JP2003324687A - ビデオデータ処理装置およびストリーム転送制御装置 - Google Patents

ビデオデータ処理装置およびストリーム転送制御装置

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JP2003324687A
JP2003324687A JP2002132729A JP2002132729A JP2003324687A JP 2003324687 A JP2003324687 A JP 2003324687A JP 2002132729 A JP2002132729 A JP 2002132729A JP 2002132729 A JP2002132729 A JP 2002132729A JP 2003324687 A JP2003324687 A JP 2003324687A
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Yasuhiko Nakano
泰彦 中野
Yoshiyuki Okada
佳之 岡田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CPUの負荷、メモリ消費等を減少させ、低
速なCPUを用いた装置においても、ユーザ応答性がよ
く、映像の内容を理解しやすい種々の特殊再生を実現で
きるようにすること。 【解決手段】 デコーダ4の前段にストリーム転送制御
装置10を設け、該ストリーム転送制御装置10によ
り、MPEGストリームの流れを制御する。上記ストリ
ーム転送制御装置10は、特殊再生要求があったとき、
上記ストリーム内の特定データ(GOPパターン)の出
現から次の特定データ(GOPパターン)の出現までを
1単位として、ストリームを頭から一連に、あるいは飛
び飛びに一部を捨てながら上記デコーダ4に送出するこ
とにより特殊再生を行う。また特殊再生時に、GOPの
区切りにブロークンリンク設定をすることで、デコード
を安定させるとともにデータ連結時の違和感を低減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、最近急速に伸びて
いるデジタル映像を扱った記憶装置、セットトップボッ
クス、デジタルカメラなどプロ用、コンシューマ用に限
らずデジタルコンテンツを扱う広い範囲で利用すること
が可能な、特殊再生(頭だし、早送り、特定位置への高
速ジャンプ等)を提供することができるMPEGビデオ
データの処理装置およびストリーム転送制御装置に関す
る。従来では、MPEG符号化は計算量が多いこととア
ルゴリズムの関係上画像の編集が困難だと言われてきた
が、最近のCPUの高速化により、ソフトウェアでもあ
る程度のことは可能になってきており、利用分野はさら
に広まっている。
【0002】
【従来の技術】図14はMPEGビデオデータ再生装置
の概略構成を示す図である。MPEGビデオデータの再
生は、従来次のように行われていた。CPU1はストリ
ーム蓄積手段2に格納されたMPEGストリームをリー
ドし、FIFO等から構成されるデコーダインタフェー
ス(以下デコーダIFという)3を介してデコーダ4に
送る。デコーダ4によりデコードされたビデオデータ
は、デジタルアナログ変換器(DAC)5でアナログ信
号に変換され映像として出力される。上記MPEGビデ
オデータの再生装置において、特殊再生(早送り等)を
行う場合、従来においては、次のように行われていた。 (1)フレーム単位に映像を間引いて再生する方法。 図15にMPEGストリームを示す。フレーム単位の特
殊再生をするには、例えば、同図において、Iフレーム
と、Pフレームだけを選択し、Bフレームを飛ばして再
生する。Bフレーム分だけ再生しないので、その分だけ
早送り再生が可能となる。図16にフレーム単位の特殊
再生処理のフローチャートを示す。同図において、ステ
ップS1で、ストリームデータを一定区間バッファリン
グする。ステップS2でデコーダでデコード処理を行
う。ついで、ステップS3でI,Pフレームのみを抽出
し、Bフレームを間引く。ステップS4で、抽出したフ
レームのみ再生し、ステップS5で終了かどうか判断
し、終了でなければステップ2へ戻る。
【0003】(2)GOP単位で特殊再生する方法。 一方、GOP(Group of pictures) 単位の処理は、スト
リームを大きな単位で扱うことができ、またストリーム
の中身をスキャンすることなしに目的のストリームの先
頭を見つけることができるので、処理能力の低い組込み
用途ではよく使われる。また、映像をある程度連続して
再生できるので、人間が理解しやすい。GOPは、通
常、15フレーム程度から構成され、GOP1個で0.
5秒程度である。GOP単位での特殊再生方式の従来と
して、大きく分けて2つがあった。一つは、GOPテー
ブルを予め作成し、特殊再生時に、作成したGOPテー
ブルを用いて、データを飛び飛びに入力しながら特殊再
生する方法であり、もう一方は、GOPテーブルを用い
ずに特殊再生時を実現する方法である。
【0004】それぞれ以下に説明する。 (i) GOPテーブルを予め作成して特殊再生する方法 画像の単位であるGOPの区切り位置(GOPスタート
コード0x000001B8)を予め記憶した図17に示すGOP
テーブルを作っておく。特殊再生時には、このテーブル
を参照しながら、目的の位置を見つけてデータを読み出
し特殊再生を行う。図18にGOPテーブル作成のフロ
ーチャートを示す。同図において、ステップS1でスト
リームデータのオープン処理を行う。ステップS2でス
トリームデータを入力する。ステップS3でデータが終
了ならば、ステップS6へいき、データクローズ処理を
行い、終了する。また、まだあればステップS4へ進
む。ステップS4では、GOPパタンかどうかを検査す
る。もし一致すればステップ5へいき、アドレス(バイ
ト位置)を記憶する。また、一致しなければステップ2
へ戻る。
【0005】図19に上記のようにして作成されたGO
Pテーブルを用いた特殊再生処理のフローチャートを示
す。ここでは、例としてユーザより2倍速要求を受けた
場合を想定している。同図において、ステップS1でユ
ーザより2倍速要求を受ける。ステップS2で変数n=
1とする。ステップS3で、GOPテーブルより(2n
