JP3922490B2

JP3922490B2 - Video signal re-encoding device and method and video signal recording and re-encoding device and method

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Publication number: JP3922490B2
Application number: JP4761198A
Authority: JP
Inventors: 弘一長徳; 正志太田; 勝成宮田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JPH11252507A

Description

【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術（図４）
発明が解決しようとする課題（図５）
課題を解決するための手段
発明の実施の形態（図１〜図３）
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像信号再符号化装置及びその方法並びに映像信号記録再符号化装置及びその方法に関し、例えばＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)方式によつて圧縮された映像信号を記録媒体に記録／再生する映像信号記録再生装置及びその方法並びに、例えばＭＰＥＧ方式によつて圧縮され記録媒体に記録された映像信号を再生する映像信号再生装置及びその方法に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、ＭＰＥＧ方式によつて圧縮された映像信号が例えば光デイスク等の記録媒体に記録するようになされた映像信号記録再生装置がある。この映像信号記録再生装置においては、１５フレームからなる映像信号を、ＧＯＰ(Group Of Pictures)と呼ばれる１つの処理単位としてエンコードし、記録媒体に記録するようになされている。
【０００５】
１つのＧＯＰには、例えば図４に示すように、Ｉピクチヤ(Intra-Picture: フレーム内符号化画像)と、Ｐピクチヤ(Predictive-Picture:フレーム間順方向予測符号化画像)と、Ｂピクチヤ(Bidirectionally Predictive-Picture:双方向予測符号化画像)とがある。Ｉピクチヤ（画像Ｉ２）は、ＧＯＰの独立性を保つためのものであり、その画面全体が符号化されるものである。Ｐピクチヤ（画像Ｐ５、Ｐ８）は、Ｉピクチヤ又はＰピクチヤから順方向に予測符号化されるものである。因みに、Ｉピクチヤ及びＰピクチヤは、原画像と同じ順序で符号化される。
【０００６】
また、Ｂピクチヤ（画像Ｂ０、Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ７）は、Ｉピクチヤ又はＰピクチヤから双方向に予測符号化される。従つて、圧縮符号化された映像信号を復号する場合は、画像Ｉ２（図４）は単独でデコードされるが、画像Ｉ２以外の画像はそれ自身の映像信号のみではデコードされない。
【０００７】
このようなＭＰＥＧ方式により圧縮された映像信号を記録する光デイスクとして、再生及び書換え記録可能であるものを用いることにより、外部からの新たな映像信号や、再生した映像信号を用いてフレーム単位で書換え編集や繋ぎ編集を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＧＯＰのように所定のデータ単位で信号を符号化してこれを光デイスク等の記録媒体に記録する映像信号記録再生装置において、記録媒体に記録されたＧＯＰ単位の映像信号をＧＯＰの途中から再生しようとすると、当該ＧＯＰの先頭にあるＩピクチヤから復号する必要があり、再生を開始するまでに時間を要する問題があつた。
【０００９】
また、記録媒体に記録されたＧＯＰ単位の映像信号を逆方向に再生する場合、ＧＯＰの全てのピクチヤを一旦復号し、当該復号された１ＧＯＰ分の映像信号を並び換えて出力する方法が考えられるが、この場合、復号された映像信号のデータ量は伸張処理されていることにより復号前のデータ量よりも多くなる。従つて、当該復号された映像信号を保持するメモリ等の記憶手段として大容量のものを用いる必要があり、構成が大規模化することを避け得ない問題があつた。特にＧＯＰに含まれるピクチヤの枚数が多くなると、これに伴つてメモリの容量も大きくする必要がある。
【００１０】
すなわち、図５（Ａ）に示すように、記録媒体（光デイスク）上に時間的に正方向に連続したＧＯＰ群（ＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３）がその時間順に並んで記録されているとすると、例えばＧＯＰ１、ＧＯＰ２及びＧＯＰ３を１倍速の逆方向再生する場合には、図５（Ｂ）に示すように、まず、ＧＯＰ３、ＧＯＰ２及びＧＯＰ１の順にＧＯＰ単位で逆方向に読み出す。
【００１１】
各ＧＯＰ内には図５（Ｃ）に示すようにＩピクチヤ、Ｐピクチヤ及びＢピクチヤが並んでいる。各ピクチヤに付された番号は正方向の再生順を表す。これらのデータは一旦伸張処理され、図５（Ｄ）に示すように、ベースバンドレベルの映像信号として１倍速の正方向再生順に復号される。このように復号された１ＧＯＰを構成する１５枚分のピクチヤは一旦メモリに格納され、その中で逆方向に並び換えられることにより、図５（Ｅ）に示すように、各ピクチヤが逆方向に並んだ映像信号が得られる。
【００１２】
このように、逆方向再生を行う場合には、図５（Ｄ）に示す順方向に並んだ伸張処理後の１ＧＯＰ分の映像信号を一旦メモリに格納する必要があり、この分大容量のメモリが必要になる問題があつた。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、符号化処理単位に拘束されることなく任意の再生処理を行うことができる映像信号再符号化装置及びその方法並びに映像信号記録再符号化装置及びその方法を提案しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、少なくとも一枚のフレーム内符号化画像及び複数のフレーム間符号化画像から成るピクチヤ群を復号し、復号されたピクチヤ群を再符号化することで一枚のフレーム内符号化画像及び複数のフレーム間符号化画像から成る複数の小ピクチヤ群に変換するようにしたことにより、データ量の増加を抑えつつ任意の再生処理に対応するピクチヤ群を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
図１において映像及び音声信号記録再生装置１０は、例えばユーザの操作に応じて記録制御信号入力系から制御信号ＣＯＮＴ_RECがシステムコントローラ７１に供給されることにより、システムコントローラ７１は当該制御信号ＣＯＮＴ_RECに応じて各回路部を記録動作させるようになされている。
【００１７】
この記録動作において、外部から入力されるアナログの映像信号ＶＤ１０は映像信号入力処理部１１に入力され、所定の映像信号処理が施された後、続くアナログ／デイジタル変換部（Ａ／Ｄ）１２に供給される。
【００１８】
アナログ／デイジタル変換部１２は、入力された映像信号ＶＤ１０をデイジタル信号に変換した後、これをデイジタル映像信号ＶＤ１２として続く切換回路１３を介して映像信号圧縮処理部１４に送出する。
【００１９】
映像信号圧縮処理部１４は、デイジタル映像信号ＶＤ１２に対してＭＰＥＧ(Motion Picture Experts Group)といつた帯域圧縮手法により圧縮処理を施すことにより、Ｉピクチヤ、Ｐピクチヤ及びＢピクチヤからなるＧＯＰ単位の圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４を生成し、これをバツフアメモリ部２０の映像系バツフア２１に格納する。
【００２０】
またこれと同時に、映像及び音声信号記録再生装置１０は外部から映像信号ＶＤ１０に同期して入力されるアナログの音声信号ＡＵ１０を音声入力処理部３１に入力し、当該音声信号ＡＵ１０に対して所定の音声信号処理を施した後、これをアナログ／デイジタル変換部３２に送出する。
【００２１】
アナログ／デイジタル変換部３２は、入力された音声信号ＡＵ１０をデイジタル信号に変換した後、これをデイジタル音声信号ＡＵ３２として音声信号圧縮処理部３４に送出する。
【００２２】
