JP4493338B2 - ビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法およびシステム - Google Patents

Description

一般に、本発明は、録画システムに関し、特に、ディジタル符号化されたビデオ・シーケンスを、記録可能なディジタル・ビデオディスク、ハード・ドライブ、磁気光学ディスクなどのディスク媒体（メディア）に記録する、録画システムに関する。

ＭＰＥＧビデオは、一般に、３つのタイプの画像符号化方式：Ｉ（Ｉｎｔｒａ：フレーム内符号化）、Ｐ（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ：予測符号化）、Ｂ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ：双方向予測符号化）、の画像（ピクチャ）を使用する。Ｉ（Ｉｎｔｒａ：イントラ）画像は他の画像とは独立して符号化／復号化され、これにより生じる基準画像から、Ｐ画像とＢ画像（すなわち、非Ｉ画像）が構成される。

しかしながら、多数のＭＰＥＧビデオ信号はＩ画像（ピクチャ）なしに符号化される。特に、米国における多数のケーブル方式は、Ｉ画像を含まないＭＰＥＧ信号を放送している。一見したところ、そのようなビデオ信号は、Ｐ画像とＢ画像を構成するＩ画像が存在しないので、復号化できないように思われる。

それにもかかわらず、Ｉ画像のないビデオ信号を大抵のＭＰＥＧデコーダで復号化することができる。その理由は、一般に、ビデオ信号中の各Ｐ画像の独立した一部分はＩマクロブロック（Ｉｎｔｒａ ｍａｃｒｏｂｌｏｃｋｓ）で構成されているからである。すなわち、複数のＩマクロブロックを含む連続的なＰ画像を使用して、結局、正しくＰ画像を復号化することができる。次にこのＰ画像を使用して、ビデオ信号中の残りの画像を復号化することができる。一例として、５個のＰ画像から成る１個のブロックにおいて、各Ｐ画像の２０％はＩマクロブロックを含んでいる。例えば、最初のＰ画像のトップ（最上位）２０％はＩマクロブロックで構成することができ、それより下位の８０％はＰマクロブロックで構成することができる。そのビデオ信号中の第２のＰ画像については、画像のトップ２０％の直ぐ下の２０％の部分はＩマクロブロックで構成され、それより下位の６０％、およびトップの２０％はＰマクロブロックで構成することができる。従って、連続する各Ｐ画像の別の一部分はＩマクロブロックを含んでいる。従って、最後のＰ画像のボトム（最下位）２０％にはＩマクロブロックが含まれている。

これらのＩマクロブロックを、Ｐ画像の中に含まれているＰマクロブロックと共に、使用して、各Ｐ画像を連続的に組み立てることができる。具体的に言うと、各Ｐ画像が復号化（デコード）されるにつれて、復号化されたＩマクロブロックとＰマクロブロックがメモリ内に記憶される。従って、デコーダは５番目のＰ画像を正しく復号化することができ、この５番目の画像から、残りのＰ画像とＢ画像を正しく復号化することができる。

Ｉ画像を含まないビデオ信号の通常の再生（プレイバック）の開始時に、短期間、画質が低下する。これは、再生の開始時では、まだ正しく復号化されてないＰ画像から画像を構成しなければならないからである。例えば、再生信号中の最初のＰ画像は通常、Ｉマクロブロックの最初の部分を含んでいる。従って、最初のＰ画像から構成されるＰ画像とＢ画像は正しく復号化されない。何故なら、最初のＰ画像には、これらの画像の発生に必要とされる情報が約２０％しか含まれていないからである。しかしながら、再生の進行につれて、復号化されるＰ画像が多くなり、そのため、正確に復号化されるＩマクロブロックとＰマクロブロックの数が増し、遂に、正しく復号化されたＰ画像が得られる。この画質の初期の低下は、短期間なので許容される。通常は、ビデオの再生から最初の１／２秒〜１秒以内に、正しく復号化された画像が構成される。

しかしながら、正しく復号化されたＰ画像が得られたあと、トリック・モードのコマンドを開始すると、後続する画像の復号化に問題を起こすことがある。具体的に言うと、トリック・モード（例えば、高速前進、あるいは高速逆進）の間、複数の画像が跳ばされて再生速度が高められる。もしＩマクロブロックを含んでいるＰ画像が跳ばされると、その跳ばされたＰ画像から予測されたであろう後続の画像はもはや正確に復号化されず、トリック・モードの間、表示されるこれらの画像は悪影響を受ける。同様に、正確に復号化されたＰ画像が得られる前に、高速トリック・モードのコマンドを開始することにも問題がある。Ｉマクロブロックを含んでいるＰ画像が跳ばされる可能性があり、ユーザ（視聴者）は、高速トリック・モードが実行されているビデオの部分を認識することが困難となるかも知れない。従って、画像（または画像の一部）を別の画像から予測する必要のないそしてシステムの費用や複雑性を増すことのない、早い動きのトリック・モードを実行するための方法とシステムが必要とされる。

