JP2013225914A - 符号化方法及び復号方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＯＰの長さを長くしても、ランダムアクセスを可能とする。
【解決手段】ランダムアクセス可能なアクセスポイントとして用いられるＰピクチャーを、当該Ｐピクチャーが属する前記映像情報単位の先頭のＩピクチャー、またはＢピクチャーを用いずに予測された以前のＰピクチャーに基づいて、アクセスポイントＰピクチャーとして符号化し、前記アクセスポイントＰピクチャーの後続のピクチャーとして、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー、あるいは当該アクセスポイントＰピクチャーから予測されたＰピクチャーまたはＢピクチャーに基づいて予測され、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー以前のピクチャーについては予測に用いないＰピクチャーおよびＢピクチャーを符号化する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ランダムアクセス可能な映像情報記録媒体、並びに、映像データを映像情報記録媒体に記録する記録装置及び記録方法、ランダムアクセス可能な映像情報記録媒体から映像データを再生する再生装置及び再生方法に関するものである。本発明はまた、符号化装置及び方法、並びに復号化装置及び方法に関する。

蓄積媒体の容量を大きくすることなく、効率的にかつ簡単な方法で画像データの特殊再生を行う方式として、符号化された画像データをＭＰＥＧ方式に準拠したフォーマットでパケット化して蓄積媒体に書き込む際に、Ｉピクチャーデータの少なくとも一部が格納されているパケットに対してＩピクチャーインデックスを設定し、特殊再生時にはそのＩピクチャーインデックスが設定されているパケットのみを読み出すようにした方式が提案されている（例えば、特許文献１等）。

特開平９−９８４３０号公報（第４−１０頁、第１−１５図）

近年、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ（Ｈ．２６４）をはじめとする、低ビットレートで符号化しても十分な画質が確保できる新しい符号化方式が普及し始めている。低ビットレートで高画質を実現するには、符号量の多いＩピクチャーの枚数をできるだけ少なくすることが必要である。

一方、ＧＯＰの先頭フレームは必ず、Ｉピクチャーである必要があるため、Ｉピクチャーの枚数を減らすことは、ＧＯＰの長さが大きくなることに等しい。例えば携帯端末用のテレビ放送である、「１セグ放送」においては、最大５秒間のＧＯＰまで許されている。
このように、ＧＯＰの長さが大きくなってくると、ランダムアクセス時には別のフレームを参照することなくデコードできるＩピクチャーから再生を行うことが必要であるため、アクセス可能なポイントとして指定できる位置が大幅に減少することとなる。この場合、ユーザーが録画した映像に対してタイムサーチ等を行ったとしても、アクセス可能なポイントとして指定されている箇所がＧＯＰの先頭にあるＩピクチャーにしか存在しないため、ユーザーがある時点からの映像再生を希望したとしても、その位置に正確にアクセスすることが困難となり、希望した時点からずれた時間からの再生しか行えないといった不便が生じることとなる。また、ＧＯＰの長さが例えば５秒間に設定されている場合、その中間にランダムアクセスを行おうとすると、目的のピクチャーが再生されるまでに、最悪の場合２秒以上かかるといった問題もある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、ＧＯＰの長さを長くしても、ランダムアクセスを可能とすることを目的とする。

本発明は、
フレーム内符号化画像であるＩピクチャー、１枚のピクチャーから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＰピクチャー、及び２枚のピクチャーから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＢピクチャーからなる映像情報単位により構成される映像データを記録する符号化方法において、
ランダムアクセス可能なアクセスポイントとして用いられるＰピクチャーを、当該Ｐピクチャーが属する前記映像情報単位の先頭のＩピクチャー、またはＢピクチャーを用いずに予測された以前のＰピクチャーに基づいて、アクセスポイントＰピクチャーとして符号化し、
前記アクセスポイントＰピクチャーの後続のピクチャーとして、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー、あるいは当該アクセスポイントＰピクチャーから予測されたＰピクチャーまたはＢピクチャーに基づいて予測され、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー以前のピクチャーについては予測に用いないＰピクチャーおよびＢピクチャーを符号化し、
アクセスポイントとなる前記Ｉピクチャーの時間情報と位置情報とを対応付けて記憶し、かつアクセスポイントとなる前記Ｉピクチャーのサイズ情報を含むエントリーポイントマップを生成することを特徴とする。

本発明によれば、ＧＯＰの長さを長くしても、ユーザーの希望する時点からの映像再生をスムーズに行うことができ、ランダムアクセスが可能となる。

（ａ）及び（ｂ）は実施の形態１のＧＯＰの構成を説明するための図である。 実施の形態１における、１ＧＯＰの中に２つのＰピクチャーのアクセスポイントを設定した場合のＧＯＰの構成例である。 実施の形態１における、アクセスポイントとなるＰピクチャーへアクセスするためのインデックス情報の構造図である。 実施の形態１，４，５の再生装置の構成を示す図である。 実施の形態１における、光ディスクにおける映像ファイルとＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の各管理データとの関係を示す図である。 実施の形態２における、アクセスポイントとなるＰピクチャーへアクセスするためのインデックス情報の構造図である。 実施の形態２における、ＧＯＰ内のピクチャーの参照とｆｒａｍ＿ｎｕｍの関係を示す図である。 実施の形態３のＧＯＰの構成を説明するための図である。 実施の形態３の再生装置の構成を示す図である。 実施の形態３における、各ＧＯＰ内のアクセス情報が記述される“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”の構造を示す図である。 実施の形態３における、各ＧＯＰ内のアクセス情報が記述される“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”の構造の他の例を示す図である。 実施の形態３における、アクセスポイントとなるＰピクチャーへアクセスするためのインデックス情報の構造図である。 実施の形態４における、表示順に並んだピクチャーの配列とランダムアクセス用に並び替えた記録時の配列との関係を示す図である。 実施の形態４における、ＧＯＰ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（）の構造を示す図である。 実施の形態４における、Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）と各ピクチャーの配列との関係を表す図である。 実施の形態５における、表示順に並んだピクチャーの配列とランダムアクセス及び早送り再生用に並び替えた記録時の配列との関係を示す図である。 実施の形態５における、ランダムアクセスと早送り再生とに対応したインデックス情報の構造図である。

以下、実施の形態を図面を参照しながら説明する。
映像情報記録媒体として光ディスクである場合について主として示すが、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体であってもよい。
また、本実施の形態では３０フレーム／秒の映像をＭＰＥＧ４−ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ）の符号化方式により、ディジタル映像データに圧縮して記録が行われる場合について説明する。ディジタル映像データの各フレームは、Ｉピクチャー、Ｐピクチャー、Ｂピクチャーの３種類の符号化画像のいずれかにより構成されている。Ｉピクチャーは、１フレーム内で符号化されるフレーム内符号化画像である。Ｐピクチャーは、１枚のフレームを複数のブロックに分割して各ブロックに対して別の１枚のフレームから予測される予測符号化画像、即ち、１枚のフレームから予測されるブロックの集合体である。Ｂピクチャーは、１枚のフレームを複数のブロックに分割して各ブロックに対して別の２枚のフレームを参照して予測する予測符号化画像、即ち、２枚のフレームから予測されるブロックの集合体である。また、少なくとも１つのＩピクチャーを含むとともにＩピクチャーを先頭にして１つ又は複数枚のＰピクチャー及び１つ又は複数枚のＢピクチャーを含んでなる映像単位としてＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）を構成し、映像データはこのＧＯＰが複数集まって構成されている。ただし、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣにおいてＧＯＰは規格で規定されていないが、このようなＧＯＰの概念をＭＰＥＧ４−ＡＶＣに適用したものをここではＧＯＰと呼び、ＧＯＰの長さを１．０秒に設定されていることを前提として説明を行う。

実施の形態１．
図１は、ＧＯＰの構成を説明するための図である。図において、ＩはＩピクチャー、ＰはＰピクチャー、ＢはＢピクチャーを表す。一番左にあるＩ１ピクチャーが時間的に最も古い時間のピクチャーであり、右に行くほど新しい時間のピクチャーとなっており、表示順に配列されている。図中、矢印は各ピクチャーを符号化する際の、予測、参照の関係を示す。Ｉ，Ｐ，Ｂに続く番号は各ピクチャーを識別するための番号であり、Ｉ，Ｐ，Ｂごとに、時間的に古いものから番号が振られている。

図１（ａ）は、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣで符号化した場合のＧＯＰの構成例である。図１（ａ）を用いて各ピクチャーがデコードされる手順について説明を行う。なお、表示順は図１に示したとおりであるが、記録媒体等に記録する際にはデコード順に記録されている。
例えば、図１（ａ）においては、Ｉ１、Ｐ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｐ２・・・の順で記録媒体に記録されている。

