JPH07107434A

JPH07107434A - 動画像記録再生装置およびビデオディスク

Info

Publication number: JPH07107434A
Application number: JP5247895A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 宏之鈴木; Yoshiya Takemura; 佳也竹村; Takashi Inoue; 貴司井上; Toshiyuki Kondo; 敏志近藤; Ryota Hata; 亮太畑
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1993-10-04
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】動画像信号を複数の信号成分に分割して高能
率圧縮符号化した画像データを小容量のメモリで多重し
て記録でき、フレーム内符号化画像データを短時間でア
クセス、再生することが可能な動画像記録装置及びビデ
オディスクを提供する。【構成】入力動画像信号のフレームを分割器２でＮ個
に分割し、符号化器３〜６でフィールド内符号化処理と
フレーム間符号化処理の両方を用いて符号化して、各々
メモリ８〜11に記憶し、メモリ８〜11から出力されたＮ
個の符号列を、符号列多重器12にてディスクの１セクタ
容量のサイズのＭ個に分割してＮ×Ｍ個の分割符号列と
し、Ｎ×Ｍ個の分割符号列を所定の順に多重し、符号列
多重器12によって得られた符号列を記録信号処理器13で
記録に適したフォーマットに変換して記録再生ヘッド14
でディスク15に所定セクタから順に記録する構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力動画像信号を複数
の画像成分に分割して高能率圧縮符号化し、記録、再生
するための動画像記録再生装置およびビデオディスクに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号を高能率符号化技術を用
いて圧縮符号化することにより、動画像信号の低ビット
レートでのディジタル伝送、および光ディスクなどの蓄
積媒体を用いた長時間のディジタル記録再生が可能とな
ってきた。高能率圧縮符号化方法は各種提案されてお
り、例えば、画像信号を複数のブロックに分割してブロ
ック毎に離散コサイン変換（ＤＣＴ）し、ＤＣＴ係数を
量子化して符号化するＤＣＴ符号化法、画像信号を複数
の周波数帯域に分割し、周波数帯域の成分毎に符号化を
行うサブバンド符号化法やウェーブレット変換符号化
法、時間軸方向の冗長度を除去するために動き補償を行
う予測符号化法がある。

【０００３】予測符号化は、単一画像フレーム内で完結
した符号化を行うフレーム内符号化画像と、他のフレー
ムの符号化画像から予測して符号化を行うフレーム間符
号化画像に分けて符号化する技術である。入力動画像信
号を複数のフレーム単位のグループに分割し、これをＧ
ＯＰ（ＧｒｏｕｐＯｆＰｉｃｔｕｒｅ）と呼ぶ。例
えば、ＧＯＰの先頭フレームをフレーム内符号化し、以
下のフレームはフレーム間符号化するものとする。

【０００４】ハイビジョンのような高解像度画像信号
（ＨＤ画像信号）に対してこのような高能率符号化を行
う場合、画像信号の情報量が多いために複数の符号化装
置を並列に用いて符号化の処理を行う必要がある。符号
化装置を並列に用いるには、入力画像信号を複数の小画
面に分割して小画面毎に符号化を行う方法、入力画像信
号を複数の周波数帯域の成分に分割して周波数成分毎に
符号化を行う方法などが提案されている。

【０００５】複数の符号化装置から並列に出力される符
号列は、図４に示したように１ＧＯＰ毎にフレーム内符
号化処理された画像データの符号列を先頭にして、その
後ろにフレーム間処理された画像データの符号列が連続
的に配置されたものとなっており、図５に示したように
１ＧＯＰ単位で時間軸多重して出力され、記録媒体に記
録される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクのような記
録再生装置では、所定の画像データへのランダムアクセ
スによる特殊再生の利便性が大きな特徴となっている。

【０００７】このような記録再生装置で予測符号化を用
いて圧縮符号化された画像データを記録し、再生する場
合、フレーム間符号化画像データに直接アクセスして再
生することはできない。それはフレーム間符号化画像デ
ータが、他のフレームの符号化画像データを基準として
予測する必要があり、基準画像データであるフレームの
符号化画像データを先行して再生しておく必要があるか
らである。

