JP4042411B2 - データ記録装置、データ再生装置、データ記録再生方法及び撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データを圧縮して記録媒体に記録し、また記録媒体からデータを再生して伸長する記録装置または再生装置、およびその方法に係り、圧縮伸長処理用メモリと記録再生用バッファメモリの好適な構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを圧縮して記録媒体に記録する装置としては、音声信号を記録する音声レコーダー、静止画を撮像して記録する電子スチルカメラ、動画と音声を記録するビデオカメラなどがある。これらは小型、軽量で長時間の情報を記録できる為、持ち運び機器に広く普及している。
【０００３】
持ち運び機器においては、振動などにより記録媒体への記録再生ができなくなる問題がある。特に記録媒体としてハードディスクや光ディスクなどのトラッキング制御を要する媒体を用いた場合には、振動によりトラッキングが外れて記録再生不能状態に陥り易い。この問題を解決する為、特開平８−３０７８１１号公報に開示された技術がある。ここでは、記録すべきデータを一旦メモリに格納し、メモリから読み出して記録媒体に記録する。振動を検出した場合には、メモリからの読み出しと記録媒体への記録を中止するものである。
【０００４】
一方、記録再生装置には、圧縮伸長処理の際処理に必要とする中間データを格納する為のメモリが必要である。これに関連する技術として、特開平１１−１４６２４６号公報には、１つのメモリに圧縮処理の中間データと、上記した記録媒体に記録すべきデータの両方を格納する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、１つのメモリに圧縮処理の中間データと、記録すべきデータの両方を格納することが開示されるが、メモリ容量を効率よく、コストパフォーマンスを考慮して配分することが示されていない。つまり、中間データまたは記録すべきデータのそれぞれに固定容量のメモリを割り当てることは、性能面でのコストパフォーマンスを悪くすることがある。上記従来技術は電子スチルカメラを対象とし、シャッターチャンスを逃さないことを目的としているが、メモリ容量が足りなくなって画質が劣化することへの配慮がされていない。
【０００６】
本発明の目的は、記録再生処理のためのデータを格納するメモリを効率よく構成し、コストパフォーマンスの優れた記録または再生装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では例えば特許請求の範囲記載の構成により前記課題を解決できるが、この構成に限られることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明によるデータ記録再生装置のブロック図である。この実施例では、記録と再生の両方を行なう装置を示すが、本発明は、記録装置または再生装置単体として適用できるものである。撮像素子２で撮像した映像信号を、メモリ１を用いてデータ圧縮してディスクドライブ３に記録し、また、ディスクドライブ３から再生したデータを、メモリ１を用いて伸長して表示素子４に表示する。５から１４までが圧縮記録および再生伸長を行う回路ブロックであり、１つの集積回路（ＬＳＩ）に集積している。
【００１６】
この回路には、カメラ処理５ａおよび表示処理回路５ｂ、圧縮処理回路６ａおよび伸長処理回路６ｂ、記録制御回路７ａおよび再生制御回路７ｂ、データ時分割多重回路８、カメラ処理および表示処理用のアドレス発生回路９、圧縮伸長処理用のアドレス発生回路１０、記録再生制御用のアドレス発生回路１１、アドレス時分割多重回路１２、リングバッファ最小アドレス設定回路１３、リングバッファ最大アドレス設定回路１４、圧縮伸長時のモード切替回路１５が含まれる。
【００１７】
図１に示した装置の記録時の動作を説明する。撮像素子２から出力される信号を、カメラ処理回路５ａはデジタル画像データに変換する。この時、１フレームまたは１フィールド前の画像データとの相関を用いてノイズを低減するノイズリダクション処理（ＦＮＲ）や、露光時間の異なる撮像画像を合成してダイナミックレンジを拡大するワイドダイナミックレンジ処理（ＷＤＲ）などの画像前処理を施す。その為に、メモリ１上に中間データとして１フレームまたは１フィールドの画像データを蓄積してこれを用いる。
