JPH08279976A - ディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像や音声をリアルタイムに記録しながら、
同時にディスクメディア上の任意の箇所を再生すること
ができるディスク記録再生装置を提供すること。 【構成】 画像圧縮を行う圧縮処理手段３の符号化レー
トを、圧縮処理手段３とディスクメディア１２間、及び
ディスクメディア１２と伸長処理手段１４間の実質転送
レート（オーバーヘッドを含むデータ転送レート）の１
／２以下とし、数フィールド単位（パケット単位）で、
圧縮記録と伸長再生を行う一方、ディスクメディア１２
に対して圧縮データの記録と再生を交互に繰り返すこと
で、ディスクメディア１２に対して記録を連続的に行い
ながら、同時にディスクメディア１２上の任意の箇所
（シーン）を連続的に再生することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクメディアに対
して記録と再生を同時に行うことが可能なディスク記録
再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気テープを記録メディアとして
映像や音声を記録再生するビデオテープレコーダ（ＶＴ
Ｒという）は、一般家庭用として普及しているばかりで
なく、タイムラプスＶＴＲなどの開発により、長時間に
亘る監視を行う分野においても活用されている。

【０００３】一方、画像情報などの情報量の増大に伴
い、画像圧縮技術の進歩と共に、ディスクメディアの回
転速度及び記録容量も急激に増大し、ハードディスクな
どのディスクメディアが、その高速アクセス性の点から
も注目され、開発・普及が進んできている。

【０００４】このようなディスクメディアにおいては、
ディスクドライブ装置と外部コントローラとのデータ入
出力のハードインターフェースとして、ＳＣＳＩやＰＣ
／ＡＴなどのバスインターフェースが採用されている。

【０００５】したがって、ディスクの回転状態を制御す
るコマンドや、ディスクメディアに対してデータをリー
ド／ライト（以下、Ｒ／Ｗという）するＲ／Ｗアドレス
の指定や、さらにディスクメディアに対する実際のＲ／
Ｗデータの通信は、全てこのバスインターフェースを介
して行われている。

【０００６】ところで、指定されたアドレッシングは、
瞬時のうちに完了するわけではなく、ディスク回転数に
依存する平均待ち時間（目的のデータがヘッドの位置に
移動するまでの時間）や、ヘッドが所望のトラックに移
動するまでのシーク時間が存在する。従って、動画をリ
アルタイムに記録，再生するには、上記回転状態の制御
に要する時間や、平均待ち時間，シーク時間などを吸収
しながらデータを転送する必要がある。この時間を吸収
するために画像を圧縮し、時間的なマージンを稼ぐこと
が必要になる。

【０００７】図７は、入力画像データをバスインターフ
ェースを介してディスクメディアに対して圧縮記録する
時の、入力画像データとバスデータのタイミングを示し
ている。図７(a) は圧縮前の入力画像データ、図７(b)
はディスクメディアに転送される圧縮後のバスデータで
ある。また、図８は、ディスクメディアに圧縮記録され
た画像データをバスインターフェースを介して読み出し
伸長再生する時の、バスデータと出力画像データのタイ
ミングを示している。図８(a) はディスクメディアから
転送される圧縮された状態のバスデータ、図８(b) は伸
長後の出力画像データである。図７，図８とも、例え
ば、８フィールドを転送単位（パケット）としてブロッ
ク転送（パケット転送）する場合を示している。

【０００８】一般的には、ディスクメディア側のデータ
転送タイミングと圧縮，伸長手段での転送可能タイミン
グは異なるため、データ転送のタイミングや転送レート
変換のためのバッファメモリが必要となる。

【０００９】以降の記述で、「データ転送レート」とい
う場合は、通信などのオーバーヘッドを含まない、純粋
な転送レートであり、「実質転送レート」という場合
は、コマンド通信やヘッドシーク時間などのオーバーヘ
ッドを含んでの時間平均的な転送レート（単位時間当た
りの平均データ転送量）である。

【００１０】ここで、ディスクメディアとバッファメモ
リ間の１回の転送単位をパケットと呼ぶことにする。上
記の例では１パケット＝８フィールドとしてあるが、こ
の１パケット当たりのフィールド数は特に限定されるも
のではない。このようにディスクメディアに対して、数
フィールド単位をまとめてアクセスすれば、シーケンシ
ャルなアドレッシング期間を増やせ、その結果、コマン
ド通信やヘッドシークなどに絡むオーバーヘッド時間を
吸収し易くすることができる。

【００１１】ところで、圧縮手段における単位時間当た
りの圧縮画像データ量を、平均符号化レート（ＲC ）と
呼ぶことにすれば、原映像信号１フィールドの実時間を
ＴFLD 、１パケット内の転送フィールド数をＦ、単位時
間当たりのディスクメディアのデータ転送バイト数、即
ちデータ転送レートをＲT 、ディスクアクセスに伴うコ
マンド通信やヘッドシークに要する時間マージンをＴM
とすれば、１パケット当たりの実時間における符号化量
は、１パケット当たりの実時間からアドレッシング時間
マージンを引いた時間におけるデータ転送量と同じかそ
れよりも小さくなければならないので、以下の関係が成
り立つ。

