(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画データが記録された記録媒体から読み取られた動画データを圧縮する動画データ圧縮装置であって、
動画データが時間の経過とは無関係に読み取り可能に記録された非実時間記録媒体から、上記動画データを読み取る非実時間読み取り手段の動作を制御する読み取り制御手段と、
上記非実時間読み取り手段が読み取った動画データを圧縮する圧縮手段と、
上記非実時間読み取り手段が読み取った動画データ、または、上記読み取り制御手段によって制御される上記非実時間読み取り手段の動作に、少なくとも２種類以上の処理を施すことのできる処理手段と、
該処理手段が上記動画データまたは上記動作に施す処理を選択する選択手段と、
を備えたことを特徴とする動画データ圧縮装置。
【請求項２】
上記処理手段が上記選択された処理を施すのに要する時間が、上記圧縮手段の圧縮動作に要する時間よりも長いとき、上記圧縮手段の圧縮動作を遅延する遅延手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項１記載の動画データ圧縮装置。
【請求項３】
上記処理手段が、上記選択された処理を、上記圧縮手段による圧縮動作の前に上記動画データに施すことを特徴とする請求項１または２記載の動画データ圧縮装置。
【請求項４】
上記処理手段が、上記選択された処理を、上記圧縮手段による圧縮動作の後に上記動画データに施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の動画データ圧縮装置。
【請求項５】
上記動画データに、上記処理手段が施すべき処理を指示する指示データが含まれている場合、上記選択手段が、上記選択する処理を、上記指示データに基づいて随時切り換えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動画データ圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画データが記録された記録媒体から読み取られた動画データを圧縮する動画データ圧縮装置に関し、詳しくは、動画データが時間の経過とは無関係に読み取り可能に記録された非実時間記録媒体から読み取られた動画データを圧縮することのできる動画データ圧縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信装置の多様化等に伴い、動画データを圧縮し、データ量を少なくした上で通信等に利用する技術が提案されている。この動画データの圧縮方法としては、例えば、ＭＰＥＧ（Ｍoving Ｐicture Ｉmage Ｃoding Ｅxperts Ｇroup ）等の方式が知られている。
【０００３】
一方、動画データを記録しておく記録媒体としては、従来から使用されているビデオテープ，レーザディスク等に加えて、近年、ハードディスクやビデオファイル（例えば、ＩＴＵ−Ｒ６５６フォーマットビデオファイル）等も使用することが考えられている。ビデオテープやレーザディスクは、動画データが時間の経過に沿って順次読み取り可能に記録されたいわゆる実時間記録媒体であり、ハードディスクやビデオファイルは、動画データが時間の経過とは無関係に読み取り可能に記録されたいわゆる非実時間記録媒体である。また、非実時間記録媒体から読み取った動画データ（以下、非実時間データともいう）を、実時間記録媒体に記録可能な動画データ（以下、実時間データともいう）に変換することも考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の動画データ圧縮装置では、実時間記録媒体から読み取られた動画データしか圧縮することができなかった。このため、従来は、非実時間データを実時間データに変換した後、ビデオテープ等の実時間記録媒体に一旦記録し、その記録された実時間データをプレーヤ等で再生することによって、初めて動画データ圧縮装置による圧縮が可能となっていた。従って、従来、非実時間データにノイズ除去やガンマ補正等の各種処理を施して編集する場合は、次のような煩雑な作業が必要となっていた。すなわち、先ず、前述のように非実時間データを変換して実時間記録媒体に記録し、施したい処理に対応した編集装置を動画データ圧縮装置に接続した上で、上記実時間記録媒体のデータを入力していた。
【０００５】
このため、非実時間データの編集には、上記煩雑な作業が必要となると共に、処理に対応した編集装置を個々に準備する必要があった。また、非実時間データを実時間データに変換した後で編集を行うので、一般の実時間データと同様、コマ落とし、巻き戻し等の処理を施すのはきわめて困難であった。
【０００６】
更に、非実時間データのままで実時間データに変換しなくても、明るさの調整，ガンマ補正，フェードイン，フェードアウト等の比較的単純な編集は行えるようになりつつあるが、この場合も、処理に応じた編集装置を個々に準備する必要がある。このため、非実時間データの編集には、相変わらず繁雑な作業が必要となっていた。
【０００７】
そこで本発明は、非実時間データの編集を容易にすると共に、その編集の幅を広げることのできる動画データ圧縮装置を提供することを目的としてなされた。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、動画データが記録された記録媒体から読み取られた動画データを圧縮する動画データ圧縮装置であって、動画データが時間の経過とは無関係に読み取り可能に記録された非実時間記録媒体から、上記動画データを読み取る非実時間読み取り手段の動作を制御する読み取り制御手段と、上記非実時間読み取り手段が読み取った動画データを圧縮する圧縮手段と、上記非実時間読み取り手段が読み取った動画データ、または、上記読み取り制御手段によって制御される上記非実時間読み取り手段の動作に、少なくとも２種類以上の処理を施すことのできる処理手段と、該処理手段が上記動画データまたは上記動作に施す処理を選択する選択手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明では、読み取り制御手段は、非実時間記録媒体から動画データ（非実時間データ）を読み取る非実時間読み取り手段の動作を制御し、圧縮手段は、その非実時間データを圧縮する。また、処理手段は、上記読み取られた非実時間データ、または、非実時間読み取り手段の動作に、少なくとも２種類以上の処理を施すことができ、選択手段は、その処理手段が上記動画データまたは上記動作に施す処理を選択する。このため、本発明では、非実時間データに所望の処理を直接施すことができ、しかも、装置のつなぎ換え等を行わなくても、複数種類の処理の中から所望の処理を選択して施すことができる。従って、本発明では、非実時間データの編集を容易に行うことができる。
