JP2005253105A - ディスク状記録媒体の記録方法及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上書き記録による長時間録画を可能とし、上書きデータの連続再生や特殊再生・検索を容易に行うことができるディスク状記録媒体の記録方法及び記録装置を提供する。
【解決手段】 フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録し、映像情報ブロックに対して上書き記録可能か否かの情報、ピクチャの配置情報、及び、ディジタル映像データの開始時点と終了時点とを、ディジタル映像データが記録される記録領域とは別の領域に記録する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、光ディスク及び該ディスクに圧縮動画像を記録する光ディスクの録画方法に関するものである。

ディジタル映像情報の圧縮技術が進むにつれて、圧縮情報を光ディスク等のディスク状記録媒体に記録することで、従来のＶＴＲ等に代表されるようなテープ状記録媒体に比べて情報の検索性に優れたきわめて使い勝手のよい映像ファイリング装置を実現することが可能になってきている。また、このようなディスクファイル装置はディジタル情報を取り扱っているため、アナログ信号を記録した場合に比べてダビングによる情報の劣化が無いこと、及び、光記録再生であるため非接触で信頼性に富んだシステムが構築できること等、非常に優れたものである。

では、以下、従来の光ディスク装置を図に基づき説明する。図１８は、光ディスク等に圧縮動画像を記録あるいは該光ディスクから圧縮動画像を再生する従来の光ディスク装置の回路ブロック図である。

図において、１は入力されたオーディオ信号や映像信号等のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、２はＡ／Ｄ変換手段１でディジタル変換された信号を圧縮する情報圧縮手段、３は情報圧縮手段２で圧縮された信号を符号化するエンコーダ（符号化手段）、４は記録媒体における符号間干渉を小さくするため、符号化された信号を所定の変調符号に変換する変調手段、５は上記変調符号に従ってレーザを駆動するレーザ駆動手段、６はレーザ駆動手段による変調信号に対応した光ビームを出射し、光ディスク７上に情報を記録する光ヘッド、８は光ヘッド６からの光ビームをトラッキングさせるためのトラッキングアクチュエータ、９は光ヘッド６を光ディスク７の半径方向に往復動作させるトラバースモータ、１０は光ディスク７を所定の周波数で回転させるディスクモータ、１１は上記トラッキングアクチュエータ８，トラバースモータ９及びディスクモータ１０を制御するモータ駆動手段である。

また、１２は光ヘッド６からの再生信号を増幅する再生アンプ、１３は上記変調手段４により変調された再生信号を復調する復調手段、１４は上記エンコーダ３により符号化された再生信号を復号するデコーダ（復号化手段）、１５は上記情報圧縮手段２で情報圧縮された再生信号を伸長するための情報伸長手段、１６はディジタル信号をアナログ信号に変換することで元の映像信号やオーディオ信号等を得るＤ／Ａ変換手段である。

図１９は、ディジタル動画情報を圧縮して電送・蓄積するために現在規格化の進められているＭＰＥＧ方式のデータ配列構造（レイヤ構造）を簡略化して表したものである。図において、１７は所定の複数枚のフレーム情報から構成されるＧＯＰ（Group of picture）である。本例では１ＧＯＰが１５枚のフレーム情報から構成されたものを示している。

１８は１枚のフレーム情報を表すＧＯＰレイヤであっていくつかのピクチャレイヤから構成されている。１９はピクチャレイヤであって１ピクチャをいくつかのブロックに分割したＳｌｉｃｅ構造を有している。ここで、Ｙは輝度情報、Ｃｂ，Ｃｒは色情報を表している。

また、２０はいくつかのマクロブロック（ＭＢ）で構成されるＳｌｉｃｅレイヤ、２１はマクロブロックを構成するマクロブロックレイヤ、２２は８×８画素で構成されるブロックレイヤである。

図２０は、１０枚のフレーム情報から１ＧＯＰを構成したときの符号化構造を示したもので、図において、２３はフレーム内ＤＣＴ（離散コサイン変換）により情報圧縮された映像情報であるＩピクチャ、２４は時間的に前方向に位置するＩピクチャ２３を参照画面とした動き補償をＤＣＴ符号化に加えてＩピクチャ２３以上の情報圧縮を行っている映像情報であるＰピクチャ、２５は時間的に前後に位置するＩピクチャ２３，Ｐピクチャ２４を参照画面とした動き補償をＤＣＴ符号化に加えてＰピクチャ２４以上の情報圧縮を行っている映像情報であるＢピクチャである。

このような符号化構造を採用することで、符号化効率を高め、光ディスク７へのデータ記録容量を高めることが可能である。

しかし、上記Ｉピクチャ２３はフレーム内ＤＣＴを行っているため、このフレーム単独で画像情報を再生することが可能であるが、Ｐピクチャ２４はフレーム内ＤＣＴに加え、前方向の動き補償を行っているため、Ｉピクチャ２３を再生した後でなければ画像再生を行うことができず、また、Ｂピクチャ２５については、前後両方向の動き補償を用いた予測画面であるためＩピクチャ２３，Ｐピクチャ２４の両ピクチャを再生した後でなければ再生不可能であるという欠点がある。このため、Ｂピクチャ２５の枚数を増やせば処理回路におけるバッファメモリ量が増えるとともに、データ入力から映像再生までの遅延時間が増大する問題が生じるが、光ディスク７等の蓄積系メディアにおいては、長時間記録のために圧縮効率の良い符号化方式が望まれる一方、映像再生処理の遅延時間はあまり問題とならないので、このような符号化構造が適している。

図２１は、全ての画像における画質が一定となるように、絵柄に応じてデータ長を可変レートとして、圧縮情報を光ディスク７に記録した場合、１ＧＯＰ当たりのデータ量が光ディスク７の記録領域に占める割合を示した模式図である。図において、２６は各々１ＧＯＰ当たりのデータ量を示している。

図２２は光ディスク７の記録領域に圧縮画像を図２１と同様の可変レートで記録した場合（ａ）と、固定レートで記録した場合（ｂ）とを比較したものである。図において、２７は光ディスク７の全記録領域、２８は上記全記録領域２７の始点であるディスク最内周、２９は上記記録領域２７の終点であるディスク最外周を示している。

図２３は、再生画像の画質を画像によらず一定に保つのに必要な１ＧＯＰ当たりのデータ量を横軸を時間としてプロットしたものである。図において、ａは１ＧＯＰ当たりのデータ量の最大値、ｂは各ＧＯＰの平均データ量を示している。

図２４は、横軸に画質を示す画像Ｓ／Ｎを取り、画像の種類毎に所定の画像Ｓ／Ｎを実現するために必要となる１ＧＯＰ当たりのデータ量を縦軸としてプロットしたものである。

次に、従来の光ディスク装置の動作について説明する。
従来から、圧縮動画情報を光ディスクに記録するには、図１８のブロック図に示されるような光ディスクレコーダに図１９で示される例えばＭＰＥＧ方式のようなディジタル圧縮動画情報を記録する方法を採っている。この際、Ａ／Ｄ変換手段１にてディジタル化された映像情報は、情報圧縮手段２において例えばＭＰＥＧ等の標準圧縮動画方式に変換される。この圧縮情報はエンコーダ３により符号化されるとともに、変調手段４によって光ディスク７における符号間干渉の影響を小さくするため所定の変調が施された後、レーザ駆動手段５によって駆動される光ヘッド６によって光ディスク７上に記録される。