図１（ａ）において、Ｉ１は単独でデコード可能なピクチャーであり、且つ最初のピクチャーであるため、まず第一にデコードされる。デコードされたＩピクチャーは、後のデコードに必要であるため、デコーダー内のフレームメモリーに一旦蓄積される。次に、Ｐ１がデコードされ、デコードされたＰピクチャーもフレームメモリーに一旦蓄積される。
続いて、Ｂ１が、既にデコードされたＩ１、Ｐ１を参照しデコードされ、一旦フレームメモリーに蓄積される。ここでフレームメモリー内のＩ１は破棄される。次に、Ｂ１とＰ１とを参照してＢ２がデコードされ、一旦フレームメモリーに蓄積される。そして、Ｂ３がＰ１とＢ２とを参照してデコードされ、フレームメモリーに一旦蓄積され、フレームメモリー内のＢ３は破棄される。次に、Ｐ１とＢ３とを参照してＢ４がデコードされ、フレームメモリー内に一旦蓄積され、フレームメモリー内のピクチャーはＢ４を除いて破棄される。次にＢ４から予測されるＰ２がデコードされ、フレームメモリー内に一旦蓄積される。以下同様にして、次々とデコードが進んでいく。

以上のように、一つのピクチャーを復号するには、時間的に前方向及び／又は後方向のピクチャーを必要とするが、この仕組みが、ランダムアクセスへの大きな障害となっている。ここでＰ２に注目をする。Ｐ２のデコードにはＢ４が必要で、Ｂ４のデコードにはＢ３とＰ１が必要である。Ｂ３のデコードにはＰ１とＢ２が必要で、Ｂ２のデコードにはＢ１とＰ１が必要である。更にＢ１のデコードには、Ｉ１とＰ１が必要となる。よってＰ２より再生を開始しようとした場合、Ｐ２より以前にある、Ｉ１、Ｂ１、Ｂ１、Ｐ１、Ｂ３、Ｂ４のすべてのピクチャーをデコードした後でないと、デコードすることができないことがわかる。なお、ＭＰＥＧ２の場合は、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣと違い、参照や予測に使うピクチャーの自由度がないため、Ｐ２から再生を行うには、Ｉ１、Ｐ１をデコードすることでＰ２はデコード可能である。このことはＭＰＥＧ４−ＡＶＣで符号化された映像は、ランダムアクセス性に欠けることを意味する。低ビットレートで符号化する場合、符号化効率を上げるために、ＧＯＰの長さを長めにすることが一般的である。例えばＧＯＰの長さを５秒程度にとった場合、その中間にランダムアクセスを行おうとすると、目的のピクチャーが再生されるまでに、最悪の場合２秒以上かかる場合が考えられる。

従って、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣのように、参照や予測に用いるピクチャーに自由度が大きい符号化方式においては、ＧＯＰの途中にアクセスしようとする場合、多くのピクチャーをデコードする必要があるため、再生を開始するまでに時間を要する。その結果、ユーザーが希望する時点から再生しようとしても、再生が開始するまでに時間がかかったり、希望の時間からずれた時間より再生し始めたりといった不便が生じることとなる。

この問題を解決するには、符号化時にある程度の制約を与える必要がある。しかし、大きな制約を与えることは、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣの良さを損なうことになるため、必要最小限にすべきである。図１（ｂ）は、アクセスポイントＡＰとなるピクチャーを符号化する際に、ある制約条件を加えて符号化したＧＯＰの構成である。各ピクチャーは、左から表示順に配列されている。このＧＯＰでは、アクセスポイントＡＰ以降のピクチャーを符号化する条件として、次の３つの制約を加えている。
１．アクセスポイントＡＰとなるピクチャーはＩまたはＰピクチャーとする。
２．アクセスポイントＡＰとなるＰピクチャーは、必ずＧＯＰ先頭のＩピクチャーから予測する。
３．アクセスポイントＡＰのＰピクチャー以降のピクチャーは、アクセスポイントＡＰ以前のピクチャーから予測したり、参照したりしない。但しＧＯＰ先頭のＩピクチャーは除く。

ここで、アクセスポイントＡＰとは、例えばユーザーが希望する時点等の、映像情報の任意の位置から再生するいわゆるランダムアクセスを行う際のアクセス可能な位置（ポイント）である。再生専用型光ディスクの場合にはディスクのオーサリング時に位置指定が行われ、追記可能型又は書換え可能型光ディスクの場合には当該光ディスクへの映像データを記録する際に記録装置が自動的に指定する。

図１（ｂ）において、アクセスポイントＡＰであるＰ４から再生を行うには、まずＧＯＰ先頭のＩ１をデコードし、次にＰ４をデコードするだけでよい。Ｐ４以降のピクチャーは、Ｐ４よりも前のピクチャーを参照、予測に使っていないため、これ以降は通常のシーケンスでデコードすることで、連続した再生が可能である。

上記の制約条件で符号化すると、アクセスポイントＡＰであるＰ４から再生を行うには、ＧＯＰ先頭のＩ１のデータを読み出してデコードするだけでよく、Ｐ４より以前のピクチャーを読み出したりデコードする必要がない。ここで、ディスクの読み出し速度を１０Ｍｂｐｓ、符号化レートを１０Ｍｂｐｓとし、Ｉピクチャー、Ｂピクチャー、Ｐピクチャーの符号化比率を１０：６：１、シーク時間を１００ｍｓｅｃと仮定する。この時、Ｉ１とＰ４のデータサイズの合計は上記の条件で、約１．３Ｍｂｉｔとなり、これを読み出すために必要な時間は１３０ｍｓｅｃである。Ｉ１を読み出した後、Ｐ４へアクセスするため、更に１００ｍｓｅｃ分余計に時間を要するため合計２３０ｍｓｅｃ程度を要する。

上記の説明は、ＰピクチャーのアクセスポイントＡＰがＧＯＰ中に一つの場合について説明したが、ＧＯＰの中に複数のＰピクチャーのアクセスポイントを設定することも可能である。図２は、１ＧＯＰの中に２つのＰピクチャーのアクセスポイントＡＰ１，ＡＰ２を設定した場合のＧＯＰの構成例である。最初のＰピクチャーのアクセスポイントＡＰ１であるＰ４は、上述したＰピクチャーのアクセスポイントＡＰが一つの場合と同じであるため、説明を省略する。２番目のアクセスポイントＡＰ２はＰ８である。Ｐ４はＩ１より予測して符号化されているが、２つめのアクセスポイントＡＰ２のＰ８の場合、Ｉ１からの時間的な距離が大きくなる。一般に予測するピクチャーの時間的距離が大きくなるほど、予測精度が低下して、画質劣化を引き起こす。よって２番目のアクセスポイントＡＰ２以降のＰピクチャーについては、Ｉピクチャーから予測するよりも、その１つ前のアクセスポイントＡＰ１の位置にあるＰピクチャーから予測する方がよい。２番目のアクセスポイントＡＰ２の位置にあるＰ８の場合、１番目のアクセスポイントＡＰ１のＰ４から予測することで、符号化を行う。但し、場合によっては、Ｉ１から予測した場合のほうが、符号効率が良くなる場合もあるので、必ずしも一つ前のアクセスポイントから予測する必要はない。

よって、２番目以降のＰピクチャーのアクセスポイントの符号化条件は以下のようになる。
１．アクセスポイントとなるピクチャーはＩまたはＰピクチャーとする。
２．アクセスポイントとなるＰピクチャーは、ＧＯＰ先頭のＩピクチャーまたはアクセスポイントとなるＰピクチャーから予測する。
３．アクセスポイントのＰピクチャー以降のピクチャーは、アクセスポイント以前のピクチャーから予測したり、参照したりしない。但しＧＯＰの先頭のＩピクチャー、またはアクセスポイントとなるＰピクチャーを除く。

２番目のアクセスポイントＡＰ２のＰ８から再生を開始する場合、まずＧＯＰの先頭であるＩ１を再生する。次に１番目のアクセスポイントＡＰ１であるＰ４を読み出し復号する、さらにＰ８を読み出し復号することで、それ以降は通常に再生することができる。アクセスポイントＡＰが１箇所の場合と違って、複数アクセスポイントが存在する場合は、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー、目的のアクセスポイント以前のアクセスポイントになっているＰピクチャーを再生する必要があるため、ＧＯＰ内の後ろのアクセスポイントになるに従って、再生開始までの時間を要するが、このような制約条件を加えずに符号化した場合と比較して、十分早く映像を再生することが可能である。

以上の符号化条件において、ＧＯＰ途中のアクセスポイントから迅速な再生を行うために、以下のようなインデックス情報を映像データ中に配置する。図３は、アクセスポイントとなるＰピクチャーへアクセスするためのインデックス情報の構造図である。図３において、Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）は、アクセスポイントに必要な情報が格納されたデータ領域であり、ナビゲーションデータの一部を構成している。ナビゲーションデータとは、記録媒体内の映像ファイル等のコンテンツの再生を制御するための制御情報や管理情報全般のことを指し、アクセスポイントのインデックス情報もこの中に含まれる。

