JP4310918B2 - 情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体に関し、特に、各マクロブロックのＤＣＴ種別を判定し、ＤＣＴ種別に対応した処理を実行することにより、高画質の特殊再生用データを生成することができる、情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高能率符号化により圧縮されたデータを記録する技術が一般に普及している。代表的な高能率圧縮符号化方式には、例えば、MPEG（Moving Picture Coding Experts Group／Moving Picture Experts Group）2などがある。MPEG2は、ISO（International Organization For Standardization：国際標準化機構）で制定された、デジタル動画と音声の圧縮および伸長に関する規格であり、動き保証予測符号化と、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）符号化を組み合わせたハイブリッド符号化方式である。すなわち、MPEG２とは、ビデオ信号のフレーム間の差分を取ることにより、時間軸方向の冗長度を落とし、ＤＣＴを用いて、空間軸方向の冗長度を落とすことにより、ビデオ信号を効率よく符号化することができる圧縮符号化方式である。
【０００３】
MPEG2においては、まず、１６画素×１６ラインのマクロブロック単位で動き補償が行われ、次に、８画素×８ラインのサブブロックで、ＤＣＴにより、ＤＣＴ係数が生成される。MPEG2においては、図１に示されるように、フレームＤＣＴと、フィールドＤＣＴの２種類のＤＣＴが存在し、ピクチャがフレーム構造の場合、マクロブロック単位でフレームＤＣＴとフィールドＤＣＴを切り替えることができる。
【０００４】
フレームＤＣＴにおいては、図１（Ａ）に示されるように、１６画素×１６ラインのマクロブロックから、フィールド毎に分割されることなく、そのまま、８画素×８ラインで構成される４つのサブブロックに分解される。一方、フィールドＤＣＴにおいては、図１（Ｂ）に示されるように、１６画素×１６ラインのマクロブロックから、奇数ラインと偶数ラインに分割されることにより、それぞれ、トップフィールド、もしくはボトムフィールドのいずれかのフィールドで形成される８画素×８ラインの４つのサブブロックに分解される。
【０００５】
ＤＣＴ係数が生成された後、量子化ステップ制御、およびハフマン符号化を経て、符号化が終了し、例えば、磁気テープなどの所定の記録媒体に、符号化されたデータが記録される。MPEG2で圧縮符号化されたデータを復号する場合には、この逆の手順を行えばよい。
【０００６】
このような、高能率符号化を施された画像データを、圧縮し、磁気テープなどの記録媒体に記録、または再生する、例えば、デジタルＶＴＲなどの記録再生装置においては、例えば、サーチ再生など、通常の再生と異なる再生（以下、特殊再生と称する）に必要なデータ（以下、特殊再生用データと称する）が、画像データとともに記録されるようになされている。
【０００７】
磁気テープなどの記録媒体の記憶容量を有効に利用するために、特殊再生用データのデータ量は、少ないことが望ましい。図２は、データ量の少ない特殊再生用データを生成するための、従来の磁気テープ記録装置１の構成（もしくは、デジタルＶＴＲなどの磁気テープ記録再生装置のうち、記録系の部分の構成）を示すブロック図である。
【０００８】
画像データ符号化部１１は、入力されたベースバンドのビデオ信号を、例えば、MP@HLあるいはMP@H-14などのMPEG２方式で圧縮する。圧縮された信号は、再生用の主画像データとして、多重化部１７に供給されるとともに、特殊再生用データを生成するために、イントラフレーム分離部１２に供給される。
【０００９】
イントラフレーム分離部１２は、画像データ符号化部１１より入力されたビデオデータから、イントラフレームのみで構成されたＩピクチャを分離し、ＤＣ成分抽出部１３および逆ＤＣＴ処理部１４に供給する。
【００１０】
ＤＣ成分抽出部１３は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出し、それを特殊再生用データとして、スイッチ１５に出力する。
【００１１】
逆ＤＣＴ処理部１４は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分に加えて、ＤＣＴ係数の低域成分、すなわち、低次のＡＣ成分を抽出するとともに、逆ＤＣＴ変換を施す。その結果算出された画素値（輝度値および色差）が、特殊再生用データとなり、スイッチ１５に出力される。
【００１２】
スイッチ１５は、図示せぬ制御部により切り替えられ、ＤＣ成分抽出部１３または逆ＤＣＴ処理部１４で生成された特殊再生用データを、データ長調整部１６に供給する。
【００１３】
データ長調整部１６は、ＤＣ成分抽出部１３、もしくは、逆ＤＣＴ処理部１４から入力されたデータの長さを調整（制限）し、多重化部１７に供給する。
【００１４】
多重化部１７には、画像データ符号化部１１から入力される主画像データおよびデータ長調整部１６から入力される特殊再生用データの他、別途供給される圧縮されたオーディオデータおよび所定のシステムデータ（例えば、AUXデータなど）が供給される。多重化部１７は、供給されるこれらのデータを多重化し、記録フォーマット部１８に供給する。
【００１５】
記録フォーマット部１８は、多重化部１７からの多重化データに対して、誤り訂正符号の付加や、変調処理を施し、図示せぬ回転ヘッドに供給し、磁気テープ１９に記録させる。
【００１６】
次に、図２の磁気テープ記録装置１の動作について説明する。ビデオ信号は、画像データ符号化部１１に入力され、例えば、MP@HLまたはMP@H-14方式で圧縮され、イントラフレーム分離部１２および多重化部１７に供給される。
【００１７】
イントラフレーム分離部１２は、入力された主画像データ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャから構成されているデータ）から、Ｉピクチャを分離し、ＤＣ成分抽出部１３および逆ＤＣＴ処理部１４に供給する。特殊再生用データを、ＤＣ成分のみから生成する場合、ＤＣ成分抽出部１３は、供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出する。具体的には、１つのマクロブロックを構成する、４つのＤＣＴブロック（８画素×８ライン）に分割された輝度信号ＹのＤＣＴ係数のそれぞれから、ＤＣ成分が抽出される。また、１つのマクロブロックを構成する１つのＤＣＴブロックに分割された色差信号Ｃrおよび色差信号Ｃbから、それぞれＤＣ成分が抽出される。
【００１８】
例えば、画像フォーマットが、４：２：０である場合、１つのマクロブロックからは、４つの輝度信号と、２つの色差信号を得ることができる。図３（Ａ）は、この例の場合の特殊再生用データであるＤＣ成分が逆変換されて生成された輝度信号Ｙ１乃至Ｙ４、図３（Ｂ）は、色差信号Ｃr１、そして、図３（Ｃ）は、色差信号Ｃb１を表している。すなわち、これらの輝度値および色差により構成される画像が、特殊再生時に表示される。抽出されたこれらのＤＣ成分が、特殊再生用データとして、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００１９】
特殊再生用データを、ＤＣ成分および低次ＡＣ成分から生成して、より高画質の特殊再生用データを記録させたい場合、逆ＤＣＴ処理部１４は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分に加えて、ＤＣＴ係数の低域成分、すなわち、低次のＡＣ成分を抽出するとともに、逆ＤＣＴ変換を施す。その結果算出された画素値（輝度値および色差）が、特殊再生用データとなり、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００２０】
データ長調整部１６は、ＤＣ成分抽出部１３から供給された、特殊再生用データとしてのＤＣ成分のデータ長を調整する。例えば、輝度信号ＹのＤＣＴ係数から抽出されたＤＣ成分のデータ長は、６ビットに調整（制限）され、また色差信号Ｃr，ＣbのＤＣＴ係数から抽出されたＤＣ成分は、５ビットに調整（制限）される。データ長調整部１６の処理により、特殊再生用データのデータ量の削減と、データ量の固定化を実現することができる。データ長を調整された特殊再生用データは、多重化部１７に供給される。
