JP2004112823A - データ記録再生方法およびデータ記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【目的】
　ピクチャー群単位での検索をが容易に実現できる、圧縮ビデオ、オーディオ信号の伝送、記録方法、再生方法及び再生装置を提供する。
【構成】
　圧縮されたビデオ、オーディオデータ及び独立データのストリームをパック化し、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割してメディアによって伝送或は記録する際に、最小単位の中に、ピクチャー群の境界が存在するか否かを示す情報を、フレーム信号中の副情報部分に記述し、伝送或は、記録を行う。
【効果】
　再生時に副情報部分に付加されて伝送或は記録された情報を用いることにより所定単位ごとのビデオデータの高速検索が可能となる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、光学式ディスク等のメディアに、圧縮されたビデオ、オーディオ信号を記録し、再生する装置に関する。

　ビデオ、オーディオ信号の圧縮に関しては、「米満潤監修、ＭＰＥＧ技術、１９９３年１２月２１日トリケップス発行」に詳しく述べられている。又、光学式ディスクの例として、「林謙二編著、ＣＤ−オーディオからパソコンへ、１９９０年７月２５日コロナ社発行」に詳しく述べられている。

　前者の文献では、ビデオ、オーディオ信号の圧縮方法及びその多重化方法について述べられている。また後者の文献では、ＣＤの信号記録形式について述べられている。しかし、圧縮したビデオ、オーディオ信号をメディアに記録し、再生する際の検索方法の容易化については述べられていなかった。

　「ＭＰＥＧ技術」に述べられているようなデータストリーム形式で圧縮されたビデオ、オーディオ信号が記録されたＣＤ等のメディアを再生する場合、データストリームを再生し、パック及びパケットのヘッダ情報を判断することにより、ピクチャー又は、ピクチャー群の境界を判断することができる。しかし、メディアに信号を記録する場合には、エラー耐性の向上のため、通常メディア固有のインタリーブ処理や誤り訂正符号化処理、及び、同期信号、及び副情報の付加によるフレーム化が行われている。このため、データストリームを再生し、パック及びパケットのヘッダ情報を判断することにより、ピクチャー又は、ピクチャー群の境界を判断したときには、すでにメディアからデータを再生しているピックアップ等の位置がずれてしまっている。このためピクチャー又は、ピクチャー群単位で検索、編集等を行う場合には、ピクチャー又は、ピクチャー群の境界部分のメディア上での位置を見つけるのに複雑な制御が必要になり、この結果、位置検索に時間がかかるという問題がある。

　本発明では、上記問題点を解決するため、パックの時系列データを、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割してメディアによって伝送或は記録する際に、メディア固有のデータ構造の最小単位の中に、ピクチャー又は、ピクチャー群の境界が存在するかどうかを示す情報を、メディア固有のフレーム化を行う際に、伝送或は、記録を行うフレーム信号中の副情報部分に記述することにより達成される。

　ピクチャー又は、ピクチャー群単位で検索、編集等を行う場合、メディアから再生された、メディア固有のフレーム信号の中の副情報部分に記述されている、メディア固有のデータ構造の最小単位の中にピクチャー又はピクチャー群の境界が存在するかどうかを示す情報を読み取り、判断を行うことにより、ピクチャー又はピクチャー群の境界部分を再生するためのメディア上の再生位置を正確にかつ簡単に検出することができる。これによりピクチャー又はピクチャー群の境界部分のメディア上での位置を見つけるのに複雑な制御が不要になるので、ピクチャー又はピクチャー群の境界部分の高速検索が可能となる。

　本発明によれば、圧縮されたビデオデータのある単位のデータ（例えば、ピクチャー群）の先頭が、メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を、前記メディア固有のフレーム信号中の主情報を伝送或は記録する領域とは別の、副情報を伝送或は記録する領域を用いて、伝送或は記録することができる。また、本発明によれば、メディア上において、圧縮されたビデオデータのある単位のデータの境界を高速に検索することができる。さらに、ピクチャー群の境界を高速に検索することができ、かつ通常の再生を行うことができる再生装置を構成することができるという効果がある。

