JP2001346163A - 記録装置および方法、再生装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法 - Google Patents

記録装置および方法、再生装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法

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JP2001346163A
JP2001346163A JP2000165727A JP2000165727A JP2001346163A JP 2001346163 A JP2001346163 A JP 2001346163A JP 2000165727 A JP2000165727 A JP 2000165727A JP 2000165727 A JP2000165727 A JP 2000165727A JP 2001346163 A JP2001346163 A JP 2001346163A
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JP2000165727A
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Masaaki Isozaki
正明 五十崎
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】基準となるエンコード条件に対して異なるエン
コード条件でエンコードされたストリームが混在してい
ても、良好な画質でシャトル再生ができるようにする。 【解決手段】 記録時に、SDTI受信部105で、入
力されたMPEGストリームからエレメンタリストリー
ムを抽出し、フォーマットチェッカ125に供給する。
フォーマットチェッカ125では、エレメンタリストリ
ームが、記録再生装置100において基準となるエンコ
ード条件のうちシャトル再生時の再生画像に影響する条
件を満たしているかどうかが判定される。若し、条件を
満たしていないとされれば、そのピクチャを構成するシ
ンクブロックのそれぞれに、その旨示すフラグが設定さ
れる。シャトル再生時には、当該フラグが設定されたシ
ンクブロックは、有効データではないとして捨てられ
る。シャトル再生時にヘッドが複数のトラックを跨いで
トレースし、同一画面を構成するデータ中に、基準とな
るエンコード条件と異なる条件でエンコードされたデー
タが混在していても、良好なシャトル再生画像を得るこ
とができる。

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、ブロック単位で
圧縮符号化されたデータに圧縮符号化パラメータを付し
て所定サイズのパケットに振り分けて記録されたテープ
状記録媒体を、記録時よりも高速に再生した際に、良好
な再生画像が得られるような記録装置および方法、再生
装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルVTR(Video Tape Recorde
r) に代表されるように、ディジタルビデオ信号および
ディジタルオーディオ信号を記録媒体に記録し、また、
記録媒体から再生するようなデータ記録再生装置が知ら
れている。ディジタルビデオ信号は、データ容量が膨大
となるため、所定の方式で圧縮符号化されて記録媒体に
記録されるのが一般的である。近年では、MPEG2(M
oving Picture Experts Group 2)方式が圧縮符号化の標
準的な方式として知られている。MPEG2では、DC
T(Discrete Cosine Transform)と動き補償とを用いて
ディジタルビデオ信号の圧縮符号化を行い、さらに可変
長符号を用いてデータの圧縮率を高めている。
【0003】MPEG2のデータストリーム構造につい
て、概略的に説明する。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
おり、下位から、ブロック層、マクロブロック層、スラ
イス層、ピクチャ層、GOP層およびシーケンス層とな
っている。
【0004】ブロック層は、DCTを行う単位であるD
CTブロックからなる。マクロブロック層は、複数のD
CTブロックで構成される。スライス層は、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、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、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。Iピクチャは、それ自身
の情報のみで復号化が可能であり、PおよびBピクチャ
は、予測画像として前あるいは前後の画像が必要とさ
れ、単独では復号化されない。ピクチャをIピクチャの
みから構成することで、フレーム単位での編集が容易と
される。
【0005】また、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先頭には、そ
れぞれ所定のビットパターンからなる識別コードが配さ
れ、識別コードに続けて、各層の符号化パラメータが格
納されるヘッダ部が配される。MPEG2の復号化を行
うMPEGデコーダでは、パターンマッチングにより識
別コードを抽出して階層を判別し、ヘッダ部に格納され
たパラメータ情報に基づき、MPEGストリームの復号
化を行う。
【0006】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、画面(ピクチャ)
を16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。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。
【0007】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。MPEGストリームの復号時に
は、スライスのヘッダ部を検出し、可変長符号の始点と
終点とを見つけ出す。
【0008】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。したがっ
て、VTRによってMPEGストリームがそのまま記録
された記録媒体を、高速再生したときに、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。1スライス
を1マクロブロックで構成すると、このような不都合が
生じず、好ましい。
【0009】一方、ビデオ信号は、回転するヘッドで斜
めにトラックを形成するヘリカルトラック方式によっ
て、磁気テープ上に記録される。1トラックにおいて、
シンクブロックを記録の最小単位として、シンクブロッ
クがデータの種類毎にグループ化されてセクタが形成さ
れる。このとき、編集を考慮に入れ、1編集単位、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。例えば、8トラックを用いて1フレ
ームの記録データが記録される。
【0010】MPEG2では、可変長符号化を用いてい
るので、画像の複雑さによって符号量が異なる。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フレーム分のデータ量が制御される。さら
に、磁気テープへの記録に適するように、上述したよう
に1スライスを1マクロブロックから構成する。それと
共に、マクロブロックも、マクロブロック内の画像の複
雑さによってデータ量が異なるため、1マクロブロック
を、所定長の固定枠に当てはめることが行われている。
【0011】1マクロブロックを所定長の固定枠に当て
はめることを、パッキングと称する。パッキングにおい
て、例えば固定枠のサイズがシンクブロックのサイズに
対応したものとされる。マクロブロックのデータがこの
固定枠に先頭から詰め込まれ、マクロブロックの固定枠
からはみ出た部分が他の固定枠の空き領域に格納され
る。再生時には、他の固定枠の空き領域に移動されたデ
ータが元のマクロブロックに戻され、復号化がなされ
る。
【0012】図26は、従来技術によるディジタルVT
Rの一例の構成を示す。ビデオデータは、ビデオエンコ
ーダ300に供給され、MPEG2による圧縮符号化処
理などを施されてMPEG2のデータストリームに変換
される。ビデオエンコーダ300から出力されたビデオ
データは、パッキング/並び替え回路301に供給さ
れ、パケット単位でパッキングされ、外符号パリティが
付加できるように並び替えられる。並び替えられたビデ
オパケットは、外符号エンコーダ302で外符号パリテ
ィを付加され、並び替え回路303で記録する順番にデ
ータが並び替えられて混合回路304に供給される。
【0013】一方、オーディオデータは、ディレイ調整
回路305により入力ディレイ量が調整され、並び替え
回路306で、エラー訂正符号が完結するエラー訂正ブ
ロック毎に、外符号パリティが付加できるように、デー
タが並び替えられる。並び替えられたオーディオデータ
は、外符号エンコーダ307で外符号パリティが付加さ
れ、並び替え回路308で記録する順に並び替えられ
て、混合回路304に供給される。
【0014】並び替え回路303および308からそれ
ぞれ出力されたビデオデータおよびオーディオデータ
は、混合回路304で記録する順番に並び替えられ、ブ
ロックID付加回路309に供給される。ブロックID
付加回路309では、データパケット毎にブロックID
情報が付加され、データパケットを互いに識別可能なよ
うにされる。ブロックIDが付加されたビデオデータ
は、データパケット毎に、内符号エンコーダ310で内
符号パリティが付加され、さらに、同期パターン付加回
路311で同期パターンが付加されてシンクブロックが
形成される。
【0015】同期パターン付加回路311から、シンク
ブロックがシリアルデータに変換されて出力される。同
期パターン付加回路311から出力されたシリアルデー
タは、記録アンプ312を介して図示されない記録ヘッ
ドに供給され、磁気テープ313に、ヘリカルトラック
で以て記録される。
【0016】磁気テープ313に記録されたデータ列
