JP3607312B2

JP3607312B2 - 画像再生装置および方法

Info

Publication number: JP3607312B2
Application number: JP01727594A
Authority: JP
Inventors: 裕明海野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-01-05
Also published as: JPH07226908A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、書き込み読み出し可能な磁気ディスクや光ディスク等を記録媒体として用いる画像再生装置および方法に関し、特に再生速度の制御機能について改良したものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像データを圧縮する技術として、ＭＰＥＧ規格がある。この規格においては、１グレープ（ＧＯＰ）内には、フレーム内符号化画像（Ｉフレーム）、フレーム間予測符号化画像（Ｐフレーム）、双方向予測符号化画像（Ｂフレーム）を含む。
【０００３】
図２は、本件出願人が出願した、特願平成２−２２９９１０号で提案しているフォーマットであり、符号化した符号化データ（図２（Ａ））と、これを復号化した場合の出力画像（図２（Ｂ））を模式的に示している。図において、Ｉはフレーム内符号化された映像データ、Ｐはフレーム間予測符号化された画像データ、Ｂは双方向予測符号化された画像データであり、このモードではＩ、Ｐ、Ｂ、Ｂ、Ｐ、Ｂ、Ｂ、Ｐ、Ｂ、Ｂ、Ｉ、Ｂ、Ｂフレームの繰り返しで符号化が行われる。よって各フレームの符号化データ長が異なることになる。この様なフォーマットによると、Ｉフレームのみを再生すれば１２倍速、ＩとＰフレームを再生すれば３倍速の映像を得ることができる。１２フレーム分が１ＧＯＰとして扱われ、３ＧＯＰが１データユニットとして扱われる。
【０００４】
しかしながら、例えばＩフレームのみを再生しようとすると、Ｉフレームのデータを転送する場合、通常の１２倍のレートで、ディスクから再生処理部へデータを転送する必要があり、ＩとＰを再生する場合には３倍のレートでデータを転送する必要がある。しかしこのように高速でデータを転送するには、高度の技術が必要であり装置が複雑となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＭＰＥＧ規格の圧縮画像データをディスクから読み出して高速再生を行う場合、Ｉフレームのみの再生、あるいはＩとＰフレームの再生により実現しようとすると、高速でデータを転送する必要が生じる。そこで、これを緩和するために一時的に、読み出したデータ繰り返し使用するようにすると、静止画の期間が多発して不自然な高速画像となる。
そこでこの発明は、高速なデータ転送を緩和して、自然な高速再生を実現することができる画像再生装置および方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、映像フレーム数毎に映像データを分離できるようにグループ化し、グループ化した映像データを各々ＧＯＰを構成するグループ単位でＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮符号化し、この符号化映像データを３グループ分つなぎ、先頭には各グループの読み出しアドレス情報であるサブコードを有するようにパケット化されたデータユニットを複数備える映像データを再生する画像再生装置であって、高速再生が設定された場合は、前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、選択されたデータユニットの中の前記３グループ分つながれた符号化映像データのうちの１つのグループの符号化映像データを前記サブコードに基づいて取り出してデコードする高速再生用制御手段を有するものである。
【０００７】
【作用】
上記の手段により、高速再生を行うのにフレーム単位での再生ではなく、ＧＯＰ単位での再生が実現されるので、動画が自然に再生される。
【０００８】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１はこの発明の一実施例に係わる再生装置である。光ディスク１０１は、システム制御部２００により制御されるモータ１０２により回転される。光ディスク１０１の情報信号は、ピックアップ１０３により読み取られ、読みとられた情報信号は、再生処理部１０４で再生及び増幅される。再生処理部１０４で得られたデータは、分離手段１０５に入力される。
【０００９】