【００２１】
多重化部１７は、データ長調整部１６から供給された特殊再生用データを、画像データ符号化部１１から供給される主画像データ、並びに別途供給されるオーディオデータおよびシステムデータとともに多重化し、記録フォーマット部１８に供給する。
【００２２】
記録フォーマット部１８に供給された多重化データは、誤り符号が付加され、変調処理等が施された後、図示せぬ回転ヘッドを介して、磁気テープ１９に記録される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２を用いて説明した磁気テープ記録装置１においては、フレームＤＣＴにより符号化されたマクロブロックを考慮して、特殊再生用データが生成されており、フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックについては考慮されていなかった。フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックに対して、図２を用いて説明した従来の磁気テープ記録装置１を用いて、特殊再生用データを生成すると、ブロックノイズが目立つ、画質の悪い特殊再生用データが生成されてしまう。更に、従来の磁気テープ記録装置１では、ＤＣＴサイズを変化させて符号化するといった、ＤＣＴレベルにおける解像度の変換による復号化についても考慮されていなかった。
【００２４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、各マクロブロックのＤＣＴ種別を判定し、ＤＣＴ種別に対応した処理を実行することにより、高画質の特殊再生用データを生成することができるようにするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記録装置は、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出手段と、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定手段と、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、前記フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成手段と、生成手段により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理手段と、平均化処理手段によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとを記録する記録手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
生成手段には、フィールド離散コサイン変換が施されたマクロブロックに対して、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータ以外に全て０を代入し、その結果得られるデータに対して逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成させるようにすることができる。
【００３０】
生成手段には、フィールド離散コサイン変換が施されたマクロブロックから、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータのみを抽出し、抽出したＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成させるようにすることができる。
【００３４】
本発明の情報記録方法は、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、生成ステップの処理により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、平均化処理ステップの処理によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップとを含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明の記録媒体に記録されているプログラムは、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、生成ステップの処理により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、平均化処理ステップの処理によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップとを含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明の情報記録装置、情報記録方法、および記録媒体に記録されているプログラムにおいては、主画像データからＩピクチャが抽出され、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかが判定され、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータが生成され、生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施され、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとが記録される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図４は、本発明を適用した、磁気テープ記録装置２１の構成（もしくは、本発明を適用した、デジタルＶＴＲなどの磁気テープ記録再生装置のうち、記録系の部分の構成）を示すブロック図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する（以下、同様）。
【００３９】
すなわち、図４の磁気テープ記録装置２１は、新たに、ＤＣＴ種別判定部３１、ＤＣ成分抽出部３２、ＤＣ成分抽出部３３、逆ＤＣＴ処理部３４、スイッチ３５、およびフィールド平均化処理部３６が新たに設けられている以外は、基本的に、図２の磁気テープ記憶装置１と同様の構成を有している。
【００４０】
イントラフレーム分離部１２において分離されたＩピクチャは、ＤＣＴ種別判定部３１に入力される。ＤＣＴ種別判定部３１は、各マクロブロックに対し、そのＤＣＴタイプが、フレームＤＣＴであるか、フィールドＤＣＴであるかを判定し、フレームＤＣＴであった場合は、入力されたデータを、ＤＣ成分抽出部３２に出力し、フィールドＤＣＴであった場合は、入力されたデータを、ＤＣ成分抽出部３３および逆ＤＣＴ処理部３４に出力する。
【００４１】
ＤＣＴタイプがフレームＤＣＴであった場合、ＤＣ成分抽出部３２は、図２のＤＣ成分抽出部１３と同様の処理により、供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出する。抽出されたＤＣ成分が、特殊再生用データとして、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００４２】
ＤＣＴタイプがフィールドＤＣＴであった場合、ＤＣ成分抽出部３３に入力されたデータは、図２を用いて説明した場合と同様の処理が施されて、生成された特殊再生用データが、スイッチ３５を介して、フィールド平均化処理部３６に供給される。
【００４３】
そして、逆ＤＣＴ処理部３４に入力されたデータは、そのＤＣ成分および低次ＡＣ成分を基に、解像度を変更されることなく、逆ＤＣＴ処理が施される。図５を用いて、逆ＤＣＴ処理部３４の具体的な処理について説明する。
【００４４】
逆ＤＣＴ処理部３４に入力されるデータは、図５（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックである。そのうち、所望するＤＣＴ係数のみが逆ＤＣＴに用いられる。ここでは、ＤＣ成分と、１次のＡＣ成分を、逆ＤＣＴに用いる場合について説明する。
【００４５】
図５（Ｂ）に示されるように、逆ＤＣＴ処理部３４において、所定のＤＣＴ係数（ＤＣ成分および１次のＡＣ成分）以外のＤＣＴ係数に０が代入された、新たなサブブロックが作成される。そして、図５（Ｂ）に示される新たなサブブロックに対して、８画素×８ラインの逆ＤＣＴ処理が施され、図５（Ｃ）に示されるように、ａ０乃至ａ７の８つの値からなる８画素×８ラインのサブブロックが生成される。
