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JP3928203B2 - Image data recording / reproducing apparatus and method thereof - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気(MO; magneto-optical) ディスクおよびハードディスク(HD)等の複数の記録媒体に画像データをフレーム単位で分離(インターリーブ)して記録し、記録した画像データを再生する画像データ記録・再生装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
動画像の画像データを、MOディスクおよびハードディスク等のランダムアクセス可能な記録媒体に記録し、任意の画像データの任意の部分の画像データを実時間的(リアルタイム)に再生し、放送あるいは編集のために供給する画像ファイル装置が用いられている。
画像データのデータレートは、ハードディスク装置等の通常の記録・再生装置の記録・再生データレートに比べて非常に大きいので、従来の画像ファイル装置は、画像データをバイト単位に複数の部分に分離(インターリーブ)して、複数のハードディスク装置に並行して記録することにより、記録・再生装置の見かけ上の記録・再生時のデータレートを高くして、実時間的(リアルタイム)な画像データの記録・再生を行うことができるように構成されている。
【0003】
しかしながら、記録媒体の空き領域が少ない場合には、画像データが記録媒体の不連続な記録領域(セクタ)に書き込まれることがある。
また、編集装置(エディタ)等を用いて、不連続に記録された複数の画像データの記録位置を変えずに、再生する画像データの部分および順番を指定することにより編集処理を行った場合も同様に、編集後の画像データは記録媒体の不連続なセクタに記録されることになる。
【0004】
このように、連続してリアルタイムに再生する必要がある複数の画像データがバイト単位でインターリーブされ、しかも細かい記録領域にばらばらに記録されている場合には、再生時に、離れた記録領域にアクセスするたびにシークを行う必要がある。具体的には、例えば、バイト単位でインターリーブされた画像データの全てのフレームが、それぞれ離れた記録領域に記録されている場合、画像データの異なるフレームにアクセスするたびにシークが必要になり、最悪の場合、1秒間に30回のシークが必要になる。
このように、シークが多発すると、従来の画像ファイル装置においては、一定時間内に必要な量の画像データが読み出され得ず、リアルタイムな画像データの再生が不可能になったり、あるいは、再生した画像データにエラーが生じたりする不具合が生じてしまう場合がある。
【0005】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、不連続な記録領域に記録された複数の画像データを再生する際に、シークの回数を極力、少なくすることにより、エラーなく画像データを再生することができ、しかも、リアルタイムな画像データを確実に再生することができる画像データ記録・再生装置およびその方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像データ記録・再生装置は、画像データをフレーム単位で第1の所定数に分離する画像データ分離手段と、複数の記録部を有し、当該記録部に前記画像データ分離手段が分離したフレーム毎に前記画像データを記録及び再生するデータ記録・再生手段と、前記データ再生手段が再生した画像データをフレーム単位で多重化して、前記画像データ分離手段が分離する以前の順番に戻す画像データ多重化手段と、を有し、前記データ記録・再生手段は、前記画像データの記録時には、隣接する第2の所定数のフレームの前記画像データを前記第2の所定数のフレーム毎に異なる前記記録部に記録し、記録された前記画像データの2倍速再生時には、前記複数の記録部に記録された画像データを1倍速再生時とは異なる2倍速再生に応じた順番で前記複数の記録部から前記第2の所定数のフレームずつ再生する。
【0008】
本発明に係る画像データ記録・再生装置は、非圧縮画像データあるいは圧縮画像データ(画像データ)をフレーム単位で分離(インターリーブ)して、複数の記録媒体に並行して記録し、記録した画像データを再生する。
画像データ分離手段は、入力される画像データをフレーム単位にm個の部分に分離(インターリーブ)する。なお、画像データ分離手段は、画像データを1フレームずつ分離する場合と、複数のフレームずつ分離する場合とがある。
【0009】
画像データ記録・再生手段は、例えば、m個のハードディスク装置等の記録・再生装置を含み、これらm個の記録・再生装置はそれぞれ、記録制御手段の制御に応じて、画像データ分離手段が1フレームあるいは複数フレームずつ分離(インターリーブ)した画像データのm個の部分それぞれを、指定された記録領域に記録する。
また、画像データ記録・再生手段のm個の記録・再生装置はそれぞれ、再生制御手段の制御に応じて、記録した画像データのm個の部分それぞれの一部または全部を、指定された記録領域から再生する。
【0010】
記録制御手段は、例えば、記録する画像データの先頭セクタおよびデータ長(記録領域)を指定して、書き込みコマンドを発行し、画像データ記録・再生手段のm個の記録・再生装置を制御し、1フレームあるいは複数フレームずつ分離(インターリーブ)した画像データのm個の部分それぞれを、指定した記録領域に記録させる。このように、1フレームずつ画像データをインターリーブして画像データ記録・再生手段のm個の記録・再生装置することにより、1秒間に発生するシークの回数は、高々、30/m回となる(NTSC方式の場合)。
【0011】
再生制御手段は、例えば、再生する画像データの先頭セクタおよびデータ長(記録領域)を指定して、読み出しコマンドを発行し、画像データ記録・再生手段のm個の記録・再生装置を制御し、記録した画像データの一部または全部を指定した記録領域から再生させる。
なお、再生制御手段は、画像データ分離手段の分離方法(1フレームずつインターリーブしたか複数フレームずつインターリーブしたか)、および、再生の方式〔通常再生(1倍速再生)か倍速再生か等〕に応じて、画像データを再生する画像データ記録・再生装置の記録・再生装置の選択、および、読出コマンドの先頭セクタおよびデータ長(記録領域)の指定変更を行うことにより、通常再生(1倍速再生)および倍速再生等の特殊再生の両方を実現する。
【0012】
画像データ多重化手段は、記録制御手段および再生制御手段の制御に応じて、画像データ記録・再生手段が再生した画像データの一部または全部をバッファリングし、フレーム単位で多重化(デインターリーブ)し、分離前の順番に戻して出力する。
【0015】
【発明の実施の形態】
第1実施例
以下、本発明の第1の実施例を説明する。
【0016】
画像ファイルシステム1の構成
図1は、本発明に係る画像ファイルシステム1の構成を示す図である。
図1に示すように、画像ファイルシステム1は、画像データ記録・再生装置2、システム制御装置100、伝送装置104およびLAN等の制御ライン110から構成される。
画像データ記録・再生装置2は、入出力制御装置18およびn台のハードディスク装置(RAID1〜n)301 〜30n を含むRAID構成の記録装置30から構成される。なお、図1にはn=5の場合を示してある(以下同じ)。
【0017】
画像ファイルシステム1は、これらの構成部分により、VTR装置1021 ,1022 および通信回線120等から入力される画像データを記録し、ユーザーの操作に応じて、記録した画像データを再生し、再生した画像データをVTR装置1021 ,1022 および通信回線120等に対して出力する。
【0018】
画像データ記録・再生装置2の構成
図2は、図1に示した画像データ記録・再生装置2の入出力制御装置18の構成を示す図である。
図2に示すように、画像データ記録・再生装置2の入出力制御装置18は、m個の入出力回路201 〜20m (以下、m=6の場合を例示)、画像データバス32およびファイルシステム200から構成される。
【0019】
画像データバス32は、入出力回路201 〜206 からハードディスク装置301 〜305 に画像データを伝送する下りバス34、および、ハードディスク装置301 〜305 から入出力回路201 〜206 に画像データを伝送する上りバス36から構成される。
下りバス34および上りバス36はそれぞれ、ハードディスク装置301 〜30n にそれぞれ対応するn本のバス341 〜34n ,361 〜36n (上述のようにn=5の場合を例示)を含み、入出力回路20i (1≦i≦m;上述のようにm=6の場合を例示)は、ハードディスク装置30j (1≦j≦n)との間で、画像データをバス34j ,36j を介して伝送する。
【0020】
画像データ記録・再生装置2は、これらの構成部分により、フレーム単位に分割した画像データをハードディスク装置301 〜305 に記録し、画像ファイルシステム1のユーザーがシステム制御装置100(図1)等を介して行う再生操作に応じて、記録した画像データを再生し、再生した画像データをVTR装置1021 ,1022 および伝送装置104に対して出力する。
【0021】
入出力回路20 i の構成
図3は、図1に示した画像ファイルシステム1の入出力回路20i (図2)の構成を示す図である。
図3に示すように、入出力回路20i は、入力処理部22、制御部24、出力処理部26および出力バッファ部28から構成される。
入力処理部22は、デコーダ回路(D1 Decoder)220、圧縮回路222、圧縮データ制御回路224および第1〜第3のスイッチ回路(SW1〜SW3)226〜230から構成される。
【0022】
制御部24は、制御用コンピュータ250およびSDRAM制御回路248から構成される。
制御用コンピュータ250は、制御回路(CPU)240、RAM242およびROM246から構成される。
なお、実際には、制御用コンピュータ250(制御回路240)と入出力回路20i の各構成部分との間で制御信号が入力および出力(入出力)されるが、図示の簡略化のために、図3においては、これらの制御信号は適宜、省略されている。
【0023】
出力処理部26は、第4のスイッチ回路(SW4)260、伸長回路262およびエンコーダ回路264から構成される。
出力バッファ部28は、ハードディスク装置301 〜30n それぞれに対応するn個のRAMブロック2801 〜280n (RAM#1〜#5;上述のようにn=5の場合を例示)から構成される。
【0024】
画像ファイルシステム1の構成部分
以下、図1〜図3に示した画像ファイルシステム1の構成部分を説明する。
【0025】
システム制御装置100
画像ファイルシステム1において、システム制御装置100(図1)は、例えば、編集装置あるいは放送局用調整卓であって、ユーザーによる操作に応じて、VTR装置1021 ,1022 、画像データ記録・再生装置2および伝送装置104との間で制御データをLAN等の制御ライン110を介して送信および受信し、これらの動作を制御する。
【0026】
VTR装置102 1 ,102 2
VTR装置1021 ,1022 は、例えば、D1方式のディジタルVTR装置であって、VTRテープ(図示せず)に記録された非圧縮画像データ(音声データを含んでいてもよい)を再生し、D1方式のデータストリームとして画像データ記録・再生装置2の入出力回路20i (図2)に対して出力する。
また、VTR装置1021 ,1022 は、画像データ記録・再生装置2の入出力回路20i からD1方式のデータストリームとして入力される非圧縮画像データをVTRテープに記録する。
【0027】
伝送装置104
伝送装置104は、例えば、SDI方式(SMPTE259M)の伝送路を介して画像データ記録・再生装置2の入出力回路20i と接続され、入出力回路20i から入力される非圧縮画像データを、ディジタル高速通信回線あるいはATM通信回線の通信回線120を介して、SDI方式のデータストリームとして他の放送局の伝送装置(図示せず)に対して送信する。
また、伝送装置104は、通信回線120を介して他の放送局の伝送装置等からSDI方式のデータストリームとして入力される非圧縮画像データを受信し、画像データ記録・再生装置2の入出力回路20i に対して出力する。
【0028】
ファイルシステム200
ファイルシステム200は、制御ライン110を介したシステム制御装置100の制御に従って、入出力回路201 〜206 がハードディスク装置301 〜305 に記録する画像データの記録領域を、例えばセクタ単位で管理する。
また、ファイルシステム200は、ユーザーにより指定された画像データを再生する場合に、指定された画像データの記録領域を、入出力回路201 〜206 に通知する。
【0029】
また、ファイルシステム200は、例えば、クロック発生装置(図示せず)から供給され、放送局内で装置間の同期をとるために用いられる基準フレーム同期信号FSに基づいて、入出力回路20i に割り当てるタイムスロットを示すタイムスロット信号TSを生成し、基準フレーム同期信号FSとともに入出力回路20i に対して出力する。
【0030】
入出力回路20 i
画像データ記録・再生装置2の入出力制御装置18において、入出力回路20i (図2)は、VTR装置1021 ,1022 および伝送装置104等から画像入力端子に入力されるD1方式あるいはSDI方式のデータストリームに含まれる非圧縮画像データを圧縮符号化して圧縮画像データを生成し、生成した圧縮画像データをフレーム単位に分離(インターリーブ)し、分離(インターリーブ)した圧縮画像データ(SBXOut)を1フレーム分ずつ順番に、バス341 〜345 を介してハードディスク装置301 〜305 に対して出力し、ランダムアクセス可能なハードディスクに記録させる。
【0031】
また、入出力回路20i は、ハードディスク装置301 〜305 が1フレーム分ずつ順番に再生し、バス361 〜36n を介して供給する圧縮画像データ(SBXIn)を受け、多重化(デインターリーブ)して、元の圧縮画像データに戻し、戻した圧縮画像データを伸長復号して非圧縮画像データを生成し、D1方式あるいはSDI方式のデータストリームとして画像出力端子からVTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104等に対して出力する。
【0032】
なお、入出力回路20i は、ファイルシステム200から入力されるタイムスロット信号TSに同期して動作し、各入出力回路20i にユニークな値が固定的に割り当てられる自己タイムスロットSTSが示すタイムスロット(第i番目のタイムスロット)で、ハードディスク装置301 〜305 との間の画像データの伝送を行う。
【0033】
つまり、例えば、ファイルシステム200が入出力回路201 〜206 それぞれに対して1秒周期でタイムスロットを割り当てる場合には、入出力回路20i の増設を考慮して1周期当たりのタイムスロット数を10個(タイムスロット1つ分の時間長は1/10秒)として、これら10個のタイムスロットの内、第1〜第6のタイムスロットそれぞれにおいて、入出力回路201 〜206 がハードディスク装置301 〜305 との間で画像データの伝送を行う。
【0034】
制御部24
制御部24は、入出力回路20i の各構成部分の制御を行う。
【0035】
制御用コンピュータ250
制御部24において、制御用コンピュータ250は、マルチタスクのOSを搭載し、基準フレーム同期信号FS、ファイルシステム200から入力されるタイムスロット信号TS、および、自己タイムスロット信号STSに同期して動作し、システム制御装置100から制御ライン110を介して入力される制御データに従って、SDRAM制御回路248および入出力回路20i の各構成部分を並列的に制御する。
【0036】
SDRAM制御回路248
SDRAM制御回路248は、制御用コンピュータ250の制御に従って、命令(コマンド)S2481 、スイッチ制御信号S2482 〜2484 およびバッファリング制御信号S2485 を生成し、ハードディスク装置301 〜305 、スイッチ回路226〜230,260およびRAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
【0037】
なお、命令S2481 は、ハードディスク装置301 〜305 の圧縮画像データの記録および再生(記録・再生)の動作を制御する。
図4(A)〜(C)は、入出力回路20i からハードディスク装置301 〜305 に対して出力される命令S2481 (コマンドおよびステータス)のフォーマットを示す図である。
【0038】
画像データを記録する場合、SDRAM制御回路248は、図4(A)に示す書き込み命令(コマンド)を、命令S2481 としてハードディスク装置301 〜305 に対して出力し、ファイルシステム200が管理するハードディスク装置301 〜305 の空き記録領域に新たな圧縮画像データを記録させる。
