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JP2909239B2 - 高能率符号化記録再生装置 - Google Patents

高能率符号化記録再生装置

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JP2909239B2
JP2909239B2 JP3063566A JP6356691A JP2909239B2 JP 2909239 B2 JP2909239 B2 JP 2909239B2 JP 3063566 A JP3063566 A JP 3063566A JP 6356691 A JP6356691 A JP 6356691A JP 2909239 B2 JP2909239 B2 JP 2909239B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルビデオテー
プレコーダ及びディジタルオーディオテープレコーダ等
に好適の高能率符号化を採用した高能率符号化記録再生
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、画像のディジタル処理が検討され
ている。特に、画像データを圧縮するための高能率符号
化については、標準化に向けて各種方式が提案されてい
る。高能率符号化技術は、ディジタル伝送及び記録等の
効率を向上させるために、より小さいビットレイトで画
像データを符号化するものである。このような高能率符
号化方式として、CCITT(Comite Consultafif Int
ernatinal Telegraphique et Telephonique )は、テレ
ビ会議/テレビ電話用の標準化勧告案H.261、カラ
ー静止画用のJPEG(Joint Photographic Experts G
roup)方式及び動画用のMPEG(Moving Picture Exp
erts Group)方式を提案している(日経エレクトロニク
ス 1990.10.15号 (NO.511)「画像の高能率符号化方式が
一本化」に詳述)。これらの3種類の提案はいずれもD
CT(離散コサイン変換)を基本としたシステムであ
る。
【0003】図20はMPEG符号化方式を説明するた
めの説明図である。図中、矢印によって符号化における
予測の方向を示している。また、図21はMPEG符号
化方式における符号化(エンコード)処理、媒体上の配
列及び復号化(デコード)処理による画像データの順序
を示す説明図である。
【0004】MPEG符号化方式は、所定枚数のフレー
ム画像でGOP(Group Of Picture)を構成している。
GOPに画像内符号化画像Iが少なくとも1枚は含まれ
ている。画像内符号化画像IはDCTによって1フレー
ムの画像データを符号化したものである。この画像内符
号化画像Iから所定のaフレーム毎の1フレームの画像
データは、前方予測符号化によって前方予測符号化画像
Pに変換される。更に、画像内符号化画像I又は前方予
測符号化画像Pと前方予測符号化画像Pとの間の各フレ
ームの画像データは、前方及び後方の画像データを用い
た両方向予測符号化によって両方向予測符号化画像Bに
変換される。
【0005】図21に示すように、先ず、画像内符号化
画像Iが符号化される。画像内符号化画像Iはフレーム
内の情報のみによって符号化され、時間方向の予測が含
まれていない。次に、図21に示すように、前方予測符
号化画像Pが作成され、画像内符号化画像I又は前方予
測符号化画像Pの後に両方向予測符号化画像Bの符号化
処理が行われる。前方予測符号化画像P及び両方向予測
符号化画像Bは他の画像データとの相関を利用してい
る。このように、各画像データの予測方法に起因して、
符号化画像Bは符号化画像I,Pの後にメディア上に記
録され、復号時に元の順序に戻される。
【0006】画像内符号化画像Iはフレーム内の情報の
みによって符号化されているので、単独の符号化データ
のみによって復号可能である。一方、前方予測符号化画
像P及び両方向予測符号化画像Bは他の画像データとの
相関を利用して符号化を行っており、単独の符号化デー
タのみによっては復号することができない。
【0007】ところで、予測符号器及び復号器としては
図22に示す回路が採用される。この回路は、「TV画
像の多次元信号処理」(吹抜敬彦著、日刊工業新聞社
刊、P221〜)に記載されたものであり、図23はテ
レビジョン信号の予測符号化を説明するための波形図で
ある。
【0008】テレビジョン信号においては、画素間の相
関が高く、画素間の差分信号は小さい。予測符号化は、
テレビジョン信号のこのような統計的性質と視覚特性
(差感度)とを利用したものである。最も簡単な前値予
測では、現在の画素xi に対して1つ前の画素xi-1 を
用いて予測値xi を求める。通常、xi =a・xi-1
(aは予測係数)で示される線形予測を行う。真の値と
の差(予測誤差)をΣi とすると、下記(1)式によっ
てΣi を算出して、これを符号化する。なお、図23は
予測係数aが1の場合を示す。
【0009】 Σi =xi −xi-1 =xi −a・xi-1 …(1) すなわち、図22(a)において、カメラ42からの映像
信号はA/D変換器43によってディジタル信号に変換さ
れて減算器44及び遅延回路45に入力される。遅延回路45
に入力された信号は1画素分信号が遅延された後、乗算
器46において予測係数aが乗算されて減算器44に与えら
れる。減算器44はA/D変換器43の出力から乗算器46の
出力を減算することにより、上記(1)式のΣi を求め
る。更に、減算器44の出力は非線形量子化回路47によっ
て量子化されて伝送路48に出力される。なお、予測誤差
は統計的にみて分布に偏りがあることから、符号化には
非線形量子化が採用されている。
【0010】一方、復号器においては、伝送路48からの
信号が代表値回路49に入力されている。代表値回路49は
符号器の非線形量子化回路47における圧縮特性とは逆関
数の伸長特性を有している。代表値回路49の出力は加算
器50を介してD/A変換器及びLPF(ローパスフィル
タ)51に与えられてアナログ信号に変換されると共に、
遅延回路52にも与えられる。遅延回路52の出力は予測係
数aを乗算する乗算器53を介して加算器50に与えられ
る。すなわち、加算器50、遅延回路52及び乗算器53のル
ープによって、上記(1)式の画素xi が得られる。D
/A変換器及びLPF51の出力はモニタ54に与えられて
表示される。
【0011】なお、非線形量子化回路47の量子化歪が累
積されてしまうことを防止するために、実際には、図2
2(b)に示す回路が採用される。すなわち、代表値回
路49、加算器50、遅延回路52及び乗算器53から成る局部
復号器55を採用して、減算器44に与える信号を作成して
いる。これにより、量子化歪が累積されることはない。
【0012】ところで、上述したMPEG符号化方式を
DAT(ディジタルオーディオテープレコーダ)又はV
TR(ビデオテープレコーダ)に適用することが考えら
れる。図24はこの場合の記録トラックをトラックパタ
ーン座標法によって示すトレースパターン図である。図
中、斜線部は画像内符号化画像Iの記録位置を示してい
る。
【0013】前述したように、MPEG符号化方式にお
いては、先ず斜線にて示す画像内符号化画像Iのデータ
が記録媒体上に記録される。次いで、両方向予測符号化
画像B及び前方予測符号化画像Pのデータが順次繰返し
記録される。図24では1つ目のGOPは4トラック目
の途中まで記録されている。次のGOPは4トラック目
の途中から6トラックの最後まで記録されている。次の
GOPの先頭の画像内符号化画像Iは7トラック目の先
頭に記録されている。
【0014】MPEG符号化方式においては、記録レー
トは規定(typ.1.2 Mbps )されているが、データ長は
可変である。したがって、図24に示すように、GOP
に必ず含まれる画像内符号化画像Iがトラックのいずれ
の位置に記録されるか特定することはできず、また、1
GOPのデータ長を特定することもできない。
【0015】この場合でも、通常再生においては、各符
号化画像I,B,Pが順次再生されるので、特には問題
はない。しかしながら、早送り再生等の特殊再生時には
記録トラックの一部のみが再生されるので、画像内符号
化画像Iの記録媒体上の記録位置が規則的に配置されて
いないことから、画像内符号化画像Iが再生されないこ
とがある。この場合には、他の符号化データが確実に再
生された場合でも、これらのデータを復号することがで
きない。
【0016】これに対し、動画用の符号化方式として上
述したMPEG方式ではなく画像内符号化のみを採用す
る方法もある。図25は「AN EXPERIMENTAL STUDY FOR
A HOME-USE DIGITAL VTR」(IEEE vol.35, No.3, Aug 1
989)にて提案されたこの種の従来の高能率符号化記録
再生装置を示すブロック図である。
【0017】図25において、映像信号は輝度信号Yが
例えば周波数13.5MHz のサンプリングクロックで
サンプリングされ、色差信号Cr、Cbが例えば周波数
13.5/4MHz のサンプリングクロックでサンプリ
ングされる。これらの信号Y,Cr,Cbはメモリ1に
入力される。このメモリ1は入力されたインターレース
信号をフレーム構造に変換すると共に、水平及び垂直方
向の8×8画素を1ブロックとしてブロック単位で信号
をビットレート低減回路2に出力する。
【0018】図26はビットレート低減回路2の具体的
な構成を示すブロック図である。ビットレート低減回路
2のDCT回路3には1ブロックが8×8画素で構成さ
れた信号が入力され、DCT回路3は8×8の2次元D
CT(離散コサイン変換)によって入力信号を周波数成
分に変換する。これにより、空間的な相関成分を削減可
能となる。すなわち、DCT回路3の出力はバッファメ
モリ4を介して適応量子化回路5に与えられ、適応量子
化回路5によって再量子化することにより、1ブロック
の信号の冗長度が低減される。この場合には、データ量
評価回路7はDCT回路3からのデータに基づいて係数
を発生しており、適応量子化回路5はこの係数に基づい
た量子化を行っている。
【0019】更に、量子化されたデータは可変長符号化
回路6に与えられ、量子化出力の統計的符号量から算出
した結果に基づいて、例えばハフマン符号化される。こ
れにより、出現確率が高いデータは短いビットが割当ら
れ、出現確率が低いデータは長いビットが割当られて、
伝送量が一層削減される。こうして、162Mbpsのデー
タは19Mbpsに圧縮されて図25のエンコーダ8に与え
られる。
【0020】エンコーダ8は、エラー訂正用のパリティ
を付加してチャンネルエンコーダ10に出力する。この場
合に、エンコーダ8は、各ブロックの可変長データを同
期信号に同期させた固定長のシンクブロックに変換して
出力している。チャンネルエンコーダ10は、エンコーダ
8の出力と音声処理回路9からの音声信号とを記録媒体
の特性に応じて記録符号化し、記録アンプ(R/A)11
に与えて媒体12への記録を行う。こうして、図27に示
すように、各ブロックのデータは同一データ長のシンク
ブロックに変換されて記録される。
【0021】一方、再生時には、記録媒体12からの再生
した信号は再生アンプ(H/A)13を介してディテクタ
14に与えられる。ディテクタ14は再生信号のビットクロ
ックを検出して記録データを復号し、時間軸を補正する
TBC処理等を行った後にデコーダ15に出力する。デコ
ーダ15は記録及び再生時に発生したランダムエラー及び
バーストエラー等のエラーを訂正符号を使用して訂正し
