JP4695240B2 - キャプションディスプレイのためのmpegデコーダ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はMPEG(Moving Picture Experts Group)デコーダに係り、特に、キャプションディスプレイのためのMPEGデコーダ及びそのデコーディング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
MPEGビデオデコーダでデコーディングされるビデオストリームは、ビデオシーケンスの開始を示すシーケンスヘッダと、多数個のピクチャよりなるGOP(Group Of Picture)が複数個連続してなる構造を有する。ここで各GOPは、GOPヘッダ及び多数個のピクチャ、例えば、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャなどのピクチャよりなる。
【0003】
一般に、キャプション機能は、映画またはテレビの視聴時にハングル又は英文字幕を画面にディスプレイする機能を言う。従来は、キャプション機能を行うため、ビデオストリームのヘッダ情報に含まれた使用者データを抽出した。抽出された使用者データは、キャプションデータとしてビデオエンコーダに印加され、内部キャプション信号として生成される。
【0004】
前述のように、GOPヘッダには、使用者データ領域が存在する。すなわち、ビデオストリームでは、第21番目の水平ラインが使用者データ領域として使用できる。かかる使用者データ領域は、主としてキャプション情報を貯蔵するのに用いられる。
【0005】
図1は、従来のMPEGデコーダを説明するための概略ブロック図であって、MPEG A/Vデマルチプレクサ100、オーディオデコーダ105、オーディオD/A変換器110、ビデオデコーダ120、ヘッダFIFOメモリ130、中央処理装置(CPU)140及びビデオミキサ150を含む。図1には、説明の便宜のため、ビデオエンコーダ160が共に示してある。
【0006】
MPEG A/Vデマルチプレクサ100は、入力端子MINから印加されるMPEGストリームをオーディオストリームとビデオストリームとにそれぞれ分離する。オーディオデコーダ105は、MPEG A/Vデマルチプレクサ100で分離されたデジタル形態のオーディオストリームをデコーディングする。オーディオD/A変換器(DAC)110は、デコーディングされたオーディオストリームをアナログ信号に変換してオーディオ出力端子A_OUTを通じて出力する。
【0007】
ビデオデコーダ120は、MPEG A/Vデマルチプレクサ100で分離されたビデオストリームをデコーディングし、前記ビデオストリームのGOPヘッダに含まれた使用者データUSER_DATAを抽出する。
ヘッダFIFOメモリ130は、GOPヘッダから抽出された使用者データを貯蔵する。
CPU 140は、ヘッダFIFOメモリ130に貯蔵されている使用者データUSER_DATAが入力され、使用者データがキャプション情報であるということを確認すると、前記使用者データUSER_DATAをキャプション情報として出力する。
【0008】
ビデオミキサ150は、ビデオデコーダ120でデコーディングされたビデオ信号とOSD制御部(図示せず)から印加されるOSDデータとをミキシングしてビデオエンコーダ160に出力する。
ビデオエンコーダ160は、ビデオミキサ150の出力及びCPU 140から出力される使用者データUSER_DATA、すなわち、キャプションデータをエンコーディングし、エンコーディングされた結果をビデオ出力端子V_OUTを通じて出力する。
【0009】
【発明が解決しようとす課題】
すなわち、図1に示された従来のMPEGデコーダでは、キャプション機能を行うため、MPEGビデオストリームのヘッダから抽出された使用者データUSER_DATAをビデオエンコーダ160に直接出力する。したがって、キャプション機能が含まれるように特別に製作された高価のエンコーダやテレビによってのみ前記キャプション機能を行うことができた。これにより、通常のテレビではキャプション機能が行えない問題がある。
【0010】