この時、各ＧＯＰ単位でのデータ量はほぼ同じ量とする固定レートによる記録を行えば、フレーム周期の整数倍に等しいセクタに情報を振り分けることによって光ディスク７の１枚当たりの録画時間を一定に保つことができる。

一方、再生時には、光ディスク７に記録された映像情報は再生アンプ１２によって増幅され、復調手段１３，デコーダ１４において元の映像情報に復元され、さらに情報伸長手段１５において情報伸長された後、Ｄ／Ａ変換手段１６によって元のアナログ映像情報信号としてモニター（図示せず）等に表示可能にされる。

このような光ディスク装置におけるディジタル動画圧縮方法としてＭＰＥＧ方式を用いた場合、図２０に示すように、フレーム内ＤＣＴによる圧縮映像情報であるＩピクチャ２３と、時間的に前方向に位置するＩピクチャ２３を参照画面とした動き補償をＤＣＴ符号化に加えた圧縮映像情報であるＰピクチャ２４と、時間的に前後に位置するＩピクチャ２３，Ｐピクチャ２４を参照画面とした動き補償をＤＣＴ符号化に加えた圧縮映像情報であるＢピクチャ２５とを、それぞれ同図のように組み合わせた符号化構造を光ディスク７に記録することになる。

しかし、固定レートによる記録方法を採用した場合には、上述したように、光ディスク７の１枚当たりの録画時間を一定に保つことはできるが、図２２に示したように、絵柄によって１ＧＯＰ当たりのデータ量を可変にした可変レートによる記録方法（図２２（ａ））に比べ、一般に同一フレーム数の画像情報を記録するためにより多くのデータ記録領域が必要となることから、録画可能時間が短くなり、記録するデータの種類及び記録レートの選択によっては所定記録時間（例えば２時間）を確保できないという問題がある。

このことは、図２３，図２４からより明らかなことである。すなわち、一般的な映像ファイルは絵柄によって画像の細かさや動き量がそれぞれ異なっているため、図２４に示されるように、全ての画像において同一の画像Ｓ／Ｎを得るとすれば、１ＧＯＰ当たりのデータ量はそれぞれの画像により大きく異なったものとなってしまう。

従って、全ての絵柄の画質を一定のもの以下にしないためには、図２３に示すように、１ＧＯＰ当たりのデータ量の最大値、つまり図中、ａのレートに記録レートを固定しておくことが必要となる。その結果、無駄にデータ量の多いＧＯＰが存在することになり、多くのデータ記録領域が必要とされるわけである。

これに対して、可変レートによる記録では、それぞれの画像の種類に応じた記録レートを選択することになるため、図２３中、ｂの記録レートを平均記録レートとして記録することができる。従って、上述の固定レートのような問題は発生せず、結果として最大記録レートａとの差分だけ録画時間を長時間化することが可能になる。

このような可変レートの利点を生かし、１つの映像ファイル全体を予め評価可能な再生専用タイプの光ディスク装置においては、エンコードを繰り返すことで全体の平均記録レートを調整し、結果として、映像ファイルの全体において、画質を一定に維持しながら１枚の光ディスク７の録画時間を長くし、所定の記録時間を得ている。

しかし、上述のような可変レートによる記録を録画可能な光ディスクに適用した場合には再生専用の光ディスクを製作する場合とは異なり、以下のような問題が発生する。
すなわち、再生専用の光ディスクを製作する場合には、画像を録画する際、既に、録画すべき映像ファイルの絵柄の細かさや動きの早さ等の情報がわかっている。従って、１枚の光ディスクに所定時間の情報を一定の画質で記録するための平均記録レートを予め予測することが可能であるが、例えばＴＶの映画等を記録するような録画可能な光ディスクにおいては、録画すべき映像ファイルの絵柄の細かさや動きの早さ等の情報を予め知ることができないのが通例であり、平均記録レートを予め予測することはできない。
よって、限られたディスク容量を持つ光ディスクの録画時間は、録画される映像の絵柄の細かさや動きの早さ等によって可変となってしまい、光ディスクの録画時間を予め定めておくことができなくなってしまうという問題を生じる。

本発明は、上述のような問題を解消するためになされたものであり、画像の動きに応じて記録レートが変化する可変レートを採用した記録装置において、録画すべき映像ファイルの絵柄の細かさや動きの早さ等の情報を予め知ることができないような画像情報をディスクに記録する場合であっても、画質の劣化を最小に止めながら録画可能時間を長時間化することで、１枚の光ディスクに確実に所定の録画時間を確保することができる光ディスク、及び録画方法を得ることを目的としている。

本発明のディスク状記録媒体の記録方法は、フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録し、前記映像情報ブロックに対して上書き記録可能か否かの情報、前記ピクチャの配置情報、及び、前記ディジタル映像データの開始時点と終了時点とを、前記ディジタル映像データが記録される記録領域とは別の領域に記録することを特徴とする。

また、別の本発明の光ディスクは、ディスク状記録媒体の記録領域に記録されるディジタル映像データが、フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとが混在した数フレーム〜数十フレームを１単位とるする映像情報ブロックからなるディジタル映像データであり、前記映像情報ブロックのヘッダ部に、当該映像情報ブロックのアドレスと、録画開始もしくは映画のスタート時点からの経過時間を記述したタイムコードを記録したことを特徴とする。

また、別の本発明の光ディスクは、ディスク状記録媒体の記録領域に記録されるディジタル映像データが、フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとが混在した数フレーム〜数十フレームを１単位とるする映像情報ブロックからなるディジタル映像データであり、前記映像情報ブロックのヘッダ部に、当該映像情報ブロック内のＩ，Ｐ，Ｂピクチャの配置構造と、上書き可能であるかどうかの上書き可能フラグを記録したことを特徴とする。

また、別の本発明の録画方法によれば、ディスク状記録媒体の記録領域に記録されるディジタル映像データが、フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとが混在した数フレーム〜数十フレームを１単位とるする映像情報ブロックからなるディジタル映像データである光ディスクにデータの録画を行う際、これから録画される光ディスク上の前回録画した最終映像情報ブロックのアドレスに基づき光ディスク上の録画可能な空き領域を算出し、残量時間として画面表示を行い、ユーザの選択に応じて上書き録画の可否を選択させるものである。

本発明によれば、上書き記録による長時間録画を可能とし、上書きデータの連続再生や特殊再生・検索を容易に行うことができる。

また、別の本発明の光ディスクによれば、映像情報ブロックのヘッダ部に、当該映像情報ブロックのアドレス、録画開始もしくは映画のスタート時点からの経過時間を記述したタイムコード、あるいは、映像情報ブロック内のＩ，Ｐ，Ｂピクチャの配置構造、上書き可能であるかどうかの上書き可能フラグを記録しているので、上書き記録による長時間録画を可能とし、上書きデータの連続再生や特殊再生・検索を容易に行うことができる。

また、別の本発明の録画方法によれば、光ディスクへのデータの録画を行う際、これから録画される光ディスク上の前回録画した最終映像情報ブロックのアドレスに基づき光ディスク上の録画可能な空き領域を算出し、残量時間として画面表示を行い、ユーザの選択に応じて上書き録画の可否を選択させるので、ユーザ自身に上書きを行い少々画質劣化を覚悟しても録画時間を優先させるか、もしくは、画質を優先して上書きをしないかを選択させることできる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
図１は本発明の実施の形態１における、光ディスク装置の記録系の構成を示す概略構成図である。

