JPH06275024A

JPH06275024A - 映像記録再生方法および映像記録再生装置

Info

Publication number: JPH06275024A
Application number: JP6002434A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Matsumoto; 光二郎松本; Kensuke Sato; 健輔佐藤; Kiyoshi Uchimura; 潔内村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1994-01-14
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】動画像データベース等において、多重アクセ
スの課題を解決し、複数ユーザからのリクエストに対し
て、破綻なく、所定のアクセス時間内に映像信号の転送
を可能とする。【構成】ｓ＝（ｐｋ＋１）／ｎとなる整数ｓ、ｐ、
ｋ、ｎが存在するとき、入力映像信号（ａ）を、ｋ個
（図中では１１）のブロックに分割し、巡回的に並び替
えて記録再生信号（ｂ）を生成し、記録再生信号（ｂ）
に配置された映像信号を、当該映像信号に特有の伝送速
度のｎ倍の伝送速度で再生するという記録再生方法をと
る。以上の方法で、記録した信号を蓄積メディアから巡
回的に先頭情報から最終情報まで順次高速転送すること
により、アクセスポイント（ｃ）に示すように一定周期
で映像信号の先頭情報から順次最終情報までが読みださ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯域圧縮された映像、
音声等の信号を蓄積メディアへ記録し、加入者からのリ
クエストに応じて再生し伝送する映像記録再生方法とそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像信号、音声信号の圧縮技術
（高能率符号化技術）の急速な進歩とＭＰＥＧ等におけ
る国際標準化の進展、蓄積メディアの蓄積容量の向上お
よびＩＳＤＮに代表されるディジタル通信の普及に伴
い、ディジタル通信ネットワークによる動画像情報のデ
ータベースサービスが実現可能となってきている。この
動画像データベースサービスでは、従来の地上放送、衛
星放送等に代表される放送型サービスでは実現が困難
な、リクエスト型のサービス、インタラクティブなサー
ビス等が実現可能となるため、研究開発が盛んに進めら
れている。

【０００３】しかし、動画像情報では１番組が数十秒か
ら数時間の長さとなり、サービス中は１ユーザがこの時
間蓄積メディアを占有してしまう。システムとしてコス
ト的に成立するためには、複数のユーザが同時に蓄積メ
ディアを共用でき、しかも各リクエストに対して許容で
きる時間内に応答するものでなければならない。そのた
めには、蓄積メディアへの多重アクセスの技術が必要と
なる。

【０００４】そこで、多重アクセスを実現するために、
映像信号等からなる動画像情報を、複数のブロックに分
割し、所定のフォーマットで巡回的に並び換えて、複数
のヘッドを備えたディスクへ記録し、時間的位相の異な
る複数の映像信号を再生可能とする方法が提案されてい
る（参考文献「コンピューターネットワークスアンド
アイエスディーエヌシステム 22」（W. D. Sincoskie
"System archtecturefor a large scale video on dem
and service" Computer Networks and ISDNSystem 22
(1991) 155-162 ））。この方法により、ニア・オン・
デマンド型の映像サービスが比較的低コストで実現可能
となり、リクエストしてから映像サービスを受けるまで
の待ち時間（アクセスタイム）も許容できる時間まで短
縮できる目処ができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の記録再生方法では、記録メデイアとして複数ヘ
ッドの特殊なディスクを新たに開発しなければならず、
蓄積メディアが高価になってしまう。また、インタリー
ブの構造がヘッドの構成に依存してしまうため、同時に
再生する位相数（映像信号のサービス間隔）を自由に設
定することができない。

【０００６】また、読みだした各位相の映像信号を平滑
化して連続信号として伝送する際に、映像信号の抜取周
期が一定でないため平滑化が難しく、さらに、特定位相
の映像信号の終点より新たに再生可能となる映像信号の
始点が時間的に早くなり、平滑化のためのメモリが増加
するとともに、伝送路に流れる信号の時間管理も複雑に
なるという課題を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、蓄積メディアのヘッドの構成に無関係に運用上必要
なパラメータを設定でき、さらに記録した信号を順次巡
回的に再生することで映像信号を複数の位相で同時に再
生する機能を実現する映像記録再生方法およびその装置
を提供することを目的とする。

【０００８】また、伝送路を介して連続的に各位相の映
像信号を伝送する際の特定位相の映像信号の終点と始点
が一致する映像信号のインタリーブ方法を実現する映像
記録再生方法およびその装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の映像記録再生方法は、映像信号を、蓄積メデ
ィアへ記録する際に、時間軸方向にｋ個の映像ブロック
に分割し（ｋは２以上の整数）、ｓ＝（ｐｋ＋１）／ｎ
となる整数ｓが存在するとき（ｐは１以上の整数、ｎは
２以上の整数）、蓄積メディアの映像信号のブロック配
置番号ｊに対して（ｊは１以上、ｋ以下の整数）、該映
像信号のブロック番号ｉが（ｉは１以上、ｋ以下の整
数）、ｉ＝｛ｓ(ｊ−１)｝mod ｋ＋１となる順番で、映
像信号をインタリーブして蓄積メディアへ配置し、さら
に、該映像信号に特有の伝送速度のｎ倍の伝送速度で前
記蓄積メディアから前記ブロック配置番号ｊの順番で前
記映像信号を巡回的に繰り返し読み出すものである。

【００１０】また、本発明の映像記録再生装置は、蓄積
メディアへ記録する映像信号のインタリーブパラメータ
を発生するインタリーブパラメータ発生手段と、前記イ
ンタリーブパラメータ発生手段の出力に基づき映像信号
のブロック識別子を発生する記録ブロック識別子発生手
段と、映像ブロックを単位に映像パケットを組み、記録
ブロック識別子発生手段から出力されるブロック識別子
を前記映像パケットのヘッダー部に多重するパケット化
手段と、前記インタリーブパラメータ発生手段の出力に
基づき所定のフォーマットでパケット化された前記映像
信号を蓄積メディアへ書き込み、さらに既に記録された
映像信号を蓄積メディアより読み出す記録再生インタフ
ェース手段と、再生する映像信号のブロック識別子を発
生する再生ブロック識別子発生手段と、前記再生ブロッ
ク識別子発生手段の出力と映像パケットのヘッダー内に
多重された前記ブロック識別子とを比較して所望の映像
パケットを抜き取る識別子判定・パケット抜取手段とを
備えた構成からなる。