【００１２】 ＲC ×Ｆ×ＴFLD ≦ ＲT ×（Ｆ×ＴFLD −ＴM ） …… (1) この式(1) において、ＲT やＴM は使用するディスクド
ライブ装置自体の性能に依存して決まる値であり、また
Ｆもバッファメモリの容量などからシステム的に決まる
ので、一般的にはＴM を最大に見積もった上で、画質を
優先して式(1)を満たす平均符号化レートＲC を極力大
きく設定することにより、画質を優先させるようにして
いる。

【００１３】また、ディスクメディアの記憶容量に対す
る録画・再生時間を長くするために、実際の平均符号化
レートＲC を、式(1) で決まるＲC の上限値より、故意
に低く設定する場合も有り得るが、そのように低く設定
している場合でも、切換えスイッチなどにより、ＲC の
設定は選択できるようになっており、ＲC を大きくする
ように切り換えた場合でも基本的には式(1) に包含され
る。

【００１４】ここで、ディスクメディアへの実質転送レ
ート（オーバーヘッドを含む）をＲA とすると、１パケ
ット当たりの実時間における実質データ転送量は、１パ
ケット当たりの実時間からアドレッシング時間マージン
を引いた時間におけるデータ転送量に同じであるから、 ＲA ＝ ＲT ×（Ｆ×ＴFLD −ＴM ）／（Ｆ×ＴFLD ） …… (2) となり、式(2) を式(1) に代入して、 ＲC ×Ｆ×ＴFLD ≦ ＲA ×Ｆ×ＴFLD …… (3) ∴ ＲC ≦ ＲA …… (4) つまり、従来の機器では、平均符号化レートＲC の上限
値がＲA となることが特徴であり、画質を優先させるモ
ードでは記録及び再生時に、ほぼ ＲC ＝ ＲA …… (5) に近くなるように、単位時間当たりの符号化量が制御さ
れる。

【００１５】現在、動画像をリアルタイムに圧縮する画
像圧縮アルゴリズムとしては、ＤＣＴ（ディスクリート
コサイン変換）などの直交変換や、ハフマン符号化など
の高能率符号化を併用した種々の方式が開発されている
が、圧縮データとしては基本的に可変長符号となる方式
が多い。

【００１６】従って、前記の平均符号化レートＲC をあ
る値に設定する場合には、入力画像をプリスキャンする
などして、現状圧縮率に対する符号化後のデータ量即ち
符号量を、事前に求めてから次に希望の符号量となるよ
うに圧縮率を制御する方法（以下、符号量制御という）
が採られる。

【００１７】ところで、代表的なディスクメディアとし
てハードディスクを例にとると、通常、磁気ヘッドはＲ
／Ｗ用トランスジューサを備えており、回転する磁気デ
ィスク板から僅かに浮上して、磁化パターンの記録・再
生を１個のＲ／Ｗ兼用ヘッドで行っている。なお、通常
のハードディスクにおいては、記憶容量の増加を目的と
して、複数枚のディスク板を内蔵し、それぞれのディス
クに対応した複数のヘッドを有しているタイプが多い
が、同時に複数枚のディスクをアクセス動作することは
なく、実際にはどれか１つのヘッドだけが動作すること
になる。また、再生効率を高めるために、記録ヘッドと
再生ヘッドが分離しているものもあるが、物理的にはほ
ぼ一体型とみなしてよく、両者が同時に動作することは
ないので、機能的には１個のＲ／Ｗ兼用ヘッドとみなせ
る。

【００１８】従って、以下の説明においては、ハードデ
ィスクにおけるディスクの枚数やヘッド数を特に限定す
る必要はないが、説明の都合上、１枚のディスクにつき
１個のヘッドを想定して説明を行う。

【００１９】さらに、上記のような従来のディスク記録
再生装置において、その圧縮・伸長処理部は、通常ＩＣ
チップ化されているため、外部からのモード指定によ
り、記録時には圧縮を、再生時には伸長を行うような圧
縮・伸長兼用処理回路を１系統有している場合が多い。
つまり、Ｒ／Ｗ兼用ヘッドを有する従来のディスク記録
再生装置では、入力映像信号をある期間、連続記録動作
し、その後再生するという使用方法を想定しているた
め、機能的に記録と再生がそれぞれ独立のモードとして
明確に区別されている。

【００２０】一方、ＶＴＲなどの従来のテープ式磁気記
録再生装置では、回転シリンダ円周上に、複数個のヘッ
ドを配置可能なため、例えば、記録中に再生専用ヘッド
を動作させることで記録用ヘッドの異常（目づまりな
ど）を検知したり、映像及び音声のインサート時のトラ
ッキング制御などに応用しているものもあるが、記録中
に再生できるトラックはＶＴＲの構造上、記録している
トラックの前後１〜２トラック程度に限られ、またその
再生可能なトラック数は構造的に決まってしまうもので
ある。

