JP3714950B2 - 動画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤ−ＲＯＭなどの読み出し専用記録メディアを用いたディジタルビデオ記録装置や、光磁気ディスクなどの書き換え可能な記録メディアを用いたディジタルビデオ記録装置に適用して好適な動画像記録装置に関するものである。

磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクといったディスク媒体は、高速なランダムアクセスが可能である。高速なランダムアクセスを用いれば、不連続な領域に記録されているデータを連続したデータのように再生することが可能になる。

一方、動画像データはデータレートが非常に高いため、データを加工することなく、前記ディスク媒体に記録するのは困難である。しかしながら、動画像データや音声データを高能率符号化することにより、視覚的あるいは聴覚的に劣化することなく、データレートをディスク媒体に記録可能なレートまで下げることができる。

高能率符号化方式の例としては、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group：エムペグ）方式がある。ＭＰＥＧは、ISO-IEC／JTC1／SC29／WG11 で規格化が進められており、ビデオ，オーディオの高能率符号化と、それらの同期再生のための多重化方式に関するものである。ＭＰＥＧでのビデオ符号化方式は、１２ビデオフレームや１５ビデオフレームといった、まとまった単位をＧＯＰ（Group Of Pictures）と呼び、ＧＯＰ内で予測符号化を行う。

図２０は、ＧＯＰの構造の例を示す図である。ＧＯＰ中のビデオフレームはＩフレームとＰフレームとＢフレームに分類される。Ｉフレームはフレーム内符号化する。ＰフレームはＩフレームから前方向の予測符号化するか、Ｐフレームから前方向の予測符号化する。ＢフレームはＩフレームとＰフレームの間もしくはＰフレーム間にあり、ＩフレームやＰフレームの両方向から予測符号化する。

このように、ＰフレームやＢフレームはＩフレームもしくはＩフレームから予測符号化されたビデオフレームから予測符号化するため、復号時には、まずＩフレームを復号しないとＧＯＰ内の全てのビデオフレームが復号できなくなる。すなわち、ランダムアクセスなどで、ビデオシーケンスの途中から再生する場合には、Ｉフレームから復号する必要がある。また、Ｐフレームは前方向からの予測のみ用いるため、比較的容易に復号することができる。

以下の説明では、ＩフレームとＰフレームをキーフレームと呼ぶことにする。また、ビデオシーケンスとは、記録が開始されてから記録が終了するまでの時間的に連続したビデオフレーム及び対応する符号化データを示す。

ＭＰＥＧのビデオ符号化では、平均の符号量はほぼ一定になるが、短時間では符号量は時間に比例しない。そのため、各フレームのビデオ符号化データの間隔も一定にならず、各フレームの符号化データの記録位置は一意的に定まらない。このため、高速再生のように連続しないビデオフレームを再生するのが難しい。

高能率に符号化された符号化データを用いて高速再生を実現する従来の例としては、例えば、特開平５−１５３５７７号公報（特許文献１）に記載の方法がある。これは、再生時にディスクメディアのデータ読出速度を通常より高くし、得られた連続データから高速再生に必要なデータを選択し、高速再生を実現しようとするものである。
特開平５−１５３５７７号公報

しかしながら、前記公報に記載の方法では、ランダムアクセスを用いずにデータ読出速度を上げ、通常より多く得られるデータから高速再生に必要なデータを選択しているため、データ読出速度に比例して高速再生の速度は高くなるが、データ読出速度には限界がある。すなわち、高速再生の速度も限界がある。

より高速な再生を実現するためには、ランダムアクセスを用いて、とびとびのデータを読み出すことが考えられる。すなわち、データの読み出しと高速なジャンプを繰り返し、ジャンプする量によって高速再生の速度を変化させることができる。

しかしながら、高能率符号化されたデータを読み出す場合は、ジャンプ時に以下のような問題点が生じる。すなわち、ジャンプし、ビデオシーケンスの途中から再生する場合には、前述したように、Ｉフレームから復号する必要があるが、符号量と時間が比例していないため、Ｉフレームの符号化データが記録されている開始点を見い出すことができないという問題点がある。

前述のように、前記公報に記載の方法では、所定の時間のデータにランダムアクセスすることができないので、後述する頭出しやポインタ編集の再生といったディスクのランダムアクセスを用いた機能も実現できない。頭出しとは、指定された時間からビデオ出力とオーディオ出力を同期させながら再生する機能で、指定された時間から再生するために、ランダムアクセスする必要がある。

従来の技術では、Ｉフレームの位置が不明なため、再生に必要な多重符号化データを読み出すまでの不要なデータを読み出すことがあり、頭出しに時間がかかるという問題点があった。また、頭出し位置も正確には規定できず、大まかな位置にアクセスするしかなかった。

ディスクメディアの高速再生では、先に述べたようにビデオフレームを間引きながらキーフレームだけを再生することで実現できる。この場合、ビデオ符号化データの読み出しと高速なランダムアクセスを繰り返すが、従来の技術では、キーフレームのビデオ符号化データの記録位置がわからず、ビデオ符号化データを読み出す際に、キーフレームを含めた広範囲の多重符号化データを読み出すため、単位時間当たりに再生できるビデオフレームの数が少なくなるという問題点があった。

ポインタ編集とは、再生開始点と終了点を複数指定し、時間的に離れた複数のデータをコピーすることなく論理的なポインタでつなぎ合わせる機能であり、再生時にはビデオ出力とオーディオ出力を同期させながら再生する。

この場合も、再生時に指定された領域から次の領域へランダムアクセスする必要がある。デコーダでは、データが得られない間も再生データを出力し、連続した再生データとして出力する必要がある。そのため、符号バッファを備え、符号化データが得られない間は、符号バッファに蓄えられている符号化データを用いて再生データを出力しなければならない。

前述したように、従来の技術では、ランダムアクセス時に不要なデータを読み出すことがあるため、復号に必要な符号が得られない時間が長く、より多くの符号バッファが必要になるという問題点があった。なお、ディスクメディアから読み出すデータは、多重化のためのヘッダが付加された多重符号化データのため、ビデオ出力とオーディオ出力を同期して再生する場合には、該ヘッダから読み出す必要がある。

図２１は、ＭＰＥＧ方式で記録される多重符号化データの概要を示す図である。多重符号化データは、パックと呼ばれる単位に分割され、パック毎に第１のヘッダが付加されている。パックは、分割されたビデオ符号化データやオーディオ符号化データ毎に第２のヘッダが付加されたデータの集まりである。

第１のヘッダには、ビデオ符号化データとオーディオ符号化データとの同期をとるための情報が含まれ、第２のヘッダには、そのヘッダ以降に続くデータの種類を示す情報が含まれる。従って、ビデオとオーディオを同期再生するためには、第１のヘッダから読み出す必要がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、符号量と時間が比例しない符号化データが記録されている場合においても、ランダムアクセス時に、必要なデータだけを読み出すことのできる動画像記録装置を提供することを目的としている。

