JP3046224B2 - 固定ビット率の符号化方法および装置とこれを利用した高速探索のためのトラッキング方法 - Google Patents

固定ビット率の符号化方法および装置とこれを利用した高速探索のためのトラッキング方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固定ビット率の符号
化方法および装置とこれを利用した高速探索のためのト
ラッキング方法に係り、特にクラスタ単位にビット量を
固定して正常再生時に高画質を保ちながら高速探索の性
能を向上させた固定ビット率の符号化方法および装置と
高速探索のためのトラッキング方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、映像および音声信号を送信または
受信する装置において映像信号および音声信号をディジ
タル信号に符号化して伝送したり、あるいは貯蔵部に貯
蔵し、これをさらに復号化して再生する方式が普遍化さ
れている。しかしながら、映像信号をディジタルデ−タ
に符号化する場合、デ−タ量が多くなるので、ディジタ
ル映像信号に含まれている冗長性デ−タを除去して全体
デ−タ量を減少させるために、変換符号化、ＤＰＣＭ
（Differential Pulse CodeModulation）、量子化およ
び可変長符号化などが遂行される。
【０００３】一方、磁気テ−プに信号を高密度に記録す
る磁気記録密度技術が開発されているが、磁気記録密度
技術の限界性により、特にデ−タ量の多いディジタル映
像信号を長時間記録するには困難さを伴う。したがっ
て、現在にディジタルビデオカセットレコ−ダ（以下、
ＤＶＣＲという）の場合、前述したデ−タ圧縮方法など
を利用してディジタル映像信号を圧縮して記録時間を延
長することにより、その実用化を図っている。
【０００４】しかしながら、このようなＤＶＣＲでは、
高速探索時にアナログＤＶＣＲに比べて多くの問題点が
生じる。すなわち、ヘリカルスキャン方式のＶＣＲにお
いて、高速探索時に再生ヘッドが複数の記録トラックを
横切ってスキャンするので、記録トラックに記録された
信号がすべて完全に再生されず記録トラックとヘッドと
が接触する部分に含まれたデ−タのみが部分的に再生さ
れるからである。これにより、高速探索時に再生される
映像の画質が劣化するなどの問題点が発生する。
【０００５】図１は従来の高速探索方法によるヘッドの
軌跡を示した図である。図１において、実線で示した矢
印は正常再生時のヘッドの軌跡を示し、点線で示した矢
印は３倍速探索時のヘッドの軌跡を示す。図１に示した
高速探索方法において各トラックのヘッドがスキャンす
る部分のみが再生されるために、映像信号の一部分のみ
が再生されるという問題点があった。
【０００６】図２は従来のダイナミックトラッキング方
法によるヘッドの軌跡を示した図である。図２におい
て、ヘッドは最初の実線で示した矢印に沿って１番目の
記録トラックをスキャンし、点線で示した矢印に沿って
移動した後、３つの記録トラックを移動して次の４番目
の記録トラックをスキャンするようになる。このような
動作を繰り返すことにより、３倍速の高速探索が遂行さ
れる。
【０００７】ここで、ダイナミックトラッキングとは、
高速探索時にヘッドの位置をトラックの幅方向に変化さ
せヘッドが記録トラックから逸することを防止する技術
である。通常のヘッドは回転ドラム上に固着されている
が、ダイナミックトラッキングの場合にはヘッドが圧電
素子やリニアボイスコイル（ＬＶＭ；Linear Voice Coi
l)を経てドラムに装着されているために、圧電素子やリ
ニアボイスコイルに印加される電圧を変化してヘッドの
変位を調節する。
【０００８】このようなダイナミックトラッキング方法
によるＮ倍速の高速探索動作時のヘッドはＮ個の連続し
た記録トラックのうちのいずれか１つのトラック（ここ
では１番目の記録トラック）をスキャンするように制御
される。このようなダイナミックトラッキング方法を利
用した高速探索方法の性能はヘッドの流動可能な変位に
よって左右され、これは機械構造によって定まる。例え
ば、トラックピッチがＷであり、ヘッドの変位がＷ×
（Ｎ−１）とすると、Ｎ倍速までの高速探索が可能であ
る。
【０００９】しかしながら、ダイナミックトラッキング
方法を採択したＶＣＲにおいてＮ倍速の高速探索を遂行
するためにはヘッドが０変位からＷ×（Ｎ−１）変位ま
で制御されなければならなく、探索速度が速くなるほど
