專利名稱：視頻記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對包含視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的視頻記錄裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，在視頻記錄裝置中，在壓縮數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)比特 率那樣的控制。近年來，正在開發(fā)利用HDDCHardDiskDrive 硬磁盤驅(qū)動器)、BD (Blu-Ray Disc 藍(lán)光光盤)、DVD (Digital Versatile Disc 數(shù)字多功能光盤)等大容量媒體對數(shù)字廣
播進(jìn)行記錄的錄像設(shè)備。即使在這種具有大容量媒體的錄像設(shè)備中，也是以確定目標(biāo)比 特率、在一定時(shí)間內(nèi)(幾分鐘的數(shù)量級)使比特率收斂的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在專利文獻(xiàn)1中，揭示了以下技術(shù)即，在基于可變比特率控制進(jìn)行編碼的圖 像編碼裝置中，通過限制實(shí)際的存儲容量向著少于記錄媒體的存儲容量的預(yù)測值的方向 對量化尺度(scale)設(shè)定下限來進(jìn)行速率控制，從而避免超出目標(biāo)信息量的編碼。而且， 在專利文獻(xiàn)1中還記載了以下技術(shù)即，在能夠?qū)ΡP片等存儲媒體無限制進(jìn)行存儲的情 況下，通過反向?qū)α炕叨仍O(shè)定上限來有意地增加信息產(chǎn)生量?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)]專利文獻(xiàn)1 日本國專利特開2006-295852號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，有時(shí)為了收斂至目標(biāo)比特率而犧牲畫質(zhì)，如專利文獻(xiàn)1 所記載的那樣存在即使對量化尺度設(shè)定上限也不能犧牲畫質(zhì)、因視頻而不能停止比特率 的增加的情況，無法收斂至目標(biāo)比特率。另外，在包含專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)的現(xiàn)有 技術(shù)中，即使在長時(shí)間記錄且不需要很多代碼量的場景下，也無法均勻地分配代碼量。本發(fā)明是鑒于以上實(shí)際情況而完成的，其目的在于提供一種視頻記錄裝置，該 視頻記錄裝置能以一邊保持最低限度的畫質(zhì)、一邊收斂至目標(biāo)比特率的方式對視頻數(shù)據(jù) 進(jìn)行壓縮，并進(jìn)行記錄。本發(fā)明的第一技術(shù)單元 是一種視頻記錄裝置，該視頻記錄裝置包括壓縮單 元，該壓縮單元一邊執(zhí)行包含量化步長(step)變更的速率控制，一邊壓縮視頻數(shù)據(jù)，使 得預(yù)定時(shí)間內(nèi)的比特率向目標(biāo)比特率收斂；以及記錄單元，該記錄單元將由上述壓縮單 元壓縮后的壓縮數(shù)據(jù)記錄到記錄媒體，其特征在于，包括總速率計(jì)算單元，該總速率計(jì) 算單元對從壓縮開始起到當(dāng)前時(shí)刻為止由上述壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果的 總比特率進(jìn)行計(jì)算，上述壓縮單元包括量化步長限制單元，該量化步長限制單元進(jìn)行 限制，使得上述變更后的量化步長不超過比由上述壓縮單元可進(jìn)行變更的上限值要低的 預(yù)定的上限值；以及量化步長固定單元，該量化步長固定單元在以上述總速率計(jì)算單 元計(jì)算出的總比特率超過上述目標(biāo)比特率的情況下，將量化步長固定在上述預(yù)定的上限值。第二技術(shù)單元的特征在于，在第一技術(shù)單元中，包括代碼量計(jì)算單元，該代碼 量計(jì)算單元對作為在上述預(yù)定時(shí)間或其他的預(yù)定時(shí)間內(nèi)由上述壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行 壓縮后的結(jié)果而獲得的代碼量進(jìn)行計(jì)算，上述量化步長固定單元在由上述代碼量計(jì)算單 元計(jì)算出的代碼量比預(yù)定量要少的情況下，也將量化步長固定在上述預(yù)定的上限值。第三技術(shù)單元的特征在于，在第一或第二技術(shù)單元中，上述壓縮單元在上述記 錄媒體的可記錄剩余量小于預(yù)定剩余量的情況下，解除由上述量化步長限制單元進(jìn)行的 限制。第四技術(shù)單元的特征在于，在第一至第三的任意技術(shù)單元中，上述壓縮單元在 上述記錄媒體的可記錄剩余量小于預(yù)定剩余量的情況下，解除由上述量化步長固定單元 進(jìn)行的固定。第五技術(shù)單元的特征在于，在第一至第四的任意技術(shù)單元中，包括設(shè)定上述預(yù) 定的上限值的上限制設(shè)定單元。第六技術(shù)單元的特征在于，在第一至第五的任意技術(shù)單元中，包括設(shè)定上述目 標(biāo)比特率的目標(biāo)設(shè)定單元。根據(jù)本發(fā)明的視頻記錄裝置，能以一邊保持最低限度的畫質(zhì)、一邊向目標(biāo)比特 率收斂的方式壓縮視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行記錄。


圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的錄像重放裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2是以時(shí)間序列示出利用圖1的錄像重放裝置的處理將某視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、 并記錄到記錄媒體時(shí)的比特率的一個(gè)例子的曲線圖。圖3是用于說明圖1的錄像重放裝置的處理例的流程圖。標(biāo)號說明10錄像重放裝置11 天線12調(diào)諧器13代碼轉(zhuǎn)換器14輸入輸出I/F15控制部16解碼器17HDD18遙控器接收部19顯示輸出部20聲音輸出部
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所涉及的視頻記錄裝置是對壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量化、之后再 進(jìn)行量化并記錄的裝置(包含代碼轉(zhuǎn)換器的裝置)，或是對壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、之后再進(jìn)行編碼并記錄的裝置(包含解碼器及編碼器的裝置)，或是具有這兩者裝置 的功能的裝置。以下，對于本發(fā)明所涉及的視頻記錄裝置，舉出錄像重放裝置為例進(jìn)行 說明，但并不限于此。圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的錄像重放裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖1中舉例示出的錄像重放裝置10包括調(diào)諧器12、代碼轉(zhuǎn)換器13、輸入輸出接口(輸入輸出I/ F) 14、解碼器16、HDD17、遙控器接收部18、顯示輸出部19、聲音輸出部20、及用于 控制裝置整體的由CPU和ROM等構(gòu)成的控制部15?？刂撇?5中，只要將用于執(zhí)行以 下說明的處理順序的計(jì)算機(jī)可讀取的程序存放在ROM等中即可，可由CPU執(zhí)行。調(diào)諧器12包括能夠接收數(shù)字廣播波的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，調(diào)諧器12也可以采用能夠 對模擬廣播波和數(shù)字廣播波這兩者進(jìn)行接收的結(jié)構(gòu)，也可以采用僅能夠?qū)δM廣播波進(jìn) 行接收的結(jié)構(gòu)。另外，在利用STB (Set Top Box:機(jī)頂盒)等將數(shù)字調(diào)諧器進(jìn)行外部連接 的情況下，也可以不設(shè)置調(diào)諧器12。輸入輸出I/F14是對安裝的BD、DVD等便攜式記錄媒體進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出 (寫入/讀出)。另外，作為記錄媒體，除了這些便攜式記錄媒體，也能夠使用HDD17 的硬盤來作為裝置內(nèi)置型的記錄媒體，但是內(nèi)置型/便攜式的記錄媒體并不限于此。由此，錄像重放裝置10能夠采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)作為例如內(nèi)置有數(shù)字調(diào)諧器的硬盤 記錄器、BD記錄器、DVD記錄器、硬盤一體型BD記錄器或DVD記錄器，或者作為可 將數(shù)字調(diào)諧器進(jìn)行外部連接的硬盤記錄器、BD記錄器、DVD記錄器、硬盤一體型BD記 錄器或DVD記錄器等。遙控器接收部18包括對來自遙控器等操作輸入單元的操作信號進(jìn)行接受的受光 部，對接受的操作信號進(jìn)行解釋，傳至控制部15。此外，也可利用錄像重放裝置10的主 體所具備的未圖示的操作按鍵來進(jìn)行操作。顯示輸出部19將經(jīng)由天線11接收到的內(nèi)容、記錄在各記錄媒體內(nèi)的內(nèi)容 的視頻數(shù)據(jù)及附加數(shù)據(jù)輸出到未圖示的顯示裝置。作為該顯示裝置，可以舉出例如 CRT (Cathode-ray Tube陰極射線管)裝置、等離子體顯示裝置、液晶顯示裝置、有機(jī)/ 無機(jī)EL(electroluminescene 電致發(fā)光)裝置等。