JP3184011B2 - 帯域圧縮信号処理装置 - Google Patents

帯域圧縮信号処理装置

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JP3184011B2 JP17207393A JP17207393A JP3184011B2 JP 3184011 B2 JP3184011 B2 JP 3184011B2 JP 17207393 A JP17207393 A JP 17207393A JP 17207393 A JP17207393 A JP 17207393A JP 3184011 B2 JP3184011 B2 JP 3184011B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、映像信号等をデジタ
ル信号に変換し、フレーム内符号化処理とフレーム間符
号化処理とを組み合わせた帯域圧縮を行う装置に係り、
この出力信号を例えばテープにヘリカルスキャン方式で
記録しそれを再生する記録再生装置に伝送した際に、特
にその高速再生時に良好な再生画像を容易に得られるよ
うにしたものに関する。また、高品位ＴＶなどの広帯域
な信号を長時間記録できる装置を提供するものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、映像信号をデジタル伝送
するにあたっては、可変長符号化方式を利用した伝送方
法や、フレーム内符号化処理とフレーム間符号化処理と
を組み合わせて帯域圧縮を行ない伝送する方法等が検討
されている。このうち、フレーム内符号化処理とフレー
ム間符号化処理とを組み合わせて帯域圧縮を行ない伝送
する技術は、例えば文献 IEEE Trans.on Broadcasting
Vol.36 No.4 DEC 1990に記載されたWoo Paik：“Digit
al compatible HD-TV Broadcast system ”に示されて
いるように帯域圧縮技術であり、以下にその特徴的な部
分を説明する。図５９において、入力端子１１に入力さ
れた映像信号は、減算回路１２と動き評価回路１３とに
それぞれ供給される。この減算回路１２では、後述する
減算処理が行なわれ、その出力は、ＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）回路１４に入力される。ＤＣＴ回路１４は、水
平方向８画素、垂直方向８画像を単位ブロック（８×８
画素＝６４画像）として取り込み、画素配列を時間軸領
域から周波数領域へ変換した係数を出力する。そして、
各係数は、量子化回路１５で量子化される。この場合、
量子化回路１５は、３２種類の量子化テーブルを持って
おり、選択された量子化テーブルに基づいて個々の係数
が量子化される。なお、量子化回路１５において、量子
化テーブルを備えているのは、情報の発生量と送出量と
が一定の範囲以内に収まるようにするためである。
【０００３】そして、量子化回路１５から出力された係
数データは、単位ブロック毎に低域より高域ヘジグザグ
・スキャンされて取り出された後、可変長符号化回路１
６に入力されて、零係数の続く数（ラン・レングス）と
非零係数とを１組にして可変長符号化される。なお、符
号器は、ハフマン符号等の発生頻度により符号長の異な
る可変長符号器である。そして、可変長符号化されたデ
ータは、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・ア
ウト）回路１７に入力されて規定の速度で読み出された
後、出力端子１８を介して図示しない次段のマルチプレ
クサー［制御信号、音声データ、同期データ（ＳＹＮ
Ｃ）、後述するＮＭＰ等を多重する］に供給され、伝送
路へ送出される。ＦＩＦＯ回路１７は、可変長符号化回
路１６の出力が可変レートであり、伝送路のレートが固
定レートであるため、この発生符号量と送出符号量の違
いを吸収するバッファの役目をしている。
【０００４】また、量子化回路１５の出力は、逆量子化
回路１９に入力されて逆量子化される。さらに、この逆
量子化回路１９の出力は、逆ＤＣＴ回路２０に入力され
て元の信号に戻される。この信号は、加算回路２１を介
してフレーム遅延回路２２に入力される。フレーム遅延
回路２２の出力は、動き補償回路２３と前記動き評価回
路１３とにそれぞれ供給されている。動き評価回路１３
は、入力端子１１からの入力信号とフレーム遅延回路２
２の出力信号とを比較し、画像の全体的な動きを検出し
て、動き補償回路２３から出力される信号の位相位置を
制御する。静止画の場合は、原画像と１フレーム前の画
像とが一致するように補償される。動き補償回路２３の
出力は、スイッチ２４を介して減算回路１２に供給され
るとともに、スイッチ２５を介して加算回路２１からフ
レーム遅延回路２２に帰還することもできる。
【０００５】次に、上記したシステムの基本的な動作を
説明する。このシステムの基本動作としては、フレーム
内符号化処理とフレーム間符号化処理とがある。フレー
ム内符号化処理は以下のように行なわれる。この処理が
行なわれるときは、スイッチ２４，２５は共にオフであ
る。入力端子１１の映像信号は、ＤＣＴ回路１４で時間
軸領域から周波数領域に変換され、量子化回路１５にお
いて量子化される。この量子化された信号は、可変長符
号化処理を受けた後、ＦＩＦＯ回路１７を介して伝送路
へ出力される。量子化された信号は、逆量子化回路１９
及び逆ＤＣＴ回路２０で元の信号に戻され、フレーム遅
延回路２２で遅延される。したがって、フレーム内符号
化処理のときは、入力映像信号の情報がそのまま可変長
符号化されているのと等価である。このフレーム内処理
は、入力映像信号のシーン・チェンジ及び所定のブロッ
ク単位で適宜な周期で行われる。周期的フレーム内処理
に関して後述する。
【０００６】次に、フレーム間符号化処理について説明
する。フレーム間符号化処理が実行されるときは、スイ
ッチ２４，２５が共にオンされる。このため、入力映像
信号と、その１フレーム前の映像信号との差分に相当す
る信号が減算回路１２から得られる。この差分信号が、
ＤＣＴ回路１４に入力され、時間軸領域から周波数軸領
域に変換され、次に量子化回路１５で量子化されること
になる。またフレーム遅延回路２２には、差分信号と映
像信号とが加算回路２１で加算されて入力されるから、
差分信号を作成する元となった入力映像信号を予測した
予測映像信号が作成されて入力されることになる。
【０００７】図６０には、高品位テレビジョン信号のビ
デオ信号が、上記のようにフレーム内処理とフレーム間
処理とを施され、伝送路上に送出された状態のライン信
号を示している。この信号は、伝送路の信号であり、コ
ントロール信号、音声信号、同期信号（ＳＹＮＣ）、シ
ステム制御信号、ＮＭＰ等が多重された状態で示してい
る。図６０（ａ）は、第１ラインの信号を示し、同図
（ｂ）は、第２ライン以降の信号を示している。この映
像信号がフレーム内処理されているものであれば、逆変
換すれば正常な映像信号が得られる。しかし、フレーム
間符号化処理を施されている映像信号の場合は、この信
号を逆変換しても差分信号が再現されるだけである。し
たがって、この差分信号に、１フレーム前に再現してい
る映像信号（または予測映像信号）を加算することによ
って、正常な映像信号が再現できることになる。
【０００８】上記のシステムによると、フレーム内処理
された信号は、全情報を可変長符号化しており、次のフ
レーム以降でフレーム間処理された信号は、差分情報を
伝送することになり、帯域圧縮を実現していることにな
る。
【０００９】次に、上記の帯域圧縮システムで処理する
画素の集合の定義を説明する。すなわち、 ブロック：水平方向８画素、垂直方向８画素から構成さ
れる６４画素の領域のことである。 スーパーブロック：輝度信号の水平方向４ブロック、垂
直方向２ブロックからなる領域のことである。この領域
に、色信号Ｕ、Ｖとしての１ブロックづつが含まれる。
また、動き評価回路１３から得られる画像動きベクトル
は、スーパーブロック単位で含まれる。 マクロブロック：水平方向の１１のスーパーブロックの
ことである。また、符号が伝送される際には、ブロック
のＤＣＴ係数は、零係数の連続数と、非零係数の振幅に
より決められた符号とに変換され、それらが組になって
伝送され、ブロックの最後にはエンド・オブ・ブロック
信号が付加されている。そして、スーパーブロック単位
で行なわれた動き補正の動きベクトルは、マクロブロッ
ク単位で付加されて伝送される。
【００１０】図６０に示した伝送信号について、以後、
特に関連ある事項について、さらに説明を加える。第１
ラインの同期（ＳＹＮＣ）信号は、デコーダにおいてフ
レームの同期信号を示しており、１フレームにつき１つ
の同期信号を用いてデコーダの全てのタイミング信号が
作りだされる。第１ラインのＮＭＰ信号は、この信号の
終りから次のフレームのマクロブロックの初めまでのビ
デオデータ数を示している。これは、フレーム内符号化
処理とフレーム間符号化処理とを適応的に切り換えて符
号を構成しているために、１フレームの符号量がフレー
ム毎に異なることになり、符号の位置が異なってくるた
めである。そこで、１フレームに相当する符号の位置を
ＮＭＰ信号で示している。
【００１１】また、使用者がチャンネルを変えた場合の
対策として、周期的フレーム内処理が行なわれる。すな
わち、この帯域圧縮システムでは、前述したように、水
平方向の１１のスーパーブロックをマクロブロックと称
しており、１画面の水平方向には、４４スーパーブロッ
クが存在している。つまり、１フレームには、水平方向
に４マクロブロック、垂直方向に６０マクロブロックの
合計２４０マクロブロックが存在することになる。そし
て、この帯域圧縮システムでは、図６１（ａ）〜（ｈ）
及び図６２（ａ）〜（ｃ）に示すように、４つのマクロ
ブロック単位でそれぞれスーパーブロックの縦の一列毎
にリフレッシュが行なわれ、１１フレーム周期で全ての
スーパーブロックがリフレッシュされる。すなわち、リ
フレッシュされたスーパーブロックを、図６２（ｄ）に
示すように、１１フレーム分蓄積することにより全ての
領域においてフレーム内処理が行なわれることになる。
このため、例えばＶＴＲ（ビデオ・テープレコーダ）等
の通常再生時には、上記したフレーム内処理が１１フレ
ーム周期で行なわれるため、問題なく再生画像を見るこ
とができる。
【００１２】なお、上記マクロブロックの先頭には、ヘ
ッドデータが挿入されている。このヘッドデータには、
各スーパーブロックの動きベクトル、フィールド・フレ
ーム判定、ＰＣＭ／ＤＰＣＭ判定及び量子化レベル等が
まとめて挿入されている。
【００１３】ところで、上記した帯域圧縮システムは、
テレビジョン信号の帯域圧縮のためのエンコーダとして
用いられ、受信側ではそのデコーダが用いられる。ここ
で、上記の伝送信号をＶＴＲに記録することを考える。
一般的なＶＴＲは、１フィールドの映像信号を固定長符
号に変換し、一定量の情報量を発生させ、Ｘ本（Ｘは正
の整数）のトラックに記録する方式である。
【００１４】一方、上記帯域圧縮システムで得られた伝
送信号をそのまま用いてＶＴＲに記録再生しようとする
と、フレーム内処理及びフレーム間処理した符号にその
まま可変長符号を用いることになるため、周期的にフレ
ーム内処理した符号が記録される位置が固定されず、高
速再生時において、リフレッシュされないブロックが発
生することになる。
【００１５】具体的に言えば、図６３は、上記のように
可変長符号化された信号を磁気テープ２６にヘリカル記
録した場合の、トラックパターンを示している。トラッ
クパターンＴ1 〜Ｔ11において、太線で示す部分がフレ
ームＦ1 〜Ｆ11の切り替わり位置を示している。フレー
ムＦ1 〜Ｆ11の切り替わり位置が揃っていないのは、可
変長符号により記録データが作成されているからであ
る。そして、この磁気テープ２６は、ＶＴＲで通常再生
した場合には、全てのトラックパターンＴ1 〜Ｔ11が磁
気ヘッドにより順次スキャンされるため、その再生出力
をデコーダに通すことにより、何ら問題なく正常な映像
信号を再生することができる。すなわち、通常再生時に
は、磁気テープ２６に記録された、フレーム内処理した
符号とフレーム間処理した符号とを全て再生することが
できるため、全ての符号を用いて画像を構成できるから
である。
【００１６】しかしながら、ＶＴＲでは、例えば特殊再
生における倍速再生モード等のように、限られたトラッ
クのみを再生する場合がある。このとき、磁気ヘッド
は、トラックをジャンプして記録信号をピックアップす
ることになる。この場合、フレーム内符号化処理された
信号のトラックが次々と再生されれば問題ないが、フレ
ーム間符号化処理されたトラックが再生されると、差分
信号による画像しか得られないことになる。
【００１７】図６４は、２倍速再生を行なった場合の磁
気ヘッドのトレース軌跡Ｘ1 〜Ｘ11を示している。図６
４において、フレームＦ1 〜Ｆ24にそれぞれフレーム内
符号化処理された信号が分散されて記録されているた
め、画面内で再生されるフレーム内処理部分の位置は不
定となっている。２倍速再生時に再生することができる
フレーム内処理した信号を、図６５（ａ）〜（ｈ）及び
図６６（ａ）〜（ｃ）に示している。そして、これら１
１フレームを蓄積すると、図６６（ｄ）に示すように、
周期的にフレーム内処理を施した符号が存在していな
い、つまり、リフレッシュされたスーパーブロックが存
在しない部分があり、再生画像を構成することができな
い部分が生じることになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
帯域圧縮システムを備えたヘリカルスキャン方式の記録
再生装置では、倍速再生等の高速再生が困難になるとい
う問題を有している。
【００１９】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、高速再生時に良好な再生画像を容易に得
ることができる極めて良好な帯域圧縮信号処理装置を提
供することを目的とする。また、高品位ＴＶなどの広帯
域な信号を長時間記録できる装置を提供することを目的
とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る帯域圧縮
信号処理装置は、１フレームを形成するためのａ個（ａ
は正の整数）の画像領域を構成する手段と、 連続する画
像で設定される映像信号に対し、現在画像の映像信号と
予測画像の映像信号との差分を用いてフレーム間符号化
することによって構成されるフレーム間符号化信号と、
フレーム内情報を用いて映像信号をフレーム内符号化す
ることによって構成されるフレーム内符号化信号とを用
い、ｆフレーム（ｆはｆ≧２の整数）の周期で映像信号
をフレーム内符号化することによってリフレッシュ信号
を生成する手段と、 通常の伝送期間に、予定された伝送
順序で、帯域圧縮エンコーダから、１つの画像領域のリ
フレッシュ信号、フレーム間符号化信号及びフレーム内
符号化信号を出力し伝送する手段と、 伝送後、出力され
たリフレッシュ信号、フレーム間符号化信号及びフレー
ム内符号化信号を、帯域圧縮デコーダに入力する手段
と、 デコードされた画像を得る手段と、 デコードされた
信号を記録手段で記録する際に、各フレーム毎に設定さ
れるｃ個（ｃはａ≧ｃ≧０の整数）の領域のそれぞれの
リフレッシュ信号に、フレーム上でｃ個の領域のそれぞ
れの位置を指示するアドレス信号を付加する手段と、 １
つの画像領域のリフレッシュ信号、フレーム間符号化信
号及びフレーム内符号化信号を、予定された伝送順序に
無関係に伝送することを許容する高速再生処理中に、フ
ラグを用いて特殊再生モードであることを指示する手段
と、 予定された順序でアドレス信号に従ってリフレッシ
ュ信号を表示する帯域圧縮デコーダに、リフレッシュ信
号に伴なってフレーム上の位置を指示するアドレス信号
を入力する手段とを備え、 フラグは、記録媒体上にデコ
ードされた信号を記録再生するときと、デコードされた
信号を伝送するとき、高速再生モードと高速逆転再生モ
ードとを含む特殊再生モードを指示するための信号処理
によって生成されるようにしている。
【００２１】
【００２２】
【作用】上記のような構成によれば、高速再生時にフレ
ーム内符号化処理した信号を正確に得られるので、良好
な再生画像を得ることができる。
【００２３】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。なお、新規な構成は、ブロック
図において２重枠で示すものとする。 １．基本構成 図１は本発明における基本構成を示す図である。
【００２４】映像入力端子２７，２８，２９には、高品
位ＴＶなどの輝度信号Ｙ、色信号Ｕ，Ｖを入力する。
【００２５】これらの信号には必要な前処理を施した後
に、ブロック化回路３０で２章で後述する画素構成のブ
ロックを構成し、入力端子１１に入力する。
【００２６】入力端子１１に入力された映像信号は、減
算回路１２と動き評価回路１３とにそれぞれ供給され
る。この減算回路１２では、後述する減算処理が行なわ
れ、その出力は、ＤＣＴ（離散コサイン変換）回路１４
に入力される。ＤＣＴ回路１４は、水平方向８画素、垂
直方向８画素を単位ブロック（８×８画素＝６４画素）
として取り込み、画素配列を時間軸領域から周波数領域
へ変換した係数を出力する。そして、各係数は、量子化
回路１５で量子化される。この場合、量子化回路１５
は、１０種類あるいは３２種類の量子化テーブルを持っ
ており、選択された量子化テーブルに基づいて個々の係
数が量子化される。なお、量子化回路１５において、量
子化テーブルを備えているのは、情報の発生量と送出量
とが一定の範囲以内に収まるようにするためである。
【００２７】そして、量子化回路１５から出力された係
数データは、単位ブロック毎に低域より高域へジグザグ
・スキャンされて取り出された後、可変長符号化回路１
６に入力されて、零係数の続く数（ラン・レングス）と
非零係数とを１組にして可変長符号化される。なお、符
号器は、ハフマン符号等の発生頻度により符号長の異な
る可変長符号器である。そして、可変長符号化されたデ
ータは、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・ア
ウト）回路１７に入力されて規定の速度で読み出された
後、出力端子１８を介して図示しない次段のマルチプレ
クサー［制御信号、音声データ、同期データ（ＳＹＮ
Ｃ）、後述するＮＭＰ等を多重する］に供給され、伝送
路へ送出される。ＦＩＦＯ回路１７は、可変長符号化回
路１６の出力が可変レートであり、伝送路のレートが固
定レートであるため、この発生符号量と送出符号量の違
いを吸収するバッファの役目をしている。
【００２８】また、量子化回路１５の出力は、逆量子化
回路１９に入力されて逆量子化される。さらに、この逆
量子化回路１９の出力は、逆ＤＣＴ回路２０に入力され
て元の信号に戻される。この信号は、加算回路２１を介
してフレーム遅延回路２２に入力される。フレーム遅延
回路２２の出力は、動き補償回路２３と前記動き評価回
路１３とにそれぞれ供給されている。動き評価回路１３
は、入力端子１１からの入力信号とフレーム遅延回路２
２の出力信号とを比較し、画像の全体的な動きを検出し
て、動き補償回路２３から出力される信号の位相位置を
制御する。静止画の場合は、原画像と１フレーム前の画
像とが一致するように補償される。動き補償回路２３の
出力は、スイッチ２４を介して減算回路１２に供給され
るとともに、スイッチ２５を介して加算回路２１からフ
レーム遅延回路２２に帰還することもできる。
【００２９】次に、上記したシステムの基本的な動作を
説明する。 ２．画素構成 入力端子１１に入力する信号は、一画面内の有効画素を
複数個集めて、ブロック、スーパーブロック、マクロブ
ロックを構成している。なお、この構成は、DigiCipher
の例を基本にしているが、ＭＰＥＧやＤＳＣ−ＨＤＴ
Ｖ：Zenith＋ＡＴＴの方式などで用いてるブロック構成
を用いても良いことは言うまでもない。
【００３０】図２を用いて、ブロック構成の定義を説明
する。
【００３１】１画面：図２（ａ） １０５０本の走査線からなり、インターレースになって
いる。
【００３２】有効画素は、水平方向１４０８画素、垂直
