JP2009267828A - 映像再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＡＩＤ構成のデータ記憶装置に対する負荷が軽減され、かつ、映像データの読み出しの遅延が防止されると共に速い反応速度で高速再生が行われる映像再生装置を提供する。
【解決手段】データ読み出し部２によりディスク装置１から連続する所定数のフレームの映像データｖ１が読み出され、蓄積用映像データｖｓが出力される。蓄積用映像データｖｓは、キャッシュメモリ３に取り込まれ、一括して映像データｖ２として記録される。キャッシュメモリ３に記録されている映像データｖ２のうち、設定された再生速度に対応するフレームの映像データのみがバッファメモリ４に転送され、再生用の順序で映像データｖ３として記録される。バッファメモリ４に記憶されている映像データｖ３は、映像データ復号部５により再生用の順序で復号化され、同映像データ復号部５から映像出力データｖｄが出力される。
【選択図】図１

Description

この発明は、映像再生装置に係り、たとえば、テレビ放送送出用のビデオサーバや番組編集用の編集機などで、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks ）構成のデータ記憶装置に記録されている映像データを高速再生する場合に用いて好適な映像再生装置に関する。

ビデオサーバなどの映像再生装置では、ハードディスクなどの大容量記憶装置から、動画像や音声などの時間的に連続なデータが読み出され、クライアントが要求する転送レートを保証してネットワークにデータが送出される。映像や音声などのデータ送出では、サービス品質（ＱｏＳ；Quality of Service）が継続的に確保される必要がある。このため、映像再生装置は、大容量記憶装置から一定速度でデータを読み出す機構と、転送レートを保証してネットワークにデータを送出する機構とを備えている。データを記憶する大容量記憶装置としては、負荷分散や冗長性を高めるためにＲＡＩＤ構成のハードディスクが主に用いられる。

この種の関連する技術としては、たとえば、特許文献１に記載されたビデオサーバにおけるデータ格納管理方法がある。
このビデオサーバは、複数のディスク状記録媒体から構成されるデータ記憶装置と、外部データ記憶装置と外部端末に接続された入出力装置と、入出力データを格納するバッファメモリと、データ記憶装置のデータ格納配置及びデータ転送を管理するディスク状記録媒体・バッファデータ管理部と、データ記憶装置とバッファメモリ及び入出力装置を制御するマイクロプロセッサとから構成されている。そして、データ記憶装置に、高速再生用ビデオデータが連続配置になるように記録され、同データ記憶装置からバッファメモリへビデオデータが高速に読み出される。

また、特許文献２に記載された映像蓄積配送装置では、特殊再生又は任意のフレームから再生を開始するために、各フレームの映像データ蓄積装置内の格納場所を示すフレームアドレステーブルと、複数の映像蓄積配送装置と複数のチャネルとを接続するスイッチバスを制御するための制御ユニットとを有している。そして、スイッチバスを介して、映像蓄積配送装置間、及びユーザの映像再生装置間のデータ転送が行われる。映像データを蓄積する光ディスクデータ蓄積装置から、時分割で複数の映像データが読み出され、磁気ディスク装置又は半導体メモリ上に一時的に蓄積された後、各ユーザに配送される。
特開平１１−２０５７５５号公報（要約書、図１） 特開平０７−２３６１３２号公報（要約書、図１）

しかしながら、上記各文献を含む上記技術では、次のような問題点があった。
すなわち、ＲＡＩＤ構成のハードディスクを使用した映像再生装置では、映像データが複数のハードディスクに分散されて不連続に記録されているため、高速再生する場合には、ハードディスクのヘッドの移動時間の影響により、映像データの読み出しに遅延が発生する。このため、速い反応速度で高速再生を行うことが困難になると共に、ハードディスクに対する負荷が高くなるという問題点がある。

また、特許文献１に記載されたビデオサーバでは、データが一括して読み出されることにより、読み出し速度が向上するが、倍速再生値が、ＲＡＩＤを構成するデータ格納用ハードディスク装置の数の整数倍に限定されるという問題点がある。たとえば、ＲＡＩＤ−３の場合、一般に、データ格納用のハードディスクが４台で構成されるが、この場合の再生倍速値は、４，８，１６，…倍速に限定される。