【００４６】
そして、図５（Ｃ）のサブブロックを基に、（ａ０＋ａ１＋ａ２＋ａ３）／４および（ａ４＋ａ５＋ａ６＋ａ７）／４が算出されて、図５（Ｄ）に示されるように、算出された２つの値からなる８画素×８ラインのサブブロックが生成され、特殊再生用データとして、スイッチ３５を介して、フィールド平均化処理部３６に供給される。
【００４７】
このように、フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックに対して、所望するＤＣＴ係数（この場合は、ＤＣ成分および低次ＡＣ成分）のみを抽出して、その他のＤＣＴ係数を０にしたサブブロックに対して逆ＤＣＴ変換を施すことにより、逆ＤＣＴ変換の計算量を少なくすることができる。
【００４８】
スイッチ３５は、図示せぬ制御部により切り替えられ、ＤＣ成分抽出部３３または逆ＤＣＴ処理部３４で生成された特殊再生用データを、フィールド平均化処理部３６に供給する。
【００４９】
フィールド平均化処理部３６は、入力された４つのサブブロックに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施して、１６画素×１６ラインのマクロブロックを、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に出力する。フィールド入れ替えおよび平均化処理の詳細について、図６乃至図８を用いて説明する。
【００５０】
図６（Ａ）に示されるように、フィールド平均化処理部３６に入力された４つのサブブロックは、それぞれ、左半分の奇数ラインに相当するサブブロック、右半分の奇数ラインに相当するサブブロック、左半分の偶数ラインに相当するサブブロック、右半分の偶数ラインに相当するサブブロックに割り当てられる。そして、それら４つのサブブロックの割り当てに従って各成分が再配列され、図６（Ｂ）に示されるような、１６画素×１６ラインのマクロブロックが生成される。
【００５１】
そして、図６（Ｂ）に示される１６画素×１６ラインのマクロブロックが、８画素×８ラインの４つのエリアに分割されて、それぞれのエリアにおいて、平均化処理が行われるので、その結果、図６（Ｃ）に示される、１６画素×１６ラインのマクロブロックが得られる。
【００５２】
ＤＣ成分抽出部３３から出力されるサブブロックは、それぞれのラインが同じ値を有している。従って、図７（Ａ）に示されるように、それぞれのラインの値がＡであるサブブロック、それぞれのラインの値がＢであるサブブロック、それぞれのラインの値がＣであるサブブロック、および、それぞれのラインの値がＤであるサブブロックが、フィールド平均化処理部３６に入力された場合、図６を用いて説明した処理により、平均化されて出力されるマクロブロックは、図７（Ｂ）に示されるように、８画素×１６ラインの（Ａ＋Ｃ）／２と、８画素×１６ラインの（Ｂ＋Ｄ）／２に、２つの要素で構成される。
【００５３】
また、逆ＤＣＴ処理部３４から出力されるサブブロックは、４ラインずつ異なる値を有している（すなわち、２つの値で構成されている）。従って、図８（Ａ）に示されるように、４ラインの値がＡ１、残り４ラインの値がＡ２であるサブブロック、４ラインの値がＢ１、残り４ラインの値がＢ２であるサブブロック、４ラインの値がＣ１、残り４ラインの値がＣ２であるサブブロック、および、４ラインの値がＤ１、残り４ラインの値がＤ２であるサブブロックが、フィールド平均化処理部３６に入力された場合、図６を用いて説明した処理により、平均化されて出力されるマクロブロックは、図８（Ｂ）に示されるように、８画素×８ラインの（Ａ１＋Ｃ１）／２、８画素×８ラインの（Ａ２＋Ｃ２）／２、８画素×８ラインの（Ｂ１＋Ｄ１）／２、および、８画素×８ラインの（Ｂ２＋Ｄ２）／２の、４つの要素で構成される。
【００５４】
このように、フィールド平均化処理を施すことにより、ブロックノイズを低減して、より高画質な特殊再生用データを得ることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は、本発明を適用した、磁気テープ記録装置４１の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図９の磁気テープ記録装置４１は、逆ＤＣＴ処理部３４に代わって解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２が設けられ、輝度調整部５１が新たに設けられている以外は、図４を用いて説明した磁気テープ記録装置２１と、基本的に同様の構成を有するものである。
【００５７】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２には、図１０（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックが入力される。そのうち、所望するＤＣＴ係数のみが抽出されて、逆ＤＣＴに用いられる（ここでは、ＤＣ成分と、１次のＡＣ成分を、逆ＤＣＴに用いる場合について説明する）。そして、図１０（Ｂ）に示されるように、抽出されたＤＣＴ係数（ＤＣ成分および１次のＡＣ成分）に対して、輝度調整が行われ、逆ＤＣＴ処理が実行される。
【００５８】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２において、８画素×８ラインのＤＣＴブロックが、逆ＤＣＴによって、ｎ1画素×ｎ2ライン（ｎ1≦８、ｎ2≦８）のブロックサイズに圧縮される場合、その圧縮比に対応して、各成分のパワーをそろえる（輝度調整する）必要がある。
【００５９】
８画素×８ラインのＤＣＴブロックのＤＣＴ係数は、次の式（１）で示される。
【数１】
【００６０】
そして、ｎ1画素×ｎ2ラインのＤＣＴブロックのＤＣＴ係数は、次の式（１）で示される。
【数２】
【００６１】
ただし、式（１）および式（２）において、ｕ，ｖ＝０の場合、Ｃｕ，Ｃｖ＝１／√（２）（√（ａ）と表記されている場合、平方根（√）は、続く括弧内の全てにかかるものである。以下同様）であり、それ以外の場合、Ｃｕ，Ｃｖ＝１である。
【００６２】
式（１）の定数項２／√（８×８）、および式（２）定数項２／√（ｎ1×ｎ2）は、それぞれのＤＣＴ係数の電力に関する項である。輝度調整部５１は、これらを比較し、式（３）に示される、輝度調整のために各成分に乗算する値を算出して、解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に出力する。
√（ｎ1×ｎ2）／√（８×８）・・・（３）
【００６３】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２は、図１０（Ｂ）に示される、抽出されたＤＣＴ係数に、式（３）で表される値を乗算し、逆ＤＣＴ変換を施して、図１０（Ｃ）に示される、１画素×２ラインの、２ブロックからなるデータを生成し、それぞれのブロックの値をホールド処理することにより、図１０（Ｄ）に示される８画素×８ラインのサブブロックを生成して、スイッチ３５に出力する。
【００６４】
図１１を用いて、輝度調整部５１および解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２の、更に具体的な処理について説明する。
【００６５】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に、図１１（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックが入力された場合、図１１（Ｂ）に示されるように、ＤＣ成分（４４０）および１次のＡＣ成分（−３３６）が抽出される。そして、輝度調整部５１は、輝度調整のために各成分に乗算する値を算出する。ここでは、ｎ1＝１、ｎ2＝２であるので、式（３）に、ｎ1＝１、ｎ2＝２が代入されて、輝度調整の値として√（２）／８が算出され、解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に出力される。
