JP3540761B2 - コンピュータシステムおよび動画再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンピュータシステムに関し、特に主映像および副映像を含む動画データおよび音声データがデジタル圧縮符号化されて記録されている高記録密度の記録媒体を駆動するディスクドライブ装置を使用して動画像表示や音声再生などを行うマルチメディア対応のコンピュータシステムおよび動画再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ技術の発達に伴い、いわゆるマルチメディア対応のパーソナルコンピュータが種々開発されている。この種のパーソナルコンピュータでは、テキストデータやグラフィックスデータの他に、動画や音声データを再生することができる。
【０００３】
通常、動画データはＭＰＥＧ１によって圧縮符号化されてＣＤ−ＲＯＭなどに記憶されており、その動画データのデコードおよび表示再生には、専用の拡張ボードが使用されている。動画データのデコードおよび表示再生を行う拡張ボードとしては、例えば、米シグマデザイン社の“ＲＥＡＬ ｍａｇｉｃ”が良く知られている。この“ＲＥＡＬ ｍａｇｉｃ”は、ＭＰＥＧ１の規格に準拠したビデオデコード機能を有しており、デコードされた動画データは、フィーチャコネクタを介してビデオカードから取り込まれたＶＧＡグラフィクスと合成されて表示される。
【０００４】
しかし、ＭＰＥＧ１の規格は、１．５Ｍｂｐｓ程度のデータ転送速度を持つＣＤ−ＲＯＭを使用することを前提とした規格であり、映画などの大量の画像情報を含む動画データを扱うと、画質の劣化などの問題が生じる。
【０００５】
そこで、最近では、ＣＤ−ＲＯＭの数倍乃至十数倍程度のデータ転送速度を持つ新世代の蓄積メディアが開発され始めている。このような新世代蓄積メディアとしては、１０ＧＢ程度の情報量を１枚のディスクにディジタル記録でき、且つ最大で１０Ｍｂｐｓ程度のデータ転送速度を実現できるシステムがメディアプレーヤとして提案されている。
【０００６】
このメディアプレーヤは、ＭＰＥＧ２の規格でデジタル圧縮符号化された動画データや音声データなどを光ディスクなどのディスクメディアに記録しておき、その音声付き動画データをデコードしてテレビジョン受像機に出力するものである。
【０００７】
このメディアプレーヤには、ディスクドライブ装置、データバッファ、ビデオデコーダ、オーディオデコーダ、およびＮＴＳＣエンコーダなどが設けられている。このメディアプレーヤにおいては、光ディスクがディスクドライブ装置によって駆動されることにより動画データや音声データが光ディスクから読み出され、データバッファに蓄積される。
【０００８】
データバッファに蓄積された動画データおよび音声データは、それぞれビデオデコーダおよびオーディオデコーダによってデコードされる。ビデオデコーダによってデコードされた動画データは、ＮＴＳＣエンコーダによってＮＴＳＣ信号に変換されてテレビジョン受像機のビデオ入力に送られる。一方、オーディオデコーダによってデコードされた音声データは、Ｄ／Ａ変換された後、テレビジョン受像機の音声入力に送られる。
【０００９】
このメディアプレーヤのデータ転送レートは前述したように１０Ｍｂｐｓ程度と非常に高速であるため、このメディアプレーヤを使用すると、主映像の他、字幕などの副映像および複数の音声チャネルを含む映画情報を、ＣＤと同程度のサイズを持つ１枚のディスクに記録でき、且つそれら主映像、副映像および音声を同期させてテレビジョン受像機上で再生することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、このメディアプレーヤをパーソナルコンピュータに搭載する場合には、メディアプレーヤとは別に、パーソナルコンピュータのシステム内部にビデオデコーダなどを設けることが必要となる。
【００１１】
これは、メディアプレーヤ内部のビデオデコーダはそのプレーヤ専用のものであり、メディアプレーヤ以外の他のメディア、例えばハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどに記録されているＭＰＥＧタイトルについては、それをプレーヤ内部のビデオデコーダを用いてデコードすることはできないからである。
【００１２】
このため、主映像、副映像および音声をそれぞれデコードおよび再生するための機能は、パーソナルコンピュータの内部に設けることが望ましい。
【００１３】
しかしながら、副映像および音声付きの動画データをデコードおよび再生するためには、動画データをデコードするためのビデオデコーダの他に、副映像用のデコーダと音声デコーダが必要となり、パーソナルコンピュータのコストアップが引き起こされるという欠点が生じる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、最近では大容量で高い転送レートが持つメディアプレーヤが提案されているが、メディアプレーヤ内部のデコーダ機能をそのままパーソナルコンピュータに設けるためには、動画データをデコードするためのビデオデコーダの他に、副映像用のデコーダなどを用意しなければならず、パーソナルコンピュータのコストアップが引き起こされるという欠点があった。
【００１５】
この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、主映像、副映像、および音声データなどを含む大容量のマルチメディア情報を簡単なハードウェア構成でデコードおよび再生することが可能なコンピュータシステムおよび動画再生方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第１の圧縮符号化方式で圧縮符号化された主映像と前記第１の圧縮符号化方式とは異なる第２の圧縮符号化方式で圧縮符号化された副映像とがデジタルデータ列として多重化されて記録されている記録媒体を駆動可能なディスクドライブ装置と接続可能に構成され、前記記録媒体に記録されているデジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生可能なコンピュータシステムにおいて、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出して再生する場合、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生するための再生用プログラムを実行することにより、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出す処理と、前記読み込んだデジタルデータ列から前記主映像と前記副映像を分離する処理と、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記副映像に対して前記第２の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記副映像をデコードする副映像デコード処理とを実行するＣＰＵと、前記ＣＰＵによって前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記主映像に対して前記第１の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記主映像をデコードする主映像デコード手段と、グラフィクス上のカラーキー領域上に、前記デコードされた副映像および主映像を合成して表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
このようにＣＰＵによるソフトウェア処理によって、デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から主映像と副映像を分離する処理と、比較的負荷の軽い副映像のデコード処理とを実行し、また負荷の重い主映像のデコードについては主映像デコード手段を用いてハードウェアによって実行することにより、それら全てを専用のハードウェアを用いて行う場合に比し、コンピュータの構成を簡単化することが出来る。またグラフィクス上のカラーキー領域上に、デコードされた主映像および副映像を合成表示することにより、オペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムなどによって提供される通常のグラフィクス画面上に副映像付きの動画データを表示することが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図１には、この発明の一実施例に係るパーソナルコンピュータのシステム構成が示されている。このシステムはデスクトップ型パーソナルコンピュータに対応するものであり、図示のように、システムバス１０、ＣＰＵ１１、システムメモリ（ＭＥＭ）１２、ＨＤＤ１３、ＦＤＤ１４、キーボード（ＫＢ）１５、ＳＣＳＩインタフェース１６、オーディオコントローラ１７、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８、マルチメディアディスプレイコントローラ１９、およびビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０を備えており、ＭＰＥＧ２によって符号化された動画データなどを格納したＳＤ−ＲＯＭドライブ２１は、ＳＣＳＩインタフェース１６に接続されている。