変位値が増えなければならない。ダイナミックトラッキ
ングの探索速度が一定の範囲に制限するという問題点が
あった。
【００１０】図３は図２に示したダイナミックトラッキ
ング方法においてヘッドの変位を示す図である。図３に
おいて、実線Ａはダイナミックトラッキング方法による
ヘッドの軌跡を示し、Ｂは図１に示した方法によるヘッ
ドの軌跡を示したものである。図３に示したように、ダ
イナミックトラッキング方法により３倍速の高速探索を
遂行するためにはヘッドは０変位からＷ×（Ｎ−１）に
よって定まる２Ｗの最大変位まで移動されなければなら
ない。したがって、ダイナミックトラッキング方法では
探索速度が速くなるほど変位値が最大変位まで増えなけ
ればならなく、これは機械的な構造により制約されるの
で、ダイナミックトラッキングの探索速度が一定の範囲
に制限するという問題点があった。
【００１１】一方、ＨＤＴＶ（High Definition Televi
sion）信号をＤＶＣＲに記録する時、高画質、フレ−ム
間の編集、反復複写、高速探索などの条件により様々な
制限が従う。このような諸般条件を満足させるためには
フレ−ム毎に圧縮された映像信号のビット量を固定した
値に保つことが重要である。ところが、フレ−ム画像の
ビット量は映像の特性に応じて一定しないので、フレ−
ム毎に一定のビット量で記録しなければならないＤＶＣ
Ｒにおいて、効率的な圧縮符号化方法が必要である。一
定のビット量を持つ圧力符号化方法は、可変長符号化を
使用する場合はさらに難しくなり、画質に係わるビット
量の固定単位（符号量の固定単位ともいう）は高速探索
の性能と相伴う関係にある。すなわち、ビット量の固定
単位を小さくする場合、高速探索には有利となるが、相
対的に可変長符号化器の効率が低下するので、再生され
る画質の劣化をもたらす。
【００１２】一方、圧縮されたデ−タ量がフレ−ム毎に
許容値を越さないようにするバッファ調節による後方制
御のような動映像で使用する一般的なビット量の調整方
法は、フレ−ム内符号化してＨＤＴＶ信号を記録／再生
するＤＶＣＲにおいてそのまま使用し得ないという問題
点があった。したがって、高速探索時に高性能面と一般
再生時の高画質とに適した効率的なビット量固定方法が
求められた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フレ
−ム内符号化してＨＤＴＶ信号を記録／再生するＤＶＣ
Ｒにおいて、ブロックシャフリングと適応的な量子化器
の前方制御により効率的にビット量を固定する符号化方
法およびその装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、高速探索のための改善されたダイナミックトラ
ッキング方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明による固定ビット率の符号化方法は、
（ａ）所定の変換による変換係数を可変長符号化する方
法において、流入される映像デ−タを変換ブロックに分
割して所定数の変換ブロックからなるユニットブロック
を構成し、１画面内において所定の位置に分散され配置
されている所定数のユニットブロックを抽出してビット
量の固定単位を構成する段階と、（ｂ）前記（ａ）段階
で構成されたビット量の固定単位のデ−タを所定の変換
により変換符号化する段階と、（ｃ）前記（ｂ）段階で
得られた変換係数を初期圧縮整数により量子化して、ユ
ニットブロック単位にその量子化された結果のビット量
を目標ビット量と比較して実際の圧縮整数を算出する段
階と、（ｄ）前記実際の圧縮整数により前記変換係数を
ユニットブロック単位に量子化する段階と、（ｅ）前記
（ｄ）段階で量子化された変換係数のうちＤＣ係数と所
定個の低周波成分のＡＣ係数とは固定長符号化し、残り
のＡＣ係数は可変長符号化し、ビット量の固定単位に固
定されたビット量を持つように符号化する段階と、
（ｆ）前記（ｅ）段階で符号化されたＤＣ係数と所定数
のＡＣ係数を独立に復号可能なコ−ド（ＩＤＣ；Indepe
ndent Decodable Code）デ−タ領域に記録し、前記
（ｅ）段階で符号化された残りのＡＣ係数は依存的に復
号可能なコ−ド（ＤＤＣ；dependent Decodable Code）
デ−タ領域に記録するためのフォ−マッティング段階と
を含むことを特徴とする。
【００１５】本発明による固定ビット率の符号化装置
は、所定の変換による変換係数を可変長符号化する装置
