JP3727236B2 - Video recording apparatus and video reproduction apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を高能率符号化技術を用いて帯域圧縮して記録する映像記録装置、及び符号データを帯域伸長して映像信号を再生する映像再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像信号を磁気テープのような磁気記録媒体や光ディスクなどにディジタル信号で記録する映像記録装置及び映像再生装置が多数市場に導入されている。そもそも映像信号をそのままディジタル信号で記録するならば、そのデータ量は膨大となり、従来のアナログ記録方式よりも非常に多量な記録容量を必要とする。そこで映像信号のデータ量を削減する方法として、高能率符号化を行うことが一般的に知られている。高能率符号化とは、映像信号の持つ冗長成分を除去してデータ量を削減する符号化方法である。
【０００３】
この代表的な技術として、国際標準であるＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）が挙げられる。この技術はフレーム内及びフレーム間の冗長性を除去して情報量を圧縮する方式である。フレーム内符号化を施すフレームをＩピクチャとする。直前のＩピクチャ又はＰピクチャの復号画像に動き補償を行って予測画像を生成し、この予測画像と入力画像との差分をとった結果を用いて前方予測符号化を施すフレームをＰピクチャとする。そして、直前と直後のＩピクチャ又はＰピクチャの間に存在するフレームで、動き補償により双方向予測符号化を施したフレームをＢピクチャとする。このような３種類の符号化方式の組み合わせにより、空間及び時間の相関を利用して高い圧縮率が実現できる。
【０００４】
まずフレーム内符号化（Ｉピクチャ）について具体的に説明する。画面内の有効画像領域を、ある特定数の画素からなるブロックに分割したものをマクロブロックと呼ぶ。マクロブロックは更に複数のＤＣＴブロック、例えば４個の輝度信号ＤＣＴブロックと２個の色差信号ＤＣＴブロックとに分割される。このＤＣＴブロック単位で直交変換が施される。直交変換は一般的にＤＣＴ（離散コサイン変換）とよばれる技術が用いられる。このような直交変換を施されたＤＣＴブロックは、空間領域から周波数領域へのデータ変換が施されたことになり、映像信号の相関によって直流成分や低周波成分にエネルギーが集中し、高周波成分のエネルギーが現れにくくなることが多い。これを人間の視覚特性上、量子化歪みが目立ちにくい量子化テーブル、即ち高周波成分ほど大きな値を持つ量子化テーブルを用意し、この量子化テーブルによって各周波数のエネルギーを除算し、ゼロデータを増やすようにする。この結果を低周波成分から高周波成分に向かってスキャンしていき、ゼロの続く数（ゼロラン）と非ゼロ係数値（アンプ）との対を可変長符号化することにより、情報量の削減を行うことができる。
【０００５】
次に前方予測符号化（Ｐピクチャ）について具体的に説明する。前述したとおり、入力フレームをマクロブロック単位に分割する。参照画面として、先に入力されたＩピクチャ（又はＰピクチャ）の入力画像データ、及び既に符号化されたＩピクチャ（又はＰピクチャ）の復号画像データを用いる。このＰピクチャの各マクロブロックと最も近い画像データを含むブロックを参照画像内で探索し（動き検出）、この探索された領域の復号画像データとの差分をとり、この結果を直交変換する。直交変換、量子化、可変長符号化などの処理は、上述のＩピクチャにおける処理と同様である。また、探索された参照画面内のブロックがどの位置のものかを示す動きベクトルも伝送し、記録する必要がある。このようにＰピクチャは、復号時に参照画像となる既に復号されたＩ又はＰピクチャが存在しないと、復号できないという特徴がある。
【０００６】
次に双方向予測符号化（Ｂピクチャ）について具体的に説明する。Ｂピクチャは、Ｉ又はＰピクチャの間に位置するピクチャであり、参照画像として直前と直後のＩ又はＰピクチャを必要とする。夫々のピクチャに対して上述したような動き検出を行い、差分データを直交変換、量子化、可変長符号化する。勿論動きベクトルを記録しておく必要がある。このように、Ｂピクチャは復号時、参照画像となる既に復号された直前及び直後に位置するＩ又はＰピクチャが存在しないと、復号できないという特徴がある。
【０００７】
さて、符号化によって発生する符号量は、符号量制御手段からの量子化スケールコードを可変することにより制御することができる。ここで符号量制御の一般的な動作を説明する。符号量制御とは、ある定められた伝送レートや記録レートに対して、今までに発生したデータ量が多いか少ないかを監視しておき、その結果を現在符号化しようとしている画像の量子化スケールに反映させ、発生ビット量を増減させることである。即ち、今までの消費ビット量が記録レートに対して大きい場合は、量子化スケールを増大させ、量子化時に除算する量を大きくすることにより発生ビット量を抑える。ここで、Ｉピクチャの存在するフレーム間隔をＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）と呼ぶ。一般的なシステムでは、記録レートから算出されるターゲットビットレートを概ね満たすようにこのＧＯＰ単位で符号化される。そして一定時間範囲での符号ビットレートが記録レートに等しくなるように制御される。従って局所的に見ると、各ＧＯＰ単位毎に発生する符号量は、割り当てられたターゲットビットレートより多くなったり、少なくなったりする。
【０００８】
さて、以上に述べたようなフレーム間符号化によって発生する符号データを記録媒体上に記録する手段として、発生したビットストリームをそのまま磁気テープ等の記録媒体に記録していく映像記録装置（ストリーマ）がある。図１８はこの従来の映像記録装置の構成を示すブロック図である。映像信号が入力端子１００を介して入力されると、高能率符号化器１０１は上述したような方法で高能率符号化し、可変長符号データを生成する。次に誤り訂正符号化器１０２は、この可変長符号データに誤り訂正符号化処理を施す。変調器１０３は誤り訂正符号化データを記録媒体に記録するのに適した形式に変調し、記録媒体１０４に記録する。このような映像記録装置によって記録された記録媒体上の記録パターンを図１９に示す。
【０００９】
この図では、１ＧＯＰの可変長符号データが記録媒体１６（磁気テープ）上の数本の記録トラックに記録されている状態が示されている。上述したとおり、可変長符号化されたデータの場合、各ＧＯＰ単位毎に記録ビット量が異なる。そして前のＧＯＰの符号データに続いて次のＧＯＰの符号データを記録していくため、トラックの途中にＧＯＰの境界が来てしまう。従って、どのトラックに何番目のＧＯＰデータが存在するかを検出することは容易ではない。
【００１０】
また、他の従来技術の例としては、「特開平８−１６３４９９」号公報に記載されているものがある。これによると、ＧＯＰ単位毎に特定記録領域を確保しておき、記録レートに対して符号化レートを低くなるように高能率符号化を行うことによって、その特定領域をオーバーフローしないようにする方法が用いられている。この場合、各ＧＯＰ単位の記録位置が、記録トラックのどこに記録されているか検出しやすい利点があるが、記録レートより符号化レートを低くする点において、記録容量を十分に活用した方法といえない。
【００１１】
また、ＧＯＰの境界が記録媒体上の記録トラックの途中に来ないように、その境界以降のそのトラックの空き領域をダミーデータで埋める処理方法がある。この場合もＧＯＰ単位での符号量が不特定となり、各ＧＯＰ単位で記録トラック数が可変するので、それにあわせてテープ走行系を制御するという複雑な処理を必要とする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の映像記録装置でフレーム間圧縮符号化されたデータを記録した場合、再生時にＧＯＰ単位での記録位置が不明確となり、頭出し等の高速サーチが困難となるという問題点があった。更にトラックの途中から編集又は重ね書きを実現するためには、ＧＯＰの境界の位置検出や記録ヘッドの制御が非常に複雑になるという問題があった。また、ＧＯＰ単位での編集や重ね書き等の制御を簡略化できるようにしても、そのために記録レートを十分に活用した符号化を行うことができないという問題があった。更に、ＧＯＰ単位に記録トラック数が可変するように記録した場合、それに合わせてテープ走行系の制御が複雑になるという問題があった。
【００１３】
本願の請求項１〜３，５，７〜９記載の発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、フレーム間圧縮符号化されたデータを、ＧＯＰの記録位置が検出しやすいように記録する映像記録装置を提供することを目的とする。
【００１４】
更に本願の請求項１〜３，５，７〜９記載の発明の他の目的は、記録レートを十分に活用して映像信号を高画質に記録できる映像記録装置を提供することにある。
【００１５】
更に本願の請求項１〜３，５，７〜９記載の発明の他の目的は、ＧＯＰ単位での編集又は重ね書き等を行うのに適する形式で記録可能な映像記録装置を提供することにある。
【００１６】
更に本願の請求項１，４，６記載の発明の目的は、前記のように記録された可変長符号データを、簡単な構成で高画質に再生する映像再生装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、映像信号を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化する高能率符号化手段と、前記高能率符号化手段から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体上に設けられた固定記録領域に詰め込むためのデータ配置を行う第１の固定長詰め込み手段と、前記第１の固定長詰め込み手段により前記固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、前記残余データの少なくとも一部を次のｎフレーム記録期間まで保持する第１の一時記憶手段と、前記第１の固定長詰め込み手段により固定記録領域に詰め込まれた符号データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第２の一時記憶手段と、前記第２の一時記憶手段から出力された符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合に、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される前記残余データを前記空き領域に詰め込む第２の固定長詰め込み手段と、を具備し、前記第１の固定長詰め込み手段は、前記第１の一時記憶手段から出力される残余データに対して、直前のｎフレーム期間における残余データであることを示す識別コードを付加し、前記固定記録領域に前記残余データを詰め込むと共に、前記高能率符号化手段から出力される現在のｎフレーム期間の符号データを前記固定記録領域に詰め込み、前記固定記録領域から符号データが溢れた場合、新たな残余データの一部を前記第２の固定長詰め込み手段に出力し、前記新たな残余データの残りを前記第１の一時記憶手段に出力するものであり、前記第２の固定長詰め込み手段は、前記第２の一時記憶手段から出力される符号データを詰め込むと共に、前記固定記録領域の符号データに空き領域がある場合、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される残余データを、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを付加して前記空き領域に詰め込むことを特徴とするものである。
【００２２】
本願の請求項２の発明は、請求項１の映像記録装置において、前記第１の固定長詰め込み手段は、前記直前のｎフレーム期間における残余データを、前記固定記録領域内に設けた特定領域に記録するように詰め込むことを特徴とするものである。
【００２３】
本願の請求項３の発明は、映像信号を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化する高能率符号化手段と、前記高能率符号化手段から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体上に設けられた固定記録領域に詰め込むためのデータ配置を行う第１の固定長詰め込み手段と、前記第１の固定長詰め込み手段により前記固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、前記残余データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第１の一時記憶手段と、前記第１の固定長詰め込み手段により固定記録領域に詰め込まれた符号データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第２の一時記憶手段と、前記第２の一時記憶手段から出力された符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合に、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される前記残余データを前記空き領域に詰め込む第２の固定長詰め込み手段と、前記第１の固定長詰め込み手段により検出される可変長符号データ量に基づいて、各ｎフレーム単位の平均の発生符号データ量が予め設定された平均目標データ量となるように量子化率を決定して、前記高能率符号化手段に対して量子化制御信号を出力する符号量制御手段と、を具備し、前記第１の固定長詰め込み手段は、前記第１の一時記憶手段から出力される残余データに対して、直前のｎフレーム期間における残余データであることを示す識別コードを付加し、前記固定記録領域に前記残余データを詰め込むと共に、前記高能率符号化手段から出力される現在のｎフレーム期間の符号データを前記固定記録領域に詰め込み、前記固定記録領域から符号データが溢れた場合、新たな残余データの一部を前記第２の固定長詰め込み手段に出力し、前記新たな残余データの残りを前記第１の一時記憶手段に出力するものであり、前記第２の固定長詰め込み手段は、前記第２の一時記憶手段から出力される符号データを詰め込むと共に、前記固定記録領域の符号データに空き領域がある場合、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される残余データを、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを付加して前記空き領域に詰め込むものであり、前記符号量制御手段は、前記第１の固定長詰め込み手段を介して前記第１の一時記憶手段からｎフレーム単位毎に残余データのデータ量情報を獲得し、前記残余データが存在する場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、前記平均目標データ量から前記残余データのデータ量を減算して算出されるデータ量となるように、前記高能率符号化手段に対する量子化率を決定し、前記残余データが存在しない場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、前記平均目標データ量に前記空き領域のデータ量を加算して算出されるデータ量となるように、前記高能率符号化手段に対する量子化率を決定することを特徴とするものである。
【００２４】
本願の請求項４の発明は、映像信号がｎフレーム単位で可変長符号化され、不特定長の可変長符号データが記録媒体上の固定記録領域に記録されると同時に、直後のｎフレーム期間の残余データが前記固定記録領域にある場合、前記残余データが第１の識別コードと共に記録され、直前のｎフレーム期間の残余データが前記固定記録領域にある場合、前記残余データが第２の識別コードと共に記録されている記録媒体から再生データを得るデータ入力手段と、前記データ入力手段から出力される固定記録領域の再生データから、現在のｎフレーム期間の符号データを抽出すると共に、直前のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて前記直前のｎフレーム期間の残余データを抽出し、前記直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて前記直後のｎフレーム期間の残余データを抽出する符号データ分離手段と、前記符号データ分離手段で抽出された前記直後のｎフレーム期間の残余データを一時記憶する第１の一時記憶手段と、前記符号データ分離手段で抽出された前記現在のｎフレーム期間の符号データを一時記憶する第２の一時記憶手段と、前記第２の一時記憶手段から出力されるｎフレーム期間の符号データ、前記符号データ分離手段から出力される前記直前のｎフレーム期間の残余データ、及び前記第１の一時記憶手段から出力される前記直後のｎフレーム期間の残余データを入力して適応的に連結し、ｎフレーム単位の可変長符号データを得る符号データ連結手段と、前記符号データ連結手段からの可変長符号データを可変長復号化し、伸張処理する高能率復号化器と、を具備することを特徴とするものである。
【００２５】
本願の請求項５の発明は、請求項１、２、３のいずれか１項の映像記録装置において、前記高能率符号化器は、前記ｎフレーム単位を圧縮単位とするフレーム間圧縮符号化を行うものであって、ｎフレームの中の１フレームはフレーム内符号化がなされ、他のフレームは前方向のみ又は双方向の予測符号化がなされることを特徴とするものである。
【００２６】
本願の請求項６の発明は、請求項４の映像再生装置において、前記高能率復号化器は、前記ｎフレーム単位を圧縮単位とするフレーム間圧縮符号化を行う高能率符号化器によって、ｎフレームの中の１フレームはフレーム内符号化がなされ、他のフレームは前方予測符号化又は双方向予測符号化がなされた可変長符号データを高能率復号化することを特徴とするものである。
【００２８】
本願の請求項７の発明は、請求項１、２、３のうちいずれか１項の映像記録装置において、前記第１の固定長詰め込み手段は、双方向予測符号化がなされたフレームの第１の可変長符号化データ、前方向予測符号化がなされたフレームの第２の可変長符号化データ、フレーム内符号化がなされたフレームの第３の可変長符号化データの順に選択して残余データを生成する残余データ生成手段を有することを特徴とするものである。
【００３０】
本願の請求項８の発明は、請求項１、２、３のうちいずれか１項の映像記録装置において、前記第１の固定長詰め込み手段は、前記ｎフレーム単位毎に発生する可変長符号データに含まれる周波数成分のうち、高域成分を表す符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段を有することを特徴とするものである。
【００３２】
本願の請求項９の発明は、請求項１、２、３のうちいずれか１項の映像記録装置において、前記第１の固定長詰め込み手段は、前記映像信号の画面位置における外周部分を可変長符号化して得られる符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段を有することを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における映像記録装置について、図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による映像記録装置の構成を示すブロック図である。この映像記録装置は、入力手段１０、高能率符号化器１１、固定長詰め込み手段１２、一時記憶手段１３、誤り訂正符号化器１４、変調器１５、記録媒体１６を含んで構成される。
【００３４】
入力手段１０は外部から映像信号を入力する手段である。高能率符号化器１１は、入力手段１０によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化する高能率符号化手段である。固定長詰め込み手段１２は、高能率符号化器１１から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体１６上に設けられた固定記録領域に詰め込むため、データ配置を行う手段である。一時記憶手段１３は、固定長詰め込み手段１２により固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、残余データを次のｎフレーム記録期間まで保持するものである。
【００３５】
