JP2553813B2

JP2553813B2 - 映像信号符号化装置および映像信号復号化再生装置

Info

Publication number: JP2553813B2
Application number: JP1605993A
Authority: JP
Inventors: 俊之河原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPH06233242A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を圧縮符号化
してディスクに記録する際に用いる映像信号符号化装
置、および、圧縮符号化してディスクに記録された映像
信号を再生する際に用いる映像信号復号化再生装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル蓄積メディアの発展に伴っ
て、長時間の動画像をこれらの記録メディアに圧縮記録
する手法が検討されている。国際標準化機構（ＩＳＯ）
においても、国際電気標準会議（ＩＥＣ）のＭＰＥＧで
動画像符号化方式の標準化活動が行われてきており、例
えば「ＩＳＯ／ＩＥＣＤＩＳ１１１７２」等があ
る。

【０００３】ＭＰＥＧの符号化アルゴリズムは、動き補
償フレーム間予測による予測符号化を用いている。フレ
ーム間予測は動画像情報の圧縮に効果的であるが、以前
のフレームの情報を常に利用するため、ランダムアクセ
ス機能を実現できない。そこで、GROUP OF PICTURES
（以下ＧＯＰと称す）と呼ばれる複数の画像フレームか
ら構成される画像単位を設け、各ＧＯＰで最初に符号化
されるフレームは必ずフレーム内符号化するようにして
いる。

【０００４】各ＧＯＰは図１３（ａ）で示すように３種
類の符号化フレーム、即ち、フレーム内符号化フレーム
（INTRA-CODED PICTURE、以下Ｉフレームと称す）、フ
レーム間符号化フレーム（PREDICTIVE-CODED PICTURE、
以下Ｐフレームと称す）、フレーム内挿符号化フレーム
（BIDIRECTIONALLY PREDICTIVE-CODED PICTURE、以下Ｂ
フレームと称す）から構成されている。図１３では、１
ＧＯＰが１２フレームで構成されＰフレームが２フレー
ムおきに挿入される場合の例を示している。

【０００５】ところで、Ｉフレームはフレーム内符号化
しているため、復号化の際には他のフレームを参照する
ことなく再生できる。また、Ｐフレームは時間的に前の
ＩフレームまたはＰフレームを参照してフレーム間符号
化するため、復号化の際には時間的に前のＩフレームま
たはＰフレームが復号化されている必要がある。さら
に、Ｂフレームは時間的に前と後の両方向のＩフレーム
またはＰフレームを用いて符号化するため、復号化の際
には予測に用いた時間的に前または後のＩフレームまた
はＰフレームが復号化されていないと復号化できない。
このため、図１３（ｂ）に示すような順番で符号化を行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、逆方向再生を行うためにＧＯＰの
再生の順番を逆にして記録メディアから再生しても、復
号化する際に復号化できないフレームが生じるという課
題を有していた。即ち、図１３（ｂ）に示すような場合
を例にとると、フレーム番号１０と１１のＢフレームは
フレーム番号９のＰフレームとフレーム番号１２のＩフ
レームとを用いて復号化されなければならないが、フレ
ーム番号９のＰフレームのデータは別のＧＯＰに属する
画像であり、まだ復号化されていないために、これらの
フレーム番号１０と１１のＢフレームの画像を復号化す
ることができない。

【０００７】本発明はかかる点に鑑み、逆方向再生の可
能な映像信号復号化再生装置および映像信号符号化装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明の映像信号復
号化再生装置は、動画像信号の連続する複数枚のフレー
ムを１つの画像単位とし、予測符号化により圧縮されて
記録媒体に記録された動画像データを画像単位毎に再生
することのできる動画像データ再生手段と、再生信号の
フレーム内復号化を行う第１の復号化手段と、再生信号
の時間的に前方向のフレームからの予測を用いてフレー
ム間復号化を行う第２の復号化手段と、再生信号の時間
的に前方向のフレームからの予測と時間的に後方向のフ
レームからの予測とを用いてフレーム間復号化を行う第
３の復号化手段と、第１の復号化手段により復号化され
た復号化画像と、第２の復号化手段により復号化された
復号化画像の両方または一方を記憶しておく復号化画像
記憶手段と、復号化画像記憶手段に記憶された複数の復
号化画像のうちの所定の２枚の画像を用いて補間画像を
得る画像補間手段と、逆方向の再生時に、第３の復号化
手段による復号化画像の一部または全部を出力するかわ
りに画像補間手段による補間画像を出力するように制御
する手段とを備えた構成である。

