JP3339271B2 - 圧縮画像データ記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高能率符号化した映像
信号を記録する圧縮画像データ記録装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、高能率符号化の技術開発がさかん
となってきている。高能率符号化とは、映像信号の持つ
冗長度を削減する符号化方法であり、よく用いられてい
る方法として、時間的冗長度を利用する動き補償を用い
た符号化がある。この動き補償と呼ばれる手法は、フレ
ーム間の動きを求めて補正することにより、フレーム間
の差分信号の情報量を削減する方法である。動画像を高
能率符号化する場合には、動き補償を行って得られたデ
ータに直交変換を行なうことが通常行われている。

【０００３】また、変換符号化や動き補償を行って得ら
れたデータの特性を利用して行なう可変長符号化と呼ば
れるものがある。通常は、この可変長符号化を直交変換
ブロック毎に行って記録もしくは複数の直交変換ブロッ
ク単位で行って伝送されていた。可変長符号化されたデ
ータは、誤りが発生した場合に修復できなくなる可能性
が高いので、一定の記録データ期間毎に、データがどの
直交変換ブロックに関するデータであるかを示すアドレ
ス情報を記録して、誤りに対する対策を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、アドレス情報を記録するために、映像
情報用のデータ量が減少し、映像信号の圧縮効率が低下
するという問題があった。

【０００５】さらに、高速再生時に画面構成に必要な、
フレーム内で高能率符号化されたデータのテープ上の位
置が特定されないので、利用することが出来ないという
問題があった。

【０００６】また、圧縮率を高くしたモードを考えた場
合、データ量が減少するので、記録するトラックにデー
タが記録されていないトラックが発生するという問題が
あった。

【０００７】また、動き補償を用いた符号化を行なう場
合に、符号化する最初のフレームが双方向予測モードの
場合、編集した場合には動き補償が正常に行われず、画
質が大幅に劣化するという問題があった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、複数フレーム間で高能率符号化を行い、効果的にデ
ータを記録する圧縮画像データ記録装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第１の本発明は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フ
レームの画像データをＧＯＰとして高能率符号化して圧
縮データを作成する高能率符号化手段と、圧縮データを
記録する記録領域をＮ個のピクチャー領域と１個の非重
要データ領域に分割し、圧縮データ内の各フレームに対
応するデータを、ＧＯＰ内の各フレームに対応するピク
チャー領域に配置する第１配置手段と、第１配置手段で
配置できなかった圧縮データを、ピクチャー領域の空き
領域または非重要データ領域に配置する第２配置手段
と、第１配置手段および第２配置手段で配置した記録領
域のデータをテープ上の所定数のトラックに記録する記
録手段とを備えることを特徴としている。

【００１０】この目的を達成するために第２の本発明
は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレームの画像デ
ータをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮データを作成
する高能率符号化手段と、圧縮データを記録する記録領
域をＮ個のピクチャー領域に分割し、圧縮データ内の各
フレームに対応するデータを、前記ＧＯＰ内の各フレー
ムに対応するピクチャー領域に配置する第１配置手段
と、第１配置手段で配置できなかった圧縮データを、ピ
クチャー領域の空き領域に配置する第２配置手段と、第
１配置手段および第２配置手段で配置した記録領域のデ
ータをテープ上の所定数のトラックに記録する記録手段
とを備えることを特徴としている。

【００１１】この目的を達成するために第３の本発明
は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレームの画像デ
ータをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮データを作成
する高能率符号化手段と、圧縮データを記録する記録領
域をＮ個のピクチャー領域と１個の非重要データ領域と
１個のデータ領域に分割し、圧縮データ内の各フレーム
に対応する圧縮データを、ＧＯＰ内の各フレームに対応
するピクチャー領域に配置する第１配置手段と、第１配
置手段で配置できなかった圧縮データを、ピクチャー領
域の空き領域または非重要データビデオ領域に配置する
第２配置手段と、データ領域に音声信号を記録する第３
配置手段と、第１配置手段および第２配置手段および第
３配置手段で配置した記録領域のデータをテープ上の所
定数のトラックに記録する記録手段とを備えることを特
徴としている。

