(57)【要約】【課題】記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）に限りがある上で、ユーザデータレート（Ｖｏ）を大幅にアップできるようにする。【解決手段】情報記録媒体から読み出された符号化情報は、復号化処理にしたがって復号され映像情報が復号されるもので、前記符号化情報の可変転送レート（Ｖｏ）は、読出し時の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）が当該再生レート（Ｖｒ）より小さくなるように設定され、ピークレート（Ｖｏｐ）は前記再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可するものである。【選択図】    図１４
2004303353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像情報を含む記録情報が可変転送レートで符号化されて符号化情報として記録された情報記録媒体であり、
前記符号化情報が読出されたとき読み出された符号化情報は、復号化処理にしたがって復号され、前記映像情報が復号されるもので、少なくとも前記符号化情報の可変転送レート（Ｖｏ）は、前記読出し時の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）が当該再生レート（Ｖｒ）より小さくなるように設定され、ピークレート（Ｖｏｐ）は前記再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可している情報記録媒体。
【請求項２】
上記記録媒体は、再生専用メディアであることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記アベレージレート（Ｖｏａ）は、再生レート（Ｖｒ）の−５％〜−１５％の範囲である請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記記録情報は、映像、音声、文字等の情報であり、この記録情報が、前記可変転送レートで符号化され複数のオブジェクトユニットとして構成され、この複数のオブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムが形成され、この映像プログラムは、任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラム部分を含み、このマルチシーンプログラム部分の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録されており、
上記特定インターバルのタイムは上記各セルの再生時間以下としている請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記記録情報は、映像、音声、文字等の情報であり、この記録情報が、前記可変転送レートで符号化され複数のオブジェクトユニットとして構成され、この複数のオブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムが形成され、この映像プログラムは、任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラム部分を含み、このマルチシーンプログラム部分の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録されており、
前記アベレージレート（Ｖｏａ）は、セル毎に設定されている請求項１記載の情報記録媒体。
【請求項６】
映像情報を含む記録情報が可変転送レートで符号化されて符号化情報として記録された情報記録媒体であり、
前記符号化情報が読出されたとき読み出された符号化情報は、復号化処理にしたがって復号され、前記映像情報が復号されるもので、少なくとも前記符号化情報の可変転送レート（Ｖｏ）は、前記読出し時の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）が当該再生レート（Ｖｒ）より小さくなるように設定され、ピークレート（Ｖｏｐ）は前記再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可しており、
前記符号化情報報は、前記可変転送レートで符号化され複数のオブジェクトユニットとして構成されており、この複数のオブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムが形成され、この映像プログラムは、任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラム部分を含み、このマルチシーンプログラム部分の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録されており、
再生装置のピックアップから読みとられた再生セルの映像未再生部分を再生回路で映像再生する実際の再生時間をＴｐとし、前記再生セルに続く次セルを前記ピックアップがサーチして読み取るまでの読み取り時間をＴｓとすると、
Ｔｐ＋（Ｖｏｐ−Ｖｒ）÷Ｖｏａ＞Ｔｓとなる関係条件を満足するように、前記複数のセルが分割され、かつ時分割多重されて配列されている情報記録媒体。
【請求項７】
映像、音声、文字等の情報が可変転送レートで符号化された複数のオブジェクトユニットとして構成され、この複数のオブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムが形成され、この映像プログラムを記録媒体に記録し、この記録媒体からデータを読出し、復号化処理部に送って基の映像、音声情報を復調する装置において、
前記可変転送レート（Ｖｏ）に関しては、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）は前記記録媒体の再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可した処理を行う手段を有した情報処理装置。
【請求項８】
映像、音声、文字等の情報が可変転送レートで符号化され複数のオブジェクトを形成し、この複数のオブジェクトユニットの連結で映像プログラムが構成され、この映像プログラムは、任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラム部分を含み、このマルチシーンプログラム部分の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録されている情報記録媒体の記録情報を再生する装置であり、
前記記録媒体では、映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）は、前記記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバルタイム（Ｔｉ）毎のアベレージレート（Ｖｏａ）が、記録後の前記記録媒体の再生レート（Ｖｒ）より小さく、ピークレート（Ｖｏｐ）が、前記再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可した符号化信号として記録されており、
時分割多重ユニットのセルから次の連続データセルにサーチする時間をＴｓとしたとき、（Ｖｏａ×Ｔｓ）＋（Ｖｏｐ−Ｖｒ）×Ｔｉ  ＜  Ｂｍ  の関係を満足するデータバッファメモリーとそのデータ制御手段を用いた情報再生装置。
【請求項９】
映像、音声、文字等の情報が可変転送レートで符号化され複数のオブジェクトユニットとして構成され、この複数のオブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムが記録媒体に記録され、この記録媒体から前記映像プログラムを読出し、復号化処理部に送って基の映像、音声情報を復調する情報処理方法において、