図4(A)に示すように、書き込みコマンドは、同期コード(Sync code) 、タイムスロット識別子(Timeslot ID) 、書き込みフラグ(Write flag)、コマンド数(Num of command)アドレス(Adress)およびデータ長(Length)から構成され、記録する圧縮画像データ(Data)がこのコマンドに続いてハードディスク装置301 〜305 に対して出力される。
【0039】
書き込みコマンドの内、同期コード(Sync code) は、同期コード以降に続くデータが命令であることを示すユニークな符号である。
タイムスロット識別子(Timeslot ID) は、命令を発生した入出力回路20i の自己タイムスロットSTSであり、ハードディスク装置301 〜305 が再生した圧縮画像データを入出力回路20i に対して出力するために用いるタイムスロットを示す。
【0040】
書き込みフラグ(Write flag)は、命令が書き込みコマンドであるか、読み出しコマンドであるかを示し、書き込みコマンドである場合には1、書き込みコマンドでない場合には0の値を採る。
コマンド数(Num of command)は、コマンド数以降に続く命令の数を示す。書き込みコマンドの場合には、コマンド数以降には、圧縮画像データを記録する記録領域の先頭のセクタ番号(アドレス;Address)およびデータ長(Length)が1組、続くだけなので、コマンド数の値は1となる。
【0041】
画像データを再生する場合、SDRAM制御回路248は、図4(B)に示す読み出し命令(コマンド)を、命令S2481 としてハードディスク装置301 〜305 に対して出力し、ユーザーが指定した圧縮画像データを、ファイルシステム200が管理するハードディスク装置301 〜305 の記録領域から再生させる。
【0042】
図4(B)に示すように、読み出しコマンドは、同期コード(Sync code) 、タイムスロット識別子(Timeslot ID) 、書き込みフラグ(Write flag)、コマンド数(Num of command)およびコマンド1,2,…(command1, command2, …)から構成される。
読み出しコマンドにおいて、同期コード(Sync code) 、タイムスロット識別子(Timeslot ID) は、上述した書き込みコマンドにおいてと同様である。
書き込みフラグ(Write flag)の値は、読み出しコマンドを示す0となる。
コマンド数(Num of command)は、それぞれハードディスク装置301 〜305 に読み出させる圧縮画像データの先頭のセクタ(アドレス;Adress)とそのデータ長(Length)の組み合わせからなるコマンド(command1, command2, …)の数に応じた値となる。
【0043】
読み出しステータスは、ハードディスク装置301 〜305 が、ハードディスク装置301 〜305 の状態を制御用コンピュータ250に通知するために用いられる。
【0044】
また、スイッチ制御信号S2482 ,S2483 は、スイッチ回路226,230を、スイッチ回路228が命令S2481 を出力する場合には、入力端子b側を選択し、これ以外の場合には入力端子a側を選択するように制御する。
また、スイッチ制御信号S2484 は、スイッチ回路260が基準フレーム同期信号FS、1周期ごとに、入力端子a〜eを順次、選択し、選択した入力端子から入力される圧縮画像データを1フレーム分ずつ多重化(デインターリーブ)するようにスイッチ回路260を制御する。
また、バッファリング制御信号S2485 は、出力バッファ部28のRAMブロック2801 〜2805 のフレームメモリ(バンク)を切り換えることにより、バッファリング動作を制御する。
【0045】
入力処理部22
入力処理部22は、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104から入力されるD1方式あるいはSDI方式のデータストリームに含まれる非圧縮画像データを圧縮符号化し、出力バッファ部28のRAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
【0046】
デコーダ回路220
入力処理部22において、デコーダ回路220(図3)は、VTR装置1021 ,1022 から入力されるD1方式のデータストリーム、あるいは、伝送装置104から入力されるSDI方式のデータストリームをデコードし、270Mbps(内、画像は180Mbps)程度のデータレートの非圧縮画像データを分離(インターリーブ)して、圧縮回路222に対して出力する。
また、デコーダ回路220は、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104より入力されるデータストリームからフレーム同期信号を抽出し、圧縮回路222に対して出力する。
【0047】
圧縮回路222
圧縮回路222は、基準フレーム同期信号FSおよびデコーダ回路220から入力されるフレーム同期信号に同期して動作し、デコーダ回路220から入力される非圧縮画像データに対して離散的コサイン変換(DCT)処理および可変長符号化等を行って圧縮符号化し、30Mbps程度のデータレートのイントラ圧縮画像データを生成してスイッチ回路226の入力端子aに対して出力する。
【0048】
圧縮データ制御回路224
圧縮データ制御回路224は、基準フレーム同期信号FSに同期して、スイッチ回路228が基準フレーム同期信号FS、1周期ごとに、出力端子a〜eを順次、選択し、選択した出力端子から圧縮画像データをRAMブロック2801 〜2805 に対して出力するように制御するスイッチ制御信号S224を生成し、スイッチ回路230の入力端子aに対して出力する。
【0049】
なお、図1において点線の矢印で示すように、圧縮回路222が発生するフレーム同期信号に同期してスイッチ回路228が選択する出力端子を変更するように圧縮データ制御回路224を構成することも可能である。
ただし、フレーム信号FSに対する圧縮回路222が発生するフレーム同期信号の遅延は、圧縮画像データ数ビット分とごく小さいので、基準フレーム同期信号FSおよび圧縮回路222が発生するフレーム同期信号のいずれを用いても、圧縮データ制御回路224は、圧縮回路222から入力される圧縮画像データを、順次、RAMブロック2801 〜2805 が1フレーム分ずつバッファリングするようにスイッチ回路228を制御するスイッチ制御信号S224を生成することができる。
【0050】
スイッチ回路226
スイッチ回路226は、上述のように、スイッチ制御信号S2482 に従って、スイッチ回路228が圧縮画像データを出力する場合には、入力端子a側を選択して、圧縮回路222から入力される圧縮画像データをスイッチ回路228の入力端子に対して出力する。
また、スイッチ回路226は、スイッチ回路228が命令S2481 を出力する場合には、入力端子b側を選択して命令S2481 をRAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
【0051】
スイッチ回路230
スイッチ回路230は、上述のように、スイッチ制御信号S2482 に従って、スイッチ回路228が圧縮画像データを出力する場合には、入力端子a側を選択して、圧縮データ制御回路224から入力されるスイッチ制御信号S224をスイッチ回路228に対して出力する。
また、スイッチ回路230は、スイッチ回路228が命令S2481 を出力する場合には、入力端子b側を選択してスイッチ制御信号S2483 をスイッチ回路228に対して出力する。
【0052】
スイッチ回路228
スイッチ回路228は、上述のように、スイッチ制御信号S224,S248に従って動作し、圧縮画像データを出力する場合には、基準フレーム同期信号FS、1周期ごとに、出力端子a〜eを順番に選択し、圧縮回路222からスイッチ回路226を介して入力される圧縮画像データをフレーム単位に分離(インターリーブ)してRAMブロック2801 〜2805 に対して順次、出力する。
つまり、例えば、出力バッファ部288は、スイッチ回路226を介して圧縮回路222から入力される圧縮画像データの第p番目〜第(p+4)番目〔pはn(5)の倍数〕のフレームをそれぞれ出力端子a〜eから出力し、分離(デインターリーブ)してRAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
【0053】
また、スイッチ回路228は、命令S2481 を出力する場合には、出力端子a〜eのいずれかを選択して、SDRAM制御回路248から入力された命令S2481 を、目的のハードディスク装置301 〜305 に対して出力する。
【0054】
出力処理部26
出力処理部26は、ハードディスク装置301 〜305 が再生し、RAMブロック2801 〜2805 を介してフレーム単位で入力される圧縮画像データを多重化(デインターリーブ)し、伸長復号してVTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104に対して出力する。
【0055】
スイッチ回路260
スイッチ回路260は、上述のように、スイッチ制御信号S2484 に従って、基準フレーム同期信号FS、1周期ごとに、入力端子a〜eを順番に選択し、選択した入力端子から入力される圧縮画像データを1フレーム分ずつ多重化(デインターリーブ)し、元の圧縮画像データを再生する。
つまり、例えば、スイッチ回路260は、RAMブロック2801 〜2805 から入力される圧縮画像データの第p番目〜第(p+4)番目のフレームを多重化(デインターリーブ)し、伸長回路262に対して出力する。
【0056】
伸長回路262
伸長回路262は、スイッチ回路260から入力される圧縮画像データに対して、圧縮回路222に対応する処理を行って伸長復号し、非圧縮画像データを生成してエンコーダ回路264に対して出力する。
【0057】
エンコーダ回路264
エンコーダ回路264は、伸長回路262から入力される非圧縮画像データをエンコードし、D1方式あるいはSDI方式のデータストリームを生成して、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104に対して出力する。
【0058】
出力バッファ部28
出力バッファ部28は、ハードディスク装置301 〜305 から入力される圧縮画像データをバッファリングして出力処理部26のスイッチ回路260に対して出力する。
また、出力バッファ部28は、入力処理部22のスイッチ回路228から入力される圧縮画像データをバッファリングして、ハードディスク装置301 〜305 に対して出力する。
【0059】
RAMブロック280 j
RAMブロック280j は、例えば、それぞれ圧縮画像データ1秒分(30フレーム分、NTSC方式の場合)の記憶容量を有する3つのフレームメモリ(RAM;バンク1〜3)から構成され、SDRAM制御回路248の制御に従って動作する。
SDRAM制御回路248は、RAMブロック280j の3つのフレームメモリのいずれかを、バッファリング制御信号S2485 を介して選択する。
【0060】
RAMブロック280j の選択されたフレームメモリは、入力処理部22のスイッチ回路228またはハードディスク装置301 〜305 から入力された圧縮画像データを1フレームずつ、バッファリングする。
選択されたフレームメモリが、スイッチ回路228またはハードディスク装置301 〜305 から入力された圧縮画像データを1秒分(30フレーム分)バッファリングすると、SDRAM制御回路248は、選択したフレームメモリを制御して、バッファリングした圧縮画像データを対応するハードディスク装置30i またはスイッチ回路228に対して出力させ、さらに、フレームメモリの選択を変更する。
【0061】
つまり、例えば、RAMブロック2801 〜2805 はそれぞれ、スイッチ回路228がインターリーブした圧縮画像データの第p番目〜第(p+4)番目のフレームを順次バッファリングし、さらに、圧縮画像データが30フレーム分たまると、ハードディスク装置301 〜305 それぞれに対して出力する。
また、例えば、RAMブロック2801 〜2805 はそれぞれ、ハードディスク装置301 〜305 がそれぞれ再生した圧縮画像データのp番目〜第(p+4)番目のフレームを順次バッファリングし、出力処理部26のスイッチ回路260に対して出力する。
【0062】
なお、RAMブロック280i が3つのフレームメモリから構成される理由は、ハードディスク装置30j から入力される圧縮画像データ、スイッチ回路228から入力される圧縮画像データ、および、ハードディスク装置301 〜305 に対して出力する命令が衝突した場合でも、RAMブロック280j にオーバーフローが生じないようにするためである。
【0063】
ハードディスク装置30 1 〜30 5
ハードディスク装置301 〜305 は、入出力制御装置18の入出力回路201 〜206 から入力される命令に従って動作し、入出力回路20i から記録命令が入力された場合には、入出力回路20i から入力される圧縮画像データを1フレームずつ順番に記録する。
つまり、例えば、ハードディスク装置301 〜305 はそれぞれ、RAMブロック2801 〜2805 から入力される圧縮画像データのp番目〜第(p+4)番目のフレームをそれぞれ記憶する。
【0064】
また、ハードディスク装置301 〜305 は、入出力回路20i から再生命令が入力された場合には、記録した圧縮画像データを再生し、例えば、再生命令を含むタイムスロットと2タイムスロット分の時間をおいて、再生した圧縮画像データを順次、入出力回路20i に対して出力する。
つまり、例えば、ハードディスク装置301 〜305 はそれぞれ、記憶した圧縮画像データのp番目〜第(p+4)番目のフレームを再生し、RAMブロック2801 〜2805 に対してそれぞれ出力する。
【0065】
画像ファイルシステム1の動作
以下、図5〜図10をさらに参照して、画像ファイルシステム1の動作を説明する。
【0066】
記録動作
ユーザーは、システム制御装置100(図1)を操作して、画像データのファイル名を指定して、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104が供給する画像データ記録・再生装置2に対して画像データの記録を指示する。
システム制御装置100は、ユーザーの操作に応じて、画像データ記録・再生装置2の各構成部分を制御し、画像データの記録を準備させる。
【0067】
つまり、このシステム制御装置100の制御に従って、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104からデータストリームが供給される入出力制御装置18の入出力回路201 〜206 のいずれか(入出力回路20i )のSDRAM制御回路248は、スイッチ回路226,230に接点b側を選択させ、スイッチ回路228の接続を順次、切り換えて、第i番目のタイムスロットにおいて、ハードディスク装置301 〜305 それぞれに対して、図4(A)に示した書き込みコマンドを送出させる。
さらに、SDRAM制御回路248は、書き込みコマンドの送出が終了すると、スイッチ回路226,230に接点a側を選択させる。
【0068】
VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104が、入出力回路20i (図2,図3)に270MbpsのD1方式あるいはSDI方式のデータストリームを供給すると、デコーダ回路220は、供給されたデータストリームをデコードし、約180Mbpsの非圧縮画像データを生成し、さらに、フレーム同期信号を抽出して圧縮回路222に対して出力する。
圧縮回路222は、デコーダ回路220から入力された非圧縮画像データを圧縮符号化し、スイッチ回路228の入力端子に対して出力する。
【0069】
SDRAM制御回路248は、スイッチ回路228の接続を順次、切り換えて、圧縮回路222から入力される圧縮画像データを1フレームずつ、RAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
RAMブロック2801 〜2805 は、バッファリング制御信号S2485 を介したSDRAM制御回路248の制御に従って、圧縮画像データを30フレーム分バッファリングすると、ハードディスク装置301 〜305 に対して出力し、SDRAM制御回路248は、RAMブロック2801 〜2805 のフレームメモリの選択を変更する。
【0070】
図5は、圧縮画像データの各秒(sec) に含まれる何番目のフレーム(Frame) が、ハードディスク装置301 〜305 (図1,図2)のいずれに記録されるかを示す図である。
