(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２のレートで符号化された符号化信号を多重化した多重化信号であり、伝送レートが前記第２のレートより速い第１のレートである前記多重化信号を、記録再生兼用ヘッドを用いて記録媒体に記録再生する符号化信号記録再生装置であって、
前記第１のレートで所定の充足度まで第１のバッファにバッファリングした後、記録モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて、前記第１のバッファからの前記多重化信号を、前記第１のレートより速い固定レートである第３のレートにて前記記録媒体に記録する、前記バッファリング動作と前記記録動作とを繰り返す記録手段と、
前記第１のバッファがバッファリングを行っている時間には、既に前記記録媒体に記録された前記多重化信号を、再生モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて前記第３のレートでバースト的に読み出し、その読み出した前記多重化信号を第２のバッファにバッファリングし、前記第２のバッファのバッファ充足度に従って前記記録媒体からの前記多重化信号の読み出しを一時中断することで、前記第２のバッファからの多重化されている前記符号化信号を前記第２のレートにて再生する再生手段と、
前記記録再生兼用ヘッドの前記記録モードと前記再生モードとのモード切り替えを、前記第１のバッファの充足度に応じて行うモード切替手段と、
を備えたことを特徴とする符号化信号記録再生装置。
【請求項２】
第２のレートで符号化された符号化信号を多重化した多重化信号であり、伝送レートが前記第２のレートより速い第１のレートである前記多重化信号を、記録再生兼用ヘッドを用いて記録媒体に記録再生する符号化信号記録再生方法であって、
前記多重化信号を、前記符号化信号の再生条件として予め設定されている再生時間である実再生時間より短い時間で伝送するステップと、
伝送された前記多重化信号を前記第１のレートで所定の充足度まで第１のバッファにバッファリングした後、記録モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて、前記第１のバッファからの前記多重化信号を、前記第１のレートより速い固定レートである第３のレートにて前記記録媒体に記録する、前記バッファリング動作と前記記録動作とを繰り返す記録ステップと、
前記第１のバッファがバッファリングを行っている時間には、既に前記記録媒体に記録された前記多重化信号を、再生モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて前記第３のレートで読み出し、その読み出した前記多重化信号を第２のバッファにバッファリングし、前記第２のバッファのバッファ充足度に従って前記記録媒体からの前記多重化信号の読み出しを一時中断することで、前記第２のバッファからの多重化されている前記符号化信号を前記第２のレートにて前記実再生時間で再生する再生ステップと、
前記記録再生兼用ヘッドの前記記録モードと前記再生モードとのモード切り替えを、前記第１のバッファの充足度に応じて行うモード切替ステップと、
を備えたことを特徴とする符号化信号記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動画像及び音声信号を符号化したデータを伝送し、伝送されたデータを記録メディアに記録再生する装置に係り、特に記録しながら、復号化再生を行なうことが可能な符号化信号記録再生装置及び符号化信号記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号化を用いた符号化信号伝送記録再生装置において、符号化伝送レートより高い伝送レートが可能な伝送系を用いて、例えば再生時間２時間のプログラムをそれ以下の時間で伝送して、蓄積した後、実時間の再生を行なう方法が提案されており（日経エレクトロニクス 1994.4.11）、その構成を図３に示す。
【０００３】
図３に示した符号化信号伝送記録再生装置において、画像は画像符号化部４１Ｖ、音声は音声符号化部４１Ａで夫々符号化され、それらのデータは多重化部４２で多重化される。多重化されたデータは、バッファ４３にてバッファリングされ、所定の伝送レートに平滑化され、伝送制御部４４にて伝送系特有のプロトコルに変換され、伝送系４５へ送信される。
【０００４】
受信側では、伝送制御部４６にて、多重化データに変換し、記録再生ヘッド４８Ｒを記録モードにして記録媒体５０に記録される。記録は伝送された伝送レートから伝送系特有のヘッダ等を取り除いた伝送レートで記録される。再生は多重化データ（符号化データ）が全て記録された後に、プログラムを再生する。
【０００５】
その場合、記録媒体５０から記録再生ヘッド４８Ｐを再生モードにし、符号化伝送レートで情報を読み出し、バッファ５２にてバッファリングされ、多重化分離部５４において、画像、及び音声の符号化データに分離され、各々は、画像復号化部５５Ｖ、音声復号化部５５Ａにて、復号化され再生される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例の方式では、伝送時間は再生時間とそのプログラムの符号化伝送レートに依存する。仮に、再生時間２時間で、４Mbpsのプログラムを１０分で伝送するには１２倍の４８Mbpsの伝送帯域が必要となる。