図３の“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”には、動画ファイル中に存在するＩピクチャーのアクセスポイントの総数が記述される。動画ファイルは複数のＧＯＰにより構成されているが、ＧＯＰの先頭のＩピクチャーは必ずしもアクセスポイントにする必要はないので、ＧＯＰの数と“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”の数は一致する必要は無いが、ＧＯＰの総数を超えることはない。

図３において、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”の次のｆｏｒループ文は、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”の数だけ繰り返されるループである。この中に、１つのＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでの、以下のようなアクセスポイント情報が記述される。なお、数秒程度のＧＯＰの場合、ＧＯＰ先頭のＩピクチャーは必ずアクセスポイントとして指定されるため、ＧＯＰごとのアクセスポイント情報とみなしてよい。

図３の“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］”は、アクセスポイント先頭の再生タイミングを意味する表示時間情報であるＩピクチャーのＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅが記述される。ここでのＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅは、ＭＰＥＧ２の各ピクチャーに記述されるＰＴＳでもよいし、映像ファイルの先頭からの相対的な時間を示す値でもよい。ここで、括弧内の［ＩＡＰ＿ｉｄ］は、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”のうちの、あるＩピクチャーのアクセスポイントの番号を意味し、例えば、“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］”は［ＩＡＰ＿ｉｄ］で特定されるＩピクチャーのアクセスポイントについての“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”情報という意味である。以下においても同様の意味であるため以下の説明では省略する。

次の“Ｉ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”は、アクセスポイント先頭のＩピクチャーについての映像ファイル内での位置情報、またはディスク内での位置情報を意味する情報である。本実施の形態では、アクセスポイント先頭のＩピクチャーについての、映像ファイルの先頭アドレスからの相対セクター数が記述される。ここではセクター数としてあるが、バイト数等であってもよく、映像ファイルの先頭からの位置、またはディスクの絶対位置が特定できる情報であればよい。“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”は、アクセスポイント先頭のＩピクチャーのデータサイズを意味する情報である。ここではＩピクチャーの最終バイトが存在するセクターの、当該Ｉピクチャーの存在するＧＯＰ先頭からの相対セクター数が記述される。以上の３つのアクセスポイント情報により、アクセスポイント先頭のＩピクチャーの先頭位置、表示時刻、データサイズを知ることが可能となる。

更に図３において、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”は、１つのＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでに存在するＰピクチャーのアクセスポイントの総数、一般的には次のＧＯＰ先頭までのＰピクチャーのアクセスポイントの総数、が記述される。次のｆｏｒループ文は、この“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”の数だけ繰り返されるループである。“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”は、上記“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”と同様のものであり、アクセスポイントとなるＰピクチャーの表示タイミングを意味するＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅが記述される。
ここでのＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅは、ＭＰＥＧ２の各ピクチャーに記述されるＰＴＳでもよいし、映像ファイルの先頭からの相対的な時間を示す値でもよい。一般に映像データ以外のデータ量は小さいほどよい。クロック周波数を９０ｋＨｚとすると絶対的なＰＴＳの場合は、３３ｂｉｔのデータ量が必要であるが、ＧＯＰの最大長を５秒とすると、相対的なＰＴＳに要するデータ量は１９ｂｉｔに削減されるため、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”の値は、ＧＯＰ先頭からの相対的な時間とするほうがよい。本実施の形態では、映像ファイル先頭からの相対的なＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅとしている。ここで、括弧内の［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］は、ＩＡＰ＿ｉｄで特定される１つのＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでに存在するＰピクチャーのアクセスポイント（“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”）のうちの、あるＰピクチャーのアクセスポイントの番号に対応する情報であることを意味する。例えば、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”は、［ＩＡＰ＿ｉｄ］で特定される１つのＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでに存在するＰピクチャーのアクセスポイントのうちの、あるＰピクチャーのアクセスポイント［ＰＡＰ＿ｉｄ］で特定される“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”情報という意味である。以下においても同様の意味であるため以下の説明では省略する。

次の“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”は、上記“Ｉ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”と同様のものであり、そのＰピクチャーについての、アクセスポイント先頭のＧＯＰ内の位置情報または、映像ファイル内での位置情報である。ここではＩピクチャーのアクセスポイント先頭からの相対セクター数が記述される。“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”は、“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”と同様に、アクセスポイントのＰピクチャーのデータサイズを意味する情報である。ここではアクセスポイントとなるＰピクチャーの最終バイトが位置するセクターの、当該Ｐピクチャー先頭からの相対セクター数が記述される。上記の３つの情報から、アクセスポイントとなるＰピクチャーの動画先頭位置、表示時刻、データサイズを知ることが可能となる。

以上のようにアクセスポイントのインデックス情報を構成することにより、各アクセスポイントの位置情報、時間情報、ピクチャーサイズを知ることが可能となる。次に上記インデックス情報を利用してアクセスポイントからの再生を行う手順について説明をする。
図４は再生装置１００の構成を示す図であり、図５は光ディスクにおける映像ファイルとＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の各管理データとの関係を示す図である。

通常の再生シーケンスを説明する。ユーザーからの再生指示が、ユーザーインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１０１からＣＰＵ１０２に入力されると、光ディスクからデータを読み出すドライブ１０３を制御するドライブ制御部１０４へ、ナビゲーションデータ１の読み出し命令が出される。読み出されたナビゲーションデータ１はドライブ制御部１０４を経由してワークメモリー１０５へ転送される。ＣＰＵ１０２、ドライブ制御部１０４、ワークメモリー１０５はアドレスバス、データバスで構成されるシステムバス１０６でＣＰＵ１０２と接続されており、ＣＰＵ１０２からの命令、各ブロック間のデータの転送は、このシステムバス１０６を使って行われる。ＣＰＵ１０２は、ワークメモリー１０５に展開されたナビゲーションデータ１より、ユーザーからの再生指定された番組に関する管理情報を抽出する。ＣＰＵ１０２は、この抽出された管理情報に従って、映像データ２から再生に必要な映像ファイル３のデータ読み出しをドライブ制御部１０４に指示し、ドライブ１０３によって所望のデータが読み出される。読み出されたデータは、システムバス１０６を経由して、符号化されたデータを復号するデコーダー１０７に付帯するバッファメモリー１０８へ、一旦蓄積される。ＣＰＵ１０２は、映像や音声が途切れなく再生できるように、バッファメモリー１０８が空になったり、オーバーフローしないよう制御を行う。
一旦バッファメモリー１０８に蓄積されたデータはデコーダー１０７で映像信号に復号され、ＴＶ等の表示装置１０９へ出力される。

次に、ユーザーにより、時間を指定するタイムサーチが行われた場合の動作について説明する。ユーザーから時間指定されたサーチ命令がユーザーＩ／Ｆ部１０１から出されると、ＣＰＵ１０２は、ワークメモリー１０５に蓄積された、ナビゲーションデータ１のＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）を参照する。ここでＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”の中で、ユーザーの指定した時間に最も近いアクセスポイントであるＩピクチャーについての時間情報をＩ＿ＰＴＳ＿ＡＰ（ｋ）とする。また、“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”の中で、最も近いアクセスポイントであるＰピクチャーｊ（ｊは１以上の整数で、Ｉピクチャーから数えてｊ番目のＰピクチャーのアクセスポイントとする。）についての時間情報を“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ（ｊ）”とする。ここで、上記ＩピクチャーはＧＯＰ（ｋ）４に含まれるとする。

現在再生中の映像ファイル３の先頭アドレスは、記録媒体のファイルシステムから認識できる。よって映像ファイル３の先頭アドレスに、上記Ｉピクチャーについての位置情報である“Ｉ＿ＳＣＮ＿ＡＰ（ｋ）”を加算したアドレスが、目的のアクセスポイントを含むＧＯＰ（ｋ）４の先頭に位置するＩピクチャーの絶対アドレスとなる。ＣＰＵ１０２は、その絶対アドレスからのデータ読み出しを、ドライブ制御部１０４へ命令する。ここで読み出されるデータ量は、当該Ｉピクチャーについてのデータサイズである“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”に記述されたセクター分である。このように位置情報とデータサイズとに基づいて読み出された当該Ｉピクチャーのデータは、ドライブ制御部１０４から、バッファメモリー１０８へ一旦蓄積される。

このようにして、Ｉピクチャーの読み出しが完了すると、ＣＰＵ１０２は、映像ファイルの先頭アドレスに、上記Ｉピクチャーについての位置情報である“Ｉ＿ＳＣＮ＿ＡＰ（ｋ）”と、すぐ次のアクセスポイントでありかつＰピクチャーについての位置情報である“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ（１）”（図示せず）とを加算したアドレスからのデータ読み出しを、ドライブ制御部１０４に命令する。ここで読み出されるデータ量は“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰ（１）”に記述されたセクター分である。このように位置情報とデータサイズとに基づいて読み出された当該Ｐピクチャーのデータは、ドライブ制御部１０４から、バッファメモリー１０８へ一旦蓄積される。