前記可変転送レート（Ｖｏ）に関しては、記録媒体の再生レート（Ｖｒ）よりも低い転送レート（Ｖｏｂ）で符号化し、予め指定された間隔以上のタイミングにおいては、再生レート（Ｖｒ）より大きなピークレート（Ｖｏｐ）の符号化で符号化するようにしたことを特徴とする情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学式ディスク等の記録媒体に映像、音声、副映像などを記録する場合に有効な情報符号化方法、記録方法及び記録媒体、記録装置、再生装置に関する。特にこの発明が適用されて有効な分野は、高画質、高音質を実現する為の符号化方法、並びにマルチシーンのシームレス再生処理における、高画質、高音質化対応を実現するための技術である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像、音声、副映像等が符号化され、そして高密度で記録された光学式ディスク及びその再生装置が開発されている。光学式ディスクに映画等の情報が記録される場合、符号化転送レートは固定レートにする方法と、可変レートで対応する方法がある。光ディスクなどのパッケージメディア記録媒体に適用される方法として固定レート方式を採用場合、符号化が困難な情報部分を照準にし、この情報部分に見合う転送レートを設定すると、他の多くの部分で過剰品質となる。この方式では、光ディスク全体に対して情報を記録する最大時間が短くなることである。
【０００３】
記録する最大時間を長くすることを基本にして、転送レートを決めると、大きな符号量が必要な情報部分の画質に対して、その品質が悪化する。
【０００４】
そこで、画質の状況に応じて符号化量を変える可変レート方式は、画質を犠牲にすることなく、光ディスクへの最大記録時間を長くする事が可能になる。
【０００５】
このような可変レート符号化方式が、光ディスクのような記録媒体の情報記録採用された場合の再生動作について述べる。再生動作では、ディスクからのデータ読出しは一般に固定レートで読み出される。しかし読出したデータが可変レートであることから、この可変レートデータに追従するために、バッファメモリーを用いてタイムベースコレクタ動作が行われる。
【０００６】
即ち、記録媒体から読み出されたデータは一旦バッファメモリーに記憶され、復号化デコーダボードのデータ要求指示に従って格納データがバッファメモリーから送り出される。バッファメモリーへの新規データは略一定レートで供給される為、オーバフローが発生する。そこで、オーバフロー寸前でバッファメモリーへのデータ供給が中止され、記録媒体の読出しポイントを以前読んだ前の位置に戻してやる。光ディスク系ではトラックキックバックと呼ばれる処理で、読出しトラック位置を戻し、再びバッファメモリーに記憶した最後のデータ領域の次のデータが読み出されたら、バッファメモリーへのデータ供給を再開する処理を繰り返す。
【０００７】
このようにデータ読出しは固定レートであるが間欠読み出し処理で、デコーダボードでの可変レートデータ処理に合わせている。
【０００８】
このような場合、記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）と、ユーザデータレート（可変転送レート）（Ｖｏ）の関係は、「Ｖｒ  ＞  Ｖｏ」に設定される。ＤＶＤ規格では、ディスク全体でのアベレージレートを約５Ｍｂｐｓ程度とし、規格制限では最大レートを１０．０８Ｍｂｐｓとしている。
【０００９】
最大ユーザ可変転送レート「Ｖｏ＝１０．０８Ｍｂｐｓ」と言う事は、再生装置でのシステム動作ではある領域においては連続して１０．０８Ｍｂｐｓのデータレートでデコーダに供給しないと連続再生は出来ないということになる。バッファメモリーでの固定レートから可変レートへの変換処理に関して簡単に説明したが、メモリーオーバフロー寸前でトラックキックバックを行うと、メモリーに記憶したデータの次のデータ位置まで来る間、メモリーへのデータ入力は無い。そのためのデータ蓄積処理が必要で、それらの解決の為、データ読出しレート（Ｖｒ）より最大ユーザデータレート（Ｖｏ）は小さな値にする必要があった。ＤＶＤ―ＲＯＭ規格での保障読出しレートは、Ｖｒ＝１１．０８Ｍｂｐｓとなっている。
【００１０】
また、光学式ディスクに映画等の情報を記録する場合、同時進行する複数のストーリーのストリーデータを記録することがある。即ち、あるストリーの途中で異なる複数のストーリーになり、再び元の一本のストリーに戻って全体のストーリーが構成されるマルチストーリーである。更にマルチアングルと言われる映像処理がある。即ち、特定の部分で複数台のカメラで異なる方向から撮影し、それらを全て記録媒体に記録しておき、再生映像をみる最終ユーザが好みのカメラの映像を選択できるようにストリーが構成されるものである。このようなマルチシーン処理において、映画等がシームレスに寸断することなく連続再生を保障する為には、記録媒体からのデータ読出しレートとユーザデータレート及び、マルチシーンの各枝シーンのデータを時分割多重で記録するための制約事項を決めることで、このマルチシーン処理のような新しい映像処理が実現される。マルチシーン処理に関する特許としては、発明者が以前出願した特許２８５７１１９号、特許２８５７１２８号、特許２８５７１２９号、特許２８５７１３０号が登録されている。この技術を使ったＤＶＤ規格でのＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏは、新しい映像処理が多くのユーザに提供され、好評を得ている。しかしながら、このようなマルチシーン領域では、ユーザデータレート値は通常の領域に比べ更に厳しくなり、ユーザデータレートを更に小さく制限していた。
【００１１】
【特許文献１】
特許２８５７１１９号
【００１２】
【特許文献２】
特許２８５７１２８号
【００１３】
【特許文献３】
特許２８５７１２９号
【００１４】
【特許文献４】
特許２８５７１３０号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ユーザデータレート（可変転送レート）（Ｖｏ）値を上げる事が可能になれば、画質向上を著しく上げる事が可能になる。しかし、特にマルチシーン等の分散配置されたセルデータを接続する為、時分割多重で配置されたセル間でジャンプ処理が伴う。よって、データ読出しが出来なくなる期間が発生する。このような場合は特に記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）に加えてジャンプタイムにおけるデータ不足破綻が発生しない制限事項が必要であり、ユーザデータレート（Ｖｏ）値にはさらに限界が加わっている。
【００１６】
しかし一方では、映画等の画像を符号化する場合、短い時間ではあるが符号化量が大幅にアップする領域があり、そのような部分ではデータの丸め込み処理によって符号化量を削減する事で対応している。結果として映像品質を落とす事もある。特にＤＶＤ等が普及し高画質な映画等を家庭で楽しめることが可能になったが、更に家庭ではＨＤ（ハイディフィニション）画像対応のディスプレイが普及を始めており、情報記録媒体もＨＤ−ｖｉｄｅｏ対応化の検討が進められている。このような状況下で、画質向上のためにはユーザデータレート値の大幅なアップが強く求められている。
【００１７】
そこでこの発明は、上記の問題を解決する為になされたものであり、記録媒体からのデータ読出しレート（再生レート）（Ｖｒ）に限りがある上で、ユーザデータレート（Ｖｏ）を大幅にアップできるようにした可変転送レート符号化処理方法を基本とする。この発明は、符号化情報処理方法及び記録装置及び再生装置及び記録方法及び再生方法及び情報記録媒体にも及ぶものである。また、通常の連続データ記録におけるユーザデータレート（Ｖｏ）アップと合わせて、マルチシーン領域におけるユーザデータレートのアップにおいても、対応方法を提供することも本発明の目的である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通常の連続したデータが記録された記録媒体を再生する場合、データ不足からくる破綻が発生せず、記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）以下に抑えられていたユーザデータレート（Ｖｏ）の制限を、特定の条件において（Ｖｒ）以上のピークデータレート（Ｖｏｐ）を利用可能とする方式を基本とする。即ち、映像情報を含む記録情報が可変転送レートで符号化されて符号化情報として記録された情報記録媒体であり、前記符号化情報が読出されたとき読み出された符号化情報は、復号化処理にしたがって復号され、前記映像情報が復号されるもので、少なくとも前記符号化情報の可変転送レート（Ｖｏ）は、前記読出し時の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）が当該再生レート（Ｖｒ）より小さくなるように設定され、ピークレート（Ｖｏｐ）は前記再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可しているものである。したがって、記録或は再生時において、転送データの中には、再生レート（Ｖｒ）より大きいレート（Ｖｏ）が存在することがある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明では、記録媒体からのデータ読出しレート（再生レート）（Ｖｒ）、ユーザデータレート（Ｖｏ）の関係が特に重要である。そこで、本発明の前提となる技術を説明しておく。