分離手段１０５では、図２（Ｃ）に示したデータユニットを識別して、拡張データ、映像データ、音声データを分離し、それぞれを専用のデコーダ１０６、１０７、１０９に与える。拡張データデコーダ１０６と映像デコーダ１０７で再生された信号は、合成部１０８に入力されて合成され、再生映像信号として出力される。また音声デコーダ１０９で再生された音声データは再生音声信号として出力される。
【００１０】
システム制御部２００は、システムの各部を制御するためのプログラムを有し、後述する高速再生処理用の機能も備えている。
ここで図２に示したデータフォーマットについて再度説明する。データユニットには、先頭にヘッダーとしてのサブコードが付加されており、このサブコードは、データユニット内の個別管理情報として用いられ、音声と映像の同期情報も含まれる。サブコードを認識することにより、ＧＯＰ−０の先頭アドレス、ＧＯＰ−１の先頭アドレス、ＧＯＰ−２の先頭アドレスを把握することができる。データユニット内には、サブコードＳｕｂ、拡張データＥｘｔ、音声データＡｕｄｅｉｏ、映像データＶｉｄｅｏが含まれており、映像データは、上記したようにＧＯＰ−０〜ＧＯＰ−２である。
【００１１】
拡張データには、副映像データが含まれる。副映像データは、映画で使用する字幕情報等である。またサブコードは、データユニット内の個別管理情報である。またサブコード内には、音声と映像の同期情報も含まれる。副映像データは、対応する主映像を含むＧＯＰ単位で更新されており、また映像と音声の同期及び同期修正もＧＯＰ単位で行われる。１つのデータユニットのデータを再生する時間は、例えば１．２秒程度である。つまり、１フレームは、約１／３０秒、１２フレーム（＝１ＧＯＰ）は約１２／３０秒、よって、３ＧＯＰの再生時間は約１．２秒（＝約４００ｍｓ）である。
【００１２】
図３（Ａ）は光ディスクのデータ記録領域を示している。光ディスクのデータ記録領域としては、図３（Ａ）のＶＩＤ、ＰＩＰ、ＤＡＴと記された内周側の管理領域と、その外周のデータ領域とが存在する。
【００１３】
管理領域には、管理テーブルが記されており、最内周のボリウムアイデンティティーフィールド（ＶＩＤ）と、その外周のプログラムインフォメーションフィールド（ＰＩＦ）と、その外周のデータユニットアロケーション（ＤＡＴ）がある。ＶＩＤは、管理テーブル領域の先頭バイトから書き込まれ、２５６バイトを使用してディスク全体の諸元情報等を示している。例えば、一般記録用ディスク、再生専用ディスク等の情報である（図４（Ａ））。
【００１４】
プログラムインフォメーションフィールド（ＰＩＦ）には、各プログラムの諸元情報が記録される。各プログラム毎に１６バイトが使用される。
図４（Ｂ）は、ＰＩＦの１６バイトの内容を示している。
【００１５】
ＡＴＢＭはボリウムにおける現プログラム開始点の絶対時間である。（タイムコードサーチの場合は、まずプログラム再生順に各ＡＴＭＢデータをチェックし所望のタイムコードが存在するプログラム番号を検出する。次に該当プログラム中の各ＤＡＴ（後述）をチェックし、プログラムタイム（ＰＴＭＢ）とＡＴＭＢを加えたものを、所望するタイムコード値と比較し、該当タイムコードが所属するＤＡＴを検出するという手順にてサーチが可能である）。絶対開始時間による方法であれば、ユーザは希望のプログラム番号から絶対開始時間を知ることができるので、その絶対開始時間に対応したＡＴＢＭをサーチすることにより、特定のＰＩＦデータを検出できる。
【００１６】
ＰＩＮＦはプログラム属性を示している。プログラム属性としては、プログラム単位でその属性を表記しており、コピー禁止フラッグ（ＣＰＮＨ）、プログラム種別（ＰＴＹＰＥ）、書き込み属性（ＰＷＲＴ）、データユニットを構成するＧＯＰ数（ＳＧＤＵ）がある。ＣＰＮＨが“１”ならばコピー禁止、“０”ならばコピー許可であり、ＰＴＹＰＥは３ビットを用いて、ホームビデオ、映画、音楽、カラオケ、コンピュータ・グラフィック、インタラクティブ、ゲーム、コンピュータデータ、プログラム等の種類を示している。ＰＷＲＴは“１”ならば書き込み可能であることを示している。ＳＧＤＵは、３ビットを用いて先に説明したモード１、モード２、モード３のいずれかを示している。
【００１７】
ＰＩＦには、そのほか、図４（Ｂ）に示すようなパラメータが格納されている。ＡＩＮＦは、音声符号化方式の識別、ＶＩＮＦは映像符号化方式の識別、ＡＴＲＴは、ピクチャ属性、つまりアスペクト比、ＰＡＬ、ＮＴＳＣ等の方式を識別するための情報、ＨＲＥＳは画面水平解像度、ＶＲＥＳは画面垂直解像度である。
【００１８】
また、ＰＮＴＢは、開始ポインタであり、プログラム開始点のデータユニットが保存されているＤＡＴアドレス（ＤＡＴユニット番号）を示すポインタ値である。ＤＡＴについては次に説明するが、このＤＡＴアドレス（ＤＡＴユニット番号）が判明することにより、データ領域上でのプログラムの先頭セクタ位置を認識することができる。
【００１９】