このような構成の映像記録装置の動作について説明する。尚、固定長詰め込み手段が行う符号データの再配置を、以下の説明では符号データの詰め込みとして表現する。まず、映像信号が入力手段１０を介して入力されると、高能率符号化器１１は映像信号に対してｎフレームを１つのＧＯＰとして、前述した方法によりフレーム間圧縮し、可変長符号データを生成する。この可変長符号データのＧＯＰ単位期間での符号量は、各ＧＯＰ単位毎に不特定長となる。
【００３６】
このような可変長符号データ（以下、符号データと呼ぶ）を記録媒体１６に記録するに際し、記録媒体１６に各ＧＯＰ単位で記録するデータ領域を予め決めておく。このようなデータ領域を固定記録領域と呼ぶ。この固定記録領域は、記録媒体１６上のある特定数の連続するトラックで構成される。例えば図２に示すように、ＧＯＰ（ｉ）、ＧＯＰ（ｉ＋１）の固定記録領域を夫々５本のトラックで構成する。
【００３７】
固定長詰め込み手段１２は、各ＧＯＰ単位毎に不特定長な符号データＱを、ある特定の固定記録領域に記録するため、固定記録領域の大きさから一義的に決まるサイズの基本単位データ量Ｐ₀ にこの符号データＱを分断し、このデータサイズ分だけ符号データＱ₀ を詰め込む。ＧＯＰの符号データＱがこの基本単位データ量Ｐ₀ より小さい場合は、全ての符号データＱを基本単位データとすることができる。ＧＯＰの符号データＱが基本単位データ量Ｐ₀ より大きい場合は、基本単位データが抽出された後にＱ−Ｑ₀ ＝ΔＱの残余データが残ることになる。一時記憶手段１３がこの残余データΔＱを次のＧＯＰ期間まで保持する。
【００３８】
誤り訂正符号化器１４は、抽出された基本単位データＱ₀ に対して誤り訂正符号化処理を施す。次に変調器１５は誤り訂正符号化データを変調し、記録媒体１６の固定記録領域に記録する。
【００３９】
さて現在の期間ｉにおけるＧＯＰの符号データをＱ_i とすると、一時記憶手段１３に保持された残余データΔＱ_i は、次の（ｉ＋１）の期間におけるＧＯＰの符号データＱ_i+1 が固定長詰め込み手段１２に入力されてくるとき、同時に読み出される。この場合の固定長詰め込み手段１２の動作を説明をする。
【００４０】
まず第１に、固定記録領域に残余データΔＱ_i を詰め込む。この際、このデータが直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i があることを示す識別コードＣ_i を付加して詰め込む。ここで、この識別コードＣは、再生時に各符号データが直前のＧＯＰと関連があるかどうか、つまり直前のＧＯＰの残余データΔＱであるかどうかを容易に認識できるようにするためのものである。これは、再生開始時の最初の固定記録領域の再生データに含まれる残余データが、その直前のＧＯＰの符号データがないことによって符号データの関連性が失われ、識別不可能（復元不可能）となることを防ぐためである。
【００４１】
第２に、（ｉ＋１）の期間において、残余データの詰め込まれた領域以外の空いている領域に、（ｉ＋１）の期間のＧＯＰの符号データＱ_i+1 を詰め込む。この詰め込まれる符号データＱ_i+1 のサイズは、固定記録領域から一義的に決定されるデータサイズから、すでに詰め込まれた残余データΔＱ_i の符号量を減算した値として決められる。このとき詰め込まれずにあふれた符号データΔＱ_i+1 は、新たに残余データとして一時記憶手段１３に保持される。そしてこのような詰め込み処理が終了した後、先述したような処理を経て、記録媒体１６の固定記録領域に記録される。
【００４２】
以上のような処理によって記録された固定記録領域の記録パターンの一例を図２に示す。図２によると、（ｉ＋１）の期間の符号データ用に設けられた５トラックの固定記録領域内において、第４番目のトラック先頭の領域に、残余データを識別コードを付加して詰め込まれている。
【００４３】
以上のように本実施の形態の映像記録装置では、各ＧＯＰ単位ごとに不特定長な可変長符号データを、記録媒体上の予め設定された固定記録領域に記録するので、トラック番号とＧＯＰ番号とが対応し、再生時において頭出し等の高速サーチを容易に実現する形式で映像データを記録することができる。
【００４４】
尚、ｎをＧＯＰを構成するフレーム数とし、ｎの値は１以上の整数を取りうるものとする。ＧＯＰの構成の仕方によって、ｎフレームに含まれる各フレームのピクチャタイプは任意に決定することができる。例えばＧＯＰの構成フレーム数ｎを１とし、フレーム内圧縮を施した符号データを記録媒体に記録する場合も同様である。
【００４５】
尚、固定長詰め込み手段１２は、一時記憶手段１３からの残余データを固定記録領域内の先頭から詰め込むこともできるし、図２に示すように固定記録領域内の途中の予め設定された特定領域から詰め込むこともできる。どこに詰め込むかは任意に設定できる。
【００４６】
尚、識別コードは、映像の符号データを記録する領域でなく、映像付加情報を記録する領域に挿入し、識別コード自身に残余データが詰め込まれた位置情報を持たせることもできる。また、映像の符号データを記録する単位、即ち誤り訂正符号化処理単位（シンクブロックという）ごとに、その中の特定位置に識別フラグを記録する領域を設けても良い。
【００４７】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２における映像記録装置について説明する。図３は本実施の形態による映像記録装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一部分は同一の符号を付けて説明を省略する。この映像記録装置は、入力手段１０、高能率符号化器１１、固定長詰め込み手段１２、一時記憶手段１３、誤り訂正符号化器１４、変調器１５、記録媒体１６に加えて、符号量制御手段２０を含んで構成される。
【００４８】
符号量制御手段２０は、固定長詰め込み手段１２により検出される可変長符号データ量に基づいて、各ｎフレーム単位の平均の発生符号データ量が予め設定された平均目標データ量となるように量子化率を決定して、高能率符号化器１１に対して量子化制御信号を出力するものである。更に具体的に説明すると、符号量制御手段２０は、固定長詰め込み手段１２からｎフレーム単位毎に残余データのデータ量情報を獲得し、残余データが存在する場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、平均目標データ量から残余データのデータ量を減算して算出されるデータ量となるように高能率符号化器１０に対する量子化率を決定し、残余データが存在しない場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、平均目標データ量となるように高能率符号化器１１に対する量子化率を決定する。
【００４９】
このように構成された本実施の形態の映像記録装置の動作について説明する。ＧＯＰ単位の可変長符号データを記録媒体の固定記録領域に記録する動作については、実施の形態１とほぼ同様であるので、ここではその異なる部分の動作説明をする。
【００５０】
固定長詰め込み手段１２は、前述したような方法によって基本単位データＱ₀ を抽出している。このとき、対象となる現在のＧＯＰの符号データＱ_i と直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i-1 とのビット量の和が、固定記録領域のサイズ、即ち基本単位データ量Ｐ₀ よりも大きい場合は、基本単位データＱ_i0を抽出した後に残余データΔＱ_i が残る。固定長詰め込み手段１２はこの残余データΔＱ_i の符号量を符号量制御手段２０に出力する。反対に、直前のＧＯＰの残余データがあればそれも含めてこの基本単位データ量Ｐ₀ にＧＯＰの符号データＱ_i が全て納まった場合には、残余データΔＱ_i の符号量は０となる。このような場合は、固定記録領域上に空き領域ができることもある。
【００５１】
符号量制御手段２０は、上記の残余データの符号量を受け取って、高能率符号化器１１に対して適応的な符号量制御を行う。即ち、直前のＧＯＰの残余データが存在する場合は、予め設定された固定記録領域に相当する平均目標符号量Ｒ₀ から、この残余データΔＱ_i-1 の符号量を減算して算出されるビット量を新たな目標符号量Ｒ_i とする。そして目標符号量Ｒ_i となるよう現在のＧＯＰの符号化を行うために、符号量制御手段２０が高能率符号化器１１に対して特定の量子化情報を出力する。もし、直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i-1 の符号量が０の場合は、予め設定された固定記録領域に相当する平均目標符号量Ｒ₀ をそのまま使用し、現在のＧＯＰの符号化を行うように高能率符号化器１１に対して特定の量子化情報を出力する。
【００５２】
以上のような映像記録装置によれば、実施の形態１における記録動作を実現するために、正確な符号量制御が可能となる。このため、記録レートの無駄を抑えた符号化が可能となり、記録媒体に記録される映像の画質を向上することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３における映像再生装置について説明する。図４は本実施の形態による映像再生装置の構成を示すブロック図である。この映像再生装置は、実施の形態１又は２の映像記録装置で記録された記録媒体を再生し、映像信号を出力するものである。この映像再生装置は、記録媒体１６、復調器３０、誤り訂正復号化器３１、符号データ分離手段３２、一時記憶手段３３、符号データ連結手段３４、高能率復号化器３５、出力手段３６を含んで構成される。
【００５４】
復調器３０及び誤り訂正復号化器３１はデータ入力手段の機能を有している。即ちデータ入力手段は、映像信号がｎフレーム単位で可変長符号化され、不特定長の可変長符号データが記録媒体１６上の固定記録領域に記録されると同時に、直前のｎフレーム期間の残余データが固定記録領域にある場合、残余データが識別コードと共に記録されている記録媒体から再生データを得るものである。
【００５５】
符号データ分離手段３２は、データ入力手段から出力される固定記録領域の再生データから、識別コードを認識して直前のｎフレーム期間の残余データと現在のｎフレーム期間の符号データとに分離するものである。一時記憶手段３３は符号データ分離手段３２で分離された現在のｎフレーム期間の符号データを一時記憶するものである。符号データ連結手段３４は符号データ分離手段３２から出力される直前のｎフレーム期間の残余データを入力すると共に、一時記憶手段３３から出力される直前のｎフレーム期間の符号データを入力して残余データと連結し、ｎフレーム単位の可変長符号データを得るものである。高能率復号化器３５は符号データ連結手段３４からの可変長符号データを可変長復号化し、伸張処理するものである。
【００５６】
以上のように構成された映像再生装置の動作について説明する。実施の形態１又は２で説明した映像記録装置によって、記録媒体１６の予め決められた固定記録領域に、ＧＯＰ単位の可変長符号データが記録されている。復調器３０はこの記録媒体１６から変調された誤り訂正符号化データを入力し、復調処理を行う。誤り訂正復号化器３１はこの誤り訂正符号化データに誤り訂正処理を施す。この時点において、再生された符号データは、固定記録領域に相当する符号量を有し、現在のＧＯＰの符号データと直前のＧＯＰの残余データとが詰め込まれた状態となっている。
【００５７】
符号データ分離手段３２は、誤り訂正復号化器３１から出力される符号データを入力し、残余データであることを示す識別コードＣ_i-1 を検出して、直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i-1 と現在のＧＯＰの符号データＱ_i とに分離する。現在のＧＯＰの符号データＱ_i は一時記憶手段３３に保持される。そして、次の固定記録領域が再生され、符号データ分離手段３２にて上記のようにして残余データΔＱ_i が分離されてきたとき、符号データ連結手段３４は、一時記憶手段３３から読み出した符号データＱ_i に残余データΔＱ_i を所定の方法で連結して出力する。もし、符号データ分離手段３２から残余データが分離されない場合は、符号データに対して残余データが存在しないことを意味するので、そのままこの符号データをＧＯＰの符号データとして出力する。
【００５８】
また、再生開始時の最初の固定記録領域の再生データ内に、直前のＧＯＰの残余データが仮に含まれている場合には、連結すべき直前のＧＯＰの符号データが本来存在しないので、この残余データを無効とする。
【００５９】
このようにして符号データ連結手段３４から出力される可変長符号データは、高能率復号化器３５にて可変長復号化、逆量子化、逆直交変換等の処理が施され、出力手段３６から映像信号が出力される。
【００６０】
以上のように本実施の形態の映像再生装置は、実施の形態１又は２の映像記録装置によって記録された可変長符号データを、非常に簡単な構成を用いて元の完全な符号データに復元することができる。このため、高画質な映像を再生することが可能となる。
【００６１】
尚、一時記憶手段３３は上記構成のみによるものではない。例えばＧＯＰの全ての符号データを保持するものでなく、残余データが無くとも復元可能な符号データは符号データ分離手段３２及び符号データ連結手段３４を経てそのまま高能率復号化器３５に入力するようにし、残余データが必要な符号データのみを一時記憶手段３３に保持するようにしても良い。但しこの場合は、ＧＯＰの符号データの出力タイミング調整用の一時記憶手段を後段に配置する必要がある。このように一時記憶手段３３の構成は種々考えられる。
【００６２】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４における映像記録装置について説明する。図５は本実施の形態による映像記録装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一部分は同一の符号を付け、説明を省略する。この映像記録装置は、入力手段１０、高能率符号化器１１、第１の固定長詰め込み手段４０、第１の一時記憶手段４１、第２の固定長詰め込み手段４２、第２の一時記憶手段４３、誤り訂正符号化器１４、変調器１５、記録媒体１６を含んで構成される。
【００６３】
高能率符号化器１１は入力手段１０によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化するものである。第１の固定長詰め込み手段４０は、高能率符号化器１１から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体１６上に設けられた固定記録領域に詰めて書き込むために、データを所定のルールに従って再配置するものである。このようなデータの再配置を「詰め込む」と呼ぶ。第１の一時記憶手段４１は、第１の固定長詰め込み手段４０により固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、少なくとも残余データの一部を次のｎフレーム記録期間まで保持するものである。
【００６４】
第２の一時記憶手段４２は第１の固定長詰め込み手段４０により固定記録領域に詰め込まれた符号データを次のｎフレーム記録期間まで保持するものである。、第２の固定長詰め込み手段４３は、第２の一時記憶手段４２から出力された符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合に、第１の固定長詰め込み手段４０から出力される残余データを空き領域に詰め込むものである。
【００６５】
更に具体的に説明すると、第１の固定長詰め込み手段４０は、第１の一時記憶手段４１から出力される残余データに直前のｎフレーム期間における残余データであることを示す識別コードを付加し、固定記録領域に残余データを詰め込むと共に、高能率符号化器１１から出力される現在のｎフレーム期間の符号データを固定記録領域に詰め込み、固定記録領域から符号データが溢れた場合、新たな残余データの一部を第２の固定長詰め込み手段４３に出力し、新たな残余データの残りを第１の一時記憶手段４１に出力する。
【００６６】
また第２の固定長詰め込み手段４３は、第２の一時記憶手段４２から出力される符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合、第１の固定長詰め込み手段４０から出力される残余データを、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを付加して空き領域に詰め込む。
【００６７】
このように構成された本実施の形態の映像記録装置について、その動作を説明する。実施の形態１に説明した動作とほぼ同様の動作によって、ＧＯＰ単位の可変長符号データが記録媒体１６の固定記録領域に記録される。ここでは、異なる部分の動作説明を図６及び図７を用いて行う。
【００６８】
図６において、連続する３つの期間のＧＯＰについて考える。現在の期間ｉにおけるＧＯＰをＧＯＰ（ｉ）とし、直前の期間のＧＯＰをＧＯＰ（ｉ−１）とし、直後の期間のＧＯＰをＧＯＰ（ｉ＋１）とする。この例では、（ｉ−１）期間の符号データＱ_i-1 は基本単位データ量（固定長）Ｐ₀ より少なく、ｉ期間の符号データＱ_i は基本単位データ量Ｐ₀ より多く、（ｉ＋１）期間の符号データＱ_i+1 は基本単位データ量Ｐ₀ より少ないとしている。尚、例えば符号データＱ_i が基本単位データ量Ｐ₀ に納まる部分を符号データＱ_i0と呼ぶ。
【００６９】
図７は本実施の形態の映像記録装置の動作を示すタイミング図であり、図６のＧＯＰ（ｉ）、ＧＯＰ（ｉ−１）、ＧＯＰ（ｉ＋１）に対応している。まず高能率符号化器１１は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ＧＯＰ単位で不特定長な可変長の符号データＱ_i-1 、Ｑ_i 、Ｑ_i+1 を夫々出力する。
【００７０】
例えば図６のＧＯＰ（ｉ−１）では、符号データＱ_i-1 のデータ量が基本単位データ量Ｐ₀ より少ないので、第１の固定長詰め込み手段４０は図７（ｃ）に示すように符号データＱ_i-1 をそのまま詰め込む。この符号データＱ_i-1 は第２の一時記憶手段４２にも出力される。また残余データΔＱ_i-1 は０なので、図７（ｄ）に示すように第１の一時記憶手段４１には残余データが出力されない。従って（ｉ−１）期間の最後では、第２の一時記憶手段４２のデータ記憶領域は図７（ｅ）に示すような空白が生じる。尚、図６のＧＯＰ（ｉ−１）では、符号データＱ_i-2 が明確にされていないので、第２の固定長詰め込み手段４３での詰め込み結果は図示されていない。
【００７１】
ＧＯＰ（ｉ）では、図６及び図７（ｂ）に示すように、符号データＱ_i が基本単位データ量Ｐ₀ よりΔＱ_i だけ多い。図７（ｃ）に示すように第１の固定長詰め込み手段４０は符号データＱ_i のうち、基本単位データ量Ｐ₀ 相当分の符号データＱ_i0を詰め込む。詰め込まれた符号データＱ_i0は第２の一時記憶手段４２に出力される。また残余データΔＱ_i をΔＱ_i1＋ΔＱ_i2とし、Ｑ_i ＝Ｑ_i0＋ΔＱ_i とすると、第２の固定長詰め込み手段４３は、図７（ｆ）に示すように第１の固定長詰め込み手段４０から出力された残余データΔＱ_i のうち残余データΔＱ_i1を取り込み、期間ｉに第２の一時記憶手段４２から読み出されたデータの空き領域に残余データΔＱ_i1を即時に詰め込む。次に図７（ｄ）に示すようにΔＱ_i のうち溢れた残余データΔＱ_i2が第１の一時記憶手段４１に出力される。次に第２の固定長詰め込み手段４３は、第２の一時記憶手段４２に保持された期間（ｉ−１）の符号データＱ_i-1 を詰め込むと共に、残余データΔＱ_i1が期間ｉの残余データの一部であることを示す識別コードＣ_i1を付加して詰め込む。
【００７２】
ＧＯＰ（ｉ＋１）では、図６及び図７（ｂ）に示すように、符号データＱ_i+1 が基本単位データ量Ｐ₀ よりかなり少ない。図７（ｃ）に示すように第１の固定長詰め込み手段４０は符号データＱ_i+1 を全て詰め込む。そして第１の固定長詰め込み手段４０は第１の一時記憶手段４１に保持された残余データΔＱ_i2を読み出し、データの空き領域に残余データΔＱ_i2を識別コードＣ_i2を付けて詰め込む。詰め込まれた符号データＱ_i+1 と残余データΔＱ_i2は第２の一時記憶手段４２に出力される。
【００７３】
第２の固定長詰め込み手段４３は、図７（ｆ）に示すように期間（ｉ＋１）に、第２の一時記憶手段４２から読み出された符号データＱ_i0を詰め込む。次の期間（ｉ＋２）で、第２の固定長詰め込み手段４３は、第２の一時記憶手段４２に保持された符号データＱ_i+1 と残余データΔＱ_i2を読み出し、それらのデータをＧＯＰ（ｉ＋１）のデータ領域に詰め込む。このような詰め込み方法によって、残余データは、直前の固定記録領域の空き領域と、直後の固定記録領域に詰め込まれることとなる。
