JP2009535866A - ビデオ属性と共にビデオデータを提供するビデオ受信機 - Google Patents

Abstract

圧縮されたビデオビットストリームを受信して、復号化されたビデオ画素と、該画素に対応するビデオ属性と、を同期させてビデオプロセッサに供給する装置及び方法を開示する。圧縮されたビデオビットストリームは受信されて復号化される。復号化されたピクチャはビデオ属性を有している。ビデオ属性のサブセットは、ディスプレイ装置に接続されているビデオプロセッサに供給される。該ビデオ属性は、ピクチャデータ或いは画素データと同期してビデオプロセッサに供給され、もって、対応するピクチャが表示される前にビデオ属性はビデオプロセッサに与えられる。

Description

本発明は、ビデオ受信機に関し、詳しくは、ビデオデータを復号化して、該復号化されたビデオデータと共にビデオ属性を提供する受信機内で行われるビデオデータ転送方法に関する。

デジタルビデオは今日広く普及している。デジタルビデオは、アナログビデオ信号をサンプリングして量子化することによって形成される。デジタルビデオをそのまま伝送する場合、大幅な帯域幅が必要となるので、デジタルビデオデータは、通常、受信機に伝送される前に符号化される。

標準符号化アルゴリズムには、ＩＳＯのＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＩＴＵ−ＴのＨ．２６１、Ｈ．２６４、ＤＶ、ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ、又はその他のアルゴリズムがある。周知のビデオ圧縮アルゴリズムは、典型的に、ビデオシーケンスの画像の不可逆変換を伴い、これらの画像は、その後、エントロピー符号化されて効率よく圧縮される。例えば、ＭＰＥＧ−１及びＭＰＥＧ−２は、ソースビデオシーケンスの画像における画素のブロックの離散コサイン変換を利用し、ランレングス符号化及びエントロピー（ハフマン）符号化を行ってデータを更に圧縮する。受信機において、ビデオ（映像）は圧縮解除され、そして、該圧縮解除されたビデオには更なる処理が行われて、伝送されたビデオが表示される。

符号化されたビデオは、数多くのフォーマットと属性を有することができる。例えば、様々なサイズの画像、カラーフォーマット（クロマフォーマット）、構造（例えば、プログレッシブ又はインターレース）等が符号化される。

典型的なデジタルビデオ受信機は、デコーダユニットと、ビデオプロセッサと、を備えている。デコーダユニットは、圧縮されたビデオストリームを受け取り、復号化されたビデオシーケンスを生成する。復号化は、符号化の際に行われる変換手順の逆の手順によって可能となる。ビデオデータは、復号化の後、ビデオプロセッサに供給される。ビデオプロセッサは、ディスプレイ装置でビデオを再生するために必要な信号処理を更に行う。例えば、ビデオプロセッサは、復号化されたビデオをディスプレイ装置の表示解像度に合わせるために該ビデオをスケーリングし、ＲＧＢディスプレイにＹＣｒＣｂ符号化ビデオを表示するためにカラースペース（色空間）変換等を行う。

復号化されたビデオストリームの属性は、元のビデオソースを符号化する方法次第で、所定のフレームの境界又は所定のフレーム内で変化することがある。この変化は、例えば、放送用ビデオストリーム内にコマーシャルが挿入されるときに起こり得る。または、この変化は、デコーダが２つ又はそれ以上のソースから連結シーケンスを圧縮解除したときに２つのシーケンスの境界で起こり得る。

例えば、ＭＰＥＧ−２は、フィールドを符号化或いはフレームを符号化するものである。フィールド符号化ビデオ、即ち、フレームの奇数ライン（トップフィールド）の後に該フレームの偶数ライン（ボトムフィールド）が続き、このトップフィールドとボトムフィールドとが交互に来る。対照的に、フレーム符号化ビデオは、ノンインターレース（ライン毎に走査するプログレッシブ式の）ビデオから成る。ＭＰＥＧ−２のビデオシーケンスは、同じシーケンス内にあるフィールド又はフレームであるピクチャが混合されたものを有する。エンコーダは、入力されたフレームを符号化するために、２つのフィールドピクチャ又は１つのフレームピクチャを使用することをフレーム・バイ・フレーム(frame by frame)に基づいて決定する。デコーダによって不適正なピクチャ構造が使用されると激しいひずみが生じる可能性があるので、ビデオ受信機は、ピクチャが処理されて該ピクチャに対応するフレームが表示される前に、該ピクチャの構造の種類に関する情報を受信して処理する必要がある。

ビデオストリーム内で変化する可能性のあるその他の特性としては、解像度、ピクチャ構造の種類（フィールド又はフレーム）及びクロマフォーマット（ピクセルフォーマット）がある。

