JP4030276B2 - デジタル映像記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ハードディスクビデオレコーダやＤＶＤレコーダのようなデジタル映像記録再生装置に関し、特に、早送り又は早戻し再生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。図１０において、ＧＯＰは、ＭＰＥＧ方式で採用されているビットストリームを構成するグループ・オブ・ピクチャを示す。ＧＯＰ内の四角形で描かれた各フレームは、フレーム内符号化ピクチャであるＩ（イントラ）ピクチャ、並びに、フレーム間符合化ピクチャであるＰ（プレディクティブ）ピクチャ及びＢ（バイディレクショナリープレディクティブ）ピクチャを示す。図１０において、Ｉピクチャには、ｉ１からｉ１０までの符合を付す。従来のデジタル映像記録再生装置においては、通常再生時には、図１０の左側から右側に向けて順にフレームを表示する。また、早送り再生時には、フレーム間符号化を行うＰピクチャ及びＢピクチャの復元が困難であるので、フレーム内符号化により復元されるＩピクチャのみを間欠的に表示する方式が広く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のデジタル映像記録再生装置における早送り再生時には全てのピクチャを再生するのではなく、Ｂ，Ｐピクチャを間引いてＩピクチャのみを再生していくので、再生画像が滑らかではなく（即ち、再生画像の動きに滑らかさがなく）、再生画像が不自然に感じられるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、早送り又は早戻し再生時に滑らかな再生画像を表示できるデジタル映像記録再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデジタル映像記録再生装置は、複数の符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段とを有し、早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中の符号化ピクチャを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段とを有し、前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせることを特徴としている。
【０００６】
請求項２のデジタル映像記録再生装置は、フレーム内符号化ピクチャ及びフレーム間符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段とを有し、早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中のフレーム内符号化ピクチャのみを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段とを有し、前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３のデジタル映像記録再生装置は、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記システムクロックに同期してデコードし、早送り再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードするオーディオデコーダを有することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４のデジタル映像記録再生装置は、早送り再生時には、前記オーディオデコーダによりデコードされたオーディオデータをバッファリングし、前記ビデオバッファからビデオデータが出力されるタイミングに応じてオーディオデータを出力するオーディオバッファを有することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５のデジタル映像記録再生装置は、前記記録媒体が、磁気ディスク、光ディスク、及び半導体メモリのいずれかであることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。尚、実施の形態１においては記録媒体にデータを記録する機能を持つ装置について説明するが、本発明のデジタル映像記録再生装置には、ＤＶＤ再生装置のような再生専用の装置（データが記録された記録媒体をセットすることによってデータを受け取る装置）も含まれる。
【００１３】
図１に示されるように、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、デジタル放送を受信するチューナ１１を有する。デジタル放送用のデジタル信号は、例えば、高能率符号化方式であるＭＰＥＧ２方式におけるトランスポートストリーム（ＴＳ）である。トランスポートストリームは、１８８バイトのトランスポートパケット（ＴＳパケット）が複数個集まって構成される。ＴＳパケットは、パケットヘッダとペイロードで構成される。パケットヘッダには、ＰＩＤ（パケット識別子）や各種のフラグが定義されている。このＰＩＤによりＴＳパケットの種類が識別される。同一のＰＩＤを持つペイロードを結合することで所望の映像や音声の圧縮データを抽出することができる。
【００１４】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、ＰＩＤフィルタ１２と、データ記録部１３と、記録媒体１４とを有する。ＰＩＤフィルタ１２は、受信したトランスポートストリームから、記録媒体１４に記録すべきデータを抽出する。記録媒体１４は、例えば、磁気ディスク（ハードディスク）、書き込み可能なＤＶＤのような光ディスク、半導体メモリ等のいずれかであるが、ランダムアクセス可能な記録媒体であれば他の記録媒体であってもよい。データ記録部１３は、例えば、磁気ディスクにデータを書き込む磁気ヘッド、光ディスクにデータを書き込む光学系、半導体メモリにデータを記録する回路等のいずれかであるが、記録媒体に応じて変更可能である。
【００１５】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、記録媒体１４からデータを読み出すデータ読み出し部１５と、トランスポートストリームデマルチプレクサ（ＴＳデマルチプレクサ）１６と、ビデオデータをデコードするビデオデコーダ１７と、早送り又は早戻し再生時にビデオデコーダ１７によりデコードされたビデオデータをバッファリングし、システムクロックに同期した垂直周期（ＶＳＹＮＣ）に同期して出力するビデオバッファ１８と、ビデオバッファ１８から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ信号変換部１９とを有する。ＴＳデマルチプレクサ１６は、チューナ１１から送られてきた又はデータ読み出し部１５から出力されたトランスポートストリームを解析し画像圧縮データと音声圧縮データに分離する。ＴＳデマルチプレクサ１６は、画像圧縮データをビデオデコーダ１７に送出し、音声圧縮データをオーディオデコーダ２０に送出する。
【００１６】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、データ読み出し部１５により記録媒体１４から読み出されたオーディオデータをデコードするオーディオデコーダ２０と、オーディオデコーダ２０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するオーディオＤＡ変換部（オーディオＤＡＣ）２１とを有する。オーディオデコーダ２０は、通常再生時には、システムクロックに同期してオーディオデータをデコードし、早送り又は早戻し再生時にはデータ読み出し部１５により記録媒体１４から読み出されたオーディオデータをｎ倍速クロックに同期したｎ倍速垂直同期信号に同期してデコードする。
【００１７】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、操作ボタン又はリモコン等のユーザインターフェース２２と、所定の周波数を持つシステムクロックを発生するシステムクロック発生部２３と、システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）の周波数を持つｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生部２４と、システムクロック切換部２５と、ｎ倍速映像同期信号生成部２６と、映像同期信号生成部２７とを有する。
