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JP2776212B2 - 符号記録装置 - Google Patents

符号記録装置

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JP2776212B2
JP2776212B2 JP21220893A JP21220893A JP2776212B2 JP 2776212 B2 JP2776212 B2 JP 2776212B2 JP 21220893 A JP21220893 A JP 21220893A JP 21220893 A JP21220893 A JP 21220893A JP 2776212 B2 JP2776212 B2 JP 2776212B2
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Victor Company of Japan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】ＶＴＲなど動画像を記録する装置
に関し、特にフレームまたはフィールド間予測を用いて
符号化されている動画像の符号列が放送或いは伝送され
てくる場合に、その符号列を記録する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＮＴＳＣ方式のようなアナログ信
号の放送方式に対し、高能率符号化で動画像情報をディ
ジタル化し、そのディジタルデータである符号列を衛星
放送や地上波やＣＡＴＶなどで放送することが検討され
ている。このように放送された情報をＶＴＲなどで録画
する場合、受信された圧縮符号列を完全に復号して、通
常のＮＴＳＣ方式等と同等な画像信号を得れば、ＶＨＳ
方式ＶＴＲなど現在使われている家庭用ＶＴＲでも録画
可能である。
【０００３】一方、ディジタル記録を行うＶＴＲでは、
前記したように符号列を復号して再生画像信号を得てか
ら再度符号化して記録しても良いが、符号列をそのまま
記録し、再生時にその符号列を復号する方法が考えられ
る。この場合、録画に伴う画質の劣化がなく、符号化装
置も必要なくなるので合理的である。
【０００４】ＶＴＲなどの蓄積メディアでは、画像を見
ながらの高速サーチのための再生が必要となる。これは
具体的には画像の一部のみを間引いて高速に表示するも
ので、現行民生用ＶＴＲでは情報が記録されたトラック
をヘッドによって斜めに読み取ることになり、１フィー
ルドのうち横に分割された画像の一部が同時に数フィー
ルド分表示される。ビデオディスクの場合には数フィー
ルドにつき１フィールドだけが表示される。一方、高能
率符号化を用いたディジタル情報の記録媒体の場合は、
フレーム間予測符号化が行われていると、一部のフレー
ムのみを再生することはできない。そこで、ＩＳＯで標
準化されているＭＰＥＧ方式などのように、数フレーム
に一度の割合でフレーム内で独立に符号化が行われる。
そして高速サーチ時にはこの独立フレーム（以下、Ｉフ
レームとも記す）のみが再生される。尚、前記フレーム
単位の処理はフィールド単位でも良く、以下の説明では
フレームで代表させて記す。
【０００５】フレーム間予測符号化では通常可変長符号
化が行われるので発生符号量が変動し、各フレーム情報
が記録される記録媒体上の位置が揃わずに変動する。こ
のため、高速サーチ時に独立フレーム（Ｉフレーム）だ
けを読み取るためにアクセスしても、Ｉフレームが読み
始められるまでに時間がかかる。さらに、Ｉフレームは
符号量がフレーム平均よりかなり多いので読み取るのに
多くの時間が必要で、結果としてサーチ時に得られるＩ
フレームはかなり少なくなる。
【０００６】従って、高速サーチ時に表示出来るフレー
ムのレートが下がり、駒落し状態の再生になる。例え
ば、高速サーチ状態で５フレーム／秒の独立フレーム
（Ｉフレーム）の符号しか得られないと、秒５フレーム
の画像表示となる。この程度は再生装置の読取り能力に
もよるが、記録されている符号列中にＩフレームがどの
程度あるかにも依存し、Ｉフレームの割合が多いほど表
示出来る画像も多くなる。
【０００７】次に従来の符号化装置の一例について図３
を基に説明する。図３は従来の符号化装置の構成例を示
すブロック図であり、ディジタル放送を行うためのフレ
