JP3428033B2 - ディジタルｖｔｒ - Google Patents

ディジタルｖｔｒ

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JP3428033B2 JP03175792A JP3175792A JP3428033B2 JP 3428033 B2 JP3428033 B2 JP 3428033B2 JP 03175792 A JP03175792 A JP 03175792A JP 3175792 A JP3175792 A JP 3175792A JP 3428033 B2 JP3428033 B2 JP 3428033B2
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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、映像信号をデータ圧縮
して磁気テープに記録するディジタルＶＴＲに係り、特
に解像度が異なる複数種類の映像モードや画質と記録時
間が異なる複数種類の記録モード等、複数の動作モード
を備えるディジタルＶＴＲを実現するに好適な映像記録
方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】映像信号をデータ圧縮して磁気テープに
記録するディジタルＶＴＲの映像記録方式としては、例
えばアイ・イー・イー・イー トランザクションズ オ
ン コンシューマー エレクトロニクスの第３５巻第３
号（１９８９年８月号）第４５０頁から第４５７頁（IE
EE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 35,N
o. 3 (August 1989), pp. 450-457）に記載のものが知
られている。このディジタルＶＴＲは、１フレーム全垂
直ライン数が５２５本でフレーム周波数が２９．９７フ
レーム／秒の映像信号（以下５２５／６０方式と呼ぶ）
をデータ圧縮して磁気テープに記録する、および記録さ
れたデータを再生してデータ伸長を行ない映像信号を出
力するものである。
【０００３】まず、映像信号の記録に際しては、入力映
像信号をＡ／Ｄ変換によりアナログ信号からディジタル
の画像データに変換し、その画像データをディスクリー
トコサイン変換（ＤＣＴ）、量子化、および可変長符号
化から成る画像符号化処理によりデータ圧縮し、さらに
誤り訂正符号を付加した後に、データを変調して記録信
号に直して磁気テープに記録する。回転ヘッドが磁気テ
ープをヘリカルスキャンすることで、磁気テープ上に斜
めに形成されるトラックに沿って信号は記録されてい
く。また、映像信号の再生に際しては、磁気テープから
再生した再生信号を復調して記録されたデータを復元
し、付加された誤り訂正符号を利用して誤りの検出と誤
り発生時の誤り修正を行ない、可変長復号化、逆量子
化、および逆ディスクリートコサイン変換（ＩＤＣＴ）
から成る画像復号化処理によりデータ伸長を行なって画
像データを生成した後に、そのディジタルの画像データ
をＤ／Ａ変換によりアナログ信号の映像信号に変換して
出力するものである。
【０００４】磁気テープに単位時間あたり記録できるデ
ータ量は固定であるのに対して、画像データが本来持つ
情報量は、フレームごとの、およびフレーム内の部分領
域ごとの絵柄の変動に応じて変化するものである。そこ
で、所定個数の基本ブロック（画像符号化処理の基本単
位）から成る圧縮ブロックごとに、画像符号化処理にお
ける量子化の細かさを制御して圧縮データ量を一定にす
る情報量制御を行なっている。また、一つの圧縮ブロッ
クの圧縮データを一つの同期ブロックに記録する方法を
とっている。ここで、同期ブロックとは、磁気テープに
対するデータ記録再生の基本単位であり、誤り検出や誤
り訂正の処理はこの同期ブロック単位で行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は５２５／６０方式の映像信号をデータ圧縮して
磁気テープに記録再生するものであり、解像度が異なる
複数種類の映像信号の記録再生には対応していない。ま
た、所定の映像信号について、データ圧縮率を高くする
ことで画質を多少落し映像記録時間を長くする、通常の
記録モードとは異なる長時間記録モードは存在しない。
したがって、これらの複数種類の動作モードを備えるデ
ィジタルＶＴＲにおける映像記録方式、特に各動作モー
ドでの圧縮ブロックサイズ（圧縮ブロックを構成する基
本ブロックの個数）の設定は明らかでなかった。
【０００６】圧縮ブロックサイズをあまりに小さく設定
すると、画像符号化処理における情報量制御の処理は簡
単になるが、本来画像データが持つ情報量の変動の影響
を避けることは難しく、情報量制御の結果により局所的
に大きな画質劣化が生じる場合がある。また逆に、圧縮
ブロックサイズをあまりに大きく設定すると、本来画像
データが持つ情報量の変動の影響を十分に取り除くこと
ができ画質は安定するが、目標データ量に合わせ込む情
報量制御の処理が難しくなる。
【０００７】本発明の目的は、これらの課題を解決し、
解像度が異なる複数種類の映像モードや画質と記録時間
が異なる複数種類の記録モード等、複数種類の動作モー
ドを備えるディジタルＶＴＲにおいて、簡易な処理で効
率的に映像信号を記録再生することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、映像信号を複数個の画素から構成される
基本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧
縮ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮デー
タ量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信
号をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラ
ック単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、映像信
号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が異なる
複数種類の動作モードを設定する動作モード設定手段
と、全ての動作モードで、フレーム内で互いに隣接しな
い画面位置の基本ブロックを複数個集めて１圧縮ブロッ
クを構成するとともに、前記動作モードのうち第一の動
作モードでは１トラックに記録される圧縮ブロックの個
数がＫ個（Ｋは１以上の整数）、第二の動作モードでは
１トラックに記録される圧縮ブロックの個数がＫ’個
（Ｋ’はＫと異なる１以上の整数）となるように、各動
作モードにおいて１圧縮ブロックを構成する基本ブロッ
クの個数を設定して映像信号をデータ圧縮する画像符号
化手段と、記録する圧縮データにその動作モード情報を
付加して磁気テープに記録する記録手段と、を備える構
成とした。または前記画像符号化手段は、全ての動作モ
ードで、フレーム内で互いに隣接しない画面位置の基本
ブロックを複数個集めて１圧縮ブロックを構成するとと
もに、前記動作モードのうち第一の動作モードでは１ト
ラックに記録される圧縮ブロックの個数がＫ個（Ｋは１
以上の整数）、第二の動作モードでは１トラックに記録
される圧縮ブロックの個数がそのＡ倍（Ａは１以上の整
数）のＡ×Ｋ個となるように、各動作モードにおいて１
圧縮ブロックを構成する基本ブロックの個数を設定して
映像信号をデータ圧縮するようにした。
【０００９】
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒについて、映像の処理に関する部分の構成と動作のみ
を説明する。まず、本発明の第一の実施例について図面
を用いて詳細に説明する。図３は本発明の映像記録方式
を用いたディジタルＶＴＲの全体構成を示すブロック図
である。図３において、１は入力映像信号の入力端子、
２は記録動作モード信号の入力端子、３は記録系回路、
４は記録ヘッド、５は磁気テープ、６は再生ヘッド、７
は再生系回路、８は出力映像信号の出力端子、９は再生
動作モード信号の出力端子である。記録系回路３は、Ａ
／Ｄ変換回路１０、画像符号化回路１１、訂正符号付加
回路１２、変調回路１３、記録アンプ１４、および記録
