JPH11112937A - 映像音声同期化方法及び映像音声信号記録再生装置 - Google Patents
映像音声同期化方法及び映像音声信号記録再生装置Info
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- JPH11112937A JPH11112937A JP9270171A JP27017197A JPH11112937A JP H11112937 A JPH11112937 A JP H11112937A JP 9270171 A JP9270171 A JP 9270171A JP 27017197 A JP27017197 A JP 27017197A JP H11112937 A JPH11112937 A JP H11112937A
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Abstract
規定し、簡単な方法及び構成で映像と音声の同期化を実
現し、更にフレームシンクロナイザの情報を逆に符号化
の画質や復号化時の変速再生に応用する。 【解決手段】 フレームシンクロナイザ14による遅延
時間を1フレーム以内に制御するための同期信号(VF
R−ext,VFR−int)21,23を発生するV
−A/D回路13及びタイミングジェネレータ24と、
映像と音声の時刻情報を算出するマイクロコンピュータ
11と、時刻情報を映像,音声信号と共に多重化するマ
ルチプレクサ19と、多重化信号を記録媒体に記録して
再生するディスクドライブ26と、再生された多重化信
号から映像,音声信号及び時刻情報を分離するデマルチ
プレクサ28と、分離した時刻情報に基づいて映像信号
と音声信号の同期をとるための基準時刻を発生する基準
時刻カウンタ37とを有する。
Description
化の技術分野で用いられる映像音声同期化方法及び映像
音声信号記録再生装置に関する。
ばいわゆるMPEG(Moving PictureImage Coding Exp
erts Group)で用いられているような映像、音声それぞ
れの信号の同期タイミングの時刻情報をタイムスタンプ
として多重化する方法が、符号化した信号においては有
名である。なお、MPEGとは、ISO/IEC JTC1/SC29(In
ternational Organization for Stan-dardization/Inte
rnational Electrotechnical Commission, Joint Techn
ical Commitee 1/Sub Commitee 29:国際標準化機構/
国際電機標準会議 合同技術委員会1/専門部会 2
9)の蓄積用動画像符号化の検討組織の略称であり、M
PEG1標準としてISO11172が、MPEG2標
準としてISO13818がある。これらの国際標準に
おいて、システム多重化の項目でISO11172−1
及びISO13818−1が、映像符号化(MPEGビ
デオ)の項目でISO11172−2及びISO138
18−2が、音声符号化(MPEGオーディオ)の項目
でISO11172−3及びISO13818−3が、
それぞれ標準化されている。
は、入力した信号の同期信号のタイミングで基準カウン
タの時刻を取得するため、フレームシンクロナイザなど
の可変の遅延要素が信号に狭まれた場合には、映像の時
刻情報を完全に入力信号に合わせると音声との同期をと
るのが難しく、符号化または復号化時に複雑な処理をし
なくてはならない。
載した民生機器が登場すると、外部入力としての非標準
信号が入力される状況も必然となり、フレームシンクロ
ナイザなどの同期化手段は必須となってくるはずであ
る。
なされたものであり、フレームシンクロナイザなどの可
変遅延要素がある場合において、映像と音声の遅延を視
聴覚上問題ない範囲に規定することにより、簡単に映像
と音声の同期化を実現する映像音声同期化方法と、簡単
な構成で映像と音声の同期化を実現でき、更にフレーム
シンクロナイザの情報を符号化の画質や復号化時の変速
再生に応用可能な映像音声信号記録再生装置を提供する
ことを目的とする。
方法は、入力された映像信号を基準同期信号に同期化さ
せる可変遅延処理を有するものであって、可変遅延処理
による映像の遅延時間を1フレーム以内に制御し、映像
信号の基準同期タイミングから映像の時刻情報を算出
し、音声信号の基準同期と映像信号の基準同期タイミン
グとから音声の時刻情報を算出し、これら時刻情報を映
像,音声信号と共に多重化し、記録或いは伝送された多
