(57)【要約】【課題】高解像度や高フレームレートの映像データを、容易かつ安価構成で記録可能とする。【解決手段】変換処理部２２は、入力映像データＤＶinをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データＤＷに変換する。コーデック部２３は、複数の映像データＤＷをそれぞれ符号化処理して個別ストリームＳＴwを生成する。ストリーム処理部２４は、個別ストリームＳＴwを時分割多重して多重化ストリームＳＴＭwを生成する。また時分割データには、いずれの個別ストリームであるか識別可能とするヘッダ情報を付加する。制御部３１は、ストリーム処理部２４で生成した多重化ストリームＳＴＭwをストレージ装置に記録する。【選択図】        図１
2008306484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストレージ装置を用いて映像データの記録を行う映像データストレージシステムにおいて、
入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換する変換処理部と、
前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成する符号化部と、
前記符号化部で生成された個別ストリームを時分割多重して多重化ストリームを生成するストリーム処理部と、
前記ストリーム処理部で生成された多重化ストリームを前記ストレージ装置に記録させる制御部とを有する
ことを特徴とする映像データストレージシステム。
【請求項２】
前記符号化部は、前記符号化処理としてフレーム内符号化処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の映像データストレージシステム。
【請求項３】
前記ストリーム処理部は、前記個別ストリームを時分割多重する際にヘッダ情報を付加するものとして、該ヘッダ情報にはいずれの個別ストリームであるかを示す識別情報を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の映像データストレージシステム。
【請求項４】
前記符号化部は、前記符号化処理を行うデバイスを前記映像データ毎に設けるものとして、該デバイスをスター接続またはバス接続して同時に動作させる
ことを特徴とする請求項１記載の映像データストレージシステム。
【請求項５】
前記符号化部と前記ストリーム処理部が実装された基板を複数用いるものとし、
１つの基板をマスターで他の基板をスレーブとして、該マスターとスレーブ間で通信を行い、前記マスターと前記スレーブの前記符号化部と前記ストリーム処理部を同時に動作させる
ことを特徴とする請求項１記載の映像データストレージシステム。
【請求項６】
入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換する変換処理部と、
前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成する符号化部と、
前記符号化部で生成された個別ストリームを時分割多重して多重化ストリームを生成するストリーム処理部とを有する
ことを特徴とする映像データ処理装置。
【請求項７】
入力映像データをストレージ装置に記録させるための映像データ処理装置で行われる映像データ処理方法において、
前記入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換するステップと、
前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成するステップと、
前記生成された個別ストリームを時分割多重して前記ストレージ装置に記録される多重化ストリームを生成するステップを設けた
ことを特徴とする映像データ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像データストレージシステムと映像データ処理装置に関する。詳しくは、入力映像データをフレーム単位で振り分けることでフレームレートの低下した複数の映像データに変換してから符号化処理を行い、ストレージ装置に符号化処理後のデータである個別ストリームを時分割多重して記録することで、高解像度や高フレームレートの映像データを容易に記録できるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル映像機器では、より高品位で映像の記録再生や映像表示を行うことができるようにするため、高解像度(ＨＤ:High Definition)化や高フレームレート化が図られている。例えば、撮像素子では、１フレームの画素数を２７６万画素に高解像度化したり、フレームレートを１８０フレーム／秒に高フレームレート化したＣＭＯＳセンサ等が開発されている。また、このような撮像素子に対応して、フラットパネルディスプレイ等の映像表示装置も、高解像度化や高フレームレート化が図られている。
【０００３】
また、映像の記録再生では、ディジタル画像データの圧縮を行うことでデータ量の削減が行われている。ここで、常に一定の圧縮率で圧縮処理を行うと冗長な画像の生成等が行われることから、特許文献１の発明では、シーンに応じた適切な圧縮をリアルタイムに行うことが開示されている。また、引用文献２では、符号化されたビットストリームの各々をそれぞれのバッファに格納して、バッファからビットストリームを読み出して送信するものとし、通信回線の状態に応じてバッファを切り替えることで、送信するデータのビットレートを変更することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９５５２１号公報
