JP2006050391A - 動画データ再生装置、動画データの再生方法、動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体 - Google Patents

動画データ再生装置、動画データの再生方法、動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】
動画像の再生の速度を段階的に切り替えても滑らかな高速再生を行うことが可能で、しかも、フレームの間引きが少ない高速再生を行うことができる動画データ再生装置、動画データ再生方法、前記動画データ再生装置で再生される動画データを記録する動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体を提供する。
【解決手段】
記録媒体２００には、通常再生用動画データ２００ａに加え、前記通常再生用動画データ２００ａよりも画素が間引かれた高速再生用動画データ２００ｂが記録される。読み込まれた高速再生用動画データ２００ｂは、ピクチャ構成回路１０７によって、複数のフレームにわたるフレーム内符号化領域の合成が行われる。これにより、単位時間に処理されるフレーム数が２倍になり、通常の２倍速の高速再生が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動画像の高速再生等の特殊再生が行われる動画データ再生装置、動画データ再生方法、前記動画データ再生装置で再生される動画データを記録する動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体に関するものである。
動画像を再生する動画データ再生装置では、見たいシーンを検索するため画像の早送り・逆早戻し再生（高速再生）が行われるようになっている。
従来の動画データ再生装置では、光ディスク等の記録媒体に記録された動画データのうち、フレーム内符号化されたフレーム画像（イントラピクチャ）のみを選択的に読み込んで再生することによって、動画像の高速再生が行われるようにしたものがある（例えば、特許文献１）。
また、通常速度で再生される動画データよりも画素数の少ない高速再生用の動画データをあらかじめ生成して記録媒体に記録し、それを読み込んで再生することによって、高速再生が行われるようにしたものがある（例えば、特許文献２）。
また、ヘリカル・スキャン方式ＶＴＲでは、通常の再生速度よりも高速に、テープ上のトラックに横断的にアクセスして、フレーム内符号化されたブロックのみを持つスライス単位でデコードを行い、デコードされたスライスをすでに表示されている画面に重ねて表示することによって、高速再生が行われるようにしたものがある（特許文献３）。
特許第２７６２７６５号公報 特開平６−３３９１１３号公報 特許第３０５６６５３号公報
しかし、イントラピクチャを選択的に光ディスクから読み込んで動画像を高速再生する構成では、再生速度によっては、光ディスクのアクセス速度が追いつかないため、表示に間に合うように全てのイントラピクチャを読み込めない。このため、いくつかのイントラピクチャを間引いて読み込みを行う必要があり、滑らかな高速再生が行えないうえ、短いシーンによっては検索できないという問題を有していた。
また、高速再生用の動画データをあらかじめ生成し記録する構成では、生成された高速再生用の動画データをそのまま再生する場合は問題ないが、より速い速度に切り替えて高速再生を行う場合は、前記のイントラピクチャを選択的に光ディスクから読み込んで動画像を高速再生する例と同様に、高速再生用の動画データを間引いて読み込みむ必要があり、やはり滑らかな高速再生が行えないという問題を有していた。
また、光ディスクのような同心円状、または、らせん状のトラック構造をもつ記録媒体では、トラックを横断しつつデータを読み込むことが困難であるため、前記のＶＴＲの高速再生の例をトラック構造をもつ記録媒体を再生する動画データ再生装置に適用することは、困難である。
本発明は、前記のような問題に着目してなされたものであり、再生の速度を段階的に切り替えても滑らかな高速再生を行うことが可能で、しかも、フレームの間引きが少ない高速再生を行うことができる動画データ再生装置、動画データ再生方法、前記動画データ再生装置で再生される動画データを記録する動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体を提供することをすることを課題とする。
前記の課題を解決するため、請求項１の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生装置であって、
通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込む通常再生用読み込み手段と、
各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込む高速再生用読み込み手段と、
前記通常再生用動画データ、および前記高速再生用動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記通常再生用読み込み手段、および高速再生用読み込み手段を制御する制御手段と、
前記高速再生用読み込み手段によって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生手段と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、高速に読み込まれた高速再生用動画データの複数画面が１つの画面に合成されることによって高速な再生が行われる。また、各画面の少なくとも一部分を表示することが可能、すなわちフレームの間引きを少なくすることが可能になる。
また、請求項２の発明は、
請求項１の動画データ再生装置であって、
前記各画像における画面内符号化領域は、表示画像が上下方向に複数に分割されたうちの１つの領域であることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、
請求項２の動画データ再生装置であって、
前記画面内符号化領域の高さは、表示画像全体の高さの、再生速度倍数分の１以上であることを特徴とする。
これらにより、所定の倍率の高速再生が可能になる。
また、請求項４の発明は、
請求項１の動画データ再生装置であって、
前記動画データは、それぞれ複数の画素から成る各マクロブロックについての一連の画像データであり、
前記画面内符号化領域は、前記マクロブロックを複数含む領域であることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、
請求項４の動画データ再生装置であって、
さらに、各画面における画面内符号化領域内の先頭から末尾までのマクロブロックについての画像データを抽出する画像データ抽出手段と、
抽出された画像データを各画面内符号化領域に対応する記憶領域に保持するバッファとを備え、
前記バッファに各画面の画面内符号化領域についての画像データが保持されることによって、複数の画像にわたる画面内符号化領域が合成された画像が再生されるように構成されたことを特徴とする。
また、請求項６の発明は、
請求項５の動画データ再生装置であって、
さらに、各画面における画面内符号化領域の先頭のマクロブロックを検出する先頭検出手段を備え、
前記画像データ抽出手段は、前記先頭検出手段による検出に応じて、画像データの抽出を開始するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、
請求項６の動画データ再生装置であって、
前記先頭検出手段は、画面内符号化領域の先頭のマクロブロックが含まれる所定の単位領域の画像データの先頭を示す制御データを検出するように構成されていることを特徴とする。
これらにより、合成に用いられる各画面における画像データを抽出することが可能になる。
また、請求項８の発明は、
請求項１の動画データ再生装置であって、
前記高速再生画像再生手段は、画素数が間引かれた高速再生用動画データ、
画像が間引かれた高速再生用動画データ、
または、高周波成分が除去された高速再生用動画データ
のうち少なくとも何れかのデータを再生するように構成されていることを特徴とする。
これにより、高速再生用動画データのデータ量を削減することが可能になり、高速再生用動画データの読み込み等が高速に行われる。
また、請求項９の発明は、
請求項１の動画データ再生装置であって、
前記高速再生用読み込み手段と前記通常再生用読み込み手段とは、同一の記録媒体における互いに異なる領域から通常再生用動画データ、または高速再生用動画データを読み込むように構成されていることを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、
請求項１の動画データ再生装置であって、
前記高速再生用読み込み手段と前記通常再生用読み込み手段とは、互いに異なる記録媒体から読み込みを行うように構成されていることを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、
請求項９の動画データ再生装置であって、
前記ランダムアクセス可能な記録媒体は、同心円状、または、らせん状のトラック構造をもつ記録媒体であることを特徴とする。
これらにより、通常再生用動画データに対するアクセスタイミングと、高速再生用データに対するアクセスタイミングとを調整することが可能になり、高速再生用データの読み込みが高速に行われる。
また、請求項１２の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生装置であって、