従来のビデオ受信機においては、復号化されたビデオフレームの特性又は属性の変化は、デコーダによって検出され、次いで、ビデオプロセッサに伝わる。デコーダとビデオプロセッサとの間で属性データを転送するのには、通常、ソフトウェアが使用される。

しかし、ソフトウェアは、動作の遅延を起こすことがしばしばあり、圧縮解除されたビデオフレームの新しい特性又は属性をビデオプロセッサがデコーダから受信する前に、該ビデオプロセッサが間違ったパラメータで動作するので、復号化されたビデオは望ましくないアーティファクトを表示してしまう。ビデオ属性の変化の頻度と、属性の変化をビデオプロセッサに転送する際の遅延とによって、容認できない数のフレームが再生時に不適切に表示される恐れがある。

従って、デジタルビデオストリームのビデオ属性の変化に迅速に反応できるビデオ受信機が必要とされている。

本発明の概念によると、圧縮されたビデオビットストリームを受信して、復号化されたビデオ画素及びビデオ属性をビデオプロセッサに供給する装置及び方法が提供される。

本発明の概念によると、ビデオ受信機が提供されており、該ビデオ受信機は、ビデオデコーダと、チャネルエンコーダと、を備え、ビデオデコーダは、符号化されたビデオデータストリームを受信して、該符号化されたビデオデータストリームを画素ストリームと属性データとに復号化し、画素ストリームはビデオ画像を表示しており、属性データはビデオ画像を記述しており、チャネルエンコーダは、第１チャネルの画素ストリームと第２チャネルの属性データとを符号化して、第１チャネルと第２チャネルとを合成し、もって、画像のビデオ画素と画像の属性データとの間で定められた関係が存在する。

本発明の概念によると、圧縮されたビデオビットストリームから映像を表示する方法が提供される。この方法は、圧縮されたビデオビットストリームを復号化して、圧縮解除された画素ストリームとビデオ属性データとを形成する工程と、画素ストリームを処理してディスプレイ装置に提示するために、画素ストリームをビデオプロセッサに転送する工程と、画素ストリームとの間で定められた関係を維持した状態で、ビデオ属性データをビデオプロセッサに転送する工程と、ビデオプロセッサにおいて、ビデオ属性データを使用してビデオ画像を処理し、処理されたビデオフレームの各々をディスプレイ装置で表示する工程と、を含んでいる。

本発明のその他の概念及び特徴は、添付の図面を参照して以下の実施例から当業者には明白である。

添付の図面は、以下で説明する本発明の実施例を示している。

図１は、デジタル符号化されたビデオのストリームを処理することができる従来のビデオ受信機のブロック線図を簡素化した図である。受信機１００は、デコーダ１０４と、ビデオプロセッサ１２４と、を備える。デコーダ１０４は、受信した符号化されたビデオストリームを復号化して画素値にする。ビデオプロセッサ１２４は、表示用のビデオ画像を、該プロセッサ１２４に接続されているディスプレイ装置１２２に提供する。デコーダ１０４及びビデオプロセッサ１２４はホストプロセッサ１０６と通信している。

ビデオプロセッサ１２４は、スケーラ(scaler)１１４と、デインターレーサ(deinterlacer)１２０と、カラーコンバータ１１６と、ビデオ出力インターフェース１１８と、を備えている。ビデオ出力インターフェース１１８はディスプレイ１２２に接続されている。更に、ビデオプロセッサ１２４は、ビデオ出力インターフェース１１８によって表示されるフレームを記憶するフレームバッファを提供するローカルメモリ１１０を備えている。

通常、ビデオ出力インターフェース１１８は、テレビ、コンピュータモニタ、ＬＣＤ或いはその他の表示装置等の形態のディスプレイ装置１２２に接続されているランダム・アクセス・メモリ・ディジタル・アナログ変換器(RAMDAC)である。

スケーラ１１４とデインターレーサ１２０とカラーコンバータ１１６とは、ハードウェア或いはソフトウェアで実現可能な機能ブロックである。ビデオ出力インターフェース１１８とスケーラ１１４とデインターレーサ１２０とカラーコンバータ１１６の動作パラメータはプログラム可能である。例えば、カラーコンバータ１１６が使用する入出力されるカラースペースはプログラム可能である。同様に、スケーリング比(scaling ratio)及びデインターレーシング・アルゴリズムもプログラム可能である。プログラミングは、例えば、ハードウェアレジスタ（図示せず）、ソフトウェアの変数等を設定することによって可能である。

バス１２６は、復号化されたビデオデータをデコーダ１０４からビデオプロセッサ１２４に転送するために使用される。バス１２６は、メモリーバス、専用のシリアル或いはパラレルリンク等でもよい。図示されているように、デコーダ１０４は、データをビデオプロセッサ１２４に直接送る。しかし、デコーダ１０４は、復号化されたビデオデータを、ローカルメモリ１１０或いは他の場所で形成可能なバッファ（図示せず）に送ることも可能である。

