JP4577346B2

JP4577346B2 - データ記録装置、データ再生装置、データ記録再生方法及び撮像装置

Info

Publication number: JP4577346B2
Application number: JP2007257043A
Authority: JP
Inventors: 将 ▲高▼橋; 靖雄無津呂; 圭介稲田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP2008077827A

Description

本発明は、データを圧縮して記録媒体に記録し、また記録媒体からデータを再
生して伸長する記録装置または再生装置、およびその方法に係り、圧縮伸長処理
用メモリと記録再生用バッファメモリの好適な構成に関する。

データを圧縮して記録媒体に記録する装置としては、音声信号を記録する音声
レコーダー、静止画を撮像して記録する電子スチルカメラ、動画と音声を記録す
るビデオカメラなどがある。これらは小型、軽量で長時間の情報を記録できる為
、持ち運び機器に広く普及している。

持ち運び機器においては、振動などにより記録媒体への記録再生ができなくな
る問題がある。特に記録媒体としてハードディスクや光ディスクなどのトラッキ
ング制御を要する媒体を用いた場合には、振動によりトラッキングが外れて記録
再生不能状態に陥り易い。この問題を解決する為、特許文献１に開示された技術がある。ここでは、記録すべきデータを一旦メモリに格納し
、メモリから読み出して記録媒体に記録する。振動を検出した場合には、メモリ
からの読み出しと記録媒体への記録を中止するものである。

一方、記録再生装置には、圧縮伸長処理の際処理に必要とする中間データを格
納する為のメモリが必要である。これに関連する技術として、特許文献２には、１つのメモリに圧縮処理の中間データと、上記した記録媒
体に記録すべきデータの両方を格納する技術が開示されている。
特開平８−３０７８１１号公報特開平１１−１４６２４６号公報

上記従来技術には、１つのメモリに圧縮処理の中間データと、記録すべきデー
タの両方を格納することが開示されるが、メモリ容量を効率よく、コストパフォ
ーマンスを考慮して配分することが示されていない。つまり、中間データまたは
記録すべきデータのそれぞれに固定容量のメモリを割り当てることは、性能面で
のコストパフォーマンスを悪くすることがある。上記従来技術は電子スチルカメ
ラを対象とし、シャッターチャンスを逃さないことを目的としているが、メモリ
容量が足りなくなって画質が劣化することへの配慮がされていない。

本発明の目的は、記録再生処理のためのデータを格納するメモリを効率よく構
成し、コストパフォーマンスの優れた記録または再生装置を提供することにある
。

上記目的を達成する為、本発明のデータ記録装置は、入力データを圧縮処理す
るデータ圧縮部と、圧縮後のデータを記録媒体に記録するデータ記録部と、圧縮
処理を行う第１のデータと記録媒体に記録する第２のデータを格納するメモリと
、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制
御するメモリ制御部と、を備える。

上記データ圧縮部は、入力データを圧縮処理するために複数の中間データを用
いて圧縮処理を行う通常圧縮モードと、中間データの一部を用いて圧縮処理を行
う簡易圧縮モードを有し、上記メモリ制御部は、データ圧縮部のモードに応じて
メモリ内の第１のデータの領域を設定し、メモリ内の残りの領域を第２のデータ
の領域に設定する。

上記データ圧縮部が通常圧縮モードにて動作中で、上記データ記録部が記録不
能状態となった時には、データ圧縮部のモードを簡易圧縮モードに自動的に切り
替えるようにした。

上記通常圧縮モードは、例えば隣接フレームまたは隣接フィールドの画像デー
タとの相関を用いたノイズリダクション処理またはダイナミックレンジ拡大処理
を行う高画質化処理モードであり、上記簡易圧縮モードはこれを省略したモード
である。

また本発明のデータ再生装置は、記録媒体から圧縮されたデータを再生するデ
ータ再生部と、再生されたデータを伸長処理するデータ伸長部と、記録媒体から
再生された第１のデータと伸長処理を行う第２のデータを格納するメモリと、メ
モリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御す
るメモリ制御部と、を備える構成とする。

また本発明のデータ記録方法では、圧縮処理を行う第１のデータと、記録媒体
に記録する第２のデータをメモリに格納し、記録するデータ品質モードに応じて
、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制
御するようにした。あるいは、記録可能状態か否かに応じて、第１のデータと第
２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。

また本発明のデータ再生方法では、記録媒体から再生された第１のデータと、
伸長処理を行う第２のデータをメモリに格納し、再生するデータ品質モードに応
じて、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさ
を制御するようにした。あるいは、再生可能状態か否かに応じて、第１のデータ
と第２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。