【００６６】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２において、輝度調整が実行された（すなわち、各成分に、√（２）／８が乗算された）結果、図１１（Ｃ）に示されるような、画素値７７および画素値−５７、１画素×２ラインからなるデータを得ることができる。解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２は、この値に、更に、逆ＤＣＴ処理を施して、図１１（Ｄ）に示されるような、画素値１４および画素値９５、１画素×２ラインの、逆ＤＣＴ変換後のベースバンド領域でのデータを算出し、それぞれの成分をホールドすることにより、画素値１４である８画素×４ラインの部分と、画素値９５である８画素×４ラインの部分からなる８画素×８ラインのサブブロックを生成して、出力する。
【００６７】
このようにして、所望するＤＣＴ係数のみを抽出し、逆ＤＣＴ処理を行うデータのブロックサイズを小さくすることにより、逆ＤＣＴ処理の計算量を、より一層減少することができる。更に、逆ＤＣＴ処理前の各成分に対して、定数を乗算するのみの処理で輝度調整を行うことにより、作成される特殊再生用データの画質の悪化を防止することが可能となる。
【００６８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実現させることもできるが、ソフトウエアにより実現させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実現する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされ、そのプログラムがコンピュータで実行されることより、上述した、磁気テープ記録装置２１もしくは磁気テープ記録装置４１と同様のデータ生成処理が、機能的に実現される。
【００６９】
図１２は、上述したようなデータ生成処理機能を有するコンピュータ６１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１には、バス７５を介して入出力インタフェース７６が接続されており、ＣＰＵ７１は、入出力インタフェース７６を介して、ユーザから、キーボード、マウスなどよりなる入力部７８から指令が入力されると、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ハードディスク７４、またはドライブ８０に装着される磁気ディスク９１、光ディスク９２、光磁気ディスク９３、もしくは半導体メモリ９４などの記録媒体に格納されているプログラムを、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３にロードして実行する。これにより、例えば、通信部７９を介して入力された映像データに対して、上述した各種の処理が行われ、特殊再生用データが生成される。
【００７０】
更に、ＣＰＵ７１は、その処理結果を、例えば、入出力インタフェース７６を介して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）もしくはスピーカなどよりなる出力部７７に、必要に応じて出力する。なお、プログラムは、ハードディスク７４やＲＯＭ７２に予め記憶しておき、コンピュータ６１と一体的にユーザに提供したり、磁気ディスク９１、光ディスク９２、光磁気ディスク９３、半導体メモリ９４等のパッケージメディアとして提供したり、衛星、ネットワーク等から通信部７９を介してハードディスク７４に提供することができる。
【００７１】
なお、本明細書において、記録媒体により提供されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の情報記録装置、情報記録方法、および記録媒体に記録されているプログラムによれば、主画像データからＩピクチャを抽出し、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定し、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成し、生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施し、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとを記録するようにしたので、高画質の特殊再生用データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィールドＤＣＴおよびフレームＤＣＴについて説明するための図である。
【図２】従来の磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図３】１つのマクロブロックから得ることができる輝度信号および色差信号について説明するための図である。
【図４】本発明を適応した磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ＤＣ成分と、低次ＡＣ成分による逆ＤＣＴについて説明するための図である。
【図６】フィールド平均化処理について説明するための図である。
【図７】ＤＣ成分から作成したマクロブロックに対する処理について説明するための図である。
【図８】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分から作成したマクロブロックに対する処理について説明するための図である。
【図９】本発明を適応した磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分による、解像度変換逆ＤＣＴについて説明するための図である。
【図１１】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分による、解像度変換逆ＤＣＴの具体例について説明するための図である。
【図１２】コンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 画像データ符号化部， １２ イントラフレーム分離部， １３ ＤＣ成分抽出部， ２１ 磁気テープ記録装置， ３１ ＤＣＴ種別判定部， ３２，３３ ＤＣ成分抽出部， ３４ 逆ＤＣＴ処理部， ３６ フィールド平均化処理部， ４１ 磁気テープ記録装置， ５１ 輝度調整部， ５２ 解像度変換逆ＤＣＴ処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体に関し、特に、各マクロブロックのＤＣＴ種別を判定し、ＤＣＴ種別に対応した処理を実行することにより、高画質の特殊再生用データを生成することができる、情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高能率符号化により圧縮されたデータを記録する技術が一般に普及している。代表的な高能率圧縮符号化方式には、例えば、MPEG（Moving Picture Coding Experts Group／Moving Picture Experts Group）2などがある。MPEG2は、ISO（International Organization For Standardization：国際標準化機構）で制定された、デジタル動画と音声の圧縮および伸長に関する規格であり、動き保証予測符号化と、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）符号化を組み合わせたハイブリッド符号化方式である。すなわち、MPEG２とは、ビデオ信号のフレーム間の差分を取ることにより、時間軸方向の冗長度を落とし、ＤＣＴを用いて、空間軸方向の冗長度を落とすことにより、ビデオ信号を効率よく符号化することができる圧縮符号化方式である。
【０００３】
MPEG2においては、まず、１６画素×１６ラインのマクロブロック単位で動き補償が行われ、次に、８画素×８ラインのサブブロックで、ＤＣＴにより、ＤＣＴ係数が生成される。MPEG2においては、図１に示されるように、フレームＤＣＴと、フィールドＤＣＴの２種類のＤＣＴが存在し、ピクチャがフレーム構造の場合、マクロブロック単位でフレームＤＣＴとフィールドＤＣＴを切り替えることができる。
【０００４】
フレームＤＣＴにおいては、図１（Ａ）に示されるように、１６画素×１６ラインのマクロブロックから、フィールド毎に分割されることなく、そのまま、８画素×８ラインで構成される４つのサブブロックに分解される。一方、フィールドＤＣＴにおいては、図１（Ｂ）に示されるように、１６画素×１６ラインのマクロブロックから、奇数ラインと偶数ラインに分割されることにより、それぞれ、トップフィールド、もしくはボトムフィールドのいずれかのフィールドで形成される８画素×８ラインの４つのサブブロックに分解される。
