JP2002185925A - 記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動き補償予測を用いた高能率符号化を行って
も記録容量をオーバーする場合でも、高画質な再生画を
容易に実現することができる記録方法を提供すること。 【解決手段】 ブロック記録回路１１９はｉフレームに
ついてＮ個の圧縮ブロックを作成し、Ｍ個のトラック中
に構成したＮ個の記録ブロックと対応させて各々記録す
る。記録回路１２０はＭ個のトラック以外にｉフレーム
のあふれた符号化データとｐ又はｂフレームの動きベク
トルデータを、ｐ又はｂフレームの差分データよりも先
に記録する。これによりデータ量がオーバーした場合で
も高画質な再生画を容易に実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力される映像信
号を動き補償予測を利用してＫフレーム単位で高能率符
号化を行い、Ｌ個のトラックに記録する記録方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルビデオ機器等の映像のデ
ジタル信号処理では、限られた伝送レートでの記録／再
生を実現するため、高能率符号化の技術開発が盛んに行
われている。高能率符号化とは、映像信号の持つ冗長度
を利用して、データ量を圧縮する符号化方法であり、例
えばフレーム内の空間的相関やフレーム間の時間的相関
を利用したデータ圧縮等がある。

【０００３】フレーム内の空間的相関、つまり任意の画
素とその近隣の他画素とは近い値をもつことが多いとい
う特徴を利用したデータ圧縮方法としては、フレーム内
を例えば８画素×８画素のブロック（以下、直交変換ブ
ロック）に分割し、直交変換ブロック単位で直交変換を
行い圧縮する方法等が用いられることが多い。直交変換
により算出された直交変換係数は、統計的に定められた
可変長符号化を行い、圧縮効率を向上して記録される。

【０００４】又、フレーム間の時間的相関、つまりフレ
ーム中のある画素ブロックは近隣フレーム中にも存在す
ることが多いという特徴を利用したデータ圧縮方法とし
ては、動き補償予測方式が用いられることが多い。動き
補償予測方式とは、処理フレーム内を例えば１６画素×
１６画素のブロック（以下、マクロブロック）に分割
し、各マクロブロックについて近隣の他フレーム（以
下、参照画像）の１６画素×１６画素のブロックとの差
分が小さくなる位置を検索し、その位置への動き量を動
きベクトルとして算出するものである。又、参照画像を
算出した動きベクトルで補償した画像を処理フレームの
予測画像とし、予測画像と参照画像から差分データを生
成する。つまり、処理フレームはマクロブロック毎に動
きベクトルとデータ量の小さい差分データとで表現さ
れ、高効率な圧縮が可能となる。差分データはそのまま
記録媒体に記録してもよいが、通常は直交変換及び可変
長符号化処理されて記録媒体に記録される。ここで入力
される映像信号は、動き補償予測を用いずにフレーム内
で符号化するｉフレーム、過去のフレームを参照画像と
して予測するｐフレーム、過去のフレームを参照画像と
する予測、又は未来のフレームを参照画像とする予測、
又はその両方を用いる予測のうち一番圧縮効率のよい予
測を適用するｂフレームの中から選択し、高能率符号化
されることになる。

【０００５】以上のような高能率符号化を用いて圧縮し
た符号化データを記録再生する場合、可変長符号化を用
いるため、誤りが発生した時には復号できなくなり、再
生不可能になるというデメリットが発生する。又、記録
位置と画面上の位置とが不定となるため、ＶＴＲ等にお
ける高速再生の画質が著しく劣化していまう。

【０００６】これらを解決する技術が特開平６−２６８
９６４に開示されている。この発明によると、入力され
る映像信号をＫフレーム単位で高能率符号化を行いＬ個
のトラックに記録する場合、Ｌ個のトラックの前半のト
ラックに固定長であるＮ個の記録ブロックを構成し、さ
らに第１フレーム（ｉフレームに相当）をＮ個に分割し
たブロックを高能率符号化し、Ｎ個の圧縮ブロックを生
成した後に、Ｎ個の記録ブロックとＮ個の圧縮ブロック
を対応づけて記録する。残りのトラックには、記録ブロ
ックに記録できなかった第１フレームの符号化データ、
第２フレーム（ｐフレーム又はｂフレームに相当）の差
分データ及び動きベクトル、第３フレーム（ｐフレーム
又はｂフレームに相当）の差分データ及び動きベクト
ル、という順で記録されている。これにより、伝送路誤
りが発生しても、Ｎ個の固定長の記録ブロックでは可変
長符号化がリセットされるため、影響を最小限に抑える
ことができる。又、Ｎ個の圧縮ブロックのデータが固定
長のＮ個の記録ブロックに記録されているので、高速再
生時には、記録ブロック単位で独立に、順次再生するこ
とが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の記
録方法では、入力された映像信号によってはｉフレーム
の符号化データが大きかったり、ｐフレームやｂフレー
ムにおいて動き補償予測により求められた差分データが
小さなデータ量にならなかったりした場合、Ｋ個のフレ
ームのうち最後の方に記録するフレームの一部あるいは
全ての差分データや動きベクトルが全く記録不可能にな
ってしまい、再生時には画像データを復元することがで
きず、著しく画質が劣化してしまうことになる。

