JP2008153953A - 映像記録再生装置、その映像特殊再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルＴＶ放送を録画再生する映像記録装置において、Ｉピクチャの位置情報を持たない場合であっても、ＭＰＥＧのトランスポートストリームとして記録された番組データについて、早送りなどの特殊再生を行なうこと。
【解決手段】トランスポートストリームの解析をおこなって、Ｉピクチャを含むパケットを抽出するＩピクチャ抽出処理部を設ける。そして、録画データを記憶したＨＤＤから、所定のデータ量の録画データを読み出して、Ｉピクチャの開始情報と終了情報を検出することにより、Ｉピクチャを含むパケットを抽出して出力する。これを繰り返すことにより、特殊再生のためのストリームを出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像記録再生装置、その映像特殊再生方法に係り、特に、ＭＰＥＧのトランスポートストリームを記録して、再生するのに用いて好適な映像記録再生装置、その映像特殊再生方法に関する。

近年、テレビ放送の分野においては、従来のアナログ放送からデジタル放送に移行しつつある。

デジタル放送では、画像データを圧縮して送信する画像圧縮技術を用いており、デジタル放送の画像圧縮技術の事実上の標準としては、ＭＰＥＧ２が広く普及している。

ＭＰＥＧ標準を用いたデジタルテレビ放送では、映像および音声データ（ＡＶデータ）は符号化（エンコード）して処理される。エンコードされたＡＶデータは比較的に短い伝送単位（パケット）に時分割され多重されたトランスポートストリームとして、放送局から受信機まで伝送される。

受信機で受信されたトランスポートストリームは、デコーダによって復号（デコード）され、ＡＶデータとして表示画面・音声出力装置に出力される。

また、受信されたトランスポートストリームは、一時的に、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ等の記録装置に記録し、視聴者の操作によって、視聴者の望んだときに再生して、視聴することもできる。このとき、ユーザは再生時に、早送り再生、巻戻し再生、ジャンプ再生などの特殊再生を行なうことができる。

ところで、ＭＰＥＧ標準では、画像を符号化する際、全フレームの画像データを直接符号化するだけではなく、すでに符号化された近隣のフレームのデータを参照し、そのデータとの差異のみを符号化することができる。一般的に、動画像は近隣のフレーム同士の相関が高いため、近隣のフレームとの差異のみを符号化することで、符号化後の情報量を大幅に減少させることができることが期待される。

ＭＰＥＧ標準では、画像をＩ（Intra）ピクチャ、Ｐ（Predictive）ピクチャ、Ｂ（Bidirectionally predictive）ピクチャの三つのピクチャタイプに分類している。

Ｉピクチャは、ＧＯＰ（Group of Pictures）の中で独立性を保ち、他のピクチャのデータを参照せずに符号化をおこなうフレームである。一方、Ｐピクチャは、過去のＩピクチャまたはＰピクチャを参照して符号化がおこなわれるピクチャであり、Ｂピクチャは、過去および未来のＩピクチャまたはＰピクチャを参照して符号化がおこなわれるピクチャである。符号化効率は、Ｉ、Ｐ、Ｂの順に高くなり、Ｉピクチャが一番符号化効率が悪いことになる。しかしながら、Ｉピクチャは、独立して画像をデコードできるという特徴を持つ。

したがって、早送りなどの特殊再生をおこなうときには、Ｉピクチャのみを抜き出して、画像の再生をおこなう。以下の特許文献１には、Ｉピクチャの位置情報をＨＤＤなどの記録媒体に記憶して、それを読出すことにより、トランスポートストリームを特殊再生する方法が開示されている。

特開２００５−１９７８３９号公報

上記従来技術は、ＭＰＥＧの動画像を特殊再生するために、Ｉピクチャの位置情報を予め記録媒体に記憶して、それを利用する方法について述べている。

しかしながら、上記従来技術においては、特殊再生をするために、データを予めサーチをしておく必要がある。また、記録媒体には、Ｉピクチャの位置情報を格納するための領域も必要になる。

また、他の機器でポータブルＨＤＤ等の着脱可能な記録媒体に録画された番組データにはＩピクチャ情報が記録されていない可能性があるが、上記従来技術では、このようなＩピクチャの位置情報を持たない番組データの特殊再生については考慮されていなかった。