−1)番目のGOPアドレスを取得し、ステップS4で
そのアドレスまでデータをシークする。ついで、ステッ
プ5で頭だしした位置からデコーダにデータを出力す
る。ステップS6でnを1だけインクリメントし、ステ
ップS7でユーザから停止要求がきている場合は処理を
終了する。そうでない場合は、ステップ3に戻る。上記
のように、GOPテーブルにGOP位置をストリーム上
の位置として、ストリームの先頭から何バイト目かを記
録しておく。特殊再生時は、GOP位置を指示して行
う。例えば、2倍速の場合は、 GOP1→GOP3→GOP5→… とGOPを1つ飛ばしで再生することで2倍速となる。
上記のようにGOPテーブルを設ければ、処理は速くな
るが、ストリーム毎にテーブルが必要となり作成には時
間がかかるし、編集した場合などは煩雑になる。またテ
ーブルのためにストリームとは別にディスク容量を消費
していた。
【0006】(ii)GOPテーブルを使わずに特殊再生す
る方法 GOPテーブルを予め作成しない方法として、デコーダ
の後段にバッファを設け、デコードエラーが出た場合
は、そのデータを捨て、エラーが出ない場合のみ映像を
出力するというものがあった。GOPテーブルがない場
合、ストリームを適当に飛ばして連結すると、図20に
示すように連結部分で不完全GOPが生じ、復元エラー
となる。そこで、従来は、少なくとも1単位のデータを
確実に読み取れる読み取りサイズで圧縮データを読み込
み、読み込んだ圧縮データを完全な圧縮データと不完全
な圧縮データとも分類して複数回の上記の読み込みで得
られたデータだけを連続して出力していた。具体的には
図21に示すように、デコーダ4の後段にバッファ6を
設ける。このバッファ6は、GOPサイズ以上の十分な
大きさのバッファであり、デコーダ4でデコードされた
MPEGデータを一旦バッファ6に貯める。そして、バ
ッファ6に貯めながらデコードの途中でエラーが出るか
どうかを監視する。もしデコーダエラーが出ずに正常に
デコード処理が終了したら、バッファ6にたまったデー
タをDAC5を介して映像として出力する。ここで、も
しデコーダエラーが発生したら、バッファ6にたまった
分のデータは捨て、映像として出力しない。
【0007】図22にGOPテーブルを使わずに特殊再
生する場合のフローチャートを示す。ステップS1で、
ユーザより2倍速要求を受けと、ステップS2で変数n
=1とし、ステップS3でn=n+1とする。ステップ
S4で、nが偶数であるかを調べ、偶数であればステッ
プS11へ行き、1単位程度だけデータを飛ばし、デコ
ーダに入力しないで(ここで不連続は生じる)、ステッ
プS3に戻る。また奇数であれば、ステップS5に進
み、1単位程度だけデータをデコーダに入力する。そし
て、ステップS6,S7でデコーダでデコード処理しな
がら、バッファに貯める。ステップ8で、デコード中に
復元エラーがあるかどうかを確認し、エラーがあればス
テップS12へ行き、バッファ分をエラーが起こったと
してバッファの内容を破棄し、ステップS3に戻る。ま
た、エラーがなければ、ステップS9へ進み、正常にデ
コードできたので、バッファ分だけ再生する。ステップ
S10でユーザからの停止要求があるかを調べ、あれば
処理を終了する。またなければステップS3へ戻る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記したフレーム単位
で映像を間引いて再生する方法は、映像の中から時間軸
に等間隔に選択したフレームだけを単純に間引いて再生
するものであり、人間の映像の理解度を考慮したもので
はなかった。また、GOP単位で再生する方法は、映像
をある程度連続して再生できるので、人間が理解しやす
いという特長があるが、従来の技術は以下の問題点を有
していた。 (1)CPU負荷 上記GOPテーブルを作成する方法では、アドレスデー
タを生成かつ記録するために、動画を符号化する時間以
外に余分な時間が必要になった。特に、データを単に転
送するだけでなく、全てのデータをスキャンしながらG
OPを検知する必要がありかなり大きな負荷になる。 (2)容量問題 上記GOPテーブルを作成する方法では、動画データ以
外にGOPの先頭アドレスを記録したGOPテーブルを
記録する必要があり、記録媒体の容量が大きくなる。例
えば、インデックス、バイト位置をそれぞれ8バイト持
ち24時間録画すると3Mバイト程度となる。また、組
込み用途で、オンメモリに持つにはかなり大きいサイズ
となる。 (3)バッファメモリが必要 GOPテーブルを使わない場合であっても、デコーダの
結果を見るためのバッファが余分に必要であった。本発
明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目
的は、GOPテーブルを作成することなく、またバッフ
ァメモリを使用することなくGOP単位で再生処理を行
うことができ、GOPテーブル作成処理の負荷、メモリ
消費を少なくし、低速なCPUを用いた組み込み装置に
おいてもユーザ応答性がよく、高速な種々の特殊再生を
実現することができるビデオデータ処理装置およびスト
リーム転送制御装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、人間の特性
を意識し、内容を理解できる最小の単位として画像の最
小単位であるGOPに着目し、GOPを単位として特殊
再生を行う。これにより人間が映像の内容を理解しやす
い特殊再生(早送り等)を行うことができる。また、G
OPテーブルを予め作ることなしにGOP単位の特殊再
生を可能とし、大まかなGOP位置からデータを入力し
てもデコーダで画像の乱れが生じないようにする。すな
わち、GOPを複数個まとめて1単位とし、GOP複数
個分飛ばしながら正方向転送で早送り再生、逆方向転送
で逆早送り再生を行ったり、コンテンツにあわせて1単
位を構成するGOP個数を変化させる。また、後述する
ように、GOPの区切りに他GOPとのリンク切れを表
すブロークンリンク設定を特殊再生時に施すことで、デ
コードを安定させるとともにデータ連結時の違和感を低
減することができる。上記特殊再生を実現するため、本
発明においては、図1に示すように、デコーダ4の前段
にストリーム転送制御装置10を設け、該ストリーム転
送制御装置10により、MPEGストリームの流れを制