【００１８】
圧縮処理回路６ａは、前処理の終わった画像データをＭＰＥＧ２などの符号化方式を用いて圧縮する。ＭＰＥＧ２では、双方向予測を行う為の画像（ピクチャ）の入れ替え処理、予測に用いる参照画像の保持が必要であり、これらの処理の為にメモリ１上に中間データとして画像データを蓄えて使用する。
【００１９】
記録制御回路７ａは、圧縮されたデータを一旦メモリ１上に蓄え、間欠的に読み出してディスクドライブ３へ送出する。送出されたデータは、ディスクドライブ３において記録媒体であるディスクに記録される。この時、振動などが原因でディスクドライブ３が記録動作不能になっているときは、メモリ１からのデータ読み出しおよび送出を停止するようにする。
【００２０】
図２は、メモリ１上のアドレスマップを示す。圧縮伸長用画像メモリ領域２０には、圧縮処理回路６ａおよび伸長処理回路６ｂが読み書きする画像データが格納され、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１にはカメラ処理回路５ａおよび表示処理回路５ｂが読み書きする画像データが格納され、記録再生用リングバッファ領域２２には記録制御回路７ａおよび再生制御回路７ｂが読み書きする圧縮データが蓄えられる。ここで、各メモリ領域は、記録動作と再生動作の両方に用いられるものとしたが、記録装置または再生装置においては、一方の動作のために用いられることは言うまでもない。
【００２１】
図１に示すデータ時分割多重回路８は、カメラ処理回路５ａ、圧縮処理回路６ａ、および記録制御回路７ａが読み書きするデータを時分割多重してメモリ１へ入出力することにより、各回路の読み書きを両立させる。アドレス発生回路９は、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１のアドレスを発生し、アドレス発生回路１０は、圧縮伸長用画像メモリ領域２０のアドレスを発生し、アドレス発生回路１１は、記録再生用リングバッファ領域２２のアドレスを発生する。アドレス時分割多重回路１２は、これらのアドレスを時分割多重してメモリ１に供給する。これにより、それぞれの領域にデータが読み書きされる。
【００２２】
記録再生制御用のアドレス発生回路１１は、リングバッファ最小アドレス設定回路１３が示すアドレスと、リングバッファ最大アドレス設定回路１４が示すアドレスの間のアドレスを発生する。リングバッファ最小アドレス設定回路１３が示すアドレスは、圧縮伸長用画像メモリ領域２０およびＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１を除いた領域の先頭アドレス（２２ａ）であり、リングバッファ最大アドレス設定回路１４が示すアドレスは、メモリ１の最大アドレス（２２ｅ）に一致する。
【００２３】
次に、圧縮モードの切替えについて説明する。図２は通常圧縮モードでのアドレスマップの一例であり、図３は簡易圧縮モードでのアドレスマップの一例である。図３の簡易圧縮モードのアドレスマップでは、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１をなくし、その分、記録再生用リングバッファ領域２２を拡張した。
【００２４】
圧縮モードの切替えは、図１に示した圧縮伸長モード切替回路１５からの指令により行う。カメラ処理回路５ａは、簡易圧縮モードへの指令を受けると、ノイズを低減するノイズリダクション処理（ＦＮＲ）や、露光時間の異なる撮像画像を合成してダイナミックレンジを拡大するワイドダイナミックレンジ処理（ＷＤＲ）などの画像前処理を止める。アドレス発生回路９は、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１へのアドレス発生を止め、データ時分割多重回路８は、カメラ処理回路５ａが読み書きするデータの多重を止め、アドレス時分割多重回路１２は、アドレス発生回路９からのアドレスを多重するのを止める。また、リングバッファ最小アドレス設定回路１３は、簡易圧縮モードへの指令を受けると、圧縮伸長用画像メモリ領域２０を除いた領域の先頭アドレス（２２ｂ）を示すように切り替わる。簡易圧縮モードへの切替えにより、記録再生用リングバッファ領域２２を拡張する。