【００２３】
ＳＤ−ＲＯＭ（Ｓｕｐｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ ＲＯＭ）ドライブ２１は、前述したメディアプレーヤのディスクドライブユニットに相当するものであり、ディスク両面で１０ＧＢ程度の記憶容量を持ち、最大で１０Ｍｂｐｓ程度のデータ転送レートを持つ。このＳＤ−ＲＯＭドライブ２１は、図２に示されているように、光ディスク２１１と、モータ２１２と、ピックアップ２１３と、ピックアップドライブ２１４と、サーボコントローラ２１５と、エラー検出および訂正のためのＥＣＣ回路を含むドライブコントローラ２１６とから構成されている。モータ２１２、ピックアップ２１３、ピックアップドライブ２１４、サーボコントローラ２１５、およびドライブコントローラ２１６は、光ディスク２１１を駆動し、その光ディスク２１１に記録されたデータを読み出すためのドライブ装置として機能する。
【００２４】
光ディスク２１１には、例えば、片面で１３５分程度の映画を記録させることができる。この映画の情報には、主映像（ビデオ）、１６チャネルまでの副映像（サブピクチャ）、および８チャネルまでの音声（オーディオ）を含ませることができる。
【００２５】
この場合、これらビデオ、サブピクチャ、およびオーディオはそれぞれＭＰＥＧ２規格でデジタル符号化されて記録されている。ＭＰＥＧ２規格では、ＭＰＥＧ２で符号化されたデータに、他の符号化データを含ませることがことができ、それら符号化データは１本のＭＰＥＧビットストリーム（デジタルデータ列）として扱われる。
【００２６】
したがって、この実施例では、ビデオの符号化にＭＰＥＧ２を使用し、サブピクチャおよびオーディオの符号化にはそれぞれランレングス符号化およびＤＯＬＢＹ ＡＣ３を使用するものとする。この場合でも、それら符号化されたビデオ、サブピクチャ、およびオーディオは、１本のＭＰＥＧビットストリームとして扱われる。
【００２７】
ＭＰＥＧ２規格の符号化処理は可変速符号化であり、データ転送レートを可変することができる。このため、ビデオデータについては単位時間当りに記録／再生する情報量を異ならせることができる。よって、動きの激しいシーンほど、それに対応するフレーム群を構成するＭＰＥＧビットストリームの転送レートを高くすることにより高品質の動画再生が可能となる。
【００２８】
このようなＭＰＥＧ２の特徴を利用するために、この実施例では、図３に示すようなデータフォーマットを用いて、映画情報をディスク２１１に記録している。
【００２９】
図３に示されているように、１本の映画情報は、ファイル管理情報部とデータ部とから構成されており、データ部は多数のデータブロック（ブロック＃０〜＃ｎ）を含んでいる。各データブロックの先頭にはＤＳＩ（Ｄｉｓｋ Ｓｅｒｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）パックがあり、ＤＳＩパックから次のＤＳＩパックまでが１つのデータブロックとなる。各ＤＳＩパックの記憶位置は、ファイル管理情報部のディスクサーチマップ情報によって管理されている。
【００３０】
１つのデータブロックは、ある一定時間、例えば、０．５秒の動画再生に必要な１５フレーム分の情報を構成するものであり、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｐｉｃｔｕｒｅ）に相当する。各データブロックには、ビデオパック（ＶＩＤＥＯパック）、サブピクチャパック（Ｓ．Ｐパック）、およびオーディオパック（ＡＵＤＩＯパック）が多重化されて記録されている。これらビデオパック（ＶＩＤＥＯパック）、サブピクチャパック（Ｓ．Ｐパック）、およびオーディオパック（ＡＵＤＩＯパック）は、それぞれ符号化されたビデオ、サブピクチャ、オーディオのデータ単位である。これらパックのデータサイズは固定であるが、１つのデータブロックに含ませることができるパック数は可変である。したがって、動きの激しいシーンに対応するデータブロックほど、多数のビデオパックが含まれることになる。
【００３１】
ビデオパック、サブピクチャパック、およびオーディオパックは、それぞれヘッダ部とパケット部（ビデオパケット、サブピクチャパケット、オーディオパケット）から構成されている。パケット部は、符号化されたデータそのものである。ヘッダ部は、パックヘッダ、システムヘッダ、パケットヘッダから構成されており、パケットヘッダには、対応するパケットがビデオパケット、サブピクチャパケット、オーディオパケットのいずれであるかを示すストリームＩＤが登録されている。
【００３２】
次に、図１のシステムの各ユニットについて説明する。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、このシステム全体の動作を制御するものであり、システムメモリ（ＭＥＭ）１２に格納されたオペレーティングシステムおよび実行対象のアプリケーションプログラムを実行する。ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１に記録された映画の再生は、ＣＰＵ１１にＭＰＥＧドライバ１２１を実行させることによって行われる。このＭＰＥＧドライバ１２１には、サブピクチャデコード機能が含まれている。
【００３４】
ＭＰＥＧドライバ１２１のサブピクチャデコード機能は、次の３つの機能を提供する。
【００３５】
（１）ＭＰＥＧビットストリームの分解
ＭＰＥＧビットストリーム分解機能は、ＭＰＥＧビットストリームをビデオパック、サブピクチャパック、およびオーディオパックに分離し、ビデオパックおよびオーディオパックをＭＰＥＧ２ デコーダ１８に転送する。この分離処理は、図３のストリームＩＤに基づいてパック毎に実行される。
【００３６】
（２）サブピクチャのデコード
サブピクチャデコード機能は、分離されたサブピクチャパックをシステムメモリ１２上でデコードする。
【００３７】
（３）ＶＧＡへのサブピクチャ転送
ＶＧＡへのサブピクチャ転送機能は、デコードされたサブピクチャをマルチメディアディスプレイコントーラ１９に転送して、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０にサブピクチャを描画する機能である。
【００３８】
ＳＣＳＩインタフェース１６は、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどの周辺装置をシステムバス１０に接続するための周辺インタフェースであり、この実施例では、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１とシステムメモリ１２との間のデータ転送を行う。ＳＣＳＩインタフェース１６には、図示のように、ＳＣＳＩコントローラ（ＳＣＳＩＣＯＮＴ）１６１、およびデータバッファ（ＢＵＦＦ）１６２が設けられている。ＳＣＳＩコントローラ１６１は、ＣＰＵ１１の制御の下にＳＤ−ＲＯＭドライブ２１との間のデータ転送を制御する。データバッファ（ＢＵＦＦ）１６２は、ホストシステムとの間のデータ転送速度を可変にするために使用されるものであり、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されるビデオ、サブプクチャ、オーディオを含むＭＰＥＧビットストリームはデータバッファ（ＢＵＦＦ）１６２を介してＣＰＵ１１に転送される。
【００３９】
この場合、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からデータバッファ１６へのデータ転送速度は、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１の最高データ転送レート、例えば９．５Ｍｂｐｓで実行される。
【００４０】
一方、データバッファ１６からＣＰＵ１１へのデータ転送速度は可変であり、情報量の多いデータブロックを転送する時ほど、その時の平均転送速度は速くなる。これは、情報量の多いデータブロックほど、一定時間当たりに実行されるデータ転送回数が増えるからである。
【００４１】
オーディオコントローラ１７は、ＣＰＵ１１の制御の下にサウンドデータの入出力制御を行うものであり、サウンド出力のために、ＰＣＭ音源１７１、ＦＭ音源１７２、マルチプレクサ１７３、およびＤ／Ａコンバータ１７４を備えている。マルチプレクサ１７３には、ＰＣＭ音源１７１およびＦＭ音源１７２からの出力と、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８から転送されるデジタルオーディオデータが入力され、それらの１つが選択される。
【００４２】
デジタルオーディオデータは、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されたオーディオデータをデコードしたものである。ＭＰＥＧ２ デコーダ１８からオーディオコントローラ１７へのデジタルオーディオデータの転送には、オーディオバス１８ａが用いられ、システムバス１０は使用されない。従って、デジタルオーディオデータの高速転送が可能となる。
