JP2004064166A - 映像記録装置および映像再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細画像の画質を損なうことなく記録再生でき、かつ、従来の低解像のデコーダしか持たない映像再生装置でも再生可能となる記録方式を有する映像記録装置および再生装置を提供すること。
【解決手段】入力した高精細の映像信号を分割し解像度の低い複数の映像信号に変換する映像信号変換手段１０４と、複数の映像信号を符号化する符号化手段１０５と、符号化された映像データを記録媒体に記録する記録手段１０７を有する。これにより、低解像の映像データとして記録媒体に記録されるので、低解像の映像再生装置でも再生が可能になる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を記録媒体に記録再生する映像記録装置および再生装置に関するものであり、特に、解像度仕様の異なる装置間での互換再生を可能とする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤに代表される光ディスクに映像情報を記録・再生する装置が実用化されている。一般的にこれらＤＶＤレコーダーは、ＮＴＳＣ方式のような比較的解像度の低い従来の放送形式に対応したものである。一方、いわゆるハイビジョン放送のような高精細な画像を用いた放送が普及しつつある。しかしながら、従来のＤＶＤレコーダーは、これら高精細放送には対応していないため、高精細放送を記録する場合にも、一旦ＮＴＳＣ方式の信号にダウンコンバートして、解像度を落として記録しなければならなかった。すなわち、高精細デジタル放送で送られてきた信号を、そのまま記録再生するには、高精細用の装置が別途必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高精細放送を記録再生する光ディスク装置では、高精細放送の映像データを、そのまま記録再生している。このような装置で高精細放送を記録した記録媒体は、従来のいわゆるＮＴＳＣ方式に対応した映像再生装置とは互換性がなかった。すなわち、高精細放送を記録したディスクを従来のＤＶＤプレーヤーで再生しようとしても、再生することが出来ない。これは、元々の画像データのサイズが異なるため、高精細画像に対応したデコーダを持たない従来のＤＶＤプレーヤーでは、高精細画像のデコードを行うことができないという点が大きい。
【０００４】
本発明の目的は、高精細画像の画質を損なうことなく記録再生でき、かつ、従来の低解像のデコーダしか持たない映像再生装置でも再生可能となる記録方式を有する映像記録装置および再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の映像記録装置は、入力した映像信号を分割し解像度の低い複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、上記映像信号変換手段により変換された複数の映像信号を符号化する符号化手段と、上記符号化手段により符号化された複数の映像データを記録媒体に記録する記録手段を有する構成とした。
【０００６】
また本発明の映像再生装置は、映像信号を分割し解像度の低い複数の映像信号とし、さらに符号化して記録された記録媒体から映像データを再生する再生手段と、該符号化された映像データを映像信号に復号するデコーダと、複数の該映像信号から元の映像信号に変換する映像信号変換手段とを有する構成とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかる映像記録装置の第１の実施形態を示すブロック図である。１０１は高精細放送の映像信号が入力される入力端子、１０２は入力端子から入力された信号を所定の信号形式に変換するインターフェース回路、１０３は入力された高精細映像信号から高精細画像を復号するデコーダ、１０４は高精細画像を複数の低解像画像に変換する画像変換回路、１０５ａから１０５ｄは低解像度画像を符号化する符号化回路、１０６は符号化された映像データを切り換える切り換え回路、１０７は記録信号処理回路、１０８は記録再生ヘッド、１０９は光ディスクである。
【０００８】
１０１は、放送を受信するチューナに接続され、チューナで受信された高精細映像信号が１０１に入力される。入力は、いわゆるＩＥＥＥ１３９４のようなディジタルインターフェースを用いればよい。入力された信号は、インターフェース１０２を介して、デコーダ１０３に入力される。デコーダは、入力された高精細映像信号を復号し、高精細画像を生成する。この高精細画像は、例えば、縦１０８０画素、横１９２０画素で、毎秒３０枚のインターレース画像である。復号された高精細画像は、画像変換回路１０４に入力され、画像変換回路では、入力された高精細画像を４つの低解像画像に変換する。
【０００９】
図２は、画像変換回路１０４による画像変換の手順を示すものである。２０１は高精細画像の１画面、２０２ａから２０２ｄは、変換後の低解像画像を示す。縦１０８０画素、横１９２０画素からなる高精細画像２０１は、縦横１画素飛びにサンプリングされ、縦５４０画素、横９６０画素の低解像度画像２０２となる。サンプリング位置を変化させ、４種類の画像を得る。
