JP2001218202A - ストリーム変換装置および方法、ならびに、再生装置および方法 - Google Patents

ストリーム変換装置および方法、ならびに、再生装置および方法

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JP2001218202A
JP2001218202A JP2000020533A JP2000020533A JP2001218202A JP 2001218202 A JP2001218202 A JP 2001218202A JP 2000020533 A JP2000020533 A JP 2000020533A JP 2000020533 A JP2000020533 A JP 2000020533A JP 2001218202 A JP2001218202 A JP 2001218202A
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Hideyuki Matsumoto
英之 松本
Haruo Togashi
治夫 富樫
Susumu Todo
晋 藤堂
Akira Sugiyama
晃 杉山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力されたMPEG2ストリームを、MPE
G2で要求される画面の左端だけにスライスが存在する
ストリームに変換して出力する。 【解決手段】 入力されたMPEG2ストリームから検
出回路300でピクチャヘッダが検出されると、カウン
タ305が0リセットされる。VLD302で可変長符
号が解かれ、マクロブロック(MB)が検出される。M
Bが検出されると、カウンタ305のカウント値CNT
に1が加えられる。比較回路306で、値CNTが0又
は45の倍数であるかどうかが判断され、45の倍数で
あればそのMBが画枠の左端に位置するとして、”1”
を出力する。AND回路307で、比較回路306の出
力と検出回路301のスライス検出結果との論理積がと
られ、その結果に基づき、システムクロックに基づき信
号の有効/無効を指示するイネーブル信号をマスクす
る。画枠の左端以外に位置するスライスヘッダが削除さ
れるので、伝送ビットレートが削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮符号化され
所定単位でヘッダ情報が付加されたディジタルビデオ信
号を変換し、また、圧縮符号化され所定単位でヘッダ情
報が付加されたディジタルビデオ信号を記録媒体から再
生するストリーム変換装置および方法、ならびに、再生
装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年では、ディジタルビデオ信号を圧縮
符号化する方式として、MPEG(Moving Pictures Exp
erts Group)と称される符号化方式が広く用いられてい
る。MPEG2は、DCT(Discrete Cosine Transfor
m)と予測符号化を用いた動画圧縮の規格である。1フレ
ーム分の画像データを所定サイズのマクロブロックに分
割し、マクロブロック単位で動きベクトルを用いて予測
符号化され、マクロブロックがさらに分割されたDCT
ブロック単位でDCTが行われ、可変長符号化される。
現状では、より拡張性が高く高画質が得られるようにさ
れたMPEG2が主流となっている。
【0003】MPEG2のデータは、階層構造を有する
データストリームからなる。階層は、上位からシーケン
ス層、GOP(Group Of Picture)層、ピクチャ層、スラ
イス層、マクロブロック層となっており、各層は、それ
ぞれ1以上の下位構造を含む。各層は、それぞれヘッダ
部を有する。また、マクロブロック層を除く各層には、
ヘッダ部に先んじてスタートコードが配される。
【0004】マクロブロックは、16画素×16画素か
らなるブロックであり、1以上のマクロブロックで1ス
ライスが構成される。一方、1ピクチャは、1画面に対
応し、スライスは、ピクチャを跨ることができない。ま
た、スライスヘッダは、画面の左端に必ず存在すること
が要求される。スライススタートコードには、当該スラ
イスの垂直方向の位置情報が含まれ、スライスヘッダに
は、拡張されたスライス垂直位置情報や量子化スケール
情報などが格納される。MPEG2の規定によれば、ス
ライスは、必ず画面の水平方向の走査の先頭側である左
端に配されることが要求される。さらに、画面上の任意
のマクロブロックの先頭部分に配することができる。
【0005】図26は、画面の左端および任意のマクロ
ブロックの先頭部分にスライスヘッダが配された様子を
示す。図26Aは、実際のMPEGストリームを模して
表現したものである。画面上では、図26Bのように、
画面の左端と、画面の左端以外の任意の位置にスライス
ヘッダが配される。
【0006】一方、MPEG2のデータストリームをバ
イト単位で見た場合、マクロブロックの大きさは、必ず
しもバイトの整数倍になっているわけではない。したが
って、マクロブロック毎にはバイト同期が成立しない。
このため、あるマクロブロックにエラーが存在すると、
引き続くマクロブロックとの境界が判断できなくなり、
可変長符号の先頭が判別できずにエラーが伝搬してしま
う。一方、スライスは、図27に示されるように、マク
ロブロックの終端においてバイト内で余りが存在する場
合に、その部分にデータ「0」が充填され、バイト同期
がとられる。さらに、スライスには、固有のスタートコ
ードが先頭に配されているため、ここでバイト同期をと
ることができる。すなわち、スライスは、エラーからの
回復の役割も担っている。
【0007】上述の、MPEG2によって圧縮符号化さ
れたディジタルビデオ信号を、例えば磁気テープに記録
することが提案されている。圧縮符号化されたデータ
は、例えばリード・ソロモン符号と積符号を用いてエラ
ー訂正符号化される。1つの積符号で完結されるブロッ
クを、ECCブロックと称する。ECCブロックは、例
えば164バイトの固定的なサイズを有する。エラー訂
正符号化されたデータは、磁気テープに対して、テープ
上に斜めにトラックを形成するヘリカルトラックで以て
記録される。1トラックに対して、所定数のECCブロ
ックが記録される。
【0008】MPEG2では、1スライスを1ストライ
プ(16ライン)で構成するのが普通であり、画面の左
端から可変長符号化が始まり、右端で終わる。したがっ
て、MPEG2によるストリームがヘリカルトラックで
記録された磁気テープを、記録時よりも高速なテープ速
度で再生する、高速再生を行う場合について考える。高
速再生を行った場合には、ヘッドがヘリカルトラックを
完全にトレースすることができないため、可変長符号を
正しく復号できなくなる。したがって、再生できる部分
が画面の左端に集中し、均一な更新ができないなどの、
様々な問題が生じる。そのため、1スライスを1マクロ
ブロックで構成して記録を行うことが提案されている。
【0009】このような、1スライスを1マクロブロッ
クで構成して記録および再生を行うVTR(Video Tape
Recorder)では、外部から入力された、1スライス=n
マクロブロック(nは1以外の自然数)からなるMPE
G2ストリームを、1スライス=1マクロブロックの形
式に変換して、記録媒体への記録を行うことになる。例
えば、各マクロブロックのうちスライスヘッダが付加さ
れていないもの、すなわち、スライスの先頭に配される
マクロブロック以外のマクロブロックにそれぞれスライ
スヘッダを配し、1スライス=1マクロブロックに変換
する。
【0010】図28は、このように、1スライス=1マ
クロブロックに変換されたMPEG2ストリームを、概
略的に示す。図28Aは、実際のストリームを模して示
し、図28Bは、表示画面のイメージで示す。各マクロ
ブロックの先頭部分にスライスヘッダがそれぞれ配さ
れ、1スライス=1マクロブロックとされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MPEG2
の規定によれば、スライスは、画面の左端に配置される
ことのみが要求される。例えば、NTSCの場合には、
図29に一例が示されるように、マクロブロックMB
1、MB46、MB91、・・・、MB1440に先立
つ位置にのみ、スライスヘッダが要求される。そのた
め、上述の、1スライス=1マクロブロックで記録され
ているデータを記録媒体から再生し、そのまま出力する
ことは、余計なスライスヘッダを出力してしまうことに
なり、伝送ビットレートの点から見て無駄が多いという
問題点があった。
【0012】したがって、この発明の目的は、入力され
たMPEG2ストリームを、MPEG2で要求される画
面の左端だけにスライスが存在するストリームに変換し
て出力するようにされたストリーム変換装置および方
法、ならびに、再生装置および方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決するために、画面が所定に分割されたブロック
単位で圧縮符号化され、画面の先頭側の一端に対応する
ブロックと、画面の先頭側の一端に対応するブロック以
外の画面内の任意のブロックとにヘッダ情報が付加され
たディジタルビデオ信号のストリームを変換するストリ
ーム変換装置において、入力されたストリームから画面
の先頭側の一端に対応するブロック以外のブロックに付
加されたヘッダ情報を検出する検出手段と、検出手段に
て検出された、画面の先頭側の一端に対応するブロック
以外のブロックに付加されたヘッダ情報を削除するヘッ
ダ情報削除手段とを有し、入力されたストリームを、画
面の先頭位置に対応したブロックのみにヘッダ情報が付
加されたストリームに変換して出力するするようにした
ことを特徴とするストリーム変換装置である。
【0014】また、この発明は、画面が所定に分割され
たブロック単位で圧縮符号化され、画面の先頭側の一端
に対応するブロックと、画面の先頭側の一端に対応する
ブロック以外の画面内の任意のブロックとにヘッダ情報
が付加されたディジタルビデオ信号のストリームを変換
するストリーム変換方法において、入力されたストリー
ムから画面の先頭側の一端に対応するブロック以外のブ
ロックに付加されたヘッダ情報を検出する検出のステッ
プと、検出のステップにて検出された、画面の先頭側の
一端に対応するブロック以外のブロックに付加されたヘ
ッダ情報を削除するヘッダ情報削除のステップとを有
し、入力されたストリームを、画面の先頭位置に対応し
たブロックのみにヘッダ情報が付加されたストリームに
変換して出力するするようにしたことを特徴とするスト
リーム変換方法である。
【0015】また、この発明は、画面が所定に分割され
たブロック単位で圧縮符号化されたブロックのそれぞれ
にヘッダ情報が付加されたディジタルビデオ信号を記録
媒体から再生する再生装置において、記録媒体に記録さ
れた、画面が所定に分割されたブロック単位で圧縮符号
化されたブロックのそれぞれにヘッダ情報が付加された
ディジタルビデオ信号を再生する再生手段と、再生手段
により再生されたディジタルビデオ信号から、画面の先
頭側の一端に対応するブロック以外のブロックに付加さ
れたヘッダ情報を削除するヘッダ情報削除手段とを有す
ることを特徴とする再生装置である。
【0016】また、この発明は、画面が所定に分割され
たブロック単位で圧縮符号化されたブロックのそれぞれ
にヘッダ情報が付加されたディジタルビデオ信号を記録
媒体から再生する再生方法において、記録媒体に記録さ
れた、画面が所定に分割されたブロック単位で圧縮符号
化されたブロックのそれぞれにヘッダ情報が付加された
ディジタルビデオ信号を再生する再生のステップと、再
生のステップにより再生されたディジタルビデオ信号か
ら、画面の先頭側の一端に対応するブロック以外のブロ
ックに付加されたヘッダ情報を削除するヘッダ情報削除
のステップとを有することを特徴とする再生方法であ
る。
【0017】上述したように、請求項1および3に記載
の発明は、入力されたストリームから画面の先頭側の一
端に対応するブロック以外のブロックに付加されたヘッ