【００７４】
ここで、残余データに識別コードを付加して記録することは、残余データと直前又は直後のＧＯＰとの関連性を認識できるようにするためである。即ち再生開始時の最初の固定記録領域に含まれる残余データが、その直前のＧＯＰの符号データがないことによって関連性が失われ、識別不可能（復元不可能）となることを防ぐためである。
【００７５】
上記のような処理によって記録された磁気媒体上の記録パターンは図６のようになる。このような実施の形態によれば、再生時に頭出し等の高速サーチを容易に行える形式でデータを記録することができる。更に本実施の形態では、実施の形態１よりも記録領域の無駄が少なくなり、画質を更に向上させることができる。
【００７６】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５における映像記録装置について説明する。図８は本実施の形態による映像記録装置の構成を示すブロック図であり、図５と同一部分は同一の符号を付け、説明を省略する。この映像記録装置は、入力手段１０、高能率符号化器１１、第１の固定長詰め込み手段４０、第１の一時記憶手段４１、第２の固定長詰め込み手段４３、第２の一時記憶手段４２、誤り訂正符号化器１４、変調器１５、記録媒体１６に加えて、符号量制御手段４４を含んで構成される。
【００７７】
符号量制御手段４４は、第１の固定長詰め込み手段４０により検出される可変長符号データ量に基づいて、各ｎフレーム単位の平均の発生符号データ量が予め設定された平均目標データ量となるように量子化率を決定して、高能率符号化器１１に対して量子化制御信号を出力するものである。
【００７８】
更に具体的に説明すると、符号量制御手段４４は、第１の固定長詰め込み手段４０からｎフレーム単位毎に残余データのデータ量情報を獲得し、残余データが存在する場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、平均目標データ量から残余データのデータ量を減算して算出されるデータ量となるように、高能率符号化器１１に対する量子化率を決定し、残余データが存在しない場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、平均目標データ量に空き領域のデータ量を加算して算出されるデータ量となるように、高能率符号化器１１に対する量子化率を決定する。
【００７９】
このように構成された本実施の形態の映像記録装置の動作について説明する。実施の形態４で説明した動作とほぼ同様の動作によって、ＧＯＰ単位の可変長符号データが記録媒体１５の固定記録領域に記録される。以下では、その違いの部分について説明する。
【００８０】
第１の固定長詰め込み手段４０は、前述したような方法によって基本単位データを抽出する。このとき、対象となる現在のＧＯＰの符号データと直前のＧＯＰの残余データとの符号量の和が、固定記録領域の基本単位データ量Ｐ₀ よりも大きい場合は残余データΔＱが残る。第１の固定長詰め込み手段４０はこの残余データΔＱの符号量を符号量制御手段４４に出力する。反対に、直前のＧＯＰの残余データがあればそれも含めてこの基本単位データ量Ｐ₀ にＧＯＰの符号データＱが全て納まった場合には、固定記録領域上には空き領域ができることになる。この場合は空き領域に相当する符号量を符号量制御手段４４に出力する。
【００８１】
符号量制御手段４４は、上記の残余データΔＱの符号量を入力し、適応的な符号量制御を行う。即ち、直前のＧＯＰの残余データが存在する場合は、予め設定された固定記録領域に相当する平均目標符号量Ｒ₀ から、この残余データΔＱの符号量を減算し、減算結果を新たな目標符号量Ｒ_i として現在のＧＯＰの符号化を行うように、量子化情報を高能率符号化器１１に出力する。もし、空き領域が存在する場合は、予め設定された固定記録領域に相当する平均目標符号量Ｒ₀ にこの空き領域の符号量を加算して算出されるビット量を、新たな目標符号量Ｒ_i として、現在のＧＯＰの符号化を行うように量子化情報を高能率符号化器１１に出力する。
【００８２】
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態４における記録動作を実現するための正確な符号量制御が行える。更に記録レートの無駄を抑えた符号化が行え、画質を更に向上することができる。
【００８３】
なお、実施の形態４又は５の映像記録装置では、残余データを保持する第１の一時記憶手段４１と、基本単位データを保持する第２の一時記憶手段４２を別々に用意したが、これらの機能を１つの一時記憶手段で実現することもできる。
【００８４】
（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６における映像再生装置について説明する。図９は本実施の形態による映像再生装置の構成を示すブロック図であり、図４と同一部分は同一の符号を付け、説明を省略する。この映像再生装置は、実施の形態４又は５の映像記録装置で記録された記録媒体の信号を再生し、映像信号を出力するものである。この映像再生装置は、記録媒体１６、復調器３０、誤り訂正復号化器３１、符号データ分離手段５０、符号データ連結手段５１、第１の一時記憶手段５２、第２の一時記憶手段５３、高能率復号化器３５、出力手段３６を含んで構成される。
【００８５】
復調器３０及び誤り訂正復号化器３１はデータ入力手段の機能を有している。即ちデータ入力手段は、映像信号がｎフレーム単位で可変長符号化され、不特定長の可変長符号データが記録媒体１６上の固定記録領域に記録されると同時に、直後のｎフレーム期間の残余データが固定記録領域にある場合、残余データが第１の識別コードと共に記録され、直前のｎフレーム期間の残余データが固定記録領域にある場合、残余データが第２の識別コードと共に記録されている記録媒体１６から再生データを得るものである。
【００８６】
符号データ分離手段５０は、データ入力手段から出力される固定記録領域の再生データから、現在のｎフレーム期間の符号データを抽出すると共に、直前のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて直前のｎフレーム期間の残余データを抽出し、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて直後のｎフレーム期間の残余データを抽出するものである。第１の一時記憶手段５２は、符号データ分離手段５０で抽出された直後のｎフレーム期間の残余データを一時記憶するものである。
【００８７】
第２の一時記憶手段５３は、符号データ分離手段５０で抽出された現在のｎフレーム期間の符号データを一時記憶するものである。符号データ連結手段５１は、第２の一時記憶手段５３から出力されるｎフレーム期間の符号データ、符号データ分離手段５０から出力される直前のｎフレーム期間の残余データ、及び第１の一時記憶手段５２から出力される直後のｎフレーム期間の残余データを入力して適応的に連結し、ｎフレーム単位の可変長符号データを得るものである。高能率復号化器３５は、符号データ連結手段５１からの可変長符号データを可変長復号化し、伸張処理するものである。
【００８８】
このように構成された本実施の形態の映像再生装置について、図１０及び図１１を用いてその動作を説明する。図１０は記録媒体１６から再生される符号データのトラック配置を示す説明図である。図１１は本実施の形態の映像記録装置の動作を示すタイミング図であり、図１０のＧＯＰ（ｉ−１）、ＧＯＰ（ｉ）、ＧＯＰ（ｉ＋１）に対応している。実施の形態３に記した動作とほぼ同様の動作によって、ＧＯＰ単位の可変長符号データが記録媒体１６の固定記録領域から再生される。ここでは、異なる部分の動作説明を図１０及び図１１を用いて行う。
【００８９】
まず記録媒体１６の予め決められた固定記録領域には、図１０に示すようなＧＯＰ単位の可変長符号データが記録されているとする。連続する３つの期間のＧＯＰにおいて、現在の期間ｉにおけるＧＯＰ（ｉ）に対し、直前のＧＯＰ（ｉ−１）、直後のＧＯＰ（ｉ＋１）が存在する。この例では記録時において、（ｉ−１）期間の符号データＱ_i-1 は基本単位データ量Ｐ₀ より多く、ｉ期間の符号データＱ_i は基本単位データ量Ｐ₀ より少なく、（ｉ＋１）期間の符号データＱ_i+1 は基本単位データ量Ｐ₀ より多いとしている。
【００９０】
記録媒体１６から再生されたデータは、図９の復調器３０によって復調される。そして誤り訂正復号化器３１によって、このデータに誤り訂正処理が施される。この時点において、再生された符号データは、固定記録領域に相当する符号量を持ち、期間ｉにおいては図１０及び図１１（ｂ）に示すように、現在のＧＯＰ（ｉ）の符号データＱ_i と、直前のＧＯＰ（ｉ−１）の残余データΔＱ_i-1 と、直後のＧＯＰ（ｉ＋１）の残余データΔＱ_i+1 とが詰め込まれた状態となっている。
【００９１】
図９の符号データ分離手段５０は、この符号データを入力し、直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i-1 であることを示す識別コードＣ_i-1 、及び直後のＧＯＰの残余データΔＱ_i+1 であることを示す識別コードＣ_i+1 を検出する。そして図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、これらの２種類の残余データΔＱ_i-1 及びΔＱ_i+1 と、現在のＧＯＰの符号データＱ_i とに分離する。現在のＧＯＰの符号データＱ_i は図１１（ｅ）に示すように第２の一時記憶手段５３に保持される。また、この直後のＧＯＰの残余データΔＱ_i+1 は第１の一時記憶手段５２に保持される。そしてこの直前のＧＯＰの残余データΔＱ_i-1 は符号データ連結手段５１に出力される。
【００９２】
符号データ連結手段５１は、第２の一時記憶手段５３から期間ｉで読み出したＧＯＰの符号データＱ_(i-1)0に対し、第１の一時記憶手段５２から連結すべき残余データΔＱ_i-1 が与えられたときは、図１１（ｆ）に示すようにこれらのデータを所定の方法で連結する。更に、図１１（ｃ）に示すように符号データ分離手段５０から、ＧＯＰ（ｉ＋１）の符号データに連結すべき残余データΔＱ_i+1 が出力されてきたとき、期間（ｉ＋２）において残余データΔＱ_i+1 を所定の方法で符号データＱ_(i+1)0に連結する。
【００９３】
もし、符号データ分離手段５０や第１の一時記憶手段５２に、そのＧＯＰの符号データに対して連結されるべき残余データΔＱが存在しない場合は、何も連結せずにそのまま符号データＱをＧＯＰの符号データとして出力する。
【００９４】
また、再生開始時の最初の固定記録領域の再生データ内に直前のＧＯＰの残余データΔＱが含まれている場合は、連結すべき直前のＧＯＰの符号データが存在しないので、この残余データΔＱを無効とする。また、この最初の固定記録領域の再生データ内に、現在のＧＯＰの符号データが全て揃っていない場合、直前の固定記録領域の空き領域に残余データが詰め込まれている可能性があるが、実際には直前の固定記録領域のデータが存在しないので、何も連結しないようにする。
【００９５】
符号データ連結手段５１から出力される可変長符号データは、高能率復号化器３５にて可変長復号化、逆量子化、逆直交変換等の処理が施され、映像信号に復号される。こうして記録媒体１６から再生された映像信号が出力手段３６を介して出力される。
【００９６】
以上のように本実施の形態の映像再生装置は、実施の形態４又は５の映像記録装置によって記録された可変長符号データを、非常に簡単な構成によって元の符号データに復元できる。従って映像信号を高画質に再生することが可能となる。
【００９７】
尚、第２の一時記憶手段５３は上記構成のみによるものではない。例えばＧＯＰの全ての符号データを保持するものでなく、残余データが無くとも復元可能な符号データは、符号データ分離手段５０及び符号データ連結手段５１を経てそのまま伝送されるようにし、残余データが必要な符号データのみを第２の一時記憶手段５３に保持するようにしても良い。但しこの場合は、ＧＯＰの符号データの出力タイミング調整用に、新たな一時記憶手段を後段に配置する必要がある。
【００９８】
このように第２の一時記憶手段５３の機能は、いくつもの実現手段によって達成される。尚、第１の一時記憶手段５２と第２の一時記憶手段５３とは、別々の一時記憶手段として説明したが、これらを１つの一時記憶手段を用いてその機能を実現することができる。
【００９９】
（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７として、映像記録装置に用いられる固定長詰め込み手段について具体的に説明する。図１２は本実施の形態の固定長詰め込み手段１２Ａ又は４０Ａの構成図である。この固定長詰め込み手段１２Ａ，４０Ａは、ピクチャ別データ整列手段６０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３、書き込み制御手段６４、読み出し制御手段６５を含んで構成される。
【０１００】
このように構成された固定長詰め込み手段１２Ａ，４０Ａの動作を、図１２及び図１３を用いて説明する。実施の形態１，２，４，５のいずれかの映像記録装置において、固定長詰め込み手段は同様の動作をする。入力されたＧＯＰの可変長符号データはピクチャ別データ整列手段６０によって、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの順に整列される。図１３に示すように、例えば１つのＧＯＰを７つのピクチャで構成するものとし、入力される順序は図１３（ａ）のようになり、符号化される順序は図１３（ｂ）のようになる。ピクチャ別データ整列手段６０は、図１３（ｂ）の順で入力される符号データを、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの順序に並び替える。この結果出力されるデータは図１３（ｃ）に示すような順序になる。
【０１０１】
一方、図１２の読み出し制御手段６５は、一時記憶手段１３又は４１から直前のＧＯＰで発生した残余データを読み出す。詰め込み手段６１は、ピクチャ別データ整列手段６０からの出力データと、読み出し制御手段６５から出力される残余データとを入力し、固定記録領域にそれらのデータを詰め込む。詰め込み手段６１で詰め込まれたデータは選択器６３及び固定長判別手段６２に与えられる。固定長判別手段６２は制御信号を出力し、入力データが固定記録領域を満たす符号量までは基本単位データとして出力するように選択器６３を切り替え、固定記録領域を越えた後は残余データとして出力するように選択器６３を切り替える。このとき選択された基本単位データは図１〜図８のいずれかで示した誤り訂正符号化器１４へ出力される。一方、選択された残余データは、書き込み制御手段６４によって一時記憶手段１３又は４１に出力されて保持される。
【０１０２】
ここで、ピクチャ別データ整列手段６０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３は、双方向予測符号化がなされたフレームの第１の可変長符号化データ、前方向予測符号化がなされたフレームの第２の可変長符号化データ、フレーム内符号化がなされたフレームの第３の可変長符号化データの順に選択して残余データを生成する残余データ生成手段の機能を達成している。
【０１０３】
以上のように本実施の形態の固定長詰め込み手段１２Ａ，４０Ａは、１ＧＯＰの残余データとなりうるピクチャタイプをＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの順序に設定することができる。即ち、再生時の復号化処理で参照画面となりうるＩピクチャやＰピクチャを優先して保護することができ、例えば編集によって消失し得る残余データを、殆どの場合Ｂピクチャの一部のデータとすることができる。よって、記録されたデータを編集したり、書き換えたりする場合に、より良好な再生映像を得ることができる。
【０１０４】
（実施の形態８）
次に本発明の実施の形態８として、映像記録装置に用いられる他の固定長詰め込み手段について具体的に説明する。図１４は他の固定長詰め込み手段１２Ｂ又は４０Ｂの構成図である。この固定長詰め込み手段１２Ｂ，４０Ｂは、周波数順データ整列手段７０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３、書き込み制御手段６４、読み出し制御手段６５を含んで構成される。
【０１０５】
このように構成された固定長詰め込み手段１２Ｂ，４０Ｂの動作を、図１４及び図１５を用いて説明する。実施の形態１，２，４，５のいずれかの映像記録装置において、固定長詰め込み手段１２Ｂ，４０Ｂは同様の動作をする。入力されたＧＯＰの可変長符号データは周波数順データ整列手段７０に入力される。周波数順データ整列手段７０は、各ＤＣＴブロック毎に直流データや低域データから高域データまで、ある一定の規則でデータを分類し、低域データの集合と高域データの集合とに分離する。そして低域データの集合から優先的に記録されるようにデータを出力する。図１５にこの様子を示す。
【０１０６】
例えば、マクロブロックが４個の輝度信号（Ｙ）のＤＣＴブロックと、２個の色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ）のＤＣＴブロックとから構成される場合、各ＤＣＴブロックの符号データは図１５のようになる。即ち、周波数順データ整列手段７０は、各ＤＣＴブロックから直流データ（ＤＣ）を含む比較的低域を表すデータから順に、ある特定長に収まるよう分断し、これを低域データの集合とする。そして残りの比較的高域を表すデータを高域データの集合とする。尚、このマクロブロックが動き補償による予測符号化されたものである場合は、図１５に図示されていないが、低域データの集合の中に優先的に動きベクトルを入れることができる。
【０１０７】
一方、図１４の読み出し制御手段６５は、直前のＧＯＰで発生した残余データを一時記憶手段１３又は４１から読み出す。詰め込み手段６１は、周波数順データ整列手段７０からの出力データと、読み出し制御手段６５から出力される残余データを入力し、固定記録領域に詰め込む。
【０１０８】
詰め込み手段６１が出力するデータは選択器６３及び固定長判別手段６２に与えられる。固定長判別手段６２は制御信号を出力し、データが固定記録領域を満たす符号量までは基本単位データとして出力するように選択器６３を切り替え、固定記録領域を越えた後は残余データとして出力するように選択器６３を切り替える。このとき選択された基本単位データは誤り訂正符号化器１４（図示せず）へ出力される。そして選択された残余データは、書き込み制御手段６４によって一時記憶手段１３又は４１に書き込まれる。
【０１０９】
ここで周波数順データ整列手段７０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３は、ｎフレーム単位毎に発生する可変長符号データに含まれる周波数成分のうち、高域成分を表す符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段の機能を達成している。
【０１１０】
以上のような本実施の形態の固定長詰め込み手段１２Ｂ，４０Ｂは、残余データとなりうるデータを、比較的高域を表すデータに設定することができる。従って、例えば編集等によって残余データが消失する場合も、比較的人間の視覚上歪みが目立ちにくい処理を行うことができる。従って、記録されたデータを編集したり、書き換えたりする場合に、より良好な再生映像を得ることができる。
【０１１１】
（実施の形態９）
次に本発明の実施の形態９として、映像記録装置に用いられる他の固定長詰め込み手段について具体的に説明する。図１６は更なる固定長詰め込み手段１２Ｃ，４０Ｃの構成図である。この固定長詰め込み手段１２Ｃ，４０Ｃは、画面位置データ整列手段８０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３、書き込み制御手段６４、読み出し制御手段６５を含んで構成される。
【０１１２】
このように構成された固定長詰め込み手段１２Ｃ，４０Ｃの動作を、図１６及び図１７を用いて説明する。実施の形態１，２，４，５のいずれかの映像記録装置において、固定長詰め込み手段１２Ｃ，４０Ｃは同様の動作をする。入力されたＧＯＰの可変長符号データは画面位置データ整列手段８０に入力される。
【０１１３】
