JPH05176313A

JPH05176313A - 動画像処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05176313A
Application number: JP12306492A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Enokida; 幸榎田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-07-13
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JP3193117B2

Abstract

(57)【要約】【目的】効率的な動画像データアクセスが可能な動画
像処理方法及び装置を提供することを目的とする。【構成】第１の記憶手段に格納された圧縮された動画
像データを読み出して第２の記憶手段に格納し、この第
２の記憶手段に蓄積された圧縮された動画像データを読
み出して、動画像の表示速度に適合して伸長し、この伸
長された動画像データを表示するように動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像処理方法及びそ
の装置に関し、特にデータアクセス競合のない効率的な
動画像データ転送と信頼性の高い動画像データが可能な
動画像処理方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の動画像処理装置において、動画像
データを格納するために以下にそのいくつかの例を示す
ように様々な格納方法が採られてきた。即ち、（１）動
画像データの付加情報（例えば、シーンチェンジなどの
情報）をもたないで動画像データのみを格納する方法、
（２）動画像管理情報（例えば、動画像の解像度や総フ
レーム数などの情報）を動画像データの先頭や最後に付
加して格納する方法、（３）動画像管理情報を別のフア
イルとして動画像データと同一の記憶媒体（例えば、ハ
ードデイスク等）に格納する方法、（４）動画像データ
を圧縮しない場合は、画像データ各フレームを１つのフ
アイルとして個々に格納する方法、そして、（５）ＩＳ
ＯのワーキンググループであるＭＰＥＧ（動画像符号化
専門グループ：Moving Picture coding Experts Grou
p) で標準化を進めている蓄積メデイア用動画像符号化
方式に従い、動き補償＋ＤＣＴ（離散コサイン変換）を
基本アルゴリズムとし、ハフマン符号を用いて可変長符
号によって符号化を行って画像圧縮を施し各フレーム長
が異なるデータを格納する方法などである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、動画像データの付加情報をもたない場合は、単
純に動画像データを再生（早送り、逆転再生等）しかで
きない。また、動画像管理情報（例えば、動画像の解像
度情報や総フレーム数など）の管理情報が動画像データ
と同一の記憶媒体（例えば、ハードデイスク等）に格納
されている場合において、例えば、ある動画像データの
表示中に別の動画像データを表示する、或いは、動画像
管理情報だけを読み取るなどの処理を実行するなら、同
一記憶媒体に対するアクセス競合が発生し、表示中動画
像の表示速度を３０フレーム／秒に維持できないという
欠点がある。さらに、動画像データとその管理情報を
同一媒体の別々のフアイルとしてユーザが管理する場合
には、動画像データとその管理情報の対応がとれなくな
ったり、対応関係にない動画像データ及び／或は管理情
報を誤って消去してしまうという問題が起こり得るの
で、他の動画像データとその管理情報の整合性が失われ
てしまうという問題にも発展する。

【０００４】さらにまた、動画像データをＭＰＥＧ等の
国際標準化委員会で検討している様な圧縮法に従って圧
縮する場合には、動画像管理情報をもたないと動画途中
の任意のフレームからの画像再生等に対しては、動画像
データ先頭からのシーク動作によって該当するフレーム
を検索する以外にアクセス方法はない。しかし、この方
法では該当するフレームへのアクセスに時間がかかると
いう欠点がある。

【０００５】さらにまた、動画像処理装置は静止画像デ
ータを扱う処理装置に比較して処理すべきデータ量も膨
大であるため、その画像データを蓄積するために大容量
なハードディスクを備え、その画像データを約３０フレ
ーム／秒の速度で表示するために高速ディスクインタフ
エースを持つことが要求されている。さらに、ハードデ
ィスクのデータ入出力速度で不十分な場合には、一時格
納用の画像メモリを備えたり、半導体ディスクをデータ
入出力部に備えることが必要である。

【０００６】しかしながら上記従来例では、大容量ハー
ドディスクのディスクインタフェースの入出力データ速
度は一般的に低速であり、約３０フレーム／秒の画像デ
ータ読み出し速度を維持できない。このため、画像サイ
ズを小さくしたり、動画像圧縮によりデータのビツト数
を大きく減らすように圧縮するなどの処理を施さねばな
らず、結果として高画質な動画像再生ができないという
問題点を抱えていた。また、高速インタフェースをもち
大容量のディスクを備えた場合、コストが非常に高くな
り、逆にディスク容量を小さく限定すると、長い動画像
や高画質な動画像は格納できないという欠点があつた。

【０００７】さらに、高速読み出しを満足するために、
動画像データを一旦画像メモリに格納したり半導体メモ
リを採用するなどの装置構成にすると、画像メモリや半
導体ディスクの容量で動画像データ格納容量が限定され
てしまう。加えて、これらの装置は高価であるためにコ
スト上の問題点が残る。

【０００８】さらに、同時に複数種の動画像の膨大なオ
リジナルデータを格納するために、取りはずし可能型Ｏ
ＭＤ等を用いて記録媒体を交換しながら対応することは
できるが、そのディスクインタフェースのデータ入出力
速度や記録媒体へのアクセスタイムが遅いため、やはり
高画質な動画像再生の点からは満足のゆくものではな
い。

【０００９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、効率的な動画像データアクセスが可能な動画像処理
方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の動画像処理方法は以下の様な工程を備える。
即ち、圧縮された動画像データを伸長して表示する動画
像処理方法であって、大容量で相対的に低速なアクセス
速度をもつ第１の記憶媒体に格納された前記圧縮動画像
データを、小容量で高速なアクセス速度をもつ第２の記
憶媒体に転送する第１の転送工程と、前記第２の記憶媒
体に転送された前記圧縮動画像データを読み出し、動画
像の表示速度に適合して、画像伸長部に転送する第２の
転送工程と、前記画像伸長部で伸長された動画像データ
を表示する表示工程とを有することを特徴とする動画像
処理方法。