另外，顯示輸出部19將由控制部15的 控制生成的錄像內(nèi)容的一覽表、從特定的錄像內(nèi)容生成的多個(gè)縮略圖的一覽表等輸出到 上述顯示裝置。另外，聲音輸出部20將經(jīng)由天線11接收到的內(nèi)容、記錄在各記錄媒體 內(nèi)的內(nèi)容的聲音數(shù)據(jù)作為聲音輸出到未圖示的揚(yáng)聲器。在使用錄像重放裝置10來收視數(shù)字廣播的情況下，調(diào)諧器12對從天線11輸入 的高頻信號(數(shù)字調(diào)制信號)進(jìn)行解調(diào)，將該解調(diào)信號輸入到解碼器16。解碼器16將輸 入的解調(diào)信號分離為視頻信號、聲音信號、附加信號進(jìn)行解碼，之后，基于該解碼信號 生成顯示控制輸出信號及與其同步的聲音控制輸出信號，將該顯示控制輸出信號輸出到 顯示控制部19，將聲音控制輸出信號輸出到聲音輸出部20。此外，上述顯示控制輸出信 號是涉及將基于附加信號生成的解碼信號重疊到基于視頻信號生成的解碼信號而成的信 號。從顯示輸出部19輸出的顯示控制輸出信號輸入到與錄像重放裝置10相連接的電視 機(jī)等顯示裝置，利用該顯示畫面，用戶能夠看見與顯示控制輸出信號相對應(yīng)的數(shù)字廣播 節(jié)目的視頻及附加信息。從聲音輸出部20輸出的聲音控制輸出信號輸入到與錄像重放裝 置10相連接的電視機(jī)等帶揚(yáng)聲器的顯示裝置，利用該揚(yáng)聲器，用戶能夠收聽到與聲音控制輸出信號相對應(yīng)的數(shù)字廣播節(jié)目的聲音。此外，在調(diào)諧器12能接收模擬廣播的情況下，若解碼器16也能與模擬對應(yīng)，則能收視該模擬廣播，該處理與收視數(shù)字廣播的說明相同。另外，在將記錄在HDD17、BD等記錄媒體的內(nèi)容利用錄像重放裝置10進(jìn)行重 放的情況下，解碼器16對記錄在HDD17、BD等的內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，之后，對于視 頻數(shù)據(jù)及附加數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行視頻輸出的形式，來輸出到顯示輸出部19，對于 聲音數(shù)據(jù)，將其變換為可進(jìn)行聲音輸出的形式，來與視頻同步地輸出到聲音輸出部20。 對于輸出到顯示輸出部19、聲音輸出部20的各數(shù)據(jù)的重放，與對數(shù)字廣播的收視的說明 相同。另外，在使用錄像重放裝置10對數(shù)字廣播節(jié)目(數(shù)字廣播內(nèi)容)保持原樣進(jìn)行 記錄的情況下，調(diào)諧器12對從天線11輸入的高頻信號(數(shù)字調(diào)制信號)進(jìn)行解調(diào)，并記 錄到HDD17或BD等各種記錄媒體。另外，在記錄重放裝置10中，能將記錄在BD等 便攜式記錄媒體的內(nèi)容通過輸入輸出I/F14移動或原樣復(fù)制到HDD17，相反，也能將記 錄在HDD17的內(nèi)容通過輸入輸出I/F14移動或原樣復(fù)制到BD等便攜式記錄媒體。接下來，說明本發(fā)明的主要特征和使用錄像重放裝置10將接收到的數(shù)字廣播節(jié) 目、已進(jìn)行了記錄的內(nèi)容進(jìn)行碼率變化并錄像的情況。錄像重放裝置10所包括的代碼轉(zhuǎn)換器13是壓縮單元的一個(gè)例子，S卩，上述代碼 轉(zhuǎn)換器13對壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量化，變更量化步長(也稱為量化寬度、量化 尺度、量化系數(shù)等)來再進(jìn)行量化，從而進(jìn)行壓縮處理。代碼轉(zhuǎn)換器13可以采用以下結(jié)構(gòu)S卩，對于輸入的數(shù)據(jù)(輸入位流)，不變更 標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行壓縮處理，將壓縮數(shù)據(jù)(輸出位流)輸出。另外，代碼轉(zhuǎn)換器13也能夠采用 以下結(jié)構(gòu)即，將MPEG (Moving Picture Experts Group 運(yùn)動圖像專家組)_2標(biāo)準(zhǔn)的TS 數(shù)據(jù)變換為H.264/AVC (Advanced Vi deo Coding 高級視頻編碼)標(biāo)準(zhǔn)的TS數(shù)據(jù)等，將
