НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ, ИМЕЮЩИЙ СТРУКТУРУ ДАННЫХ, ВКЛЮЧАЮЩУЮ В СЕБЯ ГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, И СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
RECORDING MEDIUM WITH DATA STRUCTURE HAVING GRAPHICAL DATA, AND METHOD AND DEVICE FOR RECORDING AND PLAYING BACK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к носителю записи, имеющему структуру данных, включающую в себя графические данные, предназначенные для использования в качестве страницы меню и т.д. для основных видеоданных, записанных на нем, а также к способам и устройствам воспроизведения и записи структуры данных.
Уровень техники
Оптические диски высокой плотности, такие как DVD (ЦУД, цифровой универсальный диск), позволяющие хранить большие количества высококачественных цифровых видео/звуковых данных, получили широкое распространение. Кроме того, также широко распространены устройства с оптическими дисками, с использованием DVD, например проигрыватели DVD или устройства записи на DVD.
Обычно DVD включает в себя данные надписей, такие как субтитры или логотипы, а также основные видеоданные, записанные на него. Данные субтитров, которые представляют собой графические данные, записаны вместе с основными видеоданными. То есть, устройство оптического диска считывает основные видеоданные и данные субтитров и комбинирует их в виде последовательных видеокадров, на которые наложены данные субтитров. Последовательные видеокадры отображают во внешнем устройстве отображения, например телевизионном приемнике. В результате этого, пользователь может просматривать основное видеоизображение, воспроизводимое с диска DVD, с надписями или логотипами из данных субтитров.
В то же время, в соответствующих компаниях проходит стандартизацию оптический диск с более высокой плотностью, чем DVD. BD-ROM (дисковое ПЗУ типа голубой луч) представляет собой пример оптического диска с более высокой плотностью. Для BD-ROM также требуются вспомогательные графические данные, предназначенные для использования для выбора управления воспроизведением и/или для отображения дополнительной информации, помимо записанных на нем основных видеоданных. Поэтому вопросы стандартизации связаны с порядком записи таких вспомогательных графических данных для обеспечения их эффективного отображения для пользователя при воспроизведении.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является носитель записи, имеющий вспомогательные графические данные, структура записи которых должна обеспечивать удобное их отображение для пользователя, и способы и устройства, предназначенные для записи и воспроизведения графических данных на таком носителе записи.
Носители записи, на которые записаны графические данные, структурированные в соответствии с настоящим изобретением, содержат: поток основных данных, включающий в себя, по меньшей мере, видеоданные; и поток графических данных, используемый для графического представления для записанного потока основных данных, в котором поток графических данных включает в себя, по меньшей мере, один набор отображения, набор отображения включает в себя, по меньшей мере, один сегмент составления и, по меньшей мере, один сегмент определения данных, и временная метка представления, записанная в сегмент составления больше, чем временная метка представления, записанная в сегмент определения данных.
Другой носитель записи, на котором записаны графические данные, структурированные в соответствии с настоящим изобретением, содержит: поток основных данных, включающий в себя, по меньшей мере, видеоданные; и поток графических данных, используемый для графического представления для записанного потока основных данных, в котором поток графических данных включает в себя, по меньшей мере, один сегмент составления и множество сегментов определения данных, причем каждый из сегментов соответствует одиночному пакету PES (ПЭП, пакетированный элементарный поток), и временная метка представления, записанная в пакет PES сегмента составления не меньше, чем временная метка представления, записанная в другой пакет PES последнего сегмента определения данных из множества сегментов определения данных.
В одном варианте выполнения сегмент составления представляет собой интерактивный сегмент составления, предназначенный для использования для построения экранов меню.
В другом варианте выполнения временная метка представления сегмента составления больше, чем временная метка представления первого сегмента определения объекта из множества сегментов определения объекта.
В еще одном варианте выполнения временная метка представления сегмента составления не меньше, чем временная метка представления последнего сегмента определения объекта из множества сегментов определения объекта.