本発明によれば、記録再生処理のためのデータを格納するメモリをの領域を効
率よく構成し、コストパフォーマンスの優れた記録または再生装置を提供するこ
とができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明によるデータ記録再生装置のブロック図である。この実施例では
、記録と再生の両方を行なう装置を示すが、本発明は、記録装置または再生装置
単体として適用できるものである。撮像素子２で撮像した映像信号を、メモリ１
を用いてデータ圧縮してディスクドライブ３に記録し、また、ディスクドライブ
３から再生したデータを、メモリ１を用いて伸長して表示素子４に表示する。５
から１４までが圧縮記録および再生伸長を行う回路ブロックであり、１つの集積
回路（ＬＳＩ）に集積している。

この回路には、カメラ処理５ａおよび表示処理回路５ｂ、圧縮処理回路６ａお
よび伸長処理回路６ｂ、記録制御回路７ａおよび再生制御回路７ｂ、データ時分
割多重回路８、カメラ処理および表示処理用のアドレス発生回路９、圧縮伸長処
理用のアドレス発生回路１０、記録再生制御用のアドレス発生回路１１、アドレ
ス時分割多重回路１２、リングバッファ最小アドレス設定回路１３、リングバッ
ファ最大アドレス設定回路１４、圧縮伸長時のモード切替回路１５が含まれる。

図１に示した装置の記録時の動作を説明する。撮像素子２から出力される信号
を、カメラ処理回路５ａはデジタル画像データに変換する。この時、１フレーム
または１フィールド前の画像データとの相関を用いてノイズを低減するノイズリ
ダクション処理（ＦＮＲ）や、露光時間の異なる撮像画像を合成してダイナミッ
クレンジを拡大するワイドダイナミックレンジ処理（ＷＤＲ）などの画像前処理
を施す。その為に、メモリ１上に中間データとして１フレームまたは１フィール
ドの画像データを蓄積してこれを用いる。

圧縮処理回路６ａは、前処理の終わった画像データをＭＰＥＧ２などの符号化
方式を用いて圧縮する。ＭＰＥＧ２では、双方向予測を行う為の画像（ピクチャ
）の入れ替え処理、予測に用いる参照画像の保持が必要であり、これらの処理の
為にメモリ１上に中間データとして画像データを蓄えて使用する。

記録制御回路７ａは、圧縮されたデータを一旦メモリ１上に蓄え、間欠的に読
み出してディスクドライブ３へ送出する。送出されたデータは、ディスクドライ
ブ３において記録媒体であるディスクに記録される。この時、振動などが原因で
ディスクドライブ３が記録動作不能になっているときは、メモリ１からのデータ
読み出しおよび送出を停止するようにする。

図２は、メモリ１上のアドレスマップを示す。圧縮伸長用画像メモリ領域２０
には、圧縮処理回路６ａおよび伸長処理回路６ｂが読み書きする画像データが格
納され、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１にはカメラ処理回路５ａおよび表
示処理回路５ｂが読み書きする画像データが格納され、記録再生用リングバッフ
ァ領域２２には記録制御回路７ａおよび再生制御回路７ｂが読み書きする圧縮デ
ータが蓄えられる。ここで、各メモリ領域は、記録動作と再生動作の両方に用い
られるものとしたが、記録装置または再生装置においては、一方の動作のために
用いられることは言うまでもない。

図１に示すデータ時分割多重回路８は、カメラ処理回路５ａ、圧縮処理回路６
ａ、および記録制御回路７ａが読み書きするデータを時分割多重してメモリ１へ
入出力することにより、各回路の読み書きを両立させる。アドレス発生回路９は
、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１のアドレスを発生し、アドレス発生回路
１０は、圧縮伸長用画像メモリ領域２０のアドレスを発生し、アドレス発生回路
１１は、記録再生用リングバッファ領域２２のアドレスを発生する。アドレス時
分割多重回路１２は、これらのアドレスを時分割多重してメモリ１に供給する。
これにより、それぞれの領域にデータが読み書きされる。

記録再生制御用のアドレス発生回路１１は、リングバッファ最小アドレス設定
回路１３が示すアドレスと、リングバッファ最大アドレス設定回路１４が示すア
ドレスの間のアドレスを発生する。リングバッファ最小アドレス設定回路１３が
示すアドレスは、圧縮伸長用画像メモリ領域２０およびＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メ
モリ領域２１を除いた領域の先頭アドレス（２２ａ）であり、リングバッファ最
大アドレス設定回路１４が示すアドレスは、メモリ１の最大アドレス（２２ｅ）
に一致する。

