JP3531594B2 - ビデオ信号復号化方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像信号（ビデ
オ信号）が符号化されたデータを復号化する復号化方法
及びそれに対応するビデオ信号復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像の代表的な高能率符号化方式とし
て、ＭＰＥＧ（蓄積用動画像符号化）方式がある。これ
は、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／ＷＧ１１にて
議論され標準案として提案されたものであり、動き補償
予測符号化とＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）符
号化を組み合わせたハイブリッド方式が採用されてい
る。

【０００３】上記動き補償予測符号化は、画像信号の時
間軸方向の相関を利用した方法であり、すでに復号再生
されてわかっている信号から、現在入力された画像を予
測し、その時の予測誤差だけを伝送することで、符号化
に必要な情報量を圧縮する方法である。

【０００４】また、ＤＣＴ符号化は、画像信号の持つフ
レーム内２次元相関性を利用して、ある特定の周波数成
分に信号電力を集中させ、この集中分布した係数のみを
符号化することで情報量の圧縮を可能とする。例えば、
絵柄が平坦で画像信号の自己相関性が高い部分では、Ｄ
ＣＴ係数は低周波数成分へ集中分布する。したがって、
この場合は低域へ集中分布した係数のみを符号化するこ
とで情報量の圧縮が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＭＰＥ
Ｇは、基本的にノンインタレース信号を対象とした符号
化技術であるため、インタレース信号に適用しようとす
ると情報圧縮の効率上、問題が生ずる。

【０００６】ここで、上記インターレース信号として、
例えば、映画などのフィルムソースをインタレースビデ
オ信号に変換したものを例に挙げて説明する。この映画
等のフィルムソースをインターレースビデオ信号に変換
する場合（いわゆるテレシネ変換）は、いわゆる２−３
プルダウン（pull down ）という手法が広く用いられて
いる。上記２−３プルダウンの原理を図１８に示す。

【０００７】例えば、映画などのフィルムは２４Ｈｚで
あるのに対し、ビデオ信号は６０Ｈｚであるため（フィ
ールドを単位とした場合）、テレシネではフィールド数
変換が必要となる。これには、フィルムの連続した２コ
マのうち最初のコマをビデオの２フィールドで読み出
し、次のコマは３フィールドで読み出すというような操
作を繰り返すという方法を用いる。

【０００８】図１８では、フィルムソース８００及び８
０１が２４Ｈｚのノンインタレースのフィルムソースで
あり、１枚のフィルムソースは、図１８の実線が示す第
１のフィールドと点線が示す第２のフィールドの２つの
フィールドに分解される。分解されたフィルムソース８
００は、第１のフィールドがフィールド８０２に、第２
のフィールドがフィールド８０３の２フィールドで読み
出される。また、フィルムソース８０１は、第１のフィ
ールドがフィールド８０４及び８０６に、第２のフィー
ルドがフィールド８０５の３フィールドで読み出され
る。従って、フィールド８０４とフィールド８０６は全
く同一のものとなる。

【０００９】また、図１９において、フィールド９００
及び９０１が同一のフィルムソースから読み出したもの
であり、フィールド９０２及至９０４が同一のフィルム
ソースから読み出したものであり、フィールド９０５及
び９０６が同一のフィルムソースから読み出したもので
ある。フィールド９００及び９０１から得られた画像で
あるフレーム９０７と、フィールド９０２及び９０３か
ら得られた画像であるフレーム９０８は、それぞれ同一
のフィルムソースから構成されているが、フィールド９
０４及び９０５から得られる画像であるフレーム９０９
は、異なるフィルムソースから構成されることになる。
従って、テレシネされた動画像にＭＰＥＧをフレーム単
位で適用しようとすると、フレーム９０７及び９０８で
は同一のフィルムソースであるため問題はないが、フレ
ーム９０９では異なるフィルムソースから構成されるた
め問題が起こることがある。すなわち、同一のフィルム
ソースからのフィールドでフレームが構成される例えば
フレーム９０７や９０８は、フレームＤＣＴの効率が良
いのに対し、異なるフィルムソースからのフィールドで
フレームが構成される例えばフレーム９０９はフレーム
ＤＣＴの効率が悪い。

【００１０】言い換えれば、例えば映像の動きが速い場
合やフレーム内でシーンチェンジが起こってしまうよう
な場合、フレーム内画像信号の垂直方向の相関性が低く
なり、ＤＣＴによる情報量圧縮の効率が低下してしまう
問題が起こることになる。また同様に動き補償予測につ
いても画像信号の相関性の低さから適切な予測とはなら
ない。

【００１１】すなわちこのことは、符号化されたビデオ
信号を復号化して画像を再現する場合に、効率の良い復
号化ができず、また、良質の復号画像を得ることができ
ないことを意味する。

【００１２】そこで、本発明は、上述したようなことに
鑑み、２−３プルダウンの手法を用いるテレシネ変換に
より得られたビデオ信号が所定の符号化方法により符号
化されている場合に、その符号化されたビデオ信号か
ら、効率良く且つ高品質のビデオ信号を復号可能な、ビ
デオ信号復号化方法及び装置を提供することを目的とし
ている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るビデオ信号
復号化方法は、所定の符号化方法により符号化されたデ
ータを復号化するビデオ信号復号化方法において、前記
符号化データと、少なくとも１フレームをなす２フィー
ルドを２フィールド表示するかまたは３フィールド表示
するかを示すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Displaye
d_Code）とを受信し、分離し、前記符号化データを可変
長復号し、逆量子化し、逆離散コサイン変換処理して２
４Ｈｚのフレーム単位のビデオ信号を生成し、前記２フ
ィールド表示するかまたは３フィールド表示するかを示
すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Displayed_Code）に
基づいて、前記フレーム単位のビデオ信号の所定のフレ
ームを３フィールドにレート変換し、更に元のインター
レースビデオ信号の時系列とするフィールド順序入れ換
えをして、６０Ｈｚのフィールド単位の画像にすること
により、上述の課題を解決する。

【００１４】また、本発明のビデオ信号復号化装置は、
所定の符号化方法により符号化されたデータを復号化す
るビデオ信号復号化装置であり、前記符号化データと、
少なくとも１フレームをなす２フィールドのどちらのフ
ィールドを先に表示するかの出力順を示すフラグＤＳＯ
と、１フレームをなす２フィールドを２フィールド表示
するかまたは３フィールド表示するかを示すフラグＤＦ
Ｎとを受信し、分離する受信分離手段と、前記符号化デ
ータを可変長復号する可変長復号手段と、前記可変長復
号手段の出力を逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量
子化手段の出力を逆離散コサイン変換処理する逆離散コ
サイン変換手段とよりなる２４Ｈｚのノンインターレー
スビデオ信号を生成する復号化手段と、前記出力順を示
すフラグと、前記２フィールド表示するかまたは３フィ
ールド表示するかを示すフラグとに基づいて、前記ノン
インターレースビデオ信号の所定のフレームを３フィー
ルドとなして６０Ｈｚのフィールド単位の画像にレート
変換するレート変換手段とを備えてなることにより、上
述した課題を解決する。

【００１５】ここで、本発明のビデオ信号復号化方法及
び装置では、前記出力順を示すフラグＤＳＯと前記２フ
ィールド表示するかまたは３フィールド表示するかを示
すフラグＤＦＮとから、どのフィールドを再表示するか
を示すようにしている。

