JP4342411B2 - 編集装置及び編集方法 - Google Patents

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Description

本発明は映像データの編集装置及び編集方法に関し、特にMPEG規格のシステムストリーム及びプログラムストリームの編集を行う編集装置及び編集方法に関する。
近年、映像・音声記録のデジタルフォーマットとしてMPEG(Moving Picture Expert Group)の利用が盛んである。MPEG規格は用途の拡大や、新しい圧縮技術の登場に伴い、いくつかのバージョンが存在し、現在主に用いられているものとしてはMPEG−1、MPEG−2及びMPEG−4がある。また、映像・音声データをこれらMPEGデータへ符号化するハードウェアも数多く登場している。
MEPG規格の中には映像圧縮データ(VideoElementaryStream、以下VideoES)、音声圧縮データ(AudioElementaryStream、以下AudioES)に関するものの他に、これら圧縮された映像と音声のデータを同期をとって再生するための多重化方式が規定されている。これに相当するのがMPEG−1ではMPEG1SystemStream(以下MPEG1SS)であり、MPEG−2ではMPEG2ProgramStream(以下MPEG2PS)である。両方式は似通った構文により構成されているが、完全な互換性は無い。
一方、近年登場しているMPEG−2符号器ではMPEG−1方式のストリームデータであるVideoESやAudioESを符号化する機能は備えているものの、多重化方式に関してはMPEG1SSには対応せずMPEG2PSのみに対応するものが多い。他方、パーソナルコンピュータ上でMPEGデータを再生可能なソフトウェアの中にはMPEG−1形式のみにしか対応していないものも多く存在しており、上記のようなMPEG−2符号器で符号化したMPEG2PSデータを再生できないという問題があった。
従来のフォーマット変換を行う情報記録装置は、フォーマット変換される可能性がある映像ストリームを記録する際に、フォーマット変換時に必要な変換情報を予め挿入しておくことで、変換時の計算量を少なくし現実的な時間内の変換を可能としている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−151215号公報(段落[0003]、[0005])
しかし、特許文献1はDVD−VR規格に基づくデータストリームを互換性の無いDVD−V規格に基づくデータストリームに変換するものであり、MPEG規格の変換ではない。
このように従来のMPEG−2符号器で符号化されたMPEG2PSデータはパーソナルコンピュータ上で動作しMPEG−1形式のみにしか対応していないソフトウェアでは再生できないという問題があった。
本発明はMPEG−2符号器から出力されたMPEG2PSデータを解析し、データを再構築する事によりMPEG1SSデータへ変換する編集装置及び編集方法を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いている。
(1)本発明の一実施例による編集装置は、MPEG−1方式のVideoESとMPEG−1方式のAudioESが多重されたデータ構造のMPEG−2プログラムストリームとして記録された映像・音声データを編集する編集装置において、MPEG−2プログラムストリームのパックヘッダとPESパケットヘッダを解析する解析手段と、前記解析手段の解析結果に基づいてMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダを作成する作成手段と、MPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成手段により作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダ付加して前記MPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換する変換手段とを具備することを特徴とするものである。
(2)本発明の一実施例による編集方法は、MPEG−1方式のVideoESとMPEG−1方式のAudioESが多重されたデータ構造のMPEG−2プログラムストリームとして記録された映像・音声データを編集する編集方法において、MPEG−2プログラムストリームのパックヘッダとPESパケットヘッダを解析する解析ステップと、前記解析ステップの解析結果に基づいてMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダを作成する作成ステップと、MPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成ステップにより作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダ付加して前記MPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換する変換ステップとを具備することを特徴とするものである。
以上説明したように本発明によれば、MPEG2PSデータを解析し、データを再構築する事によりMPEG1SSデータへ変換することにより、MPEG−2符号器で符号化された多重化データをパーソナルコンピュータ上で動作するMPEG−1形式のみにしか対応していないソフトウェアで再生できる。
