JP2004007819A - ディスク状記録媒体の記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フレーム内で情報圧縮された2次元圧縮映像データであるIピクチャと、時間的に前方向のIピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された3次元圧縮映像データであるPピクチャと、時間的に前後方向のIピクチャまたはPピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された3次元圧縮映像データであるBピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録する記録方法において、映像情報ブロックのBピクチャの一部又は全部を削減して記録する。
【選択図】 図17
Description
従来から、圧縮動画情報を光ディスクに記録するには、図18のブロック図に示されるような光ディスクレコーダに図19で示される例えばMPEG方式のようなディジタル圧縮動画情報を記録する方法を採っている。この際、A/D変換手段1にてディジタル化された映像情報は、情報圧縮手段2において例えばMPEG等の標準圧縮動画方式に変換される。この圧縮情報はエンコーダ3により符号化されるとともに、変調手段4によって光ディスク7における符号間干渉の影響を小さくするため所定の変調が施された後、レーザ駆動手段5によって駆動される光ヘッド6によって光ディスク7上に記録される。
すなわち、再生専用の光ディスクを製作する場合には、画像を録画する際、既に、録画すべき映像ファイルの絵柄の細かさや動きの早さ等の情報がわかっている。従って、1枚の光ディスクに所定時間の情報を一定の画質で記録するための平均記録レートを予め予測することが可能であるが、例えばTVの映画等を記録するような録画可能な光ディスクにおいては、録画すべき映像ファイルの絵柄の細かさや動きの早さ等の情報を予め知ることができないのが通例であり、平均記録レートを予め予測することはできない。
よって、限られたディスク容量を持つ光ディスクの録画時間は、録画される映像の絵柄の細かさや動きの早さ等によって可変となってしまい、光ディスクの録画時間を予め定めておくことができなくなってしまうという問題を生じる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
図1は本発明の実施の形態1における、光ディスク装置の記録系の構成を示す概略構成図である。
図において、121は光ディスク113に記録された情報を読み出す再生アンプ、122は再生アンプ121で読み出された信号からデータを抽出するデータ検出及びPLL回路、123は抽出されたデータの誤りを検出し訂正する誤り訂正手段、124は誤り訂正されたデータからヘッダ情報を再生することで、データを階層化されたデータ毎に分別して出力させるヘッダ検出/データ分割手段、125及び126は分割された各階層データを復号するためのデコーダである。
図において、127はヘッダ検出/データ分割手段124で分割された上位層データを入力として復号を行う可変長復号化手段、128は逆量子化手段、129は逆離散コサイン変換手段、130は可変長復号化手段で復号されたディジタルデータの動き補償をフレームメモリ107に蓄えられた参照画像に基づいて行う動き補償手段である。
ここで、図中、(a)〜(g)はDCT符号化がなされたディジタル映像信号のマクロブロックレイヤを垂直/水平方向の空間周波数に対して分割して得られる新たなファイルブロックを示している。ここでは(a)に近い程、直流成分に近く、一方(g)に近づく程、高周波領域に近くなる。
なお、131はスライス、132はスライスレイヤ、133はマクロブロックレイヤである。
図において、Sは映像データの録画開始時点、Eは映像データの録画終了時点、Iは光ディスク113の記録領域の最内周、Oは光ディスク113の記録領域の最外周を示す。
ここで、本発明のGOP構造は、従来例の図20で示したものと同様の構成とされており、また、図中、下位は2分割された階層化データの下位層を示しており、例えば、画素数ライン数の小さな映像データ(例えば、360画素×240ライン)もしくはDCT符号化データにおける低周波データを表し、上位は2分割された階層化データの上位層を示しており、例えば、画素数ライン数の大きな映像情報(例えば、720画素×480ライン)もしくはDCT符号化データにおける高周波データを表している。
ここで、上書きを行う場合、本発明では、映像データ再生上の必須情報である下位データではなく、映像再生上の詳細データである上位データに限って上書きを行うとともに、上書きを行うデータも各ピクチャの下位データのみを上書きして録画するようにされている。ここに、141〜146はそれぞれ、上書きを行うn番目のGOPのGOPヘッダ、Iピクチャ下位データ、Pピクチャ下位データ、Bピクチャ下位データである。
なお、上書きするデータは、その個々の情報量等の必要に応じて、上書きされるデータ上に分割して上書きされている。
現在、国際標準が行われつつあるMPEG方式においては、図1で説明したようなエンコードシステム及び光ディスクドライブ装置の組み合わせによって録画が行われる。
そのため、図1に示されるように、3次元圧縮画像を得るために必要な予測画面を、適応量子化手段104からの映像データを、逆量子化手段105と逆離散コサイン変換手段106により復元し、フレームメモリ107上で動き検出手段102からの動きベクトルにより補正することで得ることになる。
バッファメモリ109に蓄積された圧縮ディジタル映像データは、各GOP内でのデータ配列等を、システムコントローラ118からの指示を受けたフォーマットエンコーダ110により組み替えられ、階層化され、さらにヘッダ等の情報が付加された後、フォーマットエンコーダ110から出力される。