（発明の概要）
本発明は、複数の予測（ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ）画像を含んでいるビデオのセグメント（一部分）をトリック・モードで再生する方法に関する。具体的に言うと、本発明の方法は、（ａ）複数の予測（Ｐ）画像から１個の予測画像の一部を復号化するステップ、および（ｂ）メモリ内に記憶された情報の一部を、前記予測画像の一部で更新するステップを含んでいる。また、本発明の方法は、トリック・モードでの再生中、ステップ（ａ）と（ｂ）を繰り返すステップを含み、後続する所定数の各予測画像の一部分を復号化し、これを使用して、メモリ内に記憶された情報の後続する一部分を更新する。それに加え、後続する各予測画像は、予測画像より前または後に記録（録画）される。

別の構成において、ステップ（ｂ）は更に、メモリ内に記憶された情報の一部を、専ら前記予測画像の一部で更新するステップを含んでいる。復号化される予測画像の部分は、メモリ内に記憶されて更新されている情報の部分と実質的に直接対応する。このビデオ・セグメントは、イントラ（ｉｎｔｒａ）画像を少しも含まないＭＰＥＧのビデオ・セグメントであり、これら複数の予測画像の各々はイントラ・マクロブロックを含んでいる。また、この予測画像の部分はイントラ・マクロブロックで構成することができる。別の構成で、前進する方向で早い動きのトリック・モードの再生速度は３Ｘよりも大である。メモリ内に記憶された情報は画像（ピクチャ）であり、この画像は最初は正確に復号化された画像である。