【００２１】
図１は、画像信号の圧縮処理を行うブロックの概略構成図である。動き補償予測処理によって、画像信号は、その符号化対象部の動きベクトルが推定される。そして動き量を補償したフレーム間予測が、動補償予測処理部１１で実施される。次に予測データは、２次元の離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理がＤＣＴ部１２で実行される。このような処理で冗長度が圧縮されたデータをディジタル回線で伝送する為には、これらの値を離散的なレベルで近似する必要があり、量子化（Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）処理部１３で量子化処理が実行される。量子化部では伝送・記録しやすいように２進符号化処理もされる。更に２進符号の連続性からくる冗長性を削除するために、可変長符号化処理部１４で、可変長符号化処理がされて画像符号として出力される。
【００２２】
「可変レート符号化」の場合は、「可変長符号化」された符号信号は、符号長割当て制御部１５にフィードバックされ、トータル符号量制限の観点から量子化係数（量子化テーブル）が制御され、符号化が困難な部分は符号化量を多く割当て、符号化が簡単な領域は符号化量を削減するよう制御される。実際には、２パス／３パスなどと呼ばれる手法で、予め符号化が困難な部分を基準とした量子化を行い、過剰部分も存在する符号化処理を事前にして、再度そのときの状況データをもとに量子化を最適化制御する方法が採られる。
【００２３】
このような画像圧縮符号化処理における、固定レートと可変レートの変化を図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示してある。横軸は時間であり、縦軸はビットレートを示している。図における両方式の符号化処理において、総データ量は同じであるが、可変レート方式は画像における符号化の状況に応じて符号化量を制御しているため、高画質化が可能になる。
【００２４】
図３は、光ディスク装置を例として情報記録媒体（光ディスク）を再生する再生装置の構成例を示している。ディスク１００は、ターンテーブル１０１上に載せられ、モータ１０２により回転駆動される。今、再生モードであるとすると、ディスク１００に記録された情報は、ピックアップ部（ＰＵＨ）１０３により読み出される。ピックアップ部１０３は、ピックアップドライブ１０４により移動制御及びトラッキング制御されている。ピックアップ部１０３の出力は、復調部２０１に入力されて復調される。ここで復調されたデータは、エラー訂正部２０２に入力されて、エラー訂正された後、デマルチプレクサ２０３に入力される。デマルチプレクサ２０３は、映像情報、字幕及び文字情報、音声情報、制御情報などを分離して導出する。つまりディスク１００には、映像情報に対応して字幕及び文字情報（サブピクチャー）、音声情報等が記憶されているからである。この場合、字幕及び文字情報や音声情報としては、各種の言語を選択する事が出来、これはシステム制御部２０４の制御に応じて選択される。システム制御部２０４に対しては、ユーザによる操作入力部（リモコン操作部）２０５を通して与えられる。デマルチプレクサ２０３で分離された映像情報は、ビデオでコーダ２０６に入力され、表示装置の方式に対応したデコード処理が施される。例えばＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ワイド画面、等に変換処理される。またデマルチプレクサ２０３で分離されたサブピクチャーはサブピクチャー処理部２０７に入力され、字幕や文字映像としてデコードされる。ビデオデコーダ２０６でデコードされたビデオ信号は、加算器２０８に入力され、ここで字幕及び文字映像（＝サブピクチャー）と加算される。この加算出力は出力端子２９に導出される。またデマリチプレクサ２０３で選択され分離された音声情報は、オーディオデコーダ２１１に入力されて復調さえ、出力端子２１２ｎ導出される。またオディオデコーダ２１１の他にオディオデコーダ２１３を有し、他の言語の音声を再生して出力端子２１４に出力する事もできる。
【００２５】
ここで、エラー訂正部２０２の後段にバッファメモリー２２０が設けられており、このバッファメモリー２２０に再生データが一旦蓄積されてデコード速度に応じてデマルチプレクサ２０３に供給されるようになっている。通常の連続再生においてバッファメモリー２２０のデータ量が溢れる場合には、システム制御部２０４は、トラックキックバック処理が実行されるようにサーボ制御部１０６を制御する。キックバック処理は、今まで読み取った所定セクタ分のデータを再度読み取る事であり、バッファメモリー２２０でデータ溢れが生じても、データ欠落を補償する機能である。実際の動作はバッファメモリー２２０のデータが溢れる寸前で、最後にバッファメモリーに入れたセクタ番号を記憶しておき、読取り位置をキックバックして以前読み取った部分をバッファメモリー２２０にはデータ入力はせず読取り動作を継続し、再びバッファメモリー２２０に最後に入れたセクタ番号の次のセクタ番号のデータからバッファメモリー２２０にデータ蓄積の為のデータ入力を行う。
【００２６】
即ちキックバックして再びデータ入力を開始するまではバッファメモリー２２０にはデータ入力は停止する為、その間にデマルチプレクサ２０３から要求されたデータをバッファメモリー２２０は出力する為、蓄積されたデータ量が削減し、再び新しいデータ入力が可能になるのである。このような動作が繰り返される事で、固定レートで読み出されるデータが、可変レートでデマルチプレクサ２０３を通して各デコーダ処理部にデータが送られても、データ入出力関係が成立する。
【００２７】
ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格でのシステムモデルでは、１倍速でデータを読出す場合、音声・画像などが破綻無く復調するためにには、バッファメモリー２２０は約４Ｍｂｉｔ程度の容量を指定している。近年、半導体技術の進歩で１５倍以上の容量があるメモリーも安価に入手できる事から、バッファメモリー２２０は大容量の利用が可能な場合、ＤＶＤ規格のようなユーザデータレート制限とは異なる規定の導入が可能になる。上記バッファメモリー２２０の容量はマルチシーン処理の場合更に重要になり、上記４Ｍｂｉｔの容量を要求している実態は、このマルチシーンのシームレス動作保障から来ている。本発明で詳細な説明をするためには、マルチシーン処理の工程が重要な為、以下にそのデータ構造や工程に関して説明する。
【００２８】
マルチスートリーを含む光ディスクが再生される場合には、ディスク管理情報としてマルチストーリーの選択枝が例えばモニタ画面あるいはシステムのサブ表示部にメニューとして表示される。ユーザはそのメニューを見ながらリモコン操作部２０５を介して枝ストーリーの選択を予め行う事ができる。ここで、選択情報が与えられると、システム制御部２０４は、枝ストーリーの識別情報を把握するので、その識別情報がヘッダに付加されているデータをバッファメモリー２２０から抽出し、デマルチプレクサ２０３に与える。ここで、このようなマルチシーン処理を中心として光ディスクには本発明に関係するデータや情報がどのように記録されているかを説明しておく。
【００２９】
図４は、光学式ディスク１００のボリューム空間を示している。図４に示すように、ボリューム空間は、ボリューム及びファイル構成ゾーン、ＤＶＤビデオゾーン、他のゾーンからなる。ボリューム及びファイル構成ゾーンには、ＵＤＦ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｓｃ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  １．０２）ブリッジ構成が記述されており、所定規格のコンピュータでもそのデータを読み出す事が可能である。ＤＶＤビデオゾーンには、ビデオマネージャー（ＶＭＧ）、ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）を有する。ビデオマネージャー（ＶＭＧ）、ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）は、夫々複数のファイルで構成されている。ビデオマネージャー（ＶＭＧ）は、ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）を制御するための情報である。