以下、図面を参照して本発明による編集装置及び編集方法の実施の形態を説明する。
図1は本実施の形態が適用される編集装置としての録画再生装置の構成を示すブロック図である。この録画再生装置は、ハードディスクドライブ(HDD)20と、ビデオファイルを構築できる情報記憶媒体であるDVD等の光ディスク10を回転駆動し、光ディスク10に対して情報の読み書きを実行するディスクドライブ35と、録画ユニットを構成するエンコーダ部50と、再生ユニットを構成するデコーダ部60と、装置本体の動作を制御するマイクロコンピュータブロック30とを主たる構成要素としている。
エンコーダ部50は、アナログデジタルコンバータ(ADC)52と、ビデオ(V)エンコーダと、オーディオ(A)エンコーダと、副映像(SP)エンコーダを含むエンコーダ群53と、各エンコーダの出力を所定のフォーマットにするフォーマッタ56と、バッファメモリ57とを備えている。
アナログデジタルコンバータ52には、A/V入力部42からの外部アナログビデオ信号及び外部アナログオーディオ信号、あるいはテレビジョン(TV)44からのアナログTV信号及びアナログ音声信号が入力される。
データプロセッサ36は、マイクロコンピュータブロック30の制御に従って、エンコーダ部50から出力されたDVD記録データをディスクドライブ35に供給したり、光ディスク10から再生したDVD再生信号をディスクドライブ35から取り込んだり、光ディスク10に記録された管理情報を書き替えたり、光ディスク10に記録されたデータの削除をしたりする。
マイクロコンピュータブロック30は、マイクロプロセシングユニット(MPU)と、制御プログラム等が書き込まれたROMと、プログラム実行に必要なワークエリアを提供するためのRAMとを含んでいる。
マイクロコンピュータブロック30のマイクロプロセシングユニットは、そのROMに格納された本実施形態の制御プログラムに従い、RAMをワークエリアとして用いて、編集、欠陥場所検出、未記録領域検出、録画情報記録位置設定、UDF記録、A/Vアドレス設定等を実行する。
デコーダ部60は、パック構造を持つ映像情報からオーディオ、ビデオ等の各パックを分離して取り出すセパレータ62と、パック分離やその他の信号処理実行時に使用するメモリ63と、セパレータ62で分離された主映像データをデコードするビデオ(V)デコーダと、セパレータ62で分離された副映像データをデコードする副映像(SP)デコーダと、セパレータ62で分離されたオーディオデータをデコードするオーディオ(A)デコーダを含むデコーダ群64と、ビデオデコーダから得られる主映像データに副映像デコーダから得られる副映像データを適宜合成し、主映像にメニュー、字幕その他の副映像を重ねて出力するビデオプロセッサ66を備えている。
オーディオデコーダの出力をデジタル出力する場合は、インターフェース(I/F)75を介して外部へ出力され、アナログ出力する場合は、セレクタ76を介してデジタルアナログコンバータ(DAC)77でアナログ変換され外部に出力される。セレクタ76は、マイクロコンピュータブロック30からのセレクト信号により、TVチューナ44やA/V入力部42からアナログデジタルコンバータ52を介して入力される信号と、デコーダ群64から入力される信号の一方を選択して出力する。アナログオーディオ信号は、図示しない外部コンポーネント(2チャンネル〜6チャンネルのマルチチャンネルステレオ装置)に供給される。
キー入力部11は再生(PLAY)、停止(STOP)、録画(REC)、スキップ(Skip)、早送り(FF)、逆送り(Rew)、スロー(Slow)、エンターキー等のボタンを有し、このボタンを押下することによりユーザは本録画再生装置を操作し、ハードディスクドライブ20又は書き換え可能な光ディスク10に対して録画、再生及び録画された映像データの編集を行うことができる。
図2は本録画再生装置が扱う映像・音声データ(ストリーム)の構造を示す。映像・音声データの構造はMPEG2PS形式でもMPEG1SS形式でも同じであり、パックと呼ばれる単位が複数個集まってデータとなっている。パックには種類があり、映像が記録されているパックはビデオパック、音声が記録されているパックはオーディオパックである。
図3はパックの構造を示した図である。パックはパックヘッダと1個以上のパケットにより構成される。パケットには種類があり、映像や音声が記録されているパケット(MPEG−2ではPESパケットと呼ばれる)ではパケットヘッダに続いて映像、音声圧縮データであるエレメンタリストリーム(Elementary Stream)が記録されている。パディングパケットはパックの長さを調整するためのパケットである。
以下、本実施形態によるMPEG2PSデータからMPEG1SSデータの変換方法について説明する。ここでは、図1に示す録画再生装置において、ハードディスクドライブ20に記録されたMPEG2PS形式の映像・音声データをMPEG1SS形式の映像・音声データに変換して光ディスク10に記録するときの例を示して説明する。変換元のMPEG2PSデータはMPEG−1方式のVideoESとMPEG−1方式のAudioESが多重されたデータ構造となっているものとする。MPEG2PSデータはビデオパックとオーディオパックで構成されており、パックのサイズは全て2048バイトであるとする。パック内にはそれぞれPESパケットが1つ含まれるか、もしくはPESパケットとパディングパケットが1つずつ含まれる構成となっているとする。PESパケットのパケットヘッダは図4に示されるような代表的なMPEG2PSのPESパケットヘッダのデータ列となっているものとする。映像・音声データ中の先頭のビデオパックとオーディオパックのPESパケットにおいて、図4に示されるPES_extension_flagの値が必ず1になっているものとする。