本発明の目的は、MPEGビデオストリームのヘッダに含まれた使用者データをデコーディングしてキャプションデータを生成し、オンスクリーンディスプレイ(OSD)モジュールを用いて前記キャプションデータを出力することにより、通常のテレビでもキャプション機能が行えるような、キャプションディスプレイのためのMPEGデコーダを提供することにある。
本発明の他の目的は、前記MPEGデコーダで行われるデコーディング方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外部から印加されるMPEGストリームをオーディオストリームとビデオストリームとに分離し、前記分離されたビデオストリームをデコーディングして画面にディスプレイするためのMPEGデコーダを提供する。MPEGデコーダはビデオストリームをデコーディングし、ビデオストリームのヘッダ情報に含まれた使用者データを抽出するビデオデコーダを含む。ヘッダメモリは、抽出された使用者データを貯蔵する。中央処理装置は、メモリされた使用者データをデコーディングしてキャプションデータを生成し、このキャプションデータをOSD目標データに変換する。OSD制御手段は、OSD目標データを所定のイネーブル信号に応答してピクセルデータに変換し、変換されたピクセルデータを出力する。ビデオミキシング手段は、変換されたピクセルデータとデコーディングされたビデオデータとをミキシングして出力する。
【0012】
本発明は、MPEGデコーディング方法を提供する。そのMPEGデコーディング方法においては、MPEGビデオストリームがデコーディングされ、使用者データがMPEGビデオストリームのヘッダから抽出される。キャプションデータは、使用者データをデコーディングして生成される。キャプションデータはOSD目標データに変換されてバッファに貯蔵される。OSD目標データは、OSDディスプレイイネーブル信号が印加されるとピクセルデータに変換される。ピクセルデータはビデオデータとミキシングされ、その結果は出力として導出される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、下記の実施の形態は単なる例示的なものに過ぎない。本発明は、本技術分野の通常の知識を有した者にとって特許請求の範囲により定まった本発明の思想及び範囲を免脱しない範囲内で種々なる変形及び均等な他の実施形態が可能なことは言うまでもない。
【0014】
図2は、本発明によるキャプションディスプレイのためのMPEGデコーダを説明するための好適な実施形態のブロック図である。このMPEGデコーダは、MPEG A/Vデマルチプレクサ200、オーディオデコーダ205、オーディオD/A変換器210、入力バッファ220、ビデオデコーダ230、ヘッダFIFOメモリ260、CPU 270、OSD制御部280、及びビデオミキサ250を含む。また、図2には、ビデオエンコーダ290が共に示してある。
【0015】
MPEG A/Vデマルチプレクサ200は、入力端子MINを通じて外部から印加されるMPEGストリームが入力され、入力されたMPEGストリームをオーディオストリームとビデオストリームとに分離する。ここで、MPEGストリームは、外部のコンパクトディスク(CDP)、デジタル多機能ディスクプレーヤ(DVDP)などの装置の内部データプロセッサから印加できる。また、MPEGストリームは、コンピュータに適用される場合にはハードディスク又はコンパクトディスク等から印加できる信号として定義される。
【0016】
オーディオデコーダ205は、MPEG A/Vデマルチプレクサ200で分離されたデジタル形態のオーディオストリームをデコーディングする。オーディオD/A変換器(DAC)210は、デコーディングされたオーディオストリームをアナログオーディオ信号に変換し、変換されたアナログオーディオ信号をオーディオ出力端子A_OUTを通じて出力する。
【0017】
入力バッファ220は分離されたビデオストリームをバッファリングし、バッファリングされた結果をビデオデコーダ230に出力する。
ビデオデコーダ230は入力バッファ220でバッファリングされたビデオストリームをデコーディングし、デコーディングされた結果をビデオミキサ250に出力する。このビデオデコーダ230は、MPEGストリームデコーダ232、逆量子化器234、逆DCT部236、フレームメモリ237、動き補償部238及び加算器239を含む。このビデオデコーダ230はビデオビットストリームをデコーディングして逆量子化及び逆DCT変換を行い、前記ビデオビットストリームの動きを補償してビデオミキサ250に出力する。また、ビデオデコーダ230は、ビデオストリームのGOPヘッダ情報から使用者データUSER_DATAを抽出する。