Настоящее изобретение также направлено на устройства и способы записи и воспроизведения структуры данных из графических данных в соответствии с настоящим изобретением, и запись и воспроизведение в соответствии с настоящим изобретением.
Краткое описание чертежей
Приведенные выше свойства и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятными из следующего подробного описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
на фиг.1 показан пример отображаемого экрана, на котором представлены интерактивные графические данные;
на фиг.2A представлена структура данных интерактивных графических данных, отображаемых так, как показано на фиг.1, записанных на носитель записи в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2B показана схема записи потока основных видеоданных и вспомогательного потока графических данных;
на фиг.3 показан синтаксис интерактивного сегмента составления;
на фиг.4 показан синтаксис сегмента определения справочной таблицы цветов;
на фиг.5 показан синтаксис сегмента определения объекта;
на фиг.6 показан синтаксис конечного сегмента набора отображения;
на фиг.7 представлена схема варианта выполнения устройства записи и воспроизведения оптического диска в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.8 показан пример отображаемого экрана, на котором представлены графические данные субтитра;
на фиг.9 изображена структура данных графических данных субтитра, отображаемых так, как показано на фиг.8, записанных на носитель записи в соответствии с настоящим изобретением; и
на фиг.10 показан синтаксис сегмента составления страницы.
Осуществление изобретения
Для полного понимания изобретения далее будут описаны варианты его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Структуры данных в соответствии с настоящим изобретением содержат информацию навигации для управления представлением вспомогательных графических данных, записанных на носитель записи.
Структуры данных, записанные в соответствии с настоящим изобретением, могут применяться в процессе производства, в случае диска, предназначенного только для чтения, такого как BD-ROM.
Вспомогательные графические данные записывают на носитель записи в соответствии с настоящим изобретением в дополнение к основным видеоданным. Существуют два типа вспомогательных графических данных. Один тип представляет собой графические данные представления, предназначенные для воплощения обычных графических изображений, таких как субтитры, и другой тип представляет собой интерактивные графические данные, которые составляют страницы меню и т.д. для создания интерфейса пользователя. Основной элемент синтаксиса графических данных называется "сегментом", который соответствует одиночному пакету PES (пакетированный элементарный поток). Некоторые сегменты сгруппированы для отображения набора, который составляет полный экран графических изображений, называемый "обновлением отображения".
На фиг.1 показан пример отображаемого экрана, где представлены интерактивные графические данные. Пример отображения по фиг.1 представлен путем обработки ICS (ИСС, интерактивный сегмент составления), имеющего, по меньшей мере, одну страницу меню, включающую в себя информацию шести кнопок меню. Изображение каждой из кнопок записано в ODS (СОО, сегмент определения объекта). Поскольку информация кнопки меню в ICS имеет ID (ИД) ассоциированного объекта, объект в ODS, ID которого обозначен информацией кнопки меню, представлен как кнопка. Кроме того, кнопка "информация меню" имеет различные ID объекта для различных состояний одной и той же кнопки, что позволяет отображать различные изображения для различных состояний одной кнопки (101, 102).
На фиг.2A представлена структура данных графических данных, записанных на носитель записи, в соответствии с настоящим изобретением. Структура данных по фиг.2A отображается затем так, как показано на фиг.1. В структуре данных по фиг.2A первый сегмент представляет собой ICS, который включает в себя информацию о страницах меню и всех кнопках, включенных в страницы, второй представляет собой CDS (СОЦ, сегмент определения справочной таблицы цветов), который определяет палитру для графических планов, и следующие ODS следуют после CDS. Каждый ODS включает в себя информацию и, собственно, графические данные для объектов, например кнопок, отображаемых на страницах меню. Последний объект представляет собой END (конец сегмента набора отображения), который обозначает конец набора отображения. Множество ODS могут быть расположены в порядке "нормальное", "выбранное" и "активированное" состояние, как показано на фиг.2A.