図において、１０１は入力されたアナログ映像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、１０２はディジタル化された映像信号の動きベクトルを検出するための動き検出手段、１０３はデータ圧縮のためにディジタル映像信号を垂直／水平方向の空間周波数に変換する帯域圧縮手法の１つである離散コサイン変換手段（ＤＣＴ符号化手段）、１０４は変換されたディジタル映像信号を量子化する適応量子化手段、１０５は逆量子化手段、１０６は空間周波数成分からもとのディジタル映像信号に復元するための逆離散コサイン変換手段（ＩＤＣＴ復号化手段）、１０７は動き検出手段１０２からの動きベクトルに基づき参照画像を記憶するフレームメモリ、１０８は量子化されたディジタル映像信号を符号化する可変長符号化手段、１０９はバッファメモリ、１１０は符号化されたディジタル映像信号のデータ配列をバッファメモリ１０９上において組み替えることで上位，下位の２層データに階層化し、かつ、階層化された信号にアドレス情報や属性データ等のヘッダ情報を付加することでフォーマット化するフォーマットエンコーダ、１１１はフォーマット化，階層化されたディジタル映像信号に光ディスク上における符号間干渉を防止するための変調を加える変調手段、１１２は変調手段１１１からの情報に基づき記録レーザを変調させるレーザ変調手段、１１３は光磁気記録や相変化記録等の方法により情報の記録がなされる光ディスク、１１４はレーザ変調手段１１２により変調された記録レーザに基づき光ディスク１１３上に情報を記録する光ヘッド、１１５は光ヘッド１１４を光ディスク１１３の径方向に移動させる送りモータ、１１６は光ディスク１１３を所定の周波数で回転させるディスクモータ、１１７は光ヘッド１１４のフォーカス／トラッキング制御，送りモータ１１５の制御及びディスクモータ１１６の制御を行うサーボ回路、１１８はサーボ回路１１７やフォーマットエンコーダ１１０等の制御信号を発生させることで装置全体を統括制御するシステムコントローラ、１１９は光ディスク１１３に記録された映像データのヘッダ情報を再生する再生アンプ、１２０は再生されたヘッダ情報から上書き可能領域を認識するヘッダ認識手段である。

図２は上述のようにディジタル映像信号が記録された光ディスク１１３から情報を再生するための再生系の構成を示す概略構成図である。
図において、１２１は光ディスク１１３に記録された情報を読み出す再生アンプ、１２２は再生アンプ１２１で読み出された信号からデータを抽出するデータ検出及びＰＬＬ回路、１２３は抽出されたデータの誤りを検出し訂正する誤り訂正手段、１２４は誤り訂正されたデータからヘッダ情報を再生することで、データを階層化されたデータ毎に分別して出力させるヘッダ検出／データ分割手段、１２５及び１２６は分割された各階層データを復号するためのデコーダである。

また、図３はデコーダ１２５の具体的構成を示すブロック図である。図示はしていないが、デコーダ１２６も同様の構成を有している。
図において、１２７はヘッダ検出／データ分割手段１２４で分割された上位層データを入力として復号を行う可変長復号化手段、１２８は逆量子化手段、１２９は逆離散コサイン変換手段、１３０は可変長復号化手段で復号されたディジタルデータの動き補償をフレームメモリ１０７に蓄えられた参照画像に基づいて行う動き補償手段である。

図４はディジタル映像信号のデータ配置構造を示したもので、基本的には従来例の図１９で説明したものと同様のものである。
ここで、図中、（ａ）〜（ｇ）はＤＣＴ符号化がなされたディジタル映像信号のマクロブロックレイヤを垂直／水平方向の空間周波数に対して分割して得られる新たなファイルブロックを示している。ここでは（ａ）に近い程、直流成分に近く、一方（ｇ）に近づく程、高周波領域に近くなる。
なお、１３１はスライス、１３２はスライスレイヤ、１３３はマクロブロックレイヤである。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の特徴であるデータの上書きの概念を時系列的に説明するための概念図である。ここでは、光ディスク１１３に例えば１２０分の映像データを可変レートで記録した場合を例として記載している。
図において、Ｓは映像データの録画開始時点、Ｅは映像データの録画終了時点、Ｉは光ディスク１１３の記録領域の最内周、Ｏは光ディスク１１３の記録領域の最外周を示す。

図６（ａ），（ｂ）は、図５で説明される本発明のデータの上書き方法の具体的手順を光ディスク１１３の記録領域上に示した図であって、（ａ）は上書きされていない状態であり、（ｂ）は可変レートを採用したことで録画時間が足りなくなったことを、ヘッダ認識手段１２０からの情報に基づき認識し、既録領域に上書き（斜線部分）を行った状態を示している。
ここで、本発明のＧＯＰ構造は、従来例の図２０で示したものと同様の構成とされており、また、図中、下位は２分割された階層化データの下位層を示しており、例えば、画素数ライン数の小さな映像データ（例えば、３６０画素×２４０ライン）もしくはＤＣＴ符号化データにおける低周波データを表し、上位は２分割された階層化データの上位層を示しており、例えば、画素数ライン数の大きな映像情報（例えば、７２０画素×４８０ライン）もしくはＤＣＴ符号化データにおける高周波データを表している。

また、ＧＯＰｍはｍ番目のＧＯＰを表しており、各ＧＯＰはＧＯＰヘッダ１３４，Ｉピクチャ下位データ１３５，Ｉピクチャ上位データ１３６，Ｐピクチャ下位データ１３７，Ｐピクチャ上位データ１３８，Ｂピクチャ下位データ１３９，Ｂピクチャ上位データ１４０の順番に記録されている。
ここで、上書きを行う場合、本発明では、映像データ再生上の必須情報である下位データではなく、映像再生上の詳細データである上位データに限って上書きを行うとともに、上書きを行うデータも各ピクチャの下位データのみを上書きして録画するようにされている。ここに、１４１〜１４６はそれぞれ、上書きを行うｎ番目のＧＯＰのＧＯＰヘッダ、Ｉピクチャ下位データ、Ｐピクチャ下位データ、Ｂピクチャ下位データである。
なお、上書きするデータは、その個々の情報量等の必要に応じて、上書きされるデータ上に分割して上書きされている。

次に、本実施の形態の動作につき説明する。
現在、国際標準が行われつつあるＭＰＥＧ方式においては、図１で説明したようなエンコードシステム及び光ディスクドライブ装置の組み合わせによって録画が行われる。

Ａ／Ｄ変換手段１０１によってディジタル化された映像信号は、動き検出手段１０２によって各画面（フレーム）毎に映像の動き量を動きベクトルの形で検出され、離散コサイン変換手段１０３によって垂直／水平方向の空間周波数に変換され、適応量子化手段１０４によって適応量子化される。