音声信号圧縮処理部３４は、デイジタル音声信号ＡＵ３２に対してＭＰＥＧオーデイオ又はＡＣ−３といつた帯域圧縮手法により圧縮処理を施すことにより、圧縮デイジタル音声信号ＡＵ３４を生成し、これをバツフアメモリ部２０の音声系バツフア２２に格納する。因みに、この実施の形態の場合、音声信号ＡＵ１０としてリニアＰＣＭ等の非圧縮信号を扱う場合もあり、この場合は圧縮処理は行わないようになされている。
【００２３】
また、これに対して、アンテナＡＮＴを介して受信された衛星放送波は、チユーナ５９を介して圧縮デイジタル映像信号ＶＤ５９及び圧縮デイジタル音声信号ＡＵ５９に分離され、圧縮デイジタル映像信号ＶＤ５９は映像系バツフア２１に格納されると共に圧縮デイジタル音声信号ＡＵ５９は音声系バツフア２２に格納されるようになされている。従つて、ユーザが衛星放送の受信を記録制御信号入力系（図示せず）を介して入力すると、システムコントローラ７１はこれに応じてチユーナ５９から得られる圧縮デイジタル映像信号ＶＤ５９及び圧縮デイジタル音声信号ＡＵ５９を選択的に映像系バツフア２１及び音声系バツフア２２に格納する。
【００２４】
映像系バツフア２１及び音声系バツフア２２に格納された圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４（又はＶＤ５９）及び圧縮デイジタル音声信号ＡＵ３４（又はＡＵ５９）は、それぞれシステムコントローラ７１から出力される制御信号ＣＯＮＴ７１によつて、所定のタイミングで読み出され、記録系処理データＤ４０としてデータバスＢＵＳを介して記録データ処理部６１に供給される。
【００２５】
このときバツフアメモリ部２０では、映像信号圧縮処理部１４及び音声信号圧縮処理部３４の動作及び後述する光デイスクドライブ６２に搭載された光デイスクへのデータの書込み動作を制御することにより、各バツフアへのデータの書込み及び読み出しのバランスを保ち、これにより各バツフアのオーバフロー又はアンダフローを回避するようになされている。
【００２６】
記録データ処理部６１は、記録系処理データＤ４０に対して記録フオーマツトに合わせたデータの並び換え、エラー訂正符号の付加、ＥＦＭ(Eight to Fourteen Moduration)変調等の処理を施した後、これを記録データＤ５０として光デイスクドライブ６２に搭載された光デイスクに記録する。
【００２７】
光デイスクドライブ６２は、デイスク／ヘツド制御部７２から供給される制御信号ＣＯＮＴ７２によつてサーボ及びヘツドの移動等の制御が行われ、記録データＤ５０を光デイスクの所定位置に記録する。
【００２８】
これに対して、ユーザが再生制御信号入力系（図示せず）を介して再生動作を指定すると、システムコントローラ７１は制御信号ＣＯＮＴ７１によつてデイスク／ヘツド制御部７２を制御する。これによりデイスク／ヘツド制御部７２は制御信号ＣＯＮＴ７２によつて光デイスクドライブ６２に対するサーボ及びヘツドの移動等の制御を行うことにより、光デイスクに記録された記録データＤ５０（映像及び音声データ）を再生データＤ６０として読み出し、再生データ処理部６３に供給する。
【００２９】
再生データ処理部６３は、再生データＤ６０に対して例えばＥＦＭ(Eight to Fourteen Moduration)復調、エラー訂正、データの並べ換え等の処理を施すことにより再生処理データＤ６３を得、これをデータバスＢＵＳを介してバツフアメモリ部２０に送出する。バツフアメモリ部２０は、データバスＢＵＳを介して光デイスクから読み出されたパケツト構成の再生処理データＤ６３のパケツトヘツダ情報を解析することにより、このとき再生処理データＤ６３として光デイスクから読み出されたデータを対応するバツフア（映像系バツフア２３、映像系バツフア２４、音声系バツフア２５又は音声系バツフア２６）に格納する。
【００３０】
この実施の形態の場合、バツフアメモリ部２０として２チヤンネル分のバツフアが設けられていることにより、第１チヤンネルの映像データを構成するパケツトをこれに対応する映像系バツフア２３に格納すると共に当該第１チヤンネルの音声データを構成するパケツトをこれに対応する音声系バツフア２５に格納し、さらに第２チヤンネルの映像データを構成するパケツトをこれに対応する映像系バツフア２４に格納する共に当該第２チヤンネルの音声データを構成するパケツトをこれに対応する音声系バツフア２６に格納する。
【００３１】
このようにして各チヤンネルのデータを格納した映像系バフツア２３、２４及び音声系バツフア２５、２６は、各パケツトヘツダに割り当てられている時間情報を基に、各チヤンネルごとの映像データ及び音声データの時間合わせを行つて映像信号伸張処理部４１、４２及び音声信号伸張処理部５１、５２にそれぞれ出力する。
【００３２】
このときバツフアメモリ部２０では、光デイスクドライブ６２からの読み出し動作及び後述する映像信号伸張処理部４１、４２及び音声信号伸張処理部の動作を制御することにより、各バツフアへのデータの書込み及び読み出しのバランスを保ち、これにより各バツフアのオーバフロー又はアンダフローを回避する。
【００３３】
第１チヤンネルに対応した映像信号伸張処理部４１は映像系バツフア２３から出力された第１チヤンネルの映像データである再生バツフア出力データＶＤ２３を入力し、ＭＰＥＧ規格等に基づく帯域伸張処理を施すことにより、デイジタル映像信号ＶＤ４１を復号生成し、これを映像切換／合成部４３に送出する。また、当該第１チヤンネルの音声信号伸張処理部５１は音声系バツフア２５から出力された第１チヤンネルの音声データである再生バツフア出力データＡＵ２５を入力し、ＭＰＥＧオーデイオやＡＣ−３といつた伸張処理によつてデイジタル音声信号ＡＵ５１を復号生成し、これを音声切換／合成部５３に送出する。
【００３４】
これに対して、第２チヤンネルに対応した映像信号伸張処理部４２は映像系バツフア２４から出力された第２チヤンネルの映像データである再生バフツア出力データＶＤ２４を入力し、ＭＰＥＧ規格等に基づく帯域伸張処理を施すことにより、デイジタル映像信号ＶＤ４２を復号生成し、これを映像切換／合成部４３に送出する。また、当該第２チヤンネルの音声信号伸張処理部５２は音声系バツフア２６から出力された第２チヤンネルの音声データである再生バツフア出力データＡＵ２６を入力し、ＭＰＥＧオーデイオやＡＣ−３といつた伸張処理によつてデイジタル音声信号ＡＵ５２を復号生成し、これを音声切換／合成部５３に送出する。
【００３５】
因に、この実施の形態の場合、音声信号としてリニアＰＣＭ等の非圧縮信号を扱う場合もあり、この場合は伸張処理は行わないようになされている。
【００３６】
映像切換／合成部４３は、第１チヤンネル及び第２チヤンネルの映像信号として再生されたデイジタル映像信号ＶＤ４１及びＶＤ４２のいずれかをユーザの指定に従つて選択し、これを選択デイジタル映像信号ＶＤ４３として続くデイジタル／アナログ変換部４４に送出する。
【００３７】
デイジタル／アナログ変換部４４は選択デイジタル映像信号ＶＤ４３をアナロク映像信号ＶＤ４４に変換し、これを映像信号出力処理部４５に送出する。映像信号出力処理部４５は、アナログ映像信号ＶＤ４４に対してクロマエンコード等の処理を施し、この結果得られる映像信号を出力映像信号ＶＤ４５として出力する。
【００３８】
これに対して音声切換／合成部５３は、第１チヤンネル及び第２チヤンネルの音声信号として再生されたデイジタル音声信号ＡＵ２５及びＡＵ２６のいずれかを映像信号の選択に応じて選択し、これを選択デイジタル音声信号ＡＵ５３として続くデイジタル／アナログ変換部５４に送出する。
【００３９】
デイジタル／アナログ変換部５４は選択デイジタル音声信号ＡＵ５３をアナロク音声信号ＡＵ５４に変換し、これを音声信号出力処理部５５に送出する。音声信号出力処理部５５は、アナログ音声信号ＡＵ５４に対して所定の音声処理を施し、この結果得られる音声信号を出力音声信号ＡＵ５５として出力する。
【００４０】
ここで、映像及び音声信号記録再生装置１０においては、再生系に設けられた映像切換／合成部４３から出力される選択デイジタル映像信号ＶＤ４３を記録系に設けられた切換回路１３の第２の切換入力端に入力するようにされており、当該切換回路１３を介して選択デイジタル映像信号ＶＤ４３を映像信号圧縮処理部１４に供給することにより、光デイスクから読み出されて一旦伸張復号処理された映像信号を再圧縮し、この再圧縮方法を種々変更することによりＧＯＰ構造を変更し得るようになされている。
【００４１】
この再圧縮によるＧＯＰの構造変更処理によつて逆方向再生を行う場合について説明する。
【００４２】
図１に示す映像及び音声信号記録再生装置１０において、光デイスクドライブ６２に搭載された光デイスクに記録されている映像データ（記録データＤ５０）は、図２（Ａ）に示すように、ＧＯＰ単位で時間的に正方向（ＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３）に順次記録領域が割り当てられている。