ダ情報を検出し、画面の先頭側の一端に対応するブロッ
ク以外のブロックに付加されたヘッダ情報を削除するよ
うにし、入力されたストリームが画面の先頭位置に対応
したブロックのみにヘッダ情報が付加されたストリーム
に変換されて出力されるため、ストリームの伝送ビット
レートを抑えることができる。
【0018】また、請求項4および6に記載の発明は、
記録媒体に記録された、画面が所定に分割されたブロッ
ク単位で圧縮符号化されたブロックのそれぞれにヘッダ
情報が付加されたディジタルビデオ信号を再生し、再生
されたディジタルビデオ信号から、画面の先頭側の一端
に対応するブロック以外のブロックに付加されたヘッダ
情報を削除するようにしているため、再生ストリームの
伝送ビットレートを抑えることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明をディジタルVT
Rに対して適用した一実施形態について説明する。この
一実施形態は、放送局の環境で使用して好適なものであ
る。
【0020】この一実施形態では、圧縮方式としては、
例えばMPEG2方式が採用される。MPEG2は、動
き補償予測符号化と、DCTによる圧縮符号化とを組み
合わせたものである。MPEG2のデータ構造は、階層
構造をなしている。図1は、一般的なMPEG2のデー
タストリームの階層構造を概略的に示す。図1に示され
るように、データ構造は、下位から、マクロブロック層
(図1E)、スライス層(図1D)、ピクチャ層(図1
C)、GOP層(図1B)およびシーケンス層(図1
A)となっている。
【0021】図1Eに示されるように、マクロブロック
層は、DCTを行う単位であるDCTブロックからな
る。マクロブロック層は、マクロブロックヘッダと複数
のDCTブロックとで構成される。スライス層は、図1
Dに示されるように、スライスヘッダ部と、1以上のマ
クロブロックより構成される。ピクチャ層は、図1Cに
示されるように、ピクチャヘッダ部と、1以上のスライ
スとから構成される。ピクチャは、1画面に対応する。
GOP層は、図1Bに示されるように、GOPヘッダ部
と、フレーム内符号化に基づくピクチャであるIピクチ
ャと、予測符号化に基づくピクチャであるPおよびBピ
クチャとから構成される。
【0022】Iピクチャ(Intra-coded picture:イント
ラ符号化画像) は、符号化されるときその画像1枚の中
だけで閉じた情報を使用するものである。従って、復号
時には、Iピクチャ自身の情報のみで復号できる。Pピ
クチャ(Predictive-coded picture :順方向予測符号化
画像)は、予測画像(差分をとる基準となる画像)とし
て、時間的に前の既に復号されたIピクチャまたはPピ
クチャを使用するものである。動き補償された予測画像
との差を符号化するか、差分を取らずに符号化するか、
効率の良い方をマクロブロック単位で選択する。Bピク
チャ(Bidirectionally predictive-coded picture :両
方向予測符号化画像)は、予測画像(差分をとる基準と
なる画像)として、時間的に前の既に復号されたIピク
チャまたはPピクチャ、時間的に後ろの既に復号された
IピクチャまたはPピクチャ、並びにこの両方から作ら
れた補間画像の3種類を使用する。この3種類のそれぞ
れの動き補償後の差分の符号化と、イントラ符号化の中
で、最も効率の良いものをマクロブロック単位で選択す
る。
【0023】従って、マクロブロックタイプとしては、
フレーム内符号化(Intra) マクロブロックと、過去から
未来を予測する順方向(Forward) フレーム間予測マクロ
ブロックと、未来から過去を予測する逆方向(Backward)
フレーム間予測マクロブロックと、前後両方向から予測
する両方向マクロブロックとがある。Iピクチャ内の全
てのマクロブロックは、フレーム内符号化マクロブロッ
クである。また、Pピクチャ内には、フレーム内符号化
マクロブロックと順方向フレーム間予測マクロブロック
とが含まれる。Bピクチャ内には、上述した4種類の全
てのタイプのマクロブロックが含まれる。
【0024】GOPには、最低1枚のIピクチャが含ま
れ、PおよびBピクチャは、存在しなくても許容され
る。最上層のシーケンス層は、図1Aに示されるよう
に、シーケンスヘッダ部と複数のGOPとから構成され
る。
【0025】MPEGのフォーマットにおいては、スラ
イスが1つの可変長符号系列である。可変長符号系列と
は、可変長符号を正しく復号化しなければデータの境界
を検出できない系列である。
【0026】また、シーケンス層、GOP層、ピクチャ
層およびスライス層の先頭には、それぞれ、バイト単位
に整列された所定のビットパターンを有するスタートコ
ードが配される。この、各層の先頭に配されるスタート
コードを、シーケンス層においてはシーケンスヘッダコ
ード、他の階層においてはスタートコードと称し、ビッ
トパターンが〔00 00 01 xx〕(16進表
記)とされる。2桁ずつ示され、〔xx〕は、各層のそ
れぞれで異なるビットパターンが配されることを示す。
【0027】すなわち、スタートコードおよびシーケン
スヘッダコードは、4バイト(=32ビット)からな
り、4バイト目の値に基づき、後に続く情報の種類を識
別できる。これらスタートコードおよびシーケンスヘッ
ダコードは、バイト単位で整列されているため、4バイ
トのパターンマッチングを行うだけで捕捉することがで
きる。
【0028】さらに、スタートコードに続く1バイトの
上位4ビットが、後述する拡張データ領域の内容の識別
子となっている。この識別子の値により、その拡張デー
タの内容を判別することができる。
【0029】なお、マクロブロック層およびマクロブロ
ック内のDCTブロックには、このような、バイト単位
に整列された所定のビットパターンを有する識別コード
は、配されない。
【0030】各層のヘッダ部について、より詳細に説明
する。図1Aに示すシーケンス層では、先頭にシーケン
スヘッダ2が配され、続けて、シーケンス拡張3、拡張
およびユーザデータ4が配される。シーケンスヘッダ2
の先頭には、シーケンスヘッダコード1が配される。ま
た、図示しないが、シーケンス拡張3およびユーザデー
タ4の先頭にも、それぞれ所定のスタートコードが配さ
れる。シーケンスヘッダ2からから拡張およびユーザデ
ータ4までがシーケンス層のヘッダ部とされる。
【0031】シーケンスヘッダ2には、図2に内容と割
当ビットが示されるように、シーケンスヘッダコード
1、水平方向画素数および垂直方向ライン数からなる符
号化画像サイズ、アスペクト比、フレームレート、ビッ
トレート、VBV(Video Buffering Verifier)バッファ
サイズ、量子化マトリクスなど、シーケンス単位で設定
される情報がそれぞれ所定のビット数を割り当てられて
格納される。
【0032】なお、各ヘッダにおいて、このように、情
報の格納のために所定ビット数が割り当てられたそれぞ
れの領域を、フィールドと称する。
【0033】シーケンスヘッダに続く拡張スタートコー
ド後のシーケンス拡張3では、図3に示されるように、
MPEG2で用いられるプロファイル、レベル、色差フ
ォーマット、プログレッシブシーケンスなどの付加デー
タが指定される。拡張およびユーザデータ4は、図4に
示されるように、シーケンス表示()により、原信号の
RGB変換特性や表示画サイズの情報を格納できると共
に、シーケンススケーラブル拡張()により、スケーラ
ビリティモードやスケーラビリティのレイヤ指定などを
行うことができる。
【0034】シーケンス層のヘッダ部に続けて、GOP
が配される。GOPの先頭には、図1Bに示されるよう
に、GOPヘッダ6およびユーザデータ7が配される。
GOPヘッダ6およびユーザデータ7がGOPのヘッダ
部とされる。GOPヘッダ6には、図5に示されるよう
に、GOPのスタートコード5、タイムコード、GOP
の独立性や正当性を示すフラグがそれぞれ所定のビット
数を割り当てられて格納される。ユーザデータ7は、図
6に示されるように、拡張データおよびユーザデータを
含む。図示しないが、拡張データおよびユーザデータの
先頭には、それぞれ所定のスタートコードが配される。
【0035】GOP層のヘッダ部に続けて、ピクチャが
配される。ピクチャの先頭には、図1Cに示されるよう
に、ピクチャヘッダ9、ピクチャ符号化拡張10、なら
びに、拡張およびユーザデータ11が配される。ピクチ
ャヘッダ9の先頭には、ピクチャスタートコード8が配
される。また、ピクチャ符号化拡張10、ならびに、拡
張およびユーザデータ11の先頭には、それぞれ所定の
スタートコードが配される。ピクチャヘッダ9から拡張
およびユーザデータ11までがピクチャのヘッダ部とさ
れる。
【0036】ピクチャヘッダ9は、図7に示されるよう
に、ピクチャスタートコード8が配されると共に、画面
に関する符号化条件が設定される。ピクチャ符号化拡張
10では、図8に示されるように、前後方向および水平
/垂直方向の動きベクトルの範囲の指定や、ピクチャ構
造の指定がなされる。また、ピクチャ符号化拡張10で
は、イントラマクロブロックのDC係数精度の設定、V
LCタイプの選択、線型/非線型量子化スケールの選
択、DCTにおけるスキャン方法の選択などが行われ
る。
【0037】拡張およびユーザデータ11では、図9に
示されるように、量子化マトリクスの設定や、空間スケ
ーラブルパラメータの設定などが行われる。これらの設
定は、ピクチャ毎に可能となっており、各画面の特性に
応じた符号化を行うことができる。また、拡張およびユ
ーザデータ11では、ピクチャの表示領域の設定を行う
ことが可能となっている。さらに、拡張およびユーザデ
ータ11では、著作権情報を設定することもできる。
【0038】ピクチャ層のヘッダ部に続けて、スライス
が配される。スライスの先頭には、図1Dに示されるよ
うに、スライスヘッダ13が配され、スライスヘッド1
3の先頭に、スライススタートコード12が配される。
図10に示されるように、スライススタートコード12
は、当該スライスの垂直方向の位置情報を含む。スライ
スヘッダ13には、さらに、拡張されたスライス垂直位
置情報や、量子化スケール情報などが格納される。
【0039】スライス層のヘッダ部に続けて、マクロブ
ロックが配される(図1E)。マクロブロックでは、マ
クロブロックヘッダ14に続けて複数のDCTブロック
が配される。上述したように、マクロブロックヘッダ1
4にはスタートコードが配されない。図11に示される
ように、マクロブロックヘッダ14は、マクロブロック
の相対的な位置情報が格納されると共に、動き補償モー
ドの設定、DCT符号化に関する詳細な設定などを指示
する。
【0040】マクロブロックヘッダ14に続けて、DC
Tブロックが配される。DCTブロックは、図12に示
されるように、可変長符号化されたDCT係数およびD
CT係数に関するデータが格納される。
【0041】なお、図1では、各層における実線の区切
りは、データがバイト単位に整列されていることを示
し、点線の区切りは、データがバイト単位に整列されて
いないことを示す。すなわち、ピクチャ層までは、図1
3Aに一例が示されるように、符号の境界がバイト単位
で区切られているのに対し、スライス層では、スライス
スタートコード12のみがバイト単位で区切られてお
り、各マクロブロックは、図13Bに一例が示されるよ
うに、ビット単位で区切ることができる。同様に、マク
ロブロック層では、各DCTブロックをビット単位で区
切ることができる。
【0042】一方、復号および符号化による信号の劣化
を避けるためには、符号化データ上で編集することが望
ましい。このとき、PピクチャおよびBピクチャは、そ
の復号に、時間的に前のピクチャあるいは前後のピクチ
ャを必要とする。そのため、編集単位を1フレーム単位
とすることができない。この点を考慮して、この一実施
形態では、1つのGOPが1枚のIピクチャからなるよ
うにしている。
【0043】また、例えば1フレーム分の記録データが
記録される記録領域が所定のものとされる。MPEG2
では、可変長符号化を用いているので、1フレーム期間