本発明では、数乃至数十フレームで１つの映像情報単位をなすＧＯＰで映像情報を記録するようにしているが、それは、従来例で説明したように、１枚の映像自身で圧縮動作が行われる２次元の圧縮映像（Ｉピクチャ）と、時間的に前方あるいは前後の映像からの動きベクトルを用いた予測画面を加えて圧縮動作がなされる３次元の圧縮映像（Ｐピクチャ，Ｂピクチャ）が混在する形で構成されている。その目的は、それ１枚で再生可能であることから検索時に有効となる２次元圧縮画像と、それ１枚で再生できないかわりに圧縮効率の優れた３次元圧縮画像とを混在させることで情報の検索性と圧縮効率とを両立させることにある。
そのため、図１に示されるように、３次元圧縮画像を得るために必要な予測画面を、適応量子化手段１０４からの映像データを、逆量子化手段１０５と逆離散コサイン変換手段１０６により復元し、フレームメモリ１０７上で動き検出手段１０２からの動きベクトルにより補正することで得ることになる。

次に、適応量子化された圧縮ディジタル映像データは、可変長符号化手段１０８によって、動きベクトル量に応じた可変長符号化が行われ、バッファメモリ１０９に一旦、蓄積される。
バッファメモリ１０９に蓄積された圧縮ディジタル映像データは、各ＧＯＰ内でのデータ配列等を、システムコントローラ１１８からの指示を受けたフォーマットエンコーダ１１０により組み替えられ、階層化され、さらにヘッダ等の情報が付加された後、フォーマットエンコーダ１１０から出力される。

このようにしてフォーマット化／階層化されたディジタル映像情報は、変調手段１１１によって光ディスク１１３における符号間干渉が排除されるよう変調され、レーザ変調手段１１２を介して光ヘッド１１４により光ディスク１１３上に記録される。

記録が順次進むにつれて、光ディスク１１３の記録可能領域が少なくなり（図５(ａ)〜(ｂ)）、記録可能領域がなくなることを再生アンプ１１９，ヘッダ認識手段１２０の出力を通じてシステムコントローラ１１８が検知すると（図５(ｂ)）、以前録画した映像データのヘッダをヘッダ認識手段より読み出し、該ヘッダに基づき既録映像データの上位層のデータに対し、次段に入力される映像データの下位層のデータの上書きを光ディスクの記録領域の最内周から順次行っていく（図６）。このようにすることで、記録可能時間を長時間化し、可変レート下において、所定の録画時間が不足したとしても、上書きにより不足時間を補充し、所定の記録時間を確実に得ることができる（図５(ｃ)）。なお、この際の読み出しのデータレート及び記録のデータレートは、通常の映像信号のデータレートよりも早くしておくことが必要である。

次に、上記、上書き動作を実現するための映像データの階層化構造及び再生系の動作について説明する。
現在、国際標準が行われつつあるＭＰＥＧ方式においては、スケーラブル構造と称する階層化構造を採用している。これは、映像データを３６０画素×２４０ラインの下位層の映像データと、上記データと組み合わせることで７８０画素×４８０ラインの映像データが得られる上位層の映像データとに分割する方法である。このように分割された映像データでは図２，図３に示したようなデコード方法によって上位層の映像データと下位層の映像データとを組み合わせ、上位層のディジタル映像情報である７８０画素×４８０ラインの復号化映像画面を得ることが可能である。

すなわち、再生アンプ１２１で読み出された映像信号はデータ検出／ＰＬＬ手段１２２により再生され、誤り訂正手段１２３により誤り検出／訂正がなされた後、ヘッダ検出／データ分割手段１２４によって７８０画素×４８０ラインの上位層の映像データと、３６０画素×２４０ラインの下位層の映像データとに分割される。分割された下位層の映像データはデコーダ１２６によりデコードされ、下位層の復号化画面を得ることができ、また、上位層の映像データはデコーダ１２５によりデコードされた後、下位層の映像データと加算することで上位層の復号化画面を得ることができる。

また、他のデータ階層化方法として、例えば、図４に示すようにＤＣＴ係数の低周波／高周波でデータを分割し階層化する方法も考えられる。この分割方法は、ＭＰＥＧ標準規格においてはデータパーティショニングと呼ばれる方法である。
ＭＰＥＧやＪＰＥＧ等に代表される標準ディジタル動画映像圧縮方式においては、図４のように、Ｉピクチャは、その１画面をいくつかのスライスに分割したピクチャレイヤ１３１、この内の１つのスライスをいくつかのマクロブロック（ＭＢ）に分割したスライスレイヤ１３２、スライスレイヤの内の１つのマクロブロックを分割したマクロブロックレイヤ１３３により構成されている。ここに、マクロブロックレイヤ１３３は８×８画素のＤＣＴ係数に対応した画像データで構成され、該マクロブロック内をＤＣＴ符号化した際の空間周波数を垂直／水平方向に分割し、ジグザグスキャンしたデータ配列構造を有している。
ここでは、図中６３個あるＤＣＴ符号化データを９つ単位で７つのブロック（ａ）〜（ｇ）に分解している。

データパーティショニングを用いた記録は、データの記録を、例えばＩピクチャのデータをスライスを単位として順次記録するのではなく、（ａ）〜（ｇ）の単位で順次記録し、周波数範囲を単位として分割したブロックの先頭にヘッダ情報やパリティ信号等を付加する。このように記録することで、Ｉピクチャのような情報量の比較的多いデータにおいても、このＩピクチャデータの全部を再生せずともＤＣＴ符号化データの低周波成分、つまり比較的直流成分に近いデータだけを再生することで画像を得ることが可能になる。本発明では、このデータパーティショニングにより映像データを上位，下位の２層に階層化し、上位層、すなわち比較的高周波成分に近いデータ上にデータを上書きすることで、記録可能時間を長時間化し、可変レート下であっても必要な録画時間を確実に得ることができる。

以上のような方法で階層化された映像データでは、例えば小さな画素数ライン数やＤＣＴ係数の低周波成分のデータから構成される下位層のデータだけでも、ある程度の画質劣化を許容すれば映像の再生は可能である。本発明は、この点を利用することで、可変レートによる記録により録画時間が不足した場合に以前録画した領域の映像データの上位層データに上書きしていくことで所定の録画時間を確保できるようにしたものである。
実施の形態２．

では次に、本発明の実施の形態２を図に基づき説明する。
上述の実施の形態１では、すべての画面（フレーム）の上位層のデータに対して上書きを行うようにしているが、これには以下のような欠点がある。
すなわち、映像データは、その画像の動きをもとにすると、大きくわけて動きの早い映像データと動きの遅い映像データとに分類できるが、動きの早い映像データにおいては、上書きにより喪失されてしまう上位層データが再生画像の画質に大きく作用するため、これを削除してしまうと視聴者に画質の劣化を容易に認識させてしまうのである。

そこで、本実施の形態では、動きの早い映像データと動きの遅い映像データとで上書きを行うか否かを分別するように構成することで、かかる実施の形態１の欠点を除去することを目的としている。

図７は、本実施の形態に係る光ディスク記録／再生装置の記録系の構成を示す概略構成図である。
図において、実施の形態１と同一または相当する構成については同一番号を付して説明を省略する。１４２は本実施の形態において特徴的な構成である、動き検出手段１０２からの動きベクトル量が所定値以下であることを検出した場合に信号を出力する動きベクトル量判定手段である。

