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【発明の名称】 光ディスク及び再生装置
【発明者】 【氏名】長沢 雅人
【要約】 【課題】滑らかな特殊再生を実現できる光ディスク及び再生装置を得る。

【解決手段】フレーム内ＤＣＴを行うＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を加えたＤＣＴ符号化によるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、時間的に前後に位置するＩ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を加えたＤＣＴ符号化によるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいて、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数トラックで構成されるゾーンを有し、セクタは夫々セクタアドレスを有し、セクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置され、ディジタル映像情報は複数の映像情報ブロックを含み、映像情報ブロックはＩ、Ｐ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含み、その先頭に設けたヘッダ領域は特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するデータを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいて、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを含むことを特徴とする光ディスク。
【請求項２】 フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいて、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを含むことを特徴とする光ディスク。
【請求項３】 前記ヘッダ領域に含まれた、特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータは、映像情報ブロック内のシーンチェンジの有無を示す情報あるいは、特殊再生モードにおけるジャンプ先アドレスであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】 前記映像情報ブロックがＧＯＰ（group of ｐｉｃｔｕｒｅ）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ディスク。
【請求項５】 フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクであって、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを含む光ディスクを再生する再生装置において、前記光ディスクを回転させるディスクモータと、前記光ディスクに光を照射するとともに、該光ディスクが反射した光を受光する光ヘッドとを備え、特殊再生時、前記光ディスクのヘッダ領域に含まれる前記映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを抽出し、該データに基づき、再生すべき映像情報ブロックに含まれたディジタル映像情報を再生することで特殊再生を実現することを特徴とする再生装置。
【請求項６】 フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクであって、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを含む光ディスクを再生する再生装置において、前記光ディスクを回転させるディスクモータと、前記光ディスクに光を照射するとともに、該光ディスクが反射した光を受光する光ヘッドとを備え、特殊再生時、前記光ディスクのヘッダ領域に含まれる前記映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを抽出し、該データに基づき、シーンチェンジに関係する映像情報ブロックに含まれたディジタル映像情報を再生することで特殊再生を実現することを特徴とする再生装置。
【請求項７】 前記ヘッダ領域に含まれた、特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータは、映像情報ブロック内のシーンチェンジの有無を示す情報あるいは、特殊再生モードにおけるジャンプ先アドレスであることを特徴とする請求項５記載の再生装置。
【請求項８】 前記映像情報ブロックがＧＯＰ（group of ｐｉｃｔｕｒｅ）であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の再生装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク及び再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３は特開平４−１１４３６９号公報に示されている従来の光ディスク記録再生装置のブロック回路図で、１はビデオ信号やオーディオ信号等をディジタル情報に変換するためのＡ／Ｄ変換器、２は情報圧縮手段、３は上記圧縮情報をフレーム周期の整数倍に等しいセクタ情報に変換するフレームセクタ変換手段、４はエンコーダ、５は記録媒体での符号間干渉を小さくするため所定の変調符号に変換するための変調器、６は上記変調符号に従ってレーザ光を変調するためのレーザ駆動回路、７はレーザ出力スイッチである。
