JP2630140B2 - 画像信号記録再生方法 - Google Patents

画像信号記録再生方法

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JP2630140B2
JP2630140B2 JP3305859A JP30585991A JP2630140B2 JP 2630140 B2 JP2630140 B2 JP 2630140B2 JP 3305859 A JP3305859 A JP 3305859A JP 30585991 A JP30585991 A JP 30585991A JP 2630140 B2 JP2630140 B2 JP 2630140B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像信号の記録再生方法
に関し、特に画像信号を圧縮符号化したディジタルデー
タの画像信号記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】画像信号をディジタルデータとして、記
憶媒体上において記録再生する場合、情報量が非常に多
いために、特に、動画像信号では、実時間で記録再生す
ることが非常に難しい。例えば、NTSCコンポジット
信号を、標本化周波数4fsc(fscは色副搬送波周
波数)8ビットで量子化した時、約120Mbpsの転
送速度が要求される。しかしながら、転送速度120M
bpsを達成する記録再生系を実現することは、記憶媒
体と記録再生ヘッド間の性能に依存し、技術的に非常に
難しい状況である。従って、記憶媒体上で高転送レート
の情報を記録再生する場合、複数個の記録再生ヘッドを
用いて、1つの記録再生ヘッド当りの転送速度を減らす
等の手法により、装置全体として実時間処理を可能にし
ていた。
【0003】ところが、このように実時間処理を可能な
らしめたとしても、記録再生時間という点で考えたと
き、動画像信号情報の全てをそのまま記録再生すること
は、記憶媒体の総容量によって完全に規定されてしま
う。そこで、ディジタル化した動画像信号の記録再生装
置においては、原信号の情報の劣化が目立たない程度に
画像信号の圧縮符号化処理を行って記憶媒体上に記録
し、再生時に復号化処理を施し、記録再生の実時間処理
を容易にすると同時に、記録再生の長時間化を図る方法
が考えられている。
【0004】圧縮符号化処理の方法としては、数フレー
ム分のデータを1つのグループとし、その中で少なくと
も1フレーム分のデータを、比較的圧縮率が低いフレー
ム内での圧縮符号化処理を行い、残りのフレームは比較
的圧縮率の高いフレーム間圧縮符号化処理を行う。この
ようにフレーム内とフレーム間圧縮符号化処理を組み合
わせることにより、全体的な圧縮率の向上を図ると共に
比較的画像劣化を少なく抑えている。この圧縮符号化し
たデータを記憶媒体上で記録再生する場合、従来フレー
ム内で圧縮符号化したデータとフレーム間で圧縮符号化
したデータを時系列的に並べ、単一の記録再生ヘッドを
用いて行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た様な圧縮符号化方式は、一般的に入力画像信号の相関
度の違いによって符号化されたデータ量が著しく変化
し、データ転送速度が大きく変わる場合が生じる。一
方、従来記憶媒体と記録再生ヘッドとの間の情報の転送
速度は記憶媒体の性能等で概ね決まっているため、符号
化したデータの圧縮率が低い、つまり圧縮後の情報量が
多い場合には、符号化したデータ量が記憶媒体と記録再
生ヘッド間の情報の転送速度が大きくなり、データの実
時間記録再生が困難になる可能性があった。また、記憶
媒体と記録再生ヘッド間の転送速度を刻々と変化させて
記録再生することは技術的に非常に難しいという課題が
あった。
【0006】本発明はかかる点に鑑み、圧縮符号化され
た可変長のディジタル画像信号を固定の転送速度で記録
再生する方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、複数枚の画像フレームを1つのグループと
し、グループのうちの少なくとも1枚のフレームをフレ
ーム内圧縮符号化し、残りフレームをフレーム間圧縮符
号化する。さらに、グループのフレーム内圧縮符号化す
るディジタルデータおよびフレーム間圧縮符号化するデ
ィジタルデータの総情報量の最大値を規定する。圧縮符
号化したディジタルデータの総情報量が最大値以下の場
合、任意のデータを圧縮符号化したディジタルデータに
付加することにより、固定の転送速度での記録再生を実
現するものである。
【0008】また、複数枚の画像フレームをグループ化
し、圧縮符号化したデータを複数の固定長の単位に分割
し、単位毎に認識できる情報を付加し、記憶媒体上に記
録することによって、容易にグループの頭出しを可能と
するものである。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成により、複数枚の画像フ
レームのフレーム内およびフレーム間圧縮符号化後の総
情報量の最大値を規定し、複数フレームをまとめて取り
扱うことにより、1フレーム分の圧縮後の情報量の最大
値よりも情報量が平均化することができ、情報量の最大
値を下げることが可能になる。従って、記録再生ヘッド
を含めた記録再生装置と記憶媒体との最大データ転送速
度を下げられ、実時間の圧縮画像情報の記録再生におい
て有利になる。また、任意のデータを付加することによ
り、記録再生装置および記憶媒体の情報の処理速度を固
