專利名稱：動態(tài)圖象記錄裝置及動態(tài)圖象再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動態(tài)圖象記錄裝置及動態(tài)圖象再生裝置，特別是涉及對由MPEG方式或H.261方式等方式的幀內(nèi)編碼、利用動態(tài)預(yù)測進(jìn)行的幀間編碼、以及利用可變長度編碼進(jìn)行的壓縮編碼所生成的圖象數(shù)據(jù)串進(jìn)行記錄和再生的數(shù)字動態(tài)圖象記錄裝置及動態(tài)圖象再生裝置。
背景技術(shù)：
作為對動態(tài)圖象進(jìn)行編碼并記錄在數(shù)字記錄媒體上的編碼方式，MPEG2(Motion Picture Coding Expert Group Phase 2(動態(tài)圖象編碼專家組第2版)，ISO/IEC 13818-2)已被標(biāo)準(zhǔn)化，并被廣泛地采用。該編碼方式除了用來記錄信息以外，還被用于稱為數(shù)字廣播和數(shù)字傳遞的廣播、通信領(lǐng)域中。
以該MPEG2為代表的動態(tài)圖象壓縮編碼方式是一種將幀內(nèi)編碼及利用動態(tài)預(yù)測進(jìn)行的幀間編碼、和利用可變長度編碼進(jìn)行的壓縮編碼組合起來的方式。
在動態(tài)圖象壓縮編碼方式中，由在幀內(nèi)進(jìn)行編碼的幀內(nèi)編碼幀、以及通過參照其它幀進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮而進(jìn)行編碼的幀間編碼幀構(gòu)成數(shù)據(jù)。
幀內(nèi)編碼幀被稱為I-Picture(Intra-Picture(幀內(nèi)圖))。幀間編碼幀包括參照過去的幀進(jìn)行壓縮的P-Picture(Predictive-Picture(預(yù)測圖))；以及參照過去及未來的兩個幀進(jìn)行壓縮的B-Picture(Bidirectional-Picture(雙向圖))。
而且，P-Picture是按照再生時間順序，參照最近的過去存在的參照幀(被參照的幀，I-Picture或P-Picture)進(jìn)行編碼及譯碼的，而B-Picture則是參照最近的過去存在的參照幀和最近的未來存在的參照幀進(jìn)行編碼及譯碼的。
圖16簡單地示出了以MPEG2(ISO/IEC 13818-2)為代表的將幀內(nèi)編碼和幀間編碼組合起來進(jìn)行數(shù)字動態(tài)圖象的壓縮編碼方式中的幀的參照關(guān)系。
圖中，從符號101至110全部表示時間連續(xù)的幀。圖中示為1的幀101、110在MPEG2中稱為I-Picture，是進(jìn)行幀內(nèi)編碼的幀內(nèi)編碼幀。以只對在該幀內(nèi)進(jìn)行編碼的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的方式，即以單個幀譯碼的方式對該幀進(jìn)行壓縮。
圖中示為P及B的幀是參照其它幀進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償、用數(shù)據(jù)的差分進(jìn)行壓縮的幀間編碼幀。
圖中位于箭頭終點(diǎn)的幀表示通過求相對于位于箭頭始點(diǎn)的幀的動態(tài)和差分，進(jìn)行參照，再進(jìn)行壓縮。在MPEG2中，將只根據(jù)過去的幀進(jìn)行參照的幀稱為P-Picture，而將根據(jù)過去及未來的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行參照的幀稱為B-Picture。圖中示為P的幀104、107表示P-Picture，圖中示為B的幀102、103、105、106、108、109表示B-Picture。而且，P-Picture是將在時間上最近的過去存在的P-Picture或I-Picture作為參照幀進(jìn)行壓縮的，B-Picture是參照過去及未來的P-Picture、或I-Picture進(jìn)行壓縮的。
因此，接著直至進(jìn)行幀內(nèi)編碼的I-Picture即幀110出現(xiàn)時為止的全部幀都直接地或繼承地參照幀101。由此幀102～109被壓縮。因此，如果不先對進(jìn)行了幀內(nèi)編碼的I-Picture進(jìn)行譯碼，這些P-Picture和B-Picture的譯碼是不可能的。將具有這樣的參照關(guān)系的多個幀101～109統(tǒng)稱為GOP(Group of Picture組合圖)。
另外，在MPEG2方式中采用可變長度編碼。因此不能預(yù)定各幀的數(shù)據(jù)量。例如在由包含一個I-Picture的多個幀構(gòu)成的GOP期間、在由一個或多個GOP構(gòu)成的序列期間、或在一個程序期間等長的期間，每單位時間的平均數(shù)據(jù)量只要滿足規(guī)定值就可以了。
圖18是說明以幀為單元的數(shù)據(jù)量的變化用的圖。一般來說，數(shù)據(jù)量滿足I-Picture＞P-Picture＞B-Picture的關(guān)系。但即使是用同一種方法進(jìn)行編碼的幀，數(shù)據(jù)量也不一定。