Графические данные, структурированные так, как показано на фиг.2A, в соответствии с настоящим изобретением чередуют с основными видеоданными на носителе записи, как показано на фиг.2B. Для такого чередования последовательность пакетов PES, составляющих поток графических данных и другие последовательности пакетов PES, составляющие потоки основных видеоданных, разделяют на части, и затем каждую часть пакетируют в транспортный пакет. Затем транспортные пакеты из основных видеоданных и графических данных мультиплексируют и записывают на носитель записи.
Каждый пакет источника, а именно каждый пакет PES, соответствующий каждому сегменту, имеет в своем заголовке PTS (ВМП, временная метка представления), которую используют для управления временем представления, и DTS (ВМД, временная метка декодирования) в его заголовке, которую используют для управления временем декодирования. При этом, для PTS, которую требуется записывать в каждый пакет PES, действует следующее условие в соответствии с настоящим изобретением.
PTS "PTS_ICS" в пакете PES ICS должна быть больше, чем PTS "PTS _ODS1_n" в пакете PES первого ODS "ODS 1_n", который будет декодирован первым из ODS. Это условие состоит в обеспечении того, что ICS будет обработан после того, как графические данные, по меньшей мере, первого ODS, будут декодированы и затем помещены в буфер.
PTS ICS может быть меньшей, чем PTS "PTS_ODSk_n" последнего ODS в нормальном состоянии ODS, которые будут отображаться последними в наборе отображения, или меньшей, чем PTS "PTS_ODSk_a" последнего ODS в наборе отображения, а именно, последнего ODS "ODS k_a", который включает в себя данные изображения для объектов в активированном состоянии.
Если PTS в пакете PES, соответствующем ICS, больше чем PTS в другом пакете PBS первого ODS, а именно PTS_ICS>PTS_ODS1_n, и меньше, чем PTS другого пакета PES последнего ODS "ODS k_n" в нормальном состоянии, а именно PTS_ICS<PTS_ODSk_n, устройство оптического диска, которое может воспроизводить вспомогательные графические данные, записанные, как описано выше, может отображать страницу меню, включающую в себя, по меньшей мере, одну кнопку меню, поскольку присутствует изображение кнопки меню в виде растрового отображения, уже декодированное из ODS, PTS которого предшествует ICS, когда обрабатывают ICS.
Если PTS в пакете PES, соответствующем ICS, равна или больше, чем PTS в другом пакете PES последнего ODS "ODS k_a", устройство оптического диска может отображать страницу меню, включающую в себя все кнопки меню одновременно, поскольку все растровые изображения кнопок меню были декодированы из ODS (ODS 1_n, ODS 2_n,…, ODS k_n,…, ODS_k_a) и готовы, когда обрабатывают ICS.
Следовательно, полный экран меню, включающий в себя все необходимые кнопки меню, может быть очень быстро предоставлен для пользователя.
С другой стороны, PTS в пакете PES, соответствующем ICS, равна или больше, чем PTS "PTS_ODSk_n" в другом пакете PES последнего ODS "ODS k_n" в нормальном состоянии или равна или больше, чем PTS "PTS_ODSk_s" другого пакета PES другого последнего ODS "ODS k_s" в выбранном состоянии.
ICS имеет структуру синтаксиса, показанную на фиг.3. ICS включает в себя элементы таблицы, такие как страница PTS простоя "page_time_out_pts", PTS простоя выбора "selection_time_out_pts" и ID "ref_to_CLUT_id" CLUT (справочная таблица цветов), предназначенный для указания на соответствующую CLUT.