特許文献２に記載された映像蓄積配送装置では、データが一括して読み出されることにより、読み出し速度が向上するが、再生倍速値が変更された場合は、ディスク装置からデータを読み込む必要があるため、速い反応速度での高速再生は期待できないという問題点がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ＲＡＩＤ構成のデータ記憶装置に対する負荷が軽減され、かつ、記録されている映像データの読み出しの遅延が防止されると共に比較的速い反応速度で高速再生が行われる映像再生装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、映像再生装置に係り、複数のディスク状の記録媒体を有し、第１の映像データがフレーム単位で前記各記録媒体に順繰りに分散記録される第１の映像データ記憶手段と、該第１の映像データ記憶手段に記録されている前記第１の映像データのうちの連続する所定数のフレームの映像データを取り込んで一括して第２の映像データとして記録する第２の映像データ記憶手段と、該第２の映像データ記憶手段に記録されている前記第２の映像データのうちの再生に必要なフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で第３の映像データとして記録する第３の映像データ記憶手段と、該第３の映像データ記憶手段に記憶されている前記第３の映像データを前記再生用の順序で復号化して再生用映像データとして出力する復号化手段とを備えてなることを特徴としている。

この発明の構成によれば、第１の映像データ記憶手段に記録されている第１の映像データのうちの連続する所定数のフレームの映像データが、第２の映像データ記憶手段に取り込まれて一括して第２の映像データとして記録され、同第２の映像データのうちの再生に必要なフレームの映像データのみが第３の映像データ記憶手段に取り込まれ再生用の順序で第３の映像データとして記録され、同第３の映像データが復号化手段により再生用の順序で復号化されて再生用映像データとして出力されるので、たとえば、８倍速再生のような高速再生を行う場合でも、第１の映像データ記憶手段に対する負荷を軽減できると共に、映像データの読み出しの遅延を防止できる。

複数のディスク状の記録媒体を有し、第１の映像データがフレーム単位で前記各記録媒体に順繰りに分散記録される第１の映像データ記憶手段と、該第１の映像データ記憶手段から、連続する所定数のフレームの映像データを読み出して蓄積用映像データとして出力する映像データ読み出し手段と、該映像データ読み出し手段により出力された前記蓄積用映像データを取り込んで一括して第２の映像データとして記録する第２の映像データ記憶手段と、該第２の映像データ記憶手段に記録されている前記第２の映像データのうちの再生に必要なフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で第３の映像データとして記録する第３の映像データ記憶手段と、該第３の映像データ記憶手段に記憶されている前記第３の映像データを前記再生用の順序で復号化して再生用映像データとして出力する復号化手段とを備える映像再生装置を提供する。

また、この発明では、上記第３の映像データ記憶手段は、上記第２の映像データ記憶手段に記録されている上記第２の映像データのうちから、設定された再生速度に対応するフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で上記第３の映像データとして記録する構成とされている。

また、この発明では、上記第３の映像データ記憶手段は、設定されている再生速度が変更されたとき、既に取り込まれている映像データを消去すると共に変更後の再生速度に対応するフレームの映像データを取り込む構成とされている。これにより、たとえば８倍速再生から５倍速再生に変更された場合でも、比較的速い反応速度で高速再生を行うことができる。

また、この発明では、上記第３の映像データ記憶手段は、記憶されている上記第３の映像データが上記復号化手段で復号化された後も一定量の上記第３の映像データをそのまま残す構成とされ、上記復号化手段は、上記第３の映像データ記憶手段に残されている上記第３の映像データを上記再生用の順序に対して逆の順序で復号化して再生用映像データとして出力する構成とされている。これにより、より速い反応速度で逆方向再生を実現することができる。

また、この発明では、上記第１の映像データ記憶手段は、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks ）構成のハードディスクで構成されている。