御する。上記ストリーム転送制御装置10は、特殊再生
要求があったとき、上記ストリーム内の特定データ(G
OPパターン)の出現から次の特定データ(GOPパタ
ーン)の出現までを1単位として、ストリームを頭から
一連に、あるいは飛び飛びに一部を捨てながら上記デコ
ーダに送出することにより、特殊再生を行う。本発明に
おいては、上記のようにストリーム転送制御装置10に
より、MPEGストリームの流れを制御し、特殊再生を
実現しているので、以下のように従来技術の問題点を解
決することができる。 (i) CPU負荷 GOPテーブルを使わないのでCPUに負荷をかけな
い。このため、低速なCPUでも処理でき、CPU負荷
を少なくすることができる。すなわち、上記のように、
デコーダの前段に制御装置10を設けて特殊再生を実現
しているので、CPUは、比較的簡単な処理アクション
だけを上記制御装置10に通知するだけで、特殊再生を
行うことができる。このため、従来のようにストリーム
自体の特殊ヘッダのスキャンやGOPテーブルのスキャ
ンなどCPUの処理負荷がかかる作業なしに比較的負荷
が少ないアクション制御などの問い合わせのみとなる。 (ii)容量問題 GOPテーブルを予め作ることなしにGOP特殊再生を
行うことができ、従来必要だったGOPテーブル用のメ
モリ消費量が少なくなる。 (iii) バッファメモリを必ずしも必要としない。デコー
ダの前に置いたストリーム転送制御装置10と、これを
制御するCPUのソフトウェアとの連携で特殊再生を実
現しているので、バッファを設けることなく、多彩な特
殊再生が可能となる。特殊再生として、例えば画像乱れ
のない頭だし、10倍/20倍の高速順方向、逆方向早
送り、特定位置への高速ジャンプ、複数ムービーの画像
乱れのない繋ぎ再生、逆再生、逆早送り再生等を簡単に
実現できるようになる。 (iv)GOP単位の再生でもGOPにまたがる関連性を排
除できる。単にGOPを飛ばしたストリーム転送での再
生を行うと、GOPの接続部分で不連続が起こる。これ
は、MPEGは基本的にフレーム間予測を行うので、G
OPにまたがる予測を行っている部分で不連続が起こる
ためである。そこで、本発明では、上記ストリーム転送
制御装置10により、GOPの先頭フレームで、連続性
を遮断するブロークンリンク(Broken Lin
k)を設定する。これにより、周辺のBフレームのデコ
ーダがキャンセルされ、GOP接続時の不連続部分での
デコード時の画像の乱れを防ぐことが出来る。なお、ス
トリームの先頭のピクチャーコードタイプがIフレーム
のときで、かつ後続するフレームがこのIフレームから
の差分になっているときは、上記ブロークンリンクの設
定の必要がないので、ブロークンリンクの設定をしない
ようにしてもよい。 また、ストリーム転送制御装置と
デコーダの間にバッファを設け、該バッファにより上記
廃棄するストリームの直前の画像を保持するようにすれ
ば、GOPの頭だしの際に生ずるタイムラグをなくし
て、データの途切れをなくすことができ、一層滑らかな
映像を得ることができる。以上のように、本発明におい
ては、MPEGデコーダのインタフェース制御回路に、
特殊再生をサポートする専用回路であるストリーム転送
制御装置10を付加し、回路を制御するソフトとの組み
合わせで高速処理を実現しているので、GOP単位の処
理であっても、GOPテーブルを予め作成する必要がな
く、作成処理の負荷、メモリの消費がない。また、組込
み用途に用いるような低速なCPUを用いた組込み向け
装置においても、ユーザ応答性がよく高速な種々の特殊
再生を可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施例のビデオデ
ータ処理装置の構成を示す。図1(a)は本実施例のビ
デオデータ処理装置の概念図であり、図1(b)は図1
(a)の機能ブロック図を示している。CPU1は同図
(b)に示すように、特殊再生制御部1aとMPEGス
トリームをバッファリングするストリームバッファ部1
bと、メモリ1cを備えている。CPU1の特殊再生制
御部1aは、ストリーム蓄積手段2に格納されたMPE
Gストリームをリードし、ストリームバッファ部1bを
介して、FIFO等から構成されるデコーダIF3に送
る。デコーダIF3とデコーダ4の間には、本発明に係
わるストリーム転送制御装置10が設けられており、ス
トリーム転送制御装置10は、前記したようにストリー
ムを頭から一連に、あるいは飛び飛びに一部を捨てなが
らデコーダ4に送出する。デコーダ4によりデコードさ
れたビデオデータは、前記したようにデジタルアナログ
変換器でアナログ信号に変換され映像として出力され
る。
【0011】上記CPU1は、上記ストリーム転送制御
装置10に設けられたレジスタ群に、ストリーム転送制
御装置10からの割り込みを受ける毎に、検出するパタ
ーン、何回パターンを検出したら割り込みを出すか、ス
トリームを再生するか廃棄するか等を設定する。この一
連の組み合わせで、種々の特殊再生を実現することがで
きる。上記のように構成することにより、従来までは必
要であったGOPテーブルを作成する必要がなくなり、
特殊再生制御は簡単になりCPU負荷を格段に軽減する
ことができる。なお、GOP等のデータ系列は、MPE
G規格でMPEG圧縮データには現れない唯一なパタン
となることが保証されている。上記CPU1としては、
安価な組込みCPUを使用することができ、また、デコ
ーダ4としては、特殊機能を持たない安価なMPEGデ
コーダを使用することができる。なお、上記ストリーム
転送制御装置10は、例えばデコーダインタフェース回
路に組み込むことができ、ストリーム転送制御装置10
内に設けたレジスタ等を介して上記のようにCPU1の
ソフトウェアと協調動作することで、様々な特殊再生操
作を高速に実現する。
【0012】図2に本発明の実施例のストリーム転送制
御装置の構成例を示し、図3に図2に示す制御部の構成
例を示す。図2において、1は前記したCPU、10は
ストリーム転送制御装置であり、ストリーム転送制御装
置10は制御部11と切換手段12を備え、制御部11
は、上記ストリーム内のGOPパターンを検出するとC
PU1に割り込み信号を出力し、CPU1の設定に応じ
て、上記切換手段12を再生側、あるいは廃棄側に切り
換え、GOP単位で、再生、廃棄を行って特殊再生を実