方向９６０画素からなっている。
【００３３】１画面の映像信号を４つのプロセッサで処
理している。
【００３４】図３に１画面と、スーパーブロックアドレ
ス（以下、Ｓ．Ｂ．Ａ＝Super Bro-ck Addressと略す）
との関係を示す。
【００３５】水平方向に４４スーパーブロック、垂直方
向に６０スーパーブロックが存在する。そこで、１画面
内には２６４０個のスーパーブロックが存在する。この
それぞれのスーパーブロックにアドレスＳ．Ｂ．Ａを割
り当てる。
【００３６】水平方向のスーパーブロックアドレスを
ｘ、垂直方向のそれをｙとすると Ｓ．Ｂ．Ａ＝６０・ｘ＋ｙ の関係がある。
【００３７】ブロック：図２（ｄ）に示すように水平方
向８画素、垂直方向８画素から構成される６４画素の領
域のことである。
【００３８】スーパーブロック：図２（ｃ）に示すよう
に輝度信号の水平方向４ブロック、垂直方向２ブロック
からなる領域のことである。この領域に、色信号Ｕ，Ｖ
としての１ブロックづつが含まれる。また、動き評価回
路１３から得られる画像動きベクトルは、スーパーブロ
ック単位で設定できる。
【００３９】マクロブロック：図２（ｂ）に示すように
水平方向の１１のスーパーブロックのことである。ま
た、符号が伝送される際には、ブロックのＤＣＴ係数
は、零係数の連続数と、非零係数の振幅により決められ
た符号とに変換され、それらが組になって伝送され、ブ
ロックの最後にはエンド・オブ・ブロック信号が付加さ
れている。そして、スーパーブロック単位で行なわれた
動き補正の動きベクトルは、マクロブロック単位でオー
バーヘッドデータとして付加されて伝送される。
【００４０】すなわち、この帯域圧縮システムでは、前
述したように、水平方向の１１のスーパーブロックをマ
クロブロックと称しており、１画面の水平方向には、４
４スーパーブロックが存在している。つまり、１フレー
ムには、水平方向に４マクロブロック、垂直方向に６０
マクロブロックの合計２４０マクロブロックが存在する
ことになる。そして、この帯域圧縮システムでは、図４
（ａ）〜（ｈ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、
４つのマロクブロック単位でそれぞれスーパーブロック
の縦の一列毎にリフレッシュが行なわれ、１１フレーム
周期で全てのスーパーブロックがリフレッシュされる。
すなわち、リフレッシュされたスーパーブロックを、図
５（ｄ）に示すように、１１フレーム分蓄積することに
より全ての領域においてフレーム内処理が行なわれるこ
とになる。 ３．フレーム内／フレーム間符号化 このシステムの基本動作として第１に、フレーム内符号
化処理とフレーム間符号化処理とがある。
【００４１】フレーム内符号化処理は以下のように行な
われる。この処理が行なわれるときは、スイッチ２４、
２５は共にオフである。入力端子１１の映像信号は、Ｄ
ＣＴ回路１４で時間軸領域から周波数領域に変換され、
量子化回路１５において量子化される。この量子化され
た信号は、可変長符号化処理を受けた後、ＦＩＦＯ回路
１７を介して伝送路へ出力される。量子化された信号
は、逆量子化回路１９及び逆ＤＣＴ回路２０で元の信号
に戻され、フレーム遅延回路２２で遅延される。したが
って、フレーム内符号化処理のときは、入力映像信号の
情報がそのまま可変長符号化されているのと等価であ
る。このフレーム内処理は、入力映像信号のシーン・チ
ェンジ及び所定のブロック単位で適宜な周期で行われ
る。周期的フレーム内処理に関しては後述する。
【００４２】次に、フレーム間符号化処理について説明
する。フレーム間符号化処理が実行されるときは、スイ
ッチ２４，２５が共にオンされる。このため、入力映像
信号と、その１フレーム前の映像信号との差分に相当す
る信号が減算回路１２から得られる。この差分信号が、
ＤＣＴ回路１４に入力され、時間軸領域から周波数軸領
域に変換され、次の量子化回路１５で量子化されること
になる。またフレーム遅延回路２２には、差分信号と映
像信号とが加算回路２１で加算されて入力されるから、
差分信号を作成する元となった入力映像信号を予測した
予測映像信号が作成されて入力されることになる。
【００４３】一般的にフレーム内処理した画像の発生符
号量は、フレーム間処理した画像の発生符号量より多く
なっている。 ４．フレーム内／フレーム間切り換え処理 ４．１ 画像適応フレーム内処理 このフレーム内符号化処理とフレーム間符号化処理の切
り換えは、フレーム内／間決定回路３１により制御す
る。この制御手法は２種類ある。
【００４４】先ず第１の手法は、入力映像信号の内容に
応じ、フレーム間の相関がある信号は、フレーム間処理
を施し、フレーム間の相関のない信号に対しては、フレ
ーム内処理を施す手法である。シーンチェンジなどが生
じた場合はフレーム内処理が施される。
【００４５】フレーム内／間決定回路３１では、入力端
子１１からの現フレームの信号と動き補償回路２３の出
力の予測信号との予測誤差エネルギーと、現信号のエネ
ルギーを比較する。
【００４６】図６において、入力端子１１，３２，３３
及び出力端子３４，３５は、図１の入力端子１１，３
２，３３及び出力端子３４，３５と同一である。
【００４７】入力端子１１には現信号を入力する。この
現信号をエネルギー比較回路３６に入力するとともに、
減算回路３７に入力する。入力端子３３には動き補償回
路２３の出力の予測信号を入力し、減算回路３７で現信
号と予測信号の差である予測誤差を求める。
【００４８】現信号は現信号エネルギー算出回路３６ａ
で、予測誤差は予測誤差エネルギー算出回路３６ｂで求
め、エネルギーを比較する。現信号および予測誤差のエ
ネルギー算出式の例は次のとおりである。
【００４９】
【数１】 図７はエネルギー比較回路３６におけるフレーム内／間
判別方法の例を示している。
【００５０】同図において、横軸は現信号のエネルギ
ー、縦軸は予測誤差のエネルギーを示している。また、
原点０からななめに引いた実線は、予測誤差のエネルギ
ーと、現信号のエネルギーが等しい場合を示している。
【００５１】この実線より下の領域は、予測誤差のエネ
ルギーの方が小さいため、フレーム間処理を施す。ま
た、実線より上は現信号のエネルギーの方が小さいため
フレーム内処理を施す。
【００５２】エネルギー比較回路３６の出力は、入力信
号に適応したフレーム内／間判別信号を出力し、加算回
路３８で合成し出力端子３４より出力する。 ４．２ 強制フレーム内処理（リフレッシュ） 第２の手法は、映像信号の相関とはかかわりなく強制的
にフレーム内処理を行なう手法である。この場合、周期
的に画面の所定領域にフレーム内処理を施す。この強制
的フレーム内処理を行なう目的は２つある。
【００５３】１．使用者がチャンネルを変更した場合
に、一定時間以内に画像を認識できるようにするために
必要である。ＶＴＲやディスクなどの記録メディアにお
いて、特殊再生が実現できるようにするためである。
【００５４】この強制的にフレーム内処理を施すことを
リフレッシュと呼ぶ。また、所定の領域がリフレッシュ
されるのに必要な時間をリフレッシュタイムと名づけ
る。
【００５５】このリフレッシュの発生回路３９は、図６
に示すように入力端子３２より同期信号を入力し、この
同期信号と同期して所定の周期でフレーム内選択信号を
発生させる。この信号と、エネルギー比較回路３６のフ
レーム内／間判別信号を加算回路３８で加算し、フレー
ム内／間切り換え信号を端子３４から出力する。 ５．リフレッシュ 次に各方式のリフレッシュに関して詳しく説明する。 ５．１ DigiCipher リフレッシュ DigiCipherでは、前述したように、水平方向の１１のス
ーパーブロックをマクロブロックと称しており、１画面
の水平方向には、４４スーパーブロックが存在してい
る。つまり、１フレームには、水平方向に４マクロブロ
ック、垂直方向に６０マクロブロックの合計２４０マク
ロブロックが存在することになる。そして、この帯域圧
縮システムでは、図４（ａ）〜（ｈ）及び第５（ａ）〜
（ｃ）に示すように、４つのマクロブロック単位でそれ
ぞれスーパーブロックの縦の一列毎にリフレッシュが行
なわれ、１１フレーム周期で全てのスーパーブロックが
リフレッシュされる。すなわち、リフレッシュされたス
ーパーブロックを、図５（ｄ）に示すように、１１フレ
ーム分蓄積することにより全ての領域においてフレーム
内処理が行なわれることになる。
【００５６】このリフレッシュのメリットは、各フレー
ム当りに均等にリフレッシュが行なわれるため、レート
バッファの容量が小さくて良いという利点がある。
【００５７】このDigiCipherのリフレッシュを図３に示
したスーパーブロックアドレスを用いて表わすと図８の
ようになる。
【００５８】同図において縦軸はスーパーブロックアド
レス、横軸はフレーム番号を示し、黒くぬりつぶした部
分がフレーム内処理した部分を示している。同図ではリ
フレッシュのみを示した。
【００５９】同図においては、フレーム番号Ｆ0 〜Ｆ10
の１１フレームで一画面の全てのスーパーブロックでリ
フレッシュが施される。
【００６０】４つのプロセッサで同一の処理をしている
ため、図８の１つのプロセッサ当りのリフレッシュ動作
を用いて、DigiCipherのリフレッシュに関して、図９を
用いて説明する。
【００６１】すなわち、Ｓ．Ｂ．アドレス＝０〜６５９
の部分に関して説明する。
【００６２】図９（ａ）においては、リフレッシュおよ
び画像適応フレーム内処理を施した部分を黒ぬりで示し
ている。
【００６３】例えば、Ｆ0 ではシーンチェンジが発生し
たことを想定して、Ｓ．Ｂ．アドレス０〜６５９の全て
の領域にフレーム内処理が施されている。また、Ｆ14で
は、Ｓ．Ｂ．アドレス０〜５９の領域でフレーム内処理
が施されている。
【００６４】図９（ｂ）にDigiCipherのリフレッシュ時
間を示す。１フレーム当り一部の領域をリフレッシュし
ていき、１１フレーム期間でリフレッシュが完結するた
め、１１フレームがリフレッシュ時間となる。また、こ
のリフレッシュはどの１１フレーム期間をとっても１画
面のリフレッシュが完結する。すなわち、Ｆ0 〜Ｆ10の
１１フレーム期間でもＦ1 〜Ｆ11の１１フレーム期間で
もリフレッシュが完結する。
【００６５】図９（ｃ）に示したように、最小アクイジ
ションタイムは１フレーム期間であり、シーンチェンジ
が発生した時にイニシャライズが始まった時に得られ
る。
【００６６】また、図９（ｄ）の最大アクイジションタ
イムは、画像適応フレーム内処理が全く発生しない場合
であり、１１フレーム期間となる。
【００６７】ＶＣＲに記録し、リフレッシュブロックの
みを用いて、高速再生を実現する場合には、各リフレッ
シュブロックアドレスにおいて、図９（ｅ）に示した様
に、時間的にずれた１１フレーム期間がＶＣＲの記録イ
ンターバルとなる。 ７．ＤＣＴ ２次元ＤＣＴ回路（図１の１４）に関して説明する。
【００６８】まず、画像を水平・垂直方向ともＮ画素か
らなる小ブロック（Ｎ×Ｎ）に分割し、おのおののブロ
ックに２次元ＤＣＴを施す。このときのＮの大きさは変
換効率から８〜１６に設定される。本実施例では、Ｎ＝
８を用いる。
【００６９】２次元ＤＣＴの変換係数は式１で、その逆
変換式は式２で与えられる。
【００７０】
【数２】 ここで、Ｆ（０，０）は直流成分の係数を表し、Ｆ
（ｕ，ｖ）はｕが大きくなるほど高周波の水平周波数成
分を含み、ｖが大きくなるほど高周波の垂直周波数成分
を含む。
【００７１】先ずＦ（０，０）の直流成分の係数の性質
を述べる。Ｆ（０，０）は画像ブロック内の平均輝度値
を表わす直流成分に対応し、その平均電力は通常他の成
分に比べてかなり大きくなる。
【００７２】さらに直流成分を粗く量子化した場合に
は、視覚的な大きな画質劣化に感じられる直交変換特有
の雑音（ブロック歪）が生じる。そこで、Ｆ（０，０）
には多くのビット数（通常８ビット以上）を割り当てて
均等量子化する。
【００７３】次に直流成分を除く変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）
の性質を述べる。Ｆ（ｕ，ｖ）の平均値は、式１より、
直流成分Ｆ（０，０）のそれを除いて“０”となる。
【００７４】効率が良い符号化を行うために、画像の小
ブロックに一定のビット数を割り当てて符号化する場
合、低周波成分の変換係数には多くの符号化ビット数を
配分し、逆に高周波成分の変換係数には少ない符号化ビ
ット数を配分して符号化することにより、画質劣化を少
なくし、かつ高圧縮率の符号化ができる。
【００７５】画像を水平方向、垂直方向とも８画素から
なる８×８＝６４画素の小ブロックに変換し、２次元Ｄ
ＣＴを施すと、変換された各周波数成分に対する係数は
図１０に示すように８×８＝６４個の２次元の係数とな
る。図１０では、左上がＤＣ係数（直流成分）である。
それ以外の６３個はＡＣ係数（交流成分）であり、右下
にいくほど空間周波数が高くなる。ＡＣ成分は２次元的
な広がりをもつために符号化、伝送に際して０〜６３の
順番で示すジグザグスキャンにより一次元に変換する。
【００７６】ここで、６４個のＤＣＴの係数をＤＣＴi
［ｉ＝０〜６３］で表わすこととする。
【００７７】各画素を量子化する際の量子化ビット数
は、画像信号の場合、８ビットで量子化することが多
い。
【００７８】この８ビットの画素をＤＣＴ変換した出力
のＤＣＴの係数は１２ビットで表わされる場合がある。 ８．量子化 次に量子化回路（図１の１５）に関して説明する。
【００７９】前述した６４個のＤＣＴ係数は、各係数ご
との量子化ステップサイズを定めた量子化テーブルを用
いて、係数位置ごとに異なるステップサイズで線形量子
化される。
【００８０】量子化ステップの設定方法は２種類ある
が、基本的には同一手法である。
【００８１】第１の手法は、６４個のＤＣＴ係数ごとに
量子化ステップを定めた量子化テーブルを用い、量子化
テーブルを示すコードを伝送する手法である。
【００８２】図１１に量子化テーブルの例を示す。同図
において、ｑ＝０〜ｑ＝９は、量子化テーブルを表す量
子化テーブルコードであり、このコードを伝送すること
により、復号器は逆量子化を行なうことができる。
【００８３】また、正方形に並んだ６４個の数字は量子
化ビット数を示しており、図１０に示した６４個の２次
元の係数と対応関係がある。例えば、ｑ＝０の量子化テ
ーブルの左上の７は、ＤＣ成分を７ビットで量子化する
ことを示している。
【００８４】以下、各係数に関して同様に、量子化テー
ブルに示されたビット数で量子化する。
【００８５】第２の手法は、先ず、６４個のＤＣＴ係数
に重み付け（Weighting ）マトリックスで、各係数に重
み付けをする。
【００８６】この後に量子化幅データＱＳ（Quantize-S
cale）を用い、各係数を一律に割り算した後、量子化す
る手法である。伝送する際には、量子化幅データに対応
するコードを送る。また、重み付けマトリックスはディ
フォルト値が決められている。更に、特定種類の重み付
けマトリックスを伝送することもできる。
【００８７】なお、例としてＭＰＥＧ．Ｉでは、量子化
幅データＱＳのコードに５ビットが割り当てられてお
り、３２種類指定できる。そこでこの値をＱＳj ［ｊ＝
０〜３１］で表わす。
【００８８】ここで、量子化幅データＱＳj に関して定
義しておく。
【００８９】ＤＣＴの係数値を最大の量子化ビット数
で、量子化する場合をｊ＝０で表し、ＱＳ0 ＝１とす
る。
【００９０】また、ＤＣＴの係数値を伝送しない場合を
ｊ＝３１を表わし、この時は後述する量子化ビット数を
ＱＬ31＝０とする。
【００９１】ここでｊを量子化レベルと名づける。
【００９２】図１２に、ＭＰＥＧ．Ｉで用いられた、輝
度信号の重み付け（Weighting ）マトリクスのディフォ
ルト値を示す。
【００９３】同図において、８×８の６４個の数字は、
図１０に示した６４個の２次元の係数と対応関係があ
り、各ＤＣＴ係数に対する重み付け値を示している。
【００９４】符号器においては、ＤＣＴの各係数を対応
する重み付け値および量子化幅データＱＳで割り算す
る。
【００９５】６４個のＤＣＴの係数をＤＣＴi ＝［ｉ＝
０〜６３］で表わし、 重み付けマトリックスの各値をWEIGHTi ［ｉ＝０〜６
３］ 量子化後の各値をＱi ［ｉ＝０〜６３］で表わすと、
【００９６】
【数３】 で表わされる。
【００９７】また、この時の量子化ビット数は、
【００９８】
【数４】 で表わされる。
【００９９】例を次に示す。
【０１００】ＭＰＥＧ．Ｉの輝度信号の垂直方向の第１
番目のＡＣ成分は、前述した図１０のＤＣＴ1 で表わさ
れる。
【０１０１】また、重み付けマトリックスのＤＣＴ1 に
対応する値は、WEIGHT1 ＝１６である。これは、図１２
において○印をつけた部分に対応する。また、量子化幅
データＱＳ0 ＝１の場合は、
【０１０２】
【数５】 ＤＣＴi の係数は１２ビットで表わされるため log2 Ｄ
ＣＴi の最大値は１２である。この時の量子化ビット数
は、
【０１０３】
【数６】 となる。
【０１０４】図１３は、ＱＳ0 ＝１の場合の重み付けマ
トリックスを通した後に、必要な最大の量子化ビット数
を表わしている。この図は８×８＝６４個の量子化ビッ
ト数を表わすマトリックスとなっており、それぞれの数
字は、図１０に示したＤＣＴ係数のそれぞれの位置に対
応する量子化ビット数を示している。
【０１０５】図１４及び図１５は、３２種類の量子化幅
データＱＳj を設定した際の量子化テーブルのうち代表
的な９種類の量子化テーブルを定量的に示したものであ
る。量子化テーブルに関する前述した第２の手法を用い
た場合について説明するため、このテーブルは量子化幅
データＱＳに基づいている。
【０１０６】ここで、ｊ＝３１はデータを全く発生させ
ない例であり、全ての係数を０ビットで量子化すること
に相当する。また、ｊ＝０は量子化幅データＱＳ0 ＝１
であるため、重み付けテーブルで量子化することに相当
する。すなわち、この場合は、図１３に示した重み付け
テーブルによるビット配分になる。
【０１０７】図１４及び図１５において、横軸はＤＣＴ
の６４個の各係数を示しており、図１０に示したジグザ
グスキャンした際の順番と対応している。また、縦軸は
ＤＣＴの各係数において、伝送するビット数を示してい
る。
【０１０８】なお、ＤＣＴの係数を量子化する際に、Ｍ
ＳＢ（Most Significant Bit）からＬＳＢ（Least Sign
ificant Bit ）が存在している。伝送するビット数を制
限する場合、当然のことながらＭＳＢが優先して伝送さ
れる。
【０１０９】なお前述したように、ＤＣ成分に関しては
量子化ビット数を削減すると、ブロック歪みなどが目立
つためＤＣ成分に関しては別に扱かい、一定の量子化ビ
ット数を割り当てる例がある。ここでは、仮に、８ビッ
トを割り当てるものとする。ＭＰＥＧ．Ｉの輝度信号の
例の場合は、前述したようにＡＣ成分の最大値は８ビッ
トとなっている。
【０１１０】図１４及び図１５に関して、量子化ビット
数と量子化幅データに関して定量的に説明する。
【０１１１】発生符号量が最大となるのはｊ＝０の場合
であり、ｊが増加するに従い発生符号量は減少し、ｊ＝
３１で０となり符号は発生しなくなる。
【０１１２】この量子化幅データをコントロールするこ
とにより発生する符号量のコントロールが可能である。 ９．高速再生必要条件 次に高速再生に必要となる条件を説明する。 ９．１ リフレッシュブロック符号入れ替え 先ず、最も簡単な場合の実施例を述べる。
【０１１３】従来例では、１１フレームで１画面２６４
０個の領域にフレーム内符号化処理が施されるため、１
画面内の領域数ａ＝２６４０個、フレーム内符号化処理
周期ｆ＝１１フレームである。さらに、１本のトラック
を２分割し、１フレーム分の平均映像符号を１トラック
に記録する場合を説明するため、１トラックの分割数ｄ
＝２個、１フレーム分の平均映像符号を記録するトラッ
ク数ｃ＝１本とする。そこで、記録媒体領域数ｄ×ｃ×
ｆ＝２×１×１１＝２２個となる。リフレッシュブロッ
クの画面領域と記録媒体領域との対応は、１：１に対応
づけた場合に関して述べる。１つの記録媒体領域に入る
画面の領域数ｅ＝ａ／ｄ×ｃ×ｆ＝２６４０／２×１×
１１＝１２０個となり、ｅ＝１２０個づつをｄ×ｃ×ｆ
＝２２個の領域に対応付ける場合を述べる。