図4はMPEG2PSのパケットヘッダ、図7はMPEG2PSのパックヘッダ、図9はMPEG1SSのパケットヘッダ、図12はMPEG1SSのパックヘッダ、図15はパディングパケットの構成を示す。
図5はMPEG2PSデータをMPEG1SSデータへ変換する流れ全体の概略を示したフローチャートである。
ユーザによりハードディスクドライブ20内のMPEG2PS方式で多重化された映像・音声データ(タイトル)が選択されると、マイクロコンピュータブロック30はハードディスクドライブ20に記録された映像・音声データをデータプロセッサ36を経由してワークエリアRAMにパック単位で読み込む(ステップS51)。
データプロセッサ36のメインCPUはパック内の情報を解析し(ステップS52)、MPEG1SS方式で多重化された新たなパックをワークエリアRAM内に作成する(ステップS53)。
作成されたパックはデータプロセッサ36、ディスクドライブ35を経由して光ディスク10へ書き出される(ステップS54)。
以上の動作を映像・音声データの全てのパックについて行うことにより、MPEG2PS方式で多重化されたデータをMPEG1SS方式で多重化されたデータに変換し光ディスク10に書き出すことができる。
図6のフローチャートはワークRAMに読み込んだMPEG2PSのパックを解析する流れ(図5のステップS52)を示したフローチャートである。
図7の構成になっているMPEG2PSのパックヘッダより33ビットのSCR_base、22ビットのprogram_mux_rateの値を取得する(ステップS61、S62)。
次に図4の構成になっているMPEG2PSのPESパケットヘッダを解析する。パケットヘッダよりstream_id、PES_packet_length、PTS_flag, DTS_flag, PES_header_data_lengthの値を取得する(ステップS63、S64、S65、S66)。
PTS_flagの値よりPTSが存在することが判明した場合は、PTSの値を取得する(ステップS67、S68)。
DTS_flagの値よりDTSが存在することが判明した場合は、DTSの値を取得する(ステップS69、S70)。
PES_extension_flagの値よりPES extensionフィールドが存在することが判明した場合は、P_STD_buffer_scaleとP_STD_buffer_sizeの値を取得する(ステップS71、S72、S73)。以上でパックの解析を終了する。
図8はMPEG2PS形式のパックの解析により取得した値を用いて、MPEG1SS形式のパックを構成する際に必要となる値を計算する為のフローチャートである。
ES開始アドレスはMPEG2PSのパックでエレメンタリストリームが出現する最初のアドレスをパックの先頭からの位置で示したものである。ES開始アドレスは図7に示すMPEG2PSのパックヘッダ(14バイト)と、図4に示すMPEG−2のパケットヘッダ内のフィールドF41(9バイト)と、PES_header_data_lengthとを足す事で求められる(ステップS81)。
ESサイズはMPEG2PSのパックに含まれるエレメンタリストリームのサイズである。ESサイズは図7に示すMPEG2PSのパックヘッダ(14バイト)と図4に示すMPEG−2のパケットヘッダ内のフィールドF42(6バイト)にPES_packet_lengthを足した値からES開始アドレスを引いた値で求められる(ステップS82)。
有効サイズはこれから作成するMPEG1SSのパック内のパディング領域とスタッフィング領域以外のフィールドのサイズである。有効サイズは、先ずパックヘッダ(14バイト)と図9のフィールドF28(6バイト)にESサイズを足した値で求められる(ステップS83)。
図6のステップS65で取得したPTS_flagの値が1であれば、MPEG1SSのパケットにもPTSを挿入する必要があるために、有効サイズに5を加える(ステップS84、S85)。
図6のステップS65で取得したDTS_flagの値が1であれば、MPEG1SSのパケットにもDTSを挿入する必要があるために、有効サイズに5を加える(ステップS86、S87)。
上記PTS_flagとDTS_flagが共に0であった場合、MPEG1SSのパケットでは図9のフィールドF27を挿入する必要があるため、有効サイズに1を加える(ステップS88、S89)。以上で有効サイズが求められる。
パックのサイズ2048バイトから有効サイズを引いた値が無効サイズになる(ステップS90)。無効サイズが8バイトよりも小さい値であれば、MPEG1SSのパックにスタッフィング領域を挿入する事によりパック全体のサイズを2048バイトにする。従って、スタッフィングサイズを無効サイズに、パディングサイズを0とする(ステップS91、S92、S93)。
無効サイズが8バイト以上であれば、MPEG1SSのパックにパディングパケットを挿入する事によりパック全体のサイズを2048にする。従って、スタッフィングサイズを0、パディングサイズを無効サイズとする(ステップS94、S95)。
