JP3463299B2 - ディスク再生装置 - Google Patents

ディスク再生装置

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JP3463299B2
JP3463299B2 JP52191194A JP52191194A JP3463299B2 JP 3463299 B2 JP3463299 B2 JP 3463299B2 JP 52191194 A JP52191194 A JP 52191194A JP 52191194 A JP52191194 A JP 52191194A JP 3463299 B2 JP3463299 B2 JP 3463299B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高能率符号化されたディジタル画像データ
を記録するのに好適なディスク状記録媒体、及びこのデ
ィスク状記録媒体に高能率符号化されたディジタル画像
データを記録再生する場合に用いて好適なディスク記録
装置及びディスク再生装置に関するものである。 背景技術 周知のように、CD−ROM（Compact Disc Read Only Me
mory）は、音楽用CD（Compact Disc Digital Audio:以
下CD−DAと略記）をベースに規格化されたものである。 まず、その物理フォーマットについて簡単に説明す
る。物理フォーマットとは、CD−ROMのディスクを、CR
−ROMドライブに装着した場合、少なくとも物理的にデ
ータを読み出すことができるフォーマットを意味する。 １枚のディスクには、最大99トラックの音楽トラック
又はデータトラックを含むことができる。このトラック
に関する情報は、TOC（Table Of Contents）と呼ばれる
ディスクの先頭部分、すなわちディスクの最内周部分に
記録されている。このTOCが記録された部分がリードイ
ントラック（Leadin Track）と呼ばれる。一方、最終ト
ラック、すなわちCD−DAでは最後の曲が終わる部分はリ
ードアウトトラック（Leadout Track）と呼ばれる。 CD−DAでは、16ビット,44.1kHzのサンプリングレート
でステレオ音声信号をディジタル化して記録しているの
で,1秒間では、２（ステレオ）×２（16ビット）×44,1
00＝176,400バイトのデータが記録されていることにな
る。CD−ROMでは、１秒を75等分したセクタを最小単位
として扱うので、１セクタは2,352バイトとなる。 CD−ROM MODE1の場合、１セクタ内に、同期のためのS
YNCデータ（12バイト）およびヘッダ（４バイト）と、
エラー訂正のためのECC（Error Collection Coding:276
バイト）およびEDC（Error Detect Coding:4バイト）等
を含むため、残り2048バイトがユーザデータとして記録
される。また、音声や画像データ等、データ補間処理な
どにより厳密なエラー訂正が必要とされないデータに関
しては、ECCおよびEDCを省略し、SYNCとヘッダを除く2,
336バイトが、ユーザデータして１セクタ内に記録され
る。これはCD−ROM MODE−２と呼ばれる。 さて、近年、ミニディスク（商標）・システムと呼ば
れる録音再生可能なパーソナル・オーディオ機器が開発
され、商品化されている。 このミニディスクでは、ディスクに書き込む変調方式
としてEFM（Eight to Fourteen Modulation）、誤り訂
正符号としてCIRC（Cross Interleave Reed−Solomon C
ode）を採用している。このフォーマットに、ATRAC（Ad
aptive Transform Acoustic Coding）方式で圧縮したオ
ーディオ・データを記録する。圧縮したデータは、図６
に示すように、クラスタと呼ばれるブロックごとにまと
めて記録する。上述したCD−ROM MODE−２に非常に近い
フォーマットとなっている。 CD−ROMはCDの98フレームを１セクタとしている。再
生時間に換算すると、13.3msとなる。CIRCのインターリ
ーブ長は108フレーム（14.5ms）である。CD−ROMの１セ
クタよりも長い。CIRCの誤り訂正符号を使ってデータを
記録するには、少なくとも３セクタを余分に確保する必
要がある。この領域をリンク領域と呼ぶ。データを書き
始める前に、108フレーム（１セクタ＋α）以上のリン
グ領域を確保しなければならない。データを書き終わっ
た後も、同じように108フレーム以上の領域を確保する
必要がある。このようにしないと、誤り訂正のインター
リーブが完結しないからである。 任意の場所からデータを書き込めるようにすると、リ
ンク領域がディスクの各部に分散しデータの記録再生効
率が悪くなる。そこで、ある程度大きな記録単位ごとに
データを書き込むようにした。ミニディスクでは、この
記録単位をクラスタと呼ぶ。１クラスタは36セクタから
なる。書き換えは必ず１クラスタの整数倍で行う。記録
するデータを一旦RAMに蓄積し、ディスクに書き込む。
このRAMは再生の際の耐振防止機能を実現するためのシ
ョックプルーフ・メモリと共用できる。 録音再生可能な光磁気ディスク型のミニディスクで
は、１クラスタ（＝36セクタ）の内、３セクタをリンク
・セクタとし、さらに次の１セクタをサブデータ用に確
保しておく。圧縮データは、残りの32セクタに記録す
る。 データを記録するときには、前のクラスタの第２番目
のリンク・セクタの途中から書き始める。36セクタ目を
書き終わるときは、先頭のリンク・セクタと第２番目の
リンクセクタの途中まで誤り訂正用のデータを書かなけ
ればならない。 再生専用のCDと同様なミニディスクでは、クラスタ単
位での書き換えを考慮する必要がなく、データが連続的
に記録されているので、リンク領域の３セクタは不要で
ある。この３セクタにサブデータ用の１セクタを合わせ
た４セクタを、全てサブデータ用に割り当て、グラフィ
クスのデータなどを格納することができるようになって
いる。 このように、ミニディスクでは、録音用のディスクと
再生専用ディスクのサブデータ容量が異なり、サブデー
タまで含めると、再生専用ディスクから録音用ディスク
への完全な複写はできないようになっている。 また、録音用のディスクで、既に記録されているデー
タの一部を書き換えようとする場合においては、その更
新データが例え僅かであったとしても、クラスタ全体を
書き換える必要がある。クラスタを単位としてインター
リーブされているからである。 一方、画像信号を高能率符号化する方式として、MPEG
1（Moving Picture Image Coding Experts Group Phase
1）による標準化案に従って、ディジタル・ストレージ
・メディア用の画像信号の高能率符号化方式が規定され
ている。ここで、当該方式で対象としているストレージ
・メディアは、CDやDAT（ディジタル・オーディオ・テ
ープ），ハードディスク等のように、連続的な転送速度
が約1.5Mbit/sec以下のものである。また、これは、直
接復号器に接続されるだけでなく、コンピュータのバ
ス,LAN（ローカル・エリア・ネットワーク），テレコミ
ュニケーション等の伝送媒体を介して接続されることも
想定されており、更に、正順再生だけでなく、ランダム
アクセスや高速再生、逆順再生等のような特殊機能につ
いても考慮されている。 このようなMPEG1による画像信号の高能率符号化方式
の原理は、以下に示すようなものである。 この高能率符号化方式では、まず、画像間の差分を取
ることで時間軸方向の冗長度を削減し、その後、離散コ
サイン変換（DCT）処理と可変長符号化処理を使用して
時間軸方向の冗長度を削減するようになっている。 まず、時間軸方向の冗長度について以下に述べる。 一般に、連続した動画では、時間的に前後の画像と、
現在注目している画像（ある時刻の画像）とは良く似て
いるものである。このため、例えば図16に示すように、
今から符号化しようとしている画像と、時間的に前方の
画像の差分を取り、その差分を伝送するようにすれば、
時間軸方向の冗長度を減らして伝送する情報量を少なく
