JPH05145887A - 画像信号記録再生方法 - Google Patents

画像信号記録再生方法

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JPH05145887A
JPH05145887A JP3305860A JP30586091A JPH05145887A JP H05145887 A JPH05145887 A JP H05145887A JP 3305860 A JP3305860 A JP 3305860A JP 30586091 A JP30586091 A JP 30586091A JP H05145887 A JPH05145887 A JP H05145887A
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JP
Japan
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JP3305860A
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Akira Muto
朗 武藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、圧縮符号化した動画像信号のディ
ジタルデータの記録再生方法に関するもので、可変長に
圧縮されたディジタル画像信号を、転送速度を一定にし
て記録再生を行う方法と高速再生および高速逆再生を効
率良く行う方法を提供することを目的とする。 【構成】 複数枚の画像フレームをグループ化し、グル
ープ内で圧縮符号化したディジタルデータの総情報量の
最大値を規定し、総情報量が最大値以下の場合、任意デ
ータを圧縮符号化したディジタルデータに付加し、フレ
ーム内圧縮符号化データ、フレーム間圧縮符号化データ
および任意データの順に一定の転送速度で記録する。ま
た、最大情報量を規定したフレーム内圧縮符号化データ
をグループ昇順又は降順に連続的又は1グループ毎以上
で再生復号化し高速再生を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号の記録再
生方法に関し、特に画像信号を圧縮符号化したディジタ
ルデータの画像信号記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】画像信号をディジタルデータとして、記
憶媒体上において記録再生する場合、情報量が非常に多
いために、特に動画像信号では実時間で記録再生するこ
とが非常に難しい。例えば、NTSCコンポジット信号
を標本化周波数4fsc(fscは色副搬送波周波数)
8ビットで量子化した時、約120Mbpsの転送速度
が要求される。しかしながら、転送速度120Mbps
を達成する記録再生系を実現することは、記憶媒体と記
録再生ヘッド間の性能に依存し技術的に非常に難しい状
況である。従って、記憶媒体上で高転送レートの情報を
記録再生する場合、複数個の記録再生ヘッドを用いて、
1つの記録再生ヘッド当りの転送速度を減らす等の手法
により、装置全体として実時間処理を可能にしていた。
【0003】ところが、このように実時間処理を可能な
らしめたとしても、記録再生時間という点で考えたと
き、動画像信号情報の全てをそのまま記録再生すること
は、記憶媒体の総容量によって完全に規定されてしま
う。そこで、ディジタル化した動画像信号の記録再生装
置においては、原信号の情報の劣化が目立たない程度に
画像信号の圧縮符号化処理を行って記憶媒体上に記録
し、再生時に復号化処理を施し、記録再生の実時間処理
を容易にすると同時に、記録再生の長時間化を図る方法
が考えられている。
【0004】圧縮符号化処理の方法としては、数フレー
ム分のデータを1つのグループとし、その中で少なくと
も1フレーム分のデータを、比較的圧縮率が低いフレー
ム内での圧縮符号化処理を行い、残りのフレームは比較
的圧縮率の高いフレーム間圧縮符号化処理を行う。この
ようにフレーム内とフレーム間圧縮符号化処理を組み合
わせることにより、全体的な圧縮率の向上を図ると共に
比較的画像劣化を少なく抑えている。この圧縮符号化し
たデータを記憶媒体上で記録再生する場合、従来フレー
ム内で圧縮符号化したデータとフレーム間で圧縮符号化
したデータを時系列的に並べ、単一の記録再生ヘッドを
用いて行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た様な圧縮符号化方式は、一般的に入力画像信号の相関
