレートと、前記強度量とのうち、少なくとも２つの重み付け結合によって決められることを特徴とする請求項２または３記載の方法。
5. 前記予め決められた閾値が、時間と共に変化する閾値であることを特徴とする請求項２、３または４記載の方法。
6. 前記時間と共に変化する閾値の値が、前記多層記録担体の前記第１の層に記録された前記デジタル情報ストリームの量に依存することを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記予め決められた閾値が、記録されるべき前記デジタル情報ストリームにより表される情報のタイプに応じて設定されることを特徴とする請求項２、３または４記載の方法。
8. 多層記録担体上にデジタル情報ストリームを記録する装置であって、
   − 前記多層記録担体上に記録されるべき前記デジタル情報ストリームをモニタリングする手段と、
   − 前記デジタル情報ストリーム中の、知覚される不連続性の影響が低くされている点に対応する時点を特定する手段と、
   − 前記多層記録担体の第１の層上への記録から、第２の層上への記録への遷移が、特定された前記時点において生じるように、前記デジタル情報ストリームを記録する手段とを含むことを特徴とする装置。
9. 前記デジタル情報ストリームが、デジタルオーディオおよびデジタルビデオ情報の少なくとも一方を含んでおり、
   前記特定する手段は、前記デジタル情報ストリーム中のオーディオビットレート、またはビデオビットレート、または前記デジタル情報ストリーム中に含まれる強度量の少なくとも１つを、閾値と比較するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記特定する手段は、前記デジタル情報ストリーム中の前記オーディオビットレート、または前記ビデオビットレート、または前記デジタル情報ストリーム中に含まれる前記強度量の少なくとも１つを、時間と共に変化する閾値と比較するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 前記特定する手段は、前記時間と共に変化する閾値の値を、前記多層記録担体の前記第１の層に記録された前記デジタル情報ストリームの量に応じて設定するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 前記閾値をユーザに設定させる手段をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の装置。

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