【０００３】また、８は上記レーザ光を出射するための光ヘッド、９は光ヘッド８から出射される光ビームをトラッキングするためのアクチュエータ、１０は光ヘッド８を送るためのトラバースモータ、１１は光ディスク１２を回転させるためのディスクモータ、１９はモータ駆動回路、２０はモータ制御回路である。また、１３は光ヘッド８からの再生信号を増幅するための再生アンプ、１４は記録された変調信号からデータを得るための復調器、１５はデコーダ、１６はフレームセクタの逆変換手段、１７は上記圧縮情報を伸長するための情報伸長手段、１８は伸長された情報を例えばアナログビデオ信号やオーディオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器である。
【０００４】図１４はディジタル動画情報を圧縮して電送・蓄積するために規格化が進められているＭoving Ｐｉｃｔｕｒｅ coding Ｅxperts Ｇroup（以下、「ＭＰＥＧ」という）方式のデータ配列構造（レイヤ構造）を簡略化して表したものである。図において、２１は複数のフレーム情報からなるＧroup of Ｐｉｃｔｕｒｅ（以下、「ＧＯＰ」という）、２２はいくつかのピクチャ（画面）から構成されるＧＯＰレイヤ、２３は１画面をいくつかのブロックに分割したスライス、２４はいくつかのマクロブロックから構成されるスライスレイヤ、２５はマイクロブロックレイヤ、２６は８画素×８画素で構成されるブロックレイヤである。
【０００５】このマイクロブロックレイヤ２５は、例えばＭＰＥＧ方式においては、符号化の最少単位は８×８画素からなるブロックで、このブロックが離散コサイン変換（Ｄiscreat Ｃosine Ｔransform）（以下、「ＤＣＴ」という）を行う単位である。このとき、隣接する４つのＹ信号ブロックと、これらに位置的に対応する１個のＣｂブロック、および１個のＣｒブロックの合計６ブロックをマクロブロックと呼ぶ。このマクロブロックを複数個まとめてスライスが構成される。また、マクロブロックは、動き補償予測の最小単位であり、動き補償予測のための動きベクトルは、マクロブロック単位で行われる。
【０００６】図１５は１７画面を１ＧＯＰとする時の符号化構造を示した図で、図において、２７はフレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、２８は前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅ、２９は時間的に前後に位置する上記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅおよびＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行ったＤＣＴ符号化が行われるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅである。また、図１６は１０画面を１ＧＯＰとしたときの符号化構造を示した図、図１７は１５画面を１ＧＯＰとしたときの符号化構造を示した図である。
【０００７】次に、従来の動作を図において説明する。ディジタル映像情報の圧縮技術が進むにつれ、上記圧縮情報を光ディスクに記録することにより、従来のＶＴＲ等に代表されるようなテープ媒体に比べて検索性にすぐれ、きわめて使い勝手の良い映像ファイリング装置を実現することが可能となっている。またこのようなディスクファイル装置はディジタル情報を扱うため、アナログビデオ信号を記録する場合に比べてダビング劣化が無い他、光記録再生であるため非接触で信頼性に優れたシステムが実現できる。
【０００８】従来、このような圧縮動画情報を光ディスクに記録する場合は、図１３のブロック図に示されるような光ディスクレコーダに図１４で示される例えばＭＰＥＧ方式のようなディジタル圧縮動画情報を記録することとなる。このとき、Ａ／Ｄ変換器１にてディジタル化された映像情報は、情報圧縮手段２によって例えばＭＰＥＧ方式等の標準圧縮動画方式に変換される。この圧縮情報はエンコードされるとともにディスクの符号間干渉の影響を小さくするための変調を行い、光ディスク１２に記録される。この時、例えば各ＧＯＰ単位でのデータ量はほぼ同じ量になるようにし、またフレーム周期の整数倍に等しいセクタに振り分けることによって、ＧＯＰ単位での編集等が可能となることは明かである。
【０００９】また、再生時においては、光ディスク１２に記録された映像情報を、再生アンプ１３にて増幅し、復調器１４およびデコーダ１５にてディジタルデータに復元した後、フレームセクタ逆変換手段１６にてアドレス，パリティ等のデータを取り除いた純粋な映像元データとして復元する。さらに情報伸長手段１７にて例えばＭＰＥＧ複号化を行うことで映像信号として再現し、Ｄ／Ａ変換器１８によってモニタ等に表示可能となる。
