JPH06292134A - ディジタル映像信号記録・再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生することができなかったシンクブロック
を補間再生する処理を容易に行うことができるようにす
ることを目的とする。 【構成】 ディジタル映像信号４をブロック化器５に
より直交変換単位でブロック化し、上記ブロック化した
映像信号をフォーマッタ６により直交変換単位のブロッ
クのいくつかを集めてマクロブロックに構成し、さらに
そのマクロブロックを同一エリア内から１つおきにとっ
て、固定長化する単位のシンクブロックを構成し、上記
ブロック化した画像データを、直交変換器７で直交変換
単位ブロックごとに変換し、次いで、量子化器８で必要
なビットレートになるように量子化し、量子化したデー
タを可変長符号化９においてハフマン符号等に変換し、
次いで、記録ヘッド１２より磁気テープ１１にディジタ
ル記録することにより、再生時に再生できなかったシン
クブロックの再生画像を作りやすくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル映像信号記録
・再生方法及び装置に係わり、例えば、シンクブロック
を一つの単位として記録・再生を行う、ディジタル記録
・再生方法及び装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像信号は情報量が非常に大き
いために、ディジタルＶＴＲなどのディジタル記録再生
装置に記録する場合、圧縮符号化により情報量を削減す
る方法が有力な手段として用いられている。

【０００３】圧縮符号化技術の一例としては離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）や、アダマール変換などの直交変換符
号化を用いたものがある。直交変換符号化は、入力画像
信号をブロック化し、ブロック単位で周波数分解して得
られた各周波数成分に対して符号化を行うものであり、
視覚特性上劣化の影響の少ない高域成分については、量
子化を粗くする等の手法により、元の画像信号の情報量
を削減することができる。

【０００４】次に、上記の方法で圧縮符号化された画像
信号をディジタルＶＴＲに記録する場合の記録再生方法
について説明する。ブロック単位で符号化されたデータ
は、いくつかのブロック毎にマクロブロック単位にまと
められる。上記マクロブロックのデータは可変長符号化
されているため、これをいくつか集め最小の同期単位と
してシンクブロックを構成する。

【０００５】図７に、シンクブロックの構成例を示す。
図７において、２１は同期パターン、２２は記録された
データの画面上での位置を示すためのアドレス情報など
からなる識別情報、２３は圧縮符号化された画像データ
である。

【０００６】以上のように構成されたシンクブロックの
テープ上の配置は、図８に示す通りであり、トラックＴ
上にシンクブロックが配置される。各トラックＴは記録
時のヘッドの軌跡でもある。つまり、通常再生時には図
９（ａ）に示すように記録時に記録ヘッドが走査したと
同じ軌跡上を再生ヘッドで走査することにより、各シン
クブロック内の画像データを再生することができる。

【０００７】次に、特殊再生時における記録データの再
生方法について説明する。図９（ｂ）は、特殊再生の一
つである高速再生時の再生ヘッドの軌跡を示した図であ
り、高速再生時には、テープの送り速度が通常再生時の
速度よりも速いので、再生ヘッドの軌跡は複数のトラッ
クＴにまたがって走査する形になる。

【０００８】したがって、一つのトラックＴ上に配置さ
れた全てのシンクブロックを読み出すことは不可能であ
り、図９（ｂ）において斜線領域で示しシンクブロック
のデータのみが読み出されて再生されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このため、上記したデ
ィジタル記録再生方法においては、以下に示す課題を有
している。すなわち、ｍ個のブロックを圧縮符号化し、
符号化データをｎ個のシンクブロックに挿入した場合、
高速再生時には上記ｎ個のシンクブロックのうち読み出
せないシンクブロックが発生する。

【００１０】例えば、ｎ個のシンクブロックのうちｊ個
のシンクブロックが読み出せない場合に、ｊ個のシンク
ブロック内に含まれる符号化データが復号できなくなる
ため、ｍ個のブロックのうち一部のブロック領域のみが
再生されるだけになる。したがって、この場合には元の
画像を再生できなくなり、再生画像の品質が低下してし
まう不都合があった。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の課題にかんが
み、再生時に読み出せなかったシンクブロックが発生し
た場合に、読み出したシンクブロック内のデータを用い
て、上記再生することができなかったシンクブロックを
補間再生する処理を容易に行うことができるようにする
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のディジタル映像
信号記録・再生方法は、入力されるディジタル映像信号
をＮ個のエリアに分割する第１の処理と、上記Ｎ個に分
割したエリアのそれぞれを２ｋ個のブロックで構成する
第２の処理と、上記Ｎ個に分割した各エリア内のブロッ
クをｋ個集めてシンクブロックを構成する第３の処理
と、上記ブロック単位のディジタル映像信号を可変長符
号化する第４の処理と、上記シンクブロックの信号を媒
体上に記録する第５の処理とを行って記録するようにし
たディジタル映像信号記録方法である。