に発生するデータを所定の記録領域に記録できるよう
に、1フレーム分の発生データ量が制御される。さら
に、この一実施形態では、磁気テープへの記録に適する
ように、1スライスを1マクロブロックから構成すると
共に、1マクロブロックを、所定長の固定枠に当てはめ
る。
【0044】さらに、この一実施形態では、スライスヘ
ッダ13において、スライススタートコード12の後ろ
には、5bitからなるquantizer_scale_codeと1bi
tのextra_bit_sliceだけが配され、スライスヘッダ1
3の他のフィールドは省略される。
【0045】図14は、この一実施形態におけるMPE
Gストリームのヘッダを具体的に示す。図1で分かるよ
うに、シーケンス層、GOP層、ピクチャ層、スライス
層およびマクロブロック層のそれぞれのヘッダ部は、シ
ーケンス層の先頭から連続的に現れる。図14は、シー
ケンスヘッダ部分から連続した一例のデータ配列を示し
ている。
【0046】先頭から、12バイト分の長さを有するシ
ーケンスヘッダ2が配され、続けて、10バイト分の長
さを有するシーケンス拡張3が配される。シーケンス拡
張3の次には、拡張およびユーザデータ4が配される。
拡張およびユーザデータ4の先頭には、4バイト分のユ
ーザデータスタートコードが配され、続くユーザデータ
領域には、SMPTEの規格に基づく情報が格納され
る。
【0047】シーケンス層のヘッダ部の次は、GOP層
のヘッダ部となる。8バイト分の長さを有するGOPヘ
ッダ6が配され、続けて拡張およびユーザデータ7が配
される。拡張およびユーザデータ7の先頭には、4バイ
ト分のユーザデータスタートコードが配され、続くユー
ザデータ領域には、既存の他のビデオフォーマットとの
互換性をとるための情報が格納される。
【0048】GOP層のヘッダ部の次は、ピクチャ層の
ヘッダ部となる。9バイトの長さを有するピクチャヘッ
ダ9が配され、続けて9バイトの長さを有するピクチャ
符号化拡張10が配される。ピクチャ符号化拡張10の
後に、拡張およびユーザデータ11が配される。拡張お
よびユーザデータ11の先頭側133バイトに拡張およ
びユーザデータが格納され、続いて4バイトの長さを有
するユーザデータスタートコード15が配される。ユー
ザデータスタートコード15に続けて、既存の他のビデ
オフォーマットとの互換性をとるための情報が格納され
る。さらに、ユーザデータスタートコード16が配さ
れ、ユーザデータスタートコード16に続けて、SMP
TEの規格に基づくデータが格納される。ピクチャ層の
ヘッダ部の次は、スライスとなる。
【0049】マクロブロックについて、さらに詳細に説
明する。スライス層に含まれるマクロブロックは、複数
のDCTブロックの集合であり、DCTブロックの符号
化系列は、量子化されたDCT係数の系列を0係数の連
続回数(ラン)とその直後の非0系列(レベル)を1つ
の単位として可変長符号化したものである。マクロブロ
ックならびにマクロブロック内のDCTブロックには、
バイト単位に整列した識別コードが付加されない。
【0050】マクロブロックは、画面(ピクチャ)を1
6画素×16ラインの格子状に分割したものである。ス
ライスは、例えばこのマクロブロックを水平方向に連結
してなる。連続するスライスの前のスライスの最後のマ
クロブロックと、次のスライスの先頭のマクロブロック
とは連続しており、スライス間でのマクロブロックのオ
ーバーラップを形成することは、許されていない。ま
た、画面のサイズが決まると、1画面当たりのマクロブ
ロック数は、一意に決まる。
【0051】画面上での垂直方向および水平方向のマク
ロブロック数を、それぞれmb_heightおよびm
b_widthと称する。画面上でのマクロブロックの
座標は、マクロブロックの垂直位置番号を、上端を基準
に0から数えたmb_rowと、マクロブロックの水平
位置番号を、左端を基準に0から数えたmb_colu
mnとで表すように定められている。画面上でのマクロ
ブロックの位置を一つの変数で表すために、macro
block_addressを、macroblock
_address=mb_row×mb_width+
mb_column、このように定義する。
【0052】ストリーム上でのスライスとマクロブロッ
クの順は、macroblock_addressの小
さい順でなければいけないと定められている。すなわ
ち、ストリームは、画面の上から下、左から右の順に伝
送される。
【0053】MPEGでは、1スライスを1ストライプ
(16ライン)で構成するのが普通であり、画面の左端
から可変長符号化が始まり、右端で終わる。従って、V
TRによってそのままMPEGエレメンタリストリーム
を記録した場合、高速再生時に、再生できる部分が画面
の左端に集中し、均一に更新することができない。ま
た、データのテープ上の配置を予測できないため、テー
プパターンを一定の間隔でトレースしたのでは、均一な
画面更新ができなくなる。さらに、1箇所でもエラーが
発生すると、画面右端まで影響し、次のスライスヘッダ
が検出されるまで復帰できない。このために、1スライ
スを1マクロブロックで構成するようにしている。
【0054】図15は、この一実施形態による記録再生
装置の記録側の構成の一例を示す。記録時には、端子1
00から入力されたディジタル信号がSDI(Serial Da
ta Interface) 受信部101に供給される。SDIは、
(4:2:2)コンポーネントビデオ信号とディジタル
オーディオ信号と付加的データとを伝送するために、S
MPTEによって規定されたインターフェイスである。
SDI受信部101で、入力されたディジタル信号から
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
それぞれ抽出され、ディジタルビデオ信号は、MPEG
エンコーダ102に供給され、ディジタルオーディオ信
号は、ディレイ103を介してECCエンコーダ109
に供給される。ディレイ103は、ディジタルオーディ
オ信号とディジタルビデオ信号との時間差を解消するた
めのものである。
【0055】また、SDI受信部101では、入力され
たディジタル信号から同期信号を抽出し、抽出された同
期信号をタイミングジェネレータ104に供給する。タ
イミングジェネレータ104には、端子105から外部
同期信号を入力することもできる。タイミングジェネレ
ータ104では、入力されたこれらの同期信号および後
述するSDTI受信部108から供給される同期信号の
うち、指定された信号に基づきタイミングパルスを生成
する。生成されたタイミングパルスは、この記録再生装
置の各部に供給される。
【0056】入力ビデオ信号は、MPEGエンコーダ1
02においてDCT(Discrete Cosine Transform) の処
理を受け、係数データに変換され、係数データが可変長
符号化される。MPEGエンコーダ102からの可変長
符号化(VLC)データは、MPEG2に準拠したエレ
メンタリストリーム(ES)である。この出力は、記録
側のマルチフォーマットコンバータ(以下、MFCと称
する)106の一方の入力端に供給される。
【0057】一方、入力端子107を通じて、SDTI
(Serial Data Transport Interface) のフォーマットの
データが入力される。この信号は、SDTI受信部10
8で同期検出される。そして、バッファに一旦溜め込ま
れ、エレメンタリストリームが抜き出される。抜き出さ
れたエレメンタリストリームは、記録側MFC106の
他方の入力端に供給される。同期検出されて得られた同
期信号は、上述したタイミングジェネレータ104に供
給される。
【0058】一実施形態では、例えばMPEG ES
(MPEGエレメンタリストリーム)を伝送するため
に、SDTI(Serial Data Transport Interface)−C
P(Content Package) が使用される。このESは、4:
2:2のコンポーネントであり、また、上述したよう
に、全てIピクチャのストリームであり、1GOP=1
ピクチャの関係を有する。SDTI−CPのフォーマッ
トでは、MPEG ESがアクセスユニットへ分離さ
れ、また、フレーム単位のパケットにパッキングされて
いる。SDTI−CPでは、十分な伝送帯域(クロック
レートで27MHzまたは36MHz、ストリームビットレ
ートで270M bpsまたは360M bps)を使用してお
り、1フレーム期間で、バースト的にESを送ることが
可能である。
【0059】すなわち、1フレーム期間のSAVの後か
らEAVまでの間に、システムデータ、ビデオストリー
ム、オーディオストリーム、AUXデータが配される。
1フレーム期間全体にデータが存在せずに、その先頭か
ら所定期間バースト状にデータが存在する。フレームの
境界においてSDTI−CPのストリーム(ビデオおよ
びオーディオ)をストリームの状態でスイッチングする
ことができる。SDTI−CPは、クロック基準として
SMPTEタイムコードを使用したコンテンツの場合
に、オーディオ、ビデオ間の同期を確立する機構を有す
る。さらに、SDTI−CPとSDIとが共存可能なよ
うに、フォーマットが決められている。
【0060】上述したSDTI−CPを使用したインタ
ーフェースは、TS(Transport Stream)を転送する場合
のように、エンコーダおよびデコーダがVBV(Video B
uffer Verifier) バッファおよびTBs(Transport Buf
fers) を通る必要がなく、ディレイを少なくできる。ま
た、SDTI−CP自体が極めて高速の転送が可能なこ
ともディレイを一層少なくする。従って、放送局の全体
を管理するような同期が存在する環境では、SDTI−
CPを使用することが有効である。
【0061】なお、SDTI受信部108では、さら
に、入力されたSDTI−CPのストリームからディジ
タルオーディオ信号を抽出する。抽出されたディジタル
オーディオ信号は、ECCエンコーダ109に供給され
る。
【0062】記録側MFC106は、セレクタおよびス
トリームコンバータを内蔵する。記録側MFC106
は、例えば1個の集積回路内に構成される。記録側MF
C106において行われる処理について説明する。上述
したMPEGエンコーダ102およびSDTI受信部1
08から供給されたMPEG ESは、セレクタで何方
か一方を選択され、ストリームコンバータに供給され
る。
【0063】ストリームコンバータでは、MPEG2の
規定に基づきDCTブロック毎に並べられていたDCT
係数を、1マクロブロックを構成する複数のDCTブロ
ックを通して、周波数成分毎にまとめ、まとめた周波数
成分を並べ替える。また、ストリームコンバータは、エ
レメンタリストリームの1スライスが1ストライプの場
合には、1スライスを1マクロブロックからなるものに
する。さらに、ストリームコンバータは、1マクロブロ
ックで発生する可変長データの最大長を所定長に制限す
る。これは、高次のDCT係数を0とすることでなしう
る。並べ替えられた変換エレメンタリストリームは、E
CCエンコーダ109に供給される。
【0064】なお、ストリームコンバータで、供給され
たMPEG ESを1スライス=1マクロブロックであ
るように変換する場合に、本来スライスを有さないマク
ロブロックに新たにスライスを追加する必要がある。こ
の場合に、追加されるスライスに、量子化スケールコー
ドなどの重要なパラメータを付加する必要があるが、こ
れは、直前の量子化スケールコードの値を利用すること
ができる。
【0065】ECCエンコーダ109は、大容量のメイ
ンメモリが接続され(図示しない)、パッキングおよび
シャフリング部、オーディオ用外符号エンコーダ、ビデ
オ用外符号エンコーダ、内符号エンコーダ、オーディオ
用シャフリング部およびビデオ用シャフリング部などを
内蔵する。また、ECCエンコーダ109は、シンクブ
ロック単位でIDを付加する回路や、同期信号を付加す
る回路を含む。ECCエンコーダ109は、例えば1個
の集積回路で構成される。
【0066】なお、一実施形態では、ビデオデータおよ
びオーディオデータに対するエラー訂正符号としては、
