(57)【要約】  【課題】  記録されたフレームへの高速なアクセスを可能にすると共に、記録効率を高めた映像記録装置を提供する。  【解決手段】  映像記録装置１０は、入力された映像を符号化して映像ストリームを生成する映像符号化部１２と、階層符号化されたフレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成するストリーム調整部１４と、記録用データを記録するための複数の循環記録部１６ａ〜１６ｆとを備える。複数の循環記録部１６ａ〜１６ｆは、複数の記録用データのそれぞれに対応している。【選択図】  図１
2008004973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを入力する映像ストリーム入力手段と、
前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成手段と、
前記記録用データの種類に対応する、前記記録用データを記録するための複数の循環記録手段と、
を備えた映像記録装置。
【請求項２】
前記記録用データ生成手段は、前記フレームの符号化タイプに応じて異なる種類の前記記録用データを生成する請求項１に記載の映像記録装置。
【請求項３】
前記記録用データ生成手段は、一の前記フレームから複数の記録用データを生成する請求項１に記載の映像記録装置。
【請求項４】
前記記録用データ生成手段は、前記フレームに含まれる基本レイヤおよび拡張レイヤのうちの、少なくとも基本レイヤを含む長さの記録用データを生成する請求項１に記載の映像記録装置。
【請求項５】
前記循環記録手段は、前記基本レイヤの長さを示す情報を前記フレームと共に記録する請求項４に記載の映像記録装置。
【請求項６】
階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを入力する映像ストリーム入力ステップと、
前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成ステップと、
前記記録用データの種類に対応する循環記録手段に、前記記録用データを記録する循環記録ステップと、
を備えた映像記録方法。
【請求項７】
階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを記録するために、コンピュータに、
前記映像ストリームを入力する映像ストリーム入力ステップと、
前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成ステップと、
前記記録用データの種類に対応する循環記録手段に、前記記録用データを記録する循環記録ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像記録装置および映像記録方法に関し、特に、古い映像を新しい映像で上書きして記録する方式において、任意のフレームを高速に取得可能な映像記録に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像は、もはや我々の生活とは切り離せない関係にあり、インターネットや携帯電話網、放送波、記録メディアなどの伝送手段を通じ、パソコンや携帯端末、テレビ、ハイビジョンテレビなどの多様な表示端末において、視覚的な情報を享受させてくれる重要な存在となった。映像は通常膨大な情報量を有するため、映像符号化技術を用いて情報量を圧縮して映像ストリームの形に変換され、ネットワーク上に伝送され、または記録装置に記録される。
【０００３】
また、映像記録の分野では、映像の利用態様の多様化に伴って、情報量を圧縮するだけでなく、次のような技術も求められている。すなわち、記録した映像から特定の映像を短時間で検索する技術や、リアルタイムに映像を記録する技術において過去の重要でない映像に新しい映像を上書きする等して必要な映像を効率的に記録する技術が求められている。
【０００４】
