JPH04358482A - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPH04358482A
JPH04358482A JP3132993A JP13299391A JPH04358482A JP H04358482 A JPH04358482 A JP H04358482A JP 3132993 A JP3132993 A JP 3132993A JP 13299391 A JP13299391 A JP 13299391A JP H04358482 A JPH04358482 A JP H04358482A
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JP
Japan
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signal
circuit
encoding
coefficient
information signal
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Application number
JP3132993A
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English (en)
Inventor
Kenji Shimoda
下田 乾二
Jiyunko Kimura
潤子 木村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to DE69122595T priority patent/DE69122595T2/de
Priority to EP91121996A priority patent/EP0492528B1/en
Priority to KR1019910024343A priority patent/KR960015510B1/ko
Priority to US07/813,700 priority patent/US5289190A/en
Publication of JPH04358482A publication Critical patent/JPH04358482A/ja
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

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】 [発明の目的]
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像データ等
の有効伝送情報信号を高能率符号化して記録媒体に記録
し、再生時にそれを復号化して再生する記録再生装置に
係り、特に、フレーム単位で一定レート化された記録媒
体の再生情報信号を他の記録媒体に記録する、いわゆる
ダブル・レコーディング時に、高能率符号化にともなう
データの劣化を防止するようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、デジタルデータの高能率
符号化に関する規格化は盛んに推進されており、現在で
はテレビ会議/テレビ電話用のH261勧告、カラー静
止画用のJPEG(Joint Picture Ex
perts Group)、CD(Compact D
isc)−ROM(Read Only Memory
)等の蓄積系メディア用のMPEG(MovingPi
cture Experts Group)の3つがあ
る[日経エレクトロニクス 1990.10.15 (
No.511) P124〜P129]。また一方では
、高能率符号化された信号を記録媒体に記録するととも
に、記録媒体から信号を読み取り復号化して再生するデ
ジタル記録再生装置の開発も行われている。そしてこの
デジタル記録再生装置としては、記録媒体として磁気テ
ープを用いるデジタルVTR(ビデオ・テープレコーダ
)や、半導体メモリを用いるIC(集積回路)メモリ装
置等が開発されている。
【0003】ここで、上記高能率符号化はDCT(Di
screte Cosine Transform)と
称される直交変換系を用いるものが現在では主流となっ
ている。図14はこのDCTを用いた従来の高能率符号
化手段を示している。すなわち図中10は入力端子で、
有効伝送情報信号としてデジタル画像データが供給され
ている。フィールド順次で伝送される画像データは、例
えばNTSC方式では、2フィールド分フレームメモリ
11に蓄えられ、1フレームのデジタル画像データが作
成される。この場合、デジタル画像データは輝度信号Y
,色信号の赤成分Cr及び青成分Cbのデコードされた
形態となっており、以下特に断らないかぎりは輝度信号
Yを例にとって説明する。
【0004】そして、フレームに直されたデジタル画像
データは、例えば4fsc(14.3MHz)でサンプ
リングされている場合、1水平ラインに910サンプル
されているので、画素数は910となる。また垂直方向
は当然525ラインであるので画素数は525となり、
結局910×525がサンプリング時の画素数となる。 ところが、画面上に見える有効部分はこのうちの8割程
度(768×488)であるから、この部分が有効伝送
情報信号として入力端子10に供給されるデジタル画像
データとなっている。またこのデジタル画像データは例
えば4画素×4画素のブロック単位で入力端子10に供
給されている。
【0005】すると、入力端子10に供給されたデジタ
ル画像データは、DCT回路12に供給され直交変換さ
れる。この直交変換はデジタル画像データをブロックご
とに周波数軸に変換し、水平及び垂直の両方向に2次元
的に低周波成分(DC成分)から順に高周波成分(AC
成分)を作り出すもので、例えば後述する図15の矢印
で示すジグザグスキャンに対応するように、水平及び垂
直方向に矢印が進むにしたがって順次直流〜低周波〜高
周波と変化するような配列となされる。このように直交
変換されたデータはフレーム遅延回路13により、後述
するアクティビティ計算回路21による計算時間に相当
する1フレーム分の時間だけ遅延されたあと、スキャン
変換回路14に供給される。
【0006】このスキャン変換回路14は標準スキャン
テーブル15に記録された内容に基づいて、ブロックの
データを図15の矢印で示すようにジグザグスキャンし
て、水平及び垂直方向に直流成分から順次高い周波数成
分が送出されるように一元的に並べ変えて出力する。こ
の理由は、ビットレートを削減する際に元の画像を忠実
に再現することを考えると、直流成分から順次高い周波
数成分を送出する方が視覚的に良好な画像を再現するこ
とができるからである。このようにしてスキャン変換さ
れたデータは、一般に元のデジタル画像データよりもデ
ータ量が多くなるので、このままではデータ圧縮になら
ないため、量子化回路16に供給して再量子化が行われ
る。
【0007】この量子化回路16は基本量子化テーブル
17に記録された内容に、乗算回路18によって後述す
る係数aを乗算した結果で、スキャン変換されたデータ
を除算することによってデータ量の削減を行っている。 そして量子化回路16で再量子化されたデータは、更に
可変長符号化回路19に供給されて効率的に伝送符号化
される。この可変長符号化回路19による符号化はハフ
マン符号化が最もよく用いられ、再量子化出力の“0”
の連続する数とその後に続く“0”以外の数とを組み合
わせて、その出現確率の多い順に少ないビット数を割り
当てるようにしたもので、最小で2ビット、最大で数1
0ビットに達し、ここに、デジタル画像データのデータ
圧縮が行われ、出力端子20から取り出され、以下図示
しない記録媒体への記録に供される。
【0008】ここで画質を維持したままデータを圧縮す
るためには、量子化回路16による再量子化処理が最も
重要になるが、その性能を左右するのは基本量子化テー
ブル17と入力デジタル画像データに応じてその基本量
子化テーブル17に乗算する係数aを算出するための計
算である。この計算には画像の精細度(画像の細かさや
高い周波数成分の含まれている割合)を用いている。す
なわち係数aの計算はDCT回路12の出力を前記アク
ティビティ計算回路21に供給し、該出力のうち高周波
成分を用いて、標準偏差あるいは特定のフィルタで抽出
した量を評価尺度として行われる。そしてこの計算結果
は係数変換回路22に供給されて係数aに変換され、乗
算回路18に供給される。
【0009】なお、上記のように高能率符号化されたデ
ータが記録された記録媒体の再生時には、記録媒体から
可変長符号化されたデータを読み取り、それを符号時と
は逆のプロセス、つまり逆量子化、逆スキャン変換及び
逆DCT処理することにより、元のデジタル画像データ
が再生され、画像表示に供される。
【0010】しかしながら、上記のようなDCTを用い
た従来の高能率符号化手段では、以下に述べるような問
題が生じる。すなわち、今、元となる原画像信号を高能
率符号化して第1の記録媒体に記録することを考える。 このとき前記スキャン変換回路14から量子化回路16
への入力が図16(a)に示すものであり、基本量子化
テーブル17が図16(b)に示すものであって、この
ときの係数aが“2”であるとする。すると量子化回路
16では基本量子化テーブル17の各値に係数“2”を
それぞれ乗算し、各乗算結果で対応する量子化回路16
の入力の各値を除算するので、量子化回路16の出力は
図16(c)に示すように元のデータ量が削減されたも
のとなる。そしてこの図16(c)に示すように、圧縮
されたデータが可変長符号化処理されて第1の記録媒体
への記録に供される。
