JP4879429B2 - ビデオ、オーディオおよび補助データ用のデジタルビデオ処理およびインターフェースシステム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、たとえば、格納または表示アプリケーション用のビデオおよびオーディオデータのデジタル信号処理、書込みおよび検索の分野に関する。
【０００２】
デジタルビデオ処理および格納アプリケーションでは、符号化されたイメージデータ中から探し出し、復号化しおよびナビゲートする際に使用するための、パケット化されたビデオデータが、通常、補助情報と共に符号化されている。デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）タイプのアプリケーションでは、ボリューム／ファイル構造データおよびナビゲーションデータの形式での補助データが、異なるイメージシーケンス中のデータの探し出しおよびナビゲートの際に使用するための情報を含む。ボリューム／ファイル構造情報は、たとえば、記憶媒体からのデータの探し出しおよび回復において使用するために、１つまたは複数のファイルディレクトリを、ファイル構造の定義の際に使用する。加えて、ナビゲーションデータは、たとえば、異なるオペレーションのモードでイメージシーケンスをナビゲートする際に使用するために、ビデオ／オーディオプログラムデータのセクションの位置を突き当て、リンクする。通常のプログラム再生モードでは、先頭のイメージのシーケンスが、ＤＶＤプレイヤーによる再生のために探し出され、リンクされ、処理され、他のモードでは、異なるイメージのシーケンスが処理されて、たとえば、異なるシーンまたはカメラアングルが提供される。しかし、このような補助ファイル構造およびナビゲーション情報を、様々な符号化規格およびアプリケーションに従って様々なデータフォーマットに符号化することができる。読取り専用ＤＶＤアプリケーション用のある規格に従ってファイル構造およびナビゲーションデータと共に符号化されたプログラムは、たとえば、書込み可能ＤＶＤフォーマットなど、異なる規格のナビゲーションデータ構造およびコンテンツ要件と互換性がない可能性がある。結果として、書込み可能フォーマットのＤＶＤディスクを読取り専用ＤＶＤプレイヤーによって再生できない可能性があり、あるいは、読取り専用ＤＶＤフォーマット用に符号化されたプログラムが書込み可能ＤＶＤプレイヤーによって直接格納されない可能性があり、その逆の可能性もある。
【０００３】
加えて、ＤＶＤおよび他のアプリケーション用の既存のファイル構造およびナビゲーションデータ構造のコンテンツおよびフォーマットは制限されており、マルチメディアおよび他のアプリケーション用の高度復号器ナビゲーション機能を十分にサポートしない。高度復号器ナビゲーション機能には、たとえば、トリック再生オペレーション（反転、早送り、静止など）、イメージ操作（シーケンスから、かつ異なるプログラムからのイメージのリンクを含む）、および異なるビデオプログラムまたは他のマルチメディアアプリケーションイメージを含むマルチウィンドウ合成イメージ表示におけるナビゲーションが含まれる。このようなマルチメディアピクチャインピクチャ（ＰＩＰ）タイプのイメージには、たとえば、インターネットｗｅｂページ、電子番組案内、電子メール、電話、ファックス、テレビ電話、家庭電気器具制御イメージならびにビデオプログラムイメージが含まれる可能性がある。これらの欠点および派生的な欠点が、本発明によるシステムによって対処される。具体的には、本発明によるシステムは、補助ボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを、異なるデータ符号化規格と互換性を有するように、かつ高度マルチメディアナビゲーション機能をサポートするように生成し、処理しかつフォーマットすることに関する問題に対処する。
【０００４】
ビデオシステムは、異なるデータフォーマットのボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを、書込みおよび他のアプリケーションのために適応的に生成し、処理する。このシステムは、一連の複数の個別イメージおよび補助ファイル構造を表す符号化されたデジタルパケット化データならびにイメージシーケンス中のナビゲーションをサポートするナビゲーションデータを含むビデオプログラムを処理する。このシステムは、格納の前にパケット化データを解析して個々のイメージの特性を決定し、この特性を、ナビゲーション情報を生成するために使用する。生成されたナビゲーション情報は、後続の処理を減らすように選択された要素のサブセットに制約された所定の要素を含む。このシステムは、生成されたナビゲーション情報を使用した、ビデオプログラムに関連付けられたファンクションのユーザ選択および開始を可能にする項目を含むメニューも生成する。
【０００５】
ビデオ処理システムは、復号化、書込みおよび他のアプリケーションのために、異なるデータフォーマットのボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを適応的に生成かつ処理し、データを異なるフォーマットの間で変換するのに都合がよい。本発明の原理を、地上、ケーブル、衛星、インターネットまたはコンピュータネットワークブロードキャストデータの処理および格納に適用することができる。さらに、開示された本システムは、ビデオプログラムを処理するものとして記載されるが、これは例示的でしかない。ここで「プログラム」という用語は、たとえば、オーディオデータ、電話メッセージ、コンピュータプログラム、インターネットｗｅｂページまたは他の通信など、いかなる形式のパケット化データをも表現するのにも使用される。
【０００６】