において、流入される映像デ−タを変換ブロックに分割
して所定数の変換ブロックからなるユニットブロックを
構成し、１画面内において所定の位置に分散され配置さ
れている所定数のユニットブロックを抽出してビット量
の固定単位を構成するブロッキングおよびシャフリング
手段と、前記ブロッキングおよびシャフリング手段によ
り構成されたビット量の固定単位のデ−タを所定の変換
により変換符号化する手段と、前記変換符号化手段から
出力される変換係数を所定個の初期圧縮整数を利用して
量子化しユニットブロック毎に符号化されたビット量を
計算してビット量の固定単位別に累積させるビット量分
析手段と、ビット量の固定単位別の累積ビット量を圧縮
率による目標ビット量と比較し、目標ビット量にさらに
近接したビット量が出力できる前記所定個の初期圧縮整
数のうちのいずれか１つを選定して基準圧縮整数として
定める正規化手段と、前記基準圧縮整数とこの値に近接
した所定個の圧縮整数とを利用してユニットブロックの
変換係数を量子化する多重量子化手段と、前記多重量子
化手段で量子化された係数のコ−ド長さを推定して割り
当てられたユニットブロックのビット量に最も近接した
ビット量を生成させる実際の圧縮整数を算出するビット
量評価手段と、前記実際の圧縮整数により前記変換係数
を量子化する手段と、前記量子化手段の出力をジグザグ
スキャンしてＤＣ係数と所定個の低周波成分のＡＣ係数
とは固定長符号化し、残りのＡＣ係数は可変長符号化
し、ビット量固定単位に固定されたビット量を持つよう
に符号化する可変長符号化手段と、前記符号化手段で符
号化されたＤＣ係数と所定数の低周波成分はＩＤＣデ−
タ領域に記録し、前記符号化手段で符号化された残りの
ＡＣ係数はＤＤＣデ−タ領域に記録するためのフォ−マ
ッティング手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】本発明によるトラッキング方法は、前記固
定ビット率の符号化方法により記録された映像信号を高
速に探索する方法において、Ｎ倍の高速探索時に再生ヘ
ッドが連続されたＮ個の記録トラックのうちから選ばれ
た所定番目の記録トラックの前記ＩＤＣ領域のデ−タの
みをスキャンした後、次のＮ番目トラックまではＮ倍速
に対応するスキャン領域（ＤＤＣ領域）のデ−タをスキ
ャンすることを特徴とする。
【００１７】ビット量の固定単位をフレ−ム単位より小
さいクラスタ単位にすることにより、容易に固定ビット
率を達成し、フレ−ム映像デ−タをシャフリングするこ
とにより、量子化雑音を分散させる。また、映像信号の
ＤＣおよび低周波のＡＣ成分を記録トラックの先端に記
録し、すべての成分を記録トラックの先端に連続して記
録し、高速探索時に記録トラックの先端に記録された大
部分の映像情報を持つＩＤＣ領域のみをスキャンした
後、各倍速に該当するスキャン位置の情報をスキャンす
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施例をさらに詳細に説明する。図４（Ａ）に示し
たフレ−ムは輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ）
との比であるＹ：Ｃｒ：Ｃｂが４：２：２で構成されて
いる。ＨＤＴＶ信号を記録するＤＶＣＲの場合は高画質
を維持しなければならないために、色成分を副標本化す
ることなくそのまま使用している。輝度信号と色差信号
とはそれぞれ１０４０×１９２０と１０４０×９６０の
解像度を有する。
【００１９】図４（Ｂ）はマクロブロックからなるフレ
−ム映像デ−タを示すものである。フレ−ム映像デ−タ
の輝度信号と色差信号との構成比が４：２：２なので、
ブロックシャフリングおよび量子化ステップサイズの基
本単位となるマクロブロック（ユニットブロックともい
う）は図４（Ｃ）に示したように、輝度成分の４つのＤ
ＣＴブロックと色差成分の４つのＤＣＴブロックとから
なる８つのＤＣＴブロック（８×８）で構成される。
【００２０】そして、図４（Ｄ）はビット量固定および
高速探索の基本単位となるクラスタ（ビット量固定単位
ともいう）の構造を示すものであり、クラスタは１０個
のマクロブロックからなる。本発明による符号化方法で
は１０個のマクロブロックからなるクラスタのビット量
を固定ビット率に符号化する。これはフレ−ム単位の固
定ビット率を容易に達成し、量子化雑音をフレ−ム全体
に分散させ得るようにするためのものである。
【００２１】また、本発明による符号化方法では、図４
