JP2000253360A

JP2000253360A - 信号記録装置

Info

Publication number: JP2000253360A
Application number: JP5634099A
Authority: JP
Inventors: Takeo Osaki; 竹雄大崎; Hideaki Hatanaka; 秀晃畠中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】バッファメモリ内の記録データが上書きさ
れ、記録媒体への記録が不連続になるのを防止し、かつ
過度の圧縮による入力信号の劣化を必要最小限に抑え
る。【解決手段】入力信号に対し圧縮処理を信号圧縮手段
１００で施し、圧縮後の入力信号に対し記録系信号処理
手段２１０で所定の記録系信号処理を施し、記録系信号
処理手段２１０の出力をバッファメモリ１４０に一定の
時間間隔で書き込み、バッファメモリ１４０から任意の
タイミングで読み出しを行う。そして、バッファメモリ
１４０の出力を記録手段１１０によって記録媒体に記録
するとともに、その記録状態を記録手段１１０から出力
させる。さらに、記録手段１１０の出力およびバッファ
メモリ１４０の残量に基づいて信号圧縮手段１００の最
適な圧縮率をシステム制御手段１２０で選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像信号や音声信号
等の入力信号を圧縮してディスク状の記録媒体に記録す
る信号記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の信号記録装置の構成を示す
ブロック図である。図８において、信号圧縮手段２００
は、例えば、ＭＰＥＧ２の符号化方式を用いて、画像信
号や音声信号などの入力信号に対して所定の範囲内の圧
縮率で、圧縮符号量が時間的に一定になるように制御し
ながら圧縮処理を施し、圧縮符号を記録系信号処理手段
２１０へ出力する。

【０００３】記録系信号処理手段２１０は、信号圧縮手
段２００の出力である圧縮符号に対し、変調や誤り訂正
符号化等の処理を行いつつ、同期をとりながらディスク
状の記録媒体（図示せず）に記録する形態の信号に変換
してバッファメモリ２２０に出力する。

【０００４】バッファメモリ２２０は、書き込みアドレ
スポインタ（図示せず）に同期しながら記録系信号処理
手段２１０の出力を一定の時間間隔で書き込み一時保存
し、同時に読み出しアドレスポインタ（図示せず）に同
期しながら所定の時間間隔内の任意のタイミングで記録
信号を記録手段２３０へ出力する。

【０００５】なお、上記の「一定の時間間隔で書き込
む」というのは、サンプリングしたデータをクロックに
合わせて（一定の時間間隔）、メモリのアドレスをずら
しながら（同期）書き込むという意味である。また、
「読み出しアドレスポインタに同期しながら所定の時間
間隔内の任意のタイミングで記録信号を出力する」とい
うのは、メモリのポインタを１ずつずらせながら（同
期）ディスクへ記録する所定の時間間隔内で、ディスク
のアクセス状況に応じて任意のタイミングでデータを読
み出すという意味である。

【０００６】記録手段２３０は、バッファメモリ２２０
から入力された記録信号を記録媒体に記録する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ディスク状の記録媒体
に記録信号を記録する従来の信号記録装置では、通常、
信号圧縮手段２００から発生する圧縮符号量が一定で、
記録手段２３０はそれらの圧縮符号をディスク状の記録
媒体へ記録する。しかし、信号記録装置が振動するなど
してヘッドのアクセス時間が通常よりも長くなり、記録
媒体へのリアルタイムの圧縮符号記録が困難になった時
（以下、記録不可状態と称す）、記録系信号処理手段２
１０の出力のデータ量が、記録媒体へ記録するデータの
緩衝作用を有するバッファメモリ２２０の容量を超える
可能性があった。この時バッファメモリ２２０内では、
記録データの上書きが行われ、記録媒体に記録するデー
タは不連続な記録データになるなどして、信号記録装置
はシステム破綻を起こす。

【０００８】なお、信号圧縮率を大きくすれば、バッフ
ァメモリ２２０のオーバーフローの可能性を減少させ、
不連続な記録になることを抑えることが可能であるが、
信号圧縮率を大きくすることで、入力信号が劣化すると
いう問題が生じる。