この処理システムを、異なるデータフォーマットのデータの処理および変換に関連して、具体的には、ＤＶＤタイプのアプリケーション用の書込み可能フオーマットと読取り専用フォーマット間の処理および変換、およびその逆において論じる。しかし、これは例示的でしかなく、本発明の原理を、他のデータフォーマットの処理および変換に適用することもできる。他のフォーマットには、たとえば、メーカ独自の（proprietary）および注文のフォーマット、ＭＰＥＧフォーマット（ＭＰＥＧ−４またはＭＰＥＧ−７規格に符号化されたデータを含む）および非ＭＰＥＧ互換フォーマットを含むことができる。読取り専用ＤＶＤデータフォーマットがＭＰＥＧ２フォーマットのサブセットを使用し、消費者向け電子機器企業の連合によって採択されたメーカ独自の規格によって定義されており、Ｊｉｍ Ｔａｙｌｏｒ著の「ＤＶＤ Ｄｅｍｙｓｔｉｆｉｅｄ−Ｔｈｅ Ｇｕｉｄｅｂｏｏｋ ｏｆ ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ ａｎｄ ＤＶＤ−ＲＯＭ（DVDを明らかにした−DVDビデオとDVD-ROMのガイドブック）」，ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ発行，１９９７年などの、入手可能な文献・資料に記載されていることに留意されたい。さらに、ＭＰＥＧ２互換データは「ＭＰＥＧ規格」に従って符号化され、これはシステム符号化セクション（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１，１９９４年６月１０日）およびビデオ符号化セクション（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２，１９９５年１月２０日）からなる。
【０００７】
書込み可能ＤＶＤ規格に従ってファイル構造およびナビゲーションデータと共に符号化されたプログラムは、たとえば、読取り専用ＤＶＤフォーマットなど、異なる規格に符号化されたプログラムのファイル構造およびナビゲーションデータ要件と互換性がない可能性がある。結果として、書込み可能ＤＶＤディスクは読取り専用ＤＶＤプレイヤーによって再生できない可能性があり、あるいは、読取り専用ＤＶＤフォーマット用に符号化されたプログラムは書込み可能ＤＶＤプレイヤーによって直接格納されない可能性があり、その逆の可能性もある。このようなデータフォーマット非互換性は、他の異なるデータフォーマットの間で生じる可能性がある。データフォーマット非互換性は、書込み可能ＤＶＤフォーマットの異なるバージョンの間など、単一のフォーマットの異なるバージョンにおいて符号化されたデータの間で生じる可能性もある。結果として上位交換性（backward compatibility）が欠如することは、たとえば、書き込まれたディスクが、異なる世代のプレイヤー上で再生できない可能性があることを意味する。
【０００８】
本発明による処理システムは、異なるデータフォーマットのファイル構造およびナビゲーションデータを適応的に生成し、処理する。この処理システムはまた、ファイル構造およびナビゲーションデータを、復号化、書込みおよび他のアプリケーションのために、異なるフォーマット間で変換する。特定の実施形態では、処理システムがビデオプログラムを汎用データフォーマット（図１において例示されたようなもの）に符号化し、これは書込み可能および読取り専用ビデオ処理デバイスと互換性を有する。
【０００９】
書込み可能データフォーマットのプログラムを読取り専用フォーマットのプレイヤーによって再生するために処理する際にいくつかの困難が伴う。具体的には、読取り専用フォーマット（図２によって例示されたようなもの）において符号化されたプログラムが、いくつかのナビゲーション機能（feature）をサポートするためのファイル構造およびナビゲーションデータを含む。このような機能には、たとえば、１セットのプログラムにおける個々のプログラムの探し出し、異なるシーンまたはカメラアングルを提供するための異なるイメージシーケンス中のナビゲーション、およびトリック再生オペレーション（反転、早送り、静止など）が含まれる。このようなナビゲーション機能をサポートする、読取り専用フォーマットファイル構造およびナビゲーションデータが導出され、製造プロセスの一部としてディスクマスタリングオペレーションにおいて格納され、ここではリアルタイム処理制約がない。対照的に、家庭での書込み用にこのようなファイル構造およびナビゲーションデータを導出することは、著しい負荷を書込みデバイスに課す。
【００１０】
本発明による処理システムは、このようなファイル構造およびナビゲーションデータを生成する負荷を、有利にデータを特異なモードで適応的に生成かつ処理することによって、最小限にする。これらのモードは、（ａ）前処理、（ｂ）同時発生および（ｃ）後処理モードを含む。前処理モードは、プログラム書込みまたはフォーマット変換オペレーションに先行する。同時発生モードは、プログラム書込みまたはフォーマット変換オペレーション中に起こる。さらに、前処理および同時発生モードはそれぞれ、ファイル構造およびナビゲーションパラメータのその後の挿入のためにプリフォーム（前もって形成）されたデータフィールドの作成を含むことができる。後処理モードはプログラム書込みまたはフォーマット変換の後に起こり、プリフォームされたデータフィールドにファイル構造またはナビゲーションパラメータを挿入することを含む。
【００１１】
処理システムはビデオプログラムを汎用データフォーマット（図１において例示されたようなもの）に符号化し、このデータフォーマットは読取り専用フォーマット（図２において例示されたようなもの）および書込み可能フォーマットビデオ処理デバイスと互換性を有する。以下の考察では、図１の汎用データフォーマットおよび図２の読取り専用フォーマットについて記載する。図３Ａおよび図３Ｂに関連した後続の考察では、図１の汎用ＤＶＤデータフォーマットにおいて組み込むための、前処理、同時発生および後処理モードにおける図２の読取り専用ＤＶＤフォーマットデータ項目の処理について記載する。
【００１２】
図１は、書込み可能および読取り専用ＤＶＤプレイヤーと互換性を有する、例示的トップレベル汎用ＤＶＤデータフォーマットを示す。階層汎用データフォーマットの最高レベルは、ファイルの位置およびパスを定義するボリュームおよびファイル構造セクション４００、および他のボリュームまたはファイル構造情報の挿入用セクション４０３を含む。最高レベルは、プログラムビデオコンテンツおよびプログラムガイド／メニューコンテンツを含むビデオゾーン４０５、および補助および他のデータ用の他のゾーン４０７も含む。ビデオゾーン４０５は、ビデオマネージャ４０９およびビデオゾーン４１１を含む。さらに、ビデオマネージャ４０９は階層的に、ナビゲーション情報４１４、およびナビゲーション情報の挿入用のデータセクション４１８、およびセクション４２０における他のデータからなる。ビデオゾーン４１１は、ナビゲーション情報４２２、および後処理モードで生成されたナビゲーション情報の挿入用のデータセクション４２４、およびセクション４２７における他のデータからなる。
【００１３】