【特許文献２】特開２００６−８７１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高解像度化や高フレームレート化が図られると、映像データのデータ量が大きくなり、広帯域の伝送路や大容量の記録装置が必要となる。また、広帯域の伝送路や大容量の記録装置を用いなくとも記録再生が可能となるように、引用文献１のようなデータ圧縮を行うものとしても、映像データのデータ量が大きいため、従来から用いられているプロセッサではリアルタイムにデータ圧縮を行うことができない。また、引用文献２のようにビットレートを変更するものとしても、リアルタイムにデータ圧縮を行うことができないと、高解像度や高フレームレートの映像データをリアルタイムに記録することができない。
【０００６】
そこで、この発明では、高解像度や高フレームレートの映像データを、容易かつ安価構成で記録可能とする映像データストレージシステムと映像データ処理装置および映像データ処理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の概念は、高解像度や高フレームレートの映像データをフレームレートの低下した映像データに変換してから符号化処理を行い、得られた個別ストリームをストレージ装置に記録することにある。
【０００８】
この発明の映像データストレージシステムは、ストレージ装置を用いて映像データの記録を行う映像データストレージシステムにおいて、入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換する変換処理部と、前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された個別ストリームを時分割多重して多重化ストリームを生成するストリーム処理部と、前記ストリーム処理部で生成された多重化ストリームを前記ストレージ装置に記録させる制御部とを有するものである。
【０００９】
また、この発明の映像データ処理装置は、入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換する変換処理部と、前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成する符号化部と、前記符号化部で生成された個別ストリームを時分割多重して多重化ストリームを生成するストリーム処理部とを有するものである。
【００１０】
さらに、この発明の映像データ処理方法は、入力映像データをストレージ装置に記録させるための映像データ処理装置で行われる映像データ処理方法において、前記入力映像データをフレーム単位で振り分けてフレームレートの低下した複数の映像データに変換するステップと、前記複数の映像データをそれぞれ符号化処理して個別ストリームを生成するステップと、前記生成された個別ストリームを時分割多重して前記ストレージ装置に記録される多重化ストリームを生成するステップを設けたものである。
【００１１】
この発明においては、入力映像データがフレーム単位で振り分けられてフレームレートの低下した複数の映像データに変換される。複数の映像データはそれぞれ符号化処理例えばフレーム内符号化処理される。この符号化処理によって得られたデータである個別ストリームは、時分割多重される際にヘッダ情報が付加されて、ストレージ装置には、ヘッダ情報によっていずれの個別ストリームであるか識別可能とされた多重化ストリームが記録される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、入力映像データがフレーム単位で振り分けられてフレームレートの低下した複数の映像データに変換される。この複数の映像データをそれぞれ符号化処理して生成された個別ストリームが時分割多重されてストレージ装置に記録される。
【００１３】
このため、高解像度や高フレームレートの入力映像データをそのまま記録できるような大容量のストレージ装置を用いる必要がなく、また高解像度や高フレームレートの入力映像データをリアルタイムで符号化処理できる高性能な符号化部の開発等を行う必要もなく、容易かつ安価構成で高解像度や高フレームレートの映像データを記録できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は映像データストレージシステムの構成を示している。
【００１５】
映像データストレージシステム１０では、映像データ処理部２０とストレージ装置５０および制御部３１がバス４０を介して接続されている。映像データ処理部２０は、入力映像データを処理してストレージ装置５０に記録するストリームを生成する。また、ストレージ装置５０から読み出されたストリームを処理して出力映像データの生成を行う。制御部３１は、映像データ処理部２０で生成されたストリームをストレージ装置５０に記録する処理や、ストレージ装置５０に記録されているストリームを読み出して映像データ処理部２０に供給する処理を行う。
【００１６】
映像データ処理部２０の映像入出力インタフェース部２１は、種々のインタフェース規格の入力映像信号Ｖinをベースバンドの入力映像データＤＶinに変換する処理、および変換処理部２２から供給されたベースバンドの出力映像データＤＶoutを、画像表示装置に対応したインタフェース規格の出力映像信号Ｖoutに変換する処理を行う。
【００１７】