積符号が使用される。積符号は、ビデオデータまたはオ
ーディオデータの2次元配列の縦方向に外符号の符号化
を行い、その横方向に内符号の符号化を行い、データシ
ンボルを2重に符号化するものである。外符号および内
符号としては、リードソロモンコード(Reed-Solomon co
de) を使用できる。
【0067】ECCエンコーダ109における処理につ
いて説明する。エレメンタリストリームのビデオデータ
は、可変長符号化されているため、各マクロブロックの
データの長さが不揃いである。パッキングおよびシャフ
リング部では、マクロブロックが固定枠に詰め込まれ
る。このとき、固定枠からはみ出たオーバーフロー部分
は、固定枠のサイズに対して空いている領域に順に詰め
込まれる。
【0068】また、画像フォーマット、シャフリングパ
ターンのバージョン等の情報を有するシステムデータ
が、後述するシスコン121から供給され、図示されな
い入力端から入力される。システムデータは、パッキン
グおよびシャフリング部に供給され、ピクチャデータと
同様に記録処理を受ける。システムデータは、ビデオA
UXとして記録される。また、走査順に発生する1フレ
ームのマクロブロックを並び替え、テープ上のマクロブ
ロックの記録位置を分散させるシャフリングが行われ
る。シャフリングによって、変速再生時に断片的にデー
タが再生される時でも、画像の更新率を向上させること
ができる。
【0069】パッキングおよびシャフリング部からのビ
デオデータおよびシステムデータ(以下、特に必要な場
合を除き、システムデータを含む場合も単にビデオデー
タと称する)は、ビデオデータに対して外符号化の符号
化を行うビデオ用外符号エンコーダに供給され、外符号
パリティが付加される。外符号エンコーダの出力は、ビ
デオ用シャフリング部で、複数のECCブロックにわた
ってシンクブロック単位で順番を入れ替える、シャフリ
ングがなされる。シンクブロック単位のシャフリングに
よって特定のECCブロックにエラーが集中することが
防止される。シャフリング部でなされるシャフリング
を、インターリーブと称することもある。ビデオ用シャ
フリング部の出力は、メインメモリに書き込まれる。
【0070】一方、上述したように、SDTI受信部1
08あるいはディレイ103から出力されたディジタル
オーディオ信号がECCエンコーダ109に供給され
る。この一実施形態では、非圧縮のディジタルオーディ
オ信号が扱われる。ディジタルオーディオ信号は、これ
らに限らず、オーディオインターフェースを介して入力
されるようにもできる。また、図示されない入力端子か
ら、オーディオAUXが供給される。オーディオAUX
は、補助的データであり、オーディオデータのサンプリ
ング周波数等のオーディオデータに関連する情報を有す
るデータである。オーディオAUXは、オーディオデー
タに付加され、オーディオデータと同等に扱われる。
【0071】オーディオAUXが付加されたオーディオ
データ(以下、特に必要な場合を除き、AUXを含む場
合も単にオーディオデータと称する)は、オーディオデ
ータに対して外符号の符号化を行うオーディオ用外符号
エンコーダに供給される。オーディオ用外符号エンコー
ダの出力がオーディオ用シャフリング部に供給され、シ
ャフリング処理を受ける。オーディオシャフリングとし
て、シンクブロック単位のシャフリングと、チャンネル
単位のシャフリングとがなされる。
【0072】オーディオ用シャフリング部の出力は、メ
インメモリに書き込まれる。上述したように、メインメ
モリには、ビデオ用シャフリング部の出力も書き込まれ
ており、メインメモリで、オーディオデータとビデオデ
ータとが混合され、1チャンネルのデータとされる。
【0073】メインメモリからデータが読み出され、シ
ンクブロック番号を示す情報等を有するIDが付加さ
れ、内符号エンコーダに供給される。内符号エンコーダ
では、供給されたデータに対して内符号の符号化を施
す。内符号エンコーダの出力に対してシンクブロック毎
の同期信号が付加され、シンクブロックが連続する記録
データが構成される。
【0074】ECCエンコーダ109から出力された記
録データは、記録アンプなどを含むイコライザ110に
供給され、記録RF信号に変換される。記録RF信号
は、回転ヘッドが所定に設けられた回転ドラム111に
供給され、磁気テープ112上に記録される。回転ドラ
ム111には、実際には、隣接するトラックを形成する
ヘッドのアジマスが互いに異なる複数の磁気ヘッドが取
り付けられている。
【0075】記録データに対して必要に応じてスクラン
ブル処理を行っても良い。また、記録時にディジタル変
調を行っても良く、さらに、パーシャル・レスポンスク
ラス4とビタビ符号を使用しても良い。なお、イコライ
ザ110は、記録側の構成と再生側の構成とを共に含
む。
【0076】図16は、上述した回転ヘッドにより磁気
テープ上に形成されるトラックフォーマットの一例を示
す。この例では、1フレーム当たりのビデオおよびオー
ディオデータが4トラックで記録されている。互いに異
なるアジマスの2トラックによって1セグメントが構成
される。すなわち、4トラックは、4セグメントからな
る。セグメントを構成する1組のトラックに対して、ア
ジマスと対応するトラック番号
〔0〕とトラック番号
〔1〕が付される。トラックのそれぞれにおいて、両端
側にビデオデータが記録されるビデオセクタが配され、
ビデオセクタに挟まれて、オーディオデータが記録され
るオーディオセクタが配される。この図16は、テープ
上のセクタの配置を示すものである。
【0077】この例では、4チャンネルのオーディオデ
ータを扱うことができるようにされている。A1〜A4
は、それぞれオーディオデータの1〜4chを示す。オ
ーディオデータは、セグメント単位で配列を変えられて
記録される。また、ビデオデータは、この例では、1ト
ラックに対して4エラー訂正ブロック分のデータがイン
ターリーブされ、Upper SideおよびLowe
r Sideのセクタに分割され記録される。
【0078】Lower Sideのビデオセクタに
は、所定位置にシステム領域(SYS)が設けられる。
システム領域は、例えば、Lower Sideのビデ
オセクタの先頭側と末尾側とに、トラック毎に交互に設
けられる。
【0079】なお、図16において、SATは、サーボ
ロック用の信号が記録されるエリアである。また、各記
録エリアの間には、所定の大きさのギャップが設けられ
る。
【0080】図16は、1フレーム当たりのデータを4
トラックで記録する例であるが、記録再生するデータの
フォーマットによっては、1フレーム当たりのデータを
8トラック、6トラックなどで記録するようにもでき
る。
【0081】図16Bに示されるように、テープ上に記
録されるデータは、シンクブロックと称される等間隔に
区切られた複数のブロックからなる。図16Cは、シン
クブロックの構成を概略的に示す。シンクブロックは、
同期検出するためのSYNCパターン、シンクブロック
のそれぞれを識別するためのID、後続するデータの内
容を示すDID、データパケットおよびエラー訂正用の
内符号パリティから構成される。データは、シンクブロ
ック単位でパケットとして扱われる。すなわち、記録あ
るいは再生されるデータ単位の最小のものが1シンクブ
ロックである。シンクブロックが多数並べられて(図1
6B)、例えばビデオセクタが形成される。
【0082】図15の説明に戻り、再生時には、磁気テ
ープ112から回転ドラム111で再生された再生信号
が再生アンプなどを含むイコライザ110の再生側の構
成に供給される。イコライザ110では、再生信号に対
して、等化や波形整形などがなされる。また、ディジタ
ル変調の復調、ビタビ復号等が必要に応じてなされる。
イコライザ110の出力は、ECCデコーダ113に供
給される。
【0083】ECCデコーダ113は、上述したECC
エンコーダ109と逆の処理を行うもので、大容量のメ
インメモリと、内符号デコーダ、オーディオ用およびビ
デオ用それぞれのデシャフリング部ならびに外符号デコ
ーダを含む。さらに、ECCデコーダ113は、ビデオ
用として、デシャフリングおよびデパッキング部、デー
タ補間部を含む。同様に、オーディオ用として、オーデ
ィオAUX分離部とデータ補間部を含む。ECCデコー
ダ113は、例えば1個の集積回路で構成される。
【0084】ECCデコーダ113における処理につい
て説明する。ECCデコーダ113では、先ず、同期検
出を行いシンクブロックの先頭に付加されている同期信
号を検出し、シンクブロックを切り出す。データは、再
生データは、シンクブロック毎に内符号エンコーダに供
給され、内符号のエラー訂正がなされる。内符号エンコ
ーダの出力に対してID補間処理がなされ、内符号によ
りエラーとされたシンクブロックのID例えばシンクブ
ロック番号が補間される。IDが補間された再生データ
は、ビデオデータとオーディオデータとに分離される。
【0085】上述したように、ビデオデータは、MPE
Gのイントラ符号化で発生したDCT係数データおよび
システムデータを意味し、オーディオデータは、PCM
(Pulse Code Modulation) データおよびオーディオAU
Xを意味する。
【0086】分離されたオーディオデータは、オーディ
オ用デシャフリング部に供給され、記録側のシャフリン
グ部でなされたシャフリングと逆の処理を行う。デシャ
フリング部の出力がオーディオ用の外符号デコーダに供
給され、外符号によるエラー訂正がなされる。オーディ
オ用の外符号デコーダからは、エラー訂正されたオーデ
ィオデータが出力される。訂正できないエラーがあるデ
ータに関しては、エラーフラグがセットされる。
【0087】オーディオ用の外符号デコーダの出力か
ら、オーディオAUX分離部でオーディオAUXが分離
され、分離されたオーディオAUXがECCデコーダ1
13から出力される(経路は省略する)。オーディオA
UXは、例えば後述するシスコン121に供給される。
また、オーディオデータは、データ補間部に供給され
る。データ補間部では、エラーの有るサンプルが補間さ
れる。補間方法としては、時間的に前後の正しいデータ
の平均値で補間する平均値補間、前の正しいサンプルの
値をホールドする前値ホールド等を使用できる。
【0088】データ補間部の出力がECCデコーダ11
3からのオーディオデータの出力であって、ECCデコ
ーダ113から出力されたオーディオデータは、ディレ
イ117およびSDTI出力部115に供給される。デ
ィレイ117は、後述するMPEGデコーダ116での
ビデオデータの処理による遅延を吸収するために設けら
れる。ディレイ117に供給されたオーディオデータ
は、所定の遅延を与えられて、SDI出力部118に供
給される。
【0089】分離されたビデオデータは、デシャフリン
グ部に供給され、記録側のシャフリングと逆の処理がな
される。デシャフリング部は、記録側のシャフリング部
でなされたシンクブロック単位のシャフリングを元に戻
す処理を行う。デシャフリング部の出力が外符号デコー
ダに供給され、外符号によるエラー訂正がなされる。訂
正できないエラーが発生した場合には、エラーの有無を
示すエラーフラグがエラー有りを示すものとされる。
【0090】外符号デコーダの出力がデシャフリングお
よびデパッキング部に供給される。デシャフリングおよ
びデパッキング部は、記録側のパッキングおよびシャフ
リング部でなされたマクロブロック単位のシャフリング
を元に戻す処理を行う。また、デシャフリングおよびデ
パッキング部では、記録時に施されたパッキングを分解
する。すなわち、マクロブロック単位にデータの長さを
戻して、元の可変長符号を復元する。さらに、デシャフ
リングおよびデパッキング部において、システムデータ
が分離され、ECCデコーダ113から出力され、後述
するシスコン121に供給される。
【0091】デシャフリングおよびデパッキング部の出
力は、データ補間部に供給され、エラーフラグが立って
いる(すなわち、エラーのある)データが修整される。
すなわち、変換前に、マクロブロックデータの途中にエ
ラーがあるとされた場合には、エラー箇所以降の周波数
