JPH08223530A - 映像記録／再生方法および映像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクに記録する１ＧＯＰ当りのフレー
ム数を可変とすることにより、時間分解能の高い映像ソ
ース等を再生可能としたり、冗長フレームを削除した圧
縮効率の高いファイル方法を提供する。 【構成】 通常再生時にはテンポラルリファレンスの値
を１／４倍とし、１／２倍低速再生時にはテンポラルリ
ファレンスの値を１／２倍とし、１／４倍低速再生時に
はテンポラルリファレンスの値をそのままとして処理す
るテンポラルリファレンス変換制御手段５と、再生モー
ドとＧＯＰ層のユーザ領域に記録してある補間情報フラ
グ、補間情報開始アドレス、補間情報サイズ、および補
間情報レートに応じてディスクの特定領域に記録してあ
る補間情報を読み出す補間情報読み取り制御手段１１と
を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクの高密度記
録／再生方法および映像再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２７は、特開平４−１１４３６９号公
報に示された従来の光ディスク記録再生装置のブロック
図である。図において、４０はビデオ信号をディジタル
情報に変換するビデオＡ／Ｄ変換器、４１は映像情報圧
縮手段、６９は圧縮された映像情報をフレーム周期の整
数倍に等しいセクタ情報に変換するフレームセクタ変換
手段、７０はエンコーダ、７１は記録媒体での符号間干
渉を小さくするため所定の変調符号に変換するための変
調器、７２は上記変調符号に従ってレーザを変調するた
めのレーザ駆動回路、７３はレーザ出力スイッチであ
る。

【０００３】７６は光ディスク、７４はレーザ光を出射
する光ヘッド、７５は光ヘッド７４から出射される光ビ
ームをトラッキングするアクチュエータ、７８は光ヘッ
ド７４を送るトラバースモータ、７７は光ディスク７６
を回転させるディスクモータ、７９はモータ駆動回路、
８０，８１はモータ制御回路である。

【０００４】また、８２は光ヘッド７４からの再生信号
を増幅する再生アンプ、８３は記録された変調信号から
データを得る復調器、８４はデコーダ、８５はフレーム
セクタ逆変換手段、８６は上記圧縮情報を伸長する情報
伸長手段、８７は伸長された情報をアナログビデオ信号
に変換するＤ／Ａ変換器である。

【０００５】図２３は、ディジタル動画情報を圧縮して
伝送・蓄積するために規格化が進められているＭＰＥＧ
方式のデータ配列構造（レイヤ構造）を簡略化して表し
た図で、５９は複数のフレーム情報からなるＧＯＰ、６
０はいくつかのピクチャ（画面）から構成されるＧＯＰ
レイヤ、６１は１画面をいくつかのブロックに分割した
スライス、６２はいくつかのマクロブロック( ＭＢ）か
ら構成されるスライスレイヤ、６３は８画素×８画素で
構成されるブロックレイヤである。

【０００６】図２４は、１５画面を１ＧＯＰとしたとき
の符号化構造を示した図で、６６はフレーム内ＤＣＴを
行う映像情報であるＩピクチャ、６８は前方向の動き補
償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰピクチ
ャ、６７は時間的に前後に位置する上記Ｉピクチャ６１
およびＰピクチャ６８を参照画面として動き補償を行っ
たＤＣＴ符号化が行われるＢピクチャである。

【０００７】図２５（ａ），（ｂ）は、１ＧＯＰ内の映
像データ量を、各ＧＯＰ間の画質を一定にするために可
変構造にした場合と、録画時間を一定にするために固定
レートにしたものとを比較した図である。

【０００８】また、図２６（ａ）は、１ＧＯＰ当りの画
質を同一に保った場合の１ＧＯＰ当りのデータ量を示し
た図で、αはデータレートの最高値、βは平均データレ
ートを表わす。また、図２６（ｂ）は、各画像（ｅ），
（ｄ），（ｃ）において１ＧＯＰあたりの画質とデータ
量を比較した図である。

【０００９】次に、従来例の動作を説明する。ディジタ
ル映像情報の圧縮技術が進むにつれ、上記圧縮情報を光
ディスクに記録することにより、従来のＶＴＲ等に代表
されるようなテープ媒体に比べて検索性にすぐれ、きわ
めて使い勝手の良い映像ファイリング装置を実現するこ
とが可能となっている。また、このようなディスクファ
イル装置は、ディジタル情報を扱うため、アナログビデ
オ信号を記録する場合に比べてダビング劣化がなく、さ
らに光記録再生であるため、非接触で信頼性に優れたシ
ステムが実現できる。

【００１０】従来、このような圧縮動画情報を光ディス
クに記録する場合は、図２７のブロック回路図に示した
光ディスク７６に、図２３に示した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が取られる。
このとき、ビデオＡ／Ｄ変換器４０でディジタル化され
た映像情報は、映像情報圧縮手段４１によって例えばＭ
ＰＥＧ等の標準圧縮動画方式で変換される。この圧縮さ
れた映像情報は、エンコードされるとともに光ディスク
の符号間干渉の影響を小さくするための変調が施されて
光ディスク７６に記録される。このとき、例えば各ＧＯ
Ｐ単位でのデータ量はほぼ同じ量になるようにし、また
フレーム周期の整数倍に等しいセクタに振り分けること
によって、ＧＯＰ単位での編集等が可能となることは明
かである。

【００１１】また、再生時においては、光ディスク７６
に記録された映像情報を光ヘッド７４で再生して再生ア
ンプ８２にて増幅し、復調器８３およびデコーダ８４に
てディジタルデータに復元した後、フレームセクタ逆変
換手段８５にてアドレス，パリティ等のデータを取り除
いた純粋な映像元データとして復元する。さらに、情報
伸長手段８６にて例えばＭＰＥＧ復号化を行うことで映
像信号に再現し、Ｄ／Ａ変換器８７によってアナログ映
像信号に変換されてモニタ等に表示可能となる。

【００１２】ここで上述したように、ディジタル動画圧
縮方法としてＭＰＥＧ方式を用いると、図２４に示した
ように、フレーム内ＤＣＴによる圧縮を行うＩピクチャ
６６と、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映
像情報であるＰピクチャ６８と、時間的に前後に位置す
るＩピクチャ６６およびＰピクチャ６８を参照画面とし
て動き補償を行ったＤＣＴ符号化が行われるＢピクチャ
６７とがいくつか組合わさった符号化構造を、そのまま
光ディスク７６内に記録することになる。

【００１３】これらの情報のうち、Ｉピクチャ６６はフ
レーム内ＤＣＴを行っているため、この情報単独で画像
再生を行うことが可能であるが、Ｐピクチャ６８は前方
向の動き補償を行っているため、Ｉピクチャ６６を再生
した後でなければ画像再生を行うことが出来ず、また、
Ｂピクチャ６７は、両方向からの予測画面であるため、
前後にあるＩピクチャ６６またはＰピクチャ６８を再生
した後でなければ再生できない。また、これらの情報の
うち、当然両方向予測を行っているＢピクチャ６７が最
もデータ量が少なく、符号化効率も良い。

【００１４】しかし、このＢピクチャ６７は単独で再生
できないため、Ｉピクチャ６６やＰピクチャ６８を必要
とするが、その分、Ｂピクチャ６７の枚数を増やすと処
理回路におけるバッファメモリ量が増えるとともに、デ
ータ入力から映像再生までの遅延時間が増大する問題が
ある。しかし、光ディスク等に代表される蓄積系メディ
アにおいては、長時間記録のために圧縮効率の良い符号
化方式が望まれ、一方、上記映像再生の遅延時間はあま
り問題にならないため、図２３および図２４に示すよう
な符号化方式が適している。

【００１５】次に、１枚の光ディスクにおいて、どの部
分でも画質一定となるように映像データを記録すると、
図２５（ａ）に示すような可変レート構造となる。これ
は、１ＧＯＰ当りの画質を一定とした場合、図２５
（ａ）に示すように、１ＧＯＰに必要な映像データ量が
変動するからである。これは、例えば、細かい画像の場
合Ｉピクチャに必要とされるデータ量が増大した場合
や、動きの早い映像データが連続した場合は、Ｐピクチ
ャやＢピクチャにおける圧縮効率があまり高くならない
からである。また、当然ではあるが、図２６（ｂ）に示
すように、１ＧＯＰ当りのデータ量を増加させると、絵
柄によっては異なるものの、画像のＳ／Ｎも改善され
る。

