JP3938019B2 - 記録装置及び記録方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像を記録する記録装置及び記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル信号処理技術の進歩により、動画像や静止画像、音声等、大量の情報を高能率ディジタル符号化し、小型磁気記録媒体、小型光記録媒体へ記録したり、通信媒体へ伝送を行うことが可能となっている。そして、このような技術を発展させ、容易に高品位な映像を撮影し、かつ即座に通信媒体へ出力できる撮像装置の開発が行われている。
【０００３】
昨今の動画像の符号化には、ＭＰＥＧ符号化技術が広く使われている。図４はＭＰＥＧ符号化技術を用いた撮像装置の例である。撮像部８０１によって撮像された映像信号はＭＰＥＧ符号化部８０２に供給される。ＭＰＥＧ符号化では、同一フレーム内の相関を用いて符号化するフレーム内符号化方式と、前後のフレーム間の相関を用いて符号化するフレーム間符号化方式とが用いられる。
【０００４】
図５は、符号化部８０２から出力される、符号化データの構成例を示す図である。図において、９１０、９３０はフレーム内符号化されたＩピクチャ、９１１〜９２１、９３１〜９４１はフレーム間符号化されたピクチャであり、フレーム間順方向予測符号化画像であるＰピクチャおよび、フレーム間双方向予測符号化画像Ｂピクチャからなる。これらのピクチャは、各々が所定のピクチャ数及び種別を有するピクチャグループ（ＧＯＰ）９０１〜９０７にまとめて出力される。１つのピクチャグループには少なくとも１つのＩピクチャが含まれ、Ｉピクチャの情報を元に他のフレーム間符号化されたピクチャが再生される。
【０００５】
こうして符号化された映像は、記録部８０３に供給され、任意の記録媒体８０４に保存される。また、同時に、符号化された映像は、通信部８０５に供給され、ストリーム出力端子８０６から撮像装置外部に送信される。このような撮像装置は、映像を記録媒体に保存するだけでなく、ストリーム出力端子をコンピュータやテレビに接続して、映像配信やテレビ電話など様々な用途に利用することができる。
【０００６】
このような撮像装置において、ストリーム出力端子８０６から符号化された映像を送信している最中に、記録媒体８０４への記録開始が例えば図示しない操作部を介して指示された場合、たとえば、図５におけるタイミングＴ、すなわちピクチャグループ９０３内のピクチャ９１５に相当するタイミングで記録開始が指示された場合を考える。
【０００７】
この場合、記録媒体８０４には、ピクチャグループ９０３の途中、フレーム間符号化ピクチャ９１５からのデータが保存される。図５に示したピクチャグループでは、各グループ１つのＩピクチャが先頭に含まれている構成であるため、途中から記録されたピクチャグループ９０３には、フレーム内符号化されたＩピクチャ９１０が記録されず欠落している。そのため、同グループ内に含まれる、フレーム間符号化されたピクチャ９１５〜９２１は正常に記録されているにもかかわらず正しく復号できない。
【０００８】
そのため、このような従来例では、各撮影単位の先頭に、正しく復号できないピクチャグループがほぼ確実に発生し、再生時には先頭のピクチャグループに相当する期間、映像がフリーズしてしまうという問題があった。この問題を回避するため。特許文献１のように、記録開始の指示から新たにピクチャグループを生成し、どのタイミングで記録を開始しても、先頭のピクチャグループに必ずＩピクチャが含まれるようにすることも提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３１６３７００号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の技術を用いた場合、記録媒体に記録された画像は先頭から正しく再生できるようになるが、ＭＰＥＧ符号化部８０２からストリーム出力端子に出力されていた符号化データについてみると、記録がピクチャグループの途中で指示された場合、その時点で今度はストリーム出力のピクチャグループが分断されてしまうため、例えばＢピクチャを再生するために必要なＰピクチャが欠落することがあり、記録と送信の両方で問題のない再生を行えるような符号化出力を行うことができなかった。