特許文献１には、映像を高速に検索することができる映像記録装置が記載されている。特許文献１の装置では、映像ストリームのＩフレームの先頭位置が、記録領域のセクタの先頭位置となるように記録する。特許文献１の方法によれば、Ｉフレームを探索する場合はセクタの先頭のみを探索するだけでよく、任意の映像を短時間で検索することが可能となる。ここで、「Ｉフレーム」とは、映像の符号化において前後のフレームの情報を用いずに、すなわち、動き予測補償符号化せずに符号化するフレームである。従って、Ｉフレームは、単独で復号化可能である。動き予測補償符号化にはＩフレームの他にＰフレーム、Ｂフレームを用いて符号化を行う。ここで、「Ｐフレーム」とは時間的に前のＩフレームまたはＰフレームの映像を参照して符号化するフレームであり、ＰフレームはＩフレームがないと復号化できない。また、「Ｂフレーム」とは前後のＩフレームやＰフレームの映像を参照して符号化するフレームであり、ＢフレームはＩフレームやＰフレームがないと復号化できない。従って、フレームの重要度はＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの順に高い。また、動き予測補償符号化は、前後のフレームとの差分を符号化するので差分が少ない場合に符号化効率が向上し、一般的に、動き予測補償をしない符号化に比べて符号化効率が良いと言われている。ＢフレームはＰフレームより多くのフレームとの差分を使って符号化する。従って、符号化効率はＢフレーム、Ｐフレーム、Ｉフレームの順に良い。
【０００５】
特許文献２に記載の映像記録装置では、記録領域の容量がなくなると、記録した映像ストリームのうちＢフレームのみを削除して、空いた記録領域に新しい映像ストリームを記録する。特許文献２の装置によれば、ＩフレームやＰフレームに比べ重要でない過去の映像のＢフレームを削除して、新しい映像を優先して記録することにより、有限の記録領域に映像を効率的に記録することが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−１９７４４３号公報
【特許文献２】特開２００４−７８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の映像記録装置では、何番目のフレームが記録領域中のどこのセクタに記録されているかがわからないため、フレームの探索に時間を要する。すなわち、所望のフレームを記録領域の先頭から順に探索していかなければならず、記録領域のセクタの数をＮとした場合、探索時間のオーダーはＮとなる。２分木探索法を用いたとしても、探索時間のオーダーはｌｏｇＮである。
【０００７】
また、特許文献２の映像記録装置では、削除したＢフレームが何番目のフレームかわからないため、新しく記録したフレームがどの記録領域に記録されたかがわからない。また、削除したＢフレームの記録領域に、新しいフレームを記録しようとしても、両者のサイズが一致するとは限らず、記録領域に無駄な空きが生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記背景に鑑み、記録されたフレームへの高速なアクセスを可能にすると共に、記録効率を高めた映像記録装置および映像記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の映像記録装置は、階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを入力する映像ストリーム入力手段と、前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成手段と、前記記録用データの種類に対応する、前記記録用データを記録するための複数の循環記録手段とを備えた構成を有する。
【００１０】
このように記録用データ生成手段によってデータ長を調整した複数種類の記録用データを生成し、生成された記録用データをそれぞれの種類に応じた循環記録手段に記録するので、循環記録手段の何番目に記録したかによって記録用データの記録箇所を管理でき、任意の記録用データに高速にアクセスすることができる。また、複数の循環記録手段に記録することにより、データを上書きする順序を一律に古い順とするのではなく、古いデータも残すことができ、有限の記録領域に効率良く映像を記録することができる。例えば、同じ容量を持つ２つの循環記録手段を有する場合に、一方の循環記録手段に１０フレーム毎に１枚のフレームを記録し、他方の循環記録手段に残りのフレームを記録して、両者の記録速度を変えておく構成とすれば、後者の循環記録手段において上書きされた古いデータも前者の循環記録手段に残るため、新しいデータを高画質で記録することができると共に古いデータを低画質で残しておくことができ、有限の記録領域を有効に活用できる。