【００１０】
画像変換回路１０４により変換された各低解像度画像は、符号化回路１０５により画像データ圧縮を行い、光ディスクに記録可能な低レートのディジタルデータに符号化される。この符号化は、いわゆるＭＰＥＧ方式のようなディジタル画像圧縮方式を用いればよい。生成された４つの画像データは、順次切り換え回路１０６により切り換えられ、記録信号処理回路１０７で光ディスクに記録可能な信号に処理され、記録再生ヘッド１０８により光ディスク１０９上に記録される。
【００１１】
各符号化回路１０５によって符号化されたデータは、光ディスク上の異なる領域に、それぞれ別のデータファイルとして書き込まれる。この際、切り換え回路１０６によって記録データが切り換えられるとともに、光ディスク装置側のサーボ回路（図示せず）により、記録再生ヘッドの光ディスク上の記録位置が制御される。以上のようにして、高精細放送の映像信号は、４つのデータファイルとして光ディスク上に記録される。
【００１２】
上記実施例の映像記録装置によって記録された４つのデータファイルは、各々が低解像の映像信号を符号化したものと同等である。したがって、そのうち一つのデータファイルを用いて画像の再生を行えば、低解像の映像信号を復元できる。すなわち、低解像の映像信号にのみ対応した従来のいわゆるＤＶＤプレーヤーのような装置であっても、本発明にかかる映像記録装置で記録を行ったデータファイルを復号し、低解像の映像信号を出力することが出来る。
【００１３】
次に図３は、本発明にかかる映像再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。１０９は画像データの記録された光ディスク、１０８は記録再生ヘッド、３０１は再生信号からデータを復調する再生信号処理回路、３０２は再生データを振り分ける切り換え回路、３０３は再生データから低解像画像を復号するデコーダ、３０４は複数の低解像画像から高精細画像に変換する画像変換回路、３０５は出力端子である。
【００１４】
光ディスク１０９には、図１で示した映像記録装置によって、高精細放送の映像信号が、４つの低解像画像のデータファイルに分割して記録されている。光ディスク上の所定の位置から記録再生ヘッド１０８により選択されたデータファイルが再生される。データファイルは、４つのデータファイルをほぼ同時に読み出す必要があるが、例えば、６４ＫＢ毎に交互にデータを読み出し、切り換え回路３０２を介して各デコーダ３０３に振り分け、デコーダ側のバッファでタイミング制御を行えばよい。
【００１５】
再生された各々のデータファイルは、各デコーダ３０３により低解像度画像として復号される。ここで、各画像は、縦５４０画素、横９６０画素のサイズである。復号された４つの低解像画像は、画像変換回路３０４に入力される。画像変換回路は、４つの低解像画像を合成し、高精細画像に変換する。この処理は、図２に示した高精細画像から低解像画像に変換した処理の逆を行えばよいのであって、低解像画像を縦横位置画素おきに配置していけばよい。これにより縦１０８０画素、横１９２０画素の高精細画像が復元される。
【００１６】
画像変換回路３０４により変換された高精細画像は、出力端子３０５から高精細画像信号として出力され、外部の高精細モニターテレビに映し出される。以上のようにして、図１に示す映像記録装置にて、高精細放送の映像データが光ディスク１０９上に記録され、当該ディスクが図３に示す映像再生装置により再生され、高精細の映像データとして出力される。
【００１７】
図４には、図１および図２に示した映像記録再生装置と外部機器との接続図を示す。４０１はアンテナ、４０２はチューナ、４０３は映像記録再生装置、４０４は高精細モニターテレビである。アンテナ４０１にて受信された電波は、チューナ４０２によって同調・検波され、所定の復号処理が行われ、所定のパケット形式の映像信号データを得る。この映像信号データは、チューナ内部のインターフェース回路を介して映像記録再生装置に入力されている。映像記録再生装置の記録側回路は、図１に示した映像記録装置と同等なものであり、再生側回路は、図２に示した映像再生装置と同じ構造を持つ。
【００１８】
次に、映像記録装置の第２の実施例について説明する。
【００１９】
図５は、本発明にかかる映像記録装置の第２の実施形態を示すブロック図である。１０１から１０９は、図１に示した映像記録装置と同様のブロックである。５０１は符号化回路により符号化された低解像画像データを所定のパケットに変換するパケット化回路であり、５０２はパケットを生成するパケット生成回路、５０３はパケットを多重化するパケット多重化回路である。
【００２０】
図１に示す映像記録装置の第１の実施例では、分割され符号化された低解像画像データは、４つのデータファイルとして光ディスク上の異なる位置に、別々のデータファイルとして記録した。この場合にはほぼ同時に４つのファイルの読み出しを行なう必要があり、ディスクアクセスが頻繁に起こることや、バッファの制御が複雑になる。
【００２１】
