JP2637964B2 - 画像フアイル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、円盤状の記録媒体であるディスクに、カラ
ーテレビジョン信号などから作成した静止画像と音響信
号をディジタル信号として記録し、これを再生する画像
ファイル装置に関するものである。

従来の技術 近年、情報サービスの分野などでは、ソフト制作が比
較的手軽に行なえる静止画を用いたファイル装置が望ま
れている。このような画像ファイル装置では、ビデオデ
ィスクなどの動画と比較してより高画質の静止画と音響
信号を組み合わせた番組が多数記録されており、これら
の番組から希望する番組を簡単に検索できる機能が必要
である。そのため、ディスク上に画像信号、音響信号や
コード信号などをディジタル信号で記録することが望ま
しい。

このようなディジタル画像ファイル装置としては、例
えば、テレビジョン学会技術報告VR64−１「AHD方式に
よるディジタル画像ファイル」（高橋）に示されてい
る。AHD方式は、静電容量方式のディスクの一種であ
る。AHD方式は４つのディジタル伝送チャンネルを有
し、各々は、16ビットのデータを１秒間に44100個伝送
できる。各伝送路で、音声，静止画，コード等のディジ
タル信号を伝送するが、その伝送方法により、何種類か
のモードが設定されている。その中で、例えば、コンピ
ュータと結合して内容の検索を行なうモードとして、モ
ード12が設定されている。このモードについて簡単に説
明する。モード12の記録フォーマットを第２図に示す。
画像信号は１フレームを約3Mbitで表わし、第３第４の
２つのチャンネルを用いて記録する。１フレームの画像
信号を再生するために2.4秒を要する。また、音声信号
を5/32に圧縮することにより、１つの伝送チャンネルに
４種数の音声信号とコード信号を記録している。１フレ
ームの画像信号Pijには、19.2秒の音声信号Sijが対応し
ている。各信号には、ｊ＝１〜８の番号が割りふられて
おり、再生時に指定した番号の情報のみを再生する。あ
る番号を指定すれば、画像信号および音声信号は、19.2
秒毎に書きかえられることになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような画像ファイル装置では、
画像信号と音響信号の組合せが記録時に固定されている
という問題点がある。そのため、同じ静止画像に対して
複数チャンネルの音響信号（例えば、各種の外国語）の
中から、１つのチャンネルを選択するような場合に使用
するのは難しくなる。

また、画像信号と音響信号をディスク上に記録する位
置が固定されているという問題点も有している。そのた
め、後から音響信号や画像信号を変更したい場合、前に
記録した信号を消去し、同じ場所に新しい信号を書き直
さなければならず、追記型光ディスクのように書き換え
のできない記録媒体は使用できない。

また、画像信号は、一定時間毎に書き換えているた
め、同じ画像が続く場合でも、同じ画像信号を繰返して
記録しなけらばなれないため、ディスクの記録容量の使
用効率が悪くなる。

本発明は、かかる点に鑑み、画像信号と音響信号の組
合せを自由に設定できるようにし、音響信号を途切れる
ことなく連続して再生しながら、他の音響信号や画像信
号も同時に再生することができる画像ファイル装置を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明による画像ファイル装置では、１枚の静止画像
を表わす画像信号から画像ブロックを構成し、１つのチ
ャンネルの音響信号を所定のブロック時間毎に区切り、
音響ブロックを構成し、これらのブロックはディスク上
で任意の位置に記録する。ブロック時間は、画像ブロッ
クおよび音響ブロックを再生する場合の転送時間やブロ
ック時間内にアクセスする画像，音響ブロックの最大
数、ディスク装置の最大アクセス時間で、あらかじめ決
めておく。

また、本発明による画像ファイル装置は、少なくとも
１つの音響ブロックから再生したディジタル音響信号を
記憶する音響メモリを有し、この音響メモリから順次デ
ータを読み出し音響信号を再生し、また、同様に、１つ
の画像ブロックから再生したディジタル画像信号を記録
する画像メモリを有し、この画像メモリから繰返しディ
ジタル画像信号を読み出し、静止画像を再生するもので
ある。

作 用 本発明による画像ファイル装置では、１ブロック時間
の再生を行なう前に、その期間に必要とする音響ブロッ
クのデータを音響メモリに書き込み、画像ブロックのデ
ータを画像メモリに書き込んでおく、１ブロック時間の
再生は、各音響メモリから、順次、データを読み出して
音響信号を再生し、画像メモリから、繰返してデータを
読み出し、静止画の表示をつづけることにより行なう。