【００１１】
上記映像記録装置において、前記記録用データ生成手段は、前記フレームの符号化タイプに応じて異なる種類の前記記録用データを生成してもよい。
【００１２】
符号化タイプによってフレームの重要性が異なるので、符号化タイプに応じて記録用データを生成することが好ましい。これにより、例えば、重要度の高いＩフレームを長時間記録し、重要度の低いＰフレームをそれより短い時間記録し、最も重要度の低いＢフレームを最短時間記録することができ、古い映像はフレームレートを低く、新しい映像はフレームレートを高くして、記録することが可能である。
【００１３】
上記映像記録装置において、前記記録用データ生成手段は、一の前記フレームから複数の記録用データを生成してもよい。
【００１４】
この構成により、一のフレームの中で画質への影響の強い部分とそうでない部分を別々の循環記録手段に記録することができ、映像ストリームの画質や解像度などを任意に選択して取得することが可能となる。
【００１５】
上記映像記録装置において、前記フレームに含まれる基本レイヤおよび拡張レイヤのうちの、少なくとも基本レイヤを含む長さの記録用データを生成してもよい。
【００１６】
この構成により、基本レイヤを符号化効率の高い方法で生成することができ、映像の符号化効率が向上する。
【００１７】
上記映像記録装置において、前記循環記録手段は、前記基本レイヤの長さを示す情報を前記フレームと共に記録してもよい。
【００１８】
この構成により、基本レイヤの長さを示す情報を取得することができるので、基本レイヤを高速に取得することが可能である。
【００１９】
本発明の映像記録方法は、階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを入力する映像ストリーム入力ステップと、前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成ステップと、前記記録用データの種類に対応する循環記録手段に、前記記録用データを記録する循環記録ステップとを備える。
【００２０】
この構成により、本発明の映像記録装置と同様に、任意の記録用データに高速にアクセスすることができると共に、有限の記録領域に効率的に映像を記録することが可能となる。また、本発明の映像記録装置の各種の構成を本発明の映像記録方法に適用することも可能である。
【００２１】
本発明のプログラムは、階層符号化された複数のフレームからなる映像ストリームを記録するために、コンピュータに、前記映像ストリームを入力する映像ストリーム入力ステップと、前記フレームのデータ長を調整し、複数種類の記録用データを生成する記録用データ生成ステップと、前記記録用データの種類に対応する循環記録手段に、前記記録用データを記録する循環記録ステップとを実行させる。
【００２２】
この構成により、本発明の映像記録装置と同様に、任意の記録用データに高速にアクセスすることができると共に、有限の記録領域に効率的に映像を記録することが可能となる。また、本発明の映像記録装置の各種の構成を本発明のプログラムに適用することも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、記録用データ生成手段によってデータ長を調整した複数種類の記録用データを生成し、生成された記録用データをそれぞれの種類に応じた循環記録手段に記録する構成により、循環記録手段の何番目に記録したかによって記録用データの記録箇所を管理して、任意の記録用データへの高速でのアクセスを可能にできると共に、記録領域に効率良く映像を記録できるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の映像記録装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施の形態では、映像を基本レイヤと拡張レイヤに階層符号化して記録する例について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る映像記録装置の構成を示すブロック図である。図１において、映像記録装置１０は、映像符号化部１２、ストリーム調整部１４、循環記録部１６ａ〜１６ｆ、ストリーム取得部１８を有する。