現する。
【0013】図3に上記制御部11の構成を示す。制御
部11は、MPEGストリームデータを取り込むレジス
タ111と、CPU1から検索パターンが設定される4
バイトの検索レジスタ112と、上記レジスタ111と
検索レジスタ112の値を1バイトずつ比較する比較器
113を備えており、検索したいパタン、例えばGOP
スタートコード(0x000001B8)を、上記検索レジスタ11
2に設定しておく。そして、MPEGストリームをレジ
スタ111に入力しながら、比較器113で1バイトず
つ比較する。カウンタ114は4バイト数えるカウンタ
であり、比較器113が、検索レジスタ112に設定さ
れた検索パターンとMPEGストリームを1バイトずつ
比較し、比較器113が4回一致信号を出力すると、制
御回路116、カウンタ115にパターンを検出したこ
とを示すパターン検出信号を出力する。カンウタ115
は、飛ばす回数をカウントするカウンタ、カウンタレジ
スタ118はCPU1により設定される飛ばす回数を設
定するレジスタである。比較器117は、上記カウンタ
115のカウント値とカウントレジスタ118に設定さ
れた値を比較し、両者が一致すると制御回路116に一
致信号を出力する。制御回路116は、上記パターン検
出信号、一致信号が入力されると、CPU1に割り込み
信号を出す。また、制御回路116は、CPU1により
設定されるモード設定レジスタ119を備え、前記切換
手段12は上記設定レジスタ119の設定により、再生
側か廃棄側に切り換えられる。
【0014】図4は上記制御部11の動作を示すフロー
チャートである。図4に示すように、制御部11は、C
PUから上記レジスタ112,118,119へのセッ
トがあるまで待ち、上記レジスタに値が設定されると、
CPU1に対してストリームの転送を要求するデータリ
クエストを上げる。そして、モード設定レジスタ119
に再生がセットされている場合には、前記切換手段12
を再生側に切り換え、デコーダ4にデータを転送する。
また、廃棄が設定されている場合には、前記切換手段1
2を廃棄側に切り換え、データを廃棄する。そして、検
索レジスタ112に設定されたパターンが検出されるま
で待ち、パターンが検出されると、CPU1に割り込み
信号を上げ、ストリームの転送を要求するデータリクエ
ストを取り下げる。
【0015】また、上記制御部11の制御回路116
は、上記カウンタ114、レジスタ111等を制御し
て、ストリーム中のブロークンリンクの設定を行う。ブ
ロークンリンクは、GOPコードの後の27bit目に
存在する。すなわち、GOPコードを検知したあとに、
4バイト目の3bit目がブロークンリンクビットにな
る。図5にMPEGパックの構造を示す。同図に示すよ
うに、パケットの先頭のパックヘッダ部には、GOPコ
ード(group start code:0x000001B8)と、それから27
bit目には、ブロークンリンク(broken link )ビッ
トがある。GOPパターンを検出後、制御部11のカウ
ンタ114はビット数をカウントし、GOPパターンを
検出後27bit目が来ると、制御回路116に通知す
る。制御回路116は、レジスタ111に”1”をセッ
トして、ストリーム列に書き戻す処理を行い、ブローク
ンリンクのビットを1に設定する。
【0016】単にGOPを飛ばしたストリーム転送での
再生を行うと、GOPの接続部分で不連続が起こる。こ
れは、MPEGは基本的にフレーム間予測を行っている
ので、GOPにまたがる予測を行っている部分で不連続
が起こるためである。そこで、上記のように、GOPの
先頭フレームで、連続性を遮断するブロークンリンクの
設定を行い、デコード時の画像の乱れを防ぐ。すなわ
ち、ブロークンリンクが設定されると、図6に示すよう
に、その周辺のBピクチャがデコードされなくなり、デ
コーダでの表示の乱れがなくなる。なお、GOPの先頭
にIフレームが入っており、かつ後続のフレームが、そ
のIフレームとの差分とわかった場合のストリームの場
合には、ブロークンリンクを設定する必要がないので、
上記設定を解除するようにしてもよい。この制御は、一
度ブロークンリンクを設定した後に、上記条件であるこ
とが分かった段階で、ブロークンリンクを設定しなおし
てもよい。
【0017】GOPの先頭フレームがIフレームである
か否かは、前記したGOPコード(group start code:0
00001B8 )の後のpicture coding type ビット(図5参
照)を見ればわかる。上記picture coding type ビット
は、前記ブロークンリンクの設定と同様に、カウンタ1
14で、ビット数をカウントすることで見つけることが
できる。なお、図5に示すように、 Picture start cod
e の後、11bit目から上記picture coding type が
入っているので、検索レジスタにPicture start code(0
000 0100)を設定して、前記したようにPicture start
codeを検出し、Picturestart code検出後、カウンタで
11bit目を計数して、Picture start codeを検出す
るようにしてもよい。この場合は、レジスタ114を2
個用意して、一方をGOP用、他方をpicture start co
de検出用にすればよい。
【0018】以下、本実施例のビデオデータ処理装置に
よる各種の特殊再生処理について説明する。図7は本発
明の実施例の特殊再生処理の概略フローチャートであ
り、同図はCPU側から見たフローチャートを示してい
る。図7において、ステップS1でユーザより2倍速要
求を受けると、ステップS2でストリーム転送制御装置
10の前記各種レジスタにデータをセットする。ステッ
プS3でストリームを先頭から流し、ステップS4でス
トリーム転送制御装置からの割り込みを待つ。割り込み
があれば、ステップ5へ行き、終了要求がなければ、ス
テップS2に戻り上記処理を繰り返す。また、終了要求
があれば、処理を終了する。
【0019】以下、具体的な各種特殊再生における上記
CPU1の処理を説明する。 (1)画像乱れのない頭だし 従来は、GOPの頭だしをしてからストリームをデコー
ダに入力する必要があったが、本実施例のビデオデータ
処理装置では、図12(a)に示すようにGOPの途中
