JP3168922B2 - デジタル画像情報の記録再生装置 - Google Patents

デジタル画像情報の記録再生装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル画像情報の
記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル画像情報は膨大な情報量を有し
ており、一方、デジタル画像情報を伝送(記録,再生)
するのに使用される伝送路の通信容量(記録媒体の記憶
容量)には限界があるから、従来からデジタル画像情報
を伝送(記録,再生)する場合には、画像情報を圧縮す
ることが行なわれて来ており、前記の画像情報圧縮の規
格としては、例えばJPEG、MPEG1,2として知
られている規格や、飛越走査のテレビジョン信号を画像
情報圧縮してから記録を行なうデジタルVTRの画像情
報圧縮の規格として知られているDVC規格等を代表例
として挙げることができる。ところで、前記のDVC規
格は、走行する磁気テープを回転磁気ヘッドでヘリカル
スキャンして、磁気テープにデジタルデータをアジマス
記録,再生できるようにした家庭用デジタルVTR(V
CR)について、世界各国の多数のVTR関連のメーカ
ー、研究所等が参加した「HDデジタルVCR協議会」
における協議の結果として定められた規格であって、D
VC規格には、離散コサイン変換(DCT)、適応量子
化、可変長符号化等の諸技術により画像情報の高能率圧
縮を行ない、前記の高能率圧縮された画像情報のデジタ
ルデータ及び音響情報のデジタルデータとを、磁気テー
プに記録し再生する際に適用されるべき高能率圧縮の態
様、記録データの構成態様、所定のテープパターン、磁
気テープの物理特性、カセットの構成態様、等が定めら
れている。
【0003】次に、前記した画像情報の圧縮伸張に関す
る従来の各種の規格の内の代表例として挙げたMPEG
2の規格、及びDVC規格について、それぞれの概略を
記述することとし、まず、MPEG2規格の概略につい
て説明する。よく知られているように、MPEG2規格
は、離散コサイン変換(DCT)と、動き補償予測、適
応量子化、可変長符号化、等の要素技術によって構成さ
れている。MPEG2の動き補償予測は、フレーム間、
あるいはフィールド間で行なわれる。図24はMPEG
の符号化器の構成例を示すブロック図である。入力端子
47に供給された画像入力[輝度信号(Y)と2つの色
差信号(Cr,Cb)とからなる映像信号]は、アナロ
グデジタル変換器49によってデジタル信号に変換され
た後に、フォーマット変換部50に供給される。
【0004】フォーマット変換部50では、それに供給
されたデジタル画像信号の空間解像度を符号化で用いる
空間解像度に変換処理してから画面並べかえ部51に与
える。画面並べかえ部51では、ピクチャタイプI,
P,Bに合わせて画面の並べかえを行なう。そして、入
力のデジタル画像信号は、DCT部53において離散コ
サイン変換される。前記のDCT部53から出力された
DCT係数は量子化部54で量子化された後に、動きベ
クトルや符号化モード情報とともに、可変長符号化部5
5で可変長符号化され、バッファメモリ56に蓄積され
る。そして前記のバッファメモリ56から出力端子4に
対してMPEGビデオビットストリームが出力される。
【0005】IピクチャとPピクチャとについては、後
で動き補償予測の参照画面として用いる必要があるの
で、量子化された情報は、逆量子化部58,逆DCT部
59,加算器60,画像メモリ61,動き補償予測部6
2等の動作によって局部復号化動作が行なわれて、復号
器と同一の画像が復元されて画像メモリ61に蓄積され
る。各画面についての符号化はマクロブロック単位に、
画面における左から右へ、上から下へと順番に符号化が
行なわれる。各マクロブロックでは、動き補償予測モー
ド(インター符号化モード)か、イントラ符号化モード
かが決定され、動き補償予測モードの場合には、入力さ
れたマクロブロック画像データと、参照画面から動き予
測によって得られるマクロブロック画像データとの差分
をとり、予測誤差信号が得られる。スイッチ63は、イ
ントラ符号化モード時にはスイッチ63aがオン、スイ
ッチ63bがオフとされ、また、動き補償予測モード時
にはスイッチ63aがオフ、スイッチ63bがオンとさ
れる。
【0006】前記の予測誤差信号は、8画素×8ライン
のブロック単位で、離算コサイン変換により空間周波数
領域に変換され、動き補償予測が行なわれないイントラ
符号化の場合には、入力画像データがそのままDCT符
号化される。変換後の8×8DCT係数は、ターゲット
ビットレートや視覚特性に応じて量子化され、低周波成
分から順にスキャニングして1次元情報に変換される。
符号化モードや動きベクトルなどのマクロブロック符号
化情報と量子化DCT係数は、それぞれ可変長符号によ
り符号化される。したがって、発生符号量は可変とな
り、固定ビットレートとする場合には一定のビットレー
トに保持するための機構が必要になる。一般的には、出
力バッファメモリの蓄積量を監視することにより、ター
ゲットビットレートに合わせた量子化制御を行なってい
る。
【0007】次に、図23はMPEGの復号器の構成例
を示すブロック図である。入力端子64に供給された符
号化データのビットストリームは、バッファメモリ66
に記憶される。前記のバッファメモリ66から読出され
た符号化データは、可変長復号化部67でマクロブロッ
ク符号化情報が復号され、符号化モード、動きベクト
ル、量子化情報、量子化DCT係数が分離される。復号
された8×8の量子化DCT係数は、逆量子化部68に
よってDCT係数に復元される。そして、前記のDCT
係数は逆DCT部69により画素空間データに変換され
て加算器70に供給される。
【0008】前記の加算器70の出力は、画像メモリ7
2(予測メモリ)に供給されているとともに、フォーマ
ット変換部73にも供給されている。前記の画像メモリ
72に記憶された画素空間データが与えられる動き補償
予測部71は、可変長復号化部67から供給される予測
モード、動きベクトル等の情報を用いて信号処理を行な
い、その出力を加算器70に供給している。そしてイン
トラ符号化モードの場合に、前記した加算器70からフ
ォーマット変換部73に与えられるデジタルデータは、
前記した逆DCT部69から出力された画素空間データ
そのものであり、また、動き補償予測モードの場合に前
記した加算器70からフォーマット変換部73に与えら
れるデジタルデータは、動き補償予測されたブロックデ
ータが加算されたものである。画面内の全てのマクロブ
ロックが復号され、画面は、元の入力順序に並びかえら
れて画面出力が行なわれ、必要に応じて画面サイズの変
換が行なわれた後に、デジタルアナログ変換器74によ
りアナログ信号形態の画像出力信号として出力端子65
に出力される。
【0009】次に前記したDVC規格における画像情報
の圧縮に関する事項、及び記録フォーマットに関する事
項の一部について説明すると次のとおりである。DVC
規格において、画像情報の高能率圧縮は既述のように、
離散コサイン変換(DCT)、適応量子化、可変長符号
化等の諸技術により行なわれるが、例えば、所謂、52
5/60方式の映像信号については、輝度信号Yと色差
信号Cb,Crとの標本化周波数の比を4:1:1とし
て、輝度信号Yの水平方向の有効画素数が720個、1
フレーム内における垂直方向の有効ライン数が480本
であり、また色差信号(Cb,Cr)の水平方向の有効
画素数が180個、1フレーム内における垂直方向の有
効ライン数が480本である。
【0010】また、所謂、625/50方式の映像信号
については、輝度信号Yと色差信号Cb,Crとの標本
化周波数の比を4:2:0として、輝度信号Yの水平方
向の有効画素数が720個、1フレーム内における垂直
方向の有効ライン数が576本であり、また色差信号
(Cb,Cr)の水平方向の有効画素数が360個、1
フレーム内における垂直方向の有効ライン数が288本
である。ところで、記録の対象にされる動画像信号にお
ける前記の有効画素データは、直交変換の対象にされる
所定のブロックサイズを有する単位の画素ブロック(直
交変換が離散コサイン変換である場合の単位の画素ブロ
ックはDCTブロックである)毎に分割されて、各DC
Tブロックについて離散コサイン変換(DCT)が行な
われる。そして、前記のDCTブロックは、輝度信号Y
及び色差信号(Cb,Cr)の各々についての1フレー
ム内の画素に対して、水平8画素×垂直8画素のブロッ
クサイズのものとして構成される。
【0011】記録の対象にされている動画像信号による
1画面(1フレーム)は、前記の単位の画素ブロックを
1個以上含んで構成される予め定められた大きさの領域
(マクロブロック)毎に分割される。前記の所謂、52
5/60方式の映像信号について輝度信号Yと色差信号
Cb,Crとの標本化周波数の比が4:1:1とされて
いる場合に、前記のマクロブロックは、水平8画素×垂
直8画素のブロックサイズの色差信号による1個のDC
Tブロックを得た画像領域について得られる、輝度信号
による4個のDCTブロックDC0〜DC3と、色差信
号Cbによる1個のDCTブロックDC4と、色差信号
Crによる1個のDCTブロックDC5との計6個のD
CTブロックDC0〜DC5により、図18の(a)に
示すようなものとして構成される。また、前記の所謂、
625/50方式の映像信号について輝度信号Yと色差
信号Cb,Crとの標本化周波数の比が4:2:0とさ
れている場合に、前記のマクロブロックは、水平8画素
×垂直8画素のブロックサイズの色差信号による1個の
DCTブロックを得た画像領域について得られる、輝度
信号による4個のDCTブロックDC0〜DC3と、色
差信号Cbによる1個のDCTブロックDC4と、色差
信号Crによる1個のDCTブロックDC5との計6個
のDCTブロックDC0〜DC5により、図18の
(b)に示すようなものとして構成される
【0012】さらに、1画面は、それぞれ27個のマク
ロブロックを単位として構成されているスーパーブロッ
クによって分割されている。図19の(a)中にS0,
0、S0,1、S0,2… …S9,2,S9,3、S
9,4として示してある50個の区画が、1画面中に構
成される50個のスーパーブロックであり、図19中に
おいて、iは行の番号、jは列の番号である。また、図
19の(b)は図19の(a)中の任意の1つの行をと
り出して、27個のマクロブロック毎に、1つの行中に
設定される5個のスーパーブロックSi,jの構成を示
している。また、図27は625/50方式についての
スーパーブロックを示しており、図27の(a)中にS
0,0、S0,1、S0,2… …S11,2,S1
1,3、S11,4として示してある60個の区画が、
1画面中に構成される60個のスーパーブロックであ
る。図27の(b)は27個のマクロブロックで構成さ
れるスーパーブロックを示している。
【0013】DVC規格においては、図19の(a)に
示されている1画面を構成している45個のスーパーブ
ロックS0,0、S0,1、S0,2… …S9,2、S
9,3、S9,4における各列に属するそれぞれ10個
のスーパーブロックの内から、まず、各列毎に1個のス
ーパーブロックを選択し、次に、前記のように選択され
た各スーパーブロック毎に1個ずつのマクロブロックを
取り出して得た計5個のマクロブロックにより、1ビデ
オセグメントを構成する。そして、圧縮時におけるデー
タ量の制御は、前記の1ビデオセグメントの単位で、デ
ータ量が所定のデータ量以内となるように行なわれる。
【0014】DVC規格におけるDCT演算のモードと
しては、水平8画素×垂直8画素のDCTブロックにつ
いて、8×8のDCT演算を行なうモードと、フィール
ドに分けて水平8画素×垂直4画素で8×4のDCT演
算を行ない、さらに各DCT係数の和と差をとるモード
とが用意されていて、符号化時に適応的に切換えること
ができる。DCT演算で得られたDCT係数は、量子化
と可変長符号化を施した後のデータ量が所定値以下で、
最も所定値に近くなるように量子化テーブルを選択して
量子化される。量子化に際しては、各DCTブロックの
状況(DCTブロック内の画素値の分散値等)に応じて
DCTブロックをクラスに分け、前記のクラスに応じて
量子化ステップを変えて、マクロブロック単位で1つの
量子化テーブルを選択する。
【0015】また、可変長符号化後のデータは、それを
磁気テープに記録する際に図20に示すようにフォーマ
ッティングされる。前記した図20において、QNOは
可変長符号化後のデータとともに復号時に必要とされる
諸パラメータの1つとして用いられる圧縮時に選択され
た量子化テーブルの番号であり、また、STAはエラー
とコンシールの情報、Cは各DCTブロック毎のクラス
情報、MはDCT演算のモード情報である。既述した1
ビデオセグメントの情報は、5個のシンクブロックに格
納されるが、その際に図18に示されているマクロブロ
ック内の各DCTブロックDC0〜DC5におけるDC
T係数の内の直流係数(直流成分)は、図20中の直流
(DC)格納領域に格納される。またDCT係数の内の
交流(AC)成分は、前記したDCT係数の内のAC成
分が得られたDCTブロックの直流成分が格納されてい
るシンクブロックと同一のシンクブロック内におけるA
C領域に格納されるのが基本であるが、そのデータ量が
格納のために用意された格納領域の記憶容量よりも多か
った場合には、そのシンクブロック内で空いているAC
格納領域や、同一ビデオセグメント内における空いてい
るAC格納領域に格納する。
【0016】そして、前記のようにフォーマットされた
データは、図21に示してあるように、SYNCワー
ド、IDコード及び誤り訂正符号化のためのパリティワ
ード(インナーパリティ)が付加されて構成されたシン
クブロックの形として磁気テープに記録される。1フレ
ームの画像データは、計10本の記録跡(トラック)に
分割して記録され、1本の記録跡には図19の(b)中
に示されている各1行分の画像データが記録されること
になる。図21におけるIDコードの格納領域には、1
フレームの画像データを構成する全10本の記録跡の内
で、何本目の記録跡のシンクブロックであるのかを示す
トラックペア番号と、1つの記録跡の内で何番目のシン
クブロックであるのかを示すシンクブロック番号とが格
納されている。さらに、画像データを格納しているシン
クブロックのIDコードには、前記のデータの他に、シ
ーケンス番号(SEQ.No)も格納されている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】さて、前述したMPE
G規格では、ランダムアクセス機能と高い符号化効率を
得るために、フレーム内符号化画像(Iピクチャ)と、
順方向予測符号化画像(Pピクチャ)と、双方向予測符
号化画像(Bピクチャ)との3種類のピクチャ符号化タ
イプのピクチャを用いており、また前記した3種類のピ
クチャ符号化タイプのピクチャについても動きベクトル
を用いて画像情報の高能率圧縮を行なうようにしてい
る。そのために、MPEG規格によって画像情報の高能
率符号化を行なう際に使用される符号化器や、復号に使
用される復号化器は構成が複雑なものとなるから、使用
者に低価格で提供しなければならない民生用の各種の機
器について採用することは現在のところ困難である。
【0018】また、MPEG規格では既述のようにI,
P,Bの3種類のピクチャ符号化タイプのピクチャを用
いているから、ディスク、テープ、その他の蓄積メディ
アにおいて、早送り、途中再生、逆転再生などのトリッ
クプレイ再生を実現させるために、複数のピクチャのデ
ータを一まとめにしたGOPを単位としてランダムアク
セスを可能としており、GOPは少なくとも1枚のIピ
クチャと任意枚数のP,Bピクチャとによって構成され
る。ところでビデオ・テープ・レコーダ(VTR)等の
記録再生装置では、従来から編集を行なうことが行なわ
れているが、前述したMPEG規格によって画像情報圧
縮された画像データの編集作業は、前記したGOP単位
で行なうことが必要とされるから、希望したとおりの編
集が行ない難いということが問題になる。
【0019】すなわち、従来のVTRでは、磁気テープ
に記録形成された1本の記録跡に1垂直走査期間の複合
映像信号が記録されているために、1垂直走査期間の映
像信号を単位とする複合映像信号のインサート記録、ア
センブル記録等の編集作業は比較的に容易に行なえる
が、MPEG規格により画像情報圧縮された状態の画像
データの場合には、1画面分のデータ量が一定ではな
く、また、フレーム内符号化画像(Iピクチャ)だけで
はなく、圧縮効率を上げるために、順方向予測符号化画
像(Pピクチャ)や、双方向予測符号化画像(Bピクチ
ャ)も含ませている場合には、従来のVTRと同様な編
集作業が行なえないことは明らかである。
【0020】前記のように、MPEG規格により画像情
報圧縮された状態の画像データをVTRで記録再生する
ようにした場合には、前記のように編集作業の点で難点
がある他、殊に、民生用のVTRが前記のMPEG規格
によって画像情報圧縮された状態の画像データを記録再
生するように構成された場合には、機器の価格が高いも
のになるために、民生用VTRとしては、家庭用VTR
について定められた既述のDVC規格に従って画像情報
圧縮された状態の画像データを記録再生できるような構
成のVTRが適している。すなわち、DVC規格では、
2対1の飛越走査の走査標準による画像信号を対象にし
て、フレーム内符号化だけで画像情報の高能率符号化を
行ない、また、画像情報の高能率圧縮には動きベクトル
を用いていないから、符号化器や復号化器として簡単な
構成態様のものが使用できる他に、編集作業も容易に行
なうことができる。それで、前記したDVC規格により
画像情報圧縮を行なった画像データが記録再生できるよ
うな民生用のVTRが作られるようになったが、このD
VC規格に従って作られた機器の構成に大幅な変更を加
えない状態で、前記した2対1の飛越走査の走査標準に
よる画像信号に比べて、より一層高画質な順次走査の走
査標準による画像信号の高能率圧縮を行なうことができ
る記録再生(伝送)装置を提供できたら、多くの利用目
的に対して効果的に使用できるので、そのような装置の
出現が望まれた。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、時間軸上で連
続しているn枚の画面における各画面間で対応している
位置の水平m画素×垂直m画素よりなるn個の原画素ブ
ロックについての水平m画素×垂直m画素×時間n画素
よりなる画素ブロックについて、3次元直交変換符号化
を行なうに当り、前記の画素ブロックを水平方向に2分
割した水平(m/2)画素×垂直m画素×時間n画素よ
りなる各分割画素ブロックについて3次元の直交変換符
号化を行なう第1の3次元直交変換符号化モードと、前
の画素ブロックを垂直方向に2分割した水平m画素×
垂直(m/2)画素×時間n画素よりなる各分割画素ブ
ロックについて3次元の直交変換符号化を行なう第2の
3次元直交変換符号化モードとの2種類の3次元変換符
号化モードを用意しておき、時間軸上で連続する各原画
素ブロックの画素の相互間の水平方向,垂直方向の相関
度に応じて、前記した3次元直交変換符号化モードを適
応的に切換えて画素ブロックについて3次元直交変換符
号化を行なう手段と、3次元直交変換符号化を行なって
得た直交変換符号化データと、前記の直交変換符号化デ
ータを得る際に適用された3次元変換符号化モードの種
類を示すデータとを、少なくとも、記録,伝送用データ
に含ませる手段とを備えて構成されているデジタル画像
情報の記録再生装置、及び時間軸上で連続しているn枚
の画面における特定な1枚の画面と、前記の特定な1枚
の画面を除く(n−1)枚の画面に属する各1枚の画面
との間で、それぞれ1個の動きベクトルを求める手段
と、前記の特定な1枚の画面内の水平m画素×垂直k画
素よりなる画素ブロックと、前記の特定な1枚の画面を
除く(n−1)枚の画面に属する各1枚の画面毎に、そ
の1枚の画面と前記の特定な1枚の画面との間で求めら
れていた動きベクトルだけずれた画面内の位置の水平m
画素×垂直k画素よりなる(n−1)個の画素ブロック
とにより、水平m画素×垂直k画素×n画素の画素ブロ
ックについて3次元直交変換符号化を行なう手段と、3
次元直交変換符号化を行なって得た直交変換符号化デー
タと、前記の動きベクトルを符号化して得たデータと
を、少なくとも、記録,伝送用データに含ませる手段と
を備えて構成されているデジタル画像情報の記録再生装
置、ならびに2:1の飛越走査を行なう走査標準を適用
して、2フィールドにより1フレームが構成されている
画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直m
画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロッ
クについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符号
化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で2
フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
きるようになされているとともに、選択された動作状態
を示すフラグを発生させうるように構成されている信号
処理部を、前記した第2の直交変換符号化モードによる
動作状態となるように設定してなる2個の信号処理部
と、順次走査を行なう走査標準により1フレームが構成
されている入力画像信号における各走査線毎に連続配置
されている画素を、連続するm個の画素データまたは連
続するmの整数倍個の画素データ毎に、順次交互に前記
した2個の信号処理部に割振り、前記のように割振った
画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、それ
ぞれフィールドデータとして供給する画素分割部とを設
けて構成したデジタル画像情報の記録再生装置、及び
2:1の飛越走査を行なう走査標準を適用して、2フィ
ールドにより1フレームが構成されている画像信号につ
いて、1フレーム内で水平m画素×垂直m画素よりなる
画素ブロックを構成し、前記の画素ブロックについて直
交変換符号化を行なう第1の直交変換符号化モードによ