ーム間予測符号化装置の一例を示している。図３に於い
て、画像入力端子３１より入力された予測信号は、予測
信号減算器３２に与えられる。予測信号減算器３２で
は、入力信号から予測信号が減算され、得られた残差信
号がフレーム内符号化器６に与えられる。フレーム内符
号化器６では、離散コサイン変換（以下、ＤＣＴとも記
す）が行われ、変換された係数は所定のステップ幅で量
子化され、さらに可変長符号化されて圧縮された符号と
なりチャンネルエンコーダ３３とフレーム内復号器３に
与えられる。
【０００８】フレーム内復号器３ではフレーム内符号化
器６の逆処理が行われ、得られた再生残差信号が予測信
号加算器４に与えられる。予測信号加算器４では、フレ
ーム間予測器１２から与えられる予測信号が再生残差信
号と加算され、得られた再生画像信号がフレーム間予測
器１２に与えられる。フレーム間予測器１２では、入力
信号が１フレーム遅延されてフレーム間予測信号が生成
され、予測信号減算器３２と予測信号加算器４に与えら
れる。
【０００９】尚、フレーム間予測は巡回処理になるの
で、符号化装置と復号化装置の間で誤差が溜まる可能性
があるので、１画面の内の１００分の１程度の部分は画
像間予測を中断し、誤差がリフレッシュされる。このリ
フレッシュされる部分はフレーム毎にずらされ、数秒間
で全画面がリフレッシュされるようにする。一方、チャ
ンネルエンコーダ３３では、圧縮された符号に対して伝
送路に適した誤り訂正符号が追加され、伝送路に適した
フォーマットの信号が形成される。そしてその信号が信
号出力端子３４より出力され、放送される。
【００１０】次に、放送されてきた信号を記録媒体に記
録する符号記録装置について、その従来例を図４を基に
説明する。図４は従来の符号記録装置の構成例を示すブ
ロック図である。図４に於いて、記録に際しては画像の
復号処理が行われず、誤り訂正符号や信号形態のみが記
録媒体に適したものに替えられる。放送されてきた信号
は信号入力端子１からチャンネルデコーダ２に入力さ
れ、チャンネルデコーダ２では、信号が復調され誤り訂
正処理が行われて、その出力がチャンネルエンコーダ９
に与えられる。チャンネルエンコーダ９では記録媒体に
適した誤り訂正符号が追加され、記録媒体に適した形に
信号形成され、記録媒体１１にその信号が記録される。
【００１１】次に、放送されてきた符号列が記録されて
いる記録媒体の再生装置について、その従来例を図５を
基に説明する。図５は、従来の再生装置の構成例を示す
ブロック図である。図５に於いて、記録媒体１１から読
み取られた信号は、チャンネルデコーダ２１に与えられ
る。チャンネルデコーダ２１では信号が復調され、誤り
訂正処理が行われ、フレ−ム内復号器３に与えられる。
なお、この処理は図３に示すチャンネルエンコーダ３３
に対応するものではなく、図４に示すチャンネルエンコ
ーダ９に対応するものである。
【００１２】図５に於いて、フレーム内復号器３では図
３に示すフレーム内符号化器６の逆処理が行われ、得ら
れた再生残差信号は予測信号加算器４に与えられる。予
測信号加算器４では、フレーム間予測器１２から与えら
れる予測信号と前記再生残差信号とが加算され、得られ
た再生画像信号が画像出力端子２３から出力されると共
にフレーム間予測器１２に与えられる。フレーム間予測
器１２では入力信号が１フレーム遅延されてフレーム間
予測信号が生成され、予測信号加算器４に与えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】フレーム又はフィール
ド間予測符号化で符号化されて得られたディジタル信号
が放送される場合に、受信されるその符号列は、フレー
ム内独立符号化がリフレッシュのためだけに行われてお
り、高速サーチのための再生に対応したものではない。
このため、フレーム内独立符号化されたフレームや部分
は僅かであり、受信した符号列が直接記録されるディジ
タルＶＴＲでは十分な高速サーチの再生が行えないと言
う問題がある。本発明は上記の点に着目して成されたも
ので、その目的は、放送されて来たフレーム間予測符号
化されている符号列を記録する場合に、記録媒体からの
再生時に画像の動きがスムーズな高速サーチ再生が行え
るようにした符号記録装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の符号記録装置