【００２１】さらに、半導体メモリを記録メディアとす
る映像信号の記録再生装置では、非同期の入出力ポート
を持つＲＡＭを使用することで、記録中の再生は原理的
に可能であるが、記憶容量に対する半導体メモリのコス
トが非常に高く、長時間の動画を扱う分野には、活用さ
れていない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のデ
ィスクメディアを用いた記録再生装置や，ＶＴＲ或いは
半導体メモリを用いた記録再生装置では、いずれも入力
映像信号をある期間連続記録した後に、再生を行うとい
う使用方法を想定しているため、機能的に記録と再生が
それぞれ独立のモードとして明確に区別されており、動
画や音声をリアルタイムに記録しながら、同時にディス
クメディア上の任意の箇所（シーン）を再生する機能は
実現されていなかった。従って、例えば記録中にこれか
ら重ね書きされるエリアの内容を確かめながら、記録を
続行したり、或いは今記録したばかりのの内容や、数秒
〜数分前に記録した内容を再生しながら、記録動作を続
行することは不可能であった。

【００２３】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、映像
や音声をリアルタイムに記録しながら、同時にディスク
メディア上の任意の箇所を再生することができるディス
ク記録再生装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
るディスク記録再生装置は、入力されたディジタル画像
データを圧縮する圧縮処理手段と、この圧縮された画像
データを所定のフィールド数或いはフレーム数、ストア
するための第１のバッファメモリ手段と、この第１のバ
ッファメモリ手段からのデータを記録するディスクメデ
ィアと、このディスクメディアから読み出された圧縮画
像データを所定のフィールド数或いはフレーム数、スト
アするための第２のバッファメモリ手段と、この第２の
バッファメモリ手段から読み出されるディジタル画像デ
ータを伸長する伸長処理手段と、前記第１，第２のバッ
ファメモリ手段の書き込み，読み出しを制御するバッフ
ァメモリ制御手段と、前記圧縮処理手段における平均符
号化レートを、前記ディスクメディアの実質転送レート
（オーバーヘッドを含む）の１／２以下に抑制する符号
量制御手段と、前記ディスクメディアに対して書き込む
記録モードと、ディスクメディアから読み出す再生モー
ドを所定のフィールド数或いはフレーム数の単位で切り
換えるモード切換手段と、ユーザーからの指示値に基づ
いて、前記ディスクメディア上に記録アドレスと再生ア
ドレスとを、所定のアドレス偏差量を保つように設定す
るアドレス偏差設定手段と、前記モード切換手段のモー
ド切換えとタイミングをとりながら、前記アドレス偏差
設定手段による設定値に基づいて、前記ディスクメディ
アに対する圧縮データの記録アドレス或いは再生アドレ
スを制御するディスクアドレス制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【００２５】請求項２記載の発明は、請求項１記載のデ
ィスク記録再生装置における前記アドレス偏差設定手段
が、記録アドレスに対する再生アドレスの偏差量を、ユ
ーザーによる指定値に基づいて、正方向又は負方向に任
意に設定する手段であることを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項１記載のデ
ィスク記録再生装置における前記アドレス偏差設定手段
が、記録アドレスに対する再生アドレスの偏差量を、ユ
ーザーによる時間換算された指定値に基づいて、正方向
又は負方向に任意に設定する手段であることを特徴とす
る。

【００２７】

【作用】本発明では、数フィールド単位で、圧縮記録と
伸長再生を時分割処理するようにし、画像圧縮処理の平
均符号化レートを、ディスクメディアと圧縮処理手段
間、及びディスクメディアと伸長処理手段間の実質転送
レート（オーバーヘッドを含む平均的なデータ転送レー
ト）の１／２以下とし、圧縮記録と伸長再生を交互に繰
り返すことで、記録はシーケンシャルに行いながら、同
時にディスクメディア上の任意の箇所（シーン）を連続
的に再生することが可能となる。

【００２８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例のディスク記録再生装置を示すブ
ロック図である。

【００２９】図１に示すディスク記録再生装置は、入力
端子１からの映像信号は記録系に供給される。記録系
は、Ａ／Ｄ変換部を含んだ入力メモリ手段２と、入力さ
れたディジタル画像データを圧縮する圧縮処理手段３
と、この圧縮された画像データを所定のフィールド数
（或いはフレーム数）、ストアするためのバッファメモ
リ手段５から構成される。記録系では、入力端子１から
アナログ映像信号を入力しディジタル信号を変換した
後、圧縮処理を行い、バッファメモリ手段５から記録用
データとして出力するものである。この記録用データは
記録／再生切換え用スイッチ７の記録側端子Ｒを通りさ
らにバスインターフェース９を通ってディスクメディア
１２に供給される。

【００３０】入力メモリ手段２は、入力映像信号をディ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、次段の圧縮処理
手段３とのデータ転送タイミングの差を吸収するための
フィールドメモリ或いはフレームメモリによるメモリ部
とを含んでいる。