【0011】ところで、この第1の記録媒体を再生した
場合、基本量子化テーブル17の各値に圧縮時の係数”
2”をそれぞれ乗算し、各乗算結果を図16(c)に示
すように圧縮された各値に各々乗算する逆量子化を行う
ことによって、データの伸張が行われる。この場合、逆
量子化された結果は図16(d)に示すように図中×印
を付した部分が図16(a)に示した元の値に戻らず、
データが劣化する部分となる。しかしながらこのDCT
を用いた高能率符号化は非可逆符号化方式であるため、
上述した程度のデータ劣化はやむをえないもので、この
発明で解決する問題点ではない。(このとき切り捨て処
理で計算している)本発明で解決する問題点は、第1の
記録媒体に記録されたデータを再生してそれを第2の記
録媒体に記録する、いわゆるダビング時において発生す
るものである。すなわち、第1の記録媒体の再生データ
を逆量子化した図16(d)に示す出力が、更に高能率
符号化処理されて第2の記録媒体に記録されることを考
えると、第2の記録媒体にデータを記録する装置側では
、図16(d)に示す劣化されたデータに基づいて係数
aを算出するので、例えば係数aが上述した“2”から
1割低下して“1.8”になったとする。すると第2の
記録媒体にデータを記録する装置側では、図16(b)
に示す基本量子化テーブル17の各値に係数“1.8”
をそれぞれ乗算し、各乗算結果で対応する図16(d)
に示す各値を除算するので、その結果は図17(a)に
示すようになり、この図17(a)に示すように圧縮さ
れたデータが可変長符号化処理されて第2の記録媒体の
記録に供される。
【0012】ここで、この第2の記録媒体を再生した場
合、装置側では基本量子化テーブル17の各値に圧縮時
の係数”1.8”をそれぞれ乗算し、各乗算結果を図1
7(a)に示すように圧縮された各値に各々乗算する逆
量子化を行うことによってデータの伸張が行われている
。この場合、逆量子化された結果は図17(b)に示す
ようになり、図中すべての部分が図16(d)に示した
元の値に戻らず、データが大幅に劣化することになる。 そして、この第2の記録媒体に記録されたデータを再生
し、更に第3の記録媒体にダビングする場合、より大き
なデータ劣化が生じることになる。
【0013】すなわち、デジタルデータに高能率符号化
処理を施して記録媒体に記録し、その記録媒体からデー
タを読み出して復号化し、そのデータに再び高能率符号
化処理を施して他の記録媒体に記録する場合、そのタビ
ングを行う回数が増加するほど非可逆符号化方式である
高能率符号化・復号化を用いることによるデータの劣化
が大きくなるという問題が生じている。
【0014】そこで、本件出願人は特願平2−4187
60号明細書「記録再生装置」において、上記問題点の
解決策を提案している。
【0015】すなわち、上述した説明では図16(d)
に示すように、復号化されたデータを第2の記録媒体に
記録する際に、このデータに基づいて算出される係数“
1.8”を用いて再量子化したために、図17(a)に
示すような量子化出力となるとともに、該係数“1.8
”を用いて逆量子化したので、図17(b)に示すよう
なデータ劣化が生じることになる。ところが、上記図1
6(d)に示す復号化されたデータを第2の記録媒体に
記録する際に、該データの復号化時に用いた係数“2”
を用いて再量子化すれば、図16(b)に示す基本量子
化テーブル17に係数“2”を乗算した値で図16(d
)に示す各値をそれぞれ除算することになる。すなわち
、再量子化結果は図18(a)に示すものとなり、この
データが第2の記録媒体への記録に供される。
【0016】ここで、上記図18(a)に示す再量子化
結果は、当然のことながら、先に図16(c)に示した
原画像信号を第1の記録媒体に記録したときの再量子化
結果と同等になる。このため、第2の記録媒体を再生し
て得られたデータを逆量子化する際に、上記係数”2”
を用いれば逆量子化結果は図18(b)に示すように図
16(d)に示したものと同等になる。したがってこれ
以後、原画像信号を第1の記録媒体に記録したときの再
量子化時の係数”2”を用いて高能率符号化及び復号化
を行うようにすれば、何回ダビングを繰り返しても基本
量子化テーブル17が変わらないかぎり、高能率符号化
及び復号化によるデータの劣化は全く生じないことにな
る。
【0017】図19はこの原理に基づく従来の記録再生
装置を示すブロック図である。ここでは、磁気テープを
使用したヘリカルスキャン方式のVTRを用いた例を示
している。
【0018】図19に示すように、それぞれ高能率符号
化及び復号化機能を有する2台のVTR23、24を用
意し、VTR23で再生した画像信号をVTR24で記
録する場合、VTR23からVTR24に有効伝送情報
信号としての画像信号を加えて、この伝送される画像信
号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受けたか否か
を示す制御信号と、この伝送される画像信号が過去に高
能率符号化及び復号化処理を受けている場合に、そのと
きの係数A1を示す係数信号とを一緒に伝送する。
【0019】図20はVTR24の詳細な構成を示して
いる。なおVTR23については、VTR24と同様な
構成となっているので、その説明を省略する。すなわち
VTR24はデータ記録系25とデータ再生系26とか
ら構成されている。このうちデータ記録系25は外部か
ら画像信号が供給される画像信号入力端子25aと、外
部から制御信号が供給される制御信号入力端子25bと
、外部から係数信号が供給される係数信号入力端子25
cとを有している。そして画像信号入力端子25aに供
給されたアナログ系の画像信号は、画像信号処理回路2
5dによって所定の画像信号処理が施された後、A/D
(アナログ/デジタル)変換回路25eでデジタル画像
データに変換されて高能率符号化回路25fに供給され
る。
【0020】また、上記制御信号入力端子25bに供給
された制御信号は受信回路25gで受信された後、上記
高能率符号化回路25fに供給される。更に上記係数信
号入力端子25cに供給された係数信号は受信回路25
hで受信された後、上記高能率符号化回路25fに供給
される。そして、この高能率符号化回路25fでは、入
力されたデジタル画像データに対して制御信号及び係数
信号に基づいた高能率符号化を施し、画像データ処理回
路25iに出力する。この画像データ処理回路25iは
入力されたデジタル画像データに対して誤り訂正用のパ
リティ付加処理や所定のインターリーブ処理等を施し、
加算回路25jに出力する。また高能率符号化回路25
fからは入力された制御信号及び係数信号がそれぞれ出
力され、これら制御信号及び係数信号はそれぞれ遅延回
路25k、25lによって画像データ処理回路25iに
よる処理時間分遅延された後、加算回路25jに供給さ
れ、デジタル画像データに加算される。そして上記加算
回路25jから出力される制御信号及び係数信号を伴っ
たデジタル画像データは変調回路25mで変調され、記
録増幅回路25nで増幅された後、記録ヘッド25oを
介して図示しない磁気テープにヘリカルスキャン方式で
記録される。
【0021】一方、上記データ再生系26は上記磁気テ
ープをトレースして、その記録信号を読み取る再生ヘッ
ド26aを有している。そしてこの再生ヘッド26aで
読み取られた記録信号は、再生増幅回路26bで増幅さ
れ、復調回路26cで復調されてデジタル画像データと
制御信号と係数信号とに分離される。このうちデジタル
画像データは、画像データ処理回路26dに供給されて
、誤り訂正処理やデインターリーブ処理が施された後、
復号化回路26eに供給される。また制御信号及び係数
信号は、それぞれ遅延回路26f、26gによって画像
データ処理回路26dによる処理時間分遅延された後、
復号化回路26eに供給され、デジタル画像データに対
する制御信号及び係数信号に基づいた復号化が行われる
【0022】そして、この復号化回路26eから出力さ
れるデジタル画像データはD/A(デジタル/アナログ
)変換回路26hでアナログ系の画像信号に変換され、
画像信号処理回路26iで所定の画像信号処理が施され
た後、画像信号出力端子26jから取り出される。 また上記復号化回路26eからは制御信号及び係数信号
がそれぞれ出力され、これら制御信号及び係数信号はそ
れぞれ送信回路26k、26lを介して制御信号出力端
子26m及び係数信号出力端子26nから取り出される
【0023】図21は上記高能率符号化回路25fの詳
細を示しており、図14と同一部分には同一符号を付し
ている。すなわち、係数変換回路22から出力される係
数A2はスイッチ回路27の第1の固定接点27aに供
給される。このスイッチ回路27の第2の固定接点27
bには、前記受信回路25hから出力される係数信号に
基づく係数A1が入力端子28を介して供給される。そ
して、このスイッチ回路27で選択された係数A1また
はA2は共通接点27cを介して前記乗算回路18に供
給されるとともに、出力端子29を介して前記遅延回路
25lに供給される。
【0024】また、上記スイッチ回路27は制御回路3
0から出力される切り替え信号によって切り替え制御さ
れる。この制御回路30は前記受信回路25gから出力
される制御信号が入力端子31を介して供給されること
により、切り替え信号を生成するもので、画像信号入力
端子25aに入力された画像信号が過去に高能率符号化
及び復号化処理を受けていない旨の制御信号である場合
、スイッチ回路27に係数A2を選択させ、画像信号入
力端子25aに入力された画像信号が過去に高能率符号
化及び復号化処理を受けている旨の制御信号である場合
、スイッチ回路27に係数A1を選択させる。また、こ