　図１は、本発明の１実施例を示したものであり、情報の伝送或は、記録方法を示したものである。１は、圧縮データのパック化処理を示し、２はメディア固有の信号処理を示し、３は、情報を伝送或は記録するメディアを示したものである。４は圧縮されたビデオデータ、５は圧縮されたオーディオデータ、６は独立データである。７、８、９はパケット化処理、１０はパック化処理である。１１はパックの時系列データをメディア固有のデータ構造に分割する処理であり、１２は誤り訂正符号の付加、インターリーブ等のメディア固有の主となる信号処理、１３はパックの時系列データをメディア固有のデータ構造に分割する際に、そのデータ構造の、どの構成要素にピクチャー群の境界が含まれるかを示す情報の抽出処理、１４はメディア固有のフレーム信号を生成するフレーム化処理、１５はフレーム信号に副情報を付加する処理、１６はフレーム信号の各フレームごとに、同期信号を付加する処理である。

　以下、図１を用いて、本発明による情報の伝送或は、記録信号の生成方法について、説明する。

　圧縮データのパック化処理１において、圧縮されたビデオデータ、圧縮されたオーディオデータ、及び独立データは、各々独立に、パケットの先頭を示すパケットヘッダが付加されて、パケット化される。次に各パケットは、時分割され、１個以上のパケットが集められ、さらにパックの先頭を示すパックヘッダと基準時間を示す情報が付加されて、パックを構成する。メディア固有の信号処理２においては、まず最初に、パックの時系列データは、メディア固有のデータ構造に分割される。

　この、分割時に、そのデータ構造の、どの構成要素にピクチャー群の境界が含まれるかを示す情報の抽出処理を行う。分割されたパックの時系列データは、メディア固有の信号処理フォーマットに従って、エラー耐性の強化のために、誤り訂正符号の付加、インタリーブ等の信号処理が行われる。次に、この信号処理されたデータを伝送或は記録するために、メディア固有のフレームフォーマットに従ったフレーム化処理が行われる。フレーム化処理においては、メディア固有の信号処理が行われたデータに、副情報と、フレームの先頭を示す同期信号が付加されてフレーム信号が生成される。

　本発明では、このフレーム信号の副情報中に、前記の、メディア固有のデータ構造の、どの構成要素にピクチャー群の境界が含まれるかを示す情報を、フレーム化処理時に同時に挿入する。さらに、このフレーム信号にたいし、メディア固有のチャンネルコードが有れば、その変調則に従ったチャンネルコード変調を、無ければそのまま、メディアによりデータの伝送或は記録を行う。

　以上、本実施例によれば、圧縮されたビデオデータのある単位のデータ（例えば、ピクチャー群）の先頭が、メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を、前記メディア固有のフレーム信号中の主情報を伝送或は記録する領域とは別の、副情報を伝送或は記録する領域を用いて、伝送或は記録することができる。

　次に、図２を用いて本発明の別の実施例について説明する。本実施例は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ又は、ＣＤ−ＲＯＭと同等のデータ構造及びフレームフォーマットを持ったシステムに、本発明を適用した場合の実施例である。

　同図において、２０はパックの時系列データを示し、ＢとＣの境界部分は、ピクチャー群の境界を示したものである。Ｃ部の先頭が、ピクチャー群のデータの先頭を示す。２１は本メディア固有のデータ構造を示したものであり、Ａは同期信号等を含めたヘッダー部、Ｂ，Ｃはパックの時系列データを分割して当てはめたものであり、前記パックの時系列データのＢ，Ｃ部と等しいデータである。Ｄ部はマージン部を含めたその他のデータである。このＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ部分がメディア固有のデータ構造の最小単位を示すもので、１ブロックと定義する。本発明では、１ブロックのバイト数を２３５２バイトとする。

　２２は、本メディア固有のフレーム信号を示したものであり、ＳＹはフレーム同期信号、ＳＵＢは副情報であるサブコードを示す。また２３は、フレーム信号中の主情報部分であり、本実施例では、データ２４バイトとＥＣＣ（誤り訂正符号）８バイトの合計３２バイトとする。このフレーム同期信号、副情報であるサブコード、及び主情報で、１フレームを構成するものとする。２４はサブコードのデータ構造を示したものである。サブコードは、各々９８ビットのコード長を持つＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗの８種類のコードから成り、各コードから１ビットずつ集められた８ビットのデータがフレーム信号中のＳＵＢ部分に挿入される。