また、この発明では、上記第３の映像データ記憶手段は、ＦＩＦＯ（First In First Out）構成のメモリで構成されている。

図１は、この発明の第１の実施例である映像再生装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の映像再生装置は、同図に示すように、ディスク装置（ＲＡＩＤ）１と、データ読み出し部２と、キャッシュメモリ３と、バッファメモリ４と、映像データ復号部５と、制御部６と、ユーザインタフェース７とから構成されている。ディスク装置１は、たとえばＲＡＩＤ構成のハードディスクなど、複数のディスク状の記録媒体により構成され、映像データｖ１（第１の映像データ）がフレーム単位で各記録媒体に順繰りに分散記録されている。データ読み出し部２は、ディスク装置１から、連続する所定数のフレームの映像データｖ１を読み出して蓄積用映像データｖｓとして出力する。

キャッシュメモリ３は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）などで構成され、データ読み出し部２により出力された蓄積用映像データｖｓを取り込んで一括して映像データｖ２（第２の映像データ）として記録する。バッファメモリ４は、たとえば、ＦＩＦＯ（First In First Out）構成のメモリで構成され、キャッシュメモリ３に記録されている映像データｖ２のうちの再生に必要なフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で映像データｖ３（第３の映像データ）として記録する。特に、この実施例では、バッファメモリ４は、キャッシュメモリ３に記録されている映像データｖ２のうちから、設定された再生速度に対応するフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で映像データｖ３として記録する。また、バッファメモリ４は、設定されている再生速度が変更されたとき、既に取り込まれている映像データを消去すると共に変更後の再生速度に対応するフレームの映像データを取り込んで再生用の順序で映像データｖ３として記録する。

映像データ復号部５は、バッファメモリ４に記憶されている映像データｖ３を上記再生用の順序で復号化して映像出力データｖｄ（再生用映像データ）として出力する。制御部６は、上記データ読み出し部２、キャッシュメモリ３、バッファメモリ４及び映像データ復号部５を制御する。ユーザインタフェース７は、ユーザの操作に基づいて、制御部６に対して各部を制御するための指示を行う。

図２は、図１の映像再生装置による８倍速再生の動作を説明する図、図３は、図１の映像再生装置による８倍速再生から５倍速再生に変更されるときの動作を説明する図、及び図４が、図１の映像再生装置の動作を説明するフローチャートである。
これらの図を参照して、この例の映像再生装置の動作について説明する。
この映像再生装置では、データ読み出し部２によりディスク装置１にアクセスされ、連続する所定数のフレームの映像データｖ１が読み出され、同データ読み出し部２から蓄積用映像データｖｓが出力される。蓄積用映像データｖｓは、図４に示すように、キャッシュメモリ３に取り込まれ、一括して映像データｖ２として記録される（ステップＡ１）。キャッシュメモリ３に記録されている映像データｖ２のうち、設定された再生速度に対応するフレームの映像データのみがバッファメモリ４に転送され、再生用の順序で映像データｖ３として記録される（ステップＡ２）。バッファメモリ４に記憶されている映像データｖ３は、映像データ復号部５により再生用の順序で復号化され、同映像データ復号部５から映像出力データｖｄが出力される（ステップＡ３）。また、設定されている再生速度が変更されたとき（ステップＡ４）、バッファメモリ４に既に取り込まれている映像データが消去され（ステップＡ５）、ステップＡ２に戻り、変更後の再生速度に対応するフレームの映像データがバッファメモリ４に転送されて再生用の順序で映像データｖ３として記録される。

たとえば、ユーザインタフェース７の指示により、ディスク装置１に記録されている映像データがフレーム番号“０”から８倍速で再生される場合、まず、図２に示すように、ディスク装置１に記録されている映像データが、フレーム番号“０”から例えば“２４”まで読み出され、一括してキャッシュメモリ３に書き込まれる。そして、キャッシュメモリ３から８倍速再生に必要なフレーム番号“０”，“８，“１６”，“２４”の映像データのみがバッファメモリ４に転送され、映像データ復号部５で復号化される。これにより、８倍速再生が実現する。この再生開始後、ユーザインタフェース７から指示がない限り、引き続き、ディスク装置１に記録されている映像データのフレーム番号“２５”以降の映像データがキャッシュメモリ３に読み込まれ、８倍速再生に必要なデータのみがバッファメモリ４に転送されて映像データ復号部５で復号化され、この動作が繰り返されて８倍速再生が継続される。

