JP3642090B2

JP3642090B2 - ビデオデータ記録再生方法

Info

Publication number: JP3642090B2
Application number: JP22594995A
Authority: JP
Inventors: 敬三長石
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2015-08-10
Also published as: JPH0955915A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハードディスク、光ディスク等のディスク状記録媒体に対して、ビデオデータを記録するビデオデータ記録再生方法、特に、倍速読出しを行うことを可能としたビデオデータ記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオサーバーをハードディスクにより構成する場合に、複数のハードディスクドライブを使用し、複数チャンネルに対して同時的にビデオデータの供給を可能とするシステムが知られている。この場合、ビデオデータのデータレート、ハードディスクの転送レート、チャンネル数等を考慮して、複数のハードディスクに対して、ビデオデータをどのように書込み、また、読出すかについて種々検討されている。
【０００３】
図１は、ハードディスクを使用したビデオサーバーの概略の構成を示す。図１の例では、同時に入力／出力できるチャンネル数を６としている。６個のチャンネルＣＨ１〜ＣＨ６の入出力データがそれぞれＩＯプロセッサ１₁、１₂、１₃、１₄、１₅、１₆を介してハードディスクアレイ２と結合される。ＩＯプロセッサ１₁〜１₆は、それぞれバッファメモリを有し、ＩＯプロセッサ１₁〜１₆に対しては、コントロール信号が供給される。入出力データは、ビデオデータであって、例えばＭＰＥＧ２により圧縮されたビデオデータである。但し、圧縮することは、必ずしも必要ではない。
【０００４】
ハードディスクアレイ２は、複数台のハードディスクドライブにより構成される。ＩＯプロセッサ１₁〜１₆とハードディスクアレイ２に対しては、システムコントローラ３からコントロール信号が供給される。このコントロール信号は、ＩＯプロセッサ１₁〜１₆のバッファメモリに対するコントロール信号、ハードディスクアレイ２に対するコントロール信号である。
【０００５】
１チャンネルのデータレートを３０Ｍbps とすると、６チャンネルのデータを時分割多重化することによって、３０×６＝１８０Ｍbps のデータレートの転送が必要となる。ハードディスクアレイ２を１６台のハードディスクドライブにより構成し、１台のハードディスクドライブとして、その実効転送レートとして、２５６ＫＢ単位のリード／ライトで、約４Ｍバイト／秒とすると、４×８×１６＝５１２Ｍbps となり、アクセス時のシークタイムを考慮しても、十分に余裕がある。
【０００６】
図２に示すように、ＣＨ１〜ＣＨ６の各チャンネルのデータが一定のタイムスロットに時分割多重される。例えば１秒（３０フレーム）に相当する長さのストライプに各チャンネルのデータストリームが区切られる。区切られたストライプＤ１〜Ｄ６が時分割多重されてから、ハードディスクアレイ２に供給される。すなわち、１秒分のデータが１／６秒の間で書込まれる。時分割多重されたデータのレートが１８０Ｍbps である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
連続的にビデオデータを入出力する場合を１倍速再生（あるいは等倍速再生）とすると、編集の場合、プログラムの内容を速く見たい場合等、２以上の倍速比の倍速再生の機能を持つことが要請されている。例えば２倍速再生では、ＩＯプロセッサのバッファメモリから１倍速再生時の読出し速度の２倍の速度で読出しを行うことが考えられる。しかしながら、この方法では、ハードディスクドライブの読出し速度が追いつかないために、バッファメモリの内容が空となる問題がある。そこで、ハードディスクからデータを間欠的に再生するとともに、同じフレームの画像を２回、繰り返して読出すことがなされる。このように読出された画像は、時間的に飛び飛びの再生画像になってしまい、動きが不自然な画像となる問題がある。
【０００８】
従って、この発明の目的は、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＰＤ（相変化型ディスク）等のディスク媒体からビデオデータを再生する場合に、自然な動きの倍速再生画像を得ることが可能なビデオデータ記録再生方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、この発明は、ディスク状記録媒体に対して圧縮または非圧縮のディジタルビデオデータを記録し、ディジタルビデオデータをディスク状記録媒体から再生するようにしたビデオデータ記録再生方法において、