パケット長はMPEG1SSのパケットのpacket_lengthになる値である。この値はパック長2048から図12に示すMPEG1SSのパックヘッダ(12バイト)と図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダのフィールドF28(6バイト)を引いた値(2300バイト)からパディングサイズを引いた値で求められる(ステップS96)。以上でMPEG1SSのパックを構築する際に必要な計算が終了する。
図10はMPEG1SS方式のパック構築の流れ(図5のステップS53)を示したフローチャートである。
パックヘッダの作成(ステップS101)、パケットヘッダの作成(ステップS102)、エレメンタリストリームの作成(ステップS103)に続いて、図8のS93又はS95で求めたパディングサイズが0より大きい場合は、パディングパケットを作成する(ステップS105)。ここで作成するデータはワークエリアRAM内に新しいパック構築用に確保した2048バイトの領域に先頭から順にデータを配置していくものとする。
図11はパックヘッダ構築の流れ(図10のステップS101)を示したフローチャートである。
図12に示すMPEG1SSのパックヘッダ内のフィールドF11に示されるpack_start_codeを作成する(ステップS111)。
図6のステップS61で取得したSCR_baseの値をSCRとして、図12に示すMPEG1SSのパックヘッダ内のF12に示されるフィールドSCRを作成する(ステップS112)。
図6のステップS62で取得したprogram_mux_rateの値を使い、図12に示すMPEG1SSのパックヘッダ内のフィールドF13に示されるフィールドを作成する(ステップS63)。
図13はMPEG1SSのパケットヘッダ構築の流れ(図10のステップS102)を示したフローチャートである。
図6のステップS63で取得したstream_idの値を使い、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のF21に示されるフィールドを作成する(ステップS131)。
図8のステップS96で取得したパケットサイズを使い、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF22のpacket_lengthを作成する(ステップS132)。
図8のステップS92又はS94で計算したスタッフィングサイズが0より大きければ、スタッフィングサイズの数だけ図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF23のstuffing_byteを作成する(ステップS133、S134)。
図6のステップS72、S73で取得したP-STD_buffer_scale, P-STD_buffer_sizeを使い、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF24を作成する。元のMPEG2PSのパケット中にP-STD_buffer_scale、P-STD_buffer_sizeが含まれていなかった場合は、それ以前に取得した同種のパックの値を用いるものとする(ステップS135、S136)。
図6のステップS65で取得したPTS_flagの値が1であれば、図6のステップS68で取得したPTSを使い、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF25を作成する(ステップS137、S138)。
図6のステップS65で取得したDTS_flagの値が1であれば、図6のステップS130で取得したDTSを使い、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF26を作成する(ステップS139、S140)。
PTS_flag, DTS_flagの値が共に0である場合は、図9に示すMPEG1SSのパケットヘッダ内のフィールドF27を作成する(ステップS141、S142)
続いてエレメンタリストリーム領域を作成する(図10のステップS103)。
図8のステップS81、S82で求めたES開始アドレスとESサイズを用い、元のMPEG2PSパック中のエレメンタリストリームをMPEG1SSのパックのエレメンタリストリーム領域にコピーする。
図8のステップS93又はS95で求めたパディングサイズが0より大きい場合は、パディングパケットを作成する(図10のステップS104、S105)。
図14はパディングパケット作成の流れ(図10のステップS105)を示したフローチャートである。
図15に示すパディングパケット内のフィールドF31に示されるpacket_start_codeを作成する(ステップS151)。
図15に示すパディングパケット内のフィールドF32に示されるpacket_lengthはパディングサイズからパディングパケットヘッダ長(6バイト)を引いた値で作成する(ステップS152)。
最後に、packet_lengthの値で示されるサイズ分、0xffデータを作成する(ステップS153)。
以上説明したように、本実施形態によれば、MPEG2PSで多重化されたデータをMPEG1SSで多重化されたデータに変換する場合、元のデータのパックヘッダ、パケットヘッダを解析し、MPEG1SS形式の多重化データのパックヘッダ、パケットヘッダを構築し、MPEG2PSのエレメンタリストリームの前にMPEG1SSのパックヘッダ、パケットヘッダを付加し、必要に応じて後にパディングパケットを付加することにより、変換前と後においてパックのサイズを変更する事なく、変換が可能となる。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
