JPH05217299A - 高能率符号化を用いた記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】補間を考慮しデータをシャフリングしても、高
能率符号化信号のシャッフリング単位のデータを同じ符
号量に分割する。 【構成】供給されたディジタル映像信号をｎ₃ 種の系統
にｎ₁ 画素×ｎ₂ ラインのブロックでシャッフリングし
て離散的コサイン変換した後、ｎ₃ 種の系統毎に映像信
号の精細度から符号量を計算する。この符号量を加算し
系統毎の符号量を一定値以下にする量子化テーブル、ビ
ット配分を演算し量子化および可変長符号化する。そし
て、各系統を跨がってビット配分値の余りビットの繰り
越しは行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル画像の符
号量を低減し、符号化した後に記録する高能率符号化を
用いた記録再生装置に関し、さらに詳しくは符号化後の
信号レートを一定に保つ為の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】高能率符号化装置については、特開平２
−１２４６９０号公報などで示されている。図３は従来
の高能率符号化装置であり、フレーム内の画像を８画素
×８ラインのブロックに分け、各ブロックについてＤＣ
Ｔ変換を行い可変長符号化し、１フレームの符号量を所
定値になるように制御している。

【０００３】図３において、アナログ映像入力信号は入
力端１０を介してＡ／Ｄ変換器１１へ供給され、Ａ／Ｄ
変換器１１によりディジタル信号に変換された後フレー
ム信号作成部１２へ供給される。このディジタル信号は
フィールド信号からフレーム信号を作成する為のフレー
ム信号作成部１２へ供給される。フレーム信号作成部１
２では内部のメモリにフィールド順に信号を書き込む。
ブロック順次読出し回路３１はフレーム信号作成部１２
に１フレーム分の信号が形成されると、フレーム信号作
成部１２内のメモリを制御して８画素×８ラインのブロ
ック単位の信号を離散的コサイン変換器（以下ＤＣＴ変
換器と記す）１５へ供給する。

【０００４】ＤＣＴ１５に供給された８画素×８ライン
のブロック単位の信号は、離散的コサイン（ＤＣＴ）変
換され量子化回路１６およびアクティビティ（精細度）
計算部３２へ供給される。アクティビティ計算部３２で
は供給された信号から各ブロック毎のアクティビティ
（精細度）であるブロックアクティビティおよびこれを
１フレーム累積したフレームアクティビティが計算さ
れ、ビット配分回路２４および量子化テーブル計算部２
３へ供給される。更に図示しない上記と同様な手段で計
算された色信号のアクティビティも供給され、輝度信
号、色信号あわせてビットの配分等が行われる。

【０００５】以下、輝度信号のみに限定して述べる。量
子化テーブル計算部２３は、上述のように計算されたフ
レームアクティビティから１フレームのアクティビティ
が分かると、まず、所定の符号量（１フレームの入力信
号ＮI ＭbitsをＮO Ｍbitsに高能率符号化、即ち圧縮す
るときのＮO Ｍbits（目標レート））に納まるよう量子
化する際に用いる量子化テーブルを計算し、量子化回路
１６へ供給する。量子化回路１６は供給された量子化テ
ーブルにしたがいＤＣＴ変換された信号を量子化し、可
変長回路２１へ供給される。ビット配分回路２４は、供
給されたブロックアクティビティとフレームアクティビ
ティとの比をとり、そのブロックで使用可能なビット数
である配分情報を算出し、可変長回路２１へ供給する。
可変長回路２１は、そのブロックで使い切れなかったビ
ット数を繰り越し回路２０へ蓄え、次ブロックで余分に
使うことができるようにする。

【０００６】以上のようにして各ブロックは精細度（ア
クティビティ）に応じたビット数で可変長符号化され、
１フレームでは固定長のデータとなる。フレームアクテ
ィビティはブロックアクティビティの総和であるため、

【０００７】ブロックアクティビティ／フレームアクテ
ィビティ×Ｔbit ＝ビット配分値となり、このＴbit を
越えることは無い（Ｔbit は、１フレームに使用できる
ビット数）。

【０００８】また、従来８ミリ・ビデオ・テープ・レコ
ーダー（以下８ｍｍＶＴＲと記す）のＰＣＭ音声および
ディジタル・オーディオ・テープ・レコーダー（以下Ｄ
ＡＴと記す）の音声信号等は、ディジタル化して磁気テ
ープ上に記録している。図４は、８ｍｍＶＴＲの音声信
号が磁気テープ上に記録される迄の動作概念のブロック
図である。