することが可能となる。このようにして符号化される画
像は、後述する前方予測符号化画像（Predictive−code
d picture、ＰピクチャあるいはＰフレーム）と呼ばれ
る。同様に、今から符号化しようとしている画像と、時
間的に前方あるいは後方もしくは、前方及び後方から生
成された補間画像との差分を取り、それらのうち小さな
値の差分を伝送するようにすれば、時間軸方向の冗長度
を減らして伝送する情報量を少なくすることが可能とな
る。このようにして符号化される画像は、後述する両方
向予測符号化画像（Bidirectionally Predictive−code
d picture、ＢピクチャあるいはＢフレーム）と呼ばれ
る。なお、図16において、図中符号Ｉで示す画像は、後
述する画像内符号化画像（イントラ符号化画像:Intra−
coded picture、ＩピクチャあるいはＩフレーム）を示
し、同図中符号Ｐで示す画像はＰピクチャを示し、符号
Ｂで示す画像はＢピクチャを示している。 また、予測画像を生成するためには、動き補償が行わ
れる。 この動き補償によれば、例えば８×８画素の単位ブロ
ックにより構成される16×16画素のブロック（以下、マ
クロブロックと呼ぶ）を抽出し、前画像の対応するマク
ロブロックの位置の近傍で一番差分の少ないマクロブロ
ックを探索し、この探索されたマクロブロックとの差分
を取ることにより、送らなければならないデータを削減
することができる。実際には、例えば、Ｐピクチャ（前
方予測符号化画像）では、動き補償後の予測画像と差分
を取ったものと、この動き補償後の予測画像と差分を取
らないものとの内、データ量の少ないものを16×16画素
のマクロブロック単位で選択して符号化する。 しかし、上述したような場合、例えば、物体が動いた
後に見えてくる背景などの画像の部分に関しては、多く
のデータを伝送しなければならない。そこで、例えば、
Ｂピクチャ（両方向予測符号化画像）では、既に復号化
された動き補償後の時間的に前方あるいは後方の画像お
よび、その両者を加算して生成した補間画像と今から符
号化しようとしている画像との差分と、この差分を取ら
ないもの、すなわち今から符号化しようとしている画像
の四者の内、一番データ量の少ないものが符号化され
る。 次に、空間軸方向の冗長度について以下に述べる。 画像データの差分は、そのまま伝送するのではなく、
８×８画素の単位ブロック毎に離散コサイン変換（DC
T）を施す。このDCTは、画像を画素レベルでなく、コサ
イン関数のどの周波数成分がどれだけ含まれているかで
表現するものであり、例えば２次元DCTにより、８×８
画素の単位ブロックのデータが、８×８のコサイン関数
の成分の係数ブロックに変換される。一般に、テレビカ
メラで撮影された自然画の画像信号は、滑らかな信号に
なることが多く、この場合、画像信号に対してDCT処理
を施すことにより、効率良くデータ量を削減することが
できる。 すなわち、上述した自然画の画像信号のような滑らか
な信号の場合、DCT処理を施すことで、特定の係数の近
傍に大きな値が集中するようになる。この係数を量子化
すると、８×８の係数ブロックはほとんどが０になり、
大きな係数のみが残るようになる。 そこで、この８×８の係数ブロックのデータを伝送す
る際に、ジグザグスキャンの順で、非零係数とその係数
の前にどれだけ０が続いたかを示す０ランを一組とした
ハフマン符号で伝送することで、伝送量を削減すること
が可能となる。復号側では、逆の手順で画像を再構成す
る。 ここで、上述した符号化方式が取り扱うデータの構造
を図17に示す。この図17に示すデータ構造は、下から順
に、ブロック層と、マクロブロック層と、スライス層
と、ピクチャ層と、グループオブピクチャ（GOP:Group
Of Picuture）層と、ビデオシーケンス層とからなる。
以下、この図17の下層から順に説明する。 まず、ブロック層において、このブロック層の各単位
ブロックは、輝度又は色差の隣合った８×８の画素（８
ライン×８画素の画素）から構成される。上述したDCT
は、この単位ブロック毎に施される。 マクロブロック層において、各マクロブロックは、左
右および上下に隣合った４つの輝度ブロック（輝度の単
位ブロック）Y0,Y1,Y2,Y3と、画像上では輝度ブロック
と同じ位置に相当する色差ブロック（色差の単位ブロッ
ク）Cr,Cbとの全部で６個のブロックで構成される。こ
れらブロックの伝送の順は、Y0,Y1,Y2,Y3,Cr,Cbの順で
ある。ここで、本符号化方式において、予測画（差分を
取る基準の画像）に何を用いるか、あるいは差分を送ら
なくても良いか等は、このマクロブロック単位で判断さ
れる。 スライス層は、画像の走査順に連なる１つ又は複数の
マクロブロックで構成されている。このスライスのヘッ
ダにおいては、画像内における動きベクトル及びDC（直
流）成分の差分がリセットされ、また、最初のマクロブ
ロックは、画像内での位置を示すデータを持っており、
したがってエラーが生じた場合でも復帰できるようにな
っている。そのため、スライスの長さや開始位置は任意
となっており、伝送路のエラー状態によって、変更可能
となっている。 ピクチャ層において、ピクチャすなわち１枚１枚の画
像は、少なくとも１つ又は複数のスライスから構成され
る。そして、それぞれが符号化の方式に従って、上述し
たイントラ符号化画像（ＩピクチャあるいはＩフレー
ム）、前方予測符号化画像（ＰピクチャあるいはＢフレ
ーム）、DCイントラ符号化画像（DC coded（Ｄ）pictur
e）の４種類の画像に分類される。 ここで、上述したイントラ符号化画像（Ｉピクチャ）
においては、符号化される時に、その画像１枚の中だけ
で閉じた情報のみを使用する。したがって、換言すれ
ば、復号化するときにＩピクチャ自身の情報のみで画像
が再構成できることになる。実際には、差分を取らずに
そのままDCT処理して符号化を行う。この符号化方式
は、一般的に効率が悪いが、このＩピクチャを随所に挿
入しておけば、ランダムアクセスや高速再生が可能とな
る。 上記前方予測符号化画像（Ｐピクチャ）においては、
予測画像（差分を取る基準となる画像）として、入力で
時間的に前に位置し既に復号化されたＩピクチャ又はＰ
ピクチャを使用する。実際には、動き補償された予測画
像との差を符号化するのと、差を取らずにそのまま（イ
ントラ）符号化するのと何れか効率の良い方を上記マク
ロブロック単位で選択する。 上記両方向予測符号化画像（Ｂピクチャ）において
は、予測画像として時間的に前に位置し、既に復号化さ
れたＩピクチャ又はＰピクチャおよび、その両方から生
成された補間画像の３種類を使用する。これにより、上
記３種類の動き補償後の差分の符号化とイントラ符号化
との中で一番効率の良いものをマクロブロック単位で選
択できる。 上記DCイントラ符号化画像は、DCTのDC係数のみで構
成されるイントラ符号化画像であり、他の３種類の画像
と同じシーケンスには存在できないものである。 上記グループオブピクチャ（GOP）層は、１又は複数
枚のＩピクチャと、０又は複数枚の非Ｉピクチャとから
構成されている。 ここで、符号器への入力順を、例えば、 1I,2B,3B,4P＊5B,6B,7I,8B,9B,10I,11B,12B,13P,14B,15
B,16P＊17B,18B,19I,20B,21B,22Pのようにした場合、こ
の符号器の出力すなわち復号器の入力は、例えば、1I,4
P,2B,3B＊7I,5B,6B,10I,8B,9B,13P,11B,12B,16P,14B,15
B＊19I,17B,18B,22P,20B,21Bとなる。 このように符号器の中で順序の入れ換えがなされるの
は、例えば、上記Ｂピクチャを符号化または復号化する
場合に、その予測画像となる時間的に後方のＩピクチャ
又はＰピクチャが先に符号化されていなければならない
からである。ここで、上記Ｉピクチャの間隔（例えば
９）及び、Ｉピクチャ又はＢピクチャの間隔（例えば
３）は任意に設定できる。また、Ｉピクチャ又はＰピク
チャの間隔は、当該グループオブピクチャ層の内部で変
更されて構わないものである。なお、グループオブピク
