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JP2008521317A - 音声・映像ストリームのフレーム単位編集のための方法及び装置 - Google Patents

音声・映像ストリームのフレーム単位編集のための方法及び装置 Download PDF

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JP2008521317A JP2007542408A JP2007542408A JP2008521317A JP 2008521317 A JP2008521317 A JP 2008521317A JP 2007542408 A JP2007542408 A JP 2007542408A JP 2007542408 A JP2007542408 A JP 2007542408A JP 2008521317 A JP2008521317 A JP 2008521317A
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Abstract

記憶媒体上のMPEGストリームを、GOPレベルで編集し且つ定義済みのマークを用いて途切れなくフレームをスキップすることにより、フレーム単位で編集する方法及び装置が開示される。一実施形態に従って、Blu-ray規格の記録可能型Blu-rayディスク仕様にて定義されたスキップ開始マークがBlu-rayディスク(BD)上に適切に設定される。復号器(31)と出力(35)を供給するフレームバッファ(33)とを有する好適な復号器モデルを用いて、このような記録されたストリーム(30)がBDから再生されるとき、再生方向に応じてスキップされる区画の終わり又は始まりまで飛び越えるときの中間バッファとしてフレームバッファ(33)を用いることにより、編集中に切除された区画がフレーム単位で途切れなくスキップされる。

Description

本発明は、概して、音声・映像データストリームの分野に関する。本発明は、より具体的には、音声・映像ストリームのフレーム単位編集のための方法及び装置に関する。
最新の大容量の記録規格は、間もなく民生品市場に現れるブルーレイ(Blu-ray)である。Blu-rayディスク(BD)は、従来の光記憶媒体より大きい記録容量を提供する根本的に新しい光記憶媒体である。BDの数多い用途の1つは、ビデオ素材の記録、より正確には、例えばビデオカメラ、衛星伝送などからのデジタル音声・映像(AV)ストリームの記録である。高解像度ビデオ記録は、故に、とりわけBDの大記録容量及び高速データ伝送速度により、BDを活用する一分野となるであろう。
大抵のデジタルビデオ録画機はビデオをMPEGフォーマットで記録している。これらはまた、非常に基本的な編集機能を提供している。しかし今日まで、先進的な編集機能は、演算能力すなわちMIPS(100万命令/秒)の点及び/又はメモリ集約的である点で厳しいものであり、特に、ビデオストリームはMPEGフォーマットから復号化された後、同一のMPEGフォーマットで記録するために再符号化されなければならないことにより、民生品に組み込むことは不可能であった。
しかしながら、プロ用のハイエンド民生電子製品においては、これらの基本的な編集機能では不十分である。ビデオシーケンスの編集は、音声・映像ストリーム内の最も近いGOP(Group of picture)境界を発見し、その後に編集処理を加えることを含む。この手法では、GOP境界の計算のために、ユーザが編集しようと意図しなかった数フレームが編集されてしまったり、その逆のことが起こったりする。大抵の場合、GOPの長さはおよそ0.5秒である。GOP単位(GOP-accurate)編集と呼ばれるこの手法は、ローエンド製品には極めて適しているが、GOPレベルでの編集では許容できないハイエンドのプロ用製品には適していない。図1はこのことを示しており、ビデオシーケンス10の第1のGOP12、第2のGOP13、N-1番目のGOP14及びN番目のGOP15が例示されている。GOP単位での編集が意味することは、ビデオシーケンス10から切り出されるべきフレームシーケンスの開始フレームの始点を指し示す点Aを、点“a1”(そのGOP12の始まり)又は点“a2”(次のGOP13の始まり)に移動させることをシステムが自動的に決定するということである。同じことが終点Bにも当てはまり、終点Bは点“b1”(前のGOP14の終わり)又は点“b2”(そのGOP15の終わり)の何れかに移動される。符号器が1つのGOP内により多くのフレームを有している場合、状況は更に悪化する。