【００１０】ここで上述したように、ディジタル動画圧縮方法としてＭＰＥＧ方式を用いると、第１５から図１７に示したように、フレーム内ＤＣＴによる圧縮Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ２７と、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅ２８、および時間的に前後に位置する上記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅおよびＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行ったＤＣＴ符号化が行われるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ２９がいくつか組合わさった符号化構造をそのままディスク内に記録することとなる。
【００１１】このとき、上記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅはフレーム内ＤＣＴを行っているため、この情報単独で画像再生を行うことが可能であるが、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅは前方向の動き補償を行っているため上記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生した後でなければ画像再生を行うことが出来ない。またＢ−ｐｉｃｔｕｒｅは、両方向からの予測画面であるため前後にある上記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅまたはＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生した後でなければ再生不可能である特徴を有している。この場合、当然両方向予測を行っているＢ−ｐｉｃｔｕｒｅが最もデータ量が少なく、符号化効率が良い。
【００１２】しかし、このＢ−ｐｉｃｔｕｒｅは単独で再生できないためＩ−ｐｉｃｔｕｒｅやＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを必要とするが、その分Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅの枚数を増やすと処理回路におけるバッファメモリ量が増えるとともに、データ入力から映像再生までの遅延時間が増大する問題がある。しかし、光ディスク等に代表される蓄積系メディアにおいては、長時間記録のために圧縮効率の良い符号化方式が望まれる他、上記映像再生の遅延時間はあまり問題にならないため、図１５〜図１７に示すような符号化方式が適している。
【００１３】次に、このような符号化構造を持つデータをディスクに記録した場合、画像検索や高速再生がどのように行われるかを見てみると次のようになる。図１７に示すような符号化構造を持つ場合、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ単位で再生すれば高速再生が可能である。この場合、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生した後すぐにトラックジャンプを行い、次の、または前のＧＯＰへアクセスし、そこでＩ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生する。このような動作を繰り返すことによって、図１７の場合には１５倍速、図１６では１０倍速の整数倍に送りスピードが限定された高速送り再生や戻し再生が実現できる。
【００１４】しかし、実際の映像検索においては、あまり高速すぎると人間の目に認識しずらくなり、大体の映像シーンを確認する場合では上述の１０倍速以上の高速検索が適当であるが、大体のシーン検索を行った後細部の映像ポイントを検索する場合では、数倍速の早送りや戻し再生が必要となる。そのため有効な映像検索を行うためには、数十倍速から数倍速までの広範囲な特殊再生が必要となってくることは明かである。しかし、実際には、例えばＭＰＥＧ方式の圧縮データを用いた場合では、図１５〜図１７の符号化構造においてＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生しようとすれば、結果的にそれまでのＢ−ｐｉｃｔｕｒｅも再生してしまい、実際には４〜８倍速を実現することは困難であった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来の再生方法は、上述のような符号化構造をそのままディスクに再生する方法であるため、特殊再生を行おうとすると、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ単位でしか再生できなかった。そのため１ＧＯＰ内に含まれるフレーム枚数またはその整数倍に相当する早さでしか、早送りまたは戻し再生が不可能であった。
【００１６】また、従来の例で示したディジタル映像の記録フォーマットにおいては、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ，Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ，Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅの配列が時間軸上に順番に整列しているため、特殊再生方法としては、以下のような方法に限定されてくる。