ここで、入力映像信号Ｖinとして例えばＨＤＭＩ (High Definition Multimedia Interface)規格またはＤＶＩ(Digital Visual Interface)規格に準拠したＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)信号が入力されたとき、映像入出力インタフェース部２１は、入力映像信号ＶinをＬＶＴＴＬ（またはＣＭＯＳ）レベルの入力映像データＤＶinに変換して変換処理部２２に供給する。また、変換処理部２２からＬＶＴＴＬ（またはＣＭＯＳ）レベルの出力映像データＤＶoutが供給されたとき、映像入出力インタフェース部２１は、出力映像データＤＶoutをＨＤＭＩ規格またはＤＶＩ規格に準拠したＴＭＤＳ信号に変換して出力映像信号Ｖoutとする。
【００１８】
なお、映像入出力インタフェース部２１は、入力映像信号Ｖinからクロック信号ＣＫinや同期信号ＳＹＮinを抽出して変換処理部２２やコーデック部２３に供給する。また、映像入出力インタフェース部２１は、信号発生部２５から供給されたクロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutに基づいて、出力映像データＤＶoutを出力映像信号Ｖoutに変換する処理を行い、出力映像信号Ｖoutにはクロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutを含めるものとする。
【００１９】
変換処理部２２は、入力映像データＤＶinを後述するコーデック部２３で処理できるように変換処理を行う。また、変換処理部２２は、コーデック部２３から供給された映像データＤＲの変換処理を行い、出力映像データＤＶoutを生成する。
【００２０】
図２は変換処理部２２の構成を示している。フォーマット変換部２２１は、入力映像データＤＶinがコーデック部２３に対応したフォーマットでないとき、フォーマット変換を行ってからフレームレート変換部２２２に供給する。また、フォーマット変換部２２１は、フレームレート変換部２２２から供給された出力映像データＤＶoutが画像表示装置に対応したフォーマットでないとき、フォーマット変換を行ってから映像入出力インタフェース部２１に供給する。
【００２１】
ここで、コーデック部２３で符号化処理する映像データが例えばＹ：Ｃb：Ｃr「４：２：２」で１０ビットとされており、入力映像データＤＶinがＲ：Ｇ：Ｂ「４：４：４」で８ビットであるとき、この入力映像データＤＶinをＹ：Ｃb：Ｃr「４：２：２」で１０ビットの映像データに変換する処理を行う。また、出力映像データＤＶoutをＲ：Ｇ：Ｂ「４：４：４」で８ビットとするとき、コーデック部２３で復号化処理して得られたＹ：Ｃb：Ｃr「４：２：２」で１０ビットの映像データを、Ｒ：Ｇ：Ｂ「４：４：４」で８ビットの映像データに変換する処理を行う。
【００２２】
フレームレート変換部２２２は、コーデック部２３でリアルタイムに映像データの符号化処理を行うことができるように、入力映像データＤＶinのフレームレート変換を行う。このフレームレート変換において、フレームレート変換部２２２は、入力映像データＤＶinをフレーム単位で振り分けることでフレームレートの低下した映像データＤＷを複数生成する。
【００２３】
フレームレート変換部２２２は、例えば入力映像データＤＶinが１２０フレーム／秒であるとき、図３に示すように入力映像データＤＶinをフレーム単位で４つに振り分けて、映像データＤＷ-1〜ＤＷ-4を生成する。このとき、映像データＤＷ-1〜ＤＷ-4はそれぞれ３０フレーム／秒となり、フレームレートが低下した映像データとなる。また、入力映像データＤＶinが２４０フレーム／秒であるとき、図４に示すように入力映像データＤＶinをフレーム単位で８つに振り分けて、映像データＤＷ-1〜ＤＷ-8を生成する。このとき、映像データＤＷ-1〜ＤＷ-8はそれぞれ３０フレーム／秒となり、フレームレートが低下した映像データとなる。
【００２４】
このように、入力映像データＤＶinをフレーム単位で振り分けるものとすれば、フレームレート変換部２２２は、フレーム画像を欠落させることなくフレームレートの低下した映像データＤＷを複数生成できる。
【００２５】
また、フレームレート変換部２２２は複数の映像データＤＲがコーデック部２３から供給されたとき、複数の映像データＤＲをフレーム単位でフレーム順に統合して１つの映像データとすることにより、フレーム単位で振り分ける前の入力映像データと同等の出力映像データＤＶoutを生成する。
【００２６】
なお、変換処理部２２は、映像入出力インタフェース部２１から供給された入力映像データＤＶinを複数の映像データＤＷとする処理を、映像入出力インタフェース部２１から供給されたクロック信号ＣＫinや同期信号ＳＹＮinに同期させて行う。また、コーデック部２３から供給された複数の映像データＤＲを出力映像データＤＶoutとする処理は、信号発生部２５から供給されたクロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutに同期して行う。
【００２７】
コーデック部２３は、複数の映像データＤＷを個々に符号化処理することで符号化データの生成を行い、生成した符号化データをそれぞれ個別ストリームＳＴwとしてストリーム処理部２４に供給する。またコーデック部２３は、ストリーム処理部２４から供給された複数の個別ストリームＳＴrを個々に復号化処理することで映像データＤＲの生成を行い、生成した複数の映像データＤＲを変換処理部２２に供給する。
【００２８】
