JPH05129963A - 可変長符号化方法及び装置 - Google Patents

可変長符号化方法及び装置

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JPH05129963A JP31377091A JP31377091A JPH05129963A JP H05129963 A JPH05129963 A JP H05129963A JP 31377091 A JP31377091 A JP 31377091A JP 31377091 A JP31377091 A JP 31377091A JP H05129963 A JPH05129963 A JP H05129963A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 輝度信号係数データ及びクロマ信号係数デー
タが入力端子１１Ｙ、１１Ｃにそれぞれ供給され、信号
列時間軸混合回路１２で混合され、逆向きラン発生回路
１３に送られる。逆向きラン発生回路１３で、符号化の
方向に対して後ろ向きにランをとった後、可変長符号化
回路１４に送って、可変長符号化を施すことにより、各
信号の間の時間軸上の関係が保持した状態で符号化を行
う。 【効果】 可変長符号化の際の符号化効率が向上でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変長符号化方法及び
装置に関し、特に、例えば複数の信号を時間軸上で混合
していわゆるランレングスを利用して符号化を施すよう
な可変長符号化及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルＶＴＲ（ビデオテープレコー
ダ）等においては、記録すべきデータ量が膨大なものと
なることから、データ圧縮符号化処理を施してデータ量
を減らすことが重要とされている。このデータ圧縮のた
めのいわゆる高能率符号化には種々の方式があるが、そ
の一つとして、ランレングスを利用した可変長符号化が
知られている。この可変長符号化は、単独で用いられる
こともあるが、他の符号化と組み合わせて用いられるこ
とも多く、例えば変換符号化した後のいわゆる係数デー
タを可変長符号化するような高能率符号化が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の独立
の信号、例えばカラー映像信号の輝度信号の変換符号化
データ信号とクロマ信号の変換符号化データ信号とを時
間軸上で混合して、ランレングスを利用した可変長符号
化を適用する場合において、符号化した結果が時間軸上
の相互の関係（順番）を厳密に保持していないため、そ
れぞれに独自のコード表を与えることができなかった。
【０００４】また同様の理由で、夫々の信号成分と重要
度の高いものから並べたようなパッケージを符号化ブロ
ックとするとき、パッケージ途中にエラーが生じた際に
失われる成分の重要度が均一化できない。
【０００５】さらに、パッケージの中身を、信号とラン
の分布等で複数グループに分割し、別々のコード表を適
用し、効率アップを図る場合、それぞれのグループの境
界を例えばエンドオヴグループ等の所定コードで区切る
必要があり、途中のグループで符号化ブロックが終了し
ていても各グループのエンドオヴグループ等の所定コー
ドをそれぞれコード出力するか、全くのユニークコード
としてエンドオヴグループ等の所定コードを設ける必要
があった。
【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、可変長符号化された符号化データにおい
て、元の複数の信号間の時間軸上の関係が保たれ、各符
号化データの時間軸上の位置が分かり、複数の信号毎に
独自のコード表を割り当てることができると共に、符号
化ブロック内をさらに分割してそれぞれ個別のコード表
を与えることも可能となって、符号化効率を向上させる
ことができ、さらに、エラー発生時に救済されるデータ
の量が各信号毎に略々同数となるような可変長符号化方
法及び装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る可変長符号
化方法は、複数の信号を時間軸上で混合した状態で各信
号毎に可変長符号化を行う際に、符号化する方向に対し
て後ろ向きにランをとり、符号化後の各信号間の時間軸
上の関係を保持するように可変長符号化することによ
り、上述の課題を解決する。
【０００８】また、本発明に係る可変長符号化装置は、
複数の信号を時間軸上で混合する信号列時間軸混合手段
と、この混合された各信号毎に符号化する方向に対して
後ろ向きにランを取り出す手段と、この後ろ向きに取り
出されたランに基づいて可変長符号化を施す可変長符号
化手段とを有して成ることにより、上述の課題を解決す
る。
【０００９】ここで、上記符号化する方向に対して後ろ
向きにランをとるとは、ランをとる所定値（例えば０）
以外の符号化対象データの値（いわゆるサイズ）と該符
号化対象データから符号化の方向に沿って連続する上記
所定値データの連なり（いわゆるラン）のデータの個数
（いわゆるラン長、ランレングス）とを組み合わせるこ
とである。通常のランレングスを利用した符号化におい
ては、符号化する方向に沿って上記所定値（例えば０）
のデータの個数をカウントしてゆき、上記所定値以外の
データが現れたときにそれまでカウントされた数値（ラ
ン長）と当該データの値（サイズ）とを組み合わせて符
