JPH07322204A

JPH07322204A - 画像符号化記録再生装置

Info

Publication number: JPH07322204A
Application number: JP11578994A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okamoto; 啓史岡本; Hideaki Mita; 英明三田; Tatsuji Sakauchi; 達司坂内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】復号回路規模が増大しない画像符号化記録再
生装置を提供することを目的とする。【構成】低域と高域のシンクブロックで構成され、Ｍ
個のマクロブロック毎に１個の低域シンクブロックを割
り当てる。低域シンクブロックのデータ領域はＮビット
の小領域Ｍ個に分割される。マクロブロック毎に低域の
係数から可変長符号化されたデータに対して、先頭から
Ｎビットを小領域に相当する第１のＲＡＭ１３上のアド
レスに第１のデータとして書き込み、（Ｎ＋１）ビット
目以降のデータを第１のバッファメモリ１０に書き込
む。第１のデータ書き込み終了後、前記小領域の空き領
域および高域シンクブロックに相当する第１のＲＡＭ１
３上のアドレスに第１のバッファメモリ１０から読み出
したデータを書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン等の映像
信号を情報圧縮してＶＴＲなどに記録するための画像符
号化記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル化された画像信号を効率的に
情報圧縮する方法として、一般に可変長符号化が行われ
る。可変長符号化は、符号化前のデータに対して発生確
率の大きいものには短い符号を与え、発生確率の小さい
ものには長い符号を与えて符号化することにより、符号
化による歪を発生させることなく平均的な符号量を削減
するものである。

【０００３】ディジタルＶＴＲでは、固定長のシンクブ
ロック単位で記録するため、可変長符号化により圧縮さ
れた信号を記録するためには、可変長符号を固定長に区
切って並べる必要がある。このため、単に可変長符号を
連続して記録した場合、再生時には、符号化データの先
頭から１符号ずつ順番に復号しなければ復号できない。
従って、１ビットでも誤りが生じることによって、１符
号の復号が失敗すると、その時点から以降の全データの
復号が不可能になる。また、サーチ時にはシンクブロッ
クが断続的に再生されるので、可変長符号のデータに対
して符号の境界と無関係に区切ってシンクブロックに配
列した場合、符号化データの先頭を含むシンクブロック
以外は復号不能となり、安定したサーチ画が得られな
い。

【０００４】例えば、１９９２年テレビジョン学会技術
報告Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３５，ｐｐ．７〜１２で示さ
れている従来の画像符号化記録再生装置では、画像信号
をブロック化した変換ブロック毎にＤＣＴと、可変長符
号化を行う場合に、複数個の変換ブロックからなる符号
化の単位をマクロブロックとし、Ｍ個のマクロブロック
毎の符号量が、誤り訂正積符号におけるインナーデータ
長のＭ倍以下になるように符号量制御を行って可変長符
号化を行った後、可変長符号化後の符号化データの、各
マクロブロック毎に別々のインナーデータ格納領域にＤ
Ｃおよび低域成分から格納する。

【０００５】この際、符号量がインナーデータ長より大
きくてインナーデータ格納領域に格納しきれなかったマ
クロブロックの高域成分を、符号量の小さいマクロブロ
ックの格納されたインナーデータ格納領域の空き領域に
格納する。復号時には、符号量制御範囲毎に、予め各イ
ンナーデータ単位で復号し、前記空き領域の場所を検出
した後、マクロブロック毎に復号することによって、元
のデータを得る。この方法では、マクロブロック毎にＤ
Ｃ成分や低域成分の記録場所が確定しているので、誤り
伝播は低域成分については１マクロブロック内、高域成
分についても可変長符号のパッキング単位がＭマクロブ
ロックで完結するので、Ｍマクロブロック内に抑制する
ことができる。また、複数のインナーデータでシンクブ
ロックを構成することにより、サーチ時においても、再
生されたシンクブロック内のインナーデータ単位で、マ
クロブロックのＤＣおよび低域成分を復号し、サーチ画
像が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、符号量制御範
囲が大きいほど各マクロブロックに対するビット割り当
てが最適に行われるために、画質は向上する。

【０００７】しかしながら上記従来の画像符号化記録再
生装置では、符号量制御範囲を大きくすると、符号量が
大きなマクロブロックに対して、他のマクロブロックの
データ記録領域内に記録されているデータの記録場所を
検出するために、前もって復号しなければならないデー
タ量が増えるので、回路規模および処理時間が増大す
る。このため、符号量制御範囲はあまり大きくすること
ができず、その結果、通常再生時の画質が低下するとい
った問題があった。

【０００８】本発明は回路規模や処理時間を増大させる
ことなく、通常再生画質の優れた画像符号化記録再生装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化記録
再生装置は、第１には、符号化データを記録するシンク
ブロックは、低域データを格納する低域シンクブロック
と高域データを格納する高域シンクブロックとで構成さ
れ、１個もしくは複数個の変換ブロックからなるマクロ
ブロック毎に低域の変換係数から順に可変長符号化する
手段と、Ｍ個のマクロブロック毎に１個の低域シンクブ
ロックを割り当て、前記低域シンクブロックのデータ領
域をＮビット毎にＭ個の小領域に分割し、前記Ｍ個の各
マクロブロックに対して符号量がＮビット以上の場合は
Ｎビット目まで、符号量がＮビット未満の場合は全符号
化データを、第１のデータとして前記マクロブロックの
符号化データの先頭から順に、対応する１個の各小領域
に格納する手段と、前記Ｍ個の小領域において前記マク
ロブロックの符号量がＮビット未満であるために生じる
空き領域に、前記Ｍ個のマクロブロックの符号化データ
のうち前記第１のデータ以外の符号化データを第２のデ
ータとして格納する手段と、前記Ｍ個のマクロブロック
の符号化データのうち、前記第１のデータおよび前記第
２のデータ以外のデータを第３のデータとして高域シン
クブロックに格納する手段と、前記各シンクブロックに
格納されたデータをシンクブロック単位で記録する手段
から構成される。