ハードディスク装置301 〜305 はそれぞれ、書き込みコマンドに従って、RAMブロック2801 〜2805 を介して入出力回路20i のスイッチ回路228から第i番目のタイムスロットにおいて30フレームずつ入力される圧縮画像データを、書き込みコマンドのアドレスが示すセクタからデータ長が示す記録領域に記録する。
【0071】
以上説明した画像ファイルシステム1の動作により、ハードディスク装置301 〜305 には、圧縮画像データが、図5に示すようにインターリーブされて記録される。つまり、ハードディスク装置30j には、各秒の圧縮画像データの30フレームの内、第(5×q+j)番目のフレームが記録される(q=0,…,4)。
【0072】
通常再生動作
以下、画像ファイルシステム1が画像データを通常再生(1倍速再生)する際の動作を説明する。
図6は、画像データ記録・再生装置2(図1,図2)が画像データを再生する際の入出力回路201 〜206 による読み出しコマンドの発行と、ハードディスク装置301 〜305 による画像データの再生のタイミングを示す図である。
図7は、画像データ記録・再生装置2(図1,図2)が画像データを通常再生(1倍速再生)する際に、ハードディスク装置301 〜305 (RAM1〜RAM5)が再生する圧縮画像データのフレームの順番を例示する図である。
【0073】
ユーザーは、システム制御装置100(図1)を操作して、画像データのファイル名を指定して、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104が供給する画像データ記録・再生装置2に対して画像データの通常再生を指示する操作を行う。
システム制御装置100は、ユーザーの操作に応じて、画像データ記録・再生装置2の各構成部分を制御し、画像データの通常再生を準備させる。
【0074】
上述したシステム制御装置100の制御に従って、入出力回路20i のSDRAM制御回路248は、スイッチ回路226,230に接点b側を選択させ、さらに、スイッチ回路228の接続を順次、切り換えて、図6に示すように第i番目のタイムスロットにおいて、ハードディスク装置301 〜305 に、図4(B)に示した読み出しコマンドを、RAMブロック2801 〜2805 を介して送出する。
【0075】
なお、通常再生(1倍速再生)動作の場合には、入出力回路20i のSDRAM制御回路248は、第i番目のタイムスロットにおいて、ファイルシステム200が管理する記録領域に基づいて、指定された圧縮画像データの記録領域を全体としてカバーするように読み出しコマンド〔図4(B)〕のコマンド数(Num of command)、アドレス(Adress)およびデータ長(Length)を設定して送出し、ハードディスク装置301 〜305 に、指定された圧縮画像データの全てのフレームを順番通りに再生させる。
【0076】
具体例を挙げる。
例えば、指定された圧縮画像データの全てが、ハードディスク装置301 〜305 において連続した1つの記録領域に記録されている場合には、SDRAM制御回路248は、読み出しコマンドのコマンド数(Num of command)の値を1とし、アドレス(Adress)の値を、その記録領域の先頭のセクタ番号とし、データ長(Length)を指定された圧縮画像データのデータ長として、ハードディスク装置301 〜305 に対して送出し、圧縮画像データを再生させる。
【0077】
読み出しコマンドを受けたハードディスク装置301 〜305 はそれぞれ、読み出しコマンド〔図4(B)〕のアドレス(Adress)およびデータ長(Length)が示す圧縮画像データをハードディスクから読み出し、図6に示すように、例えば、2タイムスロット分の時間をおいて、第(i+3)番目のタイムスロットから順次、入出力回路20i に対して出力する。
以上述べた動作を繰り返すことにより、入出力回路20i は、図7に示す順番で、圧縮画像データの各秒の第(5×p+j)番目のフレームをハードディスク装置301 〜305 それぞれから読み出す。
【0078】
RAMブロック2801 〜2805 は、それぞれハードディスク装置301 〜305 から入力される圧縮画像データを1フレーム分ずつバッファリングし、スイッチ回路260に対して出力する。
SDRAM制御回路248は、スイッチ制御信号S2484 を介してスイッチ回路260を制御し、スイッチ回路260の接続を順次、切り換えて、RAMブロック2801 〜2805 から入力される圧縮画像データのフレームを多重化(デインターリーブ)し、元の圧縮画像データの順番に戻して伸長回路262に対して出力する。
【0079】
伸長回路262は、デインターリーブされた圧縮画像データを伸長復号し、得られた非圧縮画像データをエンコーダ回路264に対して出力する。
エンコーダ回路264は、伸長回路262から入力された非圧縮画像データをエンコードし、D1方式あるいはSDI方式のデータストリームを生成し、VTR装置1021 ,1022 および伝送装置104に対して出力する。
【0080】
倍速再生動作
以下、2倍速再生を例として、画像ファイルシステム1が画像データを倍速再生する場合の動作を説明する。
図8は、画像データ記録・再生装置2(図1,図2)が画像データを2倍速再生する際に、ハードディスク装置301 〜305 (RAM1〜RAM5)が再生する圧縮画像データのフレームの順番を例示する図である。
【0081】
ユーザーは、システム制御装置100(図1)を操作して、画像データのファイル名を指定して、VTR装置1021 ,1022 あるいは伝送装置104が供給する画像データ記録・再生装置2に対して画像データの2倍速再生を指示する操作を行う。
システム制御装置100は、ユーザーの操作に応じて、画像データ記録・再生装置2の各構成部分を制御し、画像データの2倍速再生を準備させる。
【0082】
通常再生時と同様に、システム制御装置100の制御に従って、入出力回路20i のSDRAM制御回路248は、スイッチ回路226,230に接点b側を選択させ、さらに、スイッチ回路228の接続を順次、切り換えて、図6に示すように第i番目のタイムスロットにおいて、ハードディスク装置301 〜305 に、図4(B)に示した読み出しコマンドを、RAMブロック2801 〜2805 を介して送出する。
【0083】
なお、ハードディスク装置301 〜305 には、図4に示す順番で圧縮画像データのフレームが記録されているので、SDRAM制御回路248は、ハードディスク装置301 に対して0秒の第1番目のフレームを再生させ、ハードディスク装置303 に対して0秒の第3番目のフレームを再生させ、ハードディスク装置305 に対して0秒の第5番目のフレームを再生させ、ハードディスク装置302 に対して0秒の第7番目のフレームを再生させ、ハードディスク装置304 に対して0秒の第9番目のフレームを再生させるといったように、通常再生動作の場合と異なる順番で、異なるフレームを再生させるように、読み出しコマンド〔図4(B)〕のコマンド数(Num of command)、アドレス(Adress)およびデータ長(Length)を設定して、ハードディスク装置301 〜305 に対して出力する必要がある。
【0084】
具体例を挙げる。
例えば、指定された圧縮画像データの全てが、ハードディスク装置301 〜305 において連続した1つの記録領域に記録されている場合であっても、通常再生時と異なり、DRAM制御回路248は、読み出しコマンドのコマンド数(Num of command)の値を6とし、6組のアドレス(Adress)およびデータ長(Length)を設定してハードディスク装置301 〜305 に対して送出し、圧縮画像データを再生させる必要がある。
【0085】
読み出しコマンドを受けたハードディスク装置301 〜305 はそれぞれ、読み出しコマンド〔図4(B)〕のアドレス(Adress)およびデータ長(Length)が示す圧縮画像データをハードディスクから読み出し、図6に示したように、2タイムスロット分の時間をおいて順次、入出力回路20i に対して出力する。
以上述べた動作を繰り返すことにより、入出力回路20i は、図8に示す順番でハードディスク装置301 〜305 それぞれから、圧縮画像データのフレームを1フレームおきに読み出す。
【0086】
RAMブロック2801 〜2805 は、通常再生時と同様に、それぞれハードディスク装置301 〜305 から入力される圧縮画像データを1フレーム分ずつバッファリングし、スイッチ回路260に対して出力する。
SDRAM制御回路248は、通常再生時と同様に、スイッチ制御信号S2484 を介してスイッチ回路260を制御し、スイッチ回路260の接続を順次、切り換えて、RAMブロック2801 〜2805 から入力される圧縮画像データのフレームをデインターリーブし、元の圧縮画像データの順番に戻して伸長回路262に対して出力する。
【0087】
伸長回路262は、通常再生時と同様に、デインターリーブされた圧縮画像データを伸長復号し、得られた非圧縮画像データをエンコーダ回路264に対して出力する。
エンコーダ回路264は、通常再生時と同様に、伸長回路262から入力された非圧縮画像データをエンコードし、D1方式あるいはSDI方式のデータストリームを生成し、VTR装置1021 ,1022 および伝送装置104に対して出力する。
【0088】
以下、図9および図10をさらに参照して、画像ファイルシステム1の制御用コンピュータ250の処理を説明する。
図9は、ハードディスク装置301 〜305 から圧縮画像データを読み出す制御用コンピュータ250の第1の処理(S10)の内容を示す図である。
図10は、RAMブロック2801 〜2805 から圧縮画像データを読み出して出力する制御用コンピュータ250の第2の処理(S12)の内容を示す図である。
なお、図9および図10に示した第1の処理および第2の処理は、基準フレーム同期信号FSの各周期の始めに起動され、制御用コンピュータ250のマルチタスクOSの機能により、並行して行われ得る。
【0089】
図9に示すように、ハードディスク装置301 〜305 から圧縮画像データを読み出す第1の処理を行う場合には、ステップ100(S100)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を制御してバンクA(第1のフレームメモリ)を選択してハードディスク装置301 〜305 からの圧縮画像データの書き込みを許可し、さらに、再生許可フラグの値を0にする。
なお、再生許可フラグの値が0の場合には、ハードディスク装置301 〜305 からRAMブロック280j のバンクA(第1のフレームメモリ)への圧縮画像データの読み出しが終了するまで、伸長回路262の伸長復号処理は禁止される。
【0090】
ステップ102(S102)において、入出力回路20i の制御用コンピュータ250は、自己タイムスロット信号STSと、ファイルシステム200から入力されるタイムスロット信号とを比較し、これらが一致する(自分のタイムスロットである)場合にはS104の処理に進み、一致しない場合にはS102の処理に留まる。
【0091】
ステップ104(S104)において、入出力回路20i の制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を制御して、読み出しコマンド〔図4(B)〕のコマンド数(Num of command)、アドレス(Adress)およびデータ長(Length)を、再生方式、例えば、1倍速再生か2倍速再生かに応じて上述のように設定を変更し、RAMブロック2801 〜2805 を介してハードディスク装置301 〜305 に対して出力する。
【0092】
ステップ106(S106)において、入出力回路20i からの読み出し命令を受けたハードディスク装置301 〜305 は、読み出しコマンドが示す圧縮画像データを再生し、2タイムスロット待って入出力回路20i に対して再生した圧縮画像データを出力する。
【0093】
ステップ108(S108)において、入出力回路20i のRAMブロック2801 〜2805 は、ハードディスク装置301 〜305 から入力された圧縮画像データを取り込み、バッファリングする。
【0094】
ステップ110(S110)において、RAMブロック2801 〜2805 に30フレーム分の圧縮画像データがバッファリングされると、制御用コンピュータ250は、再生許可フラグの値を1として、伸長回路262に対して伸長復号処理を許可する。
【0095】
ステップ112(S112)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を制御して、RAMブロック2801 〜2805 のバンクを切り換える。つまり、S110の処理までバンクA(第1のフレームメモリ)が書き込み許可状態にされている場合には、バンクB(第2のフレームメモリ)を書き込み許可状態とし、同様に、S110の処理までバンクB,C(第2,第3のフレームメモリ)が書き込み許可状態とされている場合には、バンクC,A(第3,第1のフレームメモリ)を書き込み許可状態とする。
【0096】
図10に示すように、RAMブロック2801 〜2805 から圧縮画像データを読み出して出力する第2の処理を行う場合には、ステップ120(S120)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を制御してRAMブロック2801 〜2805 のバンクA(第1のフレームメモリ)を選択して、第1のフレームメモリから圧縮画像データを読み出せる状態とする。
【0097】
ステップ122(S122)において、制御用コンピュータ250は、再生許可フラグの値が1であるか否かを判断する。制御用コンピュータ250は、再生許可フラグの値が1である場合には、S124の処理に進み、再生許可フラグの値が0である場合には、制御用コンピュータ250はS122の処理に留まる。つまり、制御用コンピュータ250は、S122の処理において、RAMブロック2801 〜2805 のフレームメモリに圧縮画像データが書き込まれ、再生許可フラグの値が1になるのを待つ。
【0098】
ステップ124(S124)において、制御用コンピュータ250は、伸長回路262を制御して、再生方式、つまり、通常再生であるか倍速再生であるかに応じて、RAMブロック2801 〜2805 にバッファリングされた30フレーム分の圧縮画像データを伸長復号させ、エンコーダ回路264を介して出力させる。
【0099】
ステップ126(S126)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を制御して、S112の処理と同様に、RAMブロック2801 〜2805 のバンク(フレームメモリ)の選択を切り換える。
【0100】
なお、第1の実施例においては、通常再生と2倍速再生を例に画像ファイルシステム1の動作を説明したが、読み出しコマンドのコマンド数(Num of command)、アドレス(Adress)およびデータ長(Length)の値を適切に変更することにより、画像ファイルシステム1は、3倍速再生動作等、さらに4倍再生以上の高速再生動作を行うことができる。
【0101】
また、画像ファイルシステム1は、フレーム単位でインターリーブを行い、ハードディスク装置301 〜305 に圧縮画像データを記録するので、バイト単位でインターリーブを行う場合に比べて、ハードディスク装置301 〜305 で発生するシークの回数が少なくて済む。
具体例を挙げると、バイト単位で圧縮画像データをインターリーブして、各フレームをそれぞれ離れた記録領域に記録した場合には、タイムスロットごとに、最大、毎秒30回のシークが発生する(NTSC方式の場合)。しかしながら、画像ファイルシステム1におけるようにフレーム単位でインターリーブした場合には、各フレームをそれぞれ離れた記録領域に記録した場合であっても、最大、6回(=30/m,NTSC方式の場合)のシークしか発生しない。従って、画像ファイルシステム1によれば、シークの多発により圧縮画像データが欠落し、再生画像の品質が劣化するという不具合を防止することができる。
【0102】
また、例えば、圧縮画像データを複数フレーム分ずつ記録するように画像ファイルシステム1の記録方法を変更し、倍速再生時のシークの発生をさらに少なくすることができる。
具体例を挙げる。例えば、下表1に示すように、ハードディスク装置301 に各秒の第1,第2のフレームを記録し、ハードディスク装置302 に各秒の第3,第4のフレームを記録するといったように、圧縮画像データを2フレーム分ずつハードディスク装置301 〜305 に記録し、2倍速再生時に、ハードディスク装置301 から各秒の第1,第2のフレームを再生し、ハードディスク装置303 から各秒の第5,第6のフレームを再生するといったように、圧縮画像データをハードディスク装置301 〜305 それぞれから2フレームずつ再生すると、1秒間に30フレーム分のデータを、最大3回のシークで読み出すことができる。
【0103】
【表1】