【００１３】また、本発明の他の特徴とするところは、
上記Ｎ個に分割した各エリア内のブロックを１つおきに
ｋ個集めてシンクブロックを構成するようにしている。

【００１４】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、上記第１〜第５の処理を行って記録されたディジタ
ル映像信号を検出する第６の処理と、上記シンクブロッ
クよりｋ個のブロック単位で可変長符号を復号する第７
の処理と、上記復号された上記ｋ個のブロック単位の信
号を上記Ｎ個に分割したエリア内で並べ替えする第８の
処理とを行って再生するようにしている。

【００１５】本発明のディジタル映像信号記録装置は、
ディジタル映像信号をＮ分割する手段と、各分割したエ
リアを２ｋ個のブロックで構成する手段と、ブロック単
位の信号を可変長符号化する可変長符号化手段と、分割
したエリア内のｋ個のブロックを集めてシンクブロック
を構成する手段と、上記シンクブロックの信号を媒体上
に記録する手段とを備えたものである。

【００１６】また、本発明のディジタル映像信号再生装
置は、上記ディジタル映像信号記録装置により記録され
たディジタル信号を検出する検出手段と、上記シンクブ
ロックよりｋ個のブロック単位で可変長符号を復号する
復号手段と、復号された上記ｋ個のブロック単位の信号
を上記Ｎ個に分割したエリア内で並べ替える手段とを備
えたものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記技術手段よりなり、ディジタル映
像信号の並べ替えが工夫されているので、高速再生時や
エラーの発生時に読み出せないシンクブロックがあった
場合、読み出すことができたシンクブロックに配置され
ているｋ個のブロックを用いて上記読み出せなかったブ
ロックのディジタル映像信号の補間を行う処理がしすく
なる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明のディジタル映像信号記録・再
生方法の一実施例を図面を参照して説明する。図１は、
本発明のディジタル映像信号記録・再生方法の一実施例
を説明するための記録再生装置の構成を示すブロック図
である。

【００１９】図１において、４はディジタル信号、５は
ブロック化器、６はフォーマッタ、７は直交変換器、８
は量子化器、９は可変長符号化器、１０は誤り訂正符号
化器、１１は磁気テープ、１２は記録ヘッドであり、こ
れらの各部でディジタル映像信号の記録系を構成してい
る。

【００２０】次いで、１３は再生ヘッド、１４は誤り訂
正器、１５は可変長符号復号器、１６は逆量子化器、１
７は逆直交変換器、１８はデフォーマッタ、１９は逆ブ
ロック化器であり、これらの各部でディジタル映像信号
の再生系を構成している。また、２０は出力ディジタル
信号である。以下、その動作を説明する。

【００２１】記録時には、ディジタル映像信号４はブロ
ック化器５により直交変換単位でブロック化される。そ
して、ブロック化されたディジタル映像信号がフォーマ
ッタ６により、直交変換単位のブロックのいくつかが集
められてマクロブロックに構成され、さらにそのマクロ
ブロックが同一エリア内から１つおきにとられ、固定長
化する単位のシンクブロックが構成される。

【００２２】このようにして、ブロック化された画像デ
ータは、直交変換器７で直交変換単位ブロックごとに変
換がなされ、量子化器８で必要なビットレートになるよ
うに量子化される。

【００２３】そして、量子化されたデータは可変長符号
化９においてハフマン符号等に変換され、次いで、誤り
訂正符号化器１０で誤り訂正符号を付加された後、記録
ヘッド１２より磁気テープ１１にディジタル記録され
る。

【００２４】一方、再生時には再生ヘッド１３からディ
ジタル信号を検出し、誤り検出器１４でテープ、ヘッド
系で生じた誤りを訂正する。記録信号は可変長符号化さ
れているので、可変長符号復号器１５で変換された圧縮
データに戻す。さらに、逆量子化器１６により圧縮デー
タを伸張するとともに、逆直交変換器１７によって元の
画像データに戻す。画像データは、記録時のブロック
化、フォーマット化で記録順序が変わっているので、デ
フォーマッタ１８、逆ブロック化器１９で正しい順序に
戻して出力する。