【００１２】この目的を達成するために第４の本発明
は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレームの画像デ
ータをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮データを作成
する高能率符号化手段と、圧縮データをテープ上の所定
数のトラック上の記録ブロックに記録するとともに、記
録ブロックに記録するフレーム番号を、ＧＯＰおよび所
定数のトラックとの関係を示す符号として記録する記録
手段とを備えることを特徴としている。

【００１３】この目的を達成するために第５の本発明
は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレームの画像デ
ータを１つの単位として高能率符号化する際に、先頭フ
レームを双方向予測で高能率符号化する場合には後方向
予測のみで高能率符号化するモードを持ち、高能率符号
化により圧縮データを作成する高能率符号化手段と、圧
縮データをテープ上の所定数のトラック上の記録ブロッ
クに記録する記録手段とを備えることを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】上記の構成により、第１の発明の圧縮画像デー
タ記録装置は、ＧＯＰ内のフレームを、記録するテープ
上の所定位置に記録できるので、アドレス情報を記録す
る必要がなく映像信号の圧縮効率がよくなる。さらに、
フレーム内で高能率符号化されたデータのテープ上の位
置が特定されるので、高速再生も可能になる。上記の構
成により、第２の本発明の圧縮画像データ記録装置は、
第１の発明と同じ効果を違う記録フォーマットで実現で
きる。

【００１５】上記の構成により、第３の本発明の圧縮画
像データ記録装置は、トラック上の空き領域に高速再生
用のデータを記録することが可能になり、圧縮率を高く
したモードでもすべてのトラックを利用することが出来
る。

【００１６】上記の構成により、第４の本発明の圧縮画
像データ記録装置は、高速再生時に再生できる記録ブロ
ックがフレーム内符号化したデータであるかの対応付け
を簡単に行なえる。

【００１７】上記の構成により、第５の本発明の圧縮画
像データ記録装置は、動き補償を用いた符号化を行なう
場合の符号化する最初のフレームが双方向予測モードの
場合に後方予測のみで符号化を行なうので、画質を損な
わないで編集を行なえる。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例を図面を用い
て説明する。

【００１９】図１は、本実施例の圧縮画像データ記録装
置のブロック図であり、１０１は映像信号を入力する入
力端子、１０２は入力映像信号を高能率符号化する高能
率符号化器、１０３は高能率符号化されたデータに第１
の配置を行なう第１配置器、１０４は高能率符号化され
たデータに第２の配置を行なう第２配置器、１０５は第
１および第２配置器がデータを配置するメモリ、１０６
はメモリ上のデータを磁気テープに記録する記録器、１
０７は磁気テープである。

【００２０】以上のように構成される圧縮画像データ記
録装置において、その動作を説明する。入力端子１０１
より入力された映像信号を、高能率符号化器１０２で
は、例えば連続する２フレームをＧＯＰとして、高能率
符号化を行って圧縮データを作成して出力する。

【００２１】ここでＧＯＰ内の２フレームは、フレーム
内処理で符号化するＩフレームと、双方向の動き補償を
行ってフレーム間差分を求めて符号化するＢフレームか
ら構成されているとする。

【００２２】第１配置器１０３および第２配置器１０４
はメモリ１０５内のメモリ領域に、入力された圧縮デー
タを以下の手順で配置していく。図２はメモリ１０５内
のメモリ領域を示す図であり、メモリ領域は２個のピク
チャー領域と１個の非重要データ記録領域に分割され
る。第１配置器１０３は、先ずＧＯＰ内のＩフレームに
対応する圧縮データをピクチャー領域のＩフレーム記録
領域に記録した後に、Ｂフレームに対応する圧縮データ
をピクチャー領域のＢフレーム記録領域に記録し、記録
できなかった圧縮データを第２配置器に出力する。