解像度、クロマフォーマット及びピクチャ構造等のビデオ属性データは、デコーダ１０４からプロセッサ１０６に転送される。ホストプロセッサ１０６は、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータを設定する。これは、例えば、スケーラ１１４と、カラーコンバータ１１６と、デインターレーサ１２０と、ビデオ出力インターフェース１１８の動作を調整するためにビデオプロセッサ１２４のレジスタ（図示せず）を設定することによって可能となる。

デコーダ１０４は、圧縮／符号化されたビデオストリームを受信する。この符号化されたビデオストリームのソースは、復調されたデジタル衛星チャネル或いはケーブルテレビチャネル、地上波放送チャネル、ローカルビデオアーカイブ、フラッシュメモリ等のコンピュータの読み取り可能メモリ、光学ドライブ等の周辺装置等である。

符号化されたビデオストリームは、符号化されたビデオデータを記述するシンタックスエレメントを含んでいる。例えばＭＰＥＧー２のストリームのフォーマットは、階層的に組織化されており、シーケンス、ＧＯＰ（ピクチャ群）(group of pictures)、ピクチャ、スライス、マクロブロック、及びブロックから成る。ブロックはＤＣＴ係数を含んでいる。マクロブロックは、輝度サンプルの４つのブロックと、対応する数の色差ブロックと、を含んでおり、該色差ブロックは、画素のフォーマット又はクロマフォーマットに依存する。即ち、４：２：２の符号化されたクロマフォーマットにおいては、マクロブロックは、４つのＹブロックと、２つのＣｒブロックと、２つのＣｂブロックと、を有している。同様に、４：４：４の符号化されたクロマフォーマットにおいて、マクロブロックは、４つのＹブロックと、４つのＣｒブロックと、４つのＣｂブロックと、を有している。スライスは、幾つかのマクロブロックを含むピクチャのサブセット（横方向のストリップ）である。ピクチャは、フィールド又はフレームである。フレームは、Ｉフレーム（フレーム内フレーム）、Ｐフレーム（予測フレーム）、及びＢフレーム（双方向予測フレーム）である。ＭＰＥＧ−２のビデオシンタックスは、文献、“Jack, Keith. 2005 Video Demystified: A handbook for the digital engineer. 4th ed. Oxford: Elsevier”に記載されており、この文献の内容を本書の一部に含めるものとする。

シンタックスエレメントは、縦方向のサイズの値と、横方向のサイズの値と、アスペクト比と、カラーフォーマットと、ピクチャ構造の種類と、使用される量子化マトリックスと、を含んでいる。これらのうちの幾つか又は全ては、ＭＰＥＧ２のシーケンス及び個々のピクチャ（フィールド又はフレーム）用に定められている。現画像のカラーフォーマット、サイズ及び構造を含むビデオの属性がシンタックスエレメントから抽出されて、ビデオ属性データの集合体が形成される。従来のデコーダ１０４は、直列配置された読み取り可能なレジスタ１０８にビデオ属性データを記憶することができる。レジスタは、フレームの各シーケンスに対して定期的に更新可能であるか、又は、それ以上の周期で更新可能である。

プロセッサ１０６は、動作の際、符号化されたビデオストリームを処理するビデオデコーダ１０４を初期化する。デコーダ１０４は、符号化の作業手順とは逆の手順を行うことによって、符号化されたビデオストリームを復号化する。即ち、デコーダ１０４は、該ストリームをエントロピー復号化し、該ストリームを埋設されたシンタックスに従って解析して、ランレングス値を抽出し、逆離散コサイン変換及び動き補償を行う。ビデオストリームが解析される際、属性情報が抽出されて、レジスタは、対応する属性データでロードされる。画素は、その係数を逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）することによって復元される。動き補償ベクトルが存在する場合、該動き補償ベクトルは復号化された画素に加えられ、基準フレームと現フレームとの間にある動きの修正を行う。復号化されたフレームの画素は、バス１２６を介してビデオプロセッサ１２４に画素ストリームとして転送される。

プロセッサ１０６は、レジスタ１０８を読み込んで属性データを抽出し、抽出された属性情報に基づいて、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータを初期化する。

ビデオストリームのその後のフレームも同様に処理されて、最終的に動画がディスプレイ装置１２２に表示される。ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータは、新たな属性データが得られるようになった際に、プロセッサ１０６によって更新される。

ビデオデータは、妥当な一定のフレームレートで表示される必要がある。従って、フレームデータは、ディスプレイ装置１２２上での次のリフレッシュサイクルの前に該ディスプレイ装置１２２に供給される。画素データは、フレームが表示される順に、デコーダ１０４によって出力される。

