JP3776079B2 - 光ディスク記録方法、光ディスク、光ディスク再生方法及び光ディスク再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ディスク再生方法、光ディスク再生装置、ディジタル映像信号記録再生装置並びにその記録再生方法およびディジタル映像信号再生装置並びにその再生方法に関する。本発明はまた光ディスク記録方法、光ディスク、光ディスク再生方法、及び光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２７は特開平４−１１４３６９号公報に示されている従来の光ディスク記録再生装置のブロック回路図で、７０１はビデオ信号やオーディオ信号等をディジタル情報に変換するためのＡ／Ｄ変換器、７０２は情報圧縮回路、７０３は上記圧縮情報をフレーム周期の整数倍に等しいセクタ情報に変換するフレームセクタ変換回路、７０４は上記セクタ情報に誤り訂正信号を付加する誤り訂正符号回路、７０５は記録媒体での符号間干渉を小さくするため所定の変調符号に変換するための変調器、７０６は上記変調符号に従ってレーザ光を変調するためのレーザ駆動回路、７０７はレーザ出力スイッチである。
【０００３】
また、７０８は上記レーザ光を出射するための光ヘッド、７０９は光ヘッド７０８から出射される光ビームをトラッキングするためのアクチュエータ、７１０は光ヘッド７０８を送るためのトラバースモータ、７１１は光ディスク７１２を回転させるためのディスクモータ、７１９はモータ駆動回路、７２０は第１のモータ制御回路、７２１は第２のモータ制御回路である。また、７１３は光ヘッド７０８からの再生信号を増幅するための再生アンプ、７１４は記録された変調信号からデータを得るための復調器、７１５は誤り訂正復号回路、７１６はフレームセクタの逆変換手段、７１７は上記圧縮情報を伸長するための情報伸長回路、７１８は伸長された情報を例えばアナログビデオ信号やオーディオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器である。
【０００４】
次に動作について説明する。映像信号を符号化する場合の高能率符号化方式の一つとしてＭＰＥＧ方式による符号化アルゴリズムがある。これは、動き補償予測を用いた画像間予測符号化と画像内変換符号化を組み合わせたハイブリッド符号化方式である。ここで、本従来例の情報圧縮回路７０２は図３０に示すような構成になっており、上記ＭＰＥＧ符号化方式を採用している。
【０００５】
図２８はＭＰＥＧ方式のデータ配列構造（レイヤ構造）を簡略化して表したものである。図において、８２１は複数のフレーム情報からなるＧｒｏｕｐ ｏｆＰｉｃｔｕｒｅ（以下、「ＧＯＰ」という）からなるシーケンス層、８２２はいくつかのピクチャ（画面）から構成されるＧＯＰ層、８２３は１画面をいくつかのブロックに分割したスライス、８２４はいくつかのマクロブロックから構成されるスライス層、８２５はマクロブロック層、８２６は８画素×８画素で構成されるブロック層である。
【０００６】
このマクロブロック層８２５は、例えばＭＰＥＧ方式においては、符号化の最少単位は８×８画素からなるブロックで、このブロックが離散コサイン変換（以下、「ＤＣＴ」という）を行う単位である。このとき、隣接する４つのＹ信号ブロックと、これらに位置的に対応する１個のＣｂブロック、および１個のＣｒブロックの合計６ブロックをマクロブロックと呼ぶ。このマクロブロックを複数個まとめてスライスが構成される。また、マクロブロックは、動き補償予測の最小単位であり、動き補償予測のための動きベクトルは、マクロブロック単位で行われる。
【０００７】
次に、画像間予測符号化の処理について説明する。図２９は、上記画像間予測符号化の概略を示している。各画像は、画像内符号化画像（以下、Ｉピクチャという）、片方向予測符号化画像（以下、Ｐピクチャという）、両方向予測符号化画像（以下、Ｂピクチャという）の３つのタイプに分けられる。
【０００８】
例えば、Ｎ枚に１枚の画像をＩピクチャとし、Ｍ枚に１枚はＰピクチャまたはＩピクチャとする場合、ｎ、ｍを整数、かつ、１≦ｍ≦Ｎ／Ｍとして、（Ｎ×ｎ＋Ｍ）番目の画像はＩピクチャ、（Ｎ×ｎ＋Ｍ×ｍ）番目の画像（ｍ≠１）はＰピクチャ、（Ｎ×ｎ＋Ｍ×ｍ＋１）番目から（Ｎ×ｎ＋Ｍ×ｍ＋Ｍ−１）番目の画像はＢピクチャとする。このとき、（Ｎ×ｎ＋１）番目の画像から（Ｎ×ｎ＋Ｎ）番目の画像までをまとめて、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）と呼ぶ。
【０００９】
図２９は、Ｎ＝１５、Ｍ＝３の場合を示している。図において、Ｉピクチャは画像間予測を行わず、画像内変換符号化のみを行う。Ｐピクチャは直前のＩピクチャまたはＰピクチャから予測を行う。例えば、図中６番の画像はＰピクチャであるが、これは３番のＩピクチャから予測を行う。また、図中９番のＰピクチャは６番のＰピクチャから予測する。Ｂピクチャは直前と直後のＩピクチャまたはＰピクチャから予測する。例えば、図中、４番および５番のＢピクチャは、３番のＩピクチャと６番のＰピクチャの双方から予測することになる。従って、４番、５番の画像は、６番の画像の符号化を行った後、符号化する。
【００１０】
次に、情報圧縮回路７０２の動作について図３０にしたがって説明する。メモリ回路９０１では、入力されるディジタル映像信号を符号化順に並べ換えて出力する。すなわち、先に述べたように、図２９において、例えば１番のＢピクチャは３番のＩピクチャの後に符号化するので、ここで画像の並べ換えを行うのである。図３１はこの並べ換えの動作を示している。図３１（ａ）のように入力された画像シーケンスは、図３１（ｂ）の順で出力される。
【００１１】
また、メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１は、時間軸方向の冗長度を落とすために減算器９０２で動き補償予測回路９１０から出力される予測画像９２３との画像間の差分がとられたのち、空間軸方向にＤＣＴが施される。変換された係数は量子化され、可変長符号化された後に、送信バッファ９０６を介して出力される。一方、量子化された変換係数は、逆量子化され、ＩＤＣＴが施された後、加算器９０９で予測画像９２３と加算されて、復号画像９２２が求められる。復号画像９２２は、次の画像の符号化のために、動き補償予測回路９１０に入力される。
【００１２】
次に、動き補償予測回路９１０の動作を、図３２に従って説明する。動き補償予測回路９１０は、フレームメモリ１２０４ａとフレームメモリ１２０４ｂに記憶された２つの参照画像を用いて、メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１を動き補償予測し、予測画像９２３を出力する。
【００１３】
まず、上記のように符号化され復号された画像９２２がＩピクチャまたはＰピクチャである場合、次の画像の符号化のために、この画像９２２は、フレームメモリ１２０４ａまたはフレームメモリ１２０４ｂに記憶される。このとき、フレームメモリ１２０４ａとフレームメモリ１２０４ｂのうち、時間的に先に更新された方を選択するよう、切り換え器１２０３が切り換えられる。ただし、復号された画像９２２がＢピクチャである場合は、フレームメモリ１２０４ａおよびフレームメモリ１２０４ｂへの書き込みは行われない。
【００１４】
このような切り換えにより、例えば、図３１の１番、２番のＢピクチャが符号化されるときには、フレームメモリ１２０４ａとフレームメモリ１２０４ｂに、それぞれ０番のＰピクチャと３番のＩピクチャが記憶されており、その後、６番のＰピクチャが符号化され復号されると、フレームメモリ１２０４ａは６番のＰピクチャの復号画像に書き換えられる。
【００１５】
したがって、次の４番、５番のＢピクチャが符号化されるときには、上記フレームメモリには、それぞれ、６番のＰピクチャと３番のＩピクチャが記憶されている。さらに、９番のＰピクチャが符号化され復号されると、フレームメモリ１２０４ｂは９番のＰピクチャの復号画像に書き換えられる。これより、７番、８番のＢピクチャが符号化されるときには、上記フレームメモリには、それぞれ、６番のＰピクチャと９番のＰピクチャが記憶されている。
【００１６】
メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１が、動き補償予測回路９１０に入力されると、２つの動きベクトル検出回路１２０５ａ、１２０５ｂが、それぞれ、フレームメモリ１２０４ａ、１２０４ｂに記憶されている参照画像をもとに、動きベクトルを検出し、動き補償予測画像を出力する。すなわち、映像信号９２１を複数のブロックに分割し、各ブロックについて、参照画像の中で最も予測歪が小さくなるようなブロックを選び、そのブロックの相対的位置を動きベクトルとして出力するとともに、このブロックを動き補償予測画像として出力する。
【００１７】
他方、予測モード選択器１２０６は、動きベクトル検出回路１２０５ａ、１２０５ｂから出力される２つの動き補償予測画像および、これらの平均画像のうち、予測歪が最も小さいものを選択し、予測画像として出力する。このとき、映像信号９２１がＢピクチャでなければ、時間的に先に入力された参照画像に相当する動き補償予測画像を常に選択して、出力する。また、予測モード選択器１２０６は、予測を行わない画像内符号化と、選択された予測画像による画像間予測符号化のうち、符号化効率がよい方を選択する。
【００１８】
このとき、映像信号９２１がＩピクチャであれば、常に、画像内符号化が選択される。画像内符号化が選択された場合は、画像内符号化モードを示す信号が予測モードとして出力され、画像間予測符号化が選択された場合は、選択された予測画像を示す信号が予測モードとして出力される。切り換え器１２０７は、予測モード選択器１２０６から出力される予測モードが、画像内符号化モードであれば０信号を出力し、そうでなければ、予測モード選択器１２０６から出力される予測画像を出力する。
【００１９】
以上のことから、メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１がＩピクチャのときは、動き補償予測回路９１０は常に０信号を予測画像９２３として出力するので、Ｉピクチャは画像間予測を行わず、画像内変換符号化される。また、メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１が、例えば、図２９の６番のＰピクチャのときは、動き補償予測回路９１０は、図２９の３番のＩピクチャから動き補償予測し、予測画像９２３を出力する。また、メモリ回路９０１から出力される映像信号９２１が、例えば図２９の４番のＢピクチャのときは、動き補償予測回路９１０は、図２９の３番のＩピクチャと６番のＰピクチャから動き補償予測し、予測画像９２３を出力する。
【００２０】