【００１１】上記目的を達成するために本発明の動画像
処理装置は以下の様な構成を備える。即ち、圧縮された
動画像データを伸長して表示する動画像処理装置であっ
て、前記圧縮された動画像データを格納する第１の記憶
手段と、前記第１の記憶手段に格納された前記圧縮され
た動画像データを読み出して格納する第２の記憶手段
と、前記第２の記憶手段に蓄積された前記圧縮された動
画像データを読み出して動画像の表示速度に適合して伸
長する伸長手段と、前記伸長手段から出力される動画像
データを表示する表示手段とを有することを特徴とする
動画像処理装置。

【００１２】

【作用】以上の構成において、第１の記憶手段に格納さ
れた圧縮された動画像データを読み出して第２の記憶手
段に格納し、この第２の記憶手段に蓄積された圧縮され
た動画像データを読み出して、動画像の表示速度に適合
して伸長し、この伸長された動画像データを表示するよ
うに動作する。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００１４】ここでは、５つの実施例を説明する。［共通の動画像圧縮法の説明（図１〜図２）］以下に説
明する全ての実施例では、動画像圧縮法として国際標準
化委員会（ＩＳＯ）のＭＰＥＧで標準化を進めている
「ＤＣＴ＋動き補償」を用いた蓄積メディア（ＤＳＭ）
用動画像符号化方式を用いる（以下、ＭＰＥＧ方式とい
う）。ＭＰＥＧ方式では、対象とする動画像の解像度
は、ＮＴＳＣの場合、３５２（横）×２４０（縦）×３
０フレーム／秒で、その符号化データ率は９００Ｋｂｐ
ｓ〜１．１５Ｍｂｐｓとなる。

【００１５】図１はＭＰＥＧ方式に従う動画像符号化手
順の概略を示す図である。また、図２は各画像データフ
レーム間予測の概略を示す図である。ＭＰＥＧ方式は、
図１に示すように、動き補償フレーム間予測符号化（図
１の１００１）とＤＣＴ（図１の１００２）を基本とし
て、それに続く量子化（図１の１００３）と、ハフマン
符号の割り当て（図１の１００４）から構成されてお
り、可変長符号化方式といわれている。

【００１６】また、図１に示すフレーム間予測符号化１
００１は、図２に示すように、前向きフレーム間予測符
号化（図２では、Predicted #n (n=3,6)として示されて
いる）、及び、前向き後ろ向き両方向フレーム間予測符
号化（図２では、Interpolated #n (n=1,2,4,5,N) とし
て示されている）の２種類がある。また、画像フレーム
内の画像圧縮のためにフレーム内予測符号化が行われる
（図２では、Intra #n(n=0,N-1)として示されてい
る）。フレーム内予測符号化は、画質改善のために一定
周期毎に行う、この一定周期をＮとする。なお、本実施
例ではＮ＝１５としている。

【００１７】以下、フレーム内予測符号化がなされるフ
レームをイントラ(intra) フレーム、前向きフレーム間
予測符号化がなされるフレームを予測フレーム、そし
て、前向き後ろ向き両方向フレーム間予測符号化がなさ
れるフレームを補間(interpolated)フレームという。［第１実施例（図３〜図４）］図３は本発明の第１実施
例である動画像処理装置の構成を示すブロック図であ
る。図３において、１００は装置の構成要素を互いに結
合する共通システムバス、１０１は表示画像を格納する
ビデオフレームメモリやデイスプレイ装置への入力信号
を生成するＤ／Ａ変換器等を備えたＶＦＭ部、１０２は
デイスプレイ部、１０３は処理画像データを格納する画
像メモリ部、１０４は装置全体を制御管理するＣＰＵ
部、１０５が動画像データを蓄積する動画像蓄積部、１
１２は後述するＭＰＥＧ方式で圧縮された動画像を伸長
するための動画像伸長器、５は操作指示を行うキーボー
ド（ＫＢ）、そして、６はマウスである。

【００１８】また、ＣＰＵ部１０４は、ＣＰＵ１、制御
プログラムを格納するＲＯＭ２、作業領域として用いら
れるＲＡＭ３、及び、制御プログラムのバックアップそ
の他に用いられるシステムディスク４からなる。さらに
動画像蓄積部１０５は、大容量なオリジナル動画像デー
タを格納する書き換え可能なリムーバブルＯＭＤ（光磁
気ディスク）１１１、リムーバブルＯＭＤ１１１を制御
するディスクコントローラ１０９、高速アクセス、高速
データ転送可能なハードディスク１１０、ハードディス
ク１１０を制御するディスクコントローラ１０８、動画
像蓄積部１０５内のローカルバス１０７、そして、ロー
カルバス１０７と共通システムバス１００を接続するた
めのバスコントローラ１０６で構成されている。

【００１９】本実施例では、ＨＤＴＶのような高精細な
動画像の解像度は、１９２０画素（横）×１０３５ライ
ン（縦）×３０フレーム／秒とする。また、ディスクコ
ントローラ１０９には、ＳＣＳＩ規格の２．４Ｍバイト
／秒のデータ転送能力を、ディスクコントローラ１０８
には、ＩＰＩ規格の１０Ｍバイト／秒のデータ転送能力
を考える。ＨＤＴＶとＭＰＥＧ方式で圧縮されたＮＴＳ
Ｃ方式の１秒当たりの画像データ量を比較すると、ＨＤ
ＴＶの画像データは約２４倍になる。この画像データに
ＭＰＥＧ方式の画像圧縮を施しても圧縮率が同じとすれ
ば、符号化データも２４倍となり、この符号化データを
動画像の通常の時間分解能（３０フレーム／秒）を維持
して、直接ＳＣＳＩ規格のディスクコントローラ１０９
を通して動画像データが格納されたＯＭＤから読み出す
ことは不可能である。

【００２０】本実施例では上記の条件を考慮して、ＯＭ
Ｄから１度、高速ディスクに動画像データを転送して、
高速ディスクを１つのバッファ或はキャッシュのように
扱うことによって動画像データの高速読み出し再生を実
行する。

