(57)【要約】第１および第２のストリーム識別番号を使用してディジタル記録の複数のバージョンを提供する方法。この方法は、ディジタル記録の第１のバージョンを表すデータを有する基本層を符号化するステップを含んでいる。基本層は、０×Ｅ０とすることのできる第１のストリーム識別番号付きで符号化される。この方法はまた、拡張データを有する拡張層を符号化するステップを含み、拡張データは、基本データと組み合わされてディジタル記録の第２のバージョンを表すことができる。拡張層は、０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、または０×ＦＥとすることのできる第２のストリーム識別番号付きで符号化される。基本層と拡張層は、多重化される。
2005533337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル記録の複数のバージョンを提供する方法であって、
第１のストリーム識別番号を使用して、ディジタル記録の第１のバージョンを表す基本データを含む基本層を符号化するステップと、
第２のストリーム識別番号を使用して、前記基本データと組み合わされて前記ディジタル記録の第２のバージョンを表すことのできる拡張データを含む拡張層を符号化するステップとを含む、前記方法。
【請求項２】
前記第１のストリーム識別番号が、０×Ｅ０である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のストリーム識別番号が、０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、０×ＦＥからなるグループから選択された少なくとも１つの値である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基本層と前記拡張層を多重化するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基本層と前記拡張層をインターリーブするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基本層と前記拡張層を記録媒体の別々の物理層に記録するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基本層を符号化するステップが更に、ＭＰＥＧ−２とほぼ同様のフォーマットで前記基本データを符号化するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記拡張層を符号化するステップが更に、Ｈ．２６４からなるグループから選択された少なくとも１つのフォーマットとほぼ同様のフォーマットで前記拡張データを符号化するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ディジタル記録の前記第２のバージョンが、高精細度プログラム・コンテンツを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基本層と前記拡張層が、前記記録媒体の単一面に記録される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記記録媒体が、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第１のストリーム識別番号を有する基本層であって、ディジタル記録の第１のバージョンを表す基本データを含む基本層と、
第２のストリーム識別番号を有する拡張層であって、前記基本データと組み合わされて前記ディジタル記録の第２のバージョンを表すことのできる拡張データを含む拡張層とを備える、ＤＶＤ媒体。
【請求項１３】
前記第１のストリーム識別番号が、０×Ｅ０である、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１４】
前記第２のストリーム識別番号が、０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、０×ＦＥからなるグループから選択された少なくとも１つの値である、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１５】
前記基本層と前記拡張層が、多重化された、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１６】
前記基本層と前記拡張層が、インターリーブされた、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１７】
前記基本データが、ＭＰＥＧ−２とほぼ同様のフォーマットで記録された、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１８】