ＰＧＭＬは、関連するプログラムが存在するような場合、あるいは、連続して現プログラムに続いて再生すべきプログラム番号を示している。つまりプログラムの再生順序は必ずしもプログラム番号の順には一致しないということである。現プログラムが最終プログラムの場合は、リンク先は存在せずＰＧＭＬは全ビット“１”とされている。
【００２０】
図４（Ｃ）には、ＤＡＴの構成を示してる。このテーブルにはパラメータとして、ゾーン番号（ＮＺＯＮ）、セクタ番号（ＮＳＣＴ）、トラック番号（ＮＴＲＣ）、プログラム時間（ＰＴＭＢ）、リンクポインタ（ＰＮＴＬ）がある。
【００２１】
ＮＺＯＮは、データユニット先頭の記録セクタが所属するゾーン番号である。ゾーン内において、ゾーン番号は、各トラック毎に基準位置から連続するように取決められている。即ち、図４のデータ領域に示すように、ディスク上に基準位置Ｒ１があり、この位置から順番に０から番号が付されている。ＮＳＣＴは、そのゾーン内のセクタ番号を示している。セクタ番号は、他のトラックやゾーンと関係する通し番号では無く、そのゾーン内で完結する番号である。ＮＴＲＣは、当該ゾーンとセクタ番号が存在するトラック番号を示している。さらに、ＰＴＭＢは前記データユニット先頭の映像データ（Ｉピクチャ）の時間的位置情報を示すフラッグであり、内容はプログラム開始点からの相対経過時間（秒）である。この時間的位置情報は、タイムコードサーチが行われるときに利用される。またこの時間的位置情報は、プログラム時間、絶対時間、残量表示等を行うときに再生装置側にとり込まれてスタート基準データとして利用される。
【００２２】
次のＰＮＴＬは、現ＤＡＴユニット番号と時間的に連続する次のＤＡＴユニット番号を示すためのフラッグである。単位は、データユニット番号に相当し、プログラム終了点などでリンク先が存在しない場合は全ビット“１”（＝０×ＦＦＦＦ）とする。リンクポインタとして有効な値は、０×００００〜０×ＦＦＦＦである。
【００２３】
図３に戻って説明する。図３（Ｂ）は、ＤＡＴの例を示している。ＤＡＴユニット番号は、０〜Ｎｍａｘで連続している。ＰＩＦのＰＮＴＢが参照されることにより最初のＤＡＴユニット番号が決まる。今、ＤＡＴユニット番号が１であったとすると、次のリンクポインタは０である。ＤＡＴユニット番号０のリンクポインタはＮｍａｘ−１である。そしてＤＡＴユニット番号Ｎｍａｘ−１のリンクポインタは、２である。ここで上記のＤＡＴユニット番号の変遷に従ってゾーン番号、トラック番号、セクタ番号をみると、トラック４のゾーン１のセクタ３、トラック７のゾーン０のセクタ２、トラック１０のゾーン３、セクタ３０という再生順序情報を得ることができる。
【００２４】
上述したように、管理情報に基づいてアクセスされて読み出しを行う再生装置が、特殊再生、特に高速再生を行う場合には、次のような制御が行われる。
図５はその実施例を示している。この装置では、ＭＰＥＧ規格のＩフレームまたはＩとＰフレームを再生するという方法ではなく、グループオブピクチャー（ＧＯＰ）毎の単位で再生を実行し、それ程高速再生でなくても、自然な高速再生を実現するものである。このシステムで、１つのデータユニットのデータを再生する時間は、図２（Ｃ）に示したフォーマットの場合、１．２秒程度（＝約４００ｍｓ）である。ここで光ディスクの再生速度を通常の２倍とすると、光ディスクからのデータの読み出し時間は約２００ｍｓとなる。ここで、再生に必要な時間約４００ｍｓ（１ＧＯＰ分の再生時間）と読み出し時間約２００ｍｓの差を見ると、２００ｍｓがあり、この間に次のＧＯＰへのアクセスは十分可能である。
【００２５】
そこで、データユニットのうちのＧＯＰ−０のみを再生して３倍速再生を得ることができる。これを１データユニットおきに行えば、６倍速再生を実現することができる。このような再生を行った場合、画像としては動画となり比較的不自然さが生じない。
【００２６】
図５は、上記の６倍速再生を実現するためのシステム制御部２００の制御フローチャートである。再生装置の場合、ディスクが載置された場合、まず図３、図４で説明した管理テーブルの読取りが行われ、そのディスクのデータ記録状況、データフォーマット等が認識される（ステップＳ１、Ｓ２）。次に、指定されているプログラムの最初のデータユニット（ＤＵＴ）が認識される。このデータユニット（ＤＵＴ）のディスク上のアドレス、つまり、ＤＵＴ番号、セクタ番号等は、ＤＡＴ（データアロケーションテーブル）に示されている。ＤＡＴのデータが処理されることにより、データユニット（ＤＵＴ）のアドレス（ゾーン、セクタ、トラック番号）が認識され、具体的に当該データユニットの読み出しが可能である（ステップＳ３）。以後の連続するデータユニット（ＤＵＴ）は、ＤＡＴのリンクポインタを参照することにより、次々とアドレスを認識することができる。