JPH08237592A

JPH08237592A - 実時間映像記録／再生装置および方法、並びにビデオライブラリシステム

Info

Publication number: JPH08237592A
Application number: JP7300325A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Uehara; 宏敏上原; Takanari Kadowaki; 隆成門脇; Shuhei Taniguchi; 周平谷口; Norio Aoki; 則夫青木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】放送映像をいつでもプレイバックして見るこ
とのできる実時間映像記録／再生装置を提供する。【解決手段】実時間映像記録／再生装置は、映像信号
を入力する映像入力手段２と、その映像信号を圧縮する
ことにより、圧縮データを生成する圧縮手段（４０１、
４０２、４０３）と、その圧縮データを格納するリング
バッファ３０２と、その圧縮データを格納するために必
要とされる空き容量がリングバッファ３０２にあるか否
かを判定し、その空き容量がある場合にはその圧縮デー
タを圧縮手段４に格納し、その空き容量が不足する場合
にはリングバッファ３０２に格納されている圧縮データ
のうち最も古いものを解放することにより、空き容量を
確保しその圧縮データをその確保された空き容量に格納
する主制御手段１と、再生指示を入力する入力手段５
と、入力手段５から入力される再生指示に応答して、リ
ングバッファ３０２に格納されている圧縮データを伸張
することにより、映像データを生成する伸張手段（４０
４、４０５、４０６）と、その映像データを出力する出
力手段６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ受像機やVT
R、及びテレビ放送の受信機能を有するコンピュータシ
ステムなどにおいて、放送された映像を数秒間だけ常時
蓄積し、ユーザが再度見たい場面や見逃した場面などを
自由にリプレイする実時間映像記録／再生方法及び装置
に関するものである。

【０００２】本発明はまた、VTRにおける録画済みビデ
オテープの内容確認を目的として、録画した映像からイ
ンデックス映像を生成し、これを一覧表示させるビデオ
ライブラリシステムに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】近年の放送技術の発達に伴い、生放送の
スポーツ中継でも決定的シーン(数秒間程度)などが繰り
返しリプレイされるようになってきた。しかし、繰り返
し見たい場面は個人の好みにより異なるもので、放送さ
れる映像だけで全ての視聴者を満足させることは到底不
可能である。テレビ受像機側で繰り返し見たい場面を自
由に再生できるなら、視聴者の要望に応えることができ
る。

【０００４】テレビ受像機にこうしたリプレイ機能を持
たせるという概念については、公知になっている。例え
ば特開昭57-65076がある。これは、受信中の映像信号を
所定の時間間隔で複数画面分をメモリ等に記憶する手段
と、視聴者の指示で記憶した複数枚の静止画を順次再生
する手段とを備えて、見逃した画像を瞬時に再生できる
ような構成としている。ただし、具体的な実現手段の記
載が不十分であり、コスト的課題と併せて実用化まで至
っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現状のテレ
ビ受像機でリプレイ機能を実現するものは存在しない。
一部のテレビ受像機でピクチャー・イン・ピクチャー(2
画面映像の同時表示機能)と呼ばれる回路を利用して、
静止画(1フレーム分)を蓄積するものがあるが、映像(最
低でも数秒間)まで対象にしたものはない。

【０００６】映像を記録するにはVTRを利用すれば容易
に実現できるが、テープメディアの課題であるランダム
アクセス性の欠如により、巻き戻しによる持ち時間が発
生して瞬時の再生は無理である。リプレイ機能の利用
は、スポーツ中継などでの決定的場面の瞬間再生と考え
られ、操作のタイムラグは致命的な問題となる。

【０００７】また、映像を常時記録するためにはエンド
レステープなどを用いる必要があり、テープの耐久性に
も課題が残る。

【０００８】操作の応答性を考慮すると半導体メモリな
どのランダムアクセスが可能な記憶手段が望ましい。こ
の際、映像データをそのまま蓄積すると記憶容量が膨大
になるため、通常は、映像を圧縮してデータ量を削減す
る方法が採られる。映像圧縮に関しては、最近の半導体
技術の進歩により、コスト的に民生機器に合うものにな
ってきた。

【０００９】しかしながら、映像を圧縮してメモリ等に
データを格納する場合、次のような課題が生じる。

【００１０】(1)画像圧縮では、通常ハフマン符号等を
用いた可変長符号化を行なうが、これにより圧縮後のデ
ータ量は一定サイズにならない。よって、これを実時間
でメモリ等に繰り返し上書きして蓄積する場合、可変長
データに対応したメモリ管理機構が必要不可欠となる。

【００１１】(2)所定の圧縮データを上書きせずに蓄積
を再開させる場合に、さらに領域管理が複雑化する。こ
れは、ユーザがリプレイした映像を見て、気にいった場
面を残したり、クイズ等の宛先のみを静止画として残す
ような機能を実現する上で必要になる。

【００１２】一方、VTRにおける録画済みビデオテープ
の管理に関し、従来から録画映像の内容を瞬時に確認し
たいという要望は非常に強い。内容を確認するために毎
回テープの先頭から早送り再生するのでは余りに効率が
悪い。最近ではその1つの解決策として、ユーザが録画
した番組タイトルを入力し、これをビデオテープと対応
づけて管理するシステムが提供されている(目次ビデ
オ)。システム的にはこの目次情報をテープの先頭か或
いはVTR装置内のメモリなどに格納しておいて、テープ
挿入時にその情報を提示するというものである。

【００１３】しかしながら、目次情報を入力するのはあ
くまでユーザであり、入力の手間から十分に活用される
までは至っていない。目次に相当する情報をVTR側で自
動的に付加できれば利便性が増す。

【００１４】本発明は上記の点に鑑み、メモリ内を小ブ
ロックに分割した領域管理で可変長の圧縮データを蓄積
し、ユーザからの指示を受けて、リプレイ再生する実時
間映像記録／再生方法及び装置の提供を目的としてい
る。

【００１５】ビデオライブラリシステムに関する本発明
は上記の点に鑑み、録画中の映像を所定の間隔で自動的
にサンプルし、これを圧縮してビデオテープの識別情報
と共にメモリなどに蓄積しておき、ライブラリ検索時に
ビデオテープに対応するインデックス映像をメモリより
読み出して一覧表示するビデオライブラリシステムの提
供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の実時間映像記録
／再生装置は、映像信号を入力する映像入力手段と、該
映像信号を圧縮することにより、圧縮データを生成する
圧縮手段と、該圧縮データを格納する格納手段と、該圧
縮データを格納するために必要とされる空き容量が該格
納手段にあるか否かを判定し、該空き容量がある場合に
は該圧縮データを該圧縮手段に格納し、該空き容量が不
足する場合には該格納手段に格納されている圧縮データ
のうち最も古いものを解放することにより、該空き容量
を確保し該圧縮データを該確保された空き容量に格納す
る制御手段と、再生指示を入力する指示入力手段と、該
指示入力手段から入力される該再生指示に応答して、該
格納手段に格納されている該圧縮データを伸張すること
により、映像データを生成する伸張手段と、該映像デー
タを出力する出力手段とを備えており、これにより、上
記目的が達成される。

【００１７】本発明の他の実時間映像記録／再生装置
は、映像信号を入力する映像入力手段と、該映像信号を
圧縮することにより、圧縮データを生成する圧縮手段
と、該圧縮データを格納する格納手段であって、該格納
手段はリング状に結合された複数のブロックを含み、該
複数のブロックのそれぞれは同一のサイズを有する格納
手段と、該圧縮データを格納するために必要とされる空
きブロックが該格納手段にあるか否かを判定し、該空き
ブロックがある場合には該圧縮データを該圧縮手段に格
納し、該空きブロックが不足する場合には該格納手段に
格納されている圧縮データのうち最も古いものを解放す
ることにより、該空きブロックを確保し該圧縮データを
該確保された空きブロックに格納する制御手段と、再生
指示を入力する指示入力手段と、該指示入力手段から入
力される該再生指示に応答して、該格納手段に格納され
ている該圧縮データを伸張することにより、映像データ
を生成する伸張手段と、該映像データを出力する出力手
段とを備えており、これにより、上記目的が達成され
る。

