JP3607681B2 - 副映像データ編集装置および編集方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、字幕などの副映像データを含むシステムストリーム上の副映像データを編集する副映像データ編集装置および編集方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
大量の映像データ、音声データ及び字幕などの副映像データは、MPEG方式を用いて圧縮して1つのビットストリームとして多重化し、光ディスク等の記録媒体に記録される。MPEG方式は、国際規格機構(ISO)が規格化したビットストリームの解釈およびその復号処理に関して規定した規格であり、MPEG2標準としてISO13818が標準化されている。
【0003】
また、光ディスク等の記録媒体に記録する方式として、画像信号の圧縮符号化の方式を定めたMPEGビデオ、音声信号の圧縮符号化の方式を定めたMPEGオーディオ、文字データなどの副映像データの圧縮符号化方式を定めたサブピクチャを同期再生を含め統合して1本のストリームに多重化するMPEG方式(ISO13818−1)およびDVDビデオ方式(DVD Specifications for Read−Only Version 1.0 August 1996)が規定されている。
【0004】
MPEGビデオストリームでは、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの3種類の符号化画像が規定されている。Iピクチャは、他のピクチャを参照せず、そのピクチャ自身で符号化を行うことができる画像である。また、Pピクチャは、前方予測符号化を用いて、符号化する際には、時間的に過去のIピクチャまたは過去のPピクチャが必要となる画像である。さらに、Bピクチャは、双方向予測符号化を用いて、時間的に過去および未来のIピクチャまたはPピクチャから予測して符号化された画像であり、このBピクチャを符号化する際には、過去及び未来のIピクチャ又はPピクチャが必要となる。
【0005】
MPEGビデオストリームは、これらピクチャの集合体(GOPの集合)である。一般に、GOPは、ランダムアクセスと高符号化効率を実現するため、Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの組合せによって構成され、GOPの最初の符号化画像はIピクチャである。Iピクチャは参照画面を用いずに独立して復号化できるため、GOPはMPEGデータからのランダムアクセスを行うポイントとして利用することができる。
【0006】
また、MPEGオーディオストリームは、AAU(Audio Access Unit:オーディオアクセスユニット=1つ1つ単独でオーディオ信号に復号化できる最小単位)の集合であり、サブピクチャストリームは、SPU(SubPicture Unit:サブピクチャユニット=1つ1つ単独で文字データに復号できる最小単位)の集合である。
【0007】
MPEGシステムストリームは、MPEGビデオストリーム、MPEGオーディオストリーム及びサブピクチャストリームとを含み、それらが同期再生できるように、ビデオ、やオーディオ並びにサブピクチャの再生単位ごとに、いつ復号再生すべきかの情報を付加して1つに多重化された符号化ストリームである。
【0008】
このようなMPEGシステムストリームの一部分を切り出して、新しいMPEGシステムストリームを作成する編集システムが求められている。
【0009】
従来の編集システムでは、DVDディスクから読み出されたシステムストリームに対して、使用者が指定した編集範囲の区間を切り出して新規のシステムストリームを作成するものがある。
【0010】
このような場合、副映像データは、映像データと比べるとデータ量がかなり小さいため、再生時において、表示時刻より少し前にバッファに送っておくことが可能となり、副映像データは、システムストリーム上において同時刻の映像データより前に配置されることが多い。
【0011】
そのため、編集点からの切り出し範囲に相当する新規のシステムストリームを作成すると、切り出し範囲内に表示すべき副映像データが存在しないこととなり、副映像データが表示されないこととなる。
【0012】
この問題を解決するために、例えば、デマルチプレクサ(分離装置)を用いて、DVDディスクから読み出されたシステムストリームを映像ストリーム、音声ストリーム及び副映像ストリームとに分離する方法が考えられている。
【0013】