そこで例えば、Ｉピクチャの位置情報を持たない場合であっても、ＭＰＥＧ形式で記録した動画データの特殊再生を行なうことができる映像記録再生装置を提供する。

具体的に、ＨＤＤなどの記録媒体に記録された番組データを所定の量だけ読み込み、そのデータを順次出力すると共にサーチして、Ｉピクチャを構成するデータを出力し、それ以降のデータを破棄する。そして、次の指定された位置のデータを所定の量だけ読み込み、Ｉピクチャを構成するデータを出力する。これを繰り返すことにより、特殊再生の為のデータ出力を行なう。

これにより、特殊再生時に、Ｉピクチャの再生位置情報を持たない場合であっても、Ｉピクチャによる映像再生が可能になる。

上記手段によれば、Ｉピクチャの位置情報を持たない場合であっても、ＭＰＥＧ形式で記録した動画像データの特殊再生を行なうことができる。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図７を用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、第一の実施形態を、図１ないし図４を用いて説明する。

先ず、図１を用いて第一の実施形態に係る映像記録再生装置の構成を説明する。
図１は、第一の実施形態に係る映像記録再生装置の構成例を示すブロック図である。

本実施形態の映像記録再生装置は、デジタル放送を受信して、視聴と記録・再生をおこなう映像記録再生装置を説明する。また、画像圧縮技術の例としては、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）標準によって符号化され多重化された信号を扱う場合について説明する
図１に示される入力端子１０より、トランスポートストリームが入力される。図１には示ていないが、デジタル放送の場合、受信アンテナにより放送局から送出される電波を受信し、チューナで所望の信号を選局し、復調、誤り訂正等を行なってトランスポートストリームを再生する。なお、トランスポートストリームの構造は、後に詳説する。

前記トランスポートストリームはデマルチプレクサ２０に入力される。デマルチプレクサ２０は入力されたトランスポートストリームから符号化映像データと符号化音声データ及び各種データを抽出する。

ここで、受信した放送をリアルタイムに視聴する場合は、デマルチプレクサ２０で抽出した符号化映像データと符号化音声データをデコーダ３０に供給する。デコーダ３０で復号された映像信号は、グラフィック処理部４０に供給され、状況によってグラフィック画面が重畳されて出力される。また、符号化音声データは復号され、音声信号として出力される。グラフィック処理部４０の出力映像信号とデコーダ３０の出力音声信号は映像出力端子５０と音声出力端子６０から出力され、再生装置（図示せず）で再生される。これらの処理は入力端子１１０を経由して入力される図示しないリモコン等からの指示とメモリ（図示せず）に格納された制御プログラムによって動作する制御部１２０によって制御される。

一方、リモコン等からの指示が入力端子１１０から制御部１２０に入力され、この指示によって指定された番組をＨＤＤ１００に録画する場合は、映像パケット、音声パケット、時間情報ＰＣＲのパケット（Program Clock Reference）、及び制御部１２０によって指定された番組に関連するパケットだけをデマルチプレクサ２０によって抽出する。そして、ＨＤＤ１００からの再生時に参照するための新たに作成した、あるいは、予め用意されたパケットを多重して出力する。

録画再生制御部９０は、入力されたトランスポートストリームに対して、入力された時刻を示すタイムスタンプデータを付加する。タイムスタンプデータを付加するのは、録画したデータをＨＤＤ１００から再生してトランスポートストリームとして出力する際に、入力時点のタイミングを正確に再現する為である。これによって、データとして記録したトランスポートストリームを再生し、出力してデコーダ４０でデコードする際に参照する時間情報パケットＰＣＲを入力時のタイミングで出力できる。タイムスタンプデータの情報は、後述のＩピクチャ抽出のときにも用いられる。タイムスタンプデータを付加したパケットのデータ構造については、後に説明する。また、その他の著作権保護のための暗号化等の、録画に必要な処理をおこない、入力されたトランスポートストリームを番組データとして、ＨＤＤ１００に記録する。

尚、メモリ８０は、ＨＤＤ１００から読み出したデータを一時的に展開したり、制御情報を格納するための記憶手段である。

録画した番組を再生して視聴する場合は、制御部１２０からの制御によって、ＨＤＤ１００に録画されている番組データを録画再生制御部９０が読み出し、暗号復号などの処理をおこなった後、トランスポートストリームとして出力する。