　次に、本実施例の記録方法について、説明する。パックの時系列データはメディア固有のデータ構造の最小単位であるブロックのデータ部分のバイト数に対応するバイト数ごとに分割され、各ブロックのデータ部分に割り当てられる。この割当て時に、ピクチャー群Ｂとピクチャー群Ｃの境界がブロックのなかに存在することを検出する。そして、境界が存在することを示すコードを、例えば、サブコードの中のＱコード中に記述する。同時に、ブロック化されたデータには、メディア固有の誤り訂正符号の付加、インターリーブ等の信号処理が行われる。この信号処理されたデータをフレーム化する際に、フレーム信号の主情報部分に割り当てる。

　また、同時に、サブコードを前記した方法で、ＳＵＢ部分に割り当てる。このようにして、ピクチャー群の境界を示す情報を、フレーム信号のサブコード部分に記述することができる。このようにして構成されたフレーム信号は、例えば、８ビットを１４ビットに割り当てる８−１４変調（ＥＦＭ）された後ＣＤ等のメディアに記録される。以上本実施例によれば、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ又は、ＣＤ−ＲＯＭと同等のデータ構造及びフレームフォーマットを持ったシステムに、圧縮されたビデオデータのピクチャー群の先頭が、メディア固有のデータ構造の最小単位であるブロックの中に含まれるかどうかを示す情報を、メディア固有のフレーム信号中の副情報を記録する領域を用いて、記録することができる。

　本実施例においては、境界が存在することを示す情報を、サブコードＱに記述する場合について説明した。しかし、Ｑコードに限らず、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗのどのコードに記述しても同様の効果が得られる。例えば、Ｐコードは、現在のＣＤでは、データスタートフラグが記述されている。この代わりに、又はその一部分に、境界が存在することを示す情報を記述することができる。また、単に、境界を示す情報ではなく、圧縮されたビデオデータのピクチャー群の先頭の通し番号、或はアドレスを記述することにより、再生時に、さらに正確な検索を行うことができる。

　又、単に、境界を示す情報や、圧縮されたビデオデータのピクチャー群の先頭の通し番号、或はアドレスのみでなく、これらのデータの再生エラーを検出するためのＣＲＣコードを同時に付加して記述することにより、検索時に再生するこれらの情報の確度を向上することができる。又Ｑコードに、境界を示す情報や、圧縮されたビデオデータのピクチャー群の先頭の通し番号、或はアドレスを記録する場合には、現在のＣＤでＰＭＩＮ、ＰＳＥＣ、ＰＦＲＡＭＥの記述されている部分の代わりに記述すれば、そのままで、ＱコードのＣＲＣコードによる再生エラーの検出が可能である。又、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗには、現在のＣＤでは、グラフィック情報が記述されているが、この部分にも、上で説明したＰコードと同様の方法で記述することができる。

　次に、図３を用いて本発明の別の実施例について説明する。図３は本発明による再生方法について示したものである。３１、３３の示すデータの読み取り区間は、再生装置が、メディア上のデータを再生する期間であり、３２の示すデータ読み取り位置の高速移動を示す部分は、高速検索のために再生装置がメディア上におけるデータの再生位置を移動する期間である。再生装置は、高速検索時に、データ読み取り位置の高速移動を行なった後、データの読み取りを行うという動作を繰り返しながら、メディア上での目標位置の検索を行う。

　本発明では、このデータの読み取り区間において、メディア固有のフレーム信号中の副情報中に記述されている、圧縮されたビデオデータのある単位のデータ（例えば、ピクチャー群）の先頭が、メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を判定しこの情報をもとにして、メディア上において、圧縮されたビデオデータのある単位のデータの境界を高速に検索することができる。以上、本実施例によれば、メディア上において、圧縮されたビデオデータのある単位のデータの境界を高速に検索することができるという効果がある。

　次に、図４を用いて本発明の別の実施例について説明する。図４は本発明による再生方法について示したものである。本実施例は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ又は、ＣＤ−ＲＯＭと同等のデータ構造及びフレームフォーマットを持ったシステムに、本発明の再生方法を適用した場合の実施例である。本図中で、図２及び図３と同一番号の要素は、同一の要素を示すものとする。

　図３に示した実施例と同様に、再生装置は、高速検索時に、ピックアップの高速移動を行い、データ読み取り位置の移動を行なった後、ディスク上のデータの読み取りを行うという動作を繰り返しながら、メディア上での目標位置の検索を行う。データの読み取り区間に、ディスクから再生されるフレーム信号は、図２に示したフレーム信号と同一の信号である。

