JP4171414B2 - シャドー・イントラ・ピクチャの挿入によるビデオ変更方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ビデオ録画システムに関し、より詳細には、ディジタル的に符号化されたビデオ・シーケンスを録画可能なディジタル・ビデオ・ディスク、ハード・ドライブ、光磁気ディスクなどのディスク媒体に録画するビデオ録画システムに関する。

一般に、ＭＰＥＧビデオは、３つのタイプのピクチャ符号化方法、即ちイントラ（Ｉ：Ｉｎｔｒａ：画面内）ピクチャ、（前（順）方向）予測（Ｐ：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ）ピクチャ、および双（両）方向予測（Ｂ：Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ）ピクチャを使用する。Ｉ（イントラ）ピクチャは、他のどんなピクチャからも独立して符号化または復号される。これにより基準ピクチャ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐｉｃｔｕｒｅ）が生成され、この基準ピクチャからＰ（予測）ピクチャおよびＢ（双方向予測）ピクチャ、即ち非Ｉピクチャを構成することができる。

しかし、ＭＰＥＧビデオ信号の中には、Ｉ（イントラ）ピクチャ無しで符号化されるものもある。具体的には、多くの米国ケーブル・システム会社は、Ｉピクチャを含まないＭＰＥＧ信号を放送している。一見、このようなビデオ信号は、Ｐ（予測）ピクチャおよびＢ（双方向予測）ピクチャを構成する際の元になるＩピクチャが無いので復号不可能なように思われる。

それにもかかわらず、Ｉピクチャの無いビデオ信号は、ほとんどのＭＰＥＧデコーダにより復号することができる。つまり、信号中の各Ｐ（予測）ピクチャの別部分が通常、Ｉ（イントラ）マクロブロックで構成されているからである。即ち、Ｉマクロブロックを含む連続するＰピクチャを使用して、最終的に１つのＰピクチャを正しく復号することができ、次いでこれを使用して、ビデオ信号中の残りのピクチャを復号することができる。例えば、５つのＰピクチャがあるブロックで、各Ｐピクチャの２０％がＩマクロブロックを含んでいる。例えば、第１のＰピクチャの上部２０％はＩマクロブロックで構成され、下部８０％は非Ｉマクロブロックで構成されるものとすることができる。ビデオ信号中の第２のＰピクチャを参照すると、このピクチャの上部２０％のすぐ下の２０％を表す部分はＩマクロブロックで構成され、下部６０％および上部２０％は非Ｉマクロブロックで構成されるものとすることができる。こうして、連続する各Ｐピクチャの異なる部分がＩマクロブロックを含んでいる。従って、最後のＰピクチャの底部２０％はＩマクロブロックを含んでいる。

これらのＩマクロブロックを、Ｐピクチャ中に含まれる非Ｉマクロブロックと共に使用して、連続する各Ｐピクチャを構成することができる。具体的には、各Ｐピクチャを復号するのに伴って、Ｉおよび非Ｉマクロブロックをメモリに記憶していくことができる。従ってデコーダ（復号化器）は、第５のＰピクチャを大体正しく復号することができ、このＰピクチャから残りのＰピクチャおよびＢピクチャを復号することができる。

Ｉピクチャを有しないビデオ信号の通常再生（ｎｏｒｍａｌ ｐｌａｙｂａｃｋ）中、再生開始時にピクチャ（画像）品質が損なわれる短い期間がある。これは、再生の初めのピクチャは、まだ正しく復号されていないＰピクチャから構成しなければならないからである。例えば、通常、再生信号中の第１のＰピクチャは、Ｉマクロブロックの第１の部分を含んでいる。従って、第１のＰピクチャから構成されるＰピクチャおよびＢピクチャは、正しく復号することができない。つまり、第１のＰピクチャは、これらのピクチャを生成するのに必要な情報のおよそ２０％しか含んでいないからである。しかし、再生し続けるにつれて、より多くのＰピクチャが復号され、それにより更に多くの正しく復号されたＩおよび非Ｉマクロブロックが提供されて、正しく復号されたＰピクチャが捕捉されるので、ピクチャ品質は改善される。普通正しく復号されたピクチャは、通常のビデオ再生の初めの２分の１秒以内で構成されるので、この最初のピクチャ品質低下は短時間であるため許容できる。

