JP3858845B2 - 圧縮符号化装置及び方法、記録装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化装置及び方法、また、この圧縮した各ディジタル画像信号を記録媒体へ記録する記録装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、複数種のフォーマットにより記録媒体へ記録されたビデオ信号を再生することができ、更にビデオ信号のフォーマットを変換することができるＶＴＲ(Video Tape Recorder)が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来におけるＶＴＲでは、再生するビデオ信号の方式、並びに設定するビデオ信号の方式に基づいて、自動的に動作状態を変更することができ、また記録されているテレビジョン方式の判別は、フィールド周波数の計測等によって行うことができる。
【０００３】
一方、近年において、ディジタル方式によるテレビジョン方式の実用化が促進され、放送方式も多様化している。このため、一台で複数のフォーマットに対応できるいわゆるマルチフォーマット対応の放送用ＶＴＲが提案されている。このマルチフォーマット対応のＶＴＲでは、上記特許文献１に示されるようなＮＴＳＣやＰＡＬへの対応に加えて、１フレームを１フィールドで構成するプログレッシブ走査や、より解像度を向上させたＨＤ(High Definition)方式に対しても対応することができる。
【０００４】
かかるマルチフォーマット対応のＶＴＲとして、例えば特許文献２に示される信号処理装置等が提案されている。この信号処理装置では、４８０Ｉ（４８０ライン、インタレース走査）と、４８０Ｐ（４８０ライン、プログレッシブ走査）とを共に記録再生すべく、磁気テープに記録されている再生フォーマット情報と、予め指定された出力フォーマット情報とから、Ｐ／Ｉ変換及びＩ／Ｐ変換を行う方式変換器の動作モードを自動的に変更することができる。
【０００５】
また、この信号処理装置では、例えば４８０Ｉのフォーマットにおいて、再生時のテープ速度が記録時の１／２となる、いわゆる１／２倍速再生等の変速再生を行う場合に、フレームを構成する第１のフィールドと第２のフィールド間の重心のずれを、出力されるビデオ信号に対して垂直フィルタ処理を施すことにより解消させることもできる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１７１０９０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８５８０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の信号処理装置では、例えば４つの輝度ブロックと、Ｃｂ、Ｃｒそれぞれ２個の色差信号ブロックからなる４：２：２符号化方式において、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録した場合に、６０フレーム／秒を上述の如く１／２倍速再生すると、補間処理が必要となるため解像度が劣化してしまう。また上述した従来の信号処理装置では、各フォーマットについて最適な再生動作を実行すべく、フォーマット毎にデコーダを開発する必要があり、信号処理装置全体の開発費用が増大することに加え、開発期間も長期化するという問題点があった。
【０００８】
また、この４：２：２符号化方式において、フレームレートが３０フレーム／秒のフォーマットで記録されている場合に、１つのデコーダで再生処理を実行することができるが、フレームレートが６０フレーム／秒のフォーマットで記録されている場合には、２つのデコーダが必要となる。かかる６０フレーム／秒のフォーマットでは、上述の如く１／２倍速再生を実行することにより、３０フレーム／秒のフォーマットの再生と等価となるが、フォーマットに応じてマクロブロックを並べ替えるシャッフリング方法が両者間で異なるため、結局のところ再生時に２つのデコーダが必要となり、開発の省力化、再生処理の迅速化を図ることができないという問題点もあった。ちなみに、４：４：４符号化方式等、他の符号化方式においても同様の問題点が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づきフレームレート毎に別々のフォーマットで圧縮する圧縮符号化装置及び方法、また、この圧縮した各ディジタル画像信号を記録媒体へ記録する記録装置及び方法に関し、特に第１のディジタル画像信号のシャフリング方法を改善することにより、その１／２倍速再生時において必要なデコーダ数の削減を図るとともに、補間処理を必要とすることなく解像度の劣化を抑えることが可能な圧縮符号化装置及び方法、記録装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明を適用した圧縮符号化装置は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化装置において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段とを備え、上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
また、本発明を適用した圧縮符号化方法は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化方法において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、上記シャフリングステップにおいて並び替えた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップとを有し、上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１１】
この圧縮符号化装置及び方法では、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成することができる。
【００１２】
本発明を適用した記録装置は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録装置において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、それぞれ複数のマクロブロックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段と、上記圧縮符号化手段により圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録手段を備え、上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１３】
また本発明を適用した記録方法は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録方法において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、それぞれ複数のマクロブックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、上記シャフリングステップにおいて並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップと、上記圧縮符号化ステップにおいて圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録ステップとを有し、上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１４】
この記録装置及び方法では、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体に記録するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成して、これを記録媒体に記録する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、例えば図１に示すような記録装置１に適用される。この記録装置１は、入力されたディジタル画像信号をマクロブロック単位でシャフリングして、例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換した上で量子化することにより非可逆的な画像圧縮を実現し、これを記録媒体３へ記録する。
【００１７】
この記録装置１は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ、さらにはＲＧＢからなるディジタル画像信号が入力される入力端子１１と、入力された１フレームの画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割部１２と、この分割部１２により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング部１３と、シャフリング部１３から入力されるマクロブロック単位の各ディジタル画像信号につき２次元の離散コサイン変換（ＤＣＴ）を施すＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）回路１４と、このＤＣＴ回路１４から入力されるＤＣＴ係数を量子化ステップにより量子化する量子化回路１５と、量子化回路１５から出力されるディジタル画像信号を可変長符号化処理する可変長符号化回路１６と、可変長符号化回路１６から出力されるＭＰＥＧビデオストリームにつきＥＣＣ(Error Correction Code)エンコードを施すＥＣＣエンコーダ１７と、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるディジタル画像信号を記録媒体３へ記録する記録部１８と、記録媒体３の動作を制御するための記録媒体制御部２１とを備えている。
【００１８】
記録媒体３は、記録部１８を介してディジタル画像信号が記録される磁気テープ或いは磁気ディスク等である。以下では、この記録媒体３として磁気テープを用いる場合につき説明をする。この記録媒体３には、ディジタル画像信号が実際に記録されるヘリカル状のトラックが配列されている。この記録媒体３において配列された各トラックには、記録部１８によりマクロブロック単位でディジタル画像信号が記録されることになる。
【００１９】
入力端子１１には、ディジタル画像信号がフレーム単位で入力される。入力されるディジタル画像信号は、表示時間に従って並べられたフレーム順序につき、符号化する順序に並べ替えられて構成される。入力端子１１に供給されるディジタル画像信号は、フレーム単位で分割部１２へ送信される。
【００２０】
ちなみに、この入力端子１１を介して入力される画像信号は、４つの輝度ブロックと、Ｃｂ、Ｃｒそれぞれ２個の色差信号ブロックからなる４：２：２符号化方式や、輝度ブロック並びに色差信号ブロック、又はＲＧＢの何れかで規定される４：４：４符号化方式等、様々な符号化方式からなる。また、この入力端子１１を介して入力される画像信号は、６０又は５９．９４フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号や、３０又は２９．９７フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号等、様々なフレームレートからなる。さらに、この入力端子１１を介して入力されるディジタル画像信号には、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号も含まれる。即ち、この記録装置１は、様々なフォーマットで構成されるディジタル画像信号をそれぞれ圧縮符号化して記録する、いわゆるマルチフォーマット対応である。
【００２１】
分割部１２は、入力端子１１から受信したディジタル画像信号をフレーム毎に１６×１６画素のマクロブロックに分離して、マクロブロック化する。マクロブロック化されたディジタル画像信号は、シャフリング部１３へ送信される。
【００２２】
シャフリング部１３は、分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在する複数のマクロブロックによりシャフリンググループを構成する。このシャフリング部１３は、構成したシャフリンググループ単位で、マクロブロックを並び替える。このシャフリング部１３におけるマクロブロックの並び替え方法については、後において詳細に説明する。
【００２３】
ＤＣＴ回路１４は、シャフリング部１３からから入力されるマクロブロック単位の各ディジタル画像信号につき直交変換の一種であるコサイン変換処理して、空間領域のディジタル画像信号を周波数領域のＤＣＴ係数に変換する。即ち、このＤＣＴ回路１４は、かかるコサイン変換処理をマクロブロック単位で施すことにより、（１６×１６）のＤＣＴ係数を発生させ、これを量子化回路１５へ出力する。
【００２４】
量子化回路１５は、ＤＣＴ係数を量子化ステップと呼ぶ整数値で除算し量子化を行う。具体的には、量子化後のビット数がターゲットビット数を超えない範囲で最大のビット数となる量子化テーブルを選択し、量子化を行う。量子化テーブルは、水平、垂直ともに高域になるにつれ荒く量子化されるようにステップが定められている。さらに、量子化回路１５は、マクロブロック毎に量子化したＤＣＴ係数を直流成分のデータから高域成分方向へジグザグスキャン或いはオルタネートスキャンをして、１次元のデータストリームとする。量子化されたデータは、可変長符号化回路１６に送られる。
【００２５】
可変長符号化回路１６は、量子化されたディジタル画像信号（ＤＣＴ係数）を可変長符号化して、係数０のランレングスとそれに続く非０係数の値の組に、データを符号化する。このように可変長符号化をすることによって、０が多くなった高域成分のデータ量を除去することができる。さらに、この可変長符号化回路１６には、ディジタル画像信号（ＤＣＴ係数）とともに、参照方向情報、フレーム／フィールド予測モード情報、動きベクトル、並びに各種ＭＰＥＧのシステムデータが入力される。可変長符号化回路１６は、これらのデータをＭＰＥＧフォーマットに従って多重化し、ＭＰＥＧビデオストリームを生成する。生成されたＭＰＥＧビデオストリームは、ＥＣＣエンコーダ１７へ送信される。
【００２６】
ＥＣＣエンコーダ１７は、可変長符号化回路１６から供給されるＭＰＥＧビデオストリームにつき、ＥＣＣを付加し、またインタリーブ処理等を施す。ＥＣＣエンコーダ１７は、記録媒体３のトラックに応じてマクロブロック単位でディジタル画像信号を記録する場合に、例えば１２本分のトラックにおけるシンクブロックをＥＣＣエンコーダ１７におけるＥＣＣインタリーブ単位とする。かかる場合において、ＥＣＣエンコーダ１７は、１２本分のトラックにおけるシンクブロックをＥＣＣ面にインタリーブして割り当てることになる。さらに、このＥＣＣエンコーダ１７は、図示しない独自のＥＣＣＢａｎｋメモリを有し、実際に記録媒体３へ記録するＭＰＥＧストリームを一時記憶させる。
【００２７】
記録部１８は、記録媒体３が磁気テープである場合には、例えば図示しない回転ドラムを介して回転させられる磁気テープ上を斜めに摺動する磁気ヘッド等で構成され、接続されたＥＣＣエンコーダ１７から供給されるディジタル画像信号をこの磁気テープ上へ順次記録する。
【００２８】
記録媒体制御部２１は、記録媒体３の駆動状態をコントロールするためのデバイスであり、例えば記録媒体３が磁気テープであればサーボコントロールに相当する。この記録媒体制御部２１は、通常の１倍速で各種データを記録できるように、記録媒体３をコントロールすることができる。また、記録装置１に対して再生機能を持たせた場合には、さらに１倍速再生の１／２、１／４・・倍の速度で再生し、又はコマ送り等を行う、いわゆる可変速再生を行う場合においても記録媒体３の駆動状態を自在にコントロールすることができる。
【００２９】
ちなみに、この記録装置１では、ＤＣＴ回路１４から可変長符号化回路１６までの構成については、複数となるようにしてもよい。これにより、入力されるディジタル画像信号のフォーマットに応じて、複数のチップにより同時に圧縮符号化を図ることも可能となる。
【００３０】
次に、本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３におけるマクロブロックの並べ替え方法につき説明をする。
【００３１】
先ず、入力されるディジタル画像信号を、４：２：２符号化方式に基づき、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録する場合につき説明をする。
【００３２】
図２(a)は、この４：２：２符号化方式における各フレームレートのビットレート、並びに通常の再生時において必要なデコーダの数を示している。ここで、フレームレートが６０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）とし、上記第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）に対してフレームレートが半分である３０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）とする。
【００３３】
このとき、水平方向の画素数×垂直方向の画素数が１９２０×１０８０で構成される場合に、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は、ビットレートが９００Ｍｂｐｓであり、再生時にデコーダが２個必要となるのに対して、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）は、ビットレートが４５０Ｍｂｐｓであり、再生時に１個のデコーダで対応することができる。ちなみに、水平方向×垂直方向の画素数が１２８０×７２０で構成される場合に、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は未対応であるが、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）は、再生時において１個のデコーダで対応することができる。
【００３４】
本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３では、入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。換言すれば、このシャフリング部１３では、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）におけるマクロブロックを並び替える。
【００３５】
ここで、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）のマクロブロックの並び替える際に参照する第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）の並び替え方法は以下に示す通りである。
【００３６】
即ち、分割部１２は、図３に示すように、入力端子１１から１／３０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。ここで１フレームを構成するマクロブロック数は、１２０×６８＝８１６０となる。
【００３７】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに分ける。このシャフリンググループは、例えば最上列に位置する１２０個のマクロブロックにつき、例えば、左上から水平方向へＡ０,Ｂ０,Ｃ０,Ｄ０,Ａ１,Ｂ１,Ｃ１,Ｄ１,・・・Ｃ２９,Ｄ２９と、ＡからＤの順となるようにブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＡにはＡ０〜Ａ２９が、またシャフリンググループＢにはＢ０〜Ｂ２９が、またシャフリンググループＣにはＣ０〜Ｃ２９が、さらにシャフリンググループＤにはＤ０〜Ｄ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００３８】
