JP3809301B2 - 再生装置及び再生方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク等の記録媒体を用いたカメラ一体型レコーダシステムに用いて好適な再生装置及び再生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディスク・メディアの大容量化が急速に進展し、音声のみならず映像信号をも長時間記録再生する装置が提案されている。例えば、MPEG等の高能率符号化処理に基づいた記録フォーマットを採用し、4Mbps〜10Mbps程度の圧縮データレートで1時間以上の画像記録再生装置を実現し得る技術が民生レベルで展開している。さらには、ディスク媒体そのものに関しても、小型化と大容量化が確実に進展する動向を示しており、画像記録再生装置のさらなる高密度化が推し進められている。
【0003】
従来よりこのような装置として、MPEG等を用いた画像記録再生装置が知られている。この装置は、記録時に画像をデジタル信号化した後、DCT(離散コサイン直交変換)等により空間軸から周波数軸上へ変換し、量子化、符号化処理によってデータを圧縮し、磁気テープあるいはディスク等の媒体に記録する。また、再生時には、媒体からの再生データを検出し、ECC(エラー訂正)、復号、逆量子化、逆DCTして空間軸上の映像信号を出力し、各種モニタで視聴するようにしている。
【0004】
このような画像記録再生装置においては、特殊再生の機能があり、画像を視聴する際に記録内容を早送り、又は巻戻し等(以下、サーチと総称する)、変速させて視聴することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像記録再生装置のサーチ機能は、シーンの変化(動き)、あるいは場面の変化とは全く無関係に、所定の再生画を一定時間間隔で抽出して、時系列にモニタ出力するものであった。
【0006】
図8にその様子を示す。図8(a)は前記MPEG方式で符号化されて記録媒体に記録された画像データを再生した時系列データを示し、所定数のフレームで構成するGOP(Group Of Picture)の先頭部分を構成する数フレームを図8(b)の映像として、順次表示するようにしている。
【0007】
この場合のサーチは、画像の区切りとなるGOPの先頭数フレームしか表示できないため、シーンの変化や動きのある画像では、表示画面の更新周期が粗くなり、サーチ画の一連の画像相関が無く、ユーザが記録内容を明確に確認することができなかった。一方、動きの少ない画像のサーチを行った場合は、画像変化が少なく,ユーザに不必要な待ち時間を与え、本来確認したい「映像の区切り」や「場面の変化」を適切に早く知ることができないという問題があった。
【0008】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたもので、サーチ等の特殊再生時に、再生画の内容を把握し易い適切な再生速度を得ることができるようにすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る再生装置は、動画像データとこの動画像データに係る動画像の動きの大きさを示す動きデータとを記録媒体から再生する再生手段と、前記動画像データを高速再生するサーチ再生モードにおいて、所定期間分の前記動画像データ毎に前記動画像データより前記サーチ再生モードの再生速度に応じた所定数の画面を抽出して出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サーチ再生モードにおいて、前記動きデータにより示される動きの大きさに基づき、前記所定期間分の動画像データ毎に抽出する画面を決定することを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る再生方法は、動画像データとこの動画像データに係る動画像の動きの大きさを示す動きデータとを記録媒体から再生する再生工程と、前記動画像データを高速再生するサーチ再生モードにおいて、所定期間分の前記動画像データ毎に前記動画像データより前記サーチ再生モードの再生速度に応じた所定数の画面を抽出して出力する制御工程とを備え、前記制御工程では、前記サーチ再生モードにおいて、前記動きデータにより示される動きの大きさに基づき、前記所定期間分の動画像データ毎に抽出する画面を決定することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
(第1の実施の形態)
図1、図2は本発明の第1の実施の形態による記録再生装置としてのカメラ一体型レコーダシステムを示すブロック図であり、図1は記録部を示し、図2は再生部を示す。
【0019】
図1の記録部において、100はレンズ等の光学系、101は絞り、フォーカス、ズーム等の光学制御系、102はCCD(電荷撮像素子)を含むカメラ信号処理部、103はメモリ、104はDCT部、105は量子化部、106はスイッチ、107は減算器、108は符号化部、109は多重化部、110はECC部、111は変調部、112は記録再生用のヘッド、113は記録媒体で、ここではディスク113を用いている。120は逆量子化装置、121は逆DCT装置、122は加算器、123はZeroデータ供与部、124はメモリ、125は動き補償予測部、126は動き検出部、127はCPU、128は撮影開始スイッチ、129はスイッチである。
【0020】