作為這樣的壓縮編碼方法，除了按照ISO進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的全色動態(tài)圖象壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG2以外，還存在具有代表性的MPEG(MotionPicture Coding Expert Group動態(tài)圖象編碼專家組，ISO11172-2)及電視電話標(biāo)準(zhǔn)即H·261系列。
圖17示出了將按照該編碼方式進(jìn)行了編碼的圖象數(shù)據(jù)串記錄在記錄媒體上的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)。
作為這樣的記錄媒體15，可以采用光盤、磁盤、磁帶等各種可以進(jìn)行數(shù)字記錄的記錄媒體。
記錄變換電路13對被輸入的數(shù)據(jù)串進(jìn)行成塊、附加錯誤修正碼、調(diào)制等所必要的處理，以便記錄到記錄媒體上。進(jìn)行了這些處理的數(shù)據(jù)被作為記錄媒體15中的記錄單元的塊數(shù)據(jù)輸出。
記錄控制電路16是進(jìn)行將圖象數(shù)據(jù)串記錄在記錄媒體15上的控制的控制電路。
被輸入的圖象碼串由記錄變換電路13將其變換成適合于記錄的形式后，被作為記錄單元的數(shù)據(jù)塊記錄在記錄媒體15的每個記錄單元中。
在這樣將圖象碼串記錄在每個記錄單元中的情況下，不能確定記錄媒體上的圖象碼串內(nèi)的幀的開頭被記錄在記錄媒體的記錄單元的哪個位置(參照圖18)。
圖19示出了使記錄了上述數(shù)據(jù)串的記錄媒體進(jìn)行再生的動態(tài)圖象再生裝置的具體例。
再生控制電路25是直接控制從記錄媒體15進(jìn)行讀出的控制電路。再生變換電路21是在對記錄媒體15進(jìn)行寫入時，對在記錄變換電路13中進(jìn)行的處理再進(jìn)行處理，即進(jìn)行解調(diào)、錯誤修正、塊消除等的處理的電路。
標(biāo)題檢測電路22是為了在根據(jù)從記錄媒體15讀出的數(shù)據(jù)串進(jìn)行特殊再生、例如高速再生時只使參照幀再生，而檢測例如I-Picture的開頭及末尾用的電路。
在通常再生時，從記錄媒體15的每個記錄單元讀出的塊數(shù)據(jù)通過再生變換電路21使其返回再生圖象碼串中，通過緩沖存儲器23變成連續(xù)的圖象碼串。在譯碼電路24中圖象碼串作為圖象信號再生，成為再生圖象。
高速再生可以在例如不依靠其它幀而只使能夠再生的幀內(nèi)編碼幀按順序再生的情況下得以實(shí)現(xiàn)。
圖20是表示高速再生時再生的幀之間的關(guān)系。
圖中，I表示I-Picture，P表示P-Picture,B表示B-Picture。另外，圖中從左至右表示時間的推移。圖中表示了位于箭頭始點(diǎn)的幀再生后，再使箭頭終點(diǎn)的幀再生。如果這樣只以相當(dāng)于幀內(nèi)編碼幀的圖象碼串為對象進(jìn)行再生，則能簡單地高速再生。
另外，如圖21所示，如果依次使作為幀內(nèi)編碼幀的I-Picture及作為幀間編碼幀的P-Picture再生，則能實(shí)現(xiàn)其它種類的高速再生。這是因?yàn)镻-Picture是參照其它幀的幀，由于先使位于其前面的參照幀再生，所以能譯碼。
另外，如圖21所示，如果只使I-Picture反向再生，則能進(jìn)行高速反向再生。圖中箭頭表示始點(diǎn)的幀再生后，接著使終點(diǎn)的幀再生。
標(biāo)題檢測電路22通過讀取位于圖象碼串的各幀的開頭的標(biāo)題碼，尋找?guī)拈_頭和末尾。另外，標(biāo)題檢測電路22還進(jìn)行標(biāo)題碼中記載的編碼幀類型(I-Picture、P-Picture、B-Picture中的哪一類)的判斷，檢測特殊再生用的幀。
標(biāo)題檢測電路22如果找到特殊再生用的幀的開頭，便指示將該幀的圖象碼串寫入緩沖存儲器23，如果接著檢測到末尾，便使向緩沖存儲器23的寫入動作停止。然后，標(biāo)題檢測電路22再次檢測應(yīng)再生的圖象碼串的開頭。反復(fù)進(jìn)行該動作。
譯碼電路24從緩沖存儲器23讀出圖象碼串，將其作為再生圖象輸出。這樣做能實(shí)現(xiàn)特殊再生。
可是，在現(xiàn)有的技術(shù)中，在高速再生時為了檢測各幀的開頭，必須用再生變換電路21進(jìn)行變換，再用標(biāo)題檢測電路22判斷某個幀是I-Picture還是P-Picture。即在現(xiàn)有的技術(shù)中存在特殊再生時的幀檢索處理麻煩的缺點(diǎn)。因此，需要使用速度非常高的讀取裝置。另外，在讀取速度不夠快的情況下，檢索速度不能充分地跟隨再生速度，致使再生圖象不夠理想，有時不能進(jìn)行特殊再生。
反向再生時由于要求讀出速度達(dá)到高速再生以上的速度，所以也有問題。
再者，特開平6-46368號公報雖然公開了為了使讀出動態(tài)圖象數(shù)據(jù)變得容易而在每個GOP期間使數(shù)據(jù)與記錄單元對齊的技術(shù)，但不能使I-Picture、B-Picture等特定的幀的開頭與記錄單元對齊。
為了解決上述問題，本發(fā)明第一個目的是提供一種根據(jù)通過幀內(nèi)編碼及幀間編碼以幀為單元進(jìn)行了編碼的圖象數(shù)據(jù)串，能有效地只使特定的幀再生的再生裝置。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種能在這樣的再生裝置用的記錄媒體上有效地進(jìn)行動態(tài)圖象的記錄的記錄裝置。