上から２列目については、ＤからＡの順に、Ｄ３０,Ｃ３０,Ｂ３０,Ａ３０,Ｄ３１,・・・,Ａ５９と順次ブロックＮｏを付したときに、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,ＤにつきそれぞれＡ３０〜Ａ５９,Ｂ３０〜Ｂ５９,Ｃ３０〜Ｃ５９,Ｄ３０〜Ｄ５９のマクロブロックが割り当てられる。同様に上から３列目については、ＡからＤの順にＡ６０,Ｂ６０,Ｃ６０,Ｄ６０,Ａ６１,・・・,Ｄ８９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てられる。ちなみに最下列については、左下から水平方向へＤ２０１０,Ｃ２０１０,Ｂ２０１０,Ａ２０１０,・・・,Ａ２０３９とブロックＮｏが付されることになる。
【００３９】
このように上から奇数行については、ＡからＤへ順にブロックＮｏを付し、上から偶数行についてはＤからＡへ順にブロックＮｏを付すことにより、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄにつき、フレーム内において離散的に存在する８１６０／４＝２０４０個のマクロブロックで構成することができる。
【００４０】
ちなみに、上記シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄの分類方法はあくまで一例であり、他のいかなる方法により分類するようにしてもよい。
【００４１】
次にシャフリング部１３は、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ毎に、２０４個のマクロブロックからなるマクロブロックユニット（以下、ＭＢＵという）を構成する。このＭＢＵは、記録媒体３へディジタル画像信号を記録する際の単位となる。即ち、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄにつき、２０４０／２０４＝１０個のＭＢＵを割り当てることができ、１フレームは、８１６０／２０４＝４０個のＭＢＵで構成することができる。
【００４２】
図４は、各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示している。この図４において、各ＭＢＵを識別するための番号を順にＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９とするとき、シャフリンググループＡに属するマクロブロックＡ０,Ａ１,Ａ２,・・・,Ａ２０３９は、ＭＢＵ０,ＭＢＵ２,ＭＢＵ４,ＭＢＵ６,・・・,ＭＢＵ１８のいずれかに割り当てられる。また、シャフリンググループＢに属するマクロブロックＢ０,Ｂ１,Ｂ２,・・・,Ｂ２０３９は、ＭＢＵ１,ＭＢＵ３,ＭＢＵ５,ＭＢＵ７,・・・,ＭＢＵ１９のいずれかに割り当てられる。同様に、シャフリンググループＣに属するマクロブロックＣ０,Ｃ１,Ｃ２,・・・,Ｃ２０３９は、ＭＢＵ２０,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２６,・・・,ＭＢＵ３８のいずれかに割り当てられる。さらに、シャフリンググループＤに属するマクロブロックＤ０,Ｄ１,Ｄ２,・・・,Ｄ２０３９は、ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２７,・・・,ＭＢＵ３９のいずれかに割り当てられる。
【００４３】
即ち、ＭＢＵ０〜１９においてシャフリンググループＡ、Ｂに属するマクロブロックを割り当て、ＭＢＵ２０〜３９において、シャフリンググループＣ、Ｄに属するマクロブロックを割り当てる。
【００４４】
シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０には、例えばマクロブロックＡ０,Ａ１０,Ａ２０,Ａ３０,・・・,Ａ２０３０が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にＭＢＵ２には、Ａ１,Ａ１１,Ａ２１,Ａ３１,・・・,Ａ２０３１が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にシャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１では、例えばマクロブロックＢ０,Ｂ１０,Ｂ２０,Ｂ３０,・・・,Ｂ２０３０が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にＭＢＵ３には、Ｂ１,Ｂ１１,Ｂ２１,Ｂ３１,・・・,Ｂ２０３１が割り当てられる。他のＭＢＵ４〜ＭＢＵ１９についても同様に、１０ブロックＮｏおきにマクロブロックが割り当てられる。
【００４５】
また、他のシャフリンググループＣ,ＤにおけるＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９についても図４に示すように１０ブロックＮｏおきにマクロブロックが割り当てられる。
【００４６】
即ち、このＭＢＵでは、１０ブロックＮｏおきにマクロブロックを抽出することにより、フレーム内において互いに隣接することなく離散的に存在するマクロブロックのみで構成することが可能となる。
【００４７】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６において符号化される。また、このディジタル画像信号は、ＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵにつき、記録媒体３における前半の１２トラックに記録され、またＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵにつき、記録媒体３における後半の１２トラックに記録されるように、ＥＣＣエンコーダ１７によりインタリーブ処理される。その結果、図５に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３９の４０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００４８】
記録媒体３における前半１２トラック、又は後半１２トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、ディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００４９】
また、この並び替え方法では、記録媒体３の前半１２トラックにシャフリンググループＡ、Ｂを構成するＭＢＵ０〜１９を割り当て、また後半１２トラックにシャフリンググループＣ、Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９を割り当てる。このため、仮にこの記録媒体における前半１２トラック全てが消滅しても図６(a)に示すようにシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＣ,Ｄは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＣ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００５０】
同様に、記録媒体における後半１２トラック全てが消滅しても図６(b)に示すようにシャフリンググループＣ,Ｄを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＡ,Ｂは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＣ,Ｄを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＡ,Ｂのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００５１】
即ち、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）では、上述の如くマクロブロックの並び替えを行うことにより、記録時又は再生時にディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、離散的に存在するマクロブロックが消滅するに過ぎず、隣接する他のマクロブロックに基づいて消滅した画素領域を容易に補填することができる。ちなみに、この第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法は上述に限定されるものではなく、例えば、ＭＢＵ０〜１９にシャフリンググループＡ,Ｃを割り当て、またＭＢＵ２０〜３９にシャフリンググループＢ,Ｄを割り当てることにより、１２ブロック連続して消滅した場合に、図６において消滅したマクロブロックを示す斜線領域が市松模様となるように構成してもよい。これにより、消滅したマクロブロックを構成する画素領域をさらに高精度に補填することが可能となる。
【００５２】
シャフリング部１３は、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に応じて、入力された第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）を以下の通りに並び替える。
【００５３】
即ち、分割部１２は、入力端子１１から１／６０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。この分割部１２におけるマクロブロックの分割方法は、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの分割方法と同様であり、１フレームにつき１２０×６８＝８１６０個のマクロブロックに分割することができる。
【００５４】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てる。このシャフリンググループへの割り当て方法は、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、図３における説明を引用し、ここでの説明を省略する。
【００５５】
ちなみに、この第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）では、２つの可変長符号化回路１６（以下、２つの可変長符号化回路をそれぞれ、Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂという。）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄのうち、Ｅｎｃ＿Ａ側に対してシャフリンググループＡ,Ｃを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｄを割り当てる。
【００５６】
図７(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループをＡ,Ｃを再配置する場合について示している。この図７(a)に示すように、Ｅｎｃ＿Ａにより符号化されるディジタル画像信号は、６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。同様にＥｎｃ＿Ｂにより符号化されるディジタル画像信号は、図７(b)に示すように６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。
【００５７】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するマクロブロックにつき、図７(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ｃ０,Ａ１,Ｃ１,Ａ２,・・・Ａ２９,Ｃ２９と、ＡからＣの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、ＣからＡの順に、Ｃ３０,Ａ３０,Ｃ３１,・・・,Ｃ５９,Ａ５９と順次マクロブロックを再配置する。ちなみに最下列については、左下から水平方向へＣ２０１０,Ａ２０１０,Ｃ２０１１,Ａ２０１１,・・・,Ａ２０３９と順次マクロブロックを再配置する。
【００５８】
このようにシャフリング部１３は、上から奇数行ついては、ＡからＣへ順にマクロブロックを再配置し、上から偶数行についてはＣからＡへ順にマクロブロックを再配置する。換言すればシャフリング部１３は、図３に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＢ,Ｄを構成するマクロブロックを間引くような形で、上記再配置を行う。
【００５９】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するマクロブロックにつき、図７(b)に示すように左上から水平方向へ、Ｂ０,Ｄ０,Ｂ１,Ｄ１,・・・,Ｂ２９,Ｄ２９と、ＢからＤの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、ＣからＡの順に、Ｃ３０,Ａ３０,Ｃ３１,・・・,Ｃ５９,Ａ５９と順次マクロブロックを再配置する。このようにシャフリング部１３は、上から奇数行については、ＢからＤへ順にマクロブロックを再配置し、上から偶数行についてはＤからＢへ順にマクロブロックを再配置する。換言すればシャフリング部１３は、図３に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｃを構成するマクロブロックを間引くような形で、再配置を行う。
【００６０】
次にシャフリング部１３は、図８に示すように、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ毎に、それぞれ２０４個のマクロブロックからなるＭＢＵを構成する。各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックは、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、この図８では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するＭＢＵ０,２,４,６,・・・,３６,３８を左側に記述し、またＥｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するＭＢＵ１,３,５,７,・・・,３７,３９を右側に記述してある。
【００６１】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図９(a)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ２,ＭＢＵ４,・・・,ＭＢＵ１８の順に出力される。また次に出力されるＭＢＵとして、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２４,・・・,ＭＢＵ３８の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３８の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【００６２】
Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の１０ＭＢＵについて、図９(b)に示すように、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ３,ＭＢＵ５,・・・,ＭＢＵ１９の順に出力される。また次に出力されるＭＢＵとして、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２５,・・・,ＭＢＵ３９の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ１〜ＭＢＵ３９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間も同様に、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【００６３】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、ＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の１２トラックに記録でき、またＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９からなる２０マクロブロックユニットを記録媒体３における後半の１２トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【００６４】
その結果、図１０に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。このＭＢＵの出力順序は、上述した図５に示される第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同一である。ちなみに、各ＭＢＵを構成するマクロブロックも第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同一であることから、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）を構成する各マクロブロックは、このシャフリング部１３により、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロックの配置となるようにシャフリングされていることになる。
【００６５】
記録媒体３における前半１２トラック、又は後半１２トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様に、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００６６】
また、記録媒体３には、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様に前半１２トラックにシャフリンググループＡ、Ｂを構成するＭＢＵ０〜１９が割り当てられ、また後半１２トラックにシャフリンググループＣ、Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９が割り当てられる。このため、仮に前半１２トラック全てが消滅しても図６(a)と同様にシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＣ,Ｄは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＣ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００６７】
本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３では、入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。かかる並び替え方法に基づきシャフリングされて記録媒体３に記録された第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は、再生時のテープ速度を記録時の１／２とするいわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができる。また第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価な再生処理を実行することにより、再生時のデコーダ数を１個のみで対応することが可能となるため（図２(b)）、各フォーマット毎にデコーダを開発する必要がなくなり、装置全体の開発費用が抑えることができることに加え、開発期間の短縮化をも図ることが可能となる。
【００６８】