【００１８】前記圧縮手段は、前記映像信号を異なる複
数の周波数帯域を表す係数データに分割し、該周波数帯
域毎に量子化を施し、該量子化された係数データを可変
長符号化し、前記圧縮手段は、該可変長符号化したデー
タを高周波成分から低周波成分の順番で削除することに
より、前記圧縮データの量を所定の値以下に制限するレ
ート制御手段をさらに備えていてもよい。

【００１９】前記実時間映像記録／再生装置は、前記出
力手段から出力される前記映像データと映像入力手段か
ら入力される前記映像信号とを合成して表示する映像合
成手段をさらに備えており、前記映像信号の輝度レベル
は前記映像データの輝度レベルより低くてもよい。

【００２０】前記制御手段は、前記再生指示に応答して
前記圧縮データを前記格納手段に格納することを停止
し、前記再生指示が入力されてから次の再生指示が入力
されるまでの期間が所定の期間を越える場合には前記圧
縮データを前記格納手段に格納することを自動的に再開
してもよい。

【００２１】前記圧縮手段は、前記再生指示に応答して
少なくとも１フィールド又は１フレーム以上の映像デー
タを通常より高画質で圧縮してもよい。

【００２２】前記圧縮手段は、フィールド又はフレーム
毎に圧縮誤差値を算出し、該圧縮誤差値に基づいて所定
のフィールド又はフレーム間隔内で１つの圧縮データを
選択してもよい。

【００２３】前記圧縮手段は、フィールド又はフレーム
毎に圧縮後のデータサイズを算出し、該圧縮後のデータ
サイズに基づいて所定のフィールド又はフレーム間隔内
で１つの圧縮データを選択してもよい。

【００２４】本発明の実時間映像記録／再生方法は、デ
ータを格納する格納手段を含む装置における実時間映像
記録／再生方法であって、ａ）映像信号を入力するステ
ップと、ｂ）該映像信号を圧縮することにより、圧縮デ
ータを生成するステップと、ｃ）該圧縮データを格納す
るために必要とされる空き容量が該格納手段にあるか否
かを判定し、該空き容量がある場合には該圧縮データを
該圧縮手段に格納し、該空き容量が不足する場合には該
格納手段に格納されている圧縮データのうち最も古いも
のを解放することにより、該空き容量を確保し該圧縮デ
ータを該確保された空き容量に格納するステップと、
ｄ）再生指示を入力するステップと、ｅ）該再生指示に
応答して、該格納手段に格納されている圧縮データを伸
張することにより、映像データを生成するステップと、
ｆ）該映像データを出力するステップとを包含してお
り、これにより、上記目的が達成される。

【００２５】本発明の他の実時間映像記録／再生方法
は、データを格納する格納手段を含む装置における実時
間映像記録／再生方法であって、該格納手段はリング状
に結合された複数のブロックを含み、該複数のブロック
のそれぞれは同一のサイズを有しており、該実時間映像
記録／再生方法は、ａ）映像信号を入力するステップ
と、ｂ）該映像信号を圧縮することにより、圧縮データ
を生成するステップと、ｃ）該圧縮データを格納するた
めに必要とされる空きブロックが該格納手段にあるか否
かを判定し、該空きブロックがある場合には該圧縮デー
タを該圧縮手段に格納し、該空きブロックが不足する場
合には該格納手段に格納されている圧縮データのうち最
も古いものを解放することにより、該空きブロックを確
保し該圧縮データを該確保された空きブロックに格納す
るステップと、ｄ）再生指示を入力するステップと、
ｅ）該再生指示に応答して、該格納手段に格納されてい
る該圧縮データを伸張することにより、映像データを生
成するステップと、ｆ）該映像データを出力するステッ
プとを包含しており、これにより、上記目的が達成され
る。前記ステップｂ）は、前記映像信号を異なる複数の
周波数帯域を表す係数データに分割するステップと、該
周波数帯域毎に量子化を施すステップと、該量子化され
た係数データを可変長符号化するステップと、該可変長
符号化したデータを高周波成分から低周波成分の順番で
削除することにより、前記圧縮データの量を所定の値以
下に制限するステップとを包含してもよい。

【００２６】前記実時間映像記録／再生方法は、出力さ
れる映像データと入力される映像信号とを合成して表示
するステップをさらに包含しており、前記映像信号の輝
度レベルは前記映像データの輝度レベルより低くてもよ
い。

【００２７】前記ステップｃ）は、前記再生指示に応答
して前記圧縮データを前記格納手段に格納することを停
止するステップと、前記再生指示が入力されてから次の
再生指示が入力されるまでの期間が所定の期間を越える
場合には前記圧縮データを前記格納手段に格納すること
を自動的に再開するステップとを包含してもよい。

【００２８】前記ステップｂ）は、前記再生指示に応答
して少なくとも１フィールド又は１フレーム以上の映像
データを通常より高画質で圧縮してもよい。

【００２９】前記ステップｂ）は、フィールド又はフレ
ーム毎に圧縮誤差値を算出するステップと、該圧縮誤差
値に基づいて所定のフィールド又はフレーム間隔内で１
つの圧縮データを選択するステップとを包含してもよ
い。

【００３０】前記ステップｂ）は、フィールド又はフレ
ーム毎に圧縮後のデータサイズを算出するステップと、
該圧縮後のデータサイズに基づいて所定のフィールド又
はフレーム間隔内で１つの圧縮データを選択するステッ
プとを包含してもよい。

【００３１】本発明によれば、放送映像をいつでもプレ
イバックして見ることや、気にいった場面をメモのよう
に残すことなど、これまで提供されなかった新たな機能
を備えたテレビ受像機やVTRを構築することができる。
本発明はまた、コンピュータ上のソフトウェアにより同
様のプレイバック機能を実現でき、こうした機能を持つ
家庭用コンピュータシステムなども構築することができ
る。

【００３２】本発明のビデオライブラリシステムは、記
録媒体を挿入する部材を有するビデオライブラリシステ
ムであって、該部材に挿入された記録媒体を識別する識
別情報を出力する識別手段と、映像信号を入力する映像
入力手段と、所定の間隔で映像信号を圧縮することによ
り、複数の圧縮データを生成する圧縮手段と、該複数の
圧縮データを格納する格納手段と、該記録媒体の識別情
報と該格納手段に格納される該複数の圧縮データのそれ
ぞれとを対応づける対応づけ手段と、再生指示を入力す
る指示入力手段と、該指示入力手段から入力される該再
生指示に応答して、該記録媒体に対応づけられた該複数
の圧縮データのそれぞれを伸張することにより、複数の
映像データを生成する伸張手段と、該複数の映像データ
を一覧表示する表示手段とを備えており、これにより、
上記目的が達成される。

【００３３】前記所定の間隔は、前記記録媒体の録画開
始位置に対する相対的な位置を基準点としてもよい。

【００３４】前記所定の間隔は、前記記録媒体の絶対的
な位置を基準点としてもよい。前記格納手段と前記対応
づけ手段とは前記記録媒体内に設けられていてもよい。
本発明のビデオライブラリシステムによれば、録画映像
から自動的に生成したインデックス画像を用いてビデオ
テープの内容を瞬時に確認することができ、ユーザによ
る目次情報の入力を不要にしたシステムを構築できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】

(実施の形態1)以下、本発明の実施の形態を図1、図2、
図3、図4、図5を用いて説明する。

【００３６】図1は、本発明の実時間映像記録／再生装
置の内部構成を示すブロック図であり、図2はその動作
フローを示した図である。実際の応用装置では、図1の
構成要素はテレビ受像機やVTRなどに内蔵されて実現す
ることができる。

【００３７】図1において、主制御手段1は装置全体を制
御するもので、本実施の形態では以下のブロック間での
データ転送を制御するDMA(Direct Memory Access)コン
トローラ101を内蔵するものとして説明する。2は、映像
信号をライン単位にデジタイズする映像入力手段、3は
映像入力手段2からの映像データと圧縮したデータを蓄
積するバッファメモリで、例えばDRAMなどで構成でき
る。4は映像データを圧縮／伸張する圧縮伸張処理手
段、5は、ユーザからのコマンドを受け付ける入力手段
で、例えば赤外線リモコンとその受光部などで構成され
る。リプレイ映像出力手段6は伸張された映像データ
をアナログ信号に変換して出力するもので、例えば1ラ
イン分の表示データを格納するラインメモリとその読み
出し回路などで構成される。映像合成手段7は、入力映
像とリプレイ映像とを合成してモニタ9に出力するもの
で、2つの映像を同時に表示する機能を有するものとす
る。

