JP3336754B2 - デジタルビデオ信号の記録方法及び記録装置 - Google Patents

デジタルビデオ信号の記録方法及び記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所謂離散余弦変換を用
いてデジタルビデオ信号を量子化し圧縮して記録媒体に
記録するデジタルビデオ信号の記録方法及び記録装置に
関するものであり、例えば、高精細テレビジョン方式の
ビデオ信号を記録再生するデジタルビデオテープレコー
ダに用いて好適なデジタルビデオ信号の記録方法及び記
録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年においては、ビデオ信号をデジタル
信号に変換した後、所謂離散余弦変換（以下、ＤＣＴ：
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
変換と言う。）等の高能率符号化方式を用いて圧縮符
号化を行い、その符号化データを回転ヘッドにより磁気
テープに記録再生するデジタルビデオテープレコーダ
（以下、デジタルＶＴＲと言う。）の開発が進められて
いる。
【０００３】上記デジタルＶＴＲでは、ＮＴＳＣ方式等
の現行テレビジョン方式のビデオ信号を記録するモード
（以下、ＳＤモードと言う。）と、所謂高精細テレビジ
ョン方式のビデオ信号を記録するモード（以下、ＨＤモ
ードと言う。）が設定できるようになっている。
【０００４】そして、上記デジタルＶＴＲの記録系によ
り、ＳＤモードではビデオ信号が約２５Ｍｂｐｓのデジ
タルビデオ信号に圧縮され記録され、ＨＤモードではビ
デオ信号が約５０Ｍｂｐｓのデジタルビデオ信号に圧縮
されて記録される。
【０００５】上記記録系におけるデジタルビデオ信号の
記録方法について具体的に説明すると、まず、デジタル
信号に変換されたビデオ信号は、適切な大きさのブロッ
ク単位、例えば、８×８画素のＤＣＴブロックを形成
し、６つの輝度データのＤＣＴブロックと、１つのＲ−
ＹデータのＤＣＴブロックと、１つのＢ−ＹデータのＤ
ＣＴブロックの計８ブロックから１つのマクロブロック
を形成する。
【０００６】そして、上記マクロブロックにシャフリン
グ処理を行い、シャフリング処理を行った各マクロブロ
ックから画面上で離れた位置のものを、例えば、５個の
マクロブロックを集めて１つのユニットとする。そし
て、ユニット単位で、ブロックサイズ８×８の２次元Ｄ
ＣＴが行われる。
【０００７】上記２次元ＤＣＴにより得られたデータ、
即ち、ＤＣＴ係数は、ユニット単位でメモリに記憶され
る。そして、ユニット単位の総符号量が推定され、総符
号量が所定値以下となるような量子化ステップが決定さ
れる。
【０００８】その決定された量子化ステップでユニット
単位毎に量子化され、２次元ハフマン符号で可変長符号
化された後、量子化されたユニットをビデオセグメント
に納めるフレーミングが行われる。
【０００９】上述のようにして、ユニット単位、即ち、
ビデオセグメント単位で量子化され固定長化された符号
は、マクロブロックが画面上で連続となるような順番に
並び換えて磁気テープ上の定められた位置に記録され
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデジタ
ルビデオ信号の記録方法では、上述のように、１つのビ
デオセグメントにつき１つの量子化ステップが与えら
れ、その与えられた量子化ステップでビデオセグメント
単位で量子化される。即ち、複数のマクロブロックに同
じ量子化ステップが与えられることとなる。このため、
ビデオセグメント単位で固定長化する際に総符号量が所
定値以下となるように量子化ステップを決定するが、実
際に固定長化を行った結果上記所定値よりもかなり少な
めになってしまうことがあり効率的に符号化を行うこと
ができなかった。また、各マクロブロックに対する量子
化の度合が粗くなり、画質の向上を図ることができなか
った。そこで、本発明は、上述の如き従来の実情に鑑み
てなされたものであり、次のような目的を有するもので
ある。
【００１１】即ち、本発明の目的は、ビデオセグメント
単位毎に決定された量子化ステップをマクロブロック単
位毎にシフトして上記マクロブロック単位毎に量子化ス
テップを決定することにより、効率的に符号化を行うこ
とができると共に画質の向上を図ることができるデジタ
ルビデオ信号の記録方法及び記録装置を提供することに
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るデジタルビデオ信号の記録方法は、
量子化され符号化されたデジタルビデオ信号を記録する
