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JP2000278692A - 圧縮データ処理方法及び処理装置並びに記録再生システム - Google Patents

圧縮データ処理方法及び処理装置並びに記録再生システム

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Publication number
JP2000278692A
JP2000278692A JP8125099A JP8125099A JP2000278692A JP 2000278692 A JP2000278692 A JP 2000278692A JP 8125099 A JP8125099 A JP 8125099A JP 8125099 A JP8125099 A JP 8125099A JP 2000278692 A JP2000278692 A JP 2000278692A
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JP
Japan
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picture
data stream
stream
data
recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP8125099A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Sugawara
隆幸 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP8125099A priority Critical patent/JP2000278692A/ja
Priority to US09/521,662 priority patent/US6683987B1/en
Publication of JP2000278692A publication Critical patent/JP2000278692A/ja
Priority to US10/725,476 priority patent/US20040120403A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、一度ＭＰＥＧの圧縮符号化データを
復号した後、フレームレートを変換した符号化を行わな
ければならず、フレームレート変換が複雑で、装置全体
が高価である。また、複数のプログラムを蓄積している
蓄積メディアの空き容量を増やすことはできない。 【解決手段】 データストリーム置き換え部２５は、ピ
クチャデータ検出部２４に指示されたフレームレート変
換対象ピクチャがＰピクチャの場合は、入力データスト
リーム中のＰピクチャを、Ｐピクチャ用コピーデータメ
モリ２６からの、リファレンス画像をコピーすることを
意味するＰピクチャ用コピーデータストリームに置き換
え、フレームレート変換対象ピクチャがＢピクチャの場
合には、Ｂピクチャ用コピーデータメモリ２７からの、
リファレンス画像をコピーすることを意味するＢピクチ
ャ用コピーデータストリームに置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮データ処理方法
及び処理装置並びに記録再生システムに係り、特にＭＰ
ＥＧ方式により圧縮符号化されたデータストリームのフ
レームレートを変換して再生する圧縮データ処理方法及
び処理装置並びに記録再生システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、コンピュータ、放送メディア、通
信メディア及び蓄積メディアにおいて、ディジタル技術
が盛んに用いられている。これらの情報インフラにおい
て最も重要な役割を果たすのが、ＭＰＥＧ（Moving Pic
ture Experts Group）であり、本発明もこのＭＰＥＧを
用いているので、まずＭＰＥＧについて説明する。
【０００３】ＭＰＥＧは１９８８年、ＩＳＯ／ＩＥＣ
ＪＴＣ１／ＳＣ２（国際標準化機構／国際電気標準化会
合同技術委員会１／専門部会２、現在のＳＣ２９）に設
立された動画像符号化標準を検討する組織の名称の略称
である。
【０００４】ＭＰＥＧにはＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２その
他の規格がある。ＭＰＥＧ１（ＭＰＥＧフェーズ１）
は、１．５Ｍｂｐｓ程度の蓄積メディアを対象とした標
準で、静止画符号化を目的としたＪＰＥＧと、サービス
統合ディジタル網（ＩＳＤＮ）のテレビ会議やテレビ電
話の低転送レート用の動画像圧縮を目的としたＨ．２６
１（ＣＣＩＴＴ ＳＧＸＶ、現在のＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１
５で標準化）の基本的な技術を受け継ぎ、蓄積メディア
用に新しい技術を導入したものである。これらは１９９
３年８月、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２として成立して
いる。また、ＭＰＥＧ２（ＭＰＥＧフェーズ２）は通信
や放送などの多様なアプリケーションに対応できるよう
に汎用標準を目的として、１９９４年１１月ＩＳＯ／Ｉ
ＥＣ １３８１８、Ｈ．２６２として成立しでいる。
【０００５】ＭＰＥＧの符号化部分は幾つかの技術を組
み合わせて作成されている。図１２はＭＰＥＧによる画
像圧縮符号化装置の一例のブロック図を示す。同図にお
いて、入力画像は動き補償予測器１で復号化され、この