しかし、重要なことに、Ｉ（イントラ）ピクチャの無い信号中で、正しく復号されたＰ（予測）ピクチャを構成する際の遅延は、トリック・モード（ｔｒｉｃｋ ｍｏｄｅ）中では長引く場合がある。例えば、早送り（ＦＦ：Ｆａｓｔ−Ｆｏｒｗａｒｄ）トリック・モード中は、複数のピクチャを飛ばして再生を加速させる。Ｉマクロブロックを含むＰ（予測）ピクチャが飛ばされた場合、Ｐピクチャを正しく復号して残りのＰピクチャおよびＢ（双方向予測）ピクチャを復号するにはより時間が掛かる。この結果、トリック・モード中に構成されるピクチャのより多くが、ピクチャ品質の劣化を被る。更に、再生速度が速いほど、より速い再生に対応するために、より多くのＰピクチャが飛ばされることがあるので、許容できる再生を生み出す際の遅延が増大する。スロー・モーション（ｓｌｏｗ ｍｏｔｉｏｎ）再生も、正しく復号されたＰピクチャを生成する際の遅延を長引かせる一因となる可能性がある。これは、通常、スロー・モーション再生中は、ピクチャが繰り返されるからである。ピクチャが繰り返されるので、別々の５つのＰピクチャからマクロブロックを復号する際に遅延が生じることになるため、正しく復号されたＰピクチャを得るにはより時間が掛かる。この結果、通常再生中では許容できるピクチャ品質の低下が、トリック・モード動作中では許容できなくなる場合がある。従って、前述の不利を克服する、トリック・モード再生用に最適化されたビデオ・セグメントを録画する方法およびシステムが必要とされている。

（発明の概要）
本発明は、トリック・モード再生用に最適化されたビデオ番組などのビデオ・セグメントを記憶媒体に録画する方法を含んでいる。本発明は、少なくとも１つの予測ピクチャを含むビデオ・セグメントを受け取るステップと、少なくとも１つの予測ピクチャから少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャ（ｓｈａｄｏｗ ｉｎｔｒａ ｐｉｃｕｔｕｒｅ）を選択的に形成するステップと、少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャをビデオ・セグメントに挿入するステップとを含んでいる。或る構成では、ビデオ・セグメントは第１のビデオ部分および第２のビデオ部分を含み、第２のビデオ部分は、少なくとも１つの導入予測ピクチャ（ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｐｉｃｔｕｒｅ）を含んでいる。加えて、形成するステップは更に、第２のビデオ部分中の所定数の導入予測ピクチャを選択的に復号して、正しく復号された予測ピクチャを得るステップを含んでいる。また、各導入予測ピクチャの一部がイントラ・マクロブロックを含んでいてもよく、所定数は、各導入予測ピクチャ中のイントラ・マクロブロックの量に部分的に基づくことができる。

別の構成では、第２のビデオ部分は、少なくとも１つの後続の予測ピクチャ（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｐｉｃｔｕｒｅ）を含み、形成するステップは更に、後続の予測ピクチャを選択的に復号するステップと、後続の予測ピクチャおよび導入予測ピクチャを含むグループから選択された予測ピクチャをシャドー・イントラ・ピクチャに選択的に再符号化するステップとを含んでいる。この方法の別の態様では、挿入するステップは更に、少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを第１のビデオ部分に挿入するステップを含むことができる。加えて、本発明は、通常再生中は、シャドー・イントラ・ピクチャを無視するステップを含んでいてもよい。加えて、中程度の速度のトリック・モード再生中でもシャドーＩ（イントラ）ピクチャを無視することができる。

本発明は、トリック・モード再生用に最適化されたビデオ・セグメントを記憶媒体に録画するためのシステムを含んでいてもよい。このシステムは、少なくとも１つの予測ピクチャを含むビデオ・セグメントを受け取るための受信機と、少なくとも１つの予測ピクチャから少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを選択的に形成するようにプログラムされたビデオ処理回路とを備えることができる。加えて、ビデオ処理回路は更に、少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャをビデオ・セグメントに挿入するようにプログラムすることができる。また、このシステムは、前述の方法を実施するのに適したソフトウェアおよび回路も備えている。

「録画可能な記憶媒体デバイス」
図１に、本発明の構成に従って様々な先進的な動作機能を実施するための記憶媒体デバイス１００をブロック図の形式で示す。但し、本発明は、ディジタル的に符号化された信号を受け取ることのできる他の任意の記憶媒体デバイスでも実施することができるので、図１に示す特定のデバイスに限定されない。更に、ディジタル的に符号化されたデータを記憶することのできる任意の記憶媒体をデバイス１００と共に使用することができるので、デバイス１００は、何れか特定のタイプの記憶媒体との間でデータを読み書きすることに限定されない。

デバイス１００は、入力処理経路１４０および出力処理経路１７０を備えている。更に、デバイス１００は、記憶媒体１１２との間でデータを読み書きするためのコントローラ１１０も備えている。また、デバイス１００は、制御用中央処理装置（ＣＰＵ）１２２も有している。制御用ＣＰＵ１２２が、パケット・ビデオ・エンコーダ（符号化器）１４４、パケット・ビデオ・デコーダ（復号化器）１７８、音声デコーダ（復号化器）１８２、検索エンジン１７４、およびコントローラ１１０の動作を制御できるようにするために、制御用インタフェースおよびデータ・インタフェースも設けることができる。制御用ＣＰＵ１２２により行われる通常の動作のために、適したソフトウェアまたはファームウェアをメモリに記憶することができる。更に、本発明の構成によれば、録画済みビデオ編集機能のためのプログラム・ルーチン１３４が、制御用ＣＰＵ１２２を制御するために設けられる。