分離された各ストリームは、画像データ、字幕などを再生するディスプレイ、音声データを再生するスピーカ、キーボード、マウスのような使用者が編集点を指定するための入力手段により、新規ストリームとなる表示期間を同期するようにして切り出され、更に、夫々のサイズのパックに分割し多重化され、DVDディスクに記録する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の方法によると、システムストリームから所定の範囲を切り出して作成したシステムストリームでは、副映像が表示されないことがあるという問題がある。
【0015】
さらに、副映像を表示するために、既存のシステムストリームを分離して編集し、再度多重化する方法もあるが、この方法では、編集、多重化等のデータ加工に膨大な作業時間を費やしてしまうという問題がある。
【0016】
そこで、本発明では、システムストリームを分離して編集し、再度多重化することなく、かつ映像データと同期するような副映像データの編集が可能な副映像データ編集装置及び編集方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る副映像データ編集装置では、映像データ、音声データ及び副映像データ以外のパケットデータを含むシステムストリーム上の副映像データを編集するものにおいて、編集範囲を決定する手段と、この決定手段にて決定された編集範囲内に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内に存在するパケットデータの位置に当該副映像データを書き込む情報書き換え手段とを具備することを特徴とするものである。
【0018】
また、本発明に係る副映像データ編集装置では、システムストリーム上の副映像データを編集するものにおいて、編集範囲を決定する手段と、この決定手段にて決定された編集範囲内のデータの中から、この範囲内のデータのみでは復号処理が不可能なデータをフレーム単位で削除する編集手段と、この決定手段にて決定された編集範囲内に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集手段にて削除されたデータ領域に当該副映像データを書き込む情報書き換え手段とを具備したことを特徴とするものである。
【0019】
すなわち、本発明においては、副映像データを含むシステムストリームの編集の際に、必要である副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内のパケットデータを副映像データに書き換えることによって、副映像データの表示の欠落を無くし、副映像データを正確に表示することができるものである。
【0020】
また、本発明においては、副映像データを含むシステムストリームの編集の際に、必要である副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内のデータのみでは復号処理できないデータを削除し、その領域に当該副映像データに書き込むことによって、副映像データの表示の欠落を無くし、副映像データを正確に表示することができるものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図1を用いてMPEGシステムストリームを構成するパックデータにつき説明する。
【0022】
MPEGシステムストリームは、パックPAを単位として構成されており、パックPA、パックヘッダPHと1つ以上のパケットPKから構成されている。
【0023】
パックヘッダPHには、符号化したストリームを復号する際の時刻基準となるSCR(System Clock Reference)の値が記録されているSCRフィールドが設けられている。
【0024】
また、パケットPKは、パケットヘッダPKHと映像データ、音声データまたは副映像データのストリームが記録されるパケットデータPKDから構成されている。また、パケットデータPKDには、映像データ、音声データ及び副映像データのストリームが記録されず、例えばヘッダのみが記録されている領域もある。このようなパケットデータは、後述する処理で、編集範囲外に存在する副映像データを書き込む領域として使用される場合がある。
【0025】
また、パケットヘッダPKHには、パケットデータPKDに含まれるビデオ、オーディオ及びサブピクチャを再生単位ごとに出力させるための時刻管理情報であるPTS(Presentation Time Stamp)が記録されているDTSフィールドが設けられている。
【0026】
次に、このようなMPEGシステムストリームの一部分を切り出して、新しいMPEGシステムストリームを作成する副映像データ編集装置の構成について説明する。
【0027】