【００１０】
また、非実時間データでは、ソフトウェア等による簡単な変換処理によって、コマ落とし、巻き戻し等も含めたきわめて多様な処理を容易に施すことができる。これは、非実時間読み取り手段の動作に対して処理を施す場合も同様である。更に、ソフトウェアによる変換処理等によって上記非実時間データまたは上記動作に処理を施す場合、複数の処理の中から所望の処理のみを施すことも、ソフトウェアの差し替え等によってきわめて容易に実行できる。従って、本発明では、装置の構成を複雑化することなく所望に応じて種々の処理を施すことが可能となり、非実時間データの編集の幅を良好に広げることができる。
【００１１】
なお、従来の動画データ圧縮装置では、一定間隔で発生される同期信号に合わせて動画データ（実時間データ）を圧縮していることも、非実時間データを直接圧縮できない原因の一つであった。そこで、本発明に、上記非実時間読み取り手段が読み取った動画データに基づいて同期信号を発生する第２の同期信号発生手段を設け、該第２の同期信号発生手段が発生した同期信号に応じて、上記圧縮手段が上記圧縮を行うようにすれば、非実時間データを一層正確かつ確実に圧縮することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記処理手段が上記選択された処理を施すのに要する時間が、上記圧縮手段の圧縮動作に要する時間よりも長いとき、上記圧縮手段の圧縮動作を遅延する遅延手段を、更に備えたことを特徴としている。
【００１３】
本発明では、処理手段が上記選択された処理を施すのに要する時間が、圧縮手段の圧縮動作に要する時間よりも長いとき、遅延手段が圧縮手段の圧縮動作を遅延する。このため、処理手段が選択された処理を施すのに比較的長い時間がかかる場合でも、圧縮手段による圧縮動作を正確かつ確実に実行することができる。
【００１４】
すなわち、一般の圧縮手段では、前後の動画データの差分を利用して圧縮を行うものも多いが、例えばこの場合、動画データの入力間隔に比べて圧縮手段の動作が速すぎると、データに余分な変化が生じたり、差分を検出するための新たな動画データが入力されないためエラーが発生したりする可能性がある。これに対して、本発明では、圧縮手段の圧縮動作を遅延することができるので、上記圧縮動作を正確かつ確実に実行することができるのである。よって、処理手段が実行する処理として比較的重い処理、例えば、ソフトウェアによって実行される処理であれば、ステップ数の比較的多い処理を選択しても、正確かつ確実な圧縮動作が実行できる。従って、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、非実時間データの編集の幅を一層広げることができるといった効果が生じる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に加え、上記処理手段が、上記選択された処理を、上記圧縮手段による圧縮動作の前に上記動画データに施すことを特徴としている。
圧縮手段によって圧縮される前の非実時間データに処理を施す場合、元々の非実時間データに直接処理を施すことになるので、きわめて多様な処理を施すことができる。従って、本発明では、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、非実時間データの編集の幅を一層広げることができるといった効果が生じる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、上記処理手段が、上記選択された処理を、上記圧縮手段による圧縮動作の後に上記動画データに施すことを特徴としている。
圧縮手段によって圧縮された後の非実時間データ（例えば、可変長符号のデータ等）に処理を施す場合、圧縮によってデータ量が削減されているので、簡単な処理によって迅速に処理を施すことができる。従って、本発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、非実時間データの編集に関わる処理速度を一層向上させることができるといった効果が生じる。また、データ量が削減されているので装置のメモリ容量等を低減することができ、その製造コストを一層低減することができるといった効果も生じる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、上記動画データに、上記処理手段が施すべき処理を指示する指示データが含まれている場合、上記選択手段が、上記選択する処理を、上記指示データに基づいて随時切り換えることを特徴としている。
【００１８】
本発明では、処理手段が施すべき処理を指示する指示データが非実時間データに含まれている場合、選択手段が、上記選択する処理を、上記指示データに基づいて随時切り換える。このため、非実時間データに指示データを付与しておくだけで、その非実時間データの編集を自動的に行うことができる。従って、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、非実時間データの編集を一層容易に行うことができるといった効果が生じる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された動画データ圧縮装置１の構成を概略的に表すブロック図である。図１に示すように、動画データ圧縮装置１は、パソコン（パーソナルコンピュータ）３から入力される使用者による各種指示（例えば、後述の実時間／非実時間切換割り込み，圧縮開始指示割り込み，圧縮終了指示割り込み等）に基づいて制御され、ビデオテープ５やビデオファイル７（例えば、ＩＴＵ−Ｒ６５６フォーマットビデオファイル）から読み取られた動画データを圧縮してストリーム８として出力する装置である。