次に動作について説明する。
被写体像は、光学系100、光学制御系101により、所定の明るさ、画角、ピント等が制御された光学信号となり、カメラ信号処理部102に入力される。ここで光学信号はCCDにより電気信号に変換され、さらにデジタル化されて、適切なゲイン調整、色分離、階調補正、ホワイトバランス調整等の信号処理が施される。
【0021】
このようにして得られた画像信号は、一旦メモリ103に蓄えられ、画面の並べ替えを行う。本実施の形態では、画像データの各フレームをその符号化モードに応じてIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの3つの種類に分け、これらの各ピクチャを、先頭にIピクチャ、3フレームおきにPピクチャ、Pピクチャの間にBピクチャを2フレーム配置して、計15フレームからなるGOPを形成する。そして、メモリ103から各ピクチャのデータの出力順を制御することにより、並べ替えを行う。
【0022】
この並べ替えの様子を図3で説明する。
図3(a)のメモリ103への入力画像が、
Bzn−1 ,Bzn,Ia0 ,Ba0 ,Ba1 ,Pa0 ,Ba2 ,Ba3 ,Pa1 …
であったとすると、図3(b)のメモリ103の出力画像は、
Ia0 ,Bzn−1 ,Bzn,Pa0 ,Ba0 ,Ba1 ,Pa1 ,Ba2 ,Ba3 ,Pa2 …
のようになる。
【0023】
図1において、スイッチ106は、画像データがIピクチャの時はa側が選択され、画像データがPピクチャ又はBピクチャの時はb側が選択される。従って、ブロック化されたIピクチャが入力された場合は、スイッチ106はa側に選択されてDCT部104に接続される。DCT部104は、入力画像データを複数画素からなるブロック単位にDCTして周波数軸上のデータに変換し、次段の量子化部105に伝送する。
【0024】
量子化部105では、所定の記録レートとなるように周波数軸データを量子化して、符号化部108及び逆量子化装置120に供給する。符号化部108は、ハフマン符号化、ランレングス符号化による可変長符号化処理を行い、多重化部109に伝送する。
【0025】
一方、逆量子化部120では、入力された量子化データを逆量子化し、逆DCT部121により逆DCT処理を行う。逆DCT部120の出力信号は、加算器122に供給され、Iピクチャ信号の場合は、スイッチ129はb側を選択してZeroデータ供与部123から0データを得る。この場合、加算器122からは、何も加算しないのと同じ値、即ち、入力画像データと同じ値が加算結果として出力される。この加算結果は、メモリ124に保持される。
【0026】
次に、Pピクチャの符号化について説明する。
メモリ103よりPピクチャの画像データが入力された場合は、動き補償予測部125は、メモリ124からIピクチャのデータを読み出し、減算器107に供給する。減算器107は、このメモリ124からのデータとメモリ103の入力Pピクチャのデータを減算し、スイッチ106のb側に供給する。Pピクチャの符号化時にはスイッチ106はb側に接続されており、上記減算出力はフレーム間差分信号としてDCT部104に供給され、以降、順次符号化処理を経ることになる。
【0027】
この時、スイッチ129はa側が選択され、そして、メモリ124からのIピクチャ・データから、動き補償予測部125が予測データを出力し、スイッチ129のa側に供給する。Pピクチャの符号化時には、スイッチ129はa側が選択されている。従って、加算器122は、このスイッチ129のa側の予測データと逆量子化部121の出力とを加算して、メモリ124に書き込む処理を行う。
【0028】
次に、Bピクチャの符号化について説明する。
Bピクチャの符号化の際は、スイッチ106、129は共にPピクチャの符号化と同じa側を選択する。ここで特徴的なのは、動き補償予測部125が、メモリ129に記憶されているデータから、Iピクチャ、Pピクチャの双方から動き予測を行うことができることである。また、動き検出部126は、動き補償予測部125から得られる動きベクトルの絶対値の総和を求め、画像の動き情報としてCPU127に伝送する。
【0029】
撮影開始トリガスイッチ128は、撮影シーンの始め又は終わりの制御タイミングをCPU127に送り、システムのモード遷移を行う。また、CPU127は、上記の変化点、又は動き検出部126からの動き情報を多重化部109に伝送する。多重化部109では、符号化部108からのデータに対して、シーン切り替え(シーンチェンジ)情報、又は動き情報を多重して、次のECC部110ヘデータ伝送する。ECC部110では、所定のパリティを付加して変調部111に送り、変調部111は、ディスク113に記録するための変調データをヘッド112に供給する。
【0030】
尚、上記の説明では、動き情報を動き補償予測部125の予測結果に基づいて求めたが、動き情報はカメラの手振れ補正処理の結果から求めるようにしてもよい。
【0031】
次に、図2の再生部について説明する。
図2において、112は図1のヘッド、113は図1のディスクである。201は再生プリアンプ、202は復調部、203はECC部、204はデコーダ部、205はメモリ、206は動き検出部、207は操作部、208はCPU、209はバッファ制御部、210はバッファ、211はディスク駆動部である。
【0032】
次に動作について説明する。