動作タイミング制御回路１５から構成される。また、再
生系回路７は、再生アンプ１６、復調回路１７、誤り訂
正回路１８、画像復号化回路１９、Ｄ／Ａ変換回路２
０、および再生動作タイミング制御回路２１から構成さ
れる。
【００１１】続いて、図３に示すディジタルＶＴＲの動
作を説明する。表１に本ディジタルＶＴＲが対応する３
種類の動作モードの仕様を示す。なお、全ての動作モー
ドにおいて、１トラックに記録される映像に関するデー
タ量は同一である。
【００１２】
【表１】
【００１３】動作モード１は、日本における現行のＴＶ
方式である５２５／６０方式の映像信号を１３．５ＭＨ
ｚのサンプリング周波数で標本化し、１フレームの圧縮
データを磁気テープ上の１０トラックに記録する標準モ
ードである。また、動作モード２は、５２５／６０方式
の映像信号を９．０ＭＨｚ（標準モードの２／３倍）の
サンプリング周波数で標本化し、１フレームの圧縮デー
タを磁気テープ上の５トラック（標準モードの１／２
倍）に記録する長時間モードである。画像データ圧縮率
を標準モードよりも高めているので、多少画質は落ちる
が同一テープ長で２倍の記録時間を実現できる。動作モ
ード３は、１フレーム全垂直ライン数が１１２５本でフ
レーム周波数が３０フレーム／秒の映像信号（以下１１
２５／６０方式と呼ぶ）を４４．５５ＭＨｚのサンプリ
ング周波数で標本化し、１フレームの圧縮データを磁気
テープ上の２０トラック（標準モードの２倍）に記録す
る高精細モードである。これは、同一テープ長で記録時
間は標準モードの半分になるものの、日本における次世
代のＴＶ方式である１１２５／６０方式の高精細な映像
信号を記録することができる。
【００１４】最初に映像記録の場合の動作を説明する。
ディジタルＶＴＲの操作パネルで設定された記録動作モ
ード信号が入力端子２に与えられており、その記録動作
モード信号に応じて記録動作タイミング制御回路１５
は、記録系回路３を構成するＡ／Ｄ変換回路１０、画像
符号化回路１１、訂正符号付加回路１２、変調回路１
３、記録アンプ１４の動作クロックと動作タイミングを
切り換える制御を行なう。まず、輝度信号（Ｙ）と２種
類の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）とから成る３種類で一
組の映像信号が、入力映像信号として入力端子１から入
力される。Ａ／Ｄ変換回路１０は、設定された記録動作
モードに応じたサンプリング周波数でアナログの映像信
号を標本化し、ディジタルの画像データを生成する。画
像符号化回路１１は、Ａ／Ｄ変換回路１０で生成された
画像データをデータ圧縮して圧縮データを生成する。所
定サイズの基本ブロックごとにデータ圧縮処理を行な
い、各動作モードで定められた所定個数の基本ブロック
から成る圧縮ブロック単位で圧縮データ量を一定に制御
する。この動作モードに応じた圧縮ブロックサイズの切
り換えは、入力端子２から入力された記録動作モード信
号に応じて画像符号化回路１１で行なわれる。また、こ
の動作モード情報は画像符号化回路１１で圧縮データに
多重される。
【００１５】訂正符号付加回路１２は、画像符号化回路
１１でデータ圧縮された後の圧縮データに対して、リー
ド・ソロモン積符号によるパリティ符号を付加し磁気テ
ープ上に記録するデータを出力する。図４に、この訂正
符号付加処理回路１２が出力するデータの構造を示す。
まず、１トラックに記録される圧縮データが所定サイズ
ごとに区切られ、縦に積み重ねられて二次元の配列構造
が生成される。そして、縦方向に関してリード・ソロモ
ン符号化により外符号パリティが付加されると同時に、
同様に横方向に関してリード・ソロモン符号化により内
符号パリティが付加される。圧縮データ（あるいは外符
号パリティ）とそれに付加された内符号パリティに対し
て、ＳＹＮＣデータとＩＤデータが先頭に付加され同期
ブロックが構成される。同期ブロックは、磁気テープに
対するデータの記録再生の基本単位である。ＳＹＮＣデ
ータは、磁気テープから同期ブロック単位でデータを読
み出す際に、再生の同期をとるための特殊なビットパタ
ーンである。また、ＩＤデータは同期ブロックの番号な
どを示す属性データである。
【００１６】変調回路１３は、誤り訂正符号が付加され
た圧縮データを磁気テープに対する記録再生に適した信
号形式に変換し、記録アンプ１４は、その信号を増幅し
て磁気ヘッド４に供給する。以上の記録系回路３の処理
により、入力端子１に順次入力された映像信号が磁気テ
ープ５に順次記録されることになる。図５に、磁気テー
プ５に対するデータ記録パターンを示す。現行のアナロ
グＶＴＲと同様に、テープ走行方向に対して傾いて配置
された回転シリンダに埋め込まれた磁気ヘッドにより、
回転シリンダに巻き付けられた磁気テープに対して磁気
ヘッドがヘリカルスキャンを行ないデータ記録を行な
う。したがって、磁気テープ上に所定の傾きを持ったト
ラック単位でデータは記録されることになる。訂正符号
付加回路１２で生成された同期ブロックが整数個ずつ各
トラックに記録される。
【００１７】次に映像再生の場合の動作を説明する。ま
ず、磁気ヘッド６で磁気テープ５に記録されている信号
を再生し、再生アンプ１６はその再生した信号を増幅す
る。復調回路１７は、磁気テープの記録再生特性を補償
する波形等化処理を行なった後に、０と１のディジタル
信号への復調処理を行なう。誤り訂正回路１８は、復調
されたディジタル信号から、同期ブロックの先頭に付加
されている特殊なビットパターンであるＳＹＮＣデータ
を検出することで、同期ブロック単位でデータを再現
し、その内符号パリティを利用して誤り検出とランダム
誤りの訂正を行ない圧縮データとして出力する。また、
バースト誤りや多数のランダム誤りが発生した場合に
は、外符号パリティから成る同期ブロックのデータを再
現した後に、その外符号パリティを利用して誤り訂正を
行ない圧縮データとして出力する。それでも訂正できな
い誤りが残った場合には、その誤り位置の情報を誤り位
置データとして画像復号化回路１９に渡す。
【００１８】以上の処理により、まず標準モードの動作
クロックと動作タイミングで同期ブロックが再現され圧
縮データが出力された後に、画像復号化回路１９ではそ
の圧縮データに多重され磁気テープに記録されていた動
作モード情報が再生され、再生動作タイミング制御回路
２１は、その再生動作モード信号に応じて再生系回路７
を構成する再生アンプ１６、復調回路１７、誤り訂正回
路１８、画像復号化回路１９、Ｄ／Ａ変換回路２０の動
作クロックと動作タイミングを切り換える制御を行な
う。また、再生動作モード信号は出力端子９からディジ
タルＶＴＲの操作パネルに出力され、どの動作モードで
映像再生が行なわれているかが表示される。
【００１９】画像復号化回路１９は、再生された圧縮デ
ータのデータ伸長を行ない、画像データを再現する。た
だし、誤り訂正回路１８で訂正できなかった誤りが存在
する場合には、誤り訂正回路１８から渡された誤り位置
データによりどの基本ブロックの圧縮データが誤ってい
るかを判断し、その基本ブロックの復号は行なわずに１
フレーム前における同画面位置の基本ブロックの画像デ
ータで置き換える。このコンシール処理により、再生さ
れた圧縮データに誤りが残っている場合でも、再生され
た映像に画質の面で大きな破綻が生じないようにするこ
とができる。このようにして再現されたディジタルの画
像データは、Ｄ／Ａ変換回路２０でアナログの映像信号
に変換された後に、出力端子８から出力映像信号として
出力される。
【００２０】引き続き、図３に示したディジタルＶＴＲ
における画像符号化回路１１と画像復号化回路１９の動
作を詳しく説明する。図１は画像符号化回路１１の詳細
ブロック図であり、図２は画像復号化回路１９の詳細ブ
ロック図である。図１に示す画像符号化回路１１におい
て、３１は画像データの入力端子、３２はフレームメモ
リ、３３はシャフリング回路、３４は圧縮ブロックメモ
リ、３５はＤＣＴ回路、３６は量子化回路、３７は可変
長符号化回路、３８はバッファメモリ、３９は記録動作
モード信号の入力端子、４０はシャフリングパターン出
力回路、４１は圧縮ブロックサイズ出力回路、４２は圧
縮ブロック目標データ量出力回路、４３は量子化パラメ
ータ生成回路、４４は圧縮データの出力端子である。ま
た、図２に示す画像復号化回路１９において、５１は圧
縮データの入力端子、５２はバッファメモリ、５３は可
変長復号化回路、５４は逆量子化回路、５５はＩＤＣＴ