【0018】
ヘッダFIFOメモリ260は、ビデオデコーダ230から抽出された使用者データUSER_DATAを貯蔵する。
CPU 270は、ヘッダFIFOメモリ260から出力された使用者データUSER_DATAを内部でデコーディングしてキャプションデータを生成する。このとき、生成されたキャプションデータはOSD目標データOSD_OBJに変換されてOSD制御部280のOSDバッファ282に貯蔵される。ここで、OSD目標データは、画面にディスプレイされるOSD文字の位置、寸法及びカラーに対する情報を含むデータとして定義される。
また、CPU 270は、キャプションデータを画面にディスプレイするためのイネーブル信号OSD_ENを生成する。ここで、OSDディスプレイイネーブル信号OSD_ENはOSD目標データOSD_OBJの開始ビットを利用することもでき、別のイネーブル信号を生成してOSD処理部284に出力することもできる。CPU 270は、RISCプロセッサにて実現可能である。
【0019】
OSD制御部280は、OSDディスプレイイネーブル信号OSD_ENに応答してCPU 270から出力されたOSD目標データOSD_OBJをピクセルデータに変換し、変換されたピクセルデータをビデオミキサ250に出力する。OSD制御部280は、OSDバッファ282及びOSD処理部284を含む。
【0020】
ビデオミキサ250は、ビデオデコーダ230でデコーディングされたビデオ信号とOSD制御部280から出力されるピクセルデータとをミキシングして出力する。
ビデオエンコーダ290は、ビデオミキサ250から出力されるデータをエンコーディングしてビデオ出力端子V_OUTを通じて出力する。オーディオ出力端子A_OUTを通じて出力される信号、及びビデオ出力端子V_OUTを通じて出力される信号はTVモニタを通じて再生される。
【0021】
図2に示されたMPEGデコーダのビデオデコーダ230の詳細が説明される。
MPEGストリームデコーダ232は、入力バッファ220を通じて印加されたビデオストリームをデコーディングしてDCT係数DCT_CO及び動き情報MOT_INFを出力する。
ここで、動き情報MOT_INFは、ビデオ信号の動きを補償するための動きベクトル値を含めうる情報である。DCT係数は逆量子化器234で逆量子化され、逆量子化された結果は逆DCT部236で逆DCT変換される。
また、動き補償部238は、MPEGストリームデコーダ232から出力された動き情報MOT_INFによりフレームメモリ237に貯蔵されている過去ピクチャと現在ピクチャとの動きを補償する。加算器239は、動き補償部238で補償された結果に逆DCT部236から出力された結果を加算して、デコーディングされたビデオ信号を生成する。また、加算器239から出力されたビデオ信号は、過去ピクチャとしてフレームメモリ237に貯蔵される。フレームメモリ237に貯蔵された信号は、以降に印加されるピクチャの動き補償のために用いられる。
【0022】
このように、図2に示されたMPEGデコーダは、MPEGストリームのGOPヘッダ内に存する使用者データを抽出してデコーディングする。このとき、デコーディングされたキャプションデータはOSDデータに変換され、OSDモジュールを通じて出力されることによりキャプション機能が容易に行われる。
【0023】
図3は、図2に示されたMPEGデコーダのOSD制御部280を説明するための実施例のブロック図である。OSD制御部280は、OSDバッファ282及びOSD処理部284を含む。
【0024】
一般に、OSDバッファ282はDRAMなどのメモリの内部に実現され、CPU 270から印加されるOSD目標データOSD_OBJを貯蔵する。すなわち、OSD目標データOSD_OBJは、キャプション機能が行われる時にはキャプション情報により変換されたデータと言える。しかし、OSD目標データは、一般のOSD文字をディスプレイするためのデータになる。
【0025】