からストリームを入力することができる。すなわち、前
記したストリーム転送制御装置がGOPの先頭のデータ
を捨てて、要求された頭だし位置から、デコーダにスト
リームを送出する。これにより、頭だし位置から再生が
正しく開始される。図8に本実施例の特殊再生(頭だ
し)のフローチャートを示す。ステップS1で、ストリ
ーム転送制御装置10の検索レジスタ112に検索した
いGOPパタンを入れる。このGOPパタンは、MPE
G規格で唯一のコードである前記した0x000001B8であ
る。ステップ2で、モード設定レジスタ119に廃棄を
入力し、ステップS3で、CPUはストリーム転送制御
装置からのデータリクエストに応じてMPEGデータを
途中から流す。ステップS4で割り込み信号を待つ。割
り込み信号はストリーム転送制御装置から、検索レジス
タ112に設定したパタンを検知した場合に通知され、
割り込み信号が出されると前記図4に示したように、デ
ータリクエストは取り下げられる。割り込み信号が出さ
れると、ステップS5に進み、検索レジスタ112に0
を入れる。検索レジスタ112に0が設定されている場
合は、ストリーム転送制御装置は、パターン検索をせず
に、どのパタンがきても、スルーでデータを出す。つい
で、ステップS6で、モード設定レジスタ119を再生
に設定する。これにより、ストリーム転送制御装置はデ
ータリクエストを出し、CPUは、ストリームの転送を
再開し、再生が開始する。
【0020】(2)順方向早送り再生 この例では、図12(b)に示すように3単位分再生し
て3単位飛ばし、また3単位分再生を繰り返す処理を行
う。この単位を調整することで希望の倍速が行うことが
できる。従来においては、GOPの頭出しが必要であっ
たが、本実施例によれば、図12(b)に示すように、
GOPの途中からデータを流すことができ、飛ばす処理
は、ストリーム転送制御装置10で行われる。順方向早
送り再生のフローチャートを図9に示す。ステップS1
において、検索レジスタ112に検索したいGOPパタ
ンを入れる。このGOPパタンは、前記したように、M
PEG規格で唯一のコード0x000001B8である。ステップ
S2において、モード設定レジスタ119に廃棄を入力
し、ステップS3で、CPUはストリーム転送制御装置
からのデータリクエストに応じてMPEGデータを途中
から流す。ステップS4において割り込み信号を待つ。
割り込み信号は、ストリーム転送制御装置からパタンを
検知した場合に通知され、検知されると、前記図4に示
したようにデータリクエストが取り下げられ、データの
転送がストップする。割り込み信号を受け付けた場合
は、ステップS5に進み、検索レジスタ112にGOP
パターンを入れる。ステップS6で、カウンタレジスタ
118に3をいれる。ステップS7で、モード設定レジ
スタ119に再生を入力する。これにより、3個のGO
Pだけ再生するように設定される。ステップS8で、ス
トリーム転送制御装置からのデータリクエストに応じ
て、データの転送が再開されて、再生が開始される。
【0021】ステップS9で割り込み信号を待つ。割り
込み信号は、ストリーム転送制御装置が3個めのGOP
パタンを検知した場合に通知され、GOPパターンが検
知されると、データリクエストが取り下げられ、データ
の転送がストップする。割り込み信号を受け付けると、
ステップS10に進み、検索レジスタ112にGOPパ
ターンを設定し、ステップS11でカウンタレジスタ1
18に3をいれる。これにより、3個のGOPだけ廃棄
するように設定される。ステップS12で、モード設定
レジスタ119に廃棄を入力する。ステップS13で、
ストリーム転送制御装置からのデータリクエストによ
り、データの転送が再開されて、3個のGOPが廃棄さ
れる。ステップS14で割り込み信号を待つ。割り込み
信号は、前記したようにストリーム転送制御装置が3個
めのパタンを検知した場合に通知され、検知されるとデ
ータの転送がストップする。割り込み信号を受け付けた
場合、ステップS15に進み、早送り転送を終了したい
場合は終了へ行く。まだ継続したい場合は、ステップS
5へ戻り、上記処理を繰り返す。
【0022】(3)特定位置への高速ジャンプ 希望する単位分飛ばしてから再生する処理であり、この
例では、100単位分飛ばしてから、再生する。従来は
GOPの頭出しが必要であったが、本実施例によれば、
図12(c)に示すように、GOPの途中から流すこと
ができ、飛ばす処理は、ストリーム転送制御装置10で
行われる。特定位置への高速ジャンプのフローチャート
を図10に示す。ステップS1で検索レジスタ112に
検索したいGOPパタンを入れる。GOPパタンは、前
記したMPEG規格で唯一のコード0x000001B8である。
ステップS2でモード設定レジスタ119に廃棄を入
れ、ステップS3で、ストリーム転送制御装置からのリ
クエストに応じて、MPEGデータを途中から流す。ス
テップS4で割り込み信号を待つ。割り込み信号は、ス
トリーム転送制御装置から上記GOPパタンを検知した
場合に通知され、検知されると、前記図4に示したよう
にデータリクエストが取り下げられ、データの転送がス
トップする。割り込み信号を受け付けた場合、ステップ
5に進み、検索レジスタ112にGOPパターンを入れ
る。ついで、ステップS6において、カウンタレジスタ
118に100を設定する。ステップS7でモード設定
レジスタ119に廃棄を入力する。これにより、100
個のGOPだけが廃棄されるように設定される。ステッ
プS8でストリーム転送制御装置からのリクエストに応
じてデータの転送が再開され、100単位分のデータが
廃棄される。ステップS9で割り込み信号を待つ。割り
込み信号は、ストリーム転送制御装置が100個めのG
OPパタンを検知した場合に通知され、GOPパターン
が検知されると、データリクエストが取り下げられ、デ
ータの転送がストップする。割り込み信号を受け付けた
場合、ステップS10に進み、検索レジスタ112に0
を入れ、ステップS11でモード設定レジスタに再生を
入力する。これにより、ストリーム転送制御装置からの
リクエストに応じて、ステップS12でデータの転送が
再開されて、再生が開始する。
【0023】(4)逆早送り再生 従来においては、GOPの頭出しが必要であったが、本
実施例では、図12(d)に示すように、GOPの途中
