JPH04314284A - ディジタルｖｔｒの記録方式およびこれを用いたディジタルｖｔｒ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ディジタル画像データを可変長符
号化し、ＶＴＲなどの記録装置を用いて磁気テープに記
録を行なう際の記録方式およびそれを用いるＶＴＲに関
する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮を行なう画像データ記録再生装置の
従来例は、アイ・トリプルイー・トランザクション・オ
ン・コンスマーエレクトロニクス第３５巻（１９８９年
）第３号第４５０頁から４５６頁（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎ
ｓ．　ｏｎ　Ｃｏｎｓｕｍｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ，　ｖｏｌ．３５（１９８９），　ｎｏ．３，　ｐｐ
．４５０−４５６）に記載されている。画像データの圧
縮の一般的な方法は、入力画像データに対しデータ変換
、量子化ならびに可変長符号化の各処理をシリアルに行
なうことである。この方法によれば、量子化の条件を変
化することにより、データ圧縮の度合いを変化させるこ
とができる。 上記従来例もこの方法に従っている。この従来例のデー
タ変換は、直交変換の一種であるＤＣＴ変換（離散コサ
イン変換）であり、縦８ピクセル横８ピクセルの画像デ
ータを１つのブロックとし、ブロック毎に２次元ＤＣＴ
変換を行なっている。このデータ変換の結果は、ブロッ
ク内の画像データを広義の周波数軸上で見たものとなる
。量子化は、視覚特性を考慮して周波数成分毎に行なっ
ている。また、データ量予測器により可変長符号化後の
データ量を予測し、その予測に基づいて量子化条件を選
択して量子化を行うことにより、可変長符号化後の１ブ
ロックのデータ量を所定の大きさの以下に抑えている。 そして、１ブロックの符号に対して、そのブロックのＩ
Ｄおよび内符号パリティを付加し、一定の大きさをもつ
同期ブロックを形成し、所定数の同期ブロックの集合に
対して外符号パリティを付加して一つのエラー訂正符号
ブロックを形成する。この２つのエラー訂正用パリティ
を含んだ同期ブロックの列をディジタル変調し、磁気テ
ープに記録を行なう。この方法によれば、内符号パリテ
ィおよび外符号パリティによりエラー検出ならびに訂正
を行なうことができ、万一訂正不可能なエラーが発生し
ても各ＤＣＴブロックは一定長の同期ブロックに対応し
ているため、エラー伝播範囲は一同期ブロック以内に留
めることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
れば、各ブロックのエントロピ（符号化に要する最小の
情報量）の大小に関わらず、各ブロックを同一の符号長
に抑えるために、高圧縮比が要求される状況下では、高
エントロピーのブロックに符号化ひずみが集中し、低エ
ントロピーのブロックには過剰なデータ量が割り当てら
れ非効率となるなどの問題が生ずる。したがって、各ブ
ロックを可変長の符号で符号化し、フィールド内のブロ
ック間でデータ量の効率的分配を行なう必要があり、こ
のような符号化方式に対してエラー訂正符号を構成し記
録する必要がある。しかし、符号長を可変にした場合、
単純に可変長符号を連続してエラー訂正符号ブロック内
に格納し、これに対し従来通りにエラー訂正用パリティ
を付けたのでは、各データ変換ブロックの先頭がエラー
訂正符号ブロックのどの位置から始まるかが一定してい
ないため、ブロックの境界を見誤り、エラーが広く伝播
してしまう危険性がある。また、内容が把握可能な画像
を得るためには少なくとも直流成分および低周波成分の
符号を再生することが必要であるが、高速再生時には、
同一トラックからは数本の同期ブロックしか再生できな
くなるため、各同期ブロックに直流成分を含む低周波成
分の符号を有効に格納する必要がある。

【０００４】本発明の課題は入力画像を可変長符号化し
て記録する場合に、エラー伝播が少なく、高速再生時の
画質改善に効果がある記録方法を与えることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】エラー訂正符号ブロック
を所定数の同期符号ブロックにより構成し、同期符号ブ
ロックを所定の割合で２分割することでエラー訂正符号
ブロックを２つの領域すなわち同期符号ブロックの前半
の第１符号領域および同期符号ブロックの後半の第２符
号領域に分割する。第１符号領域は、データ変換の一ブ
ロックを一つの同期符号ブロックに対応させ、ＩＤ、直
流成分およびこの領域を越えない範囲で交流低周波成分
を格納する。第２符号領域は高周波交流成分用とし、第
１符号領域に格納しきれなかった交流成分と同期符号ブ
ロック内の符号に付加する内符号パリティを格納する。 第２符号領域で一つの同期符号ブロックに格納しきれな
かった交流成分は次の同期符号ブロックに格納する。し
たがって、第２符号領域では一つのデータ変換ブロック
は同期符号ブロック一つを占有せず、他のデータ変換ブ
ロックとエラー訂正符号ブロック内の第２符号領域全体
を共有する。