度の違いによって符号化されたデータ量が著しく変化
し、データ転送速度が大きく変わる場合が生じる。一
方、従来記憶媒体と記録再生ヘッドとの間の情報の転送
速度は記憶媒体の性能等で概ね決まっているため、符号
化したデータの圧縮率が低い、つまり圧縮後の情報量が
多い場合には、符号化したデータ量が記憶媒体と記録再
生ヘッド間の情報の転送速度が大きくなり、データの実
時間記録再生が困難になる可能性があった。また、記憶
媒体と記録再生ヘッド間の転送速度を刻々と変化させて
記録再生することは技術的に非常に難しいという課題が
あった。さらに、高速再生あるいは高速逆再生におい
て、フレーム間圧縮データは再生せず、フレーム内圧縮
符号化データのみを再生していく方法がある。しかしな
がら、フレーム内圧縮符号化データのみを再生するため
には、フレーム内圧縮符号化データの媒体上の先頭位置
および最終位置を知る必要があるという問題点があっ
た。
【0006】本発明はかかる点に鑑み、圧縮符号化され
た可変長のディジタル画像信号を固定の転送速度で記録
する方法とフレーム内圧縮符号化データのみを再生する
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、複数枚の画像フレームを1つのグループと
し、少なくとも1枚のフレーム内圧縮符号化するディジ
タルデータの情報量の第1の最大値を規定すると共に、
フレーム間圧縮符号化するディジタルデータを含む圧縮
符号化データの総情報量の第2の最大値を規定し、前記
圧縮符号化したディジタルデータの総情報量が前記規定
した第2の最大値以下の場合、任意のデータを前記圧縮
符号化したディジタルデータに付加することで、固定の
データ転送速度で記録するものである。また、フレーム
内圧縮符号化データの先頭から第1の最大値の情報量デ
ータを再生した後、別のグループを連続的あるいは少な
くとも1グループ以上おきに同様にフレーム内圧縮符号
化データの高速再生を達成するものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成により、複数枚の画像フ
レームのフレーム内およびフレーム間圧縮後の総情報量
の最大値を規定し、複数フレームをまとめて取り扱うこ
とにより、1フレーム分の圧縮後の情報量の最大値より
も情報量が平均化することができ、情報量の最大値を下
げることが可能になる。従って、記録再生ヘッドを含め
た記録再生装置と記憶媒体との最大データ転送速度を下
げられ、実時間の圧縮画像情報の記録再生において有利
になる。また、任意のデータを付加することにより全体
の情報の転送速度を一定にできるため記録再生装置の簡
易化が図れる。
【0009】高速再生する場合、フレーム内圧縮符号化
データの情報量および圧縮符号化データの総情報量の最
大値を予め決めておくことにより、記憶媒体上に記録さ
れるフレーム内符号化データの先頭位置および最終位置
がほぼ決めらるので、フレーム内圧縮符号化データを再
生した後すぐに別のグループのフレーム内圧縮符号化デ
ータにアクセスできるので、効率の良い高速再生が可能
となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に述べる。図1は本発明の一実施例における画像
信号記録再生方法を示すもので、連続する複数枚の画像
フレームをグループ化し、圧縮符号化した情報に任意デ
ータを付加して総情報量を予め規定した量に合わせ、記
録再生時複数個の単位に分割することを示した模式図で
ある。1グループの総情報量の最大値は131072バ
イトで、1グループを64単位に分割し、1単位の情報
量は2048バイトである。また、フレーム内圧縮符号
化データ情報量の最大値は、32768Bとし、16単
位を越えることはない。図2は本発明の一実施例におけ
る連続する6つの画像フレームをグループ化し、そのう
ちの先頭フレームをフレーム内符号化フレームとし、そ
の他の残りフレームをフレーム間符号化フレームとした
ことを示す模式図である。図3は本発明の一実施例にお
ける画像信号記録再生装置の概略ブロック図を示す。
【0011】図3で示すように、外部からY、U、V
(Yは輝度信号、U、Vは色信号)でアナログ入力され
た画像信号をA/D変換器101、102、103で量
子化し、Y信号は標本化周波数13.5MHzで、U、
V信号は標本化周波数6.75MHzでそれぞれ8ビッ