回路、５６はデシャフリング回路、５７はフレームメモ
リ、５８は再生動作モード信号の出力端子、５９はデシ
ャフリングパターン出力回路、６０は誤り位置データの
入力端子、６１はコンシール指示出力回路、６２は画像
データの出力端子である。
【００２１】最初に画像符号化回路１１の動作を図１を
用いて説明する。図６に画像データの階層構造を示す。
標準モードの場合を示しているが、他の動作モードの場
合も同様である。標準モードの場合、入力される映像は
１秒あたり約３０枚の画面が時間軸方向に並んでいるも
のであり、その各画面がフレームと呼ばれる。実際の映
像信号は、各フレームを左から右に水平走査した後に、
順次上から下に走査していくようになっている。標準モ
ードの場合、輝度信号（Ｙ）については、１フレームが
水平７２０画素×垂直４８０画素から成る。ただし、色
差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）については、それらが輝度信
号の１／２倍のサンプリング周波数で標本化されるの
で、水平画素数は輝度信号に対して半分の３６０画素と
なっている。また、フレームメモリ３２では色差信号に
対する垂直方向１／２のデシメーション処理が行なわれ
るので、垂直画素数も輝度信号に対して半分の２４０画
素となる。フレームは、画像符号化処理の基本単位であ
るマクロブロック（基本ブロック）に分割されて、画像
符号化の処理が行なわれる。マクロブロックの大きさ
は、全ての動作モードにおいて共通であり、輝度信号
（Ｙ）については水平１６画素×垂直１６画素、色差信
号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）については水平８画素×８画素で
ある。これら３種類の信号のブロックがまとめられマク
ロブロックとなる。ＤＣＴの処理は水平８画素×８画素
のＤＣＴブロック単位で行なわれるので、１マクロブロ
ックは合計６ＤＣＴブロックから構成されることにな
る。すなわち、輝度信号は４ＤＣＴブロック、２種類の
色差信号は各１ＤＣＴブロックから成る。
【００２２】表１に示した通り、標準モードでのフレー
ムサイズ（１フレームあたりのマクロブロック数）は１
３５０マクロブロック（水平４５マクロブロック×垂直
３０マクロブロック）である。また、長時間モードでの
フレームサイズは９００マクロブロック（水平３０マク
ロブロック×垂直３０マクロブロック）、高精細モード
でのフレームサイズは４６８０マクロブロック（水平７
２マクロブロック×垂直６５マクロブロック）である。
入力端子３１から入力された画像データは、まずフレー
ムメモリ３２に１フレーム分だけ蓄えられる。ただし、
入力画像データは輝度信号と２種類の色差信号のデータ
であり、色差信号の水平画素数は輝度信号の半分であ
る。また、フレームメモリ３２では、色差信号に対して
垂直方向１／２のデシメーション処理が行なわれる。
【００２３】シャフリング回路３３は、フレームメモリ
３２に保持された１フレーム分の画像データをマクロブ
ロック単位で読み出して、各動作モードごとに決められ
たマクロブロック個数分だけ圧縮ブロックメモリ３４と
量子化パラメータ生成回路４３に出力する。ただし、連
続する画面位置ではなく飛び飛びの画面位置のマクロブ
ロックを読み出して順次出力する。これは、所定個数の
マクロブロックから成る圧縮ブロック単位で圧縮データ
量を一定に制御する際に、もし連続する画面位置のマク
ロブロックから圧縮ブロックを構成すると、その部分領
域での画像内容が細かな絵柄であった場合には、本来情
報量が大きい画像データを決められた目標データ量まで
データ圧縮することにより大きな画質劣化が生じるから
である。逆にその部分領域での画像内容が平坦な絵柄で
あった場合には、常に一定の目標データ量を本来情報量
が小さい画像データに対して割り当てることにより無駄
が生じることになる。そこで、圧縮ブロックあたりの画
像データの情報量をできるだけ平均化するために、シャ
フリング回路３３は飛び飛びの画面位置のマクロブロッ
クを取り出すシャフリング処理を行なう。各動作モード
において１フレームのサイズは異なるので、入力端子３
９から入力された記録動作モード信号に応じてシャフリ
ングパターン出力回路４０は、どの画面位置のマクロブ
ロックを順番に取り出すかを指定するシャフリングパタ
ーンを切り換えて、シャフリング回路３３を制御する。
【００２４】シャフリング回路３３から出力されたマク
ロブロックの画像データは、各動作モードごとに決めら
れたマクロブロック個数分だけ圧縮ブロックメモリ３４
に蓄えられる。各動作モードにおいて圧縮ブロックサイ
ズは異なるので、入力端子３９から入力された記録動作
モード信号に応じて圧縮ブロックサイズ出力回路４１
は、圧縮ブロックがいくつのマクロブロックから構成さ
れるのかを示す圧縮ブロックサイズを切り換えて、圧縮
ブロックメモリ３４と量子化パラメータ生成回路４３を
制御する。表１に示した通り、標準モードでの圧縮ブロ
ックサイズは１５マクロブロック、長時間モードでの圧
縮ブロックサイズは２０マクロブロック、そして高精細
モードでの圧縮ブロックサイズは２６マクロブロックで
ある。標準モードにおいて、フレームサイズは水平４５
マクロブロック×垂直３０マクロブロックであるので、
１フレームは９０圧縮ブロックから構成される。長時間
モードにおいて、フレームサイズは水平３０マクロブロ
ック×垂直３０マクロブロックであるので、１フレーム
は４５圧縮ブロックから構成される。また、高精細モー
ドにおいて、フレームサイズは水平７２マクロブロック
×垂直６５マクロブロックであるので、１フレームは１
８０圧縮ブロックから構成される。全ての動作モードに
おいて、１トラックに記録される圧縮ブロックの個数は
９個である。
【００２５】量子化パラメータ生成回路４３は、入力さ
れた圧縮ブロックを構成する各マクロブロックのアクテ
ィビティを計算し、さらに総和をその圧縮ブロックのア
クティビティとする。ここで、マクロブロックのアクテ
ィビティとは、そのマクロブロックの画像内容に関し
て、絵柄が細かく情報量が大きいかあるいは絵柄が平坦
で情報量が少ないかを示す指標であり、マクロブロック
を構成する６個のＤＣＴブロックの画素分散値（ＤＣＴ
ブロック内の画素平均値を引き算した画素値の二乗和）
の総和である。ある特定の量子化パラメータを設定した
場合、アクティビティの値とデータ圧縮した後の圧縮デ
ータ量は統計的に強い相関があり、またある特定のアク
ティビティの値に対して、量子化パラメータとデータ圧
縮した後の圧縮データ量は統計的に強い相関があるの
で、ある特定のアクティビティの値を持つマクロブロッ
クに関して、圧縮データ量を目標の値に制御するために
必要な量子化パラメータが推定できる。ここで、量子化
パラメータとは量子化の細かさを示すパラメータのこと
である。量子化パラメータ生成回路４３は、圧縮ブロッ
ク目標データ量出力回路４２から与えられる圧縮ブロッ
ク目標データ量（全ての動作モードにおいて同一）を、
圧縮ブロックのアクティビティに対する各マクロブロッ
クのアクティビティの比率に応じて各マクロブロックに
割り当てる。そして、各マクロブロックへの割り当て目
標データ量とそのマクロブロックのアクティビティとか
ら、そのマクロブロックの量子化パラメータを決定し、
量子化回路３６へ出力する。
【００２６】一旦圧縮ブロックメモリ３４に保持された
圧縮ブロックの画像データは、その圧縮ブロックを構成
する各マクロブロックに対する量子化パラメータが量子
化パラメータ生成回路４３で生成された後に、順次圧縮
ブロックメモリ３４から出力される。そして、ＤＣＴ回
路３５は、画像データに対して水平８画素×垂直８画素
から成るＤＣＴブロック単位で二次元のディスクリート
コサイン変換（ＤＣＴ）を行なう。ＤＣＴはフーリエ変
換と同様に周波数解析を行なうものであり、ＤＣＴ後の
６４個の変換係数は、ＤＣＴブロック内の画素平均値に
対応するＤＣ係数と、低周波から高周波までその空間周
波数が異なるＡＣ係数とに分けられる。量子化回路３６
は、マクロブロック単位で設定された量子化パラメータ
に応じて、１つのマクロブロック内の６個のＤＣＴブロ
ックを同一の量子化パラメータで量子化する。ただし、
高周波の情報に対しては低周波の情報に対してよりもそ
の検知感度が低いという人間の視覚特性を考慮して、あ
る特定の量子化パラメータが与えられた場合に、ＤＣＴ