Figure 0003928203
但し、X−Yは、第X秒のY番目のフレームを示す。
【0104】
このように、2フレーム間隔で圧縮画像データを再生して表示しても、1フレーム間隔で圧縮画像データを再生し、表示する場合に比べて、画像の品質劣化はごく少ない。このように、画像ファイルシステム1において、ハードディスク装置301 〜305 それぞれに圧縮画像データのフレームを2枚以上ずつ記録するように記録方法を変更し、記録方法に応じて再生方法を変更することにより、さらに高速な再生を行う際のシークの発生回数を減らし、高速再生を無理なく確実に行うことができる。
【0105】
また、ハードディスク装置の数をさらに増やし、見かけ上の記録・再生のデータレートを大きくすることにより、圧縮画像データだけではなく非圧縮画像データもリアルタイムに記録・再生するように、画像ファイルシステム1を構成することができる。
さらに、ハードディスク装置301 〜305 を、例えば、MO装置あるいはDVD装置等の他のランダムアクセス可能な記録装置に置換する等、画像ファイルシステム1は、種々の構成を採ることができる。
【0106】
第2実施例
以下、本発明の第2の実施例を説明する。
【0107】
第2実施例の背景
まず、図11を参照して、本発明の第2の実施例の背景を説明する。
図11(a),(b)は、ハードディスク装置301 〜305 (DISC)上の圧縮画像データの記録領域を例示する図である。なお、図11(a),(b)において、記録媒体上の太線は、圧縮画像データの記録領域を示し、▲1▼〜▲4▼は読み出しの順序を示し、a〜dは出力の順番(元の順番)を示す。
アーム38
図11(a),(b)において、アーム38は、ハードディスク装置301 〜305 において、記録媒体から圧縮画像データを読み出すために用いられる。
【0108】
第1の実施例に示した画像ファイルシステム1(図1〜図3)は、圧縮画像データがフレーム単位にインターリーブして複数の記録装置の記録媒体に記録するので、バイト単位でインターリーブする場合に比べて、通常再生あるいは倍速再生時に生じるシークの回数を大幅に減らすことができ、圧縮画像データを安定して再生することができる。
【0109】
しかしながら、図11(a)に示すように、部分a〜dをこの順序で含み、この順序で再生されるべき圧縮画像データが、ハードディスクの互いに離れた記録領域に記録されている場合に、アーム38が、再生の順番a〜dの通りに▲1▼〜▲4▼の順番で各記録領域にアクセスして圧縮画像データの読み出しを行うと、アーム38が記録媒体の最外周と最内周とを行き来するので、アーム38の移動距離および移動時間(シーク距離,シーク時間)が長くなり、一定の時間内に必要量の圧縮画像データを読み出せなくなる可能性がある。
【0110】
本発明の第2の実施例は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、画像ファイルシステム1(図1)の制御用コンピュータ250(図3)等の動作を改良し、最もシーク距離およびシーク時間が短くなる順番(▲1▼〜▲4▼)で各記録領域にアクセスして圧縮画像データを読み出すようにして、一定の時間内に必要な量の圧縮画像データの読み出し、および、リアルタイムな再生画像データの供給を確実に行うことができるようにすることを目的とする。
【0111】
第2の実施例における制御用コンピュータ250等の処理
以下、第2の実施例における画像ファイルシステム1の制御用コンピュータ250の動作を説明する。なお、以下に示さない画像ファイルシステム1の他の構成部分の動作は、第1の実施例においてと同じである。
第2の実施例においては、制御用コンピュータ250は、圧縮画像データの再生時に、ファイルシステム200が管理する記録領域に基づいて、上述のようにシーク距離が最短になる順番で記録領域にアクセスする。
なお、この部分は、説明の簡略化のために、ハードディスクおよびハードディスク装置301 〜305 ではなく、DVDおよびDVD装置を例に説明する。
DVD(図11)には、円周方向に沿って螺旋状に記録トラックが設けられ、記録トラックはセクタに分割されている。これらのセクタそれぞれには、外周側から連続的にセクタ番号(セクタアドレス)が付与される。
【0112】
具体的には、例えば、記録トラックの最も外側の端のセクタにはセクタ番号0001hが付与され、記録トラックの最も内側の端のセクタにはセクタ番号7FFFhが付与され、これら両端の間のセクタには、内側に行くにつれて1ずつ増加する連続的なセクタ番号が付与される。
【0113】
例えば、ファイルシステム200が管理している記録領域a〜d〔図11(a),(b)〕の先頭のセクタのセクタ番号がそれぞれ、例えば、0100h,7000h,0200h,6000hである場合に、入出力回路20i の制御用コンピュータ250は、圧縮画像データの再生時に、ファイルシステム200から、これらの記録領域a〜dの先頭のセクタのセクタ番号およびデータ長を得ると、例えば、セクタ番号が単調に増加するように記録領域a〜dをソートし、図11(b)に示すように、再生の順序a〜dに係わらず、記録領域a,c,d,bの順番で再生するように、読み出しコマンド〔図4(B)〕のコマンド数( Num of command;この場合は4)、アドレス(Adress;0100h,0200h,6000h,7000h)およびデータ長(Length)を設定し、SDRAM制御回路248等を介して、タイムスロットiでDVD装置(ハードディスク装置301 〜305 )に対して出力する。
【0114】
なお、ハードディスク装置301 〜305 において用いられるハードディスクは、記録トラックが同心円状に設けられるが、同様に、制御用コンピュータ250は、DVDの場合と同様に、ハードディスクについても、セクタアドレスをソートすることにより、DVDの場合と同様に読み出しコマンドを発生することができる。
【0115】
図12(A)は、ハードディスク装置301 〜305 から読み出される圧縮画像データの部分a〜d〔図11(a),(b)〕の順番を示し、(B)は、RAMブロック2801 〜2805 から出力される圧縮画像データの部分a〜d〔図11(a),(b)〕の順番を示す。
【0116】
ハードディスク装置301 〜305 は、入出力回路20i の制御用コンピュータ250から入力された読み出しコマンドに従って、圧縮画像データの部分a〜d〔図11(a),(b)〕を、図12(A)に示すように、先頭セクタのセクタ番号に基づいてソートした順番〔図11(b)に示す順番▲1▼〜▲4▼,a,c,d,b〕で読み出し、タイムスロットiで入出力回路20i のRAMブロック2801 〜2805 に対して出力する。
制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を介してRAMブロック2801 〜2805 を制御し、図12(B)に示すように、RAMブロック2801 〜2805 に入力された圧縮画像データの部分a,c,d,bを、再生の順序(元の順序)a〜dに並び替えて圧縮画像データをスイッチ回路260に対して出力させる。
【0117】
スイッチ回路260、伸長回路262およびエンコーダ回路264は、第1の実施例においてと同様に、入力された圧縮画像データをデインターリーブし、伸長復号し、さらに、エンコードしてD1方式あるいはSDI方式のデータストリームとして出力する。
【0118】
画像ファイルシステム1の動作
以下、さらに図13を参照して、第2の実施例における画像ファイルシステム1の動作を説明する。
図13は、第2の実施例における画像ファイルシステム1の再生処理(S14)を示すフローチャート図である。
【0119】
図13に示すように、ステップ140(S140)において、制御用コンピュータ250は、システム制御装置100から制御ライン110を介して圧縮画像データのファイル名を指定した命令(コマンド)を得る。
【0120】
ステップ142(S142)において、制御用コンピュータ250は、システム制御装置100から入力されたコマンドを解釈し、再生命令である場合にはS144の処理に進み、記録命令である場合にはS160の処理に進む。
【0121】
ステップ144(S144)において、制御用コンピュータ250は、ファイルシステム200から、指定された圧縮画像データのハードディスク装置301 〜305 における物理アドレス、つまり先頭セクタ番号およびデータ長を読み込む。
【0122】
ステップ146(S146)において、制御用コンピュータ250は、上述したように、圧縮画像データの各部分を記録する記録領域の先頭セクタのセクタ番号に基づいて、記録領域をソートし、アーム38(図11)のシーク距離が最短になるように並び変え、その情報を格納する。
【0123】
ステップ148(S148)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248等を介して、ソートした順番で圧縮画像データの各部分を再生するように読み出しコマンド〔図4(B)〕を発生し、ハードディスク装置301 〜305 に対して出力する。
【0124】
ステップ150(S150)において、ハードディスク装置301 〜305 は、読出コマンドに応じて、例えば、図11(b)および図12(A)に示した順序で圧縮画像データの各部分を再生し、再生した圧縮画像データの各部分をRAMブロック2801 〜2805 に対して出力し、書き込む。
【0125】
ステップ152(S152)において、RAMブロック2801 〜2805 のフレームメモリに30フレーム分のデータがバッファリングされると、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を介してRAMブロック2801 〜2805 を制御し、図12(B)に示すように、再生の順序でスイッチ回路260に対して出力させる。
【0126】
ステップ154(S154)において、制御用コンピュータ250は、指定した圧縮画像データの再生が終了したか否かを判断し、再生が終了していない場合にはS146の処理に戻り、終了した場合には再生処理を終了する。
【0127】
ステップ160(S160)において、制御用コンピュータ250は、デコーダ回路220および圧縮回路222を制御して、入力されるデータストリームをデコードさせて非圧縮画像データを生成し、生成した非圧縮画像データを圧縮符号化させて圧縮画像データを生成し、SDRAM制御回路248を介してスイッチ回路226,228およびRAMブロック2801 〜2805 を制御して、選択したRAMブロック2801 〜2805 の空きバンク(フレームメモリ)に書き込む。
【0128】
ステップ162(S162)において、制御用コンピュータ250は、SDRAM制御回路248を介してRAMブロック2801 〜2805 を制御し、ハードディスク装置301 〜305 に対して圧縮画像データを出力させる。
【0129】
ステップ164(S164)において、制御用コンピュータ250は、圧縮画像データの記録が終了したか否かを判断し、終了しない場合にはS160の処理に戻り、終了した場合には記録処理を終了する。
【0130】
以上説明したように、本発明の第2の実施例によれば、第1の実施例と同様に、バイト単位でインターリーブしてハードディスク装置301 〜305 に圧縮画像データを記録する場合に比べて大幅にシーク回数を減らすことができる上に、さらに、シーク距離およびシーク時間を大幅に短縮することができるので、一定時間内に必要な量の圧縮画像データをさらに確実に再生することができる。従って、本発明の第2の実施例によれば、シーク時間に起因して生じうる再生画像の劣化を、確実に防止することができる。
【0131】
なお、第2の実施例は、画像ファイルシステム1のようにフレーム単位でインターリーブを行う記録・再生装置の他に、従来のバイト単位でインターリーブを行う記録・再生装置にも応用することができる。
なお、本発明の第2の実施例に対しても、第1の実施例に対してと同様な変形が可能である。
【0132】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像データ記録・再生装置およびその方法によれば、不連続な記録領域に記録された複数の画像データを再生する際に、シーク距離およびシークに要する時間を極力、短くして、エラーなく画像データを再生することができ、しかも、リアルタイムな画像データを確実に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像ファイルシステムの構成を示す図である。
【図2】図1に示した画像データ記録・再生装置の入出力制御装置の構成を示す図である。
【図3】図1に示した画像ファイルシステムの入出力回路(図2)の構成を示す図である。
【図4】(A)〜(C)は、入出力回路からハードディスク装置に対して出力される命令S2481 (コマンドおよびステータス)のフォーマットを示す図である。
【図5】圧縮画像データの各秒(sec) に含まれる何番目のフレーム(Frame) が、ハードディスク装置(図1,図2)のいずれに記録されるかを示す図である。
【図6】画像データ記録・再生装置(図1,図2)が画像データを再生する際の入出力回路による読み出しコマンドの発行と、ハードディスク装置による画像データの再生のタイミングを示す図である。
【図7】画像データ記録・再生装置(図1,図2)が画像データを通常再生(1倍速再生)する際に、ハードディスク装置(RAM1〜RAM5)が再生する圧縮画像データのフレームの順番を例示する図である。
【図8】画像データ記録・再生装置(図1,図2)が画像データを2倍速再生する際に、ハードディスク装置(RAM1〜RAM5)が再生する圧縮画像データのフレームの順番を例示する図である。
【図9】ハードディスク装置から圧縮画像データを読み出す制御用コンピュータの第1の処理(S10)の内容を示す図である。
【図10】RAMブロックから圧縮画像データを読み出して出力する制御用コンピュータの第2の処理(S12)の内容を示す図である。
【図11】(a),(b)は、ハードディスク装置のハードディスク(DISC)上の圧縮画像データの記録領域を例示する図である。
【図12】(A)は、ハードディスク装置(図1,図2)から読み出される圧縮画像データの部分a〜d〔図11(a),(b)〕の順番を示し、(B)は、RAMブロックから出力される圧縮画像データの部分a〜d〔図11(a),(b)〕の順番を示す。
【図13】第2の実施例における画像ファイルシステムの再生処理(S14)を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…画像ファイルシステム、100…システム制御装置、1021 ,1022 …VTR装置、104…伝送装置、2…画像データ記録・再生装置、18…入出力制御装置、201 〜206 …入出力回路、22…入力処理部、220…デコーダ回路、222…圧縮回路、224…圧縮データ制御回路、226〜230…スイッチ回路、24…制御部、240…制御回路、242…RAM、246…ROM、248…SDRAM制御回路、26…出力処理部、260…スイッチ回路、262…伸長回路、264…エンコーダ回路、28…出力バッファ部、2801 〜2805 …RAMブロック、200…ファイルシステム、32…画像データバス、34…下りバス、341 〜345 …バス、36…上りバス、361 〜365 …バス、30…記録装置、301 〜305 …ハードディスク装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to image data for recording image data on a plurality of recording media such as magneto-optical (MO) disks and hard disks (HD) by separating (interleaving) the image data in units of frames and reproducing the recorded image data. The present invention relates to a recording / reproducing apparatus and a method thereof.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Video data of moving images is recorded on a randomly accessible recording medium such as an MO disk and a hard disk, and image data of an arbitrary part of arbitrary image data is reproduced in real time for broadcasting or editing. An image file device is used.
