JP4350585B2 - 再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、再生装置に関し、より具体的には、圧縮符号化された動画データを再生する装置に関する。

デジタルビデオカムコーダなどにおける動画再生では、記憶媒体に記録された映像・音声の時系列デジタルデータを順次、読み出して再生データバッファにバッファリングし、バッファリングされたデータを音声映像再生装置が適切なタイミングで読み出し、伸長及びアナログ信号への変換を行なって出力する。バッファリングは、記憶媒体からのデータ読み出し時間のばらつきを吸収するために必要となる。

一般に、再生データバッファは、図２に示すようにリングバッファによって実現されている。リングバッファのメモリ制御回路（図示せず）は、定められたメモリ領域上において、データ読み出し位置ｒとデータ書き込み位置ｗを保持する。データ書き込み時にはデータ書き込み位置ｗに対象データを書き込み、書き込んだデータ分だけ、データ書き込み位置ｗを後ろへずらす。また、データ読み出し時には、データ読み出し位置ｒからデータを読み出し、読み出したデータ分だけ、データ読み出し位置ｒを後ろへずらす。データ書き込み位置ｗとデータ読み出し位置ｒはともに、メモリ領域上の一番後ろに到達すると、メモリ領域の先頭に戻る。以上のようにデータ書き込み位置ｗとデータ読み出し位置ｒが定められたメモリ領域内を巡回することで、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式のバッファを実現している。

通常、リングバッファでは、メモリ領域を有効に利用する目的で、メモリ領域全体ｂのうちでバッファリングされているデータａが占める割合を出来るだけ大きくなるように、データａの量を制御する。しかし、このようなバッファリング制御方法では、通常、順方向の再生データしか保持していないので、再生動作中のある場所で再生を中止し、逆再生を行うような場合には、逆再生動作の立ち上がりに時間を要するという問題点が存在した。これに対して、順方向・逆方向のいずれにおいても再生動作を高速に行うために、未再生のデータと再生済みのデータがほぼ同じ大きさになるようにバッファリングを行い、逆方向再生の場合にはリングバッファを逆回りする方式が提案されている（特許文献１）。
特開平８−７９６８８号公報

しかし、特許文献１に記載の方式を用いても、１倍速の再生の後に２倍速などの特殊再生を行う場合には、十分なバッファリングデータ量が得られず、滑らかな再生動作を行うことができない。

この問題に対しては、再生動作の停止時に再生開始に備えて記録媒体を先読みし、再生データバッファにバッファリングしておけばよいと考えられる。しかし、この方法でも、４倍速及び８倍速など、全ての倍速モードを含む範囲をバッファリングするためには、非常に大容量の再生データバッファが必要となってしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、様々な再生速度の順方向・逆方向再生のための再生データを効率的にバッファリングすることが可能な再生装置を提示することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る再生装置は、通常再生速度よりも速い速度で動画像データを再生する高速再生モードを有する再生装置であって、記録媒体から動画像データを読み出す読み出し手段と、前記記録媒体より読み出した動画像データを一時的に保存する一時記憶手段と、前記動画像データの通常再生の一時停止中に、再生の再開に備えて、前記動画像データにおける再生を開始する位置から、前記高速再生モードにおける再生速度に応じた間隔で前記動画像データの一部のフレームを選択して前記記録媒体から読み出し、前記読み出した一部のフレームの動画像データを前記一時記憶手段に保存するよう前記読み出し手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、再生開始以前に再生指示が可能になった時点で、効率的に再生データを先読みしてバッファリングするので、どのような再生速度・再生方向で再生を再開しても、すばやく動作を立ち上げることが可能になる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

フラッシュメモリカードを備えたデジタルビデオカメラに適用した本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例であるデジタルビデオカメラ１００の構成ブロック図を示す。

デジタルビデオカメラ１００は、メモリカード１０１、メモリカードホストコントローラ１０２、ＣＰＵ１０３、音声格納用メモリ１０４、映像格納用メモリ１０５、再生機構１０６、音声出力装置１０７、映像出力装置１０８、及び操作部１０９を有する。

ユーザは、操作部１０９により再生・停止等の指示をＣＰＵに入力できる。メモリカード１０１は、再生されるべき動画データを記憶する。メモリカードホストコントローラ１０２は、ＣＰＵ１０３の指示に従ってメモリカード１０１へのデータの読み書きを行う。音声格納用メモリ１０４及び映像格納用メモリ１０５は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式のリングバッファになっており、メモリカード１０１から読み出された音声データと映像データをそれぞれ一定時間分、格納する。

再生機構１０６は、ＣＰＵ１０３からの指示に従い、音声格納用メモリ１０４から音声データを、映像格納用メモリ１０５から映像データを読み出し、音声信号及び映像信号に変換し、音声出力装置１０７及び映像出力装置１０８に出力する。音声出力装置１０７は、再生機構１０６からの音声信号を音声として出力する。映像出力装置１０８は、再生機構１０６からの映像信号を映像として出力する。

デジタルビデオカメラ１００は、操作部１０９を通して操作されるものであり、通常の１倍速再生の他に、２倍速、４倍速及び８倍速の高速再生モード、並びにこれらの速度の逆再生モードを備える。