【０００９】したがって、本発明の目的は、記録状況の
時間的な変化に基づいて、次の状況を予測し、圧縮率を
選択していくことで、バッファメモリのオーバーフロー
を防止して不連続な記録になることを抑えることがで
き、しかも過度の圧縮による入力信号の劣化を必要最小
限に抑えることができる信号記録装置を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の信号記録装置は、入力信号に対し圧縮処理
を施す信号圧縮手段と、信号圧縮手段の出力信号に対し
所定の記録系信号処理を施す記録系信号処理手段と、記
録系信号処理手段の出力を一定の時間間隔で書き込み一
時保存するとともに所定の時間間隔内の任意のタイミン
グで読み出しを行うバッファメモリと、バッファメモリ
から読み出された出力を記録媒体に記録し、その記録状
態を示す信号を出力する記録手段と、信号圧縮手段にお
ける信号圧縮率を指示するシステム制御手段とを具備し
ている。そして、システム制御手段は、記録手段の出力
する記録状態を示す信号の履歴を記憶し、その履歴と現
在の記録状態から信号圧縮手段における信号圧縮率を決
定することを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、記録手段からの記録状
態を示す信号から記録可能な状態か記録不可状態である
かを判断し、予め定めた複数の圧縮率の中から最適な圧
縮率を選択決定して信号圧縮手段へ出力することができ
る。その結果、バッファメモリのオーバーフローを防止
して不連続な記録になることを抑えることができ、しか
も過度の圧縮による入力信号の劣化を必要最小限に抑え
ることができる。

【００１２】上記のシステム制御手段は、さらにバッフ
ァメモリの全容量のうち未使用の容量であるバッファメ
モリ残量を検査し、バッファメモリ残量が所定の範囲内
に収まるように信号圧縮手段における信号圧縮率を決定
するようにしてもよい。

【００１３】この構成によれば、バッファメモリ残量を
所定の範囲内に収めることができる。

【００１４】また、システム制御手段による信号圧縮率
の変化を表示する表示手段をさらに具備した構成でもよ
い。

【００１５】この構成によれば、信号圧縮率の変化を知
らせることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の信号記録装置の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の実施の形態の信号記録装置
の構成を示すブロック図である。図１において、記録系
信号処理手段２１０は、図８で示したものと同一の構成
・機能を有し、詳細な説明は省略する。

【００１８】信号圧縮手段１００は、入力信号に対しシ
ステム制御手段１２０により予め定められた複数の圧縮
率の中から選択された圧縮率Ｓ２で信号圧縮処理を施
す。圧縮の方式には、例えばＭＰＥＧ２の符号化方式が
ある。

【００１９】バッファメモリ１４０は、書き込みアドレ
スポインタ（図示せず）に同期しながら記録系信号処理
手段２１０の出力を一定の時間間隔で書き込み一時保存
し、所定の時間間隔内では、書き込みと同時に読み出し
アドレスポインタ（図示せず）に同期しながら任意のタ
イミングで記録信号を記録手段１１０へ出力し、またバ
ッファメモリ１４０の空き容量（以下、バッファメモリ
残量Ｓ０と称す）をシステム制御手段１２０に出力す
る。読み出し速度は一定とする。

【００２０】記録手段１１０は、バッファメモリ１４０
から出力された記録信号をディスク状の記録媒体（図示
せず）に記録し、その記録状態を示す信号Ｓ１をシステ
ム制御手段１２０に出力する。記録状態を示す信号Ｓ１
の例として、記録手段１１０が光ディスクの場合にはト
ラッキングエラー信号を二乗したものがある。

【００２１】システム制御手段１２０は、記録手段１１
０の記録状態を示す信号Ｓ１から、現在、記録可能か不
可能であるかの判定を行い、バッファメモリ残量Ｓ０お
よび過去の記録状態に基づいて予め用意された複数の圧
縮率の中から最適な圧縮率Ｓ２を選択して信号圧縮手段
１００に出力する。同時に、システム制御手段１２０は
圧縮率の情報Ｓ３を表示手段１３０に出力する。