【００１７】特に従来のディジタル動画映像を記録するシステムにおいて、最も基本的な特殊再生を行う方法としては、ディスク最内周のＴＯＣエリアに記録してある情報を用いて特殊再生を行う方法である。この場合は、ＴＯＣエリアに記録されたシーンチェンジの先頭アドレスや、ビデオファイルの先頭アドレスに従い、上記アドレスに記憶されているＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのディジタル動画映像を読み込み、これを順次再生することで特殊再生が可能となる。
【００１８】この場合の光ディスクの読出動作は、図１８のフローチャートで表される。このフローチャートは、ディスク最内周のＴＯＣエリア内に記録されている動画映像情報のシーン先頭部分のアドレスに基づいて特殊再生を行う場合を示しており、まず、ＴＯＣエリアへジャンプし、シーン先頭アドレスを内部メモリに記憶した後、上記記憶されたアドレスジャンプするとともに、ジャンプしたＧＯＰ内のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生するとともに、画面表示し、次のジャンプ先アドレスに移動する動作を繰り返す。
【００１９】しかし、このような方法では、ＴＯＣ内に大量の検索先アドレスを記憶しなければならず、記録するたびにＴＯＣ情報を書き換える動作を行わなければならない。
【００２０】また特殊再生時に、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅの再生も行おうとするとＢ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータをスキップする必要があるが、実際にはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅやＢ−ｐｉｃｔｕｒｅやＰ−ｐｉｃｔｕｒｅが順次ディスク上に記録されているため、トラックジャンプを行った場合回転待ちなしでＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生することが不可能な場合があった。
【００２１】また、上述のフレーム内ＤＣＴで符号化されたＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータ量は他のＰ−ｐｉｃｔｕｒｅやＢ−ｐｉｃｔｕｒｅに比べて大きいため、数十倍速もの超高速再生を行うためには、データ入力時間が不足するため実現出来ないという問題があった。
【００２２】また、ディスク上の任意の位置から所望のＧＯＰを検索する場合、各ＧＯＰの先頭位置（一般的にはビデオ映像のタイムコードやアドレスが記録されている）を検索するのに数回の検索動作が必要となるという問題があった。
【００２３】また、動画映像情報中のシーンチェンジ位置がわからないため、シーン単位の検索ができなくなるという問題があった。本発明はかかる問題を解決することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクは、フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいて、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを含むことを特徴とする。
【００２５】本発明の光ディスクは、フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいて、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを含むことを特徴とする。
【００２６】また、前記ヘッダ領域に含まれた、特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータは、映像情報ブロック内のシーンチェンジの有無を示す情報あるいは、特殊再生モードにおけるジャンプ先アドレスであることを特徴とする。
【００２７】また、前記映像情報ブロックがＧＯＰ（group of ｐｉｃｔｕｒｅ）であることを特徴とする。
【００２８】本発明にかかる再生装置は、フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクであって、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを含む光ディスクを再生する再生装置において、前記光ディスクを回転させるディスクモータと、前記光ディスクに光を照射するとともに、該光ディスクが反射した光を受光する光ヘッドとを備え、特殊再生時、前記光ディスクのヘッダ領域に含まれる前記映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータを抽出し、該データに基づき、再生すべき映像情報ブロックに含まれたディジタル映像情報を再生することで特殊再生を実現することを特徴とする。