【００３０】
図５には、ビデオマネージャー（ＶＭＧ）とビデオタイトルセット（ＶＴＳ）の構造を更に詳しく示している。ビデオタイトルセット（ＶＴＳ）には、制御データとしてのビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）と、メニュー表示の為のデータとしてのビデオオブジェクトセット（ＶＴＳＭ＿ＶＯＢＳ）と、映像表示のためのビデオオブジェクトセットであるビデオタイトルセットのタイトルのためのビデオオブジェクトセット（ＶＴＳＴＴ＿ＶＯＢＳ）とが含まれる。またコントロールデータとしてのビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）と全く同じ内容のバックアップ用のビデオタイトルセットインフォメーション（ＶＴＳＩ）も有する。
【００３１】
更に映像表示のためのビデオオブジェクトセットである（ＶＴＳＴＴ＿ＶＯＢＳ）は、複数のセル（Ｃｅｌｌ）で構成されている。各セル（Ｃｅｌｌ）にはセルＩＤ番号（Ｃ＿ＩＤＮ）が付されている。
【００３２】
図６には、上記ビデオオブジェクトセット（ＶＯＢＳ）とセル（Ｃｅｌｌ）の関係と更にセル（Ｃｅｌｌ）の中身を階層的に示している。ＤＶＤの再生処理が行われる時は、映像の区切り（シーンチェンジ、アングルチェンジ、ストーリーチェンジ等）や特殊再生に関しては、セル（Ｃｅｌｌ）単位またはこの下位の層であるビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）単位、さらには後述するインタリーブユニット（ＩＬＶＵ）単位で取り扱われるようになっている。ここで、ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）は、各種パックで構成されるが、そのうちのナビゲーションパック（ＮＶ＿ＰＣＫ）は、主として所属するビデオオブジェクトユニット内のデータの再生及び表示の制御を行う為の制御データ及びビデオオブジェクトユニットのデータサーチを行う為の制御データとして用いられる。
【００３３】
図７には、プログラムチェーン（ＰＧＣ）により、上記セル（Ｃｅｌｌｓ）がその再生順序を制御される例を示している。プログラムチェーン（ＰＧＣ）としては、データセルの再生順序として種々設定する事ができるように、プログラムチェーン（ＰＧＣ＃１，ＰＧＣ＃２，・・・）が用意されている。図７はあるプログラムチェーンインフォメーション（ＰＧＣＩ）でプログラム＃ｎが実行されていく例を示したものである。
【００３４】
図８には、ビデオオブジェクトユニット（ＶＯＢＵ）と、このユニット内のビデオパックの関係を示している。ＶＯＢＵ内のビデオデータは、一つ以上のＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）により構成している。エンコードされたビデオデータは、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２に準拠している。ＶＯＢＵのＧＯＰは、Ｉピクチャー・Ｂピクチャーで構成され、このデータの連続が分割されビデオパックとなっている。
【００３５】
図９は、マルチシーン処理における例として、３つの枝ストーリーがあり、第１の枝ストーリー、第２の枝ストーリー、第３の枝ストーリーが夫々が符号量が等しくなるようにｎ等分された例を示している。あるストーリーが復調され、ポイント（Ｐｏ−ａ）に来た時、事前に選択指定された枝ストーリーに移動するが、例えば第２の枝ストーリーが選択されていると、セル（２，１）→セル（２，２）・・・セル（２、ｎ）が再生デコードされ、ポイント（Ｐｏ−ｂ）に戻って再びメインストーリーを再生していく。このようなマルチストーリーのデータ構成はマルチアングルでも同様である。アングルの異なる複数のビデオオブジェクト（ＶＯＢ）が、夫々複数のインターリーブユニット（ＩＬＶＵ）に分割される。マルチストーリーの各枝ストーリーが時分割されたブロックを上記でセルと言う名称で説明したが、マルチアングル等の分割ユニットも含めて、以降ではマルチシーンにおける分割ブロックをインタリーブユニット（ＩＬＶＵ）と呼んで説明する。
【００３６】
図１０には、インターリーブドブロックの配置例を示している。この例は、１〜ｍのビデオオブジェクト（ＶＯＢ）が夫々ｎ個のインターリーブユニット（ＩＬＶＵ）に分割されて、配列された例を示している。このように記録媒体には、各ＶＯＢの先頭ユニットが順に配置され、次に夫々の２ｎｄユニットが順に配置され、最後にｎ番目のユニットが順に配置される。
【００３７】
図１１は、図３の再生装置におけるエラー訂正部２０２からバッファメモリーに供給されるデータと各デコーダブロックがデマルチプレクサ２０３を通してバッファメモリー２２０からデータを要求した時のバッファデータの時間推移を示した図である。ＰＵＨ１０３を通して読み出されたデータはエラー訂正部２０２でエラー訂正処理され、エラー訂正処理されたデータは、バッファメモリー２２０に供給される。この場合の供給レートは記録媒体からの読出しレート（Ｖｒ）である。一方、デマルチプレクサ２０３が各デコーダ部からの要求でバッファメモリー２２０から読み出すデータは、ユーザデータレート（Ｖｏ）であり、可変レート符号化方式がとられている場合は、（Ｖｏ）は変動している。しかしながら、ＤＶＤ規格では、最大１０．０８Ｍｂｐｓのレートでデータを利用する事を許可しており、特定の時間ではＶｏ＝最大ユーザデータレートとして、再生動作が保障される必要がある。
【００３８】
この動作によって、バッファメモリー２２０は（Ｖｒ）と（Ｖｏ）の差分がバッファメモリー２２０に蓄積データ量として補充される。その結果、バッファメモリー２２０はオーバーフローしてしまう為、オーバーフロー寸前でメモリーへのデータ入力を中止し、最後の入力データのセクタＩＤ番号を記憶し、ＰＵＨ１０３の読取り位置を前のトラックに移動させるキックバック動作を行う。このキックバック動作によって、そのトラックの読取り動作を行う。データ読取り動作で、キックバック動作前にバッファメモリーに入力したデータのセクターＩＤ番号の次のセクタデータが検出されたら、再びバッファメモリー２２０に前のデータに継続してデータを記憶していく。この場合、キックバック中にバッファメモリーにデータ入力を中止している期間は、バッファメモリー２２０は、各デコーダ部からのデータ要求で減りつづける。
【００３９】
図１１は、バッファメモリ内のＥＣＣブロック（上段）と、バッファメモリ内のデータ量の変遷（下段）を示している。そして、ここでは、複数セクタで構成されるＥＣＣブロックＣがエラー訂正処理されてバッファメモリーに供給されているとき、バッファメモリがオーバフロー寸前となり、キックバックが実行されたときの様子を示している。キックバックの後、再びＥＣＣブロックＤが検出されたら、ＥＣＣブロックＤからエラー訂正処理されたデータがバッファメモリー２２０に記憶される事になる。図１１におけるバッファメモリーが減りつづける期間はキックバックＴｋ＋２Ｔｅとなっているが、ＥＣＣブロックＤの先頭セクタＩＤ番号が検出されてからＥＣＣブロックＤが全て読み込まれエラー訂正処理が完了するまでは、バッファメモリー２２０は減りつづける事になる。ここではエラー訂正処理期間としては、１ＥＣＣブロックが読み込まれる期間分が必要であるものとして記載している。
【００４０】
図１２には、現行ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏでのマルチシーン処理における、最も厳しい状況下でのデータバッファの関係を示した図である。上段がバッファメモリ内のＥＣＣブロックを示し、下段がバッファメモリ内のデータ量の変遷を示している。ＥＣＣブロックＣのデータによりバッファメモリー２２０がオーバーフロー寸前となるような場合、図１１に示した通りキックバック処理が行われる。但しデータ接続個所は、ＥＣＣブロックＤの最初のセクタであり、ＥＣＣブロックＤの２ｎｄ以降のセクタは別のインタリーブユニットのデータを構成しているものとする。すると、ＥＣＣブロックＤの読み込み完了後に、次は、接続の為のインターリーブユニットのポジションへトラックジャンプが行われる。