データユニット（ＤＵＴ）が読み取られた場合、そのデータユニットは、例えば制御部２００のバッファメモリに一時的に蓄積される。データユニット（ＤＵＴ）が読み取られると、そのヘッドデータが読み取られサブコードからＧＯＰ−０の位置が認識される（ステップＳ６）。そして、ＧＯＰ−０が映像デコーダ１０７に送られ、復号化されて再生される（ステップＳ７）。この再生出力が得られている間に、当該データユニット（ＤＵＴ）の２つ先のデータユニットを探すためのユニット番号が設定され（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻る。すると、ステップＳ３では、次のＤＵＴのアドレスをＤＡＴを参照することにより認識して、読み取りを行う（ピックアップ１０３の移動制御等）。このように次々とＧＯＰ−０のみを再生して、プログラムの終りに来るとリンクポインタとして０×００００〜０×ＦＦＦＦが認識され、ステップＳ９で終了する。
【００２７】
上記の実施例によるデータ形式は、１つのデータユニットに３つのＧＯＰが含まれるフォーマットである。したがって、高速再生の可能な倍数は、３の倍数となる。
【００２８】
データユニットの形式として、上記の形式は限定されるものではない。ディスク上のデータユニットとしては、１つのデータユニットに２つのＧＯＰを含むように構築されてもよい。図２（Ｄ）には、２つのＧＯＰを含むデータユニットのフォーマットを示している。他の部分は、図２（Ｃ）のデータユニットと同じである。このようなデータユニットの場合、高速再生の可能な倍数は、２の倍数となる。
【００２９】
ここで、図６に示すように、この発明における第２の実施例は、ディスクに記録されているデータユニットが異なるＧＯＰ数であっても高速再生ができるように工夫されている。図５と同じ部分には同一ステップ符号を示している。ステップＳ７までは、図５で説明した処理と同じである。１データユニット（ＤＵＴ）内のＧＯＰ数がいくつであるか判定される（ステップＳ１１）。これはデータユニットのヘッダーデータにより認識することができる。ここでＧＯＰ数が３である場合は、次のデータユニット（ＤＵＴ）としては、（Ｎ／３）＝２個（Ｎ＝６）先のＤＵＴが再生の対象とされる（ステップＳ１２）。ＧＯＰ数が２であった場合は、次のデータユニット（ＤＵＴ）としては、（Ｎ／２）＝３個（Ｎ＝６）先のＤＵＴが再生の対象とされる（ステップＳ１３）。このように複数の種類のＧＯＰ数がある場合、高速再生できる倍数は、２と３の公倍数（Ｎ）となる。
【００３０】
上記した実施例は、再生装置自身が自動的に倍速数を設定するように説明したが、データユニットのＧＯＰ数に応じて、ユーザが倍速を選択するようにしてもよい。この場合は、指定できる倍速をユーザにわかりやすく表示することが好ましい。
【００３１】
図７は、指定できる高速倍数を表示できるようにした第３の実施例を示している。このシステムでは、まず、ディスクが載置されたときに管理テーブルを読み取り、指定されているプログラムあるいは最優先のプログラムの１データユニット（ＤＵＴ）を読み取る（ステップＳ１〜Ｓ３）。次に、データユニットのＧＯＰ数Ｎを認識する。これはデータユニットのヘッダーデータにより認識することができる。今、ＧＯＰ数Ｎが３であるとすると、その倍数が高速再生できる速度であるから、３、６、９、１２が表示装置に表示され（ステップＳ２３）、ユーザはこの倍数のいずれかを指定することができるようになっている。またＧＯＰ数Ｎが２であるとすると、その倍数が高速再生できる速度であるから、２、４、６、８が表示装置に表示され（ステップＳ２３）、ユーザはこの倍数のいずれかを指定することができるようになっている。これにより、ユーザの使用上の混乱が防止される。高速倍速数が指定されると、これはシステム制御部２００により認識され、ピックアップすべきデータユニットが決定され、再生動作が制御されることになる。
【００３２】
【発明の効果】
上記したようにこの発明によれば、高速再生を行うのにフレーム単位での再生ではなく、ＧＯＰ単位での再生であるから、それ程高速でなくても動画を自然に再生される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例における装置を示す図。
【図２】この発明の装置で扱われるデータのフォーマットの説明図。
【図３】この発明の装置で扱われるディスクのデータ領域の説明図。
【図４】上記ディスクの管理領域のデータ内容の説明図。
【図５】図１のシステム制御部の動作例を示すフローチャート。
【図６】図１のシステム制御部の他の動作例を示すフローチャート。
【図７】図１のシステム制御部のさらにまた他の動作例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０１…光ディスク、１０２…モータ、１０３…ピックアップ、１０４…再生処理部、１０５…分離手段、１０６…拡張データデコーダ、１０７…映像デコーダ、１０８…合成部、１０９…音声デコーダ。

