JPH0522698A - 映像情報蓄積方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定量の記憶媒体に従来よりも大量の映像デ
ータを蓄積すると同時に、より高速なビジュアルサーチ
を実現する。 【構成】 映像データの先頭フレームはフレーム内で符
号化した第１種データとし、後続するフレームはフレー
ム間で符号化した一連の第２種データとして、これらの
データでブロックを構成し、記憶媒体に蓄積する映像情
報蓄積方式において、フレーム間で符号化した１フレー
ムのデータ量が所定の数値より大きくなる毎に、第１種
データ、第２種データ、第１種データのデータ量情報お
よび蓄積位置情報とでブロックを構成し、前記一連のブ
ロックを記憶媒体に蓄積することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像情報蓄積方式に関
し、特に、映像データをフレーム内符号化およびフレー
ム間符号化してブロックを構成し、前記一連のブロック
を記憶媒体に蓄積し、絵を高速サーチしながら検索する
ことが可能な映像情報蓄積方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】映像情報蓄積方式においては、本来、ア
ナログ情報である映像情報をデジタル情報に変換（符号
化）すると、そのデータ量は極めて膨大なものとなる。
したがって、近年では、一般に、圧縮処理を施した符号
化が行われている。フレーム内の相関に加えて、連続す
るフレーム間の相関をも利用した高能率符号化が行われ
ている。従来は、これらの映像データを一定時間毎に区
切ってブロックを構成し、記憶媒体に蓄積することが行
われている。

【０００３】図４は、従来の映像情報蓄積方式を説明す
るための機能構成を示すブロック図であって、１はヘッ
ダ、２は第１種映像部、３は第１種残余部、４は第２種
映像部、５は第２種残余部である。従来の蓄積方式では
一定時間毎にブロックを構成するが、圧縮率はフレーム
毎に変化するので映像データ量が変動することになる。
このため、ヘッダ１には、後述の第１種映像部２および
第２種映像部４のデータ量情報が固定長で蓄積される。
第１種映像部２および第２種映像部４は、それぞれフレ
ーム内符号化された先頭フレームのデータおよびフレー
ム間符号化された後続する枚数（例えば１４枚）のフレ
ームのデータからなり、これらのデータ量は変動する。
したがって、それぞれデータ量が最大になった場合のデ
ータ量ＭおよびＮを有する領域が確保されており、これ
に満たない分は、所与のデータ（例えばオール０デー
タ）で穴埋めされ、それぞれ第１種残余部３および第２
種残余部５が構成される。前記第１種残余部３および第
２種残余部５を設けることによって、映像データ量の変
動のいかんにかかわらず、常に固定長のブロックが構成
される。フレーム内符号化データは、フレーム間符号化
と比較して圧縮率が小さいが、そのデータだけで元のフ
レームデータを復元（復号化、伸長）できる。フレーム
内符号化データをブロック毎に配置することによって、
ランダムアクセスとビジュアルサーチ（絵を出しながら
の高速検索）が可能となっている。ビジュアルサーチす
る場合は、第１種映像部２のみを順次読み出し伸長を行
うことにより実現される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の映像情報蓄積方式では、一定時間毎にフレーム内符
号化データを蓄積するため、蓄積データ量が膨大になる
という問題があった。また、ビジュアルサーチを行う際
に、シーン変化のないフレームまで読み取るので再生処
理量が多くなるという問題があった。

【０００５】本発明は、前記の事情に鑑みてなされたも
のであり、本発明の目的は、一定量の記憶媒体に従来よ
りも大量の映像データを蓄積すると同時に、より高速な
ビジュアルサーチを実現することが可能な映像情報蓄積
方式を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的および
新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって
明らかにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明おいては、映像データの先頭フレームはフレ
ーム内で符号化した第１種データとし、後続するフレー
ムはフレーム間で符号化した一連の第２種データとし
て、これらのデータでブロックを構成し、記憶媒体に蓄
積する映像情報蓄積方式において、フレーム間符号化し
た１フレームのデータ量が所定の数値より大きくなる毎
に、第１種データ、第２種データ、第１種データのデー
タ量情報および蓄積位置情報とでブロックを構成し、前
記一連のブロックを記憶媒体に蓄積することを最も主要
な特徴とする。