の制御回路30は使用者の操作に基づく切り替え指定信
号が入力端子32を介して供給された場合、制御信号に
優先させて切り替え指定信号で指定されたとおりにスイ
ッチ回路27を制御するものである。
【0025】更に、上記制御回路30は入力された制御
信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受けていな
い旨の内容である場合、過去に高能率符号化及び復号化
処理を受けている旨の内容の制御信号に変えて、出力端
子33を介して前記遅延回路25kに出力し、入力され
た制御信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受け
ている旨の内容である場合、その制御信号をそのまま出
力端子33を介して前記遅延回路25kに出力するよう
に機能する。
【0026】したがって上記のような構成によれば、V
TR23で再生した画像信号をVTR24で記録する場
合、VTR23からVTR24に画像信号に加えて、そ
の伝送される画像信号が過去に高能率符号化及び復号化
処理を受けたか否かを示す制御信号と、この伝送される
画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受けて
いる場合に、そのときの係数A2を示す係数信号とを一
緒に伝送し、VTR24側で伝送された画像信号が過去
に高能率符号化及び復号化処理を受けていない場合、V
TR24が自ら生成した係数A2に基づいて高能率符号
化処理を行い、その係数A2を示す係数信号と、磁気テ
ープに記録された画像信号が過去に高能率符号化及び復
号化処理を受けている旨の制御信号とをデジタル画像デ
ータとともに磁気テープに記録させるとともに、伝送さ
れた画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受
けている場合、入力された係数A1に基づいて高能率符
号化処理を行い、その係数A1を示す係数信号と画像信
号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受けている旨
の入力された制御信号とをデジタル画像データとともに
磁気テープに記録させるようにしたので、過去に高能率
符号化及び復号化処理を受けているデジタル画像データ
を高能率符号化して磁気テープに記録し、再生時に復号
化する際に、デジタル画像データの劣化を最小限に抑え
ることができ、特にタビングを行うのに好適となる。
【0027】しかしながら、従来の装置では、ブロック
アクティビティ(ブロック単位の精細度)を用いてフレ
ーム単位の累積アクティビティも計算していることから
、フレーム単位で一定レートにするか又は、フレームの
符号量が所定の上限値以下となるように設定された装置
では、データが劣化してしまうという欠点があった。
【0028】図22はこの問題点を説明するためのブロ
ック図である。
【0029】先ず、定レート化のためのビット割当動作
について説明する。Y信号の各ブロックの精細度を示す
ブロックアクティビティ計算回路21出力と色差信号の
ブロックの精細度を示すブロックアクティビティ計算回
路21c出力はフレームアクティビティ計算回路41に
入力される。フレームアクティビティ計算回路41は、
各ブロックのアクティビティYBact,CBactを
1フレームの間累積し、1フレームでのアクティビティ
(フレームアクティビティ)YFact,CFactを
計算し、この2者からY信号及びC信号の符号量配分比
を求める。次に、1フレーム内でY信号とC信号とに夫
々使用可能な符号量(データ量,ビット数)(以下、配
分ビット量という)YFbit,CFbitを求める。 更に、YFactとCFactとを加算してブロック毎
の平均アクティビティAactを算出し、このAact
 を量子化係数aに変換する。
【0030】量子化係数aは量子化テーブル43に入力
されて、量子化値が算出される。なお、量子化テーブル
43は、図14、図21に示すように、格納しているデ
ータに単に係数aを乗じる場合もある。
【0031】ブロックアクティビティ計算回路21から
のブロックアクティビティYBactは、フレームアク
ティビティYFact計算とビット配分計算とに応じた
時間だけフレーム遅延回路45において遅延されて時間
調整を受けて、符号量配分回路45に入力される。符号
量配分回路45にはYFbit,YFactも入力され
ており、これらのYBact,YFbit,YFact
を用いて、ブロック毎に使用可能な配分ビット量YBb
itを下記(1)式から計算する。
【0032】   YBbit=YFbit×YBact/YFact
                …(1)YBbit
,YBactのフレーム内の累積和が夫々YFbit,
YFactであるので、このシステムでは1フレーム単
位で一定符号量に抑えることが可能となる。いま、量子
化回路16の出力が可変長符号化回路44に与えられて
可変長コード化される場合において、その割当符号量が
n2 ビットであるものとする。実際の符号量がn1 
ビットであるものとすると、n1>n2 の場合、すな
わち量子化出力ビット数n1 がn2より小さい場合に
は、ビット数n2 以下のデータだけを可変長符号化デ
ータとして出力する。また、n1 ≦n2 の場合には
、量子化出力をすべて可変長符号化データとして出力す
る。このように、可変長符号化回路44は、ビット割当
動作を行うために、図示しないビット制限処理回路を有
している。
【0033】このようにフレーム単位の符号量を一定化
するシステムに、図20の装置を適用して、その量子化
テーブルに伝送した係数aを供給するものとする。この
場合には、符号量配分動作は伝送されてきた情報信号か
ら計算したアクティビティ信号を利用して行われことか
ら、符号量配分結果が前回の符号量配分結果と若干ずれ
てしまう。輝度信号のように配分符号量が多い場合には
、符号量配分結果のずれによって配分ビットが制限され
てもデータの劣化は比較的小さいが、色差信号のように
配分符号量が少ない場合には、符号量配分結果のずれの
影響は大きく、係数aの伝送効果が目立って生じないこ
とがある。この問題に対する解決策として最も単純な方
法は、前回の符号化時に使用した符号量配分データを伝
送し、その配分データを用いて配分を行えばよいが、伝
送データ量が増大するという問題がある。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の記録再生装置においては、フレーム単位の符号量
を一定化すると、係数aを伝送した場合でも、符号量配
分結果が前回の符号化処理時と相違することから、デー
タが劣化してしまうという問題点があった。
【0035】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、情報信号を高能率符号化して記録媒体に記
録し、再生時に復号する際に、データの劣化を最小限に
抑えることができる記録再生装置を提供することを目的
とする。
【0036】 [発明の構成]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
記録再生装置は、情報信号を高能率符号化処理して記録
媒体に記録するとともに、前記記録媒体から読み取った
信号を前記高能率符号化処理に対応した復号化処理によ
って再生する記録再生装置において、前記記録媒体に記
録する情報信号及びこの情報信号が高能率符号化及び復
号化処理を施されたものであるか否かを示す制御信号と
、前記情報信号が高能率符号化及び復号化処理を施され
たものである場合にはそのときの高能率符号化及び復号
化処理に使用した係数を示す係数信号、前記情報信号の
精細度を示す精細度信号及び前記高能率符号化による符
号量を示す符号量信号の少なくとも1つとを前記高能率
符号化及び復号化に利用するための伝送手段と、この伝
送手段を介して入力された制御信号によって前記情報信
号が高能率符号化及び復号化処理を施されたものでない
ことが示された場合には、供給された前記情報信号に基
づいて生成した係数及び精細度情報を用いて、前記情報
信号を量子化処理するとともに前記情報信号のブロック
単位のビット割り当てを行って符号化する第1の符号化
手段と、前記伝送手段を介して入力された制御信号によ
って前記情報信号が高能率符号化及び復号化処理を施さ
れたものであることが示された場合には、前記情報信号
から求めた精細度信号と伝送された精細度信号とを比較
することにより情報量の増加の有無を判定し、情報量が
増加していないときには前記伝送された係数信号で示さ
れる係数に基づいて前記情報信号を量子化するとともに
前記ビット割り当てを行うことなく符号化処理し、情報
量が増加しているときには供給された前記情報信号に基
づいて生成した係数及び精細度情報を用いて、前記情報
信号を量子化処理するとともに前記情報信号のブロック
単位のビット割り当てを行って符号化する第2の符号化
手段と、前記第1及び第2の符号化手段の出力を前記記
録媒体に記録するとともに再生する記録再生手段と、こ
の記録再生手段の再生出力を前記第1及び第2の符号化
手段の符号化に応じて復号化処理する復号化手段とを具
備したことを特徴とするものであり、本発明の請求項2
に係る記録再生装置は、前記第2の符号化手段が、前記
量子化処理における下位桁処理を切り捨て処理とするこ
とを特徴とするものであり、本発明の請求項3に係る記
録再生装置は、前記伝送手段が、伝送する精細度信号を
前記記録再生手段の再生出力から求めて伝送することを
特徴とするものである。
【0037】
【作用】本発明の請求項1において、伝送手段は、記録
媒体に記録する情報信号の外に、情報信号が過去に高能