Blu-ray録画機のようなハイエンド製品において期待されるのは、フレーム単位(frame-accurate)編集(すなわち、図1の点A及び/又はBの移動のない編集)を行うことである。MPEG再符号化が切り取られたGOP(すなわち、GOP12及びGOP15)の周辺のGOPに対して行われる場合、この期待は実現可能である。しかしながら、MPEGを再符号化することは時間のかかるものであり、ハードウェアは再符号化を実行するためにCPUパワー、メモリ等のような資源を十分に有していなければならない。従って、MPEGストリームをフレーム単位で編集するときに、MPEG再符号化を回避する方法が望まれる。
MPEGストリームの再符号化のために資源を必要とする問題を解決する1つの既知の案は、MPEGストリーム内の編集点でフレーム単位の途切れのない再生を提供することである。しかしながら、特許文献1にて開示されているように、ブリッジ(bridge)シーケンスが生成され、編集点と編集点との間に記録されなければならない。
国際公開第00/00981号パンフレット
本発明は、ブリッジシーケンスを生成する必要のないフレーム単位での編集を提供することを目的とする。この必要性は、例えば、ブリッジシーケンスを作り出すためのMPEGフレームの再符号化によって、ブリッジシーケンスを生成する手順は時間を要するものとなることに基づいている。何故なら、MPEGフレームの符号化は一般的にMPEGフレームの実時間での復号化よりおよそ2倍から4倍の演算能力を使用するからである。さらに、ブリッジシーケンスは記憶媒体上にMPEGストリーム用の追加の空き空間を必要とする。
故に、フレーム単位での編集のための改善された方法及びシステムが有利であり、とりわけ、特にBD規格である既存の、そして好ましくは将来的な規格と互換性があり、柔軟性を向上させ得る方法及びシステムが有利である。
従って、フレーム単位での編集のための、添付の請求項に従った方法、装置、対応する復号器、及びプログラムコードを有するコンピュータ可読媒体を提供することが好ましい。
本発明に従った全般的な解法は、音声・映像ストリーム内に編集開始点及び編集終了点を規定するための、規格に定義されたマークを使用するものである。
本発明の第1の態様に従って、符号化された音声・映像(AV)ストリームをフレーム単位で編集する方法が提供される。当該方法は、編集時に、AVストリームからシーケンスを切除するための手段としてマークを用いる処理を有する。このように編集されたAVストリームが再生されるとき、音声・映像ストリーム内のシーケンスは編集開始点及び編集終了点に従ってスキップされる。
本発明の他の一態様に従って、符号化されたAVストリームをフレーム単位で編集するように適応された装置が提供される。当該装置は、本発明の第1の態様に従った方法を実行することが可能であり、編集されたAVストリームを再生するときにAVストリームからスキップされるべきフレームシーケンスの始点及び期間を指し示すマークを設定するように構成された手段を有する。
本発明の更なる一態様に従って、コンピュータによって処理されるコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ可読媒体が提供される。このコンピュータプログラムは、コンピュータによって処理されるものであり、符号化されたAVストリームをフレーム単位で編集するために提供され、編集されたAVストリームを再生するときにAVストリームからスキップされるべきフレームシーケンスの始点及び期間を指し示すマークを設定するコードセグメントを有する。
更に他の一態様に従って、記憶媒体からの符号化されたAVストリームを復号化する復号器システムが提供される。当該復号器システムは、編集中に切除された切除区画をAVストリームからスキップするときの正規化(nominal)速度より高速にAVストリームを復号化するように構成された、符号化されたAVストリームを復号化する復号器を有する。さらに、フレームバッファが、復号器からの復号化されたフレームを格納し、且つ復号化されたフレームの出力を正規化速度で供給するように構成され、復号器は、マークに到達したとき、AVストリームを設定しているスキップ開始マークによって指し示されている切除区画内の、再生方向に応じて最後のGOP又は最初のGOPの始まりにて、バッファの供給を停止し且つ符号化されたストリームからの読み出しを継続し、且つスキップ開始マークによって設定された切除区画の、最後のフレームを復号化した後、バッファの供給を継続するように構成されており、その結果、切除区画の途切れのない再生スキップがもたらされる。