發(fā)明的公開為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，動態(tài)圖象記錄裝置備有通過幀內(nèi)編碼或幀間編碼，輸入以幀為單元壓縮的圖象碼串的輸入裝置；根據(jù)輸入的圖象碼串檢測特定的幀的檢測裝置；以及控制使得檢測到的特定的幀與記錄媒體的記錄單元對齊并被記錄的控制裝置。
另外，控制裝置包括將碼插入被輸入的圖象碼串中，以便檢測到的特定的幀與記錄媒體的記錄單元對齊并被記錄的插入裝置。
另外，被輸入的圖象碼串包含冗余碼，控制裝置包括消除冗余碼的消除裝置。
另外，控制裝置包括根據(jù)檢測裝置的檢測結(jié)果，測定從特定的幀的開頭到下一個到來的特定的幀的開頭之間的碼的數(shù)量的測定裝置。
另外，控制裝置控制使被輸入的圖象碼串的量和被記錄的圖象碼串的量大致相等。
另外，控制裝置備有計算被輸入的圖象碼串的量和被記錄的圖象碼串的量之差的第一計算裝置；計數(shù)所檢測到的特定的幀間存在的冗余碼的量，將所計數(shù)的量除以記錄單元，求出其余數(shù)的第二計算裝置；以及根據(jù)第一及第二計算裝置的計算結(jié)果，將冗余碼消除的消除裝置。
另外，控制裝置包括將被輸入的圖象碼串中包含的冗余碼除去的除去裝置；計算將所檢測到的特定的幀間存在的冗余碼被除去后的圖象碼串的數(shù)據(jù)量分割成記錄單元時的記錄區(qū)域的余數(shù)的第一計算裝置；計算將檢測到的特定的幀中存在的而被除去的冗余碼的量除以記錄單元時的商和余數(shù)的第二計算裝置；以及根據(jù)第一及第二計算裝置的計算結(jié)果，將冗余碼插入所輸入的圖象碼串中的插入裝置。
另外，輸入裝置包括暫時存儲所輸入的圖象碼串的存儲裝置。
另外，輸入裝置包括存儲圖象碼串的記錄媒體；以及從記錄媒體讀出圖象碼串的讀出裝置。
另外，特定的幀是幀內(nèi)編碼幀。
另外，特定的幀是幀內(nèi)編碼幀，以及只參照一個幀的幀間編碼幀。
如果按照本發(fā)明的另一方面，則動態(tài)圖象再生裝置備有從記錄媒體讀出圖象碼串的讀出裝置，上述記錄媒體是一種記錄通過幀內(nèi)編碼或幀間編碼且以幀為單元進(jìn)行編碼的圖象碼串的記錄媒體，能成為特殊再生幀的幀的開頭被記錄在記錄媒體的記錄單元的開頭；從被讀出裝置讀出的圖象碼串中檢測能成為特殊再生幀的幀的編碼數(shù)據(jù)的開始位置即標(biāo)題的檢測裝置；以及控制讀出裝置從記錄媒體的記錄單元的開頭只讀出少于記錄單元的規(guī)定的數(shù)據(jù)量的控制裝置。
如果按照本發(fā)明，則能從記錄媒體有效地讀出特定的幀，能容易地進(jìn)行動態(tài)圖象的再生。另外，能提供一種能將動態(tài)圖象記錄在適合于這樣再生的記錄媒體上的動態(tài)圖象記錄裝置。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示圖1所示裝置的處理例的例一圖。
圖3是表示圖1所示裝置的處理例的例二圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖5是表示本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖6是表示圖4及圖5所示裝置的處理例的例一圖。
圖7是表示圖4及圖5所示裝置的處理例的例二圖。
圖8是說明本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的處理方法用的說明圖。
圖9是表示本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖10是表示本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖11是圖10所示裝置的處理例圖。
圖12是表示本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖13是表示圖12所示裝置進(jìn)行的處理之一圖。
圖14是表示圖12所示裝置進(jìn)行的處理之二圖。
圖15是表示本發(fā)明的第八實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象再生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖16是說明MPEG2方式中的幀之間的參照關(guān)系用的說明圖。
圖17是現(xiàn)有技術(shù)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
圖18是說明MPEG2方式中的圖象數(shù)據(jù)串用的說明圖。
圖19是現(xiàn)有技術(shù)的動態(tài)圖象再生裝置的框圖。
圖20是說明高速再生用的說明一圖。
圖21是說明高速再生用的說明二圖。
圖22是說明反向再生用的說明圖。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下，以MPEG2方式的數(shù)據(jù)串為例，參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)。可是，本發(fā)明也能有效地在其它編碼方式中實(shí)施。