【００１６】これに対して、光ディスク１枚の記録時間
を一定にするためには、図２６（ｂ）に示す固定レート
で記録するフォーマットが適している。しかし、磁気テ
ープ媒体と異なり、光ディスク媒体を用いた映像記録再
生装置の場合は、１パッケージあたりの総データ量が小
さいため、高画質を維持しつつできるだけ圧縮効率を高
めなければならない。そのためには、図２５（ａ）に示
す可変レート方式の方が、光ディスク１枚当りの映像デ
ータのファイル効率が良いことはいうまでもない。

【００１７】そこで、例えば、再生専用の光ディスク装
置においては、あらかじめエンコードすることにより、
可変レート時における光ディスク１枚全部のデータ量分
布を知ることが可能となるため、２回目のエンコード時
に全体のデータ分布を調整し、結果的にディスク１枚当
りの再生時間を可変レート時においても一定に調整する
ことが可能となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ディスクの映像記録方式においては、１ＧＯＰ当り
のデータレートを可変とすることにより１枚の光ディス
ク媒体に記録される映像データのファイル効率を向上さ
せているが、磁気テープ媒体にくらべて大幅に総データ
量の小さい光ディスク媒体においては、従来よりさらに
圧縮効率の高いファイル方法が望まれていた。

【００１９】一般的に映画フィルムならば２４フレーム
／秒，ＮＴＳＣ信号ならば３０フレーム／秒のように固
定化されていたため、スポーツ映像素材等における決定
的瞬間を高速度カメラ等で撮影した、時間分解能の高い
映像ソース等を取り扱うことができなかった。

【００２０】また、１枚のディスクに複数のフレームレ
ートを有する映像ソースが混在した場合に、それを画面
表示するのに必要な制御情報等が無いため一部の規定さ
れたフレームレートの映像しか表示できなかったり、フ
レームレートが異なっていてもお互いに関連する映像デ
ータ間のアクセス等がスムーズに行えなかったりする問
題点があった。本発明は、上記のような問題点を解消す
ることを目的としてなされたもので、圧縮効率の高い映
像記録／再生方法および映像記録再生装置を得ることを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の映像記
録方法は、テレビジョンの画面表示に必要な所定コマ数
で表示可能な通常再生用ディジタル映像圧縮情報以外
に、上記ディジタル映像情報の映像シーンと関連する映
像シーンから構成され、上記の所定コマ数よりも１秒あ
たりのコマ数が多い別の補間ディジタル圧縮映像情報を
ディスクに録画するようにしたものである。

【００２２】請求項２の発明の映像記録方法は、通常再
生用ディジタル映像情報に隣接した第一の付加データ領
域を設け、上記通常再生用ディジタル映像情報の映像シ
ーンに対応した拡張ディジタル映像情報が存在するか否
かを示すフラグ、補間ディジタル映像情報のディスク上
の存在位置を示す第一のアドレス位置情報、上記補間デ
ィジタル映像情報のデータサイズ、および上記補間ディ
ジタル映像情報を再生する際の再生速度を書き込むよう
にしたものである。

【００２３】請求項３の発明の映像記録方法は、拡張デ
ィジタル映像情報に隣接した第二の付加データ領域を設
け、拡張ディジタル映像情報を再生した後にアクセスす
べき通常再生用ディジタル映像情報のディスク上の存在
位置を示す第二のアドレス位置情報、および補間ディジ
タル映像情報内の各ピクチャの存在アドレス位置を示す
情報を記録するようにしたものである。

【００２４】請求項４の発明の映像再生方法は、特許請
求の範囲第１項または第２項によってディスクに記録し
た通常再生用ディジタル映像情報を再生するとき、操作
者からの指令により、第一の付加データにあるアドレス
情報に従って、通常再生用ディジタル映像情報の映像シ
ーンに相当する補間ディジタル映像情報が書き込んであ
るディスクのセクタに光ヘッドをアクセスさせるととも
に上記補間ディジタル映像情報を低速再生し、その後第
二の付加データにあるアドレス情報に基づいて元の通常
再生用ディジタル映像情報の記録位置に復帰するように
したものである。

【００２５】請求項５の発明の映像記録／再生方法は、
記録時には時間的に前後したフレーム間またはフィール
ド間の動き推定情報に基づいてディジタル映像情報を圧
縮するとともに、フレームまたはフィールドごとの映像
の動きまたは画像の輝度信号変化または色信号変化に応
じて１秒当りのコマ数を削減して記録媒体に記録し、再
生時には、上記削減したフレームまたはフィールドの前
後を重複表示してテレビジョンの画面表示に必要なコマ
数を確保するようにしたものである。

【００２６】請求項６の発明の映像記録／再生方法は、
記録時に、数枚から数十枚の画面に相当するディジタル
映像情報をひとまとめにした映像情報単位の先頭に設け
られた映像情報以外の制御情報を記述する領域に、重複
表示するために必要な制御情報であるディスクの情報記
録時における削減コマ数、および再生時における前後の
画面の重複表示方法を記録するとともに、再生時に、上
記制御情報に基づきフレームレートが変動するディスク
上の映像データを、所定のテレビジョン表示に必要なフ
レームレートに変換して表示するようにしたものであ
る。

【００２７】請求項７の発明の映像記録／再生方法は、
フレームレートを所定の値に制御するための制御情報の
内容が、複数の映像情報単位にまたがって同一である場
合には最初の映像情報単位の先頭に上記制御情報を記述
し、以降は上記制御情報の内容を変更する場合のみ上記
制御情報の変更内容を記述するようにしたものである。

【００２８】請求項８の発明の映像記録／再生方法は、
記録媒体に記録された映像情報がフレーム単位の映像情
報であって、フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ
ピクチャと、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化によ
る映像情報であるＰピクチャと、時間的に前後に位置す
る上記ＩピクチャおよびＰピクチャを参照画面として動
き補償を行ったＤＣＴ符号化が行われるＢピクチャとが
混在する数フレームから数十フレーム単位の映像情報ブ
ロックの連続であって、画面の動きまたは輝度信号の変
化または色信号の変化に応じて上記画像データのヘッダ
部を除くＢピクチャに相当する映像データ部分を削除す
るとともに、上記ヘッダ部に削除した画面のいずれのフ
ィールドを重複表示するかを書き込んだものである。

【００２９】請求項９の発明の映像再生装置は、ディジ
タル映像情報が記録された光ディスクと、この光ディス
クの情報を読み取る光ヘッドと、低速再生用の補間映像
情報があるか否かを示すフラグ情報を認識して低速再生
用の補間映像情報がある場合には光ディスクに記録され
ている補間情報アドレスや補間情報サイズにもとずいて
上記補間情報の読み取り制御を行う補間情報読み取り制
御手段と、通常再生時に、不連続となるテンポラルリフ
ァレンス値を低速再生のレートを示した補間情報レート
にしたがって連続となるよう変換するテンポラルリファ
レンス変換制御手段を備えたものである。

【００３０】

【作用】本発明に係わる映像記録方法によれば、１秒当
りのフレームレートの高い拡張映像データをあらかじめ
用意したので、映像の再生中に、時間分解能の高い映像
再生が要求された場合、その映像データを再生すること
ができる。

【００３１】また、本発明に係わる映像記録方法によれ
ば、映像の再生中に、時間分解能の高い映像再生が要求
された場合、通常再生データ読み込み時に読み込んだ拡
張映像データのディスクアドレス情報に基づき、瞬時に
光ヘッドのアクセスを行い、上記拡張映像データを再生
することができる。

【００３２】また、本発明に係わる映像記録方法によれ
ば、時間分解能の高い拡張映像データを再生した後、上
記拡張映像データとともに読み込んだ通常再生用映像デ
ータにおける戻り先アドレスに基づき、光ヘッドのアク
セスを行うことにより、瞬時に元の映像シーンに復帰す
ることができる。

【００３３】また、本発明に係わる映像再生方法によれ
ば、通常再生データの読み込み時に、同時に読み込んだ
拡張映像データの指定表示速度に基づき、拡張映像デー
タを特殊再生することができる。

【００３４】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、再生時に、削減したフレームまたはフィール
ドの前後のフレームまたはフィールドを重複表示してテ
レビジョンの画面表示に必要なコマ数を確保することが
できる。

【００３５】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、１つの映像情報単位内に削減したフレームま
たはフィールドが含まれる場合は、上記映像情報単位の
先頭に設けられた削減コマ数および重複情報の指示に従
い、ディスク上の映像データが可変フレームレートであ
っても、再生装置からの映像出力がテレビジョン表示に
必要な所定のフレームレートに固定される。