【０１１４】また、図１６には、このシステムの動作タ
イミングを示している。
【０１１５】図１に関して説明する。入力端子３２に
は、入力映像信号の同期信号が供給される。この同期信
号は、同期信号検出回路４０に入力されて検出される。
同期信号検出回路４０は、同期信号に同期した同期パル
スを出力端子４１より発生してトラック形成信号発生回
路４２に供給している。
【０１１６】図１６（ａ）は、入力映像信号を示してお
り、Ｙは輝度信号、Ｕ，Ｖは色信号を示し、枠内に記入
してある数字はフレームの番号を示している。図１６
（ｂ）は、同期信号検出回路４０から得られる出力端子
４１の同期パルスを示し、図１６（ａ）に示した入力映
像信号のフレームの切り替わり点に同期して発生されて
いる。図１６（ｃ）は、トラック形成信号発生回路４２
から得られるトラック形成信号を示している。このトラ
ック形成信号に付しているＡ，Ｂは、回転ドラム４３の
Ａヘッド及びＢヘッドがそれぞれ交互にトラックを形成
する期間を指定している。Ａヘッド及びＢヘッドは、図
１に示すように、回転ドラム４３に１８０°対向した位
置に取り付けられている。この実施例では、図１６
（ｂ）に示す同期パルスの発生タイミングと、図１６
（ｃ）に示すトラック形成信号の切り替わりタイミング
とが同期している。図１６（ｄ）は、Ａヘッド及びＢヘ
ッドにより形成されるトラックを示し、枠内に記入して
ある数字はトラックの番号を示している。
【０１１７】そして、トラック形成信号発生回路４２か
ら出力されるトラック形成信号は、トラック形成制御回
路４４に供給される。このトラック形成制御回路４４
は、回転ドラム４３の回転位相を制御する。また、同期
信号検出回路４０の同期パルスを符号入れ替え回路４５
に入力することでＡヘッド及びＢヘッドへの記録信号供
給タイミングを制御している。
【０１１８】次に、ＶＴＲの高速再生を可能とするため
に、この実施例で用いた符号入れ替え方法について説明
する。まず、入力端子２７，２８，２９に供給された輝
度信号Ｙおよび色信号Ｕ，Ｖを、ブロック化回路３０で
結合させたものが、入力端子１１より入力映像信号とし
て減算回路１２や動き評価回路１３に供給されており、
可変長符号化回路１６から帯域圧縮符号化されたビデオ
符号が出力されている。
【０１１９】ここで、図５９に示した従来の帯域圧縮シ
ステムでは、映像信号を可変長符号化しており、図１６
（ｉ）に示すように、ビデオ符号のフレームの切り替わ
り点はフレームによって異なっている。図１６（ｈ）に
示したＮＭＰ信号は、このビデオ信号のフレームの切り
替わり点を示している。従来では、１フレームに２６４
０個のスーパーブロックが存在しており、この２６４０
個のスーパーブロックが図１６（ｈ）のＮＭＰ信号で示
した１フレーム期間内に入っている。
【０１２０】また、従来では、１画面上に、水平方向に
４つのマクロブロックが存在しており、このマクロブロ
ックは１１スーパーブロックで構成されている。そし
て、１フレーム当たりマクロブロック内のうち１つのス
ーパーブロックは、強制的にフレーム内処理を用いてい
る。また、この強制的にフレーム内処理を用いるシーケ
ンスは、図６０のシステムコントロール信号内に含まれ
ている。ここで、この強制的にフレーム内処理を行なう
スーパーブロックをリフレッシュブロックと称し、さら
に、強制的にフレーム内処理を行なわなかったスーパー
ブロックを非リフレッシュブロックと称することにす
る。図２にマクロブロック、リフレッシュブロック、非
リフレッシュブロックの関係を示す。
【０１２１】ここで、言葉の定義として、 リフレッシュブロック：マクロブロックのうち１フレー
ム期間に１スーパーブロックづつ強制的にフレーム内処
理を行なうとき、このフレーム内処理を行なったスーパ
ーブロックをリフレッシュブロックと称する。マクロブ
ロックは、１１スーパーブロックで構成されるため、１
１フレーム周期で強制的にフレーム内処理が行なわれ
る。
【０１２２】非リフレッシュブロック：上述したリフレ
ッシュブロック以外のスーパーブロックで、このスーパ
ーブロック内には画像の内容により、フレーム内処理を
行なったブロックとフレーム間処理を行なったブロック
とが存在する。例えば入力映像信号にシーンチェンジ等
が発生した場合、フレーム内処理が用いられる場合もあ
るが、これも非リフレッシュブロックとする。
【０１２３】ここで、１フレーム期間には、リフレッシ
ュブロックは２４０個（＝２６４０÷１１）存在してい
る。そこで、従来では、図１６（ｈ）に示す１フレーム
期間に同図（ｇ）に示すように２４０個のリフレッシュ
ブロックが存在する。そして、従来の信号をそのままＶ
ＴＲで記録すると、リフレッシュブロックの位置が定ま
らなくなり、前述したように高速再生ができなくなる。
【０１２４】図１７（ａ）、（ｂ）は、それぞれフレー
ム番号Ｆ5 、Ｆ6 の映像信号を示している。同図におい
て、Ｇ5 、Ｇ6 で示した部分がリフレッシュブロックを
示し、Ｈ5 、Ｈ6 で示した部分が非リフレッシュブロッ
クを示している。そして、以後、フレーム番号、リフレ
ッシュブロック番号及び非リフレッシュブロック番号の
間において、フレーム番号Ｆn （ｎは整数）のフレーム
のリフレッシュブロック番号をＧn 、非リフレッシュブ
ロック番号をＨn とする。
【０１２５】この発明では、リフレッシュブロックと非
リフレッシュブロックとのトラック上の配置を異なった
ものにしている。
【０１２６】この実施例では、１トラックを２分割して
記録する場合を示している。１トラックを２分割した場
合、高速再生としては２倍速まで再生が可能となる。３
倍以上の高速再生時には、リフレッシュブロックをすべ
て再生できなくなるため、図６６（ｄ）で示した図と同
様に、画像を構成できない領域が発生することになる。
もし、ＶＴＲの仕様として、２０倍速の高速再生を実現
したい場合には、１トラックを２０分割すればよい。さ
らに、速い高速再生を実現したい場合には、リフレッシ
ュブロックをトラック上に等間隔に配置すればよい。
【０１２７】図１６（ｅ）は、１トラックを２分割する
タイミングパルスを示しており、同図（ｂ）、（ｃ）に
示した１トラック期間をほぼ等分に２分割している。そ
して、この分割された１期間をセクタと称する。
【０１２８】つまり、言葉の定義として、 セクタ：１トラック期間をほぼ等分にｄ（この場合２）
分割した期間をいう。この実施例においては、図１６
（ｆ）に示すように１セクタに１２０個のリフレッシュ
ブロックを入れている。このようにすれば、１トラック
は２セクタからなるため、１トラックで２４０個のリフ
レッシュブロックが挿入されることになり、映像信号の
１フレームのリフレッシュブロック数と一致している。
つまり、１セクタに入るリフレッシュブロック数ｅは、
周期的にフレーム内処理が行なわれるスーパーブロック
数をｂとし、ｂ個のフレーム内処理信号をｃ本のトラッ
クに記録したとすると、ｅ＝ｂ／ｃ×ｄ（この場合２４
０／１×２×１２０）となっている。
【０１２９】以上のような符号入れ替えを行なうことに
よって、従来ではＮＭＰ信号が示した１フレーム期間に
１フレーム分のリフレッシュブロックが配置されていた
ものを、１トラック期間に１フレーム分のリフレッシュ
ブロックが存在するように配置することができる。
【０１３０】図１８はトラックパターンを示している。
すなわち、磁気テープ２６上におけるトラックＴ1 〜Ｔ
11の枠内に記入したＧ1 〜Ｇ11は、前述したリフレッシ
ュブロック番号Ｇn に対応する。このリフレッシュブロ
ックとトラックＴn との関係は、トラックＴn 内に番号
Ｇn のリフレッシュブロックが記録されるという関係に
なっている。また、トラックＴ1 〜Ｔ11の枠内に記入し
たＨ1 〜Ｈ11は、前述した非リフレッシュブロック番号
Ｈn に対応する。この非リフレッシュブロックの切り替
わり点は、トラックＴ1 〜Ｔ11の枠内に示した太線の部
分となっている。
【０１３１】図１８のトラック４６にセクタとトラック
との関係を示している。トラック４６は２分割されｄ＝
２個のセクタに分割される。この１つのセクタには、ｅ
＝１２０個づつのリフレッシュブロックが配置されてい
る。非リフレッシュブロックは、リフレッシュブロック
を配置した間に入れる。
【０１３２】ここで、トラックＴ5 ，Ｔ6 を例にとって
詳しく説明すると、トラックＴ5 にフレームＦ5 のリフ
レッシュブロックＧ5 を記録する。また、トラックＴ6
にはフレームＦ6 のリフレッシュブロックＧ6 を記録す
る。このリフレッシュブロックを配置した空き部分に非
リフレッシュブロックを記録する。トラックＴ5 には非
リフレッシュブロックＨ5 ，Ｈ6 を記録し、トラックＴ
6 には非リフレッシュブロックＨ6 ，Ｈ7 を記録する。
【０１３３】そこで、以上のような記録形態を実現する
ために、再び図１において、可変長符号化回路１６から
得られる帯域圧縮符号化されたビデオ符号は、符号入れ
替え回路４５に供給される。また、リフレッシュタイミ
ング発生回路３９は、前述したリフレッシュブロックの
符号位置信号を出力端子３５から発生するもので、この
符号位置信号は符号入れ替え回路４５に供給される。こ
の符号入れ替え回路４５は、可変長符号を同期パルスと
リフレッシュブロックの符号位置信号とに基づいて、リ
フレッシュブロックと非リフレッシュブロックとの並べ
替えを行なう。すなわち、１トラック内に設けた２個の
セクタそれぞれに１２０個づつのリフレッシュブロック
を挿入する処理が行なわれる。この処理を行なうために
は、一旦、符号を図示しないメモリに記憶し、該メモリ
から符号を読み出す際に、リフレッシュブロックを１セ
クタに１２０個入るように読み出すことによって実現さ
れる。
【０１３４】そして、符号入れ替え回路４５の出力は、
インデックス挿入回路４７に供給される。このインデッ
クス挿入回路４７は、非リフレッシュブロックが一部分
離されて記録されていることを再生時に検出することが
できるように、インデックス信号を各セクタの制御デー
タ部に挿入する。なお、このインデックス信号は、リフ
レッシュタイミング発生回路３９からの符号位置信号が
供給されるインデックス発生回路４８により準備されて
いる。そして、このインデックス挿入回路４７が含まれ
るマルチプレクサ４９の出力が、ＥＣＣ回路５０、ユニ
ットシンク挿入回路５１及び変調回路５２を介して磁気
テープ２６に記録される。
【０１３５】図１９（ａ），（ｂ）は、２倍速再生時に
おけるヘッドのトレース軌跡Ｘ1 〜Ｘ11を示している。
なお、各トラックＴ1 〜Ｔ22の枠内には、図１８と同様
にリフレッシュブロックＧn 及び非リフレッシュブロッ
クＨn を示している。そして、この図１９に示す２倍速
再生時のヘッドトレースにおいて、再生可能なリフレッ
シュブロックを図２０（ａ）〜（ｈ）及び図２１（ａ）
〜（ｃ）に示している。この図２０（ａ）〜（ｈ）及び
図２１（ａ）〜（ｃ）に示すフレーム１〜１１は、図１
９（ｂ）に示す２倍速再生時のヘッドトレース軌跡Ｘ1
〜Ｘ11で再生可能なリフレッシュブロックを示してい
る。
【０１３６】例えばフレーム１においては、ヘッドトレ
ースＸ1 を行なうことにより、画面の上半分にリフレッ
シュブロックＧ1 を表示し、画面の下半分にリフレッシ
ュブロックＧ2 を表示することが可能となる。同様にフ
レーム２〜１１においては、リフレッシュブロックＧ3
〜Ｇ22までを再生することが可能となる。このため、再
生可能なリフレッシュブロックをフレーム１〜１１まで
蓄積すると、図２１（ｄ）に示すように、全ての画面領
域の符号を再生することができる。
【０１３７】フレーム間処理した符号及び画像の内容に
応じてフレーム内処理した符号は、周期的にフレーム内
符号化処理を施した符号の間にいれる。そして、これら
の符号は、画像領域と記録媒体領域に対応関係がない。
【０１３８】なお、記録媒体としては、磁気テープ２６
に限らず、ビデオディスクでも適用可能であり、この場
合はディスクの１周がテープの１トラックに相当する。 ９．２ リフレッシュブロック符号量 ＶＴＲのトラック上の所定の領域にリフレッシュブロッ
クを入れることにより高速再生が可能になるが、符号量
が所定の領域に記録可能な符号量を越えることをさける
必要がある。
【０１３９】所定のリフレッシュブロックの符号量が、
記録媒体の所定の領域の記録可能な符号量を越えた場合
には、越えた符号に相当する画像上の位置において、リ
フレッシュが行なわれなくなる。
【０１４０】これをさけなくても、画像上のある決まっ
た位置からはリフレッシュが行なわれるため、画像の内
容を判断することが可能である可能性は高いが、より確
実に、リフレッシュを行なうためにはリフレッシュブロ
ックの発生符号量のコントロールが必要である。
【０１４１】そこで、先ずリフレッシュブロックの符号
量に関して詳細に説明を行なう。 ９．２ リフレッシュブロック符号量 先ず、ＶＴＲのサーボとしてＤＴＦを用いず、１フレー
ム当りｃ＝１回のヘッドスキャンで映像信号を記録し特
殊再生速度としてｉ＝２倍速を実現する場合に、１フレ
ームの映像の１／ｃ×ｉ＝１／２の領域ごとのリフレッ
シュブロックの符号量を算出する場合について説明す
る。このリフレッシュブロックの符号量を１スキャンで
形成するＰ＝１本のトラックに記録できる最大記録符号
量がαである場合に、１フレームの１／２の領域のリフ
レッシュブロックの符号量をα／ｃ×ｉ＝α／２以下に
なる様にする。ＶＴＲのヘッドスキャンが１スキャン
で、１フレームの映像信号の平均符号量を記録する場合
の例について詳しく述べる。また、特殊再生速度は２倍
速を実現する場合を述べる。実施例では１フレーム当り
２４０個のリフレッシュブロックが存在するため、１セ
クタ当り１２０個のリフレッシュブロックを記録する。
【０１４２】図２２（ａ），（ｂ）は、１画面内のリフ
レッシュブロックと、さらにリフレッシュブロックを分
割した際の分割手法を示している。図２２（ａ）内に示
したＦn はｎ番目のフレームの画面を示している。ま
た、Ｇn はｎ番目のフレームにおけるリフレッシュブロ
ックを示している。このリフレッシュブロックは２４０
個存在している。さらに、画面の左側に示したＧ
n （０），Ｇn （１）は、２４０個のリフレッシュブロ
ックを上下方向に２等分したリフレッシュブロックをそ
れぞれ示している。すなわち、Ｇn （０）はＧn のリフ
レッシュブロックのうち画面の上方に存在する１２０個
のリフレッシュブロックを示している。Ｇn （１）は、
画面の下方の領域におけるリフレッシュブロックを示し
ており、１２０個のリフレッシュブロックが含まれる。
図２２（ｂ）には、フレーム番号Ｆn+1 のリフレッシュ
ブロックを示しており、Ｇn+1 （０）〜Ｇn+1 （１）の
定義は、図２２（ａ）と同様である。
【０１４３】次に、ＶＴＲのトラックパターンについて
説明する。図２３は、磁気テープ２６上のトラックパタ
ーンを示している。Ｔ0 〜Ｔ11は、回転ドラム４３を用
いて記録したトラックを示している。ここでは、１フレ
ームの平均発生符号量を１トラックに記録する場合を説
明する。すなわち、前述したｃ＝１の場合について説明
する。これは、前記ｂ＝２４０個のリフレッシュブロッ
クを１本のトラックに記録する場合に相当している。つ
まり、フレーム番号Ｆn のリフレッシュブロックＧ
n は、トラックＴn に記録されることになる。
【０１４４】この構成において、２倍速の再生を行なう
場合、再生ヘッドは２本のトラックを横切ることにな
る。そこで、１本のトラックを略等分に２分割した１／
２の領域を再生しながら、２本のトラックに跨がって再
生信号を得ることになる。ここで、２分割した１つの部
分をセクタと称すれば、１フレーム当たり１本のトラッ
クを構成しているため図２３に示すように２個のセクタ
番号Ｓ0 、Ｓ1 を割り当てる。
【０１４５】なお、一般的には、１本のトラックを略等
分にｄ分割した領域をセクタと名付けることにする。
【０１４６】ｉ倍速の高速再生を実現するためには、ヘ
ッドは、ｉ本のトラックを跨がることになるため、１本
のトラックは１／ｉの領域を再生されることになる。そ
こで、最高の高速再生速度をｉmax とすると、ｉmax ≦
ｄの関係に設定する。そして、セクタ名をＳ0 〜Ｓd-1
で表わす。
【０１４７】次に、リフレッシュブロックとセクタの関
係を説明する。フレーム番号ｎのリフレッシュブロック
Ｇn を１本のトラックＴn に記録する際に、Ｇn （０）
…Ｓ0 ，Ｇn （１）…Ｓ1 となるように記録する。
【０１４８】ここで、１セクタ内に入るリフレッシュブ
ロック数を均等に配置したとすると、１セクタに入るリ
フレッシュブロック数は以下のようになる。つまり、１
フレーム当たりのリフレッシュブロック数をｂ、ｂ個の
リフレッシュブロックを記録するトラック数をｃ、トラ
ックの分割数をｄ、１セクタ内に入るリフレッシュブロ
ック数をｅとすると、ｅ＝ｂ／ｃ×ｄとなる。すなわち
ｅ＝２４０／１×２＝１２０となる。
【０１４９】図２３において、Ｘ0 〜Ｘ4 のヘッドトレ
ースが２倍速時のヘッド軌跡を表わしている。すなわ
ち、Ｘ0 のヘッドトレースにおいては、トラックＴ0 の
セクタＳ0 （リフレッシュブロックＧ0 （０））、トラ
ックＴ1 のセクタＳ1 （リフレッシュブロックＧ
1 （１）），トラックＴ2 のセクタＳ0 （リフレッシュ
ブロックＧ2 （０））を再生できることを示している。
【０１５０】ここで、テープ２６上の記録媒体のセクタ
Ｓ0 、Ｓ1 に記録できる記録容量は決まっているので、
この記録容量以内にリフレッシュブロックＧn （０），
Ｇn（１）の発生符号量をおさえなくてはならない。
【０１５１】すなわち、ＤＴＦを用いない場合、高速再
生速度がｉの場合には１スキャンで形成したｐ本のトラ
ックのうち１／ｉの領域をトレースすることになる。
【０１５２】前述と同様に、１スキャンで形成するｐ本
のトラックに記録できる最大符号量をαとし、１フレー
ム当りｃ回のスキャンで映像信号を記録する場合に、１
フレームのリフレッシュブロックの１／ｃ×ｉの領域の
最大の符号量を前述したα／ｉ以下のおさえることが必
要となる。なお、この場合は特殊再生用ヘッドとして極
端にヘッド幅が広いものは用いない場合を示した。
【０１５３】ＶＴＲのサーボ方式としてＤＴＦを用いる
場合は、１スキャンで形成するｐ本のトラックに記録で
きる最大記録符号量をαとし、１フレーム当りｃ回のヘ
ッドスキャンで、映像信号を記録する場合に、１フレー
ムの映像の１／ｃの領域のリフレッシュブロックの最大
の符号量を前述したα以下におさえることが必要とな
る。 １０．符号量制御 符号量のコントロール手法としては２種類ある。第１の
手法は、前述した様に量子化レベルをコントロールする
手法である。この場合は、リフレッシュブロックの発生
符号量をおさえることになるため、リフレッシュブロッ
ク自体の画質は劣化することになる。しかし、次のフレ
ームではリフレッシュブロックのフレーム内処理信号
と、次フレームの映像信号の差分が送られるため、画質
は一瞬落ちるだけである。この手法について後で詳しく
説明する。
【０１５４】第２の手法は、一度量子化した符号を２つ
に分割し、ＭＳＢまたは低周波数成分の符号量をＶＴＲ
などの記録メディアで高速再生した際に、読み出すこと
が可能な符号量におさえる方法である。これに関しては
１１．章で詳しく述べる。
【０１５５】第１の手法を用いた場合の符号化情報量の
制御に関して次に述べる。 １０．１ マクロブロック符号量制御 本実施例の様に、映像信号を可変長符号化を用いて高能
率符号化すると、一般に、その発生情報量は一定になら
ない。これは、映像信号の有する情報量が時間的に変動
しているためである。
【０１５６】一方、固定レートの伝送系を用いる場合に
は、符号化情報量を一定に抑えるための符号化制御が必
要となる。
【０１５７】固定レート化の一般的手法は、符号化器の
出力にバッファメモリを用意し、このバッファメモリに
可変レートで入力し、出力は固定レートで行なって符号
化情報量を平滑化するものである。バッファメモリ内の
データ量は、入力情報量に応じて変動するため、オーバ
ーフローあるいはアンダーフローを生じる可能性があ
る。これを防ぐためには、オーバーフローあるいはアン
ダーフローとなりそうなときには、それぞれ符号化情報
量を減少あるいは増加させるように、符号化パラメータ
を変化させる。例えば、量子化特性をより粗く、または