【０００８】又、Ｋ個のフレームの符号化データをＬ個
のトラックに必ず記録できるようにデータ量制御を行う
方法を用いる場合には、データ量がオーバーしたときに
何度も高能率符号化をやり直す必要があるため、回路の
高速化あるいは回路の大規模化が必須となり実現が困難
になってしまう。

【０００９】本発明は上記課題を解決し、伝送路誤りの
影響を最小限に抑え、かつ高画質な高速再生を実現する
と共に、データ量がオーバーした場合でも高画質な再生
画を容易に実現することができる記録方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の記録方法は、入力される映像信号をＫフレ
ーム単位で高能率符号化を行いＬ個のトラックに記録す
る場合、Ｋフレーム単位の映像信号のうち、フレーム内
のみで高能率符号化が行われるｉフレームにおいては１
フレームをＮ個の画像ブロックに分割し、高能率符号化
を行ってＮ個の圧縮ブロックを作成し、ｉフレーム以外
においては他フレームとの動き補償予測による差分デー
タと動きベクトルデータにより高能率符号化を行い、Ｌ
個のトラックに記録する場合には、Ｍ（０＜Ｍ＜Ｌ、Ｍ
は実数）個のトラック中にＮ個の記録ブロックを構成し
て、ｉフレームのＮ個の圧縮ブロックと対応させて各々
記録し、Ｍ個のトラック以外に記録ブロックからあふれ
た符号化データと動きベクトルデータと差分データを記
録するときに、あふれた符号化データと動きベクトルデ
ータを差分データよりも先に記録するように構成したも
のである。

【００１１】本発明の請求項１記載の発明は、入力され
る映像信号をＫフレーム（Ｋは整数）単位で高能率符号
化を行いＬ個のトラックに記録する記録方法であって、
Ｋフレーム単位の映像信号のうち、フレーム内のみで高
能率符号化が行われるｉフレームにおいては１フレーム
をＮ個の画像ブロックに分割し、高能率符号化を行って
Ｎ個の圧縮ブロックを作成し、ｉフレーム以外において
は他フレームとの動き補償予測による差分データと動き
ベクトルデータにより高能率符号化を行い、Ｌ個のトラ
ックに記録する場合には、Ｍ（０＜Ｍ＜Ｌ、Ｍは実数）
個のトラック中にＮ個の記録ブロックを構成して、ｉフ
レームのＮ個の圧縮ブロックと対応させて各々記録し、
Ｍ個のトラック以外に記録ブロックからあふれた符号化
データと動きベクトルデータと差分データを記録すると
きに、あふれた符号化データと動きベクトルデータを差
分データよりも先に記録するように構成したものであ
る。この発明によると、Ｋフレームにおける符号化デー
タ量が多くＬ個のトラックの記録容量をオーバーする場
合でも、最後の方に記録した差分データは欠落するが、
優先的に記録された動きベクトルデータは保護できると
いう作用を有する。

【００１２】又本発明の請求項２記載の発明は、入力さ
れる映像信号をＫフレーム（Ｋは整数）単位で高能率符
号化を行いＬ個のトラックに記録する記録方法であっ
て、Ｋフレーム単位の映像信号のうち、フレーム内のみ
で高能率符号化が行われるｉフレームにおいては１フレ
ームをＮ個の画像ブロックに分割し、高能率符号化を行
ってＮ個の圧縮ブロックを作成し、ｉフレーム以外にお
いては他フレームとの動き補償予測による差分データと
動きベクトルデータにより高能率符号化を行い、Ｌ個の
トラックに記録する場合には、Ｍ（０＜Ｍ＜Ｌ、Ｍは実
数）個のトラック中にＮ個の記録ブロックを構成して、
ｉフレームのＮ個の圧縮ブロックと対応させて各々記録
し、記録動作の後にまだ空き領域がある記録ブロックと
Ｍ個のトラック以外に、他の記録ブロックからあふれた
符号化データと動きベクトルデータと差分データを記録
するときに、あふれた符号化データと動きベクトルデー
タを差分データよりも先に記録するように構成したもの
である。この発明によると、Ｋフレームにおける符号化
データ量が多くＬ個のトラックの記録容量をオーバーす
る場合でも、最後の方に記録した差分データは欠落する
が、優先的に記録された動きベクトルデータは保護でき
ると共に、記録ブロックの空き領域にまで無駄なくデー
タを記録するため、よりデータの欠落を削減できるとい
う作用を有する。

【００１３】又本発明の請求項３記載の発明は、請求項
１及び請求項２記載の記録方法において、動き補償予測
を行う場合に参照されるフレームの動きベクトルデータ
を、参照されないフレームの動きベクトルデータよりも
先に記録するように構成したものであり、参照されるフ
レームの動きベクトルデータを参照されないフレームの
動きベクトルデータよりも優先的に記録し、保護すると
いう作用を有する。