【００３６】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、映像の再生時におけるフレームレートの制御
が、複数の映像情報単位において制御内容が同一である
場合は、フレームレートが変化した最初の映像情報単位
の再生時にのみ制御情報を解読し、以降フレームレート
がさらに変化するまで画面の重複表示方法を同一方法で
行うことができる。

【００３７】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、映像の再生時において、ＩピクチャとＰピク
チャをデコードした後、Ｂピクチャをデコードする際に
おいて、Ｂピクチャが削除されている場合には、複数の
ピクチャから構成された映像情報単位ごとに設けられた
制御情報、またはピクチャ単位に設けられた制御情報に
基づき、フィールド単位、またはフレーム単位で重複表
示することにより、所定のフレームレートに固定された
映像再生を行うことができる。

【００３８】また、本発明に係わる映像再生装置によれ
ば、ディスク上に記録されている低速再生用の補間情報
の読出が可能となり、かつ、通常再生時に不連続となる
テンポラルリファレンス値を、低速再生のレートを示し
た補間情報レートにしたがって連続となるように変換す
るテンポラルリファレンス変換制御手段を持つことによ
って、テンポラルリファレンス値を連続に維持すること
が可能となる。

【００３９】

【実施例】

実施例１．図１は、ビデオストリームのユーザーデータ
に、本発明の実施例１の制御情報を挿入した場合のデコ
ード方法を示すフローテャートである。図２は本実施例
１における光ディスク再生装置の構成を示すブロック回
路図で、１は光ディスク、２は再生アンプ、３は復調
器、４は誤り訂正手段、５はテンポラルリファレンス制
御手段、６はバッファ、７は復号化手段、８はＤ／Ａ変
換器、９は再生制御手段、１０は光ヘッド制御手段、１
１は補間情報読み取り制御手段である。また、再生制御
手段９は、通常再生か、１／２倍あるいは１／４倍の再
生かを示す再生速度要求信号を受け、この信号をテンポ
ラルリファレンス変換制御手段５へ送信する。

【００４０】テンポラルリファレンス変換制御手段５
は、通常再生時にはテンポラルリファレンスの値を１／
４倍し該値を処理する。また、１／２倍低速再生時には
テンポラルリファレンスの値を１／２倍し該値を処理す
る。また１／４倍低速再生時にはテンポラルリファレン
スの値をそのままとして処理する。さらに再生制御手段
９は再生モードの変更点で復号化手段７にテンポラルリ
ファレンスのリセット／セット処理を行う。

【００４１】補間情報読み取り手段１１は、再生モード
とＧＯＰ層のユーザ領域に記録してある補間情報フラ
グ、補間情報開始アドレス、補間情報サイズ、補間情報
レートに応じて光ディスク１の特定領域に記録してある
補間情報を読み出すために光ヘッド制御手段１０を介し
て光ヘッドを制御する。

【００４２】図３は通常再生時におけるフローチャート
を示す。まず再生が開始されると補間情報があるかを補
間情報フラグより調べる。この補間情報がある場合は、
通常再生においてはテンポラルリファレンス値が連続で
ない。そのために補間情報レートを読み取り、テンポラ
ルリファレンスを連続にするような変換を行う。図１を
例にとると、テンポラルリファレンス値を１／４倍する
ことで行なえる。

【００４３】図４は低速再生時におけるフローチャート
を示す。まず再生が開始されると上で述べた通常再生時
におけるフローにしたがった動作をする。低速再生要求
信号が入力されると、まず補間情報があるかどうかを調
べる。なければ、通常の低速再生を行う。ある場合はテ
ンポラルリファレンス変換を行う。そして補間情報を読
み取り、基本情報とあわせて低速再生用のバッファ上で
ビデオストリームを構成する。その後本ストリームを復
号化手段に送り、デコード、再生する。

【００４４】図５は本実施例１の通常再生用のシステム
ストリームを示す図である。図において、パックヘッダ
（図中、「ＰＨ」と略記）１２は同期再生用の時間基準
参照用の付加情報などが格納されたもので、システムヘ
ッダ（図中、「ＳＨ」と略記）１３はプログラムの先頭
のパックに付加されるものであり、ストリーム全体の概
要を記述格納したものである。また、プライベート２パ
ケット（図中、「Ｐ２Ｐ」と略記）１４はパケットデー
タが格納され、オーディオパケット（図中、「ＡＰ」と
略記）１５はオーディオデータが格納され、キャラクタ
パケット（図中、「ＣＰ」と略記）１６は文字データが
格納され、ビデオパケット（図中、「ＶＰ」と略記）１
７はビデオデータが格納されている。

【００４５】プライベート２パケット１４には以下の制
御情報が格納されており、補間コマ用情報が格納された
補間システムストリームの有無を示す情報フラグ（図
中、「ＩＦ」と略記）１８、補間システムストリームを
格納したパックのアドレスを示す情報アドレス（図中、
「ＩＡ」と略記）１９、補間システムストリームのを格
納したパックの情報の大きさを示す情報サイズ（図中、
「ＩＳ」と略記）２０、補間システムストリームの映像
情報のピクチャレートを示す（図中、「ＰＲ」と略記）
２１等が格納されており、それに先立って該パケットの
大きさを示すパケット長（図中、「ＰＬ」と略記）２
２、パケットの開始を示すパケット開始コード（図中、
「ＰＳ」と略記）２３とから構成されている。また、パ
ックには１ＧＯＰのビデオ情報が格納されており、その
開始点にあるパックヘッダ１２は光ディスクなどのアク
セスの単位であるセクタの先頭に配置されている。

【００４６】図６は本実施例１の低速再生用のシステム
ストリームを示す図である。図において、プライベート
２パケット１４にはパケット開始コード２３、該低速再
生用の映像情報に対応する通常再生用映像情報が含まれ
ているパックの先頭位置を示す戻りアドレス値（図中、
「ＲＡ」と略記）２４、該パケットに格納されている各
々のピクチャの格納アドレスを示すピクチャアドレスデ
ータ（図中、「ＰＡＤ」と略記）２５が格納されてい
る。

【００４７】図７は本実施例１の光ディスク１へのスト
リーム情報の格納配置を示す図である。図においてＴＯ
Ｃ（table of contents）２６は番組つまりタイトルの
開始セクタアドレスが書き込まれており、起動直後に読
み込みされる領域、２７は図１で示した１ＧＯＰの映像
情報が格納されているパックであり、通常再生用のシス
テムストリーム情報が記録されている領域、２８は低速
再生用の映像情報が記録されているパックである。

【００４８】低速再生用の映像情報が記録されているパ
ックは、図７に示すように光ディスク１上の特定領域に
集中して配置する方法や、図７中の２８（ｂ）に示すよ
うに通常再生用パック情報の後ろに記録する方法、つま
り通常再生用パックと低速再生用パックを交互に記録す
る方法がある。また、図８は通常再生用のビデオストリ
ーム（ａ）と、補間情報用のストリーム（ｂ），（ｃ）
とを示した概念図である。また、図９はコマ数の多いス
トリームにおいて、どのフィールドを選択して再生する
かを示した図である。

【００４９】次に、実施例１の動作を説明する。図１は
ＭＰＥＧ規格におけるＧＯＰ層中のデータフローチャー
トである。図中、グループスタートコードはＧＯＰの開
始コードを、タイムコードはシーケンスの先頭からの時
間を、クローズドＧＯＰフラグはＧＯＰ内の画像が他の
ＧＯＰから独立して再生が可能であることを、ブローク
ンリンクフラグは先行するＧＯＰデータが編集のために
は使用不可能であることを、拡張開始コードはグループ
拡張領域のスタートを、グループ拡張データはグループ
拡張データを、ユーザデータスタートコードはユーザデ
ータ領域のスタートを、ユーザデータはユーザデータ領
域のデータを、ピクチャ層は一枚の画面に共通な属性を
それぞれ示す。

【００５０】ＧＯＰとはＧｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕ
ｒｅの略であり、ランダムアクセスの単位となる画面グ
ループの最小単位である。ここで、ユーザデータとはユ
ーザが自由にデータを挿入してもよいとされている領域
であり、本実施例１においては、この領域に補間情報が
あるかどうか、つまり補間情報を用いての低速再生が可
能か否かを示す補間情報フラグと、補間情報の格納して
いる領域の開始アドレスを示す補間情報開始アドレスを
示す補間情報開始アドレスと、そしてその補間情報のサ
イズを示す補間情報サイズと、補間情報を含めた画像情
報がどのくらいのピクチャレートで撮影されたものであ
るかを示す補間情報レートの４つの領域を定義する。