細かくしてやれば良い。
【０１５８】上記バッファメモリの容量は大きいほど平
滑化の効果も高いが、符号化遅延やコスト上の制限があ
る。
【０１５９】また、比較的小さなバッファメモリの方
が、画像の局所的性質に応じて細かく符号化制御が行な
えるということもあり、１フレーム程度のバッファメモ
リが用いられる場合がある。
【０１６０】マクロブロック符号量の制御に関して、具
体的に説明する。
【０１６１】マクロブロックの符号量制御にはレートバ
ッファの容量が用いられる。レートバッファを用いる手
法では、図２４に示す様に、エンコーダ及びデコーダに
等容量のレートバッファ（Rate Buffer ）を設ける。
【０１６２】これらのバッファの入出力の符号量および
バッファの占有率に関して、図２４を用いて説明する。
図２４中符号ａはエンコーダのレートバッファｂの入力
信号を示している。この信号は、エンコーダの可変長符
号化回路１６の出力信号となっている。この信号の特徴
としては、各ブロックは一定の周期で入力されるが、各
ブロックの発生符号は可変長符号となっているため可変
長レートになっている。また、エンコーダのレートバッ
ファの出力信号ｃは、伝送データになっており固定レー
トで符号が出力される。更に、デコーダのレートバッフ
ァｅの入力信号ｄは、固定レートの符号入力になってお
り、出力信号ｆは可変レートの符号出力となっている。
【０１６３】エンコーダ側及びデコーダ側の特性に関し
て、それぞれ図２５及び図２６を用いて詳しく説明す
る。図２５（ａ）〜（ｃ）及び図２６（ａ）〜（ｃ）の
横軸はフレーム番号を示している。ここで、図２５
（ａ）〜（ｃ）及び図２６（ａ），（ｂ）は、入力のフ
レーム番号と同一になっているが、図２６（ｃ）のフレ
ーム番号は８フレーム分だけずれている。これは可変長
符号を用いることによるエンコーダおよびデコーダの伝
送符号の遅延時間の変動を吸収するために必要である。
【０１６４】図２５（ａ）〜（ｃ）及び図２６（ａ）〜
（ｃ）の縦軸は符号量を示している。この例では、レー
トバッファの容量を４Ｍビット、１フレーム当りの伝送
符号量を０．５Ｍビット／フレームである場合の例を示
した。なお図２５（ａ）〜（ｃ）はエンコーダ側、図２
６（ａ）〜（ｃ）はデコーダ側の特性を示している。図
２５（ａ）は、１フレーム当りの発生符号量を示してい
る。図中破線は、レートバッファの容量を参考に示し
た。可変長符号を用いているため、各フレームの発生符
号量はフレームにより異なる。フレーム番号をＦn で表
わしたＦ1 〜Ｆ9 には、バッファがオーバーフローとア
ンダーフローが生じる場合の符号の発生例を示した。Ｆ
1 では、４．５Ｍビットの符号が発生し、Ｆ2 〜Ｆ9 ま
で発生符号が０とした。
【０１６５】各フレームの発生符号量の最大値は、バッ
ファ容量と送出符号量の和で決まり、本例の場合はバッ
ファ容量４Ｍビットであり、１フレーム当りの送出符号
量０．５［Ｍビット／フレーム］であるため、１フレー
ム当りの最大発生可能符号量は４．５Ｍビットとなる。
Ｆ20〜Ｆ30までは、バッファの占有度により各フレーム
の発生符号量をコントロールした場合の例を示した。
【０１６６】図２５（ｂ）は、エンコーダのバッファの
占有度を示している。この例ではバッファの容量は４Ｍ
ビットとしており、バッファの容量を破線で示した。Ｆ
1 のフレームで大きな発生符号量が生じているため、Ｆ
1 の時点でバッファのオーバーフローが生じている。Ｆ
2 〜Ｆ9 まで全く符号を発生させない状態が続いている
ため、Ｆ9 の時点でバッファのアンダーフローが生じて
いる。
【０１６７】図２５（ｃ）は、エンコーダからの伝送符
号量を示している。同図内に斜めに引いた実直線Ａは累
積送出符号量を示している。この傾きはフレーム当りの
送出符号量を示している。この例では１フレーム時間当
り０．５Ｍビット送出している。フレームレートが３０
［Ｈｚ］の場合には３０×０．５［Ｍ／Frame ］＝１５
［Ｍｂｐｓ］の送出符号量となる。また、破線はバッフ
ァの最大容量で決まる最大値を示している。
【０１６８】また、図２５（ｃ）内に示した折れ線は、
累積発生符号量を示している。すなわち、図２５（ａ）
の１フレーム当りの発生符号量の積分値になっている。
この累積発生符号量が破線と接した時は、バッファはオ
ーバーフローになっており、実線と接した時はバッファ
はアンダーフローになっている。また、累積発生符号量
と累積送出符号量との間に水平に引いた点線は、発生し
た符号を送出する際のエンコーダバッファでの遅延時間
を示しており、長いものは送出までの時間が長くかかる
ことを示している。
【０１６９】図２６（ａ）において、実直線Ｂは累積受
信符号量を示している。この実直線Ｂは、図２５（ｃ）
の実直線Ａと同一である。折れ線は画像を出力した際の
各フレームの映出符号量を示している。これは図２６
（ｃ）の１フレーム当りの映出符号量を積分した値に相
当する。また、水平に引いた点線は、受信した符号を映
出する際の遅延時間を表わしており、エンコーダにおけ
る遅延時間とデコーダにおける遅延時間の和は全て等し
く、図２６（ｂ）に示したバッファ遅延時間（Buffer D
elay）と等しくなる。
【０１７０】図２６（ｂ）は、デコーダのバッファの占
有率を示している。ここで、図２５（ｂ）と図２６
（ｂ）とを比較する。バッファの遅延時間分だけ、図２
５（ｂ）をシフトとすると図２５（ｂ）と図２６（ｂ）
とは上下方向に反転した関係になっている。すなわち、
エンコーダのオーバーフローはデコーダのアンダーフロ
ーになり、エンコーダのアンダーフローはデコーダのオ
ーバーフローになる。
【０１７１】図２６（ｃ）は、映出する符号の１フレー
ム当りの映出符号量を示している。図２５（ａ）と図２
６（ｃ）とは、エンコーダおよびデコーダのバッファ遅
延時間分だけ遅延する。
【０１７２】加入者がチャンネルを変えた場合には、デ
コーダのバッファに必要な符号量だけ符号を蓄積した後
に、映像を出力することが可能である。この蓄積量は、
図２６（ａ）の点線で示した時間だけ受信符号量を蓄積
する値と等しい。この値は、従来例のＮＭＰ信号と対応
関係がある。すなわち、デコーダではＮＭＰ信号で決定
する時間だけバッファに符号を蓄積した後に、映像を出
力すれば良い。
【０１７３】図２５（ａ）のＦ1 に示した様に、最初の
フレームに最大の符号量が発生した場合には、デコーダ
のバッファにおいて最大のバッファ遅延時間が生じる。
この場合には、図２６（ｂ）にバッファ遅延と記入した
時間だけ受信符号をバッファに蓄積した後、正常な映像
信号を出力することができる。この場合は、デコーダの
バッファを受信符号で満たした後に正常な映像信号を出
力することになる。
【０１７４】すなわち、Ｆ0 〜Ｆ8 まで受信符号を蓄積
し、バッファメモリを満たす初期化状態が終了した後に
正常な映像信号を出力することになる。図２６（ｃ）の
Ｆ1で映出符号を出力した際には、デコーダのバッファ
はアンダーフローになっている。また、更に図２６
（ｃ）のＦ1 〜Ｆ9 まで映出符号を出力しない状態が続
いた時、Ｆ9 でデコーダのバッファはオーバーフローに
なっている。これはエンコーダのバッファ状態を８フレ
ーム分遅延し、オーバーフロー、アンダーフローを反転
した状態と一致している。
【０１７５】なお、加入者がチャンネルを変更した場合
に、正常な映像信号を出力するためにはデコーダのバッ
ファをＮＭＰ信号に従って時間だけ符号を蓄積する必要
があるが、初期化時にも図２６（ｃ）に点線で示したよ
うに不完全な画像を出すことは可能である。
【０１７６】図２７にバッファの占有率と、マクロブロ
ック単位に設定した量子化レベルの増減の関係の例を示
す。バッファの占有率が所定の値にある間は量子化レベ
ルを変更せずに、所定の値を越えた時に量子化レベルの
増減を行なう。図２７においては、バッファの占量率が
４５〜５５％である時は量子化レベルを変化させずに、
この値を越えた時に量子化レベルを変える。これによ
り、バッファのレートコントロールが可能となる。
【０１７７】量子化レベルはｊの値が大きい時に粗く量
子化し発生符号量が少なくなるので、バッファの占有率
が小さい時に量子化レベルを下げる方向に、バッファの
占有率が大きい時に量子化レベルを上げる方向に動作さ
せる。
【０１７８】以上の動作を実現する構成を図２８に示
す。
【０１７９】マクロブロック量子化レベルを決定するた
めに、量子化レベル設定回路５３およびスーパーブロッ
ク符号量算出回路５４を用いた。
【０１８０】先ず、スーパーブロックの符号量の算出方
法に関して図２８を用いて詳しく説明する。
【０１８１】先ず、量子化回路１５の出力を可変長符号
化回路１６に入力する。この回路内部では、先ず、ジグ
ザグスキャン回路１６ａで図１０に示したスキャン方法
で８×８のＤＣＴの係数を読み込み、０係数の連続数と
非零係数の振幅を組みにし、ハフマン符号回路１６ｂに
入力する。
【０１８２】また、この０係数の連続数と非零係数の振
幅をスーパーブロック符号量算出回路５４に入力する。
このスーパーブロック符号量算出回路５４は、図２９に
示したテーブルを記憶するＲＯＭを用いて、発生した符
号量を算出する。
【０１８３】図２９は従来例でも用いられたものである
が、横軸に非零係数の振幅、縦軸に０係数の連続数を示
している。また、枠内の数字は符号のビット数を示して
いる。この符号のビット数を加算することにより、スー
パーブロック単位で発生符号量を算出する。
【０１８４】更に、マクロブロックの量子化レベルを決
定するために、マクロブロック符号量算出回路５５で、
１１個のスーパーブロックの符号量を加算し、マクロブ
ロックの符号量を算出する。
【０１８５】また、この値から伝送符号量ＲＯＭ５６に
記憶される伝送符号量を差し引きレートバッファ符号量
算出回路５７で、符号入れ替え回路４５内に含まれるレ
ートバッファの占有率を計算する。
【０１８６】このレートバッファ占有率と、図２７のグ
ラフに基づきマクロブロック量子化レベル設定回路５８
で、マクロブロック単位の量子化レベルを設定する。 １０．２ スーパーブロック符号量制御 スーパーブロック当りの符号量制御は、マクロブロック
により決定された量子化レベルより粗くする方向にのみ
制御することができる。
【０１８７】これは、例えばフレーム内処理したスーパ
ーブロックが存在したとすると、フレーム内処理した符
号量は、フレーム間処理した符号量よりも大きいため、
このフレーム内処理したスーパーブロックで符号量が大
幅に大きくなる場合があるためである。
【０１８８】一方、人間の視覚特性は映像の内容が変っ
た時、例えばシーンチェンジが生じた場合や動いている
物体の背後にかくれていた部分が現れた場合（これをカ
バードバックと呼ぶ）は、目が精細度に迅速に反応でき
ず、一定の時間が必要となる。
【０１８９】そこで、画像の内容が変化したことにより
生じたフレーム内処理部分は、量子化レベルを粗くして
も画質の劣化が判別しにくい。すなわち、画像適応フレ
ーム内処理が生じた部分は符号量を削減することが可能
である。
【０１９０】この動作を実現する構成を図２８を用いて
説明する。
【０１９１】スーパーブロック量子化レベル設定回路に
相当するリフレッシュブロック量子化レベル設定回路５
９および非リフレッシュブロック量子化レベル設定回路
６０には、フレーム内／間決定回路３１内のエネルギー
比較回路３６の出力である画像適応フレーム内／間判定
信号を入力端子６１より入力する。また、ＤＣＴ回路１
４の出力信号を入力端子６２から入力し、ＤＣＴ係数エ
ネルギー算出回路６３に入力し、ＤＣＴ係数のエネルギ
ーを算出し、このエネルギーにより量子化レベルの補正
レベルを決定する。この値をマクロブロック量子化レベ
ルと加算する加算器６４を通して、量子化回路１５に入
力する。このエネルギーと補正レベルの関係は図３０
（ａ）に示した関係がある。
【０１９２】さらに、フレーム間処理が施されているス
ーパーブロックにおいても、極端にエネルギーが大きい
場合は、高周波成分が多いことを意味しており、この場
合も画質の劣化が判別しにくいため、量子化レベルを粗
くしてもよい。この場合は、図３０（ｂ）に示した様に
補正レベルを設定する。 １０．３ リフレッシュブロック符号量制御 ９章９．２節で述べたように、リフレッシュブロックの
発生符号量はＶＣＲなどの記録メディアから決まる所定
の符号量におさえる必要がある。
【０１９３】これを実現するために、本実施例ではリフ
レッシュブロックの符号量を独立に算出し、この値を用
いてリフレッシュブロックの量子化レベルを設定する。
構成としては、リフレッシュブロック符号量算出回路６
５、リフレッシュブロック量子化レベル設定回路５９を
用いた。
【０１９４】リフレッシュブロックの発生符号量をスー
パーブロック符号量算出回路５４から出力し、リフレッ
シュブロック符号量算出回路６５で、このリフレッシュ
ブロックの符号量を順次加算する。この実施例では、テ
ープ２６上の１セクタに入れようとする１２０個のスー
パーブロックの期間、加算する。
【０１９５】この結果をリフレッシュブロック量子化レ
ベル設定回路５９に入力することにより、マクロブロッ
ク量子化レベルからの補正値を決定する。
【０１９６】なお、リフレッシュブロック量子化レベル
設定回路５９は、前述の１０．２節で述べたスーパーブ
ロック符号量制御方法も兼ね備えている。
【０１９７】リフレッシュブロック量子化レベル設定回
路５９の出力をスイッチ６６およびマクロブロックの量
子化レベルに補正値を加える加算器６４を通し、量子化
回路１５に入力する。
【０１９８】図３１は、リフレッシュブロック量子化レ
ベルの設定方法の一例を示している。
【０１９９】図３１において、横軸はリフレッシュブロ
ック番号を示す。本実施例では、２セクタで１フレーム
のリフレッシュブロックを記録するためセクタ０のリフ
レッシュブロック番号とセクタ１のリフレッシュブロッ
ク番号を示した。また、この例では、１２０リフレッシ
ュブロックで１セクタの記録符号量α／２を越えないよ
うにする。
【０２００】図３１の縦軸はリフレッシュブロックの符
号量を示している。最大符号量は前述したようにα／２
に設定する。ここでは仮にα／２＝２５０Ｋビットとす
る。図３１（ａ）中、実線Ｃはリフレッシュブロックの
目標符号量であり、この線を越えない様に発生符号量を
コントロールする。なお、この実線Ｃは制御のための一
例であるため、直線である必要もなく、必要であるのは
１セクタ当りの発生符号量をα／２におさえることであ
る。折れ線Ｄは、リフレッシュブロック累積符号量の変
化の例を示す線である。これはリフレッシュブロック符
号量算出回路６５の出力信号を示している。リフレッシ
ュブロック目標符号量（実線Ｃ）を越えないように量子
化レベルを決定する。
【０２０１】図３２にマクロブロック量子化レベルと、
リフレッシュブロックの量子化レベルの設定例に関して
述べる。
【０２０２】図２８に示したように、先ずバッファメモ
リからの占有率によりマクロブロックの量子化レベルを
決定する。このマクロブロックの量子化レベルに対し、
量子化レベルを必要に応じて増加させることにより、発
生符号量を減少させる方向にのみ、リフレッシュブロッ
クの量子化レベルを設定する。このマクロブロックの量
子化レベルと、リフレッシュブロックの量子化レベルの
差の量子化レベルを示す量子化レベル補正用レベルは付
加データとして伝送することが可能である。
【０２０３】図３２において横軸はマクロブロックの量
子化レベルｊ＝３１〜０を示している。ｊ＝３１で符号
が発生しない状態、ｊ＝０で最大の符号量が発生する状
態を示している。さらに、この下に記入した数字は、量
子化レベル補正用レベルを示すために用いるビット数の
例を示している。
【０２０４】縦軸は、リフレッシュブロックの量子化レ
ベルｊ＝３１〜０を示している。図中の○印はリフレッ
シュブロックとして取り得る量子化レベルを示してい
る。いずれもマクロブロック量子化レベルより符号発生
量が減少する量子化レベルを割り当ててある。
【０２０５】リフレッシュブロック量子化レベル設定回
路５９には、ＤＣＴ回路１４の出力信号を入力している
ため、リフレッシュブロック蓄積符号量と比較すること
により、リフレッシュブロック目標符号量を越えない様
に、量子化テーブルを選ぶことが可能である。
【０２０６】図３１（ｂ）を用いて詳細に説明する。
【０２０７】図３１（ｂ）は、図３１（ａ）の横軸を拡
大した図である。リフレッシュブロック番号８０から８
１への量子化レベルの決定の仕方を図３１（ｂ）を用い
て説明する。先ず、リフレッシュブロック符号量算出回
路６５から、リフレッシュブロック番号８０までの符号
量は算出されており、図３１（ｂ）のＥで示される符号
量になっていたとする。また、目標符号量はリフレッシ
ュブロック番号により決まり、リフレッシュブロック番
号８１では図３１（ｂ）のＦで示される符号量になって
いたとする。
【０２０８】マクロブロック量子化レベルがｊ＝１５で
設定されていたとすると図３２に示した量子化レベル関
係がある場合は、リフレッシュブロック量子化レベルと
してはｊ＝１５，１９，２３，２７が設定可能である。
【０２０９】リフレッシュブロック量子化レベル設定回
路５９には、ＤＣＴ回路１４の出力信号として映像信号
をＤＣＴした係数の信号が入力されているため、量子化
レベルをｊ＝１５，１９，２３，２７に設定した際の発
生符号量を計算できる。この結果がそれぞれＧ，Ｈ，
Ｉ，Ｊで決まったとする。この発生符号量Ｇ，Ｈ，Ｉ，
Ｊと目標符号量Ｆとを比較し、Ｉの符号量となるリフレ
ッシュブロック量子化レベルｊ＝２３を選ぶことができ
る。
【０２１０】この様にリフレッシュブロックの符号量を
制御し、前述した符号入れ替え回路４５、インデックス
挿入回路４７に入力し記録することにより、高速再生を
行った時に、確実にリフレッシュを行うことが可能とな
る。 １３．ビットストリーム構造 以下に各ブロックのビットストリーム構造を示す。
【０２１１】図１において、可変長符号化回路１６の出
力に、オーバーヘッドデータ発生回路６７の出力のオー
バーヘッドデータを加え、出力端子６８に出力する。
【０２１２】ＶＣＲやビデオディスクなどのパッケージ
メディアでは、高速再生を実現するために、符号入れ替
え回路４５を必要とするが、放送波を送出する際には、
符号入れ替えは必らずしも必要ではない。
【０２１３】また、符号入れ替え手法は、ＶＣＲのドラ
ム回転数、ヘッド数、テープフォーマット、１トラック
の記録符号量、特殊再生速度に依存する。
【０２１４】そこで、放送波のビットストリームは、図
３６，図３９に示したマクロブロックのビットストリー
ムを用いて送出する。
【０２１５】また、符号入れ替え回路４５の出力である
ＶＣＲのビットストリームは、図３７，図３８，図４０
〜図４３に示した（非−）リフレッシュブロックのビッ
トストリームを用いて送出する。 １４．ブロック層ビットストリーム構造 ブロックは輝度または、色差の隣りあった８×８画素の
画素をＤＣＴ変換した６４個のＤＣＴ係数からなる。６
４個のＤＣＴ係数は、図１０に示した順序でジグザグス
キャンを施し、零係数のラン長と非零係数の振幅を組に
した２次元ハフマン符号化を行ない、ビットストリーム
を形成する。ＤＣＴの１ブロックの符号の終了点には、
ＥＯＢのハフマン符号を付加する。 １５．スーパーブロック層ビットストリーム構造 スーパーブロックは、水平方向４、垂直方向２の隣あっ
た８つの輝度ブロックと、画像上では同じ位置にあたる
Ｕ、Ｖそれぞれの色差ブロックの全部で１０個のブロッ
クで構成される。逆出の順序は、Ｙ0 ，Ｙ1 ，Ｙ2 ，Ｙ
3 ，Ｙ4 ，Ｙ5，Ｙ6 ，Ｙ7 ，Ｕ，Ｖである。また、輝
度信号のＤＣ成分は、隣接したブロック間で差分を算出
した値を送る。 １６．マクロ（非）リフレッシュブロックアドレス ９章９．１節で説明した様に、ＶＣＲの高速再生を実現
するためには、リフレッシュブロックの再配置が必要で
ある。これに関して、次に詳しく述べる。
【０２１６】先ず、マクロブロック、（非−）リフレッ
シュブロックの画面上の位置とアドレスの関係を定義し
ておく。図３４，図３５にアドレス設定方法の例を示
す。
【０２１７】図３３に示すように、マクロブロックは１
１個のスーパーブロックからなり、１個のリフレッシュ
ブロックと１０個の非リフレッシュブロックから構成さ
れる。また、一画面上のスーパーブロックのアドレスは
