JP4040119B2 - Recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置に関し、特には、符号化されたデータを記録する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、データのデジタル処理が盛んに検討されている。特に、画像データを圧縮するための高能率符号化については、標準化に向けて各種方式が提案・審議されており、その中でも、汎用符号化方式としてMPEG(Moving Picture Coding Expert Group)2方式がアメリカの次世代テレビ放送方式であるATV(Advanced Television)として採用されるなど、注目を集めている。
【0003】
MPEG2方式は、画面間の相関を利用して情報量を圧縮し、データを符号化する動き補償型の予測符号化方式である。図9中、矢印によって符号化における予測の方向を示している。また。図10はMPEG2方式における符号化処理、メディア上のデータの配列及び復号化処理における画像データの順序を示す図である。
【0004】
MPEG2では、所定枚数のフレームでGOP(Group Of Pictures )を構成している。そして、各GOPにフレーム内符号化画像が少なくとも1フレーム含まれている。
【0005】
フレーム内符号化画像(以下I画像)は、DCT・量子化によって1フレーム内の画像データだけを用いて符号化された画像である。このI画像から所定のNフレーム毎の各フレームの画像データは、フレーム間予測符号化によって符号化される(以下P画像)。更に、I画像とP画像及びP画像間の各フレームの画像データは、前方及び後方のフレームの画像データを用いた双方向予測符号化によって符号化される(以下B画像)。
【0006】
図9,10に示したように、まず、I画像が形成される。I画像は前述のように1フレーム内の画像データのみにより符号化され、他のフレームのデータを用いた予測動作は行わない。次に、P画像が形成され、I画像またはP画像のあとにB画像が形成される。そして、I,P,B画像の順に伝送される。
【0007】
MPEG2において、符号化された画像データ・音声データまたはその他のデータ列をエレメンタリーストリームと称する。また、エレメンタリーストリームを伝送するための構造として、PES(Packetized Elementary Stream)パケットが定義されている。これはPESヘッダのあとにPESペイロード(データ部)が続く構造を持つ。MPEG2において、共通の時間軸を持ったエレメンタリーストリームの集合はプログラムと呼ばれる。
【0008】
MPEG2の多重化方式には、2つの形式が定義されている。1つはトランスポートストリーム、もう1つはプログラムストリームである。
【0009】
トランスポートストリームとプログラムストリームの両方の定義には、画像と音声の復号化及び再生時の同期に関する必要十分なシンタックスが含まれている。また、プログラムストリームは共通の時間軸を有する1以上のPESパケットを結合して単一のデータ列としたものであり、また、トランスポートストリームは1以上の時間軸を有する1以上のプログラムを結合して単一のデータ列としたものである。前述のATV方式では、トランスポートストリームが用いられる。
【0010】
トランスポートストリームでは、トランスポートパケットという188バイトの固定長の伝送単位に画像・音声等のデータを分割して伝送する。
【0011】
このようなトランスポートストリームのなかには、同期をとるために用いられるPCR(Program Clock Reference )やPSI(Program Specific Information)と呼ばれる各種識別子等の情報が適宜組み込まれ、復号化時にはこれらのデータを検出することにより符号化データを正確に復号化することができる。
【0012】
前記PSIには、PAT(Program Association Table ),PMT(Program Map Table)と呼ばれるPID(Packet ID )等を識別するための情報が含まれており、この情報を用いて目的のプログラム、データが入っているパケットを検出し、復号化する。
【0013】
前述のように、I画像は1フレーム内の画像データのみによって符号化されているので、その符号化データ単独で復号可能である。一方、P画像及びB画像は、他のフレームの画像データを用いて符号化されているので、その符号化データ単独では復号することができない。
【0014】
また、I,P,Bの各画像データのデータ長は可変である。従って、MPEG2で符号化された画像データを磁気テープ等の記録メディアに記録することを考えた場合、I画像がメディア上のどの位置に記録されるのかを特定することができない。
【0015】
例えば、MPEG2により符号化されたデータをデジタルVTRの如き装置により磁気テープに対して記録・再生する場合、記録時と同じ速度で再生する場合には、記録された順、すなわち符号化された順に再生されるのでもとの画像データを正確に再生可能である。
【0016】
しかし、高速サーチ等の特殊再生時には、ヘッドがテープを横切ってトレースするため、各符号化画像I,P,Bが符号化された順に再生されない。また、各ヘッドは各トラックの一部しかトレースぜず、I画像の記録位置が前述のようにテープ上で特定されていないので、I画像が確実に再生されるとは限らない。従って、特殊再生時においては正確に画像データを再生することができない。
【0017】
従って、このようなMPEG2により符号化されたデータを記録する場合に、特殊再生を可能とするため、I画像をテープ上の特定の位置に記録することが考えられる。これを図11,12を用いて説明する。
【0018】
図11において、入力端子401に入力されたATVのトランスポートストリームはパケット検出回路403で目的とするトランスポートパケットをとり出し、通常再生用データとしてメモリ405に出力し、また、トリックプレイデータ形成回路407に出力する。
【0019】
トリックプレイデータ形成回路407は、入力されたトランスポートストリームから特殊再生用に記録するPESヘッダ・シーケンスヘッダ・ピクチャヘッダ・イントラスライスの各ストリームをとり出し、変更、または新たに発生したPSIを付加する。そして、前記各レイヤーのヘッダとI画像データとを特殊再生用に多重化してマルチプレクサ409に出力する。マルチプレクサ409はこれらの通常再生用データと特殊再生用データとを時分割多重して、磁気ヘッド411に出力する。磁気ヘッド411はテープ413上に多数のヘリカルトラックを形成してマルチプレクサ409からのデータを記録する。
【0020】
ここで、マルチプレクサ409は、通常再生用データと特殊再生用データとを切り換えて、トラック上の定まった場所に特殊再生用データを記録する。この様子を図12を用いて説明する。
【0021】
図12(a)の501に示したように、テープ上にアジマス角の異なる2種類のトラックを形成する。
【0022】