Since the data rate of image data is much larger than the recording / reproducing data rate of a normal recording / reproducing device such as a hard disk device, the conventional image file device separates the image data into a plurality of parts in units of bytes ( Interleaving) and recording in parallel to multiple hard disk devices, increasing the apparent data recording / reproducing data rate of the recording / reproducing device, and recording / reproducing real-time image data. It is configured so that playback can be performed.
[0003]
However, when there is little free space on the recording medium, the image data may be written in a discontinuous recording area (sector) of the recording medium.
Also, when editing processing is performed by specifying the part and order of image data to be reproduced without changing the recording positions of a plurality of discontinuously recorded image data using an editing device (editor) or the like. Similarly, the edited image data is recorded in discontinuous sectors of the recording medium.
[0004]
As described above, when a plurality of image data that need to be reproduced continuously in real time are interleaved in units of bytes and are separately recorded in a fine recording area, a remote recording area is accessed during reproduction. It is necessary to seek every time. Specifically, for example, when all the frames of image data interleaved in byte units are recorded in separate recording areas, a seek is required every time a different frame of image data is accessed. In this case, 30 seeks are required per second.
As described above, when frequent seeks occur, the conventional image file device cannot read out a necessary amount of image data within a predetermined time, and real-time image data cannot be reproduced or reproduced. In some cases, an error may occur in the processed image data.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and when reproducing a plurality of image data recorded in a discontinuous recording area, by reducing the number of seeks as much as possible, An object of the present invention is to provide an image data recording / reproducing apparatus and method that can reproduce image data without error and can reliably reproduce real-time image data.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an image data recording / reproducing apparatus according to the present invention comprises image data separating means for separating image data into a first predetermined number in units of frames, and a plurality of recording units, A data recording / reproducing means for recording and reproducing the image data for each frame separated by the image data separating means; and the image data separating means for multiplexing the image data reproduced by the data reproducing means in units of frames. Image data multiplexing means for returning to the order prior to separation,The data recording / reproducing means, at the time of recording the image data,The image data of the adjacent second predetermined number of frames is stored in the recording unit different for each of the second predetermined number of frames.When the recorded image data is reproduced at double speed, the image data recorded on the plurality of recording sections is output from the plurality of recording sections in the order corresponding to the double speed reproduction different from that at the time of the single speed reproduction. Plays back every 2 predetermined number of frames.
[0008]
An image data recording / reproducing apparatus according to the present invention separates (interleaves) uncompressed image data or compressed image data (image data) in units of frames, records the data in parallel on a plurality of recording media, and records the recorded image data. Play.
The image data separation means separates (interleaves) the input image data into m parts for each frame. Note that the image data separation means may separate image data frame by frame or a plurality of frames.
[0009]
The image data recording / reproducing means includes, for example, m number of recording / reproducing apparatuses such as hard disk devices, and each of the m recording / reproducing apparatuses has one image data separating means according to the control of the recording control means. Each of m portions of image data separated (interleaved) by frames or by a plurality of frames is recorded in a designated recording area.
Further, each of the m recording / reproducing devices of the image data recording / reproducing means stores a part or all of the m parts of the recorded image data in a designated recording area in accordance with the control of the reproduction control means. Play from.
[0010]
The recording control means, for example, designates the leading sector and data length (recording area) of the image data to be recorded, issues a write command, and controls m recording / reproducing devices of the image data recording / reproducing means, Each of m portions of image data separated (interleaved) by one frame or a plurality of frames is recorded in a designated recording area. In this way, by interleaving the image data frame by frame and using the m recording / reproducing devices of the image data recording / reproducing means, the number of seeks generated per second is 30 / m at most ( NTSC system).
[0011]
The playback control means, for example, designates the head sector and data length (recording area) of the image data to be played back, issues a read command, controls the m recording / playback devices of the image data recording / playback means, A part or all of the recorded image data is reproduced from the designated recording area.
Note that the reproduction control means depends on the separation method of the image data separation means (whether the frame is interleaved frame by frame or interleaved by a plurality of frames) and the reproduction mode [normal reproduction (single speed reproduction) or double speed reproduction, etc.] Thus, normal reproduction (single speed reproduction) is performed by selecting the recording / reproducing apparatus of the image data recording / reproducing apparatus for reproducing the image data and changing the designation of the head sector and the data length (recording area) of the read command. And special playback such as double speed playback.
[0012]
The image data multiplexing means buffers part or all of the image data reproduced by the image data recording / reproducing means in accordance with the control of the recording control means and the reproduction control means, and multiplexes (deinterleave) in units of frames. And return to the order before separation.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
The first embodiment of the present invention will be described below.
[0016]
Configuration of image file system 1
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image file system 1 according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the image file system 1 includes an image data recording / reproducing device 2, a system control device 100, a transmission device 104, and a control line 110 such as a LAN.
The image data recording / reproducing device 2 includes an input / output control device 18 and n hard disk devices (RAID 1 to n) 30.1~ 30nThe recording apparatus 30 has a RAID configuration including FIG. 1 shows a case where n = 5 (the same applies hereinafter).
[0017]
The image file system 1 includes the VTR device 102 by these components.1, 1022In addition, image data input from the communication line 120 or the like is recorded, the recorded image data is reproduced in accordance with a user operation, and the reproduced image data is reproduced as the VTR device 102.1, 1022And output to the communication line 120 or the like.
[0018]
Configuration of image data recording / reproducing apparatus 2
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the input / output control device 18 of the image data recording / reproducing device 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the input / output controller 18 of the image data recording / reproducing apparatus 2 includes m input / output circuits 20.1~ 20m(Hereinafter, the case where m = 6 is exemplified), the image data bus 32 and the file system 200 are configured.
[0019]
The image data bus 32 is connected to the input / output circuit 20.1~ 206To hard disk drive 301~ 30FiveDownstream bus 34 for transmitting image data to and hard disk device 301~ 30FiveTo input / output circuit 201~ 206And an upstream bus 36 for transmitting image data.
Each of the down bus 34 and the up bus 36 is a hard disk device 30.1~ 30nN buses 34 respectively corresponding to1~ 34n, 361~ 36nIncluding the case where n = 5 as described above, and the input / output circuit 20i(1 ≦ i ≦ m; the case where m = 6 is exemplified as described above) is the hard disk device 30j(1 ≦ j ≦ n) between the image data and the bus 34j, 36jIs transmitted through.
[0020]
The image data recording / reproducing apparatus 2 uses these components to convert the image data divided into frame units into the hard disk device 30.1~ 30FiveThe recorded image data is reproduced in accordance with a reproduction operation performed by the user of the image file system 1 via the system control device 100 (FIG. 1) or the like, and the reproduced image data is displayed on the VTR device 102.1, 1022And output to the transmission device 104.
[0021]
Input / output circuit 20 i Configuration
3 shows an input / output circuit 20 of the image file system 1 shown in FIG.iIt is a figure which shows the structure of (FIG. 2).
As shown in FIG.iIs composed of an input processing unit 22, a control unit 24, an output processing unit 26, and an output buffer unit 28.
The input processing unit 22 includes a decoder circuit (D1 Decoder) 220, a compression circuit 222, a compressed data control circuit 224, and first to third switch circuits (SW1 to SW3) 226 to 230.
[0022]
The control unit 24 includes a control computer 250 and an SDRAM control circuit 248.
The control computer 250 includes a control circuit (CPU) 240, a RAM 242 and a ROM 246.
Actually, the control computer 250 (control circuit 240) and the input / output circuit 20iControl signals are input to and output (input / output) from / to each of the components. However, in order to simplify the illustration, these control signals are omitted as appropriate in FIG.
[0023]
The output processing unit 26 includes a fourth switch circuit (SW4) 260, an expansion circuit 262, and an encoder circuit 264.
The output buffer unit 28 includes a hard disk device 30.1~ 30nN RAM blocks 280 corresponding to each1~ 280n(RAM # 1 to # 5; the case where n = 5 is illustrated as described above).
[0024]
Components of image file system 1
Hereinafter, components of the image file system 1 shown in FIGS. 1 to 3 will be described.
[0025]
System controller 100
In the image file system 1, the system control device 100 (FIG. 1) is, for example, an editing device or a broadcasting station adjustment console.1, 1022The control data is transmitted and received between the image data recording / reproducing apparatus 2 and the transmission apparatus 104 via the control line 110 such as a LAN, and these operations are controlled.
[0026]
VTR device 102 1 , 102 2
VTR device 1021, 1022Is, for example, a D1 digital VTR device that reproduces non-compressed image data (which may include audio data) recorded on a VTR tape (not shown) and outputs an image as a D1 data stream. Input / output circuit 20 of data recording / reproducing apparatus 2i(FIG. 2).
Also, the VTR device 1021, 1022Is an input / output circuit 20 of the image data recording / reproducing apparatus 2.iTo non-compressed image data input as a D1 data stream is recorded on a VTR tape.
[0027]
Transmission device 104
The transmission apparatus 104 is, for example, an input / output circuit 20 of the image data recording / reproducing apparatus 2 via a transmission line of the SDI method (SMPTE259M).iAnd the input / output circuit 20iIs transmitted as an SDI data stream to a transmission device (not shown) of another broadcasting station via a digital high-speed communication line or a communication line 120 of an ATM communication line.
The transmission device 104 also receives uncompressed image data input as an SDI data stream from a transmission device or the like of another broadcasting station via the communication line 120, and inputs / outputs the image data recording / reproducing device 2. 20iOutput for.
[0028]
File system 200
The file system 200 is controlled by the input / output circuit 20 in accordance with the control of the system control apparatus 100 via the control line 110.1~ 206Is the hard disk drive 301~ 30FiveFor example, the recording area of the image data to be recorded is managed in units of sectors.
In addition, when reproducing the image data designated by the user, the file system 200 assigns the designated image data recording area to the input / output circuit 20.1~ 206Notify
[0029]
In addition, the file system 200 is supplied from, for example, a clock generator (not shown) and based on a reference frame synchronization signal FS used for synchronizing the devices in the broadcasting station, the input / output circuit 20iA time slot signal TS indicating a time slot to be assigned to the input / output circuit 20 together with the reference frame synchronization signal FS.iOutput for.
[0030]
Input / output circuit 20 i
In the input / output controller 18 of the image data recording / reproducing apparatus 2, the input / output circuit 20i(FIG. 2) shows the VTR device 1021, 1022The compressed image data is generated by compressing and encoding the uncompressed image data included in the D1 or SDI data stream input to the image input terminal from the transmission device 104 or the like, and the generated compressed image data is separated into frames. (Interleaved) and separated (interleaved) compressed image data (SBXOut) is sequentially received by one frame at a time in the bus 34.1~ 34FiveVia the hard disk drive 301~ 30FiveAre recorded on a hard disk that can be accessed randomly.
[0031]
The input / output circuit 20iThe hard disk device 301~ 30FivePlays one frame at a time,1~ 36nCompressed image data (SBXIn) supplied via, is multiplexed (deinterleaved) and returned to the original compressed image data, and the compressed image data restored is decompressed and decoded to generate uncompressed image data, D1 System or SDI data stream from the image output terminal to the VTR device 1021, 1022Alternatively, the data is output to the transmission device 104 or the like.
[0032]
The input / output circuit 20iOperates in synchronization with the time slot signal TS input from the file system 200, and each input / output circuit 20iIs a time slot (i-th time slot) indicated by the self time slot STS to which a unique value is fixedly assigned to the hard disk device 30.1~ 30FiveTransmit image data to and from.
[0033]
That is, for example, the file system 200 is connected to the input / output circuit 20.1~ 206When assigning time slots with a 1-second period to each, the input / output circuit 20iThe number of time slots per cycle is 10 (the time length of one time slot is 1/10 second), and the first to sixth time slots among these 10 time slots are considered. In each, the input / output circuit 201~ 206Is the hard disk drive 301~ 30FiveImage data is transmitted to and from.
[0034]
Control unit 24
The control unit 24 includes an input / output circuit 20iThe control of each component part is performed.
[0035]
Control computer 250
In the control unit 24, the control computer 250 includes a multitasking OS and operates in synchronization with the reference frame synchronization signal FS, the time slot signal TS input from the file system 200, and the self time slot signal STS. SDRAM control circuit 248 and input / output circuit 20 in accordance with control data input from system control device 100 via control line 110.iAre controlled in parallel.
[0036]
SDRAM control circuit 248
The SDRAM control circuit 248 executes a command (command) S248 according to the control of the control computer 250.1, Switch control signal S2482~ 248FourAnd buffering control signal S248FiveIs generated and the hard disk device 30 is generated.1~ 30Five, Switch circuits 226 to 230, 260 and RAM block 2801~ 280FiveOutput for.
[0037]
Instruction S2481The hard disk device 301~ 30FiveThe operation of recording and reproducing (recording / reproducing) compressed image data is controlled.
4A to 4C show the input / output circuit 20.iTo hard disk drive 301~ 30FiveInstruction S248 output for1It is a figure which shows the format of (command and status).