ディスク113に記録されている画像データはヘッド112により再生され、プリアンプ201で所定のレベルに増幅される。復調部202では、データの検出、復調が施され、再生復調データが得られる。そして、ECC部203で再生画像データにエラー訂正処理を施した後、メモリ205に書き込まれる。デコーダ部204は、メモリ205に記憶された圧縮画像データに対して記録時の符号化に応じて所定の復号処理を施す。このとき、動き検出部206により、デコード出力から記録時に多重化された「動き情報」を検出し、この動き情報をCPU208に供給する。また、デコード部204で復号された画像データは、バッファ210を介して出力される。
【0033】
メモリ205は数GOP(本実施の形態では10GOP)分の圧縮画像データを記憶可能であり、また、バッファ210は数フレーム(本実施の形態では20フレーム)分の復号された画像データを記憶可能である。バッファ制御回路209は、CPU208からの制御信号に基づいてバッファ210に対する画像データの書き込み、読み出しを制御するものである。
【0034】
まず、通常再生時の動作について説明する。
操作部207から通常再生モードの指示があると、CPU208はディスク駆動部211を制御してディスク113を記録時に応じた速度で回転させる。そして、ピックアップ112によりディスク113から再生された画像データがプリアンプ201、復調部202、ECC203を介してメモリ205に書き込まれる。
【0035】
CPU208は通常再生時には、メモリ205に書き込まれた画像データを再生された順に読み出して復号するようにデコード部204を制御し、デコード部204で復号された画像データがバッファ210に書き込まれる。
【0036】
また、CPU208は通常再生モード時には、バッファ制御部209を制御して、デコード部204から出力される画像データを入力された順番で全て読み出して出力するように制御する。
【0037】
次に、サーチ再生モード時の動作について説明する。
操作部207からサーチ再生モードの指示があると、CPU208はディスク駆動部211を制御してディスク113を通常再生モード時の10倍以上の速度で回転させ、通常再生モード時の10倍以上の速度でデータを再生可能とする。ピックアップ112によりディスク113から再生された画像データは、前述のようにしてプリアンプ201、復調部202、ECC203、デコード部204を介してメモリ205に書き込まれる。
【0038】
CPU208はサーチ再生モード時においては、動き検出部206より得られる各フレームの動き情報に従って、メモリ205からの符号化画像データの読み出し及びバッファ210への画像データの書き込み、読み出しを制御する。
【0039】
即ち、CPU208は、メモリ205に書き込まれた10GOP(150フレーム)分の画像データに基づいて、メモリ205に記憶された10GOP分の画像データ中から動きの大きなフレームの画像データのみをバッファ210に書き込むようにデコード部204及びバッファ制御部209を制御する。
【0040】
例えば、今、サーチ再生モード時に10倍速再生を行う場には、メモリ205に記憶された10GOP(150フレーム)分の画像データのうち、その1/10である15フレームの画像データをその動きに応じて選択、抽出してバッファ210に書き込むようにバッファ制御部209を制御する。
【0041】
この動作を図4を用いて説明する。
図4(a)はメモリ205に記憶された画像データを示し、(b)は(a)の各画像データの動き情報の様子を示し、(c)は表示される映像を示している。CPU208は、これらの数GOPの画像データ中、最も動きの大きいフレームを中心に15フレーム分の画像データを記憶するようにバッファ制御部209を制御する。図4(b)では、点線の範囲のフレームの画像データがバッファ210に書き込まれる。
【0042】
そして、CPU208は、バッファ210に書き込まれた各フレームの画像データを通常の時間軸(30フレーム/秒)に応じたタイミングで読み出すようにバッファ制御部209を制御する。
【0043】
このように本実施の形態では、サーチ再生時において、ディスクに記録されている全ての画像データを高速で読み出し、高速に読み出された全ての再生画像データから動きに応じて画像データを選択しているため、再生画像の動きに応じた快適なサーチ再生を提供することができる。
【0044】
尚、本実施の形態では、メモリ205及びバッファ210の容量をそれぞれ10GOP、20フレームとしたが、これらはサーチ再生速度によって適宜変更することができる。
【0045】
(第2の実施の形態)
図5は本発明の第2の実施の形態によるカメラ一体型レコーダシステムの再生部を示すブロック図であり、図2と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。尚、記録部の構成は図1と同一である。
図5において、212は動き分散判定部である。
【0046】
次に動作について説明する。
図2の場合と同様に、ディスク113に記録されている画像データは、ヘッド112で再生され、増幅、データ検出、復調、エラー訂正された後、デコーダ部204でメモリ205を用いて圧縮データの所定の復号化処理が施される。動き分散判定部211は、デコード出力から検出された動き情報に基づき時間軸方向の分散を判定する。
【0047】
次に、サーチ再生モード時の動作について説明する。