　サブコードについては、９８フレーム間に渡って各フレームに８ビットづつ記述されていたものが集められて、１コード９８ビットのＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗの８個のサブコードが、再生される。このいずれかのサブコード中に記述されている、圧縮されたビデオデータのピクチャー群の先頭が、メディア固有のデータ構造の最小単位であるブロックの中に含まれるかどうかを示す情報を再生し、ピクチャー群の境界を判断することにより、ピクチャー群の境界を高速に検索することができる。以上、本実施例によれば、メディア上において、圧縮されたビデオデータのある単位のデータの境界を高速に検索することができるという効果がある。

　次に、図５を用いて本発明の別の実施例について説明する。図５は本発明による再生装置について示したものである。本実施例は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ又は、ＣＤ−ＲＯＭと同等のデータ構造及びフレームフォーマットを持ったシステムに、本発明の再生装置を適用した場合の実施例である。図５において、５１は光学式ディスク、５２はメディア固有の信号処理部、５３はサブコード判定部、５４はピックアップ制御部、５５はピックアップ、５６はメモリ、５７はメモリの書き込みアドレス発生部、５８は読み出しアドレス発生部、５９はアドレス比較器、６０はパックの時系列データの出力時間調整部、６１は基準クロック、６２はメディア固有のクロックを示したものである。

　まず最初に、高速検索時の動作について説明する。高速検索時において、データの読み取り区間に、ディスク５１から再生されたフレーム信号は、メディア固有の信号処理部５２に入力しフレーム信号中の同期信号をもとにして、サブコードと主情報を分離する。サブコードは、サブコード判定部５３に入力し、ここで、ピクチャー群の境界であるかどうかを判定する。ピクチャー群の境界でない場合にはピックアップ制御部を介してピックアップの高速移動を行い、サブコードによる判定を繰り返す。ピクチャー群の境界である場合には、再生を行う。このようにして、ピクチャー群単位での検索を行うことができる。

　次に、検索完了後の再生時の動作について説明する。再生されたフレーム信号は、メディア固有の信号処理部５２に入力し、フレーム信号中の同期信号をもとにして、サブコードと主情報を分離された後、主情報は、誤り訂正、デインタリーブ等の処理が行われ、メディア固有のデータ構造である、ブロック構造のデータが再生される。ブロック構造のデータは、メディア固有のクロックと、基準クロックをもとに発生される書き込みアドレスに従って、メモリ５６に一旦記憶される。メモリに記憶されたデータは、基準クロックをもとに発生される読み出しアドレスに従って、読み出され、パックの時系列データの出力時間調整部６０に入力される。

　メモリの書き込みアドレスと読み出しアドレスは比較器５９により常に比較され、書き込みアドレス値が、読み出しアドレス値と一定値以上離れると、ピックアップ制御部５４を介してピックアップ５５を制御し、再生の一時停止を行う。パックの時系列データのデータ伝送レートよりも、ディスクからのデータの読み出し速度を常に大きくしておき、かつ上で説明した再生制御を行うことにより、本再生装置の出力が接続されるパックの時系列データのデコード装置との間でのデータの過不足を吸収することができる。

　メモリから読み出されたデータは、パックの時系列データの出力時間調整部において、時間軸上の補正が行われる。６３はパックの時系列データの時間軸上の補正について示したものである。パックの時系列データの出力時間調整部においては、メモリから読み出されたデータのパックごとに記述されている基準時間にしたがって、隣接するパックの先頭の時間間隔が、基準時間の差と等しくなるように時間軸補正される。１パックのデータの量は、パックごとに異なるため、パックの時系列データの中の最大のデータ転送レートで出力を行い、１パックのデータ量の少ないパックでは、そのパックの最後から、次のパックの先頭までの間に無効なデータを詰める。以上、本実施例によれば、ピクチャー群の境界を高速に検索することができ、かつ通常の再生を行うことができる再生装置を構成することができるという効果がある。

本発明による情報の伝送或は、記録方法を示す図。 本発明による情報の記録方法を示す図。 本発明による情報の再生方法を示す図。 本発明による情報の再生方法を示す図。 本発明による情報の再生装置を示す図。

符号の説明

１…圧縮データのパック化処理部、２…メディア固有の信号処理部、３…メディア、１３…ピクチャー群の境界を示す情報の抽出部、１５…副情報の付加部
５１…光学式ディスク、５２…メディア固有の信号処理部、５３…サブコード判別部、５４…ピックアップ制御部、５５…ピックアップ、５６…メモリ、
６０…パックの時系列データの出力時間調整部、６３…パックの時系列データ