【００２５】
以上により、記録データの品質（画質）モードに応じ、記録データ一時格納用のメモリ容量を最大限大きく取ることができるので、メモリを効率よく使用し、メモリ不足によりデータ品質を犠牲にすることを回避することができる。
【００２６】
次に、圧縮モードの自動切替えについて説明する。記録再生制御用のアドレス発生回路１１は、記録再生用リングバッファ領域２２に現在どれだけのデータが蓄積しているか計算している。振動などが長く続いた影響で、ディスクドライブの記録不能状態が長く続くと、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データが増加し、やがてメモリ領域が満杯になる。もし図２の通常圧縮モードにてこのような状態になったら、アドレス発生回路１１は圧縮伸長モード切替回路１５に指令を出し、圧縮伸長モード切替回路１５は通常圧縮モードから簡易圧縮モードに切替える。これにより、振動などを原因とする記録不能状態に対し記録再生用リングバッファ領域２２は図３のように自動的に拡張するので、記録容量的に耐久性（余裕度）を持たせることができる。なお、ディスクドライブ３の記録状態が安定し、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データ量が通常に戻ったら、通常圧縮モードに切り替えても良い。
【００２７】
また、図示していないが、この切替えを自動的に行なうか否かの選択スイッチを設けて、ユーザーがそれを選択することもできる。さらに現在の動作モードが通常モードであるか簡易モードであるかを示す表示部を設け、ユーザに知らせることもできる。
【００２８】
次に、圧縮モード切替えの他の実施形態について説明する。図４は、通常圧縮モードの他の実施形態のアドレスマップを示す。図２の実施形態と比較して、圧縮伸長用画像メモリ領域２０とＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１の位置が入れ替わっている。圧縮伸長用画像メモリ領域２０の中には、中間データとして、双方向予測を行う為の画像の順序入れ替え用の画像データを含む。双方向予測を行う画像データ（Ｂピクチャ）は、未来の画像より後に符号化するので保持しておく必要がある。リオーダー用メモリ領域３０、３１は、このＢピクチャを保持する領域であり、これにより、通常圧縮モードでは、連続するＢピクチャが２枚まで（ＩまたはＰピクチャの最大間隔＝３）の符号化が行える。
【００２９】
一方図５は、簡易圧縮モードのアドレスマップを示す。１つのリオーダー用メモリ領域３１が無くなり、その分、記録再生用リングバッファ領域２２を最小アドレス２２ｃから２２ｄへ拡張させた。これにより、簡易圧縮モードでは、連続するＢピクチャが１枚まで（ＩまたはＰピクチャの最大間隔＝２）の符号化を行う。
【００３０】
図４と図５の状態を切り替えることで、圧縮画像の品質に応じてメモリを有効に使用することができる。この場合にも、振動などの影響で記録再生用リングバッファ領域２２が満杯になったら、通常圧縮モードから簡易圧縮モードに自動的に切替えことにより、振動に対する耐久性を向上できる。
【００３１】
次に、図１に示した装置の再生時の動作を説明する。再生制御回路７ｂは、ディスクドライブ３から間欠的にデータを読み出すように制御する。再生制御回路７ｂは、ディスクドライブ３から受け取った再生データを一旦メモリ１上に蓄え、伸長処理回路６ｂへ送出する。ここで、振動などの影響によりディスクドライブ３が再生不能になっているときは、ディスクドライブ３からのデータの供給を停止する。伸長処理回路６ｂは、再生制御回路７ｂから供給されたデータを伸長する。ＭＰＥＧ２で圧縮されたデータを伸長する場合には、予測に用いる参照画像の保持が必要であり、これらの処理の為にメモリ１上に画像データを蓄えて使用する。
【００３２】
表示処理回路５ｂは、伸長された画像データを表示素子４に対応した形式の映像信号に変換する。この時、１フレームまたは１フィールド前の画像データとの相関を用いてノイズを低減するノイズリダクション処理などの画像後処理を施す。その為にメモリ１上に１フレームまたは１フィールドの画像データを蓄積してこれを用いる。表示素子４は画像処理後の映像信号を表示する。