前記拡張データが、Ｈ．２６４とほぼ同様のフォーマットで提供される、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項１９】
前記ディジタル記録の前記第２のバージョンが、高精細度プログラム・コンテンツを含む、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項２０】
前記基本層と前記拡張層が、前記ＤＶＤ媒体の単一面に記録された、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【請求項２１】
前記ＤＶＤ媒体が、多層ＤＶＤであり、前記基本層と前記拡張層が、前記多層ＤＶＤの別々の物理層に記録された、請求項１２に記載のＤＶＤ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ビデオ・システムのための方法および装置に関し、より詳細には、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００２年７月１６日に出願された「Ｈｙｂｒｉｄ  ＭＰＥＧ−２／Ｈ．２６Ｌ  Ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  ＨＤ−ＤＶＤ」という名称の米国仮特許出願第６０／３９６，３９７号と、２００２年１２月３日に出願された「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｃａｌａｂｌｅ  ＣＯＤＥＣ  Ｆｏｒ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｄｉｓｃ  ＳＤ／ＨＤ−ＤＶＤ」という名称の米国仮特許出願第６０／４３０，５５８号の利益を主張するものである。
【０００３】
ＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスクまたはディジタル多用途ディスク）は、ＣＤ−ＲＯＭよりもずっと多くのデータを記録することのできる光ディスク媒体である。具体的には、通常の赤色レーザ技術を使用して、単層ＤＶＤは、その２つの面それぞれに４．７ＧＢのデータを記録することができ、２層ＤＶＤは、その２つの面それぞれに９．０ＧＢのデータを記録する。これに比べて、ＣＤ−ＲＯＭは約６００ＭＢのデータを記録する。ＤＶＤは、その記録容量の大きさと使用の便利さにより、急速にビデオ再生用に使用される記録媒体になってきており、ビデオ・カセット・テープとレーザ・ディスクの両方に取って代わるようになった。具体的には、通常のＤＶＤビデオは、ＭＰＥＧ−２ファイル圧縮技術を使用して、その２つの面の一方に１３３分の映画（ｍｏｖｉｅ：ムービー、動画）を記録する。ＤＶＤの他方の面は、しばしばＤＶＤ識別および標識化（ラベリング）の目的に使用される。
【０００４】
ＤＶＤに記録される映画には、潜在的に２つの主要な表示フォーマット（形式）がある。即ち、１６：９と４：３のどちらかのアスペクト比（縦横比）を有する標準精細度（ＳＤ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）と、１６：９のアスペクト比を有する高精細度（ＨＤ：Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）である。しかし、通常の単層ＤＶＤは片面に１３３分までのＳＤ映画しか記録することができないので、ＤＶＤビデオは普通、２つの表示フォーマットのうちの一方だけで提供される。しかし場合によっては、ＤＶＤの両面を使用して両方の表示フォーマットが提供される。具体的には、標準精細度バージョンの映画をＤＶＤの片面に提供し、高精細度バージョンの映画を他方の面に提供する。残念なことに、ＤＶＤの両面がデータ記録に使用されたときは、ＤＶＤ識別および標識化のための空間がほとんどない。従って、ＳＤとＨＤの両方のバージョンの映画をＤＶＤの単一面に記録するのに使用することのできるＤＶＤ記録技術が必要とされている。更に、このようなＤＶＤは、現存のＳＤ−ＤＶＤプレーヤと互換性があるべきである。
【発明の開示】
【０００５】
（発明の概要）