【００１０】また、第２には、１個もしくは複数個の変
換ブロックからなるマクロブロック毎に低域の変換係数
から順に可変長符号化する手段と、１個のマクロブロッ
ク毎に、１個のシンクブロックを割り当て、前記マクロ
ブロックの符号量がＮビット以上の場合はＮビット目ま
で、前記マクロブロックの符号量がＮビット未満の場合
は全符号化データを第１のデータとしてマクロブロック
の符号化データの先頭から順に前記シンクブロックに記
録する手段と、前記第１のデータを格納した複数のシン
クブロック単位で、前記マクロブロックの符号化データ
のうち、前記第１のデータ以外の符号化データを第２の
データとして、前記複数のマクロブロックに割り当てら
れた各シンクブロックにおいて前記マクロブロックの符
号量がＮビット未満であるために生じる空き領域に格納
する手段と、前記各マクロブロック毎に、前記マクロブ
ロックの符号化データが前記第１のデータのみで構成さ
れているか否かを示す１ビットのマーカー情報を、前記
シンクブロックの所定の位置に格納する手段と、前記シ
ンクブロックのデータをシンクブロック単位で記録する
手段とを有する記録部と、前記マーカー情報を検出する
手段と、前記マクロブロックの符号化データが前記第１
のデータのみで構成されているマクロブロックから先に
復号する手段とを有する再生部から構成される。

【００１１】

【作用】上記第１の構成により、各マクロブロックにお
いて、低域の符号化データは予め決まった低域シンクブ
ロックに記録され、高域の符号化データは高域シンクブ
ロックに順番に記録されるので、可変長符号の復号の前
処理として、１個の低域シンクブロックのみを復号すれ
ばよい。また、第２の構成により、マーカー情報によっ
て示される、符号化データが第１のデータのみで構成さ
れるマクロブロックから先に復号することによって、前
処理としての復号処理を行うことなく第２のデータが記
録されている場所の検出ができるので、全符号化データ
の復号ができる。従って、広範囲に符号量制御を行った
場合にも、数マクロブロック単位に符号量制御を行った
場合と同程度の回路規模で復号処理回路が実現できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の画像符号化記録再生装置の各
実施例を図１〜図７に基づいて説明する。

【００１３】図１〜図４は第１の実施例を示す。図１に
おいて、１はディジタル映像信号入力端子、２はブロッ
ク化回路、３はＤＣＴ処理回路、４は符号量制御回路、
５は量子化回路、６は可変長符号化回路、７はパッキン
グ回路、８は符号量カウンタ、９は第１のメモリ制御回
路、１０は第１のバッファメモリ、１１は第２のバッフ
ァメモリ、１２は境界情報生成回路、１３は第１のＲＡ
Ｍ、１４は記録信号処理回路、１５は記録ヘッド、１６
は記録媒体、１７は再生ヘッド、１８は再生信号処理回
路、１９は境界情報検出回路、２０は量子化パラメータ
検出回路、２１は第２のＲＡＭ、２２は第２のメモリ制
御回路、２３はＥＮＤ検出回路、２４は可変長復号回
路、２５は逆パッキング回路、２６は逆量子化回路、２
７は逆ＤＣＴ処理回路、２８は逆ブロック化回路、２９
はディジタル映像信号出力端子、３０は再生制御信号入
力端子である。このように構成された第１の実施例の画
像符号化記録再生装置についてその動作を説明する。な
お、本実施例において入力信号は、１フィールドに対し
て輝度信号“ Ｙ ”が横７２０画素，縦２５６画素、
色差信号“Ｐｂ，Ｐｒ”に対してはその半分のサンプリ
ングの４：２：２コンポーネント信号とする。また、１
フィールドの映像信号は２チャンネルに分けて、チャン
ネル毎に所定の符号量以下になるような量子化パラメー
タでもって量子化後、可変長符号化して記録する。１チ
ャンネルの映像信号記録領域は１１５２シンクブロック
からなり、１シンクブロックにおけるデータ領域の大き
さは８６バイトとする。以下では１チャンネルの処理に
ついて説明する。

【００１４】入力された４：２：２コンポーネント信号
をブロック化回路２において、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒ独立に８
ライン・８画素毎のＤＣＴブロックに分割する。従って
１フィールドの映像信号はチャンネルあたり、Ｙ信号は
１４４０ＤＣＴブロック，Ｐｂ，Ｐｒ信号はそれぞれ７
２０ＤＣＴブロックに分割される。さらに、画面上で隣
合った位置にあるＹ信号２ＤＣＴブロック（Ｙ０，Ｙ
１）と、それと同じ位置に相当するＰｂ，Ｐｒ信号それ
ぞれ１ＤＣＴブロックずつをまとめて１マクロブロック
とする。すなわち、１チャンネルは、７２０マクロブロ
ックから構成される。