【００２１】以下に図４に示すフローチャートを用いて
上記構成の動画像処理装置が実行する動画像読み出し再
生処理について説明する。ここでは、ＨＤＴＶ規格の高
精細な動画像データがＯＭＤ１１１に格納されており、
ユーザがキーボード５或はマウス６によってＯＭＤ１１
１内の動画像読み出しを指定したものとする。

【００２２】まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１
は、その動画像データを読み出す命令をバスコントロー
ラ１０６を通してディスクコントローラ１０９に発行す
るとともに、ディスクコントローラ１０８に対してロー
カルバス１０７を経由してＯＭＤ１１１から読み出され
る動画像データを高速ハードディスク１１０に書き込む
よう指示する。さらに、バスコントローラ１０６に対
し、ローカルバス１０７とシステムバス１００との論理
的な結合を切りはなすよう指示する。

【００２３】ステップＳ１５において、バスコントロー
ラ１０６は、ディスクコントローラ１０９による動画像
データ読み出しと、ディスクコントローラ１０８による
動画像データ書き込みをこれらの入出力処理の終了まで
監視し、ステップＳ２０において、入出力処理の終了の
旨をＣＰＵへの割り込み信号を発行することによってＣ
ＰＵ１に通知する。ＣＰＵ１はこの入出力処理終了通知
を受信するまで、別の処理をすることが可能である。例
えば、上記の動画像データ入出力は、ローカルバス１０
７を介して実行されるので、共通システムバス１００へ
の負荷はなく、ＣＰＵ１は共通システムバス１００を通
した画像メモリ部１０３や、ＶＦＭ部１０１への処理も
可能となる。

【００２４】ディスク１１１からディスク１１０への動
画像データ転送が終了すると、ステップＳ２５におい
て、ＣＰＵ１は、バスコントローラ１０６を通して、デ
ィスクコントローラ１０８に対して高速ハードディスク
１１０から動画像データ読み出しを指令するとともに、
バスコントローラ１０６に対してローカルバス１０７と
の論理的結合を行って、ディスク１１０から読み出され
る動画像データをシステムバス１００を通して伸長器１
１２に書き込むよう命令する。さらに、伸長器１１２に
対して動画像データ伸長と、ユーザが指定したデイスプ
レイ上の位置に対応するＶＦＭ上のアドレスに伸長した
動画像データを書き込むよう命令する。

【００２５】ステップＳ３０では、ステップＳ２５での
命令を受けて、高速ディスク１１０から圧縮動画像を読
み出して伸長器１１２で伸長処理を施して、ＶＦＭ部１
０１に伸長した動画像を出力することにより、デイスプ
レイ１０２上に動画像を表示する。

【００２６】ステップＳ３５では次の指示待ちとなる。
ここで、ユーザが処理終了を指示すれば処理は終了す
る。これに対して、ユーザが別の動画像表示を指示すれ
ば処理は、ステップＳ４０に進み、ディスク１１０から
の動画像データ出力完了をまって、新たに動画像データ
がＯＭＤ１１１から入力処理を開始する。

【００２７】ステップＳ４０ではＯＭＤ１１１にユーザ
が指定した動画像データがあるかどうかを調べる。ここ
で、該当画像がなければ、処理はステップＳ３５に戻
り、ユーザ指示待ち状態になる。これに対して、該当画
像があると処理はステップＳ４５に進み、入力データ量
を計算する。続いて処理はステップＳ５０に進み、高速
ディスク１１０に空き領域があるかどうかを調べる。こ
こで、空き領域がある場合、処理はステップＳ１０に戻
り、ＯＭＤ１１１からディスク１１０に動画像データを
開始する。これに対して、ディスク１１０がフルである
場合、処理はステップＳ５５に進む。ステップＳ５５に
おいて、ディスク１１０に蓄積された動画像データから
最も使用頻度の低い画像データをサーチして消去する。
ステップＳ６０では消去後の空き領域を調べ、その空き
領域が新たな動画像データ入力に十分かどうかを調べ
る。ここで、十分な空き領域があると判断された場合、
処理はステップＳ１０に戻って動画像入力を開始する
が、そうでなければ、処理はステップＳ６５に進む。ス
テップＳ６５ではディスク１１０に蓄積された動画像デ
ータ内で消去可能データがあるかどうかを調べる。ここ
で、消去可能データがないと判断された場合、画像入力
は不可能と判断して処理はステップＳ３５に戻り、ユー
ザの次の指示待ちとなる。これに対して、消去可能デー
タがある場合は、処理はステップＳ５５に戻って画像消
去を続行する。

【００２８】従って本実施例に従えば、高速ディスク１
１０を動画像データに対するキヤツシユメモリのように
使うことにより、頻繁に使用する動画像データに関して
は、ディスク１１１からの再転送を行うことなく、高速
に表示処理することが可能となる。また、高速ディスク
は動画像処理する際に、画像メモリ部１０３のワーク領
域としても使用することも可能である。［第２実施例（図５）］第１実施例の場合は、ローカル
バス１０７とディスクコントローラ１０８との間のデー
タパスが１本であるために、高速ディスク１１０から動
画像データ読み出し中に、ＯＭＤ１１１から高速ディス
ク１１０へのデータ転送ができない。このことを踏ま
え、本実施例においては、ローカルバス１０７とディス
クコントローラ１０８との間のデータパス、ディスクコ
ントローラ１０８とバスコントローラ１０６との間のデ
ータパス、及び、ディスクコントローラ１０８とバスコ
ントローラ１０６の構成を同時入出力可能とした動画像
処理装置について説明する。なお、本実施例では動画像
蓄積部１０５以外の構成は第１実施例と同じであるの
で、共通部分の装置構成要素には同じ装置参照番号で言
及し説明を省略する。