る動作状態と、前記の画素ブロック内で2フィールドに
分割して得た、水平m画素×垂直(m/2)画素の画素
ブロックについて直交変換を行ない、それぞれの変換結
果の和と差を求めて符号化を行なう第2の直交変換符号
化モードによる動作状態との2種類の動作状態の内の何
れかの動作状態に選択的に切換え設定でき、かつ、選択
された動作状態を示すフラグを発生させうるように構成
されているとともに、輝度信号の画素数と2つの色差信
号画素数との比が、水平方向では4:1であり、垂直方
向では1:1であるような信号形態の信号について行な
われるように構成されている2個の信号処理部と、順次
走査を行なう走査標準により1フレームが構成されてい
る画像信号が、水平方向と垂直方向との画素数の比がと
もに2:1である輝度信号と色差信号からなり、前記の
入力画像信号における各走査線毎に連続配置されている
画素を2個の信号処理部に割振り、前記のように割振っ
た画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、そ
れぞれフィールドデータとして供給する画素分割部と、
前記した画素分割部から画素データが供給される各信号
処理部には、それに供給された画素データの内の輝度信
号の画素データについて、画面内の水平m画素×垂直
(m/2)画素からなるブロックの縦方向2個×横方向
2個のブロック配置を、縦方向1個×横方向4個のブロ
ック配置に変換するYブロック変換部を設けて構成した
デジタル画像情報の記録再生装置、及び2:1の飛越走
査を行なう走査標準を適用して、2フィールドにより1
フレームが構成されている画像信号について、1フレー
ム内で水平m画素×垂直m画素よりなる画素ブロックを
構成し、前記の画素ブロックについて直交変換符号化を
行なう第1の直交変換符号化モードによる動作状態と、
前記の画素ブロック内で2フィールドに分割して得た、
水平m画素×垂直(m/2)画素の画素ブロックについ
て直交変換を行ない、それぞれの変換結果の和と差を求
めて符号化を行なう第2の直交変換符号化モードによる
動作状態との2種類の動作状態の内の何れかの動作状態
に選択的に切換え設定できるようになされているととも
に、選択された動作状態を示すフラグを発生させうるよ
うに構成されている信号処理部を、前記した第2の直交
変換符号化モードによる動作状態となるように設定して
なる2個の信号処理部と、順次走査を行なう走査標準に
より1フレームが構成されている入力画像信号における
連続するm/2本または連続するm/2の整数倍本の走
査線毎に、順次交互に前記した2個の信号処理部に割振
り、前記のように割振った画素データを、前記の2個の
信号処理部に対して、それぞれフィールドデータとして
供給する画素分割部とを設けて構成したデジタル画像情
報の記録再生装置、及び2:1の飛越走査を行なう走査
標準を適用して、2フィールドにより1フレームが構成
されている画像信号について、1フレーム内で水平m画
素×垂直m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の
画素ブロックについて直交変換符号化を行なう第1の直
交変換符号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロ
ック内で2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂
直(m/2)画素の画素ブロックについて直交変換を行
ない、それぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行
なう第2の直交変換符号化モードによる動作状態との2
種類の動作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換
え設定できるようになされているとともに、選択された
動作状態を示すフラグを発生させうるように構成されて
いる信号処理部を、前記した第2の直交変換符号化モー
ドによる動作状態となるように設定してなる2個の信号
処理部と、順次走査を行なう走査標準により1フレーム
が構成されている入力画像信号における各走査線毎に連
続配置されている画素を、連続するm個の画素データま
たは連続するmの整数倍個の画素データ毎に、順次交互
に前記した2個の信号処理部に割振り、前記のように割
振った画素データを、前記の2個の信号処理部に対し
て、それぞれフィールドデータとして供給する画素分割
部と、前記した画素分割部から画素データが供給される
各信号処理部には、それに供給された画素データにおけ
る画面内の水平m画素×垂直m画素のブロック内の水平
方向の画素の相関度と、垂直方向の画素の相関度とを調
べ、垂直方向の画素の相関度が高い場合には、前記の水
平m画素×垂直m画素のブロック内において、もとの水
平方向の画素の配列が垂直方向の画素の配列となるよう
に画素の配列態様を変更する行列入れ換え部を設け、か
つ、前記した直交変換符号化データを得る際に適用され
た第2の直交変換符号化モードを示すデータを、前記の
行列入れ換え部において、行列の入れ換えが行なわれた
か否かの情報で置換するように構成したデジタル画像情
報の記録再生装置、及び2:1の飛越走査を行なう走査
標準を適用して、2フィールドにより1フレームが構成
されている画像信号について、1フレーム内で水平m画
素×垂直m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の
画素ブロックについて直交変換符号化を行なう第1の直
交変換符号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロ
ック内で2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂
直(m/2)画素の画素ブロックについて直交変換を行
ない、それぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行
なう第2の直交変換符号化モードによる動作状態との2
種類の動作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換
え設定できるようになされているとともに、選択された
動作状態を示すフラグを発生させうるように構成されて
いる信号処理部を、前記した第2の直交変換符号化モー
ドによる動作状態となるように設定してなる2個の信号
処理部と、順次走査を行なう走査標準により1フレーム
が構成されている入力画像信号における連続するm/2
本または連続するm/2の整数倍本の走査線毎に、順次
交互に前記した2個の信号処理部に割振り、前記のよう
に割振った画素データを、前記の2個の信号処理部に対
して、それぞれフィールドデータとして供給する画素分
割部と、前記した画素分割部から画素データが供給され
る各信号処理部には、それに供給された画素データにお
ける画面内の水平m画素×垂直m画素のブロック内の水
平方向の画素の相関度と、垂直方向の画素の相関度とを
調べ、垂直方向の画素の相関度が高い場合には、前記の
水平m画素×垂直m画素のブロック内において、もとの
水平方向の画素の配列が垂直方向の画素の配列となるよ
うに画素の配列態様を変更する行列入れ換え部を設け、
かつ、前記した直交変換符号化データを得る際に適用さ
れた第2の直交変換符号化モードを示すデータを、前記
の行列入れ換え部において、行列の入れ換えが行なわれ
たか否かの情報で置換するように構成したデジタル画像
情報の記録再生装置を提供する。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
のデジタル画像情報の記録再生装置の具体的な内容を詳
細に説明する。図1は本発明のデジタル画像情報の記録
再生装置の一実施例の記録系のブロック図であり、ま
た、図2は本発明のデジタル画像情報の記録再生装置の
一実施例の再生系のブロック図である。図1において
1,2は順次走査方式による映像信号(画像信号)の入
力端子であり、入力端子1には前記した順次走査方式に
よる映像信号における輝度信号Yが供給され、また入力
端子2には前記した順次走査方式による映像信号におけ
る2つの色差信号Cb,Crが供給される。
【0023】以下の設例において、前記の入力端子1に
供給される順次走査方式による映像信号における各1枚
の画面と対応する輝度信号Yは、水平方向の有効画素数
が720個で、1フレーム内における垂直方向の有効ラ
イン数が480本である各1枚の画面と対応しているデ
ジタル信号であり、また前記の入力端子2に供給される
順次走査方式による映像信号における各1枚の画面と対
応する2つの色差信号Cb,Crは、それぞれ、水平方
向の有効画素数が360個、1フレーム内における垂直
方向の有効ライン数が480本である各1枚の画面と対
応しているデジタル信号である。そして、前記の各デジ
タル信号は、それぞれの画素データが8ビットで量子化
されているものとする。
【0024】前記の入力端子1に供給された順次走査方
式による順次の1枚の画面の映像信号における輝度信号
Yは、適応DCT演算部4に供給されており、また前記
の入力端子2に供給された順次走査方式による順次の1
枚の画面の映像信号における2つの色差信号Cb,Cr
は、ライン間引部3に供給される。そして、前記のライ
ン間引部3では、前記の2つの色差信号Cb,Cr、す
なわち、水平方向の有効画素数が360個で、1フレー
ム内における垂直方向の有効ライン数が480本である
ようなデジタル信号形態の2つの色差信号Cb,Cr
を、それぞれ1フレーム内の垂直方向の有効ライン数が
240本となるように1本置きに間引いて、水平方向の
有効画素数が360個で、1フレーム内における垂直方
向の有効ライン数が240本であるようなデジタル信号
形態の2つの色差信号Cb,Crとして、それを適応D
CT演算部4に供給する。
【0025】前記の適応DCT演算部4は、時間軸上で
連続して供給された2枚の画面(奇数番目の画面と偶数
番目の画面)データ、すなわち、それぞれ、各1枚の画
面毎に、輝度信号Yの画素データと2つの色差信号C
b,Crの画素データとによって各1枚の画面データが
構成されている2枚の画面データを、一旦、2フレーム
メモリ6に格納する。次に、適応DCT演算部4は、前
記のように2フレームメモリ6に格納された前記の2枚
の画面データにおける各1枚の画面データ毎の輝度信号
Yの画素データと2つの色差信号Cb,Crの画素デー
タとのそれぞれについて、予め定められた画素数の水平
方向に連続する画素と、予め定められた画素数の垂直方
向に連続する画素とによって構成される画素ブロック
(原画素ブロック)に分割して、前記の画素ブロックを
縦横相関比較部5に転送する。
【0026】前記の縦横相関比較部5では、前記した時
間軸上で連続して供給された2枚の画面データにおける
輝度信号Yの画素データについての縦横相関度の比較動
作と、前記した時間軸上で連続して供給された2枚の画
面データにおける色差信号Cbの画素データについての
縦横相関度の比較動作と、前記した時間軸上で連続して
供給された2枚の画面データにおける色差信号Crの画
素データについての縦横相関度の比較動作とを行なっ
て、前記した各縦横相関度の比較動作の結果を適応DC
T演算部4に与える。前記の縦横相関比較部5におい
て、時間軸上で連続して供給された2枚の画面データに
おける、輝度信号Yの画素データと、色差信号Cbの画
素データと、色差信号Crの画素データとについて、そ
れぞれ個別的に行なわれる縦横相関度の比較動作は同様
であるので、次に、縦横相関比較部5で行なわれる縦横
相関度の比較動作が、時間軸上で連続して供給された2
枚の画面データにおける輝度信号Yの画素データに対し
て行なわれる場合を代表例に挙げて、縦横相関比較部5
における縦横相関度の比較動作を具体的に説明する。
【0027】図7の(a)に示す一点鎖線枠内のa1,
a2,a3,a4…a15,a16は、時間軸上で連続して供
給された2枚の画面(奇数番目の画面と偶数番目の画
面)データにおける奇数番目の画面の輝度信号Yの画素
データから、切取られた水平4画素×垂直4画素からな
る画素ブロック(原画素ブロック)であり、また、図7
の(b)に示す一点鎖線枠内のb1,b2,b3,b4…b
15,b16は、時間軸上で連続して供給された2枚の画面
(奇数番目の画面と偶数番目の画面)データにおける偶
数番目の画面の輝度信号Yの画素データから、切取られ
た水平4画素×垂直4画素からなる画素ブロック(原画
素ブロック)である。縦横相関比較部5では、まず、前
記した図7の(a)に示されているa1,a2,a5,a6
からなる画素データ群の平均値Aulと、a3,a4,a
7,a8からなる画素データ群の平均値Aurと、図7の
(b)に示されているb1,b2,b5,b6からなる画素
データ群の平均値Bulと、b3,b4,b7,b8からな
る画素データ群の平均値Burとを求める。
【0028】また、縦横相関比較部5では、前記した図
7の(a)に示されているa11,a12,a15,a16から
なる画素データ群の平均値Adrと、図7の(b)に示
されているb11,b12,b15,b16からなる画素データ
群の平均値Bdrとを求める。次に、縦横相関比較部5
では、前記のように各異なる画素データ群毎に求めた各
異なる画素データ群毎の画素データの平均値Aul,A
ur,Bul,Bur,ADr,BDrを用いて演算を
行なって、 (平均値Aurと平均値Aulとの差の絶対値)と
(平均値Burと平均値Bulとの差の絶対値)との和
RH、すなわち、 RH=|(平均値Aur)−(平均値Aul)|+|(平均値Bur)−(平均値B ul)| …(1) を求めるとともに、 (平均値Aurと平均値Adrとの差の絶対値)と
(平均値Burと平均値Bdrとの差の絶対値)との和
RV、すなわち、 RV=|(平均値Aur)−(平均値Adr)|+|(平均値Bur)−(平均値B dr)| …(2) を求める。
【0029】次に、前記の縦横相関比較部5では、前記
の(1)式,(2)式を用いて、それぞれ行なわれた演
算の結果として求められたRHの値とRVの値との比較
を行なう。そして、前記の比較結果が例えばRH>RV
の場合には、奇数番目の画面から切出された図7の
(a)に示されているa1,a2,a3…a15,a16の各
画素データからなる水平4画素×垂直4画素の画素ブロ
ック(原画素ブロック)と、偶数番目の画面から切出さ
れた図7の(b)に示されているb1,b2,b3,b4…
b15,b16の各画素データからなる水平4画素×垂直4
画素の画素ブロック(原画素ブロック)との相関度につ
いて、垂直方向での相関度の方が、水平方向での相関度
に比べて相対的に高いと考え、また、前記の比較結果
が、例えばRH≦RVの場合には、奇数番目の画面から
切出された図7の(a)に示されているa1,a2,a3
…a15,a16の各画素データからなる水平4画素×垂直
4画素の画素ブロック(原画素ブロック)と、偶数番目
の画面から切出された図7の(b)に示されているb
1,b2,b3,b4…b15,b16の各画素データからなる
水平4画素×垂直4画素の画素ブロック(原画素ブロッ
ク)とに関しては、水平方向での相関度の方が垂直方向
での相関度に比べて相対的に高いと考える。
【0030】そして、前記の縦横相関比較部5では、前
記したRHの値とRVの値との比較結果がRH>RVの
場合と、比較結果がRH≦RVの場合とについて、前記
の比較結果を示す情報、すなわち、縦横相関度の比較動
作の結果の情報を適応DCT演算部4に与える。前記の
適応DCT演算部4に対して、縦横相関比較部5からR
HとRVとの比較結果がRH>RVであることを示す情
報が与えられた場合には、奇数番目の画面における輝度
信号Yの画素データから、切取られた水平4画素×垂直
4画素(a1,a2,a3,a4…a15,a16)からなる画
素ブロック(原画素ブロック)を、図9の(a)に示し
てあるように水平方向に2分割して、画素a1,a2,a
5,a6,a9,a10,a13,a14による水平2画素×垂
直4画素からなる画素ブロックAV1(分割画素ブロッ
クAV1)と、画素a3,a4,a7,a8,a11,a12,
a15,a16による水平2画素×垂直4画素からなる画素
ブロックAV2(分割画素ブロックAV2)との2つの
分割画素ブロックAV1,AV2とし、前記の各分割画
素ブロックAV1,AV2を、それぞれDCTブロック
として用いて、前記の各DCTブロックAV1,AV2
における水平2画素×垂直4画素について2次元DCT
を行なう。
【0031】また、前記の適応DCT演算部4に対し
て、縦横相関比較部5からRHとRVとの比較結果がR
H>RVであることを示す情報が与えられた場合には、
偶数番目の画面における輝度信号Yの画素データから、
切取られた水平4画素×垂直4画素(b1,b2,b3,
b4…b15,b16)からなる画素ブロック(原画素ブロ
ック)を、図9の(b)に示されているように水平方向
に2分割して、画素b1,b2,b5,b6,b9,b10,
b13,b14による水平2画素×垂直4画素からなる画素
ブロックBV1(分割画素ブロックBV1)と、画素b
3,b4,b7,b8,b11,b12,b15,b16による水平
2画素×垂直4画素からなる画素ブロックBV2(分割
画素ブロックBV2)との2つの分割画素ブロックBV
1,BV2とし、前記の各分割画素ブロックBV1,B
V2を、それぞれDCTブロックとして用いて、前記の
各DCTブロックBV1,BV2における水平2画素×
垂直4画素について2次元DCTを行なう。
【0032】次に、前記の適応DCT演算部4では、D
CTブロックとして用いられた前記した各分割画素ブロ
ックAV1,AV2,BV1,BV2毎に個別に求めら
れたDCT係数(DCT変換係数)について、次のよう
な演算を行なう。すなわち、分割画素ブロックAV1に
ついて求められた各DCT係数と、分割画素ブロックB
V1について求められた各DCT係数とにより、各DC
T係数毎の和と差とを求める演算を行なうとともに、前
記の分割画素ブロックAV2について求められた各DC
T係数と、分割画素ブロックBV2について求められた
各DCT係数とにより、各DCT係数毎の和と差とを求
める演算を行なう。
【0033】前記のように、時間軸上で連続している2
つの画面(奇数番目の画面と奇数番目の画面)につい
て、相互の画面内で対応している位置の原画素ブロック
に関して、それぞれ設定された分割画素ブロック(AV
1,AV2、BV1,BV2)の内で、互いに対応する
位置関係にある分割画素ブロック(例えば分割画素ブロ
ックAV1と分割画素ブロックBV1、あるいは例えば
分割画素ブロックAV2と分割画素ブロックBV2)に
ついて、個別に求められた各DCT係数毎の和と差とを
求める演算を行なうという信号処理は、時間方向でDC
T変換を行なう信号処理に相当しているから、前記した
信号処理によって、水平2画素×垂直4画素×時間2
(n=2の場合の例)画素の3次元DCTが行なわれる
ことになる。そして、前記した適応DCT演算部4で行
なわれた3次元DCTの演算結果は再量子化部7に供給
される。
【0034】次に、前記の適応DCT演算部4に対し
て、縦横相関比較部5からRHとRVとの比較結果がR
H≦RVであることを示す情報が与えられた場合には、
奇数番目の画面における輝度信号Yの画素データから、
切取られた水平4画素×垂直4画素(a1,a2,a3,
a4…a15,a16)からなる画素ブロック(原画素ブロ
ック)を、図8の(a)に示してあるように垂直方向に
2分割して、画素a1,a2,a3,a4,a5,a6,a
7,a8による水平4画素×垂直2画素からなる画素ブロ
ックAH1(分割画素ブロックAH1)と、画素a9,
a10,a11,a12,a13,a14,a15,a16による水平
4画素×垂直2画素からなる画素ブロックAH2(分割
画素ブロックAH2)との2つの分割画素ブロックAH
1,AH2とし、前記の各分割画素ブロックAH1,A
H2を、それぞれDCTブロックとして用いて、前記の
各DCTブロックAH1,AH2における水平4画素×
垂直2画素について2次元DCTを行なう。
【0035】また、前記の適応DCT演算部4に対し
て、縦横相関比較部5からRHとRVとの比較結果がR
H≦RVであることを示す情報が与えられた場合には、
偶数番目の画面における輝度信号Yの画素データから、
切取られた水平4画素×垂直4画素(b1,b2,b3,
b4…b15,b16)からなる画素ブロック(原画素ブロ
ック)を、図8の(b)に示されているように垂直方向
に2分割して、画素b1,b2,b3,b4,b5,b6,b
7,b8による水平4画素×垂直2画素からなる画素ブロ
ックBH1(分割画素ブロックBH1)と、画素b9,
b10,b11,b12,b13,b14,b15,b16による水平
4画素×垂直2画素からなる画素ブロックBH2(分割
画素ブロックBH2)との2つの分割画素ブロックBH
1,BH2とし、前記の各分割画素ブロックBH1,B
H2を、それぞれDCTブロックとして用いて、前記の
各DCTブロックBH1,BH2における水平4画素×
垂直2画素について2次元DCTを行なう。
【0036】次に、前記の適応DCT演算部4では、D
CTブロックとして用いられた前記した各分割画素ブロ
ックAH1,AH2,BH1,BH2毎に個別に求めら
れたDCT係数について、次のような演算を行なう。す
なわち、分割画素ブロックAH1について求められた各
DCT係数と、分割画素ブロックBH1について求めら
れた各DCT係数とにより、各DCT係数毎の和と差と
を求める演算を行なうとともに、前記の分割画素ブロッ
クAH2について求められた各DCT係数と、分割画素
ブロックBH2について求められた各DCT係数とによ
り、各DCT係数毎の和と差とを求める演算を行なう。
【0037】前記のように、時間軸上で連続している2
つの画面(奇数番目の画面と奇数番目の画面)につい
て、相互の画面内で対応している位置の原画素ブロック
に関して、それぞれ設定された分割画素ブロック(AH
1,AH2、BH1,BH2)の内で、互いに対応する
位置関係にある分割画素ブロック(例えば分割画素ブロ
ックAH1と分割画素ブロックBH1、あるいは例えば
分割画素ブロックAH2と分割画素ブロックBH2)に
ついて個別に求められた各DCT係数毎の和と差とを求
める演算を行なうという信号処理は、時間方向でDCT
変換を行なう信号処理に相当しているから、前記した信
号処理によって、水平4画素×垂直2画素×時間2(n
