JP2000308009A - 符号化装置および方法、データ記録再生装置および方法、並びに媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 画質を劣化させることなく、ＭＰＥＧ方式で
圧縮されたビデオデータを、ヘリカルトラックに記録す
ることができるようにする。 【解決手段】 入力されたビデオデータの高域成分をプ
リフィルタ１６２で除去し、固定長エンコーダ１６３
で、固定長で、且つ、ＤＣＴ係数がＤＣＴブロックをま
とめたブロック集合体毎に直流成分、交流成分の低次か
ら高次の順に配置された第１のフォーマットのデータに
変換する。更に、データ変換装置１６５で、固定長のＭ
ＰＥＧデータに変換する。これにより、ビデオテープレ
コーダの一定容量のヘリカルトラックに、圧縮ビデオデ
ータを記録する場合、目標符号量よりオーバーシュート
した分が捨て去られ、画質が劣化することが防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化装置および
方法、データ記録再生装置および方法、並びに媒体に関
し、特に、入力されたデータを直交変換して圧縮符号化
し、直交変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流
成分、交流成分の低次から高次の順に配置された、規格
上、可変長のフォーマットの固定長の符号化データに符
号化する符号化装置および方法、データ信号記録再生装
置および方法、並びに媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年において、ディジタル映像信号を記
録媒体に記録したり伝送したりするためのフォーマット
が何種類か提供されている。一般に、ディジタル映像信
号は、データ量が極めて多いため、これを記録媒体に長
時間記録したい場合等には、ビデオ信号を圧縮符号化す
ることが必要とされる。この圧縮符号化方式の代表的な
ものとして、いわゆるＭＰＥＧ方式が知られている。こ
のＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Experts Gr
oup）方式は、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／Ｗ
Ｇ１１にて議論され、標準案として提案されたものであ
り、動き補償予測符号化と離散コサイン変換（ＤＣＴ：
Discrete Cosine Transform）符号化とを組み合わせた
ハイブリッド方式である。このＭＰＥＧ方式では、まず
ビデオ信号のフレーム間の差分を取ることにより時間軸
方向の冗長度が落とされ、その後、離散コサイン変換を
用いて空間軸方向の冗長度が落とされ、このようにして
ビデオ信号が能率良く符号化される。

【０００３】ところで、記録媒体として磁気テープ等の
テープ状媒体を用いるビデオテープレコーダ（ＶＴＲ：
Video Tape Recoder）の場合には、回転ヘッドを用い、
テープ走行方向に対して斜めに傾斜したトラック、いわ
ゆるヘリカルトラックを形成するような記録がなされる
のが一般的である。このようなヘリカルトラックが記録
形成されたテープ状記録媒体を、２倍速、３倍速、ある
いはサーチ等のさらに高速のテープ走行速度で再生する
場合には、回転ヘッドのテープ上での軌跡の角度が記録
トラックの傾き角度とは異なってくるため、ヘリカルト
ラックにそれぞれ記録された信号の全てを再生すること
ができなくなる。すなわち、高速再生時には各ヘリカル
トラックの一部を走査（トレース）するような再生が行
われる。

【０００４】前記ＭＰＥＧ方式をそのままテープ状記録
媒体の圧縮符号化方式に用い、上述したようなサーチ等
の高速再生を行った場合には、各ヘリカルトラックのそ
れぞれ一部をトレースして再生されたデータを有効に利
用して高品質の再生画像を得ることが困難である。

【０００５】このため、前記ＭＰＥＧ方式をそのままテ
ープ状記録媒体の圧縮符号化方式に用いるよりは、高速
再生時にもある程度有効な画像再生が行えるような圧縮
符号化方式を用いる方が好ましい。

【０００６】この点を考慮して、本件出願人は、先に、
マクロブロックを単位として、マクロブロック内の全Ｄ
ＣＴブロックの各ＤＣ係数をまとめ、また全ＤＣＴブロ
ックの各ＡＣ係数の低次成分から高次成分までをそれぞ
れの次数毎にまとめて順次配列することにより、サーチ
等の高速再生時に、マクロブロック内の画像再生に重要
な全てのＤＣ係数及び低次のＡＣ係数が拾えるようにし
た圧縮符号化方式の記録フォーマットを提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フォーマットは、例えば放送業務用ＶＴＲ等に特化した
ものであり、他の機器とのデータ伝送を考慮する場合に
は、前記ＭＰＥＧ規格のような世界的な標準のフォーマ
ットの符号化データを用いる方が好ましい。

【０００８】しかしながら、前記ＶＴＲでの記録等に最
適化がなされたフォーマットの符号化データを、非圧縮
の元のビデオデータにまで復号して、前記ＭＰＥＧ等の
標準的なフォーマットによる圧縮符号化を施すようにす
ると、回路構成や処理量が大きなものとなる。また画質
劣化無しでは実現できない。

【０００９】更に、ＭＰＥＧ方式の場合、そのエンコー
ダではフィードバック方式により符号量が目標符号量に
なるように制御される。その結果、例えば図１に示すよ
うに、ＧＯＰ（Group Of Picture）単位で目標符号長を
観察すると、各ＧＯＰの符号長は目標符号長より長くな
ったり、短くなったりする。図１の例では、ＧＯＰ１と
ＧＯＰ２は目標符号長より長いが、ＧＯＰ３とＧＯＰ４
は目標符号長より短くなっている。その次のＧＯＰ５と
ＧＯＰ６は再び目標符号長より長くなり、ＧＯＰ７は目
標符号長より短くなる。そしてＧＯＰ８はまた目標符号
長より長くなっている。

【００１０】このように、各ＧＯＰの符号長がその平均
値が目標符号長になるように制御される。

【００１１】しかしながら、ＶＴＲで形成されるヘリカ
ルトラックはその記憶容量が一定であり、目標符号長を
ヘリカルトラックの容量に合わせて設定すると、例えば
ＧＯＰ１，ＧＯＰ２，ＧＯＰ５，ＧＯＰ６，ＧＯＰ８の
目標符号長より長い部分のデータは削除され、ヘリカル
トラックに記録されないことになる。

【００１２】そこで、目標符号長をヘリカルトラックの
容量に比較して十分短い値に設定しておけば、目標符号
長に対してオーバシュートが発生したとしても、そのＧ
ＯＰの全てのデータをヘリカルトラックに記録すること
が可能である。

【００１３】しかしながら、そのようにすると、ヘリカ
ルトラックの利用効率が低下してしまうことになる。

【００１４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
てものであり、ヘリカルトラックの利用効率を低下させ
ることなく、ＭＰＥＧ方式で符号化された映像データを
ヘリカルトラックに記録することができるようにするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の符号化
装置は、入力されたデータを、直交変換して圧縮符号化
し、直交変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流
成分、交流成分の低次から高次の順に配置された、前記
可変長の規格のフォーマットの実質的に固定長の符号化
データに変換する変換手段を備えることを特徴とする。

【００１６】請求項９に記載の符号化方法は、入力され
たデータを、直交変換して圧縮符号化し、直交変換ブロ
ック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交流成分の
低次から高次の順に配置された、前記可変長の規格のフ
ォーマットの実質的に固定長の符号化データに変換する
変換ステップを含むことを特徴とする。

【００１７】請求項１０に記載の媒体は、入力されたデ
ータを、直交変換して圧縮符号化し、直交変換ブロック
毎に、その直交変換係数が、直流成分、交流成分の低次
から高次の順に配置された、前記可変長の規格のフォー
マットの実質的に固定長の符号化データに変換する変換
ステップを含むことを特徴とするプログラムを実行させ
る。

【００１８】請求項１１に記載のデータ記録再生装置
は、入力されたビデオデータを、直交変換して圧縮符号
化し、直交変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直
流成分、交流成分の低次から高次の順に配置された、規
格上、可変長のフォーマットの固定長の符号化データに
変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前
記固定長の符号化データを、記録媒体に記録する記録手
段と、前記記録媒体から、そこに記録された、前記固定
長の符号化データを再生する再生手段と、前記再生手段
により再生された、規格上、可変長のフォーマットの前
記固定長の符号化データを出力する出力手段とを備える
ことを特徴とする。

【００１９】請求項１３に記載のデータ記録再生方法
は、入力されたビデオデータを、直交変換して圧縮符号
化し、直交変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直
流成分、交流成分の低次から高次の順に配置された、規
格上、可変長のフォーマットの固定長の符号化データに
変換する変換ステップと、前記変換ステップの処理によ
り変換された前記固定長の符号化データを、記録媒体に
記録する記録ステップと、前記記録ステップの処理で、
前記記録媒体に記録された、前記固定長の符号化データ
を再生する再生ステップと、前記再生ステップの処理に
より再生された、前記可変長のフォーマットの前記固定
長の符号化データを出力する出力ステップとを含むこと
を特徴とする。