図１の汎用フォーマット内に組み込まれたファイル構造およびナビゲーションパラメータは、ＭＰＥＧ互換のピクチャのグループ（ＧＯＰ）における、あるいはＤＶＤビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のイメージ中のナビゲーションをサポートする。パラメータは、単一のプログラム内、あるいはオーディオプログラム、インターネットｗｅｂページデータ、テキストデータおよびプログラムガイドを含む異なるプログラムの間、かつ異なるＭＰＥＧ基本ストリームのイメージの間のナビゲーションもサポートする。具体的には、ナビゲーションパラメータは、たとえば、個々のＧＯＰ、またはビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のＧＯＰの数、またはイメージデータ位置情報を識別するパラメータを含むことができる。さらに、このような位置情報は、データを表すイメージのサイズを識別するか、あるいはＶＯＢＵまたはＧＯＰ内のＭＰＥＧ参照フレームを識別するか、あるいはデータ開始または終了アドレスを表すイメージを識別するデータを含むことができる。加えて、ナビゲーションパラメータは、トリック再生モード選択情報も含むことができる。
【００１４】
図２は読取り専用ＤＶＤ階層データフォーマットを示し、このデータフォーマットはオペレーションの異なるモードのためにビデオプログラムイメージシーケンス中の復号化およびナビゲートに使用されるナビゲーション情報の位置および構造を示す。階層読取り専用データフォーマットの最高レベルは、ボリュームおよびファイル構造データ１９１、ビデオマネージャセクション（ＶＭＧ）２００、およびビデオプログラムコンテンツを含むビデオタイトル（プログラム）セット（ＶＴＳ）２０３〜２０５を含む。各ＶＴＳは階層的に、１つまたは複数のビデオプログラム（タイトル）のためのビデオタイトルセット情報ＶＴＳＩ２１３、プログラムメニュー情報２１７、プログラムコンテンツ情報２２３およびバックアップＶＴＳＩデータ２２５に関連付けられる。さらに、プログラムメニュー情報２１７およびプログラムコンテンツ情報２２３はビデオオブジェクト（ＶＯＢ）２６０〜２６２からなり、個々のＶＯＢ（たとえば、ＶＯＢ２６０）はセル２６４〜２６６からなる。個々のセル、たとえばセル２６４は、たとえば１秒から映画全体の長さまで可変である持続時間のプログラムデータを表す。セル２６４はビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）２６８〜２７０からなり、各ビデオオブジェクトユニットは０．４〜１．２秒のビデオプログラムの再生を表す。個々の各ビデオオブジェクトユニット（ユニット２７２、２７４〜２７６によって例示されたもの）はナビゲーションパック情報を、ビデオ、オーディオおよびサブピクチャデータ（たとえば、キャプションおよび補助テキストを含む）と共に含むことができる。個々のナビゲーションパックは、ヘッダ、サブストリーム＿ＩＤ、プレゼンテーションコントロール情報（ＰＣＩ）データおよびデータサーチ情報（ＤＳＩ）を含み、これらをユニット２８０〜２９４において示す。
【００１５】
ビデオマネージャセクション（ＶＭＧ）２００におけるＤＶＤディスクのメインメニューは、オプションである。このメインメニューは、ユーザがＤＶＤディスクにアクセスするときに見る最初のイメージを表す。ＶＭＧ２００は階層的に、ビデオマネージャコントロールデータ２０７、ディスクメニュー２０９およびビデオマネージャバックアップ情報２１０に関連付けられる。さらに、コントロールデータ２０７は、情報管理テーブル２３０、タイトルサーチポインタテーブル２３３、メニュープログラム連鎖情報ユニットテーブル２３５、親管理情報テーブル２３７、ビデオタイトルセット属性テーブル２３９、テキストデータマネージャ２４２、メニューセルアドレステーブル２４４およびメニュービデオオブジェクトユニットアドレスマップ２４６を含む。具体的には、項目２３０〜２４６は、ＶＭＧ情報のサイズおよび開始アドレス、ビデオマネージャメニューのビデオオブジェクトの属性、ビデオプログラムサーチ情報、メニュー言語情報、親レーティングコントロール情報、重複ビデオプログラム属性情報、およびプログラム識別名（たとえば、ボリューム、アルバムまたはプロデューサ名）を定義する。さらに、タイトルサーチポインタテーブル２３３は、サーチ情報項目２５３、２５５、２５７および２５９（それぞれがたとえば、プログラムタイプ、プログラム番号、カメラアングルの数、親レーティング識別子およびプログラム開始アドレスを指定する）を、ディスク上の各プログラムについて含む。タイトルサーチポインタテーブル２３３は、項目２４８において、サーチポインタテーブル２３３自体のサイズおよび位置を定義するパラメータも含む。
【００１６】
図３Ａおよび図３Ｂは、図１の汎用ＤＶＤデータフォーマットにおいて組み込むために、前処理、同時発生および後処理モードにおいて処理される読取り専用ＤＶＤフォーマットデータ構造項目６５０〜７１６（図２のデータ構造に組み込まれる）を一覧表化したテーブルを示す。図３Ａおよび図３Ｂの列６３３、６３７および６３９は、データ項目６５０〜７１６を、図１の汎用データフォーマットに含めるために調節する際に取られる処理アクションの性質を示す。図３Ａおよび図３Ｂの列６４０は、データ項目６５０〜７１６を含む図２の個々のデータ要素を識別し、列６４５は、処理されたデータ項目６５０〜７１６を組み込むために指定された、図１の汎用フォーマットの対応するデータ要素を識別する。図３Ａおよび図３Ｂにおいてリストされた前処理、同時発生および後処理アクションについて、以下に記載する。
【００１７】
１．前処理モード
前処理モードは、プログラム書込みの前に入手可能である情報を処理することを含む。前処理の一部として、ディスクをユーザビリティについてチェックすることができ、ファイル構造を作成することができ、オーディオトラック（新規に作成されたものか、または事前に存在するもの）を、前処理されたデータに組み込むことができる。具体的には、前処理モードにおいて、ビデオマネージャメインメニュー６５０が作成され、メニュー言語６５２（たとえば、英語、フランス語、ドイツ語など、メニュー、テキストなどにおいて使用されるもの）が選択され、プログラム連鎖メニュー情報６５５（すなわち、メニューセグメントをリンクする情報）が生成される。さらに、ビデオマネージャメニュー用のビデオオブジェクトセットにおけるビデオオブジェクト６５７の数が１に制限され、ビデオオブジェクトのサイズおよびその関連付けられたアドレスが事前し定義される。コンテンツレーティング６５９（親管理に使用されるもの）はオプションであるが、同様に書込みの前に決定することができる。さらに、新しいビデオプログラム（タイトル）セットメニュー（すなわち、ディスク上で使用可能なプログラムのメニュー）を作成するために、標準のプリフォームされたメニューが使用され、このメニューはタイトルセットメニューセルアドレステーブル７１１およびビデオタイトルセットメニュービデオオブジェクトユニットアドレスマップ７１３を含む。加えて、他の項目をオプションで前処理モード中に作成することができ、これには、情報管理テーブル６７９、テキスト管理情報６８９、メニューセルアドレステーブル６９１およびビデオオブジェクトユニットアドレステーブル６９７が含まれる。