本発明による編集装置の実施形態としての録画再生装置の構成を示すブロック図。 映像・音声データの構成を示す図。 パックの構成を示す図。 MPEG2PSのPESパケットヘッダの構成を示す図。 データ変換の流れを説明するフローチャート。 MPEG2PSのパックの解析の流れを説明するフローチャート。 MPEG2PSのパックヘッダの構成を示す図。 MPEG1SSのデータを作成するために必要な値を計算する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパケットヘッダを作成する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパックを作成する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパックヘッダを作成する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパックヘッダの構成を示す図。 MPEG1SSのパケットヘッダを作成する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパディングパケットを作成する流れを説明するフローチャート。 MPEG1SSのパディングパケットの構成を示す図。
符号の説明
10…光ディスク、20…HDD、30…マイクロコンピュータブロック、35…ディスクドライブ、36…データプロセッサ、50…エンコーダ部、60…デコーダ部

Claims (8)

  1. MPEG−1方式のVideoESとMPEG−1方式のAudioESが多重されたデータ構造のMPEG−2プログラムストリームとして記録された映像・音声データを編集する編集装置において、MPEG−2プログラムストリームのパックヘッダとPESパケットヘッダを解析する解析手段と、前記解析手段の解析結果に基づいてMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダを作成する作成手段と、MPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成手段により作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダ付加して前記MPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換する変換手段とを具備することを特徴とする編集装置。
  2. 前記変換手段は前記MPEG−2プログラムストリームを同じサイズのMPEG−1システムストリームに変換することを特徴とする請求項1に記載の編集装置。
  3. 前記変換手段はMPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成手段により作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダとパディングパケットを付加して前記MPEG−1システムストリームを求めることを特徴とする請求項2に記載の編集装置。
  4. 前記変換手段はパック毎にMPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換することを特徴とする請求項1に記載の編集装置。
  5. MPEG−1方式のVideoESとMPEG−1方式のAudioESが多重されたデータ構造のMPEG−2プログラムストリームとして記録された映像・音声データを編集する編集方法において、MPEG−2プログラムストリームのパックヘッダとPESパケットヘッダを解析する解析ステップと、前記解析ステップの解析結果に基づいてMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダを作成する作成ステップと、MPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成ステップにより作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダ付加して前記MPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換する変換ステップとを具備することを特徴とする編集方法。
  6. 前記変換ステップは前記MPEG−2プログラムストリームを同じサイズのMPEG−1システムストリームに変換することを特徴とする請求項5に記載の編集方法。
  7. 前記変換ステップはMPEG−2プログラムストリームのエレメンタリストリームの前に前記作成ステップにより作成されたMPEG−1システムストリームのパックヘッダとパケットヘッダとパディングパケットを付加して前記MPEG−1システムストリームを求めることを特徴とする請求項6に記載の編集方法。
  8. 前記変換ステップはパック毎にMPEG−2プログラムストリームをMPEG−1システムストリームに変換することを特徴とする請求項5に記載の編集方法。
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