JP2004235748A

JP2004235748A - Data compression device, recording device, reproducing device, recording/reproducing device, data compression method, recording method, reproducing method, and recording/reproducing method

Info

Publication number: JP2004235748A
Application number: JP2003019115A
Authority: JP
Inventors: Masao Okabe; 雅夫岡部; Katsuhiko Yoshida; 勝彦吉田; Hidemi Oka; 秀美岡; Masashi Sato; 真史佐藤; Shinjiro Mizuno; 慎二郎水野; Shozo Fujii; 省造藤井; Yoshinori Yamamoto; 芳紀山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data compression device where compilation such as continuous photographing can freely be performed on a tape without a disturbance in a picture even if a compression code using a frame correlation is recorded in a tape recording medium. <P>SOLUTION: The device is provided with a companding part 1 compressing video signals of a prescribed number of frames into an elementary stream composed of coded data in a code amount that does not exceed a prescribed amount being a GOP (Group of Pictures) unit by using intra-frame compression and inter-frame compression, an arrangement part 2 and a phase part 5 which allocate recording tracks where coded data are recorded in the tape recording medium 4, and recording/reproducing part 3 recording coded data being an object of compression processing in the recording track. Thus, a problem that compilation such as continuous recording cannot be performed on the medium without the disturbance of the picture and decoding/display time information becomes discontinuous and compilation becomes more difficult since the frame boundary of a recording unit on the medium is not matched with that of the compression signal when the compression signal using the frame correlation is recorded, and that the picture is disturbed even if the compression code using frame correlation is recorded in the tape recording medium can be solved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルＶＴＲなどでビデオ信号やオーディオ信号の記録再生を行う際に用いられるデータ圧縮装置およびそれを用いた記録装置、再生装置、記録再生装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＰＥＧなどのフレーム相関を用いた高能率圧縮符号をテープに記録する代表的な例にＤ−ＶＨＳ方式がある。この機器では圧縮符号のビットストリームを映像の区切りとは無関係に所定のブロック長に分割して記録するストリーム記録方式が用いられている。このような場合、圧縮系は圧縮符号のビットレートを所定値以下としかつデコーダのバッファモデルを破綻させない圧縮をすることが制約事項であり、その規則を守ったストリームを録再するために、再生時のストリームが記録時のストリームと時間軸上でも同じに再現されるように伝送時刻情報等を一緒に記録するなどの工夫がなされている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
前記のような従来の記録再生装置の動作について図１３、１４を用いて説明する。図１３において、圧伸部１００および１０１は、それぞれビデオ信号、オーディオ信号を圧縮伸張する回路、ＴＳ符号部１０２は、ビデオ信号とオーディオ信号のそれぞれの圧縮符号であるエレメンタリーストリームに対して復号時に必要な表示時刻情報や復号時刻情報などを付加するとともに、伝送路の伝送容量に従い符号化ストリームの伝送タイミングを調整しつつトランスポートストリームを生成する回路、送受部１０３はトランスポートストリームをパケット単位で外部機器と送受信する回路、タイミング部１０４は記録時にはパケットの受信タイミング情報を生成・付加し、再生時には受信タイミングを再現するために送信タイミングを調整する回路、ＰＣＲ１０５は前記時刻情報、送受信タイミング情報の基準となる時刻カウンタ、調整部１０６は、適宜スタッフィングデータを付加するなどして録再するトランスポートストリームのビットレートとテープとの録再ビットレートの差を補って、一定レートの録再データを生成する回路、録再部１０７は、媒体であるテープ１０８に対して前記録再符号を記録再生する回路である。
【０００４】
前記のような構成の従来の記録再生装置の各動作について説明する。記録動作では、圧伸部１００、１０１は所定のビットレート以下となるよう圧縮するわけであるが、テープへの記録位相など録再部の状況には無関係に入力信号のフレーム周期に従って圧縮を行いエレメンタリーストリームを生成する。ＭＰＥＧ規格に準拠して生成されるエレメンタリーストリームは基本的にＧＯＰ（グループオブピクチャ）単位、フレーム単位、ピクチャ単位のいずれも可変長符号であるから、エレメンタリーストリームを構成する符号化データの符号量は、符号化データの基となるフレーム毎に異なり、その境界位置は図１４（１）に示すように不特定となる。
【０００５】
このように、圧縮符号は可変長符号であり、かつ伝送経路も有限の伝送レートでしか伝送できないために、受信した信号を直ぐさま復号して表示してしまうと、次の表示を行うに必要なデータを受け取り終わっていなかったり、復号を遅延させすぎると次の表示を行うに必要なデータを一時記憶するに必要なメモリが不足する事態を引き起こす。そのためにＴＳ符号部１０２は、復号機器のバッファを破綻させないようにエレメンタリーストリームに対して復号時に必要な表示時刻情報や復号時刻情報等をタイムスタンプとして付加し、次に伝送路の伝送容量に従い伝送タイミングを調整しつつ、パケットに分割して、図１４（２）のように、多数のパケットからなるトランスポートストリームを生成する。
【０００６】
以上のようにして生成したトランスポートストリームをパケット（トランスポートパケット）単位に送受部１０３を介して出力し、同時にそのパケットの送信時刻をＰＣＲ１０５から受け取り、図１４（３）のように、送信時刻を送受タイミング情報としてトランスポートパケットのヘッダに付加し、トランスポートストリームをメディアであるテープ１０８上に記録する。記録の際には符号化レートとテープ１０８との録再レートの差を吸収すべく、調整部１０６にて図１４（４）のようにスタッフィングデータが適宜挿入されることになる。
【０００７】
再生時には、上記のほぼ逆の動作となり、調整部１０６にてテープ１０８を再生した信号からスタッフィングデータが取り除かれ、トランスポートストリームとそのパケットの送受タイミング情報とが抜き出される。再生されたトランスポートストリーム内の送受タイミング情報をもとにＰＣＲ１０５の時刻カウンタの値をセットして、記録した時の基準時刻環境を再現する。これによりタイミング部１０４は、ＰＣＲ１０５の時刻カウンタ値と再生した送受タイミング情報に従ってストリームを再現し、符号化時（記録時）のトランスポートストリームが時間軸も含めて再現される。
【０００８】
このようにして再生されたトランスポートストリームも符号化時と同じタイミングとなり復号機器でバッファが破綻することのないストリームとなる。この再生ストリームを送受部１０３を介して出力する一方、ＴＳ符号部１０２は、エレメンタリーストリームを抜き出しつつ、ＰＣＲ１０５の時刻カウンタ値と、タイムスタンプである復号時刻情報と表示時刻情報とを使って圧伸部１００，１０１を制御し復号を行う。
【０００９】
またデジタル入力時は、受信したトランスポートストリーム内の送受タイミング情報とＰＣＲ１０５の時刻カウンタの同期を図り、ＰＣＲ１０５の時刻カウンタ値と受信したトランスポートストリームのタイムスタンプである表示時刻情報および復号時刻情報との関係が符号化側と同じになるようにする。これにより、ＴＳ符号部１０２と圧伸部１００，１０１の処理は再生時と全く同じことになる。またテープへの記録側では送受部１０３を介して受信したタイミングと前記の同期がとられたＰＣＲ１０５の時刻カウンタ値とにより送受時刻情報を付加する。以降の記録処理は、記録時と同様である。
【００１０】
以上のようにして、従来の記録再生装置では、圧縮符号のフレーム境界などが不特定なトランスポートストリームを時刻情報を付加することで、時間的にも記録時と同じタイミングのトランスポートストリームを再現できるよう工夫がされている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−１３９９１４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記のような記録再生方法では、以下のような問題が発生する。
【００１３】
第１に、図１４（５）に示すようにテープ１０８上の録再単位が圧縮符号のフレーム（ピクチャ）境界と必ずしも一致しない、すなわち記録トラックＳＥＣ（ｋ）〜ＳＥＣ（ｋ＋３）の境界がＧＯＰの境界と一致しないために、画像の乱れなくテープ上で繋ぎ記録などの編集を行うことができない。また、前方参照と後方参照がされるＭＰＥＧでは各フレームのデータが互いに依存関係を持つため、突然別のシーケンスの画像の圧縮符号に切り替えるとその影響が１フレームに留まらず複数フレームにわたって画像が乱れる原因となる。
【００１４】
第２には、たとえ圧縮符号上できちんとフレーム境界点で２つの異なるトランスポートストリームをつなぎ合わせる編集ができたとしても、トランスポートストリームに含まれる、送受タイミング情報およびタイムスタンプの時刻情報が不連続となるために、やはり復号側では画像が乱れてしまう。
【００１５】
第３に、オーディオ信号だけをアフレコするなどした場合には、送受タイミング情報、タイムスタンプである表示時刻情報および復号時刻情報が音声とビデオで異なることになり、映像と音声の時間的関係を正しく同期させて再現することができない。
【００１６】
第４には、繋ぎ撮りなどの編集により特殊再生用のデータも編集点の前後では１フレームの途中で途切れた不完全なものとなり、高速再生時にそのような不完全なストリームがそのまま復号回路に供給され、かつ編集点のところで時刻情報が不連続となるため乱れた画像が再生される原因となる。
【００１７】
最後に、フレーム相関を用いた圧縮信号を記録する方式は、フレーム単位でビデオ信号を処理する従来方式（ＤＶやアナログ記録など）と処理が異なり回路資源の共有化もできない。特に編集しても前記のような画像乱れを防ぐためには、テープ上での編集点の検出や編集点前後で圧縮状況を連続させるための再符号化などが必要となり処理の複雑化、回路の大規模化を招くといった課題がある。
【００１８】
本発明は前記課題に鑑み、フレーム相関を用いた圧縮符号をテープ記録媒体に記録する場合であっても、画像が乱れることなしにテープ上で繋ぎ撮りなどの編集が自由に行えるデータ圧縮装置等を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、所定数のフレームのビデオ信号を、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮を用いて、ＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅ）単位であって、所定量を超えない符号量の符号化データから構成されたエレメンタリーストリームに圧縮する圧縮手段（１）を備えたデータ圧縮装置である。
【００２０】
また、第２の本発明は、前記符号化データのＧＯＰ構造は、他の符号化データのＧＯＰを構成するピクチャを含んでいない第１の本発明のデータ圧縮装置である。
【００２１】
また、第３の本発明は、前記圧縮手段は、所定の符号化データのＧＯＰ構造が、その前の符号化データのＧＯＰを構成するピクチャであって、前記所定の符号化データのＧＯＰを構成するピクチャを参照するピクチャを含んでいる場合は、当該ピクチャを、前記前の符号化データのＧＯＰを構成するピクチャであって、前記所定の符号化データのＧＯＰを構成するピクチャを参照しないピクチャと入れ替える第１の本発明のデータ圧縮装置である。
【００２２】
また、第４の本発明は、第１から第３のいずれかの本発明のデータ圧縮装置の前記圧縮手段と、
テープ記録媒体（４）に、前記符号化データをそれぞれ記録する記録トラックを割り当てる割り当て手段（２，５）と、
前記記録トラックに、前記圧縮の処理の対象である前記符号化データを記録する記録手段（３）とを備え、
前記符号化データの前記所定量の符号量は、前記記録トラックの記録容量以下である記録装置である。
【００２３】
また、第５の本発明は、前記圧縮手段による前記圧縮の処理の位相と、前記テープ記録媒体における前記記録トラックの位相とを調整する調整手段（５）をさらに備え、
前記記録手段は、前記調整に基づき前記記録の動作を行う第４の本発明の記録装置である。
【００２４】
また、第６の本発明は、前記記録手段は、前記圧縮手段からの出力が前記トランスポートストリームであるとき、そのトランスポートストリームからタイムスタンプを除去する除去手段（７）を有し、
前記除去手段により前記タイムスタンプが除去された後のデータを前記符号化データとして前記記録トラックに記録する第４の本発明の記録装置である。
【００２５】
また、第７の本発明は、前記記録手段は、前記圧縮手段からの出力が前記トランスポートストリームであるとき、そのトランスポートストリーム全体を前記符号化データとして前記記録トラックに記録する第４の本発明の記録装置である。
【００２６】
また、第８の本発明は、前記割り当て手段は、前記テープ記録媒体に、前記記録トラックに対応するオーディオ記録トラックをさらに割り当て、
前記記録手段は、前記所定数のフレームのビデオ信号に対応し、そのビデオ信号と表示時間上で同じ時間間隔を有するオーディオ信号を、前記オーディオ記録トラックに記録する第４の本発明の記録装置である。
【００２７】
また、第９の本発明は、前記オーディオ信号は、非圧縮データである第８の本発明の記録装置である。
【００２８】
また、第１０の本発明は、第１から第３のいずれかの本発明のデータ圧縮装置の前記圧縮手段（２６）と、
フレーム内圧縮のみによりビデオ信号をフレーム単位で圧縮データに圧縮するフレーム内圧縮手段（２５）と、
前記符号化データおよび／または前記圧縮データを前記テープ記録媒体に記録する記録手段（３１）と、
前記テープ記録媒体に、前記圧縮データを記録する第１の記録トラックと、前記符号化データを記録する第２の記録トラックとをそれぞれ割り当てる２種類トラック割り当て手段（３０）と、
前記第１の記録トラックおよび前記第２の記録トラックを構成する各トラックを互いに識別可能な識別子を付与する識別子付与手段（２８）と、
前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック記録位相および前記第２の記録トラックの記録位相とを同期させる記録時フレーム位相同期手段（３２）とを備え、
前記２種類トラック割り当て手段は、前記第２の記録トラックを構成する各トラックの数が、前記第１の記録トラックを構成する各トラックの数の所定の整数倍となるように割り当てを行い、
前記所定の整数は、前記符号化データの基となる、前記ビデオ信号のフレームの前記所定数であり、
前記記録手段は、前記圧縮データおよび前記符号化データの記録レートが、前記ビデオ信号１フレームあたり前記第１の記録トラックのトラック数となるように、前記記録を行う記録装置である。
【００２９】
また、第１１の本発明は、第４から第１０のいずれかの本発明の記録装置により、少なくとも前記符号化データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データを再生する再生手段（３，１４，１５，１６）を備えた再生装置である。
【００３０】
また、第１２の本発明は、前記符号化データの復号に用いられる復号時刻情報および表示時刻情報を含むタイムスタンプを、その符号化データの元となるビデオ信号のフレーム周期と、その符号化データの再生時刻とから生成し、このタイムスタンプを、その符号化データに付加するタイムスタンプ付加手段（１１、１０、１９１、１９２）と、
前記タイムスタンプおよび前記符号化データから新たなトランスポートパケットを生成し、前記符号化データのフレーム数と同じ時間間隔中に前記トランスポートパケットを実質的に均等に配置して出力するデジタル出力手段（２０）とを備える第１１の本発明の再生装置である。
【００３１】
また、第１３の本発明は、前記テープ記録媒体には、第５の本発明の記録装置による前記オーディオ記録トラックが割り当てられており、
前記再生手段は、前記オーディオ記録トラックに記録されたオーディオ信号を、そのオーディオ信号が対応する前記符号化データとともに再生する第１１または１２の本発明の再生装置である。
【００３２】
また、第１４の本発明は、前記オーディオ信号は、非圧縮データであって、
前記再生手段が再生した非圧縮データである前記オーディオ信号を、オーディオ符号化データとして圧縮するオーディオ信号圧縮手段（１８２）をさらに備え、
前記タイムスタンプ付加手段は、前記オーディオ符号化データの復号に用いられる復号時刻情報および表示時刻情報を含むオーディオ符号化データ用タイムスタンプを、そのオーディオ符号化データの元となるオーディオ信号のフレーム周期と、そのオーディオ符号化データの再生時刻とから生成し、
前記デジタル出力手段は、前記オーディオ符号化データ用タイムスタンプおよび前記オーディオ符号化データと、前記タイムスタンプおよび前記符号化データとから、新たなトランスポートパケットを生成する第１３の本発明の再生装置である。
【００３３】
また、第１５の本発明は、第１０の本発明の記録装置により、少なくとも前記符号化データおよび／または前記圧縮データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データおよび／または前記圧縮データを再生する再生手段（３１）と、
前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック再生位相および前記第２の記録トラックの再生位相とを同期させる再生時フレーム位相同期手段（３２）とを備え、
前記再生手段は、前記圧縮データおよび前記符号化データの再生レートが、前記ビデオ信号１フレームあたり前記第１の記録トラックのトラック数となるように、前記再生を行う再生装置である。
【００３４】
また、第１６の本発明は、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮により圧縮された符号化データの中から、所定数のフレームあたり１フレームの割合を実質的に満たすような特定のフレーム内圧縮データを選択し、そのフレーム内符号化データの全部または一部を抽出して高速再生用画像データとする高速再生画像データ抽出手段（２１）と、
テープ記録媒体に、前記所定数のフレーム分の符号化データを少なくとも記録する記録トラックを割り当てるとともに、所定の規則に基づき、各記録トラックに実質上均等な割合で前記高速再生用画像データが記録される領域を割り当てる割り当て手段（２２）と、
前記符号化データおよび前記高速再生画像データを前記記録トラックに記録する記録手段（３）と、
前記記録トラックに記録された前記符号化データおよび前記高速再生画像データを再生する再生手段（３）と、
高速再生時に、各前記記録トラックから再生される前記高速再生画像データから同一時刻の１画面の高速再生画像データを収集するデータ収集手段（１０，２３，２４）とを備え、
１フレーム単位で前記一画面の高速再生画像データを伸張および／あるいはデジタル出力する記録再生装置である。
【００３５】
また、第１７の本発明は、前記１フレームの符号化データの前記一部は、低域成分である第１６の本発明の記録再生装置である。
【００３６】
また、第１８の本発明は、前記データ収集手段は、
高速再生時に前記１画面の高速再生画像データが取得される毎に圧縮データの伸張・表示に必要な時刻情報を逐次生成付加し、少なくとも１画面の前記高速再生画像データと前記時刻情報とシーケンス終了情報とによりトランスポートストリームを形成するトランスポートストリーム形成手段（１０，２４）を有し、
前記トランスポートストリームをデジタル出力する第１６または１７の本発明の記録再生装置である。
【００３７】
また、第１９の本発明は、所定数のフレームのビデオ信号を、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮を用いて、ＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅ）単位であって、所定量を超えない符号量の符号化データから構成されたエレメンタリーストリームに圧縮する圧縮工程を備えたデータ圧縮方法である。
【００３８】
また、第２０の本発明は、第１９の本発明のデータ圧縮方法の前記圧縮工程と、
テープ記録媒体に、前記符号化データをそれぞれ記録する記録トラックを割り当てる割り当て工程と、
前記記録トラックに、前記圧縮の処理の対象である前記符号化データを記録する記録工程とを備え、
前記符号化データの前記所定量の符号量は、前記記録トラックの記録容量以下である記録方法である。
【００３９】
また、第２１の本発明は、第２０の本発明のデータ圧縮方法の前記圧縮工程と、
フレーム内圧縮のみによりビデオ信号をフレーム単位で圧縮データに圧縮するフレーム内圧縮工程と、
前記符号化データおよび／または前記圧縮データを前記テープ記録媒体に記録する記録工程と、
前記テープ記録媒体に、前記圧縮データを記録する第１の記録トラックと、前記符号化データを記録する第２の記録トラックとをそれぞれ割り当てる２種類トラック割り当て工程と、
前記第１の記録トラックおよび前記第２の記録トラックを構成する各トラックを互いに識別可能な識別子を付与する識別子付与工程と、
前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック記録位相および前記第２の記録トラックの記録位相とを同期させる記録時フレーム位相同期工程とを備え、
前記２種類トラック割り当て手段は、前記第２の記録トラックを構成する各トラックの数が、前記第１の記録トラックを構成する各トラックの数の所定の整数倍となるように割り当てを行い、
前記所定の整数は、前記符号化データの基となる、前記ビデオ信号のフレームの前記所定数であり、
前記記録工程は、前記圧縮データおよび前記符号化データの記録レートが、前記ビデオ信号１フレームあたり前記第１の記録トラックのトラック数となるように、前記記録を行う記録方法である。
【００４０】
また、第２２の本発明は、第２１の本発明の記録方法により、少なくとも前記符号化データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データを再生する再生工程を備えた再生方法である。
【００４１】
また、第２３の本発明は、第２１の本発明の記録方法により、少なくとも前記符号化データおよび／または前記圧縮データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データおよび／または前記圧縮データを再生する再生工程と、
前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック再生位相および前記第２の記録トラックの再生位相とを同期させる再生時フレーム位相同期工程とを備え、
前記再生工程は、前記圧縮データおよび前記符号化データの再生レートが、前記ビデオ信号１フレームあたり前記第１の記録トラックのトラック数となるように、前記再生を行う再生方法である。
【００４２】
また、第２４の本発明は、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮により圧縮された符号化データの中から、所定数のフレームあたり１フレームの割合を実質的に満たすような特定のフレーム内圧縮データを選択し、そのフレーム内符号化データの全部または一部を抽出して高速再生用画像データとする高速再生画像データ抽出工程と、
テープ記録媒体に、前記所定数のフレーム分の符号化データを少なくとも記録する記録トラックを割り当てるとともに、、所定の規則に基づき、各記録トラックに実質上均等な割合で前記高速再生用画像データが記録される領域を割り当てる割り当て工程と、
前記符号化データおよび前記高速再生画像データを前記記録トラックに記録する記録工程と、
前記記録トラックに記録された前記符号化データおよび前記高速再生画像データを再生する再生工程と、
高速再生時に、各前記記録トラックから再生される前記高速再生画像データから同一時刻の１画面の高速再生画像データを収集するデータ収集工程とを備え、
１フレーム単位で前記一画面の高速再生画像データを伸張および／あるいはデジタル出力する記録再生方法である。
【００４３】
また、第２５の本発明は、第１の本発明のデータ圧縮装置の、所定数のフレームのビデオ信号を、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮を用いて、ＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅ）単位であって、所定量を超えない符号量の符号化データから構成されたエレメンタリーストリームに圧縮する圧縮手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４４】
また、第２６の本発明は、第４の本発明の記録装置の、前記圧縮手段と、テープ記録媒体に、前記符号化データをそれぞれ記録する記録トラックを割り当てる割り当て手段と、前記記録トラックに、前記圧縮の処理の対象である前記符号化データを記録する記録手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４５】
また、第２７の本発明は、第１０の本発明の記録装置の、前記圧縮手段と、フレーム内圧縮のみによりビデオ信号をフレーム単位で圧縮データに圧縮するフレーム内圧縮手段と、前記符号化データおよび／または前記圧縮データを前記テープ記録媒体に記録する記録手段と、前記テープ記録媒体に、前記圧縮データを記録する第１の記録トラックと、前記符号化データを記録する第２の記録トラックとをそれぞれ割り当てる２種類トラック割り当て手段と、前記第１の記録トラックおよび前記第２の記録トラックを構成する各トラックを互いに識別可能な識別子を付与する識別子付与手段と、前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック記録位相および前記第２の記録トラックの記録位相とを同期させる記録時フレーム位相同期手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４６】
また、第２８の本発明は、第１１の本発明の再生装置の、第４から第１０のいずれかの本発明の記録装置により、少なくとも前記符号化データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データを再生する再生手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４７】
また、第２９の本発明は、第１５の本発明の再生装置の、第１０の本発明の記録装置により、少なくとも前記符号化データおよび／または前記圧縮データが記録された前記テープ記録媒体から、前記符号化データおよび／または前記圧縮データを再生する再生手段と、前記第１の記録トラックまたは前記第２の記録トラックの各トラックに付与された前記識別子を参照して、これに基づき、前記ビデオ信号のフレーム位相と、前記第１の記録トラック再生位相および前記第２の記録トラックの再生位相とを同期させる再生時フレーム位相同期手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４８】
また、第３０の本発明は、第１６の本発明の記録再生装置の、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮により圧縮された符号化データの中から、所定数のフレームあたり１フレームの割合を実質的に満たすような特定のフレーム内圧縮データを選択し、そのフレーム内符号化データの全部または一部を抽出して高速再生用画像データとする高速再生画像データ抽出手段と、テープ記録媒体に、前記所定数のフレーム分の符号化データを少なくとも記録する記録トラックを割り当てるとともに、、所定の規則に基づき、各記録トラックに実質上均等な割合で前記高速再生用画像データが記録される領域を割り当てる割り当て手段と、前記符号化データおよび前記高速再生画像データを前記記録トラックに記録する記録手段と、前記記録トラックに記録された前記符号化データおよび前記高速再生画像データを再生する再生手段と、高速再生時に、各前記記録トラックから再生される前記高速再生画像データから同一時刻の１画面の高速再生画像データを収集するデータ収集手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４９】
また、第３１の本発明は、第２５から３０の本発明のいずれかのプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００５０】
また、本発明は以下のようなものであってもよい。すなわち、フレーム内圧縮とフレーム間圧縮を用いた圧縮ビデオ信号によりＧＯＰ（グループオブピクチャ）データを形成し、ＧＯＰデータを最小単位として圧縮ストリームをメディアの録再トラック群に対して記録再生する録再装置であって、ＧＯＰを構成する各ピクチャ毎の圧縮データ量が可変で、ＧＯＰ全体の圧縮データ量Ｓが、
Ｓ≦Ｖ×Ｎ×Ｃ
ここで、Ｖ：ＧＯＰを構成するビデオフレーム数
Ｎ：１ビデオフレーム期間の録再トラック数
Ｃ：１トラックあたりの録再データ容量
となる圧縮ストリームを生成／復号する圧縮伸張手段と、前記圧縮ストリームをＧＯＰ毎に（Ｖ×Ｎ）個の録再トラックに割り当て、１つの録再トラックの中に別のＧＯＰを構成する圧縮ストリームが混在しないように配置するストリーム配置手段と、ＧＯＰ内の各ピクチャ境界位置が不特定な前記圧縮ストリームを１ビデオフレーム期間にＮ個の録再トラックを録再するレートにて（Ｖ×Ｎ）個の録再トラックに対してストリーム記録／再生する録再手段と、前記圧縮手段がＧＯＰ単位の圧縮伸張処理を行う処理位相と前記録再手段がＧＯＰデータを録再する（Ｖ×Ｎ）個の録再トラック位相とを所定の位相にあわせる位相同期手段とを備える記録再生装置としてもよい。
【００５１】
また、上記記録再生装置は、前記圧縮手段は常に各ＧＯＰを構成するピクチャが互いに別のＧＯＰのピクチャを参照しないようにするか、編集動作などにより前後２つのＧＯＰが連続した画像の圧縮シーケンスでなく、前方のＧＯＰが後方のＧＯＰのピクチャを参照する場合には、後方ＧＯＰのピクチャを参照するピクチャの表示画面を表示順で直前の表示画面と同じにするか、もしくは時間間隔の近い方の過去あるいは未来の表示画面と同じにするフリーズ処理手段を備えていてもよい。
【００５２】
また、本発明は、ＧＯＰデータを最小単位として圧縮ストリームをメディアの録再トラック群に対して記録再生する録再装置であって、ＧＯＰ全体の圧縮データ量Ｓが、
Ｓ≦Ｖ×Ｎ×Ｃ
ここで、Ｖ：ＧＯＰを構成するビデオフレーム数
Ｎ：１ビデオフレーム期間の録再トラック数
Ｃ：１トラックあたりの録再データ容量
である圧縮ストリームを含む伝送パケットを受信するパケット受信手段と、受信パケットからＧＯＰデータを抽出するＧＯＰデータ抽出手段と、前記ＧＯＰデータを（Ｖ×Ｎ）個の録再トラックに割り当て、１つの録再トラックの中に別のＧＯＰを構成する圧縮ストリームが混在しないように配置するストリーム配置手段と、１ビデオフレーム期間にＮ個の録再トラックを録再するレートにて前記ＧＯＰデータを（Ｖ×Ｎ）個の録再トラックにストリーム記録する記録手段を備え、メディア上にはパケット受信タイミング情報を記録しないことを特徴とする録再装置であってもよい。
【００５３】
また、本発明は、ＧＯＰを構成するビデオフレーム数がＶの時、１ビデオフレーム期間にＮ個の録再トラックを録再するレートにてＧＯＰデータを（Ｖ×Ｎ）個の録再トラック群から再生する再生手段と、圧縮データの伸張時に必要な復号時刻情報・表示時刻情報をフレーム周期と再生時刻から生成付加する時刻情報付加手段と、前記時刻情報と前記ＧＯＰデータをもとに伝送ストリームを形成し、ＧＯＰを構成するフレーム数Ｖと同じ時間間隔中に前記伝送ストリームを概略均等に配置して出力するデジタル出力手段とを備える再生装置であってもよい。
【００５４】
また、本発明は、録再トラックがビデオ録再エリアとオーディオ録再エリアとを有し、表示時間上で同じ時間間隔のビデオ信号とオーディオ信号に相当するビデオのＧＯＰデータとオーディオデータのそれぞれを、同じ録再トラック群の前記ビデオ録再エリアとオーディオ録再エリアに記録再生する録再手段と、データが記録されていた録再トラックや録再ブロック等の録再位置やデータ順を基準にオーディオとビデオのそれぞれに復号時刻情報・表示時刻情報を生成付加する時刻情報付加手段と、オーディオ・ビデオのそれぞれのデータと前記時刻情報をもとに伝送ストリームを形成し出力するデジタル出力手段とを備え、オーディオとビデオのタイミング同期を図ることを特徴とする録再装置であってもよい。
【００５５】
また、上記録再装置は、前記録再手段は、メディア上の前記オーディオ録再エリアには非圧縮音声を録再し、記録する非圧縮音声あるいは再生された非圧縮音声を圧縮する音声圧縮手段を備え、再生時には、再生された非圧縮音声を前記音声圧縮手段で圧縮して前記時刻情報付加手段にて時刻情報などを付加して伝送ストリームを形成し前記デジタル出力手段にて送出するようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明は、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮された圧縮データの中から、Ｋフレームに１フレームの割合となるのに最も近いフレーム内圧縮データを選択し、その１フレームの圧縮データから低域成分を抽出して高速再生用画像データとする高速再生画像データ抽出手段と、前記高速再生用画像データをＫフレーム分の圧縮データを記録するに等しい録再トラック群に所定の規則で概略均等に前記高速再生画像データを混在させる高速再生データ配置手段と、前記圧縮データと高速再生画像データとをメディアに記録再生する録再手段と、高速再生時に録再トラック群から間欠的に再生される前記高速再生画像データから同一時刻の１画面の高速再生画像データを収集するデータ収集手段とを備え、１フレーム単位に高速再生画像データを伸張および／あるいはデジタル出力することを特徴とする録再装置であってもよい。
【００５７】
また、上記録再装置は、前記データ収集手段は、高速再生時に１画面のデータが取得される毎に圧縮データの伸張・表示に必要な時刻情報を逐次生成付加し、少なくとも１画面の前記高速再生画像データと前記時刻情報とシーケンス終了情報とにより伝送ストリームを形成するストリーム形成手段を有し、前記伝送ストリームをデジタル出力するデジタル出力手段を備えていてもよい。
【００５８】
また、本発明は、全てフレーム内圧縮した各ビデオフレームの圧縮データを１フレーム毎にＮ個の録再トラックに記録再生する第一の録再形式と、フレーム内圧縮とフレーム間圧縮を用いた圧縮ビデオ信号によりＧＯＰを形成し、ＧＯＰを構成するビデオフレーム数をＶとした時、（Ｖ×Ｎ）個の録再トラックに前記ＧＯＰデータを記録再生する第二の録再形式とがある時、
第二の録再形式において、±Ｎ倍速で高速再生した場合の特定位相のヘッドトレース位置に相当し、Ｎトラック毎に同じ位置のシンクブロックに高速再生画像データを配置させるフォーマッタ手段と、第二の録再形式における録再レートを第一の録再形式の場合と同じ１ビデオフレーム期間にＮ個の録再トラックを録再するレートにて記録再生する録再手段と、第二の録再形式における入出力ビデオ信号のフレーム位相とＮ個の録再トラックとの録再位相とを第一の録再形式の場合と同一の位相に保つフレーム位相同期手段と、第二の録再形式における録再トラック構造が第一の録再形式の場合と同一の構造となるようにトラックデータを生成するトラック形成手段と、Ｎ個の録再トラック単位で各トラックを識別するトラック番号を付与し、第二の録再形式におけるトラック識別情報が、第一の録再形式の場合と同一形式となるトラック番号付与手段と、第二の録再形式においてＮ個の録再トラック内に分散記録する付属情報のうち、第一の録再形式の場合と同一の内容は同一の記録位置に配置する付属情報生成手段とを備え、