【００２３】第２配置器は、入力データを非重用データ
記録領域やピクチャー領域の空き領域に配置する。ＧＯ
Ｐに対する総ての圧縮データをメモリ１０５に配置した
後に、記録器１０６は１０５内のデータを所定数のトラ
ックに記録する。図２は２０トラックに記録することを
示しており、図中の１３５ＳＢは１トラック上にある記
録する領域であるＳＢ数を示している。この場合にはＩ
フレームを１３５０ＳＢ、Ｂフレームを４５０ＳＢに記
録するフォーマットになっている。

【００２４】以上のように、第１の実施例では、第１配
置器１０３でＧＯＰ内のフレームを、テープ上の所定位
置に記録するように配置できるので、アドレス情報を記
録する必要がなく映像信号の圧縮効率がよくなる。さら
に、フレーム内で高能率符号化されたＩフレームのデー
タはテープ上で所定の位置に記録されているので、高速
再生も可能になる。

【００２５】なお、本実施例はＧＯＰを２フレームとし
て行なったがフレーム数は任意であるし、符号化に片方
向の動き補償を行って符号化するＰフレームを用いるこ
とも可能である。

【００２６】なお、入力信号および記録するトラック数
は任意であるし、ピクチャー領域と非重要データ記録領
域の割合やトラック上の位置は任意である。なお、第１
配置器と第２配置器を一つの回路で実現することも可能
であるし、他の構成も可能である。

【００２７】（実施例２）以下に本発明の第２の実施例
を図面を用いて説明する。

【００２８】第２の実施例は第１の実施例のテープ上の
記録フォーマットを変更した場合であるので、圧縮画像
データ記録装置の回路構成は図１と同じであり、異なる
のは、第１配置器および第２配置器の機能だけである。

【００２９】以下、本発明における第１配置器および第
２配置器の動作を説明する。実施例１と同様の高能率符
号化された圧縮データを、第１配置器１０３および第２
配置器１０４はメモリ１０５内のメモリ領域に、入力さ
れた圧縮データを本実施例では以下の手順で配置してい
く。図３はメモリ１０５内のメモリ領域を示す図であ
り、メモリ領域は２個のピクチャー領域に分割される。

【００３０】第１配置器１０３は、第１の実施例同様で
先ずＧＯＰ内のＩフレームに対応する圧縮データをピク
チャー領域のＩフレーム記録領域に記録した後に、Ｂフ
レームに対応する圧縮データをピクチャー領域のＢフレ
ーム記録領域に記録し、記録できなかった圧縮データを
第２配置部に出力する。第２配置部では、入力データを
やピクチャー領域の空き領域に配置する。以降の処理は
第１の実施例と同じである。

【００３１】図３では、ＩフレームおよびＢフレームを
１３５０ＳＢに記録するフォーマットになっている。

【００３２】以上のように、第２の実施例では、第１の
実施例と同じ効果を別フォーマットで実現できる。

【００３３】なお、本実施例はＧＯＰを２フレームとし
て行なったがフレーム数は任意であるし、符号化に片方
向の動き補償を行って符号化するＰフレームを用いるこ
とも可能である。

【００３４】なお、入力信号および記録するトラック数
は任意であるし、ピクチャー領域と非重要データ記録領
域の割合やトラック上の位置は任意である。

【００３５】なお、第１配置器と第２配置器を一つの回
路で実現することも可能であるし、他の構成も可能であ
る。

【００３６】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
を図面を用いて説明する。

【００３７】図４は、本実施例の圧縮画像データ記録装
置のブロック図であり、４０１は映像信号を入力する入
力端子、４０２は入力映像信号を高能率符号化する高能
率符号化器、４０３は高能率符号化されたデータに第１
の配置を行なう第１配置器、４０４は高能率符号化され
たデータに第２の配置を行なう第２配置器、４０５は音
声信号を配置する音声信号配置器、４０６は第１および
第２配置器がデータを配置するメモリ、４０７はメモリ
上のデータを磁気テープに記録する記録器、４０８は磁
気テープである。