以下、再生時における映像格納用メモリ１０５の動作を説明する。

図３（ａ）は、順方向で１倍速再生中の映像格納用メモリ１０５の模式図を示す。現在のデータ読み出し位置に格納されたデータがｎ番目のフレームのデータであったとすると、バッファリングされている未再生データは、ｎ＋１、ｎ＋２、…、ｎ＋７である。一方、再生済みでリングバッファに残っているデータは、ｎ−１、ｎ−２、…、ｎ−６となる。

図３（ｂ）は、順方向で２倍速再生中の映像格納用メモリ１０５の模式図を示す。１倍速のときと異なり、映像データは１フレームおきに間引いて格納されており、このようにすることで、２倍速再生においても１倍速再生の場合と同量の再生データをバッファリングすることが可能となっている。４倍速・８倍速の場合も同様で、再生速度に応じてバッファリングするフレームをスキップすることで、常に同量のフレームが映像格納用メモリ１０５にバッファリングされる。

逆方向で再生する場合も同様の制御が行われる。図４（ａ）は、逆方向で１倍速再生中の映像格納用メモリ１０５の模式図を示し、図４（ｂ）は、逆方向で２倍速再生中の映像格納用メモリ１０５の模式図を示す。

次に、ユーザが再生開始を指示することが可能な状態になった場合を考える。具体的には、デジタルビデオカメラ１００が撮影モードから再生モードに切り替わった時、及び再生中に一時停止した時などが該当する。このような場合、再生開始又は再生の再開に備えて、メモリカード１０１からデータの先読みが行われる。

図５（ａ）は、先読み動作が完了したときの映像格納用メモリ１０５の記憶データを示す。ここでは、再生を開始する位置をｎ番目のフレームであるものとしている。図５（ａ）に示すように、先読みにおいては、バッファリングされるフレーム間隔は一定ではない。これは、デジタルビデオカメラ１００が備える全ての再生速度のいずれで再生が開始されても即座に動作できるようにするためである。すなわち、図５に示す例では、１倍速、２倍速、４倍速及び８倍速のいずれに対しても、同数のフレームがバッファリングされているので、再生の立ち上がりを高速に行うことができる。図５（ｂ）〜（ｅ）は、各速度で再生が開始された際のデータを読み取る順序とデータ書き込み位置を示す。

例えば、図５（ｄ）は、４倍速で再生が開始された場合を示す。ｆ１〜ｆ５の順にデータを読み出すようにデータ読み出し位置が制御される。また、データ書き込み位置は、位置ｗに移動し、この位置ｗからバッファリングデータの書き込みを開始する。このようにデータ読み出し位置とデータ書き込み位置を制御することで、効率的なバッファリングを実現している。

図６は、逆方向再生の場合の映像格納用メモリ１０５のデータバッファリングの模式図を示す。再生開始位置が動画の先頭でない場合、図６に示すように、逆再生のためのデータも順方向の場合と全く同様にバッファリングされる。これによって、逆再生の場合も高速に動作を立ち上げることが可能となる。

なお、先読み開始以前に再生を行っていた場合、先読みするデータの一部は既にバッファ上に存在することがある。この場合、必ずしも全てのデータをメモリカードから先読みする必要はなく、映像格納用メモリ１０５上のデータを流用することで、高速化を図ることができる。

映像データを格納する映像格納用メモリ１０５の動作を説明したが、映像と音声を同期させる必要上から、音声データを格納する音声格納用メモリ１０４についても同様の制御を行なうことは明らかである。

本発明の第２実施例を説明する。第１実施例では再生可能になった時点でメモリカードから先読みを行うものであったが、第２実施例では、先読みの順序を工夫することで先読み動作に要する時間を更に短縮する。

図７を参照して、第２実施例における先読み時のデータ読み込み順序を説明する。図７は音声格納用メモリ１０４及び映像格納用メモリ１０５のリングバッファの内容を示す概念図である。

再生開始の指示が可能な状態になると、まず、矢印７０で示すように、現在のフレームから順方向に先読みを行う。この先読みが完了すると、矢印７２に示すように、逆方向の先読みを行う。このとき、再生を開始するフレームｎから一番遠いフレームから先読みを始め、フレームｎに到達したところで先読みを完了する。

一般に、メモリカードで用いられるファイルシステムでは、ＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）を逆順に辿ると極端にアクセス速度が低下するが、本実施例のように、なるべく順方向にＦＡＴを辿ってデータを読み出すことで、高速に先読みを行うことが可能となる。

本発明の第３実施例を説明する。第３実施例は、メモリカード１０１に記録されている動画像データの符号化方式がＭＰＥＧであって、ビデオカメラ１００が備える再生モードがＭＰＥＧで定められているフレーム属性（Ｉフレーム／Ｐフレーム／Ｂフレーム）に基づいたものである場合に適用される。周知の通り、Ｉフレームはフレーム間圧縮の基準となるフレームであり、他のフレームを参照することなく単独で復号可能である。Ｐフレームは過去のフレームを参照することで復号可能であり、Ｂフレームは過去と未来の両方向のフレームを参照することで、復号可能である。