画面位置データ整列手段８０は、入力されたＧＯＰの可変長符号データに対して、各マクロブロックの画面上の位置によってデータの並べ替えを行う。画面位置データ整列手段８０は、画面の中央部のマクロブロックから順に外周部のマクロブロックへと並べ替えて出力する。例えば、図１７のように画面がマクロブロック単位に分割されているものとする。画面位置データ整列手段８０は、予め決められたルールに従って、画面の中央部のマクロブロックから外周部のマクロブロックへと順番にデータを並び替えて出力する。
【０１１４】
一方、読み出し制御手段６５は、一時記憶手段１３又は４１から直前のＧＯＰで発生した残余データを読み出す。詰め込み手段６１は、画面位置データ整列手段８０からの出力データと、読み出し制御手段６５から出力される残余データを入力し、固定記録領域に詰め込む。
【０１１５】
詰め込み手段６１が出力するデータは選択器６３及び固定長判別手段６２に与えられる。固定長判別手段６２は制御信号を出力し、データが固定記録領域を満たす符号量までは基本単位データとして出力するように選択器６３を切り替え、固定記録領域を越えた後は残余データとして出力するように選択器６３を切り替える。このとき選択された基本単位データは図示しない誤り訂正符号化器１４に出力される。そして選択された残余データは、書き込み制御手段６４によって一時記憶手段１３又は４１に格納される。
【０１１６】
ここで画面位置データ整列手段８０、詰め込み手段６１、固定長判別手段６２、選択器６３は、映像信号の画面位置における外周部分を可変長符号化して得られる符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段の機能を達成している。
【０１１７】
以上のような本実施の形態の固定長詰め込み手段１２Ｃ，４０Ｃは、残余データとなりうるデータを比較的画面上の外周に位置するデータとして設定することできる。従って、例えば編集によって残余データが消失する場合も、比較的画面の外周部に画質劣化を分散させることができる。従って、記録されたデータを編集したり、書き換えたりする場合に、より良好な再生映像を得ることができる。
【０１１８】
なお、外周部の定義は上記したものでなくてもよく、必ずしも図１７に示すような順序付けを行う必要はない。他の方法も多々考えられる。尚、実施の形態７、８、９はそれぞれ独立した固定長詰め込み手段として説明したが、これらの機能を組み合わせることも容易に実現でき、夫々の効果を合わせることにより、より良好な効果を得ることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各ＧＯＰ単位ごとに不特定長な可変長符号データを、記録媒体上の予め設定された固定記録領域に記録することが可能となり、再生時において頭出し等の高速サーチを容易に行うことができる。更に、この形式で記録する際においても、記録レートを十分に活用できる高能率符号化を行うことができ、高画質に映像を記録することができる。また、このような形式で記録された可変長符号データを非常に簡単な構成で高画質に再生することができる。更にこのような形式で記録する場合であって、編集又は重ね書きされた場合であっても、画質劣化を抑えることができ、良好な再生映像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による映像記録装置の構成図である。
【図２】実施の形態１による映像記録装置のデータ記録方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２による映像記録装置の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３による映像再生装置の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４による映像記録装置の構成図である。
【図６】実施の形態４による映像記録装置のデータ記録方法を示す説明図である。
【図７】実施の形態４による映像記録装置のデータ記録動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５による映像記録装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態６による映像再生装置の構成図である。
【図１０】実施の形態６による映像再生装置のデータ再生方法を示す説明図である。
【図１１】実施の形態６による映像再生装置のデータ再生動作を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態７による映像記録装置内の固定長詰め込み手段の構成図である。
【図１３】実施の形態７の映像記録装置において、固定長詰め込み手段の動作説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態８による映像記録装置内の固定長詰め込み手段の構成図である。
【図１５】実施の形態８の映像記録装置において、固定長詰め込み手段の動作説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態９による映像記録装置内の固定長詰め込み手段の構成図である。
【図１７】実施の形態９の映像記録装置において、固定長詰め込み手段の動作説明図である。
【図１８】従来例の映像記録装置の構成図である。
【図１９】従来例の映像記録装置のデータ記録方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 入力手段
１１ 高能率符号化器
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 固定長詰め込み手段
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 第１の固定長詰め込み手段
１３，３３ 一時記憶手段
１４ 誤り訂正符号化器
１５ 変調器
１６ 記録媒体
２０，４４ 符号量制御手段
３０ 復調器
３１ 誤り訂正復号化器
３２，５０ 符号データ分離手段
３４，５１ 符号データ連結手段
３５ 高能率復号化器
３６ 出力手段
４０ 第２の固定長詰め込み手段
４１，５２ 第１の一時記憶手段
４２，５３ 第２の一時記憶手段
６０ ピクチャ別データ整列手段
６１ 詰め込み手段
６２ 固定長判別手段
６３ 選択器
６４ 書き込み制御手段
６５ 読み出し制御手段
７０ 周波数順データ整列手段
８０ 画面位置データ整列手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a video recording apparatus that records a video signal by performing band compression using a high-efficiency encoding technique, and a video reproduction apparatus that reproduces a video signal by extending the band of encoded data.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a large number of video recording devices and video playback devices that record video signals as digital signals on a magnetic recording medium such as a magnetic tape or an optical disk have been introduced into the market. In the first place, if a video signal is recorded as it is as a digital signal, the amount of data becomes enormous and requires a much larger recording capacity than the conventional analog recording method. Therefore, it is generally known to perform high-efficiency encoding as a method of reducing the data amount of the video signal. High-efficiency encoding is an encoding method that reduces the amount of data by removing redundant components of video signals.
[0003]
As this representative technique, there is an international standard MPEG (Motion Picture Expert Group). This technique is a method of compressing the amount of information by removing redundancy within and between frames. A frame to be subjected to intraframe coding is defined as an I picture. A predicted image is generated by performing motion compensation on the decoded image of the immediately preceding I picture or P picture, and a frame on which forward predictive coding is performed using the difference between the predicted image and the input image is defined as a P picture. . A frame that exists between the immediately preceding and immediately following I picture or P picture and that has been subjected to bidirectional predictive coding by motion compensation is defined as a B picture. By combining these three types of encoding schemes, a high compression rate can be realized using the correlation between space and time.
[0004]
First, the intra-frame coding (I picture) will be specifically described. A block obtained by dividing an effective image area in a screen into blocks each having a certain number of pixels is called a macro block. The macro block is further divided into a plurality of DCT blocks, for example, four luminance signal DCT blocks and two color difference signal DCT blocks. Orthogonal transformation is performed for each DCT block. For the orthogonal transform, a technique called DCT (discrete cosine transform) is generally used. The DCT block subjected to such orthogonal transformation has undergone data transformation from the spatial domain to the frequency domain, and the energy concentrates on the DC component and the low frequency component due to the correlation of the video signal, and the high frequency component Often energy is less likely to appear. Prepare a quantization table in which quantization distortion is not conspicuous due to human visual characteristics, that is, a quantization table having a larger value for higher frequency components, and divide the energy of each frequency by this quantization table to increase zero data. Like that. This result is scanned from the low frequency component to the high frequency component, and the amount of information is reduced by variable-length encoding the pair of zeros (zero run) and non-zero coefficient value (amplifier). be able to.
[0005]
Next, forward prediction coding (P picture) will be described in detail. As described above, the input frame is divided into macroblock units. As the reference screen, input image data of an I picture (or P picture) input in advance and decoded image data of an already encoded I picture (or P picture) are used. A block including image data closest to each macroblock of the P picture is searched in the reference image (motion detection), a difference from the decoded image data of the searched area is taken, and the result is orthogonally transformed. Processing such as orthogonal transformation, quantization, and variable length coding is the same as the processing for the I picture described above. It is also necessary to transmit and record a motion vector indicating the position of the searched block in the reference screen. As described above, a P picture has a feature that it cannot be decoded unless there is an already decoded I or P picture that becomes a reference image at the time of decoding.
[0006]
Next, bi-directional predictive coding (B picture) will be specifically described. The B picture is a picture located between the I or P picture, and requires the immediately preceding and immediately following I or P picture as a reference image. The motion detection as described above is performed on each picture, and the difference data is orthogonally transformed, quantized, and variable length coded. Of course, it is necessary to record the motion vector. As described above, a B picture has a feature that it cannot be decoded if there is no I or P picture located immediately before and immediately after decoding, which becomes a reference image.
[0007]
Now, the amount of code generated by encoding can be controlled by varying the quantization scale code from the code amount control means. Here, a general operation of code amount control will be described. Code amount control is to monitor whether the amount of data generated so far is large or small for a certain transmission rate or recording rate, and quantize the result of the image that is currently being coded This is reflected in the scale and the generated bit amount is increased or decreased. That is, when the consumed bit amount so far is larger than the recording rate, the generated bit amount is suppressed by increasing the quantization scale and increasing the amount to be divided at the time of quantization. Here, the frame interval in which the I picture exists is called GOP (Group Of Pictures). In a general system, encoding is performed in units of this GOP so as to substantially satisfy a target bit rate calculated from a recording rate. The code bit rate in a fixed time range is controlled to be equal to the recording rate. Therefore, when viewed locally, the amount of code generated for each GOP unit may be larger or smaller than the allocated target bit rate.