（Ｂ）に示した構造のフレ−ム映像デ−タをマクロブロ
ック単位にシャフリングを行う。これはフレ−ム映像内
で位置に応じて発生するビット量の偏差を軽減させるた
めのものである。このようなシャフリング方法はバ−ス
トエラ−に効果的に対応できる。図５（Ａ）および図５
（Ｂ）は本発明による固定ビット率の符号化方法におけ
るシャフリング段階を示すためのものである。図４
（Ｂ）に示したフレ−ム映像デ−タは図５（Ａ）に示し
たように、横方向に１０個、縦方向に１３個に区画され
た１３０個のスパ−ブロックに分割される。それぞれの
スパ−ブロックは図５（Ｂ）に示したように横方向に１
２個、縦方向に５個のマクロブロックを持つ。
【００２２】１つのクラスタは図５（Ａ）に示した１０
個のスパ−ブロックから１つずつのマクロブロックを抽
出して形成する。これがつまりブロックシャフリングで
ある。任意のクラスタをＣ（ｉ，ｊ）とする時、それぞ
れを構成するマクロブロックは次の式により定まる。 Ｃ（ｉ，ｊ）＝｛ＭＢ(i＋10) mod n, 4, k, ＭＢ(i＋６) mod n, 5, k ＭＢ(i＋１) mod n, 3, k, ＭＢ(i＋２) mod n, 6, k ＭＢ(i＋５) mod n, 2, k, ＭＢ(i＋11) mod n, 7, k ＭＢ(i＋９) mod n, 1, k, ＭＢ(i＋７) mod n, 8, k ＭＢ(i＋０) mod n, 0, k, ＭＢ(i＋３) mod n, 9, k ｝ ・・・（１） ここで、ｉ＝｛０，１，…，ｎ−１｝、ｋ＝｛０，１，
…，５９｝、そしてｎ＝１３である。
【００２３】式（１）においてｍｏｄは変調演算を示
す。マクロブロックを規定する１番目と２番目のインデ
ックスは図５（Ａ）のスパ−ブロックの位置を示すもの
であり、３番のインデックスは図５（Ｂ）に示した当該
スパ−ブロック内のマクロブロックの位置を示すもので
ある。図５（Ａ）の斜線の部分は１つのクラスタを構成
する場合にマクロブロックが抽出される当該スパ−ブロ
ックを示すものである。
【００２４】図６は本発明による固定ビット率の符号化
方法に適する符号化装置を示すブロック図である。図６
において、参照符号４０は図４（Ａ）〜図５（Ｂ）に示
した入力される映像をＤＣＴブロックに分割した後、フ
レ−ム内の所定位置にある１０つのスパ−ブロックから
マクロブロックを抽出してクラスタを構成するブロッキ
ングおよびシャフリング部であり、４２はブロッキング
およびシャフリング部４０から出力されるクラスタ単位
の映像信号を変換符号化して出力するＤＣＴ部である。
【００２５】参照符号４４〜５０を有するブロックによ
り構成されるのは実際の圧縮整数を求めるための先行分
析経路であって、４４はＤＣＴ部４２から出力される変
換係数を初期圧縮整数を利用して量子化し、マクロブロ
ック毎に符号化されたビット量を計算してクラスタ別に
累積するビット量分析部であり、４６はビット量分析部
４４からクラスタ別に累積されたビット量に応じて各マ
クロブロックに割り当てられるビット量と圧縮率に適す
る圧縮整数を算出する正規化部であり、４８は正規化部
４６から算出された圧縮整数と近接した６つの圧縮整数
を利用して再び量子化を遂行する多重量子化部であり、
５０は多重量子化部４８の量子化結果を評価して実際の
量子化が行われる主経路に送られる実際の圧縮整数を定
めるビット量評価部である。
【００２６】参照符号５２〜６０を有するブロックによ
り構成されるのは実際の符号化が行われる主経路であっ
て、５２はＤＣＴ部４２から出力される変換係数をクラ
スタの周期ほど遅延させるクラスタ遅延部であり、先行
分析経路と主経路とのタイミングを調節するためのもの
であり、５４は先行分析経路のビット量評価部５０から
算出された実際の圧縮整数によりクラスタ遅延部５２で
遅延された変換係数を量子化する量子化部であり、５６
は量子化された変換係数をジグザグスキャンするジグザ
グスキャン部であり、５８はジグザグスキャンされた変
換係数を可変長符号化する可変長符号化部であり、６０
は可変長符号化部５８から出力される結果をＩＤＣデ−
タ領域とＤＤＣデ−タ領域にそれぞれ出力するフォ−マ
ッティング部である。
【００２７】次いで、図６に示した符号化装置の動作を
図７に結び付けて詳細に説明する。ブロッキングおよび
シャフリング部４０では入力されるフレ−ム映像デ−タ
をＮ１×Ｎ２（ここでは８×８）ブロックに分割して、
４つの輝度信号ブロックと４つの色差信号ブロックとか