【００１４】又本発明の請求項４記載の発明は、請求項
１〜３のいずれかの記録方法において、動き補償予測を
行う場合に参照されるフレームの差分データを、参照さ
れないフレームの差分データよりも先に記録するように
構成したものであり、参照されるフレームの差分データ
を参照されないフレームの差分データよりも優先的に記
録し、保護するという作用を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の記録方法を用いた
第１の実施の形態である記録装置の構成を示すブロック
図である。図１において、並び替えメモリ１０１は入力
端子１００より入力した映像信号の順番を入れ替えて出
力するメモリ、減算器１０２はフレーム間差分を得る減
算器、直交変換回路１０３は直交変換を行う回路、量子
化回路１０４、逆量子化回路１０５、及び逆直交変換回
路１０６は夫々量子化、逆量子化、逆直交変換を行う回
路、加算器１０７はフレーム間差分の逆処理をする加算
器、メモリ１０８は加算器１０７の出力を記憶しておく
ためのメモリ、動き補償回路１１０は２つのフレーム間
の動きベクトルを検出し動き補償を行う回路、スイッチ
１１１は動き補償回路１１０の出力をオンオフし、減算
器１０２に出力するスイッチである。又可変長符号化回
路１１２は量子化回路１０４の出力を可変長符号化する
ものであり、スイッチ１１３は入力をｉフレーム用メモ
リ１１４と差分用メモリ１１５のいずれかに出力するス
イッチ、ｉフレーム用メモリ１１４はフレーム内の情報
でのみ符号化されたデータを記憶するメモリ、差分用メ
モリ１１５はフレーム間差分の符号化データを記憶する
メモリ、ベクトル用メモリ１１６は動きベクトルデータ
を記憶するメモリ、スイッチ１１７はｉフレーム用メモ
リ１１４と差分用メモリ１１５とベクトル用メモリ１１
６の中から１つを出力するスイッチ、スイッチ１１８は
スイッチ１１７からの入力をブロック記録回路１１９と
記録回路１２０のいずれかに出力するスイッチ、ブロッ
ク記録回路１１９は入力を記録ヘッド１２１を介して磁
気テープ（図示せず）の記録ブロックに記録する回路、
記録回路１２０は入力を記録ヘッド１２１を介して磁気
テープの記録ブロック以外に記録する回路、記録ヘッド
１２１は入力を磁気テープに記録するヘッドである。

【００１６】ここでこの構成において、記録媒体は磁気
テープとしたがディスク記録媒体や半導体記録媒体を用
いても良い。又、スイッチ１１１、１１３、１１７及び
１１８における切換動作は、例えば動作管理手段を設け
ることにより、容易に実現可能となる。

【００１７】上記の構成の記録装置について、以下に動
作説明を行う。以下においては５２５／６０方式で伝送
され、１フレームの輝度信号が水平７２０画素、垂直４
８０ラインで構成される映像信号に本実施の形態を適用
した場合について説明する。ここで、直交変換ブロック
を水平８画素、垂直８ラインの６４画素のデータで構成
する。つまり、１フレーム当たりの直交変換ブロック数
は５４００個になる。又、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ信号
とＢ−Ｙ信号）は、隣接する４個の輝度信号の直交変換
ブロックと同範囲に含まれる画素で各々１個の直交変換
ブロックを構成する。又、同範囲にある４個の輝度信号
の直交変換ブロックとＲ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号の各１個
の直交変換ブロックの合計６個の直交変換ブロックを１
マクロブロックと呼ぶ。つまり、１フレームは１３５０
マクロブロックで構成される。又、説明の便宜上、高能
率符号化を行うフレーム単位（以下、ＧＯＰという）は
Ｋ＝４とし、フレーム内の情報のみで符号化される第１
フレーム（以下、ｉフレーム）、時間軸で前方向のｉフ
レームとの動き補償予測、あるいは後方向のｐフレーム
との動き補償予測、あるいはその両フレームとの動き補
償予測によるフレーム間差分データと動きベクトルデー
タとして符号化される第２、第３フレーム（以下、各々
ｂ１、ｂ２フレーム、総称する場合はｂフレームとい
う）、前方向のｉフレームとの動き補償予測によるフレ
ーム間差分データと動きベクトルデータとして符号化さ
れる第４フレーム（以下、ｐフレームという）が順に入
力端子１００から入力されるものとする。ただし、整数
ＫはＫ＞１を満足すればこの限りではない。又、高能率
符号化を４フレーム単位で行って生成された符号化デー
タを、磁気テープ上のＬ＝２０個のトラックに記録し、
その前半Ｍ＝１０個のトラックに記録ブロックを構成す
るものとする。ただし、整数Ｌ、実数Ｍは０＜Ｍ＜Ｌを
満足すればこの限りではない。

【００１８】入力端子１００はｉフレーム、ｂ１フレー
ム、ｂ２フレーム、ｐフレームの順に入力し、並び替え
メモリ１０１へ出力する。並び替えメモリ１０１は入力
フレームをＧＯＰ単位で、ｉフレーム、ｐフレーム、ｂ
１フレーム、ｂ２フレームの順に並び替えて順次出力す
る。

【００１９】まず、ｉフレーム（第１フレーム）が減算
器１０２に入力された後の処理について説明する。ｉフ
レームはフレーム内の情報のみで処理されるため、スイ
ッチ１１１はオフに設定される。よって、減算器１０２
は並び替えメモリ１０１からの映像信号をそのまま出力
し、直交変換回路１０３で直交変換ブロック単位で直交
変換を行った後に、量子化回路１０４であらかじめ定め
られた符号量に量子化される。ここで、直交変換には通
常離散コサイン変換（ＤＣＴ）が用いられるが、その他
の方式でも構わない。量子化回路１０４の出力は可変長
符号化回路１１２と逆量子化回路１０５へ出力される。