【０００８】したがって、画像データの再生を行うに
は、フレーム内符号化画像データを単位としてアクセス
を行う必要がある。

【０００９】ＨＤ画像信号を複数個の符号化器を並列に
用いて圧縮符号化処理した場合、符号化器から出力され
る複数の符号列は図５に示したようにＧＯＰ単位で時間
軸多重されるので、符号化装置の出力段に１ＧＯＰの画
像データを蓄える大容量のメモリが必要であった。さら
に、フレーム内符号化処理された画像データを１画面分
再生するには、分割した成分全てのフレーム内符号化画
像データが必要であり、時間軸多重された符号列から対
応するフレーム内符号化画像データを選択的に取り出す
必要がある。したがって、所定のフレーム内符号化画像
データにアクセスして再生するためには、分割した成分
の数だけアクセスを繰り返す必要があり、画像データの
再生に遅延が生じる問題や画像データの頭だしなど、ラ
ンダムアクセスに非常に時間を要するという問題を有し
ていた。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点を改善す
るもので、複数の信号成分に分割されて高能率符号化さ
れた画像データの符号列を小容量のメモリで多重化記録
でき、記録された画像データに短時間でアクセスし、再
生可能な動画像記録再生装置およびビデオディスクを提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の動画像記録再生
装置は上記目的を達成するために、複数のグループに分
割された入力動画像信号のフィールド又はフレームをＮ
個（Ｎ＞１，Ｎは整数）に分割する分割器と、分割され
たＮ個の画像成分をフィールド内又はフレーム内符号化
処理とフィールド間又はフレーム間符号化処理の両方を
用いて符号化するＮ個の符号化器と、Ｎ個の符号化器か
ら出力される符号列を、セクタ構造を有するディスクの
少なくとも１セクタ容量のサイズのＭ個（Ｍ＞１，Ｍは
整数）の分割符号列に分割するするＮ個のメモリと、メ
モリから出力されるＮ×Ｍ個の分割符号列を、Ｎ×Ｍ個
の分割符号列中の第ｎ番目の符号列の第ｍ番目の分割符
号列を第（ｎ，ｍ）番目（１≦ｎ≦Ｎ，１≦ｍ≦Ｍ，
ｎ，ｍは整数）の分割符号列として表し、（１，１），
（２，１），・・・，（Ｎ，１），（１，２），（２，
２），・・・，（Ｎ，２），・・・，（１，Ｍ），
（２，Ｍ），・・・，（Ｎ，Ｍ）の順に多重する符号列
多重手段を具備し、前記符号列多重手段によって得られ
た符号列をディスク上に所定のセクタから順に記録する
構成となっている。

【００１２】また本発明の動画像の記録再生のためのビ
デオディスクは、その記録トラックに上記の動画像記録
再生装置で記録される記録フォーマットを有する構成と
なっている。

【００１３】

【作用】本発明の動画像記録再生装置では、複数の信号
成分に分割され、フレーム内符号化又はフレーム間符号
化された画像データの符号列を小容量のメモリで多重し
て、ディスクに記録することによって、フレーム内符号
化画像データをセクタ単位で所定セクタの先頭から記録
することができ、このように記録された本発明の動画像
記録再生装置のためのビデオディスクは、本発明の動画
像記録再生装置によってフレーム内符号化画像データを
短時間でアクセスし、再生を行うこととなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の動画像記録再生装置およびビ
デオディスクの実施例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例の動画像記録再
生装置のブロック図である。

【００１５】図１において、１はＡ／Ｄ変換器、２はデ
ィジタル化された画像信号を４つの分割画像成分に分割
する分割器、３，４，５，６は４つの分割画像成分を各
分割画像成分毎に高能率圧縮符号化する符号化器であ
る。記録処理部７において、８，９，１０，１１は４つ
の符号化器から出力される符号列を蓄えるメモリ、１２
はメモリに蓄えられた符号列を多重する符号列多重器、
１３は多重された符号列を記録媒体に適したフォーマッ
トに変換する記録信号処理器、１４は記録再生ヘッド、
１５はセクタ構造を有する光ディスクである。

【００１６】再生処理部１６において、１７は光ディス
ク１５に記録された記録データを記録再生ヘッド１４で
読みとって符号列を出力する再生信号処理器、１８は再
生信号処理器１７から出力される符号列を４つの符号列
に分割する符号列分割器、１９，２０，２１，２２は符
号列分割器で分割された符号列を蓄えるメモリである。