【０００６】

【作用】一データ変換ブロックの直流成分および低周波
成分は一つの同期符号ブロックの第１符号領域に一対一
対応しているため、ある同期符号ブロック内に訂正不可
能なエラーが発生しても、そのエラーは他のデータ変換
ブロックの低周波成分にまで伝播することはない。また
、高速再生時には再生される数本の同期符号ブロックの
常に前半部分に直流成分および低周波成分が含まれてい
るため、画像内容を把握するための情報を効率的に取得
することができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【０００８】図３および４は、本発明の第一の実施例の
画像データ記録再生装置の基本構成図である。図３、４
は、それぞれ記録モード、再生モードに対応した信号処
理を示している。入力端子１３より映像信号を入力し、
画像符号化回路１２およびタイミング発生回路７に入力
する。タイミング発生回路７ではＶＴＲ記録のための各
種のタイミング信号を発生する。画像符号化回路１２は
、入力映像信号の各フィールドを多数のブロックに分割
し、ブロック毎に符号化を行なう。符号化は、データ変
換、量子化および可変長符号化の３段階の処理で行なう
。第１段の処理のデータ変換は、各ピクセルの信号レベ
ルである映像信号を広義の周波数成分に変換する過程で
ある。第２段目の処理である量子化は、各周波数成分毎
に設定する量子化のステップ幅を用いて量子化を行なう
過程である。第３段目の可変長符号化は、量子化を行な
った各周波数成分を低周波成分から高周波成分に向かっ
て並ぶように、一定の規則により一次元の数列に並べ変
え、この数列に対してランレングス符号化、エントロピ
符号化などの手法を用いて可変長符号を発生する過程で
ある。量子化と可変長符号化の組み合わせにおいて、量
子化条件を変化させることで、出力の可変長符号の圧縮
率を変化させることが可能である。本画像データ記録再
生装置では、各フィールドのデータ発生量を一定とする
ために、入力画像に適応的に量子化条件をブロック毎に
変化させて符号化を行なう。このようにして可変長符号
化した画像データを誤りパリティ付加回路１１に入力す
る。誤りパリティ付加回路１１は、画像データの小さな
単位毎に同期符号、ＩＤ符号および各種のパリティを付
加して同期符号ブロックを構成し、その列を生成する。 上記パリティは、符号化画像データを磁気テープなどの
記録媒体において記録再生した場合などに発生するエラ
ーを訂正可能とするためのものである。同期符号ブロッ
クの列を、ディジタル変調回路１０により変調し、記録
信号を発生させて、磁気ヘッド１に供給する。磁気ヘッ
ド１、ドラム２、ドラムモータ５、ドラムモータ制御回
路６、キャプスタン３、キャプスタンモータ８、キャプ
スタンモータ制御回路９を用いて、通常のＶＴＲの記録
動作を行ない、画像データを磁気テープ４に記録を行な
う。上記誤りパリティ付加回路１１が扱うデータの最大
の単位が、エラー訂正符号ブロックである。図１に本発
明の第一の実施例のエラー訂正符号ブロックのフォーマ
ットを示す。一つのエラー訂正符号ブロックを所定数の
同期符号ブロックより構成し、エラー訂正符号ブロック
を所定数集めて、１フィールドを構成する。フィールド
当たりのデータ量は一定となっているため、エラー訂正
符号ブロックの数を一定とすることが可能である。 図中で、奥行きはパリティを付加するデータ単位のデー
タ長を示し、本実施例では１ワード一定である。エラー
訂正符号ブロックには、内符号パリティおよび外符号パ
リティの２種類のパリティを含ませ、二次元積符号を構
成する。外符号パリティは、一つのエラー訂正符号ブロ
ックに含ませる画像データに対して、同期符号ブロック
に直交する方向に付けたパリティである。一方、内符号
パリティは、同期符号ブロックの長さ方向に付けたパリ
ティであり、その同期符号ブロックの内容が画像データ
か外符号パリティかによらず、各同期符号ブロックにつ
いて一つずつ付ける。データ内容が画像データである同
期符号ブロックは、第１符号領域および第２符号領域に
二分割してデータを格納し、データ内容が外符号パリテ
ィである同期符号ブロックは、上記符号領域の区別なく
、データを格納する。