【００２０】可変長符号化回路１１２においては入力が
直交変換ブロック単位で可変長符号化され、スイッチ１
１３を介してｉフレーム用メモリ１１４へ記憶される。
これによって、直交変換ブロック毎に異なるデータ量に
変換されることになる。又、可変長符号化回路１１２は
ＧＯＰの記録データがほぼ２０トラックに記録できるよ
うに制御する。例えば、可変長符号化回路１１２が出力
した符号化データがあらかじめ設定された目標符号量よ
りも多かったなら、量子化回路１０４の量子化のステッ
プ幅（圧縮率）を大きくし、目標符号量よりも少なかっ
たなら、量子化のステップ幅を小さくする。これにより
ＧＯＰの記録データはほぼ２０トラック分のデータ量に
制御されるが、実際には２０トラックよりも記録データ
量は多くなったり少なくなったりする。

【００２１】一方、量子化回路１０４の出力は逆量子化
回路１０５、逆直交変換回路１０６を介し復号された信
号として加算器１０７へ出力される。スイッチ１１１は
オフであるため、加算器１０７は入力をそのまま出力
し、メモリ１０８に記憶されて遅延を受ける。

【００２２】次に、ｐフレーム（第４フレーム）が減算
器１０２に入力されるが、ｐフレームはフレーム間差分
で処理されるため、スイッチ１１１はオンに設定され
る。よって、動き補償回路１１０はｐフレームを入力す
ると、メモリ１０８からｉフレームの復号信号を動き補
償予測のための参照画像として入力し、ｐフレームと参
照画像とを比較して動きベクトルデータを検出し、ベク
トル用メモリ１１６に記憶する。又、動き補償回路１１
０は参照画像を動きベクトルデータに対応する分だけ動
きを補償し、ｐフレームの予測画像として出力する。こ
こで、動き補償予測方式はＭＰＥＧ２等で採用されてい
る方式を使用したが、その他の方式でも構わない。動き
補償回路１１０の出力はスイッチ１１１を介して減算器
１０２へ入力される。減算器１０２は入力された予測画
像ともう一方の入力であるｐフレームとの差分データを
生成する。差分データは、直交変換回路１０３、量子化
回路１０４を介し可変長符号化回路１１２と逆量子化回
路１０５へ出力される。可変長符号化回路１１２では、
入力を可変長符号化し、スイッチ１１３を介して差分用
メモリ１１５へ記憶する。又、可変長符号化回路１１２
は、ｉフレームの時と同様に目標符号量と実際の符号量
を比較して量子化回路１０４の量子化のステップ幅を制
御する。一方、量子化回路１０４で量子化された差分デ
ータは、逆量子化回路１０５、逆直交変換回路１０６を
介し加算器１０７へ出力される。スイッチ１１１はオン
に設定されているため、加算器１０７では、動き補償回
路１１０から出力されているｐフレームの予測画像と復
号された差分データとを加算することでｐフレームの復
元画像を生成し、メモリ１０８に記憶し遅延を受ける。

【００２３】更にｂ１フレーム（第２フレーム）が減算
器１０２に入力されるが、ｐフレームの時と同様に処理
され、差分用メモリ１１５に符号化されたｂ１フレーム
の差分データが、ベクトル用メモリ１１６にｂ１フレー
ムの動きベクトルデータが記憶される。ここで、ｂ１フ
レームの動き補償予測を行う時には、メモリ１０８には
以前に処理したｉフレームとｐフレームの復元画像が記
憶されており、動き補償回路１１０は、メモリ１０８か
らｉフレームとｐフレームを参照画像として入力し、各
々の参照画像とｂ１フレームとを比較して動きベクトル
データを検出し、前方向予測、後方向予測、両方向予測
のうち差分データが一番小さくなると予測される予測方
式を選択し、ｂ１フレームの予測画像を生成する。又、
選択された予測方式における動きベクトルデータをベク
トル用メモリ１１６に出力することになる。

【００２４】最後にｂ２フレーム（第３フレーム）が減
算器１０２に入力されるが、ｂ１フレームと同様に処理
され、差分用メモリ１１５に符号化されたｂ２フレーム
の差分データが、ベクトル用メモリ１１６にｂ２フレー
ムの動きベクトルデータが記憶される。

【００２５】符号化データは特定の記録フォーマットに
基づいて記録されるが、図２に本実施の形態におけるＧ
ＯＰ単位で記録されるトラックフォーマットを示してい
る。図２において、領域２０１は１フレームの画面位置
と対応づけられた固定長の記録ブロックが記録される領
域であり、領域２０２〜２０６は記録ブロックに記録さ
れない符号化データを記録する領域である。又図３に領
域２０１の記録ブロックに記録されるマクロブロック記
録データの構成を示している。ここで、図３（ａ）はマ
クロブロック記録データにおける直交変換ブロックの記
録領域を示している。記録ブロックは４個の輝度信号の
直交変換ブロック（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）と２個の
色差信号の直交変換ブロック（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）の記録
領域を含んでいる。つまり、領域２０１には画面と対応
付けられた記録位置に直交変換ブロックが記録されるこ
とになり、伝送路誤りの影響が小さく、高速再生にも適
した記録が可能になる。