デジタルビデオ信号の記録方法であって、量子化データ
が所定のデータ量となる範囲内で複数のマクロブロック
からなるビデオセグメント単位ごとに量子化ステップを
決定する第１の決定ステップと、量子化データが所定の
データ量となる範囲内で上記マクロブロック単位ごとに
量子化ステップを決定する第２の決定ステップと、上記
第１の決定ステップと第２の決定ステップで決定した量
子化ステップで量子化するステップとを有することを特
徴とする。
【００１３】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録方
法では、上記第２の決定ステップにおいて、上記ビデオ
セグメント内の複数のマクロブロックのうち画面上中心
となるマクロブロックを優先してマクロブロック単位毎
に量子化ステップを決定する。
【００１４】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録装
置は、量子化され符号化されたデジタルビデオ信号を記
録するデジタルビデオ信号の記録装置であって、量子化
データが所定のデータ量となる範囲内で複数のマクロブ
ロックから成るビデオセグメント単位毎に量子化ステッ
プを決定する第１の量子化ステップ決定手段と、量子化
データが所定のデータ量となる範囲内で上記マクロブロ
ック単位毎に量子化ステップを決定する第２の量子化ス
テップ決定手段と、上記第１の量子化ステップ決定手段
及び上記第２の量子化ステップ決定手段により決定され
た量子化ステップで量子化を行う量子化手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１５】また、本発明に係るデジタルビデオ信号の
記録装置は、上記第２の量子化ステップ決定手段は、上
記ビデオセグメント内の複数のマクロブロックのうち画
面上中心となるマクロブロックを優先してマクロブロッ
ク単位毎に量子化ステップを決定することを特徴とす
る。
【００１６】
【作用】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録方法で
は、第１の決定ステップにおいて、量子化データが所定
のデータ量となる範囲内で複数のマクロブロックから成
るビデオセグメント単位毎に量子化ステップを決定す
る。また、第２の決定ステップにおいて、量子化データ
が所定のデータ量となる範囲内で上記マクロブロック単
位毎に量子化ステップを決定する。そして、上記第１の
決定ステップと第２の決定ステップで決定した量子化ス
テップで量子化し、量子化され符号化されたデジタルビ
デオ信号を記録する。また、本発明に係るデジタルビデ
オ信号の記録方法では、上記第２の決定ステップにおい
て、上記ビデオセグメント内の複数のマクロブロックの
うち画面上中心となるマクロブロックを優先してマクロ
ブロック単位毎に量子化ステップを決定する。
【００１７】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録装
置では、第１の量子化ステップ決定手段は、量子化デー
タが所定のデータ量となる範囲内で複数のマクロブロッ
クから成るビデオセグメント単位毎に量子化ステップを
決定する。第２の量子化ステップ決定手段は、量子化デ
ータが所定のデータ量となる範囲内で上記マクロブロッ
ク単位毎に量子化ステップを決定する。量子化手段は、
上記第１の量子化ステップ決定手段及び上記第２の量子
化ステップ決定手段により決定された量子化ステップで
量子化を行う。
【００１８】また、本発明に係るデジタルビデオ信号の
記録装置では、上記第２の量子化ステップ決定手段は、
上記ビデオセグメント内の複数のマクロブロックのうち
画面上中心となるマクロブロックを優先してマクロブロ
ック単位毎に量子化ステップを決定する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【００２０】本発明の実施例に係るデジタルビデオ信号
の記録方法は、例えば、図１に示すような構成のエンコ
ーダを備えるデジタルビデオ信号の記録装置により実施
される。
【００２１】即ち、上記エンコーダは、マクロブロック
化されたデジタルビデオ信号に対して離散余弦変換（以
下、ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ 変換と言う。）を行う変換処理部１と、
複数のマクロブロックから成るユニット毎に決定した量
子化ステップをマクロブロック単位毎にシフトして上記
マクロブロック単位毎に量子化ステップを決定して量子
化する符号化処理部２と、フレーミング処理等を行うフ
レーム化処理部３とを備えている。
【００２２】上記変換処理部１は、８×８画素のマクロ