【００１８】
本明細書に記載した方法におけるデータの前処理は、異なるデータフォーマットのファイル構造およびナビゲーションデータの生成および処理を簡素化かつ促進するので有利である。プログラム書込みまたはフォーマット変換の前のデータ要素の前処理およびプリフォームにより、そうでない場合に書込み中あるいは後処理におけるこれらのオペレーションの実行において含まれる処理負荷が減る。このような前処理は、たとえば、ＭＰＥＧ互換ＧＯＰにおけるかあるいはＶＯＢＵにおける個々のＩ、ＰおよびＢフレームの数をカウントすることを含むことができる。さらに、いくつかのプリフォームされたデータ要素が、書込みまたは後処理モード中に新しいデータで更新されるので有利である。他のプリフォームされたデータ要素を後に修正して、新しく使用可能なファンクションまたは機能に対応することができるので有利である。たとえば、メニューを、書込みの前に、格納されたビットマップの形式において生成することができ、あるいはソフトウェア内に（たとえば、ＨＴＭＬにおいて）埋め込むことができる。あるバージョンでは、このようなメニューをプリフォームして可視および不可視のボタンを含めることができる。不可視のボタンは、非アクティブなコマンド（たとえば、ノーオペレーションＮＯＰコマンド）に関連付けられる。不可視のボタンを含むプリフォームされたメニューがメモリから検索され、プログラム書込み中にビデオプログラムデータに組み込まれ、あるいは復号器の機能が拡張される。不可視のメニューボタンは後に、たとえば、ボタンを可視にレンダリングすることによって、また、機能を追加する要求に応答してダミーコマンドをアクティブなコマンドで置き換えることによって、アクティブ化される。図１０は、プリフォームされたメニューにおけるボタンのアクティブ化の一実施例を示す。図１０（ａ）は可視ボタンのない基準メニューを示し、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、単一のボタンおよび６個のボタンの連続的なアクティブ化をそれぞれ示す。この能力は、ユーザによってメニューを介して選択可能にする必要のあるプログラム（および関連付けられたアクセスポインタ）の追加をサポートし、他の追加されたユーザファンクションをサポートする。別のバージョンでは、メニューをプリフォームして、非アクティブなコマンドに関連付けられた可視ボタンを含めることができ、またメニューを後に、非アクティブなコマンドをアクティブなコマンドで置き換えることによってアクティブ化することができる。同様に、本明細書に記載した前処理を使用して、まったく新しいメニューまたは既存のメニュー内の個々のコマンド項目を作成して、データフォーマット変換または新しい機能追加に柔軟的に対応することができるので有利である。
【００１９】
２．同時発生モード（プログラム書き込み中に起こる）
同時発生モードは、プログラム書込みまたはフォーマット変換オペレーション中に起こる処理を含む。同時発生モードにおいて、コントロール標識は、書き込まれたプログラムデータを含むディスクに新しいプログラム（タイトル）が追加されると、更新される。具体的には、コントロール標識の更新は、データタイプ標識６６７をゼロに設定すること、およびビデオプログラムセットの数６６３およびタイトルサーチポインタの数６６５を増分することを含む。未知の宛先のナビゲーション情報６６９、６７２（たとえば、リンク、ジャンプ、コール命令などのコマンドを含む）がダミーコマンドとして書き込まれ、後処理において更新される。また、新しいビデオプログラムセットについて、サーチポインタ６９３およびビデオ属性６９５が、後処理における更新のためにダミーデータと共に書き込まれる。
【００２０】
新しいビデオプログラムセットの書込みでは、情報項目７０１〜７１６が書き込まれ、ダミーデータが、後続の後処理における更新のために組み込まれる。新しいプログラムの書込みでは、プログラム開始アドレスが管理テーブル７０１に追加され、ポインタがポインタテーブル７０３に組み込まれる。さらに、プログラム連鎖テーブル７０５およびユニットテーブル７０７が更新されて、追加されたプログラムのセグメントのためのデータのリンクが含まれる。同様に、トリック再生および他のナビゲーションモードのためのランダムアクセスを可能にするプログラムアドレスリンクを含むタイムマップテーブル７０９では、タイムマップリンクアドレスを更新することができ、関連付けられた索引番号が増分され、サーチポインタが追加される。未知のデータがダミーデータとして、後処理における更新のために書き込まれる。追加されたプログラムのユーザ選択を可能にする新しいメニューボタンが、ビデオプログラムセットメニュー６５０に追加される。加えて、関連付けられたナビゲーション項目が更新されて、メニュープログラム連鎖情報６５５およびナビゲーションコマンドデータ６６９が含まれる。メニュービデオオブジェクト６５７の数を更新して、必要な場合、新しいメニューボタンを収容することもできる。
【００２１】
新しいビデオオブジェクトの書込みでは、新しいビデオタイトルセットセル情報７１１が追加され、ビデオオブジェクトの数および未知のデータがダミーデータとして書き込まれる。プログラム連鎖情報７０５およびメニュープログラム連鎖情報ユニットテーブル７０７が更新されて、プログラムおよびセルの新しく変更された数が反映される。項目７０５および７０７が、ビデオタイトルセットのためのプログラムコントロールおよびその関連付けられたメニューに関係付けられたデータを含むことに留意されたい。ナビゲーションコマンド（ＮｅｘｔＰＧＣ、ＰｒｅｖｉｏｕｓＰＧＣ、ＧｏＵｐ ＰＧＣ、ＰＧプレイバックモードおよびＳｔｉｌｌ Ｔｉｍｅ Ｖａｌｕｅ）は、ナビゲーションの宛先がこの段階で未知である場合、ダミーコマンド（ＮＯＰ）として書き込まれる。新しいセルについて、セル番号エントリがビデオタイトルセルアドレステーブル７１６に追加される。加えて、ビデオオブジェクトユニットがメモリにおいて完全なユニットとして格納され、書込み前に解析されて、ビデオオブジェクトユニットレベルナビゲーション情報が決定される。順次にリンクされたビデオオブジェクトユニットの前方参照リンクは未知であり、ダミーデータとして、後処理中の更新のために書き込まれる。