【００２０】請求項１４に記載の媒体は、入力されたビ
デオデータを、直交変換して圧縮符号化し、直交変換ブ
ロック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交流成分
の低次から高次の順に配置された、規格上、可変長のフ
ォーマットの固定長の符号化データに変換する変換ステ
ップと、前記変換ステップの処理により変換された前記
固定長の符号化データを、記録媒体に記録する記録ステ
ップと、前記記録ステップの処理で、前記記録媒体に記
録された、前記固定長の符号化データを再生する再生ス
テップと、前記再生ステップの処理により再生された、
前記可変長のフォーマットの前記固定長の符号化データ
を出力する出力ステップと含むことを特徴とするプログ
ラムを実行させる。

【００２１】請求項１に記載の符号化装置、請求項９に
記載の符号化方法および請求項１０に記載の媒体におい
ては、入力されたデータが、規格上、可変長のフォーマ
ットの固定長の符号化データに変換される。

【００２２】請求項１１に記載のデータ記録再生装置、
請求項１３に記載のデータ記録再生方法および請求項１
４に記載の媒体においては、入力された映像データが、
規格上、可変長のフォーマットの固定長の符号化データ
に変換され、記録媒体に記録され、再生出力される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の
実施の形態となるデータ変換装置の概略構成を示すブロ
ック図である。

【００２４】この図２のデータ変換装置は、ＤＣＴ（Di
screte Cosine Transform ：離散余弦変換）等の直交変
換を伴う映像データの圧縮符号化の際に、複数の直交変
換ブロック（例えばＤＣＴブロック）をまとめたブロッ
ク集合体（例えばマクロブロック）毎に、直交変換係数
（例えばＤＣＴ係数）が、直流成分、交流成分の低次か
ら高次の順に配置された第１のフォーマットの符号化デ
ータと、直交変換を伴う映像データの圧縮符号化の際
に、直交変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流
成分、交流成分の低次から高次の順に配置された第２の
フォーマットの符号化データとの間でデータ変換を行
う。具体的には、前記第１のフォーマットとしては、マ
クロブロック内で各ＤＣＴブロックの直流（ＤＣ）成分
の係数がまとめられ、交流（ＡＣ）成分の低次から高次
の順にまとめられて符号化されるようなフォーマット
（例えば、本出願人が提案するＳＸフォーマット（商
標))が挙げられ、前記第２のフォーマットとしては、い
わゆるＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Expert
s Group）規格、特にＭＰＥＧ２の4:2:2Ｐ＠ＭＬ（4:2:
2プロファイル＠メインレベル）の規格に従ったフォー
マットが挙げられる。

【００２５】この図２に示すデータ変換装置において、
入力端子１０には、前記第１のフォーマットの符号化デ
ータのデータストリームＤＳ１が供給され、この第１の
フォーマットの符号化データは、前記直交変換係数（例
えばＤＣＴ係数）を得るまで部分的に復号する復号手段
としての可変長復号回路１１、及びヘッダ付加回路１４
に送られる。入力データストリームである第１の符号化
データは、ＤＣＴ係数が予め可変長符号化（ＶＬＣ：Va
riable Length Coding）されており、可変長復号回路１
１では、この可変長符号化されているデータ部分を復号
することにより、データの区切りを明確にし、データの
並び替えが可能な出力信号Ｓ１を変換回路１２に送って
いる。

【００２６】変換回路１２は、前記第１のフォーマット
と前記第２のフォーマットの相違点であるデータの並び
等を修正すると共に、スタッフィング回路１５からの制
御信号Ｓ５が“１”のとき、ＤＣＴ係数の高次の（ＡＣ
高次の）非ゼロ係数をゼロに置換して、出力信号Ｓ２を
出力する。

【００２７】可変長符号化回路１３は、変換回路１２か
らの信号Ｓ２を入力信号として、可変長符号化が必要な
データに対して、再度可変長符号化を施して、出力信号
Ｓ３を出力する。

【００２８】ヘッダ付加回路１４は、前記第１のフォー
マットの入力符号化データのデータストリームＤＳ１か
ら、予め入力データのタイミング等を検出し、前記第２
のフォーマットである例えばＭＰＥＧ２で規定されてい
る各種のヘッダ情報の準備をする。ヘッダ付加回路１４
は、その後、可変長符号化回路１３からの信号Ｓ３に前
記準備したヘッダ情報を付加して出力信号Ｓ４を出力す
る。

【００２９】スタッフィング回路１５は、ヘッダ付加回
路１４によりヘッダ情報が付加された信号Ｓ４を入力信
号として、ＧＯＰ（グループオブピクチャ：Group Of P
icture）単位でのデータ長を計算し、必要あればスタッ
フィングビット（“０”）を挿入し、ＧＯＰ単位での長
さの平滑化を図り、前記第２のフォーマット（ＭＰＥＧ
２）のデータストリームＤＳ２を出力端子１６より出力
する。ここで、ＧＯＰ単位でのデータ長が、設定データ
長を超える（オーバーする）場合には、適宜、前記制御
信号Ｓ５に“１”を立てて、変換回路１２に送ってい
る。これにより、ＤＣＴ係数の高次の非ゼロ係数をゼロ
に置換して可変長符号化の効率を上げて、簡易的なデー
タレート削減を行うことができる。

【００３０】制御Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７は、
端子１８を介して外部ＣＰＵ（図示せず）と、システム
コントローラインターフェース信号Ｓ６により通信を行
い、可変長復号回路１１乃至スタッフィング回路１５に
対して、それぞれの制御信号により、初期設定を行った
り、内部の動作状態を外部ＣＰＵに知らせたりする機能
を持っている。

【００３１】次に、前記第２のフォーマットの具体例と
してのＭＰＥＧ規格、及び前記第１のフォーマットの具
体例について、図３乃至図７を参照しながら説明する。

【００３２】図３は、前記第２のフォーマットの具体例
としてのＭＰＥＧ規格、特に、ＭＰＥＧ２の4:2:2Ｐ＠
ＭＬ（4:2:2プロファイル・アト・メインレベル）の場
合の階層構造を説明するための図である。

【００３３】この図３（Ａ）に示すシーケンス（Sequen
ce）層は、シーケンスヘッダコード（ＳＨＣ：sequence
＿header＿code）、ヘッダ（header）部、拡張（extens
ion）部に続いて、いくつかのＧＯＰ（グループオブピ
クチャ：Group Of Picture）が配され、また必要に応じ
て、ＳＨＣからＧＯＰまでの組が何組か配され、このシ
ーケンスの終端にシーケンスエンドコード（ＳＥＣ：se
quence＿end＿code）が配されて構成されている。

【００３４】ＧＯＰは、図３（Ｂ）のＧＯＰ層に示すよ
うに、先頭にグループスタートコード（ＧＳＣ：group
＿start＿code）が配され、ヘッダ部、拡張部に続い
て、何枚かのピクチャ（Picture）が配されて構成され
ている。このピクチャとしては、フレーム内符号化画像
（Ｉピクチャ：Intra Picture）、順方向予測符号化画
像（Ｐピクチャ：Predictive Picture）、双方向予測符
号化画像（Ｂピクチャ：Bidirectionally Predictive P
icture）が挙げられ、これらのＩ，Ｐ，Ｂピクチャが所
定の順序に配列されてＧＯＰが構成されている。

【００３５】ピクチャ（Picture）は、図３（Ｃ）のPic
ture層に示すように、ピクチャスタートコード（ＰＳ
Ｃ：picture＿start＿code）からヘッダ部、拡張ユーザ
データ（extension user data）部に続いて、いくつか
のスライス（Slice）が配されて構成され、スライス
は、図３（Ｄ）のSlice層に示すように、スライススタ
ートコード（ＳＳＣ：slice＿start＿code）からヘッダ
部に続いていくつかのマクロブロック（ＭＢ：macroblo
ck）が配されて構成されている。

【００３６】１つのマクロブロックＭＢは、図３（Ｅ）
のＭＢ（Macroblock）層に示すように、アドレス（addr
ess）、モード（mode）、量子化スケールコード（ｑｓ
ｃ：quantizer＿scale＿code）、動きベクトル（ｍｖ：
motion＿vectors）、及びコードブロックパターン（ｃ
ｂｐ：coded＿block＿pattern）に続いて、所定個数の
ブロック（block）が配置されている。このブロックは
８×８画素のＤＣＴブロックがＤＣＴ（離散コサイン変
換）演算されて得られた８×８個のＤＣＴ係数から成っ
ており、１つのマクロブロックＭＢは、4:2:2Ｐ＠ＭＬ
の場合、図４に示すように、４個の輝度信号ブロックＹ
０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、それぞれ２個ずつの色差信号
ブロックＣb０,Ｃb１，Ｃr０,Ｃr１の、合計８個のＤＣ
Ｔブロックから構成されている。