次に本発明を適用した記録装置１において、入力されるディジタル画像信号を、４：４：４符号化方式に基づき、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録する場合につき、圧縮率を２：１とする場合を例にとり説明をする。
【００６９】
シャフリング部１３では、フレームレートが６０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）とし、上記第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）に対してフレームレートが半分である３０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）としたとき、入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。換言すれば、このシャフリング部１３は、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）におけるマクロブロックを並び替える。
【００７０】
シャフリング部１３において、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のマクロブロックの並び替える際に参照する第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の並び替え方法は以下に示す通りである。
【００７１】
即ち、分割部１２は、図１１に示すように、入力端子１１から１／３０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。ここで１フレームを構成するマクロブロック数は、１２０×６８＝８１６０となる。
【００７２】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを８つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ,Ｇ,Ｈに分ける。このシャフリンググループは、例えば最上列に位置する１２０個のマクロブロックにつき、例えば、左上から水平方向へＡ０,Ｂ０,Ｃ０,Ｄ０,Ａ１,Ｂ１,Ｃ１,Ｄ１,・・・Ｃ２９,Ｄ２９と、ＡからＤの順となるようにブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＡにはＡ０〜Ａ２９が、またシャフリンググループＢにはＢ０〜Ｂ２９が、またシャフリンググループＣにはＣ０〜Ｃ２９が、さらにシャフリンググループＤにはＤ０〜Ｄ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００７３】
上から２列目については、ＥからＨの順に、Ｅ０,Ｆ０,Ｇ０,Ｈ０,Ｅ１,Ｆ１,Ｇ１,Ｈ１,・・・Ｇ２９,Ｈ２９とブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＥにはＥ０〜Ｅ２９が、またシャフリンググループＦにはＦ０〜Ｆ２９が、またシャフリンググループＧにはＧ０〜Ｇ２９が、さらにシャフリンググループＨにはＨ０〜Ｈ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００７４】
上から３列目については、ＨからＥの順に、Ｈ３０,Ｇ３０,Ｆ３０,Ｅ３０,Ｈ３１,Ｇ３１,・・・Ｆ５９,Ｅ５９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＥ,Ｆ,Ｇ,Ｈに割り当てられる。
【００７５】
上から４列目については、ＤからＡの順に、Ｄ３０,Ｃ３０,Ｂ３０,Ａ３０,Ｄ３１,Ｃ３１,・・・Ｂ５９,Ａ５９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てられる。ちなみに上から５列目からは、最上列と同様にＡからＤの順にブロックＮｏが付される。
【００７６】
このように、シャフリング部１３は、フレーム内に存在する各マクロブロックにつき、４列を一組として順次ブロックＮｏを付けてシャフリンググループに割り当ててゆくことにより、各シャフリンググループＡ〜Ｈにつき、フレーム内において離散的に存在する８１６０／８＝１０２０個のマクロブロックで構成することができる。
【００７７】
なお、上記シャフリンググループＡ〜Ｈの分類方法はあくまで一例であり、他のいかなる方法により分類するようにしてもよい。
【００７８】
この第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）では、２つの可変長符号化回路１６（Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、８つのシャフリンググループＡ〜Ｈのうち、Ｅｎｃ＿Ａ側に対してシャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇを割り当てる。
【００７９】
図１２(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを再配置する場合について示している。この図１２(a)に示すように、Ｅｎｃ＿Ａにより符号化されるディジタル画像信号は、６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。同様にＥｎｃ＿Ｂにより符号化されるディジタル画像信号は、図１２(b)に示すように６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。
【００８０】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈに属するマクロブロックにつき、図１２(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ｃ０,Ａ１,Ｃ１,Ａ２,・・・Ａ２９,Ｃ２９と、ＡからＣの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へＦ０,Ｈ０,Ｆ１,Ｈ１,Ｆ２,・・・Ｆ２９,Ｈ２９と、ＦからＨの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から３列目については、左端から水平方向へＨ３０,Ｆ３０,Ｈ３１,Ｆ３１,Ｈ３２,・・・,Ｆ５９と、ＨからＦの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から４列目については、左端から水平方向へＣ３０,Ａ３０,Ｃ３１,Ａ３１,Ｃ３２,・・・,Ａ５９と、ＣからＡの順になるように各マクロブロックを再配置する。
【００８１】
このように、シャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇを構成するマクロブロックを間引くような形で、再配置を行う。
【００８２】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇに属するマクロブロックにつき、図１２(b)に示すように左上から水平方向へ、Ｂ０,Ｄ０,Ｂ１,Ｄ１,・・・,Ｂ２９,Ｄ２９と、ＢからＤの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へＥ０,Ｇ０,Ｅ１,Ｇ１,Ｅ２,・・・Ｅ２９,Ｇ２９と、ＥからＧの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から３列目については、左端から水平方向へＧ３０,Ｅ３０,Ｇ３１,Ｅ３１,Ｇ３２,・・・,Ｅ５９と、ＧからＥの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から４列目については、左端から水平方向へＤ３０,Ｂ３０,Ｄ３１,Ｂ３１,Ｄ３２,・・・,Ｂ５９と、ＤからＢの順になるように各マクロブロックを再配置する。
【００８３】
このように、シャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを構成するマクロブロックを間引くような形で、上記再配置を行う。
【００８４】
次にシャフリング部１３は、図１３に示すように、各シャフリンググループＡ〜Ｈ毎に、１０２個のマクロブロックからなるマクロブロックユニット（以下、ＭＢＵという）を構成する。即ち、各シャフリンググループＡ〜Ｈにつき、１０２０／１０２＝１０個のＭＢＵを割り当てることができ、１フレームは、８１６０／１０２＝８０個のＭＢＵで構成することができる。なお、この図１３では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するＭＢＵ０,２,４,６,・・・,３６,３８を左側に記述し、またＥｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するＭＢＵ１,３,５,７,・・・,３７,３９を右側に記述してある。
【００８５】
この図１３において、各ＭＢＵを識別するための番号を順にＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９とするとき、シャフリンググループＡに属するマクロブロックＡ０,Ａ１,Ａ２,・・・,Ａ１０１９は、ＭＢＵ０,ＭＢＵ４,ＭＢＵ８,ＭＢＵ１２,ＭＢＵ１６のいずれかに割り当てられる。また、シャフリンググループＢに属するマクロブロックＢ０,Ｂ１,Ｂ２,・・・,Ｂ１０１９は、ＭＢＵ１,ＭＢＵ５,ＭＢＵ９,ＭＢＵ１３,ＭＢＵ１７のいずれかに割り当てられる。同様に、シャフリンググループＣに属するマクロブロックＣ０,Ｃ１,Ｃ２,・・・,Ｃ１０３９は、ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,ＭＢＵ３４,ＭＢＵ３８のいずれかに割り当てられる。さらに、シャフリンググループＤに属するマクロブロックＤ０,Ｄ１,Ｄ２,・・・,Ｄ１０１９は、ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,ＭＢＵ３５,ＭＢＵ３９のいずれかに割り当てられる。他のシャフリンググループＥ,Ｆ,Ｇ,Ｈに属するマクロブロックについても同様に図１３に示すＭＢＵに割り当てられる。ちなみに、このＭＢＵには、各シャフリンググループのマクロブロックが５ブロックＮｏおきに割り当てられる。
【００８６】
即ち、このＭＢＵでは、５ブロックＮｏおきにマクロブロックを抽出することにより、フレーム内において互いに隣接することなく離散的に存在するマクロブロックのみで構成することが可能となる。
【００８７】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１４(a)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ４,・・・,ＭＢＵ１６と、シャフリンググループＨのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２,ＭＢＵ６,ＭＢＵ１０,・・・,ＭＢＵ１８とが、ＭＢＵ０を先頭として交互に出力される。また次に出力される１０ＭＢＵとして、シャフリンググループＦのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２８,・・・,ＭＢＵ３６と、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,・・・,ＭＢＵ３８とが、ＭＢＵ２０を先頭として交互に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００８８】
また、Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１４(b)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ５,・・・,ＭＢＵ１７と、シャフリンググループＧのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ３,ＭＢＵ７,ＭＢＵ１１,・・・,ＭＢＵ１９とが、ＭＢＵ１を先頭として交互に出力される。また次に出力される１０ＭＢＵとして、シャフリンググループＥのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２９,・・・,ＭＢＵ３７と、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,・・・,ＭＢＵ３９とが、ＭＢＵ２１を先頭として交互に出力される。ちなみに、このＭＢＵ１〜ＭＢＵ３９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００８９】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,ＭＢＵ３,・・・,ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の２４トラックに記録でき、シャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２３,・・・,ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における後半の２４トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【００９０】
その結果、図１５に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【００９１】
記録媒体３における前半２４トラック、又は後半２４トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、ディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００９２】
また、この並び替え方法では、記録媒体３の前半２４トラックにシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇを構成するＭＢＵ０〜１９を割り当て、また後半２４トラックにシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９を割り当てる。このため、仮にこの記録媒体における前半２４トラック全てが消滅しても、これらに隣接するシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄを構成するマクロブロックは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。記録媒体３における後半２４トラックが全て消滅しても、消滅したマクロブロックの画素領域につき容易に補填することも可能となる。
【００９３】
即ち、 第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）についても、上述の如くマクロブロックの並び替えを行うことにより、記録時又は再生時にディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、４：２：２符号化方式と同様に、離散的に存在するマクロブロックが消滅するに過ぎず、隣接する他のマクロブロックに基づいて消滅した画素領域を容易に補填することができる。
【００９４】
ちなみに、この第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法は上述に限定されるものではなく、各ＭＢＵに割り当てるシャフリンググループの組み合わせを自在に変更できるようにしてもよい。
【００９５】
シャフリング部１３は、上述した第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に応じて、入力された第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）を以下に示す並び替え方法を実行する。
【００９６】
即ち、分割部１２は、入力端子１１から１／６０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。この分割部１２におけるマクロブロックの分割方法は、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの分割方法と同様であり、１フレームにつき１２０×６８＝８１６０個のマクロブロックに分割することができる。
【００９７】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを８つのシャフリンググループＡ〜Ｈに割り当てる。このシャフリンググループへの割り当て方法は、上述した第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同様であるため、図１１における説明を引用し、ここでの説明を省略する。
【００９８】
ちなみに、この第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）では、４つの可変長符号化回路１６（以下、４つの可変長符号化回路をそれぞれ、Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ、Ｅｎｃ＿Ｃ、Ｅｎｃ＿Ｄという。）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、８つのシャフリンググループＡ〜Ｈのうち、Ｅｎｃ＿Ａに対してシャフリンググループＡ,Ｆを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｅを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｃに対してシャフリンググループＣ,Ｈを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｄに対してシャフリンググループＤ,Ｇを割り当てる。
【００９９】
図１６(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループをＡ,Ｆを再配置する場合について示している。この図１６に示すように、各可変長符号化回路（Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ、Ｅｎｃ＿Ｃ、Ｅｎｃ＿Ｄ）により符号化されるディジタル画像信号は、３０×６８＝２０４０個のマクロブロックからなる。
【０１００】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｆに属するマクロブロックにつき、図１６(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ａ１,Ａ２,・・・Ａ２９と、シャフリンググループＡを構成する各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へ、Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２,・・・,Ｆ２９と、シャフリンググループＦを構成する各マクロブロックを再配置する。このようにシャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｆ以外のマクロブロックを間引くように再配置を行う。
【０１０１】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するマクロブロックにつき、図１６(b)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。Ｅｎｃ＿Ｃにおいて符号化されるシャフリンググループＣ,Ｈに属するマクロブロックにつき、図１６(c)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。Ｅｎｃ＿Ｄにおいて符号化されるシャフリンググループＤ,Ｇに属するマクロブロックにつき、図１６(d)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。