後の変換係数の低周波のＡＣ係数は相対的に細かく、高
周波のＡＣ係数は相対的に粗く量子化を行なう。また、
ＤＣ係数の量子化の細かさは常に一定とする。
【００２７】可変長符号化回路３７では、量子化回路３
６で量子化されたＡＣ係数を低周波から高周波に向けて
スキャンして、０の値を持つ係数の連続個数（ラン長）
と０以外の値を持つ係数のその値（レベル）のペアを生
成した後に、予め定められたハフマン符号化テーブルに
従ってそのペアを可変長符号にハフマン符号化する。ラ
ン長が短くレベルが小さいほどそのペアの発生確率は高
いのでそれに対応した符号長は短く、またその反対の場
合には符号長が長くなっている。ただし、ＤＣ係数はＡ
Ｃ係数とは別に取り扱われ、固定長符号の割り当てが行
なわれる。
【００２８】さらに、可変長符号化回路３７は、可変長
符号化されたマクロブロックの圧縮データを、６個のＤ
ＣＴブロック全てのＤＣ係数、６個のＤＣＴブロック全
ての可変長符号化された最低周波ＡＣ係数、という具合
に最高周波ＡＣ係数までその順番の並び換えを行なう。
これは、圧縮データをその重要度の高いほうから低いほ
うへ順番に並べる処理である。なお、量子化パラメータ
生成回路４３では、１圧縮ブロックあたりの圧縮データ
量を目標データ量に合わせるように量子化パラメータが
決定されるが、実際に発生する圧縮データ量には多少の
誤差が生じる。そこで、可変長符号化回路３７は、各圧
縮ブロックごとに目標データ量を越えてしまった分の圧
縮データは破棄し、逆に足りなかった分はダミービット
を付加する。可変長符号化された圧縮データはバッファ
メモリ３８に１圧縮ブロック分だけ蓄えられた後に、出
力端子４４から圧縮データとして出力される。ただし、
バッファメモリ３８には動作モード情報と各マクロブロ
ックの量子化パラメータも入力され、圧縮データに多重
される。
【００２９】以上の通り、画像符号化回路１１では、全
ての動作モードにおいて１トラックに記録される圧縮ブ
ロックの個数が同一となるように、圧縮ブロックサイズ
が決められて圧縮データが生成される。したがって、記
録系回路３における訂正符号付加回路１２以降の処理に
関しては、動作モードに応じて処理方式を切り換える必
要はなく、ただ記録動作タイミング制御回路１５の制御
信号に従って動作クロックと動作タイミングを切り換え
るだけでよい。
【００３０】続いて、画像復号化回路１９の動作を図２
を用いて説明する。まず、入力端子５１から入力された
圧縮データはバッファメモリ５２に１圧縮ブロック分だ
け蓄えられる。そして、圧縮データに多重されている動
作モード情報がまず抜き出され、出力端子５８から再生
動作モード信号として出力されると同時にデシャフリン
グパターン出力回路５９に与えられる。また、マクロブ
ロック単位で多重されている量子化パラメータが抜き出
され逆量子化回路５４に与えられる。
【００３１】可変長復号化回路５３では、バッファメモ
リ５２から出力された圧縮データを、マクロブロック単
位からＤＣＴブロック単位の元の順番に並び換えた後
に、順次ハフマン符号化テーブルに従って復号し、ラン
長とレベルのペアを生成して量子化後変換係数の値を復
元する。そして、逆量子化回路５４では、各マクロブロ
ックの量子化パラメータに応じて逆量子化を行ない、変
換係数の値を復元する。ただし、量子化処理と逆量子化
処理の組合せは可逆ではないので、完全に量子化前の値
に戻るわけではなく、ある程度の誤差（歪み）が発生す
る。
【００３２】ＩＤＣＴ回路５５は、値が復元された変換
係数に対して、ＤＣＴブロック単位で順次逆ディスクリ
ートコサイン変換（ＩＤＣＴ）を行ない画像データを再
生する。そして、デシャフリング回路５６は、デシャフ
リングパターン出力回路５９から与えられるデシャフリ
ングパターンにより、マクロブロック単位で画像データ
をフレームメモリ５７の指定の画面位置に格納する。そ
のデシャフリングパターンは、デシャフリングパターン
出力回路５９で再生動作モード信号に応じて切り換え出
力されるもので、画像符号化回路１１におけるシャフリ
ングパターン出力回路４０で記録動作モード信号に応じ
て切り換え出力されるシャフリングパターンと同一であ
る。そして、フレームメモリ５７に蓄えられた１フレー
ム分の画像データは、出力端子６２から画像データとし
て順次出力される。
【００３３】なお、誤り訂正回路１８で生成された誤り
位置データが入力端子６０からコンシール指示出力回路
６１に入力され、もし誤りが圧縮データ中に存在してい
る場合には、その誤りを含むマクロブロックの再生され
た画像データが無効であることを示すコンシール指示情
報がデシャフリング回路５６に渡される。デシャフリン
グ回路５６では、コンシール指示情報が示すマクロブロ
ックに関しては、再生されたそのマクロブロックの画像
データを単純に破棄する。そのマクロブロックの画像デ
ータはフレームメモリ５７に書き込まれないことになる
ので、結果として前フレームの画像データが残ることに
なる。これにより、誤りが発生した場合でも大幅な画質
劣化を避けることができる。
【００３４】以上の通り、画像復号化回路１９では、動
作モードに応じてデシャフリングパターンを切り換えて
画像データが再生される。再生系回路７における誤り訂
正回路１８以前の処理に関しては、動作モードに応じて
処理方式を切り換える必要はなく、ただ再生動作タイミ
ング制御回路２１の制御信号に従って動作クロックと動
作タイミングを切り換えるだけでよい。
【００３５】最後に、本実施例における圧縮ブロックサ
イズの設定についてまとめる。図７は標準モードの場
合、図８は長時間モードの場合、図９は高精細モードの
場合の説明図である。図７に示すように、標準モードで
は、水平４５マクロブロック×垂直３０マクロブロック
で構成される１フレームから、１５マクロブロックで構
成される圧縮ブロック９０個が生成される。そして、１
トラックに９圧縮ブロックの圧縮データが記録され、１
０トラックで１フレームの圧縮データが記録される。ま
た、図８に示すように、長時間モードでは、水平３０マ
クロブロック×垂直３０マクロブロックで構成される１
フレームから、２０マクロブロックで構成される圧縮ブ
ロック４５個が生成される。そして、１トラックに９圧
縮ブロックの圧縮データが記録され、５トラックで１フ
レームの圧縮データが記録される。さらに、図９に示す
ように、高精細モードでは、水平７２マクロブロック×
垂直６５マクロブロックで構成される１フレームから、
２６マクロブロックで構成される圧縮ブロック１８０個
が生成される。そして、１トラックに９圧縮ブロックの
圧縮データが記録され、２０トラックで１フレームの圧
縮データが記録される。全ての動作モードにおいて、１
トラックに記録される圧縮ブロックの個数が同一（９
個）となるように、各動作モードでの圧縮ブロックサイ
ズを設定している点が特徴である。
【００３６】その設定値は次の通り決められたものであ
る。動作モードｊにおいて、１フレームがＮｊ個のマク
ロブロックから構成され、１フレームの圧縮データは磁
気テープ上のＴｊトラックに記録されるものとする。１
フレームをＭｊ個の圧縮ブロック（Ｌｊ個のマクロブロ
ックから構成される）に分割し、その圧縮ブロックを単
位として圧縮データ量を一定化する。Ｎｊ＝Ｍｊ＊Ｌｊ
であり、ＭｊもＬｊも整数でなければならない。１トラ
ックに記録されるデータ量が一定である場合には、全て
の動作モードｊにおいて１トラックに記録される圧縮ブ
ロックの個数が同一となるように、すなわち圧縮ブロッ
クあたりの圧縮データ量が同一となるように、動作モー
ドｊにおける１フレームを構成する圧縮ブロックの個数
Ｍｊを決定する。したがって、１トラックに記録される
マクロブロックの個数Ｎｊ／Ｔｊ（整数でなければなら
ない）の公約数をＫとするとき、１トラックに記録され
る圧縮ブロックの個数Ｍｊ／Ｔｊ（整数でなければなら
ない）が全ての動作モードで同一の値Ｋとなるように、
動作モードｊにおいて、１フレームをＭｊ（＝Ｋ＊Ｔ
ｊ）個の圧縮ブロックに分割する。動作モードｊにおけ
る圧縮ブロックサイズは、Ｌｊ＝（Ｎｊ／Ｔｊ）／Ｋと
なる。
【００３７】本実施例の場合、標準モード（ｊ＝１）、
長時間モード（ｊ＝２）、高精細モード（ｊ＝３）にお
いて、１フレームを構成するマクロブロックの個数は、
Ｎ１＝１３５０、Ｎ２＝９００、Ｎ３＝４６８０であ
る。また、１フレームの圧縮データが記録されるトラッ
ク数は、Ｔ１＝１０、Ｔ２＝５、Ｔ３＝２０である。そ