【００３１】符号量制御手段４は、前記記録系における
圧縮処理手段３の平均符号化レート（単位時間当たりの
圧縮された画像の平均データ量）を制御するもので、実
際には、前記平均符号化レートを、前記ディスクメディ
ア１２の実質転送レート（コマンド通信やヘッドシーク
時間などのオーバーヘッドを含む単位時間当たり平均デ
ータ転送量）の１／２以下になるように制御する。この
符号量制御は、ディスクメディア１２に対して記録と再
生を時分割的に交互にかつ記録，再生の各動作を連続的
に行うために必要とされる圧縮率制御である。

【００３２】バスインターフェース９は、バスコントロ
ール部１０によって制御されるもので、ディスクメディ
ア１２に対する書込み・読出しアドレスを制御すること
によって圧縮データをバッファメモリ手段５からディス
クメディア１２に対して書き込んだり、バッファメモリ
手段１３へ読み出したりするようになっている。

【００３３】バスコントロール部１０は、ディスクメデ
ィア１２に対する圧縮データの記録アドレス，再生アド
レスの制御を行う一方所定のフィールド数或いはフレー
ム数ごとにモード切換手段８に対して記録，再生の各モ
ード切換えのタイミングを与えるディスクアドレス制御
手段１０Ａと、記録，再生を時分割的に交互に行う際、
ユーザーからの設定入力に基づいて、記録アドレスと再
生アドレス間のアドレス偏差量を正方向又は負方向に任
意に設定するためのアドレス偏差設定手段１０Ｂとを具
備している。アドレス偏差設定手段１０Ｂには、設定入
力端子１１から指示値が入力されるようになっている。

【００３４】ディスクメディア１２から読み出された圧
縮データは、バスインターフェース９及び記録／再生切
換え用スイッチ７の再生側端子Ｐを通して再生系に供給
される。記録／再生切換え用スイッチ７はその記録側端
子Ｒと再生側端子Ｐがモード切換手段８からのモード切
換信号にて交互に切り換えられるようになっている。

【００３５】再生系は、ディスクメディア１２から読み
出された圧縮画像データを所定のフィールド数（或いは
フレーム数）、ストアするためのバッファメモリ手段１
３と、このバッファメモリ手段１３から読み出されるデ
ィジタル画像データを伸長する伸長処理手段１４と、Ｄ
／Ａ変換部を含む出力メモリ手段１５から構成される。
再生系では、ディスクメディア１２から圧縮データをバ
ッファメモリ手段１３に読み出し、伸長処理した後、ア
ナログ映像信号に変換して出力端子１６から出力するも
のである。

【００３６】出力メモリ手段１５は、伸長処理手段１４
とのデータ転送タイミングの差を吸収するためのフィー
ルドメモリ或いはフレームメモリによるメモリ部と、ア
ナログ信号にして出力するためのＤ／Ａ変換部とを含ん
でいる。

【００３７】バッファメモリ制御手段６は、前記記録系
におけるバッファメモリ手段５とディスクメディア１２
との間の転送タイミング調整及び転送レートの変換制御
を行うと共に、ディスクメディア１２と前記再生系にお
けるバッファメモリ手段１３との間の転送タイミング調
整及び転送レートの変換制御を行うためのものである。
バッファメモリ手段５については、バッファメモリ５か
ら圧縮データをディスクメディア１２に対して転送する
ときには、数フィールド（或いは数フレーム）単位（即
ちパケット単位）で読み出しを行い、またバッファメモ
リ手段１３については、ディスクメディア１２からバッ
ファメモリ手段１３に対して圧縮データを転送するとき
は、パケット単位で転送されてくるデータを書き込むよ
うにしている。

【００３８】上記の構成において、記録時、入力画像デ
ータは、入力メモリ手段２のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換
後、メモリ部にストアされ、圧縮処理手段３の処理タイ
ミングに合わせて読み出される。圧縮処理手段３で、そ
の平均符号化レートがディスクメディア１２の実質転送
レートの１／２以下になるように符号量制御され、該符
号量制御された圧縮データは、バッファメモリ手段５で
レート変換されて、ヘッドに送られ、ディスクアドレス
制御手段１０Ａによる記録開始アドレスに対して、パケ
ット単位でディスクメディア１２に転送されて記録され
る。ここで、パケットは、バッファメモリ手段５からデ
ィスクメディア１２への１回の転送単位であり、例えば
１パケット＝８フィールドである。ただし、１パケット
が８フィールドに限定されないことは勿論である。

【００３９】次に、ヘッドは再生スタンバイ状態とな
り、ディスクアドレス制御手段１０Ａにより、ヘッドは
ユーザー設定に基づいたアドレス偏差分だけスキップし
てディスクメディア１２上の所定の再生開始アドレスに
シークした後、１パケット分のデータを読み出す。