【００２９】本発明にかかる再生装置は、フレーム内ＤＣＴを行う映像情報であるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、前方向の動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ、及び、時間的に前後に位置する前記Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅを参照画面として動き補償を行うＤＣＴ符号化による映像情報であるＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクであって、セクタと、光ディスクの１回転に対応したトラックと、光ディスクの半径方向に近接する複数本のトラックによって構成されるゾーンを有し、前記セクタはそれぞれセクタアドレスを有し、前記ゾーン内におけるセクタアドレスは光ディスクの半径方向に延びる線に沿って配置されており、前記ディジタル映像情報は複数個の映像情報ブロックを含み、前記映像情報ブロックはＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅを含むとともに、その先頭にヘッダ領域を有し、前記ヘッダ領域は映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを含む光ディスクを再生する再生装置において、前記光ディスクを回転させるディスクモータと、前記光ディスクに光を照射するとともに、該光ディスクが反射した光を受光する光ヘッドとを備え、特殊再生時、前記光ディスクのヘッダ領域に含まれる前記映像情報ブロックがシーンチェンジに関係するか否かを示すデータを抽出し、該データに基づき、シーンチェンジに関係する映像情報ブロックに含まれたディジタル映像情報を再生することで特殊再生を実現することを特徴とする。
【００３０】また、前記ヘッダ領域に含まれた、特殊再生モードにおいて映像情報ブロックを再生すべきか否かを特定するためのデータは、映像情報ブロック内のシーンチェンジの有無を示す情報あるいは、特殊再生モードにおけるジャンプ先アドレスであることを特徴とする。
【００３１】また、前記映像情報ブロックがＧＯＰ（group of ｐｉｃｔｕｒｅ）であることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１の光ディスク装置の記録系を示すブロック回路図である。図において、３０はアナログビデオ信号をディジタルに変換するためのＡ／Ｄ変換器、３１はディジタルビデオ信号の動きベクトルを検出するための動き検出器、３２は映像情報を周波数成分に分解するための離散コサイン変換器、３３は適応量子化器、３４は逆量子化器、３５は周波数成分からもとの映像情報に復元するための逆離散コサイン変換器、３６はフレームメモリ、３７は可変長符号化器、３８はバッファメモリ、３９はアドレス情報や属性データを付加するためのフォーマットエンコーダ、４０は画面の前後の色情報を比較する色情報比較器で、特に動きベクトル検出によって動き補償した後の参照画面において、時間的にずれた画面の前後の色成分を比較するものである。４１は画面の前後の輝度情報を比較する輝度情報比較器、４２は両比較器４０，４１の出力に基づいてシーンチェンジの有無を判定するシーンチェンジ判定器で、４０，４１，４２でシーンチェンジ検出部１００を構成している。４３は符号間干渉の影響を少なくするための変調回路、４４は変調回路からの情報に基づきレーザを変調させるためのレーザ変調回路、４５は光ディスク装置におけるサーボ回路、４６はシステムコントローラである。
【００３３】図２は本実施の形態１におけるディジタル動画映像データの記録フォーマットを示す図である。図２（ａ）において、４７はサンプルサーボフォーマットのウオブルピットまたは連続案内溝方式におけるトラックオフセット補正用の鏡面部、４８はゾーン角速度一定回転（ＣＡＶ）方式のディスクにおける現在ゾーンを示すゾーンアドレス、４９はビデオＧＯＰの先頭を示すヘッダおよびＧＯＰのアドレスを示すビデオＧＯＰアドレス、５０はビデオ信号の属性データを記録するためのビデオ属性データ、５１はＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの先頭を示すＩ−ｐｉｃｔｕｒｅヘッダ、５２は４９〜５１で構成されるビデオヘッダ、５３はＩ−ｐｉｃｔｕｒｅデータ、５４はサーボピットまたは鏡面によって分割された第２のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅデータ、５５は５４と同様に分割された第３のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅデータ、５６はＰ−ｐｉｃｔｕｒｅヘッダ、５７，５８は５４と同様に分割されたＰ１-ｐｉｃｔｕｒｅデータである。
【００３４】また、図２（ｂ）はビデオ属性データ５０内に記録される詳細なフォーマット構造を示す図で、５９はディジタル映像データ配列のスケーラビリティモード（階層構造の種類）、６０はＧＯＰ内のフレーム枚数、６１はＧＯＰ内のＩ・Ｂ・Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅの配列等を定めたＧＯＰ内構造、６２はＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ内のデータ配列構造／位置、６３はＧＯＰ内の映像がパンであるかズームであるかシーンチェンジを含むかどうかなどの詳細属性データ、６４は複数のＧＯＰから形成される１つのビデオエリアのタイムコード、６５は特殊再生時のジャンプ先アドレス、６６は音声モード、６７は静止画モード、６８は予備エリア、４７はウオルブピット／鏡面部で、図１２に示す光ディスクにプリフォーマットされたウオルブピット、または図１１に示す連続案内溝中に設けられた鏡面部に相当するものである。
【００３５】また、図３は、図２のフォーマットで記録された映像データを、ディスク回転数をアップさせて高速再生した場合のディスク回転数の変化を表した図である。