Ｐピクチャーｊを再生するには、ＧＯＰ（ｋ）４のＩピクチャーと、それ以降のアクセスポイントのＰピクチャーＡＰ（１）〜ＡＰ（ｊ）を読み出せばよいため、以上の動作をｊ回分繰り返す。このようにして、目的のアクセスポイント“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ（ｊ）”に到達する。

ＣＰＵ１０２は、目的のアクセスポイントから最短で映像が出力できるようタイミングを計算し、バッファメモリー１０８に蓄積されたデータをデコーダー１０７へ転送し、デコードをスタートさせる。以上の手順により、ユーザーの指定した時間からの再生が行われる。なお、ユーザーが再生すべき時刻を指定するタイムサーチを行う場合について示したが、再生すべきピクチャーやアドレス自体を指定してもよく、本発明の再生指定位置はこれらの再生指定時刻やアドレス、再生指定映像等を含むものである。

以上、説明したように、ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントとなるピクチャーをＩピクチャー又はＰピクチャーとすることによって、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ等の低ビットレートでの符号化方式においても、アクセスポイントを減少させることなく、適当な間隔でアクセスポイントを指定することが可能となる。

また、アクセスポイントとなるピクチャーがＰピクチャーである場合、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー又は当該Ｐピクチャーより時間的に前方向に位置するアクセスポイントのＰピクチャーから予測符号化することによって、符号化効率を保持することができる。

更に、アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に後方向のピクチャーを、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー及びアクセスポイントとなるピクチャーを除いて、当該アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に前方向のピクチャーから予測符号化しないことによって、アクセスポイント以降の再生をスムーズに行うことができる。

また、光ディスク等の映像情報記録媒体に、アクセスポイントのピクチャーの表示時間情報と位置情報とデータサイズとを記録しておくことによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントから迅速な再生を行うことができる。

本実施の形態により、１ＧＯＰを長時間にすることによる圧縮効率の向上とランダムアクセス性とを両立することが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１において、ＧＯＰ内に存在するアクセスポイントの表示時間情報として、ＧＯＰの先頭からの相対的な時間情報である、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”を利用したが、さらにデータサイズの小さい情報を利用して時間情報を取得する方法について説明をする。図６は、新しい“Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）”の構造を示す図である。図１６の“Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）”と異なる点は、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”の代わりに、“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］”を利用している点である。“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”はＭＰＥＧ４−ＡＶＣストリームのｓｌｉｃｅ＿ｈｅａｄｅｒに記述されるパラメーターである。“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”は参照ピクチャーがデコードされる度にインクリメントされる情報であり、４ｂｉｔから１６ｂｉｔの値をとる。図７はＧＯＰ内のピクチャーの参照とｆｒａｍ＿ｎｕｍの関係を示す図である。図７に示すように、“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”の値は、参照ピクチャーがデコードされる度に、一ずつインクリメントされる。この時のアクセスポイントの表示順番は、次式によって算出される。

Ｄｉｓｐｌａｙ＿ｏｒｄｅｒ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］
＝（ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］
−ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ［ＩＡＰ＿ｉｄ］）＊Ｍ

数式中のＭはＰピクチャーの間隔を示す値で、図７の場合Ｍ＝３となる。上記数式に従って計算すると、アクセスポイントの表示順番は１５枚目と計算することができる。ＰＴＳのクロック周波数を９０Ｈｚ、フレーム周波数を２４Ｈｚと仮定すると、フレーム間のＰＴＳの差は９００００／２４＝３７５０となるため、ＧＯＰ先頭のピクチャーからの相対的なＰＴＳの値は次式により算出される。

Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］
＝Ｄｉｓｐｌａｙ＿ｏｒｄｅｒ［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］＊３７５０

但し、上記２つの式のような計算を可能とするには、エンコード時に次の条件を満たすことが必要である。
１．Ｂピクチャーは参照ピクチャーとしない。
２．参照ピクチャーのｒｅ−ｏｒｄｅｒが発生する参照をしない。
３．ＧＯＰ内の参照ピクチャーと参照ピクチャーの間のＢピクチャーの枚数は固定値とする。
以上の条件が満たされていれば、“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”の値からアクセスポイントの表示時間を容易に計算することが可能である。“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”のデータ量は最大１６ｂｉｔであるが、必ずしもすべてのｂｉｔ数を利用する必要は無い。例えば、ＧＯＰの長さを最大５秒、フレーム周波数を３０Ｈｚ、Ｍ＝３とすると、ＧＯＰ中に存在するフレーム数は最大１５０枚となり、そのうちＰピクチャーは５０枚とある。よって“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”の下位６ｂｉｔがあれば、Ｉピクチャーからの相対的なフレーム数を計算することが可能である。

以上、説明したようにエンコード時に所定の条件が満たされている場合、“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”からアクセスポイントとなるＰピクチャーの表示時間を容易に計算することができ、ＰＴＳを利用した場合に比較して、映像データ以外のデータ量を減らすことが可能である。また、本実施の形態では、“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”からアクセスポイントの表示時間を計算したが、デコード順を表す情報であれば、同様にアクセスポイントの表示時間を計算することができる。

実施の形態３．
実施の形態１において、ＧＯＰ途中のＰピクチャーによるアクセスポイントへのアクセス手法について説明したが、符号化の方式を制御することで更に、高画質でアクセス速度も速く再生する方法を本実施の形態では説明する。

実施の形態１では、アクセスポイントのＰピクチャーの予測に用いるピクチャーはＧＯＰ先頭のＩピクチャーまたは、アクセスポイントとなっているＰピクチャーであった。一般にＰピクチャーの符号量を減らすためには、極力時間的に近いピクチャーから予測するほうが、符号量を抑えることができる。よって同じビットレートで符号化した場合、先頭のＩピクチャーから予測するよりも、近くのピクチャーから予測したほうが、より高画質に符号化できる。アクセスポイントは０．５秒、１．０秒といった単位で設定されるが、これだけ時間的に離れたピクチャーから予測すると、Ｐピクチャーの符号量が多くなる可能性が高い。よってＧＯＰ途中に、アクセスポイントを設定しないケースと比較して、高画質の点から不利になることが予想される。

実施の形態１では、ディスクからの読み出しレートと、符号化のビットレートとが比較的近い場合について説明をしたが、読み出しレートが符号化のレートを大きく上回る場合は、目的のアクセスポイントまでのデータをシーク動作無しに、比較的短い時間で、データの読み出しが可能であるため、次に挙げる条件でエンコードをすることで、比較的近いＰピクチャーからアクセスポイントの予測が可能となり、高画質化を図ることが可能である。
１．アクセスポイントとなるピクチャーはＩまたはＰピクチャーとする。
２．アクセスポイントとなるＰピクチャーは、ＧＯＰ先頭のＩピクチャーまたは当該アクセスポイント以前のＰピクチャーから予測され、アクセスポイントとなるＰピクチャーのデコードに必要なピクチャーの中にＢピクチャーが存在しない。
３．アクセスポイントのＰピクチャー以降のピクチャーは、アクセスポイント以前のピクチャーから予測したり、参照したりしない。但しＧＯＰの先頭のＩピクチャー、またはアクセスポイントとなるＰピクチャーを除く。

実施の形態１と異なる点は、アクセスポイントとなるＰピクチャーがＩピクチャーとアクセスポイント間のＰピクチャーとの間のＰピクチャーから予測され、アクセスポイントのＰピクチャーをデコードするのに必要な、過去のピクチャーの中にＢピクチャーを含まないようにエンコードされる点である。図８は上記の条件下でエンコードした場合の、ＧＯＰの構成を説明するための図である。図８において、アクセスポイントであるＰ５は、Ｐ４より予測され、Ｐ４はＰ３、Ｐ３はＰ２、Ｐ２はＩ１より予測される。即ち、上記の条件でエンコードすることにより、アクセスポイントＰ５をデコードするには、Ｉ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の４枚のピクチャーをデコードするだけでよい。なお、図８において、Ｐ１はアクセスポイントとなるＰ５のデコードに必要なピクチャーではないため、Ｐ１に基づいて他のＢピクチャーを予測してもよい。

実施の形態１でも説明したが、何の制約もなしにエンコードをした場合は、Ｐ５以前の１８枚のデコードをする必要があり、これに比較すると大幅にデコードするピクチャーの枚数を減らすことができる。