【００１１】

【作用】この映像記録再生方法および構成によって、蓄
積メディアのヘッドをシーケンシャルに順次隣接セクタ
へ移動して行く方法で映像信号を蓄積メディアから読み
だせるので、ランダムアクセスする場合に比べ大幅な平
均転送スピードの向上が図れ、ニア・オン・デマンドサ
ービスにおけるアクセスタイムを短縮できる。

【００１２】さらに、蓄積メディアへの記録フォーマッ
トはハードディスクのヘッド構成に依存することなく設
定できるので、再生する映像の位相数等はハードディス
クのスループットにより最大値が制限されるだけであ
る。従って、ニア・オン・デマンド型の映像サービスの
サービス間隔、絶対時間等の運用上のパラメータを比較
的自由に設定できることになる。

【００１３】また、前述のインタリーブ方法を取り入れ
ることにより、特定位相の映像信号（パケット）の抜き
出しが、映像信号の終点と始点の間でも他の区間と同様
に一定周期で巡回的に繰り返すことになるため、特定の
位相に着目すると映像信号の終点と始点が一致すること
になり、時間軸伸張に必要となるメモリを削減できる。

【００１４】さらに、全位相の映像信号を複数の伝送路
を介して加入者もしくは交換機へ伝送する際に、伝送路
と映像信号の位相とを１対1で対応付けることができ、
サービスの時間管理が容易になる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例の映像記録再生方法に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
映像記録再生方法による多重アクセスタイミングの概念
図である。図１（ａ）は番組長Ｔｐの入力映像信号、
（ｂ）は蓄積メディアへの記録再生信号、（ｃ）はアク
セスポイント、（ｄ）は複数位相の出力映像信号であ
る。本実施例のタイミング図においては、入力映像信号
（ａ）のブロックの分割数ｋを簡単のために１１として
いる。このとき、ｐを１、ｎを４とし、（１）式よりｓ
は３としている。一般的には整数ｋ、ｐ、ｎ、ｓは
（１）式を満足する様々な組み合わせが存在する。

【００１６】ｓ＝（ｐｋ＋１）／ｎ・・・（１）ここで、まず蓄積メディアへの記録動作について説明す
る。１１個のブロック（以下映像ブロックと呼ぶ）から
なる映像信号を、まず、図１（ｂ）の斜線部に示す間隔
で、ｎ倍の転送速度で記録再生可能な蓄積メディア（例
えば磁気ディスク装置とする）へ前記映像ブロックを単
位に１／ｎ倍に時間軸圧縮して高速で記録する。ここ
で、磁気ディスク装置の記録再生ヘッドを映像信号長の
Ｔｐ／ｎ周期で磁気ディスクの同一記録エリアに対して
巡回的に繰り返し移動してアクセスさせ、既に記録済み
のブロックを再生しつつ、そのブロックに引き続いて前
記入力の映像信号を記録することで全映像信号の記録を
終了する。

【００１７】以上のようにして得られる入力映像信号か
ら記録再生信号へのフォーマット変換の原理を図２
（ａ）に示す。図１（ａ）の１１ブロックに分割された
入力映像信号は、入力映像信号を図２（ａ）に示すよう
にリング状に配置し、（ｓ−１）ブロックつまり２ブロ
ック置きに先頭のブロック番号１の映像ブロックから順
に選び出して並べることにより得られるフォーマットに
変換される。以上のように変換することにより、磁気デ
ィスクの中では、ヘッドにより前述の方法で順次記録再
生する方向（後述するブロック配置番号ｊ）に対して図
２（ａ）の変換後フォーマットに示すようなフォーマッ
トで映像信号が記録されている。

【００１８】次に、図１を用いて、以上のようなフォー
マットで記録された信号を再生し、複数のタイミングの
映像リクエストに対応する方法について説明する。図１
において、記録再生信号（ｂ）はｎ倍で高速転送を行っ
ているため、Ｔｐ／ｎ周期で映像信号の先頭情報（図
中”１”で示したブロック）が読みだされる。さらに、
前述のフォーマットで映像信号が読み出されるので、前
記先頭情報から順次連続的に映像信号を抜き出すことが
でき、また、このとき抜き出された映像信号（例えば図
中（ｂ）の斜線部）の平均伝送速度は入力映像信号特有
の伝送速度と一致する。従って、抜き出された信号をｎ
倍に時間軸伸張することにより、図中（ｄ）の斜線で示
した映像信号が再生できる。

【００１９】以上のようにして、図中（ｃ）に示すよう
にＴｐ／ｎ周期でアクセススタートが可能なアクセスポ
イントが得られ、各アクセスポイントから図中（ｄ）に
示す位相の異なる出力映像信号が再生できる。これら
を、複数ユーザに対しリクエストに応じて選択して供給
することにより、サービス時間間隔Ｔｐ／ｎでニア・オ
ン・デマンドサービスが実現できる。例えば、このとき
の映像信号に高能率符号化により帯域圧縮した伝送速度
１．５Ｍｂｐｓ（ＭＰＥＧ１相当）、番組長Ｔｐが１時
間の動画像情報を用い、磁気ディスクの転送速度を１５
０Ｍｂｐｓ程度とすると、転送速度比が約１００倍とな
るので、待ち時間を３６秒以下とすることができる。

【００２０】ここで、図２を用いてフォーマット変換
（インタリービング）方法について詳しく説明する。図
２（ｂ）は、ブロック数ｋを１２とし、（１）式からｎ
＝５、ｐ＝２、ｓ＝５の場合のフォーマット変換の例で
あり、この場合も図２（ａ）と同様にして（ｓ−１）個
おき、つまり４個おきに入力信号から巡回的にブロック
を選び出して並び換えたフォーマットとなる。このと
き、転送速度比をｎ倍、つまり５倍として再生すること
により、前述のようにして位相の異なる５個の映像信号
が再生可能となる。