そして、通常再生時の5倍の速度でテープを搬送したときのヘッドのトレース軌跡を503で示す。この5倍速再生時の再生エンベロープを図12(b)に示す。ここで、トレース軌跡503の斜線で示した部分に5倍速再生用の特殊再生用データを記録することにより、5倍速再生時における再生画像を安定させることができる。
【0023】
同様に、他の再生速度用の画像データをそれぞれの再生速度で確実に再生可能な位置に記録することにより、他の再生速度においても安定した再生画像を得ることができる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
前述のATVで用いられるトランスポートストリームにおいては、PATのPIDは0x000と固定の値であり、このPATを検出することでPMTを抜き出すことができ、更に、PMTを調べることにより目的の画像や音声データが入っているパケットを検出することができる。
【0025】
ここで、前述のように、特殊再生用のデータストリームを通常再生用のデータとは別エリアに記録する場合を考えると、入力されたトランスポートストリームから特殊再生用のI画像を抽出し、特殊再生用のデータストリームをATVデコーダで復号可能な形式に変換する必要がある。
【0026】
通常再生用データには、図11の端子401にATVデータが入力された段階でPATやPMT、PCRが適宜組み込まれているが、特殊再生用データについてもこれらのデコードに必要な情報を付加する必要がある。
【0027】
そして、これらPAT,PMT及びPCR等の情報を多重するタイミングを考慮しない場合、図11の装置により磁気テープ上に記録されたデータに続いて記録を行う、いわゆるつなぎ撮りを行う際に、つなぎ撮りの境界部分でPCRが不連続になってしまうため、PCRが得られるまでクロック情報が入手できず、再生画像を得るのが遅くなってしまうという問題がある。
【0028】
本発明は前述の如き問題を解決することを目的とする。
【0029】
本願の他の目的は、記録媒体から迅速にデータを再生可能な装置を提供する処にある。
【0030】
【課題を解決するための手段】
従来抱えている課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明は、それぞれ符号化された画像データ及び前記画像データの復号タイミングを得るためのクロックデータとを有する通常再生用データと特殊再生用データとから構成された符号化データが記録された磁気テープに対し、新たに入力された画像データをつなぎ記録する装置であって、前記磁気テープから前記符号化データを再生する再生手段と、新たに記録すべき特殊再生用の画像データを入力する手段と、前記再生手段により再生された符号化データ中の前記特殊再生用データにおけるクロックデータを用いて、前記新たに記録すべき特殊再生用の画像データに対するクロックデータを発生する発生手段と、前記発生手段からのクロックデータと前記入力された特殊再生用の画像データとを多重して符号化データを生成する多重手段と、前記磁気テープ上に既に記録されている符号化データに引き続いて、前記多重手段から出力された符号化データをつなぎ記録する記録手段とを備えて構成されている。
【0031】
【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詳細に説明する。
【0032】
本実施形態では、本発明をATVビットストリームを記録再生する装置に対して適用した場合について説明する。
【0033】
図1は、この種の装置の要部の構成を示すブロック図である。
【0034】
図1において、入力端子101に入力されたTSは、トランスポートパケットシンク検出回路104、パケットバッファ105に入力される。トランスポートパケットシンク検出回路104はトランスポートヘッダ中のsync_byte等を検出し、パケットバッファ105および図1の各回路の動作タイミングをコントロールする。パケットバッファ105から出力されたビットストリームはスイッチ106、PCR検出回路108、通常再生用バッファ109にそれぞれ入力される。
【0035】
図2は本形態において、所望のプログラムを選択するまでの動作を説明するための図である。まず、PID検出回路107でTS中PATが含まれるトランスポートパケット、即ちトランスポートヘッダのPIDが0x0000であるトランスポートパケットを検出し、スイッチ106をa端に接続させる。これにより、PIDが0x0000であるトランスポートパケットをPATバッファ110にダウンロードする。そして、PATバッファ110にダウンロードしたPATをPATセレクタ111に入力し、記録するプログラムNoと一致するprogram_map_PIDを検出する。
【0036】
ここでprogram_map_PIDとは、これからデコード・記録しようとしているプログラムを包含しているトランスポートパケットのPID(elementary_PID)が記述されているトランスポートパケットのPIDのことである。
【0037】
PATセレクタ111は検出したprogram_map_PIDをPID検出回路107に入力する。PID検出回路107はこの様にPATセレクタ111から受け取ったprogram_map_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットをTSから検出すると共に、前述の如くPATが含まれるトランスポートパケットを検出する。PID検出回路107はprogram_map_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットを検出すると、スイッチ106をb端に接続させ、前記program_map_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットをPMTバッファ112にダウンロードする。PMTバッファ112にダウンロードしたPMTはPMTセレクタ113に入力され、PMTセレクタ113はPMTから所望のプログラムがあるトランスポートパケットのPIDであるelementary_PIDを検出・選択する。
【0038】
本形態で検出するelementary_PIDは、記録するプログラムのビデオ部分がパケット化されたトランスポートパケットのPIDである。PMTセレクタ113は選択したelementary_PIDをPID検出回路107に入力する。
【0039】
PID検出回路107はこの様にPMTセレクタ113から受け取ったelementary_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットをTSから検出する。また、前述の如く、program_map_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケット、及び、PATが含まれるトランスポートパケットも検出する。PID検出回路107は、elementary_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットを検出した場合、スイッチ106をc端に接続し、elementary_PIDと一致するPIDを持つトランスポートパケットを、PESヘッダ検出回路115及びPESヘッダバッファ116に出力する。