OSD処理部284はOSDバッファ282からOSD目標データを読出し、読出されたOSD目標データを画素データに変換する。OSD処理部300は、バッファインタフェース部32、テキストOSDモジュールT_OSD 34、ビットマップOSDモジュールB_OSD 36、テキストカラールックアップテーブルT_CLUT 35、ビットマップカラールックアップテーブルB_CLUT 39及びOSDミキサ37を含む。また、OSD処理部284は、テキストOSDモジュールT_OSD 34又はビットマップOSDモジュールB_OSD 36の内いずれかのOSDモジュールを用いて実現可能である。この場合、OSDミキサ37は用いず、テキストカラールックアップテーブルT_CLUT35とビットマップカラールックアップテーブルB_CLUT39の内いずれかのルックアップテーブルのみを用いる。
【0026】
以下、OSD処理部284について具体的に説明する。バッファインタフェース部32は、OSDバッファ282に貯蔵されたOSD目標データOSD_OBJを入力してOSD処理部284の内部ブロックに伝達する。
T_OSDモジュール34は、テキスト情報をディスプレイするためのブロックである。すなわち、T_OSDモジュール34はOSD目標データOSD_OBJをテキストOSD情報として入力し、このテキストOSD情報をピクセルデータに変換する。また、T_OSDモジュール34は、ビットマップフォントをローディングするためのフォントルックアップテーブルを内部に具備する。
B_OSDモジュール36は、OSDバッファ282に貯蔵されたOSDデータをビットマップOSD情報として入力し、このビットマップOSD情報をピクセルデータに変換する。
T_CLUT 35はテキストOSD情報を出力するためのカラー情報を貯蔵し、B_CLUT 39はビットマップOSD情報を出力するためのカラー情報を貯蔵する。
OSDミキサ37は、T_OSDモジュール34から出力されたテキストピクセルデータ及びB_OSDモジュール36から出力されたビットマップピクセルデータを入力してミキシングし、ミキシングされた結果を出力端子OSD_OUTを通じてビデオミキサ250に出力する。前述のように、キャプションデータから変換されたOSD目標データOSD_OBJは、T_OSDモジュール34によりピクセルデータに変換される。
【0027】
図4は、本発明によるキャプションディスプレイのためのMPEGデコーディング方法の一実施形態を示すフローチャートである。これを参照すると、キャプションディスプレイのためのMPEGデコーディング方法は、MPEGビデオストリームをデコーディングし、ビデオストリームのヘッダから使用者データを抽出するステップ(400〜410)、使用者データをデコーディングしてキャプションデータを生成し、生成されたキャプションデータをOSD目標データに変換するステップ(420〜430)、及びOSDイネーブル信号が印加されたかを判断し、印加されたなら、OSDデータを画素データに変換した後にビデオデータとミキシングして出力するステップ(440〜470)を含む。
【0028】
以下、図4に示されたMPEGデコーディング方法を詳細に説明する。MPEGデコーダのビデオデコーダ230は、MPEGビデオストリームをデコーディングする(400)。ステップ400で、MPEGストリームデコーダ232においてはビットストリームをデコーディングしてDCT係数及び動き情報MOT_INFを生成する。前記DCT係数は逆量子化処理及び逆DCT変換処理され動き補償されたビデオデータと加算され、加算された結果はビデオミキサ250に印加される。ステップ400で、ビットストリームがデコーディングされたなら、MPEGストリームデコーダ232はビデオストリームのヘッダから使用者データUSER_DATAを抽出する(410)。ステップ410で、使用者データUSER_DATAが抽出されたなら、前記使用者データUSER_DATAはヘッダFIFOメモリ260を通じてCPU 270に送られる。ここで、CPU 270は、使用者データUSER_DATAをデコーディングしてキャプションデータを生成する(420)。
【0029】
また、CPU 270は、入力されたキャプションデータをOSD目標データOSD_OBJに変換し、変換されたOSD目標データOSD_OBJをOSDバッファ282に貯蔵する(430)。このとき、CPU 270からOSDデータをディスプレイすることを指示するディスプレイイネーブル信号OSD_ENが印加されたかが判断される(440)。