【００１１】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、フレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式の両方を用いて符号化された映像信号を送信中、同一の映像信号について記録が指示された場合でも、送信される符号化映像信号及び記録される符号化映像信号の両方について、再生時の映像欠落を抑制することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、動画像信号を入力する入力手段と、入力手段により入力された動画像信号をフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式とを用いて符号化し、それぞれフレーム内符号化されたフレーム内符号化ピクチャとフレーム間符号化されたフレーム間符号化ピクチャとを含むｎフレーム（ｎは２以上の整数）の画像信号からなる複数のピクチャグループから構成される符号化画像信号を生成する符号化手段と、符号化手段により生成された符号化画像信号を、記録開始の指示があると記録媒体に記録する記録手段と、符号化手段により生成された符号化画像信号を、符号化された状態で装置の外部に送信する送信手段と、送信手段により符号化画像信号を外部へ送信している状態で、動画像信号の記録開始の指示があった場合、入力手段から出力された動画像信号のうち、記録開始の指示に対応したフレームを含むピクチャグループの先頭より記録を開始するよう記録手段を制御する制御手段とを備える記録装置に存する。
【００１３】
また、本発明の別の要旨は、入力された動画像信号をフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式とを用いて符号化し、それぞれフレーム内符号化されたフレーム内符号化ピクチャとフレーム間符号化されたフレーム間符号化ピクチャとを含むｎフレーム（ｎは２以上の整数）の画像信号からなる複数のピクチャグループから構成される符号化画像信号を生成する符号化ステップと、符号化ステップにより生成された符号化画像信号を、記録開始の指示があると記録媒体に記録する記録ステップと、符号化ステップにより生成された符号化画像信号を、符号化された状態で送信する送信ステップと、送信ステップにより符号化画像信号を外部へ送信している状態で、動画像信号の記録開始の指示があった場合、入力された動画像信号のうち、記録開始の指示に対応したフレームを含むピクチャグループの先頭より記録を開始するよう記録ステップを制御する制御ステップとを備える記録方法に存する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図１において、１０１は撮像部、１０２は符号化部、１０３は通信部、１０４はストリーム出力端子、１０５は制御部、１０６はバッファ部、１０７は記録部、１０８は記録媒体、１０９は操作部である。
【００２４】
撮像部１０１は被写体を撮像し映像信号を符号化部１０２に供給する。符号化部１０２は供給される映像信号をＭＰＥＧ符号化方式で符号化し、通信部１０３及びバッファ部１０６に供給する。
【００２５】
符号化部１０２の内部は、フレーム内符号化部１１０、フレーム間符号化部１１１、セレクタ１１２、ピクチャグループ生成部１１３によって構成される。撮像部１０１から供給される映像信号は、フレーム内符号化部１１０とフレーム間符号化部１１１に供給される。フレーム内符号化部１１０は映像信号の同一フレーム内の相関を用いて符号化する。フレーム間符号化部１１１は映像信号の前後のフレーム間の相関を用いて符号化する。
【００２６】
フレーム内符号化部１１０、フレーム間符号化部１１１それぞれによって符号化された映像信号はともにセレクタ１１２に供給される。ピクチャグループ生成部１１３は制御部１０５からの制御信号に従い、セレクタ１１２に切り替え信号を供給し、フレーム内符号化部１１０とフレーム間符号化部１１１それぞれが出力する符号化映像信号のいずれか一方を選択する。選択された符号化映像信号は、ピクチャグループ生成部１１３に供給される。ピクチャグループ生成部１１３は供給される符号化映像信号を複数枚まとめてグループ化し、符号化ピクチャグループとしてバッファ部１０６および通信部１０３へ供給する。
【００２７】
バッファ部１０６は例えばＦＩＦＯ形式を有するバッファであり、符号化部１０２が出力する符号化ピクチャグループ１つ分に相当する容量を有する。また、バッファ部１０６に記憶されている符号化ピクチャグループの先頭がどこに記憶されているかについては、制御部１０５が把握していても良いし、所定のアドレスから符号化ピクチャグループを書き込むように構成してもよい。
【００２８】