【００３３】
メモリ１上のアドレスマップは、記録時と同じく通常伸長モードでは図２のようになり、これを制御するデータ時分割多重回路８、表示処理用のアドレス発生回路９、圧縮伸長処理用のアドレス発生回路１０、記録再生制御用のアドレス発生回路１１、アドレス時分割多重回路１２、リングバッファ最小アドレス設定回路１３、リングバッファ最大アドレス設定回路１４の役割も記録時と同じである。
【００３４】
次に、伸長モードの切替えについて説明する。簡易伸長モードのアドレスマップは、記録時と同じく図３のようになる。伸長モードの切替えは、圧縮伸長モード切替回路１５からの指令により行う。指令を受けた表示処理回路５ｂは、ノイズを低減するノイズリダクション処理などの画像後処理を止める。アドレス発生回路９は、ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域２１のアドレス発生を止め、データ時分割多重回路８は、カメラ処理および表示処理回路５が読み書きするデータの多重を止め、アドレス時分割多重回路１２は、アドレス発生回路９からのアドレスを多重するのを止める。指令を受けたリングバッファ最小アドレス設定回路１３は、圧縮伸長用画像メモリ領域２０を除いた領域の先頭アドレス（２２ｂ）を示すように切り替わる。
【００３５】
以上により、再生データの品質（画質）モードに応じ、再生データ一時格納用のメモリ容量を最大限大きく取ることができるので、メモリを効率よく使用し、メモリ不足によりデータ品質を犠牲にすることを回避することができる。
【００３６】
次に、伸長モードの自動切替えについて説明する。記録再生制御用のアドレス発生回路１１は、記録再生用リングバッファ領域２２に現在どれだけのデータが蓄積しているか計算している。振動などが長く続いた影響で、ディスクドライブ３の再生不能状態が長く続くと、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データが減って行き、やがて枯渇する。もし図２の通常伸長モードでこのような状態になったら、アドレス発生回路１１からの指令により、圧縮伸長モード切替回路１５は通常伸長モードから簡易伸長モードに切替える。これにより、記録再生用リングバッファ領域２２が図３のように拡張するので、再生復帰時のデータ量が増加し、振動などを原因とする再生不能状態に対し耐久性（余裕度）を持たせることができる。なお、ディスクドライブ３の再生状態が安定し、記録再生用リングバッファ領域２２の蓄積データ量が通常に戻ったら、通常伸長モードに切り替えても良い。
【００３７】
また、この切替えを自動的に行なうか否かの選択スイッチを設けて、ユーザーがそれを選択することもできる。さらに現在の動作モードが通常モードであるか簡易モードであるかを示す表示部を設け、ユーザに知らせることもできる。
【００３８】
ここで、再生状態の異常は、記録再生用リングバッファ領域２２のデータ残量を見ること、あるいは再生不能によりディスクドライブ３からデータが返らなくなる頻度を見ることにより判断できる。
【００３９】
以上述べた実施形態では、音声信号については触れなかったが、圧縮伸長処理回路６ａ，６ｂのところで、音声データの圧縮および圧縮後の画像データと圧縮後の音声データの多重を行い、記録再生用リングバッファ領域２２には多重化後のデータを蓄えるようにすることにより、全く同様にして音声付画像を記録することができる。再生時においても、記録再生用リングバッファ領域２２に多重化データを蓄え、圧縮伸長処理回路６ａ，６ｂで圧縮画像データと圧縮音声データの分離および音声データの伸長も行うことにより、音声付画像を再生することができる。
【００４０】
また上記実施形態では、圧縮（または伸長）するデータおよび記録（または再生）するデータを格納するメモリ１は、１個の共通のメモリとしたが、これを複数個のメモリで構成した場合でも本発明は適用できる。
【００４１】
さらに本発明は、記録または再生装置だけでなく、これに撮像素子あるいは表示素子を内蔵した撮像装置へも適用できる。