また、本発明は、複数の予測画像を含むビデオのセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ：一部分）をトリック・モードで再生するシステムに関する。具体的に言うと、このシステムは情報を記憶するメモリとビデオ・プロセッサとを具える。ビデオ・プロセッサは、複数の予測画像から第１の予測画像の一部分を復号化するようプログラムされ、且つメモリに記憶された情報の一部分を前記第１の予測画像の一部分で更新するようにプログラムされる。また、このシステムは、上述した方法を実施するのに適するソフトウェアおよび回路を具える。
特許請求の範囲と実施例との対応関係を実施例で使われている参照符号を用いて示すと以下の通りである。
（請求項１）
複数の予測符号化された画像を含んでいるビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）であって、
（ａ）前記複数の予測画像から予測画像の一部を復号化するステップ（２１２）と、
（ｂ）メモリ内に記憶された情報の一部を前記予測画像で更新するステップ（２１４）と、
を特徴とする、前記ビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項２）
前記トリック・モードでの再生の間、前記ステップ（ａ）および前記ステップ（ｂ）を繰り返すステップ（２１６）を特徴とし、所定数の後続する各予測画像の一部が復号化され、これを使用して、前記メモリ（１１６）内に記憶された情報の後続する一部を更新する、請求項１記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項３）
前記後続する各予測画像が、前記予測画像の後に記録されることを特徴とする、請求項２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項４）
前記後続する各予測画像が、前記予測画像より前に記録されることを特徴とする、請求項２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項５）
前記ステップ（ｂ）（２１４）が、前記メモリ（１１６）内に記憶された情報の一部を専ら前記予測画像の一部で更新するステップを特徴とする、請求項１記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項６）
前記復号化される予測画像の一部が、前記メモリ内の更新されている情報の一部と実質的に直接対応することを特徴とする、請求項５記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項７）
前記ビデオのセグメントが、イントラ（Ｉｎｔｒａ）画像を少しも含まないＭＰＥＧのビデオ・セグメントであり、前記複数の各予測画像が、イントラ・マクロブロックを含むことを特徴とする、請求項６記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項８）
前記予測画像の一部が、イントラ・マクロブロックで構成されることを特徴とする、請求項７記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項９）
前進する方向における速い動きのトリック・モードの再生速度が、３Ｘよりも大であることを特徴とする、請求項１記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項１０）
前記メモリ（１１６）内に記憶された情報が、画像であることを特徴とする、請求項１記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項１１）
前記メモリ（１１６）内に記憶された画像が、最初は正しく復号化された画像であることを特徴とする、請求項１０記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法（２００）。
（請求項１２）
複数の予測画像を含んでいるビデオのセグメントをトリック・モードで再生するためのシステムであって、
情報を記憶するためのメモリ（１１６）と、
ビデオ・プロセッサ（１２０）と、
を含み、
前記ビデオ・プロセッサは、
（ａ）前記複数の予測画像から予測画像の一部を復号化するステップと、
（ｂ）前記メモリ内に記憶された情報の一部を、前記予測画像の一部で更新するステップと、
を実行するようにプログラムされる、前記ビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム。
（請求項１３）
前記トリック・モードでの再生の間、前記ステップ（ａ）（２１２）および前記ステップ（ｂ）（２１４）を繰り返すようビデオ・プロセッサ（１２０）がプログラムされることを特徴とし、所定数の後続する各予測画像の一部が復号化され、これを使用して、前記メモリ（１１６）内に記憶された情報の後続する一部を更新する、請求項１２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１４）
前記後続する各予測画像が、前記予測画像の後に記録されることを特徴とする、請求項１３記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１５）
前記後続する各予測画像が、前記予測画像より前に記録されることを特徴とする、請求項１３記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１６）
前記ビデオ・プロセッサ（１２０）が、前記メモリ（１１６）内に記憶された情報の一部を専ら前記予測画像の一部で更新するようプログラムされることを特徴とする、請求項１２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１７）
前記復号化される予測画像の一部が、前記メモリ（１１６）内の更新されている情報の一部と実質的に直接対応することを特徴とする、請求項１６記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１８）
前記ビデオのセグメントが、イントラ（Ｉｎｔｒａ）画像を少しも含まないＭＰＥＧのビデオ・セグメントであり、前記複数の各予測画像がイントラ・マクロブロックを含むことを特徴とする、請求項１７記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項１９）
前記予測画像の一部が、イントラ・マクロブロックで構成されることを特徴とする、請求項１８記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項２０）
前進する方向における速い動きのトリック・モードの再生速度が、３Ｘよりも大であることを特徴とする、請求項１２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項２１）
前記メモリ（１１６）内に記憶された情報が、画像であることを特徴とする、請求項１２記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。
（請求項２２）
前記メモリ内に記憶された画像が、最初は正しく復号化された画像であることを特徴とする、請求項２１記載のビデオのセグメントをトリック・モードで再生するシステム（１００）。

本発明の構成による種々の進んだ特徴ある動作を実行するためのシステム（記憶メディア装置）１００を、図１にブロック図で示す。しかしながら、本発明は図１に示す特定のシステムに限定されず、本発明は、ディジタル符号化信号を受信することができる他の記憶メディア装置でも実施することができる。加えて、システム１００は特定のタイプの記憶メディア（媒体）からのデータの読出し／書込みに限定されず、ディジタル符号化データを記憶することのできる全ての記憶メディアをシステム１００に使用することができる。

システム１００は、記憶メディア１１０からデータを読み出し／データを書き込むためのコントローラ１１２を具える。システム１００はまたマイクロプロセッサ１１８を具える。デコーダ（復号器）１１４とディスプレイ・メモリ１１６とコントローラ１１２の動作をマイクロプロセッサ１１８に制御させるために、コントロール／データ・インタフェースを具えることもできる。マイクロプロセッサ１１８によって従来の動作を実行させるために、適当なソフトウェアまたはファームウェアを具えることができる。更に、本発明の構成により、マイクロプロセッサ１１８のためにプログラム・ルーチンが具えられる。マイクロプロセッサ１１８、デコーダ１１４およびコントローラ１１２の全てまたは一部は、本発明の意図する範囲内で、ビデオ・プロセッサ１２０として考えることができる。

動作を説明すると、速い動きのトリック・モードが開始され、コントローラ１１２は複数のＰ画像を含んでいるビデオ信号を記憶メディア１１０から読み出すことができる。ビデオ信号中のＰ画像には、多数のＩマクロブロックとＰマクロブロックが含まれる。１つの構成例において、このビデオ信号はＩ画像を少しも含まない。しかしながら、本発明はこれに限定されず、本発明の構成による速い動きのトリック・モードは、Ｉ画像を含む信号で実行することができる。