らなるマクロブロックで構成し、図５（Ａ）に示したよ
うに１フレ−ムに分散され配置された１０個のスパ−ブ
ロックから式（１）により１つずつのマクロブロックを
集めて１つのクラスタを構成する。
【００２８】ＤＣＴ部４２ではクラスタ内の８×８ブロ
ックデ−タを周波数領域のデ−タに変換する。一般に、
各ブロックに対するデ−タ変換はＤＣＴ（Discrete Cos
ineTransform)、ＷＨＴ（Walsh-Hadamard Transfor
m）、ＤＦＴ（Discrete FourierTransform) およびＤＳ
Ｔ（Discrete sine Transform)方式などにより行われ得
る。本発明では符号化器に最も広く用いられているＤＣ
Ｔを利用する。
【００２９】ビット量分析部４４はＤＣＴ部４２から出
力される変換係数を２つの初期圧縮整数ｉｓｆ１，ｉｓ
ｆ２を利用して量子化し、マクロブロック毎に符号化さ
れたビット量を計算してクラスタ別に累積させる。この
間、主経路のデ−タはクラスタ遅延部５２で待機する。
正規化部４６はビット量分析部４４から出力されるクラ
スタ別に累積されたビット量を予め定められた所定の圧
縮率による目標ビット量と比較し、目標ビット量にさら
に近接したビット量を出力できる初期圧縮整数を算出し
て基準圧縮整数ｒｓｆとして定める。
【００３０】基準圧縮数を算出する式は下記式の通りで
ある。
【００３１】
【数１】
【００３２】ここで、ｉ＝１，２，…，７８００（マク
ロブロック／フレ−ム）である。式（３）は０．１単位
の圧縮整数の変化がある時、各マクロブロックのビット
量の変化量を計算する方法である。ＣＭＢは初期圧縮整
数に符号化されたマクロブロックのビット量を示す。式
（４）のＳＣＭＢは２つの初期圧縮整数（ｉｓｆ１，ｉ
ｓｆ２）のうちから選ばれた基準圧縮整数に符号化され
た各マクロブロックのビット量であり、式（４）は下記
の式（６）により計算される割り当てられたマクロブロ
ックのビット量と基準圧縮整数に符号化されたマクロブ
ロックのビット量との間の差に対する圧縮整数の変化分
（ＭＢ ｄｓｆi ）を示す。
【００３３】式（５）は多重量子化部４８で用いられる
圧縮整数（ｓｆ′）として基準圧縮整数（ｒｓｆ）と圧
縮整数の変化分（ＭＢ ｄｓｆi ）とを加えた値を使用
する。正規化部４６は基準圧縮整数に符号化された１０
個のマクロブロックからなるクラスタ単位内で各マクロ
ブロックに符号化するビット量を割り当てる。クラスタ
内のそれぞれのマクロブロックに割り当てられるビット
量は次の式（６）により定められる。
【００３４】
【数２】
【００３５】ここで、目標クラスタのビット量は１／４
圧縮時に１０２４０バイトとして与えられ、実際のクラ
スタのビット量が超過または不足する時はビット量分析
部４４の結果を利用してビット量を制御するようにな
る。多重量子化部４８では式（５）で求めた圧縮整数と
この値と近接した６個の圧縮整数を利用してそれぞれの
圧縮整数に応じてマクロブロック単位に量子化を遂行す
る。
【００３６】ビット量評価部５０では多重量子化部４８
で量子化された係数のコ−ド長さを推定して割り当てら
れたマクロブロックのビット量と最も近接なビット量を
生成させる実際の圧縮整数（ｓｆ）を選択する。ここ
で、実際の圧縮整数（ｓｆ）の範囲は２．００〜７．０
０であり、この実際の圧縮整数（ｓｆ）はマクロブロッ
ク毎に９ビットに符号化される。このビット量評価部５
０で定まった実際の圧縮整数は実際の量子化が遂行され
る主経路の量子化部５４に送られ、量子化部５４ではク
ラスタ遅延部５２から出力される遅延された変換係数を
量子化する。
【００３７】図７は図６に示した第１ビット量分析部お
よび量子化部で用いられた量子化テ−ブルを示したもの
であり、輝度成分と色差成分とによりそれぞれ相異なる
量子化テ−ブルを使用した。ＪＰＥＧ（Joint Picture
Engineering Group)およびＭＰＥＧ（Moving Picture E
ngineering Group）で提案した圧縮符号化方式に使用さ
れた量子化テ−ブルは高いビット率の圧縮方式を有する
ＨＤＴＶ用のＤＶＣＲには適合しない。したがって、本
発明では人間の視覚システムを利用する低圧縮用のＤＶ
ＣＲに適する量子化テ−ブルを用いる。
【００３８】ビット率を固定する一般的な方法は、人間
の視覚システム特性が高周波成分の量子化雑音に対して
低周波成分の量子化雑音より敏感でないので、高周波成
分であるほど量子化ステップサイズを大きくして量子化