【００２９】図５は本実施例の動画像蓄積部１０５の構
成を示すブロック図である。図５において、高速ディス
クコントローラ２０８は、各々が独立に動作する高速デ
ィスク１１０に対する出力専用ディレクトリ３０１と入
力専用ディレクトリ３００で構成されている。また、バ
スコントローラル２０６も各々が独立に動作するシステ
ムバス１００に対する入力専用ディレクトリ３０５と出
力専用ディレクトリ３０６で構成されている。高速ディ
スクコントローラ２０８において、入力専用ディレクト
リ３００は、データパス３０３を通してローカルバス１
０７に接続され、出力専用ディレクトリ３０１はバスコ
ントローラ２０６の出力専用ディレクトリ３０６にデー
タパス３０２を通して接続される。また、バスコントロ
ーラ２０６の入力専用ディレクトリ３０５はデータパス
３０４を通してローカルバス１０７に接続される。

【００３０】さて低速のＯＭＤ１１１から高速のディス
ク１１０に動画像データを転送する場合は、ディスクコ
ントローラ１０９から読み出された動画像データはロー
カルバス１０７及びデータパス３０３を経由して、入力
専用ディレクトリ３００に送られ、ディスク１１０に書
き込まれる。ディスク１１０から動画像データを読み出
す場合には、高速ディスクコントローラ２０８の出力専
用ディレクトリ３０１を通して、直接バスコントローラ
２０６の出力専用ディレクトリ３０６を経由して、シス
テムバス１００にデータを送り込む。

【００３１】従って本実施例に従えば、ある動画像をデ
イスプレイ上に表示している間（ディスク１１０から動
画像データが出力中）に別の動画像を低速ディスクであ
るＯＭＤ１１１から高速のディスク１１０に転送するこ
とが可能となり、装置全体のスループツトを向上させる
ことができる。また、動画像処理の際の画像メモリ１０
３のワーク領域として、ディスク１１０を使用すること
もできる。その場合にはバスコントローラ２０６の入力
専用ディレクトリ３０５、データパス３０４、３０３を
経由してディスク１１０に動画像データを書き込むこと
ができる。［第３実施例（図６〜図７）］第２実施例ではバスコン
トローラ、高速用ディスクコントローラ、これらに接続
されるデータパスの構成を変えて動画像データの同時入
出力可能な動画像処理装置について説明したが、本実施
例では第２実施例の構成に加えて、大容量の動画像デー
タ格納と同時入出力に対応できるように複数台の高速デ
ィスクを備えた動画像処理装置について説明する。な
お、本実施例では動画像蓄積部１０５の高速ディスクと
これに係るデータパス以外の構成は第２実施例と同じで
あるので、共通部分の装置構成要素には同じ装置参照番
号で言及し説明を省略する。

【００３２】第１実施例では、高速ディスク１１０は１
台の構成であったため、高速ディスク１１０への入出力
を同時に平行処理させるとディスク性能いかんでは、３
０フレーム／秒の読み出し速度を維持できず、より高速
なデバイスが必要となる。本実施例では、こうしたこと
を踏まえ高速ディスクを２台接続した装置を備える。図
６は本実施例の動画像蓄積部１０５の構成を示すブロッ
ク図である。図７において、高速ディスクコントローラ
２０８は２台の高速ディスク４０１、４０２を同時にか
つ選択的に切り替えながら制御することができる。つま
り、高速ディスクコントローラ２０８の出力専用ディレ
クトリ３０１と入力専用ディレクトリ３００各々は、高
速ディスク４０１、４０２の両方にデータパスを有して
おり、クロスコールを行うことができる。例えば、ユー
ザが表示処理したい動画像（動画像“Ａ”）を指定する
と、ＯＭＤ１１１からの動画像データ出力先を、高速デ
ィスク４０１、４０２のいずれかに選択して出力する。

【００３３】以下、動画像“Ａ”の出力先をディスク４
０１を選択したとして説明する。

【００３４】このとき、ＣＰＵ１はＲＡＭ３のワーク領
域に図７に示すような動画像フアイル管理テーブルを作
成する。図７の動画像フアイル管理テーブルにおいて、
第１フイールド５１にはユーザが指定したＯＭＤ１１１
に蓄積されている動画像フアイル名、第２フイールド５
２には選択した高速ディスク装置番号（本実施例ではデ
ィスク４０１に「０」をディスク４０２に「１」を割り
当てる）、第３フイールド５３にはＣＰＵ１が高速ディ
スクに対して自動的に作成する一時的なフアイル名、そ
して、第４フイールド５４にはＯＭＤ１１１から読み出
した動画像の中で先頭のフレーム番号が格納される。例
えば、図７のテーブルの最初の行には前述した動画像
“Ａ”に対して、動画像フアイル名「Ａ」、高速ディス
ク番号「０」、一時フアイル名「ｔｅｍｐ−Ａ」、フレ
ーム番号「０」の値がセットされる。図７のテーブルの
次の行には、例えば、ユーザが動画像“Ｂ”を選択した
として種々の値がセットされている。

【００３５】次に、動画像“Ｂ”あるいは“Ａ”をデイ
スプレイ装置に表示中に動画像“Ｃ”の動画像をＯＭＤ
１１１から入力してを表示したい時のことを考える。

【００３６】さて、図７の管理テーブルによると、動画
像“Ｂ”を表示するため高速ディスク番号「１」のディ
スクが読み出し用に使用されているため、動画像“Ｃ”
の出力に高速ディスク番号「０」のディスクをＣＰＵ１
は割り付け、動画像“Ｃ”に係る情報を管理テーブルに
セットする。

【００３７】ここで、動画像“Ｃ”データをＯＭＤ１１
１から入力中に、ユーザが動画像“Ｂ”と動画像“Ａ”
を切り替えて表示するよう指示したとすると、動画像
“Ａ”読み出しのため高速ディスク番号「０」のディス
クへのアクセスが必要となり、このままでは高速ディス
ク番号「０」のディスクヘのアクセス競合が発生する。
そこで、ＣＰＵ１は、動画像“Ｃ”の高速ディスク番号
「０」のディスクへのデータ入力を動画像データの連続
性を考慮しなくて良いフレーム（例えば、ＭＰＥＧ方式
の圧縮方法では、一定周期で現われる、イントラフレー
ム）で高速ディスク番号「１」のディスクに切り替え
る。