本願の第１の発明は、ビデオ符号化データとオーディオ符号化データとを含む多重符号化データを、該多重符号化データに対応する管理データとは別に記録メディアに記録する動画像記録装置であって、前記ビデオ符号化データは、フレーム内符号化されたフレームまたは前方向予測符号化されたフレームで構成されるキーフレームの符号化データを含み、前記管理データは、前記キーフレームに関する前記多重符号化データ上での位置を示す位置情報を含み、前記管理データを生成して保持する手段と、前記記録メディアに前記管理データを書き込む手段とを備え、前記管理データに含まれる前記位置情報は、キーフレームのビデオ符号化データの位置を示すビデオ位置情報、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの位置を示すオーディオ位置情報、キーフレームからビデオとオーディオとを同期して再生するために読み出す必要がある多重符号化データの位置を示す多重化位置情報の少なくとも１つを含み、前記管理データを保持する手段は、前記管理データが記録される、第１のメモリ領域、第２のメモリ領域、第３のメモリ領域を含むメモリを有し、前記第１のメモリ領域に記録される管理データは、多重符号化データからなるシーケンスの再生順を示し、前記第２のメモリ領域に記録される管理データは、多重符号化データが記録された記録メディアの記録領域を示し、前記第３のメモリ領域に記録される管理データは、前記キーフレームに関する前記多重符号化データ上での位置を示すことを特徴とする。

本願の第２の発明は、第１の発明において、前記ビデオ位置情報は、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置または後端位置を含み、前記オーディオ位置情報は、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの先頭位置または後端位置を含み、前記多重化位置情報は、キーフレームからビデオとオーディオとを同期して再生するために読み出す必要がある多重符号化データの先頭位置または後端位置を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ビデオ符号化データ及びオーディオ符号化データを含む多重化データを記録メディアに記録する際、多重化データ上でキーとなるフレームの位置を示す位置情報を管理データとしてメディアに記録し、再生時には管理データを用いてキーとなるフレームに正確にアクセスすることで、頭出し，高速再生，編集等の機能を実現することができる。

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明による動画像記録再生装置の一実施例を説明するためのブロック図であり、図１中、１はデータ処理部、２は記録（ディスク）メディア、３は記録メディアコントローラ、４は符号化データ管理部、５はメモリコントローラ、５ａはビデオ記録情報管理部、５ｂはオーディオ記録情報管理部、５ｃは多重化記録情報管理部、６はメモリである。

データ処理部１は、エンコーダから入力される多重符号化データや符号化データ管理部４から入力されるデータをセクタ単位に分割し、記録メディア２の所定のセクタに記録するように出力する。セクタ番号は、記録メディアコントローラ３から入力される。

該記録メディアコントローラ３は、記録メディア２の読み出し，書き込みを制御する記録メディア制御データを出力するとともに、データ処理部１にデータを書き込みあるいは読み出す記録メディア２上でのセクタ番号を出力する。符号化データ管理部４には、予め記録メディアに記録されているあるいは新たに記録メディアに記録するビデオシーケンスに対応する管理データが記録されている。

符号化データ管理部４は、ビデオ記録情報管理部５ａとオーディオ記録情報管理部５ｂと多重化記録情報管理部５ｃとから成るメモリコントローラ５を有し、該メモリコントローラ５はメモリ６と接続されており、該メモリ６に格納されている管理データを制御する。

また、符号化データ管理部４は、ビデオデータを高能率に符号化したビデオ符号化データと、オーディオデータを高能率に符号化したオーディオ符号化データと、前記ビデオ符号化データと前記オーディオ符号化データとを多重化するための付加データとからなる多重符号化データに対して、該多重符号化データを記録メディアに蓄積するための管理を行うもので、フレーム内符号化されたビデオフレームもしくは前方向から予測符号化されたビデオフレームをキーフレームとして管理に用い、該キーフレームに対応する前記ビデオ符号化データと、前記オーディオ符号化データと、前記多重符号化データとのうちの１つもしくは２つもしくは全ての符号化データの記録メディア上での記録位置情報及び前後の符号化データとの連結情報を管理データして与えるものである。

以下に説明する実施例では、符号化方式として従来の符号化方式の例で挙げたＭＰＥＧ方式を用い、エンコーダから入力される多重符号化データは、図２１に示した構造であるとする。また、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置とキーフレームに対応するオーディオ符号化データの先頭位置のうち、先に記録されている先頭位置を含むパックをキーパックと呼ぶことにする。

まず、記録，再生装置に記録メディアが挿入されたときの動作について説明する。記録メディアコントローラ３は、記録メディア２に記録されている管理データを読み出すように記録メディア制御データを出力する。データ処理部１には記録メディア２から管理データが入力され、符号化データ管理部４に出力される。該符号化データ管理部４では、入力される管理データを所定のアドレスに記録する。

次に、符号化データの記録時の動作について説明する。この動作は、動画像再生専用装置の場合ではなく、記録可能な装置の場合の動作である。まず、データ処理部１では、エンコーダから入力される多重符号化データをセクタ単位に分割する。そして、記録メディアコントローラ３から入力されるセクタ番号に従って、記録メディア２上の所定のセクタに記録されるように符号化データを出力する。

また、データ処理部１は、エンコーダから入力される多重符号化データを記録メディア２に記録するに際して、記録領域が連続した部分について、最初のセクタ番号と最後のセクタ番号を符号化データ管理部４に出力する。記録時には、時間的に連続したビデオシーケンスを複数の領域に分割して記録できる記録装置もあれば、連続した領域にしか記録できない記録装置もある。前者の場合は、複数の領域に分割して記録した場合、それぞれの領域に対して、最初のセクタ番号と最後のセクタ番号が符号化データ管理部４に出力されることになる。

さらに、データ処理部１では、エンコーダで付加される図２１の第１のヘッダを検出する検出部と、キーフレームのビデオ符号化データ及びキーフレームに対応するオーディオ符号化データの開始と終了を検出する検出部を設けておき、キーフレームに対応するビデオ符号化データ，多重符号化データが記録される記録メディア上での位置情報を符号化データ管理部４に出力する。

ここで、キーフレームのビデオ符号化データの開始と終了は、ビデオ符号化データにおいて、ビデオフレーム単位に存在するヘッダを検出することで可能である。また、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの開始と終了は、ビデオ符号化データ及びオーディオ符号化データに付加される時間情報から知ることができる。

また、第１のヘッダの開始を示すフラグ，キーフレームのビデオ符号化データ及びキーフレームに対応するオーディオ符号化データの開始と終了を示すフラグを出力するようにエンコーダを構成すれば、データ処理部１で第１のヘッダを検出する出力部及びキーフレームのビデオ符号化データ及びキーフレームに対応するオーディオ符号化データの開始と終了を検出する検出部を備える必要はない。

符号化データ管理部４内のメモリコントーラ５では、データ処理部１から入力されるデータから連結情報を生成する。このとき、ビデオ符号化データの記録位置情報はビデオ記録情報管理部５ａで管理し、オーディオ符号化データの記録位置情報はオーディオ記録位置情報管理部５ｂで管理し、多重符号化データの記録位置情報は多重化記録情報管理部５ｃで管理する。

そして、メモリ６の内容からビデオシーケンス，記録メディア上での記録領域，記録領域に記録されているキーフレームの連結情報を生成し、記録位置情報とともにメモリ６に記録する。この動作で、記録メディア２に符号化データが新たに記録された場合に、符号化データ管理部４には常に記録メディア２に記録されている符号化データに対応する最新の管理データが記録されていることになる。

記録メディア２に新たなデータを記録した場合、符号化データ管理部４には最新の管理データが記録されるが、記録メディア２に記録されている管理データは更新されていない。そこで、例えば、記録が終了した時点や装置から記録メディア２を取り出す時点で、符号化データ管理部４に記録されている管理データを記録メディア２に記録する必要がある。また、記録メディア２に符号化データ記録中であっても、定期的に管理データを更新すべく記録メディア２を制御してもよい。

この手順は、記録メディアコントローラ３が記録メディア２に管理データを書き込むように記録メディア２を制御し、符号化データ管理部４のデータを順次データ処理部１に入力するように制御する。データ処理部１では、符号化データ管理部４から入力されるデータを記録メディア２に出力する。

