JP3685780B2 - ディジタル映像信号記録装置および記録方法並びに再生装置および再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はディジタル映像信号の記録または再生を行うディジタル映像信号記録装置および再生装置に関わり、特に動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号を記録再生するディジタル映像信号記録装置および再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディジタル映像信号記録再生装置には例えば特開平６−９８３１４号公報、特開平６−７８２８９号公報等に示されたものがあり、その一例を図２９に示す。図において、７５はカメラ、ＶＴＲ等の映像信号ジェネレータ、７６はマイク、ＶＴＲ等のオーディオ信号ジェネレータ、６２は映像信号符号器、６３はオーディオ信号符号化器、７７はシステムレイヤビットストリーム生成器、７８は誤り訂正符号化器、７９はディジタル変調器、８０は光ディスク、５６は再生アンプ、８６は検波器、８１はディジタル復調器、５８は誤り訂正器、５９はシステムストリーム処理器、８２は映像信号復号器、８３はオーディオ信号復号器、８４はモニタ、８５はスピーカである。
【０００３】
現在、光ディスクとして一般的なものは１２０ｍｍ径のものであり、通常、この光ディスクは６００Ｍバイト強のデータの記録が可能である。ごく最近では、この光ディスクに対して１．２Ｍｂｐｓ程度のデータレートで７４分の映像信号および音声信号の記録が可能な製品がでてきており、記録時は映像信号ジェネレータ７５から映像信号を映像信号符号化手段６２に入力して映像信号の符号化を行い、オーディオ信号ジェネレータ７６からは、オーディオ信号をオーディオ信号符号化手段６３に入力して音声信号の符号化を行う。これら二つの符号化された信号にヘッダ等を多重化する処理をシステムレイヤビットストリーム生成器７７によって行い、さらに誤り訂正符号付加器７８によって誤り訂正符号を付加したのち、ディジタル変調器７９によってディジタル変調されて、記録のためのビットストリームが生成される。このビットストリームを記録手段（図示しない）によってマザーディスクが作成され、このマザーディスクの内容をディスク８０に複製して市販映像ソフトディスクが作成される。
【０００４】
ユーザの再生機においては、映像ソフトディスクから、光ヘッドによって得られた信号を再生アンプ５６によって増幅し検波器８６に再生信号を入力する。この再生信号は、検波器８６によって検波した後、ディジタル復調器８１においてディジタル復調し、誤り訂正器５８によって誤り訂正を施す。この後、誤り訂正された信号より映像信号領域を抽出し、この抽出データを映像信号復号化器８２によって復号化処理し、オーディオ信号復号化器によってオーディオ信号の復号化処理した結果と合わせてモニタ８４及びスピーカ８５に出力する。
【０００５】
この映像信号の符号化手法として代表的なものは、国際標準符号化方式であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式と称するＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２がある。以下ＭＰＥＧ２を例にとって符号化手法の具体例を説明する。ＭＰＥＧについては「ＭＰＥＧ技術」（トリケップス社 米満 潤 監修）などに紹介されている。
【０００６】
図３０にＭＰＥＧ２の符号化方式を説明するための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図、図３２に復号化方式の説明するための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号復号化部のブロック図を示す。また、図３１はＭＰＥＧ２の符号化方式による動画のグループ化の説明をするための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化の動画像処理の概念を示す図であり、図においてＩＢＢＰＢＢＰ……の、ＩはＩピクチャ、ＢはＢピクチャ、ＰはＰピクチャをそれぞれ示している（以下、特に断わりの無い限り、図面中のＩはＩピクチャ、ＢはＢピクチャ、ＰはＰピクチャをそれぞれ示す。）。たとえば、図３１の（ア）では、Ｉから次のＩの出現前までの動画をある一定の枚数でグループ化している。このグループを構成するピクチャの枚数は通常１５枚である例が多いが、特に制限はされていない。
【０００７】
このグループを構成する画像群を、独立再生が可能な画像単位あるいはｎフレームからなる一かたまりの画像あるいは連続する複数枚の画像の一かたまりあるいはグループオブピクチャ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ。以下、画像群またはＧＯＰと称す）という。このＧＯＰは、完全に１枚だけで復号化可能なフレーム内符号化画面（以下Ｉピクチャと称す）が少なくとも１枚あり、その他にＩピクチャを基に、その時間系列の片方向予測によって動き補償予測をして符号化するフレーム間予測符号化画面（以下Ｐピクチャと称す）と、ＩピクチャとＰピクチャを基に、その時間系列の両方向予測によって符号化する双方向予測符号化画面（以下Ｂピクチャと称す）とで構成される。（なお図３１中矢印は予測関係を表す）
【０００８】
すなわち、ＢピクチャはＩおよびＰピクチャが揃ってからしか符号化復号化できず、ＧＯＰの中の初めてのＰピクチャはその１つ前のＩピクチャが揃って符号化復号化が可能となる。ＧＯＰの中の２枚目以降のＰピクチャはその１つ前のＰピクチャが揃って符号化復号化が可能となる。従ってＩピクチャがなければＰ、Ｂピクチャの両方とも符号化復号化はできない。
【０００９】
図３０において８７は画像並び換え器、８８は走査変換器、８９はエンコーダバッファ、９０はモード判定器、２は動きベクトル検出器、６は減算器、８はＤＣＴ演算器であり、フィールドメモリおよびフレームメモリとＤＣＴ演算部を有している。１０は量子化器、１４は逆量子化器、１６は逆ＤＣＴ演算器（ＩＤＣＴと表記）、１８は加算器、２０は画像メモリ、２２はレート制御器、２６は可変長符号化器である。
【００１０】
図３２において３３は可変長復号器（ＶＬＤと表記）、３４は逆ＤＣＴ、３７は画像メモリ、３８は加算器、３９は逆走査変換器である。なお、今後動きベクトル検出器２とモード判定器９０は２つあわせて動きベクトル検出部と表現する。
【００１１】
次に図３０〜図３２に基づき、従来の光ディスク等を利用したディジタル映像信号記録・再生信号の動作について説明する。図３０において画像並び換え器８７によって、図３１に示す順で符号化するための画像の並び換えを行い、ラスタスキャンからブロックスキャンに走査変換器８８によって変換する。以後この画像の並べ変え処理およびラスタスキャンからブロックスキャンへの変換処理を総称して前処理と称し、画像並び換え器８７および走査変換器８８を総称して前処理器と称する（図３０中、ＰＲと表記した部分）。入力された画像データは符号化される順序でブロックスキャンされて、Ｉピクチャであれば減算器６はスルーされるし、ＰピクチャおよびＢピクチャであれば参照画像と減算器６によって引き算される。
【００１２】
このとき画像の動きベクトル検出器２によって（このベクトル検出器２への入力は原画像としては画像並び換えのあとの画像でも、ブロックスキャンした後の画像でも良いが後者の方が回路規模は小さくなる、また参照画像も画像メモリ２０から入力されていなければならないが図中の参照矢印は省略する）動いた方向と量を求め画像メモリ２０からその分を考慮した領域の信号が読み出される。このときモード判定器９０は両方向予測を使うのか、片方向予測を使うのかを判定する。
【００１３】
動きベクトルを考慮した参照画面との減算が減算器６でおこなわれ電力の小さな画像になり符号化効率が上がるような仕組みになっている。減算器６の出力はＤＣＴ演算器８によって、フィールド単位またはフレーム単位でまとめられ離散コサイン変換（ＤＣＴ）され周波数成分のデータに変換される。このデータは周波数毎に重みの異なる量子化器１０に入力され、可変長符号化器２６によって低周波成分高周波成分にわたって２次元的にジグザグスキャンされ、ランレングス符号化およびハフマン符号化を施される。
【００１４】
このランレングス符号化およびハフマン符号化を施されたデータは、目標符号量に対して合致させるようにレート制御器２２を用いて量子化テーブルをスケーリングするように制御され、可変長符号化を施される。この可変長符号化されたデータは、通常、エンコーダバッファを介して出力される。量子化されたデータは逆量子化器１４によって元に戻され、逆ＤＣＴ演算器１６によって元の画像空間データにもどされ先ほどの減算器６によって参照されたデータと加算器１８によって加算を行うことでデコードしたときと同じデータが得られる。
【００１５】
図３２は復号化装置についての概略的なブロック構成を示しており、可変長復号化器３３によって動きベクトルや符号化モードやピクチャモードなどのヘッダ情報を含めて画像データを復号し、この復号データを量子化後、逆ＤＣＴ演算器３６によって逆ＤＣＴ演算を施し（なお、図３２中、逆ＤＣＴ演算器３６前段にある逆量子化器を省略している。）、動きベクトルを考慮して画像メモリ３７から画像データを参照して、その参照した画像データを加算器３８によって逆ＤＣＴ後のデータと加算することで動き補償予測のデコードを行う。このデータを逆走査変換器３９によってラスタースキャンに変換してインターレース画像を得、出力する。
【００１６】
また、１９９４年テレビジョン学会年次大会における杉山他の発表で「可変転送レートディスクシステムとその符号量制御方法」に紹介された可変転送レートディスクシステムによれば、さらなる高画質なディジタル映像信号の符号化方式の提案がなされている。これは、ＧＯＰの符号化レートを１プログラム（例えば一番組）で固定化してその中の各ＧＯＰについては絵柄の難しさに応じたレートに設定して符号化していく手法が提案されている。図３３は、この方式による従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図を示す。図３３において９１は動き補償予測器、９２は符号量メモリ、９３はＧＯＰレート設定器、９４は符号量割当器、９５は減算器、９６は符号量カウンタ、９７はスイッチである。図３３のＧＯＰレート設定器は量子化値の設定を絵柄の複雑さで変化させるようにしている。つまりスイッチ９７が仮符号化側に接続されている間に可変長符号化器２６の出力が符号量カウンタ９６に入力されて、この符号量カウンタ９６において符号量が計数され符号量メモリ９２に蓄えられる。
【００１７】
ＧＯＰレート設定器９３は、この符号量メモリ９２に蓄えられた符号量の値から、１プログラム全てにおける仮符号量を求め、各ＧＯＰの最適符号化レートを算出設定する。このときの符号割当を符号量割当器９４によって算出し本符号化の準備が整う。スイッチ９７が本符号化の方に接続されると符号量割当器９４から出力される符号量割当量と符号量カウンタ９６の値とを比較して、実符号量に基づき量子化器を制御するように動作する。このようにすることでプログラムの中でゆっくり変化する符号化の難易度を吸収するように容易な絵柄には少しの符号量、複雑な絵柄には多くの符号量が割り当てられる。この結果この方式によって３Ｍｂｐｓのレートで記録したものについて、それまでの方式を用いて６Ｍｂｐｓのレートで符号化したものとほぼ同等の画質を得たと報告されている。
【００１８】
上記のような光ディスクを用いたディジタル映像信号記録・再生装置におけるスキップサーチの可能性について考えた場合、ＧＯＰの先頭が高速にアクセスできても例えば早送りにするためにＩピクチャとＰピクチャを再生したいと考えた場合、ＰピクチャはＧＯＰ内の適当な位置に書かれているのでビットストリーム上のデータを探しながら光ヘッドを動作させる必要が生じる。しかし、これはアクチュエータ等のサーボの時定数などからこのような制御が間に合わない。ある特定ＧＯＰの先頭を見つけるには１ＧＯＰあたり通常１５フレームの画像が含まれており、ＮＴＳＣ走査方式で０．５秒の裕度があるため検索可能性はあるものの、例えばスキップサーチ時にＩピクチャ、Ｐピクチャを読みだそうとしてもフレームレートで３分の１の画像を読み出すためのビットストリームは２分の１以上の読みだしを必要とするためヘッド移動時間を２００ミリ秒とすると通常の２．５倍以上の読みだし速度が要求される。これはアクチュエータの応答限界を越えており、順当な再生方法によっては、実質的にスキップサーチが不可能である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディジタル信号記録・再生装置では、このように符号化されているので、ビデオテープレコーダのようにスキップサーチ（早送りでみること）などをしようとすると、Ｂピクチャのように１枚の画像データからは完全な元の画像の復元ができないデータなどを再生した場合、まともな再生画像を得られず、特にスキップサーチなどではフレーム単位での出力処理に関わるジャーキネス（動きの不自然さ）などが発生したり、再生画質の良い可変レートコーディングを行うと、ＧＯＰの先頭アドレスの位置が変化するため、ＧＯＰの先頭そのものをアクセスするのに困難さが増し、ＧＯＰの単位が揃わずディスク領域に空白ができるなどの問題点がある。
【００２０】
本発明は以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号を記録再生するディジタル映像信号記録・再生装置におけるスキップサーチを可能にすると共に、可変レートコーディングを採用する前提のもとで、ＧＯＰへのアクセス性の向上と、記憶媒体上における空き領域の有効利用とを実現できるディジタル映像信号記録・再生装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成されるＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切る手段と、上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、次のＧＯＰのデータを当該空白領域に埋め込む制御手段とを有するディジタル映像信号記録装置である。
また、請求項５記載の発明は、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成されたＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切り、当該アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、当該空白領域に次のＧＯＰのデータが埋め込まれたディジタル映像信号データが記録された記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生装置において、上記埋め込まれたデータをもとのＧＯＰに再構成するデータ再構成手段と、該データ再構成手段からの再構成されたデータを復号化するデータ復号手段とを有することを特徴とするディジタル映像信号再生装置である。
本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号を所定の条件に従って符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段と、上記第一および第二の符号化手段から出力されるおのおのの出力データを、画像群データ毎に、各画像群データにおける所定の位置に配列するためのデータ配列手段とを有するものである。
【００２２】
また、第一の符号化手段が少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、所定の間隔で間引かれた映像情報を符号化する構成としたものである。
【００２３】
また、第一の符号化手段が直交変換された低周波領域のみを符号化する構成としたものである。
【００２４】
また、第一の符号化手段が量子化レベルで粗く量子化して符号化する構成としたものである。
【００２５】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号を所定のビットごとに区切ったデータ列より低周波領域分のデータを抽出する低周波領域抽出手段とを有するものである。
【００２６】
また、本発明によるディジタル映像信号再生装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化され、かつ低周波領域のデータと高周波領域のデータとが領域分けされたデータよりなるディジタル映像信号を記録媒体上から再生するディジタル映像信号再生装置において、上記低周波領域のデータと上記高周波領域のデータとを所定の順序に並び換えるデータ並び換え手段と、該並び換えられたデータを復号するモードまたは選択的に上記低周波領域のデータを復号するモードの何れか一方のモードを選択するモード切り替え手段とを有するものである。
【００２７】
さらに低周波領域のデータのみ復号化するモードで復号化する場合は、復号化可能なデータのみを復号し、所定のビット数境界付近の復号化不能なデータは廃棄し、得られた高周波領域のデータについては固定値に置き換え逆直交変換を施すデータ操作手段を有するものである。
【００２８】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号の各ブロックの符号化データに対し低周波領域のデータとしての所定のビット数に達するとブロック終端符号を付し、上記所定のビット数を越える上記符号化データを高周波領域データとして符号化を行う符号化手段を有するものである。
【００２９】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された低周波領域のデータと、高周波領域のデータがブロック終端符号によって仕切られてなる符号化データを記録媒体上から読み出すディジタル映像信号再生装置において、低周波領域のデータと高周波領域のデータとブロック終端符号のそれぞれに基づいて、データを再構成するデータ再構成手段と、再構成したデータを復号するモードまたは選択的に低周波領域のデータのみを復号化するモードの何れか一方のモードを選択するモード切り替え手段と、該モード切り替え手段の出力に基づいて再構成された符号化データを復号化する復号化手段と、高周波領域については固定値に置き換え逆直交変換を施すデータ操作手段とを有するものである。
【００３０】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対して画素間引きを行った低解像度成分のデータを符号化する符号化手段と、該符号化手段の出力データを補間し画素間引きを行う前の画像との差分成分を符号化する差分成分符号化手段を有し、上記符号化手段の出力と上記差分成分符号化手段の出力とを所定の領域にわけてデータを構成し、オーディオ信号やヘッダなどを付加し誤り訂正符号を付す情報付加手段とを有するものである。
【００３１】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、かつ画素間引きされた低解像度分のデータと、画素間引き前の画像と画素間引きされた後に補間された画像との差分成分に対応するデータとを有するディジタル映像信号を記録媒体より読み出すディジタル映像信号再生装置において、上記低解像度成分のデータと上記差分成分のデータとを合成して復号化する復号手段を有するものである。
【００３２】
さらに低解像度成分のデータと差分成分のデータとを合成して復号化するモードと低解像度成分のみ復号化するモードとを切り替えるモード切り替え手段を有するものである。
【００３３】
また、さらに低解像度画像の復号化時は復号化後補間した映像を生成する補間映像生成手段を有するものである。
【００３４】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、該絵柄判定手段からの判定出力に基づいてデータレートを適応的に変化させてエンコードする適応型エンコーダと、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、適応的に変化させるデータレートに離散的な値を設定するためのデータレート設定手段を有するものである。
【００３５】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、該絵柄判定手段からの判定出力に基づいてデータレートを適応的に変化させてエンコードする適応型エンコーダと、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、データレート情報をヘッダに多重するか、または記録媒体上の所定の領域に書き込む構成としたものである。
【００３６】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、所定の間隔で間引かれた映像信号を符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３７】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、直交変換された低周波領域のみを符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３８】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、量子化レベルで粗く量子化して符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３９】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された符号化データのデータレートが絵柄に応じて適応的に可変であるデータを読み出すディジタル映像信号再生装置において、通常再生モードと特殊再生モードとの再生モードの切り替えを行うモード切り替え手段と、データレート情報を抽出するデータレート情報抽出手段と、上記特殊再生モード時に上記データレート情報抽出手段から出力されるデータレート情報に基づいて特殊再生用のデータが存在する記録媒体上の位置を算出する位置情報算出手段とを有するものである。
【００４０】
また、さらに位置情報算出手段からの出力と特殊再生速度に応じて記録媒体上の位置にヘッド位置を制御するヘッド位置制御手段を有するものである。
【００４１】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成される１画像群に割り当てられた領域に対応して符号量の制御を行い、エンコードするエンコード手段と、該エンコード手段からの出力と所定の符号量を比較する符号量比較手段と、該符号量比較手段からの出力に基づいて、余分のデータを空白領域を有する画像群の空白領域に埋め込むデータ補充手段とを有するものである。
【００４２】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成された画像群の空白領域に他の画像群のデータが埋め込まれたディジタル映像信号データを記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生装置において、埋め込まれた映像信号符号化データをもとの画像群に再構成するデータ再構成手段と、該データ再構成手段からの再構成されたデータを復号化するデータ復号手段とを有するものである。
【００４３】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化が行なわれ、かつ各画像群データの所定の位置に第１および第２の符号化データの配列がなされたデータから、所定の条件に従って上記第１および第２の符号化データに対応する第１および第２の復号データを生成するディジタル映像信号再生装置において、上記第１および第２のデータを復号して再生画像を得る第１の復号手段と、上記第１のデータを復号してフレーム内符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第２の復号手段と、上記第１のデータを復号して少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間予測符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第３の復号手段のうち、少なくともいずれか一つの復号手段を有し、特殊再生の際に上記いずれの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り替えるためのモード切り替え手段を有するものである。
【００４４】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された映像情報を記録媒体上より再生するディジタル映像信号再生装置において、再生符号中から映像信号に対応するデータを抽出する映像データ抽出手段と、該映像データ抽出手段から出力される映像データを復号して再生する映像データ復号再生手段と、映像データの再生の際に通常の再生モード、または奇数フィールドもしくは偶数フィールドのいずれか一方のフィールドを再生表示するモード、または奇数フィールドもしくは偶数フィールドのフィールド構成を逆にして再生表示をするモードとを切り替えるモード切り替え手段とを有するものである。
【００４５】
また、本発明によるディジタル映像信号再生装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化が行なわれ、かつ各画像群データの所定の位置に第１および第２の符号化データの配列がなされており、かつ符号化されたデータレートが絵柄に応じて適応的に可変であるデータから所定の条件に従って上記第１および第２の符号化データに対応する第１および第２の復号データを生成するディジタル映像信号再生装置において、上記第１および第２のデータを復号して再生画像を得る第１の復号手段と、上記第１のデータを復号してフレーム内符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第２の復号手段と、上記第１のデータを復号して少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間予測符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第３の復号手段のうち、少なくともいずれか一つの復号手段を有し、特殊再生の際に上記いずれの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り替えるためのモード切り替え手段を有するものである。
【００４６】
【作用】
上記請求項１記載の発明によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰを配しなおかつ余白部などの無駄部分を可能な限り埋めるように作用する。
また、上記請求項５記載の発明によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成するよう作用する。
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、すべての映像信号を符号化するのに比較して、動画像のうち基本的な部分を符号化することによって最低限アクセスする領域を減らすように作用する。第二の符号化手段が第一の符号化手段で符号化されていない映像情報を符号化し、二つの符号化手段のデータですべての映像情報を符号化するように作用する。また、データ配列手段は、２つの符号化手段により得られたデータをヘッドのアクセスに都合がよいよう並び換えるよう作用する。
【００４７】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００４８】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、周波数的に部分的な映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００４９】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、粗く量子化することにより、映像に対して影響の深い上位ビットのデータを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００５０】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、データ抽出手段が、ブロック毎に所定のビット毎に区切ることによって映像信号の低周波領域を区切るよう作用する。
【００５１】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ並び換え手段が、２つに区切られた符号化データをつなぎ合わせて完全な復号画像を得るように作用し、特殊再生時は、２つに区切られた符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号するように作用し、装置の動作状況に応じて復号するよう作用する。
【００５２】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生時、データ操作手段が、２つに区切られた符号化データのうち低周波領域を復号する場合、復号化可能なデータのみを復号化し、復号化できなかったビットは廃棄しさらにブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するように作用する。
【００５３】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、ブロックの低周波領域と高周波領域ともにブロック終端符号（ＥＯＢ）で見かけ上ブロックを終了したように符号化するよう作用する。
【００５４】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ再構成手段が、それぞれブロック終端符号（ＥＯＢ）で区切られた符号化データから完全な復号画像を得るように作用し、特殊再生時は、符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号するように作用し、装置の動作状況に応じて復号するよう作用する。また、データ操作手段が、符号化データのうち低周波領域を復号する場合、ブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するように作用する。ブロックの低周波領域と高周波領域ともにＥＯＢで見かけ上ブロックを終了したように符号化するよう作用する。
【００５５】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、低解像度符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、差分成分符号化手段が、低解像度符号化手段の中の復号データを補間して、低解像度変換を行う前の画像と比較することで差分成分を得て低解像度符号化手段で得られていない高解像度分の映像データを符号化するように作用する。
【００５６】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時、映像信号復号手段が、低解像度分の符号化データと、低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データを合成して復号化するよう作用する。