成分のDCT係数が復元できない。そこで、例えばエラ
ー箇所のデータをブロック終端符号(EOB)に置き替
え、それ以降の周波数成分のDCT係数をゼロとする。
同様に、高速再生時にも、シンクブロック長に対応する
長さまでのDCT係数のみを復元し、それ以降の係数
は、ゼロデータに置き替えられる。さらに、データ補間
部では、ビデオデータの先頭に付加されているヘッダが
エラーの場合に、ヘッダ(シーケンスヘッダ、GOPヘ
ッダ、ピクチャヘッダ、ユーザデータ等)を回復する処
理もなされる。
【0092】DCTブロックに跨がって、DCT係数が
DC成分および低域成分から高域成分へと並べられてい
るため、このように、ある箇所以降からDCT係数を無
視しても、マクロブロックを構成するDCTブロックの
それぞれに対して、満遍なくDCならびに低域成分から
のDCT係数を行き渡らせることができる。
【0093】データ補間部から出力されたビデオデータ
がECCデコーダ113の出力であって、ECCデコー
ダ113の出力は、再生側のマルチフォーマットコンバ
ータ(以下、再生側MFCと略称する)114に供給さ
れる。再生側MFC114は、上述した記録側MFC1
06と逆の処理を行うものであって、ストリームコンバ
ータを含む。再生側MFC106は、例えば1個の集積
回路で構成される。
【0094】ストリームコンバータでは、記録側のスト
リームコンバータと逆の処理がなされる。すなわち、D
CTブロックに跨がって周波数成分毎に並べられていた
DCT係数を、DCTブロック毎に並び替える。これに
より、再生信号がMPEG2に準拠したエレメンタリス
トリームに変換される。
【0095】また、ストリームコンバータの入出力は、
記録側と同様に、マクロブロックの最大長に応じて、十
分な転送レート(バンド幅)を確保しておく。マクロブ
ロック(スライス)の長さを制限しない場合には、画素
レートの3倍のバンド幅を確保するのが好ましい。
【0096】ストリームコンバータの出力が再生側MF
C114の出力であって、再生側MFC114の出力
は、SDTI出力部115およびMPEGデコーダ11
6に供給される。
【0097】MPEGデコーダ116は、エレメンタリ
ストリームを復号し、ビデオデータを出力する。すなわ
ち、MPEGデコーダ142は、逆量子化処理と、逆D
CT処理とがなされる。復号ビデオデータは、SDI出
力部118に供給される。上述したように、SDI出力
部118には、ECCデコーダ113でビデオデータと
分離されたオーディオデータがディレイ117を介して
供給されている。SDI出力部118では、供給された
ビデオデータとオーディオデータとを、SDIのフォー
マットにマッピングし、SDIフォーマットのデータ構
造を有するストリームへ変換される。SDI出力部11
8からのストリームが出力端子120から外部へ出力さ
れる。
【0098】一方、SDTI出力部115には、上述し
たように、ECCデコーダ113でビデオデータと分離
されたオーディオデータが供給されている。SDTI出
力部115では、供給された、エレメンタリストリーム
としてのビデオデータと、オーディオデータとをSDT
Iのフォーマットにマッピングし、SDTIフォーマッ
トのデータ構造を有するストリームへ変換される。変換
されたストリームは、出力端子119から外部へ出力さ
れる。
【0099】図15において、シスコン121は、例え
ばマイクロコンピュータからなり、この記憶再生装置の
全体の動作を制御する。またサーボ122は、シスコン
121と互いに通信を行いながら、磁気テープ112の
走行制御や回転ドラム111の駆動制御などを行う。
【0100】図17Aは、MPEGエンコーダ102の
DCT回路から出力されるビデオデータ中のDCT係数
の順序を示す。SDTI受信部108から出力されるM
PEG ESについても同様である。以下では、MPE
Gエンコーダ102の出力を例に用いて説明する。DC
Tブロックにおいて左上のDC成分から開始して、水平
ならびに垂直空間周波数が高くなる方向に、DCT係数
がジグザグスキャンで出力される。その結果、図17B
に一例が示されるように、全部で64個(8画素×8ラ
イン)のDCT係数が周波数成分順に並べられて得られ
る。
【0101】このDCT係数がMPEGエンコーダのV
LC部によって可変長符号化される。すなわち、最初の
係数は、DC成分として固定的であり、次の成分(AC
成分)からは、ゼロのランとそれに続くレベルに対応し
てコードが割り当てられる。従って、AC成分の係数デ
ータに対する可変長符号化出力は、周波数成分の低い
(低次の)係数から高い(高次の)係数へと、AC1
AC2,AC3,・・・と並べられたものである。可変長
符号化されたDCT係数をエレメンタリストリームが含
んでいる。
【0102】上述した記録側MFC106に内蔵され
る、記録側のストリームコンバータでは、供給された信
号のDCT係数の並べ替えが行われる。すなわち、それ
ぞれのマクロブロック内で、ジグザグスキャンによって
DCTブロック毎に周波数成分順に並べられたDCT係
数がマクロブロックを構成する各DCTブロックにわた
って周波数成分順に並べ替えられる。
【0103】図18は、この記録側ストリームコンバー
タにおけるDCT係数の並べ替えを概略的に示す。
(4:2:2)コンポーネント信号の場合に、1マクロ
ブロックは、輝度信号Yによる4個のDCTブロック
(Y1,Y2,Y3およびY4)と、色度信号Cb,Crの
それぞれによる2個ずつのDCTブロック(Cb1,C
2,Cr1およびCr2)からなる。
【0104】上述したように、MPEGエンコーダ10
2では、MPEG2の規定に従いジグザグスキャンが行
われ、図18Aに示されるように、各DCTブロック毎
に、DCT係数がDC成分および低域成分から高域成分
に、周波数成分の順に並べられる。一つのDCTブロッ
クのスキャンが終了したら、次のDCTブロックのスキ
ャンが行われ、同様に、DCT係数が並べられる。
【0105】すなわち、マクロブロック内で、DCTブ
ロックY1,Y2,Y3およびY4、DCTブロックC
1,Cb2,Cr1およびCr2のそれぞれについて、D
CT係数がDC成分および低域成分から高域成分へと周
波数順に並べられる。そして、連続したランとそれに続
くレベルとからなる組に、〔DC,AC1,AC2,AC
3,・・・〕と、それぞれ符号が割り当てられるよう
に、可変長符号化されている。
【0106】記録側ストリームコンバータでは、可変長
符号化され並べられたDCT係数を、一旦可変長符号を
解読して各係数の区切りを検出し、マクロブロックを構
成する各DCTブロックに跨がって周波数成分毎にまと
める。この様子を、図18Bに示す。最初にマクロブロ
ック内の8個のDCTブロックのDC成分をまとめ、次
に8個のDCTブロックの最も周波数成分が低いAC係
数成分をまとめ、以下、順に同一次数のAC係数をまと
めるように、8個のDCTブロックに跨がって係数デー
タを並び替える。
【0107】並び替えられた係数データは、DC
(Y1),DC(Y2),DC(Y3),DC(Y4),D
C(Cb1),DC(Cb2),DC(Cr1),DC
(Cr2),AC1(Y1),AC1(Y2),AC
1(Y3),AC1(Y4),AC1(Cb1),AC1(C
2),AC1(Cr1),AC1(Cr2),・・・であ
る。ここで、DC、AC1、AC2、・・・は、図17を
参照して説明したように、ランとそれに続くレベルとか
らなる組に対して割り当てられた可変長符号の各符号で
ある。
【0108】記録側ストリームコンバータで係数データ
の順序が並べ替えられた変換エレメンタリストリーム
は、ECCエンコーダ109に内蔵されるパッキングお
よびシャフリング部に供給される。マクロブロックのデ
ータの長さは、変換エレメンタリストリームと変換前の
エレメンタリストリームとで同一である。また、MPE
Gエンコーダ102において、ビットレート制御により
GOP(1フレーム)単位に固定長化されていても、マ
クロブロック単位では、長さが変動している。パッキン
グおよびシャフリング部では、マクロブロックのデータ
を固定枠に当てはめる。
【0109】図19は、パッキングおよびシャフリング
部でのマクロブロックのパッキング処理を概略的に示
す。マクロブロックは、所定のデータ長を持つ固定枠に
当てはめられ、パッキングされる。このとき用いられる
固定枠のデータ長を、記録および再生の際のデータの最
小単位であるシンクブロックのデータ長と一致させてい
る。これは、シャフリングおよびエラー訂正符号化の処
理を簡単に行うためである。図19では、簡単のため、
1フレームに8マクロブロックが含まれるものと仮定す
る。
【0110】可変長符号化によって、図19Aに一例が
示されるように、8マクロブロックの長さは、互いに異
なる。この例では、固定枠である1シンクブロックのデ
ータ領域の長さと比較して、マクロブロック#1のデー
タ,#3のデータおよび#6のデータがそれぞれ長く、
マクロブロック#2のデータ,#5のデータ,#7のデ
ータおよび#8のデータがそれぞれ短い。また、マクロ
ブロック#4のデータは、1シンクブロックと略等しい
長さである。
【0111】パッキング処理によって、マクロブロック
が1シンクブロック長の固定長枠に詰め込まれる。過不
足無くデータを詰め込むことができるのは、1フレーム
期間で発生するデータ量が固定量に制御されているから
である。図19Bに一例が示されるように、1シンクブ
ロックと比較して長いマクロブロックは、シンクブロッ
ク長に対応する位置で分割される。分割されたマクロブ
ロックのうち、シンクブロック長からはみ出た部分(オ
ーバーフロー部分)は、先頭から順に空いている領域
に、すなわち、長さがシンクブロック長に満たないマク
ロブロックの後ろに、詰め込まれる。
【0112】図19Bの例では、マクロブロック#1
の、シンクブロック長からはみ出た部分が、先ず、マク
ロブロック#2の後ろに詰め込まれ、そこがシンクブロ
ックの長さに達すると、マクロブロック#5の後ろに詰
め込まれる。次に、マクロブロック#3の、シンクブロ
ック長からはみ出た部分がマクロブロック#7の後ろに
詰め込まれる。さらに、マクロブロック#6のシンクブ
ロック長からはみ出た部分がマクロブロック#7の後ろ
に詰め込まれ、さらにはみ出た部分がマクロブロック#
8の後ろに詰め込まれる。こうして、各マクロブロック
がシンクブロック長の固定枠に対してパッキングされ
る。
【0113】各マクロブロックに対応する可変長データ
の長さは、記録側ストリームコンバータにおいて予め調
べておくことができる。これにより、このパッキング部
では、VLCデータをデコードして内容を検査すること
無く、マクロブロックのデータの最後尾を知ることがで
きる。
【0114】図20は、上述したECCエンコーダ10
9のより具体的な構成を示す。図20において、164
がICに対して外付けのメインメモリ160のインター
フェースである。メインメモリ160は、SDRAMで
構成されている。インターフェース164によって、内
部からのメインメモリ160に対する要求を調停し、メ
インメモリ160に対して書込み/読出しの処理を行
う。また、パッキング部137a、ビデオシャフリング
部137b、パッキング部137cによって、パッキン
グおよびシャフリング部137が構成される。
【0115】図21は、メインメモリ160のアドレス
構成の一例を示す。メインメモリ160は、例えば64
MビットのSDRAMで構成される。メインメモリ16
0は、ビデオ領域250、オーバーフロー領域251お
よびオーディオ領域252を有する。ビデオ領域250
は、4つのバンク(vbank#0、vbank#1、
vbank#2およびvbank#3)からなる。4バ
ンクのそれぞれは、1等長化単位のディジタルビデオ信
号が格納できる。1等長化単位は、発生するデータ量を
略目標値に制御する単位であり、例えばビデオ信号の1
ピクチャ(Iピクチャ)である。図21中の、部分A
は、ビデオ信号の1シンクブロックのデータ部分を示
す。1シンクブロックには、フォーマットによって異な
るバイト数のデータが挿入される。複数のフォーマット