【００４３】
この映像データを１倍速で逆方向再生する場合、システムコントローラ７１は先ず、図２（Ｂ）に示すように、光デイスク上の映像データをＧＯＰ単位で時間的に逆方向（ＧＯＰ３、ＧＯＰ２、ＧＯＰ１の順）に読み出し、これを再生データＤ６０として再生データ処理部６３及びデータバスＢＵＳを介して映像系バツフア２３に出力する。各ＧＯＰ（ＧＯＰ３、ＧＯＰ２及びＧＯＰ１）内にはそれぞれ図２（Ｃ）に示すように符号化されたピクチヤ（Ｉピクチヤ、Ｂピクチヤ及びＰピクチヤ）が合計１５枚（１５フレーム分）並んで１つのＧＯＰを構成している。因みに図２（Ｃ）において各ピクチヤに割り当てられた数字は、時間的に正方向に再生される場合の再生順を表している。
【００４４】
Ｉピクチヤ(Intra-Picture: フレーム内符号化画像）は、ＧＯＰの独立性を保つためのものであり、その画面全体が符号化されるものである。Ｐピクチヤ(Predictive-Picture:フレーム間順方向予測符号化画像）は、Ｉピクチヤ又はＰピクチヤから順方向に予測符号化されるものである。因みに、Ｉピクチヤ及びＰピクチヤは、原画像と同じ順序で符号化される。
【００４５】
また、Ｂピクチヤ(Bidirectionally Predictive-Picture:双方向予測符号化画像）は、Ｉピクチヤ又はＰピクチヤから双方向に予測符号化される。従つて、圧縮符号化された映像信号を復号する場合、Ｉピクチヤは単独でデコードされるが、Ｐピクチヤ及びＢピクチヤはそれ自信の映像信号のみではデコードされない。
【００４６】
これらのデータが映像信号伸張処理部４１においてＭＰＥＧ方式で伸張復号されると、図２（Ｄ）に示すように、１倍速の正方向の再生順でデイジタル映像信号ＶＤ４１が得られる。このデイジタル映像信号ＶＤ４１は映像切換／合成部４３において選択され、選択デイジタル映像信号ＶＤ４３として記録系の切換回路１３を介して映像信号圧縮処理部１４に供給される。
【００４７】
映像信号圧縮処理部１４は再生系から供給された復号済のデイジタル映像信号ＶＤ４１（選択デイジタル映像信号ＶＤ４３）を再度圧縮する。このとき、映像信号圧縮処理部１４はシステムコントローラ７１の制御に基づいて、選択デイジタル映像信号ＶＤ４３をＩピクチヤ及び２つのＰピクチヤからなる３ピクチヤ構成のＧＯＰに圧縮処理する。
【００４８】
この圧縮手法によつて生成されるＩピクチヤ及び２つのＰピクチヤは図２（Ｃ）について上述したＭＰＥＧ方式によるＩピクチヤ及びＰピクチヤと同様のピクチヤである。すなわち、Ｉピクチヤ(Intra-Picture: フレーム内符号化画像）は、ＧＯＰの独立性を保つためのものであり、その画面全体が符号化されたものである。また当該Ｉピクチヤに続く第１のＰピクチヤ(Predictive-Picture:フレーム間順方向予測符号化画像）は、Ｉピクチヤから順方向に予測符号化されるものであり、さらに当該第１のＰピクチヤに続く第２のＰピクチヤは第１のＰピクチヤから順方向に予測符号化されるものである。
【００４９】
このようにして３枚のピクチヤ（Ｉピクチヤ及び２つのＰピクチヤ）からＧＯＰが構成された再圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４´（図１）は、図２（Ｅ）に示すように、光デイスクに記録された映像データ（図２（Ｃ））に比べて短く区切られたスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1、ＧＯＰ_S2、ＧＯＰ_S3、ＧＯＰ_S4及びＧＯＰ_S5）で構成される。
【００５０】
これらのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1〜ＧＯＰ_S5）は、再生前に光デイスクにおいて１つのＧＯＰ（ＧＯＰ３）を構成していた１５フレーム分の映像データを再圧縮したものであることにより、これらのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1〜ＧＯＰ_S5）は纏めて記録系の映像系バツフア２１（図１）に一旦格納される。
【００５１】
そしてシステムコントローラ７１は、図２（Ｆ）に示すように、これらのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1〜ＧＯＰ_S5）を、スモールＧＯＰ単位で逆方向に読み出し、データバスＢＵＳ及び再生系の映像系バツフア２４を介して順次映像信号伸張処理部４２に供給する。この結果、映像信号伸張処理部４２には、時間的に最後に再圧縮されたスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S5）を先頭に、以下ＧＯＰ_S4、ＧＯＰ_S3、ＧＯＰ_S2、ＧＯＰ_S1の順に入力される。このとき、各スモールＧＯＰを構成するＩピクチヤ及び２つのＰピクチヤの順序は変わらない。
【００５２】
このようにして各スモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S5〜ＧＯＰ_S1）を逆順に入力した映像信号伸張処理部４２は、これらのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S5〜ＧＯＰ_S1）をスモールＧＯＰ単位で復号すると共に各スモールＧＯＰ内でピクチヤの順序を入れ換える。この結果、図２（Ｇ）に示すように、逆方向に並んだ各ピクチヤによつて逆方向再生映像信号ＶＤ４２´が得られる。
【００５３】
この逆方向再生映像信号ＶＤ４２´は、映像切換／合成部４３、デイジタル／アナログ変換部４４及び映像信号出力処理部４５を介して外部に出力されることにより、１倍速の逆方向再生を行うことができる。
【００５４】
また、光デイスク上に記録されている他のＧＯＰ（ＧＯＰ２、ＧＯＰ３）（図２（Ａ））に対しても同様の逆方向再生処理を繰り返すことにより、光デイスクに記録されている各ＧＯＰ（ＧＯＰ１、ＧＯＰ２、ＧＯＰ３）は順次逆方向に再生され、これにより１倍速の逆方向再生が実行される。
【００５５】
因みに、光デイスク上に記録されている音声信号は、音声信号伸張処理部５１又は５２において伸張処理後、所定単位で区切り、当該所定単位内のデータ順を正方向のままその単位で逆方向に読み出し、当該所定単位データ内を正方向に再生することにより、視聴者が理解し得るような所定単位の順方向音声を用いた逆方向の再生を行うことができる。
【００５６】
以上の構成において、光デイスクから再生され映像信号伸張処理部４１において伸張復号された１ＧＯＰ分のデイジタル映像信号は、記録系の映像信号圧縮処理部１４において再度圧縮される。この圧縮処理において映像信号圧縮処理部１４は１ＧＯＰ分のデイジタル映像信号ＶＤ４３に対して、フレーム内符号化によつて生成されるＩピクチヤの発生頻度を高くするような圧縮処理を行う。
【００５７】
この実施の形態の場合、３つのピクチヤのなかに１つのＩピクチヤが存在するような圧縮処理が行われ、この結果３つのピクチヤ（Ｉピクチヤ及び２つのＰピクチヤ）で１つのスモールＧＯＰが構成されることになる。このスモールＧＯＰは光デイスク上の１つのＧＯＰ（１５フレーム構造）について５つ構成される。
【００５８】
ここで、スモールＧＯＰはそれ自体で１つの復号単位であることにより、映像系バツフア２１に正方向の順に格納された５つのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1、ＧＯＰ_S2、ＧＯＰ_S3、ＧＯＰ_S4、ＧＯＰ_S5）は、スモールＧＯＰ単位で逆順（ＧＯＰ_S5、ＧＯＰ_S4、ＧＯＰ_S3、ＧＯＰ_S2、ＧＯＰ_S1）に読み出しても、各スモールＧＯＰを復号することができる。
【００５９】
従つて、映像系バツフア２１からスモールＧＯＰが逆順に読み出された後映像信号伸張処理部４２に供給され、伸張処理及び各スモールＧＯＰ内でのピクチヤの並び換えが行われることにより、各ピクチヤが逆方向に並んだ１倍速の逆方向再生が実現される。
【００６０】
この逆方向再生処理においては、記録系に設けられた映像系バツフア２１として、５つのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1〜ＧＯＰ_S5）を格納する容量を持つことにより、これら５つのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S1〜ＧＯＰ_S5）をスモールＧＯＰ単位で逆方向に読み出すことができる。この映像系バツフア２１の容量は、格納するスモールＧＯＰが符号化済のデータであることにより、従来のように復号されたデイジタル映像信号を格納する場合に比べて格段的に容量を小さくすることができる。