[0008]
Now, as a means for recording the code data generated by the inter-frame coding as described above on the recording medium, a video recording apparatus (streamer) for recording the generated bit stream as it is on a recording medium such as a magnetic tape. There is. FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of this conventional video recording apparatus. When a video signal is input via the input terminal 100, the high efficiency encoder 101 performs high efficiency encoding by the method described above to generate variable length code data. Next, the error correction encoder 102 performs error correction encoding processing on the variable length code data. The modulator 103 modulates the error correction encoded data into a format suitable for recording on the recording medium, and records it on the recording medium 104. FIG. 19 shows a recording pattern on a recording medium recorded by such a video recording apparatus.
[0009]
This figure shows a state in which 1 GOP variable-length code data is recorded on several recording tracks on the recording medium 16 (magnetic tape). As described above, in the case of variable-length encoded data, the recording bit amount differs for each GOP unit. Then, since the code data of the next GOP is recorded following the code data of the previous GOP, the boundary of the GOP comes in the middle of the track. Therefore, it is not easy to detect which GOP data exists in which track.
[0010]
Another example of the prior art is described in “JP-A-8-163499”. According to this, there is a method in which a specific recording area is secured for each GOP unit, and high efficiency encoding is performed so that the encoding rate becomes lower than the recording rate, so that the specific area does not overflow. It is used. In this case, there is an advantage that it is easy to detect where the recording position of each GOP unit is recorded on the recording track, but it cannot be said that the recording capacity is sufficiently utilized in that the encoding rate is made lower than the recording rate. .
[0011]
Further, there is a processing method in which the empty area of the track after the boundary is filled with dummy data so that the boundary of the GOP does not come in the middle of the recording track on the recording medium. Also in this case, the code amount in GOP units becomes unspecified, and the number of recording tracks varies in each GOP unit, so that a complicated process of controlling the tape running system accordingly is required.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when data that has been compression-encoded between frames is recorded by a conventional video recording apparatus, the recording position in GOP units is unclear during reproduction, and high-speed search such as cueing becomes difficult. there were. Further, in order to realize editing or overwriting from the middle of the track, there is a problem that the position detection of the GOP boundary and the control of the recording head become very complicated. Further, even if control such as editing or overwriting in GOP units can be simplified, there is a problem in that encoding using the recording rate cannot be performed sufficiently. Furthermore, when recording is performed such that the number of recording tracks varies in GOP units, there is a problem that the control of the tape running system becomes complicated accordingly.
[0013]
  Claims of the present application1-3, 5, 7-9The described invention has been made in view of such a conventional problem, and provides a video recording apparatus that records inter-frame compression-coded data so that the GOP recording position can be easily detected. For the purpose.
[0014]
  Further claims of the present application1-3, 5, 7-9Another object of the present invention is to provide a video recording apparatus capable of recording a video signal with high image quality by fully utilizing a recording rate.
[0015]
  Further claims of the present application1-3, 5, 7-9Another object of the present invention is to provide a video recording apparatus capable of recording in a format suitable for performing editing or overwriting in GOP units.
[0016]
  Further claims of the present application1, 4, 6SUMMARY OF THE INVENTION An object of the described invention is to provide a video reproduction apparatus that reproduces variable length code data recorded as described above with high quality with a simple configuration.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  Claims of the present application1The invention includes an input means for inputting a video signal, a high efficiency encoding means for performing variable length encoding by band compression of the video signal input by the input means by high efficiency encoding, and the high efficiency encoding means. First fixed-length stuffing means for arranging data for stuffing variable-length code data output from, which has an unspecified length every n frames, into a fixed recording area provided on a recording medium, and the first A first temporary storage means for holding at least a part of the remaining data until a next n frame recording period when residual data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the fixed length stuffing means; Second temporary storage means for holding the code data packed in the fixed recording area by the fixed length packing means until the next n frame recording period, and output from the second temporary storage means Second fixed length stuffing means for stuffing the remaining data output from the first fixed length stuffing means into the empty area when the code data in the fixed recording area has a vacant area. And the first fixed-length stuffing unit adds an identification code indicating the remaining data in the immediately preceding n frame period to the remaining data output from the first temporary storage unit The remaining data is packed in the fixed recording area, and the code data of the current n frame period output from the high efficiency encoding means is packed in the fixed recording area, and the code data overflows from the fixed recording area. In this case, a part of the new residual data is output to the second fixed-length stuffing means, and the remainder of the new residual data is output to the first temporary storage means. The second fixed-length stuffing means stuffs the code data output from the second temporary storage means, and if the code data in the fixed recording area has a free area, The remaining data output from the fixed length packing means is added to the empty area with an identification code indicating that it is the remaining data in the immediately following n frame period.
[0022]
  Claims of the present application2The invention of claim1In the video recording apparatus, the first fixed length stuffing means stuffs the remaining data in the immediately preceding n frame period so as to be recorded in a specific area provided in the fixed recording area. is there.
[0023]
  Claims of the present application3The invention includes an input means for inputting a video signal, a high efficiency encoding means for performing variable length encoding by band compression of the video signal input by the input means by high efficiency encoding, and the high efficiency encoding means. First fixed-length stuffing means for arranging data for stuffing variable-length code data output from, which has an unspecified length every n frames, into a fixed recording area provided on a recording medium, and the first When the remaining data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the fixed length stuffing means, the first temporary storage means for holding the remaining data until the next n frame recording period, and the first fixed length stuffing Second temporary storage means for holding the code data packed in the fixed recording area by the means until the next n frame recording period, and the code data output from the second temporary storage means A second fixed-length stuffing means for stuffing the remaining data output from the first fixed-length stuffing means into the vacant area when the code data in the fixed recording area has a vacant area; Based on the variable-length code data amount detected by the fixed-length stuffing means, the quantization rate is determined so that the average generated code data amount for each n frame unit becomes the preset average target data amount, Code amount control means for outputting a quantization control signal to the high-efficiency encoding means, and the first fixed-length stuffing means adds residual data output from the first temporary storage means to the residual data. On the other hand, an identification code indicating that it is residual data in the immediately preceding n frame period is added, the residual data is packed in the fixed recording area, and the high-efficiency encoding means When the code data of the current n frame period to be output is packed in the fixed recording area and the code data overflows from the fixed recording area, a part of new residual data is output to the second fixed length packing means. , Outputting the remainder of the new residual data to the first temporary storage means, and the second fixed-length stuffing means stuffs the code data output from the second temporary storage means, When the code data of the fixed recording area has a free area, the residual data output from the first fixed length stuffing means is added with an identification code indicating that it is the residual data of the immediately following n frame period The code amount control means stores the remaining data every n frames from the first temporary storage means via the first fixed length stuffing means. If the remaining data exists, the target data amount for the next n frame units is calculated by subtracting the data amount of the residual data from the average target data amount. As described above, when the quantization rate for the high-efficiency encoding unit is determined and the residual data does not exist, the target data amount for the next n frame units is equal to the average target data amount and the data amount of the free area. The quantization rate for the high-efficiency encoding means is determined so as to obtain a data amount calculated by adding.
[0024]
  Claims of the present application4According to the invention, the video signal is variable-length encoded in units of n frames, and variable-length code data having an unspecified length is recorded in a fixed recording area on the recording medium. When in the fixed recording area, the residual data is recorded together with the first identification code, and when the residual data of the previous n frame period is in the fixed recording area, the residual data is recorded with the second identification code. Data input means for obtaining reproduction data from a recording medium, and code data of the current n frame period are extracted from the reproduction data of the fixed recording area output from the data input means, and the remaining data of the previous n frame period The residual data of the immediately preceding n frame period is extracted using an identification code indicating that the data is the residual data of the immediately following n frame period. Code data separating means for extracting residual data of the immediately following n frame period using an identification code indicating the first data, and first data for temporarily storing residual data of the immediately following n frame period extracted by the code data separating means A temporary storage means; a second temporary storage means for temporarily storing the code data of the current n frame period extracted by the code data separation means; and an n frame period output from the second temporary storage means. The code data, the residual data of the immediately preceding n frame period output from the code data separating means, and the residual data of the immediately following n frame period output from the first temporary storage means are input adaptively. Code data concatenating means for concatenating and obtaining variable length code data in units of n frames, and variable length decoding of the variable length code data from the code data concatenating means It is characterized in that it comprises a high efficiency decoding device for decompression processing, the.
[0025]
  Claims of the present application5The invention of claim1, 2, 3In the video recording device according to any one of the above, the high-efficiency encoder performs inter-frame compression encoding using the n frame unit as a compression unit, and one frame in the n frames is included in the frame. Encoding is performed, and the other frames are only subjected to forward encoding or bidirectional predictive encoding.
[0026]
  Claims of the present application6The invention of claim4In the video reproduction apparatus, the high-efficiency decoder is a high-efficiency encoder that performs inter-frame compression encoding using the n-frame unit as a compression unit, and one of the n frames is subjected to intra-frame encoding. The other frames are characterized by high-efficiency decoding of variable-length code data that has been subjected to forward prediction encoding or bidirectional prediction encoding.
[0028]
  Claims of the present application7The invention of claim1, 2, 3In the video recording apparatus according to any one of the above, the first fixed-length stuffing means includes a first variable-length encoded data of a frame subjected to bidirectional predictive encoding and a frame subjected to forward predictive encoding. The second variable-length encoded data and the third variable-length encoded data of the frame subjected to intra-frame encoding are selected in this order, and residual data generating means for generating residual data is provided. is there.
[0030]
  Claims of the present application8The invention of claim1, 2, 3In the video recording device according to any one of the above, the first fixed-length stuffing unit includes code data representing a high-frequency component among frequency components included in variable-length code data generated every n frames. The present invention is characterized by having residual data generating means for generating residual data.
[0032]
  Claims of the present application9The invention of claim1, 2, 3In the video recording device according to any one of the above, the first fixed-length stuffing means generates residual data as residual data by generating code data obtained by variable-length encoding the outer peripheral portion of the video signal at the screen position. It has the means.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
A video recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a video recording apparatus according to this embodiment. The video recording apparatus includes an input unit 10, a high efficiency encoder 11, a fixed length stuffing unit 12, a temporary storage unit 13, an error correction encoder 14, a modulator 15, and a recording medium 16.
[0034]
The input means 10 is a means for inputting a video signal from the outside. The high-efficiency encoder 11 is high-efficiency encoding means that performs variable-length encoding by band-compressing the video signal input by the input means 10 by high-efficiency encoding. The fixed-length stuffing means 12 outputs a data arrangement for stuffing variable-length code data output from the high-efficiency encoder 11 and having an unspecified length every n frames into a fixed recording area provided on the recording medium 16. It is a means to perform. The temporary storage unit 13 holds the remaining data until the next n frame recording period when the remaining data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the fixed-length stuffing unit 12.
[0035]
The operation of the video recording apparatus having such a configuration will be described. Note that the rearrangement of code data performed by the fixed-length stuffing means is expressed as code data stuffing in the following description. First, when a video signal is input via the input means 10, the high-efficiency encoder 11 compresses the video signal with n frames as one GOP and compresses the variable-length code data by the above-described method. Generate. The code amount of the variable-length code data in the GOP unit period has an unspecified length for each GOP unit.
[0036]
When such variable-length code data (hereinafter referred to as code data) is recorded on the recording medium 16, a data area to be recorded on the recording medium 16 in units of each GOP is determined in advance. Such a data area is called a fixed recording area. This fixed recording area is composed of a certain number of continuous tracks on the recording medium 16. For example, as shown in FIG. 2, the fixed recording areas of GOP (i) and GOP (i + 1) are each composed of five tracks.
[0037]
The fixed-length stuffing means 12 records the code data Q having an unspecified length for each GOP unit in a specific fixed recording area. Therefore, the basic unit data amount P having a size uniquely determined from the size of the fixed recording area.₀ This code data Q is divided into the code data Q by the data size.₀ Stuff. The GOP code data Q is the basic unit data amount P.₀ If it is smaller, all code data Q can be used as basic unit data. Code data Q of GOP is basic unit data amount P₀ If larger, QQ after basic unit data is extracted₀ = ΔQ residual data remains. Temporary storage means 13 holds this residual data ΔQ until the next GOP period.
[0038]
The error correction encoder 14 extracts the extracted basic unit data Q₀ Is subjected to error correction coding processing. Next, the modulator 15 modulates the error correction encoded data and records it in the fixed recording area of the recording medium 16.
[0039]
The code data of the GOP in the current period i is Q_i Then, the residual data ΔQ held in the temporary storage means 13_i Is the code data Q of the GOP in the next (i + 1) period_{i + 1} Is input to the fixed length stuffing means 12 at the same time. The operation of the fixed length stuffing means 12 in this case will be described.
[0040]
First, the remaining data ΔQ in the fixed recording area_i Stuff. At this time, this data is the remaining data ΔQ of the previous GOP._i Identification code C indicating that there is_i Add and pack. Here, the identification code C is used for easily recognizing whether or not each code data is related to the immediately preceding GOP at the time of reproduction, that is, whether it is the residual data ΔQ of the immediately preceding GOP. . This is because the remaining data included in the reproduction data of the first fixed recording area at the start of reproduction loses the relevance of the code data because there is no code data of the immediately preceding GOP, and cannot be identified (cannot be restored). This is to prevent becoming.
[0041]
Second, in the period (i + 1), the code data Q of the GOP in the period (i + 1) is stored in an empty area other than the area packed with the remaining data._{i + 1} Stuff. Code data Q to be packed_{i + 1} The size of the remaining data ΔQ already packed from the data size uniquely determined from the fixed recording area_i Is determined by subtracting the amount of codes. At this time, the overflowed code data ΔQ is not packed._{i + 1} Is newly stored in the temporary storage means 13 as residual data. Then, after such stuffing processing is completed, the recording is performed in the fixed recording area of the recording medium 16 through the processing described above.
[0042]
An example of the recording pattern of the fixed recording area recorded by the above processing is shown in FIG. According to FIG. 2, in the fixed recording area of 5 tracks provided for the code data in the period (i + 1), the remaining data is packed in the area at the head of the fourth track with the identification code added. .
[0043]
As described above, in the video recording apparatus of the present embodiment, variable length code data having an unspecified length is recorded for each GOP unit in a preset fixed recording area on the recording medium, so that the track number and GOP number are recorded. And video data can be recorded in a format that facilitates high-speed search such as cueing during playback.
[0044]
Note that n is the number of frames constituting the GOP, and the value of n can take an integer of 1 or more. Depending on how the GOP is configured, the picture type of each frame included in the n frame can be arbitrarily determined. For example, the same applies to the case where the number of frames constituting a GOP is 1, and code data subjected to intra-frame compression is recorded on a recording medium.
[0045]
Note that the fixed-length stuffing means 12 can stuff the remaining data from the temporary storage means 13 from the beginning in the fixed recording area, as shown in FIG. 2, or a predetermined specific area in the middle of the fixed recording area. Can also be stuffed from. Where to pack can be set arbitrarily.
[0046]
The identification code may be inserted not in the area for recording the video code data but in the area for recording the video additional information, and the identification code itself may have position information packed with residual data. In addition, an area for recording an identification flag may be provided at a specific position in each unit for recording video code data, that is, an error correction coding processing unit (referred to as a sync block).
[0047]
(Embodiment 2)
Next, a video recording apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the video recording apparatus according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. This video recording apparatus includes a code amount control means in addition to an input means 10, a high efficiency encoder 11, a fixed length stuffing means 12, a temporary storage means 13, an error correction encoder 14, a modulator 15, and a recording medium 16. 20 is comprised.