図８は、図７の記録装置により記録された映像データ、特にＧＯＰの先頭部分及び各階層データの先頭に設けられたヘッダ部のデータ記録構造を示したものである。

図において、１４３はＩピクチャ下位ヘッダを含むＧＯＰヘッダ、１４４はＩピクチャ下位層データ、１４５はＩピクチャ上位層データ、１４６はＰピクチャ下位層データ、１４７はＰピクチャ上位層データ、１４８はＩピクチャ上位ヘッダ、１４９はＰピクチャ下位ヘッダ、１５０はＰピクチャ上位ヘッダである。
また、１５１〜１６０はＩピクチャ下位ヘッダを除くＧＯＰヘッダ１４３の構成を示すものであって、１５１は現在のアドレスを記憶するビデオＧＯＰアドレス、１５２はＩピクチャデータ量等を記述し、再生時の必要バッファメモリ量を定めるためのデータであるビデオ属性データ、１５３はディジタル動画映像内の属性を記述した領域を設けることによって画面の画素数やライン数に対応した階層構造となっているかどうかを示すスケーラビリティモード、１５４はＧＯＰを構成するフレーム数を記録するフレーム枚数、１５５はＧＯＰ内のＩピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャの配置構造等を示すＧＯＰ構造、１５６は動きベクトル量判定手段１４２により所定の動きベクトル量以下であると判断された場合にフラグが記録される上書き可能フラグ、１５７はＧＯＰ内の映像がパンであるかズームであるかあるいはシーンチェンジを含むデータであるかどうかを記録した詳細属性データ、１５８は録画開始もしくは映画のスタート時点からの経過時間を記述したデータであるタイムコードであって、例えばキャラクタジェネレータ等で画面表示するために用いられる。１５９は次の上書き可能アドレスが記録されるジャンプ先アドレス、１６０はその他の情報を記録する予備エリアである。

図９は、本実施の形態による光ディスク記録装置において、録画スタンバイから録画スタートまでの動作シーケンスを表したものである。また、図１０は、図９の動作シーケンスの過程でユーザが上書きを行う上書きモードを選択した場合の記録装置の動作シーケンスを示し、図１１は、図１０とは逆にユーザが上書きを行わない通常録画モードを選択した場合の記録装置の動作シーケンスを示したものである。

また、図１２は、本実施の形態の記録装置による上書き記録の概念を示す概念図である。図において、Ｓは映像データの録画開始時点、Ｅは映像データの録画終了時点、Ｉは光ディスク１１３の記録領域の最内周、Ｏは光ディスク１１３の記録領域の最外周を示す。

図１３（ａ），（ｂ）は、図１２で説明されるデータの上書き方法の具体的手順を光ディスク１１３の記録領域上に示した図であって、（ａ）は上書きを行っていない場合のデータの記録状態であり、（ｂ）は可変レートを採用したことで録画時間が足りなくなり、ヘッダ認識手段１２０からの情報及び各ＧＯＰのヘッダに記録されたフラグの有無に基づいて、既録領域に上書き（斜線部分）を行った状態を示している。同図では、上書き可能フラグがＧＯＰｍ，ＧＯＰｍ＋３，ＧＯＰｍ＋４，ＧＯＰｍ＋７に立てられている場合に、かかるＧＯＰの上位層データにＧＯＰｎ，ＧＯＰｎ＋１の下位層データを上書きした状態を示している。

では、次に、本実施の形態の動作について説明する。
本実施の形態においても、ディジタル映像データは複数枚の画面から構成されたＧＯＰ構造を有しており、従来例の図２０に示したようにＩピクチャ，Ｂピクチャ，Ｐピクチャの２次元圧縮画面，３次元圧縮画面が混在した形式をなしている。

まず、Ａ／Ｄ変換手段１０１によってディジタル化された映像信号は、動き検出手段１０２によって各画面（フレーム）毎に映像の動き量を動きベクトルの形で検出され、離散コサイン変換手段１０３によって垂直／水平方向の空間周波数に変換され、適応量子化手段１０４によって適応量子化される。この際、本実施の形態では動き検出手段１０２で検出された動きベクトルは動きベクトル量判定手段１４２にも送られ、ここで、各映像画面の動きベクトル量を予め定められた所定値と比較判定し、動きベクトル量が所定値以下であることを検出した場合（即ち、動きの遅い映像である場合）、出力信号をシステムコントローラ１１８に送出するように構成されている。

一方、適応量子化手段１０４によって量子化された圧縮ディジタル映像データは、可変長符号化手段１０８によって、動きベクトル量に応じた可変長符号化が行われ、バッファメモリ１０９に一旦、蓄積される。
バッファメモリ１０９に蓄積された圧縮ディジタル映像データは、各ＧＯＰ内でのデータ配列等を、システムコントローラ１１８からの指示を受けたフォーマットエンコーダ１１０により組み替えられ、階層化され、さらにヘッダ等の情報が付加されることになるが、ここで、動きベクトル量判定手段１４２の出力があった場合には、ヘッダ情報に上書き可能フラグが付加される。

このようにしてフォーマット化／階層化されたディジタル映像情報は、変調手段１１１によって光ディスク１１３における符号間干渉が排除されるよう変調され、レーザ変調手段１１２を介して光ヘッド１１４により光ディスク１１３上に記録される。

記録が順次進むにつれて、光ディスク１１３の記録可能領域が少なくなり、録画可能領域がなくなることを再生アンプ１１９，ヘッダ認識手段１２０の出力を通じてシステムコントローラ１１８が検知すると、以前録画した映像データのヘッダをヘッダ認識手段より読み出し、該ヘッダに基づき既録映像データの一部、すなわち、上書き可能フラグの立てられた上位データに対して、次段に入力される映像データの下位層のデータの上書きを光ディスクの記録領域の最内周から順次行う。このようにすることで、可変レート下において、所定の録画時間が不足したとしても、上書きにより不足時間を補充し所定の記録時間を確実に得ることができるとともに、上書きによる画質劣化の激しい、動きベクトル量の大きい映像画面には上書きをせず、上書きによる画質劣化の少ない動きベクトル量の小さい映像画面のみ上書きを行うことができるので、全体として画質の優れた映像情報を得ることができる。なお、この際の読み出しのデータレート及び記録のデータレートを、通常の映像信号のデータレートよりも早くしておくことが必要なのは、実施の形態１と同様である。

また、本実施の形態では、上書き可能フラグの有無による上書きを行う必要から、図８に示したように、データの構造上、各ピクチャの上位下位層の先頭データ位置を示すためのヘッダ１４８，１４９，１５０を設けるようにしているため、Ｉピクチャデータを単独で取り出したり、Ｐピクチャを単独で取り出したりすることが可能である。これによって、ＧＯＰを単位とするアフレコや編集が容易に行えるという効果もある。この場合には、映像情報に合わせてオーディオデータもＧＯＰ単位で配置するようにした方が好ましい。

さらに、本実施の形態ではディジタル映像データ内にそのデータの属性を記述したスケーラビリティモード１５３，フレーム枚数１５４やＧＯＰ構造１５５をＧＯＰヘッダ１４３に設けているため、複数の信号処理方式に対応することが可能となる。また、ビデオＧＯＰアドレス１５１やタイムコード１５８に、現在のアドレスや次の上書きアドレス及び時間情報を記録しているので、上書きデータの連続再生や特殊再生・検索を行うことも容易にできる。

なお、上述の説明では、上書き可能フラグの立てられたＧＯＰの上位層データに対してのみ上書きを行うようにしているが、逆に、動きベクトル量が動きベクトル量判定手段１４２による所定値を越える動きの早いデータに対して上書き可能フラグを立てることで、上書き可能フラグの立てられたＧＯＰに対しては上書きを禁止するように構成しても同様の効果が得られる。

