JPH07212768A - 画像記録媒体及びその再生方法 - Google Patents
画像記録媒体及びその再生方法Info
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- JPH07212768A JPH07212768A JP1600894A JP1600894A JPH07212768A JP H07212768 A JPH07212768 A JP H07212768A JP 1600894 A JP1600894 A JP 1600894A JP 1600894 A JP1600894 A JP 1600894A JP H07212768 A JPH07212768 A JP H07212768A
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Management Or Editing Of Information On Record Carriers (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
録媒体であって特殊再生が容易に行える記録媒体と、そ
の再生方法とを提供する。 【構成】高能率符号化に於いてフレーム内予測によって
符号化された独立フレームIが離散的に記録され、且
つ、各セクタ内に他の記録領域の信号との間でインタリ
ーブされない信号を記録する独立サブコード領域を有す
る画像記録媒体であって、前記独立フレームが記録され
た記録領域の先頭セクタのアドレスを示す独立フレーム
アクセス情報を前記独立サブコード領域に記録した画像
記録媒体である。
Description
記録する記録媒体及びその再生方法に関する。
高能率符号化に於いては、連続した複数のフレームから
所定間隔で独立フレームが設定され、この独立フレーム
以外は非独立フレームとなる。前記独立フレームとは他
のフレームから独立してフレーム内予測が行われて符号
化されるフレームであり、非独立フレームは他のフレー
ムとの間のフレーム間予測を用いて符号化されるフレー
ムである。この一例として、MPEG方式の符号化につ
いて図5を基に説明する。図5は、MPEG方式に於け
る各種フレームの配置例を示す図である。
画像のフレーム順を示し、(b)は符号化された後の画
像のフレーム順を示す。グループ・オブ・ピクチャ(Gr
oup of Picture 以下、GOPとも記す)とは、画像情
報の信号処理をし易くするため複数のフレームが1つに
まとめられたもので、図5の例では15フレームで1つ
のGOPが構成され、1つのGOPごとに少なくとも1
つのIフレームが設定されている。同図に於いて、フレ
ーム番号7や11のようにIと記されているのはIフレ
ームを指し、現フレーム内の情報のみを用いて符号化さ
れるフレームで独立フレーム或いはイントラフレームと
呼ばれる。
されているのは、過去のIフレームから現フレームを予
測してフレーム間予測信号を得、現フレームと前記フレ
ーム間予測信号との差分が符号化されるフレームで、片
方向予測フレーム或いはPフレームと呼ばれる。さら
に、同図でフレーム番号5や6のようにBと記されてい
るのは、過去及び/又は未来のIフレーム或いはPフレ
ームから現フレームを予測してフレーム間予測信号を
得、現フレームと前記フレーム間予測信号との差分が符
号化されるフレームで、双方向予測フレーム或いはBフ
レームと呼ばれる。符号化された場合、信号の差分のみ
が符号化される前記PフレームやBフレームの符号量
は、Iフレームの符号量に比して遥かに小さい。
ーム順が示されている。符号化に於いては、例えばフレ
ーム番号5から19で1つのGOPが構成されている。
同図の(b)には、符号化された情報が記録媒体に記録
される順が示されており、フレーム7からフレーム18
で1つのGOPが構成され先頭がIフレームとされてい
る。記録媒体に記録される順は復号後に表示装置に表示
されるフレーム順と同じであるが、符号化の順とは少し
異なり、Bフレームの復号にはIフレームとPフレーム
の情報が必要なために、符号化時にはBフレームより後