【０００９】図２に画像データをデータ内容とする同期
符号ブロックのフォーマットを示す。図２には連続する
２つの同期符号ブロックを示した。第１符号領域は、デ
ータ変換ブロックと同期符号ブロックを一対一に対応さ
せてデータを格納するのに対して、第２符号領域は、こ
の対応関係とは無関係にデータを格納する。第１符号領
域は、同期符号ブロックの開始を認識するための同期符
号、対応するデータ変換ブロックを識別するためのＩＤ
符号、直流成分を含む低周波成分の符号より構成する。 各データ変換ブロックの符号化した画像データは、符号
化の段階で低周波成分から整列した各周波数成分の大き
さを可変長符号化しているため、その符号列を順次第１
符号領域に格納すればよい。第２符号領域は、第１符号
領域に格納しきれなかった交流成分の符号および内符号
パリティで構成する。第１、第２符号領域に格納する交
流成分の符号をそれぞれ第１、第２ＡＣ成分と記すこと
にする。各同期符号ブロックの第２符号領域は連続して
データを格納する。すなわち、前のデータ変換ブロック
の符号の終了位置の後より、現データ変換ブロックの第
２ＡＣ成分の符号の格納を開始する。第２ＡＣ成分の符
号長はブロック毎に変化するため、各変換ブロックの符
号の同期符号ブロック中の開始位置は一定でない。この
位置および対応する変換ブロックを認識するために、第
２ＡＣ成分の先頭に同期符号、およびＩＤ符号を付加す
る。第２符号領域の内符号パリティは、第１および第２
符号領域に含まれるデータ全体に対するエラー訂正用パ
リティである。

【００１０】記録時には、所定数のエラー訂正符号ブロ
ックの同期符号ブロックを一列に並べ、その符号列を磁
気テープの特性と整合させるためにディジタル変調を施
し、その列の始めと終わりに再生時にクロックの再生お
よび同期の引込を可能とするための符号すなわちプリア
ンブルおよびポストアンブルを付加して磁気テープに記
録する。

【００１１】図４を用いて本発明の画像データ記録再生
装置の再生時の動作を説明する。図３と同一の構成要素
については同一の番号を付けた。ヘッド１、ドラム２、
ドラムモータ５、ドラムモータ制御回路６、キャプスタ
ン３、キャプスタンモータ８、キャプスタンモータ制御
回路９、同期検出回路２１およびタイミング発生回路７
を用いて、磁気テープ４より通常のＶＴＲの信号再生を
行なう。ヘッド１により再生した信号は同期検出回路２
１で各種同期信号を抽出した後、ディジタル復調回路２
３によりディジタル画像データを復調する。この復調に
より、前述の同期符号ブロックの列を得る。誤り訂正回
路２４は、この同期符号ブロックを所定数集めてエラー
訂正符号ブロックを再構成し、内符号パリティおよび外
符号パリティを用いて、エラーを検出、訂正を行なう。 エラー訂正が済んだ画像データは、画像データ復号回路
２５により、記録時に画像データ符号化回路１２が行な
った処理の逆処理を行なう。すなわち、可変長符号復号
化、逆量子化、データ逆変換および逆ブロック化である
。以上の処理により映像信号を再生し、出力端子より出
力する。

【００１２】本実施例によれば、各変換ブロックの高周
波成分の符号がエラー訂正符号ブロックの第２符号領域
を共有することによって、各ブロックの符号長が変化す
る符号化方式でも効率的にエラー訂正符号を付加するこ
とができる。高速再生時の同一のエラー訂正符号ブロッ
クから数本の同期符号ブロックしか再生されない場合に
も、必ず再生した同期符号ブロックの数だけの直流成分
および低周波成分を少なくとも復元でき、内容が把握で
きる高速再生画面を得ることができる。