【００３７】ここで、１つのＤＣＴブロック内の８×８
個のＤＣＴ係数は、左上にＤＣ（直流）成分が配置さ
れ、以下、図５（Ａ）に示すように、左上から右下に向
かってＡＣ（交流）成分の低次（低周波）から高次（高
周波）の順に配置されている。このブロック内のＤＣＴ
係数を図５（Ａ）に示す順で取り出して可変長符号化す
る方法を、ジグザグスキャンという。ＭＰＥＧ２では、
このジグザグスキャンの他に、図５（Ｂ）に示すような
オルタネートスキャンの方法が許されており、これらの
ジグザグスキャンとオルタネートスキャンのいずれかを
ピクチャ単位で切り換えて使用することができるように
なっている。オルタネートスキャンの方法は、インター
レース成分を効率よく拾うことができ、インターレース
画像の符号化に適している。

【００３８】これらのスキャン方法により１次元の係数
列とされたＤＣＴ係数の具体例を図６（Ａ）及び（Ｂ）
に示す。すなわち、図６（Ａ）が、ジグザグスキャンに
よってＤＣＴブロック内の８×８個の２次元のＤＣＴ係
数が１次元の係数列にされたものを示し、図６（Ｂ）
が、同様にオルタネートスキャンによって１次元係数列
にされたＤＣＴ係数を示している。

【００３９】図３（Ｆ）は、各ＤＣＴブロック毎に１次
元の配列とされたＤＣＴ係数列に対してハフマン符号化
等の可変長符号化（エントロピ符号化ともいう）を施し
て得られた符号化データ列を示しており、rAC-1[y0]等
が符号化されたデータを示している。なお、可変長符号
化では、ゼロ連長（ラン）と非ゼロ値（レベル）とに応
じてコードrAC**が決定されるが、本発明の実施の形態
とは関係がないため、説明を省略する。

【００４０】以上がＭＰＥＧ規格、特にＭＰＥＧ２の4:
2:2Ｐ＠ＭＬの場合に相当する第２のフォーマットによ
る符号化データストリームの例であるが、これに対する
第１のフォーマットとして、本件出願人が先に提案した
フォーマットは、例えば図７に示すような階層構造とな
っている。

【００４１】この図７に示す第１のフォーマットの具体
例において、図７（Ａ）のシーケンス（Sequence）層を
構成しているＧＯＰ列の１つのＧＯＰは、図７（Ｂ）の
ＧＯＰ層に示すように、Ｉピクチャ及びＢピクチャの２
フレームから成っている。これは、ビデオテープレコー
ダに適用した場合の前記第１のフォーマットの具体例の
場合であり、第１のフォーマット自体としては、Ｉ，
Ｐ，Ｂピクチャを含む３０フレームまでのＧＯＰが許さ
れている。また、ビデオテープレコーダに適用する場合
には、例えばＧＯＰ単位を一定長としてテープに記録す
るためにスタッフィング等が施されているが、本発明の
実施の形態とは関係が少ないため、説明を省略する。

【００４２】また、図７（Ｃ）のピクチャ（Picture）
層、及び図７（Ｄ）のスライス（Slice）層は、図７
（Ａ）のシーケンス層や図６（Ｂ）のＧＯＰ層と共に、
上述した図３のＭＰＥＧ規格に略々準じたものである
が、ヘッダ情報が付加されておらず、第１のフォーマッ
トから第２のフォーマットに変換する際には、各種ヘッ
ダ情報を付加することが必要とされる。

【００４３】図７（Ｅ）のマクロブロックＭＢ（Macrob
lock）層は、各ＤＣＴ係数の並び順序が、図３（Ｅ）の
ＭＰＥＧフォーマットの場合と異なっている。すなわ
ち、図７（Ｆ）の符号化データにも示すように、図４に
示す８個のＤＣＴブロックＹ０乃至Ｃr１の各ＤＣ（直
流）成分のみが８個まとめて最初に配置され、これに続
いて、ＡＣ（交流）成分の低次（低周波）から高次（高
周波）までについて、各ＤＣＴブロックの対応する周波
数のＤＣＴ係数が８個ずつまとめて順次配列されるよう
になされている。これは、マクロブロックＭＢ内で、画
像再生の際に重要度の高いＤＣ成分やＡＣの低周波成分
が近接して配置されることを意味する。

【００４４】ここで、ＤＣＴ係数の配列順序をこのよう
にすることの利点について、図８及び図９を参照しなが
ら説明する。

【００４５】上述したような第１のフォーマット、また
は第２のフォーマットの符号化データを、回転ヘッドを
用いてビデオテープ上に斜めのヘリカルトラックとして
記録し、これを高速再生した場合には、記録トラックで
あるヘリカルトラックの傾き角度に対してヘッド軌跡の
傾き角度が異なることにより、ヘリカルトラックの一部
しか再生できず、エラー訂正を施しても前記マクロブロ
ックＭＢ内の一部のみが有効に再生され、残りがエラー
となる。

【００４６】図８は、前記第２のフォーマットの具体例
である上述したＭＰＥＧ２のフォーマットで記録された
ビデオテープを高速再生した場合を示しており、図中の
斜線部が訂正不能エラー領域を示している。図８（Ａ）
はマクロブロック内のＤＣＴ係数の符号化データの１次
元配列を示し、図８（Ｂ）は、これを復号して得られる
ＤＣＴ係数を、横軸が周波数成分、縦軸がＤＣＴブロッ
クの２次元に配列したものを示している。この図８
（Ｂ）の例では、輝度信号ＹのＤＣＴブロックＹ０，Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３が有効で、色差信号のＤＣＴブロックＣ
b０，Ｃr０，Ｃb１，Ｃr１がエラーとなっており、色成
分無しの映像が得られることになる。また、色差信号の
Ｃb０まで有効なときは異様な色が付き、輝度信号のＹ
３もエラーとなるときは、マクロブロック内のＹ成分の
一部のＤＣＴブロックが欠けることになる。このような
再生画像は見苦しいものであり、好ましくない。

【００４７】これに対して、前記第１のフォーマットで
記録されたビデオテープを高速再生した場合には、図９
（Ａ）に示す１次元配列中の斜線部がエラーとなるが、
図９（Ｂ）に示すように、マクロブロック内の全てのＤ
ＣＴブロックについて、画像再生に重要なＤＣ成分やＡ
Ｃ低周波成分が有効となっており、ややぼけた画像とな
るものの、比較的良好な再生画像が得られる。なお、高
速再生の際に、各マクロブロック毎のエラーの発生位置
は変化するが、マクロブロック内でＤＣ成分及びＡＣの
低周波成分が有効に得られないものについては、そのマ
クロブロックのデータを使用せず、過去のフレームの有
効画像を表示するようにすればよく、表示画像としては
マクロブロック単位で部分的に更新されるようなものと
なるが、見た目に違和感はない。

【００４８】また、前記第１のフォーマットにおいて
は、図５と図６に示したジグザグスキャンとオルタネー
トスキャンとを、マクロブロックＭＢを単位として切り
換えることができ、これによって画質の向上が図れるよ
うになっている。

【００４９】すなわち、動きの小さい画像やフレーム画
像（順次走査画像）については、フレームＤＣＴとジグ
ザグスキャンとを組み合わせて用い、動きの大きいイン
ターレース画像については、フィールドＤＣＴとオルタ
ネートスキャンとを組み合わせて用いるのが有利であ
る。前記第１のフォーマットにおいては、これをマクロ
ブロック単位で切り換えることで、より細かい調整が可
能とされ、画質が向上する。

【００５０】これに対して、前記第２のフォーマット
（ＭＰＥＧ）においては、上述したようにスキャンタイ
プをピクチャ内で統一しなければならない。すなわち、
ＤＣＴタイプは、フィールドＤＣＴとフレームＤＣＴと
をマクロブロック単位で切り換えることが許されている
が、スキャンタイプは切り換えることが許されていな
い。

【００５１】従って、前記図２の変換回路１２では、第
１のフォーマットにおいてマクロブロック単位でスキャ
ンタイプが切り換えられている場合に、ピクチャ内では
同じスキャンタイプとなるように、ＤＣＴ係数の並び替
えを行って、第２のフォーマットに合わせている。

【００５２】以上説明したような第１および第２のフォ
ーマットの具体例に関し、第１のフォーマットの符号化
データから第２のフォーマット（ＭＰＥＧ）の符号化デ
ータに変換する場合の具体的な処理について、図１０を
参照しながら説明する。

【００５３】図１０（Ａ）は、前記第１のフォーマット
の符号化データストリームにおいて、１つのマクロブロ
ック内のＤＣＴ係数の符号化データの１次元配列を示
し、前記図２の可変長復号回路１１では、このマクロブ
ロック内の先頭の符号化データDC[Y0]を検出してデータ
の区切りを明確にする。この先頭の符号化データDC[Y0]
より、可変長復号回路１１内のメモリに図１０（Ｂ）の
矢印に示すような順序で書き込みが行なわれる。なお、
この図１０（Ｂ）では、可変長符号化により係数データ
がゼロ連長（ラン）と非零値（レベル）との組にまとめ
られたものをメモリに展開する際に、例えば符号化ＡＣ
係数データのAC-2とAC-3とが一挙に展開されることもあ
ることを示している。