うすると、１トラックに記録されるマクロブロックの個
数は、Ｎ１／Ｔ１＝１３５、Ｎ２／Ｔ２＝１８０、Ｎ３
／Ｔ３＝２３４となる。これら３つの数字の公約数は
９、３、および１であるので、本実施例では最大公約数
をとってＫ＝９としている。その結果、１フレームを構
成する圧縮ブロックの個数は、Ｍ１＝９０、Ｍ２＝４
５、Ｍ３＝１８０となり、１圧縮ブロックを構成するマ
クロブロックの個数は、Ｌ１＝１５、Ｌ２＝２０、Ｌ３
＝２６と決められる。
【００３８】なお、本実施例では１トラックに記録され
る圧縮ブロックの個数をＫ＝９としているが、Ｋ＝３ま
たは１としてもよい。Ｋ＝３とすれば、１フレームを構
成する圧縮ブロックの個数は、Ｍ１＝３０、Ｍ２＝１
５、Ｍ３＝６０となり、１圧縮ブロックを構成するマク
ロブロックの個数は、Ｌ１＝４５、Ｌ２＝６０、Ｌ３＝
７８となる。また、Ｋ＝１とすれば、１フレームを構成
する圧縮ブロックの個数は、Ｍ１＝１０、Ｍ２＝５、Ｍ
３＝２０となり、１圧縮ブロックを構成するマクロブロ
ックの個数は、Ｌ１＝１３５、Ｌ２＝１８０、Ｌ３＝２
３４となる。圧縮ブロックサイズは、画像符号化処理に
おける情報量制御の複雑さと、画像復号化処理により得
られる画質との兼ね合いから決められる。
【００３９】次に、本発明の第二の実施例について図面
を用いて説明する。本実施例における３種類の動作モー
ドの仕様に関して第一の実施例と異なるのは、標準モー
ドでの圧縮ブロックサイズとトラック内圧縮ブロック数
のみである。標準モードにおける圧縮ブロックサイズ
は、第一の実施例での１５マクロブロックに対して、そ
の１／３倍の５マクロブロックとなっている。また、標
準モードにおけるトラック内圧縮ブロック数は、第一の
実施例での９圧縮ブロックに対して、その３倍の２７圧
縮ブロックとなっている。本実施例におけるディジタル
ＶＴＲの全体構成は、第一の実施例の場合の図３と同じ
であるが、記録系回路３における画像符号化回路１１の
構成が異なる。再生系回路７における画像復号化回路１
９の構成は、第一の実施例の場合の図２と同じである。
図１０がその画像符号化回路１１の詳細ブロック図であ
る。
【００４０】図１０に示す画像符号化回路１１におい
て、３１は画像データの入力端子、３２はフレームメモ
リ、３３はシャフリング回路、３４は圧縮ブロックメモ
リ、３５はＤＣＴ回路、３６は量子化回路、３７は可変
長符号化回路、３８はバッファメモリ、３９は記録動作
モード信号の入力端子、４０はシャフリングパターン出
力回路、４１は圧縮ブロックサイズ出力回路、４３は量
子化パラメータ生成回路、４４は圧縮データの出力端
子、７１は基準データ量出力回路、７２は圧縮ブロック
目標データ量出力回路である。基準データ量出力回路７
１と圧縮ブロック目標データ量出力回路７２以外の回路
ブロックの構成と動作は、図１に示した第一の実施例に
おける画像符号化回路１１の場合と同じである。
【００４１】シャフリングパターン出力回路４０と圧縮
ブロックサイズ出力回路４１は、第一の実施例の場合と
多少異なる動作をする。すなわち、動作モードが標準モ
ードである場合に、シャフリングパターン出力回路４０
は、５マクロブロックという圧縮ブロックサイズに対応
したシャフリングパターンを出力し、圧縮ブロックサイ
ズ出力回路４１は、圧縮ブロックサイズとして５マクロ
ブロックを出力する。また、基準データ量出力回路７１
は、圧縮ブロック目標データ量を生成するために用いる
基準値（全ての動作モードにおいて同一）を出力し、圧
縮ブロック目標データ量出力回路７２は、動作モードに
応じてその基準値を所定の整数で除算し、圧縮ブロック
目標データ量を生成し出力する。基準値は長時間モード
と高精細モードにおける圧縮ブロック目標データ量その
ものであり、標準モードではその基準値が１／３倍され
て圧縮ブロック目標データ量が生成される。その他の回
路ブロックの動作は第一の実施例の場合と同じである。
【００４２】図１１は標準モードにおける圧縮ブロック
サイズの設定を示す説明図である。長時間モードと高精
細モードの場合は、第一の実施例と全く同じであり、そ
れぞれの圧縮ブロックサイズの設定は図８と図９に示さ
れている。長時間モードと高精細モードで１トラックに
記録される圧縮ブロックは９個であるが、標準モードで
１トラックに記録される圧縮ブロックは２７個である。
このように、全ての動作モードにおいて、１トラックに
記録される圧縮ブロックの個数が所定値（９個）の整数
倍となるように、各動作モードでの圧縮ブロックサイズ
を設定している点が特徴である。
【００４３】その設定値は次の通り決められたものであ
る。動作モードｊにおいて、１フレームがＮｊ個のマク
ロブロックから構成され、１フレームの圧縮データは磁
気テープ上のＴｊトラックに記録されるものとする。１
フレームをＭｊ個の圧縮ブロック（Ｌｊ個のマクロブロ
ックから構成される）に分割し、その圧縮ブロックを単
位として圧縮データ量を一定化する。Ｎｊ＝Ｍｊ＊Ｌｊ
であり、ＭｊもＬｊも整数でなければならない。１トラ
ックに記録されるデータ量が一定である場合には、全て
の動作モードｊにおいて１トラックに記録される圧縮ブ
ロックの個数がある所定値の整数倍となるように、すな
わち１圧縮ブロックの圧縮データ量がある基準値の整数
分の一倍となるように、動作モードｊにおける１フレー
ムを構成する圧縮ブロックの個数Ｍｊを決定する。した
がって、１トラックに記録されるマクロブロックの個数
Ｎｊ／Ｔｊ（整数でなければならない）の公約数をＫと
するとき、１トラックに記録される圧縮ブロックの個数
Ｍｊ／Ｔｊ（整数でなければならない）が全ての動作モ
ードで所定値Ｋの整数倍（Ａｊ倍）となり、かつ少なく
とも一つの動作モードではＫと等しくなるように、動作
モードｊにおいて、１フレームをＭｊ（＝Ｋ＊Ａｊ＊Ｔ
ｊ）個の圧縮ブロックに分割する。動作モードｊにおけ
る圧縮ブロックサイズは、Ｌｊ＝（Ｎｊ／（Ａｊ＊Ｔ
ｊ））／Ｋとなる。
【００４４】本実施例の場合、標準モード（ｊ＝１）、
長時間モード（ｊ＝２）、高精細モード（ｊ＝３）にお
いて、１フレームを構成するマクロブロックの個数は、
Ｎ１＝１３５０、Ｎ２＝９００、Ｎ３＝４６８０であ
る。また、１フレームの圧縮データが記録されるトラッ
ク数は、Ｔ１＝１０、Ｔ２＝５、Ｔ３＝２０である。そ
うすると、１トラックに記録されるマクロブロックの個
数は、Ｎ１／Ｔ１＝１３５、Ｎ２／Ｔ２＝１８０、Ｎ３
／Ｔ３＝２３４となる。これら３つの数字の公約数は
９、３、および１であるので、本実施例では最大公約数
をとってＫ＝９とし、かつＫに乗算する係数をＡ１＝
３、Ａ２＝１、Ａ３＝１としている。その結果、１フレ
ームを構成する圧縮ブロックの個数は、Ｍ１＝２７０、
Ｍ２＝４５、Ｍ３＝１８０となり、１圧縮ブロックを構
成するマクロブロックの個数は、Ｌ１＝５、Ｌ２＝２
０、Ｌ３＝２６と決められる。
【００４５】なお、本実施例では１トラックに記録され
る圧縮ブロックの個数の基準となる値をＫ＝９としてい
るが、Ｋ＝３または１としてもよい。また、Ｋに乗算す
る係数Ａｊとして、他の値を用いてもよい。例えば、本
実施例では標準モード（ｊ＝１）においてＫ＝９に乗算
する係数をＡ１＝３としているが、１トラックに記録さ
れる圧縮ブロックの個数が１トラックに記録されるマク
ロブロックの個数Ｎ１／Ｔ１＝１３５の約数となるよう
に、その他の値であるＡ１＝５または１５としてもよ
い。なお、Ｋ＝３の場合にはＡ１＝３、５、９、１５、
または４５が適当であり、Ｋ＝１の場合にはＡ１＝３、
５、９、１５、２７、４５、または１３５が適当であ
る。圧縮ブロックサイズは、画像符号化処理における情
報量制御の複雑さと、画像復号化処理により得られる画
質との兼ね合いから決められる。
【００４６】この第二の実施例の映像記録方式を用いた
ディジタルＶＴＲは、標準モードのみに対応した単一モ
ードのディジタルＶＴＲに対して上位互換性を持つよう
に設計されたものである。その単一モードＶＴＲは、圧
縮ブロックサイズが５マクロブロックと小さく設定され
ており、画像符号化処理における情報量制御が簡単で回
路規模が小さくなっている。図１３にこの互換性を説明
する概念図を示す。標準モードのみを備える単一モード
ＶＴＲの映像記録方式は、方式Ａ（圧縮ブロックサイ
ズ：５マクロブロック）であり、マルチモードＶＴＲの
映像記録方式は、標準モードにおいて方式Ａ、長時間モ
ードにおいて方式Ｃ、そして高精細モードにおいて方式