ビューア（ｖｉｅｗｅｒ）によりアクティブ化される機能のための制御バッファ１３２は、現在利用可能な機能、即ち再生（ｐｌａｙ：プレイ）、録画（ｒｅｃｏｒｄ）、反転（ｒｅｖｅｒｓｅ）、早送り（ｆａｓｔ−ｆｏｒｗａｒｄ）、スロー再生（ｓｌｏｗ ｐｌａｙ）、ジャンプ（ｊｕｍｐ）、一時停止（ポーズ）／再生（ｐａｕｓｅ／ｐｌａｙ）、および停止（ｓｔｏｐ）を指示することができる。更に、録画済みビデオ編集機能を実施するためのコマンドを受け取るために、ブロック１３６で表した高度な機能を有することもできる。

出力処理経路１７０は、トラック・バッファ１７２、前処理エンジン１７４、デマルチプレクサ１７６、パケット・ビデオ・デコーダ１７８、ＴＶ（テレビジョン）エンコーダ１８０、音声デコーダ１８２、および音声Ｄ／Ａ（ディジタル・アナログ変換器）１８４を含んでいる。トラック・バッファ１７２は、記憶媒体１１２から読み取られたデータを読み、更に処理するために一時的に記憶する。データは、デマルチプレクサ１７６に送られ、そこでビデオと音声の処理のためにそれぞれの経路に分岐される。検索エンジン１７４は、記憶媒体１１２から読み取られたデータ中のピクチャを探し出すことにより、媒体１１２から読み取られたデータを処理する。この前処理エンジン１７４は、各ピクチャの開始コード（ｓｔａｒｔ ｃｏｄｅ：スタート・コード）を探し出すことにより、データ中のピクチャを探し出す。開始コードを探し出すと、検索エンジン１７４は、制御用ＣＰＵ１２２に信号で知らせることができる。次いで、制御用ＣＰＵ１２２は、この特定のピクチャの開始コードに注目することにより、ピクチャがＩ（イントラ）ピクチャかＢ（双方向予測）ピクチャかＰ（予測）ピクチャかを決定する。この構成では、次いで制御用ＣＰＵ１２２は、特定のピクチャを復号しないように、パケット・ビデオ・デコーダ１７８に信号で知らせ、それによりこのピクチャが表示されないようにする。本発明の意図において、制御用ＣＰＵ１２２、検索エンジン１７４、デコーダ１７８、およびエンコーダ１４４の、全部または一部は、ビデオ処理回路１９０と考えることができることを理解されたい。

本発明の構成によれば、ディジタル的に符号化されたビデオ信号に１つまたは複数のシャドーＩ（イントラ）ピクチャを挿入することができる。シャドーＩピクチャ（ｓｈａｄｏｗ Ｉ ｐｉｃｔｕｒｅ）は、厳しいトリック・モード再生中は録画済みビデオ信号中の他のピクチャを構成するのに使用できるが、通常または中程度の速度のトリック・モード再生中は無視できるＩピクチャである。或る構成では、シャドーＩピクチャは、Ｉピクチャを全く有しないディジタル符号化信号に挿入することができる。但し、シャドーＩピクチャは、通常のＩピクチャを有するビデオ信号に挿入することもできるので、本発明はこのように限定されない。後で説明するが、このような信号中の１つまたは複数のピクチャをシャドーＩピクチャに再符号化することができる。この構成では、シャドーＩピクチャが挿入されることになるビデオ・セグメントを、受信機またはバッファ１４９により受け取ることができる。ビデオ・セグメントは、第１のビデオ部分および第２のビデオ部分で構成されたものとすることができ、第１のビデオ部分はシャドーＩピクチャを受け取り、第２のビデオ部分はシャドーＩピクチャを生成するのに使用することができる。或る構成では、第２のビデオ部分は、第１のビデオ信号からの１つまたは複数のピクチャを含んでいてもよい。

第２のビデオ部分は、パケット・ビデオ・デコーダ１７８により受け取ることができる。デコーダ１７８は、第２のビデオ部分中の１つまたは複数のピクチャを選択的に復号して、正しく復号されたピクチャを生成し、次いでこれを使用して、第２のビデオ信号中の他のピクチャを選択的に復号する。次に、第２のビデオ信号はパケット・ビデオ・エンコーダ１４４に送る。デコーダ１７８により選択的に復号された第２のビデオ部分中のピクチャを、エンコーダ１４４を使用して、このようなピクチャをシャドーＩピクチャに選択的に再符号化することにより１つまたは複数のシャドーＩピクチャを生成することができる。