雑音をさらに許しても関係ない。したがって、ＤＣＴ係
数は周波数領域の変換係数の複雑性などに応じて定まる
量子化ステップサイズにより量子化される。
【００３９】しかしながら、本発明は高周波成分である
ほど量子化ステップサイズを大きくする方法とは異な
り、各マクロブロックの量子化雑音を１フレ−ム全体に
わたって均等に分布させる、より効率的なビット量アル
ゴリズムを実現させるためのものである。すなわち、１
０個のマクロブロックからなるクラスタは与えられたビ
ット量（１／４圧縮時に１０２４０バイト）内において
１フレ−ム全体にわたって量子化雑音を均一に分散させ
るように構成される。
【００４０】したがって、本発明の符号化時に適用され
る量子化ステップサイズＱＡＣ（ｉ，ｊ）を算出する式
は次の通りである。
【００４１】
【数３】
【００４２】ここで、ｉ，ｊ＝１，２，…，８ ｐ，ｑは調整パラメ−タで、Ｑ（ｉ，ｊ）は図７の量子
化テ−ブルで、ｓｆは実際の圧縮整数として２．０〜
７．０の値を有する。ジグザグスキャン部５６では量子
化部５４から出力される量子化された変換係数をジグザ
グスキャンする。
【００４３】可変長符号化部５８ではジグザグスキャン
部５６を通じて出力される量子化された係数をＤＣ成分
とＡＣ成分とに分離してハフマンコ−ドで符号化を遂行
する。例えば、ジグザグスキャンした後、０（ＤＣ係
数）、１，２番目の係数（ＡＣ係数）はそれぞれ１１ビ
ットとして固定長符号化し、残りの係数（３〜６３番目
のＡＣ係数）は可変長符号化する。
【００４４】この時、ＤＣ係数は隣のブロックのＤＣ係
数値の差分値で符号化するＤＰＣＭにより符号化されず
ＰＣＭで独立に符号化され、ＡＣ係数は可変長符号化さ
れる。すなわち、ＡＣコ−ドは次の式（８）で表す。
【００４５】
【数４】
【００４６】前記の式において、ＡＣコ−ドはそれぞれ
１１個の領域に区分され、コ−ド長さが１６ビットに制
限されている。この可変長符号化部５８は各マクロブロ
ックから出力される符号化されたコ−ド長さと割り当て
られたビット量との差を計算してその差分ビット量を次
のマクロブロックに繰り越し、最終的なビット量の固定
はクラスタ単位に遂行する。
【００４７】フォ−マッティング部６０は可変長符号化
部５８で符号化された結果を入力してＩＤＣおよびＤＤ
Ｃデ−タ領域にそれぞれ出力する。ＩＤＣデ−タ領域と
ＤＤＣデ−タ領域とに出力信号の記録されたテ−プの正
常再生時のヘッド軌跡を示している、図８に示したよう
に、フォ−マッティング部６０の出力信号が記録される
テ−プは記録トラックの先端に位置するＩＤＣデ−タ領
域と、ＩＤＣデ−タ領域に連続して位置するＤＤＣデ−
タ領域とを有する。
【００４８】本発明ではクラスタ単位にＤＣ成分および
数個の低周波数ＡＣ成分（ここではジグザグスキャン後
の０，１，２番目の係数）を集めてＩＤＣデ−タ領域に
配置し、クラスタ単位にＤＣ成分とすべてのＡＣ成分
（ここでは１〜６３番目係数）をＤＤＣデ−タ領域に配
置する。また、本発明は従来のように、ＩＤＣデ−タ領
域にはＤＣ成分および数個の低周波数のＡＣ成分が記録
され、ＤＤＣデ−タ領域には残りのＡＣ成分が記録され
得る。
【００４９】図９は本発明による符号化方法および装置
が適用される改善されたダイナミックトラッキング方法
によるヘッドの軌跡を示す図である。Ｎ倍速の高速探索
時に連続するＮ個の記録トラック中の１番目の記録トラ
ックのＤＣ領域に記録された情報を図２に示したダイナ
ミックトラッキング方法のようにヘッドの位置をトラッ
ク幅方向に変換してスキャンした後、図１に示したよう
に、各倍速に該当するスキャン位置にあるＤＤＣ領域の
情報をスキャンすることにより、記録トラックの先端に
記録されたＩＤＣ情報だけでなくＤＤＣ情報も読み出し
て過ぎていくので、図１に示した従来のトラッキング方
法よりは重要な情報を持つＩＤＣ情報を多く読み出すこ
とができるので、高速探索時に再生画質の向上をもたら
す。また、従来のダイナミックトラッキング方法でのよ
うにヘッドの最大変位により探索速度が制限される問題
点を解決することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明による固
定ビット率の符号化方法は、ビット量の固定単位をフレ
−ム単位より小さいクラスタ単位にすることにより、容
易に固定ビット率を達成し、フレ−ム映像デ−タをシャ
フリングすることにより、量子化雑音を分散させるとい
う効果を有する。