図2は、本発明の一実施の形態に係わる副映像データ編集装置の構成を示すものである。
【0028】
この副映像データ編集装置は、DVDディスク1からシステムストリームを読み出す読出装置2、この読み出したシステムストリームを編集する編集装置3及びこの編集されたシステムストリームを再生する再生装置4とによって構成されている。また、編集装置3は、編集範囲決定部5、副映像データ置換部6及びストリーム切り出し部7とから構成されている。
【0029】
読出装置2では、DVDディスク1からシステムストリームを読み出し、これを編集装置3に供給する。
【0030】
編集装置3は、読出装置2にて読み出されたシステムストリームを編集する。まず、編集範囲決定部5において、使用者が指定した編集したい範囲(GOP単位)に基づいて、編集範囲に相当するシステムストリーム中の映像データの区間を切り出し範囲として決定する。編集範囲決定部5は、その切り出し範囲の情報を副映像データ置換部6に供給する。
【0031】
副映像データ置換部6では、編集範囲決定部5より供給された切り出し範囲の情報により切り出し範囲に相当するシステムストリーム上の副映像データの確認を行なう。この際、副映像データが切り出し範囲外に存在する場合には、そのデータを切り出し範囲内のその他のパケットデータに置き換え、置換済みシステムストリームをストリーム切り出し部7に供給する。この場合、副映像データが書き込まれるパケットデータの領域は、映像データ、音声データ及び副映像データが記録されておらず、例えばヘッダの情報のみが記録されている領域である。
【0032】
さらに、編集装置3に設けられているストリーム切り出し部7は、置換済みシステムストリームから編集範囲決定部5にて決定された切り出し範囲を切り出して新規システムストリームを作成する。
【0033】
また、再生装置4では、ストリーム切り出し部7より生成された新システムストリームを再生(表示等)を行なう。
【0034】
次に、図3を用い、映像データと副映像データの表示タイミング及びシステムストリーム上の切り出し範囲及び副映像データの置き換え方法を説明する。
【0035】
システムストリームは、ビデオパックV、サブピクチャパックS、ダミーパック(他のパケットを含むパック)Pから構成され、図3では、切り出し範囲に相当するシステムストリームはビデオパックV5以降となっている。一方、切り出し範囲内に表示すべき副映像ユニットSP2のシステムストリーム上の配置(サブピクチャパックS2)は、ビデオパックV5より前に置かれているので、切り出し範囲内に存在するダミーパック(映像データ、音声データ及び副映像データが記録されていないパケットデータ領域)P3をサブピクチャパックS2に置き換える。図3では、副映像ユニットSPnは、サブピクチャパックSnに対応している。
【0036】
ダミーパックP3をサブピクチャS2に置き換えたシステムストリームは、ストリーム切り出し部7に供給される。このストリーム切り出し部7では、切り出し範囲に従って切り出し処理を実行し、新しいシステムストリームを作成する。この作成されたシステムストリームは、再生装置4に送られて表示される。
【0037】
以上説明したようにこの副映像データ編集装置によれば、システムストリーム上の編集範囲(切り出し範囲)に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内に存在するパケットデータ(映像データ、音声データ及び副映像データが記録されていない領域)の位置に当該副映像データを書き込むことで副映像データの編集処理を実行している。
【0038】
そのため、既存のシステムストリームを分離、編集して再度多重化することなく、且つ副映像の表示も欠けることなく編集することが可能であり、大幅に編集時間を短縮した上で、システムストリームの編集処理を行うことができる。
【0039】
次に、図4を用いて、本発明における副映像データ編集装置の第2の実施の形態の構成について説明する。
【0040】
この副映像データ編集装置では、副映像の表示タイミングに間に合う位置に映像データ、音声データ及び副映像データが記録されていないパケットデータが存在しなくても、スムーズな副映像データの表示を可能とする構成となっている。
【0041】
この副映像データ編集装置では、図4に示す通り、DVDディスク11からシステムストリームを読み出す読出装置12、この読み出したシステムストリームを編集する編集装置13及びこの編集されたシステムストリームを再生する再生装置14とによって構成されている。
【0042】
