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JP3800859B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テープ、ディスク等の記録媒体に映像、音楽等の情報を圧縮して記録し再生する情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
映像や音楽等の情報をディジタル化して記録媒体に圧縮して記録し再生する装置としてDVTR(Digital Video Tape Recoder)やDDR(Digital Disk Recoder)が知られている。これらの装置は、その記憶容量の増大によって将来的には、映画のような大容量の情報を相当数記憶するホームサーバとしての利用が期待されている。
【0003】
DVTRの場合、磁気テープに形成された各パーティションの先頭位置に記録再生のためのテープ管理情報が書き込まれ、記録再生動作に際してはこのテープ管理情報を読み込んでから記録再生動作を実行する。記録再生動作に伴ってテープ管理情報に変更が生じた場合には、磁気ヘッドを対応する管理情報の部分まで巻き戻し又は巻き上げて管理情報を書き替える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のDVTRでは、管理情報の書き換え動作が発生するため、実際のヘッド位置が記録開始位置から離れていることが多く、記録を開始する場合には、記録開始位置へのヘッドの移動や管理情報アクセスのために、テープを巻き上げたり、巻き戻すという動作が必要になる。従って、連続的に入力される映像情報等をすぐに記録開始したいという要求には対応することができない。このため、情報を記録しようと録画開始キーを押してからその情報が記録されるまでのタイムラグによって記録したい情報の最初の部分が欠落してしまうという問題がある。
【0005】
これに対しDDRは、即座に記録開始が可能であるという利点があるが、現在のところテープに比べて記憶容量が小さく、ディスクの交換が必要となるので、ホームサーバ等の用途では不向きであるという欠点がある。
【0006】
このようなテープ系記録装置とディスク系記録装置の双方の欠点をカバーする装置としては従来、例えば特開平7−123346号に開示された画像記録再生装置が知られている。しかし、この装置はテープ系とディスク系の2つのメディアで1つのプログラムを記録するため、常にテープ系、ディスク系の2つのメディア対を1組として管理収蔵する必要があるという問題がある。
【0007】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、大容量の記録媒体に対してのみ情報の記録を行うと同時に、アクセス性能の向上も図ることができる情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【0008】
この発明は、また連続的に入力される情報を、記録媒体に離散的に配置された複数の記録可能領域に支障無く記録することができる情報記録装置を提供することを他の目的とする。
【0009】
この発明は、更に記録媒体に離散的に記録された情報を連続的に出力することができる情報再生装置を提供することを他の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第1の情報記録装置は、連続的に入力される情報を指定された圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接一定の記録レートで記録する記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、異なる圧縮率で圧縮された情報が前記記録媒体に混在して記録されるように前記管理情報に基づいて前記圧縮符号化手段をコントロールする制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】
この発明に係る第2の情報記録装置は、連続的に入力される情報を指定された圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接一定の記録レートで記録する記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報に基づいて、前記情報の入力開始から前記記録媒体での記録が開始されるまでの記録開始準備期間では前記圧縮符号化手段の圧縮率を通常の圧縮率よりも高く設定すると共に前記バッファ装置に高圧縮率の圧縮情報を格納し、前記記録媒体での記録が可能になったら前記バッファ装置に格納されている高圧縮率の圧縮情報の前記記録媒体への記録を開始し、前記バッファ装置の未記録情報が無くなったら前記圧縮符号化手段の圧縮率を通常の圧縮率に切り替えて前記入力される情報を順次記録媒体に記録していくように各部を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