シャドーＩピクチャが形成された後は、シャドーＩピクチャに再符号化されなかった残りのピクチャは捨てることができる。次いで、第２のビデオ部分中のシャドーＩピクチャを、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１５０中で第１のビデオ部分と合成し、それにより元のビデオ・セグメントを変更する。次いで、変更済みビデオ・セグメントは、記憶媒体１１２に録画できるようになるまで、録画バッファ１５２に記憶しておくことができる。こうして、ビデオ・セグメントに１つまたは複数のシャドーＩピクチャを追加することにより、ビデオ・セグメントを変更することができる。以下、この過程についてより詳細に説明する。

特に、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにより実現することができる。本発明による機械可読媒体は、１つのコンピュータ・システム中で、例えば制御用ＣＰＵ１２２中で中央集中化方式で実現することもでき、或いは、種々の要素が複数の相互接続コンピュータ・システムにわたって分散する分散方式で実施することもできる。本明細書に述べる方法を実施するように適合された任意の種類のコンピュータ・システムまたはその他の装置を使用することができる。

具体的には、本明細書に述べる発明では、図１の制御用ＣＰＵ１２２を意図しているが、ハードウェアとソフトウェアの典型的な組合せは、コンピュータ・プログラムを備えた汎用コンピュータ・システムでもよく、このコンピュータ・プログラムは、ロードされて実行されると、図１の制御部１２２と同様のコンピュータ・システムおよびＤＶＤ録画システムを制御し、それにより本明細書に述べる方法を実施する。本発明は、コンピュータ・プログラム製品に組み込むこともでき、このコンピュータ・プログラム製品は、本明細書に述べる方法の実施を可能にする全ての機能を備え、コンピュータ・システムにロードされるとこれらの方法を実施することができる。

本明細書中に於いて、「コンピュータ・プログラム」とは、情報処理機能を有するシステムに特定の機能を直接に実行させるか、或いは（ａ）別の言語、コード、または表記法に変換した後と（ｂ）種々の素材形態で複製した後のどちらかまたは両方で実施させるように意図された命令セットを、任意の言語、コード、または表記法で任意に表現したものを意味する。本明細書に述べる本発明は、前述の制御用ＣＰＵ１２２に適合するオペレーティング・システム用の市販の開発ツールをプログラマが使用して実施することのできるコンピュータ・プログラムに組み込まれた方法とすることもできる。

「シャドー・イントラ・ピクチャの挿入によるビデオ変更」
本発明の構成によれば、Ｉ（イントラ）ピクチャを有しない録画済みビデオのトリック・モード再生に関連する低ピクチャ（画像）品質を、元のビデオ信号に含まれる１つまたは複数のＰ（予測）ピクチャから１つまたは複数のシャドーＩピクチャを形成することにより改善することができる。この場合、これらのシャドーＩピクチャは、ビデオ信号を録画するときにビデオ信号に挿入し、また、録画済みビデオを厳しい（ｓｅｖｅｒｅ）トリック・モードで再生する間に、ビデオに含まれる非イントラ・ピクチャを再構成するのに使用する。しかし、注目すべきことに、これらのシャドーＩピクチャは、通常再生中またはそれほど厳しくないトリック・モード再生中は、元の放送構造と干渉を起こすことが無いように無視することができる。

図２に、最適なトリック・モード性能を得るために、Ｉマクロブロック付きＰ（予測）ピクチャを含むビデオ（通常は、Ｉピクチャを含まない信号）を変更することのできる一方法を例示するフローチャート２００を示す。ステップ２１０で、少なくとも１つのＰピクチャを含むビデオ信号を受け取る。前述のように、多くのビデオ放送信号、特に米国ケーブル放送は、Ｉ（イントラ）ピクチャを含んでいない。これらの信号の多くは、所定数の非Ｉピクチャを含む幾つかのビデオ・シーケンスで構成される。以下は、このような信号に含まれる典型的なビデオ・シーケンスの例である。
ＳＨ Ｂ_０Ｂ_１Ｐ_２Ｂ_３Ｂ_４Ｐ_５Ｂ_６Ｂ_７Ｐ_８Ｂ_９Ｂ_１０Ｐ_１１Ｂ_１２Ｂ_１３Ｐ_１４