【００３８】以上のように構成される圧縮画像データ記
録装置において、その動作を説明する。入力端子４０１
より入力された映像信号を、高能率符号化器４０２で
は、実施例１の場合と同様に高能率符号化を行なう。第
１配置器４０３および第２配置器４０４および音声信号
配置器はメモリ４０６内のメモリ領域に、入力された圧
縮データおよび音声信号を以下の手順で配置していく。
図５はメモリ４０６内のメモリ領域を示す図であり、メ
モリ領域は２個のピクチャー領域と１個の非重要データ
記録領域と１個のデータ領域に分割される。

【００３９】第１配置器４０３と第２配置器４０４の圧
縮データの配置は第１の実施例の場合と同じである。音
声信号配置器４０５は音声信号をデータ領域に記録す
る。ＧＯＰに対する総ての圧縮データおよび音声信号を
メモリ４０６に配置した後に、記録器４０７はメモリ４
０６内のデータを所定数のトラックに記録する。

【００４０】図５は２０トラックに記録することを示し
ており、図中の１３５ＳＢは１トラック上にある記録す
る領域であるＳＢ数を示している。この場合にはＩフレ
ームを１３５０ＳＢ、Ｂフレームを４５０ＳＢ、音声信
号を２７０ＳＢに記録するフォーマットになっている。

【００４１】以上のように、第３の実施例では、実施例
１および実施例２より圧縮率を高くしたモードでも総て
のトラックにデータが記録することが可能になる。さら
に、第１および第２の実施例と同様にアドレス削減や高
速再生を可能とする。

【００４２】なお、本実施例はＧＯＰを２フレームとし
て行なったがフレーム数は任意であるし、符号化に片方
向の動き補償を行って符号化するＰフレームを用いるこ
とも可能である。

【００４３】なお、入力信号および記録するトラック数
は任意であるし、ピクチャー領域と非重要データ記録領
域とデータ領域の割合やトラック上の位置は任意であ
る。

【００４４】なお、データ領域に高速再生用のデータを
記録することももちろん可能であるし、他のデータを記
録することも可能である。

【００４５】なお、第１配置器と第２配置器と音声信号
配置器を一つの回路で実現することも可能であるし、他
の構成も可能である。

【００４６】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
を図面を用いて説明する。

【００４７】図６は、本実施例の圧縮画像データ記録装
置のブロック図であり、６０１は映像信号を入力する入
力端子、６０２は入力映像信号を高能率符号化する高能
率符号化器、６０３は高能率符号化されたデータに第１
の配置を行なう第１配置器、６０４は高能率符号化され
たデータに第２の配置を行なう第２配置器、６０５は磁
気テープのトラック上の記録ブロックに記録するフレー
ム番号を発生させるフレーム番号発生器、６０６は第１
および第２配置器がデータを配置するメモリ、６０７は
メモリ上のデータを磁気テープに記録する記録器、６０
８は磁気テープである。

【００４８】以上のように構成される圧縮画像データ記
録装置において、その動作を説明する。入力端子６０１
より入力された映像信号を、高能率符号化器６０２で
は、実施例１の場合と同様に高能率符号化を行なう。第
１配置器６０３および第２配置器６０４は、実施例１の
場合同様にメモリ６０６にデータを配置していく。フレ
ーム番号付加器６０５は、図７に示すようなsequence N
o.（フレーム番号）をレートに及び高能率符号化方式に
対応して、トラック上の記録ブロックに対応するメモリ
領域内のデータに付加する。

【００４９】例えば図２の場合では、ＩＢ／２５Ｍが対
応するので、Ｉフレーム記録領域では偶数の番号が、Ｂ
フレーム及び非重用データ記録領域には奇数の番号が、
それぞれ付加される。第１配置器６０３と第２配置器６
０４とフレーム番号付加器６０５での処理を終えたメモ
リ領域内のデータは記録器８０６で磁気テープ８０７上
に記録される。

