JP3197838B2 - Mpeg信号再生装置 - Google Patents

Mpeg信号再生装置

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JP3197838B2 JP07148897A JP7148897A JP3197838B2 JP 3197838 B2 JP3197838 B2 JP 3197838B2 JP 07148897 A JP07148897 A JP 07148897A JP 7148897 A JP7148897 A JP 7148897A JP 3197838 B2 JP3197838 B2 JP 3197838B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はMPEG信号再生
装置に関し、特に、画像圧縮方式の国際標準であるMP
EGに基づいて、映像信号を記録再生するデジタルVC
RのようなMPEG信号再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、MPEGのあらましについて説明
する。図2はMPEGのフレームの種類を示す図であ
る。MPEGの符号化は、動き予測,2次元離散コサイ
ン変換(DCT:Discrete Cosine Transform )および
エントロピー符号化を採用していて、フレームの種類は
図2に示すように時間軸の予測方法によって、Iピクチ
ャ,Pピクチャ,Bピクチャの3種類に分類される。I
ピクチャはフレーム内符号化画像であり、Iピクチャデ
ータ単独で、1枚のフレームを再構成可能である。Pピ
クチャは時間的に先のIピクチャあるいはBピクチャか
ら予測するフレーム間予測符号化画像であり、Bピクチ
ャは時間的に後および先のIピクチャあるいはPピクチ
ャからのフレーム間予測符号化画像である。このため、
P,Bの両ピクチャを再構成するためには、それらの予
測の基になるフレームのデータが必要であり、P,B単
独のデータだけでは1枚のフレームを再構成することは
できない。
【0003】図3はMPEG画像データの階層構成を示
す図である。図3に示すように、画像データはシーケン
ス,グループ・オブ・ピクチャ(GOP),ピクチャ,
スライス,マクロブロック(MB)およびブロックの6
層の階層構造からなっている。また、各ピクチャのデー
タ量は固定でないため、テープ上の位置と画像の位置は
無関係である。しかし、たとえば毎秒30フレームのフ
レームレートを持つ映像の場合、I,P,B合わせて平
均して毎秒30フレーム分のデータが必要である。ここ
で、たとえば毎秒30フレームのフレームレートを持つ
MPEGデータをHDデジタルVCR協議会規格に基づ
くデジタルVCR(以下、単にDVCRと称する)に記
録する場合を考える。
【0004】ここで、DVCRの簡単なフォーマットに
ついて説明する。図4はこの規格の磁気テープ上の記録
フォーマットを示す図である。テープには毎秒300ト
ラックのデータが記録される。各トラックは記録される
順に、インサート情報とトラック情報とからなるITI
エリア,音声データエリア,映像データエリア,サブコ
ードデータエリアで構成される。
【0005】音声,映像などのデータはシンクブロック
という単位で記録される。このシンクブロックは図5に
示すように、記録する順にシンクエリア(2バイト)、
IDエリア(3バイト)、データエリア(77バイト)
およびパリティエリア(8バイト)の計90バイトで構
成される。ただし、MPEGデータの場合は映像データ
エリアのみに記録される。映像データエリアには135
個のシンクブロックの領域があり、通常再生用データエ
リア(NPデータエリア)と高速再生などの特殊再生用
データエリア(TPデータエリア)に分けられ、さらに
TPデータエリアはその再生速度からTPHデータエリ
アとTPLデータエリアに分けられている。
【0006】次に、TPデータエリアが設けられている
理由について図6を参照して説明する。図6は映像デー
タエリアのトラック列を示したもので1〜12、A〜C
はIピクチャデータからなるTPデータを示し、同じ番
号(アルファベット)のエリアには同じデータが記録さ
れる。TPデータエリアがなかった場合、映像データエ
リアにはすべてNPデータが記録される。このとき、早
送り再生などの要求のため記録時とは異なる速度で再生
すると、ヘッドは複数トラックを跨いで走行することに
なり、当然MPEGデータは部分的にしか獲得できなく
なる。MPEGデータは前述のPピクチャ,Bピクチャ
のみでは画像を再構成できないし、Iピクチャの場合で
も1フレーム中の断片的なデータだけでは画像を再構成
できないため、必ずフレーム単位でIピクチャのデータ
をすべて獲得する必要がある。
【0007】Iピクチャを確実に獲得するために、図6
に示すように特定の倍速で再生したときに必ずヘッドが
トレースする位置、つまりデータを読取ることができる
エリアをTPデータエリアとしてトラック内に格納して
いる。また、TPHデータエリアとTPLデータエリア
が別に設けられているのは、再生速度にバリエーション
を持たせるためで、TPHエリアは比較的高速な再生を
対象とし、TPLエリアは比較的低速な特殊再生を対象
としている。
【0008】DVCRに入力されたMPEGデータは、
図7に示すように、MPEGのトランスポートパケット
2つが5つのシンクブロックにマッピングされて記録さ