に対応するために、最大のバイト数以上であって、処理
に都合の良いバイト数例えば256バイトが1シンクブ
ロックのデータサイズとされている。
【0116】ビデオ領域の各バンクは、さらに、パッキ
ング用領域250Aと内符号化エンコーダへの出力用領
域250Bとに分けられる。オーバーフロー領域251
は、上述のビデオ領域に対応して、4つのバンクからな
る。さらに、オーディオデータ処理用の領域252をメ
インメモリ160が有する。
【0117】この一実施形態では、各マクロブロックの
データ長標識を参照することによって、パッキング部1
37aが固定枠長データと、固定枠を越える部分である
オーバーフローデータとをメインメモリ160の別々の
領域に分けて記憶する。固定枠長データは、シンクブロ
ックのデータ領域の長さ以下のデータであり、以下、ブ
ロック長データと称する。ブロック長データを記憶する
領域は、各バンクのパッキング処理用領域250Aであ
る。ブロック長より短いデータ長の場合には、メインメ
モリ160の対応する領域に空き領域を生じる。ビデオ
シャフリング部137bが書込みアドレスを制御するこ
とによってシャフリングを行う。ここで、ビデオシャフ
リング部137bは、ブロック長データのみをシャフリ
ングし、オーバーフロー部分は、シャフリングせずに、
オーバーフローデータに割り当てられた領域に書込まれ
る。
【0118】次に、パッキング部137cが外符号エン
コーダ139へのメモリにオーバーフロー部分をパッキ
ングして読み込む処理を行う。すなわち、メインメモリ
160から外符号エンコーダ139に用意されている1
ECCブロック分のメモリに対してブロック長のデータ
を読み込み、若し、ブロック長のデータに空き領域が有
れば、そこにオーバーフロー部分を読み込んでブロック
長にデータが詰まるようにする。そして、1ECCブロ
ック分のデータを読み込むと、読み込み処理を一時中断
し、外符号エンコーダ139によって外符号のパリティ
を生成する。外符号パリティは、外符号エンコーダ13
9のメモリに格納する。外符号エンコーダ139の処理
が1ECCブロック分終了すると、外符号エンコーダ1
39からデータおよび外符号パリティを内符号を行う順
序に並び替えて、メインメモリ160のパッキング処理
用領域250Aと別の出力用領域250Bに書き戻す。
ビデオシャフリング部140は、この外符号の符号化が
終了したデータをメインメモリ160へ書き戻す時のア
ドレスを制御することによって、シンクブロック単位の
シャフリングを行う。
【0119】このようにブロック長データとオーバーフ
ローデータとを分けてメインメモリ160の第1の領域
250Aへのデータの書込み(第1のパッキング処
理)、外符号エンコーダ139へのメモリにオーバーフ
ローデータをパッキングして読み込む処理(第2のパッ
キング処理)、外符号パリティの生成、データおよび外
符号パリティをメインメモリ160の第2の領域250
Bに書き戻す処理が1ECCブロック単位でなされる。
外符号エンコーダ139がECCブロックのサイズのメ
モリを備えることによって、メインメモリ160へのア
クセスの頻度を少なくすることができる。
【0120】そして、1ピクチャに含まれる所定数のE
CCブロック(例えば32個のECCブロック)の処理
が終了すると、1ピクチャのパッキング、外符号の符号
化が終了する。そして、インターフェース164を介し
てメインメモリ160の領域250Bから読出したデー
タがID付加部148、内符号エンコーダ147、同期
付加部150で処理され、並列直列変換部124によっ
て、同期付加部150の出力データがビットシリアルデ
ータに変換される。出力されるシリアルデータがパーシ
ャル・レスポンスクラス4のプリコーダ125により処
理される。この出力が必要に応じてディジタル変調さ
れ、記録アンプ110を介して、回転ドラム111に設
けられた回転ヘッドに供給される。
【0121】なお、ECCブロック内にヌルシンクと称
する有効なデータが配されないシンクブロックを導入
し、記録ビデオ信号のフォーマットの違いに対してEC
Cブロックの構成の柔軟性を持たせるようになされる。
ヌルシンクは、パッキングおよびシャフリングブロック
137のパッキング部137aにおいて生成され、メイ
ンメモリ160に書込まれる。従って、ヌルシンクがデ
ータ記録領域を持つことになるので、これをオーバーフ
ロー部分の記録用シンクとして使用することができる。
【0122】オーディオデータの場合では、1フィール
ドのオーディオデータの偶数番目のサンプルと奇数番目
のサンプルとがそれぞれ別のECCブロックを構成す
る。ECCの外符号の系列は、入力順序のオーディオサ
ンプルで構成されるので、外符号系列のオーディオサン
プルが入力される毎に外符号エンコーダ136が外符号
パリティを生成する。外符号エンコーダ136の出力を
メインメモリ160の領域252に書込む時のアドレス
制御によって、シャフリング部137がシャフリング
(チャンネル単位およびシンクブロック単位)を行う。
【0123】さらに、126で示すCPUインターフェ
ースが設けられ、システムコントローラとして機能する
外部のCPU127からのデータを受け取り、内部ブロ
ックに対してパラメータの設定が可能とされている。複
数のフォーマットに対応するために、シンクブロック
長、パリティ長を始め多くのパラメータを設定すること
が可能とされている。
【0124】パラメータの1つとしての”パッキング長
データ”は、パッキング部137aおよび137bに送
られ、パッキング部137a、137bは、これに基づ
いて決められた固定枠(図19Aで「シンクブロック
長」として示される長さ)にVLCデータを詰め込む。
【0125】パラメータの1つとしての”パック数デー
タ”は、パッキング部137bに送られ、パッキング部
137bは、これに基づいて1シンクブロック当たりの
パック数を決め、決められたパック数分のデータを外符
号エンコーダ139に供給する。
【0126】パラメータの1つとしての”ビデオ外符号
パリティ数データ”は、外符号エンコーダ139に送ら
れ、外符号エンコーダ139は、これに基づいた数のパ
リティが発声されるビデオデータの外符号の符号化を行
う。
【0127】パラメータの1つとしての”ID情報”お
よび”DID情報”のそれぞれは、ID付加部148に
送られ、ID付加部148は、これらID情報およびD
ID情報をメインメモリ160から読み出された単位長
のデータ列に付加する。
【0128】パラメータの1つとしての”ビデオ内符号
用パリティ数データ”および”オーディオ内符号用パリ
ティ数データ”のそれぞれは、内符号エンコーダ149
に送られ、内符号エンコーダ149は、これらに基づい
た数のパリティが発生されるビデオデータとオーディオ
データの内符号の符号化を行う。なお、内符号エンコー
ダ149には、パラメータの1つである”シンク長デー
タ”も送られており、これにより、内符号化されたデー
タの単位長(シンク長)が規制される。
【0129】また、パラメータの1つとしてのシャフリ
ングテーブルデータがビデオ用シャフリングテーブル
(RAM)128vおよびオーディオ用シャフリングテ
ーブル(RAM)128aに格納される。シャフリング
テーブル128vは、ビデオシャフリング部137bお
よび140のシャフリングのためのアドレス変換を行
う。シャフリングテーブル128aは、オーディオシャ
フリング137のためのアドレス変換を行う。
【0130】次に、この発明の一実施形態について、よ
り詳細に説明する。この一実施形態では、1スライス=
1マクロブロックとして記録媒体に記録されたディジタ
ルビデオ信号を再生し、1スライス=45マクロブロッ
クとして出力する。これにより、NTSCの画面におい
て、画面の左端にのみスライスヘッダが位置するように
したMPEG ESが出力され、伝送ビットレートを抑
えることができる。
【0131】図22は、1スライス=1マクロブロック
であるMPEG ESを、1スライス=45マクロブロ
ックに変換する処理の一例のフローチャートを示す。最
初のステップS10で、入力されたMPEG ESから
ピクチャヘッダ9が検出される。検出は、1バイト毎の
パターンマッチングによってピクチャスタートコード8
を検出することで行われる。ピクチャスタートコード8
が確定できない場合は、ステップS11でストリームが
1バイト進められ、再びステップS10でピクチャスタ
ートコード8の検出がなされる。
【0132】例えば、ステップS10で1バイトのデー
〔00〕が検出されたら、ステップS11でストリー
ムを1バイト進める。そこでさらに
〔00〕が検出され
たら、ストリームを1バイト進める。次に〔01〕が検
出されるとスタートコードであることが分かるので、さ
らに次の1バイトを見て、それが
〔00〕であれば、ピ
クチャスタートコード8が検出されたと判断することが
できる。なお、以降の同様な検出処理も、同様の処理に
よって行うことができる。
【0133】ピクチャヘッダ9が検出されると、次のス
テップS12で、変数mbcntに0が代入される。
【0134】次のステップS13では、スライスヘッダ
13が検出される。これは、上述と同様に、1バイト毎
のパターンマッチングが行われ、スライススタートコー
ド12を検出することでなされる。スライススタートコ
ード12が確定できない場合は、ステップS14でスト
リームが1バイト進められ、再びステップS13でスラ
イススタートコード12が検出される。3バイトのコー
ド〔00 00 01〕が検出されることで、それがス
タートコードであることが分かり、次の1バイトが〔0
1〕〜〔AF〕であれば、それがスライススタートコー
ド12であることが分かる。
【0135】このようにしてスライススタートコード1
2が検出されることでスライスヘッダ13が検出される
と、ステップS15で、変数mbcntに1が加えられ
る。そして、次のステップS16で、変数mbcntが
45の倍数に1を加えた値であるかどうかが判断され
る。若し、変数mbcntが45の倍数+1(以下、4
5n+1と記す)であれば、処理はステップS18に移
行する。
【0136】1スライス=1マクロブロックであり1画
面のサイズが720画素×512画素であれば、変数m
bcntは、1〜1440の値をとり、画面内のマクロ
ブロックの位置と直接的に対応することになる。したが
って、変数mbcntが45n+1である場合には、そ
のスライスヘッダ13は、画面の左端に位置するもので
あるとされ、残されることになる。
【0137】一方、変数mbcntが45の倍数で無い
と判断されれば、そのスライスヘッダ13は、画面の左
端に位置するものではないとされ、ステップS17で、
そのスライスヘッダ13、すなわち、上述のステップS
13で検出されたスライスヘッダ13が削除される。ス
ライスヘッダ13が削除されると、処理はステップS1
8に移行する。
【0138】スライスヘッダの削除は、例えば、システ
ムクロックに基づきデータの有効/無効を制御するイネ
ーブル信号を、当該スライスヘッダ13の期間に対応し
て”0”(ディスエイブル状態)にして、当該スライス
ヘッダ13を無効とすることでなされる。
【0139】ステップS18では、マクロブロックの先
頭が検出される。例えば、上述したステップS13で検
出されたスライススタートコード12の終端から、スラ
イスヘッダ13を1フィールドずつ調べていき(ステッ
プS19)、スライスヘッダ13のフィールドが終了し
てマクロブロックのフィールドが出現したら、そのフィ
ールドの先頭がマクロブロックの先頭とされる。
【0140】さらに、ステップS20およびステップS
21では、マクロブロックの終端が検出される。マクロ
ブロックの終端は、例えばマクロブロックの可変長符号
を解き、DCTブロック内の計数を1ずつ進めて、DC
Tブロックの終端を示すEOB(End Of Block)を検出
し、その数を計数する。EOBの個数が所定数(ディジ
タルビデオ信号のフォーマットが4:2:2であるこの
例では8個)計数されれば、マクロブロックの終端に達
したとされる。
【0141】そして、次のステップS22で、フレーム
の終端が検出される。フレームの終端は、例えば、上述