この発明に係る第3の情報記録装置は、連続的に入力される情報を指定された圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接一定の記録レートで記録する記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報を参照し、前記記録媒体に離散的に配置された記録領域の長さ及び記録領域と記録領域の間隔に基づいて前記圧縮符号化手段の圧縮率を設定し、前記連続的に入力される情報を上記設定された圧縮率で圧縮して前記各記録領域に記録するように各部を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】
即ち、この発明に係る第1〜第3の情報記録装置では、連続的に入力される情報に対して記録媒体の異なる記録領域に、異なる圧縮率で情報が記録される。例えば、情報入力開始直後の記録開始準備期間では、入力情報が通常よりも高い圧縮率で圧縮されて一旦バッファ装置に格納される。記録が開始されると、この高圧縮の初期情報は通常の圧縮率よりも高い圧縮率であるため、記録開始動作の遅れはやがて吸収される。この遅れが吸収されたら、以後、通常圧縮率での記録が開始されることになる。この発明によれば、記録開始直後は粗い情報となるが、初期情報が欠落せずにその後の情報に先行して記録媒体に連続的に記録されることになる。
【0014】
また、記録媒体に記録領域が飛び飛びに形成されているような場合でも、記録領域間のヘッド移動に要する時間を考慮して各記録領域での圧縮率を決定することにより、情報再生時の情報の連続性が確保され、支障のない再生が可能になる。
【0015】
この発明はまた、各記録領域で同じ圧縮率とすることもできる。この場合には、情報記録装置は、連続的に入力される情報を所定の圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファを介して一定の記録レートで記録する記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報を参照し、前記記録媒体に離散的に配置された記録領域の長さ及び記録領域と記録領域の間隔に基づいて前記記録媒体に対する記録動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0016】
この発明に係る第1の情報再生装置は、記録領域毎に圧縮率が異なるように圧縮情報が記録されると共に前記圧縮情報を一定の読出レートで読み出す記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報に基づいて、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接導入し復号解凍する復号手段と、前記管理情報を参照し、前記記録領域毎に設定された圧縮率に基づいて前記復号手段の圧縮解凍率を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0017】
この発明に係る第2の情報再生装置は、記録初期の圧縮率がその後の圧縮率よりも高くなるように圧縮情報が記録されると共に前記圧縮情報を一定の読出レートで読み出す記録媒体と、この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報に基づいて、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を一時格納するバッファ装置と、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接導入し復号解凍する復号手段と、前記管理情報を参照し、前記記録初期の圧縮率とその後の圧縮率とに基づいて前記復号手段の圧縮解凍率を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0018】
なお、以上の情報記録再生装置において、前記記録媒体としては、好適には大記憶容量のディジタル・ビデオ・テープを用いることができ、前記バッファ装置としては、高速アクセスが可能なディジタル・ディスク・レコーダを用いることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、この発明の一実施例に係る大容量のディジタル・ビデオ・テープを記録媒体として使用した情報記録装置の構成を示すブロック図である。
外部から入力されるディジタル変調された放送波などの映像信号は、MPEG2エンコーダ1aによりMPEG2(Moving Picture Experts Group 2)方式に基づいてエンコードされ、バッファメモリとしてのDDR2に一旦格納されたのち、大容量記憶メディアであるDVTR3の記録領域に記録される。MPEG2エンコーダ1aは、入力された情報を任意の平均圧縮率で圧縮することができるものである。DDR2は、ハードディスク装置7とその入力側に配置された入力バッファ6a及び出力側に配置された出力バッファ8aとにより構成され、DVTR3へ記録開始するまでの間に連続的に入力される映像データを一時的に格納するのに使用される。コントローラ4は、テープ管理テーブル5に格納されたテープ管理情報に基づいて、MPEG2エンコーダ1aの圧縮率を設定したり、ハードディスク装置7とDVTR3をコントロールする。
【0020】
次にこのように構成された情報記録装置の動作を説明する。