図３のように設定する。 １６．１ マクロブロックアドレス マクロブロックのアドレスは図３４に示すように、マク
ロブロックの先頭のスーパーブロックのアドレス値と同
一のアドレス値を割り当てるものとする。 １６．２ リフレッシュブロックアドレス １６．１節のように設定した場合、図３３に示した様
に、マクロブロックの先頭がリフレッシュブロックであ
るため図３５に示すように、リフレッシュブロックのア
ドレス値と、マクロブロックのアドレス値は一致する。 １６．３ 非リフレッシュブロックアドレス 非リフレッシュブロックのアドレスは、非リフレッシュ
ブロックの水平方向に１つ前のアドレス値を用いる。
【０２１８】すなわち、マクロブロックおよび（非−）
リフレッシュブロックのアドレスは同一のアドレス値を
用いるものとする。 １６．４ アドレス値 このアドレス値は図３に示した様に、水平方向のスーパ
ーブロック位置をｘ、垂直方向のスーパーブロック位置
をｙとした時に Ｓ．Ｂ．Ａｄｄｒｅｓｓ＝６０ｘ＋ｙ で表される。
【０２１９】ここで、DigiCipherは、水平方向に４つの
プロセッサを用いているため、このプロセッサを示すＩ
ＤをＰＩＤとし、垂直方向の位置を示すＩＤをＶＩＤと
すると、アドレス値は M.B.A (Macro Block Address）＝（60・11）・PID ＋60・ｘ0 ＋VID R.B.A (Refresh Block Address）＝（60・11）・PID ＋60・ｘ0 ＋VID N.R.B.A (Non Refresh Block Address）＝（60・11）・PID ＋60・ｘ0 ＋VID で表わされる。
【０２２０】ここにｘ0 は、ＰＩＤ＝０、ＶＩＤ＝０の
時のマクロ・（非−）リフレッシュブロックの水平方向
の位置である。
【０２２１】なお、図３４，図３５は、ｘ0 ＝０の場合
を示したが、当然ｘ0 ＝０〜４３までが用いられる。ま
たこのｘ0 は従来例ではframe count に相当する。 １７．マクロ（非−）リフレッシュブロックビットスト
リーム構造 １７．１ マクロブロックビットストリーム構造 マクロブロックのビットストリーム（図３６）は、マク
ロブロックオーバーヘッドデータ、リフレッシュブロッ
クオーバーヘッドデータ、非リフレッシュブロックオー
バーヘッドデータおよびリフレッシュブロックと非リフ
レッシュブロックの可変長符号からなる。
【０２２２】マクロブロックオーバーヘッドデータに
は、以下のデータが入る。
【０２２３】パスＩＤ（ＰＳＩＤM ）：ビットストリー
ム中のパスを示すＩＤ。ＰＳＩＤ＝１、ＰＩＤ＝１のと
きに（マクロ）ブロックＩＤ，（マクロ）ブロックアド
レスを示すパスを通る。また、ＰＳＩＤ＝１、ＰＩＤ＝
２のときには、Fill bits 符号長及びFill bits 符号の
パスを通る。ここで、Fill bits の説明をする。伝送す
る符号量は一定であるため、伝送符号量に比べ帯域圧縮
した符号量が少ない場合には、伝送符号量まで所定の符
号を強制的に挿入する。この符号をFill bits符号と呼
び、この符号長をFill bits 符号長と呼ぶ。ＰＡＳＳＩ
ＤM ＝０のときは、可変長符号が含まれるパスを通る。
【０２２４】プロセッサＩＤ（ＰＩＤM ）：１画面内の
４つのプロセッサを示すＩＤ。
【０２２５】（マクロ）ブロックＩＤ（ＢＩＤ）：複数
のブロックとオーバーヘッドデータから構成するビット
ストリームの種類を示すＩＤ。マクロブロックＩＤ、リ
フレッシュブロックＩＤ、非リフレッシュブロックＩＤ
の３種類がある。マクロブロックにはマクロブロックＩ
Ｄを用いる。ＰＳＩＤとＰＩＤを所定の値にした時に、
ブロックＩＤを示すパスを通る。
【０２２６】（マクロ）ブロックアドレス（Ｍ．Ｂ．
Ａ）：画面上のマクロブロックの位置を示す。１３章１
３．１節で説明したマクロブロックアドレスを示す。ブ
ロックＩＤ同様に、ＰＳＩＤ、ＰＩＤを所定値にした時
このパスを通る。
【０２２７】マクロブロック量子化レベル：１０章１
０．１節で述べたレートバッファの容量により決定する
マクロブロック単位で設定する量子化レベル。データを
発生させない時は、この量子化レベルを所定の値に設定
すると、（非−）リフレッシュブロックオーバーヘッド
データおよび（非−）リフレッシュブロックの可変長符
号を発生させずに次のマクロブロックに進むことができ
る。これをスキップと言う。
【０２２８】垂直ＩＤ（ＶＩＤM ）：ビットストリーム
中には存在しないが、ＶＩＤM は次の様に定義する。１
画面内の垂直方向の位置を示すＩＤ、垂直方向には６０
個のマクロブロックが存在するため、ＶＩＤM ＝０〜５
９となる。
【０２２９】マクロブロック内に含まれるリフレッシュ
ブロックのオーバーヘッドデータおよび可変長符号に関
しては、１７章１７．２節 リフレッシュブロックビッ
トストリーム構造で説明する。
【０２３０】また、マクロブロック内に含まれる非リフ
レッシュブロックのオーバーヘッドデータおよび可変長
符号に関しては、１７章１７．３節 非リフレッシュブ
ロックビットストリーム構造で説明する。 １７．２ リフレッシュブロックビットストリーム構造
（図３７） リフレッシュブロックビットストリーム構造（図３７）
には、マクロブロックオーバーヘッドデータ、リフレッ
シュブロックオーバーヘッドデータ、１個のリフレッシ
ュブロック可変長符号０が入る。このリフレッシュブロ
ックは、マクロブロックビットストリーム構造で高速再
生モードを選ぶことにより実現できる。マクロブロック
オーバーヘッドデータは、１７．１節と基本的に同様で
あるが、ブロックＩＤは、リフレッシュブロックのＩＤ
を有している。また、アドレスはリフレッシュブロック
アドレスを示している。
【０２３１】リフレッシュブロックオーバーヘッドデー
タには以下のデータが入る。
【０２３２】リフレッシュブロック符号長：リフレッシ
ュブロックオーバーヘッドデータおよびリフレッシュブ
ロックの可変長符号の合計符号長を示す。
【０２３３】リフレッシュブロック補正量子化レベル：
マクロブロック量子化レベルとリフレッシュブロックの
量子化レベルとの補正値。１０章１０．３節リフレッシ
ュブロック符号量制御で述べたリフレッシュブロック量
子化レベル補正値回路の出力。
【０２３４】フィールド／フレーム判別：リフレッシュ
ブロックの画素がフィールドベースかフレームベースか
の区別。
【０２３５】可変長符号は以下のとおり。
【０２３６】リフレッシュブロック可変長符号（リフレ
ッシュブロック０） マクロブロック中の１１個のスーパーブロックのうちリ
フレッシュを行なうブロックの可変長符号。 １７．３ 非リフレッシュブロックビットストリーム構
造（図３８） 非リフレッシュブロックビットストリーム構造（図３
８）には、マクロブロックオーバーヘッドデータ、非リ
フレッシュブロックオーバーヘッドデータ、１０個の非
リフレッシュブロック可変長符号１〜１０が入る。
【０２３７】マクロブロックオーバーヘッドデータは、
１７．１節と同様であるが、ブロックＩＤは非リフレッ
シュブロックのＩＤを有し、アドレスは非リフレッシュ
ブロックアドレスを示している。
【０２３８】非リフレッシュブロックオーバーヘッドデ
ータには以下のデータが入る。
【０２３９】非リフレッシュブロック符号長：非リフレ
ッシュブロックオーバーヘッドデータのデータ長と、１
０個の非リフレッシュブロックの符号長の合計符号長。
【０２４０】非リフレッシュブロック補正量子化レベ
ル：マクロブロックの量子化レベルと１０個のそれぞれ
の非リフレッシュブロックの量子化レベルとの差。
【０２４１】フィールド／フレーム判別：１０個のそれ
ぞれの非リフレッシュブロックの画素がフィールドベー
スかフレームベースかの区別。
【０２４２】ＰＣＭ／ＤＰＣＭ判別：１０個のそれぞれ
の非リフレッシュブロックが、フレーム内処理（ＰＣ
Ｍ）かフレーム間処理（ＤＰＣＭ）かの区別。
【０２４３】動きベクトル：非リフレッシュブロックが
ＤＰＣＭモードの時に、以前のフレームから予測する際
のスーパーブロックの移動量。
【０２４４】可変長符号は次のとおり。
【０２４５】非リフレッシュブロック可変長符号 非リフレッシュブロック１〜非リフレッシュブロック１
０の可変長符号が含まれる。マクロブロック中の１１個
のスーパーブロックのうち、リフレッシュを施さない１
０個のスーパーブロックの可変長符号が含まれる。 １８ スライス層、ピクチャ層、Ｇ．Ｏ．Ｐ層 １８．１ スライス層 スライス層は、１つまたは複数のマクロ（非−）リフレ
ッシュブロックで構成する。
【０２４６】スライスの頭では、マクロスライス、リフ
レッシュスライス、非リフレッシュスライスの区別およ
び画像内での位置を示すアドレス値をもっており、高速
再生時やエラー発生時でもデータを活用できるように考
えられている。
【０２４７】このスライスの区別およびアドレス値は、
図３６〜図３８のマクロ，（非−）リフレッシュブロッ
クビットストリーム構造で、ＰＳＩＤ、ＰＩＤを所定の
値にすることにより、ブロックＩＤおよびアドレス値を
示すパスを通ることにより設定できる。 １８．２ ピクチャ層 ピクチャつまり１枚の画像は少なくとも１つまたは複数
のスライスから構成する。 １８．３ Ｇ．Ｏ．Ｐ層（グループオブピクチャ層） ＧＯＰは、複数枚のピクチャ層で構成する。DigiCipher
の場合、水平方向に４４スーパーブロックあり、フレー
ムカウント値（Ｆ．Ｃ）により、水平方向のマクロブロ
ックの位置を決めているため、４４ピクチャが１Ｇ．
Ｏ．Ｐ層に入る。 １９．マクロスライス層、ピクチャ層、Ｇ．Ｏ．Ｐ層 マクロスライス層は、DigiCipherの放送波の信号を送出
する際のマクロブロックの送出順を示すものである。
（図３９） このマクロスライス層は一画面に対して処理が施される
ため、マクロピクチャ層と同一となる。そして、一画面
に１つマクロブロックアドレスが挿入される。このマク
ロブロックアドレスは図３６において、パスＩＤ、プロ
セッサＩＤを所定値に設定した時、マクロブロックアド
レスを示すパスを通ることにより得られる。また、これ
はフレームごとに設定するため、マクロブロックのフレ
ームカウント値Ｆ・ＣM と１：１に対応づけられてい
る。
【０２４８】マクロスライス層内のマクロブロックの送
出順は、プロセッサＰＩＤM ＝０〜３を単位に、画面の
上から下に、ＶＩＤM ＝０〜５９まで順次送出する。
【０２４９】すなわち、図３４のマクロブロックアドレ
スの例を用いて説明すると、マクロブロックアドレス値
を最初に送出した後に、以下のマクロブロックアドレス
でマクロブロックを送出していく。すなわち、 ０ ， ６６０ ， １３２０ ， １９８０ １ ， ６６１ ， １３２１ ， １９８１ ： ： ： ： の様に送出していく。
【０２５０】また次のフレームは、マクロブロックの水
平方向位置ｘ0 を１つずらし、このマクロブロックアド
レス値を送出した後に、以下のマクロブロックアドレス
でマクロブロックを送出していく。すなわち、 ６０ ， ７２０ ， １３８０ ， ２０４０ ６１ ， ７２１ ， １３８１ ， ２０４１ ： ： ： ： の順で、順次送出していく。
【０２５１】この水平方向位置ｘ0 を０〜４３まで順次
ずらした後は、再度ｘ0 ＝０にもどる。この４４画像を
マクロＧ．Ｏ．Ｐ層とする。これは、１つのプロセッサ
が１画面の全領域を取り扱う周期になっており、フレー
ムカウントＦ・ＣM と対応づいており、ｘ0 ＝ｆ（Ｆ・
ＣM ）の関係がある。
【０２５２】また、４プロセッサで１画面を構成してい
るため、１１フレーム周期でリフレッシュが行なわれ
る。
【０２５３】なお、ＶＣＲなどの記録メディアの通常再
生時は、このマクロスライス層、ピクチャ層、Ｇ．Ｏ．
Ｐ層のビットストリーム構造を用いて、記録メディアか
ら出力する。 ２０．リフレッシュスライス層、ピクチャ層、Ｇ．Ｏ．
Ｐ層 ９章高速再生必要条件の９．１節リフレッシュブロック
符号入れ替えで述べたように、ＶＣＲの高速再生を実現
するためには、所定数のリフレッシュブロックをＶＣＲ
のテープパターン上のセクタに配置するように記録しな
くてはならない。
【０２５４】リフレッシュスライス層は、この所定数の
リフレッシュブロックの構成を示している。すなわち、
リフレッシュブロックの画面上の位置とリフレッシュス
ライス内に入れるリフレッシュブロック数およびその配
列を示している。
【０２５５】このリフレッシュスライスの構成により、
高速再生の仕様が決まる。図４０，図４１にリフレッシ
ュスライス層の例を示す。
【０２５６】また、リフレッシュピクチャ層は、１画面
分のリフレッシュブロックを示している。リフレッシュ
Ｇ．Ｏ．Ｐ層は、４４フレームのリフレッシュピクチャ
層からなる。１１フレーム周期で、１画面のリフレッシ
ュが完結し、４４フレーム周期で各プロセッサが１画面
の全領域をスキャンするため、フレームカウントＦ・Ｃ
R ＝０〜４３の４４フレームを周期としてＧ．Ｏ．Ｐ層
を形成する。
【０２５７】テープ２６上の１セクタ内すなわち、１リ
フレッシュスライス層のリフレッシュブロック数は、１
フレーム当りの平均符号量を記録するトラック数、ドラ
ム回転数、１スキャン当りのヘッド数、高速再生速度に
より決まる。
【０２５８】以下、この最も簡単な場合について説明す
る。
【０２５９】図１８，図２３に示したテープフォーマッ
トすなわち、１フレームを１トラックに記録し、２倍速
の高速再生を実現する場合、１リフレッシュピクチャ層
にリフレッシュスライス層を２つもつことになる。１フ
レームのリフレッシュブロック数は２４０であるから、
１セクタに１２０（＝２４０÷２）個のリフレッシュブ
ロックを挿入するため、リフレッシュスライス層には１
２０個のリフレッシュブロックを入れる。このリフレッ
シュブロックを入れる手法は、２０．１節および２０．
２節で説明する２種類の方法がある。
【０２６０】なお、１フレーム当りのトラック数、ドラ
ム回転数、高速再生速度を他の仕様に決定した場合は１
リフレッシュピクチャ層に所定数のリフレッシュスライ
スを設定すれば良い。
【０２６１】ＶＣＲのシステムを決定した場合には、リ
フレッシュスライス内のリフレッシュブロック数も一意
に決まる。また、リフレッシュピクチャ層内のリフレッ
シュスライスの数も一意に決まる。 ２０．１ リフレッシュスライス層構造Ｎｏ１ リフレッシュスライス層内のリフレッシュブロックの配
列の第１の手法を図４０に示す。
【０２６２】先ず、リフレッシュスライス層内の先頭に
は、リフレッシュスライスの先頭のリフレッシュブロッ
クのリフレッシュブロックアドレスを入れる。
【０２６３】リフレッシュスライス０はリフレッシュピ
クチャ層の最初のリフレッシュスライスであるため、こ
のリフレッシュブロックアドレスは、１９章で述べたマ
クロスライス層内のマクロブロックアドレスと一致す
る。
【０２６４】続いて、リフレッシュブロックを配置す
る。
【０２６５】リフレッシュスライス内のリフレッシュブ
ロックの配列は、プロセッサＰＩＤR ＝０，１，２，３
を順次送出しながら垂直ＩＤ ＶＩＤR ＝０〜２９まで
送出する。これは画面上、水平方向の４つのリフレッシ
ュブロックを順次送出しながら、垂直方向に上から下に
送出することを意味する。
【０２６６】これにより、画面上方の１２０個のリフレ
ッシュブロックを送出する。リフレッシュスライス０で
送出したリフレッシュブロックに続いてリフレッシュス
ライス１は、ＰＩＤR ＝０〜３をＶＩＤR ＝３１〜５９
まで送出する。
【０２６７】リフレッシュスライス１の先頭には、ＰＩ
ＤR ＝０，ＶＩＤR ＝３０，Ｆ・ＣR で決まるリフレッ
シュブロックアドレスを挿入してある。
【０２６８】デコーダではリフレッシュブロックアドレ
スを用い初期位置を知ることができる。また、ＰＩＤR
＝０，１，２，３を用い水平方向の位置を知り、ＰＩＤ
R をカウントすることにより垂直方向の位置を知ること
ができる。
【０２６９】なお、図４０においては、ＶＩＤR の切り
換わり目にリフレッシュスライス区切りがある様に示し
てあるが、ＰＩＤR の切り換わり目でもリフレッシュス
ライスの区切りを設定しても良い。 ２０．２ リフレッシュスライス層構造Ｎｏ．２ リフレッシュブロックの配列の第２の手法を図４１に示
す。この手法は、１プロセッサ当りの垂直方向に隣接し
たリフレッシュブロックを順次送る手法である。
【０２７０】この場合、ＰＩＤR は、固定で、ＶＩＤR
＝０〜５９の順序で送り、その後はＰＩＤR を変更し、
更にＶＩＤR ＝０〜５９の順序で送出する。
【０２７１】第２の手法は、同一フレームの隣接したリ
フレッシュブロックを送ることができるため、高速再生
速度が速い時に画質上有利である。これは、高速再生時
に同一フレームの隣接した領域を大きく再生できるよう
になるためである。
【０２７２】デコーダでは、リフレッシュブロックアド
レスを用い初期位置を知り、固定である期間ＰＩＤR を
カウントすることにより、垂直方向の位置を知ることが
できる。更に、ＰＩＤR 値に変更があった時には、ＰＩ
ＤR ＝０〜３の値を用いて水平方向のずれ量を知ること
ができる。 ２１．非リフレッシュスライス層、ピクチャ層、Ｇ．
Ｏ．Ｐ層 ２１．１ 非リフレッシュスライス層内の構造 非リフレッシュスライス層は、図４２に示した非リフレ
ッシュブロックを送出する際の、送出順序及び送出の区
切りを示している。
【０２７３】非リフレッシュブロックの送出順序は、マ
クロブロックの送出順序と常に同じであり、ＰＩＤN.R
は０，１，２，３を順次くり返す。またＶＩＤN.R は０
〜５９を順次送出していく。
【０２７４】すなわち、図４２の例では、非リフレッシ
ュブロックアドレス０，６６０，１３２０，１９８０，
１，６６１，１３２１，１９８１，…の順に送出してい
き、次のフレームでは水平方向位置ｘ0 を１スーパーブ
ロック分ずらし、６０，７２０，１３８０，２０４０，
６１，７２１，１３８１，２０４１，…の順に送出す
る。
【０２７５】マクロブロックの送出順序と、非リフレッ
シュブロックの送出順序を同一にすることにより、通常
再生時の信号処理が簡単になる。また、この条件を満た
すためにリフレッシュスライス層はリフレッシュスライ
ス０〜２のように順次送出する。 ２１．２ 非リフレッシュスライス層の区切り 次に非リフレッシュスライス層の区切りに関して説明す
る。
【０２７６】１画面分の非リフレッシュブロックを含む
非リフレッシュピクチャ内には、１つまたは複数の非リ
フレッシュスライスが含まれる。この非リフレッシュス
ライスの区切りは２種類ある。
【０２７７】先ず第１に、フレームの切り換わり点すな
わち、非リフレッシュピクチャ層の区切りでは、非リフ
レッシュスライスの区切りを入れる。
【０２７８】第２の手法は、ＶＣＲの高速再生を実現す
るために、非リフレッシュスライスの区切りを入れる手
法である。
【０２７９】９章高速再生必要条件 ９．１節リフレッ
シュブロック符号入れ替えで述べたように、ＶＣＲの高
速再生を実現するために、リフレッシュスライスをＶＣ
Ｒのテープパターン上のセクタに配置しなくてはならな
い。
【０２８０】この配置を実現するためには、リフレッシ
ュスライスがセクタ内に入るように、非リフレッシュス
ライス層の区切りを入れることが必要である。
【０２８１】なお、リフレッシュスライス層内のリフレ
ッシュブロックの数は、非リフレッシュスライス層に割
り当てられる符号量により任意に変わる。
【０２８２】また、非リフレッシュスライス層の先頭部
分には、非リフレッシュブロックアドレスを入れる。 ２２．ＶＣＲピクチャ層 Ｇ．Ｏ．Ｐ層 ＶＣＲに記録する際には、前述したリフレッシュスライ
スと非リフレッシュスライスを組み合わせて送出する。
【０２８３】図４３はこの組み合わせ方法を示してお
り、実線で示した符号送出を行なう。非リフレッシュス
ライスの送出順は２１章に述べたように、非リフレッシ
ュスライス０，１，２の順で送出する。
【０２８４】またこの非リフレッシュスライスの間に、
リフレッシュスライスを挿入する。すなわち、非リフレ
ッシュスライスをＮＲＳ（Non Refresh Slice ）、リフ
レッシュスライスをＲＳ（Refresh Slice ）とすると ＮＲＳ０，ＲＳ０，ＮＲＳ１，ＲＳ１，ＮＲＳ２ の順で送出する。
【０２８５】ここで、非リフレッシュスライスの送出順
序は０，１，２の順で必らず送出するが、リフレッシュ