次に送信バッファ９０６の動作について説明する。送信バッファ９０６では、可変長符号化回路９０５によって可変長符号化された映像データをＭＰＥＧのビデオ信号のビットストリームに変換する。ここで、ＭＰＥＧのストリームは、図２８に示すように６層のレイヤ構造になっており、シーケンス層８２１、ＧＯＰ層８２２、ピクチャ層８２３、スライス層８２４、マクロブロック層８２５およびブロック層８２６毎に識別コードであるヘッダ情報が付加されて構成されている。
【００２１】
また、送信バッファ９０６はビデオ信号のビットストリームとオーディオ信号のビットストリームをそれぞれ複数のパケットに分解して、同期信号を含めて上記パケットを多重してＭＰＥＧ２−ＰＳ（プログラムストリーム）のシステムストリームを構成している。ここで、ＭＰＥＧ２−ＰＳは図３３に示すようにパック層とパケット層によって構成されており、それぞれパケット層とパック層に対してヘッダ情報が付加してある。本従来例では図３３に示す各パックにビデオデータ１ＧＯＰ分のデータが含まれるようにシステムストリームを構成している。
【００２２】
ここで、パック層はパケット層の上位層でパケット層を束ねた構成になっており、パック層を構成する各パケット層をＰＥＳパケットと呼ぶ。また、図３３に示すパック層のヘッダ情報にはパックの識別信号、ビデオおよびオーディオ信号の基本となる同期信号等が含まれている。
【００２３】
一方、パケット層を構成するパケットには図３４に示す様に３種類のＰＥＳパケットが存在する。ここで、図３４の２段目のパケットはビデオ・オーディオ・プライベート１パケットで、パケットデータの前にパケットの先頭を識別するコードおよびヘッダ情報として各パケットを復号する際に必要なタイムスタンプ情報（ＰＴＳおよびＤＴＳ）などが付加されている。ただし、タイムスタンプ情報ＰＴＳは再生出力の時刻管理情報で、再生時に各パケットのデータストリームの復号順を管理する情報である。また、ＤＴＳは復号開始の時刻管理情報で、復号データの送出順を管理する情報である。
【００２４】
図３４の３段目のパケットは、プライベート２パケットでユーザーデータを書き込むパケットである。また、図３４の最下段のパケットは、パディングパケットはパケットデータをすべて”１”によってマスクするパケットである。プライベート２パケットおよびパディングパケットのヘッダ情報は、パケットの開始コードとパケット長によって構成されている。
【００２５】
以上のように送信バッファ９０６によってビデオおよびオーディオデータはＭＰＥＧ２−ＰＳのシステムストリームに変換され、フレームセクタ毎に変換される。この情報は誤り訂正処理が行われると同時にディスクの符号間干渉の影響を小さくするための変調を行い、光ディスク７１２に記録される。この時、例えば各ＧＯＰ単位でのデータ量はほぼ同じ量になるようにし、またフレーム周期の整数倍に等しいセクタに振り分けることによって、ＧＯＰ単位での編集等が可能となることは明かである。
【００２６】
次に、再生時の動作について説明する。再生時には、光ディスク７１２に記録された映像情報を再生アンプ７１３にて増幅し、復調器７１４およびデコーダ７１５にてディジタルデータに復元した後、フレームセクタ逆変換回路７１６にてアドレス，パリティ等のデータを取り除いた純粋な映像元データとして復元され、情報伸長回路７１７に入力される。ここで、図３５は情報伸長回路７１７の構成を示した図である。図３５において、ＭＰＥＧ２−ＰＳで構成されるシステムストリームは、受信バッファ１００１に入力される。
【００２７】
受信バッファ１００１では、入力されるシステムストリームをパック単位に分解する。続いて、各ＰＥＳパケットをヘッダ情報にしたがって分解して、ＰＥＳパケット単位で分割されているビデオおよびオーディオデータのビットストリームを再構成する。さらに、ビデオデータに関しては図２８に示すブロック層までストリームを分解して、ブロックデータおよび動きベクトルのデータを分離して出力する。
【００２８】
受信バッファ１００１から出力されるブロックデータは、可変長復号化回路１００２に入力されて、可変長のデータが固定長データとなって逆量子化され、ＩＤＣＴが施されて加算器１００６に出力される。これに対して予測データ復号回路１００５では、受信バッファ１００１から出力される動きベクトルにしたがって、予測画像を復号し、加算器１００６に出力する。
【００２９】
この場合、予測データ復号回路１００５には動き補償予測回路９１０と同じく、加算器１００６によって復号されるＩピクチャおよびＰピクチャデータを記憶するフレームメモリを備えており、ＰピクチャおよびＢピクチャ時には、入力される動きベクトルにしたがい、対象となるＩピクチャおよびＰピクチャから予測画像を再現して加算器１００６に出力する。なお、ＩピクチャおよびＰピクチャ時の、参照画像データの更新方法については、符号化時の場合と同じであるので説明を省略する。
【００３０】
加算器１００６では予測データ復号回路１００５の出力とＩＤＣＴ回路１００４の出力を加算し、メモリ回路１００７に出力する。ここで、符号化時には、時間的に連続する映像信号を、図３１に示す様に符号化する順にしたがってフレームの並び換えを行っている。このため、メモリ回路１００７では、図３１（ｂ）に示す順で入力されるデータを、図３１（ａ）の順に画像データが時間的に連続する様に並び換えて出力端子３０に出力する。
【００３１】
次に、このような符号化構造を持つデータをディスクに記録した場合の画像検索や高速再生を示す。図２９に示すような符号化構造を持つ場合、Ｉピクチャ単位で再生すれば高速再生が可能である。この場合、Ｉピクチャを再生した後すぐにトラックジャンプを行い、次の、または前のＧＯＰへアクセスし、そこでＩピクチャを再生する。このような動作を繰り返すことによって、図２９の場合には高速送り再生や戻し再生が実現できる。
【００３２】
しかし、このＧＯＰのレートは可変ビットレートであるので、実際に次のＧＯＰの先頭がどこにあるかはまったく認識できない。そのため適当に光ヘッドをジャンプさせＧＯＰの先頭を見つけるようにしていたため、どのトラックにアクセスすれば良いかを求めることはできなかった。
【００３３】
また、Ｉピクチャはデータ量が非常に多く、特殊再生のようにＩピクチャのみを連続で再生すると、ディスクからの読みだし速度に制限があるため、通常の動画のように３０Ｈｚの周波数で再生することはできない。Ｉピクチャの再生が終了して光ヘッドをジャンプさせるとしても、Ｉピクチャが再生し終わってからでは、次のＩピクチャに更新する間隔が大きくなり動きのなめらかさが欠如する。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディジタル映像信号記録再生装置及び再生装置は以上のように符号化されているのでビデオテープレコーダのようにスキップサーチ（早送りでみること）の際に、データ量の多いＩピクチャばかりをデコードするため、デコードするに十分なデータを再生することなく光ヘッドをジャンプさせるか、十分なデータを再生した場合データを再生している時間が長いため同じ倍速数を得ようとするとＧＯＰの飛び先をかなり遠方に設定しなければならず、このため、画面に出力するコマ数が少なくなるという問題がある。
【００３５】
また、可変レートのため次のＧＯＰのセクタアドレスが認識できないためジャンプしたトラックにＧＯＰの先頭があるかどうかの保証がない。このためジャンプした先で複数回のディスク回転待ちとなって特殊再生時、画面に出力するコマ数がさらに少なくなるといった問題もある。また、仮にセクタアドレスが認識可能であっても、システム層で、どのデータまで再生して光ヘッドをジャンプさせて良いかどうかを知る手段がないためビデオデコーダを通らなければ判断がつかず、光ヘッドをジャンプさせる効率を低下させているという問題もあった。
【００３６】
本発明は以上のような問題に鑑みて成されたものであり、動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号記録再生装置または、ディジタル映像信号再生装置において良好なスキップサーチを得るとともに、可変ビットレートの符号化を採用する前提のもとで、ＧＯＰのアクセス性の向上を実現できるディジタル映像信号記録再生装置またはディジタル映像信号再生装置を得ることを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動き補償予測とＤＣＴとを用いてディジタル映像信号を高能率符号化して光ディスクに書き込まれる映像情報が、画面内符号化画像であるＩピクチャと、片方向予測符号化画像であるＰピクチャと、両方向予測符号化画像であるＢピクチャとから構成され、これらのピクチャを含んで一つの映像情報ブロックとし、その映像情報ブロックに基づいて構成されたビデオパケットと、プライベートパケットとを含むシステムストリームが配置され、上記プライベートパケットのデータかどうかを示す識別情報が上記プライベートパケットの上記データに先立って配置された光ディスクを再生する方法であって、上記識別情報に基づいて、上記プライベートパケットを再生出力するかどうかを選択することを特徴とする光ディスク再生方法である。
【００３８】
【作用】
本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らすよう作用する。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００３９】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度でデータを分割することで特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【００４０】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを周波数領域や量子化や空間解像度でデータを分割するように作用する。分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らすよう作用する。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００４１】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に周波数や量子化や空間解像度でデータを分割し、このことにより特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【００４２】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを画面のエリアで分割し、画面中央部が優先されるように作用する。分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段は画面中央部を優先して出力するよう作用する。