所定の動画データを前記記録媒体から読み込む第１の読み込み手段と、
前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体から読み込む第２の読み込み手段と、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記第１の読み込み手段、および第２の読み込み手段を制御するとともに、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データによる再生状態から他方の第２の動画データによる再生状態に切り替わる場合に、
第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプ、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報に基づいて、
再生状態が切り替わった後に第２の動画データが読み込まれる前記記録媒体の最初の領域のアドレスを求め、前記アドレスの領域から第２の動画データの読み込みが開始されるように、前記第１の読み込み手段、または第２の読み込み手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、請求項１３の発明は、
請求項１２の動画データ再生装置であって、
前記第１の読み込み手段は、通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込むように構成され、
前記第２の読み込み手段は、各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込むように構成され、
さらに、前記第２の読み込み手段によって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生手段
を備えたことを特徴とする。
これらにより、タイムスタンプを媒介として、例えば、通常再生用動画データと高速再生用データのような、２つの異なる動画データ間の再生切り替えが行われる。
また、請求項１４の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録装置であって、
通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成する通常再生用動画データ生成手段と、
各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成する高速再生用動画データ生成手段と、
前記通常再生用動画データおよび高速再生用動画データを前記記録媒体に記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、通常再生用動画データに加え、高速再生用データも生成される。
また、請求項１５の発明は、
請求項１４の動画データ記録装置であって、
前記各画像における画面内符号化領域は、表示画像が上下方向に複数に分割されたうちの１つの領域であることを特徴とする。
また、請求項１６の発明は、
請求項１５の動画データ記録装置であって、
前記画面内符号化領域の高さは、表示画像全体の高さの再生速度倍数分の１以上であることを特徴とする。
これらにより、所定倍率の高速再生が可能な高速再生用データが生成される。
また、請求項１７の発明は、
請求項１４の動画データ記録装置であって、
前記動画データは、それぞれ複数の画素から成る各マクロブロックについての一連の画像データであり、
前記画面内符号化領域は、前記マクロブロックを複数含む領域であることを特徴とする。
これにより、合成に用いる領域を抽出することが容易な高速再生用データが生成される。
また、請求項１８の発明は、
請求項１７の動画データ記録装置であって、さらに、
各画面における画面内符号化領域の先頭から末尾までのマクロブロックについての画像データを抽出する画像データ抽出手段と、
抽出された画像データを各画面内符号化領域に対応する記憶領域に保持するバッファとを備え、
前記バッファに各画面の画面内符号化領域についての画像データが保持されることによって、複数の画像にわたる画面内符号化領域が合成された画像が記録されるように構成されたことを特徴とする。
また、請求項１９の発明は、
請求項１４の動画データ記録装置であって、
前記高速再生用動画データ生成手段は、前記画面内符号化領域とは異なる画像領域については画面間符号化された高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項２０の発明は、
請求項１４の動画データ記録装置であって、
前記高速再生用動画データ生成手段は、前記画面内符号化領域とは異なる画像領域については所定の画像が符号化された高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項２１の発明は、
請求項１４の動画データ記録装置であって、
前記高速再生用動画データ生成手段は、画素数が間引かれた高速再生用動画データ、
画像が間引かれた高速再生用動画データ、
または、高周波成分が除去された高速再生用動画データ
のうち少なくとも何れかのデータを生成するように構成されていることを特徴とする。
これらにより、高速再生データのデータ量を削減することが可能になる。
また、請求項２２の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録装置であって、
所定の動画データを生成する第１の動画データ生成手段と、
前記所定の動画データとは別の動画データを生成する第２の動画データ生成手段と、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体に記録するとともに、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データ、および他方の第２の動画データの記録に伴って、
第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第１の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報を前記記録媒体に記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする。
また、請求項２３の発明は、
請求項２２の動画データ記録装置であって、
前記第１の動画データ生成手段は、通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成するように構成され、
前記第２の動画データ生成手段は、各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする。
これらにより、タイムスタンプを媒介として２つの異なる動画データ間の再生切り替えが可能な、例えば、通常再生用動画データと高速再生用データのような動画データが生成される。
また、請求項２４の発明は、
動画データが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体であって、
各画像ごとに、一部分の領域について画面内符号化された動画データが記録されていることを特徴とする。
また、請求項２５の発明は、
請求項２４のランダムアクセス可能な記録媒体であって、
前記画面内符号化が行われている領域以外の領域については、所定の画像が符号化された動画データが記録されていることを特徴とする。
また、請求項２６の発明は、
請求項２４のランダムアクセス可能な記録媒体であって、
複数の画像における互いに異なる部分的な領域が合成された画像の画像データであって、画面内符号化された画像データが記録されていることを特徴とする。
これらに記録された動画データの複数画面が１つの画面に合成されることで高速な再生が行われる。
また、請求項２７の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生方法であって、
通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込む通常再生用読み込みステップと、
各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込む高速再生用読み込みステップと、
前記通常再生用動画データ、および前記高速再生用動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記通常再生用読み込みステップ、および高速再生用読み込みステップを制御する制御ステップと、
前記高速再生用読み込みステップによって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生ステップと、
を有することを特徴とする。
これにより、高速に読み込まれた高速再生用動画データの複数画面が１つの画面に合成されることによって高速な再生が行われる。また、各画面の少なくとも一部分を表示することが可能、すなわちフレームの間引きを少なくすることが可能になる。
また、請求項２８の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生方法であって、
所定の動画データを前記記録媒体から読み込む第１の読み込みステップと、
前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体から読み込む第２の読み込みステップと、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記第１の読み込みステップ、および第２の読み込みステップを制御するとともに、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データによる再生状態から他方の第２の動画データによる再生状態に切り替わる場合に、