【０００９】また、第２の発明の映像信号復号化再生装
置は、動画像信号の連続する複数枚のフレームを１つの
画像単位とし、予測符号化により圧縮されて記録媒体に
記録された動画像データを画像単位ごとに再生すること
のできる動画像データ再生手段と、再生信号のフレーム
内復号化を行う第１の復号化手段と、再生信号の時間的
に前方向のフレームからの予測を用いてフレーム間復号
化を行う第２の復号化手段と、再生信号の時間的に前方
向のフレームからの予測と時間的に後方向のフレームか
らの予測とを用いてフレーム間復号化を行う第３の復号
化手段と、逆方向の再生時には、再生しようとする画像
単位の１つ前の画像単位と、再生しようとする画像単位
とを、１つの画像単位の画像を出力する期間以下の時間
で再生するように制御する手段を備えた構成である。

【００１０】また、第３の発明の映像信号符号化装置
は、動画像信号の連続する複数枚のフレームを１つの画
像単位とし、フレーム内符号化を行う第１の符号化手段
と、時間的に前方向のフレームとの相関を利用してフレ
ーム間予測符号化を行う第２の符号化手段と、時間的に
前方向のフレームとの相関と時間的に後方向のフレーム
との相関の両方を利用してフレーム間予測符号化を行う
第３の符号化手段と、時間的に後ろ方向のフレームとの
相関を利用してフレーム間予測符号化を行う第４の符号
化手段と、連続する複数枚のフレームで構成される１つ
の画像単位の中の１フレームの画像を第１の符号化手段
で符号化し、そのフレームからｎフレームおきの１フレ
ーム毎に第２の符号化手段で符号化するとともに、その
フレームの前のｎフレームは前記第４の符号化手段で符
号化し、その他のフレームを第３の符号化手段で符号化
するように符号化方法を切り替える手段を備えた構成で
ある。

【００１１】

【作用】第１の発明は前記した構成により、順方向再生
の場合は、第１〜第３の復号化手段による復号化を行
い、逆方向の再生時には、画像単位の順番が逆になるよ
うに、即ち、第ｎ番目の画像単位、第（ｎ−１）番目の
画像単位、第（ｎ−２）番目の画像単位、…、というよ
うな順番で再生するとともに、第３の復号化手段による
復号化の一部または全部を出力するかわりに第１の復号
化手段及び第２の復号化手段により復号化された画像か
ら作成した補間画像を出力するように制御する。

【００１２】また、第２の発明は、前記した構成によ
り、逆方向の再生時には、画像単位の画像を復号化する
際に、再生しようとする画像単位の１つ前の画像単位
と、再生しようとする画像単位とを、画像単位の画像を
出力する期間以下の時間で再生するように制御すること
により、再生すべき画像単位内に含まれる全フレームの
データを復号化し再生することができる。

【００１３】また、第３の発明は、前記した構成によ
り、連続する複数枚のフレームで構成される１つの画像
単位の中の１フレームの画像を第１の符号化手段で符号
化し、第１の符号化手段で符号化したフレームからｎフ
レームおきの１フレーム毎に第２の符号化手段で符号化
するとともに、第１の符号化手段で符号化したフレーム
の前のｎフレームは前記第４の符号化手段で符号化し、
その他のフレームを第３の符号化手段で符号化するよう
に制御する。このようにすると、１つの画像単位に属す
るすべての画像が、その画像単位内の画像のみを用いて
復号化されるので、復号化する際には１つの画像単位毎
に独立に復号化でき、逆方向再生を容易に行うことがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例
における映像信号復号化再生装置のブロック図を示すも
のである。

【００１５】図１において、１０１はビデオディスク、
１０２はスピンドルモータ、１０３はスピンドルモータ
１０２を制御する回転制御部、１０４はピックアップ、
１０５はピックアップ１０４を移動させるための送りモ
ータ、１０６は送りモータ１０５を制御する送り制御
部、１０７はフォーカス・トラッキング制御部、１０８
は信号処理部、１０９は画像復号化処理部、１１０は出
力切り換え部、１１１はシステムコントローラ、１１２
は画像補間処理部、１１３〜１１７は画像メモリであ
る。

【００１６】以上のように構成された本実施例の映像信
号復号化再生装置について、以下その動作を説明する。
まず、ビデオディスク１０１には映像信号が、例えば図
２に示すようなフォーマットで記録されている。図２に
おいて、２０１はアドレス情報信号であり、２０２は圧
縮符号化されエラー訂正符号等が付加された１ＧＯＰ分
の映像情報信号である。

【００１７】回転制御部１０３によりスピンドルモータ
１０２が制御され、ビデオディスク１０１が所定の回転
数で回転する。システムコントローラ１１１からの指令
により送り制御部１０６が送りモータ１０５を制御して
再生すべき位置までピックアップ１０４を移送し、フォ
ーカストラッキング制御部１０７により、フォーカスお
よびトラッキングの制御が行われる。システムコントロ
ーラ１１１からは、例えば図２で示したアドレス情報信
号２０１のアドレスを指定することにより、ＧＯＰ単位
でトラックまたはセクタの位置を指定することができ
る。以上のようにして、ＧＯＰ単位でアクセスすること
ができるが、通常再生時には、最初に所望のＧＯＰの先
頭にジャンプしたら、あとは順番にデータを再生してゆ
けば良い。