【００２５】図２は、本発明のディジタル映像信号記録
・再生方法における直交変換符号化後のマクロブロック
データを、シンクブロックに挿入する方法の一例を示し
た図である。図２において、１はＳＹＮＣ、２はＩＤ、
３は圧縮符号化された符号化データであり、Ｓ１は第１
のシンクブロック、Ｓ２は第２のシンクブロックを示し
ている。

【００２６】また、図３は分割されたエリアを表してお
り（分割数Ｎ＝１８）、１つのエリアにつき１２個（自
然数ｋ＝６）のマクロブロックで構成されている。この
場合、図３に示されるマクロブロックは画面上で正方形
になっている。図２（ａ）の第１のシンクブロックＳ１
には奇数マクロブロックを挿入し、図２（ｂ）の第２の
シンクブロックＳ２には偶数のマクロブロックの符号化
データを挿入する。つまり、ひとつのシンクブロックの
画像データは、画面上でマクロブロックが１つおきに配
置されるような構造にする。

【００２７】次に、以上のようにして構成した第１およ
び第２のシンクブロックＳ１、Ｓ２を記録した場合の通
常再生と高速再生との違いについて説明する。なお、シ
ンクブロックＳ１、Ｓ２の読み出しに関しては、ヘッド
の中心線の軌跡がひとつのシンクブロック上を全て通過
した場合に、対応するシンクブロックを読み出すことが
できるものとする。

【００２８】まず、通常再生時には、図９（ａ）に示し
たように記録時に走査したのと同じ軌跡を走査するた
め、全てのシンクブロックがそのまま読み出され再生さ
れることになる。次に、高速再生時には、ヘッド軌跡が
複数のトラックＴにまたがって走査するため、読み出せ
ないシンクブロックが発生する。例えば，図６（ａ）で
は第１および第２のシンクブロックＳ１、Ｓ２の両方が
読み出せる。

【００２９】しかし、図６（ｂ）では斜線領域で示した
第１のシンクブロックＳ１のみが読み出されることにな
る。ここで、第１のシンクブロックＳ１には、図３のエ
リアＡのマクロブロックのデータが１つおきに挿入され
ているため、エリアＡで再生される画面は市松模様にな
る。

【００３０】この場合、再生されないマクロブロックは
上下左右のマクロブロックが再生できているため、これ
らの再生されたマクロブロックを利用して補間画像を作
ることができる。したがって、本発明のディジタル映像
信号記録・再生方法によれば、最大で読み出すことので
きたシンクブロックの２倍の画像領域が再生できること
になる。

【００３１】なお、上述した実施例では分割するエリア
の数を１８、エリア内のマクロブロックの数を１２、シ
ンクブロックの数を２としたが、これらの関係は任意に
設定できる。

【００３２】次に、図４、図５を用いて本発明の他の実
施例を説明する。先に述べた実施例では、マクロブロッ
クが正方形であるとして、上下左右で一つおきに集める
構成にした。しかし、図５に示すようにマクロブロック
の形が横長の場合は、上下方向のみ一つおきに集める方
法も考えられる。

【００３３】例えば、図５のエリアＡにおいて、ブロッ
クの番号を上から順にＢ１、Ｂ２、Ｂ３．．．とする。
そして、図４に示すように第１のシンクブロックＳａに
は奇数ブロックＢ１、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ７を挿入し、第２
のシンクブロックＳｂには偶数ブロックＢ２、Ｂ４、Ｂ
６、Ｂ８を挿入する。

【００３４】次に、以上のようにして構成した第１およ
び第２のシンクブロックＳａ、Ｓｂを記録した場合の通
常再生と高速再生の違いについて説明する。なお、これ
らのシンクブロックの読み出しに関する条件は、上述と
同様とする。

【００３５】まず、通常再生時には、図９（ａ）に示し
たように記録時に走査したのと同じ軌跡を走査するた
め、全てのシンクブロックはそのまま読み出され再生さ
れる。次に、高速再生時にはヘッド軌跡が複数トラック
にまたがって走査するため、読み出せないシンクブロッ
クが発生する。

【００３６】例えば、図６（ａ）ではａ、ｂ両方のシン
クブロックが読み出せるが、図６（ｂ）では斜線領域で
示したシンクブロックａのみが読み出されることにな
る。ここで、第１のシンクブロックＳａには、図５のエ
リアＡのマクロブロックのデータが一つおきに挿入され
ているため、エリアＡで再生される画像はマクロブロッ
ク幅の横縞模様になる。