【００４３】
ＭＰＥＧ２ デコーダ１８は、ＣＰＵ１１の制御の下に、ビデオおよびオーディオをそれぞれデコード処理しそれらを同期化して出力するものであり、ここにはサブピクチャのデコード機能は設けられていない。
【００４４】
デコードされたオーディオデータは、前述したようにデジタルオーディオデータとしてオーディオバス１８ａを介してオーディオコントローラ１８ａに転送される。デコードされたビデオデータは、デジタルＹＵＶデータとしてマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られる。この場合、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８からマルチメディアディスプレイコントローラ１９へのデジタルＹＵＶデータの転送には、ビデオバス１８ｂが用いられ、システムバス１０は使用されない。従って、デジタルＹＵＶデータの転送についても、デジタルオーディオデータと同様に、高速に行うことができる。
【００４５】
ビデオバス１８ｂとしては、ＶＥＳＡ規格のＶＡＦＣ（ＶＥＳＡ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）、またはＶＭ−Ｃｈａｎｎｅｌ（ＶＥＳＡ Ｍｅｄｉａ Ｃｈａｎｎｅｌ）を利用することができる。
【００４６】
マルチメディアディスプレイコントローラ１９は、ＣＰＵ１１の制御の下に、このシステムのディスプレイモニタとして使用されるＣＲＴディスプレイを制御するものであり、ＶＧＡ仕様のテキストおよびグラフィクス表示の他、動画表示をサポートする。
【００４７】
このマルチメディアディスプレイコントローラ１９には、図示のように、グラフィックス表示制御回路（Graphics）１９１、ビデオ表示制御回路１９２、マルチプレクサ１９３、およびＤ／Ａコンバータ１９４等が設けられている。
【００４８】
グラフィックス表示制御回路１９１は、ＶＧＡ互換のグラフィックスコントローラであり、ＣＰＵ１１によってビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０に描画されたＶＧＡのグラフィクスデータおよびサブピクチャをＲＧＢビデオデータに変換して出力する。ビデオ表示制御回路１９２は、デジタルＹＵＶデータを貯えるビデオバッファ、及び同バッファに貯えられたＹＵＢデータをＲＧＢビデオデータに変換するＹＵＢ−ＲＧＢ変換回路等をもつ。
【００４９】
マルチプレクサ１９３は、グラフィックス表示制御回路１９１とビデオ表示制御回路１９２の出力データの一方を選択、またはグラフィックス表示制御回路１９１からのＶＧＡグラフィクス上に、ビデオ表示制御回路１９２からのビデオ出力を合成してＤ／Ａコンバータ１９４に送る。Ｄ／Ａコンバータ１９４は、マルチプレクサ１９４からのビデオデータをアナログＲＧＢ信号に変換して、ＣＲＴディスプレイに出力する。
【００５０】
図４には、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８の具体的な構成が示されている。
【００５１】
このＭＰＥＧ２ デコーダ１８は、ＣＰＵ１１によって分離されたビデオ、およびオーディオのビットストリームを同期させてデコード再生するために、ビデオ、およびオーディオに対応する２つのデコーダ、すなわち、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３を備えている。
【００５２】
これらＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３は、それぞれシステムバス１０に結合されている。ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１は、そのデコード処理などに使用されるＲＡＭ１８４が設けられている。
【００５３】
ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１は、ＣＰＵ１１から転送されたビデオデータをデコードし、それをデジタルＹＵＶデータとして出力する。オーディオデコーダ１８３は、ＣＰＵ１１から転送されたオーディオデータをデコードする。ここで実行されるデコード処理の種類は、オーディオデータに施されている符号化処理、つまりＤＯＬＢＹ ＡＣ３に対応するものである。デコードされたオーディオデータは、デジタルオーディオデータとして出力される。
【００５４】
次に、図５のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１１がＭＰＥＧドライバ１２１を実行することによって行われる動画再生処理の手順を説明する。
【００５５】
ＣＰＵ１１は、まず、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からファイル管理情報を読み出して、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１上におけるデータ記録フォーマットなど認識する（ステップＳ１０１）。次いで、ＣＰＵ１１は、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からデータ部、つまりＭＰＥＧビットストリームの読み出しを開始する（ステップＳ１０２）。そして、１つのパックを受け取る度にそのヘッダ部に記録されているストリームＩＤを認識し、その認識結果に基づいてＭＰＥＧビットストリームをビデオパック、オーディオパック、サブピクチャパックに分類する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。
【００５６】
ＣＰＵ１１は、受け取ったパックがビデオパックであれば、それをＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１８１に転送し（ステップＳ１０５）、またオーディオパックであれば、それをオーディオデコーダ１８３に転送する（ステップＳ１０６）。
【００５７】
受け取ったパックがサブピクチャパックの場合には、ＣＰＵ１１は、そのサブピクチャパックに付加されているヘッダ情報に基づいて、そのサブピクチャを合成すべきビデオ上の位置を認識する（ステップＳ１０７）。次に、ＣＰＵ１１は、その認識したビデオ上の位置と、ＶＧＡグラフィクス画面上におけるビデオの表示位置とに基づいて、ＶＧＡグラフィクス画面に対するサブピクチャの相対位置を計算する（ステップＳ１０８）。これにより、サブピクチャをＶＲＡＭ２０に書き込む際のアドレス値が決定される。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ１１は、サブピクチャをデコードして、そのサブピクチャをメモリ１２上で符号化前のイメージに復元する（ステップＳ１０９）。ここで、実行されるデコード処理は、サブピクチャに施されているランレングス符号化に対応するものである。
【００５９】
この後、ＣＰＵ１１は、メモリ１２上のサブピクチャイメージをマルチメディアディスプレイコントローラ１９に転送して、それをＶＲＡＭ２０に書き込む（ステップＳ１１０）。
【００６０】
ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理は、動画再生が完了するまで、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からのＭＰＥＧビットストリームに対して繰り返し実行される（ステップＳ１１１）。
【００６１】
次に、図６を参照して、図１のシステムにおける映画再生時のデータの流れを説明する。
【００６２】
ＣＰＵ１１から転送コマンドが発行されると、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からＭＰＥＧストリームが読み出され、それが９．５Ｍｂｐｓの転送レートでＳＣＳＩインフェースのデータバッファ１６２に転送される。次いで、そのＭＰＥＧストリームがＣＰＵ１１に送られ、そこで図６で説明したようなパックの振り分けが行われる。
【００６３】
ＭＰＥＧビデオはＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１に送られ、そこで符号化前のもとの主映像に復元される。字幕などのサブピクチャは、ＣＰＵ１１によってメモリ１２上で文字パターンに復元され、それがマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られる。これにより、図示のように、ＶＧＡグラフィクスのカラーキー領域（斜線で図示）上の所定の位置に文字パターンが描画される。オーディオはオーディオデコーダ１８３によってデコードされて、再生される。
【００６４】
復元された主映像はデジタルＹＵＶデータとしてマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られ、そこでサブピクチャを含むＶＧＡグラフィクスのカラーキー領域（斜線で図示）上に合成される。
【００６５】
このようにして、ＶＧＡグラフィクス上に字幕を含む主映像が表示され、且つその画面に同期して音声が再生される。
【００６６】