からデータを流すことができ、最後も途中で終わっても
よい。逆早送り再生の場合、本実施例では、同図に示す
一つの塊毎のストリーム(例えば、3個飛ばしの場合は
3GOP分)を、時間と逆方向に流す必要がある。な
お、単位の中では時間軸に正方向であってもよい。これ
でも、格別の違和感なく見ることができる。逆早送り再
生のフローチャートを図11に示す。ステップS1にお
いて、検索レジスタ112に検索したいGOPパタンを
入れる。このGOPパタンは、前記したように、MPE
G規格で唯一のコード0x000001B8である。ステップS2
において、モード設定レジスタ119に廃棄を入力し、
ステップS3で、CPUはストリーム転送制御装置から
のデータリクエストに応じてMPEGデータを途中から
流す。ステップS4において割り込み信号を待つ。割り
込み信号は、ストリーム転送制御装置からパタンを検知
した場合に通知され、検知されると、前記図4に示した
ようにデータリクエストが取り下げられ、データの転送
がストップする。割り込み信号を受け付けた場合は、ス
テップS5に進み、検索レジスタ112にGOPパター
ンを入れる。ステップS6で、カウンタレジスタ118
に3をいれる。ステップS7で、モード設定レジスタ1
19に再生を入力する。これにより、3個のGOPだけ
再生するように設定される。ステップS8で、ストリー
ム転送制御装置からのデータリクエストに応じて、デー
タの転送が再開されて、逆送り再生が開始される。ここ
でMPEGデータの流れは、前記したように時間軸と逆
方向にする。なお、複数のGOPを1単位としているの
で、その単位で見た場合に時間軸で古い方向に流す必要
がある。単位の中では、時間軸に正方向であってもよ
い。
【0024】ステップS9で割り込み信号を待つ。割り
込み信号は、ストリーム転送制御装置が3個めのGOP
パタンを検知した場合に通知され、GOPパターンが検
知されると、データリクエストが取り下げられ、データ
の転送がストップする。割り込み信号を受け付けると、
ステップS10に進み、検索レジスタ112にGOPパ
ターンを設定し、ステップS11でカウンタレジスタ1
18に3をいれる。ステップS12で、モード設定レジ
スタ119に廃棄を入力する。これにより、3個のGO
Pだけ廃棄するように設定される。ステップS13で、
ストリーム転送制御装置からのデータリクエストによ
り、データの転送が再開されて、MPEGデータが時間
軸で逆方向に流され、3個のGOPが廃棄される。ステ
ップS14で割り込み信号を待つ。割り込み信号は、前
記したようにストリーム転送制御装置が3個めのパタン
を検知した場合に通知され、検知されるとデータの転送
がストップする。割り込み信号を受け付けた場合、ステ
ップS15に進み、逆早送り転送を終了したい場合は終
了へ行く。まだ継続したい場合は、ステップS5へ戻
り、上記処理を繰り返す。
【0025】以上のような、GOP単位の順方向早送
り、逆方向早送りなどは、映像のコンテンツにあわせ
て、自由にGOPのまとめ単位を変えてもよい。例え
ば、5GOP再生して、5GOP捨てたり、20GOP
再生して20GOP捨てたり、また20GOP再生して
5GOP捨てる等、データ転送制御装置10のカウンタ
レジスタ118とモード設定レジスタ119に設定する
値を選定することにより、任意に設定することができ
る。また、これらの単なるこれらの繰り返しではなく、
変化させての組み合わせでもよい。つまり、5GOP再
生して5GOP捨て、次に20GOP再生して、20G
OP捨てる等、種々のパタンを実現することができる。
上記種々のパターンを、揮発性メモリあるいは蓄積媒体
に書き残しておれば、簡単な操作で同じパタンの繰り返
し再生を再現することもできる。
【0026】上記実施例では、MPEGデータをGOP
の頭からではなく、途中からいれることを許しているの
で、GOPの頭だしのために、平均でGOPの半分だけ
頭だしに時間が生じ、この時間分、映像のタイムラグが
生じる。これは、時間にすると0.25秒程度であり、
フレームにすると通常7フレーム程度である。また、特
殊再生中にGOPの不連続部分にジャンプした場合、デ
ータを一時的に保持するバッファがない場合、ストリー
ム転送制御装置10でデータを捨てる時間に充当し、こ
の時間だけデコーダ4にデータが入らくなり最悪、出力
が静止画になる可能性がある。しかしながら、前記図6
に示したように、ブロークンリンクを設定することで、
近傍のBフレームが再生されない分、変わりに不連続の
最後のフレームが再生されていることとなり、静止状態
になっているのは、それほど違和感なく見ることができ
るはずである。
【0027】上記タイムラグをなしに滑らかに再生した
いのであれば、図13に示すように、ストリーム転送制
御装置10の後段にバッファ6を用意し、1単位再生か
ら次の1単位再生までのタイムラグの時間は、前の1単
位の最後のフレームの画像を保持しておけばよい。複数
GOP程度のサイズのバッファ6を用意してデータをバ
ッファリングしておくことによりデータの途切れをなく
すことができる。また、MPEGストリームのヘッダ情
報から、ストリームの圧縮符号レートを調べ、該圧縮符
号レートからストリーム1単位の大まかなサイズを求
め、特定位置から再生したり、飛び飛びに再生する際、
CPU1が上記サイズ分だけ飛ばした位置からMPEG
ストリームを送出するようにしてもよい。本実施例で
は、前記したようにGOPパターンの頭だしを行ってお
り、MPEGデータを途中から流すことができるので、
上記のように大まかな位置からMPEGデータを送出し
ても、画像の乱れなく映像を再生することができる。上
記構成とすれば、CPU側の処理は増えるものの、上記
タイムラグ時間をなくし、滑らかに再生することができ
る。大まかな位置からデータを入力する場合のGOPの
サイズは例えば以下のように計算することができる。例
えば、8MbpsのMPEG映像の場合を考えてみる。
1秒で1Mバイトである。GOPはほぼ0.5秒であ
り、つまり512Kバイトとなる。これを大まかなGO
Pのサイズとして用いることができる。
【0028】(付記1)音声信号及び映像信号を国際標
準MPEGに従って圧縮符号化したストリームを蓄積し
た蓄積手段から一連のストリームを読み出し、特殊再生
要求があったとき、上記ストリーム内の特定データの出