定にすることができるため、装置全体の簡易化が図れ
る。
【0010】また、圧縮符号化したディジタルデータと
付加した任意のデータとを合わせた最大の情報量を複数
個の固定した情報量の単位に分割し、複数個の固定した
情報量の単位毎にその単位を認識できる情報を付加して
記憶媒体上で記録再生することにより、容易に任意の単
位にアクセスが可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に述べる。図1は本発明の一実施例における画像
信号記録再生方法を示すもので、連続する複数枚の画像
フレームをグループ化し、圧縮符号化した情報に、文字
情報データなどの任意データを付加して総情報量を予め
規定した量に合わせ、記録再生時複数個の単位に分割す
ることを示した模式図である。1グループの総情報量の
最大値は131072バイトで、1グループを64単位
に分割し、1単位の情報量は2048バイトである。図
2は本実施例における、連続する6つの画像フレームを
グループ化し、そのうちの先頭フレームをフレーム内符
号化フレームとし、その他の残りフレームをフレーム間
符号化フレームとしたことを示す模式図である。図3は
本発明の一実施例における画像記録再生装置の概略ブロ
ック図を示す。
【0012】図3で示すように、外部からY、U、V
(Yは輝度信号、U、Vは色信号)でアナログ入力され
た画像信号をA/D変換器101、102、103で量
子化するもので、Y信号は、標本化周波数13.5MH
z、U、V信号は、標本化周波数6.75MHzでそれ
ぞれ8ビットで量子化し、メモリ104に量子化データ
を取り込む。この時の1秒間のデータ総量は216Mビ
ットである。また、外部からメモリ104に、直接ディ
ジタル化された画像信号を入力してもよい。メモリ10
4に取り込んだ画像信号は圧縮符号化器5に送られ圧縮
符号化処理を行う。
【0013】この時、図2で示すように、圧縮符号化器
105は6フレームのデータを1つのグループとして、
最初の1フレームをフレーム内圧縮符号化処理を行い、
残り5フレームはフレーム間圧縮符号化処理を行う。図
2で示した第1から第6フレーム、第7から第12フレ
ームを1つのグループとし、第1フレームおよび第7フ
レームはフレーム内圧縮符号化処理を行い、第2から第
6フレーム、第8から第12フレームはフレーム間圧縮
符号化処理を行う。圧縮符号化器105は、1つのグル
ープの圧縮符号化後の総情報量を、予め設定した最大値
以下になるように圧縮符号化を行う。
【0014】上記の様に符号化されたデータは記録処理
器106送られる。記録処理器106では、グループ単
位のデータを、複数個の固定長の単位に分割する。本実
施例では、1単位のデータ容量は2048バイトであ
る。1グループの総情報量の最大値を131072バイ
トとすると、64個の固定長の単位に分割される。な
お、図1で示したように、圧縮符号化器105から送ら
れてきた圧縮符号化された6フレーム分のデータは、6
1単位と約1/2単位分のデータであるため、残り単位
(網掛線で示した部分)は任意データで埋められ、総デ
ータ容量は131072バイトの固定値にされる。ま
た、各単位毎に分割されたデータは、記録処理器106
でその単位の先頭を示す情報、あるいは何番目の単位で
あるかを示す情報等を付加した後、光ピックアップ10
7に送られる。この時、光ピックアップ107に送られ
るデータの転送速度は、圧縮符号化器105で符号化さ
れた情報量の大小にかかわらず一定である。光ピックア
ップ107に送られたデータに応じてレーザ光の強度変
調が行われ、光ディスク115上にディジタルデータと
して記録がなされる。
【0015】再生に関しては、光ピックアップ108に
よって、光ディスク115から再生されたデータが再生
処理器109においてデータ検出が行われる。また、再
生処理器109では、グループの単位の番号を認識しな
がらデータ処理が行われる。また、記録処理器106で
付加された付加情報データは取り除かれた後、再生デー
タは再生クロックと共に圧縮復号化器110に送られて
復号化処理が行われる。復号化された画像信号データは
メモリ111に送られた後、一定の転送速度でメモリ1
11から読み出され、D/A変換器112、113、1
14を通りアナログ画像信号として外部に出力される。
読み出される速度は、記録時のA/D変換時の標本化周
波数に合わせ、Y信号は13.5MHz、U、V信号は
6.75MHzとする。メモリ111から読み出された
データが直接ディジタルデータとして外部に出力される
場合もある。
【0016】以上のように本実施例によれば、複数枚の
画像フレームのフレーム内およびフレーム間圧縮符号化
後の総情報量の最大値を規定し、複数フレームをまとめ
て取り扱うことにより、1フレーム分の圧縮後の情報量
の最大値よりも情報量が平均化することができ、情報量
の最大値を下げることが可能になる。従って、記録再生
ヘッドを含めた記録再生装置と記憶媒体との最大データ
転送速度を下げられ、実時間の圧縮画像情報の記録再生
において有利になる。また、任意のデータを付加するこ
とにより、記録再生装置および記憶媒体の情報の処理速
度を固定にすることができるため、装置全体の簡易化が
図れる。
【0017】さらに、複数個の固定した情報量の単位毎
にその単位を認識できる情報を付加して記憶媒体上で記
録再生することにより、容易に任意の単位にアクセスが
可能となる。
【0018】なお、本実施例では記録再生装置について