号化しているのに対して、本発明においてはランをとる
方向が逆向き、あるいは符号化する方向に対して後ろ向
きになっているわけである。このようにして後ろ向きに
得られたラン長とサイズとの組合せデータを所定のコー
ド表に従って可変長符号化する。この後ろ向きのランを
とるための具体的構成としては、符号化処理が連続して
行われる処理単位となる１ブロック（符号化ブロック、
例えばいわゆるシンクブロック等）毎にデータ並びを反
転させ、次に上述したような通常のラン長を求めた後
に、再びデータ並びを反転させるような構成が考えら
れ、得られた後ろ向きのラン長を上記所定値（例えば
０）以外のデータの値（サイズ）と組み合わせて可変長
符号化すればよい。なお、上記複数の信号とは、互いに
独立した信号であり、各信号毎に独自のコード表に基づ
いて可変長符号化が施されるものである。
【００１０】
【作用】可変長符号化されたデータを復号する際には、
１つの符号化データを復号することにより該データの後
ろに連続するラン長が分かり、次のデータの時間軸上の
位置が分かるため、複数の信号毎に独自のコード表を割
り当てることができ、エラー発生時に救済されるデータ
の量が各信号毎に略々同数となり、符号化ブロック内を
さらに分割してそれぞれ個別のコード表を与えることも
可能となり、符号化効率が向上する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例となる可変長符号
化方法が適用される高能率符号化装置を示しており、図
１のＡがエンコーダ（符号化器）側、Ｂがデコーダ（復
号化器）側をそれぞれ示している。この図１のＡにおい
て、複数の、例えば２個の信号入力端子１１Ｙ、１１Ｃ
には、それぞれ独立の信号、例えば後述するようなＤＣ
Ｔ（離散コサイン変換）された輝度信号の係数データ及
びクロマ信号の係数データが供給されている。これらの
信号を、信号列時間軸混合回路１２に送り、時間軸上で
混合する。例えば、輝度（のＤＣＴ変換係数データ）信
号Ｙ0 、Ｙ1 、Ｙ2 、・・・の信号系列が入力端子１１
Ｙに、クロマ（のＤＣＴ変換係数データ）信号Ｃ0 、Ｃ
1 、Ｃ2 、・・・の信号系列が入力端子１１Ｃにそれぞ
れ供給されているとき、信号列時間軸混合回路１２はこ
れらの信号を時間軸上で混合して、Ｙ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、
Ｃ1 、Ｙ2、Ｃ2 、・・・のような信号系列に変換す
る。
【００１２】このような時間軸上での混合により混合回
路１２から得られた信号を、逆向きラン発生回路１３に
送り、通常のランと取り出しとは逆向きに、すなわち符
号化する方向に対して後ろ向きにランを取り出す。この
ランとは、所定値、例えば０のデータの連続したものを
意味する。通常の（あるいは前向きの）ランの取り出し
とは、この所定値０のデータが連続し最初に０以外の値
（サイズ又はレベル）のデータが現れたときに上記連続
する０の個数（ラン長、ランレングス）を取り出すこと
を意味し、このラン長と当該データ値（サイズ）との組
合せデータに対して可変長符号化が施される。これに対
して「符号化する方向に対して後ろ向きにランを取り出
す」とは、上記所定値０以外のデータの後方に続く０デ
ータの個数（ラン長）を取り出すことを意味し、このラ
ン長と当該データ値（サイズ）との組合せデータに対し
て可変長符号化が施される。すなわち、ラン長とサイズ
との組合せが異なっており、通常のランの取り出しで
は、サイズに対応するデータの前方のラン長を組み合わ
せるのに対して、後ろ向きのランの取り出し（逆向きラ
ン発生）では、サイズに対応するデータの後方のラン長
を組み合わせる。
【００１３】このような後ろ向きのランの取り出しは、
例えば図２に示すような構成により実現できる。この図
２において入力端子３１には上記信号列時間軸混合回路
１２からの時間軸上で混合された複数の信号（例えば上
記Ｙ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、Ｙ2 、Ｃ2 、・・・のよう
なデータ列の信号）が供給され、この信号がブロック内
データ並び反転回路３２に送られてデータの時間軸上で
の並びが逆向きとなるように前後が反転される。ここで
ブロックとは、可変長符号化処理が連続して施されるひ
とまとまりのデータ、あるいは符号化ブロックのことで
あり、例えば後述するようないわゆるシンク（同期）ブ
ロックに相当する。このブロック内データ並び反転回路
３２は、１ブロック分の容量のメモリに順次入力データ
を書き込み、最後に書き込まれたデータから順に読み出
すような構成により容易に実現できる。この並びが反転
された信号（データ列）は、ラン長／サイズ検出回路３
３により上述したような通常のラン取り出しと同様にラ
ン長及びサイズの組を順次取り出す。すなわち、ランと
なる０データの個数をカウントしてゆき、０以外のデー
タが現れたときに、そのデータ値（サイズ）と共にそれ
までカウントされた０データの個数（ラン長）を組み合
わせて、ラン長／サイズの組のデータとして取り出す。
次に、ブロック内データ並び反転回路３４に送って時間
軸上でのデータ並びの向きを逆転（前後を反転）させる
ことにより、上述したような後ろ向きのランの取り出し
を行ったデータが出力端子３５より取り出される。
【００１４】ここで、図１の信号列時間軸混合回路１２
から得られた時間軸上で混合された複数の信号を、例え