現から次の特定データの出現までを1単位として、スト
リームを頭から一連に、あるいは飛び飛びに一部を捨て
ながら再生することを特徴とするビデオデータ再生方
法。 (付記2)音声信号及び映像信号を国際標準MPEGに
従って圧縮符号化したストリームを蓄積するストリーム
蓄積手段と、該蓄積手段から一連のストリームを読み出
す読出手段とを備えた処理装置と、上記処理装置と、上
記圧縮符号化したストリームをデコードするデコーダの
間に設けられ、特殊再生要求があったとき、上記ストリ
ーム内の特定データの出現から次の特定データの出現ま
でを1単位として、ストリームを頭から一連に、あるい
は飛び飛びに一部を捨てながら上記デコーダに送出する
ストリーム転送制御装置とを備えたことを特徴とするビ
デオデータ処理装置。 (付記3)音声信号及び映像信号を国際標準MPEGに
従って圧縮符号化したストリームをデコードするデコー
ダの前段に設けられ、特殊再生処理を行うためのストリ
ーム転送制御装置であって、上記ストリーム転送制御装
置は、転送されてくるストリームの中から、特定データ
の出現を検出する検出手段と、上記特定データの出現回
数をカウントするカウント手段と、上記ストリームの上
記デコーダへの送出もしくは廃棄を制御する制御手段と
を備え、上記制御手段は、特殊再生を行う際、上記カウ
ント手段のカウント値が設定された値になったとき、上
記ストリームのデコーダへの送出、廃棄を制御し、上記
ストリーム内の特定データの出現から次の特定データの
出現までを1単位として、ストリームを頭から一連に、
あるいは飛び飛びに一部を捨てながら上記デコーダに送
出することを特徴とするストリーム転送制御装置。 (付記4)上記制御手段は、ストリームのデコーダへの
送出を行う際、ストリームの先頭近傍のBフレームがデ
コードされないように、ストリーム中の第2の特定デー
タを書き換えることを特徴とする付記3のストリーム転
送制御装置。 (付記5)ストリームの先頭のピクチャーコードタイプ
がIフレームのとき、上記第2の特定データの書き換え
を行わないようにしたことを特徴とする付記4のストリ
ーム転送制御装置。 (付記6)上記ストリームのデコーダへの送出、廃棄を
交互に行う際、ストリームの廃棄をしている間、廃棄す
るストリームの直前の画像を保持することを特徴とする
付記3,4または付記5のストリーム転送制御装置。 (付記7)ストリーム転送制御装置とデコーダの間にバ
ッファを設け、該バッファにより上記廃棄するストリー
ムの直前の画像を保持することを特徴とする付記6のス
トリーム転送制御装置。 (付記8)上記検出手段は、上記特定データとして、G
OPスタートコードもしくはIフレームコード等のMP
EGヘッダコードを検出することを特徴とする付記3,
4,5,6または付記7のストリーム転送制御装置。 (付記9)上記特殊再生は、n倍速の高速順方向再生で
あり、前記制御手段は、時間軸に順方向に連続的に読み
出されたストリーム内の1単位、あるいは、1単位を複
数まとめて新たな1単位とし、n単位のデータの内、n
−1単位のデータを捨てながらデコーダに送出すること
を特徴とする付記3,4,5,6,7または付記8のス
トリーム転送制御装置。 (付記10)上記特殊再生は、n倍速の高速順方向再生
であり、前記制御手段は、時間軸に順方向に飛び飛びに
読み出されたストリーム内の1単位、あるいは1単位を
複数まとめて1単位とし、n単位のデータの内、n−1
単位のデータを捨てながらデコーダに送出することを特
徴とする付記3,4,5,6,7または付記8のストリ
ーム転送制御装置。 (付記11)上記特殊再生は、n倍速の高速逆方向再生
であり、前記制御手段は、時間軸に逆方向に飛び飛びに
読み出されたストリーム内の1単位、あるいは1単位を
複数まとめて1単位とし、n単位のデータの内、n−1
単位のデータを捨てながらデコーダに送出することを特
徴とする付記3,4,5,6,7または付記8のストリ
ーム転送制御装置。 (付記12)上記特殊再生は、加減速可能な特殊再生で
あり、前記制御手段は、時間軸に逆方向に飛び飛びに読
み出されたストリーム内の1単位、あるいは1単位を複
数まとめて1単位とし、n単位のデータの内、m単位
(n>m)のデータを捨てながらデコーダに送出し、上
記mの値を局所的に変更することを特徴とする付記3,
4,5,6,7または付記8のストリーム転送制御装
置。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、以下の効果を得ることができる。 (1)人間が映像の内容を理解しやすい特殊再生(早送
り等)を提供することができる。本発明では、人間の特
性を意識し、内容を理解できる最小の単位として画像の
最小単位であるGOP(Group of pictures) に着目し、
GOPを単位として特殊再生を行っているので、映像の
内容を理解しやすい特殊再生を実現することができる。 (2)フレーム処理ではなくGOPを使った特殊再生処
理を用いながら、GOPテーブル等を予め作成する必要
がなく、作成処理の負荷、メモリの消費を少なくするこ
とができる。このため、低速なCPUを用いた組込み向
け装置においても、ユーザ応答性がよく高速な種々の特
殊再生が可能となる。 (3)デコーダの前に置いたストリーム転送制御装置
と、これを制御するCPUのソフトウェアとの連携で特
殊再生を実現しているので、従来例のように必ずしもデ
コーダの後段にバッファを設けることなく、画像の乱れ
がない多彩な特殊再生が可能となる。また、上記ストリ
ーム転送制御装置によりストリームの流れを制御してい
るので、CPU側の負荷は比較的小さく、また、上記ス
トリーム転送制御装置の規模も小さくてすむ。 (4)ストリーム転送制御装置により、GOPの先頭フ
レームで連続性を遮断するブロークンリンクの設定する
ようにしたので、GOP単位の再生でもGOPにまたが
る部分の不連続性を排除し、GOP接続時の不連続部分
でのデコード時の画像の乱れを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のビデオデータ処理装置の構成
を示す図である。
【図2】本発明の実施例のストリーム転送制御装置の構
成例を示す図である。
【図3】図2のストリーム転送制御装置の制御部の構成
例を示す図である。