率符号化及び復号化処理を施されたものであるか否かを
示す制御信号を伝送するとともに、この情報信号が過去
に高能率符号化及び復号化処理を受けている場合に、そ
のときの係数信号、精細度信号及び符号量信号の少なく
とも1つを伝送する。第2の符号化手段は、伝送された
精細度信号と入力された情報信号に基づく精細度信号と
を比較することにより、精細度の増加の有無を判定する
。すなわち、精細度が増加している場合には、第2の符
号化手段は第1の符号化手段と同様に動作し、入力され
た情報信号に基づいた符号量配分を行う。一方、精細度
が低下している場合には、第2の符号化手段は伝送され
た係数信号を使用するとともに符号量配分動作を停止さ
せる。これにより、符号量の増加によって画質が劣化し
てしまうことを防止するようにしている。
【0038】本発明の請求項2において、第2の符号化
手段は、量子化の際に切り捨て処理を採用しており、四
捨五入処理によって情報量が増加することを防止してい
る。
【0039】本発明の請求項3において、伝送手段は、
再生出力から得た精細度信号を伝送しており、正確な精
細度信号が伝送される。
【0040】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明に係る記録再生装置の一実施
例を示すブロック図である。
【0041】先ず、下記表1を参照して本実施例の原理
について説明する。
【0042】従来は、符号化されて復号化されたデータ
を再度符号化する際に、係数aを伝送することにより量
子化回路においてデータを劣化させることなく復元して
いたが、前回の符号化時とは異なる符号量配分で可変長
符号化することから、可変長符号化されずに捨てられて
しまうデータがあった。
【0043】
【表1】
【0044】例えば、表1に示すように、3つのブロッ
クの精細度(アクティビティ)に基づいて、制限ビット
長が100ビットとなるように配分するものとする。初
回符号化においては、各1〜3ブロックの精細度に合わ
せて符号配分し、符号配分量L0 の範囲内で可変長符
号化する。例えば、実際の配分量は各1乃至3ブロック
で夫々22,29,45の計98ビットとなる。可変長
符号化のコード長によっては、符号配分量L0 の範囲
いっぱいまで配分されることもあり、また、ブロック1
のように、符号配分量L0 を越えてしまうという理由
からデータの符号化を中止して、結果的に配分値L0 
よりも1ビット以上少ないビット数で符号化されるブロ
ックも存在する。結局、表1では、計2ビットの余裕を
有して可変長符号化されている。
【0045】次回符号化時においても精細度(アクティ
ビティ)を計算する。この場合には量子化により初回符
号化時の精細度と若干変化した値となる。計算した精細
度に基づいて符号量配分を行うと、表1に示すように、
符号化配分量L1 は初回符号化時の符号配分量L0 
とは異なる値となる。例えば、ブロック1においては、
初回符号量が22ビットであったのに対し次回の符号量
配分L1 は21.96ビットとなり、初回の符号化デ
ータの全てを伝送することができない。これは、精細度
の変化及びノイズの混入等の各種の理由による。この場
合には、ブロック2,3については、表1の実際の符号
量L0 ′,L1 ′の比較から明らかなように、デー
タの劣化は発生しないが、ブロック1のデータについて
は4ビットだけデータを伝送することができない。この
ようにデジタルデータのダビングであってもデータが劣
化してしまう。
【0046】ところで、表1においては、初回符号化時
の精細度の方が次回符号化時の精細度よりも大きい。ま
た、初回の符号化時において既に定レート化されており
、使用ビット数は所定値以下となっている。したがって
、表1の場合には、次回の符号化において、特に符号配
分を行う必要はない。本実施例はこの原理を利用してお
り、伝送される係数a及び精細度情報に基づいて、符号
配分動作を制御するようになっている。
【0047】すなわち、図1において、VTR1,2は
高能率符号化及び復号化機能を有しており、VTR1は
、再生した画像信号を有効伝送情報信号としてVTR2
に出力するとともに、画像信号が過去に高能率符号化及
び復号化処理を受けたか否かを示す制御信号と、この伝
送される画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理
を受けている場合にそのときの係数A1を示す係数信号
と、画像信号の精細度(アクティビティ)S1を示す精
細度信号とを伝送するようになっている。なお、この場
合には、制御信号、係数信号及び精細度信号は、画像信
号とともに図示しない磁気テープに記録されており、こ
の磁気テープをVTR1で再生することにより、これら
の情報は画像信号とともにVTR2に供給されるように
なっている。
【0048】VTR2は、制御信号の内容から、入力さ
れた画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受
けていないことを判別すると、入力された画像信号に基
づいて係数A2及び精細度S2を算出し、これらの値に
基づいて画像信号に対して高能率符号化処理を行って磁
気テープに記録するようになっている。また、VTR2
は、制御信号の内容から、入力された画像信号が過去に
高能率符号化及び復号化処理を受けていることが判別す
ると、伝送された係数A1を使用するとともに、伝送さ
れた精細度S1と計算によって求めた精細度S2との大
小比較に基づいて、図示しない符号量配分回路の動作の
オンオフを設定する。すなわち、S1≧S2である場合
には伝送された係数A1を用いるが符号量配分は行わず
、また、S1<S2である場合には係数A1を用いると
ともに符号量配分も行う。つまり、係数A2は、符号化
を受けていないことを示す制御信号が入力された場合の
み採用するようになっている。VTR2はこれらの設定
条件で、伝送された画像信号に対して高能率符号化処理
を行うとともに、符号化したデータを図示しない磁気テ
ープに記録するようになっている。
【0049】図2は図1中のVTR2の具体的な構成を
示すブロック図である。図2において図20と同一の構
成要素には同一符号を付してある。なお、VTR1につ
いては、VTR2と同様な構成となっているので、その
説明を省略する。
【0050】VTR2はデータ記録系3とデータ再生系
4とから構成されている。このうちデータ記録系3は外
部から画像信号が供給される画像信号入力端子25aと
、外部から制御信号が供給される制御信号入力端子25
bと、外部から係数信号が供給される係数信号入力端子
25cと、精細度信号の入力端子25rとを有している
。そして画像信号入力端子25aに供給されたアナログ
系の画像信号は、画像信号処理回路25dによって所定
の画像信号処理が施された後、A/D(アナログ/デジ
タル)変換回路25eでデジタル画像データに変換され
て高能率符号化回路3fに供給される。
【0051】また、上記制御信号入力端子25bに供給
された制御信号は受信回路25gで受信された後、上記
高能率符号化回路3fに供給される。更に上記係数信号
入力端子25c及び入力端子25rに供給された係数信
号及び精細度信号は夫々受信回路25q及び受信回路2
5hで受信された後、上記高能率符号化回路3fに供給
される。そして、この高能率符号化回路3fでは、入力
されたデジタル画像データに対して制御信号及び係数信
号に基づいた高能率符号化を施し、画像データ処理回路
25iに出力する。この画像データ処理回路25iは入
力されたデジタル画像データに対して誤り訂正用のパリ
ティ付加処理や所定のインターリーブ処理等を施し、加
算回路25jに出力する。また高能率符号化回路3fか
らは入力された制御信号、係数信号及び精細度信号がそ
れぞれ出力され、これら制御信号、係数信号及び精細度
信号はそれぞれ遅延回路25k,25l,25pによっ
て画像データ処理回路25iによる処理時間分遅延され
た後、加算回路25jに供給され、デジタル画像データ
に加算される。そして上記加算回路25jから出力され
る制御信号、係数信号及び精細度信号を伴ったデジタル
画像データは変調回路25mで変調され、記録増幅回路
25nで増幅された後、記録ヘッド25oを介して図示
しない磁気テープにヘリカルスキャン方式で記録される
【0052】一方、上記データ再生系4は上記磁気テー
プをトレースして、その記録信号を読み取る再生ヘッド
26aを有している。そしてこの再生ヘッド26aで読
み取られた記録信号は、再生増幅回路26bで増幅され
、復調回路26cで復調されてデジタル画像データと制
御信号と係数信号と精細度信号とに分離される。このう
ちデジタル画像データは、画像データ処理回路26dに
供給されて、誤り訂正処理やデインターリーブ処理が施
された後、復号化回路4eに供給される。また制御信号
、係数信号及び精細度信号は、それぞれ遅延回路26f
,26g,26oによって画像データ処理回路26dに
よる処理時間分遅延された後、復号化回路4eに供給さ
れ、デジタル画像データに対する制御信号、係数信号及
び精細度信号に基づいた復号化が行われる。
【0053】そして、この復号化回路4eから出力され
るデジタル画像データはD/A(デジタル/アナログ)
変換回路26hでアナログ系の画像信号に変換され、画
像信号処理回路26iで所定の画像信号処理が施された
後、画像信号出力端子26jから取り出される。また上
記復号化回路26eからは制御信号、係数信号及び精細
度信号がそれぞれ出力され、これら制御信号、係数信号
及び精細度信号はそれぞれ送信回路26k,26l,2
6pを介して制御信号出力端子26m、係数信号出力端
子26n及び出力端子26qから取り出される。