第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプ、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報に基づいて、
再生状態が切り替わった後に最初の第２の動画データが読み込まれる前記記録媒体の領域のアドレスを求め、前記アドレスの領域から第２の動画データの読み込みが開始されるように、前記第１の読み込みステップ、または第２の読み込みステップを制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする。
これにより、タイムスタンプを媒介として、例えば、通常再生用動画データと高速再生用データのような、２つの異なる動画データ間の再生切り替えが行われる。
また、請求項２９の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録方法であって、
通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成する通常再生用動画データ生成ステップと、
各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成する高速再生用動画データ生成ステップと、
前記通常再生用動画データおよび高速再生用動画データを前記記録媒体に記録する記録ステップと、
を有することを特徴とする。
これにより、通常再生用動画データに加え、高速再生用データも生成される。
また、請求項３０の発明は、
ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録方法であって、
所定の動画データを生成する第１の動画データ生成ステップと、
前記所定の動画データとは別の動画データを生成する第２の動画データ生成ステップと、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体に記録するとともに、
前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データ、および他方の第２の動画データの記録に伴って、
第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第１の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報を前記記録媒体に記録する記録ステップと、
を有することを特徴とする。
これにより、タイムスタンプを媒介として２つの異なる動画データ間の再生切り替えが可能な、例えば、通常再生用動画データと高速再生用データのような動画データが生成される。
本発明によれば、動画像の再生の速度を段階的に切り替えても滑らかな高速再生を行うことが可能で、しかも、フレームの間引きが少ない高速再生を行うことができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
《動画データ再生装置》
（動画データ再生装置の構成、および動画データの構造）
図１は、本発明にかかる動画データ再生装置１００の構成、および前記動画データ再生装置１００によって再生される動画データが記録された記録媒体２００を示すブロック図である。
前記動画データ再生装置１００は、ピックアップ１０１、読み出し信号処理回路１０２、ピックアップ制御部１０３、デマルチプレクサ１０４、セレクタ１０５、スライス検出回路１０６、ピクチャ構成回路１０７、制御ＣＰＵ１０８、メモリ１０９、ビデオデコーダ１１０、オーディオデコーダ１１１、Ｄ／Ａコンバータ１１２、Ｄ／Ａコンバータ１１３、および指示受付け部１１４を備え、例えばＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ ２）の符号化アルゴリズムによって符号化されて前記記録媒体２００に記録されている通常再生用動画データ２００ａを読み込んで通常再生速度での動画像の再生が行えるとともに、高速再生用動画データ２００ｂを読み込んで高速再生が行えるようになっている。
ピックアップ１０１は、記録媒体２００に、例えば、レーザー光を照射し、その反射光を検出することによって、記録媒体２００に記録されているデータを読み取るようになっている。
読み出し信号処理回路１０２は、読み取ったデータのエラー訂正等の信号処理を行なうようになっている。
ピックアップ制御部１０３は、制御ＣＰＵ１０８から入力されたデータの読み込み範囲を示す読み込み制御信号に応じて、前記ピックアップ１０１を移動させることによってピックアップ１０１が記録媒体２００の所定のアドレスからデータを読み込むように制御を行うようになっている。
デマルチプレクサ１０４は、ピックアップ１０１によって読み取られた、動画データと音声データとが多重化されたデータを、動画データと音声データとに分離し、それぞれセレクタ１０５、またはオーディオデコーダ１１１に出力するとともに、読み取られた動画データに含まれている各フレームのタイムスタンプを制御ＣＰＵ１０８に出力するようになっている。
セレクタ１０５は、制御ＣＰＵ１０８から入力された再生速度を示す速度指定信号に応じて、デマルチプレクサ１０４で分離された動画データをスライス検出回路１０６に入力するか、ビデオデコーダ１１０に入力するかを切り替えるようになっている。
スライス検出回路１０６は、入力された動画データをそのままピクチャ構成回路１０７に出力するとともに、入力された動画データからスライスの始まりを示すスライススタートコードを検出し、スライススタートコードを検出した場合は、前記動画データがスライスの始まりであることを示すスライス検出信号をピクチャ構成回路１０７に出力するようになっている。
ピクチャ構成回路１０７は、ＦＩＦＯバッファ１０７ａとスイッチ１０７ｂを内部に備え、前記スライス検出信号、および制御ＣＰＵ１０８から入力された前記速度指定信号に応じて、各フレームのフレーム内符号化された領域の動画データの一部を抜き出し、前記ＦＩＦＯバッファ１０７ａを介して出力することによって、複数のフレームにわたるフレーム内符号化領域を合成するようになっている。例えば、図２に示すように、一つ目のフレーム（フレーム１）のＳｌｉｃｅ００〜Ｓｌｉｃｅ０７までと、２つ目のフレーム（フレーム２）のＳｌｉｃｅ０８〜Ｓｌｉｃｅ１４までとが順次高速に読み込まれて１つのフレームに合成される。
制御ＣＰＵ１０８は、前記読み込み制御信号をピックアップ１０１に出力することによって記録媒体２００の所定のアドレスからデータが読み込まれるようにピックアップ１０１を制御するとともに、指示受付け部１１４から入力される再生速度を変更する所定の制御信号に応じて前記速度指定信号を出力することによって、通常速度での再生、または高速再生が行われるように、セレクタ１０５、ピクチャ構成回路１０７、およびオーディオデコーダ１１１を制御するようになっている。
メモリ１０９は、後述するタイムマップ２００ｃ・２００ｄが格納されるようになっている。
ビデオデコーダ１１０は、前記ピクチャ構成回路１０７によって合成された動画データを復号化し、輝度信号（デジタルの信号）等の画像表示に必要な画像信号に変換し、出力するようになっている。
オーディオデコーダ１１１は、デマルチプレクサ１０４で分離された音声データを前記速度指定信号に応じたレートの音声信号（デジタルの信号）で出力するようになっている。
Ｄ／Ａコンバータ１１２は、ビデオデコーダ１１０の出力信号を変換してアナログの映像信号を出力するようになっている。
Ｄ／Ａコンバータ１１３は、オーディオデコーダ１１１の出力信号を変換してアナログの音声信号を出力するようになっている。
指示受付け部１１４は、動画データ再生装置１００の外部、例えばリモートコントローラ等、からの再生指示や再生速度変更の指示を受付け、再生速度を変更する所定の制御信号を制御ＣＰＵ１０８に出力するようになっている。
なお本実施例の読み出し信号処理回路１０２、デマルチプレクサ１０４、セレクタ１０５、スライス検出回路１０６、ピクチャ構成回路１０７、制御ＣＰＵ１０８、ビデオデコーダ１１０、オーディオデコーダ１１１の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される（例えば、図１に示すＬＳＩ１５０）。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部またはすべてを含むように１チップ化されても良い。
（記録媒体２００の構成、および記録媒体２００の記録内容）
また、前記記録媒体２００は、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のランダムアクセス可能な記録媒体を用いて構成され、前記通常再生用動画データ２００ａ、および前記高速再生用動画データ２００ｂが、連続的にデータを読み込めるように互いに異なる領域に記録され、さらに、前記タイムマップ２００ｃ・２００ｄが記録されている。
前記高速再生用動画データ２００ｂは、通常再生用動画データ２００ａのフレームよりも少ない画素数（例えば、通常再生用動画データ２００ａのフレームが７０４画素×４８０画素である場合には、３５２画素×２４０画素）のフレームになるように、画素が間引かれて符号化された動画データである。したがって、高速再生用動画データ２００ｂは、通常再生用動画データ２００ａよりも高速な読み込みが可能であり、例えば記録媒体の回転数を大きく上げなくても単位時間に多くの画像を読み出すことができる。