【００６１】
因みに、映像系バツフア２１は、他のバツフア（映像系バフツア２３、２４、音声系バツフア２２、２５、２６）と共に統合バツフアメモリ部（２０）を構成しており、逆方向再生を行う場合には、映像系バツフア２１に必要数のスモールＧＯＰを格納し得る容量を割り当てることができる。
【００６２】
以上の構成によれば、順方向の映像データのＧＯＰ構造を変化させることにより得られる複数のスモールＧＯＰを映像系バツフア２１に格納し、スモールＧＯＰ単位で逆方向に読み出して逆方向再生を行うことにより、逆方向再生用に用いられるメモリ（映像系バツフア２１）として符号化後の映像データを蓄積し得る程度の小容量のものを用いることができる。
【００６３】
かくして逆方向再生用メモリの容量を小さくし得る分、映像及び音声信号記録再生装置全体として回路規模を小さくすることができる。
【００６４】
因みに、図１に示す映像及び音声信号記録再生装置１０において、チユーナ５９において分離された衛星放送波の映像データＶＤ５９及び音声データＡＵ５９は、１つのＧＯＰが１５ピクチヤ以上の長いピクチヤ構造を有する場合がある。
【００６５】
かかる映像データＶＤ５９を記録した光デイスクからこれを逆方向に再生する場合には、図２について上述したスモールＧＯＰを構成することにより、特に逆方向再生用のメモリ（映像系バツフア２１）の容量の大型化を有効に回避することができる。
【００６６】
なお上述の実施の形態においては、再圧縮した再圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４を映像系バツフア２１に格納した後、これを逆順に読み出すことにより逆方向再生を行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４を光デイスクに記録するようにしても良い。そして、光デイスクに記録された再圧縮デイジタル映像信号を再生する際に、当該再圧縮デイジタル映像信号を構成するスモールＧＯＰを逆方向に読み出すことにより、逆方向再生を行うことができる。このようにすれば、映像バツフア２１を逆方向再生用として用いる必要がなくなり、この分回路規模を小さくすることができる。
【００６７】
また上述の実施の形態においては、１つのＩピクチヤと２つのＰピクチヤによつて１つのスモールＧＯＰを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の構造のＧＯＰを用いることができる。例えば１つのＩピクチヤのみによつてスモールＧＯＰを構成すれば、光デイスクに記録されているデータの１ＧＯＰ分をすべて伸張、再圧縮した後はどのような順序でも再生が可能となる。これにより、逆方向ｎ倍速（ｎは自然数）も行うことができる。
【００６８】
この場合、例えば図２（Ｃ）に示すようなＧＯＰ構造をもつ映像データを伸張する際、１５枚のピクチヤのうちＩピクチヤ及びＰピクチヤからなる５枚のピクチヤのみを伸張し、当該５枚のベースバンドレベルでの映像信号を再圧縮する。このとき、Ｉピクチヤを５枚続けるスモールＧＯＰ構造や、Ｉピクチヤ、Ｐピクチヤ、Ｐピクチヤ、Ｉピクチヤ、Ｐピクチヤの順に５枚のピクチヤが続くスモールＧＯＰ構造を生成し、これを適宜並び換えて映像信号伸張処理部４２に供給する。そして映像信号伸張処理部４２内においても再生順序を適宜並び換えて出力することにより、逆方向３倍速の再生を行うことができる。
【００６９】
また上述の実施の形態においては、本発明を逆方向再生処理を行う際に適用したが、本発明はこれに限らず、例えばユーザが再生を停止した位置を記憶しておき、次のピクチヤから引き続き再生させる場合においても本発明を適用することができる。
【００７０】
すなわち、図３（Ａ）に示すようなＧＯＰ構造の映像データが光デイスクに記録されている場合において、これを再生し伸張復号することによつて映像信号伸張処理部４１から図３（Ｂ）に示すようなデイジタル映像信号ＶＤ４１が得られるとする。そしてピクチヤ（Ｐ１２）が再生された後にユーザが再生停止要求を入力すると、次回の再生位置はピクチヤ（Ｂ１３）であることにより、システムコントローラ７１はピクチヤ（Ｂ１３）以降のデイジタル映像信号を、映像信号圧縮処理部１４において再圧縮し、スモールＧＯＰを構成する。この結果、図３（Ｃ）に示すように、停止位置以降のピクチヤによつて１つのスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S10）が構成されるようなデータ構造が得られ、光デイスクに記録される。従つてユーザが再度再生開始要求を入力したとき、システムコントローラ７１は光デイスクからピクチヤ（Ｉ１３）を含むスモールＧＯＰ（ＧＯＰ_S10）から再生及び伸張を開始することによりピクチヤ（Ｉ１〜Ｐ１２）までのテータの読み出し及び復号に必要な時間が不要となり、ユーザが再生再開要求を入力したとき直ちに再生を再開することができる。因みに、スモールＧＯＰ_S10は光デイスクに記録することに代えて、映像系バツフア２１に格納するようにしても良い。
【００７１】
また上述の実施の形態においては、再圧縮を行う方法として再生及び伸張されたデイジタル映像信号ＶＤ４３を記録系の映像信号圧縮処理部１４に入力する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＪＰＥＧ(Joint Photographic Experts Group)等の手法を用いたイントラピクチヤ（フレーム内符号化画像）を生成することができる圧縮器を個別に設け、当該圧縮器によつてイントラピクチヤを生成し、これを映像系バツフア２１や光デイスク等の記録手段に記録するようにしても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また上述の実施の形態においては、再度圧縮処理された再圧縮デイジタル映像信号ＶＤ１４′を記録系に設けられた映像系バツフア２１に蓄積する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生系に設けられた映像系バツフア２３又は２４に蓄積するようにしても良い。
【００７３】
また上述の実施の形態においては、記録媒体として光デイスクを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光磁気デイスク等、他の種々の記録媒体を用いることができる。
【００７４】
また上述の実施の形態においては、ＭＰＥＧ方式による圧縮符号化を行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム内符号化及びフレーム間符号化を行う種々の圧縮符号化方式を用いることができる。
【００７５】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、少なくとも一枚のフレーム内符号化画像及び複数のフレーム間符号化画像から成るピクチヤ群を復号し、復号されたピクチヤ群を再符号化することで一枚のフレーム内符号化画像及び複数のフレーム間符号化画像から成る複数の小ピクチヤ群に変換するようにしたことにより、データ量の増加を抑えつつ任意の再生処理に対応するピクチヤ群を得ることができ、かくして、符号化処理単位に拘束されることなく任意の再生処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による映像及び音声信号記録再生装置の構成を示すブロツク図である。
【図２】本発明による逆方向再生処理の説明に供する略線図である。
【図３】他の実施の形態による再生方法を示す略線図である。
【図４】ＧＯＰピクチヤの構成を示す略線図である。
【図５】従来の逆方向再生処理の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１０……映像及び音声信号記録再生装置、１１……映像信号入力処理部、１３……切換回路、１４……映像信号圧縮処理部、２０……バツフアメモリ部、２１、２３、２４……映像系バツフア、２２、２５、２６……音声系バツフア、３１……音声信号入力処理部、３４……音声信号圧縮処理部、４１、４２……映像信号伸張処理部、４３……映像切換／合成部、４５……映像信号出力処理部、５１、５２……音声信号伸張処理部、５３……音声切換／合成部、５５……音声信号出力処理部、６１……記録データ処理部、６２……光デイスクドライブ、６３……再生データ処理部、７１……システムコントローラ。[0001]
【table of contents】
The present invention will be described in the following order.