【００５７】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、モード切り替え手段が、通常再生時、２つに区切られた低解像度符号化データと低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データとを合成して復号化し、特殊再生時は、低解像度符号化データのみを復号化するように復号化手段を切り替えるよう作用する。
【００５８】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、映像生成手段が、特殊再生時、低解像度符号化データのみを復号化する場合、低解像度成分の映像データを補間し元の画像サイズに戻すよう作用する。
【００５９】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、データレート設定手段が、可変レートの映像信号符号化手段においてレートをごく限られた値しか許さないよう作用する。
【００６０】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化した場合のデータレート設定情報を記録媒体上に映像データとは別に記録されるように作用する。
【００６１】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６２】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、周波数的に部分的な映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６３】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、粗く量子化することにより、映像に対して影響の深い上位ビットのデータを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６４】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段が、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出してデータレートの異なるＧＯＰを再生する場合、通常再生時には２つに分けられた符号化データの両方を合成して復号化し、特殊再生時にはアクセス目標とされたＧＯＰの記録媒体上の位置を算出し最低限アクセスするデータを再生して次の目標ＧＯＰにアクセスする。この際に、位置情報算出手段は得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出するよう作用する。
【００６５】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生速度に応じてアクセス目標となるＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出し、光ヘッド位置変換手段が、その位置に光ヘッド位置を制御するよう作用する。
【００６６】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰを配しなおかつ余白部などの無駄部分を可能な限り埋めるように作用する。
【００６７】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成するよう作用する。
【００６８】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ、Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるように作用する。
【００６９】
上記ディジタル信号再生装置によれば、特殊再生時にモードに応じてフィールド構成を最適化するように作用する。
【００７０】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段が、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出してデータレートの異なるＧＯＰを再生する場合、通常再生時には２つに分けられた符号化データの両方を合成して復号化し、特殊再生時にはアクセス目標とされたＧＯＰの記録媒体上の位置を算出し最低限アクセスするデータを再生して次の目標ＧＯＰにアクセスする。この際に、位置情報算出手段は得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出するよう作用する。また、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ、Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるように作用する。
【００７１】
【実施例】
実施例１．
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明を行う。図１はディジタル映像記録・再生装置におけるディジタル映像信号符号化処理部を示すブロック図であり、図において１、４は前処理器（ＰＲ）、２、５は動きベクトル検出器（ＭＥ）、３は解像度変換器、６、７は減算器、８、９はＤＣＴ演算器、１０、１１は量子化器（Ｑ）、１２、１３は可変長符号化器（ＶＬＣ）、１４、１５は逆量子化器（ＩＱ）、１６、１７は逆ＤＣＴ演算器（ＩＤＣＴ）、１８、１９は加算器、２０、２１は画像メモリ、２２、２３はレート制御器、２４は解像度逆変換器、２５はデータ配列手段としてのデータ再構成器である。また図１には一例としての第一の符号化手段及び第二の符号化手段を示す。特に減算器６は、ここでは第一の符号化手段と第二の符号化手段による両符号化過程における差分成分を出力する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
次に動作について説明する。解像度変換器３にはインターレースのラスタースキャンの順にビデオデータが入力される。入力されたビデオデータは解像度変換器３によって高周波数領域の折り返しノイズを防ぐためにフィルタリングされ間引かれる。（図２は上記解像度変換の概念を画像上で表現した説明図である。）例えば水平７０４画素、垂直４８０画素のデータを例にとると、フィルタリングされたあと水平、垂直にそれぞれ１／２倍の水平３５２画素、垂直２４０画素の画像に間引かれて低解像度の画面データに変換される。
【００７３】
この低解像度の画面データは前処理器４に入力されることによってラスタースキャンからブロックスキャンに変換される。（なお、ここにいうブロックスキャンとはＤＣＴのブロックの順にデータを送るという意味である。）Ｉピクチャはフレーム内符号化を行うためフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに符号化する。
【００７４】
Ｉピクチャの場合は減算器７の入力である画像メモリ２１はなにも出力していないためビデオ信号は減算器７をスルーする。このデータはＤＣＴ演算器９で周波数成分に直交変換され、この直交変換されたデータは低周波数領域からのジグザグにスキャンされるような順序で量子化器１１に入力され量子化される。さらに、量子化された画像データは可変長符号器１３を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００７５】
一方、量子化器１１によって量子化された画像データは逆量子化器１５で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１７で周波数成分データから空間成分のデータに逆変換される。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１９の画像メモリ２１からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１９の出力は画像メモリ２１に蓄えられるデータとして使用される。画像メモリには少なくともＩピクチャ、またはＩピクチャおよびＰピクチャのデータを蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２においてはＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【００７６】
また、画像メモリ２０は、復号されたデータ加算器１８の出力と、解像度逆変換器２４により画素を補間して画素数が元に戻った結果とを入力としてある重み付けで平均化した画像復号データを蓄える。以下この重み付けに関しては簡単のため解像度逆変換器２４の出力を１、加算器１８の出力を０の重みを使用した場合について記す。
【００７７】
また、入力されたビデオデータは前処理器１によってバッファリングされてラスタスキャンからブロックスキャンへの走査変換を行い、上述の低解像度処理を受けた信号を蓄えている画像メモリ２０からのデータと減算器６によって引き算される（これを解像度残差成分と呼ぶ）。解像度残差成分はＤＣＴ演算器８によって周波数領域に直交変換され、低周波数領域からのスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。このデータは可変長符号器１２を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００７８】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間領域のデータに逆変換される。加算器１８では画像メモリ２０からの入力は低解像度処理したものの逆変換データと逆ＤＣＴ演算器１６との加算を行うことで解像度的に低解像度のデータと、低解像度データ以外のデータの一例として、その残差成分のデータとによる２階層になったデータの復号結果を得、画像メモリ２０に蓄えられる。この階層は解像度変換を行う回数で決められ、２度解像度変換を行って３つの階層にすることも可能であり、同様なアプローチで任意の階層のデータを作成することができる。
【００７９】
通常ＭＰＥＧなどの符号化については、ＩピクチャとＰピクチャとからの双方向予測を行ってＢピクチャを符号化するために、ＩピクチャとＰピクチャについては復号データとして復号されて蓄えられている。このようにして、ＩピクチャとＰピクチャとを符号化し、次にＢピクチャの処理を行う。
【００８０】
上述のようなＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの符号化処理は、低解像度成分と解像度残差成分の双方について行われる。このようにすれば低解像度成分Ｒ（以下Ｒ成分と称す）と解像度残差成分Ｓが交互に並んだシーケンスが構成できる。これらのデータをデータ再構成器２５によって、ＧＯＰの先頭部分等のような、光ヘッドのアクセスに都合の良いような箇所へＧＯＰを固めて配置するように動作し、例えば図３のシーケンスａの様な並びにする。このように並び換えておき、Ｌ成分の占める領域である前半を読み出せば低解像度成分は再生可能である。解像度残差成分は、非解像度残差成分よりデータ量が少なく効率的な階層化が行なえる。すなわちここでは所定の条件に従って符号化する第一の符号化手段と映像情報のうち上記第一の符号化手段によって符号化された以外の映像情報の一例として上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段を設けて効率的な階層化を行うものである。
【００８１】
なお、図３はデータ構成結果の一例を示す図であり、図３中、シーケンスａは本実施例の符号化処理によって生成されたシーケンス、シーケンスｂは第２の実施例の符号化処理によって生成されるシーケンス、シーケンスｃは第３の実施例の符号化処理によって生成されるシーケンスである。なお、シーケンスｂ中、Ｌは低周波成分、Ｈは高周波成分、シーケンスｃ中、Ｃは粗い量子化をして符号化した成分、Ａは粗量子化残差成分をそれぞれ表わしている。また、図８のシーケンスａに示すように、Ｉピクチャ、Ｐピクチャにのみ上記操作を行って、その成分のみＧＯＰの先頭に固めて配置するような配置にしても良い。
【００８２】
このように、低解像度成分のみをＧＯＰの先頭に固めて配置する等のようにすれば、Ｌ成分が全体に占める割合が大きく減り、媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが容易に実現できるようになる。また、図８のシーケンスａのように、Ｉピクチャ、ＰピクチャのＲ成分のみをＧＯＰの先頭に固めて配置する等のように配置すれば、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低解像度データのみを復号するように動作する。なお、上述までの実施例では、間引き比が水平１／２倍、垂直１／２倍の場合について説明したが、この比率はこれ以外でもよく、任意の比率のものについて適用しても良いことは言うまでもない。
【００８３】
また、符号化方式についてもＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＪＰＥＧ等があるが、解像度の階層で必ずしも共通の符号化手法を用いる必要はない。なぜなら、解像度を下げて符号化する場合、インタレースについて言及のないＭＰＥＧ１方式でも十分、符号化への対応が可能である。また、静止画対応のＪＰＥＧ方式でも１フレームごとの積み重ねが動画であるから、ＧＯＰのある特定の位置を占めてなお正常に復号することが可能である。また、この説明は２つの解像度の階層で説明したがもっと多くの階層でも良いことは言うまでもない。なお低解像度成分のデータを図１中の第一の符号化手段により符号化し、この第一の符号化手段からの出力について補間を行い、画素間引きを行う前の画像との差分成分を減算器６により得て、この差分成分についての符号化を行う差分成分符号化手段を備えて差分成分についての符号化を行ってもよい。
【００８４】
なお、画像メモリから読み出すフレームは通常図のように予測参照フレームからもってくるのが普通であるが、低解像度のフレームがあるのでうまく時間軸を合わせて（メモリのアドレスを定めて）メモリに蓄え読み出す必要がある。なお情報付加手段を備えて、残差成分のデータにオーディオ信号やヘッダ等の付加情報および誤り訂正符号を付加してもよいことは言うまでもない。
【００８５】
実施例２．
本発明の他の実施例についての説明を図４に基づいて行う。なお本実施例では、ＤＣＴブロックの低周波領域と高周波領域との階層を分け、低周波領域のみをＧＯＰの先頭に配置するようにしている。図４はディジタル映像信号符号化処理部のブロック図であり、図４において２６、２７はそれぞれ第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）と第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
次に動作について説明する。このインターレースのビデオデータは例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のデータである。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化するため、ビデオデータはスルーで出力される。このビデオデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。
【００８７】
ＤＣＴブロック内部のＤＣＴ係数のデータ配置について図５に示す。図５中左上ほど低周波成分、右下ほど高周波成分のＤＣＴ係数のデータが配置されている。このＤＣＴブロックに配置されているＤＣＴ係数のデータのうち、ある特定の位置のＤＣＴ係数のデータまでの低周波領域のＤＣＴ係数のデータ（例えば図５の斜線部）は低周波領域抽出手段としての第一の可変長符号器２６を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。また、第二の可変長符号化器２７は、上記特定位置のＤＣＴ係数のデータ以降のＤＣＴ係数のデータに対して可変長符号化を施す。つまり、このように周波数の領域でデータをパーティショニングして符号化を施すのである。
【００８８】
動きベクトルまたはＤＣ成分の符号化に関しては第一の可変長符号化器２６のみでよく、第二の可変長符号化器２７は必要ない。なぜなら、通常再生時は第一の可変長符号化器２６の出力データと第二の可変長符号化器２７の出力データを合成して復号すれば良いからである。
【００８９】
なお、符号化領域の決定をＤＣＴ係数の固定位置で行ったが、それ以外の方法でも良く、例えばイベント数の固定数で決めても良い。すなわち、可変長符号であるハフマン符号を与える単位がイベントであり、この単位を３つなどのように、予め設定したイベント数で符号化領域を設定しても良い。データ再構成器２５の出力ビットストリームの例は図３のシーケンスｂのようにすれば前半の低周波領域だけ読み出せば低周波領域の画像が再生できる。図８には処理シーケンスの例を示す図であるが、図８のシーケンスｂのような配置に変速的に行っても良い。
【００９０】
一方、量子化器１０によって量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間領域のデータに逆変換される。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１９の画像メモリ２０からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１９の出力は画像メモリ２０に蓄えられるデータとして使用される。
【００９１】
画像メモリには少なくともＩピクチャやＰピクチャは蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１でも２でもＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【００９２】
このように構成すればＬ成分が全体に占める割合が大きく減り、ヘッドの媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが実現できるようになる。また、後述のようにＩピクチャ、Ｐピクチャのみ固めて配置すればＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波成分のデータのみを容易に復号するように動作することが可能となる。周波数領域で高い領域のデータはすべての領域のデータよりデータ量が少ないため、低周波領域のデータを抽出して全領域のデータの前に納めるよりもデータの効率的構成が可能になる。
【００９３】
減算器６をスルーして符号化することによって、Ｉピクチャがコーディングを終了すると、次に時間的に１つ前のＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果に基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとして読み出し、その読み出されたデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。この時間残差成分に対してＤＣＴ演算を施し、その結果を量子化して、さらに可変長符号化する。
【００９４】
実施例３．
本発明の他の実施例について図６に基づいて説明する。本実施例では、ＤＣＴ係数の粗量子化成分と、粗量子化成分以外のデータの一例として粗量子化残差成分の階層に分けて粗量子化成分をＧＯＰの先頭に配置するようにしている。図６はディジタル映像信号符号化処理部を示すブロック図であり、図６において２８は減算器、２９は加算器である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００９５】
次に動作について説明する。このインターレースの入力画像データは例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のデータである。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従ってＩピクチャの場合は減算器６の入力である画像メモリ２０はなにも出力していないためビデオ信号は減算器６をスルーする。このデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって、符号化データ量を半分以下にするような、適当な粗いめの量子化をされる。この量子化されたデータは可変長符号器２２を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００９６】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し（その結果を粗量子化結果と呼ぶ）、この逆量子化されたデータは別の符号化処理部（図６中、点線枠部分）に送られる一方、逆ＤＣＴ演算器１６で空間領域のデータに逆変換される。別の符号化処理部では（ここでは、Ｉピクチャの符号化について述べているので画像メモリ２１からの出力はないが、通常であればこの符号処理部での復号結果を画像メモリ２１に蓄えてあるのでそのデータを元に動きベクトル検出器２によって動きベクトル検出や予測モードを決定し、さらにＤＣＴブロックモード決定がなされ、決定されたモードに見合った位置のデータが参照され減算器７の引算入力側にはいることになる。）
【００９７】
減算器７の出力をＤＣＴして、粗逆量子化結果と減算器２８によって残差を求める（これを粗量子化残差と呼ぶ）。粗量子化残差を量子化器１１によって細かく量子化（符号量制御を考慮した、ほぼ通常の符号化と同程度の細かい量子化）し、可変長符号化する一方、逆量子化され逆ＤＣＴされ復号されて画像メモリ２１に蓄えられる。この符号化結果と粗量子化の符号化結果はデータ再構成器２５によって必要データのアロケーションが定められるとともに、ヘッダなどが付加される。
【００９８】
この出力データの一例として図３のシーケンスｃの様にすれば、ＧＯＰの前半部を読み出すだけで、粗い量子化をした画像の復号結果を得ることができる。また粗量子化残差のデータは細かい量子化のデータすべてに比べて少ないため、粗量子化データを抽出して細かい量子化データの前に納めるよりもデータの効率的な構成が可能となる。
【００９９】
また別の一例としては図８のシーケンスｃの配置のような変速的な処理を行っても良い。このように構成すればＣ成分（粗い量子化を行って符号化した成分）が全体に占める割合が大きく減り、媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが実現できるようになる。また、後述のようにＩピクチャ、Ｐピクチャのみ固めて配置すればＩピクチャ、Ｐピクチャの粗い量子化を施したデータのみを復号するように動作する。
【０１００】
減算器６をスルーして符号化することによって、Ｉピクチャがコーディングを終了すると、次に時間的に１つ前のＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果に基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとして読み出し、その読み出されたデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。画像メモリ２１から前方向分と後方向分のデータを読みそのデータと前処理器１の出力を減算器７により減算して直交変換エントロピー符号化する。なお、Ｐピクチャに対しても同様のプロセスを用いて符号化する。
【０１０１】
図７は符号化データの統計量の例を示す図であるが、ＧＯＰの中のフレーム数：Ｎ＝１５、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの周期：Ｍ＝３のときの符号量のばらつきを示している。この図からＩピクチャ、Ｐピクチャは全体の５割程度であることがわかるのでこの部分だけを、あるいはＩピクチャだけでも上述の実施例のように、階層を解像度、周波数、量子化によって分割すれば、さらに再生すべき符号量が減少するので光ヘッドの移動時間の短縮化を図ることができ、スキップサーチなどの機能を容易に実現できる。
【０１０２】
そのときの処理シーケンスを図８に示す。図８は原画像のＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの並びを符号化して、その内のＩピクチャおよびＰピクチャのみに対して、上述の実施例１、２、３の処理を行い、Ｂピクチャについては階層を分けずに符号化する。実施例１の処理にに従ってＩピクチャ、Ｐピクチャを処理したシーケンスをシーケンスｂ、実施例３の処理に従ってＩピクチャ、Ｐピクチャを処理したシーケンスをシーケンスｃとする。
【０１０３】
各シーケンスとも各々低解像度成分（Ｒ）、低周波成分（Ｌ）、粗量子化成分（Ｃ）のＩピクチャ、Ｐピクチャ成分をそれぞれのデータ再構成器２５によって、ＧＯＰの先頭に固めて配置するようにデータを構成する。シーケンスａについては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低解像度成分のみ（図８シーケンスａ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの低解像度画像が復号できるので、スキップサーチ時に容易に対応可能となる。当然コアエリア以外のデータは図示の通りに並んでいる必要性はなく、図３のエンコード時のフレーム番号順に並んでいても良いことは言うまでもない。
【０１０４】
また、シーケンスｂについては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低周波成分のみ（図８シーケンスｂ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波画像ができるため、スキップサーチ時に容易に対応可能である。また、シーケンスｃについてはＩピクチャ、Ｐピクチャの粗量子化成分のみ（図８シーケンスｃ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの粗量子化画像が復号できるのでスキップサーチ時に容易に対応可能である。
【０１０５】
例えば図１に示す構成においては、Ｂピクチャについては、前処理器４を含む符号化ループを使用せず、前処理器１を含む符号化ループのみで符号化するように動作すれば良いし、図４に示す構成においては、第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６において全周波数成分を符号化すれば良い。また、図６に示す構成においては、量子化器１０において細かな量子化を行って符号化すれば良い。
【０１０６】
なお、低周波側のデータなど基本的なデータはＧＯＰの先頭に集められるのが最も理想的であるが、誤り訂正符号を構成する単位の先頭に重なるように、少々ずらしても良いことは言うまでもない。なお、このように誤り訂正の単位に合わせて基本的なデータの配置を行うことは、他の実施例においても、同様に実施可能である。
【０１０７】
実施例４．
本発明による他の実施例について図９、図１０に基づき説明する。図９はＤＣＴブロックの並び及び１ブロックのビットストリームにおける周波数成分の配置概略の一例を示す図であり、図９において、アは全体のＤＣＴブロックの並びについて、マクロブロックヘッダと、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１〜Ｙ４、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１および色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１により１つのマクロブロックを形成していることを表現している。またイは低域成分のＤＣＴブロックの並びについて、マクロブロックヘッダと、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１Ｌ〜Ｙ４Ｌ、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１Ｌおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１Ｌにより１つの低域成分のマクロブロックを形成していることを表現している。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
またウは高域成分のＤＣＴブロックの並びについて、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１Ｈ〜Ｙ４Ｈ、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１Ｈおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１Ｈにより１つの高域成分のマクロブロックを形成していることを表現している。エは１ブロックのビットストリームの周波数成分データの配置についての概念を表している。図１０はディジタル映像信号復号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図であり、図１０において３０はモード切り替え手段としてのモード切替器、３１はデータ並び換え手段としてのデータ並び換え器、３２はデコーダブル判定器、３３は可変長復号器（ＶＬＤ）、３４はスイッチであり、デコーダブル判定器３２、スイッチ３４とによりデータ操作手段を構成する。３５は逆量子化器、３６は逆ＤＣＴ演算器、３７は画像メモリ、３８は加算器、３９は逆走査変換器である。
【０１０９】
次に動作について説明する。図９のデータは例えば縦方向に８ビット（１バイト）に組み立てた符号列であり、各マクロブロックにはマクロブロックヘッダと称す、そのマクロブロックについての情報が記されている。この情報とは、例えばインクリメントアドレス、量子化スケールコード、動きベクトル、マーカービット、マクロブロックパターン（Ｃｏｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｐａｔｔｅｒｎ）等の情報である。
【０１１０】
このマクロブロックヘッダの後に、各ＤＣＴブロックの符号化されたデータが続いている。このデータの埋め方はビットストリームからまずバイト構成をして各バイトを順に並べるようになっているが、各ＤＣＴブロックは符号長が可変であるため、ブロックの境界、あるいはヘッダとデータとの境界がバイト単位で完結しておらず、バイト単位の途中に境界が存在する場合が多い。ところで、各ブロックのデータは可変長ながらもマクロブロックヘッダ側に近い方ほど低周波数領域のデータになっている。
【０１１１】
このデータをイベント（１可変長符号を与える単位であり、通常、ＤＣ成分の場合はＤＣ成分で１イベントを構成し、ＡＣ成分はランレングス符号化するため非ゼロのＤＣＴ係数とラン長の組み合わせで１イベントを構成する。なおブロックの最後にはＥＯＢ（ブロック終端、エンド オブ ブロック）と称するコードで１イベントを完結する。）に無関係にある固定長符号量を最大値として、図９のイ、ウに示すように低周波成分（Ｌ）と高周波成分（Ｈ）とに分けて、符号化データを構成している。
【０１１２】
次に図１０の動作について説明する。まずマイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切りかえ器３０に入力される。一方、ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬなどから出力される位相同期のかかったクロックにより信号再生を行った後の出力データから、弁別操作を行ってディジタル復調をし、誤り訂正処理を行った後に、映像信号のデータとオーディオ信号のデータとから成るシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。