本発明は、第１および第２のストリーム識別番号（ＩＤ：ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を使用してディジタル記録の複数のバージョン（ｖｅｒｓｉｏｎ：版）を提供する方法に関する。この方法は、ディジタル記録の第１のバージョンを表すデータを有する基本層（ｂａｓｅ  ｌａｙｅｒ：ベース・レイヤ）を符号化するステップを含むものである。基本層は、０×Ｅ０とすることのできる第１のストリーム識別番号付きで符号化される。また、この方法は、拡張データを有する拡張層（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ：エンハンスメント・レイヤ）を符号化するステップを含んでいてもよく、拡張データは、基本データと組み合わされてディジタル記録の第２のバージョンを表すことができる。拡張層は、０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、または０×ＦＥとすることのできる第２のストリーム識別番号付きで符号化される。基本層と拡張層は、多重化される。例えば、基本層と拡張層は、インターリーブされる。
【０００６】
基本層符号化は、ＭＰＥＧ−２とほぼ同様のフォーマットとすることができ、拡張層符号化は、Ｈ．２６４とほぼ同様のフォーマットとする。更に、ディジタル記録の第２のバージョンは、高精細度のプログラム・コンテンツを含むものである。基本層および拡張層は、例えばディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの記録媒体の、単一面に記録される。
【０００７】
本発明は、ＤＶＤ媒体にも関する。このＤＶＤ媒体は、ディジタル記録の第１のバージョンを表す基本データを有する基本層を備えている。基本層は、０×Ｅ０とすることのできる第１のストリーム識別番号付きで符号化される。ＤＶＤ媒体はまた、拡張データを有する拡張層を備えており、拡張データは、基本データと組み合わされてディジタル記録の第２のバージョンを表すことができる。第２のバージョンは、例えば高精細度のプログラム・コンテンツを有するバージョンとする。拡張層は、０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、または０×ＦＥとすることのできる第２のストリーム識別番号付きで符号化される。更に、基本層と拡張層は、多重化される。例えば、基本層と拡張層は、インターリーブされる。
【０００８】
基本層と拡張層は、ＤＶＤ媒体の単一面に記録される。一構成では、基本層と拡張層は、多層ＤＶＤの別々の物理層に記録される。基本データは、ＭＰＥＧ−２とほぼ同様のフォーマットで記録されてもよく、拡張データは、Ｈ．２６４とほぼ同様のフォーマットで提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施例では、映画やその他の表示などのタイトル（題名）の複数のバージョンを単一の記録媒体に記録することを可能にする、スケーラブルな（ｓｃａｌａｂｌｅ：拡張性のある）ビデオ符号化方式について述べる。例えば、あるタイトルの１つの標準精細度（ＳＤ）バージョンと１つの高精細度（ＨＤ）バージョンを、単一のディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）に記録する。具体的には、現存のＳＤ−ＤＶＤプレーヤに適合する圧縮方式、例えばＭＰＥＧ−２を使用して、ＳＤバージョンを表すＳＤデータを基本層として符号化してＤＶＤに記録する。更に、ＳＤバージョンは、現存のＳＤ−ＤＶＤプレーヤに適合するストリーム識別番号（ＳＤ識別子）を有するビデオ・ストリーム（ＳＤビデオ・ストリーム）中に記録する。例えば、ＳＤビデオ・ストリームに割り当てられるストリーム識別番号は、０×Ｅ０とする。
【００１０】
タイトルのＨＤバージョンを表すＨＤデータは、ＭＰＥＧ−２よりも高い圧縮をもたらす圧縮方式、例えばＨ．２６４を使用して、拡張層として符号化されてＤＶＤに記録される。更に、ＨＤバージョンは、ＳＤ識別子とは異なるストリーム識別番号（ＨＤ識別子）を有するビデオ・ストリーム（ＨＤビデオ・ストリーム）中に記録される。好ましい構成では、ＨＤ識別子は、ＭＰＥＧにより現在使用されていない識別子とする。例えば、ＨＤ識別子は、プライベート・ストリーム２のために予約されているストリーム識別番号である０×ＢＦとする。或いは、ＨＤ識別子は、予約済み識別である０×ＦＡ〜０×ＦＥの範囲にあるものとする。ただし、ストリーム識別子は符号化の標準方式の発展に伴って変化することがあるので、本発明はこのように限定されるわけではない。
【００１１】
従って、ＳＤ−ＤＶＤプレーヤとハイブリッドＨＤ−ＤＶＤプレーヤの両方に適合するＤＶＤを作成することができる。ＳＤ−ＤＶＤプレーヤは基本層にアクセスすることができ、ＨＤ−ＤＶＤプレーヤは基本層と拡張層の両方にアクセスする。ＳＤおよびＨＤストリーム識別子を使用して、拡張層上のデータを基本層上のデータと区別する。
【００１２】