【００２２】表示手段１３０は、システム制御手段１２
０から圧縮率の情報Ｓ３を受け取り、システム制御手段
１２０による圧縮率の変更などを表示する。

【００２３】図１のシステム制御手段１２０の具体例を
図２に示す。図２において、特徴抽出部３００は、記録
手段１１０からの記録状態を示す信号Ｓ１を入力とし、
所定の時間間隔Ｔ１（以下、抽出周期Ｔ１と称す）毎に
記録状態を示す信号Ｓ１（トラッキングエラー信号の二
乗）が閾値を超えたか否かの抽出を行い、閾値を超えな
い時は‘０’、閾値を超えた時は‘１’を加算部３１０
に出力する。

【００２４】加算部３１０は、予め設定された所定の時
間間隔Ｔ２（以下、判定周期Ｔ２と称す）の間、特徴抽
出部３００からの出力を加算し、その加算結果Ｋをメモ
リ３３０および圧縮率選択部３２０に出力し、その後リ
セットされる。ここで、判定周期Ｔ２は抽出周期Ｔ１の
例えば８倍とする。

【００２５】メモリ３３０は、加算部３１０の出力Ｋお
よび圧縮率選択部３２０の出力である信号圧縮率Ｓ２を
一時保存すると同時に、過去にメモリ３３０に保存され
た加算部３１０の出力ＫＰを圧縮率選択部３２０へ出力
する。圧縮率選択部３２０は判定周期Ｔ２で動作し、バ
ッファメモリ残量Ｓ０、メモリ３３０に保存されている
加算部の出力ＫＰ、そして現在の加算部３１０の出力Ｋ
を入力として、（表１）に示した判断に基づいて圧縮率
の選択を行い、信号圧縮率Ｓ２を信号圧縮手段１００お
よび表示制御部３４０へ出力する。

【００２６】表示制御部３４０は、受け取った信号圧縮
率に基づいて圧縮率の情報Ｓ３を表示手段１３０へ与え
る。

【００２７】信号記録装置の動作を、システム制御手段
１２０の動作、特に圧縮率選択部３２０の入出力に着目
して、圧縮率選択方法を示す（表１）のそれぞれの場合
について、図３から図７のタイムチャートを用いて説明
する。なお、図３から図７において、期間Ｔ２のうち、
「バッファメモリ書き込み」と記載している区間は、バ
ッファメモリに書き込みを行う期間であり、「バッファ
メモリ読み出し」と記載している区間は、バッファメモ
リに書き込みと読み出しの両方を行う期間（同時の意
味）である。

【００２８】

【表１】

【００２９】図３から図７のいずれの図も時間を横軸に
とり、システム制御手段１２０に関する各種信号の変化
を並べて示している。以降の説明は、動作時刻ｔにおけ
る圧縮率選択部３２０の動作について行う。

【００３０】図３から図７の（ａ）は、記録状態を示す
信号Ｓ１（トラッキングエラー信号の二乗）の時間的変
化で、点線は記録状態を示す信号Ｓ１の特徴を抽出する
ために予め設定した閾値を示す。

【００３１】図３から図７の（ｂ）は、記録状態を示す
信号Ｓ１が閾値を超えたかどうか、つまり記録可能状態
か記録不可状態かの判定を行う抽出周期Ｔ１を示す。

【００３２】図３から図７の（ｃ）は抽出周期Ｔ１ごと
に特徴抽出部３００が行った特徴抽出結果で、記録状態
を示す信号Ｓ１が閾値を超えると‘１’、超えなければ
‘０’を示す。

【００３３】図３から図７の（ｄ）は、圧縮率選択部３
２０が動作する判定周期Ｔ２を示す。

【００３４】図３から図７の（ｅ）は、加算部３１０が
特徴抽出部３００の出力を加算した結果を示す。加算は
Ｔ２区間だけで行われ、判定周期Ｔ２毎にリセットさ
れ、‘０’となる。動作時刻ｔ直前のＴ２区間での加算
結果をＫ、時刻ｔ−Ｔ２直前のＴ２区間の加算結果をＫ
Ｐで示している。