通信部１０３はピクチャグループ生成部１１３から供給される符号化ピクチャグループを所定の伝送方式にしたがって変調し、ストリーム出力端子１０４へ出力する。たとえば、テレビに映像を同期転送したり、コンピュータが内蔵するビデオキャプチャボード（もしくは外付けされたビデオキャプチャ装置）へ出力する。
【００２９】
通信部１０３はストリーム出力端子１０４に対応したインタフェース回路を有しており、所定のプロトコルに従って符号化映像信号を出力する。ストリーム出力端子１０４としては、ＩＥＥＥ１３９４端子、ＵＳＢ端子等、映像信号を出力可能な任意の端子が利用できる。
【００３０】
制御部１０５は、例えばＣＰＵとＲＯＭ、ＲＡＭを含み、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置全体の制御を行う。以下に説明する本発明に特徴的な記録指示時のピクチャグループ生成処理等も、制御部１０５がプログラムを実行し、必要な各部を制御することによって実現される。もちろん、処理の一部又は全部をハードウェアによって処理するように構成することも可能である。
【００３１】
記録部１０７はバッファ部１０６に格納された符号化ピクチャグループを所定の記録方式にしたがって変調し、記録媒体１０８に記録する。記録媒体１０８には磁気記録媒体や光記録媒体等任意の記録媒体が利用可能であるが、たとえば、磁気テープや光ディスクなどの着脱可能な記録媒体へ記録を行う。
【００３２】
本実施形態による撮像装置は、符号化映像信号を、通信部１０３によって装置外部に送信しながら、同じ映像を記録部１０７によって記録媒体１０８へ記録することができる。ストリーム出力端子１０４から映像を送信している最中に、記録開始を指示する操作が例えば操作部１０９からなされた場合の、本実施形態に係る撮像装置の動作について、図２を用いて説明する。
【００３３】
図２は、図５と同様に、符号化部１０２（のピクチャグループ生成部１１３）が出力する、符号化ピクチャグループ列と、各ピクチャグループの構成を示した図である。図２に示すように、本実施形態に係る撮像装置においても、各ピクチャグループ２０１〜２０７は、１つのフレーム内符号化ピクチャ２１０（Ｉピクチャ）と、複数のフレーム間符号化ピクチャ（Ｐピクチャ又はＢピクチャ）２１１〜２２１を有しているものとする。
【００３４】
そして、例えば図２におけるタイミングＴ、すなわち、ピクチャグループ２０３内のピクチャ２１５に相当するタイミングで記録開始が指示された場合を考える。制御部１０５は、例えば操作部１０９から記録指示を受けると、バッファ部１０６および記録部１０７に制御信号を与えることにより、バッファ部１０６に保持されているピクチャグループ２０３の先頭から（ピクチャグループ２０３の先頭に配置されるフレーム内符号化ピクチャ２１０から）記録媒体１０８への記録を開始させる。
【００３５】
その結果、記録媒体１０８には符号化ピクチャグループが分断されることなく、記録指示がなされた時点のピクチャが含まれるピクチャグループのフレーム内符号化ピクチャとフレーム間符号化ピクチャのすべてが記録される。したがって、再生時における先頭ピクチャグループの再生も正常に行われ、映像の欠落は発生しない。
【００３６】
なお、本実施形態では、記録開始を指示する以前のピクチャ、すなわち図２において記録開始が指示されたタイミングＴよりも前のピクチャ２１０〜２１４も記録されるため、再生時において、操作者が意図していたよりも過去の映像から再生されてしまう。しかし、制御部１０５からの制御信号に従い、ピクチャグループ生成部１１３が、ピクチャグループのヘッダ情報に、ピクチャの番号等、記録指示に対応するピクチャを記録部１０７が特定可能な情報を記録しておくなど、任意の方法でピクチャグループ内の記録指示に対応するピクチャを再生時に特定可能な情報を記録しておき、再生時に記録開始指示位置以前のピクチャをスキップするように構成すれば、操作者の意図したタイミングからの映像のみを再生することができる。同様の効果は、スキップすべきピクチャを特定可能な情報を記録しておき、再生時にこれらピクチャをスキップすることでも実現できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
続いて本発明の第２の実施形態に係る撮像装置について説明する。なお、本実施形態に係る撮像装置は、図１に示した第１の実施形態に係る撮像装置と同一構成で実現でき、記録が指示された際の動作のみ異なるため、構成についての説明は省略する。
【００３８】