【００３６】図４はビデオＧＯＰの先頭部分のビデオ属性データエリア内に書き込まれている特殊再生時のジャンプ先アドレスに基いて特殊再生を行う場合のフローチャートである。
【００３７】図５はビデオＧＯＰの先頭部分のビデオ属性データ内に書き込まれているシーンチェンジの有無を記録したデータに基づいて特殊再生を行う場合のフローチャートである。
【００３８】図６はＧＯＰ内のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅのみを連続して再生するような特殊再生を行う場合のフローチャートである。
【００３９】次に、実施の形態１の動作を図について説明する。例えばＭＰＥＧに代表されるようなビデオ信号は図１に示されるようなディジタルビデオエンコード処理を行ってディスクに記録される。この時まず、アナログビデオ信号はＡ／Ｄ変換器３０によってディジタルデータに変換された後、動きベクトル検出器３１により動きベクトルを検出し、参照画像と比較された３次元方向に圧縮された後、離散コサイン変換器３２によって周波数方向（２次元方向）に離散化し、適応量子化器３３によって量子化、可変長符号化が行われる。
【００４０】このようにして得られた圧縮ディジタル動画情報は、バッファメモリ３８やフォーマットエンコーダ３９によってアドレスやヘッダ，属性データ等が加えられ、光ディスクに記録すべき信号としてフォーマット化される。この時、逆離散コサイン変換器３５の出力に接続されるフレームメモリ３６は、その前後を比較したり、動きベクトル検出器３１により急激な画像の変化を検出することによってシーンチェンジの判定を行うことが可能となる。
【００４１】この場合は特に、色情報比較器４０や輝度情報比較器４１の結果に基づき、色情報と輝度情報とを別々に時間軸方向に比較し、おのおのの画面単位での変化量および変化速度等比較を行うことで、シーンチェンジ判定器４２にて正確なシーンチェンジの判定を行うことが可能となる。
【００４２】このシーンチェンジ判定器４２からの出力は、図２のビデオ属性データ５０内に、シーンチェンジの有無として記憶される。また、図２（ａ）のフォーマットにおいては、ビデオ属性データ５０に、シーンチェンジの有無の他、特殊再生時におけるジャンプ先アドレスや、ＧＯＰ内構造やＧＯＰ内ピクチャ枚数、スケーラビリティーモード、タイムコード等を書き込むことが可能であるため、これら属性データに基づいた特殊再生等が可能である。
【００４３】図２はそのためのディジタル動画映像データ記録フォーマットを示した図で、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅとが隣接するとともに、ビデオ属性データ５０をＧＯＰの先頭部分に配置している。記録時においては、図１に示すディジタル動画映像記録回路におけるシーンチェンジ判定器４２の判定結果に基づき、図２におけるビデオ属性データ５０内にシーンチェンジの有無を記憶するとともに、特殊再生時のジャンプ先アドレスを記憶する。この際ディジタル動画映像記録回路にはバッファメモリ３８が存在するため次の映像処理をしている間、記録データはバッファメモリ３８にまだ保持されているので、ジャンプ先アドレスの記憶が可能となる。
【００４４】例えば、次のＧＯＰがジャンプ再生を必要としないような映像（例えば動きの早い映像の連続である場合，前のＧＯＰと同じような静止画的映像）である場合、次のＧＯＰを飛び越し再生する必要の無いことを属性データ内に記憶し、次のＧＯＰが再生の必要有りの場合、必要有りのフラグを立てることにより、このビデオ属性データ５０のみを順次再生し、再生の必要があるフラグが立っている場合のみ、そのフラグが立っている次のＧＯＰを再生する動作を繰り返すことで特殊再生が可能となる。
【００４５】また、この場合は、上記フラグでなくて直接ジャンプ先アドレスの指定であってもよい。また、逆方向再生の場合はバッファメモリ３８の容量が大きくなくても、上記ジャンプ先アドレスの記憶や前ＧＯＰの再生の要否を示すフラグの設定が容易に実現できることは言うまでもない。
【００４６】この場合の光ディスクの読出動作は、図５のフローチャートのように示され、まずＧＯＰ先のアドレスを検出した後ビデオ属性データ５０を読み込み、シーンチェンジの有無に従って、シンチェンジがある場合はそのＧＯＰのＩ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生し、無い場合は次のＧＯＰにジャンプすることで特殊再生を続けることが可能となる。
【００４７】また、図４のフロチャートに示すように、ビデオ属性データ５０に記憶されているジャンプ先アドレスを読み込むことにより、特殊再生を行うことが可能となる。この場合は、ビデオ属性データ５０を読み込むことでジャンプ先アドレスを記憶するとともに、これに基づきＩ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生し、またトラックジャンプを続けることで特殊再生を行う。
【００４８】このような方法を用いることによって、ディスク上に形成された複数のＧＯＰの中から必要なＧＯＰのみを順次再生するような特殊再生が可能となる。これらの場合は、あくまでも静止画像の連続か、シーンの先頭部分における静止画像の連続再生となる。