【００１５】ＤＣＴ処理回路３において、各ＤＣＴブロ
ック毎にＤＣＴ処理を施す。符号量制御回路４では、ま
ず、１フィールド分のＤＣＴ係数データからサンプリン
グされたデータを用いて、１チャンネル当りの符号量が
目標符号量以下になるような量子化パラメータの初期値
を予測する。その後、可変長符号化後の符号量を監視し
て目標符号量を越えないように量子化パラメータを適宜
変更する。量子化回路５では選択された量子化パラメー
タに基づいて、ＤＣＴ係数データを量子化する。可変長
符号化回路６では、各ＤＣＴブロック毎に量子化後の係
数データに対して図２に示すようにジグザグスキャンし
て低域から順番に並べ、連続する０の個数とそれに続く
非ゼロの値に対して１符号を割り当てる、２次元ハフマ
ン符号化により可変長符号に変換する。パッキング回路
７では、低域成分から順番に符号化されたＹ０，Ｙ１，
Ｐｂ，Ｐｒの４ＤＣＴブロックの可変長符号化データに
対して、Ｙ０，Ｙ１，Ｐｂ，Ｐｒ，Ｙ０，………の順で
１符号ずつ取り出して並べた後、１バイト単位に区切っ
て出力する。各ＤＣＴブロックの可変長符号化結果の一
例と、その場合のデータパッキング結果を図３に示す。

【００１６】図３において、ａ０，………，ａ７はＹ０
の符号化結果、ｂ０，………，ｂ６はＹ１の符号化結
果、ｃ０，………，ｃ４はＰｂの符号化結果、ｄ０，…
……，ｄ３はＰｒの符号化結果であり、それぞれの高さ
が符号長を表している。２次元ハフマン符号化による可
変長符号化処理を行っているので、図３に示すようにＤ
ＣＴブロックによって、符号数と符号長が異なる。この
場合、各変換ブロックに対して、１符号ずつ低域から取
り出して並べ替える。すなわち、ａ０，ｂ０，ｃ０，ｄ
０，ａ１，ｂ１，………，ｂ６，ａ７の順にデータパッ
キングを行う。ここで、１マクロブロックの符号量が１
バイトの整数倍になるように、データ列の末尾に、１バ
イト以下のダミーデータを付加する。

【００１７】図３のようにパッキングされたマクロブロ
ックの符号化データに対して、３マクロブロックの低域
データを１シンクブロックに記録する。図４に、１チャ
ンネル分の映像信号を記録するシンクブロック１１５２
個におけるデータ格納領域を示す。図４において、ＳＢ
１〜ＳＢ２４０は低域シンクブロック、ＳＢ２４１〜Ｓ
Ｂ１１５２は高域シンクブロックである。量子化パラメ
ータは７ビットとし、各低域シンクブロックに記録す
る。また、９マクロブロック毎に高域シンクブロックに
記録されたデータの先頭位置を示す境界情報を記録す
る。なお、符号化データはバイト単位で記録されるの
で、境界情報は映像データ記録領域におけるバイト単位
のアドレスを示す。映像データ記録領域は１１５２・８
６バイトであるので、境界情報は１７ビットとなる。境
界情報は、２シンクブロックに分けて記録する。また、
低域シンクブロックのデータ記録領域を２８バイト毎の
小領域に区切って、それぞれ１マクロブロックの低域の
符号化データを記録する。図４において、３１は量子化
パラメータ、３２は境界情報である。

【００１８】パッキング回路７からマクロブロック毎に
出力される符号化データにおいて、符号量カウンタ８で
符号量をカウントし、先頭から２８ビット目までを第１
のデータとして、第１のＲＡＭ１３上における所定の低
域シンクブロック内の小領域に相当するアドレスに書き
込み、２９ビット目以降の符号化データを第１のバッフ
ァメモリ１０に一時書き込む。マクロブロックの符号化
量が２８ビット未満の場合は、全符号化データをシンク
ブロック内の小領域に書き込み、小領域中で符号化デー
タが記録されていない空き領域のアドレスを一時第２の
バッファメモリ１１に書き込む。３マクロブロックの処
理が終わった後、第２のバッファメモリ１１から空き領
域のアドレスデータを読み出し、第１のバッファメモリ
１０から読み出した符号化データを、低域シンクブロッ
ク中の空き領域に第２のデータとして書き込む。空き領
域が一杯になるか、もしくは、第２のバッファメモリ１
１にアドレスデータが書き込まれてない場合は、第１の
バッファメモリ１０に書き込まれている符号化データ
を、第１のＲＡＭ１３における高域シンクブロックに相
当するアドレスに第３のデータとして順番に書き込む。
また、９マクロブロック毎に高域シンクブロックに記録
される符号化データの、１バイト目のデータが書き込ま
れる第１のＲＡＭ１３上でのアドレスを境界情報生成回
路１２で発生し、所定のアドレスに格納する。第１，第
２のバッファメモリ１０，１１および第１のＲＡＭ１３
の制御は、第１のメモリ制御回路９で行う。

【００１９】以上の処理により低域シンクブロックおよ
び高域シンクブロックに書き込まれた符号化データを図
４に示している。図４において、３３はマクロブロック
毎の低域データ（第１のデータ）、３４は空き領域に書
き込まれた符号化データ（第２のデータ）、３５は高域
データ（第３のデータ）である。１フィールド分の符号
化データ、量子化パラメータおよび境界情報が第１のＲ
ＡＭ１３に書き込まれた後、データを読み出し、記録信
号処理回路１４において、同期符号，ＩＤ，誤り訂正符
号付加，記録変調処理を行い、記録ヘッド１５を介して
記録媒体１６に記録する。