すなわち、ステップ440においてOSDディスプレイイネーブル信号OSD_ENが印加されたなら、OSD処理部284はOSDバッファ282からOSD目標データを読出し、読出されたOSD目標データをピクセルデータに変換する(460)。すなわち、OSD処理部284のT_OSDモジュール34はOSDバッファ282に貯蔵されたOSD目標データOSD_OBJに相応するピクセルデータを求めてOSDミキサ37に出力する。もし、OSDディスプレイイネーブル信号OSD_ENが印加されなかったなら、MPEGデコーダはステップ440で待ち状態に維持される。
【0030】
一方、ステップ460でOSDデータがピクセルデータに変換されたなら、OSD処理部284は前記ピクセルデータをビデオミキサ250に出力する。ビデオミキサ250は、MPEGビデオデコーダ230でデコーディングされたビデオデータと前記ピクセルデータとをミキシングして出力する(470)。ビデオミキサ250から出力されたデータはビデオエンコーダ290でエンコーディングされてテレビ画面にディスプレイできる。
【0031】
前述の過程を通じてMPEGストリームをデコーディングすることにより、一般のテレビでもキャプション機能が行えるようになる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、MPEGビデオストリームのヘッダから使用者データを抽出した後、これをデコーディングしてキャプションデータを生成し、生成されたキャプションデータをOSDモジュールを用いてOSDデータに変換した後に出力することから、キャプション機能の無い一般のテレビでもキャプション機能が行えるようになる。さらに、MPEGデコーダを用いる各種のシステムに適用可能なことから、安価でキャプション機能付きシステムを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のMPEGデコーダを説明するための概略ブロック図である。
【図2】本発明によるキャプションディスプレイのためのMPEGデコーダを説明するための一実施形態のブロック図である。
【図3】図2に示されたMPEGデコーダのOSD制御部を説明するための詳細ブロック図である。
【図4】図2に示されたMPEGデコーダで行われるMPEGデコーディング方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
230 ビデオデコーダ
250 ビデオミキサ
260 ヘッダFIFOメモリ
270 CPU
280 OSD制御部
282 OSDバッファ
284 OSD処理部
Claims (3)
- 外部から印加されるMPEGストリームからビデオストリームを生成し、さらにそのビデオストリームから画面にキャプション文字をディスプレイするためのキャプション情報を生成するMPEGデコーダにおいて、
前記ビデオストリームをデコーディングし、前記ビデオストリームのヘッダ情報に含まれた使用者データを抽出するビデオデコーダと、
前記抽出された使用者データを貯蔵するためのヘッダメモリと、
前記使用者データをデコーディングしてキャプションデータを生成し、このキャプションデータをOSD目標データに変換し、このOSD目標データの開始ビットを利用してOSDディスプレイイネーブル信号を生成する中央処理装置と、
前記OSD目標データを前記OSDディスプレイイネーブル信号に応答してピクセルデータに変換し、この変換されたピクセルデータを出力するOSD制御手段と、
前記変換されたピクセルデータ及びデコーディングされたビデオデータをミキシングして出力するビデオミキシング手段と
を具備することを特徴とするMPEGデコーダ。 - 前記OSD制御手段は、
前記中央処理装置から出力される前記OSD目標データを貯蔵するためのOSDバッファと、
前記貯蔵されたOSD目標データを読出し、前記OSD目標データを画素データに変換するOSD処理部と
からなることを特徴とする請求項1に記載のMPEGデコーダ。 - 前記OSD目標データは、キャプション機能が行われる時にはキャプション情報から変換されたデータとして定義され、一般機能が行われる時には一般のOSD文字をディスプレイするためのデータとして定義されることを特徴とする請求項1に記載のMPEGデコーダ。
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