Claims (5)

1. 　圧縮されたビデオ信号のデータストリーム、圧縮されたオーディオ信号のデータストリーム、及び独立データのストリームが、各々分割されてパケットの先頭を示すパケットヘッダと前記分割された各ストリームのデータより成るパケットを構成し、各パケットが１個以上集められてパックの先頭を示すパックヘッダと基準時間を示す情報とパケットより成るパックを構成し、パックの時系列データを、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割し、さらにメディア固有のフレーム化を行ったフレーム信号によって伝送或は記録し、伝送或は記録されたデータを受信或は再生して、パックの時系列データを再生する伝送或は記録及び再生方法において、圧縮されたビデオデータのある単位のデータの先頭が、前記メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を、前記メディア固有のフレーム信号中の主情報を伝送或は記録する領域とは別の、副情報を伝送或は記録する領域を用いて、伝送或は記録することを特徴とする情報の伝送或は記録方法。
2. 　請求項１記載の、圧縮されたビデオデータのある単位とはピクチャー又は、数枚のピクチャーから成るピクチャー群のデータであることを特徴とする情報の伝送或は記録方法。
3. 　圧縮されたビデオ信号のデータストリーム、圧縮されたオーディオ信号のデータストリーム、及び独立データのストリームが、各々分割されてパケットの先頭を示すパケットヘッダと前記分割された各ストリームのデータより成るパケットを構成し、各パケットが１個以上集められてパックの先頭を示すパックヘッダと基準時間を示す情報とパケットより成るパックを構成し、パックの時系列データを、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割し、さらにメディア固有のフレーム化を行ったフレーム信号によって伝送或は記録し、伝送或は記録されたデータを受信或は再生して、パックの時系列データを再生する伝送或は記録及び再生方法において、前記フレーム号中の副情報中に記述されているビデオデータのピクチャー又は、数枚のピクチャーから成るピクチャー群の境界が、前記メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を用いて、ピクチャー又は、数枚のピクチャーから成るピクチャー群のデータの境界が含まれる、メディア固有のデータ構造の最小単位のデータのメディア上における位置を検索することを特徴とする再生方法。
4. 　圧縮されたビデオ信号のデータストリーム、圧縮されたオーディオ信号のデータストリーム、及び独立データのストリームが、各々分割されてパケットの先頭を示すパケットヘッダと前記分割された各ストリームのデータより成るパケットを構成し、各パケットが１個以上集められてパックの先頭を示すパックヘッダと基準時間を示す情報とパケットより成るパックを構成し、パックの時系列データを、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割し、さらにメディア固有のフレーム化を行ったフレーム信号によって伝送或は記録し、伝送或は記録されたデータを受信或は再生して、パックの時系列データを再生する伝送或は記録及び再生方法において、前記フレーム号中の副情報中に記述されているビデオデータのピクチャー又は、数枚のピクチャーから成るピクチャー群の境界が、前記メディア固有のデータ構造の最小単位の中に含まれるかどうかを示す情報を用いて、ピクチャー又は、数枚のピクチャーから成るピクチャー群のデータの境界が含まれる、メディア固有のデータ構造の最小単位のデータのメディア上における位置を検索することを特徴とする再生装置。
5. 　圧縮されたビデオ信号のデータストリーム、圧縮されたオーディオ信号のデータストリーム、及び独立データのストリームが、各々分割されてパケットの先頭を示すパケットヘッダと前記分割された各ストリームのデータより成るパケットを構成し、各パケットが１個以上集められてパックの先頭を示すパックヘッダと基準時間を示す情報とパケットより成るパックを構成し、パックの時系列データを、メディア固有のデータ構造の最小単位に分割し、さらにメディア固有のフレーム化を行ったフレーム信号によって伝送或は記録し、伝送或は記録されたデータを受信或は再生して、パックの時系列データを再生する伝送或は記録及び再生方法において、パックの時系列データの転送レートよりも大きいか或は等しい１種類のレートでメディアからパックの時系列データの再生を行い、前記レートと各パックの基準時間を示す情報にしたがって、隣接するパック間の基準時間を示す情報の時間間隔が、隣接するパックの基準時間の差と等しくなるように、パック単位で、パックの時系列データを時間的に再配置することを特徴とする情報の再生方法。
   

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