【０１１３】
モード切替器３０の出力（制御信号）はデータ並び換え器３１およびデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すか、またはＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。可変長復号器（ＶＬＤ）３３はデコーダブル判定器３２とともにＬ成分領域のイベントの切れ目を抽出し、その切れ目までをデコードしてスイッチ３４に出力する。このスイッチ３４は通常再生時は０を挿入しないように接続される。デコーダブル判定器３２の出力によって制御されたスイッチ３４はデコードが済んだ低周波成分からＤＣＴブロックへの入力を行い、一方、ＤＣＴブロックの高周波側には０が挿入されるように全体のＤＣＴブロックを構成する。
【０１１４】
復号の際は、上述のように構成されたＤＣＴブロックのデータが、逆ＤＣＴされて、Ｉピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされるように、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャまたはＰピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算されるように、Ｂピクチャの場合はレファレンスとなったＩピクチャ、Ｐピクチャの両ピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように、それぞれのピクチャの場合に応じて、画像メモリ３７の読みだしを制御し、加算器３８によって加算される。
【０１１５】
また、このときのＤＣＴモードおよび予測モード動きベクトルは、ヘッダの符号を復号化して得られる情報に基づいて制御される。上述のようなプロセスに従って、動き補償予測されたデータが復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順に復元する。逆走査変換器３９はバッファリングおよびブロックスキャンからラスタースキャンへの変換を画像の出力順に行う。
【０１１６】
なお、この実施例はマクロブロックのスキップや所定の固定長データより短い場合も固定長化するように表現しているが、固定長のデータ以下でもＥＯＢを逐次検出することによって、確実にＬ成分を取り出すことができるため、次のブロックにＬ成分データを接続しても何等問題の無いことは言うまでもない。また、所定のデータ長を越える場合、そのイベントの区切りまでもＬ成分データとしてＥＯＢを付けるようにしてもよいことは言うまでもない。また、以上の実施例の説明の中で特に図示はしていないがオーディオ信号、ヘッダ等の付加情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段をさらに設け、高周波領域分のデータに付加しても良いことは言うまでもない。
【０１１７】
実施例５．
次に本発明の別の実施例について図１１、図１２を参照しながら説明する。図１１はディジタル映像信号符号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図であり、図１１において４０はレート制御器、４１はＥＯＢ検索器である。ここでは、符号化手段として第一の可変長符号化器２６および第二の可変長符号化器２７を備える。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
次に動作について説明する。インターレースの入力画像データは前処理器１によりバッファリングされラスタースキャンをブロックスキャンに変換する。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従ってＩピクチャの場合は減算器６の入力である画像メモリ２０はなにも出力していないためビデオ信号は減算器６をスルーする。
【０１１９】
このデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。この量子化されたデータのうちある特定の位置のＤＣＴ係数のデータまでの低周波領域のデータは、第一の可変長符号器（ＶＬＣ１）２６を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【０１２０】
また、第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）２７は、上記特定位置のデータ以降のＤＣＴ係数を可変長符号化する。動きベクトルやＤＣ成分の符号化に関しては最小限、可変長符号化器２６のみを用いればよい。このときＬ成分の切れ目が符号上の制約無くレートで変わっていくためには、１つのブロックであるにも係わらずＬ成分とＨ成分の両方にＥＯＢが付くようにする必要がある。このようにＬ成分とＨ成分の区切り部分に仮にＥＯＢ符号を配置することによりＬ成分の切れ目をレートによって変化させることができる。
【０１２１】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間成分のデータに逆変換される。
【０１２２】
Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１８の画像メモリ２０からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１８の出力は画像メモリ２０に蓄えられるデータとして使用される。画像メモリには少なくともＩピクチャ、またはＩピクチャおよびＰピクチャのデータを蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２においてはＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【０１２３】
Ｉピクチャのコーディングが終了すると、次に前ＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果い基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとともに読み出し、そのデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。この時間残差成分をＤＣＴし、量子化して、可変長符号化する。
【０１２４】
低周波領域と高周波領域にわける場合、絵柄に含まれる周波数成分でレートが一定とならない。従ってまた、低周波領域のデータレートも一定とはならないためにヘッドのアクチュエータ制御の可能範囲を完全に補償することができない。ここでレート制御器４０は、低周波成分の領域をレートに応じて可変とし、目標のレートに対して低周波数領域の大きさを図１１に示すように可変となるように制御する。
【０１２５】
つまり第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６の出力を監視しながらその量がアプリケーションで設定された目標レートより大きければ低周波数領域のデータの占有面積を小さくし、第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６の符号量が小さければ低周波数領域の面積を大きくする。このように符号量を監視しながら第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６、第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）２７に対して低周波領域の占有面積の設定を適宜変更する。
【０１２６】
それ以外にも、例えばあらかじめ仮符号化してみて、どの領域の符号が多いか少ないかの結果から、低周波領域の占有面積の設定の基準を決定し、目標レートの設定を行なっても良い。
【０１２７】
図１２にはディジタル映像信号復号化処理部のブロック図であり、上述のように符号化された符号化データを復号化するための復号化処理のブロック図を示している。次に図１２に基づいて説明する。マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。一方ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬのかかったクロックにより再生信号を弁別してディジタル復調をし、誤り訂正処理を行ってシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切り替え手段としてのモード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで復号化手段である可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１２８】
本発明はイベントの途中でＬ成分が切れていることは理論的にはないが、スキップサーチなどの信号品質のあまりよくない信号を復号することを考えて念のために可変長復号化器（ＶＬＤ）３３とデコーダブル判定器３２とによりＬ成分領域のイベントの切れ目を確認しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。このスイッチ３４は通常再生時のように信号品質の良い再生データの場合は、常にＯＮするように動作する。ここではデコーダブル判定器３２およびスイッチ３４にてデータ操作手段を構成している。
【０１２９】
スイッチ３４はデコード成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴ（ＩＱ）してＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。
【０１３０】
また、上述までの説明では、ＤＣＴ係数の領域の大小をコントロールする例について説明したが、イベント数のコントロールを行うようにしても良い。この場合は、Ｌ成分の所定のイベント数に達せずにＥＯＢが付される場合があるが、ＥＯＢ検索器４１がＥＯＢの出現を監視しているため、確実にＬ成分をとらえることができる。ここでは特に、データ並べ換え器３１およびＥＯＢ検索器４１により低周波領域のデータ、高周波領域のデータ、ＥＯＢのそれぞれに基づきデータを再構成する。すなわちデータ並べ換え器３１およびＥＯＢ検索器４１がデータ再構成手段を構成している。
【０１３１】
当然ＤＣＴ後のエネルギーが小さいために、符号化されていないノンコーデッドブロックについてはＬ成分とＨ成分は同様の扱いが望ましいことは言うまでもない。Ｈ成分についてはＬ成分を除いたデータをランレングス符号化するのが理想的であるが、Ｌ成分を０とおいてＨ成分の符号化をしてもよい。通常のＭＰＥＧの可変長符号化器（ＶＬＣ）と同じ構成で対応できるため、この方が回路的には簡単にできる。
【０１３２】
実施例６．
本発明の他の実施例について図１３に基づいて説明する。図１３はディジタル映像信号復号化処理部を示すブロック図であり、図においては４２はマルチプレクサ、４３はスイッチ、４４は第一の可変長復号器（ＶＬＤ１）、４５は第二の可変長復号器（ＶＬＤ２）、４６は第一の逆量子化器（ＩＱ１）、４７は第二の逆量子化器（ＩＱ２）、４８、４９は加算器、５０、５１は画像メモリ、５２は解像度逆変換器である。なお、図１３には復号手段としての低解像度復号部についても表示してある。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
次に動作について説明する。図１３は、図６について述べたような符号化データを光ディスクなどに記録した場合のディスクからの再生信号のビデオデータの処理ブロックに相当すると考えてよい。マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切り替え手段としてのモード切替器３０に入力される。一方ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬのかかったクロックにより再生信号を弁別してディジタル復調をし、誤り訂正処理を行ってシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出しする。
【０１３４】
この抽出されたビデオのビットストリームを、マルチプレクサ４２に入力する。マルチプレクサ４２は低解像度成分のデータを第二の可変長復号器４５にデータを送り、それ以外のデータをスイッチ４３を経由して第一の可変長復号器４４に送る。
【０１３５】
スイッチ４３はモード切替器３０によってコントロールされており、モードとしてはスキップサーチなどで低解像度成分の再生画像出力しか要求していないにも係わらず、解像度残差成分が中途半端に再生されてきた場合などに余分なデータの送出を停止するように動作する。また、通常再生時はこのスイッチ３３は接続されたままになるように動作する。
【０１３６】
第二の可変長復号器４５はハフマン符号およびランレングス符号を復号し、第二の逆量子化器４７によって逆量子化され、逆ＤＣＴ器３６によって周波数成分から空間成分に変換される。
【０１３７】
その変換されたデータから、Ｉピクチャの場合、加算器４９はスルーされて画像メモリに蓄えられる。Ｐピクチャの場合、１枚目のＰピクチャについては画像メモリに蓄えられたＩピクチャから、２枚目のＰピクチャ以降は画像メモリに蓄えられた（直前の）Ｐピクチャを参照し、動きベクトル分位置補正されて読み出され、加算器４９によって動き補償予測を施される。Ｂピクチャの場合、Ｉピクチャ、Ｐピクチャに基づいて同様の動作をする。
【０１３８】
なお、図中動きベクトルや逆量子化のための量子化パラメータや予測モードなどは可変長復号器から出力されており、図１２に示すものと同様である。図１３点線ブロックにて示すループは低解像度成分の復号を行う構成ブロックであるが、その復号結果は補間映像生成手段としての解像度逆変換器５２によって画素の補間をして解像度残差成分として復号結果を補足するため、画像メモリ５０に入力される。
【０１３９】
通常の再生時は解像度残差成分の復号は、（これを時分割で行っている場合はその分割処理に応じて）低解像度成分の復号結果と組み合わせて逆走査変換器３９によって画像として出力される。スイッチ４３を経由し、第一の可変長復号器４４により周波数成分への復号ができ、逆量子化器４６によって逆量子化され逆ＤＣＴ器３６によって空間領域の解像度残差成分データに復号される。
【０１４０】
画像メモリ５０は低解像度成分の画素補間データを参照して、さらにＰピクチャはＩピクチャ、ＢピクチャはＩピクチャ、Ｐピクチャを参照して動きベクトル分位置補正を受けて画像メモリ５０から読み出されて加算器４８によって動き補償予測が復号される。
【０１４１】
また、スキップサーチなどの場合は、スイッチ４３によって中途半端に解像度残差成分が再生されるのを防ぐため、解像度残差成分の出力を停止することによって、逆ＤＣＴ器３６の出力に余計なデータが出力されるのを防ぐ。従って低解像度成分の画素補間をしたデータのみが画像メモリ５０を経由して（画像メモリ５０の入力部にスイッチを設けても同じ動作になる）、逆走査変換３９をへて画像出力とされる。
【０１４２】
実施例７．
次に本発明の他の実施例について図１４、図１５に基づいて説明する。図１４はＧＯＰアドレス生成およびディスク制御部を示すブロック図であり、特にシーケンスヘッダなどにそのレート情報を記録している場合の処理ブロックを示している。図１４において５３はレジスタ、５４はＧＯＰアドレス演算器、５５はヘッド位置変換手段およびディスク回転制御変換手段としての光ヘッド・ディスク回転制御変換器である。また、図１５は再生処理を含めたＧＯＰアドレス生成およびディスク制御部を示すブロック図であり、特にディスク上の数カ所の位置に上記レート情報が固められて記録されているディスクからＧＯＰの再生を行なうための構成を示している。図１５において５６は再生アンプ、５７はディジタル復調器、５８は誤り訂正器（ＥＣＣ）、５９はシステムレイヤ処理器、６０はレート情報メモリであり、システムレイヤ処理器５９およびレート情報メモリ６０によってデータレート情報抽出手段を構成する。６１はＧＯＰ数カウンタであり、ＧＯＰアドレス演算器５４およびＧＯＰ数カウンタ６１によって位置情報算出手段を構成する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１４３】
次に動作について説明する。従来例で説明したように１ＧＯＰあたりのレートを可変にすることによって１プログラムの全体的なレートの最適化が図れるので画質がかなり良くなる。しかし、このため１ＧＯＰの先頭がデータの中身をみないとＧＯＰの先頭かどうかもわからず、なおかつ、途中までみたソフトを見終わったところから鑑賞したいというような場合、ディスク上のデータを細かく検索しながらその位置を探すしかない。
【０１４４】
そこでこのような場合、本発明では、まず可変レートのレート制御を例えば１ＧＯＰあたり１Ｍビット、１．５Ｍビット、２Ｍビット、２．５Ｍビット、３Ｍビット等の離散的なレート目標にしておき、すべてのＧＯＰにおける各々のレート情報をディスク上に記録しておく。 特にディスクなどの記録媒体上における所定の領域としてＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ Ｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓの略：ディスクの一番初めの部分に記録領域を割り当てられており、タイトル、記録時間等の情報が記録されている。）や準ＴＯＣ等に各々のＧＯＰについてのレート情報を記録すれば最も効率がよい。
【０１４５】
また、ビデオビットストリームのシーケンスヘッダなどにＧＯＰについてのレート情報を組み込んでも良い。例えば２時間のソフトは１４．４ｋ個のＧＯＰで構成されており、このときレート情報は、上記の場合、５種類のレートについて区別できれば良いから、３ビットで表現できる。従って５．４ｋバイト（１４．４ｋ個×３ビット÷８ビット／バイト）の情報でディスク上の全てのＧＯＰのレートについて記録が可能である。
【０１４６】
この各ＧＯＰのレート情報を、例えば図１５に示すレート情報メモリ６０に記憶しておき、その値に相当する情報長を積算することで、所望のＧＯＰへの高速アクセスが可能となる。
【０１４７】
図１４に基づいて以下説明する。可変長復号器３３によってハフマン符号やランレングス符号が復号化されると共にヘッダの解読が行うことで、動きベクトルやピクチャの種類などが判別される。
【０１４８】
一方シーケンスヘッダなども復号化され、そのレート情報がＧＯＰ先頭アドレス演算器５４に入力される。また、現在アクセスしているＧＯＰのアドレス情報をレジスタ５３に蓄え、次のアクセス先のＧＯＰ先頭アドレスを計算し、レジスタ５３に蓄えるとともに、次のアクセス先のＧＯＰの先頭まで光ヘッド、ディスク回転制御変換器５５を用いて、アドレスから光ヘッドの位置を求める。次に、現在アクセスしているＧＯＰとアクセス先のＧＯＰの先頭アドレスとの差から、次のアクセスに対する制御信号を算出する。この制御信号に基づいて光ヘッドアクチュエータの位置制御およびディスク回転制御を行う。
【０１４９】
再生処理について図１５を参照しながら説明する。ＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定した後、このアドレス部分にアクセスして、レート情報を読み出す）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１５０】
ディジタル復調を施されディジタルデータになった再生信号は、誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。この誤り訂正を行なった後のデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリーム、ビデオビットストリームおよびそれ以外のデータ、に分離・処理する。
【０１５１】
例えばこの信号はどのデータ種別（ＡＶ（映像及び音声）データ、テキストデータ、プログラムなどのバイナリデータ等）にあてはまるかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。
【０１５２】
これに対し、何番目のＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタ６１を用いて生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出したアドレスへに基づいて光ヘッドアクチュエータおよびディスクの回転速度を制御する。
【０１５３】
なお、以上の説明ではＧＯＰカウンタはシステムレイヤ処理器５９より信号を受けた例をとっているが、マイコンなどユーザＩ／Ｆをとる部分が処理を代用したり、また再生中からスキップサーチなどに移った場合などはビデオビットストリームを処理する可変長復号器などからのアドレスデータを入力する方が効率がよいこともある。
【０１５４】
実施例８．
次に、本発明の他の実施例について図１６、図１７、図１８に基づいて、以下、動作について説明する。図１６はディジタル信号再生部の周波数による分割、量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所にレート情報が固められて記録されている場合の再生処理に用いる構成についてのブロック図である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１５５】
ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。
【０１５６】
例えばこの信号はＡＶデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。
【０１５７】
このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例５に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１５８】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。上述のようにビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１５９】
本実施例ではイベントの途中でＬ成分が切れていることは理論的にはないが、スキップサーチなどの信号品質のあまりよく無い信号を復号することを考えて念のためにＶＬＤとデコーダブル判定器３２とによりＬ成分領域のイベントの切れ目を確認しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。
【０１６０】
スイッチ３４はデコード成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴしてＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。
【０１６１】
また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。また、スイッチ３４は通常再生時には、０を挿入するようには接続されず、再生データのみ再生動作を行うよう制御する。
【０１６２】
また、このように低周波数領域・高周波数領域で分割して符号化される場合、低周波側を重視した量子化テーブルと高周波側を重視した量子化テーブルあるいはまったく均等に１つの量子化テーブルに対して周波数領域に関係なく細かい量子化テーブルが用意されている場合も容易に考えられるが、このような場合は、図６のローカルデコーダのごとく可変長復号化器および逆量子化器を２つずつもてば実現できる。その際データ並び換え器３１はマルチプレクサでなければならない。
【０１６３】
次に図１７に基づき動作について説明する。図１７はディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所に固められて上記レート情報が記録されている場合の再生処理についての実施例を説明するためのブロック図である。記録媒体上の所定の領域である例えばディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１６４】
これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。
【０１６５】
例えばこの信号は映像オーディオデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。
【０１６６】
このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例４に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１６７】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。また、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１６８】
ＶＬＤ３３はデコーダブル判定器３２とともにＬ成分領域のイベントの切れ目を抽出しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。スイッチ３４はデコードに成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴしてＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。
【０１６９】
また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。またスイッチ３４は通常再生時には０を挿入するように接続されず、再生データのみを再生するように接続動作する。
【０１７０】
次に図１８の動作について説明する。図１８はディジタル信号再生部の解像度による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所に固められて上記レート情報が記録されている場合の再生処理についての実施例を説明するためのブロック図である。ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１７１】
これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。例えばこの信号はＡＶデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。
【０１７２】
これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例４に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１７３】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。ビデオのビットストリームを抽出してマルチプレクサ４２に入力する。マルチプレクサ４２は低解像度成分のデータは第二の可変長復号器４５にデータを送り、そうでないデータはスイッチ４３を経由して第一の可変長復号器４４にデータを送る。スイッチ４３はモード切替器３０のよってコントロールされており、モードとしてはスキップサーチなどで低解像度成分の再生画像出力しか要求していないにも係わらず、解像度残差成分が中途半端に再生されてきた場合などにＯＦＦするように動作する。また、通常再生のように信号伝送品質の良い再生を行う場合はスイッチ４３はＯＮされる。
【０１７４】
第二の可変長復号器４５はハフマン符号およびランレングス符号を復号し、第二の逆量子化器４７によって逆量子化され、逆ＤＣＴ器３６によって周波数領域から空間領域に変換される。そのデータはＩピクチャであれば加算器４９はスルーされて画像メモリに蓄えられ、Ｐピクチャであれば、画像メモリからＰピクチャを参照し、動きベクトル分位置補正されて読み出され加算器４９によって動き補償予測を復号する。ＢピクチャであればＩピクチャ、Ｐピクチャについて同様の動作をする。
【０１７５】
なお、図中動きベクトルや逆量子化のための量子化パラメータや予測モードなどは可変長復号器から出力されているが、その情報の流れは図１２と同様であるため省略した。図の下側のループは低解像度成分の復号であるが、その復号結果は解像度逆変換器５２によって画素の補間を行い、解像度残差成分として復号結果を補足するため、画像メモリ５０に入力される。
【０１７６】
実施例９．
次に本発明の別の実施例について図１９、図２０および図２１を参照して説明する。図１９は符号化処理のためのブロック図であり、図２０は復号化処理のためのブロック図である。図１９および図２０において、６２はエンコード手段としての映像信号符号化器、６３はオーディオ信号符号化器、６４、６７はメモリ、６５、６８はメモリコントローラであり、メモリ６４およびメモリコントローラ６５によってデータ補充手段を構成する。また映像信号符号化器６２およびメモリコントローラ６５により符号量比較手段を構成する。６６はシステムレイヤビットストリーム生成器、６９は可変長復号器、７０は可変長復号器以降の復号信号処理部であり、可変長復号器６９と復号信号処理部７０はデータ復号手段として機能し、図２０のデータ並べ換え器３１はデータ再構成手段として機能する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１７７】
まず、図１９に示す構成の動作について説明する。映像信号符号化器６２とシステムレイヤビットストリーム生成器６６の間にメモリ６４を配置して、符号化された映像信号の各ＧＯＰ間においてデータの埋め込み操作を行ったうえで、システムレイヤビットストリーム生成器６６に各ＧＯＰを入力し、一方オーディオ信号はオーディオ信号符号化器６３によって符号化された後システムレイヤビットストリーム生成器６６に映像信号とともに入力され、ヘッダ等を付加する等の操作を施される。
【０１７８】
ここで、メモリ６４におけるデータの埋め込み操作について以下に記述する。メモリコントローラ６５はそのメモリ６４の制御回路として機能し、符号化された映像信号データを各ＧＯＰ間で空白なく埋めなおすよう制御を行う。以下、図２１を参照しながら信号処理について説明する。図２１はディジタル信号記録・再生装置の処理の概念を示す説明図であり、例えば、ｎＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して余剰データが発生した際に、（ｎ＋１）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置または誤り制御の制御単位に対して中途半端な終わり方をしてデータ領域の空白を生じた場合、図２１のアに示すように、（ｎ＋１）ＧＯＰのあとの空白部分にオーバーしたｎＧＯＰのデータを埋め、同様にｎＧＯＰを埋め込んだ為にほんの少しだけ入らなくなった（ｎ＋１）ＧＯＰの残りデータと（ｎ＋２）ＧＯＰのデータを（ｎ＋３）ＧＯＰの空白部分に埋め込む（埋め込む方向が紙面左から右）などのように制御する。
【０１７９】
また、別の制御方法としては上述のように余ったデータを後送りするのではなく、図２１のイに示すように、（ｎ＋２）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して少しオーバーして（ｎ＋３）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して中途半端な終わり方をした場合、（ｎ＋２）ＧＯＰのあとの空白部分にオーバーした（ｎ＋３）ＧＯＰのデータを埋め、同様に（ｎ＋３）ＧＯＰを埋め込んだ為にほんの少しだけ入らなくなった（ｎ＋２）ＧＯＰの残りデータを、（ｎ＋１）ＧＯＰのデータの入りきらなくなったデータをｎＧＯＰの空白部分に埋め込む（埋め込む方向が紙面右から左）などのように制御する。