ここで、ディスクの読み出し速度を１０Ｍｂｐｓ、符号化レートを２Ｍｂｐｓ、Ｉピクチャー、Ｂピクチャー、Ｐピクチャーの符号化比率を１０：６：１、Ｐピクチャーのデコードに要する時間を２０ｍｓｅｃと仮定する。Ｉ１からＰ５までのデータ量は約１．５Ｍｂｉｔであり、これを読み出すためには、約１５０ｍｓｅｃが必要である。一方Ｐ５までをデコードするために必要な時間は約１００ｍｓｅｃとなる。この場合は、読み出し時間の方が支配的であるため、１５０ｍｓｅｃ後にＰ５のデコードが開始可能である。この様に、符号化レートが読み出しレートに比べ非常に小さい場合は、上記の条件で符号化することにより、短時間にアクセスポイントからの再生が可能である。仮に符号化レートが実施の形態１と同じ１０Ｍｂｐｓである場合は、データの読み出しに要する時間は５倍の約７５０ｓｅｃとなるため実用的でない。

次に連続して読み出された一連のピクチャーデータの中から、アクセスポイントＰ５をデコードするのに必要なＰピクチャーを選択する方法について、図９、図１０又は図１１を用いて説明する。図９は再生装置１２０の構成を示す図であり、図１０は各ＧＯＰ内のアクセス情報が記述される“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”の構造を示す図である。
図９の再生装置１２０において、図４の再生装置１００と異なる点は、バッファメモリー１０８に蓄積されたデータがデコーダー１０７に出力される際に、アクセスポイントのデコードに際して、必要なピクチャーであるか否かを示す情報に従ってデコーダー１０７に出力するピクチャーを選択するピクチャー選択部１１０を介して行われる点である。

ピクチャーの選択はＬＳＩの中で自動的に処理されるため、“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”は、図５の映像ファイル３中において、各アクセスポイントのＩピクチャーよりも先頭側に配置する。ＭＰＥＧ４−ＡＶＣの場合、ＳＥＩ（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）内のユーザー領域に記述するのが一般的である。ＳＥＩは、映像ファイル中に分散して存在する、各アクセスポイントのＩピクチャーよりも先頭側に配置された管理情報領域である。

図１０において、“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”は、例えば図３に示したＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の、アクセスポイントとなっている個々のＩピクチャーを特定するための番号が記述されているが、“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”は特に必要な情報ではない。次の“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｉｎ＿ＧＯＰ”は、“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”で特定されるアクセスポイントのＩピクチャーからＧＯＰ内の最終のアクセスポイントまでのＰピクチャーの総数が記述される。次のｆｏｒループは“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｉｎ＿ＧＯＰ”の数だけ繰り返されるループである。“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”は実施の形態２で説明したように、この情報からＰピクチャーの表示時間情報が計算される。ここでは“ｆｒａｍｅ＿ｎｕｍ”を用いているが、実施の形態１のようにＰＴＳを使ってよい。“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”は対象のピクチャーのＧＯＰ先頭からの、相対的なセクター数を示す情報である。これを利用して目標となるアクセスポイントであるＰピクチャーのデータの所在場所を直接算出し、素早くアクセスすることができる。
“ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｔｙｐｅ”には、個々のＰピクチャーが、次のアクセスポイントのＰピクチャーをデコードするために必要なＰピクチャーであるのか、アクセスポイントそのものであるのか、を示す属性情報が記述される。例えばアクセスポイントであるＰピクチャーである場合は、“２”、次のアクセスポイントをデコードするのに必要なＰピクチャーである場合“１”、いずれでもない場合は“０”が記述される。以上の情報から、ＧＯＰ内にあるアクセスポイントとなるＰピクチャーの表示時間とその位置情報、アクセスポイントのデコードに必要なＰピクチャーの表示時間とその位置情報を知ることが可能となる。

図１１において、“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”は、例えば図３に示したＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の、アクセスポイントとなっている個々のＩピクチャーを特定するための番号が記述されている。次の“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”は、“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”で特定されるアクセスポイントのＩピクチャーから次のアクセスポイントのＩピクチャー内の、Ｐピクチャーのアクセスポイントの総数が記述される。次のｆｏｒループは“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”の数だけ繰り返されるループである。”Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ［ＰＡＰ＿ｉｄ］”及び“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ［ＰＡＰ＿ｉｄ］”は、実施の形態１と同様に、アクセスポイントとなっているＰピクチャーを識別する番号（識別情報）［ＰＡＰ＿ｉｄ］で特定される表示時間情報と位置情報である。ここで、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”はユーザーがタイムサーチを指定した場合にその指定時間と最も近いアクセスポイントのＰピクチャーを特定するために必要であるが、“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”は特に必要ではない情報である。ただし、“Ｐ＿ＰＴＳ＿ＡＰ”の代わりに“Ｐ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”を用いてもよいし、両方を併用してもよい。“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅ”はアクセスポイントとアクセスポイントの間に存在するＰピクチャーの総数が記述される。次のｆｏｒループは“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅ”の数だけ繰り返されるループである。“ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｔｙｐｅ”は、個々のＰピクチャーが、次のアクセスポイントのＰピクチャーをデコードするために必要か否かを示す属性情報が記述される。例えば必要なピクチャーである場合“１”、必要ない場合“０”が記述される。ここで、最後に“［ＰＡＰ＿ｉｄ］［Ｐ＿ｉｄ］”が付されているのは、アクセスポイントのＰピクチャー［ＰＡＰ＿ｉｄ］で特定されるか、又はＰピクチャー［Ｐ＿ｉｄ］で特定される情報のいずれかを意味する。

図９において、Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中の“Ｉ＿ＳＣＮ＿ＡＰ”で記述されたアドレスから読み出されたデータが、バッファメモリー１０８に一旦蓄積された後、ピクチャー選択部１１０へ送られる。ピクチャー選択部１１０では、前記“ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｔｙｐｅ”情報に従って、アクセスポイントＰ５をデコードするのに必要なピクチャーだけを選択して、デコーダー１０７へ転送する。なお、一般に各ピクチャーの境界は各ピクチャーの先頭にあるヘッダー情報で識別することが可能であるため、各ピクチャーの位置情報を付加する必要はないが、そのようなヘッダー情報が無い場合は“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”中に各ピクチャーの位置情報を付加すればよい。

本実施の形態ではピクチャー選択部１１０はデコーダー１０７の前に配置するだけでなく、バッファメモリー１０８の前段に配置して、バッファメモリー１０８に蓄積する前にデコードに必要なピクチャーのデータを選択しても同様の効果が得られる。

次にユーザーにより、時間を指定するタイムサーチが行われた場合の動作について説明する。図１２は実施の形態３のＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）を表す図である。図１２において、実施の形態１と異なるのは、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”以下の記述が存在しない点、及びＩ＿ＳＣＮ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］の代わりにＳＥＩ＿ＳＣＮ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］が配置されている点である。ここで、ＳＥＩ＿ＳＣＮ＿ＡＰ［ＩＡＰ＿ｉｄ］は、アクセスポイントのＩピクチャーを識別する番号［ＩＡＰ＿ｉｄ］で特定されるアクセスポイントのＩピクチャーのすぐ前に配置されているＳＥＩについての映像ファイル内での位置情報、またはディスク内での位置情報を意味する情報である。本実施の形態では、アクセスポイントのＩピクチャーのすぐ前に配置されているＳＥＩについての、映像ファイルの先頭アドレスからの相対セクター数が記述される。ここではセクター数としてあるが、バイト数等であってもよく、映像ファイルの先頭からの位置、またはディスクの絶対位置が特定できる情報であればよい。

実施の形態３においては、前述したように、アクセスポイントとなっているＩピクチャーからシーク動作なしでＰピクチャーのアクセスポイントのデータ読み出しを行うため、ＧＯＰ中のＰピクチャーのアクセスポイントへ直接シークする必要がない。よってＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）にはＩピクチャーのアクセスポイント情報だけがあればよい。また、アクセスポイントとなっているＩピクチャーを読み出すために、当該アクセスポイントのＩピクチャーから次のアクセスポイントのＩピクチャーまでの間の管理情報が記録されているＳＥＩをまず最初に読み出す必要があるため、図１２に示したように、Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）には、当該ＳＥＩの位置情報であるＳＥＩ＿ＳＣＮ＿ＡＰを記録しておく。

ユーザーから再生希望時点又は再生希望映像が指定されると、実施の形態１の場合と同様に、まず、コンテンツデータ領域とは別に記録されている管理領域であるＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）にアクセスして、指定された時間に最も近いアクセスポイントのＩピクチャーが特定される。次に、この特定されたＩピクチャーのアクセスポイント情報、特に当該ＳＥＩの位置情報であるＳＥＩ＿ＳＣＮ＿ＡＰをもとに、このＩピクチャーのアクセスポイントに対応する番号“ｒｅｆ＿ＩＡＰ＿ｉｄ”の“ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ”にアクセスされる。