【００２１】以下、（１）式を満足する整数ｋ、ｎ、ｓ
において、以上のような再生方法が可能となるフォーマ
ット変換法を一般化して説明する。ここで入力の映像信
号をＸ、ブロック番号ｉとし、ｉ番目の映像ブロックを
ｘ_iと表現して入力の映像信号Ｘを以下の（２）式のよ
うに表す。ただし、ブロック番号ｉは１以上、ｋ以下の
整数である。

【００２２】Ｘ＝（ｘ₁、ｘ₂、……、ｘ_i、……、ｘ_k）・・・（２）フォーマット変換後の映像信号をＹ、ブロック配置番号
ｊとし、同様にｊ番目の映像ブロックをｙjと表現する
と以下の（３）式となる。ただし、ブロック配置番号ｊ
は１以上、ｋ以下の整数である。

【００２３】Ｙ＝（ｙ₁、ｙ₂、……、ｙ_j、……、ｙ_k）・・・（３）前述の変換によりｙ_jに配置されているｘ_iは、ブロック
番号ｉをブロック配置番号ｊを用いて表すと、次の
（４）式で表現できる。

【００２４】ｉ＝｛ｓ(ｊ−１)｝mod ｋ＋１・・・（４）従って、（１）式を満足するブロック分割数ｋ、ブロッ
クスキップ間隔ｓで映像信号に対して（４）式に示すフ
ォーマット変換を行い、フォーマット変換後の映像信号
を転送速度比ｎで高速再生することにより、前述のよう
に総位相数ｎの映像信号が同時に再生可能となる。

【００２５】ここでは、特定長の映像信号に対してフォ
ーマット変換する形で説明したが、蓄積メディアの特定
の連続使用領域に対してあらかじめインタリーブフォー
マットを上記の方法により定め、その上に上記フォーマ
ット変換法に従って映像信号を配置し、残ったエリアに
映像信号の再生に悪影響を与えない信号を配置すること
もできる。

【００２６】次に、図３に本発明の一実施例における映
像記録再生方法を実現する映像記録再生装置のブロック
構成図を示す。

【００２７】図３において、３００は映像信号の入力端
子、３０１は時間軸圧縮部、３０２はパケット化部、３
０３は記録再生インタフェース部、３０４は識別子判定
・パケット抜取部、３０５は時間軸伸張部、３０６は映
像信号の出力端子、３０７は制御部、３０８はインタリ
ーブパラメータ発生部、３０９は記録ブロック識別子発
生部、３１０はタイミング信号発生部、３１１は再生ブ
ロック識別子発生部、３１２は磁気ディスク、３１３は
記録再生信号、３１４は多位相映像記録再生部である。

【００２８】まずおおまかに、磁気ディスク３１２へ入
力映像信号を記録し、さらに磁気ディスク３１２から特
定位相の映像信号を再生する動作について説明する。ま
ず、時間軸圧縮部３０１において、入力映像信号をブロ
ック単位に時間軸圧縮し、圧縮映像信号としてパケット
化部３０２に供給する。パケット化部３０２において、
ブロック識別子等を付加して前記圧縮映像信号をパケッ
トの情報フィールドに配置し、記録再生インタフェース
３０３を介して磁気ディスク３１２へ記録する。このと
き図１で説明したように磁気ディスクの所定の位置にフ
ォーマット変換して記録する。このとき、図６の磁気デ
ィスク装置の記録再生ヘッドのトラッキング動作図に示
すように、ヘッド６０１は、前述の転送速度比でディス
クの半径方向に、単調にセクタ、トラックを順次走査し
て記録する。

【００２９】図１で説明したように、この半径方向のト
ラッキングをｎ回繰り返して入力映像信号を全て記録し
た後、記録再生信号３１３は図２で示したフォーマット
となる。また、以上のような記録動作と同時に、既に磁
気ディスク上に記録された信号を読み出すことにより、
記録再生インタフェース３０３と磁気ディスク装置３１
２を接続する信号線３１３上の映像信号は図１の(ｂ)に
示す記録再生信号のようになる。

【００３０】識別子判定・パケット抜取部３０４では、
ユーザからのリクエストにより、前記記録再生信号か
ら、前述の記録時に多重したパケット内の識別子に基づ
き、特定位相のパケットを順番に抜き取り映像信号部分
を時間軸伸張部３０５に供給する。時間軸伸張部３０５
において、抜き出された前記映像信号を時間軸伸張して
出力映像信号として３０６より出力する。

【００３１】以上の過程で、制御部３０７においては、
前述のユーザからのリクエスト等に応じて、本装置の各
部へ記録、再生、特殊再生等の制御信号を出力する。ま
た、インタリーブパラメータ発生部３０８においては、
運用上あらかじめ定められたサービス時間間隔、入力の
映像信号の伝送速度、時間Ｔp、磁気ディスク３１２の
平均転送速度と使用領域等のインタリーブフォーマット
を定めるのに必要な情報が制御部３０７経由で設定され
ており、それに従って（１）式、（３）式等により各種
パラメータを決定し、装置の各部へ必要なパラメータを
出力する。さらにタイミング信号発生部３１０では、前
記パラメータに従って時間軸圧縮／伸張、パケット化／
パケット抜取、磁気ディスクへの記録再生等に必要な各
種タイミング信号を出力する。

【００３２】以上のようにして本実施例によれば、映像
信号を磁気ディスクにフォーマット変換して高速記録再
生することにより、複数の位相の映像信号を同時再生可
能とすると共に、磁気ディスクのヘッドのトラッキング
動作を単調にすることができる。従って、ランダムアク
セスにより読み出す場合に比べてヘッドの移動によるア
クセスタイムのロスが少なく、磁気ディスクの最大転送
速度に近い転送速度が確保できる。従って、ユーザに対
して待ち時間の少ない映像記録再生装置を提供可能とす
る。

