JPH01146479A - フレーム化回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン信号のデータ量を圧縮し、圧
縮されたディジタル信号をＶＴＲにより記録するのに適
用されるフレーム化回路に関する。

〔発明の概要〕

この発明では、同期信号毎に区切られる一定長のシンク
ブロック内に、複数のサブブロックを挿入するフレーム
化回路において、シンクブロック内でサブブロックの区
切りを識別するのに用いられる付加データが挿入され、
付加データの最初のものの位置を識別するための位置デ
ータが挿入されることにより、フレーム内に無駄なダミ
ーデータを設けることを不要としたものである。

［従来の技術］ 本願出願人は、特願昭５９−２６６４０７号明細書に記
載されているような、２次元ブロック内に含まれる複数
画素の最大値及び最小値により規定されるダイナミック
レンジを求め、このダイナミックレンジに適応した符号
化を行う高能率符号化装置を提案している。また、特願
昭６０−２３２７８９号明細書に記載されているように
、複数フレームに夫々含まれるｉｌ域の画素から形成さ
れた３次元ブロックに関してダイナミックレンジに適応
した符号化を行う高能率符号化装置が提案されている。

更に、特願昭６０−２６８８１７号明細書に記載されて
いるように、量子化を行った時に生じる最大歪みが一定
となるように、ダイナミックレンジに応じてビット数が
変化する可変長符号化方法が提案されている。

上述のダイナミックレンジに適応した高能率符号（ＡＤ
ＲＣと称する）は、伝送すべきデータ量を大幅に圧縮で
きるので、ディジタルＶＴＲに適用して好適である。特
に、可変長ＡＤＲＣは、圧縮率を高くすることができる
。しかし、可変長ＡＤＲＣは、伝送データの量が画像の
内容によらて変動するために、所定量のデータを１トラ
ツクとして記録するディジタルＶＴＲのような固定レー
トの伝送路を使用する時には、バッファリングの処理が
必要である。本願出願人は、例えば特願昭６１−２５７
５８６号明細書に記載されているように、ダイナミック
レンジの度数分布を求め、この度数分布を積算形の分布
に変換し、符号化のしきい値を積算形の度数分布に通用
して発生情報量を求め、発生情報量が伝送レートを超え
ないよ゛うに制御するバッファリング装置を提案してい
る。

上述の可変長ＡＤＲＣが用いられるディジタルＶＴＲで
は、ＡＤＲＣにより得られたデータを記録信号の形態に
変換するフレーム化回路が必要とされる。フレーム化回
路では、第８図に示すように、４個のＡＤＲＣの符号化
の単位であるブロック（ＡＤＨブロックと称する）をサ
ブブロックとして記録データを構成している。

即ち、１個のＡＤＲブロックは、ダイナミックレンジＤ
Ｒｉ（ｉはＡＤＲブロック番号）と最小値ＭＩＮｉと符
号化により得られたコード信号からなるビットプレーン
ＢＰＬ　ｉとから構成されている。ビットプレーンＢＰ
Ｌ　ｉは、可変長符号化のために、ブロックにより長さ
が一定していない。

第８図に示す例では、ＢＰＬＯが４バイト、ＢＰＬｌが
２バイト、ＢＰＬ２が８バイト、ＢＰＬ３が６バイトで
ある。この４個のＡＤＲブロックの先頭に、各２ビツト
の動き判定コードＭＤＴ　ｉ〜ＭＤＴｉ＋３が付加され
ている。動き判定コードＭＤＴｉは、ｉ番目のブロック
が静止画ブロックか動画ブロックかを示すデータである
。

上述の４個のＡＤＨブロックをサブブロックとして、所
定長の同期（シンク）ブロックが形成される。第９図は
、１個のシンクブロックの構成を示す、シンクブロック
の先頭にシンクパターン（２バイト）が付加され、次に
シンクブロックの番号（２バイト）が付加され、その後
に各１バイトの輝度信号に関するしきい値ｙｔｈ及び色
信号に関するしきい値ｃｔｈが位置し、その後に２バイ
トのＡＤＨブロック番号が位置する。このＡＤＲブロッ
ク番号の後に、第８図に示す４個のＡＤＲブロックから
なるサブブロックが複数個位置して、ｌシンクブロック
が形成される。ＡＤＲブロック番号は、最初のＡＤＨブ
ロックの番号を示す。