=2の場合の例)画素の3次元DCTが行なわれること
になる。そして、前記した適応DCT演算部4で行なわ
れた3次元DCTの演算結果は再量子化部7に供給され
る。
【0038】前記のように、適応DCT演算部4におい
て行なわれるDCT演算は、既述した縦横相関比較部5
から適応DCT演算部4に供給されるRHとRVとの比
較結果がRH>RVであるのか、RH≦RVであるのか
に応じて、適応的に互いに異なる3次元の直交変換モー
ドで行なわれる。それで、前記した適応DCT演算部4
において行なわれたDCT演算が、原画素ブロックを水
平方向に2分割した水平(m/2)画素×垂直m画素×
時間n画素よりなる各分割画素ブロックについて3次元
の直交変換符号化を行なう第1の3次元直交変換符号化
モードによって行われたのか、あるいは原画素ブロック
を垂直方向に2分割した水平m画素×垂直(m/2)画
素×時間n画素よりなる各分割画素ブロックについて3
次元の直交変換符号化を行なう第2の3次元直交変換符
号化モードによって行なわれたのかの区別を示す情報、
すなわち3次元直交変換符号化データを得る際に適用さ
れた3次元直交変換符号化モードの種類を示す情報も、
原画素ブロックについてのDCT係数のデータととも
に、適応DCT演算部4から出力される。
【0039】前記した適応DCT演算部4から出力され
た3次元DCTの演算結果が供給された再量子化部7で
は、DCT演算で得られたDCT係数について、量子化
と可変長符号化を施した後の所定数の原画素ブロックか
らなるセグメント内でのデータ量が所定値以下で、最も
所定値に近くなるように量子化テーブルを選択して量子
化(再量子化)される。前記の量子化に際しては、各D
CTブロックの状況(DCTブロック内の画素値の分散
値等)に応じてDCTブロックをクラスに分け、前記の
クラスに応じて量子化ステップを変えて、1つの量子化
テーブルが選択される。再量子化部7から出力されたデ
ータは可変長符号化部8に供給されて可変長符号化され
る。可変長符号化部8で可変長符号化されたデータ列
は、図20に示されているようなシンクブロック内のデ
ータとしてフォーマッティングされる。既述した3次元
直交変換符号化データを得る際に適用された3次元直交
変換符号化モードの種類を示す情報は、図20中におけ
るMで示す領域中にDCT演算のモード情報として格納
される。
【0040】前記のようにフォーマティングされたデー
タは、次に誤り訂正符号化部9に入力される。誤り訂正
符号化部9で誤り訂正符号化が行なわれたデータは記録
変調部10に供給される。誤り訂正符号化部10からデ
ータが供給された前記の記録変調部10では、それに入
力されたデータに対してIDワードとシンクワードとを
付加した後に記録変調を施し、記録データとして出力端
子11に送出する。
【0041】前記の出力端子11に、回転磁気ヘッド1
4が接続されている場合には、走行する磁気テープに対
して前記の回転磁気ヘッドにより、1フレームの記録デ
ータが10本の記録跡に記録されるような記録態様で記
録され、また、前記の出力端子11に伝送路が接続され
ている場合には、記録変調部10からの出力データが伝
送路を介して受信側に送信される。
【0042】なおライン間引部3から適応DCT演算部
4に供給される色差信号Cb,Crに対して、適応DC
T演算部4,再量子化部7,可変長符号化部8,誤り訂
正符号化部9,記録変調部10等で行なわれる信号処理
動作も、入力端子1から適応DCT演算部4に供給され
た輝度信号Yに対して、適応DCT演算部4,再量子化
部7,可変長符号化部8,誤り訂正符号化部9,記録変
調部10等で行なわれる既述のような信号処理動作と同
様であるので、その詳細な説明は省略する。
【0043】また、これまで、図1を参照して既述した
デジタル画像情報の記録再生装置の実施態様において
は、原画素ブロックとして水平4画素×垂直4画素と
し、時間方向に2画素の場合を例に挙げて説明を行なっ
たが、実施に当っては前記の例に限られることはなく、
例えば水平8画素×垂直8画素×時間4画素のようにし
て実施したり、その他任意所望の画素数を選択して実施
することができる。また、既述の実施例において2つの
色信号Cb,Crについて行なっていたライン間引き
は、本発明の実施に際して必らずしも行なわなくてもよ
いものである。
【0044】次に図2は、図1を参照して既述したデジ
タル画像情報の記録再生装置の記録系を用いて磁気テー
プに記録されたデジタル画像情報を再生する再生系の構
成例を示すブロック図[図1を参照して既述したデジタ
ル画像情報の記録再生装置の記録系(送信部でも同じ)
から伝送路に送出されたデジタル画像情報の再生系(受
信部でも同じ)のブロック図]である。12は記録済み
磁気テープから再生されたデジタル画像情報(または伝
送路を伝送して来たデジタル画像情報)の入力端子であ
り、13は記録復調部である。前記の記録復調部13で
は、図1を参照して既述した記録系の記録変調部10で
行なわれた変調動作と逆の復調動作を行なって、復調さ
れたデータ列を誤り訂正符号復号化部14に供給する。
【0045】前記した誤り訂正符号復号化部14では、
誤り訂正処理を行なったデータ列を可変長復号部(可変
長符号復号部)15に与える。可変長復号部(可変長符
号復号部)15では、それに供給されたデータについ
て、可変長符号を復号した後に、復号されたデータ列を
逆量子化部(再逆量子化部)16に供給する。逆量子化
部16では、逆量子化の信号処理を行なって、出力デー
タを適応逆DCT演算部17に与える。前記の適応逆D
CT演算部17は、逆量子化部16から供給されたデー
タ列を、一たん2フレーメモリ18に格納する。前記の
2フレームメモリ18に格納された時間軸上で連続する
2画面分のデータ列は、図1及び図7乃至図9等を参照
して既述した適応DCT演算部4における動作、すなわ
ち、時間軸上で連続している2つの画面(奇数番目の画
面と奇数番目の画面)について、相互の画面内で対応し
ている位置の原画素ブロックに関して、それぞれ設定さ
れた分割画素ブロック(AV1,AV2、BV1,BV
2)の内で、互いに対応する位置関係にある分割画素ブ
ロック(例えば分割画素ブロックAV1と分割画素ブロ
ックBV1、あるいは例えば分割画素ブロックAV2と
分割画素ブロックBV2)について、個別に求められた
各DCT変換係数毎の和と差とを求める演算を行なうと
いう信号処理が行なわれていて、水平2画素×垂直4画
素×時間2(n=2の場合の例)画素の3次元DCTが
行なわれた状態のものとなっている。
【0046】それで、前記の適応逆DCT演算部17で
は、図20中におけるMで示す領域中に格納されている
DCT演算のモード情報、すなわち、3次元直交変換符
号化データを得る際に適用された3次元直交変換符号化
モードの種類を示す情報を用いて、逆DCT演算を行な
うベきDCTブロックが、図8の(a),(b)に例示
されている分割画素ブロック(AH1,AH2、BH
1,BH2)であるのか、または図9の(a),(b)
に例示されている分割画素ブロック(AV1,AV2、
BV1,BV2)であるのかを判別し、前記の判別結果
に従って適応的に逆DCT演算を行ない、図7の
(a),(b)に示されている原画素ブロックの画素デ
ータによるデータ列として出力端子20に出力する。な
お、色差信号Cb,Crは、記録系に設けられているラ
イン間引部3において、既述のようにライン数が1/2
となるように1本置きに間引かれた状態にされているか
ら、色差信号Cb,Crの再生に当っては、ライン補間
部19における補間動作によりライン数を2倍にしてか
ら出力端子21に出力される。
【0047】図1及び図2を参照して既述した本発明の
デジタル画像情報の記録再生装置では、画面内の水平方
向と垂直方向とにおける相関度の高い方と、さらに時間
方向の相関を利用してDCTを行なうようにしているの
で、効率的な画像情報圧縮符号化が可能となる。それ
で、記録媒体に記録するビットレートが一定の場合には
再量子化による量子化ノイズを小さくすることができ、
圧縮伸長時の画質の向上が達成できることになる。
【0048】次に、図3は本発明のデジタル画像情報の
記録再生装置の一実施例の記録系のブロック図であり、
また、図4は本発明のデジタル画像情報の記録再生装置
の一実施例の再生系のブロック図である。図3において
1,2は順次走査方式による映像信号(画像信号)の入
力端子であり、入力端子1には前記した順次走査方式に
よる映像信号における輝度信号Yが供給され、また入力
端子2には前記した順次走査方式による映像信号におけ
る2つの色差信号Cb,Crが供給される。以下の設例
において、前記の入力端子1に供給される順次走査方式
による映像信号における各1枚の画面と対応する輝度信
号Yは、水平方向の有効画素数が720個で、1フレー
ム内における垂直方向の有効ライン数が480本である
各1枚の画面と対応しているデジタル信号であり、また
前記の入力端子2に供給される順次走査方式による映像
信号における各1枚の画面と対応する2つの色差信号C
b,Crは、それぞれ、水平方向の有効画素数が360
個、1フレーム内における垂直方向の有効ライン数が4
80本である各1枚の画面と対応しているデジタル信号
である。そして、前記の各デジタル信号は、それぞれの
画素データが8ビットで量子化されているものとする。
【0049】前記の入力端子1に供給された順次走査方
式による順次の1枚の画面の映像信号における輝度信号
Yは、動き補償部22に供給されており、また前記の入
力端子2に供給された順次走査方式による順次の1枚の
画面の映像信号における2つの色差信号Cb,Crは、
ライン間引部3に供給される。そして、前記のライン間
引部3では、前記の2つの色差信号Cb,Cr、すなわ
ち、水平方向の有効画素数が360個で、1フレーム内
における垂直方向の有効ライン数が480本であるよう
なデジタル信号形態の2つの色差信号Cb,Crを、そ
れぞれ1フレーム内の垂直方向の有効ライン数が240
本となるように1本置きに間引いて、水平方向の有効画
素数が360個で、1フレーム内における垂直方向の有
効ライン数が240本であるようなデジタル信号形態の
2つの色差信号Cb,Crとして、それを動き補償部2
2に供給する。
【0050】前記の動き補償部22は、時間軸上で連続
して供給された2枚の画面(奇数番目の画面と偶数番目
の画面)における偶数番目の画面の全体が、奇数番目の
画面に対して、どの方向にどれだけ移動したを動きベク
トルとして算出する。前記の点を具体的に説明すると次
のとおりである。すなわち、前記の動き補償部22で
は、それぞれ、各1枚の画面毎に、輝度信号Yの画素デ
ータと2つの色差信号Cb,Crの画素データとによっ
て各1枚の画面データが構成されている2枚の画面デー
タの内で、奇数番目の画面データは次段の適応DCT演
算部4に出力するとともに、一旦、1フレームメモリ2
3に格納する。
【0051】すなわち、前記の動き補償部22では、時
間軸上で前記の奇数番目の画面データに引続いて供給さ
れて来た偶数番目の画面データと、1フレームメモリ2
3に格納してある奇数番目の画面データとを用いて、図
11の(b)に一点鎖線の枠EFGHで示す偶数番目の
画面における画面中の画像内容の全体が、図11の
(a)に実線枠ABCDで示す奇数番目の画面における
画面中の画像内容の全体に対して、どの方向にどれだけ
移動したかを動きベクトルとして算出する。図11の
(a)に実線枠ABCDで示してある奇数番目の画面中
の実線図示の曲線画形は、奇数番目の画面中の画像内容
であり、また図11の(b)に一点鎖線枠EFGHで示
してある偶数番目の画面中の実線図示の曲線画形は、偶
数番目の画面中の画像内容である。
【0052】図11の(b)に一点鎖線枠EFGHで示
してある偶数番目の画面中へ示してある点線図示の曲線
図形は、前記の一点鎖線枠EFGHに、図11の(a)
に示す実線枠ABCDを正しく重ね合わせた状態とした
ときに、前記した奇数番目の画面中に示してある実線図
示の曲線図形は、偶数番目の画面中の点線図示の位置に
示されることを表わしている。すなわち、図11の
(b)に一点鎖線枠EFGHで示してある偶数番目の画
面中へ示してある実線図示の曲線図形と点線図示の曲線
図形との位置のずれによって、偶数番目の画面中の画像
内容の全体が、奇数番目の画面中の画像内容の全体に対
してどのような方向にどれだけ移動しているのかを示し
ており、前記の動き補償部22では、前記の図11の
(b)を参照して説明したような偶数番目の画面中の画
像内容の全体が、奇数番目の画面中の画像内容の全体に
対してどのような方向にどれだけ移動したのかを動きベ
クトルとして算出する。
【0053】そして、前記の動き補償部22では、前記
の算出した動きベクトルを用いて、偶数番目の画面の画
面データに対して、偶数番目の画面における左上の位置
Eが前記の動きベクトル分だけずらされた状態[図11
の(c),(d)参照]の偶数番目の画面データとなる
ように動き補償を行なった後に、動き補償が行なわれた
状態の輝度信号Y,色差信号Cb,色差信号Crを、次
段の適応DCT演算部4に供給する。次に、図11の
(c)を参照して前記した動き補償部22で行なわれる
動き補償動作について説明すると次のとおりである。図
11の(c)における太い一点鎖線枠EFGHは、図1
1の(b)に示してある偶数番目の画面を示しており、
また、図11の(c)における細い一点鎖線枠efgh
は、前記の動き補償部22で算出した動きベクトル分と
対応して、偶数番目の画面の左上隅の位置Eが、動きベ
クトル分だけずらされた状態を示している。
【0054】そして、前記した図11の(c)中に示さ
れている実線図示の曲線図形と、太い一点鎖線枠EFG
Hとの位置関係は、図11の(b)に示してある実線図
示の曲線図形と太い一点鎖線枠EFGHとの位置関係と
同一である。また、前記の太い一点鎖線枠EFGHの左
上隅の位置Eを、図11の(c)の細い一点鎖線枠ef
ghにおける左上隅の位置eまでずらした状態の前記の
細い一点鎖線枠efghと、図11の(c)に示してあ
る実線図示の曲線図形との位置関係は、図11の(a)
中に示されている実線図示の曲線図形と、太い一点鎖線
枠ABCDとの位置関係に近いものになっている。すな
わち、図11の(c)における太い一点鎖線枠EFGH
の位置と、細い一点鎖線枠efghの位置とのずれの方
向及びずれ量を表わす動きベクトルと対応して、動き補
償が行なわれることにより、後段の適応DCT演算部4
で行なわれるDCT演算によって得られるDCT係数は
低次の交流成分が多くなる。
【0055】今、時間軸上で連続している奇数番目の画
面と、偶数番目の画面とにおける画面内で互いに対応し
ている位置の原画素ブロックが、前記の奇数番目の画面
から切出された図7の(a)に示されているa1,a2,a3
…a15,a16の各画素データからなる水平4画素×垂直
4画素の画素ブロック(原画素ブロック)であり、また
前記の偶数番目の画面から切出された図7の(b)に示
されているb1,b2,b3,b4…b15,b16の各画素デ
ータからなる水平4画素×垂直4画素の画素ブロック
(原画素ブロック)であるような時間軸上で連続してい
る2枚の画面データが動き補償部22に供給されている
とした場合を想定し、また動き補償部22において、偶
数番目の画面中の画像内容の全体が、奇数番目の画面中
の画像内容の全体に対して、画面の右方向に1画素分で
画面の下方向に1画素分だけずれている状態と対応する
動きベクトルが算出された場合を例にとって、動き補償
部22の動作を説明するために用いられる図が図10の
(a),(b)である。
【0056】まず、図10の(a)は、時間軸上で連続
している奇数番目の画面と、偶数番目の画面とにおける
奇数番目の画面内の特定な位置における画素ブロック
(原画素ブロック)、すなわち、前記の奇数番目の画面
データから画面内の特定な位置の画素データa1,a2,
a3…a15,a16を切出して構成させた水平4画素×垂
直4画素の画素ブロック(原画素ブロック)を示してお
り、この図10の(a)に示してある画素ブロックは、
既述した図7の(a)に示してある画素ブロックと同じ
である。また、図10の(b)は、奇数番目の画面に引
続いて時間軸上に現れた偶数番目の画面中の画像内容の
全体が、前記の奇数番目の画面中の画像内容の全体に対
して、画面の右方向に1画素分だけずれており、また画
面の下方向に1画素分だけずれている状態になっている
としている設例における前記の偶数番目の画面データか
ら画素データb6,b7,b8…b15,b16、b18,b1
9,b20…b24,b25を切出して構成させた水平4画素
×垂直4画素の画素ブロック(原画素ブロック)を示し
ており、この図10の(b)に示されている画素ブロッ
クは、既述した図7の(b)に示されている画素ブロッ
クの構成に使用されている画素データとは異なる画素デ
ータによって構成されている。
【0057】すなわち、前記した図10の(b)に示さ
れている画素ブロックは、既述した図7の(b)に示さ
れている偶数番目の画面データから切出した画素データ
b1,b2,b3…b15,b16によって構成されている水
平4画素×垂直4画素の画素ブロックに対して、画面の
右方向に1画素分だけずらされているとともに、画面の
下方向に1画素分だけずらされている状態で画素ブロッ
ク(原画素ブロック)が構成されている。前記のよう
に、偶数番目の画面中の画像内容の全体が、奇数番目の
画面中の画像内容の全体に対してずれている場合に、動
き補償部22で算出された動きベクトルに応じて、偶数
番目の画面の画面データの信号処理に使用される原画素
ブロックの構成に使用される画素データの切出し態様を
変更して偶数番目の画面データに動き補償を行なう場合
には、例えば、図11の(d)中に示されている領域1
の部分の画素データと、領域2の部分の画素データとに
対する信号処理が問題になるが、前記の領域1の部分の
画素データと、領域2の部分の画素データとは、図11
の(d)中に示されている領域1データ移動先、領域2
データ移動先として示してある部分に移動させた状態で
信号処理を行なうようにすればよい。
【0058】図3に示すデジタル画像情報の記録再生装
置の記録系において、前記した動き補償部22から、時
間軸上で連続して供給された2枚の画面(奇数番目の画
面と偶数番目の画面)データ、すなわち、それぞれ、各
1枚の画面毎に、輝度信号Yの画素データと2つの色差
信号Cb,Crの画素データとによって各1枚の画面デ
ータが構成されている2枚の画面データが供給される適
応DCT演算部4から出力端子11までの間の構成部
分、すなわち、適応DCT演算部4、縦横相関比較部
5、2フレームメモリ6、再量子化部7、可変長符号化
部8、誤り訂正符号化部9、記録変調部10などの各構
成部分は、図1に示すデジタル画像情報の記録再生装置
における適応DCT演算部4から出力端子11までの間
の構成部分と同じであり、前記の構成部分で行なわれる
動作も同様であるので、前記の構成部分に関する詳細な
記述は省略する。ただし、図3に示すデジタル画像情報
の記録再生装置の記録系においては、偶数番目の画面デ
ータに対して動き補償を行なっているので、記録(伝
送)データ中には前記した偶数番目の画面データに対す
る動き補償に用いた動きベクトルの情報も付加されるべ
きことは当然である。
【0059】次に、前記した図3に示すデジタル画像情
報の記録再生装置の記録系を用いて磁気テープに記録さ
れたデジタル画像情報を再生する再生系[図3を参照し
て既述したデジタル画像情報の記録再生装置の記録系
(送信部でも同じ)から伝送路に送出されたデジタル画
像情報の再生系(受信部でも同じ)のブロック図]の構
成例を示す図4において、動き戻し部24を除く構成部
分は、図1に示すデジタル画像情報の記録再生装置の記
録系を用いて磁気テープに記録されたデジタル画像情報
を再生する再生系であるとして、図2を参照して既述し
たジタル画像情報の記録再生装置の再生系の構成部分と
同様である。図4において、12は記録済み磁気テープ
から再生されたデジタル画像情報(または伝送路を伝送
して来たデジタル画像情報)の入力端子であり、13は
記録復調部である。前記の記録復調部13では、記録系
の記録変調部10で行なわれた変調動作と逆の復調動作
を行なって、復調されたデータ列を誤り訂正符号復号化
部14に供給する。
【0060】前記した誤り訂正符号復号化部14では、
誤り訂正処理を行なったデータ列を可変長復号部(可変
長符号復号部)15に与える。可変長復号部(可変長符
号復号部)15では、それに供給されたデータについ
て、可変長符号を復号した後に、復号されたデータ列を
逆量子化部(再逆量子化部)16に供給する。逆量子化
部16では、逆量子化の信号処理を行なって、出力デー
タを適応逆DCT演算部17に与える。前記の適応逆D
CT演算部17は、逆量子化部16から供給されたデー
タ列を、一たん2フレーメモリ18に格納する。前記の
2フレームメモリ18に格納された時間軸上で連続する
2画面分のデータ列は、図1及び図7乃至図9等を参照
して既述した適応DCT演算部4における動作、すなわ
ち、時間軸上で連続している2つの画面(奇数番目の画
面と奇数番目の画面)について、相互の画面内で対応し
ている位置の原画素ブロックに関して、それぞれ設定さ
れた分割画素ブロック(AV1,AV2、BV1,BV
2)の内で、互いに対応する位置関係にある分割画素ブ
ロック(例えば、分割画素ブロックAV1と分割画素ブ
ロックBV1、あるいは例えば、分割画素ブロックAV
2と分割画素ブロックBV2)について、個別に求めら
れた各DCT係数毎の和と差とを求める演算を行なうと
いう信号処理が行なわれていて、水平2画素×垂直4画
素×時間2(n=2の場合の例)画素の3次元DCTが
行なわれた状態のものとなっている。
【0061】それで、前記の適応逆DCT演算部17で
は、図20中におけるMで示す領域中に格納されている
DCT演算のモード情報、すなわち、3次元直交変換符
号化データを得る際に適用された3次元直交変換符号化
モードの種類を示す情報を用いて、逆DCT演算を行な
うベきDCTブロックが、図8の(a),(b)に例示
されている分割画素ブロック(AH1,AH2、BH
1,BH2)であるのか、または図9の(a),(b)
に例示されている分割画素ブロック(AV1,AV2、
BV1,BV2)であるのかを判別し、前記の判別結果
に従って適応的に逆DCT演算を行なって得た画素デー
タによるデータ列として動き戻し部24に出力する。
【0062】前記の動き戻し部24では、図3を参照し