また、高速再生用動画データ２００ｂの各フレームは、図３（ａ）に示すように、交互にフレームの上部、または下部の何れか一方の領域（フレーム全体の高さの１／２以上の高さの領域）が、フレーム内符号化された領域（フレーム内符号化領域）となるように、またフレーム内符号化領域以外の領域はフレーム間予測符号化、またはフレーム内符号化されて作成され、前記フレーム内符号化領域が前記ピクチャ構成回路１０７による合成に用いられるようになっている。
また、前記タイムマップ２００ｃは、例えば、図４に示すように通常再生用動画データ２００ａによって表示される各フレームの表示時刻に応じたタイムスタンプと通常再生用動画データ２００ａの記録媒体２００上の格納アドレスとが対応付けられて構成され、前記タイムマップ２００ｄは、高速再生用動画データ２００ｂのタイムスタンプと高速再生用動画データ２００ｂの記録媒体２００上の格納アドレスとが対応付けられて構成されている。
通常再生用動画データ２００ａのタイムスタンプと高速再生用動画データ２００ｂのタイムスタンプは変換が可能であり、一意に対応しているので、変換後のタイムスタンプを用いてアドレスを検索することができる。一般には、高速再生用動画データ２００ｂの通常再生用動画データ２００ａに対するタイムスタンプ或はその逆のオフセット、増加比率から対応するタイムスタンプを計算する。さらに高速再生用動画データ２００ｂと通常再生用動画データ２００ａの、計算上で求めた対応するタイムスタンプが各動画データ中に存在しない場合には、近似で最も近いタイムスタンプを対応するタイムスタンプとして使用すればよい。
本実施例では簡単のため、通常再生用動画データ２００ａのタイムスタンプと高速再生用動画データ２００ｂのタイムスタンプは、対応する画像について同一であるものとして説明する。
（動画データ再生装置の動作）
図５は、本動画データ再生装置が外部からの操作に応じて通常速度での再生、または高速再生が行われる場合の動作を示すフローチャートである。
動画データ再生装置１００は、起動されると、再生指示が行われたかどうかの判定を繰り返す（Ｓ００１）。ここで、通常速度での動画像の再生が開始されると、まず、制御ＣＰＵ１０８は、前記タイムマップ２００ｃ・２００ｄが読み込まれるように前記読み込み制御信号をピックアップ制御部１０３に出力し、読み込まれたタイムマップ２００ｃ・２００ｄはメモリ１０９に格納される（Ｓ００２）。
次に、制御ＣＰＵ１０８は、通常の再生速度を示す速度指定信号をセレクタ１０５とオーディオデコーダ１１１に出力する（Ｓ００３）。セレクタ１０５は、これによって、デマルチプレクサ１０４の出力する動画データをビデオデコーダ１１０に入力するように切り替わる（Ｓ００３）。
さらに、制御ＣＰＵ１０８は、通常再生用動画データ２００ａおよび音声データが読み込まれるように前記読み込み制御信号をピックアップ制御部１０３に出力する。ピックアップ制御部１０３は、前記読み込み制御信号に応じて記録媒体２００から通常再生用動画データ２００ａ、および音声データが読み込みまれるようにピックアップ１０１を制御し、読み込まれたデータは、デマルチプレクサ１０４によって動画データと音声データとに分離される。前記分離された通常再生用動画データ２００ａは、ビデオデコーダ１１０によって復号化されて、輝度信号（デジタルの信号）等の画像表示に必要な画像信号に変換され、さらにＤ／Ａコンバータ１１２によってアナログの映像出力が行われる。また、音声データは、オーディオデコーダ１１１によって音圧レベルを示すデジタル信号に変換された後、Ｄ／Ａコンバータ１１３によってアナログの音声出力が行われる。これにより、図６（上段）に示すように各フレームが通常速度（例えば１画面あたり１／３０秒表示される）で順次再生される。
また、通常速度で再生中には、高速再生に再生速度が切り替えられたか否かの判定が繰り返し行われる（Ｓ００４）。
ここで、再生速度が通常再生速度から、例えば、２倍速の高速再生に切り替えられると、まず、制御ＣＰＵ１０８は、セレクタ１０５を切り替え、前記デマルチプレクサ１０４の出力する動画データをスライス検出回路１０６入力し、さらにピクチャ構成回路１０７、およびオーディオデコーダ１１１に２倍速の高速再生であることを示す速度指定信号を出力する（Ｓ００５）。
次に制御ＣＰＵ１０８は、デマルチプレクサ１０４から入力されるタイムスタンプ（現在表示されているフレーム画像に対応するタイムスタンプ）とメモリ１０９に格納されている前記タイムマップ２００ｄとを用いて、通常再生時の再生画像に対応する高速再生用データの再生開始アドレスと求める。すなわち、図４に示すように、前記タイムスタンプに対応する高速再生用動画データ２００ｂのアドレスを求める（Ｓ００７〜Ｓ００８）。
制御ＣＰＵ１０８は、さらに前記アドレスに基づいた前記読み込み制御信号をピックアップ制御部１０３に出力する。ピックアップ制御部１０３は、高速再生用動画データ２００ｂが読み込まれるようにピックアップ１０１を制御し、読み込まれた高速再生用動画データ２００ｂは、デマルチプレクサ１０４とセレクタ１０５とを介してスライス検出回路１０６に入力される。
スライス検出回路１０６は、読み込まれた高速再生用動画データ２００ｂをそのままピクチャ構成回路１０７に出力するとともに、スライススタートコードを検出するたびに前記スライス検出信号をピクチャ構成回路１０７に出力する。
ＭＰＥＧ２にかかるスライス層には、スライスに含まれるマクロブロックが全てフレーム内符号化されたマクロブロックか否かを示す情報が含まれ、スライススタートコードには、スライスの垂直位置を示す情報が含まれている。
そこで、ピクチャ構成回路１０７は、前記スライス検出信号が入力されると、これらの情報を用いてフレームの上部がフレーム内符号化領域か否かの判定を行う。すなわち、そのスライスがＳｌｉｃｅ００で、かつ、そのスライスに含まれるマクロブロック全てがフレーム内符号化されている場合は、フレームの上部がフレーム内符号化領域である。この場合は、ピクチャ構成回路１０７のＦＩＦＯバッファ１０７ａにそのスライスを含めた連続する８つのスライス（Ｓｌｉｃｅ００〜Ｓｌｉｃｅ０７まで）を格納し、Ｓｌｉｃｅ０８からＳｌｉｃｅ１４までの動画データに対しては、スイッチ１０７ｂを切り替えることによって、単に読み飛ばすだけで何も行わない。フレームの上部がフレーム内符号化領域となっているフレームの次に読み込まれるフレームの動画データは、下部がフレーム内符号化領域となっている動画データである。そこで、この下部がフレーム内符号化領域となっている動画データが読み込まれるとピクチャ構成回路１０７は、Ｓｌｉｃｅ００からＳｌｉｃｅ０７までの動画データに対しては、スイッチ１０７ｂを切り替えることによって単に読み飛ばすだけで何も行わず、Ｓｌｉｃｅ０８からＳｌｉｃｅ１４までのスライスを前記ＦＩＦＯバッファ１０７ａに格納する（Ｓ００９〜Ｓ０１０）。前記の動作により、ＦＩＦＯバッファ１０７ａに格納された動画データは、図７に示すように上部（Ｓｌｉｃｅ００〜Ｓｌｉｃｅ０７）がフレーム１の動画データ、下部（Ｓｌｉｃｅ０８〜Ｓｌｉｃｅ１４）がフレーム２の動画データとなるように合成された動画データとなる。
合成された動画データは、ビデオデコーダ１１０によって輝度信号（デジタルの信号）等の画像表示に必要な画像信号に変換され、Ｄ／Ａコンバータ１１２によってアナログの映像出力が行われる。（Ｓ００９〜Ｓ０１０）。
また、音声データは、読み込まれたデータがオーディオデコーダ１１１によって２倍速のレートとなるように変換された後、Ｄ／Ａコンバータ１１３によってアナログの音声出力が行われる（Ｓ００９〜Ｓ０１０）。
前記の動作（Ｓ００５〜Ｓ０１０）により、図６（中段）に示すように２つのフレームにわたる画像が合成されたフレームが順次表示される。すなわち、単位時間に処理されるフレーム数が２倍になり、通常の２倍速の高速再生が行われる。
また、高速再生中には、通常の再生速度に切り替えられたか否かの判定が繰り返し行われる（Ｓ０１１）。ここで、再生速度が高速再生から通常再生速度に切り替えられると、制御ＣＰＵ１０８は、デマルチプレクサ１０４から入力されるタイムスタンプとメモリ１０９に格納されているタイムマップ２００ｃを用いて、現在表示されているフレーム画像に対応する通常再生用動画データ２００ａの記録媒体２００上のアドレスを求める（Ｓ００１２〜Ｓ００１３）。以下、（Ｓ００３〜Ｓ０１３）が繰り返されて、前記の通常速度の再生等の動作が行われる。
なお、逆早戻しを行う場合は、逆早戻しの速度を決定し、さらに再生開始アドレスを求めた後（Ｓ００５〜Ｓ００８）、一定単位毎の高速再生用動画データ２００ｂを、間欠的にトラックバッファ（図示せず）へ、逆方向に読み込んで前記と同様の動作（Ｓ００９〜Ｓ０１０）を行うことで逆早戻しが可能になるが、ここでは説明の簡単のため詳細な説明は省略する。
前記のように、本動画データ再生装置によれば、単位時間に処理されるフレーム数が通常速度の再生の２倍になり、単位時間あたり２倍のフレームを表示（すなわち２倍速の高速再生）することが可能になる。また、各フレームの少なくとも一部分は表示が可能になり（すなわち、フレームの間引きを少なくすることが可能になり）、短いシーンであっても検索が可能になる。
（４倍速、８倍速の高速再生）
前記のように、２つのフレームから１つのフレームを合成するのではなく、図８（ａ）に示すように、４つのフレームから、１つのフレームを合成するようにしてもよい。この場合、図６（下段）に示すように、単位時間に処理されるフレームは、通常速度の再生の場合の４倍になり、４倍速の高速再生が行われる。また、図８（ｂ）に示すように、８つのフレームから、１つのフレームを合成するようにした場合には、８倍速の高速再生が行われる。