ブロックに分割する分割処理部１１と、マクロブロック
単位毎にシャフリングを行うシャフリング処理部１２
と、動き検出部１３と、ブロックサイズ８×８の２次元
ＤＣＴを行うＤＣＴ変換部１４と、画像メモリ１５と、
アクティビティ検出部１６とで構成されている。
【００２３】上記符号化処理部２は、量子化処理後のデ
ータ量を分析する分析処理部２１と、符号化要素等の情
報テーブルであるハフマンテーブル２２と、量子化デー
タが所定のデータ量となる範囲内で５マクロブロックか
ら成るユニット毎に量子化ステップを決定する第１の量
子化ステップ決定手段２３と、量子化データが所定のデ
ータ量となる範囲内でマクロブロック単位毎に量子化ス
テップを決定する第２の量子化ステップ決定手段２４
と、上記第１の量子化ステップ決定手段及び上記第２の
量子化ステップ決定手段により決定された量子化ステッ
プで量子化を行う量子化手段２５と、可変長符号化処理
を施す可変長処理部２６とで構成されている。 上記フ
レーム化処理部３は、デシャフリングを行うデシャフリ
ング処理部３１と、パリティ等を付加するパリティ付加
処理部３２と、チャネルコーディング処理を行うチャネ
ルコーディング処理部３３とで構成されている。
【００２４】まず、上記変換処理部１における各構成部
の処理について説明する。
【００２５】分割処理部１１は、入力されたデジタルビ
デオ信号について、同じ領域の輝度データＹ、色差デー
タであるＲ−ＹデータＣR、色差データであるＢ−Ｙデ
ータＣBから、各々縦×横が８×８画素の計６４画素か
ら成るＤＣＴブロックを形成し、６つの輝度データＹの
ＤＣＴブロックと、１つのＲ−ＹデータＣRのＤＣＴブ
ロックと、１つのＢ−ＹデータＣBのＤＣＴブロックの
計８ブロックから１つのマクロブロックを形成して出力
する。
【００２６】シャフリング処理部１２は、上記分割処理
部１０１によりマクロブロック化されたデジタルビデオ
信号に、マクロブロック単位で所定のシャフリング処理
を行う。そして、シャフリングを行ったマクロブロック
において、例えば、図２に示すように、画面Ｐ上で離れ
た位置の２７個のマクロブロックから成るスーパーブロ
ックＳ1〜Ｓ5から各々１マクロブロックずつ取り出し、
５個のマクロブロックＭ1〜Ｍ5を集めて１つの固定長化
単位（以下、ユニットと言う。）として出力する。
【００２７】ここで、上記シャフリング処理におけるシ
ャフリング順序は、ライン数ｎ、ラインインデックスｉ
（＝０〜ｎ−１）、上記スーパーブロックＳ1〜Ｓ5の各
画素に対するスキャンオーダーインデックスｋ（０〜２
６）を持って、 Ｖｉ，ｋ＝｛Ｍ（ｉ＋４）ｍｏｄ（ｎ） ，２，ｋ、 Ｍ（ｉ＋１２）ｍｏｄ（ｎ），１，ｋ、 Ｍ（ｉ＋１６）ｍｏｄ（ｎ），３，ｋ、 Ｍ（ｉ）ｍｏｄ（ｎ） ，０，ｋ、 Ｍ（ｉ＋８）ｍｏｄ（ｎ） ，４，ｋ｝ の式に従って行う。従って、上記図２に示した画面Ｐ上
の中心部分、即ち、スーパーブロックＳ1のマクロブロ
ックＭ1から順に、スーパーブロックＳ2のマクロブロッ
クＭ2、・・・、スーパーブロックＳ5のマクロブロック
Ｍ5が選ばれる。また、上記スーパーブロックＳ1〜Ｓ5
におけるスキャンオーダーは、図３に示すように、マク
ロブロック０，マクロブロック１，マクロブロック２，
・・・，マクロブロック２６の順に行う。
【００２８】動き検出部１３は、上記シャフリング処理
部１２によりユニット化された５個のマクロブロック単
位毎に動き検出を行う。そして、動き検出の結果は、Ｄ
ＣＴ変換部１４に供給されると共に、サイド情報とし
て、例えば、図示していない再生系側に出力される。
【００２９】上記ＤＣＴ変換部１４は、上記動き検出部
１３の検出結果に基いて、動きのない画像データに対し
ては８画素×８画素のＤＣＴブロック単位でＤＣＴし、
また、動きのある画像データに対しては８画素×４画素
×２のＤＣＴブロック単位でフィールド間の和分デー
タ、或は、差分データをＤＣＴする。そして、上記ＤＣ
Ｔ変換部１４は、直流（以下、ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃ
ｕｒｒｅｎｔと言う。）成分を上記フレーム化処理部３
に出力し、交流（以下、ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ
Ｃｕｒｒｅｎｔと言う。）成分を画像メモリ１５に出
力する。
【００３０】上記画像メモリ１５は、上記ＤＣＴ変換部
１４のＤＣＴ処理により得られたＡＣ成分をユニット単
位毎に一時的に蓄えるメモリである。
【００３１】アクティビティ検出部１６は、画像のアク
ティビティを示す情報として、上記画像メモリ１５に蓄
えられている１ユニットのデータに対する上記ＤＣＴ変