【００１８】一方、ピックアップ１０４から出力される
再生信号は信号処理部１０８で、例えば増幅、波形整
形、クロック再生、データ復調、誤り訂正等の処理が行
われ、画像復号化処理部１０９にデータ列として供給さ
れる。

【００１９】図３は、通常再生時に画像復号化処理部１
０９に入力されるデータ列と画像メモリ１１３〜１１７
の内容の一例を示したものである。この例では、１ＧＯ
Ｐが１２フレームで構成されフレーム間符号化フレーム
（Ｐフレーム）が２フレームおきに挿入される場合を想
定している。以下、図３を用いて通常再生の場合の動作
について説明する。

【００２０】まず、第１番めのデータ列としてフレーム
内符号化フレーム（Ｉフレーム）の符号化データ列が入
力されるとフレーム内復号化を行い、画像メモリ１１３
に書き込む。第２番目のデータ列として、フレーム間符
号化フレーム（Ｐフレーム）が入力されると、画像メモ
リ１１３に格納されているＩフレームの画像を出力切り
換え部１１０に出力するとともに、Ｉフレームの画像を
用いてフレーム間復号化を行い、復号化結果を画像メモ
リ１１４に書き込む。

【００２１】第３番目のデータ列としてフレーム内挿符
号化フレーム（Ｂフレーム）のデータが入力されると画
像メモリ１１３に格納されているＩフレームの画像と画
像メモリ１１４に格納されているＰフレームの画像とを
用いてフレーム間復号化を行い、復号化結果を出力切り
換え部１１０に出力する。第４番目のデータ列の場合も
同様に、画像メモリ１１３に格納されているＩフレーム
の画像と画像メモリ１１４に格納されているＰフレーム
の画像とを用いてフレーム間復号化を行い、復号化結果
を出力切り換え部１１０に出力する。

【００２２】第５番目のデータ列として入力されるＰフ
レームでは、画像メモリ１１４に格納されているＰフレ
ームの画像を出力切り換え部１１０に出力するととも
に、そのＰフレームの画像を用いてフレーム間復号化を
行い、復号化結果を画像メモリ１１５に書き込む。第
６、７番目のＢフレームでは、画像メモリ１１４に格納
されているＰフレームの画像と画像メモリ１１５に格納
されているＰフレームの画像とを用いてフレーム間復号
化を行い、復号化結果を出力切り換え部１１０に出力す
る。

【００２３】第８番目のＰフレームでは、画像メモリ１
１５に格納されているＰフレームの画像を出力切り換え
部１１０に出力するとともに、そのＰフレームの画像を
用いてフレーム間復号化を行い、復号化結果を画像メモ
リ１１６に書き込む。そして、第９番目と第１０番目の
Ｂフレームでは、画像メモリ１１５内のＰフレームと画
像メモリ１１６内のＰフレームとを用いてフレーム間復
号化を行い、復号化結果を出力切り換え部１１０に出力
する。

【００２４】同様にして、次のＧＯＰのデータについて
も、ＩフレームおよびＰフレームの復号化結果は画像メ
モリ１１３〜１１６に書き込み、３フレーム後に読み出
して出力切り換え部１１０に出力するようにし、Ｂフレ
ームの復号化結果はそのまま出力切り換え部１１０に出
力するようにする。ここで、出力切り換え部１１０は、
通常再生の場合は常に画像復号化処理部１０９からの信
号を出力するように制御される。

【００２５】次に、逆方向再生を行う場合の動作につい
て図４を用いて説明する。まず、システムコントローラ
１１１により１ＧＯＰ単位で逆の順番に再生するように
送り制御部１０６が制御される。再生された信号は図４
のような順番で画像復号化処理部１０９に供給される。
すなわち第ｎ番目のＧＯＰを再生したら、次は第（ｎー
１）番目のＧＯＰ、続いて第（ｎ−２）番目のＧＯＰと
いうふうにＧＯＰの順番は逆に、ＧＯＰ内の一連のデー
タは、通常と同様の順番で再生を行う。

【００２６】まず、第ｎ番目（図４では第３番目）のＧ
ＯＰの第１番目のデータ列が入力され、Ｉフレームの画
像をフレーム内復号化して画像メモリ１１３に書き込
む。第２〜第３番目のＢフレームのデータ列については
復号化処理を行わず、第４番目のＰフレームのデータ列
が入力されると、画像メモリ１１３の中の既に復号化さ
れたＩフレームのデータを用いて復号化し、画像メモリ
１１４に書き込む。第５番目と第６番目，第８番目と第
９番目，および第１１番目と第１２番目のＢフレームの
データ列は無視し、第７番目および第１０番目のＰフレ
ームのデータ列については、画像メモリ１１４、１１５
に格納されている復号化されたＰフレームのデータを用
いて復号化し、それぞれ画像メモリ１１５、１１６に書
き込む。