この間に、ディスクから次のブロック時間の再生に必
要な音響信号や画像信号を記録した音響ブロック，画像
ブロックの再生を行ない、音響メモリ，画像メモリに書
き込んでおく。そして、１ブロックの音響信号の再生が
終了した時点で、新しく書き込んだデータの読み出しを
行なう。

このとき、１ブロック時間の再生に必要となる音響ブ
ロック，画像ブロックの最大数を、順次アクセスし、こ
れを再生して転送するのに要する時間より、ブロック時
間を長く設定すれば、上記の動作を行なう場合でも、音
響信号を途切れることなく連続して再生しながら、他の
音響信号や画像信号も同時に再生することができる。

また、アクセス時間をディスク装置での最大アクセス
時間に設定すれば、各ブロックの記録位置がディスク上
の任意の位置にあっても、ブロック時間を越えることが
ないため、画像ブロックや音響ブロックの記録位置を自
由に設定することができる。

実施例 以下、本発明による画像ファイル装置の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

本発明では、音響信号を適当な時間単位で区切り音響
ブロックを構成する。この単位時間をブロック時間Tbと
呼ぶことにする。また、ディスク駆動装置の最大アクセ
ス時間をTac,画像ブロックの転送時間をTv、１秒間の音
響信号から構成した音響ブロックの転送時間をTaとし,T
b秒間の単位時間の音響信号で音響ブロックを構成し、
この単位時間内に最大Ｎブロックの画像ブロックや最大
Ｍブロックの音響ブロックを再生する場合のブロック時
間は次式で表わすことができる。

Tb＞Ｍ・Ta・Tb＋Ｎ・Tv＋（Ｍ＋Ｎ）Tac ・・・・（1
a） Tbを左辺にまとめると、次式のようになる。

（１−Ｍ・Ta）Tb＞Ｎ・Tv＋（Ｍ＋Ｎ）Tac これを、Tbで表せば、次の式のようになる。

本実施例では、２チャンネルの音響信号と１画面の画
像信号を１ブロック時間に再生するものとする。

この場合、（1a）式は、つぎのようになる。

Tb＞２・Ta・Tb＋Tv＋３・Tac ………（２） つぎに、各時間頃の具体例について説明する。

まず、画像ブロックについて説明する。本実施例で
は、１枚の静止画をNTSC方式のカラーテレビジョン信号
の１フレームで表わすとする。このカラーテレビジョン
信号をカラーサブキャリア周波数の４倍の周波数で標本
化し、１画素当り８ビットで量子化する。例えば、１画
面の画素数は512×768画素となる。これに誤り訂正符号
や画像ブロックの識別符号などを付加し、約20％の冗長
度をもたせると、１画面は4Mbitの大きさとなる。

また、音響信号は、44.1K Hzで標本化し、16ビットで
量子化するとする。これに誤り訂正符号や音響ブロック
の識別符号などで冗長度を約30％付加すれば、１秒あた
り1Mbitで表わすことができる。

次に、ディスク駆動装置の仕様を仮定する。まず、デ
ータ転送レートを15Mbpsとする。これは最短記録ビット
長を0.86μｍとすれば、1800rpmで最内周の直径が137mm
の場合に対応する。CAV（角速度一定）駆動の場合、外
周へ行けば、線速度が大きくなり、最短記録ビット長も
長くなる。また、最大アクセス時間Tacは、ディスクの
駆動方法により変化するが、ここでは、Tac＝１秒と仮
定する。

つぎに、各ブロックの転送時間を求める。画像ブロッ
クの１ブロックの転送時間Tvは、約0.27秒となる。ま
た、１秒間の音響信号の転送時間は、約0.068秒とな
る。Tb秒間の転送時間Tabは、次のようになる。

Tab＝0.068・Tb そこで、各値を（１）式に代入すれば、ブロック時間
Tbは次のように表わされる。

本実施例では、Ｍ＝2,N＝１である。（２）式により
計算すれば、この場合のブロック時間は、3.78秒以上と
なる。そこで、この条件を満たすようにブロック時間を
決定すればよい。例えば、Tb＝４秒とする。この場合、
１ブロックの音響ブロックの容量は、4Mbitとなる。

つぎに、記録媒体として光ディスクを用いた画像ファ
イル装置の実施例について説明する。本実施例では、上
記のように、２チャンネルの音響信号（Ｒチャンネルと
Ｌチャンネルと呼ぶ）と１画面の静止画像を同時に再生
するものとする。