以上のように、この実施例においては、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されるＭＰＥＧビットストリームに含まれるビデオデータ、およびオーディオデータについてはシステム内部に設けられているＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３によってデコードされるが、サブピクチャについては、ＣＰＵ１１によるソフトウェア処理によってデコードされる。この場合、デコードされたサブピクチャは、通常のＶＧＡグラフィクスなどと同様にしてＶＲＡＭ２０に描画される。ＶＲＡＭ２０に描画されたサブピクチャのイメージは、マルチメディアディスプレイコントローラ１９によって、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１からのビデオと合成されて画面表示される。
【００６７】
このようにＣＰＵ１１によるソフトウェア処理によってサブピクチャのデコードおよびＶＲＡＭ２０への描画が行われるので、システム内部にサブピクチャデコード用のロジックを設ける必要がなくなり、ハードウェア構成の簡単化を図ることが出来る。
【００６８】
次に、図７を参照して、この発明の第２実施例に係るシステム構成を説明する。図７のシステムは、図１のデスクトップパーソナルコンピュータのシステム構成をノートブックタイプのポータブルコンピュータに適用したものである。この図７のシステムは、図１のシステムに比較して次の点だけが異なっている。
【００６９】
すなわち、ここでは、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８を図１のようにシステムボード上ではなくＰＣカード２２上で実現していると共に、ＰＣカードコントローラ２３に、オーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９それぞれとのインタフェースを設けている。
【００７０】
ＰＣカード２２はＰＣＭＣＩＡ仕様に準拠したものであり、ノートブックタイプポータブルコンピュータ本体のカードスロットに装着され、そのスロット内のＰＣカードインタフェース（コネクタ）に接続される。
【００７１】
ＰＣカード２２には、ＣＩＳ（Card Information Structure）２２１、およびＭＰＥＧ２ デコーダ２２２が設けられている。ＭＰＥＧ２ デコーダ２２２は、オーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９それぞれとのインタフェース以外は、図１のＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８と全く同様の機能を有しており、その構成は図４で説明した通りである。
【００７２】
ＰＣカードコントローラ２３は、ＣＰＵ１１の制御下で、ＰＣカードスロットに装着された各種ＰＣカードを制御するためのものであり、モード１とモード２の２つの動作モードを有している。モード１は、モデムカードなどのような通常のＰＣカードを制御するためのものであり、システムバス１０とＰＣカードとの間でデータ転送を行い、オーディオバス１８ａおよびビデオバス１８ｂは使用しない。
【００７３】
モード２は、ＰＣカード２２がＰＣカードスロットに装着されている場合に使用されるモードである。このモード２においては、ＰＣカードコントローラ２３は、ＣＰＵ１１から転送されるビデオとオーディオのストリームをＰＣカード２２に転送すると共に、ＰＣカード２２から例えば互いに異なる信号線を介して返送されるデジタルオーディオデータおよびデジタルＹＵＶデータをそれぞれオーディオバス１８ａおよびビデオバス１８ｂを介してオーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９に転送する。
【００７４】
図８には、ＰＣカードコントローラ２１の構成が示されている。
【００７５】
ＰＣカードコントローラ２１には、データ転送制御ロジック２３１とモードレジスタ２３２が設けられており、モードレジスタ２３２にモード指定フラグをセットすることにより、ＰＣカードコントローラ２３の動作モードが切換えられる。
【００７６】
モード指定フラグのセットは、例えばシステム電源投入時にＣＰＵ１１によって行われる。すなわち、ＣＰＵ１１は、ＰＣカードスロットに装着されているＰＣカードから属性情報を読取り、その属性情報によって装着されているＰＣカードの種類を検出する。装着されているＰＣカードがＰＣカード２２であれば、ＣＰＵ１１は、モード２を示すモード指定フラグをモードレジスタ２３２にセットする。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＣＰＵによるソフトウェア処理によって記憶媒体からデジタルデータ列を読み出す処理と、ＩＤに基づいて読み込んだデジタルデータ列から動画パケット、副映像パケットおよび音声パケットを分離する処理と、その分離された動画パケット、副映像パケットおよび音声パケットをそれぞれ、ビデオデコード手段、副映像デコーダ手段、およびオーディオデコード手段に配分する処理が行われるので、ハードウェア構成の簡単化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例に係るマルチメディアＰＣのシステム構成を示すブロック図。
【図２】同第１実施例のシステムで使用されるＳＤ−ＲＯＭドライブの構成を示すブロック図。
【図３】同第１実施例のシステムで使用される動画データの記録形式を示す図。
【図４】同第１実施例のシステムに設けられたＭＰＥＧ２ デコーダの具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図５】同第１実施例のシステムにおいてＣＰＵによって実行される副映像デコード動作を説明するフローチャート。
【図６】同第１実施例のシステムにおける動画再生時のデータの流れを説明するための図。
【図７】この発明の第２実施例に係るマルチメディアＰＣのシステム構成を示すブロック図。
【図８】同第２実施例のシステムに設けられたＰＣカードコントローラの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０…システムバス、１１…ＣＰＵ、１２…システムメモリ、１６…ＳＣＳＩインタフェース、１７…オーディオコントローラ、１８…ＭＰＥＧ２ デコーダ、１９…マルチメディアディスプレイコントローラ、２０…ビデオメモリ、２１…ＳＤ−ＲＯＭドライブ、２２…ＰＣカード、２３…ＰＣカードコントローラ、１２１…ＭＰＥＧドライバ、１６１…ＳＣＳＩコントローラ、１６２…データバッファ、１８１…ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ、１８２…サブピクチャデコーダ、１８３…オーディオデコーダ。
【発明の属する技術分野】
この発明はコンピュータシステムに関し、特に主映像および副映像を含む動画データおよび音声データがデジタル圧縮符号化されて記録されている高記録密度の記録媒体を駆動するディスクドライブ装置を使用して動画像表示や音声再生などを行うマルチメディア対応のコンピュータシステムおよび動画再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ技術の発達に伴い、いわゆるマルチメディア対応のパーソナルコンピュータが種々開発されている。この種のパーソナルコンピュータでは、テキストデータやグラフィックスデータの他に、動画や音声データを再生することができる。
【０００３】
通常、動画データはＭＰＥＧ１によって圧縮符号化されてＣＤ−ＲＯＭなどに記憶されており、その動画データのデコードおよび表示再生には、専用の拡張ボードが使用されている。動画データのデコードおよび表示再生を行う拡張ボードとしては、例えば、米シグマデザイン社の“ＲＥＡＬ ｍａｇｉｃ”が良く知られている。この“ＲＥＡＬ ｍａｇｉｃ”は、ＭＰＥＧ１の規格に準拠したビデオデコード機能を有しており、デコードされた動画データは、フィーチャコネクタを介してビデオカードから取り込まれたＶＧＡグラフィクスと合成されて表示される。
【０００４】
しかし、ＭＰＥＧ１の規格は、１．５Ｍｂｐｓ程度のデータ転送速度を持つＣＤ−ＲＯＭを使用することを前提とした規格であり、映画などの大量の画像情報を含む動画データを扱うと、画質の劣化などの問題が生じる。
【０００５】
そこで、最近では、ＣＤ−ＲＯＭの数倍乃至十数倍程度のデータ転送速度を持つ新世代の蓄積メディアが開発され始めている。このような新世代蓄積メディアとしては、１０ＧＢ程度の情報量を１枚のディスクにディジタル記録でき、且つ最大で１０Ｍｂｐｓ程度のデータ転送速度を実現できるシステムがメディアプレーヤとして提案されている。
【０００６】
このメディアプレーヤは、ＭＰＥＧ２の規格でデジタル圧縮符号化された動画データや音声データなどを光ディスクなどのディスクメディアに記録しておき、その音声付き動画データをデコードしてテレビジョン受像機に出力するものである。
【０００７】
