JPH09509004A - 記録媒体のビット群の再生装置及び再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 音響映像信号を圧縮するためのMPEG規格は、可変ビット符号化を用いて画像圧縮を可能にする。固定ビットレートと比較して、略々３０％の向上がもたらされる。可変ビットレート圧縮は、光ディスクへの映画全体の記録を提供する。可変ビットレートでビット群を再生するために、再生装置は、バッファ（４）を有している。このバッファは、MPEGデコーダ（５）により読出され、同期的に新しいデータで満たされる。可能な実施例においては、ビットレートが、ビット群内に収容される。再生装置は、このビットレートを検出するための検出手段（８）を有し、このビットレートで前記バッファを読出す。読出されたビット群は、標準MPEGデコーダに供給することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 記録媒体のビット群の再生装置及び再生方法 技術分野 本発明は、所望のビットレートで記録媒体に記録されたビット群を読取る読取 手段を有する、記録媒体のビット群を再生する再生装置に関する。本発明はさら に、上述のビット群を再生する方法に関する。 背景技術 動画像信号を符号化及び圧縮するためのＭＰＥＧ規格の開発によって、光学デ スクの様な記録媒体を介して動画像を記録し、そしてこれら媒体を介して動画像 を供給することが可能となった。ＭＰＥＧＩ規格は、画像信号を、およそ１．５ Mbit/secのビットレートを持つビット群に、圧縮するという状況を提供する。こ のビット群は、許容可能な品質のおよそ７０分の継続時間の画像プログラムを設 けても良い既知のコンパクトディスク（ＣＤ）に記録されても良い。このような ディスクは、CD-Videoと称される。ビット群のビットレートは、従来のオーディ オＣＤプレーヤのビットレートに等しい。CD-Video再生装置は、従って、既知の 構造を持つ。言い換えれば、ディスクの回転速度が一定で、読取りビット群は、 MPEGI符号化器に直接供給されても良い。現在、継続時間がより長くかつ、映画 が完全に記録できるような高い記録密度を有する光学ディスクが開発されている 。“Information technology-Generic coding of moving pictures and associa ted audio information-Part 1:Systems”ISO/IEC DIS 13818-1,1994には、MPE G2規格として既知である暫定的な規格が述べられている。想定した継続時間及び 十分な画質を実現するため、可変ビットレート符号化を考慮できる。可変ビット レート符号化は、MPEG2規格で実現可能である。これは、より高いビットレート が、サンプル画像の場面の出現時の、より完全な画像の場面用に一時的に適応さ れることを意味する。可変ビットレート符号化が、同様のきめの細かさの画質で は、一定のビットレートの符号化と比較して、より高い圧縮係数をもたらすこと が発見された。 得られる圧縮率は、３０％程度の圧縮率である。しかしながら、光学ディスクか ら可変ビットレートのビット群を読取ることが困難である。 発明の開示 本発明は、上述の課題に対処する再生装置を提供することを目的とする。 この目的のため、本発明による再生装置は、所望のビットレートで読取ったビ ツト群を蓄積するバッファと、ビット群に含まれた同期パラメータと一致する蓄 積されたビット群を読取る手段と、バッファの蓄積量を計数しかつ、バッファが 所望の蓄積量に到った場合の読取り信号の発生に適応する計数手段と、読取り信 号に応じてビットストリームの連続する領域の読取りに適応する読取手段とを有 する。この構成により、この目的に対して要求される符号化器の特定の動作無し で、バッファがビット群で急速に満たされる状態を提供する。符号化器は、再生 装置から、与えられた表示期間が要求するビット量を読取るためにのみ必要であ る。これは、標準的な符号化器により実施される独立した工程である。この再生 装置は、この結果、分離した外部符号化器への結合に特に適する。 再生装置が、ヨーロッパ特許出願第EP-0429139号から既知である。このヨーロ ッパ特許出願において、記録媒体は、記録されたビット群のビットレートよりも 高いビットレートで急速に読取られる。しかしながら、この再生装置においては 、ビット群のビットレートは、予め既知であろう。さらに、ビット群のビットレ ートは一定で、そして読取られる記録媒体のものよりも低い。本発明の再生装置 において、記録されたビット群のビットレートは、少なくとも一時的に高くても 良い。 望ましい実施例において、再生装置は、送信された同期パラメータから格納さ れたビット群のビットレートを検出しかつ、検出したビットレートでバッファを 読取る検出手段を有する。