本実施形態に係る撮像装置が記録指示を受けた場合の動作を図３を用いて説明する。図３は、図２と同様に、符号化部１０２（のピクチャグループ生成部１１３）が出力する、符号化ピクチャグループ列と、各ピクチャグループの構成を示した図である。図３に示すように、本実施形態に係る撮像装置においても、各ピクチャグループ３０１〜３０７は、１つのフレーム内符号化ピクチャ（Ｉピクチャ）と、複数のフレーム間符号化ピクチャ（Ｐピクチャ又はＢピクチャ）を有しているものとする。
【００３９】
そして、例えば、図３におけるタイミングＴ、すなわち、ピクチャグループ３０３内のピクチャ３１５に相当するタイミングで記録開始が指示された場合を考える。制御部１０５は、例えば操作部１０９から記録指示を受けると、バッファ部１０６および記録部１０７に制御信号を与えることにより、バッファ部１０６に保持されている符号化映像信号のうち、ピクチャ３１５と同一ピクチャグループ（ピクチャグループ３０３）に含まれる他のピクチャ全てを破棄し、次のピクチャグループ３０４の先頭から記録媒体１０８へ記録させる。その結果、記録媒体１０８には符号化ピクチャグループが分断されることなく、フレーム内符号化ピクチャとフレーム間符号化ピクチャのすべてがそのまま記録されているため、再生時において映像の欠落は発生しない。
【００４０】
上述の第１及び第２の実施形態において、通信部１０３が出力するストリームは、記録開始操作の有無に関わらず、ピクチャグループ生成部１１３からの出力そのものである。そのため、ストリーム出力端子１０４から出力される符号化映像信号には何ら分断等の不具合は発生せず、好適な通信が行える。
【００４１】
【他の実施形態】
なお、実施形態では、撮像部を有する撮像装置について説明したが、本発明は撮像部１０１を持たず、外部機器で撮像した画像データを記録する記録装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００４２】
また、上述の実施形態においては、ピクチャグループ生成部１１３が生成するピクチャグループが、１つのフレーム内符号化ピクチャのみを有する場合のみを説明したが、例えば１ピクチャグループ内に複数のフレーム内符号化ピクチャが含まれる場合等、正常に再生するために必要なピクチャが１ピクチャグループに含まれる全ピクチャよりも少なく、かつ連続している場合には、正常に再生できる最低単位の連続ピクチャについて、同様に本発明を適用することが可能である。
【００４３】
すなわち、本発明の本質は、正常な再生を行うために必要な複数のピクチャから構成されるピクチャブロックの途中で記録開始指示がなされた場合、当該ピクチャブロックの最初から記録を行うか、当該ピクチャブロックを廃棄し、次のピクチャブロックから記録を行うことである。したがって、バッファ部１０６の容量は、ピクチャブロックの大きさによって適宜定めればよく、上述した実施形態で説明した内容に限定されない。また、もちろん符号化方式もＭＰＥＧ方式に限定されない。
【００４４】
上述の実施形態においては、１つの機器から構成される撮像装置についてのみ説明したが、本発明の撮像装置と同等の機能を複数の機器から構成されるシステムによって実現しても良い。
【００４５】
尚、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いて当該プログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムを実行することによって同等の機能が達成される場合も本発明に含む。
【００４６】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
【００４７】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００４８】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等の光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリなどがある。
【００４９】
有線／無線通信を用いたプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイル等、クライアントコンピュータ上で本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル（プログラムデータファイル）を記憶し、接続のあったクライアントコンピュータにプログラムデータファイルをダウンロードする方法などが挙げられる。この場合、プログラムデータファイルを複数のセグメントファイルに分割し、セグメントファイルを異なるサーバに配置することも可能である。
【００５０】
つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムデータファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるサーバ装置も本発明に含む。
【００５１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件を満たしたユーザに対して暗号化を解く鍵情報を、例えばインターネットを介してホームページからダウンロードさせることによって供給し、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００５２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式の両方を用いて符号化された映像信号を送信中、同一の映像信号について記録が指示された場合でも、送信される符号化映像信号及び記録される符号化映像信号の両方について、再生時の映像欠落を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置による記録処理の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置による記録処理の動作を説明する図である。
【図４】従来の撮像装置の構成例を示す図である。
【図５】従来の撮像装置による記録処理の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１０１ 撮像部
１０２ 符号化部
１０３ 通信部
１０４ ストリーム出力端子
１０５ 制御部
１０６ バッファ部
１０７ 記録部
１０８ 媒体
１０９ 操作部
１１０ フレーム内符号化部
１１１ フレーム間符号化部
１１２ セレクタ
１１３ ピクチャグループ生成部

Claims (4)

1. 動画像信号を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された動画像信号をフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式とを用いて符号化し、それぞれ前記フレーム内符号化されたフレーム内符号化ピクチャと前記フレーム間符号化されたフレーム間符号化ピクチャとを含むｎフレーム（ｎは２以上の整数）の画像信号からなる複数のピクチャグループから構成される符号化画像信号を生成する符号化手段と、
   前記符号化手段により生成された前記符号化画像信号を、記録開始の指示があると記録媒体に記録する記録手段と、
   前記符号化手段により生成された前記符号化画像信号を、符号化された状態で装置の外部に送信する送信手段と、
   前記送信手段により前記符号化画像信号を前記外部へ送信している状態で、前記動画像信号の記録開始の指示があった場合、前記入力手段から出力された動画像信号のうち、前記記録開始の指示に対応したフレームを含む前記ピクチャグループの先頭より記録を開始するよう前記記録手段を制御する制御手段とを備える記録装置。
2. 前記記録手段は、前記符号化手段により生成された１ピクチャグループ分の動画像信号を記憶するメモリを有することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 前記制御手段は更に、記録開始部分の前記ピクチャグループのうち、前記記録開始の指示に対応したフレームを示す識別情報を記録するよう前記記録手段を制御することを特徴とする請求項１記載の記録装置。
4. 入力された動画像信号をフレーム内符号化方式とフレーム間符号化方式とを用いて符号化し、それぞれ前記フレーム内符号化されたフレーム内符号化ピクチャと前記フレーム間符号化されたフレーム間符号化ピクチャとを含むｎフレーム（ｎは２以上の整数）の画像信号からなる複数のピクチャグループから構成される符号化画像信号を生成する符号化ステップと、
   前記符号化ステップにより生成された前記符号化画像信号を、記録開始の指示があると記録媒体に記録する記録ステップと、
   前記符号化ステップにより生成された前記符号化画像信号を、符号化された状態で送信する送信ステップと、
   前記送信ステップにより前記符号化画像信号を前記外部へ送信している状態で、前記動画像信号の記録開始の指示があった場合、入力された動画像信号のうち、前記記録開始の指示に対応したフレームを含む前記ピクチャグループの先頭より記録を開始するよう前記記録ステップを制御する制御ステップとを備える記録方法。

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