【００５４】可変長復号回路１１内のメモリに展開され
可変長復号処理が施された係数データは、図１０（Ｃ）
の矢印に示すように、各ＤＣＴブロック毎に、ＤＣ（直
流）成分からＡＣ（交流）成分の低周波から高周波まで
の順に読み出されることで、上述した第２のフォーマッ
ト（ＭＰＥＧ）の係数配列順序に変換される。またこの
とき、第１のフォーマットにおいてスキャンタイプ（ジ
グザグスキャンとオルタネートスキャン）がマクロブロ
ック毎に切り換えられている場合には、ピクチャ内で同
一のスキャンタイプとなるようにＤＣＴ係数の並び替え
を行って、第２のフォーマット（ＭＰＥＧ）に合致させ
るようにしている。これが前記図２の変換回路１２での
処理に相当する。次に、図２の可変長符号化回路１３に
おいて可変長符号化され、図１０（Ｄ）に示すような符
号化されたＤＣＴ係数のデータとなる。これは、１次元
的には、前記図３（Ｆ）の符号化データに相当する。

【００５５】以上説明したようなデータ変換装置を、前
記第１のフォーマットで記録を行う信号記録再生装置で
あるヘリカルスキャンタイプのビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）に適用した具体例について、図１１を参照し
ながら説明する。

【００５６】この図１１において、入力端子１１１に
は、ディジタルビデオ信号とディジタルオーディオ信号
とが多重化されたシリアルデータ信号SDI Inがシリアル
データ入力回路１１２に供給されている。このシリアル
データ入力回路１１２は、入力信号SDI Inをシリアル信
号からパラレル信号に変換し、変換したパラレル信号か
らビデオ信号とオーディオ信号とを分離して、ビデオ信
号Video Inを第２フォーマットエンコーダ１１３に、オ
ーディオ信号Audio Inを遅延回路１１４にそれぞれ送っ
ている。また、シリアルデータ入力回路１１２は、入力
信号SDI Inの位相基準である信号Input Syncをタイミン
グ発生回路１４２に送っている。

【００５７】タイミング発生回路１４２は、入力端子１
４１からの外部基準信号REF Inから抽出した基準同期
（Reference Sync）信号、又はシリアルデータ入力回路
１１２からの信号Input Syncのいずれか指定された信号
に同期して、ビデオテープレコーダで必要なタイミング
信号をタイミングパルス（Timing Pulse）として生成
し、各回路に出力する。

【００５８】第１フォーマットエンコーダ１１３は、入
力されたビデオ信号Video Inを、符号化によりデータ圧
縮し、上述した第１のフォーマットのビデオ信号ＶＦ１
としてＥＣＣ（エラー訂正符号）エンコーダ１１５に送
っている。この具体例のビデオテープレコーダでは、オ
ーディオ信号は非圧縮データとして扱っているため、遅
延回路１１４は、入力されたオーディオ信号Audio Inを
非圧縮データのまま、前記第１フォーマットエンコーダ
１１３による処理時間分だけ遅延させたオーディオ信号
ＡＵとして、ＥＣＣエンコーダ１１５に送っている。

【００５９】ＥＣＣエンコーダ１１５は、圧縮されたビ
デオ信号ＶＦ１と非圧縮のオーディオ信号ＡＵとを入力
信号として、誤り訂正符号化処理を施して記録データRE
C DATAとし、イコライザ１１６に送っている。イコライ
ザ１１６は、入力された記録データREC DATAを記録ＲＦ
信号REC RFに変換して、回転ドラム１１７の回転ヘッド
（図示せず）に送っている。回転ドラム１１７（の記録
ヘッド）は、テープ１２０に対して記録ＲＦ信号REC RF
を斜めのヘリカルトラックに記録形成する。

【００６０】再生時には、回転ドラム１１７（の再生ヘ
ッド）がテープ１２０から再生ＲＦ信号PB RFを再生し
てイコライザ１１６に送る。イコライザ１１６は、入力
された再生ＲＦ信号PB RFに対して位相等化処理を施
し、再生データPB DATAをＥＣＣデコーダ１２１に送
る。

【００６１】ＥＣＣデコーダ１２１は、入力された再生
データPB DATAに対して、誤り訂正復号処理を施して、
圧縮符号化された前記第１のフォーマットの再生ビデオ
信号ＶＦ１ＰＢと、非圧縮の再生オーディオ信号AUPBと
を出力する。再生ビデオ信号ＶＦ１ＰＢは、第１フォー
マットデコーダ１２２、シリアルデータ出力回路１２
６、及び図２に示したデータ変換装置に相当するデータ
変換回路１３１に送られ、再生オーディオ信号AUPBは遅
延回路１２３に送られる。

【００６２】第１フォーマットデコーダ１２２は、入力
された再生ビデオ信号ＶＦ１ＰＢを復号することにより
非圧縮の元のビデオ信号を得て、出力ビデオ信号Video
Outとしてシリアルデータ出力回路１２４に送る。

【００６３】遅延回路１２３は、入力された再生オーデ
ィオ信号AUPBについて、ビデオ信号とのタイミング調整
をする分だけ遅延させるものである。それぞれのビデオ
信号に合わせて遅延された出力信号AUDL1，AUDL2，AUDL
3 を、シリアルデータ出力回路１２４，１２６，１３２
にそれぞれ送っている。

【００６４】シリアルデータ出力回路１２４は、タイミ
ング合わせされたビデオ信号VideoOutとオーディオ信号
AUDL1とを、パラレル信号からシリアル信号に変換し、
所定のシリアルデータ伝送フォーマットに合わせて、シ
リアルデータ信号SDI Outとして出力端子１２５より出
力する。

【００６５】シリアルデータ出力回路１２６は、タイミ
ング合わせされたオーディオ信号AUDL2と、ＥＣＣデコ
ーダ１２１からの前記第１のフォーマットの再生ビデオ
信号ＶＦ１ＰＢとを、パラレル信号からシリアル信号に
変換し、所定のシリアルデータ伝送フォーマットに合わ
せて、シリアルデータ信号として出力端子１２７より出
力する。

【００６６】上述した図２に示すようなデータ変換装置
が用いられる。データ変換回路１３１は、入力された前
記第１のフォーマットの再生ビデオ信号ＶＦ１ＰＢを、
前記第２のフォーマット（ＭＰＥＧ）のビデオ信号ＶF2
に変換し、シリアルデータ出力回路１３２に送る。

【００６７】シリアルデータ出力回路１３２は、タイミ
ング合わせされたオーディオ信号AUDL3と、前記データ
変換された第２のフォーマットのビデオ信号ＶF2とを、
パラレル信号からシリアル信号に変換し、所定のシリア
ルデータ伝送フォーマットに合わせて、シリアルデータ
信号として出力端子１３３より出力する。この出力端子
１３３からの出力信号は、標準のＭＰＥＧストリームの
シリアルデータ信号であり、外部ＭＰＥＧ機器に送るこ
とができる。

【００６８】また、システムコントローラ１４４は、サ
ーボ回路１４６とSY＿SV信号で互いに連携を取りなが
ら、それぞれSY＿IO、SERVO＿IO信号で各回路と通信す
ることにより、このディジタルＶＴＲの最適制御を行っ
ている。

【００６９】ところで、図１１に示したデータ変換回路
１３１で第１のフォーマットの信号を、第２のフォーマ
ットの信号に単純に変換するだけの構成にすると、図１
を参照して説明したように、ＧＯＰの符号長が目標符号
長に対してオーバシュートしたような場合、ヘリカルト
ラックの容量は固定されているため、オーバシュートし
た分だけデータが捨て去られてしまい、ヘリカルトラッ
クに記録することができない恐れがある。そこで、図１
１に示すデータ変換回路１３１を、例えば図１２に示す
ような固定長ＭＰＥＧエンコーダ１６１のように構成す
ることができる。

【００７０】この固定長ＭＰＥＧエンコーダ１６１はプ
リフィルタ１６２を有し、入力されたビデオデータVide
o INの不要な高域成分を除去する。このプリフィルタ１
６２は、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）Dig
ital Filterにより、所謂ローパスフィルタとして構成
することができる。高域成分を多く含んだ映像は、情報
量が多く、その分だけビットレートが高くなるので圧縮
する場合に不利となる。そこで、予め高域成分を減衰さ
せることで画質の向上を図ることができる。

【００７１】プリフィルタ１６２は、ＣＰＵバスを介し
て指令されるＣＰＵ１６６からの指令に対応してフィル
タ係数の設定が可能とされており、入力されたビデオデ
ータVideo Inをそのまま出力するスルーモードを含め、
ビットレートに応じて所定の周波数特性に設定すること
ができる。

【００７２】プリフィルタ１６２により広域が減衰され
たビデオデータＦＬ−Videoは、固定長エンコーダ１６
３に入力される。この固定長エンコーダ１６３は、例え
ば図１３に示すように構成される。