次に、圧縮モードの切替えについて説明する。図２は通常圧縮モードでのアド
レスマップの一例であり、図３は簡易圧縮モードでのアドレスマップの一例であ
る。図３の簡易圧縮モードのアドレスマップでは、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ
領域２１をなくし、その分、記録再生用リングバッファ領域２２を拡張した。

圧縮モードの切替えは、図１に示した圧縮伸長モード切替回路１５からの指令
により行う。カメラ処理回路５ａは、簡易圧縮モードへの指令を受けると、ノイ
ズを低減するノイズリダクション処理（ＦＮＲ）や、露光時間の異なる撮像画像
を合成してダイナミックレンジを拡大するワイドダイナミックレンジ処理（ＷＤ
Ｒ）などの画像前処理を止める。アドレス発生回路９は、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像
メモリ領域２１へのアドレス発生を止め、データ時分割多重回路８は、カメラ処
理回路５ａが読み書きするデータの多重を止め、アドレス時分割多重回路１２は
、アドレス発生回路９からのアドレスを多重するのを止める。また、リングバッ
ファ最小アドレス設定回路１３は、簡易圧縮モードへの指令を受けると、圧縮伸
長用画像メモリ領域２０を除いた領域の先頭アドレス（２２ｂ）を示すように切
り替わる。簡易圧縮モードへの切替えにより、記録再生用リングバッファ領域２
２を拡張する。

以上により、記録データの品質（画質）モードに応じ、記録データ一時格納用
のメモリ容量を最大限大きく取ることができるので、メモリを効率よく使用し、
メモリ不足によりデータ品質を犠牲にすることを回避することができる。

次に、圧縮モードの自動切替えについて説明する。記録再生制御用のアドレス
発生回路１１は、記録再生用リングバッファ領域２２に現在どれだけのデータが
蓄積しているか計算している。振動などが長く続いた影響で、ディスクドライブ
の記録不能状態が長く続くと、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データ
が増加し、やがてメモリ領域が満杯になる。もし図２の通常圧縮モードにてこの
ような状態になったら、アドレス発生回路１１は圧縮伸長モード切替回路１５に
指令を出し、圧縮伸長モード切替回路１５は通常圧縮モードから簡易圧縮モード
に切替える。これにより、振動などを原因とする記録不能状態に対し記録再生用
リングバッファ領域２２は図３のように自動的に拡張するので、記録容量的に耐
久性（余裕度）を持たせることができる。なお、ディスクドライブ３の記録状態
が安定し、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データ量が通常に戻ったら
、通常圧縮モードに切り替えても良い。

また、図示していないが、この切替えを自動的に行なうか否かの選択スイッチ
を設けて、ユーザーがそれを選択することもできる。さらに現在の動作モードが
通常モードであるか簡易モードであるかを示す表示部を設け、ユーザに知らせる
こともできる。

次に、圧縮モード切替えの他の実施形態について説明する。図４は、通常圧縮
モードの他の実施形態のアドレスマップを示す。図２の実施形態と比較して、圧
縮伸長用画像メモリ領域２０とＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１の位置が入
れ替わっている。圧縮伸長用画像メモリ領域２０の中には、中間データとして、
双方向予測を行う為の画像の順序入れ替え用の画像データを含む。双方向予測を
行う画像データ（Ｂピクチャ）は、未来の画像より後に符号化するので保持して
おく必要がある。リオーダー用メモリ領域３０、３１は、このＢピクチャを保持
する領域であり、これにより、通常圧縮モードでは、連続するＢピクチャが２枚
まで（ＩまたはＰピクチャの最大間隔＝３）の符号化が行える。

一方図５は、簡易圧縮モードのアドレスマップを示す。１つのリオーダー用メ
モリ領域３１が無くなり、その分、記録再生用リングバッファ領域２２を最小ア
ドレス２２ｃから２２ｄへ拡張させた。これにより、簡易圧縮モードでは、連続
するＢピクチャが１枚まで（ＩまたはＰピクチャの最大間隔＝２）の符号化を行
う。

図４と図５の状態を切り替えることで、圧縮画像の品質に応じてメモリを有効
に使用することができる。この場合にも、振動などの影響で記録再生用リングバ
ッファ領域２２が満杯になったら、通常圧縮モードから簡易圧縮モードに自動的
に切替えことにより、振動に対する耐久性を向上できる。