換部１３のＤＣＴ処理により得られたＡＣ成分の最大値
を検出する。そして、その検出結果を次に説明する符号
化処理部２に出力する。また、上記検出結果を、サイド
情報として、例えば、図示していない再生系側に出力す
る。
【００３２】上記符号化処理部２における各構成部の処
理について説明する。
【００３３】分析処理部２１は、上記アクティビティ検
出部１２によりユニット単位で検出されたアクティビテ
ィの検出結果に応じて、上記画像メモリ１５に蓄えられ
ているＡＣ成分を量子化する際の、その量子化の度合に
対応したクラス分けを行う。第１の量子化ステップ決定
手段２３は、量子化手段２５の出力が供給される可変長
処理部２６からユニット毎に固定長の画像データが得ら
れるように、上記分析処理部２１からのクラス分け情報
に基いて、ハフマンテーブル２２中の量子化ステップの
中から、上記輝度データＹ、Ｒ−ＹデータＣR、及び、
Ｂ−ＹデータＣBについて最適な量子化ステップを演算
により算出する。
【００３４】第２の量子化ステップ決定手段２４は、上
記第１の量子化ステップ決定手段２３によりユニット単
位で決定された量子化ステップから、さらに目標の固定
長化量以下の範囲内で、１ユニット内の５マクロブロッ
クに対して各々量子化ステップを決定する。また、量子
化ステップを決定する際、上記ユニット内の５マクロブ
ロックのうち画面上中心となるマクロブロックを優先し
てマクロブロック単位毎に量子化ステップを決定する。
【００３５】量子化手段２５は、上記第２の量子化ステ
ップ決定手段２４により決定された量子化ステップで、
上記画像メモリ１５に蓄えられている１ユニットのデー
タについて、マクロブロック単位毎に量子化を行う。
【００３６】可変長処理部２６は、上記量子化手段２５
により量子化された５マクロブロックを、１マクロブロ
ックが量子化ステップ情報を含めて７７ｂｙｔｅとなる
ように固定長化する。
【００３７】ここで、上記第１の量子化ステップ決定手
段２３と上記第２の量子化ステップ決定手段２４におけ
る量子化ステップの決定処理について具体的に説明す
る。
【００３８】即ち、上記第１の量子化ステップ決定手段
２３によりユニット単位で決定された量子化ステップ
を、例えば、量子化ステップＱ＝８とした場合、図４に
示すように、量子化ステップＱ＝８が与えられたユニッ
トの固定長化された５マクロブロックＭＯ0〜ＭＯ4に
は、同じ量子化ステップ情報Ｑ0〜Ｑ4＝８が各々与えら
れる。
【００３９】ここで、５マクロブロックに各々同じ量子
化ステップＱ＝８で量子化で行われ固定長化された結
果、上記図４に示すように、マクロブロックＭＯ1には
空き領域Ｂ11〜Ｂ12、マクロブロックＭＯ2には空き領
域Ｂ21〜Ｂ24、マクロブロックＭＯ3には空き領域Ｂ31
〜Ｂ32、マクロブロックＭＯ4には空き領域Ｂ41〜Ｂ46
が存在することとなる。
【００４０】そこで、各マクロブロックに１つずつ量子
化ステップ情報を付加することができることに着目し
て、上記第２の量子化ステップ決定手段２４は、上記図
４に示した、マクロブロックＭＯ0〜ＭＯ4の量子化ステ
ップ情報Ｑ0〜Ｑ4を目標の固定長化量以下の範囲内で量
子化の度合が細かくなる方向にシフトする。
【００４１】この時、量子化ステップ情報をシフトする
マクロブロックの優先度は、上から順に、マクロブロッ
クＭＯ0，ＭＯ1，・・・，ＭＯ4とする。即ち、上記マ
クロブロックＭＯ0〜ＭＯ4は、上記図２で示したマクロ
ブロックＭ0〜Ｍ4に対応したものであり、上記マクロブ
ロックＭ0〜Ｍ4は、画面上の中心部分から順に選ばれた
ものである。従って、画面上中心となるマクロブロック
を優先して量子化ステップを決定することとなる。
【００４２】上述のようにして、上記第２の量子化ステ
ップ決定手段２４でマクロブロック単位毎に量子化ステ
ップを決定すると、例えば、図５に示すように、マクロ
ブロックＭＯ0の量子化ステップ情報Ｑ0は、１つ細かく
なった量子化ステップ情報Ｑ0＝９となり、また、マク
ロブロックＭＯ1の量子化ステップ情報Ｑ1は、１つ細か
くなった量子化ステップ情報Ｑ1＝９となる。従って、
空き領域は、マクロブロックＭＯ3の空き領域Ｂ31〜Ｂ
32と、マクロブロックＭＯ4の空き領域Ｂ41〜Ｂ 45とな
る。
【００４３】上述のようにして、目標となる固定長量以
下の範囲でマクロブロック単位毎に量子化ステップを決
定することにより、余っているビットを有効的に利用す
ることができ、また、良好な画像を得ることができる。
さらに、５マクロブロックの量子化ステップ情報を、量
子化ステップ情報Ｑ0，Ｑ1，・・・，Ｑ4のように上か
ら順に細かくすることによって、画面上の中心部から優