【００３５】図３から図７の（ｆ）は、圧縮率選択部３
２０により選択された信号圧縮率を示している。

【００３６】図３から図７の（ｇ）は、バッファメモリ
１４０のバッファメモリ残量Ｓ０を示し、記録系信号処
理手段２１０の出力を一時保存している状態、すなわち
バッファメモリ２２０の残量が減少する期間をバッファ
メモリ書き込みとし、その傾きの大きさを動作時刻ｔの
前後でそれぞれ｜α１｜、｜α２｜とおく。また、記録
手段１１０により記録信号が読み出されている状態、す
なわちバッファメモリ１４０の残量が増加する期間をバ
ッファメモリ読み出しとする。バッファメモリの書き込
みおよび読み出しの周期は判定周期Ｔ２に同期するもの
とする。（ｇ）に示したＨｉ，Ｌｏｗは予め設定したバ
ッファメモリ残量の閾値を示している。なお、判定周期
Ｔ２に同期させるのは、書き込みのみの時間と書き込み
と読出を同時に行う時間とを合わせた時間である。ま
た、任意のタイミングとは、書き込みと読み出しを同時
に行っている区間の中で、ディスクへのアクセス状況に
応じて任意のタイミングで読み出しを行うというという
意味である。

【００３７】図３から図７までに示されているバッファ
メモリ書き込みとバッファメモリ読み出しのタイミング
は、「書き込み」と「書き込み＋読み出し」をそれぞれ
所定の期間行う。上記の各図では、２つの期間が等しい
ものとして描いている。

【００３８】１．Ｓ０＞Ｈｉの場合バッファメモリ残量Ｓ０が、予め設定した閾値Ｈｉを上
回った場合を図３に示す。図３（ｇ）を見るとわかるよ
うに、バッファメモリ残量Ｓ０が動作時刻ｔの直前に、
予め設定した閾値Ｈｉを上回っている。この場合、加算
結果Ｋ、ＫＰに関わらず信号圧縮率Ｓ２を下げる。これ
により、信号圧縮手段１００による発生符号量が増加
し、結果としてバッファメモリ残量Ｓ０の減少が大きく
なることで、次回のバッファメモリ読み出し時にバッフ
ァメモリ残量Ｓ０が閾値Ｈｉを超えないようにすること
ができる。バッファメモリ残量Ｓ０のバッファメモリ書
き込み時の変化の傾きは、動作時刻ｔの前よりも後の方
が大きくなる（｜α１｜＜｜α２｜）。

【００３９】上記において、しきい値Ｈｉを最大値に対
して十分にマージンをとっておけば、動作時刻ｔに達す
る前にバッファメモリ残量Ｓ０が最大値、つまりバッフ
ァメモリがまったく空になってしまうことはない。

【００４０】２．Ｓ０＜Ｌｏｗの場合バッファメモリ残量Ｓ０が、予め設定した閾値Ｌｏｗを
下回った場合の例を図４に示す。図４（ｇ）を見るとわ
かるように、バッファメモリ残量Ｓ０が動作時刻ｔの直
前に、予め設定した閾値Ｌｏｗを下回っている。この場
合、加算結果Ｋ、ＫＰに関わらず信号圧縮率Ｓ２を上げ
る。これにより信号圧縮手段１００による発生符号量が
減少し、結果としてバッファメモリ残量Ｓ０の減少が小
さくなることで閾値Ｌｏｗを下回ることを防止できる。
バッファメモリ残量Ｓ０のバッファメモリ書き込み時の
変化の傾きは、動作時刻ｔの前よりも後の方が小さくな
る（｜α１｜＞｜α２｜）。

【００４１】上記において、しきい値Ｌｏｗを最小値に
対して十分にマージンをとっておけば、動作時刻ｔに達
する前にバッファメモリ残量Ｓ０が零、つまりバッファ
メモリが満杯になってしまうことはない。