１シンクブロツクの長さが所定長であるのに対し、ＡＤ
Ｒブロックの長さが可変である。従って、シンクブロッ
クの区切りがＡＤＨブロックの区切りと一致しない場合
が生じる０例えば第９図において、破線で示すように、
（ｎ＋１）番目のＡＤＨブロックのビットプレーンＢＰ
Ｌｎ＋１　　（６バイト）の３バイトの位置でシンクブ
ロックの区切りが生じる。

従来では、上述の問題に対処するために、ダミーデータ
を挿入していた。即ち、第１Ｏ図に示すように、０番目
のシンクブロックにおいて、シンクブロックの区切りが
ビットプレーンＢ　Ｐ　Ｌｎ＋１の途中で生じる時には
、０番目のシンクブロックには、ビットプレーンＢＰＬ
ｎ迄挿入し、余りの５バイトが斜線で示すように、ダミ
ーデータとされていた。ダミーデータは、例えば全てＯ
のビットである。ダイナミックレンジＤＲＬｎ＋１．最
小値Ｍ　Ｉ　Ｎｎ＋１及びビットプレーンＢ　Ｐ　Ｌｎ
＋１は、次の１番目のシンクブロックの始めに挿入され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のように、ダミーデータを挿入するフレーム化は、
記録できるデータ量の減少を招来する。

最悪の場合は、ｌシンクブロックの残りのデータ区間が
１８バイトしかないにもかかわらず、（ＭＤＴ＋ＤＲ＋
ＭＩＮ＋ＢＰＩ、（１６バイト）＝１９バイト）を上記
のデータ区間に挿入したい場合である。この場合では、
１８バイトがダミーデータとなり、本来記録可能なデー
タ量に対して、実際に記録できるデータ量が大幅に減少
する。

従って、この発明の目的は、シンクブロックの区切りが
ＡＤＲブロックの途中になっても、記録できるデータ量
の減少を防止することができるフレーム化回路を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） この発明では、同期信号毎に区切られる一定長のシンク
ブロック内に、複数のサブブロックを挿入するフレーム
化回路において、 シンクブロック内でサブブロックの区切りを識別するの
に用いられる付加データが挿入され、付加データの最初
のものの位置を識別するための位置データが挿入される
。

〔作用］ シンクブロック内には、最初のＡＤＨブロックの番号を
示すＡＤＲブロック番号が挿入される。

このＡＤＲブロック番号の前に、途中でシンクブロック
からはみ出たビットプレーンＢＰＬの残りのバイトが位
置される。各々のシンクプロッタの最初のＡＤＲブロッ
ク番号の位置を示す位置データＩＰがシンクブロック毎
に付加される。

また、サブブロックの区切りを示す付加データとしては
、ＡＤＲブロック番号の他に動き判定コードＭＤＴを使
用しても良い。

この位置データＩＰを読み取ることにより、ダミーデー
タを挿入しなくても、受信（再生）側でＡＤＲブロック
の区切りを正しく知ることができる。従って、記録でき
る情報量の減少を防止することができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。この説明は、下記の順序に従ってなされる。

ａ、記録回路及び再生回路 す、フレーム化の一例 Ｃ，フレーム化の他の例 ａ、記録回路及び再生回路 第１図は、この一実施例の記録回路の構成を示し、第１
図において、１，２及び３で夫々示す入力端子に３原色
信号の赤（Ｒ）５緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の信号が供給さ
れる。４で示すＡ／Ｄ変換器により、３原色信号がディ
ジタル信号に変換される。５で示すディジタルマトリッ
クス回路により、輝度信号（Ｙ）及び色差信号（Ｕ、　
　Ｖ）が形成される。この輝度信号及び色差信号は、（
Ｙ：Ｕ、：Ｖ）が（４：４：４）のサンプリング周波数
を有している。