図５は、コーデック部２３の構成を示している。コーデック部２３では、コーデック処理部２３１が映像データＤＷ毎および個別ストリームＳＴr毎に設けられている。
【００２９】
コーデック処理部２３１は、映像データＤＷの符号化処理を行い、符号化データを生成して個別ストリームＳＴwとする。映像データＤＷは、上述したように入力映像データＤＶinをフレーム単位で振り分けて生成されたものであるから、入力映像データＤＶinに比べてフレーム間での画像の連続性が劣ったものとなる。したがって、コーデック処理部２３１は、符号化処理として例えばＪＰＥＧ２０００等のフレーム内符号化処理を行うことで画質の劣化を防止する。
【００３０】
また、コーデック処理部２３１は、個別ストリームＳＴrを復号化処理して映像データＤＲを生成する。なお、個別ストリームＳＴrの復号化処理は、個別ストリームＳＴrを生成したときの符号化処理に対応した方式で行う。
【００３１】
さらに、コーデック処理部２３１の処理能力よりも映像データＤＷのデータ量が大きいと、リアルタイムで符号化処理を行うことができない。したがって、上述したように、フレームレート変換部２２２は、コーデック部２３でリアルタイムに映像データの符号化処理を行うことができるように入力映像データＤＶinのフレームレート変換を行う。
【００３２】
ここで、入力映像データＤＶinの１フレームの画素数が「１９２０×１０８０」である場合、３０フレーム／秒のときのサンプリングレートは「６２．２Ｍサンプル／秒」、６０フレーム／秒のときのサンプリングレートは「１２４．４Ｍサンプル／秒」、１２０フレーム／秒のときのサンプリングレートは「２４８．８Ｍサンプル／秒」、２４０フレーム／秒のときのサンプリングレートは「４９７．７Ｍサンプル／秒」となる。
【００３３】
また、１つのコーデック処理部２３１の処理能力が、例えば入力コンポーネント信号数「２」、１コンポーネント信号あたりビット幅が「１２ビット」、サンプリングレートが「７０Ｍサンプル／秒」とされており、変換処理部２２は入力映像データＤＶinをＹ：Ｃb：Ｃr「４：２：２」で１０ビットの映像データに変換すると、映像データＤＷのフレームレートを３０フレーム／秒とすればリアルタイムに符号化処理できる。したがって、入力映像データＤＶinが１２０フレーム／秒のときには、図３に示すようにフレームレート変換を行い、コーデック処理部２３１を４つ並列に設けて映像データＤＷ-1〜ＤＷ-4の符号化処理を行う。また、入力映像データＤＶinが２４０フレーム／秒のときには、図４に示すようにフレームレート変換を行い、コーデック処理部２３１を８つ並列に設けて映像データＤＷ-1〜ＤＷ-8の符号化処理を行う。このようにすれば、入力映像データＤＶinをリアルタイムで符号化処理できる。また、コーデック処理部２３１で復号化処理を行うときの処理能力が符号化処理と同等であれば、符号化処理して得られた個別ストリームのリアルタイムで復号化処理して、入力映像データＤＶinと同等の出力映像データＤＶoutを得ることができる。
【００３４】
１つの映像データＤＷの符号化処理や１つの個別ストリームＳＴrの復号化処理を行うコーデック処理部２３１が１つのデバイスで構成されており、映像データＤＷや個別ストリームＳＴrの数に応じて複数のデバイスをコーデック部２３に設ける場合、フレームの欠落等を生じないように、各デバイスを同時動作させて符号化処理や復号化処理を行うように制御しなければならない。
【００３５】
図６は、複数のコーデック処理部２３１への動作開始の処理制御信号ＣＴaをスター接続して同時制御する場合、図７は、複数のコーデック処理部２３１への動作開始の制御を、同一のバス上に接続されたバス経由で行う場合を示している。
【００３６】
図６に示すように、コーデック処理部２３１への処理制御信号ＣＴaをストリーム処理部２４を起点にスター接続して、映像データの記録または再生を行う場合、ソフトウェア制御によって制御部３１からストリーム処理部２４を制御してストリーム処理部２４の動作モードを記録動作または再生動作に設定する。次に、ストリーム処理部２４は、動作モードが記録動作または再生動作に設定されたとき、コーデック部２３の各コーデック処理部２３１に供給する処理制御信号ＣＴaをアサートする。ここで、各コーデック処理部２３１はスター接続されていることから、処理制御信号ＣＴaがアサートされると、各コーデック処理部２３１では符号化処理または復号化処理が同時に開始されることとなる。
【００３７】
コーデック処理部２３１をストリーム処理部２４とバス接続して、映像データの記録または再生を行う場合、バスを介した接続では、複数のバスを用いてコーデック処理部２３１の接続を行うものとしてもよく、図７に示すように同一のバスに全てのコーデック処理部２３１を接続してもよい。同一のバスに全てのコーデック処理部２３１を接続する場合、全てのコーデック処理部２３１のチップセレクト信号（図示せず）を同時にアクティブ状態として、制御情報をストリーム処理部２４からブロードキャスト配信すれば、各コーデック処理部２３１の制御レジスタに制御情報が同時に書き込まれる。したがって、各コーデック処理部２３１で符号化処理または復号化処理が同時に開始されることとなる。また、複数のバスを用いる場合にも、コーデック処理部２３１のチップセレクト信号を同時にアクティブ状態として、制御情報を各バスで同時にブロードキャスト配信すれば、各コーデック処理部２３１で符号化処理または復号化処理を同時に開始させることができる。
【００３８】
ストリーム処理部２４は、コーデック部２３で生成された複数の個別ストリームＳＴwを時分割多重して多重化ストリームＳＴＭwを生成する。また、ストレージ装置５０から読み出された多重化ストリームＳＴＭrを時分割分離して、得られた複数の個別ストリームＳＴrをコーデック部２３に供給する。