動き補償予測画像と入力画像の差分を減算回路２でとる
ことで時間冗長部分を削減する。予測の方向は、過去、
未来、両方からの３モード存在する。また、これらは１
６画素×１６画素のＭＢ（マクロブロック）ごとに切り
替えて使用できる。予測方向は入力画像に与えられたピ
クチャタイプによって決定される。ピクチャタイプはＰ
ピクチャとＢピクチャとＩピクチャがある。過去からの
予測と、予測をしないでそのＭＢを独立で符号化する２
モード存在するのがＰピクチャである。また、未来から
の予測、過去からの予測、両方からの予測、独立で符号
化する４モード存在するのがＢピクチャである。そして
全てのＭＢが独立で符号化するのがＩピクチャである。
【０００６】動き補償（ＭＣ：Motion Compensation）
は、動き領域をＭＢごとにパターンマッチングを行って
ハーフペル精度で動きベクトルを検出し、動き分だけシ
フトしてから予測する。動きベクトルは水平方向と垂直
方向が存在し、何処からの予測かを示すＭＣモードと共
に、ＭＢの付加情報として伝送される。Ｉピクチャから
次のＩピクチャの前のピクチャまでをＧＯＰ（Group Of
Picture）といい、蓄積メディアなどで使用される場合
には、一般に約１５ピクチャ程度が使用される。
【０００７】減算回路２より取り出された差分画像信号
は、ＤＣＴ器３において直交変換が行われる。離散コサ
イン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）とは
余弦関数を積分核とした積分変換を有限空間への離散変
換する直交変換である。ＭＰＥＧではＭＢを４分割した
８×８のＤＣＴブロックに対して、２次元ＤＣＴを行
う。一般にビデオ信号は低域成分が多く高域成分が少な
いため、ＤＣＴを行うと係数が低域に集中する。
【０００８】ＤＣＴされた画像データ（ＤＣＴ係数）
は、量子化器４で量子化が行われる。この量子化は量子
化マトリックスという８×８の２次元周波数を視覚特性
で重み付けした値と、その全体をスカラー倍する量子化
スケールという値で乗算した値を量子化値として、ＤＣ
Ｔ係数をその量子化値で除算する。デコーダで逆量子化
するときは量子化値で乗算することにより、元のＤＣＴ
係数に近似している値を得ることになる。
【０００９】量子化されたデータはＶＬＣ器５で可変長
符号化される。量子化された値のうち直流（ＤＣ）成分
は予測符号化の一つであるＤＰＣＭ（Differencial Pul
se Code Modulation）を使用する。また交流（ＡＣ）成
分は低域から高域にジクザグスキャンを行い、ゼロのラ
ン長および有効係数値を１つの事象とし、出現確率の高
いものから符号長の短い符号を割り当てていくハフマン
符号化が行われる。可変長符号化されたデータは一時バ
ッファ６に蓄えられ、所定の転送レートで符号化データ
として出力される。
【００１０】また、その出力されるデータのマクロブロ
ック毎の発生符号量は、符号量制御器７に供給され、目
標符号量に対する発生符号量との誤差符号量を量子化器
４にフイードバックして量子化スケールを調整すること
で符号量制御される。量子化された画像データは逆量子
化器８にて逆量子化、逆ＤＣＴ器９にて逆ＤＣＴされた
後、加算回路１０を通して画像メモリ１１に一時蓄えら
れたのち、動き補償予測器１において、差分画像を計算
するためのリファレンスの復号化画像として使用され
る。動き補償予測器１の出力信号は減算回路２と加算回
路１０に入力される。
【００１１】バッファ６より出力される符号化ビットス
トリームは、ビデオの場合１ピクチャごとに可変長の符
号量をもっている。これはＭＰＥＧがＤＣＴ、量子化、
ハフマン符号化という情報変換を用いている理由と同時
に、画質向上のためにピクチャごとに配分する符号量は
適応的に変更する必要性がある。動き補償予測を行って
いるので、あるときは入力画像そのままを符号化し、あ
るときは予測画像の差分である差分画像を符号化するな
ど符号化画像自体のエントロピーも大きく変化するため
である。この場合多くはその画像のエントロピー比率に
配分しつつ、バッファの制限を守りながら符号量制御さ
れる。このバッファの制限は、復号装置側のバッファが
オーバーフローもアンダーフローも発生しないように符
号化することであり、ＭＰＥＧでＶＢＶ（Video Buffer
ing Verifier）として規定されている。
【００１２】図１３はＭＰＥＧにより圧縮符号化された
符号化データの復号化装置の一例のブロック図を示す。
同図において、ＭＰＥＧにより圧縮符号化された符号化
データは、ＶＬＤ器１５で可変長復号されてから逆量子
化器１６で量子化幅と乗算されることにより、元のＤＣ
Ｔ係数に近似した値とされた後、逆ＤＣＴ器１７に供給
されて逆ＤＣＴされることにより局部復号化される。
【００１３】また、逆量子化器１６より取り出された動
きベクトルと予測モードは、動き補償予測器１８に画像
メモリ２０よりの復号化データと共に供給され、これよ
り動き補償予測化した画像データを出力させる。加算器
１９は逆ＤＣＴ器１７からのデータと動き補償予測器１
８よりの動き補償予測化した画像データとを加算するこ
とにより、符号化装置に入力された画像データと等価な
画像データを復号し、復号化データとして画像メモリ２
０に供給する一方、外部へ出力する。
【００１４】以上説明したＭＰＥＧシステムにおいて、
復号化装置において復号して得られた画像を、特殊効果
を付与して表示したいという要求が従来よりある。従来
はこの特殊効果、特に駒落とし画像（スローモーション
画像）やワイプした画像を得るためには、復号化装置の
前段に専用の特殊効果装置を設け、入力圧縮符号化デー
タストリームを、復号化部で復号した後、所望の駒落と