[0048]
Based on the variable-length code data amount detected by the fixed-length stuffing unit 12, the code amount control unit 20 performs quantum quantization so that the average generated code data amount for each n frame unit becomes a preset average target data amount. The quantization rate is determined and a quantization control signal is output to the high efficiency encoder 11. More specifically, the code amount control means 20 obtains the data amount information of the remaining data from the fixed length stuffing means 12 for each n frame unit, and if there is remaining data, the target code for the next n frame unit is obtained. When the quantization rate for the high-efficiency encoder 10 is determined so that the data amount becomes a data amount calculated by subtracting the data amount of the residual data from the average target data amount, and there is no residual data, The quantization rate for the high-efficiency encoder 11 is determined so that the target data amount for each n frame unit becomes the average target data amount.
[0049]
The operation of the video recording apparatus of the present embodiment configured as described above will be described. Since the operation of recording variable-length code data in GOP units in the fixed recording area of the recording medium is substantially the same as that of the first embodiment, the operation of the different parts will be described here.
[0050]
The fixed length stuffing means 12 performs the basic unit data Q by the method as described above.₀ Is extracted. At this time, the code data Q of the current GOP to be processed_i And the remaining GOP residual data ΔQ_i-1 Is the size of the fixed recording area, that is, the basic unit data amount P₀ Is larger than the basic unit data Q_i0After extracting the residual data ΔQ_i Remains. The fixed length stuffing means 12 uses the remaining data ΔQ_i Is output to the code amount control means 20. On the other hand, if there is residual data of the previous GOP, this basic unit data amount P including it is included₀ Code data Q of GOP_i If all of the_i The code amount of is zero. In such a case, an empty area may be formed on the fixed recording area.
[0051]
The code amount control unit 20 receives the code amount of the residual data and performs adaptive code amount control on the high efficiency encoder 11. That is, when there is residual data of the immediately preceding GOP, the average target code amount R corresponding to a preset fixed recording area₀ From this residual data ΔQ_i-1 The bit amount calculated by subtracting the code amount of the new target code amount R_i And And target code amount R_i In order to perform encoding of the current GOP, the code amount control unit 20 outputs specific quantization information to the high efficiency encoder 11. If the last GOP residual data ΔQ_i-1 Is 0, the average target code amount R corresponding to a preset fixed recording area₀ Are used as they are, and specific quantization information is output to the high-efficiency encoder 11 so as to encode the current GOP.
[0052]
According to the video recording apparatus as described above, accurate code amount control is possible in order to realize the recording operation in the first embodiment. For this reason, encoding with reduced waste of the recording rate is possible, and the image quality of the video recorded on the recording medium can be improved.
[0053]
(Embodiment 3)
Next, a video reproduction apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the video reproduction apparatus according to this embodiment. This video reproduction apparatus reproduces the recording medium recorded by the video recording apparatus of Embodiment 1 or 2 and outputs a video signal. This video reproduction apparatus includes a recording medium 16, a demodulator 30, an error correction decoder 31, a code data separation means 32, a temporary storage means 33, a code data connection means 34, a high efficiency decoder 35, and an output means 36. Consists of.
[0054]
The demodulator 30 and the error correction decoder 31 have a function of data input means. That is, the data input means performs variable length coding of the video signal in units of n frames and records variable length code data of an unspecified length in the fixed recording area on the recording medium 16, and at the same time, the remainder of the previous n frame period When the data is in the fixed recording area, the reproduction data is obtained from the recording medium in which the remaining data is recorded together with the identification code.
[0055]
The code data separation means 32 recognizes the identification code from the reproduction data in the fixed recording area output from the data input means and separates it into the remaining data of the previous n frame period and the code data of the current n frame period It is. The temporary storage means 33 temporarily stores the code data of the current n frame period separated by the code data separation means 32. The code data connecting means 34 inputs the residual data of the immediately preceding n frame period output from the code data separating means 32 and also inputs the residual data of the immediately preceding n frame period output from the temporary storage means 33. To obtain variable-length code data in units of n frames. The high-efficiency decoder 35 performs variable-length decoding on the variable-length code data from the code data concatenating means 34 and decompresses it.
[0056]
The operation of the video playback apparatus configured as described above will be described. The video recording apparatus described in the first or second embodiment records variable length code data in GOP units in a predetermined fixed recording area of the recording medium 16. The demodulator 30 receives the error correction encoded data modulated from the recording medium 16 and performs demodulation processing. The error correction decoder 31 performs error correction processing on the error correction encoded data. At this point, the reproduced code data has a code amount corresponding to the fixed recording area, and is in a state where the code data of the current GOP and the remaining data of the previous GOP are packed.
[0057]
The code data separation means 32 receives the code data output from the error correction decoder 31, and receives an identification code C indicating that it is residual data._i-1 And the remaining data ΔQ of the immediately preceding GOP_i-1 And code data Q of the current GOP_i And to separate. Code data Q of current GOP_i Is stored in the temporary storage means 33. Then, the next fixed recording area is reproduced, and the code data separating means 32 performs the remaining data ΔQ as described above._i Is separated, the code data connecting means 34 reads the code data Q read from the temporary storage means 33._i Residual data ΔQ_i Are connected by a predetermined method and output. If the residual data is not separated from the code data separation means 32, it means that there is no residual data for the code data, so this code data is output as it is as GOP code data.
[0058]
If the reproduction data of the first fixed recording area at the start of reproduction includes residual data of the immediately preceding GOP, the code data of the immediately preceding GOP to be concatenated originally does not exist. Invalidate data.
[0059]
The variable-length code data output from the code data concatenation unit 34 in this way is subjected to processing such as variable-length decoding, inverse quantization, and inverse orthogonal transform by the high-efficiency decoder 35. A video signal is output.
[0060]
As described above, the video reproduction apparatus according to the present embodiment restores the variable-length code data recorded by the video recording apparatus according to the first or second embodiment to the original complete code data using a very simple configuration. can do. For this reason, it is possible to reproduce high-quality video.
[0061]
The temporary storage means 33 is not limited to the above configuration. For example, code data that does not hold all the GOP code data and can be restored without residual data is input to the high-efficiency decoder 35 as it is through the code data separation means 32 and the code data connection means 34. Only the code data that requires the remaining data may be held in the temporary storage means 33. In this case, however, temporary storage means for adjusting the output timing of the GOP code data must be arranged in the subsequent stage. Thus, various configurations of the temporary storage means 33 are conceivable.
[0062]
(Embodiment 4)
Next, a video recording apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the video recording apparatus according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. The video recording apparatus includes an input unit 10, a high-efficiency encoder 11, a first fixed-length stuffing unit 40, a first temporary storage unit 41, a second fixed-length stuffing unit 42, and a second temporary storage unit 43. And an error correction encoder 14, a modulator 15, and a recording medium 16.
[0063]
The high-efficiency encoder 11 performs variable-length encoding by band-compressing the video signal input by the input means 10 by high-efficiency encoding. The first fixed-length stuffing means 40 packs variable-length code data output from the high-efficiency encoder 11 and having an unspecified length every n frames into a fixed recording area provided on the recording medium 16. In order to write data, the data is rearranged according to a predetermined rule. Such data rearrangement is called “stuffing”. The first temporary storage unit 41 holds at least a part of the remaining data until the next n frame recording period when the remaining data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the first fixed length stuffing unit 40. It is.
[0064]
The second temporary storage means 42 holds the code data packed in the fixed recording area by the first fixed length packing means 40 until the next n frame recording period. The second fixed-length stuffing means 43 stuffs the code data output from the second temporary storage means 42 and, when there is an empty area in the code data in the fixed recording area, the first fixed-length stuffing means 40. The remaining data output from is packed into the empty area.
[0065]
More specifically, the first fixed-length stuffing means 40 adds an identification code indicating that it is residual data in the immediately preceding n frame period to the residual data output from the first temporary storage means 41, When the remaining data is packed in the fixed recording area, the code data of the current n frame period output from the high efficiency encoder 11 is packed in the fixed recording area, and the code data overflows from the fixed recording area, new residual data Is output to the second fixed length stuffing means 43, and the remainder of the new residual data is output to the first temporary storage means 41.
[0066]
The second fixed-length stuffing means 43 stuffs the code data output from the second temporary storage means 42 and, if there is an empty area in the code data in the fixed recording area, the second fixed-length stuffing means 43 The output residual data is packed into an empty area with an identification code indicating that it is the residual data of the immediately following n frame period.
[0067]
The operation of the video recording apparatus of the present embodiment configured as described above will be described. The variable-length code data in units of GOP is recorded in the fixed recording area of the recording medium 16 by an operation substantially similar to the operation described in the first embodiment. Here, the operation of different portions will be described with reference to FIGS.
[0068]
In FIG. 6, consider GOPs in three consecutive periods. The GOP in the current period i is GOP (i), the GOP in the immediately preceding period is GOP (i−1), and the GOP in the immediately following period is GOP (i + 1). In this example, the code data Q in the period (i-1)_i-1 Is the basic unit data amount (fixed length) P₀ Less, i period code data Q_i Is the basic unit data amount P₀ More, code data Q of (i + 1) period_{i + 1} Is the basic unit data amount P₀ Try to be less. For example, code data Q_i Is the basic unit data amount P₀ The part that fits in the code data Q_i0Call it.
[0069]
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the video recording apparatus according to the present embodiment, and corresponds to GOP (i), GOP (i−1), and GOP (i + 1) in FIG. First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the high-efficiency encoder 11 performs variable length code data Q that is unspecified in GOP units._i-1 , Q_i , Q_{i + 1} Are output respectively.
[0070]
For example, in GOP (i−1) in FIG._i-1 Is the basic unit data amount P₀ Since there are fewer, the first fixed-length stuffing means 40 performs code data Q as shown in FIG._i-1 Is packed as it is. This code data Q_i-1 Is also output to the second temporary storage means 42. The remaining data ΔQ_i-1 Since 0 is 0, no residual data is output to the first temporary storage means 41 as shown in FIG. Therefore, at the end of the period (i-1), the data storage area of the second temporary storage means 42 is blank as shown in FIG. In the GOP (i−1) in FIG._i-2 Is not clarified, the result of stuffing by the second fixed length stuffing means 43 is not shown.
[0071]
In GOP (i), as shown in FIG. 6 and FIG._i Is the basic unit data amount P₀ ΔQ_i Only a lot. As shown in FIG. 7 (c), the first fixed-length stuffing means 40 uses the code data Q_i Of which basic unit data amount P₀ Corresponding code data Q_i0Stuff. Stuffed code data Q_i0Is output to the second temporary storage means 42. The remaining data ΔQ_i ΔQ_i1+ ΔQ_i2And Q_i = Q_i0+ ΔQ_i Then, the second fixed length stuffing means 43 performs the residual data ΔQ output from the first fixed length stuffing means 40 as shown in FIG._i Of residual data ΔQ_i1And the remaining data ΔQ in the empty area of the data read from the second temporary storage means 42 in the period i_i1Stuff immediately. Next, as shown in FIG._i Overflowing residual data ΔQ_i2Is output to the first temporary storage means 41. Next, the second fixed-length stuffing means 43 sends the code data Q for the period (i−1) held in the second temporary storage means 42._i-1 And the remaining data ΔQ_i1Is an identification code C indicating that is a part of the remaining data of period i_i1Add and pack.
[0072]
In GOP (i + 1), as shown in FIG. 6 and FIG._{i + 1} Is the basic unit data amount P₀ Considerably less. As shown in FIG. 7 (c), the first fixed-length stuffing means 40 uses the code data Q_{i + 1} Stuff all. Then, the first fixed length stuffing means 40 is the remaining data ΔQ held in the first temporary storage means 41._i2And the remaining data ΔQ in the empty area of the data_i2Identification code C_i2Stuff with. Stuffed code data Q_{i + 1} And residual data ΔQ_i2Is output to the second temporary storage means 42.
[0073]
The second fixed length stuffing means 43, as shown in FIG. 7 (f), the code data Q read from the second temporary storage means 42 during the period (i + 1)._i0Stuff. In the next period (i + 2), the second fixed-length stuffing means 43 sends the code data Q held in the second temporary storage means 42._{i + 1} And residual data ΔQ_i2Are loaded into the data area of GOP (i + 1). With such a packing method, the remaining data is packed into the empty area of the immediately preceding fixed recording area and the immediately following fixed recording area.
[0074]
Here, the addition of the identification code to the remaining data and recording is to make it possible to recognize the relationship between the remaining data and the immediately preceding or immediately following GOP. That is, the remaining data included in the first fixed recording area at the start of reproduction is prevented from being unrecognizable and unrecognizable (unrecoverable) due to the absence of the GOP code data immediately before it. .
[0075]
The recording pattern on the magnetic medium recorded by the above processing is as shown in FIG. According to such an embodiment, data can be recorded in a format that allows easy high-speed search such as cueing during reproduction. Further, in the present embodiment, the waste of the recording area is reduced as compared with the first embodiment, and the image quality can be further improved.
[0076]
(Embodiment 5)
Next, a video recording apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the video recording apparatus according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. The video recording apparatus includes an input unit 10, a high-efficiency encoder 11, a first fixed-length stuffing unit 40, a first temporary storage unit 41, a second fixed-length stuffing unit 43, and a second temporary storage unit 42. In addition to the error correction encoder 14, the modulator 15, and the recording medium 16, a code amount control means 44 is included.
[0077]
Based on the variable-length code data amount detected by the first fixed-length stuffing unit 40, the code amount control unit 44 sets the average generated code data amount for each n frame unit to a preset average target data amount. Thus, the quantization rate is determined and a quantization control signal is output to the high efficiency encoder 11.
[0078]
More specifically, the code amount control unit 44 obtains the data amount information of the remaining data from the first fixed-length stuffing unit 40 every n frames, and if there is remaining data, the next n frames The quantization rate for the high-efficiency encoder 11 is determined such that the target data amount for the unit is the data amount calculated by subtracting the data amount of the residual data from the average target data amount, and there is no residual data. In this case, the quantization rate for the high-efficiency encoder 11 is determined so that the target data amount for the next n frame units is the data amount calculated by adding the data amount of the free area to the average target data amount. To do.
[0079]
The operation of the video recording apparatus of the present embodiment configured as described above will be described. The variable-length code data in units of GOP is recorded in the fixed recording area of the recording medium 15 by an operation substantially similar to the operation described in the fourth embodiment. Below, the difference part is demonstrated.
[0080]
The first fixed length stuffing means 40 extracts basic unit data by the method as described above. At this time, the sum of the code amounts of the target GOP code data and the previous GOP residual data is the basic unit data amount P of the fixed recording area.₀ Is greater than the remaining data ΔQ. The first fixed length stuffing means 40 outputs the code amount of the remaining data ΔQ to the code amount control means 44. On the other hand, if there is residual data of the previous GOP, this basic unit data amount P including it is included₀ When all of the GOP code data Q is stored in this area, an empty area is created on the fixed recording area. In this case, the code amount corresponding to the empty area is output to the code amount control means 44.
[0081]
The code amount control means 44 receives the code amount of the residual data ΔQ and performs adaptive code amount control. That is, when there is residual data of the immediately preceding GOP, the average target code amount R corresponding to a preset fixed recording area₀ From this, the code amount of the remaining data ΔQ is subtracted, and the subtraction result is obtained as a new target code amount R._i The quantization information is output to the high-efficiency encoder 11 so that the current GOP is encoded. If there is an empty area, the average target code amount R corresponding to a preset fixed recording area₀ The bit amount calculated by adding the code amount of this empty area to the new target code amount R_i The quantization information is output to the high-efficiency encoder 11 so that the current GOP is encoded.
[0082]
As described above, according to the present embodiment, accurate code amount control for realizing the recording operation in the fourth embodiment can be performed. Furthermore, it is possible to perform encoding while suppressing waste of the recording rate, and to further improve the image quality.