れる。その際、VCRにMPEGデータが入力されたと
きと同じタイミングでMPEGデータを出力し、MPE
Gデータの中で時間的な矛盾が起こらないようにするた
め、MPEGトランスポートパケットがVCRに到着し
たときの時間をタイムスタンプとして同時に記録する。
【0009】次に、特殊再生の方法を図6を参照して具
体的に説明する。図6において横に並ぶ長方形は1トラ
ックを表わしている。特殊再生は図6に示す各トラック
の特定の領域に特殊再生用データを書込んでおき、一定
の速度でテープを再生したときに書込んだ特殊再生用デ
ータを欠落なく読出されるようにすることで実現する。
たとえば、図6のア)はテープを通常の18倍の速度で
送ったときのヘッド軌跡であるが、特殊再生用のデータ
1から6を欠落なく読出すことができる。
【0010】特殊再生用データの作成には、まず放送さ
れてくるビットストリームから録画すべき番組を選択す
る。この番組のビットストリームから画像の一部のIピ
クチャを抜出し特殊再生用データエリアに収まるように
符号量制御を行なった後、特殊再生用のMPEGビット
ストリームを作成する。これを図6に示した特殊再生用
領域に収まるように分割して各々の特殊再生用領域に記
録する。
【0011】図6においては同じデータたとえば1を繰
返し記録しているが、これはヘッド軌跡が図示したトラ
ック以外のトラックから開始しても読取れるようにした
ためである。また、図6においては、18倍速の場合を
示しており、ヘッド1スキャンで1から6までのデータ
をすべて読込めているが、複数のスキャンにおいて読込
むのであれば18倍速より遅いスピードでも条件が満た
せば、すべてのデータを取込むことが可能である。この
場合±1.5,±2.5…±8.5倍の速度ですべての
データを取込むことができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】デジタル放送のような
MPEGデータを記録するVCRにおいては、特殊再生
用のMPEGビットストリームを別途作成し、これを早
送りなどの特殊再生のテープ送り速度のときにヘッドが
トレースする部分に分割して記録し、特殊再生時にはこ
れを欠落なく読込んで、特殊再生用MPEGビットスト
リームを再現し、これをデジタル放送受信機などのMP
EGデコーダに入力することによって早送りなどの特殊
再生を行なうことができる。
【0013】それゆえに、この発明の主たる目的は、通
常再生から特殊再生に停止状態を経ずに連続的に移行す
るとき、MPEGデータの不連続や途切れにより画像の
欠落が生じたりすることのないようなMPEG信号再生
装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明は、テープ上の
各トラックにMPEGデータを記録するデジタルデータ
記録再生装置において、トラックに通常再生用MPEG
データを記録する第1の領域と、特殊再生用MPEGデ
ータを記録する第2の領域を形成し、特殊再生時に第2
の領域より読取った特殊再生用MPEGデータを出力す
るMPEG信号再生装置であって、通常再生時に特殊再
生用MPEGデータの先頭データを検出する検出手段
と、特殊再生用MPEGデータを記憶するための記憶手
段と、通常再生時に特殊再生用MPEGデータの入力さ
れたことを示すゲート信号に基づいて書込アドレス信号
を発生し、記憶手段の書込アドレスを指定する書込アド
レス発生手段と、特殊再生時に検出手段によって検出さ
れた先頭データのアドレスを読出アドレスとして記憶手
段から特殊再生用MPEGデータを読出す読出アドレス
発生手段とを備えて構成される。
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態を示
すブロック図である。図1において、図示しないVCR
再生回路から通常再生用データと、特殊再生用データ
と、再生データ有効ゲート信号とが出力される。通常再
生用データは、切換スイッチ6の一方入力端に与えられ
る。特殊再生用データと再生データ有効ゲート信号はI
ピクチャヘッド検出回路1に与えられる。再生データ有
効ゲート信号は、再生データに特殊再生用データが入力
されていることを示す信号である。Iピクチャヘッド検
出回路1は特殊再生用データを取込み、Iピクチャの先
頭データを検出し、その結果をIピクチャ先頭アドレス
レジスタ2にIピクチャヘッド信号として出力するとと
もに、それと同期した特殊再生用データと再生データ有
効ゲート信号を出力する。再生データ有効ゲート信号は
書込アドレス発生回路3に与えられ、特殊再生用データ
はデュアルポートメモリ4に与えられる。
【0017】書込アドレス発生回路3は再生データ有効
ゲート信号を受けて書込アドレス信号をデュアルポート
メモリ4に与えてアドレスのインクリメントを行なうと
ともに、デュアルポートメモリ4にライトイネーブル信
号を与える。デュアルポートメモリ4は読出と書込とを
同時に行なえるメモリであって、この発明の一実施形態
での特殊再生用データを記録しておくためのものであ
る。読出アドレス発生回路5は通常再生モードから特殊
再生モードに移行した瞬間のみ、Iピクチャ先頭アドレ
スレジスタ2からアドレスを取込み、それ以降は影響を
受けない。
【0018】Iピクチャ先頭アドレスレジスタ2は書込
アドレス発生回路3から常にアドレス信号を受け、Iピ
クチャヘッド検出回路1からのIピクチャヘッド信号を