また、システムストリームを編集する編集装置13は、編集範囲決定部15、検出・ストリーム編集部16、副映像データ置換部17、時間情報書き換え部18及びストリーム切り出し部19の構成を備えている。
【0043】
この編集装置13では、読出装置12から供給されるDVDディスク11から読み出されたシステムストリームに対して、編集範囲決定部15において、使用者が指定した編集したい範囲(GOP単位)に基づいて、編集範囲に相当するシステムストリーム中の映像データの区間を切り出し範囲として決定する。
【0044】
次に、検出・ストリーム編集部16では、編集範囲決定部15より決定された切り出し範囲内のデータの中から復号不可能なデータをフレーム単位で切り出し範囲から除き、切り出し範囲からもれた副映像データに置換するためのスペースを確保する。
【0045】
更に、副映像データ置換部17では、編集範囲決定部15にて決定された切り出し範囲の情報に基づき、切り出し範囲に相当するシステムストリーム上の副映像データの確認を行う。この際、副映像データが切り出し範囲外に存在する場合は、検出・ストリーム編集部16にて作成したスペースに置換した上で、この置換済みシステムストリームを時間情報書き換え部18に供給する。
【0046】
時間情報書き換え部18においては、検出・ストリーム編集部17にてシステムストリーム上にスペースを確保したことに基づき、システムストリームを復号処理するための時刻の管理情報の変更を行なう。
【0047】
ストリーム切り出し部19は、変換済みシステムストリームから編集範囲決定部15にて決定された切り出し範囲を切り出して、新規のシステムストリームを作成するものである。
【0048】
ここで、検出・ストリーム編集部16での編集処理の詳細を図5及び図6を用いて説明する。
【0049】
図5は、編集点におけるビデオストリームの再生不可能なピクチャを説明するための図である。Bピクチャは、双方向予測符号化を用いて、時間的に過去および未来のIピクチャまたはPピクチャから予測して符号化された画像であるため、切り出し範囲の最初のGOPにおいては、Bピクチャは復号化処理ができず、データの再生が不可能となる。
【0050】
そこで、第2の実施の形態に示す副映像データ編集装置では、このBピクチャのデータを削除して、編集範囲外に存在する副映像データを書き込む領域を作成し、システムストリームの編集処理を実行するものである。
【0051】
次に、図6を用いて、システムストリーム上でのBピクチャを削除してデータの編集を行う方法を説明する。
【0052】
この図に示す通り、各ピクチャ(Iピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャ)は複数のパケットPAを持ち、必ずしもピクチャ単位でパケットPAが完結しているとは限らず、1つのパケット内に、異なるピクチャが混在する場合がある。図6では、IピクチャとBピクチャとが混在する場合の例を示している。
【0053】
このようなデータ構造の場合、検出・ストリーム編集部16では、まず、パック6から削除されたBピクチャのサイズ(V(B1)_2)を求める。次に、Iピクチャのデータサイズ(V(I2)_1+V(I2)_2+V(I2)_3)を取得して、新規にパケット化する。この際、時間的に後方からパケット化し、パックを後ろ詰で配置する。そこで、先頭のパックは、後方からパケットデータPKHを割り当てていくため、全てを満たされない場合には、パディングパケットPP(ダミーデータの領域)のデータ領域とする。図6では、パック6からパック3に割り当て、パック3は、1パックサイズに満たなかったため、パディングパケットPPを挿入した例が示されており、パック1、2は、パディングパケットPPのみで構成されたダミーデータの領域となっている。
【0054】
すなわち、この例では、削除したBピクチャの領域に対して、パックを後ろ詰めでデータ再配置を行い、データの空き領域を作り、パティングパケットを挿入する領域を確保し、ダミーデータ領域としているものである。
【0055】
このようにデータ編集されたシステムストリームに対して、編集装置13では、次のような副映像データの編集処理を実行することで、副映像データの表示を可能としている。
【0056】
図7は、編集装置13での副映像データの編集を行うための処理の流れを説明するためのものである。
【0057】
この図に示す通り、まず、編集範囲決定部15において、システムストリーム中の映像データの区間を切り出し範囲が決定される(図7(a))。
【0058】
検出・ストリーム編集部16では、図6を用いて説明したように、副映像データに置き換えるためのダミーデータを確保したシステムストリームを生成し、副映像データ置換部17に供給する(図7(b))。