ICS также содержит информацию о всех кнопках, которые должны отображаться на его страницах меню, как показано на фиг.3. Существуют три типа информации кнопок. Первый тип представляет нормальное состояние, второй представляет выбранное состояние и третий тип представляет активированное состояние. Информация кнопки в нормальном состоянии "normal_state_info" включает в себя ID начального объекта "start_object_id_normal" и ID конечного объекта "end_object_id_normal". Информация кнопки в выбранном состоянии "selected_state_info" включает в себя ID начального объекта "start_object_id_selected" и ID конечного объекта "end_object_id_selected". Информация кнопки в активированном состоянии включает в себя ID начального объекта "start_object_id_activated" и ID конечного объекта "end_object_id_activated".
Если ID начального и конечного объектов отличаются друг от друга, объекты от начала до конца, включительно, последовательно отображаются для представления анимированного изображения. Скорость анимированного отображения определяется полем кода скорости кадров анимации "animation_frame_rate_code".
CDS имеет структуру синтаксиса, показанную на фиг.4. CDS включает в себя табличные элементы, такие как байт синхронизации "sync_byte", тип сегмента "segment_type", длина сегмента "segment_length", ID CLUT "CLUT_id" и, для каждого индекса цвета, ID входа в CLUT "CLUT_entry_id", величину яркости "Y-value", величину красного сигнала цветности "Cr-value", величину синего сигнала цветности "Cb-value" и величину прозрачности "T-value".
На фиг.5 показана структура синтаксиса ODS. ODS включает в себя байт синхронизации "sync_byte", тип сегмента "segment_type", длину сегмента "segment_length", множество частей данных объекта "object_data_piece" и так далее. Каждая из частей данных объекта включает в себя ID объекта "object_id", ширину объекта "object_width", высоту объекта "object_height" и поле кода длины серии "run_length_code", в котором закодированы графические данные, относящиеся к объекту.
На фиг.6 показана структура синтаксиса END. END включает в себя байт синхронизации "sync_byte", тип сегмента "segment_type" и длину сегмента "segment_length".
На фиг.7 представлена схема варианта выполнения устройства записи и воспроизведения оптического диска в соответствии с настоящим изобретением. Как показано, AV (АВ, аудио-видео) кодер 9 принимает и кодирует данные звука и видеоданные и/или вспомогательные графические данные. AV кодер 9 выводит закодированные данные звука и видеоданные вместе с информацией кодирования и информацией атрибута потока. Мультиплексор 8 мультиплексирует закодированные данные звука и видеоданные и графические данные, на основе информации кодирования и информации атрибута потока, для создания, например, транспортного потока MPEG-2 (ЭГДИ, Экспертная группа по вопросам движущегося изображения), состоящего из последовательных транспортных пакетов. Формирователь 7 пакетов источника выполняет формирование транспортных пакетов из мультиплексора 8 в пакеты источника, в соответствии с аудио/видеоформатом (и/или форматом графических данных) оптического диска. Как показано на фиг.7, операциями AV кодера 9, мультиплексора 8 и формирователя 7 пакетов управляет контроллер 10. Контроллер 10 принимает входные команды пользователя во время выполнения операции записи и обеспечивает информацию управления для AV кодера 9, мультиплексора 8 и формирователя 7 пакетов. Например, контроллер 10 передает инструкции в AV кодер 9 о типе (A/V данные или графические данные) кодирования, которое требуется выполнить, передает инструкции в мультиплексор 8 о транспортном потоке для его создания и передает инструкции в формирователь 7 пакетов источника, определяющие формат пакетов источника. Контроллер 10, кроме того, управляет приводом 3 для записи выходных данных формирователя 7 пакетов источника на оптический диск.
Контроллер 10 также создает информацию навигации для управления воспроизведением аудио/видеоданных и графических данных, записываемых на оптический диск. Например, на основе информации, принятой через интерфейс пользователя (например, набор инструкций, сохраненный на диске, предоставленный из сети интранет или Интернет с помощью компьютерной системы и т.д.) контроллер 10 выполняет управление приводом 3 для записи необходимых данных управления.
Кроме того, контроллер 10 управляет процессом кодирования AV кодера 9 так, что графические данные структурируют, как показано на фиг.2A и 2B, а также 3-6.