【００５１】補間情報は低速再生可能箇所のみに発生す
るもので、光ディスクに記録されている画像情報全てに
わたって本方法で符号化されている必要性はなく、野
球、サッカー、ゴルフなどのスポーツ番組において、ボ
ールに追従するシーンなど低速再生の必要性が高い箇所
のみの補間情報を光ディスクに記録しておけばよい。よ
って補間情報の記録領域は、基本情報を記録する領域に
比べてかなり低くすることが可能である。これらは、上
記プライベート２パケット内の制御情報における情報フ
ラグ１８により上記補間情報の有無が記述されているた
め、プレーヤ内で自動判別することも可能であるほか、
映像再生中に上記補間情報の有無を画面表示して操作者
に選択させることも可能である。

【００５２】また、プライベート２パケット内の制御情
報において補間情報開始アドレスが記述されているた
め、瞬時に光ディスク上の補間情報記録領域にアクセス
することが可能になる。また、図５においてプライベー
ト２パケット１４内に、戻り先アドレスが記述してある
ため、瞬時に元の通常再生映像に復帰することができ
る。また、図５のプライベートパケット１４には、各ピ
クチャのアドレスが書き込まれているため、データを読
み込んだ後、プレーヤのバッファメモリからのデータの
読みだしがスムーズに行えるようになった。

【００５３】ここで、一般的なディジタル画像情報を圧
縮符号化する方法は、以下のようになっている。圧縮さ
れたピクチャタイプには、上述のように“Ｉ”、
“Ｐ”、“Ｂ”の３つのピクチャタイプがある。低速再
生時に使用する補間情報は“Ｂ”タイプを用いる。これ
は２つの理由による。１つめは、Ｂピクチャタイプは３
つのタイプの中でもっとも情報量が少なく補間情報記録
領域が少なくできるためである。２つめは、補間情報は
低速再生画であるために連続する画面では変化の度合が
少なく相関の高いので、“Ｉ”，“Ｐ”タイプのピクチ
ャを用いなくても高画質を維持できるためである。当然
補間情報をデコードする際には、元の通常再生映像デー
タにおけるＩピクチャおよびＰピクチャを用いて、補間
情報のＢピクチャをデコードするか、補間情報自身に、
Ｂピクチャのデコードに必要なＩピクチャやＰピクチャ
を備えておかなくてはならない。

【００５４】図８は本実施例１における符号化圧縮され
た画像情報の構成の記録位置を示す図である。図８
（ａ）において、“Ｉ”、“Ｐ”、“Ｂ”はそれぞれＭ
ＰＥＧ方式で圧縮された画像タイプをあらわす。“Ｉ”
はＩピクチャをあらわし、このＩピクチャのみの情報か
ら符号化された画面で、時間方向の冗長度を削減するフ
レーム間予測を用いずに生成される。“Ｐ”はＰピクチ
ャをあらわし、ＩまたはＰピクチャからの予測をおこな
ってできる画面である。一般にＰピクチャ内のマクロブ
ロックタイプは、予測メモリを用いないフレーム内予測
画面と、予測メモリを用いる順方向フレーム間予測画面
の両方を含んでいる。“Ｂ”はＢピクチャをあらわし、
双方向予測によって生成される。画面タイプの下の数字
はテンポラル・リファレンスと呼ばれるものでピクチャ
の再生順を示すものである。

【００５５】通常のＮＴＳＣ方式のＴＶ信号の１秒あた
りのフレーム数は、ほぼ３０フレーム／秒）である。こ
れに対し、本実施例１で用いる画像は、例えば毎秒１２
０フレームで撮影されたものや、それと同様のアニメー
ションなどである。これをＴＶ受像機で扱える３０フレ
ーム／秒で符号化すると、再生画像は１／４倍の低速再
生になる。そこでこの画像情報を４フレームにつき１フ
レームの割合で再生すると、通常の速度で再生される。
同様に２フレームにつき１フレームの割合で再生する
と、１／２倍の低速再生が実現できる。

【００５６】光ディスクへの情報記録の方法を以下に示
す。通常の速度で再生する場合に読みだす画像情報を基
本情報、低速再生時にしか読みださない画像情報を補間
情報とすると、図７に示すように、基本情報は通常の画
像情報を記録するのと同様に、光ディスク１の内周に設
けた記録領域２７に連続的に記録する。これに対し補間
情報は、光ディスク１の外周に設けた記録領域２８
（ｂ）にまとめて記録する。

【００５７】本実施例１では、基本情報が４枚に１枚の
割合であるので、ＮＴＳＣ方式の場合１２０フレーム／
秒で撮影されたものを用いており、１／２倍再生の場合
は、補間情報ｂと基本情報を読み出すことで３０フレー
ム／秒の低速再生が行われ、１／４倍再生の場合は、補
間情報ａと補間情報ｂと基本情報を読み出すことで３０
フレーム／秒の低速再生が行える。

【００５８】図８は本実施例における低速再生の概念図
で、ここでは、撮影に用いるカメラのフレームレートは
１２０コマ／ｓｅｃとする。この場合、３０コマ／ｓｅ
ｃのモニターでは１／４倍の低速再生画（図８
（ｃ））、２枚に１枚の割合で再生を行うと１／２倍の
低速再生画（図８（ｂ））、また４枚に１枚の割合で再
生を行うと通常再生画となる。

【００５９】ＭＰＥＧ符号化されたピクチャには、面内
符号化画面のＩピクチャ、一方向の予測画面を利用する
Ｐピクチャ、両方向の予測を利用するＢピクチャがあ
る。ＧＯＰ内のピクチャ数（Ｎ）、ＩまたはＰピクチャ
の現れる周期（Ｍ）について、通常はＮ＝１５、Ｍ＝３
に選ぶことが一般的になっている。本実施例１において
は、通常再生時に使用するピクチャについては従来通り
のピクチャの配列とし、低速再生時のみに使用する補間
情報のピクチャはＢタイプを多く用いたストリームとす
る。Ｂ以外のタイプのピクチャを使用すると、通常再生
時に読み出さないために、通常再生のピクチャが構成で
きない場合があるためである。図８中においてはＮ＝６
０、Ｍ＝１２となる。

【００６０】また、図８中、網掛けを施していないピク
チャは補間情報から得られるピクチャで、通常再生時に
は用いない。また、高フレームレートで撮影した情報
は、フレーム間差分はが常のものに比べて小さくなるた
めに、情報量の少ないＢタイプを用いることはディスク
容量の面からも有効である。そのため、１ＧＯＰあたり
のＢピクチャタイプの比率は、補間情報におけるＢピク
チャの占有比＞通常再生時のＢピクチャの占有比とな
る。

【００６１】本実施例１の方式で光ディスク１に記録し
た画像情報を再生する場合、参照値（以下、「テンポラ
ルリファレンス値」という）と呼ばれる画像の再生順を
あらわす数字が問題になる。図８（ａ）の画面タイプの
下の数字を例にすると、符号化したビデオストリームの
テンポラルリファレンスは１，２，３，４，５・・・と
順序よく並んでいるために通常再生できるが、図８
（ｃ）の場合は１／４倍の低速再生になる。また、基本
情報のみを再生した場合、テンポラルリファレンスは
１，５，９，１３・・・・・と定数倍はなれたところに
あるので、一般のデコーダにかからない場合がある。

【００６２】一般的な映像再生装置は、秒あたりのコマ
数は例えばＮＴＳＣだとほぼ３０コマ／秒と固定されて
いるために、低速再生の場合はいかに低速に再生しよう
とも時間分解能は向上せず、ぎくしゃくした再生画しか
得られなかった。そこで本実施例１では、高速度カメラ
などで撮影した秒あたりのコマ数の多い映像素材を符号
化し、再生速度に応じて、復号する秒あたりのコマ数を
変化させるようにした。

【００６３】図９は、本実施例１における通常再生にお
けるフィールド再生法を示す図である。通常、テレビジ
ョンにおけるフレームはインターレース再生であり、第
１フィールド、第２フィールドで１つのフレームを構成
している。図９（ａ）、（ｂ）は低速再生時の再生フィ
ールドを示す図である。また通常再生時には点線で囲ん
だフィールドを再生する。よって、点線で囲まれたフィ
ールドが通常システムストリームになり、囲まれていな
いフィールドは補間システムストリームになる。

【００６４】このような補間情報は、図７中の２８
（ｂ）に示すように、補間情報のみを別のデータストリ
ームとして光ディスク上の別の場所に配置することも可
能であるが、図２８（ａ）のように、通常再生ストリー
ムの後ろに例えばＧＯＰ単位で配置することも可能であ
る。ただし、光ディスク上の同一の場所に配置した場合
は、通常再生時において必要バッファメモリの増大や、
読みだしレートの向上が必要になってくる。また、光デ
ィスク上の別の場所の補間情報を配置した場合は、補間
情報再生時におけるアクセス時間が増大する。