【００４２】３．Ｌｏｗ≦Ｓ０≦Ｈｉの場合バッファメモリ残量Ｓ０が予め設定した閾値Ｌｏｗと閾
値Ｈｉの間にある場合は、現在の記録状態を示す加算結
果Ｋと過去の記録状態を示す加算結果ＫＰとを比較する
ことで記録状態の時間的な変動を含めて信号圧縮率を選
択する。以下に、Ｋ、ＫＰの大小関係により、３つの場
合に分け、それぞれ図を用いて説明する。

【００４３】ａ）Ｋ＞ＫＰの場合加算結果がＫ＞ＫＰである場合について図５を用いて説
明する。記録状態を示す信号Ｓ１を図５（ａ）とする
と、抽出周期Ｔ１で特徴抽出した結果は図５（ｃ）のよ
うになり、記録可能状態と記録不可状態が‘１’と
‘０’で区別される。これを判定周期Ｔ２間毎に加算し
た結果が図５（ｅ）で、動作時刻ｔ直前の判定周期Ｔ２
間の加算結果がＫ、時刻ｔ−Ｔ２直前の判定周期Ｔ２間
の加算結果がＫＰである。この場合、Ｋ＝４、ＫＰ＝２
であることから、記録不可状態になる頻度が増加してい
ると判断できる。この時、圧縮率選択部３２０は、（表
１）に示したように予め設定したＫ＞ＫＰの場合の動
作、すなわち圧縮率を上げるという動作を行う。この結
果、バッファメモリ残量Ｓ０のバッファメモリ書き込み
時の変化の傾きは、動作時刻ｔの前よりも後の方が小さ
くなり（｜α１｜＞｜α２｜）、バッファメモリ残量Ｓ
０をＬｏｗ≦Ｓ０≦Ｈｉの範囲に抑えることができる。

【００４４】ｂ）Ｋ＝ＫＰの場合加算結果がＫ＝ＫＰである場合について図６を用いて説
明する。記録状態を示す信号Ｓ１を図６（ａ）とする
と、抽出周期Ｔ１で特徴抽出した結果は図６（ｃ）のよ
うになり、記録可能状態と記録不可状態が‘１’と
‘０’で区別される。これを判定周期Ｔ２間毎に加算し
た結果が図６（ｅ）で、動作時刻ｔ直前の判定周期Ｔ２
間の加算結果がＫ、時刻ｔ−Ｔ２直前の判定周期Ｔ２間
の加算結果がＫＰである。この場合、Ｋ＝２、ＫＰ＝２
であることから、記録不可状態になる頻度が変化してい
ないと判断できる。この時、圧縮率選択部３２０は、
（表１）に示したように予め設定したＫ＝ＫＰの場合の
動作、すなわち信号圧縮率を維持するという動作を行
う。この結果、バッファメモリ残量Ｓ０のバッファメモ
リ書き込み時の変化の傾きは、動作時刻ｔの前後で変化
せず（｜α１｜＝｜α２｜）、バッファメモリ残量はＬ
ｏｗ≦Ｓ０≦Ｈｉの範囲にある。

【００４５】ｃ）Ｋ＜ＫＰの場合加算結果がＫ＜ＫＰである場合について図７を用いて説
明する。記録状態を示す信号Ｓ１を図７（ａ）とする
と、抽出周期Ｔ１で特徴抽出した結果は図７（ｃ）のよ
うになり、記録可能状態と記録不可状態が‘１’と
‘０’で区別される。これを判定周期Ｔ２間毎に加算し
た結果が図７（ｅ）で、動作時刻ｔ直前のＴ２間の加算
結果がＫ、ｔ−Ｔ２直前のＴ２間の加算結果がＫＰであ
る。この場合、Ｋ＝１、ＫＰ＝２であることから、記録
不可状態になる頻度が減少していると判断できる。この
時、圧縮率選択部３２０は、（表１）に示したように予
め設定したＫ＜ＫＰの場合の動作、すなわち圧縮率を下
げるという動作を行う。この結果、バッファメモリ残量
Ｓ０のバッファメモリ書き込み時の変化の傾きは、動作
時刻ｔの前よりも後の方が大きくなり（｜α１｜＜｜α
２｜）、バッファメモリ残量をＬｏｗ≦Ｓ０≦Ｈｉの範
囲で抑えることができる。