В частности, контроллер передает инструкции в AV кодер 9 для записи PTS в каждый заголовок закодированных пакетов PES так, что PTS для каждого ICS равна или больше, чем PTS для последнего ODS "ODS k_n" в нормальном состоянии, последнего ODS "ODS k_s" в выбранном состоянии или последнего ODS "ODS k_a" в активированном состоянии.
В процессе воспроизведения контроллер 10 управляет приводом 3 для воспроизведения этой структуры данных с оптического диска. На основе информации, содержащейся в нем, а также входных команд пользователя, принимаемых через интерфейс пользователя (например, кнопки управления на устройстве записи и воспроизведения или пульт дистанционного управления, соединенный с устройством), контроллер 10 управляет приводом 3 для воспроизведения аудио/видео и/или графических данных пакетов источников с оптического диска. Например, входные команды пользователя могут определять название для воспроизведения из области названий или меню из области меню. Такие входные команды пользователя могут быть определены, например, через основанный на меню графический интерфейс пользователя, предварительно запрограммированный в контроллере 10, или через кнопки меню, включенные в меню, составленное в результате обработки определенного ICS по запросу пользователя. Используя входные команды пользователя и информацию навигации, воспроизводимую с оптического диска, контроллер 10 управляет воспроизведением названия. Для приема входных команд пользователя контроллер 10 считывает и обрабатывает вспомогательные графические данные, записанные на оптический диск, для составления экрана меню, как подробно описано выше.
Воспроизведенные пакеты источника принимаются разборщиком 4 пакетов источника и преобразуют в поток данных (например, транспортный поток MPEG-2). Демультиплексор 5 демультиплексирует потоки данных в закодированные видеоданные и данные звука, и/или графические данные. AV декодер 6 декодирует закодированные данные для получения исходных данных звука и видеоданных, и/или графических данных, которые подавались в AV кодер 9. Графические данные обрабатывают при запросе пользователем меню. При обработке графических данных ODS в нормальном состоянии декодируют и сохраняют в буфере (не показан на чертеже) перед обработкой ICS, поскольку ODS в нормальном состоянии предшествуют IDS в PTS. Полный экран меню состоит из уже декодированных изображений кнопок, сохраненных в буфере при выполнении ICS. После обработки ICS контроллер 10 имеет данные о взаимном положении кнопок и соотношении страниц меню, а также другую информацию операций, связанных с кнопками. Поэтому контроллер 10 может выполнять операцию, ассоциированную с нажатой кнопкой или кнопкой, запрашиваемой для выполнения. В случае, когда кнопку выбирают или активируют, уже декодированное графическое изображение объекта кнопки, в соответствующем состоянии ODS (ODS 1_s,…, ODS k_s, ODS 1_a,…, или ODS k_a), сохраненный в буфере, заменяют изображением кнопки в нормальном состоянии на отображаемой странице меню.
Во время воспроизведения аудио/видеоданных и графических данных контроллер 10 управляет работой разборщика 4 пакетов источника, демультиплексора 5 и AV декодера 6. Контроллер 10 принимает входные команды пользователя для выполнения операции воспроизведения и предоставляет информацию управления в AV декодер 6, демультиплексор 5 и разборщик 4 пакетов источника. Например, контроллер 10 передает инструкцию в AV декодер 6 о типе декодирования для его выполнения и о составе страницы меню, передает инструкции в демультиплексор 5 о транспортном потоке для демультиплексирования и передает инструкции в разборщик 4 пакетов источника о формате пакета источника.
Хотя со ссылкой на фиг.7 было описано устройство записи и воспроизведения, следует понимать, что устройство, предназначенное только для записи или только для воспроизведения, может быть получено с использованием частей фиг.7, обеспечивающих функцию записи или воспроизведения.
В то же время, BD-ROM позволяет сохранять графические данные представления, которые используются не для создания интерфейса пользователя, а для информационного отображения. На фиг.8 представлена такая графическая страница.