【０００７】
図５に従来の伝送及び再生装置の時間関係を示す。従来の伝送及び再生装置では、この図からわかるように１０分の待ち時間が生じる。
十分なパフォーマンスを得るにはかなり大きな伝送帯域が必要であり、反対に伝送帯域が制限されている場合には、伝送時間が長くなり、再生するまでの待ち時間が長くなったり、符号化伝送レートを低く抑えることで画質や音質を劣化させる原因になっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、以下の装置及び方法を提供するものである。
（１）  第２のレートで符号化された符号化信号を多重化した多重化信号であり、伝送レートが前記第２のレートより速い第１のレートである前記多重化信号を、記録再生兼用ヘッドを用いて記録媒体に記録再生する符号化信号記録再生装置であって、
前記第１のレートで所定の充足度まで第１のバッファにバッファリングした後、記録モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて、前記第１のバッファからの前記多重化信号を、前記第１のレートより速い固定レートである第３のレートにて前記記録媒体に記録する、前記バッファリング動作と前記記録動作とを繰り返す記録手段と、
前記第１のバッファがバッファリングを行っている時間には、既に前記記録媒体に記録された前記多重化信号を、再生モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて前記第３のレートでバースト的に読み出し、その読み出した前記多重化信号を第２のバッファにバッファリングし、前記第２のバッファのバッファ充足度に従って前記記録媒体からの前記多重化信号の読み出しを一時中断することで、前記第２のバッファからの多重化されている前記符号化信号を前記第２のレートにて再生する再生手段と、
前記記録再生兼用ヘッドの前記記録モードと前記再生モードとのモード切り替えを、前記第１のバッファの充足度に応じて行うモード切替手段と、
を備えたことを特徴とする符号化信号記録再生装置。
（２）  第２のレートで符号化された符号化信号を多重化した多重化信号であり、伝送レートが前記第２のレートより速い第１のレートである前記多重化信号を、記録再生兼用ヘッドを用いて記録媒体に記録再生する符号化信号記録再生方法であって、
前記多重化信号を、前記符号化信号の再生条件として予め設定されている再生時間である実再生時間より短い時間で伝送するステップと、
伝送された前記多重化信号を前記第１のレートで所定の充足度まで第１のバッファにバッファリングした後、記録モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて、前記第１のバッファからの前記多重化信号を、前記第１のレートより速い固定レートである第３のレートにて前記記録媒体に記録する、前記バッファリング動作と前記記録動作とを繰り返す記録ステップと、
前記第１のバッファがバッファリングを行っている時間には、既に前記記録媒体に記録された前記多重化信号を、再生モードである前記記録再生兼用ヘッドを用いて前記第３のレートで読み出し、その読み出した前記多重化信号を第２のバッファにバッファリングし、前記第２のバッファのバッファ充足度に従って前記記録媒体からの前記多重化信号の読み出しを一時中断することで、前記第２のバッファからの多重化されている前記符号化信号を前記第２のレートにて前記実再生時間で再生する再生ステップと、
前記記録再生兼用ヘッドの前記記録モードと前記再生モードとのモード切り替えを、前記第１のバッファの充足度に応じて行うモード切替ステップと、
を備えたことを特徴とする符号化信号記録再生方法。
【０００９】
作  用
上記のように構成された符号化信号記録再生装置及び符号化信号記録再生方法によれば、伝送されてくる符号化信号が記録メディアに全て記録されるまで、待つことなく、記録開始と同時に再生を行なうことが可能になるため、伝送帯域も符号化レート以上の帯域があれば良く、伝送コストを低減することが出来る。
【００１０】
また、待ち時間の制約がないので、符号化伝送レートを落す必要もなく画質や音質劣化を回避することが出来る。図４に示す本発明の場合には、待ち時間なしで直ちに再生が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例（本発明の符号化信号記録再生方法を適用した一実施例）について、図と共に以下に説明する。記録媒体としては、記録再生の可能なＲＡＭディスクの場合を説明する。記録しながら再生する装置には、記録用ヘッドと再生用ヘッドの２つのヘッドを使用する記録再生装置（以下２ヘッド方式と呼ぶ。）と、録再兼用の１つのヘッドを使用する記録再生装置（以下１ヘッド方式と呼ぶ。）とがある。
【００１２】