（４：４：４）のディジタルコンポーネント信号は、情
報量が多いので、レート変換回路６により、（３：　１
　：　Ｏ）のサンプリングレートで且つ時分割多重信号
７に変換される。即ち、輝度信号のサンプリング周波数
が（３／４）とされ、色差信号のサンプリング周波数が
（１／４）とされると共に、色差信号のＵ及び■がライ
ン順次の信号とされ？）。

レート変換回路６の出力信号７がブロック化回路８に供
給され、テレビジョン走査の順序の信号がブロックの順
序の信号に変換される。

この実施例では、第３図に示すように、連続する２フレ
ームの画面で同一の位置を占める（４ライン×４画素）
の２個の領域Ａｌｌ及びＡ１２が１ブロツクを構成し、
１ブロツクには、３２個の画素が含まれる。また、ブロ
ック化回路８では、入力信号中のブランキング期間が取
り除かれると共に、有効データが連続するものとされ、
データの系列中にデータ欠如期間が形成される。１ライ
ン中に８５８サンプル含まれ、その内の有効データが７
２０サンプルであり、１フレームのライン数が５２５ラ
インであり、その内の有効ライン数が４８８であるので
、２フレ一ム期間のデータ数及び有効データ数は、下記
のようになる。

有効データ数ニア２０　ｘ４８８　ｘ２　＝７０２，７
２０２フレ一ム期間のデータ数： ８５８　Ｘ５２５　Ｘ２　＝９００，７２０ブロック化
回路８は、４フレームメモリにより構成され、２フレ一
ム期間の有効データのみが２フレームメモリに書き込ま
れると共に、他の２フレームメモリからブロックの順序
に変換された有効データが読み出される。２フレームメ
モリの読み出しアドレスをブロックの順序とすることに
より、走査線の順序をブロックの順序に変換することが
できる。従って、ブロック化回路８の出力信号９には、
次式のように、２３１Ｈ（Ｈ：水平周期）のデータ欠如
期間が含まれる。

（９００，９００−７０２，７２０）÷８５８−２３１
Ｈブロック化回路８の出力信号９がＡＤＲＣエンコーダ
ｌＯに供給される。ＡＤＲＣエンコーダｌＯでは、ブロ
ック毎の最大値ＭＡＸ、　最小値ＭＩＮ、両者の差であ
るダイナミックレンジＤＲが検出され、ダイナミックレ
ンジＤＲに適応して可変長の符号化がなされる。例えば
４個のしきい値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４（ＴＨ
４＜ＴＨ３＜ＴＨ２＜ＴＨＩ）が設定される。ブロック
のダイナミックレンジＤＲが（０≦ＤＲ＜ＴＨ４）の場
合には、割り当てビット数が０とされ、ブロックの最大
値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮのみが伝送される。（ＴＨ４
≦ＤＲ＜ＴＨ３）の時には、割り当てビット数が１ビツ
トとされる。（Ｔｌ（３≦ＤＲ＜ＴＨ２）の時には、割
り当てビット数が２ビツトとされる。（ＴＨ２≦ＤＲ＜
ＴＨＩ）の時には、割り当てビット数が３ビツトとされ
る。　　（ＴＨ１≦ＤＲ＜２５５）の時には、割り当て
ビット数が４ビツトとされる。これらの４個のしきい値
として、輝度信号用のしきい値Ｙｔｈと色信号用のしき
い値ｃｔｈとが使用される。

このように、０〜４ビツトの可変長ＡＤＲＣの符号化を
行う場合に、２フレ一ム期間の情報量が所定値を超えな
いように、バッファリングの処理がされる。バッファリ
ングは、２フレ一ム期間のダイナミックレンジＤＲの発
生度数を求め、このダイナミックレンジＤＲの発生度数
の分布から最適なしきい値ＴＨＩ〜ＴＨ４を決定し、更
に、次の処理に備えるためにダイナミックレンジＤＲの
度数が格納されているメモリをクリアする一連の処理か
らなる。このバッファリングにより決定されたしきい値
を使用して、可変長ＡＤＲＣの符号化が実行される。