【0054】図3は図2中の高能率符号化回路3fの具
体的な構成を示すブロック図である。図3において図2
1及び図22と同一の構成要素には同一符号を付してあ
る。なお、色差系の構成は輝度系と同様であり、図示を
省略している。
【0055】入力されたブロック単位の輝度信号YはD
CT回路12に入力される。DCT回路12は8×8の
2次元DCT処理を行って変換係数をフレーム遅延回路
13に出力する。フレーム遅延回路13はDCT変換係
数を1フレーム遅延させてスキャン変換回路14に出力
する。スキャン変換回路14は標準スキャンテーブル1
5に記録された内容に基づいて、ブロックのデータを図
15の矢印で示すようにジグザグスキャンして、水平及
び垂直方向に直流成分から順次高い周波数成分が送出さ
れるように一元的に並べ変えて量子化回路16に出力す
る。量子化回路16は後述する量子化テーブル43から
の基本量子化情報に基づいて変換係数を量子化してビッ
トレートを低減して出力するようになっている。
【0056】一方、DCT回路12の出力はブロックア
クティビティ計算回路21にも与えられている。ブロッ
クアクティビティ計算回路21はブロック毎の情報量(
精細度情報)を示すブロックアクティビティYBact
を求めてフレームアクティビティ計算Y/C 配分回路
41に出力する。フレームアクティビティ計算Y/C 
配分回路41は、色差系のブロックアクティビティCB
actも与えられており、輝度信号Y及び色信号Cのフ
レームアクティビティYFact,CFactと、1フ
レームにおいて使用可能な輝度信号Y及び色信号Cの配
分ビット量YFbit,CFbitとを求める。これら
のフレームアクティビティYFact及び配分ビット量
YFbitは符号量配分回路45に与えられる。また、
フレーム遅延回路42はブロックアクティビティYBa
ctを遅延させて符号量配分回路45に与えることによ
り、時間調整を行うようになっている。
【0057】符号量配分回路45は、フレームアクティ
ビティYFact及びブロックアクティビティYBac
tから各ブロックのアクティビティ比を求めて、ブロッ
ク毎の符号量を計算し、配分量を可変長符号化ブロック
100の符号量配分制御回路101に出力する。フレー
ムアクティビティ計算Y/C 配分回路41は精細度(
アクティビティ)を示す信号S2を比較選択回路103
に出力するとともに、ブロックごとの平均アクティビテ
ィAact を計数a計算回路105に出力する。なお
、信号S2は平均アクティビティAactと同一である
ことが多い。
【0058】比較選択回路103には入力端子102を
介して伝送アクティビティS1も入力されている。比較
選択回路103はアクティビティS1,S2の大小比較
を行って、比較結果を選択信号作成回路104に出力す
るようになっている。選択信号作成回路104には入力
端子31,32をそれぞれ介して制御信号及び画質劣化
防止モード信号も入力されている。選択信号作成回路1
04は、S1,S2の大小比較結果と符号化がすでに行
われたか否かを示す制御信号とダビング時の画質劣化防
止モード信号との組み合わせによって、下記表2に示す
論理出力を出力するようになっている。
【0059】
【表2】
【0060】選択信号作成回路104は、上記表2に基
づいて処理を決定し、信号S1,S2を選択させるため
の出力を比較選択回路103に出力するとともに、A2
選択出力を出力端子33及び選択回路27に出力するよ
うになっている。更に、選択信号作成回路104は符号
量配分動作のオンオフを制御する符号量制御信号を可変
長符号化ブロック100に出力するようになっている。 比較選択回路103は選択信号作成回路104の出力に
基づいて、信号S1,S2のいずれか一方を選択して出
力端子106に出力するようになっている。
【0061】入力端子28を介して入力される伝送係数
aを示す係数信号A1は、選択回路27の接点27bに
与えられる。係数a計算回路105は平均アクティビテ
ィAact から係数aを求めて、係数信号A2を選択
回路27の接点27aに与えるようになっている。選択
回路27は選択信号作成回路104に制御されて、接点
27a,27bに入力された係数信号A2,A1のいず
れか一方を基本量子化テーブル43及び出力端子29に
出力するようになっている。基本量子化テーブル43は
テーブルに格納されている基本量子化情報に係数aを乗
算して量子化回路16に出力するようになっている。
【0062】量子化回路16からの量子化出力は可変長
符号化ブロック100の可変長符号化回路44に与えら
れる。可変長符号化回路44は符号配分制御回路101
によって符号量が制限されて、入力された量子化出力を
例えばハフマン符号化して出力端子20に出力するよう
になっている。これにより、出現確率が高いデータは短
いビットが割当られ、出現確率が低いデータは長いビッ
トが割当られて、伝送量が一層削減される。
【0063】ハフマン符号化としては、量子化出力デー
タのゼロが続く長さ(以下、ゼロランという)とゼロの
後に出現するゼロでない値(以下、非零係数という)と
を用いた2次元ハフマン符号化が採用される。量子化回
路16は低域成分から高域成分に向かって順次データを
出力しており、これらの一連のデータは、ゼロランの数
(Zrn)、非零係数コード長(Amp)及び非零係数
のデータコードからなるデータに変換される。なお、A
mpは非零係数が何ビットで表されるかを示しており、
下記表3のように定義される。
【0064】
【表3】
【0065】 可変長符号化回路44は2次元ハフマンテーブルを有し
ており、量子化出力のZrn及びAmpによってそのア
ドレスが指定される。ハフマンテーブルには、統計的に
発生確率が高いデータによって指定されるアドレスほど
短いビット数のコードが格納されており、指定されたア
ドレスのハフマンコードを出力することにより、ハフマ
ン符号化が行われてビットレートが低減される。可変長
符号化回路44は量子化出力をハフマン符号化した後、
非零係数のデータコードをハフマンコードに付加して出
力する。非零係数データコードのコード長は可変長であ
るが、Ampが判明することによりデコード可能である
【0066】このように、ハフマン符号化においては、
ZrnとAmpとを組合わせて統計的にハフマンコード
を割当て、復号時にはAmpを求めて非零係数のデータ
コードをデコードするようになっている。
【0067】更に、図4の説明図を参照してハフマンコ
ードについて説明する。図4(a)は、例として4×4
のブロックの量子化後の出力を示し、図4(b)の(イ
)乃至(ニ)はそれぞれデータ順序、ゼロランとデータ
、ゼロランとアンプとデータ及びハフマンコードと非零
係数のデータコードを示している。
【0068】図4(a)に示す直流成分(128 )は
、通常、可変長符号化しない。各周波数成分をジグザグ
スキャン順で基本量子化テーブル43から書き出すと、
図4(b)の(イ)に示すものとなる。これらの一連の
データを、図4(b)の(ロ)に示すように、Zrnと
データとの組み合わせにする。更に、上記表3を用いて
、図4(b)の(ハ)に示すように、Ampを作成する
。このZrnとAmpとの組み合わせからハフマンコー
ド(Huffman Code)を生成する。図4(b
)の(ニ)は生成したハフマンコードとデータ(非零係
数)との組み合わせを示している。図中、H06,H0
4‥‥は各ハフマンコードを示す。
【0069】このハフマンコードからZrnとAmpと
が分かれば、ハフマンコード長と非零係数のデータ長も
分かるので、そのデータの長さが判明する。可変長符号
化ブロック100においては、ZrnとAmpとからハ
フマンコード長を事前に計算し、ブロックごとに配分さ
れたビット長以下であることを確認して、ビット長が超
過してしなければハフマンコードとして出力することに
よって、符号量を制御するようになっている。
【0070】図5はこの可変長符号化ブロック100の
具体的な構成を示すブロック図である。
【0071】入力端子127を介して入力される量子化
出力は、ゼロラン検出回路111、Amp変換回路11
2及び遅延回路113に与えられる。ゼロラン検出回路
111は量子化出力のゼロラン数を求めてハフマン符号
化回路44に出力するとともに、Amp変換回路112
にも与える。Amp変換回路112は量子化出力の非零
係数からAmpコードを求めてハフマン符号化回路44
に出力する。また、遅延回路113はゼロラン検出回路
111及びAmp変換回路112の処理時間に応じた時
間だけ量子化出力を遅延させてハフマン符号化回路44
に出力する。ハフマン符号化回路44は、ゼロラン,A
mpの組をハフマン符号に変換して出力端子20に出力
するようになっている。
【0072】一方、ゼロラン検出回路111及びAmp
変換回路112の出力はハフマンコード長変換回路11
4にも入力されている。ハフマンコード長変換回路11
4はハフマン符号化回路44で作成されるハフマンコー
ドのデータ長を示す信号L1を発生してスイッチ115
を介してブロック内符号量累積回路123に出力すると
ともに、長さ比較回路116にも出力するようになって
いる。長さ比較回路116には、後述するように、あと
何ビットまで使用可能かを示す許容符号長L2が入力さ
れており、L1,L2を比較して比較結果に基づくハフ
マンコード化指示信号hをハフマン符号化回路44及び
スイッチ115の制御端に出力するようになっている。 すなわち、長さ比較回路116はL1≦L2である場合
には、ハフマン符号化回路44に符号化を実施させるた
めのハフマンコード化指示信号hを出力し、ハフマンコ
ードを出力端子20から出力させる。一方、スイッチ1
15は制御端にハフマンコード化指示信号hが与えられ