【００２０】
実時間記録媒体としてのビデオテープ５から読み取られた実時間データ（この場合ビデオ信号）は、映像信号処理部９を介して同期信号生成器１０に入力され、非実時間記録媒体としてのビデオファイル７から読み取られた非実時間データは、映像信号処理部１５を介して制御器２０に入力される。映像信号処理部９は、ビデオテープ５から読み取られた実時間データにノイズ除去，ガンマ補正等の各種処理を施す周知の編集機構である。また、同期信号生成器１０は、映像信号処理部９から入力された実時間データを実時間映像信号として同期信号と共に出力するもので、その実時間映像信号は切換器３０に、同期信号は切換器４０に、それぞれ入力される。
【００２１】
一方、映像信号処理部１５は、ビデオファイル７から読み取られた非実時間データに、後述の記憶装置１７（図２）に記憶されたプログラムに基づいて種々の変換処理を施すものであり、制御器２０は、映像信号処理部１５から入力された非実時間データに基づいて、後述のように非実時間映像信号及び同期信号を発生する。制御器２０が発生する各信号は、実時間データの場合と同様に、非実時間映像信号は切換器３０に、同期信号は切換器４０に、それぞれ入力される。
【００２２】
切換器３０に入力された各映像信号は、バッファ５０を介して圧縮器６０に入力され、切換器４０に入力された各同期信号は圧縮器６０に直接入力される。そして、圧縮器６０は、上記入力に基づいて映像信号を後述のＭＰＥＧ方式で圧縮し、ストリーム８として出力する。なお、切換器３０，４０は、制御器２０から実時間／非実時間切換信号を入力され、同期信号生成器１０から入力された実時間映像信号及び同期信号、または、制御器２０から入力された非実時間映像信号及び同期信号の内、いずれを圧縮器６０に入力するかを切り換えるものである。また、制御器２０、切換器３０，４０、バッファ５０、及び圧縮器６０の間には、上記実時間／非実時間切換信号の他にも種々の信号が入出力されるが、詳細については後述する。
【００２３】
図２は制御器２０の構成を表すブロック図である。図２に示すように、ビデオファイル７から読み取られた非実時間データには、記憶装置１７に記憶された後述のプログラムに基づいて映像信号処理部１５による各種変換処理が施され、映像信号処理部１５から制御器２０に入力された非実時間データは、ファイルデータ入力スイッチ２１を介してフィールド終了コード分離器２２に入力される。また、ファイルデータ入力スイッチ２１及びフィールド終了コード分離器２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータとしての中央演算処理器２３に接続され、次のように信号の入出力を行っている。
【００２４】
先ず、ファイルデータ入力スイッチ２１は、中央演算処理器２３からのファイルデータ入力開始指示及びファイルデータ入力停止指示に基づき、映像信号処理部１５からの非実時間データの入力可否を切り換える。フィールド終了コード分離器２２は、非実時間データを次のように分離している。すなわち、一般のビデオ映像は、トップフィールド，ボトムフィールドと呼ばれる走査線の位置を異ならせた２種類の映像（両者一組で１フレームを形成する）を交互に撮像することによって形成される。このため、図３に例示するように、非実時間データのファイル２００には、トップフィールド１０１の映像を撮像するためのトップフィールド映像データ２０１と、ボトムフィールド１０３の映像を撮像するためのボトムフィールド映像データ２０３とが交互に配設され、各映像データ２０１，２０３の先頭には、その映像データの開始を示すトップフィールド開始コード２０５，ボトムフィールド開始コード２０７が配設されている。
【００２５】
そこで、図２に示すフィールド終了コード分離器２２は、ファイルデータ入力スイッチ２１を介して入力された非実時間データを、トップフィールド映像データ２０１及びボトムフィールド映像データ２０３（以下、両者を非実時間映像信号もという）と、トップフィールド開始コード２０５及びボトムフィールド開始コード２０７とに分離する。そして、このフィールド終了コード分離器２２は、上記非実時間映像信号を切換器３０に出力すると共に、ボトムフィールド映像データ２０３またはトップフィールド映像データ２０１に続くトップフィールド開始コード２０５またはボトムフィールド開始コード２０７の先頭を検出したとき、フィールド終了コード検出割り込みを中央演算処理器２３に出力する。
【００２６】
制御器２０は、この他、中央演算処理器２３から同期信号生成指示が入力されたとき、同期信号を生成して切換器４０に出力する同期信号生成器２４等を備えている。中央演算処理器２３には、上記信号の他、パソコン３から実時間／非実時間切換割り込み、圧縮開始指示割り込み、及び圧縮終了指示割り込みが入力されると共に、圧縮器６０から後述の１フィールド読込終了割り込みが入力され、更に、前述の実時間／非実時間切換信号を切換器３０，４０に出力する。
【００２７】
次に、圧縮器６０の構成を、図４を用いて説明する。図４に示すように、圧縮器６０は、切換器４０から入力される同期信号等に応じてバッファ５０に読出指示を出力する読み出し制御器６１と、その読出指示に応じてバッファ５０から読み込まれた映像信号と後述の参照データとの減算処理を行う減算器６２と、直交変換の一種であるＤＣＴ（離散コサイン変換）処理を行う直交変換手段としてのＤＣＴ変換器６３と、そのＤＣＴ変換器６３から出力されたＤＣＴ係数データを量子化する量子化手段としての量子化器６４と、その量子化器６４において量子化されたＤＣＴ係数データに対して可変長符号化を行う可変長符号化手段としての可変長符号化器６５と、前述の量子化器６４にて量子化されたＤＣＴ係数データを逆量子化する逆量子化器６６と、その逆量子化器６６にて逆量子化されたＤＣＴ係数データに対して逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）処理を行う逆ＤＣＴ変換器６７と、その逆ＤＣＴ変換器６７によりＤＣＴ処理される前の映像信号に戻されたデータに動き補償を加算するための加算器６８と、動き補償予測のために加算器６８からの出力を記憶しておくメモリ６９と、そのメモリ６９に記憶されたデータに基づき動き補償予測を行い、参照データとして出力する動き補償器７１と、この圧縮器６０全体の動作を制御する圧縮制御器７３と、を備えている。