チヤ層の切れ目は、上記「＊」で表しており、上記Ｉは
Ｉピクチャ、ＰはＰピクチャ、ＢはＢピクチャを示して
いる。 図17で最も上に示すビデオシーケンス層は、画像サイ
ズ、画像レート等が同じ１又は複数のグループオブピク
チャ層から構成される。 ところで、上述したMPEG1の方式で高能率符号化され
たディジタル画像データを、先にの述べたミニディスク
に記録することを想定した場合、次のような問題が考え
られる。 1GOPの記録単位をクラスタと無関係な任意の大きさに
設定した場合、1GOPの画像データが２つ以上のクラスタ
にわたって記録される可能性が生じる。この場合、GOP
がクラスタの途中から始まったり、途中で終了すること
になり、そのGOPをカットの単位として、他のGOPと置き
換える等の編集処理を行うことが困難となり、仮に、編
集処理し得たとしても、平均転送レートが低下するとい
う問題が生じる。 2GOPの先頭に、直前のGOPの最終フレームを予測画像
（基準となる画像）とするＰピクチャ又はＢピクチャを
配置した場合、そのGOPのＰピクチャ又はＢピクチャを
復号するのに、直前のGOPをも復号しなければならず、
早送りや逆送り再生等のシーク再生時に、迅速な画像再
生が困難になるという問題が生じる。 本発明の目的は、高能率符号化されたディジタル画像
データを、ミニディスク等のディスク状記録媒体に記録
するに際し、GOPを単位とする編集処理を簡単かつ迅速
な処理によって可能にすると共に、GOPを単位とする高
速早送りや逆送り再生等の特殊再生をも簡単かつ迅速な
処理によって可能とすることにある。 発明の開示 本発明によるディスク再生装置は、高効率符号化され
たディジタル画像データが、一定数のセクタごとにクラ
スタ化され、各クラスタの接続部分にインターリーブ長
より長いリンクセクタが設けられ、インターリーブ処理
が施されて記録されるディスク状記録媒体から、ディジ
タル画像データを、各クラスタに相当する１グループオ
ブピクチャを単位として再生する再生手段と、再生手段
で１グループオブピクチャを単位として再生されたディ
ジタル画像データから元の一連の画像信号を復号し、再
生手段にて１グループオブピクチャを単位として再生さ
れたディジタル画像データに基づいて、クラスタの先頭
に前方予測符号化画像または両方向予測符号化画像が存
在する場合であって、直前のクラスタのリンクセクタ
に、前方予測符号化画像または両方向予測符号化画像の
予測基準となる画像が、画像内符号化画像として符号化
されて記録されていないと判定した場合、クラスタの先
頭の前方予測符号化画像または両方向予測符号化画像の
実質的な復号を禁止する復号化手段とを備えることを特
徴としている。 上記構成の本発明によるディスク再生装置によれば、
高効率符号化されたディジタル画像データを、各クラス
タに相当する１グループオブピクチャを単位として再生
するようにしたので、GOPを単位とする編集処理や高速
早送りや逆送り再生等の特殊再生が可能となる。 また、クラスタの先頭に前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像が存在する場合であって、直前のク
ラスタのリンクセクタに、前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像の予測基準となる画像が、画像内符
号化画像として符号化されて記録されていないと判定し
た場合、クラスタの先頭の前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像の実質的な復号を禁止するようにす
ることで、画像の乱れによる再生画像の品質低下を防止
することができる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例のよるディスク記録再生装置
の外観構成を示す斜視図である。 図２は本発明の他の実施例のよるディスク記録再生装
置の外観構成を示す斜視図である。 図３は本発明の一実施例のよるディスク記録再生装置
の電気的構成を示すブロック図である。 図４は図３に示すMPEGビデオエンコーダ27bの具体的
構成例を示すブロック図である。 図５は図３に示すMPEGビデオエンコーダ29bの具体的
構成例を示すブロック図である。 図６は本発明の一実施例に適用されるミニディスクの
記録フォーマットを説明するための概念図である。 図７は本発明の一実施例に適用されるクラスタインタ
ーリーブを説明するための概念図である。 図８は本発明の一実施例に適用されるMDドライブ装置
の電気的構成を示すブロック図である。 図９は本発明の一実施例に適用されるグループオブピ
クチャを説明するための概念図である。 図10は本発明の一実施例に適用されるグループオブピ
クチャとクラスタとの関係を説明するための概念図であ
る。 図11は本発明の一実施例に適用されるグループオブピ
クチャの他の構成例を説明するための概念図である。 図12は本発明の一実施例に適用されるグループオブピ
クチャとクラスタとの他の関係を説明するための概念図
である。 図13は本発明の一実施例における再生専用型のミニデ
ィスクに対する１グループオブピクチャ分のデータの作
成処理手順を示すフローチャートである。 図14は本発明の一実施例における書き込み可能型のミ
ニディスクに対する１グループオブピクチャ分の記録処
理手順を示すフローチャートである。 図15は本発明の一実施例におけるミニディスク1aに対
する１グループオブピクチャ分の再生処理手順を示すフ
ローチャートである。 図16は画像間予想を示す線図である。 図17はデータ構造を示す線図である。 発明を実施例するための最良の形態 まず、本発明の実施例の外観構成について、図１およ
び図２を参照して説明する。 図１は、本発明によるディスク状記録媒体およびディ
スク記録再生装置の一実施例の外観構成を示す斜視図で
ある。この図に示すカートリッジ１の内部には、光磁気
ディスクもしくは光ディスクで構成されるミニディスク
（通常は、カートリッジ１も含めてミニディスクと称さ
れる）が収納されており、光磁気ディスクの場合は、光
磁気的にディジタル・データを記録し、再生することが
可能となっている。ディスク記録再生装置２の手前側の
面には、挿入孔３が形成されており、この挿入孔３に挿
入されたミニディスク入りカートリッジ１をローディン
グまたはアンローディングするローディング機構がディ
スク記録再生装置２の内部に設けられている。ディスク
記録再生装置２の正面右側には、種々の操作キー４が配
置され、ディスク記録再生装置２に対して種々の指示を
入力可能となっている。また、ディスク記録再生装置２
の正面上方には、カラーLCD（液晶ディスプレイ）５が
設けられており、このカラーLCD5に、ミニディスクから
再生されて復号されたカラー動画像が表示されるように
なっている。 図２は、本発明によるディスク記録再生装置の他の実
施例の外観構成を示す斜視図である。この実施例におい
ては、図１の実施例におけるカラーLCD5が省略され、デ
ィスク記録再生装置２から出力された映像信号がケーブ
ル11を介してカラーCRTディスプレイ・モニタ12へ供給
され、表示されるようになっている。すなわち、図１に
示す実施例においては、携帯型のディスク記録再生装置
であるのに対して、図２に示す実施例においては、据置
型のディスク記録再生装置となっている。 次に図３は、ディスク記録再生装置２の内部の電気的
構成を示している。MD（ミニディスク）ドライブ装置20
は、カートリッジ１に収納されているミニディスク1aに
対してディジタル・データを記録再生するものである。 このMDドライブ装置20は、本来、携帯用、据置用、も
しくは車載用のパーソナル・オーディオ機器の用途で開
発されたミニディスク・システムを基に設計されてい
る。このミニディスク・システムは、ミニディスクと呼
ばれる小型で薄型の記録メディアが使用される。ミニデ
ィスクは、直径64mmの読出専用光ディスク、書換可能な
MO（光磁気）ディスク、又は書換領域と読出専用領域が
混在して設けられたハイブリッドディスク（パーシャル
ROMディスクとも呼ばれる）の何れかを、カートリッジ
（Ｗ×Ｌ×Ｈ＝72mm×68mm×5mm）内に収納したもので
