JP3429795B2 - 光ディスク装置及び光ディスク - Google Patents
光ディスク装置及び光ディスクInfo
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10527—Audio or video recording; Data buffering arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Indexing, Searching, Synchronizing, And The Amount Of Synchronization Travel Of Record Carriers (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
高密度に記録したコンパクトディスク等の光ディスク及
びこの光ディスクを記録再生する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】コンパクトディスク（ＣＤ）にディジタ
ルデータを記録するＣＤ−ＲＯＭディスク等を利用し
て、圧縮した動画のデータ等を記録し再生することで小
型で長時間再生できる動画の再生機などが実現されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＣＤ−
ＲＯＭ等のように、限られた単位時間当たりの情報量
（固定ビットレート）でビデオデータを記録すると動き
が激しい場面では画像が不自然になる等の欠点があっ
た。 【０００４】また、光ディスクに記録するビデオデータ
の情報量を多くして、光ディスクの回転スピードを上げ
て光ディスクに記録されたビデオデータを読み取るよう
にすると、光ディスクへのビデオデータの収録時間が短
くなるという問題があった。 【０００５】小型のディスクを用い高解像度で自然な再
生を長時間再生可能な装置を得ることを目的とした動画
データの圧縮方法には、例えばビデオの信号の時間領域
をディスクリートコサイン（ＤＣＴ）等により周波数領
域に分け、各スペクトラムにビットの割当てを変えるな
どにより必要ビット数を減らしたり、又画像のフレーム
間の相関を予測し、その差分を情報データとして用うる
等で圧縮し必要ビット数を減らす方法がある。 【０００６】高域部分の多い細い画像や動きの激しい信
号程情報量を必要とするが、動きの少ない時や高域成分
のない時が含まれ、この時は少ない情報で良い。これら
のデータをＣＤ−ＲＯＭ等にデータとして記録して再生
する装置では、最も情報量の必要な部分を上限としたビ
ットレートで装置の解像度などの再生画像の質が決定さ
れてしまう欠点があった。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明では、これらの必
要な情報量の変化に着目し、ディスク全体の情報量は従
来と同一でも刻々と変化する画像に対応した情報量のデ
ータをディスクに記録し、再生するビットレートを可変
することで再生画像の質を改良しようとするものでる。 【０００８】即ち、情報データのビットレートを大きく
取ることが必要な部分は単位時間当たりディスク上のデ
ータを多く使用するようにし、逆に情報データのビット
レートを大きく取る必要がない部分は単位時間当たりの
ディスク上のデータを少なく使用するようにし、各々の
領域に情報データのビットレート（圧縮率）を識別する
識別データを記録する。再生時に、可変レートの再生に
対応するようスピンドルサーボを行うか、ポーズ、プレ
イを繰り返して必要なデータ量のビデオデータをディス
クから再生し、メモリに記憶し、識別データに基づいて
メモリに記憶されたビデオデータの読み出し速度を制御
してデコーダに入力し、ビデオデータをデコードし、ビ
デオ信号とする。 【０００９】 【実施例】図２にディスク上のデータ構成の一実施例を
示す。ＣＤ−ＲＯＭのデータフォーマット等と同様にデ
ータバイトの流れとしてデータは記録するようにし、一
定の間隔に同期ワード１を設け、再生時にデータ抽出が
可能なようにデータフレームを決定する。 【００１０】又、この同期ワードの後にヘッダー部２を
設け、このデータフレームに含まれるデータの種類や圧
縮のモードを示し、これによってこのフレームのデータ