次に、上述の光ディスク記録装置の具体的動作を図９乃至図１１のフローチャートに基づき説明する。

まず、装置の電源を入れる等して録画スタンバイの状態にされると、図９に示されるように、これから録画される光ディスク１１３上の前回録画した最終ＧＯＰアドレスの検出が行われ、光ディスク１１３上の録画可能なあき領域におけるセクタ数を算出する。この場合、予めＴＯＣ（Table of content）領域に前回の録画終了時点の録画終了ＧＯＰアドレスを記憶しておくことにより算出しても、また、実際に光ヘッド１１４をあき領域まで検索動作させて、録画開始先頭ＧＯＰアドレスを読み出しても良い。

次に、このまま録画を行うと、どの程度で光ディスク１１３の記録領域が一杯となるかをキャラクタリックジェネレータ等により残量時間として画面表示し、ユーザに上書きを行い少々画質劣化を覚悟しても録画時間を優先させるか、もしくは、画質を優先して上書きをしないかを選択させ、その後録画をスタートさせる。
以下、上書きを選択した場合と、選択しなかった場合とにわけて説明する。

図１０は、上書きモードを選択した場合のフローチャートである。
同図に示されるように、まず、録画がスタートされると光ディスク１１３上のデータのあき領域と所定録画時間との関係から上書きモードが必要であるかどうかを判定する。ここで、ユーザの選択により上書きモードが選択され、かつ、あき領域がなくなったことを検出すると、離散コサイン変換手段１０３，適応量子化手段１０４，可変長符号化手段１０８によって構成されるビデオエンコーダにおいて、映像データの下位層データのみバッファメモリ１０９に書き込まれ、フォーマット化されヘッダ情報等が付加される。また、次の上書き可能ＧＯＰアドレスをバッファンメモリ１０９のヘッダ部に書き込む。

次に、現在上書きしようとしている既記録領域のＧＯＰのヘッダ部を再生アンプ１１９，ヘッダ認識手段１２０により再生し、該ヘッダ部に上書き可能フラグが立っているか否かを確認し、上書き可能であれば該ＧＯＰの上位層データのエリアに上記バッファンメモリ１０９に書き込まれた下位層データを書き込む。逆に上書き不可能である場合には次のＧＯＰアドレスにアクセスし、上記と同様に上書き可能フラグの有無を確認した後、上書き可能であればデータの上書きを行う。この動作を繰り返すことにより、可変レート下においても所定の録画時間を容易に確保でき、また画質劣化についても最小限に止めることができる。
なお、上書き動作を行う場合には、映像情報を再生するのに必要なデータレートよりも、光ディスク１１３上からデータを記録再生するデータレートを高く（例えば２倍程度）にしておくことが必要である。これは、上書きする部分が光ディスク１１３上に連続配置されておらず離れているため、トラックジャンプ等のための検索時間や回転待ち時間を考慮しておく必要があるからである。

また、本実施の形態におけるこの上書きフラグの有無の確認は、上述のように以前録画したＧＯＰのヘッダを順次再生することにより直接確認する方法を採っているが、光ディスク１１３の記録領域全体の１回目の録画終了時点で、フラグの立っているＧＯＰのアドレスの全てをＴＯＣエリアに書き込んでおき、上書き記録を行う前にこのアドレスを再生し記憶しておくことによっても可能である。

さらに、本実施の形態では上書きを行うデータを実施の形態１と同様に下位層データのみとしているが、この上書きを行う方のデータについてもその動きベクトル量の大きさを判定し、動きの早い映像情報については下位層のみならず、上位層のデータをも上書きすることが、再生画像の画質を均一化するためには有効である。

また、図１１は、上書きを選択しない、通常録画の場合のフローチャートである。
この場合、フォーマットエンコーダの１１０によって、上位・下位層の階層化・フォーマット化を行うとともに、動きベクトル量判定手段１４２により上書き可能ＧＯＰか否かを判定し、動きベクトル量が所定値より小さく上書き可能であると判定された場合にはフォーマット変換を行うバッファメモリ１０９及びフォーマットエンコーダ１１０により上書き可能フラグをＧＯＰヘッダ１４３，各ピクチャヘッダ１４８，１４９，１５０に立てる。上述の動作を録画終了まで繰り返すことにより通常の録画動作が行われる。ここで、録画途中において残りの記録領域が所定の録画予定時間に対して不足した場合には、ユーザからの上書き認可が得られた場合にのみ途中から上書きモードに変更し、上述の上書きモードによる記録がなされるが、それ以外の場合にはその時点で録画を終了させる。

結果として上書きされたデータは図１３（ｂ）のようになり、上書き可能フラグの立てられたＧＯＰの上位層データ部分にのみデータが上書きされることになる。
実施の形態３．

次に本発明の実施の形態３を説明する。
上述の実施の形態１，２では、Ｉピクチャ，Ｐピクチャ，Ｂピクチャの各々についてまず上位層と下位層とに映像データを分割し、それぞれのピクチャ毎に下位、上位の順に光ディスクに記録するようにしているが、これでは上書きすることによりデータの連続性が途絶え、再生時に光ヘッドのトラックジャンプや光ディスクの回転待ち時間を考慮した再生を行わなければならず、装置の機構系やデータ処理系に負担がかかることになる。
本実施の形態は、かかる装置の問題点を解消するものであり、図を参照して以下に説明する。

図１４は本実施の形態により記録された光ディスクの記録領域上のデータ配列を示す図であって、（ａ）は上書き前のデータ配列状態を示し、（ｂ）はデータ上書き後のデータ配列状態を示している。

図において、１６１はｍ番目のＧＯＰのヘッダ情報であって、Ｉピクチャ下位層データ１６２のピクチャヘッダを含む。１６２はｍ番目のＧＯＰのＩピクチャ下位層データ、１６３はＰピクチャ下位層データ、１６４はＢピクチャ下位層データ、１６５はＩ，Ｐ，Ｂピクチャの上位層データ、１６６はＰピクチャ下位層ヘッダ、１６７はＢピクチャ下位層ヘッダ、１６８はＩ，Ｐ，Ｂピクチャ上位層ヘッダ、１６９はｍ＋１番目のＧＯＰのヘッダ情報であって、Ｉピクチャ下位層データ１７０のピクチャヘッダを含む。１７０はｍ＋１番目のＧＯＰのＩピクチャ下位層データ、１７１はＰピクチャ下位層データ、１７２はＢピクチャ下位層データ、１７３はＰピクチャ下位層ヘッダ、１７４はＢピクチャ下位層ヘッダである。また、１７５は本実施の形態において上書きされたｎ番目のＧＯＰのヘッダ情報であって、Ｉピクチャ下位層データ１７６のピクチャヘッダを含む。１７６は上書きされるｎ番目のＧＯＰのＩピクチャ下位層データ、１７７は上書きされるｎ番目のＧＯＰのＰピクチャ下位層データ、１７８はＰピクチャ下位層ヘッダ、１７９はｎ番目のＧＯＰ情報がｍ番目のＧＯＰ情報の上位層データ領域では記録しきれず、ｍ＋１番目のＧＯＰ情報の上位層データ領域に対して上書き記録された場合の残りのデータのためのヘッダ情報を有する上書きＧＯＰのサブヘッダであって、Ｐピクチャ下位層データ１８０のピクチャヘッダを含む。１８０は上書きされるｎ番目のＧＯＰのＰピクチャ下位層データ、１８１は上書きされるｎ番目のＧＯＰのＢピクチャ下位層データ、１８２はＢピクチャ下位層ヘッダである。