操作部207からサーチ再生モードの指示があると、CPU208はディスク駆動部211を制御してディスク113を通常再生モード時の10倍以上の速度で回転させ、通常再生モード時の10倍以上の速度でデータを再生可能とする。ピックアップ112によりディスク113から再生された画像データは、前述のようにしてプリアンプ201、復調部202、ECC203、デコード部204を介してメモリ205に書き込まれる。
【0048】
CPU208はサーチ再生モード時においては、動き分散判定部212より得られる動き分散情報に従って、メモリ205からの符号化画像データの読み出し及びバッファ210への画像データの書き込み、読み出しを制御する。
【0049】
この動作を図6を用いて説明する。
図6は再生画像データの様子を示し、(b)は各フレームの動き情報の様子を示し、(c)は表示される映像を示している。
動き分散判定部211では、10GOP単位に、この10GOPの画像データの中で動き情報の値の大きさが所定値Aを越える期間σを検出してCPU208に出力する。CPU208はこのσの10GOP中の位置及びその期間と、サーチ再生速度とに応じてメモリ205に書き込むフレームを選択する。
【0050】
即ち、図6では、σが2つ目のGOPの3フレーム目〜4つ目のGOPの7フレーム目にわたっていたとすると、この期間で均等の間隔で15フレーム分の画像データを選択してバッファ210に書き込むように、CPU208はバッファ制御部209を制御する。
【0051】
従って、動きの分散σの期間が長い場合には、メモリ205に書き込まれる画像データのフレーム期間が長くなり、σの期間が短い場合には、メモリ205に書き込まれる画像データのフレーム期間が短くなる。
【0052】
尚、メモリ205に記憶された10GOPの画像データのうち、その動き情報の値が所定値Aを越えるフレーム数が15フレーム以下であった場合には、第1の実施の形態と同様に、最も動きの大きいフレームを中心に前後7フレームづつ15フレームの画像データをバッファ210に書き込むようにする。
【0053】
このように本実施の形態では、動き情報に基づいて動きの分散を検出し、この動きの分散に応じて再生画像データを選択して出力するため、再生画像の動きに応じて快適なサーチを行うことができる。
【0054】
(第3の実施の形態)
図7は本発明の第3の実施形態によるカメラ一体型レコーダシステムの再生部を示すブロック図であり、図2、図5と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。尚、記録部の構成は図1と同一である。
図7において、213はシーン検出部である。
【0055】
次に動作について説明する。
図2の場合と同様に、ディスク113に記録されている画像データは、ヘッド112で再生され、増幅、データ検出、復調、エラー訂正された後、デコーダ部204でメモリ205を用いて圧縮データの所定の復号処理が施される。シーン検出部213は、デコード出力に多重化された「撮影開始」又は「撮影停止」といったシーンの切り替えを示す情報を抽出するものである。
【0056】
次に、サーチ再生モード時の動作について説明する。
操作部207からサーチ再生モードの指示があると、CPU208はディスク駆動部211を制御してディスク113を通常再生モード時の10倍以上の速度で回転させ、通常再生モード時の10倍以上の速度でデータを再生可能とする。ピックアップ112によりディスク113から再生された画像データは、前述のようにしてプリアンプ201、復調部202、ECC203、デコード部204を介してメモリ205に書き込まれる。
【0057】
CPU208はサーチ再生モード時においては、シーン検出部213より得られるシーンチェンジ情報に従ってメモリ205からの符号化画像データの読み出し及びバッファ210への画像データの書き込み、読み出しを制御する。
【0058】
即ち、CPU208は、シーンチェンジ情報に従ってメモリ205に書き込まれた画像データ中にシーンチェンジ部分の画像データがあるかを検出し、シーンチェンジがあった場合には、そのフレームを先頭に15フレーム分の画像データをバッファ210に書き込むようにバッファ制御部209を制御する。
【0059】
またシーンチェンジがない場合には、メモリ205に書き込まれた10GOP分画像データの先頭の1GOPの画像データをバッファ210に書き込むようにバッファ制御部209を制御する。
【0060】
このように本実施の形態では、再生された画像データ中のシーンチェンジ情報に従って画像データ選択して出力するため、再生画像のシーンの変化に応じたサーチ再生を実現することができる。
【0061】
尚、上述した各実施の形態においては、サーチ再生モード時には通常再生時よりも高速でディスクを回転させて再生したが、これ以外にも、例えば、通常再生時にはn回転に1回ディスクからデータを読み出すようにし、サーチ再生時には、通常再生時のディスクの回転速度を変えずに、n回全てデータを読み出すようにしてもよい。
【0062】
次に本発明の他の実施の形態としての記憶媒体について説明する。
図1、図2、図5、図7に示すシステムは、ハードウェアで構成することもできるが、CPUとメモリを含むコンピュータシステムで構成することができる。コンピュータシステムで構成する場合は、上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記憶媒体には、上記各実施の形態において説明した動作を制御する処理手順を実行するためのプログラムが記憶される。
【0063】