【００２８】
この圧縮器６０では、バッファ５０に蓄えられた映像信号を次のように圧縮して、ストリーム８として出力することができる。先ず、バッファ５０には圧縮対象の映像信号（動画データ）が一時的に蓄えられる。読み出し制御器６１は、切換器４０から同期信号が入力される毎にバッファ５０に読出指示を入力し、バッファ５０に蓄えられた映像信号を減算器６２に読み出させる。減算器６２には、動き補償器７１からの参照データ（予測値データ）も入力され、上記映像信号と参照データとの差分データ（予測誤差）をＤＣＴ変換器６３へ出力する。
【００２９】
このＤＣＴ変換器６３では、減算器６２から入力された差分データに対してＤＣＴ（離散コサイン変換）処理を行う。この処理の演算単位は所定のブロック単位で行われ、そのブロック単位に応じた個数の係数（以下、ＤＣＴ係数ともいう）が算出される。ＤＣＴ変換器６３は、この係数を周波数成分の順に並べて量子化器６４へ出力する。量子化器６４では、予め設定されたステップサイズでＤＣＴ変換器６３から入力されたＤＣＴ係数を量子化し、この量子化した値を可変長符号化器６５へ出力する。可変長符号化器６５では、有意ブロックの判定等を行い、量子化されたＤＣＴ係数を可変長符号化し、ストリーム８として出力する。
【００３０】
なお、この可変長符号化については、例えば、量子化器６４の出力をランレングス変換した後で、その係数を可変長符号に変換して出力することが考えられる。ランレングス変換によってゼロ係数の数と次の非ゼロ係数の値との組である２個の係数になるのであるが、量子化器６４の出力はゼロ係数が多く続く傾向があるので、ランレングス変換することによってデータ量は削減される。次に、ランレングス変換の結果得られた２個の係数をまとめ、一つの可変長符号を割り当てて出力することで圧縮データが得られることとなる。
【００３１】
一方、逆量子化器６６には、量子化器６４から出力された量子化後のＤＣＴ係数が入力されるため、量子化器６４で使用されたステップサイズを用いて逆量子化を行い、ＤＣＴ係数を算出して逆ＤＣＴ変換器６７へ出力する。なお、このＤＣＴ係数は量子化による誤差を含んだ値となる。逆ＤＣＴ変換器６７では、このＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）処理を施し、加算器６８へ出力する。この加算器６８は、逆ＤＣＴ変換器６７からの出力と動き補償器７１からの出力とを加算して、メモリ６９に入力する。
【００３２】
メモリ６９は、動き補償予測のためのフレームメモリであり、少なくとも２フレーム分のフレームメモリで構成される。そして、加算器６８からのデータを蓄積すると同時に、動き補償予測のための前回フレームのデータを動き補償器７１へ出力する。動き補償器７１では、メモリ６９から入力された前回フレームのデータに動きベクトル等を用いた周知の動き補償予測を行い、予測値データとして減算器６２へ出力する。これがデータ圧縮に関わる概略動作であり、このように、映像信号（動画データ）の差分を利用すると共にランレングス変換及び可変長符号を採用することにより、データの効率的な圧縮を実現することができる。
【００３３】
また、圧縮制御器７３は、少なくとも非実時間データの圧縮に関わる処理時には、１フィールド分の圧縮動作が終了したとき減算器６２から動き補償器７１に至る圧縮器６０の各部の動作を一時停止し、その状態を、読み出し制御器６１に次の同期信号が入力されるまで保持する。また、読み出し制御器６１は、前述のように、切換器４０から同期信号が入力される毎にバッファ５０に読出指示を入力し、バッファ５０に蓄えられたデータを減算器６２に読み込ませると共に、バッファ５０内のデータが減算器６２に全て読み込まれたとき、制御器２０の中央演算処理器２３に１フィールド読込終了割り込みを入力する。
【００３４】
次に、このように構成された動画データ圧縮装置１における制御について説明する。図５〜図９は、制御器２０の中央演算処理器２３が実行する処理を表すフローチャートであり、図５はそのメインルーチンを表している。なお、中央演算処理器２３は、電源投入時にこの処理を開始する。
【００３５】
図５に示すように、中央演算処理器２３が処理を開始すると、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて全ての割り込みを禁止し、続くＳ２では、映像入力手段を実時間とする。ここで、映像入力手段とは、切換器３０，４０の状態に応じて中央演算処理器２３が記憶する一種のフラグで構成される。電源投入時には、切換器３０，４０は共に同期信号生成器１０側、すなわち実時間データに対応した側にセットされるので、映像入力手段を実時間とするのである。
【００３６】
続くＳ３，Ｓ４では、パソコン３からの実時間／非実時間切換割り込み及び圧縮開始指示割り込みを許可し、続くＳ５では、なんらかの割り込みがあったか否かを判断する。割り込みがない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、そのままＳ５にて待機し、割り込みがあった場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ６にてその割り込みに対応する処理を実行した後、Ｓ５へ移行する。すなわち、中央演算処理器２３は、電源投入後、Ｓ１〜Ｓ４の初期化処理を実行した後、Ｓ５の無限ループによって割り込みがあるまで待機するのである。また、この無限ループ実行中に、所定の終了指示が割り込みとして入力された場合は処理を終了し、所定のリセット指示が割り込みとして入力された場合は処理をＳ１からやり直す。
【００３７】
図６は、実時間／非実時間切換割り込みが入力されたとき（Ｓ５：ＹＥＳ）、その割り込みに対応する処理（Ｓ６）として実行される実時間／非実時間切換割り込み処理を表している。図６に示すように、この処理を開始すると、先ず、現在の映像入力手段の状態を判断し（Ｓ１１）、それが実時間である場合はＳ１３へ移行する。Ｓ１３では、映像入力手段を非実時間とし、続くＳ１５では、実時間／非実時間切換信号を切換器３０，４０へ出力する。すると、切換器３０，４０は共に制御器２０側、すなわち非実時間データに対応した側にセットされる。先のＳ１３では、これに応じて映像入力手段を非実時間としたのである。