また、通常再生時はデータ並び換え手段が画面でエリア単位で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００４３】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に画面のエリアでデータを分割することにより特殊再生時アクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行え、一定時間単位でアドレスジャンプを行うことができる。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【００４４】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、画面のエリアで分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段は画面中央のエリアを優先して出力して、一定速度の特殊再生が可能なよう作用する。また、通常再生時はデータ並び換え手段が画面でエリア単位で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００４５】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、画面上のエリアでデータを分割することで特殊再生時に一定時間単位でアドレスジャンプができ、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【００４６】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを周波数領域や量子化や空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割するように作用する。分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らすよう作用する。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度と画面のエリア単位で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００４７】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に周波数や量子化や空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割する。このことにより特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【００４８】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割され、さらに、画面でエリア単位で分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、特殊再生速度に応じてデコードするべきデータを減らすよう作用する。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度と画面のエリア単位で分割されて並び換えられたデータを並び換えるように作用する。
【００４９】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割することで特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので、再生時に瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【００５０】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読み出さなかったエリアのデータについてはデータをある一定値にマスクすることにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現できる。
【００５１】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読みだしたエリアを画面全体に伸長することにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現でき、データを読みだすことができなかったエリアが目だちにくくなる。
【００５２】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読み出さなかったエリアのデータについてはデータをある一定値にマスクすることにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現できる。
【００５３】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読みだしたエリアを画面全体に伸長することにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現でき、データを読みだすことができなかったエリアが目だちにくくなる。
【００５４】
【実施例】
実施例１．
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明を行う。図１はディジタル映像記録・再生装置におけるディジタル映像信号符号化処理部を示しておりＤＣＴブロックを低周波領域と高周波領域との階層に分け、低周波領域のみをＧＯＰの先頭に配置する記録側のブロック図である。図において１はバッファメモリ、２は減算器、３はＤＣＴ演算器、４は量子化器（Ｑ）、５は可変長符号化器（ＶＬＣ）、６は逆量子化器（ＩＱ）、７は逆ＤＣＴ演算器（ＩＤＣＴ）、８は加算器、９は動き補償予測回路、１０はイベント数及び符号量計数器、１１はフォーマットエンコーダ、１５は入力端子である。
【００５５】
次に動作について説明する。入力されるビデオデータは、例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のインターレース画像である。ここで、減算器２、ＤＣＴ演算器３、量子化器４、可変長符号化器５、逆量子化器６、逆ＤＣＴ演算器７、加算器８、動き補償予測回路９の動作は従来例で示したものと同じであるため説明を省略する。
【００５６】
可変長符号化器５の動作について図２にしたがって説明する。図２はＤＣＴブロック内部のＤＣＴ係数のデータ配置について示したものである。図２は、左上の部分に低周波成分、右下の部分に高周波成分のＤＣＴ係数のデータが配置されている。このＤＣＴブロックに配置されているＤＣＴ係数のデータのうち、ある特定の位置（イベントの切れ目）までの低周波領域のＤＣＴ係数のデータ（例えば図５の斜線部）は、低周波領域として可変長符号化されフォーマットエンコーダ１１に出力される。上記特定位置のＤＣＴ係数のデータ以降のＤＣＴ係数のデータに対して可変長符号化を施す。すなわち、空間周波数領域でデータをパーティショニングして符号化を施すのである。
【００５７】
この低周波領域と高周波領域の切れ目をブレーキングポイントと称す。ブレーキングポイントは、イベント数及び符号量計数器１０により、低周波領域の符号量を特殊再生時に光ヘッドがアクセス可能であるような所定の符号量になるように設定される。可変長符号化器５は、ブレーキングポイントにしたがって、ＤＣＴ係数を低域と高域に分割してフォーマットエンコーダに出力する。
【００５８】
なお、符号化領域の決定をイベントの切れ目で行ったが、それ以外の方法でもよいことはいうまでもない。例えば固定のイベント数の切れ目でも良いし、量子化器４により粗い量子化をした量子化データと細かい量子化と粗い量子化の差分値でデータを分割しても良い。また、バッファメモリで空間解像度を半分に間引いた画像と、その解像度の半分の画像を元に戻した画像と元の解像度の画像との差分の画像との符号化により分割してもよい。すなわち、周波数領域の分割に限らず、量子化や空間解像度の分割によって画像の高能率符号化データを分割してもよいことはいうまでもない。
【００５９】
このとき、画像としてより重要なデータとは、周波数分割であれば低周波領域のデータであり、量子化による分割であれば粗い量子化をして符号化したデータであり、空間解像度で分割したデータであれば間引いた画像を符号化したデータであり、これら重要なデータのみを復号することにより、人間により知覚しやすい復号画像が得られる。この様に、１つの高能率符号化データをより基本的で重要なデータとその他のデータに分割して（これを階層化と称す）、誤り訂正符号を付し変調してディスク上に記録する。
【００６０】
この様に、ＩピクチャとＰピクチャの低域成分を分割してあるので特殊再生時にこれら低域成分のみを読み出して再生すれば、特殊再生時に読み出すデータ量が大きく減る。その結果、ヘッダの媒体からのデータ読み出し時間が短くなり、スキップサーチ時になめらかな動きの高速再生が実現できるようになる。また、Ｉピクチャ、Ｐピクチャのみを続けて配置すれば、特殊再生時にＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波成分のデータのみを容易にディスク上から読み出し復号することが可能となる。この場合、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの全領域をＧＯＰの先頭に配置するよりも、低域成分のみを抽出して配置した方が、データの効率的構成が可能になる。
【００６１】
次にフォーマットエンコーダ１１の動作について説明する。図３はフォーマットエンコーダの動作を示すフローチャートである。まず、エンコードを開始すると、エンコードモードが階層化モードになっているかどうかを判定し、階層化モードでない場合はシステムストリームに非階層化であることを表す情報を挿入し、従来のストリームの構成に従う。階層化モードの場合は、シーケンスヘッダの設定の確認を行う。具体的にはシーケンススケーラブルエクステンションのデータの確認を行う。これが正しく記述されていれば、ピクチャヘッダによりピクチャの先頭を認識して、Ｉピクチャと４枚のＰピクチャを低域成分のデータと高域成分のデータに分離して、それぞれのデータ長を検出する。
【００６２】
一方、Ｂピクチャのデータはピクチャ毎にそのデータ長を検出する。さらに、ＩピクチャとＰピクチャの低域成分のデータをＧＯＰの先頭に続ける場合のアドレス情報のみを記録したパケットを作成する。このパケットには、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低域成分、Ｉピクチャ、４枚のＰピクチャの高域成分及び１０枚のＢピクチャのアドレス情報が含まれており、それぞれのデータのデータ長が記録されている。