次に、通常再生時の動作を説明する。ここで、符号化データ管理部４には、既に記録メディア２から読み出した管理データが記録されているものとする。まず、符号化データ管理部４から再生しようとする多重符号化データが記録されている最初のセクタ番号と最後のセクタ番号が読み出され、記録メディアコントローラ３に入力される。

符号化データは、記録メディア２上で複数の領域に分割して記録していることもあるが、その場合には、各記録領域毎に領域の最初のセクタ番号と最後のセクタ番号が符号化データ管理部４から記録メディアコントローラ３に入力される。

図２は、符号化データが斜線で示した２つの領域に分割して記録されている場合の例を示す図である。実際の記録メディア２の記録領域は、複数の同心円状又はスパイラル状であるが、ここでは、横軸に時間軸を取って表している。

図２で符号化データを１,２の順番で読み出すとすると、符号化データ管理部４からは最初にａ,ｂの位置のセクタ番号が出力され、次にｃ,ｄの位置のセクタ番号が出力される。記録メディアコントローラ３は、符号化データ管理部４から入力されるセクタ番号に従って、記録メディア２から多重符号化データを読み出すように記録メディア制御データを出力する。データ処理部１には、記録メディア２から連続した多重符号化データが入力され、デコーダに出力される。

次に、頭出し時の動作について説明する。頭出し時には、符号化データ管理部４から再生すべきキーフレームに対応する多重符号化データの記録メディア上での記録位置情報が記録メディアコントローラ３に出力される。該記録メディアコントローラ３では、入力される記録位置情報を用いて、記録メディア２をキーパックの符号化データが記録されているセクタにアクセスするように制御する。データ処理部１の動作は通常再生と同一である。

次に、高速再生時の動作について説明する。高速再生時には、記録メディアコントローラ３は、キーフレームに対応する符号化データに連続してアクセスするように記録メディアを制御する。ＭＰＥＧ方式では、キーフレーム間に前方向，後方向の両方向から予測符号化するＢフレームがあるが、高速再生時には、Ｂフレームのビデオ符号化データは読み出さない。

まず、高速再生が指定された場合、符号化データ管理部４から再生すべきキーフレームの記録メディア上での位置情報が順序に記録メディアコントローラ３に出力される。該記録メディアコントローラ３では、入力される記録位置情報を用いて、記録メディア２をキーフレームのビデオ符号化データが記録されているセクタにアクセスするように制御する。

なお、ポインタ編集の再生時の動作は、高速再生とほぼ同一であり、高速再生の場合にはキーフレームに対応する符号化データに順序にランダムアクセスするが、ポインタ編集の再生の場合は、管理データで示された連結情報に従って、不連続な領域に記録されている符号化データにランダムアクセスする。

このように、本実施例では、ランダムアクセス時に読み出すべきデータの記録メディア上での記録位置を管理データとして符号化データ管理部４に格納しているため、不要なデータをほとんど読み出すことがなく、高速なランダムアクセスが可能になる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例のブロック図は、図１に示したブロック図と同一である。本実施例では、符号化データ管理部４に記録される管理データは、多重符号化データの記録メディア上での記録位置情報として、キーパックの先頭位置を示すセクタ番号、ビデオ符号化データのメディア上での記録位置情報として、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置及び後尾位置を示すセクタ番号を含むものである。

図３（ａ）,（ｂ）は、キーパックの先頭位置の例を示す図である。キーパックとは、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置とキーフレームに対応するオーディオ符号化データの先頭位置のうち、先に記録されている先頭位置を含むパックを示す。図３（ａ）は、キーフレームのビデオ符号化データの先頭が先に記録されている場合、図３（ｂ）は、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの先頭が先に記録されている場合の例である。なお、図中ｍ１，ｍ２，…，ｍ８は多重化用付加データである。

図４は、図１におけるデータ処理部のヘッダ検出回路のブロック図で、図４中、７は第１のヘッダ検出部、８はビデオヘッダ検出部、９はオーディオヘッダ検出部、１０は判定回路である。本実施例のデータ処理部１では、図４に示すようなヘッダを検出するヘッダ検出回路を有し、符号化データ記録時には、キーパックが記録される最初のセクタ番号及びキーフレームの符号化データの先頭と後尾が記録されるセクタ番号を符号化データ管理部４に出力する。

図４に示すヘッダ検出回路は、第１のヘッダ検出部７とビデオヘッダ検出部８とオーディオヘッダ検出部９と判定回路１０とで構成されており、第１のヘッダ検出部７，ビデオヘッダ検出部８，オーディオヘッダ検出部９には、エンコーダから多重符号化データが入力され、それぞれ図２１で示した第１のヘッダ、ビデオフレームの先頭に付加されているヘッダ，オーディオフレームの先頭に付加されているヘッダを検出する。

そして、ヘッダが検出された場合、判定回路１０にフラグを入力する。該判定回路１０では、第１のヘッダ検出部７，ビデオヘッダ検出部８，オーディオヘッダ検出部９から入力されるヘッダと、記録メディアコントローラ３から入力されるセクタ番号から、キーパックが記録される最初のセクタ番号及びキーフレームのビデオ符号化データの先頭と後尾が記録されるセクタ番号を符号化データ管理部４に出力する。

なお、図４の例で検出されるヘッダは、データ処理部１の前段にあるエンコーダで付加される。そこで、エンコーダからデータ処理部１に図２１で示した第１のヘッダ、ビデオフレームの先頭に付加されているヘッダ、オーディオフレームの先頭に付加されているヘッダが入力されることを示すフラグを入力する構成としておけば、データ処理部１に図４の第１のヘッダ検出部７，ビデオヘッダ検出部８，オーディオヘッダ検出部９を備える必要はない。

また、再生時において、通常は記録メディア２から読み出すデータはセクタ単位で得られるため、再生に必要な多重符号化データの先頭がセクタの途中に記録されている場合には、最初に不要なデータが存在することになる。そこで、データ処理部１の後段のデコーダでは、図４に示した第１のヘッダ検出部７，ビデオヘッダ検出部８，オーディオヘッダ検出部９と同一の回路を有し、ヘッダを検出し、ヘッダ以前に得られる不要なデータを取り除く必要がある。

しかしながら、本実施例のように、データ処理部１に図４で示した回路を備えている場合は、データ処理部１でヘッダ以前に得られる不要なデータを取り除くことができるので、後段のデコーダにヘッダを検出する検出回路を備える必要はない。

このように、本実施例では、キーフレームに対応するビデオ符号化データ，オーディオ符号化データ，多重符号化データの管理に、キーフレームに対応したそれぞれの符号化データの先頭もしくは後尾が記録されるセクタ番号を用いるため、キーフレームへのアクセスが効率良く行える。すなわち、頭出し，高速再生，ポインタ編集を行う際に必要となるキーフレームに対応した記録位置へのアクセスが、前記管理データを利用することにより可能となる。

この際、ビデオとオーディオを共に出力するのであれば、前記管理データのうち多重符号化データに関するものだけを使用すればよく、ビデオ符号化データ及びオーディオ符号化データに関する管理データは不要である。一方、ビデオ符号化データのみ、もしくはオーディオ符号化データのみにアクセスする場合は、管理データとしてビデオ符号化データ及びオーディオ符号化データに関するものを用いることになる。

次に、本発明の別の実施例について説明する。本実施例のブロック図は、図１に示したブロック図を同一であるが、符号化データ管理部４の動作が異なる。本実施例では、ランダムアクセスを伴う再生のうち、頭出し，ポインタ編集の再生の場合は、多重符号化データの記録メディア上での記録位置情報を用いて多重符号化データを読み出し、高速再生の場合は、ビデオ符号化データの記録メディア上での記録位置情報を用いてビデオ符号化データを読み出す。