【０１０２】
次にシャフリング部１３は、図１７に示すように、各シャフリンググループＡ〜Ｈ毎に、それぞれ１０２個のマクロブロックからなるＭＢＵを構成する。各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックは、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、この図１７では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｆに属するＭＢＵ０,４,・・・,３２,３６と、Ｅｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｅに属するＭＢＵ１,５,・・・,３３,３７と、Ｅｎｃ＿Ｃで符号化されるシャフリンググループＣ,Ｈに属するＭＢＵ２,６,・・・,３４,３８と、Ｅｎｃ＿Ｄで符号化されるシャフリンググループＤ,Ｇに属するＭＢＵ３,７,・・・,３５,３９につき示している。
【０１０３】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ〜Ｅｎｃ＿Ｄにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１８に示すように、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ４,ＭＢＵ８,・・・,ＭＢＵ１６の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＦのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２８,・・・,ＭＢＵ３６の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３６の１０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【０１０４】
Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ５,ＭＢＵ９,・・,ＭＢＵ１７の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＥのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２９,・・,ＭＢＵ３７の順に出力される。
【０１０５】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｃから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＨのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２,ＭＢＵ６,ＭＢＵ１０,・・,ＭＢＵ１８の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,・・,ＭＢＵ３８の順に出力される。
【０１０６】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｄから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＧのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ３,ＭＢＵ７,ＭＢＵ１１,・・,ＭＢＵ１９の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,・・,ＭＢＵ３９の順に出力される。
【０１０７】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,ＭＢＵ３,・・・,ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の２４トラックに記録でき、シャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２３,・・・,ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における後半の２４トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【０１０８】
その結果、図１９に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１０９】
このＭＢＵの出力順序は、上述した図１５に示される第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同一である。ちなみに、各ＭＢＵを構成するマクロブロックも第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同一であることから、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）を構成する各マクロブロックは、このシャフリング部１３により、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロックの配置となるようにシャフリングされていることになる。
【０１１０】
即ち、本発明を適用した記録装置１では、入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。かかる並び替え方法に基づきシャフリングされて記録媒体３に記録された第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）は、再生時のテープ速度を記録時の１／２とするいわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができる。また第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価な再生処理を実行することにより、再生時のデコーダ数を半分の２個のみで対応することが可能となるため、各フォーマット毎にデコーダを開発する必要がなくなり、信号処理装置全体の開発費用が抑えることができることに加え、開発期間の短縮化をも図ることが可能となる。
【０１１１】
上述した４：４：４符号化方式において、圧縮率を２：１とすることにより、１マクロブロックを２シンクブロック（５４４byte）で構成する場合を例に挙げて説明をしたがかかる場合に限定されるものではなく、例えば図２０に示すように、圧縮率を４：１とすることにより、１マクロブロックを１シンクブロック（２７２byte）で構成するようにしてもよい。かかる場合におけるシャフリング方法は、上述した圧縮率を２：１とする場合と同様である。
【０１１２】
第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合において、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、図２１に示すように、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１１３】
同様に第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合において、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、図２２に示すように、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１１４】
即ち、４：４：４符号化方式において圧縮率を４：１とする場合は、図２１、２２に示すように、ＭＢＵ１〜ＭＢＵ１９、ＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９の各２０ＭＢＵが、圧縮率を２：１とする場合と比較して半分の１２トラックに記録されることになる。
【０１１５】
このように圧縮率を変更しても、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のシャフリング方法を、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）のシャフリング方法に合わせることにより、いわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができ、デコーダ数を半分に減らすことが可能となる。
【０１１６】
なお、本発明は上述した記録装置１に適用される場合のみならず、例えば第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並べ替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号のマクロブロックを並べ替える圧縮符号化装置に適用してもよい。また、上述の記録装置１により記録された記録媒体を再生するための再生装置に適用してもよい。この再生装置では、第１のディジタル画像信号が記録された記録媒体３をいわゆる１／２倍速再生する場合において、デコーダ数を減らした分を他の処理にまわすことができる点で有利性を確保することができる。
【０１１７】
また第１のディジタル画像信号のフレームレートは、６０フレーム／秒である場合に限定されるものではなく、例えば５９．９４フレーム／秒で構成されていてもよい。また、この第１のディジタル画像信号のフレームレートは、１２０フレーム／秒等、他のいかなるフレームレートで構成されていてもよい。
また第２のディジタル画像信号のフレームレートが、第１のディジタル画像信号のフレームレートの１／２倍である場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号につき、互いに異なるフレームレートで構成されていればよいことは勿論である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した圧縮符号化装置及び方法は、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成することができる。
【０１１９】
これにより、この圧縮符号化装置及び方法は、記録媒体に記録された第１のディジタル画像信号につき１／２倍速再生時に解像度の劣化を抑え、かつデコーダ数の削減を実現できるように、データを圧縮符号化させることが可能となる。
【０１２０】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した記録装置及び方法は、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体に記録するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成して、これを記録媒体に記録する。
【０１２１】
これにより、この記録装置及び方法は、記録媒体に記録された第１のディジタル画像信号につき１／２倍速再生時に解像度の劣化を抑え、かつデコーダ数の削減を実現できるように、データを圧縮符号化して記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した記録装置のブロック構成図である。
【図２】４：２：２符号化方式における各フレームレートのビットレート、並びに通常の再生時において必要なデコーダの数につき説明するための図である。
【図３】４：２：２符号化方式におけるマクロブロックの分割方法につき説明するための図である。
【図４】第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図５】第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図６】記録媒体における前半又は後半の１２トラック全てが消滅した場合における残存するマクロブロックの配置を示す図である。
【図７】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図８】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図９】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１０】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の１２トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図１１】４：４：４符号化方式におけるマクロブロックの分割方法につき説明するための図である。
【図１２】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図１３】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図１４】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１５】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の２４トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図１６】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図１７】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図１８】第２のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１９】第２のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の２４トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図２０】４：４：４符号化方式において、圧縮率を４：１とすることにより、１マクロブロックを１シンクブロック（２７２byte）で構成する場合につき説明するための図である。
【図２１】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合におけるＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図２２】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合におけるＭＰＥＧストリームを示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置、１１ 入力端子、１２ 分割部、１３ シャフリング部、１４ＤＣＴ回路、１５ 量子化回路、１６ 可変長符号化回路、１７ ＥＣＣエンコーダ、１８ 記録部、２１ 記録媒体制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化装置及び方法、また、この圧縮した各ディジタル画像信号を記録媒体へ記録する記録装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、複数種のフォーマットにより記録媒体へ記録されたビデオ信号を再生することができ、更にビデオ信号のフォーマットを変換することができるＶＴＲ(Video Tape Recorder)が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来におけるＶＴＲでは、再生するビデオ信号の方式、並びに設定するビデオ信号の方式に基づいて、自動的に動作状態を変更することができ、また記録されているテレビジョン方式の判別は、フィールド周波数の計測等によって行うことができる。
【０００３】
一方、近年において、ディジタル方式によるテレビジョン方式の実用化が促進され、放送方式も多様化している。このため、一台で複数のフォーマットに対応できるいわゆるマルチフォーマット対応の放送用ＶＴＲが提案されている。このマルチフォーマット対応のＶＴＲでは、上記特許文献１に示されるようなＮＴＳＣやＰＡＬへの対応に加えて、１フレームを１フィールドで構成するプログレッシブ走査や、より解像度を向上させたＨＤ(High Definition)方式に対しても対応することができる。
【０００４】
かかるマルチフォーマット対応のＶＴＲとして、例えば特許文献２に示される信号処理装置等が提案されている。この信号処理装置では、４８０Ｉ（４８０ライン、インタレース走査）と、４８０Ｐ（４８０ライン、プログレッシブ走査）とを共に記録再生すべく、磁気テープに記録されている再生フォーマット情報と、予め指定された出力フォーマット情報とから、Ｐ／Ｉ変換及びＩ／Ｐ変換を行う方式変換器の動作モードを自動的に変更することができる。
【０００５】
また、この信号処理装置では、例えば４８０Ｉのフォーマットにおいて、再生時のテープ速度が記録時の１／２となる、いわゆる１／２倍速再生等の変速再生を行う場合に、フレームを構成する第１のフィールドと第２のフィールド間の重心のずれを、出力されるビデオ信号に対して垂直フィルタ処理を施すことにより解消させることもできる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１７１０９０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８５８０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の信号処理装置では、例えば４つの輝度ブロックと、Ｃｂ、Ｃｒそれぞれ２個の色差信号ブロックからなる４：２：２符号化方式において、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録した場合に、６０フレーム／秒を上述の如く１／２倍速再生すると、補間処理が必要となるため解像度が劣化してしまう。また上述した従来の信号処理装置では、各フォーマットについて最適な再生動作を実行すべく、フォーマット毎にデコーダを開発する必要があり、信号処理装置全体の開発費用が増大することに加え、開発期間も長期化するという問題点があった。
【０００８】
また、この４：２：２符号化方式において、フレームレートが３０フレーム／秒のフォーマットで記録されている場合に、１つのデコーダで再生処理を実行することができるが、フレームレートが６０フレーム／秒のフォーマットで記録されている場合には、２つのデコーダが必要となる。かかる６０フレーム／秒のフォーマットでは、上述の如く１／２倍速再生を実行することにより、３０フレーム／秒のフォーマットの再生と等価となるが、フォーマットに応じてマクロブロックを並べ替えるシャッフリング方法が両者間で異なるため、結局のところ再生時に２つのデコーダが必要となり、開発の省力化、再生処理の迅速化を図ることができないという問題点もあった。ちなみに、４：４：４符号化方式等、他の符号化方式においても同様の問題点が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づきフレームレート毎に別々のフォーマットで圧縮する圧縮符号化装置及び方法、また、この圧縮した各ディジタル画像信号を記録媒体へ記録する記録装置及び方法に関し、特に第１のディジタル画像信号のシャフリング方法を改善することにより、その１／２倍速再生時において必要なデコーダ数の削減を図るとともに、補間処理を必要とすることなく解像度の劣化を抑えることが可能な圧縮符号化装置及び方法、記録装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明を適用した圧縮符号化装置は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化装置において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段とを備え、上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