【００２２】
３．後処理モード
後処理モードはプログラム書込みの後に起こり、前処理および同時発生モードにおいて形成されたファイル構造およびナビゲーションパラメータデータフィールドにおけるダミーデータを更新することを含む。具体的には、データフォーマット変換において、データタイプ標識６６７がゼロから１に変更され、既存のビデオマネージャメニュー６５０を新しいバージョンで置き換えることができる。さらに、望む場合は、追加の言語６５２が追加され、メニュープログラム連鎖情報６５５およびビデオマネージャメニュー６５７におけるビデオオブジェクトの数が正しい値で更新される。同様に、コンテンツレーティング（親管理）情報６５９およびテキスト管理情報６８９が、このモードにおいて追加あるいは更新される。属性サーチポインタ６９３のため、かつビデオプログラム属性６９５のために含まれたダミーデータが、有効なビデオプログラムセット属性終了アドレスを含む正しい情報で置き換えられる。他のデータ項目６６９〜７１６を、必要な場合、同様にこのモードにおいて更新あるいは訂正することができる。
【００２３】
図４は、データタイプ変更情報、またはフォーマットタイプを定義する情報を含めるための、汎用ＤＶＤデータフォーマット（図１）の例示的タイトルサーチポインタデータ要素を示す。サーチポインタ項目４４０（タイトルプレイバックタイプ）が使用されて、読取り専用から汎用データフォーマットへのデータフォーマット変更が示される。しかし、他の定義可能なパラメータも、データフォーマット変更を指示するため、あるいはフォーマットタイプを定義するために使用することができる。データ項目４４２〜４５２は、カメラアングル、タイトル、親ＩＤ、および復号化において使用するためのタイトルセット識別子パラメータを与える。
【００２４】
図５および図６は、読取り専用フォーマットにおいて書き込まれたデータの時間ベースのデータ構造を示す。図５は、ナビゲーション、ビデオ、オーディオおよびサブピクチャデータおよびセクタアドレスを含む、例示的な書き込まれた読取り専用フォーマットのビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）を示す。図６は、ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内の誤り訂正符号化（ＥＣＣ）ブロック４６０を示す。
【００２５】
図７は、異なるデータフォーマットと互換性を有するボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを提供するための方法の流れ図を示す。ステップ３００での開始の後に続いて、ステップ３０３で、ビデオプログラムを表す符号化されたパケット化ビデオデータが解析されて、ビデオイメージのシーケンス中のナビゲートにおいて使用するためのボリューム／ファイル構造およびナビゲーションパラメータが決定される。このパラメータは、標準またはトリック再生（たとえば、早送り、反転、静止など）におけるイメージ中のナビゲーションをサポートすることができる。しかし、ファイル構造およびナビゲーションパラメータを、データフォーマット変換プロセスの一部として導出かつ処理することもできる。ステップ３０３で決定されたパラメータが、ステップ３０５で、所定の構造に形成され、ステップ３１０で、構成されたパラメータが、データを表すパケット化ビデオプログラムにおいてプリフォームされたファイル構造およびナビゲーションデータフィールドに組み込まれる。ステップ３１５で、標識がパケット化データに組み込まれて、ファイル構造およびナビゲーションパラメータが挿入されていることが示され、ステップ３２０で、形成されたパケット化データが出力される。ステップ３２５で、このプロセスが終了する。
【００２６】
図８は、読取り専用データフォーマットにおけるデジタルビデオデータを表すイメージを、読取り専用および書込み可能フォーマットプレイヤーと互換性を有する異なる汎用フォーマットに変換するための方法の流れ図を示す。ステップ３５０での開始の後に続いて、ステップ３５９で、ユーザ変換選択入力３５７が処理されて、個々のプログラム、または１つまたは複数のプログラムを含むディスク全体が読取り専用から汎用データフォーマットへ変換されるべきであるかどうかが判定される。個々のプログラムまたはディスク全体の変換が選択された場合、ステップ３６１およびステップ３６３がそれぞれ、変換標識がすでに設定されているかどうかを判定する。標識が設定されている場合には、変換がすでに実行されていて、ステップ３５５またはステップ３６５でプロセスが終了する。標識が、変換が先に実行されていないことを示した場合、ステップ３６７で、プログラムまたはディスク変換のためのプロセスが継続する。ステップ３６７は、読取り専用ファイル構造、ナビゲーションおよび他のデータ（図２）を汎用ＤＶＤデータフォーマット（図１）へ、先に図３Ａおよび図３Ｂに関連して記載したように変換するために、前処理、同時発生および後処理ファンクションを実行する。
【００２７】
単一のプログラムまたはディスク全体の変換の場合、データが誤り訂正符号化（ＥＣＣ）ブロックユニットにおいて処理されて、処理が簡素化されるので有利である。他の実施形態では、処理を、変換処理のために相応じて異なるメモリ容量を含む異なるサイズのデータに基づいて実行することができる。ステップ３６７で、ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）におけるＥＣＣブロックが個別に処理され、これがプログラムにおける各ＶＯＢＵについて繰り返される。プログラムの個々のＥＣＣブロックが記憶装置から検索され、解析されて、汎用フォーマットボリューム、ファイル構造およびナビゲーションパラメータが、汎用フォーマットデータフィールドにおいて組み込むために生成される。さらに、ステップ３６７で、前処理された汎用フォーマットデータが元のディスクにリストアされて、元の格納されたプログラムが上書きされるか、あるいは異なる記憶領域（元のディスク上あるいは異なるディスク上で）が占有される。汎用フォーマットプログラムのリストア中に、選択されたファイル構造およびナビゲーションパラメータが、先に図３Ａおよび図３Ｂの同時発生モード処理に関連して記載したように生成あるいは更新される。