【００４６】よって、この実施の形態の信号記録装置
は、システム制御手段１２０が記録状態を示す信号Ｓ１
およびバッファメモリ残量Ｓ０を入力として、それぞれ
の場合に応じて圧縮率を選択することで、バッファメモ
リ内での上書き発生による不連続な記録を防止し、過度
の圧縮による信号の劣化を抑えることができる。

【００４７】なお、以上の説明における特徴抽出の方法
は説明のための一例であり、もちろんこれに限ったもの
ではなく、フォーカスの誤差信号を用いるなど様々な方
法がある。また圧縮率選択の方法は、説明のための一例
であり、もちろんこの方法に限ったものではなく、抽出
周期Ｔ１または判定周期Ｔ２を変化させる、また判断の
ために用いる過去の記録状態をＫＰだけでなくその前の
記録状態まで用いて圧縮率を選択する、など多くの場合
がある。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の信号記録装置に
よれば、信号記録装置が装置の使用環境の変化やディス
クの損傷などにより記録不可状態になった場合、過去の
記録状態に基づいて、さらにはバッファメモリ残量に基
づいて将来の記録状況を予測して信号圧縮率の変更を行
うことで、バッファメモリのオーバーフローを防止し、
不連続な記録になることを最小限に抑えることができ、
しかも過度の圧縮による入力信号の劣化を必要最小限に
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による信号記録装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１のシステム制御手段１２０の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】バッファメモリ残量の閾値により信号圧縮率を
下げることを示すタイムチャートである。

【図４】バッファメモリ残量の閾値により信号圧縮率を
上げることを示すタイムチャートである。

【図５】記録状態に基づいて信号圧縮率を上げることを
示すタイムチャートである。

【図６】記録状態に基づいて信号圧縮率を維持すること
を示すタイムチャートである。

【図７】記録状態に基づいて信号圧縮率を下げることを
示すタイムチャートである。

【図８】従来の信号記録装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１００，２００信号圧縮手段２１０記録系信号処理手段１４０，２２０バッファメモリ１１０，２３０記録手段１２０システム制御手段１３０表示手段３００特徴抽出部３１０加算部３２０圧縮率選択部３３０メモリ３４０表示制御部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｆターム(参考） 5C053 FA23 GB28 GB38 KA04 KA24 5C059 KK35 MC11 SS11 TA46 TC15 TC41 TD12 UA02 UA32 5D044 AB05 AB07 BC01 BC04 CC04 EF03 GK08 GK10 5D066 CA12 SA07 SB11 SC03 SE01 SF02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号に対し圧縮処理を施す信号圧縮
手段と、前記信号圧縮手段の出力信号に対し所定の記録
系信号処理を施す記録系信号処理手段と、前記記録系信
号処理手段の出力を一定の時間間隔で書き込み一時保存
するとともに所定の時間間隔内の任意のタイミングで読
み出しを行うバッファメモリと、前記バッファメモリか
ら読み出された出力を記録媒体に記録し、その記録状態
を示す信号を出力する記録手段と、前記信号圧縮手段に
おける信号圧縮率を指示するシステム制御手段とを具備
し、前記システム制御手段は、前記記録手段の出力する
記録状態を示す信号の履歴を記憶し、その履歴と現在の
記録状態から前記信号圧縮手段における信号圧縮率を決
定することを特徴とする信号記録装置。
【請求項２】システム制御手段は、バッファメモリの
全容量のうち未使用の容量であるバッファメモリ残量を
検査し、前記バッファメモリ残量が所定の範囲内に収ま
るように前記圧縮手段における信号圧縮率を決定するこ
とを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項３】システム制御手段による信号圧縮率の変
化を表示する表示手段をさらに具備したことを特徴とす
る請求項２記載の信号記録装置。