【００１６】すなわち、言い換えれば、本発明は、映画
などのフィルムソースを２−３プルダウン（pull down
）により変換して、６０Ｈｚのフィールド単位で入力
されてくるビデオ信号に対し、２−３プルダウンにおい
て重複されているフィールドを検出し、その検出信号に
従って、その重複するフィールドを取り除き、レート変
換により２４Ｈｚのフレームを単位とする画像信号に変
換し、レームを単位として画像の符号化が行われた場合
に、その符号化された情報から２４Ｈｚのフレームを単
位としたノンインタレースの画像を復号し、レート変換
により６０Ｈｚのフィールド単位のビデオ信号に変換
し、再生可能としている。

【００１７】また、本発明に係るビデオ信号符号化装置
は、所定の符号化方法により符号化されたデータを復号
化するビデオ信号復号化装置において、前記符号化デー
タと、少なくとも１フレームをなす２フィールドを２フ
ィールド表示するかまたは３フィールド表示するかを示
すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Displayed_Code）と
を受信し、分離する受信分離手段と、前記符号化データ
を可変長復号する可変長復号手段と、前記可変長復号手
段の出力を逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化
手段の出力を逆離散コサイン変換処理する逆離散コサイ
ン変換手段とよりなる２４Ｈｚのフレーム単位のビデオ
信号を生成する復号化手段と、前記２フィールド表示す
るかまたは３フィールド表示するかを示すフラグＤＦＮ
(Number_ of_Field_Displayed_Code）に基づいて前記フ
レーム単位のビデオ信号の所定のフレームを３フィール
ドとするレート変換手段と、前記レート変換手段の出力
を、元のインターレースビデオ信号の時系列とするフィ
ールド順序入れ換え手段とを備えてなることにより、上
述の課題を解決する。

【００１８】本発明の第１の実施の形態について述べ
る。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態の符号化
装置１００及び復号化装置１０１の全体的なブロック図
を示すものである。

【００２０】先ず、符号化装置１００の説明をする。６
０Ｈｚのビデオ信号ＶＩは、後述する２−３プルダウン
検出回路１０２に送られる。この２−３プルダウン検出
回路１０２は、重複されているフィールドを検出し、そ
の検出信号であるフィールドモード変更信号ＦＭＣを発
生し、この信号ＦＭＣをレート変換回路１０３に送る。
当該レート変換回路１０３は、上記信号ＦＭＣが重複し
たフィールドを示している場合には、上記６０Ｈｚのビ
デオ信号ＶＩから、上記の重複しているフィールドを取
り除き、フィールド順序入れ換え回路１０３に送る。次
のフィールド順序入れ替え回路１０４では、上記レート
変換回路１０３の出力を２４Ｈｚのフレームを単位とす
る画像信号に変換する。この変換された画像信号は、符
号器１０５によって圧縮や符号化処理が行われる。その
符号化出力はＥＣＣ回路１０６で誤り訂正符号が付加さ
れた後、変調回路１０７によって変調され、本発明実施
の形態のメディア１０８に記録される。

【００２１】次に復号化装置１０１の説明をする。メデ
ィア１０９に記録された信号は、取り出されて復調回路
１１０によって復調される。その復調信号はＥＣＣデコ
ード回路１１１によってエラーが訂正された後、復号器
１１２によって２４Ｈｚのフレームを単位とした画像と
して復号化される。その復号化出力は、レート変換回路
１１３によって６０Ｈｚのフィールド信号に変換され、
さらに、フィールド順序入れ換え回路１１４によってフ
ィールドの順序が元画像の時系列となるように入れ換え
られる。これにより６０Ｈｚのビデオ信号ＶＯが再生さ
れるようになる。

【００２２】次に、２−３プルダウン検出回路１０２の
動作を図２に基づいて説明する。

【００２３】図２において、入力された６０Ｈｚのビデ
オ信号ＶＩは、フィールド遅延回路２０１及び２０２に
より２フィールド遅れのフィールド信号ＶＰ１となさ
れ、差分化器２０３に送られる。また、この差分化器２
０３には、入力ビデオ信号ＶＩも送られ、これにより、
当該差分化器２０３ではこれら供給された信号の１画素
毎に差分値が計算される。

【００２４】上記１画素毎に計算された差分値ＶＰ２
は、その絶対値ＶＰ３が絶対値器２０４で計算され、さ
らにその１フィールドあたりの累積和の値ＶＰ４が累積
器２０５で計算される。この累積値ＶＰ４が適当な値に
定められているしきい値ＴＨと比較器２０６で比較され
る。この比較器２０６において、上記しきい値よりも累
積値ＶＰ４が小なる場合には、入力されたビデオ信号Ｖ
Ｉは重複しているフィールドであると判断され、これに
より当該比較器２０６からフィールドを除去することを
指示するフィールドモード変更信号ＦＭＣが出力され
る。

【００２５】また、上記フィールド遅延回路２０１を介
することによって、ビデオ信号ＶＩに対して１フィール
ドだけ遅延したビデオ信号ＶＩ１は、レート変換回路１
０３へ送られる。

【００２６】レート変換回路１０３の動作を図３に基づ
いて説明する。レート変換回路１０３に入力される入力
画像信号は、上記２−３プルダウンされたものであり、
フィールド３０１及びフィールド３０２は同一のフィル
ムソースから得られたものである。また、フィールド３
０３及至３０５は同一のフィルムソースから得られたも
のであり、２−３プルダウンの性質上フィールド３０３
とフィールド３０５は全く同じ画像信号（重複している
フィールド）となるので、余分な情報である。したがっ
て、レート変換回路１０３では、上記２−３プルダウン
検出回路１０２のフィールドモード変更信号ＦＭＣが重
複しているフィールドである旨を示した場合は、当該フ
ィールド（例えばフィールド３０５）を重複したビデオ
信号であるとみなして除去し、その除去後のビデオ信号
を次のフィールド順序入れ替え回路１０４へ送るように
する。

【００２７】フィールド順序入れ替え回路１０４は、重
複フィールドの除去されたフィールド単位のビデオ信号
を２４Ｈｚのフレーム単位のビデオ信号に変換する次
に、符号器１０５の構成ブロック図を図４に示す。符号
器１０６へ供給される信号は、ブロック化回路４０１に
送られる。このブロック化回路４０１からは例えば１６
×１６画素のマクロブロック単位の形でデータが読み出
され、後述する動き検出回路４０２を介して差分検出器
４０３に伝送される。

【００２８】当該差分検出器４０３には、後述するフィ
ールドメモリ群４１１〜４１４及び予測器４１５からな
る動き補償器付フィールドメモリ群からの動き補償され
た画像データも供給され、当該差分検出器４０３でこれ
らの差分が検出される。

【００２９】上記差分検出器４０３の出力は、直交変換
（ＤＣＴ）処理を行うＤＣＴ回路４０４に送られる。当
該ＤＣＴ回路４０４でのＤＣＴ処理により得られたＤＣ
Ｔ係数データは、量子化器４０５に送られる。当該量子
化器４０５からの量子化データは、例えばいわゆるハフ
マン符号化やランレングス符号化等の可変長符号化処理
を行う可変長符号化回路４０６、及びバッファ４０７を
介して、符号化データＶＣ１として出力される。

【００３０】可変長符号化回路４０６はまた、フィール
ドモード変更信号ＦＭＣが入力された場合、そのフィー
ルドモード変更信号ＦＭＣと、除去されたフィールドの
代わりにどのフィールドをコピーするかを示す参照フィ
ールド信号ＲＦＣも符号化する。

【００３１】また、上記動き補償器付のフィールドメモ
リ群４１１〜４１４には、上記量子化器４０５からの量
子化データが、当該量子化器４０５での量子化処理の逆
量子化処理を行う逆量子化器４０８と上記ＤＣＴ回路４
０４でのＤＣＴ処理の逆ＤＣＴ処理を行う逆ＤＣＴ回路
４０９とを介し、更に加算器４１０を介しセレクタ４１
７で選択されたデータが供給されるようになっている。
また、上記加算器４１０では、上記逆ＤＣＴ回路４０８
の出力と上記フィールドメモリ群４１１〜４１４から読
み出され予測器４１５を介した出力との加算がなされ
る。なお、図示は省略しているがバッファ４０７から
は、当該バッファ４０７のオーバーフロウを防止するた
めの信号が、上記量子化器４０５にフィードバックされ
るようになっている。