先的に量子化ステップの細かいものが選ばれるため、目
につき易い画面中央部において良好な画像を得ることが
できる。
【００４４】上記第１の量子化ステップ決定手段２３と
上記第２の量子化ステップ決定手段２４における量子化
ステップの決定処理工程について、図６に示すフローチ
ャートを用いて説明する。
【００４５】まず、上記第１の量子化ステップ決定手段
２３において、第１の量子化ステップｉの初期設定を行
う（ｉ＝１５）。ここで、量子化ステップは、０〜１５
である（ステップＳ１）。
【００４６】次に、５マクロブロックＭ0〜Ｍ4の量子化
ステップＱ0〜Ｑ4を上記第１の量子化ステップｉとする
（Ｑ4＝Ｑ3＝Ｑ2＝Ｑ1＝Ｑ0＝ｉ）（ステップＳ２）。
【００４７】次に、上記第１の量子化ステップｉ（＝Ｑ
4＝Ｑ3＝Ｑ2＝Ｑ1＝Ｑ0）で５マクロブロックＭ0〜Ｍ4
を各々量子化する（ステップＳ３）。
【００４８】次に、上記第１の量子化ステップｉを１つ
粗くする（ｉ＝ｉ−１）（ステップＳ４）。
【００４９】次に、上記ステップＳ３の量子化処理の結
果、得られた量子化データの量が目標の固定長量以下で
あるか、或は、得られた量子化データの量が目標の固定
長量ｔａｒｇｅｔ以上であるか、また或は、得られた量
子化データの量が上記固定長量ｔａｒｇｅｔであるいか
を判断する（ステップＳ５）。
【００５０】上記ステップＳ５の判断の結果、得られた
量子化データの量が上記固定長量ｔａｒｇｅｔ以上であ
った場合には、上記ステップＳ２に戻り、上記ステップ
Ｓ４にて量子化ステップを１つ粗くした量子化ステップ
で量子化処理を行い（ステップＳ３）、上記ステップＳ
４〜上記ステップＳ５の処理を繰り返す。
【００５１】或は、得られた量子化データの量が上記固
定長量ｔａｒｇｅｔであった場合には、その第１の量子
化ステップｉをマクロブロックＭ0〜Ｍ4の量子化ステッ
プＱ0〜Ｑ4と決定し、次に述べるステップＳ６以降のマ
クロブロック単位毎の量子化ステップ決定処理は行わず
に、マクロブロックＭ0〜Ｍ4の量子化ステップＱ0〜Ｑ4
を上記量子化手段２５に出力する。
【００５２】或は、得られた量子化データの量が上記固
定長量ｔａｒｇｅｔ以下であった場合、上記第２の量子
化ステップ決定手段２４は、まず、マクロブロックＭ0
〜Ｍ4のインデックスｊ（ｊ：０≦ｊ≦４）の初期設定
を行う（ｊ＝０）（ステップＳ６）。
【００５３】次に、ｊ番目のマクロブロックＭjの量子
化ステップ情報Ｑjを１つ細かくする（Ｑj＝Ｑj＋１）
（ステップＳ７）。
【００５４】次に、上記ステップＳ７により決定された
量子化ステップＱjでマクロブロックＭjを量子化する
（ステップＳ８）。
【００５５】次に、上記ステップＳ８の量子化処理の結
果、得られた量子化データの量が目標の固定長量以下で
あるか、或は、得られた量子化データの量が目標の固定
長量以上であるか、また或は、得られた量子化データの
量が目標の固定長量であるいかを判断する（ステップＳ
９）。
【００５６】上記ステップＳ９の判断の結果、得られた
量子化データの量が上記固定長量ｔａｒｇｅｔ以内であ
った場合には、次のマクロブロックＭj=j+1にインデッ
クスを進め（ステップＳ１０）、上記ステップＳ７の処
理に戻り、上記ステップＳ７以降の処理を繰り返す。
【００５７】或は、得られた量子化データの量が上記固
定長量ｔａｒｇｅｔであった場合には、マクロブロック
Ｍjの量子化ステップ情報を第２の量子化ステップＱjと
して、マクロブロックＭ0〜Ｍ4の量子化ステップＱ0〜
Ｑ4を上記量子化手段２５に出力する。
【００５８】或は、得られた量子化データの量が上記固
定長量ｔａｒｇｅｔ以上であった場合には、マクロブロ
ックＭjの量子化ステップ情報Ｑjを１つ戻して、上記マ
クロブロックＭjの量子化ステップ情報を量子化ステッ
プＱj（＝Ｑj−１）として（ステップＳ１１）、マクロ
ブロックＭ0〜Ｍ4の量子化ステップＱ0〜Ｑ4を上記量子
化手段２５に出力する。
【００５９】上述のようにして、上記第１の量子化ステ
ップ決定手段２３と上記第２の量子化ステップ決定手段
２４によりマクロブロック単位毎に決定され、上記量子
化手段２５により決定された量子化ステップで量子化さ
れる。そして、上記可変長処理部２６により、上記図
４、及び、上記図５に示したように、各マクロブロック
毎に量子化ステップ情報が付加して固定長化され、フレ
ーム化処理部３に出力される。
【００６０】ここで、上記第１の量子化ステップ決定手
段２３と上記第２の量子化ステップ決定手段２４により
決定された量子化ステップは、サイド情報として、例え
ば、図示していない再生系にも供給される。
【００６１】上記フレーム化処理部３における各構成部
の処理について説明する。