【００２６】
映像符号化部１２は、映像記録装置１０の外部から映像を１画面ずつ原画像として入力し、階層符号化して映像ストリームを生成して、ストリーム調整部１４に出力する。ここでは、映像記録装置１０が映像符号化部１２を備える例について説明しているが、映像符号化部１２は、映像記録装置１０の外部にあってもよい。
【００２７】
ストリーム調整部１４は、映像符号化部１２から映像ストリームを入力し、映像ストリームを調整して、循環記録部１６ａ〜１６ｆに出力する。循環記録部１６ａ〜１６ｆは、ストリーム調整部１４から入力した映像ストリームのフレームをそれぞれの循環記録部１６ａ〜１６ｆの記録領域の最も古いフレームが記録してあるセクタに上書きして記録する。ここで、ストリーム調整部１４が本発明の映像ストリーム入力手段および記録用データ生成手段に相当し、循環記録部１６ａ〜１６ｆが循環記録手段に相当する。
【００２８】
ストリーム取得部１８は、映像記録装置１０の外部から入力した映像取得信号をもとに、循環記録部１６ａ〜１６ｆから映像ストリームを取得する。
【００２９】
次に、以上のように構成された映像記録装置１０の動作を説明する。映像記録装置１０は、入力した映像を符号化し映像ストリームとして記録する映像記録の動作と、記録した映像ストリームを出力する映像取得の動作を行う。最初に、映像記録の動作について説明する。
【００３０】
図２は、図１に示す実施の形態の映像記録装置１０の映像記録の動作の一例を表すフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートは、図示しない記憶装置（例えばＲＯＭやフラッシュメモリなど）に格納された制御プログラムを、同じく図示しないＣＰＵが実行することにより、プログラムの実行によりソフトウエア的に実行されるようにすることも可能である。
【００３１】
まず、映像記録装置１０の映像符号化部１２が映像符号化処理を行う（Ｓ１０）。具体的には、映像符号化部１２が、映像記録装置１０の外部から映像を１画面ずつ原画像として入力し、階層符号化して映像ストリームを生成して、ストリーム調整部１４に出力する。
【００３２】
ここで、映像符号化部１２の映像の階層符号化方式として、ＪＰＥＧ２０００などの幾つかの符号化方式が挙げられるが、本実施の形態ではISO/IEC 14496-2 Amendment 2に記載のＭＰＥＧ−４  ＦＧＳ(Fine Granularity Scalable coding)を用いる。もちろん、本発明の効果が得ることが可能であれば他の符号化方式でも構わない。ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳは、とりわけ復号化画像の画質を微細に選択することが可能な符号化方式として規格化されており、符号化された映像ストリームは、基本レイヤストリームと拡張レイヤストリームによって構成される。基本レイヤは単体で復号化が可能な高圧縮で低画質の映像ストリームである。拡張レイヤは基本レイヤの画質を向上させるための映像ストリームであり、拡張レイヤの復号化する符号量を増せば復号化画像の画質が向上する。映像符号化部１２は、基本レイヤの符号化方式として、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームを用いる動き予測補償符号化方式を用いる。本実施の形態では、映像記録装置１０に入力する映像のフレームレートを３０ｆｐｓとする。また、映像符号化部１２が符号化する基本レイヤのＩフレームのフレームレートを１ｆｐｓ、Ｐフレームを９ｆｐｓ、Ｂフレームを２０ｆｐｓとする。
【００３３】
図３（ａ）は原画像の入力順序に並べたフレームの符号化タイプ、図３（ｂ）は映像ストリームとして生成する順序に並べたフレームの符号化タイプを示す図である。図３（ａ）に示すように、入力順は、ＩフレームＦ０１、ＢフレームＦ０２、ＢフレームＦ０３、ＰフレームＦ０４・・・と続いていく。しかし、図３（ｂ）に示すように、ストリームとして生成する順序は、ＩフレームＦ０１の次はＰフレームＦ０４であり、これにＢフレームＦ０２、Ｆ０３が続く形となる。これは、ＢフレームＦ０２とＦ０３は、ＰフレームＦ０４を符号化した後にその復号化画像を参照して符号化を行うためである。