図１を参照すると、ハイブリッド・スケーラブル・エンコーダ（符号器）１００の例示的なブロック図が示されており、エンコーダ１００は、ビデオ・タイトルなど元のＨＤシーケンスを、基本データ・ビットストリームと拡張データ・ビットストリームに解析する。エンコーダ１００は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにおいて実現する。例えば、エンコーダ１００は、プログラム・コードを実行し、データを処理する１つまたは複数の処理回路を備えることができる。このような処理回路は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはその他任意の適当な処理回路とする。エンコーダ１００は、分解ユニット１１０、基本エンコーダ１１２、ＳＤフレーム・バッファ１１４、補間回路１１６、合計ブロック１１８、クリッパ１２０、ＨＤフレーム・バッファ１２２、拡張エンコーダ１２４を備えることができる。
【００１３】
分解ユニット１１０は、元のＨＤシーケンスを基本ピクセルと拡張ピクセルに解析する。基本ピクセルは、シーケンスのＳＤバージョンを表すピクセル（ｐｉｘｅｌ：画素）とする。拡張ピクセルは、基本ピクセルと再結合してシーケンスのＨＤバージョンを表すことのできるピクセルとする。
【００１４】
基本エンコーダ１１２は、基本ピクセルを、ＳＤ−ＤＶＤにより認識可能なフォーマットに符号化し、基本データ・ビットストリームを出力する。同様に、拡張エンコーダ１２４は、適当な符号化方式を使用して拡張ピクセルを符号化し、拡張データ・ビットストリームを出力する。好ましい構成では、エンコーダ１１２、１２４により提供される圧縮方式は、ＳＤデータと拡張データの両方をＤＶＤの単一面に記録するのに十分な符号化効率をもたらすべきである。それにより、ＤＶＤの片面を標識化の目的に利用可能にする。例えば、基本エンコーダ１１２は、ＭＰＥＧ−２フォーマットを使用して基本ピクセルを符号化する。拡張データを符号化するのに使用できる圧縮方式は、ＪＶＴやＭＰＥＧ−４パート１０やＡＶＣとも呼ばれる、Ｈ．２６４の変更バージョン、或いはその他任意の適当な圧縮方式である。ＭＰＥＧ−２も拡張データの符号化に使用することができるが、ＭＰＥＧ−２は、Ｈ．２６４など他の圧縮方式ほどの圧縮をもたらさない場合がある。そのため、拡張データの符号化にＭＰＥＧ−２を使用すると、ＤＶＤに記録されるタイトルのＨＤバージョンの長さまたは品質が制限される場合がある。
【００１５】
Ｈ．２６４の変更バージョンが使用される場合、この変更には、動き補償中に使用することのできる追加の濾波ステップを含んでいる。更に、スケーラブルでないＨ．２６４の場合に変換係数が走査される順序とは異なる順序で、変換係数を走査する。新しい走査順序では、ピクセル・ブロックを表す基本層係数を、関連する拡張層係数の前に置くことができる。符号化モードに制限を設けることもできる。
【００１６】
音声／ビデオ圧縮方式は当業者に知られていることに留意されたい。とりわけ、ＭＰＥＧとＨ．２６ｘは両方とも、ビデオ音声圧縮のための発展中の標準方式セットである。ＭＰＥＧ標準方式は、国際標準化機構（ＩＳＯ）および国際電気標準会議（ＩＥＣ）により作られ、現在はＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、ＭＰＥＧ−７が含まれる。ＭＰＥＧ−２１が現在策定中である。Ｈ．２６ｘ標準方式は、国際電気通信連合−電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）により作られ、現在はＨ．２６１、Ｈ．２６２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４が含まれる。当然ながら、ビデオ音声符号化標準方式は継続的に発展している。従って、本発明が、本明細書に記載される特定の符号化標準方式に限定されないことは、当業者なら理解するであろう。
【００１７】
引き続き図１で、ＳＤフレーム・バッファ１１４は、基本エンコーダ１１２により生み出された再構成済み基本ピクセルを濾波するための、基本エンコーダ１１２に関連するデータ・バッファとする。このような再構成済み基本ピクセルは後で、基本エンコーダ１１２が、予測フレームおよび双方向フレームを有するピクチャ・グループ（ＧＯＰ）を生成するときに参照する。更に、ＳＤフレーム・バッファ１１４は、再構成済み基本ピクセルを、エンコーダ１００内の他の構成要素に転送されるまで一時的に記録することもできる。
【００１８】
補間回路１１６は、再構成済み基本ピクセルのブロックを、ＨＤピクセル・ブロックに適合するサイズのピクセル・ブロックに補間する。例えば、補間回路１１６は、１１×９ブロックの再構成済み基本ピクセルを、１６×１６ブロックの再構成済み基本ピクセルに補間する。次いで、分解ユニット１１０は、１６×１６ブロックの再構成済み基本ピクセルを、元のＨＤシーケンス中の相関するピクセル・ブロックから引いて、拡張ピクセルを生成する。
【００１９】