【００４０】ディスクメディア１２から読み出されたデ
ータは、バッファメモリ手段１３を介して伸長処理手段
１４へ送られ、データ伸長された後、出力メモリ手段１
５のメモリ部及びＤ／Ａ変換部を経由して出力される。

【００４１】再生パケット転送終了後は、再びヘッドは
記録スタンバイ状態となり、先ほど記録した１パケット
分の記録エリアに連続するように、アドレッシングさ
れ、ヘッドシーク完了後から、圧縮データが１パケット
分転送、記録される。

【００４２】さらに、前記記録パケット転送終了後は、
再びヘッドは再生スタンバイ状態となり、先ほど再生し
た１パケット分の再生エリアに連続するように、アドレ
ッシングされ、ヘッドシーク完了後から、データが１パ
ケット分読み出される。

【００４３】このように、記録→再生→記録→再生……
と１パケット毎に、モード切換手段８によりディスクメ
ディア１２の記録，再生モードを切り換え、また符号量
制御手段４により平均符号化レートを実質転送レートの
１／２以下に制御することで、１パケットを構成するフ
ィールド数の実時間内で、モード移行やヘッドシークに
絡むオーバーヘッド時間を吸収しながら、記録用，再生
用の２つのパケットを交互に転送し、それぞれ記録，再
生することが可能となる。

【００４４】図２は、上記一連の入出力の画像データと
ディスクメディアの記録再生動作のタイミング関係を示
したものである。

【００４５】図２(a) は入力画像データであり、この画
像データは圧縮処理手段３にてデータ圧縮され、一旦バ
ッファメモリ手段５にストアされた後、記録 ／再生切
換え用スイッチ７の切り換えにより、記録モードに移行
して、ディスクメディア１２への記録が行われる。図２
(b) はディスクメディア１２に対する記録動作及び再生
動作のタイミング関係を示しており、記録動作と再生動
作がモード移行のためのシーク時間を挟んで交互に行わ
れている。図２(c) はディスクメディア１２に記録され
ている圧縮データを一旦バッファメモリ手段１３にスト
アした後、伸長処理手段１４にてデータ伸長して得られ
る出力画像データを示している。

【００４６】図２において、平均符号化レート（単位時
間当たりの圧縮画像データ量）をＲC ′とし、原映像信
号の１フィールドの実時間をＴFLD 、１パケット内の転
送フィールド数をＦ、単位時間当たりのディスクメディ
アのデータ転送バイト数、即ちデータ転送レートをＲT
、前述の記録再生時のディスクアクセスに伴う各アク
セス毎のコマンド通信やヘッドシークに要する時間マー
ジンをＴM ′とすると、図２(a) ，(b) ，(c) の関係か
ら、１パケット当たりの実時間内における符号化量は、
該時間内に記録，再生を交互に行わなければならずかつ
アドレッシング時間マージンＴM ′を２倍要するので、
以下の関係式が成り立つ。

【００４７】 ２×ＲC′×Ｆ×ＴFLD ≦ ＲT ×（Ｆ×ＴFLD −２×ＴM′） …… (6) この場合のディスクメディア１２に対する実質転送レー
ト（オーバーヘッドを含む）をＲA とすると、 ＲA ＝ＲT ×（Ｆ×ＴFLD −２×ＴM′）／ Ｆ×ＴFLD …… (7) となるから、式(6) ，(7) より、 ＲC′≦ ＲA ／ ２ …… (8) 即ち、平均符号化レートＲC ′をディスクメディアへの
実質転送レートＲA （オーバーヘッドを含む）の１／２
以下に抑制すればよい。

【００４８】さて、次にディスクメディア上の記録アド
レスと再生アドレスの関係について考える。

【００４９】一般に外部バスインターフェースを通じて
のディスクメディア上のアドレスへのアクセス指定は、
論理的なアドレス指定となり、特にハードディスクなど
では、例えば５１２バイト単位で、１論理ブロックユニ
ット（ＬＢＵ）を構成し、外部ＣＰＵからのアドレッシ
ングも、このＬＢＵで指定することが多い。１パケット
＝８フィールド、１フィールド＝１００ＬＢＵとすれ
ば、１パケットでは８００ＬＢＵのアドレスを必要とす
る。

【００５０】図３は、ディスクメディアにおけるアドレ
ス配置例を示している。この図における０，１，２，
３，４，……の単位は論理ブロックユニット（ＬＢＵ）
である。

【００５１】一般的には、ＬＢＵをシーケンシャルにア
ドレッシングしても、必ずしも物理位置的にシーケンシ
ャルにアドレッシングされるとは限らないが、図３では
説明上、論理的にアクセスされるアドレスが物理的にも
ＬＢＵが連続してインクリメントされる方向にシーケン
シャルにアクセスされるものと仮定して、ＬＢＵを物理
的位置で仮想表示している。