【００３３】次に、主要なブロックの構成と動作および
その効果について詳しく説明していく。図７と図８はそ
れぞれ、図３の時間軸圧縮部３０１と時間軸伸張部３０
５の詳細なブロック構成図である。

【００３４】図７において、７００は時間軸圧縮のため
のバッファーメモリ、７０１は入力映像信号をバッファ
ーメモリ７００に書き込むための書込制御回路、７０２
はタイミング信号発生部３１０から供給されるブロック
タイミング信号（図１４(ｄ)）に応じてバッファーメモ
リ内の映像信号を読み出す読出制御回路、７０３は前記
ブロックタイミング信号で示される期間の入力映像信号
のデータ量をカウントする映像情報量計数器である。

【００３５】ここで、前述の転送速度比ｎと次段のパケ
ット化のためのオーバヘッド挿入分等を考慮して、バッ
ファーメモリ７００への書き込み速度に対して読み出し
速度を高速に設定することで映像信号をブロック毎に時
間軸圧縮する。また、読出制御回路７０２は後述する平
滑化クロックの再生のために、ブロックタイミング信号
の１周期で前記１ブロックの映像情報量に従ってバッフ
ァーメモリ７００から映像信号を読み出す。

【００３６】図８において、８００は時間軸伸張のため
のバッファーメモリ、８０１は識別子判定・パケット抜
取部３０４から供給される圧縮映像信号をバッファーメ
モリ８００に書き込むための書込制御回路、８０２はバ
ッファーメモリ内の映像信号を読み出す読出制御回路、
８０３は読出制御回路８０２で使用するバッファーメモ
リ７００からの読み出しクロックを、識別子判定・パケ
ット抜取部３０４から供給される前述の映像情報量をも
とに生成する平滑化クロック発生回路である。

【００３７】以上のようにして、図１４のタイミング図
に示すように、時間軸圧縮部３０１により入力映像信号
（ａ）を映像ブロック毎に時間軸圧縮して記録再生信号
（ｂ）の斜線部に示す記録用の圧縮映像信号が得られ、
逆に、時間軸伸張部３０５により記録再生信号（ｂ）の
圧縮映像信号を映像ブロック毎に時間軸伸張して入力映
像信号と同一速度の出力映像信号（ｃ）が得られる。

【００３８】映像信号は総情報量が多いため、前述の時
間軸圧縮／伸張のためのバッファーメモリを削減するた
め、前記ブロック分割数ｋを大きくし、映像ブロックの
サイズを小さくする必要がある。図４（ａ）はブロック
分割数ｋが１１の場合の再生した４相の映像信号の位相
関係、図４（ｂ）はｋを無限大に近づけた時の再生した
複数の映像信号の位相関係を表す。ここで図４（ａ）に
示すように、映像信号を先頭から３ブロック単位で大ブ
ロックを組み、分割すると全ブロックを２次元のマトリ
ックスで表現できる。ただし最後の大ブロックのみ他の
大ブロックより１ブロック短くなる。図中２次元のマト
リックスで表現したｉ₁は前記大ブロックをカウントし
た大ブロック番号、ｉ₀は大ブロックの中の映像ブロッ
クをカウントした小ブロック番号であり、それぞれダウ
ンカウントにより表現している。

【００３９】このとき出力映像信号φ１〜４の時間的に
隣接する相間で、前記１ブロックの誤差が有りながらも
大ブロック単位で連続的に映像信号が並ぶことになる。
ここで分割数ｋを総位相数ｎに対して大きくすると、前
記１ブロックのずれはほとんど無視でき、大ブロックの
区切りのみを示した同図（ｂ）に示すようにφ１〜４
は、各相間で大ブロックが格子状に並ぶことになる。

【００４０】従って、この大ブロックに対する識別番号
を前記映像パケットにブロック識別子として多重して記
録メディアに記録することにより、再生時、映像信号の
大ブロック番号を指定することで、相間を移動して映像
信号を再生できる。このことにより大ブロックを単位と
した特殊プレイによる映像信号再生ができることとな
る。

【００４１】上記大ブロックの分割方法は、前述のイン
タリーブパラメータｋ，ｎを用いて表現すると、次の
（５）式を満たす整数ｈ（以下、小ブロック最大値）に
より、ｈブロック単位に大ブロックを構成すればよい。
ただし、ceil（）は（）内の値を下回らない最小の整数
を意味する。

【００４２】ｈ＝ ceil（ｋ／ｎ）・・・（５）また、このとき全映像信号の大ブロック分割数（以下、
大ブロック最大値）ｇは、以下の（６）式に示すように
なる。

【００４３】ｇ＝ｎ・・・（６）以上説明したブロック識別子の２次元的な発生の方法を
次に説明する。図９と図１０はそれぞれ、図３の記録ブ
ロック識別子発生部３０９と再生ブロック識別子発生部
３１１の詳細なブロック構成図である。図３の記録ブロ
ック識別子発生部３０９には、（５）式、（６）式に基
づいてインタリーブパラメータ発生部３０８から小ブロ
ック最大値ｈと大ブロック最大値ｇ、制御部４０７から
は記録メディアへの映像信号の記録を指示する記録制御
信号、タイミング信号発生部３１０からは前述のブロッ
クタイミング信号が供給され、それらの信号より前述の
記録用のブロック識別子を発生し、パケット化部３０２
へ出力する。

【００４４】図９において、記録制御信号の示す記録ス
タート時に、小ブロック最大値ｈと大ブロック最大値ｇ
は映像小ブロックカウンタ９００と映像大ブロックカウ
ンタ９０１とに読み込まれ、映像小ブロックカウンタ９
００ではブロックタイミング信号により小ブロック最大
値ｈを法として巡回的にダウンカウントをおこない、映
像大ブロックカウンタ９０１では小ブロックカウンタの
ターミナルカウントで大ブロック最大値ｇからカウント
ダウンして行く。このようにして両カウンタの出力とし
て得られるカウント値を小ブロック番号、大ブロック番
号として出力する。