【0040】
PCR検出回路108は、スイッチ106のc端子から供給されたトランスポートパケット中からPCRを検出して、TSの同期をとり、検出したPCRをPSIコンバータ114に入力する。PCRは、27MHzを単位とする48ビットの信号で、デコーダのタイミングが得られるタイムスタンプである。PCR検出回路108、PATバッファ110、PMTバッファ112の各出力は、PSIコンバータ114に入力される。
【0041】
TSとPESの関係を図3に示す。図3はTSから所望のプログラムをPESパケット化した様子を示すものである。本形態で、図1のPESヘッダ検出回路115、PESヘッダバッファ116に入力されるストリームは、記録するプログラムのビデオのPESである。PESヘッダ検出回路115では、PESのヘッダを検出し、PESヘッダバッファ116に特殊再生用に記録するビデオパケットのPESのヘッダ情報をバッファリングする。
【0042】
PESヘッダ検出回路115から出力されたストリームは、シーケンスヘッダエクステンション検出回路117とシーケンスヘッダエクステンションバッファ118に入力される。シーケンスヘッダエクステンション検出回路117はシーケンスヘッダとシーケンスエクステンション部を検出し、シーケンスヘッダエクステンションバッファ118に、特殊再生用に記録するビデオデータのシーケンスヘッダとシーケンスエクステンションをバッファリングする。シーケンスヘッダにはその画像において有効なパラメータ(画像サイズ、ビットレート等)が記述されている。シーケンスエクステンションにはシーケンスヘッダの拡張部分が記述されている。
【0043】
シーケンスヘッダエクステンション検出回路117から出力されたストリームは、ピクチャーヘッダコーディングエクステンション検出回路119とピクチャーヘッダコーディングエクステンションバッファ120に入力される。ピクチャーヘッダコーディングエクステンション検出回路119はピクチャーヘッダとピクチャーコーディングエクステンションのストリームを検出し、ピクチャーヘッダコーディングエクステンションバッファ120に特殊再生用に記録するビデオデータのピクチャーヘッダとピクチャーコーディングエクステンションをバッファリングする。ピクチャーヘッダにはそのピクチャーの情報、符号化タイプ(I,P,B)等が記述されている。ピクチャーコーディングエクステンションにはそのピクチャーを復号するのに必要な情報、ピクチャーストラクチャー等が記述されている。また、ピクチャーヘッダコーディングエクステンション検出回路19は、供給されているストリームのピクチャータイプがフレーム内符号化画像であれば、スイッチ122が接続されるように制御する。
【0044】
ピクチャーヘッダコーディングエクステンション検出回路119から出力されたストリームは、スライス検出回路121に入力される。スライス検出回路121は供給されたスライスのヘッダを検出し、スイッチ122に入力する。また、スライス検出回路121は、イントラ(フレーム内)スライスのストリームが入力されているときにスイッチ122を接続するように制御する。
【0045】
スイッチ122は、フレーム内符号化画像またはイントラスライスのストリームが到来している時にスイッチ122の入力と出力を接続する。スライスは複数(最低1ケ)のマクロブロックからなり、イントラスライスはイントラマクロブロックのみで構成されたスライスである。スイッチ122の出力がIピクチャーバッファ123に入力される。Iピクチャーバッファ123はフレーム内符号化データのみをバッファリングし、マルチプレクサ130、134へフレーム内符号化データを入力する。
【0046】
また、PESヘッダバッファ116、シーケンスヘッダエクステンションバッファ118、ピクチャーヘッダコーディングエクステンションバッファ120の各出力もマルチプレクサ130,134に入力される。
【0047】
PSIコンバータ114は、各種の特殊再生用のデータと通常再生用データを区別して再生できるように、入力TS中のPSIを別のPSIに変更するか、もしくは新たにPSIを発生する。この動作を図4を用いて説明する。図4(a)は本実施例の記録再生装置に入力されているPSIから記録するプログラムを抽出する例を示す図である。
【0048】
(a)のように記録したいプログラムNoがプログラム0x0180とする。PATからプログラム0x0180のあるPMTのPIDである0x0180を検出し、PMTがあるPID=0x0180のパケットからビデオとオーディオのエレメンタリーストリームがあるPID=0x0181と0x0182を検出し、各々記録するビデオとオーディオのパケットのPIDを得る。
【0049】
また、このときのPSIコンバータ114の動作を図4(b)を用いて説明する。PSIコンバータ114では通常再生用のPAT、PMTは入力されてきたPSIの値をそのまま使用する。
【0050】
本形態では、装置の特殊再生の速度が2種類あるものとし、これら特殊再生速度1用、特殊再生速度2用(図4中及以後、特殊再生1用、特殊再生2用と示す。また特殊再生1用、特殊再生2用の速度は通常再生以外の速度である。)のデータとして、新たにPAT、PMTをPSIコンバータ114で設定する。まず、PATとして特殊再生1用にプログラム0x0184、PID=0x0184を、特殊再生2用にプログラム0x0188、PID=0x0188を設定する。次に、それぞれのPMTを設定する。特殊再生1用のPMTで特殊再生1用のビデオのエレメンタリィストリームのPID=0x0185を設定する。同じように、特殊再生2用としてビデオのエレメンタリィストリームのPID=0x0189を設定する。さらに、特殊再生1、2用のデータのトランスポートパケットのPIDとして、PID=0x0185,PID=0x0189を設定する。
【0051】
この際、PSIコンバータ114で新たに設定する特殊再生用PIDは、PATのPIDである0x0000、コンディショナルアクセステーブルのPIDである0x0001、通常記録再生用のPMTおよび通常記録再生用の各エレメンタリィストリーム用のPIDと重複しないように設定する。
【0052】
さらに、PSIコンバータ114は、PATのプログラムNoとして、通常記録再生用のプログラムNoと0x0000のプログラムNo(プログラムNoが0x0000のときは、このプログラムのPIDが、network_PIDを示す)に設定しないように動作する。
【0053】
また、PCRに関しても、PSIコンバータ114に入力されてきたPCRを特殊再生用に変更するか、もしくは、新たにPCRを発生し、前記PAT,PMTとともにマルチプレクサ130,134に入力する。
【0054】