ば図３のａのＹ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、Ｙ2 、Ｃ2 、・
・・とし、これらの各データＹ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、
Ｙ2 、Ｃ2 、・・・の値の具体例を図３のｂとする。図
３のｃは時間軸を示している。ランをとる所定値０以外
のデータ（以下、符号化対象データという）は、図３の
ｄに示すようになり、これらの符号化対象データ毎に、
図３のｅに示すように、上述したラン長／サイズの組の
データがとられる。これらの図３のａ〜ｅから明らかな
ように、時間軸上で０の位置のデータＹ0 のサイズは
「５」であるから、このデータＹ0 に続くＹデータにつ
いてのラン長「２」（すなわち値が０となるＹデータは
Ｙ1 、Ｙ2 の２個）と組み合わされて、図３のｅのラン
長／サイズを表すデータ「２／５」として取り出され
る。同様に時間軸上で１の位置のデータＣ0 のサイズは
「３」であるから、Ｃデータについての後ろ向きラン長
「１」（すなわち値が０となるＣデータはＣ1 の１個）
と組み合わされてラン長／サイズのデータ「１／３」と
して取り出される。ここで、時間軸上の５の位置のデー
タＣ2 に対応するラン長／サイズのデータ「ｅ／１」
や、時間軸上の１０の位置のデータＹ5 に対応するデー
タ「ｅ／１」の各ラン長の項にそれぞれ記載されている
「ｅ」とは、エンドオヴブロックを示すものであり、ブ
ロックの終わり（エンド）まで０データが続くことを意
味している。
【００１５】このようにして逆向きラン発生回路１３か
ら取り出された少なくともラン長を表すデータと、上記
符号化対象データが上記ＹデータかＣデータかを表すＹ
／Ｃ選択信号とが、可変長符号化回路１４に送られる。
ここで、上記図２の例では、ラン長／サイズ検出回路３
３によりラン長及びサイズの組を取り出しているが、ラ
ン長のみを取り出すようにしてもよく、このとき逆向き
ラン発生回路１３からはラン長データのみが可変長符号
化回路１４に送られることになり、サイズの方は例えば
図１に示すように信号列時間軸混合回路１２から取り出
して可変長符号化回路１４に送り、この可変長符号化回
路１４にてラン長とサイズとを組み合わせるようにして
もよい。可変長符号化回路１４は、このラン長／サイズ
の組合せデータに対して、例えばハフマン符号化等の可
変長符号化を施すものであり、この可変長符号化された
データ（コード）ＣＤは出力端子１５を介して取り出さ
れる。このときの可変長符号化の際に用いられるコード
表の具体例を、次の表１に示す。この表１には、上記ラ
ン長／サイズの組のデータに対する出力コード（符号化
データ）を部分的に示している。
【００１６】
【表１】
【００１７】図３のｆは上記図３のｅのラン長／サイズ
のデータを可変長符号化して得られた符号化データＣＤ
0 、ＣＤ1 、ＣＤ2 、・・・を示している。例えば、上
記表１に示すようなコード表に従って可変長符号化する
場合には、ラン長／サイズのデータの「２／５」に対応
する符号化データＣＤ0 は「111111000001」となり、
「１／３」に対応する符号化データＣＤ1 は「111001」
となり、「ｅ／１」に対応する符号化データＣＤ2 、Ｃ
Ｄ4 は「111111000000」となり、「１／１」に対応する
符号化データＣＤ3 は「11000 」となる。ただし、現実
には、ＹデータとＣデータとはそれぞれ独立のコード表
に従った可変長符号化が施され、また、１ブロック内で
後述するようにグループ分けして各グループ毎にコード
表を切り換えるようなことが行われる。
【００１８】ここで、符号化効率をより高めるために、
上記１ブロック内のデータをさらにいくつかのグループ
に分割し、これらのグループ毎に可変長符号化コード表
を切り換えることが考えられており、このため図１の入
力端子１６には、このグループ分割データが供給されて
いる。このグループ分割データは、グループ分割回路１
７に送られて、逆向きラン発生回路１３からの上記ラン
長／サイズのデータとの対応がとられ、グループ分割制
御信号として可変長符号化回路１４に送られている。
【００１９】次に、上記出力端子１５から取り出された
可変長符号化データＣＤは、所定のエンコード処理等が
施された後に例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）に
より記録され、再生されて所定のデコード処理等が施さ
れて、略々出力端子１５からの可変長符号化データＣＤ
に相当するデータに復調された後、図１のＢに示すデコ
ーダ構成の入力端子２１に供給される。
【００２０】この入力された可変長符号化データは、可
変長復号化回路２２にて復号化されることにより、上記
ラン長／サイズの組を示すデータが得られる。このラン
長／サイズの組のデータは、ランデコード及び時間軸復
元回路２３に送られて、上記サイズの値のデータに続い
て上記ラン長分だけ所定値、例えば０が配列され、時間
軸上の相互の関係を保って元の信号列、すなわち上記複
数の信号が時間軸上で混合された信号（例えば上記
Ｙ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、Ｙ2 、Ｃ2 、・・・のような
データ列の信号）が得られる。この信号を、信号列分離
回路２４に送って、例えばＹデータ列とＣデータ列とに
分離することにより、Ｙデータ列の信号が出力端子２５
Ｙから、Ｃデータ列が出力端子２５Ｃからそれぞれ取り
出される。