この構成により、再生装置は、復号化器により基本的 に生成されたビット群と同様のビットレートでビット群を供給する。供給された 信号は、既知のMPEG復号化器に直接供給できる。 上述のビットレートは、例えば、MPEG2パラメータ（プログラム・最大レート ）の形で、格納時のビット群のビットレートに適応されても良い。このパラメー タは、上述の文献ISO/IEC DIS 13818-1のページ５０，５１に記載されている。 このビット レートは、例えば、他のパラメータ（復号化・タイム・スタンプ）から供給され ても良い。この他のパラメータは、文献ISO/IEC DIS 13818-1のページ２７〜３ ３に記載されている。 可変ビットレートの記録及び検出は、米国特許第4985784号から既知である。 ここでビット群は、記録時にバッファに供給される。バッファが最大蓄積量にな るやいなや、ビット群が、所定のビットレートで記録媒体に書込まれる。次いで 、バッファが最小蓄積量に到ると、ビット群の書込みを、ビット群がより低いビ ットレートで効果的に記録されるように適切な時間間隔で繰返す。即ち、得られ たより低いビットレートで、ビット群が記録媒体に記録される。記録時のビット レートは、ビット群の記録において適切な時間間隔を再構築するために、再生装 置において検出される。このビット群は、バッファに記録され、そして画像記録 装置により、画像毎に読取られる。しかしながら、記録時のビットレートは、完 全に異なる性質を持つ。実際、ビットレートは、復号化器には規定されないが、 記録装置に規定される。復号化器が、少数ビットの画像を生成し、一方バッファ の内容が、瞬間的に最も高いビットレートで書込まれる場合、対応するビット群 が、表示装置上にもっとも高いビットレートで同様に再生される。このビット群 がMPEG符号化器に直接供給されると、入力バッファが急激にオーバフローする。 図面の簡単な説明 第１図及び第２図は、本発明による再生装置の実施例を示す図である。 第３図は、第１及び２図に示された記録媒体に記録されたビット群の領域割り 振りを示す図である。 第４及び５図は、第２図に示したビットレート検出器の実施例を示す図である 。 発明を実施するための最良の形態 本発明の上述及び他の特徴が、以下に述べられる実施例の参照により、明確か つ明瞭になるであろう。 第１図は、本発明による再生装置の第１の実施例を示す。この再生装置は、た とえば光学ディスクである記録媒体１と、読取ヘッド２と、位置合わせ回路３と 、バ ッファ４と、復号化器５と計数回路６とを有する。 圧縮された画像信号は、ディスク１の連続的なセクタ上に、ビット群の形で記 録される。ディスクは、所望の回転速度を持ち、そして読取りヘッド２により走 査される。読取ヘッドの位置は、位置合わせ回路３により規定される。受信した 読取り信号Ｒに応じて、位置合わせ回路は、ディスクのセクタの数に対応する所 定期間、読取ヘッドを活性化する。読取られたセクタのビット群は、先入れ先出 し形式（FIFO）のメモリであるバッファ４に、書込みクロック信号ｆ_wに同期し て供給される。書込みクロック信号は、記録密度及びディスクの回転速度に対応 した所定の周波数を有する。バッファ４は、例えば、上述の文献ISO/IEC DIS 13 818-1に述べられたようなMPEG符号化器である符号化器５に結合される。既知のM PEG符号器の一部を形成する入力バッファは、この実施例においては、バッファ ４の一部により構築される。符号化器５は、例えば各画像期間において、更なる 既知の方法で、バッファ４から当該機関について要求された量のビットを周期的 に読取る。この読取りが実施される場合のクロック信号ｆ_rは、従来のMPEG符号 化器がバッファ４を読取る場合と同様のクロック信号である。このようなクロッ ク信号が発生される方法は一般的に既知であるため、更なる説明は省略する。 符号化器５がバッファ４の読取りを行うと、バッファのデータ量が減少する。 バッファの蓄積量を計数する計数回路６は、バッファ４に結合されている。計数 値が所定の最小値に到ると、計数回路は読取り信号Ｒを生成し、そして位置合わ せ回路３にこの信号を供給する。この読取り信号に応じて、バッファ４は、読取 ヘッドからディスクの所定の数のセクタを受信する。この位置合わせ回路は、連 続するセクタ上の読取ヘッドの位置合わせを実現する目的で読取られた最後のセ クタの位置を維持することに適応される。蓄積量の計数及びそれに応じたディス クを読取る同期については、前述のヨーロッパ特許出願華PO429139号に述べられ ている。 第２図は、本発明による再生装置の第２の実施例を示す。図において、第１図 における同様の素子については、同一符号を使用する。この実施例は、バッファ ４が２つの異なるバッファ４１，４２に分割される、という点で前述の実施例と は区別される。バッファ４２は、従来のMPEG符号化器の入力バッファを形成する 。