【００３４】
また、映像符号化部１２は、拡張レイヤの符号化方式として、ＭＰＥＧ−４  ＦＧＳを用いて１フレームずつビット平面符号化を行う。拡張レイヤは全フレームに対してフレーム内符号化を行うが、説明の便宜上、基本レイヤがＩフレームである場合の拡張レイヤを「Ｉフレームの拡張レイヤ」と呼ぶこととし、ＰフレームとＢフレームについても同様とする。
【００３５】
次に、映像記録装置１０のストリーム調整部１４がストリーム調整処理を行って、記録用データを生成する（Ｓ１２）。具体的には、ストリーム調整部１４が、映像符号化部１２から映像ストリームを入力し、映像ストリームを調整して生成した記録用データを循環記録部１６ａ〜１６ｆに出力する。このストリーム調整処理が、本発明の記録用データ生成ステップに相当する。
【００３６】
ここで、記録用データの生成について説明する。図４（ａ）は基本レイヤと拡張レイヤとからなるフレームの構造を示す図である。基本レイヤの映像ストリームを表す長方形に記載した「Ｉ」「Ｐ」「Ｂ」はフレームのタイプを表す。図４（ａ）に示すように、通常、基本レイヤおよび拡張レイヤとも映像ストリームの符号量はそれぞれ異なる。
【００３７】
図４（ｂ）はストリーム調整によって生成された記録用データの構造を示している。ストリーム調整部１４は、基本レイヤの後ろに拡張レイヤの先頭部分をつなげ、合計した符号量がＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームごとにあらかじめ定められた符号量Ａ、Ｂ、Ｃバイトとなるように切り揃える。また、ストリーム調整部１４は、残った拡張レイヤをフレームごとに全て同じ符号量Ｄバイトに切り揃える。さらに残った拡張レイヤはここで廃棄する。本実施の形態では、切り揃えた映像ストリームのうち基本レイヤを含むものを基本レイヤ側ストリーム、拡張レイヤのみを含むものを拡張レイヤ側ストリームと呼ぶ。これらのストリームが本発明の記録用データに該当する。基本レイヤ側ストリームのストリーム長が、基本レイヤの映像ストリームの符号量を下回らないようにあらかじめ設定しておく。なお、基本レイヤと拡張レイヤをつなげた映像ストリームを３分割以上して記録用データを生成してもよいが、本実施の形態では２分割することとする。
【００３８】
また、基本レイヤ側ストリームを復号化した際の画質を各フレームで安定させるため、基本レイヤ側ストリームが含む拡張レイヤの映像ストリームの符号量が各フレームでほぼ一定となるように符号量Ａ、Ｂ、Ｃバイトを設定することが望ましい。また同様の理由で、拡張レイヤ側ストリームの符号量はＩ、Ｐ、Ｂフレームともに同量のＤバイトであることが望ましい。
【００３９】
ストリーム調整部１４は、上記のように生成した記録用データを種類に応じて循環記録部１６ａ〜１６ｆに出力する。具体的には、Ｉフレームの基本レイヤ側ストリームＥ０１を循環記録部１６ａに、Ｐフレームの基本レイヤ側ストリームＥ０４，Ｅ０７を循環記録部１６ｂに、Ｂフレームの基本レイヤ側ストリームＥ０２，Ｅ０３，Ｅ０５，Ｅ０６を循環記録部１６ｃに、Ｉフレームの拡張レイヤ側ストリームＥ０８を循環記録部１６ｄに、Ｐフレームの拡張レイヤ側ストリームＥ１１，Ｅ１４を循環記録部１６ｅに、Ｂフレームの拡張レイヤ側ストリームＥ０９，Ｅ１０，Ｅ１２，Ｅ１３を循環記録部１６ｆに出力する。
【００４０】
次に、映像記録装置１０の循環記録部１６ａ〜１６ｆが循環記録処理を行う（Ｓ１４）。具体的には、循環記録部１６ａ〜１６ｆが、ストリーム調整部１４から入力した映像ストリームのフレーム（記録用データ）を、それぞれの循環記録部の記録領域の最も古いフレームが記録してあるセクタに上書きして記録する。この循環記録処理が本発明の循環記録ステップに相当する。
【００４１】