在MPEG2方式中，在特殊再生例如高速再生時再生的幀是參照幀(是參照了另一幀的幀，僅I-Picture，或I-Picture及P-Picture)。另外，以下具有同一功能的電路標(biāo)以同一編號，不重復(fù)說明。
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的框圖。
參照圖，標(biāo)題檢測電路11是檢索標(biāo)題的開始碼的位置(標(biāo)題的位置)、輸出標(biāo)題檢測信號的電路，上述標(biāo)題的開始碼表示在數(shù)據(jù)串中配置的在特殊再生時再生的參照幀的數(shù)據(jù)的開始位置。
假定圖象碼串例如是MPEG2的碼串，則表示稱之為序列標(biāo)題、GOP標(biāo)題、圖象標(biāo)題的高位層附加信息的開始位置的開始碼、即23個0及繼其后的從1開始的32位(“000000000000000000000001……”)的碼串被插入數(shù)據(jù)串中。這些開始碼是能容易地識別的圖象碼串。
繼圖象標(biāo)題的開始碼之后，作為數(shù)據(jù)配置著表示編碼幀類型(I-Picture、P-Picture或B-Picture中的某一類)的信息。因此，根據(jù)圖象標(biāo)題和接在它后面的編碼幀類型(動態(tài)預(yù)測編碼形態(tài))，能判斷能成為特殊再生用的幀的幀的開始位置。
另外，根據(jù)編碼的層次結(jié)構(gòu)，在序列標(biāo)題之后存在GOP標(biāo)題或I-Picture的圖象標(biāo)題，在GOP標(biāo)題之后存在I-Picture的圖象標(biāo)題。另外，由于幀再生時所需要的信息被編碼后記錄在序列標(biāo)題或GOP標(biāo)題中，所以在序列標(biāo)題或GOP標(biāo)題存在于I-Picture的圖象標(biāo)題之前的情況下，也可以包含這些標(biāo)題，作為參照幀的開始位置。
冗余碼插入控制電路12根據(jù)來自標(biāo)題檢測電路11的標(biāo)題檢測信號和來自記錄控制電路16的記錄單元的分界信息，轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便輸出冗余碼18。另外同時輸出控制信號RE，以便停止緩沖存儲器17的輸出。接著，冗余碼插入控制電路12轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便在記錄冗余碼直至到來自記錄控制電路16的記錄單元的分界處后，輸出緩沖存儲器17的內(nèi)容。同時輸出使緩沖存儲器再開始輸出的控制信號RE。
緩沖存儲器17用來消除圖象串的輸入速度和記錄變換電路的處理速度的不同，同時根據(jù)控制信號RE，在冗余碼插入時停止讀出工作。
記錄變換電路13是將冗余碼18被插入后的圖象數(shù)據(jù)串變換成可記錄在記錄媒體上的形式的信號處理電路。
記錄控制電路16是對記錄媒體15的記錄進(jìn)行必要的控制的電路。
在MPEG2方式中，對序列標(biāo)題、GOP標(biāo)題、圖象標(biāo)題等與圖象數(shù)據(jù)相比位于高位層次的再生信息進(jìn)行編碼并對編碼后的碼附加開始碼(23個0及繼其后的從1開始的32位碼)，在該附加的開始碼之前的0成為冗余碼。插入的0的個數(shù)沒有特別限制。
圖2中示出了以I-Picture為對象的處理結(jié)果。
圖中，I表示I-Picture，P表示P-Picture，B表示B-Picture。圖中上部的輸入圖象碼串利用可變長度碼進(jìn)行編碼，所以如果直接記錄，就不能確定將哪個幀記錄在記錄媒體15的哪個位置，通過本實(shí)施形態(tài)的處理，圖中下部的記錄圖象碼串就能記錄在記錄媒體上。就是說，為了使相當(dāng)于作為參照幀的I-Picture的圖象碼串與記錄媒體15的記錄單元的開始位置對齊，將冗余碼18插入圖中的影線區(qū)中。
通過這樣插入冗余碼，再生時進(jìn)行I-Picture的檢測變得容易了。因此能用備有低速讀出裝置的再生裝置容易地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的特殊再生。
就是說，只要按順序檢索各記錄單元的開頭，就能容易地檢測應(yīng)再生的圖象碼串的開頭，能實(shí)現(xiàn)圖20所示的高速再生。
圖3示出了本實(shí)施形態(tài)的裝置的另一處理例。
在該例中，為了使I-Picture及P-Picture的開頭位于記錄媒體15的記錄單元的開頭而插入冗余碼18。這樣，通過對P-Picture也進(jìn)行同樣的處理，即使在圖21所示的高速再生時，也能實(shí)現(xiàn)應(yīng)再生的幀的檢索的高速化。另外，在圖2及圖3所示的任意一種處理中都能進(jìn)行圖22中的反向再生。
這里，雖然給出了圖20至圖22所示的特殊再生例，但特殊再生不限定于這樣的例。在圖2所示的處理例中，在檢索I-Picture的開頭的情況下，能進(jìn)行高速檢索，在圖3的處理例中，在檢索I-Picture及P-Picture的開頭的情況下，是能高速處理的例。
圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
該實(shí)施形態(tài)的裝置是將圖1所示實(shí)施形態(tài)的裝置的冗余碼插入控制電路12換成計算電路19后的裝置。另外，不需要從記錄控制電路16輸出的表示記錄單元的分割的信號。