【００２７】次に、第（ｎ−１）番目（図５では第２番
目）のＧＯＰの第１番目のデータ列が入力されると、Ｉ
フレームのデータを復号化し、画像メモリ１１７に書き
込むとともに、画像メモリ１１６に格納されていた画像
を出力する。この時は、出力切り換え部１１０は画像復
号化処理部１０９からの信号を出力するように制御され
る。次のフレームでは、Ｂフレームの復号化処理は行わ
ず、画像補間処理部１１２で画像メモリ１１５と画像メ
モリ１１６の補間処理を行い補間された画像を出力切り
換え部１１０に供給する。そして、出力切り換え部１１
０はシステムコントローラ１１１により、画像補間処理
部１１２からの信号を出力するように制御される。次の
フレームでも同様に、Ｂフレームの復号化処理は行わ
ず、画像補間処理部１１２の出力が、出力切り換え部１
１０を介して出力される。

【００２８】以下同様にして、図４に示したような信号
が出力されることになる。即ち、ＩフレームとＰフレー
ムは一度画像メモリに格納されて出力され、Ｂフレーム
については復号化処理のかわりに画像メモリに格納され
ている画像を補間処理した結果が出力される。

【００２９】ここで、画像補間処理部１１２の動作につ
いて、もう少し詳細に説明する。例えば、画像メモリ１
１５に格納されている復号化画像と画像メモリ１１６に
格納されている復号化画像との補間を行う場合には、例
えば、第１フィールドは画像メモリ１１５から読み出
し、第２フィールドは画像メモリ１１６から読み出すよ
うにする。このようにすると、画像の補間処理を極めて
簡単な構成で行うことが可能である。また、画像メモリ
１１５に格納されている画像と画像メモリ１１６に格納
されている画像を画素ごとに平均をとって出力するよう
にしても良い。

【００３０】なお、ここでは、画像メモリ１１５の画像
と画像メモリ１１６の画像とを補間する場合を例にとっ
たが、画像メモリ１１３〜１１７のうちのどの２つを選
んでも同様である。さらに出力するフレームの位置によ
って加重平均をとるという補間方法を用いても良い。即
ち、例えば、補間処理の結果を出力するフレームが２枚
フレームの場合、画像メモリに格納されている復号化画
像のうち、それぞれ時間的に近い方の復号化画像に対し
て２の重みをつけ、時間的に遠い方の復号化画像に対し
て１の重みをつけて加重平均をとるわけである。

【００３１】なお、本実施例においては、逆方向再生時
にＢフレームの復号化処理を行うかわりに画像補間処理
による補間画像を出力するように制御したが、一部のＢ
フレームの再生を行うことも可能である。例えばＧＯＰ
が６フレームで構成されＰフレームが２フレームおきに
挿入される場合について、図５を用いて説明する。

【００３２】第ｎ番目（図５では第５番目）のＧＯＰの
データ列が再生されるとＩフレームの復号化画像を画像
メモリ１１３に書き込み、次の２つのＢフレームは復号
化処理を行わず、その次のＰフレームの復号化画像を画
像メモリ１１４に書き込む。次にＢフレームのデータ列
が入力されると、画像メモリ１１３に格納されているＩ
フレームの画像と、画像メモリ１１４に格納されている
Ｐフレームの画像とを用いて復号化処理を行い、画像メ
モリ１１５に書き込む。その次のＢフレームも同様にし
て画像メモリ１１６に書き込む。

【００３３】続いて、第（ｎ−１）番目（図５では第４
番目）のＧＯＰのデータ列が再生されると、Ｉフレーム
の復号化画像を画像メモリ１１７に書き込み、画像メモ
リ１１４のＰフレームの復号化画像を出力切り換え部１
１０を介して出力する。次の２フレームでは、画像メモ
リ１１６に格納されているＢフレームの復号化画像と、
画像メモリ１１５に格納されているＢフレームの復号化
画像を順番に、出力切り換え部１１０を介して出力す
る。続いて、画像メモリ１１３に格納されているＩフレ
ームの復号化画像、画像メモリ１１３と画像メモリ１１
４の補間処理画像、という順番に出力する。このように
して、逆方向再生時に、一部のＢフレームは復号化処理
を行い、残りのＢフレームについては、復号化処理を行
うかわりに補間画像を出力することができる。

【００３４】また、本実施例においては、画像メモリの
個数を５個（５フレーム分）としたが、これに限定され
るものではなく、例えばＧＯＰが６フレームで構成され
Ｐフレームが２フレームおきに挿入される場合のＢフレ
ーム再生なしの場合については、画像メモリは３個（３
フレーム分）で良い。この場合の逆方向再生の動作につ
いて図６を用いて簡単に説明する。