【００２０】再生時には、再生ヘッド１７を介して再生
された信号から、再生信号処理回路１８で再生等化，復
調，誤り訂正などの再生信号処理を行う。再生処理され
た符号化データを第２のＲＡＭ２１に書き込む。境界情
報検出回路１９では、２シンクブロック毎に記録された
境界情報を検出する。量子化パラメータ検出回路２０で
は、各シンクブロックに記録された量子化パラメータを
検出する。復号処理も、符号化処理と同様に３マクロブ
ロック単位に行う。まず、可変長復号の前処理として、
第２のＲＡＭ２１から１個の低域シンクブロックの符号
化データを読み出し、各小領域において記録されている
マクロブロックの符号化データの終端場所をＥＮＤ検出
回路２３で検出する。終端場所検出の後、可変長復号回
路２４で１マクロブロックずつ復号を行う。まず、低域
シンクブロック中の各小領域に書き込まれている２８バ
イトの符号化データすなわち第１のデータの復号を行
う。この第１のデータを用いて、マクロブロックの最後
のデータまでを復号できなければ、低域シンクブロック
の各小領域内の前記終端場所以降のデータすなわち第２
のデータおよび、高域シンクブロックのデータすなわち
第３のデータを第２のＲＡＭ２１から読み出して、復号
を続ける。第２のＲＡＭ２１の読み出し制御は、第２の
メモリ制御回路２２で行う。マクロブロック毎に復号さ
れたデータに対して、逆パッキング回路２５でＤＣＴブ
ロック毎にデータの並べ替えを行う。量子化パラメータ
検出回路２０で検出された量子化パラメータに基づい
て、逆量子化回路２６で逆量子化を行い、逆ＤＣＴ、逆
ブロック化後、ディジタル映像信号出力端子２９から出
力する。

【００２１】サーチ時には、再生制御信号入力端子３０
からサーチ再生であることを示す信号を入力し、低域シ
ンクブロックのデータのみを用いて復号することによっ
て、サーチ画像を再生する。

【００２２】誤りが発生した場合においても、低域シン
クブロックに記録されている低域のデータでは１マクロ
ブロック以内、高域シンクブロックに記録されている高
域のデータでは境界情報を検出することによって、９マ
クロブロック以内で誤り伝播が停止する。

【００２３】このように広範囲に符号量制御を行った場
合においても、復号処理の前処理として復号する必要が
ある範囲は数マクロブロックであるので、数マクロブロ
ック単位に符号量制御を行った場合と同程度の回路規模
で復号回路が実現できる。

【００２４】図５は低域シンクブロックおよび高域シン
クブロックに書き込まれた符号化データの別の実施例を
示す。この第２の実施例の画像符号化記録再生装置の構
成は図１に示した第１の実施例と同じである。この第２
の実施例においても第１の実施例と同様の入力信号と
し、１チャンネル７２０シンクブロック毎に符号量制御
して、８６バイトのシンクブロック１１５２個に記録す
る。

【００２５】図５において、ＳＢ１〜ＳＢ２４０は低域
シンクブロック、ＳＢ２４１〜ＳＢ１１５２は高域シン
クブロックである。低域シンクブロックには３マクロブ
ロックの低域の符号化データを記録する。量子化パラメ
ータは７ビットとし、各低域シンクブロックに記録す
る。また、９マクロブロック毎に、高域シンクブロック
に記録されたデータの先頭位置を示す境界情報１７ビッ
トを記録する。３１は量子化パラメータ、３２は境界情
報である。

【００２６】パッキング回路７からマクロブロック毎に
出力される符号化データにおいて、１個の低域シンクブ
ロックに記録される３個のマクロブロックのうち、Ｌ番
目のマクロブロックに対して、符号量カウンタ８で低域
シンクブロックに記録された符号化データの累積量を求
め、Ｌ・２８バイトになるまで第１のＲＡＭ１３上にお
ける所定の低域シンクブロックに相当するアドレスに第
１のデータとして格納し、それ以降の符号化データを一
時第１のバッファメモリ１０に書き込む。累積符号量が
３・２８バイトになる前に、３番目のマクロブロックの
符号化データを全て低域シンクブロックに格納できた場
合は、第１のバッファメモリ１０から読み出した符号化
データを、累積符号量が３・２８バイトになるまで格納
する。すなわち、１個の低域シンクブロックに、３マク
ロブロックの低域成分を記録した後の空き領域に記録す
る。この空き領域に記録するデータを第２のデータとす
る。低域シンクブロックのデータ領域が一杯になれば、
第１のバッファメモリ１０に格納されている残りの符号
化データを、高域シンクブロックに相当する第１のＲＡ
Ｍ１３上のアドレスに第３のデータとして順番に格納す
る。また、６マクロブロック毎に、高域シンクブロック
に記録される符号化データすなわち第３のデータの、１
バイト目のデータが書き込まれる第１のＲＡＭ１３上で
のアドレスを境界情報生成回路１２で発生し、所定のア
ドレスに格納する。３３はマクロブロック毎の低域デー
タ（第１のデータ）、３４は空き領域に書き込まれた符
号化データ（第２のデータ）、３５は高域データ（第３
のデータ）である。