ビットレートデコーダ16に与える。ビットレートデコー
ダ16は、デコーダ15からの可変長符号を復号し、逆量子
化処理及び逆DCT処理を行って元の情報を復元する。
この場合には、再量子化プロセスによって非可逆圧縮処
理となっており、若干の歪みが発生する。ビットレート
デコーダ16によって復号されたデータは、メモリ17に与
えられて入力と同一フォーマットに変換されて出力され
る。なお、音声処理回路18はディテクタ14からの音声信
号を音声処理して出力している。
【0022】このように、符号化データは、記録時に固
定長のシンクブロック単位で記録されており、画面と記
録位置とは対応し、VTR等の特殊再生もある程度可能
となる。しかしながら、この方法では圧縮効率が低いと
いう欠点がある。
【0023】また、1989年電気通信学会春期全国大
会D-159で提案された「固定電子スチルカメラ用レート
適応型DCT符号化方式」においては、単位記録時間の
符号量を一定範囲に制限して記録を行う例が開示されて
いる。図28はこの提案を説明するための回路図であ
る。
【0024】入力端子21を介して入力された8×8画素
の1ブロックの信号はDCT回路22によってDCTされ
た後、スキャン変換回路23に与えられる。DCT回路22
の出力は、図29に示すように、水平及び垂直方向の低
域成分から高域成分へ順に配列されている。スキャン変
換回路23は、DCT変換係数の水平及び垂直方向の低域
成分に情報が集中することから、図29の番号にて示す
ように、水平及び垂直方向の低域成分から高域成分に向
かってジグザクに走査してDCT変換係数を量子化回路
24に出力している。なお、図29の番号0の部分はDC
成分(直流成分)を示し、その値は全変換係数の平均値
となっている。他の部分はAC成分である。
【0025】一方入力端子28を介して入力画像の情報量
を示すパラメータαが乗算器26に入力されている。乗算
器26は、Qテーブル27からDCT回路22からの変換係数
の周波数成分毎に予め設定された基本量子化幅の情報が
与えられ、この情報にパラメータαを乗じてリミット回
路25を介して量子化回路24に出力する。量子化回路24は
DCT変換係数を量子化する。この場合には、量子化回
路24は、リミット回路25の出力によって周波数成分毎の
量子化幅が修正されて、符号化レートが制御される。な
お、リミット回路25は、符号化効率とQテーブル27のデ
ータに基づいて最小量子化幅を制限している。
【0026】更に、本件出願人は特願平2−40481
1号明細書において「画像符号化方式」を提案して、図
28の出力端子30に現れるデータを固定長化している。
図30はこの提案を説明するためのブロック図である。
【0027】入力端子31には図31に示すマクロブロッ
クの信号が入力される。図31に示すように、1フレー
ム画面の有効画素数は、サンプリング周波数が4fsc
(fscは色副搬送波周波数)である場合には、略水平7
68画素×垂直488本である。色差信号Cr、Cbに
ついては水平方向のサンプリングレートは半分の2fsc
である。したがって、8×8の輝度ブロックが2個サン
プリングされる期間に、色差信号Cr,Cbは8×8の
1個のブロックがサンプリングされる。これらの4個の
ブロックによってマクロブロックを構成する。このマク
ロブロックのデータはバッファメモリ32を介してDCT
回路33に入力されてDCTされ、更に量子化回路34によ
って量子化されて、図28と同様の量子化出力が得られ
る。この場合には、図32に示すように、各マクロブロ
ックの先頭にそのマクロブロックの符号量を示す符号量
データLを付加する。
【0028】この量子化出力は周波数分割され、低域成
分は低域符号化回路35によって符号化され、高域成分は
高域符号化回路36によって符号化される。低域及び高域
符号化回路35,36からの符号化データは夫々バッファメ
モリ37,38を介してマルチプレクサ(以下、MUXとい
う)39に与えられて時分割多重される。図33(a),
(b)は多重方法を説明するための説明図である。図3
3(a)は符号量データLの次に低域成分及び高域成分
を順次配列したものであり、図33(b)は符号量デー
タLの前に低域成分を配置し、後に高域成分を配置した
ものである。
【0029】MUX39の出力はパック回路40に与えられ
て、シンクブロック単位でマクロブロックアドレス(M
BA)及びマクロブロックポインタ(MBP)が付与さ
れる。図34はこの状態を示す説明図である。マクロブ
ロックアドレスはマクロブロックが画面上のいずれの位
置のデータであるか、すなわち、1フレーム又は1フィ
ールド内での順序を示しており、例えば同期信号の次に
付加される。このマクロブロックアドレスに続けてマク
ロブロックポインタを付加し、次いで、図32の符号量
データL及びマクロブロックを画像符号化データセクタ
に配列する。画像符号化データセクタは54バイト単位
で区画されており、図35に示すように、マクロブロッ
クは画像符号化データセクタの途中から開始されたり終
了したりする。マクロブロックポインタはマクロブロッ
クが画像符号化データセクタのいずれのバイト位置から
開始されたかを示している。こうして、パック回路40か
らはフレーム内で固定長化された符号化データが出力さ
れる。
【0030】なお、図34のフォーマットにおいては、
エラー訂正符号として、リード・ソロモン符号(R.S
符号)のC1系列(61,57)の2つのデータPが付
加されている。磁気記録系におけるエラー訂正符号とし
ては、特開昭54−32240号公報の「エラー訂正装
置」、D−1ディジタルVTR、D−2ディジタルVT
R又はDAT等で採用されているように、リード・ソロ
モン符号が多用されている。例えば、D−1規格では、
C1系列(64、60),C2系列(32、30)の符
号が採用され、D−2規格では、C1系列(93、8
5),C2系列(68、64)の符号が採用され、DA
Tでは、C1系列(32、28),C2系列(32、2
6)の符号が採用されている。
【0031】図36はD−1規格を説明するための説明
図であり、図37はVTRの記録トラックの記録状態を
示す説明図である。
【0032】C1系列では60個のデータに対して4個
の訂正符号p,q,r,sが割り当てられている。ま
た、C2系列では30個のデータに対して2個の訂正符
号P,Qが割り当てられている。また、図37に示すよ
うに、VTRの1トラックには図36のデータが複数個
連続して記録されている。なお、1シンクブロックには
n(n≧1)個のC1系列の符号が設けられている。
【0033】このように、この例では、変換係数の周波
数成分毎に分類し、低周波数成分の符号化データを各マ
クロブロックの基準位置に配列し、更に整数個の同期情
報を有するシンクブロック毎にマクロブロックポインタ
と画面上の位置を示すマクロブロックアドレスとを配列
する。更に、符号量データLを付加することにより、マ
クロブロックの総符号量を把握してフレーム内で固定長
化するようにしている。マクロブロックアドレス及びマ
クロブロックポインタによって、各マクロブロックと画
面上の位置との対応が可能である。
【0034】しかしながら、マクロブロックアドレス、
マクロブロックポインタ及び符号量データL等の情報が
欠落すると、復号することができない。例えば、符号量
データLにエラーが発生すると、欠落したマクロブロッ
クのデータのみならず、以降のマクロブロックもエラー
となり、次のシンクブロックのマクロブロックアドレス
及びマクロブロックポインタが指定される部分に到達す
るまで、エラーから復帰することはできない。また、各
マクロブロックは可変長符号化されており、VTR等の
早送り再生等の特殊再生は不可能であるという問題があ
った。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の高能率符号化記録再生装置においては、予測符号
化を採用して記録媒体に記録すると、画像内符号化画像
Iを再生することができない場合には復号が不可能であ
ることから、特殊再生を行うことができないという問題
点があった。また、符号化効率を向上させるために、可
変長符号化した後に複数のマクロブロックをフレーム内
で固定長化した場合には、復号時に各マクロブロックの
アドレス情報を必要とすると共に、1つのアドレス情報
が欠落しても復号が不可能となってしまうという問題点
があった。
【0036】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、符号化効率を向上させるために可変長符号
化を採用すると共に、所定データにエラーが発生した場
合でもエラーからの復帰を容易にし、更にVTR等の特
殊再生時に確実に復号画像を得ることができる高能率符
号化記録再生装置を提供することを目的とする。
【0037】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
高能率符号化記録再生装置は、フレーム内符号化データ
及びフレーム間符号化データが時分割多重された符号化
データが与えられフレーム内符号化データであることを
示すフラグを前記フレーム内符号化データに付加して出
力する記録符号配置手段と、前記符号化データを磁気テ
ープに記録する記録手段と、前記磁気テープをトレース
して記録されたデータを再生して再生データを出力する
再生手段と、高速再生時の前記再生データが与えられて
前記フラグを検出するフラグ検出手段と、前記再生デー
タが与えられ、フレーム内復号化処理又はフレーム間復
号化処理によって前記再生データを復号する復号化手段
と、前記フラグ検出手段の出力から前記フレーム内符号
化データの前記磁気テープ上の記録位置を推定するもの
であって、少なくとも前記フレーム内符号化データが前
記磁気テープ上のいずれのトラックに記録されているか
を推定する記録位置推定手段と、再生時の倍速数のデー
タ及び前記記録位置推定手段の推定結果に基づいて前記
再生手段の再生速度を制御して、高速再生モード時にお
いても少なくとも前記フレーム内符号化データの記録部
分を通常再生速度で再生させてフレーム内符号化データ
の復号を可能にする再生制御手段と、前記倍速数のデー
タに基づいた周期で前記復号化手段の出力を出力させる
出力手段とを具備したものであり、本発明の請求項2に
係る高能率符号化記録再生装置は、ディジタル映像信号
を所定のブロック単位で周波数平面上の符号化データに
変換する変換符号化手段と、前記符号化データを低域成
分と高城成分とに分離する分離手段と、磁気テープをト
レースすることによりデータを記録すると共に記録され
たデータを再生して再生データを出力する記録再生手段
と、前記分離手段からの低域成分と高城成分とを時分割
多重して前記記録再生手段に与えるものであって、少な
くとも低域成分は前記各ブロックの画面上の位置と前記
磁気テープ上の位置とを1対1に対応させ、前記各ブロ
ックの低域成分を画面上の位置に対応した前記磁気テー
プ上の位置に記録するために、前記分離手段からの低域
成分を同期信号に対応したシンクブロックの所定位置に
配列する配列手段とを具備したものであり、本発明の請
求項5に係る高能率符号化記録再生装置は、ディジタル
映像信号を所定のブロック単位で周波数平面上の符号化
データに変換する変換符号化手段と、この変換符号化手
段からの符号化データの低域成分に対して所定の符号化
を行う低域成分符号化手段と、前記変換符号化手段から
の符号化データの高城成分に対して所定の符号化を行う
高城成分符号化手段と、前記低域成分及び高城成分符号
化手段の出力を時分割多重して同期信号毎のシンクブロ
ック単位で出力し、且つ、前記低域成分符号化手段の出
力を前記シンクブロックの所定位置に配列して出力する