【００５０】以上のように、第４の実施例では、フレー
ム番号付加器により、磁気テープ上のブロック単位でフ
レーム番号を付加しているので、高速再生時に再生でき
る記録ブロックがフレーム内符号化したデータであるか
を、簡単に判別することが可能になり、高速再生時の復
号化を高速化出来る。さらに編集点は、sequence No.の
最下位ビット（図７の左列）もしくは最下位２ビット
（図７の右列）が０となる点であり、簡単に見つけるこ
とが出来る。

【００５１】なお、本実施例の図７の符号化パターン、
レートおよび記録トラック数は一例であり、他の組み合
わせもある。

【００５２】（実施例５）以下本発明の第５の実施例を
図面を用いて説明する。

【００５３】図８は本実施例の圧縮画像データ記録装置
のブロック図であり、８０１は映像信号を入力する入力
端子、８０５は高能率符号化器で、８０２は符号化方法
を決定するモード判定器、８０３はモード判定器８０２
からの信号により動き検出の方法を変える動き検出器、
８０４は動き検出器８０３からの情報にしたがって符号
化方法を変える符号化器、８０６は高能率符号化された
データを記録する記録器、８０７は磁気テープである。

【００５４】以上のように構成される圧縮画像データ記
録装置において、その動作を説明する。入力端子８０１
より入力された連続するＮフレームの映像信号（以下Ｇ
ＯＰ）は、高能率符号化器８０５に入力される。高能率
符号化器８０５では以下に示す方法で符号化する。モー
ド判定器では、フレーム内符号化、双方向動き予測符号
化、片方向動き予測符号化の３種類の通常のモードに、
ＧＯＰの先頭フレームを双方向動き予測符号化で符号化
する時に後方予測だけを行なうモードを追加した、合計
４種類のモードをＧＯＰ内の各フレームについて判定す
る。動き検出器はモード判定器８０２の判定に従い、フ
レーム内符号化以外は、それぞれの符号化方式に従った
動きベクトルを求める。符号化器８０４では、動き検出
器８０３で求めた動きベクトルを用いて符号化を行な
う。以上のように高能率符号化されたデータは記録器８
０６に出力され、磁気テープ８０７に記録される。

【００５５】以上のように、第５の実施例では、モード
判定器８０３にＧＯＰの先頭フレームを双方向動き予測
符号化で符号化する時に後方予測だけを行なうモードを
追加することにより、動き補償を用いた符号化を行なう
場合の符号化する最初のフレームが双方向予測モードの
場合に後方予測のみで符号化を行なうので、編集時の最
初のフレームが双方予測であっても画質を損なわないで
編集を行なえる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明の圧縮画像データ記
録装置は、連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレームの
画像データをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮データ
を作成する高能率符号化手段と、圧縮データを記録する
記録領域をＮ個のピクチャー領域と１個の非重要データ
領域に分割し、圧縮データ内の各フレームに対応するデ
ータを、ＧＯＰ内の各フレームに対応するピクチャー領
域に配置する第１配置手段と、第１配置手段で配置でき
なかった圧縮データを、ピクチャー領域の空き領域また
は非重要データ領域に配置する第２配置手段と、第１配
置手段および第２配置手段で配置した記録領域のデータ
をテープ上の所定数のトラックに記録する記録手段を備
えることにより、第１配置器でＧＯＰ内のフレームを、
テープ上の所定位置に記録するように配置できるので、
アドレス情報を記録する必要がなく映像信号の圧縮効率
がよくなる。

【００５７】さらに、フレーム内で高能率符号化された
Ｉフレームのデータはテープ上で所定の位置に記録され
ているので、高速再生も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施例の画像圧縮デ
ータ記録装置のブロック図