【０００５】
ＤＣＴ係数が生成された後、量子化ステップ制御、およびハフマン符号化を経て、符号化が終了し、例えば、磁気テープなどの所定の記録媒体に、符号化されたデータが記録される。MPEG2で圧縮符号化されたデータを復号する場合には、この逆の手順を行えばよい。
【０００６】
このような、高能率符号化を施された画像データを、圧縮し、磁気テープなどの記録媒体に記録、または再生する、例えば、デジタルＶＴＲなどの記録再生装置においては、例えば、サーチ再生など、通常の再生と異なる再生（以下、特殊再生と称する）に必要なデータ（以下、特殊再生用データと称する）が、画像データとともに記録されるようになされている。
【０００７】
磁気テープなどの記録媒体の記憶容量を有効に利用するために、特殊再生用データのデータ量は、少ないことが望ましい。図２は、データ量の少ない特殊再生用データを生成するための、従来の磁気テープ記録装置１の構成（もしくは、デジタルＶＴＲなどの磁気テープ記録再生装置のうち、記録系の部分の構成）を示すブロック図である。
【０００８】
画像データ符号化部１１は、入力されたベースバンドのビデオ信号を、例えば、MP@HLあるいはMP@H-14などのMPEG２方式で圧縮する。圧縮された信号は、再生用の主画像データとして、多重化部１７に供給されるとともに、特殊再生用データを生成するために、イントラフレーム分離部１２に供給される。
【０００９】
イントラフレーム分離部１２は、画像データ符号化部１１より入力されたビデオデータから、イントラフレームのみで構成されたＩピクチャを分離し、ＤＣ成分抽出部１３および逆ＤＣＴ処理部１４に供給する。
【００１０】
ＤＣ成分抽出部１３は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出し、それを特殊再生用データとして、スイッチ１５に出力する。
【００１１】
逆ＤＣＴ処理部１４は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分に加えて、ＤＣＴ係数の低域成分、すなわち、低次のＡＣ成分を抽出するとともに、逆ＤＣＴ変換を施す。その結果算出された画素値（輝度値および色差）が、特殊再生用データとなり、スイッチ１５に出力される。
【００１２】
スイッチ１５は、図示せぬ制御部により切り替えられ、ＤＣ成分抽出部１３または逆ＤＣＴ処理部１４で生成された特殊再生用データを、データ長調整部１６に供給する。
【００１３】
データ長調整部１６は、ＤＣ成分抽出部１３、もしくは、逆ＤＣＴ処理部１４から入力されたデータの長さを調整（制限）し、多重化部１７に供給する。
【００１４】
多重化部１７には、画像データ符号化部１１から入力される主画像データおよびデータ長調整部１６から入力される特殊再生用データの他、別途供給される圧縮されたオーディオデータおよび所定のシステムデータ（例えば、AUXデータなど）が供給される。多重化部１７は、供給されるこれらのデータを多重化し、記録フォーマット部１８に供給する。
【００１５】
記録フォーマット部１８は、多重化部１７からの多重化データに対して、誤り訂正符号の付加や、変調処理を施し、図示せぬ回転ヘッドに供給し、磁気テープ１９に記録させる。
【００１６】
次に、図２の磁気テープ記録装置１の動作について説明する。ビデオ信号は、画像データ符号化部１１に入力され、例えば、MP@HLまたはMP@H-14方式で圧縮され、イントラフレーム分離部１２および多重化部１７に供給される。
【００１７】
イントラフレーム分離部１２は、入力された主画像データ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、およびＢピクチャから構成されているデータ）から、Ｉピクチャを分離し、ＤＣ成分抽出部１３および逆ＤＣＴ処理部１４に供給する。特殊再生用データを、ＤＣ成分のみから生成する場合、ＤＣ成分抽出部１３は、供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出する。具体的には、１つのマクロブロックを構成する、４つのＤＣＴブロック（８画素×８ライン）に分割された輝度信号ＹのＤＣＴ係数のそれぞれから、ＤＣ成分が抽出される。また、１つのマクロブロックを構成する１つのＤＣＴブロックに分割された色差信号Ｃrおよび色差信号Ｃbから、それぞれＤＣ成分が抽出される。
【００１８】
例えば、画像フォーマットが、４：２：０である場合、１つのマクロブロックからは、４つの輝度信号と、２つの色差信号を得ることができる。図３（Ａ）は、この例の場合の特殊再生用データであるＤＣ成分が逆変換されて生成された輝度信号Ｙ１乃至Ｙ４、図３（Ｂ）は、色差信号Ｃr１、そして、図３（Ｃ）は、色差信号Ｃb１を表している。すなわち、これらの輝度値および色差により構成される画像が、特殊再生時に表示される。抽出されたこれらのＤＣ成分が、特殊再生用データとして、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００１９】
特殊再生用データを、ＤＣ成分および低次ＡＣ成分から生成して、より高画質の特殊再生用データを記録させたい場合、逆ＤＣＴ処理部１４は、イントラフレーム分離部１２から供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分に加えて、ＤＣＴ係数の低域成分、すなわち、低次のＡＣ成分を抽出するとともに、逆ＤＣＴ変換を施す。その結果算出された画素値（輝度値および色差）が、特殊再生用データとなり、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００２０】
データ長調整部１６は、ＤＣ成分抽出部１３から供給された、特殊再生用データとしてのＤＣ成分のデータ長を調整する。例えば、輝度信号ＹのＤＣＴ係数から抽出されたＤＣ成分のデータ長は、６ビットに調整（制限）され、また色差信号Ｃr，ＣbのＤＣＴ係数から抽出されたＤＣ成分は、５ビットに調整（制限）される。データ長調整部１６の処理により、特殊再生用データのデータ量の削減と、データ量の固定化を実現することができる。データ長を調整された特殊再生用データは、多重化部１７に供給される。
【００２１】
多重化部１７は、データ長調整部１６から供給された特殊再生用データを、画像データ符号化部１１から供給される主画像データ、並びに別途供給されるオーディオデータおよびシステムデータとともに多重化し、記録フォーマット部１８に供給する。
【００２２】
記録フォーマット部１８に供給された多重化データは、誤り符号が付加され、変調処理等が施された後、図示せぬ回転ヘッドを介して、磁気テープ１９に記録される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２を用いて説明した磁気テープ記録装置１においては、フレームＤＣＴにより符号化されたマクロブロックを考慮して、特殊再生用データが生成されており、フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックについては考慮されていなかった。フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックに対して、図２を用いて説明した従来の磁気テープ記録装置１を用いて、特殊再生用データを生成すると、ブロックノイズが目立つ、画質の悪い特殊再生用データが生成されてしまう。更に、従来の磁気テープ記録装置１では、ＤＣＴサイズを変化させて符号化するといった、ＤＣＴレベルにおける解像度の変換による復号化についても考慮されていなかった。
【００２４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、各マクロブロックのＤＣＴ種別を判定し、ＤＣＴ種別に対応した処理を実行することにより、高画質の特殊再生用データを生成することができるようにするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報記録装置は、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出手段と、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定手段と、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、前記フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成手段と、生成手段により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理手段と、平均化処理手段によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとを記録する記録手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