【００３８】このイントラフレームは、動画像圧縮の際
の画質改善のため、ある周期（Ｎ）毎に行なうものであ
り、Ｎ＝１５なら、１５フレーム毎にこのイントラフレ
ームが現われることになる。３０フレーム／秒で動画像
を再生表示するなら、Ｎ＝１５の場合、０．５秒ごとに
イントラフレームが現われる。従って、ＣＰＵ１は第４
フィールドのフレーム番号が１５の倍数となるように動
画像“Ｃ”の出力先ディスクを切り替える。このよう
に、動画像データのイントラフレーム毎に高速ディスク
を切り替えることにより、１つのディスクにまとまった
データが格納されることになり、動画像圧縮伸長の観点
からも制御が簡単になる。

【００３９】従って本実施例に従えば、複数台の高速デ
ィスクの入出力を動的に切り替えることにより、データ
入出力競合に対してもスムーズな動画像データの転送が
可能となる。

【００４０】なお本実施例では、高速ディスクの切り替
えを動的に行なったが、これ以外にもダブルバッファを
採用する方式など様々なバリエーションがある。また本
実施例では高速ディスクは２台で説明したが、例えば３
台以上の高速ディスクを用いることも可能である。

【００４１】さらに、処理可能な動画像の解像度はＨＤ
ＴＶに限定されるものではなく、他の解像度の動画像を
含むことは言うまでもない。さらに、動画像を格納する
媒体や高速ディスクインタフエースは上記実施例で用い
たＯＭＤ（ＳＣＳＩインターフェース）やＩＰＩ（イン
テリジェント・ペリフェラル・インターフェース）に限
るものでもない。［第４実施例（図８〜図１１）］図８は第４実施例の動
画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、本
実施例においても、動画像蓄積部１０５以外の構成は第
１実施例と同じであるので、共通部分の装置構成要素に
は同じ装置参照番号で言及し説明を省略する。

【００４２】図８において、１２３と１２４はデイスク
１２２と１２５を各々制御するためのディスクコントロ
ーラである。ディスク１２２には種々の動画像データ各
々に対応する付加情報等の管理情報を格納し、ディスク
１２５には動画像データを格納する。また、キーボード
（ＫＢ）５、或は、マウス６から動画像再生速度などを
切り替える指示がなされる。

【００４３】図９はＭＰＥＧ方式に従って圧縮符号化さ
れた符号化データを伸張するための伸張器１１２の構成
を示すブロック図である。図９において、入力データは
圧縮された符号化信号を含む画像フレームである。ま
ず、イントラフレームが入力された場合は、スイッチ４
０１はａの位置にあって、前後の画像フレームとの何の
インタラクションもなしに、イントラフレームの画像デ
ータは、可変長復号化回路４０、逆量子化回路４１、逆
ＤＣＴ回路４２を経て伸張され出力４０４からＶＦＭ部
１０１に出力される。

【００４４】次に予測フレーム或は補間フレームが入力
された場合は、スイッチ４０１はｂの位置に切り替わっ
て送られてきた差分画像と予測画像が加算回路４４で加
算されて出力４０４からＶＦＭ部１０１に出力する。こ
こで、予測フレームの場合は伸張化された画像は、出力
４０４から分岐してフレームメモリ４０３にフィードバ
ックされて格納される。さらに、この画像は動き補償前
向き予測回路４３に入力され予測画像が生成される。こ
の時、スイッチ４０２の位置はｃである。さらにこの
時、元々フレームメモリ４０３に格納されていた画像
は、フレームメモリ４０５に転送される。

【００４５】補間フレームの伸張の場合は、そのフレー
ムの予測方向（前向き／後ろ向き／前向きと後ろ向きの
両方）に従って、スイッチ４０２を、ｃ或いは、ｄ或い
は、ｅの位置に切り換えて、動き補償前向き予測回路４
３或いは、動き補償前向き後ろ向き両方向予測回路４４
或は、動き補償後ろ向き予測回路４５から予測画像を生
成する。

【００４６】次に、動画像データに関する付加情報なら
びに管理情報及び動画像ファイル管理方法について説明
する。図１０は動画像データファイルとその管理情報フ
ァイルの関係を示す図である。図１０において、動画像
データディスク１２５にＭＰＥＧ方式により符号化され
た動画像データ５５が格納されている。この符号化デー
タには、一定周期（本実施例の場合、Ｎ＝１５、つまり
１５フレーム毎）で生成されたイントラフレーム５５１
〜５５３が１５フレーム毎に存在する。

【００４７】一方、動画像データ管理ディスク１２２に
は、この動画像データに対応した管理情報５０が格納さ
れている。この管理情報５０には、図１０に示すよう
に、動画像データファイルのファイル名フィールド５
１、このデータが格納されているデバイス番号フィール
ド５２、イントラフレームの先頭を示すデータファイル
内のオフセットフィールド５０１〜５０３が格納されて
いる。このオフセットフィールドは動画像データ中の全
イントラフレーム数に対応して存在する。例えば、図１
０において、オフセットフィールド５０１〜５０３は各
々、イントラフレーム５５１〜５５３に対応している。
このオフセットフィールドに格納する値は、例えば、該
当するイントラフレームのデータファイルの先頭からの
ビット数など直接途中のフレームをアクセスするための
情報である。

【００４８】ここで、ＣＰＵ１は、動画像データディス
ク１２５のファイル名を自動的に作成付与することによ
り、ユーザが指定する動画像ファイル名を動画像データ
管理ディスク１２２の管理情報５０のファイル名にする
ことにより、この２つのファイルを管理する。つまり、
ＣＰＵ１は、たとえデータを格納する記憶媒体が別々の
ものであっても、動画像データとその管理情報や付加情
報と一体化して管理し、論理的には１つのファイルとし
て扱うことになる。従って、ユーザからは常に自らが指
定した動画像ファイル名で論理ファイル（動画像データ
とその管理情報や付加情報とが一体化したもの）を見て
いることになる。