従って、頭出し，ポインタ編集の再生の場合は、符号化データ管理部４から記録メディアコントローラ３にキーパックの先頭位置を示すセクタ番号を入力し、高速再生の場合は、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置と後尾位置を示すセクタ番号を入力する。

これは、頭出し，ポインタ編集の再生の場合は、オーディオ出力とビデオ出力を同期して再生する必要があり、高速再生の場合は、ビデオ出力だけのためである。本実施例によると、高速再生時には、不要なオーディオ符号化データを読み出すことがなくなり、単位時間当たりに再生できる画像の枚数がより多くなる。

前述した実施例においては、管理データに多重符号化データの記録メディア上での位置情報として、キーパックの先頭位置が記録されるセクタ番号を、ビデオ符号化データの記録メディア上での位置情報として、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置と後尾位置を示すセクタ番号を用いるものである。

さらに、他の実施例として、管理データにキーパックの先頭位置とキーフレームのビデオ符号化データの後尾位置を示すセクタ番号を用い、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置を示すセクタ番号を用いない実施例も考えられる。この場合、オーディオ出力とビデオ出力を同期再生する場合も、ビデオ出力だけの場合も、ランダムアクセス時にキーパックの先頭位置にアクセスする。

従って、ビデオ出力だけ必要とする場合は、不要なオーディオ符号化データを読み出す場合があり、例えば、高速再生の場合には、単位時間当たりに再生できるビデオフレーム数が少なくなるが、管理データの容量は少なくすることができる。

また、再生時にビデオデコーダからビデオフレームの終了を示すフラグを入力するようにしておけば、キーフレームのビデオ符号化データの後尾位置を記録する必要がなくなり、管理データをさらに少なくすることができる。この場合、管理データとして用いるのは、キーパックの先頭位置を示すセクタ番号だけになる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。図５は、図１の符号化データ管理部のブロック図で、図中、１１はメモリコントローラ、１２〜１４はメモリである。

符号化データ管理部４は、図５に示すように、管理データを格納する３つのメモリ１２，１３，１４と、それらを制御するメモリコントローラ１１とで構成される。メモリ１２，１３，１４には、それぞれビデオシーケンスを管理する第１のテーブル（以下、シーケンステーブルと呼ぶ）、記録メディア上での記録領域を管理する第２のテーブル（以下、領域テーブルと呼ぶ）、キーフレームに対応するビデオ符号化データもしくはオーディオ符号化データもしくは多重符号化データを管理する第３のテーブル（以下、キーフレームテーブルと呼ぶ）が記録される。

図６は、図５に示す各メモリに記録される管理データの内容の一例を示す図で、図５中、２１は次のシーケンスアドレス、２２は領域テーブルアドレス、２３は次の領域のアドレス、２４は開始セクタ番号、２５は終了セクタ番号、２６は開始フレームアドレス、２７は次のフレームアドレス、２８はパック開始セクタ番号、２９はキー開始セクタ番号、３０はキー終了セクタ番号であり、アドレス２１，２２，２３，２６，２７はポインタ（連結情報）で、セクタ番号２４，２５，２８，２９，３０は記録位置情報である。

メモリ１２のシーケンステーブルは、１つのビデオシーケンスに対して１ワードのデータがある。１ワードデータは、次のワードを示すポインタ「次のシーケンスアドレス」２１及び領域テーブルの位置を示すポインタ「領域テーブルアドレス」２２からなる。

「次のシーケンスアドレス」２１は、ビデオシーケンスの再生順序を示し、「領域テーブルアドレス」２２はビデオシーケンスに対応する領域テーブルのアドレスを示す。ここで、「次のシーケンスアドレス」２１は、メモリ１２のアドレスを示すが、ポインタ「次のシーケンスアドレス」２１でつながれた最後のデータは‘終了’を示す特別な値を有する。

メモリ１３の領域テーブルには、記録メディア上の連続した記録領域毎に１ワードのデータがある。１ワードデータは、次のワードを示すポインタ「次の領域のアドレス」２３、連続した記録領域の最初のセクタ番号である「開始セクタ番号」２４、連続した記録領域の最後のセクタ番号である「終了セクタ番号」２５、連続した記録領域に含まれるキーフレームに対応するキーフレームテーブルの開始アドレスを示すポインタ「開始フレームアドレス」２６の４つからなる。

シーケンステーブルの１ワードデータに対応する領域テーブルは、シーケンステーブルの「領域テーブルアドレス」２２で示された領域テーブルアドレスから、ポインタ「次の領域のアドレス」２３でつながった領域テーブルの一連となる。

「次の領域のアドレス」２３は、メモリ１３のアドレスを示すが、ポインタ「次の領域のアドレス」２３でつながれた最後のデータは‘終了’を示す特別な値を持つ。また、領域テーブルの１ワードデータで示された開始セクタ番号から終了セクタ番号の領域にキーフレームが記録されない場合は、「開始フレームアドレス」２６は‘データなし’を示す特別な値を有する。

メモリ１４のキーフレームテーブルには、１つのキーフレーム毎に１ワードのデータがある。１ワードのデータは、次のワードを示すポインタ「次のフレームアドレス」２７，キーパックの先頭が記録されているセクタ番号を示す「パック開始セクタ番号」２８，キーフレームのビデオ符号化データの先頭が記録されているセクタ番号を示す「キー開始セクタ番号」２９，後端が記録されているセクタ番号を示す「キー終了セクタ番号」３０である。

「次のフレームアドレス」２７は、メモリ１４のアドレスを示すが、ポインタ「次のフレームアドレス」２７でつながれた最後のデータは‘終了’を示す特別な値を有する。

図６の例では、図５のメモリ１４のキーフレームテーブルに記録されているデータがＩフレームの符号化データを示すのか、Ｐフレームの符号化データを示すのかを示す情報はない。そこで、後述するように、キーフレームテーブルの１ワードデータ毎にＩフレームのビデオ符号化データを示すのか、Ｐフレームのビデオ符号化データを示すのかを示すフラグを付加する、あるいはキーフレームテーブルをＩフレームのテーブルとＰフレームのテーブルに分離するという手法を用いる。

図７は、図５に示すメモリの各テーブルに記録される管理データと記録領域との関係を示す図である。記録メディア２上には、複数のビデオシーケンスを記録することができ、１つのビデオシーケンスが記録メディア２上で連続した記録領域に記録されることもあれば、複数の記録領域に分割して記録されることもある。

図７の例では、３つのビデオシーケンスが記録されており、ビデオシーケンス１は、３つの領域に分割して記録されている。再生順序はビデオシーケンス１,２,３の順であるとする。

図７の例の場合、シーケンステーブルにはビデオシーケンス１,２,３それぞれに対応した３つの１ワードデータがあることになる。最初の１ワードデータは、ビデオシーケンス１に対応するデータであり、ビデオシーケンス１の「次のシーケンスアドレス」がビデオシーケンス２に対応する１ワードデータを示し、ビデオシーケンス２の「次のシーケンスアドレス」がビデオシーケンス３に対応する１ワードデータを示すことになる。そして、シーケンステーブルの「領域テーブルアドレス」がビデオシーケンスに対応する最初の領域テーブルデータのアドレスを示す。