本発明は、MPEGフレームの再符号化が不要であるので高速なユーザ応答を提供できるという、従来技術に対する利点を有する。本発明によって提供される他の利点は、例えば、本発明に係る方法を実行するときにブリッジシーケンスが作り出される必要がないことにより、追加の空き記憶媒体が不要であることである。
本発明のこれら及び他の態様、特徴及び効果は、以下の、添付の図面を参照しながらの本発明の実施形態の説明によって明らかとなる。
以下の説明はBlu-rayのフレーム単位での編集装置、特にBlu-ray録画機、に適用可能な本発明の一実施形態に焦点を当てている。しかしながら、認識されるように、本発明はこの用途に限定されるものではなく、記憶媒体の記録フォーマットを規定する規格にて、ここで説明されるマーカーと同様なものが利用可能である限り、例えばHD−DVDを含む他の多くの音声・映像(AV)記録フォーマットに適用されてもよいものである。本発明は、例えば光ディスク、HDD、メディアカード等の如何なる記憶媒体を用いて実現されてもよい。
マークは、一般に、タイトルにより表されるAVストリームのグローバル時間軸上のタイムスタンプによって参照されるポインタとして定義される。マークは、通常、再生のための特徴シーンの重要点を参照するために使用される。
また、マークは名前及び期間のような幾つかの特性を有していてもよい。期間は、例えば見出し(chapter)マークの長さなど、マークの長さを定義する。アプリケーションフォーマットは幾つかのマークの使用法を定義する。1つのアプリケーションのマーク使用法はマークの長さによって指定されたAV部分が再生されないようにすることである。Blu-rayディスクの仕様1.0版では、この種のマークはスキップ開始マークと呼ばれている。この種のマークが、以降にて詳細に説明される本発明の実施形態におけるフレーム単位編集に使用される。
スキップ開始マークの一例が図2に示されている。AVストリーム20が例示されており、スキップ開始マークがAVストリームのスキップされるべきフレームシーケンス22の始点21を定めている。上述のように、スキップ開始マークは時間(図2のt)的な期間1を有しており、この期間のAVストリームは再生中にスキップされることになる。すなわち、AVストリームの再生はスキップ開始マークの前のフレーム23の終わりで終了し、このマークによって指し示される期間の終了後の最初のフレーム24で継続される。
より具体的には、この実施形態に関し、Blu-ray規格はBD−RE(記録可能BD)仕様1.0版の第4.3.7.3節にてスキップ開始マークを指定可能な期間とともに定義している。このBD−RE仕様は、例えば、フィリップス知的財産・システム(IP&S)(http://www.licensing.philips.com/)から入手可能である。これらのBD−REのスキップ開始マークはフレーム単位のレベルで挿入され得る。既述のように、スキップ開始マークは、このマークを有する記録可能BDの再生機への、AVストリームの指定部分をスキップさせるための指示であり、通常、選択されたシーンが再生されないようにするために使用される。
なお、スキップ開始マークは厳密には再生のために定義されたものであり、本発明が為されたときのBD−RE仕様1.0版には、定義された再生スキップマークを編集で挿入/削除する点に使用することについては記載も示唆もされていない。
上述のBD−RE仕様と互換性のあるMPEGストリームのフレーム単位編集を実現するための、非常に便利で計算的に要求が厳しくない手法は、ビデオストリーム上でGOP単位編集を実行した後に、上述のBD−RE仕様の第4.3.8節及び4.3.7.3節にて指定されたマーカー定義データとともにスキップ開始マークを使用することである。例えば、図1において、点Aからa2までの期間を有するスキップ開始マークが点Aに置かれ、点b1からBまでの期間を有する別のスキップ開始マークが点b1に置かれる。スキップされる期間に属するフレームは、編集中に切除されるフレームである。これらの切除フレームは、前/後のフレーム単位での処理を実現するために、バックグラウンドで復号化される必要がある(出力では視覚化されない)。
続いて、この方法について図4を参照しながら更に説明する。図4では、この方法は以下の処理を用いて例示されている:
40 BDから編集装置へのAVストリームのロード、
41 GOPレベルでのAVストリームの編集、
42 フレームレベルでのAVストリームの編集、及び
43 BD上への開始−終了マーカーの書込み。