【００３２】一方、上記ブロック化回路４０１からマク
ロブロック単位で出力された画像データは、動き検出回
路４０２に伝送される。上記動き検出回路４０２は、マ
クロブロック単位で画像間の動きベクトルと各画素の絶
対値差分和を検出し、これらのデータ（画像間の動きベ
クトルのデータと絶対値差分和のデータ）を出力する。
絶対値差分和のデータはマクロブロックタイプ決定回路
４１８に伝送される。当該回路４１８では、マクロブロ
ック毎にマクロブロックタイプを決定する。

【００３３】ここで、上記動き予測モード決定回路４１
８でのマクロブロックタイプ決定方法について、その１
例を説明する。例えば、図３のＢ０フレームの各マクロ
ブロックは、以下の３通りの方法で予測することができ
る。 （１）前フレームからの予測モード （２）前後両フレームからの線形予測モード（前フレー
ムからの参照マクロブロックと後フレームからの参照マ
クロブロックを１画素毎に線形演算（たとえば平均値計
算）をする。） （３）後フレームからの予測モード この時のマクロブロックタイプの選択方法を図５に基づ
いて説明する。

【００３４】上記動き検出回路４０２で計算された前フ
レームからの予測誤差の絶対値差分和をＸ、また後フレ
ームからの予測誤差の絶対値差分和をＹとする時、図５
にあるようにＹ＞ｊＸの場合、本実施の形態の上記マク
ロブロックタイプ決定回路４１８では領域６０１にあた
る前フィールドまたはフレームからの予測モードを選択
するようにする。また、ｋＸ≦Ｙ≦ｊＸの場合には、領
域６０２にあたる前後両フィールドまたはフレームから
の線形予測モードが選択される。またＹ＜ｋＸの場合に
は、領域６０３にあたる後フィールドまたはフレームか
らの予測モードを選択する。

【００３５】次に、上記動き補償器付フィールドメモリ
群の予測器４１５には上記マクロブロックタイプ決定回
路４１８からのマクロブロックタイプＭＢＴと動きベク
トルＭＶとが供給され、フィールドメモリ群４１１〜４
１４にはマクロブロックタイプＭＢＴと動きベクトルＭ
Ｖに基づいて読み出しアドレス発生回路１０１６によっ
て発生された読み出しアドレスが供給されるようになっ
ている。したがって、当該動き補償器付フィールドメモ
リ群４１１〜４１４及び予測器４１５では、上記動き予
測におけるマクロブロックタイプＭＢＴと上記動きベク
トルＭＶを用いた動き補償が行われる。

【００３６】次に、本実施の形態復号化装置１０１の復
号器１１２について説明する。この復号器１１２の構成
のブロック図を図６に示す。

【００３７】この図６において、上記復号器１１２の入
力信号は、バッファ７０１に一時蓄積される。このバッ
ファ７０１から出力された信号は、次に逆可変長符号化
器７０２によって符号化ビットストリームから取り出し
た情報に従って、ブロック毎に逆量子化器７０３によっ
て逆量子化された後、逆ＤＣＴ回路７０４によって逆Ｄ
ＣＴされる。なお、逆量子化器７０３、逆ＤＣＴ回路７
０４は、図４の符号器における量子化器４０５、ＤＣＴ
回路５０４と相補的な構成とされるものである。

【００３８】上記逆ＤＣＴ回路７０４の出力は加算器７
０５を介してセレクタ７０６を介して出力されると共
に、予測器７１１及びフィールドメモリ群７０７〜７１
０からなる動き補償器付きフィールドメモリ群に送られ
る。上記予測器７１１からの出力が上記加算器７０５に
送られる。なお、上記予測器７１１は、上記ブロック毎
に処理された逆ＤＣＴの出力より、画像を再現するため
のものである。

【００３９】また、可変長符号化器７０２は、フィール
ドモード変更信号ＦＭＣ及び参照フィールド信号ＲＦＣ
をも復号し、ディスプレイアドレス発生回路７１３に供
給する。この信号ＦＭＣが除去されたフィールドである
ことを示すものである場合にはディスプレイアドレス発
生回路７１３は、フィールドメモリ群７０７〜７１０に
対し、参照フィールド信号ＲＦＣに基づいて、除去され
たフィールドと同じ画像信号のフィールドを読み出させ
る読み出しアドレスを供給する。フィールドメモリ群７
０７〜７１０からは再構成された画像信号が読み出さ
れ、これがセレクタ７０６を介して画像信号ＶＯ１とし
て出力される。

【００４０】なお、上記フィールドメモリ群７０７〜７
１０には、ディスプレイアドレス発生回路７１３からの
ディスプレイアドレスも供給されるようになっている。
このディスプレイアドレス発生回路７１３には、外部周
期信号に応じて周期信号を発生する周期信号発生回路７
１２からのフレームパルス信号が供給される。

【００４１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００４２】図７は本発明の第２の実施の形態の符号化
装置１００及び復号化装置１０１の全体的なブロック図
を示すものである。なお、図７において、図１と対応す
る構成には同一の指示符号を付している。

【００４３】先ず、符号化装置１００の説明をする。６
０Ｈｚのビデオ信号ＶＩは、２−３プルダウン検出回路
１０２に送られる。ここでは、重複されているフィール
ドを検出する。その検出信号であるフィールドモード変
更信号ＦＭＣが重複したフィールドを示している場合に
は、次のレート変換回路１０３によって、上記の重複し
ているフィールドが取り除かれる。その出力がフィール
ド順序入れ換え回路１０４に送られる。

【００４４】フィールド順序入れ換え回路１０４は、レ
ート変換されたフィールドを符号化する順になるように
順序を入れ換える。当該変換された画像信号は、符号器
１０５によって圧縮や符号化処理が行われ、その符号化
出力はＥＣＣ回路１０６で誤り訂正符号が付加された
後、変調回路１０７によって変調され、メディア１０８
に記録される。また、本実施の形態では、同時にそのフ
レームの表示方法を示すフラグ（後述するＤＳＯ、ＤＦ
Ｎ）を符号化しメディア１０８に記録するようにする。

【００４５】次に、復号化装置１０１の説明をする。メ
ディア１０９に記録された信号は、取り出され、復調回
路１１０によって復調される。その復調信号はＥＣＣデ
コード回路１１１によってエラーが訂正された後、復号
器１１２によって２４Ｈｚのフレームを単位とした画像
として復号化される。

【００４６】その復号化出力は、レート変換回路１１３
によって、元画像の時系列の順に並び替えられ、６０Ｈ
ｚのフィールド信号に変換され、これにより６０Ｈｚの
ビデオ信号ＶＯを再生することができる。

【００４７】本実施の形態の２−３プルダウン検出回路
１０２の動作及び構成については前述同様である。

【００４８】レート変換回路１０３の動作も前述の図３
と同様であるが、当該第２の実施の形態でのレート変換
回路１０３における信号の流れを、図８を用いて説明す
る。

【００４９】本実施の形態のレート変換回路１０３は、
上記フィールドモード変更信号ＦＭＣを２ー３プルダウ
ン検出回路１０２から受信し、ＦＭＣ＝１となると、そ
のフィールドをフィールド順序入れ替え回路１０４に出
力しないようにしている。一方、ＦＭＣ＝０である場
合、レート変換回路１０３は、入力ビデオ信号をそのま
まフィールド順序入れ替え回路１０４に出力する。