ろにあったPフレームが、Bフレームより先に記録さ
れ、再生時には先に読み出される。
た記録媒体から再生装置によって画像情報が再生される
場合、前記P、Bフレームは独立して復号が出来ないの
で、例えば30フレーム/秒の画像では1GOPに相当
する略0.5秒単位で復号され、これが完全な画像を復
元出来る最小単位となる。ところで、記録された前記圧
縮動画像情報を再生する場合に、2倍速や3倍速等で再
生する高速再生や、時間的に逆方向に高速再生を行う逆
方向高速再生等の特殊再生が行われる。この場合、フレ
ーム内の符号のみから再生画像が得られる前記独立フレ
ーム(Iフレーム)のみが表示装置に表示され、Pフレ
ームやBフレームは読み出されたとしても復号や表示は
されない。
殊再生は、符号化に於ける単位時間当たりの送出符号量
が略一定の固定転送レートの場合、独立して再生可能な
1GOP長に相当するデータ量或いはセクター数が算出
され、概略のスキップ距離で目標点にアクセスされ、そ
のGOPのデータ全体が復元されIフレームのみが表示
装置に表示されていた。しかし実際には、固定転送レー
トであっても瞬時のデータ量は変動するので、本来アク
セスすべきデータを通り越さないように、アクセス対象
の領域よりかなり前から読取りを開始する必要があり、
アクセスに時間がかかった。
生はランダムアクセスやサーチ(検索)などに限定され
倍速再生等の高速再生が出来ない等の問題があった。ま
た符号化に於ける単位時間当たりの送出符号量が変動す
る可変転送レート符号化(詳細は例えば本出願人が出願
した特願平4−339720号に記載されている)の場
合、単位時間当たりのデータ量が大幅に変動するので前
述の問題が一層大きくなり、データ量から次のアクセス
点を推定する従来の方法では、特殊再生が不可能であっ
た。
フレームが記録されている記録領域の内の最初のセクタ
のアドレスを示す独立フレームアクセス情報を、全ての
独立フレームについてテーブル(対応表)として記録媒
体の所定の領域に記録し、再生時にまず前記テーブルの
情報を読取りS−RAM等の半導体メモリに記憶し、こ
のテーブルの情報に基づいて特殊再生を行うことが考え
られる。しかしこの方法では再生装置に於けるコンピュ
ータの負担が大きいと言う欠点がある。
アドレス等の管理情報等が記録されるサブコード情報と
画像データ等が記録されるデータ領域とで構成されてい
る。前記問題点を解決する別の方法として、前記独立フ
レームアクセス情報を、音楽用コンパクトディスクと同
様に記録媒体のセクタのサブコード領域に記録する方法
が考えられる。この場合、1つのセクタに記録されるア
ドレスデータは全ての独立フレームについてのアドレス
データではなく、現フレームの近傍の数個の独立フレー
ムについてのアドレスデータが記録される。しかしこの
方法では、サブコード領域のデータとデータ領域のデー
タとの間で誤り率を低下させるためのインタリーブがか
けられているために、前記サブコード領域のデータは、
データ領域のデータが読み出された後でないと得られ
ず、アクセス時間が大きくなって特殊再生には向かな
い。
たCD−I(FMV)では、圧縮画像および音声データ
だけでなく様々なデータがセクター単位で交互に記録さ
れており、復元したい画像や音声へのアクセス情報を特
定のセクターのみから得るのは不可能で、所定単位の圧
縮データ毎に再生順序情報を付加し連続して復元するよ
うになっている。このように、次にアクセスすべきセク
ターが示されているのである程度の特殊再生は可能であ
るが、アクセスのための情報は、読み出したデータにエ
ラー訂正、デ・インターリーブなど複雑な処理が必要な
前記データ領域中に記録されており、読み出しには様々
な制限があって、特殊再生はランダムアクセスやサーチ
等に限定され倍速再生等は事実上不可能であった。
及びその再生方法は、前記問題点に鑑みて発明されたも
のであって、その目的は、高能率符号化が施された画像
情報を記録する記録媒体であって特殊再生が容易に行え
る記録媒体と、その再生方法とを提供することである。
は、高能率符号化に於いてフレーム内予測によって符号