[0083]
In the video recording apparatus of the fourth or fifth embodiment, the first temporary storage means 41 for holding the remaining data and the second temporary storage means 42 for holding the basic unit data are prepared separately. The function can also be realized by a single temporary storage means.
[0084]
(Embodiment 6)
Next, a video reproduction apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the video playback apparatus according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. This video reproduction device reproduces the signal of the recording medium recorded by the video recording device of Embodiment 4 or 5, and outputs the video signal. This video reproducing apparatus includes a recording medium 16, a demodulator 30, an error correction decoder 31, a code data separating unit 50, a code data connecting unit 51, a first temporary storage unit 52, a second temporary storage unit 53, a high An efficiency decoder 35 and output means 36 are included.
[0085]
The demodulator 30 and the error correction decoder 31 have a function of data input means. That is, the data input means performs variable length coding on the video signal in units of n frames, and records variable length code data of unspecified length in the fixed recording area on the recording medium 16, and at the same time, the remainder of the next n frame period When the data is in the fixed recording area, the residual data is recorded together with the first identification code, and when the residual data of the immediately preceding n frame period is in the fixed recording area, the residual data is recorded along with the second identification code. The reproduction data is obtained from the recording medium 16.
[0086]
The code data separating means 50 extracts the code data of the current n frame period from the reproduction data of the fixed recording area output from the data input means and an identification code indicating that it is the remaining data of the previous n frame period Is used to extract the remaining data of the immediately preceding n frame period, and using the identification code indicating that it is the remaining data of the immediately following n frame period, the remaining data of the immediately following n frame period is extracted. The first temporary storage means 52 temporarily stores the remaining data of the n frame period immediately after being extracted by the code data separation means 50.
[0087]
The second temporary storage means 53 temporarily stores the code data of the current n frame period extracted by the code data separation means 50. The code data connection means 51 includes code data for the n frame period output from the second temporary storage means 53, residual data for the previous n frame period output from the code data separation means 50, and first temporary storage means. The remaining data of the n frame period immediately after being output from 52 is input and adaptively connected to obtain variable length code data in units of n frames. The high-efficiency decoder 35 performs variable-length decoding on the variable-length code data from the code data concatenating means 51 and decompresses it.
[0088]
The operation of the video playback apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a track arrangement of code data reproduced from the recording medium 16. FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the video recording apparatus according to the present embodiment, corresponding to GOP (i−1), GOP (i), and GOP (i + 1) in FIG. The variable-length code data in units of GOP is reproduced from the fixed recording area of the recording medium 16 by substantially the same operation as that described in the third embodiment. Here, the operation of different parts will be described with reference to FIGS.
[0089]
First, it is assumed that variable length code data in GOP units as shown in FIG. 10 is recorded in a predetermined fixed recording area of the recording medium 16. In GOPs in three consecutive periods, the immediately preceding GOP (i−1) and the immediately following GOP (i + 1) exist with respect to GOP (i) in the current period i. In this example, at the time of recording, the code data Q of (i-1) period_i-1 Is the basic unit data amount P₀ More, i period code data Q_i Is the basic unit data amount P₀ Code data Q of less (i + 1) period_{i + 1} Is the basic unit data amount P₀ More.
[0090]
Data reproduced from the recording medium 16 is demodulated by the demodulator 30 of FIG. Then, the error correction decoder 31 performs an error correction process on the data. At this time point, the reproduced code data has a code amount corresponding to the fixed recording area, and in the period i, as shown in FIGS. 10 and 11B, the code data Q of the current GOP (i)_i And the remaining data ΔQ of the immediately preceding GOP (i−1)_i-1 And the remaining data ΔQ of the immediately following GOP (i + 1)_{i + 1} And is packed.
[0091]
The code data separating means 50 in FIG. 9 inputs this code data and the remaining data ΔQ of the immediately preceding GOP._i-1 Identification code C_i-1 , And immediately after GOP residual data ΔQ_{i + 1} Identification code C_{i + 1} Is detected. Then, as shown in FIGS. 11B and 11C, these two types of residual data ΔQ_i-1 And ΔQ_{i + 1} And code data Q of the current GOP_i And to separate. Code data Q of current GOP_i Is held in the second temporary storage means 53 as shown in FIG. In addition, the remaining data ΔQ of the GOP immediately after this_{i + 1} Is held in the first temporary storage means 52. And the residual data ΔQ of the immediately preceding GOP_i-1 Is output to the code data connecting means 51.
[0092]
The code data concatenation unit 51 reads the GOP code data Q read from the second temporary storage unit 53 in the period i._{(i-1) 0}In contrast, the residual data ΔQ to be linked from the first temporary storage means 52_i-1 Is given, these data are linked by a predetermined method as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 11C, the remaining data ΔQ to be linked from the code data separating means 50 to the code data of GOP (i + 1)._{i + 1} Is output in the period (i + 2)_{i + 1} Code data Q by a predetermined method_{(i + 1) 0}Connect to
[0093]
If there is no residual data ΔQ to be connected to the code data of the GOP in the code data separating means 50 or the first temporary storage means 52, the code data Q is directly connected to the GOP without connecting anything. Is output as code data.
[0094]
When the reproduction data in the first fixed recording area at the start of reproduction includes the residual data ΔQ of the immediately preceding GOP, there is no code data of the immediately preceding GOP to be linked. Invalid. In addition, if all of the current GOP code data is not included in the reproduction data of the first fixed recording area, there is a possibility that the remaining data is packed in the empty area of the immediately preceding fixed recording area. Since there is no data in the immediately preceding fixed recording area, nothing is linked.
[0095]
The variable-length code data output from the code data concatenation unit 51 is subjected to processing such as variable-length decoding, inverse quantization, and inverse orthogonal transform by the high-efficiency decoder 35, and is decoded into a video signal. Thus, the video signal reproduced from the recording medium 16 is output via the output means 36.
[0096]
As described above, the video reproduction apparatus according to the present embodiment can restore the variable-length code data recorded by the video recording apparatus according to the fourth or fifth embodiment to the original code data with a very simple configuration. Therefore, it is possible to reproduce the video signal with high image quality.
[0097]
Note that the second temporary storage means 53 is not solely based on the above configuration. For example, the code data that does not hold all the code data of the GOP and can be restored without the residual data is transmitted as it is through the code data separating means 50 and the code data connecting means 51, and the residual data is required. Only the encoded data may be held in the second temporary storage means 53. However, in this case, it is necessary to arrange a new temporary storage means in the subsequent stage for adjusting the output timing of the GOP code data.
[0098]
As described above, the function of the second temporary storage means 53 is achieved by a number of realizing means. The first temporary storage means 52 and the second temporary storage means 53 have been described as separate temporary storage means, but their functions can be realized using a single temporary storage means.
[0099]
(Embodiment 7)
Next, as a seventh embodiment of the present invention, a fixed length stuffing means used in a video recording apparatus will be specifically described. FIG. 12 is a configuration diagram of the fixed length stuffing means 12A or 40A of the present embodiment. The fixed-length stuffing means 12A, 40A includes a picture-by-picture data aligning means 60, a stuffing means 61, a fixed-length determining means 62, a selector 63, a writing control means 64, and a reading control means 65.
[0100]
The operation of the fixed length stuffing means 12A, 40A configured as described above will be described with reference to FIGS. In the video recording apparatus according to any one of the first, second, fourth, and fifth embodiments, the fixed length stuffing means operates in the same manner. The input variable-length code data of the GOP is sorted in the order of I picture, P picture, and B picture by the picture data sorting means 60. As shown in FIG. 13, for example, one GOP is composed of seven pictures, the input order is as shown in FIG. 13 (a), and the encoding order is as shown in FIG. 13 (b). Become. The picture-by-picture data aligning means 60 rearranges the code data input in the order of FIG. 13B in the order of I picture, P picture, and B picture. The data output as a result is in the order shown in FIG.
[0101]
On the other hand, the read control means 65 in FIG. 12 reads the residual data generated in the immediately preceding GOP from the temporary storage means 13 or 41. The stuffing means 61 inputs the output data from the picture-by-picture data aligning means 60 and the residual data output from the read control means 65, and stuffs these data into the fixed recording area. The data stuffed by the stuffing means 61 is given to the selector 63 and the fixed length discrimination means 62. The fixed length discriminating means 62 outputs a control signal, switches the selector 63 so that the input data is output as basic unit data up to the code amount satisfying the fixed recording area, and outputs as residual data after exceeding the fixed recording area. The selector 63 is switched so as to. The basic unit data selected at this time is output to the error correction encoder 14 shown in any of FIGS. On the other hand, the selected remaining data is output to the temporary storage means 13 or 41 by the write control means 64 and held.
[0102]
Here, the picture-by-picture data aligning means 60, the stuffing means 61, the fixed-length determining means 62, and the selector 63 perform the first variable-length encoded data and forward-predictive encoding of the frame subjected to bidirectional predictive encoding. Achieving the function of the residual data generating means for selecting the second variable length encoded data of the frame made and the third variable length encoded data of the frame subjected to the intra-frame encoding in this order to generate the residual data; Yes.
[0103]
As described above, the fixed-length stuffing means 12A and 40A according to the present embodiment can set the picture types that can be the residual data of 1 GOP in the order of I picture, P picture, and B picture. That is, it is possible to preferentially protect an I picture or P picture that can be a reference screen in decoding processing at the time of reproduction. For example, residual data that can be lost by editing is almost always part of B picture data. be able to. Therefore, a better reproduced video can be obtained when the recorded data is edited or rewritten.
[0104]
(Embodiment 8)
Next, as an eighth embodiment of the present invention, another fixed length stuffing means used in the video recording apparatus will be specifically described. FIG. 14 is a configuration diagram of another fixed length stuffing means 12B or 40B. The fixed length stuffing means 12B and 40B include a frequency order data alignment means 70, a stuffing means 61, a fixed length discrimination means 62, a selector 63, a write control means 64, and a read control means 65.
[0105]
The operation of the fixed length stuffing means 12B, 40B configured as described above will be described with reference to FIGS. In any one of the video recording apparatuses according to the first, second, fourth, and fifth embodiments, the fixed length stuffing means 12B and 40B perform the same operation. The input variable length code data of the GOP is input to the frequency order data alignment means 70. The frequency order data alignment means 70 classifies data according to a certain rule from DC data or low frequency data to high frequency data for each DCT block, and separates the data into a set of low frequency data and a set of high frequency data. . Then, the data is output so as to be recorded preferentially from the set of low frequency data. FIG. 15 shows this state.
[0106]
For example, when the macro block is composed of four DCT blocks of luminance signals (Y) and two DCT blocks of color difference signals (Cr, Cb), the code data of each DCT block is as shown in FIG. Become. That is, the frequency order data alignment means 70 divides the data so as to fit within a specific length in order from the data representing the relatively low frequency including the direct current data (DC) from each DCT block, and sets this as a set of low frequency data. Then, the remaining data representing the relatively high frequency is defined as a set of high frequency data. If this macroblock is predictive-encoded by motion compensation, although not shown in FIG. 15, a motion vector can be preferentially placed in a set of low-frequency data.
[0107]
On the other hand, the read control means 65 in FIG. 14 reads the residual data generated in the immediately preceding GOP from the temporary storage means 13 or 41. The stuffing means 61 inputs the output data from the frequency order data alignment means 70 and the residual data output from the read control means 65 and stuffs it into the fixed recording area.
[0108]
Data output from the stuffing means 61 is given to the selector 63 and the fixed length discrimination means 62. The fixed length discriminating means 62 outputs a control signal, switches the selector 63 so that data is output as basic unit data up to a code amount satisfying the fixed recording area, and outputs the remaining data after exceeding the fixed recording area. Thus, the selector 63 is switched. The basic unit data selected at this time is output to an error correction encoder 14 (not shown). The selected remaining data is written into the temporary storage unit 13 or 41 by the write control unit 64.
[0109]
Here, the frequency order data alignment means 70, the stuffing means 61, the fixed length discrimination means 62, and the selector 63 are code data representing high frequency components among frequency components included in variable length code data generated every n frames. The function of the residual data generating means for generating as the residual data is achieved.
[0110]
The fixed length stuffing means 12B and 40B of the present embodiment as described above can set data that can be residual data to data representing a relatively high frequency range. Therefore, for example, even when residual data is lost due to editing or the like, it is possible to perform processing in which human visual distortion is relatively unnoticeable. Therefore, a better playback video can be obtained when the recorded data is edited or rewritten.
[0111]
(Embodiment 9)
Next, as a ninth embodiment of the present invention, another fixed length stuffing means used in the video recording apparatus will be specifically described. FIG. 16 is a block diagram of further fixed length stuffing means 12C, 40C. The fixed length stuffing means 12C and 40C include a screen position data alignment means 80, a stuffing means 61, a fixed length discrimination means 62, a selector 63, a writing control means 64, and a reading control means 65.
[0112]
The operation of the fixed length stuffing means 12C, 40C configured as described above will be described with reference to FIGS. In any one of the video recording apparatuses according to the first, second, fourth, and fifth embodiments, the fixed-length stuffing means 12C and 40C perform the same operation. The input variable-length code data of the GOP is input to the screen position data alignment means 80.
[0113]
The screen position data alignment means 80 rearranges the data according to the position of each macroblock on the screen for the input GOP variable-length code data. The screen position data alignment means 80 outputs the data by rearranging the macroblocks at the center of the screen in order from the macroblocks at the outer periphery. For example, it is assumed that the screen is divided into macroblock units as shown in FIG. The screen position data alignment means 80 rearranges and outputs the data in order from the macroblock at the center of the screen to the macroblock at the outer periphery according to a predetermined rule.
[0114]
On the other hand, the read control means 65 reads the residual data generated in the immediately preceding GOP from the temporary storage means 13 or 41. The stuffing means 61 receives the output data from the screen position data alignment means 80 and the residual data output from the read control means 65 and stuffs it into the fixed recording area.
[0115]
Data output from the stuffing means 61 is given to the selector 63 and the fixed length discrimination means 62. The fixed length discriminating means 62 outputs a control signal, switches the selector 63 so that data is output as basic unit data up to a code amount satisfying the fixed recording area, and outputs the remaining data after exceeding the fixed recording area. Thus, the selector 63 is switched. The basic unit data selected at this time is output to an error correction encoder 14 (not shown). The selected residual data is stored in the temporary storage means 13 or 41 by the write control means 64.
[0116]
Here, the screen position data alignment means 80, the stuffing means 61, the fixed length determination means 62, and the selector 63 are residual data for generating code data obtained by variable length encoding the outer peripheral portion of the video signal at the screen position as residual data. The function of generating means is achieved.
[0117]
The fixed-length stuffing means 12C and 40C according to the present embodiment as described above can set data that can be residual data as data located relatively on the outer periphery of the screen. Therefore, even when the residual data is lost due to editing, for example, image quality deterioration can be relatively distributed to the outer periphery of the screen. Therefore, a better playback video can be obtained when the recorded data is edited or rewritten.
[0118]
Note that the definition of the outer peripheral portion does not have to be as described above, and the ordering as shown in FIG. Many other methods are also conceivable. Although the seventh, eighth, and ninth embodiments have been described as independent fixed length stuffing means, these functions can be easily combined, and a better effect can be obtained by combining the respective effects. Can do.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to record variable-length code data having an unspecified length for each GOP unit in a preset fixed recording area on a recording medium, and to search for a head during reproduction. Etc. can be easily performed. Furthermore, even when recording in this format, high-efficiency encoding that can fully utilize the recording rate can be performed, and video can be recorded with high image quality. Also, variable length code data recorded in such a format can be reproduced with high image quality with a very simple configuration. Further, even when recording is performed in such a format, even when edited or overwritten, image quality deterioration can be suppressed, and a good reproduced video can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a video recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a data recording method of the video recording apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of a video recording apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a video reproduction apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a video recording apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
6 is an explanatory diagram showing a data recording method of a video recording apparatus according to Embodiment 4. FIG.