ある。そして、読出専用光ディスクが収納されたミニデ
ィスクからは、CD（Compact Disc）と同様の原理によっ
て、データが読み出されるようになっている。一方、MO
ディスクやハイブリッドディスクが収納されたミニディ
スクに対しては、磁界変調ダイレクトオーバーライト方
式によってデータが記録される。磁界変調ダイレクトオ
ーバーライト方式とは、回転しているディスクに下方か
ら高出力のレーザー光を照射し、記録すべき部分の光磁
気膜を磁性体の保磁力がなくなるキュリー温度まで上昇
させ、その部分に、ディスクの上方から磁気ヘッドでデ
ータの書き込みを行う方式である。 このようなミニディスク・システムは、パーソナルオ
ーディオ機器としての開発過程により、各回路素子の集
積化や各機構部品の最適化が図られ、装置全体の小型・
軽量化が達成されていると共に、低消費電力化によりバ
ッテリー・オペレーションが可能となっている。さら
に、既存の3.5インチMOディスクとほぼ同じ記憶容量（1
40Mbytes）を有し、記録メディアの交換が可能であると
いう特徴に加え、量産効果により、他のMOディスクと比
較して、記録メディアの製造コストが抑えられているこ
とは勿論の事、ドライブ装置本体の製造コストも抑えら
れている。また、パーソナルオーディオ機器としての使
用実績からして、信頼性も充分に実証されている。 なお、MDドライブ装置20の詳細な構成については、図
８を参照して後述する。このMDドライブ装置20は、図３
に示すように、I/Oインターフェイス回路21を介してバ
スラインに接続されている。 図３において、MPU（マイクロプロセッサユニット）2
2は、バスラインを介して各部に必要なアドレスやデー
タを供給し、各部を制御するようになっている。メイン
メモリ23は、MPU22で実行されるプログラムが予め格納
されたROMと、ワークエリアとして各種データが一時的
に格納されるRAMとから構成されており、MPU22などから
バスラインを介してアドレスされ、これに伴って各種デ
ータが書き込まれると共に読み出されるようになってい
る。 DMAC（ダイレクトメモリアクセスコントローラ）24
は、メインメモリ23に対するデータの入出力を、MPU22
を介さずに、直接制御してDMA転送するものである。 オーディオAD/DA（アナログディジタル／ディジタル
アナログ）変換回路25は、アナログ・オーディオ入力端
子Ainに入力されたアナログ・オーディオ信号をA/D変換
し、オーディオ・エンコーダ／デコーダ26へ供給する一
方、オーディオ・エンコーダ／デコーダ26から供給され
たディジタル・オーディオ・データをD/A変換して、ア
ナログ・オーディオ出力端子Aoutへ出力するものであ
る。オーディオ・エンコーダ／デコーダ26は、オーディ
オAD/DA変換回路25から供給されたディジタル・オーデ
ィオ・データを、MPEGオーディオ規格で規定される所定
の方式でエンコードして圧縮し、エンコードされた符号
化オーディオ・データは、DMAC24の制御の下に、メイン
メモリ23に一旦記憶される。また、メインメモリ23から
読み出された符号化オーディオ・データをデコードして
元のディジタル・オーディオ・データを復元し、オーデ
ィオAD/DA変換回路25に供給するようになっている。こ
のメインメモリ23とオーディオ・エンコーダ／デコーダ
26との間の符号化オーディオ・データの授受は、DMAC24
によって制御される。 ビデオ・エンコード部27は、アナログ・ビデオ入力端
子Vinに入力されたアナログ・ビデオ信号をA/D変換する
AD変換器27aと、このAD変換器27aで変換されたディジタ
ル・ビデオ・データを、MPEG1規格に基づいてエンコー
ドして圧縮するMPEGビデオ・エンコーダ27bとから構成
されている。このMPEGビデオ・エンコーダ27bでエンコ
ードされた符号化ビデオ・データは、DMAC24の制御の下
に、メインメモリ23に一旦記憶される。 また、AD変換器27aで変換されたディジタル・ビデオ
・データは、LCDコントローラ28にも供給され、このLCD
コントローラ28の制御の下にLCD5によって表示されるよ
うになっている。なお、LCD5を有しない構成では、図２
に示すように、外部のケーブル11を介してCRTディスプ
レイ・モニタ12へ供給され、表示されるようになってい
る。 ビデオ・デコード部29は、メインメモリ23から読み出
された符号化ビデオ・データをデコードして元のディジ
タル・ビデオ・データに復元するMPEGビデオ・デコーダ
29bと、このMPEGビデオ・デコーダ29bでデコードされた
ディジタル・ビデオ・データをD/A変換して、アナログ
・ビデオ出力端子Voutへ出力するDA変換器29aとから構
成されている。 また、MPEGビデオ・デコーダ29bでデコードされたデ
ィジタル・ビデオ・データは、LCDコントローラ28にも
供給され、このLCDコントローラ28の制御の下にLCD5に
よって表示されるようになっている。 これらMPEGビデオ・エンコーダ27bおよびMPEGビデオ
・デコーダ29bとメインメモリ23との間の符号化ビデオ
・データの授受に関しても、DMAC24によって制御され
る。 さらに、メインメモリ23とMDドライブ装置20との間に
おける、I/Oインターフェイス21を介した各種データの
授受に関しても、DMAC24によって制御されるようになっ
ている。 操作パネルコントローラ30は、操作キー４によって入
力された各種指示データをバスラインを介してMPU22に
供給するものである。 ここで、上記MPEGビデオ・エンコーダ27bの具体的構
成例を図４を参照して説明する。入力端子61よりのブロ
ック化デジタルビデオ信号が減算器62及び動きベクトル
検出回路72に供給される。このブロック化デジタルビデ
オ信号は、離散的な画素データ列からなるデジタルビデ
オ信号が、画面毎に、画面の水平方向及び垂直方向に、
例えば、８×８個ずつのマトリクス状に配された画素デ
ータからなる複数の単位ブロック信号に細分化される如
く時系列変換された信号である。 減算器62では、このブロック化デジタルビデオ信号の
単位ブロック信号と、この単位ブロック信号に類似した
画素データ構成の単位ブロック信号、即ち、予測単位ブ
ロック信号であって、動き補償回路71から得られたもの
との減算が行われる。 減算器62の減算出力である差分単位ブロック信号
（尚、時には差分単位ブロック信号ではなく、単位ブロ
ック信号の場合もある）が、直交変換回路の一種である
２次元離散コサイン変換回路（２次元DCT回路）63に供
給されてコサイン変換される。２次元DCT回路63より得
られた変換係数が量子化回路（再量子化回路）64に供給
されて量子化される。 この量子化された変換係数は、可変長符号化回路65に
供給されて符号化された後、出力端子66に可変長符号化
され、量子化された変換係数（符号化データ）として出
力される。 そして、フレームメモリ70に記憶されているフレーム
信号を構成する単位ブロック信号が動き補償回路71に供
給され、その動き補償回路71が動きベクトル検出回路72
よりの検出出力によって制御されて、フレームメモリ70
内の各単位ブロック信号の相関性が判別され最も相関性
の高い単位ブロック信号が予測単位ブロック信号として
動き補償回路71から出力されて、減算器62及び加算器69
にそれぞれ供給される。 次に、上記MPEGビデオ・デコーダ29bの具体的構成例
を図５を参照して説明する。図４の出力端子66の出力信
号に対応する可変長符号化され、量子化された変換係数
（符号化データ）が入力端子81から可変長復号化回路82
に供給されて復号化される。可変長復号化回路82よりの
量子化された変換係数が逆量子化回路83に供給されて逆
量子化される。その得られた変換係量子化回路64よりの
量子化された変換係数は逆量子化回路67に供給されて逆
量子化されて変換係数が出力される。その変換係数は２
次元離散コサイン逆変換回路（２次元離散IDCT回路）68
に供給されて、元の差分単位ブロック信号が得られる。 この差分単位ブロック信号は加算器69で、動き補償回
路71よりの予測単位ブロック信号に加算される。加算器