【００２７】再生時の復号処理も、符号化処理と同様に
３マクロブロック単位に行う。まず、可変長復号の前処
理として、第２のＲＡＭ２１から１個の低域成分記録シ
ンクブロックの符号化データを読み出し、３番目のマク
ロブロックの符号化データの終端場所をＥＮＤ検出回路
２３で検出する。終端場所検出後、可変長復号回路２４
で１マクロブロックずつ復号を行う。まず、低域成分記
録シンクブロックに記録されている第１のデータを復号
する。このデータを用いて、マクロブロックの最後のデ
ータまでを復号できなければ、低域成分記録シンクブロ
ック内の前記終端場所以降に記録されている第２のデー
タ、および高域成分記録シンクブロックに記録されてい
る第３のデータを第２のＲＡＭ２１から読み出して復号
する。復号されたデータは、逆量子化、逆ＤＣＴ、逆ブ
ロック化を施し、ディジタル映像信号出力端子２９から
出力する。

【００２８】サーチ時には、再生制御信号入力端子３０
からサーチ再生であることを示す信号を入力し、低域シ
ンクブロックのデータのみを用いて復号することによっ
て、サーチ画像を再生する。

【００２９】このように広範囲に符号量制御を行った場
合においても、復号処理の前処理として復号する必要が
ある範囲は数マクロブロックであり、前処理によって検
出する場所は、１シンクブロックに１箇所でよいので、
簡単な構成で復号回路が実現できる。

【００３０】上記の第２の実施例において、複数の低域
シンクブロック単位でデータの格納を行うこともでき
る。すなわち、Ｋ個の低域シンクブロック毎の空き領域
に書き込む第２のデータを、前記Ｋ個の低域シンクブロ
ックに割り当てられたＫ・３個のマクロブロックの第１
のデータ以外の符号化データとする。また、第１のバッ
ファメモリ１０に一時書き込む符号化データをＫ・３個
のマクロブロック毎の符号化データとし、第２のバッフ
ァメモリ１１にはＫ個の低域シンクブロックにおける空
き領域の位置を一時書き込む。そして、再生側ではＥＮ
Ｄ検出回路２３において、Ｋ個の低域シンクブロック毎
に空き領域の位置を検出する。この場合、前記空き領域
に何もデータが書き込まれない確率が小さくなる。すな
わち、１個の低域シンクブロック単位でデータの格納を
行なう場合、３マクロブロックの符号量の総和が２８・
３バイト以下の場合は空き領域に何もデータが書き込ま
れず、Ｋ個の低域シンクブロック単位でデータの格納を
行なう場合は、Ｋ・３マクロブロックの符号量の総和が
Ｋ・２８・３バイト以下の場合に、空き領域に何もデー
タが書き込まれないこととなり、画像の局所的特徴によ
る符号量の偏りのために、データの書き込まれない空き
領域の発生確率を小さくすることができる。

【００３１】図６は第３の実施例の画像符号化記録再生
装置を示す。なお、図１と同じ構成のものには同一の符
号を付けて詳細な説明を省略する。図６において、３６
は第１のメモリ制御回路、３７は第１のバッファメモ
リ、３８は第２のバッファメモリ、３９はマーカー情報
生成回路、４０は第１のＲＡＭ、４１は第２のＲＡＭ、
４２はマーカー情報検出回路、４３は第３のバッファメ
モリ、４４は第２のメモリ制御回路、４５は第３のＲＡ
Ｍ、４６は第３のメモリ制御回路である。

【００３２】なお、本実施例においても第１の実施例と
同様に、入力信号は１フィールドに対して、輝度信号が
横７２０画素、縦２５６ラインからなる４：２：２コン
ポーネント信号、７２０シンクブロックとし、１フィー
ルドの映像信号は２チャンネルに分けて、チャンネル毎
に符号量制御して記録する。ただし、１チャンネルの映
像信号記録領域は７２０シンクブロックからなり、１シ
ンクブロックにおけるデータ領域の大きさは１３６バイ
トとする。図７に、１チャンネル分の映像信号を記録す
るシンクブロック７２０個におけるデータ格納領域を示
す。７ビットの量子化パラメータは１シンクブロック
毎、１７ビットの境界情報は４シンクブロック毎に求
め、３シンクブロックに分けて記録する。更に、１シン
クブロック毎に、そのシンクブロックに割り当てられた
マクロブロックの符号量が、シンクブロックの符号化デ
ータ記録領域よりも大きいかどうかを示す１ビットのマ
ーカー情報を記録する。図７において、３１は量子化パ
ラメータ、４７はマーカー情報、３２は境界情報であ
る。符号化データ記録領域の大きさは、１シンクブロッ
ク当たり１３４バイトとなる。以下では１チャンネルの
処理について説明する。

【００３３】図６のように構成された第３の実施例につ
いてその動作を説明する。第１の実施例と同様に、可変
長符号化回路６からの出力に対して、パッキング回路７
で、マクロブロック単位に図３に示すようなデータパッ
キングを行う。符号量カウンタ８では、１マクロブロッ
ク毎の符号量をバイト単位で求める。マクロブロック毎
に、先頭から１３４バイト目までの符号化データを、所
定のシンクブロックに相当する第１のＲＡＭ４０上のア
ドレスに第１のデータとして書き込む。マクロブロック
の符号量が１３５バイト以上の場合は、１３５バイト目
以降のデータを、一時第１のバッファメモリ３７に書き
込む。符号量が１３４バイト未満の場合は、そのシンク
ブロックに生じる空き領域の先頭アドレスを第２のバッ
ファメモリ３８に書き込む。第１のバッファメモリ３７
に書き込まれた符号化データは、第２のバッファメモリ
３８に書き込まれている空き領域のアドレスに基づい
て、空き領域に第２のデータとして格納する。マーカー
生成回路３９では、符号量が１３５バイト未満のマクロ
ブロックに対しては“１”、１３５バイト以上のマクロ
ブロックに対しては“０”をそれぞれ生成する。また、
量子化パラメータおよび境界情報を第１のＲＡＭ４０の
所定のアドレスに書き込む。以上の処理により、シンク
ブロックに書き込まれた符号化データを図７に示してい
る。４８は第１のデータ、４９は第２のデータである。
第１，第２のバッファメモリ３７，３８および第１のＲ
ＡＭ４０の制御は第１のメモリ制御回路３６で行う。第
１のＲＡＭ４０からデータを読み出した後、記録信号処
理を施し記録媒体１６に記録する。