しレートのフレームレートで圧縮符号化したり、ワイプ
するように圧縮符号化する符号化部で符号化して、特殊
効果が付与された圧縮符号化データストリームを生成し
て、前記復号化装置に入力するようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の専用
の特殊効果装置を用いた従来の圧縮データ処理方法で
は、専用の特殊効果装置により一度ＭＰＥＧの圧縮符号
化データを復号した後、フレームレートを変換した符号
化を行わなければならず、フレームレート変換が複雑
で、装置全体が高価になってしまう。
【００１６】また、従来は、圧縮データからなる複数の
プログラムを蓄積している蓄積メディアの空き容量を増
やすには、一部のプログラムを消去するしかなく、プロ
グラムを削除することなく空き容量を増やすことはでき
なかった。
【００１７】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、復号したり、特別な符号化工程を伴うことなく、非
常に簡単にフレームーレートを変換することができる圧
縮データ処理方法及び処理装置並びに記録再生システム
を提供することを目的とする。
【００１８】また、本発明の他の目的は、圧縮データか
らなるプログラムを削除することなく蓄積メディアの空
き容量を増やすことが可能な、圧縮データ処理方法及び
処理装置並びに記録再生システムを提供することにあ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明処理方法は、画像信号が圧縮符号化された圧
縮データ列であるデータストリームを入力として受け、
その入力データストリームの一部を、予め用意したコピ
ーデータストリームと置き換え、前後のリファレンス画
像を、その置き換えたコピーデータストリームにコピー
された形態、見掛けのフレームレートを変換することを
特徴とする。
【００２０】ここで、上記の入力データストリームは、
ＭＰＥＧ方式に準拠して圧縮符号化された圧縮データ列
であり、コピーデータストリームは、ＭＰＥＧのＢピク
チャにおけるモードをピクチャ全体にわたって後方予測
もしくは前方予測とし、動きベクトルおよび動き補償誤
差データはゼロとして作成できるスキップマクロブロッ
クを含むＢピクチャで構成される第１のビットストリー
ムと、ＭＰＥＧのＰピクチャにおけるモードをピクチャ
全体にわたって前方予測とし、動きベクトルおよび動き
補償誤差データはゼロとして作成できるスキップマクロ
ブロックを含むＰピクチャで構成される第２のビットス
トリームのうち、いずれか一方又は両方のビットストリ
ームであることを特徴とする。
【００２１】また、本発明処理方法は、画像信号がＭＰ
ＥＧ方式に準拠して圧縮符号化された圧縮データ列であ
るデータストリームを入力として受け、その入力データ
ストリーム中のＰピクチャもしくはＢピクチャ又はそれ
ら両方のピクチャを、動きベクトルが所定の方向と大き
さに設定され、かつ、動き補償誤差データがゼロとして
作成できるＰピクチャもしくはＢピクチャで構成される
予め用意した移動データストリームと置き換えることを
特徴とする。この発明では、Ｉピクチャのみ又はＩピク
チャとＰピクチャが移動データストリームにより指示さ
れた所定方向に移動表示される。
【００２２】また、上記の目的を達成するため、本発明
処理装置は、ＭＰＥＧ方式に準拠して画像信号が圧縮符
号化された圧縮データ列であるデータストリームを入力
として受けて一時記憶するストリームメモリと、前後の
ＭＰＥＧのリファレンスピクチャの画像情報をコピーし
て同一画像情報を有するようにされる、Ｐピクチャ用及
びＢピクチャ用の少なくとも一方のピクチャ用コピーデ
ータストリームを予め蓄積している蓄積メディアと、ス
トリームメモリに保持された入力データストリームのう
ち、外部から指示された置き換え用のピクチャを検出す
る検出手段と、検出手段により検出された入力データス
トリーム中の置き換え用のピクチャを、蓄積メディアよ
り得たピクチャ用コピーデータストリームに置き換えて
ストリームメモリに書き込む置き換え手段とを有し、ス
トリームメモリから見掛けのフレームレートを変換した
データストリームを出力することを特徴とする。
【００２３】また、上記の目的を達成するため、本発明
の記録再生システムは、複数の番組に関する画像信号が
ＭＰＥＧ方式に準拠して圧縮符号化されてなるデータス
トリームが、番組情報と共に記録されている記録媒体
と、前後のＭＰＥＧのリファレンスピクチャの画像情報
をコピーして同一画像情報を有するようにされる、Ｐピ
クチャ用及びＢピクチャ用の少なくとも一方のピクチャ
用コピーデータストリームを予め蓄積している蓄積メデ
ィアと、記録媒体の記録信号を再生し、入力されたデー
タストリームを記録媒体に記録する記録再生手段と、記
録再生手段により再生された記録媒体の記録信号から番
組情報を読み取る番組情報読み取り部と、番組情報の中
から任意に指定する一の番組情報を選択し、記録再生手
段を制御して選択番組のデータストリームを記録媒体か
ら再生させる番組選択手段と、記録再生手段により記録
媒体から再生された、番組選択手段により選択された番
組のデータストリームを入力として受けて一時記憶する
ストリームメモリと、ストリームメモリに保持された入
力データストリームのうち、外部から指示された置き換
え用のピクチャを検出する検出手段と、検出手段により
検出された入力データストリーム中の置き換え用のピク
チャを、蓄積メディアより得たピクチャ用コピーデータ
ストリームに置き換えてストリームメモリに書き込んだ
後、ストリームメモリから読み出して、番組選択手段に
より選択された番組のデータストリームとして、記録再