所輸入的數(shù)據(jù)變換為與該數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同的標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的壓縮處理本身只要基 于所采用的標(biāo)準(zhǔn)就能執(zhí)行，因此不對此進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，輸入到代碼轉(zhuǎn)換器13的數(shù)據(jù)可以列舉出有經(jīng)由調(diào)諧器12接收到的廣播 內(nèi)容的數(shù)據(jù)、從輸入輸出I/F14輸入的已記錄在BD等便攜式記錄媒體的內(nèi)容的數(shù)據(jù)、可 由HDD17讀取的內(nèi)容的數(shù)據(jù)。因而，代碼轉(zhuǎn)換器13可對接收到的廣播內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行 壓縮，將其輸出到輸入輸出I/F14以記錄于BD等便攜式記錄媒體，或?qū)⑵漭敵龅紿DD17 以記錄于HDD17的存儲區(qū)域；或者對由HDD17讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將其輸出到輸入 輸出I/F14以記錄于BD等便攜式記錄媒體；或者對利用輸入輸出I/F14從BD等便攜式 記錄媒體讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，并輸出以記錄于HDD17。然后，錄像重放裝置10如用輸入輸出I/F14、HDD17所舉例表示的那樣，包 括將由代碼轉(zhuǎn)換器13壓縮后的壓縮數(shù)據(jù)記錄到記錄媒體(寫入)的記錄單元。即，能 夠?qū)⒋a轉(zhuǎn)換器13輸出的數(shù)據(jù)通過輸入輸出I/F14記錄到BD等記錄媒體，或記錄到 HDD17。在本發(fā)明中，上述壓縮單元一邊以使預(yù)定時(shí)間Tl以內(nèi)的比特率向目標(biāo)比特率收 斂的方式來執(zhí)行速率控制(可變比特率控制)，一邊壓縮視頻數(shù)據(jù)。此處，所謂的預(yù)定 時(shí)間內(nèi)的比特率，是指從預(yù)定時(shí)間Tl前到當(dāng)前時(shí)刻為止對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理后的結(jié)果的比特率。另外，設(shè)本發(fā)明中執(zhí)行的可變比特率控制包含量化步長變更。該變更(調(diào) 節(jié))使得壓縮后的代碼量為一定。關(guān)于壓縮對象數(shù)據(jù)的信息量，在精細(xì)的顯示圖像的情況下較多，在粗糙的顯示 圖像(低反差圖像)的情況下較少。另外，關(guān)于壓縮對象數(shù)據(jù)的信息量，在運(yùn)動激烈 的情況下較多，在運(yùn)動較少的情況下較少。因而，在壓縮對象數(shù)據(jù)的信息量較多的情況 下，即精細(xì)圖像或運(yùn)動激烈的視頻場景中，采用大量化步長。相反，在信息量較少的情 況下，即，在粗糙的圖像或運(yùn)動較少的視頻場景中，采用小量化步長。通過這樣的量化 步長的決定方法，能夠進(jìn)行使得壓縮后的代碼量為一定那樣的控制。目標(biāo)比特率可以使用規(guī)定值，但是最好使錄像重放裝置10可由用戶操作來進(jìn)行 設(shè)定。即，錄像重放裝置10最好包括設(shè)定目標(biāo)比特率的目標(biāo)設(shè)定單元。此外，上述預(yù) 定時(shí)間tl也可被設(shè)定。壓縮單元包括之后敘述的量化步長限制單元及量化步長固定單元。這兩個(gè)單元是用于輕松地對可變比特率控制進(jìn)行設(shè)定以保持畫質(zhì)的單元，以通過圖像壓縮處理(此 處是代碼轉(zhuǎn)換器13的代碼轉(zhuǎn)換處理)記錄到HDD17、BD等大容量媒體為前提。量化步長限制單元進(jìn)行限制，使得利用速率控制進(jìn)行了變更后的量化步長不超 過預(yù)定的上限值。此處，將預(yù)定的上限值設(shè)為比利用壓縮單元可以進(jìn)行變更的上限值 (一般而言是該壓縮單元所采用的標(biāo)準(zhǔn)的上限值)要低的值?？梢詫ι鲜鲱A(yù)定的上限值使 用規(guī)定值，但是最好使錄像重放裝置10采用可由用戶操作來進(jìn)行設(shè)定的結(jié)構(gòu)。S卩，錄像 重放裝置10最好包括設(shè)定預(yù)定上限值的上限值設(shè)定單元。由此，量化步長限制單元為了優(yōu)先考慮畫質(zhì)來保持最低限度的畫質(zhì)，對量化步 長設(shè)置由比取決于裝置的上限值要低的值構(gòu)成的上述預(yù)定的上限值，將變更的量化步長 限制為預(yù)定的上限值。由此，通過使用量化步長限制單元，從而壓縮單元能進(jìn)行在不超 過上述預(yù)定的上限值的范圍內(nèi)向目標(biāo)比特率收斂那樣的速率控制，其結(jié)果是，能夠保持 最低限度的某畫質(zhì)。另外，由于將大容量媒體作為前提，因此也不需要擔(dān)心容量不足。 此外，將在后文中敘述對于存儲容量減少的情況下的處理。作為具體的限制方法，可以求出例如不設(shè)置上述預(yù)定的上限值而向目標(biāo)比特率 收斂的量化步長，將該量化步長作為輸入，在輸入比上述預(yù)定的上限值要大的量化步長 時(shí)，決定上述預(yù)定的上限值作為變更后的量化步長并將其輸出。另外，同樣也可以首先 求出使比特率收斂的量化步長，將該量化步長輸入由上述預(yù)定的上限值決定的預(yù)定的函 數(shù)，將計(jì)算結(jié)果作為變更后的量化步長輸出。