重化信号から映像,音声信号及び時刻情報を分離し、こ
の分離した時刻情報に基づいて映像と音声の同期をとる
ことにより、上述した課題を解決するものである。
は、入力された映像信号を基準同期信号に同期化する可
変遅延手段を有するものであって、可変遅延手段による
遅延時間を映像信号の1フレーム以内に制御する手段
と、映像信号の基準同期タイミングから映像の時刻情報
を算出する手段と、音声信号の基準同期と映像信号の基
準同期タイミングとから音声の時刻情報を算出する手段
と、算出した時刻情報を映像,音声信号と共に多重化す
る手段と、記録媒体に対して多重化信号の記録再生を行
う手段と、記録媒体から再生された多重化信号から映
像,音声信号及び時刻情報を分離する手段と、分離した
時刻情報に基づいて映像信号と音声信号の同期をとる手
段とを有することにより、上述した課題を解決するもの
である。
び映像音声信号記録再生装置によれば、映像の可変遅延
処理を行う手段(フレームシンクロナイザ)による遅延
時間が0〜1フレームと任意に変化したときでも、音声
系に回路の追加無しに、映像の基準同期タイミングと音
声の基準同期タイミングから一義的に算出した時刻情報
のみで、視聴覚上問題ない範囲での映像と音声の同期化
を簡易に図ることができる。
像音声信号記録再生装置においては、多重化前に例えば
MPEGのような時間軸上の圧縮(前後のフレーム間差
分)を用いるような符号化を行う場合に、映像の可変遅
延処理を行う手段(フレームシンクロナイザ)によるフ
レーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報を検出し、こ
の情報により符号化のパラメータをリアルタイムに変化
させることで、画質の改善を図るようにしている。
映像音声信号記録再生装置においては、映像の可変遅延
処理を行う手段(フレームシンクロナイザ)によるフレ
ーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報を検出し、この
情報も映像,音声信号等と同様に多重化することによ
り、変速再生時の付加情報としてこれらフレーム飛び情
報又はフレーム繰り返し情報を用い、スロウ再生やフレ
ーム送り再生などの品質を上げ得るようにしている。
態について、図面を参照しながら説明する。
び映像音声信号記録再生装置が適用される一実施の形態
として、ディスクレコーダの構成を示す。
構成要素は、当該ディスクレコーダの操作パネル上に設
けられた各種キー(Key)と、これら各種キーの何れ
かを操作者が指にて押圧したときに当該押圧されたキー
に対応した電圧を出力する抵抗ラダー回路とからなる
(以下、当該構成をキー回路と呼ぶ)。このキー回路1
0からのキー押圧に応じた出力データは、マイクロコン
ピュータ(以下、マイコンと略称する)11へ供給され
る。ここで、上記各種キーのうち、例えば記録のキーが
押圧されると、マイコン11は、そのキーの押圧に対応
する電圧から記録開始の指示がなされたとの判断をし
て、記録動作を開始させる。なお、マイコン11は、以
下の記録時の一連のデバイス制御を全て行っている。
信号は、V−A/D回路13で同期分離やNTSCクロ
マデコードなどのアナログ処理を施された後、YUVデ
ィジタル信号にそれぞれA/D(アナログ/ディジタ
ル)変換され、フレームシンクロナイザ14に入力され
る。また、上記V−A/D回路13で同期分離された同
期信号(VFR−ext)21は入力に同期した信号で
あり、フレームシンクロナイザ14の入力側の制御信号
となる。
4で27MHzの水晶発振子からフリーランに作られた
同期信号(VFR−int)22は、映像信号用の内部
の基準同期信号であり、フレームシンクロナイザ14の
出力側の制御信号となる。上記同期信号(VFR−in
t)22に同期してフレームシンクロナイザ14から出
力されたYUV信号は、MPEG−Vエンコーダ15に
入力されて、MPEGビデオの信号に符号化され、内部
のコードバッファ内に蓄積される。
信号は、音声信号入力端子16L、16Rから入力され
て、A−A/D回路17でフィルタリング後、A/D変
換されてMPEG−Aエンコーダ18に供給される。M
PEG−Aエンコーダ18では、タイミングジェネレー
タ(TG)24で44.1KHzから作られた音声符号
化用の同期信号(AFR−int)23に同期して、M
PEGオーディオの信号に符号化され、内部のコードバ
ッファ内に蓄積される。
は、マルチプレクサ(MUX)19において、MPEG