また、本発明を適用した圧縮符号化方法は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化方法において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、上記シャフリングステップにおいて並び替えた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップとを有し、上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１１】
この圧縮符号化装置及び方法では、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成することができる。
【００１２】
本発明を適用した記録装置は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録装置において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、それぞれ複数のマクロブロックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段と、上記圧縮符号化手段により圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録手段を備え、上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１３】
また本発明を適用した記録方法は、上述した問題点を解決するために、互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録方法において、入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、それぞれ複数のマクロブックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、上記シャフリングステップにおいて並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップと、上記圧縮符号化ステップにおいて圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録ステップとを有し、上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替える。
【００１４】
この記録装置及び方法では、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体に記録するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成して、これを記録媒体に記録する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、例えば図１に示すような記録装置１に適用される。この記録装置１は、入力されたディジタル画像信号をマクロブロック単位でシャフリングして、例えばＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換した上で量子化することにより非可逆的な画像圧縮を実現し、これを記録媒体３へ記録する。
【００１７】
この記録装置１は、輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ、Ｃｒ、さらにはＲＧＢからなるディジタル画像信号が入力される入力端子１１と、入力された１フレームの画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割部１２と、この分割部１２により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング部１３と、シャフリング部１３から入力されるマクロブロック単位の各ディジタル画像信号につき２次元の離散コサイン変換（ＤＣＴ）を施すＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）回路１４と、このＤＣＴ回路１４から入力されるＤＣＴ係数を量子化ステップにより量子化する量子化回路１５と、量子化回路１５から出力されるディジタル画像信号を可変長符号化処理する可変長符号化回路１６と、可変長符号化回路１６から出力されるＭＰＥＧビデオストリームにつきＥＣＣ(Error Correction Code)エンコードを施すＥＣＣエンコーダ１７と、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるディジタル画像信号を記録媒体３へ記録する記録部１８と、記録媒体３の動作を制御するための記録媒体制御部２１とを備えている。
【００１８】
記録媒体３は、記録部１８を介してディジタル画像信号が記録される磁気テープ或いは磁気ディスク等である。以下では、この記録媒体３として磁気テープを用いる場合につき説明をする。この記録媒体３には、ディジタル画像信号が実際に記録されるヘリカル状のトラックが配列されている。この記録媒体３において配列された各トラックには、記録部１８によりマクロブロック単位でディジタル画像信号が記録されることになる。
【００１９】
入力端子１１には、ディジタル画像信号がフレーム単位で入力される。入力されるディジタル画像信号は、表示時間に従って並べられたフレーム順序につき、符号化する順序に並べ替えられて構成される。入力端子１１に供給されるディジタル画像信号は、フレーム単位で分割部１２へ送信される。
【００２０】
ちなみに、この入力端子１１を介して入力される画像信号は、４つの輝度ブロックと、Ｃｂ、Ｃｒそれぞれ２個の色差信号ブロックからなる４：２：２符号化方式や、輝度ブロック並びに色差信号ブロック、又はＲＧＢの何れかで規定される４：４：４符号化方式等、様々な符号化方式からなる。また、この入力端子１１を介して入力される画像信号は、６０又は５９．９４フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号や、３０又は２９．９７フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号等、様々なフレームレートからなる。さらに、この入力端子１１を介して入力されるディジタル画像信号には、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号も含まれる。即ち、この記録装置１は、様々なフォーマットで構成されるディジタル画像信号をそれぞれ圧縮符号化して記録する、いわゆるマルチフォーマット対応である。
【００２１】
分割部１２は、入力端子１１から受信したディジタル画像信号をフレーム毎に１６×１６画素のマクロブロックに分離して、マクロブロック化する。マクロブロック化されたディジタル画像信号は、シャフリング部１３へ送信される。
【００２２】
シャフリング部１３は、分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在する複数のマクロブロックによりシャフリンググループを構成する。このシャフリング部１３は、構成したシャフリンググループ単位で、マクロブロックを並び替える。このシャフリング部１３におけるマクロブロックの並び替え方法については、後において詳細に説明する。
【００２３】
ＤＣＴ回路１４は、シャフリング部１３からから入力されるマクロブロック単位の各ディジタル画像信号につき直交変換の一種であるコサイン変換処理して、空間領域のディジタル画像信号を周波数領域のＤＣＴ係数に変換する。即ち、このＤＣＴ回路１４は、かかるコサイン変換処理をマクロブロック単位で施すことにより、（１６×１６）のＤＣＴ係数を発生させ、これを量子化回路１５へ出力する。
【００２４】
量子化回路１５は、ＤＣＴ係数を量子化ステップと呼ぶ整数値で除算し量子化を行う。具体的には、量子化後のビット数がターゲットビット数を超えない範囲で最大のビット数となる量子化テーブルを選択し、量子化を行う。量子化テーブルは、水平、垂直ともに高域になるにつれ荒く量子化されるようにステップが定められている。さらに、量子化回路１５は、マクロブロック毎に量子化したＤＣＴ係数を直流成分のデータから高域成分方向へジグザグスキャン或いはオルタネートスキャンをして、１次元のデータストリームとする。量子化されたデータは、可変長符号化回路１６に送られる。
【００２５】
可変長符号化回路１６は、量子化されたディジタル画像信号（ＤＣＴ係数）を可変長符号化して、係数０のランレングスとそれに続く非０係数の値の組に、データを符号化する。このように可変長符号化をすることによって、０が多くなった高域成分のデータ量を除去することができる。さらに、この可変長符号化回路１６には、ディジタル画像信号（ＤＣＴ係数）とともに、参照方向情報、フレーム／フィールド予測モード情報、動きベクトル、並びに各種ＭＰＥＧのシステムデータが入力される。可変長符号化回路１６は、これらのデータをＭＰＥＧフォーマットに従って多重化し、ＭＰＥＧビデオストリームを生成する。生成されたＭＰＥＧビデオストリームは、ＥＣＣエンコーダ１７へ送信される。
【００２６】
ＥＣＣエンコーダ１７は、可変長符号化回路１６から供給されるＭＰＥＧビデオストリームにつき、ＥＣＣを付加し、またインタリーブ処理等を施す。ＥＣＣエンコーダ１７は、記録媒体３のトラックに応じてマクロブロック単位でディジタル画像信号を記録する場合に、例えば１２本分のトラックにおけるシンクブロックをＥＣＣエンコーダ１７におけるＥＣＣインタリーブ単位とする。かかる場合において、ＥＣＣエンコーダ１７は、１２本分のトラックにおけるシンクブロックをＥＣＣ面にインタリーブして割り当てることになる。さらに、このＥＣＣエンコーダ１７は、図示しない独自のＥＣＣＢａｎｋメモリを有し、実際に記録媒体３へ記録するＭＰＥＧストリームを一時記憶させる。
【００２７】
記録部１８は、記録媒体３が磁気テープである場合には、例えば図示しない回転ドラムを介して回転させられる磁気テープ上を斜めに摺動する磁気ヘッド等で構成され、接続されたＥＣＣエンコーダ１７から供給されるディジタル画像信号をこの磁気テープ上へ順次記録する。
【００２８】
記録媒体制御部２１は、記録媒体３の駆動状態をコントロールするためのデバイスであり、例えば記録媒体３が磁気テープであればサーボコントロールに相当する。この記録媒体制御部２１は、通常の１倍速で各種データを記録できるように、記録媒体３をコントロールすることができる。また、記録装置１に対して再生機能を持たせた場合には、さらに１倍速再生の１／２、１／４・・倍の速度で再生し、又はコマ送り等を行う、いわゆる可変速再生を行う場合においても記録媒体３の駆動状態を自在にコントロールすることができる。
【００２９】
ちなみに、この記録装置１では、ＤＣＴ回路１４から可変長符号化回路１６までの構成については、複数となるようにしてもよい。これにより、入力されるディジタル画像信号のフォーマットに応じて、複数のチップにより同時に圧縮符号化を図ることも可能となる。
【００３０】
次に、本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３におけるマクロブロックの並べ替え方法につき説明をする。
【００３１】
先ず、入力されるディジタル画像信号を、４：２：２符号化方式に基づき、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録する場合につき説明をする。
【００３２】
図２(a)は、この４：２：２符号化方式における各フレームレートのビットレート、並びに通常の再生時において必要なデコーダの数を示している。ここで、フレームレートが６０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）とし、上記第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）に対してフレームレートが半分である３０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）とする。
【００３３】
このとき、水平方向の画素数×垂直方向の画素数が１９２０×１０８０で構成される場合に、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は、ビットレートが９００Ｍｂｐｓであり、再生時にデコーダが２個必要となるのに対して、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）は、ビットレートが４５０Ｍｂｐｓであり、再生時に１個のデコーダで対応することができる。ちなみに、水平方向×垂直方向の画素数が１２８０×７２０で構成される場合に、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は未対応であるが、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）は、再生時において１個のデコーダで対応することができる。
【００３４】
本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３では、入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。換言すれば、このシャフリング部１３では、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）におけるマクロブロックを並び替える。
【００３５】
ここで、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）のマクロブロックの並び替える際に参照する第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）の並び替え方法は以下に示す通りである。
【００３６】
即ち、分割部１２は、図３に示すように、入力端子１１から１／３０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。ここで１フレームを構成するマクロブロック数は、１２０×６８＝８１６０となる。
【００３７】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに分ける。このシャフリンググループは、例えば最上列に位置する１２０個のマクロブロックにつき、例えば、左上から水平方向へＡ０,Ｂ０,Ｃ０,Ｄ０,Ａ１,Ｂ１,Ｃ１,Ｄ１,・・・Ｃ２９,Ｄ２９と、ＡからＤの順となるようにブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＡにはＡ０〜Ａ２９が、またシャフリンググループＢにはＢ０〜Ｂ２９が、またシャフリンググループＣにはＣ０〜Ｃ２９が、さらにシャフリンググループＤにはＤ０〜Ｄ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００３８】
上から２列目については、ＤからＡの順に、Ｄ３０,Ｃ３０,Ｂ３０,Ａ３０,Ｄ３１,・・・,Ａ５９と順次ブロックＮｏを付したときに、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,ＤにつきそれぞれＡ３０〜Ａ５９,Ｂ３０〜Ｂ５９,Ｃ３０〜Ｃ５９,Ｄ３０〜Ｄ５９のマクロブロックが割り当てられる。同様に上から３列目については、ＡからＤの順にＡ６０,Ｂ６０,Ｃ６０,Ｄ６０,Ａ６１,・・・,Ｄ８９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てられる。ちなみに最下列については、左下から水平方向へＤ２０１０,Ｃ２０１０,Ｂ２０１０,Ａ２０１０,・・・,Ａ２０３９とブロックＮｏが付されることになる。
【００３９】
このように上から奇数行については、ＡからＤへ順にブロックＮｏを付し、上から偶数行についてはＤからＡへ順にブロックＮｏを付すことにより、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄにつき、フレーム内において離散的に存在する８１６０／４＝２０４０個のマクロブロックで構成することができる。
【００４０】
ちなみに、上記シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄの分類方法はあくまで一例であり、他のいかなる方法により分類するようにしてもよい。
【００４１】
次にシャフリング部１３は、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ毎に、２０４個のマクロブロックからなるマクロブロックユニット（以下、ＭＢＵという）を構成する。このＭＢＵは、記録媒体３へディジタル画像信号を記録する際の単位となる。即ち、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄにつき、２０４０／２０４＝１０個のＭＢＵを割り当てることができ、１フレームは、８１６０／２０４＝４０個のＭＢＵで構成することができる。
【００４２】
図４は、各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示している。この図４において、各ＭＢＵを識別するための番号を順にＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９とするとき、シャフリンググループＡに属するマクロブロックＡ０,Ａ１,Ａ２,・・・,Ａ２０３９は、ＭＢＵ０,ＭＢＵ２,ＭＢＵ４,ＭＢＵ６,・・・,ＭＢＵ１８のいずれかに割り当てられる。また、シャフリンググループＢに属するマクロブロックＢ０,Ｂ１,Ｂ２,・・・,Ｂ２０３９は、ＭＢＵ１,ＭＢＵ３,ＭＢＵ５,ＭＢＵ７,・・・,ＭＢＵ１９のいずれかに割り当てられる。同様に、シャフリンググループＣに属するマクロブロックＣ０,Ｃ１,Ｃ２,・・・,Ｃ２０３９は、ＭＢＵ２０,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２６,・・・,ＭＢＵ３８のいずれかに割り当てられる。さらに、シャフリンググループＤに属するマクロブロックＤ０,Ｄ１,Ｄ２,・・・,Ｄ２０３９は、ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２７,・・・,ＭＢＵ３９のいずれかに割り当てられる。
【００４３】
即ち、ＭＢＵ０〜１９においてシャフリンググループＡ、Ｂに属するマクロブロックを割り当て、ＭＢＵ２０〜３９において、シャフリンググループＣ、Ｄに属するマクロブロックを割り当てる。
【００４４】
シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０には、例えばマクロブロックＡ０,Ａ１０,Ａ２０,Ａ３０,・・・,Ａ２０３０が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にＭＢＵ２には、Ａ１,Ａ１１,Ａ２１,Ａ３１,・・・,Ａ２０３１が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にシャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１では、例えばマクロブロックＢ０,Ｂ１０,Ｂ２０,Ｂ３０,・・・,Ｂ２０３０が１０ブロックＮｏおきに割り当てられる。同様にＭＢＵ３には、Ｂ１,Ｂ１１,Ｂ２１,Ｂ３１,・・・,Ｂ２０３１が割り当てられる。他のＭＢＵ４〜ＭＢＵ１９についても同様に、１０ブロックＮｏおきにマクロブロックが割り当てられる。
【００４５】
また、他のシャフリンググループＣ,ＤにおけるＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９についても図４に示すように１０ブロックＮｏおきにマクロブロックが割り当てられる。
【００４６】
即ち、このＭＢＵでは、１０ブロックＮｏおきにマクロブロックを抽出することにより、フレーム内において互いに隣接することなく離散的に存在するマクロブロックのみで構成することが可能となる。