まず、大容量のディジタルデータ記録のためのテープを装置に装着すると、そのテープのテープ管理情報がテープ管理テーブル(RAM)5にロードされる。テープ管理情報は、テープの先頭又は各パーティションの先頭に記録しておくか、テープカートリッジに装着された不揮発性RAM等に記憶しておく。テープ管理情報には、例えば記録してある映像の名称、記録日時、テープ上の記録位置、現在のヘッド位置、空き容量、空き容量の開始と終了位置等の情報が含まれる。テープ管理テーブル5から空き領域のリストが作られる。現在のテープに対するヘッドの位置と、空き領域までの距離からテープ送り(巻き上げ又は巻き戻し)時間が推定される。DVTR3は、実際にはヘリカルスキャン方式であるが、これを簡略化して図2に示す。図2(a)に示すように、ヘッド位置と空き領域の距離が0であると、巻き上げ時間は0であるため直ぐに記録を開始することができるが、通常は、同図(b),(c)に示すように、ヘッド位置と空き領域との間に距離d1,d2が存在するので、この距離d1,d2からテープ送り時間が推定され、このテープ送り推定時間からMPEG2エンコーダ1aでの初期平均圧縮データレートが求められる。MPEG2は可変長符号化方式であるため、一般的には画像のデータレートはその画像の動き等によって1Mbps〜10Mbpsの範囲で変化するが、その平均的な圧縮率をテープの送り時間とノーマル圧縮モードに戻すまでの時間に基づいて決定する。なお、MPEG2,MPEG4等では、量子化テーブルの設定の仕方によって、平均圧縮率を変化させることが可能である。
【0021】
図3は、記録時のフローチャートである。
記録開始が指示されると、コントローラ4は、まず上述したテープ管理情報からテープ送り時間T1を算出して初期平均圧縮レートを算出する(S1)。もし、テープ送り時間T1が0であったら(S2)、初期平均圧縮レートは予め定めた通常の平均圧縮レート(ノーマル圧縮レート)となり、このノーマル圧縮レートでテープへの記録を開始する(S9)が、テープ送り時間T1が0でない場合には、ノーマル圧縮レートよりも高圧縮の初期圧縮レートで記録が行われることになる。この初期圧縮レート及び記録開始位置等は、テープ管理情報の一部として記録される(S3)。そして、MPEG2エンコーダ1は、ビデオ入力信号を算出された初期圧縮レートでエンコードすると同時にテープ送りを開始する(S4)。
【0022】
以後の様子を図4に示す。テープ送りに要する時間T1の間は、テープにビデオデータを記録することができないので、バッファとしてのDDR2にデータが一時的に蓄積される(S5)。テープ送り時間T1が経過すると(S6)、テープへの記録が可能になるので、コントローラ4は、DDR2への圧縮データの蓄積をしながら、DDR2からの圧縮データの読み出しを行って、これをDVTR3に記録する(S7)。テープは一定の記録レートで記録されるが、この記録レートはノーマル圧縮レートに合わせている。上述したように、初期圧縮レートはノーマル圧縮レートよりも高い圧縮レートを有しているので、DDR2の蓄積データの減少量はその増加量を上回り、DDR2の蓄積データ量は時間T2後に0になる(S8)。そこで、以後はMPEG2エンコーダ1aをノーマル圧縮レートに切り替えて記録を続行する(S9)。この場合、圧縮データをDDR2を介さずにスルー状態でDVTR3に記録しても良いし、DDR2を一旦介して(入力レートと出力レートとを同じにして)記録しても良い。
【0023】
このような記録動作を行うと、図4に示すように、MPEGエンコード開始から時間T1+T2が経過するまでは、ビデオ信号は高い圧縮レートでエンコードされ、時間T1+T2が経過したのちは、ノーマル圧縮レートでエンコードされる。そして、テープ上の記録データについては、記録開始からT2だけは高圧縮データ、以後は通常の圧縮データとして記録されるので、連続する記録領域に異なる圧縮率でデータが記録されることになる。その位置はコントローラ4によってテープ管理情報として記録される。この方式によれば、最初の画像が粗い画像となるが、映像信号が入力されてからテープに記録が開始されるまでの時間の映像の記録を可能にすることができる。高圧縮データが記録される期間T2は、DDR2の蓄積量と画質とを比較考量して決定すればよい。即ち、高圧縮データのノーマル圧縮率に対する圧縮比は、T2/(T1+T2)により決定されるので、T2を長く設定すれば、ノーマル圧縮画像に画質が近づいてくるが、この場合、ノーマル圧縮データ記録への移行までの時間が遅れ、その分DDR2の蓄積量も増えてDDR2の容量を増さなければならない。
【0024】
図5は、このように記録されたテープを再生する情報再生装置の構成を示すブロック図である。図1の情報記録装置と異なる点は、MPEG2エンコーダ1aの代わりにMPEG2デコーダ1bが設けられ、データの流れがDVTR3→DDR2→MPEG2デコーダ1bとなり、これに伴ってDDR2の入力バッファ8bと出力バッファ6bの位置が記録の場合とは反転している点である。デコーダ1bは任意の圧縮率で圧縮されたデータを元のレートに解凍する。
【0025】
図6には、DVTR3からの読み出しデータのデータ量、DDR2の蓄積データ量、デコーダ1bでのデコードデータ量の推移がそれぞれ示されている。