受けて、入力されているアドレスを記録する。このアド
レスは複数個記録できるIピクチャヘッド信号を受ける
たびに新しいアドレスが加えられていく。そして、常に
最も古いIピクチャの先頭アドレス信号が読出アドレス
発生回路5に出力されるようになっている。最も古いア
ドレス部分に記録されているデータが最新データによっ
て上書きされた場合、その次に古いアドレスが出力され
るように変更されるのは言うまでもない。
【0019】切換スイッチ6の他方入力端にはデュアル
ポートメモリ4の出力が与えられる。そして、切換スイ
ッチ6はVCRのシステムコントローラ(図示せず)に
より制御され、特殊再生時にはデュアルポートメモリ4
からのデータを出力し、通常再生時には通常再生データ
を出力する。
【0020】次に、この発明の一実施形態の動作につい
て説明する。通常再生が開始されると、その中から抜出
された特殊再生データがIピクチャヘッド検出回路1を
介してデュアルポートメモリ4に与えられる。また、再
生データ有効ゲート信号が書込アドレス発生回路3に与
えられ、書込アドレス発生回路3は再生データ有効ゲー
ト信号に応じて書込アドレス信号をデュアルポートメモ
リ4に与える。それによって、特殊再生データが順次デ
ュアルポートメモリ4に記録される。その間に、Iピク
チャヘッド検出回路1がIピクチャの先頭データを検出
すると、入力されているデータがIピクチャの先頭のデ
ータであることがわかるため、そのデータの書込アドレ
スがIピクチャ先頭アドレスレジスタ2に記録される。
【0021】特殊再生モードに移行すると、Iピクチャ
先頭アドレスレジスタ2に記録されているアドレスのう
ち最も古いアドレスが読出アドレスとして読出アドレス
発生回路5にセットされる。読出アドレス発生回路5は
リードイネーブル信号と読出アドレス信号をデュアルポ
ートメモリ4に与え、デュアルポートメモリ4から所定
のビットレートでデータが読出される。
【0022】以降、デュアルポートメモリ4は書込アド
レス発生回路3と読みアドレス発生回路5との間で互い
にアドレスを調べて強調することによりFIFOメモリ
として動作し、連続的に特殊再生データが切換スイッチ
6を介して出力される。このようにして、通常再生モー
ドから特殊再生モードになると、瞬時にIピクチャのデ
ータの出力が開始されるため、MPEGデータの途切れ
や不連続による被害を抑えることができる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、通常
再生から早送り再生などの特殊再生に再生モードの変更
を行なったとき、テープ上に記録されている特殊再生デ
ータを予めメモリに記録しておいたもののIピクチャの
先頭から瞬時に読出して出力できるため、通常再生から
特殊再生へ移行するときに、映像データが途切れること
によって生じる画像の欠落や画面の停止状態を最小限に
抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示すブロック図であ
る。
【図2】MPEGのフレームの種類を示す図である。
【図3】MPEG画像データの階層構成を示す図であ
る。
【図4】DVCRの規格の磁気テープ上の記録フォーマ
ットを示す図である。
【図5】シンクブロックを示す図である。
【図6】通常再生と特殊再生のヘッド軌跡を示す図であ
る。
【図7】MPEGのトランスポートパケットの2つが5
つのシンクブロックにマッピングされている状態を示す
図である。
【符号の説明】
1 Iピクチャヘッド検出回路 2 Iピクチャ先頭アドレスレジスタ 3 書込アドレス発生回路 4 デュアルポートメモリ 5 読出アドレス発生回路 6 切換スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯近 重和 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−275103(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/91 - 5/956

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テープ上の各トラックにMPEGデータ
    を記録するデジタルデータ記録再生装置において、前記
    トラックに通常再生用MPEGデータを記録する第1の
    領域と、特殊再生用MPEGデータを記録する第2の領
    域を形成し、特殊再生時に前記第2の領域より読取った
    特殊再生用MPEGデータを出力するMPEG信号再生
    装置であって、通常再生時に前記特殊再生用MPEGデータの先頭デー
    タを検出する検出手段、 前記特殊再生用MPEGデータを記憶するための記憶手
    段、 通常再生時に前記特殊再生用MPEGデータの入力され
    たことを示すゲート信号に基づいて書込みアドレス信号
    を発生し、前記記憶手段の書込アドレスを指定する書込
    アドレス発生手段、および 特殊再生時に前記検出手段に
    よって検出された先頭データのアドレスを読出アドレス
    として前記記憶手段から前記特殊再生用MPEGデータ
    を読出す読出アドレス発生 手段を備えた、MPEG信号
    再生装置。
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