【００３４】再生時には、再生処理後のデータを第２の
ＲＡＭ４１に書き込む。マーカー情報検出回路４２にお
いて、マーカー情報が“１”すなわち、符号量が１３５
バイト未満のマクロブロックを検出する。検出されたマ
クロブロックを記録しているシンクブロックから先にＲ
ＡＭ３９から読み出し、可変長復号回路２３で、１マク
ロブロックずつシンクブロックに第１のデータとして記
録されている可変長符号を復号する。マーカー情報
“１”で示されるマクロブロックを１個復号する毎に、
復号終了時での第２のＲＡＭ４１の読み出しアドレス、
すなわち第２のデータが記録されている場所の先頭アド
レスを第３のバッファメモリ４３に一時書き込む。マー
カー情報“１”で示されるマクロブロックの復号終了
後、マーカー情報“０”で示されるマクロブロックの復
号を行う。まず、所定のシンクブロックに記録されてい
る第１のデータ１３５バイトを復号し、その後、境界情
報と第３のバッファメモリ４３に格納されているアドレ
スから１３６バイト目以降のデータすなわち第２のデー
タの格納アドレスを求め、第２のＲＡＭ４１からデータ
を読み出して復号する。第２のＲＡＭ４１および第３の
バッファメモリ４３の制御は第２のメモリ制御回路４４
で行う。復号後、逆パッキング，逆量子化された後、第
３のＲＡＭ４５に書き込む。第３のＲＡＭ４５からの読
み出しは、データの出力順になるように第３のメモリ制
御回路４６によって制御する。第３のＲＡＭ４５から読
み出されたデータに対して、逆ＤＣＴ処理，逆ブロック
化処理を行って、ディジタル映像信号出力端子２９から
出力する。

【００３５】サーチ時には、再生制御信号入力端子３０
からサーチ再生であることを示す信号を入力する。この
場合は、マーカー情報の検出を行わず、各シンクブロッ
ク内のデータのみを復号することによってサーチ画像を
得る。

【００３６】このように、１マクロブロックの符号化デ
ータに対して１シンクブロックを割り当て、各シンクブ
ロックに、各マクロブロックの符号化データを低域から
記録し、符号量の大きなマクロブロックの符号化データ
を符号量が小さいマクロブロックに割り当てられたシン
クブロックの空き領域に記録する場合に、符号量がシン
クブロックにおける符号化データ記録領域の大きさより
も小さいマクロブロックを示すマーカー情報を記録し、
再生時に、前記マーカー情報で示されるマクロブロック
から先に復号することによって、少ない付加情報と簡単
な構成の付加回路で他のシンクブロックに記録されてい
る符号化データの記録場所が検出でき、復号することが
できる。

【００３７】なお、本実施例では１シンクブロックに１
マクロブロックを割り当てる場合を示したが、複数のマ
クロブロックを割り当てる場合でも、マクロブロック毎
にマーカー情報を記録することにより同様の効果がある
ことは明らかである。

【００３８】なお、全ての実施例においてデータの格納
はバイト単位で行ったが、ビット単位で行うこともでき
ることは明らかである。この場合、ダミーデータが不要
となり、記録効率を向上することができる。

【００３９】また、マクロブロック毎のデータパッキン
グは各ブロックの低域成分を示すデータから順番に行う
ことによって、１マクロブロックのＹ０，Ｙ１，Ｐｂ，
Ｐｒの４ＤＣＴブロック全てのデータに対して、第１の
データとして記録する低域成分を平均的に分割している
ので、高速サーチ時には、１マクロブロック内の４ＤＣ
Ｔブロック全てにおいて低域からある周波数までのデー
タが平均的に再生され、品質のよいサーチ画像が得られ
る。さらに、誤りの影響が複数のブロックに伝播する高
域成分も、４ＤＣＴブロックで平均的に分けられてお
り、誤りに対する影響も各ＤＣＴブロックでばらつきが
少ない。

【００４０】更に、各ＤＣＴブロックに対して１符号ず
つ並べてパッキングしたが、パッキングの方法には、例
えば、Ｙは２符号ずつ、Ｐｂ，Ｐｒは１符号ずつ並べる
など他にも考えられる。