まず、高い圧縮率の初期圧縮データがDVTR3から読み出される。DVTR3の読み出しレートはノーマル圧縮モードの読み出しレートに設定されているので、高圧縮データは短時間に読み出される。読み出された高圧縮データはDDR2に蓄積されると同時にMPEG2デコーダ1bに供給されてデコードされる。高圧縮データの解凍時間はDVTR3からの読み出し時間よりも長いので、この間、引き続き読み出されたノーマル圧縮レートのデータは、DDR2に蓄積される。高圧縮データの解凍が終了したら、引き続きノーマル圧縮データの解凍が行われ、この間、DDR2への入出力レートが等しくなるため、DDR2には一定量のデータが残る。なお、このような読み出しの代わりに、図中点線で示すように、DVTR3から高圧縮データが読み出されたら、一旦読み出しを停止し、高圧縮データの解凍が終了してからノーマル圧縮データのDVTR3からの読み出しを開始するようにしても良い。
【0026】
図7は、テープに離散配置された空き領域に記録を行う場合の例である。
この場合、テープ送り時間と空き領域の長さとに基づいて圧縮レートが決定される。いま、元のビデオ入力信号のデータレートがD、圧縮レートがR、テープ送り時間がT、空き領域の長さに対応した記録時間がL、テープの記録レートがR0であるとすると、時間(T+L)の間に蓄積される記録すべき情報量Aは、
【0027】
【数1】
A=D・R・(T+L)
【0028】
となる。これを時間Lの間に記録レートR0で記録することになるので、
【0029】
【数2】
A=R0・L
【0030】
となる。数1と数2とから各空き領域に対応した圧縮レートR1,R2が下記数3のように求められる。
【0031】
【数3】
R1=R0・L1/{D・(T1+L1)}
R2=R0・L2/{D・(T2+L2)}
【0032】
このような記録を行えば、連続的に入力されたビデオ信号を欠落させずに、離散的に配置された空き領域に分散的に記録することができる。
【0033】
図8は、このように記録されたテープを再生する際の様子を示している。
データが記録された各記録領域の間のテープ送り時間T1,T2,T3,…のうち、最大のテープ送り時間かT3、記録時に一番先頭の記録領域が記録されるまでのテープ送り時間がT1であるとすると、DVTR3からデータが読み出されてから実際に再生(デコード)が開始されるまでに(T3−T1)+α(αはマージン)の時間遅れを設定すれば、DDR2に適宜データが蓄積されて、途切れのない再生が可能になる。
【0034】
なお、以上の実施例では、初期記録データとその後の記録データ又は離散的に配置された各記録領域でデータの圧縮率を異ならせたが、圧縮率を異ならせないようにすることもできる。この場合には、図9に示すように、初期テープ送り期間T11、記録領域と記録領域との間のテープ送り期間T12が現れる毎にその分の記録開始時間が遅れていくので、DDR2に蓄積されるデータが徐々に増加してしまう。しかし、この方式では、圧縮率が一定であるため、画質の変化がないという利点がある。
【0035】
再生の際には、図10に示すように、全テープ送り量をT12、記録時に一番先頭の記録領域が記録されるまでのテープ送り時間がT11であるとすると、読み出し開始から実際に再生(デコード)が開始されるまでに(T11−T12)+αの時間遅れを設定すれば、途切れのない再生が可能になる。
【0036】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、情報入力開始直後の記録開始準備期間でも情報が欠落することなく、又は記録領域が離散的に配置されている場合でも連続性を損なうことなく記録再生が可能な情報記録再生装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係る情報記録装置のブロック図である。
【図2】 同装置における記録ヘッドと記録領域との位置関係を簡略化して示す図である。
【図3】 同装置の記録時の動作を示すフローチャートである。
【図4】 同装置の符号化データ量とバッファ蓄積量とテープ記録量の時間変化を対応させて示す図である。
【図5】 この発明の他の実施例に係る情報再生装置のブロック図である。
【図6】 同装置のテープ読出量とバッファ蓄積量と復号データ量の時間変化を対応させて示す図である。
【図7】 この発明の他の実施例に係る情報記録装置の動作を説明するための図である。
【図8】 この発明の他の実施例に係る情報再生装置の動作を説明するための図である。
【図9】 この発明の更に他の実施例に係る情報記録装置の動作を説明するための図である。
【図10】 この発明の更に他の実施例に係る情報再生装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1a…MPEG2エンコーダ、1b…MPEG2デコーダ、2…DDR、3…DVTR、4…コントローラ、5…テープ管理テーブル、6a,8b…入力バッファ、6b,8a…出力バッファ。

Claims (5)

  1. 連続的に入力される情報を指定された圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