本実施の形態では、同図の通り、上位層データ，下位層データに分割された各ピクチャを１つのＧＯＰ内において上書きされる上位層データと上書きされない下位層データとをそれぞれ固めた上で配置するように構成した点を特徴としたものである。このように構成することにより、上書きを行ったとしても、各ＧＯＰ内におけるデータの連続性を保つことが可能となり、記録時の上書き領域の検索動作が単純化し、また、上書きデータの再生時に光ヘッドのトラックジャンプ回数を減らすことが可能になり、光ディスクの回転待ち時間を考慮した上で再生を行う必要性も少なくなる。
実施の形態４．

次に本発明の実施の形態４を説明する。
上述の実施の形態３では、１つのＧＯＰ内における各ピクチャの上位層データと下位層データとをそれぞれ固めた上で配置するように構成したものであるが、本実施の形態では、複数のＧＯＰを単位とした各ピクチャの上位層データと下位層データとをそれぞれ固めて配置するように構成した点を特徴とするものである。
図１５は本実施の形態により記録された光ディスクの記録領域上のデータ配列を示す図であって、（ａ）は上書き前のデータ配列状態を示し、（ｂ）はデータ上書き後のデータ配列状態を示している。また、説明の都合上、２つのＧＯＰを単位としたものを本実施の形態では示すことにする。

図において、１８３はｍ番目のＧＯＰのヘッダ情報であって、第１のＩピクチャ下位層データ１８４のピクチャヘッダを含む。１８４はｍ番目のＧＯＰの第１のＩピクチャ下位層データ、１８５は第２のＩピクチャ下位層データ、１８６は第１のＰピクチャ下位層データ、１８７は第２のＰピクチャ下位層データ、１８８は第１のＢピクチャ下位層データ、１８９は第２のＢピクチャ下位層データ、１９０は第１のＩ，Ｐ，Ｂピクチャの上位層データ、１９１は第２のＩ，Ｐ，Ｂピクチャの上位層データ、１９２は第２のＩピクチャ下位層ヘッダ、１９３は第１のＰピクチャ下位層ヘッダ、１９４は第２のＰピクチャ下位層ヘッダ、１９５は第１のＢピクチャ下位層ヘッダ、１９６は第２のＢピクチャ下位層ヘッダ、１９７は第１のＩ，Ｐ，Ｂピクチャ上位層ヘッダ、１９８は第２のＩ，Ｐ，Ｂピクチャ上位層ヘッダである。また、１９９は本実施の形態において上書きされたｎ番目のＧＯＰのヘッダ情報であって、第１のＩピクチャ下位層データ２００のピクチャヘッダを含む。２００は上書きされたｎ番目のＧＯＰの第１のＩピクチャ下位層データ、２０１は上書きされたｎ番目のＧＯＰの第２のＩピクチャ下位層データ、２０２は上書きされたｎ番目のＧＯＰの第１のＰピクチャ下位層データ、２０３は上書きされたｎ番目のＧＯＰの第２のＰピクチャ下位層データ、２０４は上書きされたｎ番目のＧＯＰの第１のＢピクチャ下位層データの一部、２０５は第２のＩピクチャ下位層ヘッダ、２０６は第１のＰピクチャ下位層ヘッダ、２０７は第２のＰピクチャ下位層ヘッダ、２０８は第１のＢピクチャ下位層ヘッダである。

本実施の形態では、同図の通り、上位層データ，下位層データに分割された各ピクチャを２つのＧＯＰ内において上書きされる上位層データと上書きされない下位層データとをそれぞれ固めた上で配置するように構成している。このように構成することにより、上書きを行っても、各ＧＯＰ内におけるデータの連続性を保つことが可能となり、再生時に光ヘッドのトラックジャンプ回数を減らすことが可能になり、また、光ディスクの回転待ち時間を考慮した上で再生を行う必要性も少なくなる。さらに、２つのＧＯＰを新たな１単位のＧＯＰとしていることから、より大きいデータ領域でのデータの連続性を持たせることができるため、上書き時や上書きデータの再生時において光ディスクの回転待ち時間や光ヘッドのトラックジャンプの回数及びデータ検索回数を１ＧＯＰを単位とした実施の形態３の場合の半分に減らすことが可能になる。但し、本実施の形態では複数のＧＯＰを１単位としてフォーマット変換や逆変換を行うことになるため、データを保持するバッファメモリもそれに合わせて大容量のものが必要となる。従って、数ＧＯＰ程度を１単位とすることが適当である。
実施の形態５．

次に本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態は、動きの遅いＧＯＰにおけるＢピクチャに上書きを行い部分的に書き換えてしまうことを特徴とする。これは動きの遅いＧＯＰではＢピクチャを部分的に削除したとしても再生画像の画質劣化が視聴者にあまり認識されないという事実に基づいたものである。ここで、削除する画面をＢピクチャとしているのは、ＩピクチャやＰピクチャを削除してしまった場合には、それに伴っていくつかのＢピクチャが再生不可能になってしまうのに対し、個々のＢピクチャを削除した場合にはこのようなことがないからである。

図１６は、この実施の形態による各ピクチャデータの配列を示したものである。
図において、ＩはＩピクチャを、ＢはＢピクチャを、ＰはＰピクチャを示し、また添字の数字は１ＧＯＰにおける各ピクチャの枚数を示したものである。また、本実施の形態においても元々の１ＧＯＰ内の各ピクチャのデータ配列は従来例の図２０に示されるようにＩ，Ｂ1，Ｂ2，Ｐ1，Ｂ3，Ｂ4，Ｐ2，Ｂ5，Ｂ6，Ｐ3のように配置されている。（図１６(ａ)）
ここに、２０９はＢピクチャ上書きヘッダ、２１０はＰピクチャヘッダ，２１１はＢピクチャヘッダである。

本実施の形態においては、かかるデータ配列をフォーマットエンコーダ１１０及びバッファメモリ１０９により光ディスク１１３の記録領域上でＩ，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｂ1，Ｂ3，Ｂ5，Ｂ2，Ｂ4，Ｂ6のように配置変更し（図１６(ｂ)）、さらにＢピクチャ上書きヘッダ２０９を設けるように構成している。そして、上書きヘッダ２０９に基づいてＧＯＰデータ内のＢ2，Ｂ4，Ｂ6に対して上書きを行う。この場合、再生画面３コマの内１コマが削除されるため、画質が劣化することになるが、この画面が動きの少ないＧＯＰであることから視聴者にとってはあまり気にならないものとなる。本実施の形態ではこのようにして、可変レート下において録画可能領域が不足したとしても、所定の録画時間を容易に確保することが可能になる。なお、ＧＯＰが静止画像のようなほとんど動きのないデータであった場合には、そのＧＯＰのＢピクチャを全て削除したとしても若干の再生画質劣化を視聴者に感じさせることになるが基本的には静止画であるため問題は無い。
実施の形態６．

また、図１７は、かかる実施の形態５の構成を、実施の形態４で行ったのと同様に複数のＧＯＰを新たな単位として光ディスクの記録領域上にデータ配列したものであって、ここでは上書き前のデータ配列状態を示す。また、説明の都合上、２つのＧＯＰを単位としたものを本実施の形態では示すことにする。