ブロック化回路８の出力信号９は、ブロックの順序に変
換された２フレームの有効データからなり、ＡＤＲＣエ
ンコーダ１０では、データ有効期間に、ダイナミックレ
ンジＤＲの度数を収集し、上述のデータ欠如区間におい
て、積算形の度数分布表の作成、しきい値の決定及びメ
モリのクリアの処理を行う。次に、しきい値により、可
変長のＡＤＲＣ符号化を行う。

また、ＡＤＲＣエンコーダ１０では、静止画ブロックの
場合に、１ブロツクを構成する二つの領域Ａｌｌ及びＡ
１２の平均値を形成し、この平均値を二つの領域に代え
て符号化する駒落とし処理がなされる。駒落とし処理に
より、静止画ブロックの場合に画像データの情報量が％
に圧縮される。

静止画ブロックか動画ブロックかを示す動き判定コード
ＭＤＴが形成される。

ＡＤＲＣエンコーダ１０の出力信号は、各画素と対応す
るコード信号（ビットプレーンＢＰＬと称する）１１と
付加データ１２とからなる。付加データ１２には、ブロ
ック毎の動き判定コードＭＤＴ、ダイナミックレンジＤ
Ｒ，最小値ＭＩＮ。

輝度信号及び色差信号の夫々のしきい値ｖｔｈ、ｃｔｈ
、ブロック番号、２フレ一番号側２フレーム識別信 場合に１６、動画の場合に３２である。従って、ビット
ブレーンＢＰＬのデータ量は、ビット長に応じて第４図
に示すように、最小でＯバイト、最大で１６バイトとな
る。

ＡＤＲＣエンコーダ１０の出力信号１１及び１２がフレ
ーム化回路１３に供給され、後述のように、フレーム構
成のデータに変換される。フレーム化回路１３の出力信
号１４がエラー訂正符号のパリティ発生回路１５に供給
され、例えば積符号の構成のエラー訂正符号の符号化が
なされる。パリティ発生回路１５の出力信号１６が並列
→直列変換回路１７に供給され、出力端子１９に直列デ
ータの記録信号１８が得られる。

第２図は、再生回路の構成を示し、第２図において、２
１で示す入力端子に回転ヘッドにより再生された再生信
号が再生アンプ等を介して供給される。再生信号は、直
列→並列変換回路２２によって並列の信号とされてＴＢ
Ｃ（時間軸補正装置）２３に供給される。ＴＢＣ２３の
出力信号２４がエラー訂正回路２５に供給され、エラー
訂正符号により、エラーが訂正される。エラー訂正回路
２５からは、訂正後のデータ２６及びエラーの有無を示
すエラーフラグ２７が発生する。

エラー訂正回路２５の出力信号２６及び２７がフレーム
分解回路２８に供給される。フレーム分解回路２８によ
り、ビットプレーン２９、付加データ３０及びエラーフ
ラグ２７が分離され、このフレーム分解回路２８の出力
信号２７．２９．３０がＡＤＲＣデコーダ３１に供給さ
れる。ＡＤＲＣデコーダ３１では、付加データ３０を使
用してビットプレーン２９の復号がされ、各画素と対応
する８ビツトのデータが得られる。ＡＤＲＣデコーダ３
１の出力信号２７及び３２がブロック分解回路３３に供
給される。

ブロック分解回路３３は、４フレームメモリにより構成
され、ブロックの順序の各画素のデータをテレビジョン
信号の走査順序の信号に変換する。

ブロック分解回路３３からは、各画素と対応して８ビツ
トのコード信号である画素データ３４と、各画素のエラ
ーの有無を示すエラーフラグ３５と、動き判定コード３
６とが発生する。動き判定コード３６は、静止画ブロッ
クか動画ブロックかを示す信号であり、付加データ３０
から分離されたものである。静止画ブロックの場合には
、ＡＤＲＣエンコーダ１０において、１ブロツクを構成
する２個の領域Ａｌｌ及びＡ１２に代えて両者の平均値
が符号化される駒落とし圧縮がされている。