スライスの送出順序は ＮＲＳ０，ＲＳ１，ＮＲＳ１，ＲＳ０，ＮＲＳ２ の順で送出しても良い。
【０２８６】リフレッシュスライスの送出順序は、ＶＣ
Ｒの高速再生の再生画の設計方法により決まる。
【０２８７】図４３において点線で示した部分は、ＶＣ
Ｒに記録符号を送出する際のリフレッシュスライスと非
リフレッシュスライスの、それぞれのピクチャ層とＧ．
Ｏ．Ｐ層の関係を示している。
【０２８８】リフレッシュスライスはＶＣＲのセクタに
記録することを考慮し、配置され、非リフレッシュスラ
イスは、リフレッシュスライスの間に配置するが、それ
ぞれのピクチャ層の切り換わり目は独立に設定できる。
またそれぞれのピクチャ層の送出順序は、Ｆ・ＣR ＝０
〜４３，Ｆ・ＣNR＝０〜４３の順で送出する。 ２３．データマルチプレクスフォーマット １３章〜２２章で説明したビットストリームを、図１の
出力端子６９を通してＡヘッド及びＢヘッドで記録する
際に、ＶＣＲに必要な信号を付加して記録する。
【０２８９】このＶＣＲデータマルチプレクスフォーマ
ットを図４４に示す。
【０２９０】同図はトラック０の伝送データを示した図
である。横軸は、後述する１ユニットの期間と対応し、
縦軸は１トラックに記録するユニット数と対応する。こ
こでは、１フレームの平均符号量を１トラックに記録す
る場合を述べるため、縦軸側も１フレームの平均符号量
に対応する。
【０２９１】また右端に映像信号と音声信号の切り換わ
り点、およびセクタの切り換わり点の例を示した。
【０２９２】図４２の非リフレッシュブロックビットス
トリーム構造で、ＶＩＤN.R ＝ｖ1およびＶＩＤN.R ＝
ｖ2 の決定方法は、リフレッシュスライス０がトラック
Ｔ0のセクタＳ0 に、リフレッシュスライス１がトラッ
クＴ0 のセクタＳ1 に入れる様にＶＩＤN.R ＝ｖ1 ，ｖ
2 を決定する。
【０２９３】前述した様に、非トリックブロックとトリ
ックブロックの符号を配置した後に、図４４に示すよう
にシンク信号、（非−）非リフレッシュブロックポジシ
ョン、非リフレッシュブロックアドレス、その他付加情
報およびエラー訂正符号などを付加して記録する。 ２３．１ ユニットシンク ＶＣＲには、シリンダの回転むらによるジッタ、特殊再
生時のトラックジャンプなどがあるため、所定の周期で
ユニットシンク信号を付加する必要がある。ここで、こ
のシンク信号の一期間を１ユニットと名づけることにす
る。
【０２９４】言葉の定義 ユニット：ＶＣＲへの伝送データにおけるシンクの一期
間。この期間にはシンク、付加情報、非リフレッシュブ
ロックポジションコード、（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ｐ、非リフ
レッシュブロックアドレスコード（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ｐ、
および（非−）リフレッシュスライスの符号、エラー訂
正コードなどが含まれる。
【０２９５】また、このユニット期間に設定したＶＣＲ
用のシンク信号をユニットシンクと名づけることにす
る。
【０２９６】言葉の定義 ユニットシンク：ユニットに１個設定したＶＣＲ用のシ
ンク、ユニットシンクの後にはＶＣＲ用の付加情報など
を記録する。
【０２９７】付加情報としては、ユニットシンク番号、
映像音声識別、トラック番号、ユニット番号などがあげ
られる。
【０２９８】また、ＶＣＲのエラー訂正用にエラー訂正
用のパリティを付加する。 ２３．２ （非−）リフレッシュブロックＩＤ （非−）リフレッシュブロックＩＤは、２３．３節〜２
３．５節で説明する（非−）リフレッシュブロックフレ
ーム・アドレス・ポジションを示すブロックが、非リフ
レッシュブロックの時、（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．ＩＤ＝０，リ
フレッシュブロックの時、（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．ＩＤ＝１を
示す。 ２３．３ （非−）リフレッシュブロックフレーム （非−）リフレッシュブロックフレームは、（非−）リ
フレッシュブロックポジションで示すブロックのフレー
ム番号を示す。 ２３．４ （非−）リフレッシュブロックアドレス（Ｎ
−）Ｒ．Ｂ．Ａ （非−）リフレッシュブロックアドレス（Ｎ−）Ｒ．
Ｂ．Ａは、各ブロックの映出位置情報を表わしている。
【０２９９】さて、各ブロックは可変長符号で構成され
ているため、ブロックの切り換わり点は固定されない。
そこで、各ユニットに入る最初の（非−）リフレッシュ
ブロックのアドレス（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ａを示す。 ２３．５ （非−）リフレッシュブロックポジション
（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ｐ 可変長符号およびフレーム間ＤＰＣＭ処理を用いている
ため、ブロックの開始点も固定されない。そこで、この
開始点を（非−）リフレッシュブロックポジションで示
す。
【０３００】なお、非リフレッシュスライスの間に、リ
フレッシュスライスを配置する際には、リフレッシュブ
ロックポジションコードでリフレッシュブロックの先頭
ブロックの位置を必らず示す様に挿入する。
【０３０１】ユニット内にはリフレッシュブロックや非
リフレッシュブロックが複数存在する場合もある。この
場合、リフレッシュブロックポジションで示す位置は、
最初に現われる（非）リフレッシュブロックの位置を示
す。
【０３０２】そこで、リフレッシュスライスの先頭ブロ
ックは、ユニット内で最初に現われる様に配置する。
【０３０３】また、伝送データ符号量に比べて、記録可
能符号量が多い場合は、空き領域を設定して、リフレッ
シュスライスの先頭ブロックはユニット内の先頭位置か
ら配置しても良い。高速再生時は、ヘッドがトラックを
横切りながらトレースするため、ヘッドがトラックに完
全に一致した時にエンベロープが最大になり、それ以外
は必らずエンベロープが小さくなる。これはエラーレー
トが増加することを示しており、再生不可能になること
があることを示している。
【０３０４】一方、リフレッシュスライスを再生信号と
して活用するためには、先ず、リフレッシュスライスの
先頭符号の開始位置を知らなければならないため、（Ｎ
−）Ｒ．Ｂ．Ｐ信号が再生されていなくてはならない。
この（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ｐ信号を検出するためには、ユニ
ットシンク信号を検出していなくてはならない。
【０３０５】そこで、ユニット内の先頭位置から、リフ
レッシュブロックを配置しておけば、エンベロープが小
さくなる影響を最大限におさえることができる。
【０３０６】さらに、空き領域を設定して（非−）リフ
レッシュスライスの先頭ブロックをユニット内の先頭位
置に配置した場合、デコーダにおける符号再入れ替えで
は、（非−）リフレッシュブロックＩＤのみ用いて、リ
フレッシュブロックと非リフレッシュブロックを異なる
ＦＩＦＯメモリに振り分けることが可能になるため、符
号再入れ替えが簡単に構成できるというメリットがあ
る。 ２３．６ 具体例 図４５は、（非−）リフレッシュブロックＩＤ、フレー
ム、アドレス、ポジションのインデックス信号の具体例
を示している。
【０３０７】図４５（ａ）は、図４４の映像に関するユ
ニットを拡大した図である。同図においては、 （非−）リフレッシュブロックＩＤ［（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．
ＩＤ］ （非−）リフレッシュブロックフレーム［（Ｎ−）Ｒ．
Ｂ．Ｆrame］ （非−）リフレッシュブロックアドレス［（Ｎ−）Ｒ．
Ｂ．Ａddress］ （非−）リフレッシュブロックポジション［（Ｎ−）
Ｒ．Ｂ．Ｐosition ］ のインデックス信号を挿入する位置を示している。
【０３０８】また、可変長符号を挿入する位置を示し、
ユニット内のブロックの切り換わり位置を示すために、
符号量の位置を上に０〜１５０まで示している。
【０３０９】図４５（ｂ）は、フレーム番号Ｆ6 のリフ
レッシュブロックＲ．Ｂ0 がユニット内の先頭のブロッ
クとなった場合の挿入するインデックス信号の値を示し
ている。
【０３１０】 Ｒ．Ｂ．ＩＤ＝１ Ｒ．Ｂ．Ｆ＝６ Ｒ．Ｂ．Ａ＝０ Ｒ．Ｂ．Ｐ＝５０ となる。
【０３１１】図４５（ｃ）は、フレーム番号Ｆ10の非リ
フレッシュブロックＮ．Ｒ．Ｂ710がユニット内の先頭
ブロックとなった場合に、挿入するインデックス信号の
値を示している。
【０３１２】 Ｒ．Ｂ．ＩＤ＝０ Ｒ．Ｂ．Ｆ＝１０ Ｒ．Ｂ．Ａ＝７１０ Ｒ．Ｂ．Ｐ＝５０ となる。
【０３１３】ＶＣＲデータマルチプレクスフォーマット
は、インデックスなどの付加情報をつけるだけであり、
このフォーマット上からは映像源符号化に対する要求は
全くない。
【０３１４】そこで、映像情報の内容をこのフォーマッ
トにより劣化させることはない。 ２３．７ 付加情報 図４４の付加情報としては、ユニット番号、トラック番
号などを入れる。これらの情報を入れることにより、ス
ロー再生時にユニット番号に従い、ユニットを並べかえ
ることにより、スロー再生が実現できる。
【０３１５】更に、高速再生時に、トラックの特定位置
を再生するために、このユニット番号を用いる。すなわ
ち、リフレッシュスライスを配置した位置のエンベロー
プが最大になる様にサーボをかける。 ２４．符号入れ替え回路 記録時の符号入れ替え回路４５の構成に関して、図４６
を用いて詳しく説明する。
【０３１６】出力端子６８に放送波で伝送するビットス
トリームが入力されていた場合を説明する。放送波のビ
ットストリームを入力した場合の処理が可能になれば、
ＶＣＲのみに記録する場合の必要事項は含まれる。そこ
で、この場合を説明する。
【０３１７】先ず、出力端子６８に入力するビットスト
リームは、図３６に示したマクロブロック形式を有して
いるため、このマクロブロックをリフレッシュブロック
と非リフレッシュブロックに分離する。この分離した
（非−）リフレッシュブロックを（非−）リフレッシュ
ブロックメモリ４５ａ，４５ｂに記憶する。
【０３１８】この分離を行なうために、（非−）リフレ
ッシュブロックメモリ書き込み制御回路４５ｃで、必要
なタイミング信号を発生させる。
【０３１９】このタイミング信号を発生させるために、
ＮＭＰ検出回路４５ｄで先ずフレームの開始位置を把握
し、オーバーヘッドデータ検出回路４５ｅで、パスＩＤ
（ＰＳＩＤ）、プロセッサＩＤ（ＰＩＤ）、マクロブロ
ック量子化レベルＱM 、リフレッシュブロック符号長Ｌ
R 、非リフレッシュブロック符号長ＬNRのオーバーヘッ
ドデータを検出する。
【０３２０】これらのオーバーヘッドデータを用いて、
（非−）リフレッシュブロックメモリ書き込み制御回路
４５ｃは、（非−）リフレッシュブロックメモリ４５
ａ、４５ｂに必要な書き込みタイミング信号を端子４５
ｆ，４５ｇから発生させる。
【０３２１】図４７を用いて、この書き込みタイミング
を説明する。
【０３２２】図４７（ａ），（ｂ）は、放送波として送
出する場合のビットストリームを表している。図４７
（ａ）はオーバーヘッドデータであり、ＰＳＩＤはビッ
トストリーム中のパスを示している。また、ＶＩＤ，Ｐ
ＩＤは図３４に示したＩＤである。なお、ＶＩＤはビッ
トストリームには入っていない。また、マクロブロック
量子化レベルＱM はＱM ＝３１に設定した時、スキップ
動作を行なう。
【０３２３】図４７（ｂ）において、黒ぬりの□はマク
ロ（非−）リフレッシュブロックアドレス、□はマクロ
ブロックオーバーヘッドデータを示している。また、Ｌ
R はリフレッシュブロックのオーバーヘッドデータと可
変長符号の符号長である。
【０３２４】図４７（ｂ）のマクロブロックビットスト
リームから、図４７（ｃ），（ｄ）に示したビットスト
リームのみ抽出して、（非）リフレッシュブロックメモ
リ４５ａ，４５ｂにそれぞれ記憶する。
【０３２５】図４７（ｃ）に、リフレッシュブロックメ
モリ４５ａに書き込む信号を示した。すなわち、マクロ
ブロックアドレスとマクロブロックオーバーヘッドデー
タ、リフレッシュブロックのオーバーヘッドデータおよ
び可変長符号を書き込む。
【０３２６】なおスライス層の先頭には、アドレスを挿
入することにしたため、リフレッシュスライス１に示し
たように、リフレッシュスライス層の先頭では、リフレ
ッシュブロックアドレスを挿入する。この動作は図４８
の（非−）リフレッシュブロックアドレス発生回路７０
ａでアドレスを発生させ、端子４５ｈより出力し、図４
６のアドレス挿入回路４５ｉで挿入する。
【０３２７】図４７（ｄ）に（非−）リフレッシュブロ
ックメモリ４５ｂに書き込む信号を示した。すなわち、
マクロブロックアドレス、マクロブロックオーバーヘッ
ドデータ、（非−）リフレッシュブロックのオーバーヘ
ッドデータおよび可変長符号を書き込む。
【０３２８】更に、（非−）リフレッシュスライス１に
示した様に、非リフレッシュスライスの先頭には（非
−）リフレッシュブロックアドレスを挿入する。この
（非−）リフレッシュブロックアドレスの挿入には、図
４８の（非−）リフレッシュブロックアドレス発生回路
７０ａとアドレス挿入回路４５ｉを用いる。
【０３２９】次にメモリ読み出し（非−）リフレッシュ
スライス結合制御回路７０に関して説明する。
【０３３０】（非−）リフレッシュスライスを結合する
際のポイントを先ず説明する。図４９にＶＣＲの高速再
生時のエンベロープを示す。
【０３３１】図４９（ａ）は、図２３で示したテープと
トラックおよび２倍速時のヘッドトレースの一部を示し
た図である。これに対応するエンベロープを図４９
（ｂ）に示す。
【０３３２】図４９（ｂ）において、実線で示した部分
が、ヘッドで再生できるエンベロープ形状を示してお
り、エンベロープが大きい所はエラーレートが小さい。
【０３３３】そこで、リフレッシュスライスを非リフレ
ッシュスライスの間に配置する際のポイントは、エンベ
ロープが最大になる点を中心に、リフレッシュスライス
を配置することである。
【０３３４】そこで、記録時にトラック上の所定位置を
中心として、リフレッシュスライスを配置する処理を行
なう。高速再生時は、リフレッシュスライスの中心値を
ヘッドがトレースする様にサーボをかける。
【０３３５】メモリ読み出し（非−）リフレッシュスラ
イス結合制御回路７０では、先ず、端子４５ｊから入力
するリフレッシュブロック長ＬR を用いて、リフレッシ
ュスライス符号量算出回路７０ｂで、リフレッシュスラ
イス符号量を算出する。
【０３３６】また、リフレッシュスライス配置位置指定
ＲＯＭ７０ｃでは、１セクタの記録符号量および高速再
生時に各トラックをヘッドがトレースする位置を記憶し
てある。
【０３３７】リフレッシュスライス符号量とリフレッシ
ュスライス配置位置を用いて、（非−）リフレッシュス
ライス／リフレッシュスライス結合点決定回路７０ｄで
リフレッシュスライスと非リフレッシュスライスの切り
換わり点を決定する。この決定を行なうために、非リフ
レッシュブロック符号量算出回路７０ｅは、各非リフレ
ッシュブロックの符号量の統和を算出する。これを用い
てリフレッシュスライスの中心点がトラック上の所定位
置に配置されるように、図４２に示した（非−）リフレ
ッシュスライス結合点ｖ1 ，ｖ2 を決定する。
【０３３８】この（非−）リフレッシュスライス結合点
を用いて（非−）リフレッシュブロックメモリ読み出し
制御回路７０ｆ，７０ｇは、（非−）リフレッシュブロ
ックメモリ４５ａ，４５ｂからそれぞれの符号を読み出
す。
【０３３９】また、これに従い、スイッチ４５ｊを切り
換える。
【０３４０】前述した（非−）リフレッシュブロックア
ドレス発生回路７０ａは、（非−）リフレッシュスライ
ス結合点を用いて、（非−）リフレッシュブロックアド
レスを発生させる。また、このアドレスをアドレス挿入
回路４５ｉでビットストリームに挿入する。 ２５．デコーダ基本構成 デコーダの基本構成を図５０を用いて詳しく説明する。
【０３４１】先ず、使用者からの常通再生／高速再生な
どのＶＣＲのモード信号を端子７１を通し、再生速度設
定回路７２に入力する。
【０３４２】テープ送り制御回路７３およびトラック再
生制御回路７４で、ＶＣＲのサーボをかけることによ
り、ドラムの回転位相及びテープの送り速度位相を制御
する。特に高速再生時は、リフレッシュスライスが記録
してある領域を読み出すようにサーボをかける。
【０３４３】これにより、テープ２６に記録してある信
号をＡヘッド及びＢヘッドを用いて読み出す。読み出し
た信号は、Ａヘッド及びＢヘッドを切り換えるスイッチ
７５を通し、再生波形等化などを施した後にエラー訂正
回路７６およびユニットシンク検出回路７７に入力す
る。
【０３４４】ユニットシンク検出回路７７では、各ユニ
ットに挿入されているシンク信号を検出する。これによ
り、ＶＴＲのジッタなどの影響を除去する。このシンク
信号を検出することにより各ユニットを把握し、インデ
ックス検出回路７８で、図４４に示したインデックス信
号を検出する。同図において太線の上部がインデックス
信号である。インデックス検出回路７８で検出した（非
−）リフレッシュブロックポジション信号により、（非
−）リフレッシュブロックの開始点を把握する。また、
（非−）リフレッシュブロックＩＤを用いてこの開始点
で始まる（非−）リフレッシュブロックの非−リフレッ
シュかリフレッシュの区別を行なう。
【０３４５】また、（非−）リフレッシュブロックフレ
ームおよびアドレスを検出することにより、（非−）リ
フレッシュブロックの映出位置及び映出するフレームの
順序を知ることができる。
【０３４６】次に符号長検出回路７９は、端子８０から
入力する（非−）リフレッシュブロックポジション
［（Ｎ−）Ｒ．Ｂ．Ｐ］を用いて（非−）リフレッシュ
ブロックの先頭位置を検出し、（非−）リフレッシュブ
ロックのオーバーヘッドデータに入っている（非−）リ
フレッシュブロック符号長を検出する。
【０３４７】この（非−）リフレッシュブロック符号長
を用いて、（非−）リフレッシュブロックの区切りを明
らかにし、順次オーバーヘッドデータの検出および可変
長符号の位置を把握することができる。
【０３４８】なお、図５０において符号長検出回路７９
と、オーバーヘッドデータ検出回路８１は、別構成とし
て示してあるが、符号長検出回路７９は、オーバーヘッ
ドデータ検出回路８１に含まれるものである。
【０３４９】図５１に各回路で用いるインデックスとオ
ーバーヘッドデータの関係を示した。各回路においては
○印をつけたインデックスとオーバーヘッドデータを用
いて、信号処理を行なう。
【０３５０】符号再入れ替え回路８２は、（非−）リフ
レッシュブロックＩＤを用いて図４０〜図４３に示した
ＶＣＲピクチャ層ビットストリームから（非−）リフレ
ッシュスライスと、リフレッシュスライスの分離を行な
う。
【０３５１】また、この分離した（非−）リフレッシュ
スライスを、符号再入れ替え回路８２内の、リフレッシ
ュメモリと非リフレッシュメモリにそれぞれ記憶する。
【０３５２】通常再生時は、符号再入れ替え回路８２内
の同一の（非−）リフレッシュブロックアドレスを有す
るリフレッシュメモリと非リフレッシュメモリを切り換
えながら読み出し、非リフレッシュブロックとリフレッ
シュブロックを合成し、マクロブロックの構成にして符
号再入れ替え回路８２から端子８３を通して出力する。
【０３５３】ＶＣＲの通常再生のビットストリームと放
送波のビットストリームは、同一のマクロブロック構成
を有しており、放送波のビットストリームを入力する場
合には、端子８３から入力する。
【０３５４】放送波のビットストリームの場合は、オー
バーヘッドデータ検出回路８１を用いオーバーヘッドデ
ータを検出し、デコードを行なう。通常再生時の動作
は、放送波をデコードする動作と同じであるため、先
ず、この動作を説明する。
【０３５５】先ず、端子８３の図３６に示したマクロブ
ロックのビットストリームのうち、（非−）リフレッシ
ュブロックの可変長符号を可変長符号復号回路８４に入
力する。この可変長符号を抽出する際には、オーバーヘ
ッドデータ内の（非−）リフレッシュブロック符号長
と、オーバーヘッドデータのデコードを行なうことによ