領域テーブルは、記録メディア２上で連続した記録領域に１ワードデータが対応する。すなわち、図７の場合、ビデオシーケンス１に対応する領域テーブルの１ワードデータは３つあることになる。このように、複数の領域テーブルがある場合は、領域テーブルの「次の領域のアドレス」が次の領域テーブルデータを示す。

領域テーブルの１ワードデータのうち、「開始セクタ番号」は連続する記録領域の最初のセクタ番号を示し、「終了セクタ番号」は最後のセクタ番号を示す。この連続した記録領域には、複数のキーフレームの符号化データが記録される。このうち、最初のキーフレームの符号化データが記録されるセクタ番号は、「開始フレームアドレス」によって示されるキーフレームテーブルにより管理される。

キーフレームテーブルの１ワードデータのうち、「パック開始セクタ番号」がキーパックの先頭が記録されるセクタ番号を示し、「キー開始セクタ番号」がキーフレームのビデオ符号化データの先頭が記録されるセクタ番号を示し、「キー終了セクタ番号」がビデオ符号化データの後尾が記録されるセクタ番号を示す。そして、「次のフレームアドレス」が次のキーフレームテーブルデータを示す。

図８は、同一のキーフレームの符号化データが複数の領域テーブルで管理された領域にまたがる特別な場合の例を示す図である。図８の例では、キーフレームｉの符号化データが記録領域１，記録領域２，記録領域３の３つの記録領域にまたがって記録されている。

図８の場合、記録領域１に対応する最後のキーフレームテーブルの「キー開始セクタ番号」には、キーフレームｉのビデオ符号化データの先頭を示すセクタ番号が、「キー終了セクタ番号」には後尾を示すセクタ番号が記録されており、「キー終了セクタ番号」は記録領域３のセクタ番号である。

また、記録領域２に対応するキーフレームテーブルはないので、記録領域２の「開始フレームアドレス」には‘データなし’を示すデータを記録する。そして、記録領域３の「開始フレームアドレス」は、キーフレームｉ＋１のキーフレームテーブルを示す。

高速再生時には、キーフレームテーブルに記録されている「キー開始セクタ番号」と「キー終了セクタ番号」が記録メディアコントローラ３に入力され、該記録メディアコントローラ３は「キー開始セクタ番号」から「キー終了セクタ番号」までのデータを読み出すように、記録メディア２を制御する。

このとき、図８で示したキーフレームｉを再生する場合は、前述したように、キーフレームテーブルのキーフレームｉに対応する「キー開始セクタ番号」と「キー終了セクタ番号」が異なる記録領域を示すことになる。しかし、このような場合でも、領域テーブルに記録された情報によって記録領域１，記録領域２，記録領域３の順に再生することは知ることができる。

そこで、記録メディアコントローラ３は記録領域１，記録領域２，記録領域３の順に記録メディア２にアクセスし、「キー終了セクタ番号」までのデータを読み出す。

なお、ビデオシーケンスを複数の領域に分割して記録せず連続した領域のみに記録する装置で、かつ再生時も編集を行わず、順序を変更しない場合には、例えば、図６において、領域テーブルの「次の領域のアドレス」２３がビデオシーケンスの再生順序を示すことにすれば、シーケンステーブルは不要になる。

次に、図５に示すメモリコントローラ及びメモリの動作についてさらに詳細に説明する。装置に記録メディア２が挿入された場合は、該記録メディア２に記録されている管理データが順次入力されるので、メモリコントローラ１１は、管理データを所定のメモリに記録するようにメモリ１２，１３，１４を制御する。

図９は、記録メディアに符号化データを記録する場合のメモリの動作を説明するためのフローチャートである。ここで、各テーブルは図６の構造に基づくものであるとし、管理データの変化の様子を図１０に図示する。

図６のメモリ１２のシーケンステーブルでは、既に記録されているデータの後端に１ワードのデータを追加し、追加されたシーケンステーブルのデータに対応するメモリ１３の領域テーブル、メモリ１４のキーフレームテーブルのデータを追加記録する。図１０では、実線部分が既に格納されている管理データ、点線部分が追加記録される管理データである。

なお、以下の説明では、ａｄ１２，ａｄｌ１２，はメモリ１２のアドレスを、ａｄ１３，ａｄｎ１３はメモリ１３のアドレスを、ａｄ１４，ａｄｎ１４はメモリ１４のアドレスを各々示す。また、記録に際しては、予め図１の記録メディアコントローラ３が管理データに基づき、記録メディア２の空き領域を管理し、空き領域の各セクタにデータを記録する制御を行うものとする。

以下、図９のフローチャートに基づき、各ステップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４でメモリ１２のシーケンステーブルを設定する。メモリ１２の空き領域とメモリ１３の空き領域を探索し、それぞれａｄ１２，ａｄ１３とする（Ｓ１０１）。そして、ａｄ１２の「領域テーブルアドレス」をａｄ１３、「次のシーケンスアドレス」を‘終了’と設定する（Ｓ１０２）。

次に、メモリ１２のシーケンステーブルのポインタ「次のシーケンスアドレス」でつながったデータのうち、最後のデータのアドレスをａｄｌ１２とする（Ｓ１０３）。そして、ａｄｌ１２の「次のシーケンスアドレス」をａｄ１２と設定する（Ｓ１０４）。以上の操作でシーケンステーブルの後端に新たな１ワードデータａｄ１２が追加されたことになる。

次に、メモリ１３の領域テーブルを設定する。符号化データ管理部２には、記録メディア２上での連続した記録領域の最初のセクタ番号が入力されるので、この入力データをａｄ１３の「開始セクタ番号」とする（Ｓ１０５）。そして、メモリ１４のキーフレームテーブルの空き領域を探索し、ａｄ１４とする（Ｓ１０６）。そして、ａｄ１３の「開始フレームアドレス」をａｄ１４と設定する（Ｓ１０７）。

次に、キーパックの先頭が記録されるセクタ番号、キーフレームのビデオ符号化データの先頭及び後尾を示すセクタ番号の３つのセクタ番号が入力されるので、この３つのセクタ番号をａｄ１４の「パック開始セクタ番号」,「キー開始セクタ番号」,「キー終了セクタ番号」とする（Ｓ１０８）。

そして、記録メディア２の連続した記録領域が終了かどうかを判定し（Ｓ１０９）、終了でない場合はメモリ１４の空き領域を探索し、ａｄｎ１４とする（Ｓ１１０）。そして、ａｄ１４の「次のフレームアドレス」をａｎｄ１４と設定し、ａｄ１４がａｄｎ１４を示すように更新する（Ｓ１１１）。

次に、ステップＳ１０８に戻る。ステップＳ１０８〜ステップＳ１１１のループで記録メディア２上で連続した記録領域に記録されるキーフレームの符号化データを示すセクタ番号をキーフレームテーブルに書き込むことになる。

ステップＳ１０９で記録メディア２の連続した記録領域が終了である場合は、入力セクタ番号である記録領域の最後のセクタ番号を領域テーブルａｄ１３の「終了セクタ番号」に記録し（Ｓ１１２）、キーフレームテーブルａｄ１４の「次のフレームアドレス」を‘終了’とする。ステップＳ１０５〜ステップＳ１１３で１ワードの領域テーブルのデータが設定されることになる。

次に、ステップＳ１１４で入力データが終了かどうかを判定し、終了でない場合は、領域テーブルの空き領域を探索し、ａｄｎ１３とし（Ｓ１１５）、ａｄ１３の「次の領域のアドレス」をａｄｎ１３と設定し、ａｄ１３がａｄｎ１３を示すように更新する（Ｓ１１６）。