倍速再生の倍速比の整数倍のＮ個のデータブロックをそれぞれ記憶できるデータバッファに対して、Ｍフレーム分（ＭはＮの整数倍）のビデオデータを１フレーム分ずつ順次書込み、Ｎ個のデータブロックをそれぞれ読出してディスク状記録媒体に記録するステップと、
ディスク状記録媒体から再生したＮ個のデータブロックをデータバッファに対して順次書込み、データバッファからビデオデータを読出すステップとからなり、
読出すステップにおいて、倍速比に応じた所定のデータブロックをディスク状記録媒体から間欠的に読出してデータバッファへ書込み、倍速比に応じた順序でデータバッファからビデオデータを読出すことを特徴とするビデオデータ記録再生方法である。
【００１０】
ディスクドライブは、そのアクセス速度の制約、シーク時間の必要の点から、例えば１秒間に再生することができるデータ量が制限される。連続的なビデオデータのストリームの１秒分をＭフレームずつに区切って、記録再生する場合、ＭフレームをＮ等分したデータを１データブロックとし、Ｎ個のデータブロックを形成する。このデータブロックの形成のために、データバッファが使用され、データバッファにより元のデータとは、フレームの順序が入れ替えられたデータブロックが形成される。このデータブロック毎にディスク状記録媒体をアクセスして、データを記録する。そして、倍速再生の場合では、間欠的にデータブロックをディスク状記録媒体から再生し、データバッファに書込み、データバッファから倍速比に対応する順序でデータを読出す。これによって，動きが自然な良好な倍速再生画像を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。この発明が適用されるビデオデータ記録再生装置は、図１に概略的に示すような、ＩＯプロセッサ１₁〜１₆、ハードディスクアレイ２およびシステムコントローラ３からなり、６チャンネルのデータを多重化したデータの入出力が可能とされたものである。
【００１２】
図３は、１チャンネルのビデオデータをハードディスクに書込む（記録する）場合の処理を示す。入力ビデオデータのストリームがその最初からＭフレーム分例えば１秒（３０フレーム）分のデータ（ストライプ）毎にＩＯプロセッサのバッファメモリに書込まれ、また、この単位でバッファメモリから読出される。図３Ｂは、１ストライプのデータ（例えばＭＰＥＧ２で圧縮されたデータ）をバッファメモリに蓄えた状態を示す。バッファメモリは、例えば５フレームのデータブロックをそれぞれ記憶する６個のデータバッファからなるものである。
【００１３】
バッファメモリを構成する各データバッファに対しては、図３Ｃに示すように、第１フレームのデータから順に１フレームずつ縦方向に書込み、図３Ｄに示すように、横方向に並んでいる５フレームのデータブロックがデータバッファから順に読出される。このような書込みと読出しの制御は、システムコントローラからの指令に基づき、アドレス制御によってなしうる。また、書込みと読出しとを同時に行うために、２バンク構成を用いるようにしても良い。各データバッファに書込まれるデータブロックに対して６ｎ、６ｎ−１、６ｎ−２、６ｎ−３、６ｎ−４、６ｎ−５とそれぞれとデータブロック番号を与える。ｎは、１以上の整数である。各データバッファから読出されたデータは、図３Ｅに示す順序のものにまとめられる。この図３Ｅに示す順序のデータがハードディスクアレイに供給され、１６台のハードディスクドライブによって記録される。
【００１４】
１倍速再生時には、ハードディスクアレイから全フレームのデータが読出され、図３Ｅの順序のデータとされ、記録時とは、リード方向、ライト方向を逆にして、バッファメモリへ書込まれる。従って、３０フレーム分のデータが元の時系列の順序でバッファメモリから読出される。
【００１５】
図４は、２倍速再生時の動作を示す。２倍速再生時では、一般的に、６ｎ−ａ、６ｎ−ａ＋２、６ｎ−ａ＋４と表すように、間欠的にデータをディスクから読み取り、読み取ったデータをバッファメモリのデータバッファに書込む。図４では、ストライプを区別するために、ａ、ｂの参照符号を使用している。図４Ａは、ハードディスクアレイにおいてディスクから読み取ったデータを示す。ストライプａからデータブロック（６ｎ−５）ａ、（６ｎ−３）ａ、（６ｎ−１）ａが読み取られ、次のストライプｂからブロック（６ｎ−５）ｂ、（６ｎ−３）ｂ、（６ｎ−１）ｂが読み取られる。
【００１６】
読み取られたデータが図４Ｃにおいて矢印で示すようにバッファメモリの６個のデータバッファにそれぞれ書き込まれる。従って、再生されたデータをバッファメモリに書込んだ状態では、図４Ｂに示すようにデータが配置されている。バッファメモリからは、図４Ｄにおいて矢印で示すように、最初にストライプａのデータを読出し、次にストライプｂのデータを読出す方法で、データが読出される。従って、バッファメモリからの読出しデータは、図４Ｅに示すように、第１番目、第３番目、第５番目、・・・・・のように、２フレームについて１フレームの割合のデータであり、２倍速再生のデータとなる。２倍速再生時では、３ブロックのデータを読出した時点から画像の再生が可能となる。