69よりの単位ブロック信号がフレームメモリ70に供給さ
れて、その単位ブロック信号の属するフレーム信号を構
成する全単位ブロック信号が記憶される。 動きベクトル検出回路72では、入力端子61よりのブロ
ック化デジタルビデオ信号の各単位ブロック信号に対す
る、フレームメモリ70内の入力端子61よりのブロック化
デジタルビデオ信号の各単位ブロック信号に対応する単
位ブロック信号の近辺で、最も相関性の高い単位ブロッ
ク信号が検出される。 そして、フレームメモリ70に記憶されているフレーム
信号を構成するブロック信号が動き補償回路71に供給さ
れ、その動き補償回路71が動きベクトル検出回路72より
検出出力によって制御されて、フレームメモリ70内の各
ブロック信号の相関性が判別され最も相関性の高いブロ
ック信号が予測ブロック信号として動き補償回路71から
出力されて、減算器62及び加算器69にそれぞれ供給され
る。 次に、上記MPEGビデオ・デコーダ29bの具体的構成例
を図５を参照して説明する。図４の出力端子66の出力信
号に対応する可変長符号化され、量子化された変換係数
（符号化データ）が入力端子81から可変長復号化回路82
に供給されて可変長復号化される。可変長復号化回路82
よりの量子化された変換係数が逆量子化回路83に供給さ
れて逆量子化される。その得られた変換係数が２次元離
散コサイン変換回路（２次元IDCT回路）84に供給されて
逆変換されて、差分単位ブロック信号（時には差分単位
ブロック信号ではなく、単位ブロック信号の場合もあ
る）が得られる。 この２次元IDCT回路84から差分単位ブロック信号では
なく、単位ブロック信号（Ｉピクチャの単位ブロック信
号）が出力されるときは、切換えスイッチ85の可動接点
ｍが固定接点ａ側に切換えられ、その単位ブロック信号
が切換えスイッチ85を通じて出力端子86に出力される。 ２次元IDCT回路84から差分単位ブロック信号が出力さ
れるときは、切換えスイッチ85の可動接点ｍが固定接点
ｂ側に切換えられる。この場合には、２次元IDCT回路84
よりの差分単位ブロック信号が加算器93に供給されて、
切換えスイッチ92よりの予測単位ブロック信号と加算さ
れ、加算器93よりの単位ブロック信号が、切換えスイッ
チ85を通じて、出力端子86に出力される。 加算器93よりの予測単位ブロック信号は切換えスイツ
チ85の固定接点ｂ及び可動接点ｍを通じてフレームメモ
リ87に供給される。フレームメモリ87では、加算器93よ
りの予測単位ブロック信号の属するフレーム信号を構成
する全単位ブロック信号がフレームメモリ87に記憶され
る。 フレームメモリ87より読み出されたフレーム信号は、
他のフレームメモリ90に供給されて記憶される。フレー
ムメモリ87及び88よりの所定フレーム前及び後のフレー
ム信号が、それぞれ各別に動き補償前向き予測回路88、
動き補償後ろ向き予測回路88に供給されると共に、その
所定フレーム前及び後のフレーム信号の平均の信号が動
き補償前向き後ろ向き予測回路89に供給される。 予測回路88、91、89では、あるフレームの単位ブロッ
ク信号に対し、あるフレームの単位ブロック信号の近辺
の単位ブロック信号であって、所定フレーム前及び後の
フレームの単位ブロック信号及びその平均の単位ブロッ
ク信号それぞれのうちで最も相関性の高い予測単位ブロ
ック信号が選択され、前向き予測単位ブロック信号（Ｐ
ピクチャの予測単位ブロック信号）を得るときは、切換
えスイツチ92の可動接点ｍが固定接点ｃ側に切換えられ
て、その最も相関性の高い単位ブロック信号が加算器93
に供給されて、２次元IDCT回路84からの差分単位ブロツ
ク信号に加算される。 又、両側予測ブロック信号（Ｂピクチャの予測単位ブ
ロック信号）を得るときは、３つの相関性の最も高い予
測単位ブロック信号のうち、更にその中で最も相関性の
高い予測単位ブロック信号が、切換えスイツチ92の可動
接点ｍの固定接点ｃ、ｄ、ｅに対する切換えによって選
択されて、加算器93に供給されて、２次元IDCT回路84か
らの差分単位ブロツク信号に加算される。 因みに、図４及び図５で説明したMPEGビデオ・エンコ
ーダ及びデコーダの具体回路は、特開平05−95545号公
報等に詳述されている。 次に、上述した構成のディスク記録再生装置の動作に
ついて説明する。 キー４の内、所定のものを操作して、入力されるオー
ディオ信号とビデオ信号の記録を指示すると、この指令
が操作パネルコントローラ30によりバスラインを介して
MPU22に供給される。MPU22は、この指令に応じ、以下に
説明する手順で各部を制御し、MPEG1規格に基づいてエ
ンコードした符号化オーディオ・データと符号化ビデオ
・データをミニデイスク1aに記録させる。 ここで、アナログ・オーディオ入力端子Ainに入力さ
れたオーディオ信号は、オーディオAD/DA変換回路25に
よりA/D変換され、オーディオ・エンコーダ／デコーダ2
6に供給される。オーディオ・エンコーダ／デコーダ26
は、エンコードした符号化オーディオ・データを、前述
した１クラスタ分（32セクタ分）内蔵しているRAMに一
旦記憶する。 そして、オーディオ・エンコーダ／デコーダ26によっ
て、１クラスタ分の符号化オーディオ・データ（約64KB
ytes）が生成された時点で、そのデータがDMAC24の制御
の下にメインメモリ23にDMA転送されて記憶される。メ
インメモリ23に記憶された１クラスタ分のデータは、DM
AC24により所定のタイミングで読み出され、I/Oインタ
ーフェイス回路21を介してMDドライブ装置20にDMA転送
され、ミニディスク1aに記録される。 ここで、MDドライブ装置20において、１クラスタ分の
データは、クラスタを単位としてインターリーブ処理さ
れて、ミニディスク1aに記録される。すなわち、記録再
生可能な光磁気ディスク型のミニディスクでは、図６に
示すように、１クラスタの内、３セクタをリンク・セク
タとし、さらに次の１セクタをサブデータ用に確保して
おく。データは、残りの32セクタに記録される。データ
を記録するときには、前のクラスタの第２番目のリンク
・セクタの途中から書き始める。36セクタ目を書き終わ
るときは、先頭のリンク・セクタと第２番目のリンクセ
クタの途中まで誤り訂正用のデータが書き込まれる。 本実施例においては、１クラスタが図６に示すよう
に、36セクタによって構成され、その内の最初の32セク
タに実質的なデータが記録され、最後の４セクタには、
実質的なデータが記録されないようになっている。この
最後の４セクタの内の最初の３セクタ分のリンクセクタ
には、隣接するクラスタに記録されたデータの誤り訂正
用のデータが記録される。最後の１セクタはサブデータ
セクタとされ、最初の32セクタに記録されるデータに対
応する予備のグラフィック・データ等が記録できるよう
になっているが、本実施例においては、予備的なグラフ
ィックデータは記録されない。各セクタには、アドレス
情報とデータが記録される。 同様にして、アナログ・ビデオ入力端子Vinに入力さ
れたビデオ信号は、A/D変換回路27aによりA/D変換さ
れ、MPEGビデオ・エンコーダ27bに供給され、エンコー
ドされる。この符号化ビデオ・データも、前述した符号
化オーディオ・データと同様に、１クラスタ分（32セク
タ分）が内蔵しているRAMに一旦記憶される。そして、M
PEGビデオ・エンコーダ27bによって、１クラスタ分の符
号化ビデオ・データが生成された時点で、そのデータが
DMAC24の制御の下にメインメモリ23にDMA転送されて記
憶される。メインメモリ23に記憶された１クラスタ分の
データは、DMAC24により所定のタイミングで読み出さ
れ、I/Oインターフェイス回路21を介してMDドライブ装
置20にDMA転送され、クラスタを単位としてインターリ
ーブ処理されるた後、ミニディスク1aに記録される。 本実施例において、符号化ビデオ・データと符号化オ
ーディオ・データとは、図７に示すように、クラスタ・
インターリーブされてミニディスク1aに記録される。す
なわち、図中に符号Ｖで示す符号化ビデオ・データと、
Ａで示す符号化オーディオ・データとは、それぞれ異な
るクラスタに交互に配置されるように、MPU22によって