第二の録再形式の記録再生を、Ｎ個の録再トラック単位の記録再生処理において第一の録再形式と共通としたことを特徴とする録再装置であってもよい。
【００５９】
また、上記録再装置は、前記第二の録再形式にてメディアに記録する第二の記録モードおよび／あるいは前記第二の録再形式のメディアを再生する第二の再生モードを備え、かつ少なくとも前記第一の録再形式のメディアを再生する第一の再生モードを備えてもよい。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００６１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による記録再生装置を示すブロック図である。図１において、圧伸部１はビデオ信号をＭＰＥＧ圧縮する圧縮伸張回路、配置部２は圧伸部１から得られるＧＯＰ単位の圧縮データにスタッフィングデータを適宜付加して録再レートと符号レートをあわせるとともに、ＧＯＰ区切りがメディア上の区切りと一致するように録再データを配置する回路、録再部３は全記録再データをメディアであるテープ４に対して記録再生する回路、位相部５はテープ４の走行位相によりメディア上の録再区切り点の位相に従って圧伸部１のＧＯＰ位相を決定する回路である。
【００６２】
なお、上記の構成において、圧伸部１は本発明の圧縮手段に相当し、配置部２および位相部５は本発明の割り当て手段に相当し、録再部３は本発明の記録手段および再生手段に相当する。また、位相部５は本発明の調整手段に相当し、テープ４は本発明のテープ記録媒体に相当する。
【００６３】
以上の構成によって繋ぎ記録する場合の動作を図２を用いて説明するとともに、これにより、本発明のデータ圧縮方法、記録方法、再生方法の一実施の形態について説明を行う。図２は録再単位であるＧＯＰをテープ上の（Ｎ×Ｖ）トラックを単位エリアとして録再するタイミングチャートである。繋ぎ記録するには、まずテープ４を繋ぎ記録点に向けて再生し、録再部３からテープ上の録再単位エリアである（Ｎ×Ｖ）トラックの走行位相である「Ｒ／Ｐサイクル」を得る。これにより位相部５が圧伸部１に対してＧＯＰ位相「ＧＯＰサイクル」を指定する。図２の例では両者の位相を全く同じにする例を示しているが、この限りではなく、固定の位相にすればよい。これにより圧伸部１は図２（１）のようなＶフレームのビデオ信号をＭＰＥＧ圧縮して図２の（２）のようにエレメンタリーストリームを生成する。このとき圧伸部１はＧＯＰ毎の前記エレメンタリーストリームを（Ｎ×Ｖ）トラックの単位エリアに収まる符号量以下に圧縮する。なお、ここでＧＯＰ単位のエレメンタリーストリームは、本発明の符号化データに相当する。
【００６４】
このエレメンタリーストリームに対して配置部２はＧＯＰ単位にスタッフィングデータを付加すると同時に、図２の（３）に示すようにテープ４上の（Ｎ×Ｖ）トラックの境界位置とＧＯＰデータの区切りが一致するように記録データを配置生成する。この信号を録再部３でテープ４上の（Ｎ×Ｖ）トラックに記録する。
【００６５】
図３は代表的なＧＯＰ構造の例である。ここで記号Ｉはピクチャ（フレーム）内圧縮、記号Ｐはひとつ過去のＩピクチャあるいはＰピクチャを参照可能なフレーム間圧縮、記号Ｂはひとつ過去もしくは未来のＩピクチャあるいはＰピクチャを参照可能なフレーム間圧縮を示しており、互いの参照関係から図３（１）のようなクローズドＧＯＰ構造と図３（２）のようなオープンＧＯＰ構造とがある。
【００６６】
クローズドＧＯＰ構造では各ピクチャは同じＧＯＰのピクチャしか参照しないのでＧＯＰ単位にデータを組み替えても他のＧＯＰの画像に悪影響を与えることはない。しかし、オープンＧＯＰ構造ではあるピクチャは別のＧＯＰのピクチャを参照する事がため、ＧＯＰ単位にデータを組み替えると他のＧＯＰのピクチャの復号に影響を及ぼしてしまう。この場合は、図３（３）のように再生時に連続性がなくなるＧＯＰの最後のＢピクチャをその前のＰピクチャによって置換して（フリーズして）再生することで画質劣化を最小限にくい止めることができる。
【００６７】
また、ＧＯＰ単位に一定レート以下に圧縮しているので、部分的にＧＯＰデータを組み替えても全体の符号化レートが一定値を越えることは絶対にない。よって、編集点で復号回路のバッファ破綻などを起こすことはない。一方でＧＯＰ内の符号配分には制約事項がないので、圧縮対象の画像の条件によってＩピクチャに多くのデータを割り当てたり、全ピクチャに均等な符号を割り当てたりすることで様々な画像に最適な圧縮を行うことに支障はない。
【００６８】
以上のように本実施の形態によれば、フレーム間の相関を用いた圧縮であっても、ＧＯＰという単位で符号量を制御して圧縮し、それをメディア上のＧＯＰ録再エリアに記録再生することで、ＧＯＰ単位の書き換え、繋ぎ記録等の編集動作が可能となるといった効果が得られる。
【００６９】
なお、前期実施の形態では位相部５が圧伸部１に対してＧＯＰ位相を指定することで位相同期を図る方式を示したがこれに限るものではなく、本発明の調整手段は、圧伸部１のＧＯＰ位相を基準に、メディアであるテープ４の走行位相を制御して同期を図っても良い。また、フリーズ動作は過去の画面で置換する方法を例にあげたが、図３（３）の２つのフリーズ画面の先方は直前のＰピクチャで、後方の画面は直後のＩピクチャで置換してもよい。要するに、対象となるＧＯＰを構成するピクチャを参照しないピクチャであればよい。さらにＧＯＰを構成するフレーム数Ｖは常に一定である必要もない。
【００７０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２である、外部から入力される符号化データの記録方法に関して図４、５を用いて説明するとともに、これにより、本発明のデータ圧縮方法、記録方法の一実施の形態について説明を行う。
【００７１】
図４は外部入力時の記録装置の構成を示すブロック図である。図４において、受信部６は外部機器からトランスポートストリームを受信する回路、抽出部７はトランスポートストリームから表示時刻情報（ＰＴＳ）や復号時刻情報（ＤＴＳ）などの時刻情報を取り除きエレメンタリーストリームを取り出す回路、位相部８は入力されるトランスポートストリームのＧＯＰ位相と記録するテープ４の録再位相を調整しモータ９を介してテープ走行を制御するサーボ回路であり、他は実施の形態１の場合と同様である。なお、抽出部７は、本発明の除去手段に相当する。
【００７２】
ここで、前提条件として入力されるトランスポートストリームは、実施の形態１と同様にＧＯＰ単位にそのエレメンタリーストリームの符号量が一定以下に制御されているものとする。この簡単な条件を付加することにより、受信機器では指定された時刻情報に従って復号処理する必要がなくなる。なお、このようなトランスポートストリームは、実施の形態１の録再装置の圧伸部１の動作と同一の工程により、ＧＯＰ単位の符号化量を一定以下に制御したエレメンタリーストリームを生成し、このエレメンタリーストリームに、適宜タイムスタンプおよび送受タイミング情報を付加することにより生成すればよい。
【００７３】
たとえばＧＯＰ毎にデータ量が確定しない圧縮データの場合には、どれだけの圧縮データを機器内に蓄えてから伸張を開始して良いかが受信機器にはわからない。そこで従来例にあるように時刻情報、すなわちタイムスタンプと送受タイミング情報をも一緒に伝送することでバッファメモリを破綻させることなく受信側の機器で復号を可能にするのである。しかしＧＯＰ単位に一定量であるから、時刻情報を頼りにすることなく機器内に設けるバッファメモリを破綻させずに復号・表示するタイミングを独自に管理可能となる。たとえばＧＯＰ２つ分以上のバッファメモリがあり、一定レートでトランスポートストリームを受信しているのであれば、ＧＯＰ１つ分のデータを受信完了したと同時にそのＧＯＰの復号を開始すればメモリを破綻させることはない。
【００７４】
つまり、受信したタイミングを再生時にも再現するための送受タイミング情報が必要ないことになる。さらにトランスポートストリーム内のタイムスタンプである復号時刻情報および表示時刻情報等も全て不要となるため、図５に示すように概略均等に伝送されてくるパケット（１）からトランスポートストリーム（２）を取り出し、抽出部７で不要となった時刻情報を取り除くなどしてエレメンタリーストリーム（３）を抽出し、配置部２でＧＯＰ単位に整形し適宜スタッフィングデータを付加して録再レートと同じにして録再部３を介してテープに記録する。このとき受信したデータのＧＯＰ位相がテープ４上の録再位相と同じになるようにテープ走行を制御することで、所定位置にデータを記録できるものである。
【００７５】
以上のように記録することにより、テープ４上にはタイムスタンプも送受タイミング情報も記録することがない。よって、テープ上で繋ぎ記録や一部のデータをアフレコした場合でも、それらの時刻情報が不連続になることがあり得ず、それに起因する画像の乱れも起こりえない。
【００７６】
以上のように本実施の形態によれば、フレーム間の相関を用いた圧縮であっても、ＧＯＰという単位で符号量が制御された符号化データから構成されたエレメンタリーストリームを、所定のＧＯＰ録再エリアに時刻情報なしに記録再生することで、画像の乱れなくＧＯＰ単位の書き換え、繋ぎ記録等の編集動作が可能となるといった効果が得られる。
【００７７】
なお、本実施の形態ではＧＯＰを構成するフレーム数を全ＧＯＰで一定とした場合を説明したが、それに限定されるものではない。さらに、時刻情報をメディア上に記録しない例を示したが、記録しても構わない。その場合は後述するように再生時にその記録値を利用しなければよい。しかし、メディア上に記録しない方が記録効率を高められ、同じ録再レートならより高画質な（高ビットレートな）圧縮信号を記録することが可能となる。
【００７８】
また、上述した、ＧＯＰという単位で符号量が制御された符号化データから構成されたエレメンタリーストリーム、およびこのエレメンタリーストリームにタイムスタンプおよび送受タイミング情報を付加してトランスポートストリームを生成する装置も、本発明に含まれる。
【００７９】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３である再生時の時刻情報の付加に関して図６を用いて説明するとともに、これにより、再生方法の一実施の形態について説明を行う。図６において、ＰＣＲ１０は基準となる時刻カウンタ、時刻付加部１１はＰＣＲ１０の時刻カウンタ値をもとに復号時刻情報および表示時刻情報を付加する回路、送信部１２は前記時刻情報を付加したトランスポートストリームをパケット単位に送信する回路である。前実施の形態と同じ機能ブロックには同一番号を付して説明を省略する。なお、上記の構成において、時刻付加部１１は、本発明のタイムスタンプ付加手段に相当する。
【００８０】
ここで、テープ４上には図５（５）に示すように（Ｎ×Ｖ）トラックにわたってＶフレーム分の圧縮されたデータからなる単一のＧＯＰデータが記録されているものとする。このエリアの再生により図５（４）に示すようなスタッフィングデータを含む再生信号が得られ、配置部２で無効なスタッフィングデータを取り除き、図５（３）のようなエレメンタリーストリームを抽出する。得られたエレメンタリーストリームを時刻付加部１１にてヘッダ解析してフレーム単位の境界位置などを割り出しトランスポートストリームに必要なタイムスタンプおよび送受タイミング情報を付加し、図５（２）のようなトランスポートストリームを生成し、最後に送信部１２で各パケットを概ね均等に配置して伝送路に出力する。なお、上記の説明において、ＧＯＰデータは本発明の符号化データに相当するものである。
【００８１】
ＧＯＰ単位に符号量が異なるストリームの場合に付加する時刻情報では、バッファモデルを破綻させないように高度な算出によって決定する必要であるが、本実施の形態の場合のような再生において付加する時刻情報の値は、ＧＯＰ単位に符号化レートが一定であり、伝送路に均等にパケットを配分することで伝送ビットレートをも一定以下にできるものであるから、所定の伝送遅延となるように設定するだけで復号する機器のバッファ破綻を確実に防止できる。よってフリーに動作させたＰＣＲ１０の時刻カウンタ値を基準に、設定した伝送遅延量、ＧＯＰを構成するフレーム数Ｖ、フレーム周期などを使って、伝送する送受タイミング情報、タイムスタンプであるＤＴＳ、ＰＴＳ等の時刻情報を簡単に求めることができる。また、ＰＣＲ１０の時刻カウンタ値をテープから再生された基準時刻情報によって時刻あわせをする必要がないので非常に簡便な方法で確実な伝送を実現できる。
【００８２】
以上のように本実施の形態によれば、フレーム間の相関を用いた圧縮であっても、ＧＯＰという単位で符号量が制御された符号化データを所定容量のＧＯＰ録再エリアから再生し、復号する機器で必要な時刻情報を再生時に再生機器の状態にあわせて付与することにより、メディア上に記録されている圧縮画像信号が連続して圧縮符号化された一連の信号である必要が全くなくなり、ＧＯＰ単位に個別に圧縮された符号をそのまま自由につなぎ合わせてトランスポートストリーム化して送信できるものである。よって画像の乱れなくＧＯＰ単位の書き換え、繋ぎ記録等の編集動作が可能となるといった効果が得られる。
【００８３】
なお、本実施の形態ではメディア上には時刻情報のないエレメンタリーストリームが記録されている例を示したが、それに限るものではない。例えばトランスポートストリームのような時刻情報を含むストリームであっても良く、その場合はメディア上の時刻情報は再生時に全く使用せず、機器内の時刻カウンタを基準に再生時に生成した時刻情報で置換したストリームを出力すればよい。ただし、このトランスポートストリームは、実施の形態２で述べたような、ＧＯＰという単位で符号量が制御された符号化データから構成されたエレメンタリーストリームを基に生成されたものである必要がある。
【００８４】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４である音声と映像の同期に関して図７、８を用いて説明するとともに、これにより、本発明の記録方法、再生方法の一実施の形態について説明を行う。図７において、Ｖ処理部１３１、Ａ処理部１３２はそれぞれビデオ、オーディオの記録信号処理回路、配置部１４はそれぞれ処理されたビデオ符号データとオーディオ符号データをメディア上で同じ区間に記録するためにデータ位相を調整するとともに、適宜スタッフィングデータを挿入して記録レートと符号レートの差を吸収して記録信号を生成する回路、遅延部１５は配置部１４でのビデオ符号データとオーディオ符号データの位相あわせのための遅延をＶ処理部１３１とＡ処理部１３２の処理遅延の差に相当する分だけ付加する回路、記録再生部１６はメディアであるテープ４に前記記録信号を録再する回路、抽出部１７は再生信号から適宜スタッフィングデータを取り除き、ビデオとオーディオの符号データを抽出する回路、Ｖ処理部１８１、Ａ処理部１８２はそれぞれビデオ、オーディオに固有の再生信号処理回路であり、時刻付加部１９１、１９２はそれぞれビデオ・オーディオの圧縮データに復号時刻情報（ＤＴＳ）や表示時刻情報（ＰＴＳ）等を付加する回路、出力部２０はビデオ・オーディオのそれぞれのストリームをミックスして伝送ストリームとして出力する回路である。
【００８５】
なお、上記の構成において、Ｖ処理部１３１は本発明の圧縮手段に相当し、配置部１４、遅延部１５および記録再生部１６は本発明の割り当て手段、記録手段および再生手段に相当し、Ａ処理部１８２は本発明のオーディオ信号圧縮手段に相当する。時刻付加部１９２，１９１、ＰＣＲ１０は、本発明のタイムスタンプ付加手段に相当し、出力部２０は本発明のデジタル出力手段に相当する。
【００８６】
図８は、メディアであるテープ４上の記録配置と伝送、表示の時間関係を示す概念図である。テープ４上には図８（１）に示すようにビデオの圧縮データをＧＯＰ単位で記録する（Ｖ×Ｎ）トラックにわたる記録エリアがあり、ビデオ信号と同じ期間のオーディオデータを同じテープ位置に記録するエリアも設けられている。同じ期間とは図８（２）に示すように、Ｖフレームの映像期間と同じ期間にサンプルされるオーディオデータの事であり、ビデオの先頭フレームＦ１と同じ時刻のオーディオ先頭データＳ１が図８（１）に示すように同じ単位エリアに配置されるものである。
【００８７】
記録動作ではまず、Ｖ処理部１３１でビデオ信号をＧＯＰ単位に圧縮し、ビデオ符号データを生成する。一方Ａ処理部１３２はオーディオ信号をインターリーブなどしてメディアでのエラーに対する補間処理を行いやすくする。本実施の形態ではＡ処理部１３２は音声圧縮は行わず、メディアであるテープ４上には非圧縮音声を記録する。このときビデオ信号はＶ処理部１３１でフレーム間圧縮を行うため多くの処理時間を必要とする一方でＡ処理部１３２では短時間で処理可能である。そのため、遅延部１５にてその処理時間差に相当するディレイを設けることで、図８（１）のように同じテープ位置に同じ期間の符号データを記録する。最後に配置部１４にて適宜スタッフィングデータを付加するなどして、録再レートと符号レートをあわせて記録する。なお、上記の説明において、ビデオ符号データは本発明の符号化データに相当する。
【００８８】
再生動作では、抽出部１７にて付加されていたスタッフィングデータを削除するなどして記録されていたビデオ符号データおよび非圧縮のオーディオ信号をそれぞれ取り出し、Ｖ処理部１８１およびＡ処理部１８２にそれぞれ供給する。Ｖ処理部１８１では圧縮されているビデオ符号データのヘッダ解析等を行い、タイムスタンプである時刻情報などを付加する位置となる、フレーム境界位置等の割り出しを行う。またＡ処理部１８２は再生されたオーディオ信号を圧縮処理して、オーディオ符号化データから構成される音声のエレメンタリーストリームを得る。このようにして得られる映像、音声のエレメンタリーストリームに対して時刻付加部１９１、１９２でそれぞれのストリームに、タイムスタンプとして復号時刻情報、表示時刻情報を付加する。
【００８９】
一般にビデオ符号データに対してオーディオ符号データの方が低遅延で伝送され、図８（３）に示すように同時刻に表示すべきデータがストリーム伝送順では別の時刻に伝送されている事が多い。このように伝送する基準時刻情報やＤＴＳ、ＰＴＳなどの時刻情報は映像・音声のそれぞれの伝送遅延を考慮して、互いに独立に付加する。このとき同じテープ位置のデータが同じ表示時刻となるように処理遅延、映像・音声のそれぞれのフレーム順（番号）等をもとにＰＣＲ１０の値を基準として算出する。
【００９０】
以上のように本実施の形態によれば、ＧＯＰ単位のビデオ符号データと同じ表示時刻となるオーディオ符号データをメディア上で同じ録再単位のエリアに対して記録・再生することにより、メディア上の録再区切りを表示上の区切りとすることができるものである。よってメディア上に記録されている映像・音声信号とが同時かつ連続して処理された一連の信号である必要が全くなくなるため、ＧＯＰ単位に個別に処理された符号データをそのまま自由につなぎ合わせてトランスポートストリーム化して送信することができ、画像・音声の乱れなくＧＯＰ単位の書き換え、繋ぎ記録等の編集動作が可能となるといった効果が得られる。
【００９１】
なお、本実施の形態ではメディア上には、タイムスタンプである時刻情報のないエレメンタリーストリームが記録されている例を示したが、それに限るものではない。例えばトランスポートストリームのような時刻情報を含むストリームであっても良く、その場合はメディア上の時刻情報は再生時に全く使用せず、機器内の時刻カウンタを基準に再生時に生成した時刻情報で置換したストリームを出力すればよい。
【００９２】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５である高速再生時のデジタル出力や復号に関して図９、１０を用いて説明するとともに、これにより、本発明の記録再生方法の一実施の形態について説明を行う。図９において、抽出部２１はビデオ圧縮データを入力としてＫフレーム毎にもっとも近傍のフレーム内圧縮された圧縮データを抽出し、さらにその低域成分のみを抽出する回路、配置部２２は一連の圧縮データを通常再生用データとしてＧＯＰ単位に録再トラックに配置し、抽出部２１で抜き出した１フレーム分の低域圧縮データは高速再生用データとしてＫフレームを記録する録再トラックに分散させて配置させるフォーマッタ回路、録再部３はテープ４上に前記通常再生用データと高速再生用データを録再する回路、収集部２３は高速再生時に間欠再生された再生信号からＫフレームにわたって記録された１フレーム分の高速再生用データを収集し、１フレーム分が収集される毎に次段の処理回路に供給する回路、時刻付加部２４は１フレーム分の高速再生用データが収集される毎にＰＣＲ１０のその時点の基準時刻カウンタ値をもとに圧縮データに表示時刻情報、復号時刻情報を生成付加して出力ストリームを生成する回路、送信部１２は前記出力ストリームをパケット単位に送出する出力回路である。
【００９３】
なお、上記の構成において、抽出部２１は、本発明の高速再生画像データ抽出手段に相当し、配置部２２は本発明の割り当て手段に相当し、録再部３は本発明の記録手段および再生手段に相当し、収集部２３および時刻付加部２４，ＰＣＲ１０は本発明のデータ収集手段に相当する。また、ＰＣＲ１０および時刻付加部２４は本発明のトランスポートストリーム形成手段に相当する。
【００９４】
まず記録時には、図１０（１）に示すようにＫフレームを記録する期間に１フレームの割合で高速再生用データを抽出部２１で抜き出す。図示した例はＧＯＰを構成するフレーム数をＶとした時、ＫをＶの整数倍としたものである。つまりＫフレームのデータを記録する先頭のＧＯＰのフレーム内圧縮（Ｉピクチャ）のデータからその低域成分を抜き出すものである。そのデータを高速再生用データとして、図１０（１）に図示したように高速再生でヘッドがスキャンする位置にそのデータを配置する。よって数ＧＯＰに一回の割合で高速再生用データを抽出し、数ＧＯＰ分の録再エリアにわたって１フレーム分の高速再生用データを記録する形となる。
【００９５】
このような方式で高速再生用データが記録されたメディアに繋ぎ撮りやアフレコなどを行う場合には、編集点の位置が高速再生用データの区切りとは限らず、ＧＯＰの区切り位置となる。例えば高速再生用データの抽出頻度を決めるフレーム数Ｋが数十フレームという場合は編集が行える位置が数秒に１回となるため実用的でないからである。そこで編集点としては長くてもＧＯＰの区切りにあわせることになり、テープ上の編集点は高速再生用データの区切りとは必ずしも一致しなくなる。そのような場合には図１０（２）に示すように編集点近傍でテープ上に１フレーム分に満たない不完全な高速再生用データが存在しうることになる。
【００９６】
さて再生時には、前記のような不完全な高速再生用データが存在する場合も考慮してより安全な再生を行わなければならない。そのため、収集部２３で高速再生で得られるデータの中から同一のフレーム内圧縮から抽出された高速再生用データを選択収集して、図１０（２）のハッチ部分のような不完全な部分を排除する。具体的には、図１０（１）に示すように高速再生用データはＫフレームの期間にわたって順番にかつ規則的に配置されているのでその規則性、連続性をつかって同じ１フレームのデータを検出すればよい。このように１フレーム分の高速再生用データはいつも一定期間に一度の割合で収集できるわけではなく、編集点等で収集周期がずれるものである。よって高速再生時の伝送ストリームを形成では、１フレーム分の高速再生用データを収集完了した時点でそのタイミングに合わせて時刻情報を付加して出力する。
【００９７】
以上のようにすることにより、不完全な部分の高速再生用データを機器内の復号回路や機器外に送出することがなくなり、不測な誤動作を招くことがない。また、高速再生用データと言えども復号するための時刻情報が必要となるが、記録時に生成せず、かつ再生できた時点で最適な時刻情報を生成することができるので編集点に対して何ら制約となることがない。
【００９８】
以上のように本実施の形態によれば、１フレーム分の高速再生用データが完全に揃わないかぎり復号部や機器外に伝送しないため、不完全なストリームとなる事がない。また時刻情報を再生時に生成付加するため、時刻情報の不連続による画像の乱れも、編集精度に対する制限も何らない。
【００９９】
なお、本実施の形態ではＫフレームをＧＯＰのフレーム数Ｖの整数倍としたが、その限りではない。その場合高速再生時に表示更新される周期がＫフレームで一定していても、表示される映像の実時間の間隔がわずかにずれることになるが、そもそも高速再生画像がＫフレームに１フレームの割合しかないため、視覚上は何ら問題ない。また、本実施の形態のエレメンタリーストリームは、ＧＯＰ単位の符号量で圧縮されていなくともよい。
【０１００】
また、高速再生用データとなるＩピクチャは、その低域成分が取り出されるものとしたが、他の成分を一部として取り出してもよい。また、Ｉピクチャ全部を取り出すようにしてもよい。
【０１０１】
（実施の形態６）
最後に、本発明の実施の形態６、フレーム内圧縮およびフレーム相関圧縮を用いた圧縮信号の記録再生とフレーム内圧縮のみを用いた圧縮信号の記録再生の共通化に関して図１１を用いて説明するとともに、これにより、本発明の記録方法、再生方法の一実施の形態について説明を行う。
【０１０２】
図１１において、フレーム内圧縮部２５は、フレーム内圧縮のみを用いて１フレームの圧縮データをＮトラックに記録する第一の記録形式での圧縮伸張回路、フレーム間圧縮部２６はＶフレームの映像信号を単位ＧＯＰとしてフレーム内圧縮およびフレーム間圧縮を用いて圧縮し、（Ｎ×Ｖ）トラックに記録する第二の録再形式での圧縮伸張回路、オーディオ処理部２７は第一、第二の録再形式で共通な処理となるオーディオ信号処理回路、トラック番号部２８は、Ｎトラック単位に周期的に各トラックを識別するトラック番号を生成する回路、付属情報部２９はＡＵＸデータやサブコードデータを生成・設定する回路、トラック処理部３０はオーディオデータやビデオデータを記録するエリアを配置するとともに、トラック番号部２８から供給されるトラック番号や付属情報部２９から供給されるＡＵＸデータやサブコードデータなどを所定位置に配置して、第一・第二の録再形式で共通構造となるトラックデータを形成する回路、録再部３１は各トラックデータをテープ４上に録再する回路、フレーム同期部３２はテープ駆動部３３を制御してテープ４の走行位相を調整し、入力のビデオ信号のフレーム位相とテープ４上のフレーム位相をあわせる位相同期回路、配置部３４は第二の録再形式における圧縮データを（Ｎ×Ｖ）トラックのエリアに納めるべくＧＯＰ単位にデータ配置をするとともに、高速再生用データをＮトラック単位で同じ位置に配置調整する回路、ＧＯＰ同期部３５は第二の記録形式において、テープ上の（Ｎ×Ｖ）トラックの位相とフレーム間圧縮部２６での圧縮位相であるＧＯＰ位相とを調整し位相あわせする回路である。
【０１０３】
なお、上記の構成において、フレーム内圧縮部２５は本発明のフレーム内圧縮手段に相当し、フレーム間圧縮部２６は本発明の圧縮手段に相当し、録再部３１は本発明の記録手段および再生手段に相当する。また、トラック処理部３０は本発明の２種類トラック割り当て手段に相当し、トラック番号部２８は本発明の識別子付与手段に相当する。また、フレーム同期部３２は、本発明の記録時フレーム位相同期手段および再生時フレーム位相同期手段に相当する。
【０１０４】
まず、第一の録再形式での記録に関して説明する。図１２のトラック構造およびフレーム構造に示すようにトラック情報を記録するＩＴＩエリア、音声信号を記録するオーディオエリア、映像信号を記録するビデオエリア、付属情報を記録するサブコードエリアからなるトラックをＮトラック（図１２ではＮ＝１０）集めて１ビデオフレームの映像及び音声を記録する。１フレームのビデオ信号はフレーム内圧縮部２５にてＮトラックのビデオエリアの録再容量以下に圧縮され、Ｎトラック分に分割される。それと同期間のオーディオ信号がオーディオ処理部２７にてインターリーブ処理され同様にＮトラック分に分割される。分割されたそれぞれのデータはトラック処理部３０で１フレームの録再トラックであるＮトラックの各トラックにデータが割り振られる。このときトラック番号部２８によりＮトラックの各トラックに番号を付与して各トラック毎の同じ位置のデータを識別できるようにする。図１２の場合は０から９番までの連番を付与している。また記録日時などの付属情報はサブコードエリアなどの所定位置に配置される。
【０１０５】
第一の録再形式での再生では、録再部３１にてテープ４を再生し、再生されたトラック番号情報からテープ４の走行位相を検出する。これによりフレーム同期部３２にてテープ上のＮトラック単位の走行位相と映像を表示するためのフレーム位相を同期させることにより、安定した再生動作が行われる。同期が図られた状態でトラック処理部３０で音声・映像信号などを適宜振り分け、伸張処理やデインターリーブ処理、誤り修整などを行って映像・音声を再生する。
【０１０６】
次に第二の録再形式での動作について説明する。図１２に示すように、第二の録再形式ではＶフレームでひとつのＧＯＰを構成するようにし、（Ｖ×Ｎ）トラックのエリアにＧＯＰのデータを録再する。さらに数ＧＯＰに一つの割合でフレーム内圧縮されたデータから高速再生用データを作成し、その数ＧＯＰを記録するエリアに高速再生用データを混在させて記録するものである。音声信号は第一の録再形式と全く同じ処理を行い、１ビデオフレーム周期のオーディオ信号をオーディオ処理部２７にてインターリーブ処理し、Ｎトラックに分割してトラック処理部３０に受け渡す。
【０１０７】
一方映像信号はフレーム間圧縮部２６にてＧＯＰ単位に（Ｖ×Ｎ）トラック分のビデオエリアの記録容量以下になるよう圧縮する。その圧縮データは配置部３４にて（Ｖ×Ｎ）個に分割されると同時に、高速再生用データを図１２に示すようにＮトラック単位で同じ位置となるように数ＧＯＰにわたって分割配置する。ここで、高速再生用データの配置は±Ｎ倍速でのヘッド走査位置となる位置である。さらにＧＯＰのデータは（Ｎ×Ｖ）トラックにわたって記録するため、Ｎトラック単位にどの位置のデータかを識別する必要があるため、配置部３４でビデオ符号データそのものにＮトラック単位の仮想的なフレーム番号を挿入しておく。
【０１０８】
以上のようにして各データを分散配置させてトラック処理部３０に受け渡す。オーディオ・ビデオのそれぞれのデータはトラック処理部３０にてＮトラック単位の共通処理によりトラックデータとして組み立てられる。このときトラック番号部２８によりＮトラックの各トラックに番号を付与して各トラック毎の同じ位置のデータを識別できるようにする。図１２の場合は０から９番までの連番を付与している。また記録日時などの付属情報はサブコードエリアなども共通の所定位置に配置される。Ｎトラック毎の仮想的なフレーム番号はビデオ符号データそのものに付加されているので、トラック処理部３０以降の処理は第一の録再形式と全く同じ処理となる。
【０１０９】
さて、第二の録再形式での再生動作では、１ビデオフレームにＮトラックのペースで再生することで映像出力周期とテープ送り量が過不足なく一致するので、第一の録再形式と同様に、録再部３１にてテープ４を再生し、再生されたトラック番号情報からテープ４の走行位相を検出し、これによりフレーム同期部３２にてテープ上のＮトラック単位の走行位相と映像を表示するためのフレーム位相を同期させる。この同期が図られた状態では、少なくともＧＯＰの先頭データがＮトラック単位の先頭トラックに一致しているので、テープ上のＧＯＰ単位の走行位相と映像表示のフレーム位相が一致していることになる。よってトラック処理部３０までは第一の録再形式と全く同じ処理にて再生処理を行えばよい。
【０１１０】
ＧＯＰ単位の位相に関しては、トラック単位の再生データから記録時に付加した仮想的なフレーム番号を配置部３４にて取り出すことで圧縮伸張処理のＧＯＰ位相を作り出し、フレーム間圧縮部２６に供給する。また繋ぎ撮りなどの編集では、助走期間中に前記のような再生動作を行って圧縮時のＧＯＰ位相をテープ上の（Ｎ×Ｖ）トラック位相にプリセットし、ＧＯＰ単位の圧縮データがテープ上の区切り位置にぴったり整合させる。
【０１１１】
なお、上記の説明において、フレーム内圧縮部２５によりフレーム内圧縮された圧縮データは、本発明の圧縮データに相当し、フレーム間圧縮部によりフレーム内圧縮およびフレーム間圧縮された圧縮データは、本発明の符号化データに相当する。
【０１１２】
以上のように本実施の形態によれば、位相同期も含めて記録再生するＮトラック単位の構造および処理を全く共通にすることが可能となり、機器の共用による低価格化などに大きく寄与するものである。
【０１１３】
なお、本実施の形態ではＧＯＰを構成するフレーム数Ｖを一定にした場合を説明したがその限りではない。特に図１２のフレーム構造に示すように、第二の録再形式では高速再生データも含めてＮトラック単位に共通化ができているため、たとえＶが可変されても、通常再生に使われるデータがＮトラック単位で、高速再生に使われるデータ１スキャン分単位で増減するだけで、高速再生データを連続させることに何ら障害とならないものである。
【０１１４】
また、上記の各実施の形態においては、録再装置として説明を行ったが、本発明は記録装置または再生装置のいずれかまたは両方を、独立した構成として実施してもよい。
【０１１５】
また、本発明は、上述した本発明のデータ圧縮装置、記録装置、再生装置、記録再生装置の全部または一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。
【０１１６】
また、本発明は、上述した本発明のデータ圧縮装置、記録装置、再生装置、記録再生装置の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよい。
【０１１７】
なお、本発明の上記「一部の手段（または、装置、素子、回路、部等）」、本発明の上記「一部のステップ（または、工程、動作、作用等）」とは、それらの複数の手段またはステップの内の、幾つかの手段またはステップを意味し、あるいは、一つの手段またはステップの内の、一部の機能または一部の動作を意味するものである。
【０１１８】
また、本発明の一部の装置（または、素子、回路、部等）とは、それらの複数の装置の内の、幾つかの装置を意味し、あるいは、一つの装置の内の、一部の手段（または、素子、回路、部等）を意味し、あるいは、一つの手段の内の、一部の機能を意味するものである。
【０１１９】
また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。
【０１２０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２１】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２２】
また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。
【０１２３】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送機構、光・電波・音波等が含まれる。
【０１２４】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１２５】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フレーム間圧縮されたデータをＧＯＰ単位に所定エリアに記録再生することにより、メディア上での編集が自在にでき、伝送タイミングや伝送ストリームの時刻情報をメディア上で記録管理する必要が無くなり、編集点近傍で符号化レートの破綻を防ぐための再符号化も必要なく、編集点付近を高速再生しても何ら映像に乱れを生じず、ムービーなどの機器に最適な録再を可能とするものである。
【０１２７】
さらに従来のフレーム内圧縮を行う回路と最大限の共用化を図ることができ実現性が高く、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示すブロック図
【図２】実施の形態１による記録動作のタイミング解説図
【図３】ＧＯＰ構造を示す模式図
【図４】実施の形態２を示すブロック図
【図５】実施の形態２，３によるデータ処理手順を示す模式図
【図６】実施の形態３を示すブロック図
【図７】実施の形態４を示すブロック図
【図８】実施の形態４による記録再生位置を示す模式図
【図９】実施の形態５を示すブロック図
【図１０】実施の形態５による高速再生時の動作タイミング解説図
【図１１】実施の形態６を示すブロック図
【図１２】実施の形態６によるデータ配置を示す模式図
【図１３】従来の記録再生装置の構成を示すブロック図
【図１４】従来の記録再生装置のデータ処理手順を示す模式図
【符号の説明】
１圧伸部
２配置部
３録再部
４テープ
５位相部
６受信部
７抽出部
８位相部
９駆動部
１０ＰＣＲ
１１時刻付加部
１２送信部
１３１Ｖ処理部
１３２Ａ処理部
１４配置部
１５遅延部
１６記録再生部
１７抽出部
１８１Ｖ処理部
１８２Ａ処理部
１９１、１９２時刻付加部
２０出力部
２１抽出部
２２配置部
２３収集部
２４時刻付加部
２５フレーム内圧縮部
２６フレーム間圧縮部
２７オーディオ処理部
２８トラック番号部
２９付属情報部
３０トラック処理部
３１録再部
３２フレーム同期部
３３テープ駆動部
３４配置部
３５ＧＯＰ同期部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data compression device used when recording and reproducing a video signal and an audio signal in a digital VTR or the like, and a recording device, a reproducing device, a recording and reproducing device using the same.
[0002]
[Prior art]