は、図示されない再生ヘッドによって読み取られ、再生
アンプ320を介して同期パターン検出回路321に供
給される。同期パターン検出回路321において、供給
された再生データ列から同期パターンが検出され、検出
された同期パターンの位相に基づきシンクブロックの位
相が復元される。同期パターン検出回路321からシン
クブロックが出力される。シンクブロックは、内符号デ
コーダ322で内符号パリティを復号化され、エラー訂
正される。エラー訂正符号のエラー訂正能力を超えてエ
ラーが存在するときは、エラー訂正が行われず、エラー
があったことを示すエラーフラグが立てられる。エラー
訂正されたシンクブロックは、ブロックIDエラー補間
回路323に供給され、エラーのあったシンクブロック
のブロックIDが例えば前後のシンクブロックのIDに
基づき補間され、復元される。
【0017】ブロックIDエラー補間回路323から出
力されたデータパケットは、分離回路324に供給され
る。このデータパケットは、分離回路324で、ブロッ
クIDのID情報に基づき、供給されたデータパケット
をビデオデータが格納されるビデオパケットとオーディ
オデータが格納されるオーディオパケットとに分離され
る。
【0018】ビデオパケットは、並び替え回路325
で、外符号デコーダ326に供給できるような順序に並
び替えられる。並び替えられたビデオパケットは、外符
号デコーダ331で外符号パリティを復号化されてエラ
ー訂正される。エラー訂正符号の持つエラー訂正能力よ
りも多くエラーが存在する場合には、エラーが存在した
旨示すエラーフラグを立て、エラー訂正を行わない。エ
ラー訂正されたビデオパケットは、デパッキング回路3
28に供給され、パケットが出力順に並び替えられると
共に、パッキングを解除される。
【0019】パッキングが解除されたビデオデータは、
修整回路328に供給され、エラーフラグに基づき補間
などによりデータの修整がなされ、ビデオデコーダ32
9に供給される。ビデオデータは、ビデオデコーダ32
9において圧縮符号化の復号化がなされ、出力される。
【0020】一方、オーディオパケットは、並び替え回
路330で外符号デコーダ331に入力できるようにパ
ケットが並び替えられる。並び替えられたオーディオパ
ケットは、外符号デコーダ331で外符号パリティを復
号化され、エラー訂正される。エラー訂正符号のエラー
訂正能力を超えてエラーが存在するときには、その旨示
すエラーフラグを立てて、エラー訂正を行わない。
【0021】外符号デコーダ331から出力されたオー
ディオパケットは、並び替え回路332に供給され、補
助データ(AUXデータ)が抜き出され出力されると共
に、オーディオパケットが出力順に並び替えられ、オー
ディオデータの復号化がなされる。復号化されたオーデ
ィオデータは、修整回路333に供給され、エラーフラ
グに基づき、例えば前後のサンプルでデータを補間され
て修整される。修整回路333から出力されたオーディ
オデータは、ミュート処理/ディレイ調整回路334に
供給され、オーディオデータの出力ディレイ量を調整さ
れると共に、必要に応じてミュート処理されて出力され
る。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のように
して磁気テープに記録されたディジタルビデオ信号を、
磁気テープを記録時よりも高速に駆動して再生する、シ
ャトル再生を行う場合について考える。高速再生時に
は、回転ヘッドがトラックを斜めに跨いでトレースする
ことになるため、1トラック全てのデータを読み取るこ
とができない。
【0023】図27は、シャトル再生の際の回転ヘッド
によるトラックのトレースと、再生画像との関係を概略
的に示す。この例では、図27Bに一例が示されるよう
に、磁気テープ401に対して1フレームが4トラック
を用いて記録されており、テープの左端から右端へかけ
て第1フレーム〜第5フレームが記録されている。図2
7Aは、各フレームに対応する画像400A〜400E
を示す。
【0024】記録時と同一の速度で再生を行う場合に
は、回転ヘッドは、図27Bに軌跡402Aとして示さ
れるように、正確に1トラックをトレースする。したが
って、再生画像は、例えば図27Cに画像400A’と
して示されるように、記録された画像400Aが再現さ
れる。
【0025】テープ速度が記録時の4倍の速度で駆動さ
れて再生される4倍速再生時の際には、図27Bに軌跡
402Bとして示されるように、回転ヘッドは、1回の
トレースで4本のトラックを跨ぐことになる。したがっ
て、1フレーム分の画像を再生するのに4フレーム分の
トラックを跨ぐことになり、4倍速再生の際の再生画像
は、図27Cに画像404として示されるように、4フ
レーム分の画像が混ざった画像となる。すなわち、4倍
速再生の場合、1画面に異なる時間の複数の画像が混在
することになる。
【0026】10倍速再生の場合でも同様に、回転ヘッ
ドは1回のトレースで軌跡402Cに示されるように、
10本のトラックを跨ぐ。そのため、再生画像は、図2
7Cに画像405として示されるように、異なる10フ
レーム分の画像が混在した状態となる。
【0027】つまり、上述したMPEG2ストリームを
扱うVTRにおいては、シャトル再生時には、時間的に
異なるフレームのマクロブロックが集まって、1つの再
生画像が形成されることになる。
【0028】このとき、各ピクチャのエンコード条件が
異なる場合には、マクロブロック内のデータの並び方な
どが異なってくる。勿論、各ピクチャのエンコード条件
が異なる場合には、各ピクチャのヘッダ情報も異なるこ
とになる。シャトル再生時には、このヘッダ情報が記録
されたシンクブロックが回転ヘッドにより再生され、エ
ラー無く復号化されたときにのみ、マクロブロックデー
タの更新がなされる。したがって、各ピクチャでのエン
コード条件が異なると、シャトル再生により再生画像を
得るときに、正常に復号化できないマクロブロックが発
生してしまうという問題点があった。
【0029】上述のMPEG2のストリームにおいて、
記録の際に、シャトル再生による再生画像を形成するこ
とを考えたときに問題となるエンコード条件は、例えば
以下の通りである。
【0030】先ず、必須の条件としては、 (1) Iピクチャであること (2) 4:2:2@MLであること (3) 1マクロブロック/1スライスであること この3つがある。これらの条件のうち何れかを満たして
いない場合には、DCTの基底ブロックによるブロック
ノイズが発生してしまう。
【0031】次に、基準となるエンコード条件に対応す
るヘッダ情報を用いて、基準と異なる条件のピクチャデ
ータを再生した場合を考える。この場合、ヘッダ情報中
の下記のパラメータが基準となるエンコード条件と異な
っている場合には、上述と同様に、ブロックノイズが発
生する。すなわち、 (4) frame_pred_frame_dct (5) intra_vlc_format (6) alternate_scan これらのパラメータである。
【0032】また、画質は劣化するが、画像としてある
程度、許容できるという程度の影響のあるパラメータと
しては、 (7) quantizer_matrix (8) intra_dc_precision (9) picture_structure (10) top_field_first (11) q_scale_type このようなものが挙げられる。
【0033】したがって、シャトル再生において良質な
再生画像を得るためには、ビデオ信号のMPEGエンコ
ード時に、上述した、異なるエンコード条件で再生した
場合に画質に悪影響を及ぼす可能性のあるパラメータを
固定的とした、基準となるエンコード条件を用いる必要
がある。VTR自身が有するMPEGエンコーダで以
て、入力されたビデオ信号をエンコードするのであれ
ば、このような制約を守りながらシステムの運用を行う
ことができる。
【0034】ところで、近年では、外部から直接的に入
力されたMPEGストリームを記録するようなVTRが
出現している。このようなVTRでは、外部から入力さ
れたMPEGストリームが必ずしもこの条件の制約を守
っているとは限らない。そのため、外部から入力された
MPEGストリームを扱う場合には、例えば上述した、
シャトル再生における各条件の制約を守ったMPEGス
トリームしか扱わないという方法が考えられる。しかし
ながら、この方法では、VTRの運用上の仕様として大
きな制約になってしまうという問題点があった。
【0035】また、別の方法として、VTRのビデオ信
号の入力段において、入力されたMPEGストリーム
を、上述した各条件に当てはまるように変換する方法も
考えられる。ところが、ストリーム変換を行うためには
一旦DCTを復号化する必要があるが、DCTは、不可
逆的な変換処理なので、再びDCTを行う際に、画質が
劣化してしまうという問題点があった。
【0036】したがって、この発明の目的は、基準とな
るエンコード条件に対して異なるエンコード条件でエン
コードされたストリームが混在していても、良好な画質
でシャトル再生できるような記録装置および方法、再生
装置および方法、ならびに、記録再生装置および方法に
関する。
【0037】
【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、フレーム相関を利用した圧縮符号
化が施されたビデオデータを記録媒体に記録する記録装
置において、単独で圧縮符号が完結している画像単位を
判別するフラグをシンクブロック単位に付加する付加手
段と、付加手段によりフラグを付加されたシンクブロッ
クを記録媒体に記録する記録手段とを有することを特徴
とする記録装置である。
【0038】また、この発明は、フレーム相関を利用し
た圧縮符号化が施されたビデオデータを記録媒体に記録
する記録方法において、単独で圧縮符号が完結している
画像単位を判別するフラグをシンクブロック単位に付加
する付加のステップと、付加のステップによりフラグを
付加されたシンクブロックを記録媒体に記録する記録の
ステップとを有することを特徴とする記録方法である。
【0039】また、この発明は、フレーム相関を利用し
た圧縮符号化が施されたビデオデータを記録媒体から再
生する再生装置において、記録媒体から、圧縮符号化さ