更に、合計ブロック１１８は、１６×１６ブロックの再構成済み基本ピクセルを、拡張エンコーダ１２４により生成された再構成済み拡張ピクセル・ブロックと合計して、合計ピクセル・ブロックを生成する。合計ピクセル・ブロックは、クリッパ１２０により、利用可能な値に調整する。例えばクリッパ１２０は、８ビットの合計ピクセルを−１２８と１２７の間の値に制限する。ＨＤフレーム・バッファ１２２は、拡張エンコーダ１２４が拡張データ・ビットストリーム中のピクチャ・グループを生み出す際に使用できるように、合計ピクセル・ブロックをバッファリングする。
【００２０】
最後に、基本データ・ビットストリームおよび拡張データ・ビットストリームを記録するためのデータ記憶１２６を提供する。データ記憶１２６は、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、電子記録媒体とすることができ、或いはディジタル・データを記録することのできるその他任意の記録媒体とする。例えば一構成では、データ記憶１２６はＤＶＤとする。ＤＶＤは単層でも多層でもよい。更に、ＤＶＤは、片面または両面にデータを収録する。別の構成では、データ記憶１２６は、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）やＲＡＭなど、別の記録タイプとする。このような構成では、基本および拡張データ・ストリームをデータ記憶１２６から１つまたは複数のＤＶＤに転送する。
【００２１】
基本データ・ビットストリームは、基本層としてＤＶＤに記録され、ストリーム識別番号０×Ｅ０を割り当てることができる。拡張データ・ビットストリームは、拡張層としてＤＶＤに記録され、ストリーム識別番号０×ＢＦ、０×ＦＡ、０×ＦＢ、０×ＦＣ、０×ＦＤ、または０×ＦＥを割り当てることができる。ストリーム識別子は、ＤＶＤの、データ・ビットストリームを記録するのに使用される物理セクタに関連するパック・ヘッダに記録される。
【００２２】
一構成では、基本層と拡張層は、ＳＤ−ＤＶＤプレーヤが基本層を読み取って復号することができるように、且つハイブリッドＨＤ−ＤＶＤプレーヤが両方の層を読み取って復号することができるように、多重化される。別の構成では、基本層と拡張層は、多層ＤＶＤの別々の物理層に記録される。
【００２３】
好ましい一実施例では、基本層と拡張層は、インターリーブすることにより多重化される。図２を参照すると、基本層内のビデオ・オブジェクト（ＶＯＢＢ）２０５を、基本インターリーブ・ユニット（ＩＬＶＵＢ）に分割することができ、拡張層内のビデオ・オブジェクト（ＶＯＢＥ）２１０を、拡張インターリーブ・ユニット（ＩＬＶＵＥ）に分割する。とりわけ、各インターリーブ・ユニットは、１つまたは複数のビデオ・オブジェクト・ユニット（ＶＯＢＵ）を有する。基本インターリーブ・ユニットと拡張インターリーブ・ユニットを交互になるようにＤＶＤに記録して、インターリーブされた一連のビデオ・オブジェクト２１５を生み出すことができる。明らかなことであるが、基本インターリーブ・ユニットと拡張インターリーブ・ユニットは、ほぼ同数あることが好ましい。インターリーブ・ユニットのシームレスな再生を達成するのに必要なバッファリングおよび処理の量を削減するために、基本インターリーブ・ユニットに関連する再生時間は、拡張インターリーブ・ユニットに関連する再生時間とほぼ等しいことが好ましい。
【００２４】
例えば、基本層内のビデオ・オブジェクトは、インターリーブされたビデオ・オブジェクト・ユニットＩＬＶＵＢ１、ＩＬＶＵＢ２、ＩＬＶＵＢ３などを含むものとする。同様に、拡張層内のビデオ・オブジェクトは、インターリーブされたビデオ・オブジェクト・ユニットＩＬＶＵＥ１、ＩＬＶＵＥ２、ＩＬＶＵＥ３などを含むものとする。このような場合、ビデオ・オブジェクト・ユニットは、ＩＬＶＵＢ１、ＩＬＶＵＥ１、ＩＬＶＵＢ２、ＩＬＶＵＥ２、ＩＬＶＵＢ３、ＩＬＶＵＥ３の順にインターリーブされる。
【００２５】
基本層および拡張層には、タイム・スタンプを追加する。例えば、基本層および拡張層に追加される第１のタイム・スタンプは、デコーダ・タイム・スタンプ（ＤＴＳ）とすることができ、ＤＴＳは、ビデオを適切な時間に再生できることを確実にするために、ビデオの復号を同期させる。第２のタイム・スタンプは、プレゼンテーション・タイム・スタンプ（ＰＴＳ）とすることができ、ＰＴＳは、ビデオ・ストリーム内のピクチャの表示を調整するのに使用される。それにより、ビデオの表示を、タイトルの相関する音声部分と同期させることができる。ＰＴＳおよびＤＴＳタイム・スタンプは、パケット化エレメンタリ・ストリーム（ＰＥＳ：Ｐａｃｋｅｔｉｚｅｄ  Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｓｔｒｅａｍ）のそれぞれのヘッダに記録される。記録媒体の各物理セクタにつき、関連する１つのヘッダがあるものとする。これらのタイム・スタンプは、相関するイントラ（Ｉ）ピクチャに関連付けることができる。