そこで、図５に示す映像記録装置の第２の実施例では、単一のファイルに複数の低解像映像データを多重化して記録する。映像記録装置の第１の実施例と同様に、インターフェース１０１から入力された高精細映像信号は、４つの低解像画像データに変換される。この各々の低解像画像データは、パケット化回路５０１に入力される。パケット化回路は、入力された低解像画像データを図６に示す所定長さのパケットに分割する。
【００２２】
図６は、パケットの構造を示す。６０１はパケット先頭を示すパケットヘッダー、６０２はパケットの種類を識別するためのパケット識別番号、６０３はパケット内の主たるデータである。各パケットは、１８８バイトの長さを持ち、各パケット先頭には、１バイトのパケットヘッダーがある。このパケットヘッダーは、１６進で４７ｈの値を持つ。また、各パケットには１２ビットのパケット識別番号が付加されている。これは、パケットが多重化された場合に、パケットの分別を容易に行なうためである。
【００２３】
４つの低解像画像データは、それぞれどの画像データに属しているかを示すために、パケット識別番号を付加する。例えば、１０５のａ，ｂ，ｃ，ｄが生成したデータに対し、それぞれ０１０１ｈ，０１０２ｈ，０１０３ｈ，０１０４ｈの如く番号を付与すればよい。これら画像データとは別に、画像データを復号する際に必要な時刻情報を示すＰＣＲパケットや、パケット識別番号の関係を示すＰＡＴおよびＰＭＴなどのパケットがパケット生成部５０２によって生成される。
【００２４】
各パケット生成回路によって生成されたパケットは、パケット多重化回路５０３に入力される。パケット多重化回路は、入力されたパケットを多重化し、一つのパケット列として構成する。多重化されたパケット列は、記録信号処理回路１０７により光ディスクに記録できる信号に変換され、記録再生ヘッド１０８を用いて光ディスクへ１０９記録される。以上のような手順により、入力された高精細映像信号は、複数の低解像画像データが多重化されたパケット列として、光ディスク上に記録される。
【００２５】
図７は、本発明にかかる映像再生装置の第２の実施形態を示すブロック図で、多重化された低解像画像データからデータを再生する場合である。３０１から３０５までは、図３に示した映像再生装置と同一のブロックを示す。７０１は再生データ中のパケットから所望のパケットのみを取り出すパケットフィルタである。光ディスク１０９から記録再生ヘッド１０８により再生された再生信号は、再生信号処理回路３０１により、記録したデータとして再生される。ここで再生に用いる光ディスクは、図５に示した第２の映像記録装置を用いて記録されたものであり、４つの低解像映像データがパケットとして多重化されたデータとなっている。
【００２６】
パケットフィルタ７０１は、各パケットに付けられたパケットヘッダーやパケット識別番号にしたがい、パケットの振り分けを行う。ここで、パケットは、４つの低解像画像データが含まれており、各パケットフィルタは、対応するデコーダ３０３が必要とするパケットのみを取り出し、デコーダに出力する。例えば、３０３ａに対しては、パケット識別番号が０１０１ｈのもののみを取り出し、３０３ｂに対しては、０１０２ｈのもののみを取り出す。
【００２７】
各デコーダ３０３には、低解像映像データが各々入力され、それぞれで、低解像画像が復号される。デコーダ３０３および画像変換以降の処理は、第１の映像再生装置の実施例と同じものであり、ここでの説明は省略する。以上のようにして、第２の映像記録装置によって記録した高精細画像が再生できる。
【００２８】
図８は、本発明にかかる映像再生装置の第３の実施形態を示すブロック図で、第２の実施形態の映像記録装置によって記録した高精細映像データを従来の低解像画像として再生する場合を示す。図８中の符号は、図７と同様である。図８に示す映像再生装置では、デコーダ３０３が一つだけである。ここで、光ディスク１０９からのデータ再生からパケットフィルタ７０１にデータ入力されるまでの処理は、図７と同様である。
【００２９】
パケットフィルタ７０１では、多重化された４つの低解像映像データのうち、一つだけを取り出し、デコーダに入力する。例えば、パケット識別番号が０１０１ｈで表されるものだけである。デコーダは、入力された低解像映像データから低解像画像を復号し、出力端子３０５に出力する。出力端子には、モニターテレビが接続されており、このモニターテレビに低解像画像が表示される。
【００３０】
以上説明したように、高精細画像を分割し複数の低解像画像に変換し、記録することにより、低解像画像にのみ対応した映像再生装置との互換を取ることができる。
【００３１】
なお、第１の実施形態の映像記録装置では、データをパケット化して記録していないが、これは任意である。４つの各映像データに対してパケット化を行い、これを別々のデータファイルとして記録してもよい。
【００３２】
また、画像変換回路では、少なくとも一つの低解像画像に変換しておけば、低解像画像にのみ対応した映像再生装置との互換性が取れる。したがって、本発明にかかる映像記録装置では４つの低解像画像データに変換しているが、一つの低解像画像データのほかに、他のデータ構造を持つデータに変換しても、本発明の目的は達成される。