В примере отображения, показанном на фиг.8, на экране отображаются два объекта субтитров (объекты #m, #n). Информация об объектах включена в PCS (сегмент составления страницы), информация о его цвете включена в CDS, и его растровые изображения включены в ODS. На странице, показанной на фиг.8, в области экрана, где не отображаются объекты субтитра, может отображаться видеосцена, декодированная из основных видеоданных, воспроизводимых с BD-ROM.
На фиг.9 показана структура графических данных, предназначенных для составления страницы графического символа субтитра, такой как показана на фиг.8. В структуре данных по фиг.9 первый сегмент представляет собой PCS, который включает в себя информацию для графической страницы и все объекты, которые должны быть включены в страницу, второй представляет собой CDS, который определяет палитру для графического плана, и, по меньшей мере, один ODS следует после CDS. Каждый ODS включает в себя графические данные растрового изображения для объектов, которые должны отображаться на странице графического символа субтитра. Последний объект представляет собой END (конец сегмента набора отображения), который должен обозначать конец набора отображения.
Каждый пакет источника, а именно каждый пакет PES, соответствующий каждому сегменту, имеет PTS (временную метку представления), которая должна использоваться для управления временем представления, и DTS (временную метку декодирования), которая предназначена для использования для управления временем декодирования. При этом на PTS, которая должна быть записана в каждый пакет PES, накладывается следующее условие в соответствии с настоящим изобретением.
PTS "PTS_PCS" в пакете PES PCS должна быть больше, чем PTS "PTS_ODS 1" в пакете PES первого ODS, отображаемого первым из ODS. Это условие представляет собой гарантию того, что PCS будет обработан после того, как графические данные, по меньшей мере, первого ODS будут декодированы и помещены в буфер.
Если PTS в пакете PES, соответствующем PCS, больше чем PTS в другом пакете PES первого ODS, а именно PTS_PCS>PTS_ODS 1, и меньше, чем PTS другого пакета PES последнего ODS, а именно PTS_ICS<PTS_ODS k, устройство оптического диска, позволяющее воспроизводить вспомогательные графические данные, записанные, как описано выше, может отображать графическую страницу, включающую в себя, по меньшей мере, одно изображение объекта, поскольку существуют данные растрового изображения, декодированные из ODS, PTS которого предшествует PCS, когда обрабатывают PCS.
Например, если PTS, "PTS_PCS" в пакете PES, соответствующем PCS, равна PTS "PTS_ODS 2" в другом пакете PES второго ODS "ODS2", устройство оптического диска может составлять и отображать графическую страницу, указанную PCS с декодированными растровыми изображениями объекта в тот же момент или непосредственно после того, как будут декодированы первый и второй ODS (ODS 1 и 2).
PCS имеют структуру синтаксиса, показанную на фиг.10. PCS включают в себя табличные элементы, такие как информация о времени простоя страницы "page_time_out", информация о состоянии страницы "page_state" и ID CLUT "ref_to_CLUT_id", для указания на ассоциированную CLUT. PCS также включают в себя другие поля информации для связывания графических объектов в ODS и управления их представлением.
Приведенное выше пояснение операций устройства записи/воспроизведения, показанного на фиг.7, также применимо к структурам данных, показанным на фиг.9 и 10, за исключением того, что графическая страница имеет графические объекты без кнопок интерактивного меню.
Настоящее изобретение, раскрытое в отношении ограниченного количества вариантов выполнения, отображает графическую страницу, например, страницу меню, включающую в себя, по меньшей мере, одно изображение объекта после считывания графических данных, записанных на носитель записи, в результате чего пользователь может легко узнать и быстро переключить экран основного видеоизображения на графический план.
Хотя изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов его выполнения, специалисты в данной области техники могут видеть преимущества настоящего описания, с учетом возможного множества его модификаций и вариаций. Предполагается, что все такие модификации и вариации находятся в пределах объема и сущности изобретения.