【００３８】バッファメモリ3は、取り込んだ映像デー
タ或いは表示データを記憶するフレームメモリ空間301
と圧縮データを蓄積するリングメモリ空間302に分けて
管理される。また、主制御手段1はリングメモリ302を所
定サイズのブロックに分割し、図3に示すようなリング
状に接続して管理する。この時、各ブロック番号からメ
モリアドレスが一意に決定できるものとする。

【００３９】また、圧縮データを管理するテーブルは、
図3に示すような例えばフレーム番号とそれを記憶した
ブロック番号を対応づけるものとする。この時、ブロッ
ク番号の初期値として、"-1"を与えるものとする。図3
では更に、最新のフレーム番号(current_fm)と、最古の
フレーム番号(old_fm)の情報を合わせて管理している。
これは、リプレイ再生する先頭フレームを決定するため
に用いる。

【００４０】以下、図1における映像のリプレイ動作に
ついて、図2のフロー図を用いて動作の概略を説明す
る。先ず、ユーザがテレビ受像機やVTRなどの電源を投
入し、特定のチャンネル映像の視聴を開始すると、映像
入力手段2に視聴している映像信号が入力される。

【００４１】(ステップ2001):主制御手段1はDMA101を用
いて、映像入力手段2から映像データをライン単位にフ
レームメモリ301の領域に転送する。主制御手段1は、映
像データの取り込み後、圧縮／伸張処理手段4を用い
て、フレーム或いはフィールド単位の圧縮データを生成
する。圧縮／伸張処理手段4による圧縮処理動作につい
ては、後述する。

【００４２】(ステップ2002):主制御手段1は圧縮したデ
ータをリングメモリ302に蓄積するため、データサイズ
に応じた数の空きブロックを確保する。これは、図3に
示す圧縮データ管理テーブルで検索できる。current_fm
の終了ブロック番号とold_fmの開始ブロックの差で空き
ブロック空間を算出できる。図3(a)では、current_fmの
終了ブロックが「6」で、 old_fmの開始ブロックが
「0」であることから、空きブロックは7〜nまでとな
る。また、(b)ではcurrent_fmの終了ブロックが「0」
で、old_fmの開始ブロックが「0」であることから、空
きブロックは1〜2となる。

【００４３】(ステップ2003):上記した空きブロック検
索で、蓄積に必要なブロックの確保ができなかった場合
は次ステップへ、できた場合はステップ2005の処理を行
う。

【００４４】(ステップ2004):主制御手段1は、管理テー
ブル中の時間的に最も古いフレームデータ領域を削除し
て空き領域を確保する。つまり、old_fmの値を更新する
と共に、その管理情報を初期化する。図3(b)はフレーム
mを新たに蓄積する場合、フレーム0の領域を削除した例
である。この時、圧縮データ管理テーブルでは、フレー
ム0の開始／終了ブロックを初期値(-1)にリセットして
いる。

【００４５】(ステップ2005):主制御手段1は、確保され
たメモリブロック領域に圧縮データを記憶する。

【００４６】(ステップ2006):圧縮データの蓄積が完了
すると、主制御手段1は入力手段5からのリプレイ指示が
あるか否かをチェックする。再生指示があれば次ステッ
プへ、なければステップ2001〜2006の処理を繰り返し行
う。これにより、リングメモリ302には常に最新の圧縮
データが蓄積されることになる。

【００４７】(ステップ2007):主制御手段1は、リプレイ
指示を受けて、リングメモリ302より時間的に最も古い
圧縮データ(old_fm)から順次読み出し、圧縮／伸張処理
手段4に出力する。

【００４８】(ステップ2008):主制御手段1は、圧縮／伸
張処理手段4を用いて元のフレーム或いはフィールドデ
ータに伸張し、伸張したデータをDMA101を制御してフレ
ームメモリ301に転送する。

【００４９】(ステップ2009):主制御手段1は、DMA101を
用いてフレームメモリ内の映像データをライン単位に読
み出し、リプレイ映像出力手段6に転送する。リプレイ
映像出力手段6は内部のラインモリに一旦格納し、表示
に同期させて読み出しを行い、リプレイ映像信号を出力
する。

【００５０】(ステップ2010):主制御手段1は、ステップ
2007〜2009の処理をリングメモリ302の時間的に最も新
しい圧縮データ(current_f m)の読み出しが終了するま
で繰り返し行う。最終フレームの再生が終了すると、主
制御手段1は再びステップ2001を実行する。

【００５１】以上の実施の形態により、リングメモリ30
2に最新の圧縮データを常時蓄積すると共に、入力手段5
からの指示により蓄積した圧縮データを瞬時にリプレイ
することができる。

【００５２】ステップ2004の削除処理において、圧縮デ
ータ管理テーブルに削除可能か否かのフラグビットを設
ければ、削除処理時にこれを判定し特定のメモリブロッ
ク領域を更新することなく処理を継続できる。つまり、
メモリ領域をブロック番号で管理しているため、ブロッ
ク番号の操作で蓄積処理を実行できる。これにより、気
にいった場面リプレイ或は静止画(メモ)を残しながら、
最新映像のリプレイも行なえる装置を実現できる。

【００５３】また、ステップ2007において、再生を開始
する圧縮データを最も古い圧縮データからではなく、再
生指示のタイミングから所定の時間だけ戻った時点の圧
縮データにするなどしても構わない。また、再生順序と
してリングメモリ3 02内の最も新しい圧縮データから順
に読み出して再生処理を行えば、逆再生を行うこともで
きる。これは例えば、見たい場面まで逆戻りサーチする
場合などに利用できる。

【００５４】ステップ2009のリプレイ映像出力手段7に
おいて、表示読み出し制御を映像入力手段2からの映像
信号と同期させて行えば、映像合成手段8により図8のモ
ニタ画面例のように2つの映像を重ねて表示することが
できる。これにより、ユーザに対して放送映像とリプレ
イ映像とを同時に提示することができる。

【００５５】次に圧縮／伸張処理手段4の動作につい
て、図4、図5を用いて説明する。本実施の形態では、圧
縮方式としてサブバンド符号化の一種であるウェーブレ
ット変換を用いるものとする。なお本発明は、圧縮方式
を特に限定するものではないが、本実施の形態では比較
的小さな回路規模で実現できることからウェーブレット
変換を採用する。

【００５６】画像データの圧縮方式として、画像信号を
複数の周波数帯域(以下、サブバンドと記す)にフィルタ
で分割して圧縮を行なうサブバンド符号化方式が知られ
ている。サブバンド符号化では、先ず画像データを水平
方向に対して2分割フィルタ(低域／高域フィルタ)をか
け、1／2のダウンサンプリングを行なって水平方向の低
周波成分(L係数)と高周波成分(H係数)の2つに分割す
る。次いで、各々の係数データに対して垂直方向に2分
割フィルタ(低域／高域フィルタ)をかけ、1／2のダウン
サンプリングを行なって4つの成分に分割する。

【００５７】図4(a)は、この処理フローを示したもの
で、4001は水平方向の高域フィルタ(HPF)、4002は水平
方向の低域フィルタ(LPF)、4003、 4004は水平方向に1
／2のダウンサンプルを行なう水平ダウンサンプラ、 40
05、4007は垂直方向のHPF、4006、4008は垂直方向のLP
F、4009、4010、4011、4012は垂直方向に1／2のダウン
サンプリングを行なう垂直ダウンサンプラである。

【００５８】図4に示すような手法で、画像信号を帯域
分割する場合の分割例を図5に示す。図5(a)では水平方
向、垂直方向共に2帯域に等分割され、計4つのサブバン
ドに分割されている。各サブバンドの名称は順に水平方
向、垂直方向のサブバンドの状態を表し、Lは低域、Hは
高域を表している。

【００５９】ウェーブレット変換符号化方式は、サブバ
ンド符号化の1つで低周波帯域(図5(a)のLL成分)を細か
く分割していき、階層化されたサブバンド分割を行な
う。図5(b)にウェーブレット変換方式による分割例を示
す。画像データは帯域幅の異なる計10個のサブバンドに
分割されている。各サブバンドに付加している番号はサ
ブバンド番号を示す。