化された独立フレームが離散的に記録され、且つ、各セ
クタ内に他の記録領域の信号との間でインタリーブされ
ない信号を記録する独立サブコード領域を有する画像記
録媒体であって、前記独立フレームが記録された記録領
域の先頭セクタのアドレスを示す独立フレームアクセス
情報を前記独立サブコード領域に記録したものである。
また、本発明の画像記録媒体は、前記画像記録媒体であ
って、前記独立フレームアクセス情報が、現独立フレー
ムより1フレーム前、1フレーム後、3フレーム前、3
フレーム後、5フレーム前、5フレーム後の独立フレー
ムについての情報である画像記録媒体である。さらに本
発明の画像記録媒体の再生方法は、前記画像記録媒体の
再生方法であって、画像記録媒体の前記独立サブコード
領域から前記独立フレームアクセス情報を読み出し、こ
の独立フレームアクセス情報に基づいて画像記録媒体か
ら独立フレームのみを読み出して特殊再生をするように
したものである。また前記の再生方法に於いて、前記独
立サブコード領域から読み出した前記独立フレームアク
セス情報に基づくアクセスを複数回行うことによって、
次に再生する独立フレームへのアクセスを行うようにし
た画像記録媒体の再生方法である。
との間でインタリーブされない信号を記録する独立サブ
コード領域が各セクタ内に設けられ、画像情報を高能率
符号化して得られる独立フレームが記録された記録領域
の先頭セクタのアドレスを示す独立フレームアクセス情
報が前記独立サブコード領域に記録されている。前記独
立フレームアクセス情報は他の記録領域の情報との間で
インタリーブされていないので、前記独立フレームアク
セス情報が容易に読み出される。前記独立フレームアク
セス情報として、現独立フレームの直前、直後の独立フ
レーム等、現独立フレームの近傍の独立フレームが記録
されている領域の先頭セクタのアドレスが、現アドレス
からのオフセット値として記録されている。そして、特
殊再生が行われる場合には、前記読み出された独立フレ
ームアクセス情報と現セクタのアドレスとから、次に読
み出すべき独立フレームの先頭のセクタのアドレスが算
出されアクセスが行われる。
に圧縮動画像情報即ち符号化された動画像情報を記録
し、この動画像情報の内、独立して復元可能な独立フレ
ーム(Iフレーム)へ順次アクセスして正逆倍速再生や
スローモーション再生などの特殊再生を実現するために
なされたもので、再生に際して、アクセス対象のGOP
の先頭セクターに確実にアクセスすべく、現Iフレーム
の前或いは後のIフレームが記録されている領域中の先
頭セクタのアドレスを示す独立フレームアクセス情報
が、現セクタからの相対位置情報または絶対位置情報と
して、独立サブコード領域に記録されている。前記独立
サブコード領域に記録された独立フレームアクセス情報
は、他の記録領域の情報との間でインタリーブがかけら
れてなく、エラー訂正やデ・インターリーブ等の複雑な
処理を必要とせずに容易に且つ高速に読み出し出来る。
また、特殊再生が行われる時には、前記独立フレームア
クセス情報を参照してアクセスが行われ、圧縮動画像の
効率的な特殊再生が実現される。
録媒体を例に、図1乃至図4を基に説明する。図1は本
発明の画像記録媒体の記録態様を示す図である。図1に
於いて、(a)は記録媒体に記録された画像情報のM番
目から(M+5)番目のGOPを示し、各GOPの符号
量は固定転送レートの場合には略一定であるが、可変転
送レートの場合には、大きく異なっている場合がある。
尚、M番目のGOPは(M+1)番目のGOPより時間
的に前の(早い)GOPであるが、ここでの説明では、
時間的に早い方(過去の側)を前、時間的に遅い方(未
来の側)を後と記している。同図の(b)は(a)に示
すM番目のGOPを示し、Iフレームから始まる15の
フレームが記録されているが、他のGOPも同様であ
る。また、(c)は(b)に示すIフレームが複数のセ
クタに記録されていることを示す。
セクタを示すが、2番目以降のセクタも同様である。こ
の各セクタは、管理情報や制御情報が記録されるサブコ
ード領域と画像情報等が記録されるデータ領域とからな
り、前記サブコード領域は独立サブコード領域と非独立