ここでPSIコンバータ114でのPCRの変更方法の例を説明する。図5はPCRの変更方法を説明するための図である。PCRは前述の様にデコーダのタイミングが得られるタイムスタンプである。PSIコンバータ114は図1のPCR検出回路108で検出されたPCRに基づいて、図5の(1)式のようにtransport_rate(i)を求め、特殊再生用のPCRとして一定の周期ごとに新たにPCRを発生してデータを記録するようにする。このとき、新たに発生するPCRをPCR(i″)とすると、(2)式を用いてFPCR(i″)を求めることができる。PSIコンバータ114では、この様に求められたPCR(i″)を発生する。また、PCR(i″)を発生してから、特殊再生用のPCRとして一定の周期ごとに同様のことを行う。このときは前のPCR(i″)が、PCR(i′)として、新しいPCR(i″)を求める。
【0055】
マルチプレクサ130では、PSIと各レイヤーのヘッダ情報とフレーム内符号化データを特殊再生用に多重化し、パリティ発生回路131へ入力し、誤り訂正符号を付加する。そしてバッファ132を介して、特殊再生1用のデータとしてマルチプレクサ137へ入力する。
【0056】
同様に、第2のマルチプレクサ134では、PSIと各レイヤーのヘッダ情報とフレーム内符号化データを特殊再生用に多重化し、パリティ発生回路135へ入力し、誤り訂正符号を付加する。そしてバッファ136を介して、特殊再生2用のデータとしてマルチプレクサ137へ入力する。
【0057】
通常再生用データは、通常再生用バッファ109を介して、マルチプレクサ137入力される。
【0058】
マルチプレクサ137は、通常再生用バッファ109の出力である通常再生用データとバッファ132の出力である特殊再生1用データとバッファ136の出力である特殊再生2用データを、トラック上のそれぞれの再生速度でヘッドがトレースする位置に記録される様に多重化することで記録トラックフォーマットに変換し、パリティ発生回路138に入力する。パリティ発生回路138は入力されたデータに誤り訂正符号を付加し、記録データとして端子140に出力する。
【0059】
次に図6を用いて、記録再生の機構部分について説明する。
【0060】
図6において、図1の端子140に出力された特殊再生用パケットを含むデータストリームは、図6の入力端子201に入力され、変調回路203でデジタル変調処理が施され、磁気記録に適した形式に変換される。このとき、再生時に回転ヘッドが記録トラック上をトレースできるようにトラッキング制御を行うためのパイロット信号成分を多重する。変調されたデータは記録アンプ205で増幅され回転ヘッド207により磁気テープ209に記録される。
【0061】
再生時は、回転ヘッド211で再生された再生信号は、再生増幅器213で増幅され、復調回路に加えられる。復調回路215は、再生された信号を2値化し、同期信号を検出することでデータを復調し、誤り訂正符号復号化回路217に出力する。誤り訂正符号復号化回路(ECC回路)217は、記録時に付加したパリティデータを用いてデータ中の誤りを検出・訂正し、シンクブロックメモリ219と、スイッチ223に出力する。
【0062】
通常再生時には、スイッチ223はCPU231によりN接点側に切替えられており、通常再生データ(I,B,Pで符号化されたデータ)のみがパケット化回路225に入力され、パケット化回路225でATVまたはMPEG2のトランスポートストリームのパケット形式にしたがってパケット化され、出力端子227に出力される。
【0063】
特殊再生時には特殊再生速度に応じた特殊再生データがシンクブロックメモリ219に入力される。シンクブロックメモリ219ではフレーム内符号化画像・ヘッダ情報・プログラム情報を蓄積・再構成し、誤り訂正符号化回路221に出力し、ここでデータの誤りが検出・訂正される。誤り訂正符号化復号化回路531の出力はスイッチ223のT側接点を介してパケット化回路225に出力され、ここでパケット化されて、出力端子227から出力される。
【0064】
また、シンクブロックメモリ219では、特殊再生時にATVデコーダにサーチ等の特殊再生画像の復号・表示動作を行わせるために、再生ビットストリームの中のPESヘッダのDSM_trick_mode_flagを‘1’にし、DSM tricm mode fieldをそのときの特殊再生モードに変更してビットストリームを出力する。
【0065】
出力端子227からのビットストリーム出力はATVデコーダに入力され、復号される。ATVデコーダの動作について図7を用いて説明する。同図において、図6の端子227から出力され、端子714に入力されたビットストリームは、FIFOメモリ303と、PCR検出回路309に出力される。PCR検出回路309は、データストリーム中のPCRパケットを抽出し、図5に示す式により平均データレートを算出して分周器311に出力する。FIFOメモリ303では、パケット化されて不連続になったデータが平均化され、デコーダ305に出力される。
【0066】
位相検出回路313・LPF317・VCO319はPLLを構成しており、位相検出回路309に入力される基準クロック発生回路315から加えられた基準クロックと、分周器311から出力されたクロックが決められた位相になるように制御されることで、VCO319の発生するクロックが上記PCRパケットに載せられたトランスポートレートになるように制御される。該クロックと、これを分周器321で分周して形成したTV信号の水平/垂直スキャン周期に応じたクロックにより、FIFOメモリ303より一定レートでデータを読み出し、安定した画像信号を出力端子307に出力することができる。
【0067】
また、CPU232は、操作部233上のスイッチや、メカ各部に設置されたスイッチの信号などを受けとり、これに応じてメカ駆動回路229を制御して不図示のキャプスタンモータにその方向やスピードを指示することによりテープを移送させる。ここで、本実施形態の記録再生装置を用いていわゆるつなぎ撮りを行う場合のCPU232の動作について説明する。
【0068】
操作部233上のスイッチにより録画が指示されると、CPU232はつなぎ撮り動作を開始する。まず、キャプスタンモータを逆転させることにより40トラック程度テープを巻き戻す。次に通常再生時と同様にトラッキング制御をしながら再生動作を開始する。正常にトラッキングがかかった後、再生されてくる特殊再生用データストリームから図7のPCR検出回路309により検出された特殊再生用PCRを内部レジスタに保持し、これに基づいて新たにPCRを発生するべくPSIコンバータを制御する。そして、PCRを検出したあとのGOPの終りを含むトラックで再生を終了し、次のトラックから記録動作を開始する。
【0069】
図8は、この様なCPU232の動作を説明するためのフローチャートであり、以下、このフローチャートを用いて説明する。
【0070】