３のデコードのモードを切り換える識別コードとする。
データ３には、図２では例えば圧縮率の最も高いＡのモ
ード、中間のＢ、少ないＣの３つで示すと、Ａでは１つ
のデータフレームでビデオ信号の１フィールドに対応す
るデータを収納し、Ｂであれば２つのデータフレーム、
Ｃであれば４つのデータフレームで１フィールドのデー
タとする。 【００１１】今、Ｂが標準のビットレートとすると、全
てのフレームをＡでデータを収納してあるとすると、再
生時間は標準Ｂのみの場合に比べ２倍の時間で再生でき
ることになる。 【００１２】逆にＣのみの場合は１／２となる。記録時
に画像の流れに従って高密度なデータを必要とする部
分、少なくて良い部分をＡ，Ｂ，Ｃに振り分けコンピュ
ータ等を用い、磁気ディスク、磁気テープ等を用うるこ
とによって容易に一本化データとすることができる。 【００１３】又、光ディスクの制作では演奏時間が一時
間のディスク制作にそれ以上の時間で行うことは許され
ているため、これらのフォーマットでのデータ収納は容
易である。これらのフォーマットでデータの再生のため
のブロック図の例を図１に示す。 【００１４】ディスク再生を行うデイスクドライブ部４
で一般のＣＤ−ＲＯＭドライブと同様に所定の部分から
再生でき、又一時停止であるポーズ動作等を行えるよう
にし、再開のプレイ指令によって同一アドレスより再生
しうるようにする。ここでこの再生するディスクの回転
速度は再生データの必要なビットレートに対応するよう
にしておく。即ち本実施例では、Ｃのモードが連続して
再生する場合、所定のビットレート即ち標準Ｂモードの
２倍の回転スピードで再生しうるようにする。 【００１５】この状態でディスクドライブ部４より再生
されたデータはデータセパレータ５によって同期パター
ンを検出し、ヘッダー２を分離すると共にデータを分離
し、これらデータに対しデータフレーム等が後のデコー
ダ８で認識しうるようにデータに追加して並列で出力す
る。一方ＳＹＮＣヘッダー１はＣＰＵ６に送られる。 【００１６】ヘッダー情報には圧縮モードの他ディスク
のアドレス情報も含まれており、ＣＰＵ６で再生データ
のディスク上のアドレスが認識できる。これらのデータ
をメモリ７に記憶しバッファし、入力の順序で出力す
る、いわゆるＦＩＦＯメモリとする。この出力をデコー
ダ８により圧縮データをデコードし、元の伸張したデー
タとして出力する。 【００１７】ここで例えばモードＣが続いている場合に
はデコードで必要なビットレート（バイトレート）と再
生のビットレート（バイトレート）が等しいために、メ
モリ７に書かれたデータを続々と取り出すために何等問
題なく再生し得る。ここでＢモード、又はＡモードの再
生データがメモリ７へ入力され、デコーダ８で読み出さ
れると、まず各モードのビットレートによってデコーダ
８へのデータの読み出しクロックをＣモードのそれぞれ
１／２又は１／４とする。このことから、データの読み
出しクロックを変えない場合には、各モードのビットレ
ートによってデコーダ８へのデータの読み出しのタイミ
ングを遅らせるようにしても同じ結果が得られ、且つ、
実現することが容易である。これによって所定のデコー
ドを行い、同様にデコーダ８より出力する。このデコー
ダ８よりの出力レートはモードにかかわらず所定のビッ
トレートである。これは入力の各モードの情報量のビッ
トレートが異なるのみで、目的のデコードした伸張デー
タは常に同じためである。 【００１８】ここでメモリ７の入力データはモードＣと
同一のビットレート（バイトレート）であり、読み出し
は１／２となるためメモリ７に記憶され蓄積されるデー
タが増大してくる。ここでメモリ７に書き込まれたアド
レスと読み出されたアドレスをＣＰＵ６でその差を求め
ることでメモリ７が飽和するかどうかを判断する。（勿
論メモリ７の状態はメモリコントロールカウンター等か
らでも判断し得る。）メモリ７の飽和に近付くとＣＰＵ
６からディスクドライブ４へポーズ指令を出し、再生を
一時停止する。 【００１９】このメモリ７の量は、ディスクがポーズを
受けプレイを再開するには、少なくとも１回転ディスク
が回転しなければ次のアドレスを再生する場所には戻れ
ない。このため、１回転以上のメモリ容量があれば良
い。 【００２０】しかし、読み出し指令でそのアドレスを再