生成手段には、フィールド離散コサイン変換が施されたマクロブロックに対して、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータ以外に全て０を代入し、その結果得られるデータに対して逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成させるようにすることができる。
【００３０】
生成手段には、フィールド離散コサイン変換が施されたマクロブロックから、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータのみを抽出し、抽出したＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成させるようにすることができる。
【００３４】
本発明の情報記録方法は、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、生成ステップの処理により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、平均化処理ステップの処理によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップとを含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明の記録媒体に記録されているプログラムは、主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、生成ステップの処理により生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、平均化処理ステップの処理によりフィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップとを含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明の情報記録装置、情報記録方法、および記録媒体に記録されているプログラムにおいては、主画像データからＩピクチャが抽出され、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかが判定され、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータが生成され、生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施され、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとが記録される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図４は、本発明を適用した、磁気テープ記録装置２１の構成（もしくは、本発明を適用した、デジタルＶＴＲなどの磁気テープ記録再生装置のうち、記録系の部分の構成）を示すブロック図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する（以下、同様）。
【００３９】
すなわち、図４の磁気テープ記録装置２１は、新たに、ＤＣＴ種別判定部３１、ＤＣ成分抽出部３２、ＤＣ成分抽出部３３、逆ＤＣＴ処理部３４、スイッチ３５、およびフィールド平均化処理部３６が新たに設けられている以外は、基本的に、図２の磁気テープ記憶装置１と同様の構成を有している。
【００４０】
イントラフレーム分離部１２において分離されたＩピクチャは、ＤＣＴ種別判定部３１に入力される。ＤＣＴ種別判定部３１は、各マクロブロックに対し、そのＤＣＴタイプが、フレームＤＣＴであるか、フィールドＤＣＴであるかを判定し、フレームＤＣＴであった場合は、入力されたデータを、ＤＣ成分抽出部３２に出力し、フィールドＤＣＴであった場合は、入力されたデータを、ＤＣ成分抽出部３３および逆ＤＣＴ処理部３４に出力する。
【００４１】
ＤＣＴタイプがフレームＤＣＴであった場合、ＤＣ成分抽出部３２は、図２のＤＣ成分抽出部１３と同様の処理により、供給されたＩピクチャのＤＣＴ係数から、ＤＣ成分を抽出する。抽出されたＤＣ成分が、特殊再生用データとして、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に供給される。
【００４２】
ＤＣＴタイプがフィールドＤＣＴであった場合、ＤＣ成分抽出部３３に入力されたデータは、図２を用いて説明した場合と同様の処理が施されて、生成された特殊再生用データが、スイッチ３５を介して、フィールド平均化処理部３６に供給される。
【００４３】
そして、逆ＤＣＴ処理部３４に入力されたデータは、そのＤＣ成分および低次ＡＣ成分を基に、解像度を変更されることなく、逆ＤＣＴ処理が施される。図５を用いて、逆ＤＣＴ処理部３４の具体的な処理について説明する。
【００４４】
逆ＤＣＴ処理部３４に入力されるデータは、図５（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックである。そのうち、所望するＤＣＴ係数のみが逆ＤＣＴに用いられる。ここでは、ＤＣ成分と、１次のＡＣ成分を、逆ＤＣＴに用いる場合について説明する。
【００４５】
図５（Ｂ）に示されるように、逆ＤＣＴ処理部３４において、所定のＤＣＴ係数（ＤＣ成分および１次のＡＣ成分）以外のＤＣＴ係数に０が代入された、新たなサブブロックが作成される。そして、図５（Ｂ）に示される新たなサブブロックに対して、８画素×８ラインの逆ＤＣＴ処理が施され、図５（Ｃ）に示されるように、ａ０乃至ａ７の８つの値からなる８画素×８ラインのサブブロックが生成される。
【００４６】
そして、図５（Ｃ）のサブブロックを基に、（ａ０＋ａ１＋ａ２＋ａ３）／４および（ａ４＋ａ５＋ａ６＋ａ７）／４が算出されて、図５（Ｄ）に示されるように、算出された２つの値からなる８画素×８ラインのサブブロックが生成され、特殊再生用データとして、スイッチ３５を介して、フィールド平均化処理部３６に供給される。
【００４７】
このように、フィールドＤＣＴにより符号化されたマクロブロックに対して、所望するＤＣＴ係数（この場合は、ＤＣ成分および低次ＡＣ成分）のみを抽出して、その他のＤＣＴ係数を０にしたサブブロックに対して逆ＤＣＴ変換を施すことにより、逆ＤＣＴ変換の計算量を少なくすることができる。
【００４８】
スイッチ３５は、図示せぬ制御部により切り替えられ、ＤＣ成分抽出部３３または逆ＤＣＴ処理部３４で生成された特殊再生用データを、フィールド平均化処理部３６に供給する。
【００４９】
フィールド平均化処理部３６は、入力された４つのサブブロックに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施して、１６画素×１６ラインのマクロブロックを、スイッチ１５を介して、データ長調整部１６に出力する。フィールド入れ替えおよび平均化処理の詳細について、図６乃至図８を用いて説明する。
【００５０】
図６（Ａ）に示されるように、フィールド平均化処理部３６に入力された４つのサブブロックは、それぞれ、左半分の奇数ラインに相当するサブブロック、右半分の奇数ラインに相当するサブブロック、左半分の偶数ラインに相当するサブブロック、右半分の偶数ラインに相当するサブブロックに割り当てられる。そして、それら４つのサブブロックの割り当てに従って各成分が再配列され、図６（Ｂ）に示されるような、１６画素×１６ラインのマクロブロックが生成される。
【００５１】
そして、図６（Ｂ）に示される１６画素×１６ラインのマクロブロックが、８画素×８ラインの４つのエリアに分割されて、それぞれのエリアにおいて、平均化処理が行われるので、その結果、図６（Ｃ）に示される、１６画素×１６ラインのマクロブロックが得られる。
【００５２】