A typical example of recording a high-efficiency compression code using frame correlation such as MPEG on a tape is a D-VHS system. In this device, a stream recording method is used in which a bit stream of a compression code is divided and recorded into a predetermined block length regardless of a video segment. In such a case, the compression system must restrict the bit rate of the compression code to a predetermined value or less and perform compression so that the buffer model of the decoder does not break down. In order to reproduce the time stream in the same way as the recording stream on the time axis, transmission time information and the like are recorded together (for example, see Patent Document 1).
[0003]
The operation of the above-described conventional recording / reproducing apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 13, companding sections 100 and 101 are circuits for compressing and expanding video and audio signals, respectively, and TS encoding section 102 is for decoding an elementary stream which is a compression code for each of a video signal and an audio signal. A circuit for generating a transport stream while adding necessary display time information and decoding time information and adjusting the transmission timing of an encoded stream according to the transmission capacity of the transmission path. A circuit for transmitting and receiving to and from an external device, a timing unit 104 generates and adds reception timing information of a packet at the time of recording, and a circuit for adjusting a transmission timing to reproduce the reception timing at the time of reproduction. Reference time count The adjusting unit 106 compensates for the difference between the bit rate of the transport stream to be recorded / reproduced by adding stuffing data and the recording / reproducing bit rate of the tape, and generates recording / reproducing data at a constant rate. The re-recording unit 107 is a circuit for recording / reproducing a pre-record / re-code on the tape 108 as a medium.
[0004]
Each operation of the conventional recording / reproducing apparatus having the above configuration will be described. In the recording operation, the companders 100 and 101 perform compression so that the bit rate is equal to or lower than a predetermined bit rate. However, compression is performed according to the frame period of the input signal regardless of the recording / reproducing unit status such as the recording phase on the tape. Generate an elementary stream. An elementary stream generated in conformity with the MPEG standard is basically a variable length code in GOP (group of picture) units, frame units, and picture units. Therefore, the code of the coded data constituting the elementary stream is The amount differs for each frame serving as the base of the encoded data, and the boundary position is unspecified as shown in FIG.
[0005]
As described above, since the compression code is a variable-length code and the transmission path can only be transmitted at a finite transmission rate, if the received signal is decoded and displayed immediately, it is necessary to perform the next display. If the data has not been completely received or the decoding is delayed too much, a memory shortage for temporarily storing data required for the next display may occur. Therefore, the TS encoding unit 102 adds display time information and decoding time information necessary for decoding to the elementary stream as a time stamp so as not to break the buffer of the decoding device, and then according to the transmission capacity of the transmission path. The transport stream is divided into packets while adjusting the transmission timing, and a transport stream including a large number of packets is generated as shown in FIG.
[0006]
The transport stream generated as described above is output in units of packets (transport packets) via the transmission / reception unit 103, and at the same time, the transmission time of the packet is received from the PCR 105. As shown in FIG. Is added to the header of the transport packet as transmission / reception timing information, and the transport stream is recorded on the tape 108 as a medium. At the time of recording, the stuffing data is appropriately inserted by the adjusting unit 106 as shown in FIG. 14 (4) in order to absorb the difference between the coding rate and the recording / reproducing rate of the tape 108.
[0007]
At the time of reproduction, the operation is substantially the reverse of the above, and the stuffing data is removed from the signal reproduced from the tape 108 by the adjusting unit 106, and the transport stream and the transmission / reception timing information of the packet are extracted. The value of the time counter of the PCR 105 is set based on the transmission / reception timing information in the reproduced transport stream, and the reference time environment at the time of recording is reproduced. Accordingly, the timing unit 104 reproduces the stream according to the time counter value of the PCR 105 and the reproduced transmission / reception timing information, and reproduces the transport stream at the time of encoding (at the time of recording) including the time axis.
[0008]
The transport stream reproduced in this manner has the same timing as that at the time of encoding, and is a stream in which the buffer does not break down in the decoding device. While outputting the reproduced stream via the transmission / reception section 103, the TS encoding section 102 extracts the elementary stream and uses the time counter value of the PCR 105, the decoding time information and the display time information, which are the time stamps, to extract the elementary stream. The decoding is controlled by controlling the decompression units 100 and 101.
[0009]
At the time of digital input, transmission / reception timing information in the received transport stream is synchronized with the time counter of the PCR 105, and the time counter value of the PCR 105 and display time information and decoding time information, which are the time stamps of the received transport stream, are used. Is made the same as that on the encoding side. As a result, the processes of the TS encoding unit 102 and the companding units 100 and 101 are exactly the same as those at the time of reproduction. On the tape recording side, transmission / reception time information is added based on the timing received via the transmission / reception unit 103 and the time counter value of the PCR 105 synchronized as described above. Subsequent recording processing is the same as during recording.
[0010]
As described above, the conventional recording / reproducing apparatus reproduces a transport stream having the same timing as that at the time of recording by adding time information to a transport stream having an unspecified frame boundary of a compression code. It is devised so that it can be done.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-9-139914
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the recording / reproducing method as described above has the following problems.
[0013]
First, as shown in FIG. 14 (5), the recording / reproducing unit on the tape 108 does not always coincide with the frame (picture) boundary of the compression code, that is, the boundary between the recording tracks SEC (k) to SEC (k + 3) is GOP. , It is not possible to edit connected recordings and the like on a tape without disturbing the image. Further, in the MPEG in which the forward reference and the backward reference are performed, since the data of each frame has a dependency relationship with each other, when the compression code of the image of another sequence is suddenly switched, the effect is not limited to one frame, and the image is disturbed over a plurality of frames. Cause.
[0014]
Secondly, even if the editing can be performed to connect two different transport streams at the frame boundary point properly on the compression code, the transmission / reception timing information and the time information of the time stamp included in the transport stream are discontinuous. Therefore, the image is distorted on the decoding side.
[0015]
Third, if the audio signal alone is dubbed, the transmission / reception timing information, the display time information and the decoding time information, which are the time stamps, are different between the audio and the video, and the temporal relationship between the video and the audio is correctly determined. Cannot be synchronized and reproduced.
[0016]
Fourth, due to editing such as splicing, the data for special reproduction also becomes incomplete in the middle of one frame before and after the edit point, and such an incomplete stream is directly sent to the decoding circuit during high-speed reproduction. The supplied and discontinuous time information at the editing point causes a disturbed image to be reproduced.
[0017]
Finally, the method of recording a compressed signal using frame correlation differs from the conventional method of processing a video signal on a frame basis (such as DV or analog recording) and cannot share circuit resources. In particular, in order to prevent the above-mentioned image disorder even when editing, it is necessary to detect an editing point on the tape and re-encode to make the compression state continuous before and after the editing point. There is a problem that the scale is increased.
[0018]
In view of the above problems, the present invention provides a data compression apparatus and the like that can freely edit a spliced image on a tape without disturbing an image even when a compressed code using frame correlation is recorded on a tape recording medium. The purpose is to provide.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a method for converting a video signal of a predetermined number of frames into a GOP (Group of Picture) unit by using intra-frame compression and inter-frame compression. This is a data compression device provided with a compression means (1) for compressing into an elementary stream composed of encoded data of a code amount not exceeding.
[0020]
Further, the second invention is the data compression apparatus according to the first invention, wherein the GOP structure of the encoded data does not include a picture constituting a GOP of another encoded data.
[0021]
Further, in the third aspect of the present invention, the compression unit may be configured such that a GOP structure of the predetermined encoded data is a picture constituting a GOP of the preceding encoded data, and wherein the GOP structure of the predetermined encoded data is If the picture includes a picture that refers to a picture to be encoded, the picture is referred to as a picture that constitutes the GOP of the previous encoded data and does not refer to a picture that constitutes the GOP of the predetermined encoded data. This is a first data compression apparatus of the present invention to be replaced.
[0022]
In a fourth aspect of the present invention, the data compression apparatus according to any one of the first to third aspects further comprises:
Allocating means (2, 5) for allocating recording tracks for recording the encoded data to the tape recording medium (4),
Recording means (3) for recording the coded data to be subjected to the compression processing on the recording track;
In the recording apparatus, the predetermined amount of code of the encoded data is equal to or less than a recording capacity of the recording track.
[0023]
The fifth aspect of the present invention further comprises an adjusting means (5) for adjusting a phase of the compression processing by the compression means and a phase of the recording track on the tape recording medium.
The recording unit is a recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention, wherein the recording operation is performed based on the adjustment.
[0024]
In a sixth aspect of the present invention, when the output from the compression means is the transport stream, the recording means has a removal means (7) for removing a time stamp from the transport stream,
A recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention, wherein the data after the time stamp is removed by the removing unit is recorded on the recording track as the encoded data.
[0025]
In a seventh aspect of the present invention, the recording means, when an output from the compression means is the transport stream, records the entire transport stream as the encoded data on the recording track. 4 is a recording device according to the invention.
[0026]
In an eighth aspect of the present invention, the allocating means further allocates an audio recording track corresponding to the recording track to the tape recording medium,
The recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention, wherein the recording means records, on the audio recording track, an audio signal corresponding to the video signal of the predetermined number of frames and having the same time interval in display time as the video signal. is there.
[0027]
A ninth aspect of the present invention is the recording apparatus according to the eighth aspect, wherein the audio signal is uncompressed data.
[0028]
A tenth aspect of the present invention is the data compression device according to any one of the first to third aspects, wherein the compression means (26) includes:
An intra-frame compression means (25) for compressing the video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression;
Recording means (31) for recording the encoded data and / or the compressed data on the tape recording medium;
Two-type track allocating means (30) for allocating a first recording track for recording the compressed data and a second recording track for recording the encoded data on the tape recording medium,
Identifier assigning means (28) for assigning an identifier capable of identifying each track constituting the first recording track and the second recording track to each other;
Referring to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the recording phase of the first recording track, and the And a recording frame phase synchronizing means (32) for synchronizing the recording phases of the two recording tracks.
The two-type track allocating means performs allocation such that the number of tracks constituting the second recording track is a predetermined integer multiple of the number of tracks constituting the first recording track,
The predetermined integer is the predetermined number of frames of the video signal, on which the encoded data is based,
The recording device is a recording device that performs the recording such that a recording rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of the first recording tracks per one frame of the video signal.
[0029]
According to an eleventh aspect of the present invention, the recording device according to any one of the fourth to tenth aspects of the present invention provides a reproducing device for reproducing the encoded data from the tape recording medium on which at least the encoded data is recorded. 3, 14, 15, 16).
[0030]
In a twelfth aspect of the present invention, a time stamp including decoding time information and display time information used for decoding the encoded data is stored in a frame cycle of a video signal which is a source of the encoded data. And a time stamp adding means (11, 10, 191 and 192) for generating the time stamp from the reproduction time and adding the time stamp to the encoded data.
Digital output means for generating a new transport packet from the time stamp and the encoded data, and arranging and outputting the transport packets substantially equally during the same time interval as the number of frames of the encoded data ( 20) The playback device according to the eleventh aspect of the present invention, comprising:
[0031]
In a thirteenth aspect of the present invention, the audio recording track is assigned to the tape recording medium by the recording device of the fifth aspect of the present invention,
The reproducing device according to the eleventh or twelfth aspect of the present invention, wherein the reproducing means reproduces an audio signal recorded on the audio recording track together with the encoded data corresponding to the audio signal.
[0032]
In a fourteenth aspect, the audio signal is uncompressed data,
Audio signal compression means (182) for compressing the audio signal, which is uncompressed data reproduced by the reproduction means, as audio encoded data;
The timestamp adding unit converts a time stamp for audio encoded data including decoding time information and display time information used for decoding the audio encoded data, into a frame cycle of an audio signal from which the audio encoded data is based. , And the playback time of the encoded audio data.
The digital output means generates a new transport packet from the audio encoded data time stamp and the audio encoded data, and the time stamp and the encoded data. is there.
[0033]