【図２】本発明の第１および第４の実施例における記録
領域の説明図

【図３】本発明の第２の実施例における記録領域の説明
図

【図４】本発明の第３の実施例の画像圧縮データ記録装
置のブロック図

【図５】本発明の第３の実施例における記録領域の説明
図

【図６】本発明の第４の実施例の画像圧縮データ記録装
置のブロック図

【図７】本発明の第４の実施例の記録する符号例を示す
図

【図８】本発明の第５の実施例の画像圧縮データ記録装
置のブロック図

【符号の説明】 １０１、４０１、６０１、８０１ 入力端子 １０２、４０２、６０２、８０５ 高能率符号化器 １０３、４０３、６０３ 第１配置器 １０４、４０４、６０４ 第２配置器 １０５、４０６、６０６ メモリ １０６、４０７、６０７、８０６ 記録器 １０７、４０８、６０８、８０７ 磁気テープ ４０５ 音声信号配置器 ６０５ フレーム番号付加器 ８０２ モード判定器 ８０３ 動き検出器 ８０４ 符号化器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和気 一博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−298802（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/76 - 5/956 H04N 7/24 - 7/68

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレーム
   の画像データをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮デー
   タを作成する高能率符号化手段と、 前記圧縮データを記録する記録領域をＮ個のピクチャー
   領域と１個の非重要データ領域に分割し、前記圧縮デー
   タ内の各フレームに対応するデータを、前記ＧＯＰ内の
   各フレームに対応する前記ピクチャー領域に配置する第
   １配置手段と、 前記第１配置手段で配置できなかった前記圧縮データ
   を、前記ピクチャー領域の空き領域または前記非重要デ
   ータ領域に配置する第２配置手段と、 前記第１配置手段および第２配置手段で配置した前記記
   録領域のデータをテープ上の所定数のトラックに記録す
   る記録手段とを備えることを特徴とする圧縮画像データ
   記録装置。
2. 【請求項２】連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレーム
   の画像データをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮デー
   タを作成する高能率符号化手段と、 前記圧縮データを記録する記録領域をＮ個のピクチャー
   領域に分割し、前記圧縮データ内の各フレームに対応す
   るデータを、前記ＧＯＰ内の各フレームに対応する前記
   ピクチャー領域に配置する第１配置手段と、 前記第１配置手段で配置できなかった前記圧縮データ
   を、前記ピクチャー領域の空き領域に配置する第２配置
   手段と、 前記第１配置手段および第２配置手段で配置した前記記
   録領域のデータをテープ上の所定数のトラックに記録す
   る記録手段とを備えることを特徴とする圧縮画像データ
   記録装置。
3. 【請求項３】連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレーム
   の画像データをＧＯＰとして高能率符号化して圧縮デー
   タを作成する高能率符号化手段と、 前記圧縮データを記録する記録領域をＮ個のピクチャー
   領域と１個の非重要データ領域と１個のデータ領域に分
   割し、前記圧縮データ内の各フレームに対応するデータ
   を、前記ＧＯＰ内の各フレームに対応する前記ピクチャ
   ー領域に配置する第１配置手段と、 前記第１配置手段で配置できなかった前記圧縮データ
   を、前記ピクチャー領域の空き領域または前記非重要デ
   ータビデオ領域に配置する第２配置手段と、 前記データ領域に音声信号を記録する第３配置手段と、 前記第１配置手段および第２配置手段および第３配置手
   段で配置した前記記録領域のデータをテープ上の所定数
   のトラックに記録する記録手段とを備えることを特徴と
   する圧縮画像データ記録装置。
4. 【請求項４】前記第３配置手段が、前記データ領域に特
   再用の画像データを記録することを特徴とする請求項３
   記載の圧縮画像データ記録装置。
5. 【請求項５】連続するＮ（Ｎは１以上の整数）フレーム
   の画像データを１つの単位として高能率符号化する際
   に、先頭フレームを双方向予測で高能率符号化する場合
   には後方向予測のみで高能率符号化するモードを持ち、
   高能率符号化により圧縮データを作成する高能率符号化
   手段と、 前記圧縮データをテープ上の所定数のトラック上の記録
   ブロックに記録する記録手段とを備えることを特徴とす
   る圧縮画像データ記録装置。