計算電路19計數(shù)在從標(biāo)題檢測電路11檢測標(biāo)題開始至下一次檢測標(biāo)題為止的期間內(nèi)從緩沖存儲器17輸出的圖象碼串?dāng)?shù)據(jù)量。其次，將該計數(shù)值除以記錄單元的數(shù)據(jù)量。將從記錄單元的量減去上述除得的余數(shù)后的量作為剩余數(shù)據(jù)量。然后，為了輸出與該剩余數(shù)據(jù)量相當(dāng)?shù)娜哂啻a，計算電路19轉(zhuǎn)換開關(guān)14。同時為了使緩沖存儲器17的輸出停止，計算電路19輸出控制信號RE。
在輸出了相當(dāng)于剩余數(shù)據(jù)量的冗余碼之后，計算電路19轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便輸出緩沖存儲器17的內(nèi)容。同時，計算電路19輸出控制信號RE，以便使緩沖存儲器17再開始輸出。這樣一來，與第一實(shí)施形態(tài)一樣，能記錄圖2及圖3所示的數(shù)據(jù)。
圖5是表示本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
該裝置與圖1所示的實(shí)施形態(tài)的裝置不同，除了冗余碼除去控制電路41以外，還將緩沖存儲器17換成由冗余碼除去控制電路41進(jìn)行寫入控制的緩沖存儲器42。
在將MPEG2等的動態(tài)預(yù)測和可變長度編碼相組合進(jìn)行了壓縮編碼的圖象碼串的編碼過程中，冗余碼除去控制電路41檢測以調(diào)整每單位時間的數(shù)據(jù)量為目的而插入的冗余碼。冗余碼除去控制電路41根據(jù)該檢測結(jié)果，將停止圖象碼串的寫入用的控制信號WR輸出給緩沖存儲器42。
緩沖存儲器42根據(jù)控制信號WR，中止冗余碼的寫入。因此冗余碼被全部除去。
冗余碼插入控制電路12根據(jù)來自標(biāo)題檢測電路11的標(biāo)題檢測信號，轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便輸出冗余碼18。這時，冗余碼插入控制電路12輸出控制信號RE，以便使緩沖存儲器42的輸出停止。
冗余碼插入控制電路12計數(shù)在從標(biāo)題檢測電路11檢測標(biāo)題開始至下一次檢測標(biāo)題為止的期間內(nèi)被消除的冗余碼的總量。然后進(jìn)行開關(guān)14的控制，以便從該總量減去使標(biāo)題的位置與記錄媒體的記錄單元的位置對齊用的量(在本實(shí)施形態(tài)中將該量稱為剩余數(shù)據(jù)量)，并將相減后所得的量的冗余碼記錄在記錄媒體中(參照圖6)。另外，為了使標(biāo)題的位置與記錄單元的分界處的位置對齊，使用從記錄控制電路16輸出的信號。在冗余碼的記錄結(jié)束時，冗余碼插入控制電路12轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便再開始進(jìn)行緩沖存儲器42的輸出，同時輸出控制信號RE，以便緩沖存儲器再開始輸出。
這樣，插入冗余碼18，以便使參照幀的開頭位于記錄媒體的記錄單元的開頭。另外，能將具有與被輸入的圖象碼串的數(shù)據(jù)量最接近的量(幾乎相等的量)的數(shù)據(jù)量的圖象碼串記錄在記錄媒體15中。
圖6表示只以I-Picture為對象的處理結(jié)果。圖中，I表示I-Picture，P表示P-Picture,B表示B-Picture。圖中上部的輸入圖象碼串的畫有斜線的區(qū)域是表示編碼時在幀內(nèi)插入了冗余碼的區(qū)域。
如圖中的下部所示，在本實(shí)施形態(tài)中，冗余碼18被插入影線區(qū)。因此能使記錄媒體15的記錄單元的開始位置和I-Picture的開頭對齊。該新的圖象碼串被記錄在記錄媒體中。
圖7是表示本實(shí)施形態(tài)的另一處理例的圖。在該例中，為了使I-Picture及P-Picture的開頭位于記錄媒體15的記錄單元的開頭而插入冗余碼18。這樣，通過對P-Picture也同樣進(jìn)行控制，即使在圖21所示的高速再生時，也能實(shí)現(xiàn)應(yīng)再生的幀的檢索的高速化。
另外，在圖6及圖7中，根據(jù)不同的情況，插入了一個記錄單元以上的冗余碼?？墒?，如果以僅僅使參照幀的開頭與記錄單元的分界處相對齊為目的，插入少于一個記錄單元的量的冗余碼即可。但是，在此情況下會發(fā)生被記錄的數(shù)據(jù)量變得少于被輸入的編碼數(shù)據(jù)量。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，即使在圖22所示的反向再生時，也能實(shí)現(xiàn)再生幀的檢索的高速化。這里雖然示出了從圖20至圖21的特殊再生的例，但特殊再生不限定于這些例。在圖6所示的處理中，在檢索I-Picture的開頭的情況下，能高速檢索。在圖7的處理中，在檢查P-Picture的開頭時，能高速地處理。
圖8是說明本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的處理方法用的說明圖。
本實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置是將圖5所示的第三實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的冗余碼除去控制電路41和冗余碼插入控制電路12的控制方法改變后的裝置。