次に、図１に示した装置の再生時の動作を説明する。再生制御回路７ｂは、デ
ィスクドライブ３から間欠的にデータを読み出すように制御する。再生制御回路
７ｂは、ディスクドライブ３から受け取った再生データを一旦メモリ１上に蓄え
、伸長処理回路６ｂへ送出する。ここで、振動などの影響によりディスクドライ
ブ３が再生不能になっているときは、ディスクドライブ３からのデータの供給を
停止する。伸長処理回路６ｂは、再生制御回路７ｂから供給されたデータを伸長
する。ＭＰＥＧ２で圧縮されたデータを伸長する場合には、予測に用いる参照画
像の保持が必要であり、これらの処理の為にメモリ１上に画像データを蓄えて使
用する。

表示処理回路５ｂは、伸長された画像データを表示素子４に対応した形式の映
像信号に変換する。この時、１フレームまたは１フィールド前の画像データとの
相関を用いてノイズを低減するノイズリダクション処理などの画像後処理を施す
。その為にメモリ１上に１フレームまたは１フィールドの画像データを蓄積して
これを用いる。表示素子４は画像処理後の映像信号を表示する。

メモリ１上のアドレスマップは、記録時と同じく通常伸長モードでは図２のよ
うになり、これを制御するデータ時分割多重回路８、表示処理用のアドレス発生
回路９、圧縮伸長処理用のアドレス発生回路１０、記録再生制御用のアドレス発
生回路１１、アドレス時分割多重回路１２、リングバッファ最小アドレス設定回
路１３、リングバッファ最大アドレス設定回路１４の役割も記録時と同じである
。

次に、伸長モードの切替えについて説明する。簡易伸長モードのアドレスマッ
プは、記録時と同じく図３のようになる。伸長モードの切替えは、圧縮伸長モー
ド切替回路１５からの指令により行う。指令を受けた表示処理回路５ｂは、ノイ
ズを低減するノイズリダクション処理などの画像後処理を止める。アドレス発生
回路９は、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１のアドレス発生を止め、データ
時分割多重回路８は、カメラ処理および表示処理回路５が読み書きするデータの
多重を止め、アドレス時分割多重回路１２は、アドレス発生回路９からのアドレ
スを多重するのを止める。指令を受けたリングバッファ最小アドレス設定回路１
３は、圧縮伸長用画像メモリ領域２０を除いた領域の先頭アドレス（２２ｂ）を
示すように切り替わる。

以上により、再生データの品質（画質）モードに応じ、再生データ一時格納用
のメモリ容量を最大限大きく取ることができるので、メモリを効率よく使用し、
メモリ不足によりデータ品質を犠牲にすることを回避することができる。

次に、伸長モードの自動切替えについて説明する。記録再生制御用のアドレス
発生回路１１は、記録再生用リングバッファ領域２２に現在どれだけのデータが
蓄積しているか計算している。振動などが長く続いた影響で、ディスクドライブ
３の再生不能状態が長く続くと、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積デー
タが減って行き、やがて枯渇する。もし図２の通常伸長モードでこのような状態
になったら、アドレス発生回路１１からの指令により、圧縮伸長モード切替回路
１５は通常伸長モードから簡易伸長モードに切替える。これにより、記録再生用
リングバッファ領域２２が図３のように拡張するので、再生復帰時のデータ量が
増加し、振動などを原因とする再生不能状態に対し耐久性（余裕度）を持たせる
ことができる。なお、ディスクドライブ３の再生状態が安定し、記録再生用リン
グバッファ領域２２の蓄積データ量が通常に戻ったら、通常伸長モードに切り替
えても良い。

また、この切替えを自動的に行なうか否かの選択スイッチを設けて、ユーザー
がそれを選択することもできる。さらに現在の動作モードが通常モードであるか
簡易モードであるかを示す表示部を設け、ユーザに知らせることもできる。

ここで、再生状態の異常は、記録再生用リングバッファ領域２２のデータ残量
を見ること、あるいは再生不能によりディスクドライブ３からデータが返らなく
なる頻度を見ることにより判断できる。

以上述べた実施形態では、音声信号については触れなかったが、圧縮伸長処理
回路６ａ，６ｂのところで、音声データの圧縮および圧縮後の画像データと圧縮
後の音声データの多重を行い、記録再生用リングバッファ領域２２には多重化後
のデータを蓄えるようにすることにより、全く同様にして音声付画像を記録する
ことができる。再生時においても、記録再生用リングバッファ領域２２に多重化
データを蓄え、圧縮伸長処理回路６ａ，６ｂで圧縮画像データと圧縮音声データ
の分離および音声データの伸長も行うことにより、音声付画像を再生することが
できる。