上に示すように、この例は非イントラ・ピクチャ（ＰピクチャおよびＢピクチャ）だけを含み、Ｉピクチャは全く含んでいない。通常、各Ｐピクチャの一部は、Ｉマクロブロックで符号化されている。通常再生中、シーケンス中のピクチャは、Ｐピクチャ中のＩマクロブロックと非Ｉマクロブロックの両方で構成することができる。経験的に、各Ｐピクチャの約２０％をＩマクロブロックで符号化して、Ｐピクチャ間に２つのＢピクチャを配置すると旨く機能することが分っている。従って、上に示した典型的なシーケンスが一般に使用されており、これを本発明の説明の助けとして使用する。但し、Ｉピクチャの無い他のビデオ・シーケンスも一般に使用されており、それらを典型例と考えてもよいことは、当業者なら理解できるであろう。実際、本発明の構成によれば、少なくとも１つのＰピクチャを含むビデオ・シーケンスならどんなものでも変更することができ、これにはＩピクチャを含んでいるビデオ信号も含まれる。

本発明は、どんな特定のピクチャ・フォーマット（画像形式）にも限定されないので、上に示した典型的なビデオ・シーケンス中のピクチャは、プログレッシブ・フレーム、非プログレッシブ・フレーム、またはフィールド・ピクチャを表すものでもよい。記号「ＳＨ」はシーケンス・ヘッダ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｈｅａｄｅｒ）を表し、シーケンス・ヘッダは、それが割り当てられている特定のビデオ・シーケンスに関する復号情報を含むヘッダである。但し、本発明はシーケンス・ヘッダの無いビデオ・シーケンスでも実施することができるので、本発明はこのような構成に限定されるものでないことを理解されたい。

ステップ２１２で、受け取ったビデオ信号を第１のビデオ部分として一時的に記憶することができる。以下に、２つの典型的なビデオ・シーケンスを含む第１のビデオ部分の例を示す。
ＳＨ_１ Ｂ_０Ｂ_１Ｐ_２Ｂ_３Ｂ_４Ｐ_５Ｂ_６Ｂ_７Ｐ_８Ｂ_９Ｂ_１０Ｐ_１１Ｂ_１２Ｂ_１３Ｐ_１４
ＳＨ_２ Ｂ_１５Ｂ_１６Ｐ_１７Ｂ_１８Ｂ_１９Ｐ_２０Ｂ_２１Ｂ_２２Ｐ_２３Ｂ_２４Ｂ_２５Ｐ_２６Ｂ_２７Ｂ_２８Ｐ_２９
このような部分は任意の量のビデオを含んでおり、これらの特定タイプのビデオ・シーケンスに限定されないので、これは第１のビデオ部分の一例にすぎないことに留意されたい。ステップ２１４に示すように、第１のビデオ部分からの１つまたは複数のピクチャを含む第２のビデオ部分を選択的に復号して、正しく復号されたピクチャを得ることができる。或る構成では、第２のビデオ部分は、第１のビデオ部分からの全ての非Ｉピクチャを含んでおり、或いは全てのＰピクチャを含んでいる。どちらの構成でも、正しく復号されたＰピクチャが得られるまで、第２のビデオ部分中の１つまたは複数のＰピクチャを復号することができる。但し、本発明の説明上、この例では、第２のビデオ部分は、第１のビデオ部分からの２つの典型的なビデオ・シーケンス中に示す全てのピクチャを含んでいる。

一実施例では、第２のビデオ部分中の復号されるＰ（予測）ピクチャの数は、Ｐピクチャ中のＩマクロブロックの量に応じて決まる。例えば、上に再現した第１のビデオ・シーケンス中の５つのＰピクチャ、即ちＰ_２、Ｐ_５、Ｐ_８、Ｐ_１１、Ｐ_１４を復号することができ、この結果、ピクチャＰ_１４を正しく復号することができる。先に説明したように、一般に、典型的ビデオ・シーケンス中の各Ｐピクチャの別部分（約２０％）がＩマクロブロックで構成されているので、５つのＰピクチャを使用して１つのＰピクチャを正しく復号することができる。但し、正しく復号されたＰピクチャを得るために、他の適した任意の数のＰピクチャを復号することもできるので、本発明は、前の例に限定されるものではない。例えば、これらの最初のＰピクチャは、様々な割合のＩマクロブロックを含んでいてもよい。明確にするために、正しく復号されたＰピクチャを得るのに使用されるＰピクチャを、導入Ｐピクチャ（ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙ Ｐ ｐｉｃｔｕｒｅ）と呼ぶことがある。

第２のビデオ部分中の導入Ｐピクチャを復号することにより、正しく復号されたＰピクチャが得られた後は、ステップ２１６に示すように、正しく復号されたＰピクチャを使用して、第２のビデオ部分中の１つまたは複数の後続のＰピクチャを選択的に復号することができる。例えば、上に示したビデオ・シーケンスを引き続き用いるが、ピクチャＰ_１４が正しく復号されると、次のビデオ・シーケンス中のＰピクチャ、即ちＰ_１７、Ｐ_２０、Ｐ_２３、Ｐ_２６、Ｐ_２９も正しく復号することができる。或る構成では、第２のビデオ部分中の後続のＰピクチャを全て復号することが好ましい。但し、他の適当な数の後続のＰピクチャを復号することもできるので、本発明はこれに関して限定されるものではない。