【００４９】また、イントラフレームの先頭からのビッ
ト数は動画像符号化器（不図示）において動画像符号化
の際の付加情報として容易に取り出すことができる。

【００５０】次に、以上のような構成をもつ動画像処理
装置が実行する動画像データ再生処理について、図１１
に示すフローチャートを参照して説明する。本実施例に
おいては、図１０を用いて説明したように、動画像デー
タはディスク１２２の連続領域に一個のファイルとして
格納されているものとする。

【００５１】まずステップＳ１１０において、キーボー
ド（ＫＢ）５、或は、マウス６から画像再生が指示され
ると、処理はステップＳ１２０に進み、処理モードが通
常再生モード或は早送り再生モードのいずれであるかを
調べる。ここで、通常再生モードであるなら処理はステ
ップＳ１３０に、早送り再生モードであるなら処理はス
テップＳ１６０に進む。

【００５２】ステップＳ１３０では、通常再生が順再
生、或いは、逆再生のいずれであるかを調べる。ここ
で、順再生であるなら処理はステップＳ１３２へ、逆再
生であるなら処理はステップＳ１４２へ進む。さて、ス
テップＳ１３２では画像データのディスク１２５に格納
されている最初のフレームのアドレスをセットする。ス
テップＳ１３４ではセットされたアドレスの画像データ
フレームを読み出し、ステップＳ１３６ではその画像デ
ータを伸長器１１２に転送する。ステップＳ１３８では
次のフレームのアドレスをセットし、ステップＳ１４０
において再生続行と判断されたなら、処理はステップＳ
１３４に戻り、以下、順次再生を続行する。ステップＳ
１４０で再生停止と判断されたなら、処理を終了する。

【００５３】さて、逆再生の場合、処理はステップＳ１
４２において、画像データのディスク１２５に格納され
ている最後のフレームのアドレスをセットする。ステッ
プＳ１４４ではセットされたアドレスの画像データフレ
ームを読み出し、ステップＳ１４６ではその画像データ
を伸長器１１２に転送する。ステップＳ１４８では１つ
前のフレームのアドレスをセットし、ステップＳ１５０
において再生続行と判断されたなら、処理はステップＳ
１４４に戻り、以下、逆再生を続行する。ステップＳ１
５０で再生停止と判断されたなら、処理を終了する。

【００５４】一方、ステップＳ１２０で早送り再生と判
断された場合、まず、ステップＳ１６０において、早送
り再生が順再生、或は、逆再生のいずれであるかを調べ
る。ここで、順再生であるなら処理はステップＳ１６２
へ、逆再生であるなら処理はステップＳ１７０へ進む。
さて、ステップＳ１６２ではディスク１２２に格納され
ている画像管理情報からイントラフレームのオフセット
情報を読み込む。ステップＳ１６４では読み込まれたイ
ントラフレームのオフセット情報に対応するアドレスの
イントラフレームの画像データをディスク１２５から読
み出し、ステップＳ１６６ではその画像データを伸長器
１１２に転送する。次にステップＳ１６８において再生
続行と判断されたなら、処理はステップＳ１６２に戻り
次のイントラフレームのオフセット情報を読み込んで、
以下、順次早送り再生を続行する。ステップＳ１６８で
再生停止と判断されたなら、処理を終了する。本実施例
の場合、Ｎ＝１５なので、画像データが１５フレームご
とにイントラフレームが存在し、１５フレームづつ動画
像データファイルを読み飛ばしながら画像データを読み
出すので、１５倍速で早送り再生が実行されることにな
る。

【００５５】さて、逆再生の場合、処理はステップＳ７
０において、ディスク１２２に格納されている画像管理
情報から一番最後のイントラフレームのオフセット情報
を読み込む。ステップＳ１７２では読み込まれたイント
ラフレームのオフセット情報に対応するアドレスのイン
トラフレームの画像データをディスク１２５から読み出
し、ステップＳ１７４ではその画像データを伸長器１１
２に転送する。次にステップＳ１７６において再生続行
と判断されたなら、処理はステップＳ１７０に戻り、１
つ前のイントラフレームのオフセット情報を読み込ん
で、以下、順次早送り逆再生を続行する。ステップＳ１
６８で逆再生停止と判断されたなら、処理を終了する。

【００５６】従って本実施例に従えば、早送り再生（逆
再生）に際して、動画像データの読み出しと動画像管理
情報の読み出しとは別のディスク、別のディスクコント
ローラを通して独立になされるので、データのアクセス
競合が解消されるので、効率的に動画像データを再生す
ることができる。また、動画像データと動画像管理情報
とがユーザからみて１つの論理ファイルとして扱えるの
で、動画像データと動画像管理情報との整合性が常に維
持され、どちらかの情報が誤って削除されるといった状
況を避けることができる。さらに、動画像データを蓄積
するディスクに高速・大容量なものを採用し、付加管理
情報を蓄積するディスクに中低速・中〜小容量なものを
採用するというように、それぞれのデータの性質に合わ
せたデバイスを選択的に採用することによって、最適で
安価なシステムを構成することができる。

【００５７】なお本実施例では、動画像データは一個の
ファイルに格納されるものとして説明したが、例えば、
１つの動画像データを複数のファイルに、或は、複数の
ディスクに格納して管理しても良い。