システムのプログラムストリーム(Program Stream:P
S)に準拠してヘッダ付加と多重化の処理が施され、記
録用バッファ(WBUF)20へ蓄積される。またこの
時のマルチプレクサ19では、基準時刻カウンタ(Re
cSTC)25にて上記同期信号(VFR−int)2
2と同期信号(AFR−int)23のタイミングでラ
ッチされた時刻にフレームシンクロナイザ用処理を行っ
た時刻情報も、それぞれPES(Packetized Elementar
y Stream)ヘッダの中に表示時刻PTS(Presentation
Time Stamp)とデコード時刻DTS(Decoding Time S
tamp)として多重化する。この処理の詳細は、後ほど説
明する。
蓄積されたMPEGビットストリームは、ディスクドラ
イブ26の要求に応じて転送され記録媒体としてのディ
スクに記録される。なお、ディスクとしては、光ディス
クやハードディスクなどが考えられる。
再生のキーが押圧されると、マイコン11は、その再生
のキーの押圧に対応する電圧から再生開始が指示された
と判断して再生動作を開始する。なお、マイコン11
は、以下の再生時の一連のデバイス制御をも全て行って
いる。
録されたMPEGビットストリームは、ディスクドライ
ブ26の準備が整い次第、再生されて再生用バッファ
(RBUF)27に順次蓄積されていく。
積されたビットストリームは、MPEGシステムに準じ
てデマルチプレクサ(DMUX)28に入力され、ここ
でヘッダの解析後、映像、音声に分離されてそれぞれの
デコーダすなわち映像用のMPEG−Vデコーダ29
と、音声用のMPEG−Aデコーダ33内のコードバッ
ファへと蓄積される。各コードバッファ内の符号化コー
ドは、上記ヘッダ解析で得られた上記デコード時刻DT
S,表示時刻PTSとの位相管理が行われ、再生用の基
準時刻カウンタ(PbSTC)37の時刻と一致したと
きにそれぞれのMPEGデコーダで符号化が行われる。
実際は、デコード時刻DTS,表示時刻PTSの各時刻
に、基準時刻カウンタ(PbSTC)37が映像/音声
それぞれの同期信号(VFR−pb)30,(AFR−
pb)34を発生させて処理のタイミングを図る事にな
る。
号(VFR−pb)30に同期して動作し、復号化され
たYUVデータはV−D/A回路31に入力される。V
−D/A回路31では、YUVデータそれぞれをD/A
(ディジタル/アナログ)変換処理してアナログ信号に
変換した後、NTSCクロマエンコードや同期付加等の
アナログ処理を施し、得られたS映像信号がS映像出力
端子32から出力される。
同期信号(AFR−pb)34に同期して動作し、復号
化された音声信号はA−D/A回路35に入力される。
A−D/A回路35では、ステレオのL(左),R
(右)それぞれの信号をD/A変換処理してアナログ信
号に変換し、これらアナログ信号はその後、フィルタリ
ングなどのアナログ処理が施されてステレオ音声信号と
して音声信号出力端子36L、36Rから出力される。
るフレームシンクロナイザ14の制御について、図1の
フレームシンクロナイザ14を抜き出して示す図2と、
図3に示すタイミングチャートを参照して説明する。な
お、図3のタイミングチャートは、説明を分かり易くす
るために、通常ではあり得ないかなり大きな周波数変動
で描いてある。また、図3中の番号1,2,3,4,・
・・は、それぞれフレームを示している。
は、通常、フレームメモリを利用してクロック及び同期
タイミングの乗り換えを行う回路であり、非標準信号や
ジッタのある信号を標準信号に変換して、更に所望のフ
レーム同期タイミングに合わせるために使用する。よっ
て、フレームシンクロナイザ14の入力と出力は完全に
非同期でクロックも位相が異なるため、ある周期で出力
の1フレームを抜いたり繰り返したりして時間調整をす
る必要がでてくる。この図2の例では、映像入力信号と
同期している外部同期信号(VFR−ext)21と、
フレームシンクロナイザ14の出力信号と同期している
基準内部同期信号(VFR−int)22とが完全に非
同期であり、また、外部クロック(CLK)と内部クロ
ックも位相が異なっている。
は入力された外部同期信号(VFR−ext)21より
も内部基準同期信号(VFR−int)22の方が周波
数が微妙に高い場合を示しており、この場合は入力され
た外部同期信号(VFR−ext)21と内部の同期信
号(VFR−int)22の位相差が0フレーム以下に
短くなったら、1フレームを繰り返す処理を行う。図3