まず、各信号を光ディスク上に記録する場合について
説明する。第３図は、本実施例における画像ファイル装
置の記録部の構成を示すブロック図である。まず、画像
信号を光ディスクに記録する場合について説明する。第
３図において、30は画像信号の入力端子である。例え
ば、VTRやビデオカメラなどからNTSC方式のカラーテレ
ビジョン信号を入力する。ディジタル変換回路31は、入
力した画像信号ｐを既に述べたような条件で標本化し、
量子化を行ないディジタル画像信号ｑに変換する。画像
メモリコントロール回路33は、システムコントロール回
路18からの画像メモリ制御信号ｓにより、１フレームの
ディジタル画像信号ｑを画像メモリ32に書き込む。

また、システムコントロール回路は、アクセスコント
ロール回路４を制御し、光学ビックアップ３を光ディス
ク１の画像ブロックの記録位置へ移動させる。ただし、
この記録位置は任意で、自由に設定することができる。
つぎに、画像メモリ32からディジタル画像信号ｑを読み
出す。画像符号化回路34は、誤り訂正のための符号や画
像ブロックの識別コード，静止画のフレーム番号などを
ディジタル画像信号ｑに付加する。システムコントロー
ル回路18は、切換え信号ｖにより、切換え回路35を制御
し、画像符号化回路34の出力のディジタル画像信号を記
録回路36へ入力する。記録回路36は、光ディスクへの記
録に適するようにディジタル変調を行ない、光学ピック
アップ３の光源を変調して、光ディスク上に画像ブロッ
クの記録を行なう。

つぎに、音響信号を記録する場合について説明する。
第３図において、37,40はそれぞれＲチャンネル,Lチャ
ンネルの音響信号の入力端子である。例えば、テープレ
コーダーやマイクなどからの音響信号を入力する。ディ
ジタル変換回路38,41は、入力した音響信号r,lをすでに
述べたような条件で標本化，量子化を行ないディジタル
音響信号v,wに変換する。音響メモリコントロール回路4
3は、各ディジタル音響信号v,wをブロック時間毎に区切
り、順次、音響メモリ39,42に書き込む。アクセスコン
トロール回路４は、光学ピックアップ３を光ディスク上
で音響ブロックを記録する位置へ移動させる。この記録
位置も自由に設定することができる。例えば、Ｒチャン
ネルの音響信号を記録するとする。音響メモリコントロ
ール回路43は、画像メモリ39からＲチャンネルのディジ
タル音響信号を読み出す。音響符号化回路44は、誤り訂
正符号×Ｒチャンネルの音響ブロックを示す識別コー
ド，ブロック時間のアドレスなどをディジタル音響信号
に付加する。システムコントロール回路は、切換え回路
35を制御し、音響符号化回路44の出力を記録回路36へ入
力する。以下の動作は、画像信号の場合と同様である。

以上のようにして、画像信号および音響信号を記録し
た光ディスクを再生する画像ファイル装置の再生部につ
いて説明する。第１図は、本実施例における画像ファイ
ル装置の再生部の構成を示すブロック図である。第１図
において、１は画像ブロックおよび音響ブロックを記録
した光ディスクである。モーター２で光ディスクをCAV
で回転させ、光学ピックアップ３から、レーザー光を照
射してディスクで反射した光を受光し、この反射光から
ディスク上に記録した信号を検出する。また、光学ピッ
クアップ３は、アクセスコントロール回路４の制御によ
り、ディスクの径方向へ移動することができる。光学ピ
ックアッフ３で検出した信号は、再生回路５でディジタ
ル復調し、もとのディジタル信号に再生する。このディ
ジタル再生信号ａは、識別回路６で、画像ブロックかど
のチャンネルの音響ブロックかを識別され、分配回路７
へ送られる。また、識別回路６は、識別結果を識別信号
ｂとしてシステムコントロール回路18へ送出する。シス
テムコントロール回路18は、この識別信号により切換信
号ｃを分配回路７へ、画像メモリ制御信号ｄを画像メモ
リコントロール回路11へ、音響メモリ制御信号ｅを音響
メモリコントロール回路16へ、それぞれ送出する。分配
回路７は、切換信号ｃに従い、ディジタル再生信号ａが
画像ブロックの信号の場合、画像復号回路８へ送出し、
音響ブロックの信号の場合は音響復号回路13へ送出す
る。まず、画像ブロックの場合について説明する。画像
復号回路８は、ディジタル再生信号ａからディジタル画
像信号ｆを復号し、また、誤り訂正符号を用いて誤り訂
正処理を行なう。画像メモリ９は、２ブロック分の容量
を持ち、これを２分割して画像メモリA,Bと呼ぶことに
する。復号したディジタル画像信号ｆは順次、画像メモ
リＡへ書き込まれる。一方、画像メモリＢは、すでに書
き込んだディジタル画像信号を繰返し読み出し、画像再
生回路10へ出力する。メモリコントロール回路11は、シ
ステムコントロール回路18からの画像メモリ制御信号ｄ
により制御され、画像メモリA,Bの書き込みや読み出し
の切換、アドレスの指定などを行なう。画像再生回路10
は、画像メモリから読み出したディジタル画像信号をD/
A変換し、表示に必要な同期信号などを付加し、表示部1
2へ出力する。表示部12は、読み出した画像を表示す
る。