ると、ビット長信号L1をブロック内符号量累積回路1
23に入力信号Lnとして与えるようになっている。ブ
ロック内符号量累積回路123はブロックリセット信号
によってリセットされるまで、データ長信号L1を累積
することにより、所定のブロックで使用されている符号
量LB を求め、許容(残存)符号長計算回路122に
出力する。
【0073】一方、入力端子108には符号量配分回路
45(図3参照)からの配分符号量Lsが入力され、入
力端子121には前ブロックで使用されなかった符号量
(繰り越し符号長)Lk′が入力されている。許容(残
存)符号長計算回路122は下記(2)式に示す演算を
行って、計算結果Lを選択回路120の端子120bに
出力する。
【0074】     L=Ls+Lk’−LB          
             …(2)選択回路120の
端子120aには符号配分を行わない場合の設定長L’
が与えられている。設定長L′として、最大限の固定デ
ータを設定すれば、配分に拘らず可変長符号化すること
になる。ビット長設定回路118は入力される設定ビッ
ト長のデータを変化させることにより、所定の設定長L
′を出力している。選択回路120は、入力端子107
を介して入力される選択信号作成回路104(図3参照
)からの符号量制御信号によって、端子120a,12
0bを選択して、L,L′のいずれか一方を許容符号長
設定回路117に出力するようになっている。
【0075】許容符号長設定回路117は、選択回路1
20の出力を保持して、許容符号長L2として長さ比較
回路116に出力するようになっている。また、許容符
号長設定回路117にはハフマンコード化指示信号hも
入力されており、このhによってL1>L2であること
が示された場合には、符号化に使用されなかった符号量
L2を繰り越し符号量Lkとして出力端子125から出
力するようになっている。この繰り越し符号量Lkは次
ブロックの符号化時に使用される。なお、入力端子12
1から入力される繰り越し符号長Lk’は、出力端子1
25からの1ブロック前のLkであることもあり、また
、色信号系からの繰り越し符号量であることもある。 また、許容符号長設定回路117はブロックリセット信
号によって、残存符号量としての繰り越し符号量Lkを
出力するようになっている。
【0076】なお、ブロック内符号量累積回路123は
、ブロックごとに発生するブロックリセット信号でフレ
ーム内符号量累積回路124に累積結果を出力した後リ
セットする。フレーム内符号量累積回路124は、フレ
ーム内の各ブロックの使用符号量を累積して、フレーム
リセット信号のタイミングで出力端子126から出力す
るとともに、回路のリセットを行う。
【0077】このように構成された可変長符号化ブロッ
ク100においては、ハフマンコード長変換回路114
によって、ハフマンコードのコード長が求められる。こ
のコード長は、ハフマンコード化指示信号hによって、
可変長データの出力時にスイッチ115を介してブロッ
ク内符号量累積回路123に与えられる。ブロック内符
号量累積回路123はブロックリセット信号によってリ
セットされて、ブロックの開始からの累積符号量LB 
を許容(残存)符号長計算回路122に出力する。  
許容(残存)符号長計算回路122は、端子108,1
21からそれぞれ配分符号量及び繰り越し符号長Lk′
が入力されており、上記(2)式から変換中のブロック
で使用可能な残りのビット長Lを求めて選択回路120
に出力する。選択回路120には、上記表2に基く符号
量制御信号が入力されており、符号量配分を行う場合に
はビット長Lを許容符号長設定回路117に出力し、符
号量配分を行わない場合には設定長L′を許容符号長設
定回路117に出力する。
【0078】許容符号長設定回路117は選択回路12
0の出力を保持して、許容符号長L2を長さ比較回路1
16に与える。この許容符号長L2がハフマンコード長
L1よりも大きい場合には、長さ比較回路116はハフ
マンコード化指示信号hを出力してハフマンコード化さ
せる。許容符号長L2がハフマンコード長L1よりも小
さくなると、長さ比較回路116はハフマンコード化を
停止させる。これにより、許容符号長設定回路117は
許容符号長L2を繰り越し符号量Lkとして、次ブロッ
クで使用するために出力端子125から出力する。
【0079】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。
【0080】図3において、ブロックアクティビティ計
算回路21で求めた輝度信号のブロックアクティビティ
と色差信号のブロックアクティビティ計算結果とはフレ
ームアクティビティ計算Y/C 配分回路41に入力さ
れる。フレームアクティビティ計算Y/C 配分回路4
1は輝度系と色差系とで符号配分を行った後、符号量配
分回路45にYFbit,YFact信号を出力する。 符号量配分回路45は遅延回路42を介してブロックア
クティビティも入力されており、各ブロックのアクティ
ビティ比に応じて符号量を計算して、符号量配分制御回
路101に配分符号量を出力する。
【0081】一方、フレームアクティビティ計算Y/C
 配分回路41が求めた精細度(アクティビティ)信号
S2は比較選択回路103に与えられる。比較選択回路
103は選択信号作成回路104に制御されて、信号S
2と伝送された精細度信号S1とのいずれかを出力端子
106及び選択信号作成回路104に出力する。選択信
号作成回路104は選択信号作成回路41の比較結果と
、符号化がすでに行われているか否かを示す制御信号と
、ダビング時の画質劣化防止モード信号との組み合わせ
によって、上記表2に示す論理結果を出力する。
【0082】表2に示すように、画質劣化防止を実施し
ない場合には、符号量制御を行わせるための符号量制御
信号が配分制御回路101に出力される。この符号量制
御信号は、図5の選択回路120に与えられて、選択回
路120に許容(残存)符号長計算回路122の出力L
を選択させる。この場合には、従来と同様の動作となり
、符号量配分されてハフマン符号化される。なお、表2
に示すように、既に符号化されて復号化された画像デー
タを再度符号化する場合には、係数A1,A2のいずれ
を使用してもよいが、係数A1を使用した方が画像の劣
化は小さい。また、比較選択回路103は、計算によっ
て求めたアクティビティS2を選択するか又は伝送アク
ティビティS1の方が大きい場合にはこのアクティビテ
ィS1を選択してもよい。
【0083】一方、画質劣化防止を行う場合には、既に
符号化されて復号化された画像データが入力されたとき
には、図3の選択回路27を制御して伝送される係数A
1を基本量子化テーブル43に与える。更に、本実施例
においては、アクティビティS1,S2のうちいずれか
大きい方のアクティビティを比較選択回路103から出
力させるとともに、伝送アクティビティS1の方が計算
によって求めたアクティビティS2よりも大きい場合に
は、符号量配分動作を停止させるための符号量制御信号
を出力する。そうすると、選択回路120は設定ビット
長L′を許容符号長設定回路117に与える。これによ
り、ブロックの符号量は所定ビット長に制限され、符号
量配分は行われない。この場合でも、前述したように、
既に前回の符号化時においてビット長が制限されており
、今回の符号化によって符号化に必要なビット数が不足
することはない。
【0084】なお、伝送途中におけるノイズ等によって
係数S1よりも係数S2の方が大きくなる場合には、符
号量配分動作を停止させると上限符号量を越えてしまう
虞があるので、配分動作を停止させない。この場合には
、入力された映像信号に基づく符号量配分を行って一定
レート化する。
【0085】このように、本実施例においては、前回の
符号化時の係数S1が計算によって求めたアクティビテ
ィS2以上である場合には、符号量配分動作を停止させ
ることにより、符号化することができないデータが発生
することを防止して、画像の劣化を抑制している。
【0086】図6は本発明の他の実施例に係る記録再生
装置を示すブロック図である。
【0087】VTR5,6は図1のVTR1,2と略同
様の構成である。VTR5,6はいずれも高能率符号化
及び復号化機能を有しており、VTR5は、再生した画
像信号を有効伝送情報信号としてVTR6に出力すると
ともに、画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理
を受けたか否かを示す制御信号を出力し、更に、伝送さ
れる画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受
けている場合にそのときの係数A1を示す係数信号又は
画像信号の精細度(アクティビティ)S1を示す精細度
信号を伝送するようになっている。
【0088】図7は本実施例において採用されている高
能率符号化回路の具体的な構成を示すブロック図である
。図7において図3と同一の構成要素には同一符号を付
して説明を省略する。
【0089】本実施例は係数a計算回路200を設けた
点が図3の実施例と異なる。図3では、伝送アクティビ
ティS1及び伝送係数A1のいずれも伝送しているが、
図7では、伝送係数A1は伝送されていない。係数a計
算回路200は伝送アクティビティS1が与えられてお
り、この伝送アクティビティS1から計算によって係数
A1を求めて選択回路27の端子27bに出力するよう
になっている。なお、伝送アクティビティS1を係数a
計算回路105に与え、係数a計算回路105を時分割
で動作させて、係数a計算回路105から係数A1,A
2をそれぞれ選択回路27の端子27b,27aに出力
させるようにしてもよい。