Claims

映像フレーム数毎に映像データを分離できるようにグループ化し、グループ化した映像データを各々ＧＯＰを構成するグループ単位でＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮符号化し、この符号化映像データを３グループ分つなぎ、先頭には各グループの読み出しアドレス情報であるサブコードを有するようにパケット化されたデータユニットを複数備える映像データを再生する画像再生装置であって、
高速再生が設定された場合は、前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、選択されたデータユニットの中の前記３グループ分つながれた符号化映像データのうちの１つのグループの符号化映像データを前記サブコードに基づいて取り出してデコードする高速再生用制御手段を有したことを特徴とする画像再生装置。
映像フレーム数毎に映像データを分離できるようにグループ化し、グループ化した映像データを各々ＧＯＰを構成するグループ単位でＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮符号化し、この符号化映像データを２グループ分つなぎ、先頭には各グループの読み出しアドレス情報であるサブコードを有するようにパケット化されたデータユニットを複数備える映像データを再生する画像再生装置であって、
高速再生が設定された場合は、前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、選択されたデータユニットの中の前記２グループ分つながれた符号化映像データのうちの１つのグループの符号化映像データを前記サブコードに基づいて取り出してデコードする高速再生用制御手段を有したことを特徴とする画像再生装置。
２と３の公倍数を高速再生の倍数として設定する設定手段と、
この設定手段で設定された高速再生の倍数に応じて前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、選択されたデータユニットの中の前記データユニットが有する複数のＧＯＰのうち１つのＧＯＰの符号化映像データを取り出してデコードする高速再生用制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像再生装置。
映像フレーム数毎に映像データを分離できるようにグループ化し、グループ化した映像データを各々ＧＯＰを構成するグループ単位でＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮符号化し、この符号化映像データを３グループ分つなぎ、先頭には各グループの読み出しアドレス情報であるサブコードを有するようにパケット化されたデータユニットを複数備える映像データを再生する画像再生方法であって、
高速再生が設定された場合は、前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、
この選択されたデータユニットの中の前記３グループ分つながれた符号化映像データのうちの１つのグループの符号化映像データを前記サブコードに基づいて取り出し、
この取り出した符号化映像データをデコードして再生する
ことにより映像データを高速再生することを特徴とする画像再生方法。
映像フレーム数毎に映像データを分離できるようにグループ化し、グループ化した映像データを各々ＧＯＰを構成するグループ単位でＭＰＥＧ規格に基づいて圧縮符号化し、この符号化映像データを２グループ分つなぎ、先頭には各グループの読み出しアドレス情報であるサブコードを有するようにパケット化されたデータユニットを複数備える映像データを再生する画像再生方法であって、
高速再生が設定された場合は、前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、
この選択されたデータユニットの中の前記２グループ分つながれた符号化映像データのうちの１つのグループの符号化映像データを前記サブコードに基づいて取り出し、
この取り出した符号化映像データをデコードして再生する
ことにより映像データを高速再生することを特徴とする画像再生方法。
２と３の公倍数を高速再生の倍数として設定し、
この設定された高速再生の倍数に応じて前記複数のデータユニットをＮ（Ｎは１を含む自然数）毎の飛び飛びで選択し、
この選択されたデータユニットの中の前記データユニットが有する複数のＧＯＰのうち１つのＧＯＰの符号化映像データを取り出してデコードするようにしたことを特徴とする請求項４または５に記載の画像再生方法。