(57)【要約】【課題】高画質で任意のサーチ再生速度を選択できるようにする。【解決手段】光ピックアップ１４により、画面内符号化と画面間符号化とを用いて符号化された画像データをディスク１０より再生する。システム制御装置３０は、ピックアップ１４及びＭＰＥＧ復号器２６を制御して、第１の再生手順により前記画像データを高速に再生する第１のサーチモードと前記第１の再生手順とは異なる第２の再生手順により前記画像データを高速に再生する第２のサーチモードとを所定のタイミングで切り替え、これにより、ディスク１０から画像データを高速に再生する。【選択図】　図１
2004056732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面内符号化と画面間符号化とを用いて符号化された画像データをディスク状記録媒体より再生する再生手段と、
第１の再生手順により前記画像データを高速に再生する第１のサーチモードと前記第１の再生手順とは異なる第２の再生手順により前記画像データを高速に再生する第２のサーチモードとを所定のタイミングで切り替えることにより前記ディスク状記録媒体より前記画像データを高速に再生するサーチ制御手段
とを備えることを特徴とする再生装置。
【請求項２】
前記サーチ制御手段は、前記画像データの再生速度に応じて前記第１のサーチモードと第２のサーチモードとの切り替えタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
【請求項３】
前記サーチ制御手段は、前記第１のサーチモードと第２のサーチモードを交互に繰り返し切り替えることを特徴とする請求項２に記載の再生装置。
【請求項４】
前記サーチ制御手段は、前記第１の再生手順または第２の再生手順にて前記画像データを高速に再生するよう前記再生手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
【請求項５】
前記サーチ制御手段は、前記第１のサーチモードにおいては画面内符号化により符号化された画像データのみを再生し、前記第２のサーチモードにおいては画面内符号化された画像データ及び画面間符号化された画像データの一部のみを再生するよう前記再生手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
【請求項６】
前記サーチ制御手段は、前記画像データの再生速度が速い程前記第２のサーチモードに対する前記第１のサーチモードによる再生期間の割合を長くすることを特徴とする請求項５に記載の再生装置。
【請求項７】
前記画像データの再生速度を設定する速度設定手段を備え、
前記サーチ制御手段は、前記速度設定手段により設定された再生速度が第１の所定速度であった場合に前記第１のサーチモードのみにより前記画像データを再生し、前記設定された再生速度が前記第１の所定速度よりも遅い第２の所定速度であった場合に前記第２のサーチモードのみにより前記画像データを再生し、前記設定された再生速度が前記第１の所定速度よりも遅く前記第２の所定速度よりも速い場合に前記第１のサーチモードと第２のサーチモードとを切り替えて前記画像データを再生することを特徴とする請求項５に記載の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤ再生装置及びディスクカムコーダなどの、ディスク媒体に記録された動画像を再生する再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル映像信号の記録媒体として、ディスク媒体が注目されている。テープ媒体がシーケンシャルにしか記録再生できなかったのに比べ、ランダムアクセスが可能な点が大きな特徴であり、これを利用して、目的の映像を一瞬にして表示したり、早送りや巻き戻しによる頭出しをすることなく、すぐに録画を開始したりすることが可能である。さらに、動画像以外の静止画、音声及びプログラムなど複数のコンテンツを混在して記録再生及び管理することができる。
【０００３】
また、動画像を記録する際に、テープ媒体に比べて不利であった容量の問題も、近年の記録密度の向上や以下に述べる符号化方式によるデータ量の削減により解決され、実用レベルの記録時間が得られるようになりつつある。
【０００４】
映像信号を効率的に符号化する方式として、ＭＰＥＧと呼ばれる高能率符号化方式がよく知られており、ＤＶＤ等で採用されている。この方式は、フレームをマクロブロックと呼ぶ小ブロックに分割し、各ブロックに対して離散コサイン変換を施し、量子化したのち可変長符号化を行なうものであり、さらに、フレーム間の動き補償予測符号化を組み合わせることで大きな圧縮率を得ることができる。
【０００５】