記録信号配置手段と、この記録信号配置手段の出力を磁
気テープの記録トラック上に前記シンクブロックが一定
間隔で配列されるように記録する記録手段と、前記磁気
テープに記録されたデータを所定倍速数で再生して再生
データを出力する再生手段と、前記再生データが与えら
れて前記シンクブロック毎に含まれる同期信号を検出す
る同期検出手段と、前記再生データに含まれる高城成分
のデータを復号する高城復号手段と、前記再生データに
含まれる低域成分のデータを復号する低域復号手段と、
前記同期検出手段の出力に基づいて前記低域復号手段の
出力順を変更して出力する出力順変換手段と、前記高城
復号手段の出力と前記出力順変換手段の出力とを時間軸
上のデータに戻すことにより復号して画面を再現する復
号手段とを具備したものであり、本発明の請求項9に係
る高能率符号化記録再生装置は、ディジタル映像信号を
所定のブロック単位で周波数平面上の符号化データに変
換する変換符号化手段と、この変換符号化手段からの変
換係数の低域成分に対して所定の符号化を行う低域成分
符号化手段と、前記変換符号化手段からの変換係数の高
城成分に対して所定の符号化を行う高城成分符号化手段
と、前記低域成分符号化手段の出力を差分符号化する差
分符号化手段と、この差分符号化手段の出力又は前記低
域成分符号化手段の出力を切換選択して前記高城成分符
号化手段の出力と共に磁気テープに記録する記録手段
と、前記磁気テープに記録されたデータを所定倍速数で
再生して再生データを出力する再生手段と、前記再生手
段の高速再生時の倍速数に基づく所定タイミングで前記
低域成分符号化手段の出力を前記記録手段に選択させ他
のタイミングでは前記差分符号化手段の出力を選択させ
ることにより、前記低域成分符号化手段の出力を前記再
生データのエンベロープの大きさが所定の範囲内の値で
あるときに前記記録手段に選択させる選択指示手段と、
前記再生データに含まれる高城成分を復号する高城成分
復号手段と、前記再生データが差分符号化された低域成
分のデータであるか杏かを検出する検出手段と、この検
出手段の出力に基づいて前記再生データに含まれる差分
符号化された低域成分を復号する差分復号手段と、前記
検出手段の出力に基づいて前記再生データに含まれる差
分符号化されていない低域成分を復号する低域成分復号
手段と、前記再生手段の高速再生時に前記磁気テープ上
のトラックを横切ってトレースするタイミングを検出し
て検出パルスを出力するトラック横切り検出手段と、前
記検出パルスのタイミングの前記検出手段の出力によっ
て最適トレース位置を求めて前記倍速数のデータに応じ
て前記再生手段のトラッキングを調整するトラッキング
制御手段とを具備したものである。
【0038】
【作用】本発明の請求項1において、記録符号配置手段
はフレーム内符号化データにフラグを付加して出力す
る。再生時にはこのフラグはフラグ検出手段によって検
出され、復号化手段はフラグ検出手段の出力に基づいて
復号化を行う。また、記録位置推定手段はフラグ検出手
段の出力に基づいてフレーム内符号化データの記録位置
を推定し、再生速度指定手段は記録位置推定手段の出力
に基づいて通常再生及び倍速再生を適宜設定して、フレ
ーム内符号化データの記録位置をトレースさせる。これ
により再生されたフレーム内符号化データは出力手段に
よって指定倍速数に基づく周期で読出されて画像が再現
される。
【0039】本発明の請求項2乃至8においては、低域
成分符号化手段は符号化手段からの変換係数の低域成分
に対して所定の符号化を行う。記録信号配置手段はこの
低域成分をシンクブロックの所定位置に配列する。これ
により、低域成分についてはブロックアドレス等にエラ
ーが発生しても、ID番号等によって属するブロックを
特定することができる。記録手段はトラック上にシンク
ブロックを一定間隔で配列させるように記録を行う。す
なわち、低域成分はトラック上に一定間隔で記録される
ので、高速再生を行った場合でも、複数画面分の記録デ
ータを再生することによって1画面分に相当する低域成
分を再生することができる。出力順変換手段は再生デー
タを同期検出手段の出力に基づいて配列しており、復号
手段が復号することにより画面が再現される。
【0040】本発明の請求項9,10において、記録手
段は低域成分と差分符号化された低域成分とを選択指示
手段に基づいて切換選択して記録する。選択指示手段は
倍速数に基づく所定タイミングで低域成分が選択される
ように指示を与えており、高速再生を行った場合でも、
差分符号化されていない低域成分はトレースされるよう
に設定される。トラッキング制御手段はトラック横切り
検出手段の出力と低域成分が再生されたことを示す検出
パルスとから最適トレース位置を求めてトラッキングを
調整しており、低域成分は確実に再生されて画面が再現
される。
【0041】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明に係る高能率符号化記録再生
装置の一実施例を示すブロック図である。本実施例は本
発明をビデオテープレコーダに適用したものである。
【0042】フォーマット回路61にはインターレース映
像信号が入力される。フォーマット回路61はメモリを有
しており、入力された信号をフレーム化すると共に、8
×8画素を1ブロックとしてブロック単位でデータを出
力する。このデータは波線にて囲った記録符号配置回路
62のMUX63を介して画像内符号化回路64、前方予測符
号化回路65及び両方向予測符号化回路66に与えられる。
これらの符号化回路64,65,66は夫々画像内符号化処理
I、前方予測符号化処理P及び両方向予測符号化処理B
を行って、MUX67を介して出力するようになってい
る。符号化制御回路68はフォーマット回路61からの信号
に基づいて、これらのMUX63,67を制御するようにな
っている。
【0043】MUX67からの高能率符号化データはバッ
ファ69を介してパリティ付加回路70に与えられる。パリ
ティ付加回路70は入力されたデータにエラー訂正用パリ
ティを付加して加算器72に出力する。一方、サブコード
作成回路74は各種データ用のサブコードを作成して加算
器73に出力する。本実施例においては、サブコード作成
回路74は、符号化制御回路68の出力によって画像内符号
化回路の出力が出力されている場合には、この画像内符
号化画像Iが記録される記録トラックに含まれるサブコ
ードのフラグ部に画像内符号化処理Iであることを示す
I処理フラグも発生する。なお、時間的に先行する部分
の記録トラックであっても、パリティ付加回路70におけ
る処理時間の遅れがあることから、I処理フラグを記述
可能である。同期ID作成回路71はブロック同期をとる
ための同期信号及びブロック番号等を示すID番号を加
算器73に出力する。加算器73はサブコード作成回路74の
出力と同期ID作成回路71の出力とを加算して加算器72
に与える。加算器72は加算器73の出力とパリティ付加回
路70の出力とを加算して記録変調回路75に出力するよう
になっている。
【0044】記録変調回路75は入力されたビットストリ
ームを記録媒体の記録に適合した形式に変換して記録ア
ンプ76を介してドラムアセンブラ77内のビデオヘッド78
に与える。ビデオヘッド78は記録アンプ76からの信号を
磁気テープ79に記録すると共に再生して、再生アンプ80
を介して再生等化回路81に与える。
【0045】再生等化回路81は入力されたデータの波形
干渉を抑制して記録復調回路82に出力する。記録復調回
路82は記録時に変調されたデータを復調して元のデータ
列に戻して同期TBC回路83に出力する。同期TBC回
路83は入力されたデータの時間軸を補正して符号復元回
路84内のエラー訂正回路85に与える。
【0046】エラー訂正回路85は磁気テープ79上で発生
したエラーを訂正してバッファ86に与える。バッファ86
の出力はMUX87を介して画像内復号回路88、前方予測
復号回路89及び両方向予測復号回路90に与えられる。こ
れらの復号回路88,89,90は夫々画像内符号化データ、
前方予測符号化データ及び両方向予測符号化データを復
号しMUX91を介して出力形式変換回路92に出力するよ
うになっている。バッファ86の出力は符号化制御回路93
にも与えられており、符号化制御回路93は入力されたデ
ータ列から符号化処理の種類を判定し、判定結果に基づ
いてMUX87,91を制御するようになっている。
【0047】一方、同期TBC回路83の出力はサブコー
ドデコーダ94にも与えられる。サブコードデコーダ94は
入力されたデータからI処理フラグを検出して検出信号
を速度指定回路96に与える。また、符号化制御回路93か
らの出力は有効性判定回路95にも与えられており、有効
性判定回路95は再生データのエラーの有無を判定して判
定信号を速度指定回路96に与えている。速度指定回路96
は、ユーザー操作に基づく倍速数が指定されており、こ
れらの倍速数データ、サブコードデコーダ94からの検出
信号及び有効性判定回路95からの判定信号に基づいて、
磁気テープ79の走行速度を制御するための速度指示信号
をテープ速度制御系97及びドラム速度・位相制御系98に
出力する。
【0048】テープ速度制御系97は、キャプスタン100
を回転駆動するキャプスタンモータ(図示せず)からフ
ィードバックされるFG(周波数)信号に基づいてテー
プ走行速度を指示する信号を加算器101 に出力する。ま
た、ヘッド78からの再生信号はトラッキング制御系99に
与えられており、トラッキング制御系99は最適トラッキ
ング位置を得るための出力を加算器101 に出力する。加
算器101 はテープ速度制御系97及びトラッキング制御系
99の出力を加算してキャプスタンモータに制御信号を出
力する。これにより、キャプスタン100 の回転速度が制
御され、キャプスタン100 及びピンチローラ102 との間
の磁気テープ79の搬送速度が可変となる。
【0049】一方、速度指定回路96は倍速数データに基
づく出力をタイマー103 に与えている。タイマー103 は
倍速数データに基づく設定周期で動作して、設定周期毎
に出力形式変換回路92からの読出しを制御する。これに
より、出力形式変換回路92は倍速数データに基づく所定
時間毎にMUX91からの映像データを出力するようにな
っている。
【0050】次に、このように構成された高能率符号化
記録再生装置の動作について図2及び図3を参照して説
明する。図2は本実施例における記録トラックをトラッ
クパターン座標法によって示すトレースパターン図であ
る。図中、斜線部は画像内符号化画像Iの記録位置を示
している。
【0051】入力されたインターレース映像信号はフォ
ーマット回路61によってフレーム化され、8×8画素の
ブロック単位でMUX63に出力される。MUX63からの
データは符号化回路64,65,66に与えられて、画像内符
号化処理I、前方予測符号化処理P又は両方向予測符号
化処理Bが行われる。符号化制御回路68はMUX63を制
御して画像データを符号化回路64,65,66に与えると共
に、MUX67を制御して符号化されたデータを時分割で
出力させることにより、MPEG符号化を行う。MUX
67からの可変長のビットストリームはバッファ69を介し
てパリティ付加回路70に出力され、エラー訂正用パリテ
ィが付加される。また、加算器72,73によって、ビット
ストリームには同期信号、ID信号及びサブコードも付
加される。
【0052】本実施例においては、サブコード作成回路
74によって、画像内符号化処理されていることを示すI
処理フラグを発生させて、ビットストリームのサブコー
ドのフラグ部に記述させている。例えば、図3に示すよ
うに、ビットストリームの先頭には同期信号が配列さ
れ、次に、ID番号及びサブコードが配列され、このサ