【図4】図3に示す制御部の動作を示すフローチャート
である。
【図5】MPEGパックの構造を示す図である。
【図6】GOP連結部分での動作を説明する図である。
【図7】本発明の実施例の特殊再生処理の概略フローチ
ャートである。
【図8】本発明の実施例の特殊再生(頭だし)のフロー
チャートである。
【図9】本発明の実施例の順方向早送り再生のフローチ
ャートである。
【図10】本発明の実施例の特定位置への高速ジャンプ
のフローチャートである。
【図11】本発明の実施例の逆早送り再生のフローチャ
ートである。
【図12】本発明の実施例における頭出し、順方向早送
り再生、高速ジャンプ、逆早送り再生の場合の動作を説
明する図である。
【図13】ストリーム転送制御装置の後段にバッファを
設けた実施例を示す図である。
【図14】MPEGビデオデータ再生装置の概略構成を
示す図である。
【図15】MPEGストリームを示す図である。
【図16】フレーム単位の特殊再生処理のフローチャー
トを示す図である。
【図17】GOPテーブルの構成例を示す図である。
【図18】GOPテーブル作成のフローチャートを示す
図である。
【図19】GOPテーブルを用いた特殊再生処理のフロ
ーチャートを示す図である。
【図20】早送りの不具合を説明する図である。
【図21】デコーダの後段にバッファを設けた構成例を
説明する図である。
【図22】GOPテーブルを使わずに特殊再生する場合
のフローチャートである。
【符号の説明】
1 CPU 1a 特殊再生制御部 1b ストリームバッファ部 1c メモリ 2 ストリーム蓄積手段 3 デコーダIF 4 デコーダ 5 デジタルアナログ変換器(DAC) 6 バッファ 10 ストリーム転送制御装置 11 制御部 12 切換手段 111 レジスタ 112 検索レジスタ 113 比較器 114 カウンタ 115 カウンタ 116 制御回路 117 比較器 118 カウンタレジスタ 119 モード設定レジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C053 GB06 GB37 HA21 KA01 KA08 KA20 KA24 KA26 LA01 LA07 5C059 KK40 MA00 MA05 MA14 PP05 PP06 PP07 RC32 SS17 SS18 TA00 TA73 TB03 TC27 TC43 TC47 UA05 UA31 5D044 AB07 BC01 CC05 DE12 DE38 FG18 FG23 HH07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声信号及び映像信号を圧縮符号化した
    ストリームを蓄積するストリーム蓄積手段と、該蓄積手
    段から一連のストリームを読み出す読出手段とを備えた
    処理装置と、 上記処理装置と、上記圧縮符号化したストリームをデコ
    ードするデコーダの間に設けられ、特殊再生要求があっ
    たとき、上記ストリーム内の特定データの出現から次の
    特定データの出現までを1単位として、ストリームを頭
    から一連に、あるいは飛び飛びに一部を捨てながら上記
    デコーダに送出するストリーム転送制御装置とを備えた
    ことを特徴とするビデオデータ処理装置。
  2. 【請求項2】 音声信号及び映像信号を圧縮符号化した
    ストリームをデコードするデコーダの前段に設けられ、
    特殊再生処理を行うためのストリーム転送制御装置であ
    って、 上記ストリーム転送制御装置は、転送されてくるストリ
    ームの中から、特定データの出現を検出する検出手段
    と、 上記特定データの出現回数をカウントするカウント手段
    と、 上記ストリームの上記デコーダへの送出もしくは廃棄を
    制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、特殊再生を行う際、上記カウント手段
    のカウント値が設定された値になったとき、上記ストリ
    ームのデコーダへの送出、廃棄を制御し、上記ストリー
    ム内の特定データの出現から次の特定データの出現まで
    を1単位として、ストリームを頭から一連に、あるいは
    飛び飛びに一部を捨てながら上記デコーダに送出するこ
    とを特徴とするストリーム転送制御装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、ストリームのデコーダ
    への送出を行う際、ストリームの先頭近傍のBフレーム
    がデコードされないように、ストリーム中の第2の特定
    データを書き換えることを特徴とする請求項2のストリ
    ーム転送制御装置。
  4. 【請求項4】 ストリームの先頭のピクチャーコードタ
    イプがIフレームでかつ、後続するフレームがこのIフ
    レームからの差分になっているとき、上記第2の特定デ
    ータの書き換えを行わないようにしたことを特徴とする
    請求項3のストリーム転送制御装置。
  5. 【請求項5】 上記ストリームのデコーダへの送出、廃
    棄を交互に行う際、ストリームの廃棄をしている間、廃
    棄するストリームの直前の画像を保持することを特徴と
    する請求項2,3または請求項4のストリーム転送制御
    装置。
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KR20140136802A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 엘지전자 주식회사 디지털 영상 녹화 장치 및 이의 동작방법

Cited By (2)

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KR20140136802A (ko) * 2013-05-21 2014-12-01 엘지전자 주식회사 디지털 영상 녹화 장치 및 이의 동작방법
KR102135347B1 (ko) 2013-05-21 2020-07-17 엘지전자 주식회사 디지털 영상 녹화 장치 및 이의 동작방법

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