生するには、最大１回転待つ必要がある場合があり、こ
れを含めると２回転以上のデータをメモリーする容量を
必要とする。このため、メモリの１／２の容量にデータ
が減った場合に、ＣＰＵ６よりディスクドライブ４にプ
レイ指令を出して再生を先のアドレスより再生し得るよ
うにし、データセパレータ５で先に再生したアドレスの
フレームの次よりデータをメモリ７へ送るようにコント
ロールすることでメモリを回復させる。 【００２１】これらを繰り返すことでＢモードの時のみ
の場合には、再生時間が１に対しポーズの時間が１、Ａ
モードの場合には、同じく１に対し３の割となる。しか
し、ディスクはこれらがランダムに発生し、ディスク全
体の平均レートが標準のＢと同じくなるよう収納されて
いるため、ディスク全体を通しては半分の時間ポーズし
ていることになる。 【００２２】これらのデータをデコーダ８で伸長し、Ｄ
Ａコンバータ９で変換したデータを元のビデオデータと
しフレームメモリ等のメモリへデータを入れ、この出力
を同期信号等の発振部をもつビデオ信号と成すビデオ信
号生成部１０に入れＮＴＳＣ等の所定のビデオ信号とし
て出力１１に出力する。 【００２３】尚、本実施例では、ディスクドライブ４の
ディスク回転を所定の２倍とし、ポーズにより光ディス
クに記録されたビデオデータの読み取りを停止させるよ
うにしたが、後述する図５に示す如くスピンドルモータ
の回転数または線速度を変えてディスクからのデータ読
み込み速度を変えても同じように実現し得る。但しこの
場合は、スピンドルサーボ等の応答が遅い場合には、そ
の遅れ時間中に読み出される又は記憶されるデータのた
めにメモリ７の容量を大きくする必要がある。 【００２４】尚、一般に動画には音声などの音声データ
も必要とする。これらも圧縮することでビットを減らす
ことができる。このデータ量はビデオデータに比べ少な
いのでビデオデータに付加して収録し得る。しかしこの
場合、オーディオデータは一定の転送レートで再生され
ない。これらの問題を解決した例を図４に示す。即ち、
復調後のデータ量が予め定めたデータ量分の圧縮ビデオ
データに対し一定量のオーディオデータを割り当てて記
録するようにすれば、再生時に一定の転送レートでオー
ディオデータを再生することができる。 【００２５】図４に示すように、圧縮率が最も高いＡの
データフレームには、常に一定の量のオーディオデータ
１２が記録される。圧縮率がＡよりも低いＢ、Ｃのモー
ドの時、例えば、Ａモードでは８倍の圧縮率でビデオデ
ータが記録され、Ｂモードでは４倍の圧縮率でビデオデ
ータが記録されるとすると、Ａモードのデータフレーム
には非圧縮のビデオデータに対して１／８のデータ量の
ビデオデータが記録されていることになる。一方、Ｂモ
ードのデータフレームには非圧縮のビデオデータに対し
て１／４のデータ量のビデオデータが記録されているこ
とになる。ここで、ＢモードはＡモードに対して２倍の
データ量でビデオデータを記録するため、同じ再生時間
分のビデオデータを記録するのにＢモードではＡモード
の２倍のデータフレームを使用することになる。したが
って、Ａモードのデータフレーム１つに対して一定量の
オーディオデータ１２を記録し、Ｂモードの最初のデー
タフレームＢ１のみに一定量のオーディオデータ１２を
記録し、２つ目のデータフレームＢ２にはオーディオデ
ータを記録しないようにすれば、一定のビットレートで
オーディオデータを再生することができる。 【００２６】図３に再生ブロックを示す。データセパレ
ータでオーディオ部のみ分け、ＦＩＦＯメモリ１３に入
れる。ここでバッファした出力をデコーダ１４で圧縮さ
れたデータを元に戻しオーディオ信号として出力１１’
に出力する。ここでメモリより読み出すデータは一定の
レートであり、入力も平均すると一定のレートとなる。 【００２７】しかし、ポーズ、プレイの繰り返されるデ
ータの入力となるため、このポーズに相当する時間の容
量のバッファを必要とする。これによりオーディオデー
タは可変ビットレートによるビデオデータにかかわらず
必要なデータのみ記録再生できる。 【００２８】本発明の他の一実施例を図５により説明す
る。ディスクドライブ４は再生速度を制御する入力クロ
ック信号に同期して再生し得るようにする。即ち、ＣＤ
プレーヤでは一般にシステムクロックとしてデータのサ