【００６３】
したがって、このデータ長によりそれぞれのデータストリームの先頭位置がＧＯＰヘッダの先頭からの相対アドレスとして得られる。このアドレス情報を含んだパケットとＩピクチャおよび４枚のＰピクチャの低域成分と残りのデータとを順に並べてフォーマッティングする。
【００６４】
このうち、前記シーケンスヘッダのスケーラブルエクステンション上のスケーラブルモードの確認とは、図４のＭＰＥＧ２のシンタックスで決められたスケーラブルモードの設定の確認とスライスヘッダ上のプライオリティブレークポイントの記述の確認である。プライオリティブレークポイントとは図の所定のイベント数のところ（上述のブレーキングポイントに相当）であり、分割した低域成分と高域成分の切れ目の位置を表すデータである。
【００６５】
スケーラブルモードが００の時は以下に続くビットストリームはデータパーティショニングのビットストリームであることを表し、低域成分と高域成分に分解されたビットストリームが続くことを表わす。Ｂピクチャについては全て低域成分にし、高域成分を発生させないようにすればＢピクチャは非分割化できる。
【００６６】
このようにして生成したビットストリームの一例を図５に示す。図５の（ア）は、階層化しない場合のビットストリームである。これを図１に示したの回路ブロックによって階層化すると、（イ）に示したように分割階層化される。このデータを特殊再生を考慮した並びにすると（ウ）に示すようにＩピクチャとＰピクチャの低域がＧＯＰの先頭に配置される。
【００６７】
これらをパケット化して、図３のフローチャートに示したようにアドレス情報をプライベートパケットに入れた場合のデータの並びを（エ）に示す。この場合アドレス情報は上記のように、ＧＯＰヘッダの先頭からの相対アドレスで表現してもよいが、何番目のパケットの何バイト目が各ピクチャの先頭かなどのように表現してもよく、それ以外にもディスク上のセクタアドレスなどで表現してもよいことはいうまでもない。
【００６８】
プライベートパケットにアドレス情報を入れる例を図６に示す。パケタイズドエレメンタリーストリーム（以下ＰＥＳと称す）パケットをプライベートパケットにする場合、ストリームＩＤをＢＦ（１６進表示）にし、パケット長を記した後、全てのスタートコード（パケットのスタートコードやビットストリームのスタートコードなど）と同じコードにならないようにバイトのＭＳＢに１、その次のビットに０を設定し、残り６ビットで階層化モード、階層化種類、特殊再生時に使用する画像の種類、スタートアドレス数などを記す。
【００６９】
その後、ＧＯＰデータ量を最大長の２Ｍバイトまで表現できるように２１ビットのアドレス情報を記す。ただし、前記のようにスタートコードの先頭２４ビット０００００１（１６進表示）と同じデータにならないように２１ビットの先頭の３ビットに１００（２進表示）を入れる。ここで、スタートアドレスはＩピクチャの低域成分のスタートアドレスと４枚のＰピクチャの低域成分のスタートアドレスとＩピクチャの高域成分、４枚のＰピクチャの高域成分及び１０枚のＢピクチャのスタートアドレスである。さらに、特殊再生で光ヘッドをジャンプさせるために前後のＧＯＰデータが記録されているディスク上のセクタアドレスを付記する。
【００７０】
なお、２１ビットのアドレスに対し１ビットのパリティを付せば、データに対する信頼性が高まる。この場合、２１ビット＋１ビットに対してその先頭に１０（２進表示）を付せばよい。また、特殊再生の倍速数を考慮して前後のＧＯＰのアドレスに加えて、さらに前後数ＧＯＰのセクタアドレスを付記すれば特殊再生の倍速数のバリエーションが広がる。また、ＰＥＳパケットのプライベート２パケットにアドレス情報を記すことを示したが、プログラムストリームマップのプライベートディスクリプタなど他のユーザエリア等に記してもよいことはいうまでもない。
【００７１】
実施例１の再生側について図７、図８にしたがって説明する。図７はディジタル映像信号復号処理部のブロック図で、図７において２１はプログラムストリームヘッダ検出器、２２はＰＥＳパケットヘッダ検出器、２３はビデオビットストリーム生成器、２４はデータ並び換え器、２５はアドレスメモリ、２６はモード切り換え器、２７は可変長復号器（ＶＬＤ）、２８はスイッチであり、２９は逆量子化器、３０は逆ＤＣＴ演算器、３１は加算器、３２は予測データ復号回路、３３はフレームメモリ、３４はデコーダブル判定器である。図８は、図７の動作概念を表した図である。
【００７２】
次に、図７の動作について図９にしたがって説明する。図９は、再生時のフォーマットデコーダの動作を表すフローチャートである。ＥＣＣから出力されるビットストリームは、プログラムストリームのヘッダを検出し、ＰＥＳパケット毎に分離される。さらに、ＰＥＳパケットのヘッダを検出し、アドレス情報が含まれるプライベートパケットとビデオパケットの判別を行う。
【００７３】
プライベートパケットの場合は、パケット内に含まれるアドレス情報を抽出し記憶する。一方、ビデオパケットの場合はビデオデータのビットストリームを抽出する。ここで、通常再生の場合はＩピクチャ及びＰピクチャの場合はビデオデータのビットストリームから低域成分と高域成分のデータを抽出して、データの並び換えを行い再生画像を出力する。一方、特殊再生時にはビデオデータの低域成分のみを抽出し再生する。ここで、低域成分を再生した後は、次のＧＯＰの先頭に光ヘッドをジャンプさせる。
【００７４】
この場合、ビデオストリーム中にこれらのアドレスを記述した場合は、ビデオストリーム化した後アドレス情報を抽出して記憶することになり、プログラムストリームマップのプライベートディスクリプタに記述された場合は、プログラムストリームヘッダ検出のレベルでアドレス情報の抽出及び記憶が行われる。なお、アドレス情報は、プログラムの相対アドレスでも絶対アドレスでもよいことはいうまでもない。
【００７５】
実際には、図７においてマイコンなどからスキップサーチ及び通常の連続再生等のモード信号がモード切り換え器２６に入力される。一方、ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅され、ＰＬＬなどから出力される位相同期のかかったクロックにより信号再生を行う。次に、弁別操作を行ってディジタル復調をし、誤り訂正処理を行った後に、プログラムストリームの各ヘッダを検出するプログラムストリームヘッダ検出器２１により、ヘッダの後に続くデータの情報を得る。
【００７６】
さらに、ＰＥＳパケットヘッダ検出器２２により例えばＰＥＳパケットのプライベート２パケットに記された各ピクチャのアドレス情報及び特殊再生用データのアドレス情報が検出され、アドレスメモリ２５に蓄えられる。ここでオーディオ用のＰＥＳパケット、文字などのＰＥＳパケット及びビデオ用のＰＥＳパケットを区別してビデオ用のパケットのみビデオビットストリーム生成器２３に出力する。
【００７７】
ここで、ビデオビットストリーム生成器は、ＰＥＳパケットから付加した情報を削除しビデオストリームに変換される。具体的には各種制御コードやタイムスタンプなどのデータが除かれる。この後、アドレスメモリ２５から得られたアドレス情報にしたがって、モード切り換え器２６の出力が通常再生時はビットストリームの並び換えをデータ並び換え器２４にて行う。
【００７８】
モード切り換え器２６の出力（制御信号）は、データ並び換え器２４およびデコーダブル判定器３４に供給される。データ並び換え器２４は、制御信号を得て分割階層化されている低域成分と高域成分から分割前のデータを再構成するか、または低域成分のみを可変長復号器（ＶＬＤ）２７に出力する。つまり、通常再生時は各低域成分を高域成分と合成し、本来のピクチャ順に並び換えるよう動作し、特殊再生時は倍速数によってＩピクチャのみの低域成分かＩピクチャとＰピクチャの低域成分を出力する。
【００７９】
なお、低域成分のみを通す特殊再生時はタイムスタンプは使用しないようにする。これに対して、可変長復号器（ＶＬＤ）２７はデコーダブル判定器３４とともにスライスヘッダのプライオリティブレークポイントで示された低域成分領域のイベントの切れ目を抽出し、その切れ目までをデコードしてスイッチ２８に出力する。このスイッチ２８は、通常再生時は０を挿入しないように接続されるが、特殊再生時はプライオリティブレークポイント以後の高域成分に０が挿入されるようにデコーダブル判定器３４によって制御される。
【００８０】
以上の動作について図８にしたがって説明する。図８においてパーティショニングのブレーキングポイントがＥ１からＥ３の場合低域成分のストリームにはＥ３まで、高域成分のストリームにはＥ４からＥＯＢまでが格納されている。低域成分のストリームにはＥ３に続いて、次のＤＣＴブロックの低域成分のデータが格納されている。
【００８１】
ここで、通常再生時には、データ並び換え器２４は低域成分のストリームからＥ１からＥ３のデータを高域成分のストリームからＥ４からＥＯＢのデータをそれぞれ抽出し、さらに次のブロックのデータをそれぞれ抽出し、順次ＤＣＴブロックを再構成する。これに対し、特殊再生時はデータ並べ換え器２４はＥ１からＥ３までのデータを抽出しＶＬＤ２７により可変長復号した後、デコーダブル判定器３４にてプライオリティブレークポイントの検出を行い、スイッチ２８によって、図８の斜線に示した部分はゼロを挿入し、低域成分のみを使ってＤＣＴブロックを構成する。
【００８２】
ＤＣＴブロックに変換されたデータは、動きベクトルにしたがって、復号される。ここで、動きベクトルによる復号については、従来例と同じであるために説明を省略する。ただし、特殊再生時にＰピクチャを復号する際に用いるリファレンスは低域成分のみで復号されたＩまたはＰピクチャを用いて復号する。
【００８３】
ブロック単位で復号されたデータはフレームメモリ３３に入力される。ここで、フレームメモリ３３は画像をＧＯＰのもとの構成順に復元して、ブロックスキャンからラスタースキャンへの変換を行い出力する。なお、このフレームメモリは予測データ復号回路３２中に内蔵されているメモリと共用化は可能である。
【００８４】
なお、符号化領域をイベントの切れ目で行ったがそれ以外の方法でもよいことはいうまでもない。すなわち、周波数領域の分割に限らず、量子化や空間解像度の分割によって画像の高能率符号化データを分割してもよいことはいうまでもない。
【００８５】
このとき、画像としてより重要なデータとは、周波数分割であれば低周波領域のデータであり、量子化による分割であれば粗い量子化をして符号化したデータであり、空間解像度で分割したデータであれば間引いた画像を符号化したデータである。この場合、これらのデータのみを用いて復号した再生画像が、より人間に知覚し易い領域を重要なデータとする。すなわち、１つの高能率符号化データをより基本的で重要なデータとそうでないデータに分割して（これを階層化と称す）ディスクからの再生時に特殊再生時は基本的で重要なデータのみを再生するようにしてもよい。