図８は、ストリーム処理部２４の構成を示している。個別ストリームインタフェース部２４１は、コーデック部２３から個別ストリームＳＴwを読み出してストリームバッファ２４２に供給する。例えば、入力映像データＤＶinが１２０フレーム／秒のときには、映像データＤＷ−１〜ＤＷ−４を符号化処理して得られた個別ストリームＳＴw-1〜ＳＴw-4を読み出してストリームバッファ２４２に供給し、入力映像データＤＶinが２４０フレーム／秒のときには、映像データＤＷ−１〜ＤＷ−８を符号化処理して得られた個別ストリームＳＴw-1〜ＳＴw-8を読み出してストリームバッファ２４２に供給する。また個別ストリームインタフェース部２４１は、ストリームバッファ２４２から出力される個別ストリームＳＴrを、コーデック部２３に供給する処理を行う。
【００３９】
時分割多重／分離部２４３は、複数の個別ストリームＳＴwを時分割多重することで多重化ストリームＳＴＭwを生成してバスブリッジ２４４に供給する。例えば個別ストリームＳＴw-1〜ＳＴw-4の時分割多重や、個別ストリームＳＴw-1〜ＳＴw-8の時分割多重を行い、多重化ストリームＳＴＭwを生成してバスブリッジ２４４に供給する。
また、時分割多重／分離部２４３は、ストレージ装置５０から読み出された多重化ストリームＳＴＭrを時分割分離して、複数の個別ストリームＳＴrを生成して、ストリームバッファ２４２および個別ストリームインタフェース部２４１を介してコーデック部２３に供給する。
【００４０】
時分割多重／分離部２４３は、複数の個別ストリームＳＴwを時分割多重して多重化ストリームＳＴＭwを生成する場合、この多重化ストリームＳＴＭwから個別ストリームを正しく分離できるように、ヘッダ情報を付加して多重化を行う。
【００４１】
図９は、多重化される時分割データを示している。ヘッダ情報には、多重化ストリームから時分割データを正しく抽出できるように、時分割データの先頭を示す先頭識別用デリミタ(ＳＦＤ)と、時分割データのストリーム長を示す情報(Length)が設けられている。さらに、ヘッダ情報には、いずれの個別ストリームであるかを示す識別情報、例えば個別ストリーム毎に固有のストリームＩＤ(StreamID)を設けるものとして、多重化ストリームから所望の個別ストリームを抽出できるようにする、なお、図９において矢印ＴＦは、データの送信順序方向を示している。
【００４２】
ストレージ装置５０は、多くのストリームを記録できるように例えばハードディスクドライブが用いられている。ハードディスクドライブでは、データの記録再生を行うときに、アクセスタイムが必要とされている。なお、アクセスタイムは、ヘッドを磁気ディスク上の目的とするトラック位置まで動かすシークタイム、このトラック上の目的とする記録再生位置がヘッドの位置まで回転してくるまでのサーチタイム、ストリームの転送に要するデータ転送時間を合わせた時間である。また、ストレージ装置５０は、ハードディスクドライブを用いる構成する場合に限られるものではなく、半導体デバイスや光ディスク，磁気テープ等を用いて構成されるものであってもよい。
【００４３】
このように、ストレージ装置５０でアクセスタイムが必要となると、映像データの記録動作を開始してもストリーム処理部２４で生成した多重化ストリームＳＴＭwをストレージ装置５０で記録できない。したがって、ストリームバッファ２４２は、少なくとも記録動作の開始からストレージ装置５０で多重化ストリームＳＴＭwを記録媒体に記録できるようになるまでのアクセスタイム分の個別ストリームＳＴwを一時保持する。また、符号化処理されている個別ストリームＳＴwを保持することで、例えばアクセスタイム分の入力映像データＤＶinを保持する場合に比べてバッファの容量が少なくて済むことから安価に構成できる。
【００４４】
バスブリッジ２４４は、時分割多重／分離部２４３とバス４０を接続するためのものである。制御レジスタ２４５は、映像データの記録動作や再生動作の切り換え等をソフトウェアで行う場合、ストリーム処理部２４の各部の動作モードを記録動作あるいは再生動作に切り換えるための設定情報が書き込まれるレジスタである。この制御レジスタ２４５の情報は制御部３１によって操作される。
【００４５】
信号発生部２５は、出力映像データＤＶoutや出力映像信号Ｖoutを生成するための基準となるクロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutを生成して、映像入出力インタフェース部２１や変換処理部２２およびコーデック部２３に供給する。
【００４６】
制御部３１は、メモリ３２に記憶されているプログラムを実行して、映像データの記録時には、映像データ処理部２０やストレージ装置５０の動作設定や映像データ処理部２０からストレージ装置５０への多重化ストリームＳＴＭwの供給を行う。また、映像データの再生時には、映像データ処理部２０やストレージ装置５０の動作設定やストレージ装置５０から映像データ処理部２０への多重化ストリームＳＴＭrの供給を行う。
【００４７】
次に、ストレージ装置５０に映像を記録する場合の動作について説明する。映像入出力インタフェース部２１は、入力映像信号Ｖinをベースバンドの入力映像データＤＶinに変換して変換処理部２２に供給する。
【００４８】
変換処理部２２は、入力映像データＤＶinを、符号化部であるコーデック部２３でリアルタイムに処理できるように変換処理する。具体的には、入力映像データＤＶinをフレーム単位で振り分けて、コーデック部２３のコーデック処理部２３１でリアルタイム処理が可能なフレームレートにフレームレートが低下した映像データＤＷを複数生成する。