【０００８】

【作用】前述の手段によれば、第１種データとしてシー
ンが変化したフレーム、第２種データとして同１シーン
を構成するフレームを設定し、第１種データ、第２種デ
ータ、第１種データのデータ量情報、前ブロック蓄積開
始セクタ情報および次ブロック蓄積開始セクタ情報とで
ブロックを構成し、前記一連のブロックを記憶媒体に蓄
積するので、一定量の記憶媒体に従来よりも大量の映像
データを蓄積すると同時に、より高速なビジュアルサー
チを実現することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１０】図１は、本発明の映像情報蓄積方式の一実
施例の概略構成を示すブロック図である。同図１におい
て、６は書き込み制御部、７はフレーム内符号化データ
量計数器、８は符号化装置、９はフレーム内符号化装
置、１０はフレーム内符号化データ蓄積用バッファ、１
１はデータ種別切り替えスイッチ（ＳＷ）、１２はフレ
ーム間符号化装置、１３はフレーム間符号化データ蓄積
用バッファ、１４はフレーム間符号化データ量計数器、
１５は加算器、１６はブロック生成用バッファ、１７は
ディスク装置である。

【００１１】書き込み制御部６は、データ種別切り替え
制御、バッファ消去制御、使用セクタ数算出、ブロック
の組立、書き込み制御を行うものであり、マイクロプロ
セッサなどで構成される。

【００１２】フレーム内符号化データ蓄積用バッファ１
０およびフレーム間符号化データ蓄積用バッファ１３
は、それぞれフレーム内符号化データおよびフレーム間
符号化データを一時蓄積し、そのデータを入力順に読み
出し、消去することができるバッファメモリ（ＦＩＦＯ
メモリ）である。ブロック生成用バッファ１６は、ブロ
ックデータを一時蓄積し、そのデータをランダムに読み
書きができるメモリ（ＲＡＭ）である。

【００１３】フレーム内符号化装置９は、１フレームの
データをフレーム内の相関を利用しデータを符号化する
装置である。データ種別切り替えスイッチ１１は、書き
込み制御装置に入力するデータをフレーム内符号化デー
タ、またはフレーム間符号化データに切り替えるハード
ウェアスイッチである。フレーム間符号化装置１２は、
連続するフレーム間の相関を利用しデータを符号化する
装置である。

【００１４】計数器７、計数器１４は、それぞれフレー
ム内符号化データのデータ量（例えばバイト数）、フレ
ーム間符号化データのデータ量（例えばバイト数）を計
数して出力するものであり、バイナリカウンタ回路で構
成される。加算器１５は、書き込み制御部６から入力さ
れる計数器７の計数値、または計数器１４の計数値を加
算して出力するものであり、デジタル加算回路で構成さ
れる。ディスク装置１７は、その記憶媒体上に映像デー
タを蓄積するものであり、磁気ディスク装置あるいは光
ディスク装置などで構成される。

【００１５】図２Ａ，図２Ｂは、本実施例の制御プログ
ラムの動作手順を示すフローチャートである。

【００１６】本実施例の映像情報蓄積方式は、図１，図
２Ａおよび図２Ｂに示すように、外部から符号化装置８
に映像データが入力されることで始まる。

【００１７】符号化装置８は、書き込み制御部６に、外
部装置（図示せず）から送られてきた一連の映像データ
の送信を開始する旨の情報を送信する。これを受けて書
き込み制御部６は、初期設定、すなわち計数器７、計数
器１４、バッファ１０、バッファ１３、加算器１５、バ
ッファ１６をリセットし、データ種別切り替えスイッチ
１１をバッファ１０に接続後、受信可能である旨の情報
を符号化装置に返送する（１０１）。これを受けて符号
化装置８は、外部装置から送られてきた映像データをフ
レーム内符号化装置９により符号化し（１０２）、この
符号化したデータをバッファ１０に入力する（１０
３）。このとき計数器７はバッファ１０に入力されたデ
ータ量（例えばバイト数）を計数する。書き込み制御部
６は、計数器７の計数値をバッファ１６に出力し、後述
の前ブロック蓄積開始セクタ情報として、開始ブロック
情報（例えば０データ）をバッファ１６に入力し、バッ
ファ１０に入力されたデータを読み込み、バッファ１６
に入力し、計数器７の計数値（第１種映像データ量Ｍ）
を加算器１５に入力し、計数器７、バッファ１０をリセ
ットし、蓄積開始セクタ情報として開始ブロック情報
（例えば１データ）を保存する。以後データ終了まで以
下の処理（ステップ１０５〜１２０参照）を繰り返す。

【００１８】書き込み制御装置６は、データ種別切り替
えスイッチ１１をバッファ１３に接続し（１０５）、符
号化装置８に次のフレーム符号化情報を要求する。ここ
で、映像データ終了かをチェックし（１０６）、映像デ
ータがまだある（ＮＯ）ときは、ステップ１０７に進
み、映像データ終了である（ＹＥＳ）ときは、ステップ
１２１に進む。