【００５８】また、動画像データ管理情報は、動画像デ
ータとは別のディスクに格納され、毎回必ずディスクか
ら読み出すものとして説明したが、例えば、一度、ＲＡ
Ｍ３の作業領域にロードして、メモリ上で管理しても良
い。さらに、本実施例に述べた以外の管理情報（例え
ば、シーンチェンジのタイミング情報など）を格納する
ことにより、動画像データを管理しシーンチェンジの発
生した画像フレームのみの表示を行うようにすることも
考えられる。さらにまた、早送り再生の場合、例えば、
イントラフレームのみオフセットフィールドに格納する
ばかりではなく、イントラフレーム間にある予測フレー
ムのオフセット値を管理情報として格納すれば、予測フ
レームに注目した早送り再生（逆再生）が可能となる。
そして、図２に示すように予測フレームが３フレーム毎
に現れるなら、これは３倍速の早送り再生（逆再生）が
可能となることを意味する。［第５実施例（図１２）］図１２は本発明の第５実施例
である動画像処理装置の構成を示すブロック図である。
なお、本実施例においても、第１実施例で説明したと共
通の装置構成要素には同じ装置参照番号で言及し説明を
省略する。本実施例の装置と第１実施例で説明した装置
との主な違いは、ハードディスク１１０を接続して制御
するディスクコントローラ１０８とリムーバブルＯＭＤ
１１１を接続して制御するディスクコントローラ１０９
が接続されるローカルバス１０７が、直接、伸長器１１
２に接続されるように構成されている点である。

【００５９】図１２において、１３０は動画像データバ
ッファ、１３１は動画像データの圧縮及び伸長を行う圧
伸器、１３２と１３３はＤ／Ａコンバータ、１３４はデ
ィスプレイ部１１２の表示画面を制御するウィンドウコ
ントローラである。

【００６０】以上のような構成の装置では、ＣＰＵ部１
０４において生成された表示用データは共通システムバ
ス１００を経てＶＦＭ部１０１に供給されＤ／Ａ変換の
後、ディスプレイ部１１２に表示されるが、ハードディ
スク１１０やリムーバブルＯＭＤ１１１に格納された動
画像データはローカルバス１０７を経て伸長器１１２で
伸長された後、ディスプレイ部１１２に表示される。

【００６１】また、共通システムバス１００とローカル
バス１０７との間はバスコントローラ１０６、バッファ
１３０、圧伸器１３１で接続されている。このデータパ
スを用いることによって、リムーバブルＯＭＤ１１１に
格納された動画像データをＣＰＵ１が読み出してバッフ
ァ１３０でバッファリングしながら、共通システムバス
１００のデータ伝送能力に応じて、読み出した動画像デ
ータを圧伸器１３１で伸長しながら画像メモリ部１０３
に格納し、さらに画像処理を行うことができる。このよ
うにして処理された動画像データは、上記のデータ読み
出しパスの逆をたどって圧伸器１３１で圧縮しながらバ
ッファ１３０及びバスコントローラ１０６を介してリム
ーバブルＯＭＤ１１１に再格納することもできる。

【００６２】従って本実施例に従えば、ＣＰＵ部１０４
で生成された画像データのディスプレイ部１１２への供
給パスと動画像データのディスプレイ部１１２への供給
パスとは独立になるので、２つのデータによるバス競合
はなくなる。従って、伝送速度の非常に高い動画像デー
タが他のデータの伝送による影響を受けることなくディ
スプレイ部１１２に表示される。さらに、リムーバブル
ＯＭＤ１１１に格納された動画像データをＣＰＵ部１０
４で画像処理を行って、そのデータを表示することがで
きる。

【００６３】このような構成にするならば、ローカルバ
ス１０７のデータ伝送能力は動画像データのデータ伝送
速度のみを考慮して、一方、共通システムバス１００の
データ伝送能力はＣＰＵ部１０４において生成された表
示用データを考慮して決定すれば良いので、結果とし
て、第１実施例で説明した装置の共通システムバス１０
０のデータ伝送能力に比べて低い能力の２つのデータバ
ス（共通システムバス１００とローカルバス１０７）を
用いてシステムを構成できることなる。

【００６４】なお上記５つの実施例ではＭＰＥＧ方式に
従った動画像圧縮符号化手法を用いたが、本発明これに
限定されるものではなく、他の方式によって動画像圧縮
を行っても良いことは言うまでもない。

【００６５】本発明は、複数の機器から構成されるシス
テムに適用しても良いし、１つの機器からなる装置に適
用しても良いし、システム或は装置にプログラムを供給
することによって達成される場合にも適用できることは
言うまでもない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
画像データを効率良くアクセスできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】動画像符号化手順の概略を示す図である。

【図２】動画像符号化データの構成を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例に従う動画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】動画像データ読み出し処理のフローチャートで
ある。

【図５】第２実施例に従う動画像蓄積部の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】第３実施例に従う動画像蓄積部の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】第３実施例に従う動画像ファイル管理テーブル
の例を示すである。

【図８】本発明の第４実施例に従う動画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図９】動画像伸張器の構成を示すブロック図である。