【００４５】図３の再生ブロック識別子発生部３１１へ
は記録ブロック識別子発生回路３０９と同様にブロック
タイミング信号、小ブロック最大値ｈおよび大ブロック
最大値ｇが供給される。また、制御部３０７より、ユー
ザ（受信端末）からの指定に基づく映像信号の開始ポイ
ントが小ブロック開始番号、大ブロック開始番号として
供給され、さらに、通常再生／特殊再生等の再生の制御
を行う再生制御信号と特殊再生時の大ブロック遷移量を
表すオフセット値が供給される。これらの信号より、出
力する映像信号のブロック識別子を発生し、識別子判定
・パケット抜取部３０３へ出力する。

【００４６】図１０において、通常の映像信号再生を行
う場合には、映像小ブロックカウンタ１０００と映像大
ブロックカウンタ１００１へ再生制御信号に基づきスイ
ッチ１００２、１００３を介して小ブロック最大値ｈお
よび大ブロック最大値ｇとを読み込み、記録ブロック識
別子発生部３０９の動作と同様にして再生のための小ブ
ロック番号と大ブロック番号を生成し出力する。

【００４７】前述の相間の遷移で特殊再生を実現すると
きには、映像大ブロックカウンタ１００１の出力にスイ
ッチ１００２を介して計算器１００４においてオフセッ
ト値を加え映像大ブロックカウンタ１００１へ読み込む
ことで、大ブロック番号を変化させていく。このとき、
制御部３０７においてオフセット値を所定の値とするこ
とにより、図４（ｂ）に示す矢印Ａ、ＢおよびＣの方
向へ大ブロックをシフトさせることができ、それにより
チャプター送り、チャプター戻し、チャプター停止の特
殊再生の効果が実現できる。

【００４８】また、最大値を読み込みダウンカウントさ
せることにより、ブロック識別子を発生するカウンタを
簡略化することができる。

【００４９】図１１と図１２はそれぞれ、図３のパケッ
ト化部３０２と識別子判定・パケット抜取部３０４の詳
細なブロック構成図である。パケット化部３０２へは、
制御部３０７からパケットの区切り識別、種別識別等の
ための同期／種別信号、記録する番組に独特の番組識別
番号が供給され、さらに、記録識別子発生部３０９から
大ブロック番号、小ブロック番号が供給され、時間軸圧
縮部３０１から多重する映像ブロックの映像情報量が供
給される。

【００５０】それらをタイミング信号発生部３１０から
供給されるブロックタイミング信号とパケットタイミン
グ信号（図１４参照）に従ってパケットのオーバッヘッ
ドに多重し、更にパケットの情報フィールドには時間軸
圧縮部３０１において時間軸圧縮された映像ブロック単
位の映像信号を多重して記録再生インタフェース部３０
３へ供給する。記録再生インタフェース部３０３へ供給
するパケットのフォーマットを図５に示し、全記録再生
信号の中で記録のための映像ブロックが配置されたパケ
ットのタイミングを図１４（ｂ）の斜線部に示す。

【００５１】図５において、映像パケットの情報フィー
ルドには、映像情報量により示される量の映像信号が多
重され、残りの部分はスタッフで満たされることとな
る。また、このときのパケット長を、磁気ディスク３１
２のセクタの長さの整数倍の固定長のパケットとするこ
とにより、複数の蓄積メディアへの配置、記録再生制御
が簡単に行える。

【００５２】図１２の識別子判定・パケット抜取部の多
重分離部１２００においては記録再生インタフェース３
０３から供給される記録再生信号からタイミング信号発
生部３１０より供給されるパケットタイミング信号に従
って、映像パケットのオーバヘッド部から番組識別番
号、大ブロック番号、小ブロック番号、映像情報量を抜
き取り、それぞれ番組識別番号比較回路１２０２、大ブ
ロック番号比較回路１２０３、小ブロック番号比較回路
１２０４および前述の時間軸伸張部３０５へ供給する。

【００５３】また、残った情報フィールドを映像信号抜
取回路１２０１へ供給する。番組識別番号比較回路１２
０２、大ブロック番号比較回路１２０３、小ブロック番
号比較回路１２０４においては、制御部３０７から供給
される番組識別番号、前述の再生ブロック識別子発生回
路３１１から供給される大ブロック番号、小ブロック番
号とパケットから分離された前記番号とを比較し、判定
結果を出力する。これらの識別番号が一致したパケット
の情報フィールドに多重された映像信号が、映像信号抜
取回路１２０１において映像情報量に従って抜き取られ
圧縮映像信号として時間軸伸張部３０５へ出力される。

【００５４】ただし、映像信号の頭だし等を行う時以
外、たとえば前述の特殊再生を行うときには、制御部３
０７から供給される再生制御信号により小ブロック番号
比較回路１２０４の出力は論理回路１２０５でゲートさ
れ、パケット抜取には参照しない。従って、こうするこ
とで映像信号抜取回路１２０１では、特殊再生で遷移し
た相の最も早く到着した映像パケットから映像信号を抜
き取ることになる。

【００５５】こうした構成で、複数の位相の映像信号を
記録再生信号中から抜き取ることができるとともに、さ
らに、番組番号により複数の映像信号を識別し、選択し
て再生することが可能になる。

【００５６】図１３は図３のタイミング信号発生部３１
０の詳細なブロック構成図である。内部の高精度のクロ
ック発生源１３００からのクロックをインタリーブパラ
メータ発生部３０８から供給される各種インタリーブパ
ラメータに基づいて分周器１３０１で分周してブロック
タイミング信号、パケットタイミング信号を発生し、各
部へ供給する。また、制御部３０７から供給される磁気
ディスク３１２への映像信号の記録を制御する書込制御
信号に従って読出／書込信号等を発生し、記録再生イン
タフェース部３０３へ供給する。このときの入出力の映
像信号と各タイミング信号のタイミング関係は図１４の
ようになるが、実際は、記録系と再生系、もしくは各部
における遅延等の時間を考慮していくつかの位相の信号
を発生することになる。