【００８６】
なお、実施例１は記録側と再生側を対応させて述べたが、ハードディスクのように記録再生が組になっているような場合や、現在のコンパクトディスクのように想定に従って記録されていることを前提とした再生側のみの場合も考えられる。
【００８７】
実施例２．
次に、本発明の実施例２について説明する。図１０は本実施例２のディジタル映像信号記録再生装置の記録系を示すブロック回路図である。図において、図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示しており、１５は入力端子、１はバッファメモリ、２は減算器、３はＤＣＴ回路、４は量子化回路、６は逆量子化回路、７はＩＤＣＴ回路、８は加算器、９は動き補償予測回路、５は可変長符号化回路、１２はエリア並び換え器、１１はフォーマットエンコーダである。
【００８８】
図１１は本実施例２のディジタル映像信号記録再生装置再生系を示すブロック回路図である。図において、図７と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示しており、２１はプログラムストリームヘッダ検出器、２２はＰＥＳパケット検出器、２３はビデオストリーム生成器、３５はエリア並び換え器、２５はアドレスメモリ、２６はモード切り換え器、２７は可変長復号化回路、２９は逆量子化回路、３０はＩＤＣＴ回路、３１は加算器、３２は予測データ復号回路、３３はフレームメモリである。
【００８９】
次に動作について説明する。ディジタル映像信号は、入力端子１よりライン単位で入力され、バッファメモリ１へ供給される。ここで、バッファメモリ１から可変長符号回路５までの動作については上記従来例と同じであるため説明を省略する。
【００９０】
エリア並び換え回路１２では、可変長符号化回路５から出力されるＧＯＰ単位の映像データのビットストリームのうちＩピクチャについては画面の中央部に位置するエリアがビットストリームの先頭に配置されるように並び換えを行う。ここで、Ｉピクチャについては図１２に示す様に３つのエリアに分割されており、エリア１〜３に対するＩピクチャのデータをそれぞれＩ（１），Ｉ（２），Ｉ（３）とする。ただし、図１２に示す各エリアは図２８に示すＭＰＥＧのスライス層が複数個集まったもので、図１２ではエリア１、３は６スライス、エリア２は１８スライスによって構成されている。
【００９１】
実際には、エリア並び換え器１２ではビットストリーム上のＩピクチャのスライスヘッダを検出し、各スライスを図１２に示す３つのエリアに分類し、各エリア毎のビットストリームを作り、エリア毎にまとめられたビットストリームの並び換えを行う。すなわち、図１３に示すようにＧＯＰの先頭にＩ（２），Ｉ（３），Ｉ（１）の順でビットストリームが配置されるようにエリア単位での並び換えを行う。さらに、並び換えを行ったビットストリームをＧＯＰ単位でフォーマットエンコーダ１１に出力する。
【００９２】
次にフォーマットエンコーダ１１の動作を図１４にしたがって説明する。図１４はビデオデータをＧＯＰ単位でＰＥＳパケットにフォーマットするアルゴリズムをフローチャートで示したものである。画面中央部優先モードの場合、入力されるビットストリームのピクチャヘッダを検出して、ピクチャ情報を検出する。ここで、Ｉピクチャの場合は図１３に示す画面中央部分Ｉ（２）およびＩ（３），Ｉ（１）のエリアの抽出を行い、それぞれのデータ長を検出し、検出された各エリアのデータ長を２４ビット幅の２進数に変換してアドレス情報を作成する。一方、ＰおよびＢピクチャの場合はピクチャ単位でデータ長を検出し、２４ビット幅（３バイト）の２進数に変換してアドレス情報を作成する。
【００９３】
さらに、フォーマッティング部では、入力されるアドレス情報とビデオデータのビットストリームをそれぞれ２種類のＰＥＳパケットにまとめる。すなわち、アドレス情報だけのＰＥＳパケットとビデオまたはオーディオだけのＰＥＳパケットが構成されることになる。
【００９４】
したがって、図２９に示すように１ＧＯＰが１５ピクチャの場合、アドレス情報としてはＩピクチャが３種類、Ｐピクチャ４種類、Ｂピクチャが１０種類、合計１７種類存在する。また、特殊再生時のアドレス情報として、前後のＧＯＰのディスク上のアドレス情報（ディスク上の絶対アドレス）が２種類存在する。これらのアドレス情報は、１つのパケットにまとめられてＰＥＳパケットとしてフォーマットされる。実際には、図１５に示すＰＥＳパケットのプライベート２パケットとしてフォーマットされる。図１５では、パケットデータの先頭に前後のＧＯＰのディスク上の絶対アドレスが配置され、以下各ピクチャのアドレス情報が順に配置されている。ただし、各アドレス情報に対して３バイト（２４ビット）の情報量を割り当てているため、パケット長は５７バイトとなる。
【００９５】
これに対して、アドレスデータ以外のデータの１ＧＯＰ分のビットストリームについては、複数のパケットに分割して、同期信号等のヘッダ情報を付加することによりＰＥＳパケット（ビデオパケット）にフォーマットする。
【００９６】
さらに、フォーマットエンコーダ１１では、入力されるオーディオのビットストリームもＰＥＳパケットに分解して、ビデオデータのＰＥＳパケットと合わせてＭＰＥＧ２−ＰＳのシステムストリームを構成する。実際には、図１６に示すように１ＧＯＰ分のビデオデータのビットストリームと１ＧＯＰ期間に対応するオーディオデータのビットストリームが１パックの中に複数のパケットに分割されて配置されている。この場合、図１６に示すようにシステムストリームの先頭のパケットに上記アドレス情報を示すパケットを配置し、これに続いてＩピクチャの画面中央部のビットストリームが含まれるパケットが配置されるような構成としている。
【００９７】
次に、再生時の動作について図１１に従って説明する。図１１においてプログラムストリームヘッダ検出器２１、ＰＥＳパケットヘッダ検出器２２およびビデオビットストリーム生成器２３およびモード切り換え器２６の動作については上記実施例１と同じであるため説明を省略する。
【００９８】
復号されたビデオのビットストリームは、図１３に示すようにＩピクチャの画面中央部のデータがストリームの先頭に配置されている。このため、エリア並び換え器３５ではアドレスメモリ２５から出力されるＩ（２），Ｉ（３），Ｉ（１）のビットストリームのデータ長にしたがって、Ｉピクチャデータをエリア毎にＩ（１），Ｉ（２），Ｉ（３）の順に並び換える。並び換えを行ったビットストリームは可変長復号回路２７に入力され、ブロックデータおよび動きベクトル等に復号される。ここでは、通常再生時の可変長復号に続く動作については、従来の実施例と同じであるため説明を省略する。
【００９９】
高速再生としては、上述のように１ＧＯＰ分のデータをシステムストリームの１パックに割り当てているため、ディスクからデータを読みだす場合に各ＧＯＰの先頭アドレスにジャンプして、システムストリームの先頭に配置されているＩピクチャのデータのみを読みだし、次のＧＯＰの先頭にジャンプする方法が考えられる。この場合、システムストリームの先頭に配置されるアドレス情報が記録されたＰＥＳパケットを検出して、次のＧＯＰのディスク上のアドレス及びＩピクチャのアドレス情報を復号することによってディスクドライブを制御する。
【０１００】
図２９の場合、１フレームの時間内に各ＧＯＰのＩピクチャをすべて読みだすことができれば１５倍速の高速再生を実現できる。また、２フレームの時間内に各ＧＯＰのＩピクチャを読みだせば７．５倍速の高速再生となる。このように、高速再生のスピードが大きくなるとディスクからデータをよみだす時間が短くなる。
【０１０１】
さらに、高速再生時に光ディスク等のメディアからデータを読みだす場合、ディスク上に記録してあるシステムストリームの先頭アドレスがわかっていても、ディスク上に実際に記録されている場所にジャンプする際にディスクの回転待ち時間が生じる。また、映像信号を可変レートで符号化した場合はＩピクチャの情報量は一定でなく、Ｉピクチャを読みだすために要する時間も変化する。このため、高速再生スピードが大きくなるとディスク上のデータを読みだす時間が短くなる上に、ディスクの回転待ち時間が一定ではないので、すべてのＩピクチャデータを安定して読みだすことができなくなる。
【０１０２】
このため、本実施例では高速再生時に光ディスク等のメディア上に１ＧＯＰ単位で記録されているデータに対して、一定時間単位でＧＯＰの先頭にジャンプして、Ｉピクチャのデータ部分をディスクから読みだす。この場合、一定時間内にすべてのＩピクチャデータを読みだすことができなくても次のＧＯＰの先頭にジャンプする。すなわち、一定時間単位で各ＧＯＰの先頭アドレスにジャンプし、記録されているシステムストリームを先頭から可能な限りデータを読みだし、次のＧＯＰの先頭にジャンプを行う。
【０１０３】
この場合、ディスク上には図１６に示すように、次のＧＯＰのディスク上のアドレス等を含むＰＥＳパケット及びＩピクチャの中央部のデータを含むＰＥＳパケットがシステムストリームの先頭部分に配置されている。したがって、特殊再生時にすべてのＩピクチャデータを読みだすことができない場合でも、少なくともディスクドライブの制御に必要な次のＧＯＰのディスク上のアドレスとＩピクチャの画面中央部のデータは復号することができる。
【０１０４】
特殊再生時に画面の中央部のみが復号できた場合は、エリア並び換え器３５では復号することができたデータのみを可変長復号化回路２７に出力し、可変長復号された映像データは逆量子化およびＩＤＣＴが施されてフレームメモリ３３に入力される。一方、エリア並び換え器３５はフレームメモリ３３に復号することがエリアの情報を出力する。これにより、フレームメモリ３３では特殊再生時に復号することができたエリアのみを再生して、復号することができなかったエリアについては前のフレームで出力したデータをそのまま保持して出力する。
【０１０５】
図１７にｎ番目のＧＯＰからｎ＋４番目のＧＯＰまでのＩピクチャのみを再生して高速再生を行った場合の再生画像の一例を示す。図１７（ａ）ではすべてのＩピクチャを復号できた場合で、図１７（ｂ）はエリア２と３が復号できた場合で、復号できなかったエリア１は前フレームの値をそのままホールドして出力している。また図１７（ｃ）はエリア２のみ復号できた場合でエリア１、３は前フレームの値をそのままホールドしている。
【０１０６】
ここで、一般的な映像信号記録再生装置では、記録時のデータフォーマットはＩピクチャがフレーム単位で記録されている。これに対して、図１６では、３分割されたＩピクチャデータのうち画面の中央に位置するエリアを優先して１ＧＯＰの先頭に配置しているため、特殊再生時に一定の時間内でＩピクチャの一部のエリアしかディスクから読みだすことができない場合でも、少なくとも画面の中央部分の再生画像を出力することが可能となる。
【０１０７】