【0090】次にこのように構成された実施例の動作に
ついて説明する。
【0091】入力端子102には伝送アクティビティS
1が入力される。この伝送アクティビティS1は係数a
計算回路200に入力され、係数a計算回路200にお
いて伝送係数A1が求められる。伝送係数A1は選択回
路27の端子27bに与えられる。選択回路27が選択
信号作成回路104によって制御されて、端子27a,
27bの一方を選択すること及び他の作用は図3の実施
例と同様である。
【0092】また、本実施例は図8に示す変形例を採用
してもよい。図8において図3と同一の構成要素には同
一符号を付して説明を省略する。
【0093】図8ではアクティビティ変換回路201を
設けた点が図7の実施例と異なる。図8では、伝送係数
A1は伝送されているが、伝送アクティビティS1は伝
送されていない。伝送係数A1はアクティビティ変換回
路201に入力され、アクティビティ変換回路201は
、この伝送係数A1から計算によって伝送アクティビテ
ィS1を求めて比較選択回路103に出力するようにな
っている。
【0094】このような構成においては、アクティビテ
ィ変換回路201によって、伝送係数A1から伝送アク
ティビティS1が求められて比較選択回路103に与え
られる。比較選択回路103は入力されたアクティビテ
ィS1,S2を比較して、いずれか一方の係数を出力す
る。他の作用は図3の実施例と同様である。
【0095】このように、本実施例においては、伝送ア
クティビティS1又は伝送係数A1のいずれか一方のみ
を伝送し、他方は計算によって求めるようになっており
、伝送する情報量を低減することができる。
【0096】図9は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。図9において図3と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。
【0097】本実施例は量子化回路16の処理を切換可
能にした点が図3の実施例と異なる。すなわち、量子化
回路16は選択回路303を介して四捨五入回路301
及び切り捨て回路302に接続されている。四捨五入回
路301は量子化回路16の量子化動作を四捨五入とし
、切り捨て回路302は量子化回路16の量子化動作を
切り捨てとするようになっている。選択回路303は選
択信号作成回路104の出力によって制御されており、
画質劣化防止モードが指定された場合には、切り捨て回
路302を選択するようになっている。
【0098】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。
【0099】例えば、図16の量子化処理においては、
切り捨てが採用されている。これに対し、量子化処理に
おいて四捨五入を採用することもある。四捨五入を採用
した場合には、量子化処理によって前回の量子化出力の
符号量よりも増大してしまうことがある。そこで、本実
施例においては、画質劣化防止モードが指定されて、伝
送S1,A1を使用するとともに符号量制御を停止させ
る場合には、選択回路303は切り捨て回路302を選
択する。これにより、量子化回路16は切り捨て処理と
なり、前回の符号化時の符号量が維持される。
【0100】このように、本実施例においては、画質劣
化防止モードにおいて量子化回路16の処理を切り捨て
処理とすることにより、符号量が増大して可変長符号化
回路44においてデータが変換不可能となってしまうこ
とを防止することができる。
【0101】図10は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。
【0102】例えば、記録媒体に記録された符号化デー
タは、再生時に、図示しない復調部において、同期処理
、復調処理及びTBC(時間軸補正)処理等が行われた
後に入力端子401を介して信号分離回路402に入力
される。信号分離回路402は入力された信号を係数a
と可変長符号とに分離して、夫々aデコード回路403
及び可変長符号デコード回路404に出力する。可変長
符号デコード回路404は、入力されたデータをゼロラ
ンとAmpとに分離し、各ハフマンコードにそれぞれ対
応する非零係数データコードを取出して非零係数を元の
データに復号するようになっている。デコードされた固
定長データの輝度成分は輝度成分再生回路405に出力
され、色差成分は色差成分再生回路405cに出力され
る。
【0103】輝度成分再生回路405は輝度データを周
波数信号に戻して記録時と同様に低域から順次配列して
逆量子化回路406に出力する。また、色差成分再生回
路405cは、色差データを周波数信号に戻して低域か
ら順次配列して逆量子化回路406cに出力する。一方
、aデコード回路403は信号分離回路402からの係
数aをデコードして逆量子化テーブル407,407c
に出力する。逆量子化テーブル407,407cは格納
している基本量子化データに係数aを乗算してそれぞれ
逆量子化回路406,406cに出力するようになって
いる。
【0104】逆量子化回路406は、逆量子化テーブル
407から記録時の量子化テーブルに対応したデータが
与えられて逆量子化を行い、DCT係数データを復元す
る。このDCT係数データはブロックメモリ408を介
してIDCT回路409に与えられる。IDCT回路4
09は、夫々入力されたデータを逆DCT変換して元の
周波数軸に戻してフレームメモリ410に出力する。フ
レームメモリ410は復号したブロックデータをフィー
ルドデータに変換して出力するようになっている。なお
、色差系の逆量子化回路406c、ブロックメモリ40
8c、IDCT回路409c及びフレームメモリ410
cの構成はそれぞれ輝度系の逆量子化回路406、ブロ
ックメモリ408、IDCT回路409及びフレームメ
モリ410と同様である。フレームメモリ410cの出
力はMUX411に入力され、MUX411は時分割多
重されている色差信号Cr,Cbを分割して出力するよ
うになっている。
【0105】一方、ブロックメモリ408,408cの
出力はそれぞれブロックアクティビティ計算回路412
,412cにも与えられている。ブロックアクティビテ
ィ計算回路412,412cはそれぞれ輝度信号及び色
差信号のブロックアクティビティを計算してフレームア
クティビティ計算回路413に出力するようになってい
る。フレームアクティビティ計算回路413はフレーム
アクティビティ(精細度信号)を求めて出力端子414
に出力するようになっている。
【0106】なお、フレーム内符号量累積回路600は
フレームで使用される符号量を再生信号から求めて出力
端子601に出力するようになっている。
【0107】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。
【0108】図3の実施例においては、記録系のDCT
回路12の出力からブロックアクティビティ計算回路2
1がブロックアクティビティを求め、更にフレームアク
ティビティ計算Y/C 配分回路41がフレームアクテ
ィビティを求め、このフレームアクティビティを伝送す
るようになっている。しかしながら、実際の符号量は符
号化が終了しなければ判明しない。この理由から、本実
施例では、再生時の逆量子化処理後の出力からフレーム
アクティビティを求めて伝送するようにしている。
【0109】すなわち、可変長符号デコード回路404
によって復号されたデータは輝度成分再生回路405,
405cに与えられる。輝度成分再生回路405,40
5cの出力は逆量子化回路406,406cに与えられ
て逆量子化処理された後、それぞれブロックアクティビ
ティ計算回路412,412cに与えられる。これによ
り、ブロックアクティビティ計算回路412,412c
は、伝送する画像データのブロックアクティビティを求
めることができる。フレームアクティビティ計算回路4
13は入力された輝度及び色差系のブロックアクティビ
ティからフレームアクティビティを求めて出力端子41
4に出力する。
【0110】このように、本実施例においては、フレー
ムアクティビティ計算回路413が再生信号からフレー
ムアクティビティを求めており、正確なフレームアクテ
ィビティ(精細度信号)を伝送することが可能である。 また、精細度信号を記録媒体に記録する必要もない。
【0111】図11は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。図11において図3と同一の構成要素には
同一符号を付して説明を省略する。本実施例は図10の
実施例のアクティビティ計算を記録側の回路で行うよう
にしたものである。
【0112】図11において、DCT回路12の出力は
選択回路501の端子501aを介してブロックアクテ
ィビティ計算回路21に入力される。また、入力端子5
03には図10のブロックメモリ408の出力が入力さ
れており、この出力は選択回路501の端子501bを
介してブロックアクティビティ計算回路21に入力され
る。選択回路501は入力端子500を介して入力され
るREC/PB制御信号によって切換制御される。すな
わち、選択回路501は、記録時には端子501aから
のDCT回路12の出力を選択し、再生時には端子50
1bからのブロックメモリ出力を選択するようになって
いる。
【0113】REC/PB制御信号は選択回路502に
も与えられている。選択回路502は、再生時にオンと
なって、フレームアクティビティ計算Y/C 配分回路
41からのアクティビティ出力を端子502b,502
aを介して出力端子504に出力するようになっている
。なお、選択回路502は記録時にはオフである。