[0002]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Conventional technology (Fig. 4)
Problems to be Solved by the Invention (FIG. 5)
Means for solving the problem
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (FIGS. 1 to 3)
The invention's effect
[0003]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides video signal reproduction. Coding Apparatus and method and video signal recording Coding The present invention relates to an apparatus and its method, for example, a video signal recording / reproducing apparatus and method for recording / reproducing a video signal compressed by a moving picture experts group (MPEG) system on a recording medium, and a method of compressing and recording, for example, using an MPEG system The present invention is suitable for application to a video signal reproducing apparatus and method for reproducing a video signal recorded on a medium.
[0004]
[Prior art]
Conventionally, there is a video signal recording / reproducing apparatus in which a video signal compressed by the MPEG system is recorded on a recording medium such as an optical disk. In this video signal recording / reproducing apparatus, a video signal consisting of 15 frames is converted into a GOP (Group Of Picture). s Are encoded as a single processing unit called) and recorded on a recording medium.
[0005]
For example, as shown in FIG. 4, an I picture (Intra-Picture: frame) is included in one GOP. Inside A coded picture), a P picture (Predictive-Picture), and a B picture (Bidirectionally Predictive-Picture). The I picture (image I2) is for maintaining GOP independence, and the entire screen is encoded. The P picture (images P5 and P8) is predictively encoded in the forward direction from the I picture or the P picture. Incidentally, the I picture and the P picture are encoded in the same order as the original image.
[0006]
The B picture (images B0, B1, B3, B4, B6, B7) is predictively encoded bidirectionally from the I picture or the P picture. Therefore, when decoding a compression-encoded video signal, the image I2 (FIG. 4) is decoded alone, but images other than the image I2 are themselves decoded. Body The video signal alone is not decoded.
[0007]
By using an optical disc that records video signals compressed by the MPEG system, which can be reproduced and rewritten, it is possible to use a new video signal from the outside or a frame unit using a reproduced video signal. Rewrite editing and connection editing can be performed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a video signal recording / reproducing apparatus that encodes a signal in a predetermined data unit and records it on a recording medium such as an optical disk like a GOP, a GOP unit video signal recorded on the recording medium is displayed from the middle of the GOP. When trying to reproduce, it is necessary to decode from the I-picture at the head of the GOP, and there is a problem that it takes time to start reproduction.
[0009]
Further, when a GOP unit video signal recorded in a recording medium is reproduced in the reverse direction, all the GOP pictures are once decoded, and the decoded video signals for 1 GOP are rearranged and output. However, in this case, the amount of data of the decoded video signal becomes larger than the amount of data before decoding due to the decompression process. Accordingly, it is necessary to use a large-capacity storage means such as a memory for holding the decoded video signal, which inevitably increases the configuration. In particular, as the number of pictures included in the GOP increases, it is necessary to increase the memory capacity accordingly.
[0010]
That is, as shown in FIG. 5A, when GOP groups (GOP1, GOP2, GOP3) continuous in the positive direction in time are recorded side by side in the order of time on a recording medium (optical disk). For example, when GOP1, GOP2, and GOP3 are reproduced in the reverse direction at 1 × speed, first, in the order of GOP3, GOP2, and GOP1, data is read in the reverse direction in the order of GOP3, GOP2, and GOP1, as shown in FIG.
[0011]
In each GOP, as shown in FIG. 5C, an I picture, a P picture, and a B picture are arranged. The number assigned to each picture represents the playback order in the forward direction. These data are once decompressed and decoded as a baseband level video signal in the order of 1 × speed forward reproduction as shown in FIG. The 15 pictures constituting 1 GOP decoded in this way are temporarily stored in the memory, and are rearranged in the reverse direction so that each picture is in the reverse direction as shown in FIG. Lined video signals can be obtained.
[0012]
As described above, when performing backward reproduction, it is necessary to temporarily store the video signals for 1 GOP after the decompression processing arranged in the forward direction shown in FIG. 5D in the memory. There was a problem that required it.
[0013]
The present invention has been made in consideration of the above points, and is a video signal replay that can perform arbitrary reproduction processing without being restricted by the encoding processing unit. Coding Apparatus and method and video signal Record Re Coding An apparatus and method thereof is to be proposed.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a picture group consisting of at least one intra-frame coded image and a plurality of inter-frame coded images is decoded, and the decoded picture is obtained. Group By re-encoding, it consists of a single intra-frame encoded image and a plurality of inter-frame encoded images plural By converting to a small picture group, it is possible to obtain a picture group corresponding to an arbitrary reproduction process while suppressing an increase in data amount.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
In FIG. 1, the video and audio signal recording / reproducing apparatus 10 is supplied with a control signal CONT from a recording control signal input system in accordance with, for example, a user operation. _REC Is supplied to the system controller 71, the system controller 71 controls the control signal CONT. _REC In response to this, each circuit unit is operated for recording.
[0017]
In this recording operation, an analog video signal VD10 input from the outside is input to the video signal input processing unit 11, subjected to predetermined video signal processing, and then to the subsequent analog / digital conversion unit (A / D) 12. Supplied.
[0018]
The analog / digital converter 12 converts the input video signal VD10 into a digital signal, and then sends this to the video signal compression processing unit 14 via the switching circuit 13 as a digital video signal VD12.
[0019]
The video signal compression processing unit 14 compresses the digital video signal VD12 using MPEG (Motion Picture Experts Group) and a band compression method, and compresses the digital video signal VD12 in units of GOP composed of I picture, P picture, and B picture. A digital video signal VD 14 is generated and stored in the video buffer 21 of the buffer memory unit 20.
[0020]
At the same time, the video and audio signal recording / reproducing apparatus 10 inputs an analog audio signal AU10 input from the outside in synchronization with the video signal VD10 to the audio input processing unit 31, and performs a predetermined process on the audio signal AU10. After performing the audio signal processing, it is sent to the analog / digital converter 32.
[0021]
The analog / digital conversion unit 32 converts the input audio signal AU10 into a digital signal, and then sends the digital signal to the audio signal compression processing unit 34 as a digital audio signal AU32.