図において、２１２はＧＯＰのヘッダ情報であって、第１のＧＯＰのＩピクチャデータ２１３のピクチャヘッダを含む。２１３は第１のＧＯＰのＩピクチャデータ、２１４は第１のＧＯＰのＰピクチャデータ、２１５は第２のＧＯＰのＩピクチャデータ、２１６は第２のＧＯＰのＰピクチャデータ、２１７は第１のＧＯＰのＢ1ピクチャデータ、２１８は第１のＧＯＰのＢ3ピクチャデータ、２１９は第１のＧＯＰのＢ5ピクチャデータ、２２０は第２のＧＯＰのＢ1ピクチャデータ、２２１は第２のＧＯＰのＢ3ピクチャデータ、２２２は第２のＧＯＰのＢ5ピクチャデータ、２２３は第１のＧＯＰのＢ2ピクチャデータ、２２４は第１のＧＯＰのＢ4ピクチャデータ、２２５は第１のＧＯＰのＢ6ピクチャデータ、２２６は第２のＧＯＰのＢ2ピクチャデータ、２２７は第２のＧＯＰのＢ4ピクチャデータ、２２８は第２のＧＯＰのＢ6ピクチャデータである。また、２２９は第１のＧＯＰのＰピクチャヘッダ、２３０は第２のＧＯＰのＩピクチャヘッダ、２３１は第２のＧＯＰのＰピクチャヘッダ、２３２及び２３４は第１のＧＯＰのＢピクチャヘッダ、２３３及び２３５は第２のＧＯＰのＢピクチャヘッダであり、第１のＧＯＰのＢピクチャヘッダ２３４から第２のＧＯＰのＢ6ピクチャデータ２２８までが上書き範囲とされている。

本実施の形態では、かかるデータ配列を実施の形態５と同様、フォーマットエンコーダ１１０及びバッファメモリ１０９による並び替えによって構成している。そして、ヘッダ２３４及び２３５に基づいて第１，第２のＧＯＰデータ内のＢ2，Ｂ4，Ｂ6に対して上書きを行う。この場合にも、再生画面３コマの内１コマが削除されることになるため、画質が劣化することになるが、この画面が動きの少ないＧＯＰであるため、視聴者にとってはあまり気にならないものとなる。本実施の形態ではこのようにして、可変レート下において録画可能領域が不足したとしても、所定の録画時間を容易に確保することができる。

さらに、本実施の形態では、２つのＧＯＰを新たな１単位のＧＯＰとしていることから、より大きいデータ領域でのデータの連続性を持たせることができるため、上書き時や上書きデータの再生時において光ディスクの回転待ち時間や光ヘッドのトラックジャンプの回数及びデータ検索回数を１ＧＯＰを単位とした実施の形態５の場合の半分に減らすことが可能になる。但し、本実施の形態では複数のＧＯＰを１単位としてフォーマット変換や逆変換を行うことになるため、データを保持するバッファメモリもそれに合わせて大容量のものが必要となる。従って、数ＧＯＰ程度を１単位とすることが適当であることは実施の形態４と同様である。

なお、上述の本発明においては、可変レートを採用したことによって録画可能領域が不足し、所定の録画時間が足りなくなった場合に、既記録領域上に上書きを行うことで、所定の録画時間を確保することを目的としているが、かかる本発明の構成を固定レートを採用した光ディスク記録再生装置に適用することにより、記録時間をその分長くすることも可能である。

本発明の実施の形態１にかかる光ディスク装置の記録系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる光ディスク装置の再生系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる光ディスク装置のデコーダの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１によるディジタル映像信号のデータ構造を示す図である。 本発明の実施の形態１の光ディスク装置によるデータ上書きの概念を時系列的に示す概念図である。 本発明の実施の形態１の光ディスク装置により上書き記録されたデータ記録状態を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる光ディスク装置の記録系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２によるディジタル映像信号のデータ配置構造を示す図である。 本発明の実施の形態２の光ディスク装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の光ディスク装置において上書きモードを選択した場合の動作シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の光ディスク装置において通常録画モードを選択した場合の動作シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の光ディスク装置による上書き記録の概念を示す概念図である。 本発明の実施の形態２の光ディスク装置により上書き記録されたデータの記録状態を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる光ディスク装置によるデータ配置構造、及び、上書き記録されたデータの記録状態を示す図である。 本発明の実施の形態４にかかる光ディスク装置によるデータ配置構造、及び、上書き記録されたデータの記録状態を示す図である。 本発明の実施の形態５にかかる光ディスク装置によるデータ配置構造を示す図である。 本発明の実施の形態６にかかる光ディスク装置によるデータ配置構造を示す図である。 従来の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 従来のディジタル映像信号のデータ構造を示す図である。 記録される映像信号のＧＯＰ構造の概念を示す図である。 可変レートによる記録を行う場合に１ＧＯＰ当たりのデータ量が光ディスクの記録領域に占める割合を示した模式図である。 光ディスクの記録領域に可変レートによる記録を行った場合と固定レートによる記録を行った場合とを対比した比較図である。 再生画像の画質を画像によらず一定に保つのに必要な１ＧＯＰ当たりのデータ量を示す図である。 所定の画質を得るために必要な１ＧＯＰ当たりのデータ量を画像の種類に応じて示した図である。

符号の説明

１０１：Ａ／Ｄ変換手段、１０２：動き検出手段、１０３：ＤＣＴ符号化手段、１０４：適応量子化手段、１０５：逆量子化手段、１０６：ＩＤＣＴ復号化手段、１０７：フレームメモリ、１０８：可変長符号化手段、１０９：バッファメモリ、１１０：フォーマットエンコーダ、１１１：変調手段、１１２：レーザ変調手段、１１３：光ディスク、１１４：光ヘッド、１１５：送りモータ、１１６：ディスクモータ、１１７：サーボ回路、１１８：システムコントローラ、１１９：再生アンプ、１２０：ヘッダ認識手段、１２１：再生アンプ、１２２：データ検出及びＰＬＬ回路、１２３：誤り訂正手段、１２４：ヘッダ検出／データ分割手段、１２５，１２６：デコーダ、１２７：可変長復号化手段、１２８：逆量子化手段、１２９：ＩＤＣＴ復号化手段、１３０：動き補償手段、１４２：動きベクトル量判定手段。

Claims (2)

1. フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録し、
   前記映像情報ブロックに対して上書き記録可能か否かの情報、前記ピクチャの配置情報、及び、前記ディジタル映像データの開始時点と終了時点とを、前記ディジタル映像データが記録される記録領域とは別の領域に記録することを特徴とするディスク状記録媒体の記録方法。
2. フレーム内で情報圧縮された２次元圧縮映像データであるＩピクチャと、時間的に前方向のＩピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＰピクチャと、時間的に前後方向のＩピクチャまたはＰピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された３次元圧縮映像データであるＢピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録する手段と、
   前記映像情報ブロックに対して上書き記録可能か否かの情報、前記ピクチャの配置情報、及び、前記ディジタル映像データの開始時点と終了時点とを、前記ディジタル映像データが記録される記録領域とは別の領域に記録する手段とを備えることを特徴とするディスク状記録媒体の記録装置。
   
   

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