【0059】
副映像データ置換部17では、編集範囲決定部13によって決定された切り出し範囲外に、切り出し範囲内に表示すべき副映像ユニットのシステムストリーム上のサブピクチャパックが存在する場合、検出・ストリーム編集部8で生成されたダミーデータに置き換える。この図に説明する例では、副映像ユニットSP1のシステムストリーム上のサブピクチャS1が2パック存在しており、この2パックのサブピクチャS1をダミーパックと置換してシステムストリームを形成する(図7(c))。
【0060】
副映像データ置換部17で置換されたシステムストリームは、時間情報書き換え部18に供給され、システムストリームの時刻基準参照値と復号の時刻管理情報が、削除したBピクチャのフレームの値だけ後方にずれるように、パックヘッダPHのSCRフィールドの値を書き換える。
【0061】
また、時間情報書き換え部18により、パケットに含まれるMPEGビデオストリームの復号時間情報であるパケットヘッダのDTSフィールドが書き換えられ、ストリーム切り出し部19では、切り出し範囲に従ってデータの切り出し、新しいシステムストリームを作成する。このシステムストリームは、再生装置14に供給されて再生(表示)されることとなる(図7(d))。
【0062】
この副映像データの編集方法によれば、副映像データを含むシステムストリームを編集処理する際に、必要である副映像データが編集範囲(切り出し範囲)外に存在する場合でも、編集範囲内に存在するデータのみでは復号処理できないデータを削除し、その領域に当該副映像データに書き込む処理を実施する。この処理によって、副映像データの表示の欠落を無くし、副映像データを正確に表示することができるものである。
【0063】
そのため、この副映像データの編集処理では、既存のシステムストリームを分離して編集して再度多重化することなく、副映像データを編集することが可能であり、大幅に編集時間を削減することが可能となる。更に、元のシステムストリームに映像データ、音声データ及び副映像データ以外のパケットデータが存在しなくとも、副映像データの編集処理を可能とする。
【0064】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することが可能である。
【0065】
例えば、上記の実施例では、編集処理する対象のデータとして、DVDディスクから読出したシステムストリームを用いたが、他の記録媒体から読み出すシステムストリームでも同様に適用することが可能であり、更に、受信したデジタルテレビ信号等が入力される場合にも適用することが出来るものである。
【0066】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明においては、副映像データを含むシステムストリームを編集処理する際に、映像データを基準に編集範囲を決定し、必要である副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内の所定の領域に当該副映像データを書き換えることによって、副映像データの表示の欠落を無くし、副映像データを正確に表示することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる副映像データ編集装置で処理されるシステムストリームを構成するパックを説明するための図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる副映像データ編集装置の一構成例を示す図である。
【図3】図2に示す副映像データ編集装置での編集方法を説明するための図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わる副映像データ編集装置の他の一構成例を説明するための図である。
【図5】図4に示す副映像データ編集装置で処理されるシステムストリームの編集点におけるGOP構成を示す図である。
【図6】図4に示す副映像データ編集装置での編集方法を説明するための図である。
【図7】同じく図4に示す副映像データ編集装置での編集方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1、11 … DVDディスク
2、12 … 読出装置
3、13 … 編集装置
4、14 … 再生装置
5、15 … 編集範囲決定部
6、17 … 副映像データ置換部
7、19 … ストリーム切り出し部
16 … 検出・ストリーム編集部
18 … 時間情報書き換え部
Claims (10)
- 映像データ、音声データ及び副映像データ以外のパケットデータを含むシステムストリーム上の副映像データを編集する副映像データ編集装置において、