【０００９】図４において、Ａ／Ｄ変換器５１に供給さ
れたアナログ音声信号はディジタル音声信号に変換さ
れ、図示しないディジタルインターフェースを介してパ
リティチェックなどの処理が行われた後、時系列データ
となりシャフリングメモリ５２へ供給される。このシャ
フリングメモリ５２へ供給された時系列データは、バー
ストエラー発生時の補間が容易に行えるように考案され
たデータのばらまき（メモリの入力順と出力順の順序を
変える）であるシャフリングが行われ、パリティ信号付
加回路５３へ供給される。パリティ信号付加回路５３へ
供給されたシャフリングされたデータは、再生時のエラ
ー訂正用符号であるパリティ信号（一般にリードソロモ
ン符号が多い）が演算付加された後、記録変調回路５４
へ供給される。記録変調回路５４へ供給されたパリティ
信号が付加された信号は、磁気テープへの記録再生に適
合した符号、例えば８−１０変換、８−１４変換、Ｍ²
変換などが行なわれ記録アンプ５５により信号増幅され
た後、磁気ヘッド５６を介して磁気テープ５７へ記録さ
れる。

【００１０】例えばＤＡＴ（ディジタル・オーディオ・
テープレコーダ）では、このディジタル信号のシャフリ
ングは図５に示すように偶数番目のデータと奇数番目の
データが、相互に別々のトラックの離れた場所に記録さ
れる２トラック完結型インターリーブが行われている。

【００１１】図５において、磁気テープ６１上のＡトラ
ックにはＬチャンネルのＬ偶数データ６２、Ｒチャンネ
ルのＲ奇数データ６３という順に記録され、Ｂトラック
にはＲチャンネルのＲ偶数データ６４、Ｌチャンネルの
Ｌ奇数データ６５という順に記録される。このようにデ
ータを２トラックに渡ってインターリーブすることによ
り、例えばＡトラックのヘッドが信号を再生できなかっ
たり、異常にエラーが多く訂正能力を越えてしまった場
合でも、Ｂトラックのデータが再生されていれば、Ｒチ
ャンネルはＲ偶数データ６４が、ＬチャンネルはＬ奇数
データ６５が再生される為に音が再生されないというこ
とはない。また、再生できなかったデータは補間するこ
とが可能である。また、特殊再生（可変速再生）等にお
いても、少ないデータ再生量でも補間を行うことにより
音を出すことが可能である。

【００１２】しかし、高能率符号化された可変長信号が
１フィールド（１フレーム）で固定長化されており、例
えば１フィールド（１フレーム）の信号を２トラックで
記録している場合には、補間を考慮しデータをシャフリ
ングしようとしても個々の画素ブロックの可変長信号が
一定でないため、この方法では奇数データと偶数データ
とを同じ符号量に分割することはできない。また、無理
やり分割を行うとデータが記録できないことがある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
においては、高能率符号化された可変長信号が１フィー
ルド（１フレーム）で固定長化されており、例えば１フ
ィールドの信号を２トラックで記録している場合には、
補間を考慮しデータをシャフリングしようとしても個々
の画素ブロックの可変長信号が一定でないため、この方
法では奇数データと偶数データとを同じ符号量に分割す
ることはできないという問題があった。この発明は上記
のような従来技術の欠点を除去し、補間等を考慮してデ
ータをシャフリングして記録しても、高能率符号化信号
の奇数データと偶数データとを同じ符号量に分割でき、
映像の画質を劣化させることが無い高能率符号化を用い
た記録再生装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、供給された映像信号をｎ₃
（ｎ₃ は２以上の整数）種の系統にｎ₁ 画素×ｎ₂ ライ
ンのブロックでシャッフリングするシャッフリング手段
と、このシャッフリングされた映像信号を離散的コサイ
ン変換する離散的コサイン変換手段と、この離散的コサ
イン変換されたｎ₃ 種の系統毎に、映像信号の精細度か
ら符号量を計算する符号量計算手段と、前記符号量計算
手段の出力を加算し、系統毎の符号量を制御する量子化
テーブルを演算し出力する量子化テーブル手段と、前記
離散的コサイン変換手段の出力を前記量子化テーブルに
より量子化し出力する量子化手段と、前記ブロックの精
細度（または符号量）と１フィールドまたは１フレーム
の精細度（または符号量）との比により前記ブロックの
ビット配分値を出力するビット配分手段と、前記量子化
手段の出力を前記ビット配分値の制限内で可変長符号化
して出力する可変長手段と、各系統を跨がってビット配
分値の余りビットの繰り越しを止める信号発生手段とを
備えたことを特徴とする高能率符号化を用いた記録再生
装置を提供する。