しかし、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータは、基本的に、所定の速度で更新されることはない。該動作パラメータは、ビデオ属性データを記憶するレジスタに対する変化がプロセッサ１０６によって検出されたときに更新されて、該プロセッサ１０６は、対応する動作パラメータを更新する機会を有する。

ビデオ属性の変化は、基本的には、滅多に起こらないので、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータの更新が、通常、表示の品質に影響を及ぼすことはない。しかし、属性が急に変化すると、アーティファクト(artifacts)が目に映る可能性がある。例えば、復号化されたフレームの画像の属性が以前のフレームから変化したのにもかかわらず、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータが新しい画像の属性に更新されなかった場合、該フレームは、アーティファクトを備えた状態で表示されてしまう。同様に、ビデオプロセッサ１２４の動作パラメータが早期に更新された場合でも、アーティファクトが発生する結果となる可能性がある。

図２は、本発明の実施例におけるビデオ受信機２００を論理的に示している。ビデオ受信機２００は、カスタムハードウェア、ソフトウェアで制御される汎用演算ハードウェア或いはこれらの組み合わせで形成可能である。コンピュータの読み取り可能な媒体からソフトウェアを汎用演算装置のメモリにロードできる。

図示されているように、ビデオ受信機２００は、デコーダ２３４とビデオプロセッサ２３６とを備える。デコーダ２３４は、受信されデジタル符号化されたストリームを画素値のストリームに復号化する。ビデオプロセッサ２３６は、これらの画素値を使用して映像をディスプレイ装置に提供する。デコーダ２３４は、バス２２４Ａ、２２４Ｂを介して、ビデオプロセッサ２３６と通信している。

また、デコーダ２３４に到達する圧縮されたビデオデータは、衛星テレビチャネル、ケーブルテレビチャネル、地上波放送チャネル、ローカルビデオアーカイブ、或いはＤＶＤプレーヤ等の周辺装置のような従来のソースから来る。

本発明の実施例においては、ストリームが復号化されると、ビデオ属性は、復号化された画素ストリームと間で定められた関係を維持した状態で、デコーダ２３４によってビデオプロセッサ２３６に供給される。復号化されたビデオのビデオ属性は、例えば、同期して供給、フレーム・バイ・フレームで供給、選択された複数のフレームの間隔で供給、又は、属性が以前のフレームから変化するたびに供給される。

ビデオ画素データと属性データとはデコーダ２３４にて同期して、別々のチャネル２２４Ａ、２２４Ｂでビデオプロセッサ２３６に供給される。

詳しくは、図３は、ビデオ受信機２００の簡略化した機能ブロック線図である。図示されるように、デコーダ２３４は、ＭＰＥＧデコーダ２０２と、２つの同期チャネル２２４Ａ、２２４Ｂを形成するために使用されているチャネルフォーマッタ２０４と、を備える。チャネル２２４Ａは、ビデオデータ用のチャネルであり、チャネル２２４Ｂは、属性データ用のチャネルである。図示された実施例において、チャネルフォーマッタ２０４は、属性フォーマッタ２２０と、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４に順守したエンコーダ２２２と、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４に順守したエンコーダ２３０と、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守したエンコーダ２３２と、を備えている。“Format of Ancillary Data Signals Carried in Digital Component Studio Interlaces”と題するＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．１３６４と、“Encoding Parameters of Digital Television For Studios”と題するＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．６０１−４と、“Interlaces for Digital Component Video Signals in 525-Line and 625-Line Television Systems Operating at the 4:2:2 Level of Recommendation ITU-R BT.601(part A)”と題するＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．６５６−４とを本書の一部に含める。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４で定められている４：２：２クロマフォーマットによって、４：２：０の符号化されたビデオ信号が伝送可能となる。ＭＰＥＧ−２は、４：２：２及び４：２：０の双方のクロマサブサンプリング(chroma subsampling)を可能にする。４：２：０のクロマフォーマットは、“main profile at high level (MP@HL)”と称されており商業的に重要なＭＰＥＧ−２プロファイルに使用される。即ち、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６インターフェースを使用して４：２：０フォーマット信号を伝送できることは有効である。４：２：０信号のクロマサンプルは、単純に複製されて、（図４に示される）ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６で定められた４：２：２フォーマットに合うようになる。若しくは、４：２：０の符号化された信号は、クロマデータに割り当てられた帯域幅の半分のみを使用して、そのまま送信されることも可能である。

ＭＰＥＧデコーダ２０２は、パーサ（parser）２０６と、可変長デコーダ（ＶＬＤ）２０８と、動き補償ブロック（ＭＢ）２１０と、ランレングスデコーダ及び逆量子化（ＲＬ＆ＩＱ）ブロック２１２と、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）ブロック２１４と、ピクチャ復元ブロック２１５と、フレームを記憶するメモリ２１６と、を備えており、ＭＰＥＧデコーダ２０２のこれらの構成部品は、従来のＭＰＥＧデコーダに備えられており当業者には周知となっている。