て既述したデジタル画像情報の記録再生装置の記録系中
に設けられている動き補償部22において、偶数番目の
画面データに対して行なわれていた動き補償、すなわ
ち、偶数番目の画面中の画像内容の全体が、奇数番目の
画面中の画像内容の全体に対してずれている場合に、動
き補償部22で算出された動きベクトルに応じて、偶数
番目の画面の画面データの信号処理に使用される原画素
ブロックの構成に使用される画素データの切出し態様を
変更して偶数番目の画面データに施されている動き補償
を戻す動作を行なう。前記した動き戻し部24におい
て、動き補償が施されている偶数番目の画面データの動
き補償を戻す動作は、図3に示すデジタル画像情報の記
録再生装置の記録系中において記録(伝送)データ中に
付加しておいた動きベクトルの情報を用いて行なわれ
る。なお、前記した動き戻し部24において行われる偶
数番目の画面データの動き補償を戻す動作は、図11の
各図を参照して既述した偶数番目の画面データに対して
動き補償を行なう動作の逆であり、容易に理解できると
ころであるから、その詳細な記述は省略する。
【0063】前記した動き戻し部24からは、図7の
(a),(b)に示されているような原画素ブロックの
画素データによるデータ列として、輝度信号は出力端子
20に送出され、また、色差信号Cb,Crは、記録系
に設けられているライン間引部3において、既述のよう
にライン数が1/2となるように1本置きに間引かれた
状態のものとされているので、ライン補間部19におけ
る補間動作によりライン数を2倍にしてから出力端子2
1に出力される。
【0064】図3及び図4を参照して既述した本発明の
デジタル画像情報の記録再生装置では、画面内の水平方
向と垂直方向とにおける相関度の高い方と、さらに時間
方向の相関を利用してDCTを行なうようにしているの
で、効率的な画像情報圧縮符号化を可能とし、記録媒体
に記録するビットレートが一定の場合には再量子化によ
る量子化ノイズを小さくすることができ、圧縮伸長時の
画質の向上が達成できる他に、撮像装置(TVカメラ)
がパンを行なった状態で得られた画像に対して、時間軸
方向の画素の相関を、より一層有効に利用できるので、
一層高画質の圧縮伸長画像を容易に得ることができる。
【0065】次に、図5は本発明のデジタル画像情報の
記録再生装置の一実施例の記録系のブロック図であり、
また、図6は本発明のデジタル画像情報の記録再生装置
の一実施例の再生系のブロック図である。図5において
1,2は順次走査方式による映像信号(画像信号)の入
力端子であり、入力端子1には前記した順次走査方式に
よるフレームレートが59.94Hzであるような映像
信号における輝度信号Yが供給され、また入力端子2に
は前記した順次走査方式による映像信号における2つの
色差信号Cb,Crが供給される。以下の設例におい
て、前記の入力端子1に供給される順次走査方式による
映像信号における各1枚の画面と対応する輝度信号Y
は、水平方向の有効画素数が720個で、1フレーム内
における垂直方向の有効ライン数が480本である各1
枚の画面と対応しているデジタル信号であり、また前記
の入力端子2に供給される順次走査方式による映像信号
における各1枚の画面と対応する2つの色差信号Cb,
Crは、それぞれ、水平方向の有効画素数が360個、
1フレーム内における垂直方向の有効ライン数が480
本である各1枚の画面と対応しているデジタル信号であ
る。そして、前記の各デジタル信号は、それぞれの画素
データが8ビットで量子化されているものとする。
【0066】前記の入力端子1に供給された順次走査方
式による順次の1枚の画面の映像信号における輝度信号
Yは、画素分割部25に供給されており、また前記の入
力端子2に供給された順次走査方式による順次の1枚の
画面の映像信号における2つの色差信号Cb,Crは、
ライン間引部3に供給される。そして、前記のライン間
引部3では、前記の2つの色差信号Cb,Cr、すなわ
ち、水平方向の有効画素数が360個で、1フレーム内
における垂直方向の有効ライン数が480本であるよう
なデジタル信号形態の2つの色差信号Cb,Crを、そ
れぞれ1フレーム内の垂直方向の有効ライン数が240
本となるように1本置きに間引いて、水平方向の有効画
素数が360個で、1フレーム内における垂直方向の有
効ライン数が240本であるようなデジタル信号形態の
2つの色差信号Cb,Crとして、それを画素分割部2
5に供給する。
【0067】前記の画素分割部25では、順次走査方式
による順次の1枚の画面の映像信号における輝度信号Y
についての画素分割動作と、順次走査方式による順次の
1枚の画面の映像信号における色差信号Cbについての
画素分割動作と、順次走査方式による順次の1枚の画面
の映像信号における色差信号にCrについての画素分割
動作とを行なう。そして、前記の画素分割部25で行な
われる画素の分割動作は、前記した各信号における個別
の信号毎に、それぞれ時間軸上に配列している順次の画
素(画素データ)を、それぞれ予め定められた個数の連
続する画素毎に区切って単位の画素群とし、時間軸上に
並ぶ前記の単位の画素群を、順次交互に2つの記録信号
処理部26,27に分配して供給する動作である。
【0068】前記の画素分割部25における画素の分割
動作を具体的に説明することとし、まず、順次走査方式
による映像信号における各1枚の画面と対応する輝度信
号Yが、前記のように水平方向の有効画素数が720個
で、1フレーム内における垂直方向の有効ライン数が4
80本である場合における画素分割部25における画素
分割動作について述べると次のとおりである。1つの画
面は1本のライン上に720個の画素が配列されている
から、今、1本のラインの左端の画素から、ライン上に
右方に連続して配列している16個の画素毎に区切っ
て、それぞれ単位の画素群とすると、前記の1本のライ
ン上に水平方向に並ぶ720個の画素は、各ライン毎に
720/16=45個の単位の画素群に分けられること
になる。
【0069】前記の1本のライン毎に設定された各45
個の単位の画素群について、各ラインの左端に位置する
単位の画素群を1番目の単位の画素群とし、前記の1番
目の単位の画素群の右方に配列している順次の単位の画
素群を、順次に2番目の単位の画素群,3番目の単位の
画素群…45番目の単位の画素群とした場合に、前記の
画素分割部25では、1番目の単位の画素群から44番
目の単位の画素群については、奇数番目の単位の画素群
を第1の記録信号処理部26に供給し、また、偶数番目
の単位の画素群を第2の記録信号処理部27に供給する
ような動作を行なう。そして、45番目の単位の画素群
は、それを構成している16画素の内の前半の8画素を
第1の記録信号処理部26に供給し、後半の8画素を第
2の記録信号処理部27に供給するというような画素分
割動作を行なう[図12の(a)及び図13の(a)参
照]。そして、前記した画素分割部25における前記の
ような画素分割動作は、各1画面毎に、画面の最上端の
ラインの左端から開始され、順次に1本ずつ下方のライ
ンに移り、最下端のラインの右端で終了するようにして
行なわれる。
【0070】図12の(a)は、各1本のライン上に7
20個の画素が配列されている480本のラインによっ
て構成されている輝度信号Yによる1枚の画面におい
て、各ラインの左端の画素から水平方向に704個目ま
での画素は、16個ずつの画素毎に区切られて、それぞ
れ単位の画素群とされており、また、各ラインの左端の
画素から水平方向に705個目の画素から720個目の
画素(ラインの右端の画素)までの16個の画素は、7
05個目の画素から712個目の画素までの画素が単位
の画素群として用いられ、さらに713個目の画素から
720個目の画素(ラインの右端の画素)までの8個の
画素が単位の画素群として用いられることを示してい
る。
【0071】また、図13の(a)は、前記した図12
の(a)に示されている輝度信号Yによる1枚の画面の
画素を、既述したような画素分割部25による画素の分
割動作によって2分割して得られる2枚の同一な画素配
置態様の仮想的な画面の内の1枚の仮想的な画面を模式
的に示している図である。前記の図13の(a)に示す
仮想的な画面は、各ライン毎にそれぞれ16画素によっ
て構成されている単位の画素群が22個(全部で352
画素)と、8画素によって構成されている単位の画素群
1個とによって構成されており、前記の画素分割部25
からは、前記の図13の(a)に示すような構成態様の
2枚の仮想的な画面の画面データが出力され、その内の
1枚の仮想的な画面の画面データは第1の記録信号処理
部26に供給され、また、他の1枚の仮想的な画面の画
面データが第2の記録信号処理部27に供給される。
【0072】次に、順次走査方式による映像信号におけ
る各1枚の画面と対応する色差信号Cbが、前記のよう
に水平方向の有効画素数が360個で、1フレーム内に
おける垂直方向の有効ライン数が240本(ライン間引
部3により1/2にされた結果のライン本数)である場
合における画素分割部25における画素分割動作につい
て述べると次のとおりである。1つの画面は1本のライ
ン上に360個の画素が配列されているから、今、1本
のラインの左端の画素から、ライン上に右方に連続して
配列している8個の画素毎に区切って、それぞれ単位の
画素群とすると、前記の1本のライン上に水平方向に並
ぶ360個の画素は、各ライン毎に360/8=45個
の単位の画素群に分けられることになる。
【0073】前記の1本のライン毎に設定された各45
個の単位の画素群について、各ラインの左端に位置する
単位の画素群を1番目の単位の画素群とし、前記の1番
目の単位の画素群の右方に配列している順次の単位の画
素群を、順次に2番目の単位の画素群,3番目の単位の
画素群…45番目の単位の画素群とした場合に、前記の
画素分割部25では、1番目の単位の画素群から44番
目の単位の画素群については、奇数番目の単位の画素群
を第1の記録信号処理部26に供給し、また、偶数番目
の単位の画素群を第2の記録信号処理部27に供給する
ような動作を行なう。そして、45番目の単位の画素群
は、それを構成している8画素の内の前半の4画素を第
1の記録信号処理部26に供給し、後半の4画素を第2
の記録信号処理部27に供給するというような画素分割
動作を行なう[図12の(b)参照]。そして、前記し
た画素分割部25における前記のような画素分割動作
は、各1画面毎に、画面の最上端のラインの左端から開
始され、順次に1本ずつ下方のラインに移り、最下端の
ラインの右端で終了するようにして行なわれる。
【0074】図12の(b)は、各1本のライン上に3
60個の画素が配列されている240本のラインによっ
て構成されている色差信号Cbによる1枚の画面におい
て、各ラインの左端の画素から水平方向に352個目ま
での画素は、8個ずつの画素毎に区切られて、それぞれ
単位の画素群とされている。また、各ラインの左端の画
素から水平方向に353個目の画素から360個目の画
素(ラインの右端の画素)までの8個の画素は、353
個目の画素から356個目の画素までの画素が単位の画
素群として用いられ、さらに357個目の画素から36
0個目の画素(ラインの右端の画素)までの4個の画素
が単位の画素群として用いられることを示している。
【0075】また、図13の(b)は、前記した図12
の(b)に示されている色差信号Cbによる1枚の画面
の画素を、既述したような画素分割部25による画素の
分割動作によって2分割して得た同一な画素配置態様の
2枚の仮想的な画面の内の1枚の仮想的な画面を模式的
に示している図である。前記の図13の(b)に示す仮
想的な画面は、各ライン毎に、それぞれ8画素からなる
22個の単位の画素群(全部で176画素)と、4画素
からなる1個の単位の画素群とによって構成されてお
り、前記の画素分割部25からは、前記の図13の
(b)に示すような構成態様の2枚の仮想的な画面の画
面データが出力され、その内の1枚の仮想的な画面の画
面データは第1の記録信号処理部26に供給され、ま
た、他の1枚の仮想的な画面の画面データが第2の記録
信号処理部27に供給される。これまでに記述した画素
分割部25による色差信号Cbについての画素の分割動
作は、色差信号Crについての画素の分割動作でも同様
であるから、色差信号Crについての画素分割部25に
よる画素の分割動作に関する詳細な説明の記載を省略す
る。
【0076】前記した画素分割部25から図13の
(a),(b)に示すような構成態様の順次の1枚の仮
想的な画面の画面データが供給される第1の記録信号処
理部26と第2の記録信号処理部27としては、同一構
成のものが使用されるのであり、また、前記した第1,
第2の記録信号処理部26,27における信号処理動作
も同一であるため、図5中には第1の記録信号処理部2
6についての具体的な構成だけを示している。第2の記
録信号処理部27については、それを単に一点鎖線枠2
7で図示している。そして、以下の記載においては、第
1の記録信号処理部26を代表例として、第1,第2の
記録信号処理部26,27の内容について説明すること
にし、その説明に際しては単に記録信号処理部26のよ
うに記載する。
【0077】画素分割部25から記録信号処理部26に
供給された映像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによ
る仮想的な画面の画面データ)は、記録信号処理部26
内の行列入れ換え部28に供給される。前記した行列入
れ換え部28に対して画素分割部25から供給される映
像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによる仮想的な画
面の画面データ)は、図13の(a)に例示した輝度信
号Yによる仮想的な画面の画面データであって、既述の
ように画面における各ライン毎に、それぞれ16画素に
よって構成されている22個の単位の画素群(全部で3
52画素)と、8画素によって構成されている単位の画
素群1個とによって構成されているが、前記した行列入
れ換え部28では、それに供給された前記の画面データ
を、水平8画素×垂直8画素による画素ブロックに分割
する。そして、前記の画面データが奇数番目の画面の画
面データの場合には、前記の水平8画素×垂直8画素に
よる画素ブロックを縦横相関比較部5にも供給する。
【0078】前記した縦横相関比較部5では、それに供
給された水平8画素×垂直8画素による画素ブロック単
位で、縦方向の相関と横方向の相関とを比較する。そし
て前記の比較は、前記した水平8画素×垂直8画素によ
る画素ブロックを、水平4画素×垂直4画素からなる4
個の小ブロックに分割し、前記の4個の小ブロックにお
ける左上の小ブロックの画素値の平均値Aulと、右上
の小ブロックの画素値の平均値Aurと、右下の小ブロ
ックの画素値の平均値Adrとを求めた後に、前記した
右上の小ブロックの画素値の平均値Aurと左上の小ブ
ロックの画素値の平均値Aulとの差の絶対値RHと、
右上の小ブロックの画素値の平均値Aurと右下の小ブ
ロックの画素値の平均値Adrとの差の絶対値RVとを
求めて、前記したRHの値とRVの値とを比較した結果
が、RV>RHであれば横方向の相関度が高いと判断
し、また、前記の比較結果がRV≦RHであれば縦方向
の相関度が高いと判断する。そして、前記の縦横相関比
較部5における縦横相関比較の結果の情報は縦横相関比
較部5から行列入れ換え部28に与えられる。
【0079】前記の行列入れ換え部28では、縦横相関
比較部5から与えられた縦横相関比較の結果が、RV≦
RHの場合、すなわち、縦方向の相関度が高い場合に
は、行列入れ換え部28に対して画素分割部25から供
給された映像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによる
仮想的な画面の画面データ)における水平8画素×垂直
8画素による画素ブロックの画素の配列について行列の
入れ換えを行なう。図15の(a)に示す画素の配置態
様と、図15の(b)に示す画素の配置態様とは、画素
配列の行と列とを入れ換えた状態について図示説明して
いるものである。また、行列入れ換え部28において、
画素の配置態様に関して、行と列との入れ換えを行なっ
たか否かの状態(RHの値とRVの値とを比較した結果
が、RV≦RHであるのか、RV>RHであるのかの状
態と同じ)の情報は、行列入れ換え部28から比較結果
格納用メモリ29に与えられて、前記の情報は比較結果
格納用メモリ29に格納されるとともに、前記の情報は
行列入れ換え部28からフラグ設定部34にも供給され
る。
【0080】また、前記した行列入れ換え部28に対し
て画素分割部25から供給された映像信号の内の輝度信
号Y(輝度信号Yによる仮想的な画面の画面データ)
が、偶数番目の画面の画面データの場合には、その偶数
番目の画面の直前の奇数番目の画面内の同一位置におけ
る水平8画素×垂直8画素による画素ブロックについて
の縦横相関比較結果を、比較結果格納用メモリ29から
読出して来る。そして、比較結果格納用メモリ29から
読出して来た縦横相関比較結果の値が縦方向の相関度が
高いものであった場合には、行列入れ換え部28に画素
分割部25から供給された映像信号の内の輝度信号Y
(輝度信号Yによる仮想的な画面の画面データ)におけ
る水平8画素×垂直8画素による画素ブロックの画素の
配列態様に関して行と列との入れ換えを行なう。
【0081】前記の行列入れ換え部28から出力された
画面データは、Yブロック変換部30に与えられる。前
記のYブロック変換部30では、それに供給された画面
データについて、図16の(a)に示されているような
画素配置の状態から図16の(b)に示されているよう
な画素配置となるように画素の配置状態の変更動作、及
びYブロック変換部30に供給された画面データについ
て、図16の(c)に示されているような画素配置の状
態から図16の(d)に示されているような画素配置と
なるように画素の配置状態の変更動作を行なう。すなわ
ち、行列入れ換え部28からYブロック変換部30に供
給された画面データは、Yブロック変換部30におい
て、まず図16の(a)のように、水平16画素×垂直
8画素からなる画素ブロックについて、水平8画素×垂
直4画素からなる4個の小画素ブロックBL1,BL
2,BL3,BL4に分割し、次に、前記の4個の小画
素ブロックBL1,BL2,BL3,BL4の内の下方
に並ぶ2個の小画素ブロックBL3,BL4を、図16
の(b)に示されているように、2個の小画素ブロック
BL1,BL2の右側に配置された状態に変換されると
ともに、図16の(c)のように、水平8画素×垂直8
画素からなる画素ブロックについて、水平8画素×垂直
4画素からなる2個の小画素ブロックBL5,BL6に
分割し、次に、前記の2個の小画素ブロックBL5の下
方に並ぶ小画素ブロックBL6を、図16の(d)に示
されているように、前記の小画素ブロックBL5の右側
に配置された状態に変換される。
【0082】図16の(a),(b)を参照して行なっ
たYブロック変換部30における前記のような動作は、
輝度信号Yによる1枚の画面の画素を、画素分割部25
の画素の分割動作により2分割して得た同一な画素配置
態様の2枚の仮想的な画面の内の各1枚毎の仮想的な画
面[図13の(a)]における各ラインの左端の画素
(1番目の画素)から352番目の画素までの画素(水
平352画素×垂直480画素)について行なわれるの
である。なお、縦方向2個×横方向2個の小画素ブロッ
クBL1,BL2,BL3,BL4を、縦方向1個×横
方向4個に配置変換する場合の配置変換態様は、図16
の(b)に示されている配置態様に限定されるものでは
なく、例えば左側から順次に小画素ブロックBL1,B
L3,BL2,BL4が並ぶようにしてもよい。また、
図16の(c),(d)を参照して行なったYブロック
変換部30における前記のような動作は、輝度信号Yに
よる1枚の画面の画素を、画素分割部25の画素の分割
動作により2分割して得た同一な画素配置態様の2枚の
仮想的な画面の内の各1枚毎の仮想的な画面[図13の
(a)]における各ラインの左端の画素を1番目の画素
としてときに、353番目の画素から右端の画素までの
画素(水平8画素×垂直480画素)について行なわれ
るのである。そして、前記したYブロック変換部30に
供給される輝度信号による各1枚毎の画面の画面データ
は、図13の(a)に例示してあるような仮想的な画面
に対応しており、また、Yブロック変換部30から出力
される輝度信号による各1枚毎の画面の画面データは、
図14に例示してあるような仮想的な画面に対応してい
る。
【0083】Yブロック変換部30から出力された輝度
信号による順次の1枚毎の画面の画面データは、2:1
の飛越走査によるフレームの構成部31に供給されてお
り、また前記の2:1の飛越走査によるフレームの構成
部31には、画素分割部25から出力された各色差信号
Cb,Crによる順次の2枚の仮想的な画面の画面デー
タの内の各1枚の図13の(b)に示されるような仮想
的な画面の画面データが供給されている。それで、前記
の2:1の飛越走査によるフレームの構成部31では、
前記のようにYブロック変換部30から、時間軸上で順
次に供給されている図14に示されているような、水平
720画素×垂直240画素からなる奇数番目の画面に
おける輝度信号Yのデータと、偶数番目の画面における
輝度信号Yのデータとを、それぞれ仮想的な奇数フィー
ルドの画面の輝度信号Yのデータと仮想的な偶数フィー
ルドの輝度信号Yのデータとして用いて、2:1の飛越
走査方式による1フレーム、すなわち、前記の仮想的な
奇数フィールドの画面におけるi番目(i=1,2,3
…)のラインの次に、前記した仮想的な偶数フィールド
の画面のi番目(i=1,2,3…)のラインが並ぶと
いうようにして、水平720画素×垂直480画素から
なる輝度信号Yによる仮想的な1枚の画面が構成される
ような出力データを発生して、それをDVCのDCTブ
ロック形成用LSI32に供給する。
【0084】また、前記の2:1の飛越走査によるフレ
ームの構成部31では、画素分割部25から出力された
色差信号Cb(または色差信号Cr)による順次の2枚
の仮想的な画面の画面データの内の各1枚毎の仮想的な
画面の画面データ、すなわち図13の(b)に示されて
いるような水平180画素×垂直240画素からなる奇
数番目の画面における色差信号Cb(または色差信号C
r)のデータと、水平180画素×垂直240画素から