現在、国際標準が行われつつあるMPEG方式においては、スケーラブル構造と称する階層化構造を採用している。これは、映像データを360画素×240ラインの下位層の映像データと、上記データと組み合わせることで780画素×480ラインの映像データが得られる上位層の映像データとに分割する方法である。このように分割された映像データでは図2,図3に示したようなデコード方法によって上位層の映像データと下位層の映像データとを組み合わせ、上位層のディジタル映像情報である780画素×480ラインの復号化映像画面を得ることが可能である。
MPEGやJPEG等に代表される標準ディジタル動画映像圧縮方式においては、図4のように、Iピクチャは、その1画面をいくつかのスライスに分割したピクチャレイヤ131、この内の1つのスライスをいくつかのマクロブロック(MB)に分割したスライスレイヤ132、スライスレイヤの内の1つのマクロブロックを分割したマクロブロックレイヤ133により構成されている。ここに、マクロブロックレイヤ133は8×8画素のDCT係数に対応した画像データで構成され、該マクロブロック内をDCT符号化した際の空間周波数を垂直/水平方向に分割し、ジグザグスキャンしたデータ配列構造を有している。
ここでは、図中63個あるDCT符号化データを9つ単位で7つのブロック(a)〜(g)に分解している。
実施の形態2.
上述の実施の形態1では、すべての画面(フレーム)の上位層のデータに対して上書きを行うようにしているが、これには以下のような欠点がある。
すなわち、映像データは、その画像の動きをもとにすると、大きくわけて動きの早い映像データと動きの遅い映像データとに分類できるが、動きの早い映像データにおいては、上書きにより喪失されてしまう上位層データが再生画像の画質に大きく作用するため、これを削除してしまうと視聴者に画質の劣化を容易に認識させてしまうのである。
図において、実施の形態1と同一または相当する構成については同一番号を付して説明を省略する。142は本実施の形態において特徴的な構成である、動き検出手段102からの動きベクトル量が所定値以下であることを検出した場合に信号を出力する動きベクトル量判定手段である。
また、151〜160はIピクチャ下位ヘッダを除くGOPヘッダ143の構成を示すものであって、151は現在のアドレスを記憶するビデオGOPアドレス、152はIピクチャデータ量等を記述し、再生時の必要バッファメモリ量を定めるためのデータであるビデオ属性データ、153はディジタル動画映像内の属性を記述した領域を設けることによって画面の画素数やライン数に対応した階層構造となっているかどうかを示すスケーラビリティモード、154はGOPを構成するフレーム数を記録するフレーム枚数、155はGOP内のIピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャの配置構造等を示すGOP構造、156は動きベクトル量判定手段142により所定の動きベクトル量以下であると判断された場合にフラグが記録される上書き可能フラグ、157はGOP内の映像がパンであるかズームであるかあるいはシーンチェンジを含むデータであるかどうかを記録した詳細属性データ、158は録画開始もしくは映画のスタート時点からの経過時間を記述したデータであるタイムコードであって、例えばキャラクタジェネレータ等で画面表示するために用いられる。159は次の上書き可能アドレスが記録されるジャンプ先アドレス、160はその他の情報を記録する予備エリアである。
本実施の形態においても、ディジタル映像データは複数枚の画面から構成されたGOP構造を有しており、従来例の図20に示したようにIピクチャ,Bピクチャ,Pピクチャの2次元圧縮画面,3次元圧縮画面が混在した形式をなしている。
バッファメモリ109に蓄積された圧縮ディジタル映像データは、各GOP内でのデータ配列等を、システムコントローラ118からの指示を受けたフォーマットエンコーダ110により組み替えられ、階層化され、さらにヘッダ等の情報が付加されることになるが、ここで、動きベクトル量判定手段142の出力があった場合には、ヘッダ情報に上書き可能フラグが付加される。
以下、上書きを選択した場合と、選択しなかった場合とにわけて説明する。
同図に示されるように、まず、録画がスタートされると光ディスク113上のデータのあき領域と所定録画時間との関係から上書きモードが必要であるかどうかを判定する。ここで、ユーザの選択により上書きモードが選択され、かつ、あき領域がなくなったことを検出すると、離散コサイン変換手段103,適応量子化手段104,可変長符号化手段108によって構成されるビデオエンコーダにおいて、映像データの下位層データのみバッファメモリ109に書き込まれ、フォーマット化されヘッダ情報等が付加される。また、次の上書き可能GOPアドレスをバッファンメモリ109のヘッダ部に書き込む。
なお、上書き動作を行う場合には、映像情報を再生するのに必要なデータレートよりも、光ディスク113上からデータを記録再生するデータレートを高く(例えば2倍程度)にしておくことが必要である。これは、上書きする部分が光ディスク113上に連続配置されておらず離れているため、トラックジャンプ等のための検索時間や回転待ち時間を考慮しておく必要があるからである。
この場合、フォーマットエンコーダの110によって、上位・下位層の階層化・フォーマット化を行うとともに、動きベクトル量判定手段142により上書き可能GOPか否かを判定し、動きベクトル量が所定値より小さく上書き可能であると判定された場合にはフォーマット変換を行うバッファメモリ109及びフォーマットエンコーダ110により上書き可能フラグをGOPヘッダ143,各ピクチャヘッダ148,149,150に立てる。上述の動作を録画終了まで繰り返すことにより通常の録画動作が行われる。ここで、録画途中において残りの記録領域が所定の録画予定時間に対して不足した場合には、ユーザからの上書き認可が得られた場合にのみ途中から上書きモードに変更し、上述の上書きモードによる記録がなされるが、それ以外の場合にはその時点で録画を終了させる。
実施の形態3.