そして、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０５〜ステップＳ１１６のループで前の領域テーブルデータからポインタで接続された新たな領域テーブルデータが作成され、その領域テーブルデータが示す一連のキーフレームテーブルにセクタ番号が記録されることになる。そして、ステップＳ１１４でデータが終了と判定された場合は、ａｄ１３の「次の領域のアドレス」を‘終了’と設定し（Ｓ１１７）、動作を終了する。

次に、通常再生時の動作を説明する。通常再生時には、記録メディアコントローラ３に再生するビデオシーケンスに対応する領域テーブルの「開始セクタ番号」と「終了セクタ番号」が出力される。図１１は、通常再生時の動作をフローチャートで示す図である。

ここでは、再生中のデータに対応するシーケンステーブル，領域テーブルそれぞれのアドレスを示す「シーケンスアドレス」，「領域アドレス」という２つのポインタを用いる。また、各テーブルは図６の構造に基づくものである。

以下、各ステップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、「シーケンスアドレス」，「領域アドレス」の設定をする（Ｓ１２１〜Ｓ１２２）。次に、「領域アドレス」の「開始セクタ番号」の値と「終了セクタ番号」の値を記録メディアコントローラ３に出力する（Ｓ１２３，Ｓ１２４）。

記録メディアコントローラ３では、符号化データ管理部４から入力される連続した記録領域の最初のセクタ番号と最後のセクタ番号を用いて、連続した記録領域に記録されているデータを読み出すように記録メディア２を制御する。

そして、「領域アドレス」の「次の領域のアドレス」が‘終了’かどうかを判定する（Ｓ１２５）。‘終了’でないと判定された場合は、「シーケンスアドレス」に対応する領域テーブルデータが残っているので、「領域アドレス」を「領域アドレス」の「次の領域のアドレス」とし、ポインタを進め（Ｓ１２６）、ステップＳ１２３に戻る。

ステップＳ１２３〜ステップＳ１２６のループでシーケンステーブルの１ワードデータに対応する記録メディア２上での複数の連続した記録領域毎に、記録領域の最初のセクタ番号と最後のセクタ番号が順次出力される。

ステップ１２５で‘終了’と判定された場合は、「シーケンスアドレス」の「次のシーケンスアドレス」が‘終了’かどうかを判定する（Ｓ１２７）。‘終了’でないと判定された場合は、記録メディア２に記録されているビデオシーケンスが残っているので、「シーケンスアドレス」を「シーケンスアドレス」の「次のシーケンスアドレス」とし、ポインタを進め（Ｓ１２８）、ステップＳ１２２に戻る。

ステップＳ１２２〜ステップＳ１２８のループで記録メディア２に記録されているビデオシーケンスが終了するまで連続した記録領域毎に最初のセクタ番号と最後のセクタ番号が順次出力される。

図１２は、高速再生の場合の動作を説明するためのフローチャートである。高速再生時には、キーフレームテーブルに記録されているキーフレームのビデオ符号化データの先頭と後尾が記録されているセクタ番号を読み出し、記録メディアコントローラ３に出力する。

ここでは、再生中のデータに対応するシーケンステーブル，領域テーブル，キーフレームテーブルそれぞれのアドレスを示す「シーケンスアドレス」，「領域アドレス」，「キーフレームアドレス」という３つのポインタを用いる。

以下、各ステップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、「シーケンスアドレス」，「領域アドレス」，「キーフレームアドレス」の設定をする（Ｓ１３１〜Ｓ１３３）。次に、「キーフレームアドレス」の「キー開始セクタ番号」と「キー終了セクタ番号」を記録メディアコントローラ３に出力する（Ｓ１３４）。

記録メディアコントローラ３では、符号化データ管理部４から入力される最初のセクタ番号と最後のセクタ番号から、キーフレームのビデオ符号化データを読み出すように、記録メディア２を制御する。

そして、「キーフレームアドレス」の「次のキーフレームアドレス」が‘終了’かどうかを判定する（Ｓ１３５）。‘終了’でない場合は、「次のキーフレームテーブル」に次にアクセスすべきセクタ番号が記録されているので、「キーフレームアドレス」を「キーフレームアドレス」の「次のキーフレームアドレス」とし、ポインタを進め（Ｓ１３６）、ステップＳ１３４に戻る。

ステップＳ１３４〜ステップＳ１３６のループで領域テーブルの１ワードデータに対応するキーフレームテーブルに記録されている複数のセクタ番号が記録メディアコントローラ３に出力される。

ステップＳ１３５で‘終了’と判定された場合は、「領域アドレス」の「次の領域アドレス」が‘終了’かどうかを判定する（Ｓ１３７）。‘終了’でないと判定された場合は、「シーケンスアドレス」に対応する領域テーブルデータが残っているので、「領域アドレス」を「領域アドレス」の「次の領域アドレス」とし、ポインタを進め（Ｓ１３８）、ステップＳ１３３に戻る。

ステップＳ１３３〜ステップＳ１３８のループでシーケンステーブルの１ワードデータに対応するキーフレームのビデオ符号化データに対するセクタ番号が順次出力される。

ステップＳ１３７で‘終了’と判定された場合は、「シーケンスアドレス」の「次のシーケンスアドレス」が‘終了’かどうかを判定する（Ｓ１３９）。‘終了’でないと判定された場合は、記録メディア２に記録されているビデオシーケンスが残っているので、「シーケンスアドレス」を「シーケンスアドレス」の「次のシーケンスアドレス」とし、ポインタを進め（Ｓ１４０）、ステップＳ１３２に戻る。

ステップＳ１３２〜ステップＳ１４０のループで記録メディア２に記録されているビデオシーケンスが終了するまで、キーフレームのビデオ符号化データに対応するセクタ番号が順次出力される。

図１２の例では、キーフレームテーブルに記録されているセクタ番号を全て出力する。すなわち、全てのキーフレームを再生することになるが、高速再生の速度が速い場合は、いくつかのフレームを間引いた出力をしてもよい。

ここで、Ｐフレームを復号するためには、過去のＩフレーム又はＰフレームの復号画像が必要になる。従って、ＧＯＰ内のＩフレームやＰフレームを間引いた場合、そのＧＯＰ内で間引いたフレーム以降のＰフレームは復号できないことになる。

例えば、図１３に示すようなＧＯＰ構造の場合、フレーム（ｃ）を間引いた場合、フレーム（ｄ）は参照するフレーム（ｃ）の復号画像が得られないため、復号でないことになる。同様に、フレーム（ｂ）を間引いた場合は、フレーム（ｃ）,（ｄ）は復号できず、フレーム（ａ）を間引いた場合、フレーム（ｂ）,（ｃ）,（ｄ）は復号できないことになる。このように、間引くフレームによって復号できなくなるフレーム数が異なるため、高速再生の速度からどのフレームを間引くかを計算することになる。

図１４は、図１の符号化データ管理部に記録される管理データのその他の例を示す図で、図中の参照番号は図６と同じである。これは、デコーダからキーフレームの終了を示す信号が入力される場合の例で、図６に示した符号化データ管理部４に記録される管理データの一例から、キーフレームテーブルの要素「キー終了セクタ番号」を除いたものである。従って、本実施例の方が符号化データ管理部４の容量はより小さくなる。

この例の場合の動作は、図６の例に比べ、高速再生の場合だけ異なる。すなわち、図６の例では、高速再生時にキーフレームテーブルの「キー終了セクタ番号」を出力し、記録メディアコントローラ３はキーフレームの終了をこのデータで検知できるが、この例においては、キーフレームテーブルからキーフレームの終了を示すデータは出力せず、記録メディアコントローラ３はデコーダからの入力信号でキーフレームの終了を検知する。通常再生やポインタ編集の再生の場合は、キーフレームの終了位置は用いる必要がなく、図６の例と同じ動作となる。