【０１８０】
次に図２０に示す構成の動作について説明する。メモリ６７はメモリコントローラ６８によって上述の図２１のアおよびイについて述べたようなルールで並び換えされたデータを元に戻すようにコントロールされる。例えば、図２１のアのようなデータを復元する場合は、（ｎ＋１）ＧＯＰの後に続いたｎＧＯＰの部分を紙面左側のｎＧＯＰのデータの後につなげ、その後に（ｎ＋１）ＧＯＰのデータをつなげ、（ｎ＋２）ＧＯＰのデータの後に続いている（ｎ＋１）ＧＯＰのデータを、その後につなげる等のように、元のＧＯＰデータの状態に戻すように動作する。
【０１８１】
なお、この並び換えルールは、例えばＴＯＣ領域に続いてまとまった領域にフラグ情報として記録しておくなど、予め媒体のフォーマッティングルールとして定められておく必要があり、もし定められていない場合は、媒体上のどこかに明記されていなければならない。
【０１８２】
実施例１０．
次に本発明の他の実施例について図２２、図２３および図２４を参照して説明する。図２２はディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２３はディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図である。図２４はディジタル信号再生部の解像度による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２４において、７１はＩＰ選択指示器、７２はデコーダブル判定器、７３はスイッチである。なお図２４には第１の復号手段、第２、第３の復号手段としての一例として該当部分につき表現してある。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１８３】
次に動作について説明する。図２２および図２３において、まず、ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。図２２、図２３および図２４は特殊再生速度に基づいて復号手段を切り替えるためのモード切り替え手段としてのモード切替器３０からＩＰ選択指示器７１に制御信号を出力する。この制御信号と、スキップサーチ速度とによってＩピクチャのみの表示とするか、ＩピクチャとＰピクチャの表示とするか切り替えるように制御される。
【０１８４】
スキップサーチ速度が１００倍等という速さの場合にはＩピクチャＰピクチャの両方を画面出力していたらＧＯＰをかなり間引いて出力しなければならず、再生された画面の動きに対する不自然さがでてくる。この場合不自然さを解消するためにはＩピクチャのみの再生モードに切り替える必要があり、デコータブル判定器３２（図２４では７２）に指示してＢピクチャはもちろんのことＰピクチャの復号を止める（図２４ではスイッチ７３がこの役目をしている）とともに画像メモリ３７（図２４では５０及び５１）をＩピクチャのみを表示するようにコントロールする。
【０１８５】
通常５倍速程度まではＩピクチャとＰピクチャの画面表示が良いが１５倍程度以上になるとＩピクチャのみの画面表示の方が良い。なぜなら、１５倍速でＩピクチャとＰピクチャを全て表示すると、毎フレーム画面更新をしたとしても次に再生できるＧＯＰは５ＧＯＰ先のために動きの連続性が極端に劣化する。また、ＧＯＰの中のフレーム数：Ｎ＝１５、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの周期：Ｍ＝３のとき、例えば７倍速再生などの時はＰピクチャの復号は全て行うが、画面出力するのはＩピクチャと２枚目のＰピクチャ（ＧＯＰの中では３枚目と９枚目）というように出力すればもっときめの細かなスキップサーチができる。
【０１８６】
以上のように記録媒体上から読み出された各ＧＯＰデータの所定の位置に周波数領域を分割して記録が行われた場合、解像度により分割して記録が行われた場合、量子化レベルによって分割して記録が行われた場合などの所定の条件に基づいてデータ状態が分割されて記録が行われ、集約的にデータの配置がなされたデータから、再生データの内の基本的なデータを第１のデータ、基本的な第１のデータを除くデータを第２のデータを再生するときに、これら第１、第２のすべてのデータについて復号を行う場合、第１のデータを復号して（少なくとも）Ｉピクチャの低周波領域または間引かれた画素数に相当する再生画像を得る場合、第１のデータを復号して少なくともＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波領域または間引かれた画素数に相当する再生画像を得る場合の内、いづれか一つの再生画像を得るための復号手段を有し、特殊再生の際にどの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り換えてもよい。
【０１８７】
なお、正方向への再生時と逆方向への再生時とでＩピクチャ、Ｐピクチャの表示の仕方の設定を変えても良いことはいうまでもない。Ｐピクチャの復号は時間の正の方向に対してしかできないため、逆方向の再生は、復号しようとするＰピクチャの以前に存在する画面を蓄えておく必要があり、その分のメモリを余分に使用する必要がある。従って、このメモリを余分に使用しなくても容易にするためには、例えば正方向スキップサーチのときはＩピクチャおよびＰピクチャを再生し、逆方向スキップサーチはすべてＩピクチャしか再生しない等の様にして再生すればよい。
【０１８８】
実施例１１．
本発明の他の実施例について図２５、図２６、図２７および図２８に基づいて説明する。図２５はディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２６はディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図である。また図２７はスキップサーチ時の処理の概念を示す説明図である。図２５、図２６、図２７において７４はフィールド表示コントローラである。なおシステムレイヤ処理器５９は映像データ抽出手段として機能する。さらに図２５、図２６には映像データ復号再生手段の一例として該当部分を表示してある。３０はモード切り替え手段としてのモード切り替え器である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１８９】
次に動作について説明する。図２５および図２６において、まず、ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離し、またそれ以外のデータも処理される。
【０１９０】
スキップサーチ時は例えばＩピクチャとＰピクチャを連続して画面出力すると、図２７の矢印のような画面出力順となる。この際、Ｉピクチャの偶数フィールドからＰピクチャの奇数フィールドの間はスキップサーチ時は連続しているのにエンコードデータでは４フィールドの間隔が空いている。つまりこの間はＩピクチャの奇数フィールド偶数フィールド間に比して５倍の再生速度となる。従って、１フィールド毎に再生速度が１倍と５倍の間を行き来する不自然な動き方の画像となる。
【０１９１】
これをＩピクチャの偶数フィールドは奇数フィールドと同じ画面で置き換えるか、またはインターレースを考慮して上下走査線の平均を埋めて画面を作成して出力し、次のＰピクチャでも同様の画面構成をするように図２５、図２６における画像メモリ３７をフィールド表示コントローラ７４を用いてコントロールする。このようにすれば再生する画像の各フィールドが記録する際に符号化したフィールドの間隔であるフィールド間のスキップ量はほぼ均等に得られるため、ジャーキネス（不自然な動き方）は目立たなくなる。
【０１９２】
また、図２８は逆再生時の処理の概念を示す説明図であり、特に逆再生のフィールド順序について示したものである。以下、逆再生のフィールド順序について図２８をもとに説明する。逆再生を行う場合、通常奇数フィールドと偶数フィールドをペアとするフレーム単位で逆再生となる。具体的には、奇数フィールドから偶数フィールドに移る場合は映像上の時間と同じ方向で再生を行い（図２８ア中、ウの経過をたどる再生動作）、偶数フィールドから奇数フィールドに移るときは映像上の時間と逆の方向に２フィールド分の逆送りを行うことになってしまう（図２８ア中、エの経過をたどるスキップ動作）。
【０１９３】
ところで、上記のような再生経路をとると、３倍速の逆送りとなってしまい、動きの順序が素直に感じられない視感上劣悪な動きをする再生画になってしまう。これを図２８のイに示すようにフィールド単位で１画面づつ奇偶奇偶……の順序で逆方向に表示するように図２５、図２６におけるフィールド表示コントローラ７４によって画像メモリ３７をコントロールすると、フィールド間のスキップ量がほぼ均等に得られるため、ジャーキネスは目立たなくなる。ただし、このときの同期信号については（フィールド同期信号を逆にするのではなく）正常な奇偶フィールドの関係を保っておく必要がある。
【０１９４】
なお、このようにフィールド毎に独立した表示方法をとるため画像メモリは加算器３８の出力をそのままとるのではなく、画像メモリから独立に取り出すようにした。なお、このような動作を行うために、別にバッファを設けて順序替えを行っても良いし、アドレスコントロールが独立で設定可能なスリーポートのメモリを用いても良い。さらに動作速度の非常に速いメモリで多重化して読みだしても以上の様な動作を実現できる。また、逆走査変換器３９は少なく１フィールドプラス１スライスのメモリをもっているため、このようなバッファリング機能を逆走査変換器３９にもたせても良いのは言うまでもない。
【０１９５】
また、特殊再生のうちスロー再生については同じフレームが何度か続いて出力されることでジャーキネスが目立ってしまうので再生時間が等間隔になるようにフレームを再構成して出力する。例えば１／３倍速のスロー再生の場合には、例えば復号されたＩフレームが３回出力された後、復号されたＢフレームが３回出力されるのではなくて、最初の１フレームはＩフレームの奇数フィールドから１フレームを構成（偶数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い。）する。
【０１９６】
このようにすれば、インタレースされた画像においてラインずれによる画面垂直方向への画像シフトがなく、安定した画像になる。）し、次の１フレームはもとのＩフレームを出力し、次の１フレームはＩフレームの偶数フィールドから１フレームを構成（奇数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）し、次の１フレームはＢフレームの奇数フィールドから１フレームを構成（偶数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）し、次の１フレームはもとのＢフレームを出力し、次の１フレームはＢフレームの偶数フィールドから１フレームを構成（奇数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）するようにすれば時間的に等間隔のスローが行える。
【０１９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ディスク上の余白部などの無駄部分を可能な限り埋めることができ、その分画質の向上に使用するか、あるいは記録時間の長時間化に寄与するという効果がある。
請求項５記載の発明によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成できるためデータ化けなく復号化でき、なおかつ特殊再生において読み出しデータ量が増え、なおかつ高画質な再生画を得ることができるという効果がある。
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、特殊再生時最低限アクセスすべき符号量が少なくなるような符号化が可能で、特殊再生時最低限アクセスすべきデータのディスク上の配置が効率的に行えるという効果がある。
【０１９８】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、空間的に間引かれた映像データを符号化し、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できるという効果がある。
【０１９９】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、ブロック毎に部分的な周波数領域の映像データを符号化し、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できるという効果がある。
【０２００】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、粗く量子化することにより、解像度を落とすことなく符号化でき、、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できる効果がある。
【０２０１】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、データ抽出手段によって、映像信号の低周波領域を区切れるようになり、しかも符号量が固定の長さ以下に制限することが容易であり、しかも低周波領域のデータを復号すれば、画像の大雑把な内容は理解できるように符号化できるという効果がある。
【０２０２】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ並び換え手段によって、２つに区切られた符号化データをつなぎ合わせて完全な復号画像が得られ、特殊再生時は、２つに区切られた符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号することによって画像の大雑把な内容が把握できる程度の画像が得られるという効果があり、装置の動作状況に応じて復号することができるという効果がある。
【０２０３】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生時、データ操作手段によって、２つに区切られた符号化データのうち低周波領域を復号する場合、復号化可能なデータのみを復号化し、復号化できなかったビットは廃棄することによって、異常データを復号することを回避することができ、さらにブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するようによってデータ化けなく復号画像を得ることができるという効果がある。
【０２０４】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、ブロックの低周波領域と高周波領域ともにＥＯＢで見かけ上ブロックを終了したように符号化するため、低周波領域のデータのみを復号する場合、データの廃棄などの余計な回路を要することなく復号できるような符号化データを得ることができる。
【０２０５】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ再構成手段によって、それぞれＥＯＢで区切られた符号化データから完全な復号画像を得られ、特殊再生時は、符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号することによってシーン理解できるほどの大雑把な画像を得ることができるという効果がある。また、上記２つモードは装置の動作状況に応じて動作できるという効果がある。また、データ操作手段が、符号化データのうち低周波領域を復号する場合、ブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するためデータ化けなく復号できる。
【０２０６】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、低解像度符号化手段によって、空間的に間引かれた映像データを符号化し、この符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できる効果がある。差分成分符号化手段が、低解像度符号化手段の中の復号データを補間して、低解像度変換を行う前の画像と比較することで差分成分を得て低解像度符号化手段で得られていない高解像度分の映像データを符号化することによって低解像度以外の映像情報を符号化することができる。
【０２０７】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時、映像信号復号手段によって、低解像度分の符号化データと、低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データを合成することで、完全な解像度の画像を復号化できるという効果がある。
【０２０８】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、モード切り替え手段によって、通常再生時、２つに区切られた低解像度符号化データと低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データとを合成して完全な解像度の画像を復号化でき、特殊再生時は、低解像度符号化データのみを復号化することで大雑把な画像を復号化することができるという効果がある。また、装置の動作状態によって上記のように復号化手段を切り替えられるという効果がある。
【０２０９】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、映像生成手段が、特殊再生時、低解像度符号化データのみを復号化する場合には、低解像度成分の映像データを補間し元の画像サイズに戻すことができるという効果がある。
【０２１０】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、データレート設定手段が、可変レートの映像信号符号化手段においてレートをごく限られた値しか設定されないため、ＧＯＰのデータレート情報（ＧＯＰの符号量に相当）を少ないビット数で表現できるようになるという効果がある。
【０２１１】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化した場合のデータレート設定情報を記録媒体上に映像データとは別に記録されるため、データレート情報をまとめて読みとることができるようになり、所定のＧＯＰのディスク上に占める位置がすぐに算出できるような情報を記録できるという効果がある。
【０２１２】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、空間的に間引かれた映像データを符号化する符号化手段によって、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１３】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、ブロック毎に部分的な周波数領域の映像データを符号化する符号化手段によって、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１４】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、粗く量子化することにより、完全な解像度のデータを符号化し、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１５】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段によって、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出することができるようになり、ディスク位置情報算出手段によって、得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出することによって高画質な可変レートの特殊再生や検索を容易にできるようにするという効果がある。
【０２１６】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生速度に応じてアクセス目標となるＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出し、光ヘッド位置変換手段によって、特殊再生速度に応じた目標ＧＯＰの位置に光ヘッド位置を制御することができ高画質な可変レートの多様な速度の特殊再生が可能になるという効果がある。
【０２１７】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰすることで、アクセス時間が短くなるため、特殊再生において読み出しデータ量を増やすように符号化して記録することができるようになる。また、そのときのディスク上の余白部などの無駄部分を可能な限り埋めることができ、その分画質の向上に使用するか、あるいは記録時間の長時間化に寄与するという効果がある。
【０２１８】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成できるためデータ化けなく復号化でき、なおかつ特殊再生において読み出しデータ量が増え、なおかつ高画質な再生画を得ることができるという効果がある。
【０２１９】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ，Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるため、比較的遅い特殊再生（例えば２倍速など）では、Ｉ、Ｐピクチャの特殊再生を実現でき、Ｉピクチャのみの特殊再生に比べてフレーム飛びの少ないきめ細かな特殊再生が実現でき、また、速い特殊再生時にはＩピクチャの特殊再生をするなどのように再生速度に応じた、優れたマンマシンインターフェイスのディジタル映像信号再生装置を得ることができる。
【０２２０】
本発明に関わるディジタル信号再生装置によれば、逆再生時はフィールド表示までを逆に動くように表示し、早送りのようなフレーム飛ばしの再生時には偶数フィールドは奇数フィールドと同じ映像信号を出力するようにすることで飛ばすフィールドの数を一定にすることにより見易い特殊再生画像を得ることができるという効果がある。
【０２２１】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段によって、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出することができるようになり、ディスク位置情報算出手段によって、得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出することによって高画質な可変レートの特殊再生や検索を容易にできるようになり、なおかつ特殊再生時は、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ，Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるため、比較的遅い特殊再生（例えば２倍速など）では、Ｉ、Ｐピクチャの特殊再生を実現でき、Ｉピクチャのみの特殊再生に比べてフレーム飛びの少ないきめ細かな特殊再生が実現でき、また、速い特殊再生時にはＩピクチャの特殊再生をするなどのように再生速度に応じた、優れたマンマシンインターフェイスのディジタル映像信号再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図２】 実施例１の解像度変換の概念を画像上で示した図。
【図３】 実施例１、２、３のデータ構成結果の一例を示した説明図。
【図４】 実施例２のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図５】 ＤＣＴブロック内部のＤＣＴ係数のデータ配置の一例を示した説明図。
【図６】 実施例３のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図７】 実施例１、２、３における符号化データの統計量の例を示す説明図。
【図８】 実施例１、２、３の処理シーケンスの一例を示した説明図。
【図９】 実施例４のＤＣＴブロックの並び及び１ブロックのビットストリームにおける周波数成分の配置概略の一例を示した説明図。
【図１０】 実施例４のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図。
【図１１】 実施例５のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図。
【図１２】 実施例５のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図。
【図１３】 実施例６のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図。
【図１４】 実施例７のＧＯＰアドレス生成及びディスク制御部のブロック図。
【図１５】 実施例７の再生処理を含めたＧＯＰアドレス生成及びディスク制御部のブロック図。
【図１６】 実施例８のディジタル信号再生部の周波数による分割、量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１７】 実施例８のディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１８】 実施例８のディジタル信号再生部の解像度による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１９】 実施例９の符号化処理のブロック図。
【図２０】 実施例９の復号化処理のブロック図。
【図２１】 実施例９のディジタル信号記録・再生装置の処理の概念を示す説明図。
【図２２】 実施例１０のディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２３】 実施例１０のディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２４】 実施例１０のディジタル信号再生部の解像度による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２５】 実施例１１のディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２６】 実施例１１のディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２７】 実施例１１のスキップサーチ時の処理の概念を示す説明図。
【図２８】 実施例１１の逆再生時の処理の概念を示す説明図。
【図２９】 従来のディジタル信号記録・再生装置の一例を示すブロック図。
【図３０】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図。
【図３１】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化の動画像処理の概念を示す説明図。
【図３２】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号復号化部のブロック図。
【図３３】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図。
【符号の説明】
３ 解像度変換器、４ 前処理器、５ 動きベクトル検出器、７ 減算器、９ＤＣＴ演算器、１１ 量子化器、１３ 可変長符号化器、１５ 逆量子化器、１７ 逆ＤＣＴ演算器、１８ 加算器、１９ 加算器、２０ 画像メモリ、２１画像メモリ、２３ レート制御器、２４ 解像度逆変換器、２５ データ再構成器、２６ 第一の可変長符号化器、２７ 第二の可変長符号化器、２８ 減算器、２９ 加算器、３０ モード切替器、３１ データ並び換え器、３２ デコーダブル判定器、３３ 可変長復号器、３４ スイッチ、３５ 逆量子化器、３６ 逆ＤＣＴ演算器、３７ 画像メモリ、３８ 加算器、３９ 逆走査変換器、４０ レート制御器、４１ ＥＯＢ検索器、４２ マルチプレクサ、４３ スイッチ、４４ 第一の可変長復号器、４５ 第二の可変長復号器、４６ 第一の逆量子化器、４７ 第二の逆量子化器、４８ 加算器、４９ 加算器、５０ 画像メモリ、５１ 画像メモリ、５２ 解像度逆変換器、５３ レジスタ、５４ ＧＯＰアドレス演算、５５ 光ヘッド・ディスク回転制御変換器、５６ 再生アンプ、５７ ディジタル復調器、５８ 誤り訂正器、５９ システムレイヤ処理器、６０ レート情報メモリ、６１ ＧＯＰ数カウンタ、６２ 映像信号符号化器、６３ オーディオ信号符号化器、６４ メモリ、６５ メモリコントローラ、６６ システムレイヤビットストリーム生成器、６７ メモリ、６８ メモリコントローラ、６９ 可変長復号化器、７０ 復号化信号処理部、７１ ＩＰ選択指示器、７２ デコーダブル判定器、７３ スイッチ、７４ フィールド表示コントローラ。
【産業上の利用分野】
この発明はディジタル映像信号の記録または再生を行うディジタル映像信号記録装置および再生装置に関わり、特に動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号を記録再生するディジタル映像信号記録装置および再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディジタル映像信号記録再生装置には例えば特開平６−９８３１４号公報、特開平６−７８２８９号公報等に示されたものがあり、その一例を図２９に示す。図において、７５はカメラ、ＶＴＲ等の映像信号ジェネレータ、７６はマイク、ＶＴＲ等のオーディオ信号ジェネレータ、６２は映像信号符号器、６３はオーディオ信号符号化器、７７はシステムレイヤビットストリーム生成器、７８は誤り訂正符号化器、７９はディジタル変調器、８０は光ディスク、５６は再生アンプ、８６は検波器、８１はディジタル復調器、５８は誤り訂正器、５９はシステムストリーム処理器、８２は映像信号復号器、８３はオーディオ信号復号器、８４はモニタ、８５はスピーカである。
【０００３】
現在、光ディスクとして一般的なものは１２０ｍｍ径のものであり、通常、この光ディスクは６００Ｍバイト強のデータの記録が可能である。ごく最近では、この光ディスクに対して１．２Ｍｂｐｓ程度のデータレートで７４分の映像信号および音声信号の記録が可能な製品がでてきており、記録時は映像信号ジェネレータ７５から映像信号を映像信号符号化手段６２に入力して映像信号の符号化を行い、オーディオ信号ジェネレータ７６からは、オーディオ信号をオーディオ信号符号化手段６３に入力して音声信号の符号化を行う。これら二つの符号化された信号にヘッダ等を多重化する処理をシステムレイヤビットストリーム生成器７７によって行い、さらに誤り訂正符号付加器７８によって誤り訂正符号を付加したのち、ディジタル変調器７９によってディジタル変調されて、記録のためのビットストリームが生成される。このビットストリームを記録手段（図示しない）によってマザーディスクが作成され、このマザーディスクの内容をディスク８０に複製して市販映像ソフトディスクが作成される。
【０００４】
ユーザの再生機においては、映像ソフトディスクから、光ヘッドによって得られた信号を再生アンプ５６によって増幅し検波器８６に再生信号を入力する。この再生信号は、検波器８６によって検波した後、ディジタル復調器８１においてディジタル復調し、誤り訂正器５８によって誤り訂正を施す。この後、誤り訂正された信号より映像信号領域を抽出し、この抽出データを映像信号復号化器８２によって復号化処理し、オーディオ信号復号化器によってオーディオ信号の復号化処理した結果と合わせてモニタ８４及びスピーカ８５に出力する。