【００３３】
なお、上記実施例では、記録媒体として、光ディスクを例に挙げて説明したが、これは限定されるものではなく、例えば、フラッシュメモリーカードのような半導体メモリーや、ハードディスク装置のような磁気記録装置などの記録媒体でも、当然、実現可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、高精細画像の画質を損なうことなく記録再生でき、かつ、従来の低解像のデコーダしか持たない映像再生装置でも再生可能となる記録方式を有する映像記録装置および再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる映像記録装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】図１における画像変換回路１０４による画像変換の手順を示す。
【図３】本発明にかかる映像再生装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明の映像記録再生装置と外部機器との接続図。
【図５】本発明にかかる映像記録装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明における映像データのパケットの構造。
【図７】本発明にかかる映像再生装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図８】本発明にかかる映像再生装置の第３の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１…入力端子、１０２…インターフェース、１０３…高精細デコーダ、１０４…画像変換回路、１０５…符号化回路、１０６…切り換え回路、１０７…記録信号処理回路、１０８…記録再生ヘッド、１０９…光ディスク、２０１…高精細画像データ、２０２…低解像画像データ、３０１…再生信号処理回路、３０２…切り換え回路、３０３…低解像デコーダ、３０４…画像変換回路、３０５…出力端子、４０１…アンテナ、４０２…チューナ、４０３…映像記録再生装置、４０４…モニターテレビ、５０１…パケット化回路、５０２…パケット生成回路、５０３…パケット多重化回路、６０１…パケットヘッダ、６０２…パケット識別番号、６０３…データ、７０１…パケットフィルタ

Claims (6)

1. 入力した映像信号を分割し解像度の低い複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、
   上記映像信号変換手段により変換された複数の映像信号を符号化する符号化手段と、
   上記符号化手段により符号化された複数の映像データを記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする映像記録装置。
2. 入力した映像信号を解像度の低い映像信号に変換する映像信号変換手段と、
   上記映像信号変換手段にて変換することにより欠落する映像情報を生成する差分情報生成手段と、
   上記映像信号変換手段にて変換された解像度の低い映像信号と差分情報生成手段により生成された映像情報をそれぞれ符号化する符号化手段と、
   上記符号化手段により符号化された映像データを記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする映像記録装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の映像記録装置であって、
   前記記録手段は、前記符号化手段により符号化したそれぞれの映像データを前記記録媒体上に個別のファイルとして記録することを特徴とする映像記録装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の映像記録装置であって、
   映像データを、識別番号を有する所定長さのパケットに分割するパケット生成手段を有し、
   上記パケット生成手段は、前記符号化手段により符号化したそれぞれの映像データをパケットに分割し、
   各パケットにパケット識別番号を付加し多重化してパケット列データとし、
   該パケット列データを一つのファイルとして記録媒体に記録することを特徴とする映像記録装置。
5. 映像信号を分割し解像度の低い複数の映像信号とし、さらに符号化して記録された記録媒体から映像データを再生する再生手段と、
   該符号化された映像データを映像信号に復号するデコーダと、
   複数の該映像信号から元の映像信号に変換する映像信号変換手段とを有することを特徴とする映像再生装置。
6. 請求項５に記載の映像再生装置であって、
   前記映像データは、パケットに分割され、各パケットにはパケット識別番号を付加し多重化したパケット列データ構成であり、
   各パケットに付加された上記パケット識別番号に応じて再生したパケットを分別するパケットフィルタを有することを特徴とする映像再生装置。

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