れ単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフ
ラグをシンクブロック単位に付加されて記録されたシン
クブロックを再生する再生手段と、再生手段により再生
されたシンクブロックのそれぞれからフラグを検出し、
検出結果に基づきシンクブロックを選択する選択手段
と、選択手段により選択されたシンクブロックを用いて
圧縮符号を復号し、画像を得る画像再生手段とを有する
ことを特徴とする再生装置である。
【0040】また、この発明は、フレーム相関を利用し
た圧縮符号化が施されたビデオデータを記録媒体から再
生する再生方法において、記録媒体から、圧縮符号化さ
れ単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフ
ラグをシンクブロック単位に付加されて記録されたシン
クブロック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シンクブロックのそれぞれからフラ
グを検出し、検出結果に基づきシンクブロックを選択す
る選択のステップと、選択のステップにより選択された
シンクブロックを用いて圧縮符号を復号し、画像を得る
画像再生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。
【0041】また、この発明は、フレーム相関を利用し
た圧縮符号化が施されたビデオデータを記録媒体に記録
し、記録媒体からビデオデータを再生する記録再生装置
において、単独で圧縮符号が完結している画像単位を判
別するフラグをシンクブロック単位に付加する付加手段
と、付加手段によりフラグを付加されたシンクブロック
を記録媒体に記録する記録手段と、記録媒体からシンク
ブロックを再生する再生手段と、再生手段により再生さ
れたシンクブロックのそれぞれからフラグを検出し、検
出結果に基づきシンクブロックを選択する選択手段と、
選択手段により選択されたシンクブロックを用いて圧縮
符号を復号し、画像を得る画像再生手段とを有すること
を特徴とする記録再生装置である。
【0042】また、この発明は、フレーム相関を利用し
た圧縮符号化が施されたビデオデータを記録媒体に記録
し、記録媒体からビデオデータを再生する記録再生方法
において、単独で圧縮符号が完結している画像単位を判
別するフラグをシンクブロック単位に付加する付加のス
テップと、付加のステップによりフラグを付加されたシ
ンクブロックを記録媒体に記録する記録のステップと、
記録媒体からシンクブロック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シンクブロックの
それぞれからフラグを検出し、検出結果に基づきシンク
ブロックを選択する選択のステップと、選択のステップ
により選択されたシンクブロックを用いて圧縮符号を復
号し、画像を得る画像再生のステップとを有することを
特徴とする記録再生方法である。
【0043】上述したように、請求項1および4に記載
の発明は、単独で圧縮符号が完結している画像単位を判
別するフラグをシンクブロック単位に付加し、フラグが
付加されたシンクブロックを記録媒体に記録するように
しているため、再生時に、フラグに基づき、単独で圧縮
符号が完結している所定の画像単位を構成するシンクブ
ロックを選択することができる。
【0044】また、請求項5および8に記載の発明は、
記録媒体から、圧縮符号化され単独で圧縮符号が完結し
ている画像単位を判別するフラグをシンクブロック単位
に付加されて記録されたシンクブロックを再生し、再生
されたシンクブロックのそれぞれからフラグを検出し、
検出結果に基づきシンクブロックを選択して、選択され
たシンクブロックを用いて圧縮符号を復号し、画像を得
るようにしているため、再生データに、所定の圧縮符号
化データとは異なる圧縮符号化データが混在していて
も、所定の圧縮符号化がなされたシンクブロックを選択
的に復号して再生画像を得ることができる。
【0045】また、請求項9および14に記載の発明
は、単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別する
フラグをシンクブロック単位に付加し、フラグを付加さ
れたシンクブロックを記録媒体に記録し、記録媒体から
シンクブロックを再生し、再生されたシンクブロックの
それぞれからフラグを検出し、検出結果に基づき選択さ
れたシンクブロックを用いて圧縮符号を復号し、画像を
得るようにしているため、記録時に、所定の圧縮符号化
を行ったデータと異なる圧縮符号化を行ったデータとを
混在して記録しても、再生時に、シンクブロック毎に付
されたフラグに基づき所定の圧縮符号化を行ったシンク
ブロックを選択して復号することができ、それによる画
像を得ることができる。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて説明する。この発明では、MPEGのストリームの
記録再生を行うようなVTRにおいて、外部から入力さ
れたMPEGストリームを記録する場合には、入力段
で、ストリーム上にある各ピクチャのヘッダ情報を調
べ、入力されたストリームデータがシャトル再生可能な
エンコード条件でエンコードされたものであるかどうか
を判断する。その結果、当該ピクチャのエンコード条件
がシャトル再生可能な条件ではないと判断されれば、当
該ピクチャのビデオデータが格納される各シンクブロッ
ク(各マクロブロック)にその旨示すフラグを記録す
る。また、エンコード条件の判別結果を、トラック毎の
所定位置に記録する。シャトル再生時には、シンクブロ
ック毎に記録されたフラグに基づき、そのシンクブロッ
クを用いるかどうかを判断する。これにより、シャトル
再生時に、正常に復号化できないマクロブロックを用い
ないようにできる。
【0047】先ず、理解を容易とするために、この発明
の一実施形態の説明に先んじて、この発明の一実施形態
に適用できるMPEG2のデータストリームについて、
概略的に説明する。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1C)、GOP層
(図1B)およびシーケンス層(図1A)となってい
る。
【0048】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。
【0049】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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】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。
【0053】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。
【0054】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。
【0055】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。
【0056】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。
【0057】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。
【0058】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。
【0059】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。
【0060】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。
【0061】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。
【0062】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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】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。
【0066】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。
【0067】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。
【0068】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。
【0069】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。
【0070】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。
【0071】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。
【0072】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。
【0073】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。
【0074】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。
【0075】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。
【0076】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。
【0077】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。
【0078】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。
【0079】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。
【0080】図15は、この一実施形態による記録再生