【００５７】図３の記録再生インタフェース部３０３
は、高速に映像信号を前述のフォーマットに従って磁気
ディスク３１２へ記録し、記録された信号を巡回的に高
速に再生する機能を有する。このとき磁気ディスク３１
２のヘッドは、インタリーブパラメータ発生部３０８か
ら供給され信号に従って制御され、前述の図６に示した
ように、単純に特定領域のトラックを巡回的に移動す
る。また、タイミング信号発生部３１０から供給される
パケットタイミング信号と読出／書込制御信号に従って
磁気ディスク媒体への記録／再生のアクセスを繰り返
す。従って記録再生インタフェース部３０３には、一般
の磁気ディスクとコンピュータとの接続に用いているイ
ンタフェース（例えばＳＣＳＩ）等が利用可能である
が、単純な動作であるため更に簡略化して低コスト化す
ることもできる。

【００５８】図１５は本実施例の映像記録再生装置をＣ
ＡＴＶ等のトリー型ネットワークで用いる場合の映像伝
送システムの構成図で、図中１５００は映像ソース、１
５０１はエンコーダ、１５０３は多重化部、１５０４は
変調器、１５０５は周波数多重化装置、１５０６はトリ
ー型伝送路、１５０７はチューナ、１５０８は復調器、
１５０９は多重分離回路、１５１０はデコーダ、１５１
１はモニター、１５１２はキー入力回路、１５１３は映
像受信端末である。図１５における多位相映像記録再生
部３１４は図３の点線３１４で囲った範囲を示す。この
実施例では、再生可能な全位相の映像信号を多重化部１
５０３において多重し、変調器１５０４においてＱＡＭ
等によりディジタル変調してＣＡＴＶを用いて伝送す
る。

【００５９】受信端末１５１３においては、所望の映像
チャンネルをチューナ１５０７で選択し復調器１５０８
でディジタル変調を復号し、多重分離回路１５０９で所
望の位相の映像を選択してデコーダ１５１０でデコード
後、モニター、スピーカ機能を有するモニター１５１１
へ映像と音声を出力する。このような構成とすることで
現在のＣＡＴＶネットワークにも本装置が適用でき、比
較的待ち時間の長いニア・オン・デマンド・サービスを
安価に実現可能となる。なお、本実施例における時間軸
伸張部３０５は、映像受信端末１５１３内に配置するこ
ともできる。

【００６０】図１６は本実施例における映像記録再生装
置を、将来大容量伝送が可能となる電話回線もしくは双
方向のＣＡＴＶ等のスター型ネットワークで用いる場合
の映像伝送システムの構成図で、図中１６００は多重化
／多重分離回路、１６０１は交換機、１６０２はスター
型伝送路、１６０３はリクエスト処理部、１６０４は映
像送受信端末、１６０５は伝送路インタフェースであ
る。尚、図１５と同一機能を有する部分には同一番号を
付している。

【００６１】本実施例の映像伝送システムは、図１５の
構成とは異なり、映像記録再生装置が置かれるセンター
系に各ユーザに対して双方向の回線を割り当てる大容量
の交換機１６０１が配置される。この交換機１６０１に
よりユーザのリクエストに応じた映像信号を選択して映
像送受信端末１６０４宛伝送する。また、ユーザからの
リクエスト信号もしくは映像信号も交換機１６０１を経
由して多位相映像記録再生部３１４へ供給される。この
ような構成とすることで将来、大規模で待ち時間の少な
い双方向の映像サービスが実現可能となる。

【００６２】また、インタリーブされた記録再生信号を
そのまま高速で伝送し、中継用のハブ等で再度本装置を
用いて複数位相に展開することによりネットワークの伝
送路の負担を軽減することもできる。

【００６３】なお、以上の実施例では一部機能を電気回
路として説明したが、コンピュータを用いてソフトウェ
アプログラムにより実現することもできる。特に記録動
作をソフトウェアプログラムにより非実時間処理とし
て、蓄積メディア上に前述のフォーマットを実現するこ
ともできる。

【００６４】また、以上の実施例で述べた映像信号に特
有の伝送速度とは、可変レート映像伝送においては、そ
の平均伝送速度を表すものであり、固定レート伝送に限
定するものではない。

【００６５】また、図１５、図１６の実施例においては
簡単のため、再生ブロック識別子発生部を省略して説明
したが、再生位相数と同数の再生ブロック識別子発生部
を設け、それぞれのブロック識別子出力を識別子判定・
パケット抜取部へ出力する構成でも実現できる。

【００６６】更に、蓄積メディアを磁気ディスク装置と
したが、これは光ディスク装置、光磁気ディスク装置、
磁気テープ装置または大容量の固体メモリとしてもよ
い。特に固体メモリを用いた場合には、高速化して前記
待ち時間を極端に短くでき、またディスク装置のトラッ
キングが単純になるのと同じ原理でメモリ用のアドレス
発生部を簡素化可能となると同時に、高速の記録再生信
号からなるバスが一定速度となるので、ランダムアクセ
スによるバスに比べて破綻のない構成とすることができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、以下の優
れた効果を奏することができる。 (1) 蓄積メディアのヘッドをシーケンシャルに順次隣接
セクタへ移動して行く方法で映像信号を蓄積メディアか
ら読みだせるので、ランダムアクセスする場合に比べ大
幅な平均転送スピードの向上が図れ、ニア・オン・デマ
ンドサービスにおけるアクセスタイムを短縮できる。 (2) さらに、蓄積メディアへの記録フォーマットはハー
ドディスクのヘッド構成に依存することなく設定できる
ので、再生する映像の位相数等はハードディスクのスル
ープットにより最大値が制限されるだけである。従っ
て、ニア・オン・デマンド型の映像サービスのサービス
間隔、絶対時間等の運用上のパラメータを比較的自由に
設定できることになる。 (3) また、前述のインタリーブ方法を取り入れることに
より、特定位相の映像信号（パケット）の抜き出しが、
映像信号の終点と始点の間でも他の区間と同様に一定周
期で巡回的に繰り返すことになるため、特定の位相に着
目すると映像信号の終点と始点が一致することになり、
時間軸伸張に必要となるメモリを削減できる。 (4) さらに、全位相の映像信号を複数の伝送路を介して
加入者もしくは交換機へ伝送する際に、伝送路と映像信
号の位相とを１対1で対応付けることができ、サービス
の時間管理が容易になる。 (5) ユーザ数の制約のない映像サービスを可能とし、ま
た磁気ディスク、光ディスク等の蓄積メディアのトラッ
キング機構部を不規則なアクセスから解放し、長寿命化
も図れる。 (6) サービス破綻がなく、高信頼で長時間映像サービス
の可能な動画像データベースが実現可能となる。 (7) また、映像信号再生中の早送り、巻き戻し動作等が
疑似的に実現でき、いかにもビデオテープレコーダが手
元にあるかのような環境をユーザに与えることができ
る。 (8) 更に、映像信号を分割するブロックを小さくするこ
とで、時間軸圧縮伸張のためのメモリー容量も少なくで
き、装置の低コスト化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における映像記録再生方法の多
重アクセスタイミングの概念図