【図１０】動画像データファイルとその管理情報ファイ
ルの関係を示す図である。

【図１１】動画像データ再生処理を示すフローチャート
である。

【図１２】本発明の第５実施例に従う動画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

５キーボード１０１ＶＦＭ部１０２ディスプレイ１０３画像メモリ部１０４ＣＰＵ部１０６バスコントローラ１０８ディスクコントローラ１１０ハードディスク１１１ＯＭＤ（光磁気ディスク）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮された動画像データを伸長して表示
する動画像処理方法であって、大容量で相対的に低速なアクセス速度をもつ第１の記憶
媒体に格納された前記圧縮動画像データを、小容量で高
速なアクセス速度をもつ第２の記憶媒体に転送する第１
の転送工程と、前記第２の記憶媒体に転送された前記圧縮動画像データ
を読み出し、動画像の表示速度に適合して、画像伸長部
に転送する第２の転送工程と、前記画像伸長部で伸長された動画像データを表示する表
示工程と、を有することを特徴とする動画像処理方法。
【請求項２】前記第１の転送工程における前記圧縮動
画像データの転送経路と、前記第２の転送工程における
前記圧縮動画像データの転送経路とは互いに独立してい
ることを特徴とする請求項第１項に記載の動画像処理方
法。
【請求項３】前記第２の転送工程における前記圧縮動
画像データの転送経路は、前記圧縮動画像データ転送専
用の経路であることを特徴とする請求項第１項に記載の
動画像処理方法。
【請求項４】圧縮された動画像データを伸長して表示
する動画像処理装置であって、前記圧縮された動画像データを格納する第１の記憶手段
と、前記第１の記憶手段に格納された前記圧縮された動画像
データを読み出して格納する第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段に蓄積された前記圧縮された動画像
データを読み出して動画像の表示速度に適合して伸長す
る伸長手段と、前記伸長手段から出力される動画像データを表示する表
示手段と、を有することを特徴とする動画像処理装置。
【請求項５】前記第１の記憶手段は、動画像データ入出力を制御する第１入出力制御手段と、大容量の画像データを格納でき、相対的に低速なデータ
入出力速度をもつ第１の記憶媒体とを有することを特徴
とする請求項第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項６】前記第１の記憶媒体は、取り外し可能型
光磁気ディスクであることを特徴とする請求項第５項に
記載の動画像処理装置。
【請求項７】前記第２の記憶手段は、動画像データ入出力を制御する第２入出力制御手段と、高速なデータ入出力速度をもつ媒体とを有することを特
徴とする請求項第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項８】前記第２の記憶媒体はハードディスクで
あることを特徴とする請求項第７項に記載の動画像処理
装置。
【請求項９】前記第１の記憶手段から所定時間分の前
記圧縮された動画像データを読み出して前記第２記憶手
段に出力した後、前記所定時間分の圧縮された動画像デ
ータを前記第２記憶手段から前記伸長手段に転送するよ
う制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請
求項第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項１０】前記第１の記憶手段から前記第２の記
憶手段へ前記圧縮された動画像データを転送する第１の
データ転送経路と、前記第２の記憶手段から前記伸長手段へ前記圧縮された
動画像データを転送する前記第１のデータ転送経路とは
独立した第２のデータ転送経路とを有することを特徴と
する請求項第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項１１】前記第２の記憶手段は、少なくとも第
１の記憶部と第２の記憶部とを有し、前記第２の記憶手段から前記伸長手段への前記圧縮され
た動画像データの読み出しと、前記第１の記憶手段から
前記第２の記憶手段への前記圧縮された動画像データの
読み出し転送とを並行して行えることを特徴とする請求
項第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項１２】前記第１の記憶部と前記第２の記憶部
は各々、ハードデイスクであって、前記複数のハードデイスクを動的に切り替えてデータの
入出力を行うよう制御する動的切り替え手段を有するこ
とを特徴とする請求項第１１項に記載の動画像処理装
置。
【請求項１３】前記第１の記憶手段から前記圧縮され
た動画像データを読み出して画像処理を実行したり、或
は、前記圧縮された動画像データには依存せず新たに画
像データを生成する画像処理手段と、前記画像処理手段によって生成された前記画像データを
前記表示手段に転送する第１のデータバスと、前記圧縮された動画像データを前記第１の記憶手段から
前記第２の記憶手段を経て前記伸長手段に転送する第２
のデータバスとをさらに有することを特徴とする請求項
第４項に記載の動画像処理装置。
【請求項１４】前記画像処理手段は、読み出された前記圧縮された動画像データを伸長した
り、前記新たに生成された画像データを前記第１の記憶
手段に格納するために圧縮する伸長圧縮手段と、前記伸長圧縮手段によって伸長された動画像データを格
納する第３の記憶手段とを有することを特徴とする請求
項第１３項に記載の動画像処理装置。
【請求項１５】圧縮された動画像データを伸長して表
示する動画像処理方法であって、動画像の再生モードを指示する指示工程と、前記再生モードに従って、第１の記憶媒体に格納された
前記動画像データの管理情報を検索する検索工程と、前記検索工程によって検索された前記管理情報に基づい
て、前記第１の記憶媒体とは独立にアクセス可能な第２
の記憶媒体に格納された動画像データを読み出す読み出
し工程と、前記読み出し工程によって読み出された前記動画像デー
タを伸長して表示する伸長表示工程と、を有することを特徴とする動画像処理方法。
【請求項１６】圧縮された動画像データを伸長して表
示手段に表示する動画像処理装置であって、前記動画像データを格納する第１の記憶媒体と、前記動画像データに対応する管理情報を格納する第２の
記憶媒体と、前記動画像データを伸長し前記表示手段に供給する伸長
手段とを有し、前記第１の記憶媒体と前記第２の記憶媒体とは各々互い
に独立な媒体であって各々独立にアクセスできることを
特徴とする動画像処理装置。
【請求項１７】前記第１の記憶媒体に格納される前記
動画像データと前記第２の記憶媒体に格納される前記管
理情報とは論理的には１つの動画像フアイルとして扱わ
れることを特徴とする請求項第１６項に記載の動画像処
理装置。
【請求項１８】前記動画像データの再生を指示する指
示手段と、前記指示手段による指示に基づいて、前記第２の記憶媒
体を検索し、前記管理情報を読み出す検索手段と、前記管理情報に基づいて、前記第１の記憶媒体にアクセ
スして前記動画像データを読み出す読み出し手段とをさ
らに有することを特徴とする請求項第１６項に記載の動
画像処理装置。
【請求項１９】前記管理情報は、前記動画像データと
前記管理情報とを論理的に一体化して管理するためのフ
ァイル名と、前記動画像データが格納されている前記第
１の記憶媒体のアドレス情報とを含むことを特徴とする
請求項第１８項に記載の動画像処理装置。
【請求項２０】前記アドレス情報には前記動画像デー
タ中の所定間隔の複数の動画像フレームの格納アドレス
が含まれていることを特徴とする請求項第１９項に記載
の動画像処理装置。
【請求項２１】前記第１の記憶媒体は大容量で高速ア
クセスが可能であり、前記第２の記憶媒体は比較的小容
量でアクセス速度も低速であることを特徴とする請求項
第１６項に記載の動画像処理装置。