サブコード領域とからなる。前記独立サブコード領域に
記録される情報は他の領域に記録される情報との間でイ
ンタリーブが掛けられていない。一方、前記非独立サブ
コード領域に記録される情報はデータ領域に記録される
情報との間でインタリーブが掛けらる。
は、同図に(e)に一例を示すように、制御情報X、そ
のセクタの絶対アドレスを示す絶対セクタ番号Y、現G
OP番号Nの近傍の他のGOPの各Iフレームが記録さ
れている最初のセクタの番号を示す独立フレームアクセ
ス情報等である。前記独立フレームアクセス情報とし
て、N番目のGOPが記録されている全てのセクタに、
N+1番目、N+3番目、N+5番目、N−5番目、N
−3番目、N−1番目のGOPの各Iフレームが記録さ
れている最初のセクタの番号が記録される。このような
少ないデータを用いて、後述するように広範囲の特殊再
生が可能となる。
合には1GOP内の全てのセクタに同一のデータが記録
される。一方、前記セクタ番号が現セクタからの相対ア
ドレスで示される場合には、1GOP内のセクタであっ
てもセクタ毎に異なるデータが記録されるが、これから
算出される絶対番地は同一である。そして前記相対アド
レスによる方がデータ量が少なく読み出しも早くて効率
が良い。
の一例について図3を基に詳細に説明する。図3は本発
明の画像情報記録媒体に於ける記録態様の一例を示す図
である。図3に於いて、(a)は画像情報記録媒体に記
録された各GOPのIフレームの先頭セクタの番号を示
し、1番目から11番目までのGOP即ちGOP1から
GOP11までが示されている。1番目から11番目ま
での各GOPの各Iフレームの先頭セクタの番号は、夫
々、1、30、53、81、100、119、150、
183、202、225、253である。
OP6のIフレームが記録された領域の先頭のセクタ1
19に於いて、独立サブコード領域に記録されている情
報を示し、制御データX、現セクタの絶対番地である1
19が記録されると共に、GOP7、GOP9、GOP
11、GOP5、GOP3、GOP1の各Iフレームの
先頭セクタの番号がセクタ119からのオフセット量で
示されている。(b)に示す如き情報は、GOP6が記
録されている全てのセクタに同様に記録されが、セクタ
番号が相対値で示される場合には、1セクタにつき1番
地ずれた値が記録される。前記したように1GOPに属
する全てのセクタに同一のアクセス先を記録するのは、
本発明の画像記録媒体の再生に際して、特殊再生を行い
易くするためである。
ついて、図4を基に説明する。図4は本発明の画像記録
媒体の再生装置の一例を示す図である。図4は本発明の
画像記録媒体の再生装置の一実施例を示すブロック図で
ある。まず、図4に示す再生装置20を用いて本発明の
画像記録媒体の通常の再生を行う場合について説明す
る。ここに、通常の再生とは実時間で順方向に再生され
るモードを指し、1倍速の再生を行うように再生モード
信号SSによって読取り制御器9に指示される。図4に
於いて、画像記録媒体に固定転送レートの符号化による
画像情報が記録されている場合の再生は一般的なもので
あるので、ここでは可変転送レートで記録された情報の
場合について説明する。
取り手段4によって画像記録媒体から間欠的に読み取ら
れ、バッファ手段5に入力される。バッファ手段5で
は、情報読取り手段4から間欠的に出力される情報が読
み込まれ、情報の復号に必要なタイミングで多重情報分
離器6に向けて情報が出力される。前記多重情報分離器
6では、音声情報と画像情報が分離され、音声情報は音
声の復号をする音声復号器2に、画像情報は画像の復号
をする画像復号器7に入力される。音声復号器2、画像
復号器7では、音声の情報、動画像の情報がそれぞれ復
号されて復号器のバッファに蓄積され、再生音声および
再生画像がそれぞれ出力される。
バッファの充足度の情報が、読取り制御器9に供給され
る。この時バッファ手段5は、復号で使われる情報量に
比して書き込まれる情報量が少ないと空に近くなり、復
号で使われる情報量に比して書き込まれる情報量が多い
と満ちた状態に近くなる。バッファ手段5の状態に応じ