図8において、操作部229から録画の指示が出されると(ステップS401)、磁気テープをトラック分巻き戻す(ステップS402)。巻き戻す量はPCRが入っている間隔(例えば最長間隔0.1秒)に、再生を開始してからトラッキングが正常にかかるまでの時間を加えたものである。PCRは少なくとも100ミリ秒に一回は送出するので、本形態においては少なくとも30トラックに1トラックはPCRパケットを含んでいるものとする。そして、通常にトラッキングをかけた状態で再生を開始する(ステップS403)。次に、目的とするPCRを検出し、現在再生しているトラックの再生が終了したら録画動作を開始する(ステップS406)。そして、前述の如く、直前に記録されているPCRと連続するようにPCR検出回路309により検出されたPCRを用いて、次のPCRを計算し該PCRを記録するべくPSIコンバータを制御し、続いて、あらかじめ定めたPCR書き込みの間隔でPCRを挿入しつつ、データストリームの記録を行う(ステップS307,S411)。
【0071】
また、巻き戻したnトラックをすべて再生しても目的とするPSIのPCRを見つけることが出来ないということが発生した場合(ステップS408)、次のトラックから記録動作が開始され(ステップS409)、discontinuityフラグを立てて、PSIコンバータ114によりPCRを新規に発生させる。その後、通常のデータストリーム記録を続ける。
【0072】
以上説明したように、本実施形態では、つなぎ撮りを行う際に、直前に記録されているデータ中のPCRを再生し、このPCRと連続するように新たにPCRを発生しているので、特殊再生データにおいてPCRが不連続になることがなく、PCRの連続性を保つことができる。
【0073】
従って、特殊再生時のつなぎ撮り部分において、画像の再生が遅れるのを防ぐことができる。
【0074】
なお、本実施形態では、本発明をATVビットストリームを記録再生する装置に適用した場合について説明したが、これ以外にも、データの識別情報とクロック情報とを多重して伝送・記録するものに対して本発明を適用可能である。
【0075】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、再生された符号化データ中のクロックデータを用いて新たに記録すべき画像データに対するクロックデータを発生し、このクロックデータと入力された画像データを多重した符号化データを記録媒体上につなぎ記録することにより、つなぎ記録の境界部分においてクロックデータが不連続になるのを防止することができ、つなぎ記録の境界部分においても再生画像を迅速に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態としての記録再生装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の装置における記録用データの発生動作を説明するための図である。
【図3】図1の装置における記録用データの発生動作を説明するための図である。
【図4】図1の装置におけるPSIの発生動作を説明するための図である。
【図5】図1の装置におけるPCRの発生動作を説明するための図である。
【図6】図1の装置により発生されたデータを記録・再生するための装置の構成を示すブロック図である。
【図7】図6の装置により再生されたデータを復号する装置の構成を示した図である。
【図8】図1,6の装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】画像データの符号化の様子を示す図である。
【図10】画像データの符号化・復号化の様子を示す図である。
【図11】図9,10の如く符号化されたデータを記録再生する装置の構成を示すブロック図である。
【図12】図1,11の装置におけるテープ上の記録フォーマットを示す図である。
【符号の説明】
107 PID検出回路
108 PCR検出回路
114 PSIコンバータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording apparatus, and more particularly to an apparatus for recording encoded data.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital processing of data has been actively studied. In particular, for high-efficiency coding for compressing image data, various methods have been proposed and discussed for standardization. Among them, the MPEG (Moving Picture Coding Expert Group) 2 method is a general-purpose coding method in the United States. It is attracting attention, such as being adopted as ATV (Advanced Television), the next-generation television broadcasting system.
[0003]
The MPEG2 system is a motion compensation type predictive encoding system that encodes data by compressing the amount of information using correlation between screens. In FIG. 9, the direction of prediction in encoding is indicated by an arrow. Also. FIG. 10 is a diagram showing the order of image data in the encoding process in MPEG2, the arrangement of data on the medium, and the decoding process.
[0004]
In MPEG2, a GOP (Group Of Pictures) is composed of a predetermined number of frames. Each GOP includes an intra-frame encoded image at least one frame.
[0005]
An intra-frame encoded image (hereinafter referred to as I image) is an image encoded using only image data in one frame by DCT / quantization. The image data of each predetermined N frame from this I image is encoded by inter-frame predictive encoding (hereinafter referred to as P image). Further, the image data of each frame between the I image, the P image, and the P image is encoded by bidirectional predictive encoding using the image data of the front and rear frames (hereinafter referred to as B image).