【００６５】また、図９（ａ）のフィールド再生方法で
は、通常再生時にフィールドの時間間隔が一定でなく、
画像再生時に再生画がぎくしゃくするのに対して、図９
（ｂ）のフィールド再生方法では、通常再生時のフィー
ルドの時間間隔が一定となり、スムーズな再生画が得ら
れる。また、補間情報は画像全般について存在する必要
はないため、低速再生の要求頻度の高いところだけに本
方式を用いることが可能である。

【００６６】実施例２．次に、本発明の実施例２を説明
する。図１０は本実施例２の映像記録再生方法を示す図
で、図１０（ａ）は通常のビデオストリームのＧＯＰ内
の画面タイプを示す図であり、図１０（ｂ）はコマを減
らしたビデオストリームのＧＯＰ内の画面タイプを示す
図である。ここでは通常ビデオストリームにおけるＢ
２、Ｂ４、Ｂ６の各フレームを削除し、再生時には、削
除されたフレーム箇所に直前のフレームＢ１、Ｂ３、Ｂ
５を連続再生する。この場合、連続再生は再生画をフリ
ーズすることにより実現する。さらに、削除したフレー
ムの情報量を別のフレームに割り当て再符号化すること
でより高画質が得られ、また、削除したフレーム情報量
に相当する記録時間の増大が可能となる。

【００６７】図１１は、本実施例２の画面フリーズを実
現するためのビデオストリームの構造を示す図である。
図において、ピクチャヘッダ（図中、「ＰＣＨ」と略
記）２９にはピクチャ情報の開始コードなどが格納さ
れ、ピクチャ符号化機能拡張部（図中、「ＰＣＥＸ」と
略記）３０には符号化の機能拡張された情報が格納さ
れ、量子化マトリックス機能拡張部（図中、「ＱＭＦＥ
Ｘ」と略記）３１には量子化マトリックスの機能拡張さ
れた情報が格納され、ピクチャ表示機能拡張部（図中、
「ＰＤＥＸ」と略記）３２にはピクチャ表示の機能拡張
された情報が格納され、ピクチャ空間スケーラブル機能
拡張部（図中、「ＰＳＥＸ」と略記）３３にはピクチャ
空間スケーラブルの機能拡張された情報が格納され、ピ
クチャテンポラルスケーラブル機能拡張部（図中、「Ｐ
ＴＳＥＸ」と略記）３４にはピクチャテンポラルスケー
ラブルの機能拡張された情報が格納され、スライス層
（図中、「ＳＬＩＣＥ」と略記）３５には開始コードを
持つ一連のデータ列の中の最少単位であるスライスが格
納されている。

【００６８】さらにピクチャ符号化機能拡張部３０中に
は、トップフィールドが時間的に先に来るかどうかを示
すトップフィールドファーストフラグ（図中、「ＴＦ
Ｆ」と略記）３７、テレシネ変換のために、第１フィー
ルドを再表示するかどうかを示すリピートファーストフ
ィールドフラグ（図中、「ＲＦＦ」と略記）３８、プロ
グレッシブフォーマットかどうかを示すプログレッシブ
フレームフラグ（図中、「ＰＦ」と略記）３９がある。
これらはいずれもＭＰＥＧ規格の中に規定されているも
のである。この３つのフラグとＭＰＥＧ規格で規定され
ているシーケンス拡張部のプログレッシブシーケンスフ
ラグを各種設定を行うことにより、フレームあるいはフ
ィールドの再生を設定できる。図１８は実施例２のフラ
グ設定による再生モードを示す図である。

【００６９】図１２は、本実施例２のブロック回路図
で、ディジタル動画情報を録画した光ディスクを作成す
る際に、ディジタル映像情報の１秒当りのコマ数を削減
した記録映像ファイルを作成することにより、ディジタ
ル映像の圧縮効率を高めるようにしたものである。図に
おいて、４０はビデオＡ／Ｄ変換器、４１は映像情報圧
縮手段、９０は動ベクトル量を検出する動ベクトル量検
出手段、９１はコマ落し量判定手段、４２はディスクフ
ォーマットエンコーダ、４３は変調手段、４４は記録デ
ータファイル、４５はＲＯＭディスクマスタリング装
置、１は作成ＲＯＭディスクである。

【００７０】図１３は、実施例２において、動ベクトル
量に対してどのようにコマ落しを行うかを示した図で、
図１３（ａ）は２４コマ／秒と３０コマ／秒とを動ベク
トル量に応じて切り替えるようにした場合を、図１３
（ｂ）は３０コマ／秒と２７コマ／秒と２４コマ／秒と
を切り替えるようにした場合をそれぞれ示している。

【００７１】ＴＶ画面における１秒当りのコマ数は、Ｎ
ＴＳＣ圏やＰＡＬ圏によっても異なるが、例えば日本や
米国の場合は、３０コマ／秒である。ＴＶ画面に表示す
る際のコマ数は、ＴＶ方式のフォーマットに対応させる
必要があるが、光ディスクに記録する映像データは、必
ずしも全てのコマ数をファイルしておく必要はなく、コ
マ落ちしても目だたない範囲でピクチャ単位のデータを
削除することが可能である。この場合、画面表示する際
は、複数のピクチャから構成されるＧＯＰ単位に設けら
れたヘッダ部分または、ピクチャデータの先頭部分に設
けられたヘッダ部分に、前回の同じ画面を繰り返し再生
するフラグを立てることにより、対応可能である。

【００７２】しかし、元々２４コマ／秒でデータが構成
されている映画フィルムの場合は別にして、必ずしも１
ＧＯＰ単位におけるピクチャの削減数を一定にすること
は、コマ落ちした場合に絵柄によっては目だつ場合があ
る。そこで、図１２に示す実施例２では、画面の動きの
速さに応じてコマ落ちさせる数を適応的に可変させてい
る。

【００７３】図１９、図２０、図２１は本実施例２の画
面フリーズを実現するためのビデオストリームの構造を
示す図である。図において、シーケンスヘッダ（図中、
「ＳＨ」と略記）４６はランダムアクセスの頭出しのた
めに使われる、ＧＯＰ４７はピクチャを何枚か集めたも
のをひとかたまりにしたもの、シーケンスヘッダコード
（図中、「ＳＨＣ」と略記）４８はシーケンスヘッダ４
６に含まれシーケンスヘッダを識別するためのコード、
シーケンス拡張部（図中、「ＳＱＥＸ」と略記）４９は
シーケンスヘッダ４６に含まれＭＰＥＧ１とＭＰＥＧ２
を区別するもの、シーケンス表示拡張部（図中、「ＳＱ
ＤＰ」と略記）５０はシーケンスヘッダ４６に含まれ表
示に関する機能拡張を行うためのフラグなどが格納され
たもの、シーケンススケーラブル拡張部（図中、「ＳＱ
ＳＣ」と略記）５１はシーケンスヘッダ４６に含まれス
ケーラブル拡張を行うためのフラグなどが格納されたも
の、ユーザデータ部（図中、「ＵＤ」と略記）５２に
は、ユーザデータ開始部（図中、「ＵＤＳＣ」と略記）
５３とユーザデータ（図中、「ＵＳＲＤＴ」と略記）５
４が格納されている。ＧＯＰ４７内にはＧＯＰヘッダ
（図中、「ＧＰＨ」と略記）５５とユーザデータ５２と
ピクチャ層５６が格納されている。ピクチャ層５６には
ピクチャヘッダ（図中、「ＰＣＨ」と略記）５７とスラ
イス層５８が格納されている。

【００７４】図１９、図２０、図２１中のいずれかのユ
ーザデータ部５２に、秒あたりのコマ数、どの画面をフ
リーズするかの情報を書き込んでおくことにより、装置
からの再生制御が容易となる。

【００７５】図２２は映像素材のフィールドの削除方法
を示す図である。映画素材をテレシネ変換している映像
素材の場合、図２２（ａ）に示すように、削除フィール
ド８８を時間的に前のフィールド８９で補う。そのとき
図９で示した各フラグ設定状態は８８ａの削除フィール
ド箇所ではトップフィールドファーストフラグ３７が
１、リピートファーストフィールド３８が１、プログレ
ッシブフレームフラグ３９が１となり、８８ｂの削除フ
ィールド箇所ではトップフィールドファーストフラグ３
７が０、リピートファーストフィールド３８が１、プロ
グレッシブフレームフラグ３９が１となる。