なる偶数番目の画面における色差信号Cb(または色差
信号Cr)のデータとを、それぞれ仮想的な奇数フィー
ルドの画面の色差信号Cb(または色差信号Cr)のデ
ータと、仮想的な偶数フィールドの色差信号Cb(また
は色差信号Cr)のデータとして用いて、2:1の飛越
走査方式による1フレーム、すなわち、前記の仮想的な
奇数フィールドの画面におけるi番目(i=1,2,3
…)のラインの次に、前記した仮想的な偶数フィールド
の画面のi番目(i=1,2,3…)のラインが並ぶと
いうようにして、水平180画素×垂直240画素から
なる色差信号Cb(または色差信号Cr)による仮想的
な1枚の画面が構成されるような出力データを発生し
て、それをDVCのDCTブロック形成用LSI32に
供給する。
【0085】DVCのDCTブロック形成用LSI32
に対して、前記した2:1の飛越走査によるフレームの
構成部31から供給される2:1の飛越走査方式による
順次の各1フレームの画面データを構成する奇数フィー
ルドの画面データと偶数フィールドの画面データとは、
既述のように時間軸上で連続している順次走査方式によ
る映像信号における奇数番目の画面データと偶数番目の
画面データとに基づいて得られたものである。そして、
前述のように1画面における輝度信号Yの画素が水平方
向に720画素で垂直方向が480本の画面と対応して
いるデータ列とされ、また、色差信号(Cb,Cr)に
ついては、水平方向に180画素で垂直方向が480本
の画面と対応しているデータ列とされて、4:1:1形
式の信号のデータ列とされるので、前記のデータ列は、
従来からDVCの規格に従ったVCRにおいて各種の信
号処理に使用されているDVC用の大規模集積回路(L
SI)を用いて、各種の信号処理を行なうことができる
ことになる。
【0086】前記した2:1の飛越走査によるフレーム
の構成部31から4:1:1形式の信号のデータ列が供
給されたDVCのDCTブロック形成用LSI32で
は、図18の(a)に示されているような構成のマクロ
ブロック、すなわち、輝度信号Yのデータについては水
平8画素×垂直8画素のブロックサイズのDCTブロッ
クDCT0〜DCT3と、色差信号(Cb,Cr)の各
々について、水平8画素×垂直8画素のブロックサイズ
のDCTブロックDCT4,DCT5とを形成させる。
前記した構成態様ののマクロブロックは、DVCの規格
に従った形のマクロブロックであり、DVCのDCTブ
ロック形成用LSI32から出力されたデータ列は、D
VCのDCT演算用LSI33に供給される。
【0087】前記のDCT演算用LSI33は、所定の
DCT演算モードでの演算動作、すなわちDCT演算用
LSI33に入力された水平8画素×垂直8画素の画素
ブロックを、フィールドで分けた水平8画素×垂直4画
素のDCTブロック毎にDCT演算を行なった後に、前
記の各DCTブロック毎に求められた各DCT係数毎の
和と差とを求めるというDCT演算モードでの演算動作
を行なうことができるように、DCT演算用LSI33
における入力端子の1つとして設けられているDCTモ
ード設定端子に対する動作モードの設定が行なわれる。
【0088】ところで、既述の2:1の飛越走査による
フレームの構成部31では、Yブロック変換部30か
ら、時間軸上で順次に供給されている図14に示されて
いるような、水平720画素×垂直240画素からなる
奇数番目の画面における輝度信号Yのデータと、偶数番
目の画面における輝度信号Yのデータとを、それぞれ仮
想的な奇数フィールドの画面の輝度信号Yのデータと仮
想的な偶数フィールドの輝度信号Yのデータとして用い
て構成されている2:1の飛越走査方式による1フレー
ムの画面データに対して行なわれる前記したDCT演算
用LSI33におけるDCT演算処理は、順次走査によ
る奇数番目のフレームから取出した画素データと、時間
軸上において前記した順次走査による奇数番目のフレー
ムに続く順次走査による奇数番目のフレームから取出し
た画素データとが対応していることから、水平8画素×
垂直4画素×時間2画素の3次元DCTに相当する。ま
た、輝度信号Yについて、縦横相関比較部5で縦方向の
相関度が大きいと判断された場合には、行列入れ換え部
28で画素配列における行と列とを入れ換えてからDC
Tブロック形成用LSIに入力しているから、入力信号
で考えれば水平4画素×垂直8画素×時間2画素の3次
元DCTを行なったことになる。
【0089】前記のDCT演算用LSI33からは、前
記したDCT演算によって求められたDCT演算係数の
他に、前記のDCT演算用LSI33の動作モードの区
別を示すMフラグも出力されて、前記のMフラグはフラ
グ設定部34に供給される。すなわち、前記のDCT演
算用LSI33は、水平8画素×垂直8画素のDCTブ
ロックについてDCT演算を行なうDCT演算動作モー
ドと、既述したように、水平8画素×垂直8画素の画素
ブロックを、フィールドで分けた水平8画素×垂直4画
素のDCTブロック毎にDCT演算を行なった後に、前
記の各DCTブロック毎に求められた各DCT係数毎の
和と差とを求めるというDCT演算モードとの2つの演
算動作モードを有しているから、DCT演算用LSI3
3が、前記した2つの演算動作モードの内のどちらの動
作モードに設定された状態でのDCT演算動作を行なっ
てDCT係数を出力したものかを区別するフラグもDC
T演算用LSI33から出力されるのである。
【0090】前記のフラグ設定部34では前記のフラグ
を抜出し、行列入れ換え部28から前記のフラグ設定部
34に対して既述のように供給されている縦横相関比較
部5での比較結果と置換える。色差信号Cb,Crによ
るDCTブロックについては前記したフラグ設定部34
は何の動作も行なわない。前記したフラグ設定部34か
らの出力は、DVCの量子化及び可変長符号化用LSI
35において、可変長符号化された状態のデータ量が、
ビデオセグメント内で所定のデータ量となるように量子
化された後に可変長符号化される。
【0091】前記のビデオセグメントは、既述のように
5個のマクロブロックによって構成されている。すなわ
ち、1画面を図19の(a)に示してあるように、それ
ぞれ27個のマクロブロックを単位として構成されてい
る50個のスーパーブロックS0,0、S0,1、S
0,2… …S9,2,S9,3、S9,4に分割さ
れ、1画面中に構成される50個のスーパーブロックに
おける各列毎に1個のスーパーブロックを選択し、次
に、前記のように選択された各スーパーブロック毎に1
個ずつのマクロブロックを取り出して得た計5個のマク
ロブロックにより、1ビデオセグメントが構成されてい
るのである。
【0092】さて、前記のように可変長符号化されたデ
ータは、図20に示されているシンクブロック内のデー
タとしてフォーマッティングされ、また前記のシンクブ
ロック内の直流格納領域(DC格納領域)には、図18
に示すマクロブロックを構成する各DCTブロックDC
T0〜DCT5について得られたDCT係数の内の直流
成分が格納される。ここでは、水平8画素×垂直4画素
のDCTブロック毎にDCT演算を行なった後に、前記
の各DCTブロック毎に求められた各DCT係数毎の和
と差を求めるDCT演算が行なわれており、その場合は
直流DCT係数の和の成分が格納される。さらに前記の
マクロブロックを構成する各DCTブロックDCT0〜
DCT5について得られたDCT係数の内の交流成分
は、前記のDCT係数の内の交流成分を得たDCTブロ
ックと同一のDCTブロックの直流成分が格納されたシ
ンクブロックと同じシンクブロック内の交流格納領域
(AC格納領域)に格納される。なおDCT係数の内の
交流成分のデータ量が、それの格納のために用意された
格納領域の記憶容量よりも多かった場合には、そのシン
クブロック内で空いているAC格納領域や、同一ビデオ
セグメント内における空いているAC格納領域に格納す
る。
【0093】前記のようにフォーマティングされたデー
タは、次にDVCの誤り訂正符号化用LSI36に入力
される。ところで、図19中に示されている1行中に配
列されている5個のスーパーブロックのデータが、1つ
のビデオセクタのデータとなっている。そして、前記の
DVCの誤り訂正符号化用LSI36では、前記の1つ
のビデオセクタのデータに対してアウター訂正符号化を
行なう。さらに、各シンクブロックのデータに対して
は、インナー訂正符号化が行なわれる。そして、前記の
DVCの誤り訂正符号化用LSI36から、出力された
データは記録変調部(記録変調用LSI)10に供給さ
れる。
【0094】DVCの誤り訂正符号化用LSI36から
データが供給された前記の記録変調部10では、それに
入力されたデータに対してIDワードとシンクワードと
を付加した後に記録変調を施し、記録データとして回転
磁気ヘッドに供給する。そして走行する磁気テープに対
して、前記の回転磁気ヘッドにより、1フレームの記録
データが10本の記録跡に記録されるような記録態様で
記録される。なお、前記の記録変調部10から回転磁気
ヘッドに供給される記録データは、1本の記録跡毎に、
記録跡の前半の部分には記録信号処理部#1に設けられ
ているDVCの誤り訂正符号化用LSI36から記録変
調部10に供給されたデータと対応する記録データが記
録され、また、記録跡の後半の部分には記録信号処理部
#2に設けられているDVCの誤り訂正符号化用LSI
から記録変調部10に供給されたデータと対応する記録
データが記録されるようなデータ配列にされている。
【0095】図5を参照して記述したデジタル画像情報
の記録再生装置における前記のような記録系の動作によ
って記録データが記録された記録済み磁気テープから、
回転磁気ヘッドによって再生された再生データに対する
信号処理は、図6に示されているデジタル画像情報の記
録再生装置の一実施例の再生系の動作によって行なわれ
る。すなわち、磁気テープから回転磁気ヘッドで再生さ
れた再生データは、端子12を介して記録復調部(記録
復調用LSI)13に供給され、前記の記録復調部(記
録復調用LSI)13で復調された後に、1本の記録跡
毎の再生データの内で、記録跡の前半の部分から再生さ
れた再生データは、第1の再生信号処理部37に供給さ
れ、また、記録跡の後半の部分から再生された再生デー
タは、第2の再生信号処理部38に供給される。
【0096】前記した記録復調部13から再生データが
供給される第1の再生信号処理部37と第2の再生信号
処理部38としては、同一構成のものが使用されるので
あり、また、前記した第1,第2の再生信号処理部3
7,38における信号処理動作も同一であるため、図6
中には第1の再生信号処理部37についての具体的な構
成だけを示している。第2の再生信号処理部38につい
ては、それを単に一点鎖線枠38で図示している。前記
した第1の再生信号処理部37で信号処理動作が行なわ
れる再生データは、記録系中で使用されていた第1の記
録信号処理部26で信号処理が行なわれたデータであ
り、また前記した第2の再生信号処理部38で信号処理
動作が行なわれる再生データは、記録系中で使用されて
いた第2の記録信号処理部27で信号処理が行なわれた
データである。以下の記載においては、第1の再生信号
処理部37を代表例として、第1,第2の再生信号処理
部37,38の内容について説明することにし、その説
明に際しては単に再生信号処理部37のように記載す
る。
【0097】前記のように記録復調部13から再生デー
タが供給される再生信号処理部37のDVCの誤り訂正
符号復号化用LSI39では、誤り訂正処理を行なっ
て、再生時に混入したデータ誤りを訂正する。訂正不能
誤りがあった場合には、直前のフレームのデータとして
再生されたデータを用いて修正する。前記の訂正不能誤
りがあった場合における具体的な修正法としては、前フ
レームの画面上の同じ位置のマクロブロックデータを格
納したシンクブロックのデータで置換する方法が採用で
きる。前記のDVCの誤り訂正符号復号化用LSI39
からの出力データは、DVCの可変長符号復号/逆量子
化用LSI40に供給される。DVCの可変長符号復号
/逆量子化用LSI40では、それに供給されたデータ
について、可変長符号を復号した後に、逆量子化の信号
処理を行なってから、フラグ抜出部41に供給する。
【0098】前記のフラグ抜出部41では、輝度信号Y
のDCTブロックについて、前記したMフラグの位置の
データを抜出して、そのデータを行列戻し部46に与え
る。また、Mフラグをフィールドで分けて、水平8画素
×垂直4画素のブロックで8×4のDCTを行ない、さ
らに各DCT係数の和と差を取るモードを示すデータに
書換える。また、2つの色差信号Cb,Crについての
DCTブロックには何もしない。そして、フラグ抜出部
41からの出力は、次段のDVCの逆DCT演算LSI
42に与える。
【0099】前記のDVCの逆DCT演算LSI42で
は、入力するMフラグが全て、フィールドで分けて水平
8画素×垂直4画素で8×4のDCTを行ない、さらに
各DCT係数の和と差をとるモードを示すデータとなっ
ているから、その演算に対応した逆演算が選択されて実
行される。逆DCT演算LSI42の出力は、次段のD
VCの画素配置用LSI43に供給する。前記のDVC
の画素配置用LSI43では、それに入力されたデータ
について、1フレームのY信号、2つの色差信号Cb,
Crからなる画像データとされて、順次の1フレーム毎
に次段の2:1の飛越走査によるフレームの分割部44
に供給される。
【0100】前記した2:1の飛越走査によるフレーム
の分割部44では、図5を参照して既述した記録系中で
使用されていた2:1の飛越走査によるフレームの構成
部31で行なわれた信号処理とは逆の信号処理、すなわ
ち、水平720画素×垂直480画素からなる輝度信号
Yによる仮想的な飛越走査による1フレームの画面の画
面データにおける奇数番目のラインだけで構成される図
14に示されるような水平720画素×垂直240画素
からなる奇数番目の仮想的な画面の画面データと、偶数
番目のラインだけで構成される図14に示されるような
水平720画素×垂直240画素からなる偶数番目の仮
想的な画面の画面データとに分割して、それをYブロッ
ク逆変換部45に供給する。
【0101】また、前記の2:1の飛越走査によるフレ
ームの分割部44では、2つの色差信号Cb,Crにつ
いても、それぞれ水平180画素×垂直480画素から
なる各色差信号Cb(Cr)による仮想的な1枚の画面
の画面データにおける奇数番目のラインだけで構成され
る図13の(b)に示されるような水平180画素×垂
直240画素からなる奇数番目の仮想的な画面の画面デ
ータと、前記した仮想的な1枚の画面における偶数番目
のラインだけで構成される図13の(b)に示されるよ
うな水平180画素×垂直240画素からなる偶数番目
の仮想的な画面の画面データとに分割して、それを画像
合成部47に供給する。
【0102】2:1の飛越走査によるフレームの分割部
44から、順次に輝度信号Yによる奇数番目の仮想的な
画面データと、輝度信号Yによる偶数番目の仮想的な画
面データとが供給されたYブロック逆変換部45では、
図5を参照して既述した記録系中で使用されていたYブ
ロック変換部30で行なわれた信号処理とは逆の信号処
理、すなわち、それに供給された画面データについて、
図16の(b)に示されているような画素配置の状態か
ら図16の(a)に示されているような画素配置となる
ように画素の配置状態の変更動作、及び図16の(d)
に示されているような画素配置の状態から図16の
(c)に示されているような画素配置となるように画素
の配置状態の変更動作を行なう。
【0103】すなわち、2:1の飛越走査によるフレー
ムの分割部44から、Yブロック逆変換部45に供給さ
れた画面データは、水平32画素×垂直4画素の状態の
ものであるが、Yブロック逆変換部45では、まず、図
16の(b)に示されているように、それぞれ水平8画
素×垂直4画素からなる4個の小画素ブロックBL1,
BL2,BL3,BL4に分割し、次に、水平16画素
×垂直8画素からなる画素ブロックとなるように、水平
8画素×垂直4画素からなる4個の小画素ブロックBL
1,BL2,BL3,BL4を、図16の(a)のよう
に配置した状態のものに変換する。
【0104】図16の(a),(b)を参照して行なっ
たYブロック逆変換部45における前記のような動作
は、図14に示されている水平720画素×垂直240
画素の仮想的な画面の内の各1枚毎の仮想的な画面にお
ける各ラインの左端の画素(1番目の画素)から704
番目の画素までの画素(水平704画素×垂直240画
素)について行なわれるのであり、また、前記の画面の
右側の残りの画素(水平16画素×垂直240画素)に
ついては、水平16画素×垂直4画素を単位として、図
16の(d)のように、水平8画素×垂直4画素の2つ
の画素ブロックBL5,BL6に分割し、それの右側の
ブロックBL6を図16の(d)のように左側のブロッ
クBL5の下側に配置した状態のものに変換する。それ
で、Yブロック逆変換部45の出力は、図13の(a)
のように、水平360画素×垂直480画素の輝度信号
Yによる仮想的な画面と対応するものとなり、前記した
Yブロック逆変換部45からの出力は、行列戻し部46
に供給される。
【0105】行列戻し部46では、水平8画素×垂直8
画素からなる画素ブロックの単位で、既述のようにフラ
グ抜出部41から供給されている信号を参照して、画素
配列における行と列との入れ換え動作を行なう。すなわ
ち、行列戻し部46において水平8画素×垂直8画素か
らなる画素ブロックの単位で、画素配列における行と列
との入れ換え動作が行なわれるのは、図5を参照して既
述した記録系における行列入れ換え部28において、縦
横相関比較部5による縦横相関比較の結果として縦方向
の相関が大きいことが検出されて、画素ブロックにおけ
る画素配列の行と列との入れ換えが行なわれた画素ブロ
ックについてだけである。
【0106】第1の再生信号処理部37に設けられてい
る前記した行列戻し部46と、2:1の飛越走査による
フレームの分割部44から、それぞれ出力された輝度信
号Yによる画面データと、2つの色差信号Cb,Crに
よる画面データと、第2の再生信号処理部38に設けら
れている行列戻し部と、2:1の飛越走査によるフレー
ムの分割部から、それぞれ出力された輝度信号Yによる
画面データと、2つの色差信号Cb,Crによる画面デ
ータとは、画素合成部47に供給される。前記の画素合
成部47では、図5を参照して既述した記録系における
画素分割部25で行なわれていた信号処理動作とは逆の
信号処理動作を行なって画素合成を行なう。
【0107】すなわち、前記した画素合成部47におい
ては、次のような信号処理動作が行なわれる。まず、輝
度信号Yについては、第1の再生信号処理部37から出
力された画面データにおける画面の左上端の16画素を
1ライン上に配置した後に、前記の16画素の右側に続
けて、第2の再生信号処理部38から出力された画面デ
ータにおける画面の左上端の16画素を1ライン上に連
続的に配置する。前記の状態において、1ライン上には
32画素が配列されることになる。次いで、前記の1ラ
イン上に配列された32画素の右側に続けて、前記した
第1の再生信号処理部37から出力された輝度信号Yに
ついての画面データにおける次の16画素を配置し、次
に、前記の16画素の右に、第2の再生信号処理部38
から出力された輝度信号Yについての画面データにおけ
る次の16画素を配置する。
【0108】前記のようにして、第1の再生信号処理部
37から出力された輝度信号Yについての画面データ
と、第2の再生信号処理部38から出力された輝度信号
Yについての画面データとを、順次交互に16画素ずつ
1ライン上に配置して行き、1ライン上に704画素が
配置され終った状態になったら、次に、第1の再生信号
処理部37から出力された画面データの8画素と、第2
の再生信号処理部38から出力された画面データの8画
素とを、前記した1ライン上に配置されていた704画
素の右側に順次に配置して、1ライン上に720画素が
配列された状態にする。前記のような順次の画素の配置
動作が、前記した画素合成部47において順次のライン
毎に繰返して行なわれることにより、前記した第1,第
2の再生信号処理部37,38から画素合成部47に供
給された輝度信Yの画面データによって、画素合成部4
7から出力端子20に対して、時間軸上で連続している
順次走査方式による各1枚の輝度信号Yによる画面デー
タが送出されることになる。
【0109】次に、前記した画素合成部47において行
なわれる2つの色差信号Cb,Crに対する信号処理動
作について説明する。画素合成部47において色差信号
Cbについて行なわれる画素の配置動作と、色差信号C
rについて行なわれる画素の配置動作とは同一であるか
ら、以下の記載においては、色差信号Cbについての画
素合成部47の動作だけを代表的に説明することにす
る。まず、第1の再生信号処理部37から出力された色
差信号Cbについての画面データにおける画面の左上端
の8画素を1ライン上に配置した後に、前記の8画素の
右側に続けて、第2の再生信号処理部38から出力され
た色差信号Cbについての画面データにおける画面の左
上端の8画素を1ライン上に連続的に配置する。前記の
状態において、1ライン上には16画素が配列されるこ
とになる。次いで、前記の1ライン上に配列された16
画素の右側に続けて、前記した第1の再生信号処理部3
7から出力された色差信号Cbについての画面データに
おける次の8画素を配置し、次に、前記の8画素の右
に、第2の再生信号処理部38から出力された色差信号
Cbについての画面データにおける画面の左上端の8画
素を配置する。
【0110】前記のように、第1の再生信号処理部37
から出力された色差信号Cbについての画面データと、
第2の再生信号処理部38から出力された色差信号Cb
についての画面データとを、順次交互に8画素ずつ1ラ
イン上に配置して行き、1ライン上に352画素が配置
され終った状態になったら、次に、第1の再生信号処理
部37から出力された色差信号Cbについての画面デー
タの4画素と、第2の再生信号処理部38から出力され
た色差信号Cbについての画面データの4画素とを、前
記した1ライン上に配置されていた352画素の右側に
順次に配置して、1ライン上に360画素が配列された
状態にする。前記のような画素の配置動作が、前記した
画素合成部47において順次のライン毎に繰返して行な
われることにより、前記した第1,第2の再生信号処理