ＭＰＥＧデコーダ２０２は、拡張属性情報を属性フォーマッタ２２０に出力する点で、従来のＭＰＥＧデコーダとは若干異なる。即ち、ＭＰＥＧデコーダ２０２は、画像サイズ、カラーフォーマット及びピクチャ構造を出力する。また、属性情報は、属性データとしてフォーマットされ、ソフトウェアの変数等としてレジスタ２１８に記憶されるようにすることが可能である。

属性フォーマッタ２２０は、選択されたビデオ属性データをレジスタ２１８から読み取り、これらのデータを以下で説明するマッピングに従って任意でフォーマットする。伝送される所望のビデオ属性は、解像度、ピクチャ構造の種類（フレーム又はフィールド）、クロマフォーマット等を含んでいる。ビデオ属性は、ＭＰＥＧデコーダ２０２によって、各フレーム又は各フィールドと同期して復号化され、この復号化された属性のサブセットは、ビデオデータストリームとともにビデオプロセッサ２３６に伝送される。

図示された実施例において、属性フォーマッタ２２０は、フォーマットされた属性データを好ましくはＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４に順守したエンコーダ２２２に出力する。該エンコーダ２２２は、この属性データをＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４に順守したストリームに変換する。

復号化されたビットストリームのフレーム又はフィールドに対応する画素データは、好ましくはＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４に順守したエンコーダ２３０によって、フレームメモリ２１６から読み出されて、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４に従って符号化される。

従って、フレーム属性データと画素の出力とは、例えば、バス２２４で送られる２つの同期チャネル２２４Ａ、２２４Ｂを介して同期してビデオプロセッサ２３６に供給される。チャネルフォーマッタ２０４は、更に、好ましくはＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守したエンコーダ２３２を備えており、該エンコーダ２３２は、ビデオ画素データストリーム２２８と、ビデオ属性データストリーム２２６と、を多重化する。

ビデオプロセッサ２３６は、スケーラ２５０と、デインターレーサ２５２と、カラースペースコンバータ２５４と、出力インターフェース（出力Ｉ／Ｆ）２５６と、を備えている。出力インターフェース２５６は従来のＲＡＭＤＡＣでもよい。ビデオプロセッサ２３６は、また、メモリ２５８を備えている。バス２６０は、スケーラー２５０と、デインターレーサ２５２と、カラースペースコンバータ２５４と、出力インターフェース２５６と、メモリ２５８と、を互いに接続する。

ビデオプロセッサ２３６は、更に、チャネルフォーマッタ２０４と相補性を有するチャネルデコーダ２３８を備えている。図示された実施例において、チャネルデコーダ２３８は、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守したデコーダ２４０を備えている。該デコーダ２４０は、デマルチプレクサ(demultiplexer)として機能し、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４に順守したデコーダ２４２と通信している。

デコーダ２４２の出力は、スケーラ２５０とデインターレーサ２５２とカラースペースコンバータ２５４と出力インターフェース２５６とに接続されている属性デコーダ２４４に供給される。

ビデオストリームはビデオデコーダ２０２に受信される。パーサ２０６は、入力されたビットストリームを解析して、シーケンスヘッダ、シーケンス拡張ヘッダ、ユーザデータ及びその他の拡張ヘッダ等のビットストリームに使用される符号化構造をアセンブルする。次いで、ＧＯＰを記述したＧＯＰヘッダが読み込まれる。シーケンスヘッダ及びシーケンスヘッダ拡張部の後に解析される次の符号化構造は、ピクチャヘッダとピクチャヘッダ拡張部である。これらの符号化構造の先にはスタートコードが付いており、デコーダは、このスタートコードを検出して、符号化構造のアセンブルを開始する。ピクチャヘッダ及びピクチャヘッダ拡張部の構造に含まれる属性情報は、復号化されている現ピクチャの特性に加えられる。ピクチャヘッダ及びピクチャ拡張ヘッダは、ピクチャの所要の属性を全て提供する。ＤＣＴ係数は、ブロック２１２、２１４によって、ランレングス復号化及び逆量子化されて、画素ドメイン値に変換される。この過程は、次の画像に対しても繰り返し行われる。