【００１８】
受信したデジタル放送を表示する動作は次の通りである。チューナ１１で受信されたトランスポートストリームはＴＳデマルチプレクサ１６で画像圧縮データと音声圧縮データに分離され、それぞれビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０に送られる。ビデオデコーダ１７でデコードされたビデオデータは、ｎ倍速映像同期信号生成部２６からの垂直同期信号及び水平同期信号等の映像同期信号に同期してビデオデコーダ１７から出力される。ビデオデコーダ１７から出力されたデータはビデオバッファ１８に入力される。データはビデオバッファ１８に蓄積されず、そのままアナログ信号変換部１９に入力されアナログ信号に変換され出力される。一方、オーディオデコーダ２０は、音声圧縮データをデコードして得られたオーディオデータをオーディオＤＡＣ２１に送る。オーディオＤＡＣ２１は、オーディオデータをアナログ変換して出力する。このときビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、及び映像同期信号生成部２７に供給される基本クロックは、ＴＳデマルチプレクサ１６が受信データからクロック再生したクロックである。
【００１９】
記憶媒体１４に記録されているデータを通常速度で再生する動作は次の通りである。データ読み出し部１５は、ＴＳデマルチプレクサ１６とのバッファフロー制御により記録媒体１４から再生データを読み出し、ＴＳデマルチプレクサ１６に転送する。また、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０とＴＳデマルチプレクサ１６間もバッファフロー制御によりデータを転送する。よって、各デコーダ１７，２０の入力バッファに空きが発生したときにＴＳデマルチプレクサ１６から各データが出力される。さらに、ＴＳデマルチプレクサ１６の入力バッファに空きが生じたときに記録媒体１４からデータが読み出され、ＴＳデマルチプレクサ１６にデータが転送される。各デコーダ１７，２０にデータが入力された以降の動作は、上記したデジタル放送を表示する場合の動作と同様である。尚、記憶媒体１４に記録されているデータを通常速度で再生する場合、ビデオデコーダ１７、オーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、映像同期信号生成部２７に供給される基本クロックは、システムクロック発生部２３が生成するクロックである。
【００２０】
記憶媒体１４に記録されているデータを早送り再生（早送りモード）する動作は次の通りである。ユーザインターフェース２２がユーザによるｎ倍速の早送り指示を受けると、ｎ倍速クロック発生部２４、システムクロック切換部２５、ｎ倍速映像同期信号生成部２６に早送りモードの指示を通知する。ｎ倍速早送り指示により、システムクロック発生部２３から出力されるクロックに基づき、ｎ倍速クロック発生部２４は、システムクロックのｎ倍周のｎ倍速クロックを生成する。システムクロック切換部２５は、ｎ倍速クロック発生部２４からのｎ倍速クロックをシステムクロックとして、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、映像同期信号生成部２７に供給する。ビデオデコーダ１７は、システムクロックがｎ倍の周波数となったので、ｎ倍のデコード速度でデコード処理を行う。その結果、ビデオデコーダ１７の入力バッファは通常再生時よりｎ倍早く空き領域が生じ、記録媒体１４からの再生データが通常再生時のｎ倍の転送レートでビデオデコーダ１７に入力される。
【００２１】
図２は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置による３倍速早送り再生時の動作を示すタイミングチャートである。図２において、４１は、ｎ倍速映像同期信号生成部２６で生成されたｎ倍速垂直同期信号（ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ）である。また、５７は、映像同期信号生成部２７で生成された垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）である。ＶＳＹＮＣは、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣよりもｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期分、位相が遅れるように生成される。図２において、４２，４３，４４は、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においてデコードされたピクチャフレームＡを示している。次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においては、符合４５，４６，４７が付されたピクチャフレームＢがデコードされる。さらにその次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においては、符合４８，４９，５０が付されたピクチャフレームＣがデコードされる。図２においてビデオデコーダ出力として示されるように、各フレームはｎ倍周波数でデコードされ、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期毎に後段のビデオバッファ１８に出力される。
【００２２】
早送り再生時には、ビデオバッファ１８はビデオデータを蓄積する。ビデオバッファ１８に蓄積されるビデオデータは、１ピクチャフレーム全てではなく、ｎ倍速早送り再生時はピクチャフレームデータをｎ分割し、そのうちのひとつを蓄積する。このためＶＳＹＮＣ周期にビデオバッファ１８に蓄積されるデータ量は、通常再生時と同じになる。図２において、５１は、ビデオデコーダ１７でデコードされたピクチャフレームＡのうち始めの１／ｎ（ｎ＝３）のデータ部分４２をビデオバッファ１８内のビデオメモリに蓄積したものである。
【００２３】
ｎ分割したデータのうちどの分割データを蓄積するかは次のように決める。あるｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積した分割データが、分割データの先頭からｉ番目（ｉは、１以上Ｎ以下の整数であり、Ｎは、２以上の予め決められた自然数である。）であるとき、次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積する分割データはｉ＋１となるようにする。あるｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積した分割データが、分割データの先頭からＮ番目の場合は、次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積するデータは分割データの先頭を蓄積するようにする。図２においては、符合４２が付されたピクチャフレームＡの分割第１番目データＡ１をビデオバッファ１８に蓄積している（図２における符合５１）。次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期では、ピクチャフレームＢの分割第２番目データＢ２を、さらに次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期では、ピクチャフレームＣの分割第３番目データＣ３をそれぞれビデオバッファ１８に蓄積している（図２における符合５２，５３）。蓄積したデータＡ１，Ｂ２，Ｃ３は、垂直方向に上から下に向かって、古いピクチャフレームから新しいピクチャフレームの順に、それぞれ１ピクチャの１／Ｎの画像領域を配置し、新たな１ピクチャフレームを構成する。このデータは、映像同期信号生成部２７からのＶＳＹＮＣに同期して、１ＶＳＹＮＣ周期に１ピクチャフレーム分のデータがビデオバッファから出力される（５４，５５，５６）。このような処理を連続的に繰り返すことによって、ビデオテープレコーダにおける早送り再生と同様の滑らかな画像による早送り再生が実現できる。
【００２４】