の例では、番号5のフレームを繰り返した様子を示して
いる。
は、入力された外部同期信号(VFR−ext)21よ
りも内部基準同期信号(VFR−int)22の方が周
波数が微妙に低い場合を示しており、この場合は入力の
外部同期信号(VFR−ext)21と内部の同期信号
(VFR−int)22の位相差が1フレーム以上長く
なったら、1フレームを抜く処理を行う。図3の例で
は、番号6のフレームを抜いた様子を示している。
信号の位相関係は必ず0〜1フレームの遅延となる。
て多重化する時刻情報の生成方法について、図1の一部
を抜き出して示す図4のブロック図を参照して説明す
る。
力への映像信号の遅延時間が上述のように0〜1フレー
ムという事は、入力された音声信号とフレームシンクロ
ナイザ14から出力された映像信号との遅延時間も0〜
1フレームという事になる。そこで、音声の時刻情報
(A−PTS)をマルチプレクサ19にて多重化する前
に、マイコン11内部の加算器30によって、下記式
(1)のように、上記音声の時刻情報(A−PTS)に
内部基準同期の1フレーム分の時間(dVFR−in
t)を予め加算しておくようにする。こうすることによ
り、入力された音声信号とフレームシンクロナイザ14
から出力された映像信号との遅延時間が、タイムスタン
プ上では−1〜0フレームとなる。
れている方が視聴覚上目立たないためであり、映像1フ
レーム(33.3ms)以内の音声の遅延ならば十分許
容できるはずである。
することで、再生分離時は通常時と同様に単に時刻情報
だけを見て復号化/出力すればよい。
限定されるものではなく、例えば、図5、図6のような
応用が考えられる。なお、図5,図6は、図1の構成の
必要な部分のみを抜き出して示している。
ラメータ制御への応用を示すブロック図である。この図
5において、フレームシンクロナイザ14で出力の1フ
レームを抜いたり、繰り返したりした情報はリアルタイ
ムにマイコン11に送られる。マイコン11では、その
情報を元にMPEG−Vエンコーダ15の符号化パラメ
ータをダイナミックに制御する。
いて、フレームが繰り返されたときには、その繰り返さ
れたフレームの映像が全く前回のフレームと同じ映像な
ので、マイコン11はこのフレームを例えばMPEGに
おけるPピクチャにして動きベクトルを0に固定するよ
うな制御をする。一方で、フレームシンクロナイザ14
において、フレームが抜かれたときには、このフレーム
が抜かれた直後のフレームと前のフレームとの間で時間
的距離が倍になっているため、マイコン11は、それに
応じて動きベクトルの探索範囲などを増やすような制御
を行う。
ータ制御を行うことにより、画質の向上を図ることがで
きる。
すブロック図である。この図6の構成では、表示コント
ローラ40が新たに設けられている。
ームシンクロナイザ14で出力の1フレームを抜いた
り、繰り返したりした情報をマイコン11に送り、また
映像信号との位相を合わせて時刻情報と一緒にマルチプ
レクサ19にて多重化する。再生系では、多重化されて
いるフレーム抜け/繰り返し情報を分離してマイコン1
1に送り、マイコン11はその情報に応じてMPEG−
Vデコーダ29と表示コントローラ40を制御すること
で、変速再生の制御方法をダイナミックに変化させる。
の時に、フレーム繰り返しポイントがあった場合、マイ
コン11は、繰り返しフレームをスキップさせて表示さ
せるように、MPEG−Vデコーダ29と表示コントロ
ーラ40を制御する。一方で、フレーム抜かれたポイン
トがあった場合、マイコン11は、前後のフレームから
補間してフレームを作成して表示するように、MPEG
−Vデコーダ29と表示コントローラ40を制御する。
ない場合がほとんどなので、映像と音声の同期を考える
必要がないため、このような純粋に原映像信号に忠実な
制御を行うことにより、変速再生の品質向上を図ること
ができる。
施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
クロナイザを入れたときの映像と音声を視聴覚上問題の
ない範囲で同期再生させる時刻情報を生成できる。
必要としないで、フレームシンクロナイザを入れたとき
の映像と音声の同期化が実現できる。
善や、変速再生時の品質向上が図れる。
おいては、映像の可変遅延処理を行う手段(フレームシ
ンクロナイザ)による遅延時間が0〜1フレームと任意
に変化したときでも、映像の基準同期タイミングと音声
の基準同期タイミングから一義的に算出した時刻情報の
みを用いることで、簡単な方法及び構成で(音声系に回