【００４７】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６において符号化される。また、このディジタル画像信号は、ＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵにつき、記録媒体３における前半の１２トラックに記録され、またＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵにつき、記録媒体３における後半の１２トラックに記録されるように、ＥＣＣエンコーダ１７によりインタリーブ処理される。その結果、図５に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３９の４０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００４８】
記録媒体３における前半１２トラック、又は後半１２トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、ディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００４９】
また、この並び替え方法では、記録媒体３の前半１２トラックにシャフリンググループＡ、Ｂを構成するＭＢＵ０〜１９を割り当て、また後半１２トラックにシャフリンググループＣ、Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９を割り当てる。このため、仮にこの記録媒体における前半１２トラック全てが消滅しても図６(a)に示すようにシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＣ,Ｄは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＣ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００５０】
同様に、記録媒体における後半１２トラック全てが消滅しても図６(b)に示すようにシャフリンググループＣ,Ｄを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＡ,Ｂは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＣ,Ｄを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＡ,Ｂのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００５１】
即ち、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）では、上述の如くマクロブロックの並び替えを行うことにより、記録時又は再生時にディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、離散的に存在するマクロブロックが消滅するに過ぎず、隣接する他のマクロブロックに基づいて消滅した画素領域を容易に補填することができる。ちなみに、この第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法は上述に限定されるものではなく、例えば、ＭＢＵ０〜１９にシャフリンググループＡ,Ｃを割り当て、またＭＢＵ２０〜３９にシャフリンググループＢ,Ｄを割り当てることにより、１２ブロック連続して消滅した場合に、図６において消滅したマクロブロックを示す斜線領域が市松模様となるように構成してもよい。これにより、消滅したマクロブロックを構成する画素領域をさらに高精度に補填することが可能となる。
【００５２】
シャフリング部１３は、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に応じて、入力された第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）を以下の通りに並び替える。
【００５３】
即ち、分割部１２は、入力端子１１から１／６０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。この分割部１２におけるマクロブロックの分割方法は、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）におけるマクロブロックの分割方法と同様であり、１フレームにつき１２０×６８＝８１６０個のマクロブロックに分割することができる。
【００５４】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てる。このシャフリンググループへの割り当て方法は、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、図３における説明を引用し、ここでの説明を省略する。
【００５５】
ちなみに、この第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）では、２つの可変長符号化回路１６（以下、２つの可変長符号化回路をそれぞれ、Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂという。）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、４つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄのうち、Ｅｎｃ＿Ａ側に対してシャフリンググループＡ,Ｃを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｄを割り当てる。
【００５６】
図７(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループをＡ,Ｃを再配置する場合について示している。この図７(a)に示すように、Ｅｎｃ＿Ａにより符号化されるディジタル画像信号は、６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。同様にＥｎｃ＿Ｂにより符号化されるディジタル画像信号は、図７(b)に示すように６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。
【００５７】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するマクロブロックにつき、図７(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ｃ０,Ａ１,Ｃ１,Ａ２,・・・Ａ２９,Ｃ２９と、ＡからＣの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、ＣからＡの順に、Ｃ３０,Ａ３０,Ｃ３１,・・・,Ｃ５９,Ａ５９と順次マクロブロックを再配置する。ちなみに最下列については、左下から水平方向へＣ２０１０,Ａ２０１０,Ｃ２０１１,Ａ２０１１,・・・,Ａ２０３９と順次マクロブロックを再配置する。
【００５８】
このようにシャフリング部１３は、上から奇数行ついては、ＡからＣへ順にマクロブロックを再配置し、上から偶数行についてはＣからＡへ順にマクロブロックを再配置する。換言すればシャフリング部１３は、図３に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＢ,Ｄを構成するマクロブロックを間引くような形で、上記再配置を行う。
【００５９】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するマクロブロックにつき、図７(b)に示すように左上から水平方向へ、Ｂ０,Ｄ０,Ｂ１,Ｄ１,・・・,Ｂ２９,Ｄ２９と、ＢからＤの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、ＣからＡの順に、Ｃ３０,Ａ３０,Ｃ３１,・・・,Ｃ５９,Ａ５９と順次マクロブロックを再配置する。このようにシャフリング部１３は、上から奇数行については、ＢからＤへ順にマクロブロックを再配置し、上から偶数行についてはＤからＢへ順にマクロブロックを再配置する。換言すればシャフリング部１３は、図３に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｃを構成するマクロブロックを間引くような形で、再配置を行う。
【００６０】
次にシャフリング部１３は、図８に示すように、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ毎に、それぞれ２０４個のマクロブロックからなるＭＢＵを構成する。各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックは、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、この図８では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するＭＢＵ０,２,４,６,・・・,３６,３８を左側に記述し、またＥｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するＭＢＵ１,３,５,７,・・・,３７,３９を右側に記述してある。
【００６１】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図９(a)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ２,ＭＢＵ４,・・・,ＭＢＵ１８の順に出力される。また次に出力されるＭＢＵとして、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２４,・・・,ＭＢＵ３８の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３８の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【００６２】
Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の１０ＭＢＵについて、図９(b)に示すように、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ３,ＭＢＵ５,・・・,ＭＢＵ１９の順に出力される。また次に出力されるＭＢＵとして、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２５,・・・,ＭＢＵ３９の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ１〜ＭＢＵ３９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間も同様に、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【００６３】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、ＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の１２トラックに記録でき、またＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９からなる２０マクロブロックユニットを記録媒体３における後半の１２トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【００６４】
その結果、図１０に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。このＭＢＵの出力順序は、上述した図５に示される第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同一である。ちなみに、各ＭＢＵを構成するマクロブロックも第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同一であることから、第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）を構成する各マクロブロックは、このシャフリング部１３により、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロックの配置となるようにシャフリングされていることになる。
【００６５】
記録媒体３における前半１２トラック、又は後半１２トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様に、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００６６】
また、記録媒体３には、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様に前半１２トラックにシャフリンググループＡ、Ｂを構成するＭＢＵ０〜１９が割り当てられ、また後半１２トラックにシャフリンググループＣ、Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９が割り当てられる。このため、仮に前半１２トラック全てが消滅しても図６(a)と同様にシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックが全て消滅するに過ぎず、シャフリンググループＣ,Ｄは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＣ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００６７】
本発明を適用した記録装置１を構成するシャフリング部１３では、入力される第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。かかる並び替え方法に基づきシャフリングされて記録媒体３に記録された第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）は、再生時のテープ速度を記録時の１／２とするいわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができる。また第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と等価な再生処理を実行することにより、再生時のデコーダ数を１個のみで対応することが可能となるため（図２(b)）、各フォーマット毎にデコーダを開発する必要がなくなり、装置全体の開発費用が抑えることができることに加え、開発期間の短縮化をも図ることが可能となる。
【００６８】
次に本発明を適用した記録装置１において、入力されるディジタル画像信号を、４：４：４符号化方式に基づき、フレームレート（３０,６０フレーム／秒）毎に別々のフォーマットで記録する場合につき、圧縮率を２：１とする場合を例にとり説明をする。
【００６９】
シャフリング部１３では、フレームレートが６０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）とし、上記第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）に対してフレームレートが半分である３０フレーム／秒で構成されるディジタル画像信号を第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）としたとき、入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。換言すれば、このシャフリング部１３は、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）におけるマクロブロックを並び替える。
【００７０】
シャフリング部１３において、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のマクロブロックの並び替える際に参照する第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の並び替え方法は以下に示す通りである。
【００７１】
即ち、分割部１２は、図１１に示すように、入力端子１１から１／３０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。ここで１フレームを構成するマクロブロック数は、１２０×６８＝８１６０となる。
【００７２】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを８つのシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ,Ｇ,Ｈに分ける。このシャフリンググループは、例えば最上列に位置する１２０個のマクロブロックにつき、例えば、左上から水平方向へＡ０,Ｂ０,Ｃ０,Ｄ０,Ａ１,Ｂ１,Ｃ１,Ｄ１,・・・Ｃ２９,Ｄ２９と、ＡからＤの順となるようにブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＡにはＡ０〜Ａ２９が、またシャフリンググループＢにはＢ０〜Ｂ２９が、またシャフリンググループＣにはＣ０〜Ｃ２９が、さらにシャフリンググループＤにはＤ０〜Ｄ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００７３】
上から２列目については、ＥからＨの順に、Ｅ０,Ｆ０,Ｇ０,Ｈ０,Ｅ１,Ｆ１,Ｇ１,Ｈ１,・・・Ｇ２９,Ｈ２９とブロックＮｏを付けたときに、シャフリンググループＥにはＥ０〜Ｅ２９が、またシャフリンググループＦにはＦ０〜Ｆ２９が、またシャフリンググループＧにはＧ０〜Ｇ２９が、さらにシャフリンググループＨにはＨ０〜Ｈ２９の各３０個のマクロブロックが割り当てられることになる。
【００７４】
上から３列目については、ＨからＥの順に、Ｈ３０,Ｇ３０,Ｆ３０,Ｅ３０,Ｈ３１,Ｇ３１,・・・Ｆ５９,Ｅ５９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＥ,Ｆ,Ｇ,Ｈに割り当てられる。
【００７５】
上から４列目については、ＤからＡの順に、Ｄ３０,Ｃ３０,Ｂ３０,Ａ３０,Ｄ３１,Ｃ３１,・・・Ｂ５９,Ａ５９とブロックＮｏが付され、各シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄに割り当てられる。ちなみに上から５列目からは、最上列と同様にＡからＤの順にブロックＮｏが付される。
【００７６】
このように、シャフリング部１３は、フレーム内に存在する各マクロブロックにつき、４列を一組として順次ブロックＮｏを付けてシャフリンググループに割り当ててゆくことにより、各シャフリンググループＡ〜Ｈにつき、フレーム内において離散的に存在する８１６０／８＝１０２０個のマクロブロックで構成することができる。
【００７７】
なお、上記シャフリンググループＡ〜Ｈの分類方法はあくまで一例であり、他のいかなる方法により分類するようにしてもよい。
【００７８】
この第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）では、２つの可変長符号化回路１６（Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、８つのシャフリンググループＡ〜Ｈのうち、Ｅｎｃ＿Ａ側に対してシャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇを割り当てる。
【００７９】