装置100の記録側の構成の一例を示す。記録時には、
所定のインターフェース例えばSDI(Serial Data Int
erface) の受信部を介してディジタルビデオ信号が端子
101から入力される。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、SMPTEによって規
定されたインターフェイスである。
【0081】入力ビデオ信号は、ビデオエンコーダ10
2においてエンコード処理される。すなわち、入力ビデ
オ信号は、ビデオエンコーダ102で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。ビデオエンコー
ダ102からの可変長符号化(VLC)データは、MP
EG2に準拠したエレメンタリストリームである。ま
た、入力ビデオ信号は、ビデオエンコーダ102におい
て、シャトル再生に適するように、従来の技術で上述し
たようなエンコード条件を満足したエンコード処理がな
される。ビデオエンコーダ102の出力は、セレクタ1
03の一方の入力端に供給される。
【0082】一方、入力端子104を通じて、ANSI
/SMPTE 305Mによって規定されたインターフ
ェイスである、SDTI(Serial Data Transport Inter
face) 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105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、フォーマットチェッカ125に供給される。
【0083】フォーマットチェッカ125では、入力さ
れたエレメンタリストリームからMPEGの各階層のヘ
ッダ情報が取り出される。そして、取り出されたヘッダ
情報に基づき、入力されたエレメンタリストリームが従
来の技術で上述したようなエンコード条件を満足してい
るかどうかが調べられる。
【0084】上述の図13で示したように、エレメンタ
リストリームは、スライス層まではデータがバイト単位
に整列している。また、各層のヘッダは、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(またはシーケンスヘッダコード)を検出す
ることで抽出が可能である。各層のヘッダ情報に含まれ
るパラメータのそれぞれは、スタートコードの位置に基
づき抽出することができる。
【0085】フォーマットチェッカ125では、抽出さ
れた各層のヘッダ情報に基づき、ピクチャ単位で、エン
コード条件のチェックを行う。例えば、予め決められた
エンコード条件が図示されないメモリやレジスタにセッ
トされ、入力されたエレメンタリストリームの所定の情
報と、予め決められた条件とが一致するかどうかが判断
される。そして、チェックの結果、所定のエンコード条
件を満足していないとされれば、当該ピクチャのデータ
は、シャトル再生の際に用いないことを示すフラグSh
uttle_flagを例えば「1」にセットする。
【0086】より具体的には、下記の何れかの条件を満
たしていないときに、フラグShuttle_flag
が「1」とされる。これに限らず、いくつかの条件の組
み合わせで判断してもよい。
【0087】シャトル再生時における再生画像を形成す
る際に問題となるエンコード条件は、次の3つである。
【0088】(1) Iピクチャであること (2) 4:2:2@MLであること (3) 1マクロブロック/1スライスであること これらの条件の何れかを満たしていないときには、シャ
トル再生画像に、DCTブロックの基底パターンによる
ブロックノイズが発生する。
【0089】上述の図2〜図12に示されるように、こ
れらのうち、条件(1)は、ピクチャヘッダ9のpict
ure coding typeによって判断される。
条件(2)は、シーケンス拡張3のchroma for
matによって判断される。また、1マクロブロック中
に含まれるDCTブロックの個数は、chromafo
rmatに対して固定的とされているため、条件(3)
は、chroma formatに従い、1スライスス
タートコード中に含まれるDCTブロック中のEnd
of blockの個数から判断される。
【0090】下記のパラメータ(4)〜(6)に関して、基準
となるパラメータと異なるパラメータを有するピクチャ
データを、基準となるパラメータを用いて復号化し再生
した場合に、上述と同様に、ブロックノイズによる画質
劣化が引き起こされる。
【0091】(4) frame_pred_frame_dct (5) intra_vlc_format (6) alternate_scan これらは、ピクチャ符号化拡張10に含まれるパラメー
タである。
【0092】エレメンタリストリームは、フォーマット
チェッカ125において、上述の条件(1)〜(6)について
ピクチャ単位で判断される。その結果、条件(1)〜(6)の
何れかを満たしていないと判断されたピクチャデータに
対して、フラグShuttle_flagが「1」にセ
ットされる。
【0093】なお、下記のパラメータ(7)〜(11)に関し
て、基準となるパラメータと異なるパラメータを有する
ピクチャデータを、基準となるパラメータを用いて復号
化し再生した際にも、画質の劣化が生じる。
【0094】(7) quantizer_matrix (8) intra_dc_precision (9) picture_structure (10) top_field_first (11) q_scale_type これらのパラメータに関しては、画質は劣化するが、画
像としてある程度、許容できるという程度の影響であ
る。この一実施形態では、これらパラメータ(7)〜(11)
については、特に考慮に入れない。勿論、これに限ら
ず、これらパラメータ(7)〜(11)についても、上述と同
様に、フラグShuttle_flagをセットするよ
うにしてもよい。
【0095】設定されたフラグShuttle_fla
gは、後述するID付加部118に供給される。また、
パラメータの判定結果は、ビデオデータと同様のパケッ
トとして、エレメンタリストリームに乗せられる。
【0096】フォーマットチェッカ125から出力され
たエレメンタリストリームは、セレクタ103の他方の
入力端に供給される。セレクタ103では、一方および
他方の入力端のうち何れかが選択され、選択され出力さ
れたエレメンタリストリームは、ストリームコンバータ
106に供給される。ストリームコンバータ106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。並べ替えられた
変換エレメンタリストリームは、パッキングおよびシャ
フリング部107に供給される。
【0097】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107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部分は、固定枠
のサイズに対して余った部分に順に詰め込まれる。ま
た、タイムコード等のシステムデータが入力端子108
からパッキングおよびシャフリング部107に供給さ
れ、ピクチャデータと同様にシステムデータが記録処理
を受ける。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。
【0098】パッキングおよびシャフリング部107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
オデータと言う。)が外符号エンコーダ109に供給さ
れる。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 code) を使用できる。
【0099】外符号エンコーダ109の出力がシャフリ
ング部110に供給され、複数のエラー訂正ブロックに
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
グによって特定のエラー訂正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110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。シ
ャフリング部110の出力が混合部111に供給され、
オーディオデータと混合される。なお、混合部111
は、後述のように、メインメモリにより構成される。
【0100】112で示す入力端子からオーディオデー
タが供給される。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。なお、後述するが、非
オーディオデータも扱うようにできる。ディジタルオー
ディオ信号は、入力側のSDI受信部(図示しない)ま
たはSDTI受信部105で分離されたもの、またはオ
ーディオインターフェースを介して入力されたものであ
る。入力ディジタルオーディオ信号が遅延部113を介
してAUX付加部114に供給される。遅延部113
は、オーディオ信号とビデオ信号と時間合わせ用のもの
である。入力端子115から供給されるオーディオAU
Xは、補助的データであり、オーディオデータのサンプ
リング周波数や、入力端子112から供給されたデータ
がオーディオデータであるか、例えば圧縮オーディオデ
ータのような非オーディオデータであるかなどの、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、AUX付加部114にてオーディオ
データに付加され、オーディオデータと同等に扱われ
る。
【0101】AUX付加部114からのオーディオデー
タおよびAUX(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言う。)が外符号
エンコーダ116に供給される。外符号エンコーダ11
6は、オーディオデータに対して外符号の符号化を行
う。外符号エンコーダ116の出力がシャフリング部1
17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。
【0102】シャフリング部117の出力が混合部11
1に供給され、ビデオデータとオーディオデータが1チ
ャンネルのデータとされる。混合部111の出力がID