また、図３に示すように、キャッシュメモリ３のフレーム番号“９６”，“１０４”，“１１２”，“１２０”の映像データがバッファメモリ４に転送されて８倍速再生が実行されているときに、５倍速再生に変更する指示が行われた場合、次に再生するべき映像データのフレーム番号は、“１０１”，“１０６”，“１１１”となるが、これらの映像データは、既にキャッシュメモリ３内に存在しているため、バッファメモリ４の映像データがクリアされた上で、同キャッシュメモリ３からバッファメモリ４に転送され、映像データ復号部５で復号化される。これにより、データ読み出し速度が比較的遅いディスク装置１からデータを読み出す場合と比較して、速い反応速度で高速再生が実現する。

以上のように、この第１の実施例では、データ読み出し部２によりディスク装置１から連続する所定数のフレームの映像データｖ１が読み出され、同データ読み出し部２から蓄積用映像データｖｓが出力され、同蓄積用映像データｖｓがキャッシュメモリ３に取り込まれて一括して映像データｖ２として記録されるので、８倍速再生のような高速再生を行う場合でも、ディスク装置１に対する負荷が軽減されると共に、映像データの読み出しの遅延が防止される。また、８倍速再生から５倍速再生に変更された場合でも、比較的速い反応速度で高速再生が行われる。

この発明の第２の実施例の映像再生装置では、第１の実施例を示す図１中のバッファメモリ４及び映像データ復号部５に代えて、新たな機能が付加された図示しないバッファメモリ４Ａ及び映像データ復号部５Ａが設けられている。
バッファメモリ４Ａは、バッファメモリ４の機能に加え、記憶されている映像データｖ３が映像データ復号部５Ａで復号化された後も一定量の同映像データｖ３をそのまま残す構成とされている。映像データ復号部５Ａは、映像データ復号部５の機能に加え、バッファメモリ４Ａに残されている映像データｖ３を再生用の順序に対して逆の順序で復号化して映像出力データｖｄとして出力する。他は、図１と同様の構成である。

図５は、この第２の実施例の映像再生装置の動作を説明する図である。
この図を参照して、この例の映像再生装置の動作について説明する。
この映像再生装置では、たとえば、キャッシュメモリ３の映像データｖ２のフレーム番号“０”から８倍速の高速再生を行う場合、同図（ａ）に示すように、再生開始前では、バッファメモリ４Ａには、フレーム番号“０”，“８”，“１６”，“２４”，…という順序で映像データｖ３が格納されている。そして、映像データ復号部５Ａにより、この順序で復号化が行われ、映像出力データｖｄが出力される。

また、同図（ｂ）に示すように、８倍速順方向再生開始後では、制御部６により、再生終了後も一定量のデータがバッファメモリ４Ａに残るように制御される。そして、フレーム番号“０”，“８”，…，“８０”まで再生された時点で、ユーザインタフェース７から８倍速逆方向再生の指示が行われた場合、同図（ｃ）に示すように、その時点でバッファメモリ４Ａに残っているフレーム番号“７２”，“６４”，“５６”，…の順序で逆方向に復号化が行われる。この場合、キャッシュメモリ３からバッファメモリ４Ａへ再度データを転送する必要がないため、より速い反応速度で逆方向再生が行われる。

以上のように、この第２の実施例では、バッファメモリ４Ａにより、記憶されている映像データｖ３が映像データ復号部５Ａで復号化された後も一定量の同映像データｖ３が残り、かつ、映像データ復号部５Ａにより、バッファメモリ４Ａに残されている映像データｖ３が再生用の順序に対して逆の順序で復号化されるので、第１の実施例の利点に加え、より速い反応速度で逆方向再生が実現する。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、ディスク装置１は、ハードディスクに限らず、ＲＡＩＤ構成の光磁気ディスクなどでも良い。