【００４１】また、低域成分については、記録される場
所が数マクロブロック毎に予め決まっており、高域成分
についても数マクロブロック毎に境界情報を記録するこ
とによって、誤りが発生した場合においても、数マクロ
ブロック内で誤り伝播が停止するので、数マクロブロッ
ク単位での符号量制御と同等の誤り耐性が実現できる。
なお、ドロップアウト等によりデータの一部が再生され
ない場合、影響を受けるマクロブロックはできるだけ少
ない方がよい。また、誤りによって低域成分が再生不能
になった場合、境界情報もしくは高域成分のみが再生さ
れても、マクロブロックのデータを復号することはでき
ない。本発明では、境界情報は低域成分が記録されるシ
ンクブロック内に記録することにより、誤りが発生した
場合に低域成分が再生されないマクロブロックの境界情
報のみが再生されることはなく、境界情報が正しく再生
される場合には低域成分も正しく再生されるので、誤り
の影響をできるだけ少数のマクロブロックに限定するこ
とができる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によると、広範囲に
符号量制御を行った場合においても、少ない付加情報ま
たは、簡単な構成の回路を付加することによって、符号
化データの復号が可能となる。従って、回路規模や処理
時間を増大させることなく、通常再生画質の優れた画像
符号化記録再生装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１，第２の実施例における画像符号
化記録再生装置の構成図