ブロック分解回路３３の出力信号３４，３５゜３６がス
ムージング回路３７に供給される。スムージング回路３
７では、駒落とし圧縮されている静止画ブロックに関し
て、補間がされ、１個の領域が２個の領域のデータとし
て使用される。これと共に、静止画ブロックが連続した
時に、ブロック間の画像の繋がりが不自然になることを
防止する平滑化の処理がなされる。スムージング回路３
７の出力には、画素データ３８及びエラーフラグ３５が
発生し、これらの出力信号がエラー修整回路３９に供給
される。エラー修整回路３９では、エラーデータが時間
的及び空間的に相関を持つ他の正しいデータにより補間
される。

エラー修整回路３９の出力信号４１がレート変換回路４
２に供給される。レート変換回路４２により、（３：　
１　：　Ｏ）の時分割多重信号が（４：４：４）のコン
ポーネント信号に変換される。レート変換回路４２の出
力信号（輝度信号Ｙ１色差信号Ｕ、Ｖ）がディジタルマ
トリックス回路４３に供給され、３原色信号（Ｒ，Ｇ、
Ｂ）に変換される。Ｄ／Ａ変換記録４４により、３原色
信号がアナログの３原色信号に変換され、出力端子４５
゜４６．４７に取り出される。

ｂ、フレーム化の一例 記録側のフレーム化回路１３では、ＡＤＲＣエンコーダ
１０の出力信号１１．１２を所定のフォーマットの記録
信号に変換する。以下に、フレーム化の一例について説
明する。

フレーム化回路１３では、４個のＡＤＲＣの符号化の単
位であるブロック（ＡＤＨブロックと称する）をサブブ
ロックとして記録データを構成している。即ち、１個の
ＡＤＨブロックは、ダイナミックレンジＤＲｉ（ｉはＡ
ＤＲブロック番号）と最小値ＭＩＮｉと符号化により得
られたコード信号からなるビットブレーンＢＰＬ　ｉと
から構成されている。ビットブレーンＢＰＬ　ｉは、可
変長符号化のために、ブロックにより長さが一定してい
ない。

上述の４個のＡＤＲブロックをサブブロックとして、所
定長の同期（シンク）ブロックが形成される。第５図は
、１個のシンクブロックの構成を示す。シンクプロッタ
の先頭にシンクパターン（２バイト）が付加され、次に
シンクブロックの番号（２バイト）が付加され、その後
に各１バイトの輝度信号に関するしきい値ｙｔｈ及び色
信号に関するしきい値ｃｔｈが位置し、その後に２バイ
トのＡＤＲブロック番号が位置する。このＡＤＲブロッ
ク番号の後に、４個のＡＤＲブロックからなるサブブロ
ックが複数個位置して、■シンクブロックが形成される
。ＡＤＨブロック番号は、４個のＡＤＲブロックの中で
最初のＡＤＲブロックの番号を示す。

１シンクプロツタの長さが所定長であるのに対し、ＡＤ
Ｒブロックの長さが可変である。従って、シンクプロッ
タの区切りがＡＤＨブロックの区切りと一致しない場合
が生じる。例えば第５図において、破線で示すように、
（ｎ＋１）番目のＡＤＨブロックのビットプレーンＢＰ
Ｌｎ＋１　　（６バイト）の３バイトの位置でシンクブ
ロックの区切りが生じる。

この場合、この一実施例では、ダミーデータを挿入せず
に、第６図に示すように、ビットプレーンＢＰＬｎ＋１
の前の３バイトを０番目のシンクブロックに挿入し、残
りの３バイトを次の１番目のシンクブロックのＡＤＨブ
ロック番号の前に挿入する。また、各シンクブロックの
しきい値ｃｔｈの後に、最初のＡＤＨブロック番号の位
置を示す位置データＩＰを挿入する。位置データＩＰは
、０から１８迄の値を表現するために、５ビツトの長さ
とされている。