このように、本発明によれば、段階的に再生速度の切り替を行うことが可能になる。
なお、音声を高速再生の際に出力しないように動画データ再生装置１００を構成し装置を簡略化してもよい。
なお本実施例ではフレーム内符号化領域をスライススタートコードを用いて検出するものとして説明したが、他の方法で実現することも可能である。例えば動画データの各ピクチャ毎のユーザデータ領域内に、フレーム内符号化領域や４倍速、８倍速で使われる領域のデータ位置情報を予め記録しておき、再生時にこれを検出することとしても良い。フレーム内符号化領域の先頭は、マクロブロック層に埋め込まれた、マクロブロックのアドレス情報、および符号化モードを表わす情報を用いて検出するようにしてもよい。
《動画データ記録装置》
（動画データ記録装置の構成）
図９は、デジタル放送・アナログ放送を録画できるようにディジタル放送チューナ４０１、およびアナログ放送チューナ４０２が接続された本発明にかかる動画データ記録装置３００の構成、および動画データ記録装置３００によって動画データが記録される記録媒体５００を示すブロック図である。
同図に示すように、動画データ記録装置３００は、ビデオデコーダ３０１、低解像度化回路３０２、オーディオデコーダ３０３、チャンネルダウンミックス３０４、セレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、オーディオエンコーダ３０７、マルチプレクサ３０８、バッファ３０９、バッファ３１０、セレクタ３１１、書き込み信号処理回路３１２、書き込みヘッド３１３、および制御ＣＰＵ３１４を備え、ディジタル放送チューナ４０１、またはアナログ放送チューナ４０２によって受信された放送を通常の再生速度で再生可能な通常再生用動画データ５００ａとしての記録が行えるとともに、高速再生に用いる高速再生用動画データ５００ｂの記録が行えるようになっている。
前記ビデオデコーダ３０１は、ディジタル放送チューナ４０１で受信したデジタル放送の画像データを復号化して出力するようになっている。
低解像度化回路３０２は、例えばＨＤ規格（１９２０画素×１０８８画素）のような高精細度の画像データをＳＤ規格（７０４画素×４８０画素）のような標準精細度の画像データに低解像度化するようになっている。
オーディオデコーダ３０３は、ディジタル放送チューナ４０１で受信したデジタル放送の音声データを復号化して出力するようになっている。
チャンネルダウンミックス３０４は、音声データのチャンネル数を減らすことによって音声データを減少させるようになっている。
セレクタ３０５は、ビデオエンコーダ３０６に低解像度化回路３０２の画像信号を入力するか、アナログ放送チューナ４０２の画像信号を入力するかを切り替えるようになっている。
ビデオエンコーダ３０６は、アナログ放送チューナ４０２から入力された画像信号を所定のアルゴリズム（例えばＭＰＥＧ２）で符号化するとともに、低解像度化回路３０２から入力されたビデオ信号から高速再生用動画データ５００ｂを生成するようになっている。
オーディオエンコーダ３０７はセレクタ３０５を介して入力された音声信号を所定のアルゴリズムで符号化するようになっている。
マルチプレクサ３０８は、ビデオエンコーダ３０６とオーディオエンコーダ３０７の出力データを多重化して出力するようになっている。
バッファ３０９は、ディジタル放送チューナ４０１の出力データを格納するようになっている。
バッファ３１０は、マルチプレクサ３０８の出力データを格納するようになっている。
セレクタ３１１は、バッファ３０９、およびバッファ３１０に格納されているデータのうち何れのデータを書き込み信号処理回路３１２に入力するかを切り替えるようになっている。
書き込み信号処理回路３１２は、セレクタ３１１を介して入力されたデータに、エラー訂正コードの付加等の信号処理を行なうようになっている。
書き込みヘッド３１３は、制御ＣＰＵ３１４から入力されたデータの書き込み範囲を示す書き込み制御信号に応じて、記録媒体５００に所定のデータを書き込むようになっている。
制御ＣＰＵ３１４は、前記書き込み制御信号を書き込みヘッド３１３に出力することによって記録媒体５００の所定のアドレスにデータが書き込まれるように書き込みヘッド３１３を制御するとともに、通常速度で再生される動画データを記録するか、高速再生用動画データを記録するかのモードを識別するモード切替信号をセレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、およびオーディオエンコーダ３０７に出力することによって、通常再生用動画データ５００ａ、または高速再生用動画データ５００ｂが生成されるように、セレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、オーディオエンコーダ３０７、およびセレクタ３１１を制御するようになっている。
記録媒体５００は、例えばハードディスク等のランダムアクセス可能な記録媒体を用いて構成され、前記通常再生用動画データ５００ａ、および高速再生用動画データ５００ｂが連続的にデータにアクセスできるように互いに異なる領域に記録され、さらに、前記タイムマップが記録されるようになっている。
なお本実施例のビデオデコーダ３０１、低解像度化回路３０２、オーディオデコーダ３０３、チャンネルダウンミックス３０４、セレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、オーディオエンコーダ３０７、マルチプレクサ３０８、セレクタ３１１、書き込み信号処理回路３１２の各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される（例えば、図９に示すＬＳＩ３５０）。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部またはすべてを含むように１チップ化されても良い。
（動画データ記録装置の動作）
（受信された放送の動画データが通常再生用動画データとして記録される場合の動作）
まず、ディジタル放送チューナ４０１で受信された画像がそのまま録画される場合は、制御ＣＰＵ３１４がセレクタ３１１をバッファ３０９側に切り替え、さらに、制御ＣＰＵ３１４が書き込みヘッド３１３を制御することによって受信された動画データは、バッファ３０９を介して順次記録媒体５００の通常再生用動画データ５００ａが記録されるべき所定のアドレスに記録される。
また、ディジタル放送チューナ４０１で受信された画像が低解像度化（例えばＨＤ規格の画像をＳＤ規格の画像に低解像度化）されて録画される場合は、まず制御ＣＰＵ３１４が通常再生速度の画像データの録画モードであることを示すモード切替信号をセレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、およびオーディオエンコーダ３０７に出力する。セレクタ３０５は、これにより、低解像度化回路３０２の出力信号をビデオエンコーダ３０６に入力し、チャンネルダウンミックス３０４の出力信号をオーディオエンコーダ３０７に入力するように切り替わる。
ディジタル放送チューナ４０１で受信された画像データは、ビデオデコーダ３０１によってデコードされた後、低解像度化回路３０２によって低解像度化される。低解像度化された画像データは、ビデオエンコーダ３０６で所定のアルゴリズム（例えばＭＰＥＧ２）で符号化される。一方、音声データは、オーディオデコーダ３０３でデコードされた後、チャンネルダウンミックス３０４で所定のデータ量に減少させられ、セレクタ３０５を介してオーディオエンコーダ３０７に入力される。オーディオエンコーダ３０７は、入力された音声データを所定のアルゴリズムで符号化する。
符号化された画像データ、および音声データは、マルチプレクサ３０８で多重化される。前記多重化されたデータは、バッファ３１０を介して書き込み信号処理回路３１２に入力されてエラー訂正コードの付加等の信号処理が行われる。前記信号処理が行われた画像データは、制御ＣＰＵ３１４が書き込みヘッド３１３を制御することによって、通常再生用動画データ５００ａとして記録媒体５００に記録される。
また、アナログ放送チューナ４０２で受信された動画データが録画される場合は、制御ＣＰＵ３１４が前記モード切替信号をセレクタ３０５、オーディオエンコーダ３０７、セレクタ３１１に出力する。
アナログ放送チューナ４０２の画像信号はセレクタ３０５を介してビデオエンコーダ３０６に入力され、音声信号は、セレクタ３０５を介してオーディオエンコーダ３０７に入力される。
ビデオエンコーダ３０６は、入力された画像信号を前記ＭＰＥＧ２等のアルゴリズムで符号化して出力し、また、オーディオエンコーダ３０７は、入力された音声信号を所定のアルゴリズムで符号化して出力する。ビデオエンコーダ３０６とオーディオエンコーダ３０７の出力データは、マルチプレクサ３０８によって多重化されて出力される。マルチプレクサ３０８の出力は、バッファ３１０、セレクタ３１１を介して書き込み信号処理回路３１２に入力され、書き込みヘッド３１３に制御ＣＰＵ３１４から前記書き込み制御信号が入力されて制御されることによって、前記マルチプレクサ３０８の出力データが高速再生用動画データ５００ｂとして記録媒体５００に記録される。
（通常再生用動画データ、および高速再生用動画データの両方が記録される場合の動作）
次に、ディジタル放送チューナ４０１で受信された放送が通常の速度で再生される通常再生用動画データ５００ａとして記録されるとともに、高速再生用動画データ５００ｂも記録される場合の動作を説明する。
まず、制御ＣＰＵ３１４は、高速再生用動画データを記録することを示すモード切替信号をセレクタ３０５、ビデオエンコーダ３０６、およびオーディオエンコーダ３０７に出力する。