【００６０】図4(b)は低域フィルタ4002、4006、4008の
フィルタ係数を、 (c)は高域フィルタ4001、4005、4007
のフィルタ係数を示したもので、それぞれビットシフト
演算で実現できる。よって、ウェーブレット変換は回路
化した場合、規模を小さくすることができる。

【００６１】図1におけるウェーブレット変換部401は、
上記したような変換処理を行なうものである。圧縮処理
では、このように分割された周波数成分毎に量子化部40
2で量子化処理(除算)を行い、可変長符号化部403で符号
化データを生成する。

【００６２】伸張処理については、この逆順の制御にな
る。すなわち、可変長復号化部404でデコードし、逆量
子化部405で係数データに戻す。これをウェーブレット
逆変換部406により図4(a)の逆の処理を実行すれば、伸
張処理が実現できる。

【００６３】ウェーブレット変換方式は、DCTなどブロ
ック分割して圧縮処理を行う方式に比べて、ブロック歪
みやモスキート雑音が少なく、主観的画質が良いとされ
る。例えば、シミュレーション結果によれば320×240画
素(各8ビット)の画像を10KB〜15KB程度まで圧縮して
も、比較的劣化の少ない画像として見ることができる。

【００６４】また、映像データ量の削減方法としては、
時間軸方向のフレーム間引き処理を行うこともできる。
ただし、秒当たりのフレーム数については、少なくしす
ぎると動きの滑らかさが欠如して違和感のある映像にな
ってしまうが、データ量を削減する上では必要であり、
実際には記憶容量と画質とのトレードオフで選択するこ
とになる。

【００６５】例えば1秒間に10フレームの圧縮処理を実
行するとすれば、1秒あたりのデータ量は100K〜150kバ
イトとなる。バッファメモリ3に16Mビット(2MB)のDRAM
を用いるとすると、10秒程度蓄積できることになる。
野球やサッカーなどの得点シーンが数秒程度であること
から、リプレイ時間として機能的に十分である。

【００６６】なお、フレーム間引き処理を行なった場合
は、主制御手段1によりフレーム間隔に応じて伸張処理
を実行する必要がある。実際には、10フレーム／秒であ
れば主制御手段1は「0.1秒」間隔でバッファメモリ3か
ら1フレームに相当する圧縮データを読み出して、圧縮
／伸張手段4を用いて伸張処理を実行し、「0.1秒」毎に
伸張された映像データをリプレイ映像出力手段6に出力
する。

【００６７】本実施の形態では、圧縮方式としてウェー
ブレット変換方式を用いて説明したが、その他の圧縮方
式、例えばDCT(Discrete Cosine Transform)などの直交
変換符号化方式であっても構わない。また、フィールド
やフレーム単位で圧縮するだけでなく、フィールド間差
分やフレーム間差分を組み合わせた圧縮を行っても構わ
ない。この場合、更に圧縮率を高めることができ、蓄積
できるフレーム数を多くしたり、蓄積するフレーム数を
同程度にして解像度や秒当たりのフレーム数を増やすこ
とが可能になる。

【００６８】また、映像入力手段2が映像を縮小して取
り込むような機能を持ち、且つ入力手段5によりこの縮
小率を選択できるようにすれば、リプレイする映像とし
て、ユーザは解像度を高めて画質を優先するか、或いは
解像度を低くして再生(記憶)時間を長くするかを選択で
きる。

【００６９】更に、主制御手段1によるリプレイ再生処
理において、間引いたフレーム数以上の時間間隔で再生
処理を行なえば、スロー再生に対応することもできる。
例えば、10フレーム／秒の圧縮データを「0.2秒」毎に
伸張されたリプレイ映像出力手段6にフレームデータを
出力すれば、1／2のスロー再生となる。逆に、間引い
たフレーム数より短い時間間隔で再生すれば、早送り再
生を行なうこともできる。この再生速度も入力手段5に
より選択できるようにすれば、ユーザはスローモーショ
ンや早送りなど再生速度を自由に選択できる。

【００７０】また、データを記憶する手段として、前記
実施の形態では半導体メモリを用いるものとして説明し
たが、記憶手段としてはランダムアクセスが可能なハー
ドディスク装置や光磁気ディスク装置などであっても構
わない。この場合でも、小ブロックに分割した領域管理
方法は、可変長データを繰り返し蓄積する際に同様の効
果を奏する。ハードディスク装置を用いるとコスト的に
高価になるが、記憶容量が数十倍以上大きくとれるの
で、縮小処理やフレーム間引きを行わず、より長いリプ
レイ時間を実現することが可能になる。

【００７１】また、記憶容量が大きくなれば、図2のフ
ローではリプレイ指示があった際に圧縮データの蓄積を
停止して再生処理を行うものとして説明したが、ステッ
プ2001〜2004の蓄積処理とステップ2006〜2009の再生処
理を2つに分けて、蓄積処理を常時行いながら蓄積映像
の再生処理を実行することもできる。この場合、再生処
理を開始するフレームは最も古いフレームではなく、リ
プレイ時間に応じたものにする必要がある。これによ
り、リプレイ中であっても、放送映像をバッファメモリ
3に蓄積することができる。これを用いれば、放送映像
をタイムシフトして試聴することもできる。

【００７２】図8に映像合成手段7による合成画面の例を
示す。図8(a)は、放送されている映像を全面で表示し、
その上にリプレイ映像を重ねて表示させている(ピクチ
ャー・イン・ピクチャー表示)。リプレイ映像の大きさ
によっては、リプレイ映像を全面に、放送されている映
像を縮小して上に重ねて表示しても構わない。また、リ
プレイ映像との境界を明確にするため、ウィンドウ枠な
どを付けて合成表示するとより見易い表示とすることが
できる(図8(a))。(b)は、放送されている映像自身も縮
小し、リプレイ映像と重なる部分を少なくして両方の映
像全体が同時に見れるようにした例である。

【００７３】また、図8(c)と(d)は、16:9の横長テレビ
における画面表示例で、通常の4:3のテレビに比べ水平
解像度が約1。5倍程度広くなった画面を活用して、放送
されている映像を全面で表示しながら、そのサイドにリ
プレイ映像(子画面)を表示させている(ピクチャー・ア
ウト・ピクチャー表示)。この場合、重なる部分がない
ため、ユーザは2つの映像を完全な形で見ることができ
る。(d)は、2つの映像を同サイズに並べて表示した例
で、横長画面の特徴を活かした迫力ある画面を提供でき
る。

【００７４】(実施の形態2)実施の形態1では、圧縮／伸
張処理手段4による圧縮データサイズを可変として説明
した。このため、バッファメモリ3を小ブロックに分割
し、これをリング状に接続したリングメモリからデータ
量に応じたブロックを確保して蓄積するものとした。し
かしながら、この場合、同容量のメモリでも記録可能な
フレーム数が異なることになる。例えば、16MビットのD
RAMを用いた場合、圧縮データ量が10KBなら「20秒」、1
5KBなら「13秒」になる。これは、視聴者からみて再生
する場面により、リプレイされる時間が異なることを意
味し、視聴者の混乱を招く恐れがある。

【００７５】そこで、本発明の第2の実施の形態は、圧
縮データを固定サイズ以下になるようレート制御する手
段を追加し、再生時間が一定になるようするものであ
る。

【００７６】基本構成は図1と同じであるが、圧縮／伸
張処理手段4での圧縮処理、特に可変長符号化の方法が
実施の形態1と異なる。図6は、周波数成分毎に行なう可
変長符号化の処理フローを示す。

【００７７】(ステップ:6001)可変長符号化を行なうサ
ブバンド番号を識別する変数(freq)を"1"にセットす
る。

【００７８】(ステップ:6002)サブバンド番号freqの周
波数成分の可変長符号データを得る。

【００７９】(ステップ:6003)生成された可変長符号デ
ータが固定長バッファに格納できるか否かを判定する。
固定長バッファに格納できる場合は、次ステップに、オ
ーバーする場合は、ステップ6007の処理を行なう。