作為上述函數(shù)的簡單的例子，可以舉出對 于從1起到取決于裝置的上限值為止的輸入、將從1到上述預(yù)定的上限值線性地分配作為 輸出的函數(shù)。對于僅由上述量化步長限制單元進(jìn)行的限制，雖然可以確保最低限度的畫質(zhì)， 但是需要使得在以更長的時(shí)間間距來看的情況下的實(shí)際的比特率不會太偏離默認(rèn)或用戶 設(shè)定的目標(biāo)比特率。其原因是，除非避免超過預(yù)想的存儲容量的消耗，不然會消耗用戶 預(yù)想以上的存儲容量。為了避免這種情況，設(shè)置以下量化步長固定單元。量化步長固定單元在總比特率超過目標(biāo)比特率的情況下，將量化步長固定為上 述預(yù)定的上限值。此處，設(shè)總比特率為由以下的總速率計(jì)算單元計(jì)算的數(shù)據(jù)?？偹俾视?jì)算單元是從壓縮開始到當(dāng)前時(shí)刻(計(jì)算時(shí)刻)為止由壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果的每單位時(shí)間的代碼量，即，計(jì)算從由壓縮單元進(jìn)行壓縮開始到當(dāng)前時(shí)刻為止的實(shí)際總比特率。在圖1的例中，控制部15協(xié)同代碼轉(zhuǎn)換器13—起，計(jì)算 (測量)從代碼轉(zhuǎn)換開始的總比特率?？偙忍芈士梢栽陂_始壓縮(變換)、不超過上述預(yù) 定的上限值的范圍內(nèi)利用速率控制使比特率收斂的時(shí)刻(例如10分鐘左右)進(jìn)行計(jì)算。 另外，也可以同樣地決定之后的計(jì)算執(zhí)行定時(shí)。另外，作為其他的定時(shí)，也可以每經(jīng)過 某一定期間(例如15分鐘左右)來執(zhí)行計(jì)算。此處的收斂可以基于在不超過上述預(yù)定的上限值的范圍內(nèi)利用速率控制的結(jié)果 的比特率變化程度而得到，當(dāng)然，也產(chǎn)生向比目標(biāo)比特率要高的比特率收斂的情況。因 而，通過強(qiáng)制地進(jìn)行固定在上述預(yù)定的上限值，從而能夠使比特率向目標(biāo)比特率收斂。此外，作為控制部15獲得實(shí)際的比特率的方法，可以列舉出以下方法。代碼轉(zhuǎn) 換器13對進(jìn)行了壓縮處理后的數(shù)據(jù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，將其除以壓縮時(shí)間來計(jì)算總比特率，并 存放到內(nèi)部寄存器。然后，代碼轉(zhuǎn)換器13定期地將該總比特率通知給控制部15。另外， 存放在內(nèi)部寄存器的總比特率也可以由控制部15—側(cè)在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)讀出。另外，也可以 是控制部15不通過內(nèi)置的主CPU而將來自代碼轉(zhuǎn)換器13的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行DMA (Direct MemoryAccess 直接存取)傳輸，但控制部15對該傳送數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，將基于該計(jì)數(shù)值 獲得的壓縮開始起的文件大小除以壓縮時(shí)間，從而計(jì)算總比特率。另外，文件大小能夠 通過對DMA傳輸?shù)姆纸M數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)、將其乘以一次的傳送大小而獲得。利用量化步長固定單元，在總比特率超過目標(biāo)比特率的情況下，通過使量化步 長上升到上述預(yù)定的上限值，從而可以進(jìn)行接近目標(biāo)比特率那樣的速率控制，其結(jié)果在 于，能夠避免超過用戶預(yù)想而造成的存儲容量的浪費(fèi)。然后，利用上述量化步長限制單元和量化步長固定單元，能夠?qū)崿F(xiàn)輕松的速率 控制，能夠以一邊保證最低限度的畫質(zhì)、一邊向目標(biāo)比特率收斂的方式對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行 壓縮，并進(jìn)行記錄。特別是若使用大容量媒體，則由于直到收斂為止的記錄時(shí)間還有多 余，因此，最后能可靠地向所希望的目標(biāo)比特率收斂。此外，也可以使量化步長固定單 元中用于固定的上限值和量化步長限制單元中用于限制的預(yù)定的上限值不同。另外，即使是例如低反差的顯示圖像持續(xù)、信息量較少的視頻場景等不需要代 碼量的視頻場景，最好進(jìn)行控制，使得將量化步長設(shè)定為上述預(yù)定的上限值，保持某種 程度的畫質(zhì)。接下來對這樣的控制進(jìn)行說明。