セレクタ３０５は、これにより、低解像度化回路３０２の出力データがビデオエンコーダ３０６に入力され、チャンネルダウンミックス３０４の出力データがオーディオエンコーダ３０７に入力されるように切り替わる。
また、ディジタル放送チューナ４０１で受信された画像データは、ビデオデコーダ３０１、および低解像度化回路３０２を介してビデオエンコーダ３０６に入力される。
ビデオエンコーダ３０６は、入力された動画データの最初のフレームの上部、または下部の何れか一方の領域（フレーム全体の高さの１／２以上の高さの領域）が、フレーム内符号化された領域（フレーム内符号化領域）となるように符号化を行う。また、フレーム内符号化領域以外の領域は、フレーム内符号化、またはフレーム間符号化が行われる。次のフレームについては、前記最初のフレームの上部がフレーム内符号化領域の場合は、下部（最初のフレームにおける、フレーム内符号化領域以外の部分）をフレーム内符号化領域となるように符号化し、前記最初のフレームの下部がフレーム内符号化領域の場合は、上部（最初のフレームにおける、フレーム内符号化領域以外の部分）をフレーム内符号化領域となるように符号化する。前記のような符号化を繰り返すことにより、ビデオエンコーダ３０６の出力する各フレームは、図３（ａ）に示すように、交互にフレームの上部、または下部の何れか一方の領域（最初のフレームにおける、フレーム内符号化領域以外の部分）が、フレーム内符号化された領域（フレーム内符号化領域）となる。
また、音声データは、オーディオデコーダ３０３、およびチャンネルダウンミックス３０４を介してオーディオエンコーダ３０７に入力され、所定のアルゴリズムで符号化される。
符号化された動画データ、および音声データは、マルチプレクサ３０８で多重化された後、一旦バッファ３１０に格納される。
一方、通常再生用動画データとして記録されるべきディジタル放送チューナ４０１の出力データは、前記ディジタル放送チューナ４０１で受信された画像がそのまま録画される場合と同様に、一旦バッファ３０９に格納される。
ここで、制御ＣＰＵ３１４がセレクタ３１１、および書き込みヘッド３１３に書き込み制御信号を出力して制御することによって、バッファ３０９に格納されたデータ、またはバッファ３１０に格納されたデータが、記録媒体５００へのアクセスタイミングにあわせて、それぞれ通常再生用動画データ５００ａ、または高速再生用動画データ５００ｂが記録されるべき領域に記録される。
また、ビデオエンコーダ３０６は、入力される動画データをもとに、通常再生用動画データ５００ａによって表示される各フレームの表示時刻に応じたタイムスタンプと通常再生用動画データ５００ａの記録媒体５００上の格納アドレスとが対応付けられて構成された、前記通常再生用動画データ２００ａと同一の形式を有するタイムマップ、および、高速再生用動画データ５００ｂのタイムスタンプと高速再生用動画データ５００ｂの記録媒体５００上の格納アドレスとが対応付けられて構成された、前記タイムマップ２００ｄと同一の形式を有するタイムマップを生成する。これらのタイムマップは、記録媒体５００の所定の領域に記録される。前述したように、一般的に高速再生用動画データ５００ｂのタイムスタンプと通常再生用動画データ５００ａのタイムスタンプは一意に対応しており、変換が可能である。本実施例では高速再生用動画データ５００ｂと通常再生用動画データ５００ａは対応する画像において同一のタイムスタンプを持つよう記録される。
前記のように本動画データ記録装置は、通常再生用動画データ５００ａおよび高速再生用動画データ５００ｂの双方を生成可能なうえ、特にディジタル放送チューナ４０１やアナログ放送チューナ４０２と組み合わせた場合には、ビデオエンコーダ３０６、およびオーディオエンコーダ３０７等の共用化を図ることが可能になる。
なお本実施例において入力がアナログ放送の場合には、高速再生用動画データ５００ｂだけでなく通常再生用動画データ５００ａも圧縮符号化、生成される。このとき、ビデオエンコーダ３０６、オーディオエンコーダ３０７、マルチプレクサ３０８は時分割で動作する。
（その他の動画データ記録装置の実施形態）
図１０（ａ）に示すように、ビデオエンコーダ３０６とマルチプレクサ３０８の間にスライス検出回路６０１、及びピクチャ構成回路６０２を設け、さらに、チャンネルダウンミックス３０４とオーディオエンコーダ３０７の間にレート変換回路６０３を設けるようにしてもよい。
スライス検出回路６０１は、ビデオエンコーダ３０６から入力された動画データをそのままピクチャ構成回路６０２に出力するとともに、入力された動画データからスライスの始まりを示すスライススタートコードを検出し、スライススタートコードを検出した場合は、前記動画データがスライスの始まりであることを示すスライス検出信号をピクチャ構成回路６０２に出力するようになっている。
ピクチャ構成回路６０２は、ＦＩＦＯバッファ６０２ａとスイッチ６０２ｂとを内部に備え、前記スライス検出信号に応じて、各フレームのフレーム内符号化された領域の動画データの一部を抜き出し、前記ＦＩＦＯバッファ６０２ａを介して出力することによって、複数のフレームにわたるフレーム内符号化領域を合成するようになっている。また、レート変換回路６０３は、チャンネルダウンミックス３０４から出力されたされた音声データを２倍速再生に対応したレートの音声信号（デジタルの信号）で出力するようになっている。
このように構成されることで、ＦＩＦＯバッファ６０２ａ上の動画データは、図１０（ｂ）に示すように２つのフレームが合成され、例えば、図３（ｃ）に示すように、フレームの上部が奇数番号の原画フレームから作られたフレーム内符号化領域、下部が偶数番号の原画フレームから作られたフレーム内符号化領域となる。
したがって、この動画データが通常の速度の再生と同じ方法で再生されると単位時間に処理されるフレーム数は、通常再生の場合の２倍、すなわち２倍速再生、となる。また、前記動画データ再生装置１００の２倍速の高速再生と同じ方法で再生されると、単位時間に処理されるフレーム数は、通常再生の場合の４倍、すなわち４倍速再生、となる。
なお、本動画データ記録装置で示した低解像度化のレベル（１９２０画素×１０８８画素から７０４画素×４８０画素へ低解像度化）は、一例であり、さらに低解像度（例えば、３５２画素×２４０画素）の高速再生用動画データを生成するように構成してもよい。
また、高速再生用には音声データを生成しないようにし、データが記録される領域を節減するようにしてもよい。
また、低解像度化回路３０２から出力される２つのフレームを合成し、それをビデオエンコーダ３０６で符号化するように構成しても同様の高速再生用データが得られる。
《その他の高速再生用動画データの構造》
以下のような高速再生用動画データを動画データ再生装置１００で再生を行ったり、動画データ記録装置３００で記録するようにしてもよい。
すなわち、図３（ｂ）に示すように、フレーム内符号化領域以外の領域を、例えば、所定の輝度を有する画素のみで構成してもよい。このように構成することで、高速再生用動画データの容量をより少なくすることが可能になる。
また、図１１に示すように、例えば原画フレームの１つ置きのフレームを用いて生成された高速再生用動画データを再生するようにしてもよい。同図の例は、原画の奇数番目のフレームが用いられて高速再生用動画データが構成されている。
この高速再生用動画データを通常の速度の再生と同じ方法で再生を行うと単位時間に処理されるフレーム数は、通常再生の場合の２倍、すなわち２倍速再生、となる。また、前記動画データ再生装置１００の２倍速の高速再生と同じ方法で再生を行うと、単位時間に処理されるフレーム数は、通常再生の場合の４倍、すなわち４倍速再生、となる。
このように高速再生用動画データを構成しても高速再生用動画データの容量を少なくすることが可能になる。
また、符号化を行う際に高周波成分を除去して符号化を行うようにしてもよい。この場合もやはり、高速再生用動画データの容量を少なくすることが可能になる。
また、前記ように、高速再生用動画データの上部、または下部の１／２以上の領域がフレーム内符号化されているのに限らず、高速再生の最低倍率がＮ倍速再生（Ｎ：２以上の整数）の場合は、フレームの全体の高さの１／Ｎ以上の領域がフレーム内符号化されるように高速再生用動画データを構成してもよい。
また、本発明はフレーム内符号化に限らず、例えばフィールド内符号化のように、前記合成に用いる領域を１つの画面だけで復号化できるような符号化を用いる場合に適用することができる。
また、通常再生用動画データ、高速再生用動画データ、およびタイムマップが同一の記録媒体に記録されるのに限らず、互いに別々の記録媒体に記録されるようにしてもよい。
また、高速再生用の音声データを生成しないようにしたり、データ放送のデータを高速再生用には記録しないようにしたりすることによって高速再生に用いるデータが記録される領域を節減するようにしてもよい。
また、高速再生用動画データの代わりに、他の特殊再生用動画データ、たとえば、通常再生用動画データとは異なるアングルで撮影された動画データを記録媒体に記録し、動画データ再生装置１００で再生するようにしてもよい。この場合は、前記タイムマップに基づいて通常の再生と特殊再生との切り替えを行い、スライス検出回路１０６、ピクチャ構成回路１０７によるフレームの合成は行わず、セレクタ１０５はビデオデコーダ１１０側に切り替えて通常再生用動画データと同様の再生を行う。
なお、記録媒体として説明したＤＶＤ、ハードディスクは一例であり、ランダムアクセス可能な同心円状、または、らせん状のトラック構造をもつ記録媒体であれば前記ＤＶＤ等に限定されない。