次に早送り等の特殊再生方法について説明する。特殊再生をおこなう場合には、Ｉピクチャ抽出部７０によって、Ｉピクチャをペイロードに格納したトランスポートストリームのパケットを抽出する（以下、単に「Ｉピクチャ抽出」という）。このＩピクチャ抽出処理については、後に詳説する。

そして、Ｉピクチャをペイロードに格納したパケットを、デマルチプレクサ２０に入力し、映像データを抽出する。抽出したデータはデコーダ３０に入力される。デコーダ３０は入力されたＩピクチャデータをデコードし、Ｉピクチャの映像を出力する。

次に、図２および図３を用いて第一の実施形態に係る映像記録再生装置の取り扱うトランスポートストリームの構造について説明する。
図２は、トランスポートストリームを構成するパケットの構造例を説明する図である。
図３は、図２で示したパケットにタイムスタンプを付加した構造例を説明する図である。

本実施形態の映像記録再生装置の取り扱うの取り扱うトランスポートストリームは、例えば、図２に示すようなＴＳヘッダとペイロードで構成される１８８バイトのＴＳパケットを複数並べて構成されている。

録画再生制御部９０では、図３に示されるように、図２に示したパケットに入力された時刻を示すタイムスタンプデータが付加される。

次に、図４および図５を用いて第一の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理について説明する。

図４は、第一の実施形態に係る映像記録再生装置において、記録されたトランスポートストリームからＩピクチャを抽出する処理例を説明する為の模式図である。

図５は、第一の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を示すフローチャートである。

以下の例では、特殊再生として、早送り再生をユーザが選択した場合を説明する。

先ず、リモコンなどの手段により、ユーザが視聴したい番組に対して、再生速度を指定して早送り再生を指示する（Ｓ５０１）。例えば、ユーザが１０倍速の早送り再生を指示したものとする。

制御部１２０では、この指示を受けて、録画再生制御部９０に対して、ＨＤＤ１００の中に格納されている該当する番組のデータを読み出す為の命令を発行する。録画再生制御部９０は、データリード位置指定をして（Ｓ５０２）、所定のデータ量をリードする（Ｓ５０３）。所定量のデータとしては、例えば、図４では３ＭＢ読出すものとしている。ここで「所定量のデータ」は、少なくとも一つのＩピクチャが含まれるように設定されたデータ量である。

そして、録画再生制御部９０から出力されるデータは、トランスポートストリームとしてＩピクチャ抽出部７０に入力される。

Ｉピクチャ抽出部７０は、入力されたデータをトランスポートストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力する（Ｓ５０４）。

Ｉピクチャ抽出部７０は、入力されたトランスポートストリームの、図２に示したパケットのペイロードからＩピクチャの開始フラグを検出する（Ｓ５０５）。さらに、その後に入力されるトランスポートストリームから他のピクチャの開始フラグを検出したら（Ｓ５０６）、それ以降のデータは破棄する（Ｓ５０７）。

このＳ５０２〜Ｓ５０７までの処理を、サーチの終了を指示されるか、あるいは番組のデータの最後になるまで繰り返し行なう（Ｓ５０８）。

図４の例では、１回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ１００をペイロードに含むパケットまでが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力され、２回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ２００をペイロードに含むパケットまでが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力される。

ここで、ＨＤＤ１００からデータを読み出す位置を決める為には、データ単位あたりの経過時間を知る必要がある。再生時のデータ単位あたりの経過時間を知るためには、例えばパケットに付加されたタイムスタンプから計算すればよい。

すなわち、例えば最初に読み出したデータの、先頭のパケットに付加されたタイムスタンプと最後尾のパケットに付加されたタイムスタンプの時刻差が、１秒であり、１０倍速の早送り再生が指定されていて、次は１０秒後のＩピクチャを表示する必要がある場合には、３０ＭＢ先のデータを読み出せばよい。

また、ＨＤＤからデータを読み出す位置を求めるために、データのある単位ごと（例えば、１．５Ｍバイトごと）に、時間情報を付加しておき、それを参照することにしてもよい。

デマルチプレクサ２０は、入力されたストリームから映像データを抽出し、デコーダ３０に出力する。デコーダ３０は、映像データをデコードし、デコードしたＩピクチャの映像信号を表示装置などに出力する。