ここで、循環記録について説明する。図５は、本実施の形態による循環記録の概念を示した図である。以下では、循環記録部１６ａを例に説明を行う。記録領域２０はあらかじめ定められた数のセクタに区切られている。各セクタの大きさは、記録用データの長さと同じＡバイトである。セクタ２２は最も新しいフレームの映像ストリームを記録しており、セクタ２４は最も古いフレームの映像ストリームを記録している。循環記録部１６ａは、入力したＩフレームの基本レイヤ側ストリームをセクタ２４に上書きする。循環記録部１６ａは、入力した映像ストリームを最も古い映像ストリームのセクタ上に上書きしていくことにより、古い映像を次々と新しい映像に置き換えていくことが可能である。循環記録部１６ａが映像ストリームを次々に記録し、最新の映像ストリームを記録したセクタ２２が記録領域２０の最後尾に達した場合、次に記録するセクタは記録領域２０の先頭のセクタである。ここで、セクタの大きさ（Ａバイト）は、ストリーム調整部１４が調整を行ったＩフレームの基本レイヤ側ストリームの符号量に等しいので、記録領域２０は１バイトの隙間もなく基本レイヤ側ストリームの符号を記録することが可能である。
【００４２】
同様に、循環記録部１６ｂはあらかじめ定められたＢバイトのセクタ、循環記録部１６ｃはあらかじめ定められたＣバイトのセクタ、循環記録部１６ｄ〜１６ｆはあらかじめ定められたＤバイトのセクタに区切られた記録領域を有する。従って、循環記録部１６ｂ〜１６ｆについても、種類に応じて入力されたデータが隙間なく記録されることになる。
【００４３】
ここで、例えば、それぞれの循環記録部１６ａ〜１６ｆの記憶領域のセクタ数を３００００個であるとすると、Ｉフレームは１ｆｐｓなので８時間２０分、Ｐフレームは５５分３３秒と３フレーム、Ｂフレームは２５分の映像を記録することが可能である。従って、現在時刻から２５分前まではＩフレーム，Ｐフレーム，Ｂフレームが存在するので３０ｆｐｓ、約５５分前まではＩフレーム，Ｐフレームが存在するので１０ｆｐｓ、約８時間前まではＩフレームのみが存在するので１ｆｐｓで映像を復号化して再生することが可能である。なお、フレームレートや各循環記録部１６ａ〜１６ｆのセクタ数によって記録時間は変更可能である。さらに、例えば、循環記録部１６ｄのセクタの数を半分の１５０００個にするとＩフレームは８時間のうち４時間を高画質に記録するというように、時間経過によって映像の重要度を細かく設定して記録することが可能である。
【００４４】
次に、映像記録装置１０は、終了判定処理を行う（Ｓ１６）。具体的には、映像符号化部１２が、映像記録装置１０の外部から入力する映像の有無を判定し、映像の入力がなければ処理を終了し、そうでなければステップＳ１０の処理に戻る。以上、映像記録装置１０の映像記録の動作の例について説明した。
【００４５】
次に、映像記録装置１０の映像取得の動作について説明する。図６は、図１に示す実施の形態の映像記録装置１０の映像取得の動作の一例を表すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、図示しない記憶装置（例えばＲＯＭやフラッシュメモリなど）に格納された制御プログラムを、同じく図示しないＣＰＵが実行することにより、プログラムの実行によりソフトウエア的に実行されるようにすることも可能である。
【００４６】
まず、映像記録装置１０は、入力判定処理を行う（Ｓ２０）。具体的には、ストリーム取得部１８が、映像記録装置１０の外部からの映像ストリームの取得を指示する映像取得信号の入力を待機し、映像取得信号があればステップＳ２２の処理に進み、そうでなければ待機を継続する。また、映像取得信号が無効な要求を指示するものであれば、ストリーム取得部１８は、映像記録装置１０の外部にエラー信号を出力し、待機を継続する。
【００４７】
ここで、映像取得信号は、ユーザが取得したい映像の時刻やフレームレートおよび画質などの情報、また、映像取得の動作を終了するか否かの情報を含む。映像記録装置１０は、あらかじめ定められたフレームレートおよび各循環記録部１６ａ〜１６ｆの持つセクタの数やサイズから、取得可能な時刻やフレームレートおよび画質などの情報を一意に計算することが可能である。つまり、映像符号化部１２の符号化のフレームレートと、循環記録部１６ａ〜１６ｆの記録領域のセクタの数から、映像記録装置１０がＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームのそれぞれをどの時刻から記録しているかを一意に計算する。これにより、ストリーム取得部１８は、映像取得信号が取得を要求するものが取得可能な映像ストリームであるかないかを判断し、取得可能でなければエラー信号を返す。
【００４８】