本発明にかかる動画データ再生装置、動画データの再生方法、動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体は、再生の速度を段階的に切り替えても滑らかな高速再生を行うことが可能で、しかも、フレームの間引きが少ない高速再生を行うことができるという効果を有し、動画像の高速再生等の特殊再生が行われる動画データ再生装置、動画データ再生方法、前記動画データ再生装置で再生される動画データを記録する動画データ記録装置、動画データの記録方法、および動画データが記録された記録媒体等として有用である。
本発明の動画データ再生装置の構成、および前記動画データ再生装置によって再生される動画データが記録された記録媒体を示すブロック図である。 ２倍速の高速再生が行われる場合の画面の合成を示す図である。 本発明にかかる高速再生用動画データの構造をあらわす図である。 タイムマップの構造、および再生速度が変更される場合の読み込みアドレスの求め方をあらわす図である。 外部からの操作に応じて通常速度での再生、または高速再生が行われる場合の本発明にかかる動画データ再生装置の動作を示すフローチャートである。 通常速度、２倍速、および４倍速の再生が行われる際に表示される画面をあらわす図である。 ピクチャ構成回路で合成された動画データを表わす図である。 ４倍速、および８倍速の高速再生が行われる場合の画面の合成のされ方を示す図である。 本発明の動画データ記録装置の構成、および前記動画データ記録装置によって記録される記録媒体を示すブロック図である。 本発明の動画データ記録装置の他の実施形態の主要部分を示す図面である。 フレームが間引かれた場合の高速再生用動画データの構造を表す図面である。
符号の説明
１００ 動画データ再生装置
１０１ ピックアップ
１０２ 読み出し信号処理回路
１０３ ピックアップ制御部
１０４ デマルチプレクサ
１０５ セレクタ
１０６ スライス検出回路
１０７ ピクチャ構成回路
１０７ａ ＦＩＦＯバッファ
１０７ｂ スイッチ
１０８ 制御ＣＰＵ
１０９ メモリ
１１０ ビデオデコーダ
１１１ オーディオデコーダ
１１２ Ｄ／Ａコンバータ
１１３ Ｄ／Ａコンバータ
１１４ 指示受付け部
１５０ ＬＳＩ
２００ 記録媒体
２００ａ 通常再生用動画データ
２００ｂ 高速再生用動画データ
２００ｃ タイムマップ
２００ｄ タイムマップ
３００ 動画データ記録装置
３０１ ビデオデコーダ
３０２ 低解像度化回路
３０３ オーディオデコーダ
３０４ チャンネルダウンミックス
３０５ セレクタ
３０６ ビデオエンコーダ
３０７ オーディオエンコーダ
３０８ マルチプレクサ
３０９ バッファ
３１０ バッファ
３１１ セレクタ
３１２ 書き込み信号処理回路
３１３ 書き込みヘッド
３１４ 制御ＣＰＵ
３５０ ＬＳＩ
４０１ ディジタル放送チューナ
４０２ アナログ放送チューナ
５００ 記録媒体
５００ａ 通常再生用動画データ
５００ｂ 高速再生用動画データ
６０１ スライス検出回路
６０２ ピクチャ構成回路
６０２ａ ＦＩＦＯバッファ
６０２ｂ スイッチ
６０３ レート変換回路

Claims (30)

  1. ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生装置であって、
    通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込む通常再生用読み込み手段と、
    各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込む高速再生用読み込み手段と、
    前記通常再生用動画データ、および前記高速再生用動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記通常再生用読み込み手段、および高速再生用読み込み手段を制御する制御手段と、
    前記高速再生用読み込み手段によって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生手段と、
    を備えたことを特徴とする動画データ再生装置。
  2. 請求項１の動画データ再生装置であって、
    前記各画像における画面内符号化領域は、表示画像が上下方向に複数に分割されたうちの１つの領域であることを特徴とする動画データ再生装置。
  3. 請求項２の動画データ再生装置であって、
    前記画面内符号化領域の高さは、表示画像全体の高さの、再生速度倍数分の１以上であることを特徴とする動画データ再生装置。
  4. 請求項１の動画データ再生装置であって、
    前記動画データは、それぞれ複数の画素から成る各マクロブロックについての一連の画像データであり、
    前記画面内符号化領域は、前記マクロブロックを複数含む領域であることを特徴とする動画データ再生装置。
  5. 請求項４の動画データ再生装置であって、
    さらに、各画面における画面内符号化領域内の先頭から末尾までのマクロブロックについての画像データを抽出する画像データ抽出手段と、
    抽出された画像データを各画面内符号化領域に対応する記憶領域に保持するバッファとを備え、
    前記バッファに各画面の画面内符号化領域についての画像データが保持されることによって、複数の画像にわたる画面内符号化領域が合成された画像が再生されるように構成されたことを特徴とする動画データ再生装置。
  6. 請求項５の動画データ再生装置であって、
    さらに、各画面における画面内符号化領域の先頭のマクロブロックを検出する先頭検出手段を備え、
    前記画像データ抽出手段は、前記先頭検出手段による検出に応じて、画像データの抽出を開始するように構成されていることを特徴とする動画データ再生装置。
  7. 請求項６の動画データ再生装置であって、
    前記先頭検出手段は、画面内符号化領域の先頭のマクロブロックが含まれる所定の単位領域の画像データの先頭を示す制御データを検出するように構成されていることを特徴とする動画データ再生装置。
  8. 請求項１の動画データ再生装置であって、
    前記高速再生画像再生手段は、画素数が間引かれた高速再生用動画データ、
    画像が間引かれた高速再生用動画データ、
    または、高周波成分が除去された高速再生用動画データ
    のうち少なくとも何れかのデータを再生するように構成されていることを特徴とする動画データ再生装置。
  9. 請求項１の動画データ再生装置であって、
    前記高速再生用読み込み手段と前記通常再生用読み込み手段とは、同一の記録媒体における互いに異なる領域から通常再生用動画データ、または高速再生用動画データを読み込むように構成されていることを特徴とする動画データ再生装置。
  10. 請求項１の動画データ再生装置であって、
    前記高速再生用読み込み手段と前記通常再生用読み込み手段とは、互いに異なる記録媒体から読み込みを行うように構成されていることを特徴とする動画データ再生装置。
  11. 請求項９の動画データ再生装置であって、
    前記ランダムアクセス可能な記録媒体は、同心円状、または、らせん状のトラック構造をもつ記録媒体であることを特徴とする動画データ再生装置。
  12. ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生装置であって、
    所定の動画データを前記記録媒体から読み込む第１の読み込み手段と、
    前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体から読み込む第２の読み込み手段と、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記第１の読み込み手段、および第２の読み込み手段を制御するとともに、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データによる再生状態から他方の第２の動画データによる再生状態に切り替わる場合に、
    第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプ、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報に基づいて、
    再生状態が切り替わった後に第２の動画データが読み込まれる前記記録媒体の最初の領域のアドレスを求め、前記アドレスの領域から第２の動画データの読み込みが開始されるように、前記第１の読み込み手段、または第２の読み込み手段を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする動画データ再生装置。
  13. 請求項１２の動画データ再生装置であって、
    前記第１の読み込み手段は、通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込むように構成され、
    前記第２の読み込み手段は、各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込むように構成され、
    さらに、前記第２の読み込み手段によって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生手段
    を備えたことを特徴とする動画データ再生装置。
  14. ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録装置であって、
    通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成する通常再生用動画データ生成手段と、