【００３７】しかし、ここで再生されないマクロブロッ
クは、上下のマクロブロックが再生できているため、こ
れらのマクロブロックを利用して補間画像を作ることが
できる。したがって、本実施例においても、最大で読み
出すことのできたシンクブロックの２倍の画像領域が再
生できる。

【００３８】このように、ブロックの形によって補間画
像を作りやすいようにシンクブロックの構成を変えても
よい。なお、本実施例では直交変換を用いた符号化を取
り上げたが、ブロック単位で行う他の符号化方式を使用
しても、本発明のディジタル映像信号記録・再生方法は
上述した作用効果と同様な作用効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば高速再生時に読み出せないシンクブロックが発生
した場合、読み出されたシンクブロック内のデータを使
って補間処理を行うことが容易となるので、画面上のよ
り広い領域を良好に再生することができ、極めて大きな
実用的効果が得られる。

【００４０】また、通常再生時においても、エラー等が
発生した影響によりシンクブロックが読み出せなくなっ
た場合でも、読み出せたシンクブロックを使って容易に
補間処理することができるので、エラー対策としてもそ
の実用的に大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル映像信号記録・再生方法の
一実施例を説明するための記録再生装置のブロック図で
ある。

【図２】本発明のディジタル映像信号記録・再生方法の
実施例を示す符号化データ挿入方法の一例を説明する図
である。

【図３】画面上のエリアとマクロブロックの位置の関係
を示す説明図である。

【図４】本発明のディジタル映像信号記録・再生方法の
他の実施例を示す符号化データ挿入方法を説明する図で
ある。

【図５】画面上のエリアとマクロブロックの位置の関係
を示す他の実施例の説明図である。

【図６】高速再生時のヘッドの中心の軌跡と再生される
シンクブロックを示した説明図である。

【図７】シンクブロックの構成を示す図である。

【図８】テープ上のシンクブロックの配置を示す図であ
る。

【図９】通常再生時と高速再生時のヘッドの中心の軌跡
と再生されるデータを示す説明図である。

【符号の説明】

４ ディジタル信号 ５ ブロック化器 ６ フォーマッタ ７ 直交変換器 ８ 量子化器 ９ 可変長符号化器 １０ 誤り訂正符号化器 １１ 磁気テープ １２ 記録ヘッド １３ 再生ヘッド １４ 誤り訂正器 １５ 可変長符号復号器 １６ 逆量子化器 １７ 逆直交変換器 １８ デフォーマッタ １９ 逆ブロック化器 ２０ 出力ディジタル信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されるディジタル映像信号をＮ個の
   エリアに分割する第１の処理と、 上記Ｎ個に分割したエリアのそれぞれを２ｋ個のブロッ
   クで構成する第２の処理と、 上記Ｎ個に分割した各エリア内のブロックをｋ個集めて
   シンクブロックを構成する第３の処理と、 上記ブロック単位のディジタル映像信号を可変長符号化
   する第４の処理と、 上記シンクブロックの信号を媒体上に記録する第５の処
   理とを行って記録することを特徴とするディジタル映像
   信号記録方法。
2. 【請求項２】 上記Ｎ個に分割した各エリア内のブロッ
   クを１つおきにｋ個集めてシンクブロックを構成するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載のディジタル映
   像信号記録方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法により記録されたデ
   ィジタル映像信号を検出する第６の処理と、 上記シンクブロックよりｋ個のブロック単位で可変長符
   号を復号する第７の処理と、 上記復号されたｋ個のブロック単位の信号を上記Ｎ個に
   分割したエリア内で並べ替えする第８の処理とを行って
   再生することを特徴とするディジタル映像信号再生方
   法。
4. 【請求項４】 ディジタル映像信号をＮ分割する手段
   と、 各分割したエリアを２ｋ個のブロックで構成する手段
   と、 ブロック単位の信号を可変長符号化する可変長符号化手
   段と、 分割したエリア内のｋ個のブロックを集めてシンクブロ
   ックを構成する手段と、 上記シンクブロックの信号を媒体上に記録する手段とを
   備えていることを特徴とするディジタル映像信号記録装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の方法により記録されたデ
   ィジタル信号を検出する検出手段と、 上記シンクブロックよりｋ個のブロック単位で可変長符
   号を復号する復号手段と、 復号された上記ｋ個のブロック単位の信号を上記Ｎ個に
   分割したエリア内で並べ替える手段とを備えていること
   を特徴とするディジタル映像信号再生装置。