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the recording apparatus according to the tenth aspect of the present invention, wherein at least the encoded data and / or the compressed data is read from the tape recording medium on which the encoded data and / or the compressed data are recorded. A reproducing means (31) for reproducing the
With reference to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the first recording track reproduction phase, and the A reproduction-time frame phase synchronizing means (32) for synchronizing the reproduction phase of the second recording track with the reproduction phase of the second recording track;
The playback device is a playback device that performs the playback such that a playback rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of tracks of the first recording track per one frame of the video signal.
[0034]
Further, the sixteenth aspect of the present invention provides a method for generating, within encoded data compressed by intra-frame compression and inter-frame compression, specific intra-frame compressed data that substantially satisfies the ratio of one frame per a predetermined number of frames. A high-speed reproduction image data extraction means (21) for selecting and extracting all or a part of the intra-frame encoded data to obtain high-speed reproduction image data;
A recording track for recording at least the encoded data of the predetermined number of frames is allocated to a tape recording medium, and the image data for high-speed reproduction is recorded on each recording track at a substantially equal rate based on a predetermined rule. Allocating means (22) for allocating an area to be allocated;
Recording means (3) for recording the encoded data and the high-speed reproduced image data on the recording track;
Reproducing means (3) for reproducing the encoded data and the high-speed reproduced image data recorded on the recording track;
Data collection means (10, 23, 24) for collecting high-speed reproduction image data of one screen at the same time from the high-speed reproduction image data reproduced from each of the recording tracks during high-speed reproduction;
This is a recording and reproducing apparatus for expanding and / or digitally outputting the high-speed reproduced image data of one screen in one frame unit.
[0035]
A seventeenth aspect of the present invention is the recording / reproducing apparatus according to the sixteenth aspect of the present invention, wherein the one part of the encoded data of one frame is a low-frequency component.
[0036]
Also, in the eighteenth aspect of the present invention, the data collection means includes:
Each time the one-screen high-speed playback image data is acquired during high-speed playback, time information necessary for decompression and display of compressed data is sequentially generated and added, and at least one screen of the high-speed playback image data, the time information, and the sequence end Transport stream forming means (10, 24) for forming a transport stream based on the information;
A sixteenth or seventeenth recording / reproducing apparatus according to the present invention for digitally outputting the transport stream.
[0037]
Also, the nineteenth invention encodes a video signal of a predetermined number of frames using an intra-frame compression and an inter-frame compression in a GOP (Group of Picture) unit and a code amount not exceeding a predetermined amount. This is a data compression method including a compression step of compressing an elementary stream composed of data.
[0038]
A twentieth aspect of the present invention provides the data compression method according to the nineteenth aspect,
Allocating a recording track for recording the encoded data to a tape recording medium,
A recording step of recording the encoded data to be subjected to the compression process on the recording track,
In the recording method, the predetermined code amount of the encoded data is equal to or less than a recording capacity of the recording track.
[0039]
Also, a twenty-first aspect of the present invention provides the data compression method according to the twentieth aspect, wherein:
An intra-frame compression step of compressing the video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression;
A recording step of recording the encoded data and / or the compressed data on the tape recording medium;
A two-type track allocating step of allocating a first recording track for recording the compressed data and a second recording track for recording the encoded data to the tape recording medium,
An identifier assigning step of assigning an identifier capable of identifying each track constituting the first recording track and the second recording track to each other;
Referring to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the recording phase of the first recording track, and the A recording frame phase synchronization step of synchronizing the recording phase of the second recording track with the recording phase of the second recording track,
The two-type track allocating means performs allocation such that the number of tracks constituting the second recording track is a predetermined integer multiple of the number of tracks constituting the first recording track,
The predetermined integer is the predetermined number of frames of the video signal, on which the encoded data is based,
The recording step is a recording method for performing the recording such that a recording rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of the first recording tracks per one frame of the video signal.
[0040]
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a reproducing method comprising a reproducing step of reproducing the encoded data from at least the tape recording medium on which the encoded data is recorded by the recording method according to the twenty-first aspect. .
[0041]
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided the recording method according to the twenty-first aspect, wherein at least the encoded data and / or the compressed data are read from the tape recording medium on which the encoded data and / or the compressed data are recorded. A reproducing step of reproducing
With reference to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the first recording track reproduction phase, and the And a reproducing frame phase synchronizing step for synchronizing the reproducing phase of the second recording track with the reproducing phase.
The reproduction step is a reproduction method for performing the reproduction such that a reproduction rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of the first recording tracks per one frame of the video signal.
[0042]
Further, the twenty-fourth aspect of the present invention provides a method for generating, within encoded data compressed by intra-frame compression and inter-frame compression, specific intra-frame compressed data that substantially satisfies the ratio of one frame per a predetermined number of frames. A high-speed playback image data extraction step of selecting and extracting all or a part of the intra-frame encoded data to obtain high-speed playback image data;
A recording track for recording at least the encoded data of the predetermined number of frames is allocated to a tape recording medium, and the high-speed reproduction image data is recorded on each recording track at a substantially equal rate based on a predetermined rule. Allocating an area to be allocated;
A recording step of recording the encoded data and the high-speed reproduction image data on the recording track;
A reproduction step of reproducing the encoded data and the high-speed reproduction image data recorded on the recording track;
During high-speed reproduction, a data collection step of collecting one screen of high-speed reproduction image data at the same time from the high-speed reproduction image data reproduced from each of the recording tracks,
This is a recording and reproducing method for expanding and / or digitally outputting the high-speed reproduced image data of one screen in one frame unit.
[0043]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, the video signal of a predetermined number of frames of the data compression device of the first aspect of the present invention is in GOP (Group of Picture) units using intra-frame compression and inter-frame compression. Is a program for causing a computer to function as compression means for compressing into an elementary stream composed of encoded data having a code amount not exceeding a predetermined amount.
[0044]
A twenty-sixth aspect of the present invention provides the recording apparatus according to the fourth aspect, wherein the compression unit, an allocation unit that allocates a recording track for recording the encoded data to a tape recording medium, and A program for causing a computer to function as recording means for recording the encoded data to be subjected to the compression processing.
[0045]
A twenty-seventh aspect of the present invention provides the recording apparatus according to the tenth aspect, wherein the compression means, the intra-frame compression means for compressing the video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression, And / or recording means for recording the compressed data on the tape recording medium, a first recording track for recording the compressed data on the tape recording medium, and a second recording track for recording the encoded data. Two kinds of track allocating means for respectively assigning the first recording track and the second recording track, and an identifier giving means for giving an identifier capable of mutually identifying each of the tracks constituting the first recording track and the second recording track; With reference to the identifier given to each track of the second recording track, and based on this, the frame of the video signal Phase and is a program for causing a computer to function as the first recording track recording phase and the second recording time frame phase synchronization means for synchronizing a recording phase of the recording track.
[0046]
Further, a twenty-eighth aspect of the present invention is the playback device of the eleventh aspect of the present invention, wherein at least the encoded data is recorded on the tape recording medium by the recording device of any of the fourth to tenth aspects of the present invention. It is a program for causing a computer to function as reproduction means for reproducing the encoded data.
[0047]
Further, a twenty-ninth aspect of the present invention provides the playback device of the fifteenth aspect of the present invention, wherein at least the encoded data and / or the compressed data are recorded on the tape recording medium by the recording device of the tenth aspect of the present invention. Referring to the reproducing means for reproducing the encoded data and / or the compressed data, and the identifier given to each of the first recording track or the second recording track, the This is a program for causing a computer to function as a reproduction-time frame phase synchronization unit that synchronizes a frame phase of a signal with a reproduction phase of the first recording track and a reproduction phase of the second recording track.
[0048]
A thirtieth aspect of the present invention provides the recording / reproducing apparatus according to the sixteenth aspect, wherein the encoded data compressed by the intra-frame compression and the inter-frame compression is used to substantially reduce the ratio of one frame per a predetermined number of frames. High-speed reproduction image data extraction means for selecting a specific intra-frame compressed data that satisfies the following, extracting all or a part of the intra-frame coded data to obtain high-speed reproduction image data, and a tape recording medium, Assigning a recording track for recording at least encoded data for a predetermined number of frames, and allocating an area in which the high-speed reproduction image data is recorded at a substantially equal rate to each recording track based on a predetermined rule. Means, recording means for recording the encoded data and the high-speed reproduction image data on the recording track, A reproducing unit for reproducing the recorded encoded data and the high-speed reproduced image data; and collecting one screen of high-speed reproduced image data at the same time from the high-speed reproduced image data reproduced from each of the recording tracks during high-speed reproduction. This is a program for causing a computer to function as data collection means.
[0049]
A thirty-first aspect of the present invention is a recording medium carrying any one of the twenty-fifth to thirty-third programs of the present invention, the recording medium being processable by a computer.
[0050]
Further, the present invention may be as follows. That is, GOP (group of picture) data is formed by a compressed video signal using intra-frame compression and inter-frame compression, and recording / reproducing is performed by recording / reproducing a compressed stream in a recording / reproducing track group of a medium using the GOP data as a minimum unit. An apparatus, wherein the amount of compressed data for each picture constituting a GOP is variable, and the amount of compressed data S of the entire GOP is
S ≦ V × N × C
Here, V: the number of video frames constituting the GOP
N: Number of recording / reproducing tracks during video frame period
C: Recording / playback data capacity per track
Compression / expansion means for generating / decoding a compressed stream, and allocating the compressed stream to (V × N) recording / reproducing tracks for each GOP, a compressed stream constituting another GOP in one recording / reproducing track And a stream arranging means for arranging the compressed stream whose picture boundary position in the GOP is unspecified at a rate of recording / reproducing N recording / reproducing tracks in one video frame period (V × N). Recording / reproducing means for recording / reproducing a stream with respect to a plurality of recording / reproducing tracks, a processing phase in which the compression means performs compression / expansion processing in GOP units, and a pre-recording / reproducing means for recording / reproducing (V × N) GOP data. And a phase synchronizing means for adjusting the recording / reproducing track phase to a predetermined phase.
[0051]
Further, in the recording / reproducing apparatus, the compression means always prevents the pictures constituting each GOP from referring to pictures of different GOPs, or performs a compression sequence of an image in which two preceding and succeeding GOPs are continuous by an editing operation or the like. When the front GOP refers to the picture of the rear GOP, the display screen of the picture referring to the picture of the rear GOP is the same as the display screen immediately before in the display order, or the time interval is shorter. A freeze processing means for making the display screen the same as the past or future display screen may be provided.
[0052]
Further, the present invention is a recording / reproducing apparatus for recording / reproducing a compressed stream with respect to a recording / reproducing track group of a medium by using GOP data as a minimum unit.
S ≦ V × N × C
Here, V: the number of video frames constituting the GOP
N: Number of recording / reproducing tracks during video frame period
C: Recording / playback data capacity per track
Packet receiving means for receiving a transmission packet including a compressed stream, GOP data extracting means for extracting GOP data from the received packet, and allocating the GOP data to (V × N) recording / reproducing tracks. Stream arranging means for arranging compressed streams constituting another GOP so as not to be mixed in the re-track, and converting the GOP data to (V × X) at a rate of recording / reproducing N recording / reproducing tracks in one video frame period. The recording / reproducing apparatus may include a recording unit that performs stream recording on N) recording / reproducing tracks, and does not record packet reception timing information on a medium.
[0053]
Also, according to the present invention, when the number of video frames constituting a GOP is V, (V × N) recording / reproducing track groups of GOP data at a rate of recording / reproducing N recording / reproducing tracks in one video frame period. Reproducing means for reproducing from the frame, time information adding means for generating and adding decoding time information and display time information required at the time of decompression of compressed data from the frame period and the reproducing time, and a transmission stream based on the time information and the GOP data. And a digital output means for arranging and outputting the transmission streams substantially uniformly during the same time interval as the number V of frames forming the GOP.