【００４９】
コーデック処理部２３１は、各映像データＤＷの符号化処理を同時に開始して、個別ストリームＳＴwを生成してストリーム処理部２４に供給する。ストリーム処理部２４は、個別ストリームＳＴwを保持する。また、ストレージ装置５０で多重化ストリームＳＴＭwの記録が可能となったとき、例えばアクセスタイム分の時間が経過したとき、個別ストリームＳＴwを読み出して時分割多重を行い、多重化ストリームＳＴＭwを生成する。制御部３１は、ストリーム処理部２４で生成された多重化ストリームＳＴＭwを読み出してストレージ装置５０に供給して記録させる。
【００５０】
このようにすれば、入力映像信号Ｖinすなわち入力映像データＤＶinが高精細で高フレームレートであっても、変換処理部２２の変換処理によってフレームレートの低下した複数の映像データＤＷに変換されるので、従来から用いられているコーデックＩＣ等のデバイスで符号化処理をリアルタイムに行うことができる。また、各映像データＤＷを符号化処理して得た個別ストリームＳＴwは、時分割多重されて多重化ストリームＳＴＭwとしてストレージ装置５０に記録される。このため、フレーム画像の欠落等を生じることなく映像を記録できる。
【００５１】
また、ストレージ装置５０には、入力映像データＤＶinを符号化処理して得られた個別ストリームが時分割多重されて記録されるので、入力映像データＤＶinをそのまま記録する場合に比べてデータ量が少ないことからストレージ装置の小型化や、より多くの入力映像データＤＶinの記録が可能となる。
【００５２】
さらに、ストリーム処理部２４で個別ストリームＳＴwの時分割多重を行って多重化ストリームＳＴＭwの生成が行われることから、制御部３１は高い転送レートで多重化ストリームＳＴＭwを映像データ処理部２０からストレージ装置５０に供給できる。
【００５３】
次に、ストレージ装置５０に記録された映像を再生する場合の動作について説明する。制御部３１は、再生する映像の多重化ストリームＳＴＭrをストレージ装置５０から読み出して、映像データ処理部２０のストリーム処理部２４に供給する。
【００５４】
ストリーム処理部２４は、多重化ストリームＳＴＭrの時分割分離を行い、多重化ストリームＳＴＭrを個別ストリームＳＴrに分離してコーデック部２３に供給する。コーデック部２３は、各個別ストリームＳＴrをそれぞれ復号化処理して映像データＤＲを生成して変換処理部２２に供給する。
【００５５】
変換処理部２２は、各映像データＤＲをフレーム単位でフレーム順に統合して１つの映像データとすることで出力映像データＤＶoutを生成する。ここで、各映像データＤＲのフレームを正しい時間順に用いることで、出力映像データＤＶoutはフレーム単位で振り分ける前の入力映像データと等しくなる。映像入出力インタフェース部２１は、出力映像データＤＶoutを画像表示装置に対応した出力映像信号Ｖoutに変換して出力する。
【００５６】
このようにすれば、入力映像データＤＶinがフレームレートの低下した複数の映像データＤＷに変換されたのち符号化処理および時分割多重されて、多重化ストリームとしてストレージ装置５０に記録されても、このストレージ装置５０から読み出した多重化ストリームを元の映像データに戻して出力することができる。すなわち、ストレージ装置５０に記録された映像を正しく再生できる。
【００５７】
また、ストリーム処理部２４で多重化ストリームＳＴＭrの時分割分離を行って個別ストリームＳＴrの生成が行われることから、制御部３１は高い転送レートで多重化ストリームＳＴＭrをストレージ装置５０から映像データ処理部２０に供給できる。
【００５８】
ところで、入力映像信号Ｖinのフレームレートが高いほど、また映像が高解像度となるほどハードウェアの規模も大きくなる。また、集積度の高いＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のデバイスでは、コア電圧の低電圧化の傾向がある。したがって、このようなデバイスを用いて映像データ処理部２０を構成する場合、消費電流が大きくなる。また、コア電圧が低電圧化されたデバイスでは、電圧変動の許容レベルが小さい。したがって、このようなデバイスを用いて構成された映像データ処理部２０に電力供給を行う電源部（図示せず）では、スイッチングレギュレータの出力をそのまま用いることは難しくなり、スイッチングレギュレータの出力をシリーズレギュレータで安定化してから供給することが行われる。しかし、シリーズレギュレータの入出力電圧差が小さくとも消費電流が大きくなると損失が増大して発熱が大きくなってしまう。
【００５９】
したがって、映像データ処理部２０が実装された基板を複数設けて電圧の安定化や映像データの記録再生を行うものとすれば、発熱を分散させることができる。さらに、入力映像信号Ｖinのフレームレート等に応じて、映像データ処理部２０が実装された基板を選択的に動作させるものとすれば、電力消費を削減できる。さらに、入力映像信号Ｖinのフレームレート等に応じて、映像データ処理部２０が実装された基板の増設や削除を可能とすれば、拡張性を高めることができるとともに、入力映像信号Ｖinに応じて映像データ処理部２０を効率よく設けることができる。
【００６０】