最初に、記録用ヘッド７と再生用ヘッド９の２個のヘッドを使用する記録再生装置（２ヘッド方式）の参考例について、図１と共に説明する。図１において、画像は画像符号化部１Ｖ、音声は音声符号化部１Ａで夫々符号化され、それらのデータは多重化部２で多重化される。多重化部２で多重化されたデータは、バッファメモリ（バッファ）３にてバッファリングされ、所定の伝送レートに平滑化され、伝送制御部４にて伝送系特有のプロトコルに変換され、伝送系５へ送信される。
【００１３】
受信側では、伝送系５からの送信信号が供給される伝送制御部６にて、多重化データに変換され、記録用ヘッド７により記録媒体のＲＡＭディスク８に記録される。記録は伝送された伝送レートか伝送系特有のヘッダ等を取り除いた伝送レートで記録される。２ヘッド方式の記録再生装置では、記録用ヘッド７に関しては、従来通りであり、記録媒体であるＲＡＭディスク８は、記録レートを伝送されてくるデータの伝送レート近傍の伝送レート（第１の伝送レート）Raと同期させておく。
【００１４】
すなわち、伝送レートは、その伝送系特有のヘッダ等が含まれているため、実際には伝送レートRaより若干高い伝送レートとなっていることが多い。記録媒体であるディスク８には、そのヘッダを取り除いた多重化データの伝送レートRaで記録される。記録用ヘッド７は、その伝送レートRaで記録媒体であるＲＡＭディスク８に記録する。
【００１５】
一方、図１に示す記録用ヘッド７とは独立している再生用ヘッド９は、記録用ヘッド７で記録した情報をそのまま読み出す。読み出す際に、符号化レート（第２の伝送レート）Rbよりも何倍も大きい伝送レート（第１の伝送レート）Raで読み出されるために、バッファ１０はすぐオーバフローしてしまう。そのため、バッファ１０がある程度充足（例えば９９％）したら、記録媒体であるディスク８からの読み出しを一時中断する。
【００１６】
その為に、バッファ１０から９９％充足を知らせる信号をデータ読み取り制御部１１に送信し、データ読み取り制御部１１は、再生用ヘッド９へ、読み取りの一時中止命令を出す。読み取り一時中止動作は、１トラック分再生用ヘッド９を戻す（スキップ）動作を、読み取り開始命令が出されるまで連続することで達成される。
【００１７】
符号化伝送レートRbで復号されて、バッファ１０からの符号化データが消費され、バッファ充足度がある程度低下（例えば２５％）したら、今度はバッファ１０から２５％充足を知らせる信号をデータ読み取り制御部１１に送信し、データ読み取り制御部１１は、読み取り（再生用）ヘッド９へ、読み取りの開始命令を出す。
【００１８】
読み取り開始動作は、それまで継続されていた１トラック分ヘッドを戻す（スキップ）動作を解除することで達成出来る。一度記録されたプログラムを再度再生する場合は、従来通り、再生用ヘッド９を用いて、伝送レート（第１の伝送レート）Raで読み出して再生する。バッファ１０がある程度充足（例えば９９％）したら、記録媒体であるディスク８からの読み出しを一時中断する。この動作を繰り返し行なう。復号化は、バッファ１０から、継続して符号化伝送レートRbで復号化する。
【００１９】
次に、本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例の１ヘッド方式の場合を、図２を用いて以下に説明する。１ヘッド方式では、記録媒体であるディスク３０は、記録レートを伝送されてくるデータの伝送レート近傍の伝送レート（第１の伝送レート）Raより高く設定する。すなわち、符号化伝送レート（第２の伝送レート）Rbと伝送レート近傍の伝送レートRaとの和以上の伝送レート（第３の伝送レート）Rcに同期させておく。
【００２０】
多重化データは、伝送レートRaでバッファリングされ、バッファ２７がある程度充足（例えば９９％）したら、バッファ２７から９９％充足を知らせる信号を、データ書き込み制御部２９に送信し、データ書き込み制御部２９は記録再生用ヘッド２８Ｒへ、書き込み命令を出す。その場合、記録再生用ヘッド２８Ｒは、記録モードにされ、伝送レートRc（第３の伝送レート）で記録媒体（ディスク）３０に記録される。
【００２１】
一方、多重化データが伝送レート（第１の伝送レート）Raでバッファリングされている時間内は、記録再生用ヘッド２８Ｒは再生モードに切り替えられ、記録した情報を読み出す。読み出す際に、符号化伝送レートRbよりも何倍も大きい伝送レート（第３の伝送レート）Rcで読み出されるため、バッファ３２はすぐオーバフローしてしまう。そのため、バッファ３２がある程度充足（例えば９９％）したら、記録媒体（ディスク）３０からの読み出しを一時中断する。
【００２２】
バッファ３２から９９％充足を知らせる信号をデータ読み取り制御部３３に送信し、データ読み取り制御部３３は、記録再生ヘッド２８Ｐへ、読み取りの一時中止命令を出す。読み取り一時中止動作は、１トラック分ヘッドを戻す（スキップ）動作を、読み取り開始命令が出されるまで連続することで達成する。
【００２３】
符号化伝送レートRbで復号されてバッファ３２から符号化データが消費され、バッファ充足度がある程度低下（例えば２５％）したら、バッファ３２から２５％充足を知らせる信号を、データ読み取り制御部３３に送信し、データ読み取り制御部３３は、記録再生用ヘッド２８Ｐへ、読み取りの開始命令を出す。読み取り開始は、１トラック分ヘッドを戻す（スキップ）動作を解除することで達成出来る。