符号化される各フレームは、図５（ａ）に示すように、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャと呼ぶ３種類のピクチャタイプに分類される。Ｉピクチャは、フレーム内符号化されたフレームであり、他のフレームの情報を参照しないで単独に符号化／復号化できるが、符号量を多く必要とする。Ｐピクチャは、１〜複数フレーム時間先行するＩピクチャまたはＰピクチャから動き補償予測した画面との差分を符号化するいわゆるフレーム間予測符号化されたフレームであり、Ｉピクチャに比べて符号量を大幅に減らすことが可能である。Ｂピクチャは、先行するＩピクチャまたはＰピクチャから予測するだけでなく、後続するＩピクチャまたはＰピクチャからも予測を行なう双方向フレーム間予測符号化により符号化されたフレームであり、Ｐピクチャよりさらに符号量を削減できる。Ｐピクチャ及びＢピクチャに向かう図中の矢印は、フレーム間予測の方向を示す。
【０００６】
符号化効率を向上させるためには、Ｉピクチャをなるべく使わないようにすればよい。しかし、記録した符号化信号をサーチ再生する場合、飛び飛びに再生される信号から単独に復号が可能なのはＩピクチャだけであるので、適当な間隔でＩピクチャを用いる必要がある。これを考慮して、ＭＰＥＧ符号化では、例えば図５に示すようなピクチャ構成が用いられる。Ｉピクチャから次のＩピクチャまでのピクチャ構成は、繰り返し符号化に用いられるので、１つの符号化単位と考えられ、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ　Ｏｆ　Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）と呼んでいる。ここで注意しておく点は、ディスク上には符号化前のフレーム順序と異なり、上述したＧＯＰ内の符号化順序に従って記録される点であり、具体的には、図５（ｂ）に示したように、Ｉピクチャがまず符号化され、つぎにＢ１、Ｂ２、Ｐ１という順序で符号化、記録される。再生時には、この順序で復号を行ない、元のフレーム順序に並べ直す処理が行なわれる。
【０００７】
ディスクに記録されたＭＰＥＧ信号を早送り再生又は巻き戻し再生を行なうには、大きく分けて２通りの方法がある。
【０００８】
第１の方法は、文字どおりすべてのデータをディスクから高速に読み出してＭＰＥＧ復号器に供給し、表示フレームを適当な間隔で間引く方式である。しかし、この方式では、すべてのＭＰＥＧデータを復号するために非常に高速なＭＰＥＧ復号器が必要となる。通常は、ＧＯＰ中のＢピクチャを復号前に廃棄し、残ったＩピクチャ及びＰピクチャのみを復号して表示する。図５の例では、ＧＯＰ構成がＩ＝１枚、Ｐ＝４枚、Ｂ＝１０枚なので、Ｂピクチャを廃棄すると、合計１５枚のフレームのうち５フレームを表示するので、３倍速サーチとなる。
【０００９】
第２の方法は、ＧＯＰの先頭のＩピクチャのみを次々と再生する方法であり、Ｉピクチャのデータを読み出したら、残りのデータは読まずにピックアップを次のＧＯＰの先頭にジャンプ（シーク）させる、という動作を繰り返す。とくに高速なサーチに向いた方式である。図５の例では、ＧＯＰが合計１５枚のピクチャから構成されているので、Ｉピクチャのみを表示した場合、原理的に１５倍速のサーチとなる。１５倍速以上のサーチ速度は、ＧＯＰを適当な間隔でスキップすれば簡単に実現できる。また、１５倍速以下のサーチ速度を実現するには、１つのＩピクチャを２回以上、繰り返し表示すればよい。例えば、２回ずつ表示すれば７．５倍速になり、３回ずつ表示すれば５倍速になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の方法では、全データをディスクから高速に読み出す必要があり、ドライブの読み出し性能に依存するので、サーチ速度がドライブの読み出し性能により制限される。データの符号化レートにもよるが、現在のところ３〜４倍速程度が一般的である。
【００１１】
上記第２の方法は、高速なサーチに向いている反面、低速なサーチでは同じ画面を繰り返し表示するので、情報量が不足してしまう。
【００１２】
図６は、従来例で述べたサーチ速度に関する課題を具体的に説明するグラフである。横軸はサーチ速度の倍率を表し、縦軸は動画像の符号化レートを表している。また、ディスクの最大再生レートをここでは２４Ｍｂｐｓとしている。
【００１３】
従来の第１の方法はグラフの左側部分に示されており、符号化レートが例えば４Ｍｂｐｓの場合は２４／４で６倍速が可能であり、同様に符号化レートが８Ｍｂｐｓの場合は３倍速が可能となる。グラフからも明らかなように、符号化レートとサーチ倍率の関係は双曲線で表され、この曲線から左側の領域が第１の方法で実現可能なサーチ倍率を示している。
【００１４】
一方、従来例での第２の方法によるサーチ倍率は、符号化レートに関わらず１５倍と一定のため、グラフ右部の縦線で表される。この縦線より右側の領域が第２の方法で実現可能なサーチ倍率を示している。