[0038]
When recording image data, the SDRAM control circuit 248 executes a write command (command) shown in FIG.1Hard disk device 30 as1~ 30FiveTo the hard disk device 30 managed by the file system 2001~ 30FiveNew compressed image data is recorded in the empty recording area.
As shown in FIG. 4A, the write command includes a sync code, a time slot identifier, a write flag, a number of commands (Num of command), an address (Adress), and a data length. (Length), and the compressed image data (Data) to be recorded is the hard disk device 30 following this command.1~ 30FiveIs output for.
[0039]
Of the write commands, the sync code is a unique code indicating that the data following the sync code is an instruction.
The time slot identifier (Timeslot ID) is the input / output circuit 20 that generated the instruction.iSelf time slot STS of the hard disk device 301~ 30FiveCompressed image data reproduced by the input / output circuit 20iShows the time slot used for output.
[0040]
The write flag indicates whether the instruction is a write command or a read command, and takes a value of 1 if it is a write command and 0 if it is not a write command.
The command number (Num of command) indicates the number of commands following the command number. In the case of a write command, since the first sector number (address) and data length (Length) of the recording area for recording the compressed image data is followed by one set after the command number, the value of the command number is 1
[0041]
When reproducing the image data, the SDRAM control circuit 248 sends a read command (command) shown in FIG. 4B to the command S248.1Hard disk device 30 as1~ 30FiveThe hard disk device 30 that the compressed file data designated by the user is managed by the file system 2001~ 30FivePlayback from the recording area.
[0042]
As shown in FIG. 4B, the read command includes a sync code, a time slot identifier (Timeslot ID), a write flag (Write flag), a command number (Num of command), and commands 1, 2,. (Command1, command2, ...).
In the read command, the synchronization code (Sync code) and the time slot identifier (Timeslot ID) are the same as those in the write command described above.
The value of the write flag is 0 indicating a read command.
The number of commands (Num of command) is the same as that of the hard disk device 30.1~ 30FiveThis is a value corresponding to the number of commands (command1, command2,...) Composed of a combination of the first sector (address; Address) of the compressed image data to be read out and the data length (Length).
[0043]
The read status is determined by the hard disk device 30.1~ 30FiveHowever, the hard disk device 301~ 30FiveThis state is used to notify the control computer 250 of the state.
[0044]
Further, the switch control signal S2482, S248ThreeSwitch circuit 226, 230 and switch circuit 228 receives command S248.1Is selected, the input terminal b side is selected. In other cases, the input terminal a side is selected.
Further, the switch control signal S248FourThe switch circuit 260 sequentially selects the input terminals a to e for each frame of the reference frame synchronization signal FS, and multiplexes the compressed image data input from the selected input terminals one frame at a time (deinterleave). Thus, the switch circuit 260 is controlled.
Also, the buffering control signal S248FiveThe RAM block 280 of the output buffer unit 281~ 280FiveThe buffering operation is controlled by switching the frame memory (bank).
[0045]
Input processing unit 22
The input processing unit 22 is connected to the VTR device 102.1, 1022Alternatively, the uncompressed image data included in the D1 or SDI data stream input from the transmission apparatus 104 is compression-encoded, and the RAM block 280 of the output buffer unit 28 is encoded.1~ 280FiveOutput for.
[0046]
Decoder circuit 220
In the input processing unit 22, the decoder circuit 220 (FIG. 3) is connected to the VTR device 102.1, 1022Decode the D1 data stream input from the terminal or the SDI data stream input from the transmission apparatus 104, and separate (interleave) uncompressed image data at a data rate of about 270 Mbps (including 180 Mbps for images) And output to the compression circuit 222.
In addition, the decoder circuit 220 includes the VTR device 102.1, 1022Alternatively, the frame synchronization signal is extracted from the data stream input from the transmission apparatus 104 and output to the compression circuit 222.
[0047]
Compression circuit 222
The compression circuit 222 operates in synchronization with the reference frame synchronization signal FS and the frame synchronization signal input from the decoder circuit 220, and performs discrete cosine transform (DCT) processing on the uncompressed image data input from the decoder circuit 220. Then, compression encoding is performed by performing variable length encoding or the like, and intra compressed image data having a data rate of about 30 Mbps is generated and output to the input terminal a of the switch circuit 226.
[0048]
Compressed data control circuit 224
In the compressed data control circuit 224, in synchronization with the reference frame synchronization signal FS, the switch circuit 228 sequentially selects the output terminals a to e for each reference frame synchronization signal FS and one cycle, and the compressed image is output from the selected output terminal. Data is stored in RAM block 2801~ 280FiveA switch control signal S224 that is controlled so as to be output is generated and output to the input terminal a of the switch circuit 230.
[0049]
Note that the compressed data control circuit 224 can be configured to change the output terminal selected by the switch circuit 228 in synchronization with the frame synchronization signal generated by the compression circuit 222, as indicated by the dotted arrow in FIG. It is.
However, since the delay of the frame synchronization signal generated by the compression circuit 222 with respect to the frame signal FS is as small as several bits of compressed image data, either the reference frame synchronization signal FS or the frame synchronization signal generated by the compression circuit 222 is used. The compressed data control circuit 224 sequentially converts the compressed image data input from the compression circuit 222 into the RAM block 280.1~ 280FiveThe switch control signal S224 for controlling the switch circuit 228 can be generated so that each frame is buffered one frame at a time.
[0050]
Switch circuit 226
As described above, the switch circuit 226 receives the switch control signal S248.2Accordingly, when the switch circuit 228 outputs the compressed image data, the input terminal a side is selected and the compressed image data input from the compression circuit 222 is output to the input terminal of the switch circuit 228.
Further, the switch circuit 226 has the switch circuit 228 that receives the command S248.1Is selected, the input terminal b side is selected and the instruction S248 is selected.1RAM block 2801~ 280FiveOutput for.
[0051]
Switch circuit 230
As described above, the switch circuit 230 switches the switch control signal S248.2Accordingly, when the switch circuit 228 outputs the compressed image data, the input terminal a side is selected and the switch control signal S224 input from the compressed data control circuit 224 is output to the switch circuit 228.
Further, the switch circuit 230 has the switch circuit 228 that receives the command S248.1Is output, the input terminal b side is selected and the switch control signal S248 is selected.ThreeIs output to the switch circuit 228.
[0052]
Switch circuit 228
As described above, the switch circuit 228 operates in accordance with the switch control signals S224 and S248, and selects the output terminals a to e in order for each reference frame synchronization signal FS and one cycle when outputting compressed image data. Then, the compressed image data input from the compression circuit 222 via the switch circuit 226 is separated (interleaved) in units of frames, and the RAM block 280 is separated.1~ 280FiveAre sequentially output.
In other words, for example, the output buffer unit 288 receives the pth to (p + 4) th [p is a multiple of n (5)] frames of compressed image data input from the compression circuit 222 via the switch circuit 226, respectively. Output from output terminals a to e, separate (deinterleave), and RAM block 2801~ 280FiveOutput for.
[0053]
Further, the switch circuit 228 receives the command S248.1When any of the output terminals a to e is selected, the instruction S248 input from the SDRAM control circuit 248 is selected.1The target hard disk device 301~ 30FiveOutput for.
[0054]
Output processing unit 26
The output processing unit 26 includes a hard disk device 30.1~ 30FivePlays back the RAM block 2801~ 280FiveThe VTR apparatus 102 multiplexes (deinterleaves) the compressed image data input in units of frames via the video, decompresses and decodes the data.1, 1022Alternatively, it is output to the transmission device 104.
[0055]
Switch circuit 260
As described above, the switch circuit 260 switches the switch control signal S248.FourIn accordance with the reference frame synchronization signal FS, the input terminals a to e are sequentially selected for each cycle, and the compressed image data input from the selected input terminal is multiplexed (deinterleaved) by one frame, Play compressed image data.
That is, for example, the switch circuit 260 includes the RAM block 280.1~ 280FiveAre multiplexed (deinterleaved) and output to the expansion circuit 262.
[0056]
Expansion circuit 262
The decompression circuit 262 performs a process corresponding to the compression circuit 222 on the compressed image data input from the switch circuit 260 to perform decompression decoding, generates uncompressed image data, and outputs it to the encoder circuit 264.
[0057]
Encoder circuit 264
The encoder circuit 264 encodes the uncompressed image data input from the decompression circuit 262, generates a D1 or SDI data stream, and1, 1022Alternatively, it is output to the transmission device 104.
[0058]
Output buffer unit 28
The output buffer unit 28 includes a hard disk device 30.1~ 30FiveThe buffered compressed image data is output to the switch circuit 260 of the output processing unit 26.
Further, the output buffer unit 28 buffers the compressed image data input from the switch circuit 228 of the input processing unit 22, and the hard disk device 30.1~ 30FiveOutput for.
[0059]
RAM block 280 j
RAM block 280jIs composed of, for example, three frame memories (RAM; banks 1 to 3) each having a storage capacity of 1 second of compressed image data (30 frames, in the case of the NTSC system), and operates according to the control of the SDRAM control circuit 248 To do.
The SDRAM control circuit 248 includes a RAM block 280.jAny one of the three frame memories is sent to the buffering control signal S248.FiveTo select through.
[0060]
RAM block 280jThe selected frame memory is the switch circuit 228 of the input processing unit 22 or the hard disk device 30.1~ 30FiveThe compressed image data input from is buffered frame by frame.
The selected frame memory is the switch circuit 228 or the hard disk device 30.1~ 30FiveWhen buffering the compressed image data input from 1 second (30 frames), the SDRAM control circuit 248 controls the selected frame memory to store the buffered compressed image data corresponding to the hard disk device 30.iAlternatively, the output is made to the switch circuit 228, and the selection of the frame memory is changed.
[0061]
That is, for example, the RAM block 2801~ 280FiveSequentially buffer the pth to (p + 4) th frames of the compressed image data interleaved by the switch circuit 228, and when 30 frames of compressed image data are accumulated, the hard disk device 301~ 30FiveOutput for each.
For example, the RAM block 2801~ 280FiveAre respectively hard disk devices 30.1~ 30FiveSequentially buffer p-th to (p + 4) -th frames of the compressed image data reproduced, and output them to the switch circuit 260 of the output processing unit 26.
[0062]
The RAM block 280iIs composed of three frame memories because the hard disk device 30jImage data input from the switch circuit 228, compressed image data input from the switch circuit 228, and the hard disk device 301~ 30FiveRAM block 280 even when an instruction to be output conflicts withjThis is to prevent overflow from occurring.
[0063]
Hard disk device 30 1 ~ 30 Five
Hard disk device 301~ 30FiveThe input / output circuit 20 of the input / output control device 181~ 206The input / output circuit 20iWhen a recording command is input from the input / output circuit 20iThe compressed image data input from is sequentially recorded frame by frame.
That is, for example, the hard disk device 301~ 30FiveRespectively, RAM block 2801~ 280FiveP-th to (p + 4) -th frames of the compressed image data input from are stored.
[0064]
Further, the hard disk device 301~ 30FiveThe input / output circuit 20iWhen a reproduction command is input from the reproduction command, the recorded compressed image data is reproduced, and for example, the reproduced compressed image data is sequentially input / output circuit with a time slot including the reproduction command and a time corresponding to two time slots. 20iOutput for.
That is, for example, the hard disk device 301~ 30FiveRespectively reproduce the p-th to (p + 4) -th frames of the stored compressed image data, and the RAM block 280.1~ 280FiveRespectively.
[0065]
Operation of image file system 1
Hereinafter, the operation of the image file system 1 will be described with further reference to FIGS.
[0066]
Recording operation
The user operates the system control device 100 (FIG. 1) to designate the file name of the image data, and the VTR device 1021, 1022Alternatively, the image data recording / reproducing apparatus 2 supplied by the transmission apparatus 104 is instructed to record image data.
The system control device 100 controls each component of the image data recording / reproducing device 2 according to a user operation, and prepares to record image data.
[0067]
That is, in accordance with the control of the system control device 100, the VTR device 1021, 1022Alternatively, the input / output circuit 20 of the input / output control device 18 to which the data stream is supplied from the transmission device 104.1~ 206Any of (input / output circuit 20i) SDRAM control circuit 248 causes the switch circuits 226 and 230 to select the contact b side, and sequentially switches the connection of the switch circuit 228 to switch the hard disk device 30 in the i-th time slot.1~ 30FiveFor each, the write command shown in FIG.
Further, the SDRAM control circuit 248 causes the switch circuits 226 and 230 to select the contact a side when the transmission of the write command is completed.
[0068]
VTR device 1021, 1022Alternatively, the transmission device 104 is connected to the input / output circuit 20.iWhen a 270 Mbps D1 or SDI data stream is supplied to (FIGS. 2 and 3), the decoder circuit 220 decodes the supplied data stream, generates uncompressed image data of about 180 Mbps, and further includes a frame. The synchronization signal is extracted and output to the compression circuit 222.
The compression circuit 222 compresses and encodes the uncompressed image data input from the decoder circuit 220 and outputs it to the input terminal of the switch circuit 228.
[0069]
The SDRAM control circuit 248 sequentially switches the connection of the switch circuit 228, and compresses the compressed image data input from the compression circuit 222 one frame at a time in the RAM block 280.1~ 280FiveOutput for.
RAM block 2801~ 280FiveIs a buffering control signal S248.FiveWhen the compressed image data is buffered for 30 frames in accordance with the control of the SDRAM control circuit 248 via the hard disk device 30,1~ 30FiveThe SDRAM control circuit 248 outputs the RAM block 280.1~ 280FiveChange the frame memory selection.
[0070]
FIG. 5 shows the number of frames (Frame) included in each second (sec) of the compressed image data.1~ 30FiveIt is a figure which shows which is recorded in (FIG. 1, FIG. 2).
Hard disk device 301~ 30FiveRespectively, according to the write command, the RAM block 2801~ 280FiveInput / output circuit 20 viaiCompressed image data input every 30 frames in the i-th time slot from the switch circuit 228 is recorded in the recording area indicated by the data length from the sector indicated by the address of the write command.
[0071]
By the operation of the image file system 1 described above, the hard disk device 301~ 30FiveThe compressed image data is interleaved and recorded as shown in FIG. That is, the hard disk device 30jThe (5 × q + j) th frame of 30 frames of compressed image data of each second is recorded (q = 0,..., 4).