図１０は、映像データ処理部が実装された基板を２枚用いる場合の構成を示している。ここで、映像データ処理部２０のストリーム処理部２４にバスブリッジ２４４、例えばバス４０としてＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バスを用いたときにはＰＣＩブリッジを設ける。この場合、映像データ処理部２０が設けられた基板ＰＢ1と基板ＰＢ2はカードエッジタイプとして、バス４０が設けられている基板ＰＢ3のスロット（図示せず）に実装することで基板間の接続を行う。
【００６１】
図１１は、映像データ処理部が実装された基板を２枚用いる場合の他の構成を示しており、映像データ処理部２０のストリーム処理部２４に設けられていたバスブリッジを、バス４０が設けられている基板ＰＢ3に設けている。この場合、基板ＰＢ3のバスブリッジ３３と映像データ処理部２０のストリーム処理部２４は、ケーブルを用いて接続される。
【００６２】
また、映像データ処理部２０が実装された基板を複数用いる場合、各映像データ処理部２０で生成される出力映像データＤＶoutや出力映像信号Ｖoutを同期したものとするときは、いずれか１つの基板の信号発生部２５で生成されたクロック信号ＣＫoutと同期信号ＳＹＮoutを他の基板に供給する。例えば、図１０や図１１に示すように、基板ＰＢ1の信号発生部２５で生成されたクロック信号ＣＫoutと同期信号ＳＹＮoutを基板ＰＢ2に供給する。
【００６３】
次に、ストレージ装置５０に映像を記録する場合の動作について説明する。映像データ処理部２０が実装された基板を複数用いる場合、各基板にはフレームレートを低下させた映像信号を供給する。例えば記録する映像の映像信号が２４０フレーム／秒であるとき、この映像信号をフレーム単位で２つに振り分けることで生成された１２０フレーム／秒の映像信号のうち、１つの映像信号を入力映像信号Ｖin-1として基板ＰＢ1の映像データ処理部２０に供給して、他方の映像信号を入力映像信号Ｖin-2として基板ＰＢ2の映像データ処理部２０に供給する。
【００６４】
また、映像の記録を開始する場合、各基板の映像データ処理部２０における変換処理部２２は、映像入出力インタフェース部２１で抽出したクロック信号ＣＫinや同期信号ＳＹＮinを用いて動作を行い、映像データＤＷを生成してコーデック部２３に供給する。さらに、制御部３１は、各基板のコーデック部２３やストリーム処理部２４の同時開始制御を行う。
【００６５】
ここで、図１０や図１１に示すように、２枚の基板の同時開始制御を行う場合、１枚の基板、例えばクロック信号ＣＫoutと同期信号ＳＹＮoutの供給を行う基板ＰＢ1をマスター、他の基板ＰＢ2をスレーブに設定する。なお、図１２は、記録動作においてマスターとスレーブ間で通信される制御信号を示している。
【００６６】
制御部３１は、記録動作を開始するために、マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mにおけるストリーム処理部２４の制御レジスタ２４５と、スレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sにおけるストリーム処理部２４の制御レジスタ２４５にアクセスして、動作モードを記録動作とする設定を行う。なお、制御レジスタ２４５へのアクセスでは記録動作を開始させないものとする。
【００６７】
マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mは、記録動作を開始できる状態となったとき、master_rec_ready信号をアサートして、スレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sに対して、記録動作を開始できる状態となったことを通知する。同様に、映像データ処理部２０sは、記録動作を開始できる状態となったとき、slave_rec_ready信号をアサートして、映像データ処理部２０mに対して、記録動作を開始できる状態となったことを通知する。
【００６８】
映像データ処理部２０m，２０sは、自身が記録動作を開始できる状態となり、他の映像データ処理部から記録動作を開始できる状態となったことが通知されたとき、記録動作を開始する。
【００６９】
このようにすれば、映像データ処理部２０を複数の基板に設けるようにしても、各基板での記録動作を同時に開始することができる。したがって、いずれかの基板で記録動作が開始されないために、フレームの欠落が生じた状態で映像が記録されてしまうことを防止できる。
【００７０】
次に、ストレージ装置５０に記録された映像を再生する場合の動作について説明する。マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mは、信号発生部２５で生成したクロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutを映像データ処理部２０mの映像入出力インタフェース部２１等に供給する。また、映像データ処理部２０mは、クロック信号ＣＫoutや同期信号ＳＹＮoutをスレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sにおける映像入出力インタフェース部２１等に供給して、映像データ処理部２０mの映像入出力インタフェース部２１や変換処理部２２と、映像データ処理部２０sの映像入出力インタフェース部２１や変換処理部２２を同期して動作させる。また、制御部３１は、各基板のコーデック部２３やストリーム処理部２４の同時開始制御を行う。
【００７１】
ここで、図１０や図１１に示すように、２枚の基板の同時開始制御を行う場合、例えばクロック信号ＣＫoutと同期信号ＳＹＮoutの供給を行う基板ＰＢ1をマスター、他の基板ＰＢ2をスレーブに設定する。なお、図１３は、再生動作において、マスターとスレーブ間で通信される制御信号とクロック信号および同期信号を示している。