【００８０】(ステップ:6004)生成された可変長データ
をバッファ内に格納する。

【００８１】(ステップ:6005)サブバンド番号freq値に"
1"を加算する。

【００８２】(ステップ:6006)サブバンド番号freqが"1
0"を越えた場合は、次ステップに、"10"以下であればス
テップ6002に戻る。

【００８３】(ステップ:6007)サブバンド番号freqを管
理情報としてセーブする。

【００８４】以上の処理により、可変長データを固定長
のバッファに格納することができる。

【００８５】図7は、概念的に示したもので、図(a)、
(b)共に同じバッファサイズである。(a)は10帯域全ての
コードデータが格納できているが、(b)はサブバンド6ま
でしか格納されていない。(b)の場合、伸張処理時には
サブバンド7以上は全て"0"でフィルする。このため伸張
画像は、若干ぼけたものになるが、視覚上劣化が目立つ
までにはならない。

【００８６】このように、低域周波数から階層的に可変
長符号化を行なえば、画質劣化を押えつつ、固定レート
制御を容易に実現できる。これによれば、図3に示すメ
モリ管理を簡略化することもできる。つまり、ブロック
サイズをフレーム当りの圧縮データ量に対応づければ、
フレーム番号からリングメモリ内のデータアドレスを一
意に検索できる。

【００８７】本実施の形態では、レート制御として可変
長符号化の際に容量に応じて高域分をカットするものと
して説明したが、量子化部404のパラメータを可変にす
るなどしても実現できる。この場合、固定長サイズ以下
になるまで可変長符号化処理を繰り返し実行する必要が
あるが、常に10帯域の成分を記憶することができる。

【００８８】(実施の形態３）実施の形態１では映像合
成手段8の処理として、表示位置や大きさのみの合成制
御とした。ところが2つの映像が部分的に重なった場
合、映像輝度が同レベルであると若干見づらい画面にな
る。映画などの字幕スーパーではこうした理由から字幕
部分の背景映像の輝度レベルを下げて合成している。そ
こで、本発明の第2の実施の形態では合成する映像の輝
度レベルを制御できる実時間映像記録／再生装置につい
て説明する。基本構成は図1と同じであるが、映像合成
手段7の内部構成が実施の形態1と異なる。

【００８９】図9は映像合成手段7の構成図であり、減衰
部701は、映像信号の振幅を減衰させるもので、セレク
タ702は、減衰部701の出力信号704と放送映像の信号705
とを主制御手段1により切り替えるスイッチである。通
常、リプレイ映像を表示していない状態では、放送映像
の信号705を選択する。リプレイ時には、主制御手段1は
減衰部701の出力信号704を選択し、この出力とリプレイ
映像とをセレクタ703で表示位置情報に基づき合成す
る。

【００９０】以上により、リプレイ映像の表示時には、
放送映像側の輝度レベルを下げることができ、リプレイ
映像と重ねた画面でも見易く表示することができる。

【００９１】なお、本実施の形態では映像合成手段7を
アナログ信号での合成処理として説明したが、当然デジ
タルデータで行なうことも可能である。その場合の減衰
部701は、デジタルデータで1ビットシフトダウンするこ
とで輝度レベルを半分にするなどの簡単な構成をとるこ
とができる。

【００９２】(実施の形態4)実施の形態1での動作フロー
では(図2)、1回のリプレイが終了すると蓄積処理に移行
するため、ユーザが2回以上のリプレイ操作を繰り返す
ことができなかった。2回以上のリプレイを行なうため
には、入力手段5において再生指示用と蓄積指示用のリ
モコンボタンを分離して設け、各々の処理の開始制御を
ユーザが指示すれば実現できる。しかしながら、ユーザ
が蓄積指示を行わなければ、圧縮データの蓄積が再開さ
れないため、ユーザにとっては操作の負担が増すものと
なる。

【００９３】そこで本実施の形態ではリプレイ終了後に
起動するタイマーを備え、1個のリモコンボタンでリプ
レイ操作を繰り返し行えると共に、リプレイ終了後、一
定期間リプレイ指示がないと自動的に蓄積を開始する制
御方法について説明する。

【００９４】図10は、主制御手段1による制御フローを
示した図で、図2と同じ制御の部分については、同一の
番号を付して説明を省略する。

【００９５】先ず、入力手段2からリプレイ指示がある
までは図2と同じ制御フローである(ステップ2001〜200
6)。

【００９６】(ステップ1001):主制御手段1は、リプレイ
指示を受けて、先ず内部タイマーカウンタ値を零にリセ
ットする。

【００９７】以降、ステップ2007〜2010の制御を行い、
1回のリプレイを完了する。

【００９８】(ステップ1002):タイマーカウント値を1つ
インクリメントする。

【００９９】(ステップ1003):タイマーカウント値が特
定の値以上になれば、ステップ2001に戻り、バッファメ
モリ3への圧縮データの記憶を開始する。特定の値以下
であれば、次ステップに移行する。

【０１００】(ステップ1004):主制御手段1は入力手段5
からのリプレイ指示があるか否かをチェックする。再生
指示があれば"ステップ1001"へ、なければ"ステップ100
2"の処理を繰り返し行う。

【０１０１】以上のフロー制御より、タイマーカウント
値が特定の値になるまでは、次のリプレイ指示を受けて
リプレイを実行できる。また、タイマーカウント値が特
定の値以上になれば自動的に圧縮データの蓄積を開始で
きる。よって、ユーザから見れば、これらの操作を再生
指示用の1つのボタンで行うことができる。

【０１０２】なお、前記した実施の形態ではタイマー制
御をタイマーカウント値の比較により行うものとして説
明したが、所定の間隔で割り込みを発生させるインター
バルタイマーを用いて実現することもできる。この場合
は、1回のリプレイ終了後インターバルタイマーの割り
込みかユーザからのリプレイ指示かのいずれかを待つこ
とで同様のタイマー制御を実行できる。

【０１０３】(実施の形態5)実施の形態1での映像圧縮時
の縮小処理は、文字画面などに適用すると、間引き処理
により文字の判別が困難になる場合がある。そこで、本
実施の形態では、入力手段5から再生指示があった際
に、縮小率を変えて圧縮する制御方法について説明す
る。

【０１０４】図11は、主制御手段1による制御フローを
示した図で、図2と同じ制御の部分については、同一の
番号を付して説明を省略する。先ず、入力手段5からリ
プレイ指示があるまでは図2と同じ制御フローである(ス
テップ2001〜2006)。

【０１０５】(ステップ1101):主制御手段1はリプレイ指
示があると、次フレームの映像信号を例えば解像度を高
くして取り込み、これを圧縮してバッファメモリ3に記
憶する。

【０１０６】その後、ステップ2007〜2010に従い、バッ
ファメモリ3から時間的に古い圧縮データから読み出し
てリプレイを行う。

【０１０７】以上の実施の形態では、小さな文字が提示
された画面のリプレイであっても、指示されたタイミン
グで高解像度で蓄積し、再生映像を最終フレームで停止
させて静止画表示すれば、文字の識別可能なリプレイ画
面を提供できる。なお、リプレイ指示時の圧縮処理とし
ては、解像度を高めるのではなく、圧縮率を低く抑えて
高画質にする方法でも構わない。

【０１０８】(実施の形態6)実施の形態1及び2では、フ
レーム間引きとして時間的に等間隔で間引くものとして
説明した。以下の2つの実施の形態では、画質や記憶デ
ータ量の観点から最適なフレームを選択する実時間映像
記録／再生方法及び装置について説明する。

【０１０９】基本構成は図1と同じであるが、主制御手
段1による圧縮処理が前記実施の形態と異なる。図12
は、フレーム間引き制御のフローを示した図であり、図
2のステップ2001に相当する。以下、図12を用いて動作
を説明する。

【０１１０】(ステップ1201):主制御手段1は、映像圧縮
処理において、間引き間隔を管理するカウンタ値を零に
リセットする。

【０１１１】(ステップ1202):主制御手段1は、圧縮／伸
張処理手段4を用いて、可変長符号データを生成する。
可変長符号化データは、ステップ1205のフレームの選択
処理まで保持される。

【０１１２】(ステップ1203):主制御手段1は、フレーム
毎の圧縮による誤差を算出する。例えば、実施の形態2
のように固定レート制御の場合、変数freq の値でも構
わない。つまり、freqの値が10であるほど、全帯域成分
がコード化されており、誤差は少ないと判断できる。

【０１１３】(ステップ1204):主制御手段1は、カウンタ
値を1つインクリメントし間引き間隔(N=3)より小さけれ
ばステップ1202へ、間引き間隔以上なら次ステップへ移
行する。