トで量子化し、メモリ4に量子化データを取り込む。こ
の時の1秒間のデータ総量は216Mビットである。ま
た、外部からメモリ104に、直接ディジタル化された
画像信号を入力してもよい。メモリ104に取り込んだ
画像信号は圧縮符号化器105に送られ圧縮符号化処理
を行う。
【0012】この時、図2で示すように、圧縮符号化器
105は6フレームのデータを1つのグループとして、
最初の1フレームをフレーム内圧縮符号化処理を行い、
残り5フレームはフレーム間圧縮符号化処理を行う。図
2で示した第1から第6フレーム、第7から第12フレ
ームを1つのグループとし、第1フレームおよび第7フ
レームはフレーム内圧縮符号化処理を行い、第2から第
6フレーム、第8から第12フレームはフレーム間圧縮
符号化処理を行う。圧縮符号化器105は、フレーム内
圧縮符号化データの情報量の最大値および1つのグルー
プの圧縮符号化後の総情報量を、予め設定した最大値以
下になるように圧縮符号化を行う。
【0013】上記の様に符号化されたデータは、記録処
理器106に送られる。記録処理器106では、グルー
プ単位のデータを、複数個の固定長の単位に分割する。
本実施例では、1単位のデータ容量は2048バイトで
ある。1グループの総情報量の最大値を131072バ
イトとすると、64個の固定長の単位に分割される。な
お、図1で示したように、圧縮符号化器105から送ら
れてきた圧縮符号化された6フレーム分のデータは、6
1単位と約1/2単位分のデータであるため、残り単位
(網掛線で示した部分)は任意データで埋められ、総デ
ータ容量は131072バイトの固定値にされる。
【0014】また、フレーム内圧縮符号化データの最大
値は32768バイトと規定することで、16単位以内
のデータ量に抑えられる。各単位毎に分割されたデータ
は、記録処理器106で同期信号等を付加した後、光ピ
ックアップ107に送られる。この時、光ピックアップ
107に送られるデータの転送速度は、圧縮符号化器1
05で符号化された情報量の大小にかかわらず一定であ
る。光ピックアップ107に送られたデータに応じてレ
ーザ光の強度変調が行われ、予めグループの番号あるい
は単位の番号等フォーマットした光ディスク115上に
ディジタルデータとして記録がなされる。
【0015】再生に関しては、光ピックアップ108に
よって、光ディスク115から再生されたデータが再生
処理器109においてデータ検出が行われる。また、再
生処理器109では、グループの単位の番号を認識しな
がらデータ処理が行われる。また、記録処理器106で
付加された付加情報データは取り除かれた後、再生デー
タは再生クロックと共に圧縮復号化器110に送られて
復号化処理が行われる。
【0016】高速再生および高速逆再生時においては、
ある1つのグループのフレーム内圧縮符号化データ、つ
まり第1から第16単位のみのデータ再生が行われた
後、同じグループのフレーム間圧縮データ等の再生は行
わずに、別のグループのフレーム内圧縮符号化データの
先頭位置に光ピックアップ108が移動し、第1から第
16単位のデータを再生する。従って、圧縮復号化器1
10に送られるデータは、ほとんどフレーム内圧縮符号
化データのみである。もし、フレーム内圧縮符号化デー
タ以外のデータがあれば、復号せず無視して良い。復号
化された画像信号データはメモリ111に送られた後、
一定の転送速度でメモリ111から読み出され、D/A
変換器112、113、114を通り、アナログ画像信
号として外部に出力される。読み出される速度は、記録
時のA/D変換時の標本化周波数に合わせ、Y信号は1
3.5MHz、U、V信号は6.75MHzとする。な
お、光ピックアップ107、108が共通のものであっ
てもかまわない。また、画像フレームを標準テレビ信号
の画像フレームとした場合、フレーム内圧縮符号化する
情報量の第1の最大値を1Mビット以下とすればよい。
【0017】以上のように本実施例によれば、複数枚の
画像フレームのフレーム内およびフレーム間圧縮後の総
情報量の最大値を規定し、複数フレームをまとめて取り
扱うことにより、1フレーム分の圧縮後の情報量の最大
値よりも情報量が平均化することができ、情報量の最大
値を下げることが可能になる。従って、記録再生ヘッド
を含めた記録再生装置と記憶媒体との最大データ転送速
度を下げられ、実時間の圧縮画像情報の記録再生におい
て有利になる。また、任意のデータを付加することによ
り全体の情報の転送速度を一定にできるため記録再生装
置の簡易化が図れる。