部37,38から画素合成部47に供給された色差信号
Cbについての画面データによって、画素合成部47か
らライン補間部19に対し、1画面が水平360画素×
垂直240本の画面データが、時間軸上で連続している
順次走査方式による各1枚の色差信号Cbについての画
面データとして送出されることになる。
【0111】画素合成部47において色差信号Crにつ
いて行なわれる画素の配置動作は、既述した色差信号C
bについて行なわれる画素の配置動作と同一であり、画
素合成部47から、ライン補間部19に与えられた水平
360画素×垂直240本の色差信号Cb,Crによる
画像データがデータは、ライン補間部19においてライ
ン数が2倍となるように補間されて、水平360画素×
垂直方向480画素の状態の色差信号Cb,Crのデー
タとして出力端子21に送出される。
【0112】次に、図25は所謂625/50方式によ
る順次走査の映像信号を記録対象にしているデジタル画
像情報の記録再生装置の一実施例の記録系のブロック図
であり、また図26は本発明のデジタル画像情報の記録
再生装置の一実施例の再生系のブロック図である。図2
5において1,2は、所謂625/50方式による順次
走査方式の映像信号(画像信号)の入力端子であり、入
力端子1には前記した順次走査方式によるフレームレー
トが50Hzであるような映像信号における輝度信号Y
が供給され、また入力端子2には前記した順次走査方式
による映像信号における2つの色差信号Cb,Crが供
給される。
【0113】以下の設例において、前記の入力端子1に
供給される順次走査方式による映像信号における各1枚
の画面と対応する輝度信号Yは、水平方向の有効画素数
が720個で、1フレーム内における垂直方向の有効ラ
イン数が576本である各1枚の画面と対応しているデ
ジタル信号であり、また前記の入力端子2に供給される
順次走査方式による映像信号における各1枚の画面と対
応する2つの色差信号Cb,Crは、それぞれ、水平方
向の有効画素数が360個、1フレーム内における垂直
方向の有効ライン数が576本である各1枚の画面と対
応しているデジタル信号である。そして、前記の各デジ
タル信号は、それぞれの画素データが8ビットで量子化
されているものとする。
【0114】前記の入力端子1に供給された順次走査方
式による順次の1枚の画面の映像信号における輝度信号
Yは、画素分割部25に供給されており、また前記の入
力端子2に供給された順次走査方式による順次の1枚の
画面の映像信号における2つの色差信号Cb,Crは、
ライン間引部3に供給される。そして、前記のライン間
引部3では、前記の2つの色差信号Cb,Cr、すなわ
ち、水平方向の有効画素数が360個で、1フレーム内
における垂直方向の有効ライン数が576本であるよう
なデジタル信号形態の2つの色差信号Cb,Crを、そ
れぞれ1フレーム内の垂直方向の有効ライン数が288
本となるように1本置きに間引いて、水平方向の有効画
素数が360個で、1フレーム内における垂直方向の有
効ライン数が288本であるようなデジタル信号形態の
2つの色差信号Cb,Crとして、それを画素分割部2
5に供給する。
【0115】前記の画素分割部25では、所謂625/
50方式の順次走査方式による順次の1枚の画面の映像
信号における輝度信号Yについての画素分割動作と、順
次走査方式による順次の1枚の画面の映像信号における
色差信号Cbについての画素分割動作と、順次走査方式
による順次の1枚の画面の映像信号における色差信号C
rについての画素分割動作とを行なう。すなわち、前記
の画素分割部25では、前記した各信号における個別の
信号毎に、それぞれ時間軸上に配列している順次の画素
(画素データ)を、それぞれ予め定められた個数の連続
する画素毎に区切って単位の画素群とし、時間軸上に並
ぶ前記の単位の画素群を、順次交互に2つの記録信号処
理部26,27に配分して供給するという画素分割動作
を行なう。
【0116】次に、図25中に示されている前記の画素
分割部25における画素の分割動作を具体的に説明す
る。まず、順次走査方式による映像信号における各1枚
の画面と対応する輝度信号Yが、前述の設例のように水
平方向の有効画素数が720個で、1フレーム内におけ
る垂直方向の有効ライン数が576本である場合には、
前記の画素分割部25では、図22の(a)に例示して
あるように、画面の最上端のライン(1番目のライン)
から画面の最下端のライン(576番目のライン)まで
の576本のラインを、連続する8本ずつのライン毎に
分割して、前記の各8本の連続するライン中に存在する
画素によって単位の画素群を構成する。そして、1枚の
画面中に構成される72個の単位の画素群について、画
面の上端に位置する単位の画素群を1番目の単位の画素
群とし、前記の1番目の単位の画素群の下方に配列して
いる順次の単位の画素群を、順次に2番目の単位の画素
群,3番目の単位の画素群…72番目の単位の画素群と
した場合に、前記の画素分割部25では、奇数番目の単
位の画素群を第1の記録信号処理部26に供給し、ま
た、偶数番目の単位の画素群を第2の記録信号処理部2
7に供給するような動作を行なう。図22の(c)は前
記した画素分割部25から、第1の記録信号処理部26
と第2の記録信号処理部27とに供給される画面データ
による仮想的な画面を模式的に示している図、すなわ
ち、前記した図22の(a)に示されている輝度信号Y
による1枚の画面の画素を、既述したような画素分割部
25による画素の分割動作によって2分割して得られる
2枚の同一な画素配置態様の仮想的な画面の内の1枚の
仮想的な画面を模式的に示している図である。
【0117】また、ライン間引部3から画素分割部25
に供給される色差信号Cb(またはCr)が、それぞれ
前述の設例のように水平方向の有効画素数が360個
で、1フレーム内における垂直方向の有効ライン数が2
88本である場合には、前記の画素分割部25では、図
22の(b)に例示してあるように、画面の最上端のラ
イン(1番目のライン)から画面の最下端のライン(2
88番目のライン)までの288本のラインを、連続す
る4本ずつのライン毎に分割して、前記の各4本の連続
するライン中に存在する画素によって単位の画素群を構
成する。そして、1枚の画面中に構成される72個の単
位の画素群について、画面の上端に位置する単位の画素
群を1番目の単位の画素群とし、前記の1番目の単位の
画素群の下方に配列している順次の単位の画素群を、順
次に2番目の単位の画素群,3番目の単位の画素群…7
2番目の単位の画素群とした場合に、前記の画素分割部
25では、奇数番目の単位の画素群を第1の記録信号処
理部26に供給し、偶数番目の単位の画素群を第2の記
録信号処理部27に供給するような動作を行なう。
【0118】図22の(d)は前記した画素分割部25
から、第1の記録信号処理部26と第2の記録信号処理
部27とに供給される画面データによる仮想的な画面を
模式的に示している図、すなわち、前記した図22の
(b)に示されている色差信号Cb(またはCr)によ
る1枚の画面の画素を、既述したような画素分割部25
による画素の分割動作によって2分割して得られる2枚
の同一な画素配置態様の仮想的な画面の内の1枚の仮想
的な画面を模式的に示している図である。画素分割部2
5による2つの色差信号Cb,Crについての画素の分
割動作は、それぞれ個別に同様に行なわれる。
【0119】前記した画素分割部25から図22の
(c),(d)に示すような構成態様の順次の1枚の仮
想的な画面の画面データが供給される第1の記録信号処
理部26と第2の記録信号処理部27としては、同一構
成のものが使用されるのであり、また、前記した第1,
第2の記録信号処理部26,27における信号処理動作
も同一であるため、図25中には第1の記録信号処理部
26についての具体的な構成だけを示している。第2の
記録信号処理部27については、それを単に一点鎖線枠
27で図示している。そして、以下の記載においては、
第1の記録信号処理部26を代表例として、第1,第2
の記録信号処理部26,27の内容について説明するこ
とにし、その説明に際しては単に記録信号処理部26の
ように記載する。
【0120】画素分割部25から記録信号処理部26に
供給された映像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによ
る仮想的な画面の画面データ)は、記録信号処理部26
内の行列入れ換え部28に供給される。前記した行列入
れ換え部28に対して画素分割部25から供給される映
像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによる仮想的な画
面の画面データ)は、図22の(c)に例示した輝度信
号Yによる仮想的な画面の画面データである。行列入れ
換え部28では、それに供給された前記の画面データ
を、水平8画素×垂直8画素による画素ブロックに分割
する。そして、前記の画面データが奇数番目の画面の画
面データの場合には、前記の水平8画素×垂直8画素に
よる画素ブロックを縦横相関比較部5にも供給する。
【0121】前記した縦横相関比較部5では、それに供
給された水平8画素×垂直8画素による画素ブロック単
位で、縦方向の相関と横方向の相関とを比較する。そし
て前記の比較は、前記した水平8画素×垂直8画素によ
る画素ブロックを、水平4画素×垂直4画素からなる4
個の小ブロックに分割し、前記の4個の小ブロックにお
ける左上の小ブロックの画素値の平均値Aulと、右上
の小ブロックの画素値の平均値Aurと、右下の小ブロ
ックの画素値の平均値Adrとを求めた後に、前記した
右上の小ブロックの画素値の平均値Aurと左上の小ブ
ロックの画素値の平均値Aulとの差の絶対値RHと、
右上の小ブロックの画素値の平均値Aurと右下の小ブ
ロックの画素値の平均値Adrとの差の絶対値RVとを
求めて、前記したRHの値とRVの値とを比較した結果
が、RV>RHであれば横方向の相関度が高いと判断
し、また、前記の比較結果がRV≦RHであれば縦方向
の相関度が高いと判断する。そして、前記の縦横相関比
較部5における縦横相関比較の結果の情報は縦横相関比
較部5から行列入れ換え部28に与えられる。
【0122】前記の行列入れ換え部28では、縦横相関
比較部5から与えられた縦横相関比較の結果が、RV≦
RHの場合、すなわち、縦方向の相関度が高い場合に
は、行列入れ換え部28に対して画素分割部25から供
給された映像信号の内の輝度信号Y(輝度信号Yによる
仮想的な画面の画面データ)における水平8画素×垂直
8画素による画素ブロックの画素の配列について行列の
入れ換えを行なう。図15の(a)に示す画素の配置態
様と、図15の(b)に示す画素の配置態様とは、画素
配列の行と列とを入れ換えた状態について図示説明して
いるものである。また、行列入れ換え部28において、
画素の配置態様に関して、行と列との入れ換えを行なっ
たか否かの状態(RHの値とRVの値とを比較した結果
が、RV≦RHであるのか、RV>RHであるのかの状
態と同じ)の情報は、行列入れ換え部28から比較結果
格納用メモリ29に与えられて、前記の情報は比較結果
格納用メモリ29に格納されるとともに、前記の情報は
行列入れ換え部28からフラグ設定部34にも供給され
る。
【0123】また、前記した行列入れ換え部28に対し
て画素分割部25から供給された映像信号の内の輝度信
号Y(輝度信号Yによる仮想的な画面の画面データ)
が、偶数番目の画面の画面データの場合には、その偶数
番目の画面の直前の奇数番目の画面内の同一位置におけ
る水平8画素×垂直8画素による画素ブロックについて
の縦横相関比較結果を、比較結果格納用メモリ29から
読出して来る。そして、比較結果格納用メモリ29から
読出して来た縦横相関比較結果の値が縦方向の相関度が
高いものであった場合には、行列入れ換え部28に画素
分割部25から供給された映像信号の内の輝度信号Y
(輝度信号Yによる仮想的な画面の画面データ)におけ
る水平8画素×垂直8画素による画素ブロックの画素の
配列態様に関して行と列との入れ換えを行なう。
【0124】前記の行列入れ換え部28から出力された
輝度信号による順次の1枚毎の画面の画面データは、
2:1の飛越走査によるフレームの構成部31に供給さ
れており、また前記の2:1の飛越走査によるフレーム
の構成部31には、画素分割部25から出力された各色
差信号Cb,Crによる順次の2枚の仮想的な画面の画
面データの内の各1枚の図22の(d)に示されるよう
な仮想的な画面の画面データが供給されている。それ
で、前記の2:1の飛越走査によるフレームの構成部3
1では、時間軸上で順次に供給されている図22の
(c)に示されているような、水平720画素×垂直2
88画素からなる奇数番目の画面における輝度信号Yの
データと、偶数番目の画面における輝度信号Yのデータ
とを、それぞれ仮想的な奇数フィールドの画面の輝度信
号Yのデータと仮想的な偶数フィールドの輝度信号Yの
データとして用いて、2:1の飛越走査方式による1フ
レーム、すなわち、前記の仮想的な奇数フィールドの画
面におけるi番目(i=1,2,3…)のラインの次
に、前記した仮想的な偶数フィールドの画面のi番目
(i=1,2,3…)のラインが並ぶというようにし
て、水平720画素×垂直576画素からなる輝度信号
Yによる仮想的な1枚の画面が構成されるような出力デ
ータを発生して、それを625/50方式のDVCのD
CTブロック形成用LSI32に供給する。
【0125】また前記の2:1の飛越走査によるフレー
ムの構成部31では、画素分割部25から出力された色
差信号Cb(または色差信号Cr)による順次の2枚の
仮想的な画面の画面データの内の各1枚毎の仮想的な画
面の画面データ、すなわち図22の(d)に示されてい
るような水平360画素×垂直144画素からなる奇数
番目の画面における色差信号Cb(または色差信号C
r)のデータと、水平360画素×垂直144画素から
なる偶数番目の画面における色差信号Cb(または色差
信号Cr)のデータとを、それぞれ仮想的な奇数フィー
ルドの画面の色差信号Cb(または色差信号Cr)のデ
ータと、仮想的な偶数フィールドの色差信号Cb(また
は色差信号Cr)のデータとして用いて、2:1の飛越
走査方式による1フレーム、すなわち、前記の仮想的な
奇数フィールドの画面におけるi番目(i=1,2,3
…)のラインの次に、前記した仮想的な偶数フィールド
の画面のi番目(i=1,2,3…)のラインが並ぶと
いうようにして、図22の(b)に示されているような
水平360画素×垂直288画素からなる色差信号Cb
(または色差信号Cr)による仮想的な1枚の画面が構
成されるような出力データを発生し、それをDVCのD
CTブロック形成用LSI32に供給する。
【0126】625/50方式のDVCのDCTブロッ
ク形成用LSI32に対して、前記した2:1の飛越走
査によるフレームの構成部31から供給される2:1の
飛越走査方式による順次の各1フレームの画面データを
構成する奇数フィールドの画面データと偶数フィールド
の画面データとは、既述のように時間軸上で連続してい
る順次走査方式による映像信号における奇数番目の画面
データと偶数番目の画面データとに基づいて得られたも
のである。そして、前述のように1画面における輝度信
号Yの画素が水平方向に720画素で垂直方向が576
本の画面と対応しているデータ列とされ、また、色差信
号(cb,Cr)については、水平方向に360画素で
垂直方向が288本の画面と対応しているデータ列とさ
れて、4:2:0形式の信号のデータ列とされるので、
前記のデータ列は、従来から625/50方式のDVC
の規格に従ったVCRにおいて各種の信号処理に使用さ
れている625/50方式のDVC用の大規模集積回路
(LSI)を用いて、各種の信号処理を行なうことがで
きることになる。
【0127】前記した2:1の飛越走査によるフレーム
の構成部31から4:2:0形式の信号のデータ列が供
給されたDVCのDCTブロック形成用LSI32で
は、図18の(b)に示されているような構成のマクロ
ブロック、すなわち、輝度信号Yのデータについては水
平8画素×垂直8画素のブロックサイズのDCTブロッ
クDCT0〜DCT3と、色差信号(Cb,Cr)の各
々について、水平8画素×垂直8画素のブロックサイズ
のDCTブロックDCT4,DCT5とを形成させる。
前記した構成態様ののマクロブロックは、DVCの規格
に従った形のマクロブロックであり、DVCのDCTブ
ロック形成用LSI32から出力されたデータ列は、D
VCのDCT演算用LSI33に供給される。
【0128】前記のDCT演算用LSI33は、所定の
DCT演算モードでの演算動作、すなわち、DCT演算
用LSI33に入力された水平8画素×垂直8画素の画
素ブロックを、PAL方式のフィールドで分けた水平8
画素×垂直4画素のDCTブロック毎にDCT演算を行
なった後に、前記の各DCTブロック毎に求められた各
DCT変換係数毎の和と差とを求めるというDCT演算
モードでの演算動作を行なうことができるように、DC
T演算用LSI33における入力端子の1つとして設け
られているDCTモード設定端子に対する動作モードの
設定が行なわれる。
【0129】ところで、既述の2:1の飛越走査による
フレームの構成部31では、時間軸上で順次に供給され
ている図22の(c)に示されているような、水平72
0画素×垂直288画素からなる奇数番目の画面におけ
る輝度信号Yのデータと、偶数番目の画面における輝度
信号Yのデータとを、それぞれ仮想的な奇数フィールド
の画面の輝度信号Yのデータと仮想的な偶数フィールド
の輝度信号Yのデータとして用いて構成されている2:
1の飛越走査方式によるPAL方式の1フレームの画面
データに対して行なわれる前記したDCT演算用LSI
33におけるDCT演算処理は、順次走査による奇数番
目のフレームから取出した画素データと、時間軸上にお
いて前記した順次走査による奇数番目のフレームに続く
順次走査による奇数番目のフレームから取出した画素デ
ータとは対応していることから、水平8画素×垂直4画
素×時間2画素の3次元DCTに相当する。また、輝度
信号Yについて、縦横相関比較部5で縦方向の相関度が
大きいと判断された場合には、行列入れ換え部28で画
素配列における行と列とを入れ換えてからDCTブロッ
ク形成用LSIに入力しているから、入力信号で考えれ
ば水平4画素×垂直8画素×時間2画素の3次元DCT
を行なったことになる。
【0130】前記のDCT演算用LSI33からは、前
記したDCT演算によって求められたDCT演算係数の
他に、前記のDCT演算用LSI33の動作モードの区
別を示すMフラグも出力されて、前記のMフラグはフラ
グ設定部34に供給される。すなわち、前記のDCT演
算用LSI33は、水平8画素×垂直8画素のDCTブ
ロックについてDCT演算を行なうDCT演算動作モー
ドと、既述したように、水平8画素×垂直8画素の画素
ブロックを、フィールドで分けた水平8画素×垂直4画
素のDCTブロック毎にDCT演算を行なった後に、前
記の各DCTブロック毎に求められた各DCT変換係数
毎の和と差とを求めるというDCT演算モードとの2つ
の演算動作モードを有しているから、DCT演算用LS
I33が、前記した2つの演算動作モードの内のどちら
の動作モードに設定された状態でのDCT演算動作を行
なってDCT変換係数を出力したものかを区別するフラ
グもDCT演算用LSI33から出力されるのである。
【0131】前記のフラグ設定部34では前記のフラグ
を抜出し、行列入れ換え部28から前記のフラグ設定部
34に対して既述のように供給されている縦横相関比較
部5での比較結果と置換える。色差信号Cb,Crによ
るDCTブロックについては前記したフラグ設定部34
は何の動作も行なわない。前記したフラグ設定部34か
らの出力は、DVCの量子化及び可変長符号化用LSI
35において、可変長符号化された状態のデータ量が、
ビデオセグメント内で所定のデータ量となるように量子
化された後に可変長符号化される。
【0132】前記のビデオセグメントは、既述のように
5個のマクロブロックによって構成されている。すなわ
ち、1画面を図27に示してあるように、それぞれ27
個のマクロブロックを単位として構成されている45個
のスーパーブロックS0,0、S0,1、S0,2…
…S11,2,S11,3、S11,4に分割され、1
画面中に構成される60個のスーパーブロックにおける
各列毎に1個のスーパーブロックを選択し、次に、前記
のように選択された各スーパーブロック毎に1個ずつの
マクロブロックを取り出して得た計5個のマクロブロッ
クにより、1ビデオセグメントが構成されているのであ
る。
【0133】さて、前記のように可変長符号化されたデ
ータは、図20に示されているシンクブロック内のデー
タとしてフォーマッティングされ、また、前記のシンク
ブロック内の直流格納領域(DC格納領域)には、図1
8の(b)に示すマクロブロックを構成する各DCTブ
ロックDCT0〜DCT5について得られたDCT係数
の内の直流成分が格納される。ここでは、水平8画素×
垂直4画素のDCTブロック毎にDCT演算を行なった
後に、前記の各DCTブロック毎に求められた各DCT
係数毎の和と差を求めるDCT演算が行なわれており、
その場合は直流DCT係数の和の成分が格納される。さ
らに前記のマクロブロックを構成する各DCTブロック
DCT0〜DCT5について得られたDCT係数の内の
交流成分は、前記のDCT係数の内の交流成分を得たD
CTブロックと同一のDCTブロックの直流成分が格納
されたシンクブロックと同じシンクブロック内の交流格
納領域(AC格納領域)に格納される。なお、DCT係
数の内の交流成分のデータ量が、それの格納のために用
意された格納領域の記憶容量よりも多かった場合には、
そのシンクブロック内で空いているAC格納領域や、同
一ビデオセグメント内における空いているAC格納領域
に格納する。
【0134】前記のようにフォーマティングされたデー
タは、次にDVCの誤り訂正符号化用LSI36に入力
される。ところで、図19中に示されている1行中に配
列されている5個のスーパーブロックのデータが、1つ
のビデオセクタのデータとなっている。そして、前記の
DVCの誤り訂正符号化用LSI36では、前記の1つ
のビデオセクタのデータに対してアウター訂正符号化を
行なう。さらに、各シンクブロックのデータに対して
は、インナー訂正符号化が行なわれる。そして、前記の
DVCの誤り訂正符号化用LSI36から、出力された