実施の形態１とは異なり、特定されたアクセスポイントのＩピクチャーの“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ（ｋ）”で指定されるアドレスから連続的にデータは読み出される。さらに目的の時間に最も近いＰピクチャーのアクセスポイントまでの読み出されたデータについては、アクセスポイントをデコードするのに必要なＰピクチャーのみがデコードされ、それ以降に読み出されたデータはすべてデコードされ、目的の時間に最も近いＰピクチャーのアクセスポイントからの再生が行われる。

図１０及び図１１において、ＧＯＰ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｉｎｆｏ（）が映像ファイル中に存在する場合について説明したが、この情報をナビゲーション情報のＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中に記述しても、同様の機能を実現することは可能である。但し、ナビゲーション情報はＣＰＵ１０２で解釈することが一般的であるため、Ｅｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）中に記述した場合、例えばＧＯＰの先頭へアクセスする度に、ＣＰＵ１０２からピクチャー選択部１１０へ、ピクチャーの選択情報を設定することが必要となる。

以上のように、読み出しレートが符号化レートを大きく上回る場合において、ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントとなるピクチャーをＩピクチャー又はＰピクチャーとすることによって、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ等の低ビットレートでの符号化方式においても、アクセスポイントを減少させることなく、適当な間隔でアクセスポイントを指定することが可能となる。

また、アクセスポイントとなるピクチャーがＰピクチャーである場合、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー又は当該Ｐピクチャーより時間的に前方向に位置するＰピクチャーから予測符号化することによって、符号化効率と高画質とを両立することができる。

更に、アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に後方向のピクチャーを、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー及びアクセスポイントとなるピクチャーを除いて、当該アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に前方向のピクチャーから予測符号化しないことによって、アクセスポイント以降の再生をスムーズに行うことができる。

また、光ディスク等の映像情報記録媒体に、アクセスポイントのピクチャーの表示時間情報を記録しておくことによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントから迅速な再生を行うことができる。更に、次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーであるかを示す属性情報を記録しておくことによって、デコードに必要か否かの判断が容易になる。

本実施の形態により、１ＧＯＰを長時間にすることによる圧縮効率の向上、画質の維持とランダムアクセス性とを両立することが可能となる。

実施の形態４．
実施の形態３において、読み出しレートに比べて符号化レートが小さい場合について説明をしたが、符号化レートが読み出しレートに近づいてくると、データの読み出し時間が大きくなり実用的でなくなる。符号化レートを８Ｍｂｐｓ、Ｉピクチャー、Ｂピクチャー、Ｐピクチャーの符号化比率を４：２：１、と仮定する。この時、図８のアクセスポイントＰ５までのデータ量は、約５Ｍｂｉｔとなりデータの読み出しに５００ｍｓｅｃを要し、符号化レートが小さいときに比較して、読み出しに要する時間が大幅に大きくなる。これを解消するためには、アクセスポイントのＰピクチャーのデコードに必要なデータだけを読み出して、不必要なデータの読み出しを行わないことが必要となる。例えば図８のアクセスポイントＰ５までのデータ量からＰ５のデコードに必要の無いデータを除いたデータ量は、約２．５Ｍｂｉｔとなり、読み出しの時間を半減することが可能となる。このようにアクセスポイントのデコードに必要なデータのみを読み出すことは、以下の条件でエンコードすることで実現することが可能となる。
１．アクセスポイントとなるピクチャーはＩまたはＰピクチャーとする。
２．アクセスポイントとなるＰピクチャーは、ＧＯＰ先頭のＩピクチャーまたは当該アクセスポイント以前のＰピクチャーから予測され、アクセスポイントとなるＰピクチャーをデコードに必要なピクチャーの中にＢピクチャーが存在しない。
３．アクセスポイントのＰピクチャー以降のピクチャーは、アクセスポイント以前のピクチャーから予測したり、参照したりしない。但しＧＯＰの先頭のＩピクチャー、またはアクセスポイントとなるＰピクチャーを除く。
４．アクセスポイントのＰピクチャーを予測符号化するのに使用した、即ち、デコードするために必要なＰピクチャーを、ＩピクチャーまたはアクセスポイントのＰピクチャーの直後に連続して配置する。

実施の形態１と異なる点は、上記のうち２番目の条件においてアクセスポイントがアクセスポイント以外のＰピクチャーからも予測することができる点と、新たに４番目の条件が加わった点である。実施の形態１では、シークに時間を要するため、Ｉピクチャー又はアクセスポイントのＰピクチャーから予測していたが、上記４番目の条件のようにアクセスポイントをデコードするために必要なＰピクチャーを連続して配置することで、より近くのＰピクチャーから予測することが可能となり、アクセスポイントのＰピクチャーの符号量を下げることができる。

なお、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣでは、デコーダーへはデコードされるべき順番に入力することが定められているが、記録時には、自由にピクチャーの配列を構成することが可能である。本実施の形態では、ランダムアクセスに適した、新しいＧＯＰの構造を提案することで、上記の矛盾を解決するものである。図１３は表示順（再生順）に並んだピクチャーの配列（上段）とランダムアクセス用に並び替えた記録時の配列（下段）との関係を示す図である。

図１３において、アクセスポイントＡＰの位置にあるＰ４はＰ３から予測して符号化される。Ｐ３はＰ１より、Ｐ１はＩ１より予測して符号化される。よってＰ４をデコードするには、Ｉ１、Ｐ１、Ｐ３がデコードできればよいので、Ｉ１の後にＰ１、Ｐ３を配列する。この時Ｐ４のデコードに必要のないＰ２は、この配列に入れる必要はない。Ｐ３以降は、デコードされる順に配列する。言い換えると、デコードされる順番に配列したものから、アクセスポイントＡＰの位置にあるＰ４のデコードに必要なＰピクチャーを抜き出して、抜き出されたＰピクチャーをＩピクチャーの直後に配列させ、残りのピクチャーは、ぬけたＰピクチャーの分を前詰めにして、配列をすることに等しい。

上記のように、デコード順に配列されていない場合は、デコーダーに送る前に、デコード順に並び替える必要がある。図１４は並び替えを行うために必要な情報であるＧＯＰ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（）の構造を示す図である。ＧＯＰ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（）はナビゲーションデータ１（図５）を構成する情報の一部である。本実施の形態では一つの動画ファイルに一つのＧＯＰ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（）が存在する場合について説明をする。
“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＧＯＰ”は動画ファイル中に存在するＧＯＰの総数が記述される。次のｆｏｒループは、ＧＯＰの数だけ繰り返されるループである。“ＧＯＰ＿ＰＴＳ［ＧＯＰ＿ｉｄ］”は、ＧＯＰ先頭のピクチャーの再生タイミング情報であるＰｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅである。ここで、［ＧＯＰ＿ｉｄ］は、個々のＧＯＰを特定する番号である［ＧＯＰ＿ｉｄ］の情報であることを意味し、以下同様であるため省略する。
“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ｐｉｃｔｕｒｅ”には、ＧＯＰ内に含まれるピクチャーの総数が記述される。次のｆｏｒループは“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ｐｉｃｔｕｒｅ”の数だけ繰り返されるループである。“ｄｅｃｏｄｅ＿ｏｒｄｅｒ［ＧＯＰ＿ｉｄ］［ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｉｄ］”は、ＧＯＰ内でのピクチャーのデコードされる順番が記述される。ここで、［ＧＯＰ＿ｉｄ］［ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｉｄ］は、［ＧＯＰ＿ｉｄ］で特定されるＧＯＰのなかの、個々のピクチャーを特定する番号である［ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｉｄ］の情報であることを意味し、以下同様であるため省略する。ＣＰＵ１０２はこのピクチャーをデコードする順番の情報を元に、読み出されたデータをバッファメモリー１０８内で並び替え、デコード順にデコーダー１０７へ転送する。なお、本実施の形態ではＧＯＰ＿ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（）が図５のナビゲーションデータ１内にある場合について説明をしたが、必ずしもナビゲーションデータ１として扱う必要はない。例えば、各ＧＯＰの先頭（映像データよりも先頭側）に制御情報を記録する領域を確保し、そこに記述してもよいし、また、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣの場合、ＳＥＩ（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）内のユーザー領域に記述しても同様の効果が得られる。この場合、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＧＯＰ”は必要ないため、“ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿ＧＯＰ”のループ内に記述された情報だけでよい。