ビットストリームを解析することによって、ビデオデコーダ２０２は、（ピクチャ、マクロブロック、ブロック等に基づいて）復元されている現画像に対応する画像属性データを認識することができる。従って、ビデオデコーダ２０２は、メモリ２１６から読み出されてレジスタ２１８に入力される各フレーム又はフレームの各サブセットと一緒に、定められた関係を維持してこれらの属性（画像属性データ）の全て又はサブセットを提供することができる。即ち、デコーダ２０２は、メモリ２１６内のフレームの圧縮解除された画素の復元に先だって、該フレームを記述する全ての属性を抽出する。この属性の全て又はサブセットは、適切にフォーマットされてビデオプロセッサ２３６に伝送される。

属性フォーマッタ２２０は、下記の表１に示されるマッピングに従って属性値をフォーマットできる。ピクチャのラインデータがメモリ２１６から読み出されて、ビデオ画素エンコーダ２３０に入力されるとき、属性フォーマッタ２２０は、画像の対応する属性データを属性データエンコーダ２２２に提供する。その後、属性データ及びビデオ画素データは、チャネルエンコーダ２３２によって多重化されて、チャネル２２４Ａ、２２４Ｂでビデオプロセッサ２３６に送られる。

チャネルエンコーダ２０４は、図４に示されるＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．６５６−４によって推奨されているインターフェース信号構造を使用している。各ラインにおいて、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４に順守したストリームから取り出された７２０の輝度値（Ｙ）３０２及びクロマ値Ｃｒ３０４、Ｃｂ３０６は、フォーマット３０８を用いて伝送される。その後、アクティブビデオの終了（ＥＡＶ）シーケンス３２２及びアクティブビデオの開始（ＳＡＶ）シーケンス３１８は時間基準信号の役割を果たす。これらの時間基準信号間にあるデジタルブランキング間隔３２０は補助信号を送るために使用される。

図４は、ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．１３６４に順守した補助データパケットのフォーマットタイプ１を例示している。補助データパケット４００は、ＥＡＶ信号３２２とＳＡＶ信号３１８との間の間隔３２０にある。８ビット演算において、各ワードは８ビットを有しており、１０ビット演算においては、各ワードは１０ビットの値を示している。補助データフラグ（ＡＤＦ）４０２の後には、データタイプ４０４、データブロックナンバー４０６、データカウント４０８及びユーザデータ４１０が配置されており、ユーザデータ４１０の後には、チェックサム４１２が配置されている。ＡＤＦ４０２は、３つのワードから成り、データＩＤ４０４は１ワードである。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４において詳述したように、ＡＤＦは、１６進数の３つのワードシーケンス（００．０_Ｈ、ＦＦ．Ｃ_Ｈ及びＦＦ．Ｃ_Ｈ）から成っている。この表記（例えば、ＦＦ．Ｃ_Ｈ）において、（１０ビットのワードの場合）８つの最も重要なビットは整数部分によって示されており、他の２つのビットは、少数部分によって示されている。従って、ＡＤＦシーケンス（００．０_Ｈ、ＦＦ．Ｃ_Ｈ及びＦＦ．Ｃ_Ｈ）の場合、最初のワードのビットは全てゼロに設定されており、次の２つのワードのビットは全て１に設定されている。データブロックナンバー４０６及びデータカウント４０８はそれぞれ１ワードを有している。ユーザデータは２５５ワードである。チェックサム４１２はエラーを検知するために使用されている。

ユーザ定義プリアンブル４２２は、転送されるデータがクロマフォーマット、解像度、ピクチャ構造等のうちの１つであることを示している。表１は、属性のプリアンブルのマッピングの単純な例を示している。

ユーザ定義属性コード４２４は、その後のワードが関係する属性の種類（クロマフォーマット、解像度、ピクチャ構造の種類等）を識別している。次のワード４２６は、伝送されている特定のデータを示しており、該データは、クロマフォーマット属性に対応するデータであり、４：２：２等である。クロマフォーマット属性コードの後の０１．０_Ｈという値は、例えば、４：２：２のクロマフォーマットが使用されることを示すために使用可能である。クロマフォーマット属性コードの後の０２．０_Ｈという値は、４：４：４の画素のサンプリングフォーマットが使用されることを示すために使用されている。

解像度の情報の場合、比較的多くのワードが使用される。ロケーション４２４のワード（属性コード）は、その次のワードにおいて解像度情報があることを示している。ロケーション４２６のワードの値は、表１に示されるような、横方向の解像度或いは縦方向の解像度が特定されるのか否かを示している。解像度の値は、ロケーション４２８、４３０で特定されており、ロケーション４２８、４３０は、それぞれ、解像度のＭＳＢ（most significant bits）及びＬＳＢ（least significant bits）を提供する。８ビットの演算であっても、１６ビットの値は、２つのワードを使用して記憶可能であり、解像度の実用的な値としては十分である。

無論、上記の符号化スキームは一例に過ぎず、属性を符号化する方法は、他の方法であっても、同様に使用できる。他の種類の属性データも適切に符号化可能である。

補助チャネルを使用して、属性は互いに統合されて各フレームとともに伝送可能である。或いは、該属性は、値に変化があるときに伝送可能としてもよい。対応するロジックは、属性フォーマッタ２２０の一部を構成する。