【００５０】また、本実施の形態のレート変換回路１０
３は、フィールドの出力順を示す信号ＤＳＯ（後述する
top＿field＿first)をも出力する。当該信号ＤＳＯは、
ＤＳＯ＝１であるフレームの場合には後の表示の際に第
１フィールドを先に表示し、ついで第２フィールドを表
示することを示す信号である。また、ＤＳＯ＝０である
フレームは第２フィールドを先に出力し、ついで第１フ
ィールドを出力することを示すことになる。なお、当該
信号ＤＳＯは０または１の値のみをとる１ビットのフラ
グである。

【００５１】さらに、レート変換回路１０３は、あるフ
レームを表示する際に、２フィールドを表示するかまた
は３フィールド表示するかを示すフラグＤＦＮ（後述す
るnumber＿of＿field＿displayed＿code) をも出力す
る。当該フラグＤＦＮは、ＤＦＮ＝１の場合、当該フレ
ームが３フィールド表示されることを示すフラグであ
る。これに対し、ＤＦＮ＝０の場合、当該フレームが２
フィールド表示されることになる。なおＤＦＮは０また
は１のみをとる１ビットのフラグである。

【００５２】このことから、例えば、図９に示すよう
に、フレーム（ａ）またはフレーム（ｂ）またはフレー
ム（ｅ）で始まるシーケンスの場合、上記信号ＤＳＯの
初期値は１となり、上記フラグＤＦＮの初期値は０とな
る。

【００５３】また、フレーム（ｃ）またはフレーム
（ｄ）から始まるシーケンスの場合は、最初に入力され
たフィールドを除去し、図９のようにフレームを再構成
して符号化することになる。これは最初に入力されたフ
ィールドから４または６フレーム目に上記信号ＦＭＣが
出力されることで判定される。

【００５４】上記レート変換回路１０３は、上述のよう
な信号ＤＳＯおよびフラグＤＦＮを、符号化器１０５に
出力する。さらに、当該レート変換回路１０３は、上記
信号ＤＳＯをフィールド順序入れ替え回路１０４にも出
力する。

【００５５】上記フィールド順序入れ替え回路１０４の
構成を図１０に示す。このフィールド順序入れ替え回路
１０４は、フィールドメモリ群１６１およびアドレスコ
ントローラ１６２から構成されるものである。

【００５６】上記レート変換回路１０３によってレート
変換された画像信号は、まずフィールドメモリ群１６１
のアドレスコントローラ１６２が指定するアドレスに記
録される。次に、アドレスコントローラ１６２の指定す
るアドレスの画像データをフィールドメモリ群１６１か
ら読み出し、上記符号器１０５に出力する。

【００５７】ここで、アドレスコントローラ１６２は、
上記符号化器１０５のピクチャコーティングタイプ発生
器４２０からピクチャコーティングタイプＰＣＴを受信
し、また、符号化器１０５の前記ブロック化回路４０１
より、ブロックアドレスＡＢＬを受信し、さらにレート
変換器１０３より上記信号ＤＳＯを受信する。当該アド
レスコントローラ１６２は上記ＰＣＴ、ＡＢＬ、ＤＳＯ
を参照し、符号化器１０５に入力する画像データが記録
されているフィールドメモリ群１６１のアドレスを指定
し、当該メモリ群１６１に出力する。

【００５８】当該フィールドメモリ群１６１では、その
アドレスに従って画像データが読み出され、その後符号
化器１０５に出力される。

【００５９】また、アドレスコントローラ１６２は、上
記ＰＣＴ、ＡＢＬ、ＤＳＯを参照し、上記レート変換器
１０３から入力される画像信号をフィールドメモリ群１
６１に書き込むためのアドレスを指定し、当該メモリ群
１６１に出力する。当該フィールド順序入れ替え回路１
０４に入力される画像データは、このアドレスにしたが
って当該メモリ群１６１に書き込まれる。

【００６０】このようなことにより、フィールド順序入
れ替え回路１０４は、画像データを符号化する順番に並
び替え、またフレームを単位とした符号化を行なう場合
にはブロック化を行なう際に、フレームを単位としたデ
ータに変換する。

【００６１】次に、本実施の形態の符号器１０５の構成
ブロック図を図１１に示す。なお、この図１１において
も、前述の図４と対応する構成要素には、同一の指示符
号を付している。

【００６２】この図１１において、符号器１０５へ供給
される信号は、例えば１６×１６画素のマクロブロック
単位の形のデータとなされ、差分検出器４０３に伝送さ
れる。ブロック化回路４０１では、上記フィールド順序
入れ替え回路１０４にそのフレーム内のマクロブロック
のアドレスＡＢＬを送る。フィールド順序入れ替え回路
１０４はこのＡＢＬに従い、画像データを上記フィール
ドメモリ群１６１から読み出し、当該符号化器１０５に
入力する。

【００６３】当該差分検出器４０３には、前述同様の動
き補償器付のフィールドメモリ群４１１及至４１４から
の動き補償された画像データも供給され、当該差分検出
器４０３でこれらの差分が検出される。

【００６４】上記差分検出器４０３の出力は、直交変換
（ＤＣＴ）処理を行うＤＣＴ回路４０４に送られる。当
該ＤＣＴ回路４０４でＤＣＴ処理されて得られたＤＣＴ
係数データは、量子化器４０５に送られる。当該量子化
器４０５からの量子化データは、例えばいわゆるハフマ
ン符号化やランレングス符号化等の可変長符号化処理を
行う可変長符号化回路４０６及びバッファ４０７を介し
て、符号化データとして出力される。可変長符号化回路
４０６は、動きベクトル、マクロブロックタイプ、ピク
チャコーティングタイプ等のヘッダ情報も符号化する。
なお、この第２の実施の形態では、バッファ４０７のオ
ーバーフロウを防止するため、後述するバッファ監視回
路１０１７は当該オーバーフロウを防止するための信号
（オーバーフロウＯＶＦ）を上記量子化器４０５にフィ
ードバックしている。

【００６５】また、上記動き補償器付のフィールドメモ
リ群４１１及至４１４には、上記量子化器４０５からの
量子化データが、当該量子化器４０５での量子化処理の
逆量子化処理を行う逆量子化器４０８と上記ＤＣＴ回路
４０４でのＤＣＴ処理の逆ＤＣＴ処理を行う逆ＤＣＴ回
路４０９とを介し、更に加算器４１０及びセレクタ４１
７を介したデータが供給されるようになっている。上記
加算器４１０では、上記逆ＤＣＴ回路４０８の出力と当
該動き補償器付のフィールドメモリ群４１１及至２１４
の出力との加算がなされる。

【００６６】一方、上記マクロブロック単位で出力され
た画像データは、動き検出回路４０２に伝送される。上
記動き検出回路４０２は、マクロブロック単位で画像間
の動きベクトルと各画素の絶対値差分和を検出し、これ
らのデータ（画像間の動きベクトルのデータと絶対値差
分和のデータ）を出力する。絶対値差分和のデータは動
き予測モード決定回路４１８に伝送される。

【００６７】ここで、本実施の形態におけるマクロブロ
ックタイプ決定回路４１８でのマクロブロック毎の動き
予測モード決定方法について、その一例を説明する。

【００６８】この第２の実施の形態において、前述の図
９におけるフレームＤは、時間的に後ろ（過去）にある
フレーム（Ａ）より予測されるモードが採られる。

【００６９】また、フレームＢおよびフレームＣは、時
間的に後ろ（過去）にあるフレームＡと、時間的に前
（未来）にあるフレームＤより以下の３通りの方法で予
測することができる。 （１）前フレームからの予測モード （２）前後両フレームからの線形予測モード（前フレー
ムからの参照マクロブロックと後フレームからの参照マ
クロブロックを１画素毎に線形演算（たとえば平均値計
算）をする。） （３）後フレームからの予測モード この時の選択方法は、前述の図５同様である。