このメディアプレーヤには、ディスクドライブ装置、データバッファ、ビデオデコーダ、オーディオデコーダ、およびＮＴＳＣエンコーダなどが設けられている。このメディアプレーヤにおいては、光ディスクがディスクドライブ装置によって駆動されることにより動画データや音声データが光ディスクから読み出され、データバッファに蓄積される。
【０００８】
データバッファに蓄積された動画データおよび音声データは、それぞれビデオデコーダおよびオーディオデコーダによってデコードされる。ビデオデコーダによってデコードされた動画データは、ＮＴＳＣエンコーダによってＮＴＳＣ信号に変換されてテレビジョン受像機のビデオ入力に送られる。一方、オーディオデコーダによってデコードされた音声データは、Ｄ／Ａ変換された後、テレビジョン受像機の音声入力に送られる。
【０００９】
このメディアプレーヤのデータ転送レートは前述したように１０Ｍｂｐｓ程度と非常に高速であるため、このメディアプレーヤを使用すると、主映像の他、字幕などの副映像および複数の音声チャネルを含む映画情報を、ＣＤと同程度のサイズを持つ１枚のディスクに記録でき、且つそれら主映像、副映像および音声を同期させてテレビジョン受像機上で再生することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、このメディアプレーヤをパーソナルコンピュータに搭載する場合には、メディアプレーヤとは別に、パーソナルコンピュータのシステム内部にビデオデコーダなどを設けることが必要となる。
【００１１】
これは、メディアプレーヤ内部のビデオデコーダはそのプレーヤ専用のものであり、メディアプレーヤ以外の他のメディア、例えばハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどに記録されているＭＰＥＧタイトルについては、それをプレーヤ内部のビデオデコーダを用いてデコードすることはできないからである。
【００１２】
このため、主映像、副映像および音声をそれぞれデコードおよび再生するための機能は、パーソナルコンピュータの内部に設けることが望ましい。
【００１３】
しかしながら、副映像および音声付きの動画データをデコードおよび再生するためには、動画データをデコードするためのビデオデコーダの他に、副映像用のデコーダと音声デコーダが必要となり、パーソナルコンピュータのコストアップが引き起こされるという欠点が生じる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、最近では大容量で高い転送レートが持つメディアプレーヤが提案されているが、メディアプレーヤ内部のデコーダ機能をそのままパーソナルコンピュータに設けるためには、動画データをデコードするためのビデオデコーダの他に、副映像用のデコーダなどを用意しなければならず、パーソナルコンピュータのコストアップが引き起こされるという欠点があった。
【００１５】
この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、主映像、副映像、および音声データなどを含む大容量のマルチメディア情報を簡単なハードウェア構成でデコードおよび再生することが可能なコンピュータシステムおよび動画再生方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第１の圧縮符号化方式で圧縮符号化された主映像と前記第１の圧縮符号化方式とは異なる第２の圧縮符号化方式で圧縮符号化された副映像とがデジタルデータ列として多重化されて記録されている記録媒体を駆動可能なディスクドライブ装置と接続可能に構成され、前記記録媒体に記録されているデジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生可能なコンピュータシステムにおいて、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出して再生する場合、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生するための再生用プログラムを実行することにより、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出す処理と、前記読み込んだデジタルデータ列から前記主映像と前記副映像を分離する処理と、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記副映像に対して前記第２の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記副映像をデコードする副映像デコード処理とを実行するＣＰＵと、前記ＣＰＵによって前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記主映像に対して前記第１の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記主映像をデコードする主映像デコード手段と、グラフィクス上のカラーキー領域上に、前記デコードされた副映像および主映像を合成して表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
このようにＣＰＵによるソフトウェア処理によって、デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から主映像と副映像を分離する処理と、比較的負荷の軽い副映像のデコード処理とを実行し、また負荷の重い主映像のデコードについては主映像デコード手段を用いてハードウェアによって実行することにより、それら全てを専用のハードウェアを用いて行う場合に比し、コンピュータの構成を簡単化することが出来る。またグラフィクス上のカラーキー領域上に、デコードされた主映像および副映像を合成表示することにより、オペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムなどによって提供される通常のグラフィクス画面上に副映像付きの動画データを表示することが出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図１には、この発明の一実施例に係るパーソナルコンピュータのシステム構成が示されている。このシステムはデスクトップ型パーソナルコンピュータに対応するものであり、図示のように、システムバス１０、ＣＰＵ１１、システムメモリ（ＭＥＭ）１２、ＨＤＤ１３、ＦＤＤ１４、キーボード（ＫＢ）１５、ＳＣＳＩインタフェース１６、オーディオコントローラ１７、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８、マルチメディアディスプレイコントローラ１９、およびビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０を備えており、ＭＰＥＧ２によって符号化された動画データなどを格納したＳＤ−ＲＯＭドライブ２１は、ＳＣＳＩインタフェース１６に接続されている。
【００２３】
ＳＤ−ＲＯＭ（Ｓｕｐｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ ＲＯＭ）ドライブ２１は、前述したメディアプレーヤのディスクドライブユニットに相当するものであり、ディスク両面で１０ＧＢ程度の記憶容量を持ち、最大で１０Ｍｂｐｓ程度のデータ転送レートを持つ。このＳＤ−ＲＯＭドライブ２１は、図２に示されているように、光ディスク２１１と、モータ２１２と、ピックアップ２１３と、ピックアップドライブ２１４と、サーボコントローラ２１５と、エラー検出および訂正のためのＥＣＣ回路を含むドライブコントローラ２１６とから構成されている。モータ２１２、ピックアップ２１３、ピックアップドライブ２１４、サーボコントローラ２１５、およびドライブコントローラ２１６は、光ディスク２１１を駆動し、その光ディスク２１１に記録されたデータを読み出すためのドライブ装置として機能する。
【００２４】
光ディスク２１１には、例えば、片面で１３５分程度の映画を記録させることができる。この映画の情報には、主映像（ビデオ）、１６チャネルまでの副映像（サブピクチャ）、および８チャネルまでの音声（オーディオ）を含ませることができる。
【００２５】
この場合、これらビデオ、サブピクチャ、およびオーディオはそれぞれＭＰＥＧ２規格でデジタル符号化されて記録されている。ＭＰＥＧ２規格では、ＭＰＥＧ２で符号化されたデータに、他の符号化データを含ませることがことができ、それら符号化データは１本のＭＰＥＧビットストリーム（デジタルデータ列）として扱われる。
【００２６】
したがって、この実施例では、ビデオの符号化にＭＰＥＧ２を使用し、サブピクチャおよびオーディオの符号化にはそれぞれランレングス符号化およびＤＯＬＢＹ ＡＣ３を使用するものとする。この場合でも、それら符号化されたビデオ、サブピクチャ、およびオーディオは、１本のＭＰＥＧビットストリームとして扱われる。
【００２７】
ＭＰＥＧ２規格の符号化処理は可変速符号化であり、データ転送レートを可変することができる。このため、ビデオデータについては単位時間当りに記録／再生する情報量を異ならせることができる。よって、動きの激しいシーンほど、それに対応するフレーム群を構成するＭＰＥＧビットストリームの転送レートを高くすることにより高品質の動画再生が可能となる。