は、高能率符号化されている動画像の符号列を媒体に記
録する装置に於いて、フレーム又はフィールド間予測符
号化されている符号列を復号し、得られた再生画像を画
像内で独立に符号化し、独立に復号可能な符号（独立符
号）を得て、予測符号化されている符号列の一部を、独
立符号に入れ替えるものである。また、フレーム間予測
として双方向予測と片方向予測の両方を用いて符号化さ
れた符号列の場合、片方向予測を用いて符号化された符
号列のみ独立符号に入れ替えるものである。さらに、可
変長符号化されて、動画像の各画像ごとの符号量が異な
る符号列の場合は、独立符号の始まりが略所定の符号量
毎に周期的に存在するように符号列を入れ替えるもので
ある。
【００１５】
【作用】本発明では、フレーム又はフィールド間で予測
符号化されている符号列が放送されてきた場合に、その
符号がまず復号され、この結果得られた再生画像がフレ
ーム内独立符号化される。そして、予測符号化されてい
る符号列の一部が、前記フレーム内独立符号化された符
号（独立符号）と入れ替えて記録される。これにより、
記録される総符号量は増加するが、独立符号が放送され
てくる符号列にあるものより多くなる。また、独立符号
の始まり（開始点）が略所定の符号量毎に周期的に存在
するように制御されているので、独立符号に対して無駄
のないアクセスが可能になり、高速サーチ再生で、多く
の独立符号を読み取ることが可能になり、多くの画像が
得られるので再生画像の動きがスムーズになる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の符号記録装置について図１を
基に説明する。尚、ディジタル放送を行うための符号化
装置は図３に示す従来例と同じ符号化装置が使用される
ものとして、ここでは本発明に係わる記録装置と再生装
置のみについて特に説明する。図１は本発明の記録装置
の一実施例を示すブロック図である。図１に於いて、信
号入力端子１に入力された動画像が一旦復号手段１０で
復号された後に、符号化手段２０でフレーム内符号化が
行われる。受信された予測符号列の一部は前記符号化手
段２０から出力される独立符号列と符号入れ替え手段３
０で入れ替えられ、その後記録される。
【００１７】前記復号手段１０はフレーム内復号器３、
予測信号加算器４、フレーム間予測器１２等で構成さ
れ、前記符号化手段２０はフレーム内符号化器６等で構
成され、符号入れ替え手段３０は遅延器５、切替えスイ
ッチ７、バッファ８等で構成されている。図１に示す符
号記録装置では、図４に示す従来例に比較して、フレー
ム内復号器３、予測信号加算器４、遅延器５、フレ−ム
内符号化器６、切替えスイッチ７、バッファ８、フレー
ム間予測器１２が設けられている。
【００１８】放送されてきた信号は信号入力端子１を経
てチャンネルデコーダ２に入力され、信号が復調され、
誤り訂正処理が行われ、その出力はフレーム内復号器３
と遅延器５とに与えられる。ここで、フレーム内復号器
３に与えられた符号は、従来例の再生装置と同様に画像
が再生される。フレーム内復号器３では図３に示すフレ
ーム内符号化器６の逆処理が行われ、得られた再生残差
信号が予測信号加算器４に与えられる。予測信号加算器
４ではフレーム間予測器１２から与えられる予測信号が
再生残差信号と加算され、得られた再生信号がフレーム
内符号化器６とフレーム間予測器１２とに与えられる。
【００１９】フレーム間予測器１２では入力信号が１フ
レーム分遅延され、フレーム間予測信号が生成されて予
測信号加算器４に与えられる。フレーム内符号化器６の
動作は、図３に示す従来例符号化装置のフレーム内符号
化器６と同じであるが、被符号化信号は予測残差ではな
く、再生画像が直接フレーム内符号化される。そして得
られた符号はフレーム内で独立となるので、高速サーチ
に使用出来る。フレーム内符号化された信号は、切替え
スイッチ７のＩ端子に与えられる。一方、チャンネルデ
コーダ２の出力は遅延器５に与えられる。遅延器５から
出力される符号は、フレーム内復号器３、予測信号加算
器４及びフレーム内符号化器６等で生じる遅延が補償さ
れたものである。遅延器５による遅延の結果、フレーム
内符号化器６の出力と同期された符号は、切替えスイッ
チ７のＰ端子に与えられる。
【００２０】切替えスイッチ７は通常はＰ端子が選択さ