ブコード内にI処理フラグが書込まれる。図3の例では
サブコードの次に符号化データ及びパリティの組が繰返
し配列されている。記録符号配置回路62からのビットス
トリームは記録変調回路75に与えられて媒体への記録に
適合した形式に変換され、記録アンプ76を介してビデオ
ヘッド78に与えられて磁気テープ79に磁気記録される。
【0053】再生時には、ビデオヘッド78からの再生信
号は再生アンプ80を介して再生等化回路81に入力され
る。再生等化回路81は入力されたデータの波形干渉を抑
制する。再生等化回路81からのデータは記録復調回路82
及び同期TBC回路83によって、記録符号配置回路62か
らのビットストリームと同一のデータ列に戻されて、再
生符号復元回路84に与えられる。
【0054】サブコードデコーダ94は、同期TBC回路
83の出力からI処理フラグを検出して検出信号を速度指
定回路96に出力する。速度指定回路96には有効性判定回
路95からエラーの有無を示す判定信号も入力されてお
り、速度指定回路96はユーザー操作による倍速数データ
と検出信号に基づいて、磁気テープ79の搬送速度並びに
ドラムの速度及び位相を制御する。
【0055】いま、図2の斜線部にて示すように、第
1,4,7,11,12トラックに画像内符号化データ
が記録されているものとする。第1トラックをトレース
した後、サブコードデコーダ94の検出信号によって、再
生データから第1トラックの画像内符号化データの再生
終了を把握するか、又は、第2トラックで画像内符号化
データの再生終了を把握すると、速度指定回路96は、画
像内符号化データの周期性を予測して倍速数を指定する
か又は所定倍速数を指定して磁気テープ79の走行を制御
し、図の矢印にて示すトレースAに示すように、倍速再
生によってビデオヘッド78を第4トラックまで移動させ
る。次に、第4トラックをトレースして画像内符号化デ
ータを再生する。第4トラックの再生を終了すると、速
度指定回路96は、サブコードデコーダ94の検出信号によ
って再度倍速再生を指定し、サブコードデコーダ94がI
処理フラグを第7トラックの先頭で検出すると通常再生
に戻して第7トラックを再生する。こうして、図の矢印
にて示すトレースA,Bが行われる。
【0056】なお、トレースBの第7トラックに示すよ
うに、サブコードデコーダ94からの検出信号によって、
画像内符号化データの再生が終了したことが示される
と、速度指定回路96はトラックの途中から倍速再生によ
って第11トラックに移動することもある。更に、図の
矢印のトレースCにて示すように、速度指定回路96はサ
ブコードデコーダ94がI処理フラグを検出するように、
磁気テープ79を逆向きに走行させることもある。
【0057】このように、速度指定回路96は通常再生及
び早送り再生等を適宜繰返すことにより、少なくとも画
像内符号化データだけは確実に再生するようにしてい
る。再生信号は再生等化回路81、記録復調回路82、同期
TBC回路83を介して再生符号復元回路84に与えられ
る。再生符号復元回路84のエラー訂正回路85によって、
記録及び再生時等のエラーが訂正され、バッファ86を介
してMUX87及び符号化制御回路93に与えられる。符号
化制御回路93はMUX87に入力されたデータ列の符号化
処理の種類を判別して、MUX87を制御する。MUX87
の出力は復号回路88,89,90に与えられて復号され、M
UX91を介して出力形式変換回路92に与えられる。
【0058】前述したように、速度指定回路96は通常再
生及び早送り再生等を適宜繰返しているので、再生デー
タの時間軸は必ずしも一定とはならない。そこで、速度
指定回路96は倍速数のデータをタイマー103 に与えてそ
の設定周期を制御しており、、タイマー103 からは倍速
数に応じた所定周期の信号が出力形式変換回路92に与え
られる。これにより、出力形式変換回路92は指定倍速数
に応じた一定間隔でデータを出力することになり、視覚
的に良好な再生画像を得ることができる。
【0059】このように、本実施例においては、サブコ
ード作成回路74によって、画像内符号化データを示すI
処理フラグをサブコード内に記述して記録し、再生時に
このI処理フラグを検出することで、速度指定回路96が
再生速度を調整して、少なくとも画像内符号化データの
みは確実に再生するようにしている。この画像内符号化
データは1フレームのデータのみで復号可能であり、倍
速再生等の特殊再生が行われても、再生データの復号が
可能である。更に、タイマー103 からの信号によって、
出力形式変換回路92は指定倍速数に応じた一定周期で再
生されて復号されたデータを出力しており、視覚的に自
然な特殊再生画像を得ることができる。図4は本発明に
係る高能率符号化記録再生装置の他の一実施例を示すブ
ロック図である。本実施例は画像内符号化のみを採用し
た例である。
【0060】入力端子110 を介して入力される輝度信号
YはYバッファメモリ111 に与えられる。Yバッファメ
モリ111 は8×8画素のブロック単位でデータをDCT
回路112 に出力する。DCT回路112 は8×8の2次元
DCTを行って変換係数をスキャン変換・量子化回路11
3 に出力する。スキャン変換・量子化回路113 は変換係
数を順次ジグザグスキャンしてその低域成分から順次配
列すると共に、量子化によってビットレートを低減す
る。
【0061】一方、入力端子114 ,115 には夫々色差信
号Cb,Crが入力されてバッファメモリ116 に与えら
れる。バッファメモリ116 は、8×8画素のブロック単
位で色差信号Cb,Cr,Cb,…を順次時分割多重し
て出力する。バッファメモリ116 の出力はDCT回路11
7 を介してスキャン・量子化回路118 に与えられる。D
CT回路117 及びスキャン変換・量子化回路118 の構成
は夫々DCT回路112及びスキャン変換・量子化回路113
の構成と同様である。
【0062】スキャン変換・量子化回路113 の出力は低
域成分符号化回路119 及び高域成分符号化回路120 に与
えられる。低域成分符号化回路119 は輝度信号Yの変換
係数の低域成分を符号化し、高域成分符号化回路120 は
輝度信号Yの変換係数の高域成分を符号化する。また、
低域成分符号化回路121 は色差信号Cb,Crの低域成
分を符号化し、高域成分符号化回路122 は色差信号C
b,Crの高域成分を符号化する。
【0063】本実施例においては低域成分符号化回路11
9 ,121 の出力はMUX123 に与えられ、高域成分符号
化回路120 ,122 の出力はMUX124 に与えられるよう
になっている。高域成分符号化回路120 ,122 は符号化
データと共に、そのデータ長を示す符号長データを出力
するようになっている。MUX124 は輝度信号Yと色差
信号Cb,Crの符号化データを多重してバッファメモ
リ126を介してMUX127 に出力するようになってい
る。なお、バッファメモリ126 の出力には、従来と同様
に、マクロブロックアドレス及びマクロブロックポイン
タが付加されているものとする。
【0064】一方、MUX123 は輝度信号Y及び色差信
号Cr,Cbの低域成分を多重化してMUX127 に出力
する。MUX127 には仮想データ回路128 の出力も与え
られる。仮想データ回路128 は同期信号又はID信号を
配列するタイミングで例えば論理“1”の仮想データ列
を出力しており、MUX127 は例えばこの仮想データ列
に続けてバッファメモリ125 からの低域成分を配列し、
次いで、バッファメモリ126 からの高域成分を適宜繰返
して配列するようになっている。
【0065】MUX127 の出力はパリティ付加回路134
に与えられる。パリティ付加回路134 はデータ列の所定
位置にパリティを付加して加算器135 に出力するように
なっている。一方、同期パターン作成回路136 は同期パ
ターンを作成して加算器138に出力するようになってお
り、ID作成回路137 はID番号を作成して加算器138
に出力するようになっている。加算器138 は2入力を加
算して加算器135 に与える。これにより、加算器135 は
パリティ付加回路134 からのデータ列の先頭に配列され
た仮想データ列に代えて、加算器138 からの同期信号及
びID番号を付加するようになっている。すなわち、仮
想データが同期信号及びID番号に置換されることによ
り、各シンクブロックの先頭に同期信号,ID番号が配
列され、次にマクロブロックの低域成分が配列されるよ
うになっている。加算器135 の出力は記録変調回路139
に与えられ、記録変調回路139 は記録媒体に応じた変調
を行って、図示しない記録アンプに出力するようになっ
ている。なお、説明の便宜上、図4ではデータを一定化
するための固定長化手段は図示していない。
【0066】次に、図5乃至図8の説明図を参照して本
実施例の符号化によって得られるデータフォーマットに
ついて説明する。
【0067】図5(a)に示すように、シンクブロック
の先頭には同期信号が配列される。同期信号の次にはブ
ロック番号等を示すID番号が配列されている。図4の
実施例ではこれらの同期信号及びID番号の部分には一
旦仮想データ列を配列し、この仮想データ列の次に低域
成分を配列している。仮想データ列は同期信号及び第n
マクロブロックを示すID番号に置換され、図5(a)
に示すように、ID番号の次に第nマクロブロックの低
域成分の符号化データが配列される。次に、マクロブロ
ックアドレスMBA及びマクロブロックポインタMBP
が配列された後、高域成分の符号化データが配列されて
いる。この高域成分の符号化データが属するマクロブロ
ックのアドレス及びそのスタートポイントがマクロブロ
ックアドレスMBA及びマクロブロックポインタMBP
によって示されている。高域成分の符号化データの次に
はエラー訂正用のパリティPが付加されている。
【0068】高域成分の符号化データは、図5(b)に
示すように、複数のマクロブロックの高域成分によって
構成されている。例えば、図5(b)では、先頭に、
(K−1)番目のマクロブロックの高域成分のデータが
その途中から配列され、次に、K乃至(K+i−1)番
目までのマクロブロックの高域成分が配列され、最後
に、(K+i)番目のマクロブロックの高域成分のデー
タの途中までが配列されている。
【0069】これらの高域成分のデータは可変長データ
であるので、ID番号のみではいずれのマクロブロック
のデータであるか特定することはできない。例えば、所
定のID番号が付加されていても、マクロブロックアド
レスとしては第kブロック、第(k−1)ブロック又は
第(k+i)ブロックを示すものが記述される。これに
対し、低域成分については、各ID番号毎に所定数(図
5(a)では1個)のマクロブロックのデータが配列さ
れている。すなわち、図5(a)では各シンクブロック
に1個のマクロブロックの低域成分が割当られており、
ID番号によってその低域成分が属するマクロブロック
を特定することができる。各ID番号に続けて、一定数
のマクロブロックの低域成分を配列すれば、ID番号と
低域成分が属するマクロブロックの番号との関係は一定
となる。
【0070】このようなフォーマットのデータを磁気テ
ープ上に記録するためには、下記(2)式の条件を満足
する必要がある。
【0071】 a1 ×(Nt ×Nsync)≧b1 ×Nmacro (a1 ,b1 は1以上の正の整数) …(2) ここで、Nmacro は1フレーム(又は1フィールド)内
のマクロブロック総数を示し、Nt はフレーム(又はフ
ィールド)データに相当する記録トラック数を示し、N
syncは1トラック内のシンクブロック数を示している。
【0072】いま、Nt=4トラック,Nmacro=292