つぎに、ディジタル再生信号ａが音響ブロックである
場合について説明する。本実施例では、音響信号を２チ
ャンネル再生する場合を考えているが、これをＲチャン
ネル,Lチャンネルと呼ぶことにする。このチャンネルの
判定は、識別回路６で行なわれ、識別信号ｂにより、シ
ステムコントロール回路18へ伝える。音響復号回路13
は、ディジタル再生信号ａからディジタル音響信号ｇを
再生し、誤り訂正処理も行なう。音響メモリ14および15
は、Ｒチャンネル,Lチャンネルの音響信号を記憶するも
ので、それぞれ２ブロック分の容量を持ち、これを２分
割して、音響メモリRA,RB,LA,LBと呼ぶことにする。音
響メモリコントロール回路16は、システムコントロール
回路18からの音響メモリ制御信号ｅにより、ディジタル
音響信号ｇがどちらのチャンネルの信号かを判定し、対
応するメモリ（例えば、音響メモリLA、あるいはRA）に
書き込む。また、音響メモリLB,RBには、すでにディジ
タル音響信号が書き込んであり、音響メモリコントロー
ル回路16からの制御信号ｉにより、同時にディジタル音
響信号に読み出す。音響再生回路17,19は、それぞれの
チャンネルのディジタル音響信号をD/A変換し、スピー
カー20,21へ出力し、各チャンネルの音響信号を再生す
る。

以上のような構成を持つ本実施例で、２チャンネルの
音響信号と１画面の画像信号を再生する場合の動作につ
いて説明する。第４図にタイミングチャートを示す。

ここで、１ブロック時間Tbの音響信号をＲチャンネル
をARm,LチャンネルをALmと呼び、ｎ枚目の画像を表わす
画像ブロックをVnと表わすことにする。まず、音響メモ
リLA,RAには、各チャンネルのALφ,ARφのデータが書き
込まれ、画像メモリＡにも、Ｖφの画像のデータが書き
込まれているとする。つぎに、音響メモリLA,RAから同
時にデータを順次読み出し、音響信号を再生する。この
音響信号は、１ブロック時間（Tb＝４秒）接続する。こ
の間、画像メモリＡは、繰返してＶφの画像データを読
み出し、同じ静止画を表示し続ける。また、光学ピック
アップ３は、画像Ｖφを示す画像ブロックを再生した位
置にあるとする。

つぎの信号を再生するため、光学ピックアップ３は、
アクセスコントロール回路４の制御により、まず、音響
ブロックAR1へアクセスする。このアクセス時間をtac1
とする。この音響ブロックを再生する時の転送時間はTa
bである。再生したディジタル再生信号ａから、識別回
路６により、音響ブロックAR1のデータであることを判
定し、これを復号したディジタル音響信号を、音響メモ
リRBに書き込む。つぎに光学ピックアップ３は、同様に
して、音響ブロックAL1へアクセスする。このアクセス
時間をtac2とする。この再生時の転送時間もTabであ
る。Ｒチャンネルの場合と同様にして、復号したディジ
タル音響信号を音響メモリLBに書き込む。光学ピックア
ップ３は、つづいて、画像ブロックV1へアクセスする。
このアクセス時間をtac3とする。この画像ブロックの再
生時の転送時間はTvである。音響ブロックの場合と同様
にして、復号したディジタル画像信号を画像メモリＢに
書き込む。

以上のようにして、３つのブロックのデータを再生す
るのに要した時間Ttはつぎのようになる。

Tt＝tac1＋tac2＋tac3＋２・Tab＋Tv ……（４） ここで、tac1,tac2,tac3tac であるから、（４）式より、 Tt３・Tac＋２・Tab＋Tv …………………（５） （２）式と（５）式を比較すれば、Tb＞Ttとなる。こ
のことは、３つのブロックを再生した後でも、Ｒチャン
ネル,Lチャンネルの音響信号ARφ,ALφの再生が終了し
ていないことを表わしている。