【００１７】以上のように構成された本実施例につい
て、つぎにその動作を説明すると、まず、入力されたア
ナログ動画像信号はＡ／Ｄ変換器１で所定のビット数の
ディジタル画像信号に変換される。ディジタル化された
画像信号は情報量が多く、単一の符号化器では処理しき
れないため、分割器２で４つの成分に分割する。分割方
法には画像信号の画面を４つに分割（縦分割、横分割、
十字分割など）する画面分割法、画像信号を４つの周波
数成分（高域成分、中高域成分、中低域成分、低域成
分）に分割する周波数分割法などがあるが、ここでは分
割方法はいずれの方法でもよい。４つの符号化器で符号
化されて出力される符号列はそれぞれ、図４の(ａ)，
(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)に示した構成となる。

【００１８】４つの符号化器３〜６から出力される図４
に示した符号列をディスクにセクタ単位で記録するため
に、ディスクの１セクタの容量に相当するサイズを有す
るメモリ８，９，１０，１１に４つの符号列のそれぞれ
の先頭からメモリ容量分の符号列であるＩ₀-ａ１，Ｉ₀-
ｂ１，Ｉ₀-ｃ１，Ｉ₀-ｄ１を蓄える。次に符号列多重器
１２で４つのメモリに蓄えられた符号列Ｉ₀-ａ１，Ｉ₀-
ｂ１，Ｉ₀-ｃ１，Ｉ₀-ｄ１をａ，ｂ，ｃ，ｄの順で多重
して１つの符号列にする。続いて空になったメモリに４
つの符号列から続くメモリ容量分だけの符号列Ｉ₀-ａ
２，Ｉ₀-ｂ２，Ｉ ₀-ｃ２，Ｉ₀-ｄ２をそれぞれ蓄え、符
号列多重器１２で先ほどと同様に符号列Ｉ ₀-ａ２，Ｉ₀-
ｂ２，Ｉ₀-ｃ２，Ｉ₀-ｄ２の順に多重する。この操作を
繰り返すことによって、１ＧＯＰの符号列は複数の分割
符号列に分割され、所定の順で並び変えて多重されて１
つの符号列となる。

【００１９】こうして得られた符号列を図３に示す。こ
こで、１ＧＯＰの符号列は可変長符号であるので、符号
列のサイズはグループ毎に異なるが、ディスクに記録す
るためには符号列のサイズは固定長であることが望まし
い。例えば、１つの符号列のサイズが図２に示したよう
に６セクタ分の長さであるとすると、各ＧＯＰの符号列
は最後にダミーデータＤが付加されて、サイズがディス
クのセクタ容量に等しい２４（６×４）個の分割符号列
を多重したものとなっている。続いて多重符号列は、記
録信号処理器１３で記録媒体に適したフォーマットに変
換されて、記録再生ヘッド１４で光ディスク１５の所定
のセクタから順に配置される。

【００２０】このように配置されたディスク上の所定の
データにアクセスするときは、フレーム内符号化処理さ
れた画像データの符号列をアクセスポイントとすればよ
い。すなわちＧＯＰの先頭を記録したセクタがアクセス
ポイントとなる。フレーム内符号化画像データの符号列
は、所定のセクタの先頭から連続的に配置されているの
で１回のアクセス動作で必要な符号列を再生することが
できる。

【００２１】早送り再生などの特殊再生はフレーム内符
号化処理された画像データのみを選択的に再生すること
で実現できるが、この場合はＧＯＰの先頭の画像データ
の符号列を記録したセクタをアクセスしてフレーム内符
号化された画像データを再生した後、続くＧＯＰの先頭
の画像データの符号列を記録したセクタをアクセスする
という動作を繰り返せばよい。

【００２２】なお、本実施例では画像成分を４個に分割
したが、これは任意のＮ個（Ｎ＞１，Ｎは整数）に分割
してもよい。また、４個の分割画像成分を符号化して得
た符号列をそれぞれ光ディスクのセクタサイズで分割し
て６個の分割符号列にしたが、これは画像データとセク
タのサイズによって任意のＭ個（Ｍ＞１，Ｍは整数）に
なることは言うまでもない。

【００２３】また、４個の符号列の最後に付加したダミ
ーデータのサイズは１個以上の分割符号列のサイズであ
ってもよい。また、ダミーデータ付加後のＧＯＰのデー
タサイズは全てのＧＯＰで一定であるとしたが、それに
限るものでは無く、各ＧＯＰでデータサイズが異なって
もよい。