【００３５】第ｎ番目（図６では５番目）のＧＯＰが再
生されるとＩフレームの復号化画像が画像メモリ１１３
に、Ｐフレームの復号化画像が画像メモリ１１４に格納
される。続いて第（ｎ−１）番目（図６では４番目）の
ＧＯＰが再生されると、Ｉフレームの復号化画像を画像
メモリ１１５に書き込み、画像メモリ１１４のＰフレー
ムの画像が出力切り換え部１１０を介して出力する。次
の２フレームは、画像補間処理部１１２で作られた、画
像メモリ１１３と画像メモリ１１４との補間画像を、出
力切り換え部１１０を介して出力する。以下同様にし
て、ＩフレームとＰフレームは画像メモリに書き込まれ
た後で読み出され、Ｂフレームのかわりに補間処理され
た画像が出力され、画像メモリは１１３〜１１５の３個
（３フレーム分）で良いことがわかる。

【００３６】以上のように本実施例によれば、逆方向再
生を行う際に、Ｂフレームの一部または全部について、
復号化処理を行うかわりに、既に復号化され画像メモリ
に蓄積しておいた画像を補間処理して出力するように制
御するので、簡単な構成で逆方向再生機能を実現するこ
とができる。

【００３７】図７は、本発明の第２の実施例における映
像信号復号化再生装置のブロック図を示すものである。
図７において、７０１はビデオディスク、７０２はスピ
ンドルモータ、７０３は回転制御部、７０４はピックア
ップ、７０５は送りモータ、７０６は送り制御部、７０
７はフォーカス・トラッキング制御部、７０８は信号処
理部、７０９は画像復号化処理部、７１０は並べ替え処
理部、７１１はシステムコントローラ、７１２及び７１
３は画像メモリ、７１４は出力切り換え部である。

【００３８】以上のように構成された本実施例の映像信
号復号化再生装置について、以下その動作を説明する。
まず、回転制御部７０３によりスピンドルモータ７０２
が制御され、ビデオディスク７０１が所定の回転数で回
転する。システムコントローラ７１１からの指令により
送り制御部７０６が送りモータ７０５を制御してピック
アップ７０４を再生すべき位置まで移送し、フォーカス
・トラッキング制御部７０７により、フォーカスおよび
トラッキングの制御が行われる。また、ピックアップ７
０４からの再生信号は信号処理部７０８で、例えば増
幅、波形整形、クロック再生、データ復調、誤り訂正等
の処理が行われ、画像復号化処理部７０９にデータ列と
して供給される。

【００３９】図８は、１ＧＯＰが１２フレームで構成さ
れＰフレームが２フレームおきに挿入される場合を例に
とって、通常再生時に画像復号化処理部７０９に入力さ
れるデータ列と画像メモリ７１２、７１３の内容の一例
を示したものである。まず、第１番めのデータ列として
Ｉフレームの符号化データ列が入力されると、フレーム
内復号化を行い、画像メモリ７１２に書き込む。第２番
目のデータ列として、Ｐフレームが入力されると、画像
メモリ７１２に格納されているＩフレームの復号化画像
を出力するとともに、Ｉフレームの復号化画像を用いて
フレーム間復号化を行い、復号化結果を画像メモリ７１
３に書き込む。

【００４０】第３番目のデータ列としてＢフレームのデ
ータが入力されると画像メモリ７１２に格納されている
Ｉフレームの復号化画像と画像メモリ７１３に格納され
ているＰフレームの復号化画像とを用いてフレーム間復
号化を行い、復号化結果を出力する。第４番目のデータ
列の場合も同様に、画像メモリ７１２に格納されている
Ｉフレームの復号化画像と画像メモリ７１３に格納され
ているＰフレームの復号化画像とを用いてフレーム間復
号化を行い、復号化結果を出力する。

【００４１】第５番目のデータ列として入力されるＰフ
レームでは、画像メモリ７１３に格納されているＰフレ
ームの復号化画像を出力するとともに、そのＰフレーム
の画像を用いてフレーム間復号化を行い、復号化結果を
画像メモリ７１２に書き込む。第６番目と７番目のＢフ
レームでは、画像メモリ７１２に格納されているＰフレ
ームの復号化画像と画像メモリ７１３に格納されている
Ｐフレームの復号化画像とを用いてフレーム間復号化を
行い、復号化結果を出力する。