他の構成では、正しく復号されたＰ（予測）ピクチャが捕捉された後に１つまたは複数のＰピクチャをスキップした場合、即ち第２のビデオ部分中の全てには満たないＰピクチャを復号した場合は、スキップしたＰピクチャに続く１つまたは複数のＰピクチャを使用して、後続のＰピクチャを復号するために別の正しく復号されたＰピクチャを生成することができる。この別の正しく復号されたＰピクチャを構成するのに使用した、スキップしたＰピクチャに続くＰピクチャも、導入Ｐピクチャと呼ぶことがある。

所望の数の後続のＰピクチャを復号すると、ステップ２１８で、選択的に復号した後続のＰピクチャの１つまたは複数をシャドーＩピクチャに再符号化することができる。更に、１つまたは複数の導入ＰピクチャもシャドーＩピクチャに再符号化することができる。以下はこのような過程の例である。
ＳＨ_１ Ｂ_０Ｂ_１Ｉ_２Ｂ_３Ｂ_４Ｐ_５Ｂ_６Ｂ_７Ｐ_８Ｂ_９Ｂ_１０Ｐ_１１Ｂ_１２Ｂ_１３Ｐ_１４
ＳＨ_２ Ｂ_１５Ｂ_１６Ｉ_１７Ｂ_１８Ｂ_１９Ｐ_２０Ｂ_２１Ｂ_２２Ｐ_２３Ｂ_２４Ｂ_２５Ｐ_２６Ｂ_２７Ｂ_２８Ｐ_２９
上に示すように、ピクチャＰ_２およびＰ_１７が、それぞれシャドーＩピクチャＩ_２およびＩ_１７に再符号化されている。任意の数の導入Ｐピクチャまたは後続のＰピクチャを、シャドーＩピクチャに再符号化することができるので、本発明はこの特定の例または何れか特定の再符号化アルゴリズムに限定されるものでないことに留意されたい。
例えば、ピクチャＰ_２およびＰ_１７に加えて、上のビデオ・シーケンスからのピクチャＰ_５およびＰ_２０をシャドーＩピクチャに再符号化してもよい。

一実施例では、再符号化ステップ中に、シャドーＩピクチャに含まれるビットの数を減少させることができる。シャドーＩピクチャに含まれるビットの数を減少させると、ピクチャ（画像）品質が低下することがある。しかし、このピクチャ品質の低下は、トリック・モード再生の目的では許容することができ、減少したビット数を含むシャドーＩピクチャは、必要な記憶空間および／または帯域幅がより少なくて済む。

シャドーＩピクチャを形成した後、ステップ２２０に示すように、第２のビデオ部分中の残りのピクチャ、即ちシャドーＩピクチャに選択的に再符号化しなかったピクチャを捨てることができる。従って、上の例では、ステップ２２０の後に残るピクチャは、Ｉ_２およびＩ_１７だけになる。ステップ２２２で、第２のビデオ部分中のシャドーＩピクチャを第１のビデオ部分に挿入することができる。シャドーＩピクチャは、第１のビデオ部分中の適した任意の位置に、適した任意の頻度で挿入することができる。或る構成では、第２のビデオ部分は、第１のビデオ部分からの全てのピクチャを含んでいるものとしてもよい。この場合、第２のビデオ部分中のビデオ・シーケンスは、第１のビデオ部分中のビデオ・シーケンスに対応する。第２のビデオ部分中の各ビデオ・シーケンスからシャドーＩピクチャを生成した場合、各シャドーＩピクチャをそれに対応する第１のビデオ部分中のビデオ・シーケンスに挿入すればよい。以下に、第２のビデオ部分からのシャドーＩピクチャを第１のビデオ部分に含まれるそれらに対応するビデオ・シーケンスに追加する例を示す。
ＳＨ_１ Ｂ_０Ｂ_１Ｐ_２Ｉ_２Ｂ_３Ｂ_４Ｐ_５Ｂ_６Ｂ_７Ｐ_８Ｂ_９Ｂ_１０Ｐ_１１Ｂ_１２Ｂ_１３Ｐ_１４
ＳＨ_２ Ｂ_１５Ｂ_１６Ｐ_１７Ｉ_１７Ｂ_１８Ｂ_１９Ｐ_２０Ｂ_２１Ｂ_２２Ｐ_２３Ｂ_２４Ｂ_２５Ｐ_２６Ｂ_２７Ｂ_２８Ｐ_２９