Ｄである。まず、単一モードＶＴＲで記録された映像
（方式Ａ）は、マルチモードＶＴＲの標準モード（方式
Ａ）で再生可能である。また、逆に、マルチモードＶＴ
Ｒで記録された映像（方式Ａ／Ｃ／Ｄ）の中で標準モー
ドの映像（方式Ａ）は、単一モードＶＴＲ（方式Ａ）で
再生可能である。
【００４７】なお、第一の実施例の映像記録方式を用い
たディジタルＶＴＲも、単一モードのディジタルＶＴＲ
に対して片方向の互換性を持つ。図１２にこの互換性を
説明する概念図を示す。標準モードのみを備える単一モ
ードＶＴＲの映像記録方式は、方式Ａ（圧縮ブロックサ
イズ：５マクロブロック）であり、マルチモードＶＴＲ
の映像記録方式は、標準モードにおいて方式Ｂ（圧縮ブ
ロックサイズ：１５マクロブロック）、長時間モードに
おいて方式Ｃ、そして高精細モードにおいて方式Ｄであ
る。まず、単一モードＶＴＲで記録された映像（方式
Ａ）は、マルチモードＶＴＲの標準モード（方式Ｂ）で
再生可能である。マルチモードＶＴＲの標準モード（方
式Ｂ）における圧縮ブロックサイズは１５マクロブロッ
クであり、ちょうど単一モードＶＴＲ（方式Ａ）におけ
る５マクロブロックの３倍となっているので、マルチモ
ードＶＴＲでは単一モードＶＴＲにおける３圧縮ブロッ
クを１圧縮ブロックとして取り扱うことができるからで
ある。しかし、逆に、マルチモードＶＴＲで記録された
映像（方式Ｂ／Ｃ／Ｄ）は、たとえそれが標準モードの
映像（方式Ｂ）であっても、単一モードＶＴＲで再生す
ることはできない。マルチモードＶＴＲにおける標準モ
ード（方式Ｂ）では１５マクロブロック単位で圧縮デー
タ量が一定化されるので、５マクロブロック単位で圧縮
データ量が一定化されていることを前提とする単一モー
ドＶＴＲ（方式Ａ）では、正常に５マクロブロック分の
圧縮データを読み出して再生することができないからで
ある。
【００４８】最後に、この問題点を解決するべく第一の
実施例に修正を加えた第三の実施例について図面を用い
て説明する。第二の実施例と同様に、本実施例によるデ
ィジタルＶＴＲは単一モードディジタルＶＴＲに対して
上位互換性を持つ。本実施例における圧縮ブロックサイ
ズの設定は第一の実施例の場合と全く同じである。本実
施例におけるディジタルＶＴＲの全体構成は、第一の実
施例の場合の図３と同じであるが、記録系回路３におけ
る画像符号化回路１１の構成、および再生系回路７にお
ける画像復号化回路１９の構成が異なる。図１４が画像
符号化回路１１の詳細ブロック図、図１５が画像復号化
回路１９の詳細ブロック図である。
【００４９】図１４に示す画像符号化回路１１におい
て、３１は画像データの入力端子、３２はフレームメモ
リ、３３はシャフリング回路、３４は圧縮ブロックメモ
リ、３５はＤＣＴ回路、３６は量子化回路、３７は可変
長符号化回路、３８はバッファメモリ、３９は記録動作
モード信号の入力端子、４０はシャフリングパターン出
力回路、４１は圧縮ブロックサイズ出力回路、４２は圧
縮ブロック目標データ量出力回路、４３は量子化パラメ
ータ生成回路、４４は圧縮データの出力端子、８１はデ
ータ並び換え回路である。データ並び換え回路８１以外
の回路ブロックの構成と動作は、図１に示した第一の実
施例における画像符号化回路１１の場合と同じである。
【００５０】第一の実施例の場合と異なるのは、可変長
符号化回路３７とバッファメモリ３８との間にデータ並
び換え回路８１が挿入されている点である。このデータ
並び換え回路８１は、標準モードにおいて下記の通りデ
ータ並び換えを行なう。ただし、長時間モードと高精細
モードではデータ並び換え処理を行なわず、入力された
圧縮データをそのまま出力する。まず、１圧縮ブロック
を構成する１５マクロブロックは、５マクロブロックご
とに３個のマクロブロックグループに分けられる。１マ
クロブロックグループは単一モードディジタルＶＴＲに
おける１圧縮ブロックに相当する。また、１圧縮ブロッ
クの圧縮データの記録エリアも、各マクロブロックグル
ープごとに３等分される。データ並び換え回路８１は、
各マクロブロックグループの圧縮データを、その対応す
る記録エリアに重要度の高いほうから詰める形で並び換
える。
【００５１】図１５に示す画像復号化回路１９におい
て、５１は圧縮データの入力端子、５２はバッファメモ
リ、５３は可変長復号化回路、５４は逆量子化回路、５
５はＩＤＣＴ回路、５６はデシャフリング回路、５７は
フレームメモリ、５８は再生動作モード信号の出力端
子、５９はデシャフリングパターン出力回路、６０は誤
り位置データの入力端子、６１はコンシール指示出力回
路、６２は画像データの出力端子、８２はデータ並び換
え回路である。データ並び換え回路８２以外の回路ブロ
ックの構成と動作は、図２に示した第一の実施例におけ
る画像復号化回路１９の場合と同じである。
【００５２】第一の実施例の場合と異なるのは、バッフ
ァメモリ５２と可変長復号化回路５３との間にデータ並
び換え回路８２が挿入されている点である。このデータ
並び換え回路８２は、画像符号化回路１１におけるデー
タ並び換え回路８１が行なう上述の処理の逆を行ない、
標準モードにおいて各圧縮ブロックの圧縮データを元の
形に並び換える。これにより、どの動作モードにおいて
も圧縮データは正常にデータ伸長され画像データが再生
される。
【００５３】図１６に標準モードにおけるデータ並び換
えの様子を示す。１５マクロブロックから成る１圧縮ブ
ロックの圧縮データ量は一定であるが、マクロブロック
あたりの圧縮データ量は変動し、５マクロブロックから
成る１マクロブロックグループの圧縮データ量はある程
度変動する。まず、各マクロブロックグループの圧縮デ
ータの中で、そのマクロブロックグループに対応する記
録エリアには記録できず、他のマクロブロックグループ
に対応する記録エリアに記録することになる圧縮データ
を判定する。各マクロブロックの圧縮データの末尾がは
み出す可能性がある。図１６において網掛けされている
部分が、そのはみ出した圧縮データである。次に、各マ
クロブロックグループに対応する記録エリアからはみ出
した圧縮データを、その他のマクロブロックグループに
対応する記録エリアに残った空き領域に埋め込んでい
く。図１６の下半分にこの様子を示している。
【００５４】この第三の実施例の映像記録方式を用いた
ディジタルＶＴＲは、標準モードのみに対応した単一モ
ードのディジタルＶＴＲに対して上位互換性を持つこと
になる。図１７にこの互換性を説明する概念図を示す。
標準モードのみを備える単一モードＶＴＲの映像記録方
式は、方式Ａ（圧縮ブロックサイズ：５マクロブロッ
ク）であり、マルチモードＶＴＲの映像記録方式は、標
準モードにおいて方式Ａ′（圧縮ブロックサイズ：１５
マクロブロック、ただし５マクロブロックから成るマク
ロブロックグループが３組）、長時間モードにおいて方
式Ｃ、そして高精細モードにおいて方式Ｄである。ま
ず、単一モードＶＴＲで記録された映像（方式Ａ）は、
マルチモードＶＴＲの標準モード（方式Ａ′）で再生可
能である。また、逆に、マルチモードＶＴＲで記録され
た映像（方式Ａ′／Ｃ／Ｄ）の中で標準モードの映像
（方式Ａ′）は、単一モードＶＴＲ（方式Ａ）で再生可
能である。単一モードＶＴＲでは、その１圧縮ブロック
の記録エリア単位で、すなわちマルチモードＶＴＲにお
ける１マクロブロックグループの記録エリア単位で、圧
縮データが読み出されるが、その中には５マクロブロッ
クの圧縮データの重要な大部分の圧縮データが記録され
ているからである。
【００５５】この第三の実施例によるマルチモードＶＴ
Ｒの標準モードで記録した映像を単一モードＶＴＲで再
生する場合には、圧縮データの高周波成分の一部分が削
られることにより多少の画質劣化が生じる場合がある。
これは、第二の実施例によるマルチモードＶＴＲの場合
には生じなかった現象であるが、実用上ほとんど問題と
ならない。また、第三の実施例によるマルチモードＶＴ
Ｒの標準モードで記録再生される映像の画質は、第二の
実施例によるマルチモードＶＴＲの標準モードよりも多
少良くなる。これは、圧縮ブロックサイズが、後者では
５マクロブロックであるのに対し、前者では１５マクロ
ブロックと３倍の大きさになっているからである。な
お、単一モードＶＴＲと上位互換性を持つマルチモード
ＶＴＲの映像記録方式としては、以上説明した第二の実
施例や第三の実施例のものだけに限られない。例えば、
マルチモードＶＴＲの標準モードをさらに２モードに分