以上、前記課題を解決する好適な実施例について説明した。本発明の一実施形態によれば、データ記録装置は、入力データを圧縮処理するデータ圧縮部と、圧縮後のデータを記録媒体に記録するデータ記録部と、圧縮処理を行う第１のデータと記録媒体に記録する第２のデータを格納するメモリと、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するメモリ制御部と、を備える。
上記データ圧縮部は、入力データを圧縮処理するために複数の中間データを用いて圧縮処理を行う通常圧縮モードと、中間データの一部を用いて圧縮処理を行う簡易圧縮モードを有し、上記メモリ制御部は、データ圧縮部のモードに応じてメモリ内の第１のデータの領域を設定し、メモリ内の残りの領域を第２のデータの領域に設定する。
上記データ圧縮部が通常圧縮モードにて動作中で、上記データ記録部が記録不能状態となった時には、データ圧縮部のモードを簡易圧縮モードに自動的に切り替えるようにした。
上記通常圧縮モードは、例えば隣接フレームまたは隣接フィールドの画像データとの相関を用いたノイズリダクション処理またはダイナミックレンジ拡大処理を行う高画質化処理モードであり、上記簡易圧縮モードはこれを省略したモードである。
また本発明のデータ再生装置は、記録媒体から圧縮されたデータを再生するデータ再生部と、再生されたデータを伸長処理するデータ伸長部と、記録媒体から再生された第１のデータと伸長処理を行う第２のデータを格納するメモリと、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するメモリ制御部と、を備える構成とする。
また本発明のデータ記録方法では、圧縮処理を行う第１のデータと、記録媒体に記録する第２のデータをメモリに格納し、記録するデータ品質モードに応じて、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。あるいは、記録可能状態か否かに応じて、第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。
また本発明のデータ再生方法では、記録媒体から再生された第１のデータと、伸長処理を行う第２のデータをメモリに格納し、再生するデータ品質モードに応じて、メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。あるいは、再生可能状態か否かに応じて、第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するようにした。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、記録再生処理のためのデータを格納するメモリをの領域を効率よく構成し、コストパフォーマンスの優れた記録または再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録再生装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の一例。
【図３】図１におけるメモリ上のアドレスマップ（簡易圧縮伸長モード）の一例。
【図４】図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の他の例。
【図５】図１におけるメモリ上のアドレスマップ（通常圧縮伸長モード）の他の例。
【符号の説明】
１…メモリ、
２…撮像素子、
３…ディスクドライブ、
４…表示素子、
５ａ，５ｂ…カメラ処理および表示処理回路、
６ａ，６ｂ…圧縮処理回路および伸長処理回路、
７ａ，７ｂ…記録制御回路および再生制御回路、
８…データ時分割多重回路、
９…カメラ処理および表示処理用のアドレス発生回路、
１０…圧縮伸長処理用のアドレス発生回路、
１１…記録再生制御用のアドレス発生回路、
１２…アドレス時分割多重回路、
１３…リングバッファ最小アドレス設定回路、
１４…リングバッファ最大アドレス設定回路、
１５…圧縮伸長モード切替回路、
２０…圧縮伸長用画像メモリ領域、
２１…ＦＮＲ、ＷＤＲ用画像メモリ領域、
２２…記録再生用リングバッファ領域、
３０、３１…リオーダー用メモリ領域。

Claims (10)

1. 入力されるデータを圧縮して記録媒体に記録するデータ記録装置において、
   上記データを圧縮処理するデータ圧縮部と、