編集範囲を決定する手段と、
この決定手段にて決定された編集範囲内に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データが編集範囲外に存在する場合には、編集範囲内に存在する前記パケットデータの位置に当該副映像データを書き込む情報書き換え手段と
を具備することを特徴とする副映像データ編集装置。 - 映像データ、音声データ及び副映像データ以外のパケットデータを含むシステムストリーム上の副映像データを編集する副映像データ編集方法において、
指定された編集範囲に基づいて、システムストリーム中の映像データの切り出し範囲を決定し、
この決定された切り出し範囲に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データがシステムストリーム上に切り出し範囲外に存在する場合には、切り出し範囲内に存在する前記パケットデータの位置に当該副映像データを書き込み処理することを特徴とする副映像データの編集方法。 - システムストリーム上の副映像データを編集する副映像データ編集装置において、
編集範囲を決定する手段と、
この決定手段にて決定された編集範囲内のデータの中から、この範囲内のデータのみでは復号処理が不可能なデータをフレーム単位で削除する編集手段と、
この決定手段にて決定された編集範囲内に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データが編集範囲外に存在する場合には、前記編集手段にて削除されたデータ領域に当該副映像データを書き込む情報書き換え手段と、
を具備したことを特徴とする副映像データ編集装置。 - 前記システムストリームの映像データは、他のピクチャを参照せず当該ピクチャのみで符号化処理されるIピクチャ、時間的に過去のIピクチャ又はPピクチャを用いて符号化処理されるPピクチャ、及び時間的に過去と将来のIピクチャ又はPピクチャから予測して符号化処理されるBピクチャの符号化画像から構成され、前記編集手段では、これらのピクチャの中からBピクチャのデータを削除するものであることを特徴とする請求項3記載の副映像データ編集装置。
- 前記編集手段は、Bピクチャのデータを削除した領域にダミーデータを挿入する手段を更に具備し、前記情報書き換え手段では、このダミーデータを挿入した領域に編集範囲外に存在する副映像データを置換処理することを特徴とする請求項4記載の副映像データ編集装置。
- 前記編集手段は、Bピクチャのデータを削除した領域に対して、他のデータを再配置処理してダミーデータを挿入する領域を確保するために、他のIピクチャ及び/又はPピクチャのデータを再配置処理することを特徴とする請求項5記載の副映像データ編集装置。
- システムストリーム上の副映像データを編集する副映像データ編集方法において、
指定された編集範囲に基づいて、システムストリーム中の映像データの切り出し範囲を決定し、
この決定された切り出し範囲内のデータの中から、この範囲内のデータのみでは復号処理が不可能なデータをフレーム単位で削除し、
前記切り出し範囲に相当する副映像データの存在位置を確認し、当該副映像データがシステムストリーム上の切り出し範囲外に存在する場合には、前記フレーム単位で削除されたデータ領域に当該副映像データを書き込み処理することを特徴とする副映像データの編集方法。 - 前記システムストリームの映像データは、他のピクチャを参照せず当該ピクチャのみで符号化処理されるIピクチャ、時間的に過去のIピクチャ又はPピクチャを用いて符号化処理されるPピクチャ、及び時間的に過去と将来のIピクチャ又はPピクチャから予測して符号化処理されるBピクチャの符号化画像から構成され、
切り出し範囲内のデータのみでは復号処理が不可能なデータをフレーム単位で削除する際には、これらのピクチャの中からBピクチャのデータを削除するものであることを特徴とする請求項7記載の副映像データ編集方法。 - Bピクチャのデータを削除する際には、この削除した領域にダミーデータを挿入し、このダミーデータを挿入した領域に編集範囲外に存在する副映像データを置換処理することを特徴とする請求項8記載の副映像データ編集方法。
- ダミーデータを挿入する際には、Bピクチャのデータを削除した領域に対して、他のデータを再配置処理してダミーデータを挿入する領域を確保するために、他のIピクチャ及び/又はPピクチャのデータを再配置処理することを特徴とする請求項9記載の副映像データ編集方法。
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