[0006]
As shown in FIGS. 9 and 10, first, an I image is formed. As described above, the I image is encoded only by the image data in one frame, and the prediction operation using the data of other frames is not performed. Next, a P image is formed, and a B image is formed after the I image or the P image. Then, the images are transmitted in the order of I, P, and B images.
[0007]
In MPEG2, encoded image data / audio data or other data string is referred to as an elementary stream. A PES (Packetized Elementary Stream) packet is defined as a structure for transmitting an elementary stream. This has a structure in which a PES payload (data part) follows a PES header. In MPEG2, a set of elementary streams having a common time axis is called a program.
[0008]
Two formats are defined in the MPEG2 multiplexing system. One is a transport stream and the other is a program stream.
[0009]
The definitions of both the transport stream and the program stream include a necessary and sufficient syntax regarding the decoding at the time of image and sound and the synchronization at the time of reproduction. The program stream combines one or more PES packets having a common time axis into a single data string, and the transport stream combines one or more programs having one or more time axes. Thus, a single data string is obtained. In the ATV system described above, a transport stream is used.
[0010]
In the transport stream, data such as video and audio is divided and transmitted in a transmission unit of a fixed length of 188 bytes called a transport packet.
[0011]
In such a transport stream, information such as various identifiers called PCR (Program Clock Reference) and PSI (Program Specific Information) used for synchronization is appropriately incorporated, and these data are detected at the time of decoding. Thus, the encoded data can be accurately decoded.
[0012]
The PSI includes information for identifying PID (Packet ID) called PAT (Program Association Table), PMT (Program Map Table), etc., and the target program and data are stored using this information. Detecting and decoding packets
[0013]
As described above, since the I image is encoded only by the image data in one frame, it can be decoded by the encoded data alone. On the other hand, since the P image and the B image are encoded using image data of other frames, the encoded data alone cannot be decoded.
[0014]
The data length of each of the image data of I, P, and B is variable. Therefore, when recording image data encoded by MPEG2 on a recording medium such as a magnetic tape, it is impossible to specify at which position on the medium the I image is recorded.
[0015]
For example, when data encoded according to MPEG2 is recorded / reproduced to / from a magnetic tape by a device such as a digital VTR, when it is reproduced at the same speed as that at the time of recording, the order of recording, that is, the order of encoding The original image data can be reproduced accurately.