   圧縮後のデータを上記記録媒体に記録するデータ記録部と、
   上記圧縮処理を行う第１のデータと上記記録媒体に記録する第２のデータを格納するメモリと、
   上記メモリ内における第１のデータと第２のデータの格納される領域の大きさを制御するメモリ制御部と、を備え、
   前記データ圧縮部は、入力データを圧縮処理するために複数の中間データを用いて圧縮処理を行う通常圧縮モードと、該中間データの一部を用いて圧縮処理を行う簡易圧縮モードを有し、
   前記メモリ制御部は、上記データ圧縮部のモードに応じて前記メモリ内の前記第１のデータの領域を設定し、該メモリ内の残りの領域を前記第２のデータの領域に設定することを特徴とするデータ記録装置。
2. 請求項１記載のデータ記録装置において、
   前記データ圧縮部が前記通常圧縮モードにて動作中で、前記データ記録部が記録不能状態となった時には、前記データ圧縮部のモードを前記簡易圧縮モードに切り替えることを特徴とするデータ記録装置。
3. 請求項１記載のデータ記録装置において、
   前記データ圧縮部が前記通常圧縮モードにて動作中で、前記メモリのうち、前記第２のデータ領域がデータで満杯になった時には、前記データ圧縮部のモードを前記簡易圧縮モードに切り替えることを特徴とするデータ記録装置。
4. 請求項１記載のデータ記録装置において、
   当該データ記録装置が所定量以上の振動を受けた場合に、前記データ圧縮部のモードを前記簡易圧縮モードに切り替え、前記データ記録部は、記録を中断または間欠的に記録することを特徴とするデータ記録装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記入力データは画像データであって、
   前記中間データには、入力データを圧縮処理する前に高画質化処理を行う第３のデータを含み、
   前記通常圧縮モードは、上記第３のデータを用いて高画質化処理を行うモードであって、
   前記簡易圧縮モードは、上記第３のデータなしで処理を行うモードであることを特徴とするデータ記録装置。
6. 請求項５記載のデータ記録装置において、
   前記高画質化処理として、隣接フレームまたは隣接フィールドの画像データとの相関を用いたノイズリダクション処理またはダイナミックレンジ拡大処理を行うことを特徴とするデータ記録装置。
7. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記データ圧縮部は、入力される画像データを双方向予測を用いて圧縮するものであって、
   前記中間データには、双方向予測を用いて圧縮する際、画像の順序入れ替えのために保持する所定枚数の画像データである第４のデータを含み、
   前記通常圧縮モードは、上記第４のデータを全て用いて圧縮するモードであって、
   前記簡易圧縮モードは、上記第４のデータの一部を用いて圧縮するモードであることを特徴とするデータ記録装置。
8. 入力されるデータを圧縮して記録媒体に記録するデータ記録装置において、
   上記データを圧縮処理するデータ圧縮部と、
   圧縮後のデータを上記記録媒体に記録するデータ記録部と、を有し、
   当該データ記録装置が所定量以上の振動を受けた場合に、上記データ記録部は、高品質化処理を行わない簡易圧縮モードにて記録することを特徴とするデータ記録装置。
9. メモリを使用して入力されるデータを圧縮して記録媒体に記録するデータ記録方法において、
   圧縮処理を行う第１のデータと、上記記録媒体に記録する第２のデータをメモリに格納し、
   記録するデータ品質モードに応じて、上記メモリ内における上記第１のデータと上記第２のデータの格納される領域の大きさを制御することを特徴とするデータ記録方法。
10. メモリを使用して入力されるデータを圧縮して記録媒体に記録するデータ記録方法において、
    圧縮処理を行う第１のデータと、上記記録媒体に記録する第２のデータをメモリに格納し、
    記録可能状態か否かに応じて、上記メモリ内における上記第１のデータと上記第２のデータの格納される領域の大きさを制御することを特徴とするデータ記録方法。

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