生手段に入力して記録媒体に記録し直す置き換え手段と
を有することを特徴とする。
【００２４】本発明では、圧縮符号化データ列である入
力データストリームの一部を、予め蓄積メディア（記録
媒体もしくは再生装置のメモリ）に記憶しておいたコピ
ーデータストリームに置き換えるようにしたため、入力
データストリームを復号したり、特別な符号化工程を伴
うことなく、非常に簡単にフレームーレートを変換する
ことができる。
【００２５】また、本発明では、複数の番組に関する画
像信号がＭＰＥＧ方式に準拠して圧縮符号化されてなる
データストリームが、番組情報と共に記録されている記
録媒体から所望の番組の再生データストリームの一部
を、予め蓄積メディア（記録媒体もしくは再生装置のメ
モリ）に記憶しておいたコピーデータストリームに置き
換えてから記録媒体に所望の番組のデータストリームと
して記録し直すようにしたため、所望の番組のデータス
トリームをデータ量を削減した状態で記録し直すことが
できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面と共に説明する。図１は本発明になる圧縮デー
タのフレームレート変換装置の第１の実施の形態のブロ
ック図を示す。この実施の形態のフレームレート変換装
置は、フレームレート変換部２１と中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）２２とからなり、フレームレート変換部２１はスト
リームメモリ２３、ピクチャデータ検出部２４、データ
ストリーム置き換え部２５、Ｐピクチャ用コピーデータ
メモリ２６及びＢピクチャ用コピーデータメモリ２７と
からなる。
【００２７】ストリームメモリ２３は入力されたデータ
ストリームを一時記憶する。この入力データストリーム
は、例えば図１２に示した符号化装置により、ＭＰＥＧ
方式に準拠して圧縮符号化して得られた画像信号及び音
声信号の圧縮データ列が、磁気テープあるいは光ディス
クあるいはメモリその他の記録媒体（図示せず）に記録
されており、その記録媒体から再生された圧縮データ列
である。
【００２８】一方、ＣＰＵ２２はフレームレート変換の
ための対象ピクチャを前記のＰピクチャを対象とするの
か、前記のＢピクチャを対象とするのか、もしくは両方
なのかを指示する対象ピクチャ指示信号をピクチャデー
タ検出部２４に供給する。ピクチャデータ検出部２４は
ＣＰＵ２２からの上記の対象ピクチャ指示信号の内容に
従って、ストリームメモリ２３内に一時記憶されている
圧縮データを観測し、ピクチャヘッダの後に続くピクチ
ャデータを検出する。
【００２９】ＭＰＥＧ１のビデオにおけるピクチャレイ
ヤは図１０に示すようになっていて、ピクチャの頭には
必ず、バイトアラインされたピクチャスタートコード
（Picture_start_code）が記述されることに規格で定め
られており、０ｘ０００００１００というコードを探す
ことによって見付け出すことができる。また、Ｐピクチ
ャかＢピクチャの違いは、図１０中の３ビットのピクチ
ャコーディングタイプ（picture_coding_type）を見る
ことによって検出できる。
【００３０】また、ピクチャスタートコードの後に続
く、図１０に示すテンポラルリファレンス（Temporal_r
eference）、ピクチャコーディングタイプ（picture_co
ding_type）、ｖｂｖディレイ（vbv_delay）は固定長で
あり、フルペルフォワードベクトル（full_pel_forward
_vector），フォワードｆコード（forward_f_code）
は、ピクチャコーディングタイプ（picture_coding_typ
e）がＰピクチャかＢピクチャのときに、フルペルバッ
クワードベクトル（full_pell_backward_vector），バ
ックワードｆコード（backward_f_code)はピクチャコー
ディングタイプ（picture_coding_type）がＢピクチャ
であるとき記述する規則となっているので、これも認識
することができる。
【００３１】この後から、次のpicture_start_codeまで
の間の圧縮データが、いわゆる画像のデータ（データス
トリーム）であり、この開始アドレスと終了アドレスと
フレームレート変換の対象となるピクチャのタイプ情報
をピクチャデータ検出部２４が検出する。検出したアド
レスとピクチャのタイプ情報（ピクチャコーディングタ
イプ）は、データストリーム置き換え部２５に供給され
る。データストリーム置き換え部２５は、入力アドレス
の示すデータストリームと後述するコピーデータストリ
ームとを置き換える。
【００３２】コピーデータストリームは、この実施の形
態ではＰピクチャ用とＢピクチャ用の２種類があり、Ｐ
ピクチャ用コピーデータストリームは予め作成されてＰ
ピクチャ用コピーデータメモリ２６に格納されており、
Ｂピクチャ用コピーデータストリームは予め作成されて
Ｂピクチャ用コピーデータメモリ２７に格納されてい
る。データストリーム置き換え部２５は、対象ピクチャ
指示信号によりピクチャデータ検出部２４に指示された
フレームレート変換対象ピクチャがＰピクチャの場合
は、入力データストリーム中のＰピクチャを、Ｐピクチ
ャ用コピーデータメモリ２６からの、リファレンス画像
をコピーすることを意味するＰピクチャ用コピーデータ
ストリームに置き換え、フレームレート変換対象ピクチ
ャがＢピクチャの場合には、Ｂピクチャ用コピーデータ
メモリ２７からの、リファレンス画像をコピーすること
を意味するＢピクチャ用コピーデータストリームに置き
換える。
【００３３】データストリーム置き換え部２５により置
き換えられたフレームレート変換対象のピクチャは、ス