【００４９】また、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを連続して再生するような特殊再生時においては、図６のフローチャートのように表される。このときはビデオヘッダ検出後Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅを読み込み、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅヘッダを検出後トラックジャンプ行い、次のＧＯＰにおけるビデオヘッダから同様の動作を繰り返す。しかし、実際には、１ＧＯＰ内のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータ量が多いため、この方法では特殊再生倍率はあまり大きくならないと考えられる。
【００５０】実施の形態２．次に、実施の形態２を図について説明する。図７（ｂ）は図２（ａ）のフォーマットで記録された映像データを、トラックジャンプを行うことによって高速再生する場合のデータ読みだし方法を示した図、図７（ｂ）はビデオヘッダ５２の部分のディスク上の配置を示した図、図７（ｃ）はビデオヘッダの部分でのトラックジャンプの様子を示した図である。
【００５１】図８はＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅとの配置をＧＯＰごとに前後入れ換えることによってトラックジャンプ時のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ再生を、回転待ちを最小限に抑えて行えるようにしたもので、図において、６９はオーディオ信号の先頭を示すオーディオヘッダ、７０はオーディオデータ、７１はビデオデータの先頭を認識するためのビデオデータ認識パリティ、７２は２番目のＰ−ｐｉｃｔｕｒｅの先頭を示すＰ２-ｐｉｃｔｕｒｅヘッダ、７３はＰ２-ｐｉｃｔｕｒｅデータ、７４はＢ−ｐｉｃｔｕｒｅの先頭を示すＢ−ｐｉｃｔｕｒｅヘッダ、７５〜７９はＢ１-ｐｉｃｔｕｒｅデータ、８０はＧＯＰの終了を示すエンドマークである。
【００５２】図９はＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅとＢ−ｐｉｃｔｕｒｅとの映像情報配置をＧＯＰ単位で入れ換えることによって、トラックジャンプ時のＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ再生を、回転待ちを最小限に抑えるようにしたもので、図において、８１〜８８はＢ−ｐｉｃｔｕｒｅデータである。
【００５３】次に、実施の形態２の動作を図について説明する。図７（ａ）では、ＧＯＰ内のデータ配列が、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ，Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅ，Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅの順番に整列している。この場合特殊再生を行うためには、例えば図２におけるビデオＧＯＰアドレス４９やビデオ属性データ５０を含むビデオヘッダ５２を読み込んだ後、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生し、その後Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅやＢ−ｐｉｃｔｕｒｅを飛ばして次のＧＯＰのＩ−ｐｉｃｔｕｒｅ再生を繰り返すことで特殊再生が可能となる。
【００５４】しかし、この場合、１ＧＯＰあたりのＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータ占有率が２次元圧縮であるためかなり大きく、例えばＢ−ｐｉｃｔｕｒｅの３画面分から５画面分のデータ量を有してしまうため、Ｐ−ｐｉｃｔｕｒｅやＢ−ｐｉｃｔｕｒｅの再生を飛ばしても、あまり特殊再生効率は大きくならない他、回転待ち時間が発生し、その分でも特殊再生倍率は大きくできない問題がある。しかし図１６の１ＧＯＰが１０画面または図１７の１５画面の場合、２倍速または３倍速程度の特殊再生は可能となる。
【００５５】そのため、回転待ち時間を少なくするためには、図８に示すようなデータ配列が考えられる。この場合のデータ配列は、隣接するＧＯＰ間でＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅとの順序を入れ換えることである。図８の場合では、ちょうど第１のＧＯＰにおけるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅを再生し終わった後、トラックジャンプを行いその直後または一定のサーボ安定期間を経て次のＧＯＰにおけるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅが再生できるような配列となっている。
【００５６】またさらに、図９に示すようにＩ−ｐｉｃｔｕｒｅとＰ−ｐｉｃｔｕｒｅとＢ−ｐｉｃｔｕｒｅとの３つをＧＯＰ単位に順次入れ換えることによって図８の場合よりもよりＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの連続データ入力が可能なような方法が考えられる。この場合３つのＧＯＰ間でのＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの連続読みだしが可能となるため、図１５や図１６のＧＯＰ構成においては、上記３つのＧＯＰにおけるＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの連続再生で、ほぼなめらかな特殊再生が可能となる。