このときｎ倍速クロックにより通常の１／ｎの期間でデコードされたオーディオデータはそのままオーディオＤＡＣ２１でｎ倍速クロックによりアナログ変換され、図２に符合６１，６２，６３で示されるタイミングで音声出力される。
【００２５】
図３は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。実施の形態１のデジタル映像記録再生装置においては、通常再生時には、図４の左側から右側に向けて順にフレームを表示する。また、早送り再生時には、例えば、Ｉピクチャｉ１，Ｂピクチャｂ２，Ｐピクチャｐ１のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｉピクチャｉ１の１／３領域Ａ１と，Ｂピクチャｂ２の１／３領域Ｂ２と、Ｐピクチャｐ１の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。次に、例えば、Ｂピクチャｂ３，Ｂピクチャｂ４，Ｉピクチャｉ２のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｂピクチャｂ３の１／３領域Ａ１と，Ｂピクチャｂ４の１／３領域Ｂ２と、Ｉピクチャｉ２の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。
【００２６】
図４は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における他の再生方式を概念的に示す説明図である。図３においては、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャをデコードする場合を例示したが、図４に示されるように、Ｉピクチャを順にデコードして、複数枚のＩピクチャから１枚のフレームを合成するようにすることも可能である。この方法は、早送り再生時に、フレーム間符号化を行うＰピクチャ及びＢピクチャの復元が困難である場合に有効である。例えば、３倍速再生時には、Ｉピクチャｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５，ｉ６，ｉ７，ｉ８，ｉ９，ｉ１０…のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｉピクチャｉ１の１／３領域Ａ１と，Ｉピクチャｉ２の１／３領域Ｂ２と、Ｉピクチャｉ３の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。
【００２７】
図５は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置におけるさらに他の再生方式を概念的に示す説明図である。図４においては、全てのＩピクチャをデコードする場合を例示したが、図５に示されるようにＩピクチャを間欠的にデコードして、複数枚のＩピクチャから１枚のフレームを合成するようにすることも可能である。この方法は、極めて高速な早送り再生時に有効である。図５は、３倍速早送り再生時に、Ｉピクチャｉ１，ｉ３，ｉ５から１枚のフレームを合成して画像を表示させた場合を示している。
【００２８】
以上説明したように、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。
【００２９】
尚、上記説明においては、早送り再生について説明したが、画像を時間の流れとは逆方向に動かす早戻し再生においても、早送り再生と同様の処理を実行することにより、滑らかな早戻し再生画像を実現できる。
【００３０】
実施の形態２
図６は、本発明の実施の形態２に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。図６において、上記図１に示された構成と同一又は対応する構成には同じ符合を付す。実施の形態２のデジタル映像記録再生装置は、オーディオデコーダ２０の後段にオーディオバッファ２８を備え、オーディオバッファ２８の出力をオーディオＤＡＣ２１に出力するように構成した点が、上記実施の形態１のデジタル映像記録再生装置と相違する。
【００３１】
実施の形態２のデジタル映像記録再生装置の動作を説明する。受信したデジタル放送を表示するとき又は通常再生時には、ビデオバッファ１８と同様にオーディオバッファ２８にオーディオデータを蓄積せずに、そのままオーディオＤＡＣ２１に出力する。ｎ倍速早送り再生時にはオーディオデコーダ２０からの出力データをオーディオバッファ２８で蓄積する。蓄積したデータは、ビデオデータのビデオバッファ１８からの出力と同様に、映像同期信号生成部２７からの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）に同期してオーディオＤＡＣ２１に出力される。
【００３２】
図７は、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置による３倍速早送り再生時の動作を示すタイミングチャートである。図７に示されるように、オーディオバッファ出力は蓄積されてから、符合６４，６５，６６で示されるように次のＶＳＹＮＣに同期して出力される。
【００３３】
以上説明したように、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。また、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置によれば、より高い精度で映像と音声の同期がとれた早送り再生が実現できる。
【００３４】
尚、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１と同一である。
【００３５】
実施の形態３
図８は、本発明の実施の形態３に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。図８において、上記図１に示された構成と同一又は対応する構成には同じ符合を付す。実施の形態３のデジタル映像記録再生装置は、映像データとグラフィックスデータをオーバレイする機能を備えた点が、上記実施の形態１のデジタル映像記録再生装置と相違する。
【００３６】
図８に示されるように、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置は、現在時刻情報を出力する現在時刻カウンタ３１と、データ記録部１３が記録媒体１４にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに現在時刻カウンタ３１から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加するタイムスタンプ付加部３２と、データ読み出し部１５により記録媒体１４からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力するタイムスタンプ抽出・除去部３３と、タイムスタンプ抽出・除去部３３から出力された記録時刻情報及び現在時刻カウンタ３１から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成部３４と、グラフィックス生成部３４により生成されたグラフィックスデータをビデオデコーダ１７によりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ部３５とを有する。
【００３７】
グラフィックス生成部３４は、データ記録部１３により記録媒体１４にデータを記録しているときには、デジタル放送の表示画像に現在時刻をオーバレイ表示させることができる。また、再生動作をしているときには、抽出したタイムスタンプの値（即ち、録画時刻）を再生画像にオーバレイ表示させることができる。さらにまた、データ記録部１３により記録媒体１４に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に記録媒体１４に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時（即ち、後追い再生時）には、グラフィックス生成部３４が、記録媒体１４に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ及び番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタのグラフィックスデータを生成し、再生画像にオーバレイさせることができる。図９は、記録ポインタ７４と再生ポインタ７３の表示例を示す図である。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。また、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によれば、再生時刻と記録時刻の関係がわかり、早送りで後追い再生をしている場合には、後どのくらいの時間でライブ放送に追いつけるかを視覚的にとらえることができる。