[0016]
However, during special playback such as high-speed search, the head traces across the tape, so that the encoded images I, P, and B are not reproduced in the order in which they are encoded. Further, each head traces only a part of each track, and the recording position of the I image is not specified on the tape as described above, so that the I image is not always reproduced reliably. Therefore, the image data cannot be accurately reproduced during special reproduction.
[0017]
Therefore, when recording such data encoded by MPEG2, it is conceivable to record the I image at a specific position on the tape in order to enable special reproduction. This will be described with reference to FIGS.
[0018]
In FIG. 11, the ATV transport stream input to the
[0019]
The trick play
[0020]
Here, the
[0021]
As shown at 501 in FIG. 12A, two types of tracks having different azimuth angles are formed on the tape.
[0022]
A trace trace of the head when the tape is conveyed at a speed five times that during normal reproduction is indicated by 503. FIG. 12B shows a playback envelope at the time of 5 × speed playback. Here, by recording the special playback data for 5 × speed playback in the hatched portion of the
[0023]
Similarly, by recording image data for other playback speeds at positions where playback can be reliably performed at the respective playback speeds, stable playback images can be obtained at other playback speeds.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
In the transport stream used in the ATV described above, the PID of the PAT is a fixed value of 0x000, and the PMT can be extracted by detecting this PAT. A packet containing data can be detected.
[0025]
Here, as described above, when the special reproduction data stream is recorded in a different area from the normal reproduction data, the special reproduction I image is extracted from the input transport stream, and the special reproduction data stream is extracted. It is necessary to convert the data stream for reproduction into a format that can be decoded by the ATV decoder.
[0026]
In the normal reproduction data, PAT, PMT, and PCR are appropriately incorporated when ATV data is input to the terminal 401 in FIG. 11. Information necessary for decoding these special reproduction data is also added. There is a need.
[0027]
When the timing of multiplexing information such as PAT, PMT, and PCR is not taken into consideration, when performing so-called joining photography in which recording is performed following the data recorded on the magnetic tape by the apparatus of FIG. 11, joining photography is performed. Since the PCR becomes discontinuous at the boundary portion, the clock information cannot be obtained until the PCR is obtained, and there is a problem that it becomes late to obtain a reproduced image.
[0028]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
[0029]
Another object of the present application is to provide an apparatus capable of quickly reproducing data from a recording medium.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problems and achieve the above-mentioned object, the present invention provides normal reproduction data and special reproduction each having encoded image data and clock data for obtaining the decoding timing of the image data. An apparatus for connecting and recording newly inputted image data to a magnetic tape on which encoded data composed of data for recording is recorded, and reproducing means for reproducing the encoded data from the magnetic tape; Special reproduction image data to be newly recorded using means for inputting image data for special reproduction to be newly recorded and clock data in the special reproduction data in the encoded data reproduced by the reproduction means Generating means for generating clock data for the image data, the clock data from the generating means and the input special reproduction image Multiplexing means for multiplexing data and generating encoded data; and recording means for connecting and recording the encoded data output from the multiplexing means following the encoded data already recorded on the magnetic tape; It is configured with.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
In this embodiment, a case where the present invention is applied to an apparatus for recording and reproducing an ATV bit stream will be described.
[0033]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of this type of apparatus.
[0034]
In FIG. 1, the TS input to the
[0035]
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation until a desired program is selected in this embodiment. First, the
[0036]
Here, program_map_PID is the PID of the transport packet in which the PID (elementary_PID) of the transport packet including the program to be decoded / recorded is described.
[0037]
The
[0038]
The elementary_PID detected in this embodiment is the PID of a transport packet in which the video portion of the program to be recorded is packetized. The
[0039]
Thus, the
[0040]
The
[0041]
The relationship between TS and PES is shown in FIG. FIG. 3 shows a state where a desired program is converted into a PES packet from the TS. In this embodiment, the stream input to the PES
[0042]
The stream output from the PES
[0043]
The stream output from the sequence header extension detection circuit 117 is input to the picture header coding extension detection circuit 119 and the picture header
[0044]
The stream output from the picture header coding extension detection circuit 119 is input to the
[0045]
The
[0046]
The outputs of the
[0047]
The
[0048]
As shown in (a), it is assumed that the program No. to be recorded is program 0x0180. 0x0180, which is the PID of the PMT with the program 0x0180, is detected from the PAT, and PID = 0x0181 and 0x0182 with the video and audio elementary streams are detected from the PID = 0x0180 packet with the PMT. Get the PID of the packet.
[0049]
The operation of the
[0050]
In this embodiment, it is assumed that there are two types of special playback speeds for the apparatus, and these are for
[0051]
At this time, the special reproduction PID set by the
[0052]
Further, the
[0053]
As for the PCR, the PCR input to the
[0054]
Here, an example of a PCR changing method in the
[0055]
The
[0056]
Similarly, the
[0057]
The normal reproduction data is input to the
[0058]
The
[0059]
Next, the recording / reproducing mechanism will be described with reference to FIG.