【０００５】
この映像信号の符号化手法として代表的なものは、国際標準符号化方式であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式と称するＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２がある。以下ＭＰＥＧ２を例にとって符号化手法の具体例を説明する。ＭＰＥＧについては「ＭＰＥＧ技術」（トリケップス社 米満 潤 監修）などに紹介されている。
【０００６】
図３０にＭＰＥＧ２の符号化方式を説明するための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図、図３２に復号化方式の説明するための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号復号化部のブロック図を示す。また、図３１はＭＰＥＧ２の符号化方式による動画のグループ化の説明をするための従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化の動画像処理の概念を示す図であり、図においてＩＢＢＰＢＢＰ……の、ＩはＩピクチャ、ＢはＢピクチャ、ＰはＰピクチャをそれぞれ示している（以下、特に断わりの無い限り、図面中のＩはＩピクチャ、ＢはＢピクチャ、ＰはＰピクチャをそれぞれ示す。）。たとえば、図３１の（ア）では、Ｉから次のＩの出現前までの動画をある一定の枚数でグループ化している。このグループを構成するピクチャの枚数は通常１５枚である例が多いが、特に制限はされていない。
【０００７】
このグループを構成する画像群を、独立再生が可能な画像単位あるいはｎフレームからなる一かたまりの画像あるいは連続する複数枚の画像の一かたまりあるいはグループオブピクチャ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ。以下、画像群またはＧＯＰと称す）という。このＧＯＰは、完全に１枚だけで復号化可能なフレーム内符号化画面（以下Ｉピクチャと称す）が少なくとも１枚あり、その他にＩピクチャを基に、その時間系列の片方向予測によって動き補償予測をして符号化するフレーム間予測符号化画面（以下Ｐピクチャと称す）と、ＩピクチャとＰピクチャを基に、その時間系列の両方向予測によって符号化する双方向予測符号化画面（以下Ｂピクチャと称す）とで構成される。（なお図３１中矢印は予測関係を表す）
【０００８】
すなわち、ＢピクチャはＩおよびＰピクチャが揃ってからしか符号化復号化できず、ＧＯＰの中の初めてのＰピクチャはその１つ前のＩピクチャが揃って符号化復号化が可能となる。ＧＯＰの中の２枚目以降のＰピクチャはその１つ前のＰピクチャが揃って符号化復号化が可能となる。従ってＩピクチャがなければＰ、Ｂピクチャの両方とも符号化復号化はできない。
【０００９】
図３０において８７は画像並び換え器、８８は走査変換器、８９はエンコーダバッファ、９０はモード判定器、２は動きベクトル検出器、６は減算器、８はＤＣＴ演算器であり、フィールドメモリおよびフレームメモリとＤＣＴ演算部を有している。１０は量子化器、１４は逆量子化器、１６は逆ＤＣＴ演算器（ＩＤＣＴと表記）、１８は加算器、２０は画像メモリ、２２はレート制御器、２６は可変長符号化器である。
【００１０】
図３２において３３は可変長復号器（ＶＬＤと表記）、３４は逆ＤＣＴ、３７は画像メモリ、３８は加算器、３９は逆走査変換器である。なお、今後動きベクトル検出器２とモード判定器９０は２つあわせて動きベクトル検出部と表現する。
【００１１】
次に図３０〜図３２に基づき、従来の光ディスク等を利用したディジタル映像信号記録・再生信号の動作について説明する。図３０において画像並び換え器８７によって、図３１に示す順で符号化するための画像の並び換えを行い、ラスタスキャンからブロックスキャンに走査変換器８８によって変換する。以後この画像の並べ変え処理およびラスタスキャンからブロックスキャンへの変換処理を総称して前処理と称し、画像並び換え器８７および走査変換器８８を総称して前処理器と称する（図３０中、ＰＲと表記した部分）。入力された画像データは符号化される順序でブロックスキャンされて、Ｉピクチャであれば減算器６はスルーされるし、ＰピクチャおよびＢピクチャであれば参照画像と減算器６によって引き算される。
【００１２】
このとき画像の動きベクトル検出器２によって（このベクトル検出器２への入力は原画像としては画像並び換えのあとの画像でも、ブロックスキャンした後の画像でも良いが後者の方が回路規模は小さくなる、また参照画像も画像メモリ２０から入力されていなければならないが図中の参照矢印は省略する）動いた方向と量を求め画像メモリ２０からその分を考慮した領域の信号が読み出される。このときモード判定器９０は両方向予測を使うのか、片方向予測を使うのかを判定する。
【００１３】
動きベクトルを考慮した参照画面との減算が減算器６でおこなわれ電力の小さな画像になり符号化効率が上がるような仕組みになっている。減算器６の出力はＤＣＴ演算器８によって、フィールド単位またはフレーム単位でまとめられ離散コサイン変換（ＤＣＴ）され周波数成分のデータに変換される。このデータは周波数毎に重みの異なる量子化器１０に入力され、可変長符号化器２６によって低周波成分高周波成分にわたって２次元的にジグザグスキャンされ、ランレングス符号化およびハフマン符号化を施される。
【００１４】
このランレングス符号化およびハフマン符号化を施されたデータは、目標符号量に対して合致させるようにレート制御器２２を用いて量子化テーブルをスケーリングするように制御され、可変長符号化を施される。この可変長符号化されたデータは、通常、エンコーダバッファを介して出力される。量子化されたデータは逆量子化器１４によって元に戻され、逆ＤＣＴ演算器１６によって元の画像空間データにもどされ先ほどの減算器６によって参照されたデータと加算器１８によって加算を行うことでデコードしたときと同じデータが得られる。
【００１５】
図３２は復号化装置についての概略的なブロック構成を示しており、可変長復号化器３３によって動きベクトルや符号化モードやピクチャモードなどのヘッダ情報を含めて画像データを復号し、この復号データを量子化後、逆ＤＣＴ演算器３６によって逆ＤＣＴ演算を施し（なお、図３２中、逆ＤＣＴ演算器３６前段にある逆量子化器を省略している。）、動きベクトルを考慮して画像メモリ３７から画像データを参照して、その参照した画像データを加算器３８によって逆ＤＣＴ後のデータと加算することで動き補償予測のデコードを行う。このデータを逆走査変換器３９によってラスタースキャンに変換してインターレース画像を得、出力する。
【００１６】
また、１９９４年テレビジョン学会年次大会における杉山他の発表で「可変転送レートディスクシステムとその符号量制御方法」に紹介された可変転送レートディスクシステムによれば、さらなる高画質なディジタル映像信号の符号化方式の提案がなされている。これは、ＧＯＰの符号化レートを１プログラム（例えば一番組）で固定化してその中の各ＧＯＰについては絵柄の難しさに応じたレートに設定して符号化していく手法が提案されている。図３３は、この方式による従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図を示す。図３３において９１は動き補償予測器、９２は符号量メモリ、９３はＧＯＰレート設定器、９４は符号量割当器、９５は減算器、９６は符号量カウンタ、９７はスイッチである。図３３のＧＯＰレート設定器は量子化値の設定を絵柄の複雑さで変化させるようにしている。つまりスイッチ９７が仮符号化側に接続されている間に可変長符号化器２６の出力が符号量カウンタ９６に入力されて、この符号量カウンタ９６において符号量が計数され符号量メモリ９２に蓄えられる。
【００１７】
ＧＯＰレート設定器９３は、この符号量メモリ９２に蓄えられた符号量の値から、１プログラム全てにおける仮符号量を求め、各ＧＯＰの最適符号化レートを算出設定する。このときの符号割当を符号量割当器９４によって算出し本符号化の準備が整う。スイッチ９７が本符号化の方に接続されると符号量割当器９４から出力される符号量割当量と符号量カウンタ９６の値とを比較して、実符号量に基づき量子化器を制御するように動作する。このようにすることでプログラムの中でゆっくり変化する符号化の難易度を吸収するように容易な絵柄には少しの符号量、複雑な絵柄には多くの符号量が割り当てられる。この結果この方式によって３Ｍｂｐｓのレートで記録したものについて、それまでの方式を用いて６Ｍｂｐｓのレートで符号化したものとほぼ同等の画質を得たと報告されている。
【００１８】
上記のような光ディスクを用いたディジタル映像信号記録・再生装置におけるスキップサーチの可能性について考えた場合、ＧＯＰの先頭が高速にアクセスできても例えば早送りにするためにＩピクチャとＰピクチャを再生したいと考えた場合、ＰピクチャはＧＯＰ内の適当な位置に書かれているのでビットストリーム上のデータを探しながら光ヘッドを動作させる必要が生じる。しかし、これはアクチュエータ等のサーボの時定数などからこのような制御が間に合わない。ある特定ＧＯＰの先頭を見つけるには１ＧＯＰあたり通常１５フレームの画像が含まれており、ＮＴＳＣ走査方式で０．５秒の裕度があるため検索可能性はあるものの、例えばスキップサーチ時にＩピクチャ、Ｐピクチャを読みだそうとしてもフレームレートで３分の１の画像を読み出すためのビットストリームは２分の１以上の読みだしを必要とするためヘッド移動時間を２００ミリ秒とすると通常の２．５倍以上の読みだし速度が要求される。これはアクチュエータの応答限界を越えており、順当な再生方法によっては、実質的にスキップサーチが不可能である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディジタル信号記録・再生装置では、このように符号化されているので、ビデオテープレコーダのようにスキップサーチ（早送りでみること）などをしようとすると、Ｂピクチャのように１枚の画像データからは完全な元の画像の復元ができないデータなどを再生した場合、まともな再生画像を得られず、特にスキップサーチなどではフレーム単位での出力処理に関わるジャーキネス（動きの不自然さ）などが発生したり、再生画質の良い可変レートコーディングを行うと、ＧＯＰの先頭アドレスの位置が変化するため、ＧＯＰの先頭そのものをアクセスするのに困難さが増し、ＧＯＰの単位が揃わずディスク領域に空白ができるなどの問題点がある。
【００２０】
本発明は以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号を記録再生するディジタル映像信号記録・再生装置におけるスキップサーチを可能にすると共に、可変レートコーディングを採用する前提のもとで、ＧＯＰへのアクセス性の向上と、記憶媒体上における空き領域の有効利用とを実現できるディジタル映像信号記録・再生装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成されるＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切る手段と、上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、次のＧＯＰのデータを当該空白領域に埋め込む制御手段とを有するディジタル映像信号記録装置である。
また、請求項５記載の発明は、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成されたＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切り、当該アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、当該空白領域に次のＧＯＰのデータが埋め込まれたディジタル映像信号データが記録された記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生装置において、上記埋め込まれたデータをもとのＧＯＰに再構成するデータ再構成手段と、該データ再構成手段からの再構成されたデータを復号化するデータ復号手段とを有することを特徴とするディジタル映像信号再生装置である。
本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号を所定の条件に従って符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段と、上記第一および第二の符号化手段から出力されるおのおのの出力データを、画像群データ毎に、各画像群データにおける所定の位置に配列するためのデータ配列手段とを有するものである。
【００２２】
また、第一の符号化手段が少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、所定の間隔で間引かれた映像情報を符号化する構成としたものである。
【００２３】
また、第一の符号化手段が直交変換された低周波領域のみを符号化する構成としたものである。
【００２４】
また、第一の符号化手段が量子化レベルで粗く量子化して符号化する構成としたものである。
【００２５】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号を所定のビットごとに区切ったデータ列より低周波領域分のデータを抽出する低周波領域抽出手段とを有するものである。
【００２６】
また、本発明によるディジタル映像信号再生装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化され、かつ低周波領域のデータと高周波領域のデータとが領域分けされたデータよりなるディジタル映像信号を記録媒体上から再生するディジタル映像信号再生装置において、上記低周波領域のデータと上記高周波領域のデータとを所定の順序に並び換えるデータ並び換え手段と、該並び換えられたデータを復号するモードまたは選択的に上記低周波領域のデータを復号するモードの何れか一方のモードを選択するモード切り替え手段とを有するものである。
【００２７】
さらに低周波領域のデータのみ復号化するモードで復号化する場合は、復号化可能なデータのみを復号し、所定のビット数境界付近の復号化不能なデータは廃棄し、得られた高周波領域のデータについては固定値に置き換え逆直交変換を施すデータ操作手段を有するものである。
【００２８】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号の各ブロックの符号化データに対し低周波領域のデータとしての所定のビット数に達するとブロック終端符号を付し、上記所定のビット数を越える上記符号化データを高周波領域データとして符号化を行う符号化手段を有するものである。
【００２９】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された低周波領域のデータと、高周波領域のデータがブロック終端符号によって仕切られてなる符号化データを記録媒体上から読み出すディジタル映像信号再生装置において、低周波領域のデータと高周波領域のデータとブロック終端符号のそれぞれに基づいて、データを再構成するデータ再構成手段と、再構成したデータを復号するモードまたは選択的に低周波領域のデータのみを復号化するモードの何れか一方のモードを選択するモード切り替え手段と、該モード切り替え手段の出力に基づいて再構成された符号化データを復号化する復号化手段と、高周波領域については固定値に置き換え逆直交変換を施すデータ操作手段とを有するものである。
【００３０】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換を用いて符号化したディジタル映像信号のうちの少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対して画素間引きを行った低解像度成分のデータを符号化する符号化手段と、該符号化手段の出力データを補間し画素間引きを行う前の画像との差分成分を符号化する差分成分符号化手段を有し、上記符号化手段の出力と上記差分成分符号化手段の出力とを所定の領域にわけてデータを構成し、オーディオ信号やヘッダなどを付加し誤り訂正符号を付す情報付加手段とを有するものである。
【００３１】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、かつ画素間引きされた低解像度分のデータと、画素間引き前の画像と画素間引きされた後に補間された画像との差分成分に対応するデータとを有するディジタル映像信号を記録媒体より読み出すディジタル映像信号再生装置において、上記低解像度成分のデータと上記差分成分のデータとを合成して復号化する復号手段を有するものである。
【００３２】
さらに低解像度成分のデータと差分成分のデータとを合成して復号化するモードと低解像度成分のみ復号化するモードとを切り替えるモード切り替え手段を有するものである。
【００３３】
また、さらに低解像度画像の復号化時は復号化後補間した映像を生成する補間映像生成手段を有するものである。
【００３４】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、該絵柄判定手段からの判定出力に基づいてデータレートを適応的に変化させてエンコードする適応型エンコーダと、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、適応的に変化させるデータレートに離散的な値を設定するためのデータレート設定手段を有するものである。
【００３５】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、該絵柄判定手段からの判定出力に基づいてデータレートを適応的に変化させてエンコードする適応型エンコーダと、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、データレート情報をヘッダに多重するか、または記録媒体上の所定の領域に書き込む構成としたものである。
【００３６】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、所定の間隔で間引かれた映像信号を符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３７】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、直交変換された低周波領域のみを符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３８】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するに際し、上記動き補償予測と直交変換とに基づく符号化および復号化した際の画像劣化の程度を判定する絵柄判定手段と、オーディオ信号、ヘッダ情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段とを有するディジタル映像信号記録装置において、少なくともフレーム内符号化画像を含む符号化画像よりなる映像信号に対し、量子化レベルで粗く量子化して符号化する第一の符号化手段と、上記映像信号のうち上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段とを有して、上記絵柄判定手段からの判定出力に基づいて上記第一および第二の符号化手段のうち少なくともいずれか一方の符号化手段におけるデータレートを適応的に変化させて符号化する構成としたものである。
【００３９】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された符号化データのデータレートが絵柄に応じて適応的に可変であるデータを読み出すディジタル映像信号再生装置において、通常再生モードと特殊再生モードとの再生モードの切り替えを行うモード切り替え手段と、データレート情報を抽出するデータレート情報抽出手段と、上記特殊再生モード時に上記データレート情報抽出手段から出力されるデータレート情報に基づいて特殊再生用のデータが存在する記録媒体上の位置を算出する位置情報算出手段とを有するものである。
【００４０】
また、さらに位置情報算出手段からの出力と特殊再生速度に応じて記録媒体上の位置にヘッド位置を制御するヘッド位置制御手段を有するものである。
【００４１】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成される１画像群に割り当てられた領域に対応して符号量の制御を行い、エンコードするエンコード手段と、該エンコード手段からの出力と所定の符号量を比較する符号量比較手段と、該符号量比較手段からの出力に基づいて、余分のデータを空白領域を有する画像群の空白領域に埋め込むデータ補充手段とを有するものである。
【００４２】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成された画像群の空白領域に他の画像群のデータが埋め込まれたディジタル映像信号データを記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生装置において、埋め込まれた映像信号符号化データをもとの画像群に再構成するデータ再構成手段と、該データ再構成手段からの再構成されたデータを復号化するデータ復号手段とを有するものである。
【００４３】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化が行なわれ、かつ各画像群データの所定の位置に第１および第２の符号化データの配列がなされたデータから、所定の条件に従って上記第１および第２の符号化データに対応する第１および第２の復号データを生成するディジタル映像信号再生装置において、上記第１および第２のデータを復号して再生画像を得る第１の復号手段と、上記第１のデータを復号してフレーム内符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第２の復号手段と、上記第１のデータを復号して少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間予測符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第３の復号手段のうち、少なくともいずれか一つの復号手段を有し、特殊再生の際に上記いずれの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り替えるためのモード切り替え手段を有するものである。
【００４４】
また、本発明によるディジタル映像信号記録装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化された映像情報を記録媒体上より再生するディジタル映像信号再生装置において、再生符号中から映像信号に対応するデータを抽出する映像データ抽出手段と、該映像データ抽出手段から出力される映像データを復号して再生する映像データ復号再生手段と、映像データの再生の際に通常の再生モード、または奇数フィールドもしくは偶数フィールドのいずれか一方のフィールドを再生表示するモード、または奇数フィールドもしくは偶数フィールドのフィールド構成を逆にして再生表示をするモードとを切り替えるモード切り替え手段とを有するものである。
【００４５】
また、本発明によるディジタル映像信号再生装置では、動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化が行なわれ、かつ各画像群データの所定の位置に第１および第２の符号化データの配列がなされており、かつ符号化されたデータレートが絵柄に応じて適応的に可変であるデータから所定の条件に従って上記第１および第２の符号化データに対応する第１および第２の復号データを生成するディジタル映像信号再生装置において、上記第１および第２のデータを復号して再生画像を得る第１の復号手段と、上記第１のデータを復号してフレーム内符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第２の復号手段と、上記第１のデータを復号して少なくともフレーム内符号化画像、フレーム間予測符号化画像の低周波領域または間引かれた画素数または粗い量子化に相当する再生画像を得る第３の復号手段のうち、少なくともいずれか一つの復号手段を有し、特殊再生の際に上記いずれの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り替えるためのモード切り替え手段を有するものである。
【００４６】
【作用】
上記請求項１記載の発明によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰを配しなおかつ余白部などの無駄部分を可能な限り埋めるように作用する。
また、上記請求項５記載の発明によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成するよう作用する。
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、すべての映像信号を符号化するのに比較して、動画像のうち基本的な部分を符号化することによって最低限アクセスする領域を減らすように作用する。第二の符号化手段が第一の符号化手段で符号化されていない映像情報を符号化し、二つの符号化手段のデータですべての映像情報を符号化するように作用する。また、データ配列手段は、２つの符号化手段により得られたデータをヘッドのアクセスに都合がよいよう並び換えるよう作用する。
【００４７】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００４８】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、周波数的に部分的な映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００４９】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段が、粗く量子化することにより、映像に対して影響の深い上位ビットのデータを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００５０】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、データ抽出手段が、ブロック毎に所定のビット毎に区切ることによって映像信号の低周波領域を区切るよう作用する。
【００５１】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ並び換え手段が、２つに区切られた符号化データをつなぎ合わせて完全な復号画像を得るように作用し、特殊再生時は、２つに区切られた符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号するように作用し、装置の動作状況に応じて復号するよう作用する。
【００５２】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生時、データ操作手段が、２つに区切られた符号化データのうち低周波領域を復号する場合、復号化可能なデータのみを復号化し、復号化できなかったビットは廃棄しさらにブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するように作用する。
【００５３】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、ブロックの低周波領域と高周波領域ともにブロック終端符号（ＥＯＢ）で見かけ上ブロックを終了したように符号化するよう作用する。
【００５４】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ再構成手段が、それぞれブロック終端符号（ＥＯＢ）で区切られた符号化データから完全な復号画像を得るように作用し、特殊再生時は、符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号するように作用し、装置の動作状況に応じて復号するよう作用する。また、データ操作手段が、符号化データのうち低周波領域を復号する場合、ブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するように作用する。ブロックの低周波領域と高周波領域ともにＥＯＢで見かけ上ブロックを終了したように符号化するよう作用する。
【００５５】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、低解像度符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、差分成分符号化手段が、低解像度符号化手段の中の復号データを補間して、低解像度変換を行う前の画像と比較することで差分成分を得て低解像度符号化手段で得られていない高解像度分の映像データを符号化するように作用する。
【００５６】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時、映像信号復号手段が、低解像度分の符号化データと、低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データを合成して復号化するよう作用する。
【００５７】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、モード切り替え手段が、通常再生時、２つに区切られた低解像度符号化データと低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データとを合成して復号化し、特殊再生時は、低解像度符号化データのみを復号化するように復号化手段を切り替えるよう作用する。
【００５８】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、映像生成手段が、特殊再生時、低解像度符号化データのみを復号化する場合、低解像度成分の映像データを補間し元の画像サイズに戻すよう作用する。
【００５９】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、データレート設定手段が、可変レートの映像信号符号化手段においてレートをごく限られた値しか許さないよう作用する。
【００６０】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化した場合のデータレート設定情報を記録媒体上に映像データとは別に記録されるように作用する。
【００６１】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、空間的に間引かれた映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６２】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、周波数的に部分的な映像データを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６３】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質なエンコードを実現するよう作用し、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、粗く量子化することにより、映像に対して影響の深い上位ビットのデータを符号化し、最低限アクセスする領域を減らすよう作用する。