【００５２】ここで、圧縮した１フィールドの画像デー
タ量を仮にＳ［ＬＢＵ］とし、１パケット内でのアクセ
スフィールド数をＦ［フィールド］とすれば、アクセス
中のパケットの先頭アドレス（単位はＬＢＵ）をＡ[NO
W]、次のパケットでアクセスすべき先頭アドレスをＡ[N
EXT]として、本発明では以下の関係式が成り立つように
アドレス制御し、かつパケット毎にディスクメディア上
のデータの再生／記録を切り換えるようにする。以下の
式で、もしもＡ[NOW] が現在記録中のパケットの先頭Ｌ
ＢＵであれば、Ａ[NEXT]は次に再生すべきパケットの先
頭ＬＢＵを示すことになり、同様にもしもＡ[NOW] が現
在再生中のパケットの先頭ＬＢＵであれば、Ａ[NEXT]は
次に記録すべきパケットの先頭ＬＢＵを示すことにな
る。

【００５３】・Ａ[NOW] が記録開始ＬＢＵの時、 Ａ[NEXT] ＝ Ａ[NOW] ＋ Ｆ×Ｓ×Ｎ …… (9) ・Ａ[NOW] が再生開始ＬＢＵの時、 Ａ[NEXT] ＝ Ａ[NOW] − Ｆ×Ｓ×（Ｎ−１） …… (10) ただし、ディスクメディアの全容量（ＬＢＵ換算）をＡ
[ALL] として、Ａ[NEXT] ＞ Ａ[ALL] のとき、つまり次
に記録或いは再生すべき先頭ＬＢＵがディスク容量を越
えた場合は、次に記録或いは再生すべきパケットの先頭
ＬＢＵをＡ[NEXT]′とすると、 Ａ[NEXT]′＝ Ａ[NEXT] − Ａ[ALL] として算出する。また、Ａ[NEXT] ＜ ０のとき、つまり
次に記録或いは再生すべき先頭ＬＢＵがディスクメディ
ア上のアドレス０［ＬＢＵ］より小さい場合は、次に記
録或いは再生すべきパケットの先頭ＬＢＵは、 Ａ[NEXT]′＝ Ａ[NEXT] ＋ Ａ[ALL] として算出する。

【００５４】式(9) ，(10) において、Ｎはユーザー指
定により、変更可能な整数であり、これは、記録アドレ
ス（ＬＢＵ）に対する再生アドレス（ＬＢＵ）の定常的
なアドレス偏差量に比例した値である。記録アドレスに
対して再生アドレスが大きい値のＬＢＵならばＮは正、
記録アドレスに対して再生アドレスが小さい値のＬＢＵ
ならばＮは負である。

【００５５】例えば、再生内容を、記録ＬＢＵより常に
シーケンス的に後のＬＢＵから読み出してゆく場合、す
なわち、これから記録する領域の内容を再生しながら、
新しい記録内容を再生ＬＢＵより相対的に小さな値のＬ
ＢＵに書き込んでゆく場合をモード１とすると、モード
１では、 Ｎ ＞ ０ となる。

【００５６】逆に、再生内容を、記録ＬＢＵより常にシ
ーケンス的に前のＬＢＵから読み出してゆく場合、すな
わち、記録済みの領域の内容を、記録直後或いは、一定
時間遅れて、再生する場合をモード２とすれば、モード
２では、 Ｎ ≦ ０ となる。

【００５７】図４にモード１における、Ｓ＝１、Ｆ＝
８、Ｎ＝２のときのバッファメモリ内容とディスクアク
セスアドレスの関係を示す。この場合は簡単のため、圧
縮した１フィールドの画像データ量を１［ＬＢＵ］とし
ているので、１パケット＝８フィールド＝８［ＬＢＵ］
の関係となる。

【００５８】図４においては、ディスクメディアに対し
て記録，再生を交互に行う際に、記録時は、圧縮記録さ
れた記録側バッファメモリ手段５からディスクメディア
１２のアドレスＬＢＵ０〜７に対してパケット単位（＝
８フィールド分）でデータを記録し、次に再生を行う時
はディスクメディア１２のアドレスＬＢＵ１６〜２３か
らパケット単位（＝８フィールド分）でデータを読み出
して再生側バッファメモリ手段１３に記憶し、次に記録
を行う際には、記録側バッファメモリ手段５からディス
クメディア１２のアドレスＬＢＵ８〜１５に対してパケ
ット単位でデータを記録し、次に再生を行う際にはディ
スクメディア１２のアドレスＬＢＵ２４〜３１からパケ
ット単位でデータを読み出して再生側バッファメモリ手
段１３に記憶する。以下、同様にして記録，再生の各動
作を交互に行う。図４では記録データ→再生データ→記
録データ→再生データ→……の順に記録，再生されてい
るパケット単位のデータを、パケット１，２，３，４，
……としてあり、ディスクメディア１２に記録されてい
るデータのアドレスに対してディスクメディア１２から
再生されるデータのアドレスは、ＬＢＵにして１６個分
（即ち２パケット分）のアドレスだけ大きな値となって
いる。しかしながら、ディスクメディア１２に対して記
録されるデータのアドレスＬＢＵはＬＢＵ０〜７，ＬＢ
Ｕ８〜１５，ＬＢＵ１６〜２３，……と連続したものと
なり、またディスクメディア１２から再生されるデータ
のアドレスＬＢＵはＬＢＵ１６〜２３，ＬＢＵ２４〜３
１，ＬＢＵ３２〜３９，……と連続したものとなってお
り、記録データや再生データが欠落することなく記録，
再生が交互に行われる。