ステップ３６７の後処理ファンクションでは、同時発生モード中に作成された、リストアされた汎用フォーマットデータが読み取られ、解析されて、一貫したファイル構造およびナビゲーションパラメータ（図３Ａおよび図３Ｂに関連して記載されたようなアドレス、データサイズ、位置およびポインタ情報を含む）が生成される。結果として生じる一貫したファイル構造およびナビゲーションパラメータが（たとえば、既存のパラメータを上書きすることによって）、リストアされた汎用フォーマットプログラムにおけるそれらの各汎用フォーマットデータフィールドに挿入される。ステップ３６７のデータフォーマット変換プロセスは、データタイプ標識（たとえば、図３Ａおよび図３Ｂの標識６６７）を更新することによって完了されて、フォーマット変更が反映され、ステップ３７３で図８のプロセスが終了する。プログラムのディスク全体またはディスク上で選択された複数のプログラムの変換では、ステップ３６７において記載されたプロセスが、必要な選択された各プログラムについて繰り返される。
【００２８】
図９は、異なるデータフォーマットのためのボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを適応的に生成かつ処理するため、かつデータをフォーマットの間で変換するためのビデオ復号器およびレコーダシステムを示す。ブロック１０では、ディスク１４をモータ１２による回転のために収容するためのデッキを示す。プログラムを表すデジタル信号がディスク１４上に、ピットを含む螺旋形のトラックとして記録され（かつ後にそこから読み取られ）、各ピットの長さが各信号データビットに応答した変調符号化によって決定される。読取りモードでは、ディスク１４上のプログラムがピックアップ１５によって読み取られ、これはレーザから反射された照明を収集する。反射されたレーザ光が光検出器または光ピックアップデバイスによって収集される。イメージングデバイスは、たとえばレンズまたはミラーであり、トランスデューサ１５の一部を形成するものであり、モータ１１によって、書き込まれたトラックをたどるようにサーボコントロールかつ駆動される。書込みの異なる部分には、イメージングデバイスを高速に再度位置決めすることによってアクセスすることができる。サーボコントロールされたモータ１１および１２は、集積回路駆動増幅器２０によって駆動される。集積回路５０は、増幅器２０およびサーボモータ１１および１２のための駆動およびコントロール信号を、コントローラ５１０の指示の下に供給する。トランスデューサ１５はブロック３０の光プリアンプに連結され、これはレーザ照射器のための駆動回路、および光トランスデューサデバイス１５から出力された反射信号（reflected signal）のための増幅および等化を提供するプリアンプを含む。光プリアンプ３０から増幅かつ等化されたリプレイ信号がチャネルプロセッサブロック４０に接続され、ここでリプレイ信号が位相同期ループとの同期化の後に続いて復調される。書込みモードでは、ユニット４０がマルチプレクサ５３からの入力デジタル信号を、ディスク１４上の格納のために符号化し、変調し、処理し、これはレーザコントロールユニット３０およびトランスデューサ１５を使用して形成されたレーザエッチングされたピットとされ、各ピットの長さが、信号データビットを表す変調符号化によって決定される。
【００２９】
読取りモードでは、デジタルビデオディスクプレイヤーが、メモリ８０と共にブロック５００の中央処理装置（ＣＰＵ）５１０によって制御される。ユニット５１０は、チャネルＩＣ４０からのプレイバック（再生）されたビットストリームおよびエラーフラグを処理して、別々のビデオ、オーディオ、サブピクチャおよびシステムコントロールデータを、他のユニットへの出力および内部使用のために供給する。コントローラ５１０は、ＭＰＥＧ符号化ビデオおよびオーディオデータを、それぞれ復号器５３０およびオーディオ復号器１１０に供給する。加えて、ＣＰＵ５１０はユーザコントロールコマンドをユーザインターフェース９０から、ＭＰＥＧ復号器コントロールファンクションをブロック５００のＭＰＥＧ復号器要素５３０から受信する。ＭＰＥＧ復号器５３０はメモリ６０を、可変長符号化、離散コサイン変換および量子化ファンクションを使用してユニット５１０からのＭＰＥＧ符号化ビデオデータを復号化するのに使用する。ユニット１１０によるＭＰＥＧまたはＡＣ３オーディオ復号化の後に続いて、デジタル化オーディオ信号が結果としてオーディオポストプロセッサ１３０へ、デジタルからアナログへの変換および様々なベースバンドオーディオ信号出力の生成のために結合される。また、ＭＰＥＧビデオ復号化の後に続いて、ユニット５３０からのデジタルビデオ出力信号が符号器５９０によってラスタ走査フォーマットに変換され、処理され、符号器５９０がデジタルからアナログへの信号変換を提供し、ベースバンドビデオコンポーネントおよび符号化されたビデオ信号を、プレイバックデバイスへの出力のために生成する。
【００３０】
書込みモードでは、入力ビデオおよびオーディオデータストリームが、アナログ−デジタル変換器５５４および５４１によってそれぞれデジタル化される。結果として生じるデジタルビデオおよびオーディオデータストリームが、コントローラ５１３の指示の下に、ビデオ符号器５３３によってＭＰＥＧ符号化され、オーディオ符号器１１３によってＭＰＥＧあるいはＡＣ３符号化される。コントローラ５１３のファンクションは、他の実施形態では、ユニット５１０によって実行されるファンクション内に包含することができる。コントローラ５１３の指示の下に、ユニット３３がサブピクチャデータ（たとえば、テキスト、キャプション、メニューなど）を生成し、ユニット４３が、図１の汎用フォーマットと互換性を有するファイル構造およびナビゲーションデータを生成する。生成されたサブピクチャ、ファイル構造およびナビゲーションデータが、ユニット５３３および１１３からのビデオおよびオーディオ符号化データに、それぞれマルチプレクサ５３および６３を介して組み込まれる。このため、マルチプレクサ５３および６３がユニット５１３によって、ユニット７３によって供給された再同期化入力タイミングデータとの協調においてコントロールされる。マルチプレクサ５３からの符号化された多重化データが、ユニット４０、３０および１０を介して変調され、チャネルコード化され、ディスク１４上に格納される。
【００３１】