ＤＣ成分抽出部３３から出力されるサブブロックは、それぞれのラインが同じ値を有している。従って、図７（Ａ）に示されるように、それぞれのラインの値がＡであるサブブロック、それぞれのラインの値がＢであるサブブロック、それぞれのラインの値がＣであるサブブロック、および、それぞれのラインの値がＤであるサブブロックが、フィールド平均化処理部３６に入力された場合、図６を用いて説明した処理により、平均化されて出力されるマクロブロックは、図７（Ｂ）に示されるように、８画素×１６ラインの（Ａ＋Ｃ）／２と、８画素×１６ラインの（Ｂ＋Ｄ）／２に、２つの要素で構成される。
【００５３】
また、逆ＤＣＴ処理部３４から出力されるサブブロックは、４ラインずつ異なる値を有している（すなわち、２つの値で構成されている）。従って、図８（Ａ）に示されるように、４ラインの値がＡ１、残り４ラインの値がＡ２であるサブブロック、４ラインの値がＢ１、残り４ラインの値がＢ２であるサブブロック、４ラインの値がＣ１、残り４ラインの値がＣ２であるサブブロック、および、４ラインの値がＤ１、残り４ラインの値がＤ２であるサブブロックが、フィールド平均化処理部３６に入力された場合、図６を用いて説明した処理により、平均化されて出力されるマクロブロックは、図８（Ｂ）に示されるように、８画素×８ラインの（Ａ１＋Ｃ１）／２、８画素×８ラインの（Ａ２＋Ｃ２）／２、８画素×８ラインの（Ｂ１＋Ｄ１）／２、および、８画素×８ラインの（Ｂ２＋Ｄ２）／２の、４つの要素で構成される。
【００５４】
このように、フィールド平均化処理を施すことにより、ブロックノイズを低減して、より高画質な特殊再生用データを得ることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図９は、本発明を適用した、磁気テープ記録装置４１の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図９の磁気テープ記録装置４１は、逆ＤＣＴ処理部３４に代わって解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２が設けられ、輝度調整部５１が新たに設けられている以外は、図４を用いて説明した磁気テープ記録装置２１と、基本的に同様の構成を有するものである。
【００５７】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２には、図１０（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックが入力される。そのうち、所望するＤＣＴ係数のみが抽出されて、逆ＤＣＴに用いられる（ここでは、ＤＣ成分と、１次のＡＣ成分を、逆ＤＣＴに用いる場合について説明する）。そして、図１０（Ｂ）に示されるように、抽出されたＤＣＴ係数（ＤＣ成分および１次のＡＣ成分）に対して、輝度調整が行われ、逆ＤＣＴ処理が実行される。
【００５８】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２において、８画素×８ラインのＤＣＴブロックが、逆ＤＣＴによって、ｎ1画素×ｎ2ライン（ｎ1≦８、ｎ2≦８）のブロックサイズに圧縮される場合、その圧縮比に対応して、各成分のパワーをそろえる（輝度調整する）必要がある。
【００５９】
８画素×８ラインのＤＣＴブロックのＤＣＴ係数は、次の式（１）で示される。
【数１】
そして、ｎ1画素×ｎ2ラインのＤＣＴブロックのＤＣＴ係数は、次の式（１）で示される。
【数２】
ただし、式（１）および式（２）において、ｕ，ｖ＝０の場合、Ｃｕ，Ｃｖ＝１／√（２）（√（ａ）と表記されている場合、平方根（√）は、続く括弧内の全てにかかるものである。以下同様）であり、それ以外の場合、Ｃｕ，Ｃｖ＝１である。
【００６２】
式（１）の定数項２／√（８×８）、および式（２）定数項２／√（ｎ1×ｎ2）は、それぞれのＤＣＴ係数の電力に関する項である。輝度調整部５１は、これらを比較し、式（３）に示される、輝度調整のために各成分に乗算する値を算出して、解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に出力する。
√（ｎ1×ｎ2）／√（８×８）・・・（３）
【００６３】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２は、図１０（Ｂ）に示される、抽出されたＤＣＴ係数に、式（３）で表される値を乗算し、逆ＤＣＴ変換を施して、図１０（Ｃ）に示される、１画素×２ラインの、２ブロックからなるデータを生成し、それぞれのブロックの値をホールド処理することにより、図１０（Ｄ）に示される８画素×８ラインのサブブロックを生成して、スイッチ３５に出力する。
【００６４】
図１１を用いて、輝度調整部５１および解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２の、更に具体的な処理について説明する。
【００６５】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に、図１１（Ａ）に示されるような、８画素×８ラインのサブブロックが入力された場合、図１１（Ｂ）に示されるように、ＤＣ成分（４４０）および１次のＡＣ成分（−３３６）が抽出される。そして、輝度調整部５１は、輝度調整のために各成分に乗算する値を算出する。ここでは、ｎ1＝１、ｎ2＝２であるので、式（３）に、ｎ1＝１、ｎ2＝２が代入されて、輝度調整の値として√（２）／８が算出され、解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２に出力される。
【００６６】
解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２において、輝度調整が実行された（すなわち、各成分に、√（２）／８が乗算された）結果、図１１（Ｃ）に示されるような、画素値７７および画素値−５７、１画素×２ラインからなるデータを得ることができる。解像度変換逆ＤＣＴ処理部５２は、この値に、更に、逆ＤＣＴ処理を施して、図１１（Ｄ）に示されるような、画素値１４および画素値９５、１画素×２ラインの、逆ＤＣＴ変換後のベースバンド領域でのデータを算出し、それぞれの成分をホールドすることにより、画素値１４である８画素×４ラインの部分と、画素値９５である８画素×４ラインの部分からなる８画素×８ラインのサブブロックを生成して、出力する。
【００６７】
このようにして、所望するＤＣＴ係数のみを抽出し、逆ＤＣＴ処理を行うデータのブロックサイズを小さくすることにより、逆ＤＣＴ処理の計算量を、より一層減少することができる。更に、逆ＤＣＴ処理前の各成分に対して、定数を乗算するのみの処理で輝度調整を行うことにより、作成される特殊再生用データの画質の悪化を防止することが可能となる。
【００６８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実現させることもできるが、ソフトウエアにより実現させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実現する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされ、そのプログラムがコンピュータで実行されることより、上述した、磁気テープ記録装置２１もしくは磁気テープ記録装置４１と同様のデータ生成処理が、機能的に実現される。
【００６９】
図１２は、上述したようなデータ生成処理機能を有するコンピュータ６１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１には、バス７５を介して入出力インタフェース７６が接続されており、ＣＰＵ７１は、入出力インタフェース７６を介して、ユーザから、キーボード、マウスなどよりなる入力部７８から指令が入力されると、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ハードディスク７４、またはドライブ８０に装着される磁気ディスク９１、光ディスク９２、光磁気ディスク９３、もしくは半導体メモリ９４などの記録媒体に格納されているプログラムを、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３にロードして実行する。これにより、例えば、通信部７９を介して入力された映像データに対して、上述した各種の処理が行われ、特殊再生用データが生成される。