て、読取り制御器9から情報読取り手段4に対して読取
り制御情報が出力される。即ち、バッファ手段5のバッ
ファが空に近い場合は、読取りを開始するように或いは
読取りを続けるように読取り制御情報が出力され、バッ
ファが満ちた状態に近い場合は、読取りをやめ待機する
よう読取り制御情報が出力される。
報の読取りは、例えばディスクの1回転分などを単位と
して行われる。そして、現時点で情報読取り手段4によ
る媒体からの情報の読取りが行われておらず、一方では
復号のために最高のレートでバッファ手段から情報が読
み出されているような場合であっても、次に読取りが開
始されるまでバッファ手段のバッファが空にならないよ
うに情報読取り手段4による読取りが制御される。
生の実行が読取り制御器9と独立フレームアクセス情報
検出器8と多重情報分離器6とに指示された場合につい
て、固定転送レートで符号化された画像情報の場合につ
いて説明する。尚、前記したように特殊再生とは前記通
常再生以外の再生を指し、例えば、2倍速、−2倍速
(逆方向の2倍速)、−1倍速、5倍速、−5倍速など
を指す。ここでは、再生モード信号SSによって5倍速
の特殊再生が指示された場合を例に、図3及び図4を基
に説明する。
バッファ手段5に与えられると共に独立フレームアクセ
ス情報検出器8に与えられる。独立フレームアクセス情
報検出器8では、前記独立フレームアクセス情報が検出
され、読取り制御器9に与えられる。情報読取り手段4
では、読取り制御器9の制御によって各GOPのIフレ
ームが読み出される。また画像復号器7ではIフレーム
のみが復号され所定時間同一の再生画像が出力される。
例えば30フレーム/秒の画像であれば、1つのIフレ
ームが15フレーム分(略0.5秒間)表示装置に表示
される。前記表示時間の制御は、画像復号器7のバッフ
ァからの読み出しを、再生モード信号SSに基づいて制
御することによって行われる。Iフレーム以外の画像情
報は読取る必要がないが、読取られた場合には使用され
ずに破棄される。
独立フレームアクセス情報と再生モード信号SSとに応
じて、次にアクセスすべきセクタが算出され、情報読取
り手段4に与えられる。図3に示す例で説明すると、順
方向の5倍速は、例えばGOP1、GOP6、GOP1
1、GOP16……の順にIフレームが読取られて復号
される。例えばGOP6の画像データが読取られる前
に、セクタ119に記録されている独立フレームアクセ
ス情報が独立フレームアクセス情報検出器8で検出さ
れ、GOP6の次に再生すべきGOP11のIフレーム
が記録されている最初のセクタ253が読取り制御器9
で算出され情報読取り手段4に与えられる。
ームの読取りが終了すると、前記セクタ253がアクセ
スされ、GOP11のIフレームが読取られる。一般的
に、光学ヘッド等のピックアップによって記録媒体から
情報を読取る場合に、ピックアップを高速に移動するこ
とは出来ず、ピックアップの一部例えば対物レンズのみ
を高速に移動出来たとしても移動範囲に限界があるため
にやはり特殊再生の機能は制限される。
セス動作について説明する。例えば、図1に示す例の如
く1つのGOPに含まれるフレーム数を15とし、前記
3種類の圧縮フレーム(I、P、B)のデータ量の比を
例えばI:B:P=7:1:3とすると、Iフレームの
データ読取り時間は1GOPのデータ読取り時間の7/
29で、それ以外の略22/29の時間は次のIフレー
ムへのアクセスに使用することができる。
ムの画像の場合、GOP長は15フレーム分で略0.5
秒となり、Iフレームのデータ読取り時間は略120m
Sでアクセスには略380mSが充てられる。実施例の
再生装置20では1回のアクセスに要する時間は100
mS程度であり、380mS以内に3回のアクセスが可
能であった。図3に示す例では、1回のアクセスで最大
5GOP分離れて記録された情報のアクセスが可能なよ
うにされていて、最大15倍速の高速再生が可能であっ
た。
説明する。4倍速の再生では、GOP1、GOP5、G
OP9、GOP13……の順に読取られるが、GOP1
の次にGOP5が直接アクセスされるのではなく、まず