図１５は、管理データのその他の例を示す図で、図１５中の参照番号は図１４と同じである。これは、デコーダからキーフレームの終了を示す信号が入力され、オーディオ出力とビデオ出力を同期再生する場合も、ビデオ出力だけの場合もランダムアクセス時にキーパックの先頭位置にアクセスするものである。

前述したように、この例の場合は、ビデオ出力だけ必要とする場合は、不要なオーディオ符号化データを読み出す場合があるので、例えば、高速再生の場合には、単位時間当たりに再生できるビデオフレーム数が少なくなるが、管理データの容量はより少なくすることができる。

頭出しや高速再生，ポインタ編集の再生では、管理しているキーフレームのうち、どのフレームがＩフレームかを知る必要がある。キーフレームテーブルでＩフレームだけを管理する場合は、図６，図１４，図１５の例でどのキーフレームがＩフレームであるかを知ることができるが、キーフレームテーブルでＩフレームとＰフレームを管理する場合は、図６，図１４，図１５の例では、キーフレームがＩフレームであるかＰフレームであるかを知ることは困難である。

そこで、例えば、図１６に示すように、キーフレームテーブルの１ワードデータ毎にＩフレームのデータかＰフレームのデータであるかを示す１ビットのフラグ３１を付加すれば、キーフレームがＩフレームを示すのかＰフレームを示すのかがわかる。

図１６は、図６で示したキーフレームテーブルに１ビットのフラグ３１を付加したものであるが、図１４，図１５のキーフレームテーブルについても同様に１ビットのフラグを付加することで、ＩフレームとＰフレームを区別できる。

次に、本発明のさらに別の実施例について説明する。図１７は、図１の符号化データ管理部の他の例を示すブロック図で、図中、３２はメモリコントローラ、３３，３４はメモリで、その他、図５と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。符号化データ管理部４は４つのメモリ１２，１３，３３，３４とそれらを制御するメモリコントローラ３２で構成される。

メモリ１２，１３は、図５のそれと同一で、メモリ３３にはキーフレームのうち、Ｉフレームの記録メディア上での記録位置情報を管理する第４のテーブル（以下、Ｉフレーム用キーフレームテーブルと呼ぶ）、メモリ３４にはＰフレームの記録メディア上での記録位置情報を管理する第５のテーブル（以下、Ｐフレーム用キーフレームテーブルと呼ぶ）が格納される。

図１８は、Ｉフレーム用キーフレームテーブルとＰフレーム用キーフレームテーブルに記録するデータの一例を示す図で、図中、４１はＩの次のフレームアドレス、４２はパック開始セクタ番号、４３はＩのキー開始セクタ番号、４４はＩのキー終了セクタ番号、４５はＰのフレームアドレス、４６はＰの次のフレームアドレス、４７はＰのキー開始セクタ番号、４８はＰのキー終了セクタ番号であり、アドレス４１，４５，４６はポインタ（連結情報）で、セクタ番号４２，４３，４４，４７，４８は記録位置情報である。

各テーブルの構成は、図６のキーフレームテーブルと同様であり、Ｉフレーム用キーフレームテーブルは、Ｐフレーム用キーフレームテーブルのアドレスを示すポインタを備えている点だけが異なる。Ｐフレーム用キーフレームテーブルはパック開始セクタ番号がない点だけが異なる。Ｐフレーム用キーフレームテーブルは高速再生の場合だけ用いることを前提としているため、キーパックの位置情報は必要ない。

図１８の例では、１枚のＩフレームに対応するキーフレームテーブルが、Ｉフレーム用キーフレームテーブルの１ワードデータとそのデータの「Ｐのフレームアドレス」４５で示されたＰフレーム用キーフレームテーブルのデータから「Ｐの次のフレームアドレス」４６でつながった一連のＰフレーム用キーフレームテーブルのワードデータとなっている。

本発明を用いた動画像記録再生装置では、ビデオシーケンスやその一部の再生順序を変更する場合や消去する場合は、メモリ１２のシーケンステーブルやメモリ１３の領域テーブル，メモリ１４のキーフレームテーブルの変更だけで済み、記録メディアに記録されている符号化データを変更する必要はない。例えば、１つのビデオシーケンスを消去する場合は、消去するビデオシーケンスに対応するシーケンステーブルの１ワードデータを「次のシーケンスアドレス」でつながっているポインタからはずすだけでよい。

ビデオシーケンスの再生順序を変更する場合も、シーケンステーブルの「次のシーケンスアドレス」でつながっているポインタの順序を変更するだけでよい。また、シーケンス内の一部分を残して、それ以外を消去する場合は、消去する部分に対応する領域テーブルのデータを「次の領域のテーブルアドレス」でつながったポインタからはずし、残す部分に対応した「開始セクタ番号」と「終了セクタ番号」を新たに設定するだけでよい。

また、ポインタ編集の場合には、もとの管理データから編集後の新たな再生順序を示す管理データを再構築し、もとの管理データと別に格納しておけば、もとの再生順序を保存したまま、様々な再生が可能である。

なお、各テーブルに新たなデータを書き込むためには、各テーブルで未使用のアドレスを管理する必要がある。未使用のアドレスを管理する方法は、テーブル毎に空きアドレスを管理するテーブルを備える、各テーブルのポインタをたどり使用のアドレスを調べることで、未使用のアドレスを知るといった方法が考えられるが、図１９のように、未使用のアドレスを管理することもできる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。図１９は、各テーブルの１ワードデータ毎に使用か未使用かを示す１ビットのフラグを付加した図で、図１９中、５１〜５３は使用か未使用かを示すフラグで、その他、図６と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。

図１９の実施例は、図６で示した構成例の各ワードに使用か未使用かを示すフラグ５１〜５３を付加したものであるが、図１４，図１５，図１６，図１８で示した例にも同様に適用できる。

前述の実施例は、符号化データ記録時に管理データを構築し、その管理データを用いてランダムアクセスを伴う再生を高速に行うものである。従って、符号化データ記録時に管理データが記録されていないメディアの場合は、管理データを構築する必要がある。

次に、図１の実施例において、管理データを構築する手段について、以下に説明する。まず、記録メディアコントローラ３は、記録メディア２に記録されているデータを最初から最後まで読み出すように記録メディア制御データを出力する。

データ処理部１では、ビデオシーケンス，パック，キーフレームそれぞれの開始と終了を検出する検出回路を設けておき、ビデオシーケンスの先頭，後尾が記録されているセクタ番号，キーパックの先頭が記録されているセクタ番号，キーフレームのビデオ符号化データの先頭と後尾が記録されているセクタ番号を符号化データ管理部４に出力する。該符号化データ管理部４では、符号化データ記録時と同様に、順序に管理データを追加記録する。

なお、前述の実施例では、記録メディア上での記録位置情報としてセクタ番号を用いているが、これに限定するものではない。記録メディアによっては、トラック番号とセクタ番号の組など、別の表記の場合もあるが、その場合は記録メディアに応じた表記を用いればよい。

以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下のような効果がある。キーフレームに対応するビデオ符号化データ，オーディオ符号化データ，多重符号化データの記録メディア上での記録位置情報を管理データとして格納するため、ランダムアクセスを伴う再生の場合に、アクセスするキーフレームの記録メディア上での位置がわかる。従って、ランダムアクセス時に不要なデータを読み出すことがなく、高速なランダムアクセスが可能になる。