【００１７】
図５は、３倍速再生動作を説明するためのものである。３倍速再生時には、６ｎ−ａ、６ｎ−ａ＋３と表すように、間欠的にデータをブロック単位でディスクから読み取り、読み取ったデータをバッファメモリの各データバッファに書込む。図５では、３０フレーム分のデータ（ストライプ）を区別するために、ａ、ｂ、ｃの参照符号を使用している。図５Ａは、ハードディスクアレイにおいてディスクから読み取ったデータを示す。ストライプａからブロック（６ｎ−５）ａ、（６ｎ−２）ａが読み取られ、次のストライプｂからブロック（６ｎ−５）ｂ、（６ｎ−２）ｂが読み取られ、さらに次のストライプｃからブロック（６ｎ−５）ｃ、（６ｎ−２）ｃが読み取られる。
【００１８】
読み取られたデータが図５Ｃにおいて矢印で示すようにバッファメモリの各データバッファに書き込まれる。従って、再生されたデータをバッファメモリに書込んだ状態では、図５Ｂに示すようにデータが配置されている。バッファメモリからは、図５Ｄにおいて矢印で示すように、ストライプａ、ｂ、ｃの順序でデータが読出される。従って、バッファメモリからの読出しデータは、図５Ｅに示すように、第１番目、第４番目、第７番目、・・・・・のように、３フレームについて１フレームの割合のデータであり、３倍速再生のデータとなる。３倍速再生時では、２ブロックのデータを読出した時点から画像の再生を開始することができる。
【００１９】
図６は、６倍速再生動作を説明するためのものである。６倍速再生時には、６ｎ−ａと表すように、６フレームに１フレームの割合で、間欠的にデータをディスクから読み取り、読み取ったデータをバッファメモリの各データバッファに書込む。図６では、ストライプを区別するために、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの参照符号を使用している。図６Ａは、ハードディスクアレイにおいてディスクから読み取ったデータを示す。ストライプａからブロック（６ｎ−５）ａが読み取られ、次のストライプｂからブロック（６ｎ−５）ｂが読み取られ、次のストライプｃからブロック（６ｎ−５）ｃが読み取られる。さらに、（６ｎ−５）ｄ、（６ｎ−５）ｅ、（６ｎ−５）ｆが順次読み取られる。
【００２０】
読み取られたデータが図６Ｃにおいて矢印で示すようにバッファメモリに書き込まれる。従って、再生されたデータをバッファメモリに書込んだ状態では、図６Ｂに示すようにデータが配置されている。バッファメモリからは、図６Ｄにおいて矢印で示すように、データが読出される。このリード動作は、ライト動作と同様のものである。従って、バッファメモリからの読出しデータは、図６Ｅに示すように、第１番目、第７番目、第１３番目、・・・・・のように、６フレームについて１フレームの割合のデータであり、６倍速再生のデータとなる。６倍速再生時では、１ブロックのデータを読出した時点から画像の再生を開始することができる。
【００２１】
上述のようにして、１倍速のみならず、２倍速、３倍速、６倍速の再生ビデオデータを得ることができる。１データブロック（５フレーム）分のデータのリード／ライトに要する最大時間は、ランダムアクセス時で２０〔ｍｓ〕となり、各チャンネルに割り当てられたタイムスロット時間（１６６ｍｓ）内で最大８回の読み書きが可能である。この発明の一実施例では、ＮＴＳＣ方式のように、１秒の画像が３０フレームで構成され、１ブロックを５フレームとしているので、倍速比として、２倍速、３倍速、６倍速が可能であり、連続的に倍速比を可変することはできない。また、上述の説明では、ＦＷＤ（順）方向の倍速再生動作を説明したが、ＲＥＶ（逆）方向の倍速再生動作も可能である。
【００２２】
さらに、この発明の一実施例は、１２倍速、３０倍速の動作も可能である。図７は、１２倍速の再生動作を説明するためのものである。図７Ａは、ディスク上に記録されている例えばブロック（６ｎ−４）を示す。ストライプａのブロック（６ｎ−４）ａとストライプｂのブロック（６ｎ−４）ｂとの間では、１秒間の時間差がある。ハードディスクをアクセスする時に、２秒先のブロックを間欠的に再生し、バッファメモリに書込む。すなわち、図７Ａの場合では、（６ｎ−４）ａ、（６ｎ−４）ｃ、（６ｎ−４）ｅ、（６ｎ−４）ｇ、・・・・のブロックを読み取って、バッファメモリに順次格納する。
【００２３】