【００４１】
ここで、接続先のインタリーブユニットはＥＣＣブロックＮの最後のセクタから構成されているとすれば、エラー訂正処理のためにＥＣＣブロックＮの最初のセクタからのデータ読み込みが必要である。ＥＣＣブロックＮの次のＥＣＣブロックＭのエラー訂正処理が完了するタイミングは、ＥＣＣブロックＯの読み込み完了時点である。したがって、上記のようにＥＣＣブロックＤとＥＣＣブロックＮの利用セクタが１セクタのみと仮定すれば、略最初のメモリーオーバフロー対応に際して、（キックバックＴｋ＋ＥＣＣブロックＤ読み取り時間Ｔｅ＋トラックジャンプ時間Ｔｊ＋３ＴＥ）の期間においてバッファメモリー２２０の蓄積データは、最大ユーザデータレート（Ｖｏ）で減りつづける事になる。即ち、バッファメモリー２２０のデータ蓄積容量は、（Ｔｋ＋Ｔｊ＋４Ｔｅ）×Ｖｏ以上が必要である事を示している。
【００４２】
ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏにおける具体的な値を示すと次の様になる。１倍速で再生している時に、ディスクの外周で図１２で示すような状況が発生した場合、Ｔｋ＝１０４ｍｓｅｃ、Ｔｅ＝２４ｍｓｅｃ、Ｔｊ＝２００ｍｓｅｃとすれば、３９９ｍｓｅｃの間ずーと、最大ユーザデータレート＝１０．０８Ｍｂｐｓでバッファメモリー２２０のデータが減りつづける。このため、Ｂｍ＝３．４１Ｍｂｉｔ以上が必要となる。但し実際のＤＶＤ規格では、通常の連続データ配置領域では、最大Ｖｏは１０．０８Ｍｂｐｓであるが、マルチシーン領域では、外周・内周ではＴｊ時間が異なり、特にインタリーブユニットが大きい場合は、Ｔｊ時間が大きくなる事から、最大Ｖｏ値を８Ｍｂｐｓとしている。
【００４３】
図１３は、マルチアングル等でシーンチェンジが行われた場合のバッファメモリ内のＥＣＣブロックを上段に示し、バッファメモリ内のデータ量の変遷を下段に示している。シーンチェンジ前のデータ再生が完了したのち、新しいシーンに移る事になる。新しいシーンに対するメモリー上のデータは一旦“０”から開始されると考えられるので、その場合の最も厳しい状況を想定して図示した。
【００４４】
新しいシーンチェンジのインタリーブユニットは、ＥＣＣブロックＡの最後のセクタから構成され、そのインタリーブユニットの最後のデータはＥＣＣブロックＮの最初のセクタである場合を示している。ＥＣＣブロックＮが読み込まれた後、トラックジャンプして次の接続先のインターリーブユニットの最初のＥＣＣブロックＵまでジャンプするものとする。次のインタリーブユニットはＥＣＣブロックＵの最後のセクタから構成されているとすれば、結局（Ｔｊ＋４Ｔｅ）期間ユーザデータレート（Ｖｏ）でバッファメモリ−の蓄積データが消費する。
【００４５】
このため、インタリーブユニットサイズ（ＩＬＶＵ＿ＳＺ：Ｕ）は、下記に示す値以上にする必要がある。ＥＣＣブロック容量＝ｂとすれば、
Ｔｅ＝ｂ／Ｖｒとおいて、
２ｂ＋（（Ｕ−２ｂ）／Ｖｒ）×（Ｖｒ−Ｖｏ）
≧Ｖｏ（Ｔｊ＋（４ｂ／Ｖｒ）であり、また
Ｕ≧（Ｔｊ×Ｖｒ＋２ｂ）（Ｖｏ／（Ｖｒ−Ｖｏ））である。
【００４６】
インターリーブユニットは、Ｔｊ時間が長い場合は、大きなユニットサイズを必要とし、またユーザデータレート（Ｖｏ）が大きければ同様に大きなインタリーブユニットサイズが必要になる。トラックジャンプ時間は、トラックジャンプ距離とディスク上の読取り位置（内周か外周か）が関係する。
【００４７】
距離はインタリーブユニットサイズと枝シーン数が関係する為、それら全体の相互関係から決められることになる。このようなことから、ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格では、最大ユーザデータレートを通常の領域では１０．０８Ｍｂｐｓであるが、インターリーブユニット部分に限っては、８Ｍｂｐｓに制限されている。
【００４８】
ここで、ユーザデータレート（Ｖｏ）値を上げる事が可能になれば、画質向上を著しく上げる事が可能になる。特に家庭ではＨＤ（ハイディフィニション）画像対応のディスプレイが普及を始めており、情報記録媒体もＨＤ−ｖｉｄｅｏ対応化が必要である。その画質向上のためにはユーザデータレート値の大幅なアップが強く求められている。
【００４９】
また、通常の連続データ記録におけるユーザデータレート（Ｖｏ）アップと合わせて、マルチシーン領域におけるユーザデータレートのアップにおいても、対応方法が求められている。
【００５０】
本発明は、通常の連続したデータが記録された記録媒体を再生する場合、データ不足からくる破綻が発生せず、記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）以下に抑えられていたユーザデータレート（Ｖｏ）制限を、特定の条件において（Ｖｒ）以上のピークデータレート（Ｖｏｐ）を利用できる事を許可する方式と符号化方法及び記録再生装置を提供する。
【００５１】
以下、この発明の実施の形態を具体的に説明する。図１４は、本発明の画像・音声等の符号化処理方式における経過時間とデータレートの関係を示した図である。符号化されたデータレート（Ｖｏ）は、（１）予め設定されたインタバールタイム内でのアベレージレート（Ｖｏａ）が予め設定された値を超えないようにし、（２）瞬時的なユーザデータレートは予め設定されたピークレート（Ｖｏｐ）を越えないように制限される。この場合、光ディスクなどの記録媒体では、ディスク全体でのアベレージレートは、画像、音声などの情報信号の記録時間から求められた値、例えばＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格などでは約４．５Ｍｂｐｓ程度であるが、予め設定されたインターバルタイム内のアベレージレート（Ｖｏａ）はＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格での最大ユーザデータレートが利用できる。
【００５２】
また本発明での予め設定されたピークレート（Ｖｏｐ）は、記録媒体からの読出しレート（Ｖｒ）より大きな値を設定する事は可能であり、高品質な画像の記録再生を可能にするものである。上記ピークレート（Ｖｏｐ）は瞬時的な時間に利用すると記載したが、さきに説明した通り、バッファメモリー２２０を充分に大きくしておけば、インターバルタイムの設定次第で、３〜５秒程度連続発生しても、副作用的な項目が発生する事は無い。
【００５３】
図１４に示されたように、どの期間であっても、設定タイム期間でのアベレージレートは、設定アベレージレート（Ｖｏａ）を越えないため、（Ｖｏａ）が記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）より小さな値である最大レート（Ｖｏ）値以下であれば、図１１〜１３で説明した通り、再生処理でのデコーダ連続再生は保障されます。
【００５４】
図１５は、本発明の画像信号の圧縮処理構成図である。可変レート符号化処理においては、図１で説明したとおりであり、実際には少なくとも２パス処理が行われる。最終的な符号量の設定時点で、インターバルタイム（設定タイム期間）でのアベレージレート制限が行われる。インターバルタイム内での平均符号量（アベレージレート）は設定された値に制限されるが、情報は映像・音声・文字情報などがありトータル符号量で制限されれば良い。
【００５５】
オーサリング等の容易性を考えると、予め夫々への配分が決められ、特に符号量変動が大きい画像信号を規定する事で発明の目的と効果は発揮される。
【００５６】
図１６は、本発明の記録媒体を再生する再生装置の例を示した図である。各動作は図３で示したものと同様であるため説明を省く。異なる部分は、再生処理における一部処理において、バッファメモリー２２０のデータ残容量監視が必要になり、そのための機能（バッファ量監視制御部２１５）が追加される。これらの動作について、以下のデータ量推移図面を用いて説明する。
【００５７】
図１７は、データ量推移図である図１１における動作過程に対して、本発明の符号化レート制限機能を加えた場合の、バッファメモリ内データとそのデータ量とのデータ関係を示した図である。図１１の処理過程と同様に、ＥＣＣブロックＣがバッファメモリー２２０に入力された時点で、オーバーフロー寸前となれば、この時点でキックバックが行われる。このキックバック中にディスク読出しレート（Ｖｒ）より高いレートのピークレート（Ｖｏｐ）で各マルチプレクサ２０３を通してデーコーダ部からデータ要求があると、図３に示された削減よりもさらに急激にバッファデータは削減する。