【００２４】
次に符号化信号記録再生装置の参考例の２ヘッド方式の場合の記録再生のタイミングを図６を使用して説明する。図６(a) は入力データがデータバッファ３に符号化レート（第２の伝送レート）Rbよりも何倍も大きい伝送レート（第１の伝送レート）Raで入力され、記録開始時刻にレートRaで記録されている状態を示す。バッファ３はほぼmax まで、占有した後、記録再生が同じレートRa（データが入ってくる速度とＲＡＭディスクに記録する速度とが等しくRaである。）なのでバッファの占有率も変化せず、図６(a) に示したように、記録開始後はフラットになる。
【００２５】
ヘッドは記録用ヘッド７、再生用ヘッド９と２個存在しているので、記録と同時に、再生も開始出来る。再生はレートRaで読み出しビデオバッファ１０に蓄えられ、max になったところでデコードを開始する。符号化レートRbは伝送レートRaよりも大幅に小さいので、バッファ１０は図６(b) に示すように上限に張り付いて、ヘッドを戻す（スキップ）動作を連続することでmax 以上は読み出しを停止する。
【００２６】
次に本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例の１ヘッド方式の場合の記録再生のタイミングを図７を使用して説明する。図７(a) は入力データがデータバッファ２７に伝送レートRaで入力され、記録開始時刻にレートRaより速いレートRcで記録されている状態を示す。そのためデータバッファが、その分減少している。減少した分がまたレートRaで充足するまでの時間に、ヘッド２８は記録から再生に切り換えて、再生を行なう。
【００２７】
図７(b) は再生区間にレートRcでビデオバッファ３２にバースト的に入力される状況を示したものである。ビデオバッファ３２は各ピクチャーがデコードするときに減少し、上記再生期間（再生時間）になるまで、増減しない。このようなバースト的な入力をその各ピクチャー表示期間（1/29.97 秒(sec)）で平均化したものが図７(c) である。
【００２８】
以上説明したように、本発明の符号化信号記録再生装置及び符号化信号記録再生方法によれば、伝送されてくる符号化信号が記録メディアに全て記録するまで、待つことなく、記録開始と同時に再生を行なうことが可能になるため、伝送帯域も符号化伝送レート以上の帯域があれば良く、伝送コストを低減することが出来る。また、待ち時間の制約がないので、符号化伝送レートを落とす必要もなく、画質や音質劣化度を向上させることが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の符号化信号記録再生装置及び符号化信号記録再生方法によれば、伝送されてくる符号化信号が記録メディアに全て記録するまで、待つことなく、記録開始と同時に再生を行なうことが可能になるため、伝送帯域も符号化伝送レート以上の帯域があれば良く、伝送コストを低減することが出来る。
【００３０】
また、本発明の符号化信号記録再生装置及び符号化信号記録再生方法によれば、待ち時間の制約がないので、符号化伝送レートを落す必要もなく、画質や音質劣化度を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  符号化信号記録再生装置の参考例の２ヘッド方式の場合のブロック図である。
【図２】  本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例（１ヘッド方式）のブロック図である。
【図３】  従来例の一例のブロック図である。
【図４】  本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例の作用概念図である。
【図５】  従来例の符号化信号伝送記録再生装置の一例の作用概念図である。
【図６】  符号化信号記録再生装置の参考例（２ヘッド方式）の場合の記録再生のタイミングの概念を示した図である。
【図７】  本発明の符号化信号記録再生装置の一実施例（１ヘッド方式）の場合の記録再生のタイミングの概念を示した図である。
【符号の説明】
１Ａ，２１Ａ，４１Ａ  音声符号化部
１Ｖ，２１Ｖ，４１Ｖ  画像符号化部
２，２２  多重化器
３，１０，２３，２７，３２，４３，４７，５２  バッファ（バッファメモリ）
４，６，２４，２６，４６  伝送制御部
５，２５，４５  伝送系
７  記録用ヘッド
８，３０  記録媒体（ＲＡＭディスク）
９  再生用ヘッド
１１，３３  データ読み取り制御部
１２，３４，５４  多重分離部
１３Ａ，３５Ａ，５５Ａ  音声復号化部
１３Ｖ，３５Ｖ，５５Ｖ  映像復号化部
２８Ｒ，２８Ｐ  記録再生用ヘッド（記録再生兼用ヘッド）
２９  データ書き込み制御部
３３  データ読み取り制御部
Ra  第１の伝送レート
Rb  第２の伝送レート
Rc  第３の伝送レート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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