【００２６】磁気テープへの記録は、まずｉフレーム用
メモリ１１４に記憶された各直交変換ブロックの符号化
データのうち、より重要度の高いデータから記録するこ
とになる。ここで重要度の高いデータとは順に、各直交
変換ブロックの復号に必要な補助データ、直交変換で得
られた低域データ、より高域データ、最後に一番高域デ
ータとなる。一般に、視覚上低域を表す成分の歪は検知
され易いが、高域成分の歪は検知されにくい。このた
め、重要度の低いデータを復元できない場合でも画質劣
化は目立たなくすることが可能になる。

【００２７】まず、領域２０１への記録時にはスイッチ
１１７はｉフレーム用メモリ１１４へ接続され、スイッ
チ１１８はブロック記録回路１１９へ接続される。ブロ
ック記録回路１１９にはｉフレーム用メモリ１１４に記
憶されている直交変換ブロック毎の符号化データを重要
度の高いデータから入力し、図３（ａ）のフォーマット
に従いマクロブロック記録データを構成する。このとき
のマクロブロック記録データの記録状態の一例を図３
（ｂ）に示す。Ｙ０及びＹ３の直交変換ブロックのデー
タ量が少ないため、全てのデータを直交変換ブロックの
記録領域に記録してもまだ空き領域３１０，３１１が発
生している。これに対して、Ｙ１、Ｙ２、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙの直交変換ブロックのデータ量は、各々直交変換ブロ
ックの記録領域より大きいため記録できないデータが発
生したことになる。ブロック記録回路１１９は記録でき
なかったデータを同じマクロブロック記録データ内の空
き領域の先頭から記録する。このときのマクロブロック
記録データの記録状態の一例を図３（ｃ）に示す。図３
（ｃ）ではＹ１、Ｙ２の記録できなかったデータの全て
と、Ｒ−Ｙの記録できなかったデータの一部とが空き領
域３１０，３１１に記録されたことになる。従って、伝
送路誤りや高速再生等でこのマクロブロック記録データ
内のデータのみで再生する際には、このマクロブロック
記録データに含まれる輝度信号の全データと色差信号の
重要度の高いデータを再生することが可能になる。又、
上記動作において、まだ記録されていないＲ−Ｙの一部
とＢ−Ｙの一部のデータがｉフレーム用メモリ１１４に
残っていることになる。

【００２８】以上の動作をｉフレーム用メモリ１１４に
記憶された他の直交変換ブロックについても同様に行
う。これによりブロック記録回路１１９では１３５０個
のマクロブロック記録データが作成される。作成された
各マクロブロック記録データは磁気ヘッド１２１を介し
て磁気テープ上の領域２０１の対応する記録ブロックに
記録される。

【００２９】次に図２の領域２０２〜２０６への記録動
作について説明する。領域２０２は領域２０１に記録で
きなかったｉフレームの残余データを、領域２０３は
ｐ、ｂ１、ｂ２フレームの動きベクトルデータを、領域
２０４はｐフレームの差分データを、領域２０５はｂ１
フレームの差分データを、領域２０６はｂ２フレームの
差分データを記録する領域である。領域２０２〜２０６
への記録時には各フレームのマクロブロック４５個分に
対応する各データでデータ群を構成する。図４に領域２
０２〜２０６へ記録されるデータ群の構成の一例を示し
ている。図４において領域４００にはデータ群識別用の
ヘッダが記録され、領域４０１〜領域４４５には４５個
のマクロブロック毎に復号のための補助データと前記各
データを記録する。つまり、１フレームには１３５０個
のマクロブロックで構成されているため、１フレームあ
たり３０個のデータ群が存在することになる。又残余デ
ータ、動きベクトルデータ、差分データは可変長である
ため、データ量はマクロブロック毎に異なる。各データ
群はヘッダ４００が付与されているため、データ群単位
で検出可能となる。つまり、伝送路誤りが発生した場合
でも次のデータ群以降は何ら問題なく検出できる。ここ
で、データ群は４５個のマクロブロックに対応する各デ
ータを記録するとしたが、それ以外の個数のマクロブロ
ックのデータを記録するようにしても構わない。例え
ば、より少ないマクロブロック数でデータ群を構成した
場合には、伝送路誤りに強くなる反面、ヘッダ総数が増
えるため記録できるデータ量が減ってしまうことにな
る。

【００３０】領域２０２への記録時には、スイッチ１１
７はｉフレーム用メモリ１１４へ接続され、スイッチ１
１８は記録回路１２０へ接続される。記録回路１２０で
はｉフレーム用メモリ１１４に残っている残余データを
マクロブロック毎に順次入力し、先頭に補助データを付
加した後に、図４のフォーマットに従ってデータ群を構
成する。これを繰り返して作成された３０個のｉフレー
ムの残余データ群は、磁気ヘッド１２１を介して磁気テ
ープ上の領域２０２へ記録される。