【００７３】プリエンコーダ１７１は、プリフィルタ１
６２から入力されたビデオデータＦＬ−Videoを、予め
設定されている８種類の量子化値によりエンコードを実
施し、目標符号長を上回る符号量に対応する量子化値
と、目標符号長を下回る符号量に対応する量子化値の
内、目標符号長に最も近い２つの符号量に対応する量子
化値を選択し、その選択結果をResultとして、ビットア
ロケーション部１７２に出力する。

【００７４】ビットアロケーション部１７２はプリエン
コーダ１７１より入力された２つの量子化値を基に、目
標符号長の符号量が得られるのに最適な量子化値を各マ
クロブロック毎に算出し、Ｑスケールコード（Ｑ scale
code）としてエンコーダ１７４に出力する。

【００７５】遅延部１７３は、プリエンコーダ１７１と
ビットアロケーション部１７２の処理による遅延時間に
対応する分だけ、プリフィルタ１６２から入力されたビ
デオデータＦＬ−Videoを遅延し、ビデオデータDelayed
Videoとしてエンコーダ１７４に出力する。

【００７６】エンコーダ１７４は、ビットアロケーショ
ン部１７２より入力された量子化値を用いて、遅延部１
７３より入力されたビデオデータDelayed Videoをエン
コードし、固定長の第１のフォーマットのビデオデータ
のストリームＳＸ streamとして出力する。

【００７７】尚、ここで固定長とは、各ＧＯＰで目標の
符号量を超えずに、且つ、高効率に（目標符号長に近い
符号量で）符号化が行われるように制御された符号量を
意味する。

【００７８】図１２に戻って、固定長エンコーダ１６３
は、ＣＰＵバス経由でＣＰＵ１６６からビットレートお
よびＧＯＰ構造の設定が可能とされており、各ＧＯＰに
対して最適な固定長のエンコードを実施する。

【００７９】動き予測プロセッサ１６４は、ＧＯＰが１
フレームで構成される場合は不要であるが、ＧＯＰが１
フレームより大きい単位で構成される場合必要となる。
この場合、動き予測プロセッサ１６４は、固定長エンコ
ーダ１６３との間で信号Motion IFの受け渡しを行い、
マクロブロック単位で動きベクトルを検出して、固定長
エンコーダ１６３に通知する。この動き予測プロセッサ
１６４の動作もＣＰＵ１６６により制御される。

【００８０】データ変換装置１６５は、固定長エンコー
ダ１６３より入力された固定長のビデオデータＳＸ Str
eamを標準のＭＰＥＧ Streamに変換する。ＭＰＥＧは、
規格上、可変長のフォーマットとされているが、入力さ
れるビデオデータＳＸ Streamが固定長であるため、デ
ータ変換装置１６５より出力されるＭＰＥＧ Streamも
固定長となる。尚、このストリームはＭＰＥＧ２の４：
２：２Ｐ＠ＭＬに準拠している。このデータ変換装置１
６５は、例えば図２に示すように構成される。

【００８１】ＣＰＵ１６６は、ＣＰＵバスを介してデー
タ変換装置１６５を制御する。またＣＰＵ１６６は、外
部のＣＰＵとホストインターフェースHost IFを介して
通信し、プリフィルタ１６２、固定長エンコーダ１６
３、動き予測プロセッサ１６４およびデータ変換装置１
６５の初期設定の他、各種の設定などの制御を行う。

【００８２】次に、その動作について説明する。プリフ
ィルタ１６２は、ＥＣＣデコーダ１２１より入力された
ビデオデータＶＦ１ＰＢの入力を受けると、その不要な
高域成分を除去し、ビデオデータＦＬ−Videoとして固
定長エンコーダ１６３のプリエンコーダ１７１と遅延部
１７３に供給する。

【００８３】プリエンコーダ１７１は、入力されたビデ
オデータの各マクロブロックを、例えば図１４に示すよ
うに、４つのＤＣＴブロックに分割し、各ＤＣＴブロッ
クのＤＣＴ係数の値ＤＣＴ１乃至ＤＣＴ４を、予め設定
されているＱテーブル（Ｑ table）の値に８種類のＱス
ケールコード（Ｑ scale code）の内の１つに対応する
Ｑスケール（Ｑ scale１）を乗算した値で割り算し、そ
の商Ａを求める。

【００８４】Ｑ scale codeは５ビットのデータで表わ
され、このＱスケールコードに対応して予め用意されて
いる複数のＱ scaleの中から所定のものが割り当てられ
る。プリエンコーダ１７１はＱ scale１乃至Ｑ scale８
の合計８種類のＱスケールを有している。いまの場合、
この８種類のＱスケールのうちのＱ scale１について、
処理が行なわれる。

【００８５】例えばＤＣＴ１に対しての上記演算を式で
表わすと次のようになる。

【００８６】 ＤＣＴ１／（Ｑ table×Ｑ scale１）＝Ａ１ 同様の処理がＤＣＴ２乃至ＤＣＴ４に対しても行われ、
その商Ａ２乃至Ａ４が求められる。

【００８７】プリエンコーダ１７１は以上のようにして
求めた４個の商Ａ１乃至Ａ４を加算し、その加算値Ｓ１
（＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４）を求める。

【００８８】同様の処理が、他の７種類のＱ scale２乃
至Ｑ scale８についても行われる。そして、プリエンコ
ーダ１７１は、マクロブロック毎に得られる８個のＱ s
cale１乃至Ｑ scale８に対応する符号量Ｓ１至Ｓ８を目
標符号量Ｒと比較し、目標符号量Ｒに最も近い目標符号
量を上回る符号量Ｓｉに対応するＱ scaleｉと、目標符
号量を下回る符号量Ｓｊに対応するＱ scaleｊを選択
し、ビットアロケーション部１７２に出力する。

【００８９】ビットアロケーション部１７２は、プリエ
ンコーダ１７１より入力された２つの量子化値Ｑ scale
ｉ，Ｑ scaleｊを基に、目標に対して最適な量子化値を
各マクロブロック毎に算出し、Ｑ scale codeとしてエ
ンコーダ１７４に出力する。

【００９０】エンコーダ１７４は、遅延部１７３を介し
てプリエンコーダ１７１の処理と、ビットアロケーショ
ン部１７２の処理に必要な時間の分だけ遅延されたビデ
オデータDelayed Videoを、ビットアロケーション部Ｆ
１７２より入力されたＱ scale codeを用いてエンコー
ド（符号化）する。

【００９１】以上のようにして、エンコーダ１７４から
出力されるストリームは、図１５に示すように、各ＧＯ
Ｐ１乃至ＧＯＰ８の符号長が目標符号長に近く、且つ、
目標符号長を超えない値、即ち、固定長に制御される。

【００９２】なお、ＧＯＰが１フレームを超える場合に
は、エンコーダ１７４によるエンコード処理は、動き予
測プロセッサ１６４による動き予測を用いて行われる。

【００９３】固定長エンコーダ１６３より出力された第
１のフォーマットの固定長ＳＸ Streamは、データ変換
装置１６５に入力され、ＭＰＥＧ Streamに変換され
る。データ変換装置１６５に入力されるストリームが固
定長のストリームである為、出力されるストリームも固
定長のストリームとなる。データ変換装置１６５は、図
２に示すように構成され、その動作は上述した場合と同
様であるので、ここではその説明を省略する。

【００９４】図１６は、図１２に示した固定長ＭＰＥＧ
エンコーダの他の応用例を表わしている。図１６は、編
集システムの例を表わしている。この編集システムにお
いては、ＭＰＥＧディスクシステム２００に、ビデオテ
ープレコーダ（ＶＴＲ）１８１，１８２が入力装置とし
て接続されているとともに、モニタ１９１とビデオテー
プレコーダ１９２が、出力装置として接続されている。
ビデオテープレコーダ１８１は、ベースバンドのビデオ
データを出力するＳＭＰＴＥ２５９Ｍで規定されている
ＳＤＩ（Serial Digital Interface）のインターフェー
スを有しており、ビデオテープレコーダ２８２は、ＳＭ
ＰＴＥ−３０５Ｍとして規定されているＳＤＴＩ（Seri
al Data Transport Interface）のインターフェースを
有している。このＳＤＴＩは、ＳＤＴＩ−ＣＰ（ＳＤＴ
Ｉ Contents Package）として、ＳＤＴＩ上に、ＭＰＥ
Ｇのエレメンタリストリーム（ＥＳ：Elementary Strea
m）を載せて出力することができる。またビデオテープ
レコーダ１８２は、図１３に示した固定長エンコーダ１
６３と同一の構成を有する固定長エンコーダ１８３を有
している。但し、この固定長エンコーダ１８３は、ＭＰ
ＥＧストリームを、ＳＸストリームに変換する機能も有
している。

【００９５】ビデオテープレコーダ１９２は、ビデオテ
ープレコーダ１８２と同様にＳＤＴＩ−ＣＰのインター
フェースを有しており、固定長エンコーダ１８３と同様
の機能を有する固定長エンコーダ１９３を内蔵してい
る。