[0022]
The audio signal compression processing unit 34 generates a compressed digital audio signal AU34 by performing compression processing on the digital audio signal AU32 by a band compression method such as MPEG audio or AC-3, and generates the compressed digital audio signal AU34. It is stored in the audio system buffer 22. Incidentally, in this embodiment, an uncompressed signal such as linear PCM may be handled as the audio signal AU10. In this case, the compression process is not performed.
[0023]
On the other hand, the satellite broadcast wave received via the antenna ANT is separated into the compressed digital video signal VD59 and the compressed digital audio signal AU59 via the tuner 59, and the compressed digital video signal VD59 is the video buffer 21. And the compressed digital audio signal AU59 is stored in the audio buffer 22. Accordingly, when the user inputs the reception of the satellite broadcast via the recording control signal input system (not shown), the system controller 71 responds to the compressed digital video signal VD59 and the compressed digital audio signal AU59 obtained from the tuner 59 accordingly. Are selectively stored in the video buffer 21 and the audio buffer 22.
[0024]
The compressed digital video signal VD14 (or VD59) and the compressed digital audio signal AU34 (or AU59) stored in the video system buffer 21 and the audio system buffer 22 are respectively determined by a control signal CONT71 output from the system controller 71. And is supplied to the recording data processing unit 61 via the data bus BUS as recording system processing data D40.
[0025]
At this time, the buffer memory unit 20 controls the operations of the video signal compression processing unit 14 and the audio signal compression processing unit 34 and the data writing operation to the optical disk mounted on the optical disk drive 62 described later, thereby transferring each buffer. The balance between writing and reading data is maintained, thereby preventing overflow or underflow of each buffer.
[0026]
The recording data processing unit 61 performs processing such as data rearrangement in accordance with the recording format, addition of an error correction code, EFM (Eight to Fourteen Moduration) modulation, etc. on the recording system processing data D40, and then records this Data D50 is recorded on the optical disk mounted on the optical disk drive 62.
[0027]
The optical disk drive 62 performs control such as servo and head movement by a control signal CONT72 supplied from the disk / head controller 72, and records the recording data D50 at a predetermined position of the optical disk.
[0028]
On the other hand, when the user designates a reproduction operation via a reproduction control signal input system (not shown), the system controller 71 controls the disk / head control unit 72 by the control signal CONT71. As a result, the disk / head control unit 72 controls the servo and head movement with respect to the optical disk drive 62 by the control signal CONT72, thereby reproducing the recording data D50 (video and audio data) recorded on the optical disk. Data D60 is read and supplied to the reproduction data processing unit 63.
[0029]
The reproduction data processing unit 63 obtains reproduction processing data D63 by performing, for example, EFM (Eight to Fourteen Moduration) demodulation, error correction, data rearrangement, and the like on the reproduction data D60, and obtains the reproduction processing data D63 via the data bus BUS. To the buffer memory unit 20. The buffer memory unit 20 analyzes the packet header information of the packet processing reproduction data D63 read from the optical disk via the data bus BUS, and at this time, reads the data read from the optical disk as the reproduction processing data D63. It is stored in the corresponding buffer (video buffer 23, video buffer 24, audio buffer 25, or audio buffer 26).
[0030]
In the case of this embodiment, the buffer memory unit 20 is provided with buffers for two channels, so that the packets constituting the video data of the first channel are stored in the video buffer 23 corresponding thereto and the first A packet constituting the audio data of the channel is stored in the audio system buffer 25 corresponding to the packet, and a packet constituting the video data of the second channel is further stored in the video system buffer 24 corresponding to the packet. The packet constituting the audio data is stored in the audio buffer 26 corresponding to the packet.
[0031]
The video buffer 23, 24 and the audio buffer 25, 26 storing the data of each channel in this way are based on the time information assigned to each packet header, and the time of the video data and audio data for each channel. They are combined and output to the video signal expansion processing units 41 and 42 and the audio signal expansion processing units 51 and 52, respectively.
[0032]
At this time, the buffer memory unit 20 controls the reading operation from the optical disk drive 62 and the operations of the video signal expansion processing units 41 and 42 and the audio signal expansion processing unit, which will be described later, thereby writing and reading data to each buffer. Maintain balance, thereby avoiding overflow or underflow of each buffer.
[0033]
The video signal expansion processing unit 41 corresponding to the first channel receives the reproduction buffer output data VD23 which is the video data of the first channel output from the video system buffer 23, and performs band expansion processing based on the MPEG standard or the like. The digital video signal VD41 is decoded and generated and sent to the video switching / synthesizing unit 43. Also, the first channel audio signal expansion processing unit 51 inputs the reproduction buffer output data AU25, which is the first channel audio data output from the audio system buffer 25, and performs the expansion process with MPEG audio or AC-3. Thus, the digital audio signal AU51 is decoded and generated and sent to the audio switching / synthesis unit 53.
[0034]
On the other hand, the video signal expansion processing unit 42 corresponding to the second channel inputs the reproduction buffer output data VD24 which is the video data of the second channel output from the video buffer 24, and performs band expansion based on the MPEG standard or the like. By performing the processing, the digital video signal VD42 is decoded and generated and sent to the video switching / synthesizing unit 43. Also, the second channel audio signal expansion processing unit 52 inputs the reproduction buffer output data AU26 which is the second channel audio data output from the audio buffer 26, and performs the expansion process with MPEG audio or AC-3. Thus, the digital audio signal AU52 is decoded and generated and sent to the audio switching / synthesis unit 53.
[0035]
Incidentally, in the case of this embodiment, an uncompressed signal such as linear PCM may be handled as an audio signal. In this case, the decompression process is not performed.
[0036]
The video switching / synthesizing unit 43 selects one of the digital video signals VD41 and VD42 reproduced as the video signals of the first channel and the second channel according to the user's designation, and continues this as the selected digital video signal VD43. The data is sent to the digital / analog converter 44.
[0037]
The digital / analog conversion unit 44 converts the selected digital video signal VD 43 into an analog video signal VD 44 and sends it to the video signal output processing unit 45. The video signal output processing unit 45 performs a process such as chroma encoding on the analog video signal VD44, and outputs the resulting video signal as an output video signal VD45.
[0038]
On the other hand, the audio switching / synthesizing unit 53 selects any one of the digital audio signals AU25 and AU26 reproduced as the audio signals of the first channel and the second channel according to the selection of the video signal, and selects the selected digital signal. It is sent as an audio signal AU 53 to the subsequent digital / analog converter 54.
[0039]
The digital / analog converter 54 converts the selected digital audio signal AU53 into an analog audio signal AU54 and sends it to the audio signal output processor 55. The audio signal output processing unit 55 performs predetermined audio processing on the analog audio signal AU54, and outputs the audio signal obtained as a result as the output audio signal AU55.
[0040]
Here, in the video and audio signal recording / reproducing apparatus 10, the second digital switching of the switching circuit 13 provided in the recording system receives the selected digital video signal VD 43 output from the video switching / synthesis unit 43 provided in the reproduction system. The selected digital video signal VD43 is supplied to the input terminal via the switching circuit 13 to the video signal compression processing unit 14 so that the video read out from the optical disk and once decompressed and decoded. The GOP structure can be changed by recompressing the signal and changing this recompression method.
[0041]
A case will be described in which backward reproduction is performed by the GOP structure change processing by recompression.
[0042]
In the video and audio signal recording / reproducing apparatus 10 shown in FIG. 1, the video data (recording data D50) recorded on the optical disk mounted on the optical disk drive 62 is GOP unit as shown in FIG. Thus, recording areas are sequentially allocated in the forward direction (GOP1, GOP2, GOP3).