【００７２】
制御部３１は、再生動作を開始するために、マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mにおけるストリーム処理部２４の制御レジスタ２４５と、スレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sにおけるストリーム処理部２４の制御レジスタ２４５にアクセスして、動作モードを再生動作とする設定を行う。なお、制御レジスタ２４５へのアクセスでは再生動作を開始させないものとする。
【００７３】
マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mとスレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sは、再生動作を開始できる状態となったとき、制御レジスタにフラグを立てる。これにより、制御部３１は、マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mとスレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sで再生動作を開始できる状態となったことを知ることができる。
【００７４】
その後、制御部３１はストレージ装置５０から多重化ストリームＳＴＭrを順次読み出して、マスターである基板ＰＢ1の映像データ処理部２０mとスレーブである基板ＰＢ2の映像データ処理部２０sに供給する処理を行う。この時点では、映像データ処理部２０m，２０sのストリーム処理部２４はコーデック部２３に対して個別ストリームＳＴrの供給を行わないものとする。このため、ストリーム処理部２４のストリームバッファ２４２に個別ストリームＳＴrが蓄積される。
【００７５】
ストリームバッファ２４２にはスレッシホールドレベルを予め設定しておき、映像データ処理部２０mにおけるストリーム処理部２４のストリームバッファ２４２に蓄積されたデータがスレッシホールドレベルに達したとき、映像データ処理部２０mは、master_play_ready信号をアサートする。同様に、映像データ処理部２０sにおけるストリーム処理部２４のストリームバッファ２４２に蓄積されたデータがスレッシホールドレベルに達したとき、映像データ処理部２０sは、slave_play_ready信号をアサートする。
【００７６】
これにより、映像データ処理部２０mにおけるストリーム処理部２４のストリームバッファ２４２と、映像データ処理部２０sにおけるストリーム処理部２４のストリームバッファ２４２のそれぞれに、スレッシホールドレベルのデータ量の個別ストリームＳＴrが蓄積されたことを互いに検出することができる。したがって、master_play_ready信号とslave_play_ready信号の両方がアサートされた直後に、映像データ処理部２０m，２０sのストリーム処理部２４は、コーデック部２３に対して個別ストリームＳＴrの供給を開始すれば、マスターとスレーブで同時に映像を再生することができる。例えば、２４０フレーム／秒の映像信号を１２０フレーム／秒の入力映像信号Ｖin-1，Ｖin-2として記録させても、入力映像データＤＶin-1，ＤＶin-2と同等の出力映像データＤＶout-1，ＤＶout-2や、入力映像信号Ｖin-1，Ｖin-2と同等の出力映像信号Ｖout-1，Ｖout-2を得ることができる。すなわち、ストレージ装置５０に記録した映像を正しく再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】映像データストレージシステムの構成を示す図である。
【図２】変換処理部の示す図である。
【図３】フレームレート変換部の動作を示す図である。
【図４】フレームレート変換部の他の動作を示す図である。
【図５】コーデック部の構成を示す図である。
【図６】複数のコーデック処理部をスター接続して同時制御する場合を示した図である。
【図７】複数のコーデック処理部をバス接続して同時制御する場合を示した図である。
【図８】ストリーム処理部の構成を示す図である。
【図９】時分割データを示す図である。
【図１０】映像データ変換部が実装された基板を２枚用いる場合の構成を示す図である。
【図１１】映像データ変換部が実装された基板を２枚用いる場合の他の構成を示す図である。
【図１２】記録動作において、マスターとスレーブ間で通信される信号を示す図である。
【図１３】再生動作において、マスターとスレーブ間で通信される信号を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０・・・映像データストレージシステム、２０，２０m，２０s・・・映像データ処理部、２１・・・映像入出力インタフェース部、２２・・・変換処理部、２３・・・コーデック部、２４・・・ストリーム処理部、２５・・・信号発生部、３１・・・制御部、３２・・・メモリ、３３，２４４・・・バスブリッジ、４０・・・バス、５０・・・ストレージ装置、２２１・・・フォーマット変換部、２２２・・・フレームレート変換部、２３１・・・コーデック処理部、２４１・・・個別ストリームインタフェース部、２４２・・・ストリームバッファ、２４３・・・時分割多重／分離部、２４５・・・制御レジスタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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