【００２１】上記グループ分割データは、例えばいわゆ
るシンクブロックの補助データ部分等を利用して伝送
（記録再生）され、再生側（デコーダ側）で検出され
て、図１のＢの入力端子２６に供給される。グループ検
出回路２７は、この入力端子２６からのグループ分割デ
ータと可変長復号化回路２２からの出力データとの対応
関係に基づいて、グループ分割制御信号を可変長復号化
回路２２に送り、可変長復号化のためのコード表を各グ
ループ毎に切り換えている。Ｙ／Ｃ検出回路２８は可変
長復号化回路２２からの出力データに応じて次の復号化
データがＹデータかＣデータかを示すＹ／Ｃ切換制御信
号を可変長復号化回路２２に送っている。
【００２２】このような実施例によれば、時間軸上の可
変長符号化データの出現タイミングが保持されているた
め、順番に復号してゆけば次の信号がどの信号に属する
かがその復号前に分かり、それぞれに独自のコード表を
適用でき、符号化効率が向上する。また、記録再生に伴
うエラー発生時等において、失われる成分の重要度を均
一化できる。これは、互いには独立の信号であるが、重
要度には強い相関があるような信号に対して有効であ
る。さらに、現在のグループから次のグループへの切り
替わりは、現在復号しているコードから判断できるの
で、例えばグループの終わりを表すコードを出力しない
でよくなり、またそのコードがいずれのグループに属す
るかが分かるため、グループに跨がるランの連続が利用
でき、ブロックの終了を示すのもその発生場所のグルー
プに対応したエンドオヴブロックのみを１個出力すれば
よい。従って効率もさらに向上する。
【００２３】ここで、図３のｇ〜ｉは、参考のために、
上述した通常の（前向きの）ランをとる場合の可変長符
号化の比較例を示しており、符号化しようとする複数の
信号を時間軸上で混合した信号としては、上述した具体
例と同様に図３のａ、ｂに示すものを用いている。図３
のｇは上述した符号化対象データがＹデータかＣデータ
かを示し、図３のｈは上述したラン長／サイズの組のデ
ータを示し、図３のｉは可変長符号化データＣＤr を示
している。図３のｇ中の「ｅ」は、エンドオヴブロック
を示すものである。なお、時間軸上で７の位置にエンド
オヴブロックを示すデータ「ｅ」を配置する代わりに、
ブロックの最後のＣデータＣ6 に対応して時間軸上で１
３の位置に配置する方式もある。
【００２４】この図３のｇ〜ｉに示す比較例において
は、可変長符号化データＣＤr を復号化することを考慮
すると、データＣＤr0、ＣＤr1を復号した時点では、そ
の後に続くラン長が分からず、次のデータＣＤr2がＹ、
Ｃどちらに属するかが分からない。従って、上述した後
ろ向きのランをとる場合、すなわち図３のｄ〜ｆに示す
実施例では、Ｙ、Ｃそれぞれ独自のコード表を持ち、切
り換えながら復号化処理を進めることができるが、上記
比較例の前向きランをとる場合には、Ｙ、Ｃ同一のコー
ド表でなければならず、また、エンドオヴブロックを示
すデータＣＤr4、ＣＤr6が余分に必要となるという欠点
がある。
【００２５】次に、エラー発生の場合について、図４を
参照しながら説明する。この図４は、上記図３と同様
に、可変長符号化されるデータの具体例を示すものであ
るが、この図４の例では、図４のｄ〜ｆに上記前向きラ
ンをとる場合の比較例を、図４のｇ〜ｉに本発明実施例
による後ろ向きランをとる場合の例をそれぞれ示してい
る。すなわち、図４のａは、複数の信号が時間軸上で混
合されて得られた例えばＹ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、
Ｙ2 、Ｃ2 、・・・のデータ列信号を、図４のｂはこれ
らの各データＹ0 、Ｃ0 、Ｙ1 、Ｃ1 、Ｙ2 、Ｃ2 、・
・・の値の具体例を、図４のｃは時間軸をそれぞれ示し
ている。また、図４のｄ、ｇは、ランをとる所定値０以
外のデータ（符号化対象データ）を、図４のｅ、ｈはこ
れらの符号化対象データ毎にとられた上記ラン長／サイ
ズの組のデータを、図４のｆ、ｉはこれらのラン長／サ
イズの組のデータを可変長符号化して得られたデータを
それぞれ示しており、ｄ〜ｆが上記前向きランをとる場
合、ｇ〜ｉが上記後ろ向きランをとる場合にそれぞれ対
応する。
【００２６】この図４において、時間軸上の１０の位置
でエラーが発生し、この位置以降の符号化データ、すな
わち図４のｆではＣＤr6以降、図４のｉではＣＤ6 以降
の各データが失われた（使用できなくなった）場合につ
いて、図４のｄ〜ｆに示す上記前向きランをとる場合
と、図４のｇ〜ｉに示す上記後ろ向きランをとる場合と
を比較して考察する。
【００２７】上記前向きランをとる場合には、エラーと
ならなかった符号化データＣＤr0〜ＣＤr5により復号化
されるデータはＹ0 とＣ0 〜Ｃ4 であり、Ｙ1 〜Ｙ4 の
データは符号化データＣＤr6が失われたことから復号化
できない。これに対して上記後ろ向きランをとる場合に
は、残った符号化データＣＤ0 〜ＣＤ5 により復号化さ
れるデータはＹ0 〜Ｙ4 及びＣ0 〜Ｃ4 のみならず、Ｃ
Ｄ5 を復号化することでデータＣ5 をも得ることがで
き、エラー発生時に救済されるデータの個数が多くな
る。ここで、例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）された
係数データを低次から高次の順に並べて符号化するよう
な場合のように、各データＹn 、Ｃn がそれぞれ同程度
の重要度である場合には、上記後ろ向きランをとる場合