【００５１】また、本発明は映像信号のＤＣおよび低周
波のＡＣ成分を記録トラックの先端に記録し、すべての
成分を記録トラックの先端に連続して記録し、高速探索
時に記録トラックの先端に記録された大部分の映像情報
を持つＩＤＣ領域のみをスキャンした後、各倍速に該当
するスキャン位置の情報をスキャンすることにより、ヘ
ッドが記録トラックの全体をスキャンしなくても大部分
の映像情報を再生する効果とヘッドの最大変位により探
索速度が制御されることを解決する効果とを有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高速探索方法によるヘッドの軌跡を示し
た図である。
【図２】従来のダイナミックトラッキング方法によるヘ
ッドの軌跡を示した図である。
【図３】図２に示したダイナミックトラッキング方法に
おいてヘッドの変位を示した図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明による固定ビット率の
符号化方法を適用した符号化装置での入力映像信号のフ
ォ−マットを示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明による固定ビット率の
符号化方法におけるシャフリング段階を説明するための
図である。
【図６】本発明による固定ビット率の符号化方法に適す
る符号化装置のブロック図である。
【図７】図６に示したビット量分析部および量子化部で
用いられる量子化テ−ブルを示した図である。
【図８】図６に示したフォ−マッティング部の出力信号
が記録されるテ−プの正常再生時のヘッドの軌跡を示す
図である。
【図９】本発明による高速探索動作のためのトラッキン
グ方法によるヘッドの軌跡を示した図である。
【符号の説明】
４０ ブロッキングおよびシャフリング部 ４２ ＤＣＴ部 ４４ ビット量分析部 ４６ 正規化部 ４８ 多重量子化部 ５０ ビット量評価部 ５２ クラスタ遅延部 ５４ 量子化部 ５６ ジグザグスキャン部 ５８ 可変長符号化部 ６０ フォ−マッティング部
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/30 Ｈ０４Ｎ 7/133 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 20/10 H03M 7/40 H04N 5/783 H04N 5/91 - 5/956 H04N 7/30

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の変換による変換係数を可変長符号
    化する方法において、 （ａ）流入される映像デ−タを変換ブロックに分割して
    所定数の変換ブロックからなるユニットブロックを構成
    し、１画面内において所定の位置に分散され配置されて
    いる所定数のユニットブロックを抽出してビット量の固
    定単位を構成する段階と、 （ｂ）前記（ａ）段階で構成されたビット量の固定単位
    のデ−タを所定の変換により変換符号化する段階と、 （ｃ）前記（ｂ）段階で得られた変換係数を初期圧縮整
    数により量子化して、ユニットブロック単位にその量子
    化された結果のビット量を目標ビット量と比較して実際
    の圧縮整数を算出する段階と、 （ｄ）前記実際の圧縮整数により前記変換係数をユニッ
    トブロック単位に量子化する段階と、 （ｅ）前記（ｄ）段階で量子化された変換係数のうちＤ
    Ｃ係数と所定個の低周波成分のＡＣ係数とは固定長符号
    化し、残りのＡＣ係数は可変長符号化し、ビット量の固
    定単位に固定されたビット量を持つように符号化する段
    階と、 （ｆ）前記（ｅ）段階で符号化されたＤＣ係数と所定数
    のＡＣ係数をＩＤＣデ−タ領域に記録し、前記（ｅ）段
    階で符号化された残りのＡＣ係数はＤＤＣデ−タ領域に
    記録するためのフォ−マッティング段階とを含むことを
    特徴とする固定ビット率の符号化方法。
  2. 【請求項２】 前記（ａ）段階は、 （ａ−１）前記映像デ−タを離散余弦変換のための複数
    の変換ブロックに分割する段階と、 （ａ−２）前記（ａ−１）段階で分割された変換ブロッ
    クを隣接した変換ブロック同志複数個組み合わせてユニ
    ットブロックに形成する段階と、 （ａ−３）前記（ａ−２）段階の結果から隣接されてい
    ないユニットブロック同志複数個組み合わせてビット量