そして、システムコントロール回路は、音響信号AR
φ,ALφの再生が終了すると、音響メモリ制御信号ｅに
より、各チャンネルの読み出しメモリを音響メモリRAか
らRBに、LAからLBに変更する。そして、各メモリに書き
込んである音響信号AR1,AL1を連続して再生する。ま
た、画像メモリも、画像メモリ制御信号ｄにより、メモ
リＡからＢに切換わり、表示する静止画像を更新する。

なお、再生する音響信号のブロックが切換わるタイミ
ングで、画像を更新する必要がない場合には、そのブロ
ック時間内での画像ブロックへのアクセスを行なわない
ように制御すれば良い。

また、記録，再生をする場合に、Ｒチャンネル,Lチャ
ンネルの音響ブロックと画像ブロックとの組み合わせ
や、各ブロックを記録した光ディスク上のアドレスなど
は、本実施例による画像ファイル装置に接続したパーソ
ナルコンピュータなどのプログラムや、画像ファイル装
置の操作部から、あらかじめ指定しておくものとする。

なお、本実施例では、記録媒体として光ディスクを使
用したが、本発明は、これに限るものではなく、磁気デ
ィスクや静電容量方式のディスクでも実施することがで
きる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、１つの音響ブロック
に記録する音響信号の単位時間（ブロック時間）を、他
のブロックにアクセスして再生し、再び継続する音響信
号の音響ブロックにアクセスして再生するまでに要する
時間よりも長く設定することにより、音響信号を途切れ
ることなく連続して再生しながら、他の音響信号や画像
信号も同時に再生することができる。

これにより、ディスク上に各ブロックを記録する位置
が全く制限されなくなるため、画像ブロックや音響ブロ
ックの組み合わせを自由に設定することができる。ま
た、後から、音響ブロックや画像ブロックを追加記録す
る場合でも、記録場所が制限されないため、簡単に行な
うことができる。このことは、追記型光ディスクのよう
に書き換えができない記録媒体においても、容易に編集
が行えることを示している。また、記録時は、画像信号
や各チャンネルの音響信号を別々に記録することも可能
であり、全ての信号を同時に記録することも可能であ
る。

また、画像信号の更新は、ブロック時間毎に行なうこ
とが可能で、更新が必要な場合だけ、画像ブロックを記
録すればよい。そのため、ディスク上に必要な数だけの
画像ブロックを記録するだけでよく、記録容量の使用効
率を高くすることができる。

本発明は、以上のような効果をもつ画像ファイル装置
を提供するものであり、その実用的効果は大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像ファイル装置の実施例の再
生部の構成を示すブロック図、第２図は従来例における
画像ファイル装置の記録フォーマットを示す模式図、第
３図は本発明による画像ファイル装置の実施例の記録部
の構成を示すブロック図、第４図は本発明による画像フ
ァイル装置の動作を示すタイミングチャートである。 ５……再生回路、６……識別回路、９……画像メモリ、
14,15音響メモリ、44……音響符号化回路。

フロントページの続き (72)発明者 阪上 茂生 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−112021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−88978（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号および音響信号をディジタル信号
   に変換して記録および再生する画像ファイル装置であっ
   て、所定のフレーム数からなる画像信号を符号化し１つ
   の画像ブロックを構成する画像符号化回路と、Tb秒を単
   位時間として１チャンネルの音響信号を区切り１つの音
   響ブロックを構成する音響符号化回路と、 前記各ブロック毎にディスク上に記録する記録回路と、 再生時に、再生したブロックが画像ブロックか音響ブロ
   ックかを識別する識別回路と、 前記識別回路の識別により、再生したブロックのうち画
   像ブロックの信号を記憶する画像メモリと、前記画像メ
   モリから画像信号を繰り返し読み出すことにより画像を
   再生する画像再生回路と、 前記識別回路の識別により、再生したブロックのうち音
   響ブロックの信号を記憶する音響メモリと、 前記音響メモリから音響信号を順次読み出すことにより
   音響信号を再生する音響再生回路とを具備し、 ディスク媒体での最大アクセス時間をTac、１つの画像
   ブロックの転送時間をTv秒、１秒間の音響信号から構成
   した音響ブロックの転送時間をTa秒とし、前記の音響ブ
   ロックを構成する単位時間であるTb秒の時間内にＭブロ
   ックの音響ブロックとＮブロックの画像ブロックを記録
   あるいは再生するものとし、単位時間Tbを下式を満足す
   るように設定することを特徴とする画像ファイル装置。