【００７０】また、本実施の形態の上記予測器４１５に
もマクロブロックタイプ決定回路４１８からの予測モー
ドＰＭＣと動きベクトルＭＶとが供給され、上記動き補
償器付のフィールドメモリ群４１１及至５１４にも読み
出しアドレス発生回路１０１６からの読み出しアドレス
が供給される。したがって、当該動き補償器付のフィー
ルドメモリ群４１１及至４１４では、上記動き予測にお
けるマクロブロックタイプＭＢＴと上記動きベクトルＭ
Ｖを用いた動き補償が行われる。

【００７１】ここで、当該第２の実施の形態では、ある
フレームにおいてフレーム内符号化を行うか（Ｉピクチ
ャ）、前方向予測符号化を行うか（Ｐピクチャ）、両方
向予測符号化を行なうか（Ｂピクチャ）の判断は、ピク
チャ・コーディング・タイプ（picture＿coding＿typ
e）発生回路４２０で行なわれる。なお、Ｉピクチャお
よびＰピクチャの間隔は、例えば等間隔で、初期値によ
って設定される。例えば、Ｉピクチャは１５フレームに
１枚で、前方向予測は３フレームの間隔で行なわれる。
その間の２フレームはＢピクチャとする。また、Ｉピク
チャの間隔および前方向予測の間隔は任意の値をとり得
る。

【００７２】当該ピクチャ・コーディング・タイプ発生
回路４２０からのpicture＿coding＿typeは、マクロブ
ロックタイプ決定回路４１８、ブロック化回路４０１、
可変長符号化器４０６、およびテンテンポラル・リファ
レンス（temporal＿reference)発生回路４２１に出力さ
れる。

【００７３】上記テンテンポラル・リファレンス発生回
路４２１は、フレームのＧＯＰ内での表示順を表すtemp
oral＿reference を出力する。このtemporal＿referenc
e は、可変長符号化器４０６に出力される。

【００７４】次に、本実施の形態の可変長符号化器４０
６について説明する。

【００７５】当該可変長符号化器４０６は、また符号化
画像データにヘッダ情報を付け加える。この符号化画像
データにヘッダ情報が付加されたものが上記メディア１
０８に記録されるようになる。

【００７６】ここで、２−３プルダウンされたビデオ信
号を２４Ｈｚに再変換して符号化する場合、上記メディ
ア１０８（１０９）に対する上記ヘッダ情報の記録の方
法には、２通りの記録の方法が考えられる。

【００７７】１つの方法は再生する際にどのフレームの
どのフィールドを繰り返して出力するかを示すフラグを
記録しておく方法である。

【００７８】もう１つの方法は、そのようなフラグを記
録せず、復号化装置が出力する際に独自に３−２プルダ
ウンを行ない６０Ｈｚに変換する方法である。

【００７９】以下、どのフィールドを繰り返して出力す
るかを示すフラグを記録する場合について説明する。

【００８０】（第０の記録方法） 上記２−３プルダウン検出回路１０２から出力される前
記フィールド変更信号ＦＭＣはどのフレームを３フィー
ルドとして出力すべきかを示している。従ってこの信号
（フラグ）ＦＭＣをピクチャヘッダに付加して記録す
る。復号化装置はこのＦＭＣを参照し、レート変換する
ようになる。ここで、上記ＦＭＣが０である場合、その
フレームは２フィールド表示される。また、上記ＦＭＣ
が１である場合、そのフレームは３フィールド出力され
るようになる。なお、上記ＦＭＣはピクチャヘッダのpi
cture＿extension 中に記録される。

【００８１】（第１の記録方法） ＭＰＥＧ２において、画像シーケンスの先頭に位置する
後述するシーケンスヘッダには、そのシーケンスがノン
インタレース画像であることを示すフラグ(non＿interl
aced＿sequence) 及びピクチャレート(frame＿rate) が
記録されている。したがって、可変長符号化器４０６は
frame＿rateを２４Ｈｚまたは２３．９７６Ｈｚに設定
し、non＿interlaced＿sequenceを０に設定する。

【００８２】次にどのフィールドを繰り返して表示する
かを示すフラグであるが、これはレート変換回路１０３
から入力されるフラグＤＳＯ、ＤＦＮを用いる。このＤ
ＳＯ(top＿field＿first)およびＤＦＮ(number＿of＿fi
eld＿displayed＿code) をピクチャヘッダに記録するよ
うにする。ここで、ＤＳＯ＝１の時は、第１フィールド
を先に表示する。またＤＳＯ＝０の時は、第２フィール
ドを先に表示する。さらにＤＦＮ＝０の時は、２フィー
ルド表示を行う。また、ＤＦＮ＝１の時は、３フィール
ド表示を行なう。

【００８３】次に復号化装置が自動で３−２プルダウン
を行なう場合について説明する。

【００８４】（第２の記録方法） この場合、 non＿interlaced＿sequenceを１に設定し、
frame＿rateを２４Ｈｚまたは２３．９７６Ｈｚに設定
する。top＿field＿first はこの場合、常に０に設定さ
れる。また、number＿of＿field＿displayed＿codeは常
に０に設定される。この場合、後述する復号化装置のレ
ート変換回路により自動で３−２プルダウンが行なわれ
ることになる。

【００８５】ここで、表１にＭＰＥＧ２のシンタクスを
示す。表２，表３は上記シーケンスヘッダを示す。

【００８６】

【表１】

【００８７】

【表２】

【００８８】

【表３】

【００８９】また、frame＿rateは４ビットのフラグ
で、表４にそのフラグの内容を示す。ここでnon＿inter
laced＿sequenceが０の場合（インターレース画像）fra
me＿rateは１秒間のフレーム数を表している。non＿int
erlaced＿sequenceが１の場合（プログレッシブ画
像）、frame＿rateは１秒間のプログレッシブ画像の数
を示す。

【００９０】

【表４】

【００９１】また、vbv＿buffer＿sizeは１０ビットの
フラグでvbv＿buffer＿sizeのＬＳＢ（最下位ビット）
側１０ビットを表している。ＶＢＶバッファサイズは１
８ビットの整数で表される。ＬＳＢ（最下位ビット）側
の１０ビットは vbv＿buffer＿sizeで、ＭＳＢ（最上位
ビット）側の８ビットは sequence＿extension 内のvbv
＿buffer＿size＿extension で表される。この１８ビッ
トの整数はシーケンスをデコードするために必要なＶＢ
Ｖバッファサイズを示している。ＶＢＶに関してはＭＰ
ＥＧ２ Working Draftまたは TestModelの Annex Cに記
載されている。これは以下の式で定義される。

【００９２】 B = 16 * 1024 * vbv＿buffer＿size なお、この式のＢは、シーケンスをデコードするために
最低限必要なＶＢＶバッファサイズをビット単位で表し
たものである。

【００９３】また、non＿interlaced＿sequenceは１ビ
ットのフラグである。これが "1"に設定されている場
合、ビデオシーケンスはプログレッシブ画像のみを含ん
でいる。

【００９４】次に、表５，表６はピクチャヘッダを示
す。

【００９５】

【表５】

【００９６】

【表６】

【００９７】さらに、temporal＿reference は１０ビッ
トのフラグで、ピクチャの表示順番を表す。これはピク
チャのカウンタで画像が入力される度に１づつ増加する
値を、１０２４で割った余りで表される。それぞれのＧ
ＯＰで、画像の表示順番で１番最初の画像でtemporal＿
reference は０にリセットされる。またフレームがFiel
d codingによって２枚に分割されている場合、２枚のフ
ィールドに対するtemporal＿reference は同じ値であ
る。