【００２６】
ＤＶＤのシームレス分岐の特徴は、通常、複数のプログラム・チェーン（ｐｒｏｇｒａｍ  ｃｈａｉｎ）を提供することにより機能する。各プログラム・チェーンは、ビデオ再生の代替バージョンを提供する。プログラム・チェーンは通常、ビデオ・オブジェクト内のセルへのポインタの順序付けられた集合であるプログラムを含んでいる。各セルは、１つまたは複数のインターリーブ・ユニットに関連付けることができる。プログラム・チェーンは、セルを共にリンクし、セルがどのような順序で再生されるかを指示する。重要なこととして、個々のセルを複数のプログラム・チェーンが使用する。
【００２７】
本発明では、少なくとも２つのプログラム・チェーン（ＰＧＣ：ＰｒｏＧｒａｍ  Ｃｈａｉｎ）を生み出すことができ、１つはＤＶＤのＳＤ再生用であり、１つはＤＶＤのＨＤ再生に使用することのできる拡張プログラム・チェーンである。ＳＤプログラム・チェーンは、ＳＤ−ＤＶＤプレーヤにより認識可能なものとすることができ、基本インターリーブ・ユニットに関連するセルを共にリンクする。従って、ＳＤプログラム・チェーンを使用して、再生のためのＳＤビットストリームを生成する。
【００２８】
拡張プログラム・チェーンは、ハイブリッドＨＤ−ＤＶＤプレーヤにより認識される。一構成では、拡張プログラム・チェーンは、エントリ・ポイントを割り当てずに提供される。拡張プログラム・チェーンは、ＳＤプログラム・チェーンと組み合わせてハイブリッド・プログラム・チェーンを形成することができるように設計される。ハイブリッド・プログラム・チェーンは、特定のディスクがハイブリッドＨＤ−ＤＶＤであることをＨＤ−ＤＶＤプレーヤが認識すると、形成されるものとする。この構成では、ハイブリッド・プログラム・チェーンは、基本インターリーブ・ユニットに関連するセルと、拡張インターリーブ・ユニットに関連するセルを、ＨＤ再生に適当な順序で共にリンクする。
【００２９】
別の構成では、拡張プログラム・チェーンは、拡張インターリーブ・ユニットに関連するセルを共にリンクすることができ、拡張ビットストリームを生成するのに使用される。拡張ビットストリームをＳＤビットストリームと組み合わせて、ＨＤ再生のためのＨＤビットストリームを生成する。
【００３０】
図３を参照すると、基本ピクセルを生成するために分解ユニットが実施することのできるダウンサンプリング・アルゴリズム３００が示されている。模式的に、Ａ１６×１６として表す元のＨＤブロック３１０を、４つの８×８サブブロック３２０、３３０、３４０、３５０にそれぞれ分割する。８×８整数変換器３２１、３３１、３４１、３５１がそれぞれ、８×８整数変換を各サブブロックに並行して適用する。次に、低周波数サブブロック抽出回路３２２、３３２、３４２、３５２がそれぞれ、変換された各サブブロックに対して低域通過濾波を実施する。低域通過濾波は、８×８サブブロックから低周波数の変換係数を抽出する。次いで、ゼロパディング・ブロック３２３、３３３、３４３、３５３がそれぞれ、低域通過濾波されたサブブロックを５×４サブブロックにゼロパディングする（即ち、０で埋める）。次いで、５×４逆変換器３２４、３３４、３４４、３５４がそれぞれ、ゼロパディングされた各サブブロックに逆変換を適用して、新しいブロック３１２を構成する新しいサブブロック３２５、３３５、３４５、３５５を提供する。次いで、１０×８整数変換器３１４が、新しいブロック３１２に整数変換を適用することができ、この１０×８整数変換器３１４は、１１×９のゼロパダー３１６に結合させることができる。ゼロパダー３１６は、１１×９逆変換器３１８に結合させることができ、この１１×９逆変換器３１８は、Ｂ１１×９として表す基本層・ピクセルを提供する。
【００３１】
図３に示す変換は全て、単一の行列変換として符号化され、それにより、この手順を２ステップの処理として実施する。２ステップの処理は、水平ダウンサンプリングのための第１のダウンサンプリング行列による後乗算を含み、その後に、垂直ダウンサンプリングのための第２のダウンサンプリング行列による前乗算が続く。或いは、前乗算を最初に実施し、それに続いて後乗算を実施してもよい。この２ステップの分解は、拡張層と基本層との間の解像度の比において、より多くの柔軟性をもたらす。
【００３２】
水平および垂直のダウンサンプリングのために提供される行列は、どのような係数が基本層に符号化されるかにより決まる。従って、係数選択が適応的である場合は、行列の複数のバージョンが必要になるか、ダウンサンプリングを完了させるために追加の処理ステップが必要になるかのどちらかである。
【００３３】