けて、第一標準モードの映像記録方式は単一モードＶＴ
Ｒの映像記録方式と全く同じとし、第二標準モードは長
時間モード、および高精細モードと整合性が高い別の映
像記録方式とすることも可能である。
【００５６】図１８にこの場合の互換性を説明する概念
図を示す。二通りの実施例を（ａ）と（ｂ）に示してい
る。標準モードのみを備える単一モードＶＴＲの映像記
録方式は、方式Ａ（圧縮ブロックサイズ：５マクロブロ
ック）である。（ａ）の実施例の場合、マルチモードＶ
ＴＲの映像記録方式は、第一標準モードにおいて方式
Ａ、第二標準モードにおいて方式Ｂ（圧縮ブロックサイ
ズ：１５マクロブロック）、長時間モードにおいて方式
Ｃ、そして高精細モードにおいて方式Ｄである。まず、
単一モードＶＴＲで記録された映像（方式Ａ）は、マル
チモードＶＴＲの第一標準モード（方式Ａ）、または第
二標準モード（方式Ｂ）で再生可能である。また、逆
に、マルチモードＶＴＲの第一標準モードで記録された
映像（方式Ａ）は、単一モードＶＴＲ（方式Ａ）で再生
可能である。ただし、マルチモードＶＴＲのその他の動
作モードで記録された映像（方式Ｂ／Ｃ／Ｄ）は単一モ
ードＶＴＲでは再生できない。
【００５７】（ｂ）の実施例の場合、マルチモードＶＴ
Ｒの映像記録方式は、第一標準モードにおいて方式Ａ、
第二標準モードにおいて方式Ａ′（圧縮ブロックサイ
ズ：１５マクロブロック、ただし５マクロブロックから
成るマクロブロックグループが３組）、長時間モードに
おいて方式Ｃ、そして高精細モードにおいて方式Ｄであ
る。まず、単一モードＶＴＲで記録された映像（方式
Ａ）は、マルチモードＶＴＲの第一標準モード（方式
Ａ）、または第二標準モード（方式Ａ′）で再生可能で
ある。また、逆に、マルチモードＶＴＲの第一標準モー
ドで記録された映像（方式Ａ）は、単一モードＶＴＲ
（方式Ａ）で再生可能である。さらに、マルチモードＶ
ＴＲのその他の動作モードで記録された映像（方式Ａ′
／Ｃ／Ｄ）の中で第二標準モードの映像（方式Ａ′）
は、単一モードＶＴＲ（方式Ａ）で再生可能である。
【００５８】以上、本発明の実施例について詳しく説明
した。なお、以上の実施例の場合には、全ての動作モー
ドにおいて１トラックに記録されるデータ量は同じであ
ったが、動作モードごとに１トラックに記録されるデー
タ量が異なる場合にも、本発明は同様に適用できる。磁
気テープ上の１トラックに記録される映像に関するデー
タ量の最大公約数を基準データ量と定義したときに、各
動作モードで磁気テープに記録される基準データ量あた
りの圧縮ブロックの個数が同一、または簡単な整数比の
関係となるように、各動作モードにおける圧縮ブロック
サイズを決定すれば良い。また、以上の実施例の場合に
は、ＤＣＴを利用した画像符号化方式を採用していた
が、差分符号化（ＤＰＣＭ）、ベクトル量子化（Ｖ
Ｑ）、サブバンド符号化などのその他の画像符号化方式
であっても、本発明は同様に適用できることは言うまで
もない。さらに、以上の実施例の場合には、色差信号の
画素数が輝度信号に対して水平方向１／２倍、垂直方向
１／２倍で、マクロブロック画素数が１６×１６画素と
なっていたが、各動作モードにおけるマクロブロックの
大きさがこれと異なる場合にも、本発明は同様に適用で
きる。ディジタルＶＴＲの動作モードとしては、標準モ
ード、長時間モード、高精細モードだけではなく、他の
様々な動作モードが考えられるが、どのような動作モー
ドを備えるディジタルＶＴＲに対しても本発明は容易に
適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】本発明の映像記録方式によれば、解像度
が異なる複数種類の映像モードや画質と記録時間が異な
る複数種類の記録モード等、複数の動作モードを備える
ディジタルＶＴＲにおいて、画像符号化処理でデータ量
が一定化される圧縮ブロックあたりの圧縮データ量が、
全ての動作モードで同一、または簡単な整数比の関係と
なるとなるように、各動作モードでの圧縮ブロックサイ
ズを決定しているので、画像符号化処理に引き続き行な
われる誤り訂正符号付加などの処理方法を動作モードに
応じて切り換える必要がなく、簡易な処理で効率的に全
ての動作モードに対応した映像信号の記録再生を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３に示す本発明の第一の実施例であるディジ
タルＶＴＲにおける画像符号化回路の詳細ブロック図で
ある。
【図２】図３に示す本発明の第一の実施例であるディジ
タルＶＴＲにおける画像復号化回路の詳細ブロック図で
ある。
【図３】本発明の第一の実施例であるディジタルＶＴＲ
のブロック図である。
【図４】圧縮データへの誤り訂正符号付加処理の説明図
である。
【図５】磁気テープ上のデータ記録パターンを示す説明
図である。
【図６】画像データの階層構造を示す説明図である。
【図７】本発明の第一の実施例であるディジタルＶＴＲ
における標準モードの圧縮ブロックを示す説明図であ
る。
【図８】本発明の第一の実施例であるディジタルＶＴＲ
における長時間モードの圧縮ブロックを示す説明図であ
る。
【図９】本発明の第一の実施例であるディジタルＶＴＲ
における高精細モードの圧縮ブロックを示す説明図であ
る。
【図１０】本発明の第二の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒにおける画像符号化回路の詳細ブロック図である
【図１１】本発明の第二の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒにおける標準モードの圧縮ブロックを示す説明図であ
る。
【図１２】本発明の第一の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒに関する互換性の概念図。
【図１３】本発明の第二の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒに関する互換性の概念図。
【図１４】本発明の第三の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒにおける画像符号化回路の詳細ブロック図である。
【図１５】本発明の第三の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒにおける画像復号化回路の詳細ブロック図である。
【図１６】本発明の第三の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒにおける圧縮ブロックの圧縮データ並び換え処理の説
明図である。
【図１７】本発明の第三の実施例であるディジタルＶＴ
Ｒに関する互換性の概念図。
【図１８】本発明のその他の実施例であるディジタルＶ
ＴＲに関する互換性の概念図。
【符号の説明】
３…記録系回路、４…記録ヘッド、５…磁気テープ、６
…再生ヘッド、７…再生系回路、１１…画像符号化回
路、１２…訂正符号付加回路、１５…記録動作タイミン
グ制御回路、１８…誤り訂正回路、１９…画像復号化回
路、３３…シャフリング回路、３４…圧縮ブロックメモ
リ、３５…ＤＣＴ回路、３６…量子化回路、３７…可変
長符号化回路、４１…圧縮ブロックサイズ出力回路、４
２・７２…圧縮ブロック目標データ量出力回路、５３…
可変長復号化回路、５４…逆量子化回路、５５…ＩＤＣ
Ｔ回路、５６…デシャフリング回路、６１…コンシール
指示出力回路、７１…基準データ量出力回路、８１・８
２…データ並び換え回路。
フロントページの続き (72)発明者 市毛 健志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所映像メディア研究所内 (56)参考文献 特開 平５−183869（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−183935（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 20/10 - 20/16 H04N 5/91 - 5/95 H04N 7/12 - 7/137 H04N 9/79 - 9/89

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 全ての動作モードで、フレーム内で互いに隣接しない画
    面位置の基本ブロックを複数個集めて１圧縮ブロックを