以上の様に、本実施例では図７に示すように特殊再生に使用するＩピクチャを１ＧＯＰの先頭に１画面上の中央に位置するエリアが優先してメディア上に記録される様に配置しているため、高速再生スピードが大きい場合でも、画面の中央に位置するエリア２を優先して再生を行うため、高速再生の画像の内容がわかりやすい。また、一定時間単位でＧＯＰの先頭にジャンプする特殊再生を行うため、常に一定の倍速で出力画面を更新することができる。
【０１０８】
なお、上記実施例では特殊再生時に復号することができたエリアをすべて出力し、復号できなかったエリアについては前フレームのデータをそのまま保持していたが、特殊再生時には画面の中央部のみを再生するように構成してもよい。
【０１０９】
この場合、エリア並び換え器３５では、ディスクから読みだしたＩピクチャのエリア２のみのデータを復号し、復号しなかったエリア１、３については、フレームメモリ３３において、例えばグレーのデータにマスクして高速再生画像を出力する。
【０１１０】
図１８に１ＧＯＰのｎ番目のＧＯＰからｎ＋４番目のＧＯＰまでのＩピクチャのエリア２のみを再生して高速再生を行った場合の再生画像を示す。図中で画面の両端のエリア１および３は、グレーのデータにマスクしてある。また、Ｉピクチャの情報量が小さく、ディスクの回転待ち時間が少なく、エリア１および３のデータを読みだす時間的余裕がある場合でも、エリア１および３のデータは復号しない。
【０１１１】
これは、エリア１および３のデータを読みだすことができた場合のみ画面に出力すると、これらのエリアが一定の間隔で更新されないため、高速再生画像が不自然になるからである。このため、特殊再生時にＩピクチャの画面中央部（エリア２）のみを再生する場合、更新されるエリアが常に一定となり再生画像に不自然さがない。
【０１１２】
また、上記実施例では特殊再生時に復号することができたＩピクチャの画面中央部のエリアのみを表示して画面の両端をマスクしていたが、画面の中央部を１画面に伸長して出力してもよい。
【０１１３】
この場合、フレームメモリ３３では、復号されたエリア２のデータを図１９に示すように１画面のサイズに伸長する。ただし、図１９の場合は点線で囲まれたエリア２の中央部をそれぞれ上下、左右の方向に線形補間により２倍のサイズに伸長している。すなわち、図１９の場合、点線で囲まれた部分は水平３６０画素×垂直２４０ラインのサイズで、この点線部分を例えば線形補間により伸長して水平７２０画素×垂直４８０ラインの１画面サイズに伸長している。
【０１１４】
この様に、特殊再生時に画面中央部のエリアのみを復号して１画面サイズに伸長した場合、出力されるデータのエリアは小さくなるが、画面中央部のみ出力した場合に目立つ画面両端のマスク部分をなくすことができる。
【０１１５】
なお、上記実施例ではＩピクチャの画面中央部のみを優先してビットストリーム上に配置したが、ＩピクチャだけでなくＰピクチャの画面中央部も優先して配置されるように構成してもよい。この場合、Ｐピクチャの画面中央部のデータはＩピクチャのビットストリームの後に続くことになる。
【０１１６】
また、上記実施例ではエリア単位での画像データの並び換えをビットストリームに変換した後に行っているが、必ずしもビットストリームに変換した後に行う必要はなく変換する前に行ってもよい。
【０１１７】
図２０にこの実施例の再生側のフローチャートを示す。流れについては上述したので省略する。
【０１１８】
なお、実施例２は記録側と再生側を対応させて述べたが、ハードディスクのように記録再生が組になっているような場合も考えられるし、現在のコンパクトディスクのように想定に従って記録されていることを前提とした再生側のみの場合も考えられる。また、画面のエリア単位の並べ換えは、スライスヘッダ中のスライススタートコードの下位８ビットのスライスバーティカルポジションのデータを用いれば予測データ復号回路３２やフレームメモリ３３でも実現可能であることはいうまでもない。
【０１１９】
実施例３．
次に本発明の実施例３について説明する。図２１はディジタル映像記録・再生装置におけるディジタル映像信号符号化処理部を示しておりＤＣＴブロックを低周波領域と高周波領域に階層化する。さらに、画面を複数のエリアに分割し低周波領域の画面中央部を優先してＧＯＰの先頭に配置する記録側のブロック図である。図２１において、１２はエリア並び換え回路である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
次に動作について説明する。この入力されるビデオデータは、例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のデータである。この画像データに動き補償とＤＣＴを用いて高能率符号化を施す。ここで、データを分割階層化するまでの動作は実施例１と同じであるため説明を省略する。
【０１２１】
なお、分割階層化についても周波数領域だけでなく、量子化や空間解像度で分割しても良いことも実施例１と同じである。実施例３では、エリア並び換え器１２により、さらに分割階層化された重要なデータを実施例２に示したように画面のエリア毎に分割して、画面中央部をＧＯＰの先頭に優先的に配置するものである。すなわち、重要なデータと重要でないデータに分割して、さらに、画面のエリア上で予め決められた優先順位毎にディスク上に記録する。
【０１２２】
このように、ＩピクチャとＰピクチャの低域成分を分割して、画面中央部を優先して配置してあるので、特殊再生時にこれらの低域成分の画面中央部のみを読みだし、再生すれば、特殊再生時に読みだすデータ量が大きく減る。その結果、ヘッドの媒体からの読みだし速度に余裕が生まれ、十数倍速から数十倍速の非常に高速なスキップサーチなどが実現できるようになる。
【０１２３】
ここで、Ｉピクチャの低域の画面中央部をＧＯＰの先頭に配置し、Ｉピクチャの低域の画面周辺部のデータに続いてＰピクチャのデータを配置することにより、十数倍速から数十倍速の高速再生を、Ｉピクチャの低域の画面中央部のみを再生することにより実現できる。さらに、特殊再生用のＩピクチャ、Ｐピクチャの低域成分の画面中央部のデータは、情報量が少ないため、高速再生時に容易にディスク上から読みだし復号することができるため、数倍速の高速再生が可能になる。すなわち、ＩピクチャおよびＰピクチャの低域成分の画面中央部のデータ量は、これら低域成分全体のデータ量より少ないため、実施例１より高速な特殊再生が実現できる。
【０１２４】
次にエリア並び換え器１２とフォーマットエンコーダ１１の動作について説明する。図２２はそのフローチャートである。まず、エンコードをスタートすると、低域成分のエリア並び換えを行うために、低域成分パーティションのＩピクチャのスライスヘッダを検出し、各スライスを図１２に示す３つのエリアに分類し、各エリア毎のビットストリームを作り、エリア毎にまとめられたビットストリームの並び換えを行う。すなわち、図１３と同じように低域のＩピクチャに対してＧＯＰの先頭に低域Ｉ（２），低域Ｉ（３），低域Ｉ（１）の順でビットストリームが配置されるようにエリア単位での並び換えを行う。
【０１２５】
次に画面中央部優先モードの場合、入力されるビットストリームのピクチャヘッダを検出して、ピクチャ情報を検出する。ここで、低域のＩピクチャの場合は、図１３に示す低域画面中央部分Ｉ（２）および低域Ｉ（３），低域Ｉ（１）のエリアの抽出を行い、それぞれのデータ長を検出し、前述のように検出された各エリアのデータ長からアドレス情報を作成する。一方、ＰおよびＢピクチャの場合はピクチャ単位でデータ長を検出し、アドレス情報を作成する。画面中央部優先モードでないときは実施例１に従う。
【０１２６】
次に、階層化モードの判定を行い、階層化モードでない場合、システムストリームに非階層化であることを示す情報を挿入し、従来のストリームの構成に従う。階層化モードの場合は、シーケンスヘッダの設定の確認を行う。具体的には、シーケンススケーラブルエクステンションのデータの確認を行う。これが正しく記述されていれば、ピクチャヘッダによりピクチャの先頭を認識して、画面エリア上で並び換えられたＩピクチャとＰピクチャの低域データを抽出し、そのデータ長を検出する。一方、Ｂピクチャはピクチャ毎にそのデータ長を検出する。
【０１２７】
さらに、ＩピクチャとＰピクチャの低域の画面中央部分をＧＯＰの先頭に固めた場合のアドレス情報のみを記録したパケットを作成する。このパケットには、Ｉ、Ｐピクチャの低域部の画面中央部、画面周辺部、Ｉ、Ｐピクチャの高域部およびＢピクチャのアドレス情報が含まれており、それぞれのデータのデータ長が記録されている。したがって、このデータ長によりそれぞれのデータストリームの先頭位置がＧＯＰヘッダの先頭からの相対アドレスとして得られる。
【０１２８】
このように作成したビットストリームを表したのが、図２３である。図２３の（ウ）に示したように、エリア単位で並び換えられたＩピクチャとＰピクチャの低域がＧＯＰの先頭に配置されているので、これをパケット化して図２１のフローチャートに示すようにアドレス情報をプライベート２パケットに配置した場合のストリームを（エ）に示す。この場合、アドレス情報は上記のようにＧＯＰヘッダの先頭からの相対アドレスで表現してもよいが、何番目のパケットの何バイト目が各ピクチャの先頭かなどのように表現してもよく、それ以外にもディスク上のセクタアドレスなどで表現しても良いことはいうまでもない。
【０１２９】
図２４に、プライベート２パケットにアドレス情報を入れる場合の例を示す。ＰＥＳパケットをプライベート２パケットにする場合、ストリームＩＤを設定し、階層化モード、階層化種類、特殊再生時に使用する画像の種類、スタートアドレス数などを記す。ここで、スタートアドレスは、Ｉピクチャの低域の画面中央部のスタートアドレスと、Ｉピクチャの低域の画面周辺部のスタートアドレスと、４枚のＰピクチャの低域のスタートアドレスと、残りのＢピクチャのスタートアドレスである。
【０１３０】
さらに、特殊再生で光ヘッドをジャンプさせるための前後のＧＯＰのディスク上のセクタアドレスを付記する。この場合、特殊再生の倍速数を考慮して、前後のＧＯＰのアドレスに加えて、さらに前後数ＧＯＰのセクタアドレスを付記すれば特殊再生の倍速数のバリエーションが広がる。また、ＰＥＳパケットのプライベート２パケットにアドレス情報を記すことを示したが、プログラムストリームマップのプライベートディスクリプタや他のユーザエリア等に記してもよいことはいうまでもない。
【０１３１】
実施例３の再生側について図２５にしたがって説明する。図２５は、ディジタル映像信号復号処理部のブロック図である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３２】