【００３９】
尚、実施の形態３において、上記以外の点は、上記実施の形態１と同一である。また、実施の形態３に、実施の形態２におけるオーディオバッファを適用することもできる。
【００４０】
また、上記実施の形態１から３までは、本発明を適用した装置を例示したものであり、本発明は実施の形態１から３までには限定されず、種々の変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から５までの発明によれば、画像の滑らかな早送り又は早戻し再生ができるという効果がある。
【００４２】
また、請求項３及び４の発明によれば、音声の滑らかな早送り再生ができるという効果がある。
【００４３】
また、請求項１及び２の発明によれば、再生時刻と記録時刻を表示できるという効果がある。
【００４４】
また、請求項１及び２の発明によれば、早送りで後追い再生をしている場合に、後どのくらいの時間でライブ放送に追いつけるかを視覚的にとらえることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置の３倍速早送り再生時における動作を示すタイミングチャートである。
【図３】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。
【図４】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における他の再生方式を概念的に示す説明図である。
【図５】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置におけるさらに他の再生方式を概念的に示す説明図である。
【図６】 本発明の実施の形態２に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 実施の形態２のデジタル映像記録再生装置の３倍速早送り再生時における動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態３に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によるグラフィックス表示を示す図である。
【図１０】 従来のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１１ チューナ、 １２ ＰＩＤフィルタ、 １３ データ記録部、 １４ 記録媒体、 １５ データ読み出し部、 １６ ＴＳデマルチプレクサ、 １７ビデオデコーダ、 １８ ビデオバッファ、 １９ アナログ信号変換部、 ２０ オーディオデコーダ、 ２１ オーディオＤＡＣ、 ２２ ユーザインターフェース、 ２３ システムクロック発生部、 ２４ ｎ倍速クロック発生部、 ２５ システムクロック切換部、 ２６ ｎ倍速映像同期信号成生成部、 ２７ 映像同期信号生成部、 ４１ ｎ倍速垂直同期信号（ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ）、 ４２，４３，４４ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＡの１／３の画像データＡ１，Ａ２，Ａ３、 ４５，４６，４７ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＢの１／３の画像データＢ１，Ｂ２，Ｂ３、 ４８，４９，５０ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＣの１／３の画像データＣ１，Ｃ２，Ｃ３、 ５１，５２，５３ ビデオバッファに蓄積されたピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃの１／３の画像データＡ１，Ｂ２，Ｃ３、 ５４，５５，５６ ビデオバッファからのデータ出力Ａ１，Ｂ２，Ｃ３、 ５７ 垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、 ６１，６２，６３ ピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃと同期したオーディオデコーダ出力データＡ，Ｂ，Ｃ、 ３０１，３０２，３０３早送り再生時に表示するピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃの１／３の画像データＡ１，Ｂ２，Ｃ３、 ２８ オーディオバッファ、 ６４，６５，６６ オーディオバッファからのオーディオデータ出力Ａ，Ｂ，Ｃ、 ３１ 現在時刻カウンタ、 ３２ タイムスタンプ付加部、 ３３ タイムスタンプ抽出・除去部、 ３４ グラフィックス生成部、 ３５ ビデオオーバレイ部、 ７１ ディスプレイ画面、 ７２ 再生・記録位置表示位置、 ７３ 再生ポインタ、 ７４ 記録ポインタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ハードディスクビデオレコーダやＤＶＤレコーダのようなデジタル映像記録再生装置に関し、特に、早送り又は早戻し再生に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。図１０において、ＧＯＰは、ＭＰＥＧ方式で採用されているビットストリームを構成するグループ・オブ・ピクチャを示す。ＧＯＰ内の四角形で描かれた各フレームは、フレーム内符号化ピクチャであるＩ（イントラ）ピクチャ、並びに、フレーム間符合化ピクチャであるＰ（プレディクティブ）ピクチャ及びＢ（バイディレクショナリープレディクティブ）ピクチャを示す。図１０において、Ｉピクチャには、ｉ１からｉ１０までの符合を付す。従来のデジタル映像記録再生装置においては、通常再生時には、図１０の左側から右側に向けて順にフレームを表示する。また、早送り再生時には、フレーム間符号化を行うＰピクチャ及びＢピクチャの復元が困難であるので、フレーム内符号化により復元されるＩピクチャのみを間欠的に表示する方式が広く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のデジタル映像記録再生装置における早送り再生時には全てのピクチャを再生するのではなく、Ｂ，Ｐピクチャを間引いてＩピクチャのみを再生していくので、再生画像が滑らかではなく（即ち、再生画像の動きに滑らかさがなく）、再生画像が不自然に感じられるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、早送り又は早戻し再生時に滑らかな再生画像を表示できるデジタル映像記録再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデジタル映像記録再生装置は、複数の符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段とを有し、早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中の符号化ピクチャを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段とを有し、前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせることを特徴としている。
【０００６】