    この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するディジタル・ディスク・レコーダからなるバッファ装置と、
    前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接一定の記録レートで記録するディジタル・ビデオ・テープからなる記録媒体と、
    この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、
    前記管理情報に基づいて、前記情報の入力開始から前記記録媒体での記録が開始されるまでの記録開始準備期間では前記圧縮符号化手段の圧縮率を通常の圧縮率よりも高く設定すると共に前記バッファ装置に高圧縮率の圧縮情報を格納し、前記記録媒体での記録が可能になったら前記バッファ装置に格納されている高圧縮率の圧縮情報の前記記録媒体への記録を開始し、前記バッファ装置の未記録情報が無くなったら前記圧縮符号化手段の圧縮率を通常の圧縮率に切り替えて前記入力される情報を順次記録媒体に記録していくように各部を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする情報記録装置。
  2. 連続的に入力される情報を指定された圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
    この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するディジタル・ディスク・レコーダからなるバッファ装置と、
    前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接一定の記録レートで記録するディジタル・ビデオ・テープからなる記録媒体と、
    この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、
    前記管理情報を参照し、前記記録媒体に離散的に配置された記録領域の長さ及び記録領域と記録領域の間隔に基づいて前記圧縮符号化手段の圧縮率を設定し、前記連続的に入力される情報を上記設定された圧縮率で圧縮して前記各記録領域に記録するように各部を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする情報記録装置。
  3. 連続的に入力される情報を所定の圧縮率に基づいて圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
    この圧縮符号化手段で圧縮符号化された圧縮情報を一時格納するディジタル・ディスク・レコーダからなるバッファ装置と、
    前記圧縮符号化手段で圧縮された圧縮情報を前記バッファ装置を介して一定の記録レートで記録するディジタル・ビデオ・テープからなる記録媒体と、
    この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、前記管理情報を参照し、前記記録媒体に離散的に配置された記録領域の長さ及び記録領域と記録領域の間隔に基づいて前記記録媒体に対する記録動作を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする情報記録装置。
  4. 記録領域毎に圧縮率が異なるように圧縮情報が記録されると共に前記圧縮情報を一定の読出レートで読み出すディジタル・ビデオ・テープからなる記録媒体と、
    この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、
    前記管理情報に基づいて、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を一時格納するディジタル・ディスク・レコーダからなるバッファ装置と、
    前記記録媒体から読み出された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接導入して復号解凍する復号手段と、
    前記管理情報を参照し、前記記録領域毎に設定された圧縮率に基づいて前記復号手段の圧縮解凍率を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする情報再生装置。
  5. 記録初期の圧縮率がその後の圧縮率よりも高くなるように圧縮情報が記録されると共に前記圧縮情報を一定の読出レートで読み出すディジタル・ビデオ・テープからなる記録媒体と、
    この記録媒体の記録に関する管理情報を記憶した管理情報記憶手段と、
    前記管理情報に基づいて、前記記録媒体から読み出された圧縮情報を一時格納するディジタル・ディスク・レコーダからなるバッファ装置と、
    前記記録媒体から読み出された圧縮情報を前記バッファ装置を介して又は直接導入して復号解凍する復号手段と、
    前記管理情報を参照し、前記記録初期の圧縮率とその後の圧縮率とに基づいて前記復号手段の圧縮解凍率を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする情報再生装置。
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