【００７０】
更に、ＣＰＵ７１は、その処理結果を、例えば、入出力インタフェース７６を介して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）もしくはスピーカなどよりなる出力部７７に、必要に応じて出力する。なお、プログラムは、ハードディスク７４やＲＯＭ７２に予め記憶しておき、コンピュータ６１と一体的にユーザに提供したり、磁気ディスク９１、光ディスク９２、光磁気ディスク９３、半導体メモリ９４等のパッケージメディアとして提供したり、衛星、ネットワーク等から通信部７９を介してハードディスク７４に提供することができる。
【００７１】
なお、本明細書において、記録媒体により提供されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の情報記録装置、情報記録方法、および記録媒体に記録されているプログラムによれば、主画像データからＩピクチャを抽出し、Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定し、Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成し、生成された特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施し、フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された特殊再生用のデータと、主画像データとを記録するようにしたので、高画質の特殊再生用データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィールドＤＣＴおよびフレームＤＣＴについて説明するための図である。
【図２】従来の磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図３】１つのマクロブロックから得ることができる輝度信号および色差信号について説明するための図である。
【図４】本発明を適応した磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ＤＣ成分と、低次ＡＣ成分による逆ＤＣＴについて説明するための図である。
【図６】フィールド平均化処理について説明するための図である。
【図７】ＤＣ成分から作成したマクロブロックに対する処理について説明するための図である。
【図８】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分から作成したマクロブロックに対する処理について説明するための図である。
【図９】本発明を適応した磁気テープ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分による、解像度変換逆ＤＣＴについて説明するための図である。
【図１１】ＤＣ成分と低次ＡＣ成分による、解像度変換逆ＤＣＴの具体例について説明するための図である。
【図１２】コンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 画像データ符号化部， １２ イントラフレーム分離部， １３ ＤＣ成分抽出部， ２１ 磁気テープ記録装置， ３１ ＤＣＴ種別判定部， ３２，３３ ＤＣ成分抽出部， ３４ 逆ＤＣＴ処理部， ３６ フィールド平均化処理部， ４１ 磁気テープ記録装置， ５１ 輝度調整部， ５２ 解像度変換逆ＤＣＴ処理部
Claims (5)
- 主画像データからＩピクチャを抽出する抽出手段と、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定手段と、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、前記フィールド離散コサイン変換が施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理手段と、
前記平均化処理手段により前記フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された前記特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録手段と
を備えることを特徴とする情報記録装置。 - 前記生成手段は、前記フィールド離散コサイン変換が施された前記マクロブロックに対して、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータ以外に全て０を代入し、その結果得られるデータに対して逆離散コサイン変換を施すことにより、前記特殊再生用のデータを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。 - 前記生成手段は、前記フィールド離散コサイン変換が施された前記マクロブロックから、ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータのみを抽出し、抽出した前記ＤＣ成分および低次のＡＣ成分のデータに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、前記特殊再生用のデータを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。 - 主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、前記フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理により生成された前記特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、
前記平均化処理ステップの処理により前記フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された前記特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップと
を含むことを特徴とする情報記録方法。 - 主画像データからＩピクチャを抽出する抽出ステップと、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックが、フレーム離散コサイン変換を施されているか、または、フィールド離散コサイン変換を施されているかを判定する判定ステップと、
前記Ｉピクチャの各マクロブロックのうち、前記フィールド離散コサイン変換を施されたマクロブロックに対して、逆離散コサイン変換を施すことにより、特殊再生用のデータを生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理により生成された前記特殊再生用のデータに対して、フィールド入れ替えおよび平均化処理を施す平均化処理ステップと、
前記平均化処理ステップの処理により前記フィールド入れ替えおよび平均化処理が施された前記特殊再生用のデータと、前記主画像データとを記録する記録ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
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|---|---|---|---|
| JP2000384733A JP4310918B2 (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | 情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000384733A JP4310918B2 (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | 情報記録装置および情報記録方法、並びに記録媒体 |
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| JP2002185914A JP2002185914A (ja) | 2002-06-28 |
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-
2000
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