【００７６】また、ビデオカメラで撮影した映画（ｖシ
ネマ）の場合、図２２（ｂ）に示すように、削除フィー
ルドを削除し、秒あたり２４コマの情報のストリームを
構成することができる。そのとき図９で示した各フラグ
設定状態は５９ｃの削除フィールド箇所ではトップフィ
ールドファーストフラグ３７が０、リピートファースト
フィールド３８が１、プログレッシブフレームフラグ３
９が１となり、５９ｄの削除フィールド箇所ではトップ
フィールドファーストフラグ３７が１、リピートファー
ストフィールド３８が１、プログレッシブフレームフラ
グ３９が１となる。

【００７７】次に、実施例２の動作を説明する。図１２
において、映像情報圧縮手段４１にて圧縮された映像報
の動ベクトル量を、動ベクトル量検出手段９０にて抽出
する。一般的に動きベクトルのコードは、動きの少ない
方に小さなビット数が割り当てられ、動きの大きい方に
大きなビット数が割り当てられるため、動ベクトル量を
カウントするだけで、画面ごとの動きの速さを定量的に
把握できる。

【００７８】また、絵柄によっては、画面のほとんどが
静止画像に近い場合でも画面の一部が大きく動く場合も
考えられるので、このような場合はピクチャ全体の平均
レベルではなく、マクロブロック（ＭＢ）単位での動き
ベクトルデータの最大値を、抽出して動ベクトル量とす
る方が適している。

【００７９】そのため、動ベクトル量検出回路９０にて
１ＧＯＰ当りの動ベクトル量を計数し、この計数値が所
定の値を超えたか超えないかで、コマ落し量判定手段９
１で１ＧＯＰ当りのコマ落ち数を決定することが可能と
なる。また、この場合、ディスクフォーマットエンコー
ダ４２にて一旦メモリに蓄積された圧縮映像データのう
ち、Ｂピクチャのデータを削除するとともに、１ＧＯＰ
単位で割り当てられているヘッダ情報、または１ピクチ
ャ単位で割り当てられているヘッダ情報を書き換える動
作を行う。

【００８０】これは、ＩピクチャやＰピクチャを削除し
てしまうと、前後するＢピクチャがデコードできなくな
り、また、ヘッダに削除したピクチャの情報を書き込む
ことで、再生時に前後の画面をフリーズさせ、１秒当り
のコマ数をＴＶ方式の必要数に合わせることが可能とな
るからである。

【００８１】実施例２の場合、動ベクトル量が大きい場
合は、コマ落ちを少なくし、例えば静止画像に近くて動
ベクトル量が小さい場合はコマ落ちを大きくすること
で、光ディスクに記録するデータ量を減らすことが可能
となる。このような方式では、コマ落ち量が画面の動き
に応じて可変されるため、コマ落ちしても人間の目に目
だたなくなる。この場合の動ベクトル量の検出は、１Ｇ
ＯＰ内に均等に割り当てられているＰピクチャから行う
ことが望ましく、Ｂピクチャからも可能であるが、圧縮
画像の連続性や両方向データの存在がシステムを複雑に
してしまう恐れがある。

【００８２】また、コマ落し量判定手段９１において、
コマ落ち数を、図１３（ａ）に示すように、動ベクトル
量の大小に応じてゼロと、１秒当り６コマ（ピクチャ数
２４コマ／秒）の２種類に設定することも可能である
が、図１３（ｂ）に示すように、ゼロから１秒当り６コ
マの間を多段階に設定することも可能である。フィルム
映画等の場合においては、２４コマ／秒となっているた
め、ＭＰＥＧ等の規格においても２４コマ／秒からの再
生方式等が規定されている。そのため、特に上述の２４
コマ／秒と３０コマ／秒との２段階でコマ落ちを規定す
ると、システムの構成が簡単になり、極めて実用的であ
る。

【００８３】なお、図１３では、ピクチャ間の動きに反
比例してコマ落ち数を段階的に決定したが、実際の人間
の目の特性を考慮すると、動きが速すぎて人間の目が追
従できる範囲を超えた場合は、逆にコマ落ち数を大きく
しても目だたない場合がある。これは、人間の目には図
１７に示すようなコマ落ちの検知限特性があると予想さ
れるからである。この場合、当然ながら静止画像に近い
映像ではコマ落ちは検知されにくい。一方、あまりにも
映像の動きが激しく、人間の目の追従が困難な場合にお
いても、当然ながらコマ落ちは検知されにくいからであ
る。図１４のデータ変換テーブル９２では、このような
特性を利用して動ベクトル量の抽出値を補正するように
したものである。

【００８４】図１４は、上記の人間の特性を考慮しコマ
数を可変するブロック回路図で、図１２と同一符号はそ
れぞれ同一部分を示しており、９２はデータ変換テーブ
ル、９３はコマ落し量判定手段である。図中の変換テー
ブル９２では動ベクトル量が所定の絶対量以下の場合に
は、動ベクトル量に反比例した数のコマ落ちを行い、上
記絶対量以上の場合においては上記動ベクトル量に比例
した数のコマ落ちを行うようにしたものである。

【００８５】図１５は、実施例２におけるコマ落し前、
および光ディスク上に記録されるディジタル圧縮映像デ
ータの配列を示した図、図１６はコマ数を落として光デ
ィスク上に記録した映像情報データが、再生時に、画面
上の表示がどのようになるかを示した図で、図１６
（ａ）はコマ落ししていない映像データの表示画面、図
１６（ｂ）は３画面に１画面コマ落しを行った映像デー
タの表示画面、図１６（ｃ）は３画面に２画面コマ落し
を行った映像データの表示画面、図１６（ｄ）は５画面
に１画面コマ落しを行った映像データの表示画面をそれ
ぞれ示している。

【００８６】図１７は、人間の視感特性を示す図で、画
像の動きの早さに対して、検知されるコマ落ち数がどの
程度までであるかを示している。

【００８７】実際に光ディスク上に記録される映像情報
は、図１５（ｃ）に示すような形となる。元々のディジ
タル圧縮映像データは、図１５（ａ）に示すようなデー
タ配列をとる。これは、Ｉピクチャは独自での再生が可
能であるが、Ｐピクチャは時間的に前のＩピクチャ、ま
たはＰピクチャからの予測画面を必要とし、Ｂピクチャ
は前後のＩピクチャまたはＰピクチャからの予測画面を
必要とするからである。したがって、画面の再生順序と
は異なり、Ｉピクチャの次にＰピクチャのデータを配置
し、その次にＢピクチャのデータを配置する構成となっ
ている。

【００８８】しかし、光ディスク上のデータ配置は、例
えば、特殊再生時においてＩピクチャとＰピクチャのみ
を再生する場合を考えると、ＩピクチャとＰピクチャが
連続して配置されているのが大変都合が良く、図１５
（ｃ）のように並び替えられる。これは、圧縮後のデー
タ量は、元の映像信号データ量に比べて充分小さくなっ
ているため、光ディスク再生装置のメモリの並び替えが
容易に可能で、上述したデータの配列変換に対して充分
に対応可能であるからである。本方式の場合は、さらに
動きの速い映像データが連続するＧＯＰの場合において
Ｂピクチャを部分的に削除することで、図１５（ｃ）に
示すように、よりデータ量が削減され、ファイル効率が
向上している。

【００８９】このようなデータの並び替えとピクチャデ
ータの削減は、例えば図１２や図１４中に示したディス
クフォーマットエンコーダ４２によって行われるが、さ
らに高密度記録を行う際の符号間干渉の除去等を目的と
して、例えばＥＦＭ変調や１−７変調といった変調が施
され、記録可能なファイル装置（例えば磁気ディスクや
磁気テープ、または光磁気ディスク等）に一旦記録され
る。このようにして一旦保管されたデータによりＲＯＭ
ディスクマスタリング装置４５によって例えば原盤が作
成され、スタンパによってＲＯＭディスク９が大量生産
される。当然ではあるが、光ディスクが記録再生装置の
場合は以上の動作が記録データファイル７およびＲＯＭ
ディスクマスタリング装置を介さずに行われ、直接光デ
ィスクにデータが記録される。

【００９０】次に、上述した圧縮映像データを光ディス
クから読みだして再生し、画面に表示した場合は、図１
６に示すようになる。図１６（ａ）はコマ落しを許容し
ない、ピクチャ間にある程度動きがある映像の場合で、
エンコード前の映像とピクチャ単位で対応している。こ
れに対して、３画面に１画面のコマ落ちを許容した場合
は、図１６（ｂ）のようになり、Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６ピク
チャをコマ落ちさせ、おのおのＢ１，Ｂ３，Ｂ５ピクチ
ャをフリーズ（もう一度繰り返して表示）させる。ま
た、さらに３画面に２画面コマ落ちを許容した場合は、
Ｂピクチャのない画面が再生される。図１６（ｃ）のよ
うな場合は、コマ落ちの状態が人間の目に検知されやす
くなっているが、きわめて静止画像に近い場合は、ここ
までコマ落ちを許容しても目だたない。