【００６４】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段が、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出してデータレートの異なるＧＯＰを再生する場合、通常再生時には２つに分けられた符号化データの両方を合成して復号化し、特殊再生時にはアクセス目標とされたＧＯＰの記録媒体上の位置を算出し最低限アクセスするデータを再生して次の目標ＧＯＰにアクセスする。この際に、位置情報算出手段は得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出するよう作用する。
【００６５】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生速度に応じてアクセス目標となるＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出し、光ヘッド位置変換手段が、その位置に光ヘッド位置を制御するよう作用する。
【００６６】
上記ディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰを配しなおかつ余白部などの無駄部分を可能な限り埋めるように作用する。
【００６７】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成するよう作用する。
【００６８】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ、Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるように作用する。
【００６９】
上記ディジタル信号再生装置によれば、特殊再生時にモードに応じてフィールド構成を最適化するように作用する。
【００７０】
上記ディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段が、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出してデータレートの異なるＧＯＰを再生する場合、通常再生時には２つに分けられた符号化データの両方を合成して復号化し、特殊再生時にはアクセス目標とされたＧＯＰの記録媒体上の位置を算出し最低限アクセスするデータを再生して次の目標ＧＯＰにアクセスする。この際に、位置情報算出手段は得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのある記録媒体上の位置情報を算出するよう作用する。また、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ、Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるように作用する。
【００７１】
【実施例】
実施例１．
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明を行う。図１はディジタル映像記録・再生装置におけるディジタル映像信号符号化処理部を示すブロック図であり、図において１、４は前処理器（ＰＲ）、２、５は動きベクトル検出器（ＭＥ）、３は解像度変換器、６、７は減算器、８、９はＤＣＴ演算器、１０、１１は量子化器（Ｑ）、１２、１３は可変長符号化器（ＶＬＣ）、１４、１５は逆量子化器（ＩＱ）、１６、１７は逆ＤＣＴ演算器（ＩＤＣＴ）、１８、１９は加算器、２０、２１は画像メモリ、２２、２３はレート制御器、２４は解像度逆変換器、２５はデータ配列手段としてのデータ再構成器である。また図１には一例としての第一の符号化手段及び第二の符号化手段を示す。特に減算器６は、ここでは第一の符号化手段と第二の符号化手段による両符号化過程における差分成分を出力する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００７２】
次に動作について説明する。解像度変換器３にはインターレースのラスタースキャンの順にビデオデータが入力される。入力されたビデオデータは解像度変換器３によって高周波数領域の折り返しノイズを防ぐためにフィルタリングされ間引かれる。（図２は上記解像度変換の概念を画像上で表現した説明図である。）例えば水平７０４画素、垂直４８０画素のデータを例にとると、フィルタリングされたあと水平、垂直にそれぞれ１／２倍の水平３５２画素、垂直２４０画素の画像に間引かれて低解像度の画面データに変換される。
【００７３】
この低解像度の画面データは前処理器４に入力されることによってラスタースキャンからブロックスキャンに変換される。（なお、ここにいうブロックスキャンとはＤＣＴのブロックの順にデータを送るという意味である。）Ｉピクチャはフレーム内符号化を行うためフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに符号化する。
【００７４】
Ｉピクチャの場合は減算器７の入力である画像メモリ２１はなにも出力していないためビデオ信号は減算器７をスルーする。このデータはＤＣＴ演算器９で周波数成分に直交変換され、この直交変換されたデータは低周波数領域からのジグザグにスキャンされるような順序で量子化器１１に入力され量子化される。さらに、量子化された画像データは可変長符号器１３を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００７５】
一方、量子化器１１によって量子化された画像データは逆量子化器１５で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１７で周波数成分データから空間成分のデータに逆変換される。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１９の画像メモリ２１からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１９の出力は画像メモリ２１に蓄えられるデータとして使用される。画像メモリには少なくともＩピクチャ、またはＩピクチャおよびＰピクチャのデータを蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２においてはＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【００７６】
また、画像メモリ２０は、復号されたデータ加算器１８の出力と、解像度逆変換器２４により画素を補間して画素数が元に戻った結果とを入力としてある重み付けで平均化した画像復号データを蓄える。以下この重み付けに関しては簡単のため解像度逆変換器２４の出力を１、加算器１８の出力を０の重みを使用した場合について記す。
【００７７】
また、入力されたビデオデータは前処理器１によってバッファリングされてラスタスキャンからブロックスキャンへの走査変換を行い、上述の低解像度処理を受けた信号を蓄えている画像メモリ２０からのデータと減算器６によって引き算される（これを解像度残差成分と呼ぶ）。解像度残差成分はＤＣＴ演算器８によって周波数領域に直交変換され、低周波数領域からのスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。このデータは可変長符号器１２を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００７８】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間領域のデータに逆変換される。加算器１８では画像メモリ２０からの入力は低解像度処理したものの逆変換データと逆ＤＣＴ演算器１６との加算を行うことで解像度的に低解像度のデータと、低解像度データ以外のデータの一例として、その残差成分のデータとによる２階層になったデータの復号結果を得、画像メモリ２０に蓄えられる。この階層は解像度変換を行う回数で決められ、２度解像度変換を行って３つの階層にすることも可能であり、同様なアプローチで任意の階層のデータを作成することができる。
【００７９】
通常ＭＰＥＧなどの符号化については、ＩピクチャとＰピクチャとからの双方向予測を行ってＢピクチャを符号化するために、ＩピクチャとＰピクチャについては復号データとして復号されて蓄えられている。このようにして、ＩピクチャとＰピクチャとを符号化し、次にＢピクチャの処理を行う。
【００８０】
上述のようなＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの符号化処理は、低解像度成分と解像度残差成分の双方について行われる。このようにすれば低解像度成分Ｒ（以下Ｒ成分と称す）と解像度残差成分Ｓが交互に並んだシーケンスが構成できる。これらのデータをデータ再構成器２５によって、ＧＯＰの先頭部分等のような、光ヘッドのアクセスに都合の良いような箇所へＧＯＰを固めて配置するように動作し、例えば図３のシーケンスａの様な並びにする。このように並び換えておき、Ｌ成分の占める領域である前半を読み出せば低解像度成分は再生可能である。解像度残差成分は、非解像度残差成分よりデータ量が少なく効率的な階層化が行なえる。すなわちここでは所定の条件に従って符号化する第一の符号化手段と映像情報のうち上記第一の符号化手段によって符号化された以外の映像情報の一例として上記第一の符号化手段を用いた符号化による残差成分に対しての符号化を行う第二の符号化手段を設けて効率的な階層化を行うものである。
【００８１】
なお、図３はデータ構成結果の一例を示す図であり、図３中、シーケンスａは本実施例の符号化処理によって生成されたシーケンス、シーケンスｂは第２の実施例の符号化処理によって生成されるシーケンス、シーケンスｃは第３の実施例の符号化処理によって生成されるシーケンスである。なお、シーケンスｂ中、Ｌは低周波成分、Ｈは高周波成分、シーケンスｃ中、Ｃは粗い量子化をして符号化した成分、Ａは粗量子化残差成分をそれぞれ表わしている。また、図８のシーケンスａに示すように、Ｉピクチャ、Ｐピクチャにのみ上記操作を行って、その成分のみＧＯＰの先頭に固めて配置するような配置にしても良い。
【００８２】
このように、低解像度成分のみをＧＯＰの先頭に固めて配置する等のようにすれば、Ｌ成分が全体に占める割合が大きく減り、媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが容易に実現できるようになる。また、図８のシーケンスａのように、Ｉピクチャ、ＰピクチャのＲ成分のみをＧＯＰの先頭に固めて配置する等のように配置すれば、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低解像度データのみを復号するように動作する。なお、上述までの実施例では、間引き比が水平１／２倍、垂直１／２倍の場合について説明したが、この比率はこれ以外でもよく、任意の比率のものについて適用しても良いことは言うまでもない。
【００８３】
また、符号化方式についてもＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＪＰＥＧ等があるが、解像度の階層で必ずしも共通の符号化手法を用いる必要はない。なぜなら、解像度を下げて符号化する場合、インタレースについて言及のないＭＰＥＧ１方式でも十分、符号化への対応が可能である。また、静止画対応のＪＰＥＧ方式でも１フレームごとの積み重ねが動画であるから、ＧＯＰのある特定の位置を占めてなお正常に復号することが可能である。また、この説明は２つの解像度の階層で説明したがもっと多くの階層でも良いことは言うまでもない。なお低解像度成分のデータを図１中の第一の符号化手段により符号化し、この第一の符号化手段からの出力について補間を行い、画素間引きを行う前の画像との差分成分を減算器６により得て、この差分成分についての符号化を行う差分成分符号化手段を備えて差分成分についての符号化を行ってもよい。
【００８４】
なお、画像メモリから読み出すフレームは通常図のように予測参照フレームからもってくるのが普通であるが、低解像度のフレームがあるのでうまく時間軸を合わせて（メモリのアドレスを定めて）メモリに蓄え読み出す必要がある。なお情報付加手段を備えて、残差成分のデータにオーディオ信号やヘッダ等の付加情報および誤り訂正符号を付加してもよいことは言うまでもない。
【００８５】
実施例２．
本発明の他の実施例についての説明を図４に基づいて行う。なお本実施例では、ＤＣＴブロックの低周波領域と高周波領域との階層を分け、低周波領域のみをＧＯＰの先頭に配置するようにしている。図４はディジタル映像信号符号化処理部のブロック図であり、図４において２６、２７はそれぞれ第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）と第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
次に動作について説明する。このインターレースのビデオデータは例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のデータである。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化するため、ビデオデータはスルーで出力される。このビデオデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。
【００８７】
ＤＣＴブロック内部のＤＣＴ係数のデータ配置について図５に示す。図５中左上ほど低周波成分、右下ほど高周波成分のＤＣＴ係数のデータが配置されている。このＤＣＴブロックに配置されているＤＣＴ係数のデータのうち、ある特定の位置のＤＣＴ係数のデータまでの低周波領域のＤＣＴ係数のデータ（例えば図５の斜線部）は低周波領域抽出手段としての第一の可変長符号器２６を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。また、第二の可変長符号化器２７は、上記特定位置のＤＣＴ係数のデータ以降のＤＣＴ係数のデータに対して可変長符号化を施す。つまり、このように周波数の領域でデータをパーティショニングして符号化を施すのである。
【００８８】
動きベクトルまたはＤＣ成分の符号化に関しては第一の可変長符号化器２６のみでよく、第二の可変長符号化器２７は必要ない。なぜなら、通常再生時は第一の可変長符号化器２６の出力データと第二の可変長符号化器２７の出力データを合成して復号すれば良いからである。
【００８９】
なお、符号化領域の決定をＤＣＴ係数の固定位置で行ったが、それ以外の方法でも良く、例えばイベント数の固定数で決めても良い。すなわち、可変長符号であるハフマン符号を与える単位がイベントであり、この単位を３つなどのように、予め設定したイベント数で符号化領域を設定しても良い。データ再構成器２５の出力ビットストリームの例は図３のシーケンスｂのようにすれば前半の低周波領域だけ読み出せば低周波領域の画像が再生できる。図８には処理シーケンスの例を示す図であるが、図８のシーケンスｂのような配置に変速的に行っても良い。
【００９０】
一方、量子化器１０によって量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間領域のデータに逆変換される。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１９の画像メモリ２０からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１９の出力は画像メモリ２０に蓄えられるデータとして使用される。
【００９１】
画像メモリには少なくともＩピクチャやＰピクチャは蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１でも２でもＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【００９２】
このように構成すればＬ成分が全体に占める割合が大きく減り、ヘッドの媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが実現できるようになる。また、後述のようにＩピクチャ、Ｐピクチャのみ固めて配置すればＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波成分のデータのみを容易に復号するように動作することが可能となる。周波数領域で高い領域のデータはすべての領域のデータよりデータ量が少ないため、低周波領域のデータを抽出して全領域のデータの前に納めるよりもデータの効率的構成が可能になる。
【００９３】
減算器６をスルーして符号化することによって、Ｉピクチャがコーディングを終了すると、次に時間的に１つ前のＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果に基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとして読み出し、その読み出されたデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。この時間残差成分に対してＤＣＴ演算を施し、その結果を量子化して、さらに可変長符号化する。
【００９４】
実施例３．
本発明の他の実施例について図６に基づいて説明する。本実施例では、ＤＣＴ係数の粗量子化成分と、粗量子化成分以外のデータの一例として粗量子化残差成分の階層に分けて粗量子化成分をＧＯＰの先頭に配置するようにしている。図６はディジタル映像信号符号化処理部を示すブロック図であり、図６において２８は減算器、２９は加算器である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００９５】
次に動作について説明する。このインターレースの入力画像データは例えば有効画面サイズが水平７０４画素、垂直４８０画素のデータである。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従ってＩピクチャの場合は減算器６の入力である画像メモリ２０はなにも出力していないためビデオ信号は減算器６をスルーする。このデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって、符号化データ量を半分以下にするような、適当な粗いめの量子化をされる。この量子化されたデータは可変長符号器２２を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【００９６】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し（その結果を粗量子化結果と呼ぶ）、この逆量子化されたデータは別の符号化処理部（図６中、点線枠部分）に送られる一方、逆ＤＣＴ演算器１６で空間領域のデータに逆変換される。別の符号化処理部では（ここでは、Ｉピクチャの符号化について述べているので画像メモリ２１からの出力はないが、通常であればこの符号処理部での復号結果を画像メモリ２１に蓄えてあるのでそのデータを元に動きベクトル検出器２によって動きベクトル検出や予測モードを決定し、さらにＤＣＴブロックモード決定がなされ、決定されたモードに見合った位置のデータが参照され減算器７の引算入力側にはいることになる。）
【００９７】
減算器７の出力をＤＣＴして、粗逆量子化結果と減算器２８によって残差を求める（これを粗量子化残差と呼ぶ）。粗量子化残差を量子化器１１によって細かく量子化（符号量制御を考慮した、ほぼ通常の符号化と同程度の細かい量子化）し、可変長符号化する一方、逆量子化され逆ＤＣＴされ復号されて画像メモリ２１に蓄えられる。この符号化結果と粗量子化の符号化結果はデータ再構成器２５によって必要データのアロケーションが定められるとともに、ヘッダなどが付加される。
【００９８】
この出力データの一例として図３のシーケンスｃの様にすれば、ＧＯＰの前半部を読み出すだけで、粗い量子化をした画像の復号結果を得ることができる。また粗量子化残差のデータは細かい量子化のデータすべてに比べて少ないため、粗量子化データを抽出して細かい量子化データの前に納めるよりもデータの効率的な構成が可能となる。
【００９９】
また別の一例としては図８のシーケンスｃの配置のような変速的な処理を行っても良い。このように構成すればＣ成分（粗い量子化を行って符号化した成分）が全体に占める割合が大きく減り、媒体からの読みだし速度に余裕が生まれスキップサーチなどが実現できるようになる。また、後述のようにＩピクチャ、Ｐピクチャのみ固めて配置すればＩピクチャ、Ｐピクチャの粗い量子化を施したデータのみを復号するように動作する。
【０１００】
減算器６をスルーして符号化することによって、Ｉピクチャがコーディングを終了すると、次に時間的に１つ前のＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果に基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとして読み出し、その読み出されたデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。画像メモリ２１から前方向分と後方向分のデータを読みそのデータと前処理器１の出力を減算器７により減算して直交変換エントロピー符号化する。なお、Ｐピクチャに対しても同様のプロセスを用いて符号化する。
【０１０１】
図７は符号化データの統計量の例を示す図であるが、ＧＯＰの中のフレーム数：Ｎ＝１５、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの周期：Ｍ＝３のときの符号量のばらつきを示している。この図からＩピクチャ、Ｐピクチャは全体の５割程度であることがわかるのでこの部分だけを、あるいはＩピクチャだけでも上述の実施例のように、階層を解像度、周波数、量子化によって分割すれば、さらに再生すべき符号量が減少するので光ヘッドの移動時間の短縮化を図ることができ、スキップサーチなどの機能を容易に実現できる。
【０１０２】
そのときの処理シーケンスを図８に示す。図８は原画像のＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの並びを符号化して、その内のＩピクチャおよびＰピクチャのみに対して、上述の実施例１、２、３の処理を行い、Ｂピクチャについては階層を分けずに符号化する。実施例１の処理にに従ってＩピクチャ、Ｐピクチャを処理したシーケンスをシーケンスｂ、実施例３の処理に従ってＩピクチャ、Ｐピクチャを処理したシーケンスをシーケンスｃとする。
【０１０３】
各シーケンスとも各々低解像度成分（Ｒ）、低周波成分（Ｌ）、粗量子化成分（Ｃ）のＩピクチャ、Ｐピクチャ成分をそれぞれのデータ再構成器２５によって、ＧＯＰの先頭に固めて配置するようにデータを構成する。シーケンスａについては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低解像度成分のみ（図８シーケンスａ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの低解像度画像が復号できるので、スキップサーチ時に容易に対応可能となる。当然コアエリア以外のデータは図示の通りに並んでいる必要性はなく、図３のエンコード時のフレーム番号順に並んでいても良いことは言うまでもない。
【０１０４】
また、シーケンスｂについては、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの低周波成分のみ（図８シーケンスｂ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波画像ができるため、スキップサーチ時に容易に対応可能である。また、シーケンスｃについてはＩピクチャ、Ｐピクチャの粗量子化成分のみ（図８シーケンスｃ中、データ再構成後のコアエリア部分）でＩピクチャ、Ｐピクチャの粗量子化画像が復号できるのでスキップサーチ時に容易に対応可能である。
【０１０５】
例えば図１に示す構成においては、Ｂピクチャについては、前処理器４を含む符号化ループを使用せず、前処理器１を含む符号化ループのみで符号化するように動作すれば良いし、図４に示す構成においては、第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６において全周波数成分を符号化すれば良い。また、図６に示す構成においては、量子化器１０において細かな量子化を行って符号化すれば良い。
【０１０６】
なお、低周波側のデータなど基本的なデータはＧＯＰの先頭に集められるのが最も理想的であるが、誤り訂正符号を構成する単位の先頭に重なるように、少々ずらしても良いことは言うまでもない。なお、このように誤り訂正の単位に合わせて基本的なデータの配置を行うことは、他の実施例においても、同様に実施可能である。
【０１０７】
実施例４．
本発明による他の実施例について図９、図１０に基づき説明する。図９はＤＣＴブロックの並び及び１ブロックのビットストリームにおける周波数成分の配置概略の一例を示す図であり、図９において、アは全体のＤＣＴブロックの並びについて、マクロブロックヘッダと、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１〜Ｙ４、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１および色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１により１つのマクロブロックを形成していることを表現している。またイは低域成分のＤＣＴブロックの並びについて、マクロブロックヘッダと、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１Ｌ〜Ｙ４Ｌ、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１Ｌおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１Ｌにより１つの低域成分のマクロブロックを形成していることを表現している。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
またウは高域成分のＤＣＴブロックの並びについて、輝度信号のＤＣＴブロックＹ１Ｈ〜Ｙ４Ｈ、色差信号（Ｂ−Ｙ）のＤＣＴブロックＵ１Ｈおよび色差信号（Ｒ−Ｙ）のＤＣＴブロックＶ１Ｈにより１つの高域成分のマクロブロックを形成していることを表現している。エは１ブロックのビットストリームの周波数成分データの配置についての概念を表している。図１０はディジタル映像信号復号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図であり、図１０において３０はモード切り替え手段としてのモード切替器、３１はデータ並び換え手段としてのデータ並び換え器、３２はデコーダブル判定器、３３は可変長復号器（ＶＬＤ）、３４はスイッチであり、デコーダブル判定器３２、スイッチ３４とによりデータ操作手段を構成する。３５は逆量子化器、３６は逆ＤＣＴ演算器、３７は画像メモリ、３８は加算器、３９は逆走査変換器である。
【０１０９】
次に動作について説明する。図９のデータは例えば縦方向に８ビット（１バイト）に組み立てた符号列であり、各マクロブロックにはマクロブロックヘッダと称す、そのマクロブロックについての情報が記されている。この情報とは、例えばインクリメントアドレス、量子化スケールコード、動きベクトル、マーカービット、マクロブロックパターン（Ｃｏｄｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｐａｔｔｅｒｎ）等の情報である。
【０１１０】
このマクロブロックヘッダの後に、各ＤＣＴブロックの符号化されたデータが続いている。このデータの埋め方はビットストリームからまずバイト構成をして各バイトを順に並べるようになっているが、各ＤＣＴブロックは符号長が可変であるため、ブロックの境界、あるいはヘッダとデータとの境界がバイト単位で完結しておらず、バイト単位の途中に境界が存在する場合が多い。ところで、各ブロックのデータは可変長ながらもマクロブロックヘッダ側に近い方ほど低周波数領域のデータになっている。
【０１１１】
このデータをイベント（１可変長符号を与える単位であり、通常、ＤＣ成分の場合はＤＣ成分で１イベントを構成し、ＡＣ成分はランレングス符号化するため非ゼロのＤＣＴ係数とラン長の組み合わせで１イベントを構成する。なおブロックの最後にはＥＯＢ（ブロック終端、エンド オブ ブロック）と称するコードで１イベントを完結する。）に無関係にある固定長符号量を最大値として、図９のイ、ウに示すように低周波成分（Ｌ）と高周波成分（Ｈ）とに分けて、符号化データを構成している。
【０１１２】
次に図１０の動作について説明する。まずマイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切りかえ器３０に入力される。一方、ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬなどから出力される位相同期のかかったクロックにより信号再生を行った後の出力データから、弁別操作を行ってディジタル復調をし、誤り訂正処理を行った後に、映像信号のデータとオーディオ信号のデータとから成るシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。
【０１１３】
モード切替器３０の出力（制御信号）はデータ並び換え器３１およびデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すか、またはＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。可変長復号器（ＶＬＤ）３３はデコーダブル判定器３２とともにＬ成分領域のイベントの切れ目を抽出し、その切れ目までをデコードしてスイッチ３４に出力する。このスイッチ３４は通常再生時は０を挿入しないように接続される。デコーダブル判定器３２の出力によって制御されたスイッチ３４はデコードが済んだ低周波成分からＤＣＴブロックへの入力を行い、一方、ＤＣＴブロックの高周波側には０が挿入されるように全体のＤＣＴブロックを構成する。
【０１１４】
復号の際は、上述のように構成されたＤＣＴブロックのデータが、逆ＤＣＴされて、Ｉピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされるように、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャまたはＰピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算されるように、Ｂピクチャの場合はレファレンスとなったＩピクチャ、Ｐピクチャの両ピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように、それぞれのピクチャの場合に応じて、画像メモリ３７の読みだしを制御し、加算器３８によって加算される。
【０１１５】