[0072]
Normal playback operation
Hereinafter, an operation when the image file system 1 performs normal reproduction (1 × speed reproduction) of image data will be described.
FIG. 6 shows an input / output circuit 20 when the image data recording / reproducing apparatus 2 (FIGS. 1 and 2) reproduces image data.1~ 206Issuing a read command by the hard disk device 301~ 30FiveFIG. 6 is a diagram showing the timing of reproduction of image data by.
FIG. 7 shows the hard disk device 30 when the image data recording / reproducing apparatus 2 (FIGS. 1 and 2) reproduces image data normally (single speed reproduction).1~ 30FiveIt is a figure which illustrates the order of the frame of the compression image data which (RAM1-RAM5) reproduces.
[0073]
The user operates the system control device 100 (FIG. 1) to designate the file name of the image data, and the VTR device 1021, 1022Alternatively, an operation for instructing normal reproduction of image data to the image data recording / reproducing apparatus 2 supplied by the transmission apparatus 104 is performed.
The system control apparatus 100 controls each component of the image data recording / reproducing apparatus 2 according to a user operation, and prepares normal reproduction of the image data.
[0074]
In accordance with the control of the system control device 100 described above, the input / output circuit 20iThe SDRAM control circuit 248 causes the switch circuits 226 and 230 to select the contact b side, and further switches the connection of the switch circuit 228 in order, and in the i-th time slot as shown in FIG.1~ 30FiveThen, the read command shown in FIG.1~ 280FiveTo send out.
[0075]
In the case of normal playback (single speed playback) operation, the input / output circuit 20iIn the i-th time slot, the SDRAM control circuit 248 of the SDRAM control circuit 248 reads the read command so as to cover the entire recording area of the specified compressed image data based on the recording area managed by the file system 200 [FIG. )] Command number (Num of command), address (Adress) and data length (Length) are set and transmitted, and the hard disk device 301~ 30FiveThen, all the frames of the designated compressed image data are reproduced in order.
[0076]
A specific example is given.
For example, all of the designated compressed image data is stored in the hard disk device 30.1~ 30Five, The SDRAM control circuit 248 sets the value of the command number (Num of command) of the read command to 1 and sets the address (Adress) value of the recording area. The hard disk device 30 has the head sector number and the data length of the compressed image data designated by the data length (Length).1~ 30FiveThe compressed image data is reproduced.
[0077]
The hard disk device 30 that has received the read command1~ 30FiveRead out the compressed image data indicated by the address (Adress) and the data length (Length) of the read command [FIG. 4B] from the hard disk, and for example, as shown in FIG. In order from the (i + 3) th time slot, the input / output circuit 20iOutput for.
By repeating the operation described above, the input / output circuit 20iAre the (5 × p + j) th frames of each second of the compressed image data in the order shown in FIG.1~ 30FiveRead from each.
[0078]
RAM block 2801~ 280FiveAre respectively hard disk devices 30.1~ 30Five1 is buffered frame by frame and output to the switch circuit 260.
The SDRAM control circuit 248 receives the switch control signal S248.FourThe switch circuit 260 is controlled via the RAM block 280, the connection of the switch circuit 260 is sequentially switched, and the RAM block 280 is switched.1~ 280FiveAre multiplexed (deinterleaved), returned to the original compressed image data order, and output to the decompression circuit 262.
[0079]
The decompression circuit 262 decompresses and decodes the deinterleaved compressed image data, and outputs the obtained uncompressed image data to the encoder circuit 264.
The encoder circuit 264 encodes the uncompressed image data input from the decompression circuit 262, generates a data stream of the D1 system or the SDI system, and the VTR device 1021, 1022And output to the transmission device 104.
[0080]
Double speed playback operation
The operation when the image file system 1 reproduces image data at double speed will be described below by taking double speed reproduction as an example.
8 shows the hard disk device 30 when the image data recording / reproducing apparatus 2 (FIGS. 1 and 2) reproduces the image data at double speed.1~ 30FiveIt is a figure which illustrates the order of the frame of the compression image data which (RAM1-RAM5) reproduces.
[0081]
The user operates the system control device 100 (FIG. 1) to designate the file name of the image data, and the VTR device 1021, 1022Alternatively, an operation for instructing the image data recording / reproducing apparatus 2 supplied by the transmission apparatus 104 to perform double speed reproduction of the image data is performed.
The system control apparatus 100 controls each component of the image data recording / reproducing apparatus 2 in response to a user operation, and prepares for double-speed reproduction of the image data.
[0082]
Similar to the normal playback, the input / output circuit 20 is controlled according to the control of the system controller 100.iThe SDRAM control circuit 248 causes the switch circuits 226 and 230 to select the contact b side, and further switches the connection of the switch circuit 228 in order, and in the i-th time slot as shown in FIG.1~ 30FiveThen, the read command shown in FIG.1~ 280FiveTo send out.
[0083]
The hard disk device 301~ 30FiveSince frames of compressed image data are recorded in the order shown in FIG. 4, the SDRAM control circuit 248 includes the hard disk device 30.1The first frame of 0 seconds is reproduced with respect to the hard disk device 30.Three, The third frame of 0 seconds is reproduced, and the hard disk device 30FiveThe fifth frame of 0 seconds is played back to the hard disk device 30.27th frame of 0 seconds is reproduced with respect to the hard disk device 30FourThe number of commands of the read command [FIG. 4B] (Num) so that different frames are reproduced in a different order from that in the normal reproduction operation, such as reproducing the ninth frame of 0 seconds. of command), address (Adress) and data length (Length) are set, and the hard disk device 301~ 30FiveNeeds to be output.
[0084]
A specific example is given.
For example, all of the designated compressed image data is stored in the hard disk device 30.1~ 30FiveEven in the case of recording in one continuous recording area in FIG. 1, unlike the normal reproduction, the DRAM control circuit 248 sets the value of the number of read commands (Num of command) to 6 and sets 6 addresses. (Adress) and data length (Length) are set, and the hard disk device 301~ 30FiveIt is necessary to reproduce the compressed image data.
[0085]
The hard disk device 30 that has received the read command1~ 30FiveRead out the compressed image data indicated by the address (Adress) and the data length (Length) of the read command [FIG. 4B] from the hard disk, and wait for two time slots as shown in FIG. Sequentially, the input / output circuit 20iOutput for.
By repeating the operation described above, the input / output circuit 20iAre the hard disk drives 30 in the order shown in FIG.1~ 30FiveFrom each, the frames of the compressed image data are read every other frame.
[0086]
RAM block 2801~ 280FiveIn the same manner as during normal playback, respectively.1~ 30Five1 is buffered frame by frame and output to the switch circuit 260.
The SDRAM control circuit 248 has a switch control signal S248 as in the normal reproduction.FourThe switch circuit 260 is controlled via the RAM block 280, the connection of the switch circuit 260 is sequentially switched, and the RAM block 280 is switched.1~ 280FiveThe frame of compressed image data input from is deinterleaved, returned to the original compressed image data order, and output to the decompression circuit 262.
[0087]
The decompression circuit 262 decompresses and decodes the deinterleaved compressed image data, and outputs the obtained uncompressed image data to the encoder circuit 264, as in normal playback.
The encoder circuit 264 encodes the uncompressed image data input from the decompression circuit 262 in the same way as during normal reproduction, generates a D1 or SDI data stream, and the VTR device 1021, 1022And output to the transmission device 104.
[0088]
The processing of the control computer 250 of the image file system 1 will be described below with further reference to FIGS. 9 and 10.
FIG. 9 shows the hard disk device 30.1~ 30FiveIt is a figure which shows the content of the 1st process (S10) of the computer 250 for control which reads compressed image data from.
FIG. 10 shows a RAM block 280.1~ 280FiveIt is a figure which shows the content of the 2nd process (S12) of the computer 250 for control which reads and outputs compressed image data from.
The first process and the second process shown in FIGS. 9 and 10 are started at the beginning of each period of the reference frame synchronization signal FS, and are performed in parallel by the function of the multitask OS of the control computer 250. Can be done.
[0089]
As shown in FIG.1~ 30FiveIn the case of performing the first process of reading the compressed image data from the control computer 250, the control computer 250 selects the bank A (first frame memory) by controlling the SDRAM control circuit 248 in step 100 (S100). Hard disk device 301~ 30FiveFrom which the compressed image data is written, and the value of the reproduction permission flag is set to 0.
When the value of the reproduction permission flag is 0, the hard disk device 301~ 30FiveTo RAM block 280jUntil the reading of the compressed image data to the bank A (first frame memory) is completed, the decompression decoding process of the decompression circuit 262 is prohibited.
[0090]
In step 102 (S102), the input / output circuit 20iThe control computer 250 compares the self time slot signal STS with the time slot signal input from the file system 200, and if they match (is its own time slot), the process proceeds to S104. If they do not match, the process remains in S102.
[0091]
In step 104 (S104), the input / output circuit 20iThe control computer 250 controls the SDRAM control circuit 248 to set the number of commands (Num of command), address (Adress), and data length (Length) of the read command [FIG. The setting is changed as described above depending on whether the playback is 1 × or 2 ×, and the RAM block 280 is changed.1~ 280FiveVia the hard disk drive 301~ 30FiveOutput for.
[0092]
In step 106 (S106), the input / output circuit 20iHard disk device 30 that has received a read command from1~ 30FivePlays the compressed image data indicated by the read command, waits for two time slots, and inputs / outputs circuit 20iThe compressed image data reproduced is output.
[0093]
In step 108 (S108), the input / output circuit 20iRAM block 280 of1~ 280FiveThe hard disk device 301~ 30FiveThe compressed image data input from is taken in and buffered.
[0094]
In step 110 (S110), the RAM block 2801~ 280FiveWhen the compressed image data for 30 frames is buffered, the control computer 250 sets the value of the reproduction permission flag to 1 and permits the decompression circuit 262 to perform the decompression decoding process.
[0095]
In step 112 (S112), the control computer 250 controls the SDRAM control circuit 248 to control the RAM block 280.1~ 280FiveSwitch the bank. That is, when the bank A (first frame memory) is in the write-permitted state until the processing of S110, the bank B (second frame memory) is set in the write-permitted state. When B and C (second and third frame memories) are in a write-permitted state, banks C and A (third and first frame memories) are set in a write-permitted state.
[0096]
As shown in FIG. 10, a RAM block 2801~ 280FiveIn the case where the second process of reading out and outputting the compressed image data from is performed, the control computer 250 controls the SDRAM control circuit 248 to control the RAM block 280 in step 120 (S120).1~ 280FiveBank A (first frame memory) is selected, and compressed image data can be read from the first frame memory.
[0097]
In step 122 (S122), the control computer 250 determines whether or not the value of the reproduction permission flag is 1. If the value of the regeneration permission flag is 1, the control computer 250 proceeds to the process of S124. If the value of the regeneration permission flag is 0, the control computer 250 remains in the process of S122. In other words, the control computer 250 determines that the RAM block 280 in the process of S122.1~ 280FiveWait until the compressed image data is written in the frame memory and the value of the reproduction permission flag becomes 1.
[0098]
In step 124 (S124), the control computer 250 controls the decompression circuit 262 so that the RAM block 280 depends on the playback method, that is, normal playback or double speed playback.1~ 280FiveThe compressed image data for 30 frames buffered in the above is decompressed and decoded and output via the encoder circuit 264.
[0099]
In step 126 (S126), the control computer 250 controls the SDRAM control circuit 248 so that the RAM block 280 is the same as the process of S112.1~ 280FiveSwitch the bank (frame memory) selection.
[0100]
In the first embodiment, the operation of the image file system 1 has been described by taking normal reproduction and double speed reproduction as an example. However, the number of read commands (Num of command), address (Adress), and data length (Length By appropriately changing the value of), the image file system 1 can perform a high-speed reproduction operation such as a triple-speed reproduction operation or more and a four-times reproduction or higher.
[0101]
Also, the image file system 1 performs interleaving in units of frames, and the hard disk device 30.1~ 30FiveSince the compressed image data is recorded on the hard disk device 30, the compressed image data is recorded on the hard disk device 30 as compared with the case where the interleaving is performed in byte units.1~ 30FiveRequires fewer seeks.
As a specific example, when compressed image data is interleaved in units of bytes and each frame is recorded in a separate recording area, a maximum of 30 seeks per second occurs in each time slot (NTSC system). in the case of). However, when interleaving is performed in units of frames as in the image file system 1, even when each frame is recorded in a separate recording area, the maximum number of times is 6 (= 30 / m, NTSC system). Only seek. Therefore, according to the image file system 1, it is possible to prevent a problem that the compressed image data is lost due to frequent seeks and the quality of the reproduced image is deteriorated.
[0102]
Further, for example, the recording method of the image file system 1 can be changed so as to record the compressed image data for each of a plurality of frames, and the occurrence of seek during double speed reproduction can be further reduced.
A specific example is given. For example, as shown in Table 1 below, the hard disk device 301The first and second frames of each second are recorded in the hard disk device 30.2The hard disk drive 30 stores the compressed image data by two frames so that the third and fourth frames of each second are recorded in1~ 30FiveRecorded on the hard disk device 30 during double-speed playback.1The first and second frames of each second are reproduced from the hard disk device 30.ThreeThe compressed image data is stored in the hard disk device 30 so that the fifth and sixth frames of each second are reproduced.1~ 30FiveWhen two frames are reproduced from each, data for 30 frames per second can be read out with a maximum of three seeks.
[0103]
[Table 1]
Figure 0003928203
However, XY indicates the Yth frame of the Xth second.
[0104]
As described above, even when the compressed image data is reproduced and displayed at intervals of two frames, the quality of the image is hardly deteriorated as compared with the case where the compressed image data is reproduced and displayed at intervals of one frame. As described above, in the image file system 1, the hard disk device 30.1~ 30FiveBy changing the recording method to record two or more frames of compressed image data each, and changing the playback method according to the recording method, the number of seek occurrences when performing higher speed playback is reduced, High-speed playback can be performed without difficulty.
[0105]
Further, by further increasing the number of hard disk devices and increasing the apparent recording / reproduction data rate, the image file system 1 can be configured to record and reproduce not only compressed image data but also uncompressed image data in real time. Can be configured.