付加部118が供給され、シンクブロック番号を示す情
報などからなるID0およびID1と、シンクブロック
に格納されるデータに関する情報を示すDIDとが付加
される。DIDには、上述したフラグShuttle_
flagも格納される。これらID0、ID1およびD
IDについては、後述する。
【0103】ID付加部118の出力が内符号エンコー
ダ119に供給され、内符号の符号化がなされる。さら
に、内符号エンコーダ119の出力が同期付加部120
に供給され、シンクブロック毎の同期信号が付加され
る。同期信号が付加されることによってシンクブロック
が連続する記録データが構成される。この記録データが
記録アンプ121を介して回転ヘッド122に供給さ
れ、磁気テープ123上に記録される。回転ヘッド12
2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回転ドラム
に取り付けられたものである。
【0104】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。
【0105】図16に示す記録再生装置100の再生側
の構成において、磁気テープ123から回転ヘッド12
2で再生された再生信号が再生アンプ131を介して同
期検出部132に供給される。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。同期検出部
132は、シンクブロックの先頭に付加されている同期
信号を検出する。同期検出によって、シンクブロックが
切り出される。
【0106】同期検出ブロック132の出力が内符号エ
ンコーダ133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133の出力がID補間部13
4に供給され、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。ま
た、ID補間部134では、シンクブロックに格納され
たデータの情報であるDID(後述する)が抜き出され
る。DIDは、対応するシンクブロックとタイミングを
合わされて、有効データ選択部126に供給される。
【0107】ID補間部134の出力が分離部135に
供給され、ビデオデータとオーディオデータとが分離さ
れる。分離は、例えばそれぞれに対応する領域から再生
されたデータを、互いに分別することでなされる。上述
したように、ビデオデータは、MPEG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 Modu
lation) データおよびAUXを意味する。
【0108】分離部135から出力されたビデオデータ
は、有効データ選択部126に供給される。上述したよ
うに、有効データ選択部126には、ID補間部124
からDIDが供給される。シャトル再生時において、ビ
デオデータは、有効データ選択部126で、DIDに格
納されるフラグShuttle_flagに基づき有効
データが選択される。有効データの選択は、シンクブロ
ック単位でなされ、有効ではないシンクブロックは、シ
ャトル再生時には捨てられる。すなわち、この一実施形
態ではフラグShuttle_flagが「1」とされ
たDIDに対応するシンクブロックがシャトル再生時に
捨てられる。
【0109】有効データ選択部126から出力されたビ
デオデータは、デシャフリング部136に供給される。
デシャフリング部136では、供給されたビデオデータ
に対してシャフリングと逆の処理を施す。デシャフリン
グ部136は、記録側のシャフリング部110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。例えば、供給されたビデオデータを、シンクブロ
ック単位で、IDに基づきアドレスを指定してメモリに
書き込む。メモリからシンクブロックを読み出す際に、
正しい順序になるようにアドレスを指定することで、デ
シャフリング処理がなされる。このとき、フラグShu
ttle_flagが「1」とされたシンクブロック
は、上述の有効データ選択部126で捨てられているの
で、対応するアドレスからは、以前のシンクブロックの
データが読み出される。デシャフリング部136の出力
が外符号デコーダ137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。
【0110】なお、シャトル再生時には、外符号系列が
全て再生できる保証がないため、外符号デコーダ137
での外符号によるエラー訂正処理は、行われない。
【0111】外符号デコーダ137の出力がデシャフリ
ングおよびデパッキング部138に供給される。デシャ
フリングおよびデパッキング部138は、記録側のパッ
キングおよびシャフリング部107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138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138において、システムデータが分離され、
出力端子139に取り出される。
【0112】デシャフリングおよびデパッキング部13
8の出力が補間部140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。
【0113】さらに、補間部140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。
【0114】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。
【0115】補間部140の出力がストリームコンバー
タ141に供給される。ストリームコンバータ141で
は、記録側のストリームコンバータ106と逆の処理が
なされる。すなわち、DCT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。
【0116】また、ストリームコンバータ141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。
【0117】ストリームコンバータ141の出力がビデ
オデコーダ142に供給される。ビデオデコーダ142
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、ビデオデコーダ142は、逆量子
化処理と、逆DCT処理とがなされる。復号ビデオデー
タが出力端子143に取り出される。外部とのインター
フェースには、例えばSDIが使用される。また、スト
リームコンバータ141からのエレメンタリストリーム
がSDTI送信部144に供給される。SDTI送信部
144には、経路の図示を省略しているが、システムデ
ータ、再生オーディオデータ、AUXも供給され、SD
TI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。SDTI送信部144からのストリームが出
力端子145を通じて外部に出力される。
【0118】分離部135で分離されたオーディオデー
タがデシャフリング部151に供給される。デシャフリ
ング部151は、記録側のシャフリング部117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
117の出力が外符号デコーダ152に供給され、外符
号によるエラー訂正がなされる。外符号デコーダ152
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。
【0119】外符号デコーダ152の出力がAUX分離
部153に供給され、オーディオAUXが分離される。
分離されたオーディオAUXが出力端子154に取り出
される。補間部155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。
【0120】補間部155の出力が出力部156に供給
される。出力部156は、供給されたデータの出力方法
を制御する。例えば、出力部156では、所定のチャン
ネルの出力を所定期間出力しないようにするミュート処
理や、ビデオデータとの時間合わせのための遅延量調整
処理がなされる。ミュート処理により、エラーであり、
補間できないオーディオデータの出力を禁止することが
できる。出力部156から出力されたオーディオデータ
が出力端子157に導出される。
【0121】図17は、回転ヘッド122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。これは、1フレーム当たりのビデオおよびオーディ
オデータが8トラックで記録される例である。例えばフ
レーム周波数が29.97Hz、レートが50Mbp
s、有効ライン数が480本で有効水平画素数が720
画素のインターレス信号(480i信号)およびオーデ
ィオ信号が記録される。また、フレーム周波数が25H
z、レートが50Mbps、有効ライン数が576本で
有効水平画素数が720画素のインターレス信号(57
6i信号)およびオーディオ信号も、図17と同一のテ
ープフォーマットによって記録できる。
【0122】図17Aに示されるように、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、8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。なお、この図17Aは、テー
プ上のオーディオセクタの配置が重点的に示されてい
る。
【0123】図17Aのトラックフォーマットでは、8
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〜A8は、それぞれオーディオデー
タの1〜8chのセクタを示す。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。オーデ
ィオデータは、1フィールド期間で発生するオーディオ
サンプル(例えばフィールド周波数が29.97Hz
で、サンプリング周波数が48kHzの場合には、80
0サンプルまたは801サンプル)が偶数番目のサンプ
ルと奇数番目のサンプルとにわけられ、各サンプル群と
AUXによって積符号の1エラー訂正ブロックが構成さ
れる。
【0124】図17Aでは、1フィールド分のデータが