処理40にて、AVストリームがBDから好適な編集装置へと読み出される。処理41にて、AVストリームはGOPレベルで編集される。これは計算上有利である。ユーザはAVストリームから、切除したいフレームシーケンスを含むある一定の領域を選択する。この領域がGOPレベルで指定されるとき、編集は処理42にてフレームレベルで継続される。すなわち、ユーザは、AVストリームから切除されるべきシーケンスの最初のフレーム及び最後のフレームを正確に指定する。このシーケンスは、TV放送から録画された映画におけるコマーシャル中断であってもよい。ユーザは、例えば好適なグラフィカル・ユーザ・インターフェースと、マウス、タッチ画面、リモコン等の入力装置とを用いて、最初のフレームに編集開始点、最後のフレームに編集終了点を設定する。当該方法に従って、スキップ開始マークが最初のフレームに設定され、期間が切除シーケンスの最初のフレームから最後のフレームまでの長さを有するように設定される。処理43にて、このマークはBDに記録され、それにより、この切除シーケンスはこのBDのその後の再生時にスキップされることになる。
故に、本発明の実施形態に従って、BDのスキップ開始マークが編集のために使用される。より正確には、ビデオシーケンスの一定部分の始まりをブックマークするためのスキップ開始マークが、フレーム単位での編集のために使用される。これらのマークは、ブリッジシーケンスを生成する必要なくフレーム単位での途切れのない再生を支援するための、編集開始点及び編集終了点を実現するために使用される。
このフレーム単位での編集方法を実現する一手法は、復号器と出力との間にバッファメモリを有する効率的な復号器システムによって提供される。この復号器のモデルが図3に概略的に例示されている。このバッファ33は復号化されたフレーム34を格納し、このバッファの大きさは復号器の速度(正規化速度1より高速)に依存する。符号化されたAVストリーム30が、例えばBDから復号器31に読み出される。AVストリームからの復号化されたフレーム32は、AVストリームの再生中にfifo手法でフレームバッファ33に投入される。すなわち、フレームN、N+1、N+2、…は時点T、T+1、T+2、…でのフレームである。バッファ33は、通常、すなわち復号器がストリームから切除区画をスキップしないとき、復号器31(正規化速度1より高速に復号化している)からの復号化されたフレーム32のストリームからの最大数のフレーム34で満たされている。バッファ33の大きさは、所定の最大数のフレームがフレームバッファ33に収まるように、適切に選定される。これは、好ましくは、スキップ開始マークがスキップを指し示し得る最大の長さ(又はフレーム数)に相当する大きさである。復号器31は、スキップ開始マークの始点21に到達すると、スキップ開始マークによって指し示された隠し領域、すなわち、図2に例示されるような領域22、の最後のGOPの始まりにて読み出しを開始する。例えば図1の例では、これはGOP15である。復号器はバックグラウンドでこのGOPからフレームの復号化を開始するが、それらをフレームバッファ33には投入することはしない。復号器モデルの出力35は、途切れのない再生を保障するために、フレームバッファ33からのフレームを出力し続ける。復号器31がスキップ開始マークの隠し領域22の最後のフレームを復号化すると、全ての後続フレームは再びフレームバッファに投入され、途切れのない再生が確保される。
フレーム単位での編集にBDのスキップ開始マークを使用することの一用途が以下にて与えられる。
図5に示されるBlu-ray録画機50は、ユーザの意識“あなたが編集するものはあなたが得るものです”にさらされる。ということで、フレーム単位での編集は録画されたビデオを通じて前進及び後退することによってフレーム毎に実行される。これは、望みのシーンを正確に発見したり、あるいは上述の方法によって廃棄したいシーンを切除したりするために、ユーザによって行われる。編集されたビデオを再生するとき、ユーザによって切除されたシーンはフレーム単位のレベルでスキップされる。
これに関連し、幾つかの処理モードが可能である。
例えば、切除モードでは、除去されるべきシーンが指定される。このモードは、例えば、TV番組からコマーシャルを除去するのに適している。単に、シーンの最初と最後に選択マーカーを設定し、Blu-ray録画機の“切除ボタン”を押す。出力ファイルの内の選択された領域は再生されず、非選択領域は再生される。このとき、これは上述のスキップ開始マークによって制御される。
別の1つのモードはシーンモードであり、これは切除モードのちょうど反対である。選択された領域が再生され、非選択領域がスキップされる。この処理モードは、例えば、ユーザがビデオシーケンスから素材を抽出したいときに使用される。この場合、スキップ開始マークは非選択領域の始まりに適切に設定され、期間は非選択領域の長さに設定される。