データは記録変調部(記録変調用LSI)10に供給さ
れる。
【0135】DVCの誤り訂正符号化用LSI36から
データが供給された前記の記録変調部10では、それに
入力されたデータに対してIDワードとシンクワードと
を付加した後に記録変調を施し、記録データとして回転
磁気ヘッドに供給する。そして走行する磁気テープに対
して、前記の回転磁気ヘッドにより、1フレームの記録
データが12本の記録跡に記録されるような記録態様で
記録される。なお、前記の記録変調部10から回転磁気
ヘッドに供給される記録データは、1本の記録跡毎に、
記録跡の前半の部分には記録信号処理部#1に設けられ
ているDVCの誤り訂正符号化用LSI36から記録変
調部10に供給されたデータと対応する記録データが記
録され、また、記録跡の後半の部分には記録信号処理部
#2に設けられているDVCの誤り訂正符号化用LSI
から記録変調部10に供給されたデータと対応する記録
データが記録されるようなデータ配列にされている。
【0136】図25を参照して記述したデジタル画像情
報の記録再生装置における前記のような記録系の動作に
よって記録データが記録された記録済み磁気テープか
ら、回転磁気ヘッドによって再生された再生データに対
する信号処理は、図26に示されているデジタル画像情
報の記録再生装置の一実施例の再生系の動作によって行
なわれる。すなわち、磁気テープから回転磁気ヘッドで
再生された再生データは、端子12を介して記録復調部
(記録復調用LSI)13に供給され、前記の記録復調
部(記録復調用LSI)13で復調された後に、1本の
記録跡毎の再生データの内で、記録跡の前半の部分から
再生された再生データは、第1の再生信号処理部37に
供給され、また、記録跡の後半の部分から再生された再
生データは、第2の再生信号処理部38に供給される。
【0137】前記した記録復調部13から再生データが
供給される第1の再生信号処理部37と第2の再生信号
処理部38としては、同一構成のものが使用されるので
あり、また、前記した第1,第2の再生信号処理部3
7,38における信号処理動作も同一であるため、図2
6中には第1の再生信号処理部37についての具体的な
構成だけを示している。第2の再生信号処理部38につ
いては、それを単に一点鎖線枠38で図示している。前
記した第1の再生信号処理部37で信号処理動作が行な
われる再生データは、記録系中で使用されていた第1の
記録信号処理部26で信号処理が行なわれたデータであ
り、また前記した第2の再生信号処理部38で信号処理
動作が行なわれる再生データは、記録系中で使用されて
いた第2の記録信号処理部27で信号処理が行なわれた
データである。以下の記載においては、第1の再生信号
処理部37を代表例として、第1,第2の再生信号処理
部37,38の内容について説明することにし、その説
明に際しては単に再生信号処理部37のように記載す
る。
【0138】前記のように記録復調部13から再生デー
タが供給される再生信号処理部37のDVCの誤り訂正
符号復号化用LSI39では、誤り訂正処理を行なっ
て、再生時に混入したデータ誤りを訂正する。訂正不能
誤りがあった場合には、直前のフレームのデータとして
再生されたデータを用いて修正する。前記の訂正不能誤
りがあった場合における具体的な修正法としては、前フ
レームの画面上の同じ位置のマクロブロックデータを格
納したシンクブロックのデータで置換する方法が採用で
きる。前記のDVCの誤り訂正符号復号化用LSI39
からの出力データは、DVCの可変長符号復号/逆量子
化用LSI40に供給される。DVCの可変長符号復号
/逆量子化用LSI40では、それに供給されたデータ
について、可変長符号を復号した後に、逆量子化の信号
処理を行なってから、フラグ抜出部41に供給する。
【0139】前記のフラグ抜出部41では、輝度信号Y
のDCTブロックについて、前記したMフラグの位置の
データを抜出して、そのデータを行列戻し部46に与え
る。また、Mフラグをフィールドで分けて、水平8画素
×垂直4画素のブロックで8×4のDCTを行ない、さ
らに各DCT係数の和と差を取るモードを示すデータに
書換える。また、2つの色差信号Cb,Crについての
DCTブロックについては何もしない。そして、フラグ
抜出部41からの出力は、次段のDVCの逆DCT演算
LSI42に与える。
【0140】前記のDVCの逆DCT演算LSI42で
は、入力するMフラグが全て、フィールドで分けて水平
8画素×垂直4画素で8×4のDCTを行ない、さらに
各DCT係数の和と差をとるモードを示すデータとなっ
ているから、その演算に対応した逆演算が選択されて実
行される。逆DCT演算LSI42の出力は、次段のD
VCの画素配置用LSI43に供給する。前記のDVC
の画素配置用LSI43では、それに入力されたデータ
について、1フレームのY信号、2つの色差信号Cb,
Crからなる画像データとされて、順次の1フレーム毎
に次段の2:1の飛越走査によるフレームの分割部44
に供給される。
【0141】前記した2:1の飛越走査によるフレーム
の分割部44では、図25を参照して既述した記録系中
で使用されていた2:1の飛越走査によるフレームの構
成部31で行なわれた信号処理とは逆の信号処理、すな
わち、図22の(a)に示されているような水平720
画素×垂直576画素からなる輝度信号Yによる仮想的
な1枚の画面の画面データにおける奇数番目のラインだ
けで構成される図22の(c)に示されるような水平7
20画素×垂直288画素からなる奇数番目の仮想的な
画面の画面データと、前記した図22の(a)に示され
ているような水平720画素×垂直576画素からなる
輝度信号Yによる仮想的な1枚の画面における偶数番目
のラインだけで構成される図22の(c)に示されるよ
うな水平720画素×垂直288画素からなる偶数番目
の仮想的な画面の画面データとに分割して、それを行列
戻し部46に供給する。
【0142】また、前記の2:1の飛越走査によるフレ
ームの分割部44では、2つの色差信号Cb,Crにつ
いても、それぞれ水平360画素×垂直288画素から
なる各色差信号Cb(Cr)による仮想的な1枚の画面
の画面データにおける奇数番目のラインだけで構成され
る図22の(d)に示されるような水平360画素×垂
直144画素からなる奇数番目の仮想的な画面の画面デ
ータと、前記した仮想的な1枚の画面における偶数番目
のラインだけで構成される図22の(d)に示されるよ
うな水平360画素×垂直144画素からなる偶数番目
の仮想的な画面の画面データとに分割して、それを画像
合成部47に供給する。
【0143】2:1の飛越走査によるフレームの分割部
44から、順次に輝度信号Yによる奇数番目の仮想的な
画面データと、輝度信号Yによる偶数番目の仮想的な画
面データとが供給された行列戻し部46では、水平8画
素×垂直8画素からなる画素ブロックの単位で、既述の
ようにフラグ抜出部41から供給されている信号を参照
して、画素配列における行と列との入れ換え動作を行な
う。すなわち、行列戻し部46において水平8画素×垂
直8画素からなる画素ブロックの単位で、画素配列にお
ける行と列との入れ換え動作が行なわれるのは、図25
を参照して既述した記録系における行列入れ換え部28
において、縦横相関比較部5による縦横相関比較の結果
として縦方向の相関が大きいことが検出されて、画素ブ
ロックにおける画素配列の行と列との入れ換えが行なわ
れた画素ブロックについてだけである。
【0144】第1の再生信号処理部37に設けられてい
る前記した行列戻し部46と、2:1の飛越走査による
フレームの分割部44から、それぞれ出力された輝度信
号Yによる画面データと、2つの色差信号Cb,Crに
よる画面データと、第2の再生信号処理部38に設けら
れている行列戻し部と、2:1の飛越走査によるフレー
ムの分割部から、それぞれ出力された輝度信号Yによる
画面データと、2つの色差信号Cb,Crによる画面デ
ータとは、画素合成部47に供給される。前記の画素合
成部47では、図25を参照して既述した記録系におけ
る画素分割部25で行なわれていた信号処理動作とは逆
の信号処理動作を行なって画素合成を行なう。
【0145】すなわち、前記した画素合成部47におい
ては、次のような信号処理動作が行なわれる。まず、輝
度信号Yについては、第1の再生信号処理部37から出
力された画面データにおける画面の上端の8本のライン
の画素を配置し、次に第2の再生信号処理部38から出
力された画面データにおける画面の上端の8本のライン
の画素を配置する。次いで、前記の第1の再生信号処理
部37から出力された輝度信号Yについての画面データ
における次の8本のラインの画素を配置し、次に、第2
の再生信号処理部38から出力された輝度信号Yについ
ての画面データにおける次の8本のラインの画素を配置
する。
【0146】前記のようにして、第1の再生信号処理部
37から出力された輝度信号Yについての画面データに
おける8ラインの画素と、第2の再生信号処理部38か
ら出力された輝度信号Yについての画面データにおける
8ラインの画素とを、順次交互に配置して行く。前記の
ような順次の画素の配置動作が、前記した画素合成部4
7において順次のライン毎に繰返して行なわれることに
より、前記した第1,第2の再生信号処理部37,38
から画素合成部47に供給された輝度信Yの画面データ
によって、画素合成部47から出力端子20に対して、
順次の1枚の順次走査による画面と対応して、順次走査
方式による水平方向の画素数が720で、垂直方向のラ
イン数が576本の輝度信号Yのデジタル信号が送出さ
れることになる。
【0147】次に、2つの色差信号Cb,Crに対する
前記した画素合成部47における信号処理動作は、色差
信号Cbについて行なわれる画素の配置動作と、色差信
号Crについて行なわれる画素の配置動作とを、個別的
に同様な動作態様で行なう。それで、色差信号Cbにつ
いての画素合成部47の動作だけを代表的に説明するこ
とにする。まず、第1の再生信号処理部37から出力さ
れた色差信号Cbについての画面データにおける画面の
上端の4本のラインの画素を配置し、次に第2の再生信
号処理部38から出力された色差信号Cbについての画
面データにおける画面の上端の4本のラインの画素を配
置する。次いで、前記の第1の再生信号処理部37から
出力された色差信号Cbについての画面データにおける
次の4本のラインの画素を配置し、次に、第2の再生信
号処理部38から出力された色差信号Cbについての画
面データにおける次の4本のラインの画素を配置する。
【0148】前記のようにして、第1の再生信号処理部
37から出力された色差信号Cbについての画面データ
における4ラインの画素と、第2の再生信号処理部38
から出力された色差信号Cbについての画面データにお
ける4ラインの画素とを、順次交互に配置して行く。前
記のような順次の画素の配置動作が、前記した画素合成
部47において順次のライン毎に繰返して行なわれるこ
とにより、画素合成部47からは、それぞれ、水平方向
の画素数が360で、垂直方向のライン数が288本の
色差信号Cb,Crのデジタル信号が出力されて、ライ
ン補間部19に供給される。そして、前記のライン補間
部19においてライン数が2倍となるように補間され
て、順次走査方式による水平360画素×垂直方向57
6画素の状態の色差信号Cb,Crのデータが出力端子
21に送出される。
【0149】前記した図5及び図25に示したデジタル
画像情報の記録再生装置では、2:1の飛越走査による
フレームの構成部31を、DVCのDCTブロック形成
用LSI32とは別体のものとして構成させているが、
使用されるDVCのDCTブロック形成用LSIとし
て、DCTブロック形成用LSI内に、飛越走査のフィ
ールド画面を2枚分集めて、1フレームを構成させるこ
とができるような機能を備えているものである場合に
は、前記の2:1の飛越走査によるフレームの構成部3
1をDVCのDCTブロック形成用LSI32とは別体
のものとして設ける必要はない。また、前記した図6及
び図26に示したデジタル画像情報の記録再生装置で
は、2:1の飛越走査によるフレームの分割部44を、
DVCの画素配置用LSI43とは別体のものとして構
成させているが、使用されるDVCの画素配置用LSI
として、DVCの画素配置用LSI内に、1フレームを
2枚の飛越走査のフィールド画面に分けて出力できるよ
うな機能を備えているものである場合には、前記の2:
1の飛越走査によるフレームの分割部44をDVCの画
素配置用LSI43とは別体のものとして設ける必要は
ない。
【0150】また、これまでに説明した本発明のデジタ
ル画像情報の記録再生装置では、順次走査方式による映
像信号における2つの色差信号Cb,Crについて、ラ
イン間引部3でライン数を間引く際に、どの画面につい
ても同じラインを間引くとしていたが、実施に当って、
奇数番目の画面では奇数番目のラインを間引き、偶数番
目の画面では偶数番目のラインを間引くようにしてもよ
い。その結果、色差信号については、飛越走査のような
ライン配置となる。このとき、色差信号についてはDV
CのDCT演算用LSI33のDCTモード設定端子に
対する設定を行なわず、本来のDCT演算用LSI33
の動作を行なわせるようにしてもよい。すなわち、水平
8画素×垂直8画素でのDCT変換と、フィールドで分
けた水平8画素×垂直4画素のDCTブロック毎にDC
T演算を行なった後に、各DCT係数毎の和と差を求め
る演算とが適応的に行なわれる。また、これまでに説明
した本発明のデジタル画像情報の記録再生装置において
使用しているDVCのDCTブロック形成用LSI、D
VCのDCT演算用LSI、DVCの量子化及び可変長
符号化用LSI、DVCの誤り訂正符号化用LSI、D
VCの誤り訂正符号復号化用LSI、DVCの可変長符
号復号/逆量子化用LSI、DVCの逆DCT演算LS
I、DVCの画素配置用LSIや、前記の大規模集積回
路の所定のものを適宜に組合わせて構成させた大規模集
積回路としては、DVC規格による記録再生装置用に使
用されている比較的安価で信頼性のあるものをそのまま
使用できる。
【0151】前記した大規模集積回路の所定のものを適
宜に組合わせて構成させる大規模集積回路の具体例とし
ては、例えば、DVCのDCTブロック形成用LSIと
DVCのDCT演算用LSIとを1つのLSIに集積し
たLSI、あるいは例えばDVCの量子化及び可変長符
号化用LSIとDVCの誤り訂正符号化用LSIとを1
つのLSIに集積したLSI、DVCの誤り訂正符号復
号化用LSIとDVCの可変長符号復号/逆量子化用L
SIとを1つのLSIに集積したLSI、DVCの逆D
CT演算LSIとDVCの画素配置用LSIとを1つの
LSIに集積したLSIを挙げることができる。
【0152】また、本発明のデジタル画像情報の記録再
生装置の実施に当っては、前記した行列入れ換え部2
8、縦横相関比較部5、比較結果格納用メモリ29、フ
ラグ設定部34、行列戻し部46を備えていない構成態
様のものとして実施されてもよく、前記のような実施態
様とされた場合におけるDCTは、水平8画素×垂直4
画素×時間2画素の3次元DCTに相当する。あるいは
本発明のデジタル画像情報の記録再生装置の実施に当っ
て、前記した行列入れ換え部28と行列戻し部46だけ
を備え、図15の(a)に示されている水平8画素×垂
直8画素からなる画素ブロック内における水平方向の画
素の並びを、図15(b)に示す画素配置のように垂直
方向の画素の並びに変更するような信号処理動作を常に
行なって、結果的に水平4画素×垂直8画素×時間2画
素の3次元DCTが行なわれる状態として本発明が実施
されてもよい。
【0153】さて、図5を参照して既述した本発明のデ
ジタル画像情報の記録再生装置では、輝度信号Yについ
ては基本的に水平方向に16画素ずつ、2つの色差信号
Cb,Crについては基本的に水平方向に8画素ずつ、
2系統のDVCの記録信号処理部26,27に割り振
り、各系統のDVCの記録信号処理部26,27では、
順次走査による1画面の画面データから割り振られた画
素データを、2:1の飛越し走査方式における各フィー
ルドの画面を構成する画素データとして扱うようにし、
また、DVCのDCT演算用LSIの動作モードを、フ
ィールドで分けて水平8画素×垂直4画素で8×4のD
CTを行ない、さらに各DCT係数の和と差を取るモー
ドに固定したので、DCTを行なうときの水平方向8画
素は、入力信号の段階でも隣接した8画素であり、DC
Tを行なうときの垂直方向4画素は、入力信号の段階で
も隣接した4画素であり、さらにまた、各各DCT係数
の和と差を求めることは、時間方向に隣接した2画素で
DCTを行なうことに相当するが、前記の時間方向に隣
接した2画素も、入力信号の段階でも時間的に連絡した
2画素となることから、空間的及び時間的な画素間の相
関をうまく利用することが可能となる。
【0154】したがって、画像情報を固定量のビット量
に圧縮したときの量子化ノイズが小さくなり、伸長時の
画質劣化を押さえることができる。また、民生用のデジ
タルVTRであるDVC用の大規模集積回路(LSI)
は、量産効果によって低価格で入手できるから、主要な
構成部分にDVC用のLSIを使用し、それに周辺回路
を加える形で構成している信号処理部を備えている本発
明のデジタル画像情報の記録再生装置は低コストで高い
信頼性を有するものを容易に提供できる。また、水平方
向に走査された画素データ列である入力信号を、前記の
ように水平方向の16画素ずつ、順次交互に2つの記録
信号処理部26,27に割り振るようにしているので、
2つの記録信号処理部26,27の同期をとるために必
要とされるメモリとしては小さなメモリ容量のものを使
用できるために、低コストで実現することができる。
【0155】また、図5を参照して既述した本発明のデ
ジタル画像情報の記録再生装置では、Yブロック変換部
30において、水平16画素×垂直8画素からなる画素
ブロックを、図16の(a)に示すように水平8画素×
垂直4画素からなる4つのブロックBL1,BL2,B
L3,BL4に分割し、前記の4つのブロックBL1,
BL2,BL3,BL4を、図16の(b)に示すよう
に並べ換えることにより、水平360画素×垂直480
画素として示される輝度信号Yによる仮想的な画面を、
水平720画素×垂直240画素として示される輝度信
号Yによる仮想的な画面に変換して、それを2:1の飛
越走査方式の輝度信号Yによる1フィールドの仮想的な
画面の画面データとし、前記の1フィールドの仮想的な
画面の2枚と対応する画面データによって得た、2:1
の飛越走査方式の輝度信号Yによる1フレームの仮想的
な画面の画面データをDVCの信号処理用のLSIに与
えている。
【0156】前記のDVCの信号処理用のLSIでは、
1フレーム内の水平8画素×垂直8画素からなるDCT
ブロックを、2つの色差信号Cb,Crについては各1
個、輝度信号Yについては、画面上で、それらと同じ大
きさに相当する横に並んだ4個とによって図18の
(a)に示すようなマクロブロックを構成する。そし
て、入力された輝度信号Yと、2つの色差信号Cb,C
rとを、所謂、4:2:0の状態として前記の処理を行
ない、本来、所謂4:1:1の入力信号を処理するよう
に作られているDVCの信号処理用のLSIに入力させ
ている。それで、DVCの信号処理用のLSIの内部で
のマクロブロックは、前記のような所謂、4:2:0の
状態での入力信号では、図17に示されているように2
つの色差信号Cb,Crによる各1個のDCTブロック
DCT4,DCT5と、画面上でそれらと同じ大きさに
相当する縦横に2個ずつ並んだ輝度信号YのDCTブロ
ックDCT0〜DCT3との組によって構成されたもの
となる。
【0157】マクロブロックは、マクロブロックを構成
している各DCTブロックにおける少なくとも低次のD
CT変換係数データから、1シンクブロック内のデータ
が構成され、再生時に混入したデータ誤りを訂正できな
い場合には、前フレームの画面上における同位置のマク
ロブロックデータを格納したシンクブロックのデータが
置換えの単位となるものである。訂正できないデータ誤
りは、通常、1シンクブロック期間内におさまるから、
このマクロブロックが画面上で同じ位置、同じ大きさ
の、輝度信号Y,2つの色差信号Cb,Crの画素ブロ
ックで構成されれば、前フレームのデータで置換えられ
る範囲が最小限となり、再生時の画質劣化を最小限に押
さえることができる。なお、Yブロック変換部における
4つのブロックBL1,BL2,BL3,BL4の並べ
かえを、図16の(b)に例示してあるようにはしない
で、例えば、左側からBL1,BL3,BL2,BL4
のように配置するようにしても、マクロブロックを構成
する画素は同じであるから、再生時の画質劣化は同様に
抑えることができる。
【0158】また、図5を参照して既述した本発明のデ
ジタル画像情報の記録再生装置では、行列入れ換え部2
8と縦横相関比較部5とを設けて、水平8画素×垂直8
画素からなる画素ブロック内の縦方向の相関度と横方向
の相関度とを比較しして、縦方向の相関の方が横方向の
相関よりも大きい場合には、行列入れ換え部28で図1
5の(a)に示されている水平8画素×垂直8画素から
なる画素ブロック内における水平方向の画素の並びを、
図15(b)に示す画素配置のように垂直方向の画素の
並びに変更するような信号処理動作を行なうことによ
り、DVC用のLSIを用いて水平8画素×垂直4画素
×時間2画素の3次元DCTと、水平4画素×垂直8画
素×時間2画素の3次元DCTとを適応的に行なえるよ
うにしているから、比較的低コストで映像信号が持って
いる相関をうまく利用できる画像情報圧縮記録,再生装
置を実現できる。
【0159】次に、図25を参照して既述した本発明の
デジタル画像情報の記録再生装置では、輝度信号Yにつ
いては8ラインずつ、2つの色差信号Cb,Crについ
ては4ラインずつ、2系統のDVCの記録信号処理部2
6,27に割り振り、各系統のDVCの記録信号処理部
26,27では、順次走査による1画面の画面データか
ら割り振られた画素データを、2:1の飛越し走査方式
における各フィールドの画面を構成する画素データとし
て扱うようにし、2フィールドで1フレームの仮想的な
画面の画面データを構成してPAL方式のDVCの信号
処理用LSIに供給し、前記のPAL方式のDVCの信
号処理用LSIでは1フレーム内の水平8画素×垂直8
画素のDCTブロックを、2つの色差信号Cb,Crに