上述の実施の形態1,2では、Iピクチャ,Pピクチャ,Bピクチャの各々についてまず上位層と下位層とに映像データを分割し、それぞれのピクチャ毎に下位、上位の順に光ディスクに記録するようにしているが、これでは上書きすることによりデータの連続性が途絶え、再生時に光ヘッドのトラックジャンプや光ディスクの回転待ち時間を考慮した再生を行わなければならず、装置の機構系やデータ処理系に負担がかかることになる。
本実施の形態は、かかる装置の問題点を解消するものであり、図を参照して以下に説明する。
実施の形態4.
上述の実施の形態3では、1つのGOP内における各ピクチャの上位層データと下位層データとをそれぞれ固めた上で配置するように構成したものであるが、本実施の形態では、複数のGOPを単位とした各ピクチャの上位層データと下位層データとをそれぞれ固めて配置するように構成した点を特徴とするものである。
図15は本実施の形態により記録された光ディスクの記録領域上のデータ配列を示す図であって、(a)は上書き前のデータ配列状態を示し、(b)はデータ上書き後のデータ配列状態を示している。また、説明の都合上、2つのGOPを単位としたものを本実施の形態では示すことにする。
実施の形態5.
本実施の形態は、動きの遅いGOPにおけるBピクチャに上書きを行い部分的に書き換えてしまうことを特徴とする。これは動きの遅いGOPではBピクチャを部分的に削除したとしても再生画像の画質劣化が視聴者にあまり認識されないという事実に基づいたものである。ここで、削除する画面をBピクチャとしているのは、IピクチャやPピクチャを削除してしまった場合には、それに伴っていくつかのBピクチャが再生不可能になってしまうのに対し、個々のBピクチャを削除した場合にはこのようなことがないからである。
図において、IはIピクチャを、BはBピクチャを、PはPピクチャを示し、また添字の数字は1GOPにおける各ピクチャの枚数を示したものである。また、本実施の形態においても元々の1GOP内の各ピクチャのデータ配列は従来例の図20に示されるようにI,B1,B2,P1,B3,B4,P2,B5,B6,P3のように配置されている。(図16(a))
ここに、209はBピクチャ上書きヘッダ、210はPピクチャヘッダ,211はBピクチャヘッダである。
実施の形態6.
Claims (3)
- フレーム内で情報圧縮された2次元圧縮映像データであるIピクチャと、時間的に前方向のIピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された3次元圧縮映像データであるPピクチャと、時間的に前後方向のIピクチャまたはPピクチャによる動き補償を加えて情報圧縮された3次元圧縮映像データであるBピクチャとを混在して含む映像情報ブロックからなるディジタル映像データを、ディスク状記録媒体の記録領域に記録する記録方法であって、
前記映像情報ブロックのBピクチャの一部又は全部を削減して記録することを特徴とするディスク状記録媒体の記録方法。 - 前記映像情報ブロックにおいて、前記I、P、及びBピクチャよりも先頭側に、録画した時間を示すタイムコードが記録され、
前記タイムコードの情報を元に算出された録画残量時間に基づき、前記映像情報ブロックのBピクチャの一部又は全部の削減が行われることを特徴とする請求項1記載のディスク状記録媒体の記録方法。 - 前記映像情報ブロックのBピクチャの一部又は全部の削減は、当該映像情報ブロックの動き量に基づいて行われることを特徴とする請求項1又は2記載のディスク状記録媒体の記録方法。
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