言い換えれば、バッファ４２及びデコーダ５は、文献ISO/IEC DIS 13818-1に 述べられたよ うな既知のMPEG符号化器を、共同で形成する。 第２図に示された再生装置には更に、ビットレート検出器８が設けられる。こ の検出器は、バッファ４１から読取られたビット群ＭＰを受信し、受信したビッ ト群から復号化器により再現されかつ、このビット群に埋め込まれたビットレー トを検出する。検出したビットレートは、バッファ４１に読取りクロック信号ｆ_d の形態で供給される。この信号に応じてバッファ４１の読取りがなされ、バッ ファのデータ量が減少する。計数手段６は、バッファ４１の蓄積量を計数し、そ して上述の方法で、バッファに新たなデータが設けられる状態が実現する。再生 されたビット群ＭＰは、復号化器により再現されたビット群におけるものと同様 のビットレートで、出力７に供給可能である。このビット群は、入力バッファ４ ２のオーバフローまたはアンダーフローの危険を回避して、出力７を介して従来 のMPEG符号化器に供給しても良い。MPEG符号化器が分割式の装置で良い場合、こ の実施例は経済的に非常に有効である。 第３図は、本発明を理解するために重要であるという点において、MPEG2ビッ ト群の区分を示す。音響映像プログラムの基本的なビット群は（オーディオ、ビ デオ、可能な限りの他のデータ）は、PESパケット３１に分割される。連続するP ESパケットの各々は、定期的にパケットヘッダ３０に分断される。このヘッダは 、固有のビットパターン（パケットスタートコード300）の存在により明示でき る。このパケットヘッダは更に、とりわけパラメータシステムクロック基準値30 1を有する。この基準値は、音響映像プログラムの基本信号（オーディオ、ビデ オ）用の基準時間を形成する同期信号である。パケットヘッダは更に、パラメー タプログラム最大レート302を有する。 各PESパケットは、固有のビットパターン（パケット・スタート・コード・プ リフィクス310）で始まる。このパケットは更に、所定のビット位置のパラメー タ群ＩＤ311と、複数のフラグ312とを有する。パラメータ群ＩＤは、パケットの 形式（オーディオ、ビデオ）を示す。フラグは、パケット中に更なる同期信号が 存在することを示す。特に、フラグの一つは、パラメータ符号化時間スタンプ31 3がパケット中に含まれるか否かを示す。復号化信号は、PESパケットの残りのデ ータ領域314に含まれる。ビデオPESパケットは、一部の画像のみでなく、一つま たはそれ以上の復号化 画像を有しても良い。復号化時間スタンプ313は、もし存在したならば、復号化 されるべきビデオパケット中の第１画像の基準時間の瞬間を示す。 第４図は、第２図に示されたビットレート検出器８の第１の実施例を示す。ビ ット群ＭＰは、パケットスタートコード検出器800及びシフトレジスタ802に供給 される。パケットスタートコードを検出することにより、検出器800は、スター ト信号STRTにより、カウンタ801を活性化する。この信号に応じて、カウンタ801 が所定の数のビットのカウントダウンを行い、そしてシフトレジスタ802にスト ップ信号STPを供給する。ストップ信号の出現するまでビット数は、シフトレジ スタ802に存在されるパラメータ（プログラム最大レート（第３図の302））であ る。このパラメータ（PMR）は、MPEGビット群の瞬間的なビットレートを示すも のである。パラメータPMRは、事前に用意され、そしてプログラマブルオシレー タ803に供給される。このパラメータに応じて、オシレータは、対応するビット レートでクロック信号ｆ_dを生成する。パケットスタートコードが受信されたに も関わらず、クロック信号ｆ_dは、記録されたパラメータ（プログラム最大レー ト）の現在の値に一致される。 第５図は、ビットレート検出器８の第２の実施例を示す図である。ビット群MP は、パケットスタートコード検出器810及びシフトレジスタ812に供給される。検 出器810は、PESパケット中のパケットスタートコードプリフィックス（第３図の 310）に適応される。コードを検出することにより、検出器訂810は、スタート信 号STRTによりカウンタ811を活性化する。この信号に応じて、カウンタ811は所定 の数のビットのカウントダウンを行い、シフトレジスタ812にストップ信号STPを 供給する。所定の数のビットは、シフトレジスタ812に存在する符号化時間スタ ンプ（第３図の313）であるストップ信号として出現する。もっとも直近に受信 した時間スタンプは、図中、DTS(i)で示されている。 ビット群の復号化タイムスタンプの存在を記すストップ信号STPは、さらにカ ウンタをリセットする目的でビットカウンタ813に供給される。次いで、ビット カウンタがビット群ＭＰ中のビット数を計数する。ストップ信号は、２つのレジ スタ814，815にも供給される。