【００１９】符号化装置８は、バッファ１０、バッファ
１３にそれぞれフレーム内符号化データ、フレーム間符
号化データを１フレーム分出力する。このとき計数器
７、計数器１４は、それぞれバッファ１０およびバッフ
ァ１３に入力されたデータ量（例えばバイト数）を計数
する（１０７，１０８）。これらの計数は、データが入
力される度に随時実施される。計数器１４の計数値（第
２種映像部データ量Ｎ）は書き込み制御部６に入力され
ており、書き込み制御部６は、基準値として定数Ｊが予
め設定されており、前記計数値が定数Ｊより小さく（１
０９）、しかも加算器１５の加算値と前記計数値の和が
所与の規定値Ｋ（バッファ１６の容量により設定する）
より小さい場合（１１０）、バッファ１３からデータを
読み込みバッファ１６に出力し（１１１）、前記計数値
を加算器１５に出力し、加算器１５で計数値加算を行い
ステップ１０６に戻し（１１２）、計数器７、バッファ
１０、計数値１４、バッファ１３をリセットする。

【００２０】前記計数値が、前記定数Ｊより大きい場
合、または加算器１５の加算値と前記計数値の和が、規
定値Ｋより大きくなる場合、加算値と後述の前ブロック
蓄積開始セクタ情報より次ブロック蓄積開始セクタを算
出しバッファ１６に出力する（１１３）。その後、書き
込み制御部６は、バッファ１６のデータとブロックのデ
ータ量がセクタの整数倍になるように所与のデータ（例
えばオール０データ）からなる残余部とで、ブロックを
構成し（１１４）、これを前記蓄積開始セクタからディ
スク装置１７に書き込む（１１５）。その後、バッファ
１６をリセットし、計数器７の計数値をバッファ１６に
出力し、前記蓄積開始セクタ情報を前ブロック蓄積開始
セクタ情報としてバッファ１６に出力し、次ブロック蓄
積開始セクタ情報を蓄積開始セクタ情報として保存し、
バッファ１３、計数器１４、加算器１５をリセットし
（１１６）、データ種別切り替えスイッチ１１をバッフ
ァ１０に接続し（１１７）、バッファ１０にフレーム内
符号化データを読み込む（１１８）。次に、バッファ１
０のデータと計数器７の計数値をバッファ１６に出力し
（１１９）、計数器７の計数値を加算器１５に出力し、
バッファ１０、計数器７をリセットする（１２０）。

【００２１】データが終了すると、符号化装置８は映像
データが終了した旨の情報を書き込み制御部６に送信す
る。これを受けて、書き込み制御部６は、次ブロック蓄
積開始セクタ情報として最終ブロック情報（例えば、０
データ）をバッファ１６に出力し（１２１）、計数値１
４の計数値を加算器１５に出力し、バッファ１６のデー
タとブロックのデータ量がセクタの整数倍になるように
所与のデータ（例えばオール０データ）からなる残余部
とで、ブロックを構成し（１２２）、これを前記蓄積開
始セクタからディスク装置１７に書き込む（１２３）。

【００２２】図３は、本実施例に従って記憶媒体に蓄積
されるブロックの構成を示す図であり、１８はヘッダ、
１９は第１種映像部、２０は第２種映像部、２１は残余
部である。同１シーンの映像データは、先頭から順次、
図１に示す構成のブロックでディスク装置１７に書き込
まれる。ヘッダ１８は、第１種映像部データ量２２（例
えばバイト数）、前ブロック蓄積開始セクタ情報２３
（先頭ブロックの場合は規定値、例えば０データ）、次
ブロック蓄積開始セクタ情報２４（最終ブロックの場合
は規定値、例えば０データ）からなる固定長である。第
１種映像部データ１９は、おおむねシーン開始フレーム
のみをフレーム内符号化したデータであり可変長であ
る。第２種映像部データ２０は、同１シーン構成フレー
ムをフレーム間符号化したデータであり可変長である。

【００２３】ディスク装置１７は、固定長のセクタ単位
で管理されており、可変長の映像データをブロック化し
書き込む場合も、ブロックをセクタの整数倍にして書き
込まないといけないため残余部２１を設ける。

【００２４】例えば、１ＭＢの１フレームデータを符号
化すると、おおよそ、 フレーム内符号化データ量／フレーム １０Ｋ〜２０Ｋ
Ｂ フレーム間符号化データ量／フレーム ５Ｋ〜１０Ｋ
Ｂ の範囲で変動する。また、これらに比べてヘッダのデー
タ量は極めて小さい。