    各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成する高速再生用動画データ生成手段と、
    前記通常再生用動画データおよび高速再生用動画データを前記記録媒体に記録する記録手段と、
    を備えたことを特徴とする動画データ記録装置。
  15. 請求項１４の動画データ記録装置であって、
    前記各画像における画面内符号化領域は、表示画像が上下方向に複数に分割されたうちの１つの領域であることを特徴とする動画データ記録装置。
  16. 請求項１５の動画データ記録装置であって、
    前記画面内符号化領域の高さは、表示画像全体の高さの再生速度倍数分の１以上であることを特徴とする動画データ記録装置。
  17. 請求項１４の動画データ記録装置であって、
    前記動画データは、それぞれ複数の画素から成る各マクロブロックについての一連の画像データであり、
    前記画面内符号化領域は、前記マクロブロックを複数含む領域であることを特徴とする動画データ記録装置。
  18. 請求項１７の動画データ記録装置であって、さらに、
    各画面における画面内符号化領域の先頭から末尾までのマクロブロックについての画像データを抽出する画像データ抽出手段と、
    抽出された画像データを各画面内符号化領域に対応する記憶領域に保持するバッファとを備え、
    前記バッファに各画面の画面内符号化領域についての画像データが保持されることによって、複数の画像にわたる画面内符号化領域が合成された画像が記録されるように構成されたことを特徴とする動画データ記録装置。
  19. 請求項１４の動画データ記録装置であって、
    前記高速再生用動画データ生成手段は、前記画面内符号化領域とは異なる画像領域については画面間符号化された高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする動画データ記録装置。
  20. 請求項１４の動画データ記録装置であって、
    前記高速再生用動画データ生成手段は、前記画面内符号化領域とは異なる画像領域については所定の画像が符号化された高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする動画データ記録装置。
  21. 請求項１４の動画データ記録装置であって、
    前記高速再生用動画データ生成手段は、画素数が間引かれた高速再生用動画データ、
    画像が間引かれた高速再生用動画データ、
    または、高周波成分が除去された高速再生用動画データ
    のうち少なくとも何れかのデータを生成するように構成されていることを特徴とする動画データ記録装置。
  22. ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録装置であって、
    所定の動画データを生成する第１の動画データ生成手段と、
    前記所定の動画データとは別の動画データを生成する第２の動画データ生成手段と、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体に記録するとともに、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データ、および他方の第２の動画データの記録に伴って、
    第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第１の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報を前記記録媒体に記録する記録手段と、
    を備えたことを特徴とする動画データ記録装置。
  23. 請求項２２の動画データ記録装置であって、
    前記第１の動画データ生成手段は、通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成するように構成され、
    前記第２の動画データ生成手段は、各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成するように構成されていることを特徴とする動画データ記録装置。
  24. 動画データが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体であって、
    各画像ごとに、一部分の領域について画面内符号化された動画データが記録されていることを特徴とする記録媒体。
  25. 請求項２４のランダムアクセス可能な記録媒体であって、
    前記画面内符号化が行われている領域以外の領域については、所定の画像が符号化された動画データが記録されていることを特徴とする記録媒体。
  26. 請求項２４のランダムアクセス可能な記録媒体であって、
    複数の画像における互いに異なる部分的な領域が合成された画像の画像データであって、画面内符号化された画像データが記録されていることを特徴とする記録媒体。
  27. ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生方法であって、
    通常再生速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを前記記録媒体から読み込む通常再生用読み込みステップと、
    各画像ごとに、少なくとも一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを前記記録媒体から読み込む高速再生用読み込みステップと、
    前記通常再生用動画データ、および前記高速再生用動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記通常再生用読み込みステップ、および高速再生用読み込みステップを制御する制御ステップと、
    前記高速再生用読み込みステップによって読み込まれた高速再生用動画データに基づいて、複数の画像にわたる前記画面内符号化領域が合成された画像を再生する高速再生画像再生ステップと、
    を有することを特徴とする動画データ再生方法。
  28. ランダムアクセス可能な記録媒体に記録されている動画データを読み込んで動画像を再生する動画データ再生方法であって、
    所定の動画データを前記記録媒体から読み込む第１の読み込みステップと、
    前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体から読み込む第２の読み込みステップと、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうち何れか一方が選択されて読み込まれるように前記第１の読み込みステップ、および第２の読み込みステップを制御するとともに、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データによる再生状態から他方の第２の動画データによる再生状態に切り替わる場合に、
    第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプ、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報に基づいて、
    再生状態が切り替わった後に最初の第２の動画データが読み込まれる前記記録媒体の領域のアドレスを求め、前記アドレスの領域から第２の動画データの読み込みが開始されるように、前記第１の読み込みステップ、または第２の読み込みステップを制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする動画データ再生方法。
  29. ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録方法であって、
    通常速度で再生されるように符号化された通常再生用動画データを生成する通常再生用動画データ生成ステップと、
    各画像ごとに、一部分の画面内符号化領域について画面内符号化がなされた、通常再生速度よりも高速な再生が可能な高速再生用動画データを生成する高速再生用動画データ生成ステップと、
    前記通常再生用動画データおよび高速再生用動画データを前記記録媒体に記録する記録ステップと、
    を有することを特徴とする動画データ記録方法。
  30. ランダムアクセス可能な記録媒体に動画データを記録する動画データ記録方法であって、
    所定の動画データを生成する第１の動画データ生成ステップと、
    前記所定の動画データとは別の動画データを生成する第２の動画データ生成ステップと、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データを前記記録媒体に記録するとともに、
    前記所定の動画データ、および前記所定の動画データとは別の動画データのうちの一方の第１の動画データ、および他方の第２の動画データの記録に伴って、
    第１の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第１の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報、および第２の動画データによって表示される各画面の表示時刻に応じたタイムスタンプと、前記各画面に対応する第２の動画データが記憶されている前記記録媒体の領域のアドレスとが対応づけられた対応情報を前記記録媒体に記録する記録ステップと、
    を有することを特徴とする動画データ記録方法。
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