[0043]
When the video data is reproduced in the reverse direction at 1 × speed, the system controller 71 first converts the video data on the optical disk in the reverse direction (GOP3, GOP2, GOP1) in units of GOP as shown in FIG. Are output as reproduction data D60 to the video buffer 23 via the reproduction data processing unit 63 and the data bus BUS. In each GOP (GOP3, GOP2, and GOP1), a total of 15 pictures (I picture, B picture, and P picture) that are encoded as shown in FIG. It constitutes GOP. Incidentally, the numbers assigned to the respective pictures in FIG. 2C represent the playback order in the case of playback in the forward direction in time.
[0044]
The I picture (Intra-Picture: intra-frame encoded image) is for maintaining the independence of the GOP, and the entire screen is encoded. A P-picture (Predictive-Picture: inter-frame forward prediction encoded image) is predictively encoded in the forward direction from an I-picture or P-picture. Incidentally, the I picture and the P picture are encoded in the same order as the original image.
[0045]
In addition, a B picture (Bidirectionally Predictive-Picture) is bi-directionally predictively encoded from an I picture or a P picture. Therefore, when decoding a compression-encoded video signal, the I-picture is decoded alone, but the P-picture and B-picture are not decoded only by the video signal of its own.
[0046]
When these data are decompressed and decoded by the video signal decompression processing unit 41 using the MPEG method, as shown in FIG. 2D, a digital video signal VD41 is obtained in the order of reproduction in the positive direction at 1 × speed. This digital video signal VD41 is selected by the video switching / synthesizing unit 43 and supplied to the video signal compression processing unit 14 via the recording system switching circuit 13 as the selected digital video signal VD43.
[0047]
The video signal compression processing unit 14 again compresses the decoded digital video signal VD41 (selected digital video signal VD43) supplied from the reproduction system. At this time, the video signal compression processing unit 14 compresses the selected digital video signal VD43 into a GOP having a 3 picture configuration including an I picture and two P pictures based on the control of the system controller 71.
[0048]
The I picture and the two P pictures generated by this compression method are the same pictures as the I picture and the P picture according to the MPEG system described above with reference to FIG. That is, the I-picture (Intra-Picture: intra-frame encoded image) is for maintaining the independence of the GOP, and the entire screen is encoded. A first P picture (Predictive-Picture: inter-frame forward prediction encoded image) following the I picture is predictive encoded from the I picture in the forward direction, and further to the first P picture. The subsequent second P picture is predictively encoded in the forward direction from the first P picture.
[0049]
The recompressed digital video signal VD14 ′ (FIG. 1) in which the GOP is composed of the three pictures (I picture and two P pictures) is recorded on the optical disk as shown in FIG. Small GOP (GOP) that is shorter than the recorded video data (FIG. 2C) _S1 , GOP _S2 , GOP _S3 , GOP _S4 And GOP _S5 ).
[0050]
These small GOP (GOP _S1 ~ GOP _S5 ) Is a recompressed image data of 15 frames that constitutes one GOP (GOP3) in the optical disk before reproduction, and these small GOP (GOP) _S1 ~ GOP _S5 ) Are temporarily stored in the recording video buffer 21 (FIG. 1).
[0051]
Then, as shown in FIG. 2 (F), the system controller 71 sets the small GOP (GOP). _S1 ~ GOP _S5 ) In the reverse direction in units of small GOPs and sequentially supplied to the video signal expansion processing unit 42 via the data bus BUS and the video buffer 24 of the reproduction system. As a result, the video signal expansion processing unit 42 receives the small GOP (GOP _S5 ), The following GOP _S4 , GOP _S3 , GOP _S2 , GOP _S1 Are entered in the order. At this time, the order of the I picture and the two P pictures constituting each small GOP is not changed.
[0052]
In this way, each small GOP (GOP _S5 ~ GOP _S1 ) Are input in reverse order, the video signal expansion processing unit 42 receives these small GOPs (GOP). _S5 ~ GOP _S1 ) In small GOP units, and the order of pictures is changed in each small GOP. As a result, as shown in FIG. 2G, the backward reproduction video signal VD42 ′ is obtained by the pictures arranged in the reverse direction.
[0053]
The backward reproduction video signal VD42 ′ is output to the outside via the video switching / synthesis unit 43, the digital / analog conversion unit 44, and the video signal output processing unit 45, thereby performing the reverse reproduction at 1 × speed. Can do.
[0054]
Further, the same reverse reproduction process is repeated for the other GOPs (GOP2, GOP3) (FIG. 2A) recorded on the optical disk, whereby each GOP ( GOP1, GOP2, and GOP3) are sequentially reproduced in the reverse direction, whereby the 1x reverse reproduction is executed.
[0055]
By the way, the audio signal recorded on the optical disk is expanded by the audio signal expansion processing unit 51 or 52 and then divided into predetermined units, and the data order within the predetermined unit is kept in the normal direction and the reverse direction in the unit. By reading and reproducing the predetermined unit data in the forward direction, it is possible to perform reverse reproduction using a predetermined unit of forward sound that can be understood by the viewer.
[0056]
In the above configuration, the digital video signal for 1 GOP reproduced from the optical disk and decompressed and decoded by the video signal expansion processing unit 41 is compressed again by the video signal compression processing unit 14 of the recording system. In this compression processing, the video signal compression processing unit 14 performs compression processing on the digital video signal VD 43 for 1 GOP so as to increase the frequency of occurrence of I-pictures generated by intra-frame coding.
[0057]
In the case of this embodiment, compression processing is performed such that one I-picture exists in three pictures, and as a result, one small GOP is configured by three pictures (I-picture and two P-pictures). Will be. There are five small GOPs for one GOP (15 frame structure) on the optical disk.
[0058]
Here, since the small GOP itself is one decoding unit, five small GOPs (GOPs) stored in the video buffer 21 in the forward direction are stored. _S1 , GOP _S2 , GOP _S3 , GOP _S4 , GOP _S5 ) Is in reverse order (GOP) in small GOP units _S5 , GOP _S4 , GOP _S3 , GOP _S2 , GOP _S1 ), Each small GOP can be decoded.
[0059]
Accordingly, the small GOPs are read from the video buffer 21 in the reverse order and then supplied to the video signal decompression processing unit 42. The decompression process and the rearrangement of the pictures in each small GOP are performed, so that each picture is converted. A reverse playback at 1 × speed arranged in the reverse direction is realized.
[0060]
In this backward reproduction process, five small GOPs (GOP) are used as the video buffer 21 provided in the recording system. _S1 ~ GOP _S5 ) To store these five small GOPs (GOP _S1 ~ GOP _S5 ) In the reverse direction in units of small GOPs. The capacity of the video buffer 21 is much smaller than that in the case of storing a digital video signal decoded as in the prior art because the small GOP to be stored is already encoded data. it can.
[0061]
Incidentally, the video buffer 21 forms an integrated buffer memory unit (20) together with other buffers (video buffer 23, 24, audio buffer 22, 25, 26). A capacity capable of storing a required number of small GOPs can be allocated to the video buffer 21.
[0062]
According to the above configuration, a plurality of small GOPs obtained by changing the GOP structure of the forward video data are stored in the video buffer 21 and read backward in small GOP units to perform backward playback. As a result, a memory (video buffer 21) used for backward reproduction can be used with a small capacity that can store the encoded video data.
[0063]
Thus, the circuit scale of the video and audio signal recording / reproducing apparatus as a whole can be reduced as much as the capacity of the backward reproduction memory can be reduced.
[0064]
Incidentally, in the video and audio signal recording / reproducing apparatus 10 shown in FIG. 1, the video data VD59 and audio data AU59 of satellite broadcast waves separated in the tuner 59 may have a long picture structure in which one GOP is 15 pictures or more. is there.
[0065]
In the case of reproducing the video data VD59 from the optical disk on which the video data VD59 is recorded in the reverse direction, the small GOP described above with reference to FIG. An increase in size can be effectively avoided.