この発明は、ＲＡＩＤ構成のデータ記憶装置に記録されている映像データを再生する場合全般に適用でき、特に、高速再生を行う場合に効果的である。

この発明の第１の実施例である映像再生装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 図１の映像再生装置による８倍速再生の動作を説明する図である。 図１の映像再生装置による８倍速再生から５倍速再生に変更されるときの動作を説明する図である。 図１の映像再生装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の第２の実施例である映像再生装置の動作を説明する図である。

符号の説明

１ ディスク装置（第１の映像データ記憶手段）
２ データ読み出し部（映像データ読み出し手段）
３ キャッシュメモリ（第２の映像データ記憶手段）
４，４Ａ バッファメモリ（第３の映像データ記憶手段）
５，５Ａ 映像データ復号部（復号化手段）
６ 制御部（映像再生装置の一部）
７ ユーザインタフェース（映像再生装置の一部）

Claims (7)

1. 複数のディスク状の記録媒体を有し、第１の映像データがフレーム単位で前記各記録媒体に順繰りに分散記録される第１の映像データ記憶手段と、
   該第１の映像データ記憶手段に記録されている前記第１の映像データのうちの連続する所定数のフレームの映像データを取り込んで一括して第２の映像データとして記録する第２の映像データ記憶手段と、
   該第２の映像データ記憶手段に記録されている前記第２の映像データのうちの再生に必要なフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で第３の映像データとして記録する第３の映像データ記憶手段と、
   該第３の映像データ記憶手段に記憶されている前記第３の映像データを前記再生用の順序で復号化して再生用映像データとして出力する復号化手段とを備えてなることを特徴とする映像再生装置。
2. 複数のディスク状の記録媒体を有し、第１の映像データがフレーム単位で前記各記録媒体に順繰りに分散記録される第１の映像データ記憶手段と、
   該第１の映像データ記憶手段から、連続する所定数のフレームの映像データを読み出して蓄積用映像データとして出力する映像データ読み出し手段と、
   該映像データ読み出し手段により出力された前記蓄積用映像データを取り込んで一括して第２の映像データとして記録する第２の映像データ記憶手段と、
   該第２の映像データ記憶手段に記録されている前記第２の映像データのうちの再生に必要なフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で第３の映像データとして記録する第３の映像データ記憶手段と、
   該第３の映像データ記憶手段に記憶されている前記第３の映像データを前記再生用の順序で復号化して再生用映像データとして出力する復号化手段とを備えてなることを特徴とする映像再生装置。
3. 前記第３の映像データ記憶手段は、
   前記第２の映像データ記憶手段に記録されている前記第２の映像データのうちから、設定された再生速度に対応するフレームの映像データのみを取り込んで再生用の順序で前記第３の映像データとして記録する構成とされていることを特徴とする請求項２記載の映像再生装置。
4. 前記第３の映像データ記憶手段は、
   設定されている再生速度が変更されたとき、既に取り込まれている映像データを消去すると共に変更後の再生速度に対応するフレームの映像データを取り込む構成とされていることを特徴とする請求項３記載の映像再生装置。
5. 前記第３の映像データ記憶手段は、
   記憶されている前記第３の映像データが前記復号化手段で復号化された後も一定量の前記第３の映像データをそのまま残す構成とされ、
   前記復号化手段は、
   前記第３の映像データ記憶手段に残されている前記第３の映像データを前記再生用の順序に対して逆の順序で復号化して再生用映像データとして出力する構成とされていることを特徴とする請求項２、３又は４記載の映像再生装置。
6. 前記第１の映像データ記憶手段は、
   ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks ）構成のハードディスクで構成されていることを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の映像再生装置。
7. 前記第３の映像データ記憶手段は、
   ＦＩＦＯ（First In First Out）構成のメモリで構成されていることを特徴とする請求項２、３、４、５又は６記載の映像再生装置。

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