【００１５】

【作用】このように構成されたものにおいては、例えば
１フレームの信号を４系統（ＶＴＲの場合トラックが相
当することが多いので、以下系統をトラックと称する）
のトラックＴ１〜Ｔ４にシャフリングする場合、各シャ
フリング単位に符号量計算され、各々符号量Ｆ１〜Ｆ４
とし、このとき前提として、１フレーム単位で情報量が
一定となるようにパラメータ設定箇所がセッティングさ
れているとき、符号量Ｆ１〜Ｆ４をそれぞれ４倍して、
各系統毎に、総符号量４Ｆ１〜４Ｆ４を求め、各々に対
応する量子化テーブルを決定する。（一般に基本テーブ
ルが存在し、これに符号量に応じて可変の量子化係数を
用いて行う）次にトラックの許容符号量でビット配分を
行うので、シャッフリング単位で一定符号量以下に抑圧
できる。但し、隣接トラックへのビット繰り越し（ビッ
ト配分されたが配分されたブロックでは、そのビットを
使用しなかった為、次のブロックまたはＹ／Ｃブロック
で使用するようにする余りビットの伝送）は、トラック
終端ブロックでは行わない。即ち、トラック単位で固定
長符号化を行うがトラック単位での固定長化の為のパラ
メータ設定を行っている。

【００１６】また、符号量Ｆ１〜Ｆ４の内の最大値であ
るＦmax を選び、これを４倍した４Ｆmax を１フレーム
の符号量として、この４Ｆmax から量子化テーブルを求
め、各トラックＴ１〜Ｔ４のビット配分を行うので、シ
ャッフリング単位で一定符号量以下に抑えることができ
る。但し、各トラックＴ１〜Ｔ４は、Ｆmax −各トラッ
クの符号量だけ符号量を多めに設定している為、ビット
配分は当初から（Ｆmax −各トラックの符号量）＊Ｔbi
t ／Ｆmax だけ余り、この分を事前にビット繰り越し回
路に供給しておく（トラックを跨がってのビット繰り越
しは禁止）。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例について、図１か
ら図２を参照して詳細に説明する。従来例の図３と同じ
ものについては、同一番号を付し説明は省略する。

【００１８】図１において、フレーム信号作成部１２の
制御を行うブロック切り出し／シャフリング制御部１４
はフレーム信号作成部１２に対し、書き込み制御時は従
来例と同じくフィールド信号を順次書き込ませ、読出し
制御時にはフレーム信号で８画素×８ラインのブロック
を順次読出させるのではなく、シャフリングアドレスＲ
ＯＭ１３から指示される順にブロック単位でデータをシ
ャフリングして読出させる。

【００１９】シャフリングして読出された信号は、シャ
フリングのトラック数が４トラック（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３，Ｔ４）で、この４トラックで１フレームのデータが
形成されているとき、トラックＴ１に記録するデータが
まず順次ＤＣＴ変換器１５へ送り出され、それが終ると
つづいてトラックＴ２，Ｔ３，Ｔ４のデータが送り出さ
れる。そして次フレームのデータになったとき再度トラ
ックＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の順にデータがＤＣＴ変換
器１５へ送り出される。ＤＣＴ変換器１５へ供給された
信号は離散的コサイン（ＤＣＴ）変換され、量子化回路
１６およびアクティビティ計算部１７へ供給される。ア
クティビティを求めるアクティビティ計算部１７は、各
ブロックのアクティビティ、各トラックのアクティビテ
ィＡ１〜Ａ４、そしてアクティビティＡ１が他のトラッ
ク２〜４のアクティビティであるアクティビティＡ２〜
Ａ４に相当するものとしてフレームアクティビティであ
るＡ１×４［トラック］＝４Ａ１を演算し、それぞれ量
子化テーブル計算部１９およびビット配分回路１８へ供
給する。

【００２０】量子化テーブル計算部１９には各ブロック
のアクティビティ、各トラックのアクティビティＡ１〜
Ａ４、フレームアクティビティ４Ａ１が供給され、トラ
ックＴ１の量子化テーブルが計算される。ビット配分回
路１８には各ブロックのアクティビティ、各トラックの
アクティビティＡ１〜Ａ４、仮想フレームアクティビテ
ィ４Ａ１が供給され、１フレームの使用ビット数である
Ｔbit を用いて各ブロックのビット数を下記の式により
計算する。 Ｔbit ×Ｂactn／４Ａ１＝Ｂｂｉｔｎ （但しＢａｃｔｎ：第ｎブロックのブロックアクティビ
ティ Ｂbitn：第ｎブロックの使用可能ビット数）