【００１５】
結果的には、２つの曲（直）線で囲まれた中央の領域のサーチ倍率は実現が難しい領域となっており、本発明の主たる目的はこの領域のサーチ倍率を効率よく実現することにある。
【００１６】
即ち、本発明は、以上の課題を改善するためになされたものであり、動画像が圧縮記録されたディスクシステムにおいて、低速から高速に渡って自由なサーチ速度が実現でき、かつできるだけ情報量の欠落のない表示が可能な再生装置を提示することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る再生装置は、画面内符号化と画面間符号化とを用いて符号化された画像データをディスク状記録媒体より再生する再生手段と、第１の再生手順により前記画像データを高速に再生する第１のサーチモードと前記第１の再生手順とは異なる第２の再生手順により前記画像データを高速に再生する第２のサーチモードとを所定のタイミングで切り替えることにより前記ディスク状記録媒体より前記画像データを高速に再生するサーチ制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００２０】
ディスク１０に記録されたＭＰＥＧ符号化データは、ピックアップ１４により読み出され、ＲＦアンプ１８で増幅される。再生信号処理装置２０は、ＲＦアンプ１８の出力に信号の等化及び復調処理を施し、その出力は、バッファメモリ２４に所定のブロック単位に蓄積される。ＥＣＣ装置２２は、このブロック単位のデータに対してエラー訂正処理を行い、ＭＰＥＧ復号器２９が、元の画像信号を復元して、表示装置２８に印加する。
【００２１】
メカ駆動＆サーボ装置１６は、ＲＦアンプ１８からの再生信号を監視し、良好な再生信号が得られるようにモータ１２の回転数及びピックアップ１４のトラッキングを調整制御する。システム制御装置３０は、各ブロックの処理を制御し、とくにサーチ用に、予めディスク１０上のＧＯＰの先頭位置などの情報を保持する。システム制御装置３０は、サーチ時には、保持する各ＧＯＰの先頭位置情報を用いて、ピックアップ１４を所望のＧＯＰ先頭位置にシーク（ジャンプ）させる。
【００２２】
図２は、本実施例の原理的動作の説明図である。本実施例では、従来の第１の方法と第２の方法を時分割で組み合わせ、所望のサーチ倍率を実現する。図２（ａ）では、２つの方法を１：１の時間割合で使用することで平均として９倍速が得られており、同様に図２（ｂ）では、１：３の割合で平均６倍速が得られている。時分割の切り替えは、なるべく短時間で細かく行なうのが好ましいが、データがＧＯＰ構成を持っているので、最短でも１ＧＯＰ単位（約０．５秒）の切り替えとなる。
【００２３】
（標準的な符号化レートの場合）
標準的な符号化レートの場合の本実施例の動作を詳細に説明する。ここで言う標準的な符号化レートとは、ディスク１０の最大再生レートの１／３を超えないレートを指している。ディスク１０の最大再生レートを２４Ｍｂｐｓとすると、８Ｍｂｐｓ以下の符号化レートで圧縮記録された動画データのことである。
【００２４】
図３は、５倍から１５倍速のサーチ速度を実現する例の説明図である。図３（ａ）における箱は、ディスク上に連続的に記録された動画データ列を示しており、各ＧＯＰの先頭のＩピクチャのみを明示してある。Ｐピクチャ及びＢピクチャは省略しているが、空白部に図５（ｂ）で示した順で記録されている。図中の直線の矢印は、記録データを高速に連続的に読み出すことを示し、曲線の矢印は、ピックアップ１４をシーク（ジャンプ）させて記録データを読み飛ばすことを示している。
【００２５】
図３（ａ）は、ＧＯＰ＃１に対し第１のサーチ方法を、ＧＯＰ＃２に対し第２のサーチ方法を適用した場合を示す。ＧＯＰ＃３以降は、この繰り返しである。ＧＯＰ＃１ではすべてのデータを高速に読み出し、ＭＰＥＧ復号器２６に入力する。ＭＰＥＧ復号器２６は、Ｂピクチャに相当する符号化データを廃棄し、Ｉピクチャ及びＰピクチャのみを復号し、再生する。Ｂピクチャの廃棄は、ＭＰＥＧヘッダと呼ばれる４バイトのデータ列を解析し、機械的な処理で行なうことができるので、ＭＰＥＧ復号器２６に入力する前に外部で廃棄することもできる。次のＧＯＰ＃２では、ディスク１０からＩピクチャデータのみを読み出し、ＭＰＥＧ復号器２６に入力する。ピックアップ１４はすぐにＧＯＰ＃３の先頭にジャンプし、以後は、これを繰り返す。この場合のサーチ倍率を計算してみる。ＧＯＰ＃１とＧＯＰ＃２で考えると、記録フレーム数が１５×２の３０フレームに対し、表示フレーム数は５＋１の６フレームなので、平均で５倍速サーチということになる。
【００２６】
図３（ｂ）は、ＧＯＰ＃１を第１のサーチ方法で再生し、ＧＯＰ＃２とＧＯＰ＃３を第２のサーチ方法で再生し、以後はこの繰り返しという再生パターンである。図３（ａ）と同様に計算すると、サーチ倍率は６．４倍となる。