次にユーザーにより、時間を指定するタイムサーチが行われた場合の動作について説明する。図１５はＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）と各ピクチャーの配列との関係を表す図である。
ユーザーから再生希望時点又は再生希望映像が指定されると、実施の形態１の場合と同様に、指定された時間に最も近い“Ｉ＿ＰＴＳ＿ＡＰ（ｋ）”で指定されるアドレスからデータの読み出しが開始される。ここ読み出されるデータ量は、“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”に記述されているセクター数であるが、実施の形態１ではＩピクチャーの総セクター数が記述されているのに対して、実施の形態４では、当該Ｉピクチャーのアクセスポイントの次のアクセスポイントＡＰのデコードに必要なピクチャーのデータサイズ、即ち、Ｐ４をデコードするのに必要なピクチャーのデータサイズが記述されている点が異なる。図１５においては、Ｉ１のセクター数にＩ１に続くＰ１、Ｐ２、Ｐ３の総セクター数を加算した値である。“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”もまた同様であり、アクセスポイントＡＰの位置にあるＰ４の次のアクセスポイント（図示せず）のデコードに必要なピクチャーのデータサイズ、ここでは、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の総セクター数を加算した値が記述される。動作については実施の形態１と同様なので説明を省略する。

以上、説明したように、ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントとなるピクチャーをＩピクチャー又はＰピクチャーとすることによって、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ等の低ビットレートでの符号化方式においても、アクセスポイントを減少させることなく、適当な間隔でアクセスポイントを指定することが可能となる。

また、アクセスポイントとなるピクチャーがＰピクチャーである場合、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー又は当該Ｐピクチャーより時間的に前方向に位置するＰピクチャーから予測符号化することによって、符号化効率と高画質とを両立することができる。

更に、アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に後方向のピクチャーを、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー及びアクセスポイントとなるピクチャーを除いて、当該アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に前方向のピクチャーから予測符号化しないことによって、アクセスポイント以降の再生をスムーズに行うことができる。

アクセスポイントとなるピクチャーがＰピクチャーである場合、当該Ｐピクチャーを予測符号化するために使用した、即ち、デコードに必要なＩピクチャー及び／又はＰピクチャーを固めて配置するようにピクチャーの配列を入れ替えることによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントまでのアクセス時間を短縮することができる。

また、光ディスク等の映像情報記録媒体に、アクセスポイントのピクチャーの表示時間情報と位置情報とデータサイズとを記録しておくことによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントから迅速な再生を行うことができる。

更に、各ＧＯＰ（映像単位）ごとにピクチャーをデコードする順番を記録することによって、デコード時にピクチャーの並び替えを行う場合スムーズに行える。

本実施の形態により、１ＧＯＰを長時間にすることによる圧縮効率の向上、画質の維持とランダムアクセス性とを両立することが可能となる。

実施の形態５．
長時間のＧＯＰを設定することは、これまで説明したランダムアクセスによる再生だけでなく、早送り再生等の特殊再生においても大きな影響を与える。ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ方式において長時間のＧＯＰを設定した場合、Ｉピクチャーの間隔が数秒間に広がってしまうため、Ｉピクチャーのみを再生するような早送り再生時の再生品位が大きく低下する問題がある。本実施の形態では、実施の形態４にさらに改良を加え、品位の良い早送り再生を実現する方法について説明をする。以下、実施の形態４と異なる点のみ説明し、同様の点については特に説明を行わない。

一般に、なめらかな早送り再生を実現するのは、Ｉピクチャーだけでなく、ＧＯＰの途中にあるＰピクチャーも再生することが要求される。例えばＤＶＤの場合、ＧＯＰの先頭から３枚目までのＰピクチャーの位置情報がナビゲーションデータの中に記述されており、早送り再生時にはこれを利用してスムーズな早送り再生を実現している。ＤＶＤの場合は、１ＧＯＰは一般に０．５秒に設定されており、１ＧＯＰ内のＰピクチャーは４枚程度である。よって、ＧＯＰ先頭から３枚分のＰピクチャーの位置情報を用いてこれらのみＰピクチャーを再生する場合、ほぼＧＯＰ内のＰピクチャーが網羅されることになるため、スムーズな早送り再生が可能である。しかし、数秒間を超えるＧＯＰを設定した場合、ＧＯＰ内のＰピクチャーの枚数自体が増えるため、先頭から３枚程度のＰピクチャーについてのみ位置情報に基づいて再生したとしても、スムーズな早送り再生は困難である。また仮にすべてのＰピクチャーの位置情報が解ったとしても、前にも説明したように、光ディスクのシーク速度が遅いため、すべてのＰピクチャーを読み出すことは、現実的でない。
実施の形態４では、ランダムアクセスを実現するために、アクセスポイントのピクチャー直後に、次のアクセスポイントのデコードに必要なＰピクチャーを配列した。アクセスポイントのデコードに必要なＰピクチャーが、早送り再生に必要なＰピクチャーと完全に一致する訳ではないため、この配列のままではスムーズに早送り再生は実現できないが、早送りに必要なＰピクチャーもこの配列の中に入れ込むことで、繰り返しシーク動作をすることなく、ＧＯＰ内のＰピクチャーを読み出すことができることがわかる。

本実施の形態における、ランダムアクセスと早送り再生を両立する、エンコード時の制約条件は以下のようになる。
１．アクセスポイントとなるピクチャー、早送りに利用するピクチャーは、ＩピクチャーまたはＰピクチャーとする。
２．アクセスポイントとなるＰピクチャー、早送りに利用するＰピクチャーは、ＧＯＰ先頭のＩピクチャーまたはＰピクチャーから予測され、アクセスポイントとなるＰピクチャーをデコードに必要なピクチャーの中にＢピクチャーが存在しない。
３．アクセスポイントのＰピクチャー以降のピクチャーは、アクセスポイント以前のピクチャーから予測したり、参照したりしない。但しＧＯＰの先頭のＩピクチャー、またはアクセスポイントとなるＰピクチャーを除く。
４．アクセスポイントをデコードするために必要なＰピクチャーと早送り時に表示するピクチャーを、ＩピクチャーまたはアクセスポイントのＰピクチャーの直後に連続して配置する。

図１６を用いて、実施の形態４に改良を加え、品位のよい早送り再生を実現するデータの配列方法、および再生方法について説明する。図１６は、表示順に並んだピクチャーの配列（上段）とランダムアクセス及び早送り再生用に並び替えた記録時の配列（下段）との関係を示す図である。アクセスポイントＡＰであるＰ５をデコードするために必要なＰピクチャーを、Ｐ１、Ｐ３とし、早送り再生時にデコードすべきＰピクチャーをＰ１、Ｐ４とする。このような場合、デコード順の配列は、下段に示すように、Ｉ１の直後に、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４を連続して配列する。どちらにも利用されないＰ２のようなＰピクチャーは、この配列には加えない。アクセスポイントＡＰにアクセスをする場合は、Ｉ１、Ｐ１、Ｐ３をデコードし、早送り再生時には、Ｉ１、Ｐ１、Ｐ４をデコードする。このように、目的に応じてデコードするＰピクチャーを選択する必要があるため、上記実施の形態で説明したＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）に、改良を加える必要性がある。図１７は、ランダムアクセスと早送り再生とに対応したインデックス情報の構造図である。

図１７において、斜体で書かれた部分が、上記の実施の形態のＥｎｔｒｙ＿ｍａｐ（）と異なる部分であり、異なる部分についてのみ説明する。図１７において、ｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅはランダムアクセスと早送りに必要なすべてのＰピクチャーの枚数が記述される。次のｆｏｒループはｎｕｍｂｅｒ＿ｏｆ＿Ｐ＿ｐｉｃｔｕｒｅの数だけ繰り返されるループである。“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”は、例えばピクチャーがトリックプレイに使われる場合、“０１”、ランダムアクセスに使われる場合は“１０”、両方に使われるのであれば“１１”といった具合に、ピクチャーの属性情報、即ちランダムアクセスと早送りのいずれか又は両方に使用されるか否かを示すフラグである。例えば、図１６の場合、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ、“１１”、“１０”、“０１”と記述されることになる。このようにピクチャーそれぞれに、トリックプレイ、ランダムアクセスに必要か否かの情報を付加することで、ランダムアクセス、早送り再生それぞれに必要なＰピクチャーを判別することが可能となる。なお、図１７において、“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”の後の［ＩＡＰ＿ｉｄ］［Ｐ＿ｉｄ］、［ＩＡＰ＿ｉｄ］［ＰＡＰ＿ｉｄ］［Ｐ＿ｉｄ］はそれぞれ、［ＩＡＰ＿ｉｄ］で特定されるＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでの中の［Ｐ＿ｉｄ］で特定されるＰピクチャーの情報、及び、［ＩＡＰ＿ｉｄ］で特定されるＩピクチャーのアクセスポイントから次のＩピクチャーのアクセスポイントまでにおける、［ＰＡＰ＿ｉｄ］で特定されるＰピクチャーのアクセスポイントから次のＰピクチャーのアクセスポイントまでの中の［Ｐ＿ｉｄ］で特定されるＰピクチャーの情報を意味する。

また、Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ、Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰの値は、実施の形態４では、ランダムアクセスに必要な総セクター数、即ち、当該アクセスポイントの次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーのデータサイズを記述していたが、本実施の形態では、当該アクセスポイントの次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーと早送り再生に必要なピクチャーとの合計のデータサイズ（総セクター数）となる点が異なる。