また、このような処理により、Ｉピクチャ抽出部７０によって、ストリーム上のＩピクチャのパケット位置を知ることができるため、これをＩピクチャ情報として、読み出したコンテンツ情報に付加して、ＨＤＤ１００に記憶してもよい。あるいは、ＨＤＤ１００とは異なる記憶手段を設け、これに記憶するようにしても良い。このようにすれば、それ以降はそのＩピクチャ情報により、再生処理ができるため、処理系の負担が軽減される。

本実施形態では、デジタル放送を受信して、ＨＤＤなどの記録媒体に記録されたトランスポートストリームを例にして説明したが、その他の利用形態として、インターネットなどの外部ネットワークから、ダウンロードしたコンテンツを再生する場合にも利用することができる。

〔実施形態２〕
以下、第二の実施形態を、図６ないし図８を用いて説明する。
図６および図７は、記録されたトランスポートストリームに対して、第二の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を説明する模式図である。
図８は、第二の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を示すフローチャートである。

第一の実施形態では、リードしたデータをストリームとしてまず出力し、それからＩピクチャをサーチして、それ以降のデータを破棄するものであった(図５のＳ５０４〜Ｓ５０７)。従って、第一の実施形態では、図４に示されるように、Ｉピクチャの前の部分に不要なパケットが含まれている。

本実施形態は、そのような不要なパケットが出力されないように、Ｉピクチャ処理の手順を変えたものである。

なお、第一の実施形態の図１に示したハードウェア構成、図２および図３のデータ構造は、本実施形態でも同じである。

以下の例でも、第一の実施形態と同様に、特殊再生として、早送り再生をユーザが選択する場合を説明する。

先ず、リモコンなどの手段により、ユーザが視聴したい番組に対して、再生速度を指定して早送り再生を指示する（Ｓ８０１）。ここでも、例えば、ユーザが１０倍速の早送り再生を指示したものとする。

制御部１２０では、この指示を受けて、録画再生制御部９０に対して、ＨＤＤ１００の中に格納されている該当する番組のデータを読み出す為の命令を発行する。録画再生制御部９０は、データリード位置指定をして（Ｓ８０２）、所定量のデータをリードする（Ｓ８０３）。所定量のデータとしては、例えば、図６および図７では３ＭＢ読出すものとしている。ここで「所定量のデータ」は、少なくとも一つのＩピクチャが含まれるように設定されたデータ量である。

そして、録画再生制御部９０から出力されるデータは、ストリームとしてＩピクチャ抽出部７０に入力される。

Ｉピクチャ抽出部７０は、入力されたデータをスキャンし(Ｓ８０４)、受け取ったストリームの、図２に示したパケットのペイロードの中からＩピクチャの開始フラグを検出する（Ｓ８０５）。Ｉピクチャの開始フラグが検出されたら、それ以降のデータをストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力する(Ｓ８０６)。そして、次に他のピクチャの開始フラグを検出したら（Ｓ８０７）、それ以降のデータは破棄する（Ｓ８０８）。

なお、Ｓ８０４ではＨＤＤ１００から読み出したデータは、処理のために一旦ＳＤＲＡＭやＬＳＩ上のワークメモリなどのメモリに格納するものとする。

本実施形態では、Ｓ８０５でＩピクチャの先頭位置を検出してから、データを出力するようにしているために、余分なパケットが出力されることがない。

図６の例では、１回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ１００をペイロードに含むパケットが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力され、２回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ２００をペイロードに含むパケットが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力される。図６からわかるように、出力されるストリームはＩピクチャを含むパケットのみで構成されている。

これまで説明したきた例は、一度に読み出したデータから一つのＩピクチャのデータを出力するものであったが、他のバリエーションとしては、図７に示すように、一度に読み出したデータから複数のＩピクチャのデータを出力するようにしてもよい。

この場合は、Ｓ８０５のＩピクチャの先頭検出処理とＳ８０７までの他のピクチャの先頭検出までのデータを出力する処理を、一度に読み出したデータ全てに対して行なう。

これにより、図７の例のように、１回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ１００、１０１、１０２をペイロードに含むパケットまでが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力され、２回目の読み出しでは、Ｉピクチャデータ２００、２０２をペイロードに含むパケットまでが出力ストリームとして、デマルチプレクサ２０に出力される。この場合でも、図６と同様に、出力されるストリームはＩピクチャを含むパケットのみで構成されている。