フレーム単位での編集を規格外の手法で達成する従来技術による解法とは対照的に、上述の本発明の実施形態は上述のBD−RE規格に適合するものである。BD仕様にて提供されるマーカーデータが使用されるので、当該方法はBD仕様の他の全ての実装と互換性がある。
上述の本発明に従った方法の用途及び使用は様々であり、例えば民生用又はプロ用のBD録画機、BDストレージ・ソリューション等の、完全な範囲のBlu-ray記録・再生製品といった典型的な分野を含んでいる。
本発明の更なる用途は、上述のマークを利用する如何なるAV記録用途をも含んでいる。
本発明の更なる利点は、ビデオのペイロードは全く編集されないことである。ビデオの付加的なメタデータのみ、すなわち、スキップ開始マーク位置とマーカー定義データのみがディスクに付加的に書き込まれる。
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの如何なる組み合わせをも含む好適な如何なる形態で実装されることも可能である。しかしながら、本発明は好ましくは、1つ又は複数のデータプロセッサ及び/又はデジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータソフトウェアとして実装される。本発明の実施形態の要素及び部品は、物理的、機能的及び論理的に、好適な如何なる手法で実装されてもよい。実際、機能は単一のユニット若しくは複数のユニット内に実装されてもよいし、あるいは他の機能ユニットの部分として実装されてもよい。このようなものとして、本発明は単一ユニット内に実装されてもよいし、あるいは相異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散されていてもよい。
本発明は特定の実施形態を参照しながら説明されてきたが、ここで説明された具体的な形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、むしろ、添付の請求項によってのみ限定されるものであり、これら添付の請求項の範囲には、上記の特定の実施形態以外の実施形態、例えば、上述とは異なるマーク、が等しく含まれることもあり得る。また、当業者に理解されるように、上述の実施形態は編集されたビデオストリームの前方への再生に基づいており、編集されたビデオストリームの再生方向を逆にする場合には、上述の原理は異なる方向でのみ当てはまる。すなわち、例えば、逆方向では最初のフレームが最後のフレームとなる等である。
請求項において、用語“有する/有している”は、他の要素又はステップの存在を排除するものではない。さらに、個別に記載されてはいるが、複数の手段、要素又は処理が、例えば単一のユニット又はプロセッサによって実装されていてもよい。さらに、個々の特徴は異なる請求項に含まれていてもよいが、これらは場合によって有利に組み合わされてもよい。また、異なる請求項に含まれることは、これら特徴の組み合わせが実現可能でないこと、及び/又は有利でないことを意味するものではない。さらに、単数形での言及は複数であることを排除するものではない。用語“ある”、“第1の”、“第2の”等への言及は複数であること排除するものではない。請求項中の参照符号は単に例を明りょうにするためだけのものであり、請求項の範囲を何かしら限定するものとして解釈されるものではない。
MPEG−2ストリームのGOP単位での編集を例示する概略図である。 スキップ開始マークの一例を例示する概略図である。 復号器モデルを例示する概略図である。 本発明に従った方法の一実施形態を例示するフローチャートである。 本発明に従った装置の一実施形態を例示する概略図である。

Claims (16)

  1. 符号化された音声・映像ストリームをフレーム単位で編集する方法であって、音声・映像ストリームからフレームシーケンスを切除するためのマークを用いる処理を有する方法。
  2. 音声・映像ストリームを編集するとき、記憶媒体に前記マークを記録することを有する請求項1に記載の方法。
  3. 前記マークはスキップ開始マークである、請求項2に記載の方法。
  4. 前記スキップ開始マークは音声・映像ストリームの編集中に切除された音声・映像ストリームのフレームシーケンスの始点及び期間を定める、請求項3に記載の方法。
  5. 前記スキップ開始マークを前記フレームシーケンスの再生方向の最初のフレームに設定すること、及び前記期間を音声・映像ストリームの切除された前記シーケンスの最初のフレームから最後のフレームまでの長さに設定すること、を有する請求項3に記載の方法。