錄像重放裝置10包括代碼量計(jì)算單元，該代碼量計(jì)算單元對作為從到當(dāng)前時(shí)刻 為止的預(yù)定時(shí)間Tl以內(nèi)或其他的預(yù)定時(shí)間TO以內(nèi)利用壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的 結(jié)果而獲得的代碼量(總代碼量)進(jìn)行計(jì)算。此外，該代碼量計(jì)算單元也可以被稱之為 基于利用壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮而得的結(jié)果、來對特定的視頻場景進(jìn)行判別的場 景判別單元。在圖1的例中，控制部15協(xié)同代碼轉(zhuǎn)換器13—起，對到當(dāng)前時(shí)刻為止的 預(yù)定時(shí)間Tl或TO以內(nèi)的壓縮后的結(jié)果的代碼量進(jìn)行計(jì)算(測量)。然后，量化步長固定單元在由代碼量計(jì)算單元計(jì)算出的預(yù)定時(shí)間Tl或TO以內(nèi)的 總代碼量比預(yù)定量要少的情況下，將量化步長固定在上述預(yù)定的上限值。此外，也可以 對預(yù)定時(shí)間Tl或TO以內(nèi)的總比特率進(jìn)行計(jì)算來進(jìn)行閾值處理，以代替總代碼量。由此，即使在不需要代碼量的視頻場景中，也能保持某種程度的畫質(zhì)。此外， 也可以使得總比特率超過目標(biāo)比特率時(shí)用于固定的上限值、與代碼量比預(yù)定量要少時(shí)用于固定的上限值不同，也可以使得其與用于量化步長限制的上述預(yù)定的上限值不同。接下來，對盤片容量減少時(shí)刻的速率控制進(jìn)行說明。在盤片容量減少時(shí)，進(jìn)行 不使用上述預(yù)定的上限值的嚴(yán)密的可變比特率控制，使得不損害用戶的便利性。因此，壓縮單元在記錄媒體的可記錄剩余量R小于預(yù)定剩余量Rl時(shí)，最好解除 由量化步長限制單元進(jìn)行的限制。即，在11<111時(shí)，最好停止使用量化步長限制單元， 進(jìn)行無預(yù)定的上限值的限制的通常的速率控制。此處，所謂通常的速率控制，是指進(jìn)行 量化步長變更，使得連預(yù)定的上限值的限制也沒有，就使對預(yù)定時(shí)間Tl以內(nèi)的視頻數(shù)據(jù) 進(jìn)行壓縮而獲得的比特率向目標(biāo)比特率收斂。另外，壓縮單元在記錄媒體的可記錄剩余量R小于預(yù)定剩余量Rl時(shí)，最好解除 由量化步長固定單元進(jìn)行的固定。即，在11<111時(shí)，最好停止使用量化步長固定單元， 進(jìn)行無量化步長固定單元的量化步長的固定的通常的速率控制。此處，所謂通常的速率 控制，是指進(jìn)行量化步長變更，使得連預(yù)定的上限值的固定也沒有，就使對預(yù)定時(shí)間Tl 以內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮而獲得的比特率向目標(biāo)比特率收斂。另外，最好同時(shí)執(zhí)行解除限制和解除固定，在這種情況下，最好成為閾值的預(yù) 定剩余量是共同的，也可以使用不同的閾值。參照圖2及圖3說明應(yīng)用上述各應(yīng)用例的情況下的錄像重放裝置10的處理的一 個(gè)例子。圖2是以時(shí)間序列示出利用圖1的錄像重放裝置的處理將某視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、 并記錄到記錄媒體時(shí)的比特率的一個(gè)例子的曲線圖。另外，圖3是用于說明圖1的錄像 重放裝置的處理例的流程圖。圖1的錄像重放裝置10采用以下的處理方法來壓縮視頻數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄。首 先，控制部15在錄像開始時(shí)或錄像開始前，對指定為錄像目標(biāo)的記錄媒體的可記錄剩余 量R進(jìn)行檢測(步驟Si)。接下來，控制部15對是否為R < Rl進(jìn)行判定(步驟S2)。在步驟S2為“是”的情況下，即在存儲容量沒有多余的情況下，控制部15發(fā) 出表示該情況的指示，代碼轉(zhuǎn)換器13不進(jìn)行上述預(yù)定的上限值Qlimit的限制或向Qlimit 的固定，而進(jìn)行速率控制，使得到當(dāng)前時(shí)刻為止的預(yù)定時(shí)間Tl以內(nèi)的比特率(ABR: Actual Bit Rate 實(shí)際比特率)向目標(biāo)比特率(TBR Target Bit Rate)進(jìn)行收縮，來執(zhí)行壓 縮(步驟S10)。步驟SlO之后，對壓縮對象的視頻數(shù)據(jù)是否結(jié)束進(jìn)行判定(步驟S9)，在結(jié)束的 情況下結(jié)束該處理，在壓縮對象的視頻數(shù)據(jù)還剩余的情況下返回步驟Si，繼續(xù)對剩余的 視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。另一方面，在步驟S2為“否”的情況下，即在存儲容量有多余的情況下，前進(jìn) 至下一步驟S3。