次に図４を参照すると、図３のサブブロック３２０、３３０、３４０、３５０に対応する、変換係数の８×８サブブロック４００が示されている。８×８サブブロック４００は左上部分４１０を含んでいるが、この部分は、低周波数サブブロックにより抽出される最上位変換係数を含んでいる。残りの変換係数は、拡張層４１２を生み出すのに使用される。一構成では、左上部分は、変換係数の５×４サブブロックとする。ただし、左上部分は、５×４サブブロックよりも小さいものとすることもできる。従って、基本層で使用される可能性の高い符号化方式よりも効率的な符号化方式を使用して、拡張層で８×８サブブロック４００のより大きい部分を符号化する。更に、より少数の基本層係数を符号化して、所定の基本層・ビット・レートの場合に基本層でより高い精度をもたらすことができる。従って、これらの係数を拡張層中で洗練する必要がなくて済む。とりわけ、基本層に対する係数の選択は、予め定められていてもよく、或いは適応させるものでもよい。
【００３４】
図５を参照すると、再構成された基本ピクセルのブロックをＨＤピクセル・ブロックに適合するサイズのピクセル・ブロックに変換するために補間回路が実施することのできる補間アルゴリズム５００が示されている。アルゴリズム５００は、Ｂ′１１×９として示す、Ｂ１１×９の再構成バージョンを変換するための１１×９整数変換器５１０を含んでいる。ブロック５１０は、１０×８打切りブロック５１２に結合させることができ、１０×８打切りブロック５１２は、Ｂ′１１×９中のピクセル値を打ち切る。中間ブロック５１６を出力する１０×８逆変換ブロック５１４も提供される。中間ブロック５１６は、４つの細分サブブロック５６０、５７０、５８０、５９０をそれぞれ含んでいる。５×４整数変換器５６２、５７２、５８２、５９２がそれぞれ、これらの各サブブロックに整数変換を適用する。次に、８×８のゼロパダー（ｚｅｒｏ−ｐａｄｄｅｒ）５６４、５７４、５８４、５９４がそれぞれ、変換されたサブブロックをゼロパディングする（ｚｅｒｏ−ｐａｄｄｉｎｇ：ゼロで埋める、ゼロで補填する）。次いで、８×８逆変換器５６６、５７６、５８６、５９６がそれぞれ、ゼロパディングされた変換済みサブブロックを逆変換して、対応する新しいサブブロック５６８、５７８、５８８、５９８を形成する。新しいサブブロック５６８、５７８、５８８、５９８は全体で、Ｂ′１６×１６として表すブロック５１８を構成する。
【００３５】
分解と同様、補間も、行列変換を使用して２ステップで提供される。第１のステップは、垂直に補間するための第１の補間行列による前乗算を含み、次いで、水平に補間するための第２の補間行列による後乗算を含む第２のステップを実施する。この２ステップの処理は、拡張層と基本層との間の解像度の比において、より多くのフレキシビリティをもたらす。前乗算と後乗算は任意の順序で実施することができるが、乗算を実施する順序は、エンコーダとデコーダの両方で同じであるべきである。この場合もやはり、係数選択が適応的である場合は、行列の複数のバージョンが必要になるか、補間を完了させるために追加の処理ステップが必要になるかのどちらかである。
【００３６】
図６を参照すると、ハイブリッド・スケーラブル・デコーダ（デコーダ）６００が示されている。デコーダ６００を使用して、基本データ・ビットストリームおよび拡張データ・ビットストリームを復号してＳＤおよびＨＤビデオ・ストリームを生成することができ、これらのビデオ・ストリームは、１つまたは複数のビデオ表示装置に転送される。デコーダ６００は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにおいて実現する。例えば、デコーダ６００は、プログラム・コードを実行しデータを処理する１つまたは複数の処理回路を備えることができる。このような処理回路は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはその他任意の適当な処理回路とする。デコーダ６００は、基本デコーダ６１０、ＳＤフレーム・バッファ６１２、補間回路６１４、拡張デコーダ６１６、合計ブロック６１８、クリッパ６２０、ＨＤフレーム・バッファ６２２を備えることができる。
【００３７】
基本デコーダ６１０は、例えば基本データ・ビットストリームが再生インタフェースによりＤＶＤから読み取られた後で、基本データ・ビットストリームを受け取り、圧縮されていないフォーマットに復号する。例えば、基本デコーダ６１０は、基本データ・ビットストリームをＭＰＥＧ−２フォーマットから復号して、復号処理で再構成されたピクセルで形成されるＳＤフレームを有するルミナンスおよびクロミナンス・ビデオ・ストリームにする。次いで、ルミナンスおよびクロミナンス・ビデオ・ストリームは、表示装置に転送され、或いは更に別のフォーマット、例えばＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、Ｓビデオ、またはその他任意の適当なフォーマットに符号化される。基本デコーダ６１０は、復号処理の間に標準精細度フレームをバッファリングするために、ＳＤフレーム・バッファ６１２に結合させることができる。ＳＤフレーム・バッファ６１２は更に、ＳＤ表示に適当な出力を提供することもできる。