望ましいタイムスタンプは、復号化時間スタンプ の受入により、レジスタに予め提供される。具体的なタイムスタンプは、図中、 DTS(i-1)で示されている。基本時間スタンDTS(I)と具体的な時間スタンプDTS(i- 1)の間のビットカ ウンタ813に計数されるビットＮの数は、レジスタ815に格納される。 時間スタンフDTS(i)及びDTS(i-1)は、除算回路815に供給される。２つのタイ ムスタンプの間の差は、ビデオ信号の周期Ｔを示し、一般的には４０msecの一つ またはそれ以上画像用の周期である。明確には、多くのビットが、周期Ｔの間に 復号化器により再生されるように、ビットカウンタ813により計数される。びと の数はＮで、そしてレジスタ815に格納される。数式Ｎ／Ｔが演算回路817で演算 され、プログラマブルオシレータ818に供給される。演算結果に応じて、オシレ ータは、対応するビットレートでクロック信号ｆ_dを生成する。復号化タイムス タンプが受信されても、ビットレートはこの方法で再演算される。 上述において、本発明を回転方光学記録媒体を例に説明した。しかしながら、 本発明は磁気テープを含む他の記録媒体に適用できる。 本発明は、次のように要約することができる。音響映像信号を圧縮するためのMP EG規格は、可変ビット符号化を用いて画像圧縮を可能にする。固定ビットレート と比較して、略々３０％の向上がもたらされる。可変ビットレート圧縮は、光デ ィスクへの映画全体の記録を提供する。可変ビットレートでビット群を再生する ために、再生装置は、バッファ（４）を有している。このバッファは、MPEGデコ ーダ（５）により読出され、同期的に新しいデータで満たされる。可能な実施例 においては、ビットレートが、ビット群内に収容される。再生装置は、このビッ トレートを検出するための検出手段（８）を有し、このビットレートで前記バッ ファを読出す。読出されたビット群は、標準MPEGデコーダに供給することが可能 である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファン オッテルロー ペトラス ヨハネ ス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所定のビットレート（ｆ_w）で、記録されたビット群を読取る読取手段（２ ，３）を有する記録媒体（１）のビット群を再生する再生装置において、 前記所定のビットレート（ｆ_w）で前記読取りビット群を蓄積するバッファ（ ４；４１，４２）と、 前記ビット群に埋め込まれた同期パラメータに一致して前記蓄積されたビット 群を読取る手段（５；８）と、 前記バッファの蓄積量を計数しかつ、当該バッファの蓄積量が所定の値に到っ た場合に読取り信号（Ｒ）を生成する計数手段と、 前記読取り信号に応じて前記ビット群の連続する領域を読取る読取手段（２， ３）とを有することを特徴とする再生装置。 ２．請求項１に記載の再生装置において、 同期パラメータが埋め込まれた前記格納されたビット群からビットレート（ｆ_d ）を検出しかつ、当該検出したビットレートで前記バッファ（４１）を読取る 検出手段（８）を有することを特徴とする再生装置。 ３．請求項１または２に記載の再生装置において、 前記記録されたビット群が、MPEGビット群であることを特徴とする再生装置。 ４．請求項３に記載の再生装置において、 前記同期パラメータが、前記MPEGビット群のプログラム最大レートパラメータ から形成されることを特徴とする再生装置。 ５．請求項３に記載の再生装置において、 前記同期パラメータが、前記MPEGビット群の復号化タイムスタンプパラメータ から形成されることを特徴とする再生装置。 ６．所定のビットレートで、記録されたビット群を読取る読取手段により、記録 媒体のビット群を再生する方法において、 前記所定のビットレートで前記読取りビット群を蓄積し、 前記人群に埋め込まれた同士近郷に同期して前記知己癖記されたビット群を読 取り、 前記バッファの蓄積量を計数しかつ、当該バッファの蓄積量が所定の量に到っ た場合、読取り信号を生成し、 前記読取り信号に応じて前記ビット群の連続するよう域が読取られることを特 徴とする再生方法。 ７．請求項６に記載の方法において、 前記格納されたビット群のビットレートが、当該ビット群に埋め込まれた同期 信号から検出し、 前記バッファが前記検出されたビットレートで読取られることを特徴とする再 生方法。 ８．請求項６または７に記載の再生方法において、 記録されたビット群が、MPEGビット群であることを特徴とする再生装置。 ９．請求項８に記載の再生方法において、 前記同期パラメータが、MPEGビット群のプロがRAM最大レートパラメータから 形成されることを特徴とする再生方法。 １０．請求項８に記載の再生方法において、 前記同期パラメータが、前記MPEGビット群の復号化タイムスタンプパラメータ から形成されることを特徴とする再生方法。