次に、バッファメモリを読出す時に、ストライプａの第８フレームからスタートした時に、図７Ｂに示すように、第８フレームを読出し、次にストライプａの第２０フレームを４回、繰り返して読出し、次にストライプｂの第８フレームを読出し、さらにストライプｂの第２０フレームを４回、繰り返して読出す。このような読出し動作を繰り返すことによって、１２倍速再生が可能となる。なお、バッファメモリからの読出しに際して、同一番号のフレーム例えば各ストライプの第８フレームを５回、繰り返して読出すこともできるが、図７の方法では、第８フレームおよび第２０フレームの両方を使用しているので、再生画像の動きの不自然さをある程度解消することができる。
【００２４】
また、図示しないが、上述と同様に、１秒間に６ブロックしか読出せない条件において、３０倍速の再生を行う場合では、３０個のデータブロックの内の６個のデータブロックをディスクから読み取り、バッファメモリに格納し、繰り返し読出しを行うようになされる。
【００２５】
なお、以上の説明では、ハードディスクドライブを使用しているが、ＭＯドライブ、ＰＤドライブ等のディスクドライブを使用しても良い。また、この発明は、ＰＡＬ方式に対しても適用できる。ＰＡＬ方式では、１秒が２５フレームであるので、１秒間に読出すデータブロック数が５個となり、従って、必要な時間が１０８msで済み、ＮＴＳＣ方式と同様の機能を満たすことができる。さらに、１ストライプのデータを６個（ＰＡＬ方式では５個）のデータブロックへ分割する例に限らず、１２個（ＰＡＬ方式では１０個）のデータブロックへ分割するようにしても良い。この場合においては、２倍速、３倍速、４倍速、６倍速が可能である。
【００２６】
上述した説明から理解されるように、この発明では、１倍速および２、３、あるいは６倍速のいずれにおいても、１秒間にアクセスできる１チャンネル当りのデータブロック数が例えば６個（または５個）と一定である。このことは、バッファメモリのリード／ライトのレートが一定であることを意味する。また、再生時にディスクから読み取ったデータブロックをデータバッファに対してそれぞれ書込む処理は、倍速比にかかわらず同一のものである。システムコントローラは、ハードディスクアレイに対して、６個（または５個）の所定のデータブロックをアクセスするように命令を出し、また、倍速比に応答してＩＯプロセッサのバッファメモリからのデータのリードの仕方を指定する制御命令を出すようになされる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、ストライプ単位で複数のディスク記録／再生装置に対して、記録／再生装置のアクセス速度が規定されている場合に、簡単な制御によって倍速再生を行うことができる。特に、この発明は、同一フレームのデータを繰り返し再生するものではなく、動きが自然な倍速再生画像を得ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できるビデオサーバーの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】複数チャンネルのビデオデータの多重化を説明するための略線図である。
【図３】ビデオデータの記録方法を説明するための略線図である。
【図４】２倍速再生の方法を説明するための略線図である。
【図５】３倍速再生の方法を説明するための略線図である。
【図６】６倍速再生の方法を説明するための略線図である。
【図７】１２倍速再生の方法を説明するための略線図である。
【符号の説明】
１₁、１₂、１₃、１₄、１₅、１₆ ＩＯプロセッサ
２ハードディスクアレイ

Claims

ディスク状記録媒体に対して圧縮または非圧縮のディジタルビデオデータを記録し、上記ディジタルビデオデータを上記ディスク状記録媒体から再生するようにしたビデオデータ記録再生方法において、
倍速再生の倍速比の整数倍のＮ個のデータブロックをそれぞれ記憶できるデータバッファに対して、Ｍフレーム分（ＭはＮの整数倍）のビデオデータを１フレーム分ずつ順次書込み、上記Ｎ個のデータブロックをそれぞれ読出して上記ディスク状記録媒体に記録するステップと、
上記ディスク状記録媒体から再生したＮ個のデータブロックを上記データバッファに対して順次書込み、上記データバッファからビデオデータを読出すステップとからなり、
上記読出すステップにおいて、倍速比に応じた所定のデータブロックを上記ディスク状記録媒体から間欠的に読出して上記データバッファへ書込み、上記倍速比に応じた順序で上記データバッファからビデオデータを読出すことを特徴とするビデオデータ記録再生方法。
請求項１に記載のビデオデータ記録再生方法において、
（Ｎ＝６）（Ｍ＝３０）とされ、２倍速再生、３倍速再生および／または６倍速再生を可能としたことを特徴とするビデオデータ記録再生方法。
請求項１に記載のビデオデータ記録再生方法において、
データブロックの個数Ｎがディスク状記録媒体のドライブのアクセス速度により規定されることを特徴とするビデオデータ記録再生方法。
請求項１に記載のビデオデータ記録再生方法において、
複数チャンネルのビデオデータが時分割多重されて入力／出力されることを特徴とするビデオデータ記録再生方法。