り、ビットストリームから可変長符号を抽出する。可変
長符号復号回路８４では、可変長符号の先頭位置からハ
フマンテーブルと符号を比較することにより、順次ハフ
マン符号を検出していく。この検出したハフマン符号を
用いて、量子化後のＤＣＴ係数の零係数の続く数（ラン
・レングス）と非零係数（振幅）を得る。この係数はジ
グザグスキャンを行なった順序で配列されているため、
逆ＤＣＴ回路８５の必要に応じて、係数の順序を並びか
える。
【０３５６】可変長符号を復号した信号は、逆量子化回
路８６に入力する。逆量子化回路８６では、マクロブロ
ック量子化レベルに、（非−）リフレッシュブロック補
正量子化レベルで補正を行い、スーパーブロック単位で
量子化レベルを求める。
【０３５７】次に、１ブロック当り６４個の各係数に先
ず、重み付けテーブルに従った重み付け値をかける。
【０３５８】次にスーパーブロック単位の量子化レベル
に従った量子化スケール値を６４個の各係数にかけるこ
とにより、逆量子化を行ない、ＤＣＴ係数を得る。（な
お、ここでは、８章で説明した第２の量子化手法の場合
を説明した。）この６４個のＤＣＴ係数を逆ＤＣＴ回路
８５を通し、周波数領域であった係数を時間軸領域に変
換し、水平方向８画素、垂直方向８画素の６４画素の信
号を得る。
【０３５９】この逆ＤＣＴ回路８５の出力を加算器８７
に入力する。
【０３６０】また、加算器８７にはスイッチ８８の信号
を入力し、逆ＤＣＴ回路８５の出力信号と加算する。ス
イッチ８８は、フレーム内／間切り換え回路８９で制御
する。加算器８７の出力信号は非ブロック化回路９０に
入力するとともにフレーム遅延回路９１に入力してあ
る。
【０３６１】フレーム遅延回路９１はフレームメモリで
構成しており、このフレームメモリの出力信号は動き補
償回路９２および非ブロック化回路９０に入力してあ
る。
【０３６２】動き補償回路９２の出力信号は、スイッチ
８８に入力する。
【０３６３】非ブロック化回路９０は、加算器８７とフ
レーム遅延回路９１の信号を用いて、帯域圧縮信号処理
とＴＶの走査線の映出順序を合わす処理をし、輝度信号
と色差信号Ｕ，Ｖを出力端子９３〜９５から出力する。
【０３６４】デコーダの動作にはフレーム内処理とフレ
ーム間処理がある。スイッチ８８において、スイッチ８
８がオフの時がフレーム内処理で、スイッチ８８がオン
の時がフレーム間処理である。このスイッチ８８のオ
ン，オフの制御をフレーム内／間切り換え回路８９が行
なう。
【０３６５】オーバーヘッドデータ内のＰＣＭ／ＤＰＣ
Ｍ判別信号を端子９６を通し、フレーム内／間切り換え
回路８９に入力する。ここでＰＣＭとはフレーム内、Ｄ
ＰＣＭとはフレーム間処理を示している。ＰＣＭでスイ
ッチ８８をオフ、ＤＰＣＭでスイッチ８８をオンにす
る。なお、３章で述べたように、フレーム内／フレーム
間処理は画像適応フレーム内処理と、リフレッシュ（強
制フレーム内処理）がある。
【０３６６】先ず、フレーム内処理の動作説明を行な
う。
【０３６７】フレーム内処理時は、逆ＤＣＴ回路８５の
出力信号をフレーム遅延回路９１および非ブロック化回
路９０に入力し、輝度信号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖを出力す
る。次に、フレーム間処理の動作を説明する。
【０３６８】この場合は、フレーム遅延回路９１に記憶
している１フレーム前の予測信号を読み出し、動き補償
回路９２に入力する。
【０３６９】また、端子９６よりオーバーヘッドデータ
の動きベクトルを動き補償回路９２に入力し、予測信号
の画面上の位置をずらす。逆ＤＣＴ回路８５の出力信号
の画面上の位置と一致する位置に相当する予測信号を、
動き補償回路９２から出力し、スイッチ８８を通し、加
算器８７に入力する。加算器８７では、逆ＤＣＴ回路８
５の出力と予測信号を加算し、フレーム遅延回路９１お
よび非ブロック化回路９０に入力する。そして、輝度信
号Ｙと色差信号Ｕ，Ｖを分離し、端子９３〜９５から出
力する。
【０３７０】以上述べた放送波および記録メディアの通
常再生における可変長符号復号回路８４、逆量子化回路
８６、逆ＤＣＴ回路８５、フレーム遅延回路９１への書
き込み処理は、常にマクロブロックを基本として処理し
ていく。
【０３７１】すなわち、１プロセッサ当りのこれらの回
路の処理は、マクロブロック内の１１スーパーブロック
を順次処理することを基本とし、マクロブロックを画面
上、上から下へ順次処理していく。 ２６．高速再生 次に、高速再生時の動作を詳しく説明する。
【０３７２】先ず、符号再入れ替え回路８２では、ビッ
トストリームのうち、リフレッシュスライスを記憶して
あるリフレッシュメモリのみを読み出す。
【０３７３】このリフレッシュスライスには、リフレッ
シュブロックアドレスおよびフレームＩＤ、プロセッサ
ＩＤが入っているため、このオーバーヘッドデータをオ
ーバーヘッドデータ検出回路８１で検出することによ
り、映出位置を把握することができる。
【０３７４】これにより、フレーム遅延回路９１内のフ
レームメモリに書き込む際の映像位置と対応した書き込
みのメモリアドレスを決定することができる。
【０３７５】高速再生時には、リフレッシュブロックの
み映出データとして有効であり、非リフレッシュブロッ
クのデータは有効でない。そこで、リフレッシュブロッ
クのみを基本とし、可変長符号復号回路８４、逆量子化
回路８６、逆ＤＣＴ回路８５、フレーム遅延回路９１へ
の書き込み処理を行なう。
【０３７６】リフレッシュブロックは、常にフレーム内
処理であるため、フレーム内／間切り換え回路８９で
は、フレーム内処理の指定を行なう。すなわち、スイッ
チ８８は常にオフ状態である。
【０３７７】リフレッシュブロックはマクロブロックに
１個しか存在しない。そこで、１画面内においては、水
平方向に１１スーパーブロックとびに、リフレッシュブ
ロックを送出するか、垂直方向に連続してリフレッシュ
ブロックを送出する手法しかない。これは、走査線に従
った画素の送出順序と異なる。そこで、高速再生時に
は、フレーム遅延回路９１のフレームメモリにリフレッ
シュブロックのデータを順次書き込む。その後、フレー
ム遅延回路９１のフレームメモリのデータを走査線に従
った画素の送出順序で、読み出し、高速再生画を得る。 ２７．符号再入れ替え回路 図５２は、符号再入れ替え回路８２の構成を示す図であ
る。端子９７には、ＶＣＲからの再生ビットストリーム
をエラー訂正した信号を入力する。
【０３７８】このビットストリーム構造は、図３７，図
３８，図４０〜図４３のビットストリーム構造を有す
る。そこで、先ず、リフレッシュスライスと非リフレッ
シュスライスの分離をスイッチ８２ａで行なう。このス
イッチ８２ａの切り換えは、図４４に示したＶＣＲデー
タマルチプレクスフォーマットのインデックスである
（非−）リフレッシュブロックＩＤ、（非−）リフレッ
シュブロックポジション信号を、端子９８より入力し切
り換える。
【０３７９】これにより、リフレッシュスライスをリフ
レッシュブロックメモリ８２ｂに、非リフレッシュスラ
イスを非リフレッシュブロックメモリ８２ｃに記憶す
る。
【０３８０】次に通常再生時は、スイッチ８２ｄを用い
て、リフレッシュブロックメモリ８２ｂと非リフレッシ
ュブロックメモリ８２ｃからの信号をリフレッシュブロ
ックメモリ読み出し回路８２ｅおよび非リフレッシュブ
ロックメモリ読み出し回路８２ｆを用いて読み出す。
【０３８１】この際に、図３５に示したリフレッシュブ
ロックアドレスと非リフレッシュブロックアドレスが一
致する様に読み出す。
【０３８２】これにより、通常再生時は端子８３には、
図３４に例を示した様に、マクロブロックの可変長符号
の構成で信号が出力される。
【０３８３】非リフレッシュブロックメモリ読み出し回
路８２ｆは、リフレッシュスライス層の非リフレッシュ
ブロックアドレスおよびプロセッサＩＤから、各非リフ
レッシュブロックのアドレスを算出する。このアドレス
を用いてマクロブロックの構成にする。また、各非リフ
レッシュブロック符号長を用い、非リフレッシュブロッ
クメモリ８２ｃから符号を読み出す。
【０３８４】リフレッシュブロックメモリ読み出し回路
８２ｅは、リフレッシュスライス層のリフレッシュブロ
ックアドレスおよびプロセッサＩＤからリフレッシュブ
ロックのアドレスを算出する。リフレッシュスライスの
構成方法は図４０，図４１に示した２種類の構成方法が
ある。このいずれの方法の場合にもリフレッシュブロッ
クメモリ８２ｂの出力が、マクロブロックのビットスト
リームを構成できるように、リフレッシュブロックメモ
リ読み出し回路８２ｅはアドレスを発生させる。すなわ
ち、リフレッシュブロックメモリ読み出し回路８２ｅ
は、リフレッシュブロックの入れ替えも行なうこともで
きる。
【０３８５】この読み出しを行なう際に、リフレッシュ
ブロックメモリ読み出し回路８２ｅは、リフレッシュブ
ロック符号長を用いて処理する。
【０３８６】また、高速再生時は、スイッチ８２ａおよ
びスイッチ８２ｄは、リフレッシュブロックメモリ８２
ｂのみを選択し、端子８３より、リフレッシュブロック
のみを送出する。なお、上述した構成では４プロセッサ
への分離はスイッチ９９を用いて行なう。
【０３８７】図５３は、符号再入れ替え回路８２の他の
実施例である。この構成は、図４１に示したリフレッシ
ュスライス層に適した回路構成である。
【０３８８】図４１ではリフレッシュスライス層内のリ
フレッシュブロックは、縦方向に隣接したリフレッシュ
ブロックが、連続して配置してある。そこで、符号再入
れ替え回路８２内のリフレッシュブロックメモリ８２ｂ
内には、各プロセッサそれぞれに、リフレッシュブロッ
クメモリ８２ｂ１〜８２ｂ４を有する。各メモリは、各
プロセッサに対応するリフレッシュブロックを記憶す
る。通常再生の読み出し時は、非リフレッシュブロック
とスイッチ８２ｇ〜８２ｊで合成し、マクロブロックを
構成する。
【０３８９】また、高速再生時は、スイッチ８２ａはリ
フレッシュブロックのみ選択し、リフレッシュブロック
メモリ８２ｂに書き込む。また、スイッチ８２ｇ〜８２
ｊはリフレッシュブロックメモリ８２ｂのみを読み出
す。 ２８．フレーム遅延回路 フレーム遅延回路９１は、図５４に示すように、２つの
メモリ書き込みアドレス発生回路９１ａ，９１ｂを持
つ。また、端子７１より入力する通常／高速再生設定信
号に基づいてスイッチ９１ｃにより、２つのアドレス発
生回路９１ａ，９１ｂの出力を切り換える。
【０３９０】DigiCipherの場合には、４プロセッサで処
理をしており、水平方向に４マクロブロック存在してい
るため、１プロセッサ当り、水平方向に１マクロブロッ
クを処理していく。
【０３９１】そこで、１プロセッサ当りでは、マクロブ
ロック内の１１スーパーブロックを単位に、上から下に
マクロブロックを処理していく。
【０３９２】この４プロセッサでの処理を行なう回路
は、可変長符号復号回路８４、逆量子化回路８６、逆Ｄ
ＣＴ回路８５、加算器８７、動き補償回路９２、フレー
ム内／間切り換え回路８９およびスイッチ８８、さら
に、フレーム遅延回路９１内の書き込みアドレス発生回
路９１ａ，９１ｂである。
【０３９３】この４つのプロセッサへの符号の振り分け
は、マクロブロックオーバーヘッドデータ内に含まれる
プロセッサＩＤ（ＰＩＤ）を用いて行なう。
【０３９４】この４プロセッサの動作は同じ動作である
ため、１プロセッサの動作を説明する。
【０３９５】通常再生時は、スイッチ９１ｃは、通常再
生書き込みアドレス発生回路９１ａを選択している。通
常再生時のビットストリームは、図３６，図３９に示し
たマクロブロックのビットストリームになっているた
め、マクロピクチャ層、すなわち、マクロスライス層の
先頭にあるマクロブロックアドレスを用いて、映出先頭
位置を定め、その後プロセッサＩＤを用いて、順次通常
再生時のアドレスを発生させる。
【０３９６】図５５は通常再生書き込みアドレス発生回
路９１ａの動作を示す図である。
【０３９７】先ず、マクロスライス層の先頭にあるマク
ロブロックアドレスをオーバーヘッドデータ検出回路８
１で検出し、端子９６より通常再生書き込みアドレス発
生回路９１ａに入力する。
【０３９８】図５５にプロセッサ１の場合の例を示す。
【０３９９】先ず、ビットストリーム中のＭ．Ｂ．Ａ＝
０を読み出す。このＭ．Ｂ．Ａ＝０はプロセッサ０のマ
クロブロックの先頭のスーパーブロックの映出位置を示
している。
【０４００】プロセッサＰＩＤのマクロブロックの先頭
のスーパーブロックの映出位置は、下式で表わされるた
め、プロセッサＰＩＤ＝１の場合、マクロブロックの先
頭スーパーブロックアドレスは、下式に示す様に６６０
となる。 Ｓ．Ｂ．Ａ＝Ｍ．Ｂ．Ａ＋６６０×ＰＩＤ ＝ ０ ＋６６０×１ ＝６６０ 通常再生時は、図５５に矢印で示した様に、先ず、横方
向に１マクロブロック分、すなわち、Ｓ．Ｂ．Ａ＝６６
０，７２０，…，１２６０まで、１１スーパーブロック
を処理し、縦方向に１マクロブロックずつ処理する。す
なわち、Ｓ．Ｂ．Ａ＝１２６０の後は、Ｓ．Ｂ．Ａ＝６
６１，７２１，…，１２６１を処理する。
【０４０１】高速再生時は、端子７１には、高速再生モ
ードを入力してあり、スイッチ９１ｃは高速再生書き込
みアドレス発生回路９１ｂを選択している。高速再生書
き込みアドレス発生回路９１ｂは、ＶＣＲなどのパッケ
ージメディアの高速再生に用いる。高速再生時は、フレ
ーム内処理したブロックしか有効でないため、リフレッ
シュブロックのデータのみ書き込んでいく。
【０４０２】また、高速再生時には、符号再入れ替え回
路８２は、リフレッシュブロックのみを端子８３から出
力している。可変長符号復号回路８４、逆量子化回路８
６、逆ＤＣＴ回路８５は、このリフレッシュブロックの
みを処理し、端子１００からリフレッシュブロックのみ
をフレームメモリ９１ｄ〜９１ｆに入力する。
【０４０３】DigiCipherの場合、１マクロブロック内の
１リフレッシュブロックのデータのみ書き込んでいく。
すなわち、リフレッシュブロックは縦方向に隣接して存
在するため、高速再生時には、この縦方向のみのスーパ
ーブロックの位置を高速再生アドレス発生回路９１ｂで
発生させる。なお、非リフレッシュブロックは全く処理
しない。リフレッシュブロックで構成するリフレッシュ
スライスを処理する際に、DigiCipherでは４プロセッサ
で処理しているため、１プロセッサ当りのリフレッシュ
ブロックは水平方向に１つである。
【０４０４】そこで、図４０，図４１に示したリフレッ
シュスライス層Ｎｏ１，Ｎｏ２のビットストリームのど
ちらでも高速再生書き込みアドレス発生回路９１ｂの動
作は同様となる。
【０４０５】高速再生時は、図４０，図４１のリフレッ
シュスライス層のビットストリームのみを用いる。リフ
レッシュスライス層のビットストリームには、先頭にリ
フレッシュスライスの先頭の映出位置であるリフレッシ
ュブロックアドレス（Ｒ．Ｂ．Ａ）が入っているため、
このＲ．Ｂ．ＡとプロセッサＩＤ（ＰＩＤ）を用いて、
各プロセッサの高速再生信号処理の初期位置を知る。
【０４０６】図５６の例を用いて説明する。
【０４０７】端子９６よりオーバーヘッドデータのリフ
レッシュブロックアドレスＲ．Ｂ．Ａを高速再生書き込
みアドレス発生回路９１ｂに入力する。図４０のリフレ
ッシュスライスと図２３のトラックパターンのリフレッ
シュブロックＧn の対応づけを以下の様に設定し、２倍
速再生のトレースｘ0 を行なった場合を述べる。 リフレッシュスライス０ ： Ｇn （０） リフレッシュスライス１ ： Ｇn （１） この場合、リフレッシュブロックアドレスは、リフレッ
シュスライス０のＲ．Ｂ．Ａ＝０とリフレッシュスライ
ス１のＲ．Ｂ．Ａ＝９０が再生される。この、Ｒ．Ｂ．
Ａ＝０，Ｒ．Ｂ．Ａ＝９０は、プロセッサ０の先頭のリ
フレッシュブロックの映出位置を示している。
【０４０８】プロセッサＰＩＤのリフレッシュブロック
の先頭スーパーブロックの映出位置は、下式で表される
ため、プロセッサＰＩＤ＝１の場合、リフレッシュブロ
ックの先頭スーパーブロックアドレスは、リフレッシュ
スライス０の場合にＳ．Ｂ．Ａ＝６６０、リフレッシュ
スライス１の場合は、Ｓ．Ｂ．Ａ＝７５０になる。 Ｓ．Ｂ．Ａ0 ＝Ｒ．Ｂ．Ａ＋６６０×ＰＩＤ ＝ ０ ＋６６０×１ ＝６６０ Ｓ．Ｂ．Ａ1 ＝Ｒ．Ｂ．Ａ＋６６０×ＰＩＤ ＝ ９０ ＋６６０×１ ＝７５０ また、DigiCipherの場合には、１プロセッサ当りは必ら
ず、縦方向にリフレッシュブロックを配置しているた
め、高速再生アドレス発生回路９１ｂは、縦方向にスー
パーブロックアドレスを発生させていく。すなわち、 Ｓ．Ｂ．Ａ0 ：６６０，６６１， … ，６８７，６８
８，６８９ Ｓ．Ｂ．Ａ1 ：７５０，７５１， … ，７７７，７７
８，７７９ の順で、スーパーブロックアドレスを発生させる。
【０４０９】次に読み出しアドレス発生回路９１ｇは、
輝度信号Ｙ、および色信号Ｕ，ＶをＴＶの走査線順序に
従がい読み出す。
【０４１０】このフレーム遅延回路９１、メモリ書き込
み読み出しアドレス発生回路９１ａ，９１ｂ，９１ｇは
非ブロック化回路９０の動作も兼ねている。 ２９．トラック再生制御回路 記録時に、リフレッシュスライスをトラックの所定の位
置を中心に記録したため、高速再生時には、この所定位
置を再生するように、テープ送りおよびドラム回転位相
を制御する。この制御を行なう方法は、以下のように種
々存在する。
【０４１１】１．リニアトラックに高速再生時にヘッド
がトレースすべき位置を記録する。 ２．ヘリカルトラックにトラックを識別する信号を記録
する。この識別信号としては、パイロット信号などがあ
る。
【０４１２】３．ヘリカルトラックにトラック番号およ
びユニット番号を記録し、高速再生時に読みだすべきユ
ニット番号のエンベロープが最大になるようにサーボを
かける。
【０４１３】第３の方法を詳しく説明する。
【０４１４】先ず、図４４のＶＣＲ伝送データのユニッ
トシンクの後に配置した付加情報として、ユニット番号
とトラック番号を読み出し、図５０の端子１０１から読
み出す。図４８のリフレッシュスライス配置位置指定Ｒ
ＯＭ７０ｃで、トラック上の所定の位置を中心として、
リフレッシュスライスを記録している。この所定位置
は、トラック番号とユニット番号で決まる。一方、高速
再生時、ヘッドから再生したＲＦ信号を端子１０２より
エンベロープ検出回路１０３に入力している。
【０４１５】エンベロープ検出回路１０３では、図４９
（ｂ）に例を示した高速再生時のエンベロープ形状を把
握する。トラック再生制御回路７４では、前述したリフ
レッシュスライスの中心位置が存在するトラック番号と
ユニット番号のエンベロープが最大となるように、ドラ
ムの回転位相およびテープ送りを制御する。 ３０．マクロブロックビットストリーム構造の他の実施
例１ １７章１７．１節で述べたマクロブロックビットストリ
ーム構造（図３６）は、ＶＣＲのフォーマットコンバー
タが最も簡単になる構成を示した。
【０４１６】図３６のビットストリーム構造では、ＶＣ
Ｒのフォーマットコンバータに可変長符号の復号回路が
不要である。また、オーバーヘッドデータの検出も、マ
クロブロックオーバーヘッドデータの検出のみでよく、
オーバーヘッドデータ検出回路も最小限の構成でよい。
【０４１７】放送波のビットストリームは、放送波への
必要事項のみをもり込み構成すればよいため、種々のビ
ットストリームが考えられる。この場合、ＶＣＲのフォ
ーマットコンバータは、ＶＣＲ用に必要なビットストリ
ーム（図３７，図３８，図４０〜図４３）を作るために
必要な回路を持てばよい。
【０４１８】図５７にマクロブロックビットストリーム
構造の他の実施例１を示した。このビットストリーム構
造では、オーバーヘッドデータは全て検出する必要があ
る。一方、記録時には、このビットストリーム構造に
は、リフレッシュブロック符号長が入っているため、可
変長符号はデコードする必要はない。
【０４１９】図５７のビットストリームに関して、従来
から用いられていた項目に関して、先ず説明する。この
内容は、以下の２つの文献に基づいており、出展文献番
号をそれぞれ示す。 (a) “DigiCipher Description” Aug．22 1991 (b) “Channel compatible DigiCipher HDTV System ”
April 3．1992 ビットストリームの各項目に関して詳しく述べる。