【００３８】
拡張デコーダ６１６は、例えば拡張データ・ビットストリームが再生インタフェースによりＤＶＤから読み取られた後で、拡張データ・ビットストリームを受け取り、圧縮されていないフォーマットに復号する。例えば、拡張デコーダ６１６は、拡張データ・ビットストリームをＨ．２６４フォーマットから拡張ピクセルのブロックに復号することができ、これらのブロックは、ＨＤビデオ・ストリームを生成する際に使用するために再構成済みＳＤピクセルのブロックと結合する。
【００３９】
補間回路６１４は、再構成済み基本ピクセルを基本デコーダ６１０から受け取り、再構成済み基本ピクセルのブロックを、ＨＤピクセル・ブロックに適合するサイズのピクセル・ブロックに補間する。例えば、補間回路６１４は、１１×９ブロックの基本ピクセルを１６×１６ブロックの基本ピクセルに補間する。この補間処理は、図５で述べた補間処理とほぼ同じ補間アルゴリズムに従うことができる。
【００４０】
合計ブロック６１８は、補間回路６１４により生成された基本ピクセルのブロックを、拡張エンコーダ６１６により生成されたピクセル・ブロックと合計して、再構成済みＨＤフレームを生成する。再構成済みＨＤフレーム内のピクセル値は、クリッパ６２０により、利用可能な値に調整される。例えばクリッパ６２０は、８ビットのピクセルを−１２８と１２７の間の値に制限する。ＨＤフレーム・バッファ６２２は、拡張デコーダ６１６が復号処理の間に拡張ピクセルを生み出す際に使用できるように、再構成済みＨＤフレームをバッファリングする。ＨＤフレーム・バッファは、ＨＤ表示に適当な出力を生成することもできる。例えば出力は、再構成済みＨＤフレームを有するルミナンスおよびクロミナンス・ビデオ・ストリームを提供する。
【００４１】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにおいて実現する。本発明は、１つのコンピュータ・システム中で集中方式で実現することもでき、或いは、相互接続された複数のコンピュータ・システムに亘って様々な要素が散在する分散方式で実現することもできる。本明細書に述べた方法を実施するように適合されたものならどのような種類のコンピュータ・システムまたはその他の装置も適する。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組合せは、コンピュータ・プログラムを備える汎用コンピュータ・システムとすることができ、コンピュータ・プログラムは、ロードされて実行されると、本明細書に述べた方法を実施するようにコンピュータ・システムを制御する。
【００４２】
本発明はコンピュータ・プログラム製品に組み込むこともでき、このコンピュータ・プログラム製品は、本明細書に述べた方法の実施を可能にする全ての特徴を備え、また、コンピュータ・システムにロードされると、これらの方法を実施する。本明細書におけるコンピュータ・プログラムとは、情報処理機能を有するシステムに特定の機能を実施させるように意図された命令セットを任意の言語、コード、または表記法で任意に表現したものを意味し、命令セットは、特定の機能を直接に実施させるか、ａ）別の言語、コード、または表記法に変換された後、或いはｂ）異なる材料形式に再生された後、の一方または両方で実施させる。
【００４３】
本発明は、その趣旨または本質的な属性を逸脱することなく他の形式で具体化することもできる。従って、本発明の範囲を示すものとしては、前述の明細書ではなく特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を理解するのに役立つ、ハイブリッド・スケーラブル・エンコーダを示すブロック図である。
【図２】標準精細度のビデオ・データに拡張ビデオ・データをインターリーブする方法を示す概念図である。
【図３】図１のエンコーダで使用可能なダウンサンプリング・アルゴリズムに関するブロック図である。
【図４】図１のエンコーダで使用可能な変換係数に関するブロック図である。
【図５】図１のエンコーダで使用可能な補間アルゴリズムに関するブロック図である。
【図６】本発明を理解するのに役立つ、ハイブリッド・スケーラブル・デコーダを示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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