トリームメモリ２３の置き換えられる前のピクチャのア
ドレス位置に書き込まれ、フレームレート変換対象とな
っていないピクチャに多重された後、出力データストリ
ームとして取り出され、図１３に示した復号化装置ある
いは記録手段を介して記録媒体に記録される。
【００３４】図２は本発明になる圧縮データのフレーム
レート変換装置の第２の実施の形態のブロック図を示
す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付して
ある。図１に示した実施の形態では、コピーデータスト
リームが、再生装置内のリード・オンリ・メモリ（ＲＯ
Ｍ）などのコピーデータ用メモリ２６及び２７に格納さ
れていたが、図２の実施の形態は記録媒体の特定領域な
どに予めコピーデータストリームを記録している場合の
例である。
【００３５】すなわち、図示しない記録媒体から図示し
ない公知の再生手段により再生されたデータストリーム
と共に、Ｐピクチャ用コピーデータストリームとＢピク
チャ用コピーデータストリームがそれぞれフレームレー
ト変換部２８内のストリームメモリ２３に入力されて一
時記憶される。
【００３６】フレームレート変換部２８内のデータスト
リーム置き換え部２９は、対象ピクチャ指示信号により
ピクチャデータ検出部２４に指示されたフレームレート
変換対象ピクチャがＰピクチャの場合は、入力データス
トリーム中のＰピクチャのアドレスに、ストリームメモ
リ２３に記憶されているＰピクチャ用コピーデータスト
リームを読み出して書き込むことで置き換え、フレーム
レート変換対象ピクチャがＢピクチャの場合には、スト
リームメモリ２３のＢピクチャのアドレスに、ストリー
ムメモリ２３に記憶されているＢピクチャ用コピーデー
タストリームを読み出して書き込むことで置き換える。
【００３７】次に、上記のコピーデータストリームにつ
いて、詳細に説明する。コピーデータストリームとは、
リファレンス画像をコピーする動作と等価なＭＰＥＧ圧
縮データストリ−ムのことである。例えば、Ｂピクチャ
用コピーデータストリームは、図３に示すように、Ｉピ
クチャ、Ｂピクチャ及びＰピクチャの順で配列されたデ
ータストリーム構成において、ディジタル的にノイズの
無い静止画像を入力した場合に出力されるＢピクチャ３
１（斜線部分の画像）のデータである。この場合、ＭＰ
ＥＧシンタックスとしては、Ｂピクチャにおけるモード
をピクチャ全体にわたって後方予測もしくは前方予測に
固定し、動きベクトルおよび動き補償誤差データはゼロ
として作成される。このＢピクチャ用コピーデータスト
リームは、スライスの最初と最後のマクロブロック以外
はスキップＭＢとなり、符号量がゼロとなる。従って、
Ｂピクチャのデータとして発生するＢピクチャ用コピー
データストリームは、スライスの構造にもよるが、２５
６ビットから１ｋビット程度で済む。
【００３８】また、Ｐピクチャ用コピーデータストリー
ムは、図４のようにＩピクチャに続いてＰピクチャとい
う配列のデータストリーム構成において、ディジタル的
にノイズの無い静止画像を入力した場合に出力されるＰ
ピクチャ３２（斜線部分の画像）のデータである。この
場合、ＭＰＥＧシンタックスとしては、Ｐピクチャにお
けるモードをピクチャ全体にわたって前方予測に固定
し、動きベクトルおよび動き補償誤差データはゼロとし
て作成される。このＰピクチャ用コピーデータストリー
ムは、スキップＭＢを含むＰピクチャで構成されるビッ
トストリームデータである。これらのデータのＭＰＥＧ
１における構成例を図１１に示す。
【００３９】このコピーデータストリームを用いて、デ
ータストリームのＰピクチャもしくは、Ｂピクチャ、も
しくはその両方を置き換えることによって、フレームレ
ートが変換できることを図５乃至図８を用いて説明す
る。図５は一般的なＭＰＥＧ圧縮のピクチャタイプ構成
例である。同図に示すように、Ｉピクチャから次のＩピ
クチャの手前の画像まで１２枚のピクチャで構成されて
おり、ＩピクチャとＰピクチャの間は２枚のＢピクチャ
が存在する。各ピクチャの画像は１枚１枚全て動いてお
り、１秒当たり約３０フレームの動きがある。
【００４０】このように構成されたＭＰＥＧストリーム
データのＢピクチャの部分に、本発明のＢピクチャ用コ
ピーデータストリームを適用すると、図６のようにな
る。図６に示すＢピクチャ３５は、図５のＢピクチャに
置き換えられたＢピクチャ用コピーデータストリームで
あり、これがすべて前方予測に固定しているとすると、
１枚目のＩピクチャ３６と全く同じ画像が２枚目、３枚
目のＢピクチャ３５にコピーされる。また、同様に、４
枚目のＰピクチャ３７は５枚目、６枚目のＢピクチャ３
５にコピーされ、７枚目のＰピクチャ３８は８枚目、９
枚目のＢピクチャ３５にコピーされ、１０枚目のＰピク
チャ３９は１１枚目、１２枚目のＢピクチャ３５にコピ
ーされる。すなわち、この出力画像の表示は３枚ずつ同
じ画像が出てくることになり、見かけ上のフレームレー
トを１／３、すなわち約１０Ｈｚにすることができる。
【００４１】図７はＰピクチャ及びＢピクチャの両方
を、コピーデータストリームに置き換えた場合の図を示
す。同図中、図６と同一構成部分には同一符号を付して
ある。図７において、Ｐピクチャ４０は、図５のＰピク
チャに置き換えられたＰピクチャ用コピーデータストリ
ームであり、すべて前方予測に固定されている。これに
より、１枚目のＩピクチャ３６の画像は、４枚目のＰピ
クチャ４０にコピーされ、さらにＰピクチャ４０のコピ
ー画像は７枚目のＰピクチャ４１、１０枚目のＰピクチ
ャ４２に順次コピーされる。
【００４２】同様に、一枚目のＩピクチャ３６は２、３
枚目のＢピクチャ３５にコピーされ、４枚目のＰピクチ
ャ４０は５、６枚目のＢピクチャ３５にコピーされ、７