【0114】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。
【0115】記録時には、入力端子500を介して入力
されるREC/PB制御信号によって、選択回路501
は端子501aを選択し、DCT回路12の出力がブロ
ックアクティビティ計算回路21に与えられる。この場
合には、選択回路502はオフであり、図3と同様の接
続状態となって、図3と同様の作用を呈する。
【0116】一方再生時には、REC/PB制御信号に
よって、選択回路501は端子501bを選択し、選択
回路502はオンとなる。これにより、再生時のブロッ
クメモリ出力がブロックアクティビティ計算回路21に
与えられ、ブロックアクティビティ計算回路21によっ
て計算されたブロックアクティビティがフレームアクテ
ィビティ計算Y/C 配分回路41に与えられて、フレ
ームアクティビティが求められる。このアクティビティ
は選択回路502を介して出力端子504に出力されて
伝送される。
【0117】このように、本実施例においては、ブロッ
クアクティビティ計算回路21及びフレームアクティビ
ティ計算Y/C 配分回路41を記録時と再生時とで共
用してアクティビティを求めており、回路規模を低減す
ることができるという利点を有する。
【0118】図12は本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。
【0119】VTR7,8はいずれも高能率符号化及び
復号化機能を有しており、VTR7は、再生した画像信
号を有効伝送情報信号としてVTR8に出力するととも
に、画像信号が過去に高能率符号化及び復号化処理を受
けたか否かを示す制御信号と、伝送される画像信号が過
去に高能率符号化及び復号化処理を受けている場合にそ
のときの画像信号の精細度(アクティビティ)S1を示
す精細度信号と、符号量を示す符号量信号とを伝送する
ようになっている。
【0120】図13は本実施例において採用されている
高能率符号化回路の具体的な構成を示すブロック図であ
る。図13において図7と同一の構成要素には同一符号
を付して説明を省略する。
【0121】図13において、伝送符号量Bは入力端子
604を介して上限アクティビティ計算回路603に与
えられるようになっている。上限アクティビティ計算回
路603は、入力端子102を介して伝送アクティビテ
ィS1も入力されており、下記(3)式に示す演算を行
って、上限アクティビティ(精細度)S3を求める。
【0122】   S1×C/B=S3              
              …(3)但し、Cは目標
レートである。
【0123】上限アクティビティ計算回路603からの
上限アクティビティS3は比較選択回路103に与えら
れる。比較選択回路103は、選択信号作成回路104
に制御されて、アクティビティS2,S3のいずれか一
方を選択して出力するようになっている。
【0124】次に、このように構成された実施例の動作
について説明する。
【0125】上記表1に示すように、アクティビティに
基づいて求めた符号量配分に対して、実際に使用される
ビット数は少ない。そこで、本実施例においては、符号
量信号を伝送することによって、ビットレートの上限ま
でアクティビティの出力を許容するようにしている。す
なわち、上限アクティビティ計算回路603は、上記(
3)式に示す演算によって上限アクティビティS3を求
める。比較選択回路103はアクティビティS3,S2
を比較する。この場合には、上記表2のS1に代えてS
3を用いた論理結果に基づいて、比較選択回路103は
いずれか一方のアクティビティを出力する。
【0126】このように、本実施例においては、上限ア
クティビティ計算回路603によって、伝送アクティビ
ティS1及び伝送符号量Bに基づく上限アクティビティ
S3が求められており、ノイズマージンが増大する。
【0127】なお、伝送符号量として累積データ量Bで
はなく、残り量(C−B)を伝送してもよい。
【0128】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、このほかその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。
【0129】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報信号を高能率符号化して記録媒体に記録し、再生時に
復号化する際にデータの劣化を最小限に抑えることがで
きるので、特にダビング時において極めて良好な画質で
画像を記録するとともに再生するとが可能となるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る記録再生装置の一実施例を示すブ
ロック図。
【図2】図1中のVTR2の具体的な構成を示すブロッ
ク図。
【図3】図2中の高能率符号化回路3fの具体的な構成
を示すブロック図。
【図4】ハフマンコードを説明するための説明図。
【図5】図3中の可変長符号化ブロック100の具体的
な構成を示すブロック図。
【図6】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図7】図6の実施例において採用されている高能率符
号化回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図8】図8は図6の実施例の変形例を示すブロック図
【図9】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図10】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図11】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図12】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図13】図12の実施例において採用されている高能
率符号化回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図14】DCTを用いた高能率符号化手段を示すブロ
ック図。
【図15】ジグザグスキャンを説明するための説明図。
【図16】量子化出力を説明するための説明図。
【図17】量子化出力を説明するための説明図。
【図18】量子化出力を説明するための説明図。
【図19】従来の記録再生装置を示すブロック図。
【図20】図19中のVTR24の詳細な構成を示すブ
ロック図。
【図21】図20中の高能率符号化回路25fの詳細な
構成を示すブロック図。
【図22】従来例の問題点を説明するためのブロック図
【符号の説明】
1,2…VTR

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  情報信号を高能率符号化処理して記録
    媒体に記録するとともに、前記記録媒体から読み取った
    信号を前記高能率符号化処理に対応した復号化処理によ
    って再生する記録再生装置において、前記記録媒体に記
    録する情報信号及びこの情報信号が高能率符号化及び復
    号化処理を施されたものであるか否かを示す制御信号と
    、前記情報信号が高能率符号化及び復号化処理を施され
    たものである場合にはそのときの高能率符号化及び復号
    化処理に使用した係数を示す係数信号、前記情報信号の
    精細度を示す精細度信号及び前記高能率符号化による符
    号量を示す符号量信号の少なくとも1つとを前記高能率
    符号化及び復号化に利用するための伝送手段と、この伝
    送手段を介して入力された制御信号によって前記情報信
    号が高能率符号化及び復号化処理を施されたものでない
    ことが示された場合には、供給された前記情報信号に基
    づいて生成した係数及び精細度情報を用いて、前記情報
    信号を量子化処理するとともに前記情報信号のブロック
    単位のビット割り当てを行って符号化する第1の符号化
    手段と、前記伝送手段を介して入力された制御信号によ
    って前記情報信号が高能率符号化及び復号化処理を施さ
    れたものであることが示された場合には、前記情報信号
    から求めた精細度信号と伝送された精細度信号とを比較
    することにより情報量の増加の有無を判定し、情報量が
    増加していないときには前記伝送された係数信号で示さ
    れる係数に基づいて前記情報信号を量子化するとともに
    前記ビット割り当てを行うことなく符号化処理し、情報
    量が増加しているときには供給された前記情報信号に基
    づいて生成した係数及び精細度情報を用いて、前記情報
    信号を量子化処理するとともに前記情報信号のブロック
    単位のビット割り当てを行って符号化する第2の符号化
    手段と、前記第1及び第2の符号化手段の出力を前記記
    録媒体に記録するとともに再生する記録再生手段と、こ
    の記録再生手段の再生出力を前記第1及び第2の符号化
    手段の符号化に応じて復号化処理する復号化手段とを具
    備したことを特徴とする記録再生装置。
  2. 【請求項2】前記第2の符号化手段は、前記量子化処理
    における下位桁処理を切り捨て処理とすることを特徴と
    する請求項1に記載の記録再生装置。
  3. 【請求項3】前記伝送手段は、伝送する精細度信号を前
    記記録再生手段の再生出力から求めて伝送することを特
    徴とする請求項1及び2に記載の記録再生装置。
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