請求項２のデジタル映像記録再生装置は、フレーム内符号化ピクチャ及びフレーム間符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段とを有し、早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中のフレーム内符号化ピクチャのみを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段とを有し、前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３のデジタル映像記録再生装置は、通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記システムクロックに同期してデコードし、早送り再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードするオーディオデコーダを有することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４のデジタル映像記録再生装置は、早送り再生時には、前記オーディオデコーダによりデコードされたオーディオデータをバッファリングし、前記ビデオバッファからビデオデータが出力されるタイミングに応じてオーディオデータを出力するオーディオバッファを有することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５のデジタル映像記録再生装置は、前記記録媒体が、磁気ディスク、光ディスク、及び半導体メモリのいずれかであることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。尚、実施の形態１においては記録媒体にデータを記録する機能を持つ装置について説明するが、本発明のデジタル映像記録再生装置には、ＤＶＤ再生装置のような再生専用の装置（データが記録された記録媒体をセットすることによってデータを受け取る装置）も含まれる。
【００１３】
図１に示されるように、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、デジタル放送を受信するチューナ１１を有する。デジタル放送用のデジタル信号は、例えば、高能率符号化方式であるＭＰＥＧ２方式におけるトランスポートストリーム（ＴＳ）である。トランスポートストリームは、１８８バイトのトランスポートパケット（ＴＳパケット）が複数個集まって構成される。ＴＳパケットは、パケットヘッダとペイロードで構成される。パケットヘッダには、ＰＩＤ（パケット識別子）や各種のフラグが定義されている。このＰＩＤによりＴＳパケットの種類が識別される。同一のＰＩＤを持つペイロードを結合することで所望の映像や音声の圧縮データを抽出することができる。
【００１４】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、ＰＩＤフィルタ１２と、データ記録部１３と、記録媒体１４とを有する。ＰＩＤフィルタ１２は、受信したトランスポートストリームから、記録媒体１４に記録すべきデータを抽出する。記録媒体１４は、例えば、磁気ディスク（ハードディスク）、書き込み可能なＤＶＤのような光ディスク、半導体メモリ等のいずれかであるが、ランダムアクセス可能な記録媒体であれば他の記録媒体であってもよい。データ記録部１３は、例えば、磁気ディスクにデータを書き込む磁気ヘッド、光ディスクにデータを書き込む光学系、半導体メモリにデータを記録する回路等のいずれかであるが、記録媒体に応じて変更可能である。
【００１５】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、記録媒体１４からデータを読み出すデータ読み出し部１５と、トランスポートストリームデマルチプレクサ（ＴＳデマルチプレクサ）１６と、ビデオデータをデコードするビデオデコーダ１７と、早送り又は早戻し再生時にビデオデコーダ１７によりデコードされたビデオデータをバッファリングし、システムクロックに同期した垂直周期（ＶＳＹＮＣ）に同期して出力するビデオバッファ１８と、ビデオバッファ１８から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するアナログ信号変換部１９とを有する。ＴＳデマルチプレクサ１６は、チューナ１１から送られてきた又はデータ読み出し部１５から出力されたトランスポートストリームを解析し画像圧縮データと音声圧縮データに分離する。ＴＳデマルチプレクサ１６は、画像圧縮データをビデオデコーダ１７に送出し、音声圧縮データをオーディオデコーダ２０に送出する。
【００１６】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、データ読み出し部１５により記録媒体１４から読み出されたオーディオデータをデコードするオーディオデコーダ２０と、オーディオデコーダ２０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するオーディオＤＡ変換部（オーディオＤＡＣ）２１とを有する。オーディオデコーダ２０は、通常再生時には、システムクロックに同期してオーディオデータをデコードし、早送り又は早戻し再生時にはデータ読み出し部１５により記録媒体１４から読み出されたオーディオデータをｎ倍速クロックに同期したｎ倍速垂直同期信号に同期してデコードする。
【００１７】
また、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置は、操作ボタン又はリモコン等のユーザインターフェース２２と、所定の周波数を持つシステムクロックを発生するシステムクロック発生部２３と、システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）の周波数を持つｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生部２４と、システムクロック切換部２５と、ｎ倍速映像同期信号生成部２６と、映像同期信号生成部２７とを有する。
【００１８】
受信したデジタル放送を表示する動作は次の通りである。チューナ１１で受信されたトランスポートストリームはＴＳデマルチプレクサ１６で画像圧縮データと音声圧縮データに分離され、それぞれビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０に送られる。ビデオデコーダ１７でデコードされたビデオデータは、ｎ倍速映像同期信号生成部２６からの垂直同期信号及び水平同期信号等の映像同期信号に同期してビデオデコーダ１７から出力される。ビデオデコーダ１７から出力されたデータはビデオバッファ１８に入力される。データはビデオバッファ１８に蓄積されず、そのままアナログ信号変換部１９に入力されアナログ信号に変換され出力される。一方、オーディオデコーダ２０は、音声圧縮データをデコードして得られたオーディオデータをオーディオＤＡＣ２１に送る。オーディオＤＡＣ２１は、オーディオデータをアナログ変換して出力する。このときビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、及び映像同期信号生成部２７に供給される基本クロックは、ＴＳデマルチプレクサ１６が受信データからクロック再生したクロックである。
【００１９】
記憶媒体１４に記録されているデータを通常速度で再生する動作は次の通りである。データ読み出し部１５は、ＴＳデマルチプレクサ１６とのバッファフロー制御により記録媒体１４から再生データを読み出し、ＴＳデマルチプレクサ１６に転送する。また、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０とＴＳデマルチプレクサ１６間もバッファフロー制御によりデータを転送する。よって、各デコーダ１７，２０の入力バッファに空きが発生したときにＴＳデマルチプレクサ１６から各データが出力される。さらに、ＴＳデマルチプレクサ１６の入力バッファに空きが生じたときに記録媒体１４からデータが読み出され、ＴＳデマルチプレクサ１６にデータが転送される。各デコーダ１７，２０にデータが入力された以降の動作は、上記したデジタル放送を表示する場合の動作と同様である。尚、記憶媒体１４に記録されているデータを通常速度で再生する場合、ビデオデコーダ１７、オーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、映像同期信号生成部２７に供給される基本クロックは、システムクロック発生部２３が生成するクロックである。
【００２０】