[0060]
6, the data stream including the special reproduction packet output to the terminal 140 in FIG. 1 is input to the
[0061]
At the time of reproduction, the reproduction signal reproduced by the
[0062]
During normal reproduction, the
[0063]
At the time of special reproduction, special reproduction data corresponding to the special reproduction speed is input to the
[0064]
Also, the
[0065]
The bit stream output from the
[0066]
The
[0067]
In addition, the
[0068]
When recording is instructed by the switch on the
[0069]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of such a
[0070]
In FIG. 8, when a recording instruction is issued from the operation unit 229 (step S401), the magnetic tape is rewound by a track (step S402). The rewinding amount is obtained by adding the time from the start of reproduction to the time when tracking is normally performed to the interval in which PCR is included (for example, the longest interval is 0.1 second). Since PCR is transmitted at least once every 100 milliseconds, in this embodiment, it is assumed that at least one track in 30 tracks includes a PCR packet. Then, reproduction is started in a state where tracking is normally applied (step S403). Next, the target PCR is detected, and the recording operation is started when the reproduction of the currently reproduced track is completed (step S406). Then, as described above, using the PCR detected by the
[0071]
Further, if it occurs that the target PSI PCR cannot be found even if all of the rewinded n tracks are reproduced (step S408), the recording operation is started from the next track (step S409), A discontinuity flag is set and a new PCR is generated by the
[0072]
As described above, in the present embodiment, when performing a transition shot, the PCR in the data recorded immediately before is reproduced, and a new PCR is generated so as to be continuous with this PCR. PCR is not discontinuous in the reproduction data, and the continuity of PCR can be maintained.
[0073]
Accordingly, it is possible to prevent the reproduction of the image from being delayed in the joint shooting portion during special reproduction.
[0074]
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus for recording / reproducing an ATV bitstream has been described. However, in addition to this, data identification information and clock information are multiplexed and transmitted / recorded. The present invention is applicable to this.
[0075]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the present invention, clock data for image data to be newly recorded is generated using clock data in the reproduced encoded data, and the clock data and input image data are converted. By connecting and recording multiplexed encoded data on a recording medium, it is possible to prevent the clock data from becoming discontinuous at the boundary portion of the connected recording, and to quickly obtain a reproduced image at the boundary portion of the connected recording. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a recording / reproducing apparatus as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation for generating recording data in the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation for generating recording data in the apparatus of FIG. 1;
4 is a diagram for explaining a PSI generation operation in the apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a PCR generation operation in the apparatus of FIG. 1;
6 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for recording / reproducing data generated by the apparatus of FIG. 1;
7 is a diagram showing a configuration of an apparatus for decoding data reproduced by the apparatus of FIG.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus shown in FIGS.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of encoding image data.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state of encoding / decoding of image data.
11 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for recording / reproducing data encoded as shown in FIGS. 9 and 10. FIG.
12 is a diagram showing a recording format on a tape in the apparatus of FIGS. 1 and 11. FIG.
[Explanation of symbols]
107 PID detection circuit
108 PCR detection circuit
114 PSI converter
Claims (3)
前記磁気テープから前記符号化データを再生する再生手段と、
新たに記録すべき特殊再生用の画像データを入力する手段と、
前記再生手段により再生された符号化データ中の前記特殊再生用データにおけるクロックデータを用いて、前記新たに記録すべき特殊再生用の画像データに対するクロックデータを発生する発生手段と、
前記発生手段からのクロックデータと前記入力された特殊再生用の画像データとを多重して符号化データを生成する多重手段と、
前記磁気テープ上に既に記録されている符号化データに引き続いて、前記多重手段から出力された符号化データをつなぎ記録する記録手段とを備える記録装置。For a magnetic tape on which encoded data composed of normal reproduction data and special reproduction data each having encoded image data and clock data for obtaining the decoding timing of the image data is recorded. A device for connecting and recording image data input to
Reproducing means for reproducing the encoded data from the magnetic tape;
Means for inputting special reproduction image data to be newly recorded;
Generating means for generating clock data for the special reproduction image data to be newly recorded, using clock data in the special reproduction data in the encoded data reproduced by the reproduction means;
Multiplexing means for multiplexing the clock data from the generating means and the input image data for special reproduction to generate encoded data;
A recording apparatus comprising recording means for connecting and recording the encoded data output from the multiplexing means subsequent to the encoded data already recorded on the magnetic tape.
前記多重手段は、前記発生手段からのクロックデータと前記新たに記録すべき特殊再生用の画像データとを多重して前記特殊再生用データを発生する第1の多重回路と、前記画像データを入力する手段より出力された通常再生用データと前記第1の多重手段手段からの特殊再生用データとを多重して新たな符号化データを発生する第2の多重回路とを有し、
特殊再生時の前記ヘッドのトレース軌跡に応じた前記ヘリカルトラック上の領域に前記特殊再生用データが記録されるよう前記第2の多重回路を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項2記載の記録装置。The recording means has a head for forming a number of helical tracks on the magnetic tape and recording the normal reproduction data and special reproduction data,
The multiplexing means inputs a first multiplexing circuit for multiplexing the clock data from the generating means and the special reproduction image data to be newly recorded to generate the special reproduction data, and the image data A second multiplexing circuit for multiplexing the normal reproduction data output from the means for performing and the special reproduction data from the first multiplexing means to generate new encoded data,
The control means for controlling the second multiplexing circuit so that the special reproduction data is recorded in an area on the helical track according to the trace trajectory of the head during special reproduction. 2. The recording device according to 2.
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