8とすると、(2)式は下記(3)式となる。
【0073】 a1 ×Nsysc≧b1 ×732 …(3) この(3)式の1つの解として、例えば、a1 =1,N
sysc=732,b1 =1が考えられる。これは、1シン
クブロックに1マクロブロックの低域成分を記録すれば
よいことを意味する。この場合、ID番号NIDとマクロ
ブロックとは1対1に対応し、 NID=1 → 第1マクロブロック NID=2 → 第2マクロブロック : : : : NID=i → 第iマクロブロック となる。すなわち、マクロブロックアドレスMBAが復
号されない場合でも、ID番号NIDによって、マクロブ
ロックを特定することができる。
【0074】図6は図5のフォーマットの変形例を示す
説明図である。この例は、輝度信号の2個のブロックY
0 ,Y1 と色差信号Cb,Crの各1ブロックによって
マクロブロックが構成された場合を示している。図6
(a)ではID番号NIDがnの場合を示しており、第n
マクロブロックの低域成分と第(n+1)マクロブロッ
クの低域成分とが、Y0n、Y1n+1,Cbn,Crn+1の順に
配列されている。また、図6(b)はID番号NIDが
(n+1)の場合を示しており、第(n+1)マクロブ
ロックの低域成分と第nマクロブロックの低域成分と
が、Y0n+1,Y1n,Cbn+1,Crnの順で配列されてい
る。これにより、いずれかのID番号のデータにエラー
が発生した場合でも、補間が容易であり、修整動作の際
の画質劣化が軽減される。
【0075】図7は図5において(2),(3)式の解
をa1 =3,b1 =2,Nsysc=488と設定した場合
のデータフォーマットを示している。1シンクブロック
には1.5個のマクロブロックが配列されることから、
ID番号NIDが奇数である場合には、図7(a)に示す
ように、マクロブロックの低域成分が配列される領域の
後半には次のマクロブロックの低域成分のうちの半分の
データが配列される。同様に、ID番号NIDが偶数であ
る場合には、図7(b)に示すように、前半にマクロブ
ロックの低域成分のうちの半分のデータが配列される。
すなわち、 NID=1 → 第1マクロブロック+第2マクロブロ
ックの前半 NID=2 → 第2マクロブロックの後半+第3マク
ロブロック NID=2i-1 → 第(3i-2)マクロブロック+第(3i-1)マ
クロブロックの前半 NID=2i → 第(3i-1)マクロブロックの後半+第3
iマクロブロック となる。この場合でも、配列された低域成分がいずれの
マクロブロックに属するものかは、マクロブロックアド
レスが復号されないときでも、ID番号から識別するこ
とができる。なお、高域成分については、従来と同様
に、マクロブロックアドレスMBAでしか識別すること
ができないことは言うまでもない。
【0076】図8は本実施例で得られるデータの他のフ
ォーマットを示す説明図である。図8(a)は1シンク
ブロックの同期信号,ID番号に続けて低域成分を1箇
所に配列し、次いで、エラー訂正用パリティPを付加し
た例を示している。図8(b)は訂正系列単位で低域成
分を配列した例を示している。図8(c)は1シンクブ
ロックの前半と後半で、データの構成を変えてパリティ
Pを付加した例を示している。
【0077】図9及び図10は磁気テープの記録パター
ンを示す説明図である。図9に示すように、磁気テープ
129 にはトラック130 が形成されており、シンクブロッ
クの同期信号131 は各トラック130 に同一間隔で順次記
録されている。シンクブロックのID番号に続けて低域
成分が記録されており、図10に示すように、磁気テー
プのトラック上には低域成分が一定間隔で配列されるこ
とになる。
【0078】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。入力端子110 ,114 ,115 を介して
入力される輝度信号Y及び色差信号Cb,Crは夫々バ
ッファメモリ111 ,116 によって8×8のブロックデー
タに変換されて、DCT回路112 ,117でDCTされ
る。DCT112 ,117 からの変換係数は夫々スキャン変
換・量子化回路113 ,118 によってジグザグスキャンさ
れた後に量子化される。スキャン変換・量子化回路113
,118 の出力は低域成分符号化回路119 ,121 及び高
域成分符号化回路120 ,122 によって、低域と高域とに
分離されて符号化処理される。
【0079】低域符号化回路119 ,121 からの低域成分
はMUX123 によって多重されて、マクロブロックの低
域成分としてバッファメモリ125 を介してMUX127 に
与えられる。一方、高域符号化回路120 ,122 からの高
域成分はMUX124 によって多重されて、マクロブロッ
クの高域成分としてバッファメモリ126 を介してMUX
127 に与えられる。MUX127 は仮想データ回路128 か
ら同期信号及びID番号部分に対応するタイミングで仮
想データが与えられて、この仮想データに続けてマクロ
ブロックの低域成分を配列して出力する。パリティ付加
回路134 はMUX127 からのデータ列にパリティを付加
し、加算器135 は仮想データと同期信号及びID番号と
を置換して出力する。これにより、図5乃至図8にて示
すフォーマットのデータが記録変調回路139 に与えられ
る。記録変調回路139 は図示しない記録アンプにデータ
を与えて、例えば磁気テープにデータを記録させる。
【0080】次に、符号化データの復号側の実施例を図
11に示す。磁気テープ等からの符号化データの再生出
力は再生等化回路141 に入力される。再生等化回路141
は再生出力を等化して記録復調回路142 に与える。記録
復調回路142 は記録媒体に応じて記録時の変調信号を復
調して同期回路143 に与える。同期回路143 は同期信号
を抽出してID回路144 及びTBC回路145 に出力す
る。ID回路144は同期信号の直後に配列されているI
D番号を抽出し、TBC回路145 はID回路144 からの
ID番号を利用して再生出力の時間軸を補正してエラー
訂正回路146 に出力する。エラー訂正回路146 は記録及
び再生時等で発生したエラーを訂正してデマルチプレク
サ(以下、DeMUXという)147 に与える。
【0081】DeMUX147 は時分割多重されているデ
ータ列を輝度信号Yの低域成分及び高域成分と色差信号
Cr,Cbの低域成分及び高域成分とに分割して、夫
々、輝度信号処理系148 の低域デコーダ150 及び高域デ
コーダ151 並びに色差信号処理系149 の図示しない低域
デコーダ及び高域デコーダに与える。高域デコーダ151
は輝度信号の高域成分のデータを復号し、アドレス作成
回路154 を介して高域バッファ155 に与える。アドレス
作成回路154 は高域デコーダ151 の出力に含まれるマク
ロブロックアドレスMBA及びマクロブロックポインタ
MBPからアドレス情報を作成するようになっている。
【0082】一方、変換テーブル152 は、ID回路144
の出力によって、ID番号とマクロブロックアドレスの
対比を行っており、低域デコーダ150 に入力された低域
成分が属するマクロブロック番号及びマクロブロックア
ドレスを示すデータを低域デコーダ150 及び低域バッフ
ァ153 に出力するようになっている。低域デコーダ150
は変換テーブル152 の出力を利用して輝度信号の低域成
分を復号し、低域バッファ153 に記憶させる。
【0083】低域バッファ153 及び高域バッファ155 の
出力は逆量子化回路156 、逆ジグザグスキャン回路157
及び逆DCT回路158 に順次与えられる。これらの回路
156,157 ,158 は夫々記録時のスキャン変換・量子化
回路113 、DCT回路112 とは逆の処理を行う。逆DC
T回路158 の出力はフィールドデータ作成回路159 に与
えられており、フィールドデータ作成回路159 はフレー
ム化されているデータをインターレース信号に変換して
出力するようになっている。
【0084】一方、色差信号処理系149 の構成も色差信
号Cb,Crが多重されている点を除いて、輝度信号処
理系148 と同様であり、図示を省略する。色差信号処理
系149 の出力はDeMUX160に与えられており、De
MUX160 は色差信号Cb,Crを分離して出力するよ
うになっている。
【0085】次に、このように構成された実施例の動作
について図12及び図13を参照して説明する。図12
及び図13は、横軸に1走査時間をtとしたときの時間
変化をとり、縦軸に1トラックピッチ又は1トラックに
相当するテープ長手方向の長さをとって(トラックパタ
ーン座標法)、倍速再生の動作を説明するトレースパタ
ーン図である。図12は3倍速及び9倍速再生を示し、
図13は−3倍速及び−9倍速再生を示している。ま
た、ビデオヘッドのトラック幅=トラックピッチに設定
されており、1から始まる数字によってトラック番号を
示し、奇数番号は+アジマストラックを、偶数番号は−
アジマストラックを示す。記録トラックと再生ヘッドの
アジマスが一致するときのみデータは再生され、再生さ
れる部分は斜線にて示している。
【0086】ビデオヘッドからの再生出力は再生等化回
路141 及び記録復調回路142 を介して同期回路143 に与
えられる。更に、TBC回路145 及びエラー訂正回路14
6 によって処理されることにより、記録前の符号化デー
タに戻されてDeMUX147に与えられる。一方、同期
回路143 の出力はID回路144 にも与えられており、こ
れらの回路によって同期信号及びID番号が抽出され
る。
【0087】DeMUX147 は時分割多重されている符
号化データを輝度信号Yと色差信号Cb,Crに分離す
ると共に、夫々低域成分及び高域成分に分離して出力す
る。高域成分は高域デコーダ151 で復号され、アドレス
作成回路154 によってマクロブロックアドレスMBA及
びマクロブロックポインタMBPが抽出されて高域バッ
ファ155 に格納される。一方、低域成分は低域デコーダ
150 で復号される。この場合には、低域成分は変換テー
ブル152 によってマクロブロック番号との対比がとられ
ている。
【0088】いま、図12のトレースT3 に示すよう
に、3倍速再生が指定されるものとする。倍速再生時に
はビデオヘッドはトラックを斜めにトレースするので、
トレースT3 の斜線部に示すように、記録されている符
号化データは飛び飛びにしか再生することはできない。
ここで、1フィールド分の符号化データが磁気テープの
4トラックに記録されているものとする。すなわち、各
トラックには画面の垂直方向の1/4ずつのデータが記
録されている。
【0089】トレースT3 に示すように、先ず、磁気ヘ
ッドによって第1トラックの前半ののデータが再生され
る。次に、第3トラックの後半のデータが再生される。
以下、各トラックの前半の再生データをデータAとし、
後半の再生データをデータBとする。次いで、磁気テー
プが走行することにより、第1フィールドの最後のトラ
ック(第4トラック)の前半のデータAが再生される。
【0090】次に再生されるデータは、トレースT3 に
示すように、第2フィールドの第6トラックの後半のデ
ータBであり、次いで、第7トラックの前半のデータA
が再生される。以後、同様にして、隣接したトラックの
後半のデータBと前半のデータAとが連続して再生され
る。このデータの再生状況を下記第1表に示す。なお、
表ではNO.によってトラックの番号を示している。
【0091】
【第1表】
【0092】
【0093】この第1表に示すように、第1フィールド
の第1トラックと第3フィールドの第9トラックとによ
って、画面の最上の1/4の部分に相当するデータが再