具體地說，參照圖8，冗余碼除去控制電路41將輸入圖象碼串中被插入的冗余碼從GOP期間的開頭只消除一個記錄單元部分。即，在圖8中輸入圖象碼串的冗余碼D1、D2相當(dāng)于一個記錄單元部分的冗余碼，只消除該冗余碼。其余的冗余碼D3～D9不被消除而直接從緩沖存儲器42輸出。
冗余碼插入控制電路12將使I-Picture在記錄單元的開頭定位用的冗余碼Db插入GOP的最后。因此，能將具有與被輸入的圖象碼串的數(shù)據(jù)量大致相等的數(shù)據(jù)量的圖象碼串記錄在記錄媒體15中，而且容易進(jìn)行I-Picture的檢測。
另外，在圖8中，雖然將開頭與記錄單元對齊的幀作為I-Picture，但即使對P-Picture也可以進(jìn)行同樣的處理。
圖9是表示本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
該裝置是將圖5所示的實(shí)施形態(tài)的冗余碼插入控制電路12換成計算電路19后的裝置。在該裝置中不使用來自記錄控制電路16的在記錄媒體上記錄時的記錄單元的分界、即記錄記錄單元的最后數(shù)據(jù)的時間信號。
計算電路19進(jìn)行以下的處理。首先，根據(jù)由標(biāo)題檢測電路11進(jìn)行的檢測標(biāo)題的時間，計數(shù)從參照幀的標(biāo)題開始至下一個標(biāo)題為止輸入的數(shù)據(jù)量。其次，將該計數(shù)值除以記錄單元的數(shù)據(jù)量，求出該余數(shù)。從被冗余碼除去控制電路41除去了的冗余碼的總量減去所求得的余數(shù)，這樣相減后的量便成為被插入的冗余碼的量。
計算電路19為了輸出作為計算結(jié)果的插入數(shù)據(jù)量的冗余碼18，轉(zhuǎn)換開關(guān)14。同時，為了使緩沖存儲器42的輸出停止而輸出控制信號RE。冗余碼從開關(guān)輸出了相當(dāng)于插入的數(shù)據(jù)量的數(shù)量之后，轉(zhuǎn)換開關(guān)14，以便進(jìn)行緩沖存儲器17的輸出。同時輸出控制信號RE，以便緩沖存儲器再開始輸出。這樣一來，能獲得與圖5所示的實(shí)施形態(tài)同樣的效果。
圖10是表示本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
在該實(shí)施形態(tài)中，不是象圖5及圖6所示的實(shí)施形態(tài)那樣將全部冗余碼除去，而是只除去有必要除去的編碼時附加的冗余碼，或者重新插入需要的冗余碼。而且，盡可能以近似于被輸入的圖象碼串的形式記錄數(shù)據(jù)。
標(biāo)題檢測電路11從輸入的圖象碼串檢測特殊再生用的參照幀的標(biāo)題。另外，標(biāo)題檢測電路11輸出將冗余碼插入?yún)⒄諑拈_頭的時間。這是因?yàn)椴迦肴哂啻a的可能的時間是參照幀的開頭出現(xiàn)時。
第一計算電路72計算被輸入的圖象碼串的數(shù)據(jù)量和從轉(zhuǎn)換開關(guān)14輸出的圖象碼串的數(shù)據(jù)量之差。
第二計算電路74計數(shù)在從標(biāo)題檢測電路11檢測標(biāo)題開始至下次檢測標(biāo)題為止的期間內(nèi)存在的冗余碼的數(shù)據(jù)量。該冗余碼是為了調(diào)整數(shù)據(jù)量而被插入的。然后第二計算電路74將計數(shù)的從標(biāo)題開始至標(biāo)題為止的冗余碼的總量除以記錄單元的量。求出該余數(shù)作為剩余數(shù)據(jù)量。
當(dāng)來自轉(zhuǎn)換開關(guān)14的輸出比輸入的數(shù)據(jù)量少時，第一計算電路72將信號送給冗余碼除去控制電路75，使冗余碼的除去中止。
反之，當(dāng)來自開關(guān)14的輸出比輸入的數(shù)據(jù)量多時，第一計算電路72將信號送給冗余碼除去控制電路75，只按照相當(dāng)于第二計算電路74計算出的剩余數(shù)據(jù)量的數(shù)量除去冗余碼。
計算電路19與圖9中的計算電路19同樣地工作，當(dāng)參照幀的標(biāo)題不在記錄單元的分界的位置時，插入冗余碼，以便使該標(biāo)題處于分界的位置。
延遲電路71是在計算剩余數(shù)據(jù)量的期間使輸入的圖象碼串延遲的電路。
冗余碼除去控制電路75通過輸出控制信號WR，將相當(dāng)于剩余數(shù)據(jù)量的數(shù)量的冗余碼除去。
即，圖10所示的電路按照以下(1)及(2)進(jìn)行工作。
(1)當(dāng)輸出的數(shù)據(jù)比輸入的數(shù)據(jù)多時，通過減少冗余碼，使參照幀的開頭與記錄單元的分界處對齊。
(2)當(dāng)輸出的數(shù)據(jù)比輸入的數(shù)據(jù)少時，通過增加冗余碼，使參照幀的開頭與記錄單元的分界處對齊。
圖11是將參照幀只作為I-Picture時的處理例圖。
參照圖，在位于最左的GOP期間(從左側(cè)的虛線開始至中央的虛線為止)，通過將編碼時插入的冗余碼(斜線區(qū)域)除去，以便使位于下一個GOP期間的開頭的I-Picture的開頭到達(dá)最近的記錄媒體的記錄邊界。
下一個I-Picture(位于圖中最右側(cè)的I-Picture)通過將冗余碼插入影線區(qū)，以使其開頭到達(dá)最近的記錄單元的開頭。
當(dāng)然也可以對P-Picture進(jìn)行圖11所示的處理。