GOP4がアクセスされ次にGOP5がアクセスされ
る。即ち2回のアクセスによって、実質的に1回分のア
クセスが行われる。GOP1に於けるIフレームの読取
りが終了してGOP4のアクセスが行われる場合には、
必ずしもセクタ81がアクセスされる必要はなく、GO
P4が記録されているどのセクタであっても良い。
クにも同一アクセス先を示す独立フレームアクセス情報
が記録されているからであり、このことによりアクセス
時間を短縮することが可能となっている。尚、読取られ
た1つのIフレームは、略0.5秒間表示される。実施
例の再生装置20では、最大15倍速の特殊再生が行わ
れる。この場合、3回のアクセスによって実質的に1回
分のアクセスが行われる。図2は13倍速再生の場合の
アクセス順序を示す図である。図2に示すように、13
倍速再生では、例えばGOP1、GOP14、GOP2
7、GOP40、GOP53……の順にIフレームが再
生されるが、GOP1のIフレームの読取りが終了する
と直接GOP14がアクセスされるのではなく、GOP
6、GOP11、GOP14の順にアクセスされる。
OP1が記録された領域に記録された独立フレームアク
セス情報に基づいて行われる。そしてGOP6が記録さ
れた領域に記録された独立フレームアクセス情報に基づ
いてGOP14がアクセスされる。GOP6、GOP1
1へのアクセスは正確である必要はない。即ちそのGO
Pが記録されている領域のどのセクタにも同一アクセス
先を示す独立フレームアクセス情報が記載されており、
読取られたセクタの番号と前記独立フレームアクセス情
報から次にアクセスすべきセクタの番号が算出される。
す順とは逆に、例えばGOP53、GOP40、GOP
27、GOP14………の順に各Iフレームが読み取ら
れ、復号されて略0.5秒ずつ再生画像が表示装置に表
示される。尚、これまでの説明では、独立フレームアク
セス情報として、各Iフレームが記録された領域の先頭
のセクタのアドレスを記録するとしたが、前記先頭セク
タより数セクタ分前後したセクタのアドレスを記録し
て、後で前記先頭セクタのアドレスを算出するようにし
ても良いことは勿論である。
れば、効能率符号化が行われた画像の特殊再生に際し
て、アクセス先の検出が容易且つ高速に行えるために、
広範囲の特殊再生が可能になり、また、可変転送レート
による符号化が行われた画像の特殊再生も可能になる。
る。
ある。
一例を示す図である。
図である。
示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】高能率符号化に於いてフレーム内予測によ
って符号化された独立フレームが離散的に記録され、且
つ、各セクタ内に他の記録領域の信号との間でインタリ
ーブされない信号を記録する独立サブコード領域を有す
る画像記録媒体であって、前記独立フレームが記録され
た記録領域の先頭セクタのアドレスを示す独立フレーム
アクセス情報を前記独立サブコード領域に記録したこと
を特徴とする画像記録媒体。 - 【請求項2】請求項1に記載の画像記録媒体であって、
前記独立フレームアクセス情報が、現独立フレームより
1フレーム前、1フレーム後、3フレーム前、3フレー
ム後、5フレーム前、5フレーム後の独立フレームにつ
いての情報であることを特徴とする画像記録媒体。 - 【請求項3】請求項1に記載の画像記録媒体を再生する
方法であって、画像記録媒体の前記独立サブコード領域
から前記独立フレームアクセス情報を読み出し、この独
立フレームアクセス情報に基づいて画像記録媒体から独
立フレームのみを再生をすることを特徴とする画像記録
媒体の再生方法。 - 【請求項4】請求項3に記載の画像記録媒体の再生方法
であって、前記独立サブコード領域から読み出した前記
独立フレームアクセス情報に基づくアクセスを複数回行
うことによって、次に再生する独立フレームへのアクセ
スを行うようにしたことを特徴とする画像記録媒体の再
生方法。
Priority Applications (5)
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