[0066]
In the above-described embodiment, the case where reverse reproduction is performed by storing the recompressed digital video signal VD14 in the video buffer 21 and then reading it in the reverse order has been described. Not limited to this, the recompressed digital video signal VD14 may be recorded on the optical disk. Then, when reproducing the recompressed digital video signal recorded on the optical disc, the reverse reproduction can be performed by reading out the small GOP constituting the recompressed digital video signal in the reverse direction. In this way, it is not necessary to use the video buffer 21 for backward reproduction, and the circuit scale can be reduced accordingly.
[0067]
Further, in the above-described embodiment, the case where one small GOP is configured by one I picture and two P pictures has been described, but the present invention is not limited to this, and GOPs having various structures are used. Can do. For example, if a small GOP is composed of only one I-picture, the data can be reproduced in any order after all 1 GOP of data recorded on the optical disk is expanded and recompressed. Thereby, the reverse n-times speed (n is a natural number) can also be performed.
[0068]
In this case, for example, when decompressing video data having a GOP structure as shown in FIG. 2 (C), only 5 pictures composed of I and P pictures are decompressed from 15 pictures, and the 5 pictures are expanded. Recompress the video signal at the baseband level. At this time, a small GOP structure in which five I-pictures are continued, and a small GOP structure in which five pictures in the order of I-picture, P-picture, P-picture, I-picture, and P-picture are generated, and these are rearranged as appropriate. This is supplied to the signal expansion processing unit 42. In the video signal expansion processing unit 42, the reproduction order is appropriately rearranged and output, so that the reproduction can be performed at the reverse triple speed.
[0069]
In the above-described embodiment, the present invention is applied when the backward reproduction process is performed. However, the present invention is not limited to this. For example, the position where the user stopped the reproduction is stored, and the following picture is used. The present invention can also be applied to the case of subsequent reproduction.
[0070]
That is, when video data having a GOP structure as shown in FIG. 3 (A) is recorded on an optical disk, the video data is expanded and decoded from the video signal expansion processing unit 41 in FIG. 3 (B). It is assumed that a digital video signal VD41 as shown in FIG. When the user inputs a reproduction stop request after the picture (P12) is reproduced, the next reproduction position is the picture (B13), so that the system controller 71 converts the digital video signal after the picture (B13) to the video signal. The compression processing unit 14 recompresses and configures a small GOP. As a result, as shown in FIG. 3 (C), one small GOP (GOP) is obtained by the picture after the stop position. _S10 ) Is obtained and recorded on the optical disk. Accordingly, when the user inputs a reproduction start request again, the system controller 71 sends a small GOP (GOP) including a picture (I13) from the optical disk. _S10 ) To start reproduction and decompression, the time required to read and decode the data up to the pictures (I1 to P12) becomes unnecessary, and the reproduction can be resumed immediately when the user inputs a reproduction resumption request. By the way, small GOP _S10 May be stored in the video buffer 21 instead of being recorded on the optical disk.
[0071]
In the above-described embodiment, the case where the reproduced and expanded digital video signal VD43 is input to the video signal compression processing unit 14 of the recording system as a method for performing recompression has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a compressor capable of generating an intra-picture (intra-frame encoded image) using a technique such as JPEG (Joint Photographic Experts Group) is individually provided, and the intra-picture is generated by the compressor. Even if this is recorded in a recording means such as the video buffer 21 or an optical disk, the same effect as described above can be obtained.
[0072]
In the above-described embodiment, the case where the recompressed digital video signal VD14 ′ that has been subjected to the compression process is stored in the video buffer 21 provided in the recording system has been described. However, the present invention is not limited to this. It may be stored in the video buffer 23 or 24 provided in the system.
[0073]
In the above-described embodiment, the case where an optical disk is used as the recording medium has been described. However, the present invention is not limited to this, and various other recording media such as a magneto-optical disk can be used.
[0074]
Further, in the above-described embodiment, the case of performing the compression coding by the MPEG method has been described. However, the present invention is not limited to this, and various compression coding methods for performing intra-frame coding and inter-frame coding are used. be able to.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a picture group composed of at least one intra-frame coded image and a plurality of inter-frame coded images is decoded, and the decoded picture group is decoded. Group By re-encoding, it consists of a single intra-frame encoded image and a plurality of inter-frame encoded images plural By converting to a small picture group, it is possible to obtain a picture group corresponding to an arbitrary reproduction process while suppressing an increase in the amount of data, and thus an arbitrary reproduction process without being restricted by the encoding processing unit. It can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video and audio signal recording / reproducing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining reverse reproduction processing according to the present invention;
FIG. 3 is a schematic diagram showing a reproducing method according to another embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a GOP picture.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a conventional backward reproduction process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Video and audio signal recording / reproducing apparatus, 11 ... Video signal input processing part, 13 ... Switching circuit, 14 ... Video signal compression processing part, 20 ... Buffer memory part, 21, 23, 24 ... Video system Buffer, 22, 25, 26 ... Audio system buffer, 31 ... Audio signal input processing unit, 34 ... Audio signal compression processing unit, 41, 42 ... Video signal expansion processing unit, 43 ... Video switching / synthesis unit 45 ... Video signal output processing unit 51, 52 ... Audio signal expansion processing unit 53 ... Audio switching / synthesis unit 55 ... Audio signal output processing unit 61 ... Recording data processing unit 62 ... Optical disk drive, 63... Reproduction data processing unit, 71... System controller.

Claims

In a video signal re-encoding device that re-encodes a picture group composed of at least one intra-frame encoded image and a plurality of inter-frame encoded images,
Decoding means for decoding the inputted picture group;
By re-encoding the decoded above picture group, characterized by comprising an encoding means for converting into a plurality of small picture group composed of a single intra-frame coded picture and a plurality of inter-frame coded image A video signal re-encoding device.

A memory for storing small picture groups re-encoded by the encoding means;
Video signal reproduction means for reading out and decoding the small picture groups from the memory,
The video signal reproducing means includes
The video signal re-encoding device according to claim 1, wherein the small picture group stored in the memory is reproduced in the reverse direction by reading out and decoding the small picture group in the reverse direction.

A memory for storing small picture groups re-encoded by the encoding means;
Video signal reproducing means for reading out and decoding the small picture groups from the memory,
The video signal reproducing means includes
The playback of the input picture group is stopped and restarted, and playback is started from an arbitrary position in units of the small picture group stored in the memory. Video signal re-encoding device.

In a video signal re-encoding method for re-encoding a picture group consisting of at least one intra-frame encoded image and a plurality of inter-frame encoded images,
Decode the input picture group,
By re-encoding the decoded above picture group, video signal recoding, characterized in that into a plurality of small picture group composed of a single intra-frame coded picture and a plurality of inter-frame coded image Method.

Further, the re-encoded small picture group is stored in a predetermined memory,
Reading and decoding the small picture groups from the memory;
5. The video signal re-encoding method according to claim 4, wherein the small picture group stored in the memory is reproduced in the reverse direction by reading out and decoding the small picture group in the reverse direction.

Further, the re-encoded small picture group is stored in a predetermined memory,
Reading and decoding the small picture groups from the memory;
5. The reproduction of the input picture group is stopped and restarted, and the reproduction is started from an arbitrary position in units of the small picture group stored in the memory. Video signal re-encoding method.

Decoding means for decoding a GOP (Group Of Pictures) video signal composed of an intra-frame encoded image and an inter-frame encoded image;
A video signal recording and re-encoding device comprising: encoding means for converting the GOP into a plurality of small GOPs by encoding the decoded video signal.

Decode GOP video signal consisting of intra-frame encoded image and inter-frame encoded image,
A video signal recording and re-encoding method, wherein the GOP is converted into a plurality of small GOPs by encoding the decoded video signal.