図１２(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを再配置する場合について示している。この図１２(a)に示すように、Ｅｎｃ＿Ａにより符号化されるディジタル画像信号は、６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。同様にＥｎｃ＿Ｂにより符号化されるディジタル画像信号は、図１２(b)に示すように６０×６８＝４０８０個のマクロブロックからなる。
【００８０】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈに属するマクロブロックにつき、図１２(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ｃ０,Ａ１,Ｃ１,Ａ２,・・・Ａ２９,Ｃ２９と、ＡからＣの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へＦ０,Ｈ０,Ｆ１,Ｈ１,Ｆ２,・・・Ｆ２９,Ｈ２９と、ＦからＨの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から３列目については、左端から水平方向へＨ３０,Ｆ３０,Ｈ３１,Ｆ３１,Ｈ３２,・・・,Ｆ５９と、ＨからＦの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から４列目については、左端から水平方向へＣ３０,Ａ３０,Ｃ３１,Ａ３１,Ｃ３２,・・・,Ａ５９と、ＣからＡの順になるように各マクロブロックを再配置する。
【００８１】
このように、シャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇを構成するマクロブロックを間引くような形で、再配置を行う。
【００８２】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄ,Ｅ,Ｇに属するマクロブロックにつき、図１２(b)に示すように左上から水平方向へ、Ｂ０,Ｄ０,Ｂ１,Ｄ１,・・・,Ｂ２９,Ｄ２９と、ＢからＤの順となるように各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へＥ０,Ｇ０,Ｅ１,Ｇ１,Ｅ２,・・・Ｅ２９,Ｇ２９と、ＥからＧの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から３列目については、左端から水平方向へＧ３０,Ｅ３０,Ｇ３１,Ｅ３１,Ｇ３２,・・・,Ｅ５９と、ＧからＥの順になるように各マクロブロックを再配置する。上から４列目については、左端から水平方向へＤ３０,Ｂ３０,Ｄ３１,Ｂ３１,Ｄ３２,・・・,Ｂ５９と、ＤからＢの順になるように各マクロブロックを再配置する。
【００８３】
このように、シャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｃ,Ｆ,Ｈを構成するマクロブロックを間引くような形で、上記再配置を行う。
【００８４】
次にシャフリング部１３は、図１３に示すように、各シャフリンググループＡ〜Ｈ毎に、１０２個のマクロブロックからなるマクロブロックユニット（以下、ＭＢＵという）を構成する。即ち、各シャフリンググループＡ〜Ｈにつき、１０２０／１０２＝１０個のＭＢＵを割り当てることができ、１フレームは、８１６０／１０２＝８０個のＭＢＵで構成することができる。なお、この図１３では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｃに属するＭＢＵ０,２,４,６,・・・,３６,３８を左側に記述し、またＥｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するＭＢＵ１,３,５,７,・・・,３７,３９を右側に記述してある。
【００８５】
この図１３において、各ＭＢＵを識別するための番号を順にＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９とするとき、シャフリンググループＡに属するマクロブロックＡ０,Ａ１,Ａ２,・・・,Ａ１０１９は、ＭＢＵ０,ＭＢＵ４,ＭＢＵ８,ＭＢＵ１２,ＭＢＵ１６のいずれかに割り当てられる。また、シャフリンググループＢに属するマクロブロックＢ０,Ｂ１,Ｂ２,・・・,Ｂ１０１９は、ＭＢＵ１,ＭＢＵ５,ＭＢＵ９,ＭＢＵ１３,ＭＢＵ１７のいずれかに割り当てられる。同様に、シャフリンググループＣに属するマクロブロックＣ０,Ｃ１,Ｃ２,・・・,Ｃ１０３９は、ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,ＭＢＵ３４,ＭＢＵ３８のいずれかに割り当てられる。さらに、シャフリンググループＤに属するマクロブロックＤ０,Ｄ１,Ｄ２,・・・,Ｄ１０１９は、ＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,ＭＢＵ３５,ＭＢＵ３９のいずれかに割り当てられる。他のシャフリンググループＥ,Ｆ,Ｇ,Ｈに属するマクロブロックについても同様に図１３に示すＭＢＵに割り当てられる。ちなみに、このＭＢＵには、各シャフリンググループのマクロブロックが５ブロックＮｏおきに割り当てられる。
【００８６】
即ち、このＭＢＵでは、５ブロックＮｏおきにマクロブロックを抽出することにより、フレーム内において互いに隣接することなく離散的に存在するマクロブロックのみで構成することが可能となる。
【００８７】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１４(a)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ４,・・・,ＭＢＵ１６と、シャフリンググループＨのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２,ＭＢＵ６,ＭＢＵ１０,・・・,ＭＢＵ１８とが、ＭＢＵ０を先頭として交互に出力される。また次に出力される１０ＭＢＵとして、シャフリンググループＦのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２８,・・・,ＭＢＵ３６と、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,・・・,ＭＢＵ３８とが、ＭＢＵ２０を先頭として交互に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ１９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００８８】
また、Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１４(b)に示すように、最初の１０ＭＢＵについて、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ５,・・・,ＭＢＵ１７と、シャフリンググループＧのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ３,ＭＢＵ７,ＭＢＵ１１,・・・,ＭＢＵ１９とが、ＭＢＵ１を先頭として交互に出力される。また次に出力される１０ＭＢＵとして、シャフリンググループＥのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２９,・・・,ＭＢＵ３７と、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,・・・,ＭＢＵ３９とが、ＭＢＵ２１を先頭として交互に出力される。ちなみに、このＭＢＵ１〜ＭＢＵ３９の２０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／３０秒である。
【００８９】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,ＭＢＵ３,・・・,ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の２４トラックに記録でき、シャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２３,・・・,ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における後半の２４トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【００９０】
その結果、図１５に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【００９１】
記録媒体３における前半２４トラック、又は後半２４トラックには、ＭＢＵ単位でディジタル画像信号が記録される。各ＭＢＵにはフレーム内において離散的に存在するマクロブロックのみで構成されているため、ディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、フレーム内において離散的に存在するマクロブロックを構成する画素領域のみが消滅するに過ぎず、フレーム内で互いに隣接するマクロブロックが連続的に消滅することはなくなる。このため、消滅したマクロブロックの画素領域については、隣接する他のマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。
【００９２】
また、この並び替え方法では、記録媒体３の前半２４トラックにシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇを構成するＭＢＵ０〜１９を割り当て、また後半２４トラックにシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄを構成するＭＢＵ２０〜３９を割り当てる。このため、仮にこの記録媒体における前半２４トラック全てが消滅しても、これらに隣接するシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄを構成するマクロブロックは残存している。このため、消滅したシャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇを構成するマクロブロックの画素領域については、隣接するシャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックを構成する画素に基づき、輝度信号を容易に特定することができる。記録媒体３における後半２４トラックが全て消滅しても、消滅したマクロブロックの画素領域につき容易に補填することも可能となる。
【００９３】
即ち、 第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）についても、上述の如くマクロブロックの並び替えを行うことにより、記録時又は再生時にディジタル画像信号がＭＢＵ単位で消滅しても、４：２：２符号化方式と同様に、離散的に存在するマクロブロックが消滅するに過ぎず、隣接する他のマクロブロックに基づいて消滅した画素領域を容易に補填することができる。
【００９４】
ちなみに、この第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法は上述に限定されるものではなく、各ＭＢＵに割り当てるシャフリンググループの組み合わせを自在に変更できるようにしてもよい。
【００９５】
シャフリング部１３は、上述した第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの並び替え方法に応じて、入力された第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）を以下に示す並び替え方法を実行する。
【００９６】
即ち、分割部１２は、入力端子１１から１／６０秒毎にフレーム単位（１９２０×１０８０画素）で入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、１６×１６の画素で構成されるマクロブロックに分割する。この分割部１２におけるマクロブロックの分割方法は、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）におけるマクロブロックの分割方法と同様であり、１フレームにつき１２０×６８＝８１６０個のマクロブロックに分割することができる。
【００９７】
シャフリング部１３は、かかる分割部１２により分割されてフレーム内に離散的に存在するマクロブロックを８つのシャフリンググループＡ〜Ｈに割り当てる。このシャフリンググループへの割り当て方法は、上述した第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同様であるため、図１１における説明を引用し、ここでの説明を省略する。
【００９８】
ちなみに、この第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）では、４つの可変長符号化回路１６（以下、４つの可変長符号化回路をそれぞれ、Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ、Ｅｎｃ＿Ｃ、Ｅｎｃ＿Ｄという。）を用いて圧縮符号化する。このため、シャフリング部１３は、８つのシャフリンググループＡ〜Ｈのうち、Ｅｎｃ＿Ａに対してシャフリンググループＡ,Ｆを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｂに対してシャフリンググループＢ,Ｅを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｃに対してシャフリンググループＣ,Ｈを割り当て、Ｅｎｃ＿Ｄに対してシャフリンググループＤ,Ｇを割り当てる。
【００９９】
図１６(a)は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化するために各シャフリンググループをＡ,Ｆを再配置する場合について示している。この図１６に示すように、各可変長符号化回路（Ｅｎｃ＿Ａ、Ｅｎｃ＿Ｂ、Ｅｎｃ＿Ｃ、Ｅｎｃ＿Ｄ）により符号化されるディジタル画像信号は、３０×６８＝２０４０個のマクロブロックからなる。
【０１００】
シャフリング部１３は、Ｅｎｃ＿Ａにおいて符号化されるシャフリンググループＡ,Ｆに属するマクロブロックにつき、図１６(a)に示すように左上から水平方向へ、Ａ０,Ａ１,Ａ２,・・・Ａ２９と、シャフリンググループＡを構成する各マクロブロックを再配置する。上から２列目については、左端から水平方向へ、Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２,・・・,Ｆ２９と、シャフリンググループＦを構成する各マクロブロックを再配置する。このようにシャフリング部１３は、図１１に示される各マクロブロックにつき、シャフリンググループＡ,Ｆ以外のマクロブロックを間引くように再配置を行う。
【０１０１】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｂにおいて符号化されるシャフリンググループＢ,Ｄに属するマクロブロックにつき、図１６(b)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。Ｅｎｃ＿Ｃにおいて符号化されるシャフリンググループＣ,Ｈに属するマクロブロックにつき、図１６(c)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。Ｅｎｃ＿Ｄにおいて符号化されるシャフリンググループＤ,Ｇに属するマクロブロックにつき、図１６(d)に示すように他のシャフリンググループのマクロブロックを間引くことにより再配置を行う。
【０１０２】
次にシャフリング部１３は、図１７に示すように、各シャフリンググループＡ〜Ｈ毎に、それぞれ１０２個のマクロブロックからなるＭＢＵを構成する。各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックは、上述した第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、この図１７では、Ｅｎｃ＿Ａで符号化されるシャフリンググループＡ,Ｆに属するＭＢＵ０,４,・・・,３２,３６と、Ｅｎｃ＿Ｂで符号化されるシャフリンググループＢ,Ｅに属するＭＢＵ１,５,・・・,３３,３７と、Ｅｎｃ＿Ｃで符号化されるシャフリンググループＣ,Ｈに属するＭＢＵ２,６,・・・,３４,３８と、Ｅｎｃ＿Ｄで符号化されるシャフリンググループＤ,Ｇに属するＭＢＵ３,７,・・・,３５,３９につき示している。
【０１０３】
シャフリング部１３により上述の如くマクロブロックの並び替えが行われた後、ディジタル画像信号は、可変長符号化回路１６としての各Ｅｎｃ＿Ａ〜Ｅｎｃ＿Ｄにおいて符号化される。その結果、Ｅｎｃ＿Ａから出力されるＭＰＥＧストリームは、図１８に示すように、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＡのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ４,ＭＢＵ８,・・・,ＭＢＵ１６の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＦのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２４,ＭＢＵ２８,・・・,ＭＢＵ３６の順に出力される。ちなみに、このＭＢＵ０〜ＭＢＵ３６の１０個のＭＢＵが出力されるまでの時間は、１フレーム分に相当する１／６０秒である。
【０１０４】
Ｅｎｃ＿Ｂから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＢのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ１,ＭＢＵ５,ＭＢＵ９,・・,ＭＢＵ１７の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＥのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２１,ＭＢＵ２５,ＭＢＵ２９,・・,ＭＢＵ３７の順に出力される。
【０１０５】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｃから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＨのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２,ＭＢＵ６,ＭＢＵ１０,・・,ＭＢＵ１８の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＣのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２２,ＭＢＵ２６,ＭＢＵ３０,・・,ＭＢＵ３８の順に出力される。
【０１０６】
同様に、Ｅｎｃ＿Ｄから出力されるＭＰＥＧストリームは、最初の５ＭＢＵについて、シャフリンググループＧのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ３,ＭＢＵ７,ＭＢＵ１１,・・,ＭＢＵ１９の順に出力される。また次に出力される５ＭＢＵとして、シャフリンググループＤのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２３,ＭＢＵ２７,ＭＢＵ３１,・・,ＭＢＵ３９の順に出力される。
【０１０７】
可変長符号化回路１６から出力される各ＭＰＥＧストリームは、シャフリンググループＡ,Ｂ,Ｈ,Ｇのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ０,ＭＢＵ１,ＭＢＵ２,ＭＢＵ３,・・・,ＭＢＵ１９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における前半の２４トラックに記録でき、シャフリンググループＦ,Ｅ,Ｃ,Ｄのマクロブロックが割り当てられるＭＢＵ２０,ＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,ＭＢＵ２３,・・・,ＭＢＵ３９からなる２０個のＭＢＵを記録媒体３における後半の２４トラックに記録できるように、ＥＣＣエンコーダ１７において、インタリーブ処理される。