    固定単位を形成する段階とを含むことを特徴とする請求
    項１に記載の固定ビット率の符号化方法。
  3. 【請求項３】 前記（ｃ）段階は、 （ｃ−１）前記（ｂ）段階で得られた変換係数を所定個
    の初期圧縮整数を利用して量子化し、ユニットブロック
    毎に符号化されたビット量を計算してビット量固定単位
    別に累積させる段階と、 （ｃ−２）ビット量固定単位別の累積ビット量を圧縮率
    による目標ビット量と比較し、目標ビット量にさらに近
    接したビット量を出力できる前記所定個の初期圧縮整数
    のうちのいずれか１つを選定して基準圧縮整数として定
    める正規化段階と、 （ｃ−３）前記基準圧縮整数とこの値と近接した所定個
    の圧縮整数を利用してユニットブロックの変換係数を量
    子化する段階と、 （ｃ−４）前記（ｃ−３）段階で量子化された係数のコ
    −ド長さを推定して割り当てられたユニットブロックの
    ビット量に最も近接したビット量を生成させる実際の圧
    縮整数を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項
    １に記載の固定ビット率の符号化方法。
  4. 【請求項４】 所定の変換による変換係数を可変長符号
    化する装置において、流入される映像デ−タを変換ブロ
    ックに分割して所定数の変換ブロックからなるユニット
    ブロックを構成し、１画面内において所定の位置に分散
    され配置されている所定数のユニットブロックを抽出し
    てビット量の固定単位を構成するブロッキングおよびシ
    ャフリング手段と、 前記ブロッキングおよびシャフリング手段により構成さ
    れたビット量の固定単位のデ−タを所定の変換により変
    換符号化する手段と、 前記変換符号化手段から出力される変換係数を所定個の
    初期圧縮整数を利用して量子化しユニットブロック毎に
    符号化されたビット量を計算してビット量の固定単位別
    に累積させるビット量分析手段と、 ビット量固定単位別の累積ビット量を圧縮率による目標
    ビット量と比較し、目標ビット量にさらに近接したビッ
    ト量が出力できる前記所定個の初期圧縮整数のうちのい
    ずれか１つを選定して基準圧縮整数として定める正規化
    手段と、 前記基準圧縮整数とこの値に近接した所定個の圧縮整数
    とを利用してユニットブロックの変換係数を量子化する
    多重量子化手段と、 前記多重量子化手段で量子化された係数のコ−ド長さを
    推定して割り当てられたユニットブロックのビット量に
    最も近接したビット量を生成させる実際の圧縮整数を算
    出するビット量評価手段と、 前記実際の圧縮整数により前記変換係数を量子化する手
    段と、 前記量子化手段の出力をジグザグスキャンしてＤＣ係数
    と所定個の低周波成分のＡＣ係数とは固定長符号化し、
    残りのＡＣ係数は可変長符号化し、ビット量固定単位に
    固定されたビット量を持つように符号化する可変長符号
    化手段と、 前記符号化手段で符号化されたＤＣ係数と所定数の低周
    波成分はＩＤＣデ−タ領域に記録し、前記符号化手段で
    符号化された残りのＡＣ係数はＤＤＣデ−タ領域に記録
    するためのフォ−マッティング手段とを含むことを特徴
    とする固定ビット率の符号化装置。
  5. 【請求項５】 前記変換符号化手段のビット量の固定単
    位の変換係数を前記ビット量評価手段から実際の圧縮整
    数が算出されるまでの時間分遅延して前記量子化手段に
    出力する遅延手段をさらに含むことを特徴とする請求項
    ４に記載の固定ビット率の符号化装置。
  6. 【請求項６】 請求項１の固定ビット率の符号化方法に
    より記録された映像信号を高速で探索する方法におい
    て、 Ｎ倍の高速探索時に再生ヘッドが連続されたＮ個の記録
    トラックのうちから選ばれた所定番目の記録トラックの
    前記ＩＤＣデ−タ領域のデ−タのみをスキャンした後、
    次のＮ番目トラックまではＮ倍速に対応するスキャン領
    域（ＤＤＣデ−タ領域）のデ−タをスキャンすることを
    特徴とする高速探索のためのトラッキング方法。
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