コントローラ５１０および５１３が、図９の書込み／リプレイシステムの要素をコントロールして、ディスク１４上に格納された読取り専用フォーマット（図２に例示）におけるプログラムを汎用フォーマット（図１に例示）に変換する。このため、コントローラ５１０および５１３が読取り専用データをディスク１４から獲得し、解析し、照合し、このデータを汎用データフォーマット（図１）へ、ディスク１４へのリストアのために再フォーマットする。ユニット５１０および５１３がこれを達成し、これは図９のシステムの要素を、図３Ａおよび図３Ｂに関連して記載した前処理、同時発生および後処理ファンクションを使用した図７および図８のプロセスの実行において、コントロールすることによって行う。
【００３２】
図９のアーキテクチャは排他的ではない。他のアーキテクチャを、本発明の原理に従って導出して、同じ目的を実施することができる。さらに、図９のシステムの要素のファンクション、および、図７および図８のプロセスステップを、全体としてあるいは部分的に、マイクロプロセッサのプログラムされた命令内で実施することができる。本明細書で開示した前処理、同時発生および後処理モード、およびデータ変換原理は、ファイル／ナビゲーションデータ構造の修正または幅広い種類のデジタルデータ移送構造のデータフォーマットの変換に適用可能である。このような移送構造には、たとえば、ＭＰＥＧ−ＰＳＩ、ＪＰＥＧ、インターネットＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＤＳＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）などが含まれる可能性がある。さらに、本明細書で開示された原理を処理するファイル／ナビゲーションデータ構造を、ＰＣ、サーバ、セットトップボックス、他のビデオおよびオーディオ復号器、ＨＤＴＶデバイス、および他のデータ処理デバイスなどにおける、他のシステムにおいて適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による、書込み可能および読取り専用ＤＶＤプレイヤーと互換性を有する、例示的トップレベル汎用ＤＶＤデータフォーマットを示す図である。
【図２】 ボリューム／ファイル構造およびビデオプログラムナビゲーション情報を示す、読取り専用ＤＶＤデータフォーマットを示す図である。
【図３Ａ】 本発明による、図１の汎用ＤＶＤデータフォーマットにおいて組み込むために前処理、同時発生および後処理モードにおいて処理される、読取り専用ＤＶＤフォーマットデータ構造項目（図２に示す）を一覧表化したテーブルを示す図である。
【図３Ｂ】 本発明による、図１の汎用ＤＶＤデータフォーマットにおいて組み込むために前処理、同時発生および後処理モードにおいて処理される、読取り専用ＤＶＤフォーマットデータ構造項目（図２に示す）を一覧表化したテーブルを示す図である。
【図４】 本発明による、データタイプ変更情報を含めるための、汎用ＤＶＤデータフォーマットの例示的タイトルサーチポインタデータ要素を示す図である。
【図５】 ナビゲーション、ビデオ、オーディオおよびサブピクチャデータを含む、例示的な書き込まれたビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）を示す図である。
【図６】 ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内の誤り訂正符号化（ＥＣＣ）ブロックを示す図である。
【図７】 本発明による、異なるデータフォーマットと互換性を有するボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを提供するための方法を示す流れ図である。
【図８】 本発明による、読取り専用データフォーマットにおけるデジタルビデオデータを表すイメージを、読取り専用および書込み可能フォーマットと互換性を有する異なる汎用データフォーマットに変換するための方法を示す流れ図である。
【図９】 本発明による、異なるデータフォーマットのためのボリューム／ファイル構造およびナビゲーションデータを適応的に生成かつ処理するため、かつデータをフォーマットの間で変換するためのビデオ復号器およびレコーダシステムを示す図である。
【図１０】 本発明による、プリフォームされたメニューにおけるボタンのアクティブ化の一実施例を示す図である。

Claims (16)

1. ビデオプログラムの一連の複数の個別イメージと補助ファイル構造とを表す符号化されたデジタルパケット化データおよびイメージシーケンス中のナビゲーションをサポートするナビゲーションデータを含むビデオプログラムを記録媒体に格納するために処理するシステムであって、
   前記符号化されたデジタルパケット化データを格納する前に、前記パケット化データを解析して前記ビデオプログラムの複数の個別イメージの特性を決定するプリプロセッサと、
   プログラム書込みまたはフォーマット変換の処理を減らすための要素のサブセットを含むナビゲーション情報を生成することのために前記特性を使用するプロセッサと、
   前記ビデオプログラムに関連付けられたファンクションのユーザ選択を可能にする項目を含むメニューを生成するメニュージェネレータと
   を含み、前記ファンクションは、前記生成されたナビゲーション情報を使用して開始され、前記メニューは、マップ済みのユーザ選択可能ボタンを所定の要素として有する前もって形成済みのメニューを含むことを特徴とするシステム。
2. 前記マップ済みのユーザ選択可能ボタンが非アクティブコマンドに関連付けられることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記サブセットの要素は、
   （ａ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントの開始アドレス、
   （ｂ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントの終了アドレス、
   （ｃ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントのサイズを識別するパラメータおよび
   （ｄ）前もって形成済みのメニュー
   のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
4. 前記決定された特性が、
   （ａ）ＧＯＰ（ピクチャのグループ）フォーマットを識別するデータ、
   （ｂ）ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のＧＯＰの数、