  6. 前記マークを用いる処理は、編集版の音声・映像ストリームが格納される記憶媒体に、格納される編集版の音声・映像ストリームの前記シーケンスを定める編集開始点と編集終了点との間のフレームをスキップすることによって途切れのない再生を可能とするように、前記マークを記録することを有し、且つ前記マークは、音声・映像ストリームから前記シーケンスを切除するための前記編集開始点及び編集終了点を与える、請求項1に記載の方法。
  7. GOP単位で編集すること、その後、前記マークをフレーム単位のレベルで用いることによって音声・映像ストリームをフレーム単位で編集すること、を有する請求項1乃至6の何れかに記載の方法。
  8. 編集中に音声・映像ストリームから切除されたシーケンスをスキップする処理を有する、記憶媒体からの符号化された音声・映像ストリームを復号器システムによって復号化することであり、前記スキップする処理が、
    記憶媒体からの符号化された音声・映像ストリームを、該スキップ処理における正規化速度より高速に復号化する処理、
    復号化されたフレームをフレームバッファに格納し、且つ復号化されたフレームの出力を正規化速度で供給する処理、
    前記マークに到達したとき、スキップ開始マークによって指し示されている切除区画内の、再生方向に応じて最初又は最後のGOPの始まりにて、前記バッファの供給を停止させ且つ符号化された音声・映像ストリームからの読み出しを継続する処理、及び
    前記スキップ開始マークによって設定された前記切除区画の、再生方向に応じて最後又は最初のフレームを復号化した後、正規化速度での前記バッファの供給を継続する処理、
    によって行われる、復号化することを有し、
    前記切除区画をスキップした途切れのない再生が前記出力に提供される、請求項1に記載の方法。
  9. 符号化された音声・映像ストリームをフレーム単位で編集するように適応された装置であって、音声・映像ストリームからフレームシーケンスを切除するためのマークを用いるように構成された手段を有する装置。
  10. 前記手段は、編集版の音声・映像ストリームを再生するときに音声・映像ストリームからスキップされるべき前記フレームシーケンスの始点及び期間を指し示す前記マークを設定するように構成されている、請求項9に記載の装置。
  11. 記憶媒体からの符号化された音声・映像ストリームを復号化する復号器システムであり、
    編集中に切除された区画を音声・映像ストリームからスキップするときの正規化速度より高速に音声・映像ストリームを復号化するように構成された、符号化された音声・映像ストリームを復号化する復号器、及び
    前記復号器からの復号化されたフレームを格納し、且つ復号化されたフレームの出力を正規化速度で供給するように構成されたフレームバッファ、
    を有する復号器システムを有し、
    前記復号器は、
    前記マークに到達したとき、音声・映像ストリームを設定しているスキップ開始マークによって指し示されている前記切除された区画内の、再生方向に応じて最初又は最後のGOPの始まりにて、前記バッファの供給を停止させ且つ符号化された音声・映像ストリームからの読み出しを継続し、且つ
    前記スキップ開始マークによって設定された前記切除された区画の、再生方向に応じて最後又は最初のフレームを復号化した後、正規化速度での前記バッファの供給を継続する、
    ように構成されており、
    その結果、前記切除された区画をスキップした途切れのない再生が前記出力に提供される、請求項9又は10に記載の装置。
  12. ブルーレイ記録装置である請求項9乃至11の何れかに記載の装置。
  13. 符号化された音声・映像ストリームをフレーム単位で編集するための、コンピュータによって処理されるコンピュータプログラム、が記録されたコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムは、
    編集版の音声・映像ストリームが再生されるときに音声・映像ストリームからスキップされるべきフレームシーケンスの始点及び期間を指し示すマークを設定するコードセグメント
    を有する、コンピュータ可読媒体。
  14. 請求項1乃至8の何れかに記載の方法を実行することが可能な請求項13に記載のコンピュータプログラム。
  15. 符号化された音声・映像ストリームのフレーム単位での編集を可能にする手段としてのマークの使用方法。
  16. 前記マークはBD−REのスキップ開始マークである、請求項15に記載の使用方法。
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