[0054]
Further, according to the present invention, the recording / reproducing track has a video recording / reproducing area and an audio recording / reproducing area, and each of the video GOP data and the audio data corresponding to the video signal and the audio signal at the same time interval on the display time. A recording / reproducing means for recording / reproducing in the video recording / reproducing area and the audio recording / reproducing area of the same recording / reproducing track group, based on a recording / reproducing position or data order of a recording / reproducing track or a recording / reproducing block where data was recorded. Time information adding means for generating and adding decoding time information / display time information to each of audio and video; and digital output means for forming and outputting a transmission stream based on the audio / video data and the time information. A recording / reproducing apparatus may be provided, wherein the timing is synchronized between audio and video.
[0055]
Further, the upper recording / reproducing apparatus, the pre-recording / reproducing means, the audio recording / reproducing means for recording / reproducing uncompressed audio in the audio recording / reproducing area on the medium and compressing the uncompressed audio to be recorded or the reproduced uncompressed audio. At the time of reproduction, the reproduced uncompressed audio is compressed by the audio compression means, time information is added by the time information adding means, a transmission stream is formed, and the digital output means sends the stream. May be.
[0056]
Further, the present invention selects, from among the compressed data subjected to intra-frame compression and inter-frame compression, the intra-frame compressed data closest to the ratio of one frame to K frames, A high-speed reproduction image data extracting means for extracting a region component to obtain high-speed reproduction image data, and the high-speed reproduction image data are approximately equally distributed to a group of recording / reproducing tracks equivalent to recording compressed data of K frames by a predetermined rule. High-speed reproduction data arranging means for mixing the high-speed reproduction image data, recording / reproduction means for recording / reproducing the compressed data and high-speed reproduction image data on a medium, and intermittent reproduction from a recording / reproducing track group during high-speed reproduction Data collection means for collecting one screen of high-speed playback image data at the same time from the high-speed playback image data; It may be a recording and reproducing apparatus characterized by stretching and / or digital output over data.
[0057]
In the upper recording / reproducing apparatus, the data collecting means may sequentially generate and add time information necessary for decompression / display of compressed data every time data of one screen is acquired during high-speed reproduction, and The information processing apparatus may further include a stream forming unit that forms a transmission stream based on the reproduced image data, the time information, and the sequence end information, and may include a digital output unit that digitally outputs the transmission stream.
[0058]
Further, the present invention employs a first recording / reproducing format for recording and reproducing compressed data of each video frame, all of which are intra-frame compressed, in N recording / reproducing tracks for each frame, and uses intra-frame compression and inter-frame compression. When a GOP is formed by a compressed video signal and the number of video frames constituting the GOP is V, there is a second recording / reproducing format for recording / reproducing the GOP data on (V × N) recording / reproducing tracks. ,
In the second recording / reproducing format, the formatter means corresponds to a head trace position of a specific phase when high-speed reproduction is performed at ± N times speed, and arranges high-speed reproduction image data in a sync block at the same position every N tracks. Recording / reproducing means for recording / reproducing a recording / reproducing rate in the recording / reproducing format at the same rate as that of the first recording / reproducing format for recording and reproducing N recording / reproducing tracks in one video frame period; Frame phase synchronizing means for keeping the frame phase of the input / output video signal and the recording / reproducing phase of the N recording / reproducing tracks in the same format as in the first recording / reproducing format; A track forming means for generating track data so that the recording / reproducing track structure has the same structure as that of the first recording / reproducing format, and a track number for identifying each track in units of N recording / reproducing tracks. A track number assigning means in which the track identification information in the second recording / reproducing format has the same format as that in the first recording / reproducing format, and an appendix for distributing and recording in N recording / reproducing tracks in the second recording / reproducing format. Among the information, the same contents as in the case of the first recording / reproducing format include auxiliary information generating means arranged at the same recording position,
A recording / reproducing apparatus may be characterized in that the recording / reproducing of the second recording / reproducing format is shared with the first recording / reproducing format in the recording / reproducing process in units of N recording / reproducing tracks.
[0059]
Further, the upper recording / reproducing apparatus has a second recording mode for recording on the medium in the second recording / reproducing format and / or a second reproducing mode for reproducing the medium in the second recording / reproducing format, and At least a first playback mode for playing back the first recording / reproducing medium may be provided.
[0060]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0061]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a recording / reproducing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a companding unit 1 is a compression / expansion circuit for compressing a video signal by MPEG, and an arranging unit 2 appropriately adds stuffing data to GOP-unit compressed data obtained from the companding unit 1 to adjust a recording / reproduction rate and a code rate. A circuit for arranging recording / reproducing data so that a GOP delimiter matches a delimiter on the medium, a recording / reproducing unit 3 is a circuit for recording / reproducing all recording / reproducing data on a tape 4 as a medium, and a phase unit 5 is This is a circuit for determining the GOP phase of the compander 1 in accordance with the phase of the recording / reproduction break point on the medium based on the running phase of the tape 4.
[0062]
In the above configuration, the companding unit 1 corresponds to the compressing unit of the present invention, the arrangement unit 2 and the phase unit 5 correspond to the allocating unit of the present invention, and the recording / reproducing unit 3 corresponds to the recording unit and the reproducing unit of the present invention. It corresponds to a means. The phase section 5 corresponds to the adjusting means of the present invention, and the tape 4 corresponds to the tape recording medium of the present invention.
[0063]
The operation in the case of connecting and recording by the above configuration will be described with reference to FIG. 2, and thereby, one embodiment of the data compression method, the recording method, and the reproduction method of the present invention will be described. FIG. 2 is a timing chart for recording / reproducing a GOP, which is a recording / reproducing unit, using (N × V) tracks on the tape as a unit area. In order to connect and record, the tape 4 is first played back to the connecting recording point, and the "R / P cycle" which is the running phase of the (N.times.V) track which is the recording / reproducing unit area on the tape from the recording / reproducing section 3. Get. Thus, the phase unit 5 specifies the GOP phase “GOP cycle” for the companding unit 1. Although the example of FIG. 2 shows an example in which both phases are completely the same, the present invention is not limited to this, and a fixed phase may be used. Thus, the compander 1 compresses the V-frame video signal as shown in FIG. 2A by MPEG to generate an elementary stream as shown in FIG. 2B. At this time, the companding unit 1 compresses the elementary stream for each GOP to a code amount that can be accommodated in a unit area of an (N × V) track. Here, the elementary stream in GOP units corresponds to the encoded data of the present invention.
[0064]
The arranging unit 2 adds the stuffing data to the elementary stream in GOP units, and at the same time, as shown in (3) of FIG. 2, the boundary position of the (N × V) track on the tape 4 and the break of the GOP data. The recording data is arranged and generated so as to match. This signal is recorded on an (N × V) track on the tape 4 by the recording / reproducing section 3.
[0065]
FIG. 3 is an example of a typical GOP structure. Here, the symbol I is compression within a picture (frame), the symbol P is compression between frames that can refer to the past I picture or P picture, and the symbol B is between frames that can refer to the past or future I picture or P picture. This shows compression, and there is a closed GOP structure as shown in FIG. 3A and an open GOP structure as shown in FIG.
[0066]
In the closed GOP structure, since each picture refers to only the picture of the same GOP, rearrangement of data in GOP units does not adversely affect images of other GOPs. However, since a picture in an open GOP structure refers to a picture in another GOP, rearranging data in GOP units affects decoding of pictures in other GOPs. In this case, as shown in FIG. 3 (3), the last B picture of the GOP, which has no continuity at the time of reproduction, is replaced with a P picture before (freeze) and reproduced so that deterioration in image quality is minimized. be able to.
[0067]
Further, since the compression is performed at a fixed rate or less in GOP units, even if the GOP data is partially rearranged, the entire coding rate never exceeds the fixed value. Therefore, a buffer failure of the decoding circuit does not occur at the editing point. On the other hand, since there is no restriction on the code distribution in the GOP, by allocating a large amount of data to the I picture or allocating a uniform code to all the pictures depending on the conditions of the image to be compressed, it is optimal for various images. There is no problem in performing compression.
[0068]
As described above, according to the present embodiment, even in the case of compression using the correlation between frames, compression is performed by controlling the code amount in units of GOP, and the resulting data is recorded and reproduced in the GOP recording / reproducing area on the medium. By doing so, it is possible to obtain an effect that editing operations such as rewriting in GOP units and connecting recording can be performed.
[0069]
In the first embodiment, the phase unit 5 specifies a GOP phase for the companding unit 1 to achieve phase synchronization. However, the present invention is not limited to this. The running phase of the tape 4 as a medium may be controlled based on the GOP phase of the unit 1 for synchronization. Also, the method of replacing the freeze operation with a past screen has been described as an example. However, the two freeze screens in FIG. 3 (3) are replaced by the immediately preceding P picture, and the subsequent screen is replaced by the immediately following I picture. Is also good. In short, any picture that does not refer to a picture constituting the target GOP may be used. Further, the number V of frames constituting the GOP does not need to be always constant.
[0070]
(Embodiment 2)
Next, a method of recording encoded data input from the outside, which is Embodiment 2 of the present invention, will be described with reference to FIGS. An embodiment will be described.
[0071]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the recording apparatus at the time of external input. In FIG. 4, a receiving unit 6 is a circuit for receiving a transport stream from an external device, and an extracting unit 7 removes time information such as display time information (PTS) and decoding time information (DTS) from the transport stream and converts the elementary stream. The take-out circuit and the phase section 8 are servo circuits that adjust the GOP phase of the input transport stream and the recording / reproducing phase of the tape 4 to be recorded and control the tape running via the motor 9. Same as in the case. Note that the extracting unit 7 corresponds to the removing unit of the present invention.
[0072]
Here, it is assumed that, as in the first embodiment, the transport stream input as a precondition is controlled such that the code amount of the elementary stream is equal to or less than a fixed value in GOP units. By adding this simple condition, the receiving device does not need to perform the decoding process according to the designated time information. Note that such a transport stream generates an elementary stream in which the encoding amount in GOP units is controlled to a certain value or less by the same process as the operation of the companding unit 1 of the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment. What is necessary is just to generate | occur | produce by adding a time stamp and transmission / reception timing information to this elementary stream suitably.
[0073]
For example, in the case of compressed data whose data amount is not determined for each GOP, the receiving device does not know how much compressed data should be stored in the device before decompression is started. Therefore, by transmitting the time information, that is, the time stamp and the transmission / reception timing information together, as in the conventional example, it is possible to perform decoding on the receiving side device without breaking down the buffer memory. However, since the amount is a fixed amount for each GOP, the timing for decoding and displaying can be independently managed without relying on time information and without breaking down a buffer memory provided in the device. For example, if there is a buffer memory for two GOPs or more and a transport stream is received at a constant rate, if the reception of one GOP is completed and the decoding of the GOP is started at the same time, the memory may be broken. There is no.
[0074]
In other words, there is no need for transmission / reception timing information for reproducing the received timing even during reproduction. Further, since the decoding time information and the display time information, which are the time stamps in the transport stream, are all unnecessary, the transport stream (2) can be converted from the packet (1) transmitted almost uniformly as shown in FIG. The elementary stream (3) is extracted by removing the unnecessary time information by the extracting unit 7 and the like, extracted, and shaped in GOP units by the arranging unit 2 and stuffing data is appropriately added to make the same as the recording / reproducing rate. The data is recorded on the tape via the recording / reproducing unit 3. By controlling the tape running so that the GOP phase of the received data becomes the same as the recording / reproducing phase on the tape 4, data can be recorded at a predetermined position.
[0075]
By recording as described above, neither the time stamp nor the transmission / reception timing information is recorded on the tape 4. Therefore, even when a joint recording or a part of data is dubbed on a tape, their time information cannot be discontinuous, and image disturbance due to the time information cannot occur.
[0076]
As described above, according to the present embodiment, even when compression is performed using the correlation between frames, an elementary stream composed of encoded data whose code amount is controlled in GOP units is converted into a predetermined GOP. By performing recording / reproduction in the recording / reproduction area without time information, it is possible to obtain an effect that an editing operation such as rewriting in GOP units and continuous recording can be performed without disturbing an image.
[0077]