説明したが、記録装置あるいは再生装置が独立したもの
であってもかまわない。また、光ピックアップ107、
108が共通のものであってもかまわない。
【0019】なお、画像フレームを標準のテレビジョン
信号の画像フレームとした場合、複数個の単位の情報量
を2048バイトとし、1つのグループ内の画像フレー
ム数を15以下、前記グループ内の単位の数を280以
下とすればよい。また、画像フレームを高精細度のテレ
ビジョン信号の画像フレームとした場合、複数個の単位
の情報量を2048バイトとし、1つのグループ内の画
像フレーム数を15以下、前記グループ内の単位の数を
900以下とすればよい。なお、本発明において、標準
のテレビジョン信号とは、一般的によく知られているN
TSC方式,PAL方式,SECAM方式による各テレ
ビジョン信号をいい、また高精細度のテレビジョン信号
とは、例えば、日本においては、1987年に放送技術
開発協議会(BTA)規格S−001「1125/60
高精細度テレビジョン方式スタジオ規格」に記載された
テレビジョン信号をいう。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数フレームの
画像信号を1つのグループとしてまとめたので、情報量
の平均化がなされ全体として最大転送速度を下げること
ができる。さらに、グループ内の圧縮符号化した後の可
変長データの総情報量の最大値を規定し、圧縮符号化し
た情報量が最大値以下であれば、任意のデータを付加す
るので、記憶媒体と記録再生ヘッドとの間の情報の転送
速度が固定される。従って、記録再生装置は常に一定の
決まった速度でデータの処理を行うことができ、装置全
体の簡易化が図れるものである。
【0021】また、単位毎に認識できる情報を使って、
記憶媒体上の任意の位置に容易にアクセスできるため、
グループの頭出しを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における連続する6枚の画像
フレームをグループ化し圧縮符号化した情報に任意デー
タを付加して総情報量を予め規定した量に合わせ、1グ
ループの圧縮符号化データを64の固定長(2048バ
イト)の単位に分割したことを示す模式図
【図2】本実施例における、第1及び第7フレームをフ
レーム内符号化し、第2から第6フレームと第8から第
12フレームをフレーム間符号化することを示す模式図
【図3】本発明の一実施例における記録再生装置の概略
ブロック図
【符号の説明】
101 A/D変換器 102 A/D変換器 103 A/D変換器 104 メモリ 105 圧縮符号化器 106 記録処理器 107 光ピックアップ 108 光ピックアップ 109 再生処理器 110 圧縮復号化器 111 メモリ 112 D/A変換器 113 D/A変換器 114 D/A変換器 115 光ディスク

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続する複数枚の画像フレームを一つの
    グループとし、前記複数枚の画像フレームのうち少なく
    とも1枚のフレームをフレーム内圧縮符号化し、残りフ
    レームをフレーム間圧縮符号化したディジタル画像圧縮
    信号を記録再生する方法であって、前記グループのフレ
    ーム内圧縮符号化するディジタルデータおよびフレーム
    間圧縮符号化するディジタルデータの総情報量の最大値
    を規定し、かつ前記圧縮符号化したディジタルデータの
    総情報量が前記規定した最大値以下の場合、任意のデー
    タを前記圧縮符号化したディジタルデータの任意の位置
    に付加し、前記ディジタル画像圧縮信号を前記規定した
    総情報量の最大値を記録再生できる固定の転送速度で連
    続的に記録再生することを特徴とする画像信号記録再生
    方法。
  2. 【請求項2】 圧縮符号化したディジタルデータと付加
    した任意のデータとを合わせた最大の情報量を複数個の
    固定した情報量の単位に分割し、前記分割した複数個の
    固定した情報量の単位毎に前記単位を認識できる情報を
    付加して記録再生することを特徴とする請求項1記載の
    画像信号記録再生方法。
  3. 【請求項3】 フレーム内圧縮符号化したディジタルデ
    ータを圧縮符号化したディジタルデータと付加した任意
    のデータを合わせたグループの先頭に配置したことを特
    徴とする請求項2記載の画像信号記録再生方法。
  4. 【請求項4】 画像フレームを標準のテレビジョン信号
    の画像フレームとし、複数個の単位の情報量を2048
    バイトとし、1つのグループ内の画像フレーム数を15
    以下、前記グループ内の単位の数を280以下としたこ
    とを特徴とする請求項2記載の画像信号記録再生方法。
  5. 【請求項5】 画像フレームを高精細度のテレビジョン
    信号の画像フレームとし、複数個の単位の情報量を20
    48バイトとし、1つのグループ内の画像フレーム数を
    15以下、前記グループ内の単位の数を900以下とし
    たことを特徴とする請求項2記載の画像信号記録再生方
    法。
  6. 【請求項6】 任意のデータを文字情報データとしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像信号記録再生方法。
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