また、この記憶媒体としては、ROM、RAM等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、これらをCD−ROM、フロッピィディスク、磁気テープ、磁気カード、不揮発性メモリカード等に構成して用いてよい。
【0064】
従って、この記憶媒体を図1、図2、図5、図7に示したシステムや装置以外の他のシステムや装置で用い、そのシステムあるいはコンピュータがこの記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、上記各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0065】
また、コンピュータ上で稼働しているOS等が処理の一部又は全部を行う場合、あるいは、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張機能ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づいて、上記拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるCPU等が処理の一部又は全部を行う場合にも、上記各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動画像の動きの大きさを示す動きデータに基づいて再生動画像データの一部を抽出して出力するため、サーチ再生等の特殊再生時においても動きのあるシーンを抽出して出力することができ、記録されている動画像データの内容を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による記録再生装置の記録部を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による記録再生装置の再生部を示すブロック図である。
【図3】画像の並べ替えを説明するための構成図である。
【図4】第1の実施の形態によるサーチ画像の表示を説明するための構成図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態による記録再生装置の再生部を示すブロック図である。
【図6】第2の実施の形態によるサーチ画像の表示を説明するための構成図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態による記録再生装置の再生部を示すブロック図である。
【図8】従来のサーチ画像の表示を説明するための構成図である。
【符号の説明】
102 カメラ信号処理部
103 メモリ
104 DCT部
105 量子化部
106 スイッチ
108 符号化部
109 多重化部
112 ヘッド
113 媒体
125 動き補償予測部
126 動き検出部
127 CPU
128 撮像開始トリガスイッチ
202 復調部
204 デコーダ部
205 メモリ
206 動き検出部
207 サーチ命令
208 CPU
209 バッファ制御部
210 バッファ
211 ディスク駆動部
212 動き分散判定部
213 シーン検出部

Claims (6)

  1. 動画像データとこの動画像データに係る動画像の動きの大きさを示す動きデータとを記録媒体から再生する再生手段と、
    前記動画像データを高速再生するサーチ再生モードにおいて、所定期間分の前記動画像データ毎に前記動画像データより前記サーチ再生モードの再生速度に応じた所定数の画面を抽出して出力する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記サーチ再生モードにおいて、前記動きデータにより示される動きの大きさに基づき、前記所定期間分の動画像データ毎に抽出する画面を決定することを特徴とする再生装置。
  2. 前記制御手段は、前記所定期間分の動画像データのうち、最も動きが大きい画面の近傍の連続した前記所定数の画面を抽出することを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  3. 前記制御手段は、前記所定期間分の動画像データのうち、動きの大きさが所定値を超える期間を検出し、前記検出した期間の動画像データより前記所定数の画面を抽出することを特徴とする請求項1記載の再生装置。
  4. 動画像データとこの動画像データに係る動画像の動きの大きさを示す動きデータとを記録媒体から再生する再生工程と、
    前記動画像データを高速再生するサーチ再生モードにおいて、所定期間分の前記動画像データ毎に前記動画像データより前記サーチ再生モードの再生速度に応じた所定数の画面を抽出して出力する制御工程とを備え、
    前記制御工程では、前記サーチ再生モードにおいて、前記動きデータにより示される動きの大きさに基づき、前記所定期間分の動画像データ毎に抽出する画面を決定することを特徴とする再生方法。
  5. 前記制御工程では、前記所定期間分の動画像データのうち、最も動きが大きい画面の近傍の連続した前記所定数の画面を抽出することを特徴とする請求項4記載の再生方法。
  6. 前記制御工程では、前記所定期間分の動画像データのうち、動きの大きさが所定値を超える期間を検出し、前記検出した期間の動画像データより前記所定数の画面を抽出することを特徴とする請求項4記載の再生方法。
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