【図２】第１の実施例のジグザグスキャンの説明図

【図３】第１の実施例のマクロブロックのデータパッキ
ングを示す模式図

【図４】第１の実施例における１チャンネルの符号化デ
ータの格納方法を示す概念図

【図５】第２の実施例における１チャンネルの符号化デ
ータの格納方法を示す概念図

【図６】第３の実施例における画像符号化記録再生装置
の構成図

【図７】第３の実施例における１チャンネルの符号化デ
ータの格納方法を示す概念図

【符号の説明】

２ブロック化回路３ＤＣＴ回路４符号量制御回路５量子化回路６可変長符号化回路７パッキング回路８符号量カウンタ９，２２，３４，４４，４６メモリ制御回路１２境界情報生成回路１４記録信号処理回路１８再生信号処理回路１９境界情報検出回路２０量子化パラメータ検出回路２３ＥＮＤ検出回路２４可変長復号回路２５逆パッキング回路２６逆量子化回路２７逆ＤＣＴ処理回路２８逆ブロック化回路３９マーカー生成回路４２マーカー検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号に対して、複数画素からなる変
換ブロック毎に直交変換し、１個もしくは複数個の変換
ブロックからなるマクロブロック単位で可変長符号化し
た符号化データを、固定長のシンクブロック単位で記録
する画像符号化記録再生装置において、前記シンクブロ
ックは、低域データを格納する低域シンクブロックと高
域データを格納する高域シンクブロックとで構成され、
前記マクロブロック毎に低域の変換係数から順に可変長
符号化する手段と、Ｍ個のマクロブロック毎に１個の低
域シンクブロックを割り当て、前記低域シンクブロック
のデータ領域をＮビット毎にＭ個の小領域に分割し、前
記Ｍ個の各マクロブロックに対して、符号量がＮビット
以上の場合はＮビット目まで、符号量がＮビット未満の
場合は全符号化データを、第１のデータとして前記マク
ロブロックの符号化データの先頭から順に、対応する１
個の各小領域に格納する手段と、前記Ｍ個の小領域にお
いて前記マクロブロックの符号量がＮビット未満である
ために生じる空き領域に、前記Ｍ個のマクロブロックの
符号化データのうち、前記第１のデータ以外の符号化デ
ータを第２のデータとして格納する手段と、前記Ｍ個の
マクロブロックの符号化データのうち、前記第１のデー
タおよび前記第２のデータ以外のデータを第３のデータ
として高域シンクブロックに格納する手段と、前記各シ
ンクブロックに格納されたデータをシンクブロック単位
で記録する手段とを設けた画像符号化記録再生装置。
【請求項２】画像信号に対して、複数画素からなる変
換ブロック毎に直交変換し、１個もしくは複数個の変換
ブロックからなるマクロブロック単位で可変長符号化し
た符号化データを、固定長のシンクブロック単位で記録
する画像符号化記録再生装置において、前記シンクブロ
ックは、低域データを格納する低域シンクブロックと高
域データを格納する高域シンクブロックとで構成され、
前記マクロブロック毎に低域の変換係数から順に可変長
符号化する手段と、Ｍ個のマクロブロック毎に１個の低
域シンクブロックを割り当て、前記低域シンクブロック
におけるデータ領域に１マクロブロックずつ符号化デー
タを格納する際に、前記Ｍ個のマクロブロックのうちＬ
（Ｌ＝１，２，………，Ｍ）番目のマクロブロックに対
して、前記低域シンクブロックに順次１番目からＬ番目
までの格納された符号化データの累積量がＬ・Ｎビット
になる、もしくは前記マクロブロックの全符号化データ
が格納されるまで、第１のデータとして前記マクロブロ
ックの符号化データの先頭から順に前記低域シンクブロ
ックに格納する手段と、前記低域シンクブロックにおい
てＭ番目のマクロブロックの前記第１のデータ格納終了
時に格納されている前記第１のデータの累積量がＭ・Ｎ
ビット未満であるために生じる空き領域に、前記Ｍ個の
マクロブロックの符号化データのうち、前記第１のデー
タ以外の符号化データを第２のデータとして格納する手
段と、前記Ｍ個のマクロブロックの符号化データのう
ち、前記第１のデータおよび前記第２のデータ以外のデ
ータを第３のデータとして高域シンクブロックに格納す
る手段と、前記シンクブロックに格納されたデータをシ
ンクブロック単位で記録する手段とを設けた画像符号化
記録再生装置。
【請求項３】画像信号に対して、複数画素からなる変
換ブロック毎に直交変換し、１個もしくは複数個の変換
ブロックからなるマクロブロック単位で可変長符号化し
た符号化データを、固定長のシンクブロック単位で記録
する画像符号化記録再生装置において、前記シンクブロ
ックは、低域データを格納する低域シンクブロックと高
域データを格納する高域シンクブロックとで構成され、
前記マクロブロック毎に低域の変換係数から順に可変長
符号化する手段と、Ｍ個のマクロブロック毎に１個の低
域シンクブロックを割り当て、前記低域シンクブロック
におけるデータ領域に１マクロブロックずつ符号化デー
タを格納する際に、前記Ｍ個のマクロブロックのうちＬ
（Ｌ＝１，２，………，Ｍ）番目のマクロブロックに対
して、前記低域シンクブロックに順次１番目からＬ番目
までの格納された符号化データの累積量がＬ・Ｎビット
になる、もしくは前記マクロブロックの全符号化データ
が格納されるまで、第１のデータとしてマクロブロック
の符号化データの先頭から順に前記低域シンクブロック
に格納する手段と、前記低域シンクブロックＳ個におい
てそれぞれＭ番目のマクロブロックの前記第１のデータ
格納終了時に格納されている前記第１のデータの累積量
がＭ・Ｎビット未満であるために生じる空き領域に、前
記Ｓ個の低域シンクブロックに割り当てられているＳ・
Ｍ個のマクロブロックの符号化データのうち、前記第１
のデータ以外の符号化データを第２のデータとして格納
する手段と、前記Ｓ・Ｍ個のマクロブロックの符号化デ
ータのうち、前記第１のデータおよび前記第２のデータ
以外のデータを第３のデータとして高域シンクブロック
に格納する手段と、前記シンクブロックに格納されたデ
ータをシンクブロック単位で記録する手段とを少なくと
も有することを特徴とする画像符号化記録再生装置。
【請求項４】Ｋ・Ｍ個のマクロブロック毎に、前記高
域シンクブロックに記録される前記第３のデータの先頭
の、データ記録領域上における記録位置を示す情報を、
前記Ｋ・Ｍ個のマクロブロックに割り当てられた低域シ
ンクブロック内の所定の領域に格納する手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像符号
化記録再生装置。
【請求項５】Ｋ・Ｓ・Ｍ個のマクロブロック毎に、前
記高域シンクブロックに記録される前記第３のデータの
先頭の、データ記録領域上における記録位置を示す情報
を、前記Ｋ・Ｓ・Ｍ個のマクロブロックに割り当てられ
た低域シンクブロック内の所定の領域に格納する手段を
有することを特徴とする請求項３記載の画像符号化記録
再生装置。
【請求項６】画像信号に対して、複数画素からなる変
換ブロック毎に直交変換し、１個もしくは複数個の変換
ブロックからなるマクロブロック単位で可変長符号化し
た符号化データを、固定長のシンクブロック単位で記録
する画像符号化記録再生装置において、前記マクロブロ
ック毎に低域の変換係数から順に可変長符号化する手段
と、１個のマクロブロック毎に１個のシンクブロックを
割り当て、前記マクロブロックの符号量がＮビット以上
の場合はＮビット目まで、また、前記マクロブロックの
符号量がＮビット未満の場合は、全符号化データを第１
のデータとしてマクロブロックの符号化データの先頭か
ら順に前記シンクブロックに記録する手段と、前記第１
のデータを格納した複数のシンクブロック単位で、前記
マクロブロックの符号化データのうち、前記第１のデー
タ以外の符号化データを第２のデータとして、前記複数
のマクロブロックに割り当てられた各シンクブロックに
おいて前記マクロブロックの符号量がＮビット未満であ
るために生じる空き領域に格納する手段と、前記各マク
ロブロック毎に、前記マクロブロックの符号化データが
前記第１のデータのみで構成されているか否かを示す１
ビットのマーカー情報を、前記シンクブロックの所定の
位置に格納する手段と、前記シンクブロックのデータを
シンクブロック単位で記録する手段とを有する記録部
と、前記マーカー情報を検出する手段と、前記マクロブ
ロックの符号化データが前記第１のデータのみで構成さ
れているマクロブロックから先に復号する手段とを有す
る再生部を設けた画像符号化記録再生装置。
【請求項７】複数のマクロブロック毎に１個のシンク
ブロックを割り当て、各マクロブロック毎に、前記マク
ロブロックの符号化データが前記第１のデータのみで構
成されているか否かを示す１ビットのマーカー情報を、
前記シンクブロックの所定の位置に格納する手段を設け
たことを特徴とする請求項６記載の画像符号化記録再生
装置。
【請求項８】前記第２のデータを有するマクロブロッ
クＫ個毎に、前記第２のデータの先頭の、データ記録領
域上における記録位置を示す情報を、前記第２のデータ
を有するマクロブロックＫ個毎に割り当てられたシンク
ブロック内の所定の領域に格納する手段を有することを
特徴とする請求項６または請求項７記載の画像符号化記
録再生装置。
【請求項９】前記マクロブロック毎に低域の係数から
順に可変長符号化する手段を、マクロブロック内の各変
換ブロック単位で低域の変換係数から順に可変長符号化
データに可変長符号化する手段と、前記マクロブロック
内の各変換ブロックに対して、予め決められた可変長符
号化データの個数ずつ低域から可変長符号化データを取
り出して並べ替える手段とから構成されることを特徴と
する請求項１または請求項２または請求項３または請求
項６記載の画像符号化記録再生装置。