枚目のＰピクチャ４１は８、９枚目のＢピクチャ３５に
コピーされ、１０枚目のＰピクチャ４２は１１、１２枚
目のＢピクチャ３５にコピーされる。この結果、１枚目
のＩピクチャ３６の画像が２〜１２枚目の各ピクチャ
（Ｐピクチャコピーデータ又はピクチャコピーデータ）
にコピーされることになり、見掛け上のフレームレート
を１／１２、すなわち約２．５Ｈｚにすることができ
る。
【００４３】図８は、図７と同じ見掛け上のフレームレ
ートを１／１２、すなわち約２．５Ｈｚにする他の例を
示す図である。図８において、Ｉピクチャ３６以外の１
１枚のピクチャ４４は、すべてＰピクチャ用又はＢピク
チャ用の同一のコピーデータストリームからなる。すな
わち、この例では、Ｐピクチャ用コピーデータストリー
ムで置き換える場合は、ＰピクチャだけでなくＢピクチ
ャもＰピクチャ用コピーデータストリームで置き換え、
また、Ｂピクチャ用コピーデータストリームで置き換え
る場合は、ＢピクチャだけでなくＰピクチャもＢピクチ
ャ用コピーデータストリームで置き換える。
【００４４】この例では、使用しているコピーデータス
トリームは、ＰピクチャもしくはＢピクチャのみで構成
した例であり、実際の表示上可能であるが、データスト
リームのピクチャヘッダのピクチャコーディングタイプ
（picture_coding_type）やテンポラルリファレンス（t
emporal_reference）を書き換えることの手間が増え
る。
【００４５】このようにして、図１及び図２の実施の形
態によれば、フレームレートの変換対象のＢピクチャ及
び／又はＰピクチャを、コピーデータストリームに置き
換えるということにより、復号したり、特別な符号化工
程を伴うことなく、簡単な構成により、極めて容易にフ
レームレートを低く変換することができ、駒落とし画像
やスローモーション画像を得ることができる。しかも、
この実施の形態によるフレームレートの変換は、フレー
ムレートが減少するだけであり、画面内の解像度は変化
しないので、駒数は変えないで各ピクチャの量子化幅を
粗くする通常のビットレート変換に比べて画質が良いと
いう特長がある。
【００４６】次に、本発明を記録媒体の記録再生システ
ムに応用した場合の例について説明する。図９は本発明
になる圧縮データの記録再生システムの一実施の形態の
再生側のブロック図を示す。この実施の形態は、記録媒
体５１中の記録可能領域が減少して、次に記録しようと
する番組が記録できない場合、もしくは記録媒体５１の
スペースを何らかの理由で空けたい場合に使用する。な
お、図９中の記録媒体５１は、狭義の意味の媒体そのも
の（つまり、磁気テープ、ディスクなど）だけでなく、
その媒体への公知の記録再生手段（例えば、回転ヘッド
及びロータリートランスからなる記録再生機構、光源か
らの光ビームを光ディスクの媒体面に焦点一致して集束
させ、その媒体面からの反射光の光強度変化、あるいは
偏光面変化などを検出して電気信号に変換する光ヘッド
など）をも含んでいる。
【００４７】この実施の形態の記録側では、記録媒体５
１にＭＰＥＧによるデータストリームだけでなく、Ｐピ
クチャ用とＢピクチャ用の各コピーデータストリームを
特定の領域、あるいはデータストリーム中に挿入して記
録する。再生装置は、上記のように記録された記録媒体
５１から、番組記録情報読み取り部５２によって、記録
されているデータストリームから番組記録情報を読み取
る。
【００４８】番組記録情報は、例えば、記録媒体５１が
ディスクであってファイルシステムを記録している場
合、その番組に対応するファイルの記録日時をファイル
システムが管理しているので、その情報を使用する。も
しくは、記録されている番組データに対応する、記録日
時データベースを別に持っているアプリケーションがあ
る場合には、そのデータを用いることもできる。
【００４９】番組データ指定部５３は、番組記録情報読
み取り部５２によって読み取られた番組記録情報の中か
ら、ＣＰＵ５４からの指示に基づいて、その番組記録情
報の記録日時の最も古いもの、あるいはユーザが指定す
る番組のＩＤと同じＩＤの番組情報を認識して、認識し
た番組情報のストリームデータを記録媒体５１から再生
し、フレームレート変換器２８に供給させる。
【００５０】一方、このフレームレート変換器２８に
は、ＣＰＵ５４からデータストリームのＰピクチャもし
くは、Ｂピクチャ、もしくはその両方を置き換えるのか
を示す対象ピクチャ指示信号も供給される。フレームレ
ート変換器２８は、図２に示したフレームレート変換器
２８と同一構成であり、記録媒体５１から入力された、
指定番組情報のデータストリームと、Ｐピクチャ用コピ
ーデータと、Ｂピクチャ用コピーデータとを入力として
受け、対象ピクチャ指示信号により指示されたデータス
トリーム中のピクチャを、コピーデータに置き換えるフ
レームレート変換を施し、フレームレート変換後のスト
リームデータを記録媒体５１へ供給して記録する。
【００５１】上記のフレームレートの変換により、指定
番組情報のデータストリームのデータ量が削減されるた
め、上記の記録により、記録媒体５１の空きエリアを、
フレームレート変換前の状態よりも増やすことができ
る。このフレームレート変換によるデータ量は、Ｉピク
チャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャに使用する符号量割合を
平均５：４：２、ＧＯＰが１２枚のピクチャからなり、
平均レートが６Ｍｂｐｓであるストリームデータの場合
は、Ｂピクチャのみにフレームレート変換を適応したと
きは、元の約５２％のデータ量に、また、Ｐピクチャと
Ｂピクチャの両方にフレームレート変換を適用したとき
は、元の約１６％のデータ量に削減できる。