ンプル周波数の１９２倍等のｎ倍の整数倍を用い所定の
サンプルレートで再生する。このシステムクロックを可
変すると、これに対応してスピンドルの回転を始めとし
全ての信号が変化し、結果としてこのシステムクロック
の１／ｎのサンプルデータとして取り出すことができ
る。 【００２９】このシステムクロックの可変範囲の広い範
囲にロックして再生するには、この入力周波数に対応し
てプレーヤ内部のフェーズロックループ等を含むデータ
抜き出し部分等にこれらに対応し得るようにする必要が
あるが、これらの技術は種々周知であるので省略する。
このディスクドライブ４に入れる入力クロックはＶＣＯ
１５により発振され与えられる。このＶＣＯ１５はＶＣ
Ｏへの入力が無い時に丁度平均転送レートに対応した速
度になるようにしておくと都合が良い。この状態でディ
スクドライブ４で再生されたデータはメモリ７へ記憶す
る。このメモリバッファはＦＩＦＯ式に入力のデータの
順に出力され、出力はデコーダ８よりのクロックで読み
出され、入力はディスクドライブ４からの再生クロック
で書き込まれる。 【００３０】又、メモリ７をへたデータは、デコーダ部
でデータの同期によりデータを分離してデコードを行
う。ここでデータのモードに応じ元のデータに伸長し出
力する。この時、データのモードがＡの時は、必要なデ
ータのビットレートは少なく、逆にＣの場合は最も早い
必要があり、メモリより読み出すビットレートは可変さ
れ取り出される。メモリ７は、このためにモードＣの場
合にはデータ量が減少し、逆にモードＡの時には増大し
ていくことになる。 【００３１】このメモリに入るデータと、出力のデータ
よりヘッダーセパレータ１６，１７によってデータのア
ドレスを分離し、データ比較器１８によって、その差を
取り出す。ここで比較出力は、先の差のデータが所定の
値、一般的にはメモリ容量の１／２の値などをとると良
いが、この基準値（ＲＥＦ）１９をさらに差し引きこの
データをＤＡコンバータ２０に入れアナログ信号とす
る。 【００３２】このアナログ信号が０の時は、メモリに丁
度所定のデータが入っている事になり、＋であれば増
大、−であれば減少となる。これを逆出力とし、ローパ
スフィルタ２１を介しＶＣＯ１５に入力する。 【００３３】即ち、メモリ内のデータが減少するとＶＣ
Ｏの発振周波数を増大し、ドライブの再生速度が増大
し、メモリ内のデータが所定の値になるように戻り、常
にこの値となるようにサーボループが形成される。ここ
でローパスフィルタは、データ量の増減に対し、ドライ
ブに与える周波数の変化がドライブのスピンドルサーボ
等が応答し得る範囲となるために必要なものであり、応
答が早いドライブ程カットオフ周波数を高くできる。 【００３４】又、メモリの容量はこれらドライブの応答
の遅れに対応し、あふれたりしないだけの容量にしてお
く。これらによって、画像データが少ない、ゆっくり画
面が続くような時は、ドライブ速度が遅く、逆に変化の
激しい場面が続く時は、早い再生を行うようになる。 【００３５】ここでローパスフィルタ２１を低い周波数
にし、メモリ容量の大きなメモリ７を用いると、ドライ
ブの再生速度の変化率の少ない状態で平均速度に近い速
度が多くなり、逆の場合には、応答の早い可変範囲の広
いドライブを必要とするが、メモリ容量を減らす事がで
きる。 【００３６】デコーダ８で伸長されたデータは、ＤＡコ
ンバータ９でアナログのＲＧＢ信号等にし、ビデオ信号
形成回路１０でＮＴＳＣ等のビデオ信号とし、出力１１
とする事で実現する。オーディオ信号についても同様で
あるので説明を省く。以上のようにディスクにたくわえ
た全データは、従来と同量であるが、従来の２倍のビッ
トレートに相当する高解像の自然な動画を再生する事が
でき、動きの少ない所で無駄なデータを省く事で全再生
時間は同一とする事ができる。 【００３７】又、従来と同一の解像度であれば再生時間
をのばす事ができる。ここで、実施例では理解しやすい
ためにＡ，Ｂ，Ｃの３つのモードで示したが、さらに増
やす事もでき、逆に２つのモードとする事もできる。勿
論、オーディオデータにも応用する事ができる。比率に
関しては、実施例では４倍の比で説明したが、一般には
２倍程度で十分であり広く応用し得る。 【００３８】 【発明の効果】本願の発明によれば、１の光ディスク