ビデオプロセッサ２３６に送信されるビデオストリームの属性の変化を含むチャネル２２４Ｂは、インターフェース規約で定められた補助信号を使用して送られる。補助信号はビデオ信号と同期して送信されるので、デコーダ２３４との間でＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．６５６−４を使用すれば、ビデオ属性データ（クロマフォーマット、解像度等）がビデオ画素データと同期して転送される。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４は、柔軟に補助データをパッケージ化してビデオと同期して提供する。例えば、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ６５６−４は、テレテキストクローズキャプション(teletext close caption)及び類似の情報をビデオ情報とともに送るためにしばしば使用される。補助チャネル２２４Ｂは、チャネル２２４Ａで送られるビデオ画素データと時分割多重化されて、ビデオ画素データストリーム内に配置されている横方向のブランキング間隔において送信される。

チャネル２２４Ａ及びチャネル２２４Ｂを送る物理的なリンク２２４はシリアルリンク又はパラレルリンクである。リンク２２４は、また、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守する。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４は、データを伝送するための８つの（任意で１０の）導体対と、２７ＭＨｚの同期クロック用の対と、を規定している。インターフェースは、単体のソースと単体のディスティネーションとの単方向接続を提供している。

ビデオプロセッサ２３６は、チャネルデコーダ２４０を使用して、バス２２４で受信したデータストリームを、スケーラ２５０に供給されるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４順守ストリームと、デコーダ２４２に供給されるＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４順守補助データストリームと、に分離する。図示された実施例においては、スケーラ２５０は、ビデオデータ入力を受信するためのＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４順守入力インターフェースを有している。

属性デコーダ／制御ブロック２４４は、デコーダ２４２から受信した属性データを復号化して、該ブロック２４４に接続されているブロック、即ち、スケーラ２５０と、デインターレーサ２５２と、カラーコンバータ２５４と、出力インターフェース２５６を、処理中の現フレームの属性に対応する適切な制御ビットでプログラムする。

ビデオチャネル２２４Ａと同期属性データチャネル２２４Ｂとを使用することによって、スケーラ２５０、デインターレーサ２５２、カラーコンバータ２５４、及び出力インターフェース２５６をプログラムするのに必要な全ての属性データを、ビデオプロセッサ２３６内で処理中のフレームと同時に受信することができる。

ビデオシーケンスにおけるフレームの新しい属性又は変更された属性をビデオプロセッサに転送することが遅延した結果として生じたアーティファクトは、属性データと、関連するフレームのビデオデータとが良好に同期することによって、取り除かれる。新しい特性を同期伝送することによって、ビデオプロセッサのパラメータは、その特性の影響を受けるフレームが表示されるときに、調整される。従って、識別されたアーティファクトは取り除かれて、ビデオディスプレイ装置は、増加／減少した解像度、新しいクロマフォーマット等を備えるフレームを絶え間なく表示し続ける。

属性データは、表示される画像と同時に、或いは、表示される画像よりも先にビデオプロセッサ２３６に供給される。また、提供されるチャネルの性質は、本実施例で使用されるチャネルの性質と異なっていてもよい。例えば、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．１３６４、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１−４及びＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守したストリームを使用する必要はない。ビデオデータと補助データとを同期させて多重化する方法は数多くあり、これらの方法は当業者には明白である。

無論、上記実施例は、本発明の一例として示したに過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の実施例の構成要素の配置、形態、詳細事項、及び動作の順序の変更が可能である。

受信機２００の各種機能ブロックは、それぞれ別々の部品として実現してもよく、また、単体の集積回路（ＩＣ）として実現してもよい。

他の実施例において、デコーダ２３４とビデオプロセッサ２３６との間のインターフェースは、ビデオ画素チャネル２２４Ａに対する接続と、属性データを送るチャネル２２４Ｂに対する接続とをそれぞれ物理的に別個にしてもよいが、該チャネル２２４Ａ、１２２４Ｂは、同期するために同一のクロック源を共有する。従って、リンク２２４は、コンピュータ装置及びコンピュータの周辺装置、ワイヤレストランスミッタ及び受信機、ビデオプレーヤ及びレコーダ等の２つの装置の間にある。従って、リンク２２４は、電気的なリンク、光学的なリンク或いはワイヤレスリンクを含めた数多くの形態で形成可能である。

本発明は、特許請求の範囲に記載されているように、上記実施例及びその変形例を全て包含している。

従来のビデオ受信機の概略のブロック線図を簡素化した図。 本発明の実施例におけるビデオ受信機の論理ブロック線図。 図２のビデオ受信機の機能ブロック線図。 図２のビデオ受信機においてデコーダからビデオプロセッサにデータを送るために使用される信号のフォーマットのブロック線図。