【００５８】
キックバック後に再び先ほどのデータ読出し位置のＥＣＣブロックＣが検出されると、次のＥＣＣブロックＤの最初のセクタからデータがエラー訂正部２０２に読み込まれエラー訂正処理が行なわれる。それ以降のデータは同様に読み出されエラー訂正処理がされるが、デコーダ部のデータ処理はピークレート（Ｖｏｐ）が継続しているとすれば、エラー訂正処理部２０２の出力レート（Ｖｒ）と（Ｖｏｐ）の差分でデータは大きく削減する。
【００５９】
ここで、バッファ容量Ｂｍは、インターバルタイムを（Ｔｉ）として、
Ｂｍ≧（Ｔｉ−Ｔｋ−２Ｔｅ）×（Ｖｏｐ−Ｖｒ）＋Ｖｏｐ×（Ｔｋ＋２Ｔｅ）があれば、マージンも含めて、動作保障は可能である。
【００６０】
図１８は、本発明が採用された記録媒体の再生装置の動作におけるバッファデータ量の変化の様子を示した別例である。現行ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格での動作保障を説明した図１３に対する、本発明採用記録媒体のバッファデータ量偏移を示している。即ち、マルチアングル部分の再生動作において、シーンチェンジが行われた場合の、シーンチェンジ後の継続動作保障を示している。ある枝シーンのインターリーブユニット（ＩＬＶＵ）から別の枝シーンのインターリーブユニット（ＩＬＶＵ）の最初のＥＣＣブロックＣにトラックジャンプしてきた時、シーンチェンジされた事により、映像継続性はここから新規に始まる事になる。ここで、それ以降のシームレス化が保障されるかが重要になる。新しい（ＩＬＶＵ）はＥＣＣブロックＣの最後のセクタから構成されているとすれば、そのセクタがＩＬＶＵのスタートセクタとなり、次々とＥＣＣブロックが読み出され、エラー訂正処理されてバッファメモリー２２０に蓄積される。ここで、ＥＣＣブロックＫのデータがバッファメモリー２２０に蓄積された時、バッファ量がＢｒになった時点で、マルチプレクサ２０３を通したデコーダ部へのデータ供給を始める。このように、図３に示すようなシーンチェンジがされ、そして新規のインターリーブユニットにおけるデータが読み出された場合、さきの例ではエラー訂正処理された時点でデータの出力を許可していたが、ここでは、バッファ量がＢｒ蓄積された時点でデータ出力を開始することが重要になる。
【００６１】
以降、各ＥＣＣブロックはエラー訂正処理されるが、ここで各インターリーブユニットサイズ（ＩＬＶＵ＿ＳＺ）内のデータが、各デコーダで消費される時間は、アベレージレート（Ｖｏａ）制限条件のインターバルタイム（Ｔｉ）より長いとすれば、図１８におけるインターリーブユニット内でバッファ量Ｂｒが確保された以降に関しては、ピークレート（Ｖｏｐ）領域が存在しても、アベレージレート（Ｖｏａ）で対応していると考えても良い。インターバルタイム内では、ピークレート（Ｖｏｐ）が存在してもインターリーブユニットのデータがデコーダで処理される時間は、インターバルタイム以上であるため、ユニット内では｛（Ｖｒ−Ｖｏａ）×インターリーブユニットの読取り時間｝で、バッファ量が増加する事になる。インタリーブユニットの最後のデータであるＥＣＣブロックＱが読み込まれると、トラックジャンプが開始され、次の継続インターリーブユニットの最初のＥＣＣブロックであるＥＣＣブロックＵまでジャンプして、ＥＣＣブロックＵのデータ読み取りが開始される。このトラックジャンプ期間でのデータ消費量は、ピークレートで消費されても、システム検証ではアベレージレート（Ｖｏａ）で消費されるものと見てもよい。
【００６２】
トラックジャンプ期間中に（Ｖｏｐ）で消費される場合、（Ｖｏｐ−Ｖｏａ）のレートで、前のインタリーブユニットを読み出している時のデータ消費量は、Ｖｏａ−（Ｖｏｐ−Ｖｏａ）＝２Ｖｏａ−Ｖｏｐとなり、トラックジャンプ中のＶｏａより大きい削減データ量は、事前にバッファメモリーに蓄積されている事になる為である。ここで、トラックジャンプ後に新しいインタリーブユニットが読み出され、エラー訂正処理されて、バッファメモリに新しいデータが供給され始めたとした時、その時点でのバッファメモリー残データ量はＢｒとなっているはずで、Ｂｒが最大（Ｖｏｐ−Ｖｏａ）で削減したと仮定した時のデータ量“０”になるまでの時間はシームレス再生は保証される。ここで、ＥＣＣブロックＸが読み込まれ始めた時点からのインターバルタイムには、最初にピークレートでの削減領域が存在しても、アベレージでは読取りレート（Ｖｒ）より低いレートのアベレージレート（Ｖｏａ）でデータ消費されるものと考えられる事から、バッファメモリー２２０のデータ蓄積量は増加する事になる。この場合、Ｂｒの値を最悪を考えると、特定領域のインターバルタイムで９０％程度をピークレート（Ｖｏｐ）で消費し、残り１０％は限りなく“０”消費のような符号化スタイルをした場合である。そこで、
Ｂｒ＝（Ｖｏｐ−Ｖｏａ）×（Ｔｉ）とすれば、如何なる符号化スタイルが存在しても、シームレス再生が保証できる事になる。
【００６３】
以上から、インターリーブユニットサイズＵ（ＩＬＶＵ＿ＳＺ）は、
Ｂｒ＋（（Ｕ−Ｂｒ）／Ｖｒ）×（Ｖｒ−Ｖｏａ）≧Ｖｏａ×Ｔｊ＋（Ｖｏａ×４ｂ／Ｖｒ）＋Ｂｒ  となる。また
Ｕ≧
（Ｔｊ×Ｖｒ＋４ｂ）×（Ｖｏａ／（Ｖｒ−Ｖｏａ））＋（Ｖｏｐ−Ｖｏａ）×Ｔｉ
となり、略現行ＤＶＤ−ｖｉｄｅｏ規格で示された値よりも、Ｂｒだけインタリーブユニットサイズを大きくしておけばよい事が証明できる。
【００６４】
図１９は、本発明の再生処理におけるシステムモデルの例である。ＤＶＤ規格で示されているシステムモデルに対して、トラックバッファ（バッファメモリー）２２０のバッファ量監視制御部２１５を加えただけである。特に、図１８に示したようなマルチシーン処理におけるシーンチェンジ動作時の、シーンチェンジ後の新しいシーンのデコード開始タイミング処理は、バッファ量監視が必要になる。
【００６５】
本発明の基本技術は、映像・音声・文字情報等の情報を可変レート符号化する場合、予め設定したインターバルタイム内では、予め指定したアベレージレート（Ｖｏａ）制限を取り決め、実際の符号量では予め指定したピークレート（Ｖｏｐ）を許可するものである。特に、ピークレート（Ｖｏｐ）は、記録媒体の再生処理におけるデータ読出しレート（Ｖｒ）より大きなレートを許可する事で、高画質な映像符号化を実現する事になる。
【００６６】
その変形としては、予め設定された符号レート（Ｖ０ｂ）を通常の符号化最大レートとして用い、瞬時的な、例えばＭＰＥＧ方式の圧縮における処理単位ＧＯＰの１〜２連続は、ピークレート（Ｖｏｐ）となる符号量を許可するが、その発生周期は、予め指定した時間間隔以上で或る事を制限すると言うものである。
【００６７】
図２０はその関係を図示したものである。符号化レートは常に（Ｖｏｂ）以下に制限されているが、予めしてされた間隔以上のタイミングで、時折り高い符号量の領域を許可したものである。
【００６８】
上記したようにこの発明では、記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）に限りある上で、ユーザデータレート（Ｖｏ）を大幅にアップするための映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化する処理方法を含めた、符号化情報記録方法及び記録装置、情報再生方法及び再生装置を提供できる。以下その画像音声その他データの可変転送レート符号化方法の特徴的な内容を幾つか述べてみる。
【００６９】