【００２１】上記の式は各トラック毎に量子化テーブル
を変える方法であるが、符号量制御の基本となるのは、
１フレーム単位の情報量である。また、トラック単位の
ビット繰り越しを停止させる為に、トラック単位の繰り
越し停止信号を繰り越し回路２０へ供給し、１フレーム
で符号量制御しているシステムでもシャフリング単位毎
に符号量の一定化が可能となる。次に本発明の他の実施
例について述べる。

【００２２】図２において、アクティビティ計算部１７
は、ＤＣＴ変換器１５の出力信号が供給され各ブロック
のアクティビティおよび各トラックのアクティビティＡ
１〜Ａ４を計算し、トラック毎符号計算部２５へ供給す
る。トラック毎符号計算部２５は、各トラックＴ１〜Ｔ
４のアクティビティＡ１〜Ａ４から、各トラックＴ１〜
Ｔ４に対応した符号量Ｆ１〜Ｆ４が蓄えられ、符号量Ｆ
１〜Ｆ４の最大値である符号量であるＦmax を演算し、
さらに符号量Ｆmax を用いて１フレームの符号量である
Ｆmax ×４［トラック］＝４Ｆmax を演算し、量子化テ
ーブル計算部１９およびビット配分回路１８へ供給す
る。

【００２３】量子化テーブル計算部１９は、フレーム符
号量４Ｆmax が供給され、量子化テーブルを演算し、１
フレーム毎に新しい量子化テーブルを量子化回路１６へ
供給する。

【００２４】各トラックの符号量の最大値で制限された
他のトラックでは、各ブロックの符号量を累積加算して
も、符号量がトラックの上限符号量Ｔbit ／４に到達し
ない。しかし、量子化出力を可変長符号に変換しビット
配分したとき、わずか１ビットでも多ければその符号は
変換されない為、捨てられてしまう可能性もある。例え
ば量子化回路１６の出力の符号が可変長コードで２４ビ
ットに相当するとき、ビット配分がたまたま２３ビット
であると、この量子化回路１６の出力の符号は可変長コ
ードに変換されず、繰り越しビット２３ビットとして処
理されるというような場合である。そこで、このアクテ
ィビティ差分 （Ｆmax −各トラックの符号量）／Ｆmax ×Ｔbit ／４ を、初期繰り越しビットとして、トラックの最初に繰り
越し回路２０に供給しておき、トラック終端ではトラッ
クを跨がっての繰り越し停止を行う。

【００２５】

【発明の効果】この発明によれば、１フレーム内で一定
符号量化を図るシステムにおいて、１フレーム内で複数
のトラックにデータをシャフリングし、このトラック単
位にも符号量を一定化させるので、高能率符号化信号の
シャッフリング単位のデータを同じ符号量に分割でき、
映像の画質を劣化させることが無い高能率符号化を用い
た記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る高能率符号化を用いた記録再生
装置の一実施例のブロック図である。

【図２】この発明に係る高能率符号化を用いた記録再生
装置の他の実施例のブロック図である。

【図３】従来の高能率符号化を用いた記録再生装置のブ
ロック図である。

【図４】８ｍｍＶＴＲの音声信号が磁気テープ上に記録
される迄の動作概念のブロック図である。

【図５】ＤＡＴの２トラック完結型インターリーブを示
す図である。

【符号の説明】

１２…フレーム信号作成部、１３…シャッフリングアド
レスＲＯＭ、１４…ブロック切り出し／シャフリング制
御部、１５…離散的コサイン変換器、１６…量子化回
路、１７…アクティビティ計算部、１８…ビット配分回
路、２０…繰り越し回路、２１…可変長回路、１９…量
子化テーブル計算部、１８…ビット配分回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された映像信号をｎ₃ （ｎ₃ は２以
   上の整数）種の系統にｎ₁ 画素×ｎ₂ ラインのブロック
   でシャッフリングするシャッフリング手段と、 このシャッフリングされた映像信号を離散的コサイン変
   換する離散的コサイン変換手段と、 この離散的コサイン変換されたｎ₃ 種の系統毎に、映像
   信号の精細度から符号量を計算する符号量計算手段と、 前記符号量計算手段の出力を加算し、系統毎の符号量を
   制御する量子化テーブルを演算し出力する量子化テーブ
   ル手段と、 前記離散的コサイン変換手段の出力を前記量子化テーブ
   ルにより量子化し出力する量子化手段と、 前記ブロックの精細度（または符号量）と１フィールド
   または１フレームの精細度（または符号量）との比によ
   り前記ブロックのビット配分値を出力するビット配分手
   段と、 前記量子化手段の出力を前記ビット配分値の制限内で可
   変長符号化して出力する可変長手段と、 各系統を跨がってビット配分値の余りビットの繰り越し
   を止める信号発生手段とを備えたことを特徴とする高能
   率符号化を用いた記録再生装置。