In this embodiment, a case has been described where the number of frames forming a GOP is constant in all GOPs, but the present invention is not limited to this. Furthermore, although an example in which the time information is not recorded on the medium has been described, the time information may be recorded. In that case, the recorded value need not be used at the time of reproduction as described later. However, when recording is not performed on the medium, the recording efficiency is improved, and a higher quality (high bit rate) compressed signal can be recorded at the same recording / reproducing rate.
[0078]
Further, there is also an elementary stream composed of coded data whose code amount is controlled in units of GOP, and a device that generates a transport stream by adding a time stamp and transmission / reception timing information to this elementary stream. , Included in the present invention.
[0079]
(Embodiment 3)
Next, the addition of the time information at the time of reproduction according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, and thereby an embodiment of the reproduction method will be described. In FIG. 6, a PCR 10 is a reference time counter, a time adding unit 11 is a circuit for adding decoding time information and display time information based on the time counter value of the PCR 10, and a transmitting unit 12 is a transport to which the time information is added. This is a circuit that transmits a stream in packet units. The same functional blocks as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the above configuration, the time adding unit 11 corresponds to a time stamp adding unit of the present invention.
[0080]
Here, it is assumed that a single GOP data composed of data compressed for V frames over (N × V) tracks is recorded on the tape 4 as shown in FIG. 5 (5). By reproducing this area, a reproduction signal including stuffing data as shown in FIG. 5 (4) is obtained, and the arranging unit 2 removes invalid stuffing data to extract an elementary stream as shown in FIG. 5 (3). The obtained elementary stream is subjected to header analysis by the time adding unit 11 to determine a boundary position or the like in a frame unit, and to add necessary time stamps and transmission / reception timing information to the transport stream. A port stream is generated, and finally, the transmission unit 12 arranges each packet substantially equally and outputs the packet to a transmission path. In the above description, the GOP data corresponds to the encoded data of the present invention.
[0081]
The time information to be added in the case of a stream having a different code amount for each GOP needs to be determined by an advanced calculation so as not to break the buffer model. However, the time information to be added in reproduction as in the present embodiment is required. Is set so as to have a predetermined transmission delay because the coding rate is constant in GOP units and the transmission bit rate can be reduced to a certain value or less by equally distributing packets to the transmission path. It is possible to reliably prevent the failure of the buffer of the device that decodes the data. Therefore, based on the time counter value of the PCR 10 that has been operated freely, using the set transmission delay amount, the number of frames V constituting the GOP, the frame period, etc., the transmission / reception timing information to be transmitted, the time stamp DTS, PTS, etc. Time information can be easily obtained. Further, since it is not necessary to adjust the time counter value of the PCR 10 based on the reference time information reproduced from the tape, reliable transmission can be realized by a very simple method.
[0082]
As described above, according to the present embodiment, even with compression using correlation between frames, encoded data whose code amount is controlled in GOP units is reproduced from a GOP recording / reproducing area having a predetermined capacity, By providing the time information required by the decoding device according to the state of the playback device at the time of playback, the compressed image signal recorded on the medium does not need to be a series of signals that are continuously compression-encoded. In other words, codes individually compressed in GOP units can be freely connected as they are to form a transport stream and transmitted. Therefore, an effect is obtained that editing operations such as rewriting in GOP units and connection recording can be performed without disturbing images.
[0083]
In the present embodiment, an example is described in which an elementary stream without time information is recorded on a medium, but the present invention is not limited to this. For example, a stream including time information such as a transport stream may be used. In that case, the time information on the medium is not used at all at the time of reproduction, and is replaced with the time information generated at the time of reproduction based on the time counter in the device. What is necessary is just to output the stream obtained. However, this transport stream needs to be generated based on an elementary stream composed of encoded data whose code amount is controlled in units of GOP as described in the second embodiment. .
[0084]
(Embodiment 4)
Next, audio and video synchronization according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8, and an embodiment of a recording method and a reproducing method according to the present invention will be described. In FIG. 7, a V processing unit 131 and an A processing unit 132 are used for recording video and audio recording signal processing circuits, respectively, and an arranging unit 14 is used for recording processed video code data and audio code data in the same section on a medium. A circuit that adjusts the data phase, inserts stuffing data as appropriate, absorbs the difference between the recording rate and the code rate, and generates a recording signal. The delay unit 15 controls the phase of the video code data and audio code data in the arranging unit 14. A circuit for adding a delay for matching by an amount corresponding to the difference between the processing delays of the V processing unit 131 and the A processing unit 132; a recording / reproducing unit 16; A section 17 removes stuffing data from the reproduced signal as appropriate and extracts video and audio code data. 181 and A processing unit 182 are reproduction signal processing circuits specific to video and audio, respectively, and time addition units 191 and 192 respectively provide decoding time information (DTS), display time information (PTS), and the like for compressed video and audio data. The output unit 20 is a circuit that mixes the respective streams of video and audio and outputs them as a transmission stream.
[0085]
In the above configuration, the V processing unit 131 corresponds to the compression unit of the present invention, the arranging unit 14, the delay unit 15, and the recording / reproducing unit 16 correspond to the allocating unit, the recording unit, and the reproducing unit of the present invention. The processing unit 182 corresponds to the audio signal compression unit of the present invention. The time adding units 192 and 191 and the PCR 10 correspond to a time stamp adding unit of the present invention, and the output unit 20 corresponds to a digital output unit of the present invention.
[0086]
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the time relationship between the recording arrangement on the tape 4 as a medium, transmission, and display. As shown in FIG. 8A, the tape 4 has a recording area covering (V × N) tracks for recording compressed video data in GOP units, and audio data for the same period as the video signal is recorded at the same tape position. There is also an area to do. The same period is audio data sampled in the same period as the video period of the V frame, as shown in FIG. 8 (2), and the audio head data S1 at the same time as the head frame F1 of the video is the audio data sampled in FIG. As shown in 1), they are arranged in the same unit area.
[0087]
In the recording operation, first, the video signal is compressed in GOP units by the V processing unit 131 to generate video code data. On the other hand, the A processing unit 132 makes it easier to perform interpolation processing for an error in the medium by interleaving the audio signal or the like. In the present embodiment, the A processing unit 132 does not perform audio compression, and records uncompressed audio on the tape 4 as a medium. At this time, the video signal requires much processing time because the V processing unit 131 performs inter-frame compression, while the A processing unit 132 can process the video signal in a short time. Therefore, by providing a delay corresponding to the processing time difference in the delay unit 15, code data of the same period is recorded at the same tape position as shown in FIG. 8A. Finally, the arranging unit 14 records the recording / reproducing rate and the code rate together by appropriately adding stuffing data. In the above description, the video code data corresponds to the encoded data of the present invention.
[0088]
In the reproducing operation, the recorded coded data and the uncompressed audio signal are respectively extracted by deleting the stuffing data added by the extracting unit 17 and supplied to the V processing unit 181 and the A processing unit 182, respectively. I do. The V processing unit 181 performs header analysis and the like of the compressed video code data, and determines a frame boundary position and the like where a time information such as a time stamp is added. The A processing unit 182 performs a compression process on the reproduced audio signal to obtain an audio elementary stream composed of encoded audio data. The time addition units 191 and 192 add decoding time information and display time information as time stamps to the video and audio elementary streams obtained in this manner.
[0089]
Generally, audio code data is transmitted with lower delay than video code data, and data to be displayed at the same time is transmitted at another time in the stream transmission order as shown in FIG. Many. The reference time information and the time information such as DTS and PTS transmitted in this way are added independently of each other in consideration of the respective transmission delays of video and audio. At this time, the calculation is performed based on the value of the PCR 10 based on the processing delay, the frame order (number) of each video and audio, and the like so that the data at the same tape position has the same display time.
[0090]
As described above, according to the present embodiment, audio code data having the same display time as video code data in GOP units is recorded / reproduced in the same recording / reproducing unit area on the medium, so that it is recorded on the medium. The recording / reproduction delimiter can be used as a display delimiter. Therefore, the video and audio signals recorded on the medium need not be a series of signals processed simultaneously and continuously at all, and the code data individually processed in GOP units can be freely connected as they are. This can be transmitted as a transport stream, and an effect is obtained such that editing operations such as rewriting in GOP units and connection recording can be performed without disturbance of images and sounds.
[0091]
In the present embodiment, an example is described in which an elementary stream without time information, which is a time stamp, is recorded on a medium. However, the present invention is not limited to this. For example, a stream including time information such as a transport stream may be used. In that case, the time information on the medium is not used at all at the time of reproduction, and is replaced with the time information generated at the time of reproduction based on the time counter in the device. What is necessary is just to output the stream obtained.
[0092]
(Embodiment 5)
Next, digital output and decoding at the time of high-speed reproduction according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10, and thereby an embodiment of the recording / reproducing method of the present invention will be described. In FIG. 9, an extraction unit 21 receives video compression data as input, extracts compressed data that has been compressed in the nearest frame for each K frame, and further extracts only a low-frequency component thereof. The data is arranged on the recording / reproducing track in GOP units as the data for normal reproduction, and the low-frequency compressed data for one frame extracted by the extracting unit 21 is distributed and arranged on the recording / reproducing track for recording K frames as the data for high-speed reproduction. The recording / reproducing section 3 is a circuit for recording / reproducing the normal reproduction data and the high-speed reproduction data on the tape 4, and the collecting section 23 is a recording / reproducing section 1 for recording K frames from a reproduction signal intermittently reproduced during high-speed reproduction. The time adding unit 24 collects high-speed reproduction data for one frame and supplies it to the processing circuit of the next stage every time one frame is collected. Circuit for generating and adding output time information and decoding time information to compressed data based on the current reference time counter value of the PCR 10 each time data for high-speed reproduction is collected for each frame; The unit 12 is an output circuit for transmitting the output stream in packet units.
[0093]
In the above configuration, the extracting unit 21 corresponds to the high-speed reproduced image data extracting unit of the present invention, the arranging unit 22 corresponds to the allocating unit of the present invention, and the recording / reproducing unit 3 corresponds to the recording unit and the reproducing unit of the present invention. The collecting unit 23, the time adding unit 24, and the PCR 10 correspond to the data collecting unit of the present invention. The PCR 10 and the time adding unit 24 correspond to a transport stream forming unit of the present invention.
[0094]
First, at the time of recording, as shown in FIG. 10A, high-speed reproduction data is extracted by the extraction unit 21 at a rate of one frame during a period of recording K frames. In the illustrated example, when the number of frames constituting a GOP is V, K is an integral multiple of V. That is, the low-frequency component is extracted from the intra-frame compression (I picture) data of the first GOP in which the K frame data is recorded. The data is used as high-speed reproduction data, and the data is arranged at a position where the head scans at high-speed reproduction as shown in FIG. Therefore, high-speed reproduction data is extracted once every several GOPs, and one frame of high-speed reproduction data is recorded over the recording and reproducing area for several GOPs.
[0095]
In the case of performing splicing or dubbing on a medium on which high-speed reproduction data is recorded in such a manner, the position of the edit point is not limited to the delimiter of the high-speed reproduction data but the GOP delimiter. This is because, for example, if the number of frames K that determines the frequency of high-speed reproduction data extraction is several tens of frames, the editing position is once every few seconds, which is not practical. Therefore, even if the edit point is long, the edit point is aligned with the GOP break, and the edit point on the tape does not always match the break of the high-speed reproduction data. In such a case, as shown in FIG. 10B, incomplete high-speed reproduction data of less than one frame may exist on the tape near the editing point.
[0096]
At the time of reproduction, safer reproduction must be performed in consideration of the case where the incomplete high-speed reproduction data exists. For this reason, the high-speed reproduction data extracted from the same intra-frame compression is selectively collected from the data obtained by the high-speed reproduction in the collection unit 23, and an incomplete part such as a hatched part in FIG. Exclude. Specifically, as shown in FIG. 10A, high-speed reproduction data is arranged sequentially and regularly over the period of K frames, so that data of the same one frame is What is necessary is just to detect. As described above, data for high-speed reproduction for one frame cannot always be collected once in a fixed period, but the collection cycle is shifted at an editing point or the like. Therefore, in forming a transmission stream at the time of high-speed reproduction, the time information is added and output in accordance with the timing when the collection of high-speed reproduction data for one frame is completed.
[0097]