圖12是表示本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
參照圖，該裝置備有緩沖存儲器81，用來輸入并暫時存儲調(diào)整了每單位時間的數(shù)據(jù)量的圖象碼串，上述數(shù)據(jù)量的調(diào)整是這樣進(jìn)行的，即以幀為單位將幀內(nèi)編碼和幀間編碼相混合，通過可變長度編碼進(jìn)行壓縮編碼，在生成時及再生時通過插入多個不具有意義的冗余碼，調(diào)整每單位時間的數(shù)據(jù)量；從被輸入緩沖存儲器81中的圖象碼串檢測能成為特殊再生幀的參照幀的編碼數(shù)據(jù)的開始位置即標(biāo)題的標(biāo)題檢測電路11；檢測圖象碼串內(nèi)的冗余碼，將冗余碼從圖象碼串除去的冗余碼檢測電路82；標(biāo)題檢測電路11檢測到標(biāo)題時，將在其之前檢測到的標(biāo)題以后的冗余碼除去后的圖象碼串的數(shù)據(jù)量分割成記錄媒體的記錄單元，計算這樣分割后的記錄區(qū)域的剩余部分的第一計算電路83；標(biāo)題檢測電路11檢測到標(biāo)題時，將在其之前檢測到標(biāo)題后除去的冗余碼的數(shù)據(jù)量分割成記錄媒體的記錄單元，計算這樣分割后的記錄單元數(shù)及所得余數(shù)的第二計算電路84；如果第一計算電路83的輸出即記錄區(qū)域的剩余部分和第二計算電路的一個輸出即余量之差達(dá)到規(guī)定量以上，便使被分割的冗余碼的記錄單元數(shù)加1的第三計算電路85；生成新的冗余碼的生成電路18；轉(zhuǎn)換被輸入緩沖存儲器81中的圖象碼串和從生成電路18輸出的冗余碼的切換電路14；將切換電路14的輸出記錄在記錄媒體上的記錄變換電路13；以及冗余碼插入控制電路86，當(dāng)標(biāo)題檢測電路11檢測到標(biāo)題時，該冗余碼插入控制電路86便進(jìn)行如下控制，即停止圖象碼串向緩沖存儲器81輸入，重新插入第一計算電路83輸出給切換電路14的記錄區(qū)域的剩余部分及作為第三計算電路85的計算結(jié)果的記錄媒體的記錄單元的整數(shù)倍的冗余碼，當(dāng)新的冗余碼的輸出結(jié)束時進(jìn)行如下控制，即再次開始向緩沖存儲器81輸出圖象碼串，將圖象碼串輸出給切換電路14。
以下說明將參照幀只作為I-Picture時的處理例。
參照圖13，標(biāo)題檢測電路通過檢測參照幀的標(biāo)題，識別參照幀的開頭和開頭之間的周期T。
如(1)所述，第一計算電路83根據(jù)期間T中的數(shù)據(jù)串，計算將冗余碼除去后的數(shù)據(jù)量被分割成記錄單元時的記錄區(qū)域的剩余部分a。
如(2)所述，第二計算電路84算出在期間T中消除的冗余碼的總量后，將該總量除以記錄單元的數(shù)據(jù)量，求出其商n(圖中n=1)。另外，求出它的余數(shù)b。
第三計算電路85進(jìn)行b-a的計算。該計算結(jié)果如果在規(guī)定值(例如存儲單元的二分之一)以上，則將n的值加1、如果小于規(guī)定的值，則不進(jìn)行任何處理。
冗余碼插入控制電路86在期間T結(jié)束的時刻，這樣進(jìn)行控制，即將n個記錄單元部分的冗余碼和數(shù)量a的冗余碼記錄在記錄媒體上。
因此，如圖14所示，能將接近于所輸入的數(shù)據(jù)串的量的數(shù)據(jù)記錄在記錄媒體上。另外，能使參照幀的開頭與記錄單元對齊。
圖15是表示本發(fā)明的第八實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
參照圖，該裝置對用第一至第七實(shí)施形態(tài)的動態(tài)圖象記錄裝置進(jìn)行了記錄的記錄媒體15進(jìn)行再生處理。
該裝置備有進(jìn)行解調(diào)、錯誤修正及塊解除處理的再生變換電路21；檢測特殊再生時應(yīng)再生的參照幀的標(biāo)題的標(biāo)題檢測電路22；暫時存儲應(yīng)再生的圖象數(shù)據(jù)的緩沖存儲器23；對緩沖存儲器中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的譯碼電路24；以及進(jìn)行再生的控制的再生控制電路25。
在記錄媒體15中特殊再生時作為再生對象的幀的開頭都位于所有的記錄單元的開頭。因此，在高速再生、反向高速再生或檢索等的特殊再生時，只讀出位于各記錄單元的開頭的圖象碼串。為了尋找應(yīng)這樣再生的幀，再生控制電路25進(jìn)行逐次地從記錄媒體讀出圖象碼串的控制。這樣通過只讀出記錄單元的開頭部分，能進(jìn)行高速地讀出。因此，能有效地進(jìn)行特殊再生。
另外，在圖15所示的讀出裝置中，如果控制使得從記錄單元的開頭只讀出少于記錄單元的量的規(guī)定的數(shù)據(jù)量，則能進(jìn)行效率高的再生。
另外這里作為特殊再生，例舉了高速再生、反向高速再生、以及檢索等，但不將特殊再生特別限定于這些。
另外，冗余碼是再生(譯碼)時不進(jìn)行解釋的碼(串)。通常再生時被插入的冗余碼再生時不產(chǎn)生任何影響。