4トラックに記録されるので、オーディオデータの1チ
ャンネル当たりの2個のエラー訂正ブロックが4トラッ
クに記録される。2個のエラー訂正ブロックのデータ
(外符号パリティを含む)が4個のセクタに分割され、
図17Aに示すように、4トラックに分散されて記録さ
れる。2個のエラー訂正ブロックに含まれる複数のシン
クブロックがシャフリングされる。例えばA1の参照番
号が付された4セクタによって、チャンネル1の2エラ
ー訂正ブロックが構成される。
【0125】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シャ
フリング(インターリーブ)され、Upper Sid
eおよびLower Sideで各セクタに分割され記
録される。
【0126】さらに、この一実施形態では、Lower
Sideのビデオセクタの最後端側にSystem_
sync領域が設けられる。このSystem_syn
c領域には、上述のフォーマットチェッカ125による
判定結果が格納される。シャトル再生時には、ヘッダ情
報が各ピクチャ毎に必ず取得できるとは限らず、再生さ
れたピクチャがIピクチャであるか、Bピクチャ、Pピ
クチャであるかを識別できないことが考えられる。フォ
ーマットチェッカ125による判別結果を各トラック毎
に格納しておくことで、このような事態を防ぐことがで
きる。
【0127】なお、図17Aにおいて、Lower S
ideのビデオセクタとオーディオセクタとの間、なら
びに、Lower SideのオーディオセクタとUp
per Sideのオーディオセクタとの間には、それ
ぞれサーボロック用の信号が記録されるエリアが設けら
れる。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。
【0128】図17Bに示すように、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。シンクブロックのぞれ
ぞれには、例えば各セクタ毎に、ヘッドトレース方向に
対して降順にID番号が付される。ID番号は、例えば
図17Bにビデオセクタの例が示されるように、ヘッド
トレース方向に向けてFF、FE、FD、FC、・・・
(16進表記)というように、連続的に付される。ま
た、Lower SideおよびUpper Side
では、それぞれ同一の値が用いられる。シンクブロック
のUpper SideおよびLower Sideの
区別は、後述するID1によって判別される。
【0129】図17Cは、シンクブロックの構成を概略
的に示す。詳細は後述するが、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17
B)、例えばビデオセクタが形成される(図17A)。
【0130】図18は、記録/再生の最小単位である、
ビデオデータのシンクブロックのデータ構成をより具体
的に示す。この一実施形態においては、記録するビデオ
データのフォーマットに適応して1シンクブロックに対
して1個乃至は2個のマクロブロックのデータ(VLC
データ)が格納されると共に、1シンクブロックのサイ
ズが扱うビデオ信号のフォーマットに応じて長さが変更
される。図18Aに示されるように、1シンクブロック
は、先頭から、2バイトのSYNCパターン、2バイト
のID、1バイトのDID、例えば112バイト〜20
6バイトの間で可変に規定されるデータ領域および12
バイトのパリティ(内符号パリティ)からなる。
【0131】図19は、ビデオのシンクブロックをより
詳細に示す。この一実施形態では、ビデオのシンクブロ
ックは、ペイロードに格納されるデータの種類に応じ
て、VLCシンク、スライス0シンク、ヌルシンク、シ
ステムシンク(System_sync)の4種類があ
る。これらのうち、システムシンクは、図17を用いて
上述したSystem_sync領域に対応し、フォー
マットチェッカ125での判定結果が格納される。シス
テムシンクは、図19Bに一例が示されるように、後述
する3バイトの長さ情報LT、5バイトのシステム領域
に続けて、104バイトのユーザ領域が設けられる。フ
ォーマットチェッカ125での判定結果は、例えばユー
ザ領域に格納される。
【0132】また、内符号パリティは、ID、DIDお
よびデータ領域に対して生成され、IDからパリティま
でで、内符号が完結する。なお、データ領域は、ペイロ
ードとも称される。
【0133】先頭の2バイトのSYNCパターンは、同
期検出用であり、所定のビットパターンを有する。固有
のパターンに対して一致するSYNCパターンを検出す
ることで、同期検出が行われる。
【0134】図20Aは、ID0およびID1のビット
アサインの一例を示す。IDは、シンクブロックが固有
に持っている重要な情報を持っており、各2バイト(I
D0およびID1)が割り当てられている。ID0は、
1トラック中のシンクブロックのそれぞれを識別するた
めの識別情報(SYNC ID)が格納される。SYN
C IDは、例えば各セクタ内のシンクブロックに対し
て付された通し番号である。SYNC IDは、8ビッ
トで表現される。ビデオのシンクブロックとオーディオ
のシンクブロックとでそれぞれ別個にSYNC IDが
付される。
【0135】ID1は、シンクブロックのトラックに関
する情報が格納される。MSB側をビット7、LSB側
をビット0とした場合、このシンクブロックに関して、
ビット7でトラックの上側(Upper)か下側(Lo
wer)かが示され、ビット5〜ビット2で、トラック
のセグメントが示される。また、ビット1は、トラック
のアジマスに対応するトラック番号が示され、ビット0
は、このシンクブロックがビデオデータおよびオーディ
オデータを区別するビットである。
【0136】図20Bは、ビデオの場合のDIDのビッ
トアサインの一例を示す。DIDは、ペイロードに関す
る情報が格納される。上述したID1のビット0の値に
基づき、ビデオおよびオーディオで、DIDの内容が異
なる。ビット7〜ビット4は、未定義(Reserve
d)とされている。ビット3および2は、ペイロードの
モードであり、上述したペイロードの種類が示される。
例えば、これら2ビットを用いた値が「0」であればこ
のシンクブロックがVLDシンク、「1」であればスラ
イス0シンク、「2」であればシステムシンク、「3」
であればヌルシンクであることが示される。ビット3お
よび2は、補助的なものである。ビット1でペイロード
に1個あるいは2個のマクロブロックが格納されること
が示される。ビット0には、フラグShuttle_f
lagが格納される。
【0137】図20Cは、オーディオの場合のDIDの
ビットアサインの一例を示す。ビット7〜ビット4は、
Reservedとされている。ビット3でペイロード
に格納されているデータがオーディオデータであるか、
一般的なデータ(非オーディオデータ)であるかどうか
が示される。ペイロードに対して、例えば圧縮符号化さ
れたオーディオデータが格納されている場合には、ビッ
ト3が一般的なデータを示す値とされる。ビット2〜ビ
ット0は、NTSC方式における、5フィールドシーケ
ンスの情報が格納される。すなわち、NTSC方式にお
いては、ビデオ信号の1フィールドに対してオーディオ
信号は、サンプリング周波数が48kHzの場合、80
0サンプルおよび801サンプルの何れかであり、この
シーケンスが5フィールド毎に揃う。ビット2〜ビット
0によって、シーケンスの何処に位置するかが示され
る。
【0138】図18に戻って説明すると、図18B〜図
18Eは、上述のペイロードの例を示す。図18Bおよ
び図18Cは、ペイロードに対して、1および2マクロ
ブロックのビデオデータ(可変長符号化データ)が格納
される場合の例をそれぞれ示す。図18Bに示される、
1マクロブロックが格納される例では、先頭の3バイト
に、後続するマクロブロックの長さを示す長さ情報LT
が配される。なお、長さ情報LTには、自分自身の長さ
を含んでも良いし、含まなくても良い。また、図18C
に示される、2マクロブロックが格納される例では、先
頭に第1のマクロブロックの長さ情報LTが配され、続
けて第1のマクロブロックが配される。そして、第1の
マクロブロックに続けて第2のマクロブロックの長さを
示す長さ情報LTが配され、続けて第2のマクロブロッ
クが配される。長さ情報LTは、デパッキングのために
必要な情報である。
【0139】図18Dは、ペイロードに対して、ビデオ
AUX(補助的)データが格納される場合の例を示す。
先頭の長さ情報LTには、ビデオAUXデータの長さが
記される。この長さ情報LTに続けて、5バイトのシス
テム情報、12バイトのPICT情報、および92バイ
トのユーザ情報が格納される。ペイロードの長さに対し
て余った部分は、Reservedとされる。
【0140】図18Eは、ペイロードに対してオーディ
オデータが格納される場合の例を示す。オーディオデー
タは、ペイロードの全長にわたって詰め込むことができ
る。オーディオ信号は、圧縮処理などが施されない、例
えばPCM形式で扱われる。これに限らず、非オーディ
オデータ、例えば所定の方式で圧縮符号化されたオーデ
ィオデータを扱うようにもできる。
【0141】この一実施形態においては、各シンクブロ
ックのデータの格納領域であるペイロードの長さは、ビ
デオシンクブロックとオーディオシンクブロックとでそ
れぞれ最適に設定されているため、互いに等しい長さで
はない。また、ビデオデータを記録するシンクブロック
の長さと、オーディオデータを記録するシンクブロック
の長さとを、信号フォーマットに応じてそれぞれ最適な
長さに設定される。これにより、複数の異なる信号フォ
ーマットを統一的に扱うことができる。
【0142】図21Aは、MPEGエンコーダの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。DCT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21B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。
【0143】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。