デコーダ１１４は、複数のＰ画像から（１個の）Ｐ画像の一部分を復号化できる。次にこのＰ画像の復号化された部分はディスプレイ・メモリ１１６に送られ、ここでそれを使用して、ディスプレイ・メモリ１１６内に記憶された情報の一部分を更新することができる。トリック・モードの間、デコーダ１１４はビデオ信号を復号化し続けることができ、後続する所定数の各Ｐ画像の一部分は復号化される。これらの復号化された部分は、次に、ディスプレイ・メモリ１１６内に記憶された情報の後続する一部分を更新することができる。このプロセスは、以下で詳細に説明する。

トリック・モードによる録画の再生
図２に示すフローチャート２００は、複数のＰ画像を含むビデオのセグメント（一部分）を速い動きのトリック・モードで再生（プレイバック）できる１つの方法を例示する。本発明の速い動きのトリック・モードでの再生とは、高速前進での再生または高速逆進での再生を意味する。

ステップ２１０で、トリック・モードのコマンドを受信する。このトリック・モードは、複数のＰ画像を含んでいるビデオのセグメント（一部分）で実行される速い動きのトリック・モードである。１つの構成例において、このビデオ・セグメントはＩ画像を少しも含まないＭＰＥＧのビデオ・セグメントであり、各Ｐ画像の一部分はＩマクロブロックを含んでいる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、本発明は、Ｉ画像を有するＭＰＥＧ信号を含んでいる他の適当なタイプのディジタル符号化信号で実施することもできる。このトリック・モードは高速前進トリック・モードまたは高速逆進トリック・モードである。ステップ２１２に示すように、トリック・モードのコマンドが受信されると、複数のＰ画像から１個のＰ画像の一部分を復号化することができる。

ステップ２１４で、メモリに記憶された情報の一部を、復号化されたＰ画像の一部で更新することができる。メモリに記憶された情報は、Ｉ、ＢまたはＰ画像のようなピクチャ、あるいは復号化されたＰ画像の一部分で更新することのできる他の適当なデータである。特定の例に限定されないが、もし情報が画像であれば、その画像は、少なくとも最初は、正しく復号化された画像である。これが起こるのは、例えば、正しく復号化された画像がビデオ・セグメントから得られた後に高速トリック・モードが開始されることが条件となる。

１つの構成例において、復号化されるＰ画像の一部分を専ら使用して、メモリ内に記憶された情報の一部分を更新することができる。メモリに記憶された情報を更新するために、復号化されて使用されるＰ画像の部分は、メモリ内に記憶されて現在更新されている情報の部分と実質的に直接対応する。例えば、Ｐ画像のトップ２０％（約２０％）が復号化されると、その復号化されたＰ画像の部分を使用して、メモリ内に記憶された情報のトップ２０％（約２０％）を更新することができる。

１つの特定の構成例において、メモリ内に記憶された情報の一部を更新するために、復号化されて使用されるＰ画像の部分はＩマクロブロックで構成することができる。従って、上述した例に戻ると、Ｐ画像の約２０％がＩマクロブロックで構成されるなら、Ｉマクロブロックを含んでいるこの２０％の部分を使用して、メモリ内に記憶された情報の一部分を更新することができる。Ｉマクロブロックを使用して、メモリに記憶された情報の一部を更新すると、トリック・モードの速度を早めることができ、これらのＩマクロブロックは、予測子（ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ：ＰまたはＢマクロブロックについて必要とされる）を求めるメモリへのアクセスを必要としない。また、このようにしてトリック・モードを実行すると、トリック・モードの間、他の画像から画像を予測する必要がなくなる。本発明は、前例に限定されず、Ｐ画像の他の適当な部分を使用して、メモリ内に記憶された情報の適当な部分を更新することができる。

フローチャート２００に戻り、判定ブロック２１６において、トリック・モードが継続されると、ステップ２１２で、このプロセスを再開することができる。その結果、トリック・モードの間、ステップ２１２と２１４は、前述した事項に従って繰り返され、後続する所定数の各Ｐ画像の一部を復号化しこれを使用して、メモリ内に記憶された後続する情報の一部を更新することができる。従って、メモリに記憶された情報の部分を、ビデオ信号中に含まれている後続のＰ画像の部分で連続的に更新することができる。復号化される後続のＰ画像の数はトリック・モードの速度に基づく。例えば、トリック・モードの速度が増すにつれて、部分的に復号化される後続のＰ画像の数は減少する。また、本発明は、高速前進と高速逆進の両トリック・モードに利用することができるので、後続する各画像は、ステップ２１２に関して述べた予測画像より前または後に、記録（録画）される。トリック・モードが停止されると、フローチャート２００はステップ２１８で終了する。