在步驟S3中，控制部15協(xié)同代碼轉(zhuǎn)換器13—起，對到當(dāng)前時(shí)刻為止 的預(yù)定時(shí)間TO以內(nèi)的總代碼量C進(jìn)行計(jì)算。在該計(jì)算之后，控制部15對總代碼量C是 否小于預(yù)定量Cl進(jìn)行判定(步驟S4)。在步驟S4為“否”的情況下，控制部15發(fā)出表示該情況的指示，代碼轉(zhuǎn)換器 13進(jìn)行速率控制，使得在變更后的量化步長不超過Qlimit的范圍內(nèi)、到當(dāng)前時(shí)刻為止的 預(yù)定時(shí)間Tl以內(nèi)的比特率向目標(biāo)比特率收斂，來執(zhí)行壓縮(步驟S5)。利用該處理，在 信息量較多的視頻場景中，如圖2的標(biāo)號31所示那樣以Qlimit進(jìn)行壓縮，在具有平均信 息量的視頻場景中，如圖2的標(biāo)號33所示那樣以小于Qlimit的量化步長進(jìn)行壓縮。
在步驟S5之后，控制部15協(xié)同代碼轉(zhuǎn)換器13—起，對到當(dāng)前時(shí)刻為止的總 比特率(TABR Total Actual Bit Rate)進(jìn)行計(jì)算。接下來，控制部15對是否滿足TABR
< TBR進(jìn)行判定(步驟S7)。在步驟S7為“是”的情況下，S卩，到當(dāng)前為止的壓縮結(jié) 果超過目標(biāo)比特率的情況下，控制部15發(fā)出表示該情況的指示，代碼轉(zhuǎn)換器13強(qiáng)制性地 將量化步長變更為Qlimit，以該固定值Qlimit來執(zhí)行壓縮(步驟S8)。另一方面，在步驟 S7為“否”的情況下，前進(jìn)至步驟SlO來執(zhí)行通常的速率控制。另外，在步驟S4為“是”的情況下，即在到當(dāng)前為止的TO以內(nèi)的總代碼量C 小于Cl的情況下，也前進(jìn)到步驟S6。由此，僅在步驟S4為“是”且步驟S7為“是” 的情況下，即信息量較少且總比特率超過目標(biāo)比特率的情況下，如圖2的標(biāo)號32所示那 樣以Qlimit進(jìn)行壓縮。能夠變更為Qlimit，以該固定值Qlimit執(zhí)行壓縮。作為其他例 子，在步驟S4為“是”的情況下，也可前進(jìn)至步驟S8，不經(jīng)過存儲容量的判定就強(qiáng)制性 地將量化步長變更為Qlimit，以該固定值Qlimit執(zhí)行壓縮。在步驟S8的處理后，也與步驟SlO的處理后相同，前進(jìn)至步驟S9，在步驟S9 為“是”的情況下結(jié)束處理，在其為“否”的情況下返回步驟Si，繼續(xù)對剩余的視頻數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理。圖3的處理間隔只要以壓縮單元的壓縮單位進(jìn)行即可，作為預(yù)定時(shí)間TO、Tl， 采用至少比該壓縮單位要大的時(shí)間。另外，在參照圖1 圖3的說明中，在預(yù)定時(shí)間 TO、Tl以內(nèi)的控制是以基于從當(dāng)前時(shí)刻向過去追溯TO或Tl的數(shù)據(jù)的控制為前提進(jìn)行說 明的，但也可以是基于預(yù)定間隔(預(yù)定周期)TO或Tl的數(shù)據(jù)的控制。此外，關(guān)于預(yù)定周 期的控制，在前一周期的控制結(jié)束，進(jìn)行下一周期的控制時(shí)，即使是尚未到預(yù)定間隔結(jié) 束的時(shí)刻，只要僅用從該周期開始起存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制即可。對于本發(fā)明所涉及的視頻記錄裝置，作為包括對壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行逆 量化后再進(jìn)行量化并進(jìn)行記錄的裝置(代碼轉(zhuǎn)換器)的例子，舉例說明了圖1那樣的錄像 重放裝置10，但是如上所述，也可以是對壓縮編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后再進(jìn)行編碼 并進(jìn)行記錄的裝置(包含編碼器的裝置)。S卩，本發(fā)明的壓縮單元并不限于以代碼轉(zhuǎn)換器13舉例示出的那樣對視頻數(shù)據(jù)進(jìn) 行逆量化后進(jìn)行速率變換、再進(jìn)行量化的單元，也可以采用以下結(jié)構(gòu)即，作為使壓縮 編碼后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后、再進(jìn)行編碼的單元。若以圖1的例子進(jìn)行說明，則上述 錄像重放裝置10也可以采用以下結(jié)構(gòu)S卩，設(shè)置可進(jìn)行上述可變比特率控制的編碼器以 代替代碼轉(zhuǎn)換器13，將由解碼器16進(jìn)行了解碼后的視頻數(shù)據(jù)用上述編碼器再進(jìn)行編碼。 另外，上述錄像重放裝置10也可以采用以下結(jié)構(gòu)S卩，與代碼轉(zhuǎn)換器13同時(shí)設(shè)置上述編 碼器，能夠利用再量化及再編碼這兩者的處理來進(jìn)行壓縮。另外，錄像重放裝置10可以采用可接收模擬廣播的結(jié)構(gòu)，在對所接收的模擬廣 播節(jié)目進(jìn)行錄像的情況下，調(diào)諧器12對從天線11輸入的高頻信號(模擬調(diào)制信號)進(jìn)行 解調(diào)，將該解調(diào)信號由上述可進(jìn)行可變比特率控制的解碼器進(jìn)行編碼，將編碼后的數(shù)據(jù) 變換為適合于記錄的形式(例如程序流)，并記錄于HDD17或BD等各種記錄媒體。