【００９６】ＭＰＥＧディスクシステム２００は、ビデ
オテープレコーダ１８１からのベースバンドの（圧縮さ
れていない）ビデオデータを受信するためのＳＤＩイン
ターフェースとして機能するＳＤＩ受信部２０１を有し
ている。ＳＤＩ受信部２０１は、ビデオテープレコーダ
１８１からビデオデータＳＤＩ ＯＵＴ１を受信する
と、これをシリアルデータからパラレルデータに変換
し、さらにビデオデータとオーディオデータとに分離し
て、ビデオデータを固定長ＭＰＥＧエンコーダ２０２に
出力し、オーディオデータを遅延部２０４に供給する。

【００９７】固定長ＭＰＥＧエンコーダ２０２は、図１
２に示した固定長ＭＰＥＧエンコーダ１６１と同様に構
成され、ＳＤＩ受信部２０１より入力されたビデオデー
タから固定長のＭＰＥＧストリームを生成し、ＭＰＥＧ
−Ａとしてストリームスイッチ部２０３に出力する。

【００９８】遅延部２０４は、ＳＤＩ受信部２０１から
のオーディオデータを、固定長ＭＰＥＧエンコーダ２０
２における処理の時間に対応する分だけ遅延させ、オー
ディオデータAudio−Ａとしてオーディオスイッチ部２
０６に供給する。

【００９９】ＳＤＴＩ受信部２０５は、ビデオテープレ
コーダ１８２からの圧縮されているビデオデータＳＤＴ
Ｉ−ＣＰ ＯＵＴ１をシリアルデータからパラレルデー
タに変換し、さらにビデオデータとオーディオデータと
に分離し、ビデオデータをＭＰＥＧ−Ｂとしてストリー
ムスイッチ部２０３に供給し、オーディオデータをAudi
o−Ｂとしてオーディオスイッチ部２０６に出力する。

【０１００】ストリームスイッチ部２０３は、固定長Ｍ
ＰＥＧエンコーダ２０２より供給されたオーディオスト
リームＭＰＥＧ−Ａと、ＳＤＴＩ受信部２０５より入力
されたビデオストリームＭＰＥＧ−Ｂの内の一方を、シ
ステムコントローラ２０８からの制御に対応して選択
し、ストリームＲＥＣ−ＭＰＥＧとしてディスク２０７
に供給し記録させる。同様に、オーディオスイッチ部２
０６は、遅延部２０４より入力されたオーディオストリ
ームAudio−Ａと、ＳＤＴＩ受信部２０５より入力され
たオーディオストリームAudio−Ｂの内一方をシステム
コントローラ２０８の制御に対応して選択し、オーディ
オストリームＲＥＣ−Audioとしてディスク２０７に出
力し記録させる。

【０１０１】ディスク２０７は、システムコントローラ
２０８からの制御指令をDisk−Busを介して受け取る。
またストリームスイッチ部２０３やオーディオスイッチ
部２０６は、システムコントローラ２０８からの指令を
Syscon−Busを介して受け取る。

【０１０２】ディスク２０７は、Disk−Busを介してシ
ステムコントローラ２０８から再生の指令を受けた時、
記録されているビデオデータを再生し、ＰＢ−ＭＰＥＧ
としてＳＤＴＩ送信部２１２とＭＰＥＧデコーダ２０９
に出力し、またオーディオデータを再生し、ＰＢ−Audi
oとしてＳＤＴＩ送信部２１２と遅延部２１１に出力す
る。ＭＰＥＧデコーダ２０９は、ディスク２０７から入
力されたビデオデータＰＢ−ＭＰＥＧが圧縮されている
場合はそれをデコードし、圧縮されていなければ、その
まま、ビデオデータDec−VideoとしてＳＤＩ送信部２１
０に出力する。遅延部２１１は、ディスク２０７から入
力されたオーディオデータＰＢ−Audioを、ＭＰＥＧデ
コーダ２０９の処理に対応する時間だけ遅延させ、オー
ディオデータＤＬ−AudioとしてＳＤＩ送信部２１０に
供給する。

【０１０３】ＳＤＩ送信部２１０は、ＭＰＥＧデコーダ
２０９より入力されたビデオデータと、遅延部２１１よ
り入力されたオーディオデータとをＳＤＩフォーマット
にマッピングし、パラレルデータからシリアルデータに
変換してデータＳＤＩ−ＯＵＴ２としてモニタ１９１に
出力する。

【０１０４】モニタ１９１は、データＳＤＩ−ＯＵＴ２
を受け取る機器として接続されているものであり、モニ
タ以外の機器を、ここに接続することも勿論可能であ
る。

【０１０５】ＳＤＴＩ送信部２１２は、ディスク２０７
から再生出力されたビデオデータＰＢ−ＭＰＥＧと、再
生オーディオデータＰＢ−Audioを、ＳＤＴＩ−ＣＰの
フォーマットにマッピングした後、パラレルデータから
シリアルデータに変換して、データＳＤＴＩ−ＣＰ Ｏ
ＵＴとして、ビデオテープレコーダ１９２に出力する。

【０１０６】次に、その動作について説明する。ＳＤＩ
受信部２０１は、ビデオテープレコーダ１８１より入力
されたベースバンドのビデオデータＳＤＩ ＯＵＴ１か
ら、ビデオデータとオーディオデータとを抽出し、ビデ
オデータを固定長ＭＰＥＧエンコーダ２０２に出力し、
オーディオデータを遅延部２０４により所定の時間だけ
遅延させた後、オーディオスイッチ部２０６に出力す
る。固定長ＭＰＥＧエンコーダ２０２は、図１２を参照
して説明した場合と同様に、入力されたビデオデータか
ら固定長のＭＰＥＧストリームを生成し、ストリームス
イッチ部２０３に出力する。

【０１０７】システムコントローラ２０８は、ストリー
ムスイッチ部２０３を制御し、固定長ＭＰＥＧエンコー
ダ２０２の出力ＭＰＥＧ−Ａを選択させている時、オー
ディオスイッチ部２０６を制御し、遅延部２０４から入
力されているオーディオデータAudio−Ａを選択させ
る。その結果、ストリームスイッチ部２０３により選択
されたビデオストリームＭＰＥＧ−Ａが、ビデオストリ
ームＲＥＣ−ＭＰＥＧとしてディスク２０７に供給さ
れ、記録されるとともに、対応するオーディオデータAu
dio−Ａがオーディオスイッチ部２０６により選択さ
れ、オーディオストリームＲＥＣ−Audioとしてディス
ク２０７に供給され、記録される。

【０１０８】一方、ＳＤＴＩ受信部２０５は、ビデオテ
ープレコーダ１８２から固定長エンコーダ１８３により
圧縮されたデータＳＤＴＩ−ＣＰ ＯＵＴ１の供給を受
けると、ビデオデータとオーディオデータとを分離し、
ビデオデータをＭＰＥＧ−Ｂとしてストリームスイッチ
部２０３に供給し、オーディオデータをAudio−Ｂとし
てオーディオスイッチ部２０６に出力する。ストリーム
スイッチ部２０３とオーディオスイッチ部２０６は、シ
ステムコントローラ２０８により制御され、ストリーム
スイッチ部２０３がＳＤＴＩ受信部２０５の出力ＭＰＥ
Ｇ−Ｂを選択している時、オーディオスイッチ部２０６
は、ＳＤＴＩ受信部２０５の出力Audio−Ｂを選択す
る。そして選択されたビデオデータがビデオデータＲＥ
Ｃ−ＭＰＥＧとしてディスク２０７に供給され、記録さ
れるとともに、選択されたオーディオストリームがＲＥ
Ｃ−Audioとしてディスク２０７に供給され、記録され
る。

【０１０９】尚、オーディオスイッチ部２０６に入力さ
れるオーディオストリームAudio−Ａと、オーディオス
トリームAudio−Ｂは何れも圧縮されていない。これ
は、オーディオデータを圧縮するとその品質が劣化する
為、オーディオデータは圧縮せずに、放送用機器として
の品質を保持するようにするのである。

【０１１０】以上のようにして、ディスク２０７にデー
タが記録された時、ユーザは、システムコントローラ２
０８を適宜制御し、編集処理を行う。このとき、記録さ
れているのが、ディスクであるため、ビデオテープレコ
ーダにおいて編集を行う場合に較べて、複雑な編集を行
うことができる。

【０１１１】またユーザが再生を指令すると、システム
コントローラ２０８はディスク２０７を制御し、そこに
記録されているデータを再生させる。再生されたビデオ
データＰＢ−ＭＰＥＧは、ＭＰＥＧデコーダ２０９とＳ
ＤＴＩ送信部２１２に供給され、再生されたオーディオ
データＰＢ−Audioは、遅延部２１１とＳＤＴＩ送信部
２１２に供給される。

【０１１２】ＭＰＥＧデコーダ２０９は、入力されたビ
デオデータＰＢ−ＭＰＥＧをデコードし、デコード出力
Dec−VideoをＳＤＩ送信部２１０に供給する。遅延部２
１１は、入力された再生オーディオデータＰＢ−Audio
を、ＭＰＥＧデコーダ２０９の処理の時間に対応する分
だけ遅延させ、オーディオデータＤＬ−AudioとしてＳ
ＤＩ送信部２１０に出力する。ＳＤＩ送信部２１０は、
入力されたビデオデータDec−Videoと、オーディオデー
タＤＬ−Audioを、ＳＤＩのフォーマットにマッピング
し、データＳＤＩ ＯＵＴ２としてモニタ１９１に出力
し、表示させる。