As described above, the incomplete portion of the high-speed reproduction data is not transmitted to the decoding circuit in the device or the outside of the device, so that an unexpected malfunction does not occur. Although time data for decoding is required even for high-speed reproduction data, it is not generated at the time of recording, and the optimum time information can be generated at the time of reproduction. There is no restriction.
[0098]
As described above, according to the present embodiment, an incomplete stream does not occur because data for high-speed reproduction for one frame is not transmitted to the outside of the decoding unit or device unless complete data is obtained. In addition, since the time information is generated and added at the time of reproduction, there is no disturbance of the image due to discontinuity of the time information, and there is no limitation on editing accuracy.
[0099]
In the present embodiment, the K frame is an integral multiple of the number V of frames of the GOP, but this is not a limitation. In this case, even if the display update cycle during high-speed playback is constant at K frames, the real-time interval of the displayed video slightly shifts. There is no visual problem. Further, the elementary stream according to the present embodiment does not have to be compressed with the code amount in GOP units.
[0100]
In addition, although the low-frequency component is extracted from the I-picture that becomes the data for high-speed reproduction, other components may be extracted as a part. Further, all the I pictures may be taken out.
[0101]
(Embodiment 6)
Finally, a sixth embodiment of the present invention, that is, common use of recording and reproduction of a compressed signal using intra-frame compression and frame correlation compression and recording and reproduction of a compressed signal using only intra-frame compression will be described with reference to FIG. At the same time, an embodiment of the recording method and the reproducing method of the present invention will be described.
[0102]
In FIG. 11, an intra-frame compression unit 25 is a compression / expansion circuit in a first recording format for recording one frame of compressed data on N tracks using only intra-frame compression, and an inter-frame compression unit 26 is a V-frame video. The compression / expansion circuit in the second recording / reproducing format for compressing a signal as a unit GOP using intra-frame compression and inter-frame compression and recording it on an (N × V) track, and the audio processing unit 27 includes a first and a second. An audio signal processing circuit that performs common processing in the recording / reproducing format, a track number section 28 is a circuit that periodically generates a track number for identifying each track in N-track units, and an auxiliary information section 29 is AUX data or subcode data. The track processing unit 30 arranges an area for recording audio data and video data, and the track number unit 28 A circuit for arranging AUX data and subcode data and the like supplied from the attached track number and the auxiliary information section 29 at predetermined positions to form track data having a common structure in the first and second recording / reproducing formats; The recording / reproducing unit 31 records and reproduces each track data on the tape 4. The frame synchronizing unit 32 controls the tape driving unit 33 to adjust the running phase of the tape 4. The phase synchronizing circuit for arranging the upper frame phase, the arranging unit 34 arranges the compressed data in the second recording / reproducing format in units of GOPs in order to fit the data in the (N × V) track area, and divides the data for high-speed reproduction into N. In the second recording format, the GOP synchronizing unit 35 controls the phase of the (N × V) track on the tape and the inter-frame compressing unit 26 in the second recording format. Adjust the GOP phase is a compression phase is a circuit to match the phase.
[0103]
In the above configuration, the intra-frame compression section 25 corresponds to the intra-frame compression section of the present invention, the inter-frame compression section 26 corresponds to the compression section of the present invention, and the recording / reproducing section 31 corresponds to the recording section of the present invention. It corresponds to a reproducing means. The track processing unit 30 corresponds to a two-type track assigning unit of the present invention, and the track number unit 28 corresponds to an identifier assigning unit of the present invention. The frame synchronization section 32 corresponds to the recording frame phase synchronization means and the reproduction frame phase synchronization means of the present invention.
[0104]
First, recording in the first recording / reproducing format will be described. As shown in the track structure and the frame structure of FIG. 12, the track consisting of an ITI area for recording track information, an audio area for recording an audio signal, a video area for recording a video signal, and a subcode area for recording auxiliary information is represented by N tracks. (N = 10 in FIG. 12) Collectively, video and audio of one video frame are recorded. One frame of the video signal is compressed by the intra-frame compression unit 25 to a recording capacity of the video area of N tracks or less, and is divided into N tracks. The audio signal during the same period is interleaved by the audio processing unit 27 and is similarly divided into N tracks. Each of the divided data is allocated to each of N tracks, which are one frame recording / reproducing tracks, by the track processing unit 30. At this time, the track number section 28 assigns a number to each of the N tracks so that data at the same position in each track can be identified. In the case of FIG. 12, serial numbers 0 to 9 are assigned. In addition, auxiliary information such as recording date and time is arranged at a predetermined position such as a subcode area.
[0105]
In the reproduction in the first recording / reproducing format, the recording / reproducing section 31 reproduces the tape 4, and detects the running phase of the tape 4 from the reproduced track number information. As a result, a stable reproduction operation is performed by synchronizing the running phase in units of N tracks on the tape with the frame phase for displaying an image in the frame synchronizing unit 32. In a state where synchronization is achieved, the track / processing section 30 appropriately sorts audio / video signals, and performs decompression processing, deinterleaving processing, error correction, and the like to reproduce video / audio.
[0106]
Next, the operation in the second recording / reproducing format will be described. As shown in FIG. 12, in the second recording / reproducing format, one GOP is composed of V frames, and GOP data is recorded / reproduced in the area of (V × N) tracks. Furthermore, high-speed reproduction data is created from data compressed in a frame at a rate of one GOP, and high-speed reproduction data is mixed and recorded in an area for recording the several GOPs. The audio signal is processed in exactly the same manner as in the first recording / reproducing format, the audio signal of one video frame period is interleaved by the audio processing unit 27, divided into N tracks, and passed to the track processing unit 30.
[0107]
On the other hand, the video signal is compressed in the GOP unit by the inter-frame compression unit 26 so as to be less than the recording capacity of the video area for (V × N) tracks. The compressed data is divided into (V × N) pieces by the arranging section 34, and the high-speed reproduction data is divided and arranged over several GOPs so as to be at the same position in N-track units as shown in FIG. Here, the arrangement of the data for high-speed reproduction is a position serving as a head scanning position at ± N times speed. Further, since the data of the GOP is recorded over (N × V) tracks, it is necessary to identify the position of the data in units of N tracks. Insert a number.
[0108]
As described above, each data is distributed and transferred to the track processing unit 30. Each data of audio and video is assembled as track data by the track processing unit 30 by common processing in units of N tracks. At this time, the track number section 28 assigns a number to each of the N tracks so that data at the same position in each track can be identified. In the case of FIG. 12, serial numbers 0 to 9 are assigned. The auxiliary information such as the recording date and time is also arranged at a common predetermined position in the subcode area and the like. Since the virtual frame number for each N tracks is added to the video code data itself, the processing after the track processing unit 30 is exactly the same as the first recording / reproducing format.
[0109]
By the way, in the reproduction operation in the second recording / reproducing format, since the video output cycle and the tape feed amount match exactly by playing back one video frame at the pace of N tracks, the same as in the first recording / reproducing format. Then, the tape 4 is reproduced by the recording / reproducing unit 31, and the running phase of the tape 4 is detected from the reproduced track number information. Synchronize the frame phase for display. In this synchronized state, at least the head data of the GOP matches the head track of the N track unit, so that the running phase of the GOP unit on the tape matches the frame phase of the video display. . Therefore, up to the track processing unit 30, the reproduction processing may be performed in exactly the same processing as the first recording / reproducing format.
[0110]
With respect to the phase in GOP units, the placement unit 34 extracts a virtual frame number added at the time of recording from the reproduction data in track units to create a GOP phase for compression / expansion processing, and supplies the GOP phase to the interframe compression unit 26. Also, in editing such as splicing, the above-described playback operation is performed during the run-in period to preset the GOP phase at the time of compression to the (N × V) track phase on the tape, and the compressed data in GOP units is written on the tape. Align exactly with the break position.
[0111]
In the above description, the compressed data that has been intra-frame compressed by the intra-frame compression unit 25 corresponds to the compressed data of the present invention, and the compressed data that has been intra-frame and inter-frame compressed by the inter-frame compression unit is It corresponds to the encoded data of the invention.
[0112]
As described above, according to the present embodiment, the structure and processing of N tracks for recording and reproducing including phase synchronization can be made completely common, which greatly contributes to cost reduction by sharing equipment. It is.
[0113]
In this embodiment, the case where the number V of frames forming the GOP is constant has been described, but the present invention is not limited thereto. In particular, as shown in the frame structure of FIG. 12, in the second recording / reproducing format, common data can be shared in units of N tracks including high-speed reproduction data. However, only increasing or decreasing in units of N tracks in units of one scan of data used for high-speed reproduction does not hinder the continuation of high-speed reproduction data.
[0114]
In each of the above embodiments, the recording / reproducing apparatus has been described. However, the present invention may be implemented with one or both of the recording apparatus and the reproducing apparatus having an independent configuration.
[0115]
Further, the present invention is a program for causing a computer to execute the functions of all or a part of the data compression device, the recording device, the reproducing device, and the recording / reproducing device of the present invention, and the program cooperates with the computer. It may be a program that operates by
[0116]
Further, the present invention provides a data compression device, a recording device, a reproducing device, and a medium carrying a program for causing a computer to execute all or a part of functions of all or a part of the recording and reproducing device of the present invention. The program may be a medium that is readable by a computer and that executes the function in cooperation with the computer.
[0117]
The “partial means (or device, element, circuit, unit, etc.)” of the present invention and the “partial steps (or process, operation, operation, etc.)” of the present invention refer to those. It means several means or steps of a plurality of means or steps, or means some functions or some operations of one means or steps.
[0118]
In addition, some devices (or elements, circuits, units, and the like) of the present invention mean some of the plurality of devices, or some of the one device. (Or an element, a circuit, a part, or the like), or a part of the function of one means.
[0119]
The present invention also includes a computer-readable recording medium that records the program of the present invention.
[0120]
Further, one usage form of the program of the present invention may be a form in which the program is recorded on a computer-readable recording medium and operates in cooperation with the computer.
[0121]
One use form of the program of the present invention may be a form in which the program is transmitted through a transmission medium, read by a computer, and operates in cooperation with the computer.
[0122]
Further, the data structure of the present invention includes a database, a data format, a data table, a data list, a type of data, and the like.
[0123]
The recording medium includes a ROM and the like, and the transmission medium includes a transmission mechanism such as the Internet, light, radio waves, and sound waves.
[0124]
Further, the above-described computer of the present invention is not limited to pure hardware such as a CPU, but may include firmware, an OS, and peripheral devices.
[0125]
Note that, as described above, the configuration of the present invention may be realized by software or hardware.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by recording and reproducing the inter-frame compressed data in a predetermined area in GOP units, the editing on the medium can be freely performed, and the transmission timing and the time information of the transmission stream can be recorded on the medium. It is no longer necessary to record and manage data at the editing point, and there is no need to re-encode to prevent a coding rate breakdown near the editing point. It enables optimal recording and playback.
[0127]
Further, it is possible to achieve maximum sharing with a conventional circuit for performing intra-frame compression, which is highly feasible and has a great effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of a recording operation according to the first embodiment;
FIG. 3 is a schematic diagram showing a GOP structure.
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment;
FIG. 5 is a schematic diagram showing a data processing procedure according to the second and third embodiments.
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment;
FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment;
FIG. 8 is a schematic diagram showing a recording / reproducing position according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a fifth embodiment;
FIG. 10 is an operation timing explanatory diagram at the time of high-speed reproduction according to the fifth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a sixth embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a data arrangement according to the sixth embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional recording / reproducing apparatus.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a data processing procedure of a conventional recording / reproducing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Drawing unit
2 placement part
3 record reproduction section
4 tapes
5 Phase section
6 Receiver
7 Extraction unit
8 Phase section
9 Driver
10 PCR
11 Time addition section
12 Transmission section
131 V processing unit
132 A processing unit
14 Placement unit
15 Delay part
16 Recording and playback unit
17 Extraction unit
181 V processing unit
182 A processing unit
191 and 192 time adding unit
20 Output section
21 Extraction unit
22 Placement part
23 Collection unit
24 Time addition section
25 In-frame compression unit
26 Inter-frame compression unit
27 Audio processing unit
28 Track number section
29 Attached information section
30 Truck processing unit
31 Recording and Reproduction Division
32 frame synchronization unit
33 Tape drive
34 placement part
35 GOP synchronization unit