【００９８】picture＿coding＿typeは３ビットのフラ
グで画像符号化タイプの識別子であり、画像内符号化
（Ｉピクチャ）、前方予測（Ｐピクチャ）、両方向予測
（Ｂピクチャ）、画像内符号化のＤＣ成分のみ（Ｄピク
チャ）があり、これを表７に示す。Ｄピクチャは他のタ
イプの画像と共存してビデオシーケンス内に出現しては
ならない。

【００９９】

【表７】

【０１００】また、vbv＿delay は１６ビットのフラグ
で、固定レート符号化の場合、vbv＿delay はデコーダ
の復号開始の場合におけるバッファ占有率の初期値を設
定するために用いられる。 これによって、デコーダバ
ッファのオーバーフロウやアンダーフロウを回避するこ
とができる。vbv＿delay は、目標ビットレートＲにお
いて、ＶＢＶバッファが空の状態から、正しいバッファ
占有率になるまでの遅延時間で指定される。この後ＶＢ
Ｖバッファから最初の画像データが取り出される。vbv
＿delay はＶＢＶが最初の picture＿start＿codeの最
後の１バイトを受けとったところから、９０Ｈｚのシス
テムクロックを単位として計った遅延量である。

【０１０１】これは以下の式で表される。

【０１０２】 vbv＿delay = 90000 * B＿n / R なお、n > 0,で、B＿n はピクチャｎの前についたＧＯ
Ｐヘッダおよびシーケンスヘッダを除いて、ピクチャｎ
がバッファ内にある状態でのＶＢＶバッファ占有率であ
る。また、Ｒは、シーケンスヘッダ内の bit＿rateで示
されるビットレートである。

【０１０３】また、picture＿structure は２ビットの
フラグで Frame structureと Fieldstructureを切替え
るための識別子である。表８にその内容を示す。

【０１０４】

【表８】

【０１０５】さらに、top＿field＿first は１ビットの
フラグで、このビットの意味はピクチャストラクチャに
依存する。フレームピクチャでは、 top＿field＿first
が"1" に設定されているのは、フレーム内のトップフ
ィールドが先に表示されるフィールドに対応することを
示している。逆に、"0" に設定されている場合、フレー
ム内のボトムフィールドが先に表示されるフィールドで
あることを示す。またフィールドストラクチャピクチャ
（non＿interlaced＿sequenceが"1" に設定されたプロ
グレッシブ画像も含む。）、top＿field＿first は常に
０に設定される。

【０１０６】number＿of＿field＿displayed＿codeは１
ビットのフラグで、このビットが "1" に設定された場
合、フレームは３フィールドとして表示される。"0" に
設定された場合、フレームは２フィールドとして表示さ
れる。フィールドピクチャおよび non＿interlaced＿se
quenceが "1" に設定されたプログレッシブ画像の場
合、"0" に設定されなければならない。２枚のフィール
ドピクチャから構成されるフレームは、常に２フィール
ドとして表示される。

【０１０７】ここで、上記バッファ監視回路１０１７に
おけるバッファ制御について図１２，図１３，図１４を
用いて説明する。

【０１０８】バッファ監視回路１０１７は、デコーダが
ビットストリームをデコードする際に、デコーダが持つ
バッファ７０１をオーバーフロウ又はアンダーフロウを
起こさないように、エンコーダが持つバッファ４０７を
監視し、そのバッファ占有量によってビット割り当ての
制御を行うようにする。

【０１０９】バッファ監視回路は、概念的な仮想復号器
の役割を果たす。すなわち、バッファ監視回路は、復号
器の動作を仮想的に行い、復号器が持つであろうバッフ
ァがオーバーフロウ又はアンダーフロウを起こすことを
防止する。

【０１１０】ここで、図１４を用いて説明する。バッフ
ァ１８２は、バッファ４０７と同一のバッファである。
またバッファ１８４はバッファ７０１と同一のバッファ
である。エンコーダは、そのビットストリームをデコー
ドすることが可能なデコーダの仕様を、符号化の最初に
決定し、シーケンスヘッダに記録する。これを満足する
デコーダはそのビットストリームを復号可能であること
がわかる。デコーダが持つであろうバッファサイズは、
vbv＿buffer＿sizeに記録されている。これはすなわち
バッファ１８４のサイズである。エンコーダが持つバッ
ファ１８２は、このバッファ１８４と同一の容量を持つ
（すなわちvbv＿buffer＿sizeで規定された容量）。

【０１１１】次に、バッファ監視回路が行う仮想復号器
の動作（ＶＢＶ制御）について説明する。固定レート符
号化の場合、仮想復号器ではビットストリームはメディ
アからバッファに定レートで入力される。また、後述す
るように各ピクチャの符号化データはバッファから、ピ
クチャレートと同期して、そのピクチャデータが即座に
取り出される。バッファ監視回路は、実際の復号器で、
この様にデータの読み出しが行われると仮定して、バッ
ファの監視を行う。

【０１１２】例えば図１４の場合、ビットストリームは
メディアから固定レートでバッファ１８４に入力され、
ピクチャ周期毎に、そのピクチャのデータ全てが即座に
デコーダ１８５に出力されると仮定する。

【０１１３】この場合、エンコーダのバッファ１８２
は、これと相対する動作をする。ピクチャのデータはピ
クチャの周期と同期して、そのピクチャの全てのデータ
はバッファ１８２に即座に入力される。また、固定レー
トで、バッファ１８２からメディアにビットストリーム
は出力される。

【０１１４】この時、エンコーダのバッファ１８２の空
容量とデコーダのバッファ１８４のバッファ占有量は、
常に同一の値になる。また、図中指示符号１９１に示す
ように、バッファ１８２の占有量とバッファ１８４の占
有量の和は、一定量（バッファサイズと同一の量）とな
る。したがって、エンコーダのバッファ占有量を監視
し、これをオーバーフロウ又はアンダーフロウを起こさ
ないように制御することによってデコーダにおけるバッ
ファ１８４がオーバーフロウ又はアンダーフロウを起こ
すことを防止することができる。

【０１１５】バッファ監視回路はＶＢＶ制御を行うが、
上記のように実際の回路ではエンコーダバッファ１８２
を監視することにより実現できる。

【０１１６】ここで上記ＶＢＶについて以下さらに詳し
く説明する。ビットストリームはＶＢＶ（video buffer
ing verifier) の条件を満たさなければならない。ＶＢ
ＶについてはＷＤ Annex C. に詳述されているので、こ
こでは簡単に説明する。

【０１１７】ＶＢＶは、エンコーダの出力に接続される
概念的な疑似復号器で、上記バッファ監視回路がバッフ
ァ１８２を監視することによって実現できる。

【０１１８】ＶＢＶがもつバッファをＶＢＶバッファと
呼ぶ。これはバッファ１８４の状態を疑似的に示すもの
である。上記の通り、ＶＢＶバッファの占有量は、バッ
ファ１８２の空間量と同一である。したがって、ＶＢＶ
バッファを監視することは、実際にはバッファ１８２を
監視することで実現できる。

【０１１９】ＶＢＶの動作について説明する。 （１）ＶＢＶおよびビデオエンコーダは同じピクチャレ
ートおよび同じクロック周波数で同期して動作する。

【０１２０】（２）ＶＢＶバッファは、例えばサイズＢ
の受信バッファであり、サイズＢはsequence＿heqderの
vbv＿buffer＿sizeおよび sequence＿header＿extensio
n の vbv＿buffer＿size＿extension で与えられる。