【００２５】３０フレーム／秒の６０秒間の映像データ
を従来方式で０.５秒間隔でブロック化すれば、 (20KB/フレーム×120フレーム)＋(10KB/フレーム×1680フレーム)≒１９２０
０ＫＢ となる。フレーム間符号化した１フレームのデータ量
は、シーン変化があったフレームで激増する。したがっ
て、このデータ量に基づいてシーンの変化点の検出が可
能である。例えば、バッファ１１の容量を３０００ＫＢ
とし、シーンの変化点の検出を、Ｊ＝９ＫＢとし、この
６０秒の映像データに６シーン（１シーン平均１０秒）
あったとすれば、本実施例による総ブロックデータは、 （２０ＫＢ／フレーム×6フレーム)＋(9KB/フレーム×1794フレーム)≒1626
6KB ないし (10KB/フレーム×6フレーム)＋(5KB/フレーム×1794フレーム)≒9030KB となる。

【００２６】以上の説明からわかるように、本実施例に
よれば、同一容量の記憶媒体に、従来と比較して約１.
２倍〜２.１倍、平均して１.６倍の映像データを蓄積す
ることが可能となる。また、ビジュアルサーチを行う場
合従来の方式では、定期的な再生処理を行わなければな
らないが、本実施例によれば、シーン変化点毎の最低限
の再生処理で高速ビジュアルサーチが可能である。

【００２７】図１で示したハードウェア構成は一例であ
って、種々の変形が可能である。また、記憶装置として
ディスク装置を例示したが、テープ装置であってもよ
い。図３で示したブロック構成は一例であって、ヘッダ
１８、第１種映像部１９、第２種映像部２０、残余部２
１の順序は変更しても良いし、さらに音声情報部を追加
しても良い。また、バッファ１６を使用せず随時、符号
化データをディスク装置１７に蓄積し、計数値が前記定
数Ｊより大きい場合書き込みヘッドをシークし、次ブロ
ック蓄積開始セクタ情報を、データ領域から区別された
管理領域に蓄積するようにしても良い。

【００２８】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定さることなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得ること
はいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、映像データにおいて連続フレーム間の相関を利用し
た符号化による圧縮率の変化と、その時の映像内容との
関係に注目し、先頭フレームはフレーム内符号化した第
１種データとし、後続するフレームはフレーム間符号化
した一連の第２種データとして、これらのデータでブロ
ックを構成し、記憶媒体に蓄積する映像データ蓄積方式
において、フレーム間符号化した１フレームのデータ量
が所与の数値より大きくなる毎に、第１種データ、第２
種データ、第１種データのデータ量情報および蓄積位置
情報とでブロックを構成することにより、圧縮率の低い
フレーム内符号化の回数を減らし、余分な穴埋めデータ
の挿入を少なくするようになしたので、一定量の記憶媒
体に蓄積できる映像情報の量を向上することができる。
また、シーンの変化点フレームのみがおおむね第１種デ
ータになるので、ビジュアルサーチを行う際の読み出
し、伸長という処理量の低減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の映像情報蓄積方式の一実施例の概略
構成を示すブロック図、

【図２Ａ】 本実施例の制御プログラムの動作手順を示
すフローチャート、

【図２Ｂ】 本実施例の制御プログラムの動作手順を示
すフローチャート、

【図３】 本実施例の記憶媒体に蓄積されるブロック構
成を示す図、

【図４】 従来の映像情報蓄積方式の問題点を説明する
ためのブロック図。

【符号の説明】

１…ヘッダ、２…第１種映像部、３…第１種残余部、４
…第２種映像部、５…第２種残余部、６…書き込み制御
部、７…計数器、８…符号化装置、９…フレーム内符号
化装置、１０…バッファ、１１…データ切り替え用スイ
ッチ、１２…フレーム間符号化装置、１３…バッファ、
１４…計数器、１５…加算器、１６…バッファ、１７…
ディスク装置、１８…ヘッダ、１９…第１種種映像部、
２０…第２種映像部、２１…残余部、２２…第１種映像
部データ量、２３…前ブロック蓄積開始セクタ情報、２
４…次ブロック蓄積開始セクタ情報。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 映像データの先頭フレームはフレーム内
   符号化した第１種データとし、後続するフレームはフレ
   ーム間符号化した一連の第２種データとして、これらの
   データでブロックを構成し、記憶媒体に蓄積する映像情
   報蓄積方式において、フレーム間符号化した１フレーム
   のデータ量が所定の数値より大きくなる毎に、第１種デ
   ータ、第２種データ、第１種データのデータ量情報およ
   び蓄積位置情報とでブロックを構成し、前記一連のブロ
   ックを記憶媒体に蓄積することを特徴とする映像情報蓄
   積方式。