Claims

A video signal of a predetermined number of frames is converted into an elementary stream composed of encoded data of a code amount not exceeding a predetermined amount in GOP (Group of Picture) units by using intra-frame compression and inter-frame compression. A data compression device having a compression means for performing compression.

The data compression device according to claim 1, wherein the GOP structure of the encoded data does not include a picture forming a GOP of another encoded data.

The compression means includes a picture in which the GOP structure of the predetermined coded data is a picture constituting a GOP of the preceding coded data, and the picture referring to a picture constituting the GOP of the predetermined coded data. 2. The data compression according to claim 1, wherein, if there is, the picture is replaced with a picture constituting a GOP of the previous encoded data and not referring to a picture constituting a GOP of the predetermined encoded data. apparatus.

The compression means of the data compression device according to claim 1,
Allocating means for allocating a recording track for recording the encoded data to a tape recording medium,
Recording means for recording the encoded data to be subjected to the compression processing on the recording track,
A recording device, wherein the predetermined amount of code of the encoded data is equal to or less than the recording capacity of the recording track.

An adjusting unit that adjusts a phase of the compression process by the compression unit and a phase of the recording track in the tape recording medium,
The recording apparatus according to claim 4, wherein the recording unit performs the recording operation based on the adjustment.

When the output from the compression unit is the transport stream, the recording unit includes a removal unit that removes a time stamp from the transport stream,
5. The recording apparatus according to claim 4, wherein the data after the time stamp is removed by the removing unit is recorded on the recording track as the encoded data.

5. The recording apparatus according to claim 4, wherein when the output from the compression unit is the transport stream, the recording unit records the entire transport stream as the encoded data on the recording track.

The allocating unit further allocates an audio recording track corresponding to the recording track to the tape recording medium,
5. The recording apparatus according to claim 4, wherein the recording means records, on the audio recording track, an audio signal corresponding to the video signal of the predetermined number of frames and having the same time interval in display time as the video signal.

The recording apparatus according to claim 8, wherein the audio signal is uncompressed data.

The compression means of the data compression device according to claim 1,
Intra-frame compression means for compressing a video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression;
Recording means for recording the encoded data and / or the compressed data on the tape recording medium;
Two-type track allocating means for allocating a first recording track for recording the compressed data and a second recording track for recording the encoded data on the tape recording medium,
Identifier assigning means for assigning an identifier capable of identifying each track constituting the first recording track and the second recording track to each other;
With reference to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the recording phase of the first recording track, and the Recording frame phase synchronizing means for synchronizing with the recording phase of the second recording track,
The two-type track allocating means performs allocation such that the number of tracks constituting the second recording track is a predetermined integer multiple of the number of tracks constituting the first recording track,
The predetermined integer is the predetermined number of frames of the video signal, on which the encoded data is based,
A recording apparatus that performs the recording so that a recording rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of tracks of the first recording track per one frame of the video signal.

A reproducing apparatus comprising: a reproducing device that reproduces the encoded data from at least the tape recording medium on which the encoded data is recorded by the recording device according to claim 4.

A time stamp including decoding time information and display time information used for decoding the encoded data is generated from a frame period of a video signal that is a source of the encoded data and a reproduction time of the encoded data. Time stamp adding means for adding a time stamp to the encoded data;
Digital output means for generating a new transport packet from the time stamp and the encoded data, and arranging and outputting the transport packets substantially equally during the same time interval as the number of frames of the encoded data; and The playback device according to claim 11, further comprising:

The audio recording track is assigned to the tape recording medium by the recording device according to claim 5,
13. The reproducing apparatus according to claim 11, wherein the reproducing unit reproduces an audio signal recorded on the audio recording track together with the encoded data corresponding to the audio signal.

The audio signal is uncompressed data,
Audio signal compression means for compressing the audio signal, which is uncompressed data reproduced by the reproduction means, as audio encoded data,
The timestamp adding unit converts a time stamp for audio encoded data including decoding time information and display time information used for decoding the audio encoded data, into a frame cycle of an audio signal from which the audio encoded data is based. , And the playback time of the encoded audio data.
14. The playback device according to claim 13, wherein the digital output unit generates a new transport packet from the audio encoded data time stamp and the audio encoded data, and the time stamp and the encoded data.

A reproducing unit that reproduces the encoded data and / or the compressed data from the tape recording medium on which at least the encoded data and / or the compressed data is recorded by the recording device according to claim 10,
With reference to the identifier given to each of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, a frame phase of the video signal, a reproduction phase of the first recording track, and a A reproducing frame phase synchronizing means for synchronizing the reproducing phase of the two recording tracks with the reproducing phase.
A playback device that performs the playback such that a playback rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of tracks of the first recording track per one frame of the video signal.

From the encoded data compressed by the intra-frame compression and the inter-frame compression, specific intra-frame compressed data that substantially satisfies the ratio of one frame per a predetermined number of frames is selected, and the intra-frame encoded data is selected. High-speed playback image data extraction means for extracting all or part of
A recording track for recording at least the encoded data of the predetermined number of frames is allocated to a tape recording medium, and the high-speed reproduction image data is recorded on each recording track at a substantially equal rate based on a predetermined rule. Allocation means for allocating an area to be allocated;
Recording means for recording the encoded data and the high-speed reproduction image data on the recording track,
Reproducing means for reproducing the encoded data and the high-speed reproduced image data recorded on the recording track;
Data collection means for collecting high-speed reproduction image data of one screen at the same time from the high-speed reproduction image data reproduced from each of the recording tracks during high-speed reproduction,
A recording / reproducing apparatus for expanding and / or digitally outputting the high-speed reproduced image data of one screen in one frame unit.

17. The recording and reproducing apparatus according to claim 16, wherein the part of the encoded data of one frame is a low-frequency component.

The data collection means,
Each time the one-screen high-speed playback image data is acquired during high-speed playback, time information necessary for decompression and display of compressed data is sequentially generated and added, and at least one screen of the high-speed playback image data, the time information, and the sequence end Having a transport stream forming means for forming a transport stream with the information,
18. The recording / reproducing apparatus according to claim 16, wherein the transport stream is digitally output.

A video signal of a predetermined number of frames is converted into an elementary stream composed of encoded data of a code amount not exceeding a predetermined amount in GOP (Group of Picture) units by using intra-frame compression and inter-frame compression. A data compression method including a compression step of compressing.

The data compression method according to claim 19, wherein:
Allocating a recording track for recording the encoded data to a tape recording medium,
A recording step of recording the encoded data to be subjected to the compression process on the recording track,
The recording method, wherein the predetermined code amount of the encoded data is equal to or less than the recording capacity of the recording track.

The compression step of the data compression method according to claim 20,
An intra-frame compression step of compressing the video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression;
A recording step of recording the encoded data and / or the compressed data on the tape recording medium;
A two-type track allocating step of allocating a first recording track for recording the compressed data and a second recording track for recording the encoded data to the tape recording medium,
An identifier assigning step of assigning an identifier capable of identifying each track constituting the first recording track and the second recording track to each other;
Referring to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the recording phase of the first recording track, and the A recording frame phase synchronization step of synchronizing the recording phase of the second recording track with the recording phase of the second recording track,
The two-type track allocating means performs allocation such that the number of tracks constituting the second recording track is a predetermined integer multiple of the number of tracks constituting the first recording track,
The predetermined integer is the predetermined number of frames of the video signal, on which the encoded data is based,
In the recording method, the recording is performed such that a recording rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of tracks of the first recording track per one frame of the video signal.

A reproducing method comprising a reproducing step of reproducing the encoded data from at least the tape recording medium on which the encoded data is recorded by the recording method according to claim 21.

22. A reproducing step of reproducing the encoded data and / or the compressed data from the tape recording medium on which at least the encoded data and / or the compressed data is recorded by the recording method according to claim 21;
With reference to the identifier given to each track of the first recording track or the second recording track, based on the identifier, the frame phase of the video signal, the first recording track reproduction phase, and the And a reproducing frame phase synchronizing step for synchronizing the reproducing phase of the second recording track with the reproducing phase.
In the reproducing method, the reproducing is performed such that a reproduction rate of the compressed data and the encoded data is equal to the number of tracks of the first recording track per one frame of the video signal.

From the encoded data compressed by the intra-frame compression and the inter-frame compression, specific intra-frame compressed data that substantially satisfies the ratio of one frame per a predetermined number of frames is selected, and the intra-frame encoded data is selected. A high-speed reproduction image data extraction step of extracting all or a part of
A recording track for recording at least the encoded data of the predetermined number of frames is allocated to a tape recording medium, and the high-speed reproduction image data is recorded on each recording track at a substantially equal rate based on a predetermined rule. Allocating an area to be allocated;
A recording step of recording the encoded data and the high-speed reproduction image data on the recording track;
A reproduction step of reproducing the encoded data and the high-speed reproduction image data recorded on the recording track;
A data collection step of collecting one screen of high-speed reproduction image data at the same time from the high-speed reproduction image data reproduced from each of the recording tracks during high-speed reproduction. Recording / reproducing method for expanding and / or digitally outputting the data.

A video signal of a predetermined number of frames of the data compression apparatus according to claim 1 is converted into a GOP (Group of Picture) unit using an intra-frame compression and an inter-frame compression, and the code amount of the video signal does not exceed a predetermined amount. A program for causing a computer to function as compression means for compressing an elementary stream composed of encoded data.

5. The recording apparatus according to claim 4, wherein the compression unit, an allocation unit that allocates a recording track for recording the encoded data to a tape recording medium, and the compression process is performed on the recording track. 6. A program for causing a computer to function as recording means for recording encoded data.

11. The recording apparatus according to claim 10, wherein said compression means, an intra-frame compression means for compressing a video signal into compressed data in frame units only by intra-frame compression, and said tape encoding said encoded data and / or said compressed data. Recording means for recording on a recording medium; two types of track allocating means for respectively allocating a first recording track for recording the compressed data and a second recording track for recording the encoded data on the tape recording medium; An identifier assigning means for assigning an identifier capable of identifying each track constituting the first recording track and the second recording track to each other; and providing each of the first recording track or the second recording track with an identifier. With reference to the assigned identifier, based on the identifier, a frame phase of the video signal and the first recording Rack recording phase and the program for causing a computer to function as the second recording during the frame phase synchronization means for synchronizing the recording phase of the recording track.

A reproducing device according to claim 11, wherein the recording device according to any one of claims 4 to 10 reproduces the encoded data from the tape recording medium on which at least the encoded data is recorded. A program that makes a computer function.

The encoded data and / or the compressed data from the tape recording medium on which at least the encoded data and / or the compressed data are recorded by the recording device according to claim 10 of the reproducing device according to claim 15. A reproducing means for reproducing data, and referring to the identifier given to each of the first recording track or the second recording track, and based on the identifier, a frame phase of the video signal; And a program for causing a computer to function as a reproduction-time frame phase synchronizing means for synchronizing the reproduction phase of the recording track and the reproduction phase of the second recording track.

17. A specific intra-frame compression that substantially satisfies a ratio of one frame per a predetermined number of frames from among encoded data compressed by intra-frame compression and inter-frame compression of the recording / reproducing apparatus according to claim 16. A high-speed reproduction image data extracting means for selecting data and extracting all or a part of the intra-frame encoded data to obtain high-speed reproduction image data; Allocating means for allocating at least a recording track for recording, and allocating an area in which the high-speed reproduction image data is recorded at a substantially equal rate to each recording track based on a predetermined rule; and Recording means for recording high-speed reproduced image data on the recording track; and encoded data recorded on the recording track. A reproducing unit for reproducing the high-speed reproduction image data and the high-speed reproduction image data; and a computer as a data collection unit for collecting one screen of high-speed reproduction image data at the same time from the high-speed reproduction image data reproduced from each recording track during high-speed reproduction. The program to make the function.

31. A recording medium carrying the program according to claim 25, wherein the recording medium can be processed by a computer.