（１）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットとして構成されたデータユニットの連結で構成される映像プログラムを記録媒体に記録し、データが記録された媒体を再生動作させてデータを読出し、復号化処理部に送ってその画像信号や音声信号を復調するシステムである。画像・音声符号化データに副映像信号や制御信号データを加えた可変転送レート（Ｖｏ）としては、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）と、ピークレート（Ｖｏｐ）がある。特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）は記録媒体の再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可している。したがって、記録或は再生時において、転送データの中には、再生レート（Ｖｒ）より大きい値の値（Ｖｏ）が存在することがある。＜１の効果＞  ＭＰＥＧ２に代表される動画像信号等の符号化方式では、符号化が困難な部分にあわせて符号化転送レートを設定すると、大半な部分は過剰品質となる。そこで、画質内容で符号化転送レートを可変とする、可変転送レート方式がＤＶＤ等のパッケージメディアでは採用されてきた。このような場合の再生処理では、ディスクからのデータ再生レートは略一定で行われる為、バッファメモリ−を仲介してユーザデータレートを合わせる処理が行われていた。このような事から、従来ではメモリ補充用冗長再生レートが必要な為、「再生レート（Ｖｒ）＞ユーザデータ可変転送レート（Ｖｏ）」になるよう、可変転送レート（Ｖｏ）のピーク値は制限されられていた。上記のように一定のインターバルにおけるユーザデータレート（Ｖｏ）は、「Ｖｒ＞Ｖｏ」としても、ピークレート（Ｖｏｐ）は、「Ｖｒ＜Ｖｏｐ」を許可する事で、瞬時的に符号量の大きい画質に品位を落とさず対応できる為、大幅な画質向上が期待できる。
【００７０】
（２）上記記録媒体は、再生専用メディアである。＜２の効果＞ＤＶＤ等のメディアは、再生専用（−ＲＯＭ）と書換え不能な記録メディアであるレコーダブル（−Ｒ）及び書換えメディア（−ＲＷ  ＆  −ＲＡＭ）等の種類がある。再生専用は、大量配布が可能なように同一データが記録されたメディアの大量生産性が容易になるよう、物理形状などの特性が決められている。この為、偏芯量などが大きい場合、記録再生メディアより保障できる再生レートアップは難しい。その為、一部領域での符号量アップが可能なシステムは、画質向上を進める上で大きな成果が期待できる。
【００７１】
（３）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムであって、前部の幹シーンから分岐する為の分岐点と後部の幹シーンに結合するための結合点との間に任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラムが記録されており、前記分岐点と前記結合点との間の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録される記録媒体に適用されている。符号化処理において、以下の設定が行なわれている。即ち、映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）としては、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）と、ピークレート（Ｖｏｐ）がある。特定インターバルタイム毎のアベレージレート（Ｖｏａ）は、記録された後の記録媒体の再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可している。＜３の効果＞マルチシーンプログラムが記録された媒体の再生動作では、複数の枝シーンを構成するセルが時分割多重配置されているため、シームレス再生を保障するためには、指定枝シーンのセルから次の連結すべきセルが再生されるまでのシーク時間中は、バッファメモリ−に蓄えられたデータで繋ぐ事になる。この為、各セル中に存在する再生レート（Ｖｒ）より高いユーザピークレートが存在するため、ピークレート領域以外の部分でメモリーへのデータ蓄えを補償しなければならない。セル再生時間がアベレージレートを決定するインターバルタイム以上であれば、各セル内にて（Ｖｒ）−（Ｖｏａ）がバッファメモリー蓄積に利用でき、シームレス再生が保障できる。
【００７２】
（４）上記（１）〜（３）における指定インターバルタイム毎で制限されるアベレージレート（Ｖｏａ）は、記録媒体からのデータ再生レート（Ｖｒ）の−５％〜−１５％の範囲である。＜４の効果＞再生レートは、読出し装置の能力で決められるが、画質を決定させるインターバルタイム毎で制限されるアベレージレート（Ｖｏａ）は高いほうが良い。しかし、トラックジャンプ処理等での回転待ち時間における消費の為の蓄積データは、（Ｖｒ−Ｖｏ）の余剰データレート分で蓄積される為、１０％程度低い値がバランスが良い。
【００７３】
（５）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムであって、前部の幹シーンから分岐する為の分岐点と後部の幹シーンに結合するための結合点との間に任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラムが記録されており、前記分岐点と前記結合点との間の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録される記録媒体に適用されている。映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）は、記録された後の記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、上記セル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）を再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可している。
【００７４】
＜５の効果＞マルチストリーやマルチアングルのマルチシーンプログラムを記録する場合の符号化レートを記録媒体からの再生レートより高くすることを許可する方式において、各枝シーンのセルは時分割多重されて記録されるが、連続領域では各インターバルタイム毎のアベレージレート制限をするが、マルチシーン領域では各セル単位でアベレージレート制限をする事で、連続シーン記録領域で使われるインターバルタイム以下のセルを構成する事も可能になる。
【００７５】
（６）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムであって、前部の幹シーンから分岐する為の分岐点と後部の幹シーンに結合するための結合点との間に任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラムが記録されており、前記分岐点と前記結合点との間の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録される記録媒体に適用される。映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）は、記録された後の記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、連続シーンが記録されている領域はインターバルタイム毎にアベレージレート（Ｖｏａ）を再生レート（Ｖｒ）より小さくし、マルチシーンプログラムが記録されている領域では、上記セル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）を再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可している。
【００７６】
＜６の効果＞連続シーンプログラムが記録されている領域は、インターバルタイム毎にアベレージレートが制限され、マルチシーンプログラム領域では、時分割多重で記録されるセル単位でアベレージレート制限がされる様にする事で、マルチシーンプログラムでのユーザデータレートにおけるアベレージレート（Ｖｏａ）とピークレート（Ｖｏｐ）の制限を前後のデータ接続データに関係せず、時分割多重ユニット単位で処理可能であり、オーサリングが容易になる。
【００７７】
（７）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムであって、前部の幹シーンから分岐する為の分岐点と後部の幹シーンに結合するための結合点との間に任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラムが記録されており、前記分岐点と前記結合点との間の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録される記録媒体に適用される。映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）は、記録された後の記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバルタイム（Ｔｉ）毎のアベレージレート（Ｖｏａ）を再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可する符号化処理の場合、再生装置のピックアップから読みとられた再生セルの映像未再生部分を再生回路で映像再生する実際の再生時間をＴｐとし、前記再生セルに続く次セルを前記ピックアップがサーチして読み取るまでの読み取り時間をＴｓとすると、Ｔｐ＋（Ｖｏｐ−Ｖｒ）÷Ｖｏａ＞Ｔｓとなる関係条件を満足するように、前記複数のセルが分割され、かつ時分割多重されて配列されている。