１つの構成例で、前進する方向において３Ｘ（Ｘは通常の再生速度を表す）またはそれ以下の速い動き速度に対して、メモリ内に記憶されたほとんど全ての情報を、その一部分だけではなく、更新することができる。例えば、３Ｘの速度を有する高速前進トリック・モードが開始されると、正しく復号化されるＰ画像が得られ、そのビデオ・セグメント内の後続する各Ｐ画像も正しく復号化され、そのビデオ・ストリーム内のＢ画像のみを跳ばすことにより３Ｘの再生速度を発生させることができる。

本発明は、本明細書で開示された実施例に関連して説明されたが、前述した説明は、本発明を例示することを意図するものであって、特許請求の範囲で定められる本発明の範囲を限定するものではない。

本発明の構成により、録画を速い動きのトリック・モードで再生することができる記憶メディア装置のブロック図である。 本発明の構成により、録画を速い動きのトリック・モードで再生する動作を説明するフローチャートである。

Claims (16)

1. 複数の予測符号化された画像を含んでいるビデオのセグメントをトリック・モードで再生する方法であって、
   （ａ）前記複数の予測画像から、予測画像全体を復号化することなく、当該予測画像のイントラ・マクロブロック以外の一部を復号化するステップと、
   （ｂ）メモリ内に記憶された情報の一部を、前記復号化された予測画像の一部で更新するステップと、
   （ｃ）前記トリック・モードでの再生の間、前記ステップ（ａ）および前記ステップ（ｂ）を繰り返すステップであって、所定数の後続する各予測画像の一部が復号化され、これが使用されて、前記メモリ内に記憶された情報の後続する一部が更新される、当該ステップと、
   を含む、前記方法。
2. 前記後続する各予測画像が、前記予測画像の後に記録される、請求項１記載の方法。
3. 前記後続する各予測画像が、前記予測画像より前に記録される、請求項１記載の方法。
4. 前記ステップ（ｂ）が、前記メモリ内に記憶された情報の一部を専ら前記予測画像の一部で更新する、請求項１記載の方法。
5. 前記復号化される予測画像の一部が、前記メモリ内の更新されている情報の一部と実質的に直接対応する、請求項４記載の方法。
6. 前進する方向における速い動きのトリック・モードの再生速度が、３Ｘよりも大である、請求項１記載の方法。
7. 前記メモリ内に記憶された情報が、画像である、請求項１記載の方法。
8. 前記メモリ内に記憶された画像が、最初は正しく復号化された画像である、請求項７記載の方法。
9. 複数の予測画像を含んでいるビデオのセグメントをトリック・モードで再生するためのシステムであって、
   情報を記憶するためのメモリと、
   ビデオ・プロセッサと、
   を含み、
   前記ビデオ・プロセッサは、
   （ａ）前記複数の予測画像から、予測画像全体を復号化することなく、当該予測画像のイントラ・マクロブロック以外の一部を復号化するステップと、
   （ｂ）前記メモリ内に記憶された情報の一部を、前記復号化された予測画像の一部で更新するステップと、
   （ｃ）前記トリック・モードでの再生の間、前記ステップ（ａ）および前記ステップ（ｂ）を繰り返すステップであって、所定数の後続する各予測画像の一部が復号化され、これが使用されて、前記メモリ内に記憶された情報の後続する一部が更新される、当該ステップと、
   を実行するようにプログラムされる、前記システム。
10. 前記後続する各予測画像が、前記予測画像の後に記録される、請求項９記載のシステム。
11. 前記後続する各予測画像が、前記予測画像より前に記録される、請求項９記載のシステム。
12. 前記ビデオ・プロセッサが、前記メモリ内に記憶された情報の一部を専ら前記予測画像の一部で更新するようプログラムされる、請求項９記載のシステム。
13. 前記復号化される予測画像の一部が、前記メモリ内の更新されている情報の一部と実質的に直接対応する、請求項１２記載のシステム。
14. 前進する方向における速い動きのトリック・モードの再生速度が、３Ｘよりも大である、請求項９記載のシステム。
15. 前記メモリ内に記憶された情報が、画像である、請求項９記載のシステム。
16. 前記メモリ内に記憶された画像が、最初は正しく復号化された画像である、請求項１５記載のシステム。

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