【００２８】
このようなＭＰＥＧ２の特徴を利用するために、この実施例では、図３に示すようなデータフォーマットを用いて、映画情報をディスク２１１に記録している。
【００２９】
図３に示されているように、１本の映画情報は、ファイル管理情報部とデータ部とから構成されており、データ部は多数のデータブロック（ブロック＃０〜＃ｎ）を含んでいる。各データブロックの先頭にはＤＳＩ（Ｄｉｓｋ Ｓｅｒｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）パックがあり、ＤＳＩパックから次のＤＳＩパックまでが１つのデータブロックとなる。各ＤＳＩパックの記憶位置は、ファイル管理情報部のディスクサーチマップ情報によって管理されている。
【００３０】
１つのデータブロックは、ある一定時間、例えば、０．５秒の動画再生に必要な１５フレーム分の情報を構成するものであり、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｐｉｃｔｕｒｅ）に相当する。各データブロックには、ビデオパック（ＶＩＤＥＯパック）、サブピクチャパック（Ｓ．Ｐパック）、およびオーディオパック（ＡＵＤＩＯパック）が多重化されて記録されている。これらビデオパック（ＶＩＤＥＯパック）、サブピクチャパック（Ｓ．Ｐパック）、およびオーディオパック（ＡＵＤＩＯパック）は、それぞれ符号化されたビデオ、サブピクチャ、オーディオのデータ単位である。これらパックのデータサイズは固定であるが、１つのデータブロックに含ませることができるパック数は可変である。したがって、動きの激しいシーンに対応するデータブロックほど、多数のビデオパックが含まれることになる。
【００３１】
ビデオパック、サブピクチャパック、およびオーディオパックは、それぞれヘッダ部とパケット部（ビデオパケット、サブピクチャパケット、オーディオパケット）から構成されている。パケット部は、符号化されたデータそのものである。ヘッダ部は、パックヘッダ、システムヘッダ、パケットヘッダから構成されており、パケットヘッダには、対応するパケットがビデオパケット、サブピクチャパケット、オーディオパケットのいずれであるかを示すストリームＩＤが登録されている。
【００３２】
次に、図１のシステムの各ユニットについて説明する。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、このシステム全体の動作を制御するものであり、システムメモリ（ＭＥＭ）１２に格納されたオペレーティングシステムおよび実行対象のアプリケーションプログラムを実行する。ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１に記録された映画の再生は、ＣＰＵ１１にＭＰＥＧドライバ１２１を実行させることによって行われる。このＭＰＥＧドライバ１２１には、サブピクチャデコード機能が含まれている。
【００３４】
ＭＰＥＧドライバ１２１のサブピクチャデコード機能は、次の３つの機能を提供する。
【００３５】
（１）ＭＰＥＧビットストリームの分解
ＭＰＥＧビットストリーム分解機能は、ＭＰＥＧビットストリームをビデオパック、サブピクチャパック、およびオーディオパックに分離し、ビデオパックおよびオーディオパックをＭＰＥＧ２ デコーダ１８に転送する。この分離処理は、図３のストリームＩＤに基づいてパック毎に実行される。
【００３６】
（２）サブピクチャのデコード
サブピクチャデコード機能は、分離されたサブピクチャパックをシステムメモリ１２上でデコードする。
【００３７】
（３）ＶＧＡへのサブピクチャ転送
ＶＧＡへのサブピクチャ転送機能は、デコードされたサブピクチャをマルチメディアディスプレイコントーラ１９に転送して、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０にサブピクチャを描画する機能である。
【００３８】
ＳＣＳＩインタフェース１６は、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどの周辺装置をシステムバス１０に接続するための周辺インタフェースであり、この実施例では、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１とシステムメモリ１２との間のデータ転送を行う。ＳＣＳＩインタフェース１６には、図示のように、ＳＣＳＩコントローラ（ＳＣＳＩＣＯＮＴ）１６１、およびデータバッファ（ＢＵＦＦ）１６２が設けられている。ＳＣＳＩコントローラ１６１は、ＣＰＵ１１の制御の下にＳＤ−ＲＯＭドライブ２１との間のデータ転送を制御する。データバッファ（ＢＵＦＦ）１６２は、ホストシステムとの間のデータ転送速度を可変にするために使用されるものであり、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されるビデオ、サブプクチャ、オーディオを含むＭＰＥＧビットストリームはデータバッファ（ＢＵＦＦ）１６２を介してＣＰＵ１１に転送される。
【００３９】
この場合、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からデータバッファ１６へのデータ転送速度は、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１の最高データ転送レート、例えば９．５Ｍｂｐｓで実行される。
【００４０】
一方、データバッファ１６からＣＰＵ１１へのデータ転送速度は可変であり、情報量の多いデータブロックを転送する時ほど、その時の平均転送速度は速くなる。これは、情報量の多いデータブロックほど、一定時間当たりに実行されるデータ転送回数が増えるからである。
【００４１】
オーディオコントローラ１７は、ＣＰＵ１１の制御の下にサウンドデータの入出力制御を行うものであり、サウンド出力のために、ＰＣＭ音源１７１、ＦＭ音源１７２、マルチプレクサ１７３、およびＤ／Ａコンバータ１７４を備えている。マルチプレクサ１７３には、ＰＣＭ音源１７１およびＦＭ音源１７２からの出力と、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８から転送されるデジタルオーディオデータが入力され、それらの１つが選択される。
【００４２】
デジタルオーディオデータは、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されたオーディオデータをデコードしたものである。ＭＰＥＧ２ デコーダ１８からオーディオコントローラ１７へのデジタルオーディオデータの転送には、オーディオバス１８ａが用いられ、システムバス１０は使用されない。従って、デジタルオーディオデータの高速転送が可能となる。
【００４３】
ＭＰＥＧ２ デコーダ１８は、ＣＰＵ１１の制御の下に、ビデオおよびオーディオをそれぞれデコード処理しそれらを同期化して出力するものであり、ここにはサブピクチャのデコード機能は設けられていない。
【００４４】
デコードされたオーディオデータは、前述したようにデジタルオーディオデータとしてオーディオバス１８ａを介してオーディオコントローラ１８ａに転送される。デコードされたビデオデータは、デジタルＹＵＶデータとしてマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られる。この場合、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８からマルチメディアディスプレイコントローラ１９へのデジタルＹＵＶデータの転送には、ビデオバス１８ｂが用いられ、システムバス１０は使用されない。従って、デジタルＹＵＶデータの転送についても、デジタルオーディオデータと同様に、高速に行うことができる。
【００４５】
ビデオバス１８ｂとしては、ＶＥＳＡ規格のＶＡＦＣ（ＶＥＳＡ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）、またはＶＭ−Ｃｈａｎｎｅｌ（ＶＥＳＡ Ｍｅｄｉａ Ｃｈａｎｎｅｌ）を利用することができる。
【００４６】
マルチメディアディスプレイコントローラ１９は、ＣＰＵ１１の制御の下に、このシステムのディスプレイモニタとして使用されるＣＲＴディスプレイを制御するものであり、ＶＧＡ仕様のテキストおよびグラフィクス表示の他、動画表示をサポートする。
【００４７】
このマルチメディアディスプレイコントローラ１９には、図示のように、グラフィックス表示制御回路（Graphics）１９１、ビデオ表示制御回路１９２、マルチプレクサ１９３、およびＤ／Ａコンバータ１９４等が設けられている。
【００４８】
グラフィックス表示制御回路１９１は、ＶＧＡ互換のグラフィックスコントローラであり、ＣＰＵ１１によってビデオメモリ（ＶＲＡＭ）２０に描画されたＶＧＡのグラフィクスデータおよびサブピクチャをＲＧＢビデオデータに変換して出力する。ビデオ表示制御回路１９２は、デジタルＹＵＶデータを貯えるビデオバッファ、及び同バッファに貯えられたＹＵＢデータをＲＧＢビデオデータに変換するＹＵＢ−ＲＧＢ変換回路等をもつ。
【００４９】