【００３８】
映像入力手段が非実時間である場合は、Ｓ１１からＳ１７へ移行する。Ｓ１７では、映像入力手段を実時間とした後、前述のＳ１５へ移行して、実時間／非実時間切換信号を切換器３０，４０へ出力する。すると、切換器３０，４０は共に同期信号生成器１０側、すなわち実時間データに対応した側にセットされる。先のＳ１７では、これに応じて映像入力手段を実時間としたのである。このように、パソコン３から実時間／非実時間切換割り込みを入力することにより、切換器３０，４０の状態を切り換えて、実時間データまたは非実時間データのいずれを圧縮するかを切り換えることができる。なお、Ｓ１５の処理を終了して本ルーチンが終了したときは、図５の無限ループ（Ｓ５）へ復帰する。
【００３９】
圧縮開始指示割り込みが入力されたときは（Ｓ５：ＹＥＳ）、図７〜図９に示すように、その割り込みに対応する圧縮開始指示割り込み処理をＳ６として実行する。図７に示すように、処理を開始すると、先ず、Ｓ２１，Ｓ２３にて、圧縮開始指示割り込み及び実時間／非実時間切換割り込みを禁止する。続くＳ２５では、後述のようにフィールド数を計数するための変数Ｆを１にセットし、更に続くＳ２７では、圧縮終了指示割り込みを許可する。続いて、Ｓ２９へ移行して現在の映像入力手段の状態を判断し、映像入力手段が実時間である場合はＳ３１へ移行する。Ｓ３１では、圧縮器６０による圧縮動作が終了したか否かを判断し、その圧縮動作が終了するまで待機する。すなわち、上記説明したように、動画データ圧縮装置１では、実時間データは従来の動画データ圧縮装置とほぼ同様に圧縮することができる。このため、その圧縮に当たって、制御器２０は特にこれといった制御をする必要がない。そこで、Ｓ３１では圧縮器６０の状態を検出し、圧縮動作が終了するまで待機するのである。また、実時間データの圧縮中にパソコン３から圧縮終了指示割り込みが入力されたとき、圧縮器６０の圧縮動作を強制的に終了してもよい。但し、この場合、その圧縮動作を円滑に終了させるための所定の終了処理が必要となる。
【００４０】
圧縮処理が終了すると（Ｓ３１：ＹＥＳ）、Ｓ３２へ移行して全ての割り込みを禁止する。続くＳ３３，Ｓ３４では、圧縮開始指示割り込み及び実時間／非実時間切換割り込みを許可して上記無限ループ（Ｓ５）へ復帰する。すなわち、Ｓ３２〜Ｓ３４の処理を実行することにより、電源投入直後に上記無限ループ（Ｓ５）へ移行した場合と同様の状態となる。
【００４１】
一方、図７に示す圧縮開始指示割り込み処理の実行時に、映像入力手段が非実時間となっていた場合、Ｓ２９に続いてＳ３６及びＳ３７へ順次移行し、フィールド終了コード検出割り込み及び１フィールド読込終了割り込みを許可する。続いて、ファイルデータ入力スイッチ２１にファイルデータ入力開始指示を出力した後（Ｓ３８）、フィールド終了コード検出割り込みが発生したか否か（Ｓ４１）、１フィールド読込終了割り込みが発生したか否か（Ｓ４３）、圧縮終了指示割り込みが発生したか否か（Ｓ４５）を順次判断する。そしていずれの割り込みも発生していない場合は（Ｓ４１：ＮＯ，Ｓ４３：ＮＯ，Ｓ４５：ＮＯ）、Ｓ４１〜Ｓ４５の処理を繰り返し実行し、いずれかの割り込みがあるまで待機する。
【００４２】
Ｓ３８にてファイルデータ入力開始指示が出力されると、フィールド終了コード分離器２２には、ファイルデータ入力スイッチ２１を介して映像信号処理部１５からの非実時間データが入力されるようになる。すると、フィールド終了コード分離器２２は、１フィールド分の非実時間映像信号を切換器３０へ出力した後、フィールド終了コード検出割り込みを中央演算処理器２３へ出力する。
【００４３】
このため、通常は、先ずＳ４１にて肯定判断がなされる。すると、処理はＳ５１，Ｓ５３へ順次移行し、ファイルデータ入力停止指示をファイルデータ入力スイッチ２１に入力した後（Ｓ５１）、同期信号生成器２４に同期信号生成指示を出力して（Ｓ５３）、Ｓ４１〜Ｓ４５のループ処理へ移行する。
【００４４】
この処理により、１フィールド分の非実時間映像信号が切換器３０へ出力された後、ファイルデータ入力スイッチ２１を介した非実時間データの入力が停止される（Ｓ５１）。続いて、同期信号生成器２４が上記同期信号生成指示に応じて同期信号を出力すると（Ｓ５３）、それが切換器４０を介して圧縮器６０に入力される。すると、圧縮器６０の読み出し制御器６１は、バッファ５０に記憶された上記１フィールド分の映像信号の読み出しを指示し、減算器６２以降の構成による圧縮動作に提供する。そして、１フィールド分の映像信号が圧縮器６０に全て読み込まれると、前述のように１フィールド読込終了割り込みを発生する。
【００４５】
この１フィールド読込終了割り込みが中央演算処理器２３に入力されると（Ｓ４３：ＹＥＳ）、処理はＳ５５へ移行し、変数Ｆを一つインクリメントする。続くＳ５７では、ファイルデータ入力開始指示をファイルデータ入力スイッチ２１へ出力した後、Ｓ４１〜Ｓ４５のループ処理へ移行する。すると、前述のＳ３８からこのループ処理へ移行した場合と同様に、非実時間データの入力が再開される。通常は、このＳ４１〜Ｓ５７の処理を繰り返し実行することにより、非実時間データの入力（Ｓ５７）と、それに応じた映像信号の圧縮器６０への読み込み（Ｓ５３）とが、１フィールド分ずつ順次実行され、非実時間データの圧縮が実行される。
【００４６】
また、パソコン３から圧縮終了指示割り込みが入力されると、Ｓ４５にて肯定判断し、Ｓ６１へ移行する。Ｓ６１では、フィールド終了コード検出割り込みが発生したか否かを判断し、発生していない場合は（Ｓ６１：ＮＯ）、Ｓ６３へ移行する。Ｓ６３では、１フィールド読込終了割り込みが発生したか否かを判断し、発生していない場合は（Ｓ６３：ＮＯ）、再びＳ６１へ移行する。
【００４７】
映像信号処理部１５からの非実時間データの入力中に圧縮終了指示割り込みが発生した場合は、このＳ６１，Ｓ６３のループ処理を繰り返す間に、先にＳ６１にて肯定判断する。すると、前述のＳ５１，Ｓ５３と同様に、ファイルデータ入力停止指示の出力（Ｓ６５）、及び、同期信号生成指示の出力（Ｓ６７）を実行して上記ループ処理へ復帰する。これにより、映像信号の圧縮器６０への読み込みが開始される。