生されている。また、同様に、第6,10トラックによ
って画面の上から2番目の1/4の部分に相当するデー
タが再生され、第3,7トラックによって画面の上から
3番目の1/4の部分に相当するデータが再生され、第
4,12トラックによって画面の最下の1/4の部分に
相当するデータが再生されている。すなわち、画像デー
タが相関性を有することを利用すれば、第1乃至第3フ
ィールドの第1乃至第12トラックのデータを再生する
ことによって、1フィールドの画面を再現することが可
能である。
【0094】図11の変換テーブル152 はID回路144
の出力に基づいて、再生した符号化データがいずれのマ
クロブロックに属しているかを判断して、低域デコーダ
150及び低域バッファ153 を制御している。すなわち、
低域成分に関しては画面の位置に対応させて復号可能で
あり、再生データから確実に画像を再現することができ
る。
【0095】低域バッファ153 及び高域バッファ155 の
出力は逆量子化回路156 、逆ジグザグスキャン回路157
及び逆DCT回路158 によって、マクロブロックのデー
タに戻され、更に、フィールドデータ作成回路159 によ
って、インターレース信号に変換されて出力される。な
お、色差成分Cb,Crについては、インターレース信
号に変換された後、DeMUX160 によって分割されて
出力される。
【0096】下記第2表は1フィールド分の符号化デー
タが磁気テープの8トラックに記録されている場合のデ
ータの再生状況を示している。
【0097】
【第2表】
【0098】
【0099】この場合でも、トレースT3 に示すよう
に、第1,4,7,10,…のトラックをトレースする
ことにより前半のデータAが再生され、第3,6,9,
12,…のトラックをトレースすることにより後半のデ
ータBが再生される。すなわち、第2表に示すように、
第1乃至第3フィールドのデータを再生することによ
り、画面の各1/8の部分の再生データが得られる。つ
まり、第1乃至第24トラックのデータを再生すること
によって、1画面の表示が可能である。
【0100】次に、図12のトレースT9 に示すよう
に、9倍速再生が行われるものとする。下記第3表は1
フィールド分の符号化データが磁気テープの4トラック
に記録されている場合のデータの再生状況を示してい
る。この場合には、1トラックのデータは8つの部分に
分割されて再生されるので、表では再生データには再生
順に1乃至8の番号を付している。
【0101】
【第3表】
【0102】
【0103】この第3表に示すように、第1フィールド
の第1トラック及び第3トラックを再生することによ
り、データ1及びデータ2,3が再生される。同様に、
第2フィールドの第5トラック及び第7トラックを再生
することにより、データ4,5及びデータ6,7が再生
され、第3フィールドの第9トラック、第10トラック
及び第12トラックを再生することにより、データ8、
データ1及びデータ2,3が再生される。以下、同様に
して第9フィールドまで再生すると、全ての1/4の部
分でデータ1乃至8が再生される。こうして、第9フィ
ールドの第1乃至第36トラックを再生することによ
り、1フィールドの画面を再現することができる。
【0104】また、下記第4表は1フィールド分の符号
化データが磁気テープの8トラックに記録されている場
合のデータの再生状況を示している。
【0105】
【第4表】
【0106】
【0107】この場合でも、9トラックをトレースする
ことにより、データ1乃至8が再生されることは第3表
の場合と同様である。こうして、第4表の場合でも、9
フィールドまで再生すると、全ての1/8の部分が再生
される。すなわち、第1乃至第72トラックを再生し
て、ID番号に応じて低域成分を配置することにより、
1フィールドの画面を再現することができる。
【0108】次に、第13図のトレースT-3に示す−3
倍速再生(逆方向の高速再生)を行うものとする。下記
第5表は1フィールド分の符号化データが磁気テープの
4トラックに記録されている場合のデータの再生状況を
示している。なお、この場合には、1トラックは4つの
部分に分割されて再生され、表では再生順に番号1乃至
4を付している。
【0109】
【第5表】
【0110】
【0111】図13のトレースT-3に示すように、先
ず、第nフィールドの第21トラックがトレースされて
データ1が再生される。次に、第19トラックのデータ
2,3及び第18トラックのデータ1が順次再生され
る。次の第(n−1)フィールドでは、第17トラック
のデータ4、第16トラックのデータ2,3、第15ト
ラックのデータ1及び第14トラックのデータ4が順次
再生される。以後、同様にして再生が行われ、上記第5
表に示すように、第(n−1)フィールド乃至第(n−
3)フィールドの3フィールドを再生することにより、
画面上の各1/4の部分で再生データ1,2,3,4が
得られる。こうして、−3倍速再生の場合でも、低域成
分の復号化によって画像を再現することができる。
【0112】下記第6表は1フィールド分の符号化デー
タが磁気テープの8トラックに記録されている場合のデ
ータの再生状況を示している。
【0113】
【第6表】
【0114】
【0115】第6表に示すように、この場合でも、デー
タが再生されるトラック番号と再生データの番号との関
係は第5表の場合と同一である。したがって、この場合
でも、3フィールド分のデータ、すなわち、24トラッ
クをトレースすることにより、1フィールドの画面を再
現することができる。
【0116】次に、第13図のトレースT-9に示す−9
倍速再生(逆方向の高速再生)を行うものとする。下記
第7表は1フィールド分の符号化データが磁気テープの
4トラックに記録されている場合のデータの再生状況を
示している。なお、この場合には、図13のトレースT
-9に示すように、1トラックは10の部分に分割されて
再生されるので、表では再生順に番号1乃至10を付し
ている。
【0117】
【第7表】
【0118】
【0119】この第7表に示すように、第19乃至第1
1トラックのトレースによって再生されるデータ2,
3,4,5,6,7,8,9,1,10が以後の9トラ
ック毎に繰返し再生されている。すなわち、第2トラッ
クから更に18トラック再生すると、画面の各1/4の
部分においてデータ1乃至10が再生される。つまり、
9フィールドの36トラックを再生することによって、
1フィールドの画面を再現することができる。
【0120】下記第8表は1フィールド分の符号化デー
タが磁気テープの8トラックに記録されている場合のデ
ータの再生状況を示している。
【0121】
【第8表】
【0122】
【0123】第8表に示すように、この場合でも、デー
タが再生されるトラック番号と再生データの番号との関
係は第7表の場合と同一である。したがって、この場合
でも、9フィールド分のデータ、すなわち、72トラッ
クをトレースすることにより、1フィールドの画面を再
現することができる。
【0124】なお、高速再生時の倍速数NBAと、1フィ
ールド分のデータを記録するのに必要なトラック数Nt
とは1以外の最大公約数を有さなように設定する必要が
ある。例えば、1フィールド分のデータを6トラックに
記録し、3倍速再生を行うものとする。これは上記第1
表を6分割にしたものであり、第1フィールドの第1乃
至第6トラックによって再生されるデータは、夫々、デ
ータA、なし、データB、データA、なし、データBで
ある。次の第2フィールドの第7乃至第12トラックの
再生データも第1フィールドと同一である。つまり、常
に、再生されない部分が発生し、画面を再現することが
できない。したがって、前述したように、1フィールド
のデータを分割するトラック数Nt と倍速数NBAとの最
大公約数は1だけとなるように設定する必要がある。
【0125】このように、本実施例においては、シンク
ブロックの所定位置に量子化出力の低域成分を配列し
て、磁気テープの各トラックに一定間隔で記録してい
る。マクロブロックデータは可変長データであることか
ら、倍速再生等においては、記録されたデータは不連続
に再生されてしまいエラーが発生する。しかし、シンク
ブロックは各トラックに一定間隔で記録されているの
で、複数フィールドを再生することによって、1フィー
ルド分に相当する低域成分の符号化データが得られ、I
D番号によって再生した低域成分がいずれのマクロブロ
ックに属しているかを判断することができる。これによ
り、少なくとも基本画像となる低域成分を復号して画面
を再現することが可能である。このように、可変長符号
化を採用してビットレートを十分に低減させると共に、
マクロブロック毎にアドレスを付加することなく、特殊
再生時にも再生画像を表示することができる。
【0126】図14は本発明の符号化側の他の実施例を
示すブロック図である。図14において図4と同一の構
成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0127】本実施例は図4の低域成分符号化回路119
,121 に代えて、累積加算回路161,164 、平均値算出
回路162 ,165 及び符号化回路163 ,166 を設けた点が
図4の実施例と異なる。累積加算回路161 ,164 には夫
々バッファメモリ111 ,116からの8×8画素のブロッ
クデータが与えられており、累積加算回路161 ,164は
8×8画素のデータを加算する。平均値算出回路162 ,
165 は夫々累積加算回路161 ,164 の出力の平均値を求
めて符号化回路163 ,166 に出力する。符号化回路163
,166 は入力されたデータに対して、高域成分とは異
なる符号化処理(例えば予測符号化処理)を行ってMU
X123 に出力する。
【0128】このように構成された実施例においては、
平均値算出回路162,165 からは夫々DCT回路112 ,1
16 の変換係数の低域成分(直流分)と同一のデータが
出力される。符号化回路163 ,166 は入力された低域成
分のデータに例えば予測符号化を行ってMUX123 に出
力する。他の作用は図4の実施例と同様である。このよ
うに低域成分符号化ルートを別途設けることも可能であ
る。
【0129】図15は本発明の復号化側の他の実施例の
輝度信号処理系を示すブロック図である。図15におい
て図11と同一の構成要素には同一符号を付して説明を
省略する。本実施例は図14の実施例による符号化デー
タを復号するものである。なお、色差信号処理系の構成
は輝度信号処理系と同様であり、図示を省略する。
【0130】本実施例は輝度信号処理系148 に代えて輝
度信号処理系169 を採用している。符号化データの低域
成分はデコーダ167 に与えられる。デコーダ167 は変換
テーブル152 の出力に基づいて、図14の符号化処理と
は逆の復号化処理を行って低域バッファ153 に出力する
ようになっている。低域バッファ153 の出力は加算器16
8 に与えられ、加算器168 は逆ジグザグスキャン回路15
7 からの高域成分の復号化出力と低域バッファ153 の出
力とを加算して逆DCT回路158 に与える。
【0131】このように構成された実施例においては、
デコーダ167 によって予測符号化された低域成分が復号
されて低域バッファ153 に記憶される。低域バッファ15
3 は変換テーブル152 に制御されて、ID番号に対応す
るタイミングで記憶したデータを出力して加算器168 に
与える。加算器168 は低域成分と高域成分のデータを加
算して出力する。他の作用は図11と同様である。
【0132】このように、高域成分と低域成分とに対し
て異なる符号化処理を行うことも可能である。
【0133】図16は本発明の他の実施例に係る高能率