【００５２】また、このフレームレート変換はフレーム
レートが減少するだけで、画面内の解像度は変化しない
ので、通常のビットレート変換などに比べて品質が良
い。以上のことから、この実施の形態は、ユーザが記録
媒体の空き容量不足でやむなく古い番組データを消去し
なければならないときに、消去前のテンポラリーとし
て、１段階、フレームレートを落として、保持しておく
などの使用法に非常に効果を発揮する。
【００５３】なお、以上の実施の形態ではフレームレー
ト変換を目的としているが、リファレンス画像を平行移
動するなど、移動をさせる表示を行うことも可能であ
る。すなわち、本発明の本質は、Ｉピクチャの画像がど
んな画像であっても、それに依存せずに、コピーした
り、移動したりする表示動作をさせることが可能である
データストリームを構築することができるということで
ある。
【００５４】例えば、移動をさせる表示動作によって、
本発明を適用する場合、前述したコピーデータストリー
ムに代えて、リファレンス画像を移動することを意味す
る移動データストリームを用意し、符号化されたデータ
ストリームの一部を、前記実施の形態と同様の方法で、
この移動データストリームと置き換えることにより、画
像が移動するように表現できる。画像が移動した後の画
面データは、予め設定した符号量の殆どがかからないイ
ントラマクロブロックが考えられる。例えば、黒一色の
ＤＣのみのイントラマクロブロックなどである。
【００５５】この場合の移動データストリームは、デー
タストリーム中のＰピクチャもしくはＢピクチャ又はそ
れら両方のピクチャに置き換えられ、動きベクトル（Ｍ
Ｖ）を所定の方向と大きさに設定し、動き補償誤差デー
タはゼロとして作成できるＰピクチャもしくはＢピクチ
ャで構成されるＭＰＥＧビットストリームである。
【００５６】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば図９では記録媒体５１にコピ
ーデータストリームが記録されているものとして説明し
たが、図１に示したようにフレームレート変換器内に、
あるいは別途メモリにコピーデータストリームを記憶し
ておいてもよいことは勿論である。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮符号化データ列である入力データストリームの一部
を、予め蓄積メディア（記録媒体もしくは再生装置のメ
モリ）に記憶しておいたコピーデータストリームに置き
換えるようにしたため、入力データストリームを復号し
たり、特別な符号化工程を伴うことなく、簡単で安価な
構成により、極めて容易にフレームーレートを低くする
変換ができる。
【００５８】また、本発明によれば、複数の番組に関す
る画像信号がＭＰＥＧ方式に準拠して圧縮符号化されて
なるデータストリームが、番組情報と共に記録されてい
る記録媒体から所望の番組の再生データストリームの一
部を、予め蓄積メディア（記録媒体もしくは再生装置の
メモリ）に記憶しておいたコピーデータストリームに置
き換えてから記録媒体に所望の番組のデータストリーム
として記録し直すことにより、所望の番組のデータスト
リームをデータ量を削減した状態で記録し直すようにし
たため、記録媒体の空きエリアを増やすことができ、ユ
ーザが空き容量不足でやむなく古い番組データを消去し
なければならないときに、消去する前のテンポラリとし
て、１段階、フレームレートを落として、保持しておく
ことができる。
【００５９】また、本発明によれば、フレームレート変
換はフレームレートが減少するだけで、画面内の解像度
は変化しないようにできるので、通常のビットレート変
換などに比べて品質が高いフレームレート変換ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明処理装置の第１の実施の形態のブロック
図である。
【図２】本発明処理装置の第２の実施の形態のブロック
図である。
【図３】Ｂピクチャのコピーデータストリーム作成例の
説明図である。
【図４】Ｐピクチャのコピーデータストリーム作成例の
説明図である。
【図５】一般的なＭＰＥＧ圧縮のピクチャタイプ構成例
の説明図である。
【図６】Ｂピクチャのコピーデータストリーム適用例を
示す説明図である。
【図７】Ｂ及びＰピクチャのコピーデータストリーム適
用例を示す説明図である。
【図８】Ｐピクチャのコピーデータストリーム作成例を
示す説明図である。
【図９】本発明記録再生システムの一実施の形態のブロ
ック図である。
【図１０】ＭＰＥＧ１ビデオストリームピクチャレイヤ
の一部を示す図である。
【図１１】コピーデータストリーム構成例を示す図であ
る。
【図１２】ＭＰＥＧ符号化器の一例のブロック図であ
る。
【図１３】ＭＰＥＧ復号化器の一例のブロック図であ
る。
【符号の説明】
２１、２８ フレームレート変換部 ２２、５４ 中央処理装置（ＣＰＵ）（検出手段） ２３ ストリームメモリ ２４ ピクチャデータ検出部（検出手段） ２５、２９ データストリーム置き換え部（置き換え手
段） ２６ Ｐピクチャ用コピーデータメモリ（蓄積メディ
ア） ２７ Ｂピクチャ用コピーデータメモリ（蓄積メディ
ア） ５１ 記録媒体（蓄積メディア：記録再生手段） ５２ 番組記録情報読み取り部（番組選択手段） ５３ 番組データ指定部（番組選択手段）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像信号が圧縮符号化された圧縮データ
    列であるデータストリームを入力として受け、その入力
    データストリームの一部を、予め用意したコピーデータ
    ストリームと置き換え、置き換えた前記コピーデータス