路の追加無しに)、視聴覚上問題ない範囲での映像と音
声の同期化を簡易に図ることができる。また、本発明に
おいては、映像の可変遅延処理を行う手段(フレームシ
ンクロナイザ)の情報を符号化の画質向上や、復号化時
の変速再生の制御にも応用可能としている。
ダの概略構成を示すブロック回路図である。
イザ部分を抜き出して示す図である。
クロナイザの制御を示すタイミングチャートである。
刻情報の生成方法の説明に用いる図である。
メータ制御への応用を示すブロック回路図である。
変速再生の表示制御への応用を示すブロック回路図であ
る。
号入力端子、 13V−A/D回路、 14 フレーム
シンクロナイザ、 15 MPEG−Vエンコーダ、
16L、16R ステレオ音声信号入力端子、 17
A−A/D回路、 18 MPEG−Aエンコーダ、
19 マルチプレクサ(MUX)、20 記録用バッフ
ァ(WBUF)、 21 外部映像同期信号(VFR−
ext)、 22 内部映像同期信号(VFR−in
t)、 23 内部音声同期信号(AFR−int)、
24 タイミングジェネレータ(TG)、 25 記
録用基準時刻カウンタ(RecSTC)、 26 ディ
スクドライブ、 27再生用バッファ(RBUF)、
28 デマルチプレクサ(DMUX)、 29MPEG
−Vデコーダ、 30 再生映像同期信号(VFR−p
b)、 31V−D/A回路、 32 S映像信号出力
端子、 33 MPEG−Aデコーダ、 34 再生音
声同期信号(AFR−pb)、 35 A−D/A回
路、36L、36R ステレオ音声信号出力端子、 3
7 再生用基準時刻カウンタ(PbSTC)
Claims (6)
- 【請求項1】 入力された映像信号を基準同期信号に同
期化させる可変遅延処理を有する映像音声同期化方法に
おいて、 上記可変遅延処理による映像の遅延時間を1フレーム以
内に制御し、 映像信号の基準同期タイミングから映像の時刻情報を算
出し、 音声信号の基準同期と映像信号の基準同期タイミングと
から音声の時刻情報を算出し、 上記算出した時刻情報を映像,音声信号と共に多重化し
た多重化信号を生成し、 記録或いは伝送された上記多重化信号から上記映像,音
声信号及び時刻情報を分離し、 上記分離した時刻情報に基づいて映像と音声の同期をと
ることを特徴とする映像音声同期化方法。 - 【請求項2】 上記多重化前の映像,音声信号を時間軸
上で圧縮して符号化し、 上記可変遅延処理によるフレーム飛び情報又はフレーム
繰り返し情報を検出し、 上記検出したフレーム飛び情報又はフレーム繰り返し情
報に基づいて上記符号化のパラメータを制御することを
特徴とする請求項1記載の映像音声同期化方法。 - 【請求項3】 上記可変遅延処理によるフレーム飛び情
報又はフレーム繰り返し情報を検出し、 上記フレーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報をも多
重化し、 記録或いは伝送された上記多重化信号から上記フレーム
飛び情報又はフレーム繰り返し情報をも分離し、 この分離したフレーム飛び情報又はフレーム繰り返し情
報に基づいて変速再生時の制御を行うことを特徴とする
請求項1記載の映像音声同期化方法。 - 【請求項4】 入力された映像信号を基準同期信号に同
期化させる可変遅延手段を有する映像音声信号記録再生
装置において、 上記可変遅延手段による映像信号の遅延時間を1フレー
ム以内に制御する遅延時間制御手段と、 映像信号の基準同期タイミングから映像の時刻情報を算
出する映像時刻情報算出手段と、 音声信号の基準同期と映像信号の基準同期タイミングと
から音声の時刻情報を算出する音声時刻情報算出手段
と、 上記映像時刻情報算出手段及び音声時刻情報算出手段に
て算出した時刻情報を映像,音声信号と共に多重化する
多重化手段と、 上記多重化手段からの多重化信号を記録媒体に記録し、
当該記録媒体に記録された多重化信号を再生する記録再
生手段と、 上記記録媒体から再生された多重化信号から上記映像,
音声信号及び時刻情報を分離する分離手段と、 上記分離した時刻情報に基づいて映像信号と音声信号の
同期をとる同期化手段とを有することを特徴とする映像
音声信号記録再生装置。 - 【請求項5】 上記多重化前の映像,音声信号を時間軸
上で圧縮して符号化する圧縮符号化手段と、 上記可変遅延手段によるフレーム飛び情報又はフレーム
繰り返し情報を検出する検出手段と、 上記検出されたフレーム飛び情報又はフレーム繰り返し
情報に基づいて上記符号化のパラメータを制御する符号