また、このときのＤＣＴモードおよび予測モード動きベクトルは、ヘッダの符号を復号化して得られる情報に基づいて制御される。上述のようなプロセスに従って、動き補償予測されたデータが復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順に復元する。逆走査変換器３９はバッファリングおよびブロックスキャンからラスタースキャンへの変換を画像の出力順に行う。
【０１１６】
なお、この実施例はマクロブロックのスキップや所定の固定長データより短い場合も固定長化するように表現しているが、固定長のデータ以下でもＥＯＢを逐次検出することによって、確実にＬ成分を取り出すことができるため、次のブロックにＬ成分データを接続しても何等問題の無いことは言うまでもない。また、所定のデータ長を越える場合、そのイベントの区切りまでもＬ成分データとしてＥＯＢを付けるようにしてもよいことは言うまでもない。また、以上の実施例の説明の中で特に図示はしていないがオーディオ信号、ヘッダ等の付加情報および誤り訂正符号を付加する情報付加手段をさらに設け、高周波領域分のデータに付加しても良いことは言うまでもない。
【０１１７】
実施例５．
次に本発明の別の実施例について図１１、図１２を参照しながら説明する。図１１はディジタル映像信号符号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図であり、図１１において４０はレート制御器、４１はＥＯＢ検索器である。ここでは、符号化手段として第一の可変長符号化器２６および第二の可変長符号化器２７を備える。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
次に動作について説明する。インターレースの入力画像データは前処理器１によりバッファリングされラスタースキャンをブロックスキャンに変換する。Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従ってＩピクチャの場合は減算器６の入力である画像メモリ２０はなにも出力していないためビデオ信号は減算器６をスルーする。
【０１１９】
このデータはＤＣＴ演算器８で周波数成分に直交変換され、低周波数領域からのブロックスキャンに変換されて量子化器１０によって適当な量子化をされる。この量子化されたデータのうちある特定の位置のＤＣＴ係数のデータまでの低周波領域のデータは、第一の可変長符号器（ＶＬＣ１）２６を経てエントロピー符号化されデータ再構成器２５に出力される。
【０１２０】
また、第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）２７は、上記特定位置のデータ以降のＤＣＴ係数を可変長符号化する。動きベクトルやＤＣ成分の符号化に関しては最小限、可変長符号化器２６のみを用いればよい。このときＬ成分の切れ目が符号上の制約無くレートで変わっていくためには、１つのブロックであるにも係わらずＬ成分とＨ成分の両方にＥＯＢが付くようにする必要がある。このようにＬ成分とＨ成分の区切り部分に仮にＥＯＢ符号を配置することによりＬ成分の切れ目をレートによって変化させることができる。
【０１２１】
一方、量子化器１０で量子化されたデータは逆量子化器１４で逆量子化を施し、逆ＤＣＴ器１６で空間成分のデータに逆変換される。
【０１２２】
Ｉピクチャはフレーム内符号化をされるフレームメモリの出力を使用したフレーム間の演算を行わずに復号化する。従って、Ｉピクチャの場合は加算器１８の画像メモリ２０からの入力はないので、データはスルーされる。加算器１８の出力は画像メモリ２０に蓄えられるデータとして使用される。画像メモリには少なくともＩピクチャ、またはＩピクチャおよびＰピクチャのデータを蓄えておく必要がある。なぜなら通常ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２においてはＢピクチャの復号のためにＩピクチャとＰピクチャについては参照データとして必要だからである。
【０１２３】
Ｉピクチャのコーディングが終了すると、次に前ＧＯＰの最後のＰピクチャとの両方向予測でＢピクチャのコーディングを行う。前処理器１の出力と参照フレームのメモリからのデータ（図面上の矢印省略）とを比較して動きベクトルの検出と予測モード、フレーム構造などを判定し、その判定結果い基づいて、前処理器１の出力と参照フレームのメモリとからのデータが最も良く適合した参照フレームのメモリのデータを、画像メモリ２０から前方向分と後方向分のデータとともに読み出し、そのデータとＢピクチャの前処理器１の出力結果とを減算器６により減算する（この結果をＰピクチャ、Ｂピクチャとも時間残差成分と呼ぶ）。この時間残差成分をＤＣＴし、量子化して、可変長符号化する。
【０１２４】
低周波領域と高周波領域にわける場合、絵柄に含まれる周波数成分でレートが一定とならない。従ってまた、低周波領域のデータレートも一定とはならないためにヘッドのアクチュエータ制御の可能範囲を完全に補償することができない。ここでレート制御器４０は、低周波成分の領域をレートに応じて可変とし、目標のレートに対して低周波数領域の大きさを図１１に示すように可変となるように制御する。
【０１２５】
つまり第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６の出力を監視しながらその量がアプリケーションで設定された目標レートより大きければ低周波数領域のデータの占有面積を小さくし、第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６の符号量が小さければ低周波数領域の面積を大きくする。このように符号量を監視しながら第一の可変長符号化器（ＶＬＣ１）２６、第二の可変長符号化器（ＶＬＣ２）２７に対して低周波領域の占有面積の設定を適宜変更する。
【０１２６】
それ以外にも、例えばあらかじめ仮符号化してみて、どの領域の符号が多いか少ないかの結果から、低周波領域の占有面積の設定の基準を決定し、目標レートの設定を行なっても良い。
【０１２７】
図１２にはディジタル映像信号復号化処理部のブロック図であり、上述のように符号化された符号化データを復号化するための復号化処理のブロック図を示している。次に図１２に基づいて説明する。マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。一方ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬのかかったクロックにより再生信号を弁別してディジタル復調をし、誤り訂正処理を行ってシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切り替え手段としてのモード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで復号化手段である可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１２８】
本発明はイベントの途中でＬ成分が切れていることは理論的にはないが、スキップサーチなどの信号品質のあまりよくない信号を復号することを考えて念のために可変長復号化器（ＶＬＤ）３３とデコーダブル判定器３２とによりＬ成分領域のイベントの切れ目を確認しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。このスイッチ３４は通常再生時のように信号品質の良い再生データの場合は、常にＯＮするように動作する。ここではデコーダブル判定器３２およびスイッチ３４にてデータ操作手段を構成している。
【０１２９】
スイッチ３４はデコード成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴ（ＩＱ）してＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。
【０１３０】
また、上述までの説明では、ＤＣＴ係数の領域の大小をコントロールする例について説明したが、イベント数のコントロールを行うようにしても良い。この場合は、Ｌ成分の所定のイベント数に達せずにＥＯＢが付される場合があるが、ＥＯＢ検索器４１がＥＯＢの出現を監視しているため、確実にＬ成分をとらえることができる。ここでは特に、データ並べ換え器３１およびＥＯＢ検索器４１により低周波領域のデータ、高周波領域のデータ、ＥＯＢのそれぞれに基づきデータを再構成する。すなわちデータ並べ換え器３１およびＥＯＢ検索器４１がデータ再構成手段を構成している。
【０１３１】
当然ＤＣＴ後のエネルギーが小さいために、符号化されていないノンコーデッドブロックについてはＬ成分とＨ成分は同様の扱いが望ましいことは言うまでもない。Ｈ成分についてはＬ成分を除いたデータをランレングス符号化するのが理想的であるが、Ｌ成分を０とおいてＨ成分の符号化をしてもよい。通常のＭＰＥＧの可変長符号化器（ＶＬＣ）と同じ構成で対応できるため、この方が回路的には簡単にできる。
【０１３２】
実施例６．
本発明の他の実施例について図１３に基づいて説明する。図１３はディジタル映像信号復号化処理部を示すブロック図であり、図においては４２はマルチプレクサ、４３はスイッチ、４４は第一の可変長復号器（ＶＬＤ１）、４５は第二の可変長復号器（ＶＬＤ２）、４６は第一の逆量子化器（ＩＱ１）、４７は第二の逆量子化器（ＩＱ２）、４８、４９は加算器、５０、５１は画像メモリ、５２は解像度逆変換器である。なお、図１３には復号手段としての低解像度復号部についても表示してある。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
次に動作について説明する。図１３は、図６について述べたような符号化データを光ディスクなどに記録した場合のディスクからの再生信号のビデオデータの処理ブロックに相当すると考えてよい。マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切り替え手段としてのモード切替器３０に入力される。一方ディスクなどからの再生信号は増幅器で増幅されＰＬＬのかかったクロックにより再生信号を弁別してディジタル復調をし、誤り訂正処理を行ってシステムのレイヤからオーディオ信号を分離し、ビデオのビットストリームを抽出しする。
【０１３４】
この抽出されたビデオのビットストリームを、マルチプレクサ４２に入力する。マルチプレクサ４２は低解像度成分のデータを第二の可変長復号器４５にデータを送り、それ以外のデータをスイッチ４３を経由して第一の可変長復号器４４に送る。
【０１３５】
スイッチ４３はモード切替器３０によってコントロールされており、モードとしてはスキップサーチなどで低解像度成分の再生画像出力しか要求していないにも係わらず、解像度残差成分が中途半端に再生されてきた場合などに余分なデータの送出を停止するように動作する。また、通常再生時はこのスイッチ３３は接続されたままになるように動作する。
【０１３６】
第二の可変長復号器４５はハフマン符号およびランレングス符号を復号し、第二の逆量子化器４７によって逆量子化され、逆ＤＣＴ器３６によって周波数成分から空間成分に変換される。
【０１３７】
その変換されたデータから、Ｉピクチャの場合、加算器４９はスルーされて画像メモリに蓄えられる。Ｐピクチャの場合、１枚目のＰピクチャについては画像メモリに蓄えられたＩピクチャから、２枚目のＰピクチャ以降は画像メモリに蓄えられた（直前の）Ｐピクチャを参照し、動きベクトル分位置補正されて読み出され、加算器４９によって動き補償予測を施される。Ｂピクチャの場合、Ｉピクチャ、Ｐピクチャに基づいて同様の動作をする。
【０１３８】
なお、図中動きベクトルや逆量子化のための量子化パラメータや予測モードなどは可変長復号器から出力されており、図１２に示すものと同様である。図１３点線ブロックにて示すループは低解像度成分の復号を行う構成ブロックであるが、その復号結果は補間映像生成手段としての解像度逆変換器５２によって画素の補間をして解像度残差成分として復号結果を補足するため、画像メモリ５０に入力される。
【０１３９】
通常の再生時は解像度残差成分の復号は、（これを時分割で行っている場合はその分割処理に応じて）低解像度成分の復号結果と組み合わせて逆走査変換器３９によって画像として出力される。スイッチ４３を経由し、第一の可変長復号器４４により周波数成分への復号ができ、逆量子化器４６によって逆量子化され逆ＤＣＴ器３６によって空間領域の解像度残差成分データに復号される。
【０１４０】
画像メモリ５０は低解像度成分の画素補間データを参照して、さらにＰピクチャはＩピクチャ、ＢピクチャはＩピクチャ、Ｐピクチャを参照して動きベクトル分位置補正を受けて画像メモリ５０から読み出されて加算器４８によって動き補償予測が復号される。
【０１４１】
また、スキップサーチなどの場合は、スイッチ４３によって中途半端に解像度残差成分が再生されるのを防ぐため、解像度残差成分の出力を停止することによって、逆ＤＣＴ器３６の出力に余計なデータが出力されるのを防ぐ。従って低解像度成分の画素補間をしたデータのみが画像メモリ５０を経由して（画像メモリ５０の入力部にスイッチを設けても同じ動作になる）、逆走査変換３９をへて画像出力とされる。
【０１４２】
実施例７．
次に本発明の他の実施例について図１４、図１５に基づいて説明する。図１４はＧＯＰアドレス生成およびディスク制御部を示すブロック図であり、特にシーケンスヘッダなどにそのレート情報を記録している場合の処理ブロックを示している。図１４において５３はレジスタ、５４はＧＯＰアドレス演算器、５５はヘッド位置変換手段およびディスク回転制御変換手段としての光ヘッド・ディスク回転制御変換器である。また、図１５は再生処理を含めたＧＯＰアドレス生成およびディスク制御部を示すブロック図であり、特にディスク上の数カ所の位置に上記レート情報が固められて記録されているディスクからＧＯＰの再生を行なうための構成を示している。図１５において５６は再生アンプ、５７はディジタル復調器、５８は誤り訂正器（ＥＣＣ）、５９はシステムレイヤ処理器、６０はレート情報メモリであり、システムレイヤ処理器５９およびレート情報メモリ６０によってデータレート情報抽出手段を構成する。６１はＧＯＰ数カウンタであり、ＧＯＰアドレス演算器５４およびＧＯＰ数カウンタ６１によって位置情報算出手段を構成する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１４３】
次に動作について説明する。従来例で説明したように１ＧＯＰあたりのレートを可変にすることによって１プログラムの全体的なレートの最適化が図れるので画質がかなり良くなる。しかし、このため１ＧＯＰの先頭がデータの中身をみないとＧＯＰの先頭かどうかもわからず、なおかつ、途中までみたソフトを見終わったところから鑑賞したいというような場合、ディスク上のデータを細かく検索しながらその位置を探すしかない。
【０１４４】
そこでこのような場合、本発明では、まず可変レートのレート制御を例えば１ＧＯＰあたり１Ｍビット、１．５Ｍビット、２Ｍビット、２．５Ｍビット、３Ｍビット等の離散的なレート目標にしておき、すべてのＧＯＰにおける各々のレート情報をディスク上に記録しておく。 特にディスクなどの記録媒体上における所定の領域としてＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ Ｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓの略：ディスクの一番初めの部分に記録領域を割り当てられており、タイトル、記録時間等の情報が記録されている。）や準ＴＯＣ等に各々のＧＯＰについてのレート情報を記録すれば最も効率がよい。
【０１４５】
また、ビデオビットストリームのシーケンスヘッダなどにＧＯＰについてのレート情報を組み込んでも良い。例えば２時間のソフトは１４．４ｋ個のＧＯＰで構成されており、このときレート情報は、上記の場合、５種類のレートについて区別できれば良いから、３ビットで表現できる。従って５．４ｋバイト（１４．４ｋ個×３ビット÷８ビット／バイト）の情報でディスク上の全てのＧＯＰのレートについて記録が可能である。
【０１４６】
この各ＧＯＰのレート情報を、例えば図１５に示すレート情報メモリ６０に記憶しておき、その値に相当する情報長を積算することで、所望のＧＯＰへの高速アクセスが可能となる。
【０１４７】
図１４に基づいて以下説明する。可変長復号器３３によってハフマン符号やランレングス符号が復号化されると共にヘッダの解読が行うことで、動きベクトルやピクチャの種類などが判別される。
【０１４８】
一方シーケンスヘッダなども復号化され、そのレート情報がＧＯＰ先頭アドレス演算器５４に入力される。また、現在アクセスしているＧＯＰのアドレス情報をレジスタ５３に蓄え、次のアクセス先のＧＯＰ先頭アドレスを計算し、レジスタ５３に蓄えるとともに、次のアクセス先のＧＯＰの先頭まで光ヘッド、ディスク回転制御変換器５５を用いて、アドレスから光ヘッドの位置を求める。次に、現在アクセスしているＧＯＰとアクセス先のＧＯＰの先頭アドレスとの差から、次のアクセスに対する制御信号を算出する。この制御信号に基づいて光ヘッドアクチュエータの位置制御およびディスク回転制御を行う。
【０１４９】
再生処理について図１５を参照しながら説明する。ＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定した後、このアドレス部分にアクセスして、レート情報を読み出す）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１５０】
ディジタル復調を施されディジタルデータになった再生信号は、誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。この誤り訂正を行なった後のデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリーム、ビデオビットストリームおよびそれ以外のデータ、に分離・処理する。
【０１５１】
例えばこの信号はどのデータ種別（ＡＶ（映像及び音声）データ、テキストデータ、プログラムなどのバイナリデータ等）にあてはまるかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。
【０１５２】
これに対し、何番目のＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタ６１を用いて生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出したアドレスへに基づいて光ヘッドアクチュエータおよびディスクの回転速度を制御する。
【０１５３】
なお、以上の説明ではＧＯＰカウンタはシステムレイヤ処理器５９より信号を受けた例をとっているが、マイコンなどユーザＩ／Ｆをとる部分が処理を代用したり、また再生中からスキップサーチなどに移った場合などはビデオビットストリームを処理する可変長復号器などからのアドレスデータを入力する方が効率がよいこともある。
【０１５４】
実施例８．
次に、本発明の他の実施例について図１６、図１７、図１８に基づいて、以下、動作について説明する。図１６はディジタル信号再生部の周波数による分割、量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所にレート情報が固められて記録されている場合の再生処理に用いる構成についてのブロック図である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１５５】
ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。
【０１５６】
例えばこの信号はＡＶデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。
【０１５７】
このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例５に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１５８】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。上述のようにビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１５９】
本実施例ではイベントの途中でＬ成分が切れていることは理論的にはないが、スキップサーチなどの信号品質のあまりよく無い信号を復号することを考えて念のためにＶＬＤとデコーダブル判定器３２とによりＬ成分領域のイベントの切れ目を確認しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。
【０１６０】
スイッチ３４はデコード成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴしてＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。
【０１６１】
また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。また、スイッチ３４は通常再生時には、０を挿入するようには接続されず、再生データのみ再生動作を行うよう制御する。
【０１６２】
また、このように低周波数領域・高周波数領域で分割して符号化される場合、低周波側を重視した量子化テーブルと高周波側を重視した量子化テーブルあるいはまったく均等に１つの量子化テーブルに対して周波数領域に関係なく細かい量子化テーブルが用意されている場合も容易に考えられるが、このような場合は、図６のローカルデコーダのごとく可変長復号化器および逆量子化器を２つずつもてば実現できる。その際データ並び換え器３１はマルチプレクサでなければならない。
【０１６３】
次に図１７に基づき動作について説明する。図１７はディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所に固められて上記レート情報が記録されている場合の再生処理についての実施例を説明するためのブロック図である。記録媒体上の所定の領域である例えばディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１６４】
これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。
【０１６５】
例えばこの信号は映像オーディオデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。
【０１６６】
このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例４に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１６７】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。また、ビデオのビットストリームを抽出してデータ並び換え器３１に入力する。モード切替器３０の出力はデータ並び換え器３１やデコーダブル判定器３２に供給される。データ並び換え器３１は、この制御信号を得て図９のＬ成分とＨ成分とから分割前のデータをつなぎ直すように動作するか、またはＨ成分とつなぐことをせずにＬ成分のみで可変長復号器（ＶＬＤ）３３に出力する。
【０１６８】
ＶＬＤ３３はデコーダブル判定器３２とともにＬ成分領域のイベントの切れ目を抽出しその切れ目までをデコードしスイッチ３４に出力する。スイッチ３４はデコードに成功した低周波成分よりそのブロックの高周波側は０が挿入されるようにデコーダブル判定器３２の出力によって制御されてＤＣＴブロックを構成しそのデータを、逆ＤＣＴしてＩピクチャの場合は加算器３８の出力はスルーされて、Ｐピクチャの場合はレファレンスのＩピクチャの内の動きベクトル分だけ補正されて加算され、Ｂピクチャの場合Ｉピクチャ、Ｐピクチャから動きベクトル分補正されて加算されるように画像メモリ３７の読みだしは制御され加算器３８によって加算される。
【０１６９】
また、このときのＤＣＴモードとか予測モード動きベクトルはヘッダの符号を復号化して制御される。このようにして動き補償予測されたデータは復号され画像メモリ３７に蓄えられ、画像をＧＯＰのもとの構成順にする。逆走査変換器３９ではバッファリングし画像の出力順でかつブロックスキャンからラスタースキャンに変換する。またスイッチ３４は通常再生時には０を挿入するように接続されず、再生データのみを再生するように接続動作する。
【０１７０】
次に図１８の動作について説明する。図１８はディジタル信号再生部の解像度による分割を行った場合の信号処理ブロックを示す図であり、特にディスク上の数カ所に固められて上記レート情報が記録されている場合の再生処理についての実施例を説明するためのブロック図である。ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。
【０１７１】
これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。例えばこの信号はＡＶデータであるとかテキストデータであるとか、プログラムなどのバイナリデータであるとかを判断してストリーム経路の切り分けをしている。その中で上述のようなレート情報をレート情報メモリ６０に記憶する。
【０１７２】
これに対し、何ＧＯＰの処理をしたいかという情報をＧＯＰ数カウンタで生成し、ＧＯＰ先頭アドレス演算器５４によって算出し光ヘッドアクチュエータやディスクの回転速度を制御する。このようにして、スキップ再生時にもアクセスしたいＧＯＰのアドレスを求めディスク上をスキップし、所望のＧＯＰにアクセスできたら次のアドレスを同様の算出するとともに例えば実施例４に述べた構成を用いて得られた低周波数領域のデータを再生し画面化するものである。
【０１７３】
マイコンなどからスキップサーチ中であるとか、通常の連続再生中である等のモード信号がモード切替器３０に入力される。ビデオのビットストリームを抽出してマルチプレクサ４２に入力する。マルチプレクサ４２は低解像度成分のデータは第二の可変長復号器４５にデータを送り、そうでないデータはスイッチ４３を経由して第一の可変長復号器４４にデータを送る。スイッチ４３はモード切替器３０のよってコントロールされており、モードとしてはスキップサーチなどで低解像度成分の再生画像出力しか要求していないにも係わらず、解像度残差成分が中途半端に再生されてきた場合などにＯＦＦするように動作する。また、通常再生のように信号伝送品質の良い再生を行う場合はスイッチ４３はＯＮされる。
【０１７４】
第二の可変長復号器４５はハフマン符号およびランレングス符号を復号し、第二の逆量子化器４７によって逆量子化され、逆ＤＣＴ器３６によって周波数領域から空間領域に変換される。そのデータはＩピクチャであれば加算器４９はスルーされて画像メモリに蓄えられ、Ｐピクチャであれば、画像メモリからＰピクチャを参照し、動きベクトル分位置補正されて読み出され加算器４９によって動き補償予測を復号する。ＢピクチャであればＩピクチャ、Ｐピクチャについて同様の動作をする。
【０１７５】
なお、図中動きベクトルや逆量子化のための量子化パラメータや予測モードなどは可変長復号器から出力されているが、その情報の流れは図１２と同様であるため省略した。図の下側のループは低解像度成分の復号であるが、その復号結果は解像度逆変換器５２によって画素の補間を行い、解像度残差成分として復号結果を補足するため、画像メモリ５０に入力される。
【０１７６】
実施例９．
次に本発明の別の実施例について図１９、図２０および図２１を参照して説明する。図１９は符号化処理のためのブロック図であり、図２０は復号化処理のためのブロック図である。図１９および図２０において、６２はエンコード手段としての映像信号符号化器、６３はオーディオ信号符号化器、６４、６７はメモリ、６５、６８はメモリコントローラであり、メモリ６４およびメモリコントローラ６５によってデータ補充手段を構成する。また映像信号符号化器６２およびメモリコントローラ６５により符号量比較手段を構成する。６６はシステムレイヤビットストリーム生成器、６９は可変長復号器、７０は可変長復号器以降の復号信号処理部であり、可変長復号器６９と復号信号処理部７０はデータ復号手段として機能し、図２０のデータ並べ換え器３１はデータ再構成手段として機能する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１７７】
まず、図１９に示す構成の動作について説明する。映像信号符号化器６２とシステムレイヤビットストリーム生成器６６の間にメモリ６４を配置して、符号化された映像信号の各ＧＯＰ間においてデータの埋め込み操作を行ったうえで、システムレイヤビットストリーム生成器６６に各ＧＯＰを入力し、一方オーディオ信号はオーディオ信号符号化器６３によって符号化された後システムレイヤビットストリーム生成器６６に映像信号とともに入力され、ヘッダ等を付加する等の操作を施される。
【０１７８】
ここで、メモリ６４におけるデータの埋め込み操作について以下に記述する。メモリコントローラ６５はそのメモリ６４の制御回路として機能し、符号化された映像信号データを各ＧＯＰ間で空白なく埋めなおすよう制御を行う。以下、図２１を参照しながら信号処理について説明する。図２１はディジタル信号記録・再生装置の処理の概念を示す説明図であり、例えば、ｎＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して余剰データが発生した際に、（ｎ＋１）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置または誤り制御の制御単位に対して中途半端な終わり方をしてデータ領域の空白を生じた場合、図２１のアに示すように、（ｎ＋１）ＧＯＰのあとの空白部分にオーバーしたｎＧＯＰのデータを埋め、同様にｎＧＯＰを埋め込んだ為にほんの少しだけ入らなくなった（ｎ＋１）ＧＯＰの残りデータと（ｎ＋２）ＧＯＰのデータを（ｎ＋３）ＧＯＰの空白部分に埋め込む（埋め込む方向が紙面左から右）などのように制御する。
【０１７９】
また、別の制御方法としては上述のように余ったデータを後送りするのではなく、図２１のイに示すように、（ｎ＋２）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して少しオーバーして（ｎ＋３）ＧＯＰが光ヘッドのアクセス位置や誤り制御の制御単位に対して中途半端な終わり方をした場合、（ｎ＋２）ＧＯＰのあとの空白部分にオーバーした（ｎ＋３）ＧＯＰのデータを埋め、同様に（ｎ＋３）ＧＯＰを埋め込んだ為にほんの少しだけ入らなくなった（ｎ＋２）ＧＯＰの残りデータを、（ｎ＋１）ＧＯＰのデータの入りきらなくなったデータをｎＧＯＰの空白部分に埋め込む（埋め込む方向が紙面右から左）などのように制御する。
【０１８０】
次に図２０に示す構成の動作について説明する。メモリ６７はメモリコントローラ６８によって上述の図２１のアおよびイについて述べたようなルールで並び換えされたデータを元に戻すようにコントロールされる。例えば、図２１のアのようなデータを復元する場合は、（ｎ＋１）ＧＯＰの後に続いたｎＧＯＰの部分を紙面左側のｎＧＯＰのデータの後につなげ、その後に（ｎ＋１）ＧＯＰのデータをつなげ、（ｎ＋２）ＧＯＰのデータの後に続いている（ｎ＋１）ＧＯＰのデータを、その後につなげる等のように、元のＧＯＰデータの状態に戻すように動作する。
【０１８１】
なお、この並び換えルールは、例えばＴＯＣ領域に続いてまとまった領域にフラグ情報として記録しておくなど、予め媒体のフォーマッティングルールとして定められておく必要があり、もし定められていない場合は、媒体上のどこかに明記されていなければならない。
【０１８２】
実施例１０．