【００１３】図５に本発明の第２の実施例のエラー訂正
符号ブロックのフォーマットを示す。エラー訂正符号ブ
ロック内に、第１および第２符号領域を設け、第１符号
領域はデータ変換ブロックと同期符号ブロックを一体一
に対応させ、低周波成分の符号を格納し、第２符号領域
はデータ変換ブロック間で共有化を計り、高周波成分の
符号を格納するという基本的方式は第１の実施例と同一
である。図６は本実施例の第１および第２符号領域のフ
ォーマットを示している。第１の実施例において、各高
周波成分の符号に対してＩＤ符号を付加するに対して、
本実施例では、画像データの符号を直接含む同期符号ブ
ロックに、そのブロックの第１符号領域の符号に続く第
２符号領域の高周波成分の符号の開始点のアドレス（連
結アドレス）を格納する領域を設ける。本実施例の画像
データ記録再生装置は、第１の実施例の装置と同じ構成
で実現できる。本実施例によれば、第１の実施例とは異
なり各高周波成分の符号にＩＤ符号を付加する必要がな
いため、第２符号領域をより効率的に使用できる。

【００１４】図７に本発明の第３の実施例の同期符号ブ
ロックのフォーマットを示す。第１符号領域の終端に上
記連結アドレスを格納し、それより導かれる第２ＡＣ成
分の符号の先頭に同期符号およびＩＤ符号を付加する方
式である。本実施例の画像データ記録再生装置は、第１
の実施例の装置と同じ構成で実現できる。第３の実施例
によれば、連結アドレスと第２ＡＣ成分の先頭の同期符
号のどちらか一方が訂正不可能となった場合でも、デー
タ変換ブロック内のすべての符号を復元可能とすること
ができ、実施例１および２よりも信頼性が向上する。

【００１５】

【発明の効果】１フィールドのデータ量を一定値に抑え
るために入力画像をデータ圧縮して符号化する画像符号
化装置において、画質の向上を図るためには、画面部分
間で割り当てるデータ量の配分を考慮し、部分毎の画像
を可変長符号化することが有効である。本発明を用いれ
ば、可変長符号化した画像データに有効にエラー訂正能
力を与え、ＶＴＲなどのエラーの発生しやすい記録媒体
に画像データを記録可能とすることができる。また、本
記録方式を用いれば、記録再生の最小単位の符号列の中
に必ず一つのデータ変換ブロックの直流成分および低周
波成分の符号が含まれているため、高速再生時にも内容
を把握できる再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のエラー訂正符号ブロッ
クのフォーマットを示す図である。

【図２】図１の同期符号ブロック内のフォーマットを示
す図である。

【図３】本発明の第一の実施例の画像データ記録再生装
置の記録モード時の基本構成図である。

【図４】本発明の第一の実施例の画像データ記録再生装
置の再生モード時の基本構成図である。

【図５】本発明の第二の実施例のエラー訂正符号ブロッ
クのフォーマットを示す図である。

【図６】図５の同期符号ブロック内のフォーマットを示
す図である。

【図７】本発明の第三の実施例のエラー訂正符号ブロッ
クのフォーマットを示す図である。

【符号の説明】

１２…画像符号化回路 １１…誤りパリティ付加回路 １０…ディジタル変調回路 ２３…ディジタル復調回路 ２４…誤り訂正回路 ２５…画像復号回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル画像信号をブロック化し、ブロ
   ック毎に広義の周波数成分に変換する手段と該周波数成
   分を可変長符号化する手段と該符号化した画像データの
   部分毎にエラー訂正符号を付加する手段を有するディジ
   タルＶＴＲにおいて、記録再生の最小単位の符号列の画
   像データ部分を一定の割合で二分割し、各ブロックの符
   号化画像データの直流成分および低周波成分を上記符号
   列一つの上記分割した画像データ部分の前半部分に格納
   し、残りの交流成分を一つあるいは複数の上記符号列の
   上記分割した画像データ部分の後半部分に格納すること
   を特徴としたディジタルＶＴＲの記録方式。
2. 【請求項２】請求項１に記載の記録方式を用いたディジ
   タルＶＴＲ。
3. 【請求項３】請求項１に記載のディジタルＶＴＲの記録
   方式において、記録再生の最小単位の符号列の画像デー
   タ部分の前半部分に、該部分に格納した符号化画像デー
   タに続く符号化画像データの開始位置を格納することを
   特徴としたディジタルＶＴＲの記録方式。
4. 【請求項４】請求項３に記載の記録方式を用いたディジ
   タルＶＴＲ。