【０１２１】（３）ＶＢＶバッファは、最初は空で、vb
v＿delay の時間で読みだし可能なデータ量が蓄積され
る。

【０１２２】（４）ＶＢＶ制御は符号化伝送される全て
のピクチャに適用される。バッファ内にたまった全ての
データはピクチャ単位で即座に取り除かれる。シーケン
スヘッダ内のpicture＿structure 及びピクチャヘッダ
の number＿of＿field＿displayed＿codeに対応したあ
る時刻ｔの後で、このピクチャに対応するバッファ内に
たまった全てのデータはピクチャ単位で即座に取り除か
れる。ｔは以下のように定義される。

【０１２３】 t = field＿count / (field＿per＿picture * P) ただし、field＿per＿picture = 2 (picture＿structur
e = 11の時、即ちフレームストラクチャの時）またはfi
eld＿per＿picture = 1 (picture＿structureがそれ以
外の値をとる時）の時、P = １秒あたりのピクチャ数fi
eld＿count はnumber＿of＿field＿displayed＿codeが
示すフィールド表示の回数あるピクチャについている、
シーケンスヘッダおよびＧＯＰヘッダはそのピクチャと
同時に取り除かれる。ＶＢＶは所定のデータが取り除か
れる前と後についてチェックされる。この場合、バッフ
ァ占有率が０からＢビットの間にあることを確認する。

【０１２４】次に復号化装置が自動で３−２プルダウン
を行なう場合について説明する。

【０１２５】（第２の記録方法） この場合、number＿of＿field＿displayed＿codeは記録
されていないが、復号化装置は自動的に３−２プルダウ
ンを行ない、表示を行なう。この場合、図１２に示すよ
うに、符号化時の１秒あたりのピクチャ数と復号時の１
秒あたりのピクチャ数が異なるため、上記ＶＢＶ条件が
成立しなくなる（オーバーフロウまたはアンダーフロウ
を起こす可能性がある。）。従ってこの場合の第２の記
録方法でメディアに記録する場合、上記方法に対応する
対策を符号化時に行なう必要がある。

【０１２６】なお、図１２において、平行線の幅がバッ
ファサイズであり、階段状の実線は、エンコーダ１８１
が２４Ｈｚでのpicture＿period毎に１フレーム分のビ
ットをＶＢＶバッファ１８２に渡している様子を示して
いる。階段状の点線は、デコーダのバッファ１８４のビ
ット蓄積量の変化の様子を示している。

【０１２７】当該第２の記録方法で記録する場合の条件
は、 （１）バッファ容量Ｂは sequence＿headerに記録され
ている実際のバッファサイズ vbv＿buffer＿size * 4/5
とする（4/5 は符号化、復号化時のフレームレートの比
に相当する。）。 （２）図１３に示すように、シーケンスの１フレーム目
を３フィールドで出力する場合、また、２フィールドで
出力する場合の双方に対応するように、vbv＿delayを設
定する。

【０１２８】ここで、図１３について説明する。図中の
平行線の幅がバッファサイズであり、階段状の実線は、
エンコーダ１８１が２４Ｈｚでの picture＿period毎に
１フレーム分のビットをエンコーダバッファ１８２に渡
している様子を示している。図中の平行線の傾きはビッ
トレートを表している。ＶＢＶ制御は階段状の線が平行
線の間にあるようにするバッファ制御である。

【０１２９】第２の記録方法で記録した場合、点線の幅
はバッファ容量Ｂ（vbv＿buffer＿size *4/5）を示して
いる。このとき、点線と実線の中央がともに一致するよ
うにバッファ制御を行なう。

【０１３０】このように、バッファ監視回路１０１７に
よって符号化時に仮想バッファの容量を実際のバッファ
よりも少なく設定することにより復号時においても破綻
を起こさないようにすることが可能である。

【０１３１】次に、第２の実施の形態における復号器１
１２の構成ブロック図を図１５に示す。なお、この図１
５も前述した図６と対応する構成要素には同一の指示符
号を付している。

【０１３２】この図１５において、復号器１１２の入力
信号は、バッファ７０１に一時蓄積される。次に、逆可
変長符号化器７０２によって符号化ビットストリームか
ら取り出した情報に従ってブロック毎に逆量子化器７０
３によって逆量子化された後、逆ＤＣＴ回路７０４によ
って逆ＤＣＴされる。なお、逆量子化器７０３、逆ＤＣ
Ｔ回路７０４は、図１１の符号器における量子化器４０
５、ＤＣＴ回路５０４と相補的な構成とされる。

【０１３３】予測器７１１はこれらブロック毎に処理さ
れた逆ＤＣＴの出力より、画像を再現するためのもので
ある。また、可変長符号化器７０２は、フィールドモー
ド変更信号ＦＭＣを復号し、除去されたフィールドであ
る場合には重複すべきフィールドから画像を複製してフ
ィールドを再構成しセレクタ７０６より画像信号として
出力する。

【０１３４】次に、当該第２の実施の形態における復号
化装置のレート変換回路１１３について説明する。当該
レート変換回路１１３の構成ブロック図を図１６に示
す。

【０１３５】この図１６において、上記逆可変調符号化
器７０２によりビットストリームからとり出されたフラ
グＦＭＣまたは、non＿intelaced＿sequence, frame＿r
ate,top＿filed＿first, number＿of＿field＿displaye
d＿codeは、当該レート変換回路１１３に入力される。
レート変換回路１１３はこれらのフラグ情報によってフ
レームレートの変換を行なう。

【０１３６】当該レート変換回路１１３は具体的にはア
ドレスコントローラ１５２によって構成される。したが
って、当該レート変換回路１１３は、上記フラグを参照
して、復号器１１２中のセレクタ付きのフィールドメモ
リ群１５１に読み出しアドレスを送り、所定のフィール
ドデータを当該フィールドメモリ群１５１から読み出さ
せて出力させる。

【０１３７】ここで、前記第０の記録方法でビットスト
リームが記録されている場合について動作を説明する。

【０１３８】ピクチャヘッダに記録されているＦＭＣを
受けとると、復号器１１２はそのフレームを３フィール
ド出力する。その他の場合は２フィールド出力を行な
う。シーケンス中の最初のフレームのＦＭＣが０である
場合、そのフレームは前記図９のフレームＡのように出
力される。またシーケンス中の最初のフレームのＦＭＣ
が１である場合、そのフレームは図９のフレームＢのよ
うに出力される。それ以後は図９のように変換されてい
く。

【０１３９】次に、前記第１の記録方法でビットストリ
ームが記録されている場合について動作を説明する。

【０１４０】non＿interlaced＿sequenceが０で frame
＿rateが２４Ｈｚまたは２３．９７６Ｈｚの場合、その
ビットストリームは第１の方法で記録されていることが
わかる。この場合、top＿field＿first およびnumber＿
of＿field＿displayed＿codeより、どのフィールドを重
複して出力するのかがわかる。図１７に出力の方法を示
す。この場合、元画像と同じフィールドが重複して出力
される。

【０１４１】次に、前記第２の記録方法でビットストリ
ームが記録されている場合について動作を説明する。

【０１４２】non＿interlaced＿sequenceが１で frame
＿rateが２４Ｈｚまたは２３．９７６Ｈｚの場合、その
ビットストリームは第２の方法で記録されていることが
わかる。この場合、レート変換回路１１３は、図９のよ
うに３−２プルダウンを行なう。この場合、元画像と同
じフィールドが繰り返される保証はない。