次に、図２５の動作について図２６にしたがって説明する。図２６は、再生時のフォーマットデコーダの動作を表すフローチャートである。ＥＣＣから出力されるビットストリームは、プログラムストリームのヘッダを検出し、ＰＥＳパケット毎に分離される。さらに、ＰＥＳパケットのヘッダを検出し、アドレス情報が含まれるプライベートパケットとビデオパケットの判別を行う。
【０１３３】
プライベートパケットの場合は、パケット内に含まれるアドレス情報を抽出し記憶する。一方、ビデオパケットの場合はビデオデータのビットストリームを抽出する。さらに、プライベートパケットで、かつ通常再生の場合、もしくはビデオパケットの場合は、Ｉピクチャ及びＰピクチャのビデオデータのビットストリームから低域成分と高域成分のデータを抽出して、データの並び換えを行い再生画像を出力する。
【０１３４】
一方、プライベートパケットで、かつ特殊再生の場合は、まず、低域のＩピクチャすべてを再生する時間があるかどうかの判定を行い、再生する時間がある場合は、さらに、低域のＰピクチャを再生する時間があるかどうかの判定を行う。以上の２つもしくは１つの判定を行い、低域のＩピクチャ、Ｐピクチャを再生する時間がある場合、低域のＩピクチャ及びＰピクチャを再生する。低域のＩピクチャすべてを再生する時間はあるが、低域のＰピクチャまで再生する時間がない場合は、低域のＩピクチャのみを再生する。さらに、低域のＩピクチャすべてを再生するだけの時間がない場合は、Ｉピクチャ低域の画面中央部を再生する。上記の３つの場合はいずれも、再生した後は、次のＧＯＰの先頭に光ヘッドをジャンプさせる。
【０１３５】
なお、ビデオストリーム中にこれらのアドレスを記述した場合は、ビデオストリーム化した後アドレス情報を抽出して記憶することになるし、プログラムストリームマップのプライベートディスクリプタに記述された場合は、プログラムストリームヘッダ検出のレベルでアドレス情報の抽出及び記憶が行われる。なお、アドレス情報は、プログラムの相対アドレスでも絶対アドレスでも良いことはいうまでもない。
【０１３６】
実際には、図２５に示すように、マイコンからスキップサーチおよび通常の連続再生等のモード信号がモード切り換え器２６に入力される。一方、ディスクからの再生信号は増幅器で増幅され、ＰＬＬによって出力される位相同期のとれたクロックにより信号再生を行って、ディジタル復調し、誤り訂正処理を行い、プログラムストリームを復元する。さらに、プログラムストリームの各ヘッダを検出するプログラムストリームヘッダ検出器２１により、ヘッダの後に続くデータの情報を得る。
【０１３７】
さらに、ＰＥＳパケットヘッダ検出器２２により、例えばＰＥＳパケットのプライベート２パケットに記された各ピクチャ及び特殊再生用データ（低域データ及びその画面のエリア別に並べられたデータ）のアドレス情報を検出され、この情報はアドレスメモリ２５に蓄えられる。ここで、オーディオ用のＰＥＳパケット、文字などのＰＥＳパケットおよびビデオ用のＰＥＳパケットであるかを判別して、ビデオ用のパケットのみをビデオビットストリーム生成器２３に出力する。ビデオビットストリーム生成器は、ＰＥＳパケットのヘッダ除法を削除して、ビデオビットストリームを出力する。この後、アドレスメモリ２５から得られたアドレス情報にしたがって、通常再生の場合はデータ並び換え器２４ではモード切り換え器２６から出力されるビットストリームを並び換えて出力する。
【０１３８】
モード切り換え器２６の出力（制御信号）はデータ並び換え器２４およびデコーダブル判定器３４に供給される。ここで、データ並び換え器２４は前記制御信号によって、通常再生の場合は階層化されエリア毎に並び換えられた低域成分と高域成分を合成して出力する。一方、特殊再生時には低域成分のみ、あるいは画面中央部の低域成分のみのデータを可変長復号器（ＶＬＤ）２７に出力する。つまり、通常再生時はＩ及びＰピクチャの低域成分を画面のエリア順に並べ換え、高域成分と合成し本来のピクチャ順に並び換えるよう動作し、特殊再生時は倍速数によってＩピクチャの低域成分の画面中央部のエリアあるいはＩピクチャとＰピクチャの低域成分の画面中央部のエリアを切り換えて出力する。なお、低域成分のみを使う特殊再生時にはＰＴＳやＤＴＳのタイムスタンプは用いない。
【０１３９】
これに対して、可変長復号器（ＶＬＤ）２７はデコーダブル判定器３４とともにスライスヘッダのプライオリティブレークポイントで示された低域成分領域のイベントの切れ目を抽出し、その切れ目までをデコードしてスイッチ２８に出力する。このスイッチ３４は通常再生時は０を挿入しないように接続されるが、特殊再生時はプライオリティブレークポイント以後の高域成分に０が挿入されるようにデコーダブル判定器３４によって制御される。
【０１４０】
低域のデコードに関する動作概念は図８と同様であるため説明を省略する。また、このときの画面のエリア上での並び換えは、実施例２で説明した通りであるため説明を省略する。
【０１４１】
なお、上記実施例では符号化領域をイベントの切れ目で行ったがそれ以外の方法でもよいことはいうまでもない。例えば固定のイベント数の切れ目で分割したり、量子化器４により粗い量子化をしたデータと細かい量子化と粗い量子化の差分値でデータを分割しても良い。さらに、バッファメモリで空間解像度を半分に間引いた画像と、その解像度の半分の画像を元に戻した画像と元の解像度の画像との差分の画像との符号化により分割してもよい。すなわち、周波数領域の分割に限らず、量子化や空間解像度の分割によって画像の高能率符号化データを分割してもよいことはいうまでもない。
【０１４２】
このとき、画像としてより重要なデータとは、周波数分割であれば低周波領域のデータであり、量子化による分割であれば粗い量子化をして符号化したデータであり、空間解像度で分割したデータであれば間引いた画像を符号化したデータである。この場合、これらのデータのみを使って復号した再生画像が人間により知覚し易い領域を重要なデータとする。すなわち、１つの高能率符号化データをより基本的で重要なデータとそうでないデータに分割してディスクからの再生時に特殊再生時は基本的で重要なデータのみを再生するようにしてもよい。
【０１４３】
なお、実施例３は記録側と再生側を対応させて述べたが、ハードディスクのように記録再生が組になっているような場合も考えられる。また、現在のコンパクトディスクのように想定にしたがって記録されていることを前提とした再生側のみの場合も考えられる。さらに、画面のエリア単位毎に並び換えた成分については実施例２の図１８および図１９に示すような画面出力方法があることはいうまでもない。また、画面のエリア単位の並べ換えは、スライスヘッダ中のスライスバーティカルポジションのデータを用いれば予測データ復号回路２５やフレームメモリ３３でも実現可能であることはいうまでもない。また、本実施例ではＩピクチャの基本的なデータのみを画面のエリアで分割したが、例えばＰピクチャの低域やそれ以外でも分割しても良いことは言うまでもない。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明によれば、良好なスキップサーチを得るとともに、ＧＯＰのアクセス性の向上を実現できる。
【０１４５】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段がアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減り、なめらかな特殊再生画像を得ることができるという効果がある。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換え分割前の画像が再生できるという効果がある。
【０１４６】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度でデータを分割することで特殊再生時にアクセスすべきデータが減りなめらかな特殊再生画像を得ることができるという効果がある。さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行えるという効果がある。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１４７】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを周波数領域や量子化や空間解像度でデータを分割するので特殊再生時のアクセスデータ量が減り、なめらかな特殊再生画像が得られるよう記録できるという効果がある。また、分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減りなめらかな特殊再生画像が得られるという効果がある。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換え、分割前の画像が再生できるという効果がある。
【０１４８】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に周波数や量子化や空間解像度でデータを分割し、このことにより特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、なめらかな特殊再生画像が得られるよう記録できるという効果がある。さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【０１４９】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを画面のエリアで分割することにより特殊再生時のアクセスデータ量が減り、なめらかな特殊再生画像が得られるよう記録できるという効果がある。分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段がアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らし、なめらかな特殊再生画像を得ることができるという効果がある。また、通常再生時はデータ並び換え手段が画面のエリア単位で分割されて並び換えられたデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５０】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に画面のエリアでデータを分割し、このことにより特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【０１５１】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、画面のエリアで分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らすよう作用する。