【００６２】デシャフリング処理部３１は、上述したＤ
ＣＴ変換部１４からのＤＣ成分と、上記可変長処理部２
６によりマクロブロック単位毎に与えられた量子化ステ
ップで量子化されたＡＣ成分にデシャフリングを行い、
各マクロブロックが画面上で連続となるような順番に並
び換える。
【００６３】パリティ付加処理部３２は、上記デシャフ
リング処理部３１によりデシャフリングされたマクロブ
ロックに、例えば、図７に示すように、同期符号ｓｙｎ
ｃ0〜ｓｙｎｃ4と、識別コードＩＤ0〜ＩＤ4と、パリテ
ィＰ0〜Ｐ4を各々付加して、シンクブロックＳＢ0〜Ｓ
Ｂ4とし、上記シンクブロックＳＢ0〜ＳＢ4を１ビデオ
セグメントとする。
【００６４】即ち、図８に示すように、１シンクブロッ
クは９０ＢＹＴＥから成り、２つのシンクパターンでシ
ンクの先頭を認識するためのエリアである１６ビット
（＝２ＢＹＴＥ）の同期符号ｓｙｎｃと、３ＢＹＴＥの
識別ＩＤ０〜ＩＤ２と、上述のようにして固定長化され
量子化された７７ＢＹＴＥのシンクブロックＳＢと、誤
り訂正用のパリティである８ＢＹＴＥのパリティ符号Ｐ
とで構成されている。
【００６５】上記識別コードＩ０〜Ｉ２については、例
えば、図９に示すように、識別コードＩ０は、シーケン
ス番号ＳＮｏ、トラック番号ＴＮｏとで構成され、識別
コードＩ１はシンクブロック番号ＳＢＮｏで構成され、
また、識別コードＩ２はアプリケーション番号ＡＮｏで
構成されている。
【００６６】また、上記図７に示した、各シンクブロッ
クＳＢの輝度データＹ、及び、Ｒ−ＹデータＣRとＢ−
ＹデータＣBについては、例えば、図１０に示すよう
に、９ビットのＤＣ成分と、上述したＤＣＴ変換部１３
においてＤＣＴを行った際の１ビットのモード情報ｍｏ
と、上述した分析処理部２１により得られたクラス分け
情報ｃｌと、固定長化されたＡＣ成分Ｙ−ＡＣ、或は、
Ｃ−ＡＣとで構成されている。
【００６７】ここで、上記ＡＣ成分は、輝度データＹに
おいては、６８ビットのＡＣ成分Ｙ−ＡＣで構成され、
また、Ｒ−ＹデータＣRとＢ−ＹデータＣBにおいては、
５２ビットのＣ−ＡＣで構成されている。
【００６８】上述のようにしてパリティ符号等が付加さ
れたシンクブロックＳＢ0〜ＳＢ4は１ビデオセグメント
としてチャネルコーディング処理部３３に供給される。
【００６９】そして、上記ビデオセグメントは、チャネ
ルコーディング処理部３３によりチャネルコーディング
され、図示していない記録部にて磁気テープ上の定めら
れた位置に記録される。
【００７０】上記図１に示したエンコーダの動作を説明
する。
【００７１】分割処理部１１は、デジタル信号に変換さ
れたビデオ信号を８×８画素の計６４画素から成るＤＣ
Ｔブロックを形成し、６つの輝度データＹと、１つのＲ
−ＹデータＣRと、１つのＢ−ＹデータＣBの８つのＤＣ
Ｔブロックから１つのマクロブロックを形成してシャフ
リング処理部１２に出力する。
【００７２】上記シャフリング処理部１２は、上記分割
処理部１１からのマクロブロック化された上記ビデオ信
号に対して所定のシャフリング処理を行い、５個のマク
ロブロックを集めて１つのユニット（以下、ユニットデ
ータと言う。）としてＤＣＴ変換部１４と動き検出部１
３とに各々出力する。
【００７３】上記動き検出部１３は、上記シャフリング
処理部１２からのユニットデータの動きを検出し、その
検出結果を上記ＤＣＴ変換部１４に出力すると共に、サ
イド情報として再生系側に出力する。
【００７４】上記ＤＣＴ変換部１４は、上記動き検出部
１３からの検出結果を基に、上記シャフリング処理部１
２からのユニットデータに、８画素×８画素におけるフ
レーム内画素値、或は、４画素×８画素×２におけるフ
ィールド間予測誤差値を選択して切り換えて２次元ＤＣ
Ｔを行う。そして、ＤＣ成分をフレーム化処理部３のデ
シャフリング処理部３１に供給し、また、ＡＣ成分を画
像メモリ１５とアクティビティ検出部１６に供給する。
【００７５】上記画像メモリ１５は、上記ＤＣＴ変換部
１４からのＡＣ成分を蓄える。
【００７６】上記アクティビティ検出部１６は、上記Ｄ
ＣＴ変換部１４からのＡＣ成分に対する画像のアクティ
ビティを検出する。そして、その検出結果を符号化処理
部２の分析処理部２１に供給すると共に、サイド情報と
して再生系側に出力する。
【００７７】上記分析処理部２１は、上記アクティビテ
ィ検出部１２からの検出結果に応じて、量子化の度合に
対応したクラス分けを行う。そして、そのクラス分け情
報を第１の量子化ステップ決定手段２３に供給する。
【００７８】上記第１の量子化ステップ決定手段２３
は、上記分析処理部２１からのクラス分け情報に基いて
ハフマンテーブル２２中の量子化ステップの中から、目