權(quán)利要求
1.一種視頻記錄裝置，包括壓縮單元，該壓縮單元一邊執(zhí)行包含量化步長變更的速率控制，一邊壓縮視頻數(shù) 據(jù)，使得預(yù)定時(shí)間內(nèi)的比特率向目標(biāo)比特率收斂；以及記錄單元，該記錄單元將由所述 壓縮單元壓縮后的壓縮數(shù)據(jù)記錄到記錄媒體，其特征在于，包括總速率計(jì)算單元，該總速率計(jì)算單元對從壓縮開始起到當(dāng)前時(shí)刻為止由所述壓 縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果的總比特率進(jìn)行計(jì)算，所述壓縮單元包括量化步長限制單元，該量化步長限制單元進(jìn)行限制，使得所述 變更后的量化步長不超過比由所述壓縮單元可進(jìn)行變更的上限值要低的預(yù)定的上限值； 以及量化步長固定單元，該量化步長固定單元在以所述總速率計(jì)算單元計(jì)算的總比特率 超過所述目標(biāo)比特率的情況下，將量化步長固定在所述預(yù)定的上限值。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻記錄裝置，其特征在于， 包括代碼量計(jì)算單元，該代碼量計(jì)算單元對作為在所述預(yù)定時(shí)間或其他的預(yù)定時(shí)間 內(nèi)由所述壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果而獲得的代碼量進(jìn)行計(jì)算，所述量化步長固定單元在由所述代碼量計(jì)算單元計(jì)算出的代碼量比預(yù)定量要少的情 況下，也將量化步長固定在所述預(yù)定的上限值。
3.如權(quán)利要求1或2所述的視頻記錄裝置，其特征在于，所述壓縮單元在所述記錄媒體的可記錄剩余量小于預(yù)定剩余量的情況下，解除由所 述量化步長限制單元進(jìn)行的限制。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的視頻記錄裝置，其特征在于，所述壓縮單元在所述記錄媒體的可記錄剩余量小于預(yù)定剩余量的情況下，解除由所 述量化步長固定單元進(jìn)行的固定。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的視頻記錄裝置，其特征在于，包括設(shè)定所述預(yù)定的上限值的上限值設(shè)定單元。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的視頻記錄裝置，其特征在于，包括設(shè)定所述目標(biāo)比特率的目標(biāo)設(shè)定單元。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種視頻記錄裝置，該視頻記錄裝置能以一邊保持最低限度的畫質(zhì)、一邊向目標(biāo)比特率收斂的方式壓縮視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行記錄。視頻記錄裝置(舉例表示為錄像重放裝置(10))包括壓縮單元(舉例表示為代碼轉(zhuǎn)換器(13))，該壓縮單元一邊執(zhí)行包含量化步長變更的速率控制，一邊對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，使得預(yù)定時(shí)間的比特率向目標(biāo)比特率收斂；記錄單元，該記錄單元將壓縮后的壓縮數(shù)據(jù)記錄到記錄媒體；以及總速率計(jì)算單元，該總速率計(jì)算單元對從壓縮開始起到當(dāng)前時(shí)刻為止由壓縮單元對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果的總比特率進(jìn)行計(jì)算。壓縮單元包括量化步長限制單元，該量化步長限制單元進(jìn)行限制，使得變更后的量化步長不超過比由壓縮單元可進(jìn)行變更的上限值要低的預(yù)定的上限值；以及量化步長固定單元，該量化步長固定單元在計(jì)算出的總比特率超過所述目標(biāo)比特率的情況下，將量化步長固定在所述預(yù)定的上限值。
文檔編號H04N5/92GK102027745SQ20098011832
公開日2011年4月20日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者西垣智夫 申請人:夏普株式會社