【０１１４】(ステップ1205):主制御手段1は、3フレー
ム分の誤差値、例えばfreqの値を比較し、比較結果に基
づき1つのフレームを選択する。ここで、誤差値が最も
小さいフレームを選択すれば、リプレイ映像の画質を高
めることができる。

【０１１５】以上の実施の形態により、間引きフレーム
の選択を映像により適応的に変えることで、より高画質
なリプレイ映像を再生することができる。

【０１１６】なお、誤差値の算出方法としては、freqで
判断する他に、符号化データを一旦復号し、その復号デ
ータと原データとの差分をとって誤差を算出しても構わ
ない。この場合、処理時間が必要になるが、誤差値算出
の精度を高めることができる。

【０１１７】また、上記実施の形態では間引き間隔を
「3」として説明したが、それ以外の間引き間隔であっ
ても同様のフローで制御できる。また、ステップ1205ま
で3フレーム分の符号化データを保持するものとして説
明したが、2つのフレームの符号化データが得られた時
点で、誤差値を順次比較し、常に誤差値の小さいフレー
ムの符号化データを残していけば、比較フレーム数が多
くなった場合でも2フレーム分のコードバッファを持つ
だけで実現できる。

【０１１８】以上の処理により、間引かれたフレーム
は、図13(a)の斜線部に示すように時間的に固定間隔で
はなく、(b)に示すような一定間隔内で不規則なものに
なる。これを再生するには、間引いたフレームの時間情
報を一緒に管理し、再生時に管理した時間情報に基づい
てフレーム補間処理を行なえば良い。また、図13(b)の
場合でも固定間隔で再生すれば、映像によっては若干動
きの不自然さが発生するものの、間引いたフレームの位
置情報を別途保持しなくて済む。

【０１１９】(実施の形態7)図14は、図12とは主制御手
段1によるフレームの選択基準が異なる場合の圧縮処理
フローを示した図である。

【０１２０】(ステップ1401):主制御手段1は、映像圧縮
処理において、間引き間隔を管理するカウンタ値を零に
リセットする。

【０１２１】(ステップ1402):主制御手段1は、圧縮／伸
張処理手段4を用いて、可変長符号データを生成する。
可変長符号化データは、ステップ1205のフレームの選択
処理まで保持される。

【０１２２】(ステップ1403):主制御手段1は、カウンタ
値を1つインクリメントし間引き間隔(N=3)より小さけれ
ばステップ1402へ、間引き間隔以上なら次ステップへ移
行する。

【０１２３】(ステップ1404):主制御手段1は、3フレー
ム分の可変長符号化後のデータサイズを比較し、比較結
果に基づき1つのフレームを選択する。

【０１２４】ステップ14040において、データ量の最も
小さいフレームを選択すれば、バッファメモリ4に記憶
できるフレーム数を多くできる。また、圧縮方式として
フレーム間差分を組み合わせた圧縮処理を行った場合に
は、データ量が最も大きいフレーム、つまり圧縮効率が
良くない差分フレームは、動きの激しいフレームとされ
ることから、これを選択すれば再生映像の動きを滑らか
にすることができる。

【０１２５】以上の実施の形態により、間引きフレーム
の選択を映像により適応的に変えることで、再生時間の
より長いリプレイや動きの滑らかなリプレイを実現でき
る。なお、実施の形態7では間引き間隔を「3」として説
明したが、その他の間引き間隔であっても同様のフロー
で制御できる。また、ステップ1404まで3つのフレーム
分の符号化データを全て保持し、これを同時に比較する
ものとして説明したが、2つのフレームの符号化データ
を順次比較して常にデータ量の小さい／大きいフレーム
の符号化データを残していけば、比較フレーム数が大き
くなった場合でも2フレーム分のコードバッファを持つ
だけで実現できる。

【０１２６】また、実施の形態6と実施の形態7の両方の
構成を備えれば、ユーザは高画質でのリプレイか、長時
間でのリプレイかを選択して使用することができる。

【０１２７】以上説明した実施の形態1〜7は、映像入力
手段を備えたコンピュータシステム上で、ソフトウェア
による制御でも実現できる。最近では、テレビチューナ
を内蔵したパーソナルコンピュータも商品化されてお
り、こうしたシステム上で容易に構築できる。また、パ
ーソナルコンピュータのメインプロセッサ(CPU)の処理
能力が格段に向上しており、フレーム間引きを行えばソ
フトウェアによる動画圧縮も十分に実現可能である。

【０１２８】リプレイ動作のソフトウェアフローは、図
2、図6と同様の制御となる。この場合、主制御手段1が
コンピュータのCPUに、バッファメモリ4がコンピュータ
内部の記憶装置(メインメモリやハードディスク装置)に
各々対応する。

【０１２９】また、図10、図11のタイマー制御や再生指
示時の高解像度圧縮処理なども、全て同様のフロー制御
でコンピュータ上のソフトウェアで実現できる。

【０１３０】更に、図12、図14のフレーム選択手段に関
しても、圧縮誤差やデータ量の比較をソフトウェアで行
なえば、コンピュータ上のソフトウェアで対応可能であ
る。なお、前記した実施の形態1〜7では、映像データの
処理をフレーム単位として説明したが、当然フィールド
単位で行なうこともできる。

【０１３１】(実施の形態8)次に、本発明の実時間動画
記憶／再生装置を応用して、ビデオテープのライブラリ
管理を行うビデオライブラリシステムについての実施の
形態を説明する。

【０１３２】図15は、本発明のビデオライブラリシステ
ムの内部構成を示すブロック図である。実際には図15の
構成要素は、VTRなどに内蔵して実現されるものであ
る。

【０１３３】同図において、図1の実施の形態と同様の
機能を有する構成部分については、同一の番号を付して
説明を省略する。ビデオテープ識別手段9は、VTRに挿入
されたビデオテープを識別する手段で、例えばビデオテ
ープにバーコードなどの識別用シールを添付し、これを
読みとることで実現できる。インデックス映像管理手段
10は、圧縮／伸張処理手段4で生成された圧縮データ(静
止画)とビデオテープ識別手段9からの識別情報とを対応
づけて管理するものである。インデックス映像出力手段
11は、インデックス映像をモニタ上に一覧表示するもの
で、例えばライン単位の表示データを格納するラインバ
ッファとその読み出し回路で構成される。

【０１３４】以下、ビデオライブラリシステムの動作に
ついて、図15、図16、図17を用いて説明する。

【０１３５】VTRで録画操作を開始すると、主制御手段1
はビデオテープ識別手段9からテープの識別情報を読み
出す。映像入力手段2にはVTR録画を行っている映像信号
が入力される。

【０１３６】主制御手段1は、録画が開始されてからの
時間情報に基づき、インデックス映像を作成する間隔を
決定する。例えば、図16(a)に示すように、録画開始後3
0分間隔にインデックス映像を作成するものとすれば、3
0分間隔で映像入力手段2より映像データを取り込み、圧
縮／伸張処理手段4を用いて圧縮データを生成する。こ
こで、主制御手段1は、圧縮指示タイミングがテレビコ
マーシャル中であれば、その終了を待って圧縮指示を出
すなどの制御をしても構わない。

【０１３７】主制御手段1は、圧縮／伸張処理手段4から
圧縮データを読み出し、これをバッファメモリ3内に蓄
積する。なお、バッファメモリ3の記憶容量がオーバー
すれば蓄積を停止し、主制御手段1は容量がオーバーし
たことをユーザに対し提示するなどの例外処理を行な
う。また、例外処理としてはこの他に、システム側でメ
モリ容量がオーバーした際に使用頻度の低いインデック
ス映像から順次消去して、新たなインデックス映像デー
タを蓄積しても構わない。

【０１３８】インデックス映像管理手段10は、インデッ
クス映像が作成されると、バッファメモリ3内の圧縮デ
ータ記憶位置とテープの識別情報と組にして管理する。
これは、図17(a)に示すようなテープ識別子、圧縮デー
タ記憶位置情報からなるテーブルで構成できる。

【０１３９】実施の形態1と同様のウェーブレット変換
方式により10KB程度に圧縮すれば、16Mビットのメモリ
で最大200フレームまで蓄積できることになる。例え
ば、30分間隔でインデックス映像を作成するものとすれ
ば、3時間録画のビデオテープで「約33本」分のインデ
ックス映像を管理することができる。圧縮の解像度を32
0×240より小さくすれば更に管理できる本数を増やすこ
とも可能である。また、記憶装置としてハードディスク
装置などを利用すれば、より多くのビデオテープを管理
することができる。