第３実施例では、デジタルビデオカメラ１００は、通常再生、早送り及び高速早送りの３種類の再生モードを備えるものとする。通常再生は、全てのフレームを再生するものである。早送りでは、Ｉフレーム及びＰフレームのみを再生する。高速早送りでは、Ｉフレームのみを再生する。これら３種の再生モードの各々における映像格納用メモリ１０４内の再生データの構成例を、図８に示す。

第１及び第２実施例と同様に、第３実施例でも、デジタルビデオカメラ１００は、再生開始指示が可能になった時点で、再生開始又は再生の再開に備えて、メモリカード１０１からデータを先読みする。この時の映像格納用メモリ１０５のリングバッファ内部構成及び各再生モードで再生された場合のデータ読み出し順序を図９に示す。図９に示す例では、再生開始位置がＢフレームになっているので、このフレームを含むＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）については、全フレームのデータをバッファリングしておくように制御することで、このＢフレームの復号化を可能にしている。音声格納用メモリ１０４についても、先読みされる映像データに対応する音声データが、映像データと同様に先読みされ、バッファリングされる。

以上のような先読み及びリングバッファ制御を行うことで、メモリを効率的に利用し、かつどの再生モードで再生が開始されても即座に動作を開始することが可能になる。

本発明によれば、フラッシュメモリ等に記録されている時系列デジタルデータを再生する装置において、どのような再生指示が与えられても、即座に再生を開始できるようになる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。 リングバッファの動作を示す概念図である。 第１実施例における順方向再生の際のリングバッファの利用法を示す概念図である。 第１実施例形態における逆方向再生の際のリングバッファの利用法を示す概念図である。 第１実施例において、再生開始前に行われる順方向の先読み時のリングバッファへのデータの格納方法、及び再生開始時のデータの読み出し順序とデータ書き込み位置を示す概念図である。 第１実施例において、再生開始前に行われる逆方向の先読み時のリングバッファへのデータの格納方法、及び逆再生開始時のデータの読み出し順序とデータ書き込み位置を示す概念図である。 第２実施例において、再生開始前の先読みにおけるデータ読み出しの順序を示す図である。 第３実施例において、各再生モードにおけるリングバッファの使用法を示す概念図である。 第３実施例において、再生開始前の先読み時におけるリングバッファへのデータの格納方法、及び再生開始時にデータの読み出し順序を示す概念図である。

符号の説明

１００：デジタルビデオカメラ
１０１：メモリカード
１０２：メモリカードホストコントローラ
１０３：ＣＰＵ
１０４：音声格納用メモリ
１０５：映像格納用メモリ
１０６：再生機構
１０７：音声出力装置
１０８：映像出力装置
１０９：操作部

Claims (7)

1. 通常再生速度よりも速い速度で動画像データを再生する高速再生モードを有する再生装置であって、
   記録媒体から動画像データを読み出す読み出し手段と、
   前記記録媒体より読み出した動画像データを一時的に保存する一時記憶手段と、
   前記動画像データの通常再生の一時停止中に、再生の再開に備えて、前記動画像データにおける再生を開始する位置から、前記高速再生モードにおける再生速度に応じた間隔で前記動画像データの一部のフレームを選択して前記記録媒体から読み出し、前記読み出した一部のフレームの動画像データを前記一時記憶手段に保存するよう前記読み出し手段を制御する制御手段
   とを備えることを特徴とする再生装置。
2. 前記制御手段は前記高速再生モードにおける再生速度に応じた所定数のフレーム毎に１フレームを選択し、前記選択した一部の動画像データを読み出すよう前記読み出し手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
3. 互いに異なる速度で前記動画像データを高速再生する複数の前記高速再生モードを有し、
   前記制御手段は、前記動画像データの通常再生の一時停止中に、前記複数の高速再生モードにそれぞれ応じた間隔で前記動画像データの一部のフレームを選択して前記記録媒体から読み出し、前記一時記憶手段に記憶するよう前記読み出し手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
4. 前記制御手段は更に、前記複数の高速再生モードに対応した前記動画像データの一部のフレームをそれぞれｎフレーム分（ｎは２以上の所定の整数）読み出して前記一時記憶手段に保存するよう前記読み出し手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
5. 前記一部記憶手段に保存された動画像データを読み出して出力する出力手段を備え、前記出力手段は前記複数の高速再生モードのうちの何れかの高速再生モードによる前記動画像データの再生開始の指示に応じて、前記一部記憶手段に保存された一部のフレームの動画像データのうち前記指示された高速再生モードに応じたフレームの画像データを読み出して出力することを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
6. 前記制御手段は更に、前記動画像データの通常再生の一時停止中に、正方向及び逆方向の両方において前記動画像データの一部のフレームを間引いて先読みして前記一時記憶手段に保存するよう前記読み出し手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
7. 前記動画像データの高速再生開始の指示に応じて、前記一時記憶手段に保存された前記一部のフレームの動画像データを読み出して出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の再生装置。

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