制御される。そして、必要に応じて符号化ビデオ・デー
タＶや符号化オーディオ・データＡ以外の、プログラム
や文字データ等の所定のデータＤが、符号化ビデオ・デ
ータＶあるいは符号化オーディオ・データＡが記録され
るクラスタとは異なるクラスタに記録される。このよう
に、同一のクラスタに、相関関係の強い関連データのみ
を記録することにより、すなわち、符号化ビデオ・デー
タＶ、符号化オーディオ・データＡ、およびその他のデ
ータＤをそれぞれ異なるクラスタに記録することによ
り、記録再生時の処理速度の向上が可能となる。 但し、シーク動作時における高速再生を可能にするた
め、符号化ビデオ・データＶ、符号化オーディオ・デー
タＡ、およびその他のデータＤは、それぞれ対応するも
のを比較的近傍のクラスタに配置される。何故ならば、
これら関連するデータは、略同一時刻に再生する必要が
あるからである。 なお、上述した記録動作の過程で、A/D変換器27aで変
換されたディジタル・ビデオ・データは、LCDコントロ
ーラ28に供給され、このLCDコントローラ28の制御の下
にLCD5によって表示される。あるいは、LCD5を有しない
構成では、図２に示すように、外部のケーブル11を介し
てCRTディスプレイ・モニタ12へ供給され、表示され
る。これにより、使用者は記録中の画像をモニタするこ
とができる。 次に、再生時の動作について説明する。キー４を操作
して再生を指示すると、この指令が操作パネルコントロ
ーラ30を介してMPU22へ供給される。このとき、MPU22
は、MDドライブ装置20を制御し、ミニディスク1aに記録
されているデータを再生させる。この再生データは、I/
Oインターフェイス回路21を介してメインメモリ23にDMA
転送される。メインメモリ23に記憶されたデータの内、
符号化オーディオ・データはオーディオ・エンコーダ／
デコーダ26に、また、符号化ビデオ・データはビデオデ
コード部29に、それぞれDMA転送される。 オーディオ・エンコーダ／デコーダ26に供給された１
クラスタ分の符号化オーディオ・データは、デコードさ
れた後、オーディオAD/DA変換回路25においてD/A変換さ
れた後、アナログ・オーディオ出力端子Aoutから出力さ
れる。 一方、ビデオデコード部29に供給された１クラスタ分
の符号化ビデオ・データも、デコードされた後、LCDコ
ントローラ28に供給され、このLCDコントローラ28の制
御の下にLCD5によって表示される。あるいは、LCD5を有
しない構成では、DA変換器29aにおいてD/A変換された
後、アナログ・ビデオ出力端子Voutから、図２に示す外
部のケーブル11を介してCRTディスプレイ・モニタ12へ
供給され、表示される。 次に、図８を参照してMDドライブ装置20の構成につい
て説明する。 同図に示すスピンドルモータ46により回転駆動される
ミニディスク1aに対し、光学ピックアップ44のによりレ
ーザ光を照射した状態で、記録データに応じた変調磁界
を磁気ヘッド41により印加することにより、ミニディス
ク1a上の記録トラックに沿って磁界変調オーバーライト
記録を行い、ミニディスク1a上の目的トラックを光学ピ
ックアップ44によりレーザ光でトレースすることによっ
て、光学的にデータの再生を行う。 光学ピックアップ44は、例えば、レーザダイオード等
のレーザ光源、コリメータレンズ、対物レンズ、偏光ビ
ームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学部品、
ならびに所定の配置に分割されたフォトディテクタ等か
ら構成されていおり、ミニディスク1aを挟んで磁気ヘッ
ド41と対向する位置に、送りモータ45によって位置づけ
られる。 光学ピックアップ44は、ミニディスク1aにデータを記
録するときに、磁気ヘッド駆動回路43により磁気ヘッド
41が駆動され、記録データに応じた変調磁界が印加され
るミニディスク1aの目的トラックにレーザ光を照射する
ことによって、熱磁気記録によりデータ記録を行う。 また、光学ピックアップ44は、目的トラックに照射し
たレーザ光を検出することによって、例えば非点収差法
によりフォーカスエラーを検出し、また、例えばプッシ
ュプル法によりトラッキングエラーを検出するととも
に、読み出し専用型のミニディスク1aの目的トラックの
ピット列における光の回折現象を利用することにより再
生信号を検出し、書き込み可能型のミニディスク1aから
でーたを再生する場合は、目的トラックからの反射光の
偏光角（カー回転角）の違いを検出して再生信号を生成
する。 光学ピックアップ44の出力は、RFアンプ47に供給され
る。RFアンプ47は、光学ピックアップ44の出力から、フ
ォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を抽出し
て、サーボ制御回路48に供給するとともに、再生信号を
２値化して、アドレスデコーダ49に供給する。アドレス
デコーダ49は、供給された２値化再生信号からアドレス
をデコードして、EFM/CIRCエンコーダ／デコーダ51に供
給する。 サーボ制御回路48は、例えばフォーカスサーボ制御回
路、トラッキングサーボ制御回路、スピンドルモータサ
ーボ制御回路およびスレッドサーボ制御回路等から構成
されている。 フォーカスサーボ制御回路は、フォーカスエラー信号
が零になるように、光学ピックアップ44の光学系のフォ
ーカス制御を行う。トラッキングサーボ制御回路は、ト
ラッキングエラー信号が零になるように、光学ピックア
ップ44の送りモータ45の制御を行う。 さらに、スピンドルモータサーボ制御回路は、ミニデ
ィスク1aを所定の回転速度（例えば、一定線速度）で回
転駆動するようにスピンドルモータ46を制御する。また
スレッドサーボ制御回路は、システムコントローラ50に
より指定されるミニディスク1aの目的トラック位置に磁
気ヘッド41及び光学ピックアップ44を送りモータ45によ
り移動させる。 EFM/CIRCエンコーダ／デコーダ51は、I/Oインターフ
ェイス21を介して供給されたデータに対して、エラー訂
正用の符号化処理すなわちCIRC（Cross Interleave Rea
d−Solomon Code）の符号化処理を行うと共に、記録に
適した変調処理すなわちEFM（Eight to Fourteen Modul
ation）符号化処理を行う。 EFM/CIRCエンコーダ／デコーダ51から出力される符号
化データは、磁気ヘッド駆動回路43に記録データとして
供給される。磁気ヘッド駆動回路43は、記録データに応
じた変調磁界をミニディスク1aに印加するように磁気ヘ
ッド41を駆動する。 システムコントローラ50は、I/Oインターフェイス21
を介してMPU22から書き込み命令を受けているときに
は、記録データがミニディスク1aの所定の記録トラック
に記録されるように、ミニディスク1a上の記録位置の制
御を行う。この記録位置の制御は、EFM/CIRCエンコーダ
／デコーダ51から出力される符号化データから得られる
ミニディスク1a上の記録位置情報をシステムコントロー
ラ50により管理して、システムコントローラ50からミニ
ディスク1aの記録トラックの記録位置を指定する制御信
号をサーボ制御回路48に供給することによって行われ
る。これにより、いわゆる磁界変調光磁気記録方式によ
り、ミニディスク1a上に、符号化オーディオデータ、符
号化ビデオデータおよび必要に応じて付加されるその他
のディジタルデータが、上述したように、クラスタ単位
で記録される。 再生時においては、EFM/CIRCエンコーダ／デコーダ51
は、入力された２値化再生データに対し、EFM復調処理
を行うと共にエラー訂正のためのCIRC復号化処理を行っ
て、I/Oインターフェイス21に出力する。 また、システムコントローラ50は、I/Oインターフェ
イス21を介してMPU22から読み出し命令を受けていると
きには、再生データが連続的に得られるようにミニディ
スク1aの記録トラックに対する再生位置の制御を行う。
この再生位置の制御は、再生データから得られるミニデ
ィスク1a上の記録位置情報をシステムコントローラ50に