管理データとして、キーフレームに対応するビデオ符号化データ及び多重符号化データそれぞれの先頭位置や後尾位置を利用することにより、ランダムアクセス時に不要なデータを読み出すことがなく、高速な頭出しが可能になる。すなわち、高速再生時には、単位時間当たりに再生できるビデオフレームが多くなり、ポインタ編集の再生時には、シーンのつなぎ位置へのアクセスを効率良く行うことができる。

ビデオ出力とオーディオ出力を同期して再生する場合は、同期再生に必要な多重符号化データにアクセスし、ビデオ出力だけの再生の場合には、ビデオ符号化データのみにアクセスするようにすれば、高速再生などビデオ出力だけが要求される際に、単位時間当たりより多くの画像を再生することができる。

管理データとして、第１階層がビデオシーケンス、第２階層が記録メディア上での記録領域、第３階層が記録領域に記録されるキーフレーム位置とする階層構造を用いれば、新たにビデオシーケンスを記録，消去する場合、あるいは再生順序を入れ換える場合でも、容易に管理データを更新することができる。

前記記録領域に記録されるキーフレームに対応する管理データを、ＩフレームとＩフレームに続くＰフレームの階層構造で記録すれば、ＩフレームとＰフレームを分離して管理することができる。そのため、例えば、高速再生時には、Ｉフレーム及びＰフレームの種別及び記録メディア上での記録位置がわかるので、高速再生の速度に応じて使用するフレームを柔軟に選択することができる。

また、管理データの各階層内および各階層間の連結情報として、各テーブル内の再生順序を示すポインタ及び各テーブル間の連結関係を示すポインタを用いるので、これらのポインタを変更することで、ビデオシーケンスの記録，消去，再生順序の変更，ビデオシーケンス内の一部の消去，再生順序の変更等が容易に行える。

管理データの各ワード毎に、そのワードが使用か未使用かを示す１ビットのフラグを付加すれば、管理データを記録するメモリが使われているのか空いているのかがわかるので、メモリの空き領域管理が容易になる。

管理データが記録されていない場合でも、管理データを新たに構築すれば、管理データが記録されていない記録メディアの場合でも、ランダムアクセスを伴う再生を高速に行うことができる。

以上のように、ＭＰＥＧ方式など動画像符号化にフレーム間予測を用いるために、ランダムアクセスが特定のキーフレームに対してしか許されない場合に、キーフレームに対するビデオ符号化データやオーディオ符号化データ及びその多重符号化データの記録位置を管理しているため、所望のキーフレームに直接アクセスすることが可能となる。このため、高速再生やポインタ編集を容易かつ効率良く行えることになり、また、オーディオを伴った動画を扱えるため、その効果は顕著である。

本発明による動画像記録再生装置の一実施例を説明するためのブロック図である。 図１における符号化データ管理部から入力されるセクタ番号の記録メディア上での位置を説明するための図である。 本発明におけるキーパックの先頭を示す図である。 図１におけるデータ処理部のヘッダ検出回路を示す図である。 図１における符号化データ管理部のブロック図である。 図５におけるメモリに記録される管理データの内容の一例を示す図である。 本発明における符号化データ管理部に記録する管理データと記録メディア上での記録領域との関係を示す図である。 本発明における符号化データ管理部に記録する管理データと記録メディア上での記録領域との関係を示すその他の図である。 本発明による動画像記録再生装置の符号化データ記録時の符号化データ管理部の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明における符号化データ記録時の符号化データ管理部の更新を示す図である。 本発明における通常再生時の符号化データ管理部の動作を示すフローチャートである。 本発明における高速再生時の符号化データ管理部の動作を示すフローチャートである。 本発明におけるＧＯＰ内で間引くフレームと復号できなくなるフレームを説明するための図である。 本発明における符号化データ管理部に記録する管理データのその他の例を示す図である。 本発明における符号化データ管理部に記録する管理データのその他の例を示す図である。 本発明におけるキーフレームテーブルのその他の構成例を示す図である。 図１における符号化データ管理部の他の実施例を示すブロック図である。 本発明におけるＩフレーム用キーフレームテーブルとＰフレーム用キーフレームテーブルに記録するデータの一例を示す図である。 本発明における各テーブルの１ワードデータ毎に使用か未使用かを示す１ビットのフラグを付加した図である。 従来のＧＯＰの構成例を示す図である。 従来の多重符号化データの一例を示す図である。

符号の説明

１…データ処理部、２…記録メディア、３…記録メディアコントローラ、４…符号化データ管理部、５…メモリコントローラ、５ａ…ビデオ記録情報管理部、５ｂ…オーディオ記録情報管理部、５ｃ…多重化記録情報管理部、６…メモリ、７…第１のヘッダ検出部、８…ビデオヘッダ検出部、９…オーディオヘッダ検出部、１０…判定回路、１１…メモリコントローラ、１２，１３，１４…メモリ、３２メモリコントローラ、３３，３４…メモリ、２１…次のシーケンスアドレス、２２…領域テーブルアドレス、２３…次の領域のアドレス、２４…開始セクタ番号、２５…終了セクタ番号、２６…開始フレームアドレス、２７…次のフレームアドレス、２８…パック開始セクタ番号、２９…キー開始セクタ番号、３０…キー終了セクタ番号、３１…ＩフレームかＰフレームかを示すフラグ、４１…Ｉの次のフレームアドレス、４２…パック開始セクタ番号、４３…Ｉのキー開始セクタ番号、４４…Ｉのキー終了セクタ番号、４５…Ｐのフレームアドレス、４６…Ｐの次のフレームアドレス、４７…Ｐのキー開始セクタ番号、４８…Ｐのキー終了セクタ番号、５１〜５３…使用か未使用かを示すフラグ。

Claims (2)

1. ビデオ符号化データとオーディオ符号化データとを含む多重符号化データを、該多重符号化データに対応する管理データとは別に記録メディアに記録する動画像記録装置であって、
   前記ビデオ符号化データは、フレーム内符号化されたフレームまたは前方向予測符号化されたフレームで構成されるキーフレームの符号化データを含み、
   前記管理データは、前記キーフレームに関する前記多重符号化データ上での位置を示す位置情報を含み、
   前記管理データを生成して保持する手段と、
   前記記録メディアに前記管理データを書き込む手段とを備え、
   前記管理データに含まれる前記位置情報は、キーフレームのビデオ符号化データの位置を示すビデオ位置情報、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの位置を示すオーディオ位置情報、キーフレームからビデオとオーディオとを同期して再生するために読み出す必要がある多重符号化データの位置を示す多重化位置情報の少なくとも１つを含み、
   前記管理データを保持する手段は、前記管理データが記録される、第１のメモリ領域、第２のメモリ領域、第３のメモリ領域を含むメモリを有し、
   前記第１のメモリ領域に記録される管理データは、多重符号化データからなるシーケンスの再生順を示し、
   前記第２のメモリ領域に記録される管理データは、多重符号化データが記録された記録メディアの記録領域を示し、
   前記第３のメモリ領域に記録される管理データは、前記キーフレームに関する前記多重符号化データ上での位置を示すことを特徴とする動画像記録装置。
2. 請求項１に記載の動画像記録装置において、
   前記ビデオ位置情報は、キーフレームのビデオ符号化データの先頭位置または後端位置を含み、
   前記オーディオ位置情報は、キーフレームに対応するオーディオ符号化データの先頭位置または後端位置を含み、
   前記多重化位置情報は、キーフレームからビデオとオーディオとを同期して再生するために読み出す必要がある多重符号化データの先頭位置または後端位置を含むことを特徴とする動画像記録装置。

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