【０１４０】次に、ライブラリ検索の動作について説明
する。VTRにビデオテープが挿入され、ユーザが入力手
段5によりライブラリ検索の指示を行なうと、主制御手
段1は、ビデオテープ識別手段9からテープの識別情報を
読み出し、この識別情報と一致するインデックス映像が
あるか否かをインデックス映像管理手段10を用いて検索
する。

【０１４１】主制御手段1は、インデックス映像管理手
段10の管理テーブルをサーチしてテープ識別情報の一致
する全ての要素を取り出し、それに対応するインデック
ス映像データをバッファメモリ3から読み出す。読み出
されたインデックス映像データは、圧縮／伸張処理手段
4で伸張して、インデックス映像出力手段1 1により、図
16(b)に示すような一覧表示画面としてユーザに提示す
る。この検索処理は、ランダムアクセスメモリ上で行わ
れるため非常に高速に実行することができる。

【０１４２】以上の実施の形態により、録画の際に映像
信号を圧縮してインデックス映像を生成し、これをテー
プ毎に対応付けてメモリ上で記憶管理することで、録画
済みテープ内容を瞬時に一覧表示することができる。こ
のインデックス映像は、録画の際にシステム側で自動的
に生成されるため、ユーザから見れば録画を行なうだけ
で目次情報(インデックス映像)が自動的に付与されるこ
とになる。

【０１４３】なお、前記した実施の形態ではインデック
ス映像の作成間隔を30分として説明したが、それ以外の
時間間隔で行なっても構わない。さらに、インデックス
映像の作成タイミングとして、録画開始直後の映像、或
は録画開始後所定の時間(5分後など)を経過した映像で
作成しても構わない。この場合は、ビデオテープ毎に録
画した回数分のインデックス映像が生成されることにな
る。

【０１４４】(実施の形態9)実施の形態8に対し、さらに
テープの位置情報を検出する手段を設けた場合の実施の
形態を説明する。図18は、ビデオライブラリシステムの
内部構成を示すブロック図である。

【０１４５】図18に対し、テープ位置情報管理手段12を
有する構成になっている。テープ位置情報管理手段は12
は、ビデオテープの先頭からの絶対位置を読みとるもの
であり、最も簡単な方法としては挿入された際にテープ
を一旦テープ先頭まで巻き戻し、それから挿入時点の位
置まで戻した際のテープカウンタ値を利用すれば絶対位
置を識別できる。また、最近ではビデオテープに絶対位
置情報を記録できるものもあり、これであれば、テープ
挿入と同時に先頭からの位置が判断できる。

【０１４６】インデックス映像管理手段11において、図
17(b)に示すようにインデックス映像を生成した際のテ
ープ位置情報を含めて管理すれば、目次検索に加えて、
インデックス映像の録画位置までの高速サーチを行なう
ことができる。

【０１４７】動作的には、インデックス映像が一覧表示
された画面上で、ユーザが見たいインデックス映像を選
択すると、主制御手段1はインデックス映像管理手段10
の管理テーブルから選択されたインデックス映像に対応
するテープ位置情報を読み出し、その位置までVTRの早
送り或いは巻き戻しを行わせる。

【０１４８】また、インデックス映像の作成方法とし
て、録画開始からの時間ではなく、テープ先頭からの時
間間隔で決定することもできる。この場合、同じテープ
に上書きして録画された場合でも、インデックス映像を
上書きして蓄積することが容易に実現できる。

【０１４９】また、ライブラリ検索をユーザからの指示
により行うものとして説明したが、ビデオテープを挿入
した際に自動的に検索を行ってインデックス映像を一覧
表示しても構わない。ユーザにとっては指示をする手間
が省け、操作の簡略化が図れる。また、別の検索方法と
して、メモリ内に記憶している全てのインデックス映像
とそれに対応したテープ識別情報とを一覧表示させれ
ば、ユーザはどのテープに見たい映像が入っているのか
を瞬時に判断することができる。

【０１５０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、インデックス映像を用いた検索機能に加えて、選択
した映像のテープ再生位置まで頭出しすることもでき
る。

【０１５１】なお、前記した実施の形態では、インデッ
クス映像データ及びその管理情報をシステム内部のメモ
リに記憶するものとして説明したが、ビデオテープ側に
ランダムアクセス可能な記憶手段を備えれば、テープ毎
のインデックス映像データとその管理情報をテープ内部
のメモリに格納することが可能となる。この場合は、図
17(a)及び(b)の管理テーブルにおけるテープ識別情報は
不要になる。また、バッファメモリがオーバーした際の
主制御手段1による例外処理などを避けることができ
る。

【０１５２】

【発明の効果】本発明によれば、放送映像をいつでもプ
レイバックして見ることや、気にいった場面をメモのよ
うに残すことなど、これまで提供されなかった新たな機
能を備えたテレビ受像機やVTRを構築することができ
る。本発明はまた、コンピュータ上のソフトウェアによ
り同様のプレイバック機能を実現でき、こうした機能を
持つ家庭用コンピュータシステムなども構築することが
できる。

【０１５３】また、本発明のビデオライブラリシステム
によれば、録画映像から自動的に生成したインデックス
画像を用いてビデオテープの内容を瞬時に確認すること
ができ、ユーザによる目次情報の入力を不要にしたシス
テムを構築できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態1における実時間映像記録
／再生装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明による実時間映像記録／再生方法のフロ
ーチャートである。