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５２】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、画面上のエリアでデータを分割することで特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５３】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置によれば、記録手段は、画像データを周波数領域や量子化や空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割し、特殊再生時のアクセスすべきデータ量を段階的に少なくすることでなめらかな特殊再生画像が得られるという効果がある。分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段がアクセスすべき領域のみを出力して、デコードするべきデータを減らすためなめらかな特殊再生画像を得られるという効果がある。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５４】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生方法によれば、記録時に周波数や量子化や空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割する。このことにより特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、特殊再生時のアクセスすべきデータ量を段階的に少なくすることでなめらかな特殊再生画像が得られるという効果がある。さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに記録再生できる。
【０１５５】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割され、さらに、画面でエリア単位で分割されたデータのヘッダにより、特殊再生データ出力手段はアクセスすべき領域のみを出力して、特殊再生速度に応じてデコードするべきデータを減らすよう作用する。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はデータ並び換え手段が周波数あるいは量子化あるいは空間解像度で分割されて並び換えられたデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５６】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生方法によれば、周波数あるいは量子化あるいは空間解像度でデータを分割し、さらに、画面でエリア単位で分割することで特殊再生時にアクセスすべきデータが減り、さらに、分割したデータのアドレスがシステムストリームのヘッダとして記録されているので再生して、瞬時に再生すべきバイト数がわかるため、特殊再生時の光ヘッドのジャンプを効率的に行える。また、複数の分割手段により分割されたデータは特殊再生速度に応じて読みだしデータ量が調整でき、幅広い特殊再生速度の対応ができるようになる。また、通常再生時はそのアドレスに基づいてデータを並び換えるため分割したことによる不具合を生じさせずに再生できる。
【０１５７】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読み出さなかったエリアのデータについてはデータをある一定値にマスクすることにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現できる。
【０１５８】
また、本発明に係わるディジタル映像信号記録再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読みだしたエリアを画面全体に伸長することにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現でき、データを読みだすことができなかったエリアが目だちにくくなる。
【０１５９】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読み出さなかったエリアのデータについてはデータをある一定値にマスクすることにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現できる。
【０１６０】
また、本発明に係わるディジタル映像信号再生装置においては、特殊再生時に、Ｉピクチャの画面の中央にくるエリアのみを読み出し、読みだしたエリアを画面全体に伸長することにより再生画像を合成するため、データ量の多いＩピクチャをすべて再生する場合に比べて、より高速な特殊再生を実現でき、データを読みだすことができなかったエリアが目立ちにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図２】 実施例１、３の周波数分割の概念を表した図。
【図３】 実施例１のディジタル映像信号符号化処理のブロック図。
【図４】 実施例１のビデオストリームのヘッダの説明図。
【図５】 実施例１のビットストリームの並べ換えを示した図。
【図６】 実施例１のシステムストリームのアドレス情報の一例。
【図７】 実施例１のディジタル映像信号復号処理部のブロック図。
【図８】 実施例１の復号処理の概念を表す図。
【図９】 実施例１の復号処理のフローチャート。
【図１０】 実施例２のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図１１】 実施例２のディジタル映像信号復号処理部のブロック図。
【図１２】 実施例２の画面のエリアの一例。
【図１３】 実施例２の画面のエリア単位で並び換えた場合のビットストリームの一例。
【図１４】 実施例２のディジタル映像信号符号化処理のフローチャート。
【図１５】 実施例２のシステムストリームのアドレス情報の一例。
【図１６】 実施例２のシステムストリームの一例。
【図１７】 実施例２の再生画面の一例で再生時、再生できるところまで画面出力した例。
【図１８】 実施例２の再生画面の一例で再生時、画面中央部のみ出力した例。
【図１９】 実施例２の再生画面の一例で再生時、画面中央部の領域を拡大して表示した例。
【図２０】 実施例２のディジタル映像信号復号処理のフローチャート。
【図２１】 実施例３のディジタル映像信号符号化処理のブロック図。
【図２２】 実施例３のディジタル映像信号符号化処理のフローチャート。
【図２３】 実施例３のシステムストリームの一例。
【図２４】 実施例３のシステムストリームのアドレス情報の一例。
【図２５】 実施例３のディジタル映像信号復号処理の処理ブロック図。
【図２６】 実施例３のディジタル映像信号復号処理のフローチャート。
【図２７】 従来の光ディスク記録再生装置のブロック図。
【図２８】 従来のＭＰＥＧの映像符号化アルゴリズムのデータ配列構造。
【図２９】 従来のＭＰＥＧの映像符号化アルゴリズムのＧＯＰの構造の一例。
【図３０】 従来のＭＰＥＧの映像信号符号化処理部のブロック図。
【図３１】 従来のＭＰＥＧのビデオビットストリームの一例。
【図３２】 従来の動き補償予測回路のブロック図。
【図３３】 従来のＭＰＥＧのＰＳのシステムストリームの一例。
【図３４】 従来のＭＰＥＧのＰＥＳパケットのストリームの一例。
【図３５】 従来のＭＰＥＧの映像信号復号処理部のブロック図。
【符号の説明】
１ バッファメモリ、２ 減算器、３ ＤＣＴ演算器、４ 量子化器、５ ＶＬＣ、６ 逆量子化器、７ 逆ＤＣＴ演算器、８ 加算器、９ 動き補償予測回路、１０ イベント及び符号量計数器、１１ フォーマットエンコーダ、１２ エリア並び換え器、１５ 入力端子、２１ プログラムストリームヘッダ検出、２２ ＰＥＳパケットヘッダ検出、２３ ビデオビットストリーム生成器、２４データ並び換え器、２５ アドレスメモリ、２６ モード切り換え器、２７ ＶＬＤ、２８ スイッチ、２９ 逆量子化器、３０ 逆ＤＣＴ演算器、３１ 加算器、３２ 予測データ復号回路、３３ フレームメモリ、３４ デコーダブル判定器、３５ エリア並び換え器。

Claims (4)

1. 動き補償予測とＤＣＴとを用いてディジタル映像信号を高能率符号化して光ディスクに書き込まれる映像情報が、画面内符号化画像であるＩピクチャと、片方向予測符号化画像であるＰピクチャと、両方向予測符号化画像であるＢピクチャとから構成され、これらのピクチャを含んで一つの映像情報ブロックとし、その映像情報ブロックに基づいて構成されたビデオパケットと、プライベートストリーム２のストリームＩＤを持つプライベートパケットとを含むシステムストリームを配置して記録する光ディスク記録方法であって、
   上記映像情報ブロックの少なくともＩピクチャ、およびＢピクチャについてのセクタに対応するアドレス情報を上記プライベートパケットに記録し、上記アドレス情報が記録された上記プライベートパケットを、当該映像情報ブロックより前に配置することを特徴とする光ディスク記録方法。
2. 動き補償予測とＤＣＴとを用いてディジタル映像信号を高能率符号化して光ディスクに書き込まれる映像情報が、画面内符号化画像であるＩピクチャと、片方向予測符号化画像であるＰピクチャと、両方向予測符号化画像であるＢピクチャとから構成され、これらのピクチャを含んで一つの映像情報ブロックとし、その映像情報ブロックに基づいて構成されたビデオパケットと、プライベートストリーム２のストリームＩＤを持つプライベートパケットとを含むシステムストリームが配置された光ディスクであって、
   上記映像情報ブロックの少なくともＩピクチャ、およびＢピクチャについてのセクタに対応するアドレス情報が上記プライベートパケットに記録され、上記アドレス情報が記録された上記プライベートパケットが、当該映像情報ブロックより前に配置されてなることを特徴とする光ディスク。
3. 請求項２に記載の光ディスクを再生する方法であって、
   上記プライベートパケットに記録された映像情報ブロックの少なくともＩピクチャについてのセクタに対応するアドレス情報を再生し、該再生した上記アドレス情報に基づく光ディスク上の位置から上記映像情報ブロックを読み出すことを特徴とする光ディスク再生方法。
4. 請求項２に記載の光ディスクを再生する装置であって、
   上記光ディスクに記録されたシステムストリームを出力する手段と、
   上記システムストリームに含まれるプライベートパケットに記録された映像情報ブロックの少なくともＩピクチャについてのセクタに対応するアドレス情報を再生する手段と、
   該再生した上記アドレス情報に基づく上記光ディスク上の位置から上記映像情報ブロックを読み出す手段とを有することを特徴とする光ディスク再生装置。

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