上に示すように、第２のビデオ部分中のビデオ・シーケンスからのピクチャＩ_２およびＩ_１７が、第１のビデオ部分に含まれるそれらに対応するビデオ・シーケンスに挿入されている。ピクチャＩ_２およびＩ_１７をそれぞれピクチャＰ_２およびＰ_１７の次に挿入したが、本発明はこの特定の例に限定されるものでないことに留意されたい。実際、各シャドーＩピクチャは、第１のビデオ・セグメント中で、それに対応するビデオ・シーケンスまたは他の任意のビデオ・シーケンスのどこに挿入してもよい。

次いで、ステップ２２４に示すように、変更した第１のビデオ・セグメントを記憶媒体に録画することができる。シャドーＩピクチャも記憶媒体上の変更済みビデオ・セグメントと同じ位置に記憶することが望ましいが、シャドーＩピクチャは記憶媒体上の適当な任意の位置に記憶することができる。

この変更により、第１のビデオ・セグメント即ち元の入来するビデオにシャドーＩピクチャが挿入された状態にすることができ、これらのシャドーＩピクチャから、トリック・モード再生中に非イントラ・ピクチャを構成することができる。従って、変更済みビデオ・セグメント中のピクチャはもはや複数のＰピクチャが復号されることに依存しないので、このシャドーＩピクチャを追加する処理により、トリック・モード中のピクチャ品質が改善される。

変更済みの第１のビデオ・セグメントを記憶媒体に録画した後は、これを再生することができる。ステップ２２６で、再生を開始した場合、ステップ２２８で、再生がトリック・モードかどうかを決定する。再生がトリック・モードの場合は、ステップ２３０に示すように、変更済みビデオ・セグメント中のシャドーＩピクチャを使用して、変更済みセグメント中の他のピクチャを構成する。再生が通常再生である場合は、ステップ２３２〜２３８に示すように、シャドーＩピクチャを無視する。

別の構成では、決定ブロック２２９で決定できるように、こま落とし（ｆａｓｔ−ｍｏｔｉｏｎ）トリック・モード再生の速度が、通常再生の速度から過度に外れない場合は、記憶媒体から読み取られた信号中のＢ（双方向予測）ピクチャだけをトリック・モード中に飛ばせばよく、信号中のＩマクロブロック符号化されたＰ（予測）ピクチャを使用して、信号中のピクチャを構成することができ、過程はステップ２３２〜２３８に関して先に述べたように継続することができる。通常再生と同様、それほど厳しくないこま落としトリック・モード速度の間は、シャドーＩピクチャを無視することができる。例えば、先に説明した典型的なビデオ・シーケンスを再び参照すると、早送り（ｆａｓｔ−ｆｏｒｗａｒｄ）または早戻し（ｆａｓｔ−ｒｅｖｅｒｓｅ）トリック・モード再生中、Ｐピクチャを飛ばさなければならなくなる前に、１つのビデオ・シーケンス中に於いて１０個までのＢピクチャを飛ばすことができる。このシーケンスから１０個のＢピクチャを除去すると、通常再生の３倍の速度で再生されることになり、シャドーＩピクチャはやはり無視することができる。決定ブロック２２９で、こま落としトリック・モード再生速度が、通常再生速度から過度に外れる場合は、ステップ２３０に示すように、シャドーＩピクチャを使用して他のピクチャを復号するべきである。

更に、それほど厳しくないスロー・モーション再生の場合、比較的速いスロー・モーション速度は大きな復号遅延を生じないので、シャドーＩピクチャの代わりにＰピクチャを使用して、記憶媒体から読み取られたビデオ信号中の他のピクチャを復号することができる。例えば、各Ｐピクチャの２０％がＩマクロブロックを含み、基準ピクチャを約２分の１秒以内に生成することができる場合、通常再生速度の２分の１の速度でスロー・モーション再生すると、復号遅延は約１秒まで増加することになる。従って、比較的速いスロー・モーション再生中も、シャドーＩピクチャを無視することができる。

ステップ２３２で、通常再生中、或いはそれほど厳しくないトリック・モード再生中に、検索を行って、変更済みの第１のビデオ・セグメントに含まれるピクチャを探し出すことができる。或る構成では、図１の前処理エンジン１７４および制御用ＣＰＵ１２２を使用してピクチャを探し出すことができる。ステップ２３４で、ピクチャがシャドーＩピクチャであることを制御用ＣＰＵ１２２が決定した場合は、ステップ２３６に示すように、このシャドーＩピクチャは復号せず、その結果、通常再生中は表示しない。しかし、このピクチャがシャドーＩピクチャでない場合は、このようなピクチャは復号し、ステップ２３８に従って表示することができる。

本明細書に開示した実施例に関連して本発明を述べたが、以上の説明は本発明の一例として示すものであり、特許請求の範囲に定める本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。

本明細書の発明の構成による、シャドー・イントラ・ピクチャを挿入することによりビデオを変更することのできる記憶媒体デバイスのブロック図である。 本明細書の発明の構成による、シャドー・イントラ・ピクチャを挿入することによりビデオを変更する動作を示すフローチャートである。