標の固定長化量以下の範囲内で上記ユニットデータに対
する最適な量子化ステップを演算により算出する。そし
て、決定した量子化ステップを第２の量子化ステップ決
定手段２４に供給する。
【００７９】上記第２の量子化ステップ決定手段２４
は、上記第１の量子化ステップ決定手段２３からの上記
ユニットデータに対する量子化ステップを基に、上記ユ
ニットデータ内の５マクロブロックのうち画面上中心と
なるマクロブロックを優先して、目標の固定長化量以下
の範囲内でマクロブロック単位毎に量子化ステップを決
定する。そして、マクロブロック毎に決定した量子化ス
テップを量子化手段２５に供給すると共に、サイド情報
として再生系側に出力する。
【００８０】上記量子化手段２５は、上記第２の量子化
ステップ決定手段２４からの各マクロブロックに対する
量子化ステップで、上記画像メモリ１５に蓄えられてい
る上記ユニットデータに対するＡＣ成分に、マクロブロ
ック単位毎に量子化を行う。そして、量子化したＡＣ成
分を可変長処理部２６に供給する。
【００８１】上記可変長処理部２６は、上記量子化手段
２５からの量子化されたＡＣ成分をマクロブロック単位
毎に固定長化し、その固定長化したＡＣ成分をフレーム
化処理部３のデシャフリング処理部３１に供給する。
【００８２】上記デシャフリング処理部３１は、上記Ｄ
ＣＴ変換部１４からのＤＣ成分と上記可変長処理部２６
からの量子化され固定長化されたＡＣ成分に対してデシ
ャフリングを行い、上記ユニットデータの５マクロブロ
ックが画面上で連続となるような順番に並び換える。そ
して、デシャフリングした上記５マクロブロックをパリ
ティ付加処理部３２に供給する。
【００８３】上記パリティ付加処理部３２は、上記デシ
ャフリング処理部３１からの５マクロブロックに各々パ
リティ符号等を付加して、そのパリティ符号等を付加し
た各マクロブロックをシンクブロックとし、５シンクブ
ロックをビデオセグメントとしてチャネルコーディング
処理部３３に供給する。
【００８４】上記チャネルコーディング処理部３３から
のビデオセグメントにチャネルコーディング処理を施
し、図示していない記録部に出力する。
【００８５】
【発明の効果】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録
方法では、第１の決定ステップにおいて、量子化データ
が所定のデータ量となる範囲内で複数のマクロブロック
から成るビデオセグメント単位毎に量子化ステップを決
定する。また、第２の決定ステップにおいて、量子化デ
ータが所定のデータ量となる範囲内で上記マクロブロッ
ク単位毎に量子化ステップを決定する。そして、上記第
１の決定ステップと第２の決定ステップで決定した量子
化ステップで量子化し、量子化され符号化されたデジタ
ルビデオ信号を記録する。これにより、所定のデータ量
となる範囲内で量子化の度合を細かくすることができ、
余っているビットを有効的に利用することができるた
め、効率的に符号化を行うことができると共に画質の向
上を図ることができる。
【００８６】また、本発明に係るデジタルビデオ信号の
記録方法では、上記第２の決定ステップにおいて、上記
ビデオセグメント内の複数のマクロブロックのうち画面
上中心となるマクロブロックを優先してマクロブロック
単位毎に量子化ステップを決定する。これにより、目に
つき易い画面中央部において良好な画像を得ることがで
きるため、さらに画質の向上を図ることができる。
【００８７】本発明に係るデジタルビデオ信号の記録装
置では、第１の量子化ステップ決定手段は、量子化デー
タが所定のデータ量となる範囲内で複数のマクロブロッ
クから成るビデオセグメント単位毎に量子化ステップを
決定する。第２の量子化ステップ決定手段は、量子化デ
ータが所定のデータ量となる範囲内で上記マクロブロッ
ク単位毎に量子化ステップを決定する。量子化手段は、
上記第１の量子化ステップ決定手段及び上記第２の量子
化ステップ決定手段により決定された量子化ステップで
量子化を行う。これにより、所定のデータ量となる範囲
内で量子化の度合を細かくすることができ、余っている
ビットを有効的に利用することができるため、効率的に
符号化を行うことができると共に画質の向上を図ること
ができる。
【００８８】また、本発明に係るデジタルビデオ信号の
記録装置では、上記第２の量子化ステップ決定手段は、
上記ビデオセグメント内の複数のマクロブロックのうち
画面上中心となるマクロブロックを優先してマクロブロ
ック単位毎に量子化ステップを決定する。これにより、
目につき易い画面中央部において良好な画像を得ること
ができるため、さらに画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るデジタルビデオ信号の記