この例では、図６と比較して出力されるストリームに複数のＩピクチャが含まれているために、ユーザが再生画像を見た場合、よりスムーズに動く映像を視聴できることが期待される。

第一の実施形態に係る映像記録再生装置の構成例を示すブロック図である。 トランスポートストリームを構成するパケットの構造例を説明する図である。 図２で示したパケットにタイムスタンプを付加した構造例を説明する図である。 記録されたトランスポートストリームに対して、第一の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を説明する模式図である。 第一の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を示すフローチャートである。 記録されたトランスポートストリームに対して、第二の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を説明する模式図である（その一）。 記録されたトランスポートストリームに対して、第二の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を説明する模式図である（その二）。 第二の実施形態に係る映像記録再生装置のＩピクチャ抽出処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…入力端子
２０…デマルチプレクサ
３０…デコーダ
４０…グラフィック処理部
５０…映像信号出力端子
６０…音声信号出力端子
７０…Ｉピクチャ抽出部
８０…メモリ
９０…録画再生制御部
１００…ＨＤＤ
１１０…コマンド入力端子
１２０…制御部
１３０…制御バス

Claims (8)

1. 少なくとも動画データを含む録画データを記憶する録画データ記憶部と、
   前記録画データ記憶部から録画データを読み出して出力する録画再生制御部と、
   前記録画再生制御部を制御する制御部とを有し、
   前記録画再生制御部は、前記録画データ記憶部の、前記制御部によって指定された位置から所定のデータ量の録画データを読み出して順次出力すると共に、該出力するデータからＭＰＥＧ形式動画データのIピクチャ開始情報と終了情報を検出し、Ｉピクチャの開始情報と終了情報が共に検出されたら、残りのデータは破棄することを特徴とする映像記録再生装置。
2. 前記制御部は、前記Ｉピクチャ検出時に取得したＩピクチャの情報を、前記録画制御部を制御することにより前記録画データ記憶部に記録することを特徴とする請求項１記載の映像記録再生装置。
3. 前記映像記録再生装置は、さらに情報記憶部を有し、
   前記録画再生制御部は、前記Ｉピクチャ検出時に取得したＩピクチャの情報を、前記情報記憶部に記憶することを特徴とする請求項１記載の映像記録再生装置。
4. 少なくとも動画データを含む録画データを記憶する録画データ記憶部と、
   前記録画データ記憶部から録画データを読み出して出力する録画再生制御部と、
   前記録画再生制御部を制御する制御部とを有し、
   前記録画再生制御部は、前記録画データ記憶部の、前記制御部によって指定された位置から所定のデータ量の録画データを読み出し、該データからＭＰＥＧ形式動画データのＩピクチャ開始情報と終了情報を検出することによりＩピクチャの開始データから終了データまでのデータだけを出力することを特徴とする映像記録再生装置。
5. 前記録画再生制御部は、前記録画データ記憶部から読み出した所定量の録画データから、前記Ｉピクチャを一つ含むデータを出力することを特徴とする請求項１または４記載の映像記録再生装置。
6. 前記録画再生制御部は、前記録画データ記憶部から読み出した所定量の録画データから、前記Ｉピクチャを複数含むデータを出力することを特徴とする請求項４記載の映像記録再生装置。
7. 少なくとも動画データを含む録画データを記憶する録画データ記憶部と、
   前記録画データ記憶部から録画データを読み出す録画再生制御部と、
   前記前記録画再生制御部を制御する制御部とを有する映像記憶装置の特殊再生方法において、
   前記録画再生制御部が、前記録画データ記憶部から所定量の録画データを読み出す手順と、
   前記所定量の録画データから、ＭＰＥＧ形式の動画データにおけるＩピクチャの開始情報と終了情報を検出し、前記Ｉピクチャを含むデータを抽出して、それ以外のデータを破棄する手順とを有することを特徴とする映像記録再生装置の特殊再生方法。
8. 前記制御部は、前記録画データに含まれる時間情報に基づいて、前記録画データ記憶部から所定のデータ量の録画データを読み出す位置を決定することを特徴とする請求項７記載の映像記録再生装置の特殊再生方法。

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