Claims (23)

1. トリック・モード再生用に最適化されたビデオ・セグメントを記憶媒体に録画する方法であって、
   少なくとも１つの予測ピクチャを含む前記ビデオ・セグメントを受信するステップと、
   前記少なくとも１つの予測ピクチャから少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを選択的に形成するステップと、
   前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを前記ビデオ・セグメントに挿入するステップと、を含む、前記方法。
2. 前記ビデオ・セグメントは第１のビデオ部分および第２のビデオ部分を含み、前記第２のビデオ部分は少なくとも１つの導入予測ピクチャを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記形成するステップは更に、前記第２のビデオ部分中の所定数の前記導入予測ピクチャを選択的に復号し、正しく復号された予測ピクチャを得るステップを含む、請求項２記載の方法。
4. 前記導入予測ピクチャそれぞれの一部はイントラ・マクロブロックを含み、前記所定数は前記導入予測ピクチャそれぞれの中の前記イントラ・マクロブロックの量に部分的に基づく、請求項３記載の方法。
5. 前記第２のビデオ部分は少なくとも１つの後続の予測ピクチャを含み、前記形成するステップは更に、
   前記後続の予測ピクチャを選択的に復号するステップと、
   前記後続の予測ピクチャおよび前記導入予測ピクチャを含むグループから選択された予測ピクチャをシャドー・イントラ・ピクチャに選択的に再符号化するステップとを含む、請求項３記載の方法。
6. 前記挿入するステップは更に、前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを前記第１のビデオ部分に挿入するステップを含む、請求項２記載の方法。
7. 通常再生中は、前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを無視するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
8. 中程度の速度のトリック・モード再生中は、前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを無視するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
9. 前記ビデオ・セグメントは、通常のイントラ・ピクチャを全く含まないＭＰＥＧビデオ・セグメントである、請求項１記載の方法。
10. 前記第１のビデオ部分に挿入される前記シャドー・イントラ・ピクチャそれぞれに含まれるビットの数を変更するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
11. 前記ビデオ・セグメントは、ケーブル伝送、衛星伝送、インターネットを含むグループから受け取られる、請求項１記載の方法。
12. トリック・モード再生用に最適化されたビデオ・セグメントを記憶媒体に録画するためのシステムであって、
    少なくとも１つの予測ピクチャを含む前記ビデオ・セグメントを受け取るための受信機と、
    前記少なくとも１つの予測ピクチャから少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを選択的に形成するようにプログラムされたビデオ処理回路と、を備える、前記システム。
13. 前記ビデオ処理回路は更に、前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを前記ビデオ・セグメントに挿入するようにプログラムされた、請求項１２記載のシステム。
14. 前記ビデオ・セグメントは第１のビデオ部分および第２のビデオ部分を含み、前記第２のビデオ部分は少なくとも１つの導入予測ピクチャを含む、請求項１３記載のシステム。
15. 前記ビデオ処理回路は更に、前記第２のビデオ部分中の所定数の前記導入予測ピクチャを選択的に復号し、正しく復号された予測ピクチャを得るようにプログラムされた、請求項１４記載のシステム。
16. 前記導入予測ピクチャそれぞれの一部はイントラ・マクロブロックを含み、前記所定数は前記導入予測ピクチャそれぞれの中の前記イントラ・マクロブロックの量に部分的に基づく、請求項１５記載のシステム。
17. 前記第２のビデオ部分は少なくとも１つの後続の予測ピクチャを含み、前記ビデオ処理回路は更に、前記後続の予測ピクチャを選択的に復号し、前記後続の予測ピクチャおよび前記導入予測ピクチャを含むグループから選択された予測ピクチャをシャドー・イントラ・ピクチャに選択的に再符号化するようにプログラムされた、請求項１５記載のシステム。
18. 前記ビデオ処理回路は更に、前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを前記第１のビデオ部分に挿入するようにプログラムされた、請求項１４記載のシステム。
19. 前記ビデオ処理回路は更に、通常再生中は前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを無視するようにプログラムされた、請求項１２記載のシステム。
20. 前記ビデオ処理回路は更に、中程度の速度のトリック・モード再生中は前記少なくとも１つのシャドー・イントラ・ピクチャを無視するようにプログラムされた、請求項１２記載のシステム。
21. 前記ビデオ・セグメントは、通常のイントラ・ピクチャを全く含まないＭＰＥＧビデオ・セグメントである、請求項１２記載のシステム。
22. 前記ビデオ処理回路は更に、前記ビデオ・セグメントに挿入される前記シャドー・イントラ・ピクチャそれぞれに含まれるビットの数を変更するようにプログラムされた、請求項１２記載のシステム。
23. 前記ビデオ・セグメントはケーブル伝送、衛星伝送、インターネットを含むグループから受信される、請求項１２記載のシステム。

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