【００４２】第８番目のＰフレームでは画像メモリ７１
２に格納されているＰフレームの復号化画像を出力する
とともに、そのＰフレームの画像を用いてフレーム間復
号化を行い、復号化結果を画像メモリ７１３に書き込
む。以下同様にして、ＩフレームとＰフレームは復号化
して画像メモリ７１２、７１３に書き込んで３フレーム
後に出力し、Ｂフレームは復号化と同時に出力するよう
に制御する。画像復号化処理部７１０からの出力は、並
べ替え処理部７１０と出力切り換え部７１４に供給され
るが、出力切り換え部７１４は、通常再生時には、常に
画像復号化処理部７０９からの信号を出力するように制
御される。従って、通常再生時には、並べ替え処理部７
１０からの出力信号は用いられないので、並べ替え処理
部の動作は止めておいても良い。

【００４３】次に、逆方向再生を行う場合の動作につい
て説明する。まず、システムコントローラ７１１により
再生しようとするＧＯＰの１つ前のＧＯＰから２ＧＯＰ
単位で再生するように送り制御部７０６が制御される。
即ち、図９に示すように、まず（ｎ−１）番目のＧＯＰ
とｎ番目のＧＯＰを再生し、次に（ｎー２）番目のＧＯ
Ｐと（ｎー１）番目のＧＯＰを再生するというふうに再
生を行う。この時、（ｎ−１）番目のＧＯＰとｎ番目の
ＧＯＰを再生してから、次の（ｎー２）番目のＧＯＰの
再生を行うために、送り制御部７０６により送りモータ
７０５が制御されピックアップ７０４が（ｎー２）番目
のＧＯＰの先頭を再生するまでの時間が図９におけるピ
ックアップアクセス期間９０１である。一方、システム
コントローラ７１１から、回転制御部７０３に対して、
スピンドルモータ７０２の回転速度を、例えば通常再生
時の２．５倍にするように指令される。この倍率は、２
ＧＯＰのデータを再生する時間とピックアップアクセス
時間９０１の最悪値との和が１ＧＯＰの画像の再生時間
以下となるような値を選択する。

【００４４】このようにして、再生された信号は、図１
０のような順番で画像復号化処理部７０９に供給され
る。まず、（ｎ−１）番目とｎ番目のＧＯＰの再生につ
いて、図１０を用いて、ｎ＝４の場合について説明す
る。

【００４５】（ｎ−１）番目のＧＯＰでは、Ｉフレーム
とＰフレームのみを復号化し、Ｂフレームは復号化しな
い。また、（ｎ−１）番目のＧＯＰでは、復号化した画
像は出力しない。その結果、図１０に示すように画像メ
モリ７１２、７１３にＩフレームとＰフレームの復号化
結果が書き込まれることになる。続くｎ番目のＧＯＰで
は全てのフレームの復号化を行う。即ち、第１番めのデ
ータ列としてＩフレームの符号化データ列が入力される
とフレーム内復号化を行い、復号化結果を画像メモリ７
１２に書き込む。

【００４６】第２番目及び３番目のデータ列として、Ｂ
フレームの符号化データが入力されると、画像メモリ７
１２に格納したＩフレームの復号化画像と、画像メモリ
７１３に格納されているＰフレームの復号化画像を用い
てフレーム間復号化を行い復号化結果を出力する。第４
番目のデータ列としてＰフレームの符号化データが入力
されると、画像メモリ７１２に格納されているＩフレー
ムの復号化画像を出力するとともに、そのＩフレームの
復号化画像を用いてフレーム間復号化を行い、復号化結
果を画像メモリ７１３に書き込む。第５番目及び６番目
のデータ列としてＢフレームのデータが入力されると画
像メモリ７１２に格納されているＩフレームの復号化画
像と画像メモリ７１３に格納されているＰフレームの復
号化画像とを用いてフレーム間復号化を行い、復号化結
果を出力する。

【００４７】以下同様に、Ｐフレームは復号化結果を画
像メモリ７１２または７１３に書き込み３フレーム後に
出力、Ｂフレームは復号化結果をそのまま出力する。こ
のようにして１ＧＯＰの時間で、（ｎ−１）番目とｎ番
目のＧＯＰを再生を行い、ｎ番目のＧＯＰの復号化画像
が出力される。同様にして、次は（ｎ−２）番目と（ｎ
−１）番目のＧＯＰ、そして、（ｎ−３）番目と（ｎ−
２）番目のＧＯＰというふうに再生を行う。

【００４８】画像復号化処理部７０９の出力信号は、並
べ替え処理部７１０と出力切り換え部７１４に供給され
るが、逆方向再生時には、出力切り換え部７１４は、常
に並べ替え処理部７１０からの信号を選択し出力するよ
うに制御される。並べ替え処理部７１０は、入力される
画像をフレーム単位で順番が逆になるように並べ替える
処理を行う。従って、逆方向再生時には、画像復号化処
理部７０９から出力される画像が、並べ替え処理部７１
０によりフレームの順序が逆に並べ替えられて、出力切
り換え部７１４を介して出力されることになる。