【００５７】以上のようにＧＯＰ内における単独で再生可能なＩ−ｐｉｃｔｕｒｅのデータを、各ＧＯＰ間で回転待ちなく再生可能とすることで、実施の形態１とは異なり、なめらかな連続動画による特殊再生が可能となる。
【００５８】実施の形態３．図１０は本発明の実施の形態３における連続案内溝方式でのディスク上のフォーマット配列を示したものである。また、図１１は本実施の形態３におけるサンプルサーボ方式におけるディスク上のフォーマット配置を示したものである。また、図１２は、本実施の形態３の特殊再生時にディスクの回転数を高くするデータ読み出し動作のフローチャートである。
【００５９】次に、実施の形態３の動作について説明する。一般的に光ディスクの記録密度を高くするためには、ＣＡＶ記録（回転数一定記録）ではなく、ＣＬＶ記録（線速度一定記録）が望ましい。しかし、この場合は映像データの先頭部分や、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅの配置等がディスク上で定まらず、特にＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの配置等がランダムになるため、上記実施の形態１や実施の形態２の動作が難しくなる。そのためディスクを図１０や図１１のようにゾーン分割し、おのおののゾーンでＧＯＰの先頭領域をディスク半径方向にそろえることが考えられる。
【００６０】この場合、各ゾーンにおいて、ディスクモータの回転数を変化させることにより線記録密度を各ゾーン間でほぼ一定にしたり、逆にモータ回転数は一定で記録再生でのデータクロックを変化させることで上記各ゾーン間の線記録密度を一定にすることも可能である。
【００６１】しかし、この場合は各ゾーン間でのディスク１周あたりの記録容量が異なるため、１ＧＯＰあたりの記録容量がディスク１周の記録容量の整数倍となるようにゾーンの分割を設定することで実現可能である。例えば、内周領域でのゾーンにおいては１ＧＯＰ＝５トラックであるのに対し、外周領域のゾーンにおいては１ＧＯＰ＝２トラックのように配置することも可能である。
【００６２】また、必ず整数倍にならずとも、ディスク１／２周のデータ量整数倍となるようにゾーンの分割を設定するとより細かく、さらにディスク１／４周のデータ量の整数倍となるようにゾーン設定を行うことでさらに細かいゾーン分割が可能である。
【００６３】またこの場合、サンプルサーボにおけるサーボピット（ウオブルピット）や、連続案内溝方式における鏡面部の直後にビデオ情報におけるＧＯＰのアドレスを書き込み、さらにＧＯＰアドレスが記録されている部分の鏡面部またはウオブルピットを他の部分と長さ等を異なるように配置することにより、検索時における検索の目安として光ヘッドからの和信号（反射信号）を用いることが可能となる。
【００６４】また、このような光ディスクを用いたディジタル動画映像を記録再生するシステムにおいては、上述した実施の形態１および実施の形態２で示すトラックジャンプを用いた特殊再生方式の他に、連続再生時ディスク回転数をアップさせることにより特殊再生を行うことも可能である。例えば、ディスク回転数を２倍程度アップさせた場合、転送レートが２倍になるがデータ再生は可能で、この時Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅやＰ−ｐｉｃｔｕｒｅのみを再生することで例えば２倍速再生が可能となる。
【００６５】また、ディスク回転数を４倍や８倍にするとデータ速度が大きくなりすぎ、実際のデータ検出が不可能になる場合がある。この場合は、図３に示すように、Ｉ−ｐｉｃｔｕｒｅ再生時やＰ−ｐｉｃｔｕｒｅ再生時においてはディスク回転数を再生可能な線速度になるまで低下させるとともに、Ｂ−ｐｉｃｔｕｒｅが記録されている領域においてはディスク回転数をアップさせることによっても実現可能である。
【００６６】このときの光ディスクのドライブ動作は、図１２のフローチャートのように表され、まず、回転数をｎ倍にアップさせたのちビデオヘッダを検出してＩ-picutreデータを読み出し、次のＧＯＰへジャンプする動作を繰り返す。この場合、ビデオ属性データ５０にＩ−ｐｉｃｔｕｒｅの配置を記憶しておくことによってディスクモータの加速領域や減速領域を設定することができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明にかかる光ディスク及び再生装置によれば、特殊再生時において再生が必要な映像情報を予め定めておくことにより滑らかな特殊再生を実現できる。特に、シーンチェンジを含むディジタル映像情報が記録された光ディスクにおいても違和感の少ない特殊再生が可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】 平成６年６月２４日（１９９４．６．２４）
【代理人】 【識別番号】１０００８３８４０
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 実 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−５６６２５（Ｐ２００２−５６６２５Ａ）
【公開日】 平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】 特願２００１−１７３７９３（Ｐ２００１−１７３７９３）