より管理して、システムコントローラ50からミニディス
ク1aの記録トラックの再生位置を指定する制御信号をサ
ーボ制御回路48に供給することによって行われる。 次に、図９と図10を参照して、本発明の一実施例にお
けるGOPとクラスタの関係について説明する。この実施
例においては、図９に示すように、例えば、７フレーム
（フィールドでもよい）の画像によりGOPが構成されて
いる場合、最初のフレームの画像をＩピクチャI0とし、
第４番目のフレームの画像を第１番目のフレームの画像
I0からの前方予測画像であるＰピクチャP1とする。さら
に、最終の第７番目のフレームの画像を、第４番目のフ
レームのＰピクチャP1からの前方予測画像であるＰピク
チャP4とする。そして、第２番目と第３番目のフレーム
の画像は、それぞれ先行するＩピクチャI0と、後方のＰ
ピクチャP1からの両方向予測画像であるＢピクチャB2ま
たはB3とする。同様して、第５番目と第６番目のフレー
ムの画像は、第４番目のフレームのＰピクチャP1と、第
７番目のフレームのＰピクチャP4からの両方向予測画像
であるＢピクチャB5またはB6とする。 そして、本実施例においては、図10に示すように、1G
OPの符号化ビデオ・データが１クラスタの32セクタに納
まるようにエンコードされて、ミニディスク1aに記録さ
れる。この場合、再生専用のROM型のミニディスク1aに
おいては、予め、MPEG規格に基づく符号化ビデオ・デー
タを生成するに際し、1GOPを単位として、各クラスタに
各々記録されるようにエンコードが施され、これにより
生成された符号化ビデオ・データに基づいて、CDと同様
の製造工程を経て、スタンピング等が行われ、同一の符
号化ビデオ・データが記録されたミニディスク1aが大量
に生産される。 また、書き込み可能なRAM型または書き込み可能領域
と読み出し専用領域が混在したハイブリッド型（パーシ
ャルROM型）のミニディスク1aにおいては、ビデオ・エ
ンコード部27のMPEGビデオ・エンコーダ27bによって、1
GOPを単位として、各１クラスタに各々記録されるよう
にエンコードが施され、これにより生成された符号化ビ
デオ・データが、MDドライブ装置20にDMA転送されて、
ミニディスク1aに記録される。 ここで、エンコードの順番は、図９において数字で示
されている。すなわち、I0,B2,B3,P1,B5,B6,P4の順に順
次入力される各フレームの画像が、I0,P1,B2,B3,P4,B5,
B6の順に順次エンコードされる。そして、このようにエ
ンコードされた順番で、符号化ビデオ・データが１クラ
スタ内の各セクタに配置される。 但し、例外的に、1GOPの符号化ビデオ・データが１ク
ラスタ内の32セクタ内に配置することができない場合に
おいては、連続する複数のクラスタ内に、そのGOPの符
号化ビデオ・データが記録される。GOPの最終フレーム
に相当する符号化ビデオ・データがの記録位置が、クラ
スタの最後のセクタに対応しない場合は、同クラスタの
残りのセクタには、例えば、“0"等の実質的に無効なダ
ミーデータが付加的に記録される。 このようにして、本実施例においては、1GOPの先頭の
フレームがＩピクチャとして、また、一番最後のフレー
ムがＰピクチャとして、それぞれエンコードされる。そ
して、先頭のＩピクチャは、必ずクラスタの先頭に配置
されている。このようにすることで、例えば、ミニディ
スク1aをシークし、所定のクラスタの画像を間欠的に抽
出し、再生するような場合においても、各クラスタの先
頭に必ずＩピクチャが配置されているため、その抽出し
たクラスタの少なくとも１フレーム分を完全に復号する
ことが可能になる。また、同一のクラスタ内に、異なる
GOPの符号化ビデオ・データが配置されていないため、
符号化ビデオ・データを1GOP単位で他の符号化ビデオ・
データに置換するなどのカット単位での編集を容易に行
うことが可能となる。 図11と図12は、本発明のその他の実施例におけるGOP
とクラスタの関係を示している。この実施例において
は、例えば図11に示すように、15フレームにより1GOPが
構成され、順次入力される各フレームの内、第３番目の
フレームの画像がＩピクチャI0とされ、第６番目のフレ
ームの画像が、第３番目のフレームの画像I0からの前方
予測画像であるＰピクチャP3、第９番目のフレームの画
像が、第６番目のフレームの画像P3からの前方予測画像
であるＰピクチャP6とされる。また、第12番目のフレー
ムの画像は、第９番目のフレームの画像P6からの前方予
測画像であるＰピクチャP9とされる。そして、最後の第
15番目のフレームの画像は、第12番目のフレームのＰピ
クチャP9からの前方予測画像であるＰピクチャP12とさ
れる。 そして、ＩピクチャとＰピクチャの間に位置する各フ
レームの画像は、Ｂピクチャとされ、そのフレームを挟
むように前後に位置するＩピクチャまたはＢピクチャか
ら予測される。すなわち、第４番目と第５番目のフレー
ムの画像は、第３番目のフレームのＩピクチャI0と、第
６番目のフレームのＰピクチャP3からの両方向予測画像
であるＢピクチャB4,B5とされる。また、第７番目と第
８番目のフレームの画像は、第６番目と第９番目のフレ
ームのＰピクチャP3とP6からのＢピクチャB7,B8とさ
れ、第10番目と第11番目のフレームの画像は、第９番目
と第12番目のフレームのＰピクチャP6とP9からのＢピク
チャB10,B11とされる。さらに、第13番目と第14番目の
フレームの画像は、第12番目と第15番目のフレームのＰ
ピクチャP9とP12からのＢピクチャB13,B14とされる。 そして、GOPの先頭の２フレームの画像は、直前のGOP
の最後のＰピクチャP12と、対応するGOPのＩピクチャI0
からのＢピクチャB1,B2とされる。 但し、このようにGOPを構成すると、同一GOPに対応す
るクラスタのみを再生した場合、最初の２フレームのＢ
ピクチャB1,B2を復号することができない。なぜなら
ば、このＢピクチャB1,B2を予測するための基準となる
一方の画像であるＰピクチャP12が、直前のGOPに属して
おり、直前のクラスタに記録されているからである。 そこで、本実施例においては、図12に示すように、１
クラスタを構成する36セクタの内の最初の32セクタに、
上述したGOPを構成する15フレーム分の符号化ビデオ・
データがエンコードされた順番に順次配置されると共
に、最後の４セクタ、直後のGOPの先頭２フレームのＢ
ピクチャB1,B2を予測するための画像であるＰピクチャP
12に対応する符号化ビデオ・データを、予測を用いない
で自身のデータのみでが画像を再構成できる画像内符号
化によりエンコードしたＩピクチャIsとして記録する。
このＩピクチャIsは、当然のことながら、同一クラスタ
内のＰピクチャP12と重複している冗長なデータとな
る。 しかしながら、このように、冗長なＩピクチャIsを記
録しておくことで、GOPの最後の４セクタ分の符号化ビ
デオ・データのみから、元の画像をデコードすることが
可能になる。すなわち、直前のクラスタ内のGOPを全て
最初からデコードする必要がなくなる。そこで、再生対
象となるGOPの直前のGOPの最後の４セクタ分のＩピクチ
ャIsと、再生対象となるGOPの第３番目のＩピクチャI0
とから、その間に挟まれているＢピクチャB1,B2をデコ
ードすることが可能になる。 但し、上述したように、書き込み可能なミニディスク
1a（以下、パーシャルROMディスクの書き込み可能領域
も含めてMOクラスタと称す）の場合、各クラスタの最後
の４セクタの内の３セクタはリンクセクタとして確保す
るよう規格上定められている。しかしながら、再生専用
のミニディスク1a（以下、パーシャルROMディスクの再
生専用領域も含めてROMクラスタと称す）においては、
これら４セクタは、全てサブデータセクタとして自由に
利用することができる。そこで、再生専用のミニディス
ク1aの場合においては、各クラスタの最後の４セクタの
サブデータセクタ（但し、本明細書において、このサブ
データセクタとリンクセクタ双方を含めてリンクセクタ
と総称することとする）に、直後のGOPの先頭の２フレ
ームのＢピクチャB1,B2の予測画像をＩピクチャIsとし