   （ｃ）ＶＯＢＵまたはＧＯＰ内の参照フレームを識別するデータ、
   （ｄ）イメージを表すデータの開始アドレス、
   （ｅ）イメージを表すデータの終了アドレス、
   （ｆ）イメージを表すデータのサイズを識別するパラメータ、
   （ｇ）トリック再生モード選択情報および
   （ｈ）ファイル構造情報
   のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
5. 前記プリプロセッサが、ＧＯＰまたはＶＯＢＵ内の各Ｉフレーム、ＰフレームおよびＢフレームの数をカウントして前記特性を決定することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが後に前記ナビゲーション情報を、前記プリプロセッサによる前記パケット化データの解析中に使用不可能な情報により更新することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
7. 前記プロセッサが前記ナビゲーション情報を、
   （ａ）前記パケット化データの書込み、および
   （ｂ）前記パケット化データの書込みに続く後処理のうち１つの間に、更新することを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
8. ビデオプログラムの一連の複数の個別イメージと補助ファイル構造とを表す符号化されたデジタルパケット化データおよびイメージシーケンス中のナビゲーションをサポートするナビゲーションデータを含むビデオプログラムを記録媒体に格納するために処理する方法であって、
   前記符号化されたデジタルパケット化データを格納する前に、前記パケット化データを解析して前記ビデオプログラムの複数の個別イメージの特性を決定するステップと、
   プログラム書込みまたはフォーマット変換の処理を減らすための要素のサブセットを含むナビゲーション情報を生成することのために前記特性を使用するステップと、
   前記ビデオプログラムに関連付けられたファンクションのユーザ選択を可能にする項目を含むメニューを生成するステップと、
   プリプロセッサによる前記パケット化データの解析中に使用不可能な情報により後で前記ナビゲーション情報を更新するステップと
   を含み、前記ファンクションは、前記生成されたナビゲーション情報を使用して開始されることを特徴とする方法。
9. 前記更新するステップにおいて、
   前記ナビゲーション情報が、
   （ａ）前記パケット化データの書込み、および
   （ｂ）前記パケット化データの書込みに続く後処理
   のうち１つの間に更新されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. ビデオプログラムの一連の複数の個別イメージと補助ファイル構造とを表す符号化されたデジタルパケット化データおよびイメージシーケンス中のナビゲーションをサポートするナビゲーションデータを含むビデオプログラムを記録媒体に格納するために処理するシステムであって、
    前記符号化されたデジタルパケット化データを格納する前に、前記パケット化データを解析して前記ビデオプログラムの複数の個別イメージの特性を決定するプリプロセッサと、
    プログラム書込みまたはフォーマット変換の処理を減らすための要素のサブセットを含むナビゲーション情報を生成することのために前記特性を使用するプロセッサと、
    前記ビデオプログラムに関連付けられたファンクションのユーザ選択を可能にする項目を含むメニューを生成するメニュージェネレータと
    を含み、前記ファンクションは、前記生成されたナビゲーション情報を使用して開始され、前記プロセッサが後に前記ナビゲーション情報を、前記プリプロセッサによる前記パケット化データの解析中に使用不可能な情報により更新することを特徴とするシステム。
11. 前記メニューは、マップ済みのユーザ選択可能ボタンを所定の要素として有する前もって形成済みのメニューを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記マップ済みのユーザ選択可能ボタンが非アクティブコマンドに関連付けられることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記サブセットの要素は、
    （ａ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントの開始アドレス、
    （ｂ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントの終了アドレス、
    （ｃ）ビデオプログラムを表すデータのセグメントのサイズを識別するパラメータおよび
    （ｄ）前もって形成済みのメニュー
    のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記決定された特性が、
    （ａ）ＧＯＰ（ピクチャのグループ）フォーマットを識別するデータ、
    （ｂ）ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）内のＧＯＰの数、
    （ｃ）ＶＯＢＵまたはＧＯＰ内の参照フレームを識別するデータ、
    （ｄ）イメージを表すデータの開始アドレス、
    （ｅ）イメージを表すデータの終了アドレス、
    （ｆ）イメージを表すデータのサイズを識別するパラメータ、
    （ｇ）トリック再生モード選択情報および
    （ｈ）ファイル構造情報
    のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
15. 前記プリプロセッサが、ＧＯＰまたはＶＯＢＵ内の各Ｉフレーム、ＰフレームおよびＢフレームの数をカウントして前記特性を決定することを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
16. 前記プロセッサが前記ナビゲーション情報を、
    （ａ）前記パケット化データの書込み、および
    （ｂ）前記パケット化データの書込みに続く後処理のうち１つの間に、更新することを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。

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