Further, the hard disk device 301~ 30FiveFor example, the image file system 1 can take various configurations, such as replacing a random-access recording device such as an MO device or a DVD device.
[0106]
Second embodiment
The second embodiment of the present invention will be described below.
[0107]
Background of the second embodiment
First, the background of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
11A and 11B show the hard disk device 30.1~ 30FiveIt is a figure which illustrates the recording area of the compression image data on (DISC). In FIGS. 11A and 11B, bold lines on the recording medium indicate compressed image data recording areas, (1) to (4) indicate reading orders, and a to d indicate output orders. (Original order).
Arm 38
In FIGS. 11A and 11B, the arm 38 is a hard disk device 30.1~ 30FiveAre used to read compressed image data from a recording medium.
[0108]
In the image file system 1 (FIGS. 1 to 3) shown in the first embodiment, compressed image data is interleaved in units of frames and recorded on recording media of a plurality of recording apparatuses. In comparison, the number of seeks that occur during normal reproduction or double-speed reproduction can be greatly reduced, and the compressed image data can be reproduced stably.
[0109]
However, as shown in FIG. 11A, when the compressed image data to be reproduced in this order are recorded in recording areas separated from each other on the hard disk, the arm is included. 38 reads out the compressed image data by accessing the recording areas in the order of (1) to (4) in the order of reproduction (a) to (d), the arm 38 reads the outermost and innermost circumferences of the recording medium. Therefore, there is a possibility that the moving distance and moving time (seek distance, seek time) of the arm 38 become long, and a necessary amount of compressed image data cannot be read within a certain time.
[0110]
The second embodiment of the present invention has been made in view of such a problem, and has improved the operation of the control computer 250 (FIG. 3) of the image file system 1 (FIG. 1) and the most seek distance and By reading the compressed image data by accessing each recording area in the order in which the seek time is shortened ((1) to (4)), a necessary amount of compressed image data is read out within a certain time, and real time An object of the present invention is to enable reliable supply of reproduced image data.
[0111]
Processing of control computer 250 and the like in the second embodiment
The operation of the control computer 250 of the image file system 1 in the second embodiment will be described below. The operations of other components not shown below are the same as those in the first embodiment.
In the second embodiment, the control computer 250 accesses the recording areas in the order in which the seek distance is the shortest, as described above, based on the recording areas managed by the file system 200 when reproducing the compressed image data. .
Note that this portion is shown in the hard disk and the hard disk device 30 for simplicity of explanation.1~ 30FiveInstead, a DVD and a DVD device will be described as an example.
A DVD (FIG. 11) is provided with a recording track spirally along the circumferential direction, and the recording track is divided into sectors. A sector number (sector address) is continuously assigned to each of these sectors from the outer peripheral side.
[0112]
Specifically, for example, the sector number 0001h is assigned to the outermost end sector of the recording track, and the sector number 7FFFh is assigned to the innermost end sector of the recording track. Are assigned consecutive sector numbers that increase by one as they go inward.
[0113]
For example, when the sector numbers of the top sectors of the recording areas a to d [FIG. 11 (a), (b)] managed by the file system 200 are, for example, 0100h, 7000h, 0200h, and 6000h, Input / output circuit 20iWhen the control computer 250 obtains the sector number and data length of the head sector of these recording areas a to d from the file system 200 during reproduction of the compressed image data, for example, the sector number increases monotonously. As shown in FIG. 11 (b), the recording areas a to d are sorted into the recording areas a to d, and the read command [ In FIG. 4B, the number of commands (Num of command; 4 in this case), address (Adress; 0100h, 0200h, 6000h, 7000h) and data length (Length) are set, via the SDRAM control circuit 248 and the like. , The DVD device (hard disk device 30 in the time slot i1~ 30Five).
[0114]
The hard disk device 301~ 30FiveIn the hard disk used in the above, the recording tracks are provided concentrically. Similarly, in the same way as in the case of DVD, the control computer 250 sorts the sector addresses of the hard disk as in the case of DVD. A read command can be generated.
[0115]
FIG. 12A shows the hard disk device 30.1~ 30FiveFIG. 11 shows the order of the compressed image data portions a to d (FIGS. 11A and 11B) read out from FIG.1~ 280FiveThe order of the compressed image data portions a to d (FIGS. 11A and 11B) output from FIG.
[0116]
Hard disk device 301~ 30FiveThe input / output circuit 20iIn accordance with the read command input from the control computer 250, the compressed image data portions a to d (FIGS. 11A and 11B) are changed to the sector numbers of the first sector as shown in FIG. Based on the order sorted based on the order [1 to 4 shown in FIG. 11 (b), a, c, d, b], the input / output circuit 20 is read in time slot i.iRAM block 280 of1~ 280FiveOutput for.
The control computer 250 receives the RAM block 280 via the SDRAM control circuit 248.1~ 280FiveAs shown in FIG. 12B, the RAM block 280 is controlled.1~ 280FiveThe parts a, c, d, and b of the compressed image data input to are rearranged in the reproduction order (original order) a to d, and the compressed image data is output to the switch circuit 260.
[0117]
As in the first embodiment, the switch circuit 260, the decompression circuit 262, and the encoder circuit 264 deinterleave the input compressed image data, decompress and decode the data, and further encode the D1 or SDI data. Output as a stream.
[0118]
Operation of image file system 1
The operation of the image file system 1 in the second embodiment will be described below with reference to FIG.
FIG. 13 is a flowchart showing the reproduction process (S14) of the image file system 1 in the second embodiment.
[0119]
As shown in FIG. 13, in step 140 (S140), the control computer 250 obtains an instruction (command) specifying the file name of the compressed image data from the system controller 100 via the control line 110.
[0120]
In step 142 (S142), the control computer 250 interprets the command input from the system control apparatus 100. If it is a reproduction command, the process proceeds to S144. If it is a recording command, the control computer 250 proceeds to S160. move on.
[0121]
In step 144 (S 144), the control computer 250 sends the specified compressed image data hard disk device 30 from the file system 200.1~ 30FiveRead the physical address, that is, the head sector number and the data length.
[0122]
In step 146 (S146), as described above, the control computer 250 sorts the recording areas based on the sector number of the first sector of the recording area in which each portion of the compressed image data is recorded, and the arm 38 (FIG. 11). ) So that the seek distance is the shortest, and the information is stored.
[0123]
In step 148 (S148), the control computer 250 generates a read command (FIG. 4B) via the SDRAM control circuit 248 and the like so as to reproduce each portion of the compressed image data in the sorted order. Hard disk device 301~ 30FiveOutput for.
[0124]
In step 150 (S150), the hard disk device 301~ 30FiveIn response to the read command, for example, the respective parts of the compressed image data are reproduced in the order shown in FIG. 11B and FIG.1~ 280FiveOutput and write to
[0125]
In step 152 (S152), the RAM block 2801~ 280FiveWhen 30 frames of data are buffered in the frame memory, the control computer 250 passes the RAM block 280 via the SDRAM control circuit 248.1~ 280FiveAre controlled and output to the switch circuit 260 in the order of reproduction as shown in FIG.
[0126]
In step 154 (S154), the control computer 250 determines whether or not the reproduction of the specified compressed image data has been completed. If the reproduction has not been completed, the process returns to the process of S146. The playback process ends.
[0127]
In step 160 (S160), the control computer 250 controls the decoder circuit 220 and the compression circuit 222 to decode the input data stream to generate uncompressed image data, and compress the generated uncompressed image data. The compressed image data is generated by encoding, and the switch circuits 226 and 228 and the RAM block 280 are connected via the SDRAM control circuit 248.1~ 280FiveTo control the selected RAM block 2801~ 280FiveWrite to an empty bank (frame memory).
[0128]
In step 162 (S162), the control computer 250 passes the SDRAM block 280 via the SDRAM control circuit 248.1~ 280FiveThe hard disk device 301~ 30FiveTo output compressed image data.
[0129]
In step 164 (S164), the control computer 250 determines whether or not the recording of the compressed image data has ended. If not, the control computer 250 returns to the process of S160, and if it has ended, the recording process ends.
[0130]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, the hard disk device 30 is interleaved in byte units.1~ 30FiveCompared with the case of recording compressed image data, the number of seeks can be greatly reduced, and the seek distance and seek time can be greatly shortened. Data can be reproduced more reliably. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to reliably prevent the deterioration of the reproduced image that may occur due to the seek time.
[0131]
The second embodiment can be applied to a recording / reproducing apparatus that performs interleaving in units of bytes in addition to a recording / reproducing apparatus that performs interleaving in units of frames as in the image file system 1.
Note that the second embodiment of the present invention can be modified in the same manner as the first embodiment.
[0132]
【The invention's effect】
As described above, according to the image data recording / reproducing apparatus and method of the present invention, when reproducing a plurality of image data recorded in a discontinuous recording area, the seek distance and the time required for seeking are reduced. Image data can be reproduced with no errors as much as possible, and real-time image data can be reliably reproduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image file system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an input / output control device of the image data recording / reproducing device shown in FIG. 1;
3 is a diagram showing a configuration of an input / output circuit (FIG. 2) of the image file system shown in FIG. 1;
FIGS. 4A to 4C show an instruction S248 output from the input / output circuit to the hard disk device.1It is a figure which shows the format of (command and status).
FIG. 5 is a diagram showing which number of frames (Frame) included in each second (sec) of compressed image data is recorded in a hard disk device (FIGS. 1 and 2);
FIG. 6 is a diagram showing timings of issuing a read command by the input / output circuit and reproducing the image data by the hard disk device when the image data recording / reproducing apparatus (FIGS. 1 and 2) reproduces the image data.
7 shows the order of frames of compressed image data to be reproduced by the hard disk device (RAM1 to RAM5) when the image data recording / reproducing apparatus (FIGS. 1 and 2) performs normal reproduction (single-speed reproduction) of the image data. It is a figure illustrated.
FIG. 8 is a diagram exemplifying the order of frames of compressed image data reproduced by the hard disk device (RAM1 to RAM5) when the image data recording / reproducing device (FIGS. 1 and 2) reproduces the image data at double speed; is there.
FIG. 9 is a diagram showing the contents of a first process (S10) of a control computer that reads compressed image data from a hard disk device;
FIG. 10 is a diagram illustrating the contents of second processing (S12) of the control computer that reads and outputs compressed image data from a RAM block.
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a recording area of compressed image data on a hard disk (DISC) of a hard disk device.
12A shows the order of compressed image data portions a to d [FIGS. 11A and 11B] read from the hard disk device (FIGS. 1 and 2), and FIG. The order of the compressed image data portions a to d (FIGS. 11A and 11B) output from the RAM block is shown.
FIG. 13 is a flowchart showing image file system reproduction processing (S14) in the second embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image file system, 100 ... System control apparatus, 1021, 1022... VTR device, 104 ... transmission device, 2 ... image data recording / reproducing device, 18 ... input / output control device, 201~ 206DESCRIPTION OF SYMBOLS I / O circuit 22 ... Input processing unit 220 ... Decoder circuit 222 ... Compression circuit 224 ... Compression data control circuit 226-230 ... Switch circuit 24 ... Control unit 240 ... Control circuit 242 ... RAM 246 ... ROM, 248 ... SDRAM control circuit, 26 ... output processing unit, 260 ... switch circuit, 262 ... decompression circuit, 264 ... encoder circuit, 28 ... output buffer unit, 2801~ 280Five... RAM block, 200 ... file system, 32 ... image data bus, 34 ... downlink bus, 341~ 34Five... bus, 36 ... up bus, 361~ 36Five... Bus, 30 ... Recording device, 301~ 30Five... hard disk devices.

Claims (2)

画像データをフレーム単位で第1の所定数に分離する画像データ分離手段と、
複数の記録部を有し、当該記録部に前記画像データ分離手段が分離したフレーム毎に前記画像データを記録及び再生するデータ記録・再生手段と、
前記データ再生手段が再生した画像データをフレーム単位で多重化して、前記画像データ分離手段が分離する以前の順番に戻す画像データ多重化手段と、
を有し、
前記データ記録・再生手段は、前記画像データの記録時には、隣接する第2の所定数のフレームの前記画像データを前記第2の所定数のフレーム毎に異なる前記記録部に記録し、記録された前記画像データの2倍速再生時には、前記複数の記録部に記録された画像データを1倍速再生時とは異なる2倍速再生に応じた順番で前記複数の記録部から前記第2の所定数のフレームずつ再生する
画像データ記録・再生装置。
Image data separating means for separating the image data into a first predetermined number in units of frames;
A data recording / reproducing unit that has a plurality of recording units, and records and reproduces the image data for each frame separated by the image data separation unit in the recording unit;
Image data multiplexing means for multiplexing the image data reproduced by the data reproducing means in units of frames and returning to the order before the image data separating means separates;
Have
When recording the image data, the data recording / reproducing means records the image data of the second predetermined number of adjacent frames in the recording unit that is different for each second predetermined number of frames . At the time of double-speed reproduction of the image data, the second predetermined number of frames from the plurality of recording units to the image data recorded on the plurality of recording units in an order corresponding to double-speed reproduction different from that at the time of single-speed reproduction. Image data recording / reproducing device that reproduces each one .
画像データをフレーム単位で第1の所定数に分離し、
分離された前記第1の所定数のフレームの画像データの記録時には、隣接する第2の所定数のフレームの前記画像データを前記第2の所定数のフレーム毎に異なる前記記録部に記録し、前記記録部に記録された画像データの2倍速再生時には、前記複数の記録部に記録された画像データを1倍速再生時とは異なる2倍速再生に応じた順番で前記複数の記録部から前記第2の所定数のフレームずつ再生し
再生された画像データをフレーム単位で多重化して、前記画像データ分離手段が分離する以前の順番に戻す
画像データ記録・再生方法。
Separating image data into a first predetermined number of frames,
When recording the image data of the first predetermined number of separated frames, the image data of the second predetermined number of adjacent frames is recorded in the recording unit different for each second predetermined number of frames. When the image data recorded in the recording unit is reproduced at double speed, the image data recorded in the plurality of recording units is recorded in the order corresponding to the double-speed reproduction different from that at the time of 1x reproduction. Playing the second predetermined number of frames from the unit ,
An image data recording / reproducing method in which reproduced image data is multiplexed on a frame-by-frame basis and returned to the order before separation by the image data separation means.
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