【００４８】
このように、映像信号の読み込みを開始した後（Ｓ６７）、または、映像信号の読み込み中に圧縮終了指示割り込みが発生した場合は、やがて１フィールド読込終了割り込みが発生する（Ｓ６３：ＹＥＳ）。すると、Ｓ７１へ移行し、変数Ｆが偶数であるか否かを判断する。前述のように、非実時間データのファイル２００は、トップフィールド映像データ２０１とボトムフィールド映像データ２０３との対によって構成されている。このため、Ｆが奇数である場合は、対になる映像データの片方が読み込まれていないことが判る。
【００４９】
そこで、Ｆが奇数の場合（Ｓ７１：ＮＯ）、Ｆのインクリメント（Ｓ７３）及びファイルデータ入力開始指示の出力（Ｓ７５）を行った後、Ｓ６１，Ｓ６３のループ処理へ移行する。そして、１フィールド分の非実時間データが入力されると（Ｓ６１：ＹＥＳ）、圧縮器６０への映像信号の読み込みを開始し（Ｓ６７）、その読み込みが終了すると（Ｓ６３：ＹＥＳ）、再びＳ７１へ移行する。このときは、Ｆは偶数となっているので（Ｓ７１：ＹＥＳ）、次のＳ７７へ移行する。また、Ｓ７１へ初めて移行したときからＦが偶数であれば、そのままＳ７７へ移行する。Ｓ７７では全ての割り込みを禁止し、続くＳ７８及びＳ７９では圧縮開始指示割り込み及び実時間／非実時間切換割り込みを許可した後、Ｓ５の無限ループへ移行する。以上の処理により、電源投入直後と同様の割り込みを許可した上で、Ｓ５における待機状態に移行することができる。
【００５０】
なお、映像信号処理部１５から入力された非実時間データが短い場合には、図８に示した処理を実行する間に非実時間データのデータエンドを検出することも考えられるが、この場合、圧縮器６０から１フィールド読込終了割り込みが入力されたときに（Ｓ４３：ＹＥＳ）、直接Ｓ７７へ移行すればよい。
【００５１】
このように、動画データ圧縮装置１では、パソコン３から実時間／非実時間切換割り込みを入力すれば、制御器２０が切換器３０，４０に実時間／非実時間切換信号を入力し、ビデオテープ５に記録された実時間データを圧縮するか、ビデオファイル７に記録された非実時間データを圧縮するかを任意に切り換えることができる。このため、所望の側のデータのみを、確実に圧縮することができる。また、非実時間データの圧縮時には、制御器２０は、１フィールド分の映像信号をバッファ５０に入力した後、同期信号を圧縮器６０に送ってそのデータを読み込ませ、その読み込みの終了を表す１フィールド読込終了割り込みが発生すると次のフィールドのデータをバッファ５０に入力する。このため、非実時間データでも容易に圧縮することができる。
【００５２】
しかも、圧縮器６０では、圧縮制御器７３を設けたことにより、１フィールド分の圧縮動作を終了した後、次の同期信号が入力されるまで各部を一時停止させることができる。非実時間データに基づいて発生される同期信号は、必ずしも一定間隔で発生されるとは限らないが、圧縮器６０では、上記構成によってきわめて正確な圧縮動作を実現することができる。すなわち、前後の動画データの差分を検出する動作を一時停止させることにより、同期信号が遅れる間にデータが変化したり、減算器６２による差分の検出対象がないためにエラーが発生したりするのを防止することができる。従って、非実時間データの圧縮動作を一層確実かつ正確に実行することができる。
【００５３】
また、動画データ圧縮装置１では、制御器２０の手前に映像信号処理部１５を設けているので、非実時間データに種々の編集を施した上で圧縮することができる。次に、この映像信号処理部１５の構成及び動作についてする。
先ず、パソコン３において非実時間データ編集用のアプリケーションを立ち上げると、図１０に示すように、処理を選択するためのアイコン３０１，３０２，…が、「処理内容を選択して下さい」というコメント３０５と共に画面３ａに表示される。一方、記憶装置１７には、アイコン３０１，３０２，…に表示された処理に対応するモジュール（小規模なソフトウェアプログラム）３１１，３１２，…が記憶されている。使用者が、所望の処理に対応するアイコン３０１，３０２等をクリックするか、または、図示しないキーボードから対応する処理の名称（図１０の例では「処理１」，「処理２」等）を入力するかすると、記憶装置１７から映像信号処理部１５へ、選択された処理に対応するモジュール３１１，３１２等が送信される。
【００５４】
映像信号処理部１５は、周知のマイコンと同様にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備える他、ＮＶＲＡＭ（フラッシュＲＯＭであってもよい）を備えており、記憶装置１７から送信されたモジュールを上記ＮＶＲＡＭに記憶する。なお、ＮＶＲＡＭに既になんらかのモジュールが記憶されている場合は、そのモジュールを消去した上で上記送信されたモジュールを記憶する。そして、ファイルデータ入力スイッチ２１にファイルデータ入力開始指示が入力され、そのファイルデータ入力スイッチ２１が非実時間データの入力を開始したとき、映像信号処理部１５は、ビデオファイル７から入力される非実時間データに上記モジュールに対応した処理を施してファイルデータ入力スイッチ２１へ入力する。
【００５５】
ビデオファイル７から入力される非実時間データは、通常、図１１に例示するデータ２１０のように、例えば、１フレーム目，２フレーム目，……，９フレーム目の順に、各フレームのデータ２１１を時系列に沿って配設して構成される。なお、図１１及び後述の図１２において、四角内の数字は、そのデータ２１１が何フレーム目の映像に対応するデータであるかを示している。
【００５６】
使用者がモジュール１としての巻き戻し処理を選択した場合、映像信号処理部１５は、各フレーム２１１の配列を次のように変更してファイルデータ入力スイッチ２１へ入力する。すなわち、図１１に例示するデータ２２０のように、各フレームのデータ２１１を時系列に逆らって、９フレーム目，８フレーム目，……，１フレーム目の順で配設して、ファイルデータ入力スイッチ２１へ入力するのである。このように配列を変えて入力された非実時間データを、圧縮器６０により圧縮して出力し、出力されたストリーム８を周知のデコーダで再生すれば、あたかも時間の流れが逆転したかのような良好な巻き戻し映像が撮像される。