【００９１】また、図１６（ｄ）に示すように、図１６
（ａ）と図１６（ｂ）の中間である５画面ごとに１コマ
のコマ落しを許容する場合も考えられ、この場合でもＢ
ピクチャがコマ落ちされ、前後のピクチャをフリーズす
ることで対応可能である。この場合のコマ落ちさせる単
位は、例えば図１６（ｄ）の場合は５画面でのフリーズ
の位置を固定させることが人間の目に目だたなくするた
めには望ましく、フリーズ位置を固定しつつＢピクチャ
のみのコマ落しを行うために、図１６（ｄ）に示すよう
に、必ずしも前の画像をフリーズさせるだけでなく、後
の画像からのフリーズも行われる。このようなフリーズ
の制御は、ＧＯＰの先頭に設けられたヘッダ部またはピ
クチャデータでの先頭部分に設けられたヘッダ部におい
て、フラグ等を設けることにより行われる。

【００９２】ここで、コマ落しを行った映像データを重
複表示するための制御情報で重要なのは、まず映像デー
タがインターレスかノンインターレス方式かを見きわめ
る必要がある。そのための情報は、図１９に示すよう
に、複数の映像データをひとまとめにした映像情報単位
ＧＯＰ４７が１つないし複数個集まった先頭に記述され
るシーケンスヘッダ４６におけるユーザデータ５２に記
述することが望ましい。これは、上記インターレス方式
がピクチャ単位に切り替わることは、動き補償等の関係
上あまりなく、一度設定すればあまり変えないものであ
るためである。

【００９３】また、どのフィールドを重複表示するかの
制御命令は、動きのぎこちなさ等を解消するため、画面
単位で制御することが望ましく、図２０のピクチャ層５
６の先頭に設けられたユーザデータ領域５２に書き込ん
でおくのがよい。

【００９４】元々コマ数が少ない映像データを、表示の
際にプルアップして所定のフレームレートにする方法と
しては、フィルムソースの映画素材がよく用いられる。
この場合、図２２（ａ）に示すように元々のフィルムを
テレビジョン信号にした場合は、３個または２個のフィ
ールドに同じフィルムから作成された映像が生成されて
いる。そのため図のように５枚に１枚のフィールドを重
複表示してテレビに再生している。ただし、挿入は、第
一フィールドと第２フィールドが数枚おきに交互に挿入
されることとなる。このようにすれば映像を重複表示し
てもなめらかさが保たれた形でフレームレート変換が可
能である。元々がテレビジョン信号であったものを、コ
マ落ちさせた場合においては、フィールド単位で時間的
順序があるため、一つ前のフィールドの情報を基に重複
表示することとなる。

【００９５】

【発明の効果】本発明に係わる映像記録方法によれば、
テレビジョンの表示動作によって規定された通常再生に
おけるコマ数よりも、時間分解能の高い映像ストリーム
をファイルすることができるため、スポーツにおける動
作解析や、教育・ゲーム等そのほかあらゆる分野におい
て実用性が向上する。

【００９６】また、本発明に係わる映像記録方法によれ
ば、通常再生映像データと時間分解能の高い映像データ
（補間ディジタル映像情報）を光ディスク上の別の部分
に配置するとともに、これらのアドレス情報を通常映像
データが記録されている領域に書き込んであるため、瞬
時に上記通常再生映像データと関係のある時間分解能の
高い映像ファイルを呼び出すことが可能となり、また、
時間分解能の高い映像情報の再生スピードも書き込んで
おくことができるようになったため、ユーザが映像を見
ながら設定する必要がなくなり、利便性が向上する。

【００９７】また、本発明に係わる映像記録方法によれ
ば、時間分解能の高い映像データを再生終了した際に、
元の通常再生ストリームへの戻り先アドレスが書き込ま
れているため、瞬時に元のストリームに復帰することが
可能となり、また、各ピクチャの開始アドレス値が記録
されているため、上記時間分解能の高い映像データを再
生装置のバッファメモリに取り込んだ後、メモリからの
データの取り出しが容易になる。

【００９８】また、本発明に係わる映像再生方法によれ
ば、通常再生用の映像データと、時間分解能の高い映像
データを関連づけて、アクセスすることが可能となるた
め、光ディスクのデータアクセス制御を自動化すること
が可能となる。

【００９９】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、画像の動きに応じてコマ数を可変にしたた
め、映像データのファイル効率が向上し、よりデータ圧
縮が難しい映像へのデータ配分を増やしたり、より長時
間の映像記録再生が可能となる。

【０１００】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、複数の映像データをひとまとめにした映像情
報単位で、可変ピクチャレートの映像デコード方法を書
き込んだため、動き予測補償を行っている映像データに
おけるその他の映像データのデコード制御情報と同一の
時間間隔で、制御することが可能となる。

【０１０１】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、可変ピクチャーレートのデコード内容が変更
する場合、および一番最初の場合のみ、制御データを書
き込んだため、上記映像情報単位に書き込まれている制
御情報の内容で制御動作を繰り返す回数が減少し、コン
トローラの動作が単純化される。

【０１０２】また、本発明に係わる映像記録／再生方法
によれば、可変ピクチャレートで書き込まれた映像情報
をデコードする際に、フィールド単位に画面の重複表示
が可能となったため、第１フィールドと第２フィールド
の繰り返しによって生じる画面表示の時間的な前後関係
の狂いや、各フィールド関の時間間隔のばらつきによる
画面のぎこちなさを緩和することが可能となる。

【０１０３】また、本発明に係わる映像再生装置によれ
ば、ビデオストリームを基本画像情報と補間画像情報に
分離することによって、ＭＰＥＧ規格で規定されている
テンポラルリフアレンスの値が離散的になるが、この値
を連続値に変換する手段を設けることにより、ＭＰＥＧ
規格の範囲を逸脱することのないＭＰＥＧストリームが
得られる映像再生装置が構成でき、補間情報読み取り制
御手段によって基本画像と補間画像が不連続になってい
るビデオストリームを連続なものとして再生することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ビデオストリームのユーザーデータに、本発
明の実施例１の制御情報を挿入した場合のデコード方法
を示すフローチャートである。

【図２】 実施例１における光ディスク再生装置の構成
を示すブロック回路図である。

【図３】 実施例１における通常再生時のフローチャー
トである。

【図４】 実施例１における低速再生時のフローチャー
トである。

【図５】 実施例１の通常再生用のシステムストリーム
を示す図である。

【図６】 実施例１の低速再生用のシステムストリーム
を示す図である。

【図７】 実施例１の光ディスクへのストリーム情報の
格納配置を示す図である。

【図８】 実施例１の通常再生用のビデオストリーム
と、補間情報用のストリームとを示した概念図である。

【図９】 実施例１の通常再生時におけるフィールド再
生法を示す図である。

【図１０】 本発明の実施例２の映像記録再生方法を示
す図である。

【図１１】 実施例２の画面フリーズを実現するための
ビデオストリームの構造を示す図である。

【図１２】 実施例２のブロック回路図である。

【図１３】 実施例２において、動ベクトル量に対して
どのようにコマ落しを行うかを示した図である。

【図１４】 実施例２における人間の特性を考慮しコマ
数を可変するブロック回路図である。

【図１５】 実施例２におけるコマ落し前、および光デ
ィスク上に記録されるディジタル圧縮映像データの配列
を示した図である。

【図１６】 実施例２において、コマ数を落として光デ
ィスク上に記録した映像情報データが、再生時に、画面
上の表示がどのようになるかを示した図である。

【図１７】 実施例２における人間の視感特性を示す図
である。

【図１８】 実施例２のフラグ設定による再生モードを
示す図である。

【図１９】 実施例２の画面フリーズを実現するための
ビデオストリームの構造を示す図である。

【図２０】 実施例２の画面フリーズを実現するための
ビデオストリームの構造を示す図である。

【図２１】 実施例２の画面フリーズを実現するための
ビデオストリームの構造を示す図である。

【図２２】 実施例２の映像素材のフィールドの削除方
法を示す図である。

【図２３】 従来のＭＰＥＧ方式のデータ配列構造（レ
イヤ構造）を簡略化して表した図である。

【図２４】 従来の１５画面を１ＧＯＰとしたときの符
号化構造を示した図である。

【図２５】 従来の１ＧＯＰ内の映像データ量を、各Ｇ
ＯＰ間の画質を一定にするために可変構造にした場合
と、録画時間を一定にするために固定レートにしたもの
とを比較した図である。