【００３１】又、領域２０３への記録時には、スイッチ
１１７はベクトル用メモリ１１６へ接続され、スイッチ
１１８は記録回路１２０へ接続される。記録回路１２０
では、まずベクトル用メモリ１１６に記憶したｐフレー
ムの動きベクトルデータをマクロブロック毎に順次入力
し、先頭に補助データを付加した後に、図４のフォーマ
ットに従ってデータ群を構成する。これを繰り返して３
０個のデータ群を作成する。その後ｂ１、ｂ２フレーム
の動きベクトルデータについても同様に各々３０個のデ
ータ群を作成する。以上のように作成された９０個の動
きベクトルデータ群は、磁気ヘッド１２１を介して磁気
テープ上の領域２０３へ記録される。

【００３２】又、領域２０４への記録時には、スイッチ
１１７は差分用メモリ１１５へ接続され、スイッチ１１
８は記録回路１２０へ接続される。記録回路１２０では
差分用メモリ１１５に記憶したｐフレームの差分データ
をマクロブロック毎に順次入力し、先頭に補助データを
付加した後に、図４のフォーマットに従ってデータ群を
構成する。これを繰り返して作成された３０個のｐフレ
ームの差分データ群は、磁気ヘッド１２１を介して記録
テープ上の領域２０４へ記録される。又、領域２０４へ
の記録時と同様に領域２０５へｂ１フレームの差分デー
タ群が記録され、領域２０６へｂ２フレームの差分デー
タ群が記録される。

【００３３】以上のように、領域２０４〜２０６の差分
データよりも領域２０３の動きベクトルデータを先に記
録したことにより、ＧＯＰ内の符号化データ量が多く、
２０トラックに記録できずに、最後の方に記録する差分
データの一部が欠落した場合でも、対応する動きベクト
ルは記録されているため、欠落した部分の補完が可能に
なる。又、ｂ１、ｂ２フレームの差分データよりもｐフ
レームの差分データを先に記録するようにした。これに
より、ｂ１、ｂ２フレームの復号時に参照するｐフレー
ムが欠落する可能性が極めて低くなり、誤って復号する
ことがなくなる。よって、記録するデータ量が記録可能
なデータ量をオーバーした場合でも高画質な再生画を得
ることができる。

【００３４】次に本発明の記録方法を用いた第２の実施
の形態である記録装置について説明する。本実施の形態
は領域２０１にｉフレームの符号化データを全て記録完
了してもなお、一部の記録ブロックに空き領域が存在す
る場合に、その空き領域が満たされるまで動きベクトル
データと差分データを記録するようにしたものである。
本実施の形態である記録装置の構成は第１の実施の形態
と同じ構成であり、図１のスイッチ１１７、１１８、ブ
ロック記録回路１１９、記録回路１２０の動作が異な
る。以下、異なる動作について説明する。

【００３５】第１の実施の形態と同様に領域２０１への
記録時にはスイッチ１１７はｉフレーム用メモリ１１４
へ接続され、スイッチ１１８はブロック記録回路１１９
へ接続され、ブロック記録回路１１９はｉフレーム用メ
モリ１１４の符号化データを重要度の高いデータから入
力し、マクロブロック記録データを構成する。このとき
のマクロブロック記録データの記録状態は図３（ｂ）と
する。ブロック記録回路１１９は記録できなかったＹ
１、Ｙ２、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙのデータを同じマクロブロッ
ク記録データ内の空き領域の先頭から記録する。このと
きのマクロブロック記録データの記録状態の一例を図５
に示す。図５では全ての直交変換ブロックのデータを記
録できており、しかも領域５０１にまだ空き領域が存在
している。以上の動作をｉフレーム用メモリ１１４に記
憶された他の直交変換ブロックについても同様に行う。
このとき、マクロブロック記録データによっては、図５
の領域５０１のように空き領域があるマクロブロック記
録データもあれば、全てのデータを記録できず、残余デ
ータがあるマクロブロック記録データもある。

【００３６】次に、ブロック記録回路１１９はｉフレー
ム用メモリから残余データを入力し、領域５０１のよう
な空き領域に記録する。このとき、第１の実施の形態と
同様に図４のフォーマットに従って記録する。全ての残
余データを記録完了しても、さらに空き領域が存在する
場合は、スイッチ１１７をベクトル用メモリ１１６へ接
続し、図４のフォーマットに従って動きベクトルデータ
を記録する。

【００３７】上記のように残余データあるいは動きベク
トルデータの記録中に空き領域がなくなくなると、第１
の実施の形態と同様に作成された１３５０個のマクロブ
ロック記録データは磁気ヘッド１２１を介して磁気テー
プ上の領域２０１の対応する記録ブロックに記録され
る。又、記録ブロックに記録できなかったデータは第１
の実施の形態と同様にして、記録回路１２０により領域
２０２以降の領域に記録される。

【００３８】以上のように、領域２０４〜２０６の差分
データよりも領域２０３の動きベクトルデータを先に記
録したことにより、ＧＯＰ内の符号化データ量が多く、
２０トラックに記録できずに、最後の方に記録する差分
データの一部が欠落した場合でも、対応する動きベクト
ルは記録されているため、欠落した部分の補完が可能に
なる。又、ｂ１、ｂ２フレームの差分データよりもｐフ
レームの差分データを先に記録するようにした。これに
より、ｂ１、ｂ２フレームの復号時に参照するｐフレー
ムが欠落する可能性が極めて低くなり、誤って復号され
ることがなくなる。又、領域２０１に記録するマクロブ
ロック記録データの空き領域には残余データや動きベク
トルデータを記録することにより、欠落するデータ量を
減少することが可能になる。よって、記録するデータ量
が記録可能なデータ量をオーバーした場合でも高画質な
再生画を得ることができる。