另外，將圖15、5、8、9、11中的緩沖存儲器代之以在裝置中設(shè)置用來讀出記錄在其它記錄媒體上的圖象數(shù)據(jù)的讀出裝置，也可以對讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，通過實(shí)施本發(fā)明，特殊再生時應(yīng)再生的幀的圖象碼串的開頭必定被配置在記錄媒體上的記錄單元的分界處，能容易地進(jìn)行稱為高速再生和反向高速再生的特殊再生。因此本發(fā)明能有利地應(yīng)用于動態(tài)圖象記錄裝置及再生裝置的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1．一種動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于備有通過幀內(nèi)編碼或幀間編碼，輸入以幀為單元壓縮了的圖象碼串的輸入裝置；根據(jù)上述被輸入的圖象碼串檢測特定的幀的檢測裝置；以及控制使得上述檢測到的特定的幀與記錄媒體的記錄單元對齊并被記錄的控制裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述控制裝置包括將碼插入上述被輸入的圖象碼串中，以便上述檢測到的特定的幀與記錄媒體的記錄單元對齊并被記錄的插入裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述被輸入的圖象碼串包含再生時不進(jìn)行解釋的碼，上述控制裝置包括消除上述再生時不進(jìn)行解釋的碼的消除裝置，以便上述檢測到的特定的幀與記錄媒體的記錄單元對齊并被記錄。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述控制裝置包括根據(jù)上述檢測裝置的檢測結(jié)果，測定從特定的幀的開頭到下一個到來的特定的幀的開頭之間的碼的數(shù)量的測定裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述控制裝置控制使得上述被輸入的圖象碼串的量和被記錄的圖象碼串的量大致相等。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述控制裝置備有計算上述被輸入的圖象碼串的量和被記錄的圖象碼串的量之差的第一計算裝置；計數(shù)上述檢測到的特定的幀間存在的再生時不進(jìn)行解釋的碼的量，將所計數(shù)的量除以記錄單元，求出所得余數(shù)的第二計算裝置；以及根據(jù)上述第一及第二計算裝置的計算結(jié)果，將再生時不進(jìn)行解釋的碼消除的消除裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述控制裝置包括將上述被輸入的圖象碼串中包含的再生時不進(jìn)行解釋的碼除去的除去裝置；計算將上述檢測到的特定的幀間存在的、再生時不進(jìn)行解釋的碼被除去后的圖象碼串的數(shù)據(jù)量分割成上述記錄單元時的記錄區(qū)域的余數(shù)的第一計算裝置；計算將上述檢測到的特定的幀間存在的而被除去了的再生時不進(jìn)行解釋的碼的量除以上述記錄單元時的商和余數(shù)的第二計算裝置；以及根據(jù)上述第一及第二計算裝置的計算結(jié)果，將再生時不進(jìn)行解釋的碼插入上述被輸入的圖象碼串中的插入裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述輸入裝置包括暫時存儲上述被輸入的圖象碼串的存儲裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述輸入裝置包括存儲圖象碼串的記錄媒體、和從上述記錄媒體讀出上述圖象碼串的讀出裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述特定的幀是幀內(nèi)編碼幀。
11．根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項所述的動態(tài)圖象記錄裝置，其特征在于上述特定的幀是幀內(nèi)編碼幀、和只參照一個幀的幀間編碼幀。
12．一種動態(tài)圖象再生裝置，其特征在于備有從記錄媒體讀出圖象碼串的讀出裝置，上述記錄媒體是一種記錄通過幀內(nèi)編碼或幀間編碼且以幀為單元進(jìn)行編碼的圖象碼串的記錄媒體，能成為特殊再生幀的幀的開頭被記錄在上述記錄媒體的記錄單元的開頭；從被上述讀出裝置讀出的圖象碼串中檢測能成為上述特殊再生幀的幀的編碼數(shù)據(jù)的開始位置即標(biāo)題的檢測裝置；以及控制上述讀出裝置從上述記錄媒體的記錄單元的開頭只讀出少于記錄單元的規(guī)定的數(shù)據(jù)量的控制裝置。
全文摘要
為了通過預(yù)測編碼而記錄的動態(tài)圖象數(shù)據(jù)在進(jìn)行快進(jìn)或再生時容易進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索,動態(tài)圖象記錄裝置輸入通過幀內(nèi)編碼或幀間編碼而編碼的圖象碼串。標(biāo)題檢測電路(11)從被輸入的碼串中檢測特定的幀的標(biāo)題。記錄控制電路(16)輸出與記錄媒體(15)的記錄單元有關(guān)的數(shù)據(jù)。冗余碼插入控制電路(12)將冗余碼插入被輸入的碼串中,以便所檢測到的標(biāo)題位于記錄單元的開始處。
文檔編號H04N9/804GK1230318SQ97197945
公開日1999年9月29日 申請日期1997年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月24日
發(fā)明者堀吉宏, 田岡峰樹 申請人:三洋電機(jī)株式會社