【図２】本発明の映像記録再生方法におけるフォーマッ
ト変換図

【図３】本発明の一実施例における映像記録再生装置の
ブロック構成図

【図４】出力映像信号の隣接相間のタイミング図

【図５】本発明の映像記録再生方法によるパケットへの
映像ブロックの配置図

【図６】本発明の映像記録再生方法による磁気ディスク
ドライブのヘッドのトラッキング動作図

【図７】本実施例の時間軸圧縮部のブロック構成図

【図８】本実施例の時間軸伸張部のブロック構成図

【図９】本実施例の記録ブロック識別子発生部のブロッ
ク構成図

【図１０】本実施例の再生ブロック識別子発生部のブロ
ック構成図

【図１１】本実施例のパケット化部のブロック構成図

【図１２】本実施例の識別子判定・パケット抜取部のブ
ロック構成図

【図１３】本実施例のタイミング信号発生部のブロック
構成図

【図１４】本実施例のタイミング信号発生部の出力信号
タイミング図

【図１５】本発明の記録再生装置をトリー型ネットワー
クで用いる場合の映像伝送システムの一実施例を示す構
成図

【図１６】本発明の記録再生装置をスター型ネットワー
クで用いる場合の映像伝送システムの一実施例を示す構
成図

【符号の説明】

３００映像信号の入力端子３０１時間軸圧縮部３０２パケット化部３０３記録再生インタフェース部３０４識別子判定・パケット抜取部３０５時間軸伸張部３０６映像信号の出力端子３０７制御部３０８インタリーブパラメータ発生部３０９記録ブロック識別子発生部３１０タイミング信号発生部３１１再生ブロック識別子発生部３１２磁気ディスク３１３記録再生信号３１４多位相映像記録再生部６００磁気ディスク媒体６０１ヘッド７００、８００バッファーメモリ７０１、８０１書込制御回路７０２、８０２読出制御回路７０３映像情報量計数器８０３平滑化クロック発生回路９００、１０００映像小ブロックカウンタ９０１、１００１映像大ブロックカウンタ１００２、１００３スイッチ１００４計算器１２００多重分離回路１２０１映像信号抜取回路１２０２番組識別番号比較回路１２０３大ブロック番号比較回路１２０４小ブロック番号比較回路１２０５ＯＲゲート１２０６ＡＮＤゲート１３００クロック発生源１３０１分周器１３０２ＯＲゲート１５００映像ソース１５０１エンコーダ１５０３多重化部１５０４変調器１５０５周波数多重化装置１５０６トリー型伝送路１５０７チューナ１５０８復調器１５０９多重分離回路１５１０デコーダ１５１１モニター１５１２キー入力回路１５１３映像受信端末１６００多重化／多重分離回路１６０１交換機１６０２スター型伝送路１６０３リクエスト処理部１６０４映像送受信端末１６０５伝送路インタフェース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号を時間軸方向にｋ個の映像ブロッ
クに分割し（ｋは２以上の整数）、ｓ＝（ｐｋ＋１）／ｎとなる整数ｓが存在するとき（ｐは１以上の整数、ｎは
２以上の整数）、蓄積メディアの映像信号のブロック配
置番号ｊに対して（ｊは１以上、ｋ以下の整数）、前記
映像信号のブロック番号ｉが（ｉは１以上、ｋ以下の整
数）、ｉ＝｛ｓ(ｊ−１)｝modｋ＋１となる順番で、前記映像信号をインタリーブして蓄積メ
ディアへ配置することを特徴とする映像記録再生方法。
【請求項２】映像信号が蓄積メディアの最大記憶容量も
しくは使用領域から定まる量のブランクを含んで配置さ
れることを特徴とする請求項１記載の映像記録再生方
法。
【請求項３】映像信号に特有の伝送速度のｎ倍の伝送速
度で前記蓄積メディアからブロック配置番号ｊの順番で
映像信号を巡回的に繰り返し読みだすことを特徴とする
請求項１記載の映像記録再生方法。
【請求項４】ブロック配置番号ｊの順番に蓄積メディア
上のヘッドを１周期移動させる過程で、既に記録済みの
ブロック番号１からブロック番号（ｉ−１）の映像ブロ
ックの映像信号を読み出しつつ、ブロック番号ｉの映像
ブロックの映像信号を蓄積メディア上の所定の位置へ書
き込むことを特徴とする請求項３記載の映像記録再生方
法。
【請求項５】映像信号が帯域圧縮された映像情報と音声
情報とを含んでなることを特徴とする請求項３記載の映
像記録再生方法。
【請求項６】映像パケットを生成し、映像ブロックを単
位として映像信号を前記映像パケットの情報フィールド
に多重し、さらに前記映像パケットのオーバヘッド部に
該映像パケットの情報フィールドに多重された映像信号
のブロック番号ｉに基づくブロック識別子を多重して蓄
積メディアへ記録することを特徴とする請求項１記載の
映像記録再生方法。
【請求項７】映像パケットは固定長のパケットであり、
映像パケットの情報フィールドに多重された映像信号の
情報量を該映像パケットのオーバヘッド部に多重して蓄
積メディアへ記録することを特徴とする請求項６記載の
映像記録再生方法。
【請求項８】蓄積メディアへ記録する映像信号のインタ
リーブパラメータを発生するインタリーブパラメータ発
生手段と、前記インタリーブパラメータ発生手段の出力
に基づき映像信号のブロック識別子を発生する記録ブロ
ック識別子発生手段と、映像ブロックを単位に映像パケ
ットを組み、記録ブロック識別子発生手段から出力され