に、各場面に適したビットレート（圧縮率）で情報を記
録できるため、動きの大きな場面では高解像度の自然な
動画を再生することができ、動きの少ない場面では無駄
なデータを省くことで再生時間を従来と同様にすること
ができ、又従来と同様の解像度で情報データを記録すれ
ば再生時間を長くすることができる。本願の発明によれ
ば、各場面に適した複数のビットレート（圧縮率）でビ
デオデータが記録された、即ち、可変のビットレートで
ビデオデータが記録された光ディスクを再生することが
できる。
ット例を示す図。 【図３】本発明のオーディオ信号を再生するブロック
図。 【図４】本発明のディスクに記録された信号のフォーマ
ットの例を示す図。 【図５】本発明の他の一実施例のブロック図。 【符号の説明】 １ シンクヘツダー ２ ヘッダー ３ データ ４ ディスクドライブ部 ５ データセパレータ ６ ＣＰＵ ７ メモリ ８ デコーダ ９，２０ ＤＡコンバータ １０ ビデオ信号生成部 １１，１１’出力 １２ オーディオデータ １３ メモリ １４ デコーダ １５ ＶＣＯ １６，１７ ヘッダーセパレータ １８ 比較器 １９ 基準値 ２１ ローパスフィルタ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】画像に必要な情報量の変化に応じた可変の
圧縮率で圧縮されたビデオデータとこれらのビデオデー
タの圧縮率に対応する識別データが記録された光ディス
クを一定の回転数または一定の線速度で回転させビデオ
データと識別データを読み取るディスクドライブ手段
と、 前記ディスクドライブ手段が読み取ったビデオデータを
記憶するメモリ手段と、 前記メモリ手段が記憶したビデオデータを復調する復調
手段と、 前記メモリ手段に記憶されたビデオデータの量が飽和し
ないように光ディスクからのビデオデータの読み出しと
読み出し停止を繰り返すよう前記ディスクドライブ手段
を制御すると共に識別データに基づいて前記メモリ手段
に記憶されたビデオデータの読み出し速度を制御する制
御手段とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29636692A JP3429795B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 光ディスク装置及び光ディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29636692A JP3429795B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 光ディスク装置及び光ディスク |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002230913A Division JP3662899B2 (ja) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | 光ディスク装置及び光ディスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124451A JPH06124451A (ja) | 1994-05-06 |
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Family
ID=17832624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29636692A Expired - Lifetime JP3429795B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 光ディスク装置及び光ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1992
- 1992-10-08 JP JP29636692A patent/JP3429795B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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