の方が復号化されて得られるデータの成分の重要度が均
一化され、好ましい。
【００２８】次に、上記符号化ブロック内のデータをさ
らにグループ分割する場合について図５を参照しながら
説明する。この図５も、上述した図４と同様に、ｄ〜ｆ
が上記前向きランをとる場合、ｇ〜ｉが上記後ろ向きラ
ンをとる場合をそれぞれ示しており、この図５中の各ａ
〜ｉが示す内容は上記図４の各ａ〜ｉの内容とそれぞれ
同様であるため、説明を省略する。
【００２９】この図５において、時間軸上で０〜７の位
置のデータを第１のグループＧＰ１とし、以下同様に、
位置８〜１５を第２のグループＧＰ２とし、位置１６〜
１９を第３のグループＧＰ３としている。これらの各グ
ループ毎に、それぞれ異なるコード表に切り換えて可変
長符号化を行う場合について、図５のｄ〜ｆに示す上記
前向きランをとる場合と、図５のｇ〜ｉに示す上記後ろ
向きランをとる場合とを比較して考察する。
【００３０】図５のｄ〜ｆから明らかなように、上記前
向きランをとる場合には、時間軸上の位置７、１５にエ
ンドオヴグループを示すデータ「ｅｇ」を余分に配置
し、これに対応する符号化データＣＤegにそれぞれ変換
して出力することにより、上記グループが変化したこと
を知らせることが必要となる。これがないと次にくる符
号化データの位置関係がわからなくなり、復号化が行え
なくなる。なおブロック最後の時間軸上の位置１９で
は、エンドオヴブロックかつエンドオヴグループである
ことを示すデータ「ｅｂｇ」を配置している。
【００３１】これに対して、上記後ろ向きランをとる場
合には、図５のｇ〜ｉに示すように上記グループのエン
ドを示す符号化データを設ける必要がなく、各グループ
毎のデータ数さえ分かっていれば、時間軸に沿って順次
復号化して得られるラン長により、次の符号化データの
位置が分かり、該符号化データがどのグループに属する
かを容易に知ることができる。
【００３２】次に、このような実施例が適用可能な装置
の具体例として、ディジタルＶＴＲ等のディジタルビデ
オ信号の記録装置について、以下詳細に説明する。先ず
図６は、上記実施例の可変長符号化方法あるいは可変長
符号化装置が適用されるディジタルビデオ信号記録装置
の記録系及び再生系の信号処理部を示している。
【００３３】この図６において、入力端子１０１Ｙには
ディジタル輝度信号ｙが供給され、入力端子１０１Ｃに
はディジタル色差信号ｃR 、ｃBが供給されている。こ
の場合、各信号のサンプリング周波数が１３．５ＭHz、
６．７５ＭHzとされ、かつ、これらの１サンプル当たり
のビット数が８ビットとされて、いわゆる４：２：２方
式（Ｄ−１方式）のフォーマットに準拠したものとなっ
ている。この入力ビデオ信号の内、ブランキング期間の
データを除去し、有効領域の情報のみが記録／再生され
る。また、これらの入力信号は、図示しないが、ブロッ
ク化回路によってデータの順序がラスタ走査の順序から
ブロックの順序に変換されたものとなっている。
【００３４】この例では、１フィールドを（８×４）画
素の多数のブロックに細分化する。すなわち図７の輝度
信号ｙに示すように、７２０画素×３０４ラインの有効
情報が９０×７６ブロックに分割される。色差信号
ｃR 、ｃB は、１フィールド当たり３６０画素×３０４
ラインの有効情報が４５×７６ブロックに分割される。
【００３５】ブロック化された輝度信号ｙ及び色差信号
ｃR 、ｃB は、ＤＣＴ（離散コサイン変換）回路１０２
Ｙ、１０２ＣでそれぞれＤＣＴ処理される。ＤＣＴ回路
１０２Ｙ及び１０２Ｃからそれぞれ得られる各係数デー
タ（例えば１サンプル１２ビット）Ｙ及びＣR 、ＣB が
シャフリング回路１０３Ｙ及び１０３Ｃにそれぞれ供給
される。シャフリング回路１０３Ｙと１０３Ｃとは、例
えばフィールドメモリから成り、係数データＹとＣR 、
ＣB との配列をそれぞれ変更するものである。また、シ
ャフリング回路１０３Ｙ、１０３Ｃでは、シャフリング
と共に、各フィールドの係数データを２分割する。
【００３６】すなわち、シャフリング回路１０３Ｙ、１
０３Ｃでは、図７に示すように、上記輝度信号の係数デ
ータＹが、図中斜線を付したものＹａと、斜線を付さな
いものＹｂとに２分割される。これらはそれぞれ９０×
３８ブロックとなる。同様に上記色差信号の係数データ
ＣR 、ＣB がそれぞれ分割され、それぞれ４５×３８ブ
ロックの４個の係数データＣRa、ＣRb、ＣBa、ＣBbが形
成される。
【００３７】そして、図７に示すように、係数データＹ
ａと係数データＣRa、ＣBaとから、Ｔｋ＝０及びＴｋ＝
１と表すそれぞれが１／４フィールド分の記録データが
形成され、同様に係数データＹｂと係数データＣRb、Ｃ
Bbとから、Ｔｋ＝０及びＴｋ＝１と表すそれぞれが１／
４フィールド分の記録データが形成される。これらの１
／４フィールド分の記録データが４本のトラックとして
それぞれ記録される。この実施例では、２個の磁気ヘッ
ドが近接して配置されたダブルアジマスヘッドを１８０
°の対向間隔で配置し、２本のトラックが同時に磁気記
録媒体（例えばビデオテープ）上に形成され、４本のト
ラックによって、１フィールド分の輝度信号及び色差信
号に関する係数データを記録するようにしている。
【００３８】この場合、係数データのブロックの斜線を
付したものとそうでないものとを交互に複数のチャンネ
ルに振り分けることにより、一つの磁気ヘッドにクロッ
グが生じたときでも、その磁気ヘッドの係数ブロックの
上下左右に位置する係数ブロックが他の磁気ヘッドによ