早送り再生がユーザーにより指示されると、次のＧＯＰの先頭から早送り再生動作に移行する。“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”のデータを読み出す所までの動作はランダムアクセスと全く同様である。ここで読み出されたピクチャーは、次のアクセスポイントからのデコードのため、すべてデコードされるが、実際に再生されるのは“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”で早送り再生用に指定されたピクチャーのみである。“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”で指定されたデータの読み出しが完了すると、シーク動作を行い、次のＰピクチャーのアクセスポイントから“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”で指定されたデータを読み出す。以下、ユーザーから早送り再生の中止が出されるまで、同じ動作が繰り返される。以上の動作により、スムーズな早送り再生が実現される。ランダムアクセス時の動作は、“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＩＡＰ”、“Ｓｉｚｅ＿ｏｆ＿ＰＡＰ”で指定されたデータサイズについて読み出されたピクチャーの中から、上記“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”に従い次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーを選択する点が異なるだけで、その他の動作は全く同じであるため、説明は省略する。なお、デコードされたピクチャーのなかから図４のデコーダー１０７において“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”に従ってピクチャーを選択して再生される場合について説明したが、デコーダー１０７へ送信する前に、実施の形態３に示したピクチャー選択部１１０により選択した後でデコーダー１０７へ送信してもよい。

本実施の形態においては、実施の形態４にさらに改良を加えて良好な早送り再生を実現する方法について説明したが、ピクチャーの順序を並びかえる必要のない実施の形態３において、ランダムアクセスと早送りのいずれか又は両方に使用されるか否かを示すフラグ“ａｔｔｒｉｂｕｔｅ”を、実施の形態３において示した“ｐｉｃｔｕｒｅ＿ｔｙｐｅ”の代わりに追加することにより、実施の形態３においても早送り再生を実現することができる。

以上、説明したように、ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントとなるピクチャー、及び早送り等の特殊再生に必要なピクチャーをＩピクチャー又はＰピクチャーとすることによって、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ等の低ビットレートでの符号化方式においても、アクセスポイントを適当な間隔で指定するとともに、スムーズな特殊再生が可能となる。

また、アクセスポイントとなるピクチャー、及び特殊再生に必要なピクチャーがＰピクチャーである場合、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー又は当該Ｐピクチャーより時間的に前方向に位置するＰピクチャーから予測符号化することによって、符号化効率と高画質とを両立することができる。

更に、アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に後方向のピクチャーを、ＧＯＰ先頭のＩピクチャー及びアクセスポイントとなるピクチャーを除いて、当該アクセスポイントとなるＩピクチャー又はＰピクチャーより時間的に前方向のピクチャーから予測符号化しないことによって、アクセスポイント以降の再生をスムーズに行うことができる。

アクセスポイントとなるピクチャー又は前記特殊再生に必要なピクチャーのいずれか又は両方がＰピクチャーである場合、当該Ｐピクチャーを予測符号化するために使用した、即ち、デコードに必要なＩピクチャー及び／又はＰピクチャーを固めて配置するようにピクチャーの配列を入れ替えることによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントまでのアクセス時間を短縮することができる。

また、光ディスク等の映像情報記録媒体に、アクセスポイントのピクチャーの表示時間情報と位置情報とデータサイズとを記録しておくことによって、ＧＯＰ途中のアクセスポイントから迅速な再生を行うことができる。

更に、次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーであるか、若しくは早送り再生等の特殊再生に必要なピクチャーであるか、又はその両方に必要なピクチャーであるかを示す属性情報を記録することによって、ランダムアクセスと特殊再生のいずれに使用されるＰピクチャーであるかを容易に判別することができ、デコード時にピクチャーの並び替えを行う場合スムーズに行える。

また、実施の形態４で示したように、各ＧＯＰ（映像単位）ごとにピクチャーをデコードする順番とを記録しておけば、デコード時にピクチャーの並び替えを行う場合スムーズに行える。

本実施の形態により、１ＧＯＰを長時間にすることによる圧縮効率の向上、画質の維持、ランダムアクセス性及びスムーズな特殊再生を両立することが可能となる。

以下に、本発明の特徴を要約する。
（１） フレーム内符号化画像であるＩピクチャー、１枚のフレームから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＰピクチャー及び２枚のフレームから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＢピクチャーからなる映像単位により構成される映像データが記録され、ランダムアクセス可能な映像情報記録媒体であって、
前記ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントとなるピクチャーのデコード順を示す情報と、
ピクチャーが当該アクセスポイントの次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーであるか、アクセスポイントとなるピクチャーであるかを示す属性情報とが配置されることを特徴とする映像情報記録媒体。
（２） 前記アクセスポイントとなるピクチャーは、前記Ｉピクチャー又は前記Ｐピクチャーであることを特徴とする上記第（１）項記載の映像情報記録媒体。
（３） フレーム内符号化画像であるＩピクチャー、１枚のフレームから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＰピクチャー及び２枚のフレームから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＢピクチャーからなる映像単位により構成される映像データを記録し、
ランダムアクセス可能な位置として指定されるアクセスポイントのピクチャーのデコード順を示す情報と、
ピクチャーが当該アクセスポイントの次のアクセスポイントのデコードに必要なピクチャーであるか、アクセスポイントとなるピクチャーであるかを示す属性情報とが配置されることを特徴とする映像情報記録方法。
（４） 前記アクセスポイントとなるピクチャーは、前記Ｉピクチャー又は前記Ｐピクチャーであることを特徴とする上記第（３）項記載の映像情報記録方法。
（５） 上記第（１）項に記載の映像情報記録媒体に記録されてなる映像データを再生する情報再生装置であって、
前記映像情報記録媒体から前記デコード順を示す情報と前記属性情報とを取得する手段と、
前記取得された表示時間情報に基づいて、ユーザの再生指定位置に最も近いアクセスポイントを特定し、前記ピクチャーを取得する手段と、
前記属性情報に基づいて、前記取得したピクチャーから再生すべきピクチャーを選択して前記アクセスポイントとなるピクチャーからの再生を行う手段とを備えることを特徴とする映像情報再生装置。
（６） 上記第（１）項に記載の映像情報記録媒体に記録されてなる映像データを再生する情報再生方法であって、
前記映像情報記録媒体から前記表示時間情報と前記属性情報とを取得し、
前記取得されたデコード順を示す情報に基づいて、ユーザの再生指定位置に最も近いアクセスポイントを特定し、前記ピクチャーを取得し、
前記属性情報に基づいて、前記取得したピクチャーから再生すべきピクチャーを選択して前記アクセスポイントとなるピクチャーからの再生を行うことを特徴とする映像情報再生方法。

ＡＰ，ＡＰ１，ＡＰ２ アクセスポイント、 １ ナビゲーションデータ、 ２ 映像データ、 ３ 映像ファイル、 ４ ＧＯＰ（ｋ）、 １００，１２０ 再生装置、 １０１ ユーザーインターフェース（Ｉ／Ｆ）部、 １０２ ＣＰＵ、 １０３ ドライブ、 １０４ ドライブ制御部、 １０５ ワークメモリー、 １０６ システムバス、 １０７ デコーダー、 １０８ バッファメモリー、 １０９ 表示装置、 １１０ ピクチャー選択部。

Claims (2)

1. フレーム内符号化画像であるＩピクチャー、１枚のピクチャーから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＰピクチャー、及び２枚のピクチャーから予測されるブロックの集合体の予測符号化画像であるＢピクチャーからなる映像情報単位により構成される映像データを記録する符号化方法において、
   ランダムアクセス可能なアクセスポイントとして用いられるＰピクチャーを、当該Ｐピクチャーが属する前記映像情報単位の先頭のＩピクチャー、またはＢピクチャーを用いずに予測された以前のＰピクチャーに基づいて、アクセスポイントＰピクチャーとして符号化し、
   前記アクセスポイントＰピクチャーの後続のピクチャーとして、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー、あるいは当該アクセスポイントＰピクチャーから予測されたＰピクチャーまたはＢピクチャーに基づいて予測され、直前の前記アクセスポイントＰピクチャー以前のピクチャーについては予測に用いないＰピクチャーおよびＢピクチャーを符号化し、
   アクセスポイントとなる前記Ｉピクチャーの時間情報と位置情報とを対応付けて記憶し、かつアクセスポイントとなる前記Ｉピクチャーのサイズ情報を含むエントリーポイントマップを生成することを特徴とする符号化方法。
2. 請求項１に記載の符号化方法を用いて符号化された映像データを復号する復号方法において、
   任意の指定位置から再生を行う場合、当該エントリーポイントマップを参照して前記指定位置に対応するピクチャーを含む前記映像情報単位にアクセスし、前記指定位置に対応するピクチャーのデコードを行うことを特徴とする復号方法。
   
   

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