最初の０番目のシンクブロックは、位置データＩＰの直
ぐ後にＡＤＨブロック番号が位置するので、位置データ
ＩＰの値がＯとされる。次の１番目のシンクブロックで
は、イ装置データＩＰとＡＤＲブロック番号との間に、
ビットプレーンＢＰＬｎ＋１の後半の３バイトが位置し
ているので、位置データＩＰの値が３とされる。

第６図の例では、１番目のシンクブロックの最後に、ｍ
＋３番目のＡＤＨブロックの最小値ＭＩＮ層＋３がイ立
直し、ビットプレーンン（１６バイト）が次の２番目の
シンクプロッタの最初に挿入される。

従って、このシンクブロックの位置データＩＰの値が１
６とされる。

Ｃ，フレーム化の他の例 第７図は、フレーム化の他の例を示す。上述の例では、
位置データＩＰが最初のＡＤＲブロック番号の位置を示
すのに対し、第７図の例は、位置データＩＰが各シンク
ブロックの最初の動き判定コードＭＤＴの位置を示すよ
うにしている。

即ち、各シンクブロックのシンクパターン、シンクブロ
ック番号、しきい値Ｙ　ｔｈ、　　Ｃｔｈ及びＡＤＲブ
ロック番号の後に位置データＩＰが挿入される。第７図
の例は、第６図の例と同様のものであり、ビットプレー
ンＢ　Ｐ　Ｌｎ＋１の前の３バイトが０番目のシンクブ
ロックに挿入され、残りの３バイトが次の１番目の動き
判定コードＭＤＴｎ＋２〜Ｍ　Ｄ　Ｔｎ＋５の前に挿入
される。また、各シンクブロックのＡＤＲブロック番号
の後に動き判定コードＭＤＴの位置を示す位置データｔ
ｐが挿入される。

最初の０番目のシンクプロッタは、位置データＩＰの直
ぐ後に動き判定コードが位置するので、位置データＩＰ
の値が０とされる。次の１番目のシンクブロックでは、
位置データＩＰと動き判定コードＭ　Ｄ　Ｔｎ＋２〜Ｍ
　Ｄ　Ｔｎ＋５の間に、ビットフ。

レーンＢ　Ｐ　Ｌｎ＋１の後半の３バイトが位置してい
るので、位置データＩＰの値が３とされる。更に、次の
２番目のシンクブロックの位置データＩＰの値が１６と
される。

［発明の効果〕 この発明に依れば、位置データＩＰを付加することによ
り、受信（再生）側で、１シンクブロツク内の内容を各
ＡＤＨブロックに切り出すことが可能となり、ダミーデ
ータを付加する必要がなくなり、記録できる情報量が減
少することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の記録回路のブロック図、
第２図はこの発明の一実施例の再生回路のブロック図、
第３図はブロックの説明に用いる路線図、第４図はＡＤ
Ｒブロックのビットプレーンの長さの説明に用いる路線
図、第５図はシンクブロックの説明に用いる路線図、第
６図はシンクブロックの一例の路線図、第７図はシンク
ブロックの他の例の路線図、第８図は記録信号の単位の
説明に用いる路線図、第９図はシンクプロッタの説明に
用いる路線図、第１０図は従来のフレーム化回路の説明
に用いる路線図である。 図面における主要な符号の説明 ８；ブロック化回路、１０：ＡＤＲＣエンコーダ、１３
：フレーム化回路。 代理人　弁理士　杉　浦　正　知 区 Ｃす

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同期信号毎に区切られる一定長のシンクブロック内に、
   複数のサブブロックを挿入するフレーム化回路において
   、 上記シンクブロック内で上記サブブロックの区切りを識
   別するのに用いられる付加データが挿入され、 上記付加データの最初のものの位置を識別するための位
   置データが挿入されることを特徴とするフレーム化回路
   。