【０１０８】
その結果、図１９に示すように、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の前半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の２４トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１０９】
このＭＢＵの出力順序は、上述した図１５に示される第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同一である。ちなみに、各ＭＢＵを構成するマクロブロックも第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と同一であることから、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）を構成する各マクロブロックは、このシャフリング部１３により、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロックの配置となるようにシャフリングされていることになる。
【０１１０】
即ち、本発明を適用した記録装置１では、入力される第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価なマクロブロック構成となるようにシャフリングする。かかる並び替え方法に基づきシャフリングされて記録媒体３に記録された第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）は、再生時のテープ速度を記録時の１／２とするいわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができる。また第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）と等価な再生処理を実行することにより、再生時のデコーダ数を半分の２個のみで対応することが可能となるため、各フォーマット毎にデコーダを開発する必要がなくなり、信号処理装置全体の開発費用が抑えることができることに加え、開発期間の短縮化をも図ることが可能となる。
【０１１１】
上述した４：４：４符号化方式において、圧縮率を２：１とすることにより、１マクロブロックを２シンクブロック（５４４byte）で構成する場合を例に挙げて説明をしたがかかる場合に限定されるものではなく、例えば図２０に示すように、圧縮率を４：１とすることにより、１マクロブロックを１シンクブロック（２７２byte）で構成するようにしてもよい。かかる場合におけるシャフリング方法は、上述した圧縮率を２：１とする場合と同様である。
【０１１２】
第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合において、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、図２１に示すように、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１１３】
同様に第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合において、ＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、図２２に示すように、記録媒体３の前半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ０から始まりＭＢＵ１,ＭＢＵ２,・・・,ＭＢＵ１８,ＭＢＵ１９の順で出力されることになる。その後に、このＥＣＣエンコーダ１７から出力されるＭＰＥＧストリームは、記録媒体３の後半の１２トラックに記録される順に従い、ＭＢＵ２０から始まりＭＢＵ２１,ＭＢＵ２２,・・・,ＭＢＵ３８,ＭＢＵ３９の順で出力されることになる。
【０１１４】
即ち、４：４：４符号化方式において圧縮率を４：１とする場合は、図２１、２２に示すように、ＭＢＵ１〜ＭＢＵ１９、ＭＢＵ２０〜ＭＢＵ３９の各２０ＭＢＵが、圧縮率を２：１とする場合と比較して半分の１２トラックに記録されることになる。
【０１１５】
このように圧縮率を変更しても、第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のシャフリング方法を、第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）のシャフリング方法に合わせることにより、いわゆる１／２倍速再生を行う場合に、補間処理が必要なくなり解像度の劣化を防止することができ、デコーダ数を半分に減らすことが可能となる。
【０１１６】
なお、本発明は上述した記録装置１に適用される場合のみならず、例えば第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並べ替え方法に基づき、第１のディジタル画像信号のマクロブロックを並べ替える圧縮符号化装置に適用してもよい。また、上述の記録装置１により記録された記録媒体を再生するための再生装置に適用してもよい。この再生装置では、第１のディジタル画像信号が記録された記録媒体３をいわゆる１／２倍速再生する場合において、デコーダ数を減らした分を他の処理にまわすことができる点で有利性を確保することができる。
【０１１７】
また第１のディジタル画像信号のフレームレートは、６０フレーム／秒である場合に限定されるものではなく、例えば５９．９４フレーム／秒で構成されていてもよい。また、この第１のディジタル画像信号のフレームレートは、１２０フレーム／秒等、他のいかなるフレームレートで構成されていてもよい。
また第２のディジタル画像信号のフレームレートが、第１のディジタル画像信号のフレームレートの１／２倍である場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号につき、互いに異なるフレームレートで構成されていればよいことは勿論である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した圧縮符号化装置及び方法は、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成することができる。
【０１１９】
これにより、この圧縮符号化装置及び方法は、記録媒体に記録された第１のディジタル画像信号につき１／２倍速再生時に解像度の劣化を抑え、かつデコーダ数の削減を実現できるように、データを圧縮符号化させることが可能となる。
【０１２０】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した記録装置及び方法は、第１のディジタル画像信号と、上記第１のディジタル画像信号に対してフレームレートが異なる第２のディジタル画像信号とを互いに同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体に記録するものであって、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えることにより、圧縮符号化されて出力される各ディジタル信号のマクロブロック配置を互いに等価に構成して、これを記録媒体に記録する。
【０１２１】
これにより、この記録装置及び方法は、記録媒体に記録された第１のディジタル画像信号につき１／２倍速再生時に解像度の劣化を抑え、かつデコーダ数の削減を実現できるように、データを圧縮符号化して記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した記録装置のブロック構成図である。
【図２】４：２：２符号化方式における各フレームレートのビットレート、並びに通常の再生時において必要なデコーダの数につき説明するための図である。
【図３】４：２：２符号化方式におけるマクロブロックの分割方法につき説明するための図である。
【図４】第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図５】第２のディジタル画像信号４２２（３０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図６】記録媒体における前半又は後半の１２トラック全てが消滅した場合における残存するマクロブロックの配置を示す図である。
【図７】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図８】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図９】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１０】第１のディジタル画像信号４２２（６０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の１２トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図１１】４：４：４符号化方式におけるマクロブロックの分割方法につき説明するための図である。
【図１２】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図１３】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図１４】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１５】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の２４トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図１６】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）において各シャフリンググループを再配置する場合について示す図である。
【図１７】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）において各ＭＢＵに割り当てられるマクロブロックの例を示す図である。
【図１８】第２のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）のＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図１９】第２のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）につき、記録媒体の前半、後半の２４トラックに記録されるＭＢＵを示す図である。
【図２０】４：４：４符号化方式において、圧縮率を４：１とすることにより、１マクロブロックを１シンクブロック（２７２byte）で構成する場合につき説明するための図である。
【図２１】第２のディジタル画像信号４４４（３０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合におけるＭＰＥＧストリームを示す図である。
【図２２】第１のディジタル画像信号４４４（６０Ｐ）の圧縮率を４：１とする場合におけるＭＰＥＧストリームを示す図である。
【符号の説明】
１ 記録装置、１１ 入力端子、１２ 分割部、１３ シャフリング部、１４ＤＣＴ回路、１５ 量子化回路、１６ 可変長符号化回路、１７ ＥＣＣエンコーダ、１８ 記録部、２１ 記録媒体制御部
Claims (24)
- 互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化装置において、
入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、
上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、
上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段とを備え、
上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えること
を特徴とする圧縮符号化装置。 - 上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号につき分割されたマクロブロックが互いに離散的な配置となるように並び替えること
を特徴とする請求項１記載の圧縮符号化装置。 - 上記圧縮符号化手段は、６０、又は５９．９４フレーム／秒のフレームレートで構成される第１のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１記載の圧縮符号化装置。 - 上記圧縮符号化手段は、４：２：２符号化方式、又は４：４：４符号化方式に基づき、上記ディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１記載の圧縮符号化装置。 - 上記圧縮符号化手段は、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１記載の圧縮符号化装置。 - 互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮する圧縮符号化方法において、
入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、
上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、
上記シャフリングステップにおいて並び替えた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップとを有し、
上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えること
を特徴とする圧縮符号化方法。 - 上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号につき分割されたマクロブロックが互いに離散的な配置となるように並び替えること
を特徴とする請求項６記載の圧縮符号化方法。 - 上記圧縮符号化ステップでは、６０、又は５９．９４フレーム／秒のフレームレートで構成される第１のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項６記載の圧縮符号化方法。 - 上記圧縮符号化ステップでは、４：２：２符号化方式、又は４：４：４符号化方式に基づき、上記ディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項６記載の圧縮符号化方法。 - 上記圧縮符号化ステップは、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項６記載の圧縮符号化方法。 - 互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録装置において、
入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割手段と、
それぞれ複数のマクロブロックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割手段により分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリング手段と、
上記シャフリング手段により並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
上記圧縮符号化手段により圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録手段を備え、
上記シャフリング手段は、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えること
を特徴とする記録装置。 - 上記シャフリング手段は、分割手段より分割されてフレーム内に離散的に存在する複数のマクロブロックにより上記マクロブロックユニットを構成すること
を特徴とする請求項１１記載の記録装置。 - 上記記録手段は、上記記録媒体の連続したトラックに割り当てる１つ以上のマクロブロックユニットを選択すること
を特徴とする請求項１２記載の記録装置。 - 上記記録手段は、上記分割手段により分割された互いに隣接するマクロブロックが離散的な配置となるように、上記マクロブロックユニットを上記記録媒体の各トラックに割り当てること
を特徴とする請求項１２記載の記録装置。 - 上記圧縮符号化手段は、６０、又は５９．９４フレーム／秒のフレームレートで構成される第１のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１１記載の記録装置。 - 上記圧縮符号化手段は、４：２：２符号化方式、又は４：４：４符号化方式に基づき、上記ディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１１記載の記録装置。 - 上記圧縮符号化手段は、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１１記載の記録装置。 - 互いに異なるフレームレートで構成された第１のディジタル画像信号並びに第２のディジタル画像信号を同一の符号化方式に基づき圧縮して記録媒体へ記録する記録方法において、
入力された上記各ディジタル画像信号を複数の直交変換ブロックからなるマクロブロックに分割する分割ステップと、
それぞれ複数のマクロブックより構成されるマクロブロックユニット単位で、上記分割ステップにおいて分割されたマクロブロックを並び替えるシャフリングステップと、
上記シャフリングステップにおいて並び替えられた複数のマクロブロックを圧縮単位として圧縮符号化する圧縮符号化ステップと、
上記圧縮符号化ステップにおいて圧縮符号化された各ディジタル画像信号を、上記マクロブロックユニット毎に上記記録媒体の各トラックに割り当てて記録する記録ステップとを有し、
上記シャフリングステップでは、上記第２のディジタル画像信号におけるマクロブロックの並び替え方法に基づき、上記第１のディジタル画像信号におけるマクロブロックを並び替えること
を特徴とする記録方法。 - 上記シャフリングステップでは、分割ステップにより分割されてフレーム内に離散的に存在する複数のマクロブロックより上記マクロブロックユニットを構成すること
を特徴とする請求項１８記載の記録方法。 - 上記記録ステップでは、上記記録媒体の連続したトラックに割り当てる１つ以上のマクロブロックユニットを選択すること
を特徴とする請求項１９記載の記録方法。 - 上記記録ステップでは、上記分割ステップにおいて分割された互いに隣接するマクロブロックが離散的な配置となるように、上記マクロブロックユニットを上記記録媒体の各トラックに割り当てること
を特徴とする請求項１９記載の記録方法。 - 上記圧縮符号化ステップでは、６０、又は５９．９４フレーム／秒のフレームレートで構成される第１のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１８記載の記録方法。 - 上記圧縮符号化ステップでは、４：２：２符号化方式、又は４：４：４符号化方式に基づき、上記ディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１８記載の記録方法。 - 上記圧縮符号化ステップでは、インタレース方式、又はプログレッシブ方式のディジタル画像信号を圧縮符号化すること
を特徴とする請求項１８記載の記録方法。
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