【００５７】
また、使用者がモジュール２としてのコマ落とし処理を選択した場合、映像信号処理部１５は、各フレームのデータ２１１を飛び飛びに（例えば一つ置き）ファイルデータ入力スイッチ２１へ入力する。すなわち、図１１に例示するデータ２３０のように、１フレーム目，３フレーム目，５フレーム目，……といったように入力するのである。このような処理が施された非実時間データを、圧縮器６０により圧縮して出力し、出力されたストリーム８を周知のデコーダで再生すれば、あたかも時間の流れが速くなったような良好な早送り映像が撮像される。
【００５８】
このような巻き戻し、コマ落とし等の処理を実時間データに対して施すのは、従来から困難とされ、良好な巻き戻し映像や早送り映像が得られなかった。これに対して、動画データ圧縮装置１では、非実時間データに処理を施すようにしたことによって、これらの巻き戻し，コマ落とし等の処理がきわめて良好に、かつ容易に行える。また、非実時間データに直接処理を施しているので、その非実時間データを実時間データに変換してビデオテープ９等に記録する必要もなく、編集をきわめて容易に行うことができる。更に、処理に応じた編集装置を接続する必要もない。なお、記憶装置１７には、この他、ロゴの挿入、ノイズの除去、明るさの調整、ぼかし、ガンマ補正、フェードイン、フェードアウト、等の処理に関わるモジュールが記憶されており、所望に応じて映像信号処理部１５に送信し、その処理を実行させることができる。また、パソコン３から所定のコマンドを送信すれば、それらの処理を組み合わせて実行させることもできる。
更に、記憶装置１７に記憶されたモジュール３１１等は、一般のソフトウェアプログラムと同様に扱うことができるため、記憶装置１７に新たな処理に対応したモジュールを追加して記憶させたり、記憶装置１７が既に記憶しているモジュール３１１等を書き換えたりするのも容易である。また、圧縮器６０では、圧縮制御器７３によって各部の動作を一時停止することができるので、上記モジュールとして比較的重い処理を選択し、非実時間データの入力速度が低下した場合（この場合、同期信号の間隔が長くなる）にも、前述のように正確かつ確実な圧縮動作が実行できる。このため、非実時間データにきわめて多様な処理を施すことが可能となり、非実時間データの編集の幅を良好に広げることができる。また、映像信号処理部１５のＮＶＲＡＭに記憶されたモジュールも容易に書き換えができるので、編集装置のつなぎ換え等を行わなくても、複数種類の処理の中から所望の処理を選択して施すことができる。従って、編集がきわめて容易となる。
【００５９】
なお、電源投入時やリセット時には、映像信号処理部１５のＮＶＲＡＭはデータがクリアされ、映像信号処理部１５は、ビデオファイル７から入力されたデータ２１０をそのままファイルデータ入力スイッチ２１へ入力する。この場合、上記デコーダでは、時系列に沿った通常通りの映像を撮像することができる。
【００６０】
上記実施の形態では、ビデオファイル７から時系列の順に送られたデータ２１０に対して処理を施すことによって編集を行っているが、ビデオファイル７から非実時間データを読み取るドライバ等の動作に対して処理を施すことにより（例えば、ドライバの駆動処理を変更することにより）、非実時間データの編集を行うこともできる。すなわち、ビデオファイル７に記録された非実時間データ２７０は、図１２に例示するようにどのフレームに対応するデータ２１１からでも読み取り可能に構成されている。そして、通常は、１フレーム目のデータ２１１のアドレス、２フレーム目のデータ２１１のアドレス、…と、順次指定することにより、時系列に沿ったデータ２１０を読み取っているのである。
【００６１】
そこで、図１２に例示するように、モジュール１としての順送り処理が選択された場合は、このように時系列に沿ったデータ２１０を読み取り、モジュール２としての巻き戻し処理が選択された場合は、アドレスの指定を逆にして時系列に逆らったデータ２２０を、モジュール３としてのコマ落とし処理が選択された場合は、アドレスの指定を飛び飛びに行うことにより、コマ落としがなされたデータ２３０を、それぞれ読み取るようにすることもできる。映像信号処理部１５によってこのように読み取り動作に対して処理を施せば、ビデオファイル７から上記のように読み取った非実時間データをそのままファイルデータ入力スイッチ２１に入力しても上記実施の形態と同様の作用・効果が生じる。
【００６２】
また、非実時間データに、映像信号処理部１５が施すべき処理を指示する指示データを含ませれば、非実時間データの編集を次のように自動的に行うこともできる。図１３に示す映像信号処理部１５は、上記指示データを識別する信号識別部１５ａを備えている。この信号識別部１５ａは、上記指示データを検出した場合、記憶装置１７に記憶されたモジュール３１１等の中から上記指示データに対応したものを選択する。すると、その選択されたモジュールは映像信号処理部１５に送信されて上記ＮＶＲＡＭに記憶され、前述のように、巻き戻し、コマ落とし等の処理を、随時切り換えながら実行することができる。従って、非実時間データの編集を一層容易に行うことができる。
【００６３】
ここで、上記指示データを含んだデータ２１１の構成について詳細に説明する。図１４に示すように、一般のビデオ映像は、縦４８０画素×横７２０画素で構成される。そして、前述のように、非実時間データはトップフィールド映像データ２０１とボトムフィールド映像データ２０３とを有している。このため、図１５に例示するように、トップフィールド映像データ２０１は、例えば奇数行の各画素に関わるデータ｛ＣＢ（１，１）〜Ｙ（４７９，７２０）｝を、ボトムフィールド映像データ２０３は、例えば偶数行の各画素に関わるデータ｛ＣＢ（２，１）〜Ｙ（４８０，７２０）｝を、それぞれ含んでいる。なお、図１５において、Ｙ（ｍ，ｎ）はｍ行ｎ列目の画素の輝度データを、ＣＢ（ｍ，ｎ）及びＣＲ（ｍ，ｎ）はｍ行ｎ列目の画素の色データを、それぞれ表している。なお、色データはＣＢ，ＣＲ一組で意味をなすデータとなるが、その組数が画素数より少ないのは、隣接する画素で色データを共有しているためである。
【００６４】