Claims (18)

1. ビデオ受信機であって、
   ビデオデコーダと、
   チャネルエンコーダと、
   を備え、
   前記ビデオデコーダは、符号化されたビデオデータストリームを受信して、前記符号化されたビデオデータストリームを画素ストリームと属性データとに復号化し、前記画素ストリームはビデオ画像を表示しており、前記属性データは前記ビデオ画像を記述しており、
   前記チャネルエンコーダは、第１チャネルの前記画素ストリームと第２チャネルの前記属性データとを符号化して、前記第１チャネルと前記第２チャネルとを合成し、もって、画像のビデオ画素と前記画像の属性データとの間で定められた関係が存在することを特徴とするビデオ受信機。
2. 前記チャネルエンコーダは、前記第１チャネルと前記第２チャネルとを同期させて合成する請求項１に記載のビデオ受信機。
3. 前記ビデオ受信機は、更に、ビデオプロセッサを備えており、前記ビデオプロセッサは、前記第１チャネルと前記第２チャネルとを受信して前記画素ストリームと前記属性データとを抽出するチャネルデコーダを備えている請求項２に記載のビデオ受信機。
4. 前記ビデオプロセッサは、ビデオスケーラとカラースペースコンバータとデインターレーサの少なくとも１つを備えている請求項３に記載のビデオ受信機。
5. 前記チャネルデコーダは、前記属性データを供給するために、前記ビデオスケーラと前記カラースペースコンバータと前記デインターレーサの前記少なくとも１つと通信している請求項４に記載のビデオ受信機。
6. 前記ビデオデコーダは、ランレングスデコーダ、逆離散コサイン変換ブロック、又は、可変長デコーダを備えている請求項１〜請求項５のいずれかに記載のビデオ受信機。
7. 前記チャネルエンコーダは、前記属性データを定められたフォーマットに符号化する属性エンコーダを備えている請求項１〜請求項６のいずれかに記載のビデオ受信機。
8. 前記チャネルエンコーダは、前記第１チャネルと前記第２チャネルとを時分割多重化するマルチプレクサを備えている請求項１に記載のビデオ受信機。
9. 前記チャネルエンコーダは、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６−４に順守したエンコーダから成る請求項８に記載のビデオ受信機。
10. 前記ビデオデコーダと前記ビデオプロセッサとは、前記第１チャネル及び前記第２チャネルを送るシリアルリンク又はパラレルリンクによって接続されている請求項３、請求項４、請求項６及び請求項７のいずれかに記載のビデオ受信機。
11. 前記画像の前記属性データは、前記画像の前記画素ストリームと同時に伝送される請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のビデオ受信機。
12. 圧縮されたビデオビットストリームから映像を表示する方法であって、
    前記圧縮されたビデオビットストリームを復号化して、圧縮解除された画素ストリームとビデオ属性データとを形成する工程と、
    前記画素ストリームを処理してディスプレイ装置に提示するために、前記画素ストリームをビデオプロセッサに転送する工程と、
    前記画素ストリームと前記ビデオ属性データとの間で定められた関係が維持されるように、前記ビデオ属性データを前記ビデオプロセッサに転送する工程と、
    前記ビデオプロセッサにおいて、前記ビデオ属性データを使用してビデオ画像を処理し、処理されたビデオフレームの各々を前記ディスプレイ装置で表示する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記ビデオ属性データは、前記画素ストリームと同期して前記ビデオプロセッサに転送される請求項１２に記載の方法。
14. 前記ビデオ画像を処理する前記工程は、
    前記ビデオ画像をスケーリングする工程と、
    前記画素ストリームを色変換して前記ディスプレイ装置に提示する工程と、
    前記ビデオ属性データに従って前記画素ストリームを選択的にデインターレース処理して前記ディスプレイ装置に提示する工程と、
    の少なくとも１つを含む請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法は、更に、前記画素ストリームと前記ビデオ属性データとを時分割多重化する工程を備えている請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記画素ストリームを転送する工程及び前記ビデオ属性データを転送する工程は、ＭＰＥＧ−２で符号化されたビットストリームを備えるビデオビットストリームを転送する工程から成る請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載の方法。
17. 前記圧縮されたビデオビットストリームは、ＭＰＥＧ−１で符号化されたビットストリームを備える請求項１２〜請求項１６のいずれかに記載の方法。
18. コンピュータの読み取り可能な媒体であって、
    前記媒体は、プロセッサによって実行可能な指令を記憶しており、
    前記指令は、前記プロセッサと通信するメモリにロードされたとき、前記プロセッサを適用して請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載の方法を実行することを特徴とする媒体。

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