れて、フレーム間符号化された符号がバッファ８に与え
られる。バッファ８から与えられる制御信号で、５〜２
０フレームに一度Ｉ端子が選ばれ、フレーム内で独立に
符号化された符号がバッファ８に与えられる。なお、切
替えスイッチ７はフレームに同期して切替えられる。こ
れにより、５〜２０フレームにつき１フレームが、フレ
ーム間符号化によるフレームからフレーム内独立符号化
によるフレームに入れ替えられる。バッファ８はフレー
ム間符号化からフレーム内符号化への変更に伴って起こ
る符号量の変化を吸収するためのものである。
【００２１】バッファ８は、入力された符号量が所定量
を越えて次のフレームになる度にスイッチ切替え用の制
御信号を出力する。切替えスイッチ７の制御が符号量に
応じて行われるのは、独立符号列は一定符号量ごとに存
在した方が、高速サーチを行う際に好都合なためであ
る。以下に符号列の状態について図７を基に説明する。
図７は符号列の状態の一例を示す図であり、同図に示さ
れているように、Ｉフレームは一般に予測フレームより
符号量が多いので、全体の符号量は入力符号より記録符
号の方が大きくなる。Ｉフレームはフレーム数で見ると
必ずしも一定周期でなくなるが、特に不都合はない。図
１に於いて、バッファ８で符号量の変動が吸収された符
号は、チャンネルエンコーダ９に与えられる。チャンネ
ルエンコーダ９では記録媒体に適した誤り訂正符号が追
加され、記録媒体に適した形に信号形成され、記録媒体
１１に記録される。
【００２２】前記フレーム内独立符号化は、ＭＰＥＧ方
式のように双方向予測フレーム（以下、Ｂフレームとも
記す）が含まれている場合は、片側予測フレーム（以
下、Ｐフレームとも記す）を基にフレーム内独立符号化
をするのが適当である。この理由は、Ｐフレームのみを
復号すればＰフレームの再生画像が得られる点、Ｂフレ
ームはＰフレームより符号量が少なくＢフレームを基に
フレーム内符号化すると符号量の増加量が大きくなる
点、ＢフレームはＰフレームより量子化が粗く画質が劣
る点、などからである。以下に、フレームタイプの入れ
替えについて図６を基に説明する。図６はフレームタイ
プの入れ替えを示す図である。図６に於いて、（１）で
は、入力画像のフレームタイプが片側予測（Ｐ）フレー
ムのみの場合の例が示され、（２）では、入力画像のフ
レームタイプが双方向予測（Ｂ）フレームを含む場合の
例が示されている。記録画像タイプのＩは、Ｉフレーム
を示す。
【００２３】本実施例の符号記録装置では、図４に示す
従来例に比して復号及び再符号化等、処理が増えている
が、ＶＴＲに内蔵される再生装置を使用すれば、追加す
るのは図１に示す遅延器５、フレ−ム内符号化器６、切
替えスイッチ７、バッファ８のみで良い。この内、フレ
ーム内符号化器６では５〜２０フレームにつき１フレー
ムの割合で符号化されるので、低速なものでも実現可能
である。但し、この場合遅延量は多くなる。
【００２４】次に、本発明の符号記録装置で記録された
記録媒体の再生装置について、その一実施例を図２に基
いて説明する。図２は本発明に係わる再生装置の一例を
示すブロック図である。図２に於いて、図５に示す従来
の再生装置と同一の機能のものには同一の符号を付しそ
の説明を省略する。図５に示す従来の再生装置と比較し
て、図２に示す再生装置では画像タイプ判別器２３、切
替えスイッチ２４が設けられている。これらの動作は、
Ｉフレームの復号に対応出来る点以外は従来例と同じで
あり、一般的なものである。
【００２５】図２に於いて、記録媒体１１から読み取ら
れた信号は、チャンネルデコーダ２１に与えられる。チ
ャンネルデコーダ２１では信号が復調され、誤り訂正処
理が行われる。そしてチャンネルデコーダ２１の出力は
フレ−ム内復号器３と画像タイプ判別器２３とに与えら
れる。この処理は、図３に示すチャンネルエンコーダ３
３に対応したものではなく、図１に示すチャンネルエン
コーダ９に対応したものである。
【００２６】フレーム内復号器３では図３に示すフレー
ム内符号化器６或いは図１に示すフレーム内符号化器６
の逆処理が行われ、予測フレームでは再生残差信号が、
Ｉフレームでは再生画像信号が得られ、予測信号加算器
４に与えられる。予測信号加算器４では、予測フレーム
の場合には、切替えスイッチ２４から与えられる予測信
号が再生残差信号と加算されて再生画像信号となり、Ｉ
フレームの場合には、何も加算されずそのまま再生画像