    トリームの前後のリファレンス画像を、その置き換えた
    コピーデータストリームにコピーした形態で、見掛けの
    フレームレートを変換することを特徴とする圧縮データ
    処理方法。
  2. 【請求項２】 前記入力データストリームは、ＭＰＥＧ
    方式に準拠して圧縮符号化された圧縮データ列であり、
    前記コピーデータストリームは、ＭＰＥＧのＢピクチャ
    におけるモードをピクチャ全体にわたって後方予測もし
    くは前方予測とし、動きベクトルおよび動き補償誤差デ
    ータはゼロとして作成できるスキップマクロブロックを
    含むＢピクチャで構成される第１のビットストリーム
    と、ＭＰＥＧのＰピクチャにおけるモードをピクチャ全
    体にわたって前方予測とし、動きベクトルおよび動き補
    償誤差データはゼロとして作成できるスキップマクロブ
    ロックを含むＰピクチャで構成される第２のビットスト
    リームのうち、いずれか一方又は両方のビットストリー
    ムであることを特徴とする請求項１記載の圧縮データ処
    理方法。
  3. 【請求項３】 画像信号がＭＰＥＧ方式に準拠して圧縮
    符号化された圧縮データ列であるデータストリームを入
    力として受け、その入力データストリーム中のＰピクチ
    ャもしくはＢピクチャ又はそれら両方のピクチャを、動
    きベクトルが所定の方向と大きさに設定され、かつ、動
    き補償誤差データがゼロとして作成できるＰピクチャも
    しくはＢピクチャで構成される予め用意した移動データ
    ストリームと置き換えることを特徴とする圧縮データ処
    理方法。
  4. 【請求項４】 ＭＰＥＧ方式に準拠して画像信号が圧縮
    符号化された圧縮データ列であるデータストリームを入
    力として受けて一時記憶するストリームメモリと、 前後のＭＰＥＧのリファレンスピクチャの画像情報をコ
    ピーして同一画像情報を有するようにされる、Ｐピクチ
    ャ用及びＢピクチャ用の少なくとも一方のピクチャ用コ
    ピーデータストリームを予め蓄積している蓄積メディア
    と、 前記ストリームメモリに保持された入力データストリー
    ムのうち、外部から指示された置き換え用のピクチャを
    検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記入力データストリー
    ム中の前記置き換え用のピクチャを、前記蓄積メディア
    より得たピクチャ用コピーデータストリームに置き換え
    て前記ストリームメモリに書き込む置き換え手段とを有
    し、前記ストリームメモリから見掛けのフレームレート
    を変換したデータストリームを出力することを特徴とす
    る圧縮データ処理装置。
  5. 【請求項５】 複数の番組に関する画像信号がＭＰＥＧ
    方式に準拠して圧縮符号化されてなるデータストリーム
    が、番組情報と共に記録されている記録媒体と、 前後のＭＰＥＧのリファレンスピクチャの画像情報をコ
    ピーして同一画像情報を有するようにされる、Ｐピクチ
    ャ用及びＢピクチャ用の少なくとも一方のピクチャ用コ
    ピーデータストリームを予め蓄積している蓄積メディア
    と、 前記記録媒体の記録信号を再生し、入力されたデータス
    トリームを前記記録媒体に記録する記録再生手段と、 前記記録再生手段により再生された前記記録媒体の記録
    信号から前記番組情報を読み取る番組情報読み取り部
    と、 前記番組情報の中から任意に指定する一の番組情報を選
    択し、前記記録再生手段を制御して選択番組のデータス
    トリームを前記記録媒体から再生させる番組選択手段
    と、 前記記録再生手段により前記記録媒体から再生された、
    前記番組選択手段により選択された番組のデータストリ
    ームを入力として受けて一時記憶するストリームメモリ
    と、 前記ストリームメモリに保持された入力データストリー
    ムのうち、外部から指示された置き換え用のピクチャを
    検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記入力データストリー
    ム中の前記置き換え用のピクチャを、前記蓄積メディア
    より得たピクチャ用コピーデータストリームに置き換え
    て前記ストリームメモリに書き込んだ後、前記ストリー
    ムメモリから読み出して、前記番組選択手段により選択
    された番組のデータストリームとして、前記記録再生手
    段に入力して前記記録媒体に記録し直す置き換え手段と
    を有することを特徴とする記録再生システム。
  6. 【請求項６】 前記蓄積メディアは前記記録媒体と共用
    されており、前記コピーデータストリームは、ＭＰＥＧ
    のＢピクチャにおけるモードをピクチャ全体にわたって
    後方予測もしくは前方予測とし、動きベクトルおよび動
    き補償誤差データはゼロとして作成できるスキップマク
    ロブロックを含むＢピクチャで構成される第１のビット
    ストリームと、ＭＰＥＧのＰピクチャにおけるモードを
    ピクチャ全体にわたって前方予測とし、動きベクトルお
    よび動き補償誤差データはゼロとして作成できるスキッ
    プマクロブロックを含むＰピクチャで構成される第２の
    ビットストリームのうち、いずれか一方又は両方のビッ
    トストリームであることを特徴とする請求項５記載の記
    録再生システム。
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