り再生され、係数データの修正が容易となる。シャフリ
ングされた結果の係数データは、直流成分の係数データ
を先頭として、以下、交流成分の低い次数から高い次数
の係数データの順序で出力される。具体例としては、上
記シャフリングされた係数データが、例えば３２×１０
×２＝６４０個の係数データから成るシンク（同期）ブ
ロックを単位として、シャフリング回路１０３Ｙ、１０
３Ｃから出力され、量子化回路１０４Ｙ、１０４Ｃに供
給される。量子化回路１０４Ｙ、１０４Ｃでは、１２ビ
ットの係数データがそれより低いｎビット長のものに量
子化される。
【００３９】量子化回路１０４Ｙ、１０４Ｃからの各出
力が可変長符号化装置１０５にそれぞれ供給され、上述
したように時間軸上で混合され、上記符号化方向に対し
て後ろ向きにとられたラン長を用いた可変長符号化が施
される。この可変長符号化装置１０５が、上記図１のＡ
に示す回路構成に相当するものである。なお、図１の例
で説明したクロマ信号の係数データの代わりに、図６の
例では色差信号の係数データＣR 、ＣB が用いられてお
り、これらの各色差信号係数データＣR 、ＣB 毎にそれ
ぞれ上記後ろ向きにラン長が取り出されて符号化される
点が、上記実施例と異なっている。また、後述するよう
に、係数データの内で重要度が高い直流成分の係数デー
タは可変長符号化されない。可変長符号化装置１０５か
らの出力データは、バッファリング回路１０６及び１０
７にそれぞれ供給される。バッファリング回路１０６
は、上記シンクブロックの長さを一定とするもので、バ
ッファリング回路１０７は、トラック毎の情報量を一定
とするものである。
【００４０】上述のように、シャフリング回路１０３
Ｙ、１０３Ｃからは、シンクブロックの単位で所定数
（例えば６４０個）の係数データが取り出される。シャ
フリング操作によって、１フィールド内の各ブロックの
係数データの量のバラツキが平均化されるが、可変長符
号化装置１０５からの出力には、長さのバラツキがある
ので、バッファリング回路１０６によってシンクブロッ
ク毎の長さが一定（例えば１６０バイト程度）となるよ
うに制御される。
【００４１】図８は、１トラックに記録されるシンクブ
ロックを一定の長さとするバッファリング回路１０６の
処理を説明するためのものである。１トラックには、１
７１個のシンクブロックが記録される。図８において、
Ｌ（１６０バイト）が最終的なシンクブロック長を表し
ている。この図８において、各シンクブロックでは、直
流成分の係数データが先頭に位置し、以下、次数が高い
係数データ（重要度が低い係数データ）ほど後側に位置
している。図８の例では、シンクブロック番号が１のデ
ータが上記Ｌより長く、その超過した分をＬより短いシ
ンクブロックである番号が２及び４の各シンクブロック
に挿入し、番号が３及び５の各シンクブロックの超過分
を番号が４のシンクブロックに挿入し、以下同様な調整
を行ってゆき、番号が１７１のシンクブロックの超過分
を番号が１７０のシンクブロックに挿入している。番号
が１７０のシンクブロックには未だ空きが生じている。
【００４２】この一定長化の処理を行った場合には、再
生側で元の１ブロックの係数データを復元するために、
一つの係数データのブロックにおける可変長部分（すな
わち交流成分の係数データ）の長さを示すＩＤコード等
の補助データを記録すると共に、ブロックの超過分がど
のアドレスのシンクブロックに移されたかを示す補助デ
ータを記録する必要がある。このようにして、バッファ
リング回路１０６の出力においては、シンクブロック長
さが略々一定とされる。
【００４３】バッファリング回路１０７は、量子化回路
１０４Ｙ、１０４Ｃにおける量子化ステップ幅を制御す
ることで、１トラック当たりの情報量を一定にしようと
するものである。すなわち、量子化ステップ幅を大きく
することで、係数データのビット数ｎがより小さくな
り、逆に、量子化ステップ幅を小さくすることで、係数
データのビット数ｎがより大きくなる。バッファリング
回路１０７では、前フィールドのデータ量から現フィー
ルドの発生データ量を推定する回路が設けられ、推定さ
れた発生データ量に応じて量子化ステップ幅の制御がな
される。この例では、トラック単位で可変長符号化装置
１０５の出力の長さの総和がＬ×１７１以下となるよう
に制御される。
【００４４】バッファリング回路１０６の出力データが
パリティ生成回路１０８に供給されてエラー訂正符号化
の処理を受ける。一例として、図９に示すように、１６
０×１７１の１トラックの記録データ毎に、リードソロ
モン符号を使用した積符号が用いられる。すなわち、水
平方向の各シンクブロックの係数データに対して、リー
ドソロモン符号のＨパリティが形成され、垂直方法の係
数データ及びＨパリティに対して、リードソロモン符号
のＶパリティが形成される。他のトラックの係数データ
にも同様のエラー訂正符号化処理が施される。
【００４５】パリティ生成回路１０８の出力が同期及び
ＩＤ付加回路１０９に供給され、各シンクブロック毎
に、同期信号及びＩＤコード等の補助データが付加され
る。同期及びＩＤ付加回路１０９の出力がチャンネル符
号化のエンコーダ１１０に供給される。チャンネル符号
化は、記録データの直流分を減少させる。チャンネルエ
ンコーダ１１０の出力データは、図示しないが記録アン
プを介してテープ・ヘッド系１１１の４個の磁気ヘッド
に供給され、磁気テープに２トラックずつ記録される。
【００４６】次に、図１０を参照して、シャフリング操