    構成するとともに、前記動作モードのうち第一の動作モ
    ードでは１トラックに記録される圧縮ブロックの個数が
    Ｋ個（Ｋは１以上の整数）、第二の動作モードでは１ト
    ラックに記録される圧縮ブロックの個数がＫ’個（Ｋ’
    はＫと異なる１以上の整数）となるように、各動作モー
    ドにおいて１圧縮ブロックを構成する基本ブロックの個
    数を設定して映像信号をデータ圧縮する画像符号化手段
    と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備えることを特徴と
    するディジタルＶＴＲ。
  2. 【請求項２】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 前記動作モードのうち第一の動作モードでは１トラック
    に記録される圧縮ブロックの個数がＫ個（Ｋは１以上の
    整数）、第二の動作モードでは１トラックに記録される
    圧縮ブロックの個数がＫ’個（Ｋ’はＫと異なる１以上
    の整数）となるように、各動作モードにおいて１圧縮ブ
    ロックを構成する基本ブロックの個数を設定して映像信
    号をデータ圧縮する画像符号化手段と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備え、 前記第一の動作モードで、１圧縮ブロックをＬ’個
    （Ｌ’は１以上の整数）の基本ブロック単位でＢ個（Ｂ
    は１以上の整数）のグループから構成し、かつ１圧縮ブ
    ロックに対応する圧縮ブロック記録領域を各グループに
    対応する等サイズのＢ個のグループ記録領域から構成し
    て、１圧縮ブロックを構成する各グループの圧縮データ
    を、主要な第一の部分圧縮データとそれ以外の第二の部
    分圧縮データとに分割し、１圧縮ブロックがＬ’個の基
    本ブロックから成る動作モードを備える他のディジタル
    ＶＴＲにおいて、第一の部分圧縮データが各圧縮ブロッ
    クの圧縮データとしてデータ伸長され映像再生が可能と
    なるように、第一の部分圧縮データは各グループに対応
    するグループ記録領域に、第二の部分圧縮データは１圧
    縮ブロックを構成するその他のグループに対応するグル
    ープ記録領域に記録することを特徴とするディジタルＶ
    ＴＲ。
  3. 【請求項３】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 全ての動作モードで、フレーム内で互いに隣接しない画
    面位置の基本ブロックを複数個集めて１圧縮ブロックを
    構成するとともに、前記動作モードのうち第一の動作モ
    ードでは１トラックに記録される圧縮ブロックの個数が
    Ｋ個（Ｋは１以上の整数）、第二の動作モードでは１ト
    ラックに記録される圧縮ブロックの個数がそのＡ倍（Ａ
    は１以上の整数）のＡ×Ｋ個となるように、各動作モー
    ドにおいて１圧縮ブロックを構成する基本ブロックの個
    数を設定して映像信号をデータ圧縮する画像符号化手段
    と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備えることを特徴と
    するディジタルＶＴＲ。
  4. 【請求項４】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 前記動作モードのうち第一の動作モードでは１トラック
    に記録される圧縮ブロックの個数がＫ個（Ｋは１以上の
    整数）、第二の動作モードでは１トラックに記録される
    圧縮ブロックの個数がそのＡ倍（Ａは１以上の整数）の
    Ａ×Ｋ個となるように、各動作モードにおいて１圧縮ブ
    ロックを構成する基本ブロックの個数を設定して映像信
    号をデータ圧縮する画像符号化手段と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備え、 前記第一の動作モードで、１圧縮ブロックをＬ’個
    （Ｌ’は１以上の整数）の基本ブロック単位でＢ個（Ｂ
    は１以上の整数）のグループから構成し、かつ１圧縮ブ
    ロックに対応する圧縮ブロック記録領域を各グループに
    対応する等サイズのＢ個のグループ記録領域から構成し
    て、１圧縮ブロックを構成する各グループの圧縮データ
    を、主要な第一の部分圧縮データとそれ以外の第二の部
    分圧縮データとに分割し、１圧縮ブロックがＬ’個の基
    本ブロックから成る動作モードを備える他のディジタル
    ＶＴＲにおいて、第一の部分圧縮データが各圧縮ブロッ
    クの圧縮データとしてデータ伸長され映像再生が可能と
    なるように、第一の部分圧縮データは各グループに対応
    するグループ記録領域に、第二の部分圧縮データは１圧
    縮ブロックを構成するその他のグループに対応するグル
    ープ記録領域に記録することを特徴とするディジタルＶ
    ＴＲ。
  5. 【請求項５】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 全ての動作モードで、フレーム内で互いに隣接しない画
    面位置の基本ブロックを複数個集めて１圧縮ブロックを
    構成するとともに、全ての動作モードで１トラックに記
    録される圧縮ブロックの個数が同一の整数となるよう
    に、各動作モードにおいて１圧縮ブロックを構成する基
    本ブロックの個数を設定して映像信号をデータ圧縮する
    画像符号化手段と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備えることを特徴と
    するディジタルＶＴＲ。
  6. 【請求項６】映像信号を複数個の画素から構成される基
    本ブロックに分割し、複数個の該基本ブロックから圧縮
    ブロックを構成して、該圧縮ブロック単位で圧縮データ
    量を一定化しながら、前記基本ブロック単位で映像信号
    をデータ圧縮し、該圧縮データを磁気テープ上にトラッ
    ク単位で記録するディジタルＶＴＲにおいて、 映像信号の解像度、記録時間、またはデータ圧縮方式が
    異なる複数種類の動作モードを設定する動作モード設定
    手段と、 全ての動作モードで１トラックに記録される圧縮ブロッ
    クの個数が同一の整数となるように、各動作モードにお
    いて１圧縮ブロックを構成する基本ブロックの個数を設
    定して映像信号をデータ圧縮する画像符号化手段と、 記録する圧縮データにその動作モード情報を付加して磁
    気テープに記録する記録手段と、を備え、 前記第一の動作モードで、１圧縮ブロックをＬ’個
    （Ｌ’は１以上の整数）の基本ブロック単位でＢ個（Ｂ
    は１以上の整数）のグループから構成し、かつ１圧縮ブ
    ロックに対応する圧縮ブロック記録領域を各グループに
    対応する等サイズのＢ個のグループ記録領域から構成し
    て、１圧縮ブロックを構成する各グループの圧縮データ
    を、主要な第一の部分圧縮データとそれ以外の第二の部
    分圧縮データとに分割し、１圧縮ブロックがＬ’個の基
    本ブロックから成る動作モードを備える他のディジタル
    ＶＴＲにおいて、第一の部分圧縮データが各圧縮ブロッ
    クの圧縮データとしてデータ伸長され映像再生が可能と
    なるように、第一の部分圧縮データは各グループに対応
    するグループ記録領域に、第二の部分圧縮データは１圧
    縮ブロックを構成するその他のグループに対応するグル
    ープ記録領域に記録することを特徴とするディジタルＶ
    ＴＲ。
  7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項に記載の
    ディジタルＶＴＲにおいて、前記映像信号は輝度信号と
    ２種類の色差信号とから成り、フレーム内で同一画面領
    域を占める輝度信号と２種類の色差信号の各複数個の画
    素から基本ブロックを構成することを特徴とするディジ
    タルＶＴＲ。
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