【００５９】また、図５にモード２における、Ｓ＝１、
Ｆ＝８、Ｎ＝−２のときのバッファメモリ内容とディス
クアクセスアドレスの関係を示す。この場合は簡単のた
め、圧縮した１フィールドの画像データ量を１［ＬＢ
Ｕ］としているので、１パケット＝８フィールド＝８
［ＬＢＵ］の関係となる。

【００６０】図５においては、ディスクメディアに対し
て記録，再生を交互に行う際に、記録時は、圧縮記録さ
れた記録側バッファメモリ手段５からディスクメディア
１２のアドレスＬＢＵ１６〜２３に対してパケット単位
（＝８フィールド分）でデータを記録し、次に再生を行
う時はディスクメディア１２のアドレスＬＢＵ０〜７か
らパケット単位（＝８フィールド分）でデータを読み出
して再生側バッファメモリ手段１３に記憶し、次に記録
を行う際には、記録側バッファメモリ手段５からディス
クメディア１２のアドレスＬＢＵ２４〜３１に対してパ
ケット単位でデータを記録し、次に再生を行う際にはデ
ィスクメディア１２のアドレスＬＢＵ８〜１５からパケ
ット単位でデータを読み出して再生側バッファメモリ手
段１３に記憶する。以下、同様にして記録，再生の各動
作を交互に行う。図５では記録データ→再生データ→記
録データ→再生データ→……の順に記録，再生されてい
るパケット単位のデータを、パケット１，２，３，４，
……としてあり、ディスクメディア１２に記録されてい
るデータのアドレスに対してディスクメディア１２から
再生されるデータのアドレスは、ＬＢＵにして１６個分
（即ち２パケット分）のアドレスだけ小さな値となって
いる。しかしながら、ディスクメディア１２に対して記
録されるデータのアドレスＬＢＵはＬＢＵ１６〜２３，
ＬＢＵ２４〜３１，ＬＢＵ３２〜３９，……と連続した
ものとなり、またディスクメディア１２から再生される
データのアドレスＬＢＵはＬＢＵ０〜７，ＬＢＵ８〜１
５，ＬＢＵ１６〜２３，……と連続したものとなってお
り、記録データや再生データが欠落することなく記録，
再生が交互に行われる。

【００６１】Ｎの値をユーザーが設定する方法として
は、特に限定されず種々の方法で実現可能である。例え
ば、Ｎの値を直接装置の前面パネルなどに設けた７セグ
メントＬＥＤなどで表示し、変更可能としても良いし、
或いは、１フィールドの実時間をＴFLD とし、１パケッ
ト内でのアクセスフィールド数をＦ［フィールド］とし
て、Ｎに対応する記録，再生偏差時間ＴD を ＴD ＝ Ｆ × Ｎ × ＴFLD から求め、実時間ＴD を表示し、変更可能としても良
い。

【００６２】尚、以上の実施例では、記録再生情報とし
て画像データについて説明したが、音声や他の付加情報
を付加したデータであっても同様に記録，再生を行うこ
とが可能である。

【００６３】図６は、本発明のディスク記録再生装置を
映像や音声の可変タイムシフタとして、ＶＴＲと組み合
わせて利用する例を示したものである。

【００６４】図６では、入力端子２１から本発明のディ
スク記録再生装置２２とモニターテレビ２３に入力する
映像信号及び音声信号をリアルタイム信号、本発明のデ
ィスク記録再生装置２２から出力してＶＴＲ２４に入力
する映像信号及び音声信号をタイムシフト信号と呼ぶこ
とにし、リアルタイム信号とタイムシフト信号の時間差
を実時間ＴD に設定したとする。

【００６５】モニターテレビ２３で入力端子２１からの
リアルタイム信号を視聴中（或いは視聴後）に、記録す
ればよかったという場面があり、既にモニターテレビ２
３ではそのシーンが過ぎていたとしても、時間的に実時
間ＴD 以内であれば、ＶＴＲ２４をそのときから録画モ
ードに操作しても、所望のシーンがＶＴＲ２４に録画さ
れることになる。

【００６６】この場合、本発明の記録再生装置２２から
のタイムシフトした信号をＶＴＲ２４で録画するには、
その録画開始タイミングはＶＴＲ２４のモニター出力端
に接続したモニターテレビ２５を見ながら、キー操作す
ればよい。