化制御手段とを設けることを特徴とする請求項4記載の
映像音声信号記録再生装置。 - 【請求項6】 上記可変遅延手段によるフレーム飛び情
報又はフレーム繰り返し情報を検出する検出手段と、 フレーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報に基づいて
変速再生時の制御を行う再生制御手段とを設け、 上記多重化手段では、上記検出したフレーム飛び情報又
はフレーム繰り返し情報をも多重化し、 上記分離手段では、記録媒体から再生された多重化信号
から上記フレーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報を
も分離し、 上記再生制御手段では、上記分離手段が分離した上記フ
レーム飛び情報又はフレーム繰り返し情報を用いて上記
変速再生時の制御を行うことを特徴とする請求項4記載
の映像音声信号記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27017197A JP3807053B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 映像音声同期化方法及び映像音声信号記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27017197A JP3807053B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 映像音声同期化方法及び映像音声信号記録再生装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11112937A true JPH11112937A (ja) | 1999-04-23 |
JP3807053B2 JP3807053B2 (ja) | 2006-08-09 |
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ID=17482529
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JP27017197A Expired - Fee Related JP3807053B2 (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 映像音声同期化方法及び映像音声信号記録再生装置 |
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JP (1) | JP3807053B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008219070A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Nec Corp | 映像符号化システム、方法及びプログラム |
US7683942B2 (en) | 2004-05-18 | 2010-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Information recording apparatus and control method thereof |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP27017197A patent/JP3807053B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7932933B2 (en) | 2004-05-18 | 2011-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Information recording apparatus and control method thereof |
JP2008219070A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Nec Corp | 映像符号化システム、方法及びプログラム |
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JP3807053B2 (ja) | 2006-08-09 |
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