次に、映像記録装置１０は、終了判定処理を行う（Ｓ２２）。具体的には、ストリーム取得部１８が、映像記録装置１０の外部から入力した映像取得信号を判別し、映像取得の処理を終了する指示を表すものであれば処理を終了し、そうでなければステップＳ２４の処理に進む。
【００４９】
映像信号が終了の指示でない場合、映像記録装置１０は、ストリーム選択処理を行う（Ｓ２４）。具体的には、ストリーム取得部１８が、映像記録装置１０の外部から入力した映像取得信号をもとに、循環記録部１６ａ〜１６ｆから取得するべきフレームを示すフレーム選択信号を生成する。
【００５０】
ここで、フレーム選択信号は、ストリーム取得部１８が映像取得信号の示す時刻と画質から生成するもので、現在記録中のＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームから何枚前のフレームを取得すべきかを示す。例えば、Ｖ秒前から１秒間の映像を取得する場合を考える。Ｉフレームは１ｆｐｓで記録しているので、Ｖ枚前の１枚を選択する。Ｐフレームは９ｆｐｓで記録しているので、９×Ｖ枚前のフレームから９枚を選択する。Ｂフレームは２０ｆｐｓで記録しているので、２０×Ｖ枚前のフレームから２０枚を選択する。
【００５１】
ただし、映像取得信号が映像ストリームを１０ｆｐｓで取得することを指示している場合にはＩフレーム、Ｐフレームのみを選択し、１ｆｐｓで取得することを指示している場合にはＩフレームのみを選択する。また、映像取得信号が、拡張レイヤ側ストリームの取得を指示している場合には、基本レイヤ側ストリームのフレームに該当する拡張レイヤ側ストリームのフレームを選択する。この他にも、映像取得信号は、可能な限りフレームレートを高く取得する指示や、Ｉフレームのみ拡張レイヤ側ストリームを取得する指示や、拡張レイヤ側ストリームの半分を取得する指示などを含んでもよい。
【００５２】
次に、映像記録装置１０は、ストリーム抽出処理を行う（Ｓ２６）。具体的には、ストリーム取得部１８が、ストリーム選択処理（Ｓ２４）において生成したフレーム選択信号に基づいて、循環記録部１６ａ〜１６ｆから映像ストリームを抽出する。
【００５３】
ストリーム取得部１８が、循環記録部１６ａ〜１６ｆがフレーム選択信号の示すフレームを探索し抽出する方法を説明する。例えば、ストリーム取得部１８が、循環記録部１６ａからＩフレームを取得する場合を考える。この場合、ストリーム取得部１８は、循環記録部１６ａのセクタ数Ｎ、現在記録中のセクタの位置Ｐとして、Ｘ枚前のＩフレームのセクタの番号Ｙを取得するフレームを次式で求める。
【数１】
2008004973.tif 000003
上式に示すように、ＸがＰより小さい場合、ＰとＸの差がＹとなる。ＸがＰより大きい場合、ＮからＸとＰの差を引いたものがＹとなる。そして、上式によって求めたセクタの番号Ｙの記録領域２０内での先頭アドレスは、セクタの番号Ｙから１を引いた数とセクタのサイズＡの積によって表される。つまり、ストリーム取得部１８が、Ｘ枚前のＩフレームを取得する場合、記録領域２０の先頭から（Ｙ−１）×Ａバイト目からＡバイト分の情報を抽出すればよい。以上に説明した抽出を、フレーム選択信号が示すフレーム全てに対して行う。
【００５４】
次に、映像記録装置１０は、ストリーム合成処理を行う（Ｓ２８）。具体的には、ストリーム取得部１８が、ストリーム抽出処理（Ｓ２６）で抽出した映像ストリームを並べ替え、映像記録装置１０の外部に出力する。ストリーム合成処理（Ｓ２８）の後、処理はステップＳ２０に戻る。
【００５５】
ストリーム合成処理における映像ストリームの並べ替え方法は、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームのそれぞれのフレームレートから一意に決定する。まず、基本レイヤ側ストリームを考える。抽出したＩフレームがＳ枚、ＰフレームがＴ枚、ＢフレームがＵ枚だとする。Ｉフレームは１ｆｐｓで記録しているので、Ｓ枚でＳ秒分の映像ストリームである。Ｐフレームは９ｆｐｓなのでＴ枚でＳ秒のうち後ろＴ／９秒分、Ｂフレームは２０ｆｐｓなのでＵ枚でＳ秒のうち後ろＵ／２０秒分の映像ストリームである。従って、まず、最も過去の（Ｓ−Ｔ／９）秒は、Ｉフレームのみを古い時刻の順に並べる。次にそこから（Ｓ−Ｕ／２０）秒は、Ｉフレーム１枚につきＰフレーム９枚を続けて古い時刻の順に並べる。最後のＵ／２０秒は、Ｉフレームの次と、それぞれのＰフレームの次に、Ｂフレーム２枚ずつ続ける組み合わせを９回続けて、最後にＢフレーム２枚を続けて図３（ａ）のように並べる。拡張レイヤ側ストリームは、対応するフレームの基本レイヤ側ストリームの直後につなげて並べる。なお、Ｓ≧Ｔ／９≧Ｕ／２０であり、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームの表す時間が同じ場合であっても異なる場合であっても、以上の説明は成り立つ。