作について説明する。図１０は、輝度信号の係数データ
Ｙのシャフリング操作を示しているが、色差信号につい
ても同様の操作がなされる。図１０のＡは、上記図７の
２分割された係数データＹａあるいはＹｂに相当し、９
０×３８ブロックから成る係数データである。すなわち
１ブロック内の係数データは８×４の３２個であるか
ら、係数データの総数は１０９，４４０個となる。６４
０個の係数データが１つのシンクブロックに含まれるの
で、１フィールド内のシンクブロックが１７１個とな
る。この２次元配列に関して、水平位置Ｈ（＝０〜８
９）とその垂直位置（＝０〜３７）が規定される。ま
た、１ブロック内の３２個の係数データに関して、図１
０のＢに示すように、係数番号Ｃ０が定義される。左上
隅の係数データ（Ｃ０＝８）が上述した直流成分のもの
であり、以下、いわゆるジグザグに走査する順序に従っ
て次数が高く、すなわち、高周波成分の係数データとな
る。
【００４７】シャフリングは、トラックの番号Ｔｋとシ
ンク番号ＳＹと係数番号Ｃｎとが、以下の式に従って決
定される処理である。 Ｔｋ＝〔（Ｃ０￥１６）＋Ｈ＋Ｖ）mod.２ ＳＹ＝〔９×Ｖ＋６７×Ｈ＋１７１×Ｃｎ）／１６〕mod.１７１ Ｃｎ＝〔Ｃ０＋８＋４×（Ｃ０￥１６）〕mod.１７１ ここで、（Ｃ０￥１６）は、Ｃ０の０から１５を１と
し、１６から３１を１とすることを意味する。
【００４８】上式により、０又は１のトラック番号が決
定され、０〜１７０のシンクブロック番号が決定され、
０〜１５の係数番号Ｃｎが決定される。図１０のＣは、
シャフリングの具体例を示すもので、上から順に（Ｔｋ
＝０，ＳＹ＝０，Ｃ０＝８）の場合、（Ｔｋ＝１，ＳＹ
＝０，Ｃ０＝８）の場合及び（Ｔｋ＝０，ＳＹ＝０，Ｃ
０＝１）の場合をそれぞれ示す。このステップＳ１０の
Ｃに示すように、９０×３８ブロックの係数データが９
×３８の大きさの領域に１０分割され、各領域の図示の
ようなＤＣＴブロックから係数データが同じシンクブロ
ックに含まれるようになされる。
【００４９】このシャフリングされた結果は、図１０の
Ｄに示すように、低次から高次の順序で出力される。図
１０のＤの左側の２個のデータは、輝度信号Ｙ及び色差
信号Ｃのそれぞれに関する量子化レベルを示すものであ
る。次の１０×２個のデータは、Ｙ及びＣのそれぞれに
関して、１０個のＤＣＴブロックからの直流成分の係数
データである。さらに、次の（１０×３１×２）個の係
数データは、Ｙ及びＣのそれぞれに関して、１０個のＤ
ＣＴブロックからの交流成分の係数データである。直流
成分のデータに関しては、上述したような可変長符号化
の処理がなされず、交流成分の係数データに対して上述
したような後ろ向きのラン長を用いた可変長符号化の処
理が施される。この交流成分の係数データは、低次から
高次の順序で配列されている。この順序の結果、上述の
ように、シンクブロックの長さを一定とする処理を受け
る係数データのビットが高次の係数データのものとな
る。この過不足分の制御を受けるビットは、他のシンク
ブロックのエラーの影響を受けるので、直流成分のデー
タと比して重要度が低い高次の係数データとするのが好
ましい。
【００５０】再び図６に戻って、テープ・ヘッド系１１
１からの再生データが、チャンネル符号化の復号回路１
２１を介してデータ再生回路１２２に供給される。デー
タ再生回路１２２からの再生データが内符号のデコーダ
１２３に供給され、上記水平方向のＨパリティを使用し
たエラー訂正が施される。次に、外符号のデコーダ１２
４において、上記垂直方向のＶパリティを使用したエラ
ー訂正が施される。デコーダ１２４からのエラー訂正さ
れた再生データ中の、輝度信号に関するデータ及び色差
信号に関するデータが可変長復号化装置（デコーダ）１
２５Ｃにそれぞれ供給される。このデコーダ１２５が、
上述した図１のＢに示す可変長復号化装置に相当するわ
けである。デコーダ１２５からの出力は、輝度信号に関
するデータと色差信号に関するデータとに振り分けられ
て逆量子化回路１２６Ｙと１２６Ｃとにそれぞれ送られ
る。これらの逆量子化回路１２６Ｙ、１２６Ｃから後
は、輝度信号と色差信号とで分離された処理が施され
る。ただし、これらの処理は、殆ど同様である。
【００５１】逆量子化回路１２６Ｙにより量子化レベル
が代表値に変換される。この場合、デコーダ１２４から
逆量子化回路１２６Ｙに対して、供給される量子化レベ
ルを示すデータが使用される。この代表値がディシャフ
リング回路１２７Ｙに供給され、記録系のシャフリング
回路１０３Ｙとは逆の、データ配列の順序を元に戻すデ
ィシャフリング処理が施される。ディシャフリング回路
１２７Ｙからの出力がエラー修整回路１２８Ｙに供給さ
れる。
【００５２】エラー修整回路１２８Ｙは、デコーダ１２
３及び１２４によって訂正できないエラー（これはエラ
ーフラグで指示される）を周囲の他のＤＣＴブロックに
含まれる正しい係数データで修整する。シャフリング及
びディシャフリングの処理によって、ある１つのブロッ
クの全ての係数データが誤ることを防止でき、画質の劣
化を防止できる。これと共に、周囲の他の係数ブロック
内に含まれ、修整しようとする係数データと同じ次数の
ものがエラーとなる虞れを少なくできる。従って、エラ
ー修整能力を高くすることができる。エラー修整回路１
２８Ｙの出力データが逆変換回路１２９Ｙに供給され
る。係数データから復元された輝度データが出力端子１
３０Ｙに得られる。
【００５３】色差信号に関しても、上述の輝度信号と同
様に、可変長符号の復号化装置（デコーダ）１２５から