【００４９】以上のように本実施例によれば、逆方向再
生時にｎ番目のＧＯＰの画像を再生するために（ｎ−
１）番目のＧＯＰから再生を行うように制御するので、
全てのフレームの復号化を行うことができ高品位の逆方
向再生が可能となる。

【００５０】図１１は、本発明の第３の実施例における
映像信号符号化装置のブロック図を示すものである。図
１１において、１１０１は並べ替え処理部、１１０２は
フレーム内符号化を行うフレーム内符号化処理部、１１
０３は、時間的に前のフレームのみを参照してフレーム
間符号化を行う前方向予測符号化処理部、１１０４は、
時間的に前と後の両方向のフレームを用いて符号化を行
う両方向予測符号化処理部、１１０５は、時間的に後ろ
のフレームのみを参照してフレーム間符号化を行う後方
向予測符号化処理部、１１０６は出力切り換え部、１１
０７は符号化制御部である。

【００５１】以上のように構成された本実施例の映像信
号符号化装置について、１ＧＯＰが１２フレームで構成
されＰフレームが２フレームおきに挿入される場合を例
にとって動作を説明する。まず、映像信号１１０８が入
力されると、並べ替え処理部１１０１により符号化する
順番に並べ替えられ、図１２のような順番になる。そし
て、並べ替え処理部１１０１からの画像信号が符号化処
理部１１０２〜１１０５に入力され、符号化制御部１１
０７により以下のように制御される。

【００５２】次に、第１番目のＧＯＰでは符号化処理部
１１０２〜１１０４を用いて従来と同様の符号化処理を
行う。即ち、まず、第０フレームを、フレーム内符号化
処理部１１０２でフレーム内符号化し、第３フレームを
前方向予測符号化処理部１１０３で第０フレームを用い
てフレーム間符号化する。そして、第１フレームと第２
フレームは、両方向予測符号化処理部１１０４で、第０
フレームと第３フレームを用いてフレーム間符号化す
る。同様にして、第６フレームと第９フレームは、前方
向予測符号化処理部１１０３で、第４，５フレームと第
７，８フレームは両方向予測符号化処理部１１０４で符
号化する。

【００５３】次のＧＯＰからは、最初のフレームはフレ
ーム内符号化処理部１１０２でフレーム内符号化を行う
が、次の２フレーム（２番目のＧＯＰでは、第１０フレ
ームと第１１フレーム）は、後方向予測符号化処理部１
１０５で、時間的に後ろのＩフレーム（２番目のＧＯＰ
では第１２フレーム）を用いてフレーム間符号化を行
う。その後のＰフレーム、Ｂフレームは従来と同様の処
理を行う。即ち、２番目のＧＯＰを例にとると、第１５
フレーム，第１８フレーム，第２１フレームは、前方向
予測符号化処理部１１０３でフレーム間予測符号化を行
い、第１３，１４フレーム、第１６，１７フレーム、第
１９，２０フレームは両方向予測符号化処理部１１０４
でフレーム間予測符号化を行う。

【００５４】このような符号化の制御は符号化制御部１
１０７により行われ、符号化した結果は、出力切り換え
部１１０６に供給される。出力切り換え部１１０６も符
号化制御部１１０７により、符号化の順序に従って符号
化処理部１１０２〜１１０５からの出力を選択するよう
に制御され、圧縮符号化信号１１０９として出力する。

【００５５】なお、本実施例においては、１ＧＯＰが１
２フレームで構成されＰフレームが２フレームおきに挿
入される場合を例にとって説明したが、これに限定され
るものではなくＧＯＰの大きさや、Ｐフレームの挿入さ
れる間隔は幾つでも良い。

【００５６】以上のように本実施例によれば、フレーム
間符号化フレームが別のＧＯＰの画像を参照しないよう
に符号化するようにしたので、１ＧＯＰ内のデータのみ
でその中に含まれる全てのフレームの復号化が可能とな
るため、極めて容易に逆方向再生を実現することができ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像信号の複数枚のフレームを１つの画像単位として圧
縮して記録し、再生する際に、逆方向の再生を可能とす
ることができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の映像信号復号化再生装
置のブロック図