信号が得られる。こうして得られた再生画像は画像出力
端子２２から出力されると共にフレーム間予測器１２に
与えられる。
【００２７】フレーム間予測器１２では入力信号が１フ
レーム分遅延され、フレーム間予測信号が生成されて切
替えスイッチ２４に与えられる。切替えスイッチ２４
は、画像タイプ判別器２３から与えられる制御信号に応
じて、予測フレームでは予測信号を、Ｉフレームでは０
値を予測信号加算器４に与える。画像タイプ判別器２３
では、符号列から予測フレームか独立フレームかの識別
フラグが読み出され、この識別フラグに応じて切替えス
イッチ２４が制御される。高速サーチ時には、Ｉフレー
ムだけが復号されるが、Ｉフレームの符号は通常の画像
レートでは現れないので、Ｉフレームの復号後も次のＩ
フレームの符号が来るまで画像は保持され繰り返し出力
される。
【００２８】
【発明の効果】本発明では、放送されて来たフレーム又
はフィールド間予測符号化されている符号列を復号し、
得られた再生画像をフレーム内独立符号化して、予測符
号化されている符号列の一部を、フレーム内独立符号化
された符号（独立符号）に入れ替えて記録する。これに
より総符号量は増加するが、放送されてくる符号列に於
ける独立符号より多くの独立符号が記録される。また、
独立符号の開始点が所定の符号量毎に周期的に存在する
ように符号列の入れ替えが行われるので、独立符号に対
して無駄のないアクセスが可能になる。従って本発明の
符号記録装置によれば、高速サーチ時の再生に於いて、
多くの独立符号を読み取ることが可能になり、より多く
の再生画像が得られるので、動きのスムーズな高速サー
チ画像が得られる。さらに、得られる再生画像は、１フ
レームが異なる複数のフレームから生成されるのではな
いために、完全な１フレームの画像となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録装置の一実施例を示すブロック図
である。
【図２】本発明に係わる再生装置の一例を示すブロック
図である。
【図３】従来の符号化装置の構成例を示すブロック図で
ある。
【図４】従来の符号記録装置の構成例を示すブロック図
である。
【図５】従来の再生装置の構成例を示すブロック図であ
る。
【図６】フレームタイプの入れ替えを示す図である。
【図７】符号列の状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
２、２１ チャンネルデコーダ ３ フレーム内復号器 ４ 予測信号加算器 ５ 遅延器 ６ フレーム内符号化器 ８ バッファ ９ チャンネルエンコーダ １０ 復号手段 １１ 記録媒体 １２ フレーム間予測器 ２０ 符号化手段 ２３ 画像タイプ判別器 ３０ 符号入れ替え手段

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高能率符号化されている動画像の符号列を
    記録する符号記録装置に於いて、フレーム又はフィール
    ド間で予測符号化されている予測符号列を復号して再生
    画像を得る復号手段と、 前記再生画像をフレーム又はフィールド内で独立に符号
    化し独立に復号可能な独立符号列を生成する符号化手段
    と、 前記予測符号列の一部を前記符号化手段で得られた独立
    符号列と入れ替える符号入れ替え手段とを備えたことを
    特徴とする符号記録装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の符号記録装置に於いて、
    前記予測符号列が双方向予測と片方向予測とを用いて符
    号化された符号列である場合に、片方向予測を用いて符
    号化された符号列だけを前記独立符号列と入れ替える符
    号入れ替え手段を備えたことを特徴とする符号記録装
    置。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の符号記録装置に於いて、
    前記符号入れ替え手段で符号を入れ替える際に、前記独
    立符号列の開始点が略所定の符号量毎に周期的に存在す
    るようにした符号入れ替え手段を備えたことを特徴とす
    る符号記録装置。
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