【００７８】
＜７の効果＞時分割多重された各ユニット間をサーチして連続データユニットで再生処理が行われる場合、あるセルから次セルにサーチする間のデータとサーチ後にピークレートで再生される場合の読出しデータ量では不足するデータが、サーチ開始時に無くてはならない。そこで関係を満足するセルの符号量が必要になる。
【００７９】
（８）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットとして構成されたデータユニットの連結で構成される映像プログラムを記録媒体に記録し、データが記録された媒体を再生動作させてデータを読出し、復号化処理部に送って基の画像信号や音声信号を復調するシステムにおいて、画像・音声符号化データに副映像信号や制御信号データを加えた可変転送レート（Ｖｏ）は、記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバルタイム毎のアベレージレート（Ｖｏａ）は再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可したものである。
【００８０】
（９）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットとして構成されたデータユニットの連結で構成される映像プログラムを記録媒体に記録し、データが記録された媒体を再生動作させてデータを読出し、復号化処理部に送って基の画像信号や音声信号を復調するシステムにおいて、画像・音声符号化データに副映像信号や制御信号データを加えた可変転送レート（Ｖｏ）は、記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバル毎のアベレージレート（Ｖｏａ）は再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値が許可したものである。
【００８１】
（１０）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットの連結で構成される映像プログラムであって、前部の幹シーンから分岐する為の分岐点と後部の幹シーンに結合するための結合点との間に任意に選択可能な複数の枝シーンが存在するマルチシーンプログラムが記録されており、前記分岐点と前記結合点との間の記録状態は、前記複数の枝シーンが夫々複数のオブジェクトユニットで構成される複数のセルに分割されており、かつ各枝シーンのセルが時分割多重された形で記録される記録媒体において、映像、音声、文字等の情報の符号化量で決まる可変転送レート（Ｖｏ）は、記録された後の記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、特定インターバルタイム（Ｔｉ）毎のアベレージレート（Ｖｏａ）を再生レート（Ｖｒ）より小さくし、ピークレート（Ｖｏｐ）は再生レート（Ｖｒ）より大きい値を許可する符号化信号が記録された記録媒体の再生装置において、時分割多重ユニットのセルから次の連続データセルにサーチする時間Ｔｓとしたとき、（Ｖｏａ×Ｔｓ）＋（Ｖｏｐ−Ｖｒ）×Ｔｉ  ＜  Ｂｍ  の関係を満足するデータバッファメモリーを用いている。
【００８２】
＜１０の効果＞バッファメモリーは、特定インターバルタイム毎にアベレージレートが制限されていれば、再生レートより高いピークレート領域があっても、バッファメモリー内の入出量の関係からアベレージレートで処理されたと考えれば良い。問題は、次セルへのサーチ後にピークレートで再生処理が行われるようなデータ配置関係であれば、その部分の読出しレートに対する不足分はサーチ前のデータ蓄積で蓄えられている必要がある。そこで、バッファメモリ−容量はそれらを加えた値以上であればシームレス再生が可能になる。
【００８３】
（１１）映像、音声、文字等の情報を可変転送レート符号化し、オブジェクトユニットとして構成されたデータユニットの連結で構成される映像プログラムを記録媒体に記録し、データが記録された媒体を再生動作させてデータを読出し、復号化処理部に送って基の画像信号や音声信号を復調するシステムにおいて、画像・音声符号化データに副映像信号や制御信号データを加えた可変転送レート（Ｖｏ）は、記録媒体の再生レート（Ｖｒ）に対して、若干低い転送レート（Ｖｏｂ）で符号化し、予め指定された間隔以上のタイミングにおいては、再生レート（Ｖｒ）より大きなピークレート（Ｖｏｐ）の符号化を許可する可変転送レート符号化方法である。上記１１において、ピークレート持続時間は、情報圧縮単位ＧＯＰの１〜２分とする。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明は、記録媒体からのデータ読出しレート（Ｖｒ）に限りがある上で、ユーザデータレート（Ｖｏ）を大幅にアップできるようにした可変転送レート符号化処理方法を提供できる。この発明は、符号化情報処理方法及び記録装置及び再生装置及び記録方法及び再生方法及び情報記録媒体に有効である。また、通常の連続データ記録におけるユーザデータレート（Ｖｏ）アップと合わせて、マルチシーン領域におけるユーザデータレートのアップにおいても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像信号の圧縮処理装置の構成図。
【図２】符号化符号量（転送レート）の変換の様子を示す説明図。
【図３】記録媒体再生装置の構成例を示す図。
【図４】ＤＶＤのボリウム空間を示す説明図。
【図５】図４のビデオマネージャとビデオタイトルセットの詳細を示す図。
【図６】図５のビデオタイトルセットとセルの関係を示す図。
【図７】プログラムチェーンとセルとの関係を示す説明図。
【図８】ビデオオブジェクトユニット内のビデオパックの説明図。
【図９】マルチシーンのデータの流れの例を示す図。
【図１０】インターリーブブロックの配列例を示す図。
【図１１】ＤＶＤ記録媒体の再生処理におけるデータバッファとデータとの関係を示す説明図。
【図１２】ＤＶＤのマルチシーン処理におけるデータバッファとデータとの関係を示す説明図。
【図１３】ＤＶＤのマルチシーン処理におけるユーザデータレートと読出しデータとの関係を示す説明図。
【図１４】本発明の要部の信号処理方式の例を説明するために示すもので、再生レート、ユーザデータレートを含むデータレートと経過時間の関係を示す説明図。
【図１５】本発明に係る信号処理方法及び装置を説明するために示した信号処理ブロック構成図。
【図１６】本発明が適用された記録媒体再生装置の構成例を示す図。
【図１７】本発明が適用された装置の再生処理におけるデータバッファとデータとの関係の一例を示す説明図。
【図１８】本発明が適用された装置の再生処理におけるデータバッファとデータとの関係の他の例を示す説明図。
【図１９】本発明が適用された再生装置の基本的なモデルの例を示す図。
【図２０】本発明に係る信号処理方式の他の例を説明するために示すもので、再生レート、ユーザデータレートを含むデータレートと経過時間の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１００…ディスク、１０６…サーボ制御部、２０１…復調部、２０２…エラー訂正部、２０３…デマルチプレクサ、２０４…システム制御部、２１５…バッファ量監視制御部、２２０…バッファメモリー。
【図１】
2004303353.tif 000003
【図２】
2004303353.tif 000004
【図３】
2004303353.tif 000005
【図４】
2004303353.tif 000006
【図５】
2004303353.tif 000007
【図６】
2004303353.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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