記憶媒体１４に記録されているデータを早送り再生（早送りモード）する動作は次の通りである。ユーザインターフェース２２がユーザによるｎ倍速の早送り指示を受けると、ｎ倍速クロック発生部２４、システムクロック切換部２５、ｎ倍速映像同期信号生成部２６に早送りモードの指示を通知する。ｎ倍速早送り指示により、システムクロック発生部２３から出力されるクロックに基づき、ｎ倍速クロック発生部２４は、システムクロックのｎ倍周のｎ倍速クロックを生成する。システムクロック切換部２５は、ｎ倍速クロック発生部２４からのｎ倍速クロックをシステムクロックとして、ビデオデコーダ１７及びオーディオデコーダ２０、ｎ倍速映像同期信号生成部２６、映像同期信号生成部２７に供給する。ビデオデコーダ１７は、システムクロックがｎ倍の周波数となったので、ｎ倍のデコード速度でデコード処理を行う。その結果、ビデオデコーダ１７の入力バッファは通常再生時よりｎ倍早く空き領域が生じ、記録媒体１４からの再生データが通常再生時のｎ倍の転送レートでビデオデコーダ１７に入力される。
【００２１】
図２は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置による３倍速早送り再生時の動作を示すタイミングチャートである。図２において、４１は、ｎ倍速映像同期信号生成部２６で生成されたｎ倍速垂直同期信号（ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ）である。また、５７は、映像同期信号生成部２７で生成された垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）である。ＶＳＹＮＣは、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣよりもｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期分、位相が遅れるように生成される。図２において、４２，４３，４４は、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においてデコードされたピクチャフレームＡを示している。次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においては、符合４５，４６，４７が付されたピクチャフレームＢがデコードされる。さらにその次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣの１周期においては、符合４８，４９，５０が付されたピクチャフレームＣがデコードされる。図２においてビデオデコーダ出力として示されるように、各フレームはｎ倍周波数でデコードされ、ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期毎に後段のビデオバッファ１８に出力される。
【００２２】
早送り再生時には、ビデオバッファ１８はビデオデータを蓄積する。ビデオバッファ１８に蓄積されるビデオデータは、１ピクチャフレーム全てではなく、ｎ倍速早送り再生時はピクチャフレームデータをｎ分割し、そのうちのひとつを蓄積する。このためＶＳＹＮＣ周期にビデオバッファ１８に蓄積されるデータ量は、通常再生時と同じになる。図２において、５１は、ビデオデコーダ１７でデコードされたピクチャフレームＡのうち始めの１／ｎ（ｎ＝３）のデータ部分４２をビデオバッファ１８内のビデオメモリに蓄積したものである。
【００２３】
ｎ分割したデータのうちどの分割データを蓄積するかは次のように決める。あるｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積した分割データが、分割データの先頭からｉ番目（ｉは、１以上Ｎ以下の整数であり、Ｎは、２以上の予め決められた自然数である。）であるとき、次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積する分割データはｉ＋１となるようにする。あるｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積した分割データが、分割データの先頭からＮ番目の場合は、次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期に蓄積するデータは分割データの先頭を蓄積するようにする。図２においては、符合４２が付されたピクチャフレームＡの分割第１番目データＡ１をビデオバッファ１８に蓄積している（図２における符合５１）。次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期では、ピクチャフレームＢの分割第２番目データＢ２を、さらに次のｘＮ＿ＶＳＹＮＣ周期では、ピクチャフレームＣの分割第３番目データＣ３をそれぞれビデオバッファ１８に蓄積している（図２における符合５２，５３）。蓄積したデータＡ１，Ｂ２，Ｃ３は、垂直方向に上から下に向かって、古いピクチャフレームから新しいピクチャフレームの順に、それぞれ１ピクチャの１／Ｎの画像領域を配置し、新たな１ピクチャフレームを構成する。このデータは、映像同期信号生成部２７からのＶＳＹＮＣに同期して、１ＶＳＹＮＣ周期に１ピクチャフレーム分のデータがビデオバッファから出力される（５４，５５，５６）。このような処理を連続的に繰り返すことによって、ビデオテープレコーダにおける早送り再生と同様の滑らかな画像による早送り再生が実現できる。
【００２４】
このときｎ倍速クロックにより通常の１／ｎの期間でデコードされたオーディオデータはそのままオーディオＤＡＣ２１でｎ倍速クロックによりアナログ変換され、図２に符合６１，６２，６３で示されるタイミングで音声出力される。
【００２５】
図３は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。実施の形態１のデジタル映像記録再生装置においては、通常再生時には、図４の左側から右側に向けて順にフレームを表示する。また、早送り再生時には、例えば、Ｉピクチャｉ１，Ｂピクチャｂ２，Ｐピクチャｐ１のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｉピクチャｉ１の１／３領域Ａ１と，Ｂピクチャｂ２の１／３領域Ｂ２と、Ｐピクチャｐ１の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。次に、例えば、Ｂピクチャｂ３，Ｂピクチャｂ４，Ｉピクチャｉ２のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｂピクチャｂ３の１／３領域Ａ１と，Ｂピクチャｂ４の１／３領域Ｂ２と、Ｉピクチャｉ２の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。
【００２６】
図４は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における他の再生方式を概念的に示す説明図である。図３においては、Ｉ，Ｐ，Ｂピクチャをデコードする場合を例示したが、図４に示されるように、Ｉピクチャを順にデコードして、複数枚のＩピクチャから１枚のフレームを合成するようにすることも可能である。この方法は、早送り再生時に、フレーム間符号化を行うＰピクチャ及びＢピクチャの復元が困難である場合に有効である。例えば、３倍速再生時には、Ｉピクチャｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４，ｉ５，ｉ６，ｉ７，ｉ８，ｉ９，ｉ１０…のフレームを通常再生時の３倍の速度で順にデコードし、Ｉピクチャｉ１の１／３領域Ａ１と，Ｉピクチャｉ２の１／３領域Ｂ２と、Ｉピクチャｉ３の１／３領域Ｃ３とを合成して構成された画像を表示する。
【００２７】
図５は、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置におけるさらに他の再生方式を概念的に示す説明図である。図４においては、全てのＩピクチャをデコードする場合を例示したが、図５に示されるようにＩピクチャを間欠的にデコードして、複数枚のＩピクチャから１枚のフレームを合成するようにすることも可能である。この方法は、極めて高速な早送り再生時に有効である。図５は、３倍速早送り再生時に、Ｉピクチャｉ１，ｉ３，ｉ５から１枚のフレームを合成して画像を表示させた場合を示している。
【００２８】
以上説明したように、実施の形態１のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。
【００２９】