逆量子化回路１２６Ｃに送られ、以下、ディシャフリン
グ回路１２７Ｃ、エラー修整回路１２８Ｃ、逆変換回路
１２９Ｃに順次送られて処理されることにより、出力端
子１３０Ｃから復元された色差データが得られる。出力
端子１３０Ｙ、１３０Ｃにそれぞれ得られる復元データ
は、ブロックの順序であるので、図示しないがブロック
分解回路によってラスタ走査の順にデータの順序が変換
される。
【００５４】ところで、現実に磁気テープ上に記録する
信号のシンクブロックのフォーマットとしては種々のも
のが考えられるが、その一具体例を図１１のＡに示す。
この図１１のＡにおいて、シンクブロックの先頭位置か
ら順に、同期パターン（シンクパターン）、同期ＩＤ情
報、７ビットの量子化レベル情報、１２ビットの同期長
（シンクレングス）情報、２０×ｎビット固定長の上記
ＤＣ分（直流成分）の係数データ、上記ＡＣ分（交流成
分）の可変長符号化データ、１９ビットのジャンプアド
レス、及び上記内符号パリティが配置されている。上記
１９ビットのジャンプアドレスは、８ビットのシンク番
号と１１ビットの領域（ドメイン）アドレスとから成っ
ている。また、図１１のＢは、上記ＡＣ分の可変長符号
化データを得るためのランを示しており、輝度信号の係
数データＹ、色差信号の係数データＣR 、ＣB のそれぞ
れについて独自にランをとっている。このランをとる向
きは、符号化する方向から見て後ろ向きとなることは前
述した通りである。
【００５５】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、上記実施例では、輝度信号と
クロマ信号又は色差信号とをいわゆるＤＣＴ（離散コサ
イン変換）処理して得られた係数データを入力信号とし
て、可変長符号化する例について説明しているが、ＤＣ
Ｔ以外の変換符号化された信号を用いてもよく、また他
の例えばサブバンド符号化等により符号化された信号を
用いてもよい。さらに図１の装置の具体的構成は図示の
ものに限定されず、例えばグループ分割回路１７は無く
ともよく、逆向きラン発生回路１３も図２の構成に限定
されないことは勿論である。また、適用機器はディジタ
ルＶＴＲに限定されず、一般のディジタルテープレコー
ダや、ディジタルディスクプレーヤ等にも本発明を適用
することができる。
【００５６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る可変長符号化方法及び装置によれば、複数の信
号を時間軸上で混合して符号化する際に、符号化する向
きから見て後ろ向きにランをとった後に可変長符号化し
ているため、符号化後の各信号間の時間軸上の関係が厳
密に保たれ、可変長符号化されたデータを復号する際に
は、１つの符号化データを復号することにより該データ
の後ろに連続するラン長が分かり、次のデータの時間軸
上の位置が分かるため、複数の信号毎に独自のコード表
を割り当てることができ、エラー発生時に救済されるデ
ータの量が各信号毎に略々同数となり、符号化ブロック
内をさらに分割してそれぞれ個別のコード表を与えるこ
とも可能となり、符号化効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するための可変長符号
化装置及び可変長復号化装置の概略構成を示すブロック
図である。
【図２】符号化の方向に対して後ろ向きのランをとるた
めの構成の一例を示すブロック回路図である。
【図３】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図４】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図５】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図６】本発明の一実施例が適用されるディジタルビデ
オ信号の記録装置の記録系及び再生系を示すブロック回
路図である。
【図７】図６の装置の輝度信号の処理の説明に用いる略
線図である。
【図８】図６の装置におけるシンクブロックの形成を説
明するための図である。
【図９】図６の装置により得られる記録信号の説明に用
いる図である。
【図１０】図６の装置におけるシャフリングの処理を説
明するための図である。
【図１１】図６の装置におけるシンクブロックの具体例
及びランを示す図である。
【符号の説明】
１１Ｙ、１１Ｃ・・・・・信号入力端子 １２・・・・・信号列時間軸混合回路 １３・・・・・逆向き（後ろ向き）ラン発生回路 １４・・・・・可変長符号化回路 １７・・・・・グループ分割回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の信号を時間軸上で混合した状態で
    各信号毎に可変長符号化を行う際に、符号化する方向に
    対して後ろ向きにランをとり、符号化後の各信号間の時
    間軸上の関係を保持するように可変長符号化することを
    特徴とする可変長符号化方法。
  2. 【請求項２】 複数の信号を時間軸上で混合する信号列
    時間軸混合手段と、 この混合された各信号毎に符号化する方向に対して後ろ
    向きにランを取り出す手段と、 この後ろ向きに取り出されたランに基づいて可変長符号
    化を施す可変長符号化手段とを有して成る可変長符号化
    装置。
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