るブロック識別子を前記映像パケットのヘッダー部に多
重するパケット化手段と、前記インタリーブパラメータ
発生手段の出力に基づき所定のフォーマットでパケット
化された前記映像信号を蓄積メディアへ書き込み、さら
に既に記録された映像信号を蓄積メディアより読み出す
記録再生インタフェース手段と、再生する映像信号のブ
ロック識別子を発生する再生ブロック識別子発生手段
と、前記再生ブロック識別子発生手段の出力と映像パケ
ットのヘッダー内に多重された前記ブロック識別子とを
比較して所望の映像パケットを抜き取る識別子判定・パ
ケット抜取手段とを備えたことを特徴とする映像記録再
生装置。
【請求項９】インタリーブパラメータ発生手段は、イン
タリーブパラメータを請求項１記載の映像記録再生方法
で発生し、出力することを特徴とする請求項８記載の映
像記録再生装置。
【請求項１０】タイミング信号発生手段は、インタリー
ブパラメータ発生手段の出力に基づき、ブロックタイミ
ング信号とパケットタイミング信号とを出力することを
特徴とする請求項８記載の映像記録再生装置。
【請求項１１】記録ブロック識別子発生手段は、インタ
リーブパラメータ発生手段から入力される小ブロック最
大値をカウント長とし、ブロック化タイミング信号をカ
ウントする映像小ブロックカウンタと、インタリーブパ
ラメータ発生手段から入力される大ブロック最大値をカ
ウント長とし、前記映像小ブロックカウンタのターミナ
ルカウントでカウントを進める大ブロックカウンタとを
具備し、前記映像小ブロックカウンタにおける計数値で
ある小ブロック番号と前記映像大ブロックカウンタにお
ける計数値である大ブロック番号とをブロック識別子と
してパケット化手段へ出力することを特徴とする請求項
８記載の映像記録再生装置。
【請求項１２】映像小ブロックカウンタと映像大ブロッ
クカウンタがカウント長をロードした後、カウントダウ
ン動作することを特徴とする請求項１１記載の映像記録
再生装置。
【請求項１３】再生ブロック識別子発生手段は、映像小
ブロックカウンタと映像大ブロックカウンタとを具備
し、前記映像大ブロックカウンタの入力には、前記映像
大ブロックカウンタの出力にオフセット値を加減算する
計算手段が接続されたことを特徴とする請求項１１記載
の映像記録再生装置。
【請求項１４】識別子判定・パケット抜取手段は、大ブ
ロック番号比較手段と小ブロック番号比較手段とを具備
し、前記小ブロック番号比較手段の比較結果を再生制御
信号でゲートした後に前記大ブロック番号比較手段の比
較結果と論理合成することを特徴とする請求項１３記載
の映像記録再生装置。
【請求項１５】入力映像信号を総再生位相数ｎにより定
まる圧縮比でブロック毎に時間軸圧縮し、前記パケット
化手段へ出力する時間軸圧縮手段と、前記識別子判定・
パケット抜取手段の出力の映像信号を総再生位相数ｎに
より定まる比率で時間軸伸張して出力する時間軸伸張手
段とを具備することを特徴とする請求項８記載の映像記
録再生装置。
【請求項１６】時間軸圧縮手段は、ブロックタイミング
信号に従って入力の各映像ブロックの映像情報量をカウ
ントしパケット化手段へ出力する映像情報量計数手段を
具備し、前記パケット化手段は、前記映像情報量を該映
像ブロックが多重される映像パケットのオーバヘッド部
へ多重する映像情報量多重化手段を具備し、識別子判定
・パケット抜取手段が映像パケットのオーバヘッドに多
重された前記映像情報量を抜き取る映像情報量抜取手段
を具備し、時間軸伸張手段は、前記映像情報量抜取手段
の出力の映像情報量とブロックタイミング信号とにより
平滑化されたクロックを発生する平滑化クロック発生手
段を具備したことを特徴とする請求項１５記載の映像記
録再生装置。
【請求項１７】パケット化手段は、番組識別子を映像パ
ケットのオーバヘッド部に多重する番組識別子多重化手
段を具備し、識別子判定・パケット抜取手段が、制御手
段から入力された番組識別子と映像パケットのオーバヘ
ッド内に多重された前記番組識別子とを比較する番組識
別子比較手段とを具備し、前記番組識別子比較手段の出
力とブロック識別子の比較を行うブロック識別子比較手
段の出力とを論理合成することを特徴とする請求項８記
載の映像記録再生装置。
【請求項１８】総再生位相数ｎと少なくとも同数の識別
子判定・パケット抜取手段を具備し、全位相の映像信号
の再生出力を映像交換手段に接続したことを特徴とする
請求項８記載の映像記録再生装置。
【請求項１９】総再生位相数ｎと同数の識別子判定・パ
ケット抜取手段と、総再生位相数ｎと同数の時間軸伸張
手段と、総再生位相数ｎと同数の再生ブロック識別子発
生手段とを具備し、前記ｎ個の時間軸伸張手段の出力の
映像信号を多重し、伝送路を介して伝送することをこと
を特徴とする請求項８記載の映像記録再生装置。
【請求項２０】受信端末に映像信号の位相を選択する多
重分離手段を具備したことを特徴とする請求項１９記載
の映像記録再生装置。
【請求項２１】蓄積メディアからブロック配置番号ｊの
順番で読み出された映像信号を伝送路を介して伝送する
ことを特徴とする請求項１記載の映像記録再生方法。