尚、上記説明においては、早送り再生について説明したが、画像を時間の流れとは逆方向に動かす早戻し再生においても、早送り再生と同様の処理を実行することにより、滑らかな早戻し再生画像を実現できる。
【００３０】
実施の形態２
図６は、本発明の実施の形態２に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。図６において、上記図１に示された構成と同一又は対応する構成には同じ符合を付す。実施の形態２のデジタル映像記録再生装置は、オーディオデコーダ２０の後段にオーディオバッファ２８を備え、オーディオバッファ２８の出力をオーディオＤＡＣ２１に出力するように構成した点が、上記実施の形態１のデジタル映像記録再生装置と相違する。
【００３１】
実施の形態２のデジタル映像記録再生装置の動作を説明する。受信したデジタル放送を表示するとき又は通常再生時には、ビデオバッファ１８と同様にオーディオバッファ２８にオーディオデータを蓄積せずに、そのままオーディオＤＡＣ２１に出力する。ｎ倍速早送り再生時にはオーディオデコーダ２０からの出力データをオーディオバッファ２８で蓄積する。蓄積したデータは、ビデオデータのビデオバッファ１８からの出力と同様に、映像同期信号生成部２７からの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）に同期してオーディオＤＡＣ２１に出力される。
【００３２】
図７は、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置による３倍速早送り再生時の動作を示すタイミングチャートである。図７に示されるように、オーディオバッファ出力は蓄積されてから、符合６４，６５，６６で示されるように次のＶＳＹＮＣに同期して出力される。
【００３３】
以上説明したように、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。また、実施の形態２のデジタル映像記録再生装置によれば、より高い精度で映像と音声の同期がとれた早送り再生が実現できる。
【００３４】
尚、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１と同一である。
【００３５】
実施の形態３
図８は、本発明の実施の形態３に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。図８において、上記図１に示された構成と同一又は対応する構成には同じ符合を付す。実施の形態３のデジタル映像記録再生装置は、映像データとグラフィックスデータをオーバレイする機能を備えた点が、上記実施の形態１のデジタル映像記録再生装置と相違する。
【００３６】
図８に示されるように、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置は、現在時刻情報を出力する現在時刻カウンタ３１と、データ記録部１３が記録媒体１４にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに現在時刻カウンタ３１から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加するタイムスタンプ付加部３２と、データ読み出し部１５により記録媒体１４からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力するタイムスタンプ抽出・除去部３３と、タイムスタンプ抽出・除去部３３から出力された記録時刻情報及び現在時刻カウンタ３１から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成部３４と、グラフィックス生成部３４により生成されたグラフィックスデータをビデオデコーダ１７によりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ部３５とを有する。
【００３７】
グラフィックス生成部３４は、データ記録部１３により記録媒体１４にデータを記録しているときには、デジタル放送の表示画像に現在時刻をオーバレイ表示させることができる。また、再生動作をしているときには、抽出したタイムスタンプの値（即ち、録画時刻）を再生画像にオーバレイ表示させることができる。さらにまた、データ記録部１３により記録媒体１４に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に記録媒体１４に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時（即ち、後追い再生時）には、グラフィックス生成部３４が、記録媒体１４に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ及び番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタのグラフィックスデータを生成し、再生画像にオーバレイさせることができる。図９は、記録ポインタ７４と再生ポインタ７３の表示例を示す図である。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によれば、画像と音声の滑らかなｎ倍速早送り再生が実現できる。また、実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によれば、再生時刻と記録時刻の関係がわかり、早送りで後追い再生をしている場合には、後どのくらいの時間でライブ放送に追いつけるかを視覚的にとらえることができる。
【００３９】
尚、実施の形態３において、上記以外の点は、上記実施の形態１と同一である。また、実施の形態３に、実施の形態２におけるオーディオバッファを適用することもできる。
【００４０】
また、上記実施の形態１から３までは、本発明を適用した装置を例示したものであり、本発明は実施の形態１から３までには限定されず、種々の変更が可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１から５までの発明によれば、画像の滑らかな早送り又は早戻し再生ができるという効果がある。
【００４２】
また、請求項３及び４の発明によれば、音声の滑らかな早送り再生ができるという効果がある。
【００４３】
また、請求項１及び２の発明によれば、再生時刻と記録時刻を表示できるという効果がある。
【００４４】
また、請求項１及び２の発明によれば、早送りで後追い再生をしている場合に、後どのくらいの時間でライブ放送に追いつけるかを視覚的にとらえることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置の３倍速早送り再生時における動作を示すタイミングチャートである。
【図３】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。
【図４】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置における他の再生方式を概念的に示す説明図である。
【図５】 実施の形態１のデジタル映像記録再生装置におけるさらに他の再生方式を概念的に示す説明図である。
【図６】 本発明の実施の形態２に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 実施の形態２のデジタル映像記録再生装置の３倍速早送り再生時における動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態３に係るデジタル映像記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態３のデジタル映像記録再生装置によるグラフィックス表示を示す図である。
【図１０】 従来のデジタル映像記録再生装置における再生方式を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