て記録する。 図13は、本発明の一実施例における再生専用型のミニ
ディスク1a（ROMクラスタ）に対する１グループオブピ
クチャ分のデータの作成処理手順を示すフローチャート
である。 この図において、この場合、ROMクラスタは、ディス
ク全体がROM領域とされている場合はもとより、例え
ば、１枚のディスクの内、内周の所定の領域がROMクラ
スタとされ、その外周が記録可能なMOクラスタとされた
パーシャルROMも含む。 まず、図13におけるステップS1において、記録対象と
されているクラスタが、ROMクラスタであることを想定
して、GOPの先頭のフレームのピクチャ形式を決定す
る。ここで、記録すべきGOPが、例えば図10に示すよう
に、その先頭のフレームがＩピクチャとされた場合は、
次のステップS2からステップS3へ進み、最後の４セクタ
には何も記録しないで（但し、実際には、インターリー
ブを完結させるためのデータは記録される）、処理を終
える。 一方、ステップS1において、例えば図11に示すよう
に、その先頭のフレームがＩピクチャ以外のＢピクチャ
またはＰピクチャにより構成した場合、次のステップS2
からステップS4へ進み、クラスタの最後の４セクタに、
ＰピクチャP12に対応したＩピクチャIS（直後のGOPの最
初の２フレームの予測画像）を記録可能な容量であるか
否かが判定される。 記録可能な容量であると判定された場合においては、
ステップS5に進み、このＩピクチャISが記録される。こ
れに対して、ＩピクチャISのデータ量が多過ぎて、４セ
クタ内にＩピクチャISのデータを記録することができな
いと判定された場合は、ステップS3へ進み、Ｉピクチャ
ISを記録しない。 このように、クラスタの最後の４セクタと、Ｉピクチ
ャISのデータ量とを勘案して、可能な限り、直前のGOP
を利用するアルゴリズムを用い、より高画質の画像を得
るように、エンコードと記録が行われる。 図14は、本発明の一実施例における書き込み可能型の
ミニディスク1aに対する１グループオブピクチャ分の記
録処理手順を示すフローチャートである。この図におけ
るステップS11において、記録対象とされるクラスタがM
Oクラスタであると判定された場合においては、各クラ
スタの最後の４セクタには、３セクタ分のリンクセクタ
を確保することが規格上定められている｛特願平２−22
2821号（特開平４−105271号公報）及びこれに対応する
米国特許第5,243,588号明細書参照｝。したがって、こ
の場合においては、ステップS13へ進み、直前のGOPから
の予測処理は不可能であるとの前提の下に、GOPの先頭
のフレームはＩピクチャとされ、一番最後のフレームは
Ｐピクチャとして処理される。そして次にステップS14
へ進み、クラスタの最後の４セクタには特にデータは記
録しない。これにより、図９および図10に示した実施例
のフォーマットにより符号化ビデオ・データが記録され
ることになる。 図15は、本発明の一実施例におけるミニディスク1aに
対する１グループオブピクチャ分の再生処理手順を示す
フローチャートである。 最初にステップS21において、再生対象とされている
クラスタがROMクラスタであるか否かが判定される。ROM
クラスラであると判定された場合においては、ステップ
S22に進み、直前のクラスタの最後の４セクタに１ピク
チャIsが記録されているか否かが判定される。Ｉピクチ
ャIsが記録されている場合においては、ステップS23に
進み、このＩピクチャIsを利用して、次のGOPの先頭の
２フレームのＢピクチャB1、B2が復号される。 ステップS22において、クラスタの最後の４セクタに
ＩピクチャIsが記録されていないと判定された場合にお
いては、ステップS24に進み、直前のGOPのピクチャP12
を復号して得られたデータ（Ｉピクチャのデータとなっ
ている）が存在するか否かが判定される。例えば、サー
チ動作が行われているような場合、直前のGOPは、必ず
しもそのクラスタを最初のセクタから全て復号している
とは限らない。このような場合、ＰピクチャP12は、復
号されていないことが多い。従って、この場合において
は、ステップS26に進み、GOPの先頭の２フレームのＢピ
クチャB1、B2を実質的に復号しないようにする（復号し
たとしても、表示しないようにする）。これにより、乱
れた画像が表示されることが防止される。 これに対して、サーチ動作ではなく、通常の再生を行
っているような場合においては、各クラスが順次再生さ
れるため、ステップS24においては、直前のGOPのＰピク
チャP12が復号されていると判定される。この場合にお
いては、ステップS24からステップS25に進み、その復号
されたＰピクチャP12を利用しして、次のGOPの最初のフ
レームのＢピクチャB1、B2が復号される。 一方、ステップS21において、再生対象とされている
クラスタがROMのクラスタでないと判定された場合（MO
クラスタであると判定された場合）、ステップS21から
ステップS27に進み、再生対象とされているクラスタ内
のデータのみで復号が行われている。即ち、この場合に
おいては、図13のステップS2において説明したように、
クラスタの先頭にＩピクチャが配置され、クラスタの最
後にＰピクチャが配置されている。その結果、そのクラ
スタ内のデータのみで復号が可能となる。 以上においては、MPEGのデジタル圧縮ビデオデータを
ミニディスクに記録する場合を例として説明したが、本
発明はその他の圧縮方式で処理されたデジタルビデオデ
ータをその他のディスクに記録する場合にも応用するこ
とが可能である。 以上説明した通り、本発明によるディスク再生装置に
よれば、高効率符号化されたディジタル画像データを、
各クラスタに相当する１グループオブピクチャを単位と
して再生するようにしたので、GOPを単位とする編集処
理や高速早送りや逆送り再生等の特殊再生が可能とな
り、特殊再生時に画像が途切れるような事態が防止され
る。 また、クラスタの先頭に前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像が存在する場合であって、直前のク
ラスタのリンクセクタに、前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像の予測基準となる画像が、画像内符
号化画像として符号化されて記録されていないと判定し
た場合、クラスタの先頭の前方予測符号化画像または両
方向予測符号化画像の実質的な復号を禁止するようにす
ることで、画像の乱れによる再生画像の品質低下を防止
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 20/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】高効率符号化されたディジタル画像データ
    が、一定数のセクタごとにクラスタ化され、各クラスタ
    の接続部分にインターリーブ長より長いリンクセクタが
    設けられ、インターリーブ処理が施されて記録されるデ
    ィスク状記録媒体から、前記ディジタル画像データを、
    前記各クラスタに相当する１グループオブピクチャを単
    位として再生する再生手段と、 前記再生手段で１グループオブピクチャを単位として再
    生されたディジタル画像データから元の一連の画像信号
    を復号し、前記再生手段にて１グループオブピクチャを
    単位として再生されたディジタル画像データに基づい
    て、前記クラスタの先頭に前方予測符号化画像または両
    方向予測符号化画像が存在する場合であって、直前のク
    ラスタの前記リンクセクタに、前記前方予測符号化画像
    または両方向予測符号化画像の予測基準となる画像が、
    画像内符号化画像として符号化されて記録されていない
    と判定した場合、前記クラスタの先頭の前方予測符号化
    画像または両方向予測符号化画像の実質的な復号を禁止
    する復号化手段と を備えることを特徴とするディスク再生装置。
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