次に本発明の他の実施例について図２２、図２３および図２４を参照して説明する。図２２はディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２３はディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図である。図２４はディジタル信号再生部の解像度による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２４において、７１はＩＰ選択指示器、７２はデコーダブル判定器、７３はスイッチである。なお図２４には第１の復号手段、第２、第３の復号手段としての一例として該当部分につき表現してある。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１８３】
次に動作について説明する。図２２および図２３において、まず、ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離しまたそれ以外のデータも処理する。図２２、図２３および図２４は特殊再生速度に基づいて復号手段を切り替えるためのモード切り替え手段としてのモード切替器３０からＩＰ選択指示器７１に制御信号を出力する。この制御信号と、スキップサーチ速度とによってＩピクチャのみの表示とするか、ＩピクチャとＰピクチャの表示とするか切り替えるように制御される。
【０１８４】
スキップサーチ速度が１００倍等という速さの場合にはＩピクチャＰピクチャの両方を画面出力していたらＧＯＰをかなり間引いて出力しなければならず、再生された画面の動きに対する不自然さがでてくる。この場合不自然さを解消するためにはＩピクチャのみの再生モードに切り替える必要があり、デコータブル判定器３２（図２４では７２）に指示してＢピクチャはもちろんのことＰピクチャの復号を止める（図２４ではスイッチ７３がこの役目をしている）とともに画像メモリ３７（図２４では５０及び５１）をＩピクチャのみを表示するようにコントロールする。
【０１８５】
通常５倍速程度まではＩピクチャとＰピクチャの画面表示が良いが１５倍程度以上になるとＩピクチャのみの画面表示の方が良い。なぜなら、１５倍速でＩピクチャとＰピクチャを全て表示すると、毎フレーム画面更新をしたとしても次に再生できるＧＯＰは５ＧＯＰ先のために動きの連続性が極端に劣化する。また、ＧＯＰの中のフレーム数：Ｎ＝１５、Ｉピクチャ、Ｐピクチャの周期：Ｍ＝３のとき、例えば７倍速再生などの時はＰピクチャの復号は全て行うが、画面出力するのはＩピクチャと２枚目のＰピクチャ（ＧＯＰの中では３枚目と９枚目）というように出力すればもっときめの細かなスキップサーチができる。
【０１８６】
以上のように記録媒体上から読み出された各ＧＯＰデータの所定の位置に周波数領域を分割して記録が行われた場合、解像度により分割して記録が行われた場合、量子化レベルによって分割して記録が行われた場合などの所定の条件に基づいてデータ状態が分割されて記録が行われ、集約的にデータの配置がなされたデータから、再生データの内の基本的なデータを第１のデータ、基本的な第１のデータを除くデータを第２のデータを再生するときに、これら第１、第２のすべてのデータについて復号を行う場合、第１のデータを復号して（少なくとも）Ｉピクチャの低周波領域または間引かれた画素数に相当する再生画像を得る場合、第１のデータを復号して少なくともＩピクチャ、Ｐピクチャの低周波領域または間引かれた画素数に相当する再生画像を得る場合の内、いづれか一つの再生画像を得るための復号手段を有し、特殊再生の際にどの復号手段を用いるかを特殊再生速度に基づいて切り換えてもよい。
【０１８７】
なお、正方向への再生時と逆方向への再生時とでＩピクチャ、Ｐピクチャの表示の仕方の設定を変えても良いことはいうまでもない。Ｐピクチャの復号は時間の正の方向に対してしかできないため、逆方向の再生は、復号しようとするＰピクチャの以前に存在する画面を蓄えておく必要があり、その分のメモリを余分に使用する必要がある。従って、このメモリを余分に使用しなくても容易にするためには、例えば正方向スキップサーチのときはＩピクチャおよびＰピクチャを再生し、逆方向スキップサーチはすべてＩピクチャしか再生しない等の様にして再生すればよい。
【０１８８】
実施例１１．
本発明の他の実施例について図２５、図２６、図２７および図２８に基づいて説明する。図２５はディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図であり、図２６はディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロックを表わす図である。また図２７はスキップサーチ時の処理の概念を示す説明図である。図２５、図２６、図２７において７４はフィールド表示コントローラである。なおシステムレイヤ処理器５９は映像データ抽出手段として機能する。さらに図２５、図２６には映像データ復号再生手段の一例として該当部分を表示してある。３０はモード切り替え手段としてのモード切り替え器である。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１８９】
次に動作について説明する。図２５および図２６において、まず、ディスク再生当初にＴＯＣ領域またはそれに準ずる領域から直接的または間接的（レート情報記載アドレスを指定）に読むように光ヘッド及び光ディスクの回転を制御し、光ヘッドからの再生信号を再生アンプ５６によって増幅し、ディジタル復調器５７によってこの信号を検波し、ディジタル信号に弁別し、ディジタル復調を施す。これによってディジタルデータになった再生信号は誤り訂正器５８に入力され、再生信号に含まれている誤りを訂正する。誤りの無くなったデータはシステムレイヤ処理器５９によってオーディオビットストリームやビデオビットストリームに分離し、またそれ以外のデータも処理される。
【０１９０】
スキップサーチ時は例えばＩピクチャとＰピクチャを連続して画面出力すると、図２７の矢印のような画面出力順となる。この際、Ｉピクチャの偶数フィールドからＰピクチャの奇数フィールドの間はスキップサーチ時は連続しているのにエンコードデータでは４フィールドの間隔が空いている。つまりこの間はＩピクチャの奇数フィールド偶数フィールド間に比して５倍の再生速度となる。従って、１フィールド毎に再生速度が１倍と５倍の間を行き来する不自然な動き方の画像となる。
【０１９１】
これをＩピクチャの偶数フィールドは奇数フィールドと同じ画面で置き換えるか、またはインターレースを考慮して上下走査線の平均を埋めて画面を作成して出力し、次のＰピクチャでも同様の画面構成をするように図２５、図２６における画像メモリ３７をフィールド表示コントローラ７４を用いてコントロールする。このようにすれば再生する画像の各フィールドが記録する際に符号化したフィールドの間隔であるフィールド間のスキップ量はほぼ均等に得られるため、ジャーキネス（不自然な動き方）は目立たなくなる。
【０１９２】
また、図２８は逆再生時の処理の概念を示す説明図であり、特に逆再生のフィールド順序について示したものである。以下、逆再生のフィールド順序について図２８をもとに説明する。逆再生を行う場合、通常奇数フィールドと偶数フィールドをペアとするフレーム単位で逆再生となる。具体的には、奇数フィールドから偶数フィールドに移る場合は映像上の時間と同じ方向で再生を行い（図２８ア中、ウの経過をたどる再生動作）、偶数フィールドから奇数フィールドに移るときは映像上の時間と逆の方向に２フィールド分の逆送りを行うことになってしまう（図２８ア中、エの経過をたどるスキップ動作）。
【０１９３】
ところで、上記のような再生経路をとると、３倍速の逆送りとなってしまい、動きの順序が素直に感じられない視感上劣悪な動きをする再生画になってしまう。これを図２８のイに示すようにフィールド単位で１画面づつ奇偶奇偶……の順序で逆方向に表示するように図２５、図２６におけるフィールド表示コントローラ７４によって画像メモリ３７をコントロールすると、フィールド間のスキップ量がほぼ均等に得られるため、ジャーキネスは目立たなくなる。ただし、このときの同期信号については（フィールド同期信号を逆にするのではなく）正常な奇偶フィールドの関係を保っておく必要がある。
【０１９４】
なお、このようにフィールド毎に独立した表示方法をとるため画像メモリは加算器３８の出力をそのままとるのではなく、画像メモリから独立に取り出すようにした。なお、このような動作を行うために、別にバッファを設けて順序替えを行っても良いし、アドレスコントロールが独立で設定可能なスリーポートのメモリを用いても良い。さらに動作速度の非常に速いメモリで多重化して読みだしても以上の様な動作を実現できる。また、逆走査変換器３９は少なく１フィールドプラス１スライスのメモリをもっているため、このようなバッファリング機能を逆走査変換器３９にもたせても良いのは言うまでもない。
【０１９５】
また、特殊再生のうちスロー再生については同じフレームが何度か続いて出力されることでジャーキネスが目立ってしまうので再生時間が等間隔になるようにフレームを再構成して出力する。例えば１／３倍速のスロー再生の場合には、例えば復号されたＩフレームが３回出力された後、復号されたＢフレームが３回出力されるのではなくて、最初の１フレームはＩフレームの奇数フィールドから１フレームを構成（偶数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い。）する。
【０１９６】
このようにすれば、インタレースされた画像においてラインずれによる画面垂直方向への画像シフトがなく、安定した画像になる。）し、次の１フレームはもとのＩフレームを出力し、次の１フレームはＩフレームの偶数フィールドから１フレームを構成（奇数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）し、次の１フレームはＢフレームの奇数フィールドから１フレームを構成（偶数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）し、次の１フレームはもとのＢフレームを出力し、次の１フレームはＢフレームの偶数フィールドから１フレームを構成（奇数フィールド側は上下ラインの平均をとるなどすれば良い）するようにすれば時間的に等間隔のスローが行える。
【０１９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ディスク上の余白部などの無駄部分を可能な限り埋めることができ、その分画質の向上に使用するか、あるいは記録時間の長時間化に寄与するという効果がある。
請求項５記載の発明によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成できるためデータ化けなく復号化でき、なおかつ特殊再生において読み出しデータ量が増え、なおかつ高画質な再生画を得ることができるという効果がある。
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、特殊再生時最低限アクセスすべき符号量が少なくなるような符号化が可能で、特殊再生時最低限アクセスすべきデータのディスク上の配置が効率的に行えるという効果がある。
【０１９８】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、空間的に間引かれた映像データを符号化し、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できるという効果がある。
【０１９９】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、ブロック毎に部分的な周波数領域の映像データを符号化し、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できるという効果がある。
【０２００】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、第一の符号化手段によって、粗く量子化することにより、解像度を落とすことなく符号化でき、、第一の符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できる効果がある。
【０２０１】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、データ抽出手段によって、映像信号の低周波領域を区切れるようになり、しかも符号量が固定の長さ以下に制限することが容易であり、しかも低周波領域のデータを復号すれば、画像の大雑把な内容は理解できるように符号化できるという効果がある。
【０２０２】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ並び換え手段によって、２つに区切られた符号化データをつなぎ合わせて完全な復号画像が得られ、特殊再生時は、２つに区切られた符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号することによって画像の大雑把な内容が把握できる程度の画像が得られるという効果があり、装置の動作状況に応じて復号することができるという効果がある。
【０２０３】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生時、データ操作手段によって、２つに区切られた符号化データのうち低周波領域を復号する場合、復号化可能なデータのみを復号化し、復号化できなかったビットは廃棄することによって、異常データを復号することを回避することができ、さらにブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するようによってデータ化けなく復号画像を得ることができるという効果がある。
【０２０４】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、ブロックの低周波領域と高周波領域ともにＥＯＢで見かけ上ブロックを終了したように符号化するため、低周波領域のデータのみを復号する場合、データの廃棄などの余計な回路を要することなく復号できるような符号化データを得ることができる。
【０２０５】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時データ再構成手段によって、それぞれＥＯＢで区切られた符号化データから完全な復号画像を得られ、特殊再生時は、符号化データのうち、低周波領域のデータのみを復号することによってシーン理解できるほどの大雑把な画像を得ることができるという効果がある。また、上記２つモードは装置の動作状況に応じて動作できるという効果がある。また、データ操作手段が、符号化データのうち低周波領域を復号する場合、ブロックの残りの高周波領域については固定値に置き換えて復号するためデータ化けなく復号できる。
【０２０６】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、低解像度符号化手段によって、空間的に間引かれた映像データを符号化し、この符号化手段のデータのみをアクセスすれば、復号しても十分にシーン理解できるように符号化できる効果がある。差分成分符号化手段が、低解像度符号化手段の中の復号データを補間して、低解像度変換を行う前の画像と比較することで差分成分を得て低解像度符号化手段で得られていない高解像度分の映像データを符号化することによって低解像度以外の映像情報を符号化することができる。
【０２０７】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、通常再生時、映像信号復号手段によって、低解像度分の符号化データと、低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データを合成することで、完全な解像度の画像を復号化できるという効果がある。
【０２０８】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、モード切り替え手段によって、通常再生時、２つに区切られた低解像度符号化データと低解像度に間引く前のデータと低解像度分のデータとの差分成分の高解像度成分の符号化データとを合成して完全な解像度の画像を復号化でき、特殊再生時は、低解像度符号化データのみを復号化することで大雑把な画像を復号化することができるという効果がある。また、装置の動作状態によって上記のように復号化手段を切り替えられるという効果がある。
【０２０９】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、映像生成手段が、特殊再生時、低解像度符号化データのみを復号化する場合には、低解像度成分の映像データを補間し元の画像サイズに戻すことができるという効果がある。
【０２１０】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、データレート設定手段が、可変レートの映像信号符号化手段においてレートをごく限られた値しか設定されないため、ＧＯＰのデータレート情報（ＧＯＰの符号量に相当）を少ないビット数で表現できるようになるという効果がある。
【０２１１】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化した場合のデータレート設定情報を記録媒体上に映像データとは別に記録されるため、データレート情報をまとめて読みとることができるようになり、所定のＧＯＰのディスク上に占める位置がすぐに算出できるような情報を記録できるという効果がある。
【０２１２】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、空間的に間引かれた映像データを符号化する符号化手段によって、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１３】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、ブロック毎に部分的な周波数領域の映像データを符号化する符号化手段によって、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１４】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートによって高画質な符号化を実現でき、なおかつ可変レートによって、非常にレートが増えたＧＯＰにおいても、符号化手段が、粗く量子化することにより、完全な解像度のデータを符号化し、再生時の最低限アクセスする領域を減らすように符号化することができるという効果がある。
【０２１５】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段によって、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出することができるようになり、ディスク位置情報算出手段によって、得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出することによって高画質な可変レートの特殊再生や検索を容易にできるようにするという効果がある。
【０２１６】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生速度に応じてアクセス目標となるＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出し、光ヘッド位置変換手段によって、特殊再生速度に応じた目標ＧＯＰの位置に光ヘッド位置を制御することができ高画質な可変レートの多様な速度の特殊再生が可能になるという効果がある。
【０２１７】
本発明に関わるディジタル映像信号記録装置によれば、可変レートで符号化して記録した場合もヘッドがアクセスし易い位置にＧＯＰすることで、アクセス時間が短くなるため、特殊再生において読み出しデータ量を増やすように符号化して記録することができるようになる。また、そのときのディスク上の余白部などの無駄部分を可能な限り埋めることができ、その分画質の向上に使用するか、あるいは記録時間の長時間化に寄与するという効果がある。
【０２１８】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、空白領域に他のＧＯＰのデータが埋め込まれた符号化データを元のＧＯＰの符号化データを再構成できるためデータ化けなく復号化でき、なおかつ特殊再生において読み出しデータ量が増え、なおかつ高画質な再生画を得ることができるという効果がある。
【０２１９】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ，Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるため、比較的遅い特殊再生（例えば２倍速など）では、Ｉ、Ｐピクチャの特殊再生を実現でき、Ｉピクチャのみの特殊再生に比べてフレーム飛びの少ないきめ細かな特殊再生が実現でき、また、速い特殊再生時にはＩピクチャの特殊再生をするなどのように再生速度に応じた、優れたマンマシンインターフェイスのディジタル映像信号再生装置を得ることができる。
【０２２０】
本発明に関わるディジタル信号再生装置によれば、逆再生時はフィールド表示までを逆に動くように表示し、早送りのようなフレーム飛ばしの再生時には偶数フィールドは奇数フィールドと同じ映像信号を出力するようにすることで飛ばすフィールドの数を一定にすることにより見易い特殊再生画像を得ることができるという効果がある。
【０２２１】
本発明に関わるディジタル映像信号再生装置によれば、データレート情報抽出手段によって、各ＧＯＰのデータレート情報を抽出することができるようになり、ディスク位置情報算出手段によって、得られたデータレート情報から、アクセスしたいＧＯＰのあるディスク上の位置情報を算出することによって高画質な可変レートの特殊再生や検索を容易にできるようになり、なおかつ特殊再生時は、特殊再生のスピードに応じて、Ｉピクチャのみを復号化して表示するモードとＩ，Ｐピクチャを表示するモードを切り替えるため、比較的遅い特殊再生（例えば２倍速など）では、Ｉ、Ｐピクチャの特殊再生を実現でき、Ｉピクチャのみの特殊再生に比べてフレーム飛びの少ないきめ細かな特殊再生が実現でき、また、速い特殊再生時にはＩピクチャの特殊再生をするなどのように再生速度に応じた、優れたマンマシンインターフェイスのディジタル映像信号再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図２】 実施例１の解像度変換の概念を画像上で示した図。
【図３】 実施例１、２、３のデータ構成結果の一例を示した説明図。
【図４】 実施例２のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図５】 ＤＣＴブロック内部のＤＣＴ係数のデータ配置の一例を示した説明図。
【図６】 実施例３のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図。
【図７】 実施例１、２、３における符号化データの統計量の例を示す説明図。
【図８】 実施例１、２、３の処理シーケンスの一例を示した説明図。
【図９】 実施例４のＤＣＴブロックの並び及び１ブロックのビットストリームにおける周波数成分の配置概略の一例を示した説明図。
【図１０】 実施例４のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図。
【図１１】 実施例５のディジタル映像信号符号化処理部のブロック図とその動作概念を示す説明図。
【図１２】 実施例５のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図。
【図１３】 実施例６のディジタル映像信号復号化処理部のブロック図。
【図１４】 実施例７のＧＯＰアドレス生成及びディスク制御部のブロック図。
【図１５】 実施例７の再生処理を含めたＧＯＰアドレス生成及びディスク制御部のブロック図。
【図１６】 実施例８のディジタル信号再生部の周波数による分割、量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１７】 実施例８のディジタル信号再生部のビット長による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１８】 実施例８のディジタル信号再生部の解像度による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図１９】 実施例９の符号化処理のブロック図。
【図２０】 実施例９の復号化処理のブロック図。
【図２１】 実施例９のディジタル信号記録・再生装置の処理の概念を示す説明図。
【図２２】 実施例１０のディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２３】 実施例１０のディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２４】 実施例１０のディジタル信号再生部の解像度による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２５】 実施例１１のディジタル信号再生部の周波数による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２６】 実施例１１のディジタル信号再生部のビット長による分割または量子化による分割を行った場合の信号処理ブロック図。
【図２７】 実施例１１のスキップサーチ時の処理の概念を示す説明図。
【図２８】 実施例１１の逆再生時の処理の概念を示す説明図。
【図２９】 従来のディジタル信号記録・再生装置の一例を示すブロック図。
【図３０】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図。
【図３１】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化の動画像処理の概念を示す説明図。
【図３２】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号復号化部のブロック図。
【図３３】 従来のディジタル信号記録・再生装置における映像信号符号化部のブロック図。
【符号の説明】
３ 解像度変換器、４ 前処理器、５ 動きベクトル検出器、７ 減算器、９ＤＣＴ演算器、１１ 量子化器、１３ 可変長符号化器、１５ 逆量子化器、１７ 逆ＤＣＴ演算器、１８ 加算器、１９ 加算器、２０ 画像メモリ、２１画像メモリ、２３ レート制御器、２４ 解像度逆変換器、２５ データ再構成器、２６ 第一の可変長符号化器、２７ 第二の可変長符号化器、２８ 減算器、２９ 加算器、３０ モード切替器、３１ データ並び換え器、３２ デコーダブル判定器、３３ 可変長復号器、３４ スイッチ、３５ 逆量子化器、３６ 逆ＤＣＴ演算器、３７ 画像メモリ、３８ 加算器、３９ 逆走査変換器、４０ レート制御器、４１ ＥＯＢ検索器、４２ マルチプレクサ、４３ スイッチ、４４ 第一の可変長復号器、４５ 第二の可変長復号器、４６ 第一の逆量子化器、４７ 第二の逆量子化器、４８ 加算器、４９ 加算器、５０ 画像メモリ、５１ 画像メモリ、５２ 解像度逆変換器、５３ レジスタ、５４ ＧＯＰアドレス演算、５５ 光ヘッド・ディスク回転制御変換器、５６ 再生アンプ、５７ ディジタル復調器、５８ 誤り訂正器、５９ システムレイヤ処理器、６０ レート情報メモリ、６１ ＧＯＰ数カウンタ、６２ 映像信号符号化器、６３ オーディオ信号符号化器、６４ メモリ、６５ メモリコントローラ、６６ システムレイヤビットストリーム生成器、６７ メモリ、６８ メモリコントローラ、６９ 可変長復号化器、７０ 復号化信号処理部、７１ ＩＰ選択指示器、７２ デコーダブル判定器、７３ スイッチ、７４ フィールド表示コントローラ。
Claims (8)
- 動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録装置において、
上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成されるＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切る手段と、
上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、次のＧＯＰのデータを当該空白領域に埋め込む制御手段とを有するディジタル映像信号記録装置。 - 上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りを示すフラグ情報を、上記記録媒体上に記録する手段を、更に有する請求項１記載のディジタル映像信号記録装置。
- 動き補償予測と直交変換とを用いて符号化したディジタル映像信号を記録媒体上に記録するディジタル映像信号記録方法において、
上記動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化したディジタル映像信号によって形成されるＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切り、
上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、次のＧＯＰのデータを当該空白領域に埋め込むように制御することからなるディジタル映像信号記録方法。 - 上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りを示すフラグ情報を、上記記録媒体上に記録する請求項３記載のディジタル映像信号記録方法。
- 動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成されたＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切り、当該アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、当該空白領域に次のＧＯＰのデータが埋め込まれたディジタル映像信号データが記録された記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生装置において、
上記埋め込まれたデータをもとのＧＯＰに再構成するデータ再構成手段と、該データ再構成手段からの再構成されたデータを復号化するデータ復号手段とを有することを特徴とするディジタル映像信号再生装置。 - 上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りを示すフラグ情報が上記記録媒体上に記録されており、
上記データ再構成手段においては、上記記録媒体のフラグ情報に基づいて再構成が行われる請求項５記載のディジタル映像信号再生装置。 - 動き補償予測と直交変換とに基づいて符号化され、この符号化データをもとに形成されたＧＯＰを、アクセス単位又は誤り制御単位で区切り、当該アクセス単位又は誤り制御単位の区切りに空白領域が生じる場合、当該空白領域に次のＧＯＰのデータが埋め込まれたディジタル映像信号データが記録された記録媒体から読み出すディジタル映像信号再生方法において、
上記埋め込まれたデータをもとのＧＯＰに再構成し、
該再構成されたデータを復号化することを特徴とするディジタル映像信号再生方法。 - 上記アクセス単位又は誤り制御単位の区切りを示すフラグ情報が上記記録媒体上に記録されており、
上記記録媒体のフラグ情報に基づいて上記再構成が行われる請求項７記載のディジタル映像信号再生方法。
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