また、トップフィールド映像データ２０１及びボトムフィールド映像データ２０３の先頭には、ヘッダ２０１ａ，２０３ａがそれぞれ付与されている。本実施の形態では、このヘッダ２０１ａ，２０３ａの中に上記指示データを書き込んでおくことにより、前述のように自動的に編集を行うことができる。
【００６５】
なお、上記各実施の形態において、映像信号処理部１５及び制御器２０のファイルデータ入力スイッチ２１が非実時間読み取り制御手段に、制御器２０の同期信号生成器２４が第２の同期信号発生手段に、圧縮器６０が圧縮手段に、映像信号処理部１５が処理手段に、上記選択に応じたモジュールを読み取るビデオファイル７の図示しないドライバ、及び、信号識別部１５ａが選択手段に、圧縮制御器７３が遅延手段に、それぞれ相当する。
【００６６】
また、本発明は上記各実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態で実施することができる。
例えば、上記各実施の形態では、圧縮器６０による圧縮動作の前に上記非実時間データに処理を施しているが、その圧縮動作の後に処理を施してもよい。この場合、例えば、ＭＰＥＧ２からＭＰＥＧ１への変換や、不要なデータの除去等の処理を施すことができる。但し、圧縮される前の非実時間データに処理を施す場合、元々の非実時間データに直接処理を施すことになるので、前述のようにきわめて多様な処理を施すことができる。従って、非実時間データの編集の幅をより一層広げることができる。これに対して、圧縮された後の非実時間データ（例えば、可変長符号化後のデータ等）に処理を施す場合、圧縮によってデータ量が削減されているので、簡単な処理によって迅速に処理を施すことができる。従って、非実時間データの編集に関わる処理速度をより一層向上させることができる。また、この場合、データ量が削減されているので装置のメモリ容量等を低減することができ、その製造コストを一層低減することもできる。
【００６７】
また、前述のようにコマ落とし等の処理を施した場合、非実時間データを通常通りに圧縮したストリーム８と、非実時間データにコマ落とし等の処理を施した上で圧縮したストリーム８とを、並行して出力するようにしてもよい。この場合、デコーダで前者のストリーム８を再生すれば通常通りの映像が得られ、後者のストリーム８を再生すれば早送り映像が得られる。すなわち、早送り専用のストリーム８が形成されるのである。この場合、デコーダにおいて映像の早送りを容易に行うことができる。更に、ビデオテープ５から実時間データを読み取る実時間読み取り手段（レコーダ等）や、ビデオファイル７から非実時間データを読み取る非実時間読み取り手段（ドライバ等）は、同期信号生成器１０や映像信号処理部１５の処理状態に応じて駆動状態を制御されるのであるが、これらの読み取り手段は、動画データ圧縮装置１と一体に設けても別体に設けてもよい。
【００６８】
また、上記各実施の形態では、トップフィールド開始コード２０５及びボトムフィールド開始コード２０７に基づいてフィールド終了コード検出割り込みを発生し、１フィールド毎の圧縮動作を実行しているが、１フィールドのデータ長が一定している場合は、データ長に基づいて１フィールド毎の圧縮動作を実行してもよい。また、１フレーム毎に圧縮動作を実行してもよい。更に、ＭＰＥＧ以外の他の規格に基づいて動画データの圧縮動作を行ってもよい。また更に、上記実施の形態では、圧縮制御器７３による前述の処理によって圧縮器６０の圧縮動作を遅延しているが、圧縮動作を遅延する構成は他にも種々考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の動画データ圧縮装置の構成を表すブロック図である。
【図２】  その動画データ圧縮装置の制御器の構成を表すブロック図である。
【図３】  非実時間データの構成を表す説明図である。
【図４】  上記動画データ圧縮装置の圧縮器の構成を表すブロック図である。
【図５】  上記制御器が実行するメインルーチンを表すフローチャートである。
【図６】  実時間／非実時間切換割り込み処理を表すフローチャートである。
【図７】  圧縮開始指示割り込み処理を表すフローチャートである。
【図８】  圧縮開始指示割り込み処理の続きを表すフローチャートである。
【図９】  圧縮開始指示割り込み処理の更に続きを表すフローチャートである。
【図１０】  上記動画データ圧縮装置の映像信号処理部の構成及び動作を表す説明図である。
【図１１】  その動作による非実時間データの変化を表す説明図である。
【図１２】  他の映像信号処理部の動作を表す説明図である。
【図１３】  更に他の映像信号処理部の構成及び動作を表す説明図である。
【図１４】  ビデオ映像における画素の配列を表す説明図である。
【図１５】  その映像に対応する非実時間データの構成を表す説明図である。
【符号の説明】
１…動画データ圧縮装置      ５…ビデオテープ      ７…ビデオファイル
１５…映像信号処理部      １５ａ…信号識別部      ２０…制御器
２１…ファイルデータ入力スイッチ      ２２…フィールド終了コード分離器
２３…中央演算処理器      ２４…同期信号生成器      ６０…圧縮器
６１…読み出し制御器      ６２…減算器      ７３…圧縮制御器
【図１】
0003861454.tif 000002
【図２】
0003861454.tif 000003
【図３】
0003861454.tif 000004
【図４】
0003861454.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003861454.tif 000007
【図７】
0003861454.tif 000008
【図８】
0003861454.tif 000009
【図９】
0003861454.tif 000010
【図１０】
0003861454.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003861454.tif 000014
【図１４】
0003861454.tif 000015
【図１５】
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