【００２４】また、ディスク上に多重符号列を配置する
場合、１ＧＯＰの画像データ間に、例えば音声データの
ような画像データ以外のデータが配置されても構わな
い。また、本実施例では、ディジタル画像データを高能
率圧縮符号化する際にフレーム単位で行ったが、これは
フィールド単位で行っても構わない。また、本実施例の
記録媒体は光ディスクに限定するものではなく、光磁気
ディスク、磁気ディスク等であってもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の動画像記録再生装
置およびビデオディスクによれば、複数の信号成分に分
割されて高能率圧縮符号化された符号列を光ディスク
に、そのセクタサイズに等しい小容量のメモリで多重し
て記録できる。また、連続的に配置されたフレーム内符
号化画像データの符号列をセクタ単位で光ディスクに所
定セクタの先頭から記録することができ、フレーム内符
号化画像データを短時間でアクセス、再生を行うことが
でき、実用上、非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である動画像記録再生装置のブ
ロック図

【図２】同じくその符号化方法を説明するための模式的
なパターン図

【図３】同じくその記録媒体への記録方法を説明するた
めの模式的なパターン図

【図４】従来の符号化方法を説明するための模式的なパ
ターン図

【図５】同じくその記録媒体への記録方法を説明するた
めの模式的なパターン図

【符号の説明】

１Ａ／Ｄ変換器２分割器３〜６符号化器７記録処理部８〜１１メモリ１２符号列多重器１３記録信号処理器１４記録再生ヘッド１５光ディスク１６再生処理部１７再生信号処理器１８符号列分割器１９〜２２メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤敏志大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者畑亮太大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のグループに分割された入力動画像信
号のフィールド又はフレームをＮ個（Ｎ＞１，Ｎは整
数）に分割する分割器と、分割されたＮ個の画像成分を
フィールド内又はフレーム内符号化処理とフィールド間
又はフレーム間符号化処理の両方を用いて符号化するＮ
個の符号化器と、前記Ｎ個の符号化器から出力される符
号列を、セクタ構造を有するディスクの少なくとも１セ
クタ容量のサイズのＭ個（Ｍ＞１，Ｍは整数）の分割符
号列に分割するＮ個のメモリと、前記メモリから出力さ
れるＮ×Ｍ個の分割符号列を、Ｎ×Ｍ個の分割符号列中
の第ｎ番目の符号列の第ｍ番目の分割符号列を第（ｎ，
ｍ）番目（１≦ｎ≦Ｎ，１≦ｍ≦Ｍ，かつｎ，ｍは整
数）の分割符号列として表し、（１，１），（２，
１），・・・，（Ｎ，１），（１，２），（２，２），
・・・，（Ｎ，２），・・・，（１，Ｍ），（２，
Ｍ），・・・，（Ｎ，Ｍ）の順に多重する符号列多重器
とを具備し、前記符号列多重器によって得られた符号列
をディスク上に所定のセクタから順に記録することを特
徴とする動画像記録再生装置。
【請求項２】同心円状、または渦巻状のトラックを有
し、このトラック上に所定の長さ毎に区切ったセクタを
設け、動画像信号を含むディジタル信号を記録したビデ
オディスクであって、入力動画像信号を複数のグループ
に分割し、フレーム毎にＮ個（Ｎ＞１，Ｎは整数）に分
割し、分割されたＮ個の画像成分をフィールド内又はフ
レーム内符号化処理とフィールド間又はフレーム間符号
化処理の両方を用いて符号化して得られるＮ個の符号列
を、少なくとも１セクタ容量のサイズのＭ個（Ｍ＞１，
Ｍは整数）の分割符号列に分割して得られるＮ×Ｍ個の
分割符号列とし、Ｎ×Ｍ個の分割符号列中の第ｎ番目の
符号列の第ｍ番目の分割符号列を第（ｎ，ｍ）番目（１
≦ｎ≦Ｎ，１≦ｍ≦Ｍ，かつｎ，ｍは整数）の分割符号
列として表し、（１，１），（２，１），・・・，
（Ｎ，１），（１，２），（２，２），・・・，（Ｎ，
２），・・・，（１，Ｍ），（２，Ｍ），・・・，
（Ｎ，Ｍ）の順に各セクタに配置したことを特徴とする
ビデオディスク。