符号化記録再生装置を示すブロック図である。図4の実
施例では符号化されたブロックデータの低域成分はその
まま記録されている。これに対し、本実施例では低域成
分を差分符号化して記録するものである。
【0134】低域成分171 は、DCT後にスキャン変換
及び量子化処理されたブロックデータの低域成分であ
る。この低域成分171 は選択回路172 に与えられると共
に、差分符号化回路174 にも与えられる。差分符号化回
路174 は入力された低域成分を差分符号化する。すなわ
ち、PCM信号である低域成分をDPCM信号に変換し
て選択回路172 に出力する。リセット指示回路175 には
トラックの始端及び終端の情報を示すトラック情報が与
えられており、リセット指示回路175 はトラック情報に
基づいたリセット信号を選択回路172 に与える。すなわ
ち、リセット指示回路175 は倍速数等のトラック情報に
基づいた周期でリセット信号を発生すると共に、トラッ
クの始端ではm(m≧1)個のリセット信号を連続して
発生するようになっている。
【0135】選択回路172 はリセット信号のタイミング
で低域成分171 を選択してスタートブロックとして出力
し、他のタイミングでは差分符号化回路174 の出力を選
択するようになっている。選択回路172 の出力は記録符
号化回路173 に与えられる。記録符号回路173 は、DC
T後にスキャン変換及び量子化処理されたブロックデー
タの高域成分176 と選択回路172 からの低域成分とにつ
いて、多重パリティを付加し、同期信号及びID信号を
付加し、更に記録変調等を行ってVTR部177に出力す
るようになっている。VTR部177 は図示しない磁気テ
ープにデータを記録すると共に、磁気テープの記録デー
タを再生するようになっている。
【0136】VTR部177 からの再生データは再生復号
化回路178及びトラック横切り検出回路179 に与えられ
る。再生復号化回路178 は再生データの記録復調、同期
検出、TBC補正及びエラー訂正を行って、高域成分復
号回路184 に出力すると共に、差分復号回路180 、リセ
ット検出回路181 及び選択回路182 に出力するようにな
っている。高域成分復号回路184 はブロックデータの高
域成分に対して復号化を行って出力する。差分復号回路
180 は符号化側の差分符号化回路174 による差分符号を
復号して選択回路182 に出力する。
【0137】リセット検出回路181 は再生復号化回路17
8 からスタートブロックが出力されたことを検出して、
リセット信号を選択回路182 に出力するようになってい
る。選択回路182 はリセット信号が入力された場合にの
み再生復号化回路178 の出力を選択して低域成分復号化
回路183 に与え、他の場合には差分復号回路180 の出力
を選択して低域成分復号化回路183 に与えるようになっ
ている。低域成分復号化回路183 はブロックデータの低
域成分について復号化を行い、高域成分復号化回路184
との時間軸を一致させて出力するようになっている。
【0138】一方、トラック横切り検出回路179 は再生
データのエンベロープの変化から、ビデオヘッドがトラ
ックを横切る(隣接したトラックに移行する)タイミン
グを検出してトラック横切り検出パルスをトラッキング
シフト回路185 に与える。トラッキングシフト回路185
は、倍速数のデータ及びリセット検出回路181 からのリ
セット信号も与えられており、最適トレース位置を指示
するための信号をトラッキング制御回路186 に出力す
る。トラッキング制御回路186 はトラッキングシフト回
路185 の出力に基づいてVTR部177 のトラッキング調
整を行うようになっている。
【0139】次に、このように構成された実施例の動作
について図17、図18及び図19を参照して説明す
る。図17はトラックパターン座標法によって、倍速再
生の動作を説明するトレースパターン図である。また、
図17では3倍速再生及び9倍速再生時の再生エンベロ
ープを模式的に示している。
【0140】倍速再生においては、ビデオヘッドがトラ
ックを横切るようにトレースするので、横切るタイミン
グではエンベロープが最小となり、図17に示すよう
に、エンベロープは算盤玉状となる。なお、トラッキン
グ状態に応じてエンベロープのゼロクロス点は前後に移
動する。また、記録トラック幅及び再生トラック幅によ
って再生エンベロープの波高値も変化する。
【0141】ところで、図4,11の実施例においては
低域符号化データをトラック上に一定間隔で記録するこ
とにより、特殊再生を可能にしている。ここで、ビット
レートを一層低減するために、低域成分に対して予測符
号化を行うものとする。この場合には、相関性を利用す
ることなく単一のブロックデータのみによって復号が可
能な、所謂、スタートブロックを記録する必要がある。
しかし、上述したように、従来は特殊再生時にはスター
トブロックを必ずしも再生することができなかった。こ
れに対し、本実施例においては、VTR部177 における
最大倍速数に相当する周期でスタートブロックを記録し
て再生するようになっている。例えば、3倍速再生時に
は各トラック走査時間毎に1個(図17の3倍速再生時
の斜線部毎)のスタートブロックを記録し、9倍速再生
時には、1トラック走査時間で4個(図17の9倍速再
生時の斜線部毎)のスタートブロックを記録している。
なお、トラック始端からトレースが開始されることも考
慮して、スタートブロック数を各1個ずつ増やしてもよ
い。
【0142】図16において、低域成分171 は単一のブ
ロックのみを再生することによって復号可能なスタート
ブロックである。このスタートブロックのデータは差分
符号化回路174 に与えられて、差分符号化される。選択
回路172 はリセット信号に制御されて、トラック情報及
び倍速数に基づくタイミングでスタートブロックのデー
タを記録符号化回路173 に出力する。
【0143】図18はリセット指示回路175 の動作を説
明するためのフローチャートである。リセット指示回路
175 は、図18のステップS1 において、VTR部177
の倍速数の設定に基づいてスタートブロックの記録周期
(リセット周期)を計算する。この場合、他のVTRに
よって記録されたデータを再生(互換再生)することを
考慮して、スタートブロックをu個(u≧1)連続して
記録するようにしている。更に、トラッキングシフトの
影響を考慮して、トラック始端ではm(m≧u≧1)個
のスタートブロックを連続して記録するようにしてい
る。リセット指示回路175 は、ステップS1 において、
これらの繰返しリセット回数(スタートブロック数)u
及びトラック始端の繰返し回数mを設定する。
【0144】次いで、ビデオヘッドによるトレースが開
始されると、ステップS2 でリセット周期の計測を開始
する。すなわち、リセット指示回路175 はトラックの始
端及び終端等を示すトラック情報が入力され、ステップ
S3 でリセットするブロックか否かの判定を行う。ステ
ップS4 では、スタートブロックをu回選択したか否か
を判断する。また、ステップS6 でトラックの終端か否
かを判断し、ステップS7 ではリセット周期の終わりか
否かを判断する。これらのステップS3 乃至S6 によっ
て、リセット指示回路175 は、リセットするスタートブ
ロックをu回選択し、トラック終端になるまで一定周期
毎にリセットを設定する。
【0145】選択回路172 からの低域成分のデータは記
録符号化回路173 に与えられ、高域成分と多重されてV
TR部177 に与えられて図示しない磁気テープに記録さ
れる。こうして、例えば、図17のエンベロープのゼロ
クロス点直後の太線部に示すタイミングで、スタートブ
ロックの低域成分のデータを記録する。
【0146】こうして記録されたスタートブロックのデ
ータは、トラッキング状態によっては再生エンベロープ
が最小となるタイミングで再生されることもあり、逆
に、エンベロープが最大となるタイミングで再生される
こともある。データの復号率を向上させるためには、ト
ラック横切り点(最小エンベロープのタイミング)近傍
でスタートブロックをトレースするようにする必要があ
る。このため、再生時にトラッキング制御を行ってい
る。
【0147】すなわち、VTR部177 からの再生出力
は、再生復号化回路178 によって復号化されると共に、
トラック横切り検出回路179にも与えられてビデオヘッ
ドのトラック横切りタイミングが検出される。再生符号
化回路178 の出力は高域成分復号回路184 によって高域
成分が復号化されると共に、低域成分は選択回路182 、
差分復号回路181 及びリセット検出回路181 に与えられ
る。リセット検出回路181 によってスタートブロックの
データが再生されたことが検出されると、リセット信号
によって、選択回路182 は再生復号化回路178の出力を
低域成分復号化回路183 に与えて復号させる。他のタイ
ミングでは、選択回路182 は差分復号回路180 によっ
て、差分復号されたブロックデータを低域成分復号回路
183 に与えている。
【0148】一方、トラック横切り検出回路179 からの
トラック横切りパルスはトラッキングシフト回路185 に
与えられる。トラッキングシフト回路185 には倍速数の
データ及びリセット信号も与えられており、図19のフ
ローチャートに示す動作によって最適トラッキング位置
を求める。
【0149】すなわち、図19のステップS11において
トラック横切りパルスが入力されると、トラッキングシ
フト回路185 は、次のステップS12でリセット検出回路
181からのリセット信号の位置及び個数を検出する。こ
れにより、ビデオヘッドがトラックを横切る毎にブロッ
クデータが確実に再生されているか否かを判断可能であ
る。次のステップS13では、1トラック走査期間の終了
時に、全リセット信号の検出結果、その位置及び個数を
検出し、ステップS14で検出結果からトラッキングの状
態を判断する。
【0150】トラッキングが最良であると判断した場合
には処理を終了し、不良であると判断した場合には次の
ステップS15に移行する。ステップS15では、トラッキ
ング調整の方向及び変化量をトラッキング制御回路186
に指示する。トラッキング制御回路186 はステップS16
でトラッキングをシフトさせて、最適トラッキング位置
を得る。
【0151】このように本実施例においては、低域成分
に対して差分符号化を行い、低域成分のスタートブロッ
クのデータを倍速数に応じたトラック情報に基づいて所
定周期で記録し、再生時にトラック横切りパルスとリセ
ット信号とから最適トラッキング位置を求めて、確実に
スタートブロックのデータを再生するようにしている。
これにより、倍速再生等の特殊再生が可能となり、差分
符号化によって更に一層ビットレートを低減することが
できる。
【0152】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、符
号化効率を向上させるために可変長符号化を採用すると
共に、所定データにエラーが発生した場合でもエラーか
らの復帰を容易にし、更にVTR等の特殊再生時に確実
に復号画像を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高能率符号化記録再生装置の一実
施例を示すブロック図。
【図2】図1の実施例における記録トラックをトラック
パターン座標法によって示すトレースパターン図。
【図3】図1の実施例の動作を説明するための説明図。
【図4】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図5】図4の実施例によって得られるデータフォーマ
ットを示す説明図。
【図6】図4の実施例によって得られるデータフォーマ