【0144】ストリームコンバータ106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。
【0145】図22は、このストリームコンバータ10
6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,C
rのそれぞれによる2個ずつのDCTブロック(C
1 ,Cb2 ,Cr1 およびCr2 )からなる。
【0146】上述したように、ビデオエンコーダ102
では、MPEG2の規定に従いジグザグスキャンが行わ
れ、図22A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。
【0147】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 ,Cb1 ,Cr1 およびCr2 のそれぞれについ
て、DCT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 ,AC
2 ,AC3 ,・・・〕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。
【0148】ストリームコンバータ106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22B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。
【0149】並び替えられた係数データは、DC
(Y1 ),DC(Y2 ),DC(Y3 ),DC
(Y4 ),DC(Cb1 ),DC(Cr1 ),DC(C
2 ),DC(Cr 2 ),AC1 (Y1 ),AC1 (Y
2 ),AC1 (Y3 ),AC1 (Y4 ),AC1 (Cb
1 ),AC1 (Cr1 ),AC1 (Cb2 ),AC
1 (Cr2 ),・・・である。ここで、DC、AC1
AC2 、・・・は、図21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。
【0150】ストリームコンバータ106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、パッキングおよびシャフリング部107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、ビデオエンコーダ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107で
は、マクロブロックのデータを固定枠に当てはめる。
【0151】図23は、パッキングおよびシャフリング
部107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23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。
【0152】可変長符号化によって、図23A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。
【0153】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23B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。
【0154】図23B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。
【0155】各マクロブロックの長さは、ストリームコ
ンバータ106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107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。
【0156】次に、この一実施形態によるシャトル再生
の際のより具体的な動作について説明する。図24は、
入力端104から入力されたビデオデータが、Iピクチ
ャおよびBピクチャのGOP構成でなるMPEG ES
による場合の例である。入力ビデオデータは、図24A
に示されるように、フレームFrame1から順に、I
ピクチャとBピクチャとが交互に入力されている。記録
時のフォーマットチェッカ125による入力ビデオデー
タに対するチェックにより、これら各ピクチャの種類
(I、BおよびP)が判別され、判別されたピクチャの
種類に基づき、フラグShuttle_flagがピク
チャ毎に設定される。この図24の例では、フレームF
rame1、Frame3およびFrame5の各ピク
チャを構成するシンクブロックのそれぞれに対して、フ
ラグShuttle_flagが「0」として設定さ
れ、フレームFrame2およびFrame4では、フ
ラグShuttle_flagが「1」として設定され
る。
【0157】シャトル再生時には、有効データ選択部1
26により、DIDに含まれるフラグShuttle_
flagが抽出され、抽出されたフラグShuttle
_flagに基づき、フラグShuttle_flag
の値が「1」に設定されているシンクブロックが捨てら
れる。その結果、データの更新率は1/2になるが、図
24Cに示されるように、正しいシャトル再生画像が得
られる。すなわち、再生データは、図24Bに示される
ように、各シンクブロックにおいてフラグShuttl
e_flagが「0」として設定された、フレームFr
ame1、Frame3およびFrame5のピクチャ
データにより、例えば図24Cに一例が示されるような
再生画像が形成される。
【0158】またこのとき、Lower Side側の
ビデオセクタのSystem_sync領域が正しく復
号された時点で、どのような条件のピクチャデータが再
生されているかどうかを知ることができる。なお、この
一実施形態では、図17で上述したように、1フレーム
を構成する各トラックにSystem_sync領域が
設けられ、シャトル再生時にもこのSystem_sy
ncが容易に更新されるように配慮されている。
【0159】図25は、所定のシャトル再生の条件を満
たすピクチャと満たさないピクチャとが混在している場
合の例である。例えば、図25Aに一例が示されるよう
に、フレームFrame1〜Frame5は、全てIピ
クチャで構成されているが、フレームFrame1、F
rame4およびFrame5からなる一連の画像に対
して、フレームFrame2およびFrame3からな
る、フレームFrame1、Frame4およびFra
me5とはエンコード条件が異なる画像が、編集処理な
どにより挿入されている場合について考える。
【0160】記録時のフォーマットチェッカ125によ
る入力ビデオデータに対するチェックにより、フレーム
Frame2およびFrame3に対して、フラグSh
uttle_flagが設定される。すなわち、フレー
ムFrame2およびFrame3のそれぞれのピクチ
ャを構成する各シンクブロックに対して、フラグShu
ttle_flagが「1」に設定される。一方、フレ
ームFrame1、Frame4およびFrame5に
は、フラグShuttle_flagが「0」に設定さ
れる。
【0161】シャトル再生時には、上述と同様に、有効
データ選択部126により、DIDに含まれるフラグS
huttle_flagが抽出され、抽出されたフラグ
Shuttle_flagに基づき、フラグShutt
le_flagの値が「1」に設定されているシンクブ
ロックが捨てられる(図25B)。その結果、フレーム
Frame1、Frame4およびFrame5のピク
チャデータから、図25Cに示されるシャトル再生画像
が形成される。
【0162】このとき、フラグShuttle_fla
gが「1」に設定されたフレームFrame2およびF
rame3などのピクチャは、シャトル再生においてサ
ーチできないことになる。しかしながら、これらのピク
チャに対応したSystem_sync領域が正しく復
号された時点で、復号されたSystem_sync領
域の情報に基づき、例えばシャトル再生画像上に、その
System_sync領域に記録された、画像に関す
る情報を重畳しスーパーインポーズするような処理が可
能となる。
【0163】なお、上述では、記録再生装置100がM
PEG2の圧縮符号化方式に対応しているように説明し
たが、この発明に適用可能なビデオデータの圧縮符号化
方式は、MPEG2に限定されるものではない。
【0164】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、記録
時に、シャトル再生に適さないピクチャデータに対し
て、その旨示すフラグShuttle_flagをシン
クブロック毎に付加するようにしている。したがって、
シャトル再生時に、フラグShuttle_flagに
基づき、シャトル再生に有効なシンクブロックを選択し
て再生することができるという効果がある。
【0165】そのため、シャトル再生に適したデータと
適さないデータとが混在して記録されたテープをシャト
ル再生する場合でも、良好なシャトル再生画像を得るこ
とができる効果がある。
【0166】また、記録時にフラグShuttle_f
lagをシンクブロック毎に付加しておくことで、Lo
ng GOP、すなわち、Iピクチャ、Bピクチャおよ
びPピクチャを含むストリームを記録したテープにおい
ても、良好なシャトル再生画像を得ることができる効果
がある。
【0167】さらに、この発明の一実施形態において
は、ビデオストリームの記録時に、記録されるデータが
シャトル再生に適しているかどうかを判定した判定結果
を、トラック毎に所定位置に記録するようにしている。
そのため、シャトル再生に適していないビデオデータを
記録した場合でも、その記録された情報を用いて高速サ
ーチすることが可能になる効果がある。
【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】一実施形態による記録再生装置の再生側の構
成の一例を示すブロック図である。
【図17】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18】ビデオデータのシンクブロックのデータ構成
をより具体的に示す略線図である。
【図19】ビデオのシンクブロックをより詳細に示す略