【図３】(a)および(b)は、主制御手段によるメモリバッ
ファの領域管理方法を示した図である。

【図４】(a)〜(c)は、ウェーブレット変換による1回の
周波数分割のアルゴリズムを示した図である。

【図５】(a)および(b)は、ウェーブレット変換により分
割された周波数成分を示した図である。

【図６】図1の実施の形態での圧縮処理において、固定
レート制御を行なう場合のフローチャートである。

【図７】(a)および(b)は、図6のフローチャートを用い
て圧縮データを格納する場合の固定長バッファ内の状態
を示した図である。

【図８】(a)〜(d)は、図1における実施の形態1における
表示画面例を示した図である。

【図９】実施の形態3での映像合成手段7の内部ブロック
図を示した図である。

【図１０】実施の形態4におけるリプレイ後の映像デー
タの蓄積を主制御手段1のタイマー機能により自動的に
再開する場合のフローチャートである。

【図１１】実施の形態5におけるリプレイ指示後の映像
データを高画質で蓄積する場合の主制御手段1の動作フ
ローチャートである。

【図１２】実施の形態6における間引きフレームを圧縮
誤差値に基づいて選択する場合のフレーム選択処理のフ
ローチャートである。

【図１３】(a)および(b)は、実施の形態6及び実施の形
態7における間引き位置を可変とするフレーム間引き処
理の概念を示した図である。

【図１４】実施の形態7における間引きフレームを圧縮
データ量に基づいて選択する場合のフレーム選択処理の
フローチャートである。

【図１５】実施の形態8におけるビデオライブラリシス
テムの構成を示した図である。

【図１６】(a)および(b)は、実施の形態8におけるイン
デックス映像の生成方法とライブラリ検索画面例を示し
た図である。

【図１７】(a)および(b)は、実施の形態8におけるイン
デックス映像管理手段10での管理テーブルを示した図で
ある。

【図１８】実施の形態9におけるビデオライブラリシス
テムの構成を示した図である。

【符号の説明】

１主制御手段２映像入力手段３バッファメモリ４圧縮／伸張手段５入力手段６リプレイ映像出力手段７映像合成手段８モニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木則夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号を入力する映像入力手段と、該映像信号を圧縮することにより、圧縮データを生成す
る圧縮手段と、該圧縮データを格納する格納手段と、該圧縮データを格納するために必要とされる空き容量が
該格納手段にあるか否かを判定し、該空き容量がある場
合には該圧縮データを該圧縮手段に格納し、該空き容量
が不足する場合には該格納手段に格納されている圧縮デ
ータのうち最も古いものを解放することにより、該空き
容量を確保し該圧縮データを該確保された空き容量に格
納する制御手段と、再生指示を入力する指示入力手段と、該指示入力手段から入力される該再生指示に応答して、
該格納手段に格納されている該圧縮データを伸張するこ
とにより、映像データを生成する伸張手段と、該映像データを出力する出力手段とを備えた実時間映像
記録／再生装置。
【請求項２】映像信号を入力する映像入力手段と、該映像信号を圧縮することにより、圧縮データを生成す
る圧縮手段と、該圧縮データを格納する格納手段であって、該格納手段
はリング状に結合された複数のブロックを含み、該複数
のブロックのそれぞれは同一のサイズを有する格納手段
と、該圧縮データを格納するために必要とされる空きブロッ
クが該格納手段にあるか否かを判定し、該空きブロック
がある場合には該圧縮データを該圧縮手段に格納し、該
空きブロックが不足する場合には該格納手段に格納され
ている圧縮データのうち最も古いものを解放することに
より、該空きブロックを確保し該圧縮データを該確保さ
れた空きブロックに格納する制御手段と、再生指示を入力する指示入力手段と、該指示入力手段から入力される該再生指示に応答して、
該格納手段に格納されている該圧縮データを伸張するこ
とにより、映像データを生成する伸張手段と、該映像データを出力する出力手段とを備えた実時間映像
記録／再生装置。
【請求項３】前記圧縮手段は、前記映像信号を異なる
複数の周波数帯域を表す係数データに分割し、該周波数
帯域毎に量子化を施し、該量子化された係数データを可
変長符号化し、前記圧縮手段は、該可変長符号化したデ
ータを高周波成分から低周波成分の順番で削除すること
により、前記圧縮データの量を所定の値以下に制限する
レート制御手段をさらに備えている、請求項２に記載の
実時間映像記録／再生装置。
【請求項４】前記実時間映像記録／再生装置は、前記
出力手段から出力される前記映像データと映像入力手段
から入力される前記映像信号とを合成して表示する映像
合成手段をさらに備えており、前記映像信号の輝度レベ
ルは前記映像データの輝度レベルより低い、請求項２に
記載の実時間映像記録／再生装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記再生指示に応答し
て前記圧縮データを前記格納手段に格納することを停止
し、前記再生指示が入力されてから次の再生指示が入力
されるまでの期間が所定の期間を越える場合には前記圧
縮データを前記格納手段に格納することを自動的に再開
する、請求項２に記載の実時間映像記録／再生装置。
【請求項６】前記圧縮手段は、前記再生指示に応答し
て少なくとも１フィールド又は１フレーム以上の映像デ
ータを通常より高画質で圧縮する、請求項２に記載の実
時間映像記録／再生装置。
【請求項７】前記圧縮手段は、フィールド又はフレー
ム毎に圧縮誤差値を算出し、該圧縮誤差値に基づいて所
定のフィールド又はフレーム間隔内で１つの圧縮データ
を選択する、請求項２に記載の実時間映像記録／再生装
置。
【請求項８】前記圧縮手段は、フィールド又はフレー
ム毎に圧縮後のデータサイズを算出し、該圧縮後のデー
タサイズに基づいて所定のフィールド又はフレーム間隔
内で１つの圧縮データを選択する、請求項２記載の実時
間映像記録／再生装置。
【請求項９】データを格納する格納手段を含む装置に
おける実時間映像記録／再生方法であって、ａ）映像信号を入力するステップと、ｂ）該映像信号を圧縮することにより、圧縮データを生
成するステップと、ｃ）該圧縮データを格納するために必要とされる空き容
量が該格納手段にあるか否かを判定し、該空き容量があ
る場合には該圧縮データを該圧縮手段に格納し、該空き
容量が不足する場合には該格納手段に格納されている圧
縮データのうち最も古いものを解放することにより、該
空き容量を確保し該圧縮データを該確保された空き容量
に格納するステップと、ｄ）再生指示を入力するステップと、ｅ）該再生指示に応答して、該格納手段に格納されてい
る圧縮データを伸張することにより、映像データを生成
するステップと、ｆ）該映像データを出力するステップとを包含する実時
間映像記録／再生方法。
【請求項１０】データを格納する格納手段を含む装置
における実時間映像記録／再生方法であって、該格納手
段はリング状に結合された複数のブロックを含み、該複
数のブロックのそれぞれは同一のサイズを有しており、
該実時間映像記録／再生方法は、ａ）映像信号を入力するステップと、ｂ）該映像信号を圧縮することにより、圧縮データを生
成するステップと、ｃ）該圧縮データを格納するために必要とされる空きブ
ロックが該格納手段にあるか否かを判定し、該空きブロ
ックがある場合には該圧縮データを該圧縮手段に格納
し、該空きブロックが不足する場合には該格納手段に格
納されている圧縮データのうち最も古いものを解放する
ことにより、該空きブロックを確保し該圧縮データを該
確保された空きブロックに格納するステップと、ｄ）再生指示を入力するステップと、ｅ）該再生指示に応答して、該格納手段に格納されてい
る該圧縮データを伸張することにより、映像データを生
成するステップと、ｆ）該映像データを出力するステップとを包含する実時
間映像記録／再生方法。
【請求項１１】前記ステップｂ）は、前記映像信号を
異なる複数の周波数帯域を表す係数データに分割するス
テップと、該周波数帯域毎に量子化を施すステップと、
該量子化された係数データを可変長符号化するステップ
と、該可変長符号化したデータを高周波成分から低周波
成分の順番で削除することにより、前記圧縮データの量
を所定の値以下に制限するステップとを包含する、請求
項１０に記載の実時間映像記録／再生方法。
【請求項１２】前記実時間映像記録／再生方法は、出
力される映像データと入力される映像信号とを合成して
表示するステップをさらに包含しており、前記映像信号
の輝度レベルは前記映像データの輝度レベルより低い、
請求項１０に記載の実時間映像記録／再生装置。
【請求項１３】前記ステップｃ）は、前記再生指示に
応答して前記圧縮データを前記格納手段に格納すること
を停止するステップと、前記再生指示が入力されてから
次の再生指示が入力されるまでの期間が所定の期間を越
える場合には前記圧縮データを前記格納手段に格納する
ことを自動的に再開するステップとを包含する、請求項
１０に記載の実時間映像記録／再生方法。
【請求項１４】前記ステップｂ）は、前記再生指示に
応答して少なくとも１フィールド又は１フレーム以上の
映像データを通常より高画質で圧縮する、請求項１０に
記載の実時間映像記録／再生方法。
【請求項１５】前記ステップｂ）は、フィールド又は
フレーム毎に圧縮誤差値を算出するステップと、該圧縮
誤差値に基づいて所定のフィールド又はフレーム間隔内
で１つの圧縮データを選択するステップとを包含する、
請求項１０に記載の実時間映像記録／再生方法。
【請求項１６】前記ステップｂ）は、フィールド又は
フレーム毎に圧縮後のデータサイズを算出するステップ
と、該圧縮後のデータサイズに基づいて所定のフィール
ド又はフレーム間隔内で１つの圧縮データを選択するス
テップとを包含する、請求項１０記載の実時間映像記録
／再生方法。
【請求項１７】記録媒体を挿入する部材を有するビデ
オライブラリシステムであって、該部材に挿入された記録媒体を識別する識別情報を出力
する識別手段と、映像信号を入力する映像入力手段と、所定の間隔で映像信号を圧縮することにより、複数の圧
縮データを生成する圧縮手段と、該複数の圧縮データを格納する格納手段と、該記録媒体の識別情報と該格納手段に格納される該複数
の圧縮データのそれぞれとを対応づける対応づけ手段
と、再生指示を入力する指示入力手段と、該指示入力手段から入力される該再生指示に応答して、
該記録媒体に対応づけられた該複数の圧縮データのそれ
ぞれを伸張することにより、複数の映像データを生成す
る伸張手段と、該複数の映像データを一覧表示する表示手段とを備えた
ビデオライブラリシステム。
【請求項１８】前記所定の間隔は、前記記録媒体の録
画開始位置に対する相対的な位置を基準点とする、請求
項１７に記載のビデオライブラリシステム。
【請求項１９】前記所定の間隔は、前記記録媒体の絶
対的な位置を基準点とする、請求項１７に記載のビデオ
ライブラリシステム。
【請求項２０】前記格納手段と前記対応づけ手段とは
前記記録媒体内に設けられている、請求項１７に記載の
ビデオライブラリシステム。