のステップS18〜S20において検出されたマクロブ
ロックの数を計数し、この例では計数された値が144
0になれば、フレームの終端であると判断できる。若
し、フレームの終端でなければ、処理はステップS13
に戻され、次のスライスヘッダ13の検出が行われる。
【0142】一方、ステップS22で、そこがフレーム
の終端であるとされたら、1フレームにおける一連の処
理が終了される。
【0143】図23を用いて、上述の図22の処理をM
PEG ESに即して説明する。MPEG ESは、シ
ーケンスヘッダ300、GOPヘッダ301の順に入力
され、ピクチャヘッダ302Aが入力されると、上述の
ステップS10およびS11によって位置aにおいてピ
クチャスタートコードが検出され、ピクチャヘッダ30
2Aが検出される。ピクチャヘッダ302Aが検出され
ると、変数mbcntの値が0とされる。次に、スライ
スヘッダ303Aが入力されると、上述のステップS1
3およびS14により、位置bでスライススタートコ
ードが検出され、スライスヘッダ303Aが検出され
る。スライスヘッダ303Aが検出されると、上述のス
テップS15で変数mbcntに1が加えられる。
【0144】上述したように、変数mbcntに1が加
えられた値が、45n+1であればそのスライスヘッダ
は、残される。この例では、スライスヘッダ303A
は、ピクチャの先頭のスライスであるので、n=0とな
り、45n+1=1となる。一方、変数mbcntも、
mbcnt=1であるので、このスライスヘッダ303
Aは、残されるように判断される(位置c)。
【0145】次にマクロブロックMB1の先頭が位置d
で検出され、次のスライスヘッダ303Bが位置b
で検出される。ここで、ステップS15が1回通過され
ており、且つ、次のピクチャヘッダが検出されていない
ので、変数mbcntにさらに1が加えられ、mbcn
t=2とされる。したがって、変数mbcntが45n
+1ではなくなり、このスライスヘッダ303Bは、削
除されるように判断される(位置c)。
【0146】このようにして、1ピクチャ内でスライス
ヘッダ303m、マクロブロックMBmが検出され、検
出されたスライスヘッダ303mが削除すべきものかど
うかが判断される。そして、マクロブロックMB144
0が検出され(位置d)、検出されたマクロブロック
数=1440により、このマクロブロックMB1440
の終端が1ピクチャの終端であり、すなわち、1フレー
ムの終端であるとされる(位置e)。2フレーム目のピ
クチャヘッダ302Bが検出されると、変数mbcnt
が0リセットされ、再び同様の処理が行われる。
【0147】このように、この一実施形態では、1スラ
イス=1マクロブロックとされ、各マクロブロックに対
して配されたスライスヘッダを、画面の左端に位置する
マクロブロックの分だけを残して削除することができ
る。
【0148】次に、この一実施形態の変形例について説
明する。上述の一実施形態では、スライスヘッダが画面
内の全てのマクロブロックに対して配されていたが、こ
の変形例では、画面内の左端のマクロブロックにスライ
スヘッダが配されると共に、他の任意のマクロブロック
にスライスヘッダが配された場合に、それを1スライス
=45マクロブロックに変換して出力する。
【0149】図24は、この一実施形態の変形例の一例
の処理を示すフローチャートである。最初のステップS
30で、入力されたMPEG ESからスライスヘッダ
13が検出される。検出は、1バイト毎のパターンマッ
チングによってスライススタートコード12を検出する
ことで行われる。スライススタートコード12が確定で
きない場合は、ステップS31でストリームが1バイト
進められ、再びステップS30でスライススタートコー
ド12の検出がなされる。
【0150】例えば、ステップS30で1バイトのデー
〔00〕が検出されたら、ステップS31でストリー
ムを1バイト進める。そこでさらに
〔00〕が検出され
たら、ストリームを1バイト進める。次に〔01〕が検
出されるとスタートコードであることが分かるので、さ
らに次の1バイトを見て、それが〔01〕〜〔AF〕で
あれば、スライススタートコード12が検出されたと判
断することができる。
【0151】スライスヘッダ13が検出されると、次の
ステップS12で、変数mbcntに0が代入される。
【0152】次のステップS33では、現在注目してい
るブロックがスライスヘッダ13であるかどうかが判断
される。このフローチャートでは省略されているが、こ
こでも、上述のステップS30およびS31と同様に、
1バイトずつストリームを進めてスライススタートコー
ド12を検出する。
【0153】なお、このフローチャートは、ステップS
33から後述するステップS41まででループを形成す
るが、ループの最初の1巡目、すなわち、上述のステッ
プS30〜S32から直接的にこのステップS33に移
行した場合には、既にスライスヘッダ13が検出された
ものとして処理を進めることができる。
【0154】ステップS33において、若し、現在注目
しているブロックがスライスヘッダ13ではないとされ
たら、処理はステップS36に移行する。
【0155】一方、現在注目しているブロックがスライ
スヘッダ13であるとされれ場処理はステップS34に
移行する。ステップS34では、変数mbcntが45
×n(n=0,1,2,・・・)を満足するかどうかが
判断される。変数mbcntが0または45の倍数であ
れば、そのスライスヘッダ13は、画面の左端に位置す
るものであると判断される。この場合には、処理はステ
ップS36に移行し、当該スライスヘッダ13は削除さ
れずに残される。
【0156】一方、変数mbcntが0または45の倍
数でない場合には、当該スライスヘッダ13が画面の左
端以外の位置にあると判断される。この場合、処理はス
テップS35に移行し、当該スライスヘッダ13が削除
される。ステップS35でスライスヘッダ13が削除さ
れると、処理はステップS36に移行する。
【0157】ステップS36およびステップS37で、
例えばスライススタートコード12からスライスヘッダ
13の各フィールドが逐次調べられ、マクロブロックの
先頭が検出される。さらに、ステップS38およびステ
ップS39で、DCTブロックのEOBを計数すること
でマクロブロックの終端が検出される。ステップS38
でマクロブロックの終端が検出されると、次のステップ
S40で、変数mbcntに1が加えられる。したがっ
て、変数mbcntは、画面における左端上のマクロブ
ロックをmbcnt=0として、画面内のマクロブロッ
クの位置に対応した値をとることになる。
【0158】次のステップS41では、処理がフレーム
の終端にまで達したかどうかが判断される。例えば、変
数mbcntに基づき、上述のステップS38で検出さ
れたマクロブロックがフレームの終端、すなわち、画面
中の右端下のマクロブロックであるかどうかを判断する
ことで、フレームの終端を検出することができる。若
し、未だフレームの終端に達していないと判断されれ
ば、処理はステップS33に戻される。これにより、マ
クロブロック毎にスライスヘッダ13の有無が検出され
る。
【0159】一方、ステップS41で、そこがフレーム
の終端であるとされたら、1フレームにおける一連の処
理が終了される。
【0160】このように、この一実施形態の変形例によ
れば、入力された任意のMPEGESを、画面の左端に
のみスライスヘッダ13が存在するMPEG ESに変
換することができる。これにより、MPEG ESの伝
送レートを抑えることができる。
【0161】図25は、一実施形態の変形例に適用され
る一例の構成を示す。この構成は、再生側MFC114
の構成に含まれるものである。これに限らず、この図2
5の構成は、単独でストリーム変換装置としても、用い
ることができる。入力されたMPEG ESは、ピクチ
ャ検出回路300、スライス検出回路301、可変長復
号回路(VLD)302および4連のD−フリップフロ
ップ(D−FF)304に供給される。D−FF304
に供給されたMPEG ESは、4クロック分の遅延を
与えられて出力される。
【0162】ピクチャ検出回路300に供給されたMP
EG ESは、1バイト毎にパターンマッチングされ、
ピクチャスタートコード8を検出される。検出結果は、
カウンタ305にゼロリセット信号として供給される。
入力MPEG ESからピクチャスタートコード8が検
出され、ピクチャヘッダ9が検出されると、検出結果と
して例えば”1”が出力され、カウンタ305に供給さ
れる。カウンタ305では、ゼロリセット(ZERO
RST)端にこの”1”が供給されると、カウント値C
NTを”0”としてリセットする。
【0163】スライス検出回路301に供給されたMP
EG ESは、1バイト毎にパターンマッチングされ、
スライススタートコード12が検出される。検出結果に
基づき、スライスヘッダ13の期間中は”1”で、それ
以外では”0”であるような信号SLICEを出力す
る。信号SLICEは、AND回路307の非反転入力
端に供給される。
【0164】一方、VLD302では、コードテーブル
303に予め格納されている可変長符号を参照しなが
ら、供給されたMPEG ESの可変長符号を解読し、
DCTブロックの終端を示すEOBを検出する。EOB
は、2ビットの”10”あるいは4ビットの”011
0”からなる。このEOBが所定数検出されると、マク
ロブロックの終端が検出されたことを示す信号MBEN
Dが出力される。ディジタルビデオ信号のフォーマット
が4:2:2であるこの例では、1マクロブロック内に
8個のDCTブロックが含まれることになるので、8個
のEOBが検出されたときに、そこがマクロブロックの
終端であると判断される。信号MBENDは、カウンタ
305に供給される。
【0165】カウンタ305は、VLD302から供給
された信号MBENDをカウントしてカウント値CNT
を出力する。また、ピクチャ検出回路300から供給さ
れた信号ZERO RSTによって、カウンタ305の
カウント値CNTがリセットされる。すなわち、カウン
タ305は、1ピクチャの先頭でリセットされ、マクロ
ブロックの終端でカウント値CNTに1が加えられるカ
ウンタである。
【0166】カウント値CNTは、比較回路306に供
給される。比較回路306では、供給されたカウント値
CNTが45n(n=0,1,2,・・・)であるかど
うかを判断し、判断結果に基づき信号LEFT_SID
Eを出力する。この信号LEFT_SIDEは、カウン
ト値CNTがこの条件を満たしているときに”1”にな
るような信号である。したがって、信号LEFT_SI
DEが”1”であれば、VLD302で検出されカウン
タ305のカウント値CNTを1だけ増加させた当該マ
クロブロックが、画面の左端に位置するマクロブロック
であるとされる。信号LEFT_SIDEは、AND回
路307の非反転入力端に供給される。
【0167】AND回路307では、反転入力端に供給
された信号LEFT_SIDEと、非反転入力端に供給
された信号SLICEとの論理積をとる。すなわち、A
ND回路307から出力される信号NO_NEED_S
LICEは、画面の左端以外の、不要なスライスヘッダ
13の位置で”1”になる信号である。信号NO_NE
ED_SLICEは、AND回路308の反転入力に供
給される。
【0168】一方、システムクロックに基づくイネーブ
ル信号が4連のD−FF309を介してAND回路30
8の非反転入力に供給される。イネーブル信号は、この
VTR全体に、信号処理のタイミングを与える信号であ
って、イネーブル信号によって、クロックに基づき供給
される信号のうち、どのタイミングの信号が有効である
かが示される。
【0169】AND回路308では、このイネーブル信
号と、反転入力に供給された上述の信号NO_NEED
_SLICEとの論理積がとられる。そして、AND回
路308での論理積の結果が、新たなイネーブル信号と
して出力される。すなわち、イネーブル信号がAND回
路308で信号NO_NEED_SLICEによりマス
クされ、新たなイネーブル信号として出力されるため、