また上記実施形態では、圧縮（または伸長）するデータおよび記録（または再
生）するデータを格納するメモリ１は、１個の共通のメモリとしたが、これを複
数個のメモリで構成した場合でも本発明は適用できる。

さらに本発明は、記録または再生装置だけでなく、これに撮像素子あるいは表
示素子を内蔵した撮像装置へも適用できる。

本発明に係る記録再生装置の一実施形態を示すブロック図。図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の一例。図１におけるメモリ上のアドレスマップ（簡易圧縮伸長モード）の一例。図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の他の例。図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の他の例。

符号の説明

１…メモリ、
２…撮像素子、
３…ディスクドライブ、
４…表示素子、
５ａ，５ｂ…カメラ処理および表示処理回路、
６ａ，６ｂ…圧縮処理回路および伸長処理回路、
７ａ，７ｂ…記録制御回路および再生制御回路、
８…データ時分割多重回路、
９…カメラ処理および表示処理用のアドレス発生回路、
１０…圧縮伸長処理用のアドレス発生回路、
１１…記録再生制御用のアドレス発生回路、
１２…アドレス時分割多重回路、
１３…リングバッファ最小アドレス設定回路、
１４…リングバッファ最大アドレス設定回路、
１５…圧縮伸長モード切替回路、
２０…圧縮伸長用画像メモリ領域、
２１…ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域、
２２…記録再生用リングバッファ領域、
３０、３１…リオーダー用メモリ領域。

Claims

記録媒体から圧縮されたデータを再生して伸長するデータ再生装置において、
上記記録媒体から圧縮されたデータを再生するデータ再生部と、
再生された上記データを伸長処理するデータ伸長部と、
上記記録媒体から再生された第１のデータと上記伸長処理を行う第２のデータを格納す
るメモリと、
上記メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御す
るメモリ制御部と、
を備え、
前記データ伸長部は、再生データを伸長処理するために複数の中間データを用いて伸長
処理を行う通常伸長モードと、該中間データの一部を用いて伸長処理を行う簡易伸長モー
ドを有し、
前記メモリ制御部は、上記データ伸長部のモードに応じて前記メモリ内の前記第２のデ
ータの領域を設定し、該メモリ内の残りの領域を前記第１のデータの領域に設定すること
を特徴とするデータ再生装置。
請求項１記載のデータ再生装置において、
前記データ伸長部が前記通常伸長モードにて動作中で、前記データ再生部が再生不能状
態となった時には、前記データ伸長部のモードを簡易伸長モードに切り替えることを特徴
とするデータ再生装置。
請求項１記載のデータ再生装置において、
前記データ伸長部が前記通常伸長モードにて動作中で、前記メモリのうち、前記第１の
データ領域のデータが枯渇した時には、前記データ伸長部のモードを前記簡易伸長モード
に切り替えることを特徴とするデータ再生装置。
請求項１記載のデータ再生装置において、
当該データ再生装置が所定量以上の振動を受けた場合に、前記データ伸長部のモードを
前記簡易伸長モードに切り替え、前記データ再生部は、再生を中断または間欠的に再生す
ることを特徴とするデータ再生装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデータ再生装置において、
前記再生データは画像データであって、
前記中間データには、再生データを伸長処理した後に高画質化処理を行う第３のデータ
を含み、
前記通常伸長モードは、上記第３のデータを用いて高画質化処理を行うモードであって
、
前記簡易伸長モードは、上記第３のデータなしで処理を行うモードであることを特徴と
するデータ再生装置。
請求項５記載のデータ再生装置において、
前記高画質化処理として、隣接フレームまたは隣接フィールドの画像データとの相関を
用いたノイズリダクション処理を行うことを特徴とするデータ再生装置。
メモリを使用して記録媒体から再生されたデータを伸長するデータ再生方法において、
上記記録媒体から再生された第１のデータと、伸長処理を行う第２のデータをメモリに
格納し、
再生するデータ品質モードに応じて、上記メモリ内における上記第１のデータと上記第
２のデータの格納される領域の大きさを制御することを特徴とするデータ再生方法。
メモリを使用して記録媒体から再生されたデータを伸長するデータ再生方法において、
上記記録媒体から再生された第１のデータと、伸長処理を行う第２のデータをメモリに
格納し、
再生可能状態か否かに応じて、上記メモリ内における上記第１のデータと上記第２のデ
ータの格納される領域の大きさを制御することを特徴とするデータ再生方法。