【０１１３】またＳＤＴＩ送信部２１２は、ディスク２
００から再生されたビデオデータＰＢ−ＭＰＥＧと、オ
ーディオデータＰＢ−Audioを、ＳＤＴＩフォーマット
にマッピングし、データＳＤＴＩ−ＣＰ ＯＵＴ２とし
てビデオテープレコーダ１９２に出力する。ビデオテー
プレコーダ１９２は、入力されたビデオデータは、ＭＰ
ＥＧ方式で既に圧縮されているため、ビデオを固定長エ
ンコーダ１９３でさらに圧縮することなく、そのまま装
着されているビデオテープに記録する。

【０１１４】このようにしてビデオテープレコーダ１９
２に記録したデータを、テレビジョン放送等において放
送するのに用いることができる。

【０１１５】ビデオテープレコーダ１９２において、Ｓ
ＤＩ送信部２１０の出力するベースバンドのデータを受
信し、固定長エンコーダ１９３で圧縮し、テープに記録
することも可能である。しかしながら、その場合、ＭＰ
ＥＧデコーダ２０９でデコードしたデータを、再びエン
コードすることになり、エンコードとデコードの世代数
が増加し、その分、画質が劣化する。そこで、エンコー
ドされたままの状態のデータをＳＤＴＩ送信部２１２か
ら受信し、そのままテープに記録することが好ましい。

【０１１６】このように、ＳＤＴＩ送信部２１２の出力
は、そのままビデオテープに記録されるので、固定長Ｍ
ＰＥＧエンコーダ２０２を、通常の可変長のＭＰＥＧエ
ンコーダとしてしまうと、その出力はオーバシュートす
るデータ量を含むことになる。ディスク２０７には、そ
のすべてのデータが記録されるが、これを再生し、ＳＤ
ＴＩ送信部２１２から出力して、ビデオテープレコーダ
１９２でテープに記録するとき、ヘリカルトラックの容
量を超えるオーバシュート分のデータは削除されてしま
い、画質が劣化する。そこで、このＭＰＥＧエンコーダ
を固定長ＭＰＥＧエンコーダとすることで、オーバシュ
ート分のデータが削除されてしまうようなことが防止さ
れる。従って、ロスレスの（画質劣化のない）圧縮伸長
処理を行って記録再生を行うことが可能となる。

【０１１７】次に、図１７を参照して、上述した一連の
処理を実行するプログラムをコンピュータにインストー
ルし、コンピュータによって実行可能な状態とするため
に用いられる媒体について説明する。

【０１１８】プログラムは、図１７（Ａ）に示すよう
に、パーソナルコンピュータ３０１に内蔵されている記
録媒体としてのハードディスク３０２や半導体メモリ３
０３に予めインストールした状態でユーザに提供するこ
とができる。

【０１１９】あるいはまた、プログラムは、図１７
（Ｂ）に示すように、フロッピー（登録商標）ディスク
３１１、CD-ROM(Compact Disk-Read Only Disk）３１
２、ＭＯ(Magneto-Optical)ディスク３１３、DVD(Digit
al Versatile Disk)３１４、磁気ディスク３１５、半導
体メモリ３１６などの記録媒体に、一時的あるいは永続
的に格納し、パッケージソフトウエアとして提供するこ
とができる。

【０１２０】さらに、プログラムは、図１７（Ｃ）に示
すように、ダウンロードサイト３２１から、デジタル衛
星放送用の人工衛星３２２を介して、パーソナルコンピ
ュータ３２３に無線で転送したり、ローカルエリアネッ
トワーク、インターネットといったネットワーク３３１
を介して、パーソナルコンピュータ３２３に有線で転送
し、パーソナルコンピュータ３２３において、内蔵する
ハードディスクなどに格納させることができる。

【０１２１】本明細書における媒体とは、これら全ての
媒体を含む広義の概念を意味するものである。

【０１２２】また、本明細書において、媒体により提供
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【０１２３】なお、本明細書において、システムとは、
複数の装置により構成される装置全体を表すものであ
る。

【０１２４】次に、以上説明したような本発明の実施の
形態により得られる効果について説明する。

【０１２５】前記第２のフォーマットとして挙げた世界
的なディジタルビデオ信号の標準規格となっているＭＰ
ＥＧ規格は、例えば放送業務用等のＶＴＲ（ビデオテー
プレコーダ）を意識したものではないため、そのままの
フォーマットでＶＴＲ記録を行う場合に、必ずしも最適
化がされていない部分がある。放送業務用のＶＴＲで
は、編集機能が非常に重視されており、編集ポイントを
探すためのサーチ画像の品位が重要なファクタとされ
る。ＶＴＲでは、記録データを回転ドラム上のヘッドで
テープ上にヘリカル状のトラックパターンとして記録し
ているため、サーチ時等の高速再生時には、記録したデ
ータを全て拾えないことになる。前記第２のフォーマッ
トのＭＰＥＧにおけるＤＣＴ係数の並びは、マクロブロ
ック内の８個のＤＣＴブロック（図４のＹ０乃至Ｙ３及
びＣb０乃至Ｃr１）毎に独立しているため、このままの
並び順でＶＴＲに記録した場合には、マクロブロックを
復号する上で重要なＤＣ（直流）係数及び低次のＡＣ
（交流）係数を８個のＤＣＴブロック全てについて拾え
るとは限らず、サーチ画像の高品質は期待できない。

【０１２６】これに対して、前記第１のフォーマットで
は、マクロブロックを単位として、８個のＤＣＴブロッ
クの各ＤＣ係数がまとめられ、各ＡＣ係数もその低次成
分から８個ずつまとめて順次配列される。その結果、サ
ーチ等の高速再生時にマクロブロック内の８個のＤＣ係
数及び８個ずつの低次のＡＣ係数がまとめて拾えるた
め、マクロブロックを復号した結果得られる画像が見易
いものとなる。このように、第１のフォーマットは、世
界標準のＭＰＥＧと同等の圧縮アルゴリズムを使用しな
がら、放送業務用ＶＴＲ等で要求される機能に対しても
最適化がなされたものとなっている。

【０１２７】しかしながら、前記第１のフォーマットは
放送業務用ＶＴＲ等に特化したものであり、他の機器と
のデータ伝送を考慮する場合には、前記第２のフォーマ
ットのようなＭＰＥＧ規格が有用である。この場合、前
記第１のフォーマットの圧縮符号化データを伝送する場
合には、非圧縮の元のビデオデータにまで復号して、前
記第２のフォーマットによる圧縮符号化を施すことが考
えられるが、回路構成や処理量が大きなものとなる。ま
た画質劣化無しでは実現できない。

【０１２８】そこで、第１のフォーマットの符号化デー
タに対して、可変長復号までの部分的な復号を行ってＤ
ＣＴ係数を求め、ＤＣＴ符号化については復号を行わず
に、第２のフォーマットに従ったＤＣＴ係数の並び替え
を行い、可変長符号化だけの部分的な符号化を施すこと
で、前記第２のフォーマットのＭＰＥＧの符号化データ
ストリームを得ている。

【０１２９】これによって、簡単な回路構成、少ない処
理量で、第１のフォーマットの符号化データから第２の
フォーマットの符号化データへの変換が行える。

【０１３０】また、このデータ変換部をＶＴＲ内に組み
込むことで、ＶＴＲと外部のＭＰＥＧ機器とのデータ伝
送の際に、第１のフォーマットの符号化データの復号処
理と第２のフォーマットの符号化データへの符号化処理
とが不要となり、しかも画質劣化の無いインターフェー
スが可能となる。

【０１３１】更に、規格上、可変長である第２のフォー
マットの符号化データを固定長の符号化データとするこ
とにより、画質を劣化させることなくヘリカルトラック
に圧縮した映像データを記録再生することが可能とな
る。

【０１３２】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、例えば第２のフォーマットは
ＭＰＥＧに限定されず、第１のフォーマットも上述のＳ
Ｘフォーマットに限定されない。また、第２のフォーマ
ットの符号化データを第１のフォーマットの符号化デー
タに変換することも容易に実現でき、この場合には、第
２のフォーマットの符号化データを直交変換係数（例え
ばＤＣＴ係数）を得るまで復号し、この復号して得られ
た第２のフォーマットのデータについての直交変換係数
を並べ替えて、第２のフォーマットのブロック集合体
（例えばマクロブロック）毎に直流成分、交流成分の低
次から高次の順に配置し、この配置変換した直交変換係
数を符号化して前記第１のフォーマットの符号化データ
に符号化する構成とすればよい。