画面の左端以外のスライスヘッダ13を無効として、画
面の左端にのみスライスヘッダ13が存在する、45マ
クロブロック=1スライスの構造のMPEG ESを得
ることができる。
【0170】上述のD−FF304および309は、信
号NO_NEED_SLICEが入力MPEG ESお
よびイネーブル信号に対して4クロック分遅延している
ことを補正するために配置されている。
【0171】なお、この図25に示される構成は、画面
の左端以外の任意のマクロブロックの先頭に位置するス
ライスヘッダ13を削除可能なものであり、上述した一
実施形態による、1スライス=1マクロブロックの構造
を有するMPEG ESに対しても、同様の効果を得る
ことができるものである。
【0172】例えば、入力されたMPEG ESのマク
ロブロックを、画面の左端上から計数すると共に、スラ
イススタートコード12を検出する。マクロブロックの
計数結果とスライススタートコード12によるスライス
ヘッダ13の検出結果に基づき、画面の左端に位置する
マクロブロック以外のマクロブロックに付加されたスラ
イスヘッダを削除するように、信号NO_NEED_S
LICEが出力される。この信号NO_NEED_SL
ICEによりイネーブル信号をマスクすることで、画面
の左端以外のマクロブロックに付されたスライスヘッダ
13を削除することができる。
【0173】また、上述では、この発明が磁気テープに
ディジタルビデオ信号を記録する、ディジタルVTRに
適用されるように説明しているが、これはこの例に限定
されない。例えば、この発明は、ディスク記録媒体にデ
ィジタルビデオ信号を記録するような、ビデオサーバな
ど、他のMPEGストリーム記録機器にも適用させるこ
とができる。
【0174】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の一実施
形態によれば、1スライス=1マクロブロックで記録さ
れたMPEG ESを再生する際に、MPEG2で要求
されている最小のスライス構造で出力することができ
る。そのため、出力ストリームのビットレートを抑える
ことができる効果がある。
【0175】また、この発明の一実施形態の変形例によ
れば、画面の左端と、画面の左端以外の任意のマクロブ
ロックの先頭とにスライスヘッダが配置されたMPEG
ESを、MPEGで要求される、最小のスライス構造
を有するストリームに変換することができるため、MP
EG ESの伝送ビットレートを抑えることができる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】MPEG2のデータの階層構造を概略的に示す
略線図である。
【図2】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図3】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図4】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図5】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図6】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図7】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図8】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図9】MPEG2のストリーム中に配されるデータの
内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図10】MPEG2のストリーム中に配されるデータ
の内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図11】MPEG2のストリーム中に配されるデータ
の内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図12】MPEG2のストリーム中に配されるデータ
の内容とビット割り当てを示す略線図である。
【図13】データのバイト単位の整列を説明するための
図である。
【図14】一実施形態におけるMPEGストリームのヘ
ッダを具体的に示す略線図である。
【図15】一実施形態による記録再生装置の記録側の構
成の一例を示すブロック図である。
【図16】磁気テープ上に形成されるトラックフォーマ
ットの一例を示す略線図である。
【図17】ビデオエンコーダの出力の方法と可変長符号
化を説明するための略線図である。
【図18】ビデオエンコーダの出力の順序の並び替えを
説明するための略線図である。
【図19】順序の並び替えられたデータをシンクブロッ
クにパッキングする処理を説明するための略線図であ
る。
【図20】ECCエンコーダのより具体的な構成を示す
ブロック図である。
【図21】メインメモリのアドレス構成の一例を示す略
線図である。
【図22】1スライス=1マクロブロックであるMPE
G ESを1スライス=45マクロブロックに変換する
処理の一例のフローチャートである
【図23】1スライス=1マクロブロックであるMPE
G ESを1スライス=45マクロブロックに変換する
処理をMPEG ESに即して説明するための図であ
る。
【図24】一実施形態の変形例の一例の処理を示すフロ
ーチャートである。
【図25】一実施形態の変形例に適用される一例の構成
を示すブロック図である。
【図26】画面の左端および任意のマクロブロックの先
頭部分にスライスヘッダが配された様子を示す略線図で
ある。
【図27】スライスを説明するための略線図である。
【図28】1スライス=1マクロブロックに変換された
MPEG2ストリームを、概略的に示す略線図である。
【図29】画面の左端にスライスが配置されることを示
す略線図である。
【符号の説明】
1・・・シーケンスヘッダコード、2・・・シーケンス
ヘッダ、3・・・シーケンス拡張、4・・・拡張および
ユーザデータ、5・・・GOPスタートコード、6・・
・GOPヘッダ、7・・・ユーザデータ、8・・・ピク
チャスタートコード、9・・・ピクチャヘッダ、10・
・・ピクチャ符号化拡張、11・・・拡張およびユーザ
データ、12・・・スライススタートコード、13・・
・スライスヘッダ、14・・・マクロブロックヘッダ、
101・・・SDI受信部、102・・・MPEGエン
コーダ、106・・・記録側マルチフォーマットコンバ
ータ(MFC)、108・・・SDTI受信部、109
・・・ECCエンコーダ、112・・・磁気テープ、1
13・・・ECCデコーダ、114・・・再生側MF
C、115・・・SDTI出力部、116・・・MPE
Gデコーダ、118・・・SDI出力部、137a,1
37c・・・パッキング部、137b・・・ビデオシャ
フリング部、139・・・外符号エンコーダ、140・
・・ビデオシャフリング、149・・・内符号エンコー
フロントページの続き (72)発明者 藤堂 晋 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 杉山 晃 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C018 NA01 NA05 5C053 FA22 GA11 GA13 GB04 GB06 GB07 GB15 GB18 GB37 HA01 HA24 JA21 JA30 KA04 KA24 5C059 KK00 LC10 MA00 PP04 PP30 RC02 RC24 RD03 RF06 RF19 RF21 SS17 UA02 UA05 UA28 UA39 5D044 AB07 BC01 BC03 CC01 CC04 DE38 DE48 DE96 FG30 HL11 5J064 AA02 BA09 BA15 BC02 BC03 BC14 BC25 BD03

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画面が所定に分割されたブロック単位で
    圧縮符号化され、画面の先頭側の一端に対応するブロッ
    クと、画面の先頭側の一端に対応するブロック以外の画
    面内の任意のブロックとにヘッダ情報が付加されたディ
    ジタルビデオ信号のストリームを変換するストリーム変
    換装置において、 入力されたストリームから画面の先頭側の一端に対応す
    るブロック以外のブロックに付加されたヘッダ情報を検
    出する検出手段と、 上記検出手段にて検出された、上記画面の先頭側の一端
    に対応するブロック以外のブロックに付加された上記ヘ
    ッダ情報を削除するヘッダ情報削除手段とを有し、 上記入力されたストリームを、上記画面の先頭位置に対
    応したブロックのみに上記ヘッダ情報が付加されたスト
    リームに変換して出力するするようにしたことを特徴と
    するストリーム変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のストリーム変換装置に
    おいて、 上記ヘッダ情報はMPEG符号化データ中のスライスヘ
    ッダであることを特徴とするストリーム変換装置。
  3. 【請求項3】 画面が所定に分割されたブロック単位で
    圧縮符号化され、画面の先頭側の一端に対応するブロッ
    クと、画面の先頭側の一端に対応するブロック以外の画
    面内の任意のブロックとにヘッダ情報が付加されたディ
    ジタルビデオ信号のストリームを変換するストリーム変
    換方法において、 入力されたストリームから画面の先頭側の一端に対応す
    るブロック以外のブロックに付加されたヘッダ情報を検
    出する検出のステップと、 上記検出のステップにて検出された、上記画面の先頭側
    の一端に対応するブロック以外のブロックに付加された
    上記ヘッダ情報を削除するヘッダ情報削除のステップと
    を有し、 上記入力されたストリームを、上記画面の先頭位置に対
    応したブロックのみに上記ヘッダ情報が付加されたスト
    リームに変換して出力するするようにしたことを特徴と
    するストリーム変換方法。
  4. 【請求項4】 画面が所定に分割されたブロック単位で
    圧縮符号化されたブロックのそれぞれにヘッダ情報が付
    加されたディジタルビデオ信号を記録媒体から再生する
    再生装置において、 記録媒体に記録された、画面が所定に分割されたブロッ
    ク単位で圧縮符号化された上記ブロックのそれぞれにヘ
    ッダ情報が付加されたディジタルビデオ信号を再生する
    再生手段と、 上記再生手段により再生された上記ディジタルビデオ信
    号から、上記画面の先頭側の一端に対応するブロック以
    外の上記ブロックに付加された上記ヘッダ情報を削除す
    るヘッダ情報削除手段とを有することを特徴とする再生
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の再生装置において、 上記ヘッダ情報はMPEG符号化データ中のスライスヘ
    ッダであることを特徴とする再生装置。
  6. 【請求項6】 画面が所定に分割されたブロック単位で
    圧縮符号化されたブロックのそれぞれにヘッダ情報が付
    加されたディジタルビデオ信号を記録媒体から再生する
    再生方法において、 記録媒体に記録された、画面が所定に分割されたブロッ
    ク単位で圧縮符号化された上記ブロックのそれぞれにヘ
    ッダ情報が付加されたディジタルビデオ信号を再生する
    再生のステップと、 上記再生のステップにより再生された上記ディジタルビ
    デオ信号から、上記画面の先頭側の一端に対応するブロ
    ック以外の上記ブロックに付加された上記ヘッダ情報を
    削除するヘッダ情報削除のステップとを有することを特
    徴とする再生方法。
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