マルチプレクサ１９３は、グラフィックス表示制御回路１９１とビデオ表示制御回路１９２の出力データの一方を選択、またはグラフィックス表示制御回路１９１からのＶＧＡグラフィクス上に、ビデオ表示制御回路１９２からのビデオ出力を合成してＤ／Ａコンバータ１９４に送る。Ｄ／Ａコンバータ１９４は、マルチプレクサ１９４からのビデオデータをアナログＲＧＢ信号に変換して、ＣＲＴディスプレイに出力する。
【００５０】
図４には、ＭＰＥＧ２ デコーダ１８の具体的な構成が示されている。
【００５１】
このＭＰＥＧ２ デコーダ１８は、ＣＰＵ１１によって分離されたビデオ、およびオーディオのビットストリームを同期させてデコード再生するために、ビデオ、およびオーディオに対応する２つのデコーダ、すなわち、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３を備えている。
【００５２】
これらＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３は、それぞれシステムバス１０に結合されている。ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１は、そのデコード処理などに使用されるＲＡＭ１８４が設けられている。
【００５３】
ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１は、ＣＰＵ１１から転送されたビデオデータをデコードし、それをデジタルＹＵＶデータとして出力する。オーディオデコーダ１８３は、ＣＰＵ１１から転送されたオーディオデータをデコードする。ここで実行されるデコード処理の種類は、オーディオデータに施されている符号化処理、つまりＤＯＬＢＹ ＡＣ３に対応するものである。デコードされたオーディオデータは、デジタルオーディオデータとして出力される。
【００５４】
次に、図５のフローチャートを参照して、ＣＰＵ１１がＭＰＥＧドライバ１２１を実行することによって行われる動画再生処理の手順を説明する。
【００５５】
ＣＰＵ１１は、まず、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からファイル管理情報を読み出して、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１上におけるデータ記録フォーマットなど認識する（ステップＳ１０１）。次いで、ＣＰＵ１１は、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からデータ部、つまりＭＰＥＧビットストリームの読み出しを開始する（ステップＳ１０２）。そして、１つのパックを受け取る度にそのヘッダ部に記録されているストリームＩＤを認識し、その認識結果に基づいてＭＰＥＧビットストリームをビデオパック、オーディオパック、サブピクチャパックに分類する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。
【００５６】
ＣＰＵ１１は、受け取ったパックがビデオパックであれば、それをＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１８１に転送し（ステップＳ１０５）、またオーディオパックであれば、それをオーディオデコーダ１８３に転送する（ステップＳ１０６）。
【００５７】
受け取ったパックがサブピクチャパックの場合には、ＣＰＵ１１は、そのサブピクチャパックに付加されているヘッダ情報に基づいて、そのサブピクチャを合成すべきビデオ上の位置を認識する（ステップＳ１０７）。次に、ＣＰＵ１１は、その認識したビデオ上の位置と、ＶＧＡグラフィクス画面上におけるビデオの表示位置とに基づいて、ＶＧＡグラフィクス画面に対するサブピクチャの相対位置を計算する（ステップＳ１０８）。これにより、サブピクチャをＶＲＡＭ２０に書き込む際のアドレス値が決定される。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ１１は、サブピクチャをデコードして、そのサブピクチャをメモリ１２上で符号化前のイメージに復元する（ステップＳ１０９）。ここで、実行されるデコード処理は、サブピクチャに施されているランレングス符号化に対応するものである。
【００５９】
この後、ＣＰＵ１１は、メモリ１２上のサブピクチャイメージをマルチメディアディスプレイコントローラ１９に転送して、それをＶＲＡＭ２０に書き込む（ステップＳ１１０）。
【００６０】
ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理は、動画再生が完了するまで、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からのＭＰＥＧビットストリームに対して繰り返し実行される（ステップＳ１１１）。
【００６１】
次に、図６を参照して、図１のシステムにおける映画再生時のデータの流れを説明する。
【００６２】
ＣＰＵ１１から転送コマンドが発行されると、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１からＭＰＥＧストリームが読み出され、それが９．５Ｍｂｐｓの転送レートでＳＣＳＩインフェースのデータバッファ１６２に転送される。次いで、そのＭＰＥＧストリームがＣＰＵ１１に送られ、そこで図６で説明したようなパックの振り分けが行われる。
【００６３】
ＭＰＥＧビデオはＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１に送られ、そこで符号化前のもとの主映像に復元される。字幕などのサブピクチャは、ＣＰＵ１１によってメモリ１２上で文字パターンに復元され、それがマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られる。これにより、図示のように、ＶＧＡグラフィクスのカラーキー領域（斜線で図示）上の所定の位置に文字パターンが描画される。オーディオはオーディオデコーダ１８３によってデコードされて、再生される。
【００６４】
復元された主映像はデジタルＹＵＶデータとしてマルチメディアディスプレイコントローラ１９に送られ、そこでサブピクチャを含むＶＧＡグラフィクスのカラーキー領域（斜線で図示）上に合成される。
【００６５】
このようにして、ＶＧＡグラフィクス上に字幕を含む主映像が表示され、且つその画面に同期して音声が再生される。
【００６６】
以上のように、この実施例においては、ＳＤ−ＲＯＭドライブ２１から読み出されるＭＰＥＧビットストリームに含まれるビデオデータ、およびオーディオデータについてはシステム内部に設けられているＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１、およびオーディオデコーダ１８３によってデコードされるが、サブピクチャについては、ＣＰＵ１１によるソフトウェア処理によってデコードされる。この場合、デコードされたサブピクチャは、通常のＶＧＡグラフィクスなどと同様にしてＶＲＡＭ２０に描画される。ＶＲＡＭ２０に描画されたサブピクチャのイメージは、マルチメディアディスプレイコントローラ１９によって、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８１からのビデオと合成されて画面表示される。
【００６７】
このようにＣＰＵ１１によるソフトウェア処理によってサブピクチャのデコードおよびＶＲＡＭ２０への描画が行われるので、システム内部にサブピクチャデコード用のロジックを設ける必要がなくなり、ハードウェア構成の簡単化を図ることが出来る。
【００６８】
次に、図７を参照して、この発明の第２実施例に係るシステム構成を説明する。図７のシステムは、図１のデスクトップパーソナルコンピュータのシステム構成をノートブックタイプのポータブルコンピュータに適用したものである。この図７のシステムは、図１のシステムに比較して次の点だけが異なっている。
【００６９】
すなわち、ここでは、ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８を図１のようにシステムボード上ではなくＰＣカード２２上で実現していると共に、ＰＣカードコントローラ２３に、オーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９それぞれとのインタフェースを設けている。
【００７０】
ＰＣカード２２はＰＣＭＣＩＡ仕様に準拠したものであり、ノートブックタイプポータブルコンピュータ本体のカードスロットに装着され、そのスロット内のＰＣカードインタフェース（コネクタ）に接続される。
【００７１】
ＰＣカード２２には、ＣＩＳ（Card Information Structure）２２１、およびＭＰＥＧ２ デコーダ２２２が設けられている。ＭＰＥＧ２ デコーダ２２２は、オーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９それぞれとのインタフェース以外は、図１のＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ１８と全く同様の機能を有しており、その構成は図４で説明した通りである。
【００７２】