【図２６】 従来の１ＧＯＰ当りの画質を同一に保った
場合の１ＧＯＰ当りのデータ量を示した図である。

【図２７】 従来の光ディスク装置のブロック回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 光ディスク、２ 再生アンプ、３ 復調器、４ 誤
り訂正手段、５ テンポラルリファレンス変換制御手
段、６ バッファ、７ 復号化手段、８ Ｄ／Ａ変換
器、９ 再生制御手段、１０ 光ヘッド制御手段、１１
補間情報読み取り制御手段、１２ パックヘッダ、１
３ システムヘッダ、１４ プライベート２パケット、
１５ オーディオパケット、１６ プライベートパケッ
ト、１７ ビデオパケット、１８ 情報フラグ、１９
情報アドレス、２０ 情報サイズ、２１ ピクチャレー
ト、２２ パケット長、２３ パケット開始コード、２
４ 戻りアドレス値、２５ ピクチャアドレスデータ、
２６ ＴＯＣ、２７ 通常再生用映像情報、２８ 低速
再生用映像情報、２９ ピクチャヘッダ、３０ ピクチ
ャ符号化機能拡張部、３１ 量子化マトリックス機能拡
張部、３２ ピクチャ表示機能拡張部、３３ ピクチャ
空間スケーラブル機能拡張部、３４ ピクチャテンポラ
ルスケーラブル機能拡張部、３５ スライス層、３７
トップフィールドファーストフラグ、３８ リピートフ
ァーストフィールドフラグ、３９ プログレッシブフレ
ームフラグ、４０ ビデオＡ／Ｄ変換器、４１ 映像情
報圧縮手段、４２ ディスクフォーマットエンコーダ、
４３ 変調手段、４４ データストレージ、４５ ＲＯ
Ｍディスクマスタリング装置、４６ シーケンスヘッ
ダ、４７ ＧＯＰ、４８ シーケンスヘッダコード、４
９ シーケンス拡張部、５０シーケンス表示拡張部、５
１ シーケンススケーラブル拡張部、５２ ユーザデー
タ部、５３ ユーザデータ開始部、５４ ユーザデー
タ、５５ ＧＯＰヘッダ、５６ ピクチャ層、５７ ピ
クチャヘッダ、５８ スライス層、５９ ＧＯＰ、６０
ＧＯＰレイヤ、６１ スライス、６２ スライスレイ
ヤ、６３ ブロックレイヤ、６６ Ｉピクチャ、６７
Ｂピクチャ、６８ Ｐピクチャ、６９フレームセクタ手
段、７０ エンコーダ、７１ 変調器、７２ レーザ駆
動回路、７３ レーザ出力スイッチ、７４ 光ヘッド、
７５ アクチュエータ、７６光ディスク、７７ ディス
クモータ、７８ トラバースモータ、７９ モータ駆動
回路、８０ モータ制御回路、８１ モータ制御回路、
８２ 再生アンプ、８３ 復調器、８４ デコーダ、８
５ フレームセクタ逆変換手段、８６ 情報伸長手段、
８７ Ｄ／Ａ変換器、８８ 削除フィールド、８９ フ
ィールド、９０ 動ベクトル量検出手段、９１ コマ落
し量判定手段、９２ データ変換テーブル、９３ コマ
落し量判定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三嶋 英俊 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 加瀬沢 正 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 浅村 ▲よし▼範 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 幡野 喜子 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 倉橋 聡司 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 中井 隆洋 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 (72)発明者 石田 禎宣 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョンの画面表示に必要な所定コ
   マ数で表示可能な通常再生用ディジタル映像圧縮情報以
   外に、上記ディジタル映像情報の映像シーンと関連する
   映像シーンから構成され、上記の所定コマ数よりも１秒
   あたりのコマ数が多い別の補間ディジタル圧縮映像情報
   をディスクに録画することを特徴とする映像記録方法。
2. 【請求項２】 通常再生用ディジタル映像情報に隣接し
   た第一の付加データ領域を設け、上記通常再生用ディジ
   タル映像情報の映像シーンに対応した拡張ディジタル映
   像情報が存在するか否かを示すフラグ、補間ディジタル
   映像情報のディスク上の存在位置を示す第一のアドレス
   位置情報、上記補間ディジタル映像情報のデータサイ
   ズ、および上記補間ディジタル映像情報を再生する際の
   再生速度を書き込むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の映像記録方法。
3. 【請求項３】 拡張ディジタル映像情報に隣接した第二
   の付加データ領域を設け、拡張ディジタル映像情報を再
   生した後にアクセスすべき通常再生用ディジタル映像情
   報のディスク上の存在位置を示す第二のアドレス位置情
   報、および補間ディジタル映像情報内の各ピクチャの存
   在アドレス位置を示す情報を記録することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の映像記録方法。
4. 【請求項４】 特許請求の範囲第１項または第２項によ
   ってディスクに記録した通常再生用ディジタル映像情報
   を再生するとき、操作者からの指令により、第一の付加
   データにあるアドレス情報に従って、通常再生用ディジ
   タル映像情報の映像シーンに相当する補間ディジタル映
   像情報が書き込んであるディスクのセクタに光ヘッドを
   アクセスさせるとともに上記補間ディジタル映像情報を
   低速再生し、その後第二の付加データにあるアドレス情
   報に基づき元の通常再生用ディジタル映像情報の記録位
   置に復帰することを特徴とする映像再生方法。
5. 【請求項５】 記録時には時間的に前後したフレーム間
   またはフィールド間の動き推定情報に基づいてディジタ
   ル映像情報を圧縮するとともに、フレームまたはフィー
   ルドごとの映像の動きまたは画像の輝度信号変化または
   色信号変化に応じて１秒当りのコマ数を削減して記録媒
   体に記録し、再生時には、上記削減したフレームまたは
   フィールドの前後を重複表示してテレビジョンの画面表
   示に必要なコマ数を確保するようにした映像記録／再生
   方法。
6. 【請求項６】 記録時に、数枚から数十枚の画面に相当
   するディジタル映像情報をひとまとめにした映像情報単
   位の先頭に設けられた映像情報以外の制御情報を記述す
   る領域に、重複表示するために必要な制御情報であるデ
   ィスクの情報記録時における削減コマ数、および再生時
   における前後の画面の重複表示方法を記録するととも
   に、再生時に、上記制御情報に基づきフレームレートが
   変動するディスク上の映像データを、所定のテレビジョ
   ン表示に必要なフレームレートに変換して表示すること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の映像記録／再
   生方法。
7. 【請求項７】 制御情報の内容が複数の映像情報単位に
   またがって同一である場合には最初の映像情報単位の先
   頭に上記制御情報を記述し、以降は上記制御情報の内容
   を変更する場合のみ上記制御情報の変更内容を記述する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の映像記録
   ／再生方法。
8. 【請求項８】 記録媒体に記録された映像情報がフレー
   ム単位の映像情報であって、フレーム内ＤＣＴを行う映
   像情報であるＩピクチャと、前方向の動き補償を行うＤ
   ＣＴ符号化による映像情報であるＰピクチャと、時間的
   に前後に位置する上記ＩピクチャおよびＰピクチャを参
   照画面として動き補償を行ったＤＣＴ符号化が行われる
   Ｂピクチャとが混在する数フレームから数十フレーム単
   位の映像情報ブロックの連続であって、画面の動きまた
   は輝度信号の変化または色信号の変化に応じて上記画像
   データのヘッダ部を除くＢピクチャに相当する映像デー
   タ部分を削除するとともに、上記ヘッダ部に削除した画
   面のいずれのフィールドを重複表示するかを書き込んだ
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の映像記録
   ／再生方法。
9. 【請求項９】 ディジタル映像情報が記録された光ディ
   スクと、この光ディスクの情報を読み取る光ヘッドと、
   低速再生用の補間映像情報があるか否かを示すフラグ情
   報を認識して低速再生用の補間映像情報がある場合には
   光ディスクに記録されている補間情報アドレスや補間情
   報サイズにもとずいて上記補間情報の読み取り制御を行
   う補間情報読み取り制御手段と、通常再生時に、不連続
   となるテンポラルリファレンス値を低速再生のレートを
   示した補間情報レートにしたがって連続となるよう変換
   するテンポラルリファレンス変換制御手段を備えたこと
   を特徴とする映像再生装置。