【００２７】
図３（ｃ）〜（ｅ）も同様の計算で、それぞれ７．５倍、８．３倍及び９倍となる。ＧＯＰ単位でＮ個のうち１個の割合で第１のサーチ方式とし、残りの（Ｎ−１）個のＧＯＰを全て第２のサーチ方式とした場合のサーチ倍率の計算式を図６（ｆ）に示す。
【００２８】
全く同様にして、第１のサーチ方式と第２のサーチ方式の適用を逆にした場合を、図４（ａ）〜（ｄ）に示す。Ｍ個のＧＯＰのうち１個のみを第２の方式とした。結果として、３〜５倍のサーチ倍率が得られる。
【００２９】
本実施例では、第１のサーチ方式と第２のサーチ方式の割合を任意に選ぶことも可能であるので、もう少し細かな段階のサーチ倍率を得ることができる。ただし、もともとサーチ画像ということもあり、あまり厳密な倍率は、実用上、意味が無い。
【００３０】
以上から、目的としていた図６における中央領域のサーチ倍率がほぼ実現できていることがわかる。第１及び第２のサーチ方式を適当な比率で交互に時分割動作させることで、任意のサーチ倍率を実現できる。他の応用としては、ＪＯＧダイヤルでサーチ速度を連続的（多段階）に変更するとか、サーチの開始時はゆっくり徐々に高速サーチに移行するとか、あらかじめ目的の画像が解っている場合に目的画像に近づくにつれて低速にするといったように、ダイナミックにサーチ速度を変更する例が考えられる。
【００３１】
ここで、画質面から本実施例を考える。従来例でも述べたように、これまで３〜１５倍の領域のサーチは、基本的には第２のサーチ方式で行ない、かつＩピクチャを複数回表示することで実現している。比較的時間の離れたＩピクチャをスライド的に高速表示するので、内容を認識しづらい面があった。また、同じ画像を２回以上、表示するので、情報量も少ない。
【００３２】
これに対し、本実施例では、第１のサーチ方式が必ず含まれており、ＩＰＰＰＰといった時間間隔の小さい画像部分が存在するため、内容が認識しやすい利点がある。もちろん、すべての表示画像が異なるので、表示される情報量も多い。
【００３３】
（高い符号化レートの場合）
標準的な符号化レートより高速な動画データが記録されている場合、例えば１２Ｍｂｐｓの場合を考えると、ディスクの最大再生レートが２４Ｍｂｐｓと２倍速でしか読み出すことができない。上記で述べた方法をそのまま行なうと、ＭＰＥＧ復号器２６でアンダーランが生じ、表示すべきデータが無くなる問題が生じる。このため、上記の方法に一部変更を加える必要がある。
【００３４】
具体的には、第１のサーチ方法において連続する２枚のＢピクチャを廃棄していたところを、１枚のみの廃棄に変更する。これにより、再生画像は、ＧＯＰ中、Ｉピクチャが１枚、Ｐピクチャが４枚、Ｂピクチャが５枚の合計１０枚となり、サーチ速度が３倍速から１．５倍速となる。従って、１．５倍から１５倍のサーチ速度に対して、本実施例によるサーチ方式を適用することになる。
【００３５】
（低い符号化レートの場合）
低レートで符号化されている動画データに対しては、標準的なレートの場合の手法をそのまま適用できる。但し、画質面を考慮して第１のサーチ方法の割合を多く変更してもよい。例えば、符号化レートが３Ｍｂｐｓの場合、８倍速サーチまでは、第１の方法を適用できるので、これを使用する。従って、図３（ａ）〜（ｃ）のパターンは、８倍以下であるので使用しない。８倍以下のサーチ速度で何段階かの速度を実現するには、ＭＰＥＧ復号器２６で復号したＰピクチャを適当な割合で廃棄すればよい。例えば、ＧＯＰ中のＰピクチャを１枚おきに廃棄すると、表示される画面はＩピクチャが１枚、Ｐピクチャが２枚の合計３枚となるので、５倍速となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、表示する情報量を犠牲にすることなく、従って画質劣化の少ない、任意のサーチ速度が得られる。また、ダイナミックに可変速のサーチを行なうことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例の再生シーケンス例である。
【図３】本実施例の第２の再生シーケンス例である。
【図４】本実施例の第３の再生シーケンス例である。
【図５】ＭＰＥＧ符号化の説明図である。
【図６】符号化レートと従来の再生速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０：ディスク
１２：モータ
１４：ピックアップ
１６：メカ駆動＆サーボ装置
１８：ＲＦアンプ
２０：再生信号処理装置
２２：ＥＣＣ装置
２４：バッファメモリ
２６：ＭＰＥＧ復号器
２８：表示装置
３０：システム制御装置
【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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