【図２】記録信号のフォーマットの一例を示すフォーマ
ット図

【図３】図１における通常再生時の復号化結果が画像メ
モリに格納される状態を示す図

【図４】同逆方向再生時の復号化結果が画像メモリに格
納される状態を示す図

【図５】同逆方向再生時の復号化結果が画像メモリに格
納される状態を示す図

【図６】同逆方向再生時の復号化結果が画像メモリに格
納される状態を示す図

【図７】本発明の第２の実施例の映像信号復号化再生装
置のブロック図

【図８】図７における通常再生時の復号化結果が画像メ
モリに格納される状態を示す図

【図９】同逆方向再生時の再生される信号の順番を示す
図

【図１０】同逆方向再生時の復号化結果が画像メモリに
格納される状態を示す図

【図１１】本発明の第３の実施例の映像信号符号化装置
のブロック図

【図１２】図１１の動作を示す図

【図１３】（ａ）は従来の圧縮符号化方式におけるＧＯ
Ｐのフレーム構成を示す図（ｂ）は従来の圧縮符号化方式における符号化の順序を
示す図

【符号の説明】１０１，７０１ビデオディスク１０２，７０２スピンドルモータ１０３，７０３回転制御部１０４，７０４ピックアップ１０５，７０５送りモータ１０６，７０６送り制御部１０７，７０７フォーカス・トラッキング制御部１０８，７０８信号処理部１０９，７０９画像復号化処理部１１０，７１４，１１０６出力切り換え部１１１，７１１システムコントローラ１１２画像補間処理部１１３〜１１７，７１２，７１３画像メモリ２０１アドレス情報信号２０２映像情報信号７１０，１１０１並べ替え処理部９０１ピックアップアクセス時間９０２１ＧＯＰの画像を再生する時間１１０２フレーム内符号化処理部１１０３前方向予測符号化処理部１１０４両方向予測符号化処理部１１０５後方向予測符号化処理部１１０７符号化制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】動画像信号の連続する複数枚のフレームを
１つの画像単位とし、予測符号化により圧縮されて記録
媒体に記録された動画像データを再生する映像信号復号
化再生装置であって、前記動画像データを前記画像単位
毎に再生することのできる動画像データ再生手段と、前
記動画像データ再生手段により再生された再生信号のフ
レーム内復号化を行う第１の復号化手段と、前記再生信
号の時間的に前方向のフレームからの予測を用いてフレ
ーム間復号化を行う第２の復号化手段と、前記再生信号
の時間的に前方向のフレームからの予測と時間的に後方
向のフレームからの予測とを用いてフレーム間復号化を
行う第３の復号化手段と、前記第１の復号化手段により
復号化された復号化画像と、前記第２の復号化手段によ
り復号化された復号化画像の両方または一方を記憶して
おく復号化画像記憶手段と、前記復号化画像記憶手段に
記憶された複数の前記復号化画像のうちの所定の２枚の
画像を用いて補間画像を得る画像補間手段と、逆方向の
再生時に、前記第３の復号化手段による復号化画像の一
部または全部を出力するかわりに前記画像補間手段によ
る補間画像を出力するように制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする映像信号復号化再生装置。
【請求項２】画像補間手段が、第１フィールドの出力画
像として、復号化画像記憶手段に記憶された第１の画像
の第１フィールドを選択して出力し、第２フィールドの
出力画像として、前記復号化画像記憶手段に記憶された
第２の画像の第２フィールドを選択して出力する手段で
あることを特徴とする請求項１記載の映像信号復号化再
生装置。
【請求項３】動画像信号の連続する複数枚のフレームを
１つの画像単位とし、予測符号化により圧縮されて記録
媒体に記録された動画像データを再生する映像信号復号
化再生装置であって、前記動画像データを前記画像単位
毎に再生することのできる動画像データ再生手段と、前
記動画像データ再生手段により再生された再生信号のフ
レーム内復号化を行う第１の復号化手段と、前記再生信
号の時間的に前方向のフレームからの予測を用いてフレ
ーム間復号化を行う第２の復号化手段と、前記再生信号
の時間的に前方向のフレームからの予測と時間的に後方
向のフレームからの予測とを用いてフレーム間復号化を
行う第３の復号化手段と、逆方向の再生時には、前記画
像単位の画像を復号化する際に、再生しようとする前記
画像単位の１つ前の前記画像単位と、前記再生しようと
する画像単位とを、前記画像単位の画像を出力する期間
以下の時間で再生するように制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする映像信号復号化再生装置。
【請求項４】動画像信号の連続する複数枚のフレームを
１つの画像単位とし、予測符号化により映像信号を圧縮
する映像信号符号化装置であって、フレーム内符号化を
行う第１の符号化手段と、時間的に前方向のフレームと
の相関を利用してフレーム間予測符号化を行う第２の符
号化手段と、時間的に前方向のフレームとの相関と時間
的に後方向のフレームとの相関との両方を利用してフレ
ーム間予測符号化を行う第３の符号化手段と、時間的に
後ろ方向のフレームとの相関を利用してフレーム間予測
符号化を行う第４の符号化手段と、前記画像単位の中の
１フレームの画像を前記第１の符号化手段で符号化し、
前記フレームからｎフレーム（ｎは自然数）おきの１フ
レーム毎に第２の符号化手段で符号化するとともに、前
記フレームの前のｎフレームは前記第４の符号化手段で
符号化し、その他のフレームを前記第３の符号化手段で
符号化するように符号化方式を制御する手段とを備えた
ことを特徴とする映像信号符号化装置。