ついては各1個、輝度信号Yについては、画面上で、そ
れらと同じ大きさに相当する水平,垂直ともに2個ずつ
並んだ4個とによって図18の(b)に示すようなマク
ロブロックを構成する。前記の各DCTブロック内の画
素は、入力信号でも隣り合った画素である。したがっ
て、画素間の相関が高く、DCTにより効率的に画像情
報量の圧縮ができる。
【0160】また、マクロブロックについても、入力信
号で、2つの色差信号Cb,CrのDCTブロックと、
画面上でそれらと同じ大きさに相当する輝度信号Yの水
平,垂直ともに2個ずつのDCTブロックとなる。マク
ロブロックはマクロブロックを構成している各DCTブ
ロックにおける少なくとも低次のDCT変換係数データ
から、1シンクブロック内のデータが構成され、再生時
に混入したデータ誤りを訂正できない場合には、前フレ
ームの画面上における同位置のマクロブロックデータを
格納したシンクブロックのデータが置換えの単位となる
ものである。訂正できないデータ誤りは、通常、1シン
クブロック期間内におさまるから、このマクロブロック
が画面上で同じ位置、同じ大きさの、輝度信号Y,2つ
の色差信号Cb,Crの画素ブロックで構成されれば、
前フレームのデータで置換えられる範囲が最小限とな
り、再生時の画質劣化を最小限に押さえることができ
る。
【0161】また、図25を参照して既述した本発明の
デジタル画像情報の記録再生装置では、行列入れ換え部
28と縦横相関比較部5とを設けて、水平8画素×垂直
8画素からなる画素ブロック内の縦方向の相関度と横方
向の相関度とを比較しして、縦方向の相関の方が横方向
の相関よりも大きい場合には、行列入れ換え部28で図
15の(a)に示されている水平8画素×垂直8画素か
らなる画素ブロック内における水平方向の画素の並び
を、図15(b)に示す画素配置のように垂直方向の画
素の並びに変更するような信号処理動作を行なうことに
より、PAL方式のDVC用のLSIを用いて水平8画
素×垂直4画素×時間2画素の3次元DCTと、水平4
画素×垂直8画素×時間2画素の3次元DCTとを適応
的に行なえるようにしているから、比較的低コストで映
像信号が持っている相関をうまく利用できる画像情報圧
縮記録,再生装置を実現できる。
【0162】
【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明のデジタル画像情報の記録再生装置で
は、画面内の水平方向と垂直方向とにおける相関度の高
い方と、さらに時間方向の相関を利用してDCTを行な
うようにしているので、効率的な画像情報圧縮符号化を
可能とするので、記録媒体に記録するビットレートが一
定の場合には再量子化による量子化ノイズを小さくする
ことができ、圧縮伸長時の画質の向上が達成でき、ま
た、時間軸上で連続している画面間で動きベクトルを求
め、その動きベクトルの分だけ画面をずらすようにして
いるので、画面内の水平方向と垂直方向とにおける相関
度の高い方と、さらに時間方向の相関を利用してDCT
を行なうようにすれば、撮像装置(TVカメラ)がパン
を行なった状態で得られた画像に対して、時間軸方向の
画素の相関を、より一層有効に利用できるので、一層高
画質の圧縮伸長画像を容易に得ることができる。さら
に、本発明の実施に際してDVCのDCT演算用LS
I、DVCの量子化及び可変長符号化用LSI、DVC
の誤り訂正符号化用LSI、DVCの誤り訂正符号復号
化用LSI、DVCの可変長符号復号/逆量子化用LS
I、DVCの逆DCT演算LSIや、前記の大規模集積
回路の所定のものを組合わせて構成させた大規模集積回
路としては、DVC規格による記録再生装置用に使用さ
れている比較的安価なものをそのまま使用できるから、
本発明によれば、動画像と静画像とを同時に記録再生で
きるデジタル画像情報の記録再生装置を、低コストで容
易に提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図2】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図3】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図4】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図5】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図6】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図7】画素配置を示す図である。
【図8】画素配置を示す図である。
【図9】画素配置を示す図である。
【図10】画素配置を示す図である。
【図11】動きベクトルの説明に用いる図である。
【図12】画素配置を示す図である。
【図13】画素配置を示す図である。
【図14】画素配置を示す図である。
【図15】画素配置を示す図である。
【図16】画素配置を示す図である。
【図17】マクロブロックの構成例を示す図である。
【図18】マクロブロックの構成例を示す図である。
【図19】スーパーブロックの構成例を示す図である。
【図20】データ格納領域の配置例を示す図である。
【図21】シンクブロックの構成例を示す図である。
【図22】画素配置を示す図である。
【図23】従来のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図24】従来のデジタル画像情報の記録再生装置のブ
ロック図である。
【図25】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置の
ブロック図である。
【図26】本発明のデジタル画像情報の記録再生装置の
ブロック図である。
【図27】スーパーブロックの構成例を示す図である。
【符号の説明】
1,2,12,47,64…入力端子、3…ライン間引
部、4…適応DCT演算部、5…縦横相関比較部、6,
18…2フレームメモリ、7…再量子化部、8…可変長
符号化部、9…誤り訂正符号化部、10…記録変調部、
11,20,21,45,65…出力端子、13…記録
復調部、14…誤り訂正復号化部、15…可変長復号化
部、16…再逆量子化部、17…適応逆DCT演算部、
19…ライン補間部、22…動き補償部、23…1フレ
ームメモリ、24…動き戻し部、26,27…記録信号
処理部、28…行列入れ換え部、29…比較結果格納用
メモリ、30…Yブロック変換部、31…2:1の飛越
走査によるフレームの構成部、32…DVCのDCTブ
ロック形成用LSI、33…DVCのDCT演算用LS
I、34…フラグ設定部、35…DVCの量子化及び可
変長符号化用LSI、36…DVCの誤り訂正符号化用
LSI、37,38…再生信号処理部、39…DVCの
誤り訂正符号復号化用LSI、40…DVCの可変長符
号復号/逆量子化用LSI、41…フラグ抜出部、42
…DVCの逆DCT演算LSI、43…DVCの画素配
置用LSI、44…2:1の飛越走査によるフレームの
分割部、45…Yブロック逆変換部、46…行列戻し
部、47…画素合成部、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 7/24 H04N 9/79 - 9/898

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時間軸上で連続しているn枚の画面におけ
    る各画面間で対応している位置の水平m画素×垂直m画
    素よりなるn個の原画素ブロックについての水平m画素
    ×垂直m画素×時間n画素よりなる画素ブロックについ
    て、3次元直交変換符号化を行なうに当り、前記の画
    ブロックを水平方向に2分割した水平(m/2)画素×
    垂直m画素×時間n画素よりなる各分割画素ブロックに
    ついて3次元の直交変換符号化を行なう第1の3次元直
    交変換符号化モードと、前記の画素ブロックを垂直方向
    に2分割した水平m画素×垂直(m/2)画素×時間n
    画素よりなる各分割画素ブロックについて3次元の直交
    変換符号化を行なう第2の3次元直交変換符号化モード
    との2種類の3次元変換符号化モードを用意しておき
    間軸上で連続する各原画素ブロックの画素の相互間の
    水平方向,垂直方向の相関度に応じて、前記した3次元
    直交変換符号化モードを適応的に切換えて画素ブロック
    について3次元直交変換符号化を行なう手段と、3次元
    直交変換符号化を行なって得た直交変換符号化データ
    と、前記の直交変換符号化データを得る際に適用された
    3次元変換符号化モードの種類を示すデータとを、少な
    くとも、記録,伝送用データに含ませる手段とを備えた
    ことを特徴とするデジタル画像情報の記録再生装置。
  2. 【請求項2】 時間軸上で連続しているn枚の画面にお
    ける特定な1枚の画面と、前記の特定な1枚の画面を除
    く(n−1)枚の画面に属する各1枚の画面との間で、
    それぞれ1個の動きベクトルを求める手段と、前記の特
    定な1枚の画面内の水平m画素×垂直k画素よりなる画
    素ブロックと、前記の特定な1枚の画面を除く(n−
    1)枚の画面に属する各1枚の画面毎に、その1枚の画
    面と前記の特定な1枚の画面との間で求められていた動
    きベクトルだけずれた画面内の位置の水平m画素×垂直
    k画素よりなる(n−1)個の画素ブロックとにより、
    水平m画素×垂直k画素×n画素の画素ブロックについ
    て3次元直交変換符号化を行なう手段と、3次元直交変
    換符号化を行なって得た直交変換符号化データと、前記
    の動きベクトルを符号化して得たデータとを、少なくと
    も、記録,伝送用データに含ませる手段とを備えたこと
    を特徴とするデジタル画像情報の記録再生装置。
  3. 【請求項3】 2:1の飛越走査を行なう走査標準を適
    用して、2フィールドにより1フレームが構成されてい
    る画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直
    m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロ
    ックについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符
    号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で
    2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
    2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
    れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
    の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
    作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
    きるようになされているとともに、選択された動作状態
    を示すフラグを発生させうるように構成されている信号
    処理部を、前記した第2の直交変換符号化モードによる
    動作状態となるように設定してなる2個の信号処理部
    と、順次走査を行なう走査標準により1フレームが構成
    されている入力画像信号における各走査線毎に連続配置
    されている画素を、連続するm個の画素データまたは連
    続するmの整数倍個の画素データ毎に、順次交互に前記
    した2個の信号処理部に割振り、前記のように割振った
    画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、それ
    ぞれフィールドデータとして供給する画素分割部とを設
    けたことを特徴とするデジタル画像情報の記録再生装
    置。
  4. 【請求項4】 2:1の飛越走査を行なう走査標準を適
    用して、2フィールドにより1フレームが構成されてい
    る画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直
    m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロ
    ックについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符
    号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で
    2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
    2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
    れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
    の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
    作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
    き、かつ、選択された動作状態を示すフラグを発生させ
    うるように構成されているとともに、輝度信号の画素数
    と2つの色差信号画素数との比が、水平方向では4:1
    であり、垂直方向では1:1であるような信号形態の信
    号について行なわれるように構成されている2個の信号
    処理部と、順次走査を行なう走査標準により1フレーム
    が構成されている画像信号が、水平方向と垂直方向との
    画素数の比がともに2:1である輝度信号と色差信号か
    らなり、前記の入力画像信号における各走査線毎に連続
    配置されている画素を2個の信号処理部に割振り、前記
    のように割振った画素データを、前記の2個の信号処理
    部に対して、それぞれフィールドデータとして供給する
    画素分割部と、前記した画素分割部から画素データが供
    給される各信号処理部には、それに供給された画素デー
    タの内の輝度信号の画素データについて、画面内の水平
    m画素×垂直(m/2)画素からなるブロックの縦方向
    2個×横方向2個のブロック配置を、縦方向1個×横方
    向4個のブロック配置に変換するYブロック変換部を設
    けたことを特徴とするデジタル画像情報の記録再生装
    置。
  5. 【請求項5】 2:1の飛越走査を行なう走査標準を適
    用して、2フィールドにより1フレームが構成されてい
    る画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直
    m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロ
    ックについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符
    号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で
    2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
    2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
    れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
    の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
    作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
    きるようになされているとともに、選択された動作状態
    を示すフラグを発生させうるように構成されている信号
    処理部を、前記した第2の直交変換符号化モードによる
    動作状態となるように設定してなる2個の信号処理部
    と、順次走査を行なう走査標準により1フレームが構成
    されている入力画像信号における連続するm/2本また
    は連続するm/2の整数倍本の走査線毎に、順次交互に
    前記した2個の信号処理部に割振り、前記のように割振
    った画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、
    それぞれフィールドデータとして供給する画素分割部と
    を設けたことを特徴とするデジタル画像情報の記録再生
    装置。
  6. 【請求項6】 2:1の飛越走査を行なう走査標準を適
    用して、2フィールドにより1フレームが構成されてい
    る画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直
    m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロ
    ックについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符
    号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で
    2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
    2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
    れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
    の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
    作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
    きるようになされているとともに、選択された動作状態
    を示すフラグを発生させうるように構成されている信号
    処理部を、前記した第2の直交変換符号化モードによる
    動作状態となるように設定してなる2個の信号処理部
    と、順次走査を行なう走査標準により1フレームが構成
    されている入力画像信号における各走査線毎に連続配置
    されている画素を、連続するm個の画素データまたは連
    続するmの整数倍個の画素データ毎に、順次交互に前記
    した2個の信号処理部に割振り、前記のように割振った
    画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、それ
    ぞれフィールドデータとして供給する画素分割部と、前
    記した画素分割部から画素データが供給される各信号処
    理部には、それに供給された画素データにおける画面内
    の水平m画素×垂直m画素のブロック内の水平方向の画
    素の相関度と、垂直方向の画素の相関度とを調べ、垂直
    方向の画素の相関度が高い場合には、前記の水平m画素
    ×垂直m画素のブロック内において、もとの水平方向の
    画素の配列が垂直方向の画素の配列となるように画素の
    配列態様を変更する行列入れ換え部を設け、かつ、前記
    した直交変換符号化データを得る際に適用された第2の
    直交変換符号化モードを示すデータを、前記の行列入れ
    換え部において、行列の入れ換えが行なわれたか否かの
    情報で置換するようにしたことを特徴とするデジタル画
    像情報の記録再生装置。
  7. 【請求項7】 2:1の飛越走査を行なう走査標準を適
    用して、2フィールドにより1フレームが構成されてい
    る画像信号について、1フレーム内で水平m画素×垂直
    m画素よりなる画素ブロックを構成し、前記の画素ブロ
    ックについて直交変換符号化を行なう第1の直交変換符
    号化モードによる動作状態と、前記の画素ブロック内で
    2フィールドに分割して得た、水平m画素×垂直(m/
    2)画素の画素ブロックについて直交変換を行ない、そ
    れぞれの変換結果の和と差を求めて符号化を行なう第2
    の直交変換符号化モードによる動作状態との2種類の動
    作状態の内の何れかの動作状態に選択的に切換え設定で
    きるようになされているとともに、選択された動作状態
    を示すフラグを発生させうるように構成されている信号
    処理部を、前記した第2の直交変換符号化モードによる
    動作状態となるように設定してなる2個の信号処理部
    と、順次走査を行なう走査標準により1フレームが構成
    されている入力画像信号における連続するm/2本また
    は連続するm/2の整数倍本の走査線毎に、順次交互に
    前記した2個の信号処理部に割振り、前記のように割振
    った画素データを、前記の2個の信号処理部に対して、
    それぞれフィールドデータとして供給する画素分割部
    と、前記した画素分割部から画素データが供給される各
    信号処理部には、それに供給された画素データにおける
    画面内の水平m画素×垂直m画素のブロック内の水平方
    向の画素の相関度と、垂直方向の画素の相関度とを調
    べ、垂直方向の画素の相関度が高い場合には、前記の水
    平m画素×垂直m画素のブロック内において、もとの水
    平方向の画素の配列が垂直方向の画素の配列となるよう
    に画素の配列態様を変更する行列入れ換え部を設け、か
    つ、前記した直交変換符号化データを得る際に適用され
    た第2の直交変換符号化モードを示すデータを、前記の
    行列入れ換え部において、行列の入れ換えが行なわれた
    か否かの情報で置換するようにしたことを特徴とするデ
    ジタル画像情報の記録再生装置。
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