【０４２０】図５７では、マクロブロック内のビットス
トリーム構造は、オーバーヘッドデータと可変長符号か
らなる。
【０４２１】プロセッサＩＤ：DigiCipherでは４プロセ
ッサ用いているため、このプロセッサの番号を２ビット
で示す (b)。
【０４２２】マクロブロック量子化レベル（ＭＱＬ）：
量子化レベルＱＬは５ビットで表わされ、値が大きくな
るほど粗く量子化し、マクロブロック量子化レベルＭＱ
Ｌ＝３１は、全く符号が発生しない状態を示している。
ＱＭＬ＝３１では図５７に示すようにＱＭＬの後ろでオ
ーバーヘッドデータ及び可変長符号をスキップし、次の
マクロブロックに進む。
【０４２３】２ビット補正量子化レベル：マクロブロッ
ク量子化レベルＭＱＬより粗く量子化する方向に補正量
子化レベルを設定する (a)。また、この補正量子化レベ
ルは、スーパーブロック当り２ビットになっている
(b)。また、１１個のスーパーブロックに対して設定す
る (a)。
【０４２４】補正量子化レベルパスＰＱＬ：全てのスー
パーブロックの量子化レベルがマクロブロック量子化レ
ベルと同一の場合には、２ビット補正量子化レベルは全
て０になり、この場合は、２ビット補正量子化レベルは
設定しない。すなわち、ＰＱＬ＝１のときは、２ビット
補正量子化レベルへの経路は通らず、ＰＱＬ＝０のとき
は、２ビット補正量子化レベルを示す経路を通る (b)。
【０４２５】フィールド／フレーム判別：ＤＣＴの８×
８画素の画素構成が、フィールドの画素を用いるかフレ
ームの画素を用いるかの指定であり、各スーパーブロッ
ク単位に設定する (a)。
【０４２６】ＰＣＭ／ＤＰＣＭ判別：スーパーブロック
がフレーム内処理（ＰＣＭ）かフレーム間処理（ＤＰＣ
Ｍ）かの区別 (a)。
【０４２７】動きベクトル：各スーパーブロックの動き
ベクトルを示す (a)。
【０４２８】次に、新規なビットストリーム構成に関し
て説明する。
【０４２９】パスＩＤ（ＰＳＩＤ）：ＰＳＩＤ＝０のと
きには、マクロブロック量子化レベルが存在する経路を
通る。ＰＳＩＤ＝１のときには、マクロブロック量子化
レベルが存在する経路は通らずに、プロセッサＩＤ（Ｐ
ＩＤ）により指定される以下に示す経路を通る。
【０４３０】ＰＩＤ＝０のときには、高速再生モード
（ＴＲＫ）が存在する経路を通る。
【０４３１】ＰＩＤ＝１のときには、ブロックＩＤ，ブ
ロックアドレスが存在する経路を通る。
【０４３２】ＰＩＤ＝２のときには、Fill Bits符号
長，Fill Bits符号が存在する経路を通る。
【０４３３】トリック量子化レベルＴＱＬ：ＶＣＲの高
速再生時には、リフレッシュブロックのみしか用いるこ
とができない。また、１つのマクロブロック内に複数の
リフレッシュブロックが存在することもあり得る。この
複数のリフレッシュブロックが存在する場合は、次の２
点が必要となる。
【０４３４】先ず、第１に、１マクロブロック内にフレ
ームが異なる複数のリフレッシュブロックが存在するこ
とになった場合、それぞれのリフレッシュブロックに５
ビットの量子化レベルが必要となる。
【０４３５】また、第２に、マクロブロック内のリフレ
ッシュブロックの位置を指定しなくてはならない。
【０４３６】この位置を指定するためには、スーパーブ
ロック単位のスキップが必要となる。そこで、ＶＣＲの
高速再生時には、トリック量子化レベルＴＱＬの経路を
通るように設定する。
【０４３７】トリック量子化レベルＴＱＬは、スーパー
ブロック単位に５ビットの絶対量子化レベルを有してい
る。そこで、１１スーパーブロックで５５ビットの量子
化レベルが入っている。
【０４３８】また、ＴＱＬ＝３１に設定することによ
り、スーパーブロック単位の可変長符号のスキップが可
能となる。
【０４３９】これにより、マクロブロック内の任意の位
置にリフレッシュブロックの可変長符号を配置すること
が可能となる。
【０４４０】図５７に示したように、このトリック量子
化レベルＴＱＬと各スーパーブロックの可変長符号とは
対応関係があり ＴＱＬ0 はスーパーブロック０ ＴＱＬ1 はスーパーブロック１ ： ＴＱＬ10はスーパーブロック１０ のそれぞれのトリック量子化レベルＴＱＬを示す。
【０４４１】高速再生時には、スーパーブロック０〜１
０のうち、リフレッシュブロックを配置するスーパーブ
ロック位置にのみリフレッシュブロックの可変長符号を
配置し、それ以外のスーパーブロック部分は、トリック
ブロック量子化レベルＴＱＬ＝３１を設定し、スーパー
ブロック単位のスキップを行なう。
【０４４２】なお、記録時及び通常再生時及び放送波の
ビットストリームの可変長符号は、スーパーブロック０
がリフレッシュブロック０に、スーパーブロック１〜１
０が非リフレッシュブロック１〜１０に対応している。
【０４４３】高速再生モード（ＴＲＫ）：放送波のビッ
トストリームを送るときや、通常再生時のビットストリ
ームを送るときは、ＴＲＫ＝０に設定し、２ビット補正
量子化レベル（ＰＱＬ＝０）または２ビット補正量子化
レベル未使用（ＰＱＬ＝１）の経路を通る。
【０４４４】ＶＣＲの高速再生モードにおいては、ＴＲ
Ｋ＝１に設定し、前述したトリック量子化レベルを示す
経路を通る。
【０４４５】ブロックＩＤ：マクロブロック（非−）リ
フレッシュブロックの区別を示すＩＤ。
【０４４６】ブロックアドレス：マクロ（非−）リフレ
ッシュブロックの画面上の絶対位置であるアドレスを示
す。
【０４４７】Fill Bits符号：可変長符号の発生符号量
が少いときに、強制的に所定の符号を挿入する。この強
制的に挿入する符号をFill Bitsと呼ぶ。特に、ＶＣＲ
の高速再生時は、リフレッシュブロックのみ用い、非リ
フレッシュブロックは用いないため、発生符号量が減る
可能性が高い。伝送符号量は一定であるため、強制的に
挿入するFill Bitsが必要となる。
【０４４８】Fill Bits符号量：前述したFill Bitsの
符号長をFill Bitsの前にいれることにより、Fill Bi
tsの符号の終了点を明確にできる。これにより、マクロ
ブロックとの境界を明確にできる。
【０４４９】以上のビットストリームを放送波のビット
ストリームとして用いることにより、放送波を受信する
デコーダで、ＶＣＲの特殊再生を行なった信号を受信す
ることが可能となる。
【０４５０】上述のビットストリームを用いることによ
り、ＶＣＲのフォーマットコンバータでは、マクロブロ
ックのオーバーヘッドデータを検出しリフレッシュブロ
ックの符号を入れ替えるのみの簡単な処理で特殊再生も
実現できる。３１．マクロビットストリーム構造の他の
実施例２図５７において、リフレッシュブロック符号長
と非リフレッシュブロック符号長を合わせ、マクロブロ
ック符号長のみを入れた場合に関して次に述べる。
【０４５１】この場合のビットストリームを図５８に示
す。この場合は、記録時にリフレッシュブロックの分離
を行なうために、可変長符号の復号回路を用いる。この
回路は、図５０の可変長符号復号回路８４と同様の回路
である。
【０４５２】可変長の復号を行なうことにより、リフレ
ッシュブロックの分離が可能となる。この分離を行な
い、リフレッシュブロックをテープ上の所定の位置に記
録する。
【０４５３】また、通常再生時及び高速再生時のビット
ストリームの形成方法は、３０章で述べた手法と同一手
法である。
【０４５４】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【０４５５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
高速再生時に良好な再生画像を容易に得ることができる
極めて良好な帯域圧縮信号処理装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る帯域圧縮信号処理装置の一実施
例を示すブロック構成図。
【図２】同実施例の画素構成を示す図。
【図３】同実施例のスーパーブロックアドレスを説明す
るために示す図。
【図４】同実施例のリフレッシュを説明するために示す
図。
【図５】同実施例のリフレッシュを説明するために示す
図。
【図６】同実施例のフレーム内／間決定回路を示すブロ
ック構成図。
【図７】同実施例のフレーム内／間判断時特性を示す
図。
【図８】同実施例の強制リフレッシュを説明するために
示す図。
【図９】同実施例の１プロセッサ当りの強制リフレッシ
ュを説明するために示す図。
【図１０】ＤＣＴ係数をジグザグスキャンする際のスキ
ャン順序を示す図。
【図１１】量子化テーブルの例を示す図。
【図１２】重み付けテーブルの例を示す図。
【図１３】同重み付けテーブルをビット数に変換した例
を示す図。
【図１４】量子化テーブルによる発生ビット数を示す
図。
【図１５】量子化テーブルによる発生ビット数を示す
図。
【図１６】同実施例の動作を説明するために示すタイミ
ング図。
【図１７】同実施例におけるフレーム番号Ｆ5 ，Ｆ6 の
リフレッシュブロックと非リフレッシュブロックとの関
係を示す図。
【図１８】同実施例におけるトラックパターンを示す
図。
【図１９】同実施例における２倍速再生時のヘッドトレ
ース軌跡を示す図。
【図２０】同実施例におけるフレーム１〜８までの再生
可能なリフレッシュブロックを示す図。
【図２１】同実施例におけるフレーム９〜１１までの再
生可能なリフレッシュブロック及び１１フレーム蓄積し
たリフレッシュブロックを示す図。
【図２２】同実施例におけるフレーム番号Ｆn ，Ｆn+1
のリフレッシュブロックと非リフレッシュブロックとの
関係を示す図。
【図２３】同実施例における２倍速再生時のヘッドトレ
ース軌跡を示す図。
【図２４】レートバッファの構成を示す図。
【図２５】エンコーダ側のレートバッファの動作を示す
図。
【図２６】デコーダ側のレートバッファの動作を示す
図。
【図２７】バッファの占有度と量子化レベルの増減を示
す図。
【図２８】同実施例の量子化レベル設定回路の詳細を示
すブロック構成図。
【図２９】可変長符号化を行なった際の発生符号量を示
す図。
【図３０】ＤＣＴ係数エネルギーと補正量子化レベルと
の関係を示す図。
【図３１】リフレッシュブロックの符号量の制御の動作
を説明するために示す図。
【図３２】マクロブロックとリフレッシュブロックの量
子化レベルの例を示す図。
【図３３】マクロブロックと（非−）リフレッシュブロ
ックを示す図。
【図３４】マクロブロックアドレスを説明するために示
す図。
【図３５】（非−）リフレッシュブロックアドレスを説
明するために示す図。
【図３６】マクロブロックのビットストリーム構造を説
明するために示す図。
【図３７】リフレッシュブロックのビットストリーム構
造を説明するために示す図。
【図３８】非リフレッシュブロックのビットストリーム
構造を説明するために示す図。
【図３９】マクロスライス層、ピクチャ層、Ｇ．Ｏ．Ｐ
層の構造を示す図。
【図４０】リフレッシュスライス層、ピクチャ層、Ｇ．
Ｏ．Ｐ層Ｎｏ１の構造を示す図。
【図４１】リフレッシュスライス層、ピクチャ層、Ｇ．
Ｏ．Ｐ層Ｎｏ２の構造を示す図。
【図４２】非リフレッシュスライス層、ピクチャ層、
Ｇ．Ｏ．Ｐ層の構造を示す図。
【図４３】ＶＣＲのピクチャ層の構造を示す図。
【図４４】ＶＣＲの伝送データの構造を示す図。
【図４５】ＶＣＲの伝送データの構造の例を示す図。
【図４６】符号入れ替え回路の詳細を示すブロック構成
図。
【図４７】（非−）リフレッシュブロックメモリ書き込
み制御タイミングを示す図。
【図４８】メモリ読み出し（非−）リフレッシュスライ
ス結合制御回路を示すブロック構成図。
【図４９】ＶＣＲの高速再生時のエンベロープを説明す
るために示す図。
【図５０】この発明のデコーダ側の一実施例を示すブロ
ック構成図。
【図５１】インデックス、オーバーヘッドデータと各回
路の関係を示す図。
【図５２】符号再入れ替え回路の詳細を示すブロック構
成図。
【図５３】符号再入れ替え回路の他の例を示すブロック
構成図。
【図５４】フレーム遅延回路の詳細を示すブロック構成
図。
【図５５】同フレーム遅延回路の通常再生時の動作を説
明するために示す図。
【図５６】同フレーム遅延回路の高速再生時の動作を説
明するために示す図。
【図５７】マクロブロックビットストリーム構造の他の
例を示す図。
【図５８】マクロブロックビットストリーム構造のさら
に他の例を示す図。
【図５９】従来の帯域圧縮システムを示すブロック構成
図。
【図６０】同従来システムから送出される信号のフォー
マットを示す図。
【図６１】同従来システムにおける通常再生時にフレー
ム１〜８までの再生可能なリフレッシュブロックを示す
図。
【図６２】同従来システムにおける通常再生時にフレー
ム９〜１１までの再生可能なリフレッシュブロック及び
１１フレーム蓄積したリフレッシュブロックを示す図。
【図６３】同従来システムにおけるトラックパターンを
示す図。
【図６４】同従来システムにおける２倍速再生時のヘッ
ドトレース軌跡を示す図。
【図６５】同従来システムにおける２倍速再生時にフレ
ーム１〜８までの再生可能なリフレッシュブロックを示
す図。
【図６６】同従来システムにおける２倍速再生時にフレ
ーム９〜１１までの再生可能なリフレッシュブロック及
び１１フレーム蓄積したリフレッシュブロックを示す
図。
【符号の説明】
１１…入力端子、１２…減算回路、１３…動き評価回
路、１４…ＤＣＴ回路、１５…量子化回路、１６…可変
長符号化回路、１７…ＦＩＦＯ回路、１８…出力端子、
１９…逆量子化回路、２０…逆ＤＣＴ回路、２１…加算
回路、２２…フレーム遅延回路、２３…動き補償回路、
２４，２５…スイッチ、２６…磁気テープ、２７〜２９
…映像入力端子、３０…ブロック化回路、３１…フレー
ム内／間決定回路、３２，３３…入力端子、３４，３５
…出力端子、３６…エネルギー比較回路、３７…減算回
路、３８…加算回路、３９…周期的リフレッシュタイミ
ング発生回路、４０…同期信号検出回路、４１…出力端
子、４２…トラック形成信号発生回路、４３…回転ドラ
ム、４４…トラック形成制御回路、４５…符号入れ替え
回路、４６…トラック、４７…インデックス挿入回路、
４８…インデックス発生回路、４９…マルチプレクサ、
５０…ＥＣＣ回路、５１…ユニットシンク挿入回路、５
２…変調回路、５３…量子化レベル設定回路、５４…ス
ーパーブロック符号量算出回路、５５…マクロブロック
符号量算出回路、５６…伝送符号量ＲＯＭ、５７…レー
トバッファ符号量算出回路、５８…マクロブロック量子
化レベル設定回路、５９…リフレッシュブロック量子化
レベル設定回路、６０…非リフレッシュブロック量子化
レベル設定回路、６１，６２…入力端子、６３…ＤＣＴ
係数エネルギー算出回路、６４…加算器、６５…リフレ
ッシュブロック符号量算出回路、６６…スイッチ、６７
…オーバーヘッドデータ発生回路、６８，６９…出力端
子、７０…メモリ読み出し（非−）リフレッシュスライ
ス結合制御回路、７１…端子、７２…再生速度設定回
路、７３…テープ送り制御回路、７４…トラック再生制
御回路、７５…スイッチ、７６…エラー訂正回路、７７
…ユニットシンク検出回路、７８…インデックス検出回
路、７９…符号長検出回路、８０…端子、８１…オーバ
ーヘッドデータ検出回路、８２…符号再入れ替え回路、
８３…端子、８４…可変長符号復号回路、８５…逆ＤＣ
Ｔ回路、８６…逆量子化回路、８７…加算器、８８…ス
イッチ、８９…フレーム内／間切り換え回路、９０…非
ブロック化回路、９１…フレーム遅延回路、９２…動き
補償回路、９３〜９５…出力端子、９６〜９８…端子、
９９…スイッチ、１００〜１０２…端子、１０３…エン
ベロープ検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・チンバーグ アメリカ合衆国、ニュージャージー州 08450、プリンストン、カーネギー・セ ンター・スート 102 202アドバンス ド・ティーブイ・テクノロジー・センタ ートーシバ・アメリカ・コンシューマ ー・プロダクツ・インコーポレーテッド 内 (56)参考文献 特開 平４−318783（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−137110（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/76 - 5/956 H04N 7/24 - 7/68 G11B 20/10 - 20/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １フレームを形成するためのａ個（ａは
    正の整数）の画像領域を構成する手段と、 連続する画像で設定される映像信号に対し、現在画像の
    映像信号と予測画像の映像信号との差分を用いてフレー
    ム間符号化することによって構成されるフレーム間符号
    化信号と、フレーム内情報を用いて前記映像信号をフレ
    ーム内符号化することによって構成されるフレーム内符
    号化信号とを用い、ｆフレーム（ｆはｆ≧２の整数）の
    周期で前記映像信号をフレーム内符号化することによっ
    てリフレッシュ信号を生成する手段と、 通常の伝送期間に、予定された伝送順序で、帯域圧縮エ
    ンコーダから、１つの画像領域の前記リフレッシュ信
    号、前記フレーム間符号化信号及び前記フレーム内符号
    化信号を出力し伝送する手段と、 伝送後、出力された前記リフレッシュ信号、前記フレー
    ム間符号化信号及び前記フレーム内符号化信号を、帯域
    圧縮デコーダに入力する手段と、 デコードされた画像を得る手段と、 前記デコードされた信号を記録手段で記録する際に、各
    フレーム毎に設定されるｃ個（ｃはａ≧ｃ≧０の整数）
    の領域のそれぞれの前記リフレッシュ信号に、フレーム
    上でｃ個の領域のそれぞれの位置を指示するアドレス信
    号を付加する手段と、 １つの画像領域の前記リフレッシュ信号、前記フレーム
    間符号化信号及び前記フレーム内符号化信号を、予定さ
    れた伝送順序に無関係に伝送することを許容する高速再
    生処理中に、フラグを用いて特殊再生モードであること
    を指示する手段と、 予定された順序で前記アドレス信号に従って前記リフレ
    ッシュ信号を表示する前記帯域圧縮デコーダに、前記リ
    フレッシュ信号に伴なってフレーム上の位置を指示する
    前記アドレス信号を入力する手段とを具備し、 前記フラグは、記録媒体上に前記デコードされた信号を
    記録再生するときと、前記デコードされた信号を伝送す
    るとき、高速再生モードと高速逆転再生モードとを含む
    前記特殊再生モードを指示するための信号処理によって
    生成されること を特徴とする帯域圧縮信号処理装置。
  2. 【請求項２】 前記記録媒体上に前記デコードされた信
    号を記録する際に、前記ｃ個の画像領域のそれぞれの前
    記リフレッシュ信号にアドレス信号を付加するととも
    に、フレーム上の前記ｃ個の画像領域のそれぞれの前記
    リフレッシュ信号、前記フレーム間符号化信号及び前記
    フレーム内符号化信号に、前記ｃ個の画像領域に関する
    オーバーヘッドデータを付加する手段と、 前記アドレス信号と前記オーバーヘッドデータとを記録
    する手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の帯
    域圧縮信号処理装置。
  3. 【請求項３】 前記ｆフレームの周期で、１フレームを
    構成する１つの画像領域の中から、各フレーム毎に設定
    されるｂ個（ｂはａ≧ｂ≧０の整数）の画像領域の映像
    信号をフレーム内符号化することによってｂ個のリフレ
    ッシュ信号を生成する手段と、 各フレーム毎に設定されるｂ個のリフレッシュ信号の位
    置を指示するアドレス信号を付加し記録する手段とを備
    えることを特徴とする請求項1記載の帯域圧縮信号処理
    装置。
  4. 【請求項４】 前記デコードされた画像を記録する際
    に、前記伝送順序に無関係にｂ個のリフレッシュ信号の
    中から少なくとも２つを関連させて記録することを特徴
    とする請求項３記載の帯域圧縮信号処理装置。
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