録方法を実施するためのデジタルビデオ信号の記録装置
のエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図２】５マクロブロックのシャフリング処理を説明す
るための図である。
【図３】上記シャフリング処理において、スーパーブロ
ック内のスキャンオーダーを説明するための図である。
【図４】上記エンコーダの第１の量子化ステップ決定手
段で量子化ステップが決定された際の固定長化され量子
化されたマクロブロックの状態を説明するための図であ
る。
【図５】上記エンコーダの第２の量子化ステップ決定手
段で量子化ステップが決定された際の固定長化され量子
化されたマクロブロックの状態を説明するための図であ
る。
【図６】上記第１の量子化ステップ決定手段と上記第２
の量子化ステップ決定手段の量子化ステップ決定処理を
説明するためのフローチャートである。
【図７】ビデオセグメントの構成を示す図である。
【図８】上記ビデオセグメントの各シンクブロックの構
成を示す図である。
【図９】上記シンクブロックの識別コードの構成を示す
図である。
【図１０】上記シンクブロックの輝度データ、及び、Ｒ
−Ｙデータ、Ｒ−ＢデータのＤＣＴブロックの構成を示
す図である。
【符号の説明】
１ 変換処理部 ２ 符号化処理部 ３ フレーム化処理部 １１ 分割処理部 １２ シャフリング処理部 １３ 動き検出部 １４ ＤＣＴ変換部 １５ 画像メモリ １６ アクティビティ検出部 ２１ 分析処理部 ２２ ハフマンテーブル ２３ 第１の量子化ステップ決定手段 ２４ 第２の量子化ステップ決定手段 ２５ 量子化手段 ２６ 可変長処理部 ３１ デシャフリング処理部 ３２ パリティ付加処理部 ３３ チャネルコーディング処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−113274（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−178287（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−22292（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/91 - 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】 量子化され符号化されたデジタルビデオ
    信号を記録するデジタルビデオ信号の記録方法であっ
    て、 量子化データが所定のデータ量となる範囲内で複数のマ
    クロブロックからなるビデオセグメント単位ごとに量子
    化ステップを決定する第１の決定ステップと、 量子化データが所定のデータ量となる範囲内で上記マク
    ロブロック単位ごとに量子化ステップを決定する第２の
    決定ステップと、 上記第１の決定ステップと第２の決定ステップで 決定し
    た量子化ステップで量子化するステップと を有すること
    を特徴とするデジタルビデオ信号の記録方法。
  2. 【請求項２】 上記第２の決定ステップは、上記ビデオ
    セグメント内の複数のマクロブロックのうち画面上中心
    となるマクロブロックを優先してマクロブロック単位毎
    に量子化ステップを決定することを特徴とする請求項１
    記載のデジタルビデオ信号の記録方法。
  3. 【請求項３】 量子化され符号化されたデジタルビデオ
    信号を記録するデジタルビデオ信号の記録装置であっ
    て、 量子化データが所定のデータ量となる範囲内で複数のマ
    クロブロックから成るビデオセグメント単位毎に量子化
    ステップを決定する第１の量子化ステップ決定手段と、 量子化データが所定のデータ量となる範囲内で上記マク
    ロブロック単位毎に量子化ステップを決定する第２の量
    子化ステップ決定手段と、 上記第１の量子化ステップ決定手段及び上記第２の量子
    化ステップ決定手段により決定された量子化ステップで
    量子化を行う量子化手段とを有することを特徴とするデ
    ジタルビデオ信号の記録装置。
  4. 【請求項４】 上記第２の量子化ステップ決定手段は、
    上記ビデオセグメント内の複数のマクロブロックのうち
    画面上中心となるマクロブロックを優先してマクロブロ
    ック単位毎に量子化ステップを決定することを特徴とす
    る請求項３記載のデジタルビデオ信号の記録装置。
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