【００５６】
このようにして、ストリーム取得部１８は、循環記録部１６ａ〜１６ｆが記録する任意のフレームを高速に探索し取得することが可能である。ストリーム取得部１８は、このように、循環記録部１６ａ〜Ａ０９から取得したフレームを元の時系列に沿って並べ替えて、映像記録装置１０の外部に出力する。以上、映像記録装置１０の映像取得の動作の例について説明した。
【００５７】
本実施の形態の映像記録装置１０は、階層符号化した基本レイヤと拡張レイヤの合計符号量をあらかじめ定められたサイズに固定して循環記録を行うので、循環記録部１６ａ〜１６ｆの記録領域に隙間なく映像ストリームを記録することが可能で、映像ストリームの取得を高速に行うことが可能である。
【００５８】
また、映像記録装置１０は、Ｉフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームごとにそれぞれ別の循環記録部１６ａ〜１６ｆに記録するので、古い映像ほどフレームレートを下げて記録することが可能である。
【００５９】
また、映像記録装置１０は、基本レイヤ側ストリームと拡張レイヤ側ストリームごとにそれぞれ別の循環記録部１６ａ〜１６ｆに記録するので、画質を選択して映像ストリームを取得することが可能である。
【００６０】
また、映像記録装置１０は、循環記録部１６ａ〜１６ｆの記録領域のセクタの先頭に基本レイヤの符号量を記録しているので、基本レイヤのみの取得を高速に行うことが可能である。
【００６１】
以上、本発明の映像記録装置について、実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、循環記録部１６ａ〜１６ｆは、基本レイヤ側ストリームを記録する際に、セクタの先頭に基本レイヤの符号量をヘッダとして記録してもよい。これにより、映像取得信号が基本レイヤのみ取得することを指示するものであった場合に、ストリーム取得部１８は、セクタを先頭から順に探索することなく、ヘッダを参照して基本レイヤの最後尾を高速に知ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、画質や解像度を任意に選択して高速にフレームを取得することが可能であるというすぐれた効果を有し、複数台の監視カメラで構成され、大量の映像を効率良く記録し検索する必要があるリアルタイム映像監視システムにおける映像記録装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態による映像記録装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態による映像記録装置の映像記録の動作を示すフローチャート
【図３】（ａ）原画像の入力順序に並べたフレームの符号化のタイプを示す概念図  （ｂ）映像ストリームとして生成する順序に並べたフレームの符号化のタイプを示す概念図
【図４】（ａ）ストリーム調整処理前の映像ストリームの概念図  （ｂ）ストリーム調整処理後の映像ストリームの概念図
【図５】本発明の実施の形態による循環記録の概念図
【図６】本発明の実施の形態による映像記録装置の映像取得の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６４】
１０  映像記録装置
１２  映像符号化部
１４  ストリーム調整部
１６ａ〜１６ｆ  循環記録部
１８  ストリーム取得部
２０  記録領域
２２  最も新しいフレームの映像ストリームが記録されたセクタ
２４  最も古いフレームの映像ストリームが記録されたセクタ
【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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