【0018】さらに、高速再生する場合、フレーム内圧
縮符号化データの情報量および圧縮符号化データの総情
報量の最大値を予め決めておくことにより、記憶媒体上
に記録されるフレーム内符号化データの先頭位置および
最終位置がほぼ決めらるので、フレーム内圧縮符号化デ
ータを再生した後、すぐに別のグループのフレーム内圧
縮符号化データにアクセスできるので、効率の良い高速
再生が可能となる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数フレームの
画像信号を1つのグループとしてまとめたので、情報量
の平均化がなされ、全体として最大転送レートを下げる
ことが可能になった。さらに圧縮符号化した後の可変長
のデータの最大情報量を規定し、圧縮符号化したデータ
が最大情報量以下であれば、任意のデータを付加するの
で、記憶媒体と記録再生ヘッドとの間の情報の転送速度
は常に固定される。従って、記録再生装置は常に一定の
決まった速度で、入力および出力データの処理をすれば
よく、可変長のデータの転送速度に合わせる必要はなく
なり、記録再生装置の簡易化が図れる。
【0020】また、フレーム内圧縮符号化データの先頭
を記憶媒体上でアクセスでき、ほとんどフレーム内圧縮
符号化データのみを再生復号化することができる。従っ
て、高速再生および高速逆再生を効率良く行うことが可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における連続する6枚の画像
フレームをグループ化し、圧縮符号化した情報に任意デ
ータを付加して総情報量を予め規定した量に合わせ、フ
レーム内圧縮符号化データの情報量の最大値を16の固
定長の単位(2048バイト)とし、1グループの圧縮
符号化データを64の固定長の単位に分割したことを示
す模式図
【図2】本発明の一実施例における6フレームを1グル
ープとし、第1および第7フレームをフレーム内符号化
し、第2から第6フレームと第8から第12フレームを
フレーム間符号化することを示す模式図
【図3】本発明の一実施例における画像信号記録再生装
置の概略ブロック図
【符号の説明】
101 A/D変換器 102 A/D変換器 103 A/D変換器 104 メモリ 105 圧縮符号化器 106 記録処理器 107 光ピックアップ 108 光ピックアップ 109 再生処理器 110 圧縮復号化器 111 メモリ 112 D/A変換器 113 D/A変換器 114 D/A変換器 115 光ディスク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続する複数の画像フレームを一つのグ
    ループとし、前記複数の画像フレームのうち少なくとも
    1枚のフレームをフレーム内圧縮符号化し、残りのフレ
    ームをフレーム間圧縮符号化するディジタル画像圧縮信
    号を記録する方法であって、前記グループのフレーム内
    圧縮符号化するディジタルデータの情報量の第1の最大
    値を規定すると共に、フレーム間圧縮符号化するディジ
    タルデータを含む圧縮符号化データの総情報量の第2の
    最大値を規定し、前記圧縮符号化したディジタルデータ
    の総情報量が前記規定した第2の最大値以下の場合、任
    意のデータを前記圧縮符号化したディジタルデータの後
    の位置に付加し、フレーム内圧縮符号化データ、フレー
    ム間圧縮符号化データ、付加する任意のデータの順に、
    固定の転送速度で連続的に記録再生することを特徴とす
    る画像信号記録方法。
  2. 【請求項2】 グループのフレーム内圧縮符号化したデ
    ィジタルデータを含む前記フレーム内圧縮符号化したデ
    ィジタルデータの先頭から第1の最大値分の情報量をグ
    ループ番号の昇順あるいは降順に、連続的あるいは1グ
    ループ毎以上で再生することを特徴とする画像信号再生
    方法。
  3. 【請求項3】 画像フレームを標準テレビ信号の画像フ
    レームとし、フレーム内圧縮符号化する情報量の第1の
    最大値を1Mビット以下としたことを特徴とする請求項
    1記載の画像信号記録再生方法。
JP3305860A 1991-11-21 1991-11-21 画像信号記録再生方法 Pending JPH05145887A (ja)

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