FIG. 7 is a time chart showing a data recording operation of the video recording apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram of a video recording apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram of a video reproduction apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a data reproduction method of a video reproduction apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 11 is a time chart showing the data reproduction operation of the video reproduction apparatus according to the sixth embodiment.
FIG. 12 is a configuration diagram of fixed-length stuffing means in a video recording apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 13 is an operation explanatory diagram of fixed-length stuffing means in the video recording apparatus in the seventh embodiment.
FIG. 14 is a configuration diagram of fixed-length stuffing means in a video recording apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.
15 is an operation explanatory diagram of fixed-length stuffing means in the video recording apparatus of Embodiment 8. FIG.
FIG. 16 is a configuration diagram of fixed length stuffing means in a video recording apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
17 is an operation explanatory diagram of fixed-length stuffing means in the video recording apparatus of Embodiment 9. FIG.
FIG. 18 is a configuration diagram of a conventional video recording apparatus.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a data recording method of a conventional video recording apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Input means
11 High-efficiency encoder
12, 12A, 12B, 12C Fixed length stuffing means
40, 40A, 40B, 40C First fixed length stuffing means
13, 33 Temporary storage means
14 Error correction encoder
15 Modulator
16 Recording media
20, 44 Code amount control means
30 Demodulator
31 Error correction decoder
32, 50 Code data separating means
34, 51 Code data connection means
35 High-efficiency decoder
36 Output means
40 Second fixed length stuffing means
41, 52 First temporary storage means
42, 53 Second temporary storage means
60 Data alignment means by picture
61 Stuffing means
62 Fixed length discrimination means
63 Selector
64 Write control means
65 Read control means
70 Frequency order data alignment means
80 Screen position data alignment means

Claims (9)

映像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化する高能率符号化手段と、
前記高能率符号化手段から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体上に設けられた固定記録領域に詰め込むためのデータ配置を行う第１の固定長詰め込み手段と、
前記第１の固定長詰め込み手段により前記固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、前記残余データの少なくとも一部を次のｎフレーム記録期間まで保持する第１の一時記憶手段と、
前記第１の固定長詰め込み手段により固定記録領域に詰め込まれた符号データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第２の一時記憶手段と、
前記第２の一時記憶手段から出力された符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合に、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される前記残余データを前記空き領域に詰め込む第２の固定長詰め込み手段と、を具備し、
前記第１の固定長詰め込み手段は、
前記第１の一時記憶手段から出力される残余データに対して、直前のｎフレーム期間における残余データであることを示す識別コードを付加し、前記固定記録領域に前記残余データを詰め込むと共に、前記高能率符号化手段から出力される現在のｎフレーム期間の符号データを前記固定記録領域に詰め込み、前記固定記録領域から符号データが溢れた場合、新たな残余データの一部を前記第２の固定長詰め込み手段に出力し、前記新たな残余データの残りを前記第１の一時記憶手段に出力するものであり、
前記第２の固定長詰め込み手段は、
前記第２の一時記憶手段から出力される符号データを詰め込むと共に、前記固定記録領域の符号データに空き領域がある場合、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される残余データを、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを付加して前記空き領域に詰め込むものであることを特徴とする映像記録装置。An input means for inputting a video signal;
High-efficiency encoding means for band-compressing and variable-length encoding the video signal input by the input means by high-efficiency encoding;
First fixed-length stuffing that performs data arrangement for stuffing variable-length code data output from the high-efficiency coding means and having an unspecified length every n frames into a fixed recording area provided on a recording medium Means,
A first temporary storage means for holding at least a part of the residual data until a next n frame recording period when residual data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the first fixed length stuffing means;
Second temporary storage means for holding the code data packed in the fixed recording area by the first fixed length packing means until the next n frame recording period;
When the code data output from the second temporary storage means is packed and the code data in the fixed recording area has an empty area, the remaining data output from the first fixed length packing means is stored in the empty area. Second fixed length stuffing means for stuffing
The first fixed length stuffing means includes:
To the residual data output from the first temporary storage means, an identification code indicating that it is residual data in the immediately preceding n frame period is added, the residual data is packed into the fixed recording area, and the high data When the code data of the current n frame period output from the efficiency encoding means is packed in the fixed recording area, and the code data overflows from the fixed recording area, a part of the new remaining data is transferred to the second fixed length. Outputting to the stuffing means, and outputting the remainder of the new residual data to the first temporary storage means,
The second fixed length stuffing means includes:
When the code data output from the second temporary storage means is packed, and there is an empty area in the code data in the fixed recording area, the remaining data output from the first fixed length packing means An image recording apparatus, characterized in that an identification code indicating that it is residual data of a frame period is added and packed in the empty area. 前記第１の固定長詰め込み手段は、
前記直前のｎフレーム期間における残余データを、前記固定記録領域内に設けた特定領域に記録するように詰め込むことを特徴とする請求項１記載の映像記録装置。The first fixed length stuffing means includes:
The residual data in the n-frame period immediately before the fixing to pack to record the particular area provided in the recording area, characterized in claim 1 video recording apparatus according. 映像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された映像信号を高能率符号化により帯域圧縮して可変長符号化する高能率符号化手段と、
前記高能率符号化手段から出力され、ｎフレーム単位ごとに不特定長となる可変長符号データを、記録媒体上に設けられた固定記録領域に詰め込むためのデータ配置を行う第１の固定長詰め込み手段と、
前記第１の固定長詰め込み手段により前記固定記録領域に配分しきれない残余データが発生したとき、前記残余データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第１の一時記憶手段と、
前記第１の固定長詰め込み手段により固定記録領域に詰め込まれた符号データを次のｎフレーム記録期間まで保持する第２の一時記憶手段と、
前記第２の一時記憶手段から出力された符号データを詰め込むと共に、固定記録領域の符号データに空き領域がある場合に、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される前記残余データを前記空き領域に詰め込む第２の固定長詰め込み手段と、
前記第１の固定長詰め込み手段により検出される可変長符号データ量に基づいて、各ｎフレーム単位の平均の発生符号データ量が予め設定された平均目標データ量となるように量子化率を決定して、前記高能率符号化手段に対して量子化制御信号を出力する符号量制御手段と、を具備し、
前記第１の固定長詰め込み手段は、
前記第１の一時記憶手段から出力される残余データに対して、直前のｎフレーム期間における残余データであることを示す識別コードを付加し、前記固定記録領域に前記残余データを詰め込むと共に、前記高能率符号化手段から出力される現在のｎフレーム期間の符号データを前記固定記録領域に詰め込み、前記固定記録領域から符号データが溢れた場合、新たな残余データの一部を前記第２の固定長詰め込み手段に出力し、前記新たな残余データの残りを前記第１の一時記憶手段に出力するものであり、
前記第２の固定長詰め込み手段は、
前記第２の一時記憶手段から出力される符号データを詰め込むと共に、前記固定記録領域の符号データに空き領域がある場合、前記第１の固定長詰め込み手段から出力される残余データを、直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを付加して前記空き領域に詰め込むものであり、
前記符号量制御手段は、
前記第１の固定長詰め込み手段を介して前記第１の一時記憶手段からｎフレーム単位毎に残余データのデータ量情報を獲得し、前記残余データが存在する場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、前記平均目標データ量から前記残余データのデータ量を減算して算出されるデータ量となるように、前記高能率符号化手段に対する量子化率を決定し、前記残余データが存在しない場合は、次のｎフレーム単位に対する目標データ量が、前記平均目標データ量に前記空き領域のデータ量を加算して算出されるデータ量となるように、前記高能率符号化手段に対する量子化率を決定することを特徴とする映像記録装置。An input means for inputting a video signal;
High-efficiency encoding means for band-compressing and variable-length encoding the video signal input by the input means by high-efficiency encoding;
First fixed-length stuffing that performs data arrangement for stuffing variable-length code data output from the high-efficiency coding means and having an unspecified length every n frames into a fixed recording area provided on a recording medium Means,
A first temporary storage means for holding the remaining data until the next n frame recording period when residual data that cannot be allocated to the fixed recording area is generated by the first fixed length stuffing means;
Second temporary storage means for holding the code data packed in the fixed recording area by the first fixed length packing means until the next n frame recording period;
When the code data output from the second temporary storage means is packed and the code data in the fixed recording area has an empty area, the remaining data output from the first fixed length packing means is stored in the empty area. Second fixed length stuffing means for stuffing
Based on the variable-length code data amount detected by the first fixed-length stuffing means, the quantization rate is determined so that the average generated code data amount for each n frame unit becomes a preset average target data amount And a code amount control means for outputting a quantization control signal to the high efficiency encoding means,
The first fixed length stuffing means includes:
To the residual data output from the first temporary storage means, an identification code indicating that it is residual data in the immediately preceding n frame period is added, the residual data is packed into the fixed recording area, and the high data When the code data of the current n frame period output from the efficiency encoding means is packed in the fixed recording area, and the code data overflows from the fixed recording area, a part of the new remaining data is transferred to the second fixed length. Outputting to the stuffing means, and outputting the remainder of the new residual data to the first temporary storage means,
The second fixed length stuffing means includes:
When the code data output from the second temporary storage means is packed, and there is an empty area in the code data in the fixed recording area, the remaining data output from the first fixed length packing means An identification code indicating that it is the remaining data of the frame period is added and packed in the empty area,
The code amount control means includes:
Data amount information of residual data is obtained every n frame units from the first temporary storage means via the first fixed length stuffing means, and if the residual data exists, the target for the next n frame units The quantization rate for the high-efficiency encoding means is determined such that the data amount is a data amount calculated by subtracting the data amount of the residual data from the average target data amount, and the residual data does not exist In this case, the quantization rate for the high-efficiency encoding unit is set so that the target data amount for the next n frame unit is the data amount calculated by adding the data amount of the free area to the average target data amount. An image recording apparatus characterized by determining 映像信号がｎフレーム単位で可変長符号化され、不特定長の可変長符号データが記録媒体上の固定記録領域に記録されると同時に、直後のｎフレーム期間の残余データが前記固定記録領域にある場合、前記残余データが第１の識別コードと共に記録され、直前のｎフレーム期間の残余データが前記固定記録領域にある場合、前記残余データが第２の識別コードと共に記録されている記録媒体から再生データを得るデータ入力手段と、
前記データ入力手段から出力される固定記録領域の再生データから、現在のｎフレーム期間の符号データを抽出すると共に、直前のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて前記直前のｎフレーム期間の残余データを抽出し、前記直後のｎフレーム期間の残余データであることを示す識別コードを用いて前記直後のｎフレーム期間の残余データを抽出する符号データ分離手段と、
前記符号データ分離手段で抽出された前記直後のｎフレーム期間の残余データを一時記憶する第１の一時記憶手段と、
前記符号データ分離手段で抽出された前記現在のｎフレーム期間の符号データを一時記憶する第２の一時記憶手段と、
前記第２の一時記憶手段から出力されるｎフレーム期間の符号データ、前記符号データ分離手段から出力される前記直前のｎフレーム期間の残余データ、及び前記第１の一時記憶手段から出力される前記直後のｎフレーム期間の残余データを入力して適応的に連結し、ｎフレーム単位の可変長符号データを得る符号データ連結手段と、
前記符号データ連結手段からの可変長符号データを可変長復号化し、伸張処理する高能復号化器と、を具備することを特徴とする映像再生装置。The video signal is variable-length encoded in units of n frames, and unspecified length variable-length code data is recorded in the fixed recording area on the recording medium. At the same time, the remaining data of the immediately subsequent n frame period is stored in the fixed recording area. In some cases, the residual data is recorded together with the first identification code, and when the residual data of the previous n frame period is in the fixed recording area, the residual data is recorded from the recording medium recorded together with the second identification code. Data input means for obtaining reproduction data;
Extracting the code data of the current n frame period from the reproduction data of the fixed recording area output from the data input means, and using the identification code indicating the remaining data of the immediately previous n frame period, code data separating means for extracting residual data for the n frame period and extracting residual data for the immediately following n frame period using an identification code indicating that the residual data is for the immediately following n frame period;
First temporary storage means for temporarily storing residual data of the immediately following n frame period extracted by the code data separation means;
Second temporary storage means for temporarily storing the code data of the current n frame period extracted by the code data separation means;
Code data of an n frame period output from the second temporary storage means, residual data of the immediately preceding n frame period output from the code data separation means, and the output of the first temporary storage means Code data concatenation means for inputting and adaptively concatenating the remaining data of the immediately following n frame period to obtain variable length code data in units of n frames;
A video playback apparatus comprising: a high-performance decoder that performs variable-length decoding and decompression processing on variable-length code data from the code data connecting means. 前記高能率符号化器は、
前記ｎフレーム単位を圧縮単位とするフレーム間圧縮符号化を行うものであって、ｎフレームの中の１フレームはフレーム内符号化がなされ、他のフレームは前方向のみ又は双方向の予測符号化がなされることを特徴とする請求項１、２および３のいずれか１項記載の映像記録装置。The high-efficiency encoder is
Inter-frame compression encoding using the n-frame unit as a compression unit, one of the n frames is intra-frame encoded, and the other frames are forward-only or bidirectional predictive encoding. video recording apparatus of any one of claims 1, 2 and 3 characterized in that it is made. 前記高能率復号化器は、
前記ｎフレーム単位を圧縮単位とするフレーム間圧縮符号化を行う高能率符号化器によって、ｎフレームの中の１フレームはフレーム内符号化がなされ、他のフレームは前方予測符号化又は双方向予測符号化がなされた可変長符号データを高能率復号化することを特徴とする請求項４記載の映像再生装置。The high-efficiency decoder is
One frame of n frames is subjected to intra-frame coding and the other frame is forward-predicted or bi-directionally predicted by a high-efficiency coder that performs inter-frame compression coding using the n frame unit as a compression unit. characterized by high efficiency decoding the variable length code data coding is performed according to claim 4 Symbol placing video reproducing apparatus. 前記第１の固定長詰め込み手段は、
双方向予測符号化がなされたフレームの第１の可変長符号化データ、前方向予測符号化がなされたフレームの第２の可変長符号化データ、フレーム内符号化がなされたフレームの第３の可変長符号化データの順に選択して残余データを生成する残余データ生成手段を有することを特徴とする請求項１、２および３のうちいずれか１項記載の映像記録装置。The first fixed length stuffing means includes:
First variable-length encoded data of a frame subjected to bi-directional predictive encoding, second variable-length encoded data of a frame subjected to forward predictive encoding, and third of a frame subjected to intra-frame encoding video recording apparatus according to any one of claims 1, 2 and 3, characterized in that it has a residual data generation means by choosing the variable length coded data to generate residual data. 前記第１の固定長詰め込み手段は、
前記ｎフレーム単位毎に発生する可変長符号データに含まれる周波数成分のうち、高域成分を表す符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段を有することを特徴とする請求項１、２および３のうちいずれか１項記載の映像記録装置。The first fixed length stuffing means includes:
Of the frequency components included in the variable length code data generated for each of the n frames, according to claim 1, 2, and characterized by having a residual data generation means for generating code data representing the high frequency component as the residual data video recording apparatus according to any one of the three. 前記第１の固定長詰め込み手段は、
前記映像信号の画面位置における外周部分を可変長符号化して得られる符号データを残余データとして生成する残余データ生成手段を有することを特徴とする請求項１、２および３のうちいずれか１項記載の映像記録装置。The first fixed length stuffing means includes:
Claims 1, 2 and any one of claims of 3, characterized in that it has a residual data generation means for generating code data obtained by the outer peripheral portion in the screen position of the image signal by variable length coding as residual data Video recording device.

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