【０１３３】また、図１２においては、固定長エンコー
ダ１６３とデータ変換装置１６５を独立に構成するよう
にしたが、これらを一体的に構成することも可能であ
る。

【０１３４】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の符号化装
置、請求項９に記載の符号方法および請求項１０に記載
の媒体によれば、入力されたデータを、直交変換して圧
縮して符号化し、直交変換ブロック毎に、その直交変換
係数が、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配置
された、可変長のフォーマットの実質的に固定長の符号
化データに変換するようにしたので、入力されたデータ
を、品質を劣化させることなく容量が制限された記録媒
体に記録することが可能となる。

【０１３５】請求項１１に記載のデータ記録再生装置、
請求項１３に記載のデータ記録再生方法および請求項１
４に記載の媒体によれば、入力されたビデオデータを、
規格上、可変長のフォーマットの固定長の符号化データ
に変換し記録媒体に記録し、記録媒体に記録したデータ
を再生し、出力するようにしたので、再生した映像デー
タをヘリカルトラックを有するビデオテープなどに記録
するような場合においても、画質の劣化を防止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィードバックによるＧＯＰの符号長の制御を
説明する図である。

【図２】本発明に係る実施の形態のデータ変換装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図３】第１のフォーマットのデータストリームの階層
構造を示す図である。

【図４】マクロブロックを示す図である。

【図５】ＤＣＴブロック内のＤＣＴ係数に対するジグザ
グスキャン及びオルタネートスキャンを説明するための
図である。

【図６】ジグザグスキャン及びオルタネートスキャンさ
れたＤＣＴ係数データ列を示す図である。

【図７】第２のフォーマットのデータストリームの階層
構造を示す図である。

【図８】第１のフォーマットの係数データ列とエラーと
の関係を説明するための図である。

【図９】第２のフォーマットの係数データ列とエラーと
の関係を説明するための図である。

【図１０】図２のデータ変換装置の要部の動作を説明す
るための図である。

【図１１】本発明に係るデータ記録再生装置の実施の形
態の概略構成を示すブロック図である。

【図１２】固定長ＭＰＥＧエンコーダの構成例を示すブ
ロック図である。

【図１３】図１２の固定長エンコーダの構成例を示すブ
ロック図である。

【図１４】マクロブロックのＤＣＴ係数を説明する図で
ある。

【図１５】フィードフォワードによる目標符号量の制御
を説明する図である。

【図１６】本発明に係る実施の形態のＭＰＥＧディスク
システムの構成例を示すブロック図である。

【図１７】媒体を説明する図である。

【符号の説明】

１１ 可変長復号回路， １２ 変換回路， １３ 可
変長符号化回路， １４ ヘッダ付加回路， １５ ス
タッフィング回路， １６１ 固定長ＭＰＥＧエンコー
ダ， １６２ プリフィルタ， １６３ 固定長エンコ
ーダ， １６４動き予測プロセッサ， １６５ データ
変換装置， １６６ ＣＰＵ， １７１ プリエンコー
ダ， １７２ ビットアロケーション部， １７３ 遅
延部，１７４ エンコーダ， ２０２ 固定長ＭＰＥＧ
エンコーダ， ２０７ ディ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたデータを、可変長の規格のフ
   ォーマットの符号化データに変換する符号化装置におい
   て、 入力されたデータを、直交変換して圧縮符号化し、直交
   変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交
   流成分の低次から高次の順に配置された、前記可変長の
   規格のフォーマットの実質的に固定長の符号化データに
   変換する変換手段を備えることを特徴とする符号化装
   置。
2. 【請求項２】 前記変換手段は、 入力されたデータを、直交変換して圧縮符号化し、複数
   の直交変換ブロックをまとめたブロック集合体毎に、そ
   の直交変換係数が直流成分、交流成分の低次から高次の
   順に配置された、固定長の第１のフォーマットの符号化
   データに変換する第１の変換手段と、 前記第１の変換手段により変換された、前記固定長の第
   １のフォーマットの符号化データを、その直交変換ブロ
   ック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交流成分の
   低次から高次の順に配置された、前記可変長の規格であ
   る第２のフォーマットの符号化データに変換する第２の
   変換手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の
   符号化装置。
3. 【請求項３】 前記第１の変換手段は、 入力されたデータを、複数の量子化値により予備的に符
   号化する第１の符号化手段と、 前記第１の符号化手段により符号化されたデータの符号
   量に基づいて、入力されたデータが符号化されたときの
   符号量を、目標符号量以下にするための量子化値を決定
   する決定手段と、 前記決定手段により決定された量子化値に基づいて、入
   力されたデータを符号化し、固定長の前記第１のフォー
   マットの符号化データとして出力する第２の符号化手段
   とを備えることを特徴とする請求項２に記載の符号化装
   置。
4. 【請求項４】 入力されたデータの高周波成分を除去し
   て、前記第１の符号化手段に供給する除去手段をさらに
   備えることを特徴とする請求項２に記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 前記第２の変換手段は、 前記第１のフォーマットの符号化データを前記直交変換
   係数を得るまで復号する復号手段と、 前記復号手段により得られた前記第１のフォーマットの
   データについての前記直交変換係数を並べ替えて、前記
   第２のフォーマットの前記直交変換ブロック毎に直流成
   分、交流成分の低次から高次の順に配置する配置手段
   と、 前記配置手段により配置された直交変換係数を符号化し
   て、前記第２のフォーマットの符号化データとする符号
   化手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の符
   号化装置。
6. 【請求項６】 前記復号手段は可変長復号手段であり、 前記符号化手段は可変長符号化手段であることを特徴と
   する請求項５に記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 前記符号化手段からの符号化データにヘ
   ッダを付加して前記第１のフォーマットの符号化データ
   ストリームとするヘッダ付加手段をさらに有することを
   特徴とする請求項５に記載の符号化装置。
8. 【請求項８】 前記直交変換は離散余弦変換（ＤＣＴ）
   であり、 前記直交変換ブロックはＤＣＴブロックであり、 前記ブロック集合体はマクロブロックであることを特徴
   とする請求項２に記載の符号化装置。
9. 【請求項９】 入力されたデータを、可変長の規格のフ
   ォーマットの符号化データに変換する符号化装置の符号
   化方法において、 入力されたデータを、直交変換して圧縮符号化し、直交
   変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交
   流成分の低次から高次の順に配置された、前記可変長の
   規格のフォーマットの実質的に固定長の符号化データに
   変換する変換ステップを含むことを特徴とする符号化方
   法。
10. 【請求項１０】 入力されたデータを、可変長の規格の
    フォーマットの符号化データに変換する符号化装置に、 入力されたデータを、直交変換して圧縮符号化し、直交
    変換ブロック毎に、その直交変換係数が、直流成分、交
    流成分の低次から高次の順に配置された、前記可変長の
    規格のフォーマットの実質的に固定長の符号化データに
    変換する変換ステップを含むことを特徴とするプログラ
    ムを実行させる媒体。
11. 【請求項１１】 入力されたビデオデータを、直交変換
    して圧縮符号化し、直交変換ブロック毎に、その直交変
    換係数が、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配
    置された、規格上、可変長のフォーマットの固定長の符
    号化データに変換する変換手段と、 前記変換手段により変換された前記固定長の符号化デー
    タを、記録媒体に記録する記録手段と、 前記記録媒体から、そこに記録された、前記固定長の符
    号化データを再生する再生手段と、 前記再生手段により再生された、規格上、可変長のフォ
    ーマットの前記固定長の符号化データを出力する出力手
    段とを備えることを特徴とするデータ記録再生装置。
12. 【請求項１２】 前記記録媒体は、ディスクである、 ことを特徴とする請求項１１に記載のデータ記録再生装
    置。
13. 【請求項１３】 入力されたビデオデータを、直交変換
    して圧縮符号化し、直交変換ブロック毎に、その直交変
    換係数が、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配
    置された、規格上、可変長のフォーマットの固定長の符
    号化データに変換する変換ステップと、 前記変換ステップの処理により変換された前記固定長の
    符号化データを、記録媒体に記録する記録ステップと、 前記記録ステップの処理で、前記記録媒体に記録され
    た、前記固定長の符号化データを再生する再生ステップ
    と、 前記再生ステップの処理により再生された、前記可変長
    のフォーマットの前記固定長の符号化データを出力する
    出力ステップとを含むことを特徴とするデータ記録再生
    方法。
14. 【請求項１４】 入力されたビデオデータを、直交変換
    して圧縮符号化し、直交変換ブロック毎に、その直交変
    換係数が、直流成分、交流成分の低次から高次の順に配
    置された、規格上、可変長のフォーマットの固定長の符
    号化データに変換する変換ステップと、 前記変換ステップの処理により変換された前記固定長の
    符号化データを、記録媒体に記録する記録ステップと、 前記記録ステップの処理で、前記記録媒体に記録され
    た、前記固定長の符号化データを再生する再生ステップ
    と、 前記再生ステップの処理により再生された、前記可変長
    のフォーマットの前記固定長の符号化データを出力する
    出力ステップと含むことを特徴とするプログラムを実行
    させる媒体。