１１ チューナ、 １２ ＰＩＤフィルタ、 １３ データ記録部、 １４ 記録媒体、 １５ データ読み出し部、 １６ ＴＳデマルチプレクサ、 １７ビデオデコーダ、 １８ ビデオバッファ、 １９ アナログ信号変換部、 ２０ オーディオデコーダ、 ２１ オーディオＤＡＣ、 ２２ ユーザインターフェース、 ２３ システムクロック発生部、 ２４ ｎ倍速クロック発生部、 ２５ システムクロック切換部、 ２６ ｎ倍速映像同期信号成生成部、 ２７ 映像同期信号生成部、 ４１ ｎ倍速垂直同期信号（ｘＮ＿ＶＳＹＮＣ）、 ４２，４３，４４ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＡの１／３の画像データＡ１，Ａ２，Ａ３、 ４５，４６，４７ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＢの１／３の画像データＢ１，Ｂ２，Ｂ３、 ４８，４９，５０ ビデオデコーダから出力されたピクチャフレームＣの１／３の画像データＣ１，Ｃ２，Ｃ３、 ５１，５２，５３ ビデオバッファに蓄積されたピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃの１／３の画像データＡ１，Ｂ２，Ｃ３、 ５４，５５，５６ ビデオバッファからのデータ出力Ａ１，Ｂ２，Ｃ３、 ５７ 垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、 ６１，６２，６３ ピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃと同期したオーディオデコーダ出力データＡ，Ｂ，Ｃ、 ３０１，３０２，３０３早送り再生時に表示するピクチャフレームＡ，Ｂ，Ｃの１／３の画像データＡ１，Ｂ２，Ｃ３、 ２８ オーディオバッファ、 ６４，６５，６６ オーディオバッファからのオーディオデータ出力Ａ，Ｂ，Ｃ、 ３１ 現在時刻カウンタ、 ３２ タイムスタンプ付加部、 ３３ タイムスタンプ抽出・除去部、 ３４ グラフィックス生成部、 ３５ ビデオオーバレイ部、 ７１ ディスプレイ画面、 ７２ 再生・記録位置表示位置、 ７３ 再生ポインタ、 ７４ 記録ポインタ。
Claims (5)
- 複数の符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、
所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、
通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、
前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、
前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段と
を有し、
早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中の符号化ピクチャを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚の符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、
前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、
現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、
前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、
前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、
前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、
前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段と
を有し、
前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせる
ことを特徴とするデジタル映像記録再生装置。 - フレーム内符号化ピクチャ及びフレーム間符号化ピクチャを含むグループ・オブ・ピクチャを構成要素としたビットストリーム形式のビデオデータが記録されたランダムアクセス可能な記録媒体からデータを読み出す読み出し手段と、
所定のシステムクロックを発生するシステムクロック発生手段と、
通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータを前記システムクロックに同期してデコードするビデオデコーダと、
前記ビデオデコーダによりデコードされたビデオデータをバッファリングし、前記システムクロックに同期して出力するビデオバッファと、
前記システムクロックのｎ倍（ｎは２以上の整数）のｎ倍速クロックを発生するｎ倍速クロック発生手段と
を有し、
早送り又は早戻し再生時には、前記ビデオデコーダが、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたビデオデータの中のフレーム内符号化ピクチャのみを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードしてフレームデータを生成し、前記ビデオバッファが、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータのそれぞれをｎ分割し、ｎ枚のフレーム内符号化ピクチャのフレームデータの画面上の位置がそれぞれ異なる１／ｎの領域を合成することにより１枚のフレームデータを構成して出力するデジタル映像記録再生装置において、
前記ビットストリーム形式のビデオデータを前記記録媒体に記録する記録手段と、
現在時刻情報を出力する現在時刻出力手段と、
前記記録手段が前記記録媒体にビデオデータを記録する際に、ビデオデータに前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報を記録時刻情報として付加する記録時刻情報付加手段と、
前記読み出し手段により前記記録媒体からビデオデータを読み出す際に、ビデオデータに付加された記録時刻情報を抽出・除去し、ビデオデータ及び記録時刻情報を別々に出力する記録時刻情報抽出・除去手段と、
前記記録時刻情報抽出・除去手段から出力された記録時刻情報及び前記現在時刻出力手段から出力された現在時刻情報の少なくともいずれか一方に関する情報を含むグラフィックスデータを生成するグラフィックス生成手段と、
前記グラフィックス生成手段により生成されたグラフィックスデータを前記デコーダによりデコードされたビデオデータにオーバレイするビデオオーバレイ手段と
を有し、
前記記録手段により前記記録媒体に記録時刻情報が付加されたビデオデータを記録しながら、現在時刻よりも前に前記記録媒体に記録されているビデオデータを再生するタイムシフト記録・再生時に、前記グラフィックス生成手段が、前記記録媒体に記録されたデータに含まれる番組時間情報に基づいて、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在記録中であるかを示す記録ポインタ、番組の開始時刻と終了時刻の間のどの位置を現在再生中であるかを示す再生ポインタ、番組の開始時刻の位置、及び番組の終了時刻の位置を含むグラフィックスデータを生成し、前記ビデオオーバレイ手段が、前記生成されたグラフィックスデータを再生画像にオーバレイさせる
ことを特徴とするデジタル映像記録再生装置。 - 通常再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記システムクロックに同期してデコードし、早送り再生時には、前記読み出し手段により前記記録媒体から読み出されたオーディオデータを前記ｎ倍速クロックに同期してデコードするオーディオデコーダを有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のデジタル映像記録再生装置。
- 早送り再生時には、前記オーディオデコーダによりデコードされたオーディオデータをバッファリングし、前記ビデオバッファからビデオデータが出力されるタイミングに応じてオーディオデータを出力するオーディオバッファを有することを特徴とする請求項３に記載のデジタル映像記録再生装置。
- 前記記録媒体が、磁気ディスク、光ディスク、及び半導体メモリのいずれかであることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のデジタル映像記録再生装置。
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