【０１４３】最後に、本発明実施の形態のビデオ信号記
録メディア１０８，１０９は、上述したような符号化装
置によって符号化された信号が記録されるものである。
すなわち、２４Ｈｚのフィルムソースをテレシネ変換し
て得られた６０Ｈｚのフィールド単位のビデオ信号から
前記テレシネ変換時に重複されたフィールドを検出し、
前記ビデオ信号から前記重複フィールドを除去して、２
４Ｈｚのノンインターレースビデオ信号を生成し、前記
ノンインターレースビデオ信号を符号化して生成された
符号化データが記録されているものである。ここで、こ
のビデオ信号記録メディアには、前述したように、重複
フィールドの除去に関連したデータとして、少なくと
も、前記重複フィールドの除去を指示する信号（ＦＭ
Ｃ）と、テレシネ変換レート情報（non＿interlaced＿s
equence及びframe＿rate）と、表示フィールド数を指示
する信号（number＿of＿field＿displayed＿code）とを
含む。なお、この記録メディアとしては、例えば、ディ
スク状記録媒体（光ディスク、記録可能な光ディスク、
ハードディスク等）や、テープ状記録媒体、半導体メモ
リ、ＩＣカード等を例に挙げることができる。

【０１４４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、符号化デ
ータと、少なくとも１フレームをなす２フィールドのど
ちらのフィールドを先に表示するかの出力順を示すフラ
グ（ＤＳＯ）と、１フレームをなす２フィールドを２フ
ィールド表示するかまたは３フィールド表示するかを示
すフラグ（ＤＦＮ）とを受信し、分離し、符号化データ
を可変長復号し、逆量子化し、逆離散コサイン変換（Ｄ
ＣＴ）処理して２４Ｈｚのノンインターレースビデオ信
号を生成し、出力順を示すフラグＤＳＯと、２フィール
ド表示するかまたは３フィールド表示するかを示すフラ
グＤＦＮとに基づいて前記ノンインターレースビデオ信
号の所定のフレームを３フィールドとなして６０Ｈｚの
フィールド単位の画像にレート変換することにより、効
率良く且つ高品質のビデオ信号を復号可能である。

【０１４５】上述のように本発明によれば、符号化デー
タと、少なくとも１フレームをなす２フィールドを２フ
ィールド表示するかまたは３フィールド表示するかを示
すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Displayed_Code）と
を受信し、分離し、前記符号化データを可変長復号し、
逆量子化し、逆離散コサイン変換処理して２４Ｈｚのフ
レーム単位のビデオ信号を生成し、前記２フィールド表
示するかまたは３フィールド表示するかを示すフラグＤ
ＦＮ（Number_of_Field_Displayed_Code）に基づいて、
前記フレーム単位のビデオ信号の所定のフレームを３フ
ィールドにレート変換し、更に元のインターレースビデ
オ信号の時系列とするフィールド順序入れ換えをして、
６０Ｈｚのフィールド単位の画像にすることにより、効
率良く且つ高品質のビデオ信号を復号可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の符号化装置及び復
号化装置の構成を示すブロック回路図である。

【図２】第１の実施の形態の符号化装置の２−３プルダ
ウン検出回路の構成を示すブロック回路図である。

【図３】第１の実施の形態の符号化装置のレート変換回
路の重複するフィールドの説明に供する図である。

【図４】第１の実施の形態の符号化装置の符号器の構成
を示すブロック回路図である。

【図５】符号器の予測モードに関する説明に供する図で
ある。

【図６】第１の実施の形態の復号化装置の復号器の構成
を示すブロック回路図である。

【図７】第２の実施の形態の符号化装置及び復号化装置
の構成を示すブロック回路図である。

【図８】第２の実施の形態の符号化装置のレート変換回
路における信号の流れを説明するための図である。

【図９】第２の実施の形態の符号化装置においてフレー
ムの再構成について説明するための図である。

【図１０】第２の実施の形態の符号化装置のフィールド
順序入れ替え回路の構成を示すブロック回路図である。

【図１１】第２の実施の形態の符号化装置の符号器の構
成を示すブロック回路図である。

【図１２】符号器側のバッファ制御の様子を説明するた
めの図である。

【図１３】復号器側のバッファ制御の様子を説明するた
めの図である。

【図１４】バッファ制御を具体的に説明するためのブロ
ック回路図である。

【図１５】第２の実施の形態の復号化装置の復号器の構
成を示すブロック回路図である。

【図１６】第２の実施の形態の復号化装置のレート変換
装置について説明するためのブロック回路図である。

【図１７】第２の実施の形態の復号化装置のレート変換
装置における出力の方法を説明する為の図である。

【図１８】２−３プルダウンの原理説明に供する図であ
る。

【図１９】２−３プルダウンよって変換されたフィール
ドに関し、異なるフィルムソースから構成されたフィー
ルドが符号化効率が低下することを示す図である。

【符号の説明】

１０２ ２−３プルダウン検出回路、 １０３，１１３
レート変換回路、１０４，１１４ フィールド順序入
れ替え回路、 １０５ 符号器、 １０６ＥＣＣ回路、
１０７ 変調回路、 １０８，１０９ メディア、
１１０ 復調回路、 １１１ ＥＣＣデコード回路、
１１２ 復号器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−161127（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328317（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−22299（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−326985（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37900（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−507182（ＪＰ，Ａ) 米国特許5491516（ＵＳ，Ａ) 国際公開91／006182（ＷＯ，Ａ１) Ｗ．Ｐａｉｋ，Ｄｉｇｉｃｉｐｈｅｒ − Ａｌｌ Ｄｉｇｉｔａｌ， Ｃｈ ａｎｎｅｌ Ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ， ＨＤＴＶ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｙｓ ｔｅｍ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉ ｏｎｓ ｏｎ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎ ｇ，1990年12月，Ｖｏｌ．36， Ｎｏ. ４，ｐ．245−254 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の符号化方法により符号化されたデ
   ータを復号化するビデオ信号復号化方法において、 前記符号化データと、少なくとも１フレームをなす２フ
   ィールドを２フィールド表示するかまたは３フィールド
   表示するかを示すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Disp
   layed_Code）とを受信し、分離し、 前記符号化データを可変長復号し、逆量子化し、逆離散
   コサイン変換処理して２４Ｈｚのフレーム単位のビデオ
   信号を生成し、前記 ２フィールド表示するかまたは３フィールド表示す
   るかを示すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Displayed_
   Code）に基づいて、前記フレーム単位のビデオ信号の所
   定のフレームを３フィールドにレート変換し、 更に元のインターレースビデオ信号の時系列とするフィ
   ールド順序入れ換えをして、 ６０Ｈｚのフィールド単位
   の画像にすること を特徴とするビデオ信号復号化方法。
2. 【請求項２】 所定の符号化方法により符号化されたデ
   ータを復号化するビデオ信号復号化装置において、 前記符号化データと、少なくとも１フレームをなす２フ
   ィールドを２フィールド表示するかまたは３フィールド
   表示するかを示すフラグＤＦＮ（Number_of_Field_Disp
   layed_Code）とを受信し、分離する受信分離手段と、 前記符号化データを可変長復号する可変長復号手段と、
   前記可変長復号手段の出力を逆量子化する逆量子化手段
   と、前記逆量子化手段の出力を逆離散コサイン変換処理
   する逆離散コサイン変換手段とよりなる２４Ｈｚのフレ
   ーム単位のビデオ信号を生成する復号化手段と、前記 ２フィールド表示するかまたは３フィールド表示す
   るかを示すフラグＤＦＮ(Number_ of_Field_Displayed_
   Code）に基づいて前記フレーム単位のビデオ信号の所定
   のフレームを３フィールドとするレート変換手段と、 前記レート変換手段の出力を、元のインターレースビデ
   オ信号の時系列とするフィールド順序入れ換え手段と を備えてなることを特徴とするビデオ信号復号化装置。