【００３９】尚、第１及び第２の実施の形態において、
入力端子１００から入力される映像信号は順にｉフレー
ム、ｂ１フレーム、ｂ２フレーム、ｐフレームとした
が、その他のＧＯＰ構成を適用してもよい。例えば、順
にｉフレーム、ｐフレーム、ｐフレーム、ｐフレームと
すると、符号化効率は悪くなるが、並び替えメモリ１０
１が不要になる、動き補償回路１１０が小さな規模で構
成できる等のメリットがでる。ここで、ｐフレームの動
きベクトルデータ数はｂフレームの両方向予測時の動き
ベクトルデータ数の半分となるが、本記録装置において
は何ら問題なく記録することができる。

【００４０】又、第１及び第２の実施の形態において、
領域２０２〜２０６へ記録する順番は残余データ、動き
ベクトルデータ、差分データという順番にしたが、ｂ
１、ｂ２、ｐフレームを復元するために重要な動きベク
トルデータを残余データよりも先に記録するようにして
もよい。又、それ以外の順番でもよく、要はマクロブロ
ック単位で作成される動きベクトルデータと差分データ
とを分離し、差分データよりも動きベクトルデータを先
に記録することにより、動きベクトルデータを優先的に
保護することを特徴とするものである。又、同一フレー
ムの全ての動きベクトルデータを同一フレームの全ての
差分データよりも先に記録するように説明しているが、
例えばデータ群単位内又はマクロブロック単位内で動き
ベクトルデータを差分データよりも先に記録するように
構成しても十分な効果が得られる。

【００４１】又、第１及び第２の実施の形態において、
記録ブロックを構成するＭ個のトラックは２０トラック
中の先頭から１０トラックとしたが、別の方法として２
０トラック中の任意の場所に構成しても何ら問題ない。

【００４２】又、第１及び第２の実施の形態において、
特定の映像信号に対する記録フォーマットを示したが、
本発明はこれ以外の任意の映像信号、記録フォーマット
に適用可能である。又説明では輝度信号と色差信号で構
成された映像信号について説明しているが、コンポジッ
ト信号、ＲＧＢ信号、その他の画像信号や音声信号にも
適用可能である。

【００４３】又、第１及び第２の実施の形態において、
実現する構成は図１に示したが、それ以外にも様々な構
成が可能であり、計算機上でソフトウエアで実現するこ
とも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、フレーム内のみで高能率符号化が行われるｉフレ
ームにおいてはＮ個に分割した圧縮ブロックをＬ個中の
Ｍ個のトラックに構成したＮ個の記録ブロックに対応さ
せて記録し、又他フレームとの動き補償予測による高能
率符号化が行われるｉフレーム以外のフレームにおいて
はＭ個のトラック以外の領域に規定数の圧縮ブロック単
位でデータ群を構成し記録するため、伝送路誤りの影響
を最小限に抑え、かつ高画質な高速再生を実現すること
ができる。又、Ｍ個のトラック以外の領域への記録は、
記録ブロックからあふれた符号化データと動きベクトル
データを差分データよりも先に記録するため、Ｋフレー
ムにおける符号化データ量が多くＬ個のトラックの記録
容量をオーバーする場合でも、最後の方に記録した差分
データは欠落するが、優先的に記録された動きベクトル
データで補完することができるため、高画質な再生画を
容易に実現することができるという効果が得られる。

【００４５】又、請求項２記載の本発明によれば、フレ
ーム内のみで高能率符号化が行われるｉフレームにおい
てはＮ個に分割した圧縮ブロックをＬ個中のＭ個のトラ
ックに構成したＮ個の記録ブロックに対応させて記録
し、又他フレームとの動き補償予測による高能率符号化
が行われるｉフレーム以外のフレームにおいてはＭ個の
トラック以外の領域に規定数の圧縮ブロック単位でデー
タ群を構成し記録するため、伝送路誤りの影響を最小限
に抑え、かつ高画質な高速再生を実現することができ
る。又、Ｍ個のトラックの空き領域とＭ個のトラック以
外の領域への記録は、記録ブロックからあふれた符号化
データと動きベクトルデータを差分データよりも先に記
録するため、Ｋフレームにおける符号化データ量が多く
Ｌ個のトラックの記録容量をオーバーする場合でも、最
後の方に記録した差分データは欠落するが、優先的に記
録された動きベクトルデータで補完することができるた
め、高画質な再生画を容易に実現することができる。
又、Ｍ個のトラックの空き領域にまで無駄なくデータを
記録するように構成したため、データの欠落を削減で
き、更なる高画質化を実現することができるという効果
が得られる。

【００４６】又、請求項３記載の本発明によれば、請求
項１及び請求項２記載の記録方法において、動き補償予
測を行う場合に参照されるフレームの動きベクトルデー
タを、参照されないフレームの動きベクトルデータより
も先に記録するように構成したため、Ｋフレームにおけ
る符号化データ量が多くＬ個のトラックの記録容量をオ
ーバーする場合でも、参照されるフレームを動きベクト
ルデータによって確実に補完でき、このフレームを参照
する他フレームへの影響を最小限に抑えることができる
という効果が得られる。