ＰＣカードコントローラ２３は、ＣＰＵ１１の制御下で、ＰＣカードスロットに装着された各種ＰＣカードを制御するためのものであり、モード１とモード２の２つの動作モードを有している。モード１は、モデムカードなどのような通常のＰＣカードを制御するためのものであり、システムバス１０とＰＣカードとの間でデータ転送を行い、オーディオバス１８ａおよびビデオバス１８ｂは使用しない。
【００７３】
モード２は、ＰＣカード２２がＰＣカードスロットに装着されている場合に使用されるモードである。このモード２においては、ＰＣカードコントローラ２３は、ＣＰＵ１１から転送されるビデオとオーディオのストリームをＰＣカード２２に転送すると共に、ＰＣカード２２から例えば互いに異なる信号線を介して返送されるデジタルオーディオデータおよびデジタルＹＵＶデータをそれぞれオーディオバス１８ａおよびビデオバス１８ｂを介してオーディオコントローラ１７およびマルチメディアディスプレイコントローラ１９に転送する。
【００７４】
図８には、ＰＣカードコントローラ２１の構成が示されている。
【００７５】
ＰＣカードコントローラ２１には、データ転送制御ロジック２３１とモードレジスタ２３２が設けられており、モードレジスタ２３２にモード指定フラグをセットすることにより、ＰＣカードコントローラ２３の動作モードが切換えられる。
【００７６】
モード指定フラグのセットは、例えばシステム電源投入時にＣＰＵ１１によって行われる。すなわち、ＣＰＵ１１は、ＰＣカードスロットに装着されているＰＣカードから属性情報を読取り、その属性情報によって装着されているＰＣカードの種類を検出する。装着されているＰＣカードがＰＣカード２２であれば、ＣＰＵ１１は、モード２を示すモード指定フラグをモードレジスタ２３２にセットする。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＣＰＵによるソフトウェア処理によって記憶媒体からデジタルデータ列を読み出す処理と、ＩＤに基づいて読み込んだデジタルデータ列から動画パケット、副映像パケットおよび音声パケットを分離する処理と、その分離された動画パケット、副映像パケットおよび音声パケットをそれぞれ、ビデオデコード手段、副映像デコーダ手段、およびオーディオデコード手段に配分する処理が行われるので、ハードウェア構成の簡単化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例に係るマルチメディアＰＣのシステム構成を示すブロック図。
【図２】同第１実施例のシステムで使用されるＳＤ−ＲＯＭドライブの構成を示すブロック図。
【図３】同第１実施例のシステムで使用される動画データの記録形式を示す図。
【図４】同第１実施例のシステムに設けられたＭＰＥＧ２ デコーダの具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図５】同第１実施例のシステムにおいてＣＰＵによって実行される副映像デコード動作を説明するフローチャート。
【図６】同第１実施例のシステムにおける動画再生時のデータの流れを説明するための図。
【図７】この発明の第２実施例に係るマルチメディアＰＣのシステム構成を示すブロック図。
【図８】同第２実施例のシステムに設けられたＰＣカードコントローラの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０…システムバス、１１…ＣＰＵ、１２…システムメモリ、１６…ＳＣＳＩインタフェース、１７…オーディオコントローラ、１８…ＭＰＥＧ２ デコーダ、１９…マルチメディアディスプレイコントローラ、２０…ビデオメモリ、２１…ＳＤ−ＲＯＭドライブ、２２…ＰＣカード、２３…ＰＣカードコントローラ、１２１…ＭＰＥＧドライバ、１６１…ＳＣＳＩコントローラ、１６２…データバッファ、１８１…ＭＰＥＧ２ ビデオデコーダ、１８２…サブピクチャデコーダ、１８３…オーディオデコーダ。
Claims (6)
- 第１の圧縮符号化方式で圧縮符号化された主映像と前記第１の圧縮符号化方式とは異なる第２の圧縮符号化方式で圧縮符号化された副映像とがデジタルデータ列として多重化されて記録されている記録媒体を駆動可能なディスクドライブ装置と接続可能に構成され、前記記録媒体に記録されているデジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生可能なコンピュータシステムにおいて、
前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出して再生する場合、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生するための再生用プログラムを実行することにより、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出す処理と、前記読み込んだデジタルデータ列から前記主映像と前記副映像を分離する処理と、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記副映像に対して前記第２の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記副映像をデコードする副映像デコード処理とを実行するＣＰＵと、
前記ＣＰＵによって前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記主映像に対して前記第１の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記主映像をデコードする主映像デコード手段と、
グラフィクス上のカラーキー領域上に、前記デコードされた副映像および主映像を合成して表示する表示手段とを具備することを特徴とするコンピュータシステム。 - 前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列には、前記主映像および副映像それぞれのパケットデータが、そのパケット種別を示すＩＤが付加された状態で多重化されており、
前記ＣＰＵは、前記ＩＤに基づいて前記読み込んだデジタルデータ列から前記主映像と前記副映像を分離する処理を実行することを特徴とする請求項１記載のコンピュータシステム。 - 前記ＣＰＵは、前記副映像をデコードすることによって前記主映像上に字幕として表示される文字パターンを復元することを特徴とする請求 項１記載のコンピュータシステム。
- 前記ＣＰＵは、前記副映像を表示すべき前主映像上の位置と前記グラフィクスの画面上における前記主映像の表示位置とに基づいて前記グラフィクスの画面上に対する前記副映像の相対位置を求める処理と、前記求めた相対位置に基づいて、前記グラフィクスが描画されるビデオメモリ上の所定位置に前記デコーダされた副映像を書き込む処理とをさらに実行することを特徴とする請求項１記載のコンピュータシステム。
- 前記主映像デコード手段は前記コンピュータシステム内のバスに接続されたビデオデコーダであり、
前記表示手段は、前記コンピュータシステムのディスプレイモニタを制御するディスプレイコントローラであることを特徴とする請求項１記載のコンピュータシステム。 - 第１の圧縮符号化方式で圧縮符号化された主映像と前記第１の圧縮符号化方式とは異なる第２の圧縮符号化方式で圧縮符号化された副映像とがデジタルデータ列として多重化されて記録されている記録媒体を駆動可能なディスクドライブ装置と接続可能に構成され、前記記録媒体に記録されているデジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生可能なコンピュータシステムにおいて前記主映像および副映像を含む動画データを再生する動画再生方法において、
前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出して再生する場合、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を再生するための再生用プログラムをＣＰＵによって実行することにより、前記記憶媒体から前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列を読み出す処理と、前記読み込んだデジタルデータ列から前記主映像と前記副映像を分離する処理と、前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記副映像に対して前記第２の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記副映像をデコードする副映像デコード処理とを、前記ＣＰＵによって実行し、
コンピュータシステムに設けられた主映像デコード手段によって、前記ＣＰＵによって前記デジタル圧縮符号化されたデジタルデータ列から分離された前記主 映像に対して前記第１の圧縮符号化方式に対応するデコード処理を施すことによって前記主映像をデコードし、
グラフィクス上のカラーキー領域上に、前記デコードされた副映像および主映像を合成して表示することを特徴とする動画再生方法。
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