ットを示す説明図。
【図7】図4の実施例によって得られるデータフォーマ
ットを示す説明図。
【図8】図4の実施例によって得られるデータフォーマ
ットを示す説明図。
【図9】図4の実施例の磁気テープの記録パターンを説
明するための説明図。
【図10】図4の実施例の磁気テープの記録パターンを
説明するための説明図。
【図11】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図12】図11の実施例における記録トラックをトラ
ックパターン座標法によって示すトレースパターン図。
【図13】図11の実施例における記録トラックをトラ
ックパターン座標法によって示すトレースパターン図。
【図14】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図15】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図16】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図17】図16の実施例における記録トラックをトラ
ックパターン座標法によって示すトレースパターン図。
【図18】図16の実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
【図19】図16の実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
【図20】MPEG符号化方式を説明するための説明
図。
【図21】MPEG符号化方式における符号化(エンコ
ード)処理、媒体上の配列及び復号化(デコード)処理
による画像データの順序を示す説明図。
【図22】予測符号器及び復号器を示す回路図。
【図23】テレビジョン信号の予測符号化を説明するた
めの波形図。
【図24】MPEG符号化方式をDAT又はVTR適用
した場合の記録トラックをトラックパターン座標法によ
って示すトレースパターン図。
【図25】従来の高能率符号化記録再生装置を示すブロ
ック図。
【図26】図25中のビットレート低減回路の具体的な
構成を示すブロック図。
【図27】図25におけるデータの記録フォーマットを
示す説明図。
【図28】従来例を説明するためのブロック図。
【図29】DCT変換係数を説明するための説明図。
【図30】従来の高能率符号化記録再生装置を示すブロ
ック図。
【図31】マクロブロックを説明するための説明図。
【図32】図30の従来例のデータフォーマットを説明
するための説明図。
【図33】図30の従来例のデータフォーマットを説明
するための説明図。
【図34】図30の従来例のデータフォーマットを説明
するための説明図。
【図35】図30の従来例のデータフォーマットを説明
するための説明図。
【図36】誤り訂正符号を説明するための説明図。
【図37】誤り訂正符号を説明するための説明図。
【符号の説明】
62…記録符号配置回路 64,65,66…符号化回路 68…符号化制御回路 74…サブコード作成回路 84…再生符号復元回路 88,89,90…復号回路 92…出力形式変換回路 94…サブコードデコーダ 96…速度指定回路 103 …タイマー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/91 - 5/956 G11B 20/12 103

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム内符号化データ及びフレーム間
    符号化データが時分割多重された符号化データが与えら
    れフレーム内符号化データであることを示すフラグを前
    記フレーム内符号化データに付加して出力する記録符号
    配置手段と、前記符号化データを磁気テープに記録する記録手段と、 前記磁気テープをトレースして記録されたデータを再生
    して再生データを出力する再生手段と、 高速再生時の前記 再生データが与えられて前記フラグを
    検出するフラグ検出手段と、前記再生データが与えられ、 フレーム内復号化処理又は
    フレーム間復号化処理によって前記再生データを復号す
    る復号化手段と、 前記フラグ検出手段の出力から前記フレーム内符号化デ
    ータの前記磁気テープ上の記録位置を推定するものであ
    って、少なくとも前記フレーム内符号化データが前記磁
    気テープ上のいずれのトラックに記録されているかを推
    定する記録位置推定手段と、 再生時の倍速数のデータ及び前記記録位置推定手段の
    定結果に基づいて前記再生手段の再生速度を制御して、
    高速再生モード時においても少なくとも前記フレーム内
    符号化データの記録部分を通常再生速度で再生させてフ
    レーム内符号化データの復号を可能にする再生制御手段
    と、 前記倍速数のデータに基づいた周期で前記復号化手段の
    出力を出力させる出力手段とを具備したことを特徴とす
    る高能率符号化記録再生装置。
  2. 【請求項2】 ディジタル映像信号を所定のブロック単
    位で周波数平面上の符号化データに変換する変換符号化
    手段と、 前記符号化データを低域成分と高城成分とに分離する分
    離手段と、 磁気テープをトレースすることによりデータを記録する
    と共に記録されたデータを再生して再生データを出力す
    る記録再生手段と、 前記分離手段からの低域成分と高城成分とを時分割多重
    して前記記録再生手段に与えるものであって、少なくと
    も低域成分は前記各ブロックの画面上の位置と前記磁気
    テープ上の位置とを1対1に対応させ、前記各ブロック
    の低域成分を画 面上の位置に対応した前記磁気テープ上
    の位置に記録するために、前記分離手段からの低域成分
    を同期信号に対応した シンクブロックの所定位置に配列
    する配列手段とを具備したことを特徴とする高能率符号
    化記録再生装置。
  3. 【請求項3】 前記配列手段は、前記シンクブロックに
    前記所定ブロックの番号を示すID番号を付加しこのI
    D番号に対して所定位置に前記低域成分を配列すること
    を特徴とする請求項2に記載の高能率符号化記録再生装
    置。
  4. 【請求項4】 前記記録配列手段は、前記磁気テープの
    1記録トラックに記録する前記シンクブロック数、1画
    面を構成する前記所定ブロック数及び前記1画面のデー
    タを記録する前記トラック数に基づいて前記1シンクブ
    ロック内に記録する低域成分のブロック数を決定するこ
    とを特徴とする請求項2,3に記載の高能率符号化記録
    再生装置。
  5. 【請求項5】 ディジタル映像信号を所定のブロック単
    位で周波数平面上の符号化データに変換する変換符号化
    手段と、 この変換符号化手段からの符号化データの 低域成分に対
    して所定の符号化を行う低域成分符号化手段と、前記変換符号化手段からの符号化データの 高城成分に対
    して所定の符号化を行う高城成分符号化手段と、 前記低域成分及び高城成分符号化手段の出力を時分割
    重して同期信号毎のシンクブロック単位で出力し、且
    つ、前記低域成分符号化手段の出力を前記シンクブロッ
    クの所定位置に配列して出力する記録信号配置手段と、 この記録信号配置手段の出力を磁気テープの記録トラッ
    ク上に前記シンクブロックが一定間隔で配列されるよう
    に記録する記録手段と、前記磁気テープ に記録されたデータを所定倍速数で再生
    して再生データを出力する再生手段と、 前記再生データが与えられて前記シンクブロック毎に含
    まれる同期信号を検出する同期検出手段と、 前記再生データに含まれる高城成分のデータを復号する
    高城復号手段と、 前記再生データに含まれる低域成分のデータを復号する
    低域復号手段と、 前記同期検出手段の出力に基づいて前記低域復号手段の
    出力順を変更して出力する出力順変換手段と、 前記高城復号手段の出力と前記出力順変換手段の出力と
    時間軸上のデータに戻すことにより復号して画面を再
    現する復号手段とを具備したことを特徴とする高能率符
    号化記録再生装置。
  6. 【請求項6】 前記再生手段は、前記1画面を記録する
    前記トラック数と前記再生時の倍速数との最大公約数が
    1のみとなるように設定することを特徴とする請求項5
    に記載の高能率符号化記録再生装置。
  7. 【請求項7】 前記復号手段は、前記再生手段によって
    高速再生が行われた場合には前記出力順変換手段からの
    低域成分のみを用いて再生画を作成することを特徴とす
    る請求項5,6に記載の高能率符号化記録再生装置。
  8. 【請求項8】 前記低域成分符号化手段は、前記1画面
    内の所定ブロックのデータに対して高域成分と異なる符
    号化処理を行って符号化された低域成分のデータを得る
    ことを特徴とする請求項5,6,7に記載の高能率符号
    化記録再生装置。
  9. 【請求項9】 ディジタル映像信号を所定のブロック単
    位で周波数平面上の符号化データに変換する変換符号化
    手段と、 この変換符号化手段からの変換係数の低域成分に対して
    所定の符号化を行う低域成分符号化手段と、 前記変換符号化手段からの変換係数の高城成分に対して
    所定の符号化を行う高城成分符号化手段と、 前記低域成分符号化手段の出力を差分符号化する差分符
    号化手段と、 この差分符号化手段の出力又は前記低域成分符号化手段
    の出力を切換選択して前記高城成分符号化手段の出力と
    共に磁気テープに記録する記録手段と、 前記磁気テープに記録されたデータを所定倍速数で再生
    して再生データを出力する再生手段と、 前記再生手段の高速再生時の倍速数に基づく所定タイミ
    ングで前記低域成分符号化手段の出力を前記記録手段に
    選択させ他のタイミングでは前記差分符号化手段の出力
    を選択させることにより、前記低域成分符号化手段の出
    力を前記再生データのエンベロープの大きさが所定の範
    囲内の値であるときに前記記録手段に選 択させる選択指
    示手段と、 前記再生データに含まれる高城成分を復号する高城成分
    復号手段と、 前記再生データが差分符号化された低域成分のデータで
    あるか杏かを検出する検出手段と、 この検出手段の出力に基づいて前記再生データに含まれ
    る差分符号化された低域成分を復号する差分復号手段
    と、 前記検出手段の出力に基づいて前記再生データに含まれ
    る差分符号化されていない低域成分を復号する低域成分
    復号手段と、 前記再生手段の高速再生時に前記磁気テープ上のトラッ
    クを横切ってトレースするタイミングを検出して検出パ
    ルスを出力するトラック横切り検出手段と、 前記検出パルスのタイミングの前記検出手段の出力によ
    って最適トレース位置を求めて前記倍速数のデータに応
    じて前記再生手段のトラッキングを調整するトラッキン
    グ制御手段とを具備したことを特徴とする高能率符号化
    記録再生装置。
  10. 【請求項10】 前記選択指示手段は、前記記録手段
    に、トラック始端のトレースタイミングにおいて他のタ
    イミングよりも前記低域成分符号化手段の出力を多数回
    選択させることを特徴とする請求項9に記載の高能率符
    号化記録再生装置。
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