【００４７】又、請求項４記載の本発明によれば、請求
項１及び請求項２及び請求項３記載の記録方法におい
て、動き補償予測を行う場合に参照されるフレームの差
分データを、参照されないフレームの差分データよりも
先に記録するように構成したため、Ｋフレームにおける
符号化データ量が多くＬ個のトラックの記録容量をオー
バーする場合でも、参照されるフレームを動きベクトル
データと差分データで優先的に復元でき、このフレーム
を参照する他フレームへ悪影響を及ぼさないという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録方法を用いた第１及び第２の実施
の形態における記録装置の構成を示したブロック図であ
る。

【図２】本発明の記録方法を用いた第１及び第２の実施
の形態におけるＧＯＰ単位のトラックフォーマットを示
す概念図である。

【図３】本発明の記録方法を用いた第１及び第２の実施
の形態におけるマクロブロック記録データの状態の一例
を示す概念図である。

【図４】本発明の記録方法を用いた第１及び第２の実施
の形態におけるデータ群の状態の一例を示す概念図であ
る。

【図５】本発明の記録方法を用いた第２の実施の形態に
おけるマクロブロック記録データの状態の一例を示す概
念図である。

【符号の説明】

１００ 入力端子 １０１ 並び替えメモリ １０２ 減算器 １０３ 直交変換回路 １０４ 量子化回路 １０５ 逆量子化回路 １０６ 逆直交変換回路 １０７ 加算器 １０８ メモリ １１０ 動き補償回路 １１１ スイッチ １１２ 可変長符号化回路 １１３ スイッチ １１４ ｉフレーム用メモリ １１５ 差分用メモリ １１６ ベクトル用メモリ １１７ スイッチ １１８ スイッチ １１９ ブロック記録回路 １２０ 記録回路 １２１ 記録ヘッド

フロントページの続き (72)発明者 岡 秀美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水野 慎二郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉野 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C053 FA21 FA30 GB01 GB05 GB22 GB26 GB29 GB32 KA04 KA24 KA26 5C059 KK00 LA09 MA04 MA05 NN01 PP05 PP06 PP07 PP14 SS11 TA11 TA23 TA25 TB03 TC24 TD12 UA02 UA33 UA34 UA38 5J064 AA01 AA02 BA09 BA13 BA15 BA16 BB01 BB03 BC01 BC02 BC08 BC16 BC25 BD03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される映像信号をＫフレーム（Ｋは
   整数）単位で高能率符号化を行いＬ個のトラックに記録
   する記録方法であって、 前記Ｋフレーム単位の映像信号のうち、フレーム内のみ
   で高能率符号化が行われるｉフレームにおいては１フレ
   ームをＮ個の画像ブロックに分割し、高能率符号化を行
   ってＮ個の圧縮ブロックを作成し、 前記ｉフレーム以外においては他フレームとの動き補償
   予測による差分データと動きベクトルデータにより高能
   率符号化を行い、 前記Ｌ個のトラックに記録する場合には、Ｍ（０＜Ｍ＜
   Ｌ、Ｍは実数）個のトラック中にＮ個の記録ブロックを
   構成して、前記ｉフレームのＮ個の圧縮ブロックと対応
   させて各々記録し、 前記Ｍ個のトラック以外に前記記録ブロックからあふれ
   た符号化データと前記動きベクトルデータと前記差分デ
   ータを記録するときに、前記あふれた符号化データと前
   記動きベクトルデータを前記差分データよりも先に記録
   することを特徴とする記録方法。
2. 【請求項２】 入力される映像信号をＫフレーム（Ｋは
   整数）単位で高能率符号化を行いＬ個のトラックに記録
   する記録方法であって、 前記Ｋフレーム単位の映像信号のうち、フレーム内のみ
   で高能率符号化が行われるｉフレームにおいては１フレ
   ームをＮ個の画像ブロックに分割し、高能率符号化を行
   ってＮ個の圧縮ブロックを作成し、 前記ｉフレーム以外においては他フレームとの動き補償
   予測による差分データと動きベクトルデータにより高能
   率符号化を行い、 前記Ｌ個のトラックに記録する場合には、Ｍ（０＜Ｍ＜
   Ｌ、Ｍは実数）個のトラック中にＮ個の記録ブロックを
   構成して、前記ｉフレームのＮ個の圧縮ブロックと対応
   させて各々記録し、 前記記録動作の後にまだ空き領域がある前記記録ブロッ
   クと前記Ｍ個のトラック以外に、他の記録ブロックから
   あふれた符号化データと前記動きベクトルデータと前記
   差分データを記録するときに、前記あふれた符号化デー
   タと前記動きベクトルデータを前記差分データよりも先
   に記録することを特徴とする記録方法。
3. 【請求項３】 動き補償予測を行う場合に参照されるフ
   レームの動きベクトルデータを、参照されないフレーム
   の動きベクトルデータよりも先に記録することを特徴と
   する請求項１又は２記載の記録方法。
4. 【請求項４】 動き補償予測を行う場合に参照されるフ
   レームの差分データを、参照されないフレームの差分デ
   ータよりも先に記録することを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項記載の記録方法。