線図である。
【図20】シンクブロックに付加されるIDおよびDI
Dの内容を示す略線図である。
【図21】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22】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23】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24】一実施形態によるシャトル再生の際のより具
体的な動作を説明するための略線図である。
【図25】一実施形態によるシャトル再生の際のより具
体的な動作を説明するための略線図である。
【図26】従来技術によるディジタルVTRの一例の構
成を示すブロック図である。
【図27】シャトル再生の際の回転ヘッドによるトラッ
クのトレースと、再生画像との関係を概略的に示す略線
図である。
【符号の説明】
100・・・記録再生装置、118・・・ID付加回
路、119・・・内符号エンコーダ、120・・・SY
NC付加回路、123・・・磁気テープ、125・・・
フォーマットチェッカ、126・・・有効データ選択
部、132・・・SYNC検出回路、133・・・内符
号デコーダ、134・・・ID補間回路、135・・・
分離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C018 NA01 NA06 5C053 FA22 GB06 GB08 GB15 GB18 GB38 GB40 HA24 JA07 5C059 KK01 LB11 MA00 MA23 MC24 ME01 PP05 PP06 PP07 RC02 RC24 RF04 RF21 SS11 SS17 UA05 5D044 AB05 AB07 BC01 CC01 DE49 DE60 EF05 FG24 GK03 GK08

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が施
    されたビデオデータを記録媒体に記録する記録装置にお
    いて、 単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフラ
    グをシンクブロック単位に付加する付加手段と、 上記付加手段により上記フラグを付加された上記シンク
    ブロックを記録媒体に記録する記録手段とを有すること
    を特徴とする記録装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の記録装置において、 圧縮符号化されたビデオデータの上記圧縮符号化のパラ
    メータに基づき、上記圧縮符号化が所定の条件を満たし
    てなされているかどうかを判定する判定手段をさらに有
    し、 上記付加手段は、上記判定手段による判定結果に基づき
    上記フラグを付加することを特徴とする記録装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の記録装置において、 圧縮符号化されたビデオデータの上記圧縮符号化のパラ
    メータに基づき、上記圧縮符号化が所定の条件を満たし
    てなされているかどうかを判定する判定手段をさらに有
    し、 上記記録手段は、上記判定手段による判定結果をトラッ
    ク毎の所定位置に記録するようにしたことを特徴とする
    記録装置。
  4. 【請求項4】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が施
    されたビデオデータを記録媒体に記録する記録方法にお
    いて、 単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフラ
    グをシンクブロック単位に付加する付加のステップと、 上記付加のステップにより上記フラグを付加された上記
    シンクブロックを記録媒体に記録する記録のステップと
    を有することを特徴とする記録方法。
  5. 【請求項5】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が施
    されたビデオデータを記録媒体から再生する再生装置に
    おいて、 記録媒体から、圧縮符号化され単独で圧縮符号が完結し
    ている画像単位を判別するフラグをシンクブロック単位
    に付加されて記録された上記シンクブロックを再生する
    再生手段と、 上記再生手段により再生された上記シンクブロックのそ
    れぞれから上記フラグを検出し、該検出結果に基づき該
    シンクブロックを選択する選択手段と、 上記選択手段により選択された上記シンクブロックを用
    いて上記圧縮符号を復号し、画像を得る画像再生手段と
    を有することを特徴とする再生装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の再生装置において上記
    選択手段は、上記フラグに基づき、上記画像再生手段に
    よる上記復号が対応する上記圧縮符号化がなされた上記
    シンクブロックを選択することを特徴とする再生装置。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載の再生装置において、 上記記録媒体のトラック毎の所定位置に記録された、上
    記圧縮符号化のパラメータに基づき上記圧縮符号化が所
    定の条件を満たしてなされているかどうかを判定した判
    定結果を、上記再生手段により再生し、上記再生手段で
    再生された上記判定結果に基づき上記圧縮符号化の情報
    を得るようにしたことを特徴とする再生装置。
  8. 【請求項8】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が施
    されたビデオデータを記録媒体から再生する再生方法に
    おいて、 記録媒体から、圧縮符号化され単独で圧縮符号が完結し
    ている画像単位を判別するフラグをシンクブロック単位
    に付加されて記録された上記シンクブロックを再生する
    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シンクブロッ
    クのそれぞれから上記フラグを検出し、該検出結果に基
    づき該シンクブロックを選択する選択のステップと、 上記選択のステップにより選択された上記シンクブロッ
    クを用いて上記圧縮符号を復号し、画像を得る画像再生
    のステップとを有することを特徴とする再生方法。
  9. 【請求項9】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が施
    されたビデオデータを記録媒体に記録し、記録媒体から
    ビデオデータを再生する記録再生装置において、 単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフラ
    グをシンクブロック単位に付加する付加手段と、 上記付加手段により上記フラグを付加された上記シンク
    ブロックを記録媒体に記録する記録手段と、 上記記録媒体から上記シンクブロックを再生する再生手
    段と、 上記再生手段により再生された上記シンクブロックのそ
    れぞれから上記フラグを検出し、該検出結果に基づき該
    シンクブロックを選択する選択手段と、 上記選択手段により選択された上記シンクブロックを用
    いて上記圧縮符号を復号し、画像を得る画像再生手段と
    を有することを特徴とする記録再生装置。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の記録再生装置におい
    て、 圧縮符号化されたビデオデータの上記圧縮符号化のパラ
    メータに基づき、上記圧縮符号化が所定の条件を満たし
    てなされているかどうかを判定する判定手段をさらに有
    し、 上記付加手段は、上記判定手段による判定結果に基づき
    上記フラグを付加することを特徴とする記録再生装置。
  11. 【請求項11】 請求項9に記載の記録再生装置におい
    て、 圧縮符号化されたビデオデータの上記圧縮符号化のパラ
    メータに基づき、上記圧縮符号化が所定の条件を満たし
    てなされているかどうかを判定する判定手段をさらに有
    し、 上記記録手段は、上記判定手段による判定結果をトラッ
    ク毎の所定位置に記録するようにしたことを特徴とする
    記録再生装置。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の記録再生装置にお
    いて、 上記再生手段で再生された上記判定結果に基づき上記圧
    縮符号化の情報を得るようにしたことを特徴とする記録
    再生装置。
  13. 【請求項13】 請求項9に記載の記録再生装置におい
    て上記選択手段は、上記フラグに基づき、上記画像再生
    手段による上記復号が対応する上記圧縮符号化がなされ
    た上記画像単位を構成する上記シンクブロックを選択す
    ることを特徴とする記録再生装置。
  14. 【請求項14】 フレーム相関を利用した圧縮符号化が
    施されたビデオデータを記録媒体に記録し、記録媒体か
    らビデオデータを再生する記録再生方法において、 単独で圧縮符号が完結している画像単位を判別するフラ
    グをシンクブロック単位に付加する付加のステップと、 上記付加のステップにより上記フラグを付加された上記
    シンクブロックを記録媒体に記録する記録のステップ
    と、 上記記録媒体から上記シンクブロックを再生する再生の
    ステップと、 上記再生のステップにより再生された上記シンクブロッ
    クのそれぞれから上記フラグを検出し、該検出結果に基
    づき該シンクブロックを選択する選択のステップと、 上記選択のステップにより選択された上記シンクブロッ
    クを用いて上記圧縮符号を復号し、画像を得る画像再生
    のステップとを有することを特徴とする記録再生方法。
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