【００６７】以上説明したように、画像圧縮処理の符号
化レートを、圧縮処理手段とディスクメディア間、及び
ディスクメディアと伸長処理手段間の実質転送レート
（オーバーヘッドを含むデータ転送レート）の１／２以
下とし、数フィールド単位（パケット単位）で、圧縮記
録と伸長再生を行う一方、ディスクメディアに対する圧
縮データの記録と再生を交互に繰り返すことで、ディス
クメディアに対して記録を連続的に行いながら、同時に
ディスクメディア上の任意の箇所（シーン）を連続的に
再生することが可能となる。

【００６８】さらに、記録アドレスに対する再生アドレ
スの偏差量をユーザー設定可能とするので、例えば偏差
量を正にすることにより、これから記録する領域を一定
時間前に前もって再生することができ、記録時に既に記
録してある領域に対して重ね書きする場合の可否判断な
どに有効となり、また偏差量を負に設定することによ
り、記録済みの領域を一定時間後に再生することかがで
き、記録したばかりの内容や、数秒〜数分前に記録した
内容を再生することができ、記録動作が正常に行われて
いるか否かの確認や、長時間のタイムシフタとしての応
用が可能となる。

【００６９】尚、以上の実施例では、ハードディスクを
用いた磁気ディスクの記録再生装置について説明した
が、本発明はこれに限定されずレーザー光などを利用し
た書き換え可能な光ディスク記録再生装置に応用するこ
とも可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、映像
や音声をリアルタイムに記録しながら、同時にディスク
メディア上の任意の箇所を再生することができる。しか
も、記録，再生の各内容を欠落することなく連続的に記
録，再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のディスク記録再生装置の構
成を示すブロック図。

【図２】図１の装置における入出力画像データとディス
クメディア上の記録，再生動作のタイミング関係を示す
図。

【図３】ディスクメディア上のアドレス配置例を示す
図。

【図４】図１の装置において、ディスクメディアに対し
て記録，再生を交互に行う際の記録アドレス及び再生ア
ドレスの関係を示す図。

【図５】図１の装置において、ディスクメディアに対し
て記録，再生を交互に行う際の記録アドレス及び再生ア
ドレスの関係を示す図。

【図６】本発明のディスク記録再生装置とＶＴＲの組み
合わせた応用例を示すブロック図。

【図７】従来のディスク記録再生装置における圧縮記録
時のデータ転送及びアドレッシングタイミングを示す
図。

【図８】従来のディスク記録再生装置における伸長再生
時のデータ転送及びアドレッシングタイミングを示す
図。

【符号の説明】

３…圧縮処理手段 ４…符号量制御手段 ５，１３…バッファメモリ手段 ６…バッファメモリ制御手段 ７…記録／再生切換え用スイッチ ８…モード切換手段 ９…バスインターフェース １０Ａ…ディスクアドレス制御手段 １０Ｂ…アドレス偏差設定手段 １１…設定入力端子 １２…ディスクメディア １４…伸長処理手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたディジタル画像データを圧縮す
   る圧縮処理手段と、 この圧縮された画像データを所定のフィールド数或いは
   フレーム数、ストアするための第１のバッファメモリ手
   段と、 この第１のバッファメモリ手段からのデータを記録する
   ディスクメディアと、 このディスクメディアから読み出された圧縮画像データ
   を所定のフィールド数或いはフレーム数、ストアするた
   めの第２のバッファメモリ手段と、 この第２のバッファメモリ手段から読み出されるディジ
   タル画像データを伸長する伸長処理手段と、 前記第１，第２のバッファメモリ手段の書き込み，読み
   出しを制御するバッファメモリ制御手段と、 前記圧縮処理手段における平均符号化レートを、前記デ
   ィスクメディアの実質転送レート（オーバーヘッドを含
   む）の１／２以下に抑制する符号量制御手段と、 前記ディスクメディアに対して書き込む記録モードと、
   ディスクメディアから読み出す再生モードを所定のフィ
   ールド数或いはフレーム数の単位で切り換えるモード切
   換手段と、 ユーザーからの指示値に基づいて、前記ディスクメディ
   ア上に記録アドレスと再生アドレスとを、所定のアドレ
   ス偏差量を保つように設定するアドレス偏差設定手段
   と、 前記モード切換手段のモード切換えとタイミングをとり
   ながら、前記アドレス偏差設定手段による設定値に基づ
   いて、前記ディスクメディアに対する圧縮データの記録
   アドレス或いは再生アドレスを制御するディスクアドレ
   ス制御手段とを具備したことを特徴とするディスク記録
   再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のディスク記録再生装置にお
   いて、 前記アドレス偏差設定手段は、 記録アドレスに対する再生アドレスの偏差量を、ユーザ
   ーによる指定値に基づいて、正方向又は負方向に任意に
   設定する手段であることを特徴とする。
3. 【請求項３】請求項１記載のディスク記録再生装置にお
   いて、 前記アドレス偏差設定手段は、 記録アドレスに対する再生アドレスの偏差量を、ユーザ
   ーによる時間換算された指定値に基づいて、正方向又は
   負方向に任意に設定する手段であることを特徴とする。